hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シダ植物の無配生殖種における網状進化とゲノム構成の進化的動態

平成30年度が本研究の最終年度なので、オシダ属の3つの無配生殖種群(イタチシダ類、ベニシダ類、イワヘゴ類)について、母種のゲノムの安定性の比較を行った。前年度までに、イタチシダ類については、母種の2倍体有性生殖種のゲノムが3倍体無配生殖種においても、そのまま組み合わさっているだけで、安定的に維持されていることが分かっていた。それに対して、ベニシダ類(ギフベニシダ)とイタチシダ類(オオイタチシダ)の雑種であるシビイタチシダでは、イタチシダ類のゲノムの一部が欠落していることが分かった。不等減数分裂によって遺伝的分離が起きたか、無配生殖の胞子形成時の減数分裂においてゲノムの一部が欠落したと考えられる。ベニシダ類についても、キノクニベニシダとトウゴクシダについては、遺伝的分離を検出した。ベニシダ類の3倍体無配生殖種と2倍体有性生殖種の雑種であるキノクニベニシダ(ヌカイタチシダモドキ×ハチジョウベニシダ)でも、核遺伝子座(PgiC、G6PD、GapCp)によって、どちらか一方の親由来のアリルが失われていた。イワヘゴ類のイワヘゴについては、母種であるキリシマイワヘゴ(2倍体有性生殖種)とツツイイワヘゴ(3倍体無配生殖種)のうち、いずれの種のゲノムが無配生殖種のイワヘゴに複数セット含まれているのかは、アリルの多型が見出されなかったので明らかにできなかった。一方、二倍体無配生殖種オオクジャクシダと二倍体有性生殖種のミヤマクマワラビの雑種においては、遺伝的分離が生じていることが分かった。オシダ属における無配生殖種と有性生殖種の雑種(無配生殖によって胞子による増殖が可能)の分布拡大能力が低いのは、母種のゲノム構成が維持できないためと考えられる。すなわち、母種である2倍体有性生殖種のゲノムが維持され続けることが、無配生殖種が安定的に増殖・生育できることに繋がることが強く示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は本研究の初年度であったので、まず、オシダ用の核DNAマーカーの開発を試みた。イタチシダ類の2倍体有性生殖種から抽出した全RNAを次世代シーケンサー(Illumina)で解析を試みたが、目的遺伝子であるアロザイム多型解析に用いられる酵素遺伝子の塩基配列は期待されたほど拾うことが出来なかった。しかしそれ以外のシングルコピーと思われるシロイヌナズナとの相同遺伝子の塩基配列は100遺伝子座ほど得られたので、まずはそこから50-60遺伝子を候補としてプライマーを設計した。ところがPCRが確実に成功すると考えられたのは30ほどであり、しかもそれらは多型に乏しくイタチシダ類各種(ナンカイイタチシダ、イワイタチシダ、モトイタチシダ)やベニシダ類各種(タカサゴシダ、ハチジョウベニシダ、マルバベニシダなど)が識別できる領域はなかった。そこで、野生植物のRNA塩基配列データベース1KP Projectに登録されたPolystichun acrostichoides(オシダ科イノデ属)の情報も活用し、結果的にアロザイム多型解析に用いられる酵素遺伝子を初めとする複数の核DNAマーカーを開発することが出来た。さらに、これら複数の核DNAマーカーを用いて、無配生殖種複合体であるイタチシダ類の核ゲノム構成の解析を行うこともできた。その結果、イタチシダ類では、どの核マーカーで見ても、それぞれの対立遺伝子が由来した3種の有性生殖の組み合わせは同じであった。これは、分離や組換えが全く起こっていないことを強く示唆ししている。言い換えると、無配生殖種が有性生殖種との交雑を通じて後者のゲノムを取り込む過程が少なくとも実質的には2回までしか起こっていないことを意味し、非常に興味深い結果である。核DNAマーカーの開発では,当初予定していたようには進まずに,マーカーの開発方法を多少変えることにはなった。また、実際に設計したマーカーの多くが期待したようにはPCR増幅されなかったりもした。しかし、オシダ科のシダ植物の解析に有用な核DNAマーカーを複数開発することには成功したし、それらのマーカーを用いてオシダ科の無配生殖複合体の一つであるイタチシダ類各種のゲノム構成を解明することもできた。さらに、複数の核マーカーを用いたイタチシダ類を解析できたことで、上述したように興味深い結果も得られ始めているからである。平成29年度は、平成28年度に開発したオシダ属用の核DNAマーカーを利用して、主に日本産イワヘゴ類の種を対象にして、そのゲノム構成を調べた。その結果、イワヘゴ(Dryopteris atrata)そのものが、他のオシダ属無配生殖種と同様に、有性生殖種と無配生殖種の雑種に起源することが分かった。これまでイワヘゴ類の雑種については、仮説が複数報告されてきたものの、イワヘゴそのものが雑種起源である可能性は考えられたことがなかったので、重要な新知見である。イワヘゴ類には、二倍体有性生殖型、二倍体無配生殖型、三倍体無配生殖型、四倍体有性生殖型、ならびにそれらの間の雑種が知られている。雑種については全て不稔か、稔性のある胞子ができる場合でも、世代交代を繰り返して広範囲に分布を広げた例は報告されてない。一方で、無配生殖を獲得した種の多くは雑種起源と考えられた。ただ、その起源となった母種までは特定できなかったものが多かった。

四倍体有性生殖型については、一部は二つの二倍体有性生殖種の雑種に起源するものであると考えられ、その親種も推定できた。さらに、三倍体無配生殖型については、二倍体有性生殖型と四倍体有性生殖型の間の交雑に起源するものではなく、三倍体無配生殖型と二倍体有性生殖型の交雑起源であることを支持するデータが得られた。このような結果は、オシダ属の他の系統群(イタチシダ類、ベニシダ類)でも得られており、不等減数分裂によるGenome reductionがシダの無配生殖種の多様化を促す重要な要因であることを強く示唆していて興味深い。オシダ属の幅広い分類群に適用可能な核DNAマーカを開発して、イタチシダ類、ベニシダ類、イワヘゴ類の3つの無配生殖を多数含む群の無配生殖種の成り立ちを明らかにすることが本研究の主要な目的である。今年度は、昨年度に開発した核マーカーでイワヘゴ類の解析が順調に進んだから。平成30年度が本研究の最終年度なので、オシダ属の3つの無配生殖種群(イタチシダ類、ベニシダ類、イワヘゴ類)について、母種のゲノムの安定性の比較を行った。前年度までに、イタチシダ類については、母種の2倍体有性生殖種のゲノムが3倍体無配生殖種においても、そのまま組み合わさっているだけで、安定的に維持されていることが分かっていた。それに対して、ベニシダ類(ギフベニシダ)とイタチシダ類(オオイタチシダ)の雑種であるシビイタチシダでは、イタチシダ類のゲノムの一部が欠落していることが分かった。不等減数分裂によって遺伝的分離が起きたか、無配生殖の胞子形成時の減数分裂においてゲノムの一部が欠落したと考えられる。ベニシダ類についても、キノクニベニシダとトウゴクシダについては、遺伝的分離を検出した。ベニシダ類の3倍体無配生殖種と2倍体有性生殖種の雑種であるキノクニベニシダ(ヌカイタチシダモドキ×ハチジョウベニシダ)でも、核遺伝子座(PgiC、G6PD、GapCp)によって、どちらか一方の親由来のアリルが失われていた。イワヘゴ類のイワヘゴについては、母種であるキリシマイワヘゴ(2倍体有性生殖種)とツツイイワヘゴ(3倍体無配生殖種)のうち、いずれの種のゲノムが無配生殖種のイワヘゴに複数セット含まれているのかは、アリルの多型が見出されなかったので明らかにできなかった。一方、二倍体無配生殖種オオクジャクシダと二倍体有性生殖種のミヤマクマワラビの雑種においては、遺伝的分離が生じていることが分かった。オシダ属における無配生殖種と有性生殖種の雑種(無配生殖によって胞子による増殖が可能)の分布拡大能力が低いのは、母種のゲノム構成が維持できないためと考えられる。すなわち、母種である2倍体有性生殖種のゲノムが維持され続けることが、無配生殖種が安定的に増殖・生育できることに繋がることが強く示唆された。今年度は、核DNAマーカー候補の各核遺伝子座について、それぞれ1つのイントロンを適当に選んでプライマーを設計したので、多型のある箇所を見逃している可能性が高い。つまり、今年度調べたイントロンに多型が見られなくても、他のイントロン部には多型が存在している可能性は十分考えられるからである。ほとんどのイワイタチシダ、Polystichun acrostichoidesとシロイヌナズナとの相同核遺伝子座において、イントロンは56か所、多いもので10か所程度存在していたので、丁寧に他のイントロンについても多型を探せばもっと多くの核マーカーを開発できると期待される。
Wnt-シグナル伝達系分子を標的とした新しい大腸癌治療法の開発

近年の研究より大腸癌細胞ではAPC遺伝子産物が機能を喪失するとβ-Cateninの分解が阻害される結果、Wnt-シグナルの活性化を引き起こすことが判明し、これが大腸癌細胞の異常増殖に深く関与している。APCやc-MYCなどのWnt-シグナル系関連分子を制御することによる新しい大腸癌の治療法の開発を目指し、本研究は開始された。1.β-Cateninダウンレギュレーションベクター(β-DR)の大腸癌遺伝子治療への応用APC遺伝子の全長のcDNAでは、遺伝子導入効率が低く、十分な殺細胞効果は認められなかった。そこで、ベクターサイズの縮小化を図り、β-Catenin分解のためのScafoldタンパク質として働くAPC遺伝子の1260-2056a.a.領域を含むフラグメント(core-APC)をCMVプロモーターの下流につないだ発現ベクターを作成した。このβ-DRベクターは、DLD-1などの大腸癌細胞株にin vitroで細胞増殖阻害効果を示した。β-DRベクターのin vivoへの応用を考え、アデノウイルスベクターによるものと矩形波によるパルスエレクトロポレーションによる遺伝子導入効率の比較検討を行った。ヌードマウス皮下移植大腸癌細胞株に対して、アデノウイルスベクターは十分な抑制効果を認めたものの、パルスエレクトロポレーションの増殖抑制効果は極めて弱く、この方法の臨床応用の可能性は否定的であった。また、β-DRベクターのアデノウイルスベクターによる投与でも、投与を打ち切ると腫瘍の再増殖が認められ、その根治性に問題を残した。2.大腸癌細胞特異的毒素産生ベクター(MYC-DT-A)の作成による大腸癌の制御大腸癌細胞において亢進しているc-MYCへのシグナル伝達系を利用して、大腸癌細胞を特異的に殺傷するベクターに関しては大腸癌細胞に特異的な殺細胞効果の実現は困難であった。H11-1.β-Cateninダウンレギュレーション用ベクター(β-DR)の作成による大腸癌の制御β-DRを大腸癌細胞において高効率に発現させるプロモーターを選択するため、CMV、SRa、SV40の各プロモーターの下流にGFP蛋白質をつないで大腸癌細胞株DLD-1にリポフェクション法にて導入し、蛍光強度を比較した。各プロモーター間に著しい差違はなかったので、CMVの下流にAPC遺伝子の全長のcDNAをつないだものをリポフェクション法にて導入した。一部の細胞にアポトーシスによると思われる細胞死が誘導されたので、遺伝子導入の効率と殺細胞効果を見るためにLacZ遺伝子をマーカーとしてコトランスフェクションを行い、検討を行った。全長のcDNAをつないだ発現ベクターは10kbを越えるサイズとなるため、遺伝子導入の効率が低くなると考えられた。そこで、発現ベクターのサイズが小さくなるようにデザインした、APC遺伝子の1260-2056a.a.(core-APC)に相当するフラグメントを発現するβ-DRの作成も同時に行った。しかい、同ベクターでは、期待された殺細胞効果が認められなかった。これは、遺伝子産物であるcore-APCフラグメントの安定性に問題があると考えられ、現在、GSTなどとのフュージョンプロテインの形で、発現状態をチェックでき、より安定に発現が期待できるよう改良を図っている。H11-2.大腸癌細胞特異的毒素産生ベクター(MYC-DT-A)による大腸癌の制御大腸癌細胞においてシグナル伝達が亢進しているc-MYCへのシグナルを利用する大腸癌特異的キラーベクターを作成している。SV40プロモーターにc-MYC遺伝子の5'-プロモーター領域や転写因子であるTCF-4の結合領域であるTBEをそれぞれ2個、4個、6個タンデムでつなげたものを作成した。レポーター遺伝子としてGFPの蛍光強度をDLD-1に導入し、比較する予定。

近年の研究より大腸癌細胞の多くにおいてAPC遺伝子産物が機能を喪失する結果、β-Cateninの分解が阻害され、細胞内β-Cateninのレベルが上昇し、TCFなどの転写因子を介してc-MYCの活性化を引き起こすことが判明した。これが大腸癌細胞の異常増殖に深く関与していると考えられている。APCやc-MYCなどのWnt-シグナル系関連分子を制御することによって大腸癌細胞の増殖抑制が可能ではないかと考えられ、これに基づいた新しい大腸癌の治療法の開発を目指す。APC遺伝子の全長のcDNAでは、遺伝子導入効率が低く、十分な殺細胞効果は認められず、ベクターサイズの縮小化を図るため、β-Catenin分解のプラットフォームに必要なAPC遺伝子の1260-2056a.a.フラグメント(core-APC)を発現させるベクター、β-DR[CMV,core]を作成した。DLD-1などの大腸癌細胞株を用いて、core-APCの発現量をチェックするため、そのN端およびC端にGSTを融合させてある。core-APCの発現とAPC遺伝子変異を初めとするWnt-シグナル系分子の状態、更に細胞増殖阻害効果の関連についても検討を加えている。H12-2.大腸癌細胞特異的毒素産生ベクター(MYC-DT-A)の作成による大腸癌の制御大腸癌細胞において亢進しているc-MYCへのシグナル伝達系を利用して、大腸癌細胞を特異的に殺傷するベクター、MYC-DT-Aを作成する。TCF-4結合エレメントを複数個最小プロモーターにつないだTBE-DT-Aを作成し、大腸癌細胞株に対する殺細胞効果を検討する。また、正常細胞と大腸癌細胞の共培養の系を使って周辺正常細胞へのTBE-DT-Aの影響をin vitroで検討する。近年の研究より大腸癌細胞ではAPC遺伝子産物が機能を喪失するとβーCateninの分解が阻害される詰果、Wntーシグナルの活性化を引き起こすことが判明し、これが大腸癌細胞の異常増殖に深く管与している。APCやc-MYCなどのWnt-シグナル系関連分子を制御することによる新しい大腸癌の治療法の開発を目指し、本研究は闘始された。1.β-Cateninダウンレギュレーションベクター(β-DR)の大腸癌遺伝子治療への応用APC遺伝子の全長のcDNAでは、遺伝子導入効率が低く、十分な殺細胞効果は認められなかった。そこで、ベクターサイズの縮小化を図り、β-Catenin分解のためのScafoldタンパク質として働くAPC遺伝子の1260-2056a.a.領域を含むフラグメント(core-APC)をCMVプロモーターの下流につないだ発現ベクターを作成した.このβ-DRベクターは、DLD-1などの大腸癌細胞株にin vitroで細胞増殖阻害効果を示した。β-DRベクターのin vivoへの応用を考え、アデノウイルスベクターによるものと矩形波によるパルスエレクトロポレーションによる遺伝子導入効率の比較検尉を行った。
総合型地域スポーツクラブの永続性における組織文化の形成・発展に関する実証研究

本研究の目的は,総合型クラブの永続性において,組織文化の形成及び発展がいかなる影響を及ぼすのかについて実証的に明らかにすることであった.垂水区団地スポーツ協会のケーススタディ,神戸市総合型地域スポーツクラブならびに全国の地域スポーツクラブを対象にした質問紙調査から明らかになったことは以下の通りである.永続しているクラブには,言語的シンボル,行動的シンボル,物理的シンボルが存在していおり,それらが有機的につながり,組織文化を形成している.それがクラブの永続性につながっている.総合型クラブでは,スローガンがプログラムに反映されていないなど,シンボル同士の有機的なつながりがないクラブも存在する.本研究は,組織文化の視点に着目し,総合型クラブの永続性において,組織文化の形成および発展がいかなる影響を及ぼすのかについて実証的に明らかにすることを目的としている.平成24年度は,前年度のフィールドワークおよび先行研究を参考に質問紙を作成した.質問紙調査は,神戸市内の総合型クラブ165クラブを対象に実施した.回収数は95票であった.分析方法は,単純集計,クロス集計を用いた.自由記述に関してはKJ法を用いた.主な結果は以下のとおりである.「組織文化」について,クラブハウスを有しているのは,90.0%(n=81),クラブハウスに看板を掲げている割合は,55.6%(n=50),ロゴマークのあるクラブは,38.9%(n=35),クラブ旗のあるクラブは,93.3%(n=84),ユニフォームを作っているクラブは,13.3%(n=12),会報を発行しているクラブは,68.9%(n=62),理念(スローガン)のあるクラブは,20.5%(n=18),クラブ独自の行事を開催している割合は,31.5%(n=28)であった.「クラブマネジメント」について,78.2%(n=68)のクラブにキーパーソンがおり,キーパーソンはクラブ会長45.6%(n=31)が最も多い.クラブ会費を徴収しているクラブは,72.4%(n=55)であり,その用途はクラブ運営費33%,消耗品費15.9%,備品費12.5%などであった.クラブの設立年と組織文化に関してクロス集計を行った結果,設立年と組織文化の形成については有意な差はみられなかった.「クラブ設立による効果」については「交流が深まった」「親睦をはかることができた」などの効果がみられ,「クラブ・マネジメント」については「自立できている」「自主運営できている」などの肯定的な意見があった一方で,「部員が減少」「指導者不足」「後継者不足」といった課題も散見された.本研究は,地域スポーツクラブの永続性において,組織文化の形成および発展がいかなる影響を及ぼすのかについて実証的に明らかにすることを目的としている.平成25年度は,平成23,24年度のフィールドワーク,質問紙調査を基に,全国の地域スポーツクラブ300クラブを対象に質問紙調査を実施した.回収数は132票であった.分析方法は,単純集計,KJ法を用いた.主な結果は以下のとおりである.「組織文化」について,クラブハウスを有しているのは45.5%(n=72),クラブハウスに看板を掲げているのは79.5%(n=105),ロゴマークのあるクラブは38.9%(n=35),クラブ旗のあるクラブは53.8%(n=71),ユニフォームを作っているクラブは54.5%(n=72),理念(スローガン)のあるクラブは72.0%(n=95),クラブ独自の行事を開催している割合は47.0%(n=62),クラブに関する逸話や物語のあるクラブは11.4%(n=15)であった.次に「クラブ・マネジメント」について,キーパーソンがいるクラブは88.6%(n=117)であり,その立場はクラブ会長41.0%(n=48)が最も多かった.恒例行事のあるクラブは96.2%(n=127)であり,その内容は総会92.1%,ウォーキング大会32.3%,交流戦28.3%であった.クラブ会費を徴収している割合は98.0%(n=121)で,その用途は運営費87.8%,事業費77.4%,スポーツ保険16.5%などであった.以上,3年間のフィールドワーク,質問紙調査の結果から,永続しているクラブには「クラブの顔」となるシンボリックマネジャーが存在していることが明らかになった.今後の地域スポーツクラブの永続性を考える場合,「ヒト・モノ・カネ・情報」の経営資源の配分や配置に加え,「組織文化」の形成・発展といった視点からの分析が求められる.本研究の目的は,総合型クラブの永続性において,組織文化の形成及び発展がいかなる影響を及ぼすのかについて実証的に明らかにすることであった.垂水区団地スポーツ協会のケーススタディ,神戸市総合型地域スポーツクラブならびに全国の地域スポーツクラブを対象にした質問紙調査から明らかになったことは以下の通りである.永続しているクラブには,言語的シンボル,行動的シンボル,物理的シンボルが存在していおり,それらが有機的につながり,組織文化を形成している.それがクラブの永続性につながっている.総合型クラブでは,スローガンがプログラムに反映されていないなど,シンボル同士の有機的なつながりがないクラブも存在する.本研究は,組織文化の視点に着目し,総合型クラブの永続性において,組織文化の形成および発展がいかなる影響を及ぼすのかについて実証的に明らかにすることを目的とする.

そこで,「シンボルの現出」→「クラブ会員によるクラブの価値や行動様式の共有」→「組織の永続性」という視点より,平成23年度は「垂水区団地スポーツ協会(以下「団スポ」)」,「NPO法人スポーツクラブ21はりま(以下「21はりま」)」を対象にフィールドワークを実施した.団スポでは「責任ある団体」をモットーにしており,それがバザー,奨学金,但東町ふるさと提携などの活動として現出している.団スポ会長・理事長によると,団スポが「恥ずかしい組織」にならないようにさまざまな工夫をこらし,時には私費を投入して団スポの運営に関わってきたという.こうした会長・理事長の行動は,会員に「自分たちのできることはなんでもやってみる」という価値を共有させていった.そして,1995年阪神大震災時には,「スポーツで心のケアをしたい」という思いから、会員のみならず仮設住宅住民も対象にソシアルダンスがクラブハウスで始まったという. 21はりまはスポーツ通して「健康づくり」,「コミュニティづくり」,「健やかな人づくり」を目指し、「明るくこころ豊かな町づくり」をヴィジョンとして掲げている.ヴィジョン達成のために平成16年11月にNPO法人格を取得した.21はりま事務局長,行政担当者によると21はりま主催のスポーツイベントや教室といった活動を通して,受講するだけであった会員のクラブへのロイヤルティが徐々に高まり,近年では21はりまの活動にボランティアとして積極的に関わる姿が多くなったという.以上のように,組織文化の形成・発展がクラブの永続性につながっていることが、本年度のフィールドワークより明らかになった.平成23年度のフィールドワーク,平成24年度の質問紙調査と,総合型地域スポーツクラブにおける組織文化の形成と永続性について,設立年が関わっていることが明らかになった.設立から約40年,約15年が経過したクラブを対象としたフィールドワークでは,年数の経過とともに組織文化が強固になっていることが示唆された.一方,設立から約10年を経ていない神戸市内の総合型クラブを対象とした質問紙調査では,設立年と組織文化の形成とあいだに有意な差はみられなかった.以上の結果は,平成25年度実施予定の調査に反映させることができる.フィールドワークの実施により,組織文化の形成・発展がクラブの永続性につながっていることが明らかとなった.この結果は,平成24年度実施予定の質問紙調査に反映させることができる.平成25年度は,平成23年度のフィールドワークおよび平成24年度の質問紙調査の結果を参考に質問紙調査を予定している.調査対象は,兵庫県内の総合型地域スポーツクラブ,全国の総合型地域スポーツクラブを予定している.総合型地域スポーツクラブの選定については,各地方自治体の広域スポーツセンターが把握しているクラブを参考にする.平成24年度は,平成23年度のフィールドワーク結果,先行研究を参考に質問紙を作成し,質問紙調査を予定している.質問紙調査は兵庫県内の総合型クラブを予定していたが,活動休止状態のクラブやクラブの統合などが見込まれているなど実態把握が困難な総合型クラブが存在するため、調査対象を神戸市内の170の総合型クラブと3つのモデルクラブ(団スポ,21はりま,加古川クラブ)に変更する.加えて,兵庫県内の都市部と郡部の総合型クラブを対象にフィールドワークを行う予定にしている.平成25年度の研究費の使用については,質問紙調査およびフィールドワーク,旅費(学会発表,フィールドワーク),謝金(専門的知識の提供),報告書の作成を計画している.当該年度実支出額は3月31日までに支出された額を記載したものであり,3月31日現在で発注・納品まで完了し次年度4月以降に支出された.
膵臓癌におけるＢｃｌ－ｘＬとＭｃｌ－１の機能解明とｓｉＲＮＡを用いた臨床応用

膵臓癌は消化器癌の中でも最も悪性度の高いものである。既存の治療にも強い抵抗性があり、このメカニズムを解明することが急務である。われわれは膵臓癌細胞株におけるアポトーシス(細胞の自己死)に関与すると言われるBcl-2ファミリー蛋白について検討し、Bcl-2ファミリー蛋白の中でもMcl-1とBcl-xLが膵臓がんにおいて非常に強く発現しており、この2つのタンパクを同時にブロックすることで、膵癌細胞に強いアポトーシスを誘導することを解明した。これはこれまでには全く報告されていない発見であり、これからの膵臓癌治療において非常に有用な治療ターゲットとなりうることが予想された。RNA干渉によるBcl-2ファミリー蛋白の抑制が膵臓癌に及ぼす影響についてBcl-2, Bcl-xL, Mcl-1およびこれらのコンビネーション(Bcl-2+Bcl-xL, Bcl-2+Mcl-1, Bcl-xL+Mcl-1)をRNA干渉により抑制し、アポトーシスへの影響を検討した。その結果、Bcl-xLとMcl-1をknock downした際に非常に強いアポトーシス誘導効果が認められることが判明した。・またこの効果はチトクロームCの細胞質への流出、Bax活性化、カスパーゼカスケードによって仲介されていることが判明した。・ヌードマウス膵癌皮下移植モデルを作成し、Bcl-xL/Mcl-1 siRNAとアテロコラーゲンcomplexを腫瘍内に1回/週の間隔で局所注入し、その抗腫瘍効果を検討した。その結果大きな副作用は認めず、両群間に生育の差は認めなかった。適宜腫瘍のサイズを計測し、6週間後に腫瘍を摘出し腫瘍の重量を計測した結果、Bcl-xL/Mcl-1 siRNA群で優位に腫瘍の増殖抑制効果が認められた。・今後このin vivoの結果が得られた理由を分子生物学的に検討する予定である。またヌードマウスを用いた膵癌同所移植モデルを作成し、Bcl-xL/Mcl-1 siRNAの効果を検討する予定である。・臨床検体を用いたAnti-apoptotic Bcl-2 family protein発現の検討:当科での手術症例の臨床検体を用いて免疫染色を行った結果、膵癌部位にBcl-xLとMcl-1の強発現を認めるが、非癌部での発現は非常に弱いことが判明した。・膵臓癌細胞株を用いたBcl-2 family蛋白の発現の確認:6種類の膵癌細胞株を用いて内在性レベルのAnti-apoptotic Bcl-2 family proteinの発現程度をWestern blotにて検討した結果、Bcl-xLとMcl-1はほとんどの細胞株に発現しているがBcl-2は2種類の細胞株にしか発現していないことが判明した。これらのAnti-apoptotic Bcl-2family proteinは主にミトコンドリアに局在にしていることが判明した。上記の結果をもとに今後in vitroでsiRNAを用いて各タンパクをknock-downし、それぞれの役割を確認していく予定である。またin vivo実験で上記の役割を検討する。(現在までの達成度)Anti-apoptotic Bcl-2family proteinの膵癌細胞株・および人膵癌組織での発現を確認した。またこれらのタンパクの中でBc-xLとMcl-1を抑制することで膵癌細胞株に強いアポトーシスを誘導することを確認してきた。またin vivoでヌードマウスに皮下腫瘍を作成し、siRNAを用いてBc-xLとMcl-1を抑制することで膵癌細胞株に強いアポトーシスを誘導することを確認してきた。(H26年度の結果)・ヌードマウス膵癌皮下移植モデルにおいて、Bcl-xL/Mcl-1 siRNA投与が腫瘍縮小効果に及ぼした影響を分子生物学的に検討した。1.アポトーシスが更新していることをタネルassayで確認した。2.膵癌細胞株と同様にカスパーゼカスケードを経由して腫瘍にアポトーシスを誘導していることをwestern blotで確認した。以上の結果からBcl-xLとMcl-1をターゲットとした膵癌治療戦略は当初の予想通り非常に大きな効果があると考えられ、今後臨床応用を目指して更なる検討を進める予定である。医歯薬学RNA干渉によるBcl-2ファミリー蛋白の抑制が膵臓癌に及ぼす影響について、膵癌細胞株を用いて分子生物学的に詳細を証明することができた。さらに効果をヌードマウスを用いたin vivoの実験系で証明することができた。これまでに同様の報告をin vivoで証明した報告はなく重要な結果と考えている。Anti-apoptotic Bcl-2family proteinの膵癌細胞株での発現の程度・細胞内局在を確認できた。またこれまでの手術で摘出した臨床検体においても同様にAnti-apoptotic Bcl-2 family proteinの発現の程度を確認した。またこれらのAnti-apoptotic Bcl-2family proteinがPro-

apoptotic proteinであるBakやBax、Bimなどと関連があることをIPで確認できた。またヌードマウスを用いて膵癌同所移植モデルを作成し、Bcl-xL/Mcl-1 siRNAを静脈内投与し、皮下腫瘍モデルと同様の検討を行う。膵癌細胞株におけるAnti-apoptotic Bcl-2family proteinの役割をin vitroの実験系で確認する。特にこれらのタンパクの相互作用に注目する。またin vivoの実験系で上記の役割が再現できるか検討する。RNA干渉によるBcl-xL/Mcl-1の抑制が膵臓癌に及ぼす影響(in vitro) (高橋広城、松尾洋一)・Bcl-2, Bcl-xL, Mcl-1およびこれらのコンビネーション(Bcl-2+Bcl-xL, Bcl-2+Mcl-1, Bcl-xL+Mcl-1)をRNA干渉により抑制し、アポトーシスへの影響を検討する。・アポトーシス亢進の分子生物学的なメカニズムを検討する。具体的にはカスパーゼ活性、チトクロームCの細胞質への流出の有無、Bak/Bax活性の変化、BH-3 only蛋白の局在・蛋白-蛋白の相互作用の変化につき検索する。RNA干渉によるBcl-xL/Mcl-1の抑制が膵臓癌に及ぼす影響(in vivo) (高橋広城、佐藤幹則)・ヌードマウス膵癌皮下移植モデルを作成し,Bcl-xL/Mcl-1 siRNAとアテロコラーゲンcomplexを腫瘍内に1回/週の間隔で局所注入し、その抗腫瘍効果を検討する。適宜腫瘍のサイズを計測し、4-6週間後に腫瘍を摘出し、分子生物学的手法を用いてアポトーシスの程度・メカニズムを検討する。この基本手技はすでに確立している。
風送バイオエアロゾル監視システムの構築：大気環境学の新展開

現在、大気汚染物質の広域監視システムが注目されている。大気に含まれる生物粒子(風送バイオエアロゾル)の中に、強い感染力はないものの日和見感染症原因菌などが存在しており、風送バイオエアロゾルによる健康影響が危惧されつつある。これまでに我々が培った黄砂バイオエアロゾル研究における経験から、大気環境監視項目としての風送バイオエアロゾルの定点観測を提案する。風送バイオエアロゾルに関するサンプラー、最近の遺伝子工学を駆使した大気DNA分析手法、気象情報としてのバイオエアロゾル濃度経日計測を試みる。このデータは、健康影響のみならず、日々の国民の多方面にわたる生活データとして生かされる。1.研究打ち合わせ研究者それぞれの役割分担や計画について研究打ち合わせを行った。参加研究者のほとんどが金沢大学所属であり、黄砂バイオエアロゾル研究グループであるので、すぐにでも行うことができた。2.風送バイオエアロゾル監視用ハイボリュームサンプラー開発代表者の小林は、生物化学工学を主たる研究分野としている。エアロゾルの捕集は化学工学の紛体工学の分野でもあるため、バイオエアロゾル用ハイボリュームサンプラーの開発に取り組んだ。一般的なSPM用ハイボリュームサンプラーではメンブレンフィルターが大きすぎてDNA分析には不向きであった。試験管に入るような大きさのメンブレンフィルターを装着でき、ハイボリューム吸引ポンプのサンプラーシステムを開発した。また、メンブレンフィルターの素材についても検討した。SPMなどは重量の測定のため不織布が多かったが、DNA測定には難しい。DNA抽出の際には壊れやすく、DNAが吸着しないように帯電しにくく、雨風に強いメンブレンフィルターの開発を行った。3.バイオエアロゾルDNA濃度測定法の簡易・迅速・精緻化バイオ関連技術習得者でない気象台研究員でも可能なDNA抽出法と測定法の開発を行った。DNA濃度測定には、これまで分光法がほとんどであったが、検出限界が高く、実際の風送バイオエアロゾルには適応が困難であった。そこで自家蛍光を計測できるDNA濃度測定器を用いた。4.バイオエアロゾルに関する大気の毒性検出風送バイオエアロゾルに含まれる毒性遺伝子検出は現有のリアルタイムPCRを用いて、生物情報学が専門の分担者、柿川が検討する。ウィルスに関してはタカラバイオが製造しているCycleavePCR呼吸器系感染症起因ウィルス検出キット、細菌性呼吸器疾患に関してはタカラバイオ製CycleavePCR呼吸器系感染症起因菌検出キット、あるいはO-157検出キットやセレウス毒性遺伝子検出キットを用いて1.で開発した風送バイオエアロゾルメンブレンフィルターから抽出されたDNAライブラリーをテンプレートとして実施・検討する。5.大気エアロゾル自動観測(OPC)に関与したエアロゾル組成観測定量的なエアロゾル濃度測定の他にも定性的なエアロゾル化学組成を実施し、特に有機物質に関するデータを観測する。風送バイオエアロゾル監視システム試行の際のDNAデータとの相関を試みる。6.1年間にわたる風送バイオエアロゾル監視・観測実施研究代表者の小林研究室学生を中心に、平成27年4月1日から平成28年3月31日にわたる1年間、実際に風送バイオエアロゾルを毎日独自に開発したバイオエアロゾル用ハイボリュームサンプラーを用いて採取し、それぞれ平成26年度に開発した風送バイオエアロゾルに関するDNA濃度測定・毒性検出・エアロゾル化学組成観測を実施する。DNA濃度測定は毎日実施し、経日データとして算出する。毒性検出に関しては検出限界として高いDNAテンプレート濃度が必要であるため1週毎の観測データとする。エアロゾル化学組成データは毎日観測し、経日データとする。監視・観測場所は主に小林研究室のベランダ(石川県金沢市角間町:金沢大学自然研1号館Cブロック4階)とする。研究実績に示した4と5の2項目はほぼ達成できたが、6の項目に関しては少し達成できていない。研究代表者の小林研究室学生を中心に、平成27年4月1日から平成28年3月31日にわたる1年間、実際に風送バイオエアロゾルを毎日独自に開発したバイオエアロゾル用ハイボリュームサンプラーを用いて採取し、それぞれ平成26年度に開発した風送バイオエアロゾルに関するDNA濃度測定・毒性検出・エアロゾル化学組成観測を実施する点において、1年間365日のうち、200日程度しか大気採取が実施できなかった。これは、実施担当者の受け渡しなどヒューマンエラーがほとんどあり、自動化が望まれる。また、そのサンプルに関する分析が3分の1ほど実施できなかった。このサンプルの分析は、平成28年度に引き続き実施する。最近PM2.5をはじめ大気汚染物質の広域監視システムが注目されている。そこで、これまで申請者らが培った黄砂バイオエアロゾルに関する研究した経験から、大気環境監視項目としての風送バイオエアロゾルを提案する。風送バイオエアロゾルに関するサンプラー、最近の遺伝子工学を駆使した大気DNA分析手法、大気の毒性を検討し、気象情報としてのバイオエアロゾル濃度経日計測を試みた。金沢大学自然科学1号館4階ベランダにおいて、2015年4月から8月、10月、12月、および2016年1月に、バイオエアロゾルサンプリングとOPCを用いた浮遊微粒子観測を実施した。バイオエアロゾルに関しては、濁度による菌体濃度測定とATP濃度による菌活性測定を行い、これらの方法で大気中の生理活性を持った大気バイオエアロゾル濃度を推定できることがわかった。浮遊微粒子径分布や気温、湿度、風速、風向との相関係数を算出した結果、バイオエアロゾル濁度と0.3 μm0.5 μm

浮遊微粒子濃度には弱い正の相関が、湿度とは弱い負の相関がみられた。バイオエアロゾルATP濃度と濁度とは弱い正の相関がみられた。MiSeqを用いた次世代シークエンスの結果、大気バイオエアロゾルは、各種proteobacteria網、Actinobacteria網、Bacilli網が支配的であった。台風や前線の通過による影響で風向が変わると種組成やATP濃度にも変化がみられた。種組成解析の結果によりActinobacteria網の存在比とバイオエアロゾルから検出されるATP濃度との間に関係がみられた。以上のことから、気象情報としてのバイオエアロゾル濃度経日計測法の確立に成功した。現在、大気汚染物質の広域監視システムが注目されている。大気に含まれる生物粒子(風送バイオエアロゾル)の中に、強い感染力はないものの日和見感染症原因菌などが存在しており、風送バイオエアロゾルによる健康影響が危惧されつつある。これまでに我々が培った黄砂バイオエアロゾル研究における経験から、大気環境監視項目としての風送バイオエアロゾルの定点観測を提案する。風送バイオエアロゾルに関するサンプラー、最近の遺伝子工学を駆使した大気DNA分析手法、気象情報としてのバイオエアロゾル濃度経日計測を試みる。このデータは、健康影響のみならず、日々の国民の多方面にわたる生活データとして生かされる。研究実績の概要に示した3項目はほぼ達成できたが下記の2項目については少し達成できていない。平成27年度に引き続き検討し、実施する予定である。4.バイオエアロゾルに関する大気の毒性検出風送バイオエアロゾルに含まれる毒性遺伝子検出は現有のリアルタイムPCRを用いて、生物情報学が専門の分担者、柿川が検討する。ウィルスに関してはタカラバイオが製造しているCycleavePCR呼吸器系感染症起因ウィルス検出キット、細菌性呼吸器疾患に関してはタカラバイオ製CycleavePCR呼吸器系感染症起因菌検出キット、あるいはO-157検出キットやセレウス毒性遺伝子検出キットを用いて1.で開発した風送バイオエアロゾルメンブレンフィルターから抽出されたDNAライブラリーをテンプレートとして実施・検討する。5.大気エアロゾル自動観測(OPC)に関与したエアロゾル組成観測気象観測項目の中に、OPCによるエアロゾル観測を経時的に実施している。定量的なエアロゾル濃度測定の他にも定性的なエアロゾル化学組成を実施し、特に有機物質に関するデータを観測する。平成27年度の風送バイオエアロゾル監視システム試行の際のDNAデータとの相関を試みる。7.1年にわたる監視・観測の課題検討
一酸化窒素の胃粘膜細胞傷害性に関する検討

胃粘膜細胞に対する一酸化窒素(nitric oxide:NO)の傷害性を、ラットの胃粘膜培養細胞を用い検討した。【方法】細胞傷害は、^<51>Cr遊離試験により定量的に判定し、また位相差顕微鏡下に定性的に観察した。傷害因子として、NOとsuperoxide(O_2^-)をほぼ同時に放出するSIN-1(3-morpholinosydnonimine)及びNO単独の供与体であるS-nitroso-N-acetyl DL-penicillamine(SNAP)を使用した。NO消去系としてcarboxy-PTIO(C-PTIO)、O_2^-消去酵素としてsuperoxide dismutase(SOD)/catalase(CAT)を用い、SIN-1の胃粘膜細胞傷害に及ぼす影響を検討した。また、過酸化水素などのオキシダントによる胃粘膜細胞傷害は鉄イオンにより仲介されるが(Gastoroenterology 1993;104:780)、類似の傷害過程が存在するか否かを検討するため、鉄イオンキレート剤(deferoxaminemesylate(DEF),1,10-phenanthroline(PHE))の影響を併せて検討した。【結果】1.SIN-1 100μMは5時間のインキュベートにおいて、3時間以降経時的に、有意な^<51>Cr遊離の増加を惹起した。SIN-1の濃度依存性を検討すると、SIN-1は100μM以上の濃度で、有意な^<51>Cr遊離の増加をきたし、333μMでプラトーに達した。また、位相差顕微鏡下の観察でも、明瞭な細胞の剥離、融解が観察された。2.SIN-1(10-1,000μM)による^<51>Cr遊離の増加は、SOD(100U/ml)/CAT(100U/ml)の添加によりほぼ完全に抑制された。位相差顕微鏡下でも、明らかな細胞傷害の抑制が認められた。3.C-PTIO(1-100μM)の添加は、SIN-1による^<51>Cr遊離を濃度依存性に抑制し、SIN-1の傷害曲線を右方向移動した。しかし、C-PTIOの保護効果は低浸透圧、胆汁酸、過酸化水素などによる傷害に対しては認められなかった。4.一方、SNAPは、同一の実験条件下で、5mMの濃度まで有意な細胞傷害を引き起こさなかった。5.DEF(1-100μM)あるいはPHE(1-10μM)は、濃度依存性にSIN-1の傷害を抑制した。【結論】SIN-1は用量依存性に細胞傷害を惹起し、その傷害がO_2^-あるいはNOのいずれかの消去により特異的に抑制されることが示された。これらの成績より、O_2^-あるいはNO単独の傷害性は軽微であり、SIN-1による胃粘膜細胞傷害は、これらの両者から発生する代謝物(peroxynitriteなど)が傷害の主因子であり、その傷害過程に鉄イオンが関与すると考えられた。

【結論】SIN-1は用量依存性に細胞傷害を惹起し、その傷害がO_2^-あるいはNOのいずれかの消去により特異的に抑制されることが示された。これらの成績より、O_2^-あるいはNO単独の傷害性は軽微であり、SIN-1による胃粘膜細胞傷害は、これらの両者から発生する代謝物(peroxynitriteなど)が傷害の主因子であり、その傷害過程に鉄イオンが関与すると考えられた。
心・血管運動中枢の“オツシレーター及びゲート理論"の実証と一般化に関する研究

機能の異なる臓器の血管運動を制御する中枢機序を説明出来る統一理論として,申請者らは“オツシレーター及びゲート理論"を提案した。この理論はネコの交感神経活動の結果から導かれた。そこで,この理論が他の動物の血管運動制御の中枢機序に対しても一般化出来ることを実験的に証明し,心・血管運動中枢の制御機構を解明することを目的とした。体の大きさによってどの様な影響をうけるかを検討するため体重が200400grのラツト,体重が24kgのネコ及び2030kgのミニブタをネンブタール麻酔し,腎交感神経活動を記録した。原波形を整流後20ミリ秒の時定数のRC積分器を用いて積分波形を求めた。この波形から群放電を検出し,周波数が812HzのTcリズムと心拍周期に同期したTbリズム成分を抽出出来た。Tcリズム成分はラット,ネコ,ミニブタの間で差がなく,個体差も小さく大体一定していたので補乳動物に共通した基本リズムと考えることが出来た。即ち,体の大きさ(体重)とは無関係なTcリズム成分はオツシレーターとしてのペースメーカー細胞から発生しており,体の大きさと関係する神経ネットワークではないことを示唆している。他方,Tbリズムはラットで最も速く,ネコ,ミニブタの順でおそくなり,心拍リズムと一致しており,心電図R波からラットで約50ミリ秒,ミニブタで約180ミリ秒後に群放電の出現する確率が最大となった。これはこの時相でゲートが開になる様なゲート機構が働いていることを示唆した。本年度の研究実施計画に従って1.ネコ以外の動物,特にラットとミニブタ(2030kg)を使用して,麻酔下で腎交感神経活動を記録した。この原波形を申請者らが開発したソフトと神経活動アナライザーを使用して分析した結果、ラットとミニブタでは体重差が約100倍あるにかかわらずネコと同じく,約812H_2の基本リズムがあることが判明した。以上の結果から,ラット,ネコおよびミニブタに共通する基本リズムを発生するオツシレーターが存在することが示嗟された。現在,これらの基本リズムが各種の内的及び外的ストレス負荷によって変動しないか否かついて検討中である。一部は生理学会で発表予定。2.弓チャンネル交感神経活動システムの製作を本年度の備品費により行い,これを利用して上記に述べた動物の腎交感神経活動と心臓交感神経活動を同時記録し,両神経活動が同一のオツシレーターから発生していることを調べている。本年度はネコのデータのみについて比較検討した結果、同一のオツシレータから発生しいることを示嗟する結果を得たので論文としてまとめている。機能の異なる臓器の血管運動を制御する中枢機序を説明出来る統一理論として,申請者らは〃オッシレーター及びゲート理論〃を提案した。この理論はネコの交感神経活動の解析結果から導かれた。体重が200400grのラット及び体重が2050kgのミニブタをネンゼク-ル麻酔し,腎交感神経活動を記録した。原波形を整流後20ミリ秒のRC積分器を用いて積分波形を求めた。この波形から周波数812HzのTcリズムと心拍周期に同期したTbリズム成分を抽出出来た。Tcリズム成分は個体差及び動物差がなく大体一定していたので補乳動物に共通した基本リズムと考えることが出来た。即ち,体の大きさ(体重)とは無関係なTcリズムはオッシレーターとしての細胞から発生していることを示嗟しており,体の大きさと関係する神経ネットワークではないことを示嗟している。

他方,Tbリズムはラットで最も速く,ネコ,ミニブタの順でおそくなり,心拍と一致しており,心電図R波からラットで約50ミリ秒,ミニブタ約180ミリ秒後に群放電の出現する確率が最大となった。これはこの時相でゲートが間になる様なゲート機構が働いていることを示唆した。
延焼拡大過程を考慮した二層ゾーン火災拡大予測モデルの開発

大規模建物では全館避難時間が長くなり、避難中に建物内の一部の室でフラッシュオーバーが起こり、延焼拡大する可能性が潜在している。このような状況には、現状の二層ゾーン煙流動予測モデルは十分に対応できない点がある。本研究では、二層ゾーン煙流動計算の改良のため、強い火源にも対応可能な計算アルゴリズム、壁面での反転流を考慮した煙層降下速度、ダブルスキン内の煙流動等の煙挙動の予測方法を検討した。燃焼性状に関しては、実在可燃物の燃焼性状、区画内の放射熱のフィードバックを考慮した火源の発熱速度の予測、材料の燃え拡がり特性の測定とモデル化を行った。平成26年度は、二層ゾーン煙流動計算モデルの数値的安定性の改善、材料の燃焼性状のモデル化、天井流の壁面との衝突時の反転流について、検討を行った。煙流動モデルについては、燃料支配から換気支配へと移行する際の燃料空気比の計算方法を改めた。また、ゾーン方程式の時間積分においては、発熱速度などの他の物理量への依存性を考慮するため反復法を導入した。その結果、急激な温度および濃度変化や激しい燃焼性状においても数値的発散の可能性を低くすることができた。材料の燃焼性状については、コーンカロリメーター(CCM)および横方向火炎伝播性測定装置(LIFT)により、ウレタンフォームおよび合板の着火性、燃焼性、火炎伝播性の測定を行った。これらは材料片を使った小規模試験であり、実務では材料の不燃性を測定し、等級に分類するために使われている。本研究では、単なる等級分けではなく、室内の内装最良の燃え拡がり予測への入力データとして使う方法を考察している。ウレタフォームについては、模型箱試験装置内での燃焼実験を行い、自由空間燃焼との関係をモデル化するための検討を行った。天井流の壁面との衝突時の反転流については、幅7m×奥行7mの実大天井を床面から3mの高さに設置し実験を実施した。実大天井面下に1面あるいは垂直に組み合わせた2面の壁を壁面形状として設定し、反転流の温度性状や厚さ、CO2濃度の測定を行い、反転流形成時の天井流の温度性状および空気の巻き込み性状に関する知見を収集した。実験結果から、反転流の厚みや長さが壁面形状に依存することが明らかとなった。また、形成される反転流の厚みや長さが天井流の巻き込む空気量や温度上昇に与える影響を把握した。平成27年度は、二層ゾーン煙流動計算モデルの数値的安定性の改善、材料の燃焼性状のモデル化に必要な測定方法の検討、壁際火炎の傾斜角のモデル化、天井流の壁面との衝突時の反転流について、検討を行った。二層ゾーン煙流動計算モデルの数値的安定性の改善に関しては、燃料支配から換気支配へと移行する際の正規化燃料空気比の計算アルゴリズムを改め、数値的発散の可能性を低減した。材料の燃焼性状のモデル化に必要な測定方法については、主としてコーンカロリメータによる着火時間測定を検討した。材料の熱慣性を着火時間および着火温度の測定値から半無限体近似の下で求めるために必要な試験体の厚さを検討した。その結果、一般的な合板では9mm以上の厚さが必要となることを示した。また、壁での使用を想定して試験体を鉛直に設置して加熱する場合は、口火位置が問題となる。これに関しては、ISO 5660付属書に記載の口火位置ではなく、試験体上端と同じ高さで試験体表面から水平に1/4インチ離れた位置にすると最も早く着火し、再現性もあるので、着火時間の測定方法として妥当であることを示した。壁際火炎の傾斜角に関しては、燃焼物へ流入する気流の水平方向運動量の釣合いから傾斜角を求めるモデルを提案した。壁際での可燃物の燃焼実験と比較した結果、既往の予測式よりも予測精度が改善することを示した。天井流の壁面との衝突時の反転流については、実大天井を設置して実験を実施した。実大天井面下に1面あるいは垂直に組み合わせた2面の壁を壁面形状として設定し、反転流の温度性状や厚さ、炭酸ガス濃度の測定を行い、反転流形成時の天井流の温度性状および空気の巻き込み性状をモデル化した。これを用いて、煙層が形成される時間を考慮した煙層降下時間の予測式を作成して実験結果と比較し、火災初期の煙層下端高さの予測が大幅に改善できることを示した。煙流動プログラムに関しては、数値的安定性が増したので、新たなモデルを組み込む環境が整い、燃え拡がりモデルの導入作業を進めている。その他のサブモデルについても、重要度の高いものから順次検討を行っている。天井流の壁面との衝突時の反転流については、モデル化が完了したのでプログラムへの組み込みに着手している。室火災における可燃物の燃焼性状を考慮した煙流動およびフラッシュオーバーの予測に関しては、自由空間および模型室内でのウレタンマットレスの燃焼実験を行い、表面の燃え拡がり速度(燃焼面の拡大速度)を測定した。その結果、天井が低いため火炎が天井下に展炎する条件では燃え拡がり速度が自由空間での燃焼に比べて極めて大きくなることを明らかにした。燃焼拡大後の最大発熱速度は、室の開口からの流入空気量に依存し、開口因子が小さくなり換気支配条件に近づくほど増加した。このことから、天井下の展炎部分からの放射熱を考慮した燃え拡がり予測モデルを作成し、二層ゾーンモデルへの組み込み作業を行っている。また、内装材料等の水平火炎伝播速度をコーンカロリメータで測定する方法を考案し、試測定を行った。

火災発生時の煙の水平伝播性状に関し、壁の設置条件を変化させ実験を実施した。廊下空間を想定した実験では、廊下幅および天井高さが天井流の巻き込み性状に与える影響を把握し、廊下幅が狭いほど天井流厚さは増加し、天井流の巻き込み量は火災プルーム流量に近づいた。さらに、水平天井面下の天井流の巻き込み性状に着目し、天井流量は壁面を設置することで減少する傾向を示した。実験結果をもとに天井流および反転流の影響を考慮した二層ゾーンモデルを構築した。予測値は初期の煙層の降下を良好に再現した。建物外壁に用いられるダブルスキン内の煙流動性状に関して、ダブルスキン内のインナー表面温度が日射熱により上昇することを考慮した模型実験を計画し実施した。ダブルスキン内の熱収支に着目して相似則を構築し、これに基づき模型のスケールや発熱等の実験条件を確定した。実験で得られた温度分布・風速分布及び熱と質量の収支を検討することで、ダブルスキン内を流れる火災時の煙の流動性状はガラス面や建物壁面への熱損失に影響されることを示した。大規模建物では全館避難時間が長くなり、避難中に建物内の一部の室でフラッシュオーバーが起こり、延焼拡大する可能性が潜在している。このような状況には、現状の二層ゾーン煙流動予測モデルは十分に対応できない点がある。本研究では、二層ゾーン煙流動計算の改良のため、強い火源にも対応可能な計算アルゴリズム、壁面での反転流を考慮した煙層降下速度、ダブルスキン内の煙流動等の煙挙動の予測方法を検討した。燃焼性状に関しては、実在可燃物の燃焼性状、区画内の放射熱のフィードバックを考慮した火源の発熱速度の予測、材料の燃え拡がり特性の測定とモデル化を行った。煙流動プログラムに関しては、数値的安定性が増したので、新たなモデルを組み込む環境が整備された。次年度のモデル組み込みに向けての準備が整った。サブモデルについても、重要度の高いものから順次検討を行っている。天井流の壁面との衝突時の反転流については、基礎的なデータを得るとともに、実験を実施する環境が整備された。基本的に当初計画通りに研究を進める。燃焼モデルの組み込みについては、さらに検証実験を追加した上で、モデル化の細部を詰める。天井流の壁面との衝突時の反転流については、これまでの結果を精査して、必要であれば実験条件を追加する。反転流性状を加えた煙流動予測モデルを構築し、既往実験とのさらなる比較とケーススタディ等を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。火災安全工学基本的に当初計画通りに研究を進める。天井流の壁面との衝突時の反転流については、実験条件を追加して引き続き実験を実施し、壁面形状が反転流性状に与える影響に関する知見の収集を行うとともに、反転流性状を加えた煙流動予測モデルの構築の検討を行う。延焼モデルに関しては、材料試験片を用いた小規模実験による燃焼性状のモデリングに労力をかけた。そのため、結果的に中規模実験の実施回数が少なくなり、研究経費としては予定よりも執行額が少なくなった。ただし、所期の目標に対しての進捗には問題はない。延焼モデルに関しては、材料試験片を用いた小規模実験によるモデリングの労力をかけた。