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乳癌における癌細胞の幹細胞化阻害による実験的転移抑制治療

HER2過剰発現乳癌は乳癌の15%を占めるサブタイプで、HER2の種々のスプライスバリアントを発現する。delta-HER2はスプライスバリアントの一つでリンパ節転移や遠隔転移に相関しており、delta-HER2が癌細胞の幹細胞化や浸潤能を増強し、転移を促進している可能性がある。本研究では、HER2過剰発現乳癌におけるdelta-HER2を発現から転移へ至る分子病態を明らかにし、転移を抑制する実験的標的治療を行うことを目標としている。これまでの研究では、HER2を過剰発現する乳癌培養細胞株SkBR3におけるdelta-HER2 mRNAの発現を定量的PCR法で、また、蛋白発現を蛍光免疫染色で確認するとともに、ヒトHER2過剰発現乳癌組織において抗delta-HER2抗体を用いて免疫染色で、delta-HER2蛋白質が発現していることを明らかにした。delta-HER2を発現する細胞の特徴を明らかにするため、培養細胞であるSkBR3とヒト乳癌組織においてdelta-HER2と増殖能の指標となるKi-67の二重染色を行ったところ、delta-HER2を発現する乳癌細胞は増殖能の低いことが明らかにされた。HER2過剰発現乳癌細胞株であるSkBR3とHER2非発現乳癌細胞株であるT47Dにdelta-HER2とwt-HER2を発現させて細胞増殖について検討したところ、HER2過剰発現乳癌細胞株であるSkBR3では、wt-HER2の発現は増殖能に影響しないものの、delta-HER2の発現は細胞増殖を低下させた。一方、HER2の発現のないT47Dではwt-HER2とdelta-HER2の発現は増殖に影響しなかった。HER2の過剰発現がある癌細胞とない細胞において、delta-HER2の細胞増殖に対する影響に違いがあることが示唆された。これまでの研究では、1) HER2過剰発現ヒト乳癌組織におけるdelta-HER2発現と形質の解析、2)HER2過剰発現乳癌培養細胞株SkBR3における、delta-HER2発現癌細胞の形質の解析、そして3) HER2過剰発現乳癌培養細胞株にdelta-HER2を過剰発現させ、増殖能や浸潤能のメカニズムを詳細に検討することを目指している。ヒト乳癌組織とHER2過剰発現乳癌培養細胞株SkBR3におけるdelta-HER2の発現解析と、癌細胞の特徴の解析は比較的順調であった。しかしながら、delta-HER2と野生型wt-HER2を発現する細胞の樹立に時間がかかり、2018年度にはこれらの細胞の細胞増殖の検討のみを遂行できた。細胞株が樹立できたことから、予定していた、癌細胞の幹細胞化や浸潤能の解析を行うことが可能となった。現在、wt-HER2とdelta-HER2を発現するHER2過剰発現乳癌細胞株SkBR3、さらに対照となるwt-HER2とdelta-HER2を発現するHER2過剰発現のない乳癌細胞株T47Dが確立された。2019年度では、これらの細胞株を用いて、delta-HER2の発現の細胞生物学的な意義を検討可能となった。これらの細胞における幹細胞マーカーの発現とコロニー形成能や、浸潤や転移に関わる分子の発現について検討を進める。また、delta-HER2の発現は2量体を形成し、シグナル経路を活性化している可能性が考えられるが、細胞内のシグナル経路について解析を行う。HER2過剰発現乳癌は乳癌のサブタイプの一つである。delta-HER2は、HER2のスプライスバリアントで、HER2過剰発現乳癌における発現の増加は転移と相関している。このことから、delta-HER2の発現が癌細胞の幹細胞化や浸潤能を増強し、転移を促進している可能性がある。本年度の研究では、1) HER2過剰発現ヒト乳癌組織におけるdelta-HER2発現と形質の解析、2)HER2過剰発現乳癌培養細胞株SkBR3における、delta-HER2発現癌細胞の形質の解析を中心に行った。HER2過剰発現ヒト乳癌において、抗HER2抗体と抗delta-HER2抗体で免疫染色を行ったところ、腫瘍細胞の約2-3%ほどでdelta-HER2発現していることが明らかにされた。さらに、増殖期にある細胞に発現するKi-67と、delta-HER2の二重染色を行ったところ、delta-HER2を発現しない細胞は非常に高い増殖能を示すのに対し、delta-HER2を発現する細胞はKi-67が陰性で、増殖能の低い細胞であることが明らかにされた。また、HER2を過剰発現する乳癌培養細胞株SkBR3においても免疫染色による検討を行ったところ、SkBR3の約2-3%でdelta-HER2の発現が見られた。Ki-67とdelta-HER2の二重染色では、delta-HER2を発現しないSkBR3は増殖能が高いものの、delta-HER2を発現するSkBR3は増殖能が低いことが明らかにされた。HER2過剰発現のヒト乳癌の組織と培養細胞株において、delta-HER2を発現する乳癌細胞は、癌細胞の中で特異な形質を示す細胞であることが明らかにされた。HER2過剰発現ヒト

乳癌と、培養細胞株SkBR3を用いた免疫染色による検討では、腫瘍細胞における野生型HER2とdelta-HER2発現、そして、delta-HER2の発現とKi-67による増殖能との関連についての解析を行うことが出来た。幹細胞マーカーとしてaldehyde dehydrogenaseの発現の検討を、ヒトHER2過剰発現乳癌の組織で行うことができたが、SkBR3培養細胞株では行うことができなかった。また、他の幹細胞マーカーの発現についての検討をヒト乳癌組織でも培養細胞株においても行うことができなかった。一方、テトラサイクリン存在下でdelta-HER2を発現させる乳癌培養細胞株の樹立を目指しているが、delta-HER2を発現させるベクターの構築が遅れた。ベクターの構築を早めるため、恒温振盪機を導入し、delta-HER2発現ベクターの作製は終了した。現在、細胞株への導入とクローニングを行っている。早急にdelta-HER2発現細胞株の樹立を目指し、以後の計画に遅れをきたさないようにする。delta-HER2発現乳癌培養細胞株は平成29年度の比較的早期に樹立が可能と見込まれる。HER2過剰発現乳癌は乳癌の15%を占めるサブタイプの一つである。HER2過剰発現乳癌では、HER2の種々のスプライスバリアントの発現が見られる。スプライスバリアントのひとつであるdelta-HER2の発現はHER2過剰発現乳癌におけるリンパ節転移や遠隔転移に相関している。このことから、delta-HER2の発現が癌細胞の幹細胞化や浸潤能を増強し、転移を促進している可能性がある。本研究では、HER2過剰発現乳癌におけるdelta-HER2を発現から転移へ至る分子病態を明らかにし、転移を抑制する実験的標的治療を行うことを目標としている。平成29年度の研究では、HER2を過剰発現する乳癌培養細胞株SkBR3におけるdelta-HER2発現を蛍光免疫染色とWestern blot法で確認するとともに、delta-HER2を発現する細胞株の樹立、さらにHER2スプライスバリアントの発現による分子機構の解明を目指した。乳癌細胞株SkBR3で、抗HER2抗体と抗delta-HER2抗体で免疫染色を行った。腫瘍細胞はHER2を発現しており、約1%ほどの腫瘍細胞ではdelta-HER2の発現が確認され、細胞膜下とともに細胞質内の発現も見られた。HEK293細胞にdelta-HER2を過剰発現させ、蛋白発現をWestern blot法で解析した。還元条件下では、delta-HER2は野生型HER2よりわずかに分子量の小さな蛋白質として検出されたが、非還元条件下では分子量の大きな蛋白質として検出され、2量体を形成している可能性が考えられた。delta-HER2は腫瘍細胞における発現頻度は低いものの、発現した腫瘍細胞では化学的に2量体形成し、シグナル経路を活性化している可能性が示唆された。
金属錯体型塩基対の形成を構造基盤とするDNA複製反応の制御

DNAポリメラーゼを用いたプライマー伸長反応(PER)におけるT-Ag(I)-CやT-Hg(II)-T錯体型塩基対の形成反応の選択性について、チミン誘導体として5位修飾ウラシルを含む鋳型鎖を用いて検討を行った。その結果、チミン3位NHの酸性度が、PERにおけるT-Ag(I)-C錯体型塩基対の形成や安定性に重要であるが、T-Hg(II)-T錯体型塩基対の形成や安定性への影響は小さいことが明らかになった。このことから、チミン5位の修飾により3位NHの酸性度を変化させることで、T-Ag(I)-C塩基対の形成を選択的に制御できることが明らかになった。本研究の目的は、ウラシル塩基の5位修飾(チミン塩基の5位メチル基の他の置換基への変換)が、金属錯体型塩基対を含む二重鎖DNAの安定性及びDNAポリメラーゼによる金属錯体型塩基対形成反応に及ぼす影響を明らかにしようとするものであり、平成27年度はデオキシウリジンの5位修飾体の合成に取り組んだ。5位にethynyl, acetyl, caroxy, carbamoyl, aminoなどの置換基をもつデオキシウリジン誘導体の合成は、5ーハロゲノ(5-iodo or 5-bromo)デオキシウリジンを出発原料として達成されるため、まず、5ーハロゲノデオキシウリジンの合成に着手した。5ーヨードおよび5-ブロモデオキシウリジンは既知化合物であり文献記載例も多くそれらを参考に合成を試みたが、ハロゲン化の反応は進行するものの単離の段階で原料に戻り5ーハロゲノデオキシウリジンは得られなかった。文献に記載されていない後処理上のコツが必要と判断し、種々検討を行った結果、5ーヨードデオキシウリジンを好収率で得ることに成功した。今後、5ーヨードデオキシウリジンを用いて上記デオキシウリジン誘導体の合成を早期に達成したい。また、5ーハロゲノデオキシウリジンを合成中間体としない誘導体のうち5ートリフルオロメチルデオキシウリジンの合成も低収率ながら達成できており、これは5ーシアノデオキシウリジンへの変換も可能な化合物である。以上と並行して銅イオン存在下でのDNAポリメラーゼを用いたプライマー伸長反応を検討し、Cu(II)イオン存在下で進行しないC-Cu(II)-T塩基対形成反応が、還元剤であるアスコルビン酸存在下ではC-Cu(I)-Tの形成を示唆する結果が得られ、金属錯体型塩基対のnet chargeがプライマー伸長反応の進行に重要な意味合いを持つことを示唆する成果を得た。5位修飾デオキシウリジンおよびデオキシシチジンの合成は、平成27年度から28年度にかけて実施する研究計画であるが、「研究実績の概要」で述べたように、5-ハロゲノデオキシウリジンの合成に長期間の検討を要したため、5位修飾デオキシシチジンの合成については未だ着手できていないのが現状であるが、5-ヨードデオキシウリジンの合成に成功し、幾つかの5位修飾デオキシウリジン誘導体の合成の目処が立ったことから28年度は種々の5位置換デオキシウリジンおよびデオキシシチジンの合成が達成できるものと考えている。また、銅イオン存在下でのDNAポリメラーゼを用いたプライマー伸長反応を検討し、一価の銅イオンのみがC-Cu-T塩基対形成を介する伸長反応を促進することを示唆する結果が得られ、金属錯体型塩基対のnet chargeがプライマー伸長反応の進行に重要で、ピリミジン塩基を修飾することで金属錯体型塩基対を形成した際のnet chargeに影響を与え、プライマー伸長反応を制御しようという本研究の目的を金属イオンの側からのアプローチで達成したものと言える。本研究の目的は、ウラシル塩基の5位修飾(チミン塩基の5位メチル基の他の置換基への変換)が、金属錯体型塩基対を含む二重鎖DNAの安定性及びDNAポリメラーゼによる金属錯体型塩基対形成反応に及ぼす影響を明らかにしようとするものであり、平成28年度は引き続きデオキシウリジンの5位修飾体の合成と、新たにデオキシシチジンの5位修飾体の合成を行った。その結果、デオキシウリジンの誘導体として5-ヨード体、5-ヒドロキシ体、5-トリフルオロメチル体、5-エトキシ体、デオキシシチジンの誘導体として、5-ヨード体、5-ヒドロキシ体、5-トリフルオロメチル体の合成に成功し、今後、オリゴヌクレオチドに組み込み、金属イオン存在下でのプライマー伸長反応を行う最終年度に向けての準備が整いつつある。以上と並行して、5-フルオロデオキシウリジン(5-FdU)または5-ヒドロキシデオキシシチジン(5-OHdC)を含む鋳型DNAをカスタム合成により入手し、DNAポリメラーゼによるプライマー伸長反応を行ったところ、T-Ag(I)-C塩基対より5FU-Ag(I)-C塩基対の方が形成されやすくなることが判明した。これは、フッ素の電子求引性により3位NHの酸性度が上昇することから、3位NHの脱プロトン化が必要なAg(I)錯体型塩基対の形成に有利になったこと、また生成したAg(I)錯体型塩基対に存在する+1の陽電荷がフッ素の電子求引性により安定化する効果があると考えられる。

以上の結果から、5FU-Hg(II)-T塩基対の形成されやすさはT-Hg(II)-T塩基対の形成と有意な差はないことから、Tの代わりに5FUを用いることで、Ag(I)イオンとHg(II)イオンによる5FU-Ag(I)-C塩基対と5FU-Hg(II)-T塩基対形成の選択性の向上と、5位置換基によるプライマー伸長反応の選択性を向上させた最初の例となった。5位修飾デオキシウリジンおよびデオキシシチジン誘導体の合成は、27年度は予想外に手間取ったが28年度は順調に進展し、幾つかの5位修飾デオキシウリジンおよびデオキシシチジン誘導体の合成が達成されたことから、29年度はこれらの5'-三リン酸体への変換やオリゴヌクレオチドへの組み込みができ、DNAポリメラーゼを用いたプライマー伸長反応に供することが可能になるものと考えている。また、5位修飾ヌクレオシドの合成が27年度は手間取ったことから、カスタム合成による5-フルオロデオキシウリジン(5-FdU)または5-ヒドロキシデオキシシチジン(5-OHdC)を含む鋳型DNAを購入し、DNAポリメラーゼを用いたプライマー伸長反応を行い、特にウラシル環に対するフッ素の電子求引性効果が金属錯体型塩基対形成を経るプライマー伸長反応に及ぼす影響を示すことができた。さらに、5-FdUまたは5-OHdCを含む15merオリゴヌクレオチドもカスタム合成により購入し、T-Hg(II)-T及びT-Ag(I)-C塩基対を含む二重鎖の熱安定性がチミンを5-FdU、シトシンを5-OHdCに置き換え、つまりウラシルに電子求引性基を、シトシンに電子供与性基を導入することによる影響も評価しており、ほぼ当初の予定通り進捗している。本研究の目的は、チミンの5位メチル基の他の置換基への置換が、DNAポリメラーゼによるプライマー伸長反応(PER)での金属錯体型塩基対の形成に及ぼす影響を明らかにすることにある。平成29年度はPERのpH依存性について検討し、T-Ag(I)-C塩基対の形成反応はpHの上昇(pH 7.1→7.9)により促進されることを見出した。これは、チミンと比較し3位NHの酸性度が高い5-フルオロウラシル(5FU)を用いた場合に5FU-Ag(I)-C塩基対の形成効率が上がるという前年度の結果と一致した。逆に、5位を水酸基で置換したウラシル(HOU)を用いた場合、T-Ag(I)-Cと比較してHOU-Ag(I)-Cの形成効率が下がることから、チミン3位NHの酸性度がAg(I)錯体型塩基対の形成に重要であることが明らかになった。一方、Hg(II)存在下のPERによるT-Hg(II)-Tの形成反応のpHおよびチミンの5FUへの置換の影響について調べたところ、これらによる影響はほとんどなく、Ag(I)の錯体形成を介するPERとは対照的であった。また、中央部にT, C, FUを含む15merオリゴヌクレオチド(ODN)を合成し、ミスマッチ塩基対を含む二重鎖の融解温度の測定を行った。1当量のAg(I)の添加によって、T-Cミスマッチ塩基対は約6 °C融解温度が上昇するが、5FU-Cは約12 °Cの上昇が認められ、Tの5FUへの置換によりAg(I)による二重鎖安定化が大きく向上した。一方、T-Tミスマッチ塩基対に1当量のHg(II)ンを添加すると約9 °C、5FU-Tでは約8.5 °Cの上昇しか認められず、Tの5FUへの置換による安定化は認められなかった。以上より、T-Ag(I)-CとT-Hg(II)-Tで、錯体形成反応の速度論的、熱力学的特性はまったく異なっていることが判明した。DNAポリメラーゼを用いたプライマー伸長反応(PER)におけるT-Ag(I)-CやT-Hg(II)-T錯体型塩基対の形成反応の選択性について、チミン誘導体として5位修飾ウラシルを含む鋳型鎖を用いて検討を行った。
中国貴州省のミャオ族社会における「伝統的」衣装製作の再考

中国西南部の貴州省に暮らすミャオ族女性の民族衣装には刺繍がほどこされており、それらは現在も手作りされている。本研究においては、これまでの調査・研究で明らかにした衣装製作の工程やその技法を踏まえて、ミャオ族女性にとって「衣装を製作すること」や「刺繍技法を習得していること」が、どのような意味合いを有するのかを明らかにする。特に1970年代以降、盛装にほどこされる刺繍の技法がミャオ族女性に普及するなかで、これらの意味合いがどのように変化したのかを考察する。
神経生理学的手法と神経解剖学的手法を用いた認知と運動の統合過程の解析

認知と運動を統合する神経基盤を調べるために、視覚認知の中心である下側頭皮質がどういった経路で前頭葉にある運動前野、一次運動野に投射するのかを狂犬病ウイルスや蛍光色素等を用いた解析した。まず、運動前野に直接投射する領域を調べるために、ここに逆行性のトレーサーである蛍光色素を注入した。その結果、前頭葉皮質の内側面と前頭前野背外側部が運動前野に直接投射することが明らかりなった。しかし、下側頭皮質には標識された細胞は見出されず、この領域は運動前野には直接投射しないことが確認された。そこで、逆行性の経シナプス性のトレーサーである狂犬病ウイルスを運動前野に注入し、間接的に、ここへ投射する領域を同定することを試みた。まず、一段階の経シナプス投射を送る領域を調べた。その結果、直接投射を送る領域に加えて、前頭前野の腹側部に標識された細胞が現けることが明らかとなった。しかし、この段階でも依然として、下側頭皮質には標識された細胞は殆ど見出されなかった。そこで、二段階の経シナプス性の投射を許したところ、新たに下側頭皮質に標識された細胞が現れることが明らかとなった。また、この領域は前頭前野の腹側部に投射する部位に相当していた。以上の結果を総合すると、下側頭皮質は二段階のシナプスを経て運動前野に投射していることが示唆された。この結果を踏まえて、認知情報に基づいて運動情報を生成する必要がある課題を遂行している被験体の前頭葉の複数の領野より細胞活動の記録を行たった。下側頭皮質から運動前野、一次運動野に到る経路上の前頭葉領域の特性を比較しところ、一次運動のに近づくほど運動の表現が強いのに対して、下側頭皮質に近づくほど認知情報の表現が強いことが明らかとなった。コンピューターシステムを構築して、被験体に行動課題を学習させた。この行動課題では、提示された視覚情報に基づいて、標的の情報を選択し、到達運動を実行することが要求された。従って、視覚情報の認知、それに基づく動作内容の選択、これらの過程に続く運動の準備ならびに実行の過程を詳細に検討することが可能となった。行動課題を習得後、課題遂行中に運動前野と一次運動野より細胞活動の記録を行った。その結果、運動前野に大変興味深い細胞活動が見出された。視覚情報の提示に対して数100msという短潜時で応答したが、視覚内容ではなく、指示された動作内容を表現していた。このほかに、運動決定直後から実際の運動を遂行するまでの持続性の活動も見出され、この活動は動作の指示内容から実際の動作への変換過程を反映していた。一次運動野にはこういった活動は極めて少なく、動作遂行時に実際の動作を反映するものが大多数を占めていた。これらの結果は、前頭葉内の階層構造という観点からみて重要な示唆を与える。まず、運動前野に視覚情報自体を反映するものが殆どなかったという結果は、運動前野は選択された動作内容の情報を受け取るが、動作内容の選択過程には関与していないことを示唆している。動作内容が実際の運動に変換される過程が反映されていたという結果と併せて考えると、運動前野は選択された動作内容を受け取り、これを実際の運動に変換する過程に関与しているとみなされる。これは、運動前野が認知と運動のインターフェースとして機能している可能性を示唆している。一方で、一次運動野はこの過程への関与は殆どなく、特定された運動を遂行する際に主要な役割を果たしているとみなされる。以上の結果は、運動前野と一次運動野間には大きな機能的差異があり、運動前野から一次運動野へ運動情報の流れがあること、即ち階層構造があることを示唆する。

下側頭皮質から運動前野、一次運動野に到る経路上の前頭葉領域の特性を比較しところ、一次運動のに近づくほど運動の表現が強いのに対して、下側頭皮質に近づくほど認知情報の表現が強いことが明らかとなった。
3Dプリンター技術を用いたオーダーメイド医薬品の製造に関する基盤研究

本研究は、従来の製造法ではできない(もしくは製造困難な)オーダーメイド医薬品のモデルを3Dプリンターで製造し、複数の具体例を通して3Dプリンターで作製した製剤の特性に関する情報を明らかにしながら、3Dプリンター技術の有用性や応用性を数多く発信することを目的とする。本研究は、産業分野(主に工学)で先行して発展してきた3Dプリンター技術および方法論を積極的に取りいれて医学薬学分野に適用していく、分野横断型の研究として位置づけられる。
契約における給付不均衡の解消に関する研究

(1)給付不均衡は解消しなければならないというテーゼは、現在の見解によれば有力であるが、これは常には成り立ち得ない。一例としてあげると、契約締結過程において契約当事者双方の合意があれば、給付の不均衡はゆるされる。しかしながら、当事者の合意があったという認定作業が、契約締結過程の段階および契約締結後の双方にまたがるため、慎重に行わなければならず、「契約不均衡」自体の定義も困難である。(2)また、当事者の合意がない場合であっても、給付の不均衡の存在を認めてもよい場合がある。本年度は、研究開始初年度ということから、次の2つの研究会において、本研究の問題の所在を報告した。報告テーマは「給付不均衡の解消をめぐる問題の序章的検討-フランス法を手がかりとして-」とし、一つは平成20年5月24日に明治大学で開催された民法判例研究会(平井一雄教授(中京大学)および橋本恭宏教授(中京大学)主宰)において、もう一つは、同年6月20日開催の神戸大学民法判例研究会において、報告を行った。その報告で、研究会の構成メンバーである先生方から多数ご意見を頂戴することができ、検討すべき具体的な問題点など手がかりを得ることができた。特に、本研究の前提となる「契約正義」という思想をもう少し掘り下げて、日本で紹介する必要性があることが分かった。また、研究成果として、同年6月に、大学紀要である帝塚山法学16号において「フランス債権法改正準備草案における強迫に関する一考察(一)」を公表した。これは、「給付不均衡の解消方法」の手段の一つとして、「強迫」を検討したものである。その素材として、「フランス債権法改正準備草案」を用いた。この草案の強迫規定を紹介したものは、本論文が日本において初めてのものとなる。これは未完であるが、フランス法の最先端の議論を提示したことで、現在日本で議論がなされている「債権法改正」作業において、少なくとも比較法の資料として重要な意義を有するといえる。同年9月1日から、フランスのナント大学にて、客員研究員として、在外研究を開始した。ここでは、「契約における連帯主義」という点を中心に調べた。この成果の一部をまとめ、大学紀要で公表するための作業を行った。平成21年度は、昨年度から継続し、8月31日まで、フランスで在外研究を行っていた。フランス滞在の間、給付不均衡の問題を扱ったフランスの博士論文(いわゆるテーズ)など、日本では入手困難な資料を閲覧・複写することが出来た。また、フランスで生活を行ったことで、社会の中の法律上の問題が、日本とはことなる文脈で生じていることが分かり、大変勉強となった。この点については、「フランス・ナントで考える民法の行方など」(帝塚山法学18号、2009年)で、フランスの契約法改正の動向を紹介すると同時に、紙幅の制限からごく一部となったが公表した。法律用語が同じであっても、比較法による研究アプローチからは、その背景にある社会の違い(問題の顕在化の違い)を常に意識しておく必要があるという、ごく基本的であるが、忘れられやすい点を指摘したことに意義があるといえる。本年度の当初の予定では、コーズ概念の分析がその中心のひとつとなると考えていたが、留学中に、フランスの博士論文の最近のテーマから、契約法においての「公平性」や、契約と「道徳」との関係などが注目されていることが分かった。フランスにおける「公平感」や「道徳観」は、「給付の不均衡(アンバランス)が生じている」と判断する際の思想的な土台となるものである。この公平性、道徳ないし正義は、20世紀前半に活躍した、ドゥモーグやりペールの見解に依拠しているものが多いことも研究から明らかになった。この点の成果については、未だ公表をなしえていない。給付不均衡の解消方法の有益なツールとして、フランズ民法固有の概念コース(cause)を中心として研究をおこなった。しかしながら、コーズ概念の有用性が、フランスでも疑問視する声が強く、また、ヨーロッパ統一契約法成立への動きで、このコーズ概念がむしろ足かせとなっていることが判明した。コーズ概念の検討の意義は乏しいと結論づけるのは拙速であるのはもちろんであるが、給付不均衡を解消する概念として、日本の民法にないコーズ概念に固執するのは、効果的な成果はでてこないという結論にいたった。他方、給付不均衡が生じるのは、契約締結過程だけでなく、契約が成立した後も問題となり得るという結論に達した。具体的には、契約の不当条項が、大きく関連する。研究当初は、契約締結過程におげるルールのみを念頭においていたが、契約内容規制のルールの検討を併せて行う必要があることがわかった。これまでの我が国の議論では、契約締結過程と契約内容、両者は、別の問題であるという認識があるように思うが、両者にまたがるようなルール形成が必要であると、給付不均衡の解消のテーマに取り組む過程において、気づいた点である。

また、解消方法として、日本法でいうところの「不当利得」を中心にして、フランス法の状況をしらべてきたが、不法行為法での問題解消また、物権法で問題解消というように、解消方法が多岐にわたることが判明した。今後の研究の課題として、現在フランスでは、私的な研究会ではあるが、フランスで、「不法行為改正案」および「物権法改正草案」が出されているので、それらを手がかりとして、フランス不法行為法およびフランス物権法の研究を行い、給付不均衡解消の問題を、多面的角度から継続していく。
膜内骨化及び軟骨内骨化に伴う血管新生過程に関する研究

目的:軟膜内骨化の過程において、血管の侵入あるいは新生が骨形成にどのように関与するのかについて検討することを目的とした。この際ラット下顎骨の膜内骨化を観察の対象とし、脛骨における軟骨内骨化の過程と比較検討した。方法:胎生14、15、16、17、18、19、及び20日齢のWistar系ラットを用いた。妊娠ラットから子宮を摘出後、胎児の頭部及び下肢を切断して4%パラホルムアルデヒドにて固定しパラフィン包埋試料または凍結試料を作製した。連続切片をつくり、隣接の切片を以下の方法で検討した。(1)血管基底膜の標識:ラミニン及びIV型コラーゲンに対する免疫組織学。(2)間葉細胞の集合に関連する細胞外基質の標識:フィブロネクチンに対する免疫組織学。(3)骨基質タンパクの標識:I型コラーゲン及びオステオカルシンに対する免疫組織学。(4)骨基質プロテオグリカンの標識:アルシアンブルー染色。(5)石灰化の検索:von Kossa染色。結果:下顎では胎生15日に骨形成部位に対応して間葉細胞の集合が見られ、フィブロネクチンに対する免疫反応が認められた。またI型コラーゲンとプロテオグリカンを含う未熟な骨基質が形成されていたが、この基質内には血管は観察されなかった。胎生16日では骨基質にオステオカルシンに対する免疫反応と石灰化が見られ、また基質内へは血管に侵入していた。胎生17日以降ではオステルカルシンの免疫反応性と石灰化がさらに増し、骨基質内には多くの血管を認めた。一方、脛骨における骨基質の形成は胎生17日に始まり、胎生18日以降では下顎骨と同様に骨基質の成熟と石灰化の進行に伴い基質内への血管の侵入が見られた。考察:膜内骨化と軟骨内骨化の両方の骨形成過程において、血管は初期の未熟な骨基質の形成には直接は関与せず、その後の骨基質の成熟と石灰化の進行に重要な役割を演じると考えられる。
維管束形成におけるRab GTPaseの役割とその動態制御機構の解明

維管束形成におけるオルガネラの動態変化を詳細に解析するため,オルガネラマーカーを導入した培養細胞で分化を誘導し,観察を行ったところ,道管形成の最終ステージで,液胞の動きが一旦停止し,液胞膜の透過性が消失,その後収縮しながら液胞が崩壊する過程を捉えることに成功した.また,液胞の動きが停止すると同時にゴルジ体の動きも停止することも明らかにした.次に,このようなオルガネラ,とくに液胞の動態変化の制御機構の解明に向けて,液胞膜の動態制御に係わる小胞輸送制御因子であるRab7GTPaseのノックアウト変異体の解析を行った.これまでにシロイヌナズナAtRab7グループはグループ間の機能の重複から単独では表現型を示さないことを明らかにしている.そこで,本年度は引き続きrab7多重変異体の作製・解析を進めると同時に,Rab7のGDP/GTP交換因子(GEF)として知られるVAM6/VPS39のシロイヌナズナホモログ(AtVAM6)について解析を行った.rab7多重変異体のうち,rab71/72/73/74/75五重変異体では野生型と比べて,発芽後の生育が悪く,葉の形態にも異常が見られた.とくに葉の形態に異常を示すラインでは,それに伴い葉脈パターンの異常が観察された.また,この五重変異体においては,種子の貯蔵型液胞が激しく断片化していることもわかった.これらの結果は,AtRab7175が協調して,液胞の融合だけでなく,植物の形態形成においても機能していることを示唆している.Rab7のGEFであるVAM6のホモログがシロイヌナズナゲノム中にも1コピー存在する.そこで,AtVAM6のノックアウト変異体を確立し,その表現型の解析を行ったところ,atvam6の変異をホモに持つ個体は胚致死を示すことがわかった.さらに詳細に胚発生過程を観察した結果,atvam6変異体では胚発生の進行が遅延し,魚雷型胚でほぼ完全に停止してしまうことが明らかとなった.以上の結果から,液胞膜の動態制御因子が植物の形態形成の様々な局面で重要な役割を担っていることが示唆された.維管束形成におけるオルガネラの動態変化を詳細に解析するため,オルガネラマーカーを導入した培養細胞で分化を誘導し,観察を行ったところ,道管形成の最終ステージで,液胞の動きが一旦停止し,液胞膜の透過性が消失,その後収縮しながら液胞が崩壊する過程を捉えることに成功した.また,液胞の動きが停止すると同時にゴルジ体の動きも停止することも明らかにした.次に,このようなオルガネラ,とくに液胞の動態変化の制御機構の解明に向けて,液胞膜の動態制御に係わる小胞輸送制御因子であるRab7GTPaseのノックアウト変異体の解析を行った.これまでにシロイヌナズナAtRab7グループはグループ間の機能の重複から単独では表現型を示さないことを明らかにしている.そこで,本年度は引き続きrab7多重変異体の作製・解析を進めると同時に,Rab7のGDP/GTP交換因子(GEF)として知られるVAM6/VPS39のシロイヌナズナホモログ(AtVAM6)について解析を行った.rab7多重変異体のうち,rab71/72/73/74/75五重変異体では野生型と比べて,発芽後の生育が悪く,葉の形態にも異常が見られた.とくに葉の形態に異常を示すラインでは,それに伴い葉脈パターンの異常が観察された.また,この五重変異体においては,種子の貯蔵型液胞が激しく断片化していることもわかった.これらの結果は,AtRab7175が協調して,液胞の融合だけでなく,植物の形態形成においても機能していることを示唆している.Rab7のGEFであるVAM6のホモログがシロイヌナズナゲノム中にも1コピー存在する.そこで,AtVAM6のノックアウト変異体を確立し,その表現型の解析を行ったところ,atvam6の変異をホモに持つ個体は胚致死を示すことがわかった.さらに詳細に胚発生過程を観察した結果,atvam6変異体では胚発生の進行が遅延し,魚雷型胚でほぼ完全に停止してしまうことが明らかとなった.以上の結果から,液胞膜の動態制御因子が植物の形態形成の様々な局面で重要な役割を担っていることが示唆された.
イリノイ州とシカゴ市におけるマイノリティ児童のリテラシー教育に関する教授学的研究

本研究は、障害、貧困児童等を含むマイノリティ児童のリテラシー(広義の読み書き)能力の育成のために、米国イリノイ州とシカゴ市がどのような取り組みを進めているか、カリキュラム、教育内容の開発をどのように進めているかを検討したものである。知的障害や学習障害等を持つ子どもや、貧困等により家庭の養育機能が十分とはいえない子ども、親の母語が英語(米語)以外の子どもなどにも、コミュニティでの社会生活を送ることが出来るような水準として、概ね初等教育を5年間受けた程度のリテラシー能力の育成を目指していることが明らかとなった。高等教育機関やNPOとも連携しながら、学校教育のプログラムを形成していることも確認した。本研究では、イリノイ州およびシカゴ市でのカリキュラム開発の事例研究を行うため、現地での資料調査および実地調査とその分析を行う目的で計画されている。第一年度は、イリノイ州およびシカゴ市でのカリキュラム事例の検討を行うため、現地での資料調査を行った。調査機関としては、シカゴ大学内の各図書館(総合、社会科学図書館)および、イリノイ大学シカゴ校図書館、イリノイ大学図書館(アーバン・シャンペーン)、ノースウェスタン大学図書館である。イリノイ州とシカゴ市のカリキュラム・ガイドの言語領域や言語、読みのカリキュラムにおける学習単元、教材の配列、内容構成を確認し、それぞれについて、どのような指導法が推奨されているのか、学習課題の難易度や、学習者の課題はどのような水準に設定されているのか、教師の活動として、どのような教授行為が示されているのかを調べ、授業実践で求められる教授-学習活動の内容を明らかにすべく、資料の収集及び分析を行っている。勤務校の校務のスケジュールを鑑み、調査時期を若干早めたこともあって、第一年度に予定しなかった、一部研究成果の論文化を行うことができた(国内査読誌1件、国際査読誌1件)。具体的には、イリノイ・プランおよびシカゴ・ガイドと、関連する特殊教育、特別支援教育関連の資料、記事や両カリキュラム・ガイドの制定にかかわる二次資料、論稿等を収集し、言説分析や社会的リテラシー概念を援用しながら、分析を進めている。現時点では、シカゴ大学とシカゴ公立学校区を中心とした、知的障害、学習遅滞児に対する言語(特に「読み」)の指導に注目し、選択された教材の特徴、内容構成を確認した。また教材に対する英国からの批判の言説にも注目し、英国から米国に導入された初期アルファベットによる指導の、米国内での展開とあわせて検討した。また、言語指導に支援を必要とする子どもへの初期アルファベットの指導について、教師に対してどのような指導法が推奨されているのか、学習課題の難易度や、学習者の課題はどのような水準に設定されているのか、教師の活動としてどのような教授行為が示されているのかを調べ、授業実践で求められる教授-学習活動の内容を明らかにすべく、資料の収集及び分析を行っている。また、特別な読みの指導を行う学習形態(小集団、特別クラスなど)についても検討を進めている。当初の計画と異なる点としては、調査時期の変更(2016年3月予定から2015年10月実施へ)、円高により渡航、滞在費用が当初より多くかかったため、文献の購入を控えた点などが挙げられる。研究成果の点では、第二年度以降に予定していた国際査読誌への投稿、掲載も含めておおむね順調に進んでいると考えられる。本研究は、イリノイ州およびシカゴ市でのカリキュラム開発の理論研究、事例研究を行うため、現地での資料調査および実地調査とその分析を行う目的で計画されている。第二年度は、マイノリティ児童に対するリテラシー教育に関するカリキュラムのガイド等の資料収集および調査を行った。イリノイ州とシカゴ市のカリキュラム・ガイドの言語領域や言語、読みのカリキュラムにおける学習単元、教材の配列、内容構成を確認し、それぞれについて、どのような指導法が推奨されているのか、学習課題の難易度や、学習者の課題はどのような水準に設定されているのか、教師の活動として、どのような教授行為が示されているのかを調べ、授業実践で求められる教授-学習活動の内容を明らかにすべく、資料の収集及び分析を行った。また、あわせて健康管理等に関するリテラシー(ヘルス・リテラシー)教育の動向に注目し、学校教育においてメンタルヘルスを含むヘルス・リテラシー教育についての議論の展開や動向の検討を行った。分析成果の公表を含め、概ね順調に進んでいると考えられる。具体的には、イリノイ・プランおよびシカゴ・ガイドと、関連する特殊教育、特別支援教育関連の資料、記事や両カリキュラム・ガイドの制定にかかわる二次資料、論稿等を収集し、言説分析や社会的リテラシー概念を援用しながら、分析を進めることができている。現時点では、シカゴ公立学校区を中心として、知的障害、学習遅滞児に対する言語(特に「読み」)の指導に注目し、選択された教材の特徴、内容構成、指導する教師の専門性に関する議論を検討し、一部を論文化した。また、ヘルス・リテラシーの教育の動向を調べることにより、単なる読み書きのレベルでのリテラシーではなく、社会生活を行ううえで重要とされるリテラシーの教育や内容の整理が行われていることを確認することが出来ており、引き続きの検討課題である。

当初の計画と異なる点としては、調査時期の変更が必要になったこと、調査機関として障害児協議会(Council for Exceptional Children)等への変更が挙げられるが、研究成果の点では、第二年度に予定していた国際査読誌への投稿、掲載も含めておおむね順調に進んでいると考えられる。本研究は、イリノイ州およびシカゴ市での学校教育のカリキュラム開発について、とりわけマイノリティ児童のリテラシー教育に関する理論研究、事例研究を行う目的で計画されている。第三年度は、マイノリティ児童に対するリテラシー教育に関するカリキュラムのガイドや教師の指導ガイド等について、イリノイ州教育局、シカゴ市公立学校教育局によって公刊された資料に即して検討を行った。とりわけ、読み書きのような基礎的なリテラシーから、機能的リテラシーと呼ばれる、日常生活や社会生活で実際に活用され得るリテラシー、さらに子どもが自身の健康や安全を守るためのリテラシー等について、その内容の選定、学習課題の配列、教師に推奨される教授活動、教材等に注目して、どのような教授行為が示されているのかを検討した。本研究は、障害、貧困児童等を含むマイノリティ児童のリテラシー(広義の読み書き)能力の育成のために、米国イリノイ州とシカゴ市がどのような取り組みを進めているか、カリキュラム、教育内容の開発をどのように進めているかを検討したものである。知的障害や学習障害等を持つ子どもや、貧困等により家庭の養育機能が十分とはいえない子ども、親の母語が英語(米語)以外の子どもなどにも、コミュニティでの社会生活を送ることが出来るような水準として、概ね初等教育を5年間受けた程度のリテラシー能力の育成を目指していることが明らかとなった。高等教育機関やNPOとも連携しながら、学校教育のプログラムを形成していることも確認した。大きく次の二点に基づいて研究を進めたいと考えている。第一に、イリノイ州での関係機関における第二次資料調査および実地調査である。イリノイ州シカゴ市および、州都スプリングフィールド市での資料調査を行う(二週間程度)。シカゴ市では関連資料の調査と同時に、Graham Training Center, Rudlph School, Northside Learning Centerの各校への訪問調査を予定している。スプリングフィールド市での特殊教育、特別支援教育関連のカリキュラムの事例を収集し、その内容や題材、単元構成の分析を行う。第二に、国際学会を含めた関連学会での報告である。本研究課題に深く関連する研究組織である関連学会のいずれかに参加し(日程が確定し次第、勤務先の校務日程と調整の上、参加学会を決定)、分析の経過の中間報告を行う。また、その機会を利用して、研究課題に関連する専門家との面会の機会を作り、研究課題遂行のためのより効果的なアプローチやリソースについての助言を得たいと考えている。また、当初計画には明示していないが、第一年度の調査・研究を通して、新聞記事、雑誌等(教師向け、それ以外含めて)の学術雑誌や公文書以外のメディアによる情報収集、資料収集の必要性を感じている。
先進諸国に於ける軍事技術研究開発多国籍化の安全保障に対する影響分析

平成7年度(単年度)研究計画の進行経過(期間:平成7年4月1日-10月6日迄)本欄では、当該プロジェクトの研究代表者池上雅子が、国際科学振興財団へ異動の為に四国学院を退職した平成7年10月6日迄の当該研究の進行状況を報告する。本計画は、この異動に伴って四国学院で一旦廃止手続きを経た上で研究補助金残額を移動し、平成7年度末に国際科学振興財団から池上が研究成果の最終的な報告を行う予定である。本計画は、今日の先進諸国で一般化している軍事技術研究開発の多国籍化を体系的に把握・理解し、それが安全保障や軍縮・軍備管理に如何なる影響をもたらすかを解明しようとするものである。本計画の完了には2-3年間を要するが、今回は研究補助金の助成を受けた平成7年度(単年度)に進行した研究経過を報告する。本年10月6日迄の期間は専ら研究用資料・情報の収集を行った。新聞雑誌記事の検索は、個人のパソコン通信を利用する範囲では限界があった為、専門研究機関での検索サ-ヴィス(有料)を多々活用して多くの資料を得た。その他関連分野の雑誌書籍を多く購入し参考文献として活用した。7月末の1週間、広島で開催されたパグウォッシュ会議に参加し、「通常兵器の生産・移転の監視・管理・削減」のセッションで本研究計画の成果の一部を発表し、幸い好評を博した。この分野の世界的専門家も多く含む同セッションッで数日間にわたり討議を行う中で、情報・意見交換のみならず非常に有益な研究上のアドヴァイスを受け、何人かの専門家とは現在も電子メールを使って交流を続け、将来の研究協力の可能性も協議している。9月末には日本の防衛産業関係者(元防衛庁-自衛隊幹部・技術研究開発本部長-で現在防衛関連企業のアドヴァイザー)・経団連防衛生産委員会・著名な軍事問題評論家・通産省外郭団体関係者などにインタヴューを行った。上記関係者とのインタヴューは、当該問題の日本での関心が低く、また防衛庁など関連省庁が関連資料・情報を殆ど公開していないだけに、関係者の生の声を聞くことができ、非常に有益であった。上記の資料収集・インタヴュー等の調査結果のまとめ・分析及び研究発表論文は平成7年度末に池上が現在所属する国際科学振興財団より改めて報告する予定である。本欄では当該研究代表者池上雅子が四国学院を退職して国際科学振興財団へ異動した平成7年10月7日以降年度末までの研究実績を報告する。本件は、この異動に伴って四国学院で一旦廃止手続きを経た上で国際科学振興財団にて研究補助金残額の再交付を受けたものである。本計画は、今日の先進諸国で一般化している軍事技術研究開発の多国籍化を体系的に把握・理解し、それが安全保障や軍縮・軍備管理に如何なる影響をもたらすかを解明しようとするものであり、研究完了には2-3年間を要するが、今回は研究補助金の助成を受けた平成7年度(単年度)に得られた研究成果を報告する。本計画の主要な資料収集・インタヴューは四国学院在籍中の平成7年10月迄にほぼ完了し、以後年度末までの期間は専ら収集した情報資料の分析とそれに基づく研究成果の取りまとめ(論文執筆、学会報告)を行った。これ迄に明らかになったのは、軍事技術研究開発の多国籍化の進行が予想以上に進んでおり、またこの傾向は今後一層強まりこそすれ弱まることはないことである。日米間では近年のFS-X共同開発が政治的紛糾を伴った為今後の共同研究開発へのマイナス効果が予想されたが、実際には要素技術の基礎的な研究開発レベルでの多国間協力のニーズが、防衛産業界でも一層高まっている。その要因としては、高度技術の開発コストの暴騰、冷戦後の防衛支出の圧縮傾向、防衛産業の合理化・リストラ、更に安全保障協力体制の強化といった諸要因が考えられる。但し戦闘機のような大型装備の共同開発に関しては、他国への技術流出を警戒する米国が消極的になる可能性が高い。従って現在日米間で協議が進んでいるミサイル防衛システム(TMD)の場合、仮に日本側が導入・開発参加を決定しても実質が日本側から幾つかの要素技術を米国に提供し高価なシステムを米国から購入する可能性もある。欧州に於いても各国は冷戦後の防衛体制のリストラに並行して軍事研究開発の多国籍化を進める傾向が顕著である。しかしこの傾向には質的な軍備増強競争という側面もあり、今後の地域安全保障にマイナスの影響を与える可能性もある。現に中国ではTMD開発計画への警戒を強め自国の核軍事力の増強を一層推進している。本年度の研究では軍事研究開発多国籍化の実態がかなり詳細に判明したが、こうした傾向が地域的国際的安全保障の動向にいかなる影響を及ぼすかの究明は今後に残された課題である。本研究の成果は、平成7年7月広島開催のパグウォッシュ会議、12月ストックホルムで開催されたワークショップで発表した他、東京大学社会学博士論文(本年3月学位取得)、SIPRIから1996年中に出版予定の『防衛装備調達決定過程の比較研究』所収の論文などの中で極めて有用に生かすことができた。

本計画は、この異動に伴って四国学院で一旦廃止手続きを経た上で研究補助金残額を移動し、平成7年度末に国際科学振興財団から池上が研究成果の最終的な報告を行う予定である。本計画は、今日の先進諸国で一般化している軍事技術研究開発の多国籍化を体系的に把握・理解し、それが安全保障や軍縮・軍備管理に如何なる影響をもたらすかを解明しようとするものである。本計画の完了には2-3年間を要するが、今回は研究補助金の助成を受けた平成7年度(単年度)に進行した研究経過を報告する。本年10月6日迄の期間は専ら研究用資料・情報の収集を行った。新聞雑誌記事の検索は、個人のパソコン通信を利用する範囲では限界があった為、専門研究機関での検索サ-ヴィス(有料)を多々活用して多くの資料を得た。その他関連分野の雑誌書籍を多く購入し参考文献として活用した。7月末の1週間、広島で開催されたパグウォッシュ会議に参加し、「通常兵器の生産・移転の監視・管理・削減」のセッションで本研究計画の成果の一部を発表し、幸い好評を博した。この分野の世界的専門家も多く含む同セッションッで数日間にわたり討議を行う中で、情報・意見交換のみならず非常に有益な研究上のアドヴァイスを受け、何人かの専門家とは現在も電子メールを使って交流を続け、将来の研究協力の可能性も協議している。9月末には日本の防衛産業関係者(元防衛庁-自衛隊幹部・技術研究開発本部長-で現在防衛関連企業のアドヴァイザー)・経団連防衛生産委員会・著名な軍事問題評論家・通産省外郭団体関係者などにインタヴューを行った。上記関係者とのインタヴューは、当該問題の日本での関心が低く、また防衛庁など関連省庁が関連資料・情報を殆ど公開していないだけに、関係者の生の声を聞くことができ、非常に有益であった。上記の資料収集・インタヴュー等の調査結果のまとめ・分析及び研究発表論文は平成7年度末に池上が現在所属する国際科学振興財団より改めて報告する予定である。本欄では当該研究代表者池上雅子が四国学院を退職して国際科学振興財団へ異動した平成7年10月7日以降年度末までの研究実績を報告する。本件は、この異動に伴って四国学院で一旦廃止手続きを経た上で国際科学振興財団にて研究補助金残額の再交付を受けたものである。本計画は、今日の先進諸国で一般化している軍事技術研究開発の多国籍化を体系的に把握・理解し、それが安全保障や軍縮・軍備管理に如何なる影響をもたらすかを解明しようとするものであり、研究完了には2-3年間を要するが、今回は研究補助金の助成を受けた平成7年度(単年度)に得られた研究成果を報告する。本計画の主要な資料収集・インタヴューは四国学院在籍中の平成7年10月迄にほぼ完了し、以後年度末までの期間は専ら収集した情報資料の分析とそれに基づく研究成果の取りまとめ(論文執筆、学会報告)を行った。これ迄に明らかになったのは、軍事技術研究開発の多国籍化の進行が予想以上に進んでおり、またこの傾向は今後一層強まりこそすれ弱まることはないことである。日米間では近年のFS-X共同開発が政治的紛糾を伴った為今後の共同研究開発へのマイナス効果が予想されたが、実際には要素技術の基礎的な研究開発レベルでの多国間協力のニーズが、防衛産業界でも一層高まっている。その要因としては、高度技術の開発コストの暴騰、冷戦後の防衛支出の圧縮傾向、防衛産業の合理化・リストラ、更に安全保障協力体制の強化といった諸要因が考えられる。但し戦闘機のような大型装備の共同開発に関しては、他国への技術流出を警戒する米国が消極的になる可能性が高い。
障害物による流れの遮蔽効果の解明：最適耐風設計を目指して

都市部の構造物群や自然界の樹木群のような、多数の障害物群を過ぎる流れでは、下流側の障害物に働く力は上流側障害物の配置に強く依存する(遮蔽効果)。本研究では円柱群を過ぎる流れを数値シミュレーションにより再現し、遮蔽効果の理解とそのモデリングに供する知見の獲得を目指した。円柱を密に配置することで円柱群に働くトータルの力を抑えられ、また円柱配置パターンによる差異が小さくなる傾向が認められた。円柱群前縁では流れがせき止められ、圧力が上昇するが、そういった知見を古典的な抗力モデルに反映しても、流れの予測精度の改善効果は限定的であることが示された。円柱群を過ぎる流れを古典的な抗力モデルと組み合わせたラージ・エディ・シミュレーション(LES)で再現し、対応する実験結果との詳細な比較を通じてLESの有用性、古典的抗力モデルの問題点を検討した。LES+古典的抗力モデルによって再現された流れは平均流構造だけでなく瞬時流れで観察される大規模渦構造の基本特性についても定性的に良好に再現できることが確認された。定量的な不一致の最大の原因は、抗力係数という本来は時間的にも空間的にも大きく揺らぐ量を古典的抵抗モデルではただひとつの値で近似する点にあると考えられ、この点を改善することでより信頼性の高い数値シミュレーション技法として、工学的用途でも広く利用されることが期待できる。円柱群のサイズや配置を系統的に変化させた数値実験を繰り返し行い、水路に円柱群を設置する場合に、水路中央よりも水路側壁付近に設置することで流れへの抗力を低減でき、流量低下を和らげられることを、シンプルな河川流を模した直線水路において見出した。この理由のひとつは流速の低い領域に円柱群(抗力源)を設置することで抗力を低くできるためと思われるが、他方で、側壁の存在のために水路横断方向の運動量輸送が抑制されることもまた主要因と考えられる。この知見は実河川に水制を設置する場合や、河道に繁茂する樹木群管理において参考に値する。また、本研究をより効果的に進めるために、使用する計算コードの高速化も精力的に行い、より大規模な系をより短時間で精度よく計算機上に再現できるようになった。都市キャノピーや植生キャノピーといった複雑形状を有する障害物を過ぎる流れの実用的な数値予測には、障害物が流れに及ぼす影響をマクロに表現するキャノピーモデルの導入が欠かせない。他方でキャノピーモデルの重要なパラメータである抗力係数の設定に普遍的・汎用的な方法は未だ見出されていない。今年度は障害物模型である円柱群を過ぎる流れの数値シミュレーションを円柱配置パターンや密集度を系統的に変化させて実施し、特に円柱群領域内での抗力係数の空間分布特性、およびそれを考慮することでキャノピーモデルによる流れの再現性が改善できるかどうかについて検討を行った。埋め込み境界(IB)法に基づく流体ソルバーを新たに開発し、円柱群内部の個々の円柱要素周りの複雑な流れを高精度に再現した。円柱群を過ぎる一様流れでは、50本の円柱の配置パターンと密集度を系統的に変化させ、円柱群全体が受ける抗力特性に注目した。密集度が高まると円柱群全体が受ける抗力が低下し、また配置パターンの影響が弱まる傾向が確認された。さらにIB法の結果を用いて古典的なキャノピーモデルの精度検証を行った。円柱群内での抗力係数の分布を考慮することで障害物前縁でのよどみ現象の再現性は高まるものの、それによって流れ場全体の再現性はさほど改善されないことを見出した。円柱群内の個々の円柱に対する接近流速を個別に評価することでローカルな抗力係数を算出し、それらをキャノピーモデルに反映することも検討した。ローカルな抗力係数は接近流速が非常に遅い場合にかなり大きな値をとる場合があり、その結果過剰な抵抗源となり得ることも認められた。今年度は主に、(1)課題遂行に必要な数値解析コードの開発、(2A)基礎的な流れ場における基本性能の検証、および(2B)応用的流れにおける実用性の評価、を行った。その概要は以下のようである:解析コードの基本性能評価として、低波数領域でエネルギー注入を行うことで実現された、統計的に定常な一様等方乱流中に投入された多数の微小粒子の挙動および衝突特性を採り上げ、直接数値シミュレーションによる数値実験を行った。実験結果は対応する理論解と極めて良好に一致しており、開発した解析コードが乱流シミュレータとして十分な精度を有することを確認した。また、本数値実験は解析コードの性能評価手段としての側面だけでなく、雲中の雨滴の成長や水中の微生物同士の捕食・被食関係といった現象に乱流変動がどのような影響を及ぼすかという観点からも興味深い系を構成している。