hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
意味共起関係を利用した感情表現の解析法と感性情報検索への応用に関する研究

平成15年度1)感情意味共起知識の構築研究a)喜怒哀楽などを表現する言語感情表現の収集・分析例えば、「君は+美しい」に対して、発話者は「褒め」、聞き手は「喜び」のような感情語彙情報を5段階分類し、少なくとも5人の被験者の協力で感情情報の信憑性を確認した。b)日本語解析できる解析辞書への意味属性登録分析分類された感情語彙情報を解析辞書データベースに構築した。2)意味共起関係による感情表現の収集分析と構築・及び高速照合技術の研究a)感情意味共起の収集分析と構築の研究例えば、「君は+美しい」、「彼女は+美しい」、「君は+美しかった」、「先生は+美しくない」の立場と認証、及びモダリィティによる意味共起(構文と意味関係)感情情報の収集と分析を行い、感情規則知識を構築した。b)意味共起の高速照合アルゴリズムの実験意味共起を日本語解析エンジンへ組み込み、高速に感情情報検出できる高速共起判定アルゴリズムの評価実験を行った。同時に研究成果で得られている仮名漢字変換用の抽象化された概念についても変更を行い、照合の高速化を試験し、改善を行った。平成16年以降1)感情意味共起関係を同時評価できる意味優先日本語解析アルゴリズムの研究a)構文と意味を同時に評価できる日本語解析研究研究代表者と分担者らの研究成果である仮名漢字変換の意味共起評価技術に、平成15年度に構築された感情知識を理解(意味評価)する技術を研究した。b)感情理解結果の分析と評価、及び改善計画感情表現は非常に多彩であり、また発話者と聞き手の立場により、感情の強さ(本研究では5段階評価を採用)を決定するには、多くの被験者と実験評価が必要となった。この実験により、感情理解精度を向上させた。2)感性情報検索への研究a)感性検索における感性情報絞り込みの研究感性意味共起情報から感性検索に利用できるキーワード、例えば、コンテンツ検索サービスなどで要求「懐かしいAの歌が+聞きたい」に対しては、歌手Aの歌の中で年代の検索範囲を古い時代に絞り込むことが可能になった。このような、感性と関連する定量的数値属性の分析を研究した。b)感性キーワードによる情報検索の実験評価と改善感性キーワードを医療画像情報、画像映像などのコンテンツ、電子メイルデータベースに適応し、キーワードの特性と効果を実験により評価し、提案手法の改善を行った。本研究では、対話言語表現から得られる意味共起関係の感情測定と評価技術に的を絞って研究し、感性情報検索への応用を検討した。1.感情意味共起のための言語表現データの構築研究(研究代表者:青江、研究分担者:森田)(1)喜怒哀楽などを表現する言語感情表現の収集・分析例えば、「君は+美しい」に対して、発話者は「褒め」、聞き手は「喜び」のような感情がある。その語彙情報を5段階分類し、少なくとも5人以上の被験者の協力で感情情報の信憑性を確認した。データ収集するためのコンピュータは現有設備でまかない、研究協力謝金として経費を使用した。(2)日本語解析できる解析辞書への意味属性登録分析

分類された感情語彙情報を、解析辞書データベースに構築した。その際データ構築マシン設備を使用した。2.意味共起関係による感情表現の収集分析と構築、及び高速照合技術の研究(1)感情意味共起の収集分析と構築の研究(研究代表者:青江、研究分担者:北、獅々堀)例えば、「君は+美しい」「彼女は+美しい」、(b)「君は+美しかった」「先生は+美しくない」の立場と認証、及びモダリィティによる意味共起(構文と意味関係)感情情報の収集と分析・分類を行い、照合規則知識を構築した。研究協力謝金の経費、及び構築・照合実験マシン設備を使用した。(2)意味共起の高速照合アルゴリズムの実験(研究分担者:獅々堀、泓田)意味共起を日本語解析エンジンへ組み込み、高速に感情情報を検出できる高速共起判定アルゴリズムの評価実験を行った。同時に、研究代表者と分担者による10数年の研究成果で得られている仮名漢字変換用解析エンジンの抽象化された概念についても、照合の高速化を試験し、膨大な言語感情パターンを評価できる高速照合手法へと改善した。解析実験マシンは現有設備でまかなった。本研究では、対話言語表現から得られる意味共起関係の感情測定と評価技術に的を絞って研究し、感性情報検索への応用を検討した。1.感情意味共起関係を同時評価できる意味優先日本語解析アルゴリズムの研究計画(1)構文と意味を同時に評価できる日本語解析研究(研究代表者:青江,分担者:泓田,分担者:森田)研究代表者と分担者らの研究成果である仮名漢字変換の意味共起評価技術に,平成15年度で構築された感情知識を理解(意味評価)する技術を研究した。研究協力謝金経費と構築と照合実験マシン設備が必要となった。(2)感情理解結果の分析と評価,及び改善計画(研究代表者:青江,分担者:泓田,分担者:森田)感情表現は非常に多彩であり,また発話者と聞き手の立場により,感情の強さ(本研究では5段階判定を採用)を決定するには,多くの被験者と実験評価が必要となった。この実験により,感情理解精度を向上させた。従って,主要経費として研究協力謝金を計上するが,分析評価マシンは,現有設備でまかなえた。2.感性情報検索への研究計画(研究代表者:青江,分担者:北)(1)感性検索における感性キーワード生成の研究計画感情意味共起情報から感性検索に利用できるキーワード,例えば,コンテンツ検索サービスなどで、要求「懐かしいAの歌が+聞きたい」に対しては、歌手Aの歌の中で年代の検索範囲を古い時代に絞り込むことを可能にできた。このような、感性と関連する定量的数値属性の分析を研究した。(2)感性キーワードによる情報検索の実験評価と改善感性キーワードを医療画像情報,画像映像などのコンテンツ,電子メイルデータベースに適応し,キーワードの特性と効果を実験により評価し,提案手法の改善を行った。実験評価研究協力経費,成果発表旅費,感情情報検索統合マシン設備が主要経費となった。
水素終端Si表面のメゾスコピック周期構造の自己組織化と反応特異性の研究

水素終端Si(111)表面にメゾスコピックサイズの周期を持った規則的なステップ/テラス構造を湿式処理によって自己組織的に形成することを試みた。<11-2>方位および<-1-12>方位それぞれにオフアングルを1,2,4,7度に設定して、研磨したSi(111)ウエハを使用した。HFエッチングの後80°Cの40%NH_4Fで処理したところ、通常の室温処理よりも表面形状の規則性が大幅に改善されることを見いだした。本加熱処理により平坦化処理した表面は、均一な周期を持ったステップ/テラス構造で、ステップ端は直線状で規則性の高い表面構造となっている。テラス部分は原子レベルで°平坦で、化学構造はSi-H構造となっていることがFT-IR測定で確認された。このことは、結晶学的に非等価な<11-2>方位、<-1-12>方位にオフしたウエハについて同様に確認できた。更に、UHV-STMを用いステップ端の構造を原子分解能で観察することを実現し、両オフ方位共に、オフ方位に垂直な方位である<-110>方位にステップ端の水素原子が配列していることが確認できた。このようにステップ端が<-110>方位になる時のステップ端の構造を結晶学的なモデルで考えると、オフ方位<11-2>の場合はSi-H終端で、オフ方位<-1-12>の場合はSi-H_2終端と考えられる。このことは偏光FT-IR-ATR測定結果と一致している。しかも、<-1-12>方向の場合バーチカル型のSi-H_2であることがわかった。また、ステップ/テラス周期が基板表面のオフ角に依存していることを利用し、ステップ/テラス周期を制御するために、基板表面の精密傾斜研磨を試みた。その結果、1度以下の微小オフ角基板として、約0.2°オフの表面(テラス幅:約10nm)の作製が実現できた。<11-2>方向および<-1-12>方向それぞれにオフアングルを1,2,4,7°に設定して、特別に研磨した4インチSi(111)ウエハを使用した。HFエッチングの後72°Cの40%NH4Fで処理したところ、通常の室温処理よりも表面形状の規則性が大幅に改善されることを見いだした。NH4F平坦化処理後の<11-2>方向にオフしたSi表面は均一な周期を持ったステップ/テラス構造で、ステップ端は直線状で規則性の高い表面構造となっていることがAFM観察によって明らかとなった。また、テラス部分は原子レベルで平坦で、化学構造はモノハイドライド構造となっていることがIRで確認された。また、<11-2>方向とは逆方向の<-1-12>方向のオフしたウエハについてもほぼ同様に規則的なステップ/テラス構造を得ることができた。さらに、ウエハの外周から10mmよりも内側の全領域において同一の規則構造が形成可能であることが確認され、4インチウエハ全面にメゾスコピックサイズの周期を持ったステップ/テラス構造を形成する目途を得た。なお、ステップ/テラス周期より求めた面の傾きは、X線回折から得られたオフアングルの値にほぼ一致している。ちなみに、ステップ/テラス構造の周期は、<11-2>方向にオフしたSi表面では1°:20nm、2°:8.6nm,4°:4.6nm、7°:2.7nmであった。

また、ステップ/テラス周期が基板表面のオフ角に依存していることを利用し、ステップ/テラス周期を制御するために、基板表面の精密傾斜研磨を試みた。その結果、1度以下の微小オフ角基板として、約0.2°オフの表面(テラス幅:約10nm)の作製が実現できた。
位相的場の理論と結び目・3次元多様体の不変量

1989年前後に数理物理学者Wittenによって提唱された三次元多様体の位相不変量は、結び目のJones多項式の発見に続き、結び目・三次元多様体論に大きな影響を与えました。これは、勝手なコンパクトリー群Gに対して、数学的には厳密とはいえない経路積分を用いて定義されるもので、現在では三次元多様体の「量子G不変量」と呼ばれています。G=SU(2)の場合は、Reshtikhin-Turaev、Kirby-Melvin、Lickorish、Kohno等の数学者によって、様々な角度から不変量が定式化され、実験に結び目・三次元多様体論への応用も進んでいますが、G=SU(n),n>2の場合は、Turaev-Wenzlがその存在を数学的に証明したのみで、具体的な応用を目標として実際に計算を実行する立場からすると、満足のいく形での定式化とはいえません。本年度の研究では、結び目理論でよく知られている結び目・絡み目のHomfly多項式が、Hecke環上の汎関数を定義することに着目し、これを用いてHecke環のすべての極小巾等元を幾何的かつ具体的に構成したうえで、量子SU(n)不変量を極めて初等的に定式化することに成功しました。これにより、SU(n)不変量の性質を暗示する様々な具体例の構成が可能になり、さらにSU(2)不変量を用いた三次元多様体の種数や結び目の橋指数の評価も、そのままSU(n)不変量を用いた評価に持ち上げられることが判ります。
培養心筋(in vitro)によるCardioplegic Solutionの改良

開心術に使用するcardioplegic solution(cs)の改良を目的にin vitro実験モデルを作製し、種々の培養心筋細胞に対する影響を観察し、臨床応用のデ-タを比較検討した。2.CSの作製:従来より臨床で使用しているグルコ-スを含まないcrys talloid CS(C-CS)、グルコ-スを含むG-CS、更にこれに1%アルブミンを含むGA-CSを作製した。3.CSの培養心筋細胞に対する直接的作用:4°Cに冷却したCSを培養液と置換し、各々のCSに対する心筋細胞のbeating停止率を観察し、さらにCSを再び20%FBS+EMEMへ置換した後のbeating数の回復の割合、beatingを停止したままの細胞の割合を観察し、細胞内小器官の透過電顕による変化を見た。CSに作用後にbeatingを完全に停止する細胞の割合は、C-CS、G-CS、GA-CSの順に少なく、beatingの再開率はG-CS、C-CS、GA-CSの順に良好であった。また、beatingを全く再開しなかった細胞はG-CS群に最も多く、GA-CS群ではほとんどの細胞がbeatingを再開した。透過電顕所見においてもGA-CS群は、ミトコンドリアの状態が最も良好に保たれ、他の二群ではクリスタの消失が目立った。これらの事よりC-CS、GA-CSを臨床応用により比較すると、3ヶ月未満の乳幼児に対して、CS作用後の再潅流後の自然心拍動再開率はGA-CS群は100%とC-CS群に比較し、明らかに良好であった。本研究でのin vitroa modelを用いてのアルブミンを添加した改良CSは臨床的にも有用であり、今後アルブミンの至適濃度に関する検討が必要であると考えている。開心術に使用するCardioplegic solutionを新生児、重症成人例などに対して従来のものと比べてより効果的で心筋保護効果が良好に保てる心筋保護液の改良を行うことを目的として、以下のごとくIn vitroでの実験を行った。(1)Adult rat心筋培養の方法を改善、簡素化した。まず、エーテル麻酔下にラット心臓を取り出し、無菌的に心室の1/3を細切りし、ユラゲナーゼ(type-1)にて、低速スターラー(20100rpm)で個々の心筋細胞を分離し、35mm dishで20%FCSを含む、EMEM培養液中で培養を行える様になった。(2)この培養心筋細胞に対し、臨床応用を行っているCrystalloid cardioplegiaを4°C20分間作用させ、培養心筋細胞のBeatingの数の変化をみると、心筋保護液作用直後に5.0/min→20/minへと減少、20分後には全ての細胞がStandstillの状態となった。この状態で心筋保護液を培養液に交換すると、分離心筋はBeatingを開始し、37°C20分後には約95%の細胞が実験前のBeating数へ復し、Recoveryは十分であった。(3)心筋細胞の分離培養を1ケ月未満のラットについて実験を行い、この場合には個々の心筋細胞がround shapeを示す事が多く、Cardioplegiaによる作用は上述とほぼ同様の経過をとった。(4)現在グルタメートあるいはアルブミン添加の特殊心筋保護液を作製し、これらのラット心筋細胞に対する影響を観察中である。(5)臨床的に2例の乳児、新生児(2ケ月VSD、1ケ月TAPVD症例)で術中右心耳よりの心房筋の培養を行い数個のBeating cellを採取でき、Crystalloid Cardioplegiaの影響をみたが、4°C20分間の接触作用で、Standstillの状態を得た。

以上の方法を今後も継続して行い、特殊症例に対するCardioplegiaの有用性の検討を行い、開発したCardioplegic solutionに対する臨床効果も検討する予定である。開心術の発達に伴う手術適応の拡大に対し、新生児、重症成人例などの特殊症例に用いるために心筋保護液(CS)の改良をin vitroでのrat心室筋細胞の培養により行った。昭和63年度に確立したラット心筋細胞培養の簡易手技を用いて心筋細胞を培養した。従来用いているcrystalーloid CS(CーCS)、グルコ-スを含むCS(GーCS)、更にGーCSに1%アルブミンを含むCS(GAーCS)の3種のCSの影響を観察した。4°Cに冷却したCSを直接心筋細胞への接触させると、完全にbeatingを停止する細胞は、CーCS、GーCS、GAーCSの順に多くみられた。この後、20%Fetal boviveserumを含む培養液に置換し、beatingの回復した細胞の割合を見ると、GAーCSが最も良く、ついでCーCS、GーCSであった。更に、GAーCS群ではbeatingを再開しない細胞は殆ど無かった。透過電顕での観察では細胞内小器官ことにミトコンドリアの形態はGAーCSを作用したものではもっともよく温存され、CーCS、GーCSではクリスタの不明瞭化が目立った。また、現在臨床で積極的に用いているCーCSの作用時間と、心筋細胞への影響を見るために20180分間まで段階的にCSを培養細胞に作用させた後のheatingの回復を見ると、作用時間が長くなると培養液に再置換後にheatingを再開しない細胞が有意に増加し、長時間でのCーCSの細胞に対する影響を反映するものと思われた。3ケ月未満の開心術例に対してGAーCSを8例に用い、従来のCーCSを用いた21例と比較すると大動脈遮断解除後の心拍動自然再開率はGAーCS使用例では全例(100%)で、明らかにCーCS使用例での76.2%に比べ、良好であった。以上より、in vitroモデルでのCSの改良は容易で、心筋保護効果の判定に有用であり、臨床的に使用した場合の心筋保護作用効果との関連を認めた。Albuminを含むCSは従来のCーCSに比べ心筋保護効果が高く、今後Albuminの至適濃度、作用機序の解明が必要であると考えている。
ＩＬ－１７による樹状細胞機能制御機構の解明

強力な抗原提示細胞である樹状細胞の機能制御は、より効果的ながん特異的免疫療法や各種免疫関連疾患に対する新規治療法の確立へと繋がるため非常に重要であると考える。これまでがんの微小環境においてγδT細胞が産生するIL-17が血管新生や腫瘍増殖の促進することを明らかとした。しかし、IL-17が直接的に担がん生体の抗腫瘍免疫を負に制御しているか否かについては未だ明らかにされていない。本研究では、樹状細胞を介した免疫応答の制御とIL-17との関係性および樹状細胞の新しい機能制御メカニズムの解明を行なった。本研究における実験検討の結果、マウスだけでなくヒト樹状細胞についても、IL-17処理条件下による免疫抑制作用の存在を示す結果を得ることができた。従って、IL-17による作用効果が実際にヒト免疫制御への応用が可能であることを示唆するものと考えた。その作用機序解明を目的とし、IL-17処理条件のヒト樹状細胞を使用した網羅的遺伝子発現およびマイクロRNAの解析を行なった結果、樹状細胞の機能を制御し得る複数の分子を見出した。そこで、これらの模倣分子あるいは阻害分子を樹状細胞に導入し、T細胞と共培養することで獲得免疫系をも制御することを確認した。またヒト血液検体においても候補マイクロRNAの発現変化が確認され、マイクロRNAを基軸とし、宿主免疫状態を解析評価できるバイオマーカーとして有望だけではなく、ヒト免疫応答を制御する新規低分子核酸医薬としての応用も期待できると考えられる。今後、マウス生体内におけるIL-17およびマイクロRNAを介した樹状細胞の機能制御機構について、担がん治療モデル系で明らかとするとともに、ヒト血液検体を使用した詳細な解析を行い、実際の臨床応用に資する作用機序を明らかとすることで、新しい視点での免疫調節による新規がん免疫治療の開発に寄与するものと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。がんの微小環境においてγδT細胞が産生するIL-17が血管新生や腫瘍増殖の促進を介してprotumor因子として作用することを明らかとした。そこで本研究では、抗腫瘍免疫において重要な役割を果たす樹状細胞(DC)に着目し、そのIL-17による影響を検討した。マウス骨髄細胞より誘導したDCへのIL-17による前処理後にLPSで刺激し、培養上清中のIL-12、TNF-α、IL-6の産生についてELISAを用いて測定した。その結果、IL-17の濃度依存的に上記サイトカインの産生が抑制された。本現象は、細胞内サイトカイン染色法や定量的PCRによる遺伝子発現解析法においても確認され、またLPS以外のtoll-like receptorリガンド刺激においてもIL-17による抑制が同様に確認された。次に、DC表面分子の発現解析を行ったところ、IL-17前処理群においてLPS刺激に対するMHC classII、CD40、CD86の発現が有意に抑制された。さらに、IL-17前処理後にLPSで刺激したDCとOVA特異的T細胞を、OVAタンパク質あるいはOVAペプチドを抗原として共培養したところ、T細胞からのIFN-γ産生量が減少した。さらにマウス生体内にIL-17を過剰発現する腫瘍をi.p.し、1週間後の腹腔内DCについて解析したところ、骨髄由来DCと同様の現象が見られた。また、ヒト末梢血より誘導したMonocyte-derived DC (MoDC)をIL-17での処理後にLPSで刺激したところ、マウスと同様に活性化抑制作用が確認された。以上の結果より、IL-17は樹状細胞のTLRリガンド刺激による活性化に伴うサイトカイン産生およびMHCや共刺激分子の発現上昇を抑制し、T細胞活性化能を負に制御していることが明らかとなった。この現象がマウスだけでなくヒトでも確認できたことで、今後さらに詳細な作用メカニズムを解明することにより、実際に臨床応用への発展が可能であると考えられる。樹状細胞の機能制御について研究することは、より効果的ながん免疫療法の確立あるいは免疫疾患に対する新規治療法の確立へと繋がる非常に重要な課題であると言える。これまで我々は、がんの微小環境においてγδT細胞が産生するIL-17が血管新生や腫瘍増殖の促進を介してprotumor因子として作用することを明らかとした。本研究では、樹状細胞を介した免疫応答の制御とIL-17との関係性および樹状細胞機能制御機構の解明を目的とした。前年度までに私はマウスだけでなくヒトの樹状細胞を用いてマウスと同様にIL-17による免疫抑制作用の存在を示す結果を得ることができ、この現象が実際にヒトへの応用が可能であることを示すことが出来た。本年度では網羅的解析により、複数の候補分子の中から樹状細胞の機能制御分子の同定に成功した。また、この分子を樹状細胞に導入し、T細胞と共培養することで獲得免疫系をも制御しうることを示すことが出来た。またヒト樹状細胞だけでなくヒト全血においてもこのマイクロRNAの発現変化を表すことができ、マイクロRNAを用いた遺伝子治療や細胞治療、あるいは免疫機能のスクリーニングへの応用も可能なのではないかと考えている。

今後はマウス生体内におけるマイクロRNA発現やIL-17の産生制御を介して実際の生体内での挙動を明らかとするとともに、ヒト血液の詳細な解析を行い、実際の臨床応用への道筋を明らかとすることを目標としている。樹状細胞機能制御分子の同定に成功し、またそれが実際のT細胞免疫応答への影響を持つというデータを示すことが出来た。当初の計画において今年度ではシグナル伝達経路も明らかとする予定であったが、樹状細胞機能制御分子の同定に時間がかかりそれを行うことはかなわなかった。一方で次年度行う予定であったヒト樹状細胞における現象の確認は成功しているため、研究の進行速度という点では概ね順調に進展していると考えている。強力な抗原提示細胞である樹状細胞の機能制御は、より効果的ながん特異的免疫療法や各種免疫関連疾患に対する新規治療法の確立へと繋がるため非常に重要であると考える。これまでがんの微小環境においてγδT細胞が産生するIL-17が血管新生や腫瘍増殖の促進することを明らかとした。しかし、IL-17が直接的に担がん生体の抗腫瘍免疫を負に制御しているか否かについては未だ明らかにされていない。本研究では、樹状細胞を介した免疫応答の制御とIL-17との関係性および樹状細胞の新しい機能制御メカニズムの解明を行なった。本研究における実験検討の結果、マウスだけでなくヒト樹状細胞についても、IL-17処理条件下による免疫抑制作用の存在を示す結果を得ることができた。従って、IL-17による作用効果が実際にヒト免疫制御への応用が可能であることを示唆するものと考えた。その作用機序解明を目的とし、IL-17処理条件のヒト樹状細胞を使用した網羅的遺伝子発現およびマイクロRNAの解析を行なった結果、樹状細胞の機能を制御し得る複数の分子を見出した。そこで、これらの模倣分子あるいは阻害分子を樹状細胞に導入し、T細胞と共培養することで獲得免疫系をも制御することを確認した。またヒト血液検体においても候補マイクロRNAの発現変化が確認され、マイクロRNAを基軸とし、宿主免疫状態を解析評価できるバイオマーカーとして有望だけではなく、ヒト免疫応答を制御する新規低分子核酸医薬としての応用も期待できると考えられる。今後、マウス生体内におけるIL-17およびマイクロRNAを介した樹状細胞の機能制御機構について、担がん治療モデル系で明らかとするとともに、ヒト血液検体を使用した詳細な解析を行い、実際の臨床応用に資する作用機序を明らかとすることで、新しい視点での免疫調節による新規がん免疫治療の開発に寄与するものと考えている。当初の予定では、研究初年度において、マウス実験系を基軸とした解析を実施し、樹状細胞の機能制御におけるIL-17の検討を実施する予定であったが、今年度の研究の実施によりヒト樹状細胞の機能においてもIL-17が重要な作用を有することを見いだすとともに、マイクロアレイの結果から幾つかの有望な候補因子を見いだしたことから、当初の計画以上に研究が進展していると考える。今年度の研究成果により、マイクロRNAを用いた遺伝子治療や細胞治療、あるいは免疫機能のスクリーニングへの応用も可能性を示すことが出来た。
スポーツ人材の地域への定着過程と生活実践

本研究の目的は、地域の少年サッカークラブの指導者として働く元ノンエリートサッカー選手の生活実践を読み解き、スポーツ人材の地域社会への定着過程を明らかにすることである。研究初年度となる2018年度は、本研究の分析的立場となる「生活論」に関する文献調査(『生活環境主義のコミュニティ分析』,鳥越皓之ほか)及び事例とする対象クラブ指導者との調査打合せを行った。また、熊本県内の3つのクラブの指導者に聞き取り調査を行った。聞き取り調査の結果、以下のことが明らかになった。第一に、指導者たちがこれまでのサッカー人生で築き上げてきた「サッカー人脈」の存在が、継続的なクラブ運営を可能にしているということである。特に、「OBコーチ」の存在は大きく、少年サッカークラブの運営には、コーチの再生産機能が重要な役割を果たしていることが分かった。第二に、「儲からない」少年サッカークラブの運営に大手の資本が参入することはない。いずれのクラブも、必要な運営資金を確保するのに苦戦している。しかし、身近にある地域資源をブリコラージュ的に利用することで、どうにかクラブ運営を維持してきた。クラブ運営のために意図的に確保した資源ではなく、偶発的に存在した環境や社会関係を利用していた。第三に、クラブと地域社会の関係がある。大きな資本を持たない地方の少年サッカークラブでは、会員増=収入増という原則から逃れることができないため結果的に市場(地域)を拡大するしかない。そのため、送迎バスを運行させ、複数の地域で会場を確保するという方法で地域という枠組みを乗り越えようとしていた。しかし、指導者たちは少年サッカークラブにとってその存立基盤となる「地域性」が重要であることを感じ取り、当該地域に市場価値が無くなりつつあっても「本拠地」との関係性をどうにか維持しているのであった。2018年の研究計画は、文献調査による先行的知見の整理、調査対象クラブの確定と調査打合せ、対象クラブ(1クラブ)の現地調査であった。文献調査は、方法論(生活論的アプローチ)および「地域スポーツ研究」については概ね整理することができたが、セカンドキャリア論については次年度以降の課題となった。対象クラブの選定については、予定の6クラブと打合せを行うことができた。そのうち、3クラブにおいて現地調査を行うことができた。このうち2クラブについては次年度に追加調査を予定している。2019年度は、熊本(2クラブ)及び東京(2クラブ)で「指導者の生活分析」「クラブ分析」「地域分析」に必要なデータ収集を行う。また、前年度に引き続き、「生活論」「地域スポーツ研究」「セカンドキャリア論」に関する文献調査を行う。現地調査期間内に対象クラブ(3クラブ)の指導者の生活史およびクラブ運営に関するデータを収集することができたが、地域情報に関するデータについては対象者・機関の都合により収集することができなかった。2クラブについては、次年度追加調査を予定しており、その際合わせて調査することとする。
ペプチドミメティクスを基盤とした創薬テンプレートの実践的合成法の開発と創薬応用

2016年度までに、ペプチドミメティックの創薬テンプレートとして有用な多種の(L,D), (L,L)型に相当する種々のクロロアルケン型ジペプチドイソスター(CADI)の合成法の開発に成功している。2017年度は、CADIの応用として、細胞接着因子であるαVβ3 integrinとvitronectinとのbindingを阻害する環状RGDペプチド(cyclo[-Arg-Gly-Asp-D-Phe-Val-])に対して、CADIの導入および活性評価を行った。CADI含有-環状RGDペプチド(cyclo[-Arg-Gly-Asp-D-Phe-ψ[(Z)-CCl=CH]-Val-])は2016年度までに開発した合成法およびFmoc固相合成法によって合成を達成した。また、合成したCADI含有-環状RGDペプチドはαVβ3 integrin-vitronectinとの阻害実験にて評価を行ったところ、親ペプチドよりも高い阻害能を有しており、ペプチドミメティックの有効性について示すことができた。本ペプチドミメティックの活性向上の考察として、NMR測定による距離と二面角の拘束を掛けての分子動力学計算(MDシュミレーション)による立体配座の解析を行い、分子の揺らぎの指標となるRMSD値の算出を行った。計算の結果、クロロアルケン骨格を有する環状RGDペプチドは親ペプチドと比較して、分子構造の揺らぎが小さいことが示唆された。したがって、クロロアルケン骨格を導入することで、環状ペプチドの全体構造がより剛直になり、αVβ3 integrinとの相互作用が向上したために、阻害値能も上がったものと考えられる。上記のように、2017年度はCADIを基盤としたペプチドミメティックを活用することで、ペプチドを起源とした分子の機能向上を明らかとしており、今後のペプチド創薬に大きく貢献できると考えられる。29年度が最終年度であるため、記入しない。容易に調製可能な(2E)-γ,γ-dichloro-α,β-enoateに対して低次有機銅試薬を用いた場合では、C5位不斉中心に起因する1,4-遠隔不斉誘起によるジアステレオ選択的なアリル位アルキル化反応が進行し、(L,D)型の立体配座に相当するクロロアルケン型ジペプチドイソスター(CADI) (Bus-L-Xaa-ψ[(Z)-CCl=CH]-D-Yaa-OEt)が高収率、高立体選択的に得られた。また、グリーンケミストリーの観点から、本反応に使用する銅塩量の検討を行ったところ、30 mol%まで減量化しても収率・選択性を損なうことなく進行することを見出した。さらに、本反応の1,4-遠隔不斉誘起の知見をもとに、基質を幾何異性体となるE型((2E)-γ,γ-dichloro-α,β-enoate)からZ型((2Z)-γ,γ-dichloro-α,β-enoate)へ換えることで、ジアステレオマーの(L,L)型CADI(Bus-L-Xaa-ψ[(Z)-CCl=CH]-L-Yaa-OEt)を高収率・高立体選択的に合成でき、E型の基質と同様の収率、立体選択性、基質一般性を示すことも明らかにした。本反応は銅塩を140 mol%まで減らしても高収率、高立体選択的に進行することも見出した。合成したCADIはペプチド合成へ適用可能なBoc保護-またはFmoc保護-カルボン酸(Boc-L-Xaa-ψ[(Z)-CCl=CH]-L-Yaa-OH,Fmoc-L-Xaa-ψ[(Z)-CCl=CH]-L-Yaa-OH)のジペプチドイソスターへ短工程かつ高収率にて誘導でき、現在までにFmoc-固相合成法を活用した実践的なペプチド合成への応用も可能であることを明らかととしている。下記の3点が区分理由である。・創薬テンプレートとなりうる多様なクロロアルケン型ジペプチドイソスター(CADI)を効率的に供給可能な合成戦略の構築に成功している。また、クロロアルケン骨格を構築する上で重要な鍵反応となるジアステレオ選択的アリル位アルキル化反応は触媒量または等量の銅塩まで減ずることが可能であり、アトムエコノミーの改善も行うことができた。・これまでに報告されている合成法では直接的にBoc保護-またはFmoc保護-カルボン酸体へ誘導の困難であった。しかし、当年度に見出した合成法を活用することによって、共通中間体から直接的に2つのタイプの誘導体合成が可能となる方法論の確立にも成功した。・得られたCADI含有のFmoc保護-カルボン酸体はFmoc-固相合成法への適用も可能であることも確認できた。

また、合成したCADI含有-環状RGDペプチドはαVβ3 integrin-vitronectinとの阻害実験にて評価を行ったところ、親ペプチドよりも高い阻害能を有しており、ペプチドミメティックの有効性について示すことができた。本ペプチドミメティックの活性向上の考察として、NMR測定による距離と二面角の拘束を掛けての分子動力学計算(MDシュミレーション)による立体配座の解析を行い、分子の揺らぎの指標となるRMSD値の算出を行った。計算の結果、クロロアルケン骨格を有する環状RGDペプチドは親ペプチドと比較して、分子構造の揺らぎが小さいことが示唆された。したがって、クロロアルケン骨格を導入することで、環状ペプチドの全体構造がより剛直になり、αVβ3 integrinとの相互作用が向上したために、阻害値能も上がったものと考えられる。上記のように、2017年度はCADIを基盤としたペプチドミメティックを活用することで、ペプチドを起源とした分子の機能向上を明らかとしており、今後のペプチド創薬に大きく貢献できると考えられる。これまでに開発した方法論を活用することで多様なクロロアルケン型ジペプチドイソスター(CADI)を合成することが可能であり、得られた誘導体はFmoc-固相合成法を活用したペプチド合成への適用も可能である。今後の推進方策として、種々の生理活性ペプチドへの導入検討を試みる。また、CADI含有ペプチドと親ペプチドとの生理活性評価をし、CADIの一般性や優位性の検証を行うことで、ペプチド創薬への貢献を目指す。29年度が最終年度であるため、記入しない。
遺伝子操作マウスにおける循環、呼吸、自律神経機能の研究

初年度においては、遺伝子操作マウスにおける循環・呼吸・自律神経機能を研究するための方法を開発し、エンドセリン(ET-1)遺伝子欠損マウスのヘテロ接合体(ET-1^<+/->)に適用した。無麻酔状態でマウスの血圧、心拍数を計測した。さらに血圧および心電図R-R間隔よりパワースペクトルを計算し、交感神経および心臓迷走神経活動を評価した。加えて、換気量を身体プレチスモグラフ法に用いて計測した。ET-1^<+/->では、血圧の有意な上昇、低酸素または高CO_2負荷にたいする呼吸反射の減弱、交感神経活動の亢進が確認された。以上より、内因性ET-1は、血圧・呼吸・交感神経活動の調節に関係していると結論された。次年度では、ETB受容体(ETBR)欠損マウスおよびリアノジン3型受容体(RYT3R)欠損マウスにおいて同様な計測を行った。ETBR量が正常の1/8のマウスにおいて、交感神経活動の亢進をともなわない血圧の上昇がみられた。正常マウスにETBRの選択的遮断薬を投与すると、血圧は上昇したので、生理的状態において、ETBRは降圧作用を有すると結論された。RYT3R欠損マウスにおいては、心拍の生理的変動が著しく減少していること、心臓の交感神経性調節機能が減弱していることが見い出された。生理的状態において、RYT3Rは心臓機能の交感神経性調節に積極的に関与していることが結論された。以上より、ノックアウトマウスは、生理学的研究にきわめて貴重な研究資源であり、その機能評価は、有用な情報を提供すると結論された。遺伝子操作マウスにおける循環・呼吸・自律神経機能を研究するための方法を新たに開発し、エンドセリン(ET)-1遺伝子欠損マウスのヘテロ接合体(ET-1^<+/->)に適用した。無麻酔状態でマウスの瞬時血圧を計測し、心拍数を心電図R-R間隔より求めた。血圧および心電図R-R間隔よりパワースペクトルを計算し、血管運動神経の交感神経活動、心臓交感神経および心臓迷走神経活動を評価した。呼吸運動はマウス用に開発した身体プレチスモグラフ法を用いた。ET-1^<+/->と同腹野生型マウスとの比較を行い、以下の結果をえた。収縮期血圧のパワーススペクトルの低周波数成分(LFP)は、交感神経活動と正に相関した。R-R間隔から求めたLFPおよび高周波成分(HFP)はそれぞれ、心臓交感神経活動および心臓迷走神経活動に対応した。ET-1^<+/->では、野生型と比較して、血圧の有意な上昇が見られた。換気活動の計測より、ET-1^<+/->では平常時の換気機能には差がなかったが、低酸素または高CO_2負荷にたいする呼吸反射が減弱していた。自律神経活動にかんして、収縮期血圧のパワー密度におけるLFPの有意な増加が観察された。初年度において、意識下および麻酔状態のマウスで、循環・呼吸・自律神経機能を評価する実験的方法を開発し、遺伝子操作マウスであるエンドセリン(ET)-1遺伝子欠損マウスのヘテロ接合対(ET-1^<+/->)に適用した。今年度は、ET-1^<+/->と近縁のETB受容体(ETBR)欠損マウス、リアノジン3型受容体(RYT3R)欠損マウス、血漿板活性化因子受容体(PAFR)欠損マウスにおいて、これらの全部または一部の計測を行った。

ETBR欠損マウスは、ETBR量が正常の1/8のマウスを作成し、正常マウスと比較したところ、つぎの結果を得た。(1)血圧は約30mmHg高かった。(2)分時換気量、呼吸反射、血液ガスは、正常マウスと差がなかった。(3)血圧および心電図R-R間隔のパワースペクトルは、正常マウスと差がなかった。(4)ETBRの選択的遮断薬を投与すると血圧は変化しなかったが、正常マウスでは血圧は上昇した。これらの結果から、生理的状態において、ETBRは血管に作用して降圧作用をもたらすと結論された。RYT3R欠損マウスにおいては、心拍の生理的変動が著しく減少していること、心電図R-R間隔のパワースペクトルにおいて低周波成分が減少していた。ゆえにRYT3R欠損マウス心臓の交感神経性調節機能が減弱していること、生理的状態において、RYT3Rは心臓機能の交感神経性調節に積極的に関与していることが結論された。PAFR欠損マウスに関しては、アルブミンで感作した正常マウスで誘起しうるアナフィライシ-ショックが見られず、ゆえに、PAFはPAFRを介してアナフィライシ-ショックの発生に関与していることが証明された。
強誘電性ナノ結晶の強誘電ナノ秩序化現象の発現機構とフラクタル性

結晶はナノスケールまで系の大きさを小さくすると物理現象に対する空間的制約や並進対称性の破れに起因した影響が顕著になる。このようなサイズ効果によりナノ結晶には巨視的サイズを持つ結晶には現れない新規な物理現象の発現が期待される。積層セラミックコンデンサや強誘電体メモリー、アクチュエータ、センサーなどに用いられる強誘電体は、最近の第一原理計算の結果により一つの粒径サイズがナノメートルスケールまで小さくなると新規な物理現象としてトロイダル強誘電性の発現が予言され基礎と応用の視点で興味深い。本研究では強誘電性ナノ結晶について強誘電ナノ秩序化機構(強誘電性ナノ秩序形成ダイナミクス)の解明を目的とする。本補助金で購入した単一モードDPSSレーザーを励起光源として用いた高分解能広帯域光散乱分光実験によりチタン酸鉛ナノ結晶試料のスペクトルの温度依存性を測定した。試料のチタン酸鉛ナノ結晶は超臨界水熱合成法で作製し、強誘電性の臨界サイズ領域として報告されている粒径6.5 nm, 8 nm, 12 nmの3種類を用いてスペクトルの温度依存性と共にサイズ依存性を測定した。H30年度は初年度として特に100 cm-1以下の波数領域に測定される強誘電性ソフトモードの振る舞いについて注目しnotchedslitを搭載したトリプルモノクルメータを分光器として用いた。得られたスペクトルの温度依存性は従来報告された結果と比較すると転移点に向かった臨界的ソフト化に明確な違いが測定された。SHGで異常が測定された温度T0の近傍で有限の振動数で極小値をとり、温度T0を過ぎた温度で再びハード化を示し、不完全なソフト化が測定された。当初予定していた単一モードDPSSレーザーを導入し高分解能広帯域光散乱分光スペクトルの測定を開始した。超臨界水熱合成法で作製した粒径サイズ6.5 nm, 8 nm, 12 nmの試料を用いてスペクトルの温度依存性とサイズ依存性から強誘電性チタン酸鉛ナノ結晶が示す強誘電ナノ秩序化に伴った強誘電性ソフトモードの測定に成功した。高分解能広帯域光散乱分光法を用いてさらに広いダイナミックレンジを測定し、特に低振動数領域に期待されるナノ秩序形成ダイナミクスの振る舞いに注目し実験を進める。さらに中性子小角散乱実験を用いることで広帯域スペクトルに観測される自己相似スペクトルとフラクタル次元の関連性を明らかにする。原子精度走査型透過電子顕微鏡観察を行うことによりSTEM像から強誘電性の分極構造を実空間の視点で明らかにする。
摂食シグナル胆汁酸の分子栄養学的機能解析と食品成分による摂食応答制御

コレステロールの異化産物である胆汁酸は、肝臓で生成され胆嚢に蓄えられる。摂食に伴い胃内に食事内容物が満たされると、これが刺激となり胆嚢が収縮し、胆汁(主成分は胆汁酸)が小腸上部へと分泌される。小腸管腔内で脂質成分の消化・吸収を助けたのちに胆汁酸の90%以上は小腸下部に取り込まれ、肝臓へと戻る、いわゆる腸肝循環をする。この過程で一部の胆汁酸は全身血流へと巡るため、摂食後に血中胆汁酸濃度は一過的に上昇する。この濃度上昇は摂食シグナルと考えられ、これを認識する標的分子が胆汁酸受容体TGR5である。代表者らは骨格筋でのTGR5の機能解析のために、ヒトTGR5を骨格筋に発現させたトランスジェニックマウスを樹立し、その解析を行ってきた。その結果、胆汁酸結合によりTGR5が活性化されると、骨格筋細胞のcAMPが上昇し、このシグナルが筋肥大効果をもたらすことを認めた。このマウスを高脂肪食投与により耐糖能異常状態にし、経口グルコース負荷試験を行った。その結果、血糖値の穏やかな上昇、その後の速やかな血糖低下が確認され、筋量増加が耐糖能異常改善に結び付くことを明らかにした。さらに、肝臓におけるTGR5の発現変動を追跡した結果、絶食時にTGR5 mRNAが上昇することを認めた。TGR5遺伝子のプロモーターの解析を行い、この発現制御機構は絶食応答により活性化する転写因子p53の作用によることを見出し、その制御機構の解析を進めた。摂食時に上昇する胆汁酸に呼応して肝臓TGR5の果たす生理的役割についてさらに解析を進める。血中胆汁酸の機能は長い間、明らかにされる機会もないままに放置されていきた。代表者は摂食後に上昇することから摂食シグナルとして機能する仮説を打ち立て、その検証を進めてきた。骨格筋には複数のGタンパク質共役受容体が発現しており、TGR5もその一つてある。代表的なベーター2アドレナリン受容体は、合成リガンドで活性化すると筋量増強を導くことが動物実験、ヒト試験で認められている。TGR5も同じく細胞内cAMPをシグナルとして伝達することより、同様の効果を発揮するものと想定し、トランスジェニックマウスの開発を開始した。その結果、TGR5が摂食後の血中胆汁酸の上昇を感知し、これを骨格筋細胞へと伝達し、筋量増加を導くことを証明した。同時に、TGR5遺伝子発現は運動により上昇することを認め、運動により生じる小胞体ストレスが転写因子ATF6を活性化し、TGR5発現を上昇させる機構を明らかにした。すなわち、運動による筋量増加機構の一部はTGR5-胆汁酸作用であることを明らかにした。肝臓においては絶食時にTGR5遺伝子発現が上昇することを見出し、摂食シグナル胆汁酸を感知すべく肝臓が絶食時に準備を整えている機構を明らかにしつつある。これらの知見は、これまで提唱されたことのない新規な概念を支持するものであり、計画当初の予想を上回る進展と理解している。*肝臓における胆汁酸受容体TGR5の発現制御機構解明代表者は絶食時に肝臓でのTGR5遺伝子発現上昇をすでに認めており、プロモーター解析の結果、転写因子p53、が深く関与する事実を認めている。こうして絶食時に発現誘導を受けたTGR5は、摂食後に濃度上昇した胆汁酸により活性化される。しかしその下流にあるcAMPは摂食時には低下することが知られており、TGR5の肝臓における機能はそれに逆行するものであり、その生理的意義についての解析を進める。*血中胆汁酸濃度を上昇させる食品成分の探索代表者らの知見、および複数の論文報告によると、血液中の胆汁酸濃度上昇は代謝改善効果、筋量増加をもたらすことが明らかになっている。血液中の胆汁酸濃度を上昇させ、骨格筋、脂肪組織におけるTGR5を活性化することは代謝改善につながることが予想される。そこで肝臓への胆汁酸輸送体NTCPの輸送活性を抑制し、血中胆汁酸濃度を上昇させる食品成分の探索を開始している。食品成分によりNTCP輸送活性を低下させ、全身血流への胆汁酸流入を増価させることにより、予想される生理応答が起こるかについて解析を行う。コレステロールの異化産物である胆汁酸は、胆のうに貯留された後に、摂食刺激により胆のうが収縮し、小腸上部へと分泌される。従って、摂食行動に対する生体側の短時間の応答システムと理解する事ができる。この摂食応答機構を明らかにする目的で、複数の生体分子に着目して研究を進めている。胆汁酸は小腸下部において特異的輸送体IBATにより、その95%程度が吸収され、再び肝臓へと戻る。この輸送体による吸収を抑制することは、コレステロール異化速度を上昇させ、コレステロール代謝改善へと繋がる。そこでヒトIBATをクローニングし、胆汁酸の輸送活性を測定する評価系を構築した。この評価系を用いて食品成分で吸収を抑制する化合物の探索が可能となった。門脈を介して肝臓へ胆汁酸が取り込まれる際には別の輸送体NTCPが関与する。血中胆汁酸濃度は結果的に胆汁酸受容体TGR5を介した生理作用の発揮に影響を与える事から、この輸送活性を測定する評価系を構築した。同様にして、食品成分で吸収を抑制する化合物の探索が可能となった。さらに、肝臓において胆汁酸を結合してシグナルを伝達する受容体TGR5についてその機能解析を進めた。

肝臓におけるTGR5遺伝子発現の変動を追跡した所、絶食により発現が上昇する事を明らかにした。絶食刺激に対してTGR5遺伝子発現が亢進する機構について解析を進めた。さらに、胆汁酸受容体TGR5は骨格筋において重要な働きをしている事から、骨格筋にTGR5を発現させたトランスジェニックマウスを開発し、その表現型の解析を行った。1)骨格筋における胆汁酸受容体TGR5の機能解析骨格筋におけるTGR5機能を解析する目的で、ヒトTGR5を骨格筋に発現させるマウスを開発した。特徴的な表現型として骨格筋量がヒフク筋、大腿四頭筋で10-15%程度上昇した。赤筋であるヒラメ筋では、TGR5の発現が十分に認められず、筋量の上昇も無かった。同様の現象は、培養筋管細胞C2C12にTGR5を過剰発現させることにより、筋繊維が太くなる事などで再現できた。また、マウス筋肉中では、筋量を上昇させるのに寄与する事が想定される遺伝子が複数上昇しており、その作用経路が推測された。また、高脂肪食投与により肥満状態にさせ、経口グルコース負荷試験を行った所、TGR5マウスで顕著な血糖低下作用が確認された。以上の知見は、摂食後血中胆汁酸濃度が上昇し、それに伴い骨格筋でTGR5を介して筋量増加作用が発揮される経路を新たに見出したものであり、当初の計画以上の成果となった。現在、海外学術誌に投稿中である。2)NTCP輸送活性評価系の構築と抑制活性食品成分探索ヒトNTCPをクローニングし、培養細胞に遺伝子導入し、NTCPを介して抱合型胆汁酸が細胞内に取り込まれる量を定量できる評価系を完成させた。食品含有精製化合物約350種類について取り込み抑制活性を検定した。その結果複数の化合物に輸送抑制活性を見出した。現在は、マウスへの経口投与により、血中胆汁酸濃度の上昇を確認する実験を進めている。3)IBAT阻害活性化合物の機能解析すでにカロテノイド類に輸送抑制活性を見出している。細胞レベルで見られた活性をマウスへの経口投与実験により検証実験を進めている。複数のカロテノイド類について解析を行っている。(1)骨格筋における胆汁酸受容体TGR5の機能解析ヒトTGR5を骨格筋に発現させたトランスジェニックマウスの筋量が有意に増えた知見に基づき、その分子機構を明らかにする培養細胞を用いた解析研究を進めた。TGR5を過剰発現させ培地に胆汁酸を添加すると、細胞内cAMPの上昇に呼応して複数の遺伝子発現が変動することが確認された。中でもSIK1遺伝子発現が上昇し、その下流遺伝子群が変動することによる筋分化促進作用が想定される結果を得た。さらに細胞の免疫染色により、TGR5と胆汁酸存在下で筋細胞の分化が亢進することを認めた。一方,TGR5ノックアウトマウスを入手し、その表現型の解析を進めている。各種骨格筋を採取し、種々の遺伝子発現を解析している。また、筋量の測定、筋力の定量を行っている。予備飼育をしたマウスにおいては、ノックアウトマウスにおいて筋量の減少が見られている。(2)NTCP輸送活性を抑制する食品成分の探索昨年度開発したヒトNTCP発現細胞株を用い、食品成分探索を行った結果、複数の候補食品化合物を見出した。しかし、その抑制効果は微弱なもので、候補食品成分の機能に関して信頼性は低いものであることが判明した。
外乱影響下における漁業調査船の運動特性と観測時の最適操船に関する研究

漁業調査船は,水産生物資源の探索・捕獲や海水採取などの調査研究業務に従事しており,水圏における生物資源管理のためのプラットフォームとして重要な役割を担っている。本研究は,適切な資源管理に不可欠な漁業調査船の性能の高度化・高効率化をはかる観点から,実海域で観測・調査を行う際に調査船に求められる運動性能を検討するとともに,様々な観測に応じた運動性能と適切な操船手段について研究を行うことを目的としている。漁業調査船の運動性能の推定・評価には数値シミュレーション手法を用いるが,その際には調査船の船体や観測・調査機器の流体力学的特性について,水槽実験や数値計算によって把握しておく必要がある。本研究では,航行しながら観測機器や生物採集ネットを曳航する場合と,洋上で停船・漂流しながら観測機器を投入・揚収する場合を想定して,船体や観測機器を対象としたPIV(Particle Image Velocimetry)手法による流場の可視化と,CFD(Computational Fluid Dynamics)手法による流場解析を実施した。特に,各種の観測結果に少なからず影響を及ぼすと考えられる船体動揺に関するビルジキールの減揺効果と船体周囲流場との関係や,定量採集具の観測精度に影響を及ぼすと思われる曳網時の網口周辺流場,航走による船首造波と船底部に設置される魚群探知機周囲に生じる流場などを対象とした水槽実験と数値解析を実施し,洋上における船体の運動が観測・調査に及ぼす影響と特性を明らかにした。また,低速での航行や洋上での停船・漂流など,観測・調査時に主として調査船の船位制御に用いられるサイドスラスターによる操縦制御性能の推定・評価と性能の改善策に関する検討を行うための数値シミュレーションを実施し,サイドスラスター特性や船体の運動性能に生じる現象の要因を,船体周囲流場との関係から明らかにした。漁業調査船は、水産生物資源の探索・捕獲や海水採取などの調査研究業務に従事しており、水圏における生物資源管理のためのプラットフォームとして重要な役割を担っている。本研究は、適切な資源管理に不可欠な漁業調査船の性能の高度化・高効率化を行う観点から、風、波浪、潮流などの外乱影響を受ける環境下での観測で調査船に求められる運動性能を明らかにするとともに、様々な観測に応じた運動性能と最適な操船手段について明らかにすることを目的としている。漁業調査船の運動性能を推定・評価するため、本研究では数値シミュレーション手法を用いるが、その実施には調査船の船体や観測・調査機器の流体力学的特性を、水槽実験や数値計算によって把握しておく必要がある。平成28年度は予備的な検討として洋上で漂泊しながら観測・調査を行う状況を想定し、船体の動揺運動とその際に生じる船体周囲の流場特性、生物採集漁具の流体力学的特性を把握することに重点を置くこととした。それらを対象とした解析には、実験水槽でトレーサー粒子を用いて流場を可視化するPIV(Particle Image Velocimetry)実験と、流体解析の数値計算手法であるCFD(Computational Fluid Dynamics)を用いた推定計算をあわせて用い、生じる現象や推定の精度を考察した。また、漁業調査船が漂泊して観測・調査を行う際に外乱の影響によって引き起こされる漂流運動を推定・評価するため、漂流時の船体の方位角や位置、速度の変化などを求める数値シミュレーションプログラムを作成した。船体模型および生物採集漁具を対象としたPIV実験およびCFD解析の結果から、これらの手法が物体周りの流場や作用する流体力などの流体力学的な特性を解析する手段として有効であることを確認することができた。このことから、対象とする機器や条件を拡げて活用していくことで、数値シミュレーションに必要となる各種データの取得が進むと考えられる。本研究は,適切な資源管理に不可欠な漁業調査船の性能の高度化・高効率化を行う観点から,風,波浪,潮流などの外乱影響を受ける環境下での観測で調査船に求められる運動性能を明らかにするとともに,様々な観測に応じた運動性能と最適な操船手段について明らかにすることを目的としている。漁業調査船の運動性能を推定・評価するため,本研究では数値シミュレーション手法を用いるが,その実施には調査船の船体や観測・調査機器の流体力学的特性を,水槽実験や数値計算によって把握しておく必要がある。平成29年度は,前年度に実施した洋上での漂泊状態に加え,航走しながら観測・調査を行う状態へと船体運動の範囲を拡大し,船体および観測機器を対象としたPIV(Particle Image Velocimetry)手法による流場の可視化とCFD(Computational Fluid Dynamics)手法による流場解析を進めた。具体的には,各種の観測結果に少なからず影響を及ぼすと考えられる船体周囲の流場に関して,ビルジキールによる減揺効果と周囲流場との関係,航走による船首造波,船底部の魚群探知機周辺に生じる流場について検討を行った。また観測機器の面からは,定量採集具の観測精度に影響を及ぼすと思われる網口周辺の流場などを対象として検討を行った。さらに調査船が有する運動性能の観点から,観測の際の船位制御に一般的に用いられるサイドスラスターの性能特性に関する研究についても行った。前年度に実施した漁業調査船の漂泊時を想定したPIV実験とCFD計算による流場解析に加え,航走時における船体および観測機器の周囲流場について解析を進めることができ,得られた結果から,観測機器の性能に影響を及ぼすと考えられる流体力学的な要因を見出すことができた。