hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭酸ガス経皮吸収を用いた関節拘縮に対する新規治療開発

10週齢の雄性Wistar系ラットを対照群、関節固定を行う群(固定群)、関節固定後にCO2療法を行う群(CO2群)の3群に分けた。固定群およびCO2群は先行研究に従い、膝関節が140 ±5&ordm;の最大屈曲位となるよう外科的に固定した。CO2療法は、下肢全体にCO2の吸収を促進するハイドロゲルを塗布して100%のCO2ガスに曝露し、経皮的に吸収させた。介入は予防的に関節固定後翌日から2週間または4週間、治療的に関節固定2週後もしくは4週後から2週間、1日20分間、毎日行った。介入期間終了後、膝関節伸展可動域(伸展ROM)を測定した。そして、膝関節をまたぐ筋を全て切除した後で、再度伸展ROMを測定することで、筋によるROM制限である筋性要因と、関節構成体によるROM制限である関節性要因を算出した。また、半腱様筋を摘出し、急速凍結した後、凍結切片を作製した。その切片にピクロシリウスレッド染色を行い、筋の線維化率を算出した。加えて、半腱様筋からtotal RNAを抽出し、real-time PCRを行い、筋の繊維化マーカーであるI型コラーゲンとTGF-βのmRNA発現量を評価した。さらに、膝関節から非脱灰凍結切片を作製し、HE染色を行い、後方滑膜長を定量化した。また、I型コラーゲンとTGF-βの免疫組織化学染色を行い、関節包の繊維化を評価した。結果は、CO2療法は4週間の予防的介入、固定4週後から開始した治療的介入において、伸展ROM制限を有意に改善させた。また、固定2週後、4週後から開始した治療的介入において、それぞれ、筋性要因、関節性要因を改善させた。関節包におけるTGF-βの発現は固定群で増加、CO2群で減少する傾向が認められた。関節固定により後方滑膜長は短縮したが、CO2療法によって改善されなかった。筋繊維化率、筋におけるI型コラーゲン、TGF-βのmRNA発現量、関節包におけるI型コラーゲンの発現に各群間で有意差は認められなかった。平成30年度においては、10週齢の雄性Wistar系ラットを対照群、関節固定を行う群に関しての炭酸ガス経皮投与の効果を検証する予定であったが、予定通り実験が行われた。前年度までの実験結果をまとめ、論文化し投稿の予定である。10週齢の雄性SDラットを対照群、脊髄損傷を行う群(SCI群)、脊髄損傷後にCO2療法を行う群(CO2群)の3群に分け、2週間と4週間、介入した。SCI群およびCO2群は先行研究に従い、T8レベルで脊髄を完全に切断した。CO2療法介入はSCI術翌日から行った。下肢全体にハイドロゲルを塗布して100%のCO2ガスに曝露し、経皮的に吸収させた。介入は1日20分間、毎日行った。実験期間終了後、深麻酔下で膝関節伸展可動域(伸展ROM)を測定し、膝関節をまたぐ筋を全て切除し、再度伸展ROMを測定した。筋によるROM制限を筋性要因、関節構成体によるROM制限を関節性要因と定義し、それぞれは先行研究に従い算出した。また両下肢から半膜様筋を摘出し、筋湿重量を測定した後、急速凍結し、クリオスタットを用いて横断切片を作成し、HE染色を行った。光学顕微鏡を用いて画像を撮影し、image Jで筋線維横断面積(CSA)を計測した。さらに両下肢から膝関節を摘出し、川本法を用いて凍結包埋した。凍結サンプルから矢状切片を作成し、HE染色を施し、光学顕微鏡で画像を撮影、image Jで後方滑膜長を計測した。結果、脊髄損傷により増大した伸展ROM制限は、2週、4週のCO2療法介入により改善した。2週では筋性要因、関節性要因、4週では関節性要因の改善が認められた。また、滑膜長は2週においては3群間に差は認められず、4週において対照群、CO2群と比較してSCI群で低値を示す傾向がみられた。半膜様筋の筋湿重量、CSAにはCO2療法介入による改善は認められなかった。平成29年度においては、脊髄損傷ラットモデル(8ー9週齢Wistar系雌性ラット)に対して、脊髄損傷作成直後(拘縮予防モデル)より、高濃度炭酸ガス経皮吸収デバイスを単独で使用した場合の関節拘縮(膝関節可動域・膝関節周囲組織)および全身に対する影響を検討する計画であったが、予定通りに実験が行われた。

また、半腱様筋を摘出し、急速凍結した後、凍結切片を作製した。その切片にピクロシリウスレッド染色を行い、筋の線維化率を算出した。加えて、半腱様筋からtotal RNAを抽出し、real-time PCRを行い、筋の繊維化マーカーであるI型コラーゲンとTGF-βのmRNA発現量を評価した。さらに、膝関節から非脱灰凍結切片を作製し、HE染色を行い、後方滑膜長を定量化した。また、I型コラーゲンとTGF-βの免疫組織化学染色を行い、関節包の繊維化を評価した。結果は、CO2療法は4週間の予防的介入、固定4週後から開始した治療的介入において、伸展ROM制限を有意に改善させた。また、固定2週後、4週後から開始した治療的介入において、それぞれ、筋性要因、関節性要因を改善させた。関節包におけるTGF-βの発現は固定群で増加、CO2群で減少する傾向が認められた。関節固定により後方滑膜長は短縮したが、CO2療法によって改善されなかった。筋繊維化率、筋におけるI型コラーゲン、TGF-βのmRNA発現量、関節包におけるI型コラーゲンの発現に各群間で有意差は認められなかった。平成30年度においては、10週齢の雄性Wistar系ラットを対照群、関節固定を行う群に関しての炭酸ガス経皮投与の効果を検証する予定であったが、予定通り実験が行われた。平成30年度の研究は、前年度の成果を受けて、脊髄損傷ラットモデルを使用し、損傷7日後(拘縮治療モデル)より高濃度炭酸ガス経皮吸収デバイスを2週間単独使用した場合の膝関節可動域・膝関節周囲組織および全身に対する影響を検討する。評価項目は前年度に準じて、関節可動域評価および組織学的、免疫組織化学的および分子生物学的に評価する。前年度までの実験結果をまとめ、論文化し投稿の予定である。平成29年度においては、予定通りに実験が行われたが、旅費・人件費等の使用額が予定より少なかったため、余剰が生じた。平成30年度の研究は、予定通り遂行し、消耗品および情報収集・成果発表等にての旅費に充当し使用予定である。平成30年度においては、予定通りに実験が行われたが、旅費・人件費等の使用額が予定より少なかったため、余剰が生じた。次年度の研究は、消耗品および情報収集・成果発表等にての旅費に充当し使用予定である。
骨軟部腫瘍におけるNotchシグナルと相互作用する異常機構の研究

骨肉腫患者より採取した腫瘍組織を用いて検討したところ骨肉腫腫瘍組織では10例中10例でNotch2,JAG1が発現上昇していた。ーゲット遺伝子であるHEY1は10例中8例で発現上昇していた。HEY2も10例中9例で上昇していた。次にNotchシグナルを抑制すると骨肉腫細胞株の増殖がin vitro, in vivoにおいて抑制されることが確認された。さらに細胞周期を正に制御するサイクリンD,E, c-Myc, SKP2の発現が抑制され、逆に細胞周期を負に制御するp21Cip1の発現が増大していることを見出した。本研究は、Notchシグナルが骨肉腫の新たな治療的ターゲットとなりうることを示唆している。【方法】RT-PCR法、免疫染色により骨肉腫の細胞株及び臨床検体を用いてNotchシグナル関連遺伝子の発現について検討した。Notchシグナルの特異的阻害剤であるGSIやNotchによって活性化される転写因子であるRBP-jk siRNAをもちいて骨肉腫に対するnotchの機能を検討した。ヌードマウスに骨肉腫細胞株を移植しGSIを投与することによる抗腫瘍効果を検討した。GSIを投与した骨肉腫細胞株の細胞周期と細胞周期関連遺伝子の発現を検討した。【結果】免疫染色、RT-PCR法において骨肉腫細胞株・臨床検体共にNotch関連遺伝子の発現上昇を認め、Notchが活性化していることを確認した。GSIとRBP-jk siRNAを用いてNotchシグナルを抑制するとin vitroにおいて腫瘍増殖を抑制した。次に骨肉腫移植ヌードマウスにGSIを投与するとin vivoにおいて骨肉腫の増殖が抑制された。また骨肉腫細胞でNotchシグナルを抑制すると細胞周期がGlarrestしていることを見出した。さらに細胞周期を正に制御するサイクリンD,E,c-myc,SKP2の発現が抑制され、逆に細胞周期を負に制御するp21^<Cip1>の発現が増大していることを見出した。現在他のシグナルとのクロストークを検討中である【方法】定量的RT-PCR法により骨肉腫の臨床検体を用いてNotchシグナル関連遺伝子の発現について検討した。Notchシグナルの特異的阻害剤であるGSIやNotchによって活性化される転写因子であるRBP-jKsiRNAをもちいて骨肉腫に対するnotchの機能を検討した。Notchシグナルの下流因子と骨肉腫増殖・細胞死の関連をsiRNAを用いて検討した。【結果】定量的RT-PCR法において骨肉腫患者腫瘍組織では10例中10例でNotch2の発現上昇を認めた(1.3-57倍)。一方でNotch1は10例中9例で低下していた(0.03-0.86倍)。NotchのリガンドであるJAG1は10例中10例で発現上昇していた(3.6-309倍)。ターゲット遺伝子のHESIは10例中6例で発現低下していた。一方で他のターゲット遺伝子であるHEY1は10例中8例で発現上昇していた(1.6-12倍)。HEY2も10例中9例で上昇していた(2.9-106倍)。GSIとRBP-jκsiRNAを用いてNotchシグナルを抑制するとin vitroにおいて腫瘍増殖を抑制した。また骨肉腫細胞でNotchシグナルを抑制すると細胞周期がG1 arrestしていることを見出した。さらに細胞周期を正に制御するサイクリンD,E,c-myc,SKP2の発現が抑制され、逆に細胞周期を負に制御するp21^<cip1>の発現が増大していることを見出した。また発現上昇していたHEY1をノックダウンするとin vitroにおいて腫瘍増殖を抑制した。現在ヌードマウスを用いてin vivoの機能解析とさらなる細胞運動・転移能の評価を含めさらなる詳細な機能解析を行っている。
経営学としての組織的公正理論の確立へ向けた研究

本研究は、組織的公正理論を、経営学的な視点から再検討し、より実務的かつ説明力の高い分析枠組みを構築することを目指している。組織的公正研究は、社会学や社会心理学の分野で発展してきたことから、個人に焦点を当てた分析が多かった。本研究では、戦略と人的資源管理が適合しているかどうかによって、戦略の明示が組織的公正に与える影響の仕方が異なることが示された。当該研究は、組織行動論もしくは社会心理学や社会学をベースとした理論的枠組みである組織的公正理論を、経営学的な観点から再検討し、より実務的かつ説明力の高い分析枠組みを構築することを目指している。具体的には、申請者がこれまでに蓄積してきた当該領域に関する知見である戦略的な変数や人的資源管理といった変数を組織的公正理論に取り込んだ枠組みを構築することを目的としている。当該年度は、1申請者の実施した過去のデータを再分析することで分析枠組みの妥当性を検討する、2企業に対するインタビュー調査を実施し、概念の操作化をする際の課題や設問の抽象度や用語に関する課題を明確にする、3大量サンプルによるアンケート調査の実施、を行った。1については、「組織的公正理論の普遍性についてー国際比較と分析の領域ー」(広島大学経済学会, 2015年7月11日)において、発表した。また、2および3については、当該研究の枠組みを用いて実施した調査結果の一部として、申請者が監修した次の報告書にまとめられている。一般財団法人兵庫勤労福祉センター・兵庫県経営者協会・日本労働組合総連合会兵庫県連合会編)『女性活躍推進に関する調査研究報告書:最終報告』(2016年3月発行)。本年度に実施した研究では、当該研究の「戦略的な変数を取り込んだ組織的公正理論」という分析枠組みの普遍性について、国際比較およびダイバーシティの観点から再検討し、一定程度確認することができた。文献研究を進めるとともに、実証研究も順調に進んでいる。当該年度は、当該年度は、1企業に対するインタビュー調査を実施し、概念の操作化をする際の課題や設問の抽象度や用語に関する課題を明確にする、2大量サンプルによるアンケート調査の実施、を行った。特に、2については、3,000以上のサンプルを得ることができ、分析の結果、戦略の明示、浸透、および戦略に基づいた評価活動が組織的公正に影響を与えていることを示した。これらの研究成果の一部は、「戦略の浸透と従業員の公正感ーサービス業C社の事例ー」『経営行動科学学会第19回年次大会発表論文集』2016年11月.に掲載されている。また、これらの一連の調査をもとに、イノベーション活動に従事する従業員に焦点を当てた調査分析を実施した。イノベーションに従事する従業員は、専門家社会のパラダイムを重視する一方で、企業の戦略や方針に縛られる。当該研究では、これらを高い次元で統合することが重要であることを明らかにした。これらの研究結果の一部は、「イノベーションを生み出す組織において克服すべきダイコトミー」経営行動科学学会第19回年次大会シンポジウム,2016年11月6日.において報告した。問題なく進展している。本研究はこれまでに、1申請者の実施した過去のデータを再分析、2企業に対するインタビュー調査、3大量サンプルによるアンケート調査してきた。これらの調査・分析の結果、戦略の明示、浸透、および戦略に基づいた評価活動が組織的公正に影響を与えていることを示した。特に最終年度の研究では、大量サンプルによる重回帰分析・マルチモデル分析を実施することで、戦略と人事の一貫性の有無によって、戦略の明示が組織的公正に与える影響の仕方が異なることを明らかにすることができた。戦略と人事が適合している組織ほど、戦略の明示が手続的公正に与える影響が強かったのである。これらの研究の一部は、2017年度に、「戦略とHRMの一致が組織的公正に与える影響ー価値観が反映されたHRMの重要性」経営行動科学学会全国大会および「戦略と人事の適合関係と従業員の公正感」日本経営学会関西部会において発表している。また、本研究の知見を活用した報告書の一部として、申請者が監修した一般財団法人兵庫勤労福祉センター・兵庫県経営者協会・日本労働組合総連合会兵庫県連合会編『地域産業の活性化を通じた雇用創出中間報告』がある。

本研究では、戦略と人的資源管理が適合しているかどうかによって、戦略の明示が組織的公正に与える影響の仕方が異なることが示された。引き続き内外の先進的研究のレビューをするとともに、本研究の理論的枠組みを進化させ、実証研究を実施し一般化を図る。これまでの研究成果をもとに、大規模な調査を実施し、普遍性のある知見を導き出す。人的資源管理
多段冷油スプレーによる有機溶媒蒸気の回収

水スプレーによる水蒸気の回収実験の結果をもとに、冷油多段スプレーによる有機溶媒蒸気の回収に関するシミュレーションを行い、蒸気回収率に対する噴霧初期液滴径、蒸気入口濃度、噴霧液滴温度、スプレー塔の段数の影響について検討を行った。まず、本シミュレーション法の妥当性を検討するために、水スプレーによる水蒸気の回収のシミュレーションを行い、蒸気主流濃度、ソータ平均径、主流温度、液滴温度および物質移動流束について実測値との比較を行ったところ、両者は良好に一致した。そこで、この計算法を用い多段冷油スプレーによる有機溶媒蒸気の回収に関するシミュレーションを行ったところ、蒸気回収率は、蒸気入口濃度が増加するにともない増加し、噴務液滴温度が増加するにともない減少した。また、液ガス比の小さい領域における蒸気回収は、初期噴霧滴径が小さくなるにともない僅かに増加した。スプレー塔の段数に関しては、3段以上で蒸気回収率は一定値に収束した。ガソリンの蒸気を多段スプレーで回収する場合、飽和蒸気圧の低いケロシンの冷油を用いて噴霧距離の短いスプレーを3段、多段配列することにより、ほぼ100%に近い高い回収率が得られた。なお、シミュレーションを行うにあたり、ガソリンの蒸気はヘキサンをケロシンはC_<12>のドデカンをそれぞれ代表成分として、その物性値を用いた。
処理妨害物質が共存する多品種・少量の重金属を含有した廃水の処理

本研究は、種々の処理妨害物質が共存する多品種・少量の重金属を含有した廃水について、再利用の可能性も考慮した処理方法を確立しようとするものである。そのため、大学の研究活動等で発生する廃水を対象として、以下の1)7)の単一操作について検討し、最適処理システムの設計指針を提案することを目的とした。1.鉄紛法の可能性:この処理法を用いると水銀処理のための亜鉛の添加の必要はなく、かつ鉄粉の使用量も減少し、処理廃水中の水銀及び砒素濃度はいずれも検出限界以下となることがわかった。2.シアンと微量水銀を含有した有機性廃水の処理:フェントン酸化または過酸化水素により、COD成分を90%除去できる。この処理の後、紺青法及び硫化物沈澱法によりシアン及び水銀を環境基準以下にまで除去できる。3.処理妨害性有機物の分解処理(EDTA・カコジル酸の光酸化反応):低圧水銀灯による光照射により、TOCが急激に減少することからEDTA及びカコジル酸の分解が促進されていることが確認された。4.ホウフッ化物イオン含有廃液の処理:分解処理剤として、アルミニウムを用いると広い温度範囲で処理が可能であり、カルシウムを用いると使用する分解処理剤及びスラッジの量が削減できることがわかった。5.重金属含有廃液のフェライト化処理:処理の容易さは重金属濃度と種類に依存し、りん酸は重金属濃度を高くする役割を果たすこと、有機化合物の場合も種類に依存するが飽和磁化の希釈倍率依存性は小さいこと、重金属との混合系では重金属濃度が飽和磁化に大きく影響することなどが明らかとなった。6.多品種・少量有害重金属含有廃水の再資源化処理:分離精製法等により、実験廃液からAg、Cu、Ba、Mn、Cr、Hg、W、Os、U、Pbなどの重金属類を塩として回収することが可能となった。7.マグネタイトコ-ティング法による重金属イオンの安定化処理:コ-ティング・スラッジを熱処理すると、重金属イオンだけでなく、鉄イオンの溶出も全く認められず、スラッジは安定化したことが明らかとなった。
キラルメディエーター修飾電極を用いた不斉合成反応

本研究はメディエーター(Med)修飾電極を用いた不斉合成反応を目的とし、基板電極として安定かつ表面積の大きいグラファイトフェルト(GF、表面積0.7m^2/g)を用い、それにポリアクリル酸(PAA)膜を被覆し、その層中にMedを化学的に固定することとした。まずMedとして高い反応選択性のあることが知られているTEMPO(2,2,6,6-teramethyl-piperidinyl-N-oxy)に光学活性基を導入したTEMPO誘導体(キラルTEMPO)4種を合成し、修飾条件、すなわち電極表面の環境の異なるキラルTEMPO修飾GF電極を作製した。得られた電極は、電気化学的手法によりその選択性の評価を行った。アルコールとして1-phenylethanolを用いたそのR体およびS体と作製した修飾電極との反応性に差異をサイクリックボルタントメリ-(CV)により比較した。その結果、全ての電極がR体またはS体に対して選択的反応性を有していたが、これらのうち特にR体およびS体に対し高い選択性をもつ電極において回収アルコールのeeが99%、S体に対し選択性を示した2種の電極を用いての1-phenylethanolの立体選択的酸化反応を行ったところ、R体に対し選択性をもつ電極において84%と極めて高い選択性を示した。一方、1級ラセミアルコールである2-phenyl-1-propanolに対しては立体選択性を示さないことが明かとなった。
パイエル板に常在する新規記憶CD8T細胞群の機能解析

本研究では正常状態のマウス腸管においてCD8T細胞がオステオポンチン(Opn)を持続的に発現していることを見出した。腸管組織の中で腸管上皮内リンパ球(IEL)CD8T細胞が最もOpnの発現が高く、ほとんどがTCRγδであることが分かった。腸管内TCRγδ細胞は抗菌ペプチドを産生することによって、腸内細菌叢の恒常性維持に寄与していることが報告されている。Opn遺伝子欠損マウスでは糞便中の細菌叢が野生型マウスと比較して大きく変化しており、IEL TCRγδ細胞数が低下していることが分かった。野生型マウスのIELを単離してOpn抗体存在下で培養すると細胞の生存が低下することが分かった。本研究の開始当初、当研究室で作製されたOpn-EGFPノックインマウスを用いることにより、正常個体のパイエル板においてCD8T細胞が持続的にGFP(Opn)を発現しており、さらにメモリー細胞様の特徴を示すことを見出した。そこで、この細胞の生理的意義を解析するために、細胞表面分子、局在について更に詳細な解析を行った。その結果、予備実験で見出されたパイエル板の他に腸管上皮及び粘膜固有層にも持続的にGFP発現を示す細胞が存在することがフローサイトメトリー及び組織学的解析で明らかになった。中でも腸管上皮内CD8T細胞は約3050%程度がGFP陽性であり、TCRγδを発現していることが分かった。腸管上皮内リンパ球(IEL)TCRγδ細胞は、抗菌ペプチドを産生することによりサルモネラ感染に対する抵抗性や常在細菌叢の維持に寄与していることが近年報告されている。そこで、この細胞の機能におけるOpnの役割を解析した。初めにOpn遺伝子欠損マウスを用いて、糞便中の菌叢の比較を次世代シークエンサーを用いて行った。その結果、野生型マウスと比較して菌叢が大きく変わっていることが見出された。またフローサイトメトリー解析によってOpn遺伝子欠損マウスにおいてIEL CD8 TCRγδ細胞が減少していることを見出した。さらにIEL CD8 TCRγδを単離し、抗Opn抗体存在下で培養すると細胞の生存が低下することが分かった。本研究の結果から、OpnはIEL TCRγδの生存を促進することにより抗菌因子の産生を介した常在細菌叢の維持に寄与していることを明らかにした。本申請の当初見出されたパイエル板CD8T細胞におけるGFP(Opn)発現とメモリー細胞様分子の発現を基にリステリア等の細菌感染実験を行うことを計画していた。しかしながら、Opn発現CD8T細胞群の局在、表面分子の発現の詳細な解析の結果、パイエル板よりも腸管上皮内リンパ球においてGFP(Opn)陽性のCD8T細胞の頻度が遥かに高い事が分かり、GFP陽性のCD8T細胞の生理的機能はパイエル板よりも腸管上皮において解析することが重要と考えられ研究計画の再構築が必要となった。そこで、今年度はIEL TCRγδに関する過去の報告を基に腸内細菌叢の恒常性維持におけるOpnの役割を解析した。本研究ではOpn遺伝子をEGFPに置換したレポーターマウスを用いて、パイエル板を含む腸管組織において正常状態においてもCD8T細胞がOpnを発現していることを明らかにした。その後の詳細な検討の結果、腸管組織の中で上皮内リンパ球(IEL)が最もOpnの発現が高いことが分かり、その多くがTCRγδ細胞であることを見出した。このIELは抗菌ペプチドを産生することにより腸内細菌叢の恒常性維持や感染抵抗性に機能することから、平成27年度はこのOpn陽性CD8 TCRγδIELの役割を解析するために、次世代シークエンサーを用いて糞便中の菌叢解析を行い、Opn欠損マウスにおいて野生型と比較して菌叢が大きく変化していることを発見した。平成28年度は、菌叢の変化におけるOpnの役割を解析するためにより詳細な検討を行った。初めに、CD8 TCRγδIEL及び腸管上皮を野生型マウスとOpn欠損マウスからフローサイトメトリーを単離した。その後、マイクロアレイ及びリアルタイムPCRを用いて抗菌ペプチドの発現を解析した結果、両群に大きな差は認められなかった。したがってOpnは腸管における抗菌ペプチドの発現調節には影響しないことが分かった。また、フローサイトメトリー解析によってOpn欠損マウスではCD8 TCRγδIELの数が減少していることを発見した。一方でパイエル板における細胞の構成はOpn欠損による変化が見られなかった。さらに、IEL(CD8 TCRγδ及びTCRαβ)を単離してOpn阻害抗体存在下で培養すると、両群で対照抗体と比較して細胞の生存が低下することが分かった。以上の結果からOpnはCD8 TCRγδIELの生存に寄与し、腸管における抗菌ペプチドの総量を維持することによって腸内細菌叢の維持に機能している可能性を示し、Plos One (2017) e0173629に発表した。

Opn遺伝子欠損マウスでは糞便中の細菌叢が野生型マウスと比較して大きく変化しており、IEL TCRγδ細胞数が低下していることが分かった。野生型マウスのIELを単離してOpn抗体存在下で培養すると細胞の生存が低下することが分かった。平成28年度より京都大学から東北大学に所属が変更となった。それに伴って、使用可能な解析機器の変更等が必要となる。今後はOpnによるIEL TCRγδの生存誘導機構の他細胞分化・腸管への動員について解析し、Opnによる腸内環境の恒常性維持機構について明らかにしていきたい。免疫学Opnレポーターマウスを用いた初期検討の結果、当初予定していた感染実験を中心とした解析を変更することが必要となり、腸管上皮内リンパ球の報告されている性質に基いて腸内細菌叢の解析を行うこととした。そのため、次世代シークエンサーやマイクロアレイ等外部機関に委託した解析が主となったが、当初感染実験や移入実験のために予定していた実験動物や抗体等を使用しなかった。平成27年度の解析の結果、Opnが上皮内リンパ球の生存の維持や、抗菌因子の発現を調節することによって、腸内細菌叢の恒常性の維持に重要な役割を果たしていることを見出した。今年度は細胞の生存や抗菌因子の発現におけるOpnの役割について、詳細な分子メカニズムの解析を行うことを計画し、年度内の論文発表を予定している。
胚操作によって誘導されるエピゲノム変化

本研究では顕微授精(ICSI)の影響を指標として、インターメアのゲノムの調節単位としての機能の解明と生物学的な意義を明らかにすることを目的としている。これまで我々はマウスを用いた研究で、ICSIによって生まれたマウスでは、自然交配によって生まれたマウスと比べて新生仔期における遺伝子発現が異なること、影響を受ける遺伝子がマウスの系統によって異なることを見いだした。一方で、マウス系統間でのゲノムの一次構造の違いの大部分は、反復配列の挿入や欠失などインターメアの構造の違いによるものである。本研究では、初年度においてマウス初期胚を次世代シークエンサーによって解析することで、ICSIにより遺伝子発現に影響を受ける初発遺伝子の同定に成功し、また父親由来、母親由来のアレルを分けて遺伝子発現を解析することにも成功した。そこで引き続き、複数の系統のマウス胚を用いて2細胞期胚から桑実胚までのステージにおいて発現解析を行うことで、マウス系統間での初期胚における遺伝子発現のプロフィールの違いを検索した。異なる2つの系統の精子と卵をそれぞれ用いてレシプロカルに受精を行い、インプリンティング様の発現パターンを示す遺伝子を同定するとともに、系統間で特異的な発現を示す遺伝子が多数見いだされることを明らかにした。そこで、系統間でのゲノムの一次構造の違いや、ICSIによる影響の違いを明らかにし、インターメアとの関連を解析した。また、反復配列からの転写産物についても詳細な検討を行い、着床前の初期胚においてセペリセントリック領域のの反復配列であるガンマサテライトからの転写物の量がICSIによって受精した胚では顕著に増加することを見いだした。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では顕微授精(ICSI)の影響を指標として、ゲノム中のインターメアが調節単位とし持つ機能の解明とその生物学的な意義を明らかにすることを目的としている。マウス系統間でのゲノムの一次構造の違いの大部分は、反復配列の挿入や欠失などインターメアの構造の違いによるものである。初年度においては、マウス初期胚を次世代シークエンサーによって解析する手法を用い、ICSIにより遺伝子発現に影響を受ける初発遺伝子の同定に成功した。また用いるマウスの系統間での多型を用いて父親由来、母親由来のアレルを分けて遺伝子発現を解析することにも成功した。ここで同定した遺伝子を元に、マウスゲノムの反復配列などのインターメア配列と、ICSIで影響を受ける遺伝子との位置的な関連、マウス系統間での影響の違いとインターメア配列の系統間での相違との相関などについて、解析を進めている。当初の計画通り、マウスの単一胚から次世代シークエンサーを用いたRNA-seqにより、遺伝子発現解析を高精度で行う系の確立に成功するとともに、マウス系統間での多型情報を用いて発現アレル別に解析を行うパイプラインを作ることが出来た。この技術を用いてC57BL/6 x DBA2 F1の2細胞期から桑実胚期にいたる遺伝子発現プロフィールを詳細に取得し、顕微授精の影響を受ける遺伝子を同定することができた。平成25年度では、当初の計画通りC57BL/6の卵と精子、DBA2の卵と精子、DBA2の卵とC57BL/6の精子に広げて網羅的発現解析を行う。更に、アレル毎の発現解析を進めるためにde novoに合成されたmRNAのみを回収して発現解析を行う実験系の確立も進める。以上の解析によって得られた結果から、顕微授精によって誘導された発現変化のうちマウスの系統によって差を示すものについて、C57BL/6とDBA2の系統間でのSVおよびSNPsとの関連を明らかにし、ゲノム上の配列として発現変化の原因となる部分を特定する。
複数言語環境における子どもの言語習得支援ポータルサイトの開発と運用に関する研究

「文化的・言語的に多様な背景を持つ子ども(CLD児)」とその言語発達を支える周囲の大人を支援するためのポータルサイト「ハーモニカ」(役に立つウェブサイトを集めたリンク集)を開発した。リンク先として母語・日本語の学習教材、母語の重要性に関する啓蒙的な情報、国内外で活動する支援グループ・機関の情報、研究成果・実践の成果報告など約200項目を、「子ども・学生」「親」「研究者」「教師」「支援者」「ステークホルダー」の6カテゴリーに分類して掲載した(2016年5月時点)。1母語の重要性に関する啓蒙活動として成果をあげたかの検証と2収集したリンク情報を体系化することが今後の課題である。平成25年度はポータルサイト「Harmonica」を構築した。URLはhttp://harmonica-cld.com/である。「子ども・生徒」「保護者」「先生」「研究者」「ボランティア」「行政関係者」の6つの大きなユーザーを項目としてたて、それぞれのユーザーに必要なウェブサイトを集めた。「子ども・生徒」にはCLD児が自分で母語を学んだり日本語を学んだりするために役に立つウェブサイト(日本語が母語の場合もある)、「保護者」には、国内の場合は外国人にとってなじみのない日本の学校制度の解説や母語の重要性について啓発するウェブサイトやそれぞれのコミュニティのウェブサイト、「先生」には日本語を教えるためのカリキュラム、方法、教材、オンライン利用できるツール、アセスメントツールなどを紹介した。「ボランティア」は国内各地のボランティアグループのウェブサイト、教材など、「研究者」はこの分野の研究者や機関のウェブサイト、論文などの紹介をしている。「行政関係」では、日本や海外においてCLD児の教育を担う機関、外国人支援を行う機関などを紹介した。直接70件のウェブサイトにリンクし、さらに50件のウェブサイトを集めた。8月に海外継承語教育分野と国内年少者日本語教育分野の実践者が30名ほど集い、情報交換をする勉強会を、3月には特別講演会「バイリンガル作文力とアイデンティティテキスト」(講師中島和子、参加者100名余)を実施しポータルサイト「ハーモニカ」を紹介した。その中で、ポータルサイトに必要な情報を確認した。4月、1月、3月に専門家からウェブサイトの構成や内容について示唆を受け、その知見はポータルサイトに反映させた。「CLD児の言語を健全に育成し社会に貢献する」というポータルサイトのビジョンが明確になり、ポータルサイトはこの分野の構造を体系化する意味があることを認識できた。平成26年度は年間を通してリンク情報を収集、選択し、「ハーモニカ」に反映する作業を行った。その結果、現在のリンク先は200件を超えた。フランス人共同研究者の協力を得てフランスの移民子女に対するフランス語教育事情を調査し、8月にその成果を2014年MHB研究会の海外事情を紹介するポスター発表として行った。次の機会に「ハーモニカ」を紹介した。1九番保育園(名古屋市)の勉強会2MHB研究会海外継承日本語教育部会。次のようにハーモニカの評価を依頼し情報収集を行った。17月(保育関係者、母語話者、バイリンガル教育研究者)、11月(海外の日本語教育事情の専門家)、1月(元教員、学生)。その成果は、部分的に「ハーモニカ改訂」に反映し、他は2015年度の改訂に反映する予定である。2015年3月日本語教育方法研究会で2014年度までの成果を報告した。2016年5月時点で201項目を、6カテゴリーに分類して掲載してある。6カテゴリーは想定されるユーザー別に「子ども・学生」「親や保護者」「教師(フォーマル教育担当者)「支援者(ノン・フォーマル教育担当者)」「研究者」「ステークホルダー」である。レイアウトは明るい雰囲気で使いやすいこと、できる範囲で日英バイリンガル表記することをめざし、トップページのみポルトガル語版を添えた。それぞれのカテゴリーには主に次のようなウェブサイトにリンクした。「子ども・学生」:幼児から大学生までが利用できる学習教材(歌や絵本のサイトも含む)、「親・保護者」:乳幼児期からの母語教育と母語保持の重要性に関する啓もう的なものや日本の学校教育への適応を助けるもの、「研究者」:研究リソースとして関連の研究センター、トロント市教育委員会、ユネスコなどの組織、オンラインで提供されている調査・研究成果物、「教師」:日本語教材、母語支援教材、学習教材のリソース、指導例や実践報告、「支援者」:日本国内および国外のネットワークに役立つ情報、各支援団体が作成した役立ちサイト、「ステークホルダー」:行政がよい施策を考えるうえで必要と思われる、日本国内の外国人児童生徒支援団体リストや関連団体リスト、EUやOECD、UNESCOの情報。なお関連研究集会では成果の紹介に努めた。研究会発表などの活動を通してアクセス数が増すことから、今後も広報を続けることが肝要であるとともに、1アンケート等による利用者の反応を集め、母語の重要性に関する啓蒙が成果をあげたかどうかを検証すること、2収集したリンク情報のカテゴリー内をさらに概念的に分類し、情報を体系化することを今後の課題としたい。

リンク先として母語・日本語の学習教材、母語の重要性に関する啓蒙的な情報、国内外で活動する支援グループ・機関の情報、研究成果・実践の成果報告など約200項目を、「子ども・学生」「親」「研究者」「教師」「支援者」「ステークホルダー」の6カテゴリーに分類して掲載した(2016年5月時点)。1母語の重要性に関する啓蒙活動として成果をあげたかの検証と2収集したリンク情報を体系化することが今後の課題である。リンク先の情報が、現在も進歩しつつあり、その収集は際限がない状況であることがわかった。そのため、カテゴリー分けとタグ付けを通して、この分野の情報を体系化する作業が遅れている。また、専門家による評価、ユーザーごとの評価についても、当初の予想より大きく時間を要し、予定の50%ほどの進捗状況となっている。バイリンガル教育、母語・継承語教育「子ども」「保護者」「NGOなどの支援者」「研究者」「ステークホルダー」およびウェブサイトの研究者による評価を続けて、ポータルサイトの質を向上させるとともにカテゴリーとタグの有効性を検討する。8月のMHB研究会海外継承日本語分科会において、国内のCLD児教育と海外の継承語教育の関係者相互の情報交流の機会を作り、ハーモニカの利用者層を広げる。同時に、アンケート調査を実施する。2016年2月に移民子女の乳幼児教育を行ってきたカナダの専門家を招へいしてハーモニカの評価を得るとともに、アンケート調査結果を踏まえて理論的な啓蒙・実践的な研修目的のビデオを作成し、ハーモニカのコンテンツとして利用する。計画の遅れているところは、正確なニーズ調査である。その理由は、25年度中に試用段階までポータルサイトを完成できなかったことによる。当初は、ニーズ調査を行い、そのうえでポータルサイトを構築することを想定していたが、実際には、ポータルサイトの試用版を完成し、ポータルサイトのイメージをつかんで利用したうえでなければ、さらにどのような情報があるとよいかを問うことが難しかった。そのために、充分なニーズ調査にふみきることができなかった。1.ポータルサイト構築の継続:「ハーモニカ」をユーザーごとに閲覧してもらい、それぞれのユーザーのニーズを満たしているかどうかのインタビュー調査を4月8月まで計画的に実施する。その調査結果をもとにリンク先を継続的に追加する。2.研究計画の再構築:「ハーモニカ」に掲載する情報をユーザーごと、カテゴリーごとに整理し、タグをつけていくことは、この分野の情報を体系化するということである。また、海外の情報を収集することは、日本国内で知られていない海外事情を紹介する展望研究ととらえることが出来る。今後、情報の体系化と海外事情調査を研究成果としてとらえる視点を計画に組み込む予定である。3.「ハーモニカ」の評価:26年4月時点で完成している「ハーモニカ」(試用版)をもとに、関心のある人々が集まる機会を利用して「ハーモニカ」の紹介と利用者からの質問や感想を収集し、その後の改良作業に反映させる。これらの機会に接点を持てた個人の中で協力者をつのり26年度後期にアンケート調査、インタビュー調査を通してより詳細な評価を行う。
血小板GPIb−von Willebrand因子を介した血小板内情報伝達の解明

血小板膜上のGPIbを介する信号伝達系において、GPIbの細胞内ドメインに結合する信号伝達分子の同定を試みた。抗GPIb抗体での免疫沈降では、GPIbと共沈するチロシン燐酸化蛋白の変化は認めなかった。そこで、GPIbの免疫沈降物のin vitro kinaseアッセイを行い、キナーゼ活性の変化を判定した。von Willebrand因子(vWF)とGPIbの結合を抑制する抗GPIb抗体ではGPIbに結合するキナーゼ活性は認められなかったが、GPIbとvWFの結合を抑制しないいわゆるnon-functionalの抗GPIb抗体を用いることにより、GPIbにキナーゼ活性が結合することを確認した。このキナーゼ活性はKOH処理に抵抗性であり、またphosphoamino acid analysisにより燐酸化されている蛋白はチロシン残基であることを見いだした。これらの結果より、GPIbとvWFの結合により、GPIbの細胞内ドメインにチロシンキナーゼが結合することが推測された。このチロシンキナーゼは自己燐酸化を認めず、またSrc、Syk、Lyn等のこれまで血小板で報告のあるチロシンキナーゼとは異なる可能性が大きいと思われた。このキナーゼ活性を同定するために、two hybrid systemを用いることを試みた。すなわち、GPIbの細胞内ドメインをコードするコンストラクトと、血小板、または巨核球細胞株より得られたcDNAライブラリーを組み込んだものをベクターに入れ、酵母のGal4を用いたtwo hybrid systemにより、直接GPIbの細胞内ドメインと結合する蛋白のcDNAを同定する方法である。これまでに血小板及び、巨核球細胞株のcDNAライブラリーの作成に成功しており、現在two hybridの検討を開始したところである。
アジア大陸東縁・古太平洋境界域の白亜紀イベント解析の総括

本基盤研究の主目的として,白亜紀の特異性(高気温,高海水準,海洋の無酸素事変,長い地磁気静穏期,巨大火成活動など)と巨大火成活動との関係を明らかにするため,イベント的地質事変の資料を総括し,今後の研究の方向づけを行うことにした。さらに,その成果を国際地質対比計画(IGCP 350:Cretaceous Environmental Change in East and South Asia)に対する日本の貢献とする。本研究の総括は次の作業過程を通じてとりまとめられた。1.研究分担者代表会議平成9年1月11日に九州大学で代表会議を開催し,各研究分担者および研究強力者から提出された論文・資料を整理・編集した。とくに,白亜紀イベントとして,海水準変動,生物多様性,海洋プレート沈み込み方向の変化,日本列島・アジア大陸東縁部の大規模火成活動,海洋無酸素事変との関連での事例をまとめることができた。2.国際集会で成果発表平成8年8月北京で開催した国際地質対比計画IGCP 350/362合同シンポジウムで岡田と坂井によりこれまでの研究成果を発表した。3.出版物の刊行(1)ニュースレターを2回発行した。(2)東・南アジアの白亜系に関する資料集(Newsletter Special lssue 3)を発行した。(3)本基盤研究報告書を発行した。4.将来計画本研究課題を今後更に発展的に追求するため,IGCP 350の延長申請を本年10月に行うことにした。
新規光学活性アリルシランの精密合成と不斉合成への応用

11年度までの研究で確立したパラジウム触媒ビスシリル化を経る方法により、α側鎖およびγ側鎖にアルコール、アルデヒド、およびエノン等の官能基を有する新規光学活性アリルシランを合成し、その環化反応について検討した。以下にα側鎖官能性光学活性アリルシランの反応の例を示す。(E)-3-(トリメチルシリル)-4-ヘキセン-1-オール(99.3%ee)は種々のアルデヒドとトリメチルシリルトリフラートの存在下反応し、trans-2,3二置換テトラヒドロオキセピン誘導体を良好な収率で与えた。この環化反応は高いジアステレオ選択性のみならずほぼ完全なキラリティートランスファーを伴って進行し、高い光学純度を有する生成物を与えた。また、水酸基とシリル基を繋ぐ炭素鎖がひとつ短い(E)-2-(トリメチルシリル)-3-オクテン-1-オールも各種アルデヒドと同様に反応し、trans-2,3二置換ジヒドロピラン誘導体をジアステレオ選択的に与えた。トリメチルシリルトリフラートを用いた6員環形成反応において、分枝脂肪族アルデヒドや芳香族アルデヒドとの反応ではキラリティトランスファーはほぼ完全であったが、直鎖脂肪族アルデヒドの反応では光学純度の低下が観測された。この光学純度の低下は、塩化アルミニウムをルイス酸として用いることで防ぐことができ、完全なキラリティートランスファーが実現された。上記のアリルシランのアルコール部位を酸化して得られるアルデヒドの環化は種々のルイス酸存在下ほぼ完全なキラリティートランスファーを伴って進行し、対応する6,7員環シクロアルケノールを立体選択的に与えた。また、それらアルデヒド部位を有するアリルシランのHorner-Emmons反応で得られるエノンの環化も高いジアステレオ選択性で進行した。高い光学純度を有する新規アリルシラン、6-(ジメチルフェニルシリル)-4-デセン-1-オール及び7-(ジメチルフェニルシリル)-5-ウンデセン-1-オールを光学活性アリルアルコールである1-テトラヒドロピラニルオキシ-5-デセン-4-オール及び1-テトラヒドロピラニルオキシ-6-ウンデセン-5-オールからそれぞれ分子内ビスシリル化反応を利用して立体選択的に合成した。この合成においては、原料として用いた光学活性アリルアルコールの光学純度をほとんど失うことなく光学活性アリルシランが得られた。これらの水酸基を有する光学活性アリルシランはルイス酸触媒存在下アルデヒドと反応してそれぞれトランス-2,3-二置換テトラヒドロフラン、及びトランス-2,3-二置換オキセパンを高い立体選択性で与えた。この新しい光学活性環状エーテル形成反応は、用いた光学活性アリルシランの光学純度をほぼ完全に保って進行することがわかった。また、6-(ジメチルフェニルシリル)-4-デセン-1-オールの水酸基をアミノ基へ変換することによって得られた1-アミノ-6-(ジメチルフェニルシリル)-4-デセンとアルデヒドとの反応をトリフルオロ酢酸の存在下で行ったところ、イミン生成の後に環化反応が進行しトランス-2,3-二置換ピペリジンが得られた。この生成物も出発アリルシランとほぼ同じ光学純度を保っていたことから、今回見出した不斉環化反応が一般的にほぼ完全な不斉転写を伴って進行することがわかった。11年度までの研究で確立したパラジウム触媒ビスシリル化を経る方法により、α側鎖にアルコール、アルデヒド、およびエノン等の官能基を有する新規光学活性アリルシランを合成し、その環化反応について検討した。

この環化反応は高いジアステレオ選択性のみならずほぼ完全なキラリティートランスファーを伴って進行し、高い光学純度を有する生成物を与えた。また、水酸基とシリル基を繋ぐ炭素鎖がひとつ短い(E)-2-(トリメチルシリル)-3-オクテン-1-オールも各種アルデヒドと同様に反応し、trans-2,3二置換ジヒドロピラン誘導体をジアステレオ選択的に与えた。トリメチルシリルトリフラートを用いた6員環形成反応において、分枝脂肪族アルデヒドや芳香族アルデヒドとの反応ではキラリティトランスファーはほぼ完全であったが、直鎖脂肪族アルデヒドの反応では光学純度の低下が観測された。この光学純度の低下は、塩化アルミニウムをルイス酸として用いることで防ぐことができ、完全なキラリティートランスファーが実現された。上記のアリルシランのアルコール部位を酸化して得られるアルデヒドの環化は種々のルイス酸存在下ほぼ完全なキラリティートランスファーを伴って進行し、対応する6,7員環シクロアルケノールを立体選択的に与えた。また、それらアルデヒド部位を有するアリルシランのHorner-Emmons反応で得られるエノンの環化も高いジアステレオ選択性で進行した。
非円形噴流群の配列と三次元的な渦の干渉を利用した風切り音が小さい整流多孔板の開発

円孔が多数開いた整流用多孔板(パンチングメタル)は、送風機出口や吸込側のフィルターや安全カバー、ベランダの目隠しや防風柵等として使用されている。この多孔板に空気が通過する際にはシューッという流体騒音が問題となる。本研究では、複数個の噴流が集まった流れ場の3次元的渦干渉による混合拡散効果を解明し、渦相互の干渉による早期混合拡散効果を利用した広帯域周波数特性を有する多孔板の穴形状(楕円形等の非円形、タブ付き、配列パターン)を特定し、最適な穴形状の配列パターンを採用した流体騒音が小さい整流用多孔板を開発する。最終年度は、(1)楕円形ノズルのアスペクト比と隣接するノズルの長軸と短軸の方向が異なる配置の影響、(2)山形状などの立体的ノズルを想定したタブ付きノズル(十字形ノズル)からの複数噴流特性、(3)複数噴流の騒音計測実験について調べた。その結果、(1)同一方向配置の楕円形ノズルの噴流の軸スイッチング現象が生じる位置はアスペクト比が大きいノズルの方が下流で生じる。また、直交方向の楕円形ノズルの噴流の軸スイッチング現象は生じない。しかし、直交方向配置の方が噴流の発達が促進される。(2)タブ付きノズルからの複数噴流において、アスペクト比が大きいノズルの方が、噴流の混合発達が早くなる。(3) 6 ×6の正方行列状配列の円形ノズルの複数噴流騒音はノズル出口速度の6乗に比例して増大する。特に、13 m/s以上で騒音レベルの増大は1 kHzの音圧レベル増大によること、さらに、丸みが無いノズルの場合,騒音レベルは丸み付きノズルに比べて約10 dB(A)増加することを示した。この多孔板に空気が通過する際には流体騒音が生じ、シューッという風切り音が問題となる。本研究では、複数個の噴流が集まった流れ場の3次元的渦干渉による混合拡散効果を解明し、渦相互の干渉による早期混合拡散効果を利用した広帯域周波数特性を有する多孔板の穴形状(径違い円形、楕円形等、配列パターン)を特定し、穴加工時のバリ利用を想定した3次元的な突起ノズル形状を組み合わせることで、最適な穴形状の配列パターンを採用した流体騒音が小さい整流用多孔板を開発する。今年度は、薄い平板に穴加工した円形複数噴流の3次元的な流れ場の計測を行い、主に、6行×6列の円形多孔噴流の穴間隔を変えることによる開孔率変化の影響を明らかにした。その結果、円形ノズルの直径dと穴の中心間隔L、ノズル出口流速Ubで無次元化を行うことで、流れ特性が整理できることを明らかにした。すなわち、ノズル出口に近い領域においては、y座標を、穴間隔Lで無次元化した場合に概ね速度分布が一致することを示した。しかし、下流においては、穴間隔Lが小さい方が、噴流相互の干渉が初期段階で生じて合流して、複数噴流の縮流割合は大きいが、比較的フラットな速度分布を形成するため、合流後の噴流速度の減衰が遅くなることを明らかにした。また、流れ構造を調べるための数値流体解析の計算格子の準備、および騒音計測の測定胴の改造も平行して実施した。以上の結果は、平成29年8月に日本大学駿河台キャンパスで開催されるThe 4th Symposium on Fluid-Structure-Sound InteractionsandControlにて報告する。現有の小型風洞装置を利用して多孔噴流装置に改造をしたが、トラバース装置の新規作成・導入と流れ場との座標軸との調整、ノズルからの噴出した流れ場の対称性、自己保存性の確認などに、予定していた以上に時間を費やした。さらに、実験装置の準備のため、数値流体解析の方の準備に時間を割くことも余りできなく、全体としてやや遅れている。予定したノズル形状の多孔板の加工は終わり、実験装置が整ったため、現在、ノズル形状を変えた計測を行ってデータの解析を行っている。平成29年5月までには結果が得られ、今年度中に遅れを取り戻すことは可能である。本研究では、複数個の噴流が集まった流れ場の3次元的渦干渉による混合拡散効果を解明し、渦相互の干渉による早期混合拡散効果を利用した広帯域周波数特性を有する多孔板の穴形状(径違い円形、楕円形等、配列パターン)を特定し、穴加工時のバリを利用した3次元的突起ノズル形状を組み合わせることで、最適な穴形状の配列パターンを採用した流体騒音が小さい整流用多孔板を開発する。今年度は、薄い平板に穴加工した複数噴流の3次元的な流れ場の計測を行い、円形多孔噴流の千鳥・並行配列の影響、4行×4列、6行×6列、8行×8列の円形多孔噴流の穴の個数を変えることによる影響、楕円形ノズルからの多孔噴流による渦輪の非円形効果を実験で調べた。その結果、千鳥・並行配列や、円形多孔噴流の穴個数を変えても中心軸面内での速度分布に大差がないこと。

楕円形多孔噴流で、ノズル近傍でスイッチング現象が生じるため、下流域では円形ノズルからの多孔噴流よりも速度分布が早く発達する傾向があること。さらに、SST k-ωモデルを用いた数値流体解析によって、円形及び楕円形の多孔噴流の定常流れ場を計算した結果、噴流の3次元変形混合発達過程が明らかとなり、楕円形ノズルの短軸と長軸を交互に入れかえた配置の多孔噴流では、スイッチング現象が生じないことを見出した。また、噴流騒音の計測に関しては無響室の改造を実施し、数値流体解析において多孔噴流から騒音解析を行い、噴流からの騒音はノズル出口付近の渦構造に起因することを示した。以上の結果は、平成30年9月の可視化情報学会、11月の日本機械学会流体工学部門講演会にて報告する予定である。噴流の騒音計測実験が未実施であったが、現在実験準備は整って、計測を行っている。平成30年5月末には結果が得られる。また、数値流体解析もSST k-ωモデルを用いた乱流計算は行えているが、非定常な渦構造の解析が可能となるようにLESによる数値流体解析の準備をしている。しかし、流れ場の3次元計測、LESによる数値流体解析には時間を要するため、協力する大学院生の人数を増やすことで、最終年度である今年度には計画どおり実行する。円孔が多数開いた整流用多孔板(パンチングメタル)は、送風機出口や吸込側のフィルターや安全カバー、ベランダの目隠しや防風柵等として使用されている。この多孔板に空気が通過する際にはシューッという流体騒音が問題となる。本研究では、複数個の噴流が集まった流れ場の3次元的渦干渉による混合拡散効果を解明し、渦相互の干渉による早期混合拡散効果を利用した広帯域周波数特性を有する多孔板の穴形状(楕円形等の非円形、タブ付き、配列パターン)を特定し、最適な穴形状の配列パターンを採用した流体騒音が小さい整流用多孔板を開発する。最終年度は、(1)楕円形ノズルのアスペクト比と隣接するノズルの長軸と短軸の方向が異なる配置の影響、(2)山形状などの立体的ノズルを想定したタブ付きノズル(十字形ノズル)からの複数噴流特性、(3)複数噴流の騒音計測実験について調べた。その結果、(1)同一方向配置の楕円形ノズルの噴流の軸スイッチング現象が生じる位置はアスペクト比が大きいノズルの方が下流で生じる。また、直交方向の楕円形ノズルの噴流の軸スイッチング現象は生じない。しかし、直交方向配置の方が噴流の発達が促進される。(2)タブ付きノズルからの複数噴流において、アスペクト比が大きいノズルの方が、噴流の混合発達が早くなる。(3) 6 ×6の正方行列状配列の円形ノズルの複数噴流騒音はノズル出口速度の6乗に比例して増大する。特に、13 m/s以上で騒音レベルの増大は1 kHzの音圧レベル増大によること、さらに、丸みが無いノズルの場合,騒音レベルは丸み付きノズルに比べて約10 dB(A)増加することを示した。2年目の平成29年度は、昨年度に積み残した千鳥・並行配列の影響、直径の大小の組合せの影響を5月中に調べる。それらの結果で、効果が出た円形孔における配列パターン、開孔率を基準として、楕円形孔ノズルを設計し、長軸短軸の方向、軸径の大小の組み合わせ等の影響を調べる。つまり、楕円噴流の渦輪の非均一性の三次元的効果に着目する。具体的には、(1)楕円形多孔空気噴流の流れ特性と騒音計測において、ステンレス板で楕円形多孔板を製作し、X形熱線プローブとPIVにより、楕円噴流群の速度・乱れ分布と渦構造との対応を調べ、穴の配列、長軸短軸の方向、軸径の大小の組み合わせの影響を明らかにする。