hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タイとラオスにおける産後慣習に関する看護支援方策の基礎的研究

タイやラオスで産褥期に実施されている、炭の側で過ごす慣習や食事制限を行う慣習に対する、高齢者、reproductive age女性、看護師の考えを調査した。実施理由に子宮復古、母乳栄養の改善などをあげており、代替医療的要素が含まれることが分かった。親族には慣習の実施を勧めるという者が多く、今後も伝承されていく一方、保健医療分野の近代化が進んでおり慣習に対する文化を重要視した看護ケアが重要である。グローバル化が進む現代、看護職が異文化を背景とする対象と関わる機会はますます増えてきている。特に、妊娠・出産・産褥・育児期は、固有の文化がその事象や行動に大きく影響する時期でもあり、異文化看護的視点、文化を考慮した看護支援を見出すことが必要である。東南アジアのタイやラオスでは産褥期にユーファイやカラムキン(カンカムキン)という慣習が広く実施されている。本研究は、近似した文化圏である両国において、産後慣習の経験や実態、支援を明らかにし、慣習の変化や看護支援について両国の比較をもとに研究し、文化を考慮した看護支援方策を見出すことを目的としている。ユーファイは、産後の数日から1ヵ月間、炭の側で過ごすという行動制限を伴う慣習で、カラムキンとは産褥期に食事制限を行う慣習である。これまでのフィールド活動や先行研究で明らかにしたラオスにおける産後慣習の実態と比較するため、ラオスと国境を接するタイ北部パヤオ県において調査を実施した。伝統医療医1名と高齢者10名を対象に、産後慣習の実施方法や価値観について、半構造的面接法を用いて聞き取り調査を行った。さらに、伝統医療医により設定されたユーファイの場にて、慣習を実施する様子を参加観察法にて調査した。伝統医療医および高齢者は、慣習実施の理由に子宮復古、創傷治癒、身体及び精神のリラックス、母乳栄養の改善などをあげており、産後慣習が代替医療的要素も含まれる民間的ケアであることが分かる。親族には慣習の実施を勧めるという高齢者が多く、今後も伝承されていく一方、タイでは、近年の経済発展とともに保健医療分野の近代化が進んでおり、伝統の継承が困難であることも考えられる。そのような場面では,実施方法を対象と共に調整していくなどの文化を考慮した看護支援が重要となる。妊娠・出産・産褥・育児期は、固有の文化がその事象や行動に大きく影響する時期でもあり、異文化看護的視点、文化を考慮した看護支援を見出すことが必要である。東南アジアのタイやラオスでは、産褥期にユーファイ(産後の数日から1ヵ月間,炭の側で過ごすという保温や行動制限を伴う慣習)やカラムキン/カンカムキンという慣習(産褥期に食事制限を行う慣習)が広く実施されている.本研究は、近似した文化圏である両国において、産後慣習の経験や実態、支援を明らかにし、慣習の変化や看護支援について両国の比較をもとに研究し、文化を考慮した看護支援方策を見出すことを目的としている。本年度は、タイとラオスにおいて高齢者とreproductive age女性の産後慣習に関する考えを調査し、産後慣習の具体的看護支援方策を見出すための示唆を得るため、比較を行った。タイ北部パヤオ県とラオスビエンチャン市において,高齢者とreproductive age女性、それぞれ10名を対象に半構造的面接法を用い産後慣習の実施方法や価値観について聞き取り調査を行った。高齢者は,産後慣習は代替医療的要素も含まれる民間的ケアという認識であり,実施の重要性は一貫して強調していた.reproductive age女性は,慣習には肯定的で,近親者の指導のもと実施していることが多かったが,ユーファイでは炭や火を使わないなど,実施方法の穏健化も進んでいることが分かった.また,産後慣習を実施しなかったことにより将来の健康維持に不安を感じる,専門職者による病院での指導と家族からの教えの違いに困惑する,という状況があった.長年の教えは無視できるものではないという価値観のもとで,「変化」に対応していく必要がある現代の褥婦の状況を考慮した看護支援が必要である.妊娠・出産・産褥・育児期は、固有の文化がその事象や行動に大きく影響する時期でもあり、異文化看護的視点、文化を考慮した看護支援を見出すことが必要である。本年度は、タイとラオスにおいて産科病棟に勤務する看護職を対象に、産後慣習に関する考えを調査し、比較を行った。タイ北部パヤオ県の総合病院で看護師6名、ラオスビエンチャン市の総合病院で10名を対象に半構造的面接法を用い産後慣習の実施方法や価値観、実施されている看護ケアや指導について聞き取り調査を行った。

両国とも正常産褥の入院期間は、24時間もしくは1泊2日程度であった。タイの看護師は、産後慣習の存在や褥婦が現在でも実施していることを認知していたが、病院内では指導などで言及することはなくケアを行っていた。ラオスの看護師も、産後慣習が広く実施されていることについて認識しており、褥婦がその実施を重要視していると言及していた。産褥入院中、退院指導などで看護師が産後慣習については触れるが、実施そのものを中止するよう勧める者、実施における方法について指導するものなど、指導内容は一定しておらず様々であった。看護師は褥婦と同じ文化を持ち、産後慣習の文化の中での重要性を認識している。しかし、近代看護の範囲を超えた文化慣習に看護師としていかに対応していくかは明確になっておらず、褥婦の状況を考慮した看護支援を各自で模索している状況であることが分かった。
視床痛モデルマウスの確立と視床痛発症メカニズムの基礎的検討

視床痛は視床の血管障害後の亜急性期に、患側の上下肢や顔面に発生する耐え難い持続的、発作性疼痛で、難治性中枢性疼痛の代表である。日常生活障害度は非常に大きく、経験的な薬物療法及び電気刺激鎮痛法がなされるが、大半は若干の軽減に留まる。視床痛出現には視床感覚中継核病変、病変周囲構造の機能異常、大脳皮質中心溝付近構造の機能変化などの要因が示唆されているが、詳しい発症機序は明らかにされておらず、有効な治療法が存在しない。その理由の1つに、適切な動物モデルが存在しないことが挙げられる。我々は、右側視床後外側腹側核に脳定位的にコラゲナーゼを微量注入する(出血病変作出)ことで、視床痛モデルマウス確立を試みた。脳卒中後中枢性疼痛は脳血管障害の亜急性期に患側に発生する耐え難い持続性、発作性の疼痛であり患者のQOLを著しく障害する。視床痛発症には視床感覚中継核病変および病変周囲の機能異常や大脳皮質感覚野の機能変化などの要因が示唆されているが、視床痛発症のメカニズムは不明で、病態解析に有用なモデルマウスも存在していなかった。視床痛モデルマウスの作製を検討し、モデルマウスの妥当性を評価するため疼痛行動試験を行うとともに臨床的に一過性の有効性が認められている代表的な薬物に対する感受性を検討した。我々は、右側視床後外側腹側核に脳定位的にコラゲナーゼを微量注入する(出血病変を作成)ことで視床痛モデルマウス確立を試みた。組織学的に、出血病変はターゲット付近に比較的限局しており、同部位ではミクログリアとアストロサイトの活性化を認めた。疼痛行動学的検討では左側(障害反対側)後肢の機械的アロデニアおよび熱性痛覚過敏を障害後7日で検出でき、16週間(112日間)以上持続していた。両疼痛様行動はジクロフェナク、モルヒネおよびガバペンチン、プレガバリンに耐性であったが、ミクログリア活性化阻害薬ミノサイクリンは両者に有効であった。以上の結果から本疼痛モデルは脳卒中後中枢性疼痛発祥の病態メカニズムの検討、および新規治療薬開発に有用なモデルであることが示唆された。視床痛に代表される脳卒中後疼痛は、脳血管障害の亜急性期に発生する難治性中枢性疼痛であり、患者のQOLを著しく障害する。視床痛発症には視床感覚中継核病変および病変周囲の機能異常や、大脳皮質感覚野の機能変化などの要因が示唆されているが、未だ詳細は不明であり、病態解析に有用なモデルマウスも存在していなかった。そこで我々は右視床後外側腹側核に定位的にコラゲナーゼを微量注入する(出血病変作出)ことで、視床痛モデルマウス確立を試みた。病理組織学的に、出血病変はターゲット付近に比較的限局しており、同部位ではミクログリアとアストロサイトの活性化を認めた。疼痛行動学的検討では、左側(障害反対側)後肢の機械的アロディニアおよび熱性痛覚過敏を障害後7日で検出でき、16週間(112日間)以上持続していた。両疼痛用行動は、ジクロフェナク、モルヒネ及びプレガバリンに体制であったが、ミクログリア活性化阻害薬ミノサイクリンは両者に有効であった。以上の結果から、本疼痛モデルは、脳卒中後中枢性疼痛発症の病態メカニズムの検討、および新規治療薬開発に有用なモデルであることが示唆された。視床痛は視床の血管障害後、亜急性期に患側上下肢や顔面に発生する持続的、発作性疼痛で、難治性疼痛の代表である。メカニズムの詳細は不明で、未だ有効な治療法は存在しない。先行論文を基に、右視床後外側腹側核に脳定位的にコラゲナーゼを微量注入(出血病変作成)し、視床痛モデルマウスの確立を試みた。1)疼痛行動学的に、術後1週目から左後肢(患側)の有意な機械的アロディニア及び熱性痛覚過敏を認め、両症状は長期(10週以上)観察された。術後1-2週をP:Phase1、3-4週をP2、10週以降をP3と区分し薬理学的検討を行った。2)アミトリプチリン、ラモトリギン、ミノサイクリンは有効、ジクロフェナク、モルヒネ、プレガバリンは無効だった。3)ミノサイクリンはミクログリア活性化阻害作用を有する。本モデルの機械的アロディニアにP1-3で、主に健側に抑制効果を認めた。熱性痛覚

過敏は、P1で無効、P2、3で投与早期に抑制効果を認めた。4)Iba-1免疫染色を行い、健側に対する患側のミクログリア活性化を検討した。患側Iba-1免疫活性はP1、2で有意に発現上昇していたが、P3で健側との有意差は認めなかった。ミクログリアの形態変化は残存し、何らかのミクログリア活性化も示唆された。ジクロフェナク(NSAIDs)、モルヒネ非感受性の疼痛が長期に持続、三環系抗うつ薬に感受性を示す等、ヒト脳卒中後疼痛(CPSP)と薬物感受性が極めて類似した疼痛行動学的特徴を呈した。ミノサイクリンは、機械的アロディニア、熱性痛覚過敏共に有効だった。ミノサイクリンの疼痛行動抑制は、ミクログリア活性化抑制に加え、独立した機序による抗炎症作用の関与も考えられる。今回確立したマウス視床痛モデルは、脳卒中後疼痛(CPSP)発症の病態メカニズムの検討に妥当で、ミクログリア活性化メカニズムを標的にしたCPSP新規治療薬開発の可能性が示唆された。脳神経外科学本疼痛モデルは、脳卒中後疼痛発症モデルとしての妥当性が示唆され、現在発症メカニズムの検討を行っている。障害部位と健側でミクログリアの活性をIba-1染色を行い、intensityで比較検討した。疼痛様行動は最大16週まで極めて長期に持続している。一方で、intensityの差は徐々に減弱した。ミクログリアの形態変化(活性化ミクログリア)は残存しており、何らかのミクログリア活性が残存している可能性があると考え組織学的に検討中である。モデル確立実験を行い、行動学的試験および薬理学的検討の結果視床痛モデルとして妥当なモデルであることが示唆された。現在薬物反応性、免疫組織学的検討中であり、おおむね初年度の予定通り進展している。本疼痛モデルは、視床痛発症メカニズムの検討、および新規治療薬開発に妥当なモデルであることが示唆されたが、ミクログリア投与と疼痛様行動の抑制との相関性を検討することが必要と考えられる。ミノサイクリン投与群とコントロール群の薬剤投与後のミクログリア活性について検討中である。術後の時期により視床痛に対する各薬物の効果が変化することが示唆され、術後を1-2週、3-4週、10週以降に分類し、モルヒネ、ジクロフェナク、プレガバリン、ガバペンチン、アミトリプチリンの効果の検討と、免疫組織学的検索を行い、現在グリア細胞の関与を検討中である。今後これらの薬物の効果の更なる検討に加え、グリア機能に影響を与える薬物(ミノサイクリン、プロペントフィリン、αアミノアジピン酸など)の効果も検討する予定である。実験用試薬、抗体500,000円実験用マウス480,000円事務消耗品100,000円
ホウ素及びホウ素化合物が樹木生理ならびに木材防腐に関与する機構の解明

平成15年度は、カキノキの黒変部(クロガキ)及び同属のコクタンについてホウ素濃度の測定を行う一方、ホウ素濃度を制御した栄養でカキノキを育苗し、ホウ素の取込量と生育状況を追跡した。その結果、ホウ素濃度はすべてのカキノキ試料の白色部で約10ppm以下であるのに対して、黒色部では数10ppmあり、明らかにホウ素濃度に差があることが判明した。またコクタンについても、黒色部(心材)と白色部(辺材)でホウ素濃度がクロガキと同様の差異を示し、心材化にホウ素が関与していることが明らかとなった。また育苗実験より、土壌中のホウ素濃度が規定濃度(5.4ppm)の10倍まではカキノキは正常に成長したが、100倍以上では過剰傷害が発生し、茎及び葉のホウ素濃度はカキノキの黒色部と同程度以上であった。平成16年度はカキノキ以外の樹木を対象とし、心材化、異常組織形成、癒合組織形成とホウ素濃度の関連性を検討した。国内外の広葉樹13樹種、針葉樹2樹種の辺材、心材部でのホウ素濃度の差、スギの黒心形成に対するホウ素の関与、さらに沈香を用いて傷害部における癒合組織の形成に対するホウ素の関与に着目した。その結果、大半の樹種で、辺材と心材の間にホウ素濃度の差は認められなかった。唯一、差異が認められたイヌエンジュもカキノキとは逆に、辺材でホウ素濃度が高かった。イヌエンジュでは辺材部に虫害があり、その寄与が示唆された。また、スギ黒心の心材部のホウ素濃度は、正常材や黒心材の辺材部に比べ有意な差を示さなかった。沈香に関しては、一部の試料で高いホウ素濃度を示し、癒合組織形成との関連性が示唆された。以上の結果より、カキノキ属の黒色化は他の属にはほとんど見られない、特異な現象であり、黒色部において生物劣化抵抗性が高いことを考えると、黒色部形成の機構は木材保存との関連で興味深い。日本産カキノキの黒変部(クロガキ)ではホウ素濃度が高く、またこの部位の耐朽性が高いことが見いだされている。しかし、それは限られたごく一部の試料についての結果であり、黒変部のホウ素濃度が普遍的に高いかどうかはこれまで明らかでなかった。平成15年度は、1)日本産カキノキの黒変部は白色部に比べて恒常的にホウ素濃度が高いかどうか、2)カキノキと同属のコクタンでも黒色部(心材)と白色部(辺材)でホウ素含有率に差異があるのか、3)ホウ素濃度を制御した土壌でカキノキを育苗し、ホウ素の取込量と生育状況を追跡する、の3点についての実験を行った。得られた結果は以下の通りに要約される。出所の異なる7個体のカキノキの試料を供試し、黒変部から白色部にかけて黒色の程度の違いにより段階的に分割を行った。この試料を電気炉で灰化した後、硝酸に溶解し、ICP発光分析法によりホウ素濃度を測定した。その結果、すべての試料で黒色部から茶色の部分にかけてのホウ素濃度は数10ppmであるのに対して、白色部では約10ppm以下であり、明らかにホウ素濃度に差があることが判明した。

日本産カキノキの黒色部は隣接して腐朽部を伴うのが一般的であり、黒色化は腐朽に対する防御機能の結果起こった現象と考えるのが妥当との結論に達した。一方、コクタンについても黒色部(心材)と白色部(辺材)でホウ素濃度はクロガキと同様の差異を示した。この場合、腐朽とは関連が無く、単なる辺材と心材の間での差であり、心材化に際してホウ素が取り込まれた結果を反映していると考えられる。育苗実験より、土壌中のホウ素濃度が規定濃度(5.4ppm)の10倍まではカキノキはほぼ正常に成長したが、100倍以上では過剰傷害が発生し、その場合の、茎及び葉のホウ素濃度はクロガキ黒色部と同程度以上であった。なお、ホウ素の分析にはICP発光分析法を用いたが、クルクミン酸法による分光光度計(補助金で購入)を用いた比色定量でも測定可能なことが判明した。昨年度の研究において、日本産カキノキの黒色化部(俗にクロガキと呼ばれる)や同属のコクタンの心材部で、ホウ素含有量が特異的に高いことが明らかとなり、カキノキ属の樹木の黒色化と耐朽性の間の強い相関が示唆された。しかし一般に、樹木の心材部は耐朽性が高いため、樹種に関係なく、心材化に対しては常にホウ素が関与する可能性がある。そこで今年度はカキノキ以外の樹木を対象としてホウ素含有量を測定し、心材化とホウ素濃度の関連の有無などについて検討した。心材の着色が顕著な樹種を中心に、国産の広葉樹7樹種、針葉樹2樹種、熱帯産材広葉樹6樹種の辺材、心材部、さらに香木(沈香)を供試した。スギについては、異常材である黒心形成に対するホウ素の関与、沈香についてはクロガキと同様、傷害部における癒合組織の形成に対するホウ素の関与に着目した。ホウ素濃度の定量はクルクミン-酢酸法で行った。その結果、大半の試料で、ホウ素濃度は25ppmと、カキノキ(正常部で数十数ppm、黒色部で数10ppm)に比べて低く、辺材と心材の間では、イヌエンジュを除いて、ほとんど差異が認められなかった。唯一、差異が認められたイヌエンジュもカキノキとは逆に、辺材でホウ素濃度が高かった。この理由として、試料木の辺材部に虫害があり、その寄与が考えられる。一般に、マメ科の樹木でホウ素濃度が高いと言われているが、供試したマメ科の樹木(イヌエンジュなど)についてはその特徴は見られなかった。また、スギの黒心でも、正常材の心材や黒心をもつ試料の辺材部と有意な差はなかった。沈香に関しては、比較の対照となる正常部の試料が入手できなかったため明確な判断はできないが、一部の試料で高いホウ素濃度を示したことは注目に値する。以上の結果より、カキノキの黒色化は他の属にはほとんど見られない、特異な現象であり、そこに関与する黒色部形成の機構解明は木材の耐朽性との関連で興味深いことが判明した。
乳酸菌におけるシグナル配列非依存的なタンパク質の分泌機構の解明

乳酸菌における既知の分泌シグナル配列を持たないタンパク質の分泌機構の解明を目的とする。細菌が分泌するタンパク質の中には,SecやTatといった既知の分泌シグナル配列のない細胞質内タンパク質が多数検出される。これらは,解糖系酵素やタンパク質合成といった細胞内で何らかの役割をもつ因子であるが,菌体外に分泌されることで,菌体表層タンパク質のような役割を果たす。例えば,腸粘膜への接着因子や細菌同士の凝集促進因子,さらには宿主細胞の免疫刺激因子としてなど,その機能は多岐にわたる。そのため,細胞内での本来の役割に加え,菌体外での複数の機能をもつ意味から,ムーンライティングタンパク質として注目されている。本研究では,乳酸菌のムーンライティングタンパク質のひとつ,翻訳伸長因子(elongation Factor Tu, EF-Tu)を取り上げ,分泌機構に関する基礎的知見の取得を目指す。昨年度は,EF-Tuの分泌に寄与する領域の探索を主として実施し,特定のアミノ酸配列を同定することに成功した。そこで,本年度は(i)推定膜輸送装置とEF-Tu分泌シグナルの相互作用について解析を実施するとともに,(ii)膜小胞を介したEF-Tuの分泌の可能性についても検討することとした。(i)推定膜輸送装置とEF-Tu分泌シグナルの相互作用:1EF-Tuで見出された推定分泌シグナルの役割を評価するため,βラクタマーゼに乳酸菌由来EF-Tuシグナルを付加したキメラを作製し大腸菌に導入した。これをウエスタンブロッティングおよびアンピシリン存在下での大腸菌の生育を指標に評価した。ラクタマーゼのシグナル配列を除き,EF-Tuシグナル配列を融合すると分泌が確認された。すなわち,グラム陰性菌でもシグナル配列としての役割が認められた。2次に,大腸菌を宿主として,推定トランスポーターのアミノ酸を置換した変異株を作製し,置換システイン到達性評価(SCAM)によりEF-Tuシグナル配列との相互作用を評価した。その結果,4つのアミノ酸残基が相互作用に関わると強く推察された。さらに,これらのアミノ酸をアラニンまたはグリシンに置換した場合,分泌効率に影響を及ぼした。以上から,EF-Tuシグナルに含まれる4つのアミノ酸の電荷と疎水度が分泌シグナルとしての機能に重要であると考えられた。(ii)膜小胞を介した分泌:特定の大腸菌株は貧栄養培地において膜小胞(MV)を産生する。そこで,MV画分を回収しプロテオミクスを行なったところ,同定されたタンパク質の中にEF-Tuが高頻度で含まれることが明らかになった。以上より,EF-Tuシグナルに含まれる機能的に重要なアミノ酸残基の絞り込みと,MVによるEF-Tuの分泌を確認することができ,概ね計画を達成することができた。来年度は,同定したEF-Tuシグナルに含まれる特定のアミノ酸残基の役割の解析をさらに行い,分泌シグナルとしての特徴づけを行う。具体的には,細胞膜やトランスポーターとの相互作用において,各アミノ酸がどのような役割を担っているのかSPRバイオセンサー等を用いて解析する。また,膜小胞によるEF-Tuの分泌において,EF-Tuシグナルの関連性を評価する。乳酸菌におけるシグナル配列非依存的なタンパク質の分泌機構の解明を本研究課題の目的とする。付着因子(アドヘシン)を介した宿主消化管への定着は,乳酸菌の重要な生存戦略であると考えられている。アドヘシンの中には,既知のシグナル配列が無いにも関わらず,細胞外へと積極的に分泌されるタンパク質が数多く存在する。しかしながら,既知の分泌シグナル配列の無いタンパク質がどのような分泌機構により細胞外へと移行するか全く不明であるため,アドヘシンとしての役割は,特定の菌株における現象論の域に留まっており,これらの機能的役割を明らかにするためにも分泌機構の解明が強く求められてきた。申請者は,Lactobacillus reuteriのアドヘシンのひとつ翻訳伸長因子(Elongation Factor Tu, EF-Tu)のアミノ酸置換体を用いた実験から,既知の分泌シグナル配列とは異なる特定の配列依存的に,能動的膜輸送経路により分泌されるとの実験データに基づく新たな仮説を立てた。そこで,1EF-Tuにおける新たな分泌シグナルの機能的役割の解析と2EF-Tuの膜透過反応の証明を基盤として,これまで不明であった既知の分泌シグナル配列非依存的なタンパク質の分泌機構を明らかにする。本年度は,EF-Tuで見出された推定シグナル配列のレポーターキメラ体を作製し,分泌パターンの解析を行うことで,推定シグナルを明確にすることを目的とする。本年度は,EF-Tuで見出された推定シグナル配列の解析を主として実施した。具体的には,推定分泌シグナルに種々のアミノ酸置換を導入した後,これを異種タンパク質に融合したキメラ体を作製した。次に,これらを膜輸送経路の変異株に導入することで,分泌パターンの変化を評価した。EF-Tuの分泌に寄与すると考えられる疎水性アミノ酸を概ね同定することができ,さらに,他のタンパク質においても類似性の高い領域を見出すことが出来た。以上より,本年度の研究は,計画通り進んでいると判断した。

例えば,腸粘膜への接着因子や細菌同士の凝集促進因子,さらには宿主細胞の免疫刺激因子としてなど,その機能は多岐にわたる。そのため,細胞内での本来の役割に加え,菌体外での複数の機能をもつ意味から,ムーンライティングタンパク質として注目されている。本研究では,乳酸菌のムーンライティングタンパク質のひとつ,翻訳伸長因子(elongation Factor Tu, EF-Tu)を取り上げ,分泌機構に関する基礎的知見の取得を目指す。昨年度は,EF-Tuの分泌に寄与する領域の探索を主として実施し,特定のアミノ酸配列を同定することに成功した。そこで,本年度は(i)推定膜輸送装置とEF-Tu分泌シグナルの相互作用について解析を実施するとともに,(ii)膜小胞を介したEF-Tuの分泌の可能性についても検討することとした。(i)推定膜輸送装置とEF-Tu分泌シグナルの相互作用:1EF-Tuで見出された推定分泌シグナルの役割を評価するため,βラクタマーゼに乳酸菌由来EF-Tuシグナルを付加したキメラを作製し大腸菌に導入した。これをウエスタンブロッティングおよびアンピシリン存在下での大腸菌の生育を指標に評価した。ラクタマーゼのシグナル配列を除き,EF-Tuシグナル配列を融合すると分泌が確認された。すなわち,グラム陰性菌でもシグナル配列としての役割が認められた。2次に,大腸菌を宿主として,推定トランスポーターのアミノ酸を置換した変異株を作製し,置換システイン到達性評価(SCAM)によりEF-Tuシグナル配列との相互作用を評価した。その結果,4つのアミノ酸残基が相互作用に関わると強く推察された。さらに,これらのアミノ酸をアラニンまたはグリシンに置換した場合,分泌効率に影響を及ぼした。以上から,EF-Tuシグナルに含まれる4つのアミノ酸の電荷と疎水度が分泌シグナルとしての機能に重要であると考えられた。(ii)膜小胞を介した分泌:特定の大腸菌株は貧栄養培地において膜小胞(MV)を産生する。そこで,MV画分を回収しプロテオミクスを行なったところ,同定されたタンパク質の中にEF-Tuが高頻度で含まれることが明らかになった。以上より,EF-Tuシグナルに含まれる機能的に重要なアミノ酸残基の絞り込みと,MVによるEF-Tuの分泌を確認することができ,概ね計画を達成することができた。推定シグナル配列の解析の規則性が明らかになりつつあることから,今後は,膜輸送装置と推定分泌シグナルの相互作用について解析を重点的に進める予定である。さらに,EF-Tu分泌の別経路としての関与が懸念されていた,膜小胞の関与についても確認するために,プロテオーム解析も合わせて進める予定である。来年度は,同定したEF-Tuシグナルに含まれる特定のアミノ酸残基の役割の解析をさらに行い,分泌シグナルとしての特徴づけを行う。具体的には,細胞膜やトランスポーターとの相互作用において,各アミノ酸がどのような役割を担っているのかSPRバイオセンサー等を用いて解析する。
がん関連糖鎖抗原に対する単鎖抗体の作製とその診断への応用

〈内容〉本研究では、ファージディスプレイ法により取得したがん関連糖鎖構造を標的とした単鎖抗体の調製とその診断や治療への応用を目的とした。標的とした糖鎖構造は、T抗原糖鎖構造および、マンノトリオース構造である。申請者は、大腸菌発現系で不溶性となった単鎖抗体を封入体として大量に得て、これを可溶化し精製後、ステップワイズ透析法にてリフォールディングを行うことで可溶性単鎖抗体を得た。さらにSPR法などにより単鎖抗体の結合親和性を調べた。また、これら単鎖抗体の、乳がん細胞のFoci形成能への阻害効果を調べた。さらに単鎖抗体の糖鎖付加による安定化を目的として、ショウジョウバエ細胞を用いた単鎖抗体発現系の構築を行った。一方、がん関連糖鎖抗原であるTn抗原が2糖あるいは3糖並んだ構造を認識するマウスモノクローナルMLS128抗体について熱力学的解析を行い、糖鎖と抗体との相互作用メカニズムについて詳細な情報を得た。〈意義〉糖鎖は自己抗原であるため、それらに対する抗体は生体内では得られにくく、また、動物細胞ではその発現株の樹立が困難であることが判明している。本研究では大腸菌発現系を用いて、リフォールディングにより可溶性単鎖抗体を得ることとし、大量調製を目指した。一方、単鎖抗体の溶液中での可溶化および安定化を高めることを目的としてショウジョウバエ細胞発現系を選択しその調製を試みた。また、糖鎖に対する抗体を得るにあたり、抗体と糖鎖の相互作用メカニズムを知るのは非常に重要であると考えられたことから、MLS128抗体とTn抗原との相互作用についてSPR法、ITC法などにより熱力学的解析を行った。〈重要性〉標的となる糖鎖構造は両者ともに種々のがん細胞で高発現することが明らかにされており、がんの分子標的療法への応用が切望される。<内容>ファージライブラリー法を駆使し、がん関連糖鎖抗原を標的とした単鎖抗体を得ることを目的として、本研究ではSPR装置を用いてパニングを試みた。標的とする糖鎖は、主要な消化器系がん組織で高発現しているTn抗原とした。本研究ではこれがアミノ酸上にタンデムに並んだTn3ペプチドを用いた。その結果、センサーチップ表面からの回収時間に依存して抗原からの解離速度の遅いクローンが選出された(BMB2008,高崎(松本)綾乃、他)。また、異なる固定化法で固定化されたセンサーチップを用いシアリルT抗原糖鎖、T抗原糖鎖に対しても、パニングを試みている。一方、従来法で得られたT抗原単鎖抗体クローンをT7プロモーター系で発現させ、リフォールディングを行った。その結果、活性をもつ単鎖抗体の大量調製に成功した。<意義>生体では免疫寛容により得られ難い糖鎖抗原に対して、ファージライブラリー法ではそのような制約がない。パニングでSPR装置を用いて簡便かつ迅速に得られるならば、糖鎖抗原だけでなくほかの病原体に対しても迅速に対応しうる。一方、T抗原単鎖抗体クローンの大量調製に成功したが、この方法を用いれば、完全長の単鎖抗体であればクローンごとのアミノ酸配列の相違に依存せずに大量に調製できると考えられる。<重要性>糖鎖生合成のある系での抗糖鎖抗体の発現は、その宿主の生育に影響を及ぼす可能性が高い。糖鎖を持たない大腸菌による大量調製法を見出したことは抗糖鎖抗体を得るにあたり非常に有意義である。<内容>ファージライブラリー法を駆使し、がん関連糖鎖抗原を標的とした単鎖抗体を得ることを目的として、これまで得られたいくつかの糖鎖特異的単鎖抗体をT7プロモーター系で発現させ、大腸菌体内に不溶化して蓄積する封入体画分を回収した。この封入体をグアニジン塩酸条件化で変性させ、アフィニティークロマトグラフィーで精製後、ステップワイズ透析によりリフォールディングを行った。その結果、抗M3単鎖抗体クローン、抗T抗原単鎖抗体クローンについて活性をもつ単鎖抗体の大量調製に成功した。これらの単鎖抗体の診断薬・治療薬の開発への応用を目指し、乳がん細胞の増殖抑制テストを行い、その有効性を調べている。今回、申請者は、T抗原およびマンノトリオースを認識する単鎖抗体クローンの大量調製に成功した。この方法を用いれば、これまで糖鎖をターゲットとした抗体作製が哺乳動物細胞では得られ難かったのに対し、糖鎖構造特異的単鎖抗体を大量に調製できると考えられる。特に今後診断薬や治療薬への応用を試みるためには、単鎖抗体の大量調製は必須である。糖鎖を生合成しない大腸菌による大量調製法を見出したことは抗糖鎖抗体を得るにあたり非常に有意義である。

さらにSPR法などにより単鎖抗体の結合親和性を調べた。また、これら単鎖抗体の、乳がん細胞のFoci形成能への阻害効果を調べた。さらに単鎖抗体の糖鎖付加による安定化を目的として、ショウジョウバエ細胞を用いた単鎖抗体発現系の構築を行った。一方、がん関連糖鎖抗原であるTn抗原が2糖あるいは3糖並んだ構造を認識するマウスモノクローナルMLS128抗体について熱力学的解析を行い、糖鎖と抗体との相互作用メカニズムについて詳細な情報を得た。〈意義〉糖鎖は自己抗原であるため、それらに対する抗体は生体内では得られにくく、また、動物細胞ではその発現株の樹立が困難であることが判明している。本研究では大腸菌発現系を用いて、リフォールディングにより可溶性単鎖抗体を得ることとし、大量調製を目指した。一方、単鎖抗体の溶液中での可溶化および安定化を高めることを目的としてショウジョウバエ細胞発現系を選択しその調製を試みた。また、糖鎖に対する抗体を得るにあたり、抗体と糖鎖の相互作用メカニズムを知るのは非常に重要であると考えられたことから、MLS128抗体とTn抗原との相互作用についてSPR法、ITC法などにより熱力学的解析を行った。〈重要性〉標的となる糖鎖構造は両者ともに種々のがん細胞で高発現することが明らかにされており、がんの分子標的療法への応用が切望される。
抑制系を指標にした口腔機能の生後発育の電気生理学的解析

上唾液核は顎下腺・舌下腺などを支配する副交感神経の一次中枢である。我々は、上唾液核細胞の興奮性シナプス伝達はグルタミン酸によって、抑制性はGABAおよびグリシンによって行われていることを明らかにした。発育時、口腔機能は劇的に変化する。これに伴って上唾液核細胞に対するシナプス伝達は発達する可能性がある。本研究は上唾液核細胞における抑制シナプス伝達の生後発達について電気生理学的に検討した。生後2-14日齢(P2-14)のWistar系ラット使用した。上唾液核細胞は逆行性軸索輸送法により蛍光色素で標識した。スライス標本を作製し、標識細胞からグラミシジン穿孔パッチクランプ法により記録を行った。実験中、グルタミン酸入力は遮断しておいた。電圧固定下、記録細胞の近傍を電気刺激することにより抑制性シナプス後電流を(IPSC)を誘発した。電流電圧曲線を作成することにより逆転電位を検索した。抑制性シナプスの機能を調べる為、電流固定下、静止膜電位においてGABAを急速投与(1mM,100ms)した時の膜電位変化を調べた。IPSCの減衰過程は2次の指数関数でフィットされ、その時定数は発育と共に速くなる傾向にあった。P2-4、P5-7およびP8-14の逆転電位はそれぞれ-52.6±5.1mV(n=9)、-62.3±1.6mV(n=12)および-71.4±1.5mV(n=12)で、発育に伴って過分極方向にシフトした。GABAを投与した時、P2-7の多くの細胞は脱分極(n=9/12)し、P8-14の多くの細胞は過分極(n=7/9)した。よって上唾液核細胞の抑制性シナプス伝達の機能はP8を境に興奮性から抑制性に変化することが示された。このことから、自律系のニューロンは運動系のニューロンよりも早く成熟レベルに達することが示唆された。これまで、我々は唾液分泌中枢である上唾液核細胞の抑制性シナプス伝達はGABA,グリシン受容体を介して行われていることを明らかにした。生後発達に伴って中枢神経のGABA,グリシンのシナプス伝達は発達することが知られているので、口腔機能に関するの中枢神経のシナプス伝達も発達する可能性がある。そこで本研究ではまず、上唾液核細胞の抑制性シナプス伝達の発達を検索した。実験動物にはWistar系のラット(1-13日齢)を使用した。鼓索-舌神経に蛍光トレーサー(デキストランテキサスレッド)を注入することにより、上唾液核細胞を逆行性に標識した。注入1-2日後、上唾液核細胞を含む矢状断のスライス標本を作製した。標識細胞から通常のホールセルパッチクランプ法により、保持電位-10mVで記録細胞の近傍を電気刺激することにより抑制性シナプス後電流(IPSC)を誘発して記録した。GABA作働性およびグリシン作働性IPSCはともに、減衰時定数は生後発達に伴って速くなる傾向にあったが、rise timeは変化しなかった。また、グラミシジン穿孔パッチクランプ法により、保持電位-100mV0mVで同様の電気刺激することによりIPSCを記録した。IPSCのピーク値を測定し、電流電圧曲線を作成した。生後26日、7日、814日におけるIPSCの逆転

電位は、それぞれ-54.3±0.2mV(n=3)、-64.3±2mV(n=5)、-71.3±0.8mV(n=7)で、生後7日を境目にシフトした。抑制性シナプス伝達は発育に伴い興奮性から抑制性に変化することが示唆された。また、記録細胞の樹状突起の形態を観察した。主な樹状突起は背腹方向に約800μm、吻尾方向に約400μm伸びていた。主な樹状突起の数や長さは発育に伴った変化は見られなかった。我々は唾液分泌中枢である上唾液核細胞の抑制性シナプス伝達はGABA,グリシン受容体を介して行われていることを明らかにした。生後発達に伴って中枢神経のGABA,グリシンのシナプス伝達は発達することが知られているので、口腔機能に関するの中枢神経のシナプス伝達も発達する可能性がある。そこで本研究では、上唾液核細胞の抑制性シナプス伝達の発達を検索した。実験動物にはWistar系のラット(1-13日齢)を使用した。鼓索-舌神経に蛍光トレーサー(デキストランテキサスレッド)を注入することにより、上唾液核細胞を逆行性に標識した。注入1-2日後、上唾液核細胞を含む矢状断のスライス標本を作製した。標識細胞から通常のホールセルパッチクランプ法により、保持電位-10mVで記録細胞の近傍を電気刺激することにより抑制性シナプス後電流(IPSC)を誘発して記録した。GABA作働性およびグリシン作働性IPSCはともに、減衰時定数は生後発達に伴って速くなる傾向にあったが、rise timeは変化しなかった。また、グラミシジン穿孔パッチクランプ法により、保持電位-100mV0mVで同様の電気刺激することによりIPSCを記録した。IPSCのピーク値を測定し、電流電圧曲線を作成した。生後26日、7日、814日におけるIPSCの逆転電位は、それぞれ-54.3±0.2mV(n=3)、-64.3±2mV(n=5)、-71.3±0.8mV(n=7)で、生後7日を境目にシフトした。この結果に基づいて、GABAを記録細胞に局所投与した(1mM,50-100ms)。その結果、7日齢までの多くの細胞は脱分極(興奮性)し(n=9/22,75%)、8日齢以降の多くの細胞は過分極(抑制性)した(n=7/9,78%)。従って、上唾液核細胞は発育に伴って、その抑制性シナプス伝達は興奮性から抑制性に変化することが示めされた。
マレー域薬用植物成分を先導化合物とする新規合成医薬品の開発研究

タイ国及びマレーシア産生物由来インドールあるいはイソキノリンアルカロイドの検索及び関連する合成研究を実施し、以下に示すような結果を得た。インドールアルカロイドにおいては疲労回復などに用いられてきた両国のMitragyna Speciosaについて含有成分の検索を実施したところ、含有成分及び含有率に大きな差が見られることを明らかにした。また、含有アルカロイドの不斉全合成経路の開発に成功するとともに合成化学的手法により微量塩基mitragynalineの訂正構造を提出した。さらに新規オピオイド作用薬の開発をめざし、各種天然誘導体を合成するとともにスクリーニングを実施したところ経口投与においてモルヒネよりも強力な鎮痛作用を有する化合物を見い出すことができた。イソキノリンアルカロイドの探索研究においては起源生物として海綿Xestospongia sp.及び群体ホヤEcteinascidia sp.を選びそれぞれの含有成分の検索・単離及び構造解析を実施した。すなわち、タイ国シーシャン島沿岸に生息する青色海綿から3つの新規レニエラマイシン系化合物を見い出した。さらに、本研究により得られた知見を基盤として、最近インドの研究者により報告されたレニエラマイシンHの訂正構造を提出した。さらに、放線菌S.lavendulaeから見い出だされたサフラマイシンRの構造を決定した。次にプーケット東岸に生息する群体ホヤから海洋生物のKCN前処理による含有成分の安定化という斬新なアイディアを用いてエクチナサイジン770を比較的大量に得ることに成功した。本品は現在新規制癌剤として期待され欧米諸国においてphase II臨床試験が展開されているエクチナサイジン743の安定誘導体である。一方、本系化合物の全合成を目的としてモデル化合物の合成に成功するとともに、鍵合成中間体の効率的な合成経路を開発した。研究代表者である久保を中心としてタイおよびマレーシアの薬用植物学の専門家とともに主としてイソキノリン、インドールアルカロイド含有植物に関する現地調査を展開した。その中で、特に両国産ミトラガイナ・スペシオーサの含有アルカロイドの詳細な検索により、本植物が採集地によりその含有成分が異なることを明らかにした。さらに、タイ産植物の主塩基であるミトラガイニンは顕著なオピオイド受容体由来の鎮痛活性を有すること、またメタ受容体に対してモルヒネと同程度の親和性を示すことを明らかにした。その他に、タイ産薬用植物であるHunteriazeylanica,Tabernaemontana corymbosa(いずれもキョウチクトウ科)、Nauclea orientalis(アカネ科)に含まれるアルカロイドの検索、化学的研究を実施し、その成分のひとつであるCorymineに関する詳細な薬理学的評価を行った。一方、両国に生息するAncistrocladus含有イソキノリンアルカロイドの一つであるancistotectorineの全合成を目的とした種々のモデル実験を遂行した。また、タイ山岳地方にインドールアルカロイド含有Gardoneria ovataが自生するとの情報を得、チェンマイ大学の植物専門家に詳細な現地調査を依頼した。なお、当初、本研究は両国産薬用植物成分に関する科学的研究を目的としていたが、チュラロンコン大学(薬)に所属する海洋生物学者からプーケット島近海において強力な抗腫瘍活性を有し、現在世界的に注目されているイソキノリン誘導体、エクチナサイジンを生産するホヤが採集可能であるとの情報を入手することができ、今後海洋生物の採集、含有天然物の詳細な検討、および合成化学的研究を展開する予定である。昨年に続き、久保(研究代表者)を中心としてタイ国およびマレーシアの薬用植物の専門家とともにイソキノリン、インドールアルカロイド含有植物に関する現地調査及び合成研究を展開した。マレーシア産Mitragina speciosaの微量塩基をさらに検索し、新規アルカロイドの単離と不斉全合成による構造決定に成功した。

新規オピオイド作用薬の開発を目的として、マレーシア産ミトラガイナ属植物含有主インドールアルカロイドであるミトラガイニンを先導化合物として、レセプターサブタイプに対する刺激作用を有する種々の新規化合物の合成及びスクリーニングを実施した。その結果、部分的な拮抗作用を有する新規化合物を見い出した。また、経口投与において、モルヒネの4倍の鎮痛作用を発揮する7-hydroxymitragynineの発見に成功した。タイ国産薬用植物Hunteria zeylanica(キョウチクトウ科)から得られた新規配糖体の化学合成を行った。さらに、抗腫瘍活性イソキノリンアルカロイドであるエクチナサイジンを生産するタイ国プーケット島沿岸に生息するホヤEcteinascidia sp.およびパタヤビーチ沿岸に生息するイソキノリンキノン系天然物レニエラマイシン含有Xestospongia sp.の調査・採集を実施した。現在、海洋生物含有アルカロイドの単離・構造解析を遂行している。一方、エクチナサイジンの全合成を指向したモデル合成経路の開発に成功した。2年間の研究成果を基盤として、マレーシア産Mitragyna speciosa含有アルカロイドの実用的不斉合成経路を開発した。また、微量塩基Mitragynalineの合成研究からその訂正構造を提出した。さらに新規オピオイド作用薬の開発をめざし、各種天然誘導体を合成するとともにスクリーニングを実施することにより経口投与においてモルヒネよりも強力な鎮痛薬を発見した。一方、タイ国シーシャン島沿岸で採集した海綿Xestospongia sp.から得られた新規天然物レニエラマイシンJ,KおよびLの構造を明らかにした。本研究により得られた知見を基盤として最近インドの研究者により報告されたレニエラマイシンHの訂正構造を提出した。さらに、昨年タイ国プーケット島東岸にて採集したホヤEcteinascidia sp.の含有アルカロイドの獲得を目指して抽出・分離を実施した。その結果、含有天然物が不安定であることが判明したため、海洋生物を予め弱酸性でKCN処理する改良法を考案することによりEt770およびEt786を(海洋天然物としては)比較的良好な量で得ることに成功するとともに、各種NMRスペクトルデータを中心とした詳細な解析からそれらの構造を明らかにした。なお、Et770は、現在欧米においてphaseII臨床試験が実施されているEt743の安定誘導体であり、硝酸銀処理にて容易にEt743に変換可能である。現在、制がん作用を中心とした各種生物活性試験を実施している。また、Et類の全合成研究を展開し全合成鍵中間体の合成に成功した。さらに、イソキノリンアルカロイドancistrotectorineの部分合成研究の実施によりある種の誘導体が消化管収縮作用を強力に阻害することを見いだした。
コペ・グループの思想史的研究:独仏交流による19世紀思想史

コペ・グループの思想について、バンジャマン、コンスタンとスタール夫人(ジェルメーヌ・ド・スタール)への、英仏自由主義(スミスとコンドルセ夫妻)の影響、ドイツ哲学と文学の影響を明らかにした。フランスにおける自由主義の成立過程、ドイツにおける自由主義の胎動過程を示し、また、仏独思想史における自由主義の成立について、コペ・グループの果たした大きな貢献を示すことができた。19世紀大陸における自由主義の成立と展開というコンテクストにおけるコペ・グループの位置を確定するために、本年度は、中心的存在をなした二人の思想家、スタール夫人とコンスタンにおける自由主義の成立とその思想構造を分析することを目的とした。ナポレオン帝政期に、両者、それぞれが影響しあいながら書いた、自由主義の誕生を告げる諸文献を、分析解読した。コンスタンについては、1802年から1806年に書かれた『大国における共和政体の可能性についての放棄された断章』と『政治の諸原理』を、スタール夫人については、1798年執筆の『革命を終結させうる現在に状況とフランスでの基礎となるべき諸原理について』を中心に分析した。いずれも、文献整理が近年急速に進行中であって、文献考証にも、現地調査を含め、慎重にあたる必要があるものである。まず現在「バンジャマン・コンスタン協会」協会の研究者を主力に刊行中の最新『コンスタン全集』をもとに、文献考証的問題について整理したが、現地調査計画準備に手間取ったので、本年度は、国内の研究機関での調査にとどめざるを得なかった。しかし、副産物として、日本での研究史について新しい視野が開かれてきたので、次年度以降の研究に組み込みたい。また、コンスタンとスタール夫人の思想の先行争いについて、予想以上の紆余曲折が明らかにできるように思う。これも次年度に整理していきたい。スタール夫人については、ネッケルからの影響について、予想以上に重大であることがわかったこともあり、十分に予定を消化できなかったが、研究計画の大筋は、訂正する必要はなく、次年度の研究を予定通り行う中で、埋め合わせを期したい。コペ・グループの19世紀大陸思想史での位置を確定するためには、文学史的視点からアプローチすることが重要であり、本年度は、これに集中した。コンスタン『政治文学雑論集』(1829年)とスタール夫人『ドイツ論』(1813年)および『フランス革命論』(1818年)を中心に、コペ・グループにおけるドイツ思想の流入とロマン主義の形成を考察し、シュレーゲル『演劇文学講義』(1814年)やシスモンディ『南欧文学論』(1813年)の分析を進める予定であった。まず、コンスタンの『政治文学雑文集』の成立事情から、これに至るコンスタンの思想の歩みを遡及する方法をとった。コンスタンのスタール夫人の文学についての批評を分析していくと、その批評の枠組みは、1810年前後に確立したことが分かり、この時期の文学論を集中的に検討した。コンスタンの文献考証について、執筆時期など、予想していたとはいえ、様々な困難に遭遇した。この時期のコンスタンの文学論は、ボナルドなどとの文学と政治の自由をめぐる論争、ドイツ悲劇論とシラー劇のフランス語訳、小説『アドルフ』を貫く主題をめぐるものであり、しかも、その主題が、スミス『道徳感情論』を範例とする道徳哲学の可能性についてであることが、明らかになってきた。その問題は、スタール夫人の『ドイツ論』に共通するものであって、自由主義へのロマン主義の流入と、英仏思想にドイツ思想が合流する思想的交錯を示すものでもあるとみえてきた。そこで、回り道となるが、スミス『道徳感情論』の大陸への導入史をコンスタンのドイツ演劇論につなげる論理を再構成し、一端を公表した。文献調査は、日本でのスミス研究(大陸への導入史的研究)についての調査に集中し、海外調査は最終年度に持ち越した。これまでの研究の総括を行った。まず、フランス自由主義がコペ・グループに流れ込む思想史的コンテクストの整理を行い、コンドルセ夫妻の影響が圧倒的であり、底流に夫妻独自のアダム・スミス受容があり、特に『道徳感情論』の大陸への受容過程があることを明らかにした。続いて、コペにおける、ドイツ思想とフランス思想の合流の様子を、シュレーゲルを通じてのスタールへの影響を『ドイツ論』の分析を中心に行った。この点では、さらに、シャルル・ド・ヴィレールによるカント哲学のスタールへの紹介が重要であることも視野に入れて行った。次に、コンスタンのドイツ文学論を中心に、コンスタンにおけるフランス思想とドイツ思想の合流を分析した。その中で、コンスタンが、『道徳感情論』をベースに、独仏思想の総合を試みていることが明らかとなってきた。とりわけ、スミスの道徳哲学のキイ概念である同感、観察者の概念を用い、ドイツとフランスの「公衆」の成立形態が異なることを、文学の独仏対比の問題を焦点として行っていることが示された。コンスタンのこの思想的作業は、コンドルセの自由主義の底流にあったスミスの道徳哲学の影響が、さらに屈折して浮上する中でドイツ思想に出会うというコンテクストを浮かび上がらせる。

このコンテクスト上で、『国富論』の大陸への受容過程が読み直されるべきだし、また、大陸における自由主義が、各国別の思想潮流としてではなく、このコペ・グループのコンテクストを軸に、同一空間上で展開するのではないかという仮説を持つことができた。
粉体シミュレーションの大規模解析手法の構築

離散要素法(以下、DEMと記す)は、粉体が係わる諸現象の解明に用いられてきたが、計算負荷が大きいため、計算粒子数は数十万個程度であり、小規模な体系しか適用されなかった。そのため、DEMは産業界のような10億個超の粒子を処理するような大規模体系への適用が困難であった。このような問題を解決するために、申請者はDEMの大規模解析手法としてDEM粗視化モデルを開発し、固気・固液混相流の典型的な体系に応用してきた。DEM粗視化モデルは実験による検証が課題である。そこで、本研究では、固気・固液混相流の典型的な体系において検証実験を行い、DEM粗視化モデルの妥当性を検証した。離散要素法は、粉体が係わる諸現象の解明に用いられてきたが、計算負荷が大きいため、計算粒子数は数十万個程度であり、小規模な体系しか適用されなかった。DEMは産業界のような10億個超の粒子を処理するような大規模体系への適用が困難であった。現在、DEMの大規模解析手法の開発が望まれている。本研究では、申請者がDEMの大規模解析手法として開発したDEM粗視化モデルを固気混相流の典型的な体系に応用し、その妥当性を検証する。DEM粗視化モデルをDEMの大規模解析手法として確立することを目的とする。固気混相流体系の検証実験を行うにあたり、流動層実験装置を新たに導入した。粉体は、GeldartA、BおよびDの細粒子および粗粒子を対象とした。スピードカメラを用いて、粉体層高などの検証データを取得した。さらに圧力センサを用いて最小流動化速度を取得した。また、3次元DEM-CFD法解析コードを開発するとともに、これにDEM粗視化モデルを導入した。GeldartA、BおよびDの細粒子および粗粒子で構成される流動層をDEM粗視化モデルを導入したDEM-CFD法で3次元数値解析を実行した。実験より得られた粉体層高、最小流動化速度などについて解析結果と比較し、その妥当性を検証した。さらに、粗視化率をパラメータとした解析を行い、粗視化率の上限を検討した。本研究では、自由液面を伴う固液混相流解析手法としてDEM-MPSを開発する。さらに、申請者はDEMの大規模解析手法として開発したDEM粗視化モデルをDEM-MPS法に導入し、固液混相流の典型的な体系において数値解析による検証を行う。このように、DEM粗視化モデルを固液混相流体系における大規模解析手法として確立することを目的とする。本研究では、DEM-MPS法を開発するとともに、本手法を一般的な体系に応用するために壁境界モデルを開発した。固液混相流体系においてDEM-MPS法の検証実験を行うにあたり、回転円筒容器を使用した。粉体は、直径2.7mの粒子を対象とした。スピードカメラを用いて、固体粒子の速度、固体粒子の分布などを取得した。実験と同じ体系で粗視化モデルを用いた2次元DEM-MPS連成解析を実行し、解析結果を取得した。オリジナル体系において、DEM-MPS法を用いた数値解析結果におけるマクロ挙動(安息角や粉体層のサイズ)が実験結果とよく一致した。さらに、DEM粗視化モデルを導入した数値解析を実行した。粗視化率をパラメータとした解析を行い、粗視化率の上限を検討した。