hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＳＲｐ２０が制御する選択的スプライシングの異常と発がん

RNA結合タンパク質SRp20をノックダウンした大腸がん細胞は、1500遺伝子の発現が変化し、パスウエイ解析により、G1/S移行期の制御遺伝子の変化を捉え、細胞周期停止に関与する遺伝子群を同定した。SRp20ノックダウンにより125遺伝子の選択的スプライシング変化を確認し、G1/S移行期の制御遺伝子とアポトーシス関連遺伝子の選択的スプライシングを捉えた。FLAGタグ標識SRp20過剰発現細胞を用いて、SRp20が結合するmRNAを解析し、G1/S移行期での停止を介在する細胞周期調節転写因子E2F1とE2F7を、アポトーシスを介在するp53に働くキナーゼHIPK2を見出した。RNA結合タンパク質であるSRp20をノックダウンした大腸がん細胞は、G1/S移行期で細胞周期が停止し、アポトーシスが進行することをFACscanとTUNNEL法でそれぞれ確認した。次いでSRp20をノックダウンした細胞では、1500遺伝子の発現が変化することをヒト遺伝子発現アレイにより確認し、パスウエイ解析により、G1/S移行期の制御遺伝子の特徴的な変化を捉え、G1/S移行期で細胞周期停止に関与する遺伝子群を同定した。エキソンアレイを用いて、SRp20のノックダウンにより生じる125遺伝子の選択的スプライシングの変化を確認し、G1/S移行期の制御遺伝子とアポトーシス関連遺伝子の特徴的な選択的スプライシングを捉えた。FLAGタグ標識SRp20を過剰発現する細胞を用いて、RIP-Chip法(RNA Immunoprecipitation followed by Microarray)により、SRp20が結合するmRNAを網羅的に解析して、標的候補遺伝子を同定した。上記の解析をもとに、G1/S移行期での停止を介在する候補として細胞周期調節転写因子(E2F1とE2F7)を、アポトーシスを介在する候補としてp53に働くキナーゼ(HIPK2)を見出した。以上の結果を踏まえ研究内容を、Oncogene. 2013 Mar18. doi: 10.1038/onc.2013.86. [Epub ahead of print]に発表した。次いでSRp20をノックダウンした細胞では、1500遺伝子の発現が変化することをヒト遺伝子発現アレイ(アジレント社)により確認し、パスウエイ解析により、G1/S移行期を制御する遺伝子群の特徴的な変化を捉え、G1/S移行期で細胞周期停止に関与する遺伝子を同定した。エキソンアレイ(アフィメトリックス社)を用いて、SRp20のノックダウンにより生じる125遺伝子の選択的スプライシングの変化を確認し、G1/S移行期の制御遺伝子とアポトーシス関連遺伝子の特徴的な選択的スプライシングを捉えた。SRp20のノックダウンにより、HIPK2からエクソン8の5'領域を欠落するHIPK2Δ8が転写されることを見出した。HIPK2はp53のSer46のリン酸化をきたすと報告されている。

我々が見出したHIPK2Δ8の過剰発現系を構築し、HIPK2Δ8はタンパク質としてp53のSer46のリン酸化能を有することを確認できた。SRp20はその制御するHIPK2の選択的スプライシングを介して、p53のリン酸化に関与することを明らかにした。p53のリン酸化に働くキナーゼであるHIPK2のエクソン8を部分的に欠失するアイソフォームHIPK2Δ8を見出した(投稿中)。さらにHIPK2Δ8はp53のリン酸化機能を有するものの、p53非依存性なアポトーシス経路にも関与することを見出した(投稿準備中)。現在、SRp20が標的とする他の候補因子であるE2F1とE2F7のアイソフォームの解析を進め、細胞周期との関連を調べている。RNA結合タンパク質であるSRp20は、その制御している多くの遺伝子の選択的スプライシングを介して、多様な細胞機能を示すことが明らかになりつつあり、幅広い研究展開が可能となっている。今後の研究の推進方策SRp20が標的とする候補因子およびそのアイソフォームの過剰発現プラスミドを順次作成中である。さらにSRp20は単独のタンパク質としてエクソンとイントロン認識に作用するのではなく、タンパク質の複合体であるスプライソソームとして、転写、スプライシング、核細胞質輸送への関与が示唆されている。SRp20はスプライソソームの主要な構成因子であるが、このスプライソソームの構成因子は未だ充分に解明されていない。そのため、質量分析計によりSRp20と相互作用をきたすタンパク質の網羅的な解析を試みる。SRp20が標的とする候補因子およびそのアイソフォームの過剰発現プラスミドを順次作成中である。研究計画の当初はマイクロアレイにより、SRp20の標的因子を解析する手法(RIP-Chip; RNA Immunoprecipitation followed by Microarray)を提唱していた。しかし最近の急速なゲノムイノベーションに伴い、簡易型次世代型シークエンサー(イルミナ社)が登場している。
変調型誘導熱プラズマを用いた高純度機能性ナノ粒子の大量生成法の開発

誘導熱プラズマ(ICTP)を用いたナノ粒子生成の高効率化のためには,プロセス時の熱プラズマ中に含まれる様々な粒子の数密度やガスの特性(導電率など)の時空間的な分布を明らかにすることが必要である.以上のことから平成29年度(本年度)は,ICTPを用いたTiおよびTiO2ナノ粒子生成時における熱プラズマ中の粒子数密度およびガス特性に対する二次元分布計測を中心として研究を行った.前年度と同様に,二次元分光観測系を用いてTiナノ粒子生成中のICTPトーチを観測することで,特定の原子スペクトルに対する二次元放射強度分布を得た.理論計算を用いることで特定の原子スペクトルに対する放射係数を求めた.そして,特定の原子スペクトルに対する放射強度の観測値と放射係数の理論計算値をフィッティングさせることで,Ar-Ti ICTP中のTi上記混入率分布を推定した.さらに推定されたTi上記混入率などを用いることで,計測値を基にしてAr-Ti ICTP中の粒子密度や導電率の二次元分布や電力密度分布を推定可能であることを見出した.同様の手法をTiO2ナノ粒子生成時のICTPトーチに対して用いることで,TiOやTiO2などの分子に対する二次元数密度分布の推定に世界で初めて成功した.新規の熱プラズマ源として,タンデム-変調型誘導熱プラズマ(T-MITP)の開発にも着手した.T-MITPはICTPの石英管の周囲にコイルが直列に二つ接続された構造になっている.それぞれのコイルには独立した高周波電源が接続されている.この電源からコイルに供給される高周波電流を,それぞれ振幅変調制御することで,トーチ内に生成されるプラズマの時空間的な制御が可能である.本年度はAr T-MITPを立ち上げSiナノ粒子生成に応用した.その結果,Ar T-MITPを用いることでSiナノ粒子の安定した大量生成が可能であることを見出した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度(以下,本年度)においては,変調型誘導熱プラズマ(MITP)を用いた酸化チタン(TiO2)ナノ粒子生成時のトーチ内における原料蒸発および核生成過程の理解を中心として研究を行った.画像分光器および高速度ビデオカメラを組み合わせた二次元分光観測系を用いてナノ粒子生成時におけるMITPトーチ部の二次元分光観測を行った.この分光観測結果から,トーチ内における原料蒸発蒸気およびナノ粒子前駆体分子の空間分布および時間変化を評価した.その結果,MITPトーチ内における原料の蒸発や前駆体の生成などの現象は,msオーダで制御可能であることを見出した.また,分光観測の結果からプロセス中のトーチ内の二次元Ti励起温度分布を導出した.これら求められた温度分布の計算結果および前駆体分子(TiO分子)分布の観測結果を比較した.その結果,原料粉体であるチタン粒子およびキャリアガスのトーチ内への導入によりトーチ中心軸上の温度が低下し,この温度が特に低下した領域でのみTiO分子が優位に生成されることがわかった.数値計算により得られたAr-O2-Ti蒸気の平衡粒子組成およびTiおよびTiO2粒子の核生成温度などとトーチ内の温度分布および前駆体分布を比較した.その結果としてMITPトーチ内において既にTiO2が核として生成される可能性があることが示唆された.この結果は,誘導熱プラズマを用いたナノ粒子生成プロセス中におけるナノ粒子の生成過程を理解する上で非常に重要な結果である.本年度からは,新たにシリコン(Si)ナノ材料の大量生成法の開発にも取り組んだ.その結果,MITPおよび原料粉体の同期間歇供給法といった手法を用いることでSiナノ粒子を投入電力20 kWにおいて約120 g/hの生成効率で生成可能であることを見出した.さらに同生成法を応用することでSiナノワイヤを約1 g/hの高生成効率で生成可能であることを見出した.平成27年度(以下,本年度)の研究における最大の研究成果は,熱プラズマを用いたナノ粒子生成プロセス中において二次元分光観測法を用いることでトーチ内部の二次元温度分布や原料蒸発蒸気および前駆体分子の二次元分布の評価が可能であることを見出した点にある.プロセス中の熱プラズマの二次元温度分布の検討は,これまでは殆ど数値シミュレーションによってのみ行われており,熱プラズマの計測から検討した例は非常に少なかった.蒸発蒸気分布や前駆体分子分布の評価に関しても同様である.本年度得られた各種粒子の放射強度分布やトーチ内の温度分布は,これ以降に検討を行う予定であるトーチ内部の各種粒子の数密度分布および熱力学・輸送特性分布の検討には必要不可欠なものである.この事から,平成28年度において検討予定である項目に関しても問題なく研究を進めることが可能である.変調型誘導熱プラズマ(MITP)を用いたSiナノ材料生成に関しても,従来の誘導熱プラズマ法よりも高い効率でSiナノ粒子を生成できた.さらに高生成効率でのSiナノワイヤ生成にも成功した.以上のことから,本年度の研究はおおむね順調に進展したといえる.平成28年度(以下,本年度)では,変調型誘導熱プラズマ(MITP)を用いたナノ粒子生成時のトーチ内における原料蒸発,前駆体生成および粒子核発生の理解を中心として研究をした.MITPは,誘導熱プラズマのコイル電流をAM変調することで電流が高値をとるon-time間には高温度場を,低値をとるoff-time間には低温度場を生成可能な熱プラズマ源である.

前年度と同様に二次元分光観測システムを用いた分光観測により,酸化チタン(TiO2)ナノ粒子生成時のMITPトーチ内の温度および前駆体粒子の空間分布および時間的な変化を検討した.その結果,MITPをナノ粒子生成に用いることで,高効率な原料蒸発および粒子核生成が可能であることを見出した.さらに,コイル電流の変調度を変えることで粒子核生成密度などを制御できる可能性を見出した.これらの結果は,効率的な原料蒸発や粒子核生成のために非常に重要な結果である.二次元分光観測の結果を用いることで,熱プラズマトーチ内の金属蒸気混入率の推定方法を検討した.その結果,Ar-ICTPを用いたTiナノ粒子生成時における分光観測から得られた発光スペクトルの放射強度比と理論計算から得られた放射係数比を比較することで,トーチ内のTi蒸気混入率二次元分布の推定に成功した.さらに,推定されたTi蒸気混入率を用いることでトーチ内の原子,イオンおよび電子などの粒子密度の二次元分布も推定可能であることを見出した.本年度から新たにリチウムイオン電池への応用を目的として,シリコン-炭素複合型(Si/C)ナノ粒子の生成にも取り組んだ.その結果,ナノサイズのSi,CおよびSiCを含むナノ粒子の高効率生成に成功した.低圧DMAを用いることでTiO2ナノ粒子生成時におけるナノ粒子のin-situ分析を新たに行った.その結果,ナノ粒子生成中における粒子の粒度分析がある程度可能になった.平成28年度(以下,本年度)の研究における最大の成果は,ナノ粒子生成時の熱プラズマトーチの二次元分光観測から,トーチの原料蒸気混入率や原子,イオンおよび電子などの粒子密度の二次元分布の推定に成功した点である.これらの項目はこれまでは主に数値シミュレーションによって検討されており,数値シミュレーションの結果を検証する結果をプロセス中の熱プラズマの実験的計測から得た例は非常に少なかった.そのため,これらの結果はプロセス中の熱プラズマ計測技術の発展や熱プラズマプロセス理解のために非常に重要な成果である.また,本年度の研究で得られた粒子密度分布の推定結果を発展させることで,粒子核発生に対する定量的な評価も可能になる.変調型誘導熱プラズマ(MITP)を用いたナノ粒子生成時におけるトーチ内の温度分布評価に呈しても,これまでは適当な観測点数点での評価のみが行えていた状況であった.プラズマ化学や材料処理の分野において『温度』は最も基本的なパラメータの一つである.そのため,今年度の研究で得られた時間的・空間的に変化するトーチ内温度場は,今後行う全ての検討に大きく影響を与える.本年度から新たに実施した低圧DMAを用いた分析により,粒子粒度分布のin-situ計測がほぼ可能になった.これまでは粒度分布の解析のためには実験後に実験装置を全て解体して粒子の回収をしなければならなかったため,実験効率が非常に低かった.
介在型柔軟デバイスを用いた触知覚を増幅させるなぞり指示ナビゲーション

--2019年度(A)触知覚の増幅効果のある新しい柔軟薄型デバイスの探索・発見・絨毯爆撃による製作.(B)デバイスの増幅効果やなぞり方(位置方向,圧力,速度)を定量的に計測する.--2020年度以降(C)増幅効果となぞり方の関係性の確率モデル生成し,増幅効果を感じた時のなぞり動作の原因を確立的に明らかにする.(D)提案する柔軟構造デバイスの変形運動と皮膚への増幅原理を定式化し明らかにする.--2019年度(A)触知覚の増幅効果のある新しい柔軟薄型デバイスの探索・発見・絨毯爆撃による製作.(B)デバイスの増幅効果やなぞり方(位置方向,圧力,速度)を定量的に計測する.--2020年度以降(C)増幅効果となぞり方の関係性の確率モデル生成し,増幅効果を感じた時のなぞり動作の原因を確立的に明らかにする.(D)提案する柔軟構造デバイスの変形運動と皮膚への増幅原理を定式化し明らかにする.
タム糖蛋白の排泄動態からみた胎児期新生児期の腎機能の発達に関する研究

上記測定法により得られた正常新生児尿中THP濃度は、日齢1では平均18.8mg/L、日齢3では10.2mg/L、日齢7では7.1mg/Lであった。また、腎エコー検査より得られた腎体積と尿中THP排泄量の関係を見ると、有意な相関が得られた。
リン制御因子KLOTHO発現機構を基軸とした慢性腎臓病誘発分子基盤解明と創薬研究

本研究課題において解析標的となるKlothoタンパク質は、腎皮質部の近位・遠位尿細管に発現が認められる。昨年度の研究より、マウス(12週齢♂)への4週間の高リン負荷が、腎臓でのKlothoの発現をmRNAレベルで50%、タンパク質レベルで80%程度減弱させることを見出した。そしてこのとき、同じく腎臓において性ホルモンと副腎皮質ホルモンによって制御されるいくつかの遺伝子の発現が変動していることを見出した。この結果を受け、本年度は、この高リン負荷による腎臓でのKlothoの発現変動が雄マウスに特異的に認められる現象か否かを検証した。その結果、マウス(12週齢♀)への4週間のリン負荷は、雄マウスよりも低含有量のリン負荷により雄マウスよりも顕著にKlotho発現量の減少が誘導されることが明らかになった。このことから高リン負荷に対する腎臓でのKlotho発現制御への感受性が性差によって異なることが明らかになった。そこで次に、ヒト近位尿細管由来の2種類の培養細胞HK-2細胞ならびにHKC-8細胞に性ホルモン(テストステロン、5alphaジヒドロテストステロン、エストロゲン、プロゲステロン)をそれぞれ添加し、内在性Klothoの発現量の変動活性を検討したところ、HKC-8細胞に高濃度のテストステロンを添加したときのみ、およそ2倍程度のKlotho mRNAの発現量が増加することを見出した。定常状態におけるアンドロゲン(テストステロン)受容体の発現量は、HK-2細胞に比べてHKC-8細胞の方が30倍ほど高く、このことが2つの異なる尿細管細胞でのKlotho発現制御におけるテストステロンの感受性の違いを生んでいると考えている。高リン負荷を導入したマウスを用いた個体レベルの解析より、腎臓におけるKlotho発現制御機構には性差の違いあることが示唆され、その原因が、Klotho発現細胞を用いて解析から、男性ホルモンであるテストステロン作用にある可能性が示唆されたため。高リン食負荷によりマウスが高リン血症状態にあるとき、過剰な血中リンは腎臓から不揮発性酸として排泄さることになる。このリン負荷の掛かった状況において腎臓でのKlotho発現制御には性差による感受性の違いがあることが確認された。さらに、昨年度と今年度の解析より培養細胞レベルにおける内在性Klothoの発現制御は、リン酸・pH・ステロイドホルモンの作用により調節されていることが明らかとなった。これらの解析結果より、培養細胞レベルでのヒトKlothoプロモーターに対するこれら因子の作用を検討し、それぞれの因子が作用するプロモーター領域の同定を試みる。HK-2細胞に関しては、テストステロン受容体の発現レベルが著しく減弱しているため、この受容体cDNAを導入した検討も行いたいと考えている。
関東における彫刻屋台の建築技術に関する研究

本研究は、関東に展開する彫刻屋台の建築技術の特質を明らかにすることを目的とする.結果、利根川中流域に点在する屋台は組立解体式の飾り屋台と芸屋台である.現存最古の文政4年の飾り屋台では通し柱で軸部を組む架構を採用したが、安政5年には管柱で軸部を組む架構が登場する.明治期に入ると大型の芸屋台が出現し、回転装置が導入される.こうした彫刻屋台の変遷は、舞台装置の常設化、舞台の拡張、組立や保管方法の簡素化などの要求によってもたらされた。関東の屋台には精巧な彫刻を施したものが多く、彫刻屋台は、建築学上、彫物師や近世社寺建築との関連を探る上で極めて興味深い対象である。とりわけ上州の彫刻屋台には、江戸型屋台の古式を留めたものが現存しており、天下祭と祭礼文化の伝播を総合的に検討する上で新資料をもたらす可能性が高い。しかし、彫刻屋台の実態把握の全容解明は未だ進んでおらず、屋台の基礎的データが十分に得られていない。この研究では、現地調査による実態把握を基に、屋台の架構形式の分析を行い、関東に展開する彫刻屋台の建築技術の特質を明らかにすることを目的とする。本年度は、利根川中流域のうち、日光例幣使道沿いの群馬県南部を踏査した。結果、旧玉村宿の彫刻屋台は幕末に製作された旋回式の踊り屋台で、日光例幣使道沿いの現存屋台唯一の架構形式をもつ。祗園祭礼屋台行列にみる踊り屋台とは異なる形式と認められ、玉村八幡宮の社殿整備に関与した大工や彫物師および大祭との関連などが明らかになった。また、前橋地区についても踏査し、伊勢崎波志江地区でみられた雨乞い屋台と類似する彫刻屋台や、前橋城下の旧向町屋台の部材を発見した。構造材は消失しているものの破風板や彫刻部材が残っており、絵巻物に表現された前橋祗園祭礼屋台の遺構を初めて確認した。群馬県南部の現存屋台においては、前橋城下での祗園祭礼行列に登場する文政期の屋台、これまで明らかにしてきた水不足地区の集落に展開した幕末期の雨乞い屋台、宿場町で曳き出された幕末期の屋台など、彫刻屋台の系譜を探る上で有用な資料を得た。本年度は、昨年度に引き続き旧日光例幣使道玉村宿の屋台、前橋地区の彫刻屋台を実測により記録した。結果、彫刻屋台の系譜を探る上で有用な資料を得た。具体的には、安政5年(1858)に玉村五丁目屋台、翌6年(1859)に六丁目屋台が製作され、明治に入ると角淵堀東組屋台が出現した。大正6年(1917)には宿内を屋台行列が巡行した。いずれも芸屋台であり、床から上部を旋回させる架構をもつ。この旋回方式は、屋台の正面と背面の向きを変える役割と同時に、街道を直線的に曳行される屋台に動きを与え、祭りに華やかさを加える演出装置でもあった。この架構は周辺の屋台にも影響を与えたとみられ、屋台の四周全面に提灯を付け回転させる飾り屋台が登場する。他方、利根川右岸の前橋元総社についても踏査し、前橋祗園祭礼屋台とは異なる架構形式をもつ屋台の存在を確認した。木小屋に眠っていた車輪や土台などの部材を引き出し組み立てたところ、元総社の各屋台は張出床上に管柱を立てて軸部を組むものであった。土台から床梁に掛けられた斜材が腰組側面を舟形にみせている。つまり、通し柱を立てず舞台の規模拡張を可能とした架構形式であり、明治期の製作と推測できる。利根川左岸の水不足地区の集落に展開した幕末期の雨乞い屋台とは異なり、彫刻装飾を多用しない。仮設の組立手法の点でも簡略な架構となっている。本研究では、これまで進めてきた屋台の実態把握による成果を発展させ、架構形式を通して関東に展開する彫刻屋台の建築技術の特質を明らかにすることを目的とする。本年度は、利根川中流域のうち、主に前橋地区および深谷小前田地区の彫刻屋台を実測により記録した。さらに、屋台の遡る形態を祭礼絵巻および日記に求め、史料収集を行った。その上で、形態の指標となる屋台を抽出した。倉庫に眠っていた軸組部材や彫刻部材を実際に仮組みし、屋台の形態を確認する作業は、未だ解決されていない祭りのたびに組立・解体される仮設建築に関する知見を与えることになる。また、彫物師など近世社寺建築との関連および屋台の系譜を探る上でも新資料をもたらす可能性が高く、研究の意義は大きい。結果、彫刻屋台の架構の特徴を次のようにまとめることができる。利根川中流域に現存する屋台は文政期から明治期にかけて製作された、組立解体式の飾り屋台と芸屋台である。

流域ごとに所在のまとまりがみられ、旧例幣使道の街道筋、赤城山南麓の渇水地帯などに点在する。架構は、四輪の台車上に軸部を組み上げ屋根パネルを載せたもので、通し柱または管柱を用いるかにより2類型に大別できる。現存最古の屋台では通し柱で軸部を組む架構を採用したが、安政5年になると管柱で軸部を組む架構が登場する。明治期に入ると、大型の芸屋台が登場し、常設化した回転装置が導入される。舞台装置の常設化、舞台の拡張、部材保管の効率化などの要求が、仮設式の架構に影響を与えたと考えられる。
音響外傷に対するニモジピンおよびステロイド鼓室内投与の効果

感音性難聴の治療として各種薬剤の蝸牛を治療のターゲットとした局所投与療法が試みられ、その有効性が報告されるようになってきた。今回の研究の目的は、ニモジピンの皮下投与およびステロイドの正円窓への投与の、実験的に作製した蝸牛障害に対する効果を検討することであった。音響外傷による変化は、モルモットに6kHz、100dBSPLの純音を10分間曝露して行った。さらに90dBSPLの純音を10分間曝露、100dBSPLの純音を5分間曝露など条件を変えて行ったが、100dBSPLの純音を10分間曝露させた際の変化が安定しており、蝸牛障害モデルとしては適切と考えられた。蝸牛に対するステロイドの投与に関する検討では、実際の臨床で比較的報告の多いメチルプレドニゾロンを用いた。モルモットの正円窓膜上にメチルプレドニゾロンを浸したSpongelを置き、その後の蝸牛機能の評価をABRを用いて行ったが、有意な変化は認めなかった。ニモジピンの蝸牛障害に対する効果についての検討では、サリチル酸による蝸牛障害に対しては蝸牛血流量の減少は消失したが、聴力変化に対しては効果がなかった。ニモジピンのキニンによる蝸牛障害に対する効果の検討では、キニンによる聴力障害および異常なCAP adaptation patternについても効果を認めなかった[Proc. of the Seventh International Tinnitus Seminar 2002,The University of Western Australia, Nedlands, Australia, 2002:P12.;AudiolJapan 2001 ;44:365-366.]。ニモジピンの、100dBSPLの純音を10分間曝露による蝸牛障害に対する効果では、ニモジピンを投与した後に音響外傷を負荷した場合も音響外傷を作製した直後にニモジピンを投与した場合もわずかな変化しか認めなかった。正円窓膜上からのステロイド投与による音響外傷の予防性については、100dBSPLの純音を10分間曝露前からステロイドを局所投与した際は音響外傷は軽減されたが、音響外傷を作製した直後からステロイドを局所投与した場合はわずかな変化しか認めなかった。実験動物にはモルモットを用い、気管切開を行いレスピレーターにて呼吸管理をして、全身麻酔を行った。体温は保温マットで一定に保つようし、蝸電図記録は乳突骨胞を開放し、記録電極はマニピュレーター(本年度購入)を用い挿入し、正円窓誘導法で行った。刺激発生装置等を用いクリック、短音を発生させ、CAP(compound action potential)、SP(summating potential)、CM(cochlear microphonics)を記録した。さらに、クリックトレイン刺激下で、CAP順応現象について検討を加え、解析にはマックラブシステム、コンピューターを用いて行った。蝸牛血流量(CBF)の測定は、開放した乳突骨胞から蝸牛骨壁上に血流計のプローブのチップをマニピュレーターを用い固定し、レーザードップラー法にて測定、血圧(BP:対側の頸動脈にて測定)、脈拍、体温とあわせてマックラブ(現有設備)にてチェックした。今年度は、副作用として耳毒性があげられるサリチル酸とキニンをモルモットに投与し、蝸牛血流量、CAP、クリックトレインに対する効果について報告し、ニモジピンのキニンによる蝸牛障害に対する効果についても検討した。また臨床的には一側性耳鳴りの周波数と聴力像の検討、前庭性頸筋電位(VEMP)により前庭機能の回復が示唆された3症例の検討、逆向き耳小骨筋反射(inverted acoustic response)についての検討を行った。音響暴露の効果については現在進行中である。

ニモジピンの、100dBSPLの純音を10分間曝露による蝸牛障害に対する効果では、ニモジピンを投与した後に音響外傷を負荷した場合も音響外傷を作製した直後にニモジピンを投与した場合もわずかな変化しか認めなかった。正円窓膜上からのステロイド投与による音響外傷の予防性については、100dBSPLの純音を10分間曝露前からステロイドを局所投与した際は音響外傷は軽減されたが、音響外傷を作製した直後からステロイドを局所投与した場合はわずかな変化しか認めなかった。
2型糖尿病患者自己管理支援のための栄養価推定マニュアルの開発

2型糖尿病患者自己管理支援アプリ(DialBetics)の有用性を高めるため、画像処理技術の導入を検討し、基礎資料として合計1000食の教師データを作成した。一方で、先行研究において血糖コントロールが改善した患者群における食物繊維摂取量の有意な増加が認められたため、患者がDialBeticsに登録した食事画像から食物繊維摂取量の増加に寄与した料理を検討した結果、豆類を含む料理の摂取量増加によるものであることが考えられた。アプリを用いた食事療法支援では、豆類の積極的な摂取を促す一方で、食物繊維が豊富に含まれるきのこ類や藻類の摂取を促す指導を取り入れる必要性が示された。本研究では、これまでに開発を進めてきた、基準となる料理画像を見て料理単位で栄養素等摂取量を推定するマニュアル(主食料理)について、栄養士・管理栄養士10名を対象に有用性および有効性の検討を行い、結果を反映させた改訂を行っている。主食料理以外の項目については、基準の料理リストに掲載する料理を選定するために、我々が開発した2型糖尿病患者自己管理支援システム(DialBetics)を用い、既に実施した臨床試験において患者が登録した料理(約20100件)のデータベース化を行った。個々の料理は、登録量、エネルギー・栄養素等摂取量および述べ登録数を確認することが可能である。さらに個々の料理は料理の枠組み(主食、主菜、副菜等)、食品群、調理方法によって分類した。引き続きマニュアルの開発を進め、有用性ならびに有効性を検証するとともに、2型糖尿病患者を対象とした臨床試験を実施する予定である。また、DialBeticsのエネルギー・栄養素等摂取量の推定(以下、食事評価)の有効性が示唆されたため、個々の料理の評価の正確さや、評価者間の推定の正確さについても検証の準備を進めている。マニュアルの開発に関連してデータベース化した料理を基に、料理の枠組み、食品群、調理方法から100件の料理を選択し、材料を実測して調整した料理をデジタルカメラで撮影して料理画像を用意した。この画像を用いて、管理栄養士による食事評価を行い、料理画像を用いた食事評価方法の標準化についても検討する予定である。本研究では、2型糖尿病患者自己管理支援アプリ(DialBetics)に料理の画像から栄養素量を簡便に推定する方法を取り入れ、より個別化された有用性の高い食事療法支援が行えるアプリの開発を目的とした。当初は食生活の自己管理支援ツールとして、食事画像から栄養素量を推定するマニュアル(書籍)の確立と標準化を目的に開発を行っていたが、スマートフォンを利用することへの要望が高まったため目的を変更した。まず、DialBeticsの食事評価機能の有用性を高めるために画像処理技術の導入を検討した。画像処理の基礎資料として合計1000食の教師データを作成した。今後は画像解析を行い、DialBeticsの機能として実装する予定である。一方で、先行研究において血糖コントロールが改善した患者群における食物繊維摂取量の有意な増加が認められたため、食物繊維摂取量の増加に寄与した料理を明らかにするための検討を行った。患者がDialBeticsに登録した料理画像を用いて栄養素等摂取量を推定し、料理の枠組み(主食、主菜:たんぱく質源、副菜:食物繊維摂取源、他)と食品群によって分類し比較した。2型糖尿病患者の食物繊維摂取源は豆類、野菜類や果物類であり、食物繊維摂取量の増加には、豆類を含む料理の摂取量増加によるものであることが考えられた。また、糖尿病患者は、野菜を意識して摂取している事が明らかとなった。本研究の解析結果は限定された患者の食事であるが、アプリを用いた食事療法支援では食物繊維の重要性に改めて着目し、豆類の積極的な摂取を促す一方で、食物繊維が豊富に含まれるきのこ類や藻類の摂取を促す指導の必要性が示された。マニュアルの改訂・開発に時間を要し、また、料理画像を用いたエネルギー・栄養素等摂取量の推定試験の検証を行ったため、当初予定していた管理栄養士による検証および臨床試験の実施が予定よりも遅れている。臨床栄養学マニュアルを完成させ、全体としての有用性ならびに有効性を検証し臨床試験を実施する。また、新規に調整した100件の料理画像を用いたエネルギー・栄養素等摂取量の推定試験(食事評価)を行い、個々の料理の評価の正確さならびに、評価者である管理栄養士間の推定の正確さについて検証する予定である。当初予定していた検証試験が遅れたため、謝金等が発生しなかった。予定通り検証試験の謝金等として使用する。また、成果発表(学会発表等)のために使用する予定である。
拡散性制御に基づく先進的空間音響設計スキームの構築

室内音響設計の方法論として、残響時間や室形に関する全体レベルの設計指針は確立しているものの、壁面形状や内装材配置といった部位レベルの詳細設計に関しては曖昧な経験判断に依るところが大きく、効果的な設計が行われているとは言い難かった。本研究では、壁面の部位音響性能として音響反射の拡散性指標となる乱反射率を導入し、2種類の測定法を構築するとともに、各種壁面構造の乱反射率データベースを整備した。さらに、壁面の拡散性を考慮した矩形室の新たな残響理論を考案し、理論解析・数値解析・模型実験を通して非拡散音場の残響過程を解明するとともに、可聴化システムを用いて聴感印象への影響を検証した。本研究では、壁面の部位音響性能として従来の残響設計で用いられる吸音率に加えて、新たに音響反射の拡散性指標を導入し、部位レベルの拡散性を制御する方法論とさらにはそれに基づく空間全体の音響設計スキームの構築を目指す。より具体的には、模型実験・数値解析・聴感実験を通じて以下を達成する。●拡散性指標に基づく拡散壁の形状設計方法の確立●各種音響空間における拡散壁配置に関する設計スキームの構築当該年度は初年度として、5月に全体会合を開催し、研究の全体計画と各課題の進め方を議論し、役割分担を確認した。その後は各ユニットで以下の課題群に取り組んだ。課題1a.:(東大)拡散壁の表面形状を系統的に選定した上で模型製作を行い、現有の測定システムを用いて乱反射率測定を実施した。過去の測定データも統合し、乱反射率のデータベースを作成した。課題2a:(東大)模型実験用の直方体室と内部に配置する拡散壁の製作を行い、拡散壁の面積・配置に関する影響を検証した。(新潟大)模型実験に対応した解析モデルを設定し、FVTD法による音場計算を実施した。課題2b:(東大)実在コンサートホールの数値モデルに壁面の拡散処理に関する設計変更を施し、幾何音響シミュレーションにより室内の各種音響指標を計算した。次年度の聴感実験に用いる室内インパルス応答の算出も開始した。課題3a:(熊本大)課題2aの聴感実験用に、無響室内に6ch音場再生システムを構成した。課題3b:(東大)課題2bの聴感実験用に、無響室内に6ch音場再生システムを構成した。より具体的には、模型実験・数値解析・聴感実験を通じた、拡散性指標に基づく拡散壁の形状設計方法の確立、各種音響空間における拡散壁配置に関する設計スキームの構築を目的とする。2年目の本年度は、昨年度に構築した模型残響室の乱反射率測定システムを用いて、リブ構造および音響管型拡散体の性状を明らかにした。また、新規に垂直入射時の乱反射率測定法を考案し、基礎的な実験を通して、測定法の妥当性を検証した。さらに、先進的な室内音響設計の方法論として、非拡散音場の残響理論を提案し、理論計算および模型実験によるケーススタディを行った。幾何音響シミュレーションへの応用課題としては、乱反射率の入射角依存性を考慮した手法改良を行い、室内音響指標の予測精度の検証を行った。加えて、シミュレーションで得られたインパルス応答を用いて、6ch音場再生システムでの可聴化実験を行い、壁面の拡散性が聴感印象に及ぼす影響の基礎的検討を行った。本研究では、壁面の部位音響性能として従来の残響設計で用いられる吸音率に加えて、新たに音響反射の拡散性指標を導入し、部位レベルの拡散性を制御する方法論、さらにはそれに基づく空間全体の音響設計スキームの構築を目指した。具体的には、模型実験・数値解析・聴感実験を通じて、拡散性指標に基づく拡散壁の形状設計方法の確立、各種音響空間における拡散壁配置に関する設計スキームの構築を目的とし、以下の成果を得た。3年目の最終年度は、各ユニットで以下の課題群に取り組み、年4回の定期会合で研究成果の情報交換・議論を行い、最終的な取りまとめ作業を進めた。課題1a:(東大)既に構築した乱反射率測定システムに関して、国際規格の測定法自体に問題点を発見し、適切な測定条件を解明した。追加的に、実大残響室において測定システムを構築し、模型実験との比較により検証を深めた。課題1b:(東大・神奈川大)乱反射率の新たな数値解析手法を検討し、解析を実施した。その結果に対して、様々な観点で反射指向特性の評価を試み、指標化に向けての課題を整理した。課題

2a:(東大・新潟大)直方体室における拡散壁の効果をFDTD法による波動シミュレーションにより再現するとともに、昨年度新たに提案した残響理論の妥当性を検証した。課題3a:(熊本大)壁面条件の異なる居室を実験的に製作し、室内インパルス応答の計測を実施するとともに、現場において被験者による印象評価実験を行い、壁面吸音・拡散の効果を聴感的に検証した。さらに、無響室内に構築した6ch音場再生システムを用いて、再現音場における印象評価実験を対比的に行った。課題3b:(東大)幾何音響シミュレーションにより円形室の室内インパルス応答を算出し、無響室内の6ch音場再生システムを用いて、エコーの印象評価実験を行った。特に、音源点と受音点の位置関係が室内音響指標へ及ぼす影響について詳細な検討を行い、印象評価との対応を明らかにした。
ウシ血小板の凝集特性と遺伝性出血性疾患に関連する分子機序の解明

ウシ血小板の凝集特性を検討するとともに遺伝性出血性疾患であるChediak-Higashi症候群(CHS)を呈する黒毛和種牛の出血傾向の原因となっているコラーゲン受容体の異常の原因を検討した。1.ウシ血小板の特性コラーゲンによるCa^<2+>動員をヒト、ラット、ウシの血小板で比較したところ、ヒトでは内因性アラキドン酸代謝物(トロンボキサンA2)の関与が大きく、ラットではADPの関与が大きく、ウシ血小板は内因性物質への依存性は小さく、コラーゲンの直接作用によってCa^<2+>動員を起こすことが分かった.プロテインキナーゼCはヒト血小板ではCa^<2+>動員には関与せず、Ca^<2+>以後の凝集に関与すること、ウシ血小板ではCa^<2+>動員そのものに関与するなど、コラーゲン受容体の下流のシグナル伝達系に大きな相違があることが明らかとなった。2.コラーゲンによるCa^<2+>動員とCHS血小板における異常ウシ血小板でコラーゲンはホスホリパーゼC(PLC)を活性化して、セカンドメッセンジャーであるイノシトール3リン酸を産生し、血小板内Ca^<2+>を増加することを明らかにした。CHS血小板ではコラーゲンによるPLC活性化が抑制されていた。3.CHS血小板におけるコラーゲン受容体の異常コラーゲン受容体の一つであるGPVIの選択的アゴニストconvulxinを用いた検討から、CHS血小板でGPVI受容体は正常であると推察した。一方もう一つのコラーゲン受容体GPIa/IIa(インテグリンα2β1)の特異的アゴニストとされたrhodocytinに対する反応はCHS血小板で極端に低下していたことから当初はGPIa/IIaに異常があると考えた。しかし、その後rhodocytinはGPIa/IIaに結合しないという研究が報告されたため、ウシ血小板でrhodocytinがGPIa/IIaを活性化するかどうかは現在のところ不明であるが、CHS血小板ではrhodccytin感受性機構に欠陥があることは明らかである。この機構が正常でないとコラーゲンはGPVIをも十分活性化でないことが示され、rhodocytin感受性機構とGPVIの間にクロストークのあることが示唆された。本年度は、まずウシ特有の血小板凝集機構についての基礎知見を得ることを試みた。次に、遺伝性疾患であるChediak-Higashi症候群(CHS)に伴う出血傾向はコラーゲンによる血小板凝集反応が損なわれているためであることがすでに分かっている。その原因を究明するため、血小板凝集に必須である血小板内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)上昇反応を正常およびCHSに罹患した黒毛和種牛の血小板で比較検討した。1.ウシ血小板の特性ヒト血小板のコラーゲンによる凝集、[Ca^<2+>]_

i上昇にはトロンボキサンA_2(TXA_2)の関与が大きいが、ウシ血小板ではコラーゲンの作用にTXA_2の関与はわずかであり、コラーゲンによる[Ca^<2+>]_i上昇の大部分は、コラーゲンの直接作用によるものであった。コラーゲンは、ウシ血小板でホスホリパーゼC(PLC)を活性化し、ストアからCa^<2+>遊離を起こすイノシトール3リン酸産生を増加し、同時に、細胞外からのCa^<2+>流入を増加して[Ca^<2+>]_iを上昇することがわかった。2.CHS血小板の凝集不全の原因CHS血小板では、コラーゲンによるイノシトール3リン酸の産生が有意に抑制されていたことから、コラーゲンレセプターからPLC活性化に至るまでの経路に異常があると考えた。血小板上のコラーゲンレセプターで血小板活性化に重要なのは糖蛋白質GPVIとGPIa/IIaである。GPVI、GPIa/IIaのいずれに異常があるかを知るために、GPVIを特異的に活性化するconvulxinおよびGPIa/IIaを活性化するrhodocytinを用いて[Ca^<2+>]_i上昇反応を比較したところGPIa/Iaを介する反応に異常があることがわかった。一方、コラーゲンと血小板の粘着実験から、GPIa/IIa自体の発現は正常であったので、GPIa/IIaの下流にあるシグナル伝達系に異常があることが示唆された。前年度に引き続いてChediak-Higashi症候群(CHS)を呈する黒毛和種牛の出血傾向の原因となっているコラーゲン受容体の異常を究明するとともに,コラーゲンによる血小板凝集機構が動物種によってどのように異なっているかを検討した.1.CHS血小板におけるコラーゲン受容体の異常前年度の研究でコラーゲン受容体の一つであるGPVIはGPVIの選択的アゴニストconvulxinによる反応がCHSウシの血小板でも正常であることから,GPVI本体は正常であると推察した.一方もう一つのコラーゲン受容体GPIa/IIa(インテグリンα2β1)の特異的アゴニストとされたrhodocytinに対する反応はCHS血小板で極端に低下していたことから当初はGPIa/IIaに異常があると考えた.しかし,その後rhodocytinはGPIa/IIaに結合しないという研究が報告され,再検討を余儀なくされた.アクチン重合阻害薬であるcytochalasinDはコラーゲンとrhodocytinによる反応を同程度に抑制したが,convulxin反応には影響せず,CHS血小板ではrhodocytin感受性機構に欠陥があると推定した.さらにこの機構が正常でないとコラーゲンはGPVIをも十分活性化でないことが示され,rhodocytin感受性機構とGPVIの間にクロストークのあることが示唆された.2.コラーゲン受容体シグナル伝達系の動物種差現在コラーゲン受容体の機構の理解は混迷状態にあるが,その原因の一つはコラーゲン受容体の機能は動物種差が大きく,ある動物での知見を他の動物に外挿できないことにある.CHS牛の出血傾向の原因を解明するにもその種差を明らかにしなければならない.コラーゲンによるCa^<2+>動員をヒト,ラット,ウシの血小板で比較したところ,ヒトでは内因性アラキドン酸代謝物(トロンボキサンA2)の関与が大きく,ラットではADPの関与が大きく,ウシ血小板は内因性物質への依存性は小さく,コラーゲンの直接作用によってCa^<2+>動員を起こすことが分かった.どの動物でもRhoキナーゼのCa^<2+>動員,凝集への関与は小さかったが,プロテインキナーゼCはヒト血小板ではCa^
順序尺度としての学年に基づいた日本人の英語リーダビリティ推定式の開発

本研究は,英文書のリーダビリティの指標としての「学年」を順序尺度として捉え,日本人英語学習者のためのリーダビリティ推定式を構築した.推定式の数理モデルに順序ロジットモデルを採用し,日本人英語学習者の英文書に対するリーダビリティ意識を調査した上で,日本の中高検定英語教科書に基づきリーダビリティ推定式を具体的に構築,実験でその有効性を確認した.構築した推定式はWeb上で公開している.本研究は,英文書のリーダビリティの指標としての「学年」を順序尺度として捉え,日本人英語学習者のためのリーダビリティ推定式を構築した.推定式の数理モデルに順序ロジットモデルを採用し,日本人英語学習者の英文書に対するリーダビリティ意識を調査した上で,日本の中高検定英語教科書に基づきリーダビリティ推定式を具体的に構築,実験でその有効性を確認した.構築した推定式はWeb上で公開している.2007年度の主な成果は次の通りである.1.リーダビリティ推定式の数理モデルの再構築順序尺度としての「学年」を指標とした英文書のリーダビリティ推定のために,従来の重回帰分析に代わる数理モデルとして順序ロジットモデルを導入した.数理的な健全性が保たれるほか,後述する2の成果とも合わせて,実際に日本人のための英文書のリーダビリティ推定式を試行的に構築した.また,同様に日本人向けに再構築したDale-Challのリーダビリティ推定式と精度を比較したところ,僅かではあるが提案手法の方が優れていることを確認した.なお,今回構築したリーダビリティ推定式はWeb上で利用できる形で公開しており,下記URLで誰でも自由に利用できる.2.日本人英語学習者に対する親密語リストの作成Daleリストに相当する日本人英語学習者のための親密語リストを,主要な中高教科書の電子化データに基づき作成した.3.文法項目の検出のための基礎調査代表的なリーダビリティ推定式では文書中の文法的な情報は,リーダビリティ推定の要因には含まれていない(過去,導入を検討した試みはいくつかある).日本人の英語学習過程を勘案すると,文法情報もリーダビリティに強い影響を与えていることが予想され,本研究ではそれらも積極的に取り込むことを検討している.そこで,文書中(または文中単位)で使用されている文法項目を自動検出するための基礎的な研究として,学校文法に関する情報を付与した小規模用例集を構築し,機械学習理論を応用した文法項目の自動検出ルールの記述を試みた.本年度の主な成果は天の3である.1.日本人英語学習者のリーダビリティ意識に関わるデータの蓄積リーダビリティについて英語母語話者と日本人英語学習者(以後,日本人)で異なる意識がみられる英文書データの蓄積を行った.母語話者に対する学年レベルが付与された英語圏のリーディング教材で,物語文・説明文のジャンル別で日本人大学生を被験者としたリーディング実験し,収集した.実験では連続した3学年各1文書の計3文書を1組として読解し,その後3文書における絶対的な難易度・相対的な順位等を付与した.2.リーダビリティ推定式との関係性の調査1のデータの粗い分析では,説明文において日本人の意識は母語話者と同順,一部の物語文において保存されない,という傾向がうかがわれた.そごで提案手法および従来のリーダビリティ推定式(母語話者向け7種・日本人向け2種)と日本人の意識の関係について精査し,特に物語文については語彙の難しさ以外に「テキストの量(〓文数)」が大きな影響を与えていることが明らかとなった.これは非現実的な設定も比較的許される物語文において,テキスト量が少ない場合には,たとえ語彙が易しくても十分な文脈を構築できず,総合的理解に至らないことが推測された.推定式でテキストの量を考慮しているものは少なく,今後の重要な観点である.また物語文においても,ある程度の量を超えると日本人は難しくも感じていることから,量がリーダビリティに必ずしも線形に作用しているわけではないことも示唆された.3.数理モデルの精錬昨年度の順序口ジットモデルから比例オッズ性を仮定しない数理モデルを検討した.現在のデータ量に対してモデルの自由度が高すぎるため,具体的な推定式の構築は見送った.今後のデータの蓄積に合わせて徐々に現モデルを複雑化していけば,より高精度な推定式の構築が期待される.
樹木群を利用した低水路河岸・水際設計法の開発

(1)樹木群水制を種々の配置で設置することにより,樹木の繁茂形態と水位上昇の形での抵抗増加及び河岸際の河床洗掘深の軽減効果を水理実験によって明らかにした.さらに,樹木群水制法先の洗掘による水制倒壊を防ぐためリップラップの効果について基本的な理解を得た.(2)ヨシの群生が,河岸洗掘にたいし軽減効果があることを現地河道で観測し評価した.さらに,ヨシの根を含む土塊を現地河川敷から採取し,これを水路内に設置し通水することによりヨシを含む土塊がどの程度侵食に耐え,崩落土塊下流の河岸侵食を軽減するかをヨシの根の密度と水理量の関係で明らかにした.(3)樹木群水制の設置効果を明らかにするために,三次元数値解析モデルを開発した.このモデルを実験水路及び現地河川に適用しモデルの適合性を明らかにすると共に,樹木群水制の一般的な検討を可能にした.(4)植生で保護されていない粘着性河岸の拡幅過程を調べ,これをモデル化することにより河岸侵食のある河道の流れの計算法を提示した.(1)樹木群水制を種々の配置で設置することにより,樹木の繁茂形態と水位上昇の形での抵抗増加及び河岸際の河床洗掘深の軽減効果を水理実験によって明らかにした.さらに,樹木群水制法先の洗掘による水制倒壊を防ぐためリップラップの効果について基本的な理解を得た.(2)ヨシの群生が,河岸洗掘にたいし軽減効果があることを現地河道で観測し評価した.さらに,ヨシの根を含む土塊を現地河川敷から採取し,これを水路内に設置し通水することによりヨシを含む土塊がどの程度侵食に耐え,崩落土塊下流の河岸侵食を軽減するかをヨシの根の密度と水理量の関係で明らかにした.(3)樹木群水制の設置効果を明らかにするために,三次元数値解析モデルを開発した.このモデルを実験水路及び現地河川に適用しモデルの適合性を明らかにすると共に,樹木群水制の一般的な検討を可能にした.(4)植生で保護されていない粘着性河岸の拡幅過程を調べ,これをモデル化することにより河岸侵食のある河道の流れの計算法を提示した.1)樹木群水制の水理実験樹木群が持っている河岸保護機能を有効に発揮する樹木群の繁茂形態を明らかにするために,種々の繁茂形態の樹木群模型を実験水路に配置して水理実験を行う.通水時に,水位,流速,通水後に川床高を詳細に測定し樹木の繁茂形態と水位上昇量及び川床変動量の関係を実験的に明らかにした.2)水理解析モデルによる樹木群水制の解析1)で行われた実験結果を解析的に表わしうる三次元数値モデルを開発した.このモデルの解析結果と実験結果を比較し,その有効性を確認した.3)自然河岸の体侵食力実験1)樹木群等植生で保護されていない自然河岸の耐侵食特性を明らかにするために,現地河川から採取した河岸構成材料を水路に乱さない状態で実験水路に設置して侵食実験を行い,自然河岸の持つ耐侵食力を求め,河岸土質の侵食抵抗の効果を定量的に見積もった.2)1)の侵食状況を再現した模型を製作し,侵食が生じたときの水理量を用いて実験を行った結果粘着性材料からなる河岸の侵食量と河岸近傍流速の関係を見出した.4)現地河川における樹木群水制の性能試験1)の実験で提案する河岸水際設計法の現地への適用制を調べるために,現地河川(米代川,最上川)における柳群性の現地試験をおこなった.河岸近傍には樹木群等の水際植生が繁茂しており,1)で得られた結果を基に繁茂領域を水制形状に整形し,洪水前後の柳群の倒伏,流失状況を調べた.(1)移動床水路の湾曲部に群生している樹木群の水制的機能を実験によって検討した.樹木群水制として,密生状態にある樹木群に近い空隙を持つ多孔質体を用いている.その結果,樹木群水制の場合は,不透過水制の場合に最も効果的に河岸の洗掘を軽減することが確認されている(水制間隔/水制長さ)=(L/D)=2.0よりも大きなL/D=7.2の配置が最も河岸洗掘軽減効果が大きいことが明らかになった.(2)実験によって明らかにされた移動床湾曲流れの樹木群水制の配置の適合性を本研究で開発した三次元数値解析モデルによって確認した.即ち,L/D=7.2で樹木群水制を配置すると,平均流速分布の横断分布がかなりの程度一様化し,二次流が弱められる.その結果,外岸寄り河床の洗掘が小さくなり,横断河床勾配が相対的に小さくなる実験事実を説明できた.更に,樹木群水制のある流路の全体的な河床変動について,計算結果は,実験結果を適切に説明できている.(3)余笹川の氾濫流に対する防災樹林帯の効果を現地洪水氾濫の痕跡調査と氾濫流の解析から検討し,樹林帯の効果を明らかにした.(4)粘着性の土からなる自然河岸を用いた実験より,河岸侵食の2つの機構を明らかにした.実験から得られた侵食部の形を模擬し,河岸の侵食模型を作り,これに通水し侵食部内の流れの構造を詳細に調べた.

この実験結果に対し,平面二次元モデルを適用し,侵食内部に生ずる流れと剥離渦を再現し,この剥離渦の形成発達が河岸の侵食に主要な寄与をなすことを明らかにした.(1)樹木群水制を種々の配置で設置することにより,樹木の繁茂形態と水位上昇の形での抵抗増加及び河岸際の河床洗掘深の軽減効果を水理実験によって明らかにした.さらに,樹木群水制法先の洗掘による水制倒壊を防ぐためリップラップの効果について基本的な理解を得た.(2)ヨシの群生が,河岸洗掘にたいし軽減効果があることを現地河道で観測し評価した.さらに,ヨシの根を含む土塊を現地河川敷から採取し,これを水路内に設置し通水することによりヨシを含む土塊がどの程度侵食に耐え,崩落土塊下流の河岸侵食を軽減するかをヨシの根の密度と水理量の関係で明らかにした.(3)樹木群水制の設置効果を明らかにするために,三次元数値解析モデルを開発した.このモデルを実験水路及ぴ現地河川に適用しモデルの適合性を明らかにすると共に,樹木群水制の一般的な検討を可能にした.(4)植生で保護されていない粘着性河岸の拡幅過程を調べ,これをモデル化することにより河岸侵食のある河道の流れの計算法を提示した.
乱流拡散火炎の熱輸送機構と逆こう配型拡散現象の発現

本研究の主眼は,乱流拡散火炎の熱輸送において発現することがある「逆こう配型拡散現象」の詳細を明らかにし,その原因を特定することにある.逆こう配型拡散現象は,通常の乱流モデルが破綻する典型的な現象である.したがって,その本質を解明することは,乱流モデルが現在直面している問題を解決する糸口となる可能性がある.また,ここで得られるデータは,普遍性の高い乱流燃焼モデルの開発およびその評価に利用できる基礎資料となる.乱流の熱輸送機構の解明には,速度と温度の相関量に関する情報が必要である.そのために温度計測の高精度化がいま要求されている.当該年度の前半では,極細線熱電対を用いて,乱流燃焼場の変動温度を正確に測定する手法の開発をおこなった.変動温度の測定では,熱電対の応答時定数を正しく測定あるいは推定することが,計測全体の精度を高める上で極めて重要である.本研究では,直径の異なる二本の熱電対からなる温度プローブ(二線式熱電対)を用いて,高い信頼性で時定数を推定する合理的な手法を考案した.この結果,熱電対の幾何学的な形状を知ることなく,時定数の推定と応答補償を同時に行うことが可能となった.さらに,これまで不可能とされていた時定数の変動とふく射の影響を考慮に入れた応答補償が実現できた.現在,レーザー流速計と上記の二線式熱電対を組み合わせることで,速度と温度の高精度同時測定法を実現するべく装置の開発をおこなっている.これを基礎として,燃焼場における乱流熱流束の挙動を正確に測定する技術が確立できれば,乱流燃焼場における熱輸送機構の解明および乱流燃焼のモデリングにとって大きな前進となる.本研究の主眼は,乱流拡散火炎の熱輸送において発現することがある「逆こう配型拡散現象」の詳細を明らかにし,その原因を特定することにある.逆こう配型拡散現象は,通常の乱流モデルが破綻する典型的な現象である.したがって,その本質を解明することは,乱流モデルが現在直面している問題を解決する糸口となる可能性がある.また,ここで得られるデータは,普遍性の高い乱流燃焼モデルの開発およびその評価に利用できる基礎資料となる.乱流の熱輸送機構の解明には,速度と温度の相関量に関する情報が必要である.そのために温度計測の高精度化がいま要求されている.当該年度の前半では,極細線熱電対を用いて,乱流燃焼場の変動温度を正確に測定する手法の開発をおこなった.変動温度の測定では,熱電対の応答時定数を正しく測定あるいは推定することが,計測全体の精度を高める上で極めて重要である.本研究では,直径の異なる二本の熱電対からなる温度プローブ(二線式熱電対)を用いて,高い信頼性で時定数を推定する合理的な手法を考案した.この結果,熱電対の幾何学的な形状を知ることなく,時定数の推定と応答補償を同時に行うことが可能となった.さらに,これまで不可能とされていた時定数の変動とふく射の影響を考慮に入れた応答補償が実現できた.現在,レーザー流速計と上記の二線式熱電対を組み合わせることで,速度と温度の高精度同時測定法を実現するべく装置の開発をおこなっている.これを基礎として,燃焼場における乱流熱流束の挙動を正確に測定する技術が確立できれば,乱流燃焼場における熱輸送機構の解明および乱流燃焼のモデリングにとって大きな前進となる.