hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肺アスペルギルス症におけるグレリンの有用性と作用機序の解析

侵襲性肺アスペルギルス症(IPA)は代表的な難治性感染症である。肺アスペルギルス症では栄養状態が予後と関連していることから、食欲を増進させるホルモンであるグレリンの効果に着目し研究を行なった。IPAマウスモデルに対してグレリンを投与したところ生存率を有意に改善し体重減少も抑制させた。肺内生菌数、病理所見、気管支肺胞洗浄液(BALF)中の細胞数および細胞分画についてはグレリン投与群とコントロール群で差はなかったが、肺組織中のIL-10産生はグレリン投与群で有意に増加していたことから(TNF-αとIL-6は差はなかった)、グレリンは抗炎症作用によりIPAに対して有益な効果を示す可能性が示唆された。免疫不全患者に発症する侵襲性肺アスペルギルス症、そして肺に基礎疾患を有する患者に発症する慢性肺アスペルギルス症はともに治療抵抗性で予後不良な疾患である。グレリンは食欲を増進させるホルモンであるが、近年敗血症や急性肺障害マウスモデルに併用することにより生存率を改善させることが報告されている。グレリンの真菌症に対する効果については未だ報告はなく、今回我々は侵襲性肺アスペルギルス症に対するグレリンの治療効果について検討を行った。免疫抑制状態としたマウスにアスペルギルスを感染させ、侵襲性肺アスペルギルス症を発症したマウスにグレリン(100μg/kg)を1日2回腹腔内に投与し、生存率と体重変化について検討を行った。グレリン投与群と非投与群では生存率、体重変化については有意差を認めず、侵襲性肺アスペルギルス症に対する治療効果を認めなかった。感染予防薬としてのグレリンの効果を検討するために、免疫抑制状態としたマウスにグレリン(100μg/kg)を1日2回腹腔内に予防的に投与し、その後にアスペルギルスを経気道的に感染させて侵襲性肺アスペルギルス症モデルを作成した。グレリンを投与することにより、対照群と比較して生存率の改善および体重減少の抑制効果を認めた。また、イトラコナゾールと併用することにより、イトラコナゾール単独投与群と比較して生存率の上乗せ効果を認めた。グレリンには抗真菌効果はなく、薬剤耐性を誘導する可能性はないため予防投与薬に適している。ハイリスク症例に予防投与を行うことで生存率の改善に寄与する可能性が示唆された。新規抗真菌薬の開発が滞っている現状において、抗真菌効果によらない新たなアスペルギルス症の予防法、治療法の開発は急務であると考えられる。慢性肺アスペルギルス症では栄養状態が予後と関連しているという報告があり食欲を増進させるホルモンであるグレリンの効果に着目した。グレリンは免疫調整作用を有し、敗血症や急性肺障害マウスモデルに併用することで生存率が改善すると報告されている。食欲増進作用や免疫調整作用がアスペルギルス症に対して有用であると考え、我々は既にマウスモデルが確立している侵襲性肺アスペルギルス症に対するグレリンの治療効果について検討を行った。次に感染予防薬としてのグレリンの効果を検討するために、免疫抑制状態としたマウスにグレリン(100μg/kg)を1日2回腹腔内に予防的に投与し、その後にアスペルギルスを経気道的に感染させた。侵襲性肺アスペルギルス症マウスモデルにおけるグレリンの治療効果については、生存率および体重減少の抑制効果で再現性を確認できた。肺アスペルギルス症では栄養状態が予後と関連しているという報告があり、食欲を増進させるホルモンであるグレリンの効果に着目し研究を行っている。前年までの研究成果より侵襲性肺アスペルギルス症マウスモデルにおけるグレリン投与が生存率を改善させる可能性が示唆された。本年度はその作用機序を明らかとするため、気管支肺胞洗浄検査と病理検査、肺組織中のサイトカイン産生を測定行なった。方法として、免疫抑制状態としたマウスにアスペルギルスを感染させ、侵襲性肺アスペルギルス症を発症したマウスにグレリン(100μg/kg)を1日2回腹腔内に投与し、感染4日目に気管支肺胞洗浄検査(1mlの生理食塩水でマウス肺を3回洗浄し回収)と病理組織学的検査、肺組織ホモジナイズのサイトカイン産生を測定行なった。

サイトカイン測定には市販のELISAキットを使用した。結果としては、気管支肺胞洗浄液中の総細胞数、好中球数、マクロファージ数は、有意差はないもののグレリン投与群の方が非投与群よりも多い傾向を示した。病理組織学的検査では、グレリン投与群と非投与群の間には明らかな差異は認められなかった。肺組織中のサイトカイン産生については、グレリン投与群の方が非投与群と比較してIL-10産生能が亢進していた。また、IL-6とTNF-αについては有意差はないものの減少している傾向を示した。侵襲性肺アスペルギルス症マウスモデルにおけるグレリン投与が生存率を改善させる理由について解析を進めているが、まだその機序で不明な点が残る。【背景】免疫不全患者に発症する侵襲性肺アスペルギルス症、そして肺に基礎疾患を有する患者に発症する慢性肺アスペルギルス症はともに治療抵抗性で予後不良な疾患である。肺アスペルギルス症では栄養状態が予後と関連しているという報告があり、食欲を増進させるホルモンであるグレリンの効果に着目し研究をおこなった。【方法】メスICR 7週齢マウスを免疫抑制状態とし、免疫抑制開始日よりグレリンを1日2回腹腔内投与し、予防内服としてITCZ 20mg/kgの経口投与を開始した。グレリンの対照として生食を、ITCZの対照としてデキストリンをそれぞれ投与した。免疫抑制開始から4日後にAspergillus fumigatusを気管内に投与し感染を成立させた。グレリンを計2週間、ITCZは計3週間投与を継続し、生存率、体重変化、肺内生菌数、病理所見、炎症性サイトカインにより評価を行った。【結果】生食群では2週間後の生存率が0%であったのに対し、グレリン群では63%と有意差を持って生存率を改善した。また、グレリン群では有意に体重減少を抑制した。しかし、肺内菌数についてはコントロール群と比較してITCZ投与群では菌数が減少していたが、グレリン単独投与群では(上記のように死亡率や体重減少を改善するにも関わらず)菌数の減少は認められないという興味深い結果が得られた。病理所見でもコントロール群とグレリン投与群には差は認めず、BALFの細胞数も差は認められなかった。肺組織中のサイトカインを測定したところ、IL-6、TNF-alphaといった炎症性サイトカインを抑制する傾向があり、また、調節性サイトカインであるIL-10の産生は優位に増加させていた。侵襲性肺アスペルギルス症(IPA)は代表的な難治性感染症である。肺アスペルギルス症では栄養状態が予後と関連していることから、食欲を増進させるホルモンであるグレリンの効果に着目し研究を行なった。IPAマウスモデルに対してグレリンを投与したところ生存率を有意に改善し体重減少も抑制させた。肺内生菌数、病理所見、気管支肺胞洗浄液(BALF)中の細胞数および細胞分画についてはグレリン投与群とコントロール群で差はなかったが、肺組織中のIL-10産生はグレリン投与群で有意に増加していたことから(TNF-αとIL-6は差はなかった)、グレリンは抗炎症作用によりIPAに対して有益な効果を示す可能性が示唆された。平成26年度は侵襲性肺アスペルギルス症マウスモデルの作成と、グレリン投与による治療効果、予防効果を検討した。予定通りに研究を遂行することができ、グレリンをとぼう的に投与することで、生存率の改善、および体重減少の抑制効果を確認できた。
体液ナトリウムレベル検出及び塩分摂取行動制御機構の解明

体液恒常性は水分及び塩分(ナトリウム、Na)の摂取行動と腎臓による排泄機能により厳密に制御されている。動物は脱水状態に置かれると体液中の水分が失われ、血中Na濃度の上昇が引き起こされる。Na濃度の上昇は脳内Na濃度センサーであるNa_xチャネルにより検出され、その情報が塩分摂取行動の抑制につながることが、これまでのNa_xノックアウトマウスを用いた研究により明らかとなった。また、体液Na濃度の上昇は下垂体後葉ホルモンである抗利尿ホルモン(バソプレッシン、VP)の産生及び分泌を上昇させ、腎臓における水の再吸収を促進することで体液の損失を防いでいる。VPの産生及び分泌は体液中の浸透圧上昇により引き起こされると考えられているが、体液の浸透圧上昇がどのように検知され、VPの制御に関与しているのかは明らかになっていない。体液浸透圧を決定している主な電解質はNaであることから、Na_xチャネルがVPの制御に関与している可能性がある。そこで、Na_xノックアウトマウスと野生型マウスで24、48および72時間脱水後のVPの産生及び分泌に差があるのかを調べた。脱水後のVP産生細胞のある視策上核におけるVP発現量ならびに、血中および尿中のNa濃度とVP量を比較した結果、両遺伝型マウスで有意な差はみられなかった。脱水は体液Na濃度の上昇だけでなく、体液量不足も引き起こし、様々なストレスがかかることから、腹腔内に高張食塩水を投与し体液Na濃度だけを上昇させた際のVP分泌量を比較してみたが、両遺伝型マウスで有意な差はみられなかった。以上のことから、体液Na濃度の上昇によるVPの産生及び分泌の制御にNa_xは関与していない可能性が示唆された。また、脱水前後の水分摂取量にも、Na_xノックアウトマウスと野生型マウスで差がみられなかったことから、Na_xチャネルは体液中の水分の恒常性には関与していないと考えられた。Na_xチャネルは体液ナトリウム濃度上昇を感知し、その情報は神経活動に変換され、塩分摂取行動を制御し体液ナトリウム恒常性を制御している。これまでの研究でNa_x遺伝子欠損マウス(Na_x-KOマウス)は脱水後の食塩水摂取に異常があることが示されている。しかしながら、これまでにNa_x-KOマウス水分恒常性については調べられていない。そこで、昨年度は体液中の水分の保持に関与する抗利尿ホルモンの脳内における発現量、血中および尿中の抗利尿ホルモン量、尿量の観点からNa_x-KOマウスの水分恒常性について調べた。野生型、Na_x-KOマウスマウスを脱水条件下に置き、0、24、48時間後の抗利尿ホルモン発現量、血中および尿中への排出量をそれぞれ調べた。抗利尿ホルモン産生細胞のある視索上核における抗利尿ホルモンのmRNA量をin situハイブリダイゼーションにより調べ、定量化した。その結果、両マウス共に経時的に発現量は増加したが、両マウス間で有意な差は見られなかった。次いで、脱水後のマウスの血中および尿中への抗利尿ホルモンの排泄量をラジオイムノアッセイにより測定した。脱水後24時間で抗利尿ホルモン量は脱水前の約5倍に増加し、48時間ではそれ以上の増加は見られなかった。野生型とNa_x-KOマウス共に同様の傾向で増加し、両マウス間で排泄量に差は見られなかった。さらに、抗利尿ホルモンの産生部位である視索上核からの投射神経細胞が脳弓下器官のNa_x発現グリア細胞に制御されているか、逆行性標識法で調べた。Na_x発現グリア細胞は抑制性のGABA作動性神経細胞により、その活動が制御されていることがこれまでの研究で示されており、GABA作動性神経細胞はさらに投射神経細胞の活動を抑制し、塩分摂取行動を抑制していると考えられる。脳弓下器官における脱水後の神経活動の指標であるFOS陽性細胞の数を野生型とNa_x-KOマウスで比較すると、Na_x-KOマウスで約2倍に亢進していた。視索上核から脳弓下器官に逆行性標識を行い、FOS陽性細胞と二重染色されるかを調べた。その結果、逆行性に標識された細胞の中で、FOS陽性になった割合は野生型とNa_x-KOマウスで差が見られなかった事から、視索上核へ投射している神経細胞はNa_xの制御下にはないと考えられた。これらの結果から、Na_x-KOマウスは水分恒常性の制御には関与していないことが示唆された。

VPの産生及び分泌は体液中の浸透圧上昇により引き起こされると考えられているが、体液の浸透圧上昇がどのように検知され、VPの制御に関与しているのかは明らかになっていない。体液浸透圧を決定している主な電解質はNaであることから、Na_xチャネルがVPの制御に関与している可能性がある。そこで、Na_xノックアウトマウスと野生型マウスで24、48および72時間脱水後のVPの産生及び分泌に差があるのかを調べた。脱水後のVP産生細胞のある視策上核におけるVP発現量ならびに、血中および尿中のNa濃度とVP量を比較した結果、両遺伝型マウスで有意な差はみられなかった。脱水は体液Na濃度の上昇だけでなく、体液量不足も引き起こし、様々なストレスがかかることから、腹腔内に高張食塩水を投与し体液Na濃度だけを上昇させた際のVP分泌量を比較してみたが、両遺伝型マウスで有意な差はみられなかった。以上のことから、体液Na濃度の上昇によるVPの産生及び分泌の制御にNa_xは関与していない可能性が示唆された。また、脱水前後の水分摂取量にも、Na_xノックアウトマウスと野生型マウスで差がみられなかったことから、Na_xチャネルは体液中の水分の恒常性には関与していないと考えられた。
HMGB1の心筋梗塞縮小効果の検討:新しい血管新生治療の開発

核内転写調節因子HMGB1を心筋特異的に過剰発現するマウスを作製した。圧負荷心不全モデルを作成しHMGB1の働きを検討した。野生型マウスに比べHMGB1マウスでは有意に心肥大が抑制された。圧負荷により野生型マウスでは心筋の核内HMGB1が減少し、細胞質内に移動していた。HMGB1マウスでは、圧負荷後も核内HMGB1は保たれ、DNA障害やhistone deacetylase (HDAC)活性化およびHDAC2発現が抑制された。核内HMGB1はHDACの活性化とDNA障害を抑制し、心肥大を抑制する可能性が示唆された。核内転写調節因子であるHMGB1は細胞外へ分泌され、細胞の遊走と増殖、損傷組織の修復など様々な働きを有している。我々は心筋特異的にHMGB1遺伝子を発現したトランスジェニックマウスを作成し、HMGB1が心筋梗塞を縮小することを報告した。本研究ではさらに、HMGB1の機能を明らかにするために、圧負荷心不全モデルの解析も行っている。野生型マウスおよびHMGB1心臓特異的過剰発現トランスジェニックマウスに対し大動脈縮窄手術による圧負荷心不全モデルマウスを作成したところ、HMGB1トランスジェニックマウスでは有意に心肥大が抑制された。心体重比および肺体重比がトランスジェニックマウスで有意に抑制された。心エコーによる左室機能もトランスジェニックマウスで有意に改善を認めた。心肥大マーカーであるANF、BNPはトランスジェニックマウスで低値であった。また心臓の線維化を表すconnectivetissuegrowthfactor(CTGF)およびcollgen type IIIの発現もTGで有意に抑制されていた。今後、心筋梗塞後リモデリング抑制などについても検討を行う。また心臓の線維化を表すconnectivetissuegrowthfactor (CTGF)およびcollgen type IIIの発現もTGで有意に抑制されていた。心肥大マーカーであるANP、BNPはトランスジェニックマウスで低値であった。野生型マウスでは圧負荷により心筋の核内HMGB1が減少し、細胞質内に移動していた。しかしHMGB1の細胞外への放出は認めなかった。心臓特異的HMGB1過剰発現マウスでは、圧負荷を行っても核内のHMGBlは保たれており、DNA障害やhistone deacetylase(HDAC)活性化およびHDAC2の発現が有意に抑制されていた。ラット心筋にHMGB1を過剰発現させるとエンドセリン刺激によるANP、BNPの発現は有意に抑制された。
V-ATPaseによる酸性オルガネラの局在制御機構

V-ATPaseは水素イオンを生体膜透過させることにより、細胞内および細胞外の特定の環境を酸性化するのに必須な酵素であり、細胞内オルガネラのpH制御や破骨細胞の骨吸収にも重要である。現在、構成の異なる複数のV-ATPaseが報告されているが、本研究では、破骨細胞にはこれまで報告の無かった組合せのV-ATPaseが発現している可能性が高いことを明らかにした。このことは、破骨細胞特異的なV-ATPaseをターゲットとすることで、より特異性の高い薬の開発など、骨粗鬆症の治療に役立つと思われる。V-ATPaseによる小胞内や細胞外環境の酸性化は、リソソーム酵素の活性化など、多くの生理現象において重要である。また、V-ATPaseは膜内在性部分のV0と表在性部分のV1から構成されるが、V0部分は小胞輸送への直接的な関与が示唆されている。特に破骨細胞の分化過程において、V-ATPaseのa3サブユニットの発現量が増加し、a3の局在が細胞内から細胞膜へ変化することが知られ、この現象により、破骨細胞の骨吸収に必須な細胞外環境(骨吸収窩)の酸性化が進行すると考えられている。本研究課題では、このa3サブユニットに着目し、破骨細胞分化シグナルが、V-ATPaseの活性や構造、小胞輸送関連因子との相互作用に与える影響を明らかにすることを目的としている。今年度は、破骨細胞分化前後におけるV-ATPaseの発現量、サブユニット構成、V0-V1結合の変化について検討した。その結果、a3以外のサブユニットも発現量が増加していること、破骨細胞に発現しているa3はサブユニット構成が異なる二種以上のV-ATPaseを形成しうることがわかった。当研究室は、a3の局在するオルガネラがリソソームであることを報告しているが、破骨細胞の分化前後ではリソソームにも変化が起きている可能性も示唆され、現在さらに解析を進めている。また、a3結合因子の存在が予想されることから、a3の免疫沈降条件検討やタグを付加したa3の発現系構築を行っている。昨年度、破骨細胞に発現しているa3は、a3-d1、a3-d2というV_0部分のサブユニット構成が異なる、少なくとも二種以上のV-ATPaseを形成しうることを示す結果を得たことから、今年度は、これらのV-ATPase間にどのような違いがあるのかを調べるために、生化学的および分子細胞生物学的解析を行った。mRNAの発現を調べたところ、ユビキタスなサブユニットのみが発現しており、V_1部分のサブユニット構成には差のないことが示唆された。細胞生物学的解析では、様々な条件検討を行ったものの、a3以外のV-ATPaseサブユニットの局在を明らかにすることはできなかったが、密度勾配遠心法による生化学的解析において、d1とd2はで異なる画分に回収された。このことから、破骨細胞の分化によりV-ATPaseの構成が変化することとV-ATPaseの局在するオルガネラの性状の関連が示唆された。
シロイヌナズナCLV3シグナル伝達系における細胞内シグナリングの解析

CLV3シグナル伝達系の下流で機能する細胞内シグナリングの分子メカニズムを明らかにするために、合成CLV3ペプチドを用いたサプレッサースクリーニングを行った。その結果得られた変異体cli2について、遺伝学的・分子生物学的・生化学的解析を行い、CLV3シグナル伝達系の下流で機能する分子メカニズムの一端を明らかにすることに成功した。シロイヌナズナのCLAVATA(CLV)3は分泌型の低分子ペプチドをコードしており、その遺伝子産物は茎頂分裂組織のサイズを決定する重要なシグナル伝達因子として機能すると考えられている。これまでにCLV3の受容機構や、シグナルに応答した遺伝子発現制御が明らかにされているものの、CLV3の受容後に引き起こされる細胞内のシグナリング経路に関しては、ごくわずかな知見しか得られていない。そこで、本研究ではCLV3の下流で機能する新規因子を同定し、その機能解析から細胞内シグナリングの分子機構を明らかにすることを目標として解析を行う。平成23年度は、新規CLV3ペプチド耐性変異体cli2について以下の解析を行った。1、cli2変異体の3つのアリルについて、表現型を詳細に観察した。その結果、cli2変異体では茎頂・根端分裂組織の肥大化に加え、幹細胞数の異常や、各種マーカー遺伝子の異所的発現など、様々な形態異常が観察された。2、CLI2の組織レベル、細胞レベルでの局在を明らかにするため、CLI2遺伝子の上流1.8kb制御下でGFP-CLI2融合タンパク質を発現する形質転換体を作出し、GFPの発現解析を行った。その結果、GFP-CLI2は茎頂・根端分裂組織の広い範囲において、細胞質に局在するごとが明らかになった。3、CLI2が、機知のCLV3受容体タンパク質であるCLV1、CRN/SOL2、RPK2と結合する可能性を検証するため、酵母ツーハイブリッド法、およびNicotiapa benthamlanaの葉における一過的発現系を用いたタンパク質問相互作用解析を行った。しかしながら、いずれの手法を用いた場合においても、CLI2と受容体タンパク質との結合は確認されなかった。以上の結果から、CLI2は茎頂・根端分裂組織の細胞質において、重要な機能を司る因子であることが示唆された。そこで、本研究ではCLV3の下流で機能する新規因子を同定し、その機能解析から細胞内シグナリングの分子機構を明らかにすることを目標として解析を行った。平成24年度は、新規CLV3ペプチド耐性変異体cli2について以下の解析を行った。1. CLI2変異体の発現パターンを明らかにするため、CLI1のアンチセンスプローブを用いたin situ hybridizationを行った。その結果、CLI2のmRNAは茎頂分裂組織の広い領域で検出された。2.cli2変異体におけるCLV3遺伝子の発現パターンを明らかにするため、CLV3のアンチセンスプローブを用いたin situ hybridizationを行った。その結果、cli2変異体では野生型に比べ、茎頂分裂組織の広い領域でCLV3が発現していることが明らかになった。このことから、cli2変異体の茎頂分裂組織では幹細胞のアイデンティティーをもつ細胞が増大していると考えられる。3.CLI2と相互作用する因子を単離するため、シロイヌナズナのcDNAライブラリーを用いたyeast two hybrid screeningを行った。その結果、CLI2タンパク質相互作用因子の有力な候補が1つ見つかった。Nicotiana benthamianaの葉における一過的発現系を用いた解析の結果、この候補タンパク質は細胞質と核に局在することが明らかとなった。機器の故障により、実験のやり直しおよび再検討が必要になったものの、おおむね交付申請書に記載した計画に着手することができ、順調に進展していると判断できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度の実験結果をふまえ、平成24年度にはさらに詳細なCLI2の機能解析を行う予定である。また、これらの実験結果をとりまとめ、学会発表を行うとともに、誌上発表に向けて論文執筆にも着手する。
社会福祉施設で実践可能な運動協調性向上を意図したスポーツプログラムの開発

最終年度は、より実際的で有効な運動プログラムにするため、より多様なニーズの方を対象とした実践を行い、それら成果の発表をおこなった。具体的には、通常校の特別支援学級において、身体的不器用さを有する知的障害児や自閉症スペクトラム児、ADHD児を対象に運動プログラムを定期的に提供し、担任教員を対象としたヒアリングや参与観察によりプログラムの成果について整理した。運動プログラムは、これまでの実践でその意義を確認できたボール運動プログラム「バルシューレ」の原理原則に即して設計した。そのため、1多様な運動形態を含む内容にする、2発達に即した内容にする、3「楽しめること」を優先する、4潜在的学習を大切にする(課題遂行の際、スキル獲得に関して「こうすると良い・良くない」など直接的指摘・助言しない)の4点を前提として計画・実践を行った。プログラムが児童にもたらした変化として、「動きの幅の広がり」「運動への積極性向上」「児童同士の相互作用機会の増大」「待望のイベント化」が確認された。これは、潜在的学習を重要視した指導により、児童が運動課題やその「出来」を意識しすぎず、失敗を恐れずに取り組めたことが考えられる。多様な運動スキルを求められるゲームを、他の児童と共に楽しみながら行えたことで、従来あまりみられなかった動作が無理なく引き出され、活動場面におけるコミュニケートや協同が生じたものと考えられる。その他、現行の体育の補完に期待できる内容であることや、前述したような肯定的影響が見込める一方で、学校現場で行う場合は人的・物的資源の充足が課題となることから、学校用パッケージの開発に期待が寄せられていることがわかった。これらの知見をもとに運動プログラムとしての開発を進めた。本研究は、社会福祉施設において実践可能な運動協調性向上を意図したスポーツプログラムの開発を目指しており、ハイデルベルク大学で開発された「Ballschule (以下バルシューレ)」の導入可能性・有効性の検討をおこなうことを主題としている。2016年度は、バルシューレの理念や理論、想定される実践効果や社会的意義についてなどを詳細に把握し、今後調査すべき事項や実践時の留意点を明確にし、プログラムの骨子を作ることを主たる目的とした。そのため、関連領域の文献レビューをおこない、ハイデルベルク大学における実践場面及び指導者養成講習の視察、プログラム開発者及び現地指導者に対するヒアリングをおこなった。また、予備実践として、近隣の障害者福祉施設利用者に対してバルシューレプログラムを提供し(2016年4月2017年2月;月12度)、今後の実践に向けた示唆を得た。例えば、目と手の協応を伸ばす目的で、テーブルでボールを転がしたり、はずませたりして、それをカップで捉えるゲームを実施したが、矮小なスペースでも安全に楽しめることや、ルールがシンプルで知的障害者や自閉症スペクトラム者にとっても取り組みやすいこと、ボールのサイズや扱うカップのサイズを変えるなど慣れてきても飽きない工夫を講じやすいことなどを確認した。成果の公表は、予てより取り組んでいた幼児を対象としたバルシューレ実践において、特に「自己主張」の涵養に寄与しうることを確認したため、その成果を論文にまとめた(日本アダプテッド・体育スポーツ学会「アダプテッド・スポーツ科学」,2017年6月発刊予定)。また、共同研究者の奥田知靖准教授が、これまでの実践や研究成果をもとに、バルシューレの理論や指導プログラムについて整理した著書を上梓した(「子どものボールゲーム指導プログラムバルシューレー幼児から小学校低学年を対象にー」,2017,創文企画)。2016年度は、バルシューレの本格実践に向けてプログラムの骨子を作ることを目的としていた。バルシューレの理念や理論、指導者養成方法、想定される実践効果や社会的意義について詳細に把握し、今後調査すべき具体的事項や実践時の留意点を明確化することが達成課題であり、そのためには1関連領域の文献レビュー、2バルシューレ実践の視察をおこなう必要があった。バルシューレに関する報告は、開発者であるKr&ouml;ger & Roth(1999)論文をはじめ、その理念やプログラムを基にプログラム開発した書籍(木村,2007)、バルシューレが児童の運動能力に与える影響について検討した論文(阿部ら,2008)などがあるが、研究論文はまだまだ寡少であった。そのため、バルシューレに限らず、運動協調性の育成を意図した運動実践や、ボール運動による身体・心理的効果についての文献、我が国の社会福祉施設の運営実態や利用者の健康・生活課題に関する文献も対象に、レビューをすすめた。また、バルシューレが開発されたハイデルベルク大学において、3歳6歳までの子どもを対象とした「ミニバルシューレ」や、18か月3歳までの子どもを対象とした「ベビーバルシューレ」、指導者資格の養成・認定講習会の聴講及び視察をおこなった。さらに、プログラム開発者及び現地指導者に対して、バルシューレ開発の経緯、今後の展望、現在の課題、障害児者に対する指導事例などに関してヒアリングをおこなった。なお、計画当初は障害児者に対するバルシューレ実践を2017年度から実施する予定としていたが、近隣の障害者福祉施設から協力を得られたため、2016年度から予備的な実践をおこなった。以上のことから、本研究の進捗状況は「順調」であと判断する。

2017年度は、主に1障害児者を対象としたバルシューレのプログラム開発及び実践、2社会福祉施設の職員を対象にしたスポーツニーズ調査に取り組んだ。障害児者を対象としたバルシューレ実践は、社会福祉施設の利用者を対象とした実践(2017年4月2018年2月)、小学校の特別支援学級児童を対象とした実践(2017年10月11月)、当事者団体の交流イベントにおける実践(2017年7月、2017年10月)を行った。A地域の知的障害者福祉協会が主催する施設利用者交流イベント(2017年10月)におけるバルシューレ実践後、イベントに参加した施設職員を対象に質問紙調査を行い、日々の運動頻度やその内容、バルシューレの印象、施設での実践可能性について回答を得た。その結果、下記のことなどが確認された。1)約半数の職員が日々運動を取り入れており、目的は「健康増進」、内容は「散歩や体操」が最も多かったこと。2)日々の生活に運動を取り入れない理由として最も多かったのは「意義が感じられない」であり、取り組むとしたら「散歩や体操」「レクリエーション」を想定していたこと。3)バルシューレのゲームは全て肯定的な評価を得ており、利用者の多くが楽しめたと認識されていたこと。4)施設での実践を想定した際、運動を取り入れている施設の職員の方が、より「用具」、「スペース」、「指導者人数」、「予算」が必要だと認識していたこと。なお、これら成果については「第1回障がい者スポーツ関係学会合同コングレス」において発表済である(2017年12月、東京)。2017年度は、実践及び施設職員による評価を通じたバルシューレの実践可能性について検討することを主たる目的としていた。同一集団に対する継続的な実践に加え、一過的なイベント等で大勢に対して実践することができたため、バルシューレにある各ゲームに関して、「取り組みやすさ」や「具体的な運動スキルの向上」「習熟度に応じた工夫」など、多くの示唆を得ることができた。また、福祉施設利用者に実際にバルシューレを体験させ、その様子を見たりともに体験したりした職員に対して印象や実践可能性について確認することができた。そのため、日々の生活にバルシューレを取り入れるにあたっての課題やバルシューレに対する期待について、具体的に把握することができた。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断する。最終年度は、より実際的で有効な運動プログラムにするため、より多様なニーズの方を対象とした実践を行い、それら成果の発表をおこなった。具体的には、通常校の特別支援学級において、身体的不器用さを有する知的障害児や自閉症スペクトラム児、ADHD児を対象に運動プログラムを定期的に提供し、担任教員を対象としたヒアリングや参与観察によりプログラムの成果について整理した。運動プログラムは、これまでの実践でその意義を確認できたボール運動プログラム「バルシューレ」の原理原則に即して設計した。そのため、1多様な運動形態を含む内容にする、2発達に即した内容にする、3「楽しめること」を優先する、4潜在的学習を大切にする(課題遂行の際、スキル獲得に関して「こうすると良い・良くない」など直接的指摘・助言しない)の4点を前提として計画・実践を行った。
家蚕におけるウイルス病の発病機構とその要因の解析

伝染性軟化病ウイルス(IFV)については、その増殖の機構を^<35>Sメチオニンを用いた無細胞たんぱく質合成系で調査した。IFVの場合は、脊椎動物のピコルナウイルスの場合と異なり、VPOからVP1とVP4がプロセスされることが判明した。また、グアニジン(GH)によるIFVの増殖抑制機構として、ウイルス特異的mRNAの合成の抑制と、それにともなうウイルス特異的ポリペプチドの翻訳不能が主因であること、さらにたんぱくと種酸のアセンブリ-が抑制されることを明らかにした。細胞質多角体病ウイルス(CPV)に関してはCPV感染蚕の中腸における炭水化物代謝に関与する数種の酵素活性の変動を健康蚕のそれらと比較し、エネルギ-像との関連から増殖機構がかなり解明された。また、高温によるCPV増殖の抑制についても若干の知見が得られた。濃核病ウイルス(DNV)については、DNV-1(伊那株)のゲノムの全塩基配列の解析に成功し、その末端構造の調査から、DNV-1の複製がaolino associatecVirus(AAV)のそれに近似していること、しかし若干の相違があることを明らかにした。また、DNV-2については、2種のDNAのお互いの関係をそれぞれの物理地図を作製して比較し、両者のDNAの末端部分が共通であること、このことからウイルスの分類上新しいグル-プに局する可能性を示唆した。また、DNV-2感染蚕の高温による発病抑制を分子レベルで調査し、高温によりウイルスたんぱくの蓄積が阻害されることを見出した。核多角体病ウイルス(NPV)に関しては、そのDNAの物理地図の作製とモノクロ-ナル抗体の作製に成功し、また栖成たんぱくについても若干の知見が得られた。また蛹の遊離腹部にNPVを注射することによって、増殖の機構を追究した。一方、培養細胞にNPVを感染させる場合、蚕の体液成分の添加が増殖を促進することを見出した。伝染性軟化病ウイルス(IFV)については、その増殖の機構を^<35>Sメチオニンを用いた無細胞たんぱく合成系で調査した。一般にIFVが属するピコルナウイルスでは、構成たんぱくの前駆体であるVP0からVP2とVP4がプロセスされるとされている。しかし、IFVの場合は、VP1VP4のそれぞれの抗体とVP0との反応結果や、ペプチドマッピング、N未端のアミノ酸配列順序等から、VP0からVP1とVP4がプロセスされるという成果が得られた。これは、ピコルナウイルスの中で例外的なものである。また、グアニジン(GH)によるIFVの増殖抑制機構として、ウイルス特異的mRNAの合成の抑制と、それにともなう特異的ポリペプチドの翻訳不能が主因であること、またこの段階以後においても、粒子形成段階での抑制があることが判明した。濃核病ウイルス(DNV)については、BmDNVー1(伊那株)のDNAの未端塩基配列の解析に成功し、従来の結果とあわせて全塩基配列が解明された。また、BmDNVー2(山梨株)についても、2種のDNAの関連が、両者の未端構造の塩基配列の関係で明らかにされ、ウイルス分類上から新しいグループに属する可能性が示唆される結果を得た。核多角体病ウイルス(NPV)について、そのDNAのphysical mapが作製され、またモノクローナル抗体の作製にも成功したので、今後増殖機構の解明に大きく役立つものと思われる。細胞質多角体病ウイルス(CPV)については、侵入部位の検索を種々の方法で試みたが、従来以上の詳細な成果は得られなかった。

ウイルス感染にともなう種々の酵素活性の変動調査は、まだ明確なデータを出すまでには至っていないので、今後更に検討を要する。細胞質多角体病ウイルス(CPV)感染蚕の中腸における炭水化物代謝に関与する数種の酵素活性の変動を、健康蚕のそれらと比較した。その結果、これらの酵素活性はCPV感染に伴ってかなり大きく変動することが判明し、中腸組織はCPV増殖に要するエネルギ-源を、感染中期にはトレハラ-ゼを介して体液のトレハロ-ズから、また感染後期にはグリコ-ゲンホスホリラ-ゼを介して中腸細胞内のグリコ-ゲンから得ていることが判明した。また、CPV感染蚕を高温飼育すると発病抑制がおきる機構の一部が解明された。伝染性軟化病ウイルス(IFV)がグアニジンによって増殖抑制がおきる機構はすでに昨年度或程度分子レベルで解明したが、グアニジンはその他にウイルスたぱくと核酸のアセンブリ-の段階でも押制していることを明らかにした。濃核病ウイルス(DNN)の伊那株(DNVー1)については、そのすべてのゲノムの塩基配列を解明し、その配列からDNVー1の複製はAdeno associated Virus(AAV)のそれと近似すること、しかし一部異なることを解明した。また山梨株(DNVー2)の2種存在するDNAの関連を物理地図を作製して追究し、両者がDNAの末端部分が共通であること等興味ある知見を得た。また、DNVー2感染蚕の高温による増強抑制の機構を分子レベルで調査し、高温におくことによりウイルスたんぱくの蓄積が阻害されることを見出した。核多角体病ウイルス(NPV)については、そのDNAの物理地図の作製とモノクロ-ナル、抗体の作製は昨年度行ったので、家蚕角の遊離腹部を用いてNPVの増殖の機構を追究中である。また、NPV感染培養細胞に家蚕の体液成分を加えることにより、NPVの増殖の促進がおきることを見出した。
SIRT1活性化によるインスリン抵抗性改善機構に関する研究

SIRT1活性化薬(SRT1720)を高脂肪食マウスに投与すると、白色脂肪組織における炎症シグナルの一つである、JNK経路の活性化が抑制された。単球/マクロファージ特異的SIRT1欠損マウスを作成、高脂肪食負荷したところ、白色脂肪組織において炎症性サイトカインや低酸素に関連した遺伝子の発現が増加していた。これらの結果より、マクロファージにおけるSIRT1の活性化は、肥満モデルの白色脂肪組織における炎症反応に対し抑制的に作用していることが示唆された。SIRT1活性化薬であるSRT1720を本学薬学部薬品製造学教室との共同研究で合成し、実験に使用した。SRT1720を高脂肪食マウスに投与すると、摂餌量と体重に有意差はなかったが、インスリン負荷試験や糖負荷試験において糖代謝は有意に改善した。白色脂肪組織における代表的な炎症シグナルであるJNK経路の活性化は、SRT1720投与によって抑制されていた。同時に、高脂肪食負荷マウスで低下していたIRS-1のタンパク量はSRT1720投与によって回復した。次に、脂肪組織における酸化ストレスマーカーを解析した。白色脂肪組織の8-OHdG抗体による免疫染色、hemeoxygenase-1の遺伝子発現では高脂肪食負荷マウスの白色脂肪組織で酸化ストレスが増強していたが、SRT1720投与によって軽減されていた。また、SRT1720投与によって、白色脂肪組織でミトコンドリア関連遺伝子と抗酸化遺伝子の発現が増加していた。次に、高脂肪食負荷マウスの白色脂肪組織で増加する炎症性サイトカインの発現を定量した。SRT1720の投与によって高脂肪食負荷マウスの白色脂肪組織における炎症性サイトカインの発現に有意な変化はなかった。これらの結果から、SRT1720によるSIRT1の活性化は白色脂肪組織においてミトコンドリア関連遺伝子や抗酸化遺伝子の増加を介して、酸化ストレスを軽減すると考えられる。その結果、JNK経路の活性化が減弱し、全身の糖代謝の改善に寄与すると考えられる。この結果から、SIRT1の活性化が肥満の白色脂肪組織において亢進している酸化ストレスを軽減することで、糖代謝の改善に寄与する可能性が示唆される。白色脂肪組織における代表的な炎症シグナルであるJMK経路の活性化は、SRT1720投与によって抑制されていた。この結果から、SIRT1の活性化が肥満の白色脂肪組織において亢進している酸化ストレスを軽減することで、糖代謝の改善に寄与する可能性が示唆された。マクロファージ特異的SIRT1KOマウスを作製し、繁殖させた。このマウス由来のマクロファージなどを使用し、さらに研究を進める予定である。MφのSIRT1が全身の代謝制御に与える影響について明らかにする目的で、Cre-LoxPシステムを用いた単球/マクロファージ特異的SIRT1欠損マウス(Mye-SIRT1 KOマウス)を作成、解析した。対照マウス、Mye-SIRT1 KOマウスに対し通常食または高脂肪食(HFD)を負荷した後、耐糖能、脂肪組織の炎症および低酸素関連遺伝子の発現、ATM(脂肪組織マクロファージ)の極性について解析を行った。また、マウス骨髄由来のマクロファージ(BMDM)を用い、低酸素刺激に対する炎症反応に与えるSIRT1欠損の影響について検討を行った。Mye-SIRT1 K0マウスは対照マウスに比べて体重と摂餌量は変わらなかった。HFD6週間負荷時、Mye-SIRT1 KOマウスは対照マウスと比較し、糖負荷試験における耐糖能の悪化と高インスリン血症を認めた。

精巣上体脂肪組織では、ATMの数、主にM1ATMにより形成されるCrown-like Structures(CLS)の数が増加傾向を示しし、TNFαやIL-1βなどの炎症性サイトカインやHIF1αなど低酸素に関連した遺伝子発現が上昇していた。低酸素プローブであるピモニダゾールを投与しHFD負荷マウスの脂肪組織の低酸素領域を調べると、CLS領域に集積していた。フローサイトメトリーを用いた検討では、高脂肪食下のMye-SIRT1 KOマウスの脂肪組織のM1-ATMは、対照マウスのM1-ATMと比較してピモニダゾールをより多く取り込んでいた。両マウスから採取したBMDMをin vitroで1%低酸素刺激したところ、対照マウス由来のBMDMと比べMye-SIRT1_KOマウス由来BMDMでは、IL-1βやiNOsなど炎症関連遺伝子および低酸素関連遺伝子の発現が増強していた。TNFαやMCP-1などの別の炎症関連遺伝子は1%低酸素刺激によって発現が誘導されず、SIRT1欠損による増強効果も認めなかった。すなわち、in vitroにおいてSIRT1は低酸素依存性の炎症反応に対し抑制的に作用している可能性がある、と考えられた。
同調行動が生み出す社会適応にかんする人-動物間の比較認知科学的検討

ボノボ・チンパンジーを対象に観察・実験研究をおこなった。同調と社会適応にかんして、行動指標と生理指標を組み合わせた実験によるデータを収集した。そのデータを分析するとともに、今後の発展に向けて装置・プログラムの開発を進めている。これまでの成果を基に、霊長類における共感性の進化・メカニズムにかんする論文を執筆した。本論文では、従来の直線的モデルの代わりに、3要素の組み合わせモデルを提唱した。他者との同一化・自他分離による他者理解・向社会性という3つの要素の組み合わせによって、様々な共感関連現象を分類し、適切な文脈に配置するというものである。共感をはじめとするインタラクションにおける認知メカニズム研究のベースとなる考え方を提唱した。この成果は心理学評論およびWIREs Cognitive Science誌に掲載された。ボノボ・チンパンジーでの研究結果をより広い視野から議論・考察するため、アウトグループに当たる非霊長類種、とくにイヌ・ウマといった伴侶動物も対象に比較研究をおこなった。ヒトとの関係の密な伴侶動物での研究を進めることで、家畜化が社会的認知におよぼす影響を検討することができる。第一弾として、ウマからヒトへの要求行動を実験によって詳細に検討した。その結果、ヒトの知識状態に合わせてウマが要求行動を柔軟に変化させることがわかった。これまで類人猿でしか報告されていない社会的知性がウマでも見られることを明らかにした点で非常にインパクトが大きく、この成果はAnimal Cognition誌に掲載された。主要日刊紙をはじめ国内外のメディアでも取り上げられ、一般の人からの反響も大きい。昨年のBrill社からの学術書に加え、ボノボの認知・行動にかんする2冊目の英文学術書をOxford University Press社から出版することが決定した。最後の編集作業を現在進めている。28年度が最終年度であるため、記入しない。サーモグラフィーを用いた顔面温度の計測、アイトラッカーを用いた視線・瞳孔反応の計測、およびKINECTを用いた身体動作の検出など、行動指標と生理指標を組み合わせた実証研究をスタートさせた。KINECTを使えば、対象に同調するキャラクターを操作的に作り出すことができ、同調の度合い(動きの大きさ・タイミング)等も実験的にコントロールすることができる。このようなキャラクターに対する選好性や生理反応を視線・瞳孔反応および顔面温度変化を通して検証し、同調行動と情動、とくに共感や向社会性との関連を明らかにしたい。そのためには対象に合わせたKINECTの調整・プログラムの作成が必要だが、同領域の他研究チームとの共同研究により、この問題の解決に向けた調整を進めている。ボノボ・チンパンジーでの比較結果をより広い視野から議論・考察するため、アウトグループに当たる非霊長類種を対象とした比較研究にも着手した。具体的には、家畜化が社会的認知におよぼす影響を検討するために、ヒトとの関係の深いウマ・イヌを対象に同様の実験を進めている。これまでの研究成果を基に、共感性の進化・メカニズムにかんする意見論文を執筆した。これまでの共感の進化モデルは、ヒトを頂点とした共感性の単純な直線的進化・発達を想定しており、複雑な共感性の発現を説明しきれていない。本論文では、直線的モデルの代わりに、3要素の組み合わせモデルを提唱した。この成果は心理学評論に掲載され、現在英文論文としても投稿中である。ほか、ボノボの認知・行動にかんする英文学術書をBrill社から出版することができたのもH27年度の大きな成果のひとつである。サーモグラフィーを用いた顔面温度の計測、アイトラッカーを用いた視線・瞳孔反応の計測、およびKINECTを用いた身体動作の検出といった新しい実験手法をボノボ・チンパンジー研究に導入した。ノウハウのない中でスタートさせた研究だが、実験手法の有効性が明らかになり、今後の発展が大きく見込まれる。また、ウマ・イヌでの比較実験という新境地の開拓にも着手することができた。こちらも順調に研究を軌道に乗せることに成功し、すでに研究成果を学会発表できるレベルにまで結実させている。世界初の試みであるウマでのアイトラッカーの実験などは現時点ではまだ準備段階だが、今後の進展が大いに期待できる。論文にかんしても、査読付き英文学術雑誌に3編、査読付き和文学術雑誌に1編、英文学術図書としても共同編集で1編・共同分担執筆として1編、和文一般雑誌に3編を出版するなど、順調に成果を発表できている。

ボノボ・チンパンジーでの研究結果をより広い視野から議論・考察するため、アウトグループに当たる非霊長類種、とくにイヌ・ウマといった伴侶動物も対象に比較研究をおこなった。ヒトとの関係の密な伴侶動物での研究を進めることで、家畜化が社会的認知におよぼす影響を検討することができる。第一弾として、ウマからヒトへの要求行動を実験によって詳細に検討した。その結果、ヒトの知識状態に合わせてウマが要求行動を柔軟に変化させることがわかった。これまで類人猿でしか報告されていない社会的知性がウマでも見られることを明らかにした点で非常にインパクトが大きく、この成果はAnimal Cognition誌に掲載された。主要日刊紙をはじめ国内外のメディアでも取り上げられ、一般の人からの反響も大きい。昨年のBrill社からの学術書に加え、ボノボの認知・行動にかんする2冊目の英文学術書をOxford University Press社から出版することが決定した。最後の編集作業を現在進めている。研究計画を変更しなければならないような問題点はとくになく、これまでの研究方針を継続させる。ボノボ・チンパンジーでの同調行動の研究は、KINECTの調整・プログラムの作成などがカギになってくるが、現在進行中の他研究チームとの共同研究を進めることで解決したい。平成28年度はポスドク・大学院生等の研究協力者も増え、研究体制がより整う。これまでの研究方針に沿ったデータの蓄積を進めると同時に、ウマでのアイトラッカー研究など、新たな試みにも果敢に挑戦したい。論文発表については、まず、現在投稿中の論文3編の公表に向けて最大限の努力をする。現在収集中のデータについても速やかに公表できるよう、分析・論文執筆を進める。また、H27年度発表の英文書籍とは別にもう1冊のボノボに関する本を現在編集しており(米国Duke大学のBrian Hare博士との共同編集)、Oxford University Press社からH28年度中の発表を目指している。28年度が最終年度であるため、記入しない。
表面光触媒反応による半導体薄膜成長に関する基礎研究

1.ZnSe、ZnS、CdSe、CdS、ZnSSe、ZnCdSe、ZnCdsの有機金属気相成長(MOVPE)の際にキセノンランプ光を照射した。基板表面の雰囲気ガスを差動排気して質量分析した結果、光照射時にアルキル亜鉛の分解が促進されることが判明した。また、アルキルカドミウムの分解は低温で行われているので、光照射によってもそれは促進されないことがわかった。この結果、表面での光化学反応素過程として、表面に化学吸着したアルキル亜鉛が光照射によってアルキル基を脱離させ、そこに生じた活性なZnボンドとアルキルカルコゲンとの反応によって膜が成長するというモデルを提案した。さらに、光照射効果がアルキル亜鉛の分解に対して選択的な効果を持つことを応用して、光のオン、オフにより組成の異なる多層構造を作製するという新しい組成制御の方法が可能となった。2.GaAsのMOVPE成長においては、光触媒反応による大幅な成長速度の増加は見られなかった。このことから、IIIーV族半導体では本質的に光触媒反応のcriteriaが成立しないことも考えられたが、他の原料の選択によりそれが満たされることも考えられるので、この問題に関しては今後の研究が望まれる。3.エビ層の結晶学的、光学的、電気的諸特性、それらと成長条件との関係を調べ、光照射により成長した膜の品質が優れていることが判明した。特に、GaAs基板に格子整合したZnSSeでは、X線ロッキングカ-ブの半値幅が40秒程度の良好な膜が得られ、この値は、不純物を大量に添加しても大きく劣化することはなかった。4.光触媒反応による成長では、光により生成された過剰のキャリアによる強い非平衡状態が生じている。このような状態下での欠陥生成過程を理論的に解明した結果、補償欠陥が減少し、不純物添加に光照射が有効な役割を果たしうることが判明した。
マルチファンの独立制御性を活用した強乱場生成法の開発

橋梁や建物などの野外構造物は大気乱流場の中に常に晒されているので,その荷重は乱流の影響を強く受ける.従って,大気のような高強度大スケールの乱流場をできるだけ忠実に実験的に再現してモデルを使って実際に受けるカを予測することは工学的に重要な課題である.本研究の目的はマルチファン型風洞を用いてできるだけ高強度で大スケールの乱流場を生成することである.マルチファン型風洞は99個の小さな送風機を独立に運転できるのでその自由度は高いが,どのような運転を行えば高強度大スケールの乱流場を生成できるかはよく分かっていない.基本的な運転法として1)「一様アクティブ法」,2)「擬似格子法」などの運転法があるがいずれも大気乱流特性との隔たりは大きい.「アクティブ格子法」と称して1)と2)を組み合わせたような運転法を試みた.この方法では,運転命令として,低周波数の単一正弦波を入力して,乱流スペクトルが低周波数側に増幅されるかどうかに着目して乱流場の計測を行った.正弦波擾乱の周波数を0.022Hzの範囲で変化させ,乱れ強度,乱れスケール,パワースペクトルなどを調べた.結果は,入力信号のシャープなピークを除いて乱流スペクトルにほとんど変化は見られなかった.風洞の更新作業によりファンを逆回転して吸い込みが制御可能となった.吸い込みの効果は吹き出し直後の混合作用を最大にすることやファンごとの入力信号に位相差を与えると撹拌が促進されることなどを明らかにした.しかるに,外部から強制的に与えた乱れの周波数に対応する脈動成分が残存するという欠点は克服できていない.吸い込みファンと吹き出しファンをフラクタル状(部分的な配置パターンの中に全体的な配置パターンを含むようなもの)に配置させる方法を試みた)等方性(どちらの方向にも乱れ方が変わらない性質)の基準はほぼ満たしているものの,非一様性(すなわちある断面内で流速が均一でない性質)が比較的下流の広い範囲で残存した.乱れのスケールも期待したよりも小さなものであった.橋梁や建物などの野外構造物は大気乱流場の中に常に晒されているので,その荷重は乱流の影響を強く受ける.従って,大気のような高強度大スケールの乱流場をできるだけ忠実に実験的に再現してモデルを使って実際に受けるカを予測することは工学的に重要な課題である.本研究の目的はマルチファン型風洞を用いてできるだけ高強度で大スケールの乱流場を生成することである.マルチファン型風洞は99個の小さな送風機を独立に運転できるのでその自由度は高いが,どのような運転を行えば高強度大スケールの乱流場を生成できるかはよく分かっていない.基本的な運転法として1)「一様アクティブ法」,2)「擬似格子法」などの運転法があるがいずれも大気乱流特性との隔たりは大きい.「アクティブ格子法」と称して1)と2)を組み合わせたような運転法を試みた.この方法では,運転命令として,低周波数の単一正弦波を入力して,乱流スペクトルが低周波数側に増幅されるかどうかに着目して乱流場の計測を行った.正弦波擾乱の周波数を0.022Hzの範囲で変化させ,乱れ強度,乱れスケール,パワースペクトルなどを調べた.結果は,入力信号のシャープなピークを除いて乱流スペクトルにほとんど変化は見られなかった.風洞の更新作業によりファンを逆回転して吸い込みが制御可能となった.吸い込みの効果は吹き出し直後の混合作用を最大にすることやファンごとの入力信号に位相差を与えると撹拌が促進されることなどを明らかにした.しかるに,外部から強制的に与えた乱れの周波数に対応する脈動成分が残存するという欠点は克服できていない.吸い込みファンと吹き出しファンをフラクタル状(部分的な配置パターンの中に全体的な配置パターンを含むようなもの)に配置させる方法を試みた)等方性(どちらの方向にも乱れ方が変わらない性質)の基準はほぼ満たしているものの,非一様性(すなわちある断面内で流速が均一でない性質)が比較的下流の広い範囲で残存した.乱れのスケールも期待したよりも小さなものであった.本研究の目的はマルチファン型風洞を用いて高強度大スケールの乱流場を生成することである.橋梁や建物などの野外構造物は大気乱流場の中に常に晒されているので,その荷重は乱流の影響を強く受ける.従って,このような高強度大スケールの乱流場を生成することは大きな意味を持つ.マルチファン型風洞は99個の送風機を独立に運転できるのでその自由度は高い.これまでに,1)「一様アクティブ法」,2)「擬似格子法」,などの運転法で乱流を生成し,その特性を調べた.本研究では,「アクティブ格子法」と称して1)と2)を組み合わせたような運転法を試みている.この方法では,送風機の運転命令によって送風機を二組に分け,いろいろな配置を仮定する.次に,運転命令として,単一正弦波を入力して,その正弦波周波数を変化させ,乱流強度が増幅されるかどうかに着目して乱流場の計測を行う.すなわち,ねらいは低周波数擾乱を外部擾乱として入れ,それにより慣性小領域を拡大して高レイノルズ数乱流を生成しようということである.まず,擬似格子法の配置に従い,入力正弦波擾乱の周波数を0.022Hzの範囲で変化させた.生成された乱流場は入力信号のシャープなピークを除いてほとんど変化は見られなかった.