hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
迅速な傷表皮形成と再生開始メカニズムに関する研究

両生類付属器官の再生開始のしくみを明らかにする目的で、アフリカツメガエル幼生尾部切断後におきる迅速な傷修復および脊索の伸張について研究した。1脊索の単離・培養および、移植実験から、傷表皮や筋肉組織が脊索の再生に重要な役割を持つ事ことが示唆された。2 es1遺伝子プロモーターを用いることにより、傷表皮細胞を効率よく標識できるトランスジェニック系統を確立した。この系統を用いた解析から、es1の発現上昇と傷修復にはTGF-β、ROSおよびERKシグナルが必要であることが示唆された。1)傷修復および傷表皮キャップ形成過程の解析。アフリカツメガエル幼生の傷表皮形成が、上皮構造を維持したまま細胞シートの移動によりおこるこが示唆された。しかし、当初予想したような、表層のみの移動によるのではなく、基底層を含む移動によることが示唆された。2)傷表皮特異的遺伝子の解析。傷表皮特異的な遺伝子発現を引き起こすことができるxlES1遺伝子上流域について段階的欠損変異を作製して解析したところ、プロモーター近くの300 bp程度の断片でもある程度特異的発現を誘導できることがわかった。また、ES1遺伝子が、胚発生過程で必須の役割を担うこともわかった。傷表皮で発現する転写因子である3種のgrainy-head like遺伝子の発現が、傷修復過程の異なるタイミングで発現開始することがわかった。3)傷表皮と脊索との関係。再生脊索で発現する遺伝子CLIC5が、胚発生過程では、脊索の分化に加え、眼、脳神経や内蔵でも重要な役割を持つことがわかった。表皮細胞の標識および、組織化学的観察から、アフリカツメガエル幼生の傷表皮形成は、上皮構造を維持したまま、細胞シートの移動によりおきるということが、より強く示唆された。2)傷表皮特異的遺伝子発現。傷表皮が多層化することにより形成される傷表皮キャップを単離し、逆転写PCR法により遺伝子発現解析をおこなった。その結果、FGF, Wnt, Bmp等複数のシグナル分子遺伝子が高発現することがわかった。また、転写因子であるgrainy-head like (grhl) -1, 2, 3が傷表皮で強く発現することも明らかになった。3傷表皮と脊索との関係。尾部に傷をつけ、傷表皮が形成されるだけでは、尾部再生に相当する脊索の伸長はおきないが、傷表皮の形成に加え、脊索と、筋肉組織の損傷が、再生の進行に必要であるらしいことが、標識した組織の移植実験からわかったアフリカツメガエル幼生の尾部再生過程をモデルとし、尾部を切断した後迅速に傷口が修復され、さらに再生開始へとつつながるメカニズムの解明をめざしている。本年度は以下ような成果が得られた。1、傷修復および傷表皮キャップ形成過程の解析。傷表皮で特異的にEGFPを発現するトランスジェニックアフリカツメガエル系統(ES1:egfp)の子孫が使用可能となり、egfpの発現のばらつきの少ない集団を用いた経時的解析が可能となった。その結果、発現開始に関するライブイメージングが可能となり、ES1:EGFPは尾部切断後6時間程度、まだ表皮が移動を開始する前に発現を開始することがわかった。2、傷表皮形成に必要なシグナルの推定。上記ES1:egfp系統におけるEGFPの発現開始を指標として、傷表皮や傷表皮キャップ形成を阻害する薬剤のスクリーニングをおこなった。その結果、ROSシグナルおよびmek/erkシグナルが傷表皮形成過程に必要であることが新たに示唆された。3、傷表皮特異的遺伝子の解析。すでに同定したes1に加えて、転写因子であるgrainyhead like-1, -2, -3の遺伝子が、傷表皮および傷表皮キャップ形成過程で発現上昇することがわかった。また、これらの遺伝子発現のタイミングには、時間的に差があり、それぞれ固有の役割を持つ事も示唆された。さらにgrainyhead like遺伝子群の、傷表皮形成および再生における機能を明らかにする目的で、これら因子を拮抗的に阻害する変異遺伝子を作製し、それを発現するトランスジェニック個体を作製している。アフリカツメガエル幼生の尾部再生過程をモデルとして、尾部切断後に迅速に傷口が表皮で被われ、さらに再生が開始するためのメカニズムの解明をめざしている。本年度は以下のような結果が得られた。1.傷表皮および傷表皮キャップでEGFPを発現するトランスジェニック・アフリカツメガエル(xles1:egfp)を2系統確立し、安定してEGFPを発現する幼生を多量に得ることができるようになった。2.上記トランスジェニック幼生を用いて、尾部切断後の傷表皮におけるxles1:egfpの発現に影響するシグナルを薬理学的に解析したところ、ROS、TGF-βおよびpERKシグナルに対する阻害剤で、EGFPの発現上昇が阻害されることがわかった。また、内在xles1の発現および、表皮細胞の移動による傷修復自体にもこれらシグナルが必要であることがわかった。さらに、各シグナルの活性化に対する阻害剤の影響の解析から、pERK、TGF-β、ROSの順に傷表皮におけるシグナルの階層性が存在することもわかった。3.上記トランスジェニック幼生の尾部切断後、傷口周辺の細胞を解離し、セルソーターにかけることにより、EGFPを発現する傷表皮および傷表皮キャップの細胞を時系列に沿って単離することに成功した。

さらにこれら単離した細胞を用いてトランスクリプトーム解析(RNA-seq法)をおこない、網羅的に遺伝子発現変化を解析した結果、5,000以上の遺伝子が、時系列に沿って発現変化することが明らかになった。両生類付属器官の再生開始のしくみを明らかにする目的で、アフリカツメガエル幼生尾部切断後におきる迅速な傷修復および脊索の伸張について研究した。1脊索の単離・培養および、移植実験から、傷表皮や筋肉組織が脊索の再生に重要な役割を持つ事ことが示唆された。2 es1遺伝子プロモーターを用いることにより、傷表皮細胞を効率よく標識できるトランスジェニック系統を確立した。この系統を用いた解析から、es1の発現上昇と傷修復にはTGF-β、ROSおよびERKシグナルが必要であることが示唆された。本研究においては、傷表皮で特異的に蛍光タンパク質を発現するトランスジェニック系統(ES1:egfp)の使用が、様々な実験においてキーとなっている。この系統の個体が、実験に十分な数の子孫を産むよう成熟するまでに予定よりも時間がかかり、いくつかの解析において、研究の遅れを引き起こした。発生生物学本年度は、ES1:egfp系統を駆使することにより、より詳細なライブイメージングをおこない、細胞レベルで、傷修復過程の解析をおこなう。また、傷修復に必要と思われるROS. mek/erkシグナルについて、それらシグナルの各構成因子について、より詳細な解析をおこなう。また、grainy head-like遺伝子の機能についての解析もおこなう。傷表皮形成過程のライブイメージングに関してはあまり進展しなかったが、傷表皮で発現する遺伝子の解析は順調に進行しており、全体としておおむね順調である。表皮細胞の蛍光標識によるライブイメージングは予定より進行が遅れているが、傷表非特異的遺伝子発現の解析と、傷表皮と脊索の相互作用に関する解析計画通り進んでいるため、全体としてはおおむね順調に進展している。ライブイメージングの進行が遅れている主な理由は、オタマジャクシの個体により表皮細胞の標識効率が著しく異なることと、良好な状態で生きた個体を長時間保持することが困難なためである。本研究計画のかぎとなる傷表皮で特異的蛍光タンパク質を発現するトランスジェニック系統(ES1:egfp)個体が性成熟し、十分な数の子孫が得られるようになったのが、当初計画よりも遅れ、平成26年度途中であった。そのためいくつかの実験については、次年度も継続しておこなう必要が生じたため。前年度までにあまり進展しなかったライブイメージングについて、新たに尾部の断片培養技術を取り入れることにより発展させる。傷表皮遺伝子については、アンチセンスオリゴや、ドミナントネガティブ遺伝子の過剰発現により、機能阻害実験をおこなう。表皮細胞の標識によるライブイメージングについては、さらに方法の改良をおこない引き続きチャレンジする。傷表皮における遺伝子発現については、特異的転写制御因子である可能性があるgrhl-1, -2, -3にある程度集中し、その発現の詳細を明らかにするとともに、機能の解析にも着手する。また、アフリカツメガエル幼生の傷表皮形成過程を他の動物種と比較する目的で、イモリの尾部再生過程の組織学的解析もおこなう。
発達障害の3歳未満における早期診断が児と養育者に与える影響の調査

自閉スペクトラム症の早期発見と早期集中療育は世界各国で有効性のエビデンスが認められている。早期集中療育のリソースが乏しい日本の現状においても、早期診断・早期介入は養育者のエンパワーメントを実現し、療育参加や関わりの変容によって発達に良い影響を及ぼすと考えられるが、エビデンスは不足しており、支援の現場では3歳未満での診断に対して否定的な見方も根強い。早期発見のため新たに自治体で立ち上げた施設において、既存のシステムでは早期診断につながらない児を3歳未満で医療機関受診につなげた症例を対象に、発達障害の早期発見・早期診断の児と養育者への影響を明らかにし、事業の実効性について検討する。
ウイルス感染による難治性疾患の病態発現機序の解明とその予防及び治療

糖尿病のインスリン依存型はウイルス感染などの環境因子がその引き金となることが示唆されている。また実験動物のマウスに一生不顕性感染を示す乳酸脱水素酵素ウイルス(LDV)は宿主の免疫反応を修飾する。一方、ヘルペスウイルスは、動物体内に潜状感染し、時に再活性化する。さらにウシのオルビウイルス感染は咽喉頭麻痺の原因となる。さらに鶏貧血ウイルス感染症の疫学・種特異性について未解決な部分が多い。そこで上記の各種感染症について、遺伝子・免疫・微生物・病理学的に様々な角度から検討し、得られた成績を要約すると以下のごとくである。レオウイルス2型を乳のみマウスに接種し、サイトカインの役割について検討し、ヘルパーT細胞1型(Th1)が膵鳥の破壊に関与することを明らかにした。またLDVはマウスの免疫系に対してTh1型の免疫を誘導し、逆にTh2型の反応を抑制することが明らかとなった。一方馬の届出伝染病に指定されている馬鼻肺炎の原因ウイルスはウマヘルペスウイルス1型と4型であるが両者は非常に血清学的に類似しており、血清疫学的にどちらのウイルスに感染したのかを診断できなかったが、血清疫学的に診断が可能なELISA系を確立した。更にこのELISA系はワクチンにより誘導された抗体と反応せず、自然感染により誘導される抗体と反応することが証明され、ワクチン接種が行われている馬群においても疫学調査が可能であることが示された。さらにオルビウイルスの感染において中和抗体を誘導するVP2およびVP5の遺伝子構造の解析ならびにin vitro蛋白発現を行った。加えて鶏貧血ウイルス感染症ではウズラもその宿主になる可能性が示唆された。免疫疾患とサイトカインとの関わりを解析する場合、Mosmannら(1986年)によって提唱されたヘルパーT(Th)細胞からのサイトカイン生産パターンから、TNF-β、IFN-Υ、IL-2を分泌するTh1とIL-4、IL-5、IL-10、IL-13を分泌するTh2の二つのタイプに分け、病態をこのバランスの変調という視点から捉えると理解しやすい。一般に臓器特異的な自己免疫疾患ではTh1タイプに、局所的なアレルギー疾患ではTh2タイプに、それぞれ偏倚すると考えられる成績が多い。ここではI型糖尿病(IDDM)とTh1/Th2バランスの変調との関連についてマウスモデルを用いてインターロイキンのIDDMにおける役割を調べた。マウスにレオウイルス2型を接種すると、膵島β細胞に対する免疫寛容が破綻することによって膵島炎が発現し、その結果膵島細胞が破壊され、軽度な糖尿病(耐糖能異常)状態を示すと考えられている。膵島炎発現の時期には、脾臓細胞のIFN-ΥmRNAの発現が増強し、IL-4mRNAの発現増強はみられなかった。さらにIFN-Υに対する抗体により中和することにより病態は改善するとともに、脾細胞中のCD4^+とCD8^+の比率が悲感染マウスのそれと同じになったことから、本モデルにおいて生体内でCD4^+T細胞による膵島細胞に対するTh1優位の免疫反応が生じ、CD8^+細胞や活性化したマクロファージによるβ細胞破壊が生じている可能性が示唆された。実験動物のマウスに一生不顕性感染を示す乳酸脱水素酵素ウイルス(LDV)は、その感染により、抗原提示能を抑制するなどして、宿主の免疫反応を修飾する。一方、ヘルペスウイルス感染症は動物体内に潜伏感染し、時に再活性化する。さらにウシのオルビウイルス感染は咽喉頭麻痺の原因となる重要な疾患である。上記の各種感染症について、遺伝子、免疫、微生物、病理学的に様々な角度から検討した。LDVはマウスの免疫系に対してTh1型の免疫を誘導し、逆にTh2型の反応を抑制することが明らかとなった。

しかしこの免疫反応の偏りはTh1細胞とTh2細胞との間の相互抑制に基ずくものではないことも明らかとなった。また、馬の届出伝染病に指定されている馬鼻肺炎の原因ウイルスはウマヘルペスウイルス1型と4型であるが両者は非常に血清学的に類似しており、血清疫学的にどちらのウイルスに感染したのかを診断できなかったが、血清疫学的に診断が可能なELISA系を確立した。更にこのELISA系はワクチンにより誘導された抗体と反応せず、自然感染により誘導される抗体と反応することが証明され、ワクチン接種が行われている馬群においても疫学調査が可能であることが示された。さらにオルビウイルスのM5セグメントは1641bpであり、単一のオープンリーディングフイレイムを有し2949bpで、アミノ酸残基数は982であることが判明した。またVP5蛋白は組み換えバキューロウイルスにより昆虫細胞に発現させることができた。またL2ジーンは3002bpで単一のオープンリーディングフイレイムを有し、アミノ酸残基数は527であることが判明した。以上の成果は今後予想される遺伝子治療や組み換えワクチンの開発のための重要な基礎を与えると思われる。
マイクロビーム発光X線分析法による微小液滴の迅速微量元素分析

放射光マイクロビームによる蛍光X線分析の感度を評価するためにポリプロピレン膜(6μm厚)上にCuを1.2nm蒸着した試料について蛍光X線分析を行った。測定に使用したX線分光顕微鏡は研究代表者が開発した装置であり、試料観察に用いる光学顕微鏡を利用して試料表面を一定に保つ事で常にバックグラウンドを低減した最適な条件での測定が実現した。バックグラウンドの3σで与えられる検出限界は50agであり、5×10^5個のCu原子に相当する。世界的にも同様な試みは行われているが、これほど低い検出限界は世界的にみてもトップレベルのデータである。また微小液滴の生成法としてピエゾ制御による液滴生成装置、を利用した。バックグラウンドの少ないポリプロピレン膜上に液滴を滴下し、シアノアクリレート蒸気により固定化した液滴や乾燥痕について測定を行った。液滴生成装置と自動XYステージを組み合わせた装置を構築し、30pl程度までの液滴を任意並びで配列させる事が可能となった。しかしながら基板が親水性の場合、疎水性の場合、それぞれについて滴下痕が広がってしまう現象や滴下位置から液滴が逃げる現象なども観測された。また、シアノアクリレートでの固定化についても標準溶液を用いて作成した液滴について実測される信号強度は理論値より低い傾向にあった。これはシアノアクリレートと水分により形成された液滴表面の薄皮での信号強度の減衰が予想よりも大きい事に起因していると考えられる。放射光X集マイクロビームによる蛍光X線分析の感度を評価するために、カプトン膜上に6nm程度の各種金属を蒸着した試料の測定を行い、測定感度と検出限界を算出した。測定の検出加減は10keVX線励起の条件で1fg以下(Ni)であった。またネブライザーにより有機薄膜上に微小な液滴を形成し、シアノアクリレート蒸気による固定化を行った。原子吸光用標準液を用いて液滴標準試料の作成を行ったが、得られた信号強度は薄膜標準試料から推定される値よりも低く、シアノアクリレートにより形成された液滴表面の薄皮により信号強度が減衰している可能性が考えられる。来年度以降の連続自動測定のために既存の自動ステージに組み合わせるためのドライバーBOXを作成した。既存のパルスモーターコントローラーと組み合わせて高速での蛍光X線イメージングシステムを開発し、X線マイクロビームと蛍光X線検出を組み合わせたイメージングを行った。微小液滴の例として雨粒や霧粒1滴の測定を行い、シアノアクリレートで固定された試料について液滴中に含まれる微量元素の定性、定量分析を行った。雨粒や霧粒中の微量元素分析は絶対量の少なさからこれまで有効な分析手法が存在していなかったが、本手法により個別の雨粒や霧粒について核の形成過程に関する情報を議論する事が可能となった。昨年度の実績により放射光X線マイクロビームを用いる発光X線分析による検出限界はピコリットル液滴中で数100ppb程度であり、これは1fg以下の極微量である。検出限界はバックグラウンド信号により支配されており、濃縮を行う事で濃度検出限界をさらに改善できる。本年度はppbレベルの微量分析をめざして微小液滴を試料ホルダー上で濃縮する手法に取り組んだ。中央部の僅かな領域を除いて疎水性処理を行った有機薄膜を液滴の保持に利用する事で、乾固に際して液滴が広がる事を防ぐ事ができる。市販されている有機膜に加えて、自作の膜についても最適条件の検討を進めている。また、昨年度に開発した連続自動測定のための自動ステージシステムを用いて、個別微粒子の発光X線定量分析を実現した。あらかじめ主成分元素の信号により試料のイメージングを行い、画像から抽出した個別粒子の重心座標をデータファイルとして自動で多数の粒子の発光X線分析を行った。標準試料として天然鉱物を粉砕した試料(かんらん石、透輝石)とその混合物を用い、粒子径による定量分析結果の違いや、混合物についてその異同識別能力の評価を行った。

定量分析についてはシミュレーションにより予想された通り、硫黄から亜鉛程度までの広い元素範囲で吸収効果が無視できる事が確認され、一つの粒子に含まれるfgレベルの微量元素分析が実現した。一方、異動識別については複数の粒子が重なっている場合には識別が困難であり、マイクロビームX線回折との併用も検討を進めている。
自己とブランドの共進化プロセスの探求

本研究は、消費者と高い自己関連性を持つブランドは、互いにリフレクトしながら共に進化していくという考えのもと行った。ブランドによる自己表現には2つの側面が存在することを理論的にまとめ、独自に見出した「ブランドを通した内的自己表現」の重要性について言及する。さらに、自己表現の手段となるブランドには、それを用いる消費者のどのような自己概念が映し出されているのかを検討した。そのため、主にテキストデータの内容分析を行い、ブランドに投影される自己の内容と特徴を分析した。本研究では、消費者の自己表現の一手段としてブランドが役立つという、ブランドの自己表現的機能を追求していく。基本的に、一度の自己表現で自分にとって望ましい自己を100%表現することは不可能であり、しかしながら実際に表現した自己と理想の自己とのギャップがあるからこそ更なる自己表現につながる、という自身の仮説を理論的、実証的に検証することが目的である。これまでの自身の研究で、自己表現には他者に対する自己表現である「自己呈示」という面と、自分自身に対する内部志向的で自己完結型の「内的自己表現」という2側面があるという着想に至った。上述の仮説は、この自己表現の2側面を前提として成り立つものである。他方、ブランドで自己表現を行うのは消費者だけではなく、提供する側(企業)も自社の提供物であるブランドにより自己表現を行っていると考えられる。これら全てを含めてこそブランドの自己表現的機能であるといえる。理論的、実証的に、前述したブランドの自己表現的機能、消費者の自己とブランドが共に進化していくプロセスを探求することが本研究の目指すところである。[文献レビュー]ブランド論におけるブランドの価値構造(機能)に関する研究、消費者行動における自己(self)研究(自己表現中心:自己表現による自己概念への影響、消費者行動との関連など)、象徴的消費、顕示的消費、心理学・社会心理学における関連研究のレビュー、検討を行った。また、研究目的に沿って、企業による自己表現行為を論証する上で、知識創造論(ナレッジ・マネジメント)の知見(暗黙知から形式知への変換、知の創造の場など)などの文献も集め検討していった。[調査]また、消費者が自分の使用・所有しているブランドに対してどのような意識を持っているか、ブランドによる自己表現に関する広範な定性的調査を行うために、プレ・インタビューを行い、本調査のための資料とした。同時に、自記式のレポート形式で、自分にとって何らかの意味のあるブランドをピックアップしてもらい、自分にとって当該ブランドがどのような存在であるのか、どのような扱いをしているか、といった詳細に加えて、日記式で、当該ブランドを用いた時の自分の気持ち、他者の反応、などについて記述してもらい、分析のためのデータを集めた。平成20年度は、主に企業による自己表現行為を論証する上で、知識創造論(ナレッジ・マネジメント)の知見(暗黙知から形式知への変換、知の創造の場など)をレビューするため、文献収集を行った。したがって平成21年度においては、知識創造論をマーケティング事象へ活用することに力を入れ、研究をまとめる。同時に、本研究において必要とされる、消費者行動における自己表現、自己概念、自己呈示に関する文献に漏れのないよう、文献収集と整理を行った。また、消費者が自分の使用・所有しているブランドに対してどのような自己関連性を持っているかを探るため、ブランドによる自己表現に関する自記式調査(定性的調査)を実施した。これは毎年行っている調査であり、今後も経時的な調査結果の分析をもとに、時系列的な消費者のブランドに対する意識の変化を明らかにしていくためのものである。その他、上記定性調査の分析および調査票による定量調査の分析に必要なデータマイニング、共分散構造分析、テキストマイニングなどの手法に関し、専門家による実演と事例紹介等を依頼し方法を学んだ。H21年度は、前年度に引き続き、ブランド論におけるブランドの価値構造(機能)に関する研究、消費者行動における自己(self)研究(自己表現中心:自己表現による自己概念への影響、消費者行動との関連など)、象徴的消費、顕示的消費、心理学・社会心理学における関連研究のレビュー、検討を行った。加えて、知識創造論(ナレッジ・マネジメント)の知見(暗黙知から形式知への変換、知の創造の場など)をもとにして、本研究のフレームワークを頑健なものにすべく文献収集を行い、知識創造論をマーケティング事象へ活用することに力を入れた。また、消費者が自分の使用・所有しているブランドに対してどのような自己関連性を持っているかを探るために実施した、ブランドによる自己表現に関する自記式調査(定性的調査)のデータを整理し、時系列的な消費者のブランドに対する意識の変化を明らかにしていくベースを作るための取り組みを行った。その他、上記定性調査の分析および調査票による定量調査の分析に必要なデータマイニング、共分散構造分析、テキストマイニングなどの手法を学んだ。昨年度に続き、消費者の自己表現の一手段としてブランドが役立つという、ブランドの自己表現的機能を追求した。

基本的に、一度の自己表現で自分にとって望ましい自己を100%表現することは不可能であり、しかしながら実際に表現した自己と理想の自己とのギャップがあるからこそ更なる自己表現につながる、という、これまでに得た自身の仮説を理論的、実証的に検証することを目的として研究を進めた。これまでの自身の研究で、自己表現には他者に対する自己表現である「自己呈示」という面と、自分自身に対する内部志向的で自己完結型の「内的自己表現」という2側面があるということが分かった。従来、消費者行動研究およびブランド論研究において「自己表現」が語られる場合、他者に対する自己表現、すなわち「自己呈示」のみを意味していた。しかし、本研究では、他者に対する自己表現だけではなく、自己満足ともいえる自分自身に対する自己表現(内的自己表現)の存在と、その概念上の重要性を明らかにすることに本年度は注力した。加えて、自己表現の手段となるブランドに、具体的にはどのような消費者の自己が投映されているのか分析した。このようにして、理論的、実証的に、消費者の自己とブランドが共に進化していくプロセスを探求した。
高性能ハイブリッド触媒系を活用する高選択的ドミノ反応の開発

本研究では、独立した機能を持つ複数の触媒が、協働・重奏して作用する「高性能ハイブリッド触媒系」の構築を目指して、有機分子触媒、有機金属錯体触媒や光触媒など、多岐にわたる触媒の組合せを取扱い、それらの触媒系を活用して新たなドミノ型精密有機合成反応を開拓することを目指している。まず、新たな光学活性アミン触媒の効率的合成法により、ドミノ反応に利用するための各種の新規アミン触媒を合成した。特に2-トリチルピロリジン誘導体をアルデヒドの不斉ベンゾイロキシ化反応に適用し、続いて、1,3-ジシロキシアセトンの存在下、シロキシトレオニン触媒を用いることにより、キシルロース誘導体のワンポット合成が可能になった。また、各種のNーヒドロキシベンゾイミダゾール(NHBI)化合物を合成するとともに、理論的計算で結合解離エネルギーを計算することにより、各触媒の反応性が予測でき、有機ラジカル触媒としての活性評価を行った結果、触媒骨格にフッ素原子を導入したフッ素置換型NHBI触媒がベンジル位の水素引抜き能を持つことを明らかにした。さらにアンモニウム型の触媒を用いると、アルデヒドの直截的な酸フッ化物への変換反応が起こることを見出した。一方、容易に調製できる光学活性βヒドロキシエポキシドを用い、触媒量の塩化スズを作用させることにより、セミピナコール転位が立体選択的に進行し、α位に不斉四級炭素中心を有する光学活性βヒドロキシアルデヒドが得られることを見出した。この反応の応用例として、セロトニン拮抗薬の合成を行い、おおよその合成ルートが確立できた。一方、アルキルシリルペルオキシドを利用する反応においては、鉄触媒を利用するラジカル反応を見出すとともに、ドミノ型反応にも適用し、不斉ドミノ反応への基礎データを得ることができた。本研究では、複数の有機分子触媒を組合わせたハイブリッド触媒系の構築を行う一方、複数の金属触媒や光触媒等を組合わせたハイブリッド触媒系の構築をも手掛け、幅広くドミノ反応系の可能性を追求した。新たに開発した、光学活性2-トリアリールメチルピロリジン誘導体を光学活性アミン触媒として用い、アルデヒドのα位の立体選択的な官能基化を行うことにより得られた反応生成物をさらに次の不斉変換反応に応用し、各種の糖類のワンポット合成を試みるとともに、その一般性について検討している。新たな有機ラジカル触媒としてのNーヒドロキシルベンゾイミダゾール触媒を利用し、アルデヒドの直截的なフッ素化反応に関しては、得られた酸フッ化物から相当するアミドやエステルへの変換において高い一般性が認められた。また、酸フッ化物をアリールホウ酸やシリルエノールエーテルと反応させると、新たに炭素炭素結合形成反応が実現できた。続いて、ケトンから相当するオキサジリジンへの変換反応の一般化を検討するとともに、得られたオキサジリジンから銅触媒によってアルキルラジカルが発生することを見出し、スチレン誘導体との反応に適用することにより、ヘック型反応が進行することを見出し、この反応の一般化についても検討する。さらに、理論計算を行っている研究グループとの共同研究を行い、複数の触媒を駆使する反応系の理論計算による個々の触媒反応の遷移状態の解析を進めることによって、研究の更なる進展へとつなげていきたい。(1)複数の有機分子触媒を組合わせたハイブリッド触媒系の構築:本研究室では最近、Nーヒドロキシベンゾイミダゾール(NHBI)誘導体が有機ラジカル触媒として利用できることを見出している。この触媒は、適切な酸化剤やラジカル開始剤の存在下、アルデヒドからアシルラジカルを温和な反応条件で効率的に発生させることが可能である。それに加え、最近、ベンジルエステル類において、ベンジル水素原子のラジカル活性化によって生じたアシルラジカルをフッ素化剤によって酸フッ化物に変換し、このものをアミンとの縮合反応に利用できることを見出している。この手法は、アミノ酸の新規縮合反応に基づく新たなペプチド合成法になりうる。また、中間体としてのアシルラジカルを他の有機触媒反応と組み合わせることにより、新たなドミノ反応系を開拓したい。(2)複数の金属錯体触媒や光触媒等を組合せたハイブリッド触媒系の構築:アルキルシリルペルオキシドを利用する反応において、銅のみならず鉄触媒や光酸化還元触媒を用いてもアルキルラジカルが効率良く発生することを最近、見出している。この知見とニッケル触媒を用いるベンズアミド類のオルト-C-H活性化反応を組み合わせることにより、ハイブリッド系によるオルト-アルキル化反応の実現化を試みる。それぞれの金属触媒の配位子効果を検討して、反応の最適化を計りたい。また、これらに実験化学と平行して、複数の触媒を駆使する反応系の理論計算による触媒反応の遷移状態の解析を進める予定である。まず、新たに確立した簡便かつ効率的なアミン触媒の合成法により、多段階反応に利用するためのさまざまな新規アミン触媒を合成した。それらをアルデヒドの不斉ベンゾイロキシ化反応に適用すると、従来の2-トリフェニルメチルピロリジンと比較して高収率および高立体選択的に反応を促進する触媒が見出された。続いて、種々のNーヒドロキシベンゾイミダゾール(NHBI)化合物を合成し、有機ラジカル触媒としての活性評価を行った結果、触媒骨格にフッ素原子を導入したフッ素置換型NHBI触媒が高い水素引抜き能を持つことを明らかにした。

さらにこの触媒を用いて、アルデヒドの直截的な酸フッ化物への変換反応を見出した。この反応は、アルドール反応の生成物であるβヒドロキシアルデヒドやマンニッヒ反応生成物であるβアミノアルデヒドを用いても進行し、対応する酸フッ化物が得られることを確認している。一方、容易に調製できる光学活性βヒドロキシエポキシドを用い、種々のルイス酸の検討を行ったところ、触媒量の塩化スズを作用させることにより、セミピナコール転位反応が光学純度を保ったまま円滑に進行し、α位に不斉四級炭素中心を有する光学活性βヒドロキシアルデヒドが得られることを見出した。アルキルシリルペルオキシドを利用する反応においては、鉄触媒を利用することにより、銅触媒ではまったく進行しなかったラジカル反応が進行するなど、生じたアルキルラジカルが用いた遷移金属触媒によって異なる反応性を有していることを見出した。本研究では、複数の有機分子触媒を組合わせたハイブリッド触媒系の構築を行う一方、複数の金属触媒や光触媒等を組合わせたハイブリッド触媒系の構築をも手掛け、幅広くドミノ反応系の可能性を追求したい。新たに開発した2-トリアリールメチルピロリジン誘導体を触媒として用いたアルデヒドのα位の立体選択的な官能基化では、不斉ベンゾイロキシ化反応や不斉共役付加反応が高立体選択的に進行することを見出している。これらの反応生成物を求電子剤やラジカル種の前駆体として用いた多段階反応を検討している。Nーヒドロキシルベンゾイミダゾール触媒を利用したアルデヒドの直截的なフッ素化反応に関しては、得られた酸フッ化物に対しアミンやアルコールを作用させたところ、アミドやエステルへと効率的に変換できることを見出した。β-ヒドロキシエポキシドの転位反応により得られた、光学活性β-ヒドロキシアルデヒドに対し、アリル化反応を試みたところ、添加する酸によりアリル化反応の立体選択性が逆転することを見出した。また、ケトンから容易に調製できるオキサジリジンがアルキルラジカル発生源として利用できることを見出し、スチレン誘導体との反応に適用することにより、ヘック型反応が進行することを明らかにした。現時点では、複数の触媒を組み合わせてハイブリッド触媒系の構築可能な反応系を探索しており、今後の発展が見込まれる。また、理論計算を行っている研究グループとの共同研究を行い、複数の触媒を駆使する反応系の理論計算による個々の触媒反応の遷移状態の解析を進めることによって、研究の更なる進展へとつなげていきたい。本研究では、独立した機能を持つ複数の触媒が、協働・重奏して作用する「高性能ハイブリッド触媒系」の構築を目指して、有機分子触媒、有機金属錯体触媒や光触媒など、多岐にわたる触媒の組合せを取扱い、それらの触媒系を活用して新たなドミノ型精密有機合成反応を開拓することを目指している。まず、新たな光学活性アミン触媒の効率的合成法により、ドミノ反応に利用するための各種の新規アミン触媒を合成した。特に2-トリチルピロリジン誘導体をアルデヒドの不斉ベンゾイロキシ化反応に適用し、続いて、1,3-ジシロキシアセトンの存在下、シロキシトレオニン触媒を用いることにより、キシルロース誘導体のワンポット合成が可能になった。
慢性期および急性期の統合失調症のQOLに関する研究

慢性期の統合失調症外来患者15名および急性期の統合失調症入院患者6名に対して、主観的QOL、客観的QOL、精神症状、薬原性錐体外路症状についての評価を、それぞれwHO-QOL26、QLS、PANSS、DIEPSSを用いて行った。慢性期の患者では、wHO-QOL26はQLSなどと相関を示さなかったが、QLSはPANSSの3つの尺度と相関を示した。また、急性期の患者の入院時と退院時を比較すると、PANSSの陽性尺度と総合精神病理尺度で有意に得点が減少した。今回は慢性期および急性期の統合失調症患者のQuality of Life(以下、QOLと略す)に関する研究である。平成21年度の研究Aについて、対象は大阪市立大学医学部附属病院神経精神科(以下、当科と略す)に通院中の慢性期の統合失調症患者に対して、DSM-IV-TRに基づいた統合失調症の診断を行った。評価スケールは、主観的QOLとしてWHO-QOL26(World Health Organization Quality of Life 26)日本語版、客観的QOLとしてQLS(Quahty of Life Scale)日本語版、精神症状としてPANSS(Positive and Negative Syndrome Scale)日本語版、薬原性錐体外路症状としてDIEPSS(Drug-Induced Extrapyramidal Symptoms Scale)を用いて行った。研究B-1について、対象は当科に入院となった急性期の統合失調症患者で、方法は研究Aと同様であるが、評価スケールは入院時と退院時の2回実施した。ただし、平成21年度には、両研究とも目標症例数に達することができず、数例のみであり、統計処理できるところまでには至らなかった。研究Aでは、主観的QOLと客観的QOL、客観的QOLと陰性症状、主観的QOLと薬原性錐体外路症状などの各評価スケールの組み合わせで相関の有無を調査する。研究B-1では、入院時と退院時の比較を各評価スケールごとの組み合わせで相関の有無を調査する。さらに、入院時と研究Aの各評価スケールごとの比較検討を行い、急性期と慢性期の統合失調症群の相違を調査する。これらにより、慢性期と急性期の統合失調症患者のQOLに影響を及ぼす要因を明らかにすることになる。研究Aについて、対象は大阪市立大学医学部附属病院神経精神科(以下、当科と略す)に通院中の慢性期の統合失調症患者15名に対して、DSM-IV-TRに基づいた統合失調症の診断を行い、評価スケールは、主観的QOLとしてWHO-QOL26(World Health Organization Quality of Life 26)日本語版、客観的QOLとしてQLS(Quality of Life Scale)日本語版、精神症状としてPANSS (Positive and Negative Syndrome Scale)日本語版、薬原性錐体外路症状としてDIEPSS (Drug-Induced Extrapyramidal Symptoms Scale)を用いて行った。主観的QOLは、客観的QOL (r=0.445,p=0.097)、陽性尺度(r=-0.255,p=0.360)、陰性尺度(r=0.133,p=0.638)、総合精神病理尺度(r=-0.382,p=0.160)、薬原性錐体外路症状(r=-0.170,p=0.546)といずれも有意な相関を示さなかった。客観的QOLは、陽性尺度(r=-0.729,p=0.002)、陰性尺度(r=-0.736,p=0.002)、総合精神病理尺度(r=-0.566,p=0.028)、薬原性錐体外路症状(r=-0.114,p=0.685)と薬原性錐体外路症状を除き、有意な相関を示した。研究Bについて、対象は当科に入院となった急性期の統合失調症患者6名で、研究Aと同じ評価スケールの入院時と退院時に実施し比較した。主観的QOL(p=0.116)、客観的QOL(p=0.115)、陽性尺度(p=0.045)、陰性尺度(p=0.075)、総合精神病理尺度(p=0.027)、薬原性錐体外路症状(p=0.180)と、陽性尺度および総合精神病理尺度で有意な変化がみられた。
クローン動物の初期発生におけるDNAメチル化の制御機構の研究

ゲノムDNAのCpGシトシンのメチル化修飾は哺乳類や植物などで広く認められている。DNAのメチル化修飾は遺伝子発現を調節するエピジェネティクス機構の一つとして知られており、遺伝子の転写抑制やヘテロクロマチン形成を介して、初期発生や分化・インプリンティングなど様々な現象にかかわっていると考えられている。しかしながらDNAのメチル化調節機構に関与する因子の一部が同定されているにすぎず、その分子メカニズムの解明には至ってない。当該研究では、DNAのメチル化・脱メチル化およびその制御に関与する因子群を取得・同定し、その機構を分子レベルで解明することを目的とする。DNAのメチル化パターンによる組織特異的な遺伝子発現制御機構を解明するため、Tリンパ球特異的に発現するIL-2遺伝子のプロモーターのCpGメチル化による転写制御機構の解析を行った。IL-2を発現している組織・細胞珠(ヒト由来・マウス由来のTリンパ球培養細胞、ヒトリンパ節、ヒトTリンパ球)と発現していない組織・細胞株を比較した結果、IL2を非発現細胞では、プロモーター領域のCpG配列がすべてメチル化されているのに対し、発現細胞では一部のCpGに脱メチル化が認められた。このメチル化パターンは培養細胞と組織で同様であり、さらに動物種間でメチル化パターンが保存されていることが示唆されたことからプロモーターのCpGのメチル化パターシが転写制御に重要であることを明らかにした。現在、プロモーターの結合因子を取得し、DNAのメチル化・脱メチル化による転写制御機構の解析を進めている。
精子と卵の細胞間相互認識：アロとゼノの分子識別機構に関する研究

まず、v-Themis-Bとs-Themis-BのcDNAクローニングを行った。アレルは082、JGIの2つを用いた。v-Themis-Bに関してはN末側のシグナル配列を除いた全長とC末端にGFP tagを付けたもの、またs-Themis-Bに関しては、シグナル配列の直後から、超可変領域の後まで(Δ1)、REJドメインの後まで(Δ2)、細胞外領域まで(Δ3)という3種類のコンストラクトを作製した。各コンストラクトのN末端には分泌シグナルBiPを、C末側にはV5 tagを付加した。これらをS2細胞に遺伝子導入し、培養上清を回収して、抗V5抗体を用いたウエスタンブロット解析により発現と相互作用解析を行った。本実験により、s/v-ThemisのS2細胞での発現に初めて成功したが、タンパク質間相互作用を解析するには量的に不十分であったので、2019年度は大量発現させる条件を検討する。また、s/v-Themis-Bのみならず、s/v-Themis-B2やs/v-Themis-Aに関してもハプロタイプ特異的相互作用を解析する予定である。今まで、昆虫細胞S2での発現に関しては成功していなかったが、今回条件を検討し、培養液中に分泌されるタンパク質を確認することができた。しかし、タンパク質間相互作用を解析するには量的に不十分なので今後は大量発現条件を確立することが課題である。しかし、総合的にみて順調に進んでいると判断した。(1)カタユウレイボヤのアロ認識機構について:(i) s-Themis-A, -B, -B2の精子における局在性解析:免疫染色の結果からは精子頭部先端とミトコンドリア近傍と尾部に存在することが示唆された。(ii) s-Themisとv-Themisのタンパク質間相互作用の解析:s/v-Themis-Aとs/v-Themis-Bに関しては少なくとも1つのアレルに関しては大腸菌発現に成功している。今後は、さらに複数のアレルを発現させ、それらをS2昆虫細胞で発現させて、タンパク質間相互作用を解析する予定である。(iii) s/v-Themis-A, -B, -B2の遺伝子破壊実験による機能解析:TALEN法を活用してs/v-Themis-A, -B, -B2遺伝子を破壊し、アロ認識が解除されるか否かを解析中である。しかし、遺伝子組換えカタユウレイボヤが飼育中に感染症にかかって継代飼育できない等の問題点が生じている。また、奇妙なことに、s/v-Themis-A, B, B2のアレルが当初想定している以上に遺伝子重複している可能性があることが判明し、新たな問題が生じている。今後の検討課題である。(iv)アロ認識におよぼす海水中のカルシウムについて:カタユウレイボヤでは精子が自己卵の卵黄膜に結合するとカルシウムが流入し、卵黄膜から離脱して自家受精を防いでいる。今回、海水中のカルシウム濃度を低下させる実験を行ったところ、自家受精が可能になることが新たにわかった。またこの現象はマボヤでは見られないことから、両ホヤでアロ認識機構が異なることが明確となった。(2)マボヤの受精におけるアロ認識機構:まだ予備実験段階ではあるが、マボヤ卵黄膜の酸抽出物中には、自家受精を可能にする因子が存在する可能性が示された。今後さらにその分子実体の解明を目指して検討を行う予定である。1)s/v-Themisの発現実験に関しては、遺伝子に多型が多いことから、当初計画よりやや遅れていた。しかし、研究協力者を増やすことによって、その遅れを取り戻した。s/v-Themis遺伝子は、個体によっては遺伝子重複している可能性があることが新たにわかってきた。全体として、タンパク質間相互作用までは解析されていない点を考えるとやや進行に遅れがあるが、新しい展開もあるので、おおむね順調と判断している。2)当初の予定では、カルシウム流入の下流の精子細胞内シグナル伝達機構に興味をもっていたが、カタユウレイボヤでは、海水中のカルシウム濃度を下げると自家受精できるようになることを見いだした。またこの現象はマボヤでは見られないことから、マボヤとカタユウレイボヤではアロ認識機構が異なることが改めて示された。これは当初計画以上に進んだ点である。3)マボヤの卵黄膜抽出物中に自家受精を促進する因子がある可能性が示されたので、次の冬のマボヤ生殖時期に解析すべき課題が新たに見つかった。この点は当初全く予想していなかった新展開であった。

また、s/v-Themis-Bのみならず、s/v-Themis-B2やs/v-Themis-Aに関してもハプロタイプ特異的相互作用を解析する予定である。今まで、昆虫細胞S2での発現に関しては成功していなかったが、今回条件を検討し、培養液中に分泌されるタンパク質を確認することができた。しかし、タンパク質間相互作用を解析するには量的に不十分なので今後は大量発現条件を確立することが課題である。しかし、総合的にみて順調に進んでいると判断した。1)s/v-Themisの精子における発現をLC-MSで解析する実験においては、精子表面タンパク質をビオチン標識し、ストレプトアヴィジンカラムで精製してから解析することで問題点を解決する予定である。また、抗体カラムを用いてs-Themisを精製してからLC-MS分析することも予定している。2)s/v-Themisの発現と相互作用解析に関しては、現在s/v-Themis-A, Bにおいて、1つのアレルに関しては大腸菌発現に成功しているので、今後アレル数を増やして同様に発現させ、それをS2昆虫細胞で発現させてタンパク質間相互作用を解析する。昆虫細胞の発現に関しては、名古屋大学の農学部の松田教授の指導を仰ぐ。2)当初の予定では、カルシウム流入の下流の精子細胞内シグナル伝達機構に興味をもっていたが、カタユウレイボヤでは、海水中のカルシウム濃度を下げると自家受精できるようになることを確認した。またこの現象はマボヤでは見られないことから、マボヤとカタユウレイボヤではアロ認識機構が異なることが改めて示された。今後は、その詳細なメカニズムについて検討する。特にカタユウレイボヤでは、s-ThemisのカチオンチャンネルのP-loopに対する抗体も作製して、カルシウム流入を阻害するかどうかを検討する。またマボヤでは、s-Themisのクローニングを行い、C末端にカチオンチャンネルが存在するか否かを検討する。3)マボヤの卵黄膜抽出物中に自家受精を促進する因子がある可能性が示されたので、次の冬のマボヤ生殖時期にその再現性と詳細な作用機構を探る。
乱れの時空間的変動スケールに着目した拡散火炎の燃焼特性解明に関する基盤研究

乱流火炎が用いられる自動車用エンジン等の燃焼器の高性能化には,乱れの制御がカギとなる.乱れにより,火炎面は非定常的に歪み変形する.本研究の目的は,流れの非定常変化に対する流れ場の速度歪(伸長)と変形(曲率)の影響を受ける拡散火炎の応答特性を解明することにある.加えて,自動車用エンジンに用いられる排気再循環技術(EGR:Exhaust Gas Recirculation)は,排気規制の達成に大きく貢献していることから,平成30年度は,排気ガス中の主成分の一つであるCO2に着目し,燃料と酸素をCO2で希釈したときの,酸化剤流速の正弦波振動に対する円筒状拡散火炎の応答特性(速度勾配,火炎半径,火炎帯厚さ,火炎輝度)を調査した.燃料は前年度に用いたメタンとし,希釈率も同じである.速度の変動周波数は,5 Hzから250 Hzとした.平成30年度に実施した研究より,次のことが明らかとなった.(1)CO2希釈火炎は前年度の調査対象であるN2希釈火炎に比べ,火炎帯厚さが厚くなる.(2)N2希釈火炎の半径は低周波数の速度変動に対して,準定常的に応答したが,CO2希釈火炎の半径は,10Hzという低周波数において非定常的に変化する.(3)反応性の一つの指標となると考えられる火炎輝度について,火炎輝度の周波数特性は,N2希釈火炎と定性的に一致する.以上のように,高温環境下において容易に熱解離するCO2は,N2では見られない非定常的な火炎特性を生じさせることがわかった.平成30年度の目標は,エンジン燃焼における流れの非定常性と排気再循環に着目し,CO2による燃料および酸化剤の希釈が,速度変動を伴う伸長円筒状拡散火炎の応答特性に及ぼす影響を調査することであり,平成29年度に実施したN2希釈火炎の応答特性との比較を行うことであった.結果として,CO2希釈による,火炎帯厚さの違い,火炎半径の応答特性の理解,そしてN2希釈火炎の応答特性との明確な違いを捉えることができた.したがって,本研究課題は概ね予定通りに進捗したと考えている.自動車用エンジンにおいて,現在も排気再循環技術(EGR:Exhaust Gas Recirculation)が積極的に用いられている.平成30年度は,希釈率を1種類に限定して調査を進め,N2希釈火炎とは異なる応答特性を捉えることができた.EGR技術を用いたエンジン燃焼の環境下では,CO2の濃度分布も様々である.したがって,平成31年度は当初の計画にしたがって,引き続き排気ガス中の主成分の一つであるCO2に着目し,CO2による燃料と酸素の希釈率の違いをパラメータとして,酸化剤流速の正弦波振動に対する円筒状拡散火炎の応答特性に関する基盤研究を推進する.乱流火炎が用いられる自動車用エンジン等の燃焼器の高性能化には,乱れの制御がカギとなる.乱れにより,火炎面は非定常的に歪み変形する.本研究の目的は,流れの非定常変化に対する流れ場の速度歪(伸長)と変形(曲率)の影響を受ける拡散火炎の応答特性を解明することにある.平成29年度は,酸化剤(空気)流速の正弦波振動に対する円筒状拡散火炎の応答特性(速度勾配,火炎半径,火炎帯厚さ,火炎輝度)を調査した.燃料にはメタンを用い,燃料を窒素で希釈した.速度の変動周波数は,5 Hzから250 Hzとした.本研究より次のことが明らかとなった.(1)速度変動周波数fが高くなるにつれて,空気流の速度勾配gaの変動振幅は一定のままであるが,燃料流の速度勾配gfの変動振幅は大きくなる.(2)低周波数であるf = 5Hzにおいて,火炎半径と火炎帯厚さの時間変化はgaの変化に対してわずかに遅れる.火炎半径と火炎帯厚さにもわずかに位相差があり,fが高くなるとこれらの位相差は大きくなる.(3)火炎半径は,5 25 Hzにおいて準定常的に変化し,fがさらに増加するとその変動振幅は減衰する.この傾向は,燃料流と空気流の速度の正弦波振動に対する対向流平面拡散火炎の応答と類似している.(4)5 Hzの火炎輝度は,速度勾配の時間変化に追従せず,準定常的に変化しない.また,このときの火炎輝度の変動振幅は,速度変動の範囲から推定される静的火炎の輝度の変化幅よりも小さい.(5)火炎輝度の変動振幅は,50 Hzで極大値をとり,その値は,静的火炎の輝度の変化幅よりも大きい.しかし,fが250 Hzまで増加すると,その変動幅は静的火炎の場合よりも小さくなる.(6)上記の特徴的な動的火炎の輝度の変動には,gaの変化に起因する伸長効果,火炎曲率の効果,そしてfの増加に伴うgfの変動振幅の増加による物質の輸送特性変化が関係する.本研究では,エンジンの乱れの制御に着目した基盤研究を実施しており,平成29年度の目標であった,酸化剤流速の正弦波振動に対するN2で希釈された伸長円筒状火炎の応答特性を実験的に調査することができた.得られた知見は,平成30年度から取り組まれる研究内容の比較の対象として利用することが可能である.また,平成29年度に得られた成果は,原著論文3編と国際会議1件として,発表することができたため,おおむね順調に研究を進めることができたと考えている.乱流火炎が用いられる自動車用エンジン等の燃焼器の高性能化には,乱れの制御がカギとなる.乱れにより,火炎面は非定常的に歪み変形する.

本研究の目的は,流れの非定常変化に対する流れ場の速度歪(伸長)と変形(曲率)の影響を受ける拡散火炎の応答特性を解明することにある.加えて,自動車用エンジンに用いられる排気再循環技術(EGR:Exhaust Gas Recirculation)は,排気規制の達成に大きく貢献していることから,平成30年度は,排気ガス中の主成分の一つであるCO2に着目し,燃料と酸素をCO2で希釈したときの,酸化剤流速の正弦波振動に対する円筒状拡散火炎の応答特性(速度勾配,火炎半径,火炎帯厚さ,火炎輝度)を調査した.燃料は前年度に用いたメタンとし,希釈率も同じである.速度の変動周波数は,5 Hzから250 Hzとした.平成30年度に実施した研究より,次のことが明らかとなった.(1)CO2希釈火炎は前年度の調査対象であるN2希釈火炎に比べ,火炎帯厚さが厚くなる.(2)N2希釈火炎の半径は低周波数の速度変動に対して,準定常的に応答したが,CO2希釈火炎の半径は,10Hzという低周波数において非定常的に変化する.(3)反応性の一つの指標となると考えられる火炎輝度について,火炎輝度の周波数特性は,N2希釈火炎と定性的に一致する.以上のように,高温環境下において容易に熱解離するCO2は,N2では見られない非定常的な火炎特性を生じさせることがわかった.平成30年度の目標は,エンジン燃焼における流れの非定常性と排気再循環に着目し,CO2による燃料および酸化剤の希釈が,速度変動を伴う伸長円筒状拡散火炎の応答特性に及ぼす影響を調査することであり,平成29年度に実施したN2希釈火炎の応答特性との比較を行うことであった.結果として,CO2希釈による,火炎帯厚さの違い,火炎半径の応答特性の理解,そしてN2希釈火炎の応答特性との明確な違いを捉えることができた.したがって,本研究課題は概ね予定通りに進捗したと考えている.自動車用エンジンに用いられる排気再循環技術(EGR:Exhaust Gas Recirculation)は,排気規制の達成に大きく貢献している.排気ガス中にはCO2が多く含まれているため,燃料と酸素をCO2で希釈したときの,酸化剤流速の正弦波振動に対する円筒状拡散火炎の応答特性を解明することは,エンジンの乱れの制御技術の高度化に必要であると考えられる.そこで,平成30年度は,前年度に実施した燃焼条件と同じ燃料の希釈率において,実験研究を実施することによって,前年度に得られたN2希釈火炎の結果との比較を容易にし,CO2希釈火炎の燃焼特性の解明を推進していく.自動車用エンジンにおいて,現在も排気再循環技術(EGR:Exhaust Gas Recirculation)が積極的に用いられている.平成30年度は,希釈率を1種類に限定して調査を進め,N2希釈火炎とは異なる応答特性を捉えることができた.EGR技術を用いたエンジン燃焼の環境下では,CO2の濃度分布も様々である.したがって,平成31年度は当初の計画にしたがって,引き続き排気ガス中の主成分の一つであるCO2に着目し,CO2による燃料と酸素の希釈率の違いをパラメータとして,酸化剤流速の正弦波振動に対する円筒状拡散火炎の応答特性に関する基盤研究を推進する.