hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温・高圧乱流予混合燃焼の現象解明とモデル化

本研究は高温・高圧乱流燃焼の現象解明を目的とし,高圧容器内に安定化された,予熱混合気に対する乱流予混合火炎を研究対象とした。乱流火炎構造の詳細な観測,乱流燃焼速度の測定,Darrieus-Landau不安定性による火炎面の凹凸スケール等の計測を行い,混合気温度および圧力との関係を詳細に調べ,高温・高圧下の乱流燃焼モデル構築を図った.ロッドヒーターおよび銅ブロックから成る空気加熱装置を製作し,高圧容器に内蔵して実験に供した.パッキン類の耐熱性等による制限から最終的に最高圧1.0MPa,最高加熱空気温度573Kに対して実験を行った.燃料にメタン,酸化剤に空気を用い,高温・高圧乱流予混合火炎のOH-PLIF計測を行い,その画像に対してフラクタル解析を実施して火炎の最小凹凸スケールを求めた.混合気が573Kまで予熱された場合においても,最小凹凸スケールはDarrieus-Landau不安定性の特性スケールと強い相関があることがわかった.熱線風速計を用いた高温・高圧乱流に対する詳細な計測を行い,乱流エネルギースペクトルにKolmogorovの相似則が成立することを確認するとともに,高温・高圧乱流においても,Kolmogorovスケールの約10倍の直径の渦管に相当するスケールがDarrieus-Landau不安定性の特性スケールより小さくなると,乱流火炎の凹凸スケールが一定となることを明らかにした.さらに,高温・高圧乱流予混合燃焼において基礎となる層流燃焼速度を実験的に求めるため,PIVとOH-PLIF撮影を同時に行う手法を開発し,実際の計測に適用した.はじめに水素/空気火炎に対する実験を行い,続いて乱流燃焼実験に供したと同様のメタン/空気火炎に実験を拡張した.詳細反応を考慮した数値解析結果と比較し反応速度パラメータを修正し,乱流燃焼実験データの解析に供した.最後に,高温・高圧下の乱流燃焼速度の測定を画像解析によって行い,層流燃焼速度で規格化された乱流燃焼速度を圧力および乱流レイノルズ数で表すモデル式を導出した.本研究は高温・高圧乱流燃焼の現象解明を目的とし,高圧容器内に安定化された,予熱混合気に対する乱流予混合火炎を研究対象とした。乱流火炎構造の詳細な観測,乱流燃焼速度の測定,Darrieus-Landau不安定性による火炎面の凹凸スケール等の計測を行い,混合気温度および圧力との関係を詳細に調べ,高温・高圧下の乱流燃焼モデル構築を図った.ロッドヒーターおよび銅ブロックから成る空気加熱装置を製作し,高圧容器に内蔵して実験に供した.パッキン類の耐熱性等による制限から最終的に最高圧1.0MPa,最高加熱空気温度573Kに対して実験を行った.燃料にメタン,酸化剤に空気を用い,高温・高圧乱流予混合火炎のOH-PLIF計測を行い,その画像に対してフラクタル解析を実施して火炎の最小凹凸スケールを求めた.混合気が573Kまで予熱された場合においても,最小凹凸スケールはDarrieus-Landau不安定性の特性スケールと強い相関があることがわかった.熱線風速計を用いた高温・高圧乱流に対する詳細な計測を行い,乱流エネルギースペクトルにKolmogorovの相似則が成立することを確認するとともに,高温・高圧乱流においても,Kolmogorovスケールの約10倍の直径の渦管に相当するスケールがDarrieus-Landau不安定性の特性スケールより小さくなると,乱流火炎の凹凸スケールが一定となることを明らかにした.さらに,高温・高圧乱流予混合燃焼において基礎となる層流燃焼速度を実験的に求めるため,PIVとOH-PLIF撮影を同時に行う手法を開発し,実際の計測に適用した.はじめに水素/空気火炎に対する実験を行い,続いて乱流燃焼実験に供したと同様のメタン/空気火炎に実験を拡張した.詳細反応を考慮した数値解析結果と比較し反応速度パラメータを修正し,乱流燃焼実験データの解析に供した.最後に,高温・高圧下の乱流燃焼速度の測定を画像解析によって行い,層流燃焼速度で規格化された乱流燃焼速度を圧力および乱流レイノルズ数で表すモデル式を導出した.本研究は高温・高圧乱流燃焼の現象解明を目的とし,最高圧力4.0MPa,最高温度500°Cまでの予混合気に対する乱流予混合火炎を研究対象とする。乱流火炎構造の詳細な観測,乱流燃焼速度の計測,火炎面のDarrieus-Landau不安定性の成長速度および特性スケールの計測を行い,混合気温度および圧力との関係を詳細に調べ,高温・高圧下の乱流燃焼モデル構築と数値予測への指針を得る。本年度は,空気加熱装置の設計製作,PIV計測とOH-PLIF撮影を同時に行う手法の開発,高解像度ICCDカメラの導入による火炎凹凸スケール計測法の改良と常温における凹凸スケール計測を行った。空気加熱装置は,多数の伝熱フィンとロッドヒータを内蔵した銅ブロックからなる電気加熱ヒータを設計製作した。このヒータを高圧容器内に設置することで,高圧容器最高圧まで空気加熱が可能である。PIVとOH-PLIF同時計測法の開発では,高圧容器内に安定化した層流火炎に対して,PIV計測のためのNd-YAGレーザ2パルス照射の間に,OH-PLIFのための色素レーザ1パルスを照射して2台のカメラよってPIVとOH-PLIFを同時に行うことが可能になった。これにより高温高圧における層流燃焼速度の測定を行った。さらに,1024×1024ピクセルの高解像度ICCDカメラを導入して,火炎最高分解能を56μmまで向上させ乱流火炎に対するフラクタル解析の精度を向上させた。

常温高圧メタン-空気火炎において乱流燃焼実験を行い,フラクタル解析によって火炎凹凸の最小スケールであるフラクタルインナーカットオフを求めた。熱線風速計によって計測された乱流スペクトルとの比較検討を行った結果,乱れ強さが増大するとフラクタルインナーカットオフは低下し,Darrieus-Landau不安定性の擾乱成長率が最大となる波数に相当するスケールに収束していくが,そのときの乱れの特性スケールはコルモゴロフスケールの約10倍であり,DNSにより知られている等方性乱流中の渦管の平均直径に近いことが明らかになった。本研究は高温・高圧乱流燃焼の現象解明を目的とし,高圧容器内に安定化された予熱混合気に対する乱流予混合火炎を研究対象とする。乱流火炎構造の詳細な観測,乱流燃焼速度の測定,Darrieus-Landau不安定性による火炎面の凹凸スケール等の計測を行い,混合気温度および圧力との関係を詳細に調べ,高温・高圧下の乱流燃焼モデル構築を図った。本年度は,昨年度設計した空気加熱装置を製作し実験に供した.実験は1.0MPaまでの圧力で行い,加熱空気温度はパッキン類の耐熱性による制限から最高573Kとした.その結果,このような高温・高圧条件で安定して予混合気を生成できることを確認した.燃料としてメタンを用い,高温・高圧乱流予混合火炎のOH-PLIF計測を行い,その画像に対してフラクタル解析を実施して火炎の最小凹凸スケールを求めた.混合気が573Kまで予熱された場合においても,最小凹凸スケールはDarrieus-Landau不安定性の特性スケールと強い相関があることがわかった.熱線風速計を用いた高温・高圧乱流に対する詳細な計測を行い,乱流エネルギースペクトルにKolmogorovの相似則が成立することを確認するとともに,高温・高圧乱流においても,Kolmogorovスケールの約10倍の直径の渦管に相当するスケールがDarrieus-Landau不安定性の特性スケールより小さくなると,乱流火炎の凹凸スケールが一定となることを明らかにした.さらに,高温・高圧乱流予混合燃焼において基礎となる層流燃焼速度を実験的に求めるため,PIVとOH-PLIF撮影を同時に行う手法を開発し,実際の計測に適用した.はじめに水素/空気火炎に対する実験を行い,続いて乱流燃焼実験に供したと同様のメタン/空気火炎に実験を拡張した.詳細反応を考慮した数値解析結果と比較し反応速度パラメータを修正した.最後に,高温・高圧下の乱流燃焼速度の測定を画像解析によって行い,層流燃焼速度で規格化された乱流燃焼速度を圧力および乱流ソイノルズ数で表すモデル式を導出した.
潰瘍性大腸炎による大腸発癌促進作用の証明

研究成果:デキストラン硫酸(DS)(Ames試験陰性)をマウスに経口投与することによって誘導される潰瘍性大腸炎モデルを使って、以下の如き成果を得た。1)大腸発癌剤アゾキシメタンの前投与と慢性潰瘍性大腸炎モデル(DSの間欠投与)の組合せによって大腸に高分化腺癌が出現した。2)本実験モデルにおいて、慢性下痢では大腸癌が出現せず、大腸発癌には粘膜糜爛が必須の条件であった。3)潰瘍性大腸炎病変が強く、またBrdU取り込みからみた上皮細胞再生の盛んな左側結腸、横行結腸に大腸癌が多発した。4)大腸癌の早期病変の観察から、癌が炎症性肉芽の中に一腺管一癌組織として出現し、これが増殖して隆起性腫瘍を形成することが認められた。5)長期観察から、癌組織は粘膜下層に浸潤して粘液癌を形成することが判明した。考察、反省、今後の展望:1)二段階発癌説における大腸発癌のイニシエ-ションとしてアゾキシメタンを使用すると潰瘍性大腸炎による粘膜上皮の壊死と再生はそのプロモ-ションと考えられる。2)今後、潰瘍性大腸炎における腸内細菌・腸内胆汁酸の変化がこの大腸発癌にどの様に関与しているか、また潰瘍性大腸炎がイニシエ-ションとして作用している可能性の有無、など本大腸発癌モデルを使用してヒト発癌に関わる基礎的研究が可能である。
メタマテリアルを用いた電磁波吸収体の作製と評価

電磁波吸収体は,無線通信機器が使用される環境で通信障害などの問題を解決する重要なデバイスである。無線通信機器が数GHz数十GHzの電磁波を使用し,使用周波数の変化も激しいため,高周波化,周波数の変化に対応した電磁波吸収体が求められている。また,実用化を考えると低コスト化,量産可能なことも重要となる。電磁波の吸収は,吸収体材料の複素比透磁率と複素比誘電率により決定されるが,本研究ではこれらの値を人工的に制御でき,しかも汎用材料のみで構成可能なメタマテリアルを電磁波吸収体に応用することを試みた。メタマテリアルは導体などの周期配列により実現できるが,本研究では樹脂中に磁性体粒子を均一分散して粒子の周期配列によりメタマテリアルを実現した.また,立体構造を容易に作製できる光造形法を用いて,樹脂の周期構造を作製し,金属を蒸着して導体の周期配列を作製して電磁波吸収体へ応用することも試みた.樹脂を溶解し磁性体粒子と混合することで,粒子間に樹脂の層が形成され,個々の粒子が孤立して樹脂中に分散した.この方法で作製した試料は,数GHz数十GHzで市販の吸収体よりも良好な吸収特性を示し,粒子の分散方法により吸収特性が改善できることを明らかにした.この成果は,特殊な材料を必要とせず材料の構造のみで特性を改善できるため,低コスト化など吸収体の設計において有用な技術となる.また,電磁波の吸収に有効であるコイルの周期配列を,光造形法と金属の蒸着を組み合わせ容易に作製できることを示した.作製したコイルの周期配列に対して1020GHzの電磁波を入射し,透過波と反射波を調べた結果,金属を蒸着しなかった試料の特性と異なる結果が得られた.従って,最適な周期配列や形状を選択することで高機能な吸収体の作製が期待でき,光造形法を用いて実用的な電磁波吸収体を容易に設計できることを明らかにした。電磁波吸収体は,通信障害など電磁波を扱う環境で生じる様々な問題を解決する重要な役割を担っている。現在求められている電磁波吸収体は数GHz数十GHzの高周波で使用可能であり,周波数の変化に対応できるものである。また,吸収体は大面積で使用されるため低コスト化や量産化可能であることも考慮しなければならない。これらの要件を満たす吸収体を作製するため,吸収特性を決定する複素比透磁率と複素比誘電率を人工的に制御でき,しかも汎用材料のみで構成可能なメタマテリアルを電磁波吸収体に応用することを研究の目的とした。現在のメタマテリアルは導体などの周期配列により実現されるため,量産化に適さず実用化は困難である。そこで,作製が容易なアルミニウム粒子を樹脂に分散させた複合体でメタマテリアルを実現し,電磁波吸収体に応用することを試みた。作製した複合体の吸収特性を評価した結果,目標とする数十GHzで電磁波のエネルギーを99%以上吸収でき,このときの吸収体の厚さも23mm程度で市販されている吸収体と同程度の厚さになることを明らかにした。また,この複合体の複素比透磁率の値を理論計算で求めた結果,実測値とおおむね一致し,実測値との合致が極めて優れたシンプルな理論計算方法を確立できた。この結果より,アルミニウム粒子の混合量,粒径,粒径分布を調整することで将来使用される高周波領域の所望の周波数で動作する吸収体が設計できることを明らかにした。さらに,この吸収体の材料はアルミニウム粒子と樹脂のみで構成されているため,低コスト化や量産化,軽量化,環境負荷の低減を同時に実現できることも大きなメリットである。本研究の成果は,今後の吸収体に求められる要件をほぼ満たしており,将来求められる実用的な電磁波吸収体を容易に作製できるという大きな重要性がある。
義歯床筋圧面形態が義歯の振動現象に及ぼす影響

義歯の動揺を加速度センサーを用いて客観的に評価する目的で実験を行った.現在までに行った実験内容および結果の要旨を以下に示す.1.実験的に早期接触の付与ならびに粘膜面を不適合にさせた場合,義歯の振動がどのように変化するかを基礎的,臨床的に検討した.その結果,咬合の不調和や粘膜面が不適合な義歯では異常を付与していないものに比べ,義歯の振動持続時間が延長し,その波形も複数のピークを有し,より複雑なものとなった.また,タッピングを強く早くリズミカルに行うとほぼ同程度の衝撃が発現し,義歯の振動波形の観察に有効であることが確認できた.2.リモールディングによる機能的筋圧面形態の付与が義歯の振動現象にどのような影響を及ぼすかを検討する目的で,顎堤形態が不良で義歯の維持安定が得られない上顎全部床義歯装着者1名に対し,機能的筋圧面形態を付与したものと通常のものの二通りについてタッピング時における義歯の振動を観察した.その結果,機能的筋圧面形態の付与により,義歯の振動波形は一つのピークを有する単純な波形となった.かつ持続時間も短縮することが確認でき,このことからリモールディングによる機能的筋圧面形態の付与が義歯の維持安定の向上に有効であることが示唆された.義歯の動揺を加速度センサーを用いて客観的に評価する目的で実験を行った.現在までに行った実験内容および結果の要旨を以下に示す.1.実験的に早期接触の付与ならびに粘膜面を不適合にさせた場合,義歯の振動がどのように変化するかを基礎的,臨床的に検討した.その結果,咬合の不調和や粘膜面が不適合な義歯では異常を付与していないものに比べ,義歯の振動持続時間が延長し,その波形も複数のピークを有し,より複雑なものとなった.また,タッピングを強く早くリズミカルに行うとほぼ同程度の衝撃が発現し,義歯の振動波形の観察に有効であることが確認できた.2.リモールディングによる機能的筋圧面形態の付与が義歯の振動現象にどのような影響を及ぼすかを検討する目的で,顎堤形態が不良で義歯の維持安定が得られない上顎全部床義歯装着者1名に対し,機能的筋圧面形態を付与したものと通常のものの二通りについてタッピング時における義歯の振動を観察した.その結果,機能的筋圧面形態の付与により,義歯の振動波形は一つのピークを有する単純な波形となった.かつ持続時間も短縮することが確認でき,このことからリモールディングによる機能的筋圧面形態の付与が義歯の維持安定の向上に有効であることが示唆された.
バイアスを探索する知識発見システムの構築と評価

本研究では,まず,代表的な帰納学習アルゴリズムを分析した後,帰納メソッド群を体系化し,各メソッドには仕様を与えて,最も具体的なメソッドにはソースコードも付与した,プロセスオントロジーを構築した.その後,それらのメソッドを組み合わせて,ユーザの与えた条件を満足する帰納アプリケーションを自動的に合成するシステムCAMLETを実装した.次に,3種類の医療データベース(髄膜脳炎140レコード,細菌培養検査約2万レコード,膠原病約2万レコード)を利用して,CAMLETにより自動合成された帰納アプリケーションによって学習されたルールセットが,専門家である医師にとって,どの程度興味深いルールを生成できるかについて検討した.その結果,正解率だけの評価基準とボトムアップ的な合成プロセスでは,無意味なルールを多数生成する事が判明したので,正解率とルール数に依存した評価基準とトップダウン的な合成プロセスに改良し,再度,3種類の医療データベースを利用して同様の実験を行った結果,無意味なルールの学習を抑制することが確認できた.最後に,ルールを多様な評価基準の下で評価するために,予測精度以外に,意外性,計算コスト,学習モード,コンパクト性,知識表現,理解容易性などの導入に関する基礎的な考察を行うとともに,相関ルールやベイジアンネット等のメソッドを組み込んでプロセスオントロジーを拡張することにより,新しいメタ学習システムの基本設計を行った.今後は,この基本設計を進めて,システムを完成させることが課題である.本研究では,まず,代表的な帰納学習アルゴリズムを分析した後,帰納メソッド群を体系化し,各メソッドには仕様を与えて,最も具体的なメソッドにはソースコードも付与した,プロセスオントロジーを構築した.その後,それらのメソッドを組み合わせて,ユーザの与えた条件を満足する帰納アプリケーションを自動的に合成するシステムCAMLETを実装した.次に,3種類の医療データベース(髄膜脳炎140レコード,細菌培養検査約2万レコード,膠原病約2万レコード)を利用して,CAMLETにより自動合成された帰納アプリケーションによって学習されたルールセットが,専門家である医師にとって,どの程度興味深いルールを生成できるかについて検討した.その結果,正解率だけの評価基準とボトムアップ的な合成プロセスでは,無意味なルールを多数生成する事が判明したので,正解率とルール数に依存した評価基準とトップダウン的な合成プロセスに改良し,再度,3種類の医療データベースを利用して同様の実験を行った結果,無意味なルールの学習を抑制することが確認できた.最後に,ルールを多様な評価基準の下で評価するために,予測精度以外に,意外性,計算コスト,学習モード,コンパクト性,知識表現,理解容易性などの導入に関する基礎的な考察を行うとともに,相関ルールやベイジアンネット等のメソッドを組み込んでプロセスオントロジーを拡張することにより,新しいメタ学習システムの基本設計を行った.今後は,この基本設計を進めて,システムを完成させることが課題である.
コンクリートの練りまぜ時の諸条件が硬化後の性状に及ぼす影響

近年、生コンプラントに強制撹拌式ミキサが導入されて以来、コンクリートの練りまぜ時間は短縮される一方であって、材料投入開始より排出までの所用時間は30秒程度になっている。さらに最近では練りまぜ時間が10秒以下の連続ミキサなども登場している。現行のミキサの練りまぜ性能は、ミキサ内各部分の均一性のみを問題にしており、練り混ぜ時間や材料の投入順序などが硬化後のコンクリートの諸特性に及ぼす影響までは評価の対象としていない。本研究は、このような練りまぜの現状を考慮して、現在生コンプラント等で多く使用されている強制撹拌式ミキサの羽根形状と練りまぜ時間がコンクリートの品質に及ぼす影響を明らかにした。得られた結果を以下に示す。1)同じ材料、配合のコンクリートであっても、ミキサの練りまぜ時間を変化させると、得られるコンクリートの品質は著しく異なる。2)コンクリートの練りまぜ時間を増加させると、各場所の材料のバラツキは減少し、約40秒60秒でJIS規格を満足する均一性が得られる。3)コンクリートの練りまぜ時間を10秒から1000秒まで変化させると、スランプおよび空気量は練りまぜ時間の増大にともない増加し、約120秒で最大となり、その後減少する。即ち、フレッシュコンクリートの品質は最適となる練りまぜ条件が存在する。4)硬化コンクリートの重要な特性である圧縮強度は、練りまぜ時間が増加するにつれバラツキが減少し、60秒以上では変動係数がほぼ一定の値となる。また圧縮強度は練りまぜ時間が増加するにつれ増大し、練りまぜ時間1000秒のコンクリート強度は10秒の場合より約200kg/【cm^2】高い強度となる。5)上記の傾向は使用するミキサおよび羽根形状によって異なるが、練りまぜエネルギーが同じであれば、ほぼ同じ品質のコンクリートが得られる。
量子ドットにおけるクローン閉塞現象を利用した双安定状態の発現に関する研究

本研究は,シリコンナノ結晶におけるクーロンブロッケード現象を利用したメモリデバイスを実現するための基礎研究を目的とする.実際にシリコンドットを多数有するMOSFETを作製し,ヒステリシス特性をもつメモリデバイス動作を室温で観測することに成功した.また,クーロンブロッケード現象とメモリ特性のばらつきとの関係についても検討を行った.作製したメモリデバイスは,極めて細いMOSFETチャネル上に薄いトンネル酸化膜,多数のシリコンナノ結晶(ドット),厚い酸化膜,およびゲート電極を有している.ゲートに正のパルス電圧を印加すると,チャネル中の電子がトンネル酸化膜を介してシリコンドットに注入されそこに止まるので,MOSFETのしきい値電圧が正の方向にシフトする.一方,ゲートに負の電圧を印加するとドット中の電子はチャネルに逃げ,しきい値電圧は元に戻る.これがメモリ動作(ヒステリシス)の原理である.室温においてメモリ動作を確認した.また,MOSFETのチャネル幅が細くなるほど,しきい値電圧のシフト量は大きくなるが,同時にシフトのばらつきも大きくなることがわかった.これは,シリコンドットの分布のランダムさが原因である.一方,クーロンブロッケードによるシリコンドット中の電子数をシミュレーションにより求め,ドットサイズのばらつきが大きい場合は,ドット中の電子数の制御が困難となることを明らかにした.従って,シリコンドットを有するMOSFETメモリにおいては,ドットの分布およびサイズの制御が極めて重要であることを示した.本研究は,シリコンナノ結晶におけるクーロンブロッケード現象を利用したメモリデバイスを実現するための基礎研究を目的とする.実際にシリコンドットを多数有するMOSFETを作製し,ヒステリシス特性をもつメモリデバイス動作を室温で観測することに成功した.また,クーロンブロッケード現象とメモリ特性のばらつきとの関係についても検討を行った.作製したメモリデバイスは,極めて細いMOSFETチャネル上に薄いトンネル酸化膜,多数のシリコンナノ結晶(ドット),厚い酸化膜,およびゲート電極を有している.ゲートに正のパルス電圧を印加すると,チャネル中の電子がトンネル酸化膜を介してシリコンドットに注入されそこに止まるので,MOSFETのしきい値電圧が正の方向にシフトする.一方,ゲートに負の電圧を印加するとドット中の電子はチャネルに逃げ,しきい値電圧は元に戻る.これがメモリ動作(ヒステリシス)の原理である.室温においてメモリ動作を確認した.また,MOSFETのチャネル幅が細くなるほど,しきい値電圧のシフト量は大きくなるが,同時にシフトのばらつきも大きくなることがわかった.これは,シリコンドットの分布のランダムさが原因である.一方,クーロンブロッケードによるシリコンドット中の電子数をシミュレーションにより求め,ドットサイズのばらつきが大きい場合は,ドット中の電子数の制御が困難となることを明らかにした.従って,シリコンドットを有するMOSFETメモリにおいては,ドットの分布およびサイズの制御が極めて重要であることを示した.
DNAマイクロアレイを用いて食品の味質に関与する遺伝子を見出す

DNAマイクロアレイを用いて発現遺伝子を網羅的に解析し、プレハーベストにおける食材の品質関連因子を推定することを目的とし、研究対象としてはダイズを用いた。ダイズの主要貯蔵タンパク質組成のうち、グリシニンのサブユニットのほとんどを欠失した品種における種子の成分解析と、DNAマイクロアレイを用いた遺伝子発現プロファイルを解析した。その結果、欠失ダイズでは遊離アミノ酸の含有量が著しく増大した。また、数種の種子成熟期発現タンパク質、グルタチオンSトランスフェラーゼおよびアスコルビン酸パーオキシダーゼの発現が上昇していた。食品の二次機能を決定する遺伝子群を見出すことを目的とする本研究では、主要な作物としてダイズを取り上げ、味質に関わる遺伝子を抽出し、新しい品種の開発、または栽培方法の構築を目指した。品種の異なるダイズを取り上げ、種子の登熟期における発現遺伝子の変動を解析した。大豆の貯蔵タンパク質はグリシニンとβーコングリシニンが70%を占め、それぞれ栄養特性、加工特性が異なる。グリシニンは、必須アミノ酸組成および豆腐などのゲル化に関わることから、食品タンパク質として優れていると言われ、βーコングリシニンは重要視されてこなかった。しかし、近年βーコングリシニンに血中脂質を低下させる作用があることがわかり、注目されるようになった。本研究では、グリシニンのサブユニットをほとんど欠失した品種である東山205号と、親品種であるタマホマレを比較し、発現遺伝子の違いを解析した。主要貯蔵タンパク質のうち約半分を欠失しているにも拘わらず、粗タンパク質(含窒素化合物)量はそれほど変化しない。東山205号では遊離アミノ酸量がタマホマレに対して2.2倍多くなっていた。両品種の種子における発現遺伝子を比較するために、約5 mmの種子と最大サイズで脱水直前の枝豆における発現遺伝子を解析した結果、両品種間で有意に発現の変化が見られた遺伝子として塩基性7Sグロブリンアイソフォーム、seed maturation proteinなど、貯蔵タンパク質以外のタンパク質の発現が上昇していた。特筆すべきこととして、グルタチオンS-トランスフェラーゼとアスコルビン酸パーオキシダーゼの発現が、グリシニンをほとんど欠失した東山205号では上昇していることがわかった。また、登熟期のダイズにおける発現遺伝子の変動を解析した結果、登熟初期からダイズが最大サイズになる時期までの間に発現する遺伝子の発現プロファイルをパターン化した。食品の二次機能を決定する遺伝子群を見出すことを目的とする本研究では、主要な作物としてダイズ、コメ、トマトを取り上げ、味質に関わる遺伝子を抽出し、新しい品種の開発、または栽培方法の構築を目指す。初年度は、品種の異なるダイズを取り上げ、種子の登熟期における発現遺伝子の変動を解析した。ダイズに関するは、現在サンプルの取得を1年に1回のみしかすることができないため、綿密な計画が必要であるが、本年度、貯蔵タンパク質の組成が異なる2種類のダイズを用いて発現する遺伝子の違いを解析することに成功した。次年度は、イネ及びトマトに関する研究を進める。研究はおおむね順調に進展している。次年度はイネおよびトマトを用いた遺伝子発現プロファイルを取得する予定である。イネにかんしては、圃場および人工気象器での酸プリングが順調に行われることが予備実験で明らかになっているが、トマトに関しては栽培方法の検討がさらに必要である。DNAマイクロアレイ用チップ50000円×6=300000円マイクロアレイ用試薬200000円
キャビテーションの熱力学的効果に基づくポンプ吸込性能の評価と予測

本研究課題では、液体窒素を作動流体とするキャビテーション実験装置を用いて、キャビテーションの熱力学的効果に基づくポンプ吸込性能の評価と予測手法の確立を目指した。研究の結果、以下のことが明らかにされた。(1)液体窒素用ポンプが設計流量点付近で運転されている場合、液体窒素作動時の吸込性能(キャビテーション性能)は、水作動時と比べて大きな改善が見られる。(2)設計流量から外れた部分流章域や、過大流量域などでは、設計流量点付近ほどの吸込性能の改善は得られない。(3)液体窒素作動時において、ポンプ管路系内の加圧、あるいは減圧によって液体窒素の温度が変化する場合、同一流量条件下でも吸込性能が変化する。これらの結果は、ポンプ内の流れ場と液体窒素温度がキャビテーションの発生形態とその熱力学的効果の大きさに影響を及ぼしていることに起因しているためであると考えられる。そのため、ポンプ吸込性能の評価と予測手法の確立を行うためには、液体窒素の温度と吐出し流量をパラメータとしたポンプ内部の圧力分布の計測とキャビテーションの可視化によって、ポンプの内部流れ場とキャビテーション発生形態との関係を詳細に明らかにするとともに、それらの結果を熱物性が異なり、熱力学的効果が小さい水を作動流体とした試験結果と比較し、ポンプ内部流れ場とキャビテーションの熱力学的効果の相互干渉がどのようにポンプ吸込性能に寄与しているかを解明する必要があることがわかった。本研究では、液体窒素を作動流体とするポンプシステムを用いて、ポンプ内部の圧力の計測及びキャビテーションの可視化を行うことにより、ポンプ内部流れとキャビテーション挙動との関係を明らかにするとともに、それらの結果を熱物性の異なる水を作動流体とした試験結果と比較することによって、キャビテーションの熱力学的効果に基づくポンプ吸込性能の評価を行おうとしている。また、ポンプ内キャビテーション流れ場のCFD解析を行い、その結果を実験結果と比較検討することによって、極低温流体圧送用ポンプの吸込性能予測技術の確立をも目指している。本年度は、液体窒素を作動流体とした現有供試ポンプの定常特性及び吸込性能を測定し、予め測定されている水試験結果との比較から、キャビテーションの熱力学的効果によるポンプ吸込性能の改善を確認すると共に、実験結果から熱力学的効果によるポンプ吸込性能の改善に寄与する実験パラメータの抽出を行った。実験の結果、液体窒素作動時のポンプ吸込性能は、水を作動流体とする場合に比べ、NPSHにして約2.5mも改善することが確認された。この吸込性能の改善は、キャビテーションの熱力学的効果に起因したものであると考えられる。一方、ポンプ吸込性能の改善に寄与する実験パラメータの抽出は、供試ポンプ羽根車の吸込性能上、十分なNPSH範囲での実験ができなかったため、パラメータを大きく変更した実験ができなかった。しかしながら、同じポンプ吐出し流量でも、吸込温度の変化によって、ポンプ吸込性能が変化することが確認された。このことからキャビテーションの熱力学的効果が作動流体の温度にも影響を受けていることが明らかとなった。これらの実験結果は、次年度の実験に用いるポンプ内圧力分布計測用及びキャビテーション可視化用吸込ケーシングの設計、また、十分なNPSH範囲での実験を可能とするためのポンプ羽根車の設計に用いられた。本年度は、これまでの実験結果を踏まえ、まず、水と同程度の高いNPSH値での実験を可能とするため、吸込性能の良い新型のポンプ羽根車の設計製作を行うと共に、実験中における窒素ガスと液体窒素間の凝結熱の発生を極力抑えるために、ヘリウムガスによるタンク加圧システムを構築した。その結果、新型の羽根車では、ヘリウムガスによる加圧も同時に行うことによって、液体窒素作動下において非常に高いNPSH値の実験が可能となったばかりでなく、従来の羽根車に比べても低いNPSH値の吸込性能値を得ることができた。また、従来の羽根車では得られていなかった流量による吸込性能の差異も得ることができ、水試験の傾向と同様、流量が大きい程、高いNPSH値で全揚程が低下し始め、流量が小さくなると低いNPSH値まで全揚程が低下しないことが実験で確かめられた。

これらの結果は、ポンプ内の流れ場と液体窒素温度がキャビテーションの発生形態とその熱力学的効果の大きさに影響を及ぼしていることに起因しているためであると考えられる。そのため、ポンプ吸込性能の評価と予測手法の確立を行うためには、液体窒素の温度と吐出し流量をパラメータとしたポンプ内部の圧力分布の計測とキャビテーションの可視化によって、ポンプの内部流れ場とキャビテーション発生形態との関係を詳細に明らかにするとともに、それらの結果を熱物性が異なり、熱力学的効果が小さい水を作動流体とした試験結果と比較し、ポンプ内部流れ場とキャビテーションの熱力学的効果の相互干渉がどのようにポンプ吸込性能に寄与しているかを解明する必要があることがわかった。
チャンネル機構による、二分子膜を介する選択的イオン輸送系の構築.

チャンネル機構による、二分子膜を介する選択的イオン輸送系の構築を試み、次のような成果を得た。1.レゾルシン環状4量体を骨格とする人工イオンチャンネル分子両親媒性レゾルシン環状4量体(1)は人工イオンチャンネルとして機能し、その際し単一の電導度、イオン選択性を示す。チャンネル特性を示すための構造的条件を明確にするため1よりアルキル鎖の短いレゾルシン環状4量体、また1と同じアルキル鎖長を持ち環状構造を持たないアルキルレゾルシンを新規に合成した。両化合物共脂質2分子膜中でチャンネル特性を示したが前者はチャンネル出現の頻度が少ない等チャンネルとしての安定性に欠け、後者は主に3種類の電導度を有するチャンネル電流を与えた。人工イオンチャンネルとして機能するため分子は脂質膜を貫通するだけの長さを持つアルキル基が必要で、単一の電導度を与えるためには一定のイオン透過のためのチャンネル孔を提供できる構造が必要であることが判明した。2.カリックスアレーンを基本骨格とする人工イオンチャンネル分子の合成上述の結果を受けて一定のチャンネル孔を提供でき、かつその孔大きさを種々変化させるため両親媒性カリックスアレーンを合成した。極性基としての水酸基のパラ位に長鎖アルキルを有するカリックス[6]アレーンは脂質2分子膜中で人工イオンチャンネルとして機能することが判明した。今後口径の異なる[4]、[8]アレーンを合成しこの3種の新規両親媒性カリックスアレーンのイオン選択性を検討し、人工イオンチャンネルの口径とイオン選択性の関係を明確にする。
写像類群のジョンソン準同型をめぐる研究：曲面上の1次元的対象を用いたアプローチ

本研究が扱う一つのテーマは、曲面上の閉曲線に対する、一般デーンツイストと呼ばれる代数的構成の研究である。今年度は、一般デーンツイストの幾何学的解釈を得るためにG. Massuyeau氏(ブルゴーニュ大学)との研究協力を行い、一般デーンツイストと3次元のホモロジー同境の関係を調べた。より詳しくは以下の通り。曲面上の閉曲線に対し、一方ではそれに沿う一般デーンツイストを考える。もう一方では、閉曲線の自己交差を曲面と区間の直積の中で解消して得られる結び目に沿う手術として得られる3次元のホモロジー同境を考える。両者が、同じ森田準同型(これはジョンソン準同型の精密化である)の値を持つという意味において、互いの第一次近似にあるということを証明した。結果はプレプリント(arXiv:1902.02592)にまとめ、投稿中である。その他、曲面の写像類群に関連する研究成果として、以下のものが得られた。1)ゴールドマン括弧積の形式性が、曲面群の群的マグナス展開の境界条件を導くことを証明した。これは以前証明された結果の逆にあたり、群的マグナス展開に対する境界条件の特徴付けを曲面上の曲線のトポロジーによって与えたことになる。結果はプレプリント(arXiv:1812.01159)にまとめ、投稿中である。(A. Alekseev氏(ジュネーブ大学)、河澄響矢氏(東京大学)、F. Naef氏(MIT)との研究協力を行った)2)ハンドル体の写像トーラスのトポロジーを調べ、ハンドル体写像類群の上のある2次不変量の明示的公式を与えた。結果はプレプリント(arXiv:1904.00203)にまとめ、投稿中である。(佐藤正寿氏との研究協力を行った)一般デーンツイストと3次元のホモロジー同境の関係を定量的に示すことは、本研究の第一の目標としていたものである。本年度は、両者の第一次近似的な関係について、最良と思われかつ満足の行く結果を証明することができ、さらに成果を論文にまとめることもできたので、研究は順調に進展しているということができる。一般デーンツイストと3次元のホモロジー同境の関係について、1次近似を超えた範囲の考察を行う。特に、閉曲線の自己交差の情報がどう反映するかに着目して研究を行う。引き続き、G. Massuyeau氏との研究協力を行う予定である。研究打ち合わせのための出張を2018年11月に計画していたが、都合がつかなかったためとりやめる事態が生じた。関連する研究打ち合わせは次年度以降に行う予定である。
インターフェロンγによる細胞内寄生菌に対するゼノファジーの制御機構の解明

本研究ではインターフェロンγが誘導するマクロファージにおける細胞内寄生菌に対する選択的オートファジーの活性化メカニズムの解明を目的とする。オートファジーはリソソームを分解の場とする細胞内分解システムであり、細胞内タンパク質や小器官がそのターゲットとなる。また、オートファジーは、細菌感染時には細胞内に侵入した細菌を認識・分解するため、感染症学・免疫学においても注目されている。飢餓などのストレスで誘導されるオートファジーや、誘導刺激が無い通常状態で起きる基底レベルのオートファジーは特異性を持たず細胞質成分を無差別に分解する。一方、損傷したミトコンドリアや細胞内に侵入した病原体を排除するために形成されるオートファゴソームは特異性を持った選択的なオートファジーであり、ミトコンドリアに対するものはマイトファジー、病原体に対するものはゼノファジーと呼ばれる。日本の研究者を中心としたこれまでの研究によりオートファジーの基本的な分子メカニズムや生理機能が明らかにされているが、選択的オートファジーにおける標的認識メカニズムには不明な点が多く残されている。マクロファージに代表される食細胞は自然免疫の一端を担う細胞であり、外来の病原体を取りこみ、細胞内で殺菌・分解を行う。種々の細胞から分泌されるサイトカインのうち特にインターフェロンγが強力にマクロファージを活性化し、IFN-γ活性化マクロファージは捕食した病原体に対する殺菌作用や、腫瘍細胞に対する破壊作用が強化される。インターフェロンγによるマクロファージ活性化は自然免疫において重要なステップである。これまでに、当研究グループでは、インターフェロンγ刺激マクロファージ内で細菌に対するゼノファジーが活性化することを示唆する研究結果を得ている。そこで本研究ではインターフェロンγによるゼノファジー活性化の分子メカニズムの解明を目的とした。細菌感染時にはオートファジーは細胞内に侵入した細菌を認識しリソソームまで輸送し、細菌を分解する。この細菌に特異的に働くオートファジーはゼノファジーとも呼ばれ、感染症学や免疫学においても注目されているメカニズムである。種々の細胞から分泌されるサイトカインのうち特にインターフェロンγが強力にマクロファージを活性化し、インターフェロンγ活性化マクロファージは捕食した病原体に対する殺菌作用や、腫瘍細胞に対する破壊作用が強化される。当研究グループではこれまでにインターフェロンγ刺激マクロファージで細菌に対するゼノファジーの機能が強化される事を示唆するデータを得ているが、その分子メカニズムは不明であった。そこで本研究ではインターフェロンγによるゼノファジーの活性化メカニズムの解明を試みた。これまでの研究により、従来ゼノファジーに必要とされている細菌のユビキチン化やオートファジー受容体(p62やNDP52)が、インターフェロンγ誘導性ゼノファジーには必要ないことを示すデータを得ている。このことから、インターフェロンγ刺激により、これまで報告されている機構とは特徴が異なったゼノファジーが活性化していることが考えられる。今後はさらにインターフェロンγによるゼノファジー活性化の分子メカニズムを明らかにし、自然免疫の一端を解明していく予定である。当研究グループでは、インターフェロンγ刺激マクロファージで単にオートファジーが活性化するだけではなく、オートファジーの細菌に対する特異性が増強される事、この細胞内寄生菌に対する選択的オートファジー(ゼノファジー)がインターフェロンγの作用に関与する事を明らかにしている。本研究では開始当時、インターフェロンγによるゼノファジーの活性化メカニズムの解明のため、以下の2点に注目して研究を進める事とした。1)インターフェロンγの下流でオートファジーの選択性・特異性を調節するシグナル伝達経路の解明2)ユビキチンやオートファジー受容体のインターフェロンγ誘導性ゼノファジーへの関与の有無これまでの本研究により2番目にあげた研究目標をほぼ達成したと考えられる。細菌感染時にはオートファジーは細胞内に侵入した細菌を認識しリソソームまで輸送し、細菌を分解するため、感染症学・免疫学においても注目されているメカニズムである。

これまでの研究により、当研究グループでは、インターフェロンγ刺激マクロファージ内で細菌に対する選択的オートファジー(ゼノファジー)が活性化する事を示唆する研究結果を得ている。そこで本研究ではインターフェロンγによるゼノファジー活性化の分子メカニズムの解明を目的とした。本研究グループでは、これまでにインターフェロンγ刺激マクロファージで単にオートファジーが活性化するだけではなく、オートファジーの細菌に対する特異性が増強される事、この細胞内寄生菌に対する選択的オートファジー(ゼノファジー)がインターフェロンγの作用に関与する事を明らかにしている。そこで本研究では、インターフェロンγによるゼノファジーの活性化メカニズムの解明のため、以下の2点に注目して研究を進める。1)インターフェロンγの下流でオートファジーの選択性・特異性を調節するシグナル伝達経路の解明2)ユビキチンやオートファジー受容体のインターフェロンγ誘導性ゼノファジーへの関与の有無これまでの研究により2番目の点についてはほぼ目標を達成したことから、区分を「おおむね順調に進展している」とした。本研究ではインターフェロンγ刺激により誘導されるマクロファージ内での細胞内寄生菌に対する選択的オートファジー(ゼノファジー)の活性化メカニズムの解明を目的とする。オートファジーはリソソームを分解の場とする細胞内分解システムであり、細胞内タンパク質や小器官がそのターゲットとなる。細菌感染時にはオートファジーが細胞内に侵入した細菌を分解することが明らかになっており、感染症学・免疫学においても注目されているメカニズムである。飢餓などのストレスで誘導されるオートファジーや、誘導刺激が無い通常状態で起きる基底レベルのオートファジーは特異性を持たず細胞質成分を無差別に分解する。一方、損傷したミトコンドリアや細胞内に侵入した病原体を排除するために形成されるオートファゴソームは特異性を持った選択的なオートファジーであり、ミトコンドリアに対するものはマイトファジー、病原体に対するものはゼノファジーと呼ばれる。日本の研究者を中心としたこれまでの研究によりオートファジーの基本的な分子メカニズムや生理機能が明らかにされているが、選択的オートファジーにおける標的認識メカニズムには不明な点が多く残されている。マクロファージに代表される食細胞は自然免疫の一端を担う細胞であり、外来の病原体を取りこみ、細胞内で殺菌・分解を行う。サイトカインのうち特にインターフェロンγが強力にマクロファージを活性化し、インターフェロンγ活性化マクロファージは捕食した病原体に対する殺菌作用が強化される。インターフェロンγによるマクロファージ活性化は自然免疫において重要なステップである。これまでに、当研究グループでは、インターフェロンγ刺激マクロファージ内で細菌に対するゼノファジーが活性化する事を示唆する研究結果を得ている。
イヌの変性性脊髄症の臨床的・病理学的特質の解明とＬ－カルニチン投与の有効性の検討

人の筋萎縮性側索硬化症(ALS)で用いられる評価項目とパラレルな方法にて、変性性脊髄症(DM)に罹患したペンブローク・ウェルシュ・コーギーを縦断的に評価し、DMに適した評価項目を確立した。ALSの機能評価法として有望視されている運動単位数推定法(MUNE)を犬で確立することができた。レボカルニチン(LC)のオープントライアルでは、有害事象は認められず、DMスコアの減少度を用いてLCの有効性が示された。我々の開発したDMスコアは、DM機能評価スケールとして有用であり、また、今後、LCの有効性を検証する大規模な治験の実施は適当であると考えられた。臨床検査と遺伝子検査を実施し40頭のウェルシュ・コーギー(WC)を変性性脊髄症(DM)と診断し研究に組み入れた。飼主の同意が得られた6頭においてレボカルニチン投与を行い(オープントライアル)、昨年度確立した評価項目のデータを定期的に収集した。11頭にて死亡後に病理組織学的検索を実施した。人ALSに用いられる評価パラメーターの、DMにおける経時的変化を明らかにすることができた。実施項目の中で、筋周囲径、肢の脂肪比率、DMscoreはいずれも症状進行に伴って変化したため、これら3項目はDMの症状進行度合いの客観的な指標として有用であることが示された。特に、我々の考案したDMscoreは、歩様観察という簡便な方法であるにもかかわらず経時的に変化する臨床徴候を明確に数値化することができた。LC投与群と非投与群の2群間において各種臨床徴候の発現時期に有意差は認められなかったが、DMscoreを用いた比較では、LC投与群のscore値の変化が明らかに遅い傾向を示した。LC投与によると考えられる有害事象はみられなかった。死亡症例における病理学的診断と臨床的診断とは一致していた。病理検体を用いたDMと人ALSとの比較検討は現在進行中である。今年度の研究より、我々の開発した評価法はDMにおける神経機能の変化を示すパラメーターとして有用であり、今後LCの有効性の検証を目的とした二重盲検試験を実施する価値があることが示された。遺伝子検査は、他施設から得られた検体を含め今年度は383頭の犬で実施した。DMの臨床徴候を呈さない122頭のWCにおいて69.7%という高い割合で変異SOD1アレルが認められ、本邦における高い変異率が明らかとなった。前年度に引き続き、変性性脊髄症(DM)と診断し研究に組み入れた40頭のウェルシュ・コーギーと、そのうち飼主の同意が得られたレボカルニチン(LC)投与6頭から(オープントライアル)、評価項目のデータを収集した。前年度と比べて症例の病期が進行したため、DM中期における収集データが増加した。すなわち、人ALSに用いられる評価パラメーターのDMにおける経時的変化、特に病期中期からの変化が明らかとなった。筋周囲径、肢の脂肪比率、DMscoreはいずれも症状進行に伴って変化したため、これら3項目はDMの症状進行度合いの客観的な指標として有用であることが示された。特に、我々の考案したDMscoreは、歩様観察という簡便な方法であるにもかかわらず経時的に変化する臨床症状を明確に数値化することができた。LC投与群と非投与群の2群間において、各種臨床症状の発現時期に有意差は認められなかったが、DMscoreを用いた比較では、今回特に前肢score値の変化において、LC投与群の進行が遅い傾向を示した。pNF-Hを測定し経時的変化を調べたが、その値は大きく上下し、pNF-Hと病期進行との関連性は見出されなかった。犬のMUNEの測定は、F波法で可能であった。我々の開発した評価法はDMにおける神経機能の変化を示すパラメーターとして有用であり、今後LCの有効性の検証を目的とした二重盲検試験を実施する価値があることが示された。実施是非の詳細な検証にあたっては、データを引き続き収集し病期末期のデータの追加解析を行う必要がある。症例における病理学的診断と臨床的診断とは一致していた。DM剖検症例の病理組織学的解析において、ALSと同様に脊髄運動神経細胞には変異SOD1蛋白の蓄積が認められ、これらの変異蛋白は多量体を形成していることが明らかとなった。初年度である本年は、変性性脊髄症(DM)の進行度と重症度の臨床評価項目の確立を目的とした研究を中心に実施した。DMにおける有効性が期待されるL-カルニチン(LC)を4頭のビーグルに6週間連続経口投与し血清中および脳脊髄液中のLC濃度の上昇の有無と上昇のタイミングを調べた。すべての犬において血清、脳脊髄液ともに投与後のLC濃度は上昇を示した。血清LC濃度は投与2週間後のトラフ測定にて有意に上昇していたため、LC濃度測定時期はLC投与開始から少なくとも2週経過していれば可能であることが示された。DMの相同疾患と見なされる人のALSでは、運動ニューロンによって構成される運動単位数の推定によって病気の進行度合いを臨床的に把握できる可能性が指摘されている。本手法[Motor unit numberestimation (MUNE)]が犬においても実施可能であるか検証を試みた。本年度は正常犬で実施し報告のある値に一致する運動単位推定数を得ることができた。

次年度は、刺激微増幅を更に細かく設定できる刺激装置を用いて同様の測定を行い、今回のデータと比較することによって、通常の刺激装置で得られた階段状の増高の一段階の高さが平均的な運動単位一個分の活動を反映することを検証する予定である。今年度は各種臨床検査と遺伝子検査を実施し24頭のウェルシュコーギーを変性性脊髄症と診断した。また多施設から得られた検体を含め357頭の犬で遺伝子検査を実施した。変性性脊髄症と診断した6頭において、臨床評価項目として有用だと考えられる各種検査を定期的に実施しデータの蓄積と改良を行った。さらに3頭の犬においてLC投与を開始した。次年度は更なるデータの蓄積を行い評価項目とその実施法の確立を行うとともに、LC投与例を増やし有効性の比較検討を実施する。H25年度に引き続き、変性性脊髄症(DM)と診断し、研究に組み入れたウェルシュ・コーギーから評価項目のデータを収集した。前年度と比べて症例の病期が進行したため、DMの中期から末期における収集データが増加した。筋周囲径、肢の脂肪比率、動脈血液ガス、およびDMスコアはいずれも症状進行に伴って経時的に変化したため、これらはDMの症状進行度合いの客観的な指標となりうることがわかった。DMスコアにおける検査者間の級内相関係数を求めたが、0.99と高値であり、検査者間の影響が少ない検査であることが示された。LC投与群と非投与群の2群間において、各種臨床症状の発現時期に有意差は認められなかったが、長期(24ヵ月)にわたるDMスコアの経時的変化を比較したところ、LC投与群のほうがスコア値の悪化速度が有意に遅かった。また、LC投与による有害事象はみられなかった。これらから、DMスコアはDMにおける神経機能の変化を示すパラメーターとして有用であり、また今後LCの有効性の検証を目的とした二重盲検試験を実施する価値があることが示された。運動単位数の推定(MUNE)はALSの有用なバイオマーカーとして期待されているが、犬ではほとんど実施されていない。前年度は既存の方法にて健常犬でのMUNEの測定を試みたが、本邦の機器の刺激増加幅の問題で、犬では測定できないことがわかった。そこで、今年度は刺激増加幅の影響が少ないF波法にて、神経を多点で刺激する方法を開発し適応したところ、報告のある犬の運動単位数に近似した値を得ることができた。今後は、組み入れ症例からのデータを引き続き収集し、末期のデータの解析と、死亡までの長期評価を行う必要がある。H26年度に引き続き、変性性脊髄症(DM)と診断し、研究に組み入れたウェルシュ・コーギーから評価項目のデータを収集した。今年度は、超音波検査による横隔膜の厚さと運動範囲の計測も評価項目として追加した。前年度と比べて症例の病期が進行したため、DMの末期と病理組織検査における収集データが増加した。筋周囲径、肢の脂肪比率、動脈血液ガス、およびDMスコアはいずれも症状進行に伴って変化したため、これらはDMの症状進行度合いの客観的な指標となりうることがわかった。今年度は3人の検査者におけるDMスコアの級内相関係数を求めたが、0.96と高値であり検査者間の影響が少ない検査であることが示された。運動単位数の推定(MUNE)は人のALSの有用なバイオマーカーとして期待されているが、犬ではほとんど実施されていない。我々が開発した多点刺激F波法によるMUNEを、今年度はDM罹患症例2頭で実施する機会を得た。
融雪流出の基礎的研究

融雪流出解析では一般に気温を指標とした融雪量算定の経験式が広く用いられている。しかしこの方法は簡便ではあるが、算定式中の係数が適用する場所によって、また同一場所でも年、時期によって変化すること、さらに気象条件によってはこの算定式が適用できないことが指摘されている。一方積雪の熱収支を扱った研究では、短波放射と長波放射との正味吸収量が1日の全融雪量のかなりの部分を占め、また大気からの熱伝達によるいわゆる気温融雪量は風速に比例して増大することが明らかにされている。このように、融雪現象には放射と顕熱が大きく作用することが判明しているにもかかわらず、融雪流出解析では上述のように融雪量の算定に多くの場合気温のみが用いられている。そこで本研究では、まず北海道、東北、北陸の8地点における積雪水量あるいは積雪密度の測定値を用いて、現在わが国で採用あるいは提案されている気温のみを用いた四つの積雪モデルについて、その適合性を比較・検討し、問題点と改良すべき点とを指摘した。あわせて本研究では、3カ年にわたって融雪量と気温要素の現地観測を行い、積雪表層と地面とにおける融雪の実態を明かにし、融雪期におけ積雪の熱収支について検討した。またその結果を利用し、融雪に及ぼす気象要素の相対的重要度についても検討を加えた。以上の知見は、融雪モデルの構築にあたって、積雪の冷却、積雪温度、積雪の熱伝導などの機構を取り入れることの必要性を示唆するものであり、今後の研究に資するところが大きいと考えられる。1.融雪流出解析における積雪・融雪モデルの検討現地で容易に利用できる気象観測資料を用いた実用的な四つの積雪・融雪変換モデルを取り上げ、それらのてきごうせいを検証するとともに、モデルのパラメーターとモデルによる降水量、融雪量などの計算値の検討を行った。解析に用いた資料は、北日本の8地区における合計60冬期間の気象資料と積雪資料である。得られた主な結果は次のとおりである。(1)慣用の融雪係数を用いた場合お菅原雪モデルの適合性は、他のモデルに比べて良いとは言えない。これに対して、積雪の保水機構を持った改良菅原雪モデルの適合性を良好である。しかしこのモデルのパラメーターの変化は大きい。(2)積雪深モデルの適合性は菅原雪モデルより若干良好である。全体的にみて適合性の良いのは積雪・融雪分離型モデルであるが、このモデルの場合でもなおパラメーターの変化は大きい。(3)以上の検討結果から、積雪・融雪変換モデルの改良が必要でありそのためには積雪の保水性、降水の判別方法、降水量の割増しなどの検討が重要である。2.融雪機構に関する現地試験本学付属牧場地内に設置した気象・融雪測定装置により、気象・融雪量の本格的な観測を開始した。観測は根雪開始の1988年12から開始し現在継続中であるが、今冬は稀な暖冬が続いているため、積雪が少なく十分な資料が得られない状況である。他方、過去3か年のの資料を解析し、積雪表層における熱収支を検討し、融雪に及ぼす熱収支要素の影響度を明らかにした。今後さらに試験を継続し、積雪・融雪モデルを作成する上での基礎資料の整備を図りたい。平成元年度における研究内容は、(1)既往の積雪・融雪変換モデルの比較研究と、(2)融雪機構に関する現地試験とに分かれるが、それぞれの研究実績の概要は以下のとおりである。1.流出解析における積雪・融雪変換モデルの検討現地で容易に利用できる気象観測資料を用いた実用的な四つの積雪・融雪モデルを取り上げ、それらモデルの適合性を検証するとともに、モデルのパラメ-タとモデルによる降水量、融雪量の推算値とについて検討を行った。解析に用いた資料は、北日本の8地点における合計60冬期間の気象資料と積雪資料である。