hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＦＸＹＤ５の甲状腺癌細胞接着への関与とプロテオーム解析による関連蛋白質の検討

FXYD5(ディスアドヘリン)は上皮細胞接着分子Eカドヘリン発現調節を介して細胞-細胞接着に関与する。細胞接着能が著しく低下し予後が極めて不良な甲状腺未分化癌において、FXYD5の発現の検討と、強制発現およびRNA干渉(RNAi)による細胞接着能の変化およびプロテオーム解析により不明な点が多かったFXYD5関連蛋白質について検討した。RNAi効果が恒常的に持続する細胞株を10クローン作成した。これらクローンにおいて形態は上皮様に変化し、細胞遊走能は低下した。プロテオーム解析では、S-100蛋白質とRAS蛋白質の増加を認め、FXYD5は、これら蛋白質発現を制御している可能性が示唆された。FXYD5(ディスアドヘリン)は細胞膜を一回貫通する糖蛋白質で上皮細胞接着分子Eカドヘリン発現調節を介して細胞-細胞接着に関与すると考えられている。細胞接着能が著しく低下し予後が極めて不良な甲状腺未分化癌において、FXYD5の発現の検討と、強制発現およびノックダウンによる細胞接着能の変化およびプロテオーム解析により不明な点が多かったFXYD5関連蛋白質について検討した。甲状腺未分化癌由来培養細胞:HTC/C3、TCO-1、8305C、8505C、ARO、FRO、甲状腺分化型癌由来培養細胞株: TPC-1、NPA-1、WROの全種培養細胞においてFXYD5の発現とEカドヘリンの消失をウェスタンブロットにて観察した。EカドヘリンRNAは発現しており、Eカドヘリン消失はpost-transcriptional down regulationだった。共焦点レーザー顕微鏡でFXYD5は細胞膜に局在することを観察した。FXYD5高発現細胞株を対象としRNA干渉(RNAi)を行い、RNAi効果が恒常的に持続する細胞株を10クローン作製した。これらクローンにおいてFXYD5の蛋白質発現の消失をFXYD5ノックダウン細胞は上皮様形態に変化した。また遊走能はFXYD5ノックダウン前と比べて低下し、FXYD5の発現は甲状腺未分化癌細胞の遊走能亢進に関与すると考えられた。プロテオミクス解析を用いてFXYD5ノックダウン細胞における蛋白発現変化の観察したところ、S-100蛋白質とRAS蛋白質の増加を確認した。FXYD5は、これら蛋白質発現を制御している可能性が示唆された。研究の仮説が確実であり、初年度の研究計画に無理が無く、研究時間の確保が充分に行われているとともに、研究結果の解析と次の研究計画への連続性に優れていたとともに連携研究者との協力が密接かつ上手くいったため。FXYD5強制発現細胞とRNAiによるFXYD5ノックダウン細胞の特性解析。方法(4)および(5)で得られた細胞の特性解析を下記の方法にて行う。細胞形態の確認。FXYD5強制発現細胞は、上皮様形態を消失し紡錘形、多形性の強い肉腫細胞に類似した形態に変化し、またFXYD5・ノックダウン細胞は多形性の強い細胞から上皮様形態に変化すると予測している。細胞遊走能の解析、細胞の移動軌跡を可視化し、細胞遊走能を測定する。またboyden chamber法も用いて細胞遊走能を評価する。FXYD5強制発現細胞は遊走能が亢進し、FXYD5・ノックダウン細胞は遊走能が低下することを推測している。肝転移能アッセイ。生後6週SCIDマウスにFXYD5強制発現細胞およびFXYD5・ノックダウン細胞を各々、脾臓内に注入し2週間後、脾臓内転移および肝転移の有無を評価する。FXYD5強制発現細胞は脾臓内転移および肝転移いずれも著明に認め、FXYD5・ノックダウン細胞は転移能が低下することを予測している。プロテオミクス解析を用いたFXYD5強制発現およびノックダウン細胞における蛋白質発現変化の観察によるFXYD5関連蛋白質の同定。FXYD5強制発現およびノックダウン細胞から蛋白質を抽出、2次元電気泳動を行い、Coomassie blue染色で分離した蛋白質をspotとして表出させる。ディスアドヘリンを強制発現させる前の細胞をコントロールとして、そのspotを比較し、FXYD5強制発現もしくはノックダウンにより発現が誘導された、あるいは減弱したspotを同定する。Spotから蛋白質を抽出し濃縮した後に解析し現変化のある既知および未知の蛋白質の同定を行う。これにより全く不明だったディスアドヘリンの下流で機能する蛋白質の同定が期待される。繰り越した約50万円については試薬などの消耗品の購入にあてるとともに、英文校正料として使用する予定である。
地球物理学的観測による北東アジア地域の新たなテクトニック・フレームの構築

ロシア極東地域において国際共同GPS・地震観測網を運用し,そこから得られた地球物理学的データの解析を実施し,アムールプレート運動特性や地殻・マントルの地震学的構造を明らかにした.2011年東北地方太平洋沖地震による地殻変動が大陸内部まで及んでいると共に,その影響が数100年単位で継続する可能性を明らかにし,北東アジアのテクトニクスモデルの構築には日本列島太平洋側での巨大地震の影響を考慮することが必要であることを観測データから示した.ロシア極東地域において国際共同GPS・地震観測網を運用し,そこから得られた地球物理学的データの解析を実施し,アムールプレート運動特性や地殻・マントルの地震学的構造を明らかにした.2011年東北地方太平洋沖地震による地殻変動が大陸内部まで及んでいると共に,その影響が数100年単位で継続する可能性を明らかにし,北東アジアのテクトニクスモデルの構築には日本列島太平洋側での巨大地震の影響を考慮することが必要であることを観測データから示した.本年は研究初年度のため,ロシア科学アカデミーのサハリン地震観測所・海洋地質学地球物理研究所・テクトニクス地球物理研究所・応用数学研究所・国立極東大学・極東地質学研究所を訪問して,共同研究を開始するのに必要な覚書の作成および研究打合せを行った.これを受けて,以前から行ってきた8箇所の広帯域地震観測網,および10点からなるサハリン南部地震観測網の継続的運用の合意ができるとともに,それらから得られる地震波形データの収集作業を実施してデータベースをさらに充実することができた.地震観測では,我々が展開していた地震観測網の中で発生した2006年サハリン南西沖地震の前震・本震・余震の読み取り作業を完了させるとともに,詳細な震源決定を1次元速度構造を推定することにより行い,本震近くで発生した前震による応力変化量との関係を考慮することで,その発生メカニズムと本震・余震の関連性について明らかにすることができた.また,将来,大地震の発生が予測されているサハリン南部に強震計を設置し,震源メカニズムに必要な近地の大加速度地震動記録を振り切れることなく取得できるような観測体制を整えた.広帯域地震観測網により取得された表面波データを用いた日本海およびオホーツク海地域のS波トモグラフィを実施して,沈みこんだ太平洋プレートをはじめとする上部マントルやリソスフェアの詳細な構造を明瞭にイメージングすることに成功した.地殻変動の分野では,サハリン南部を東西に横断する測線の17箇所においてGPS観測を実施した.この付近ではアムールプレートの東西収束が想定されており2年後に2回目の観測を行うことでその詳細な変形場が明らかになることが期待できる.また,沿海州地域においてGPS観測点の選定を行い,変動が予想されるシホテリアン断層およびハンカ湖付近での観測を来年度行うべく事前準備作業を実施した.昨年度予定していたものの,東日本大震災の発生のために延期した外国人研究共同研究者の招聘を実施した.招聘を行ったのはロシア科学アカデミー極東支部火山地震研究所のEvgeny Gordeev所長およびMuravyev Yarosrav副所長である.まずはじめに,共同研究を進める上での推進体制について検討を行った.Gordeev所長はロシア科学アカデミー会員であり,ロシア科学アカデミーとして本研究のいっそうの推進を進めたいと考えている旨発言があった.本研究はロシア科学アカデミー副総裁と北海道大学との間の覚書にそって推進される体制となっており,上記の発言はこれを再確認するとともに,これまでの研究がロシア側からみても順調に進捗していることを示すものである.引き続き,研究実務についての打ち合わせを鹿児島大学の研究分担者を交えて実施した.この中では,2011年3月11日東北地方太平洋沖地震によって,ロシア極東地域においても広範囲な地殻変動が観測されたことが議題となった.本研究により設置されているGPS観測網のうち,ウラジオストクでは約4cmの水平変動が観測されたほか,約1.5cmにもおよぶ余効変動が観測されたこと明らかにされた.また,この変動データから地震のモーメントマグニチュードを推定したところ8.8が得られた.これは,津波警報を発令するのに充分な精度であり,遠地地殻変動のデータが早期津波警報に活用できる可能性を示す結果である.また,本研究で設置している広帯域地震観測網でもこの地震をもれなく記録していることが確認された.本研究においてロシア極東域に設置している観測網において得られた2011年3月11日に発生した東北地方太平洋地震に関するデータのうち,特にGPSのデータについて解析を実施した結果,ロシア極東地域を含む東北アジア地域で広範囲に地震時地殻変動を検出することに成功した.最も水平変動量が大きかったのはウラジオストクの4.2cmで,震源から2100kmあまり離れたゼーヤにおいても約5mmの変動があった.これらの結果は,この地震による変動が日本海を越えてユーラシア大陸内部,あるいは千島列島域まで確実に及んだことを示すものである.昨年までの研究から,想定されているアムールプレートのユーラシアプレートに対する相対運動量はたとえばウラジオストクでは年間1mm程度の速度である.それと比較すると,今回観測された変位は極めて大きい.このように,海溝部で発生した地震が遠く離れた地域まで地殻変動を及ぼすことは2006年中千島地震でも確認されており,本研究の目的である北東アジア地域でのテクトニックフレームを検討する場合に考慮することが必要であることが明らかになったことは大きな成果である.地震観測分野では,引き続き広域広帯域地震観測網およびサハリン南部稠密地震観測網を維持しデータの蓄積をはかった.

このうち,広帯域地震観測網では東北地方太平洋沖地震の波形の観測ができた.れらのデータを活用し,特にやや広域の地殻や上部マントル構造について解析手法を含めて検討を開始した.また,サハリン中部および北部の地震観測点データを公衆インターネット回線網を通じてユジノサハリンスクのデータセンターヘリアルタイムテレメータを行うための技術開発を行って,実現にこぎつけることができた.これにより,波形データの収集がより迅速に行われることが期待できる.本研究によりロシア極東地域で運用しているGPS観測網による2011年東北地方太平洋沖地震後のデータ解析を実施した結果,特に沿海州地域において明瞭な余効変動が検出された.ウラジオストクでの東西変位は3cmであり,これは地震時変動の80%に相当する量である.この余効変動は,上部マントルの粘性緩和による可能性が考えられたため,複数の1次元粘性構造を仮定し,2011年東北地方太平洋沖地震による粘性緩和がGPS観測点に及ぼす変位を計算した.その結果,沿海州で観測されている変位量は上部マントルの粘性率が10の18乗Pasよりも小さい場合に説明出来ることが明らかになった.この値は,東北地方やアラスカ等での推定値より小さなものである.GPSで観測された余効変位にはプレート境界面での余効すべりの影響も考えられるためデータを蓄積して検討を行うことが必要である.また,粘性率が一桁違う場合では,GPS観測点で変位パターンが大きく異なることも明らかになった.これは,今後観測データを10年程度蓄積することにより,日本列島を含めた背弧島弧海溝系における上部マントルの広域粘弾性構造を明らかにすることが出来る可能性を示す結果である.アムールプレート運動を検討するにあたり,過去に日本周辺で発生した巨大地震による地震時及び粘性緩和による変位パターンについて複数の粘性率を仮定して算出した.この結果,沿海州では年間数mmの変位となる可能性が示され,アムールプレート運動の推定には千島海溝・日本海溝・南海トラフでの巨大地震系列の影響を評価することが必要であることが明らかにされた.本研究によりロシア極東地域で運用している広帯域地震観測網のデータを用いた地震波干渉法を用いた構造推定を進めた.独立した12カ月分の連続波形を重ね合わせて干渉波形を作成するとともに群速度の分散曲線を求めた.計画にそって連続GPS観測や広帯域・稠密地震観測が順調に実施されてきておりデータも着実に取得されている.その結果,アムールプレートの運動速度がかなり小さいことが明らかになったことは大きな成果である.23年度に予定されていた機動GPS観測は東北地方太平洋沖地震という予期しないイベントの発生により延期され,代わりにデータ解析が優先されたことにより地震時地殻変動の広域的な特性が明らかにされたことは本研究の推進にとって大きな貢献である.特に,海溝での地震間カップリングが大陸内部にまで及んでいた可能性を示したことは,現在までのテクトニックフレームに見直しを迫るものであり,重要な成果と言える.24年度が最終年度であるため、記入しない。東北地方太平洋沖地震による広域地殻変動観測結果から,アジア北東地域のテクニックフレームを検討するには海溝軸でのカップリングの影響を考慮することが必要であることが示唆された.
エリスロポイエチンとエンドセリンによる昇圧糸の研究

われわれの実験の目的は、造血因子のエリスロポイエチンが血管内皮細胞に働きかけエンドセリン1の発現遺伝子発現や分泌が増加する事を証明し、その分子生物学的機序を解明することである。培養ウシ大動脈血管内皮細胞を24時間無血清培地で培養後、培養液中にリコンビナントエリスロポイエチンを添加し、RNAを抽出し、ノーザンブロットにてエンドセリン1遺伝子の発現量を検討した。エリスロポイエチンは濃度依存性にエンドセリン1の発現を増加させた。また、培養上清中のエンドセリン1の濃度を測定したところ、増加が認められた。以上の結果からエリスロポイエチンはエンドセリン1の遺伝子発現を刺激し、分泌を促進すると考えられた。次に、エンドセリン1遺伝子のプロモーター領域を用いて、エリスロポイエチン反応部位の同定を行うことにした。ウシ大動脈血管内皮細胞を培養し、リポフェクタミンを用いてプロモーター領域配列を遺伝し導入し、ルシフェラーゼ活性を測定することでプロモーター活性を評価した。現在までの基礎実験データでは、転写開始領域近傍のGATA領域がエリスロポイエチン刺激に反応すると思われた。本研究の目的は、赤芽球系の分化増殖因子であるエリスロポイエチンと昇圧物質のエンドセリンが生体内において昇圧系を構成していることを明らかにし、その機序を分子生物学的に解明することである。我々は、血管内皮細胞がエリスロポイエチンに反応し、エンドセリンの生成が増加する事を示すため.ヒト臍帯静脈由来血管内皮細胞の培養系を使用して研究を進めた。培養液中にヒト組み替えエリスロポイエチンを添加した後細胞よりRNAを抽出し、ノーザンプロットによりエンドセリン遺伝子の発現について検討した。その結果、エリスロポイエチン刺激から3時間後よりエンドセリンの発現は増加し68時間後に最高値をとる事が解った。次に、エンドセリン遺伝子の発現がどの様な様序でエリスロポイエチンにより調整されているかを解明するために、エンドセリン遺伝子の転写調節領域を含む30kbのDNAを用いてデリーションアッセイを行った。しかし様々な工夫を凝らしてもヒト臍帯静脈由来血管内皮細胞に対する遺伝子導入は困難であり、エリスロポイエチン反応領域を同定することができなかった。また遺伝子導入に良く耐えるウシ大動脈由来血菅内皮細胞はエリスロポイエチンに対する反応が乏しく実験材料として不適当であった。現在、他の細胞として増殖性の強い胎児由来の血管内皮細胞瘍や血管種由来の細胞の使用を検討中である。
気液2相型Ar光検出器の開発と高感度化

低質量WIMP(10GeV/c^2)の探索に向け、今年度は以下の項目に注力し研究を進めた。1環境γ線の定量的な理解と鉛シールド増強によるAr39の観測と評価、2低エネルギー領域の電子反跳事象の理解、330cmドリフト・プロトタイプ検出器構築とAr純化、4有効質量30kgの本検出器の設計・一部構築、5神岡地下環境での環境中性子測定、6探索感度の算出Ar39はAr中に1Bq/kg程度含まれる放射線同位体であるため、最終的に残る電子反跳背景事象となる。検出器周囲に約4トンの鉛を増強設置し、環境γ線を遮蔽した結果、Ar39量が誤差の範囲内で文献値と一致することを示した。また、各種γ線源・中性子線源を用いて、低エネルギー領域での波形識別変数の評価も行った。また、本検出器に向けた30cmドリフト検出器を構築し、CW増幅回路にて40kVの電圧印加が実装可能なことを示した。純化システムにより、本実験に十分な高純度(電子減衰時定数で1ms以上)を達成することができた。また地下実験に向けて、液体シンチレータを用いた神岡地下施設での環境中性子測定も行った。1MeV以上の高エネルギー領域で地上に比べて1000分の1程度になる結果を得たが、低エネルギー領域では検出器部材の放射線背景事象が支配的になり、算出が困難なことがわかった。さらなる理解に向けて検出器の純化を進める必要がある。一方、検出器部材の低バックグランド化に向けた種々部材スクリーニング、系列放射線核種の観測と活性炭による除去の検討も並行して推進した。それらを統合し、本検出器の設計を一通り終了、実際に100kg・days程度でも閾値を下げることで10GeV/c^2WIMPの探索が可能なことを示した。以上により、当初目標に掲げた開発要素と高感度化に関する課題をほぼクリアし、それらの成果は学術論文、国際学会、国内学会において公表した。28年度が最終年度であるため、記入しない。WIMP質量10GeV/c2、断面積10-41cm2領域のWIMP探索を可能にする「高感度2相型Ar光検出器」の開発・構築を行う。具体的には、世界最高検出光量と低エネルギー閾値付近で十分なγ線除去力をもつ検出器(有効質量30kg)を設計・製作し、構内にて段階的に実装し、今後の地下実験に向けての問題点の洗出しや改善を行うことが本研究の主目的である。波長変換材TPBの蒸着量や方法の最適化、高QE-PMTの導入、また窒素不純物量を抑えるためのPURERON製窒素フィルターを導入した結果、2相型で7.3pes/KeVeeという世界最高レベルの検出光量を達成することができた。また、128nmのAr蛍光に直接感度をもつMPPC開発を浜松ホトニクス社と協力して進めた結果、クロストーク抑制型の3x3mm 100μmピッチのVUV-MPPCは、VUV光(128nm)に対して12%のPDEを持つことを確認、その結果を学術論文にまとめた。さらにVUV-MPPCをプロトタイプ検出器(500g)に導入し、実験の肝となる壁際の発光位置分解能改善に有益なことも示すことができた。一方、これまでの75Lの試験用真空容器を本実験用の200L真空断熱容器に増強し、液化・ガス循環・純度維持などの基礎性能が十分であることを確認した。本実験検出器(有効質量30kg)に向けての箱が整ったことになる。また、低エネルギー領域(20keV以下)でのγ線除去力を評価するため、GEANT4をベースにしたシミュレーションを構築した。まだS2発光量の電場依存性に課題が残るものの、S1の波形や光量の再現に一定の目処をつけることができた。新しい光素子も実装したこの高感度検出器によってArを用いた実験で世界初の10GeV/c2 WIMP探索を行う基盤を築くことができたといえる。本実験に向けての検出器設計・製作、VUV-MPPCの開発、シミュレーションの確立による背景事象評価など、おおよそ予定通り達成できている。とくにVUV-MPPCの試作品を用いて、液体Ar温度(ー186°C)でAr蛍光(128nm)を世界で初めて観測し、国際会議や論文で公表できたことは学術的にも価値が高い。一方で、液体シンチレータを用いた環境中性子測定とUnfolding法による環境中性子自体のエネルギースペクトル算出、またU/Th系列の放射線同位体測定や部材スクリーニングなど、地下実験に向けての準備も着々と進めた。3インチPMT(高QE極低温仕様)を上下3本ずつ、VUV-MPPCを気相側面に90度おきに4つ配置し、57Coや252Cf等の線源データを取得し、本検出器設計のためのシミュレーション構築を行った。GEANT4で実装されるトラック毎のエネルギーによって、Doke-BirksとTIBモデルを使い分け、Fast/Slowや電離電子の再結合などの発光機構をモデル化し、実データと比較することで較正した。また、ドリフト電場は200,500,1000V/cmの3点で取得し、電場依存性についても再現を試みたが、1000V/cmデータだけ大きくずれた。これはドリフト電場と取り出し電場(液体→気体)の染み出しの影響を考慮していないことに起因すると考えている。

現在、さらなるチューニングを進めるとともに、上下PMTとVUV-MPPCを統合させた発光位置決定精度の向上を試みている。本検出器は合計で20数本のPMTと100以上のMPPCの実装を予定している。250Ms/s 14bitFADCをベースに、MPPC用にはEASIROCモジュールによる電荷取得など、読出しエレクトロニクスの増強も始める。まずは39Arからのβ線に対する除去能力を評価し、探索感度予想を算出することが重要な状況である。低質量WIMP(10GeV/c^2)の探索に向け、今年度は以下の項目に注力し研究を進めた。1環境γ線の定量的な理解と鉛シールド増強によるAr39の観測と評価、2低エネルギー領域の電子反跳事象の理解、330cmドリフト・プロトタイプ検出器構築とAr純化、4有効質量30kgの本検出器の設計・一部構築、5神岡地下環境での環境中性子測定、6探索感度の算出Ar39はAr中に1Bq/kg程度含まれる放射線同位体であるため、最終的に残る電子反跳背景事象となる。検出器周囲に約4トンの鉛を増強設置し、環境γ線を遮蔽した結果、Ar39量が誤差の範囲内で文献値と一致することを示した。また、各種γ線源・中性子線源を用いて、低エネルギー領域での波形識別変数の評価も行った。また、本検出器に向けた30cmドリフト検出器を構築し、CW増幅回路にて40kVの電圧印加が実装可能なことを示した。純化システムにより、本実験に十分な高純度(電子減衰時定数で1ms以上)を達成することができた。また地下実験に向けて、液体シンチレータを用いた神岡地下施設での環境中性子測定も行った。1MeV以上の高エネルギー領域で地上に比べて1000分の1程度になる結果を得たが、低エネルギー領域では検出器部材の放射線背景事象が支配的になり、算出が困難なことがわかった。さらなる理解に向けて検出器の純化を進める必要がある。一方、検出器部材の低バックグランド化に向けた種々部材スクリーニング、系列放射線核種の観測と活性炭による除去の検討も並行して推進した。それらを統合し、本検出器の設計を一通り終了、実際に100kg・days程度でも閾値を下げることで10GeV/c^2WIMPの探索が可能なことを示した。以上により、当初目標に掲げた開発要素と高感度化に関する課題をほぼクリアし、それらの成果は学術論文、国際学会、国内学会において公表した。H28年度は、H27年度の実証成果とシミュレーション設計の精度を高め、本実験検出器の構築を本格化する。電場成形やガス循環システムなどのハードウェア技術の課題はすでにクリアーしている。VUV-MPPCに関しては、ピクセルピッチが100μmのものがPDE12%なっており、本実験で使用するのは比較的低いが、浜松ホトニクス社との協議により、さらにFill Factorを向上させることで20%近いPDEが実現できると期待している。一方、最終的に最も大きな背景事象となる放射線同位体39Arからのβ線(Bq/kg)事象を完全に除去するべく、S1波形解析(PSD)とS1/S2比のパラメータチューニングを行う(ドリフト電場、気相取出電場等の設定値の最適化を含む)。環境中性子の定量的理解と遮蔽力をGEANT等を用いて見積もり、地下実験(神岡地下施設)に向けた検討を行う。部材中の内部放射線源のさらなる特定をするべく発光位置同定方法を確立し、実機実証する。部材からのα線はエネルギーカット(MeV領域の)と発光位置分布(壁際発光)で除去するが、必要であれば材質の極低background化も積極的に行っていく。
重度の発達障害のある児童・生徒に対する社会参加に焦点をおいた教育法の開発

本研究は、重度の発達障害、特に対人関係や社会的相互作用の質的障害、コミュニケーションの質的障害、限定された興味・関心や常同的・反復的行動を特性とする自閉性障害を中核とした広汎性発達障害のある児童・生徒を対象とした。今日、通常学級に在籍する高機能自閉性障害やアスペルガー障害のある児童・生徒の支援方法の究明が課題とされており、また、中・重度の知的障害のある自閉性障害児に対する治療教育プログラムの開発されてきた経緯もあり、知的機能の障害をもたない高機能広汎性発達障害のある児童・生徒に対する治療教育プログラムの開発を目的とした。研究では、大きく5つの研究からアプローチした。第1は発達障害のある児童生徒に対する社会参加に焦点をおいた指導の実態を明らかにするための調査研究、第2は国内外における広汎性発達障害児者への支援の実態に関する視察研究、第3に高機能広汎性発達障害のある児童・生徒の障害特性の解明に関する臨床研究、第4は高機能広汎性発達障害のある児童・生徒への指導方法の開発に臨床研究、そして第5に、広汎性発達障害児の間接支援として保護者や教師など彼らの社会参加を支える重要な人々への支援方法の開発に関する実践研究である。調査研究から、発達障害のある児童・生徒に対する社会参加に焦点をあてた指導の必要性が確認された。広汎性発達障害児者の支援に関する視察研究から、障害特性の解明と特性に配慮した支援が重要であることが確認された。特性の解明に関する研究から、広汎性発達障害児の発達、認知、学力、社会性、コミュニケーションに関する特性を明らかにすることができた。指導法の開発に関する研究から、適切な先行刺激を整備することによって社会的な行動が成立することが確認された。間接支援の方法の開発に関する研究から、保護者、きょうだい、教師、夏季休業中の支援方法について明らかにすることができた。以上の研究成果から、高機能広汎性発達障害のある児童・生徒の社会参加を高めるための指導方法の一端を明らかにすることができた。今後は、研究データの積み上げにより、広汎性発達障害のある児童・生徒の幼児期から青年期・成人期に至る系統的で包括的な治療教育プログラムを開発していく必要がある。本研究では、重度の発達障害をもつ自閉性障害のある児童・生徒の社会参加を高める教育支援法の開発を目的に3方向から接近しているが、平成15年度のそれぞれの研究活動について報告する。1.長期にわたる一貫した継続的な支援法北海道の知的障害者総合療育支援施設「おしまコロニー」を視察し、自閉性障害のある人への支援活動の現状を調査した。就労の場、生活の場、学校教育の場における自閉性障害のある人に対する支援方法の配慮について調査した。また、継続的な支援の核となる個別教育支援計画のなかで、計画づくりのためのアセスメント方法に関する項目の整理とデータ収集を行った。2.地域生活を支える包括的な支援法自閉性障害のある児童・生徒の地域生活を支えるために、地域での活動を補償するための地域資源の現状とその問題点について調査及び協議を行った。地域資源の現状は関係団体・機関などが発行する資料を収集・分析するとともに、A市において資源の実態と保護者のニーズ調査を行った。現状の課題については、日本特殊教育学会において自主シンポジウムを開催しNPO、養護学校、専門機関の関係者から活動報告と意見交換を行った。

また、学校への充実した参加を実現するために、学校環境づくりの一環として教職員の専門的力量を向上するための支援方法に関する実証的研究を行った。加えて、香川大学教育学部附属養護学校の見学及びこれまで研究代表者が行った追跡研究のデータをもとに教育課程の課題について検討を行った。3.自閉症の認知及び障害特性に依拠した支援法の開発自閉性障害のある児童・生徒を対象に、学校や社会への参加を困難にする認知及び障害特性の把握とその支援法について臨床研究活動を実施した。予定や活動に関する概念理解を助け、地域での遂行を支援するツールとして情報携帯端末の利用について研究した。次年度はいくつかの新規な研究活動を開始してさらに研究を進める予定である。本研究では、重度の発達障害、特に自閉性障害のある児童・生徒の社会参加を高める教育支援法の開発を目的に3方向から接近している。平成15年度の研究を基盤に平成16年度はそれぞれ以下の研究活動を実施した。1.長期にわたる一貫した継続的な支援法昨年度に続き、国内外2カ所の視察を行った。1つは、アメリカのノースカロライナ州においてノースカロライナ大学TEACCH部を中心に行われている自閉性障害児者のための包括的な支援プログラムについて実地視察研究を行った。また国内では、TEACCHの考えを導入した学校教育実践を行っている佐賀大学文化教育学部附属養護学校を実地視察研究を行った。以上をもとに、自閉性障害のある人々に対する理解と支援のための環境設定について検討を行った。2.地域生活を支える包括的な支援法昨年度に引き続き、自閉性障害のある児童・生徒の地域生活を支えるための潜在的な地域資源について、調査対象地域を拡大し検討を行った。また、地域生活を支援するために家族、特にきょうだいに焦点をあてた支援プログラムの開発に関する実践的検討を行った。予定や活動に関する概念理解を助け、社会性を高めるための支援方法についてそのプログラム開発を進めている。本研究は、学校や地域への参加に著しい困難や制約をもつ重度の発達障害のある児童・生徒の社会参加を高めるための教育支援方法の開発を目的に過去2年間にわたって研究を進めてきた。本年度は、研究の最終年度にあたり、いくつかの研究課題に関する臨床研究と新たな教育支援方法の提案に向けた研究の体系化を行ってきた。臨床研究では、児童・生徒に対して(1)社会的スキル、(2)コミュニケーションスキルの支援方法とプログラムの開発について引き続き検討を進めてきた。また平成17年度の臨床研究の新たなテーマとして(3)自己理解の支援を取り上げ、2名の発達障害のある児童・生徒を対象として自己理解のためのプログラム開発を実証的に検討した。自己理解の問題は今後さらに検討を加える必要があるが、予備的な支援プログラム開発は一定の成果が得られたと考えている。加えて、平成17年度の臨床研究の一環として、発達障害のある児童・生徒の保護者に対してその支援方法の検討を行った。
高齢糖尿病患者の重症化を予防する在宅インスリン自己注射見守りシステムの開発と検証

本研究では、急増している高齢の糖尿病患者が、在宅でのインスリン療法(自己注射)を継続できるように、センサーシステムとコミュニケーションロボットを活用して家族や医療福祉従事者と連携しながら患者をサポートする見守りシステムを開発し検証した。具体的には、“注射器の格納容器にセンサーを付けて開閉・取出しモニタリングすること"と“コミュニケーションロボットによる注射の誘導と支援を行う"システムを開発した。システムを試験導入し、これまで把握ができていなかった在宅での注射器利用実態が確認でき、臨床現場で有効なデータとなること、ロボットによる声がけが高齢者の自己注射のサポート、更には癒しとなることを確認した。急増している高齢糖尿病患者に対して、認知症などによる在宅インスリン療法(自己注射)の中断・誤接種を防ぐための支援の充実が緊急の課題となっている。今年度の研究では、高齢の糖尿病患者が、在宅インスリン療法を確実に継続できるように、「インスリン見守りシステム」のバージョン1を設計・開発した。システムは、注射器の格納容器にセンサーを付けて“容器の開閉"と“注射器の取出し"をモニタリングするシステムである。患者は、日頃から利用している注射器をセンサーを付けた格納容器(筆箱サイズ)に入れ、注射器を利用する際に容器を開閉・注射器を取戻しするだけで、センサー情報が一緒に設置するネットワークに繋がったタブレット端末を経由してサーバに送られ、分析・管理される。この情報は、医師・看護師・ケアワーカー・家族などがweb上で確認でき、患者のプライバシーを守る程よい距離の情報で、安価に見守ることができる。システムを実際の高齢糖尿病患者に数週間利用してもらい、システムの検証を行った。今回は、実施対象患者は1名で、日中に3回(追加インスリン製剤)、就寝前に1回(基礎インスリン製剤)の注射を行っている女性の高齢患者であった。認知症は患っておらず、毎日決まった時間にほぼ確実に注射を打っていたため、システムの動作確認を行うことができた。また、注射状況がきれいに取得・表示させることができたため、医師や看護師に高評価であった。これにより、これまで把握ができていなかった在宅での注射器利用実態が確認でき、臨床現場で有効なデータとなることを確認した。以上の研究成果は、国内の研究学会で2件、国際学術会議で1件発表を行い、国内外から高い評価を得た。また、査読が有る論文誌にも1件掲載された。今年度の研究では、高齢の糖尿病患者が、在宅インスリン療法を確実に継続できるように、昨年度の研究内容の「インスリン見守りシステムバージョン1」の導入実施評価で明らかになった課題である“音声による注射の誘導と支援機能"を実装した「インスリン見守りシステムバージョン2」の開発を行った。音声機能は、今後想定しているロボットによる注射の誘導と支援につながるものである。また、更には医師・看護師・ケアワーカー・家族等が音声で高齢患者とコミュニケーションを取る機能としても活用できる。「インスリン見守りシステムバージョン2」のフォールドでの実施評価は、フィールド先の医師と看護師との意見交換と導入準備まで進めたが、倫理審査委員会の承認を待っている状況で、実施評価はまだ行えていない。平成27年度は研究代表者が産前産後の休暇および育児休業の取得に伴い研究を中断していたため、研究進捗がやや遅れており、学会発表等での公表を行うことができなかった。そのため、補助事業期間を1年間延長する申請を行っている。延長申請している1年間で、実施評価や学会発表を進めていく予定である。平成27年1月1日より平成27年8月31日まで、産前産後の休暇および育児休業の取得に伴い研究を中断していたため、平成27年度に計画していた研究内容はやや遅れている状況にある。平成27年度に計画していた主な研究内容3点について、それぞれの進捗状況についてまとめる。1)「インスリン見守り君ver.2」の設計と試作評価:提案システムの第2ステップとして、インスリン見守り君ver.1にロボットによる注射の誘導と支援を想定した音声を実装した試作システムを設計し、システム開発を行った。また、試作システムを試験運用し、機能が正しく動作するかどうかの評価および改善検討を行い、音声情報表示画面の改良を行った。以上、この項目については概ね計画通りに進めることができた。2)実際の患者への導入実施によるシステム検証:高齢患者複数人を対象に試験導入を検討し、導入フィールド先の医師との意見交換および実施準備を進めた。現在、実施フィールドの病院の倫理審査委員会に審査請求資料を提出した状況で、審査からの返答待ちである。今後、導入実施できる状況が整い次第、導入実施によるシステム検証を進めていく。3)運用方法の検討・試行:フィールド先の医師や看護師へのヒアリングによる運用方法の検討を進めた。今後、システムの導入実施を進めながら、更に運用方法の検討を進める必要がある。以上、主な研究内容3点について、1点は計画通りに進められたが、あとの2点については前進させながらも計画通りの進捗までは行き着いていない。延長申請している1年間でその分を進めていく予定である。本研究では、これまで、高齢の糖尿病患者が、在宅インスリン療法を継続できるように、「インスリン見守りシステム」を開発してきた。

システムは、注射器の格納容器にセンサーを付けて“容器の開閉"と“注射器の取出し"をモニタリングするシステムである。システムを実際の高齢患者に試験導入し、これまで把握ができていなかった在宅での注射器利用実態が確認でき、臨床現場で有効なデータとなることを確認した。今年度の研究では、「インスリン見守り君ver.1」の試験導入時に課題となった外出時の確認情報欠如に対し、外出時にも継続して利用できる(省電力通信方式による)電池式の容器を用いたシステムに改良した。また、次年度に設計・試作を予定している「インスリン見守り君ver.3」に向けて、インターフェースの1つとしてコミュニケーションロボットPaPeRoiを選定し、システム連携の検討を進めた。更に、糖尿病治療の動向と、慢性疾患重症化予防の取組みを踏まえた効果的な運用方法について検討を進めた。研究成果の発表としては、研究学会において、高齢者のコミュニケーションロボットに対する親和性評価として、高齢者にコミュニケーションロボットに触れ合ってもらったレクリエーションの実施についてと、ロボットに対して感じる感性について人と物との中間的な存在として認識された評価結果を報告した。平成28年度進める計画であった3点について、進行状況をまとめる。1)「インスリン見守り君ver.2」の改良:「インスリン見守り君ver.1」の試験導入時に課題となった外出時の確認情報欠如に対し、外出時にも継続して利用できる(省電力通信方式による)電池式の容器を用いたシステムに改良した。これにより計画通り現場フィールドに導入しやすい様に、フィールドに合わせた機能改良を進めることができた。2)実際の患者への導入実施によるシステム検証:高齢患者への試験導入に向けて、本システムに関心を持った複数の医師とディスカッションを重ね、倫理審査委員会へ書類提出を試みたが許可が下りていないため、導入実施を行えていない。代替試験で評価検証することを検討中である。3)運用方法の検討・試行:導入実施を行えていないため直接的な運用方法の検証は行えていないが、研究協力者の平井愛山氏の協力を得ながら、糖尿病治療の動向を踏まえた効果的な運用方法について検討を進めている。急増している高齢糖尿病患者に対して、認知症などによる在宅インスリン療法の中断・誤接種を防ぐための支援の充実が緊急の課題となっている。本研究では、高齢の糖尿病患者が、在宅インスリン療法を確実に継続できるように、「インスリン見守りシステム」を開発してきた。ver.1では、注射器の格納容器にセンサーを付けて“容器の開閉"と“注射器の取出し"をモニタリングするシステムを開発した。
早産低出生体重児の生体環境偏移の長期評価とその対策:「成人病胎児期発症説」の検証

新生児・乳児・小児を対象に、血中NOx、ADMA、8-OHdG濃度などの酸化ストレスマーカーの基準値が設定された。これらの生体マーカーの計測により、小児疾患のNO-ADMA系、酸化ストレス環境が非侵襲的に経時的に評価できることが例示された。8-OHdGについては迅速検査への道が開かれた。今後も疾患対象を増やして検討を進める予定である。本研究者は、ヒトの生体制御において一酸化窒素(NO)をとりまくL-arginine/NO合成酵素/NO系とPRMT/asymmetric dimethylarginine(ADMA:内因性のNO合成阻害因子)/DDAH系の相互作用が重要であるという仮説を持っている。これらの系を追究することは、複雑な生体ネットワークの生物学的理解をさらに進めるだけでなく、多様な疾患群の予防・治療、身体機能維持、QOL向上を目指した新規の低侵襲的で効果的な管理法の開発につながると考えられる。以下に本年度の研究成果を示す。(1)シトリン欠損症を有しているが見かけ上健常な患者では、対照と比べて血中NO、ADMAに差はないが、血中コレステロールが高く、酸化型LDLなどの酸化ストレスマーカーが高かった。乳児期以降のsilent phaseでも脂肪代謝障害、酸化ストレス亢進が存在することが示されたが、それが成人期の肝障害・脳障害の形での再発症と関連すると思われた。(2)先天性肝内門脈-体静脈シャントの患者では、血中ADMA、endothelin-1が高く、血中NOが低く、血中TBARSなどの酸化ストレスマーカーが高かった。シャント率は血中ADMA、ADMA/NO比と正の相関を示した。門脈-静脈シャント自体がNO-ADMA系でのADMA優位、酸化ストレス亢進をもたらすこと、肝臓がレドックス制御の重要臓器であることが示唆された。(3)川崎病では血中ADMA、NOともに高値を示したが、それは急性血管炎症候群の1つの特徴と思われた。以上はすべて過去に報告のない知見である。さらに、(4)NO-ADMA系が動物種を超えた生体システムであることを利用して、シトリン欠損症、急性腎不全の動物モデルでこれらのマーカーを計測して複雑な病態を解明し、効果的予防・治療法を開発するための実験研究を開始した。(1)先天性肝内門脈-体静脈シャントの患者では、血中ADMA、endothelin-1が高く、血中NOが低く、血中TBARSなどの酸化ストレスマーカーが高かった。(2)尿素サイクル異常症患者、特に高シトルリン血症患者では、血管内皮機能不全の発症リスクが高いこと、それはNO機能低下、酸化ストレス亢進と連関することを提唱した。(3)オルニチントランスカルバミラーゼ欠損症患者では、4-phenylacetate(4-phenylbutyrate)が肝臓の胆汁酸排泄を増すことで肝臓機能改善に有効であることを示した。胆汁酸毒性が問題になる肝臓疾患での応用が期待された。本研究者は、小児疾患の病態生理において酸化-抗酸化バランス、レドックス破綻が重要であるという仮説を持っている。レドックス制御系を追究することは、複雑な生体ネットワークの生物学的理解をさらに進めるだけでなく、多様な疾患群の予防・治療、身体機能維持、QOL向上を目指した新規の低侵襲的で効果的な管理法の開発につながると考えられる。(1)広汎性発達障害・自閉症の小児患者では尿中acrolein-lysine排泄が健常対照よりも有意に高かった。1次的か2次的かは明らかではないが、このような児は酸化ストレス亢進状態にあることが示された。(2)フェニルケトン尿症の小児患者では、血中フェニルアラニン濃度と以下の血液パラメーターが有意に相関した(酸化度を示すTBARS-正、MDL-LDL-正、抗酸化能を示すTAR-負、GPX-負、SOD-正、CAT-正)。6つのパラメーター毎に患者の計測値を点数化(各02点)したところ、血中フェニルアラニン濃度が700800umol/Lで点数総計が34点から78点に急激に増加した。

700800umol/Lはちょうど脳MRでも異常信号が検出される濃度であった。フェニルケトン尿症の脳障害発現に酸化ストレス亢進が関与することが示された。(3)フェニルケトン尿症の小児患者では、酸化ストレス亢進に伴って骨吸収促進型の骨減少症を呈することが示された。以上、生体マーカーという新規の低侵襲的な評価法が慢性疾患患児の管理に有用であることが示唆された。
Fe-Ni系高性能強磁性超弾性合金の開発とその応用

Fe-Ni基形状記憶合金は低廉で、加工性に優れ、さらに、Ni-Ti基合金等の実用合金にはない強磁性を有していることから、様々な分野への応用が期待されている。しかし、従来のFe基合金は形状記憶特性が乏しく、特に超弾性効果が得られないことが、実用化への最大の障害であった。最近我々のグループは、Fe-Ni-Co-Al基合金に、適切な熱処理を施すことによって、Fe基で初めて、超弾性効果が得られることを明らかにした。しかしながら、本合金で得られる超弾性歪量は1%程度であり、そのままで実用材として使用するには不可能である。そこで本研究では、Fe-Ni-Co-Al基合金において、合金設計や組織制御を行うことによって、超弾性特性の改善を試みた。得られた成果は以下の通りである。1.超弾性特性の改善本合金において良好な超弾性が得られない最大の原因は、β相の粒界反応析出による脆化である。そこで様々な合金元素を添加したところ、B添加によってβ相は著しく抑制され、これにより靭性が改善されることが分かった。また、本合金では適切な加工熱処理を施すことで、{035}<100>集合組織が発達し、この集合組織を形成させることによって、超弾性特性が著しく改善される。このような合金設計、および組織制御によって得られた板材では、Ni-Ti基合金を上回る10%以上もの超弾性歪が得ることができる。2.磁気特性の評価本超弾性合金は、母相とマルテンサイト相で磁化が大きく異なる。そのため、歪み印加に伴い磁化が上昇し、歪みを除去すると元の磁化に戻るという、超弾性効果に起因した特異な磁気特性が得られる。このような、歪みに伴う可逆的磁化変化は、非接触型磁気歪みセンサーへの応用が期待できる。また、本合金では、磁場誘起マルテンサイト変態により、多結晶状態で最大0.9%もの磁場誘起歪みが得られるため、磁歪材としても有望である。強磁性形状記憶合金は新しいタイプの機能性材料として多分野への応用が期待されている。しかしながら、従来材は高価で加工性に乏しいことから実用分野には制約が大きく、低コスト・高加工性を有する新合金系の開発が待たれている。最近、申請者らは安価でかつ従来材では成し得ない製造性を有するFe-Ni-Al基合金において、Fe-Ni系では世界初となる超弾性の発現を見出し、現在の強磁性形状記憶多結晶材では最高の超弾性特性を得ることに成功した。これにより、本合金は強磁性超弾性合金として、トルクアクチュエータや磁気・歪センサー等の新機能性材料として非常に有望であることが明らかとなった。そこで、本研究では、Fe-Ni-Al基強磁性超弾性合金について、合金設計や加工熱処理を利用した組織制御により、形状記憶・超弾性・磁気・磁歪特性等の改善を試み、新高性能Fe-Ni基強磁性超弾性合金を開発する。本年度の研究業績は以下の通りである。マルテンサイト変態、形状記憶・超弾性特性に及ぼすTi、V、Co、Nb、Mo、Ta、W等の添加元素の影響について調査した。その結果、Coはマルテンサイト変態点を上昇させ、その他の元素は低下させることが分かった。また、Ti、Nb、Taはマルテンサイトの熱ヒステリシスを減少させ、これにより、形状記憶・超弾性特性を向上させることが明らかとなった。さらに、加工熱処理により集合組織を制御することで、より良好な形状記憶・超弾性特性が得られることも明らかとなった。
転写因子CIZによる副甲状腺ホルモンの骨への作用の制御

当研究においては、BMPの抑制因子であるCIZのPTHシグナルへの関与について、解析した。PTH/PTHrP受容体の恒常活性型を骨芽細胞/象牙芽細胞にて発現しているcaPPRマウスと、同じく骨量増加の表現型をもつCIZノックアウトマウスを掛けあわせて、さらなる骨量増加の表現型が得られてたため、caPPR-CIZKOマウスの解析を行うことを目的としている。caPPR-CIZKOマウスの繁殖に関しては、caPPRマウスが弱いことと、CIZKOマウスに過去に報告したように精巣の異常があるため、困難であったが、caPPR-CIZKOおよびそのコントロール各群の計8群について、♂、♀それぞれ6例から10例のマウス検体を得た。細胞培養の系では、骨芽細胞様細胞株MC-3T3E1細胞において、PPRの下流シグナルであるCRE(cAMPresponseelement)を介した転写活性化を見るため、pCRE-Lucベクターでルシフェラーゼアッセイを行った。CIZを大量発現させた場合には、当初PPRによるCREの活性化が軽減される傾向があったが、その後の繰り返し実験の結果、ほぼ軽減はされないという結論に至った。CIZがBMPシグナルの阻害因子であること、PTHがBMPシグナルを亢進するという報告があることから、CIZの作用は、PTHのCRE活性化作用そのものではなく、PTHからBMPへ至り骨形成につながる経路の側にあるものと考えられる。当研究においては、PTH/PTHrP受容体の恒常活性型を骨芽細胞/象牙芽細胞にて発現しているcaPPRマウスと、同じく骨量増加の表現型をもつCIZノックアウトマウスを掛けあわせて、さらなる骨量増加の表現型が得られたことから、caPPR-CIZKOマウスの解析を行うことを目的としている。今年度の進捗状況は以下の通りである。これまでに存在するマウス検体の解析については、caPPR-CIZKOが、caPPRマウスやCIZKOよりもさらに著明に骨量が増加していることを大腿骨において以前に示していた。そこで、他の骨および歯における表現型を見るため、まず、下顎骨および歯について、解析した。caPPR-CIZKOでは、切歯長がcaPPRやCIZKOよりも短くなっており、切歯の基部のマトリックスの肥大化を認めた。このことから、象牙芽細胞においても、CIZがPPRの作用を調整していることが示唆された。caPPR-CIZKOマウスの繁殖に関しては、caPPRマウスが弱いことと、CIZKOマウスに過去に報告したように精巣の異常があるため、困難であったが、caPPR-CIZKOおよびそのコントロール各群の計8群について、♂、♀それぞれ5例から9例のマウス検体を得ており、さらに繁殖中である。

当研究においては、PTH/PTHrP受容体の恒常活性型を骨芽細胞/象牙芽細胞にて発現しているcaPPRマウスと、同じく骨量増加の表現型をもつCIZノックアウトマウスを掛けあわせて、さらなる骨量増加の表現型が得られたことから、caPPR-CIZKOマウスの解析を行うことを目的としている。caPPR-CIZKOマウスの繁殖に関しては、caPPRマウスが弱いことと、CIZKOマウスに過去に報告したように精巣の異常があるため、困難であったが、caPPR-CIZKOおよびそのコントロール各群の計8群について、♂、♀それぞれ6例から10例のマウス検体を得た。細胞培養の系では、骨芽細胞様細胞株MC-3T3E1細胞において、PPRの下流シグナルであるCRE(cAMP response element)を介した転写活性化を見るため、pCRE-Lucベクターでルシフェラーゼアッセイを行った。CIZを大量発現させた場合には、当初PPRによるCREの活性化が軽減される傾向があったが、その後の繰り返し実験の結果、ほぼ軽減はされないという結論に至った。CIZがBMPシグナルの阻害因子であること、PTHがBMPシグナルを亢進するという報告があることから、CIZの作用は、PTHのCRE活性化作用そのものではなく、PTHからBMPへ至り骨形成につながる経路の側にあるものと考えられる。マウス自身の性質によりマウスの繁殖が困難であることと、CIZがPTHシグナルを直接的に抑制しているのではないことが判明したことが内在的な原因として考えられる。震災後の節電も研究を阻害した。24年度が最終年度であるため、記入しない。マウスの検体数がある程度得られたので、それらの検体について、骨の表現型を解析し、データを強固なものにする。CIZがPTHを直接抑制するのではないことが示唆されたこと、CIZがBMPの阻害因子であることを過去に報告したことから、PTHとBMPのクロストークにおいてCIZがどのような役割を持つのかを解析する。
フラップゲート型可動式高潮・津波防潮堤の耐波機能に関する研究

本研究で取り上げるフラップゲート型可動式防潮堤は,通常時に海底に防潮堤を格納しているため景観性と海水交換性に優れ,また締め切り時間が短いことから異常波浪時には防護機能を発揮できるなどの利点がある.しかし,同防潮堤の性能,特に防潮堤が可動している際の耐波機能に関してはほとんど議論されておらず,実用化に向けての検討課題が多く残されている.また,現在のところ可動式構造物を対象とした計算例はほとんどなく,フラップゲート型可動式防潮堤の耐波機能を高精度に検討するためには,まず物体と流体の動的相互作用を考慮した新たな数値モデルを開発する必要がある.そこで,本研究では,フラップゲート型可動式防潮堤のように並進・回転運動する構造物と流体の相互干渉を解析できるVOF (Volume Of Fluid)法に基づく断面2次元数値波動水路を構築し,フラップゲート型可動式防潮堤の耐波機能について検討することを主たる目的としている.平成18年度の主な研究成果は以下のとおりである.(1)剛体の並進・回転運動を考慮したVOF法に基づく数値モデルの構築:昨年度構築した剛体と流体の動的相互作用を考慮したVOF法に基づく断面2次元数値波動水路に構造物の並進・回転運動が考慮できるよう,モデルを改良・構築した.(2)モデルの精度検証と波作用下におけるフラップゲート型防潮堤の耐波機能:本研究で構築した数値波動水路を用いて,着底型鉛直構造物,着底型傾斜構造物,浮体構造物,任意形状構造物を対象に,構造物と流体の相互干渉に対するモデルの妥当性を検証した.また,波作用下におけるフラップゲート型防潮堤を対象に数値解析を行い,可動中におけるフラップゲート型防潮堤の耐波機能について検討した.海岸保全施設が整備されてきた今日においても,未だ高潮・津波は脅威を奮っている.今後より一層,ハード・ソフト面の防災・減災対策を行うことが重要である.現在,ハード対策として,沿岸域の防護面のみならず,海域の景観・環境保全・利用面にも配慮した海域構造物の一つであるフラップゲート型可動式防潮堤の耐波機能が検討されている.これまで,静止状態にある構造物の耐波機能については若干議論されているが,構造物が移動している時の波浪解析は行われていない.そこで,本研究では,フラップゲート型可動式防潮堤のように並進・回転運動する構造物と流体の相互干渉を解析できる,VOF (Volume Of Fluid)法に基づく断面2次元数値波動水路を構築し,フラップゲート型可動式防潮堤の耐波機能について検討することを主たる目的としている.平成17年度の主な研究成果は以下のとおりである.(2)静的配置されたフラップゲート型防潮堤の耐波機能の評価:港湾空港技術研究所が実施したフラップゲート型防潮堤が静的に傾斜した場合の断面2次元実験(模型縮尺1/16)と同様な条件下で,構築した数値波動モデルを用いて計算を行った.そして,水位変動のみならず,作用波圧,全波力といった耐波設計で重要な要因に対して実験結果と比較し,静的配置されたフラップゲート型防潮堤の耐波機能を議論した.本研究で取り上げるフラップゲート型可動式防潮堤は,通常時に海底に防潮堤を格納しているため景観性と海水交換性に優れ,また締め切り時間が短いことから異常波浪時には防護機能を発揮できるなどの利点がある.しかし,同防潮堤の性能,特に防潮堤が可動している際の耐波機能に関してはほとんど議論されておらず,実用化に向けての検討課題が多く残されている.また,現在のところ可動式構造物を対象とした計算例はほとんどなく,フラップゲート型可動式防潮堤の耐波機能を高精度に検討するためには,まず物体と流体の動的相互作用を考慮した新たな数値モデルを開発する必要がある.そこで,本研究では,フラップゲート型可動式防潮堤のように並進・回転運動する構造物と流体の相互干渉を解析できるVOF (Volume Of Fluid)法に基づく断面2次元数値波動水路を構築し,フラップゲート型可動式防潮堤の耐波機能について検討することを主たる目的としている.平成18年度の主な研究成果は以下のとおりである.(1)剛体の並進・回転運動を考慮したVOF法に基づく数値モデルの構築:昨年度構築した剛体と流体の動的相互作用を考慮したVOF法に基づく断面2次元数値波動水路に構造物の並進・回転運動が考慮できるよう,モデルを改良・構築した.(2)モデルの精度検証と波作用下におけるフラップゲート型防潮堤の耐波機能:本研究で構築した数値波動水路を用いて,着底型鉛直構造物,着底型傾斜構造物,浮体構造物,任意形状構造物を対象に,構造物と流体の相互干渉に対するモデルの妥当性を検証した.また,波作用下におけるフラップゲート型防潮堤を対象に数値解析を行い,可動中におけるフラップゲート型防潮堤の耐波機能について検討した.