hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒルシュスプルング病および類縁疾患の原因遺伝子解析と神経堤幹細胞移植治療

腸管神経節細胞の欠失が本態と言われるヒルシュスプルング病(HSCR)は無神経節腸管が長いために手術でも十分な機能改善を得られない場合がある。これらの病態に対する新規治療開発手術治療として、腸管神経の起源である神経堤細胞を用いた細胞移植治療の有用性を検討した。マウス腸管由来神経堤幹細胞を薬剤性HSCRモデルへ移植し、8週間に渡って移植細胞が生存していることを発光を利用した観察で証明した。移植細胞は移植腸管内で神経、グリアのマーカーを発現していた。さらに腸管内残便量と体重増加率を用いた機能評価で消化管機能改善傾向を認めた。神経堤細胞移植治療がHSCRの新規治療戦略の一つになりうると思われた。1,塩化ベンザルコニウムを用いたヒルシュスプルング病モデルマウスの作成は安定したモデルの作成に成功し、神経堤細胞を蛍光標識したマウスを用いた同モデルにおける無神経節腸管の病理組織の検討を行い、さらに腸管内残便量と体重増加率を用いた機能評価で明らかな消化管機能障害を呈することを示した。同実験結果は国際学会Neuro2013、第19回大腸肛門機能障害研究会で発表し、後者の研究会で研究奨励賞を受賞した。2,腸管由来神経堤幹細胞を用いた薬剤性ヒルシュスプルング病モデルマウスへの移植実験は昨年度までに8週間に渡って移植細胞が生着することをIn Vivo Imaging Systemを用いて証明しており、本年は移植した細胞がもともと細胞が分布するはずである筋間に位置していたこと、同部位で神経細胞に分化していることを明らかにした。同実験結果は第26回小腸移植研究会で発表し、研究奨励賞を受賞した。3,ヒト腸管由来神経堤幹細胞の分離同定とその解析については、本年は当施設で検体が2件のみであり、2件とも神経堤細胞のsphere形成は不良であった。移植実験に用いることはできなかった。1ヒト腸管由来の神経堤幹細胞を分離同定と、その詳細な解析に関しては24年度は5件のヒト検体を用いた実験を施行。うち2件で神経堤幹細胞のsphere作成、同定に成功している。しかしながら、成功例の条件が特定できておらず。現在、神経堤細胞増殖に寄与するといわれるGDNF,Wnt3aなど添加を検討中である。ヒト検体を用いた分離の機会は限られているため、マウスを用いてその条件検討を行っている。マウスで安定した結果を得られた段階でヒト検体にも応用していく。2ヒルシュスプルング病モデルマウスの作成は薬剤(塩化ベンザルコニウム)を用い、野生型ICR、C57BL/6Jに対して手術を行い、作成した。これらは免疫染色上では明らかな腸管神経の欠損を認めている。現在はそれらの体重増加、食事摂取量、排便量を観察し、機能解析を進めている。ヒト神経堤幹細胞移植の前段階としてマウス神経堤幹細胞をヒルシュスプルング病モデルマウスに移植する実験ではこれらを用いている。今後、ヒト神経堤幹細胞移植の段階ではマウスの種類をNOD-SCID、NOGマウスに変更し同様の手技でモデルマウスを作成する。3腸管神経堤幹細胞のヒルシュスプルング病モデル動物への移植と、生着・分化・機能回復の検証についてはヒト検体を入手する機会が少なく、現在は主にマウスを用いた実験を進めている。マウス神経堤幹細胞はヒトに比較して安定した分離が可能であり、それらをffLuc virusを用いて細胞を標識し、ヒルシュスプルング病モデルマウスに移植することに成功している(ヒト検体でも標識は可能であった)。In vivo imaging systemが導入できたため、8週間に渡り、生体内での生着を確認が可能となった。現在、神経堤幹細胞移植したモデルマウスの腸管を摘出し、免疫組織化学染色を行い、生着した細胞の生着部位の特定、分化傾向を解析中である。1,塩化ベンザルコニウムを用いた安定したヒルシュスプルング病モデルマウスの作成に成功(野生型ICR、C57BL/6Jを使用)し、神経堤細胞由来細胞を蛍光標識したマウスで作成した同モデルにおける無神経節腸管の病理組織の評価、腸管内残便量と体重増加率を用いた機能評価を行った。これらの結果で消化管機能障害を呈することを示した。この成果は国際学会Neuro2013、国内学会第19回大腸肛門機能障害研究会で発表し、後者の研究会で研究奨励賞を受賞した。2,マウス腸管由来神経堤幹細胞を薬剤性ヒルシュスプルング病モデルマウスへ移植した。8週間に渡って移植細胞が生体内で生着していることを発光を利用したIn Vivo Imaging Systemによる経時的観察で証明した。移植細胞は腸管内で神経、グリアのマーカー陽性を発現する細胞に分化していた。

腸管内残便量と体重増加率による機能評価で消化管機能の改善傾向も示すことができた。同結果は第26回小腸移植研究会で発表し、研究奨励賞を受賞した。さらに、この成果は第115回日本外科学会学術集会でのパネルディスカッション、国際学会ENS meeting 2015でも発表を行う。3,ヒト腸管由来神経堤幹細胞の分離同定とその解析は、24年度に5件のヒト検体を用いた実験を施行し、うち2件で神経堤幹細胞のsphere作成ができた。それらは神経、グリア、平滑筋の3系統への分化を認めた。しかし、その後、成功例の条件が特定できず、神経堤細胞増殖寄与因子GDNF,Wnt3aなど添加も試みたが明らかな効果を認めなかった。継代は非常に困難で細胞数減少するのみで、2回目以降の継代はできなかった。25年度は研究に用いることができた検体は2件のみで、いずれも神経堤細胞sphereが形成されなかった。ヒト検体を用いた分離の機会は限られているため、マウスを用いた細胞移植治療の研究に重点を置いた研究計画に変更した。小児外科マウスを用いた実験ではヒルシュスプルング病に対する細胞移植治療の有効性を示すデータを示すことができたが、ヒト検体に関しては手術症例が少ないために、十分な実験を行うことができていない。実験系の確立はマウス検体もヒト検体も同様の手技で行うように計画しており、マウスにおいては神経堤幹細胞の分離・同定、ウイルスでの細胞標識、、モデルマウスの作成、移植、移植後の生体内生着評価が達成できており、免疫組織化学での評価と機能解析を残すのみである。ヒト検体でも神経堤幹細胞の分離・同定、ウイルスでの細胞標識までは達成できており、マウスの手技をもとに進行している。マウスを用いてた実験結果については国内外の学会、論文で広く、その成果を広めたい。さらに、マウスで示した神経堤細胞移植治療の有効性をヒト検体を用いて示していきたい。腸管由来の神経堤幹細胞の入手はやや困難であり、比較的入手が容易なヒト脱落歯から得た歯髄幹細胞(Dental pulp cell)からFACS sortingを用いて神経堤細胞や間葉系幹細胞を分離し、移植する方法なども模索している。特に方策に変更はなく、現状の進行状況を維持する。ヒト検体での研究の進行が遅れているため、試薬等の消費が少なかった。学会発表、論文作成などの費用補充とする。マウスの購入・維持費20万前後、移植用顕微鏡の購入20万前後、移植手技記録用カメラの購入5万前後、移植後腸管の評価のための抗体購入40万前後、論文作成の際の校正費用20万前後、研究成果発表学会旅費10万前後、培養用試薬購入費50万前後、培養容器購入30万前後、生体内生着評価のための試薬(ルシフェリン)購入30万前後として使用予定。未使用額の発生は効率的な物品調達を行った結果であり、翌年度の消耗品購入に当てる予定である。
超高ルミノシティBファクトリーとその物理

本研究計画の結果、Bファクトリーのルミノシティを増強することによって超対称性などの新しい物理の探索が行いうることが明らかになった。また、理論的予言について実験でどのような感度があるかを明らかにするためのシミュレーションによる研究も行った結果、B→Dτν崩壊における荷電ヒッグス探索を5000fb^<-1>で行った場合に期待される感度はLHC実験の100fb^<-1>に匹敵することが判った。また、BのFCNC崩壊、β→K^*μμの前後方非対称性に期待されるSUSY粒子の寄与を実験精度と比較した結果、3000fb^<-1>でSUSYの寄与が見られる可能生があることも判った。また加速器に関するの研究の結果、大電流の蓄積型加速器を実現する上で最も基本的な困難を解決する方法が概明らかにされた。さらにKEKBの経験とこれまでの検討の結果、より高い電流を蓄積できる余地が見いだされ、10^<35>を大きく超えるルミノシティについても十分可能性があることが明らかになりつつある。測定器に関する研究の結果、10^<35>を越えるルミノシティで十分な精度を持つ実験を行うために必要な研究開発項目が明らかになった。今年度は「超高ルミノシティーBファクトリー」の可能性を検討するために、次のような活動を行なった。(1)諸外国における超高ルミノシティー電子陽電子衝突型加速器の計画に関する検討状況の調査と、超高ルミノシティーBファクトリーを実現した場合に競合する他の実験計画に関する調査。この結果他の機関においてもビーム電流の増加と衝突点でのベータを小さくすることにより10の35乗のルミノシティーに到達するプログラムをもっていること、CERN、FNALなどのハドロン反応によってBの崩壊を測定する計画において、特定の測定においては3×10の35乗以上のルミノシティーに対応する測定が可能であることなどが明らかとなった。しかし、ハドロン反応では測定できない崩壊も多く、電子陽電子衝突のルミノシティーを増加させることの意義も同時に明確となった。(2)10の35乗のルミノシティーを達成するための加速器の設計に関する検討。この結果陽電子リングの真空チェンバーをすべて側室つきのものに変更する必要があること、入射に用いる線形加速器に大幅な変更が必要であること、当初懸念されていたようなコヒーレントラディエーションによるエネルギー損失は問題にならないことなどがあきらかになった。(3)10の10乗個のB中間子の崩壊で超対称性理論に対してどのような知見が得られるかについての検討。このために理論家と実験家を交えて3回の検討会を開催し、議論を行ない、目標とする物理を絞り込み、今後シミュレーションを通して予想される測定精度について研究を続けることとした。(4)測定器に関しては、特にνを複数個含んだ崩壊の測定のためにピクセル測定器の導入を検討した。これはB中間子の崩壊点を30μmの精度で測定しようとするもので、今後の開発計画の根幹をなす研究とすることとした。平成13年度は以下の3点に関してBファクトリーの高ルミノシティー化とそこでの超対称性などの新しい物理の可能性についての調査・研究を行った。1.加速器のルミノシティーについて現存のKEKB加速器は順調にそのルミノシティーを改善しており、世界記録を更新しつつある。このことを踏まえて、陽電子リングに発生する光電子をさらに抑制するためのメカニズムについて研究した。また、加速器の大電流化に伴う熱の発生などについて検討し、解決策が提案された。これらの結果、10^<35>のルミノシティーを持つBファクトリーが実現可能であることが明らかになった。2.理論的考察B中間子の崩壊における超対称性粒子の寄与に関する理論的研究を行った。特に超対称性粒子のKμμ崩壊のループへの寄与、荷電ヒッグス粒子のDτυ崩壊への寄与などが明らかにされた。この結果、数十億のB中間子の崩壊の観測で新しい物理がどのように明らかにされるかについて新しい展望が開けた。3.実験可能性についての研究加速器の大電流化に伴う実験の困難さとその解決方法について検討を行った結果、測定器の最内層にピクセル検出器を用い、電磁カロリメターのエンド部に純粋CsI結晶を用いることが本質的であることが明らかとなった。

同時に測定器の読出し電子回路をパイプライン化することが必要であることも明らかとなった。また、実験のシミュレーションの結果、Kμμ、Dτυ崩壊で新粒子の寄与を測定する場合の測定精度も理解されるようになった。現在高エネルギー加速器研究機構(KEK)で実験が続けられているBファクトリー(KEKB)において世界最高のルミノシティーが達成され、小林・益川理論が予言するCP対称性の破れなどが明らかになった。この加速器の性能を10倍以上に向上させることによって標準理論を越えた物理の関与を調べるための方策を理論、実験方法の両面から明らかにするのがこの計画のねらいである。理論的研究からは、(1)B中間子の電弱ペンギングラフによるFCNC崩壊を調べることによって超対称性粒子の関与が探索できること、(2)B中間子のDτν終状態への崩壊分岐比の測定によって荷電ヒッグス粒子の探索が可能であること、(3)B中間子の崩壊に見られるさまざまなCP対称性の破れと小林・益川行列の行列要素の測定などを組み合わせることによって超対称性がこわれたメカニズムを特定できる可能性があること、などが明らかにされた。実験方法に関しては、(1)加速器に蓄積する電流が現在のKEKBに比べて20倍までは飛跡検出器としてドリフトチェンバーの使用が可能であること、(2)電磁カロリメターとして現在KEKBで使用しているCsI(Tl)結晶カロリメターを引き続き使用することが可能であること、などが明らかになり、また、測定器の読み出しに必要な電子回路チップ、データ収集システムなどが開発された。加速器技術に関しては、(1)ビームパイプとしてアンテチェンバーと呼ばれる2重構造を持つパイプを用いることによってビーム電流が10倍程度まで増加しても不安定性が起きないこと、(2)衝突点においてクラブ交叉と呼ばれる衝突方法を採用することによってルミノシティーが4倍程度改善されること、などが明らかになった。
イネゲノムに見出されたツングロウイルスゲノム断片の構造と機能に関する分子的基礎

1.イネゲノムに内在するRTBV様配列の構造イネゲノムのデータベースやライブラリーのスクリーニングから内在するRTBV様配列(ERTBV)を単離し,合計18断片の構造を解析した。これらの断片はRTBVのORF3(最も長いORF)と相同部位を持つ。ERTBVの断片間では高度に再編成が生じていたが,塩基配列のレベルでは全体的に高い相同性(90%以上)を示していた。再編成部位を順々に並べ換えた結果,約7.5kbの環状構造を有する配列が再構築された。2.ERTBVのウイルス様構造これら3つのグループごとにコンセンサス配列を選んで塩基配列を組み直すと,3つのグループそれぞれで完全なORFを有する約7.5kbのウイルスゲノムが再現できた。3つグループの配列は似た構造からなるが,塩基レベルでは構造の違いが区別でき,ERTBV-A,-Bおよび-Cとした。ERTBVの最も長いORFにはRTBVのORF3と同一の機能を持つタンパク質遺伝子が同じ順序でコードされていた。ERTBV-A,-BおよびCは過去に存在した2本鎖DNAウイルスで現在のイネの祖先種に感染し,ウイルスの環状配列が,ゲノムへ挿入した時に逆位等の再編成が生じ,現在のERTBV断片が発生したと推定できた。また,RTBVウイルスゲノムは植物ゲノムに比べ,140倍の速さで進化していると推定できた。3.ERTBVとイネ属植物の種分化ERTBVの3つのグループそれぞれにジャポニカ系統およびインディカ系統で得られたERTBV断片が存在することから、ERTBVはO. sativaの分化以前に挿入していたと考えて間違いない。また,ハイブリダイゼーション実験からERTBVはアジアに分布するイネ植物種を中心に検出され,アフリカや南米種のイネ属植物では検出されなかった。従って,ERTBVのイネ属植物ゲノムヘの挿入は,Oryza属のアフリカや南米種が分化した後からジャポニカ・インディカ系統に分化する前の期間に起こったと考えられる。本研究は,まず,イネゲノムに内在するイネ・ツングロ・バシリフォーム・ウイルス(RTBV)相同配列の詳細な構造解析を行い,これら相同断片の構造からRTBVがイネに取り込まれたことの妥当性を検証する。種々のイネ属植物ゲノムに対して,RTBVゲノムそのものをプローブとした場合と,イネゲノムに存在するRTBV相同断片をプローブとした場合では,明らかにハイブリダイゼーションのパターンは異なっていた。従って,現存するRTBVは,イネゲノムに存在するRTBV様配列とはかなりの構造差違のあることが予想できる。実際に,両者の塩基配列は最も似通った部位で60%の相同性となるが,その他の部位では,40%を下回る部位もある。そこで,イネゲノムにあるRTBV様配列をデータベースから検索した。最初にRTBV様配列を見いだしたwaxy座近傍のコピーと全体的に高い相同性を有している配列が他に3箇所出現した。これらの配列は,互いに高い相同性(90%以上)を有しているものの,逆位によって再編成が生じていた。それぞれの逆位の位置はまちまちであったが,再編成部位を順々に並べ換えた結果,約7.5kbの環状構造を有する配列が再構築された。つまり,RTBV様配列のゲノムへ挿入は環状の配列によって起き,逆位の発生は環状配列のゲノムへの挿入位置によって決まったと推定できる。また,4つのRTBV様断片からコンセンサス配列をとると,3つのORFが想定された。最も長いORFにはRTBVのORF3と同一の機能タンパク質がコードされていた。これら遺伝子の必須アミノ酸モチーフは高度に保存されていた。しかし,RTBVにあるORF2と4をこのコンセンサス配列は欠いていた。現在,インディカ系統のゲノムより多数の相同断片を単離し,構造比較を行っている。ジャポニカとインディカ間のRTBV様配列の比較を通じて,現在のRTBVの祖先型ウイルスとの関係をより詳細に推定するとともに,植物ゲノムとウイルスゲノムの進化速度の違いについても解析を進めていく予定である。

また,RTBVウイルスゲノムは植物ゲノムに比べ,140倍の速さで進化していると推定できた。3.ERTBVとイネ属植物の種分化ERTBVの3つのグループそれぞれにジャポニカ系統およびインディカ系統で得られたERTBV断片が存在することから、ERTBVはO. sativaの分化以前に挿入していたと考えて間違いない。また,ハイブリダイゼーション実験からERTBVはアジアに分布するイネ植物種を中心に検出され,アフリカや南米種のイネ属植物では検出されなかった。従って,ERTBVのイネ属植物ゲノムヘの挿入は,Oryza属のアフリカや南米種が分化した後からジャポニカ・インディカ系統に分化する前の期間に起こったと考えられる。
結合タンパク質によるカルモジュリンのCa^<2+>感受性調節機構の解明

一酸化窒素合成酵素(NOS)の3つのアイソザイムにおいて、それらの酵素活性の調節において重要な役割を果しているカルモジュリンとの相互作用の様式は、アイソザイムにより大きく異なっている.我々はカルシウムに感受性を示さないマクロファージ型NOS、及びカルシウムに感受性を示す内皮細胞型のNOSそれぞれのカルモジュリン結合部位に相当するペプチドを合成し、それらとカルモジュリンとの結合を円偏光二色性、核磁気共鳴、蛍光、滴定型カロリメトリーなどの生物物理学的手段を用いて解析した.その結果、マクロファージ型NOSのカルモジュリン結合部位はカルシウム存在下では数nMという高い親和性でカルモジュリンと結合すること、カルシウム非存在下においても数十nMというやはり高い親和性でカルモジュリンと結合するとこが明らかとなった.一方内皮細胞型NOS由来のペプチドは、カルシウム存在下のみにカルモジュリンと親和性を持ち、通常のカルモジュリン結合タンパク質の性質を示した.また立体構造の解析により、これらのペプチドは水溶液中では完全なαヘリックス構造ではないが、nascent(未熟な)αヘリックス構造とも言うべき構造を取り、カルモジュリンとの結合によってαヘリックス構造が安定化されることが見出された.マクロファージ型NOS由来のペプチドはカルシウムのあるなしに関わらずカルモジュリンとαヘリックス構造を取り結合し、多くのカルモジュリン結合タンパク質の中でユニークな存在であるとが明らかとなった.一酸化窒素合成酵素(NOS)の3つのアイソザイムにおいて、それらの酵素活性の調節において重要な役割を果しているカルモジュリンとの相互作用の様式は、アイソザイムにより大きく異なっている.我々はカルシウムに感受性を示さないマクロファージ型NOS、及びカルシウムに感受性を示す内皮細胞型のNOSそれぞれのカルモジュリン結合部位に相当するペプチドを合成し、それらとカルモジュリンとの結合を円偏光二色性、核磁気共鳴、蛍光、滴定型カロリメトリーなどの生物物理学的手段を用いて解析した.その結果、マクロファージ型NOSのカルモジュリン結合部位はカルシウム存在下では数nMという高い親和性でカルモジュリンと結合すること、カルシウム非存在下においても数十nMというやはり高い親和性でカルモジュリンと結合するとこが明らかとなった.一方内皮細胞型NOS由来のペプチドは、カルシウム存在下のみにカルモジュリンと親和性を持ち、通常のカルモジュリン結合タンパク質の性質を示した.また立体構造の解析により、これらのペプチドは水溶液中では完全なαヘリックス構造ではないが、nascent(未熟な)αヘリックス構造とも言うべき構造を取り、カルモジュリンとの結合によってαヘリックス構造が安定化されることが見出された.マクロファージ型NOS由来のペプチドはカルシウムのあるなしに関わらずカルモジュリンとαヘリックス構造を取り結合し、多くのカルモジュリン結合タンパク質の中でユニークな存在であるとが明らかとなった.
悪性腫瘍における酸素代謝の解析と腫瘍酸素加による治療効果増強機構の解明

腫瘍組織では、腫瘍循環が未熟なため低酸素を呈する。細動脈における酸素拡散について、担癌状態でどのように変化するかを測定した。パラジウムコプロポルフィリンの燐光の減衰による組織酸素分圧測定を行った。Nd-YAGパルスレーザーで励起を行い、ピエゾ素子を用いた移動ステージ上に動物を固定し、細動脈壁の酸素拡散係数を求める方法を開発した、Balb/cマウス背部に設置したDorsal skinfold chamberから観察される内径4070μm壁厚20μm前後の皮下細動脈を観察した。Balb/cマウスおよびマウス乳癌細胞であるMMT060562を用いた。ドナーマウスより皮下移植腫瘍を摘出、1ミリ大の移植片としてWindow内に移植し、4872時間後に直径が2mm程度となったところで腫瘍近傍の細動脈について測定した。また、左上肢腋窩部に腫瘍細胞浮遊液を移植、移植後910日後に腫瘍径が10mmを超えた時点でマウス背部にWindowを設置、4日後に測定を行った。細動脈壁酸素拡散係数は無処置群では5. 3±1. 1×10^<-11>[(cm2/s)(ml O_2. cm^<-3>tissue. mmHg^<-1>)]であった。腫瘍移植後の酸素拡散係数はウィンドウ内腫瘍群では3. 9±0. 4×10^<-11>[(cm2/s)(ml O_2. cm^<-3>tissue. mmHg^<-1>)]、腋窩腫瘍群では3. 1±0. 6×10^<-11>[(cm2/s)(ml O_2. cm^<-3>tissue. mmHg^<-1>)]であり、担癌動物において明らかに酸素拡散係数が低下し、細動脈領域で酸素を通しにくくなっていることが明らかとなった。【目的】組織への酸素運搬は、主として毛細血管で行われると考えられているが、細動脈レベルでも血液の酸素飽和度の低下を認め、酸素が消費あるいは拡散によって減少していることが分かっている。組織への酸素運搬に際動脈、毛細血管が果たす役割を明らかとすることにより、酸素をターゲットとした治療法の開発を進める。【方法】微小循環における酸素挙動を観察・測定するためにマウスDorsal window chamberをもちいた。細動脈における酸素の放出・消費について検討するため、レーザーを用いたパラジウムコプロポルフィリンの燐光減衰より組織酸素分圧を求める方法を用いて細動脈壁内外の酸素分圧を同時測定した。吸入酸素濃度を変化させて、細動脈壁内外の酸素分圧を変動させ、細動脈壁の酸素拡散係数と酸素消費率を求めた。次に担癌動物での酸素挙動を調べるため、腫瘍としてマウス乳癌細胞MMTを用い、Window内に移植、腫瘍径が3mm程度となった時点で腫瘍周囲の細動脈の酸素拡散係数を、また、左腋窩にMMTを移植、腫瘍が10mmを超えた時点でDorsal window chamberを装着、ウィンドウ内の細動脈の酸素拡散係数を上記の訃報を用いて測定した。

【結果】正常時の細動脈壁の酸素拡散係数はK_w=1.4×10^<-11>±0.34×10^<-11>[(cm^2/s)(ml O_2/cm^3 tissue mmHg^<-1>)]であり、正常時の細動脈壁の酸素消費率はM_w=0.35±0.040[ml O_2/100cm^3 tissue min^<-1>]で、これまでの諸研究者の報告とほぼ一致する結果であった。単癌状態の動物の細動脈の酸素拡散係数は正常時に比し、低下しており、腫瘍が大きいと酸素拡散係数もより低下していた。腫瘍によって全身の細動脈の酸素拡散が調節されている可能性が示唆された。【目的】腫瘍における低酸素環境は腫瘍の増殖に血管系の発達のアンバランスにあるとされている。組織への酸素運搬は、主として毛細血管で行われると考えられるが、細動脈レベルでも血液の酸素飽和度の低下を認め、酸素が消費あるいは拡散によって減少していることが分かっている。腫瘍近傍での組織への酸素運搬、空間的な虚血領域の形成過程を明らかとすることにより、酸素をターゲットとした治療法の開発を進める。【方法】微小循環における細動脈壁の酸素挙動(拡散・消費)を観察、測定するため、マウスDorsal window chamberを用いた。動物にマウス発生乳癌を移植し、腫瘍径が2mm程度3cm程度まで、腫瘍の成長段階に応じて、腫瘍に関与する細動脈の酸素拡散係数、酸素消費率、腫瘍の虚血領域の評価を行った。組織酸素分圧測定はレーザー励起パラジウムコプロポルフィリンの燐光減衰より測定した。また、腫瘍の空間的な低酸素状況の把握には新たに開発した電動ステージを用いた。【結果】腫瘍を移植した動物の細動脈の酸素拡散係数は腫瘍径に応じて低下した。細動脈壁の酸素消費率は変化を示さなかった。このことから、腫瘍近傍の細動脈での酸素拡散が抑えられ、腫瘍に到達する酸素量が多くなると考えられた。また、腫瘍内の低酸素領域は規則性がなく、モザイク状であるが、正常組織との接点である腫瘍辺縁近くの酸素分圧が低かった。酸素分圧決定因子について血流だけでは説明が困難と思われた。【目的】悪性腫瘍においては腫瘍増殖に血管系の発達が追い付かず、低酸素環境にあるため、治療の効果が抑制されるとされている。担癌動物での細動脈での酸素拡散を評価するとともに腫瘍における2次元的な酸素分布を観測し、腫瘍の酸素加を効率よく達成する方法を開発することを目的とした。【方法】前年に開発した細動脈壁酸素拡散係数測定装置を用いた。BALB/cマウス背部皮下血管をDorsal window chamberを用いて観測し、内径4090μの細動脈を対象とした。A:マウスに自然発生したMMT(Mouse manmarian tumor)を1)Window内に移植、2)左腋窩に移植し、細動脈壁の酸素拡散係数を測定した。B:腫瘍の酸素分圧の変化をマッピングするためにステップモーターを用いたステージを作成し、腫瘍内の酸素分圧の分布を計測した。【結果】A:担癌動物の背部皮下の細
軟骨伝導の基盤技術の確立と伝音性難聴の補聴機器の開発

申請者らは,従来の骨伝導が持つ振動子の装用に係る問題を解決した“軟骨伝導"を提案し,補聴器やスマートフォンへの応用を図ってきた.しかしながら,軟骨伝導の知覚特性や末梢伝搬メカニズムは,刺激呈示方法に依存して変化する.また,出力校正手法のような基盤情報・基盤技術が確立されていないため,効率的な開発が行えないという問題点があった.本提案課題では,様々な刺激呈示方法による軟骨伝導の知覚特性や末梢伝搬特性の解明,および出力校正方法の開発に取り組む.また,得られた知見を利用して十分な伝音性難聴の補聴性能や対騒音特性を持った軟骨伝導補聴器/スマートフォンの開発を行う.2017年度は以下のような研究に取り組んだ.(1)呈示条件ごとのによる軟骨伝導音の末梢伝搬特性解明:軟骨伝導音聴取時の外耳道内音圧や頭部振動を計測し,その伝搬過程を推定した.従来の骨伝導との比較から,健聴者や伝音性難聴者にとって聴取しやすい部位を探索的に調べた.(2)軟骨伝導の基礎知覚特性の解明:心理物理計測および神経生理計測(ミスマッチ・フィールド計測)によって,軟骨伝導知覚の検出閾や時間分解能,周波数分解能を調べた.健聴者では,軟骨伝導の聞こえが従来の骨伝導音を凌ぎ,気導音に迫る者であることが明らかにされた.(3)軟骨伝導の末梢伝搬モデルの構築:上記の結果から,耳介の中央部に呈示した場合の,聴覚健常者における軟骨伝導の聞こえは,外耳孔から侵入する気導成分,および,いったんは頭部に入るものの外耳道内に放射される外耳道放射成分によっておよそ決定されることがわかった.ただし,軟骨伝導刺激の呈示部位に依存して変化する可能性があることから,今後の詳細な検討が必要である.各サブテーマをおよそ当初計画通りに遂行できた.外耳道内での音圧計測や頭部振動計測,心理計測の結果からは,軟骨伝導音の末梢伝搬メカニズムや知覚特性を示唆する結果を得た.補聴器やスマートフォンの最適化に有用な知見と思われる.また,得られた知見から,軟骨伝導の出力校正手法を提案した.今後の改良が必要であると思われるものの,目標とする工業規格提案に向けて基礎的な成果を出すことができたと考えている.次年度以降も,様々な呈示方法による軟骨伝導刺激に対する頭部振動計測やコンピュータ・シミュレーション,心理知覚特性の計測を進め,軟骨伝導の知覚特性の全貌の解明と末梢伝搬メカニズム推定に有用な知見の獲得に努める.また,得られた知見を利用して,軟骨伝導の出力校正方法を提案する.申請者らは,従来の骨伝導が持つ振動子の装用に係る問題を解決した“軟骨伝導"を提案し,補聴器やスマートフォンへの応用を図ってきた.しかしながら,軟骨伝導の知覚特性や末梢伝搬メカニズムは,刺激呈示方法に依存して変化する.また,出力校正手法のような基盤情報・基盤技術が確立されていないため,効率的な開発が行えないという問題点があった.本提案課題では,様々な刺激呈示方法による軟骨伝導の知覚特性や末梢伝搬特性の解明,および出力校正方法の開発に取り組む.また,得られた知見を利用して十分な伝音性難聴の補聴性能や対騒音特性を持った軟骨伝導補聴器/スマートフォンの開発を行う.2017年度は以下のような研究に取り組んだ.(1)呈示条件ごとのによる軟骨伝導音の末梢伝搬特性解明:軟骨伝導音聴取時の外耳道内音圧や頭部振動を計測し,その伝搬過程を推定した.従来の骨伝導との比較から,健聴者や伝音性難聴者にとって聴取しやすい部位を探索的に調べた.(2)軟骨伝導の基礎知覚特性の解明:心理物理計測および神経生理計測(ミスマッチ・フィールド計測)によって,軟骨伝導知覚の検出閾や時間分解能,周波数分解能を調べた.健聴者では,軟骨伝導の聞こえが従来の骨伝導音を凌ぎ,気導音に迫る者であることが明らかにされた.(3)軟骨伝導の末梢伝搬モデルの構築:上記の結果から,耳介の中央部に呈示した場合の,聴覚健常者における軟骨伝導の聞こえは,外耳孔から侵入する気導成分,および,いったんは頭部に入るものの外耳道内に放射される外耳道放射成分によっておよそ決定されることがわかった.ただし,軟骨伝導刺激の呈示部位に依存して変化する可能性があることから,今後の詳細な検討が必要である.各サブテーマをおよそ当初計画通りに遂行できた.外耳道内での音圧計測や頭部振動計測,心理計測の結果からは,軟骨伝導音の末梢伝搬メカニズムや知覚特性を示唆する結果を得た.補聴器やスマートフォンの最適化に有用な知見と思われる.また,得られた知見から,軟骨伝導の出力校正手法を提案した.今後の改良が必要であると思われるものの,目標とする工業規格提案に向けて基礎的な成果を出すことができたと考えている.次年度以降も,様々な呈示方法による軟骨伝導刺激に対する頭部振動計測やコンピュータ・シミュレーション,心理知覚特性の計測を進め,軟骨伝導の知覚特性の全貌の解明と末梢伝搬メカニズム推定に有用な知見の獲得に努める.また,得られた知見を利用して,軟骨伝導の出力校正方法を提案する.
超低速中性子反応における空間時間反転の破れの研究

本研究は中性子吸収反応においてへリシティ非対称度がp波共鳴上で核子-核子散乱に比べ大きく増幅している原因を探ることを目的として行われた。まず縦方向に偏極した低速の中性子を種々の中重核および重い核にあてたときの吸収断面積のへリシティ非対称度を測定し、増幅効果の核種依存性を徹底的に調べた。実験では中性子透過法およびガンマ線検出法を用い、標的としてはU,Th等A>220の核およびPd,I,In,Ag,Sb,Cs等A100の核を用いた。中性子のエネルギーは0.5150eVの広い領域にわたっており、その質量数依存性、中性子エネルギー依存性、スピン依存性等々の規則性を詳しく調べた。この実験によって得られたp-波共鳴における入射中性子のヘリシティ依存性から弱い核力の結合定数が質量数Aによらず一定であることが分り、その増幅効果がs-p混合模型でほぼ説明できることが確かめられた。またビーム方向と垂直に偏極した中性子がLa核を透過する際のスピン回転角を測定し、その回転角の大きさが、縦偏極中性子によって得られたへリシティ非保存の値と矛盾しないことが明らかにされた。さらに弱い相互作用の行列要素を求めることによって中性子による時間反転測定の場合にパリティ非保存の場合と同様の増幅メカニズムが存在することが確認された。一方時間反転の測定に必要なターゲット核特にLa核の偏極に成功し、さらに高温における陽子の動的偏極による中性子ビームのスピンフィルター法を完成させた。これらの偏極法は対称性の研究に新しい手法をもたらすものとして期待される。・平成8年度にロスアラモスで行った「偏極中性子を中重核及び重い核に当てたときのp波共鳴吸収反応におけるヘリシティー非対称度の測定」のデータを解析した。特に1eV350eVの中性子を照射したときの^<121>Sb,^<123>Sb,^<128>Iのp波共鳴のうち非対称度が3σ以上のものを13個発見した。これらのデータを統計的に処理した結果、これらの核のweak spreading width Γ_Wはいずれも10^<-7>のオーダーでThやUの場合と誤差の範囲で一致することを発見した。この結果はs-p波の干渉によるパリティー非保存効果の増幅を裏付けることとなった。・^3He核をオプテイカル・ポンピング法で偏極させ、中性子のスピン偏極及びスピン・アナライザーとしてロスアラモス国立研のLANSCE中性子ビームライン上に設置した。この中性子偏極装置を用いて中性子を横方向に偏極させ、その偏極中性子がLa核を透過する際に中性子が回転する角をスピン・アナライザーで測定した。これによってp波とs波の干渉項実数部の測定結果と合わせてパリティ非促存効果の理論的解釈を確立することになるはずである。実験データは目下解析中であるが、おおよそ予想された中性子スピン回転の実験結果が得られている。・米国・ロスアラモス、デューク大学、インディアナ大学、ベトナム・ハノイ大学、原子核科学技術研、ロシア・ドブナ原子核研の物理学者と実験結果の解析法、将来の研究計画について具体的な打ち合わせを行った。本研究の目的はまず低速中性子の共鳴吸収反応における空間反転の破れを系統的に測定し、そのヘりシティ非保存増幅の起源を探求することにある。またその増幅による時間反転非保存の測定の可能性を調べることも目標の一つである。本年度は一連の計画の最終年度にあたるため測定したデータの解析、他の方法による結果との比較検討、実験結果の普遍性についての吟味等を主として行い、その成果を論文および報告として発表した。特に中性子を^<232>Th,

^<238>Uなどにあてたとき多数のp波共鳴で大きな中性子へりシティ非対称があることを見出し、その非対称を統計的に処理した結果、weak spreading widthが約10^<-7>eVとなることを確認し、他の標的核を用いた場合とほぼ一致することを見出した。また中性子がLa核を透過する際の中性子スピン回転角のデータ(平成9年度測定)を解析し、へりシティ非対称のデータより得られた結果と一致することを見出した。一方、La核を希釈冷凍器中で動的に偏極する方法を確立し、約70%の偏極に成功した。これは時間反転の破れの測定に役立てられる。さらにペンタセンをドープしたナフタレンにレザービームを照射してペンタセンを三重状態に励起させてマイクロ波で陽子を動的に偏極させる方法を確立し、中性子ビームの偏極や有機物質の構造決定に大きな役割をはだすことを確認した。本年度得られたこれらの研究成果は時間反転、空間反転の対称性の破れに関する新しい研究を進める重要なステップになるはずである。
ピロリ菌感染時における十二指腸上皮細胞の鉄吸収異常と鉄毒性に関する検討

Helicobacter pylori(H. pylori)感染が鉄欠乏性貧血を誘導する、という臨床報告が近年多数発表されている。鉄は積極的な排出系を持たないことから、我々は鉄欠乏の原因が唯一の鉄吸収の場である十二指腸の異常にあると考え、十二指腸上皮細胞膜に存在する鉄輸送体と細胞外鉄調節ホルモンであるヘプシジンの挙動をマウスモデルを用いて検討した。結果として、感染群と非感染群の間において、鉄輸送体の発現や調節因子の発現は同等であり、十二指腸以外の異常によって鉄欠乏性貧血が発症する事が示唆された。鉄は積極的な排出系を持たないことから、我々は鉄欠乏の原因が唯一の鉄吸収の場である十二指腸の異常にあると考えた。そこで我々は、H. pylori感染が宿主側の鉄代謝異常を誘導するという仮説のもと、十二指腸上皮細胞膜に存在する鉄輸送体と細胞内外鉄調節因子の挙動を解析し、H. pylori感染にて鉄欠乏となる機構と、鉄が十二指腸に与える酸化ストレスの影響について解明することを目指した。また、鉄欠乏性貧血(IDA)は、H. pylori関連疾患であることが示唆されており、H. pylori感染者は非感染者に対しIDAの有病率が2.8倍多いという報告がある。また、2004年には多施設共同試験でIDA患者17例に除菌療法を行ったところ、Hb値が8.5±1.5mg/dlから12.6±1.1mg/dlへと有意に改善した(p< 0.001)との報告があり、H. pylori感染IDA患者に対する除菌療法は効果的である。このように臨床データでは、H. pylori感染とIDAの関連が強く示唆されているが、その分子学的機序は不明であった。FPN1は、十二指腸上皮細胞の基底側に存在する鉄輸送体タンパク質である。FPN1は肝臓産生ホルモンであるHepcidinによって負に調節されることがわかっている。初年度は主に鉄輸送関連タンパク質のmRNA、タンパクレベルの解析と、肝発現Hepcidin動態、十二指腸細胞内鉄濃度などの解析を行ったが、明らかな有意差は認められなかった。2012年に胃のparietal cellにおいてもHepcidin産生が行われていることが発見され、今年度は胃のHepcidin産生について解析を行った。そこで本年は主に鉄輸送関連タンパク質のmRNA、タンパクレベルの解析と、肝発現Hepcidin動態、十二指腸細胞内鉄濃度などの解析を行った。我々は本年、H. pylori感染時における鉄代謝ホルモンであるHepcidinとHepcidinのターゲット分子であるFPN1動態の変化を検討した。H. pylori感染C57/B6マウスを用いて、肝臓におけるHamp1(mouse hepcidin)のmRNA発現量をreal time RT-PCR法にて解析したところ、HP感染群では対照群に対する有意な上昇を認めなかった。また血中のHepcidin値をELISAにて解析したが、血中Hepcidin-25発現量は両群において有意な差を認めなかった。

さらにFPN1のmRNA、タンパク発現についても解析したが有意差を認めなかった。さらに十二指腸における鉄蓄積を解析したが、両群に変化は認められなかった。プルシアンブルーによる鉄染色においては、十二指腸上皮細胞内に鉄の蓄積を認めることができたが、両群間で程度の差異を認めなかった。我々の検討では、対照群とH. pylori感染群との間で、Hepcidin発現量、FPN1発現量、さらには十二指腸上皮細胞内の鉄量、ともに有意な変化を指摘できなかった。このことは、H. pylori感染だけではヒトの鉄吸収システムは破綻しないことを意味している。今後は、本検討で構築したH. pylori感染マウスを用いて、十二指腸における知覚関連分子TRPV1とその機能につき解析を行っていく予定である。次年度の研究費は主にin vivoの解析のために、実験動物、飼育費(エサなど)、各種抗体、試薬、実験器具(消耗品)などの購入、また学会などにおける成果の発表のための旅費に充てる。
昆虫視覚系における色情報と偏光情報のながれ

本研究は、動物の感覚情報処理機構を明らかにする研究の一貫として位置づけられ、実際のテーマとしては色覚機構の一般原理を取り扱った。本研究ではナミアゲハ複眼中の5種の色受容細胞について、(1)個眼網膜内における分布、(2)視覚中枢への投射、(3)視物質の一次構造、(4)更にそれぞれの視物質遺伝子を発現する細胞の分布を調べた。個眼内の9つの視細胞(R1-9)のうち、R1-4は個眼の遠位側、R5-8は近位側、R9は基部で光受容部位を形成する。電気生理学の結果、R1,2は紫外か紫か青、R3,4は緑、R5-9は緑か赤の細胞であることがわかった。今回クローニングした3種の視物質遺伝子(Rh1-3)によるin situ hybridizationでは、Rh1,2,3は各々網膜の遠位側、遠位および近位、近位の細胞のみを標識した。電気生理とin situ hybridizationの結果を総合すると、Rh1は短波長細胞、Rh2は緑細胞、Rh3は赤細胞で発現している視物質であると予想される。またRh2と3の分布から、近位層では緑細胞と赤細胞は別々の個眼に固まって存在していること、緑タイプの個眼と赤タイプの個眼はほぼランダムに分布していることがわかった。異なるタイプの個眼が網膜のなかにランダムに分布していることは色覚の神経機構と何らかの関係を持っていると考えられるが、その生物学的意義は不明である。本研究の過程で、色受容細胞の分布以外にも複眼構成の「乱雑さ」を示すいくつかの指標が見つかった。視細胞に含まれる遮蔽色素の色、紫外線照射に対して個眼が発する蛍光パターンがその例である。今後これらの指標の相互関係を解明して行く過程で、網膜構成のもつ「乱雑さ」の生物学意義が明らかになって行くものと期待される。初年度の研究は計画どおり順調に進み、複眼網膜の中央部に関しては非常に多くのデータが得られた。複眼中央部にある個眼で光受容細胞に細胞内電極を刺入し、分光感度と偏光感度を役100個の細胞から記録、近位視細胞は赤タイプと緑タイプがおよそ4:1の割合で存在していること、基底視細胞は赤と緑が半々であることを明らかにした(論文投稿中)。また、近位視細胞のうち背腹軸に位置するR1とR2、および基底視細胞R9が視髄まで直接軸索をのばす、いわゆる長線維であることを組織学的に確認した。R1,2が紫外、紫、青のいずれか、R9が緑か赤の受容細胞なので、ナミアゲハの長線維にはこれまでに同定されている5種の色受容細胞すべてが含まれる。この結果は、長線維が特に色情報の入口となっている可能性を示している。ハエでもいわゆる中心視細胞が長線維で、かついろいろなタイプの分光感度をもつことが知られており、ナミアゲハとの共通性が注目される。同時に試みた複眼背側および腹側の光受容細胞には電極が非常にささりにくく、残念ながらほとんどデータが得られなかった。複眼背側および腹側では網膜層の厚さが非常に薄くなっているためと考えられる。視葉板ニューロンからの電気生理学的記録の予備実験も行ない、光刺激に対して過分極するものが比較的容易に記録されることがわかった。また記録は困難であるが、光刺激に対してスパイク応答する細胞も存在することが確認された。しかし、色素注入による細胞形態の同定には至らなかった。これらの点については平成7年度に継続して実験を行なう。

本研究は、動物の感覚情報処理機構を明らかにする研究の一貫として位置づけられ、実際のテーマとしては色覚機構の一般原理を取り扱った。本研究ではナミアゲハ複眼中の5種の色受容細胞について、(1)個眼網膜内における分布、(2)視覚中枢への投射、(3)視物質の一次構造、(4)更にそれぞれの視物質遺伝子を発現する細胞の分布を調べた。個眼内の9つの視細胞(R1-9)のうち、R1-4は個眼の遠位側、R5-8は近位側、R9は基部で光受容部位を形成する。電気生理学の結果、R1,2は紫外か紫か青、R3,4は緑、R5-9は緑か赤の細胞であることがわかった。今回クローニングした3種の視物質遺伝子(Rh1-3)によるin situ hybridizationでは、Rh1,2,3は各々網膜の遠位側、遠位および近位、近位の細胞のみを標識した。電気生理とin hybridizationの結果を総合すると、Rh1は短波長細胞、Rh2は緑細胞、Rh3は赤細胞で発現している視物質であると予想される。またRh2と3の分布から、近位層では緑細胞と赤細胞は別々の個眼に固まって存在していること、緑タイプの個眼と赤タイプの個眼はほぼランダムに分布していることがわかった。異なるタイプの個眼が網膜のなかにランダムに分布していることは色覚の神経機構と何らかの関係を持っていると考えられるが、その生物学的意義は不明である。本研究の過程で、色受容細胞の分布以外にも複眼構成の「乱雑さ」を示すいくつかの指標が見つかった。視細胞に含まれる遮蔽色素の色、紫外線照射に対して個眼が発する蛍光パターンがその例である。今後これらの指標の相互関係を解明して行く過程で、網膜構成のもつ「乱雑さ」の生物学的意義が明らかになって行くものと期待される。
X線CTの超鮮鋭化による医療診断の新展開

X線CTは非破壊的に人体内部構造を3次元的に取得でき、このX線CTでしか見つからない病変が多く、現代医療を支える上で必須の技術である。微細な血管を鮮明に映し出すために造影剤が用いられることが多いが、患者の病気によっては、造影剤の使用を大きく制限されることがあり未だ安全で汎用な技術には至っていない。この課題を克服するためには、X線CT装置の圧倒的な感度向上が必須となる。本研究では、これを実現するために次世代光センサーMPPCを用いた超高感度のX線CT技術を新たに創出し、かつ臨床的見地からの性能実証を目指す。そして、高感度化の実現により新しい診断医療の道を切り開くアプローチへの足がかりとする。
白血病において発現異常を示すmicroRNAの機能解析

白血病患者で、microRNA-125b-1(miR-125b-1)が過剰発現している症例を発見した。本研究の目的は、培養細胞及び実験動物(マウス)を用いて、miR-125b-1の機能を解明し、白血病との関連性を明らかにすることである。そこで以下の実験を行った。(1)miR-125b-1を過剰発現した造血幹細胞をマウスに移植した。その結果、miR-125b-1を発現した細胞が、生体内における生存に優位性を獲得することを明らかにした。さらに、他のオンコジーンとmiR-125b-1を一緒に発現させて骨髄移植を行った結果、オンコジーン単独のときと比較して白血病の発症が早まることがわかった。(2)miR-125b-1を強発現するトランスジェニックマウスの作製及び解析を行った。B細胞においてmiR-125b-1を強発現するこのマウスは、生後16週から35週にかけて、B細胞性腫瘍を発症することが明らかになった。(3)miR-125b-1の標的遺伝子の探索を行った。今回の実験で、trp53inp1というアポトーシス誘導遺伝子が、miR-125b-1の新規の標的遺伝子であることを明らかにした。また実際に、トランスジェニックマウスのB細胞、及びmiR-125b-1を強発現させたマウスの白血病細胞株32Dcl3細胞で、アポトーシスが抑制されることがわかった。以上の結果より、miR-125b-1過剰発現が、白血病発症や腫瘍の促進に寄与することが明らかになった。さらにmiR-125b-1のトランスジェニックマウスは、microRNAの強発現による腫瘍発症マウスモデルとして、新たな治療戦略を立てる際に有効なモデルとなると考えられる。
海事流体力学における諸問題の数値的解法に関する研究

海事流体力学上の重要な現象を数値的に解く計算シミュレーションプログラムの開発と,数値計算上の諸問題について共同研究を実施した.特に,船体造波のシミュレーションと造波抵抗の計算,船舶および海洋構造物に働く流体力の計算,非線形波動と波崩れシミュレーション,剥離を伴う粘性流場の計算における諸問題について研究した.本共同研究は,共同研究メンバーが中心となって組織された船舶数値流体力学研究会を年3回定期的にもつことによって実施された.共同研究最終年度には,それまでの研究成果を広く一般に公開するため,船舶数値流体力学フォーラムをもった.本共同研究の成果の主なものは,そのプロシーディングスに含まれている.(1)船体造波のシミュレーションと造波抵抗の計算:中武はランキンソース法によって,日野はN-S方程式の差分解法によって定常造波のシミュレーションと造波抵抗の計算を実施した.鈴木は境界積分法による計算を行なった.(2)船舶および海洋構造物に働く流体力の計算:経塚は2次元特異点法により,海洋構造物に働く波強制力の計算法を開発した.高木は境界要素法により,衝撃力の計算および2次元楔型物体の着水シミュレーションを実施した.(3)非線形波動と波崩れシミュレーション:日野はオーバーターニングのシミュレーションについて調べた.鈴木と茂里は没水2次元翼の波崩れに対する計算法について研究した.鈴木は非線形性の強い2次元滑走板まわりの流れについて調べ,その安定性について論じた.(4)剥離を伴う粘性流場の計算:竹子は剥離流場を実験的に調べ数値シミュレーションのための基礎資料を作った.茂里は円柱および楕円柱まわりの流場を計算した.土井はLESによって平行平板間乱流のシミュレーションを実施した.海事流体力学上の重要な現象を数値的に解く計算シミュレーションプログラムの開発と,数値計算上の諸問題について共同研究を実施した.特に,船体造波のシミュレーションと造波抵抗の計算,船舶および海洋構造物に働く流体力の計算,非線形波動と波崩れシミュレーション,剥離を伴う粘性流場の計算における諸問題について研究した.本共同研究は,共同研究メンバーが中心となって組織された船舶数値流体力学研究会を年3回定期的にもつことによって実施された.共同研究最終年度には,それまでの研究成果を広く一般に公開するため,船舶数値流体力学フォーラムをもった.本共同研究の成果の主なものは,そのプロシーディングスに含まれている.(1)船体造波のシミュレーションと造波抵抗の計算:中武はランキンソース法によって,日野はN-S方程式の差分解法によって定常造波のシミュレーションと造波抵抗の計算を実施した.鈴木は境界積分法による計算を行なった.(2)船舶および海洋構造物に働く流体力の計算:経塚は2次元特異点法により,海洋構造物に働く波強制力の計算法を開発した.高木は境界要素法により,衝撃力の計算および2次元楔型物体の着水シミュレーションを実施した.(3)非線形波動と波崩れシミュレーション:日野はオーバーターニングのシミュレーションについて調べた.鈴木と茂里は没水2次元翼の波崩れに対する計算法について研究した.鈴木は非線形性の強い2次元滑走板まわりの流れについて調べ,その安定性について論じた.(4)剥離を伴う粘性流場の計算:竹子は剥離流場を実験的に調べ数値シミュレーションのための基礎資料を作った.茂里は円柱および楕円柱まわりの流場を計算した.土井はLESによって平行平板間乱流のシミュレーションを実施した.海事流体力学分野において、重要な問題である、船体周りの流れ,定常造波抵抗の計算,汲崩れシミュレーション,物体に働く力の計算などに対する数値計算コードの開発,およびその開発に必要な解析的,実験的研究を遂行した。日野は船体まわりの流れをNS方程式の差分解法により解くことに成功した。それは粘性・波を含む極めて一般的なもので、数式表示船型について数値シミュレーションを行い有効性を検討した。中武は定常造波問題の境界要素法による解法の確立をめざした。自由表面パネルのとり方,差分法等について基礎的知見をえた。鈴木は2次元滑走艇のポーポイジング問題を境界積分方程式によって解くことを試みた。経塚・高木は3次元特異点分布法および境界要素法で波浪中の物体に働く圧力分布を効果的に解く新しい数値計算法を開発し、計算を実施した。土井は粘性響響を受ける2次元船尾波の挙動をΨ-ω法を用いて計算し、波に及ぼす粘性影響について考察した。茂里は2次元没水翼による波の波崩れの数値シミュレーションにおいて重要となる波崩れ発生条件について実験的に調査し、その数値計算でのとり扱い方について考察した。