hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
がん-間質相互作用における新規誘導分子の同定・探索

がん細胞HO1-U1において浸潤先進部マーカー分子であるラミニン5g2分子の発現上昇を誘起しうるいくつかの候補遺伝子を得たものの、どの遺伝子も間質細胞として利用した線維芽細胞の作用を代替できる程の強い誘導活性は得られなかったので、今回取得できた遺伝子以外に誘導分子の本体があるか、複数因子/条件の協働作用によって発現誘導が起こっているものと推定された。そこで20年度は以下の二つの観点から細胞生物学的な検定実験を中心に施行した:1)腫瘍細胞内の間質誘導シグナルの伝達利用したHO1-u1細胞におけるラミニン分子の発現上昇はEGF/TGFaによって人為的に誘起できる事が判明していたので、MAP-Kinase経路が発現上昇に関与しているかの検定を阻害剤を利用して行った。その結果、MAP-Kinase経路はラミニン分子の発現誘導に大きく関与しているものの、全てを担う十分条件でなく、他の誘導因子/条件の存在必要性が強く示唆された。2)低分子薬剤による線維芽細胞の活性化ラミニン分子の発現を精査する過程の中で乳酸などの無酸素呼吸関連分子(解糖系関連分子)が発現上昇に線維芽細胞共培養特異的に関連していることを見いだした。さらにこの発現上昇はpHといった物理科学的な変動ではなく、解糖系代謝産物により誘起されている事を確認し、無酸素呼吸ががん間質相互作用が通じてがんの悪性度増悪に寄与している可能性を確認できた。
持久性スポーツの競技力向上を目的としたファットローディング法の開発

【研究の目的】ファットローディング法は高脂肪を摂取して筋内に脂肪を貯蔵し、その脂肪を運動時のエネルギーとして有効利用する方法である。筋内への脂肪の貯蔵には筋のリポプロテインリパーゼが重要な役割を担っており、その活性は運動後に高まるが、糖質の摂取によって低下することが知られている。一方、スポーツの現揚では運動中に使われたグリコーゲンを速やかに回復することが重要なので、運動直後に糖質を摂取することは不可欠である。本研究では運動直後に糖質を摂取する条件の下、どのようなタイミングで高脂肪を摂取すれば運動時の脂質利用を効果的に高めることができるのかを検証した。【研究の方法】6名の若年成人男性を対象として、運動と食事を2日間統制した後、3日目に自転車エルゴメータを用いて運動試験を行い、疲労困憊までの運動時間と糖質・脂質の酸化量を評価した。食事統制は無作為な順序で、1週間以上間を空けて3回行った:1)運動直後に糖質を中心とした基本食のみを摂取する、2)運動直後に基本食と高脂肪食を同時に摂取する、および3)運動直後に基本食を摂取して、3時間後に高脂肪食を摂取する。運動後以外の食事は全て同じとした。【研究の成果】疲労困憊までの運動時間は基本食と比較して高脂肪食を摂取した場合に延長した。疲労困憊までの脂質酸化量は基本食より高脂肪食を摂取したときに高かったが、糖質酸化量は同じであった。したがって、高脂肪食摂取による運動時間の延長は脂質利用の増加による糖質利用の節約に起因したと推察される。一方、運動時の脂質酸化量は運動直後または運動3時間後に高脂肪食を摂取した揚合で同じであった。以上の結果から、運動後の食事では糖質だけでなく、高脂肪を積極的に摂取することの重要性が示唆された。また、運動後3時間以内の高脂肪摂取による脂質酸化量の増加は、糖質摂取の影響の変動に関係がないことが明らかになった。
サブハライド化学種を活用する金属チタン新製造法の基礎的研究

本研究ではTiCl_2-MgCl_22溶融塩のMg還元による繰返しTi生成反応について調査し、連続化可能なTi新製錬法に関する研究を行った。繰り返し法とは、以下に示すような(1)塩化、(2)還元を繰り返し行うことによりTiの生成量を増やし、効率よくTiを得ることが可能となるプロセスである。本研究における繰り返し実験では未反応のTiCl_4は確認されず、TiとTiCl_4は充分反応していた。繰り返し可能なTiCl_3抑制条件を探索することはできなかったが、TiCl_3生成理由を考察した結果、TiCl_4とAr同時供給、一定時間Arバブリングの改良を行うことでTiCl_3抑制条件を探索できる可能性があると考える。繰り返し実験終了後、生成チタンとMgCl_2の加熱分離を950°C、12時間で行い、残りを希塩酸と純水でリーチングした。加熱分離工程でのMgCl_2回収率は全体の81.3%であり、得られたTiは塊状と粉末状であった。塊状Tiは10μm程度の柱状の形状が観察され、粉末状Tiは小さな粒子が焼結した100200μm程度の粒状の形状が観察された。成分分析結果より生成Tiの品位は85.6%であった。これは塊状Tiが混合溶融塩を内包したまま焼結してしまい、リーチング工程で塩素を取り除くことが困難であったためであると考えられる本研究ではTiCl_2-MgCl_22溶融塩のMg還元による繰返しTi生成反応について調査し、連続化可能なTi新製錬法に関する研究を行った。これは塊状Tiが混合溶融塩を内包したまま焼結してしまい、リーチング工程で塩素を取り除くことが困難であったためであると考えられる金属チタンの現行の製錬方法であるクロール法の還元工程において、熱力学的な考察により充分に存在が予見される最も重要な中間生成物であるTiCl2に注目し、このTiCl2を利用する新チタン製造プロセスに関する研究を行った。具体的にはTiCl2-MgCl2溶融塩の生成及びTiCl2-MgCl2溶融塩をマグネシウム還元してチタンを生成するプロセスにおいて基礎的な研究を行った。次に示す反応を行うために必要な実験装置を作製し実験を行った。2.TiCl2-MgCl2混合溶融塩とMg(1)還元反応:生成したTiCl2-MgCl2をマグネシウムで還元することによりチタンを生成した。この方法でチタンを生成できることを実証した。得られたチタンは粉末状であった。容器の材質、TiCl2に対する還元剤であるマグネシウムの量及び供給方法を実験条件の変数として、得られる生成チタンの性状を調査した。TiCl2-MgCl2混合溶融塩をマグネシウムで還元し得られた粉末状のチタンはSEM観察すると実験条件の違いにより、粒状、柱状と異なる形状を示した。本研究課題は、クロール法の熱力学的な考察により充分に存在が予見される最も重要な中間性生物であるTiCl2(s)に着目し、このTiCl2(s)を利用する新チタン製造プロセスの学術的、基礎的研究を行った。具体的には、下記の反応について、新たな知見を得た。本年度前期ではTiCl2-MgCl2混合溶融塩生成反応を主体的に行った。この研究課題は、混合溶融塩を連続的に得る方法に関する基礎的な研究を行うものである。TiCl2-MgCl2混合溶融塩はMgCl2中のTiにTiCl4(g)を供給することにより生成し、その特性を評価する。TiCl2-MgCl2溶融塩の合成では温度が850°Cより900°Cで反応させたほうが想定したTiCl2濃度に近い値が得られた。TiCl2-MgCl2への容器等からの不純物の混入は非常に少なく、熱分析の結果、またこれを還元して生成するTiの純度に影響を与えない範囲であった。本年度後期ではTiCl2-MgCl2混合溶融塩とMg(l)還元反応を主体的に行った。生成Tiの生成場所、生成形態に対する影響を次の実験条件に関して調査した。1)反応容器材質2)混合方法a)溶融MgにTiCl2-MgCl2溶融塩を滴下させ反応させる方法,b)TiCl2-MgCl2溶融塩にMgを投下し反応させる方法

3)TiCl2-MgCl2中のTiCl2濃度4)反応温度生成Tiの生成観察を、主としてMgCl2との分離性の観点から、現行のクロール法によるTiの形態と比較検討のため、SEM観察等を行った。TiCl2-MgCl2混合溶融塩のMg還元により粉末状のTiを生成することに成功した。生成チタンの形状は温度に依存することを実証した。本研究ではTiCl2-MgCl2溶融塩のMg還元による繰返しTi生成反応について調査し、連続化可能なTi新製錬法に関する研究を行った。繰り返し法とは、以下に示すような(1)塩化、(2)還元を繰り返し行うことによりTiの生成量を増やし、効率よくTiを得ることが可能となるプロセスである。本研究課題ではTiとTiCl4の反応性、TiCl2とTiCl3の生成を観察して繰り返し可能な条件を探索することを目的とした。また繰り返し実験終了後、加熱分離による生成TiとMgCl2の分離性、生成Tiの性状についても調査した。本研究における繰り返し実験では未反応のTiCl4は確認されず、TiとTiCl4は充分反応していた。繰り返し可能なTiCl3抑制条件を探索することはできなかったが、TiCl3生成理由を考察した結果、TiC14と蝕同時供給、一定時間Arバブリングの改良を行うことでTiCl3抑制条件を探索できる可能性があると考える。繰り返し実験終了後、生成チタンとMgCl2の加熱分離を950°C、12時間で行い、残りを希塩酸と純水でリーチングした。加熱分離工程でのMgCl2回収率は全体の81.3%であり、得られたTiは塊状と粉末状であった。塊状Tiは100μm程度の柱状の形状が観察され、粉末状Tiは小さな粒子が焼結した100200μm程度の粒状の形状が観察された。成分分析結果より生成Tiの品位は85.6%であった。これは塊状Tiが混合溶融塩を内包したまま焼結してしまい、リーチング工程で塩素を取り除くことが困難であったためであると考えられる。
HDLに存在するmicroRNAによる、冠動脈疾患症例の予後への影響を検討する

血清中のHDLコレステロール(HDL-C)低値は、一次予防症例で冠動脈疾患発症のリスク因子であることが示されている。血清中のHDLのコレステロール引き抜き能(Cholesterol efflux capacity)の予後への影響を検討した臨床研究では、コレステロール引き抜き能が高いほど、心血管イベント発症率が低いことが示されており、動脈硬化性疾患の予後を改善するためには、コレステロール引き抜き能を改善させる治療が必要である。順天堂大学では、1984年より現在まで、30年以上のデータが蓄積されたPCI施行症例データベースを有している。1984年2月からPCIを施行された症例では予後調査も完了、そのうち、2002例でPCI時の血清が-80°Cにて分注保存され使用可能である。その血清を使用すればイベント発症を予測できるマーカーを後ろ向きに同定することが可能である。microRNA(miRNA)は遺伝子の転写後発現調節に関わる。miRNAによる転写調節は広範な生物学的プロセスに役割を担うことが明らかとなっており、動脈硬化においても様々なmicroRNAがその進行に関与することが報告されているが、そのうちマクロファージにおいてmiR-33や-26などがマクロファージに存在し、ABCA1やABCG1など、コレステロールのマクロファーシからの排出に極めて重要な働きを果たす遺伝子の調節に関与していることが示されている。本研究計画では、「HDL-Cの機能調節に関わるHDL上のmicroRNAを、動脈硬化疾患における治療標的あるいはバイオマーカーとして使用できる可能性」について検討している。本研究計画では、順天堂PCIレジストリからの(1)臨床データすなわちPCI施行時の背景因子と予後(follow-up期間中の心血管イベントの有無)、(2)保存血清から単離したHDL上のmicroRNAの症例ごとの同定と定量化、そして(3)単離したHDLとcell line細胞を用いたHDL機能(コレステロール引き抜き能)の症例ごとに定量化、3つのパラメータを用い、HDL上に存在するmicroRNAの治療標的としての可能性とバイオマーカーとしての可能性をnested case-control研究にて検討している。2018年度は、順天堂PCIデータベースから、心血管イベント(心血管死亡・心筋梗塞・脳卒中)をPCI後10年間で発症した100症例を無作為に抽出(イベント群, n=100)、それに年齢・性別・糖尿病・脂質低下薬を一致させた、10年間イベントのなかった症例を1:1で抽出した(非イベント群, n=100)。さらに、症例の凍結保存血清からApoA1レジンカラムを用いてHDLを単離する。予備検討にてすでにHDLの単離方法は検証済みで、超遠心・液体クロマトグラフィー・ポリエチレングリコールを用いた沈殿法に比して、この方法では、miRNAを含有するexosomeや他のリポタンパク粒子の混入が極めて少ないことがわかっている。HDL上のmiRNAを、mirVana PARIS Kit(Thermo Fisher Scientific社)にて単離、その発現量をTaqMan MicroRNA Assays(ThermoFischer Scientific)を用いて定量化した。さらにマイクロアレイを用い、miRNAの網羅的な解析のパイロット研究を開始した。研究計画に照らして、データベースからの症例抽出、HDL単離方法の確立、さらにはHDL上のmiRNA単離方法が確立しつつあり、miRNAのスクリーニングも開始していることから、比較的順調に推移していると判断している。今後は、マクロファージ様細胞(THP-1またはJ774細胞)を、放射性同位体標識したコレステロールを含む培養液で培養し、上記で単離したHDLを加え、さらに培養する。培養上清中および細胞中の放射活性を測定し、総放射活性に対する培養上清中の放射活性の割合(%)をHDLのコレステロール引き抜き能(cholesterol efflux capacity)として求め、その値と上記で得られた何らかのmiRNAの発現量との相関を検討する。さらに、イベントあり群・なし群で比較し、臨床的な病勢を反映するバイオマーカーあるいは、新たな動脈硬化治療標的となりうるmicroRNAを同定する。これまでにHDL-C値を上昇させる薬物治療、すなわちナイアシンやCETP阻害薬などの効果について臨床試験が行われてきたが、それらは予後を改善しない。一方でHDLの機能、すなわちコレステロール引き抜き能)は動脈壁において有害なコレステロールを除去する能力を示し、その能力が高いほど予後が良好であることが報告されている。HDLの機能に影響を及ぼす因子に関する研究は多く行われており、HDLの酸化による影響なども検討されている。HDL上に存在するmicroRNAの検討は十分に行われていない。そのため、本研究計画で得られる成果は全く新しいものとなり、臨床的インパクトは大きいと考えられる。

その血清を使用すればイベント発症を予測できるマーカーを後ろ向きに同定することが可能である。microRNA(miRNA)は遺伝子の転写後発現調節に関わる。miRNAによる転写調節は広範な生物学的プロセスに役割を担うことが明らかとなっており、動脈硬化においても様々なmicroRNAがその進行に関与することが報告されているが、そのうちマクロファージにおいてmiR-33や-26などがマクロファージに存在し、ABCA1やABCG1など、コレステロールのマクロファーシからの排出に極めて重要な働きを果たす遺伝子の調節に関与していることが示されている。本研究計画では、「HDL-Cの機能調節に関わるHDL上のmicroRNAを、動脈硬化疾患における治療標的あるいはバイオマーカーとして使用できる可能性」について検討している。本研究計画では、順天堂PCIレジストリからの(1)臨床データすなわちPCI施行時の背景因子と予後(follow-up期間中の心血管イベントの有無)、(2)保存血清から単離したHDL上のmicroRNAの症例ごとの同定と定量化、そして(3)単離したHDLとcell line細胞を用いたHDL機能(コレステロール引き抜き能)の症例ごとに定量化、3つのパラメータを用い、HDL上に存在するmicroRNAの治療標的としての可能性とバイオマーカーとしての可能性をnested case-control研究にて検討している。2018年度は、順天堂PCIデータベースから、心血管イベント(心血管死亡・心筋梗塞・脳卒中)をPCI後10年間で発症した100症例を無作為に抽出(イベント群, n=100)、それに年齢・性別・糖尿病・脂質低下薬を一致させた、10年間イベントのなかった症例を1:1で抽出した(非イベント群, n=100)。さらに、症例の凍結保存血清からApoA1レジンカラムを用いてHDLを単離する。予備検討にてすでにHDLの単離方法は検証済みで、超遠心・液体クロマトグラフィー・ポリエチレングリコールを用いた沈殿法に比して、この方法では、miRNAを含有するexosomeや他のリポタンパク粒子の混入が極めて少ないことがわかっている。HDL上のmiRNAを、mirVana PARIS Kit(Thermo Fisher Scientific社)にて単離、その発現量をTaqMan MicroRNA Assays(ThermoFischer Scientific)を用いて定量化した。さらにマイクロアレイを用い、miRNAの網羅的な解析のパイロット研究を開始した。研究計画に照らして、データベースからの症例抽出、HDL単離方法の確立、さらにはHDL上のmiRNA単離方法が確立しつつあり、miRNAのスクリーニングも開始していることから、比較的順調に推移していると判断している。今後は、マクロファージ様細胞(THP-1またはJ774細胞)を、放射性同位体標識したコレステロールを含む培養液で培養し、上記で単離したHDLを加え、さらに培養する。培養上清中
ビッグデータ機械学習のためのスケーラブルな非線形非凸多様体最適化手法

本研究では,スケーラブルな非線形非凸多様体最適化手法について研究する.具体的には,直交部分空間や正定値行列等の多様体制約付き深層学習のための深層学習確率的勾配法,二次最適性を実現する非厳密三次正則化法及び非厳密信頼領域,緩和更新処理に基づく確率的勾配法,またそれらの応用,オープンソフトウェアの公開と実データを用いた評価,について研究する.本研究では,スケーラブルな非線形非凸多様体最適化手法について研究する.具体的には,直交部分空間や正定値行列等の多様体制約付き深層学習のための深層学習確率的勾配法,二次最適性を実現する非厳密三次正則化法及び非厳密信頼領域,緩和更新処理に基づく確率的勾配法,またそれらの応用,オープンソフトウェアの公開と実データを用いた評価,について研究する.
計算科学を活用した理科教材の開発と展開研究-身近なサッカーを題材として-

本研究では、小学校高学年を主な対象とし、サッカーを題材とした力学を学べるWeb教材を開発した。「新世紀」を模索する意味で、理数科(力学)と体育(サッカー)という、これまであまり研究されてこなかった領域の複合教材の可能性を検討した。教材の提示法としては、多人数が容易に情報にアクセスできるIT教材型Web教材とした。比較的簡単に情報が共有化できるブログ技術を導入し、他者とのコミュニケーションによる学力向上を図った。また、段階的指導効果の向上や指導者の教材研究等の負担を軽減するため、指導者用ページを充実させている。さらに、最先端の研究アプローチの一つである計算科学的手法もサッカーの解析に活用し、理数科の重要性と可能性を学べるように工夫されている。共通テーマである「論理的思考力や創造性、独創性を育むための教育内容や指導方法、教材等の研究」との関わりでは、身近なサッカーというテーマを取り上げることで、子ども達の積極的な興味や主体性を引き出すことをねらいとしている。また、比較的自己の進歩や向上を実感しやすいボールキックという題材をテーマとすることで、理数科の理解や知識が、自己の進歩や向上に役立つという、実感や体験、自己効力感の育成がねらいとなっている。それらが効果的に機能した場合、理数科的思考を基に、主体的に試行錯誤したり、論理的洞察により自己のキック動作を工夫、向上させることが予測され、論理的思考力や創造性、独創性を育む学習と関連づけることが可能であると考えられる。Web教材をリリースした初期段階において、すでに、幾つかの良好な学習者からの反応がみられている。より詳細な学習場面や指導現場での評価や、改良点の検討は今後の重要な課題である。本研究領域「新世紀型理数科系教育の展開研究」では、「新世紀型」の意味や内容を探ることが大きな課題の一つとなっている。本研究では、先ず、「20世紀型」の技術や構成を踏まえ、「新世紀型」との中間的位置付けとしての「20.5世紀型」Web教材の開発を進め、それを発展させて「新世紀型」に結びつけたい。平成15年度は、本研究の初年度ということもあり、従来の教材の検討、高速ビデオ映像コンテンツの作成、計算科学を利用したコンテンツの作成、「20.5世紀型」Web教材のアウトラインの作成、子どもに興味を持たせるためのゲーム教材(インタラクティブフィジックス)の開発を試みた。先ず、単一教科型と複合教科型のどちらがWeb教材として適しているかという問題は、まだ十分に議論されておらず、結論づけるのは難しい。本教材では、理科教材を目指しているが、その位置付けは今後検討していく。従来の教材は、ともすれば、知識偏重、暗記力偏重の嫌いがあったが、本教材では、問題発見能力、問題解決能力、創造性の刺激等を念頭に置いて開発を図る。また、通信方向も従来は、テレビ、ラジオ等に代表されるように一方向性の強いものであったが、本研究では、来るべきユビキタス社会を意識し、双方向性、リアルタイム性を取り込んだ教材としたい。本年度作成した高速ビデオ映像コンテンツとしては、サッカーのキック動作に関する高速カラービデオ映像やシミュレーション映像があり、Webでのより効率的効果的な表示方法を検討中である。
植物ホルモンを介した窒素情報伝達におけるHis・Aspリン酸リレー系の役割

1.窒素栄養に応答したシロイヌナズナのサイトカイニン(CK)合成系遺伝子(AtIPTs)の発現解析から、ATIPT3が窒素栄養に応答した短期的なCK合成に、またAtIPT5より長期間の窒素栄養変動に対するCK応答に関わっていることを明らかにした。2.イソペンテニル型CKからトランスゼアチン型のCKへの変換を触媒するP450酵素遺伝子(CYP735A)をシロイヌナズナから同定するとともに、生化学的解析を用いて、この水変換反応は従来の予想に反し、ヌクレオチド型CKを基質にして起こることを明らかにした。また、この酵素遺伝子の発現はオーキシンによって抑制されることを見いだし、トランスゼアチン生合成制御におけるオーキシンの役割を明確にした。3.His・Aspリン酸リレー系の下流で転写制御を受ける遺伝子を探索するため、シロイヌナズナのARR21およびARR22の過剰発現体と野生型間での遺伝子発現プロファイルをマイクロアレイ解析により行い、この情報伝達系の下で制御される遺伝子候補の絞り込みに成功した(名古屋大水野教授との共同研究)。4.トウモロコシのHis・Aspリン酸リレー系を介したCK情報伝達においてシグナルの統合及び分岐点に当たるZmHPタンパク質の立体構造を明らかにし、相互作用の特異性に関わるアミノ酸残基の推定を行った。5.トウモロコシのCK配糖化に関わる酵素cis-zeatin-O-glucosyltransferase (cisZOG1)がイソプレノイド型CKのみならず芳香族型CKの修飾にも関わることを明らかにするとともに、cisZOG1のシスゼアチン、トランスゼアチンに対する基質親和性と、CK受容体(ZmHK1)のこれらリガンドに対する親和性の類似性を見いだし、cisZOG1とZmHK1の間での基質(リガンド)認識機構の共通性を指摘した。トウモロコシからB-typeレスポンスレギュレーターに相同な新規遺伝子(ZmRR8)を単離し、塩基配列を決定した。この遺伝子はサイトカイニンに対して誘導性を示さず、いずれの器官においても構成的に発現していた。酵母two-hybrid assayにおいてはZmHP1とは強く、ZmHP2とは弱く相互作用活性を示した。これまでの知見と統合すると、ZmHP1は、サイトカイニン誘導型であるZmRR1,ZmRR2と構成型のZmRR8への情報の分岐点となる因子である可能性を示唆するものである。A-typeレスポンスレギュレーターに相同な新規遺伝子(ZmRR3-ZmRR7)を単離し、塩基配列を決定するとともに、基本的な発現様式しらべ、すべてサイトカイニンに対して誘導性を示すことを明らかにした。ZmRRの下流側で相互作用する因子については探索途上であり、いまだ同定にはいたっていない。シロイヌナズナゲノム情報を利用し、8種類のサイトカイニン合成酵素(adenylate isopentenyltransferase)類似の遺伝子(AtIPT1-AtIPT8)を見い出し、それらの組換えタンパク質の解析から、AtIPT2はtRNAの修飾に関わるtRNA-isopentenyltransferase、AtIPT1,AtIPT3-AtIPT8はサイトカイニン合成に関わるAdenylate isopentenyltransferaseであることを同定した。1トウモロコシからHis-Aspリン酸リレー系因子であるZmHK1ZmHK3,ZmHP1ZmHP3,ZmRRZmRR10遺伝子を単離し、塩基配列を決定した。それら遺伝子産物の細胞内局在性をGFP融合タンパク質を用いて解析した結果、ZmRR1ZmRR3は細胞質礎質に存在した。これは核以外に局在するレスポンスレギュレーターを植物から初めて見い出した例である。2 ZmHK1はサイトカイニンに応答してキナーゼ活性が活性化されるレセプターであることを明らかにし、さらにサイトカイニンの有無に関わらず恒常的に活性化される変異体の単離に成功した。3酵母two-hybrid assayにより、ZmHPとZmRR間での相互作用の有無について検討した。その結果、ZmRR8ZmRR10はいずれのZmHPとも強く相互作用したのに対し、ZmRR1ZmRR7については、ZmRR1,ZmRR2とZmHP1で弱い相互作用活性を示したにすぎず。相互作用の強さには因子間で違いがあることが示唆された。5シロイヌナズナゲノムから同定した7種類のサイトカイニン合成酵素(AtIPT1, AtIPT3-AtIPT8)について細胞内局在性を調べた。その結果、サイトカイニン合成に関わるAtIPTの多くはプラスチドに局在しており、サイトカイニン合成の主要な場がプラスチドであることを初めて明らかにした。1.昨年度単離・同定したトウモロコシのHis-Aspリン酸リレー系因子ZmHP1ZmHP3およびZmRR1ZmRR10について、因子間でのリン酸リレー活性およびZmRRのリン酸化残基の安定性について検討を行ったところ、type-A(タンパク質相互作用型)に属するZmRR1,ZmRR4はtype-B(転写因子型)に属するZmRR8,ZmRR9に比べリン酸基の半減期が1/10ほども短く、この性質の違いが両者の生理的機能の違いに深く関与している可能性を示唆した。2.従来のサイトカイニン受容体はシス型のサイトカイニンに対する親和性は低いとされてきたが、トウモロコシのZmHK1はトランス型、シス型サイトカイニンに同程度の感受性を持つ受容体であることを明らかにした。4.ZmRR1と相互作用する因子ZmHD1について、引き続きその特徴付けを行なった。

その結果、ZmHD1はZmRR1のリン酸化模擬変異体であるZmRR1DEとより強く相互作用すること、プラスチドに局在すること、また、金属イオン依存型のホスファターゼと相同性を持つことを明らかにした。5.シロイヌナズナの7種類のサイトカイニン合成酵素(AtIPT1,AtIPT3-AtIPT8)について、プロモーター::GFPの形質転換植物を作出し、発現組織・細胞を調べた。その結果、AtIPT3、AtIPT7は篩管伴細胞で、AtIPT1は中心柱で、AtIPT5は側根原基で強い発現が観られ、名遺伝子が生理的に機能分化していることを示唆した。1.トウモロコシのサイトカイニン誘導型His-Aspリン酸リレー因子ZmRR1,ZmRR2の他のホルモンによる発現制御様式を調べ、アブシジン酸がZmRR1,ZmRR2のサイトカイニン誘導に対し抑制的に働くことを明らかにした。アブシジン酸はサイトカイニンとは逆に窒素栄養制限条件や老化葉で蓄積していたことから、窒素栄養情報伝達において両ホルモンは逆の情報因子として機能すると考えられる。2.サイトカイニン受容体のリガンド特異性や情報伝達研究に使用するための、放射性同位体標識のサイトカイニン合成法を考案した。この方法は従来の化学合成法に比べ簡便かつ高収率であり、今後の研究に役立つものと期待される。3.窒素栄養に応答したサイトカイニン合成の初期段階でどのサイトカイニン分子種が新規合成されるのかを明らかにするため、これまで困難であったヌクレオチド型サイトカイニンの分離定量法を確立した。4.トウモロコシサイトカイニン受容体遺伝子3種(ZmHK1,ZmHK2,ZmHK3)を単離し、それぞれのリガンド特異性を調べたところ、ZmHK1はイソペンテニルアデニン型、ZmHK2はトランスゼアチン型のサイトカイニンにより強く応答しており、受容体によりリガンド特異性が異なることを明らかにした。5.細胞内でのサイトカイニンの合成場所はこれまで全く不明であった。シロイヌナズナのサイトカイニン合成遺伝子(AtlPT1,AtlPT3-AtlPT8)についてGFPとの融合遺伝子を作製し、細胞内での一過的発現を調べたところ、AtlPT1,3,5,8はプラスチドに、AtlPT4は細胞質基質に、AtlPT7はミトコンドリアに局在しており、サイトカイニンの主な合成場所がプラスチドであることを示した。1.窒素栄養に応答したシロイヌナズナのサイトカイニン(CK)合成系遺伝子(AtIPTs)の発現解析から、ATIPT3が窒素栄養に応答した短期的なCK合成に、またAtIPT5より長期間の窒素栄養変動に対するCK応答に関わっていることを明らかにした。2.イソペンテニル型CKからトランスゼアチン型のCKへの変換を触媒するP450酵素遺伝子(CYP735A)をシロイヌナズナから同定するとともに、生化学的解析を用いて、この水変換反応は従来の予想に反し、ヌクレオチド型CKを基質にして起こることを明らかにした。また、この酵素遺伝子の発現はオーキシンによって抑制されることを見いだし、トランスゼアチン生合成制御におけるオーキシンの役割を明確にした。
Between ICA and SEM

(1)ICAに検証的な方法論を導入,新しい推定方法を提案,IMPS2003(イタリア)と日本行動計量学会大会(名城大学)で発表した.(2)非正規SEMのフレームワークを新たに提示し統計的因果推論問題へ応用した.研究成果は,日本統計学会大会(名城大学)と国際会議「Science of Modeling」(横浜)において発表した.(4)平成16年10月に大阪大学においてICAとSEMについての国際シンポジウムを開催した.多くのKeynote speakerを迎えた.出席者は約80名であった.(5)ICAにおける理論仮説の構築:典型的な(実)データを用いて混合行列に仮定することができる構造(モデル)を検討した.犯罪心理学におけるrisk factorとprotective factorについてのデータを分析し,モデル構築に関する有益な情報を得た.(6)2005年7月にオランダで開催された計量心理学会国際大会(IMPS2005)において招待講演「Structural Equation Modeling and Nonnormality」を行った.探索的因子分析における因子回転の第一人者であるM.W.Browne(座長)とR.I.Jennrichらと意見交換した.加えて,時系列因子分析における因子の不確定性と非正規性についての研究発表を行った.(7)非正規情報を有益に活用しSEMの欠点である識別不能モデル,同値モデル,飽和モデルの問題の解決を図った.(8)複数個の観測変数(ノード)間の因果関係の順序付けの方法をSEMのパス解析とICAの考え方にもとづいて開発した.(1)ICAに検証的な方法論を導入,新しい推定方法を提案,IMPS2003(イタリア)と日本行動計量学会大会(名城大学)で発表した.(2)非正規SEMのフレームワークを新たに提示し統計的因果推論問題へ応用した.研究成果は,日本統計学会大会(名城大学)と国際会議「Science of Modeling」(横浜)において発表した.(4)平成16年10月に大阪大学においてICAとSEMについての国際シンポジウムを開催した.多くのKeynote speakerを迎えた.出席者は約80名であった.(5)ICAにおける理論仮説の構築:典型的な(実)データを用いて混合行列に仮定することができる構造(モデル)を検討した.犯罪心理学におけるrisk factorとprotective factorについてのデータを分析し,モデル構築に関する有益な情報を得た.(6)2005年7月にオランダで開催された計量心理学会国際大会(IMPS2005)において招待講演「Structural Equation Modeling and Nonnormality」を行った.探索的因子分析における因子回転の第一人者であるM.W.Browne(座長)とR.I.Jennrichらと意見交換した.加えて,時系列因子分析における因子の不確定性と非正規性についての研究発表を行った.(7)非正規情報を有益に活用しSEMの欠点である識別不能モデル,同値モデル,飽和モデルの問題の解決を図った.(8)複数個の観測変数(ノード)間の因果関係の順序付けの方法をSEMのパス解析とICAの考え方にもとづいて開発した.ICAは工学の分野で発展してきた.したがって,質問紙調査に代表される典型的な多変量観察データへの応用事例はほとんどない.実際,そのようなデータへICAをナイーブに適用しただけでは,解釈可能で有益な分析結果は得られない.一方,社会科学データの多変量解析において近年もっとも注目をあびている手法は構造方程式モデリング(SEM)である.SEMは,因果仮説から導かれる観測変数の1次と2次のモーメントの構造を推定することで因果仮説の検証を行う.古典的な多変量解析と比して仮説の検証に重きをおく.SEMにおいては低次のモーメントしか利用しないため,モデルの識別性や同値モデル,非正規分布に対する推測など様々な問題が指摘されている.以上のモティベーションの下で,本研究は,ICAとSEMの両手法を合体させて新しい方法論を確立することを目的とした.今年度の具体的研究成果は以下のとおりであった:1.ICAに検証的な方法論を導入し,新しい推定方法を提案し,IMPS2003(イタリア)と日本行動計量学会大会(名城大学)で発表した.2.非正規SEMのフレームワークを新たに提示し統計的因果推論問題へ応用した.研究成果は,日本統計学会大会(名城大学)と国際会議「Science of Modeling」(横浜)において発表した.3.次年度開催予定の国際会議について海外協力者と具体的なプログラム等につき検討した.1.国際会議におけるセッションの組織と運営:平成16年6月にカリフォルニアで開催された国際計量心理学会において,招待講演セッション「Nonnormal Structural Equation Modeling」を組織し講演を行い座長を務めた.狩野は,本研究課題である「Between ICA and SEM」という演題で講演した.具体的な招待講演者は以下の通りであった。3.ICAにおける理論仮説の構築:典型的な(実)データを用いて混合行列に仮定することができる構造(モデル)を検討した.研究代表者の指揮の下,原田,島田が犯罪心理学におけるrisk factorとprotective factorについてのデータを分析し,モデル構築に関する有益な情報を得た.本年9月の学会で報告予定である.本研究課題の最終的な目的は独立成分分析(ICA)と構造方程式モデリング(SEM)の融合である.ICAは工学の分野で発展してきたので,質問紙調査に代表される典型的な多変量観察データへICAをナイーブに適用しただけでは,解釈可能で有益な分析結果は得られない。本研究の第一の目的は,これらの問題を克服してICAの社会科学データへの正しい適用方法を確立することである.

SEMは,因果仮説から導かれる観測変数のモーメントの構造を推定することで因果仮説の検証を行う.SEMにおいては低次のモーメントしか利用しないため,モデルの識別性や同値モデル,非正規分布に対する推測など様々な問題が指摘されている.本研究の第二の目的は,ICAの分野での研究成果からヒントを得ることで,これらの問題を解決してSEMの適用可能性を高めることである.今年度の研究実績を以下にまとめる.探索的因子分析における因子回転の第一人者であるM.W.Browne(座長)とR.I.Jennrichらと意見交換できたのは有益であった.(2)上記の大会において,時系列因子分析における因子の不確定性と非正規性についての研究発表を行った.(3)非正規情報を有益に活用しSEMの欠点である識別不能モデル,同値モデル,飽和モデルの問題の解決を図った.(4)複数個の観測変数(ノード)間の因果関係の順序付けの方法をSEMのパス解析とICAの考え方にもとづいて開発した.(5)3年間の研究成果をまとめた.
療養病床病院におけるスキンケアの質保証：近未来型皮膚障害予防・管理支援の整備

高齢者の皮膚には、褥瘡、スキン-テア、失禁関連皮膚炎という3大皮膚障害が起こりやすい。3大皮膚障害は、痛みだけでなく、感染すると死を招く可能性がある。したがって、主に高齢者が療養の場とする療養病棟ではより高度な看護が求められるが、スキンケアを専門とする皮膚・排泄ケア認定看護師(WOCN)が在職していないことが多いため、皮膚障害のケア支援が望まれる。前年度は、療養病棟の看護師がスキンケアに求める支援として「知識、記録、カンファレンス、教育、相談、ケアを妨げ制限する状況の解決」という6つの視点を明らかにした。今年度は、まず、知識と教育支援に向けて観察支援機器の教育方法を検討した。褥瘡の深達度判定に、超音波画像診断装置(エコー)を利用して正確なアセスメント技術の習得を図る計画であったが、療養病棟の看護師に当初予定していた機器について評価を依頼したところ、解像度が低く判定しがたいとわかった。そこで、療養病棟の看護師が画像判定可能で、使用しやすい機器を検討し、機器選定までができた。その他は、計画通りの機器で、一度操作方法を見れば使用可能であった。なお、教材は動画が望ましいという看護師の意見を得た。さらに、知識、記録、カンファレンス、教育を支援するアプリケーションについて検討した。前年度抽出したスキンケアにおける問題点の「褥瘡の好発部位の観察方法の知識」、「スキン-テアの発生に関する知識」などの褥瘡23項目、スキン-テア11項目、失禁関連皮膚炎10項目に関し、項目ごとに教育プログラムの試作画面を作成した。その後、療養病棟にてケア経験のあるWOCN5名に療養病棟の看護師への教育内容として妥当か協議し、修正を加えた。さらに、療養病棟の看護師9名に、修正した教育内容の確認を依頼し妥当と回答を得たが、「自施設で利用できる用品リスト」などのページ追加の希望意見があり、検討した。観察支援機器の教育では、当初予定していた超音波画像診断装置が不適切との看護師の評価より機器確定に時間を要し、教育教材資料には動画が望ましいとするニーズがあった。さらに、支援アプリケーションについては、汎用性を考えていたため利用施設に特化した用品選択などの機能を考慮していなかったが、各施設対応の用品選択機能のニーズがあった。これらのさまざまなニーズに合うよう検討したため、計画より遅延した。早急に、観察支援機器の教育方法を確立させ、支援アプリケーションを作成する。さらに、支援開始前と実施時の3大皮膚障害の発生に関する実態調査については、気候や衣服などの環境が3大皮膚障害の発生に影響を及ぼすため、支援開始前と実施時の実態調査時期の年度を変えて同一としている。したがって、支援開始前の調査終了から実施時の調査開始までには6か月の時間があり、支援アプリケーション導入のための準備教育期間として十分な時間確保ができるため、当初の計画通りとする。高齢者の皮膚には、褥瘡、スキン-テア(皮膚裂傷)、失禁関連皮膚障害という3大皮膚障害が起こりやすい。高齢者が療養の場とする療養病床病院では、スキンケアは行っているが、高齢者の皮膚は脆弱なために、成人よりも細やかな観察と全身状態を含めたアセスメントが必要であり、高度な看護力が求められる。しかし、療養病床病院では、皮膚の専門医や皮膚・排泄ケア認定看護師等のエキスパートがほとんど在職していないため、看護師のための皮膚障害に関する遠隔看護支援プログラムを整備することは意義がある。初年度は、まず3大皮膚障害に関する「高度なスキンケアと実践されているケアの差異と、療養病床病院の看護師が抱える問題点の明確化」と「スキンケアプログラムに求められる機能」を検討した。まず、研究者らは、9の療養病床病棟に所属する看護師の実際のケア場面に同行し、参加観察を行った。さらに、観察した病棟の看護師より、スキンケアに関し看護師が抱える問題点についてインタビューを行い、カテゴリ化した。その後、カテゴリごとにケアプログラムに求められる機能について検討した。その結果、3大皮膚障害に関するスキンケアにおける問題点のカテゴリ(【】はカテゴリ)と、それに対応するためのプログラム機能は、1【ケア判断、アセスメントレベルが不均一】には各施設で利用しやすいスキンケアアルゴリズムを含むスキンケアに関する教育プログラムの作成、2【常勤の専門医の不在】には治療の緊急性を計測機器も用いてアセスメントできる教育プログラムの作成、3【ケア関連情報が乏しい】には定期的な最新情報の発信、4【治癒遅延に伴うケア意欲の低下】と【ケア方法に困惑】にはセキュリティーを考慮したICTを活用した相談システムの作成であった。このように、5つのスキンケアにおける問題点のカテゴリと、それに対応するために必要なプログラム機能が抽出できた。ケアプログラム機能の概要までのプロセスは、予定通り構築できた。作成するプログラムについては、現場に即した内容となるよう専門家らによるノミナルグループテクニック法による検討を行う前に、臨地の実践を観察する計画を行い実施した。しかし、隣地の看護師のニーズにより合うものとするために、看護師らの支援に関する意見収集を当初の計画より追加した。そのため、遅延した。

今年度は、まず、知識と教育支援に向けて観察支援機器の教育方法を検討した。褥瘡の深達度判定に、超音波画像診断装置(エコー)を利用して正確なアセスメント技術の習得を図る計画であったが、療養病棟の看護師に当初予定していた機器について評価を依頼したところ、解像度が低く判定しがたいとわかった。そこで、療養病棟の看護師が画像判定可能で、使用しやすい機器を検討し、機器選定までができた。その他は、計画通りの機器で、一度操作方法を見れば使用可能であった。なお、教材は動画が望ましいという看護師の意見を得た。さらに、知識、記録、カンファレンス、教育を支援するアプリケーションについて検討した。前年度抽出したスキンケアにおける問題点の「褥瘡の好発部位の観察方法の知識」、「スキン-テアの発生に関する知識」などの褥瘡23項目、スキン-テア11項目、失禁関連皮膚炎10項目に関し、項目ごとに教育プログラムの試作画面を作成した。その後、療養病棟にてケア経験のあるWOCN5名に療養病棟の看護師への教育内容として妥当か協議し、修正を加えた。さらに、療養病棟の看護師9名に、修正した教育内容の確認を依頼し妥当と回答を得たが、「自施設で利用できる用品リスト」などのページ追加の希望意見があり、検討した。観察支援機器の教育では、当初予定していた超音波画像診断装置が不適切との看護師の評価より機器確定に時間を要し、教育教材資料には動画が望ましいとするニーズがあった。さらに、支援アプリケーションについては、汎用性を考えていたため利用施設に特化した用品選択などの機能を考慮していなかったが、各施設対応の用品選択機能のニーズがあった。これらのさまざまなニーズに合うよう検討したため、計画より遅延した。早急に、ケアプログラムを作成する。さらに、試作システムのプログラミングを行ううえで、随時確定した内容からアプリケーションの作成の依頼を行い、当初の計画通りとする。早急に、観察支援機器の教育方法を確立させ、支援アプリケーションを作成する。さらに、支援開始前と実施時の3大皮膚障害の発生に関する実態調査については、気候や衣服などの環境が3大皮膚障害の発生に影響を及ぼすため、支援開始前と実施時の実態調査時期の年度を変えて同一としている。したがって、支援開始前の調査終了から実施時の調査開始までには6か月の時間があり、支援アプリケーション導入のための準備教育期間として十分な時間確保ができるため、当初の計画通りとする。
Charcot-Marie-Tooth病の病態解明

我々は日本人におけるCharcot-Marie-Tooth(CMT)病1型の遺伝学的な背景を明らかにするために,CMT病1型と診断された143例中,CMT1A重複およびPMP22,P0,Cx32,EGR2の変異を認めなかった66例を対象とし,劣性遺伝CMT病の病因遺伝子であるGDAP1,MTMR2,PRXについて変異の有無を検索した.ゲノムDNAより各エクソン部分をPCRで増幅後,Denaturing High Performance Liquid Chromatography(DHPLC)により変異の有無をスクリーニングし,塩基配列を決定した.LITAF, GDAP1については,変異を検出しなかった.MTMR2に関しては,既報の変異であるA602Gのヘテロ接合体を1例に検出した.他方のアリルに異常は検出されなかった.既報の症例とは,病型が異なり,変異と臨床型の関係が注目される.PRXでは,R1070Xのホモ接合体3症例を,R542Q+P655L変異のヘテロ接合体1症例検出した。PRXでは6種の変異のみ報告されており,日本人では頻度が高い可能性がある.末梢神経ではナトリウムチャンネルNav1.6が跳躍伝導を司っている.ヒトNav1.6cDNAを単独およびAnkyrin Gやナトリウムチャネルβ1サブユニットと培養細胞に発現させ,パッチクランプ法を用いて検討した.結果は,Nav1.6遺伝子単独発現により顕著な持続性内向き電流を認め,Ankyrin Gとの共発現により持続性電流は著減し、不活性化曲線がシフトした.即ちAnkyrin Gにより不活性化のゲーティングが変化することが示された.Nav1.6はランビエ絞輪においては,Ankyrin Gと複合体を形成し,持続性電流が抑制され,興奮を速く伝導するための必要な機構として作用していることが考えられ,CMT病との関連が注目される.我々は日本人におけるCharcot-Marie-Tooth(CMT)病1型の遺伝学的な背景を明らかにするために,CMT病1型と診断された143例中,CMT1A重複およびPMP22,P0,Cx32,EGR2の変異を認めなかった66例を対象とし,劣性遺伝CMT病の病因遺伝子であるGDAP1,MTMR2,PRXについて変異の有無を検索した.ゲノムDNAより各エクソン部分をPCRで増幅後,Denaturing High Performance Liquid Chromatography(DHPLC)により変異の有無をスクリーニングし,塩基配列を決定した.LITAF, GDAP1については,変異を検出しなかった.MTMR2に関しては,既報の変異であるA602Gのヘテロ接合体を1例に検出した.他方のアリルに異常は検出されなかった.既報の症例とは,病型が異なり,変異と臨床型の関係が注目される.PRXでは,R1070Xのホモ接合体3症例を,R542Q+P655L変異のヘテロ接合体1症例検出した。PRXでは6種の変異のみ報告されており,日本人では頻度が高い可能性がある.末梢神経ではナトリウムチャンネルNav1.6が跳躍伝導を司っている.ヒトNav1.6cDNAを単独およびAnkyrin Gやナトリウムチャネルβ1サブユニットと培養細胞に発現させ,パッチクランプ法を用いて検討した.結果は,Nav1.6遺伝子単独発現により顕著な持続性内向き電流を認め,Ankyrin Gとの共発現により持続性電流は著減し、不活性化曲線がシフトした.即ちAnkyrin Gにより不活性化のゲーティングが変化することが示された.Nav1.6はランビエ絞輪においては,Ankyrin Gと複合体を形成し,持続性電流が抑制され,興奮を速く伝導するための必要な機構として作用していることが考えられ,CMT病との関連が注目される.CMT病1型に関しては,私達が過去に検索したものを含め集計すると128例あり,17p11.2遺伝子重複40症例,PMP22変異6例,Po変異12例,Cx32変異14例であった.56例(約44%)では,病因となる変異が確認されなかった.外国の報告と比較すると重複による症例が少なく,病因が同定されない症例が多く遺伝的背景が異なることも考えられる.日本人の病因遺伝子が同定されない症例については,新たな遺伝子についての検索が求められる.私達は,EGR2遺伝子について,DGGEを用いた解析システムを確立したので次年度に症例を解析する.人末梢神経から分離したナトリウムチャンネル(SCN8A)のcDNAを発現ベクターに組み入れ発現実験を行い,ツメガエルの卵における発現を確認した.今後,チャンネルの性質を明らかにする.また,SCN8A遺伝子をCMT病の病因候補遺伝子として検索するためにDenaturing High Performance Liquid Chromatography (DHPLC)法を確立した.この方法を用いて,特に小脳失調を合併している9症例を対象として検索したが,異常は検出できなかった.我々は日本人におけるCharcot-Marie-Tooth(CMT)病1型の遺伝学的な背景を明らかにするために,CMT病1型と診断された143例中,CMT1A重複およびPMP22,P0,Cx32,EGR2の変異を認めなかった66例を対象とし,劣性遺伝CMT病の病因遺伝子であるGDAP1,MTMR2,PRXについて変異の有無を検索した.ゲノムDNAより各エクソン部分をPCRで増幅後,Denaturing High Performance Liquid Chromatography(DHPLC)により変異の有無をスクリーニングし,塩基配列を決定した.LITAF, GDAP1については,変異を検出しなかった.

MTMR2に関しては,既報の変異であるA602Gのヘテロ接合体を1例に検出した.他方のアリルに異常は検出されなかった.既報の症例とは,病型が異なり,変異と臨床型の関係が注目される.PRXでは,R1070Xのホモ接合体3症例を,R542Q+P655L変異のヘテロ接合体1症例検出した。PRXでは6種の変異のみ報告されており,日本人では頻度が高い可能性がある.末梢神経ではナトリウムチャンネルNav1.6が跳躍伝導を司っている.ヒトNav1.6cDNAを単独およびAnkyrin Gやナトリウムチャネルβ1サブユニットと培養細胞に発現させ,パッチクランプ法を用いて検討した.結果は,Nav1.6遺伝子単独発現により顕著な持続性内向き電流を認め,Ankyrin Gとの共発現により持続性電流は著減し、不活性化曲線がシフトした.即ちAnkyrin Gにより不活性化のゲーティングが変化することが示された.Nav1.6はランビエ絞輪においては,Ankyrin Gと複合体を形成し,持続性電流が抑制され,興奮を速く伝導するための必要な機構として作用していることが考えられ,CMT病との関連が注目される.
空気液化推進を目指した低温壁面での超音速速非平衡凝縮の実験的研究

空気液化推進機の基本メカニズムである高速気体流の低温冷却面での液化現象に関して、極低温用小型無隔膜衝撃波管を開発し伝播衝撃波後方の超音速流の極低温壁面への非平衡現象を実験的に解明することを試みた。小型無隔膜衝撃波駆動部を開発して作動特性を解明し、既存の中型衝撃波管による低温実験と平行しながら、入射・反射衝撃波後方の流れの有無による低温壁面への凝縮現象を解明した。非平衡凝縮液膜のレーザー干渉厚み計測と白金薄膜温度計による熱流速の計測および流れの可視化計測を併せて、低温壁面での凝縮液膜成長に対する超音速流れの影響と、液膜表面の不安定化と液膜の飛散までの現象に対して一定の知見を得ることができた。本研究は空気液化型推進機の基本メカニズムとなる大気吸い込み型エンジンの内部高速空気流れ中の冷却壁面での液化機構の解明のために、極低温域の小型無隔膜衝撃波管を独自に開発研究し、衝撃波波面後方の超音速域を含む高速流れでの極低温壁面への非平衡凝縮現象を実験的に解明するものである。計測実験用の極低温小型無隔膜衝撃波管を構築するために、独自の2重ピストン式衝撃衝撃波管駆動装置を(MOチューブ高圧駆動部)を設計し外注により制作して、その作動特性を把握した。また、旧装置を併用した超音速流れにおける対流熱伝達と高速凝縮現象に関する実験研究と流れの可視化について実験手法を確立し、実験研究結果の国内外への公表を行った。特に、レーザー液膜干渉計測の結果、入射衝撃波背後の超音速・高亜音速流れと、衝撃波管端からの反射衝撃波後方の淀み条件における低温壁面への非平衡凝縮現象を同時に計測し、流れの有無と温度圧力条件の異なる時系列流れ中での凝縮現象に対して非平衡凝縮液膜の定量的計測を行うことに成功した。また平行して、自作の白金薄膜温度計を用いて高速凝縮に伴う壁面での熱流束計測を実施し、干渉計測結果と比較することにより、凝縮液膜の成長における流れの有無と液膜の不安定現象と液膜飛散の効果を議論・推量することが可能となった。高速流れ領域の低温壁面への非平衡凝縮による液膜成長の過程で、液膜表面の不安定現象が生じ、さらに表面波が成長合体して、液膜の飛散へと変化することが、本研究の流れの可視化から判明したが、実際の液膜の不安定現象を画像計測で連続的かつ明瞭に捉えることに関しては、まだ十分な結果には至っていない。今後の精密な実験研究が必要である。特に本研究の結果より、超音速域の空気液化型推進機の空気液化凝縮においては、液膜からの飛散液滴をどのように捉えて推進機に送り込むかが技術的な課題となることが判明した。本研究は空気液化型推進機の基本メカニズムとなる大気吸い込み型エンジンの内部高速空気流れ中の液化機構の解明のために、極低温域の小型無隔膜衝撃波管を独自に開発し、衝撃波面後方の極低温壁面への非平衡高速凝縮現象を実験的に解明するものである。今年度は実験用の極低温型小型無隔膜衝撃波管を構築するために、独自のダブルピストン式衝撃波管駆動装置(MOチューブ高圧駆動容器)を設計開発し製作外注した。また、対流熱伝達および高速凝縮現象に関する実験研究と流れの可視化手法についてこれまでの研究内容を発表し、海外の研究動向を探るため、国際学会に出席参加し本テーマに関して研究打ち合わせを行った。同時に旧実験装置を用いた-80°C程度の低温の実験を遂行し、レーザー液膜干渉計測法の確立と、自作の白金薄膜温度計を用いた凝縮による熱流束の計測を実施した結果との比較を行った。実験の結果ではまだ温度変動計測(この結果より熱流束を計算)の計測データにノイズが大きく、S/N比の良い結果が得られていないが、レーザー液膜干渉計測においては代替フロンを用いた低温の液化実験で液膜成長を捉えることができ、入射衝撃波と反射衝撃波両方の流れにおける液膜成長の比較データを取得することができた。これにより、凝縮液膜生長過程における高速流れの存在の有無の影響が解明できると予測している。小型高圧駆動部容器の開発と設計変更(小型化)に時間がかかったために、高圧駆動部の納入が遅くなり、本年度の衝撃波管全体装置としての実験は未だ充分に行われていないが、高圧駆動部としての作動特性実験は実施し、現在、データを纏めている。なお、院生は国内外の学会においても申請研究に関連する講演発表を行った。現在、小型衝撃波管被駆動部の改良設計(特に標準品とのマッチング)を進めており、真空断熱と液体窒素冷却部、および可視化窓との設計すり合わせを行っている。