hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳の発達におけるグルタミン酸トランスポーターの役割

脳は遺伝的なプログラムだけでなく、環境からの入力や脳自身の活動により改変を受け完成されていく。生後の脳形成初期には、同期した自発性の神経活動が観察され、その活動が神経細胞の移動・シナプス形成・神経回路網の精緻化に関与している可能性が示唆されている。近年、自発性の活動は神経細胞だけでなく、アストロサイトでも細胞内カルシウム濃度の変動として観察され、それが脳の形成に何らかの役割を果たしていると考えられている。しかし、生後の脳形成初期に観察されるアストロサイト内のカルシウム濃度の自発変動がどのようなメカニズムで起こるかは不明であった。我々は、そのメカニズムについて検討した。測定した海馬CA1領域の77.5%のアストロサイトにおいて自発性の細胞内カルシウム変動が観察された。この自発性細胞内カルシウム変動は、グルタミン酸受容体の阻害剤では抑制されないが、グルタミン酸トランスポーターの阻害剤で抑制され、グリア型グルタミン酸トランスポーター欠損マウスでも、その頻度が減少していた。この自発性細胞内カルシウム変動は、L型カルシウムチャネルの阻害剤で抑制された。以上の結果を総合すると、生後の脳形成初期に見られる自発性アストロサイト内カルシウム濃度変動は、神経細胞から放出されるグルタミン酸が、アストロサイトに存在するグルタミン酸に取り込まれ、それにより生じるわずかな脱分極がL型カルシウムチャネルを活性化することにより起こることが明らかになった。アストロサイト内のカルシウム変動により、グルタミン酸やATPなどの様々な因子がアストロサイトから放出され、この現象が脳の形成に重要な役割を果たす可能性は高い。グルタミン酸トランスポーターは、細胞外グルタミン酸濃度の制御だけでなく、自発性アストロサイト内カルシウム変動を誘発することにより、脳の形成に重要な役割を果たしている可能性がある。
プラズマ励起燃焼のための包括的反応モデリング手法の開拓と実験的検証

酸素・窒素に関する電子衝突励起反応に関するデータベースを整理し,加えて,燃料分子に関する電子衝突励起反応について既往研究を調査し整理した.その結果,励起分子の多くが比較的短時間で中性分子へと戻り,特に,水素原子や酸素原子が多く残留することが予想された.また,燃料分子に関しては,電子衝突によるフラグメンテーションとしてアルキルラジカルが生成しやすいと考えられた.そこで,これらのラジカル種を起源とする,着火過程への影響を反応シミュレーションにより調査した.定容断熱反応器モデルを用い,燃料に対して酸素・窒素の混合気を反応当量与える条件の下,初期温度を600-1500Kの範囲で設定し自着火するまでシミュレーションを行った.燃料としては,ガソリンを模擬する燃料にしばしば用いられるヘプタンおよびイソオクタンを用いた.通常の燃料のみから出発する条件に加えて,活性化学種である上記のラジカル種を単独で少量(0-200ppm)添加することで着火に至るまでの時間の変化を調べたところ,いずれのラジカル種も,800K以下の低温で出発した場合に着火を早める効果をもたらし,1000K以上の高温ではほとんど効果がなかった.また,イソオクタンよりヘプタンに対する着火促進効果の方が大きくなった.しかし,2種以上のラジカル種を組み合わせて添加すると,一方の単独添加による着火の促進をむしろ阻害する組み合わせが存在することがわかった.これらのことから,電子衝突励起反応等を起源とする着火の促進効果においては,生成される励起分子やそれらから副次的に生成し残留しやすい中性ラジカル種の生成量とその比率が非常に重要であると考えられる.当初予定していた既往研究の集積・データベース化が概ね終了し,さらに,電子衝突励起反応を起源とするラジカル種の重要性が明らかになり,本研究の方向性,進展の目処がついたものと考えられる.電子衝突励起反応およびその副生成物の生成過程を総合的に検討し,熱励起とは異なるプロセスが燃焼・着火反応にもたらす効果を明らかにする.特に,現状ではもっとも不足していると考えられる,一般の燃料分子に近いサイズの炭化水素分子における電子的励起種や非中性種との反応による生成物の理論計算による検討を中心に進める予定である.酸素・窒素に関する電子衝突励起反応に関するデータベースを整理し,加えて,燃料分子に関する電子衝突励起反応について既往研究を調査し整理した.その結果,励起分子の多くが比較的短時間で中性分子へと戻り,特に,水素原子や酸素原子が多く残留することが予想された.また,燃料分子に関しては,電子衝突によるフラグメンテーションとしてアルキルラジカルが生成しやすいと考えられた.そこで,これらのラジカル種を起源とする,着火過程への影響を反応シミュレーションにより調査した.定容断熱反応器モデルを用い,燃料に対して酸素・窒素の混合気を反応当量与える条件の下,初期温度を600-1500Kの範囲で設定し自着火するまでシミュレーションを行った.燃料としては,ガソリンを模擬する燃料にしばしば用いられるヘプタンおよびイソオクタンを用いた.通常の燃料のみから出発する条件に加えて,活性化学種である上記のラジカル種を単独で少量(0-200ppm)添加することで着火に至るまでの時間の変化を調べたところ,いずれのラジカル種も,800K以下の低温で出発した場合に着火を早める効果をもたらし,1000K以上の高温ではほとんど効果がなかった.また,イソオクタンよりヘプタンに対する着火促進効果の方が大きくなった.しかし,2種以上のラジカル種を組み合わせて添加すると,一方の単独添加による着火の促進をむしろ阻害する組み合わせが存在することがわかった.これらのことから,電子衝突励起反応等を起源とする着火の促進効果においては,生成される励起分子やそれらから副次的に生成し残留しやすい中性ラジカル種の生成量とその比率が非常に重要であると考えられる.当初予定していた既往研究の集積・データベース化が概ね終了し,さらに,電子衝突励起反応を起源とするラジカル種の重要性が明らかになり,本研究の方向性,進展の目処がついたものと考えられる.電子衝突励起反応およびその副生成物の生成過程を総合的に検討し,熱励起とは異なるプロセスが燃焼・着火反応にもたらす効果を明らかにする.特に,現状ではもっとも不足していると考えられる,一般の燃料分子に近いサイズの炭化水素分子における電子的励起種や非中性種との反応による生成物の理論計算による検討を中心に進める予定である.当該年度に雇用する予定だった学生業務補助員が別経費による雇用となったため,相当額が余剰となった.次年度においては当該額を含め,理論計算の促進,および,実験的検証へむけた準備等に使用する.
遺伝生脊髄小脳変性症の病的遺伝子の解明

本年度は、すでに準備しつつある家系および症例に加え、新しい家系や症例ついても臨床的に診断を確認するとともに、対照としての健常人をあわせて採血により白血球よりDNAの抽出を行った。Genethonの第4世代のマイクロサテライト多型マーカーを中心に、全染色体を1020センチモルガン以下の間隔でカバーできるようにマーカーを約200組み選択し、そのためのオリゴヌクレオチド・プライマー・ペアを作製しFITCにより蛍光標識した。これらのオリゴヌクレオチド・プライマーでPCRにより増幅したDNA断片を蛍光レーザー全自動DNAシークエンサーにより直接多型分析を行うことにより、遺伝性小脳皮質萎縮症8家系について連鎖解析を開始した。得られた結果については、プログラムのLINKAGEを用いてコンピューターによる解析を行い、ロッド値を計算した。これまでのところ、われわれの優性遺伝型小脳皮質萎縮症家系については、まだ有意な連鎖を示すマーカーは見つかっていない。とくに米国で報告された臨床的には遺伝性小脳皮質萎縮症の範疇に入ると思われるSCA5の各マーカーならびに同11番染色体のいずれのマーカーとも連鎖を示さなかった。このことにより、遺伝性小脳萎縮症は優性遺伝型の中でさえheterogeneousであり、少なくとも二つ以上の遺伝子座を有することが明らかとなった。なお関連する研究として遅発性家族性Alzheimer病の遺伝性危険因子と考えられるapolipoprotein Eの^ε4アリルについて検索し、遅発性を含む孤発性Alzheimer病全体において^ε4が危険因子となっていることを明らかにするとともに、Alzheimer病脳に蓄積するアミロイドβ蛋白の蓄積機序についてβ1-42(43)の長い分子種が先であることを示した。
無酸素、再酸素化におけるNa/Ca exchangerを介する単離心筋細胞Ca動態

研究目的:心臓の虚血・再潅流障害の成因としての細胞内Ca^<2+>overloadの機序について、無酸素・再酸素化または虚血・再潅流モデルを用いた細胞内イオン動態について検討した。1.無酸素によりforward mode Na^+/Ca^<2+>exchangerや筋小胞体によるCa除去能が抑制されるかどうか。その機序として細胞内アシドーシスが関与するか。2.再酸素化においてreverse mode Na^+/Ca^<2+>exchangerが活性化されCa^<2+>の細胞内流入が増加し、Ca^<2+>overloadが生ずるか。3.摘出潅流心を用いて虚血・再潅流の細胞内Ca,pH動態への影響を観察し、単離心筋細胞モデルとの対比を試み。方法:1.カラゲナーゼ等を用いて単離されたモルモット心室筋細胞の[Ca^<2+>]i,[pH]iの測定には蛍光指示薬Fura-2,BCECFを細胞に負荷後、2波長励起光による蛍光強度比をモニターした。2.電気的field stimulationにて拍動させた単離心筋細胞に対しグルコース無添加のTyrode液にlmM Na_2S_2O_4を加えて無酸素を3分間誘発し、再酸素化を行った。3.ラット摘出心をLangendorff法にて潅流し、蛍光指示薬Fura-2またはBCECFを経冠動脈的に心筋に負荷し、細胞内Ca^<2+>,pHを測定し、虚血(low-flowischemia)、再潅流の影響を観察した。結果・結論:1.単離心筋細胞にて無酸素によるCa^<2+> transientの振幅減少と、拡張期[Ca^<2+>]i上昇、細胞内pHの低下を観察した。さらに無酸素ではCaffeine急速投与によるCa transientの減衰時間が延長し、forward mode Na^+/Ca^<2+>exchangerによるCa^<2+>排出が抑制された(Seki:Am.J.Physiol.1995)。またRapid coolingにより発生させたFura-2シグナル(細胞内Ca^<2+>の上昇)のrewarmingによる減衰時間が延長し、筋小胞体Ca2+摂取能の低下も示唆された。2.再酸素化にて、Tetra methyl ammoniumの置換による細胞外Na急速除去によるFura-2シグナルの立ち上がりの振幅は増加傾向を示し、拡張期[Ca^<2+>]i上昇も持続した。Reverse mode Na^+/Ca^<2+>exchanger活性の亢進が示唆された。3.摘出潅流心モデルについて、虚血によりCa2+ transientの振幅は減少し、拡張期[Ca^<2+>]iは上昇した。細胞内pHは低下した。細胞内Ca^<2+>overloadの機序として、無酸素ではforward mode Na^+/Ca^<2+>exchangerの抑制が重要であり細胞内アシドーシスの関与が示唆された。摘出心を用いた虚血・再潅流モデルにおけるイオン動態は、単離心筋細胞と一致するものであった。研究目的:心臓の虚血・再灌流障害の成因としての細胞内Ca^<2+>overloadの機序について、単離心筋細胞の無酸素・再酸素化モデルを用いて検討した。1.無酸素においてforword modeNa^+/Ca^<2+>交換系や筋小胞体によるCa^<2+>の除去が抑制されるかどうか。2.再酸素化におけるreverse mode Na^+/Ca^<2+>交換系活性によるCa^<2+>流入の関与について。方法:1.心筋細胞の単離。モルモット摘出心をランゲンドルフ法にて、低Ca緩衝液、コラゲナーゼ等で順次灌流後、左室を細切し、酵素溶液にてincubate、濾過法にて心筋細胞浮遊液を得た。2.細胞内Ca^<2+>指示薬としてIndo-1を用いた。心筋細胞は色素負荷後、顕微鏡ステージ上のchamberに置きTyrode溶液にて灌流。Xe励起光は350nmの波長光を用い、蛍光は405,485nmの波長光を用い、光電子増倍管にて蛍光強度比を測定した。0.5Hzの電気的刺激を加え、細胞を拍動させCa^<2+>transientを得た。細胞の収縮性は光学的方法(edge-detection system)によりモニターした。3.Glucose無添加のTyrode溶液に1mM Na_2S_2O_4を加えて無酸素を3分間誘発し、再酸素化を10分間行った。結果・結論:1.無酸素によりCa^<2+>transientの振幅は減少し、拡張期[Ca^<2+>]iは上昇した。2.再酸素化にて振幅は回復し、拡張期[Ca^<2+>]iはさらに上昇した後、下降傾向を示した。3.無酸素にてCaffeine投与によるCa^<2+>transientの減衰時間は延長し、forword mode Na^+/Ca^<2+>交換系によるCa^<2+>排出の抑制が示唆された。4.また無酸素にてRapid coolingにより発生させたCa^<2+>シグナルのrewarmingによる減衰時間も延長し、筋小胞体によるCa^<2+>摂取能の低下が示唆された。研究目的:心臓の虚血・再潅流

障害の成因としての細胞内Ca^<2+>overloadの機序について、無酸素・再酸素化または虚血・再潅流モデルを用いた細胞内イオン動態について検討した。1.無酸素によりforward mode Na^+/Ca^<2+>exchangerや筋小胞体によるCa除去能が抑制されるかどうか。その機序として細胞内アシドーシスが関与するか。2.再酸素化においてreverse mode Na^+/Ca^<2+>exchangerが活性化されCa^<2+>の細胞内流入が増加し、Ca^<2+>overloadが生ずるか。3.摘出潅流心を用いて虚血・再潅流の細胞内Ca,pH動態への影響を観察し、単離心筋細胞モデルとの対比を試み。方法:1.カラゲナーゼ等を用いて単離されたモルモット心室筋細胞の[Ca^<2+>]i,[pH]iの測定には蛍光指示薬Fura-2,BCECFを細胞に負荷後、2波長励起光による蛍光強度比をモニターした。2.電気的field stimulationにて拍動させた単離心筋細胞に対しグルコース無添加のTyrode液にlmM Na_2S_2O_4を加えて無酸素を3分間誘発し、再酸素化を行った。3.ラット摘出心をLangendorff法にて潅流し、蛍光指示薬Fura-2またはBCECFを経冠動脈的に心筋に負荷し、細胞内Ca^<2+>,pHを測定し、虚血(low-flowischemia)、再潅流の影響を観察した。結果・結論:1.単離心筋細胞にて無酸素によるCa^<2+> transientの振幅減少と、拡張期[Ca^<2+>]i上昇、細胞内pHの低下を観察した。さらに無酸素ではCaffeine急速投与によるCa transientの減衰時間が延長し、forward mode Na^+/Ca^<2+>exchangerによるCa^<2+>排出が抑制された(Seki:Am.J.Physiol.1995)。またRapid coolingにより発生させたFura-2シグナル(細胞内Ca^<2+>の上昇)のrewarmingによる減衰時間が延長し、筋小胞体Ca2+摂取能の低下も示唆された。2.再酸素化にて、Tetra methyl ammoniumの置換による細胞外Na急速除去によるFura-2シグナルの立ち上がりの振幅は増加傾向を示し、拡張期[Ca^<2+>]i上昇も持続した。Reverse mode Na^+/Ca^<2+>exchanger活性の亢進が示唆された。3.摘出潅流心モデルについて、虚血によりCa2+ transientの振幅は減少し、拡張期[Ca^<2+>]iは上昇した。細胞内pHは低下した。細胞内Ca^<2+>overloadの機序として、無酸素ではforward mode Na^+/Ca^<2+>exchangerの抑制が重要であり細胞内アシドーシスの関与が示唆された。摘出心を用いた虚血・再潅流モデルにおけるイオン動態は、単離心筋細胞と一致するものであった。研究目的:心臓の虚血・再灌流障害の成因としての細胞内Ca^<2+>
アトピー性皮膚炎と乾癬の免疫異常検索と疾患特異的マーカーの特定

乾癬患者、アトピー性皮膚炎患者からの皮膚検体で、RNAの抽出と免疫染色を行い、比較検討している。また、血清についてもデータベースを作成中であり、そちらの完成次第ELISAを用いてマーカーの測定を行う。IgEやCCL17、CCL26といったTh2マーカーはアトピー性皮膚炎患者でより上昇していると予想されるが、それがどの程度であるのかは解析を進めれば理解が進む。Th1、Th17、Th22といったほかのマーカーについては乾癬患者でより上昇している可能性が予想されるが、アジア人検体を用いた研究成果を基にすると、日本人ではアトピー性皮膚炎患者でも同程度に上昇している可能性もある。欧米での研究成果と比較することで、アジア人特有の遺伝子発現パターンが有るかどうか、理解することができる。乾癬患者、アトピー性患者でのバイオマーカーの違いがわかれば、鑑別の難しい症例や治療の選択に今後役立つ可能性が高い。デュピルマブ、セクキヌマブといったそれぞれTh2、Th17を特異的にブロックする注射薬が市場に出てきているが、今後の治療戦略に本研究の成果が役立つと予想される。特に、アトピー性皮膚炎では乾癬よりも免疫異常とバリア障害の病態が複雑であり、病気の本態とされるTh2活性化以外の病因をよいよく理解することが今後の治療戦略には必須である。この治療戦略に役立つよう、日本人特有の発現パターンがあるのか、今後も研究を進めていく。
本態性高血圧症における血小板内ナトリウム動態

今回の研究では、まず蛍光色素Sodium-binding benzofuran isophthalate(SBFI)を用いた血小板の細胞質遊離ナトリウムイオン濃度([Na^+]i)の測定法を確立した。しかしこれには(1)SBFIの細胞内負荷法、(2)SBFIの細胞内負荷による血小板機能阻害、(3)キャリブレーション法、(4)Kd値が低いため高い[Na^+]iの測定が困難などの問題点があり、今後さらに改良の余地があるものと考えた。今回の測定法による健常人の未刺激血小板[Na^+]iは33.6±12.6mMであり、トロンビンで刺激すると80mM以上となった。細胞外のNa^+を除去すると[Na^+]iの増加は抑制されることから、トロンビン刺激後の[Na^+]iの増加は、主として細胞外からの流入によると考えられ、Na^+/H^+ exchangeおよびCa^<2+>流入と共通の経路を介していることが推定された。またNa^+/K^+-ATPaseのインヒビターであるouabainを添加することにより[Na^+]iは増加し、これによりトロンビン刺激による[Ca_<2+>]iの増加および血小板凝集が促進された。15例の未治療の本態性高血圧症患者(EHT)の未刺激血小板[Na^+]iは40.2±9.1mMで、健常人コントロールの34.2±6.3mMに比べ有意に高値であった。また[Ca^<2+>]iもEHTで92.6±16.9nMとコントロールの76.9±12.3nMに比較し有意に高値であった。EHTのトロンビン刺激後の[Na^+]iはコントロールと比べ明らかな差はみられなかったが、[Ca^<2+>]iはコントロールに比べ有意に亢進していた。またEHT群の血小板のトロンビン凝集は亢進しており、[Na^+]iとの間に相関はみられなかったが、[Ca^<2+>]iとの間には有意な正の相関関係が認められた。本態性高血圧症患者では[Na^+]iが高値をとり、このためNa^+/Ca^<2+>exchange機構が抑制されて[Ca^<2+>i]の高値を来たし、血小板の活性化が亢進する可能性が推定された。本態性高血圧症では細胞内カルシウム(Ca^<2+>)代謝の異常があり、細胞質遊離Ca^<2+>濃度が高値であることが知られている。細胞内ナトリウムイオン(Na^+)も細胞活性化に重要な役割を果たしており、高血圧症患者の細胞内Na^+代謝異常があるか否かに興味がもたれている。我々は今回の研究ではまず血小板での蛍光色素DBFIを用いた細胞質遊離Na^+濃度([Na^+]i)測定法を検討した。これには1)色素の細胞内導入法、

2)キャリブレーション法、3)SBFI導入による血小板機能の阻害などの問題点があったが、これに改良を加え[Na^+]i測定法を確立した。本測定法により測定した健常人血小板の[Na^+]i値は、33.6±11.5mMであった。トロンビン刺激により[Na^+]iは緩徐に増加し、84.9±17.6mMにまで達した。細胞外液のNa^+を除去すると刺激後の[Na^+]iの増加は著明に抑制されたことから、刺激後の細胞内Na^+の増加は細胞外からの流入によると考えられた。Na^+流入はNa^+/H^+inhibitorであるEIPAおよびCa^<2+>拮抗薬でで抑制されることから、Na^+/H^+antiportを介する経路およびCa^<2+>流入経路を介した経路が推定された。またNa^+/K^+ATPase阻害剤であるOuabainにより[Na^+]iの上昇がみられたことから、Na^+/K^+ATPaseは[Na^+]iの制御に関与していると考えられた。細胞外Mg^<2+>を除去しても刺激後の[Na^+]iの増加は変化しなかったが、Mg^<2+>濃度を増すと[Na^+]iの増加は抑制された。現在本態性高血圧症患者の血小板を用いて[Na^+]iの異常について検討するとともに、血小板活性化における[Na^+]iと[Ca^<2+>]iと[Mg^<2+>]iの相互作用について検討している。今回の研究では、まず蛍光色素Sodium-binding benzofuran isophthalate(SBFI)を用いた血小板の細胞質遊離ナトリウムイオン濃度([Na^+]i)の測定法を確立した。しかしこれには(1)SBFIの細胞内負荷法、(2)SBFIの細胞内負荷による血小板機能阻害、(3)キャリブレーション法、(4)Kd値が低いため高い[Na^+]iの測定が因難などの問題点があり、今後さらに改良の余地があるものと考えた。今回の測定法による健常人の未刺激血小板の[Na^+]iは33.6±12.6mMであり、トロンビンで刺激すると80mM以上となった。このトロンビン刺激後の[Na^+]iの増加は、主として細胞外から流入によると考えられ、Na^+/H^+ exchangeおよびCa^<2+>流入と共通の経路を介していることが推定された。またNa^+/K^+-ATPaseのインヒビターであるouabainを添加することにより[Na^+]iは増加し、これによりトロンビン刺激による[Ca^<2+>]iの増加および血小板凝集が促進された。15例の未治療の本態性高血圧症患者(EHT)の未刺激血小板の[Na^+]iは40.2±9.1mMで、健常人コントロールの34.2±6.3mMに比べ有意に高値であった。また[Ca^<2+>]iもEHTで92.6±16.9nMとコントロールの76.9±12.3nMに比較し有意に高値であった。EHTのトロンビン刺激後の[Na^+]iはコントロールと比ベ明らかな差はみられなかったが、[Ca^<2+>]iはコントロールに比ベ有意に亢進していた。またEHT群の血小板のトロンビン凝集は亢進しており、[Na^+]iとの間に相関はみられなかったが、[Ca^<2+>]iとの間には有意な正の相関関係が認められた。本態性高血圧症患者では[Na^+]iが高値をとり、このためNa^+/Ca^<2+>
全身性強皮症における、natural killer細胞機能異常の解析

NK細胞は癌細胞や感染細胞を直接障害するとともに、IFN-γなどのサイトカインの産生により免疫機能を制御する働きを有する。最近NK細胞が直接自己免疫の誘導に関与していると報告されている。今回我々は全身性強皮症(systemic sclerosis ; SSc)由来末梢血NK細胞の機能異常を解析した。CD69やCD16を発現するNK細胞の頻度は、正常人と比較してSSc患者では有意に増加していた。また、L-selectinはリンパ球の活発化に伴い、その発現が減少するが、L-selectinの発現を欠くNK細胞の頻度はSSc患者では有意に増加していた。一方、SScにおけるICAM-1、CD25およびCD95を発現するNK細胞の頻度は正常であった。このように、表面マーカーの解析では、SSc由来NK細胞は活性化を示す表面形質を有していた。NK細胞上のCD16発現量はサイトカインの産生能と相関すると報告されているため、未刺激NK細胞の培養上清中のサイトカイン濃度をELISAにて測定した。未刺激NK細胞によるIFN-γ、IL-5およびIL-10の産生はdiffuse cutaneous SSc(dSSc)患者において有意に増加していたが、IL-6産生量は正常であった。一方、PMAおよびionomycinで刺激したdSSc患者由来NI(細胞によるサイトカインの産生は多様であった。すなわち、IFN-γの産生は正常人に比較し低下していたが、IL-6とIL-10の産生量は増加していた。また、IL-5の産生量は正常であった。以上より、SSc由来NK細胞はin vivoで慢性的に活性化しており、IFN-γ、IL-5およびIL-10を大量に産生していること明らかとなった。また、これらNK細胞の機能異常はSScの病因や病態と関連している可能性が示唆された。近年、natural killer細胞(NK細胞)は免疫反応を直接的に、あるいはサイトカインの産生を介して間接的に制御し、自然免疫の下流に位置する獲得免疫の誘導にも重要な役割を担っていることが広く認識されるようになった。このようにNK細胞はサイトカイン産生能を有し、自己免疫疾患の発症に関与することが最近明らかにされつつあるが、全身性強皮症(systemic sclerosis ; SSc)ではNK細胞の機能異常を詳細に解析した報告はない。そこで、本研究の目的はSScにおけるNK細胞の機能異常を同定し、それがSScの免疫異常にどのように関与しているかを明らかにすることである。まず、当科膠原病外来通院中のSSc患者の詳細な臨床データベースを確立した。フローサイトメトリーによって、末梢血液中のNK細胞の頻度および絶対数はともに、diffuse cutaneous SSc (dSSc)では健常人と比較して増加していたが、limited cutaneous SSc (lSSc)では増加していなかった。さらにNK細胞の活性化状態を検討するため、CD16、CD25、CD54、CD62L、CD69、CD95の発現量を解析した。dSSc患者およびlSSc患者由来NK細胞では、CD16の発現量が健常人と比較して増加していた。早期の活性化マーカーであるCD69の発現量もdSSc患者およびlSSc患者で増加していた。CD62Lの発現量はdSSc患者およびlSSc患者において減少していたが、NK細胞が活性化するとCD62L発現量は低下することから、SSc由来NK細胞は活性化していることが示された。その他の活性化マーカーの発現量はSSc患者と健常人で有意な差は認められなかった。このように、SScではNK細胞数そしてその活性化状態に異常が認められることが明らかとなった。

以上より、SSc由来NK細胞はin vivoで慢性的に活性化しており、IFN-γ、IL-5およびIL-10を大量に産生していること明らかとなった。また、これらNK細胞の機能異常はSScの病因や病態と関連している可能性が示唆された。
音楽文化形成における教育の役割と自国文化認識の世代間、文化間比較

文化のグローバル化と混合における学校教育の役割を解明すべく、日本とタイの政策比較と質問紙調査を行った。日本の2世代間、日・タイ大学生間の比較から、明治以来の学校教育を通した音楽文化の近代化は、日本の全体の音楽文化に唱歌・童謡として根付いたが、個人の領域では西洋ポップスの影響が大きいこと。政府が積極的に介入しなかったタイでは、国、個人のいずれにおいても西洋ポップスの影響が大きいことが明らかとなった。本研究では、文化のグローバル化が進む中で人々の自国文化認識はどのように変化するのか、またその変化において学校教育はどのような役割を果たしうるのかを、日本の学校における音楽教育を事例として明らかにしようというものである。このため、質問紙調査を用いて日本の高齢者と大学生、およびタイの大学生と日本の大学生の自国音楽文化認識の比較分析を行う。質問紙調査は、「日本の音楽」「我が国の音楽」「郷土の音楽」「好きな音楽、よく聴く音楽」について、10曲以内で曲名を回答させるものである。平成21年度は主として分析のためのデータ収集を行ったほか、分析にも着手した。具体的には、日本の都市部に在住する高齢者に対する質問紙調査と、タイのタマサート大学およびシルパコン大学における大学生に対する質問紙調査を実施した。タイ語の質問紙は、質問項目を正確に伝えるため、日本語とタイ語両方に堪能なタイ人大学教員と日本人大学教員によるダブルチェックを行った。また、シルパコン大学ではタイの伝統音楽を専門とする研究者と面談し、学生の回答のうち「郷土の音楽」に対する回答として挙げられた曲に関する解説を受けた。いずれも他者の影響がないようにコントロールした環境で実施された記述式の質問紙調査であり、文献からは得られない貴重な情報を得ることができた。現在までのデータの分析から獲られた傾向としては、日本の大学生と比較して日本の高齢者は「郷土の音楽」を自分自身の出身地の伝統音楽と捉える傾向が強いこと、プライベートな場での音楽文化は大学生同様に学校教育で学んだものよりも歌謡曲などが多いこと、高齢者と大学生共通の「日本の音楽」の認識として唱歌や童謡などの教科書掲載曲の存在が大きいことがあげられる。これに対し、学校教育で特定の音楽教科書を用いることのないタイの大学生の回答には、「タイの音楽」に対して日本の唱歌のように教育目的で作られ、多くの回答者に共有される特定の存在はなく、「好きな音楽、よく聴く音楽」への回答と似た傾向が見られる。本研究は日本における音楽教育と音楽的アイデンティティーの関連性を明らかにすること、タイ王国の音楽教育と音楽的アイデンティティーとの比較研究を行うこと、音楽的アイデンティティーに関する先行研究を調査することを目的としている。これらをとおして、最終的には音楽文化形成における学校教育の役割と自国文化認識の世代間、文化間比較を目指す。日本国内の高齢者、タイの大学生を対象とした質問紙調査は既に21年度に実施しており、22年度はこれらの結果に基づいて日本での調査に関する部分的な成果発表を行うこと、タイでの質問紙調査の分析を進めること、音楽的アイデンティティーおよびタイの文化政策に関する文献調査をすることを並行して実施した。また、日本の大学生のデータを補足するための質問紙調査を追加実施した。分析の一つとして、これまでに調査した山口県在住の高齢者および本研究で調査した東京近郊在住の高齢者のデータを、2010年現在6471歳と72歳以上の2グループに分け、西洋芸術音学重視の1951年学習指導要領の影響が強いと思われる前者と、それ以前の教育を受けた後者との違いを考察した。その結果、前者は後者および大学生と比較して最も外国の曲を好み、最も西洋芸術音楽を好む世代であること、郷土の音楽としては自分自身の故郷の民謡を音楽的アイデンティティーの一部として維持していること、「日本の音楽」としては唱歌などの回答が他グループよりも多い世代であることが明らかになった。これは音楽文化形成への学校教育の影響を否定しない結果であり、実証研究として意義ある成果が得られた。高齢者と大学生の比較では、大学生の「郷土の音楽」に対する回答で教科書掲載曲以外の伝統的民謡が減り、新たに作曲された地元音頭の類が増えていること、「好きな音楽」から唱歌系がほぼ姿を消していること等が明らかとなった。本年度は、これまでに実施した日本(大学生251人、60歳以上76人)およびタイ(主に大学生221人)における質問紙調査の分析とまとめ、発表を主にした研究活動を行った。日本のデータに関しては、学校教育に加えて大衆音楽文化の変容に関する文献調査を行い、東京と山口の大学生と高齢者すべての質問紙データを総合的に分析・考察した。その結果、唱歌・童謡など学校教育が望ましい音楽文化として選択し、伝えてきた音楽が、両世代に共有される日本の音楽文化として根付いており、明治維新以来の国の音楽近代化プロジェクトの成果が現れていること、その一方で国が音楽文化の主流として選択しなかった伝統音楽は、特に大学生の中でジャンルとしての存在が希薄になりつつあり、特に郷土の音楽においてその傾向が顕著であることが明らかになった。

この郷土の音楽伝承の現状については、地域における伝統音楽継承の活動が主として高齢者によって担われている実態についても、事例研究を行った。タイの大学生を対象とした質問紙調査の分析結果は、回答のカテゴリー化、各カテゴリーのもつ意味についての文献研究を行った。タイの文化政策、教育政策に関する文献調査はまだ不十分であるが、日本の大学生の調査結果との単樹比較における違いは明らかであった。「タイの音楽」に対する回答としては、圧倒的多数がタイポピュラー音楽(音楽的には西洋ポップスとほとんど変わらないもの)であり、「日本の音楽」に対する回答の半数が唱歌・童謡などだった日本の大学生とは顕著な違いとして現れた。また、「よく聴く音楽」では、日本の大学生の回答のほとんどが日本のポップスだったのに対し、タイの学生では半数以上が外国ポップス、残りがほとんどタイポップスであった。この結果から、本研究が明らかにしようとした音楽文化形成における国の役割を実証的データに基いてある程度示すことができた。
ヘリコバクター・ハイルマニ培養のための最適ガス条件の検討

【研究目的】現在、ヒトの胃に感染し胃炎を引き起こすHelicobacter属菌は、Helicobacter pylori, Helicobacter bizzozeronii, Helicobacter heilmanniiの3菌種である。このうちH.heilmanniiは1987年に最初の報告がなされたが、他の2菌種と異なり、未だ培養に成功していないのが現状である。H.heilmanniiは培養不能であるため、現在のところH.heilmannii感染の診断は形態学的特徴により間接的に行われている。近年の分子生物学領域の技術発達により、H.heilmanniiは遺伝子レベルでの情報は得られているが、この方法で得られる情報は限られている。本研究ではH.heilmanniiの培養方法を確立することを目的に、培養に適したガス条件を検討する。【研究方法】マウスの胃に感染させたH.heilmanniiをサンプルとした。H.heilmannii感染マウスの胃をホモジェネートし、ヒツジ血液寒天培地、および抗生剤入り選択培地に接種した。先行研究で得られた至適ガス環境であるO_2 12%、CO_2 10%の条件で37°Cのインキュベーターを用いて培養を行った。7日後に培地を観察し、培養された菌の同定を行った。【研究成果】O_2 12%、CO_2 10%の条件で培養を行い、ヒツジ血液寒天培地、抗生剤入り選択培地の両方で菌の発育が認められた。同定を行ったところ、大腸菌、Lactobacillus spp.などマウスの腸管由来と推測される菌が認められたのみで、H.heilmanniiの発育は認められなかった。今後は培養に用いる培地の成分や、他の菌の培養を抑制する抗生剤などの検討を行う必要があると考えられた。
風況条件や形状の不確かさを考慮した小型風車の最適設計とその有効性実証

本研究では、高度な不確実性解析技術の開発と共に、その小型風車の形状最適設計への応用を目的としている。不確実性解析技術としては、不確実性の伝播を直接解析するために支配方程式自体を拡張する多項式カオス法に基づく手法や、数個のサンプル点での性能評価値の重みづけ和で不確実性を取り扱うDivided Difference Filter法などについて検討を行い、両手法が古典的なモンテカルロ法に比べ格段に効率的であることを示した。また、それらを形状や運用条件の不確実性などを考慮したロバスト最適設計問題に応用できるように整備し、妥当かつ有益な設計結果を現実的な計算コスト内で得ることができる事を確認した。風車の形状最適設計については、垂直軸型風車のブレード枚数を1枚または3枚とした場合について両パワー係数値を最大化する多目的最適設計を行い、その最適形状を比較・考察した。これにより、翼間の流れの干渉効果が最適翼形状に与える影響について検討し、その流体力学的メカニズムを明らかにした。最適形状の性能については実験的にも検証を行い、最適設計システムの妥当性も確認する事ができた。更に開発した手法を用いて、風車の回転数に現実的な不確実性を付与した場合の形状最適設計を行った。従来の決定論的な(不確実性を考慮していない)最適形状に比べ、出力の平均値が大きく、かつ標準偏差の小さいロバストな最適形状群を得る事ができた。この最適形状の流れ場を考察する事により、ロバスト性を向上させるための形状の重要部位およびそれに関連する流体物理現象を明らかにすることができた。得られた最適形状群の有効性については、より綿密な追加実験によって詳細に検証する予定である。本研究では、高度な不確実性解析技術の開発と共に、その小型風車の最適設計への応用を目指している。不確実性解析技術としては、不確実性の伝播を直接解析するために支配方程式自体を拡張する多項式カオス法に基づく手法や、数個のサンプル点での性能評価値の重みづけ和で不確実性を取り扱うDivided Difference Filter法を取り入れ、これらの特性評価を行った。両手法は古典的なモンテカルロ法に比べ格段に効率的であり、それらを形状最適設計に利用する事が可能であることが確認された。実験技術については、任意の風車ブレード翼の製造を三次元プリンタ及びアクリルブロックの加工から行う事を目指し、両方法の検討を行った。検討の結果、加工精度上はどちらも遜色なく、十分な精度で風車性能の実験計測に用いる事ができる事が示された。また、屋外での実証実験を見据え、屋外実験装置の設計や、市販の発電機を利用した性能評価装置についても整備を進めた。更に、三次元プリンタによる造形ブレード翼での実験結果を高次精度評価値(真値)とし、数値流体解析により得られる近似性能値を低次精度評価値として両者を効率的に利用した最適設計技術を開発した。これは低コストな数値解析で大まかな傾向を捕えた上で、実験計測により重要形状の実性能を担保する、という発想に基づく設計手法であり、この手法により、数値解析のみにより得られた最適ブレード形状に比べ約8%の性能向上を実現する事ができた。これは実験による性能値情報を最適設計に取り入れる事で風車ブレード翼間での干渉影響などを設計に取り入れる事ができたためであると考えられる。今後はこれらの開発技術を結び付けていく事により、工学的に有用な設計技術の開発が実現できるものと考えている。不確実性解析技術については、各種手法の実装及びその特性評価まで実施しており、当初の想定以上に進展している。実験設備については、屋外実験については当初の実験予定地が変更になったため当初の想定からは遅れているが、必要となる実験装置系の設計・整備については順調に進んでおり、おおむね計画通りに研究計画は進展している。不確実性解析技術としては、不確実性の伝播を直接解析するために支配方程式自体を拡張する多項式カオス法に基づく手法や、数個のサンプル点での性能評価値の重みづけ和で不確実性を取り扱うDivided Difference Filter法について検討を行い、両手法が古典的なモンテカルロ法に比べ格段に効率的であることを示した。また、それらを形状の不確実性などを考慮したロバスト最適設計問題に応用し、妥当かつ有益な設計結果を現実的な計算コストで得ることができる事を確認した。風車の形状最適設計については、垂直軸型風車の設置ブレード枚数を1,2,3枚と変化させた場合についてそれぞれ形状最適設計を行い、その最適形状を比較・考察した。これより、翼間の流れの干渉効果が最適翼形状に与える影響について検討を行い、その影響及び流体力学的メカニズムを解明することができた。また、本成果をベースに垂直軸型風車において形状不確実性を考慮するべき重要な形状部位に関する知見を得た。実験技術については、屋外実験装置系の検討・整備を行い、市販の発電機を利用した性能評価装置を構築した。屋外実験において得られた性能データは屋内簡易風洞での実験結果と定性的には一致しており、その妥当性が確認された。また、風況条件の不確実性についても実測を重ね、設計条件に与えるべき不確実性を調査した。現在、これらの開発技術・取得データを結び付けて、現実的な不確実性を考慮した垂直軸型風車ブレード翼の形状最適設計を行っている。得られる最適形状について、その高いロバスト性を持つ物理メカニズムを明らかにすると共に、その有効性を実験により実証する予定である。

数値解析技術については、各種不確実性解析手法の実装及び風車周りの流体解析モデルの構築、その精度検証も実施済みである。実験設備についても屋外実験装置系の設計・整備について完了し、風況条件の不確実性についても実測を重ねている。これらの状況より、おおむね計画通りに研究計画は進展していると言える。本研究では、高度な不確実性解析技術の開発と共に、その小型風車の形状最適設計への応用を目的としている。不確実性解析技術としては、不確実性の伝播を直接解析するために支配方程式自体を拡張する多項式カオス法に基づく手法や、数個のサンプル点での性能評価値の重みづけ和で不確実性を取り扱うDivided Difference Filter法などについて検討を行い、両手法が古典的なモンテカルロ法に比べ格段に効率的であることを示した。また、それらを形状や運用条件の不確実性などを考慮したロバスト最適設計問題に応用できるように整備し、妥当かつ有益な設計結果を現実的な計算コスト内で得ることができる事を確認した。風車の形状最適設計については、垂直軸型風車のブレード枚数を1枚または3枚とした場合について両パワー係数値を最大化する多目的最適設計を行い、その最適形状を比較・考察した。これにより、翼間の流れの干渉効果が最適翼形状に与える影響について検討し、その流体力学的メカニズムを明らかにした。最適形状の性能については実験的にも検証を行い、最適設計システムの妥当性も確認する事ができた。更に開発した手法を用いて、風車の回転数に現実的な不確実性を付与した場合の形状最適設計を行った。従来の決定論的な(不確実性を考慮していない)最適形状に比べ、出力の平均値が大きく、かつ標準偏差の小さいロバストな最適形状群を得る事ができた。この最適形状の流れ場を考察する事により、ロバスト性を向上させるための形状の重要部位およびそれに関連する流体物理現象を明らかにすることができた。得られた最適形状群の有効性については、より綿密な追加実験によって詳細に検証する予定である。屋外での実験については早期に整備を完了し、屋外実証実験を行える環境を整える。現実的な不確かさについても計測・評価をし、それを設計問題に導入してより現実的な形状最適設計を実施する。得られた最適形状からは、不確かさ影響を低減するためのメカニズムを明らかにして、開発手法の有用性を示す。開発した設計技術及び取得した不確実性入力データを考慮して、現実的な垂直軸型風車ブレード翼の形状最適設計を実施し、不確かさ影響を低減するための物理メカニズムを明らかにする。また、その最適形状の有効性については実験により実証していく。屋外実験については当初想定していた実験予定地が変更になり、屋外実験用の必要設備の購入を遅れさせている事がその主な理由である。また、ブレード翼の製造方法についても検討を進めた結果、当初の想定よりも安価に製造できる方法を見出す事ができた事も一因である。実験装置系の構築が想定よりも安価に実現できた事があげられる。
魚類の日和見感染症を防除するプロバイオティクスの開発

アユ、ワカサギおよびキンギョの腸管内におけるAHL生産細菌の多くはAeromonas細菌であった。また、Shewanella属はAHLを分解する細菌としてキンギョから分離された。これらの結果は、AHLを分解するShewanella属細菌をプロバイオティクスとして利用することでAeromonas属細菌による日和見感染症が防除できる可能性が示唆された。魚類の日和見感染症を防除するプロバイオティクスの開発について研究を実施し、以下の成果を得た。1 Chromobacterium violaceum CV026株を用いたアシルホモセリン(AHDの検出系を用いて、アユおよびワカサギの腸内細菌叢およびAHL生産菌の分布について検討した。その結果、アユでは、Aeromonas hydrophila,Vibriosp.,Cetobacterium someraeなどが優占した。またワカサギでは、Aeromonas veroniiおよびA.sobriaが優占した。これらの細菌の内、Aeromonas veronii,A. sobriaおよびA. hydrophilaに分類される細菌のみがAHLを生産することが判明した。これらの細菌はいずれも日和見病原菌であることから、Quorum sensing機構がこれらの細菌の病原性発現に寄与していることが強く示唆された。魚類病原細菌の一部は細胞同士のコミュニケーションとしてクォラムセンシング機構を利用することが知られている。グラム陰性菌では,オートインデューサーとしてN-アシルホモセリンラクトン(AHL)という化学物質を使うことが多い。そこで,本研究では,我が国の内水面漁業において重要な魚種であるアユおよびワカサギの腸内細菌のAHL生産能を調査することを目的とした。養殖ワカサギの腸内容物,飼育水,配合飼料の細菌叢を調べたところ,腸内容物からは8属17種が検出され,Aeromonas属やLactococcus lactisが優占した。AHL生産菌はいずれもAeromonas属であり,腸管内容物に1.7×10^52.0×10^7 CFU/gの密度で存在した。一方、養殖アユの腸内容物,飼育水および配合飼料から分離した従属栄養細菌についてもAHL生産能を調べたところ,配合飼料からは検出されなかったものの,飼育水からは1.1×10^4 CFU/ml,腸管内容物からは2.8×10^62.8×10^8 CFU/gのAHL生産菌が検出された。また偏性嫌気性細菌はいずれもAHLを生産しなかった。AHL生産菌30株は,Aeromonas veronii(25株),A.popoffii(3),A.media(1)およびChromobacterium aquaticum(1)に分類された。以上の結果から,アユやワカサギの腸管に多いAeromonas属細菌の多くはAHLを生産することから,日和見感染症の発症にクォラムセンシング機構が関与していることが示唆された。さらに、これらの細菌が生産するN-アシルホモセリンラクトンを分解する細菌の検出方法について検討し、二重寒天法の変法が有効であることが判明した。1)魚類病原細菌の一部はクォラムセンシング機構を用いて細胞同士のコミュニケーションを行うことが知られており、魚類腸管の優占菌であるAeromonas属などでは,介在物質(オートインデューサー)としてN-アシルホモセリンラクトン(AHL)を使うことが多い。そこで,本年度はキンギョの腸内細菌などについてAHL生産能やAHL分解能などについて調査をした。その結果、AHL生産菌の大部分はAeromonas属細菌であり、本物質を偏性嫌気性細菌は生産しなかった。また、AHL分解細菌としてはShewanella属細菌が主なものであった。今後は、AHL分解能の性質について調べ、プロバイオティクスとしての有効性を検証する予定である。2)海産魚類の日和見感染菌の代表であるVibrio科細菌に特異的なプライマーを用いた定量法の有効性について検証した。その結果、1本プライマーを用いたPCR法を用いてクサフグ、トラフグおよびヒラメの腸内容物から構築したクローンライブラリー全310クローンがVibrio科細菌であることから、本プライマーは主にVibrio科細菌の16S rDNAの一部を増幅していることが判明した。2Vibrio科の23菌株のみでDNAが増幅したのに対し、Vibrio科以外の89菌株では増幅が認められなかった。3本プライマーを用いたリアルタイムPCR法によるVibrio科細菌の定量では、Vibrio科細菌数は沿岸魚類腸管内の全菌数の0.000150.1%を占めたことから、個体によって大きく変動することが判明した。本研究で開発した定量PCR法によってVibrio科細菌の迅速定量が可能となったことから、魚類の飼育環境とVibrio科細菌の関連性について今後検討する予定である。魚類腸管内に存在するN-アシルホモセリンラクトン生産菌については比較的順調に研究が進行したが、これらの細菌の生産するN-アシルホモセリンラクトンの分解活性の検討に時間を費やしてしまった。24年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度が本研究の最終年度に相当するため、研究を遂行する人員を増やし,N-アシルホモセリンラクトン分解菌の動態を明らかにすると共に、それらを利用したプロバイオティクスの有効性実験にまで繋げたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。
閉鎖海域の海流計測を目的としたＧＰＳ搭載小型定水深浮遊体システムの開発

潮流観測は海環境を調査する有効な手段であることから、海面および海中を浮遊して潮流の方向と速度を計測できる定水深浮遊体システムを開発した。このシステムは、八代海のような内海の潮流観測のために開発されたものであり、八代海での潮流観測例と共に定水深浮遊体の構成および性能について述べる。本浮遊体では、河口における淡水と海水との密度変化や、海の表層と海中との潮流の変化に対応しつつ、設定の任意水深を維持した潮流観測が可能である。本研究の研究期間における主目的は、環不知火海における自然環境の保全と改善に寄与するために、不知火海の海流の調査方法を提供する事であり、小目標として(1)不知火海の海中の海流の流れをリアルタイムで計測すること、(2)定水深浮遊体およびをその実験水槽を開発すること、(3)一定水深の流れを考慮した不知火海の海流情報を提供すること、(4)大雨時に球磨川から流入する水の海中での影響を推定すること、の4つを掲げた。平成22年度は、以下の研究実施計画に従って、一定水深の潮流を計測するために、定水深にとどまることができる浮遊体を試作して、その動作について検討した。(1)準備段階として、模擬環境を提供する実験水槽を完成させた。一定水深の模擬環境(水深に比例して増大する水圧および海面の波に対応した圧力変動)を作り出せる実験水槽(水深25mまでの模擬環境)を完成させた。(2)定水深浮遊体を試作し、実験水槽において動作を確認した。一定水深にとどまる機構をもつ浮遊体を試作し、実験水槽における動作確認を繰り返し実施した。並行して、海面浮遊時のGPSおよび通信機能についても検討を加えた。本研究の研究期間の主目的は、環不知火海における自然環境の保全と改善に寄与するために、不知火海における海流の調査方法を提供することであり、小目標として(1)不知火海の海中の海流の流れをリアルタイムで計測すること、(2)定水深浮遊体およびその実験水槽を開発すること、(3)一定水深の流れを考慮した不知火海の海流情報を提供すること、(4)大雨時に球磨川から流入する水の海中での影響を推定すること、の4つを掲げている。平成23年度は、以下の研究実施計画に従って、一定水深にとどまることができる浮遊体を宗成させて、実際の潮流調査に目処を付けた。(a)摸擬環境を提供する実験水槽を高性能化:従来の水深25m耐圧の実験水槽を不知火海の全海域をカバーする水深100mの高耐圧タイプに改良すると共に、本水槽に海面波による圧力変動も任意に構成できる装置を付加して多様な実験を実施する実験水槽の高性能化に目途をつけた。(b)定水深浮遊体の改良製作による海流調査実施への目処:平成22年度に試作した定水深浮遊体を用いた実験水槽内の繰り返し実験によって一定水深浮遊の動作メカニズムおよび制御手法を検討して、実際の海流調査が安定的に可能になるように改善項目を抽出して、これらに基づいた定水深浮遊体を新規に製作した。(c)GPSおよび通信機能について:自然海流における海面浮遊体に機器の設置を行って確認実験を実施して、定水深浮遊体への搭載について改善点を抽出した。(d)計測運用における機器動作の省電力化:本研究では長期の実験が想定されるため、定水深浮遊体の一定水深維持機能、潜水機能および浮上機能における省電力化を、モータのPWM制御を実施することで確認した。本研究の目的は、環不知火海における自然環境の保全と改善に寄与するために、不知火海の海流調査法を提供することであり、(1)不知火海の海流をリアルタイムで計測する、(2)定水深浮遊体および実験水槽を開発する、(3)一定水深の不知火海の海流情報を提供する、(4)球磨川の淡水流入による海中への影響を推定することである。本年度は、これまでの研究から抽出した改善点を定水深浮遊体に反映させた制御手法および通信機能を用いて、浮遊体の動作状況を屋内の立型実験水槽で目視確認すると共に、実際の海流における予備実験を実施した。(a)密閉水槽における定水深浮遊体実験の効率化について:昨年度は赤外線リモコンにより定水深浮遊体の動作モードを切り替えて従来よりも実験効率を高くしたが、赤外線の方向性に伴う機器の不安定動作あるいは動作不可の状況も見受けられた。本年度は赤外線を電波通信に切り替えることにより、通信の方向性による問題を除去するばかりでなく、水槽外部のパソコンと水槽内部の浮遊体機器とのデータ送受信を極めて安定化させることができるようになり、密閉水槽内における定水深浮遊体の実験効率は飛躍的に高まった。(b)浮遊体の定水深維持に関する改善について:昨年度までは浮遊体の制御には水深データと設定水深との関係のみで浮遊体の給排水制御を試みていたが、自重と浮力に大きな差が生じてしまうことがあり、潜水と浮上の振れ幅が大きくなる不具合があった。