hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
遺伝子発現プロファイリングによるI型糖尿病患者樹状細胞の分化異常解析と治療応用

I型糖尿病は膵β細胞が自己免疫機序によって破壊され、インスリンが絶対的に欠乏して発症する。この過程の背景には専門的な抗原提示細胞である樹状細胞(DC)の異常が存在すると考えられる。本研究は、I型糖尿病患者由来の単球由来DCの分化の異常を、分化途上での遺伝子発現プロファイルの異常として捉え、将来的にI型糖尿病の予防的治療への応用することを前提として計画した。しかし、より遺伝的に均一な系での予備実験が必要と考え、I型糖尿病のモデルであるNOD(non-obese diabetic)マウスとそのsister strainであるNON(non-obese non-diabetic)マウスとを対象とし、マウス骨髄由来DC発現遺伝子のDNAマイクロアレイ解析によりこれらのstrain間で発現が大きく異なる興味深い遺伝子約70種類を同定した。特にNODでIL-6の発現が低下していたので、その意義を解析した。4週令雌性マウス骨髄細胞をGM-CSFとIL-4との存在下で培養し、磁気ビーズを用いてCD11c^+DCを得た。DC分化誘導時にIL-6を添加すると、無添加の場合と比較してDCと自己CD4^+細胞との混合リンパ球反応は増強し、またDCのCD80、CD86発現強度が上昇した。DCのIL-6産生能にIL-6添加は影響を与えなかった。骨髄由来DCの分化過程でautocrine的に産生されるIL-6レベルが低いことが、NODにおけるDCのフェノタイプ・機能の異常の原因の1つとなっている可能性があると考えられる。自己免疫性1型糖尿病は、インスリンを産生する膵β細胞が、自己抗原特異的細胞傷害性T細胞によって破壊され、インスリンが絶対的に欠乏する事によって発症する臓器特異的自己免疫疾患である。申請者である高橋らは、1型糖尿病患者やその第一度近親者では、樹状細胞の異常のために細胞傷害性T細胞が制御されずβ細胞破壊が進行する可能性を既に示した(Takahashi K.et al.J Immunol,1998)。本研究は、将来的に1型糖尿病の予防的治療への応用を前提とし、1型糖尿病患者由来の単球由来樹状細胞の分化の異常を、分化途上での遺伝子発現プロファイルの異常として捉え、DNAマイクロアレイ技術によりトランスクリプトーム解析を行う事を目的として計画した。しかしながら、患者間の差が患者と対照との差を上回る可能性が懸念されたので、本年度は1型糖尿病のモデルであるNOD(non-obese diabetic)マウスとそのsisiter strainであるNON(non-obese non-diabetic)マウスとを対象とし検討した。現在、各個体ごとに得たtotal RNAをプールし、トランスクリプトーム解析に供する準備中である。平成15年度を、NODマウスとNONマウスとの間に発現の差を認めた遺伝子に焦点を当て、1型糖尿病患者由来の樹状細胞を対象に解析を進める。1型糖尿病は膵β細胞が自己免疫機序によって破壊され、インスリンが絶対的に欠乏して発症する。本研究は、1型糖尿病患者由来の単球由来DCの分化の異常を、分化途上での遺伝子発現プロファイルの異常として捉え、将来的に1型糖尿病の予防的治療への応用することを前提として計画した。しかし、より遺伝的に均一な系での予備実験が必要と考え、1型糖尿病のモデルであるNOD(non-obese diabetic)マウスとそのsister strainであるNON(non-obese non-diabetic)マウスとを対象とし、マウス骨髄由来DC発現遺伝子のDNAマイクロアレイ解析によりこれらのstrain間で発現が大きく異なる興味深い遺伝子約70種類を同定した。4週令雌性マウス

骨髄細胞をGM-CSFとIL-4との存在下で培養し、磁気ビーズを用いてCD11c^+DCを得た。DC分化誘導時にIL-6を添加すると、無添加の場合と比較してDCと自己CD4^+細胞との混合リンパ球反応は増強し、またDCのCD80、CD86発現強度が上昇した。DCのIL-6産生能にIL-6添加は影響を与えなかった。骨髄由来DCの分化過程でautocrine的に産生されるIL-6レベルが低いことが、NODにおけるDCのフェノタイプ・機能の異常の原因の1つとなっている可能性があると考えられる。他の遺伝子の解析結果に関しては、論文の準備状況から現段階での公表を見合わせる。
ナチス時代のスイスと精神的国土防衛―「順応と抵抗」をめぐる文化の政治を軸に

ナチスの全体主義的プロパガンダに直面した1930-40年代のスイスにおいて、国民統合を維持し、強化するために推進された愛国的文化運動「精神的国土防衛(Geistige Landesverteidigung)」の文化史的意義を明らかにするために、以下のように、研究会開催、学会発表、海外調査、論文・書籍執筆を行った。3か月に一度の割合で、「スイス科研研究会」を開催した。研究会はメンバー以外にも公開し、大学教員、ポスドク研究員、大学院生、演劇関係者などが参加した。メンバーは個別に、学会等での口頭発表を行い、議論を研究会にフィードバックした。論文は5篇が学術的ジャーナルや演劇専門誌に掲載され、一冊の書籍が刊行された。「精神的国土防衛」の社会-文化史的背景を探るものと、チューリヒ劇場を中心にした第二次世界大戦期のスイスの文化と精神的国土防衛の関係を探るもの、チューリヒ劇場で上演された戯曲に関連したものに大別される。調査はチューリヒ、ベルン、ベルリンにおいて、主として未公刊のアーカイブ資料を収集した。資料は研究会において共同討議に付し、論文執筆や口頭発表の基礎資料としての価値を確認した。2018年9月に日本独文学会の秋季大会にて、シンポジウム「時事劇と寓意劇のあいだーRieser時代からWaelterlin時代のチューリヒ劇場」を開催する予定であった。1. Los von Berlin?チューリヒ劇場とベルリン演劇(市川)、2.『月は沈みぬ』チューリヒ上演のインパクトードイツ語版台本をてがかりに(葉柳)、3.アルカディアとしてのスイス(中村)、4.寓意劇としての『聖書に曰く』ーヴェルターリン時代のデュレンマット(増本)、5.意味にあらがう寓意劇ーマックス・フリッシュ『ビーダーマンと放火犯たち』(松鵜)。しかし、台風のため、2019年6月の春季大会に延期された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。メンバーの勤務先が、長崎、大阪、神戸、名古屋であり、地理的に隔たっているため、本格的な調査と研究会に着手する前に、資料の共有と意見の交換を円滑に行うための体制作りを行った。長崎ではなく、名古屋または大阪で開催することが最も効率よく研究会を開催できること、同時にメンバー外の研究者や大学院生の参加を促すことができることを確認した。当該年度はに四回研究会を開催した。その際、メンバーだけではなく名古屋大学、大阪大学、神戸大学の大学院生にも研究会に参加した。個々のメンバーが、3週間の資料調査およびインタビュー調査をスイスおよびドイツで行った。本年度の調査は本研究の資料的土台を成すものであるため、十分な調査期間を確保した。調査先は、フリッシュ・アーカイヴ、チューリヒ市アーカイヴ、スイス作家連盟アーカイヴ、スイス公立図書館、スイス文学アーカイヴ、ドイツ国立図書館である。ヨーロッパの図書館やアーカイブは、資料の整理の仕方や利用のための条件がそれぞれに特徴的であるため、「閲覧可能・複写不可」の資料を効率よく収集するためのノートテイキングの手法をプロジェクト内部で統一し、無駄の少ない調査を可能にするための作業に着手した。論集『チューリヒ劇場と文化の政治』(日本独文学会研究叢書117)を刊行した。執筆者はプロジェクトメンバー全員とスイス在住の作家・ブレヒト研究者、Werner Wuethrich氏である。全体で100ページの小さな書物ではあるが、日本独文学会の公式出版物であるため、学術的価値は広く認められている。その他、各メンバーが個別に学術誌への投稿、学会等での報告を行った。これについは「研究発表」の項を閲覧されたい。プロジェクトはおおむね順調に進行している。研究会を年四回開催し、研究成果の刊行、学会等での報告も予定通り行った。3か月に一度の割合で、「第2期スイス科研研究会」を開催した。メンバーは個別に、学会等での口頭発表を行い、そこでの議論を研究会にフィードバックした。論文は7篇が学術的ジャーナルや演劇専門誌に掲載された(掲載決定を含む)。論文は「精神的国土防衛」の社会-文化史的背景を探るものと、チューリヒ劇場を中心にした第二次世界大戦期のスイスの文化と精神的国土防衛の関係を探るものに別れる。調査はスイスのチューリヒ、ベルン、ドイツのベルリンにおいて、主として未公刊のアーカイブ資料を収集した。研究成果を踏まえて翻訳されたマックス・フリッシュの『アンドラ』が大阪で上演され、さらに、研究分担者ではないが、研究会に参加しているメンバーが同じくフリッシュの『ビーダーマンと放火犯たち』を、研究会での議論を踏まえて翻訳し、東京で舞台に掛けている。上演に至る過程でプロジェクトメンバーが、劇団に講師として招かれるなど、アウトリーチ活動を活発に行った。

年度の後半は、平成30年度に日本独文学会で開催するシンポジウム----これは本プロジェクトの最も重要なイベントである----の準備を入念に行った。3月に行った研究会において、シンポジウムのタイトルと各メンバーの分担を決定した。研究会を予定通り定期的に開催するとともに、メンバー外の研究者や演劇関係者にも公開し、さらに劇団へのアウトリーチ活動を行うなど、プロジェクトの土台となる研究会活動が順調に行われている。プロジェクトの最終的な目標は論集の出版であるが、そのための一里塚である日本独文学会でのシンポジウムの準備も順調に進んでおり、学会への申請書もおおよそ作成済みである。シンポジウムまでは、研究成果に関して、メンバーが個別に学会発表を行い、論文を執筆することにしているが、これも順調に行われた。書物として公開された研究はないが、研究会の成果をもとに『アンドラ』が翻訳され、プロの劇団によって上演された。スイス・ドイツにおける資料調査も順調に行われた。それぞれの本務校での仕事との関連で、調査期間を十分にとることができない中、平成30年度に開催するシンポジウム、さらには出版に必要な資料を収集することができた。以上の理由から、当初の予定以上に進捗しているとまでは言えないが、おおむね順調に進展していると自己評価できる。ナチスの全体主義的プロパガンダに直面した1930-40年代のスイスにおいて、国民統合を維持し、強化するために推進された愛国的文化運動「精神的国土防衛(Geistige Landesverteidigung)」の文化史的意義を明らかにするために、以下のように、研究会開催、学会発表、海外調査、論文・書籍執筆を行った。3か月に一度の割合で、「スイス科研研究会」を開催した。研究会はメンバー以外にも公開し、大学教員、ポスドク研究員、大学院生、演劇関係者などが参加した。メンバーは個別に、学会等での口頭発表を行い、議論を研究会にフィードバックした。論文は5篇が学術的ジャーナルや演劇専門誌に掲載され、一冊の書籍が刊行された。「精神的国土防衛」の社会-文化史的背景を探るものと、チューリヒ劇場を中心にした第二次世界大戦期のスイスの文化と精神的国土防衛の関係を探るもの、チューリヒ劇場で上演された戯曲に関連したものに大別される。調査はチューリヒ、ベルン、ベルリンにおいて、主として未公刊のアーカイブ資料を収集した。資料は研究会において共同討議に付し、論文執筆や口頭発表の基礎資料としての価値を確認した。2018年9月に日本独文学会の秋季大会にて、シンポジウム「時事劇と寓意劇のあいだーRieser時代からWaelterlin時代のチューリヒ劇場」を開催する予定であった。1. Los von Berlin?チューリヒ劇場とベルリン演劇(市川)、2.『月は沈みぬ』チューリヒ上演のインパクトードイツ語版台本をてがかりに(葉柳)、3.アルカディアとしてのスイス(中村)、4.寓意劇としての『聖書に曰く』ーヴェルターリン時代のデュレンマット(増本)、5.意味にあらがう寓意劇ーマックス・フリッシュ『ビーダーマンと放火犯たち』(松鵜)。しかし、台風のため、2019年6月の春季大会に延期された。
ビッグデータを駆使したグローバル社会の階層構造の解明

本研究では,グローバル化の階層構造をビッグデータとネットワーク科学の手法で見える化し,ヒト・モノ・カネのグローバルな流れに潜むコミュニティの孤立性を表す指標を開発する。そのために,自由貿易を前提とした経済共同体構想を阻害する「コミュニティの孤立化」によりもたらされる「コミュニティ間格差」の実態を解明する。(1)カネとモノについての世界データベースの完成:(a)企業間の国際株式所有データ,(b)企業間の国際製品サービス取引データ,(c) (a)のOwnerIDと(b)の企業IDの紐づけデータ,(d)世界の上場企業の株価と出来高の日次推移データ,(e)取引情報と株価を取得した企業の損益計算書のデータ,(f)取引情報と株価を取得した企業の貸借対照表のデータ,(g)(b)の各企業の株主リスト(企業ID、企業名、持ち分比率),(h) (b)の各企業の株式保有リスト(企業ID、企業名、持ち分比率)(2)モノの流れの解析:S&Pデータを用いて,全世界約60万社からなる国際製品サービス取引ネットワークについてコミュニティ解析を行うとともに,モノの流れにおける流れ成分と回転成分の同定を行った。これらの成分の特徴に基づいて,経済成長との対応関係を検討中である。(3)カネの流れの解析:国際株式所有ネットワークにおいて国際租税回避の拠点となる国と企業を同定するための中心性指標の定式化とアルゴリズムを提案した。この新しい中心性指標を用いて,Fortune500の多国籍企業グループの国際租税回避の特徴を抽出した。(4)ヒトの流れの解析:苗字・国籍ビッグデータによる民族の空間的特徴の抽出と,人流ビッグデータによる民族のセグリゲーションの解析を行った。また,生産要素としてのヒトの移動については,途上国からの移民の移民先の国での同化について公表データを用いた解析を行った。H30年度の前期末までに,カネとモノについてのグローバルデータベースを完成できた。これとは別に並行して,昨年度の遅れを取り戻すために,データベース完成が見えてきた時点で,早めにビッグデータのネットワーク解析を開始した。この早期着手によって,(a)国際的な製品サービス取引ネットワークについて,コミュニティ解析と取引の流れ成分と回転成分の同定,(b)国際株式所有ネットワークについて,Fortune500の多国籍企業グループの国際租税回避の特徴抽出,(c)苗字・国籍ビッグデータによる民族の空間的特徴抽出,(d)人流ビッグデータによる民族のセグリゲーション解析,などによって,ヒト・モノ・カネのグローバルな流れを見える化する研究を計画通り実施することができた。さらに,グルーバルビッグデータ解析の過程で,データの不完全性が顕著であることが明確になり,これに対処することが求められた。そのため,観測可能なローカルな集約量から,観測不可能なグローバルな状態量を推測する「データ再構成」という新しい概念の創出に至った。この「データ再構成」のアルゴリズムは,観測可能なローカルな集約量の制約条件のもとでの,エントロピー,尤度などの目的関数を最適化する。H30年度後期までに,凸最適化や粒子フィルターを使ってグローバルな状態量を推測できることを確認できた。今後,「データ再構成」問題の一般的な定式化を行って,凸最適化や粒子フィルターだけでなく,機械学習を用いた解法を検討することによって,データ科学の新しい展開に寄与することができる目途が得られた。ビッグデータから見えるグローバル社会のコミュニティ構造と孤立化指標ー持続可能性とヒト・モノ・カネのグローバルフローの具体的な研究を推進すると共に,研究成果をまとめるワークショップを開催する。現在,グローバル化の進展した結果,さまざまな格差が拡大している。グローバル化(統合化)と多様性(分離)との間でどのように折り合いをつけるかが課題である。そこで,「コミュニティの孤立化」を表す「指標」を検討する。その際に,SDGの達成指標,貿易の循環指標(家富)を参考にしながら,機械学習をつかった指標の開発を検討する。最終成果として,EUとの東アジアの比較研究,東アジアを対象にしてエビデンスベースの政策提言を行う。以下のスケジュール:(a)4月から具体的な研究を進めながらドラフト原稿を作成,(b)9月中旬までにドラフト原稿を提出,(c)9月24日と25日に新潟大学にてワークショップを実施,(d)12月末に改訂原稿を提出,(e)3月末までに全体整理をして脱稿(書籍原稿),に従って,具体的な研究を進めていく。ワークショップは,第1部モノの流れ:(a)国際的な製品サービス取引ネットワーク,(b)日本における製品サービス取引ネットワーク,(c)孤立化の例としての京都の伝統工芸産業,第2部カネの流れ:(a)国際的な株式所有ネットワーク,(b)日本における株式所有ネットワーク,(c)国際的な付加価値ネットワーク,(d)デジタル経済における利益移転,第3部ヒトの流れ:(a)民族分布のから国々の空間的な繋がり,(b)アセアンにおける移民同化,(c)シリア難民の社会セキュリティ,第4部総括:孤立化指標,の構成で実施する。これら成果をもとに参加者が分担執筆する原稿(英語)をまとめて書籍として出版する。本研究では,グローバリゼーションの階層構造をビッグデータとネットワーク科学の手法で実際に見える化し,ヒト・モノ・カネのグローバルな流れに潜むコミュニティの孤立性を表す指標を開発する。その上で,自由貿易を前提とした経済共同体構想を阻害する「コミュニティの孤立化」によりもたらされる「コミュニティ間格差」の実態を解明する。昨年度は,データ購入およびそのデータの整備に多くの時間を使った。

(1)モノの流れの解析:S&Pデータを用いて,全世界約60万社からなるサプライチェーンデータを整備した。サプライチェーンネットワークを可視化すると共に,次数分布や他の中心性の解析を行って基本的な特徴を抽出した。現在,このデータを用いて,企業レベルのミクロな視点から最適経済圏の研究を進めている。(2)カネの流れの解析:トムソンロイターデータを用いて,過去10年間のオーナーシップデータを整備した。現在,オーナーシップデータの企業IDとサプライチェーンデータの企業IDの名寄せを行っており,この名寄せ作業によって,サプライチェーンとオーナーシップの2層からなる全世界的な多重ネットワークの構成が完成する。現在,これらのデータを用いて,企業レベルのミクロな視点から国際租税回避の研究を進めている。(3)ヒトの流れの解析:agoopデータを用いて,ヒトの移動の可視化を行った。何らかの事件に反応する人々の移動について可視化できる目途を得た。生産要素としてのヒトの移動については,特にリンクトインのデータを用いた高スキル人材の国際移動の研究の可能性を検討した。しかし,データ入手が困難であることが判明した。(1)モノの流れ解析について,企業レベルのミクロな視点から最適経済圏の研究を進めている。サプライチェーンネットワークのコミュニティ解析を行って,EUのような単一通貨圏との対応関係の特徴が分かってきた。(2)カネの流れ解析について,企業レベルのミクロな視点から国際租税回避の研究を進めている。オーナーシップデータと企業の売り上げデータを組み合わせて,資本所有に関するカネの流れを可視化している。この流れをもとに,流入超過国とその仲介国を同定できるようになった。並行して,税率のネットワークからも流入超過国とその仲介国を同定できており,これらの比較検討を進めている。(3)ヒトの流れ解析について,データ整備が遅れている。高スキル人材の国際移動に注視してきたが,データ入手が困難であることが分かった。当初,この問題について論文発表があったので入手できるものと考えていたが,データ会社主催のイベントに限定される解析であった。その後,ヒトの移動データに関して再調査を行って,国連等が公表する移民データや国・産業ごとの就業人数データ,航空移動データ,鉄道移動データ,船舶移動データなどが入手可能であることを確認した。本研究では,グローバル化の階層構造をビッグデータとネットワーク科学の手法で見える化し,ヒト・モノ・カネのグローバルな流れに潜むコミュニティの孤立性を表す指標を開発する。そのために,自由貿易を前提とした経済共同体構想を阻害する「コミュニティの孤立化」によりもたらされる「コミュニティ間格差」の実態を解明する。(1)カネとモノについての世界データベースの完成:(a)企業間の国際株式所有データ,
有機/有機界面での電界印加電荷発生による超高効率有機EL素子の開発

本研究では、金属酸化物、アルカリ金属や金属などを使用しない有機/有機界面での電界印加電荷発生を利用したCGLの開発およびマルチフォトン構造への応用による、有機EL素子の高効率長寿命化を目的としている。1.有機/有機界面での電界印加による電荷発生条件の検討強い電子アクセプター性(深いLUMO)を有する分子層とドナー性(浅いHOMO)を有するα-NPD層を積層しCGLとし、有機/有機界面でのNPDのHOMO準位とアクセプター層のLUMO準位とのエネルギー差ΔEと電圧-電流密度特性から電界印加時の電荷発生条件を検討した。電子アクセプター性材料には、縮合多環系材料を主骨格とし置換基の修飾によりそのエネルギー準位を調節した。HOMO準位7.0eV、LUMO準位4.4eVを有するHAT(CN)6を用いた系において、電圧-電流密度特性から膜厚依存性が観測されず、良好な電流特性が得られた。2.有機/有機界面での発生電荷を隣接する電子輸送層に注入する手法の確立有機CGLにおいて発生した電子は、アクセプター層のLUMOが深いために隣接する電子輸送層のLUMOへの注入が困難となる。非常に浅いHOMO(4.6eV)を有するテトラチオナフタセン(TTN)は/Alq_3への電子注入障壁を低減させる事が知られており、これら化合物をもとにアルカリ金属を用いない有機電子ドナー材料を積極的に検証した。素子構造はITO/NPD(140)/Alq:Rub:DCJTB1%(20)/DPB(10)/B4PyMPM(10)/TTN(1)/HAT(CN)6(10)/NPD(30)/Alを真空一貫型蒸着装置(真空度:2×10^<-5>Pa)にて作成した。この素子からは良好な発光特性が得られたことから、有機/有機界面での電界印加電荷発生層として機能することが確認された。非常に浅いHOMO(4.6eV)を有するテトラチオナフタセン(TTN)はAlq_3への電子注入障壁を低減させる事が知られており、これら化合物をもとにアルカリ金属を用いない有機電子ドナー材料を積極的に検証した。

素子構造はITO/NPD(140)/Alq:Rub:DCJTB1%(20)/DPB(10)/B4PyMPM(10)/TTN(1)/HAT(CN)6(10)/NPD(30)/Alを真空一貫型蒸着装置(真空度:2×10^<-5>Pa)にて作成した。この素子からは良好な発光特性が得られたことから、有機/有機界面での電界印加電荷発生層として機能することが確認された。
暗黒加速器のX線観測による宇宙線加速の解明

天の川銀河面には、TeVガンマ線で明るく輝きながらも正体不明の天体が多数存在する。ガンマ線は高エネルギー粒子の存在を直接に示すので、「暗黒加速器」と呼ばれる。本研究では、暗黒加速器のX線による系統的観測を行った。その結果、暗黒加速器の一部に、非常に暗いX線対応天体を発見した。X線の暗さは高エネルギー電子がほとんど存在しないことを示すので、ガンマ線の起源は高エネルギー陽子である可能性が高い。つまり、宇宙線の故郷である可能性が高まった。また、Anomalous X-ray Pulsarを生み出した超新星残骸や、異様にコンパクトで明るいパルサー風星雲との関連が示唆されるものを発見した。HESSJ1614-518は、暗黒加速器の中で、もっともガンマ線の明るいもののひとつである。この天体はガンマ線イメージで2つ目玉になっている。申請者はこれまでの研究で、明るい方のガンマ線ピークにはX線が付随していることを明らかにした。そこで今年度は、暗い方のガンマ線ピークのX線観測をすざく衛星で行った。まだ解析は完了しておらず、途中経過の報告になるが、暗い方のピークにはX線は付随していないらしい。これはガンマ線光度がX線光度に比べて10倍以上大きいことを意味するので、ガンマ線の起源は宇宙線陽子であることを示唆しているようだ。HESSJ1614-508も、ガンマ線で明るい暗黒加速器の一つである。そばにスピンダウン光度の大きいパルサーPSRJ1617-5055がいるので、パルサー風星雲が起源であると考えられている。そこですざく衛星でこのパルサーのX線観測を行った。現在解析途中であるが、X線では広がったパルサー風星雲はしそうにない。これは暗黒加速器のパルサー風星雲説に一石を投じるものである。暗黒加速器の正体を明らかにするには、より高いエネルギーのX線で高感度観測を行うことが鍵となる。そのためには、集光系の開発と、高感度検出器の開発の両方が必要である。今年度は、多層膜スーパーミラーを使用した硬X線望遠鏡の開発を行った。生産した反射望遠鏡をSpring-8で評価し、想定通りの性能が出ていることを確認した。我々は日本のX線天文衛星「すざく」を用いて、super cluster Westerlund IのX線観測を行った。この天体は、周囲にTeVガンマ線が大きく広がっており、その関連が示唆されている。まだ解析途中であるが、暗く広がったX線天体を発見した。この天体は、Fermi衛星により発見されたGeVガンマ線パルサーと一致する。しかし、Chandra衛星を用いた高空間分解能観測では、X線点源は発見できなかった。現在、X線天体とパルサー、TeVガンマ線との関連を調査中である。我々は、最もTeVガンマ線で明るい暗黒加速器HESSJ1614-518のすざくによるX線観測のデータ解析も行った。HESSJ1614-518は、TeVガンマ線イメージで、2つ目玉の構造をしている。平成23年度は、暗い方のピークを調べ、X線対応天体がないことを明らかにした。この結果は、TeVガンマ線の起源が高エネルギー陽子であることを示唆する。また、TeVガンマ線の二つ目玉の中間に、X線天体を発見した。この天体のスペクトルは、光子指数3のべき型をしていた。さらにXMM-Newton衛星を使って高空間分解能の観測を行い、このX線天体は、複数の天体の重ね合わせであったが、そのうちの一つが極めて明るく支配的であることを発見した。この天体の光子指数は5であり、非常に大きい。このように大きな光子指数を持つX線天体の正体としては、Anomalous X-ray Pulsar (AXP)の可能性が強い。AXPの正体は、10^<15>ガウスもの強磁場を持つ中性子星(マグネター)と考えられているが、その起源は明らかでない。本研究の結果は、暗黒加速器とは、マグネターを生み出す特殊な超新星爆発のなれの果てであることを示唆しているのかもしれない。また、パルサー風星雲との関連が疑われていたHESSJ1616-508のX線観測を行い、X線でパルサー風星雲は存在しないことを明らかにした。これはHESSJ1616-508の起源は、パルサー風星雲ではないことを示唆している。将来の高エネルギーX線観測に向けた、X線望遠鏡と検出器の開発を行った。高いエネルギーのX線検出を目指すため、プラチナと炭素を使用した多層膜をできるだけ薄くする実験に挑戦した。

日本のX線天文衛星すざくで、TeVガンマ線未同定天体(暗黒加速器)HESSJ1646-458の観測を行った。この天体は、スーパークラスターWesterlund I、GeVガンマ線パルサーPSRJ1648-4611と一部重なるものの、何が対応天体なのかわかっていない。我々はPSRJ1648-4611の部分をすざく衛星で観測し、このパルサーを取り囲む、空間的に広がったX線放射を発見した。X線スペクトルの調査から、この放射はパルサー風星雲起源であることを示した。従来、PSR1648-4611にはパルサー風星雲の存在が知られておらず、我々は新たなパルサー風星雲を発見したことになる。このパルサー風星雲のX線光度(7.3E32 erg/s)は、PSRJ1646-4611のスピンダウン光度(1E35 erg/s)から予想される数値よりも、約2桁近く明るい。このことは、非常に高い効率で粒子加速が行われていることを示唆する。おそらく、PSRJ1646-4611で加速された粒子がHESSJ1646-458のTeVガンマ線放射にも相当寄与しているだろう。つまり、ある暗黒加速器の正体を明らかにしたことになる。次に、すざく衛星、米国のChandra衛星、欧米のXMM-Newton衛星のアーカイブデータを利用して、8個の暗黒加速器のX線観測データの解析を行った。その結果、いくつかの暗黒加速器のそばに、空間的に広がった暗いX線天体を発見した。しかし、例えばTeVガンマ線放射とX線放射の位置が一致するなどの、ガンマ線とX線の関連が明確にわかるような天体は見つからなかった。正体の判明しているTeVガンマ線天体には、超新星残骸やパルサー風星雲などのX線対応天体が見つかる事と、対照的である。暗黒加速器は、通常の超新星残骸やパルサー風星雲とは異なることを物語る。今後の更なる観測研究が必要である。昨年度にあげた課題であった、Westerlund I, HESSJ1616-508の観測のデータ解析が順調に進んでいる。HESSJ1614-518の解析結果も最終的にまとめることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。すざく衛星で観測した暗黒加速器には、我々がこれまでに解析したもの以外にも、まだいくつか存在する。今後は、それらのデータ解析も行い、系統的に暗黒加速器のX線での性質を明らかにしたい。そして、本当に宇宙線が加速されているのか、いったいどういう天体なのかを明らかにしたい。
非平滑および非晶質有機薄膜の構造解析を可能にする解析手法の構築

前年度までに,当研究室で開発したpMAIRS法の定量精度を大幅に向上させることに成功し,実用的なデバイス材料の構造解析へ応用する準備が整った.また,pMAIRS法と微小角入射X線回折法(GIXD)を組み合わせた解析が,薄膜中の分子配向と結晶多形の相関を明瞭に明らかにできることも示した.今年度は,このpMAIRS-GIXD法を基軸として,様々な有機半導体材料に応用することで,薄膜の製膜手法(湿式・乾式)や製膜パラメータが薄膜構造に与える影響の統一的理解を目指した.まず,代表的な高分子半導体材料であるP3HT薄膜の構造解析を行った.pMAIRS法を主体とする解析により,塗布膜作製時の溶媒の揮発時間が構造制御の重要因子であることを示し,このときの結晶性と分子配向の相関を詳細に調べた.この結果,分子配向(配向角)と結晶性には線形的な相関があり,結晶性が低くなる程,face-on配向成分が増加することを定量的に明らかにした.さらに,可溶性低分子材料として知られるポルフィリン誘導体(ZnTPP)を用いて,乾式プロセスと湿式プロセスの統一的理解を目指した.昨年度までに,塗布法で作製した薄膜については詳細に調べたため,本年度は蒸着法で作製した薄膜の構造解析を行った.この結果,高速蒸着を行うことで,動的トラップされた“配向した"アモルファス薄膜が形成されることを明らかにした.この薄膜試料は,X線の回折ピークを全く持たず,pMAIRS法を用いることではじめて配向している証拠を掴むことができた.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。当研究室で開発されたpMAIRS法は理論的にはすでに完成された手法であるものの,定量的に構造解析するための測定条件は経験に基づいて半定量的にしか定まっていなかった.本研究では,有機薄膜のBerreman効果に基づくバンドシフトを利用した新たな測定条件の実験的最適化法を提案し,屈折率の異なる支持体上に作られた薄膜同士を直接定量的に比較できる最適条件を導いた.また,pMAIRS法による従来の配向解析では,薄膜材料の屈折率が考慮されておらずフラーレンやフッ素化合物などの異常な屈折率の値をもつ薄膜材料に対しては,pMAIRS法による配向解析が精確に行えないという問題点もあった.そこで,従来の配向解析の式に有機薄膜の屈折率を組み込んだ新たな理論式を導出することで,この問題についても克服した.これにより,あらゆる基板材料/有機薄膜に対して,pMAIRS法を用いた定量解析が高精度で行えるようになり,実デバイスサンプルへ応用する準備が整った.さらに,pMAIRS法を用いて代表的な高分子半導体材料であるポリ(3-ヘキシルチオフェン)(P3HT)や,可溶性低分子材料として知られるポルフィリン誘導体(ZnTPP)の構造解析を行った.この結果,薄膜が非晶質/非平滑であっても,高い精度で定量解析を行うことができた.特にX線回折測定と組み合わせることで,薄膜中の分子配向と結晶多形の相関を明瞭に解析できることを示した.これにより,製膜パラメータと薄膜構造の相関の議論が容易になり,有機半導体薄膜の構造制御のメカニズムを統一的に理解する道が開けた.pMAIRS法の測定条件の実験的最適化と有機薄膜の屈折率を考慮した分子配向解析の基礎理論の構築により,非晶質・非平滑薄膜の定量構造解析を可能にする解析手法の構築が行えた.前年度までに,当研究室で開発したpMAIRS法の定量精度を大幅に向上させることに成功し,実用的なデバイス材料の構造解析へ応用する準備が整った.また,pMAIRS法と微小角入射X線回折法(GIXD)を組み合わせた解析が,薄膜中の分子配向と結晶多形の相関を明瞭に明らかにできることも示した.今年度は,このpMAIRS-GIXD法を基軸として,様々な有機半導体材料に応用することで,薄膜の製膜手法(湿式・乾式)や製膜パラメータが薄膜構造に与える影響の統一的理解を目指した.まず,代表的な高分子半導体材料であるP3HT薄膜の構造解析を行った.pMAIRS法を主体とする解析により,塗布膜作製時の溶媒の揮発時間が構造制御の重要因子であることを示し,このときの結晶性と分子配向の相関を詳細に調べた.この結果,分子配向(配向角)と結晶性には線形的な相関があり,結晶性が低くなる程,face-on配向成分が増加することを定量的に明らかにした.さらに,可溶性低分子材料として知られるポルフィリン誘導体(ZnTPP)を用いて,乾式プロセスと湿式プロセスの統一的理解を目指した.昨年度までに,塗布法で作製した薄膜については詳細に調べたため,本年度は蒸着法で作製した薄膜の構造解析を行った.この結果,高速蒸着を行うことで,動的トラップされた“配向した"アモルファス薄膜が形成されることを明らかにした.この薄膜試料は,X線の回折ピークを全く持たず,pMAIRS法を用いることではじめて配向している証拠を掴むことができた.

pMAIRS法の性能を最大限引き上げることができたため,実際に使われる有機半導体デバイス材料に応用することで,普遍性のある正確な製膜モデルを導き出す.また,MAIRS理論を基にした新たな解析手法を開発し,実デバイスに多く使われるITOガラスなどの赤外光を透過しない基板上に製膜した薄膜の構造解析を可能にする反射型のMAIRS法の構築に取り組む.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
トラウマと政治的暴力からみた人間性、そのメンタルヘルスへの応用

具体的には、以下の3つのテーマに焦点を当てて研究を続ける。申請者の研究計画では、これまで行った哲学的・臨床心理学的・歴史学的・人類学的な手法に、「フランス革命期の恐怖政治から神経臨床学の誕生までの政治的暴力とトラウマ」、「政治的暴力としてのテロ事件を生き残る経験の多様性」、「政治・社会的文脈をも組み込んだ包括的なトラウマ理解の社会適用」という三つの具体的目標を設定することで、トラウマと政治的暴力から見た人間性を解明する。
小脳顆粒細胞の分化と移動における糖鎖の機能解析

本研究は、小脳顆粒細胞に特異的に発現されるガングリオシドの機能解析を目的とした。平成7年度の成果として、(1)ラット小脳の発達過程において、各糖脂質の発現は時期、部位に特徴的である。(2)ラットおよびマウス脳由来の初代培養細胞における糖脂質の発現は、免疫組織化学的解析結果とほぼ一致する。特記されるべき結果として、小脳の成熟顆粒細胞にGD2とGD1b、未分化顆粒細胞にO-Ac-GD3、バーグマングリアにGM1が各々特異的に発現されていることが挙げられる。平成8年度は、未分化の顆粒細胞に発現されるO-Ac-ジシアロガングリオシドの転移酵素のクローニングに成功した。今後の展開として、これら糖転移酵素遺伝子の導入によるガングリオシド改変により惹起される細胞の動態解析が考えられる。すなわち、O-Ac-ジシアロガングリオシドやGD2合成酵素のcDNAを未分化顆粒細胞や未分化神経細胞株に強制発現させ、ガングリオシドの改変を特異抗体により確認する。その後、この細胞の動態(分化、移動)異常を細胞生物学的に解析する。成熟顆粒細胞にはシアル酸転移酵素のcDNAを導入し、ガングリオシドの改変された細胞を同様に観察する。顆粒細胞におけるガングリオシドの生理学的機能が一つでも解明されれば、本研究が引き金となり他の重要な神経機能(シナプス形成、神経突起延長、軸索束形成など)にかかわる糖鎖の役割が次々と解明される可能性がある。我々により樹立された一連の糖鎖抗体を用い、ラット小脳初代培養細胞における糖脂質の発現を解析した。その結果、各種糖脂質の発現は各神経細胞に特異的であることが判明した。すなわち、小型神経細胞にガングリオシドGD2、GD1bが、大型神経細胞にο-アセチル化ジシアロガングリオシドが特異的に発現されることが判明した。次に、多数の神経細胞マーカーを用いてさらに詳細に検討を加えた。神経細胞マーカーとして知られている神経特異エノレース、微小管関連蛋白質2、及びシナプトフィジンに対する抗体を用い、GD1b抗体陽性は小型の神経細胞(大半は顆粒細胞である)であることが確認された。ο-アセチル化ジシアロガングリオシド抗体陽性のプルキンエ細胞の同定は、Leu4、カルビンディンD、IP3受容体、及びParvalbuminに対する抗体との二重染色で確認された。上記結果より、各種糖脂質は神経細胞の新しい有用なマーカーになりうることが示唆された。さらに、小脳顆粒細胞の分化に従い、未分化ではGD3、分化細胞にはGD2、GD1bの特異的発現が観察された。次に、小型の神経細胞を含む初代培養細胞からガングリオシドを抽出・精製し生化学的に分析を行ったところ、小型の神経細胞の主要ガングリオシドはGM3、GM1、GD1a、GD1b、及びGT1bである事が判明した。この結果は、免疫細胞染色法による陰性所見は糖質抗原の欠損を意味しないことを端的に示した。これらの抗体は、組織切片上で組織特異的に反応することが確認されているので、おそらく顆粒細胞のGD1b以外のガングリオシド抗原はcrypticであると考えられる。以上、本年度得られた知見は、本研究課題の今後の展開にとって重要な基盤となることを示す。本年度は、O-アセチルガングリオシド合成酵素のcDNAクローニングを行った。小脳におけるO-アセチルジシアロガングリオシドの発現は、主にガングリオ系のO-Ac-GD3とネオラクト系のO-Ac-LD1である。そのO-Ac-GD3発現は小脳形成期において時間的に厳密な制御を受け、生後20日までの外顆粒層に発現が認められる。一方、O-Ac-LD1は生後10日以降にプルキンエ細胞に特異的に発現される。しかし、合成酵素自体いまだ未解明である。我々により開発された抗O-

アセチルジシアロガングリオシドモノクローナル抗体(GMR2)を用い、発現ベクターラット脳由来のcDNAライブラリーをトランスフェクトしたCOS細胞からO-As-GD3を発現した細胞をソーティングし、最終的に1つのO-Ac-GD3合成に関連する蛋白質をコードする遺伝子を持つプラスミド33H4を単離した。イムノステイニング法または[14C]-Ac-CoAを用いたメタボリックラベリング法により、p33H4をトランスフェクトした細胞にO-Ac-GD3の発現が確認された。この蛋白質をrAGS(rat Acetyl Ganglioside Synthase)と名称した。rAGSは427アミノ酸からなり、EGF様配列、第5因子や第8因子のホスファチジルセリンと結合すると考えられる部位と相同性を持つ配列が見つかった。rAGSのmRNAは2.0kbの単一のバンドとして認められ、その発現は、脳、肺に多く認められた。rAGSはマウスのmilk fat globulemembrane protein(MFGMP-E8)と90%近いホモロジーが認められた。MFGMP-E8蛋白質を含むバタ-ミルクには多量のO-アセチルガングリオシドが含まれている。現在、rAGSおよびMFGMP-E8蛋白質がO-Ac-GD3合成活性を持つ酵素そのものであるか検討している。以上、本年度得られた知見は、本研究課題の今後の展開にとって重要な基盤となることを示す。
歯周疾患発症機構の分子薬理学的解析:口腔内微小循環系におけるLPSとキニン類との相互作用からのアプローチ

本研究によって、口腔領域血管に対するキニンの作用特性とLPSとの相互作用を以下のように明確化させることができた。1.低用量bradykininはイヌ舌動脈をB_2キニン受容体を介して内皮依存性に弛緩させ、高用量bradykininで平滑筋に存在するB_2キニン受容体を介して収縮させた。この内皮依存性弛緩反応は、内皮細胞から遊離された一酸化窒素(NO)と平滑筋のcGMP増加に関連する可能性を示唆した。また、収縮作用は、細胞外からの受容体制御Caチャネルを介した流入が主として関与することが明らかになった。2.LPSはウサギ舌動脈を内皮非依存性にB_1キニン受容体を新形成し、血管を収縮させる。3.LPS全身投与はウサギ腸間膜動脈の血管収縮性神経シナプス前膜α_2アドレナリン受容体およびムスカリン受容体感受性を増大させ、norepinephrine遊離を減少させる。5.OHradicalは、選択的に内皮依存性弛緩反応を抑制する。さらに、OHradicalは内皮細胞から収縮性プロスタノイドを遊離させる。以上の研究結果は、歯周症患発症機構に、LPSが循環調節機構(マクロ循環調節因子および微小循環調節因子)と複雑に絡み合った相互作用によって神経性循環調節の破棄および内因性血管収縮因子により血管収縮を惹起し、結果的に歯周疾患発症の病因になる可能性を提起した。またLPSによる血管でのB_1キニン受容体新形成の生理学的意義と絡めて考察する必要性を提起した。さらに、炎症反応の初期段階あるいは、LPS直接作用あるいはLPSによって二次的に活性化された白血球で産生された傷害性活性酸素種ラジカルの細胞作用が深く関与する可能性を示唆する。Kinin類の口腔内血管(とくに舌動脈)収縮に対する作用機序と歯周病惹起因子エンドトキシン(LPS)ーkinin類相互作用について検討した。I.ブラジキニン(BK)の摘出イヌ舌動脈に対する効果とその作用機序BKは舌動脈を一過性に弛緩させ、その後収縮する二相性反応を惹起する。a.収縮相:BKの収縮作用は、内皮細胞非依存性であり、細胞外Ca^<2+>を除去すると収縮相は消失した。したがって、この収縮は平滑筋細胞内へのCa^<2+>流入に起因している。この流入機構には、(1)1部、電位依存性Ca^<2+>チャンネルと、(2)B_<2->受容体制御Ca^<2+>チャンネルおよ広受容体に連動した膜リン脂質代謝回転を介したprotein kinase Cの活性化に依存したCa流入経路が関与する。b.弛緩相:BK添加後ただちに生ずる一過性の舌動脈弛緩反応は、内皮細胞依存性であった。この反応はB_<2->受容体拮抗薬で抑制されることからB_<2->受容体を介した内皮細胞由来弛緩因子(EDRF)によってもたらされ、平滑筋細胞内cGMP上昇を介している。II.血管応答に対するLPSとBKとの相互作用循環系はLPSに対して多彩な反応性を示し、これらの反応の統合された結果として、支配下組織の循環動態変調を導く。実験の20時間前にLPSを投与されたウサギの摘出舌動脈は、B_<1->アゴニストに対して強い感受性を獲得するようになり、収縮性を示す。この収縮はタンパク合成阻害薬により著明に抑制されることから、LPSはタンパク合成反応段階と関連して血管収縮性B_<1->受容体を新たに形成するか、あるいはB_<1->受容体感受性を著しく増大させることが示唆された。

本年度の研究で、我々は、BKの舌動脈反応特性の作用機構を明らかにすることができた。LPS処置という病態モデル動物を用いることがkinin受容体サブタイプの誘導が生ずるなどの、新しい知見は、長時間に渡るLPS暴露による局所循環不全の病態生理学解明に果たす役割りは大きい。キニンとくにbradykinin(10^<-9>^10^<-7>M)は、いわゆる生理条件下において口腔内血管を内皮細胞のB_2キニン受容体を介して弛緩させること、またこの弛緩が内皮由来弛緩因子(EDRF)とくに一酸化窒素(NO)によって平滑筋細胞内guanylatecyclaseの活性化を介したcGMP産生に起因していることを、また一部、内皮由来過分極因子(EDHF)が関与していることを示した。一方、高濃度(>10^<-6>M)bradykininは平滑筋細胞膜上のB_2キニン受容体を介した平滑筋細胞内へのカルシウム増大を引き起こし、筋収縮させるなどの二相性反応を有する。この収縮は、平滑筋細胞外から受容体制御のチャネルを介したカルシウム流入が関与している。また、別の実験系において、歯周疾患発症の原因物質とされているエンドトキシン(LPS)を処置したウサギの摘出舌動脈は元来感受姓を示さなかったB_1キニンアゴニストに対して応答するようになる。健常血管平滑筋細胞には、B_1キニン受容体は元々存在せず、なんの生理的機能も示さないが、LPSなどによる有害刺激によって全身的二次的反応を介して平滑筋にカルシウムチャネルとカップルしたB_1キニン受容体が新形成され、その結果、細胞内カルシウム動員を導き、血管は収縮することを明らかにした。さらに、電子スピン共鳴法からLPSは、直接その分子内あるいは水界との相互作用のいづれかによって傷害性の高い活性酸素種ラジカル(^.OHradical)産生を傍証的に確認している。そしてin virto ^.OHradical発生系において90分間暴露された血管は、選択的に内皮細胞機能障害を生じ、内皮依存性弛緩反応は著しく抑制される。以上、歯周疾患発症機構に、これら局所循環調節因子との相互作用を介した血管収縮反応と、炎症反応に初期段階あるいは、有害刺激(LPSなど)によって生じた傷害性活性酸素種ラジカルが深く関与する可能性を示唆した。
中学生の科学的な思考力・判断力・表現力を鍛錬する理科授業のモデル化に関する研究

先行研究は次の点を明らかにしている。(1)中学理科の教師は「回路における電流や電圧の規則性」を最も指導困難と自認する。(2)小・中学生が回路に適用する電流の方向性と保存性についての考えは多様であり、且つ文脈依存性がある。(3)文脈依存度の高い中学生の多くは電流の方向性と保存性について真剣に考えた経験がないためこの概念を持たない。この者は回路に場当たり的な考えを適用する。(4)電流の学習内容について中学2年生の「興味を持ち難い・理解し難い・嫌い」という意識は小学6年生より強く、且つこれらの意識は男子より女子の方が強い。(5)並列回路を流れる電流の特性を理解していない者や科学的な根拠を文章で表現できない者がいる。本研究の目的は、電流の学習において科学的な思考力・判断力・表現力を鍛錬し、且つ既有の考えを科学的な考えへ収斂させる、又は電流の方向性と保存性の概念をもたない者にこの科学概念を習得させるという理科授業モデルを考案することである。日本の現行教科書6社中5社は従来型(単純電気回路を含む3種の回路教材:2個の豆電球の明るさが異なる直列回路に基づく)を掲載している。まず、調査研究を行い、中学1年生の学びの現実に沿って不一致喚起の実験操作の回数を増やし,回路教材群に埋め込まれた疑問を調べる意欲を高め得るゼロ型(単純電気回路を含む4種の回路教材:従来型とは豆電球の規格が異なり片方のみ点灯して見える直列回路に基づく)を考案した。次に,中学3年生が先の概念を再履修する場合,「自由電子が原子に衝突すると原子が振動して光と熱が生じるという事実と,オームの法則に基づき回路内の導線・豆電球内の自由電子の運動エネルギーを模擬的に算出した後,粒子水流模型を観察して自由電子が回路内を流れるイメージを形成させる」という指導法を考案した。生徒は先の疑問を調べる過程で,科学的な思考力・判断力・表現力を鍛錬できる。
吹雪障害防止のためのジューコフスキー翼型防雪板を有する新型高性能防雪柵の研究開発

本研究は冬期間の道路上に発生する吹雪障害を防止するための、高性能防雪柵の研究開発を行ったものである。本研究で目途としている防雪柵は、防雪板として、従来型のものとは全く異なる翼型形状を有するものである。開発された防雪柵は、飛雪風洞実験を主体にその性能評価を行った。あわせて実用化のための設計・製作に必要な空力特性の評価も行った。本研究開発で得られた結果を要約すると以下のようになる。(1)防雪柵の後方の下部間隙流の巻き上がりはその背後に形成されるうず領域によって誘引される。したがって、柵の吹払い性能の向上化を図るためには、うず領域をできる限り縮小させることである。(2)翼型防雪板は柵背後に形成されるうず領域の縮小と吹雪流を路面方向に偏向させる。その結果路面近傍の高濃度の吹雪流は巻き上ることなく路面に沿って流下し、柵の吹払い性能を大幅に向上させる。(3)翼型防雪板の大きさ、取り付け角度、並びに柵の下部間隙は、柵性能を支配する重要なパラメータとなり、柵の吹払い効果が最も高くなるそれらの最適値を見い出した。(4)翼型防雪板を有する防雪柵の吹払い性能並びに視程は、従来柵のそれに較べて大幅に向上することが野外観測試験からも確認された。(5)防雪柵および翼型防雪板を設計する上で必要となる時間平均空気力、並びに翼型防雪板の空力振動を誘起する非定常空気力を評価した。(6)棚上端からのはく離せん断層の巻上りによって生ずる翼型防雪板の非定常空気力は、棚上端部に位置する翼型防雪板において最も大きくなる。(7)棚上部に位置する翼型防雪板には、渦励振に基づく空力振動が発生し、それは発散振動する。(8)棚上端に取付けた有孔板は、棚上端からのはく離せん断層の巻き上がりの防止と翼型防雪板の非定常空気力の軽減に極めて有効である。(9)棚上端に取付けた最適形状である有孔率40%、取付間隔G/H=0.057なる有孔板によって、翼型防雪板の空力振動を完全に防止できる。(10)視程の改善並びに吹払い効果に関する有孔板を有する防雪板の性能は、有孔板を有しない場合に較べ、さらに向上する。本研究は冬期間の道路上に発生する吹雪障害を防止するための道路幅が20mを超える、高規格道路にも対応できる高性能防雪柵を開発するものである。防雪柵の性能は、それを構成する防雪板に支配されるが、本研究では防雪板としてジューコフスキー翼型防雪板を採用した。本年度は風洞モデル実験を主体とし、開発柵の性能評価を行った結果、以下の結論を得た。

(1)数タイプのジューコフスキー翼型防雪板を試作し、その性能評価を風洞モデル実験を遂行して調べた結果、吹き払い効果及び視程障害緩和に高い性能を示した防雪板は、ソリ角が大きなタービン翼に近い形状である。(2)高性能を有するジューコフスキー翼型防雪板で構成される防雪柵の性能評価を吹雪発生用風洞実験で調べた結果、6065cm、取付け枚数45枚、取付け角度60から65度とした場合、柵高の6倍下流でも吹きだまりは発生せず、かつドライバー視程高さ1.35m以上での視程は十分に確保され、開発柵は従来型防雪柵に比べて数段性のが高い。(3)設計上必要とする防雪柵の空力特性値において、抗力は従来柵に比べてかなり小さいが、揚力は約2倍となり、強度設計においては、十分な配慮が必要となる。しかし防雪板に垂直に作用する合力は、従来型の1.01.15倍程度であるために、翼型防雪板の強度はほぼ従来型のそれと同程度でよい。(4)従来柵の吹き払い作用は、主に下部間隙流によって行われるが、開発した翼型防雪板を有する柵でのそれは、防雪板を通過する流れによって主に行われる。その結果除雪によって下部間隙が閉塞されても、従来柵のような吹き払い効果の低下は生じない。本研究は冬期間の道路上に発生する吹雪障害を防止するための、高性能防雪柵の研究開発を目的として行っているものである。本研究で目途としている防雪柵は、防雪板として、従来型のものとは全く異なる翼型形状を有するものである。本年度(平成10年度)は、前年度の風洞モデル実験を主体として得られた成果に基づいて、実用化を目途とし、設計・製作に必要な各種空力特性の評価を行った。あわせて、モデル化した防雪柵を野外に設置して観測実験を遂行し、その性能評価を行った。その結果以下の結論を得た。(1)防雪柵の支柱強度を評価する上で必要な抗力、防雪柵を設置する基礎部を評価する上での揚力、そして翼型防雪板の強度を評価する上での合力に関する、各種空力特性を明らかにした。(2)防雪柵を構成する4枚の翼型防雪板に作用する空力特性値は、それぞれ異なることが明らかとなり、設計・製作上貴重な結論を得た。(3)防雪柵上端から1枚目の翼型防雪板の後方にカルマン渦が形成されることが、風洞可視化実験によって明らかとなり、翼型防雪板のフラッタ現象についての検討の必要性が判明した。(4)全長30mの翼型防雪板を有する実物モデル柵を、北海道石狩郡厚田町の国道231号に、従来柵と隣接する形で設置し、野外観測実験を行った結果、以下の結論を得た。(1)防雪柵の性能を支配する下部間隙流を、可視化観測並びに風速分布測定によって調べた結果、従来柵における下部間隙流は、道路幅6m付近から急激に巻き上るが、開発柵のそれは道路上で巻き上ることなく、道路面に沿って移動することがわかった。(2)地吹雪発生時、並びに大規模な吹雪発生時の視程の観測を行った結果、従来柵に較べて、視程は数段向上することがわかった。(3)防雪柵下流側の路外の堆雪高さは、開発柵では最大高さ50cm、従来柵のそれは200cmとなり、開発柵の吹き払い性能は従来柵に較べて、数段すぐれていることがわかった。本研究で目途としている防雪柵は、防雪板として、従来型のものとは全く異なる翼型形状を有するものである.前々年度並びに前年度は、飛雪風洞モデル実験を主体に研究開発を行い、従来型防雪柵に較べて数段高い吹払い性能を有する防雪柵を開発した。本年は実用化のための設計・製作に必要な空力特性の評価を行うとともに翼型防雪板に生ずる空力振動を防止するための制御手法の確立を図った。(1)防雪柵および翼型防雪板を設計する上で必要となる時間平均空気力、並びに翼型防雪板の空力動を誘起する非定常空気力を評価した。(2)柵上端からのはく離せん断層の巻上りよって生ずる翼型防雪板の非定常空気力は、柵上端部に位置する翼型防雪板において最も大きくなる。