hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本脳炎ワクチン未接種乳幼児の感染リスクの予見:基礎データ収集

2009-2012年に石川県内で捕獲した蚊から日本脳炎ウイルスが毎年確認されています。ワクチン接種はもちろん、蚊に刺されないよう注意が必要です。また、気候変動により蚊の発生時期や発生数が変わっているかもしれません。本助成により平成21年度からCDC型トラップ+ドライアイスを用い野外蚊の採集を始めた。5月中にトラップ設置場所を撰定し、民家(かほく市2か所、金沢市1か所)と豚舎近辺(かほく市3か所)に計6か所の設置場所を確保した。610月に週一回、夕方57時の間にトラップを設置し、翌朝に回収して野外蚊を捕獲した。本年度は冷夏であり、コガタアカイエカの発生数が少ない可能性があったが蚊の総捕獲数は民家で約500匹、豚舎近辺で約1,300匹であった。民家ではコガタアカイエカやアカイエカ等のイエカ類が大部分を占めたが、イエカ類が減少する9月後半10月にヒトスジシマカなどのヤブカ類の比率が上昇した。また、豚舎近辺ではヤブカ類はほとんど捕獲されず、イエカ類のコガタアカイエカが大部分を占めた。これら、捕獲蚊を用いて日本脳炎ウイルスの分離を試みたがウイルスは分離できなかった。しかし、RT-PCR法でのウイルスRNAの検出試験ではコガタアカイエカ抽出液から3サンプルで陽性反応が確認された。ウイルス分離はできなかったがコガタアカイエカが現在も日本脳炎ウイルスを媒介している可能性は非常に高い(RT-PCR法の結果から)。今回、トラップを設置した場所はいずれも近隣に保育園、幼稚園や小学校があり、子ども達が多く集まるエリアであることからもワクチン未接種児が日本脳炎ウイルスに感染する可能性は排除できない。早急に日本脳炎ワクチン未接種児を減らすことと、今後も媒介昆虫のモニタリングは必要と考えられる。また、次年度は可能であればトラップを増設し、実験データの信頼性の向上を図りたいと考えている。本助成により21年度から開始したCDC型トラップ+ドライアイスを用い、21年度設定の野外蚊採集地点(民家3ヶ所、豚舎近辺3ヶ所)で日本脳炎ウイルス媒介蚊の採集を継続実施した。コガタアカイエカの採集数は2009年夏(冷夏)1533頭に対し、2010年夏(猛暑)は7767頭と5倍以上増加した。また、猛暑の2010年夏は例年ではあまり採集されないシナハマダラカやオオグロヤブカ等の採集数も激増した。採集したコガタアカイエカから日本脳炎ウイルスの分離を試みた結果、RT-PCR法でのウイルスRNA検出試験では2009年1サンプル陽性、2010年12サンプル陽性の結果を得た。陽性サンプルはすべてVero細胞に感染させ増殖分離を試みたが、分離ウイルスは得られなかった。今回、採集されたコガタアカイエカは95%以上が豚舎近辺で採取されている。これらの豚舎近隣には保育園、幼稚園や小学校が点在しており、子ども達が多数集まるエリアである。ウイルス分離RT-PCR法では2010年:12サンプルで陽性の結果が出ており、蚊が日本脳炎ウイルスを媒介していることは確実である。日本脳炎ワクチンの接種は再開されているが、中止前の接種率までには回復していない、子ども達の一部はいまだノーガードでウイルス感染の危険に曝されている可能性があり日本脳炎患者増加を防ぐ手立てとして媒介昆虫のモニタリングはますます必要と考えられる。本助成により21年度から開始したCDC512型トラップ+ドライアイスを用い、石川県内豚舎周辺での野外蚊採集を継続実施した。コガタアカイエカの採集数は2009年(冷夏)1533頭,2010年(猛暑)7767頭,2011年(例年並み)7368頭となった。また、猛暑の2010年は例年ではあまり採集されないシナハマダラカやオオグロヤブカ等の採集数も激増した。採集したコガタアカイエカから日本脳炎ウイルスの分離を試みた結果、RT-PCR法でのウイルスRNA検出試験では2009年1サンプル陽性、2010年12サンプル陽性、2011年1サンプル陽性の結果を得た。日本脳炎ワクチン未接種乳幼児の感染リスクを予見する目的で平成21-24年度にかけて石川県内7ヶ所(豚舎周辺3ヶ所と民家4ヶ所)、計10地点に蚊捕集器を設置し、蚊(特にコガタアカイエカ)発生状況やウイルス保有率を監視してきた。

豚舎周辺では多数のコガタアカイエカが採集され、2009年(冷夏)1サンプル、2010年(猛暑)12サンプル、2011年(例年並み)1サンプルと2012年(猛暑、少雨)3サンプルのウイルスRNAがRT-PCR法で検出された。国内での日本脳炎患者数は各年10名以下だが、自然界に日本脳炎ウイルスは存在し、蚊によって運ばれていることが確認できた。さらに2012年には季節外れのコガタアカイエカ大発生が確認され、原因究明(気候変動、蚊の生活環等の変化)が必要である。乳幼児との接触頻度が高い民家周辺での蚊発生数は昭和30-40年代と比較して種類、個体数共に減少している事が明らかになった。これは住宅品質向上(建築技術の向上、家電等による生活環境の変化等)、住宅地のインフラストラクチャー向上(上下水道整備、土木工事技術の向上等)等によるものと考えられる。以上の結果から家屋内や都市部でのヒトと蚊の接触頻度は減少しているが、郊外では依然かなりの数で蚊が発生しており、さらにウイルスの存在も毎年確認できることから、蚊発生状況やウイルス保有率の監視は患者数の少ない現在でも必須であり、この継続監視は外来ウイルスの侵入時にも有用であることが分かった。本研究は毎年の気象環境とウイルス媒介蚊の発生状況をモニタリングすることを目的としており、成果が上がれば研究が進むといった性格のものではない。3年目が終了し、モニタリング手法が確立されことから今後も継続して調査を行っていく。24年度が最終年度であるため、記入しない。申請時の研究計画と変わりなく、気象環境とウイルス媒介蚊発生状況をモニタリングして行く。研究計画の変更や問題点はない。
ポストゲノム解析を基盤とした細胞核及びオルガネラ増殖原理の分子形態学的解析

本研究の目的は,シゾンにおける細胞周期の遺伝子発現プロファイルを基に、オルガネラの分裂・分配機構に関わる新規の遺伝子の発見・解析を行う事であった。高等なモデル生物のオルガネラ分裂・分配様式はオルガネラが多数存在することから複雑である。そこで、オルガネラが簡単な形状で、最小セットのみ持つ単細胞紅藻シアニディオシゾン(以下シゾン)において研究を遂行した。シゾン細胞周期の遺伝子発現プロファイルを構築し(Fujiwara et al., DNA Research 2009)、これを基に、今まで明らかにされていなかった液胞の分配機構の分子学的な解析を行った。遺伝子発現プロファイルから、液胞分配の時期に強く発現するコイルドコイルタンパク質を発見し、Vacuole Inheritance Gene 1(VIG1)と名付けた。シゾンの液胞は娘細胞への分配に際して、ミトコンドリアと結合し共に運搬される。この際、VIG1はミトコンドリアへの移動と結合時に液胞の周囲に局在する。VIG1の発現を翻訳阻害剤及び、アンチセンス法で阻害すると、液胞はミトコンドリアと結合出来ず、不均等な分配をおこす。よってVIG1は、液胞のミトコンドリアへの移動と結合において必須な遺伝子であり、液胞が均等に娘細胞に分配させる事に寄与していると考えられた。この過程においてアクチン、微小管繊維が不必要であることから、新規の液胞の移動形式の存在が考えられる。液胞とミトコンドリアの結合に関する分子機構の解析報告は稀有であり、VIG1の発見は、真核生物における共通の液胞分配機構やオルガネラ同士の相互作用を考える上で非常に重要な知見である。これらの成果はプラントセル誌に報告された(Fujiwara et al., 2010)。本研究の目的は、シゾンにおける細部周期の遺伝子発現プロファイルを基に、細胞核及びオルガネラの分裂・分配機構に関わる新規の遺伝子の発見・解析を行う事であった。シゾン細胞周期の遺伝子発現プロファイル(Fujiwara et al.,DNA Research 2009)、免疫学的方法及び遺伝学的方法を用いて、シゾンで液胞の分配機構に必要なコイルドコイルタンパク質VIG1(Vacuole Inheritance Gene1)を発見、解析した。そして、VIG1の発現を翻訳阻害剤及び、シゾンにおいて開発されたアンチセンス法で阻害すると、液胞はミトコンドリアと結合出来ず、不均等な分配をおこす。よってVIG1は、液胞のミトコンドリアへの移動と結合において必須な遺伝子であることが判明した。また、この過程においてアクチン、微小管繊維が不必要であることから、新規の液胞の移動形式が考えられる。シゾンでは細胞分裂時にオルガネラどうしが結合し、共に娘細胞に運ばれることが、オルガネラの分配の確実性を高めていると考えられる。高等生物においても、液胞/リソソームはミトコンドリアの近くに多く観察される事があることから、双方のオルガネラが結合と乖離を繰り返し、物質あるいは情報を交換しているのではないかと思われる.高等生物におけるVIG1の機能も解析中である。オルガネラ間の結合に関する分子機構の解析報告は少ないので、VIG1の発見は、オルガネラの機能を考える上で非常に重要な知見である。
言語音がもたらすイメージ：その普遍性と文化的特性

本研究は、言語音が特定のイメージと結びつくという「音象徴」の現象について、英語の音素が人に与える印象と、その印象に文化的普遍性と文化的特性があるかを検証するものであった。英・中・日本語母語話者322名を対象とした調査の結果、前舌母音の方が後舌母音よりも[+評価性][ー力量性][+活動性]のイメージを喚起するという点において3母語話者群に共通する音象徴の傾向が見られた。また、音象徴の表れ方の度合いが母語話者群間で異なることも示唆された。本研究は、言語音が特定のイメージと結びつくという「音象徴」という現象について、英語の音素が人に与える印象と、その印象に文化的普遍性と文化的特性があるかを検証するものである。平成26年度は、英語・中国語・日本語母語話者を対象としたwebアンケート調査システムを構築し、調査を以下の要領で実施した。1.アンケート調査手法と調査項目の決定・翻訳:Osgood (1964)などによるSD法を参考に、調査項目となる形容詞対を絞った。アンケート調査協力者の負担を最小限に抑えるため、回答の方法や質問項目すべてを英語・中国語・日本語の3か国語で作成した。2.無意味語の作成・音声刺激の合成音作成:刺激語そのものの意味的イメージが音のイメージに影響を及ぼすことを避けるため、3か国語すべてにおいて無意味語となる刺激語を抽出した。音声刺激の発話者の声の特徴による影響を取り除くため、音声合成ソフトを用いて男性音・女性音2種類を組み合わせた音声刺激を作成した。3. Webアンケートシステム構築・調査の実施:調査用HPを立ち上げ、2.で作成された22種類の音声刺激にともなうイメージと、1.で抽出された18対の形容詞との結びつきを調べる調査フォームを作成した。実施にあたり、中国語母語話者の反応を確認し調査協力を促すため、平成26年8月に3日間の現地調査を実施した。8月2日から24日の期間に寄せられた541回答のうち、英語母語話者135名・中国語母語話者91名・日本語母語話者96名からの回答を有効回答と見なし、分析対象とすることにした。4. 3.で得られた結果をもとに、音象徴イメージをSD法を用いて測ることの妥当性の検証を行い「英語音素のイメージ比較ーSemantic Differential法による三次元アプローチー」としてまとめた論文を学術誌に投稿し、掲載された。本研究は、言語音が特定のイメージと結びつくという「音象徴」という現象について、英語の音素が人に与える印象と、その印象に文化的普遍性と文化的特性があるかを検証するものであった。当初は無意味語のみを対象とした調査から得られる知見が期待されていたが、研究プロセスに余裕が生まれたため、対象を実在の語やフレーズ、文章にも広げることとし、平成27年度は、主に以下についてさらに追及した。1.上記のアンケート調査結果から、日本語母語話者は特定の音素に対して英語・中国語母語話者よりも際立った音象徴感覚を持つことが示唆されたため、日本で英語を学習する大学生の、英語音素に対する意識を探る前段階として、英語発音記号の学習法に対する意識調査を行った。2.上記のアンケート調査で用いた音声刺激はアメリカ英語の音素を基準としたが、イギリス英語の音素が持つイメージと異なる可能性が示唆されたため、アメリカ英語発音・イギリス英語発音の違いについてまとめた。3.本研究から得られた知見を文学作品の分析に活かす手法を探るため、これまでに実施してきた英語絵本を題材にした英語活動を振り返り、学習者の反応をまとめた。4.実在の英語フレーズや文章を対象とした調査を最終年度に実施することができるよう、楽曲の歌詞や英語絵本の本文データベースを構築し、それらの英文中に含まれる音素を自動的に算出するシステム「音素カウンター」の制作に着手した。当初の計画では初年度を「調査実施のための準備期間」と見なしていたが、台湾での予備調査実施の可否を問い合わせる過程で、当初調査協力者数が懸念されていた中国語母語話者からまとまった数の調査協力が得られることが明らかとなったため、計画を前倒しして、平成26年度夏にwebアンケート調査を実施、平成27年度に分析と、その結果から示唆された事がらについてさらに追究した。6つの英語母音と7つの英語子音の組み合わせからなる22種類の音声刺激にともなうイメージを18対の形容詞で構成される3つの尺度で測定するため、webアンケート調査を実施し、英語母語話者135名・中国語母語話者91名・日本語母語話者96名からの回答を分析した。その結果、前舌母音は後舌母音よりも「良い・快適な・嬉しい・美しい・なめらかな・甘い」という評価性イメージ、「弱い・短い・小さい・軽い・薄い・浅い」という力量性イメージおよび「速い・若い・たくましい・積極的な・騒がしい・鋭い」という活動性イメージをもつという点において3母語話者群間で一致が見られた。これらの傾向は先行研究でも部分的には実証されてきたものであるが、本研究ではSD法の研究手法を応用し「評価性」「力量性」「活動性」という3尺度を用いることによって、音素のイメージを包括的に捉えたという点が重要である。

一方、ある母語話者群内において特定の音素ペアのイメージに統計的有意差が示されたときに、別の母語話者群内でも必ずしも有意差が表れるわけではないことも明らかとなった。しかし同時に、同一の音素ペアのイメージの差異が母語群間で逆向きの有意傾向を示すというケースは皆無であった。つまり、母語によって音象徴の表れ方の度合いが異なることが、音象徴の言語個別性につながると考えられる。平成28年度は、上記の結果を論文としてまとめ発表すると同時に、研究対象を実在の語やフレーズ・文章にも広げるため、「音素カウンター」というシステムを構築した。さらに、この研究結果を英語学習者への音声指導へ応用するため、著名人によるスピーチ音源の分析や指導法の検討を行った。本研究は、言語音が特定のイメージと結びつくという「音象徴」の現象について、英語の音素が人に与える印象と、その印象に文化的普遍性と文化的特性があるかを検証するものであった。英・中・日本語母語話者322名を対象とした調査の結果、前舌母音の方が後舌母音よりも[+評価性][ー力量性][+活動性]のイメージを喚起するという点において3母語話者群に共通する音象徴の傾向が見られた。また、音象徴の表れ方の度合いが母語話者群間で異なることも示唆された。当初の計画では初年度を「調査実施のための準備期間」と見なしていたが、台湾での予備調査実施の可否を問い合わせる過程で、当初調査協力者数が懸念されていた中国語母語話者からまとまった数の調査協力が得られることが明らかとなったため、計画を前倒しし、平成26年夏にwebアンケート調査を実施した。研究行程に余裕が生まれたことから、今後の分析から得られる知見を英語教育現場で活かす方法を探ることにした。具体的には、Project based learningやActive learningをキーワードとした学習法や、日本の学習者が英語音声に興味を持つ動機づけとして、音楽・コミュニケーション・資格対策の効用について模索した。上述の音素算出システム「音素カウンター」を完成させ、楽曲の歌詞や文学作品中の音素比率と、作品が持つイメージとの関係を探る。英文中に含まれる音素を自動的に算出するシステムである。英語音声学当初は平成27年度に計画していたwebアンケート調査実施がすでに完了したため、その調査結果の分析を進める。上記の322回答を対象に、言語音に対する音象徴イメージが、回答者の母語・性別・年齢などの属性によって異なるかどうかを分析し、有意差が見られた要素については、さらにその要因を探る。当初は無意味語を対象とした調査から得られる知見のみが期待されていたが、可能であれば実在する英語のフレーズや文章を対象とした調査を実施し、最終年度である28年度に分析を開始することができるよう、楽曲の歌詞や英語絵本の本文データベースを構築する準備を進める。「音素分解処理の結果を集計し表示する機能の開発」に要する費用を22万円程度と見なしていたが、端数が生じたため。前述のとおり当初の計画では初年度を「調査実施のための準備期間」と見なしていたが、台湾での予備調査実施の可否を問い合わせる過程で、当初調査協力者数が懸念されていた中国語母語話者からまとまった数の調査協力が得られることが明らかとなったため、調査協力依頼に要する費用が想定額よりも少ない額で賄われた。引き続き「音素カウンター」の構築作業を進め、完成させる。
「放射線の測定と単位」を理解するための放射線測定実習教材ならびに教育実践法の開発

放射線教育用教材として安全に使用できる放射線源や測定装置を開発した。放射線源は、天然の放射性同位元素:カリウム40を含む化学肥料(カリ肥料)や乾燥昆布を材料にして、また測定装置はコーヒー空き缶や注射針など誰もが知っている材料を用いて、手作りで製作した。これに加え、放射線の単位(Bq, Sv, cpm,など)を説明するスライド(パワーポイント)や、実習に用いるデータシートを作成して、実践に基づく改良を進めた。これら本研究の成果を世に広めるため、いろいろな学会や国際会議などで、講演、実演、デモンストレーション、論文発表を行った。本研究は、1教育器材の製作、2教育実践法の構築、3教育実践と普及活動、の3本の柱で構成される。平成25年度の研究実績として1では、使いやすさと分かりやすさの観点から、国内産18種の乾燥昆布の場合で、どれを用いても同様の形状で丈夫な自然放射能線源が製作できること、そして線源強度は種類によって3倍程度の違いがあること、さらに線源強度の適した昆布材料を選択するための簡易測定法を見いだした。またもう一方の重要な教材である検出器について、市販のキットで計数回路を試作し、縫い針を陽極にした放射線検出器を設計、試作して、特に検出器のガス圧安定化と計数ガス漏れの問題解決が重要であることが分かった。2では、放射線の単位であるシーベルトとベクレルを分かりやすく説明するアニメーションを含むスライドを作成して、放射線業務従事者教育などに適用し、有効な方法であることを確認した。また10数人以下のグループで放射線の性質を考えながら実施する分担測定法を考案して、研究所に見学にきた高校生を対象に、実践し、実習を楽しみながら受講できることを確認して、学術誌に論文発表を行った。そのほか放射線計測における計数の変動について、経験と知識を結びつけて理解するための実習法を構築し、小学校、中学、高等学校の先生方を対象にした放射線教育現場で実践して、有効性を確認し、論文投稿を行った。3については、一部を2に示したが、そのほか、シーベルトやベクレルの単位を理解するために開発したスライドを用いて名古屋市内の大学における放射線教育で実践したほか、放射線関係者の研修会で自然放射能線源の活用に関する講演を行うほか、国際会議や国内学会等の機会を活用して、放射線教育の普及に努めた。本研究は1教育器材の製作、2教育実践法の構築、3教育実践と普及活動の3本の柱で構成される。平成26年度の研究実績として1では、独自の発想のもとに、誰もが知っているコーヒー空き缶、注射針、防災保温シート、ライターガスなどを用いてGM計数管の製作に成功するとともに、この計数管専用の、高圧電源と計数回路を内蔵して乾電池によって動く計装装置を製作することができた。また平成25年度に基礎研究を行った乾燥昆布18種の自然放射能線源材料としての評価を論文化(RADIOISOTOPES)した。2では、平成25年度に基礎研究を行った放射線計数の統計変動を理解するための実習法を論文化(RADIOISOTOPES)するとともに、研究所に見学にきた高校生を対象に、自然放射能線源を用いて実践経験を積み上げながら、シーベルトやベクレルの単位に関する教育スライドと実習教材の改良を進めた。また一般に言われている乾燥昆布のカリウム含有量2000Bq/kgの本当の意味を考察し、「乾燥昆布の含有量は、購入した商品によって3程度異なるが、平均値は約2000Bq/kgである」と説明するのが正しいことを、ポスターで発表した(平成26年度年次大会)3では、本研究で改良したスライドを用いて名古屋市内の大学における放射線教育で放射線単位の説明を含んだ講演で実践するほか、鹿児島大学のお招きを受けて、同大学の放射線教育担当教官および技官の方々を対象に、「放射線教育実践例紹介(4月18日)」と題して、自然放射能線源を用いたこれまでの研究の経緯と放射線業務従事者を対象にした放射線教育法の講演と実演を行った。また核化学夏の学校の依頼を受けて「人、場所を選ばない自然放射能線源の開発と放射線教育への応用(8月28日)」と題する講演のほか、国内会議や国際会議で発表するなどして、自然放射能線源を用いた放射線教育の普及活動を行った。放射線計測および安全管理、教育3本柱の課題のうち1教育器材の製作における自然放射能線源の改良では、化学肥料線源の堅牢化と乾燥昆布の材料評価が当初の計画以上に進展し、特に乾燥昆布を材料にした自然放射能線源の製作は、まもなく論文化できる見込みであり、さらに新しい線源材料を見いだすなど、当初の計画を超えた内容で研究が進んだ。しかしながら針計数管の設計と製作は、予定より遅れている。その原因として、予算節減のため回路を市販品ベースに製作する方針に変えたことがあげられる。そのため試作はしたものの、完成は次年度になった。また針計数管の製作においても材料を整備し試作したが、ガス漏れの問題が意外に大きく、完成は次年度になった。

2教育実践法の構築については、特に放射線の重要な単位である「ベクレル」の説明、そして同じ「シーベルト」を単位に持つ5つの放射線線量(等価線量、実効線量、1cm線量等量、70μm線量等量、預託線量)を、明確に区別して説明するためのPPTスライドを製作し、放射線教育現場に適用して、その有効性を確認した。このほか、放射線測定実習をグループ参加により効果的に実施するための分担測定法を構築、高校生を対象に実践して、成果の論文発表を行い、また放射線計数の統計的変動を理解するための実習法を構築し、教育現場に適用して有効性を確認した。最後の柱である3教育実践と普及活動については、放射線業務従事者講習会や見学に来所した高校生を対象に自然放射能線源を用いた放射線測定実習を実施するとともに、国際会議や国内の学会、研修会などで研究発表や講演を行うことにより普及活動に努め、好評を得るに至った。以上、1の柱で回路・検出器の完成は次年度へ持ち越すことになったが、自然放射能線源の予想以上の進展と2、3における順調な進展でプラス・マイナスでゼロになるため、おおむね順調であると、評価した本研究を構成している3つの柱、1教育器材の製作、2教育実践法の構築、3教育実践と普及活動において、1に属する検出器と回路の製作は当初の予定より遅れを生じているが、自然放射能線源の製作と、2と3の柱については、予定以上の進展があり、26年度の早い時期に完成できる見込みである。従って、検出器と回路の製作以外の項目については、これまでと同様のペースで研究を進めるとともに、国際会議や学会発表、論文化により公表し、自然放射能線源を用いた「「放射線の測定と単位」を理解するための放射線測定実習法、および教材」の普及に努める。なお、検出器と回路について、当初の予定は100%独自開発であったが、検出器についてはなお独自開発を進めるものの、回路については安価な市販品をベースにして、製作したいと考えている。実習用器具等の製作部品と材料を購入するにあたり、次年度の予算に組み込んで、購入したほうが、合理的であるため。次年度の実習用器具等の製作部品と材料購入費に50000円を考えているが、この金額に(B-A)の金額を加えた約100000円を、必要な部品と材料を購入に充てる予定である。
ヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)の中枢神経系における潜伏感染機序の解析

ヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)の中枢神経系における潜伏感染機序を解析することを目的として研究を行なった。この結果、HHV-6の潜伏感染時に特異的に発現される遺伝子(潜伏感染遺伝子)を4種類同定することができた。この潜伏感染遺伝子は、HHV-6が潜伏感染を生じるマクロファージだけではなく、アストロサイトにおいても発現することが判り、HHV-6がアストロサイトにおいてもマクロファージと類似の機序で潜伏感染することが示唆された。また、この潜伏感染遺伝子を用いた研究により、HHV-6には、潜伏感染と再活性化の中間に比較的安定な中間状態が存在し、この状態における潜伏感染遺伝子の発現亢進が、再活性化の引き金になることが判明した。また、この再活性化の初期に働く潜伏感染遺伝子には、前初期遺伝子IE2のopenreading frameが含まれる。そこで、IE2の機能と宿主細胞との関係を検討するために、IE2に結合する宿主蛋白をYeast Two-hybrid法などを用いて検討した。その結果、IE2がHeterogeneous Ribonucleoprotein KおよびCasein Kinase 2に結合して機能することが判明した。また、HHV-6の組み換えウイルスの作成法を世界に先駆けて開発し、green fluorescent proteinを指標にして、ウイルス遺伝子の発現をin situで検討することを可能とした。この結果、HHV6感染アストロサイト内では、HHV-6の前初期遺伝子ばかりでなく、サイトメガロウイルスの前初期遺伝子プロモーターの発現も抑制されていることが判明した。このことにより、HHV-6のアストロサイト内での潜伏感染が示唆され、潜伏感染時の遺伝子発現や再活性化をin situで検討できる系が作成できた。ヒトヘルペスウイルス(HHV)-6の潜伏感染・再活性化の機序に関する解析を行い、以下の結果を得た。1.HHV-6の潜伏感染時に特異的に発現する遺伝子および蛋白を同定した。この遺伝子は、構造およびコードしている蛋白が、同じβ-ヘルペスウイルスに属するヒトサイトメガロウイルスと極めて似ており、両者の潜伏感染機構が類似である事を示唆した。2.HHV-6は。中枢神経系へ移行し潜伏感染を成立させる。この中枢神経系への移行の機序を解明するために、HHV-6初感染時の血液中におけるウイルスキャリアーを検討した。この結果、HHV-6が、マクロファージによって組織に運ばれること、感染マクロファージにおいて、組織への移行に関係すると考えられる、ウイルス性ケモカイン受容体を発現していることが判明した。3.HHV-6の潜伏感染特異的遺伝子の、発現動態とコードされる蛋白の機能を解析したところ、潜伏感染遺伝子の一部の発現と蛋白翻訳の亢進が、HHV-6の再活性化の起点となっている事が判明した。4.また、HHV-6の潜伏感染において、3で述べた潜伏感染遺伝子の発現亢進状態は、比較的安定で、他のヘルペスウイルスの潜伏感染では知られていなかった、新しい相である事が判明した。この相の機能の一つは、再活性化への準備段階であると考えられ、ヘルペスウイルスの「自律的な再活性化を生じる」という性質にとって重要な機能であると考えられた。ヒトヘルペスウイルス6(HHV-6)の潜伏感染関連遺伝子を研究することにより、中枢神経系における潜伏感染機序を解析することを目的とする。本年度は、昨年度の潜伏感染遺伝子の同定に引き続き、この遺伝子を利用することによって、研究を進めた。この結果、HHV-6には、潜伏感染と再活性化の中間に比較的安定な中間状態が存在し、この状態における潜伏感染遺伝子の発現亢進が、再活性化の引き金になることが判明した。またこのことは、in vitroの潜伏感染実験系でも、骨髄移植患者の検体に行けるin vivoでも成り立つことが判明した。

また、この再活性化の初期に働く潜伏感染遺伝子には、前初期遺伝子IE2のopenreading frameが含まれる。そこで、IE2の機能と宿主細胞との関係を検討するために、IE2に結合する宿主蛋白をYeast Two-hybrid法などを用いて検討した。その結果、IE2がHeterogeneous Ribonucleoprotein KおよびCasein Kinase 2に結合して機能することが判明した。また、HHV-6の組み換えウイルスの作成法を世界に先駆けて開発し、green fluorescent proteinを指標にして、ウイルス遺伝子の発現をin situで検討することを可能とした。この結果、HHV-6感染アストロサイト内では、HHV-6の前初期遺伝子ばかりでなく、サイトメガロウイルスの前初期遺伝子プロモーターの発現も抑制されていることが判明した。このことにより、HHV-6のアストロサイト内での潜伏感染が示唆され、潜伏感染時の遺伝子発現や再活性化をin situで検討できる系が作成できた。
中山間地域の森林環境を利用したPTSD治療の実証的研究

国立病院機構天竜病院(静岡県浜松市)小児精神科の入院患者およびデイケア患者を対象に、同病院周辺に位置する静岡県立浜北森林公園において、毎週13回程度、午前中の3時間前後を使って森林散策を中心とした森林療法を実施し、その効果を臨床的に調べた。研究の実施にあたっては、天竜病院倫理委員会の承認を受けた。研究の方法は、対象者の行動変容を調べるためにCBCL(Child Behavior Check List)を用い、また生理的な変化を調べるために、ストレス指標として、血中DHEA-S、尿中のアドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミンの定期的な測定を行った。対象者の行動の変容としては、「ひきこもり」「社会性」「攻撃的行動」などの尺度において特に顕著な改善変化がみられたほか、他の「身体的訴え」「不安/抑うつ」「思考」「注意」「非行的行動」など全ての尺度においての改善が認められ、それぞれ統計的な有意差も認められた(p<0.0050.1)。また、生理的な変化としては、それぞれ個人差は大きいものの、血中DHEA-S、尿中のアドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミンのそれぞれの測定項目で、過半数以上の数値改善が認められた。治療における森林療法導入の効果としては、散策に伴う運動や気分転換、季節感、自然環境の感受などのほか、森林体験による参加者同士のコミュニケーションの促進や、自己理解、他者理解の促進などもうかがえた。カウンセリング的な観点においても、院内の室内の相談室で向き合いながらカウンセリングを進めるよりも、森林環境で過ごしながらのカウンセリングは、より自然な雰囲気で、進めることができ、対象者の対人ストレスも低下している様子がうかがえた。以上、本研究により、中山間地においては、身近な森林環境を利用することにより、心理的、生理的にも効果のある森林療法をPTSD疾患の対象者に実施することのできる可能性が示されたものと考えられる。静岡県浜北市の国立病院機構天竜病院および病院周辺に位置する静岡県立森林公園を調査地とした。同病院小児病棟利用のトラウマ関連疾病患者を調査対象とし、特に愛着行動や行動化、薬剤抵抗性の精神症状を持つものとした(男女併せて計22名が参加)。研究の方法は、これらの対象者が毎週3回程度(火・水・金曜日)の頻度で、それぞれ午前912時までの3時間前後、森林散策および枝・落葉集め、ドングリ拾いなどの軽作業を行うことにより、薬剤抵抗性の重度パニック、フラッシュバック、衝動行為等が改善するのかを観察することと、コミュニケーションスキルの未熟な数人のグループで森林環境下でのレクリエーション(主に散策)を行い、そのスキルの変化を観察することの2つであった。また、利用者の変化尺度には、生化学検査として、慢性ストレスを反映するとされる血中DHEA-S(dehydoroepiandorosteron salfate)の検査と、参考値として急性ストレスを反映するとされる尿中ノルアドレナリンの検査を実行中である。血中DHEA-Sは、約3ヶ月に一回午前9時に採血を行い、尿中ノルアドレナリンは隔週に一回、森林活動の前後に採尿して測定した。また、心理テストとして、CBCL(Child Behavior Check List)を用い、森林活動前と活動後約3ヶ月毎に定期的に実施した。結果であるが、各測定値では、血中DHEA-Sおよび尿中のノルアドレナリンの検査は、被験者によって分散が大きいものの、それぞれ約半数の被験者に改善した数値が認められている。CBCLの測定結果では、森林療法実施後には特に「ひきこもり」「社会性」「攻撃的行動」などの各尺度において良好な結果がみられ、コミュニケーションスキルでは、発語が明瞭になり、場面に応じたコミュニケーションや、グループ内での自己の役割に応じた行動をとれることができるようになるなどの変容がみられている。その他、従来のプレイルームで過ごすよりも、衝動コントロールがある程度働くようになり、また内的エネルギーの発散、圧力の開放が季節変化を通した森林環境において行われ、精神的にも安定化していく傾向などがうかがえた。

カウンセリング的な観点においても、院内の室内の相談室で向き合いながらカウンセリングを進めるよりも、森林環境で過ごしながらのカウンセリングは、より自然な雰囲気で、進めることができ、対象者の対人ストレスも低下している様子がうかがえた。以上、本研究により、中山間地においては、身近な森林環境を利用することにより、心理的、生理的にも効果のある森林療法をPTSD疾患の対象者に実施することのできる可能性が示されたものと考えられる。
コレステロール逆転送賦活による動脈硬化治療法の開発

タンジール病(Tangier Disease:TD)はHDLを介するコレステロール引き抜き(efflux)の異常に起因するHDL欠損症である。我々はTD患者のマクロファージ(MΦ)と皮膚線維芽細胞に発現しているmRNAをcDNAサブトラクション法にて正常者のそれらと比較した結果、TD患者においては低分子量G蛋白cdc42の発現が低下しているいことを見出した。TD患者細胞におけるcdc42発現の低下はNorthernおよびWestern blottingにても確認した。このcdc42とコレステロール引き抜き(efflux)との関係を検討するため、cdc42のdominant negative(cdc42DN)とdominant active(cdc42DA)の両フォームを作製した。MDCK細胞に遺伝子導入してeffluxを検討すると、cdc42DNを導入した細胞においてはeffluxが低下し、cdc42DAを導入した細胞においてはeffluxが増加した。このことよりcdc42がeffluxに関与する細胞内分子であることが明らかとなった。また、TD患者皮膚線維芽細胞においてはeffluxの低下と共にFRAP(fluorescence recovery after photobleaching)にて観察した脂質の細胞内挙動に異常が存在し、このことがeffluxの低下と関連する可能性が考えられた。このTD患者の皮膚線維芽細胞にアデノウィルスを用いてcdc42DAを導入するとeffluxおよび脂質の細胞内挙動が改善されたことより、TDにおける病態にcdc42が深く関与していると考えられた。cdc42には種々のeffector分子が存在するが、この中で細胞内骨格(アクチンフィラメント)の形成に関与するN-WASPがcdc42の下流でeffluxに関与していることも明らかにした。さらに、cdc42の低下は高齢者から得られた皮膚線維芽細胞および継代を繰り返した細胞においても低下しており、加齢に伴うeffluxの低下とそれに伴う動脈硬化との関連も示唆された。生体内での動脈硬化防御機構としてHDLを介したコレステロール逆転送が重要であるが、このコレステロール逆転送の第一段階としてのefflux関連遺伝子としてcdc42-N-WASP系の関与を明らかにした。今後はこの系を賦活することによって動脈硬化の予防のみならず、退縮をも期待できる新しい治療法の開発が可能になると思われる。平成11年度は抹消細胞からのコレステロールの引き抜き(efflux)が障害されているモデル疾患であるタンジール病(Tangier disease)の動脈硬化病変の特徴を検討し、本疾患においてはLDLが低値を示すにも関わらず、強い石灰化を伴った冠動脈病変を呈することを明らかにし、動脈硬化発症におけるコレステロール逆転系異常の関与を明らかにした。また、PCRによるcDNAsubtractionによってタンジール病患者の皮膚線維芽細胞およびマクロファージにおいて低分子G蛋白のRhoファミリーに属するcdc42の発現が低下していることを発見した。このcdc42のdominannt negativeフォームを正常細胞に導入すると正常細胞においてもHDLを介したeffluxが障害された。これらもことからcdc42は抹消細胞におけるeffluxに関与していることが明らかとなった。さらにHDL受容体の一つであるSR-BIの新しいsplice variantフォーム(SR-BIII)を発見した。このSR-BIIIはヒトにおいてはマクロファージに特異的に発現していた。またSR-BIは抹消細胞においてはeffluxに関与していることが明らかとなっているが、SR-BIIIはSR-BIと共発現することによってHDLを介したeffluxを増強するenhancerの可能性があることを明らかにした。

平成12年度は昨年度に我々がタンジール病(Tangier Disease:TD)細胞において発現が低下していることを見いだした低分子量G蛋白であるcdc42とコレステロール引き抜き(efflux)との関係を検討した。cdc42のdominant negative(cdc42DN)とdominant active(cdc42DA)の両フォームを作製し、MDCK細胞に遺伝子導入してeffluxを検討すると、cdc42DNを導入した細胞においてはeffluxが低下し、cdc42DAを導入した細胞においてはeffluxが増加した。このことよりcdc42がeffluxに関与する細胞内分子であることが明らかとなった。また、TD患者皮膚線維芽細胞においてはeffluxの低下と共にFRAP(fluorescence recovery after photobleaching)にて観察した脂質の細胞内挙動に異常が存在し、このことがeffluxの低下と関連する可能性が考えられた。このTD患者の皮膚線維芽細胞にアデノウィルスを用いてcdc42DAを導入するとeffluxおよび脂質の細胞内挙動が改善されたことより、TDにおける病態にcdc42が深く関与していると考えられた。cdc42には種々のeffector分子が存在するが、この中で細胞内骨格(アクチンフィラメント)の形成に関与するN-WASPがcdc42の下流でeffluxに関与していることも明らかにした。さらに、cdc42の低下は高齢者から得られた皮膚線維芽細胞および継代を繰り返した細胞においても低下しており、加齢に伴うeffluxの低下とそれに伴う動脈硬化との関連も示唆された。
HSV感染防御における皮膚由来マスト細胞の役割の解明

近年、自然免疫や獲得免疫の誘導や調節におけるマスト細胞の重要性が明らかにされてきている。細菌感染においては、マスト細胞が細菌の排除に寄与していることが報告されているが、ウイルス感染におけるマスト細胞の生体防御への関与については明らかにされていない。我々は、Herpes simplex virus(HSV)感染におけるマスト細胞の役割を解明することを目的とし、研究を行った。マスト細胞欠損マウス(W/Wv)とコントロールマウス(+/+)の背部皮内にHSVを接種したところ、W/Wvでは皮疹や麻痺が重症化し、死亡率が有意に高かった。HSV接種皮膚におけるHSV感染価はW/Wvで高値であり、病理組織学的にW/Wvでは激しい炎症細胞浸潤を認めた。HSV感染させたW/Wvの生存率は、皮膚局所への+/+由来の骨髄由来マスト細胞(BMMC)再構成により完全に回復したが、TNF-/-,IL-6-/-マウス由来のBMMCの再構成では完全には回復しなかった。また、BMMCにHSVを感染させてもTNF-α,IL-6等の炎症性サイトカインの産生は誘導されなかったが、HSV感染させたケラチノサイトの上清をBMMCに曝露したところ、TNF-α,IL-6の産生を認めた。以上より、皮膚感染局所のマスト細胞由来のTNFとIL-6が、致死的なHSV感染において生体防御に重要な役割を果たしていることが示唆された。従来よりマスト細胞はI型アレルギー反応のエフェクター細胞として知られているが、近年、自然免疫や獲得免疫の誘導や調節におけるマスト細胞の重要性が明らかにされてきている。細菌感染においては、マスト細胞由来のTNF-αやプロテアーゼなど様々な生理活性物質が細菌の排除に寄与していることが報告されているが、ウイルス感染におけるマスト細胞の生体防御への関与については明らかにされていない。我々は、人体にとって重要な病原体であるHerpes simplex virus(HSV)を用いて、HSV感染におけるマスト細胞の役割を解明することを目的とし、研究を行った。マスト細胞欠損マウス(W/Wv)とコントロールマウス(+/+)の背部皮内にHSVを接種したところ、W/Wvは+/+と比較して皮疹や麻痺が重症化し、早期に死亡し、W/Wvの死亡率は有意に高かった。さらに、W/Wvの背部皮膚局所にマスト細胞を再構成することにより、その死亡率が低下した。尚、HSVを接種した皮膚におけるHSV感染価は、W/Wvの方が+/+より高値であった。病理組織学的に、W/Wvでは局所の激しい炎症を認めたため、HSV感染皮膚のライセートを用いて、炎症性サイトカインの測定を行った。W/Wvの感染皮膚におけるIL-6は、+/+と比較し有意に増加していたが、TNF-aの差はみられなかった。一方、IL-10はW/Wvで有意に減少していた。予想に反して、所属リンパ節のHSV特異的CTL数は、W/Wvと+/+で有意差は認められなかった。また、所属リンパ節中のCD8α+CD205+DCやregulatory T cellの数にも差はみられなかった。以上より、マスト細胞がHSV感染皮膚でのサイトカイン環境を調整し、致死的なHSV感染において、生体防御に重要な役割を果たしていることが示唆された。我々は、人体にとって重要な病原体であるHerpes simplex virus (HSV)を用いて、HSV感染におけるマスト細胞の役割を解明することを目的とし、研究を行った。

マスト細胞欠損マウス(W/Wv)とコントロールマウス(+/+)の背部皮内にHSVを接種したところ(HSV皮膚感染モデル)、W/Wvは+/+と比較して皮疹や麻痺が重症化し、死亡率が有意に高かった。HSVを接種した皮膚におけるHSV感染価はW/Wvの方が+/+より高値であり、病理組織学的にW/Wvでは+/+と比較しより激しい局所の炎症細胞浸潤を認めた。骨髄由来マスト細胞(BMMC)にHSVを感染させても、TNF-α,IL-6等の炎症性サイトカインの産生は誘導されなかったが、HSV感染させたケラチノサイト(Pam)の上清をBMMCに曝露したところ、TNF-α,IL-6の産生を認めた。さらに、このBMMCから産生されるIL-6は、HSV感染ケラチノサイトの上清中のTNFの中和により、抑制された。HSV皮膚感染モデルにおけるW/Wvの生存率は、皮膚局所へのBMMC再構成により完全に回復したが、TNF-/-,IL-6-/-マウス由来のBMMCの再構成ではW/Wvの生存率は完全には回復しなかった。以上より、マスト細胞由来のTNFとIL-6が、致死的なHSV感染において生体防御に重要な役割を果たしていることが示唆された。
脳血管攣縮の形態学的研究-血管周囲アシドーシスによる血管内皮損傷について-

成兎を用い、クモ膜下出血後に低pHである生理食塩水でクモ膜下腔を潅流しアシドーシスの増強を行ったアシドーシス群で脳底動脈の変化を光学顕微鏡および透過型電子顕微鏡を用いて観察し、変化の程度を同時期のクモ膜下出血のみの対照群と比較した。アシドーシス群では、潅流操作6時間後の早期の観察で脳底動脈内に多発性の血小板凝集塊を高率に認めた。これらの血小板凝集塊はおもに非活性型の血小板で構成されており、脳底動脈本幹よりも分枝において高度であった。また、脳底動脈内皮細胞では高頻度に細胞質内の空胞変性を認めた。空胞の多くは中等大以下の大きさであったが、稀に高度の空胞も認めた。しかし、内皮細胞の脱落や基底膜の露出に至るものはなかった。一方、対照群でも同様の組織変化を認めたが一般にごく軽度であった。血小板凝集は稀に小さい凝集塊を認めたのみであった。内皮細胞の空胞変性も、程度は軽度で、頻度も稀であり、大部分の内皮細胞には特に形態的な異常は認めなかった。臨床的にクモ膜下出血後、凝結塊は経時的にアシドーシスに傾くことが知られている。アシドーシスを人為的に増強させた本実験では、短時間の操作で、ごく初期から血管内皮細胞の機能障害により、多発性の血小板凝集を生じており、脳血管攣縮時の末梢循環障害をさらに悪化させる要因になると思われた。今後は、本実験モデルを用い、症候性脳血管攣縮発症のごく初期の病的過程での、内皮細胞の膜透過性などの機能面や、また、ステロイド等の薬剤の効果につてい検討したい。
ヘリカル型核融合炉装置設計のための熱流体解析コードの開発

本研究はヘリカル型核融合炉装置設計に必要な高熱負荷時の熱流体解析コードの開発を目的として遂行しているもので,炉壁の冷却測壁近傍における流れの非等方性を再現できる非等方乱流モデルと,任意の熱負荷条件における温度場を解析できる温度場乱流モデルの構築を研究の重点項目としている.本研究の成果は以下のように要約される.1.非等方流れで,任意の熱負荷条件の熱流動解析が可能な速度と温度場のそれぞれに対する2方程式乱流モデルを考案した.そして,乱流モデルの不具合が露見し易い流れ系についてこのモデルの検証を行い,温度場乱流諸量の挙動を忠実に予測できることを確認した.2.核融合炉の過酷な運転条件に充分対処できる乱流モデルに発展させるには,非等方化過程を支配する圧力・歪相関および圧力・温度勾配相関などの乱流素過程に関する情報が必須である.そのため,強いせん断が付与された非等方性流れとその状況下における熱拡散の挙動をスペクトル法を用いた直接数値シミュレーション(DNS)によって調べた.3.採取したデータを分析した結果,速度場のモデルについては改善すべきことが判明した.そこで,DNSデータベースを基に,低レイノルズ数形k-ε乱流モデルの再構築を行った.完成したモデルは,DNSで観察される乱流挙動を忠実に再現し,これまでの乱流モデルの不都合を克服できるものであることを確認した.4.さらに,強いせん断による急激な非等方化過程における大小乱流渦間のエネルギ伝達を考慮し得るように,新しい乱流モデルの構築も試みた.これは,多重スケール乱流モデルと呼ばれるもので,通常のk-ε乱流モデルでは予測不可能な流れ場までも再現できるものである.これらのモデルの構築によって,所期の研究目的である炉システム設計に必要な高熱負荷時の熱流体解析コード開発の目途が得られた.本研究はヘリカル型核融合炉装置設計に必要な高熱負荷時の熱流体解析コードの開発を目的として遂行しているもので,炉壁の冷却測壁近傍における流れの非等方性を再現できる非等方乱流モデルと,任意の熱負荷条件における温度場を解析できる温度場乱流モデルの構築を研究の重点項目としている.本研究の成果は以下のように要約される.1.非等方流れで,任意の熱負荷条件の熱流動解析が可能な速度と温度場のそれぞれに対する2方程式乱流モデルを考案した.そして,乱流モデルの不具合が露見し易い流れ系についてこのモデルの検証を行い,温度場乱流諸量の挙動を忠実に予測できることを確認した.2.核融合炉の過酷な運転条件に充分対処できる乱流モデルに発展させるには,非等方化過程を支配する圧力・歪相関および圧力・温度勾配相関などの乱流素過程に関する情報が必須である.そのため,強いせん断が付与された非等方性流れとその状況下における熱拡散の挙動をスペクトル法を用いた直接数値シミュレーション(DNS)によって調べた.3.採取したデータを分析した結果,速度場のモデルについては改善すべきことが判明した.そこで,DNSデータベースを基に,低レイノルズ数形k-ε乱流モデルの再構築を行った.完成したモデルは,DNSで観察される乱流挙動を忠実に再現し,これまでの乱流モデルの不都合を克服できるものであることを確認した.4.さらに,強いせん断による急激な非等方化過程における大小乱流渦間のエネルギ伝達を考慮し得るように,新しい乱流モデルの構築も試みた.これは,多重スケール乱流モデルと呼ばれるもので,通常のk-ε乱流モデルでは予測不可能な流れ場までも再現できるものである.これらのモデルの構築によって,所期の研究目的である炉システム設計に必要な高熱負荷時の熱流体解析コード開発の目途が得られた.本研究はヘリカル型核融合炉装置設計に必要な高熱負荷時の熱流体解析コードの開発を目的として遂行しているもので,炉壁の冷却測壁近傍における流れの非等方性を再現できる非等方乱流モデルと,任意の熱負荷条件における温度場を解析できる温度場乱流モデルの構築を研究の重点項目としてる.本年度の成果は以下のように要約される.(1)まず非等方流れで,任意の熱負荷条件の熱流動解析が可能な速度と温度場のそれぞれに対する2方程式乱流モデルを考案した.(2)温度場2方程式モデルの普遍性を高めるため,乱流モデルの不具合が露顕し易い流れ系の代表である自由乱流について,このモデルの検証を行った.その結果,せん断の有無に関わらず,一様乱流の温度場乱流諸量の挙動を忠実に予測するモデルであることを確認した.(3)次に,温度場2方程式モデルを,高負荷機器の作動流体である液体金属のような低プラントル流体にも適用できるように改良した.(4)基本的な熱流動解析コードは完成したが,核融合炉の過酷な運転条件に充分対処できる解析コードまで発展させるためには,乱流モデルとしてより高いレベルの乱流応力・熱流束方程式モデルをこれに組み込む必要がある.これを実現するには,非等方化過程を支配する圧力・歪相関および圧力・温度勾配相関などの乱流素過程に関する情報収集が必須である.そのため,強いせん断が付与された非等方性流れとその状況下における熱拡散の挙動をスペクトル法を用いた直接数値シミュレーション(DNS)によって調べ,実験では得難い重要データを採取した.

(5)採取したデータについては,強いせん断による急激な非等方化過程が流れの非線形挙動と直接には結びついていないという興味ある事実も見い出されており,現在これらの情報を基により高度な乱流モデルを構築中である.本研究はヘリカル型核融合炉の実用に向けて,その装置設計に必要な高熱負荷時の熱流体解析コードの開発を目的として遂行しているもので,炉壁の冷却測壁近傍における流れの非等方性を再現できる非等方乱流モデルと,任意の熱負荷条件における温度場を解析できる温度場乱流モデルの構築を研究の重点項目としている.本年度の成果は以下のように要約される.1.核融合炉の過酷な運転条件に充分対処できる乱流モデルを完成には,非等方化過程を支配する圧力・歪相関および圧力・温度勾配相関などの乱流素過程に関する情報収集が必須である.そのため,昨年度,強いせん断が付与された非等方性流れとその状況下における熱拡散の挙動をスペクトル法を用いた直接数値シミュレーション(DNS)によって調べ,実験では得難い重要データを採取した.本年度,これらのデータを分析した結果,これまで構築した乱流モデルでは炉システムの過酷な運転条件に充分対応できず,速度場のモデルについては改善すべきであることが判明した.そこで,DNSデータベースを基に,低レイノルズ数形k-ε乱流モデルの再構築を行った.完成したモデルは,DNSで観察される乱流挙動を忠実に再現し,これまでの乱流モデルの不都合を克服できるものであることを確認した.2.一方,強いせん断による急激な非等方化過程における大小乱流渦間のエネルギ伝達を考慮し得るように,新しい発想に基づく乱流モデルの構築も試みた.これは,多重スケール乱流モデルと呼ばれるもので,通常のk-ε乱流モデルでは予測不可能な流れ場までも再現できるものである.このモデルの基本は既に完成しており,現在,種々の乱流場について検証中である.今後,本研究で構築されたこれらのモデルを大型ヘリカル装置の炉システム設計に必要な高熱負荷時の熱流体解析コードに組み込む予定である.