hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高速鈍頭物体の着水に伴う水中高速流れ場の解明に関する研究

本研究では,鈍頭形状の高速飛翔体を静止水面に衝突させ,飛翔体の着水時に発生する衝撃圧力の大きさや圧力波の伝播過程をPVDF圧力変換器を使用して調べた.また,一眼レフカメラと高速デジタルビデオカメラを用いて高速着水現象の可視化観察を行い,スプラッシュの構造や水中飛翔体の運動特性およびスーパーキャビテーションの詳細な解明を行った.これらの実験から得られた結論を以下に示す.1.高速飛翔体が着水することによって発生した圧力波の伝播速度は,実験時の水温20°Cでの水中の音速1483m/s程度であった.その圧力波後方では,流体粒子の運動によるよどみ点圧力が圧力波形に現れ,それは静水圧より少し高い値であった.2.飛翔体が円柱に似た形状であることやスプラッシュによる膨張波発生のために,水面付近のピーク圧力は低くなった.なお,空洞内の圧力は,飽和蒸気圧程度であった.3.キャビテーションの崩壊に伴う高圧力の発生や,surface closureが生じると発生する下向きジェットの飛翔体への衝突及び水から受ける抗力などの原因で,水中を運動する飛翔体はすべて軌道が曲げられ,直進するものはなかった.4.本研究において,水面上に発生するスプラッシュ,それに伴う噴流,水中に形成される空洞,その崩壊などの高速着水に伴う全現象は20msの間に終了する.また,空洞が収縮と膨張を繰り返すリバウンド現象が数回見られた.5.スプラッシュは円筒状とジェット状のものに分かれ,初期速度が空気中の音速程度の速さで上昇し,ジェット状のスプラッシュはお椀型に広がった.6.本研究において,飛翔体が傾くことにより急な減速が生じるので,浅い位置で気泡の発生量が減る.そのために,deep closureは理論解析より浅い位置(水深440mm)で生じた.本研究では,鈍頭形状の高速飛翔体を静止水面に衝突させ,飛翔体の着水時に発生する衝撃圧力の大きさや圧力波の伝播過程をPVDF圧力変換器を使用して調べた.また,一眼レフカメラと高速デジタルビデオカメラを用いて高速着水現象の可視化観察を行い,スプラッシュの構造や水中飛翔体の運動特性およびスーパーキャビテーションの詳細な解明を行った.これらの実験から得られた結論を以下に示す.1.高速飛翔体が着水することによって発生した圧力波の伝播速度は,実験時の水温20°Cでの水中の音速1483m/s程度であった.その圧力波後方では,流体粒子の運動によるよどみ点圧力が圧力波形に現れ,それは静水圧より少し高い値であった.2.飛翔体が円柱に似た形状であることやスプラッシュによる膨張波発生のために,水面付近のピーク圧力は低くなった.なお,空洞内の圧力は,飽和蒸気圧程度であった.3.キャビテーションの崩壊に伴う高圧力の発生や,surface closureが生じると発生する下向きジェットの飛翔体への衝突及び水から受ける抗力などの原因で,水中を運動する飛翔体はすべて軌道が曲げられ,直進するものはなかった.4.本研究において,水面上に発生するスプラッシュ,それに伴う噴流,水中に形成される空洞,その崩壊などの高速着水に伴う全現象は20msの間に終了する.また,空洞が収縮と膨張を繰り返すリバウンド現象が数回見られた.5.スプラッシュは円筒状とジェット状のものに分かれ,初期速度が空気中の音速程度の速さで上昇し,ジェット状のスプラッシュはお椀型に広がった.6.本研究において,飛翔体が傾くことにより急な減速が生じるので,浅い位置で気泡の発生量が減る.そのために,deep closureは理論解析より浅い位置(水深440mm)で生じた.
開放系農業法人の制度設計に関する研究

本研究では、開放系農業法人の新たな制度設計のために、以下の調査を行った。「多様な出資」参加の農業生産法人調査、企業の農業経営参入実態調査、市町村農業公社・NPO法人の実態調査。構造改革特区への一般企業の農業経営参入が進展し、新たな展開が見られる。建設業を中心とした地元企業の参入事例が主流を占めている。また、一般企業が農業生産法人を新設して農業参入を行っているケースも多い。しかしながら、株式公開を行っている株式会社が農業に参入している事例は数としては少ない。ワタミ・ファーム、カゴメ、伊藤園などが注目されているが、こうした勤向が一般化するかどうかは即断できない状況である。市民参加型の農業法人はレア・ケースにとどまっている。JA出資型の農業生産法人は増加傾向にあるものの、生協出資型の法人は未展開であり、市民出資による法人展開は神奈川県相模原市の有限会社「青空農園」などがあるものの、点的な存在にとどまっており、新たなビジネス・モデルを構築するまでには至っていない。NPO法人-公益法人の農業経営への参画事例は多いが、市民参加は微弱である。欧米のLLCやLLPでは市民参加が見られる。わが国でもLLC・LLPが創設されたが、パススルー税制がLLCでは認められず、欧米のような市民参加型の展開は制度的に期待できない状況である。また、公益法人改革が進められ、今後、市町村農業公社の再構築が求められるであろう。しかしながら、農業公社の対応は遅れており、パブリック・サポート・テストなどの判定を受けることになれば、公益認定を受けられないのが実態である。早急な対応が求められている。開放系農業法人の制度設計では、農業法人やLLCまたはNPO法人・公益法人の活用上、市民参加の経済的誘引(個人所得の節税)などを組み込むことが不可欠である。本研究は、実態調査と制度的検討とが柱である。平成17年度の研究は実態調査を中心的に実施した。なお、企業の農業参入実態を中心に調査し、補助的に一般市民参加の実態調査を行った。「多様な」農業法人の実態調査の概要*JA出資法人・自治体出資法人:JA都城(都城市)、JAあおぞら(有明町)*企業出資・直営法人:株・ワタミファーム(山武町・瀬棚町・倉渕町・白里町)*特区内地元企業:全国各地(加世田市・西之表市・大口市・川内市)*市民参加型法人:有・青空農園(相模原市)、有・みずほ農園(三木市)*市町村公社・NPO法人の参画:北海道B&B協会(札幌市)、WOOF・JAPAN(札幌市)*農業雇用支援:ワーキング・ホリデー・体験旅行など(長野県飯田市)、パソナ(大潟村)*東南アジア調査:ドイモイ(市場経済化)政策の下での企業形態(ベトナム)新たな制度的検討のために、現地研究会を開催した。研究会には、研究メンバー全員と現地の政策担当者、経営参入関係者の参加で実施する予定であったが、研究メンバーの都合で参加者は限定された。現地研究会:鹿児島県加世田市、鹿児島県農業法人協会調査研究発表会を鹿児島大学で開催した。これは主に、調査報告の研究会であった。

しかしながら、株式公開を行っている株式会社が農業に参入している事例は数としては少ない。ワタミ・ファーム、カゴメ、伊藤園などが注冒されているが、こうした動向が一般化するかどうかは即断できない状況である。市民参加型の農業法入はレア・ケースにとどまっている。JA出資型の農業生産法人は増加傾向にあるものの、生協出資型の法人は未展開であり、市民出資による法人展開は神奈川県相模原市の有限会社「青空農園」などがあるものの、点的な存在にとどまっており、新たなビジネス・モデルを構築するまでには至っていない。NPO法人・公益法人の農業経営への参画事例は多いが、市民参加は微弱である。欧米のLLCやLLPでは市民参加が見られる。わが国でもLLC・LLPが創設されたが、パススルー税制がLLCでは認められず、欧米のような市民参加型の展開は制度的に期待できない状況である。また、公益法人改革が進められ、今後、市町村農業公社の再構築が求められるであろう。しかしながら、農業公社の対応は遅れており、パブリック・サポート・テストなどの判定を受けることになれば、公益認定を受けられないのが実態である。早急な対応が求められている。開放系農業法人の制度設計では、農業法人やLLCまたはNPO法人・公益法人の活用上、市民参加の経済的誘引(個人所得の節税)などを組み込むことが不可欠である。
日本後期旧石器の多様な石刃剥離技術の基礎的解明

日本の旧石器考古学者は石刃は間接打撃によって剥離されると考えていた。しかし、フランスの旧石器考古学者は様々な技術によって石刃は剥離されることを明らかにしていた。フランスの代表的旧石器研究者であるぺルグラン博士は動作連鎖概念を用いた石器製作技術をテクニークとメトードという用語で説明している。この研究方法を日本に導入するために、我々はぺルグラン博士を日本に招聘した。ぺルグラン博士とともに研究した結果、横道遺跡の石器群は軟石ハンマーの直接打撃により細身石刃と幅広石刃を作り分けるふたつのメトードが存在することを明らかにした。石刃を剥離するためには、打面調整に特徴的な技術があることが明らかになった。後期旧石器時代における間接打撃による石刃剥離の存在を証明するために、かねてより注目していた新潟県中魚沼郡津南町楢ノ木平遺跡(新潟県遺跡番号99-62)の発掘調査を2013年4月27日から5月5日まで実施した。その結果、出土位置を記録した石器193点、水洗選別で検出した石器約50点を得た。放射性炭素年代測定を4点行ったが、4点とも11,300年前後の年代を示し、これまでの年代観とは異なる結果となった。今次調査で得られた資料と第2次調査で得られた資料を検討し、間接打撃の可能性が高い資料を山中一郎博士を介して、フランスの研究協力者であるJ.ペルグラン博士に実際に観察してもらったところ、「間接打撃の可能性が高い」という見解を得た。今後、楢ノ木平遺跡の第1次調査資料と合わせて、検討を進めて行く予定である(第27回東北日本の旧石器文化を語る会にて口頭発表及び予稿集に「新潟県津南町楢ノ木平遺跡第3次発掘調査」として報告を掲載)。2013年にはこれまでに調査してきた山形県高瀬山遺跡、宮城県薬莱原No.15遺跡の資料分析を継続した。薬莱原No.15遺跡の技術学的分析結果は加美町教育委員会刊行『薬莱原No.15遺跡II』の「付章4薬莱原No.15遺跡における石器製作技術分析」として発表している。薬莱原No.15遺跡の石刃剥離は有機質ハンマーの直接打撃と軟石ハンマーの直接打撃によるものが存在し、間接打撃の技術は確認できなかった。この研究に伴い組織した「石器技術学研究会」は2013年8月30日から9月1日に第3回研究会を京都において開催し、国内研究協力者との情報交換を行った。石器製作のテクニークを同定するために、異なったテクニークによる石刃製作実験を行い、その痕跡の違いを明らかにするための基礎資料製作を行った。打撃方法、間接打撃のパンチの形状及び石材をコントロール要因とし、石刃打面に起こる加撃時の特徴を示す資料を蓄積することができた。間接打撃の確実な資料を得るために、新潟県津南町の石刃石器群と山形県内の石刃石器群の資料調査を行った。両地域の石器石材は基本的に珪質頁岩を用いるが、津南町の石器群は在地石材の安山岩や凝灰質頁岩など多様な石材を用いている。その結果同一の加撃法でも割れに異なった結果が表れる可能性を確認した。この結果を受けて、在地石材を用いた石器製作の基礎実験が必要であることが明らかになった。石器製作技術のメトードを明らかにする方法を確立するために、福島県笹山原遺跡No.16、山形県高瀬山遺跡出土資料の接合作業などの石器群分析を行った。笹山原遺跡は石器石材が凝灰質頁岩という在地石材を用いているため、その石材による制約が大きいことがわかった。7000点にも及ぶ資料のため、接合作業には更なる時間を必要とする。課題研究を推進するために、石器技術学研究会を組織し、担当者、研究協力者、招待者による研究会を京都大学文化財総合センターで平成24年8月31日9月2日、平成25年3月1日3月3日に実施した。研究会では研究方法の検討と事例研究発表、石器製作実験を行った。石器技術研究が動作連鎖概念を用いて、製作の過程に資料を置き戻すことが重要であること、型式学的研究とは全く異なったものであることを確認した。これにより、研究課題及び問題点を整理することができ、それらを研究者間で共有することができ、今後の研究の方向性が決まってきた。2015年9月20日から27日まで、(公財)山形県埋蔵文化財センター(上山市)、東北大学考古学資料収蔵室(仙台市)などにおいて、石器技術学研究会の研究集会を開催した。

参加者はフランスより招聘したJ.ペルグラン博士(CNRS)、研究担当者の會田ほか研究協力者である、冨井眞博士、粟田薫博士、高橋章司氏、大場正善博士、共同研究者阿子島香教授ほか東北大学院生などである。研究集会では間接打撃による石刃剥離技術の存在を証明するために、これまで分析検討してきた資料をJ.ペルグラン博士とともに観察し、分析を行い、再現実験を行った。観察した資料は横道、高瀬山J、楢ノ木平、お仲間林、峠山牧場遺跡A地区、早坂台、下嵐遺跡出土資料である。これらの資料を検討した結果、確実な間接打撃の痕跡を明らかにすることはできなかった。軟質石ハンマーの直接打撃と有機質ハンマーの直接打撃の両者の特徴が混然としていた。そこで、横道遺跡の資料に絞り観察と検討を繰り返した結果、パンチを用いた間接打撃と考えるよりも、特異な打面調整を行った打面に軟石で直接加撃を行うテクニークにより剥離された可能性が高くなった。そのような加撃方法で、前面角がほぼ垂直な石刃が剥離できることを証明するために、ペルグラン博士により再現実験が行われた。それにより、横道遺跡出土石刃と同様の特徴をもつ石刃の剥離に成功した。考古学日本後期旧石器時代に間接打撃による石刃剥離が存在するという事実はほぼゆるぎないものになっている。しかしながら、理化学的年代測定結果が安定していない。誰もが納得できる間接打撃の痕跡を見出すところまで研究はまだ到達していない。考古遺物の基礎資料の蓄積はほぼ十分であるが、テクニークを証明する間接打撃による実験石器がまだ不足している。日本の旧石器研究で大きな問題になる多様な石材を網羅する、製作実験資料が必要である。もう一点重要な点は、間接打撃を判定するための分析の論理が確定していない。間接打撃の傾向性は把握できているが、決定的な証拠がまだ不十分である。その意味で、まだ研究の再現性が不足している。これらの点を補うことができれば、研究はさらに進展する。製作実験の積み重ねにより、我々の石器製作技術は出土遺物と実験品を見比べてみても遜色ないところまで達した。それによって、実験考古学としての研究基盤が確立したといえる。今後、多様な石材を用いた石器製作にも対応できる石器製作実験技術の進捗が望まれる。間接打撃による石刃剥離を行っていると考えられる資料を新潟県津南町で確認し、その中の楢ノ木平遺跡の発掘調査が可能であるとの感触を得た。この調査を実施し、確実な資料と理化学的年代を得ることができれば、本研究の当初の目的が達成される。これまで得られた資料の接合作業を継続することで、石器製作のメトードが徐々に明らかにされている。資料分析を継続することで、研究方法の一定の枠組みが確立してきた。石器技術学研究の手続きを明示することができるようになったことは、未開拓な研究分野の研究方法を確立するうえで重要である。石器技術学研究会を組織したことで、研究者間の意見交換を活発にできるようになった。そこに山中一郎京都大学名誉教授に参加していただき、研究の方向性について具体的に指導を受けることができた。そして、それを研究者間で共有することができている。本年度が本課題の最終年度である。石器製作技術研究の世界最高水準にあるフランスCNRSのJ.ペルグラン博士の招聘を交渉中である。9月後半に来日することがほぼ確実視されている。ペルグラン博士を囲み、我々の判定した間接打撃の特徴をもつ石器群を検討する計画である。さらに類似資料の検討とペルグラン博士と大場正善博士による石器製作実験を計画している。
胴体の３つの動きをもとにして回転系の技に挑戦する跳び箱運動

○研究目的体育授業における生徒の動きを観察すると,骨盤が後傾したまま動かせなかったり,肩甲骨周りも固まってきていたりするような状況が多々見受けられる。そこで,骨盤の活性化を図り,日頃の姿勢を見直すとともに,跳び箱運動(首はね跳び)に挑戦する過程においても,胴体の丸める・反る,伸ばす・縮める,ねじるの3つの動きを取り入れ,骨盤から脊柱に連動する動きづくりによって身体のしなやかさの向上を図り,生徒にとって難易度の高いと思われる首はね跳びにおける技能向上を目ざした。○研究方法・個々の姿勢を客観的に把握させ,骨盤の傾きと姿勢の関係等,身体内部の動きをイメージさせた。・骨盤を動かす運動やストレッチ, 3つの胴体力の動きなどを行い,骨盤の活性化を図った。・骨盤始動の動きづくりから身体のしなやかさ・捌き方の向上を図り,首はね跳びに挑戦させた。上記の内容を行っての姿勢に関する身体の変化や意識の変化についての調査跳び箱運動を通しての身体の変化や技能の変化の調査○研究成果授業前後の骨盤の動きの確認テストでは60名全員に向上がみられた。授業後のアンケートから姿勢を意識する頻度も60名全員において高まった。首はね跳びは,補助なしで20%,生徒同士の補助付きを加えると86%ができるようになった。できなかった生徒も個々の課題に向けて積極的に挑戦した。以上の結果から,生徒は授業を通して骨盤の活性化から日常における自己の姿勢について意識を高め,授業中の運動場面へのつながりも考えるようになった。また,骨盤から脊柱に連動する動きづくりによって身体のしなやかさは向上し,難易度の高い「首はね跳び」に仲間とともに積極的に挑戦することができた。
近世後期日露紛争の政治史的意義

各地の史料所蔵機関を調査した結果、文化年間の日露紛争に関する史料は膨大に存在することが明らかになった。この点が、本研究の成果としてあげることができる。史料調査により蒐集した史料を使ってつぎの4点について具体的に検討し、おのおの以下のような成果をえることができた。第一に、文化3年から4年のロシア軍艦によるカラフト島・エトロフ島や幕府・松前藩の船への襲撃事件を検討し、その情報の伝播と幕府の対応策を具体的に明らかにすることにより、19世紀初頭において、情報と具体的な政治過程のあいだに密接な関係が存在することを明らかにした。第二に、この事件の解決策についてのさまざまな意見を集めることにより、ロシアに貿易を認めることにより解決すべきだという、限定的な「開国論」が広範に存在したことを提示できた。第三に、この事件への幕府の対応策を検討することにより、18世紀末のラクスマン来日以来、明確に打ち出されてきた鎖国を祖法とする法や観念の確立過程にとって画期となったことを解明した。第四に、ロシアとの紛争が発生した蝦夷地に対する江戸幕府の政策に関して、寛政改革期の松前委任策と北国郡代設置構想を検討することにより、蝦夷地支配をめぐる対立と寛政改革の性格の一面を明らかにできた。具体的な検討が文化3、4年の事件のみで終わってしまい、ゴローニン事件や幕府の蝦夷地支配政策の進展との関係で把握するという点、および近世後期の対外関係全体の中に位置づけるという作業が十分におこなわれておらず、今後の大きな課題として残すことになってしまった。文化3、4年の蝦夷地における日露間の紛争のもった政治史的な意義をさぐるために、この紛争に関わって生み出され、全国的に流布した風聞・風説、さらには幕府を批判する言説などの史料を各地の史料所蔵機関におもむいて調査した。1、財団法人三井文庫所蔵の三井家史料を調査し、三井の江戸店、京都本店の記録類に書き留められた日露紛争関係の風聞をコピーで入手した。この史料は、ロシア艦の絵図を含み、他には見ることができない貴重なものである。2、九州大学九州文化史研究施設所蔵の三奈本黒田家文書を中心に調査し、ラクスマン来日以来の良質な日露関係史料をマイクロフィルムで入手した。3、長崎県立図書館所蔵の長崎奉行所関係史料のなかの関係史料の所在調査を行った。なお、長崎奉行関係で、東京大学法学部法制史資料室が所蔵する文化8、9年の長崎奉行遠山景晋の日記を焼付け写真で入手した。なお、これは従来知られていない史料である。4、日露紛争のさいに蝦夷地へ出兵した秋田藩と津軽藩の史料を調査するため、秋田県立文書館、弘前市立図書館におもむく予定である。追加採択のため、研究期間がきわめて制限されたため、蒐集した史料類の分析・検討は十分に行うことができず、多くが今後に残されている。文化3.4年の蝦夷地における日本とロシアとの紛争がもった政治史的な意義を探るため、この紛争に関わって生み出され全国的に流布した風聞・風説、さらには幕府批判の言説などの史料を各地の史料所蔵機関におもむいて調査した。1北海道立文書館と函館市立函館図書館所蔵の史料を調査した。もっとも豊富な史料を所蔵する函館図書館ではマイクロフィルムにより撮影し、本研究の核にすえた。2東北大学附属図書館所蔵の狩野文庫、弘前市立弘前図書館の津軽家文書を調査し、関係史料の所在確認をおこなった。前年の調査と本年の調査にもとずき研究の中間報告として「近世後期の情報と政治-文化年間日露紛争を素材として」をまとめた。本年は、文化年間の蝦夷地における日本とロシアの紛争がもった、政治史的な意義を検討することを課題とした本研究の最後の年なので、(1)関連史料を補充的に調査すること、(2)収集した史料を分析し研究論文を作成すること、(3)研究成果報告書を作成すること、という課題に取り組んだ。

(1)については、県立長崎図書館所蔵の長崎奉行所関係史料を調査し、幕府がオランダ商館長ヅーフから聞き出した情報を中心に収集した。(2)については、文化4年に諸方面から出されたロシアとの紛争の解決策を集めて検討し、広範に登場してくるロシアに貿易を認めることにより事態を解決しようとする、いわば限定的な「開国策」の存在を抽出し、その歴史的な意義を論じた「文化四年の開国論」、鎖国を祖法とする規範や観念の成立・確立の歴史的過程にとって、文化年間の日露紛争がもった意義を論じた「対外関係の伝統化と鎖国祖法観の確立」の2論文を公表した。(3)については、研究論文編として、本研究による成果でありこの研究期間に公表した論文3編と、未発表の「寛政改革期の蝦夷地政策をめぐる対立について」を収録し、史料編として、この間に収集した史料のうち、重要と判断されしかも活字化されていない史料の全文を収録した『研究成果報告書』を作成した。文化4年の武力衝突をともなう日露紛争に関しては、その実態と歴史的な意義について、この研究期間で公表した論文によりかなりの程度明らかにすることができた。しかし、史料の調査と収集した史料の検討が、文化4年の紛争にとどまり、文化10年まで続くゴローニン事件にまで至らなかった。
相転移におけるクラスター成長の時分割測定法の研究

本研究は集光型モノクロメータと位置敏感型比例計数管(PSPC)を使用した回折パターンの時間依存性を調べる光学系の開発と、液晶等の相転移の時間依存性の測定を目的としていた。前年度で完成させた光学系は試料位置が変更できなかったため、物質によって適切な回折条件が選択できなかった。今回は液晶試料の他に粉末試料へ対象を広げるため、一次元光学ベンチを整備し、この問題点を解消した。これに伴い光学系の重量が増したため、定盤を鉄板に変更し、各光学機器をマグネットベースで固定する方式に変更した。また、集光型モノクロメータからの蛍光反射が試料位置を変更するたびに条件が変わるため、光学的遮蔽を整備した。この光学系の変更により液晶の小角、中角の反射が適切な回折条件で測定可能になった。また、時間依存性測定用ソフトウェアの開発が課題となっていたが、これを完成させた。本回折系は位置敏感型比例計数管を使用しているため、一定の角度の回折反射を同時に採取可能な点が特徴である。従来の回折系では、センサー角度を変化させながらデータを採取するため、角度変化の間に時間が経過し、測定開始角度と終了角度では測定時間に違いが生じてしまう。今回の回折系ではこの点が改善されている。しかし、今回は外場を与えるための電場装置や磁場装置が整備できなかったため、外場による時間依存性の測定ができなかった。また時間依存性測定用ソフトウェアは測定間のインターバルの設定ができないため、長時間の測定には不向きとなっている。これの改善も予定している。購入したヨハンソン型モノクロメータ、既存のPSPC(位置敏感型一次元検出器)を使って回折計を組み上げた。ターゲットをCuに交換し、液晶の小角領域の分解能を上げることにして、テスト試料として今回購入したMBBA液晶の小角、中角のピークを観測した。もう一つの液晶試料であるTBBAは、200°C近傍で液晶状態を持つことから、液晶状態から固体への相転移に伴うクラスター成長の様子を観測する予定である。現在はPSPCに添付されていた既存のデータ採集プログラムを使用しているため、時間積算データのみが観測可能である。コントロール用のライブラリーが添付されていることから、一定時間ごとにデータ採集、転送、保存を繰り返す、時分割測定のプログラム開発が可能である。これを使って、液晶特有の長緩和時間における相転移過程の観測を予定している。現在のところ得られたスペクトルの特徴として、ヨハンソン型モノクロメータがX線を集光するようになっていることから、以前報告した論文のスペクトルよりも半値幅の小さい、分解能高いスペクトルが観測された。また、今回購入したモノクロメータは特注品であり、既製品に比べて、焦点までの距離が長くとってあり、外的条件を与えるための装置を配置するための空間がとれるように工夫されている。来年度には、まず温度を変えるための装置を整備し、さらに電場、磁場等の外部条件を変えるための装置を整備するとともに、時分割データを取得できるようにソフトウェアの開発を行う。
ネイチャー・テクノロジーを援用したサステイナブルな環境空間の構築と総合評価

本研究は,福祉施設や病院などの医療施設・ホスピス等の福祉住環境の構築へ向けて,提唱した要素技術(マイクロバブルと多孔性媒体によるホタル水圏環境の改善技術,遮熱塗料を施工した通気層制御型外断熱技術,色香と人の感性に関する評価技術)を個別に検証するとともに,これら要素技術群を試験的に構築したネイチャー・テクノロジーに基づいたサステフィナブルな模擬環境空間へ取り込んでその効果を総合的に評価したものである.本研究は,福祉施設や病院などの医療施設・ホスピス等の福祉住環境の構築へ向けて,提唱した要素技術(マイクロバブルと多孔性媒体によるホタル水圏環境の改善技術,遮熱塗料を施工した通気層制御型外断熱技術,色香と人の感性に関する評価技術)を個別に検証するとともに,これら要素技術群を試験的に構築したネイチャー・テクノロジーに基づいたサステフィナブルな模擬環境空間へ取り込んでその効果を総合的に評価したものである.平成21年度は、住空間、あるいは福祉施設や病院などの医療施設・ホスピス等の構築に当たり、ネイチャー・テクノロジーに基づいたサステイナブルかつ省エネルギーな快適空間の総合的な設計指針を提供する一環として、まず独自にアルゴリズム化した感性の因子分析・脳波計測・脳血流計測及びそれらのポストプロセッシング法に関する評価と証明を実施した。ここでは、脳波を始めとする各種の生理・物理現象に対するウエーブレット解析・フラクタル解析・カオス解析法も構築し、ネイチャー・テクノロジーを援用したサスティナブルな環境空間の総合的な快適性評価に備えた。次に、快適環境空間構築へ向けた要素技術開発の一環として、従来から報告者の研究室で実施してきた外断熱と遮熱塗料による省エネルギー技術に関する基礎的な研究成果に基づいたハイブリッド型(遮熱壁+外断熱型)建築構造物のスケールモデルを実際に構築し、自然環境下における実験及び数値シミュレーションの両面からその有効性を評価・検証した。特に、ハイブリッド化による効率的な冷房・暖房法に焦点を当てながらそれらの組合せによるさらなる環境負荷低減技術の可能性を提案した。さらに、自然が有する様々な色香に着目し、それらの癒し効果が住空間、福祉施設や病院などの医療施設・ホスピス等の居住者に及ぼす効果についての基礎的な検証を開始した。すなわち、身近な自然の色香を如何に感じているかについて調査を開始した。同時に、自然が有する色香に関するデータベースの構築も開始した。本研究は,福祉施設や病院などの医療施設・ホスピス等の福祉住環境の構築へ向けて,ネイチャー・テクノロジーに基づいたサスティナブルかつ省エネルギーな快適空間の総合的な設計指針を提供するものである.平成22年度は、昨年度までに独自にアルゴリズム化した感性の因子分析・脳波計測・脳血流計測及びそれらのポストプロセッシング法を援用しながら福祉空間構築へ向けた要素技術の検証を実施した.まず,自然から抽出した色香について,脳波計測や感性計測を始めとする各種の生理・心理計測を通じて自然の色香が癒しに及ぼす有効性を証明するとともに,それらのデータベース化を進めた(データベース化作業は平成23年度も継続予定).また,自然に優しく,かつ省エネルギーな自然エネルギー源の一つでもある大型風力発電に由来する極低周波騒音をウエーブレット解析・フラクタル解析・カオス解析を活用して究明し,それが人の感性に及ぼす影響を検証した。極低周波騒音は,静かな日常に悪影響を及ぼす生活環境騒音として近年特に注目され始めた騒音の一つである.農業用水路を活用した分散型マイクロ水車の開発についても着手した.さらに,前年度までに提唱したハイブリッド型(遮熱壁+外断熱型,あるいは生物が有する温熱環境模擬型)建築構造物のスケールモデルを実際に構築し、自然環境下における実験及び数値シミュレーションの両面からその有効性を評価・検証しながら要素技術の一環としての成果を得た.なお,ハイブリッド型建築構造物のスケールモデルの評価に際し,新たな赤外線分光放射温度計による評価法を提案した.以上の成果に基づいて,平成23年度は,ネイチャー・テクノロジーを援用したサスティナブルな環境空間の総合的な快適性評価と設計指針の確立に努める.本研究は,福祉施設や病院などの医療施設・ホスピス等の福祉住環境の構築へ向けて,ネイチャー・テクノロジーに基づいたサスティナブルかつ省エネルギーな快適空間の総合的な設計指針を確立し,提唱した要素技術も含めてその効果を実験的に検証することを意図したものである.平成23年度は、研究開始からの当該年度までに提唱した要素技術(マイクロバブルによるホタル水圏環境の改善技術,遮熱塗料を施工した通気層制御型外断熱技術,色香と人の感性に関する評価技術)を個別に検証するとともに,これら要素技術群を試験的に構築したネイチャー・テクノロジーに基づいたサステフィナブルな模擬環境空間へ取り込んでその効果を総合的に評価した.ここでは,本研究で昨年度までに独自にアルゴリズム化した感性の因子分析・脳波計測・脳血流計測及びそれらのポストプロセッシング法を援用しながら検証を実施している.その結果,自然から抽出した色香に関して構築したデータベースは,ビジュアル面で人に快適な住環境の設計に有効であることを確認した.通気層制御型外断熱技術は,省エネルギー面で自然エネルギー有効利用法の一つであることを確認した.加圧溶解方式,気液二相回転せん断方式,キャビテーッション方式で作成したマイクロバブルは,溶存酸素量の増大や弱アルカリ化など人間環境に身近な水圏環境の生態系改善に有効であることを確認した.この際,農業用水路向けに設計・設置したマイクロ・ナノ水車による自然エネルギー発電を補助的に活用した.大型風力発電に由来する極低周波騒音が人の感性に及ぼす影響を検証し,自然に優しいと考えられる技術であっても静かな日常に悪影響を及ぼす生活環境騒音の一つになり得ることを検証した.
多機能なコヒーレントナイキストパルスの提案とそれを用いた超高速・高効率光伝送技術

本年度はナイキストパルス伝送における高速化ならびに周波数利用効率拡大への取り組みとして、(a)ピコ秒パルス光源の光位相同期技術の開発とそれを用いた単一チャネル7.68Tbit/s,周波数利用効率9.7 bit/s/Hzの超高速・高効率コヒーレントナイキストパルス伝送、および(b)ノンコヒーレントナイキストパルス伝送を用いた単一チャネル10 Tbit/s伝送、の2つを中心に取り組んだ。(a)に関しては、コヒーレントナイキストパルスを用いて単一チャネル3.84 Tbit/sの超高速伝送を10 bit/s/Hzを上回る高い周波数利用効率で実現した。具体的には、送信用光源だけでなく新たに受信用のLO光源としてもモード同期ファイバレーザ(MLFL)を用いることでナイキストパルスの高OSNR化を図った。さらに、送受信用MLFL間の光位相同期回路を新たに開発した。これらの要素技術により、9.7 bit/s/Hzの極めて周波数利用効率を有する単一チャンネル7.68 Tbit/s-150km超高速コヒーレントナイキストパルス伝送に初めて成功した。10 Tbit/s近い伝送速度で10 bit/s/Hzに迫る高い周波数利用効率を実現した前例はなく、これらの結果はナイキストパルスが極めて優れた伝送性能を有するパルスであることを示している。一方(b)に関しては、ノンコヒーレントナイキストパルスのシンボルレートを1.28 Tsymbol/sから2.56 Tsymbol/sへ高速化することにより、単一チャネルで10.2 Tbit/sの超高速伝送を世界で初めて実現した。具体的には、超短ナイキストパルス(パルス幅: 340 fs)の生成、ファイバ伝送路の4次分散まで考慮した高次分散の高精度な補償、信号光と制御光の間のドリフトを抑制した超高速光多重分離回路(ゲート幅: 230 fs)、RZ-CW変換法による受信信号のS/N比の向上、等の開発に取り組んだ。その結果、単一チャネル10.2 Tbit/s信号の300km伝送に世界で初めて成功した。このときの周波数利用効率は2.5 bit/s/Hzであった。本実験ではデジタルコヒーレント伝送に見られるオフライン処理ではなく誤り率をオンラインで測定しており、超高速伝送を簡便な構成で実現できる方式として有用である。本年度は、ノンコヒーレントおよびコヒーレントの両方式で、従来パルスでは困難であった領域へのシンボルレートの高速化、周波数利用効率の増大、ならびに伝送距離の拡大を実証した。具体的には、ナイキストパルスを用いて10 Tbit/s級の伝送速度により300kmの伝送距離ならびに10 bit/s/Hzに迫る高い周波数利用効率をノンコヒーレントおよびコヒーレント方式によりそれぞれ実証し、ナイキストパルスが極めて優れた伝送性能を有するパルスであることを明らかにしている。他機関から報告されている10 Tbit/s伝送は距離が29kmにとどまっており、且つセルフホモダイン方式による初歩的な実験しか報告されていなかった。また、その周波数利用効率は2 bit/s/Hz程度であった。それに対し、コヒーレントナイキストパルスでは10bit/s/Hzと周波数利用効率が著しく向上しており、当初想定していなかった超高速・高効率伝送を実現している。また同時に、ノンコヒーレントナイキストパルスでは伝送距離が300kmまで大幅に拡大しており、当初の計画を上回る超高速・長距離伝送を達成している。近年、国内外め光通信において数Tbit/s伝送への関心が高まる中、これらの成果はナイキストパルスが10Tbit/s領域の伝送速度を高い周波数利用効率で実現可能な唯一のパルスであることを示しており、実用性の観点からも有益な成果が得られている。以上の理由から、本研究は当初の計画以上に進展しているものと考えられる。上述した研究開発の進展状況を踏まえ、平成30年度はナイキストパルスが有する高い周波数利用効率の特徴を波長分割多重(WDM : Wavelength Division Multiplexing)伝送において実証するために、ナイキストパルスを多波長化し、最終目標である大容量WDM伝送実験を行う。従来のWDMでは、1チャネルあたりの伝送容量が低いため、数100チャネルの波長数を必要とする複雑なシステムになっていた。そこで、ナイキストパルスとその時分割多重により1チャネルあたりの伝送速度を1 Tbit/s程度に高速化し、少ない波長数で大容量伝送を実現する。想定する伝送距離に応じて、波長多重数と時分割多重数とを最適化したグラニュラリティの高い光伝送システムの実現を目指す。ナイキストパルスは1チャネルあたりの伝送速度を高速化しても長距離伝送を実現できる点が特徴であり、単一チャネル10 Tbit/sの伝送速度で300km伝送を実現できていることから、これを活かして1チャネルあたり1 Tbit/s級の伝送速度で20003000kmの長距離WDM伝送を目指す。その実証のために周回伝送路を構築する。これらのWDM化と並行して、コヒーレントナイキストパルスにおける変調多値度の拡大と周波数利用効率のさらなる向上を目指す。これまでのコヒーレントナイキスト伝送では64QAMを用いているが、周波数領域等化法と呼ばれるデジタル信号処理技術、光増幅器の低非線形化と偏波分散(PMD)の低減、DAC, ADCの高速化と分解能の拡大により、128値以上のQAM伝送を目指す。これにより10 bit/s/Hzを上回る周波数利用効率が実現可能となる。またノンコヒーレントナイキストパルス伝送においても、現状では周波数利用効率が2.5 bit/s/Hz程度にとどまっているが、ナイキストパルスの帯域を規定するロールオフ率というパラメータをa=0.5から0まで低減させることにより、4 bit/s/Hz近い周波数利用効率の実現を目指す。

これらの高効率化の取り組みによりWDMナイキストパルス伝送のさらなる大容量化が期待される。本年度はナイキストTDM(時分割多重)伝送の基本性能を明確にするために、(1)ノンコヒーレントナイキストパルスによる超高速・長距離伝送技術、(2)コヒーレントナイキストパルスの直交性を用いた簡便且つ高性能な多重分離技術、ならびに(3)SN比の高いナイキストパルスを発生するためのパルス光源(ナイキストレーザ)の開発に取り組んだ。(1)に関しては、ノンコヒーレントな光ナイキストパルスを用いて伝送速度2.56 Tbit/s/chの信号を従来のガウス型パルスより狭い帯域で生成し、超高速伝送において問題となっている波長分散・偏波分散への耐力が著しく向上することを明らかにした。特に、高次の偏波分散に起因する偏波チャネル間のクロストークが大幅に低減できることを実証し、従来方式では300kmが限界であった伝送距離を525kmまで拡大することに成功した。(2)に関しては、ナイキストパルスを伝送用信号ばかりでなく局発光にも用いることにより、TDM信号の多重分離とホモダイン検波を同時に実現する新たな手法を提案した。本手法はコヒーレントナイキストパルスが有する時間領域での直交性を利用しており、隣接パルス間の強い符号間干渉にもかかわらず、高いSN比で多重分離を実現できる特徴がある。64 QAMナイキストTDM信号の多重分離に本手法を適用した結果、従来の超高速光サンプリング法と比べ多重分離性能が4 dB近く向上することを明らかにした。さらに、本手法を利用して1.92 Tbit/s, 64 QAMコヒーレントナイキストパルスを150km伝送し、1Tbit/sを上回る伝送速度でありながらその周波数利用効率を10.6 bit/s/Hzまで引き上げることに世界で初めて成功した。(3)に関しては、モード同期レーザの共振器内にスペクトル可変光フィルタを設け、そのスペクトル形状を制御することにより光ナイキストパルスを直接出力できる「ナイキストレーザ」を新たに提案した。本レーザを用いて、従来のようにレーザ外部で波形整形用光フィルタを用いる方法と比べS/Nが10dB高く、光信号のS/N低下を生じることなく高品質なナイキストパルスを生成することに成功した。本年度はナイキストパルス伝送による高速化・高効率化を実証するために、(a)超高速ノンコヒーレントナイキストパルス伝送におけるロールオフ率の最適化ならびに非線形波動伝搬の解析、(b)コヒーレントナイキスト伝送用パルス光源の開発とディジタル信号処理の高度化、ならびに、(c)ナイキストレーザの定常発振波形と最適動作条件に関する理論解析に取り組んだ。(a)に関しては、Qマップ法と呼ばれる計算機解析ならびに非線形シュレディンガー方程式による摂動解析を用いて、ナイキストパルスの重なりに起因する非線形光学効果の問題点を新たに見出した。
子育て支援のための携帯端末を利用した発達診断テストと子育てスキルテストの開発

今まで紙ベースで行われてきたテスト開発に対して,データを情報端末を用いて収集する方法が,テスト開発に有効であるかについて検討する。また,作成するテスト(配信するコンテンツ)は,子育て支援のための発達診断と子育てスキルテストであり,これらのテストの結果が,情報端末から即時フィードバックされることについて,そのようなシステムへの評価やニーズについて検討を行う。さらに,子育てスキルについては,テストとフィードバックを繰り返しながら,子育てスキルを学習するe-learningシステムへの発展の可能性を探る。
SPA-1発現細胞を介した自己免疫疾患発症メカニズムの解析

自己免疫疾患は免疫寛容の破綻により引き起こされる疾患の総称であり、発症の原因が未だ不明なものが多く難治指定されている疾患も多い。これまでに、Small Gタンパクの1つであるRap1の活性制御に関わるSPA-1遺伝子を欠損するマウス(SPA-1 KOマウス)が自己免疫疾患を発症することを明らかにしてきた。本研究では、SPA-1を高発現するNKT細胞とMZ-B細胞の割合の変化が自己免疫疾患を引き起こすかどうかについて検討を進め、自己免疫疾患の関連を明らかにする。2NKT細胞およびMZ-B細胞の分化におけるSPA-1の作用点の解明:胸腺および脾臓中のNKT細胞におけるSPA-1発現について、SPA-1レポーターマウスを用い各ステージのNKT細胞におけるGFP発現についてフローサイトメーターにて解析を行った。NKT1細胞での発現がNKT2およびNKT17細胞よりも高いことが明らかとなり、ステージ1においてもNKT1細胞へと分化する細胞集団においてより高い発現が見られた。交付申請書の「本研究の目的」に記載した計画は、おおむね順調に結果を得ている。NKT細胞のソーティングが非常に難しいが、NKT細胞を含む細胞集団として解析が可能になることが明らかとなった。現在進めている他の研究機関との連携についてもさらに進め、より詳細な解析を進める予定である。本年度の成果を踏まえ、他の研究機関との連携によるSPA-1 KOマウスおよびSPA-1レポーターマウスを用いた解析を積極的に進めることで、NKT/MZ-B細胞バランスの変化と自己免疫疾患の発症との関連および各細胞の分化におけるSPA-1の作用点の解明を進める。また研究者とのディスカッションを積極的に行い、特に扱いが難しいNKT細胞の解析やソーティング等の新たな方法を開発していく。交付申請書の「本研究の目的」に記載した計画は、おおむね順調に進んでいるが、使用している遺伝子組み換えマウスを他の研究機関にて解析を行うことになり、そのマウスの凍結胚の移動や実験に用いるまで増やすために時間がかかってしまった。その影響で、一部実験スケジュールが変更になったため、次年度使用額が生じた。使用計画:2019年度は、主にSPA-1 KOマウスおよびSPA-1レポーターマウスの解析が中心となる。平成30年度からの未使用の研究費は、予定通り前述のマウスの解析等に使用する。また研究者とのディスカッションを通じ、本研究において重要なNKT細胞の新たな研究手法などを取り入れることが可能になった。そこでより多くの知見等を収集し研究へと活かすため、旅費についても未使用の分を予定通りに活用していく計画である。
直列粘弾性アクチュエータを用いた歩行者用アクティブダミーの開発

歩行者に対する自動車や搬送車の衝突安全性能の評価には、歩行者を模擬したダミーを用いることが望ましい。衝突安全性能評価で用いられる歩行者用ダミーは人と同等の力学特性を有することが求められる。そこで、本研究では、ばねとダンパをアクチュエータに直列に配置した直列粘弾性アクチュエータにより能動的に動作することが可能な歩行者用アクティブダミーを製作し、衝突試験によりその特性を検証し、アクティブダミーの有効性を示すことを目的とする。
魚類エドワジエラ症原因菌による宿主免疫回避の分子機構─細胞生物学的アプローチ─

本研究では、エドワジエラ症の原因菌Edwardsiella tarda(E.tarda)の菌体外産生物質(ECP)及び強毒株由来組換えflagellinを用いて、NO及びTNF-α産生能等のマクロファージ系細胞株の初期応答を調べた。その結果、強毒株由来組換えflagellinにおいて強いTNF-α産生能が確認された。一方で、ルシフェラーゼアッセイ系によるプロモーター領域の解析では、ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子(SOD1)5'-上流領域(-1,124 / -1)がプロモーターとして機能しており、NF-IL6の認識配列が酸化ストレス下における本酵素遺伝子の発現調節部位と推定された。本研究では主にヒラメマクロファージの細胞培養系で細胞生物学的手法を用いて、エドワジエラ症の原因菌Edwardsiella tarda (E.tarda)強毒株flagellinによるマクロファージの免疫応答、抗酸化酵素の転写制御機構の解析、並びに細胞内シグナル伝達経路を明らかにすること、次いで、分子生物学的手法を用い、網羅的プロテオーム解析により未知の病原性関連因子を探索することを目的とした。本年度は、エドワジエラ症の病原因子の候補として同定されたE.tarda強毒株及び弱毒株の両flagellin遺伝子の全塩基配列を決定し、各々416アミノ酸と359アミノ酸に相当するORFを確認した。また、E.tarda両菌株由来flagellin全一次構造の相同性解析の結果、弱毒株由来flagellin遺伝子の一部が欠損していることが明らかになり、その欠損領域が強毒株の持つ病原性に関与していると推察した。現在は、大腸菌による大量発現系の構築を行っている。一方、プロモーター領域の解析では、ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子の転写開始点の5'-上流1,200 bpの塩基配列を決定した。この配列中に、哺乳類Cu,Zn-SOD遺伝子の転写制御に関与するC/EBPα並びにNF-IL6の結合配列が各々確認されたので、これらの結合配列がヒラメCu,Zn-SOD遺伝子の発現制御部位であると推定した。また、Mn-SOD遺伝子の場合、転写開始点より5'-上流300 bp付近までに哺乳類Mn-SOD遺伝子のプロモーター領域にはないTATAボックスやCCAATボックスの存在を確認した。ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子プロモーター領域については、レポーターアッセイ系を構築中である。本年度は、E.tarda強毒株flagellin遺伝子の大腸菌によるHis-tag融合タンパク質発現系を構築した。E.tarda組換えflagellin、並びにE.tarda強毒株及び弱毒株より調製した菌体外産生物質(ECP)をマウスマクロファージ系細胞RAW264.7に暴露したところ、組換えflagellinでは高いTNF-αの放出が見られ、その値は強毒株由来ECPにおける測定値よりも高かった。また、組換えflagellin暴露に伴うNO放出量の増加も認められたが、両菌株由来ECP暴露の方が約2倍高かった。これらの結果はE.tarda強毒株由来flagellinがRAW264.7に対するTNF-α及びNOの産生誘導能を有していることを示唆している。一方、ルシフェラーゼレポーターアッセイ系によるプロモーター領域の解析では、ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子5'-上流領域(ー1,124 / ー1)がプロモーターとして機能し、E.tarda等の刺激に対して転写活性が変化することが示唆された。更に、種々の欠失ミュータントを用いて本酵素遺伝子の転写調節部位の特定を試みた結果、NF-IL6及びC/EBPαの認識配列を欠失させると、転写活性が有意に減少した。従って、NF-IL6及びC/EBPαの認識配列が本酵素遺伝子の発現調節部位と推定した。本研究では主にマクロファージの細胞培養系で細胞生物学的手法を用いて、エドワジエラ症の原因菌Edwardsiella tarda (E.tarda)強毒株flagellinによるマクロファージの免疫応答、抗酸化酵素の転写制御機構の解析、並びに細胞内シグナル伝達経路を明らかにすること、次いで、分子生物学的手法を用い、網羅的プロテオーム解析により未知の病原性関連因子を探索することを目的とした。最終年度は、E.tarda強毒株組換えflagellin、並びにE.tarda強毒株及び弱毒株より調製した菌体外産生物質(ECP)をマウスマクロファージ系細胞RAW264.7に暴露したところ、弱毒株由来ECPにおいてのみ抗酸化酵素の1つであるCu,Zn-SOD mRNAの顕著な上昇が確認された。これらの結果はE.tarda強毒株由来flagellin及び強毒株由来ECPがCu,Zn-SODの誘導発現を抑制する可能性を示唆している。

一方、ルシフェラーゼアッセイ系によるプロモーター領域の解析では、ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子5'-上流領域(ー1,124 / ー1)がプロモーターとして機能し、E.tarda強毒株及び弱毒株由来ECPの刺激に対して強い応答を示した。更に、種々の欠失ミュータントを用いて本酵素遺伝子の転写調節部位の特定を試みた結果、NF-IL6の認識配列(ー202/ ー194)を欠失させると、転写活性が有意に減少した。従って、NF-IL6の認識配列が酸化ストレス下における本酵素遺伝子の発現調節部位と推定した。本研究では、エドワジエラ症の原因菌Edwardsiella tarda(E.tarda)の菌体外産生物質(ECP)及び強毒株由来組換えflagellinを用いて、NO及びTNF-α産生能等のマクロファージ系細胞株の初期応答を調べた。その結果、強毒株由来組換えflagellinにおいて強いTNF-α産生能が確認された。一方で、ルシフェラーゼアッセイ系によるプロモーター領域の解析では、ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子(SOD1)5'-上流領域(-1,124 / -1)がプロモーターとして機能しており、NF-IL6の認識配列が酸化ストレス下における本酵素遺伝子の発現調節部位と推定された。E.tarda弱毒株flagellinの大腸菌による発現系の構築はやや遅れている状況であるが、E.tarda強毒株flagellinの大腸菌による発現系は構築できたのでマクロファージ系細胞の免疫応答を検討した。また、ヒラメCu,Zn-SOD遺伝子プロモーター領域の欠失ミュータントを用いたレポーターアッセイではいくつかの新知見が得られた。従って、全体的には概ね順調に進展している水産化学・生物化学・分子生物学今後は、ヒラメの細胞培養系で組換えflagellin等添加に伴うヒラメ抗酸化酵素遺伝子の転写制御機構の解析並びに網羅的プロテオーム解析による未知の病原因子の探索に取り組む。E.tarda強毒株及び弱毒株flagellinの大腸菌による発現系の構築はやや遅れている状況であるが、ヒラメSOD遺伝子のプロモーター領域の解析ではいくつかの新知見が得られており。全体的には概ね順調に進展している。今後は、flagellin添加に伴うヒラメ抗酸化酵素遺伝子の転写制御機構の解析に重点を置き、関連する転写制御因子の探索に取り組む。
内皮細胞オートファジー不全が糖尿病腎線維化において演じる分子機構の解明

臓器線維化の克服は、先進諸国が抱える多彩な健康被害の克服につながる。血管内皮細胞は、サイトカインなどの刺激を受けて間葉系細胞に分化し(EndMT)、臓器線維化に寄与する事が報告されている。オートファジー機構は細胞の恒常性維持に必須であるが、我々は予備的検討でオートファジー不全(Atg5 siRNA過剰投与)が、EndMTを惹起する事を見出した。オートファジー不全誘導EndMTは予想に反して線維性増殖疾患で中心的役割を演じるtransforming growthfactor(TGF)-ベータ非依存的であった。この結果はTGF-ベータ阻害を中心に立脚した抗線維化治療戦略の限界も示唆し、EndMT制御を治療標的とするにはオートファジー機構の正常化もしくは、下流のEndMT制御分子を見出す必要がある。本研究の目的はそこにある。培養内皮細胞において、ATG5 siRNAにてオートファジー不全を惹起するとEndMTが生じること、その作用機構にオートクラインに内皮細胞から分泌されるIL-6が関与することを見出した。さらに、内皮細胞特異的オートファジー欠損マウス(Atg5endo; Cdh5-Cre Atg5flox/flox mice)においても、EndMTを介した腎臓・心臓の線維化が惹起され、培養内皮細胞の結果と同様に、血中IL-6の増加を介していることを見出した。さらに、それら線維化は高脂肪食負荷にて増悪した。しかし、IL-6中和抗体にて介入すると、それら線維化が改善されるとともに、代謝異常も改善することを見出した。以上の結果から、内皮細胞のオートファジー機構の保持は内皮細胞の機能保持に重要な役割を果たしていること、内皮細胞オートファジー不全はIL-6依存的にEndMTを介して腎・心臓器線維化に繋がることが明らかとなった。目的血管内皮細胞でのオートファジー機構不全が糖尿病腎線維化に及ぼす影響を明らかにするとともに、新規治療戦略開発の基盤となる研究を行う。研究実績1)培養ヒト血管内皮細胞において、Atg5 siRNAによってオートファジー不全を惹起すると、内皮間葉転化が生じた。同様の結果は、オートファジー阻害剤である3-メチルアデニン(3-MA)添加によっても、内皮間葉転化が生じた。さらに、Atg5 siRNAによってオートファジー不全に内皮細胞において、TGF-beta、TGF-beta receptor、リン酸化smad3の発現増加がみられた。以前から、TGF-beta-smad3経路の亢進は内皮間葉転化を惹起することが知られていたが、TGF-beta中和抗体を添加してもこの内皮間葉転化は抑制できない結果が得られた。また、smad3リン酸化抑制剤SIS3の添加によっても、同様に内皮間葉転化を抑制できなかった。そこで、オートファジー不全の血管内皮細胞において関連するヒトサイトカインを網羅的に解析すると、IL-6の発現亢進を見出した。次いで、同細胞にIL-6中和抗体を添加すると、内皮間葉転化が抑制されるとの新たな結果を得た。2)血管内皮特異的オートファジー不全マウスAtg5endoを作成した。そのマウスの血清IL-6はワイルドタイプのマウスと比べて高く、細胞実験と同様に内皮間葉転化が生じていた。さらに、高脂肪食負荷を行うと内皮間葉転化と顕著な腎線維化が生じている結果を得た。また、ストレプトゾトシン誘発1型糖尿病内皮細胞特異的オートファージー不全マウスにおいて、ワイルドタイプ糖尿病マウスと比べ、内皮間葉転化および上皮間葉転化の亢進と腎の線維化が増悪すること、つまり内皮オートファジー不全が尿細管上皮間葉化に関わっていた。内皮オートファジー不全が腎線維化を生じるとともに、新たに尿細管上皮細胞の間葉転化に関わっているとの新たな結果を得た。次年度には、どのような機構によって、内皮オートファジー不全が空間的に異なる尿細管細胞の上皮間葉転化を惹起したのかを解明する。我々は予備的検討でオートファジー不全(Atg5 siRNA過剰投与)が、内皮間葉化を惹起する事を見出した。オートファジー不全誘導EndMTは予想に反して線維性増殖疾患で中心的役割を演じるtransforming growthfactor(TGF)ベータ非依存的であり、分子機構を解明することが目的である。結果として、Atg5 siRNA処理した内皮細胞において、IL-6が内皮間葉化を惹起することを明らかにした。内皮細胞特異的Atg5ノックアウトマウス(Atg5 endo)において、内皮間葉化を介する腎線維化と血漿および腎のIL-6は高値であることを見出した。それらは1型糖尿病誘発および高脂肪食負荷マウスにおいて増悪した。IL-6中和抗体の投与によって、高脂肪食負荷Atg5 endoの腎線維化は改善した。さらに、高脂肪食負荷Atg5 endoマウスは血圧の上昇、高インスリン血漿、耐糖能障害がおこり、腎と同様に心臓においても血管周囲の線維化が認められた。これら変化も、IL-6中和抗体によて改善した。興味あることに、Atg5 endoマウスにおける膵島の委縮が、IL-6中和抗体によって改善していた。内皮・間葉化を惹起する因子として、IL-6を同定したことにより、飛躍的な結果が得られている。