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幸福、存続、ウェル‐ビーイングの思想基盤：功利主義の射程と得失をめぐる国際的研究

当該の研究課題の具体化のひとつとして、研究組織メンバーに加えて10名程度の中堅・若手研究者の参加を得て、論文集『幸福、ウェル-ビーイングおよび社会倫理』(仮題)の編集を展開中である。2017年度中に3回の検討会を開き、たとえば死生論、詩の意義、友情、社会的不安、福祉のスキーム、食の安全、遺伝子操作、人工知能などと幸福観との関わりをめぐって、多面的なアプローチを試みるものである。人間の知的な活動の一環としての科学的な営為が社会の変化のなかで持つ意味について、にわかに浮上してきたオープンサイエンスという課題のなかで考察する作業を進めた。1990年代以来このテーマを独自に掘り下げてきた経済史家のポール・A.ディヴィッドが国立情報学研究所のプロジェクトで来日し、議論する機会を持つことができたのは有益であった。他の研究プロジェクトにより2017年度夏に来日したコリン・タイラー教授(Colin Tyler、ハル大学、UK)をはじめとする研究者と研究打ち合わせの機会を持った。イギリスを中心とする研究者との共同研究を展開するために、2018年度に改めて招聘するための仔細を練ることができた。社会的制度の維持のための物質的基盤として国家財政の運用は重要なテーマであり、存続とウェル-ビーイングの観点から検討を進める。その一環として、横浜国立大学所蔵の『カール・S・シャウプ・コレクション』の資料群の一部を刊行する計画がにわかに具体化したことから、その編集作業を進め、複数冊刊行した。これは20世紀半ばにコロンビア大学における財政学のセリグマン以来の重厚な系譜を引き継ぐシャウプが所蔵していた資料群で、今回は戦後日本の財政・租税制度についての、シャウプを中心とする使節団が行なった調査に関する部分を扱った。幸福、存続、ウェル-ビーイングを多面的に検討するに当たって、研究組織メンバーのほか当初予定していたよりもバラエティーに富む若手・中堅の研究者の協力を得ることによって、多面的に検討するプログラムとして豊富化しつつある。これは複数冊の日本語論文集として編纂を進めているものである。功利主義と幸福観を軸として、とくにブリテン思想の系譜を踏まえて検討する際、その古典的な系譜としてのベンサムやミルに続く思想状況は、ドイツ思想の受けたトマス・ヒル・グリーンおよびその後継者からなるいわゆるイギリス理想主義との関わりのなかで、いわば反射鏡として照らし出すことができる。英文の論文集として企画を進めるうえで、次年度(2018年度)にこの面からの議論を深めるためにコリン・タイラー教授(ハル大学、UK)を招く企画を立て、計画の緻密化を図る見通しを立てた。併せ、ブリテン思想の系譜が日本の近代化のなかで持った意味を探るため、2018年3月に設定されたイギリス哲学会のシンポジウムへの参画という機会を活かしてジョン・ステュアート・ミルへの日本側の応答に焦点を当てる作業を新たに組み込んだ。自由、功利、ジェンダーの観点から、とくに雑誌をも含む日本の多様な活字メディアを扱うことによって、当時の多くの人びとに伝わるべきメッセージ性を考慮するという意味での社会的観点を暫定的ながら取り入れることができた。ただし、副次的に生じた関連テーマに研究代表者がかなりのエネルギーを注ぐ必要が生じたため(オープンサイエンス関連、および財政資料編纂)、海外出張の予定を次年度に繰り延べするなど、スケジュール上の調整が必要となった。論文集『幸福、ウェル-ビーイングおよび社会倫理』(仮題)については、年度内に国内メンバーによる3回の研究会を開催し、年度内に1冊、次年度前半に1冊の刊行を予定する。研究組織メンバーのほか、若手・中堅研究者の斬新なアプローチが期待される。2018年7月にドイツ、カールスルーエで開催される国際功利主義学会第15回大会に研究代表者が参加し、科学的知識のあり方と知の社会的役割との関係をめぐって報告を行なう。これは機械論的および有機体的な社会のイメージのもとで「知」を考察するもので、ちょうど古典的な功利主義からいわゆるイギリス理想主義の浸透へ、という時期の社会イメージの交錯を、いわば時代性を抽象化して「知」とウェル-ビーイングの可能性とのあいだで照らし出すものである。この研究課題にとって第1に、旧来の人文知、社会哲学のあいだでそれぞれに細分化された状況を超え、横断的に議論することが重要である。第2に、思想史的な文献研究と問題解釈とのあいだの重層的な往復が必要となる。第1の面では研究組織メンバーを狭義にいえば西欧古典哲学、倫理学、法哲学、政治思想史、経済哲学、経済思想史それぞれの領域のメンバーから構成することによって横断を試みているが、これは1994年および2014年に日本で開催した国際功利主義学会大会などの蓄積からの発展である。上記ワークショップは、海外研究者の参加を得て横断的議論を少人数で緻密に行なう絶好の機会となった。第2の側面では、近年急速に展開しつつある古典的文献のデジタル化を活かす方策を検討した。日本18世紀学会大会でミニ・シンポジウムを設定し、また国立情報学研究所の公募型共同研究のプロジェクトと連動させてオランダからの研究者招聘を含むシンポジウムを開催したのが、その具体化である。2015年12月後半から2016年2月にかけて、研究代表者がフランスおよびイギリスに研究打合せで出張を行なったうえで両国から2名の研究者を招いてワークショップを開催する予定であった。ところが2015年11月中旬にパリで大規模な同時テロ事件が発生したため、安全を考慮して訪問予定を取りやめ、併せ招聘の計画を延期することとした。

そこで当該年度の直接経費のうち一部について、繰越金としての手続きをとった。繰越金相当分についてまず、2016年6月にこの研究課題ときわめて関連の深い学会がフランスで開催されたので、当初の派遣による研究打合せを当該学会への参加に合わせて行なうこととした。また、イギリスから招聘予定であった研究者は他の機関の予算により2016年5月に来日する機会があったので、その際に打合せを行なった。共同ワークショップのための招聘はもともとフランスおよびイギリスから1名ずつの予定であったが、これを受けて変更し、フランスおよびアメリカから1名ずつの招聘の形として2016年12月に実施した。これら一連の事情により招聘によるワークショップの実施日程が2016年2月の当初設定であったものが2016年12月になってしまい、関連していくつかのスケジュール上の遅延が生じることとなった。その反面、招聘すべき研究者について内容面ではバランスを維持しつつ、従来は議論する機会を持てなかったアメリカからの研究者1名と緻密な議論をすることができた。なお、これらの事情による計画の遅延については2016年度の実施計画と関連づけて進めることで調整を施した。当該研究課題と密接な関連がある国際功利主義学会第14回大会(フランス、リール)に加わり、関連研究者との議論や報告を実施した。2014年の第13回大会(横浜で主催)の折に比して新たなテーマとして、Effective Altruismのセッションが複数設定され、その問題の提起者の一人Peter Singerも加わっていた。この点は本研究課題にとってもその動向を注目しておく必要がある。また、倫理学系統の英米の研究者のなかには熱心に「人口の倫理」という主題に取り組むメンバーもいた。たしかに幸福やウェル-ビーイングというこの研究課題にとっても重要なトピックスであり、経済思想の系譜や現代の社会的政策的課題ともかかわりが深いはずでありながら、当該学会での議論は社会的コンテクストとしての意味づけが希薄に思われた。この点をめぐって、日本の社会思想史、経済思想史の蓄積を活かして今後に向けて応答していくことが課題のひとつである。これは研究課題の軸の3つのうち(1)「徳の倫理学と功利主義、幸福観」とともに(3)「オイコノミア、存続とエイダイモニア(幸福学)」という設定に関わるものとして展開可能であり、2018年の国際功利主義学会第15回大会に向けての準備に着手した。これらの作業に合わせて、研究組織の複数のメンバーが英文のドラフトを作成中である。国内で実施の具体的なプログラムとしては、前年度からの繰越金として2名の研究者をフランス、アメリカから招くことができたので、これとの有機的な関連づけのもとで複数のワークショップの機会を設定し、若手研究者たちの内容的な参画も得ることができた。また、内容的には関連しつつも実施形態としては別に行なったものとして、研究組織メンバーのあいだで日本語の研究論文集を立案した。多岐にわたる関連領域の中堅・若手研究者のアイデアも吸収しながら具体的な進展を図っている。
腰椎椎間板ヘルニアによる神経根性疼痛発生機序とその抑制因子に関する実験的研究

神経根障害の機能的変化において、過剰な興奮発生すなわち異所性発火の存在は重要な要素である。腰椎椎間板ヘルニアや腰部脊柱管狭窄症において頻繁に見られる根性坐骨神経痛やしびれは、この異所性発火の興奮が中枢に伝達されることにより生じるものと考えられる。本研究では、神経根障害の病態生理を機能的側面から検討するため、in vitro標本を作成して異所性発火の発現及び抑制様式を解析した。総計22頭の雑種成犬(体重6-10Kg)を用いた。ネンブタール静脈麻酔下に腰椎を椎弓切除し、第5-7腰髄神経根の後根を知覚神経節を含めて採取した。これを直ちに人工脳脊髄液(以下aCSF)を満たしたchamberに移して維持した機械的圧迫刺激による異所性発火発生閾値は、線維部より神経節部において有意に低かった。低酸素負荷を加えると神経節由来の発火が誘発され、機械的閾値もさらに低下した。低酸素以外に、正常髄核、コンドロイチン硫酸C、サブスタンス-Pを投与した場合に小数ユニットの反応性発火を認め、これらは単独で異所性発火を誘発しうる化学因子と推定された。一方、ブラディキニン、プロスタグランジンE2,セロトニンなどは発火を誘発しなかった。低酸素負荷に誘発された発火に対してメチルB12、トリアムシノロン、塩酸エペリゾンは即時的な抑制効果を示した。今回得られた結果は、神経根障害による痛みやしびれ、あるいは間欠性跛行の病態と治療の意義を理解する上で重要な知見と思われた。今後、慢性圧迫神経根を用いて同様の研究を行うことがきわめて重要と予想される。
９．１１後のパキスタンにおける権力構造の変化に関する複合的研究

9.11事件は国家と個人(アル=カーイダ、ターリバーン)の対立構造を生み、パキスタンはテロ頻発といった治安問題や、対米関係悪化と対中国関係強化という国際関係で大きな変化を生んでいる。一時は対テロ戦争の前線国として国際的支援を受ける軍の影響力が増大したものの、2度の総選挙で民主化が進んでおり、9.11以降の世界情勢においてパキスタンは示唆に富む社会変容を遂げていることが明らかとなった。本研究課題は、9.11以降のパキスタンにおける権力構造の変容に関する研究を政治学、歴史学、経済学、文学など諸側面から検討するものである。初年度である平成23年度は、この課題についてそれぞれが資料収集を行った。その成果は、研究代表者の「対テロ戦争がもたらした変容」(『現代思想』)、「パキスタン情勢をめぐる国際関係の変化」(『国際情勢紀要』)、「対テロ戦争によるパキスタンにおける社会変容」(『現代インド研究』)、広瀬崇子の「印パ対立の様相とテロ問題」(『政治学の諸問題』)等にすでに成果の一部として公刊された。さらに、24年2月にはパキスタンに出張し、首都イスラーマーバードのCOMSATS大学に赴き、ここで「Pakistani Studies in Japan」と題する英語による国際セミナーを開催した。このセミナーでは、わが国におけるパキスタン研究の先行研究を概観し、日本人研究者が政治、国際関係、歴史学、経済学、文学等の分野でいかなる問題意識を持ち、その成果を発表してきたかを報告した。また、広瀬と小田はこのセミナー後にラーホール経営大学でも同様のセミナーを開催した。こうしてパキスタンの研究者や学生と交流し、本プロジェクトの概要を報告できたことは、次年度以降の研究の発展に大きく貢献するものであった。なお、本セミナー開催にあたっては、在パキスタン日本国大使館の多大なる協力を得ることができ、セミナー後には駐パ日本国大使公邸で意見交換を行い、今後もこのような学術交流を進めていくことについて話し合うことができた。こうして、本研究課題は、初年度でありながら予想以上の成果を挙げることができた。平成25年度は、当初計画では、5月に実施されたパキスタン総選挙に関する調査および分析を行うことが挙げられていたが、これに関し、山根及び黒崎が日本政府の選挙監視団員として出張し、その成果を、山根は平成25年6月に開催された中東情勢調査会で報告し、その内容をまとめて『国際情勢紀要』に発表したほか、山根と黒崎は、平成26年1月に京都大学で開催された「南アジアとイスラーム」研究会において、パキスタン総選挙を総括した研究報告を行った。また、研究計画通り、平成26年2月20日にパキスタン・ムルターン市のバハーウッディーン・ザカリヤー大学経済学部講堂にて"Pakistani Studies in Japan"を主催し、研究代表者および分担者がそれぞれの研究成果を発表した。参加者は日本人研究者10名、日本人留学生等10名のほか、パキスタン人研究者や大学院生を含め総勢150名ほどとなり、盛会となった。当日の模様は現地新聞等に報じられ、わが国におけるパキスタン研究の最新の状況について周知することができた。また、研究代表者は、平成25年11月にパキスタンのラーホール経営大学で実施された「国際イスラーム会議」においても、パキスタンのイスラーム復興思想家マウドゥーディーに関する研究発表を英語で行い、現地研究者らとの意見交換を深めることができた。このほかにも、各分担者は、本プロジェクトに関連した論文や著書の刊行に加えて、研究発表を行い、年度計画の目的を順調に達成することができた。本プロジェクトは2年目を迎え、各研究者がパキスタン情勢に関する学術論文を学会やジャーナル等に発表した。またオックスフォード大学在籍のパキスタン人研究者を招いた研究会を平成24年7月28日に大阪・千里朝日阪急ビル会議室で実施し、平成24年12月13日には京都大学大学院アジア・アフリカ地域研究研究科で「日本・パキスタン友好60周年記念」の国際セミナーを京都大学イスラーム地域研究センターと共催し、在大阪パキスタン総領事やパキスタン人研究者を招いて我が国におけるパキスタン研究の歴史を概括し、今後の発展性について議論した。また、平成23年2月22に日は研究分担者がパキスタンに出張し、パキスタンで社会科学系の大学としてはトップレベルのラーホール経営大学(LUMS)でセミナーを開催、現地研究者との交流を深めることができた。本セミナーには同大学長をはじめ50名近くの参加者を得て、大変有意義なものとなった。さらに、同年3月22日にはLUMSの研究者2名が来日したのをきっかけに、京都大学イスラーム地域研究センターとの共催で研究会を実施した。また、研究代表者は、政府関係者(公安調査庁、財務省、内閣情報調査室等)に対しパキスタン情勢に関する報告を行ったが、本研究課題の分担者はそれぞれに同様の報告を積極的に行っており、我が国の対パキスタン政策にも一定の貢献を行うことができている。このように、今年度も研究を効果的に推進することができた。本研究の最終年度として、分担者各自が所属する学会等で研究発表を行った。

山根は9.11後のパキスタンの民主化における重要なアクターとして軍、イスラーム、メディアの役割を分析した論文を『現代インド研究』(査読有)に発表し、『アジア経済』(査読有)にも「対テロ戦争の前線国パキスタンの社会変容」を投稿した。この論文は近日公刊予定である。黒崎は9.11後2度目となったパキスタン総選挙での投票者動員を分析した論文を『経済研究』(査読有)に発表した。広瀬は隣国インドの新政権に関する論文で9.11以降の南アジア情勢について論じた。井上は印パ関係の懸案であるカシュミール問題に関する論文を『アジア太平洋研究』に発表し、比較政治学会では「パキスタン民主化における司法の役割」、日本南アジア学会ではパキスタン総選挙を総括する報告を行った。松村はムスリム近代化の象徴的存在、サイイド・アフマド・ハーンに関する論文(査読有)と、パキスタンの建国詩人ムハンマド・イクバールの作品の翻訳を発表しひた。さらに小田は、隣国インドに関する論文をPalgrave-Macmillanから2冊刊行するなど、それぞれの分野について、パキスタン社会を総括する研究報告を行った。これに関連して、9.11以降、特に2010年ごろからパキスタンで懸案となっている南パンジャーブのサラーイキー民族運動に関し、同運動の中心拠点であるムルターンのバハーウッディーン・ザカリヤー大学の研究者を2014年11月に招聘し、大阪大学で研究会を開催するとともに、これまでの本研究の成果について助言を得た。現在、本研究の社会還元として、明石書店から広瀬、小田、山根の共同編集によるパキスタンの現状に関する書籍の刊行に向けて協議中であり、本研究の成果刊行を準備中であり、総じて、9.11以降のパキスタン情勢を多角的に照射する研究を終えることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。南アジア・イスラーム論26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は資料収集での出張を計画していたが、資料収集のみならず、国際セミナーを開催することができた上に、本課題に関連する論文等を査読有の研究雑誌等に掲載できたため。当初の研究計画通り、9.11後のパキスタン情勢に関し、各研究分担者がそれぞれの成果を、各分野の優れた雑誌等に発表することができた。また、計画通り、パキスタンのバハーウッディーン・ザカリヤー大学で研究代表者および分担者によるセミナーを開催し、研究発表を行うことができた。これにより、パキスタン人研究者や学生との交流をさらに進めることができた。また、今般は、東京外国語大学、和光大学、大阪大学等のインド研究者も同行し、本セミナーに参加したことは、わが国の南アジア研究において、「南アジア=インド」というイメージが強いなかで、パキスタン研究の最前線を共有できたことは、わが国の南アジア研究に広がりをもたらすことができたと確信している。また、本研究計画の大きな課題となっていた平成25年5月実施のパキスタン総選挙に際し、代表者と分担者が日本政府の選挙監視団員として出張し、調査・分析を行ったことは、本プロジェクトの最終年度である平成26年度の研究総括に大きく貢献するものである。
大規模スマートスペースの効率良い開発を目的としたシミュレータの研究開発

本研究では,スマートスペースアプリケーションの開発環境として,(1)任意の3D仮想空間を対象空間として設定し仮想的な家具・デバイスを設置するGUI,(2)仮想デバイスの間の通信のシミュレーション,(3)対象空間の物理量変化シミュレーション,(4)仮想住人の移動軌跡を指定し対象空間内を移動させる機能,(5)デバイスの動作や空間の状況を可視化する機能を備えたシミュレータを設計開発し,アプリケーションの実装実験を通して有用性を評価した本研究では,スマートスペースアプリケーションの開発環境として,(1)任意の3D仮想空間を対象空間として設定し仮想的な家具・デバイスを設置するGUI,(2)仮想デバイスの間の通信のシミュレーション,(3)対象空間の物理量変化シミュレーション,(4)仮想住人の移動軌跡を指定し対象空間内を移動させる機能,(5)デバイスの動作や空間の状況を可視化する機能を備えたシミュレータを設計開発し,アプリケーションの実装実験を通して有用性を評価した本研究は,多数のセンサ,情報通信デバイス(ネット対応家電など)を外部環境(利用者の移動,気温変化,時間,状況など)および利用者の好みに従い自動制御するスマートスペースおよびアプリケーションを対象に,(1)システム全体を高信頼かつ低コストで開発できるようにするためのシミュレータの開発,(2)シミュレータを用いて大規模なスマートスペースを構築し,本シミュレータの有用性を評価することを目的としている.これらの目的を実現するため,3D空間上へのデバイスの設置支援・空間におけるデバイスの動作の可視化を行う機能(可視化・GUI),デバイス間の通信を物理的なレベル(遮蔽物,無線通信範囲なども考慮)でシミュレートする機能(ネットワークシミュレータ),エアコンなどのデバイスの動作が外部環境に与える変化(室内温度などの物理量の変化など)を忠実に再現する機能(物理量シミュレータ),与えた環境設定およびアプリケーションソフトウェアが意図通りに動作することを系統的に調べる機能(テスト機能)を実現することが研究の目標である.初年度である平成19年度は,提案するシミュレータの基本機能の実現を行った.具体的には,シミュレータの,(a)可視化機能・GUI,(b)ネットワークシミュレータ,(c)物理量シミュレータの設計・実装を行うとともに,開発したシミュレータを用いて,仮想スマートホームおよびそこで動作するユビキタスアプリケーションを構築し,本シミュレータの基本性能,および,開発ツールとしての有用性の評価を行った.本年度に得られた研究成果を情報処理学会論文誌に発表した.本研究は,多数のセンサ,情報通信デバイスを外部環境(利用者の移動,気温変化,時間など)および利用者の好みに従い自動制御するスマートスペースおよびアプリケーションを対象に,(1)システム全体を高信頼かつ低コストで開発できるようにするためのシミュレータの開発,(2)シミュレータを用いて大規模なスマートスペースを構築し,本シミュレータの有用性を評価することを目的としている.これらの目的を実現するため,3D空間上へのデバイスの設置支援・空間におけるデバイスの動作の可視化を行う機能(可視化・GUI),デバイス間の通信を物理的なレベル(遮蔽物,無線通信範囲なども考慮)でシミュレートする機能(ネットワークシミュレータ),エアコンなどのデバイスの動作が外部環境に与える変化(室内温度などの物理量の変化など)を忠実に再現する機能(物理量シミュレータ),与えた環境設定およびアプリケーションソフトウェアが意図通りに動作することを系統的に調べる機能(テスト機能)を実現することが研究の目標である.2年目である平成20年度は,シミュレータのスケーラビリティを高める方法の検討,系統的テスト機能の実現,シミュレータを用いたスマートスペースの構築実験を行った.本年度に得られた成果のうち,系統的テスト機能,スマートスペース構築実験に関する論文を,情報処理学会第16回マルチメディア通信と分散処理ワークショップにて発表した.また,本シミュレータにおける可視化技術に関する研究成果を情報処理学会論文誌に発表した.本研究は,多数のセンサ,情報通信デバイスを外部環境(利用者の移動,気温変化,時間など)および利用者の好みに従い自動制御するスマートスペースおよびアプリケーションを対象に,(1)システム全体を高信頼かつ低コストで開発できるようにするためのシミュレータの開発,(2)シミュレータを用いて大規模なスマートスペースを構築し,本シミュレータの有用性を評価することを目的としている.これらの目的を実現するため,3D空間上へのデバイスの設置支援・空間におけるデバイスの動作の可視化を行う機能(可視化・GUI),デバイス間の通信を物理的なレベル(遮蔽物,無線通信範囲なども考慮)でシミュレートする機能(ネットワークシミュレータ),エアコンなどのデバイスの動作が外部環境に与える変化(室内温度などの物理量の変化など)を再現する機能(物理量シミュレータ),与えた環境設定およびアプリケーションソフトウェアが意図通りに動作することを系統的に調べる機能(テスト機能)を実現することが研究の目標である.最終年度である平成21年度は,実空間に構築したテストベッドをシミュレータが管理する仮想空間の一部として連動させてシミュレーションできるようにする機能,すなわち,仮想空間上でのコンテキスト変化に基づき,実空間のデバイスを動作させたり,実空間のユーザの動きに従って,仮想空間中のデバイスが動作する機能を実現し,テストベッドを構築して動作を確認した.その成果は,国際会議Pervasive2009のデモセッションにて実演した.また,本研究で得た成果を応用し,携帯端末画面に実空間に対応する3D仮想空間を表示し,直観的な操作により実デバイスを遠隔操作するリモコンフレームワークを考案し,プロトタイプを作成した.研究成果は,DPSワークショップ2010のデモセッションで実演するとともに(ベストデモ賞を受賞),論文をACMの国際会議Multimedia Systems Conference 2010で発表した.これまで開発してきたシミュレータツール一式を,近日中に一般公開するための作業を引き続き進めている.
肥満を予測する体格変化とスクリーンメディアの使用に着目した幼児期からの肥満予防

幼児の肥満予防は、肥満児だけでなく、将来の肥満を予測する体格変化を認める児への介入が効果的とされるが、介入実践やその効果に関する研究はほぼ見られない。また、スクリーンメディアに接する乳幼児が増え、健康影響が懸念されている。幼児期の肥満予防の検討には、生活習慣等だけでなくスマートフォンなどスクリーンメディアの使用も加えた検証が必要である。本研究は、肥満を予測する体格変化とスクリーンメディアの使用に着目し、幼児期からの効果的な肥満予防を検討することを目的とする。保育所・幼稚園の身体計測データ、保護者への質問票調査、幼児の身体活動量データをリンケージし、分析を行う。
硫化水素吸入による生体内ガス分子活性化とその脊髄神経保護効果

マウス脊髄虚血後遅発性対麻痺に対する硫化水素(Hydrogen sulfide : H2S)の神経保護効果の機序について分子生物学的検討を行った。このモデルにおいて、H2S吸入は脊髄での抗アポトーシス蛋白(Bcl-XL)の発現が増加することが明らかとなった。これらの現象は、一酸化窒素合成酵素阻害薬によってH2Sの神経保護効果が消失すること、H2S負荷後にBcl-XLが発現することが証明された。これらのことから、H2Sによる神経保護効果の機序として、抗アポトーシス蛋白発現を増加させることに起因し、しかもこれは、H2SのみならずiNOSの存在が必須であり、H2SとNOの関連が示唆された。マウスを用いた一過性脊髄虚血後の硫化水素吸入療法による遅発性脊髄神経細胞死に対する保護効果の機序について検討した。硫化水素の臓器保護効果には一酸化窒素が関与するという報告があることから、一酸化窒素ドナーである亜硝酸ナトリウム投与(虚血前5日間経口投与)の効果ならびに血管内皮型一酸化窒素合成酵素過剰発現マウス(心筋細胞)を用い、一過性脊髄虚血後の遅発性脊髄神経障害の発症を比較検討した。その結果、亜硝酸ナトリウム投与群では、対照群と比較し対麻痺発症は減少した(統計学的有意差はなし)。また、血管内皮型一酸化窒素合成酵素過剰発現マウスでは、8匹中1匹のみ遅発性対麻痺を発症し、統計学的にも有意差を以て改善効果が認められた。また、誘導型一酸化窒素合成酵素欠損マウスに脊髄虚血を与え、硫化水素吸入療法を行ったところ、硫化水素の効果は全く発揮されなかった。このことから、硫化水素吸入による脊髄神経細胞保護効果は一酸化窒素を介することが示唆された。硫化水素吸入による脊髄神経細胞保護効果が、一酸化窒素の存在下に発揮されるものである可能性が示唆されたが、この効果が一酸化窒素を介する二次的な効果であるのか、あるいは一酸化窒素との相互作用により発揮する効果であるのかは不明である。実際、硫化水素吸入により一酸化窒素合成酵素の発現が増加するかを検討している最中であるが、これまでの結果では一酸化窒素合成酵素の発現に、硫化水素吸入療法が大きな効果を示しているという結果は得られていない。<H2S吸入による脊髄におけるHO-1発現>脊髄虚血後にH2S吸入を行った後に、脊髄を摘出しNrf2の下流にあるHO-1のmRNA発現を検討した。その結果、H2S吸入後2時間で採取した脊髄においては、空気吸入群と比較しH2S吸入群でHO-1のmRNAが増加していることは認められなかった。さらに、H2S吸入後の脊髄におけるNrf2の核内移行を免疫染色で検討したところ、H2S群においてNrf2核内移行は認められなかった。<遅発性神経障害発生時の炎症性サイトカインの動向およびH2S吸入療法の影響>脊髄虚血後の遅発性脊髄障害発生過程における炎症性サイトカインの発現を検討した結果、脊髄虚血後2448時間にかけて炎症性サイトカイン(TNFα、IL-1β、IL-6)の変化を検討した結果、脊髄虚血後30時間目から全ての炎症性サイトカインが増加した。H2S吸入療法により、その炎症性サイトカインの発現は、著明に低下しており、H2S吸入には炎症性サイトカインの発現を抑える効果があることが示唆された。マウス脊髄虚血後の遅発性脊髄細胞死に対する硫化水素の細胞死抑制効果の機序を解明する目的で、硫化水素吸入による抗アポトーシス蛋白mRNA発現とそれを誘導するNFκBのsulfhydrationの関係を検討した。脊髄虚血後24時間目に硫化水素ガス吸入療法を行うと脊髄においてBcl-XLのmRNAが、空気吸入(対照群)の4-5倍に増加発現した。また、誘導型一酸化窒素合成酵素欠損マウス(iNOS KOマウス)では、脊髄虚血後に硫化水素ガス吸入療法を行ったが、硫化水素による脊髄神経保護効果は認められなかった。この現象をin vitro実験での確認実験を行ったところ、マウス初代培養脳細胞に低酸素侵襲を与え、その5時間後に硫化水素ドナーであるNa2Sを投与すると神経細胞の保護効果が認められた。また、同様のプロトコールで実験を行ったところBcl-XLのmRNA発現が対照群より有意に増加した。さらに、iNOS KOマウスから得た初代培養脳細胞では、この現象は認められなかった。初代培養神経細胞に対する硫化水素ガスの神経保護効果におけるNFκBの関与を検討したところ、硫化水素ドナー投与前にNFκB阻害薬(NBD peptide)を投与すると硫化水素による神経細胞保護効果が消失した。最近の報告でNFκBのsulfhydrationが抗アポトーシス蛋白の発現を促進すると報告されたので、この実験でNFκBのsulfhydrationを検討した結果、硫化水素ガスドナー投与によりNFκBのsulfhydrationが促進されていることが明らかとなった。これらの一連のことから、硫化水素ガス吸入による神経細胞邦語効果は、NFκBのsulfhydrationによる抗アポトーシス蛋白の発現誘導が関与していると考えられた。

これらのことから、H2Sによる神経保護効果の機序として、抗アポトーシス蛋白発現を増加させることに起因し、しかもこれは、H2SのみならずiNOSの存在が必須であり、H2SとNOの関連が示唆された。これまで遅発性脊髄障害の発生機序について、炎症性サイトカインの過剰発現を証明し、さらに脊髄虚血後の硫化水素ガス吸入により脊髄において炎症性サイトカインのmRNAの発現抑制を証明できたことから、おおむね順調に進展していると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。医学硫化水素ガスを吸入することで脊髄における抗アポトーシス蛋白の発現を促進することが明らかとなった。脊髄虚血後の神経細胞あるいはグリア細胞におけるNFκBの核内移行とそれに引き続くサイトカイン過剰産生により脊髄におけるアポトーシスが促進することが示唆されているが、硫化水素ガス分子がNFκBに修飾効果を示し、それが抗アポトーシス蛋白であるBcl-XL発現を促進したと仮説を立てている。そこで、今後は神経培養細胞を用い、硫化水素ドナーを用い、NFκBへの修飾を証明し、それにより抗アポトーシス蛋白の発現を促進することを証明する。平成25年度の研究計画により本研究目的に見合った結果が得られている。特に一酸化窒素の関与について、薬理学的解析、遺伝子改変マウスを用いた実験ならびに分子生物学的検討から、それを示すことができた。今後は、硫化水素吸入による一酸化窒素合成酵素の発現変化(PCR)、リン酸化の変化(WB)、ならびに遺伝子改変動物を用いた予後変化について検討する。また、一酸化窒素以外に一酸化炭素に関しても、一酸化炭素合成酵素の変化、遺伝子改変マウスなどを用いた実験によりその機序を追求していきたいと考えている。
膵島移植における調節性T細胞による免疫寛容誘導に関する研究

調節性T細胞は強力な免疫調節能をもち、移植免疫においてもその免疫寛容誘導能が注目されている。我々は、この細胞に着目し、膵島移植において同時同所性にドナー由来の調節性T細胞(CD4+CD25+Tcell enriched peripheral blood lymphocyte)を肝実質内に移植すると局所においてドナー特異的免疫寛容が得られることを報告した(J Med Invest.2004Aug ;51(3-4):178-85.)が、移植免疫におけるこの調節性T細胞の免疫学的機能は依然として未知な部分が多い。そこで膵島移植においてすでに確立した当モデルを用い、移植膵島がどのような免疫学的修飾を受けて拒絶から免れているのか、同時にレシピエント側の免疫応答につき免疫学的な解析を行い、移植免疫におけるCD4+CD25+Tcellの役割を明白することを目的とした研究を行った。あらかじめ移入するCD25+Tcell enriched T cellは調節性T細胞のマーカーとしてCD25抗体を使用しているが、CD25はリンパ球活性化のマーカーであり、発現したT細胞はActivate activityをもつのか、Regulate activityをもつのかを事前に判断できない。そこで、当該細胞について、調節性発現遺伝子と報告されているFoxp3を用いて、FACS解析により確認を行った。さらに、移植膵島の肝細胞との接触様式およびリンパ球浸潤様式を病理学的に確認した。これによれば、免疫寛容(移植片の生着延長効果が得られた個体)が得られた個体と得られなかった個体において、Foxp3+CD25+CD4+T細胞数(比率)に有意な差異は認められなかった。免疫寛容においては炎症細胞浸潤(数)が有意に抑制されており、in vitroにおいて、Donor-derived CD25+T cell enriched T cellがrecipientの免疫系をregulateしている可能性が組織学的に示された。更に移入されたDonor-derived CD25+Tcell enriched Tcell中のFoxp3+CD25+CD4+T細胞数に着目し、免疫寛容が得られた個体と得られない個体間での差異を検討した。これによると、移入するFoxp3+CD25+CD4+T細胞数と免疫寛容状態誘導に有意差および傾向は認めなかった。我々は、この細胞に着目し、膵島移植において同時同所性にドナー由来の調節性T細胞(CD4+CD25+Tcell enriched peripheral blood lymphocyte)を肝実質内に移植すると局所においてドナー特異的免疫寛容が得られることを報告した(J Med Invest.2004Aug;51(3-4):178-85.)が、移植免疫におけるこの調節性T細胞の免疫学的機能は依然として未知な部分が多い。そこで膵島移植においてすでに確立した当モデルを用い、移植膵島がどのような免疫学的修飾を受けて拒絶から免れているのか、同時にレシピエント側の免疫応答につき免疫学的な解析を行い、移植免疫におけるCD4+CD25+Tcellの役割を明白することを目的とした研究を行っている。これによれば、免疫寛容が得られた個体と得られなかった個体において、Foxp3+CD25+CD4+T細胞数(比率)に有意な差異は認められなかった。免疫寛容(移植片の生着延長効果が得られた個体)においては炎症細胞浸潤が有意に抑制されており、in vitroにおいて、Donor-derived CD25+T cell enriched T cellがrecipientの免疫系を何らかの機序でregulateしている可能性が組織学的に示された。

これによれば、免疫寛容(移植片の生着延長効果が得られた個体)が得られた個体と得られなかった個体において、Foxp3+CD25+CD4+T細胞数(比率)に有意な差異は認められなかった。免疫寛容においては炎症細胞浸潤(数)が有意に抑制されており、in vitroにおいて、Donor-derived CD25+T cell enriched T cellがrecipientの免疫系をregulateしている可能性が組織学的に示された。更に移入されたDonor-derived CD25+Tcell enriched Tcell中のFoxp3+CD25+CD4+T細胞数に着目し、免疫寛容が得られた個体と得られない個体間での差異を検討した。これによると、移入するFoxp3+CD25+CD4+T細胞数と免疫寛容状態誘導に有意差および傾向は認めなかった。
超分子ポルフィリンワイヤーの構築

5,10-ジアリール置換亜鉛ポルフィリンや銅ポルフィリンをDDQとSc(OTf)_2の組み合わせで酸化することにより、二次元にπ電子系が広がった共役ポルフィリンシートの合成に成功した。亜鉛ポルフィリンからは、メゾ-メゾ結合とベータ-ベータ結合を持つ対称性の高いシートが得られ、一方、銅ポルフィリンからはメゾ-ベータ結合を持っポルフィリンシートが得られた。メゾ-メゾ結合ポルフィリンの更なる伸長反応を検討したところ、ついに純粋に単離下256量体の反応により、1024量体の合成、単離に成功した。単分散有機分子として、世界最大最長の分子の誕生である。メゾ-ピリジン置換亜鉛ポルフィリンがトルエンやクロロフォルム中で、環状4量体を生成する。環状4量体の構造をX線結晶構造解析で決定した。メゾ-メゾ結合ポルラィリンで同様な環状化について検討したところ、非常に大きな会合定数で箱型4量体が生成することがわかった。この箱型4量体では多点相互作用により、構造が厳密に規制されており、メゾ-メゾ結合ポルフィリンにおけるポルフィリンーポルフィリン相互作用が極端に小さいこともわかった。メゾーメゾ結合Cu(II)ポルフィリン2量体のアミニウムカチオンラジカルでに酸化することにより、二重縮環ポルフィリンを高収率で得る方法の最適化を行った。溶媒として、ヘキサフルオロベンゼンを用いることで、副反応のラジカル的な塩素化反応を抑制できることがわかり、収率78%で目的の二重縮環ポルフィリンの合成に成功した。同様な反応を対応する3量体や4量体でも、検討したが、原料の溶解性が低く、低収率におわった。DDQとSc(OTf)_2などの組み合わせによるメゾーメゾ結合ポルフィリンの酸化反応でも同様な縮合反応を行えることを発見した。本反応はほとんど中性条件下で進行するため、副反応もなくきれいに酸化的縮環反応が進行し、亜鉛錯体でも適応可能である。得られた二重縮環ポルフィリンは、完全な平面構造で共役が広がっており、吸収スペクトルが低エネルギー側に大きくシフトすることがわかった。メゾーメゾ結合ポルフィリンアレーから縮合ポルフィリンアレーへの変換を2量体、3量体、4量体、5量体、6量体、8量体、12量体で、いずれも良好な収率で行うことに成功した。612量体の完全共役ポルフィリンアレーでは、その電子遷移吸収が赤外領域にまで達しており、中性であるにもかかわらず、Born-Oppenheimer近似を破る分子であることが判明した。
心房細動アブレーション治療の予後改善をめざした積極的生活習慣改善プログラムの導入

心房細動は生活習慣病の一つであると考えられ、食事や運動などの生活習慣の見直しと是正が心房細動の抑制に有効である可能性がある。心房細動に対するカテーテルアブレーション治療後の予後改善の介入および評価事項として、小型の携帯型の加速度センサー搭載型の活動量計を用いて、運動機能の評価と予後への影響を検討を行った。最終年度は引き続き症例登録を行うと同時に、観察期間の終了した症例について順次解析を行った。今年度はさらに8例の登録を行い、全体として20例の登録を行った。観察期間が完了し、30日以上の加速度計のデータ分析が行えた症例について分析を行うと、それぞれ約半年間の観察期間では、術前に比べて平均1日歩数、1日最大歩数において増加傾向が認められた。さらに、中等度の運動強度の活動時間や中等度以上の運動強度の最大活動時間においても、術後に増加する傾向が認められた。しかしながら、運動強度の内訳・割合については、大きな変化は認められなかった。また、アブレーション後に早期再発が認められたのは1例あったが、ブランキングピリオド以降の再発は認められなかった。今回、平均歩数、1日最大歩数、活動時間の改善が、アブレーション術後3か月以内の比較的早期から認められており、心房細動アブレーション治療による心房細動の抑制による速やかな運動能力と活動への効果が現れることが確認された。原因としては、心房細動が抑制できたことによる自覚症状の改善や、洞調律が維持されたことによる循環動態への寄与が考えられる。心房細動に対するカテーテルアブレーション治療後の予後改善の介入事項として、小型の携帯型の加速度センサー搭載型の活動量計を用いて、運動機能の評価と日常的な運動療法の予後改善への影響を検討することを目的とした。今年度は初年度であり、より具体的な研究プロトコルの立案と研究計画の最終的な確認調整を行った。具体的な研究プロトコルとしては、名古屋大学医学部附属病院において、心房細動に対して初回カテーテルアブレーション治療が予定された症例を対象として術前3-4週間前の外来受診時から長期間評価用の加速度センサー搭載型活動量計を着用する。手術の入院日にはそれまでのデータを抽出し術前の日常活動量(歩数、運動量、総消費量、エクササイズ、活動時間、距離等)の評価を行う。通常の診療に沿って心房細動カテーテルアブレーション術を行う。退院から6か月後まで再度長時間評価用の活動量計を日常的に装着することによって術後の身体活動レベルや運動強度の評価を行い、6か月間の身体活動データ(歩数、運動強度、総消費量、運動量等)の解析と評価を行う。データ出力・解析は専用のソフト・行動変容支援ソフトウェアを用いて行い、術前と術後6か月間の活動レベル、運動強度の評価とその推移、またその後の再発の有無の違いについて比較検討を行う。上記のプロトコルの最終的な立案を行い、当院の臨床研究・生命倫理委員会に提出し現在審議中である。すでに加速度計の購入準備については同時に進めており、今後は倫理委員会の承認が得られ次第、研究実施について着手していく予定である。研究実施に関しての最終的なプロトコルの調整で、当院での研究担当者の負担などを考慮し、やや研究計画の具体的な立案に時間を要したこと、また研究実施にあたり生命倫理委員会での申請と審議等に時間を要していることが原因として挙げられる。今年度は研究プロトコル・計画について、実施施設で生命倫理審査委員会からの承認が下りたため、症例の登録と研究を開始した。これまで12例の登録が完了した。1例についてはカテーテルアブレーションが行われず、11例についてカテーテルアブレーション治療を行った。この内、すべての症例について加速度計装着を術前より施行し、少なくとも週に一日以上の着用を促した。現在までに観察期間が完了し加速度計のデータ分析が行えたものは2症例であり、それぞれの約半年間の計測値と分析結果では、術前に比べて平均歩数、最大歩数ともにアブレーション術後は増加傾向が認められる結果であった。一方、平均活動時間や運動強度の内訳は大きく変化は認められない結果であった。幸い分析が完了したこの2症例については、いずれも術後に心房細動の再発が認められていないため、活動能や運動能への変化がよく観察されたケースと考えられる。今後はさらに他の症例にも分析を進めることで、再発例についてもデータ分析を行い、非再発例との比較検討を行っていく予定である。症例の組み入れ登録を開始しているが、現時点では目標症例数達成のためにはやや足りないところがある。

最終年度は引き続き症例登録を行うと同時に、観察期間の終了した症例について順次解析を行った。今年度はさらに8例の登録を行い、全体として20例の登録を行った。観察期間が完了し、30日以上の加速度計のデータ分析が行えた症例について分析を行うと、それぞれ約半年間の観察期間では、術前に比べて平均1日歩数、1日最大歩数において増加傾向が認められた。さらに、中等度の運動強度の活動時間や中等度以上の運動強度の最大活動時間においても、術後に増加する傾向が認められた。しかしながら、運動強度の内訳・割合については、大きな変化は認められなかった。また、アブレーション後に早期再発が認められたのは1例あったが、ブランキングピリオド以降の再発は認められなかった。今回、平均歩数、1日最大歩数、活動時間の改善が、アブレーション術後3か月以内の比較的早期から認められており、心房細動アブレーション治療による心房細動の抑制による速やかな運動能力と活動への効果が現れることが確認された。原因としては、心房細動が抑制できたことによる自覚症状の改善や、洞調律が維持されたことによる循環動態への寄与が考えられる。倫理委員会からの承認が得られ次第、本格的に研究の実施を行っていく予定である。当院での豊富な心房細動アブレーション治療の実績から、組み入れ数に関しては問題はないと考えられる。今後も引き続き症例登録を続けて、目標数達成を目指す。また得られた結果をもとに分析を開始する。研究の実施が遅れていることから、実際に使用する機器の購入などがまだできておらず、このため未使用額が生じた。症例登録が目標より少なかったことにより、機器の購入準備が遅れたことが要因と考えられる。今後は、必要な計測機器購入と、成果発表や情報収集のために学会発表や論文作成費用が必要である。今後は機器の購入の他にも、情報収集のための学会出張や論文執筆等の費用が必要になると考えられる。
気孔の二酸化炭素応答 : メカニズムの解明とメカニステックモデルの構築

『環境に対する気孔の応答を表すモデルにおいてパラメータとして広く用いられている光合成CO_2同化速度(A_n)は、気孔開閉制御に直接的に影響することはない』ということを明らかにした昨年度に続き、本年度は『A_nに代わる気孔モデルパラメータの探索と、既存の経験モデルよりも現象を表現することに優れた気孔モデルの構築』に着手した。タバコ(Nicotiana tabacum L.)を材料に、飽和水蒸気圧差(VPD ; 0.9kPa)と葉内CO_2濃度(C_i ; 150ppm)を一定に保った状態で光強度や酸素濃度を様々に変え、A_nや気孔コンダクタンスを測定した。C_iが一定の場合、A_n、と気孔コンダクタンスの間に、統計的に有意な関係は見られなかった。一方、同じデータに対して光合成電子伝達速度(J)を算出した所、気孔コンダクタンスとの間に有意な正の相関が得られた(r=0.6^<**>。本研究によって、気孔コンダクタンスの値の決定には、チラコイド膜上での光合成電子伝達速度が強く関わっていて、Rubiscoにおけるカルボキシレーション反応とオキシゲネーション反応の比率は影響しないことが明らかになった。既存の気孔モデルであるLeuningモデル(1995)やMedlynモデル(2011)をベースとして、A_nをJに、葉表面CO_2濃度(c_s)とCO_2補償点(γ)の差やc_s自体をc_iに置き換えた場合に対して、モデルの妥当性を検討した。C_iが150ppmに固定されているためにモデル中で変数として働かない場合には、A_nではなくJを用いたモデルでのみ有意な正の相関が得られ、その精度は既存のモデルと同程度であった。これらの結果は、気孔の開閉制御に関わる光合成電子伝達鎖中のコンポーネントを明らかにすることが、有用性の高い気孔モデルの構築へと繋がることを示唆している。青色光や飽差と同様、葉内二酸化炭素濃度が気孔の開閉制御に効いていることが知られている。ただし、葉内二酸化炭素濃度による気孔の開閉制御において、二酸化炭素を基質とする光合成反応が影響を与えるか否かは、未だに議論が続いている。申請者は、気孔開閉において葉内二酸化炭素濃度と光合成速度の影響を分離し、葉内二酸化炭素濃度による、光合成反応を介した間接的な気孔コンダクタンスへの影響の有無を明らかにすることを、目的とし、以下の実験を行った。光強度や飽差を一定に保ちながら、二酸化炭素濃度・酸素濃度を様々に変えて、光合成速度や気孔コンダクタンスを測定した。光合成がRubisco律速段階にあるような条件で葉内二酸化炭素濃度を一定保った場合、酸素濃度が高くなるほど光合成速度は減少するけれども、気孔コンダクタンスの値はほぼ一定で、光合成速度が変化したことによる影響はほとんど見られなかった。逆に、酸素濃度の上昇に合わせて葉内二酸化炭素濃度を高くし、光合成速度を一定に保った場合、葉内二酸化炭素濃度が高くなるほど気孔コンダクタンスの値は減少した。このことは、Rubisco律速段階において、気孔開閉は光合成速度の影響を受けず、葉内二酸化炭素濃度の影響だけで制御されることを示している。また、オナモミで報告されていた、光合成のRubisco律速段階とRuBP再生律速段階で、葉内二酸化炭素濃度に対する気孔コンダクタンス変化の様子が異なるという現象が、酸素濃度を変えた測定によって、タバコでも同様に観察されることが確認できた。
高速で噴出する拡散火炎(バックドラフト時の火炎)の性状の計測とモデリング

区画火災時に火災室内でフラッシュオーバーやバックドラフトが起こると、800°C近い高温の火炎および熱気流が窓などの開口部から噴出する。このときの火炎は瞬間的には50100m/s程度の比較的大きな初速度を持って火災室から水平に打ち出される。火炎高さに関して断片的な知見しか得られておらず、延焼危険性の評価も経験則に依っているところが多い。そこで本研究は、高速で噴出する拡散火炎の性状を把握することを目的として研究を行った。火炎噴射装置から発生させた火炎の高さ、温度および放射熱を計測した。燃料として、液体燃料を用いた。ノズル径と不活性ガスの圧力の組合せにより発熱速度を制御した。噴射装置架台は0°90°(0°:噴射方向が水平方向)の範囲で任意に傾きを設定した。その結果、90°の場合、火炎高さは、Q*>106の範囲でも、無次元数RMの値が0.1より小さい場合は、火炎高さはQ*2/5に比例して高くなった。また火炎中心軸上の温度減衰を、McCaffreyモデル(低速拡散火炎)と比較すると、本実験では温度減衰の開始点がz/Q2/5=0.150.20付近であり、McCaffreyモデルよりも遠くなった。しかし、温度減衰が始まると、温度は距離に対してMcCaffreyモデルよりも急速に低下する傾向を示した。一方で、高速で噴出する拡散火炎の中心軸上の温度減衰、水平方向の温度分布、熱流束の水平分布は、いずれも発熱速度の変化に対して相似性が保存されていることが分かった。本研究は、(1)高速噴出火炎を発生させる実験装置の開発と火炎発生手法の確立及び(2)高速噴出火炎性状の計測を目的として研究を行った。(1)「高速で噴出火炎を発生させる装置は、液体燃料(高分子炭化水素系燃料やアルコール類)及びガス燃料(プロパンガス)が1台でどちらも使用できる設計とした。この機器は、燃料を不活性ガスで押し出す構造となっており、押し出す不活性ガスの圧力とノズル径の組合せによって噴出流量が調節可能とした。(2)高速噴出火炎性状の計測では、燃料をイソパラフィン系ソルベント、ノズル径を0.6mmとした。火炎形状(火炎高さ)を計測するため、フレーム速度300fpsのカメラにて火炎を撮影した。さらに赤外サーモカメラにて火炎及び火炎周囲の熱画像を取得した。火炎の周囲温度をK型熱電対(0.32mm)にて41点、熱流束を12点計測した。噴射ノズル位置を基準とし、水平方向へ3m、高さ5mの範囲を計測した。噴出方向は鉛直上方とした。その結果、火炎の噴出時間が1秒以上であれば、火炎はほぼ棒状に形成され、その高さは噴射時間毎に依存せず、発熱速度毎にほぼ一定であった。火炎高さは、Q*>10^6の範囲でも、無地点数R_Mの値が0.1よりも小さい場合は、火炎高さはQ*^2/5に比例して高くなった。火源中心軸に沿った温度減衰は、McCaffreyの関係式と比較すると、温度減衰の開始点がz/Q^2/5=0.150.20付近となり、McCaffreyよりも遠くなった。しかし、温度減衰が始まると、温度は距離に対してMcCaffreyの関係式よりも急速に低下した。本研究は、高速噴出火炎性状の計測とモデリングを目的として研究を行った。具体的には、昨年度作成した高速噴出火炎を形成する装置を用いて、定常的な火炎の長さと温度を実験的に調べた。火炎温度は4×4mの範囲に47個のK型熱電対(Φ0.32mm)を用いて唄掟した。実験条件は、実験Aノズル直径0.6mm,噴出圧力0.4,0.8,1.2,1.5MPa,噴出角度0°,30°,45°,60°,90°,実験

Bノズル直径2.0,3.0mm,噴出圧力0.2,0.5,1.0MPa,噴出角度0°,45°,90°とした。燃料には、イソパラフィン系ソルベントを用いた。火炎長さはビデオカメラで撮影した火炎画像のうち、火炎形成時から3秒後からの1秒間で1/30秒ごとの火炎の形状を画像から読み取った。火炎長さと無次元発熱速度Q^*の関係において、実験A)では、Q^*>106の範囲で燃料がすぐ蒸発して燃焼した無次元火炎長L_M/dは、噴出角度90°ではQ^<*2/5>に,0°60°ではQ^<*2/3>に比例し長くなった。また、燃料液滴が噴出方向に飛翔し遅れて燃焼した無次元火炎長L_a/dは、全条件でQ^<*2/5>に比例して長くなった。実験Bでは噴出圧力に伴い火炎長さは長くなったが、噴出角度には殆ど依存しなかった。また、実測圧力は、既存の研究での同条件の値と比較して50%程度下回った。これは,管径の違い等による圧力損失が大きくなったためと考えられる。火炎温度は最高で実験Aでは、ノズルから1m付近で600°C、実験Bでは、ノズルから0.5m付近で1000°C程度と実験Bの方が火炎温度は高くなった。しかし、実験A)は火炎が大きいため、温度分布としては広範囲に分布していることが分かった。実験A)は垂直方向以外の噴出では,燃料の慣性力で形成される火炎と浮力で形成される火炎の2軸に分かれた.Q^*>106の範囲で,L_M/dは噴出角度060°ではQ^<*2/3>,90°ではQ^<*2/5>に,L_a/dはどの角度でもQ^<*2/5>に比例して長くなった。実験B)ではL_M/dは噴出角度によらず、Q^<*2/5>に比例して長くなった。本研究は、高速噴出火炎性状の計測とモデリングを目的として研究を行った。具体的には、一昨年度製作した高速噴出火炎を形成する装置を用いて、高速噴出火炎を発生させ、火炎長さおよび火炎の噴出方向に対して垂直方向(火炎周囲)の熱流束と温度を計測した。火炎長さは、ビデオカメラで撮影した動画を分割し読み取った。熱流束および温度は、2×2mの範囲に9個ずつ放射熱流速計(VALTELL製)および熱電対(K型、線芯φ0.32mm)を設置し、火炎軸と垂直方向に300、600、900mm地点の熱流束および温度を平面的に計測した。実験条件は、噴出角度を090°とし、燃料には、IPソルベント(ノズル直径0.6mm、噴出圧力0.2、0.4MPa)、水素(ノズル直径3mm、噴出圧力0.2、0.4MPa)、LPG(ノズル直径3mm、噴出圧力0.2、0.3MPa)の3種類を用いた。IPソルベントでは、慣性力由来の火源の長さLaと浮力由来の加減長さLfの二軸を持つ。Laは、噴出角度90°でQ*の2/5乗に比例し、060°では約Q*の2/3乗に比例して大きくなった。水素とLPGは、噴出角度に依存せず、Q*の2/5乗に比例した。また、熱流束値は、炭素と水素の割合に依存し、炭素の割合が多い順にIPソルベント、LPG、水素であり、実験結果も同様の順であった。また形態係数を算出し、火炎表面温度を573.15Kと仮定して熱流束値を計算し、計算結果と実測値を比較すると、一致するものと、しないものがあった。これは熱流束の算出式に含まれる火炎表面温度Tが4乗で効くが、火炎には乱れと厚みが有り、火炎中心の高温部分からの放射もあるためである。