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朝鮮総督府における「国語」政策の基礎的研究-朝鮮総督府編纂発行教科書とその背景-

本研究は、韓国内に蔵書される朝鮮教育資料を根幹資料とするため、当該研究期間を通じて韓国国立中央図書館と釜山広域市立市民図書館内に蔵される朝鮮総督府発行の教科書・教授書・言語政策書・朝鮮政策書等といったさまざまな分野の一次資料調査及び大量の複写を行った。これらは国内における、朝鮮教育資料集としては随一の『日本植民地教育政策史料集成(朝鮮篇〉』(渡辺学・阿部洋編、龍渓書舎)の所収資料を大きく上回るもので、朝鮮教育研究領域において、当該研究における本収集の意義はきわめて大きいものだといえる。そのため、これら調査・複写内容については「研究成果報告書」(全146頁)に報告するとともに、長沢の運営する研究成果報告ウェブサイト「近代日本と韓国・朝鮮半島」(http://swjc.saga-wjc.ac.jp/nagasawa/)においてもデータ・ベース化した上に公開している。また、統監府期・併合後期・独立運動後期の朝鮮教育行政の相違について俯瞰し(「韓国学部の普通学校制度と「義務教育精神の廃止」について」)、併合後の朝鮮総督府学務課長弓削幸太郎と、独立運動後の学務課長大野謙一の同化思想概念の相違について明らかにした(「日韓併合下における朝鮮教育の同化思想について-学務官僚弓削幸太郎と大野謙一の場合-」)。これらは、朝鮮総督府の教科書編纂事業について、併合前後及び独立運動後の編纂思想のあり方を知る上での基礎的なデータとなるものと考える。今後は教科書執筆者の教科書編纂についての詳細な思想について考察していく。平成16年度は、入手してある大韓帝国期の『日語讀本』(全8巻、光武11隆煕2)、『普通學校學徒用日語讀本』(全8巻、光武11隆煕2)、朝鮮教科書I期の『國語讀本』(全8巻大1大4)、II期の発行となる『普通學校國語讀本』(全8巻、大1213)について、平成16年度調査によって入手した『普通學校用假名遣法・普通學校用送假名法』(総督府発行、大正2)を手引きとして、朝鮮における国語表記法の分析を行なった。これは、朝鮮総督府普通教育教科書においては実際の発語音声を重視した文字表記規則(表音的仮名遣い)を用い、文部省国定教科書では歴史的仮名遣いを用いているためである。夏季には韓国の国立中央図書館で現地資料調査を行い、『學部次官演説筆記』(漢城府内私立學校學會代表者招集席上、隆煕二年十月十九日)、『第二回官公立普通學校教監會議要録』(隆煕二年七月)、『公立普通學校長講習會講演集』(朝鮮総督府内務部學務局、大正元年九月)、『第二、三回朝鮮初等教育研究會録』(大正十五年四月二十八日發行)等の教育講演記録、『教科用圖書一覧』(11冊)、『朝鮮教育法規例規大全』など教育法規など、まだ収集できていない一時資料を多数複写入手することができた。また現在、webサイト「近代日本と韓国・朝鮮半島」(http://proxy.saga-wjc.ac.jp/nagasawa/)を公開しているが、その中において、『国語読本』の一部テキスト化を行なっている。現在のところ『國史』巻1、2を終了させ、第一次朝鮮教育令後の『國語讀本』では、全8巻中3巻分を終えている。平成17年度研究は、前年と同様に韓国ソウルにある国立中央図書館および釜山市立市民図書館において、植民地期発行の朝鮮教育に関連する和書の蔵書調査を行った。教科書、教科書趣意書、学務官僚講演録などは前年までにおおよそを複写できたため、今年度は京城を発行地とする雑誌を中心に複写を行った。

これにより、まだ日本国内では入手できない朝鮮実業協会発行『朝鮮之実業』((明治38年5月)や京城朝鮮雑誌社発行『朝鮮』(明治41年3月)、朝鮮総督府官房文書課発行『朝鮮』(大正14年10月号昭和17年2月号)など、少なくない一次資料雑誌を複写することができた。とくに釜山市立市民図書館(韓国でもっとも古い歴史をもつ)に蔵書されている朝鮮総督府官房文書課『朝鮮』は、植民地期朝鮮の支配動向を朝鮮総督府側の視点で窺うことが出来るものである。大正14年10月号は「朝鮮教育令改正特集号」となっていて、教育行政に携わる学務官僚の思想や教育行政にまつわる背景などを知る上でも貴重な資料だといえる、これら資料と前年までの入手資料を用いて「韓国学部の普通学校制度と「義務教育精神の廃止」について」を『佐賀女子短期大学研究紀要』(2006.3)に掲載し、また日本近代文学として捉えてみる国語常用の朝鮮人作家による日本語文学問題に関連した「明治日本から帝国日本への転位と自画像」を『日本近代文学』(第72集)に掲載した。ちなみに近年、韓国国立中央図書館に所蔵される植民地期の貴重本資料はDB化が進められており、年々蔵書を直接閲覧できないという事態が生じてきている。これに対応するためには、インターネットを利用して国立中央図書館へアクセスし、閲覧ソフトをダウンロードした上で公開されている資料を閲覧することだが、その際に日本語ウインドウズではこの閲覧ソフトを起動させることができないために、残念ながらハングルウィンドウズのPCを必要とする事態となっている。平成18年度は、前年と同様に韓国ソウルにある国立中央図書館および釜山市立市民図書館において、植民地期発行の朝鮮教育に関連する和書の蔵書調査を行い、朝鮮教育に関連する一次資料の複写収集を行った。韓国国立中央図書館には、朝鮮教育を知る上に重要な一次資料となる朝鮮教育会(朝鮮総督府学務局内)『文教の朝鮮』がマイクロフィルムにより全巻が保存されているのは貴重である。口頭発表では、日本近代文学会秋季大会(於九州大学、10月28日)において、「教科書に書かれた<外地>とく内地>-朝鮮総督府編纂教科書を中心に-」を行った。これは、第一次朝鮮教育令期における『修身書』に描かれる朝鮮のイメージ像は、実は内地文部省版の挿絵を入れ替えたものであったり、あるいは「不潔」「怠惰」をキーワードとして、それを「清潔」「勤勉」へと導く教化教訓的内容であったりするものだが、それが第二次朝鮮教育令によって変化を生じたこと、両制度の相違点などを説明した。『佐賀女子短期大学研究紀要』(41集、2007.3)に、論考「日韓併合下における朝鮮教育の同化思想について-学務官僚弓削幸太郎と大野謙一の場合-」を掲載した。これは、併合から3・1独立運動までの朝鮮総督府学務課長を務めた弓削幸太郎と、斉藤実朝鮮総督の着任に際して赴任した大野謙一学務課長の同化思想概念は、3・1独立運動後における朝鮮総督府の政策変更を背景とすることを明かにしたものである。また、調査成果については、HP「近代日本と韓国・朝鮮半島」(http://swjc.saga-wjc.ac.jp/nagasawa/)において随時更新をした。本サイトでは韓国国立中央図書館・釜山市立市民図書館に蔵書される資料をデータベース化、また朝鮮総督府教科書については本文をテキスト化してあるため、東京大学東洋文化研究所では資料提供として、国立国会図書館関西館でも研究サイトしてHPにリンクされてある。平成19年度は、第一次朝鮮教育令期と第二次朝鮮教育令期における教育制度の相違について、国語政策を中心について調査・考察を行った。この2期をめぐっては、朝鮮総督府学務課官僚の同化思想が異なるため、その相違が2期の制度においてどの程度連関しているかについて調査した。
iPS細胞由来肝細胞系譜におけるHBV感染系の可視化とHBVを根絶する治療の創成

HBVは成熟肝細胞でのみに感染するとされるが、成熟肝細胞が一定の速度でturn overしているにも関わらず、cccDNAが核内に残存し続ける原因は不明である。本研究では、より高感度かつ簡便に検出可能な蛍光色素組み換え体HBVを用いて、未分化な形質を持つヒトiPS細胞由来肝幹・前駆細胞においてHBV感染とcccDNA産生を確認し得た。一方、成熟化肝細胞ではNTCPはiPS-HPCと比較して高発現しており、HBV感染効率も高かった。細胞分化度の違いによるHBV感染・増殖の差が明らかとなった。HBVは成熟肝細胞でのみで複製するとされるが、定常状態の肝細胞が一定の速度でturn overしているにも関わらず、核酸アナログによるHBV複製抑制下において複製中間体のcccDNAが核内に残存し続ける原因は不明である。本研究では、より未分化な幹細胞類似形質を持つ細胞においてcccDNAが保存されることが一因であるかを解明するとともに、従来の薬剤開発とは視点を異にする細胞分化機構に着目した新規治療の創出に新たな知的・技術的基盤を確立することを目的として、これまでに分化誘導・純化法を確立した継代可能なヒトiPS細胞由来肝幹・前駆細胞(iPS-HPC)及び成熟化肝細胞株(iPS-Hep)において研究を進めた。iPS由来細胞におけるHBV感染については、より高感度かつ簡便に検出するために、新たに開発された蛍光色素組み換えHBVを用いて検討を行った。より未分化な形質を持つiPS-HPCはNTCPを発現しており、HBV添加12日後に100倍以上のluciferase活性を示し、細胞内cccDNAおよび上清中の抗原量の増加が認められた。一方、より成熟したiPS-HepではNTCPはiPS-HPCと比較して高発現しており、HBV感染効率も高かった。本培養系におけるIFNα添加時のIFN誘導遺伝子(MxA, PKR, ISG15)の発現量誘導能は、肝癌由来細胞株であるHepG2ーNTCPに比し有意に高く(p<0.001)、IFNαによる抗原産生の有意な低下とPreS1蛋白による阻害効果が認められた。以上より、より低分化度のiPS-HPCにおいてHBV感染とcccDNA産生が確認されたとともに、iPS-HPCおよびiPS-Hep細胞は細胞分化を基軸とした治療標的の探索および有用な創薬開発モデルとなり得ると考えられた。蛍光組み換えHBVをiPS細胞由来肝細胞系譜の感染実験に導入し、効率的にHBV感染を定量可能とし、細胞分化とHBV感染の関連を明らかとした。更に、本系を用いることでより生理的状態に近い細胞で薬剤の感受性が検討可能なことを示した。本研究では、より未分化な形質を持つ細胞においてもcccDNAが保存されるかを解明するとともに、新規治療の創出に資する新たな知的・技術的基盤を確立することを目的とした。より高感度かつ簡便に検出可能な蛍光色素組み換え体HBVを用いて、未分化な形質を持つヒトiPS細胞由来肝幹・前駆細胞(iPS-HPC)において検討を行ったところ、HBV感染とcccDNA産生を確認し得た。一方、成熟化肝細胞株(iPS-Hep)ではNTCPはiPS-HPCと比較して高発現しており、HBV感染効率も高かった。この様に細胞分化度の違いによるHBV感染・増殖の差が明らかとなったが、iPS-Hepでは成熟化により長期維持培養が困難であり、長期間のウイルス動態を観察することは困難であった。そこで、感染性は比較的低いが長期培養が可能であるiPS-HPCsにおいて、NTCPを誘導性に強制発現できるiPS-HPC-NTCP株を樹立した。このiPS-HPC-NTCPではDox容量依存的にNTCPの発現増加がみられ、親株より有意にHBV感染性を認めた。さらに異なる機序の抗HBV薬効果も評価可能であった。iPS-HPC-NTCPは生理的な自然免疫応答が維持されており、JAKiによってIFN応答経路を抑制した群ではcccDNAの発現が有意に高く、cccDNAの長期維持には自然免疫応用の制御が関与していることが示唆されたiPS-HPC-NTCPおよびiPS-Hep細胞は細胞分化を基軸とした治療標的の探索および有用な創薬開発モデルとなり得ると考えられた。細胞分化の違いによるHBV感染・増殖の差に、如何なる因子が関与するかを解明し、その分子機構が新たな治療標的となり得るかを検討する。また、継代可能なiPS-HPCにおいて感染効率の高いHBV培養増殖系を開発するために、iPS細胞における遺伝子導入技術を駆使し、本系を改良を試みる。

消化器内科学試薬等が計画当初より廉価で購入可能であったため。検討する数・種類を拡大して解析を行うため、試薬を増量して購入する予定である。
蛍光分子センサーを用いたDNA修復の解析

本研究はヒトのヌクレオチド除去修復機構(NER)を、蛍光を利用し検出する分子センサーの創製を目的としている。NERは紫外線により生じる「紫外線DNA損傷」などの比較的構造変化の大きいDNA損傷を修復する役割を担っている。このNERが欠損した遺伝性疾患として色素性乾皮症(XP)が知られており、日光を浴びると高頻度に皮膚がんを発症するといった病態を呈する。従ってXP患者を早期に発見し、紫外線への曝露を防ぐことは大変重要である。本分子センサーは、XP診断への応用が可能であると考えられるため、XP患者早期発見への貢献が期待される。センサーは紫外線損傷を含む2本鎖DNAに蛍光分子と消光分子を取り付けたもので、NERが起こると蛍光分子を含む鎖が解離して蛍光が発せられる。前年度まで試作していたものは直鎖2本鎖DNAを基本骨格としており、これがNERの基質となることが示された。しかしシグナルノイズ比が悪く、さまざまな改善を試みたが実用には至らなかった。この型に対し、本年度には新たに環状型センサーを試作した。直鎖型に対する利点として、その安定性とNER効率の向上を狙ったものである。この環状型センサーの調製に成功し、HeLa細胞抽出液を用いてこれがNERの基質となることを示した。そしてHeLa細胞への導入を行ったところ、センサー中の損傷の存在に依存した蛍光が検出された。またXP-A患者細胞ならびにこの細胞にXPAを相補した細胞に対し同様にセンサーの導入を行ったところ、細胞のNER活性が正常な場合にのみ蛍光が検出された。つまりこれらの実験から、センサーが損傷依存的かつNER依存的に蛍光を発する機能があることが示された。意図した機能を有するセンサーを得ることが出来たため、当初の目的通り、今後はXP患者の診断への実用に向け、必要に応じて分子構造の調製を行っていく必要がある。(抄録なし)本研究はヒトのヌクレオチド除去修復機構(NER)を、蛍光を利用し検出する分子センサーの創製を目的としている。センサーは紫外線損傷を中央に含む2本鎖DNAに蛍光分子と消光分子を取り付けたもので、NERが起こると蛍光分子を含む鎖が解離して蛍光が発せられる。その際色素の導入位置と、NERによる切り込み位置の関係が検出には重要である。なぜならこの間の距離が長すぎると鎖がうまく解離しないためである。従って蛍光及び消光分子を含まない基質について、NERが起こる最短鎖長を以下に示す方法で決定した。紫外線損傷にはNERの代表的な基質である(6-4)光産物を選び、これを含む長鎖DNAを合成した。このとき長さの異なるものを用意することで、鎖長を変化させた。その後HeLa全細胞抽出液と反応させ、ゲル電気泳動により解析するという手法により反応解析を行った。その結果、損傷の5'側については損傷から69塩基対が最低でも必要であることが示されたが、3'側についてはうまくNERが観察されなかった。これについては新たな細胞抽出液を得て、現在実験中である。またこれに関連して、生細胞への蛍光分子センサーの導入確認法を、蛍光色素リンカー部のリン酸ジエステル結合が細胞内で加水分解されることを利用して確立した。これは実際にセンサーをXP診断に応用していく際に、実用上で大変意義深い成果であるといえる。NERは紫外線により生じる「紫外線DNA損傷」などを修復する役割を担っている。本分子センサーは、XP診断への応用が可能であると考えられ、XP患者早期発見への貢献が期待される。H24年度は、鎖内に蛍光標識を含むタイプと、末端に蛍光標識を含むタイプの2種類について条件を検討した。前者については、鎖内蛍光標識がNERの基質となる可能性が示唆されていたが、鎖内蛍光標識のみを含むDNAを細胞抽出液と抗体により評価した結果、実際には非特異的な分解であることが明らかになった。この結果から、従来のデザインを大きく変更する必要はないことが示唆された。またホスホロチオエートの導入数を増加させることにより、センサーの安定性を向上させることに成功した。後者については、損傷の3'側の鎖長を変化させたDNAを作製し細胞抽出液と反応させることにより、NERに必要な損傷の3'側塩基対数を29塩基対と決定した。この結果から、3'末端に蛍光標識を有するNERセンサーの開発が現実味を帯びた。前年度に問題となっていた細胞抽出液の問題については、従来用いていたHeLaあるいはHEK293といったヒト

由来細胞から、CHO細胞に変更を行った。CHO細胞の抽出液からは、強いNER活性を検出することができた。この抽出液を用いることで、研究の大幅な進展が期待される。本研究はヒトのヌクレオチド除去修復機構(NER)を、蛍光を利用し検出する分子センサーの創製を目的としている。NERは紫外線により生じる「紫外線DNA損傷」などの比較的構造変化の大きいDNA損傷を修復する役割を担っている。このNERが欠損した遺伝性疾患として色素性乾皮症(XP)が知られており、日光を浴びると高頻度に皮膚がんを発症するといった病態を呈する。従ってXP患者を早期に発見し、紫外線への曝露を防ぐことは大変重要である。本分子センサーは、XP診断への応用が可能であると考えられるため、XP患者早期発見への貢献が期待される。センサーは紫外線損傷を含む2本鎖DNAに蛍光分子と消光分子を取り付けたもので、NERが起こると蛍光分子を含む鎖が解離して蛍光が発せられる。前年度まで試作していたものは直鎖2本鎖DNAを基本骨格としており、これがNERの基質となることが示された。しかしシグナルノイズ比が悪く、さまざまな改善を試みたが実用には至らなかった。この型に対し、本年度には新たに環状型センサーを試作した。直鎖型に対する利点として、その安定性とNER効率の向上を狙ったものである。この環状型センサーの調製に成功し、HeLa細胞抽出液を用いてこれがNERの基質となることを示した。そしてHeLa細胞への導入を行ったところ、センサー中の損傷の存在に依存した蛍光が検出された。またXP-A患者細胞ならびにこの細胞にXPAを相補した細胞に対し同様にセンサーの導入を行ったところ、細胞のNER活性が正常な場合にのみ蛍光が検出された。つまりこれらの実験から、センサーが損傷依存的かつNER依存的に蛍光を発する機能があることが示された。意図した機能を有するセンサーを得ることが出来たため、当初の目的通り、今後はXP患者の診断への実用に向け、必要に応じて分子構造の調製を行っていく必要がある。当初の予定としては、基質の最短鎖長等の条件の最適化を本年度中に終える予定であった。しかし年度途上に細胞抽出液の活性が失われて以降、活性を有する細胞抽出液を得られなかったためにこれを終えることができていない。よってこのような自己評価とした。H24年度の目標として「ヒト細胞中でNERを検出することができるNERセンサーの開発」を掲げたが、未だこの目標は達成されていない。しかし鎖内蛍光標識の分解の同定やセンサーの安定性向上といった一定の成果は得られたため、このような自己評価とした。現在の研究推進を妨げる問題点として、細胞抽出液が十分なNER活性を有していないということが挙げられる。これに関しては共同研究者の下で新たな細胞抽出液を得たため、これを用いて研究を推進していく予定である。またその際に得たノウハウに従い、細胞抽出液を自身の研究室で調製する方法を確立していきたいと考えている。それにより安定した細胞抽出液の供給が可能になり、より条件検討などの実験を盛んに行うことができるようになると期待される。
B細胞を介したガンマヘルペスウイルスによるcell to cell感染メカニズム

Epstein-Barr virus (EBV)やKaposi sarcoma-associated herpesvirus (カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス、KSHV, HHV-8)はヒトB細胞に潜伏感染するが、ヒト体内では上皮(EBV)や血管内皮(KSHV)細胞にも感染し、癌やカポジ肉腫などの悪性腫瘍を発症する。本研究ではB細胞から上皮系の細胞への細胞間感染(cell to cell infection)の分子メカニズムを解明することを目的とする。KSHV感染細胞と非感染細胞(接着細胞)の共培養において細胞接触によるシグナルを解析し、KSHV感染リンパ腫細胞株が細胞接触による刺激によりKSHVの前早期タンパクであるreplicationandtranscription activator (RTA)の発現が誘導されることを示すことができた。また、昨年までにKSHVのコードするウイルスIL-6 (viral IL-6, vIL-6)を発現させるレンチウイルスベクターを構築し、vIL-6のみではヒトIL-6 (hIL-6)依存性の増殖を示すEBV陽性形質芽細胞株の増殖には十分ではなかったことを示したが、本年はKSHVのvIL-6をヒト細胞において、大量合成することに成功し、このvIL-6を形質芽細胞リンパ腫細胞株に添加したところ、増殖活性を示した。しかし、hIL-6よりも活性は低く、形質芽細胞株の増殖には他に増殖因子が必要であることが示唆された。また、EBV, KSHV陽性細胞におけるエクソソームに含まれるウイルス及び細胞側のマイクロRNAの解析を引き続き行ない、細胞側のマイクロRNAでエクソソーム中に特に多く発現するものを同定し、その機能解析を行った。エクソソームの研究ではウイルス感染細胞から放出されるエクソソーム中に含まれるマイクロRNAの中で、ウイルスマイクロRNAとともに細胞側(宿主側)のコードするマイクロRNAに関する知見が得られたことから、これらのマイクロRNAについてレンチウイルスベクターの発現系を構築し、解析を行っているところである。ウイルス感染のみならず、ある一定の条件でエクソソーム中に多く含まれる性質があるものと想定され、この点は当初の計画では予想されなかった知見である。細胞間感染においてははじめに細胞間の接触が起こることとその後のウイルスが標的細胞に感染する2つのステップがあるが、少なくとも最初の接触の過程でウイルスが活性化される可能性を示したことはKSHV感染細胞では初めてであり、評価される。1.エクソソームと細胞間感染:感染細胞のエクソソームにとくに濃縮される細胞側、ウイルス側のマイクロRNAの高発現系を確立し、感染実験を行う。細胞接触状態でエクソソーム中に発現が亢進するタンパク、マイクロRNAについても、添加、あるいは、高発現系を用いた感染実験を行う。エクソソームに特異的に発現させるためのモチーフ(エクソモチーフ)を利用したエクソソームへのマイクロRNAの移行実験を行い、エクソソームのDDSとしての利用を検討する。2.細胞間感染に必要な分子の同定:細胞間接触により誘導されるKSHVの前早期タンパクの発現メカニズムについて、プロモーター解析などを行い確認する。また、virological synapse形成の観察とその形成に必要な分子の同定を行う。3. EBVとの共感染がKSHV感染に与える影響の検討:vIL-6のEBV陽性形質芽細胞株への増殖機構について、IL-6下流のシグナル伝達経路を中心に解析するとともに、KSHVの共感染条件の検討を行う。ヒトガンマヘルペスウイルスであるEpstein-Barr virus (EBV)やKaposi sarcoma-associated herpesvirus (KSHV, HHV-8)のB細胞を介した細胞間(cell to cell)感染の分子メカニズムを解明することを目的とし、1感染細胞から放出されるエクソソームの感染における役割を明らかにすること、2細胞間感染に必要な分子の同定、3EBVとの共感染がKSHV感染に与える影響の検討を行う。細胞間感染はヘルペスウイルスの疾患の成立に重要と考えられ、ヘルペスウイルス属に共通の感染機構が見いだせる可能性がある。本年度は、KSHV, EBV感染B細胞から培養上清中に排出されるエクソソームの内容物を詳細に検討し、その中に含まれるマイクロRNAの構成を次世代シークエンサーを用いて明らかにした。検索の結果、KSHV感染細胞、EBV感染細胞内には極めて多量のウイルスマイクロRNAが発現しており、KSHV感染細胞に至っては全マイクロRNAの50%以上をウイルスマイクロRNAが占めた。KSHV感染細胞から放出されるエクソソームにはさらに多量のウイルスマイクロRNAが含まれ、細胞内よりもウイルスマイクロRNAの比率が高い傾向があった。エクソソームのマイクロRNAの塩基配列を詳細に検討した結果、細胞内のマイクロRNAと比較し、5'末端、あるいは3'末端に1-2塩基付加、あるいは、欠損しているマイクロRNAが高率に含まれることが明らかにされた。また、KSHV感染細胞から放出されるエクソソーム中でもっともread数の多いウイルスマイクロRNAを同定し、レンチウイルスベクターを用いてその高発現系を構築した。今後、感染細胞から単離したエクソソーム、および、このレンチウイルスベクターを用いて、細胞間感染の効率の変化や、感染に重要な分子の同定を試みる。当初の目的である感染細胞からエクソソームを分離し、エクソソーム中に含まれる全マイクロRNAを次世代シークエンサーで決定し、エクソソームの内容物を解明する点は達成された。さらにはエクソソーム中に含まれるマイクロRNAの特徴なども把握することができたことから、今後の展開が期待される。

本研究ではヒトガンマヘルペスウイルスであるEpstein-Barr virus (EBV)やKaposi sarcoma-associated herpesvirus (KSHV, HHV-8)のB細胞を介した細胞間(cell to cell)感染の分子メカニズムを解明することを目的とする。エクソソームは細胞から放出される老廃物を含んだ小胞体のことであるが、近年、エクソソームには多くのマイクロRNAが含まれ、細胞から放出されたエクソソームがマイクロRNAの作用により遠隔で生理的な活性を発揮することが示されている。本年度は細胞間感染において、感染細胞から放出されるエクソソームの感染における役割を明らかにする目的で、次世代シークエンサーを用いてEBV, KSHV感染細胞のマイクロRNAの全プロファイルを明らかにした。その結果、KSHV感染細胞ではエクソソームに含まれるマイクロRNAの半分以上がウイルス由来のマイクロRNAであること、疾患、組織型ごとに特異的な発現プロファイルがあること、KSHVのマイクロRNAには特殊な塩基配列(モチーフ)があり、エクソソームに優先的に取り込まれ、細胞外に排出されていること、などを示した。これらの結果から、ウイルスマイクロRNAは宿主免疫を逃れ、異常なほど多量に産生され、疾患形成に重要な働きをしている可能性があること、一方で異常産生されたマイクロRNAが細胞外(エクソソーム)へ排除される仕組みも持っていることが示唆される。さらに、KSHV, EBV感染細胞の由来細胞と考えられている形質芽細胞について世界ではじめてその細胞株の樹立に成功し、細胞株の詳細な解析を行った。この細胞はKSHV, EBVの共感染実験には有用なツールになることが期待されるエクソソームと細胞間感染に関しては次世代シークエンサーを用いてEBV, KSHV感染細胞のマイクロRNAの全プロファイルを明らかにしたことで、高発現マイクロRNAの同定やウイルスマイクロRNAがエクソソームに移行するための特異的モチーフの発見など、極めて重要な知見が得られた。これらの発見は細胞間感染のメカニズムを考える上で、重要な所見である。EBVとの共感染がKSHV感染に与える影響についてはKSHV, EBV感染細胞の由来細胞である形質芽細胞の細胞株を世界ではじめて樹立に成功し、KSHV, EBVの共感染実験には有用なツールになることが期待される。一方で、細胞間感染に必要な分子の同定については、まだ細胞間感染の責任受容体の同定には至っていない。しかし、あらたなKSHV感染細胞株の樹立や日本のKSHV株の全塩基配列を決定するなど、予定を超える成果も得られた。ヒトガンマヘルペスウイルスであるEpstein-Barr virus (EBV)やKaposi sarcoma-associated herpesvirus (KSHV, HHV-8)はヒトB細胞に感染し、潜伏感染する。
TRIC-A欠損マウスにおける循環機能の異常

本研究ではTRIC-A欠損マウスにて観察された高血圧及びイソプロテレノールによる心肥大などの循環機能異常の発症メカニズムの解明を目指した。高血圧は血管平滑筋におけるトーヌス調節の異常であることが判明した。一方で、イソプロテレノールによる心臓への影響は心肥大に比べて線維化が顕著であることが明らかとなった。残念ながら研究期間内では線維化メカニズムの解明には至らなかったが、他の研究種目にて引き続き実施予定である。申請者のグループにて数年前に見出された小胞体TRICチャネルは、Ca^<2+>放出と連動して機能するカウンターイオンチャネルである。TRIC-A欠損マウスでは、高血圧、徐脈、心肥大といった循環器系異常が観察されており、本研究ではそれら病態発症メカニズムの解明を目指した。平成22年度には、特に高血圧、徐脈の発症メカニズムの解明を中心に研究を進めた。まず、徐脈は高血圧による圧反射受容亢進によるものであることが自律神経遮断薬や血管作動性の収縮・弛緩薬を用いた薬理学的な解析により明らかとなった。また、TRIC-A欠損マウスにてCa^<2+>チャネル阻害薬により高血圧が改善したことから、L型Ca^<2+>チャネルが発現する血管平滑筋での異常が示唆された。次いで、典型的な抵抗血管である腸間膜動脈を摘出し、血管径及び細胞内Ca^<2+>濃度の測定を行ったところ、Ca^<2+>チャネルを介したCa^<2+>流入が増加し定常的な細胞内Ca^<2+>濃度が上昇した結果、血管が恒常的に収縮していることが明らかとなった。これは血管平滑筋において自発的なリアノジン受容体(RyR)からのCa^<2+>放出、つまりCa^<2+>スパーク頻度が減少したためで、これにより細胞表層膜のCa^<2+>活性化K^+(BK)チャネル活性(spontaneous transient outward currents, STOCs)頻度を低下させ、膜電位を脱分極させることで生じていると結論付けた。以上の結果は、TRICチャネルが血管トーヌス調節に深く寄与することを示唆するものである。さらに共同研究により、ヒトTRIC-AにおけるSNPsが本態性高血圧の発症に関係し、TRIC-A SNPsを有する高血圧患者では降圧薬感受性が有意に低いことを明らかにした。このように、マウスにおけるTRIC-A欠損及びヒトにおけるTRIC-A SNPsが高血圧を発症させることからTRIC-Aの有無あるいは活性の差が血管トーヌスの調節に寄与していることが明らかとなった。TRICチャネル自体は比較的新規でありまだまだ研究途上な分子であることから、本研究を発端として本態性高血圧の治療薬開発へと繋がることを期待する。申請者グループにて同定された小胞体TRICチャネルは、Ca^<2+>放出に連動して機能するK^+透過性のカウンターイオンチャネルである。2つのサブタイプのうちTRIC-Aを欠損するマウスでは、高血圧、徐脈、心肥大といった循環器系異常が観察された。本年度は、心肥大の発症メカニズムについて究明した。TRIC-A欠損マウス(A-/-)に対して60mg/kg/dayのイソプロテレノール(Iso)を2週間持続投与すると、野生型マウス(WT)に比べて顕著な心重量/体重比の増加に加えて心筋細胞断面積の増大も観察された。さらには心エコーでの左室壁肥厚も確認された。そこで心肥大発症機序を詳細に検討するため、新生児心筋細胞を単離・培養してIsoによる心筋細胞肥大を検討した。しかし顕著な肥大は観察できなかった。これは成獣と新生児マウス心臓においてリアノジン受容体やホスホランバンなどCa^<2+>シグナリングに関わる分子のリン酸化レベルの差異が原因であると推測された。次に成獣マウスにおいて対照として生理食塩水を投与したWT、A-/-を加えた4群の心臓からRNAを抽出し、マイクロアレイによるRNA発現解析を行った。Iso刺激によりWTとA-/-の間で大きく発現量が変化したものの中に心肥大に関わる因子はなかった。βMHCなどの心肥大マーカー発現量はA-/-Iso刺激群で顕著に増加していなかった一方で、コラーゲンやペリオスチンなどの線維化マーカー発現量がA-/-Iso刺激群で顕著に増加していた。また、心重量/脛骨長比ではWTとA-/-でほとんど変化なしという結果を得た。従って、Isoによる持続刺激はA-/-心臓において、緩やかな心肥大に加えて顕著な線維化を誘発させることが明らかとなった。A-/-におけるIso刺激は心肥大に比べて顕著な線維化を引き起こすことを明らかにした。線維化発症メカニズムの解明には至らなかったが、顕著な線維化は心肥大に比べて心臓のポンプ機能を低下させる現象であり、この発症機序の解明は心筋梗塞や虚血再灌流後の心臓線維化メカニズムにも通じると期待される。今後、Iso誘発性線維化メカニズムについて詳細な検討を行っていく予定である。
屋外大規模環境を対象とした映像生成のための光学特性推定法

本研究は同一物体を撮影した画像群から、その物体の三次元形状ならびに拡散、光沢の両反射特性を推定することを目的とする。計画書の段階では、従来の画像間の対応点に基づく多視点ステレオ法で物体の形状を表す点群データを取得し、各頂点に対して、あらかじめ360度カメラ等で取得した光源情報から逆レンダリングする手法を検討していた。ただ、検討を進めると点群のような疎な特徴だけで立体形状を表現する場合、特に空間的な変化が見た目の変化に影響を与えやすい光沢反射の成分を正しく復元できない可能性が示唆された。その一方で、近年発表された深層学習に基づく多視点ステレオ法の多くでは、対象の物体を撮影した各入力画像に対して深度と法線の情報を計算し、それらを統合することで三次元形状を復元する。深層学習に基づく手法は、点群に基づく従来法と違い、入力画像の各画素において何らかの形でパラメータを付与できる利点があり、上記の問題を解決できる可能性がある。もちろん、深層学習でも情報が不足している箇所では、不正確な結果となりうるため、これまでに作成した点群情報に基づく手法と深層学習に基づく手法を統合することで、研究目的である拡散反射と光沢反射の両方の取得に向けたシステムの改良を行っている。加えて、逆レンダリングに用いる光源環境の表現形式についても検討を進めている。当初は、360度カメラ等で取得した光源環境を用いるよう計画していたが、光源環境についても入力画像から推定する方向性も同時に検討中である。今回は屋外の物体が対象であることもあり、代表的な天空光源のモデルであるHosek-Wilkieモデルを検討中だが、仮に深層学習を用いるとすれば、簡略化されたパラメトリック・モデルを使うべきかは検討の余地もある。今後は従来法で使用されたいくつかの光源環境表現法に対して、最も深層学習モデルと相性の良いものを引き続き検討していく。コンピュータ・グラフィクスにおいて広く用いられる反射パラメータの表現法は拡散反射と光沢反射の両方を考慮するが、従来の逆レンダリング手法は多くの場合、拡散反射成分しか考慮しない。この意味において、本研究の目指す技術は未開拓の領域であるが、とはいえ、逆レンダリングならびに多視点ステレオ法は歴史の長い研究分野であり、非常に多くの従来研究が存在する。また、上記の通り、近年は深層学習をこれらの技術に応用することも盛んであり、要素技術の調査にある程度の時間を要することは当初から予想していた。本年度の研究では、目に見える成果を上げるには至っていないが、上記の背景を踏まえれば、おおむね研究の方向性も固まってきており、順調に研究が遂行したと考えられる。深層学習を用いる三次元形状復元ならびに逆レンダリングの手法が多数提案されている今でも、従来の三次元幾何学ならびに幾何光学に基づくアルゴリズムの精度は高い。上記の通り、本研究課題においても、当初は、一般的な多視点ステレオ法のアルゴリズムで得られる点群データに対して逆レンダリングのアルゴリズムを適用する予定で開発を進めていた。その一方で、深層学習に基づくアルゴリズムは、従来のアルゴリズムでは補間することが難しい領域においても、それらしい形状、反射パラメータを出力できるという利点もある。この考えに基づき、今後の研究では、この両者を視野に入れた、より頑健な手法の開発を行っていく。

また、上記の通り、近年は深層学習をこれらの技術に応用することも盛んであり、要素技術の調査にある程度の時間を要することは当初から予想していた。本年度の研究では、目に見える成果を上げるには至っていないが、上記の背景を踏まえれば、おおむね研究の方向性も固まってきており、順調に研究が遂行したと考えられる。深層学習を用いる三次元形状復元ならびに逆レンダリングの手法が多数提案されている今でも、従来の三次元幾何学ならびに幾何光学に基づくアルゴリズムの精度は高い。上記の通り、本研究課題においても、当初は、一般的な多視点ステレオ法のアルゴリズムで得られる点群データに対して逆レンダリングのアルゴリズムを適用する予定で開発を進めていた。その一方で、深層学習に基づくアルゴリズムは、従来のアルゴリズムでは補間することが難しい領域においても、それらしい形状、反射パラメータを出力できるという利点もある。この考えに基づき、今後の研究では、この両者を視野に入れた、より頑健な手法の開発を行っていく。
医療経済学的観点からの職域歯科保健プログラムの評価に関する研究

本研究では、平成4年と6年に実施した職域での歯科集団健診とその間の個人を対象とした歯科保健活動からなる歯科保健プログラムが受療状況にどのような影響を及ぼしているかを平成6年度の46月分の被保険者本人(3040歳代の男子を対象)の診療報酬明細書を調査することにより把握することである。調査結果は以下に示す通りである。(1)平成4年からの継続している歯科保健プログラムの実施群と非実施群(対照群)を比較した場合、実施群は、非実施群に比較して約2倍高い受診率を示した。受診率の上昇は歯科保健プログラムにおける歯科集団健診による影響が大きく,その後の個人を対象とした歯科保健活動の寄与は相対的に低いと推測された。(2)歯科保健活動開始2年経過後においても歯冠修復・欠損補綴といった処置の割合が依然として高かった。歯科保健活動を通じて参加者の口腔衛生意識が向上し,今までに生じた歯科疾患を修復するようになることが考えられ,効果の判断にはさらに継続的な観察が必要である。(3)計画的に歯科保健プログラムに参加した個人は現時点では受療率は高いが,歯科疾患は少なく口腔衛生状態も良好なことから中・長期的には受療状況が変化が生じ,高い医療経済的効果が期待できる。今回の成績から医療経済的視点からみた歯科保健活動の評価として明確な効果は見られなかったが,今後の追跡調査のための基礎データとして有用である。
歯周病菌抗体価は脳梗塞の発症および転帰を予測できるか？

2013年1月から2016年4月の間で当院および共同研究機関に入院した急性期脳梗塞患者445名を前向きに連続登録し、入院時の歯周病菌抗体価や年齢、性別、既往歴、脳梗塞病型、入院時NIHSSなどの背景因子と発症3か月後のm-RSとの関連を統計学的に解析した。全ての患者の血清を入院3日以内に採取し、歯周病菌患者において感染率が高いとされる、Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Eikenella corrodens、Fusobcterium nucleatum、Prevotella nigrescens、Prevotella intermedia、Porphyromonas gingivalis、Treponema denticola、Tannerella forsythia、Campylobacter rectusの9菌種16菌体のIgG抗体価をELISA法にて測定した。歯周病菌抗体価に対する単変量解析では、転帰不良群では有意に抗IgG Fn10953抗体、抗IgG Td抗体、抗Tf ATCC抗体、抗Cr ATCC抗体の抗体価が高値だった。これらの単変量解析の結果をもとに、転帰不良に関連する因子について多変量解析を行った結果、抗IgG Fn10953抗体価(OR 1.57, 95% CI 1.08-2.33, p=0.01)が独立した有意な因子として抽出された。これらの検討により、歯周病菌抗体価が脳梗塞発症および予後予測の有用なマーカーになりうる可能性があることが明らかになった。今後は脳梗塞のみならず、脳出血やくも膜下出血などその他の脳血管疾患や、歯周病と関連があるとされている心血管疾患や糖尿病などの症例に対しても歯周病菌抗体価を詳細に検討することにより、発症や症状増悪のメカニズム解明の一助になることが期待される。急性期脳梗塞患者の歯周病菌抗体価を測定し、歯周病菌抗体価と転帰との関連や、菌種による影響の違いについて明らかにすることを目的とした。2013年1月から2016年4月の間で当院および共同研究機関に入院した急性期脳梗塞患者を前向きに連続登録し、入院時の歯周病菌抗体価や背景因子と発症3か月後のm-RSとの関連を統計学的に解析した。入院時の患者血清より9菌種16菌体の歯周病菌抗体価をELISA法にて測定した。研究期間中550名の患者が登録され、発症前のm-RS≧2の症例を除いた445例を解析対象とした。平均年齢は71.9±12.3歳、男性の割合が56.0% (n=249)で、入院時NIHSSの中央値は3 [1-6]だった。発症3か月後の転帰不良例(m-RS≧2)は34.2% (n=152)で、転帰不良例ではFusobacterium nucleatum (Fn10953)、Treponema denticola、Tannerella forsythia、Campylobacter rectusに対する抗体価が有意に高かった。発症3か月後の転帰不良に関連する因子について多変量解析を行ったところ、年齢(odds ratio 1.02, 95% CI 1.00-1.05)、入院時NIHSS (odds ratio 1.30, 95% CI 1.22-1.40)に加えて、抗IgG Fn10953抗体価(odds ratio 1.57, 95% CI 1.08-2.33)が独立した有意な因子として抽出された。入院時の歯周病菌抗体価を測定することにより、脳梗塞患者の発症3か月後の転帰を予測できる可能性があることを示した結果と考えられる。当初計画していた平成29年度の研究計画としては、急性期脳梗塞患者の歯周病菌抗体価の測定(急性期脳卒中患者(発症7日以内)を前向きに連続登録し、患者の同意を得た上で血清を採取する。脳卒中病型はTOAST分類により分類する。患者血清は広島大学病院に集積し、歯周病菌抗体価を測定する。歯周病菌抗体価(Pi26511, PgHW24D1, PgSU63, Pg381, Td)の測定はそれぞれ歯周病原菌3菌種5菌体に対する血清IgG抗体価をELISA法により測定する。対照として非脳卒中患者の歯周病菌抗体価(Pi26511, PgHW24D1, PgSU63, Pg381, Td)の測定を行い、この抗体価の平均値+2SDを基準とし、これ以上の抗体価を示したものを陽性とする。)、急性期脳梗塞患者の炎症マーカー、細菌のエンドトキシンの測定および歯周病菌抗体価との関連の検討、急性期脳梗塞患者の転帰と歯周病菌抗体価との関連についての検討であり、おおむねこれらの検討は計画通りに施行されていると考えられる。

全ての患者の血清を入院3日以内に採取し、歯周病菌患者において感染率が高いとされる、Aggregatibacter actinomycetemcomitans、Eikenella corrodens、Fusobcterium nucleatum、Prevotella nigrescens、Prevotella intermedia、Porphyromonas gingivalis、Treponema denticola、Tannerella forsythia、Campylobacter rectusの9菌種16菌体のIgG抗体価をELISA法にて測定した。歯周病菌抗体価に対する単変量解析では、転帰不良群では有意に抗IgG Fn10953抗体、抗IgG Td抗体、抗Tf ATCC抗体、抗Cr ATCC抗体の抗体価が高値だった。これらの単変量解析の結果をもとに、転帰不良に関連する因子について多変量解析を行った結果、抗IgG Fn10953抗体価(OR 1.57, 95% CI 1.08-2.33, p=0.01)が独立した有意な因子として抽出された。これらの検討により、歯周病菌抗体価が脳梗塞発症および予後予測の有用なマーカーになりうる可能性があることが明らかになった。今後は脳梗塞のみならず、脳出血やくも膜下出血などその他の脳血管疾患や、歯周病と関連があるとされている心血管疾患や糖尿病などの症例に対しても歯周病菌抗体価を詳細に検討することにより、発症や症状増悪のメカニズム解明の一助になることが期待される。今後の研究計画のメインは、歯周病菌が脳梗塞巣に及ぼす影響についての組織学的検討であり、具体的には歯周病菌を感染させた虚血ラットの作成、歯周病菌感染ラットと非感染ラットの梗塞面積の検討、梗塞巣周囲の神経新生に関する免疫組織学的検討である。これらについては、基礎研究の経験豊富で免疫組織学研究のエキスパートであり、申請者が所属する研究室のメンバーである丸山准教授、高橋講師、永野助教らに技術的アドバイスを受け、議論を深めながら研究を推進していく予定である。実験に使用する物品費および旅費が当初予想していた金額より下回ったため次年度使用額が生じた。翌年度分として請求した助成金と合わせて、今年度に行うことができなかった抗体測定や動物実験を含めた基礎実験の物品費、および研究成果発表のための学会参加時の旅費、論文発表時の出版費などに使用する予定である。
LC-ESI-MS/MSにおけるマトリックス効果抑制への計量化学的アプローチ

幅広い動物用医薬品類を評価対象にするために、従来使用していた動物用医薬品類の一斉分析法を改良した。超高速液体クロマトグラフィーカラムや親水性相互作用カラムを使用して、従来よりも幅広い化合物の高感度測定が可能になった。これらの測定法における動物用医薬品類のマトリックス効果を確認したところ、測定対象化合物や食品種類、前処理方法によってマトリックス効果が異なることが確認された。そこで、マトリックス効果によるイオン化抑制と促進を受けやすい8種の化合物をモデル化合物に選択した。魚類10種、乳4種、肉類6種の試料に対するモデル化合物のマトリックス効果をLC-ESI-MS/MSで測定した。同時に、吸光光度検出器(PDA)と蛍光光度検出(EEM)によるスペクトルデータも取得した。PDAとEEMのスペクトルデータは独自に作成したマクロを用いて編集可能なファイル形式に変換した。解析の結果、いずれの食品試料においても多量のマトリックス成分が共溶出するとイオン化阻害が生じた。また、イオン化電圧が高いモデル化合物ほどイオン化阻害を受けやすく、イオン化電圧が低い化合物はイオン化促進を受けやすい傾向が明らかになった。多変量解析に必要なパソコンとソフトウェア環境を整備した。予備解析として、養殖魚中の動物用医薬品類を液体クロマトグラフエレクトロスプレーイオン化タンデム質量分析計(LC-ESI-MS/MS)で測定したデータの多変量解析を行った。その際に、測定機器に取り込まれた暗号化データファイルを多変量解析用行列データに変換する手法を確立した。解析ソフトと各種ツールを使用して生成した行列データの解析条件を検討した結果、Multivariate Curve Resolution Alternating Least Squares (MCR-ALS)モデルをAugmentationモードで使用することで、LC-ESI-MS/MSデータの定量解析が可能であった。多変量解析によって定量した養殖魚中のヒドロコルチゾン濃度は、一般的に利用されている検量線法によって定量した濃度とほぼ一致しており、解析の妥当性が示唆された。予備解析によって、データ変換手法や基本的な解析条件が確認されたため、これらを利用して本解析を進めることが可能になった。次に、幅広い動物用医薬品類を評価対象にするために、従来実施していた逆相カラムを使用した測定法に加えて、親水性相互作用カラムを使用した測定方法を開発した。開発した測定法におけるアミノグリコシド系抗生物質のマトリックス効果を確認したところ、食品種類や前処理方法によってマトリックス効果が異なることが確認された。そのため、開発した測定方法も本研究によるマトリックス効果抑制手法開発のモデルケースに利用可能である。使用予定であった吸光光度検出器(PDA)と蛍光光度検出器(EEM)が年度末に更新されることになったため、更新後に測定システムを構築することにした。その間に、多変量解析による予備解析と食品試料中の動物用医薬品の前処理法と測定法の開発を行っており、全体的な進捗状況は概ね予定通りである。液体クロマトグラフの更新により、超高速液体クロマトグラフ(UPLC)に対応可能になったため、従来使用していた動物用医薬品類の一斉分析法を改良した。カラムや移動相の変更も行った結果、従来よりも幅広い化合物の高感度測定が可能になった。ただし、蛍光光度検出器(EEM)の性能面の制約から、質量分析検出器(MS)との接続は行なわず、FEMと吸光光度検出器(PDA)を使用する測定(UPLC-PDA-EEM)とMSを使用する測定(UPLC-MS/MS)を別々に実施した。開発したUPLC-MS/MS条件で魚類の抽出試料を分析し、各動物医薬品類のマトリックス効果を確認したところ、化合物によってマトリックス効果に大きな差があることが明らかになった。そこで、マトリックス効果によってイオン化抑制と促進を受けやすい化合物を8種選択した。次に、多変量解析を適用するデータの蓄積を行った。魚類10種、乳4種、肉類6種の試料を抽出・精製し、UPLC-PDA-EEMとUPLC-MS/MSで測定を行った。UPLC-MS/MS測定時には、分離カラムの出口に8種の動物用医薬品混合液をポストカラム添加することでマトリックス効果の評価を行った。得られたスペクトルデータは順次データ変換して、多変量解析用データマトリクスとした。得られたデータを予備解析したところ、食品種類によってマトリックス効果が大きく異なり、魚類ではイオン化促進、乳では蛍光成分によるイオン化抑制などが確認された。また、前年度に開発した動物医薬品分析手法を国際誌に投稿し、受理された。各種食品試料を用いてデータを蓄積中であるが、試料のバリエーションとデータ数を増やす必要がある。

解析の結果、いずれの食品試料においても多量のマトリックス成分が共溶出するとイオン化阻害が生じた。また、イオン化電圧が高いモデル化合物ほどイオン化阻害を受けやすく、イオン化電圧が低い化合物はイオン化促進を受けやすい傾向が明らかになった。新たに整備されたPDAとEEMをLC-ESI-MS/MSに組み込んだ測定システムを構築する。すでに、機器を接続して試用しており、今後速やかにシグナル取り込み時間間隔や測定レンジなどの測定条件について検討を行う。また、多変量解析に用いる測定データは、食品検査業務で調製する試料溶液を利用することで、効率的かつ計画的にデータを蓄積することを目指す。これまでは省力化するために、検査に使用後の食品試料を利用してきたが、今後は別途食品試料を調製することも予定して、データを充実化する。解析手法の検討は前年度に実施済みであるので、データ数が増えれば即座に解析を実施可能である。使用予定であった機器の更新時期が年度末になり、測定システムの構築を一部次年度に実施することにしたため、システム構築に係る経費を次年度に使用することにした。情報収集のために国際会議に出席予定であったが、測定システムの構築に費用を充てたため、その差額が次年度使用額となった。翌年度はデータの蓄積と解析が主な作業になるため、物品費は抑制される。そのため、次年度使用額は翌年度分の助成金と合わせて、成果発表や情報収集のために有効活用する。経費の使用時期は平成28年度から29年度に変更するが、使用目的は当初の予定通り、測定システムの構築に利用する。
大波高波浪中を航走する船舶における甲板への海水打ち込みの3次元粒子法解析の研究

本研究の目的は、粒子法を用いて大波高波浪中を航走する船舶の船体運動の数値解析手法を開発するとともに、実験との比較をおこなってその手法の有用性を評価することである。平成18年度は以下の研究を実施した。(1)大波高規則波と航走する船舶の運動の相互作用の解析手法の開発海上技術安全研究所の曳航水槽において大波高規則波を発生させ、一定の速度で前進する模型船の運動履歴および水面挙動の詳細な画像データが得られている。これと同じ条件で3次元粒子法流体解析を実施するための計算手法を開発した。なるべく効率的な計算をおこなうため、流入・流出境界、底面の境界、および側面の境界を工夫し、10波長程度の長期にわたって3次元解析ができるようにした。これを仮想水槽と名づけた。(2)甲板への海水打ち込みを伴う場合の船体運動の数値解析ここで開発した粒子法による船体運動解析手法では、船体運動の幾何学的非線形性、すなわち3次元空間における剛体回転の非線形性、を考慮できる。そこで海水打ち込み生じる条件での規則波と船体との相互作用の解析をおこない、船体運動のピッチングとヒービングを得た。実験結果および従来の線形解析と比較したところ、波長船長比の値が大きくなって船体運動が大きくなると、粒子法の解析では従来の線形解析よりも船体運動が小さくなった。これは実験結果の傾向と良く一致する。海水打ち込みによって打ち上げられた甲板上の水壊の重量によって、船体運動が抑制されるためであると考えられる。
高温熱エネルギーによる直接発電

オープンサイクルMHD発電の実用化の際に重要となる電極を含む発電チャネルの長寿命化と安定な電力抽出を目的とし、プラズマの不安定性,燃焼ガスプラズマの特性,プラズマと電極壁および絶縁壁との相互作用、とくに集中アークによる電極損傷を防ぐ対策、ならびにアークの制御,電極,絶縁壁材料、などに関する研究を行い、以下の成果を得た。1.アルゴンイオンレーザ励起連続発振色素レーザを用いたレーザ誘起蛍光法によるシード原子密度測定法を開発し、チャネル内プラズマの揺らぎのスペクトル解析を行い、その発生状況を明らかにした。2.電極を覆う溶融・流動性スラグがある場合の放電現象、主流中放電路の不均一性を明らかにした。また、二段吹込式MHD発電用サイクロン燃焼器を開発し、高い燃焼効率と灰分離率,低いCO,NOx排出を得た。3.金属表面のシード濃度測定を行い、定常分布は化学反応と流れに左右され、アーク発生後には陰極近傍に高シード濃度領域がある事を明らかにした。4.電極近傍の境界層内において発生する集中アーク放電の計算機シミュレーションを行い、放電の諸特性を明らかにした。また、MHD発電機の電気的非一様性の外部回路による制御を検討した。5.SFC方式MHD発電機の出力試験,アーク解析,三次元数値解析などを実用パラメータ条件で行い、オープンサイクルMHD発電機の大幅な性能改善の可能性を示した。また、ヘリウムを用いた非平衡MHD発電機の電離緩和現象と不純物の発電性能への影響について明らかにした。6.高純度MgO焼結体とAlN焼結体をベースとした高勒性セラミックスを製作、機械的強度試験を行って、これ等が優れたMHD発電チャネル用絶縁壁材料となる事を示した。