hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高磁場ＭＲＩ装置を用いたマーモセット大脳辺縁系神経回路発達編成解析

当研究課題は、ヒトに比較的近い家族性、社会性をもちヒトに対応づけられる動物モデルであるコモンマーモセットを用いて、記憶や情動に関連する大脳辺縁系の脳発達における形態変化をMRI装置から得られる画像によって解明していくことである。本年度は、引き続き小動物用超高磁場MRI装置(Bruker社・7T/9.4T)で継時的MRI画像データの拡充をはかり、現在までに生体では370時点以上(7T=205, 9.4T=172)、標本では胎生期から亜成体期まで計20以上(9.4T=28)の発達データを撮像している。データ量が充実したことにより、マーモセットに適した縦断データ用の画像前処理パイプラインを完成させ、データ解析における効率化、再現性を高めた。さらに生後1ヶ月以前の生体データを取得することに成功。生後2週間、3週間、4週間の早期発達段階の解析を行い、これまで生後1ヶ月18ヶ月齢データから統計学的に算出した辺縁系発達曲線に、これらのデータを追加し発達解析の拡充をおこなった。この早期発達データ解析に関しては、現在論文投稿にむけてすすめている。加えて各々の週齢・月齢の標準脳画像を7T、9.4Tデータそれぞれで作成。これにより、今後発達障害モデルのデータ等、比較したいデータを取得した場合、年齢ごとに参照脳として比較可能となった。また、これまでの研究で開発した縦断画像データの解析方法をAMED国際脳プロジェクトの一部である「健常から疾患に至る脳画像等の総合的解析研究」に適用・応用させ非ヒトで得られた知見・画像処理技術を活かし、ヒト臨床データ解析へとつなげた。これによりヒト代替モデルとして多くの研究で利用されてきているマーモセットとヒトのMRIデータを同一手法での解析を可能とし、非ヒト霊長類とヒトとの橋渡し研究にも貢献した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、ヒト代替動物モデルと期待される、ヒトに比較的近い家族性、社会性をもつ小型霊長類のコモンマーモセットを用いて、記憶や情動に関連する大脳辺縁系の脳発達における形態変化をMRI装置から得られる画像によって解明していくことである。この目的を達成すために平成28度は、1最適撮像条件の検討・確立:コモンマーモセットのMRI脳画像において、小動物用超高磁場MRI装置(Bruker社・7Tあるいは9.4T)における画像データ(T1強調画像、T2強調画像、拡散強調画像)の最適撮像条件の検討を撮像時間、解像度、脳領域別コントラスト、信号雑音比(signal-noise ratio)、ヒトで用いられている既存解析手法や解析ソフトとの兼ね合い、の観点からおこない生体と標本用でそれぞれ確立した。2データ取得と解析:確立した最適撮像条件を用いて同一個体で継時的に画像データを取得し、関心領域である大脳辺縁系の中で比較的に解析がしやすい海馬から解析を進めている。手法として、先行研究(Hashikawa et al., 2015)で作成されたコモンマーモセット用の脳領域分けされたラべリングマップを用いて、コンピューター処理にて半自動的に領域を算出する解析法を確立した。その手法を用いて、発達段階にある海馬体積をT1・2強調画像から、ラべリングされた海馬内の水分子の動きの方向や拡散のしやすさを示すFA値、MD値、AD値、RD値を拡散強調画像から算出し、月齢における脳構造変化を解析している。3疾患・病変比較対象個体としての飼育・養育環境の確立:撮像している対象動物は今後疾患モデルと比較されていくこと、また国際的に実験動物管理基準が厳しくなっていく状況も踏まえ、正常かつ健康的に育つようエンリッチメントを意識した飼育環境とストレスを出来うる限り軽減した実験環境を整えた。本年度の研究実施計画は1)コモンマーモセットの発達をおっていくにあたり、小型動物用超高磁場MRI装置(Bruker社・7テスラあるいは9.4テスラ)で生体脳、標本脳用それぞれの最適撮像条件を確立すること。2)確立した撮像条件のもと、大脳辺縁系に含まれる脳領域を解析をすすめいていくこと。3)将来疾患モデルとの比較ができるよう、また動物倫理に沿った実験が行えるよう動物の養育環境・撮像時の実験環境を整えること。であった。研究計画書に沿って、撮像時間、解像度、脳領域別コントラスト、信号雑音比(signal-noise ratio)、ヒトで用いられている既存解析手法や解析ソフトとの兼ね合い、の観点からおこない生体と標本用でそれぞれ最適撮像条件を確立することができた。確立された条件のもと、現在までに生体では100時点以上(7T =114 , 9.4T=48)、標本では20時点以上(9T=21)の発達データを撮像している。解析では、大脳辺縁系の一部である海馬領域から取り掛かり始め、画像処理・統計分析によって発達に伴う海馬体積変化や拡散強調画像から得られる領域内の(推測される)細胞構造変化を解析している。解析結果においては、随時国内外の学会で発表をおこなった。また飼育・養育環境を整えるという観点では、新生仔は毎日体重を計測し、3仔で産まれた、あるいは母親の母乳の出が悪い・産後状態が悪化等の理由から体重減少がみられる場合は補助哺乳を行い対応した。またヒトと対応づけていくため、少なくとも思春期が終わるまでは家族(両親・兄妹等)内で飼育できるよう大型ケージを2つトンネルでつないで広さを確保し、遊具(ブランコ等)を入れエンリッチメント対策

・「遊び」による情動発達を促している。本研究の目的は、ヒトに比較的近い家族性、社会性をもちヒトに対応づけられる動物モデルであるコモンマーモセットを用いて、記憶や情動に関連する大脳辺縁系の脳発達における形態変化をMRI装置から得られる画像によって解明していくことである。この目的を達成すためにH29年度は、1)昨年度に確立した最適撮像条件下でのデータ取得・解析・管理の体系化、2)学会や論文による成果の公開、の2点を中心に実績を積んできた。まず、一点目に関して言えば、昨年度に確立した最適撮像条件を用いて同一個体で継時的に画像データを取得し、現在までに生体では300時点以上、さらに標本では胎生期から亜成体期まで計20以上の発達データを撮像し解析を進めてきた。特に解析時の画像処理のプロセスに関しては再現性が得られるよう画像処理パイプラインスクリプトを作成し、必要ソフトウェアさえパソコンに入れていれば誰もが容易に同じ解析をできるように体系化した。それに伴い、多量に存在するデータの管理の統制も実施、他から要望があった場合にも必要なデータがスムーズに取り出し、提供できるようにした。成果の公開に関しては、上記のデータ一部である生体での脳発達解析結果を論文としてまとめ、国際誌で発表した。また、論文発表に際し、他の研究者が使用できるよう各月齢の平均画像データをダウンロードできるようにした。さらに、定期的に国内外でポスターや口頭でも生体データ、胎生期標本データそれぞれの成果発表をおこなってきた。研究実施計画に沿って、昨年度より確立している小動物用超高磁場MRI装置(Bruker社・7T/9.4T)での最適撮像条件をもとに発達画像データを継続的に蓄積し、取得したデータの画像前処理をパイプライン化(コンピューター処理を自動化)し、多量のデータを効率よく一括で処理することを可能とした。高い生産性と再現性を得られる画像解析法により、予定を前倒しして成果を論文として発表するに至っている。さらに体系だったデータの管理によって、他の研究員ともデータを共有・提供しやすいシステムを構築できた。さらに実験動物エンリッチメント拡充と実験時の安全管理の確立も行ってきた。昨年度に引き続き動物の飼育下エンリッチメントを考慮している。限られたケージスペースの為、運動量が減少し肥満傾向になりがちであるため、月齢以外の脳発達における寄与因子を最小限に抑える必要がある。運動を促すような遊具を色々と購入・試作をしながら、飼育・個体環境下の一律化を目指してきている。また昨年度、撮像終了後から麻酔覚醒までの配慮が欠けており個体の死亡例をだしてしまった事をふまえ、事故例リストの作成と完全覚醒の客観的な指標を作成し、実験時の安全面の改善もおこなってきている。当研究課題は、ヒトに比較的近い家族性、社会性をもちヒトに対応づけられる動物モデルであるコモンマーモセットを用いて、記憶や情動に関連する大脳辺縁系の脳発達における形態変化をMRI装置から得られる画像によって解明していくことである。本年度は、引き続き小動物用超高磁場MRI装置(Bruker社・7T/9.4T)で継時的MRI画像データの拡充をはかり、現在までに生体では370時点以上(7T=205, 9.4T=172)、標本では胎生期から亜成体期まで計20以上(9.4T=28)の発達データを撮像している。
筋小胞体カルシウムポンプのATP加水分解とカルシウム輸送の共役機構

1.筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseにMg^<2+>とF^-が触媒部位に固く結合したMg^<2+>/F^-/Eは、リン酸化中間体のアナログである。本研究では、その結晶化のために、可溶化Mg^<2+>/F^-/EがCa^<2+>非存在下で長期間完全に安定性を保つ条件を確立した。2.本酵素の細胞質側にはA、P、Nの3ドメインがある。AドメインのVal^<200>ループとPドメインとの相互作用が、Ca^<2+>結合型リン酸化中間体からのCa^<2+>遊離に必須であることを示した。3.Glu^<40>-Ser^<48>ループは本酵素のAドメインと膜貫通ヘリックスM1をつないでいる。このループの適切な長さが、リン酸化酵素の構造転換に必須であることが強く示唆された。さらに、ダリエー病家系で発見された変異Δ41、Δ42、N39D、N39Tではこの反応段階が阻害されており、これらによる小胞体へのCa^<2+>輸送の阻害が細胞内のカルシウムホメオスタシスを乱す可能性を示した。4.本酵素PドメインのArg^<334>がリン酸化酵素の異性化に必須であり、またAドメインのTyr^<122>は、リン酸化酵素の異性化の後、リン酸化中間体からCa^<2+>が遊離する段階に必須であることを示した。これらよりATP加水分解のエネルギーが細胞質ドメイン相互間の大きな動きを通じて膜貫通ドメインのCa^<2+>輸送部位へ伝達されるモデルを提出した。5.本酵素(E2)にBe^<2+>とF、Al^<3+>とF^-、およびMg^<2+>とF^-が結合したBe/F/E2、Al/F/E2、Mg/F/E2の複合体が本酵素のリン酸化中間体とその加水分解過程の安定なアナログであり、各々、基底状態、遷移状態、酵素・生成物複合体のアナログであることを示した。さらに、リン酸化中間体の加水分解過程における触媒部位の変化によりCa^<2+>輸送路が閉じて小胞体内腔からCa^<2+>を漏出させない構造が獲得されることを示した。筋小胞体カルシウムポンプは分子量11万の膜タンパク質で、ATP加水分解に共役してCa^<2+>を小胞体内腔へ輸送する。その反応回路はCa^<2+>で活性化された酵素がATPでリン酸化を受けたリン酸化中間体EPを経由する。その結晶構造は最近非リン酸化酵素でCa^<2+>を結合したE1Ca、およびCa^<2+>を結合していないが阻害剤thapsigargin(TG)を結合したE2(TG)で報告された。カルシウム輸送がEPの異性化(E1P→E2P)にて起こることから、ATP加水分解とカルシウム輸送の共役機構の解明にはEPの構造解析が必須である。本酵素はCa ^

<2+>非存在下、界面活性剤で可溶化すると直ちに失活する。これが結晶をとる上で大きな障害であった。そこで筆者は、リン酸アナログであるMgFが触媒部位に極めてtightに結合した酵素EMgF(これはE2P加水分解の遷移状態アナログである)が可溶化しても極めて安定であることを示した(JBC277,13615)。この成果はE2Pの結晶構造解析で大きな進展を与えている。本酵素の細胞質ドメインはA、P、Nである。E1P→E2P異性化にともないAドメインが大きく90°回転してPとNに結合し、これら3つが最もcompactに集合したのがE2Pである。この集合のsigna1が膜ドメインのCa結合部位に伝わり、この異性化に供なってCa^<2+>輸送が起こる。そこで、これらの細胞質ドメイン間相互作用を調べた。A-Pドメインの相互作用にAドメイン上のLys^<189>-Lys^<205>loopが重要であり、その中のVal^<200>残基がEPの異性化にcriticalであることが示された(JBC278,in press)。また、Aドメインの回転にはAドメインと膜ヘリックスをつなぐ3本のStalkのうち、Stalk-1のloopの長さがcriticalであり、削除変異によりこのloopの長さを1残基でも縮めるとE1P→E2P異性化が完全に阻害されることが示された(生化学74,1023)。さらに、Stalk-2とPドメインのArg^<344>の相互作用がE1P→E2P異性化にcriticalであることが示された(生化学74,1023)。これらの結果は、E1P→E2P異性化にA-Pドメイン間相互作用が重要であることを示している。1.筋小胞体Ca^<2+>-ATPaseの細胞質側にはA、P、Nの3ドメインがある。AドメインのVal^<200>ループとPドメインとの相互作用が、Ca^<2+>結合型リン酸化中間体からのCa^<2+>遊離に必須であることを示した。2.Glu^<40>-Ser^<48>ループは本酵素のAドメインと膜貫通ヘリックスM1をつないでいる。このループの適切な長さが、リン酸化酵素の構造転換に必須であることが強く示唆された。さらに、ダリエー病家系で発見された変異Δ41、Δ42、N39D、N39Tではこの反応段階が阻害されており、これらによる小胞体へのCa^<2+>輸送の阻害が細胞内のカルシウムホメオスタシスを乱す可能性を示した。3.本酵素PドメインのArg^<334>がリン酸化酵素の異性化に必須であり、またAドメインのTyr^<122>は、リン酸化酵素の異性化の後、リン酸化中間体からCa^<2+>が遊離する段階に必須であることを示した。これらよりATP加水分解のエネルギーが細胞質ドメイン相互間の大きな動きを通じて膜貫通ドメインのCa^<2+>輸送部位へ伝達されるモデルを提出した。4.本酵素(E2)にBe^<2+>とF^-、Al^<3+>とF^-、およびMg^<2+>とF^-が結合したBe/F/E2、Al/F/E2、Mg/F/E2の複合体が本酵素のリン酸化中間体とその加水分解過程の安定なアナログであり、各々、基底状態、遷移状態、酵素・生成物複合体のアナログであることを示した。さらに、リン酸化中間体の加水分解過程における触媒部位の変化によりCa^<2+>輸送路が閉じて小胞体内腔からCa^<2+>を漏出させない構造が獲得されることを示した。
民事紛争処理手続における情報の利用と保護の両立

2018年度は、4回の研究会において、研究分担者および研究協力者から民事手続の各分野にまたがるテーマの報告をいただいた。具体的には、まず判決手続に関して裁判手続のIT化の現状と情報の取扱い、不当に取得された情報の訴訟手続内におけるコントロール、秘密保持命令と仮処分、そして訴訟資料のインターネット公開と不法行為の成否の各テーマを相互に報告して検討した。そこでは、IT化に伴って判決手続における法廷の公開や記録の公開のあり方が議論となり、本研究会の基本的なテーマである利用と保護の緊張関係がより一層先鋭化することが示された。また訴訟資料のインターネット公開の問題は、倒産法分野でも個人破産の事実を官報から収集してネット上に公開するということとの当否とも関連し、裁判の公開とプライバシー保護との両立の困難性が明らかになった。また執行手続については、上記の秘密保持命令と仮処分のほか、発信者情報開示請求訴訟・仮処分の実務上の問題点、そして中国におけるオンライン競売の実施状況についての報告があった。特に中国におけるオンライン競売の進展は、我が国の立法においても参考となりうるものである。倒産処理手続では、財産情報の隠匿と破産犯罪の問題、デジタル社会において破産者の財産情報を管財人が取得することの困難性、そしてデジタル・フォレンジック技術の管財人による利用可能性を取り上げた。そのほか、裁判外紛争解決手続に関してはイングランドのwithout prejudice ruleと和解過程の情報の裁断型手続への流用の可否、家事調停・家事審判における文書提出命令と秘密保護、性暴力やDV被害者の保護のための氏名・住所秘匿と民事・家事手続についての研究報告を行った。この研究の公開は、雑誌・図書の公表に加え、2018年度の情報ネットワーク法学会研究大会においても分科会を組織して報告を行った。2018年度までの研究では、当初の計画において示していたように、民事手続の各分野において、それぞれの法目的に照らして特有の問題が、情報の利用と保護との緊張関係となって現れていることを幅広く取り上げることができた。今後の作業は、これまで明らかになってきたところをさらに理論的に検討し、民事手続全体としての理論的な支柱をたてるとともに、比較法的な研究と外国研究者との意見交換などを行う事となるが、2018年度までの研究内容はそうした理論的な研究や比較法的な研究のための材料をかなりの程度まで収集することができたと考えられる。今後の研究の推進方法は、2018年度までの知見を理論的に整理することや、比較法的な考察および外国研究者との意見交換を行うこととなる。日本の民事訴訟法は、母法国がドイツであることは言うまでもないが、民事手続という法現象は必ずしもドイツ特有のものではなく、裁判所における裁判、強制執行、倒産といった制度は英米法であれフランスなどのラテン法国であれ、共通するものである。そこで本研究の比較法も、ドイツ法を取り上げることはもちろんであるが、フランスやアメリカ、イギリスといった諸国の研究者との意見交換を試みたい。平成29年度においては、まず、(1)民事手続全般における情報の公開と秘密保護との緊張関係に関する現状認識を共通にする作業を行った。具体的には、一方で情報ネットワークが普及することで情報の流通や利用可能性が飛躍的に高まっていること、他方でプライバシーや個人情報の保護に関する権利意識の高まりや企業秘密の重要性と保護の必要性に関する意識の高まりが見られるということである。これとともに、個々的には(2)倒産公告によって倒産者を特定できる情報が広く一般社会に公開され、インターネットを用いてこれを転載したり再利用したりすることが行われている現状とその問題点の究明、(3)政府主導で検討が進められている司法のIT化に関して、特にアメリカの事例を参考にして、IT化に伴う手続情報の公開とその弊害、アメリカと日本との訴訟情報にまつわるプライバシーに関して存在する根本的な考え方の違いの究明、(4)訴訟記録の閲覧を中心とする訴訟情報公開の現状と問題点、特に、訴訟記録閲覧の手続も基準も必ずしも統一化されておらず、公開という点でも不十分である一方で、プライバシー保護という点でも極めて不十分なこと、(5)民事執行における財産開示手続に関して、立法の動向を参考にしつつ、問題点や将来の方向性の検討、(6)弁護士会照会を用いた債務者財産の探索問題など、多彩なテーマに関する研究会報告を得て、研究分担者に協力者の参加の下で意見交換を行った。これらの報告・研究は、その一部を公表するとともに、翌年度においてさらに深く検討を加えていく予定である。当初の研究計画通りの共同研究を進めている。総論的な現状と課題について参加者の認識を共通にするとともに、その問題解決の方向性に関する意見交換により、各自の研究にフィードバックをすることが出来た。その上で、各論的な課題についても取り上げて、それぞれの問題点の究明が進んでいる。

また執行手続については、上記の秘密保持命令と仮処分のほか、発信者情報開示請求訴訟・仮処分の実務上の問題点、そして中国におけるオンライン競売の実施状況についての報告があった。特に中国におけるオンライン競売の進展は、我が国の立法においても参考となりうるものである。倒産処理手続では、財産情報の隠匿と破産犯罪の問題、デジタル社会において破産者の財産情報を管財人が取得することの困難性、そしてデジタル・フォレンジック技術の管財人による利用可能性を取り上げた。そのほか、裁判外紛争解決手続に関してはイングランドのwithout prejudice ruleと和解過程の情報の裁断型手続への流用の可否、家事調停・家事審判における文書提出命令と秘密保護、性暴力やDV被害者の保護のための氏名・住所秘匿と民事・家事手続についての研究報告を行った。この研究の公開は、雑誌・図書の公表に加え、2018年度の情報ネットワーク法学会研究大会においても分科会を組織して報告を行った。2018年度までの研究では、当初の計画において示していたように、民事手続の各分野において、それぞれの法目的に照らして特有の問題が、情報の利用と保護との緊張関係となって現れていることを幅広く取り上げることができた。今後の作業は、これまで明らかになってきたところをさらに理論的に検討し、民事手続全体としての理論的な支柱をたてるとともに、比較法的な研究と外国研究者との意見交換などを行う事となるが、2018年度までの研究内容はそうした理論的な研究や比較法的な研究のための材料をかなりの程度まで収集することができたと考えられる。民事訴訟分野においては、訴訟記録の閲覧、事件情報の開示、判決情報の公開といった情報公開の状況と問題点が明らかになった一方で、情報流通や利用、情報の再統合の可能性などを確認した前年度の研究成果を踏まえ、具体的な論点についてのさらなる検討を行い、その成果を秋に一般公表することを目指している。また民事執行分野においては、進行中の財産開示手続の立法動向を注視しつつ、なお民事執行事件の情報公開と秘密保護の課題について検討を加える。倒産法分野においては、倒産公告の問題点を究明した前年度に引き続き、とりわけ再建型倒産処理手続における倒産会社の内部情報の公開と倒産会社再建へのインパクトに関して、研究を行う。さらに、裁判外紛争解決手続における情報の取扱いは、調整型手続で提出された情報を裁断型手続に流用することの問題点、および非公開を前提とするにもかかわらず情報が事件関係者を超えて用いられる可能性とその法的な検討に立ち入って検討を進める。こうした各論的な検討を、研究分担者に協力者を加えた研究会で意見交換するとともに、秋には公開の研究発表の機会を設け、その結果を踏まえて本年度の取りまとめの研究会を行う。今後の研究の推進方法は、2018年度までの知見を理論的に整理することや、比較法的な考察および外国研究者との意見交換を行うこととなる。
日常言語における多義構造の研究とその定量的分析モデルの構築

申請者らが確立した定量的な言語の意味分析モデルを用いて、意味・文法・談話などが相互作用する言語現象の分析を行った。また、データとなるコーパスの整備を行うことで、モデルの適応範囲を広げた。さらに、2007年度に滞在したカリフォルニア大学で取り組んだ談話機能言語学の知見を取り入れることで、分析の精度を高めた。具体的には、以下の三点の研究を行った。認知言語学の観点からは、反意的な語彙関係に見られる非対称的な意味拡張を考察した。特に、主観的な意味に注目し、言語の価値付与が反転する現象を論じ、「認知言語学論考」(ひつじ書房)へ論文を執筆した。談話機能言語学の観点からは、談話内で一定の機能を持つ、二種類のaside構文の分析を行った。コーパス言語学の観点からは、申請者の確立した定量的分析モデルを、「新しい認知言語学研究法入門」(ひつじ書房)で紹介した。また、カリフォルニア大学のGries教授と、語彙の多義性を定量的に扱う共同研究を行った。申請者の研究は、客観的な分析が難しく、従来は分析が進んでいなかった、言語の主観的な意味に対して、大量の言語データを利用し、言語の表層的な分布や頻度だけでなく、文法的・意味的・談話的な要素をコーディングすることで、科学的な分析方法を提示する。そのため、従来は、学際的な研究が少なかった認知言語学、コーパス言語学、談話機能言語学を統合し、理論と方法論が一体となった、反証可能な言語分析が可能になった。以上の研究成果は、国内外の学会で5本の口頭発表と、6本の論文として、公開された。2007年度は主に、認知言語学とコーパス言語学の観点から研究を行い、それらを統合した言語の意味構造の定量的な記述モデルの構築を目指した。具体的には、2007年度の4月から7月までは、研究計画1「日常言語に現れる多義性とその背後に存在する概念の研究」を行った。ここでは、主に、言語の多義構造、及び、非対称性に関する研究を行い、その研究成果を3本の論文と2本の発表にまとめた。まず、論文では、認知言語学、特に身体性の観点から英語不変化詞の多義性について論じたものを、日本英語学会のジャーナルEnglish Linguisticsに投稿し採用された。また、大量言語データを利用しての英語の清掃行為動詞に関わる研究を、ひつじ書房『ことばの宇宙』に執筆し、英語句動詞の多義性に関わる論文を国際学会のプロシーディングスに掲載した。次に、発表としては、関西言語学会で申請者が代表となり、「言語構造の非対称性とその認知的基盤」と題するワークショップを企画した。また、日本英語コーパス学会では、定量的な手法を用いた多義語研究の発表を行った。また研究成果を分かりやすく、人々に伝えるために、認知言語学的な観点から英語の前置詞について論じた、『道を歩けば前置詞がわかる』を東京外国語大学の宗宮喜代子教授らと共に執筆し、2007年12月にくろしお出版から出版した。2007年8月から2008年の3月までの8ヶ月間は、カリフォルニア大学サンタバーバラ校に客員研究員として滞在し、以下の2点の研究を行った。第一に、理論的なコーパス分析の先駆者であるStefan Gries教授の元で、コーパス言語学の様々な最新の知見を学ぶと共に、同義語、反意語に関する共同研究を行った。第二に、談話研究の世界的な中心地である、カリフォルニア大学サンタバーバラ校に滞在する機会を生かし、Sandra A.Thompsonをはじめとする談話機能言語学の研究者と積極的に交流し、談話と文法の接点を考察した。この成果の一部をUCSBで開かれたワークショップ、WEALで発表した。
肝細胞移植に関する研究:劇症肝炎モデルラットへの肝細胞移植の効果

劇症肝炎の生存率は約30%であり、致死的経過を示す危険度の高い疾患である。しかし本疾患では肝組織構造(肝細胞微小環境)は保たれている点で、肝細胞移植・肝組織修復に好適な環境が保持されていると考えられる。我々は劇症肝炎モデルラットを作成し、救済療法としての同種肝細胞移植の効果について検討した。1.劇症肝炎モデルラット:食餌自由の条件下、体重100グラムのSpraque-Dawley(SD)に対してD-galac-tosamine(GalN)を腹空内に投与(200mg/100grラット体重比)、以後10%グルコースを投与してモデルを作成した。GalN投与後、血清GPT値は24時間後(5,808-15,510IU/L)、血清総ビリルビン値は48時間後(2.2-4.5mg/dl)に最高値を示した。この条件下でのラット生存率(GalN投与120時間後)は33%(n=18)であった。2.劇症肝炎モデルラットに対する肝細胞移植救済療法の効果:同種SDラット肝からin vivo 2段階コラゲナーゼ灌流法にて肝細胞を分離し(生物学的活性、75-85%)、Williams'Medium E中浮遊分離肝細胞(3x10^6)を劇症肝炎モデルラット(GalN投与24時間後)腹腔内に投与し、生存率を検討した。GalN投与後120時間後生存率は21%(n=14)、コントロール群33%(n=12)を示し、両群間に有意差は認めなかった。今年度の研究結果は,劇症肝炎に対する肝細胞移植救済療法の可能性を支持できなかった。今後は、条件の変更(Percollによる肝細胞分離・精製、脾経由門脈内投与ほか)、モデルの変更(マウス/四塩化炭素ほか)を試み、今後も本研究を継続する。
遅発性筋痛の神経・分子機構解明とその理学療法効果の実証

遅発性筋痛は運動後に遅れて生じ、数日間持続する骨格筋の痛みである。本研究ではその仕組みの一端を神経レベルで解き明かし、原因となる物質的基盤を明らかにする。その研究成果を遅発性筋痛の治療や予防法の確立に役立て、患者や高齢者の運動習慣の改善やスポーツ選手の競技パフォーマンスの向上に繋げる。
単一ペプチドニューロンにおける興奮～開口放出過程のリアルタイムイメージング

ペプチドニューロンが多様な環境変化に対応して柔軟に個体活動を調節する機構の基盤である単一ペプチドニューロンが示す入出力関係を明らかにすることを目的として、魚類終神経GnRHニューロン単離培養系と、同ニューロンへの外来遺伝子導入法を活用し、単一ペプチドニューロンにおける有芯小胞からのペプチド分泌動態に神経活動が及ぼす影響の解析を試みた。その結果、単一ペプチドニューロン細胞局所での分泌小胞移動、開口放出イベントの計測が可能となり、また開口放出の成因となる発火パターン制御に重要なイオン機構を解析した。ペプチドニューロンによる中枢神経系の調節機構を解明する一環として、単一ペプチドニューロンの入出力関係(どのような電気活動に応じてペプチドを放出することができるのか)を明らかにすることをめざして、魚類終神経GnRHペプチドニューロン培養系と同ニューロンへの単一細胞electroporationによる各種蛍光遺伝子・蛍光分子導入法を活用し、単一ペプチドニューロンとそのニューロン集団が示すペプチド分泌動態・ニューロン間結合を解析した。本年度は、キンギョ終神経GnRHニューロンが周囲のコリン作動性繊維によってムスカリン型アセチルコリン受容体を賦活化し、K電流の増大と続くNa,Ca電流増大による一過性のバースト発火活動を引き起こすことを明らかにした。また、その際にキンギョ嗅球には従来研究に用いてきたドワーフグラミーよりも多量の終神経GnRHニューロンが存在することを明らかにした。一方で本年度は代表者が所属機関を異動し、新たに独立して研究グループを運営することになったのに伴い、ペプチドニューロンの初代培養、電気生理・イメージング実験に必要な実験セットを新たに最初から構築する必要があった。そのためこれを機会にドワーフグラミーに代わり、キンギョ終神経GnRHニューロンを用いてペプチドニューロンの興奮と開口放出を計測可能な実験系を再構築し、同培養ペプチドニューロンからの電気活動・刺激依存的な開口放出を計測し、従来の研究とと同様な性質を示す予備的な結果を得、これを今後活用することとした。さらに終神経GnRHペプチドニューロンが形成する細胞塊内での個々のニューロン間連絡を、隣接するニューロンへの異なる蛍光色素導入と共焦点顕微鏡像の三次元立体解析によって調べ、ペプチドニューロンにおける同期したペプチド放出に寄与する傍分泌調節・他ニューロンからのシナプス入力の元と考えられる構造を明らかにした。ペプチドニューロンが多様な環境変化に応じて柔軟に個体活動を調節するアルゴリズムの全貌を解明する一環として、単一ペプチドニューロンの入出力関係(どのような電気活動に応じてペプチドを放出することができるのか)を明らかにすることを最終目標として、申請者が確立した魚類終神経GnRHペプチドニューロン培養系と同ニューロンへの単一細胞electroporationによる各種蛍光遺伝子・蛍光分子導入法を活用し、単一ペプチドニューロンとそのニューロン集団が示すペプチド分泌の動態を解析している。本年度は、分泌小胞の細胞体から軸索・樹状突起への移動の様子についてタイムラプスイメージングを行い、継続的に分泌小胞移動をイメージング可能な取得条件を検討し、一部解析可能なデータを得た。また実際に終神経GnRHペプチドニューロンが示す発火パターンによって膜電位を厳密にコントロール可能なaction potential clamp法の適応を試み、同方法によって終神経GnRHニューロンにおいて開口放出を誘起するのに必要な細胞内Ca2+濃度上昇を誘起しやすい発火活動パターンを明らかにした。さらに個々の同定したペプチドニューロンに異なる種類の荷電分子を迅速に導入可能な単一細胞electroporation法の特徴を活かして、終神経GnRHペプチドニューロンが形成する細胞塊内での個々のニューロン間連絡を、隣接するニューロンへの異なる蛍光色素導入と共焦点顕微鏡像の三次元立体解析によって調べ、ペプチドニューロンにおける同期したペプチド放出に寄与する傍分泌調節の元となると考えられる形態構造を明らかにした。単一細胞electroporationによる蛍光遺伝子導入の成功率がある時期を境に落ち込み10%程度となっており、その原因究明に時間がかかっていることと、研究者の研究機関異動に伴い実験システム自体の再構築を行わなくてはならなくなったため、進捗に遅れが生じている。本年度後半に研究代表者が所属機関を異動することが決定し、次年度は新たに独立して研究グループを運営することになったため、ペプチドニューロンの培養、電気活動記録、イメージング実験セット全てを新たに最初から構築する必要がある。そのため実験セットが再構築され次第、前年度action potential clamp法によって検討した発火パターンで終神経GnRHニューロン細胞体に膜電位変化を誘起し、それに伴う分泌小胞移動、開口放出変化をイメージングにより解析する予定である。そのため実験装置再構築に伴う遅れの分、解析内容を厳選して実施する。推進方策で述べたように、研究代表者が所属機関を異動し、新たに独立して研究グループを運営することになったため、ペプチドニューロンの培養・電気活動記録・イメージング実験に必要な実験セットを新たに最初から構築する必要がある。

研究者がこれまで受けてきた研究助成と赴任先既存の設備により、細胞培養、電気生理、および最小限レベルのイメージングに必要な装置は使用することが出来るが、蛍光イメージングのための励起光源などが不足しており、本年度はそれらの不足する設備の購入に研究費を充てる予定である。
T細胞受容体の量的制御による抗体産生反応調節機構の解明と自己免疫疾患治療への応用

量的TCR数を調節する方法として、抗CD3F(ab')2抗体をマウスに投与したところ、一時的にTCRの蛍光強度が約20%程度減弱することが確認された。抗体投与下でNP-CGGで抗体産生反応を惹起したところ、胚中心B細胞数の有意な減少を認めたが、濾胞性ヘルパーT細胞(Tfh)数には、有意な減少が認められなかった。また、抗体投与によってCD69陽性細胞の割合もやや増加していたが、同時に制御性T細胞(Treg)数の著明な増加が認められることを見出した。抗体産生反応の減少が、直接Tfh抑制に働いたのか、Treg増強作用を介したものであるのかに関し、現在も検討を進めているところである。申請者は前年までに、T細胞受容体数(TCR)が30%程度低下しているCD247遺伝子のヘテロノックアウトマウスにおいて自己免疫を発症させた場合、疾患の進展が軽減することを見出している。さらに、このマウスでは免疫時に胚中心B細胞の形成がコントロールに比し有意に低下していることも見出した。これらの事象を、実際に治療戦略として検討するには、TCR数を調節する方法が必要である。そこで、今回は抗CD3F(ab')2抗体を使用した。Fc部分を欠いた抗体のため、抗体関連の免疫反応を起こすことなくTCRを弱くクロスリンクする。この結合によってTCRが細胞内に取り込まれることで、TCR数が減少する。実際にマウスに抗体を投与し、TCR数をフローサイトメトリーにて抗TCRbeta抗体の蛍光強度で評価し、有意に減少していることを確認した。次にこの抗体をマウスに投与し、NP-CGGにて免疫し、7日後に所属リンパ節を採取、細胞の分布を検討した。その結果、胚中心B細胞の形成は抗CD3抗体投与群で有意に減少していることがわかった(Control vs anti-CD3; 0.48 ±0.15 vs 0.28 ±0.13%, p<0.05)。一方、高親和性抗体産生に重要な濾胞性ヘルパーT(Tfh)細胞数には、有意な差は認められなかった。前回、CD247ヘテロノックアウトマウスで同様の実験を行った際に、Tfh細胞数の有意差が認められたものの、胚中心B細胞ほどの差異が認められなかったことを考慮すると、TCR数の減少によって、Tfh分化というよりは、Tfhの機能抑制が引き起こされている可能性が示唆された。今後は、ループスモデルマウスMRL/lprマウスに対して抗CD3抗体を長期投与することによって、自己免疫の病態進展が抑制されるかどうかを検討し、そのメカニズムについても探索していく予定である。実際の治療への応用を考慮すると、遺伝子改変マウスを使用するよりは抗CD3抗体を投与した際に起こる生体内での反応をより深く探ることが重要であると考え、現在抗体投与の検討を優先的に進めているところである。腹腔内F(ab)'2投与により、一時的にT細胞受容体(TCR)発現を減弱させた状態で、水酸化アルミニウム(Alum)をアジュバントとしてnitrophenyl基修飾chicken gamma globulin (NP-CGG)でWTマウスを免疫したところ、F(ab)'2投与群において著明なgerminal center B (GCB)細胞数の低下、及び抗原特異的高親和性抗体の産生低下を認めた。しかし、B細胞分化に重要な役割を果たす濾胞性ヘルパーT細胞(Tfh)に関しては、減少傾向が認められたものの有意ではなかった。次にF(ab)'2が自己免疫疾患発症や進展を抑制しうるかどうかを確認するために、Fas遺伝子に変異をもち、早期に激しい自己免疫疾患を発症するMRL/lprマウスに3週間F(ab)'2の投与を試みた。その結果、投与3週間後の自己抗体価に有意な変化は認められなかったものの、CD4+Foxp3+CD25+ Treg細胞数がF(ab)'2投与群で著明に上昇していることが確認された。CD3抗体が直接的に作用してTregを上昇させているかどうかはまだ不明である。これらのことから、抗体産生反応の減少が、Tfh分化抑制か、あるいはTreg増強効果を介したものであるかをさらに検討している。さらにTfh細胞の中にも抑制性のフェノタイプの集団(follicular regulatory T cell, Tfr)が存在することも最近ではわかってきている。抗体投与にてこのような細胞集団が誘導されているか否かを今後も引き続き検討していく予定である。CD3抗体を自己免疫モデルマウスに投与する検討を今後も進めていく予定である。メカニズムについては現在も検討中であるが、現在までのところ、抗体投与によって制御性T細胞が増加している可能性が出てきており、自己抗体産生抑制以外にも自己免疫疾患抑制のメカニズムが存在している可能性がある。28年度が最終年度であるため、記入しない。
文化人類学的視点に基づくタイタ語辞典編纂に関する研究

平成1315年度にかけて、ケニアのタイタ社会で話されているダヴィダ語を中心としてタイタ語辞典の編纂をおこなってきた。過去2年間においては、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所編「アジア・アフリカ言語調査票」に基づいて採録したタイタ語No.12000を対象に研究を進めたが、平成15年度においては、これらのデータを整理し、語彙相互間の関係を新たに構築しながら全体を統一された視点から組み換えを行った。平成15年89月にかけてケニア国においてネィティヴスピーカーによるチェックと意見交換をおこなった。10月から平成16年3月にかけてこれまで入手した文献によるタイタ語の構造の解明と、それに基づく語彙相互間の関係の再構築を行った。これにより、タイタ語の語彙に関しては、当初の予定通り、収録対象予定の基礎語彙2000語のデータ収集を終えることができた。これは、『平成1315年度日本学術振興会科学研究費補助金報告書:ダヴィダ語辞典』(大学内部印刷)としてまとめた。また、平成13年度にケニア国立文書館において入手したWray, JA.. An Elementary Introduction to the Taita Language, Society for Promoting Christian Knowledge, London.,1894をダヴィダ語と比較対照する研究を開始した。この研究は、これまで採録してきたデータを有効に利用しながらダヴィダ語の文法構造を解明する手がかりとなるものであり、ネイティヴスピーカーとともにダヴィダ語への書き換えを行っている。これは、本研究課題を補完するものであり、その成果の一端は、平成15年度において英文論文として公表した。本研究は、1983年から調査研究をはじめたケニアのタイタ社会で話されているダヴィダ語を中心として、文化人類学的視点により2000のキーワードにより検索しうる民族誌としてのタイタ語辞典の編纂をおこなうことが目的である。そのために、平成13年度においては、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所編「アジア・アフリカ言語調査票」に基づいて採録したタイタ語のなかからNo.11000を対象に研究を進めた。基礎語彙をデータベース化するために、対応する日本語、英語、スワヒリ語の例文と解説の入力をおこなった。平成13年4月から7月にかけてNo.1500の語彙を対象に研究を進め、8月から9月にかけてケニア国においてネイティヴスピーカーによるチェックと意見交換をおこなった。10月から平成14年2月にかけてNo.5011000の語彙を対象に研究を進め、前回同様3月にケニア国においてネイティヴスピーカーによるチェックと意見交換をおこなった。これにより、当初の予定通り、収録対象予定の基礎語彙2000語の内、前半の1000語分のデータ収録を終えることができた。また、ケニア国立文書館において、レイによって編纂されたWray, J. A. An Elementary Introduction to the Taita Language, Society for Promoting Christian Knowledge, London., 1894.を閲覧するとともに、タイタ語の原典を数点入手することができた。これらの史料を、例文と解説の記述に使用していくとともに、タイタ語文献の発掘に努めていく。本研究は、ケニアのタイタ社会で話されているダヴィダ語を中心としてタイタ語辞典の編纂をおこなうことが目的である。平成14年度においてはその継続として、No.10012000を対象に研究を進めた。平成14年4月から7月にかけてNo.10011500の語彙を対象に研究を進め、8月から9月にかけてケニア国においてネイティヴスピーカーによるチェックと意見交換をおこなった。

10月から平成14年2月にかけてNo.15012000の語彙を対象に研究を進め、前回同様3月にケニア国においてネイティヴスピーカーによるチェックと意見交換をおこなった。これにより、当初の予定通り、収録対象予定の基礎語彙2000語の内、後半の1000語分のデータ収集を終えることができた。また、平成13年度にケニア国立文書館において、レイによって編纂されたWray, J. A.. An Elementary Introduction to the Taita Language, Society for Promoting Christian Knowledge, London., 1894.を閲覧することができたが、これはタイタ語の中のサガラ方言の文法書であり、これをダヴィダ語と比較対照することでこれまで採録してきたデータを補足しうる要素があると考えられるので、ネイティヴスピーカーとともにダヴィダ語への書き換えを進めていきたいと考えている。平成1315年度にかけて、ケニアのタイタ社会で話されているダヴィダ語を中心としてタイタ語辞典の編纂をおこなってきた。過去2年間においては、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所編「アジア・アフリカ言語調査票」に基づいて採録したタイタ語No.12000を対象に研究を進めたが、平成15年度においては、これらのデータを整理し、語彙相互間の関係を新たに構築しながら全体を統一された視点から組み換えを行った。平成15年89月にかけてケニア国においてネイティヴスピーカーによるチェックと意見交換をおこなった。10月から平成16年3月にかけてこれまで入手した文献によるタイタ語の構造の解明と、それに基づく語彙相互間の関係の再構築を行った。これにより、タイタ語の語彙に関しては、当初の予定通り、収録対象予定の基礎語彙2000語のデータ収集を終えることができた。これは、『平成1315年度日本学術振興会科学研究費補助金報告書:ダヴィダ語辞典』(大学内部印刷)としてまとめた。また、平成13年度にケニア国立文書館において入手したWray, J.A..An Elementary Introduction to the Taita Language, Society for Promoting Christian Knowledge, London.,1894.をダヴィダ語と比較対照する研究を開始した。この研究は、これまで採録してきたデータを有効に利用しながらダヴィダ語の文法構造を解明する手がかりとなるものであり、ネイティヴスピーカーとともにダヴィダ語への書き換えを行っている。これは、本研究課題を補完するものであり、その成果の一端は、平成15年度において英文論文として公表した。
エストロゲン産生酵素の翻訳後修飾による代謝調節

研究ではエストロゲン産生の律速酵素であるアロマターゼ酵素分子の翻訳後修飾に焦点を絞って、その翻訳後修飾反応の分子機構と調節機構、そしてその反応の生理的役割を解析した。種々のアロマターゼ誘導因子存在下で培養された細胞におけるアロマターゼ酵素分子のウエスタンブロット解析よりリン酸化による翻訳後修飾の可能性が示唆された。さらに細胞内アロマターゼタンパク質の存在量のELISA解析により細胞内分解速度(代謝回転速度)が種々の因子により修飾される可能性が示唆された。そこでこの反応過程を厳密に分離・分析するために、in viro再構成系による解析を行なった。小胞体画分のアロマターゼは、37度でインキュベートした場合、ATP-Mg^<2+>の存在下で活性及び酵素量の低下を認めた。この低下は小胞体分画単独のインキュベーションならば12時間後でも僅かだったが、細胞質画分を添加することにより低下は急激に起こった。それと同時に高分子両側に新たにアロマターゼ免疫陽性バンドが出現した。またシャペロンタンパク質HSP90の阻害剤、Geldanamycinによりこの分解は阻害された。しかしながら精製アロマターゼをこの系に加えても高分子量化や分解消失は起こらないこと、また小胞体膜に局在するアロマターゼの分解も低濃度のコール酸の添加により起こらなくなることより、細胞内小胞体に局在するアロマターゼは、小胞体膜構造依存性で細胞質成分と協調的に機能する分解機構により量的調節がなされていると考えられる。現在、この反応過程を詳細に解析するためにFLAG-tagが付加されたアロマターゼを作成し、この分解過程に関与する細胞内構成成分の同定・単離を行なっている。アロマターゼやステロイドサルファターゼは種々の末梢組織へのエストロゲン供給を通して生殖生理機能のみならず、骨、血管、脳など種々の組織で重要な役割を担っている。従来、エストロゲン産生異常を伴う病態の多くの解析は主にmRNA転写レベルで行われてきたが、組織でのアロマターゼやステロイドサルファターゼの発現量(mRNA量)と活性値が必ずしも相関しないこと、また種々の因子により細胞内分解が亢進・抑制がかかることを我々は見出している。そこで本研究では翻訳後修飾の可能性を改めて見直し、その分子機構・役割について解析する。既に、エストロゲン産生酵素であるアロマターゼ及びステロイドサルファターゼのmRNAレベルと活性レベルは、ある種の生理条件下、病的状態下において発現に解離が見られることを確認している。そこで、細胞内シグナル伝達系を動かすような種々の条件下、エストロゲン代謝酵素のmRNAレベル、活性レベル、タンパク質レベルを各々定量的RT-PCR、HPLCによる酵素活性測定、特異的抗体を使用したウエスタンブロット解析・ELISAによる定量を行った。活性レベルの測定よりリン酸化などによる翻訳後修飾の可能性、タンパク質レベルの測定により細胞内分解速度(代謝回転速度)の翻訳後修飾の可能性が示唆された。そこで翻訳後修飾の関与が疑われるシグナル伝達系や分解調節機構については、構成する修飾酵素・分解酵素に対する特異的阻害剤を投与し、培養細胞レベルでエストロゲン産生酵素のmRNAレベル、活性レベル、タンパク質レベルを定量してみた。その結果、転写レベルの酵素誘導と同時にユビキチン化による分解調節機構も機能していることが示唆された。このユビキチン化・タンパク質分解は膜構造依存性に機能しており、ユニークなユビキチンリガーゼが関与している可能性もあるので、詳細な解析を進め、その単離・特徴づけを目指している。本年はアロマターゼ酵素分子の翻訳後修飾に焦点を絞って、その翻訳後修飾反応の分子機構と調節機構、そしてその反応の生理的役割を解析した。

さらに細胞内アロマターゼタンパク質の存在量のELISA解析により細胞内分解速度(代謝回転速度)が種々の因子により修飾される可能性が示唆された。そこでこの反応過程を厳密に分離・分析するために、in viro再構成系による解析を行なった。小胞体画分のアロマターゼは、37度でインキュベートした場合、ATP-Mg^<2+>の存在下で活性及び酵素量の低下を認めた。この低下は小胞体分画単独のインキュベーションならば12時間後でも僅かだったが、細胞質画分を添加することにより低下は急激に起こった。それと同時に高分子両側に新たにアロマターゼ免疫陽性バンドが出現した。またシャペロンタンパク質HSP90の阻害剤、Geldanamycinによりこの分解は阻害された。しかしながら精製アロマターゼをこの系に加えても高分子量化や分解消失は起こらないこと、また小胞体膜に局在するアロマターゼの分解も低濃度のコール酸の添加により起こらなくなることより、細胞内小胞体に局在するアロマターゼは、小胞体膜構造依存性で細胞質成分と協調的に機能する分解機構により量的調節がなされていると考えられる。現在、この反応過程を詳細に解析するためにFLAG-tagが付加されたアロマターゼを作成し、この分解過程に関与する細胞内構成成分の同定・単離を行なっている。
空隙媒体による爆発環境の軽減と圧力減衰効果の解明

本研究では,自然災害,海底火山の災害発生時の減災と水中爆発で生じる被害規模の縮小と軽減への技術応用を最終的な目的とし,物体表面に取り付けた凹凸,半円形と楔形の複雑構造を持つ空隙媒体によって,水中爆発時の衝撃波,水流ジェット,爆発ガス膨張収縮運動の抑制により,物体に加わる過剰圧と衝撃力を減衰・軽減させて,物体損傷規模の縮小にかかる減衰・軽減効果の解明と手法を開発する.本研究成果は,水面付近に各種形状の媒体近傍に,水中爆発の発生,それに伴う爆発生成ガスの膨張収縮と水流ジェットの衝撃力印加の減衰・軽減について調査した.入射衝撃波の過剰圧抑制には,半円Foam50>凹凸Foam13>凹凸Foam80,凹凸Foam50>半円Foam80である.水流ジェット抑制には,凹凸Foam50>凹凸Foam13>半円Foam50>凹凸Foam80>半円Foam80である.弾性体後端の過剰応力抑制には,半円Foam50>半円Foam80の順番で効果的であり,可変空隙媒体の密度が高いほど最大過剰圧・応力が減衰した.これは,フォーム骨格固体の非定常抵抗により圧力減衰が誘発される.従って,水中爆発に伴い衝撃波が発生し,爆発生成ガスの運動により発生する二次衝撃波と水流ジェットなどの急激な現象を作り出す.衝撃波の直接波,二次衝撃波,水流ジェットの各成分に分けて水中爆発の減衰効果を利用することが有効な手段であることが判明した.本研究では,自然災害,海底火山の災害発生時の減災と水中爆発で生じる被害規模の縮小と軽減への技術応用を最終的な目的とし,物体表面に取り付けた凹凸,半円形と楔形の複雑構造を持つ空隙媒体によって,水中爆発時の衝撃波,水流ジェット,爆発ガス膨張収縮運動の抑制により,物体に加わる過剰圧と衝撃力を減衰・軽減させて,物体損傷規模の縮小にかかる減衰・軽減効果の解明と手法を開発する.本研究期間で得られた結果は,水面付近に凹凸剛体壁がある場合,爆発生成ガスによりガスバブルが生成され,膨張するガスバブルは収縮と同時に凹凸剛体壁方向に移動し剛体壁表面上で膨張,収縮を繰り返す.ポリウレタンフォームの設置で,水中衝撃波による圧力の急激な立ち上がりは確認できない.水中衝撃波がフォーム中に貫入するとポリウレタンフォームのセル構造による非定常抵抗によって衝撃波が減衰され,衝撃圧力が拡散される.セル構造粗いポリウレタンフォームを設置した場合,爆発生成ガスは起爆点付近に膨張収縮運動をし,移動はしない.入射衝撃波,二次衝撃波と水流ジェット印加時の最大過剰圧・応力と換算インパルスに注目すると半円形Foam80が他の可変形空隙媒体より最も優れた減衰効果を有する.以上から,平成28年度の研究計画項目はほほ達成した.1.水面付近に凹凸剛体壁がある場合,爆発生成ガスによりガスバブルが生成され,膨張するガスバブルは収縮と同時に凹凸剛体壁方向へ移動,剛体壁表面上で膨張,収縮を繰り返す.この事から,爆発の軽減効果はほとんどない.2.ポリウレタンフォームの設置で,水中爆発による急激な圧力上昇は確認できない.水中衝撃波は,ポリウレタンフォームのセル構造による非定常抵抗との干渉によって減衰し,衝撃圧力が拡散される.3.入射衝撃波,二次衝撃波と水流ジェット印加時の最大過剰圧・応力と換算インパルスから半円Foam80が他の可変形空隙媒体より最も優れた減衰効果を有する.4.3次元計算を開始し,実験との比較を行い,減衰効果の評価を行う.本研究では,自然災害,海底火山の災害発生時の減災と水中爆発で生じる被害規模の縮小と軽減への技術応用を最終的な目的とし,物体表面に取り付けた凹凸,半円形と楔形の複雑構造を持つ空隙媒体によって,水中爆発時の衝撃波,水流ジェット,爆発ガス膨張収縮運動の抑制により,物体に加わる過剰圧と衝撃力を減衰・軽減させて,物体損傷規模の縮小にかかる減衰・軽減効果の解明と手法を開発する.本研究期間内の結果は,水面付近に各種形状の媒体近傍に,水中爆発の発生,それに伴う爆発生成ガスの膨張収縮と水流ジェットの衝撃力印加の減衰・軽減について調査した.Foam80はフォームのセル数80個/inchと密度大,Foam50はフォームのセル数50個/inch,Foam13はフォームのセル数13個/inch,Foam50とFoam13の密度は同じ条件である.フォームのセル数,表面形状と印加圧の関係から,半円形壁面Foam80>凹凸形壁面Foam80>半円形壁面Foam50>楔形壁面Foam50>凹凸形壁面Foam13>凹凸形壁面Foam50となり,可変空隙媒体の密度が高いほど最大過剰圧・応力値が減少,半円形と凹凸形が優れている.以上から,平成29年度の研究計画項目はほぼ達成している.1.凹凸形,半円形壁面では,水中爆発による急激な圧力上昇は確認できない.水中衝撃波の減衰効果は,良好である.2.入射衝撃波,二次衝撃波と水流ジェット印加時の最大過剰圧・応力と換算インパルスから,半円形,凹凸形壁面Foam80が優れた減衰効果を有する.3.物体近傍の速度場,媒体固定端の加速度計測から印加時の衝撃力の計測を行い,減衰・軽減効果の評価を行う.