hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マイクロパターニング用光感応性ゲル膜を用いた光機能素子の形成と特性評価

イオンを添加することにより,波長600nm付近に蛍光を発するAl_2O_3膜が得られ,ゲル膜は紫外線照射とアセトンを用いたリーチングによりパターニングが可能であった。3)二光束干渉露光法による二次元回折格子の作製において,レーザ光の照射条件などと形状や回折効率との関係を検討し,対称性のよい回折格子が得られる条件を明らかにした。4)スパッタリング法によりITO透明導電膜を形成したガラス基板上にPZT強誘電体膜を形成するための条件を検討した結果,酸素分圧の高い条件でITO膜を形成することにより強誘電性を示すPZT膜が作製できた。5)ポリシランをそのままゾルに添加する,あるいはメタクリロキシシランとの共重合体の形で金属アルコキシドと反応させることにより,ポリシランを無機マトリックスに分散できた。これらゲル膜の屈折率は紫外線照射によって変化し,新しい光感応性ゲル膜の可能性が示された。本研究は、光によるマイクロパターニングが可能である光感応性ゲル膜を用いて、強誘電体アクティブ回折格子、蛍光表示素子、二次元回折格子などの光機能素子を形成するためのプロセスを確立することを目的として行ったものであり、以下の成果を得た。1)RFスパッタ法によって石英ガラス基板上にITO薄膜を作製し、その上に化学修飾法で形成したPZTおよびPLZT薄膜の特性とITO作製条件の関係を検討し、導波構造を有する強誘電体膜の作製条件を明らかにするとともに強誘電特性の評価を行った。2)Eu^<3+>添加光感応性ZrO_2ゲル膜の蛍光強度は、熱処理温度とともに増大し、300°C付近で最大となったのち低下することを見出した。さらにマトリックスに適当量のAl_2O_3を添加すると、Eu^<3+>の最大添加量が増大し、高温での蛍光強度の低下が少なくなることを明らかにした。これらのEu^<3+>添加ゲル膜は光によるパターニングが可能であることを確認した。3)光感応性ZrO_2ゲル膜に二光束干渉露光法を適用し、周期0.5μmの一次元および二次元の回折格子を作製した。得られた回折格子の特性と作製条件の関係を明らかにするとともに、レーザの照射エネルギーを制御することによって、アイランド型および格子型の二次元格子を作りわけできることを実証した。さらに、ガラス基板上に周期0.5μmのアイランド型二次元格子を形成することにより、可視光領域で高い反射防止効果を示すことを明らかにした。4)Zr-アルコキシドをβ-ジケトンとメタクリル酸で化学修飾することにより、クラックフリーで得られるゲル膜の限界膜厚が増大し、光感応特性も向上することを見出した。さらに、メタクリル酸の重合に対して、キレート環の光分解によって生成したラジカルが反応開始剤として働いている可能性を見出した。
位相空間のコホモロジー次元とCoxeter群のコホモロジー次元に関する研究

可分距離空間Xに帰納的なコホモロジー次元を導入することに成功した.すなわち,自明でない可換群Gについてである開集合γが存在する,ここでdim_Gは通常の意味の係数群Gに関するコホモロジー次元とする.(1)可分距離空間XがANRならば,任意の自明でない可換群Gについて,Ind_GX=dim_GXが成り立つ,(2)可分距離空間Xが有限次元ならば,任意の自明でない可算可換群Gについて,Ind_GX=dim_GXが成り立つ,(3)dim_ZX=2である任意の無限次元コンパクト距離空間Xについて,Ind_ZX=3である,(6)任意の可分距離空間Xについて,Ind_QX=dim_QXが成り立つ,ただし,Qは有理数体とする.可分距離空間Xに帰納的なコホモロジー次元を導入することに成功した.すなわち,自明でない可換群Gについてである開集合γが存在する,ここでdim_Gは通常の意味の係数群Gに関するコホモロジー次元とする.(1)可分距離空間XがANRならば,任意の自明でない可換群Gについて,Ind_GX=dim_GXが成り立つ,(2)可分距離空間Xが有限次元ならば,任意の自明でない可算可換群Gについて,Ind_GX=dim_GXが成り立つ,位相空間の次元を代数的トポロジーの手法を用いて捉えるコホモロジー次元論を中心に研究を進めている.実際,一般の位相空間に次元を正確に定義することは(歴史的に見て)容易ではなかったが,さらに実際に位相空間の次元を決定することは,自明なものを除くと難しい.そこで代数的トポロジーを利用してコホモロジー次元論を展開したが,実際の(トポロジー的な)次元との差も評価する必要がある.我々の得た結果は,係数群Q, Z_<(p)>の場合に完全解を,係数群Z_<p^∞>の場合に部分解を与えている.G-acyclic resolutionというアプローチではいくつかの論文があったが,不明確さや誤りを多く見つけられた中で,我々はそのアプローチを完成させている.一方ANRは多様体や多面体と比較すると構造的には既に非常に複雑なものを含んでいるが,次元/コホモロジー次元についてみると,複雑な構造を許容するに関わらず,R^nとある程度の類似性が期待される.我々は「R^nの互いに交わらないn次元(閉)部分集合からなる集合族は高々可算である」という事実に着目し,ANRでもこの事実はコホモロジー次元の意味で成立することを示した.証明はシェイプ理論による群の射影系の間のpro-epimorphismの議論を利用したもので,ある種の局所連結空間のコホモロジー群の有限生成性及びZ_<p^∞>の部分群のなす減少列の長さの有限性を活用している.可分距離空間Xに帰納的なコホモロジー次元論を導入することに成功した.すなわち自明でない可換群Gについてここでdim_GXは通常の意味の係数群Gに関するコホモロジー次元とする.ここではこれらの関係をより詳しく考察し,以下のことを証明した.(1)可分距離空間XがANRならば,任意の自明でない可換群Gについて(2)可分距離空間Xが有限次元ならば,任意の自明でない可算可換群Gについて(3)一般にdim_<ZZ>X=2である任意の無限次元コンパクト距離空間Xについてlnd_<ZZ>X=3である.(6)任意の可分距離空間Xについてlnd_<【○!L】>X=dim_<【○!L】>Xが成り立つ,ただし【○!L】は有理数体とする.
ナノテクノロジーとしての光化学の新展開

「ナノテクノロジーとしての光化学」と題する第1回研究会を7月24-25日に大阪で、第2回研究会を12月26-27日に熱海で開催し、班員は、それぞれの専門分野の研究状況について述べ、21世紀の日本の光化学研究をどう推進していくか、又どう世界に発信していくか討論した。その結果を、単一分子分光、STM/AFMと化学反応、STM/AFMと触媒機能、STM/AFMによる表面ファブリケーション、単一微粒子化学、有機微結晶化学、顕微蛍光分光、顕微光反応、顕微光加工、近接場分光、近接場光反応、フェムト秒加工、界面光化学、マイクロ電気化学、液-液および固-液界面ダイナミックスなどの視点から整理した。さらに整理された研究主題について、Citation Indexをもとに、J. Am. Chem. Soc, Langmuir, J. Phys. Chem. B, Macromol., Chem. Phys. Lett., J. Appl. Phys., Jpn. J. Appl. Phys., Science, Natureなどの学術雑誌を系統的に追跡した。半導体、金属、エレクトロニクス関係の文献は非常に多いが、有機分子、高分子、超分子に関わるものは今なお少なく、萌芽的段階にあることが伺われる。また、分子や生物系の場合ナノとうたっても実際にナノサイエンスとしてナノテクノロジー、ナノサイエンスとしての光化学の展開を浮き彫りにし、それを研究成果報告書としてまとめ、国内270人、国外30人に送付した。
還元型コエンザイム Q10の寿命延長効果の検証

高齢者の疾患の基盤にある生命現象は『老化』であり、老化の進行を遅延できれば、ほとんどの加齢関連疾患を抑制できると考えられている。究極の老化抑制効果の検証は寿命(最大と平均)の解析である。研究代表者(樋口)らは老化促進モデルマウス(SAMP1)への還元型コエンザイムQ10 (CoQ10H2)の投与が促進老化や、加齢性難聴などの加齢疾患の進行を抑制することを明らかにしたが、1真に老化抑制効果を有することの検証と2科学的メカニズムの解明には、「徹底した寿命・老化解析」が必須である。十分な匹数の、C57BL/6マウス(標準系統)とSAMP8マウス(促進老化、サルコペニア、学習記憶障害のモデルマウス)にCoQ10H2を投与して、厳密な寿命解析と多角的な老化関連指標の解析を実施する。CoQ10H2の老化抑制効果の検証のみならず、他のサプリメントや機能性食品の老化抑制効果の評価への新たな基準の提供を目指す。平成29年12月からスタートしたCoQ10H2のC57BL/6Jマウスへの投与実験を継続しており、9ヶ月齢で第1回目の屠殺を行なった。飼育に関して大きなトラブルはないが、雌マウスを用い、ケージ内の匹数を制限したにも関わらず、一部のマウスでfighting等による創傷、脱毛、体重減少が観察されている。平成31年3月までの体重の推移には投与群、コントロール群で差異はない。老化度は、皮膚所見や脊椎湾曲で投与群に改善効果が認めれれたが、年齢を重ねると効果の消失が認められた。9ヶ月齢屠殺群での解析では、腹腔内ブドウ糖負荷試験などの生理的な指標での有意差は認められていない。ALA含有飼料は安定性などの基本的解析が終了し、飼料とC57BL/6Jマウスの搬入が行われ、平成31年1月から実験を開始した。これまでの経過では体重、飼料摂取量、その他の変化や問題は認めれれていない。初年度(平成29年度)科学研究費採択決定後に、CoQ10H2とALAの供給を依頼したカネカ(株)とSBIファーマと研究計画に関する協議を開始したが、実験の条件決定のための検討に予想以上に時間を要した。特にCoQ10H2とALAを固形飼料へ添加し、マウスへ投与する方法を取ったため、飼料への添加時、作成時、保管時、飼育室での投与放置期間での安定性の検討や、3者間の秘密保持契約や研究成果の帰属契約に時間を要した。さらに研究分担者の澤下が平成29年12月に退職したこともあって、研究の進捗が計画から遅れた。これらの問題はほぼ解決し、まず投与飼料(CoQ10H2含有)を作成し、平成29年12月にはC57BL/6Jマウスを購入し、飼料の投与を開始した。平成30年度は、これらのマウスの解析を行なった。個別飼育のストレスや群飼におけるfightingを避けるために、雌マウスを用いて1ケージ内のマウス匹数を少なくして、慎重に飼育を継続しているが、やはり創傷、脱毛、体重減少を示すマウスが存在する。それらのマウスは研究対象から除かざるを得ない状況である。進捗状況としては、予定通りに9ヶ月齢で各群12匹屠殺した。次回は令和元年の6月に18ヶ月齢で屠殺し、9ヶ月齢のサンプルと合わせて解析を行う。これまでに各群4匹のマウスが自然死している。老化の進行に関しては皮膚や脊椎湾曲に関してCoQ10H2投与の効果が認められた。ALA飼料に関しては、基本的な成分分析や安定性に関して使用に耐えるデータが得られたので、飼料の作成と投与を開始し、問題なく継続している。マウスの飼育スペースが限られているため、CoQ10H2の屠殺後にそのスペースを利用して、順次ALA用コントロール群もスタートできる予定である。以上のように飼料の作成の遅れのために、スタートがすぐには切れず進捗が遅れたが、その後は順調に経緯している。飼料の作成と投与方法に関する問題が解決したCoQ10H2含有飼料のC57BL/6Jマウスへの効果に関する実験が平成29年12月から、さらに飼料作成方法と安定性の解析が遅れていたALA含有飼料の効果に関する実験も平成31年1月から開始した。CoQ10H2およびALA含有飼料投与群と試験物質の溶剤のみを含有したコントロール群のそれぞれで、寿命観察グループ(36匹)と、9ヶ月、18ヶ月齢屠殺群(各12匹)の計120匹に関して、2回/週の飼料交換と摂取量の測定、2ヶ月毎の体重測定と老化度評点測定を実施して、老化の進行を観察している。9ヶ月齢(CoQ10H2は実施済み)と18ヶ月齢(CoQ10H2とALAは令和元年に実施予定)で屠殺したマウスは屠殺時に、1)グルコース負荷試験と体重、筋肉や脂肪組織を含む各臓器重量の測定を行い、病理組織作成と生化学的解析のために血液と各臓器を採取し、-70°Cでの保存を行う。これらの試料を用いて、2)多角的老化関連指標;◎血液生化学的指標、◎糖代謝関連指標、◎脂質代謝関連指標、◎酸化ストレスマーカー、◎筋肉代謝関連指標、◎慢性炎症指標、◎オートファジーなど蛋白質恒常性指標、◎細胞老化指標、◎ミトコンドリア機能について解析を行う予定である。

寿命観察グループでは、平均寿命、最大寿命(最も長生きしたマウス4匹の平均寿命)、生存曲線、Gompertz関数、老化度評点などの寿命特性を解析する。マウスは1日1回観察し、fightingによる影響が大きいマウスは除外するが、体重の急激な減少、腫瘍の拡大、激しい消耗が見られた場合には屠殺して寿命とする。すでに先行するCoQ10H2給与群では4匹程度の死亡例が出ている。動物実験施設での飼育スペースの確保しながら、とALA+CoQ10H2含有飼料の投与など、実施が遅れている試験を開始する。高齢者の疾患の基盤にある生命現象は『老化』であり、老化の進行を遅延できれば、ほとんどの加齢関連疾患を抑制できると考えられている。究極の老化抑制効果の検証は寿命(最大と平均)の解析である。研究代表者(樋口)らは老化促進モデルマウス(SAMP1)への還元型コエンザイムQ10 (CoQ10H2)の投与が促進老化や、加齢性難聴などの加齢疾患の進行を抑制することを明らかにしたが、1真に老化抑制効果を有することの検証と2科学的メカニズムの解明には、「徹底した寿命・老化解析」が必須である。十分な匹数の、C57BL/6マウス(標準系統)とSAMP8マウス(促進老化、サルコペニア、学習記憶障害のモデルマウス)にCoQ10H2を投与して、厳密な寿命解析と多角的な老化関連指標の解析を実施する。CoQ10H2の老化抑制効果の検証のみならず、他のサプリメントや機能性食品の老化抑制効果の評価への新たな基準の提供を目指す。平成29年度は、信州大学動物実験委員会へ実験計画書を提出し、学長の承認を受けた(承認番号:290063)。CoQ10H2の供給を受けるカネカ(株)とアミノレブリン酸(ALA)の供給を受けるSBIファーマと飼料の作成、及び投与方法について検討した。具体的にはCoQ10H2とALAの飼料作成時、保管時(-70°C、4°C)、投与時(22°C)の安定性に関して検討を行った。さらに3者による秘密保持契約を締結した。平成29年12月から、C57BL/6Jマウスへの飼料投与(コントロール飼料、0.3%CoQ10H2含有飼料)を開始した(各群マウス60匹)。現在マウスの体重及び飼料摂取量を継時的に測定しながら、順調に経過している。この間にCoQ10H2の血管内皮細胞に対する抗老化効果や脂質代謝改善効果に関する論文を発表した。科学研究費採択決定後に、CoQ10H2とALAの供給を依頼した、カネカ(株)とSBIファーマと研究計画に関する協議を開始したが、実験の条件決定のための検討に予想以上に時間を要した。特にCoQ10H2とALAを固形飼料へ添加し、マウスへ投与する方法を取ったため、飼料への添加時、作成時、保管時、飼育室での投与期間での安定性の検討や、3者間の秘密保持契約や研究成果の帰属の契約に時間を要した。さらに研究分担者の澤下が平成29年12月に退職したこともあって、研究の進捗が計画から遅れた。しかし上記の問題はほぼ解決し、投与飼料(CoQ10H2含有)を作成し、12月にはC57BL/6Jマウスを購入し、飼料の投与を開始している。
大腸菌の増殖過程における2つのグルコース取り込み系の生理的役割

大腸菌をはじめとしていくつかの細菌ではグルコースは2つのルートで細胞内へ取り込まれる。その1つはグルコース脱水素酵素によりグルコースをペリプラズム側で直接酸化し,グルコン酸として細胞内へ取り込む(GDH)系である。この系は呼吸鎖と連結し,膜エネルギーの形成に寄与する。もう1つはグルコースをリン酸化して取り込むホスホトランスフェラーゼ(PTS)系である。本研究はこの2つの系の大腸菌の増殖過程における生理的役割を明らかにすることを目的とした。グルコース脱水素酵素遺伝子(gcd)の解析を行って次のことを明らかにした。1)gcd遺伝子構造解析および膜上構造解析により,グルコース脱水素酵素は膜を5回横切り,c末側がペリプラズム側に局在し,グルコースの直接酸化を行ない,チトクロームオキシダーゼへ電子を伝達して,膜エネルギーを形成する。2)gcd遺伝子はcAMP-CRPにより負に,Fnrにより負に発現調節されている。3)それらの結合部位は部位特異的変異法により決定した。特にFnrは2ケ所に結合し,DNAを湾曲して制御していると推測された。4)gcd遺伝子の破壊株を作製し,gcd遺伝子及び遺伝子産物の細胞における役割を検討した。5)gcd^-Δpts株を作製し,その生育をgcd^-やΔpts株のものと比較した。PTS系の構成成分の遺伝子がcAMP-CRPにより正に調節されていることおよび,細胞内のcAMP濃度が増殖初期に低く,対数増殖期後期に高くなることから,GDH系は細胞の増殖初期に発現し,膜エネルギーを形成して,細胞の増殖に必要な栄養源の輸送や,タンパク質合成などを可能にすると考えられる。一方、PTS系は増殖後期に発現し,効率的なグルコース代謝を行うと考えられる。このような発現調節によって合理的なグルコース代謝を可能にしていると思われる。その1つはグルコース脱水素酵素によりグルコースをペリプラズム側で直接酸化し、グルコン酸として細胞内へ取り込む(GDH)系である。この系は呼吸鎖と連結し、膜エネルギーの形成に寄与する。もう1つは、グルコースをリン酸化して取り込むホスホヘランスポート(PTS)系である。本研究はこの2つの系が細胞の状態や環境によってどのように制御されるかを明らかにすることを最終目的とする。本年度は以下のようにGDH系のグルコース脱水素酵素遺伝子(gcd)のクローニング、遺伝子精造解析および発現調節の解析を行なった。1)gcd構造遺伝子およびプロモーターを含む上流領域をクローニングし、遺伝子構造解析を行った。その結果,構造遺伝子は2388塩基から成り、又、上流域にcAMP-CRPの結合部位が予想された。2)アルカリ性ホスファターゼ遺伝子(pluA)とクロラムフェンコール耐性遺伝子(cm)をgcd遺伝子と融合させ,転写制御及び翻訳制御について解析を行った。その結果,酸素とcAMP-CRPにより,いずれも転写段階び正及び負の発現調節が成されていることが明らかとなった。3)様々な培養条件の菌体からRNAを調製し,プライマー伸長法により、RNAの合成量を比較した。この結果は2)で得られた結果と基本的に一致し、gcd遺伝子の発現制御が転写段階び行なわれることが確認された。4)調節因子の5′上流域への結合部位を決めるため,PCRにより種々の長さのDNA断片を調製し、phoAやcim遺伝子との融合体を作製し,発現調節の違いを比較した。その結果,CAMP-CRPはりで予想した部位へ結合することが明らかとなった。

以上の結果より,GDH系はPTS系と同様にグルコースにより正に制御されていることとが示唆され、来年度は両系の遺伝子を用いたより詳細な解析をする予定である。大腸菌をはじめとしていくつかの細菌では炭素原としてグルコースを加えた場合、少なくとも2つのルートで細胞内へ取り込まれる。その1つは、ピロロキノリンキノン(PQQ)を補酵素とするグルコース脱水素酵素によりグルコースをペリプラズム側で直接酸化し、グルコン酸として細胞内へ取り込む(GDH)系である。この系はグルコース酸化と同時に電子を呼吸鎖へ流し、プロトン勾配や膜電位等の膜エネルギー形成に寄与する。もう1つは、グルコースをリン酸化して取り込むリン酸基転移酵素(PTS)系である。本研究はこれまで未解析のGDH系の解析を中心として、この2つの系の大腸菌の増殖過程における生理的役割を明らかにすることを目的として行なった。グルコースの脱水素酵素遺伝子(gcd)の解析を行ない、以下の結果を得た。1)遺伝子構造解析や融合遺伝子解析により,本酵素の膜上構造の決定と補酵素PQQの結合部位および活性部位を予測した。2)精製酵素を用いた再構成実験により、本酵素とユビキノン間で膜電位の形成が成されないことを証明し、またユビキノンの結合部位を予測した。3)プライマー伸長反応や変異株をもちいた解析等から、gcd遺伝子はcAMP-CRPおよびFnrにより負に制御されていることを明らかにした。4)部位特異的変異体を作製し、これらの調節因子の結合部位を決定した。特に、Fnrは2個所に結合し、DNAを湾曲させていると予測された。4)gcd遺伝子の破壊株(gcd^-)やgcd^-pts^-を作製し、生育への影響を検討した。上述のようにgcd遺伝子はcAMP-CRPにより負に制御されている。一方、PTS系を構成するEnzymeI-Hpr-EnzymeIII^<glu>オペロンがcAMP-CRPにより正に制御されている。cAMPの細胞内濃度が、大腸菌の増殖初期(誘導期から対数増殖期前期)に極めて低く、増殖後期(対数増殖後期から定常期)に急速に高くなることを考慮すると、増殖初期にgcd遺伝子の発現が促進され、PTS系の構成成分の遺伝子発現が抑制されると推測される。一方、増殖後期にはgcd遺伝子の発現が抑制され、PTS系の構成成分の遺伝子発現が促進されると推測される。大腸菌はこのような2つの系の発現調節によって合理的なグルコース代謝を可能にしていると思われる。
線維の配向性を付与したスキャフォールドを用いた半月板横断裂に対する治療法の確立

1、スキャフォールドの作製および評価エレクトロスピニング法にてε-カプロラクトン(PCL)およびポリエチレンオキサイド(PEO)をハイブリッドさせスキャフォールドを作製した。水溶性であるPEOをPBSへ浸水し除去、PCLスキャフォールドの密度を調整した。これらのスキャフォールドを1cm x 1cmの大きさで用意し、ウサギ膝関節滑膜組織より間葉系幹細胞を採取、スキャフォールドへ播種した。通常の培地(DMEM, 10%FBS)で最大1週間程度まで培養の後、細胞接着能および生存率を評価した。大部分(90%以上)の細胞の生存が確認され、細胞はスキャフォールドの表層を中心に接着が認められた。以上より、ウサギの細胞の使用に問題が無い事が示され、ウサギを用いた動物実験へと移行する方針となった。2、ウサギ膝関節半月板欠損モデルの作製麻酔下に、ウサギ膝関節を内側傍膝蓋アプローチにて展開し、内側関節面を露出した。内側半月板を十分に展開するため、内側側副靭帯の一部を切離し、内側半月前節に1横断裂の作製、25mm幅の欠損、3前節全て(半月板の1/3)のいずれかの欠損を作製した。いずれの損傷も半月中心部から辺縁部まで作製した。一ヶ月後にサクリファイスを行ない、評価した。1では、半月損傷部に自然修復が認められ、半月損傷モデルとしては不適切であった。2および3において、半月板の自然修復は認められず、隣接する関節軟骨の変性が進行していた。以上より、23共にモデルとして適していたが、スキャフォールドを移植・縫合時に、半月板実質が残存している方が、手術操作が容易となる事が期待され、今回のモデルとしては、2を採用する事とした。今後、順次スキャフォールドの移植を行い、解析を行なう予定である(平成28年度より、科研若手Aへ移行予定)。27年度が最終年度であるため、記入しない。
認知症病名告知における心理的側面の検討

病名告知を希望する認知症患者43名に対して病名告知を行った。告知前後の精神状態をハミルトンうつ病評価尺度を用いて評価を行った。結果として、ハミルトンうつ病評価尺度の点数は告知後に有意に上昇していた。各種因子との関連を評価したところ、認知機能と告知前のハミルトンうつ病評価尺度の点数間に緩やかな関連が示されたが、心理的側面に影響を与える有意な因子は明らかにできなかった。認知症病名告知に関するアンケート作成にあたり,予備調査を行った。予備調査としては,福島県立医科大学附属病院の玄関口にて認知症病名告知に対する無作為対象のアンケート調査を行った。アンケートの内容は1)認知症について知っているか否か,2)自分が認知症と診断された場合に告知を希望するか否か,3)告知を希望すると答えた場合は,A)自分に告知して欲しい,B)家族に告知して欲しい,C)その他,のどれを望むか,4)家族が認知症と診断された場合に告知を希望するか否か,5)その他の意見の内容とした。結果として70名から回答を得ることができた。認知症については大多数が知っていたが,年齢によってもその分布にばらつきがあった。大多数の者が告知を希望しており,そのうち自分に告知して欲しいと希望された者が多数を占めていた。また,家族が診断された場合の告知についてはほぼ全員が望んでいた。その他の意見としては,認知症の病状,特に初期であれば告知を望む,家族のことについてはできるだけ早く知りたい,告知された後にどのようにしたらいいのか不安だ,などの意見が寄せられた。今回の予備調査から,認知症病名告知が望まれているという社会的背景が存在する一方で,その告知の難しさが明らかになった。どのような状況にある患者に告知を行うべきなのか,また行わない方がよいのかを明らかにすることが望まれている。次年度以降はこれらの結果に基づき,もの忘れ外来を受診する認知症患者および家族に対するアンケートを作成する予定である。認知症病名告知に関するアンケートを福島県立医科大学附属病院心身医療科外来または福島赤十字病院精神科受診した患者に対して実施した。アンケートの内容は1)認知症について知っているか否か、2)自分が認知症と診断された場合に告知を希望するか否か、3)告知を希望すると答えた場合は、A)自分に告知して欲しい、B)家族に告知して欲しい、C)その他、のどれを望むか、4)家族が認知症と診断された場合に告知を希望するか否か、5)その他の意見とした。対象者は改定長谷川式簡易知能評価スケール20点以下かつミニメンタルステート検査23点以下で、何らかの認知症と診断された患者および家族とした。アンケートにより本人から病名告知の希望が確認された場合には病名告知を行った。告知を行う前後で患者の精神状態をハミルトンうつ病評価尺度(21項目)にて評価を行った。結果としては、病名告知を希望される対象者が予想よりも少ないことが明らかとなった。その要因の一つとして、本人が告知を希望しない場合も多かったが、家族が本人の精神的動揺を避けるために告知を希望しない場合が多かったことが挙げられる。今後は、さらに対象者を増やし、アンケートの結果と環境的要因(家族構成、人数)、認知機能(改定長谷川式簡易知能評価スケールまたはミニメンタルステート検査)、年齢、性別、教育歴、病名、ハミルトンうつ病評価尺度の多因子との関連性を統計的解析により導き出すことを予定している。これらの結果からいくつかの因子を抽出し、告知後の支援体制をより強化する必要性を判断するための「認知症告知サポートスケール」(点数が高い場合に告知の際に心理的動揺が生じやすいということを判断できるスケール)の作成を最終目標としている。認知症病名告知に関するアンケートを福島県立医科大学附属病院心身医療科外来を受診した患者に対して実施した。アンケートは1)認知症について知っているか否か、2)自分が認知症と診断された場合に告知を希望するか否か、3)告知を希望すると答えた場合は、A)自分に告知して欲しい、B)家族に告知して欲しい、C)その他、のどれを望むか、4)家族が認知症と診断された場合に告知を希望するか否か、5)その他の意見の内容とした。対象者は改定長谷川式簡易知能評価スケール(HDS-R)20点以下かつミニメンタルステート検査(MMSE)23点以下で、何らかの認知症と診断された患者および家族とした。アンケートにより本人から病名告知の希望があった43名(男性11名,女性32名,平均年齢79.74±5.77)に病名告知を行った。告知を行う前後で患者の精神状態をハミルトンうつ病評価尺度(HRSD)の21項目版にて評価を行った。結果としては、HRSDの点数は告知前後で有意に上昇していた(p<0.001)。年齢、性別、教育歴、HDS-R、MMSE、家族人数、老々介護あり・なし、主介護者が嫁かどうか、主介護者が娘かどうか、主介護者が息子かどうか、など各因子との関連を相関係数を用いて評価した。

結果としては、MMSEと告知前のHRSDの間に緩やかな相関が確認されたのみであった(r=-0.346,p<0.05)。またロジスティック回帰分析により、告知後のHRSDの得点に影響を与える因子を評価したが、影響を与える有意な因子は確認できなかつた。告知後の評価時点で患者が病名を告知されたことを忘れている場合が多く、予想よりも精神的動揺が生じないことが本研究で明らかとなった。本研究の制限因子として、サンプル数の少なさ、病態・精神状態によるばらつきを評価できなかつたことなどが挙げられる。
ウイルス誘導性ジーンサイレンシングによるファンクショナルゲノミクスの加速化

園芸作物においてゲノム関連情報の集積が進んでいるが、生産への貢献度は必ずしも高くない。その主な理由の1つに、ファンクショナルゲノミクスの手法が、多様な種を含む園芸の分野において確立していないことが上げられる。そこで、園芸作物へのウイルス誘導性ジーンサイレンシングの適用によって、有用遺伝子の機能の同定を加速化することを本研究の目的とした。本研究では、制御対象となる遺伝子の生理学的役割と園芸学上の有用性の解析を行った。また、多様な園芸作物に適用可能なウイルスベクターの開発を行うとともに、宿主範囲が広く、高い汎用性が期待できるキュウリモザイクウイルスの感染機構の検討も行った。多様な実用作物において現在、ゲノム関連情報の集積が進んでいるが、実際の農業生産への貢献度は必ずしも高くない現状がある。その主な理由の1つに、遺伝子の機能を証明するファンクショナルゲノミクスの手法が、多様な種を含む生産関連分野において確立していないことが上げられる。そこで本研究では、園芸作物へのウイルス誘導性ジーンサイレンシングの適用によって、有用遺伝子の機能同定を加速化し、蓄積するゲノム関連情報や分子レベルでの情報の有効活用を広く園芸分野において図ることを目的としている。以上のような目的を達成するために、ファンクショナルゲノミクス推進のための基盤的研究を引き続きおこなった。きわめて多種多様な種を含む園芸作物においてファンクショナルゲノミクスを推進するためには、機能解析をおこなう対象となる遺伝子の、植物学上の特性ばかりでなく園芸学上の有用性を十分に検討する必要がある。本年度は主に観賞植物において機能解析の対象となる遺伝子の単離と、植物学的な特性と園芸学上の有用性の解析をおこなった。対象遺伝子の1つは、当該研究グループにおいて研究実績を有する花成関連遺伝子とし、観賞植物における役割を推察するための生理学的データを取得した。さらには、多様な園芸作物に適用可能な遺伝子ベクターを開発する必要があることから、数種のウリ科植物等において、ベクター候補であるキュウリモザイクウイルス等の感染性を検討した。園芸作物においてゲノム関連情報の集積が進んでいるが、園芸生産への貢献度は必ずしも高くない。その主な理由の1つに、多様な種を含む園芸作物において、遺伝子の機能を証明するファンクショナルゲノミクスの手法が十分に確立していないことが上げられる。そこで、園芸作物にウイルス誘導性ジーンサイレンシングを適用することによって、有用遺伝子の機能同定を加速化し、蓄積するゲノム関連情報や分子レベルでの情報の有効活用を図ることが本研究の目的である。このような目的を達成するために、ファンクショナルゲノミクスの推進に資する基盤的研究を行なうこととした。様々な種を含む園芸作物においてファンクショナルゲノミクスを推進するためには、機能解析を行う対象となる遺伝子の有用性を十分に吟味する必要がある。そこで本年度は主に野菜において機能解析の対象となる遺伝子の単離と有用性の解析を行った。対象遺伝子としては、当該研究グループにおいて研究実績を有する糖類代謝関連遺伝子等とし、野菜における役割を推察するための生理学的データを取得した。さらには、本研究の目的を達成するには、多様な園芸作物に適用可能な遺伝子ベクターを開発する必要がある。そこで本年度は数種のナス科野菜において、ベクター候補であるキュウリモザイクウイルスの感染性の検討等も行った。研究成果の一部についてはとりまとめ、学会等で発表すととともに、論文として公表した。その主な理由の1つに、遺伝子機能を証明するためのファンクショナルゲノミクスの手法が、多様な種を含む園芸の分野において確立していないことが上げられる。そこで、園芸作物へのウイルス誘導性ジーンサイレンシングの適用によって、有用遺伝子の機能同定を加速化し、蓄積するゲノム関連情報や分子レベルでの情報の有効活用を広く園芸分野において図ることを本研究の目的とする。上述の目的にもとづいて、ファンクショナルゲノミクス推進のための基盤的研究を推進することとした。園芸作物は多種多様な種を含むことから、園芸学的に有意義なファンクショナルゲノミクスを推進するためには、機能解析を行うべき遺伝について、その発育に関わる特性にとどまらず、園芸生産上の有用性を吟味する必要がある。本年度においては主に果樹において機能解析の対象となる遺伝子の単離と、果樹の発育における役割や園芸学上の有用性の解析を行った。果樹は特に幼若性を有するとともに個体が大型化するため、通常の形質転換法を適用することは大変困難であるという特徴を有する。具体的には当研究グループにおいて研究実績を有する幼若性やストレス耐性、ポリオール代謝関連遺伝子等が対象であり、これらの分子レベルのデータを取得した。例えば、ポリオールはバラ科果樹における転流糖であるとともに環境ストレス耐性に関与する物質であることから、その代謝に関わる遺伝子について検討した。また引き続き多様な園芸作物において適用可能なウイルスベクターの開発を行っている。種々の園芸作物においてゲノム関連情報の集積が進んでいるが、生産への貢献度は必ずしも高くない。その原因の1つに、遺伝子の機能を証明するファンクショナルゲノミクスの手法が、多様な種を含む園芸学分野において確立していないことが上げられる。本研究では、園芸作物へのウイルス誘導性ジーンサイレンシングの適用によって、有用遺伝子の機能解析を効率化し、ゲノム関連情報や分子レベルでの情報の有効活用を園芸生産に活かすことを本研究の目的とした。

本年度においてはこれまで野菜、観賞植物、果樹で明らかにしてきた有用遺伝子の発現調節に利用するためのサイレンシングベクターの検討を行った。すなわちウイルスの感染が報告されているナス科、ウリ科、バラ科など多様な科に属する、野菜や観賞植物等にウイルスベクターを適用するとともに、適切な分節ゲノムを利用するための検討も行った。また引続きキュウリモザイクウイルスの使用に関連した感染機構の検討も行った。マーカー遺伝子の他に、有用遺伝子として糖代謝関連遺伝子のサイレンシングによって、有用遺伝子への適用の可能性を示すことができた。キュウリモザイクウイルス以外のウイルスベクターの使用についても検討した。園芸作物においてゲノム関連情報の集積が進んでいるが、生産への貢献度は必ずしも高くない。その主な理由の1つに、ファンクショナルゲノミクスの手法が、多様な種を含む園芸の分野において確立していないことが上げられる。そこで、園芸作物へのウイルス誘導性ジーンサイレンシングの適用によって、有用遺伝子の機能の同定を加速化することを本研究の目的とした。本研究では、制御対象となる遺伝子の生理学的役割と園芸学上の有用性の解析を行った。また、多様な園芸作物に適用可能なウイルスベクターの開発を行うとともに、宿主範囲が広く、高い汎用性が期待できるキュウリモザイクウイルスの感染機構の検討も行った。前年度の観賞植物における有用遺伝子の検討に続いて、平成26年度は果樹を中心として有用遺伝子の検討をおこない、発育生理学的な視点からの重要性のみならず、生産上の重要性にも関連して評価をおこなうことができた。関連する業績について、研究発表をおこなうなど、適切な進捗状況であった。27年度が最終年度であるため、記入しない。園芸学今後は、引続き対象となる有用遺伝子の解析をおこなうとともに、これまで野菜、観賞植物、果樹で明らかにしてきた有用遺伝子の発現調節に利用するためのサイレンシングベクターの検討を行うこととする。課題の推進においては、特に園芸学上の重要性を認識して進める必要があるが、これまでの方向性に沿うことで、特段の問題はないと思われる。前年度の野菜における有用遺伝子の検討に続いて、25年度は観賞植物において有用遺伝子の検討をおこない、特に、植物生理学的な観点からの重要性のみならず、園芸学上の重要性に立脚した評価をおこなうことができた。また、ベクターの検討も引き続きおこない、おおよそ計画通りに進展している。学会発表もおこなうなど、成果の公表についても実績がある。本研究の目的は、園芸作物の有用遺伝子の機能同定を加速化し、蓄積するゲノム関連情報や分子レベルでの情報の有効活用を図ることである。この目的を達成するために、平成24年度においては、機能解析を行う対象となる遺伝子の有用性および汎用性のあるベクターの検討を行うこととした。
光学活性環状多価アルコールの配座制御に基づく不斉反応開発

本研究の成果として大きく分類して以下の3項目を挙げることができる。3.不斉環変換反応研究の展開として分子間反応における基礎的研究(Tetrahedron,49,10501(1993))と共に、同一のコンセプトから不斉スピロ環化反応(J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,1993,1858)を開発できた。このほかにも、配座固定された環状ポリオール類ならびにC_<2->対称性環状ジエンの不斉合成研究(Tetrahedron:Asymmetry,6,55(1995))への展開も進んでおり、環状ポリオール類を不斉源(キラル配位子)とする不斉反応開発の研究については、現在、基礎的データの蓄積を行なっている段階であり、今後の進展が期待される。これらの研究成果は今回企図した環状多価アルコールの配座制御に基づく不斉構築法の有用性を示すものといえる。キラル環状ジオールを不斉源として、その高い配座制御能からもたらされる不斉空間を活用した新規かつ効率的不斉反応開発を目的とする本研究において、現在までに次の4項目について既にその研究成果を公表するに至っている。1.メソ環状ジオールへの化学的不斉導入法開発(Tetrahedron Asymmetry,1993,4,1767-1770)3.光学活性三環性ラクトンの簡易合成法開発(Heterocycles,1994,37,413-423)上記1、2項は不斉源をエステルまたはアセタールとして基質に組み込みその活用を図ったものであり、第3項の成績体は新たな不斉導入反応への展開を期待させるものである。第4項の研究成果は、独自に進めてきた「新規環変換反応」研究の過程で得られた新たな不斉導入概念としての「キラルエノールエーテルの活用」を展開させたものであり、今後の研究の進展を期待させるものといえる。上記の項目以外にも、5.光学活性スピロ環状化合物の一般合成法6.配座固定された環状ポリオール類の不斉合成法等の開発もほぼ成功しており、近々発表できるものと考えている。本年度の研究成果として以下の3項目を挙げることができる。2.キラルエノールエーテルを活用する環状および鎖状β-ケトエステルの不斉酸化反応の開発研究(Tetrahedron Lett., 35,3103(1994))。第1、2項はキラルエノールエーテルを利用する不斉反応開発研究の一環として行なったものであり、従来の知見と相俟ってその有用性がさらに確認された。また本研究に関連して、分子間アルドール反応に基づく不斉環開裂反応の開発にも成功し、現在、さらにその改良をめざして検討を重ねている。第3項の研究により合成された環状ポリオール類を不斉源(キラル配位子)とする不斉反応開発の研究については、現在、基礎的データの蓄積を行なっている段階であり、今後の進展が期待される。
難病解明に向けた大規模HLAシークエンスと多重リスク因子の包括的解析法の確立

本研究では、高効率・高精度なHLA遺伝子シークエンス・タイピング技術の確立を目指す。さらにHLAを含むゲノム情報と様々な情報を複合的に絡めた統計モデルを開発し、大規模サンプルにおいて開発技術を適用することで難治性疾患の発症機序の解明を目指す。今年度は、本課題中に開発したHLAアレルをタイピングする手法HLA-HD(Kawaguchi et al., Human Mutation, 2017)に対する数度の改良を行い、ホームページを通じて公開した。HLA-HDの利用に関しては、現在までに30カ国、計140(国内12、国外128)の大学・企業・病院・研究施設からの申請があった。HLAデータを用いた難病解析に関しては、HTLV-1関連脊髄症(HAM/TSP)患者、無症候性キャリア群、日本全国対照群サンプルの約1,000検体におけるHLA遺伝子のシークエンスおよびタイピングを実施し、これまでの結果と併せて約6,000検体の結果を得た。加えてHAM/TSP患者、キャリアの計2500名におけるプロウイルス量測定結果を用いて、HAM/TSPの発症やプロウイルス量と関連する遺伝的な要因を導き出す統合的な関連解析手法を考案した。開発手法により、プロウイルス量と関わるアミノ酸残基、HAM/TSP発症者・キャリア間で関連するアミノ酸残基をそれぞれ独立に同定できた。完全長配列が未だ未決定であるHLAアレルの未知領域配列を決定するため、開発したPCRプライマーセットを用いたショートリードおよびロングリードのシークエンス解析結果を融合して完全長配列を作成するプロトコルを開発した。次世代シークエンサーで得られたデータからHLAアレルをタイピングする手法HLA-HDを開発し、既存手法よりも高いタイピング精度を得た。また、HLA-Aに対して偽陽性のタイピング結果を引き起こす要因となるHLA-A like psuedogeneのアセンブリおよびシークエンスに成功し、この遺伝子の影響を取り除くことでタイピング精度が向上した。以上の内容をとりまとめて論文誌に投稿し、採択に至った(Human Mutation in press)。次にHLA-A、-C、-B、-DRB1、-DQB1、DPB1の6遺伝子全長の塩基配列決定のためのLong-PCR用マルチプレックスPCRプライマーセットを開発し、特許出願をおこなった。上記の開発技術を用いて、全国の共同研究機関で採取し京都大学大学院医学研究科附属ゲノム医学センターで保管しているHTLV-1関連脊髄症(HAM)患者313検体と無症候性キャリア群(対照群)315検体のDNAサンプルに対しMiSeqを用いたHLA遺伝子シークエンスとアレルタイピングを行なった。また、この実験における大量サンプルの同時シークエンスを可能にする新規バーコードセットを開発した。これにより6種のHLA遺伝子に対して、市販のタグ付け方法の最大数384検体を超える818検体の同時シークエンスに成功した(他疾患の検体を含む)。旧来法でのシークエンス検体とあわせて1,583検体のHLAタイピング結果に対して関連解析した結果、HAMと無症候性キャリアの間で有意な頻度差が生じる感受性HLAアレル、さらにアミノ酸残基位置およびアミノ酸の種類を同定した。イントロンを含めた完全長配列の解像度にHLA解析手法を展開するために、シークエンス結果からの完全長配列アセンブリ手法のプロトタイプ開発を進めた。現在は手法の検証作業の段階まで来ている。本年度までにHLA解析に向けた基礎技術がおおよそ整った。更に予定通り、包括的HLA解析に必要な大規模サンプルにおけるHLA遺伝子領域のシークエンスデータが揃った。これにより、次年度以降は滞りなく解析法の開発に進めると考えている。また従来の限界を超える多検体の同時シークエンスを達成できたことも大きい。この開発バーコードはHLA遺伝子のシークエンス以外にも既に導入しており、この点においては本課題の目的を超えての成果となった。本研究では、対照群の大規模サンプルにおけるHLA遺伝子シークエンス・タイピング技術の確立と実施及び得られた結果を用いて、様々な情報と複合的に絡めたHLA関連疾患の解析をするための統計モデル確立を目指している。本年度は昨年度において開発した、次世代シークエンサーデータからHLAアレルをタイピングする手法HLA-HD(Kawaguchi et al., Human Mutation, 2017)に関して、ホームページを通じた公開をおこなった。さらに、ソフトウェアのアップデートをおこない、IPD-IMGT/HLAデータベースの最新アレル情報を自動で取り込み更新する機能を搭載した。また、昨年度特許出願をおこなったLong-PCR用マルチプレックスPCRプライマーセットに関しては、海外への展開を見越してPCT出願をおこなった。HLAデータを用いた難病解析に関しては、HTLV-1関連脊髄症(HAM)患者、無症候性キャリア群(対照群)、日本全国対照群サンプルの約5,000検体におけるHLA遺伝子のシークエンスおよびタイピングを実施し、発症や感染との関連解析をおこなった。また、300検体におけるインフルエンザワクチン接種による抗体価変動と全ゲノムシークエンスデータからのHLAアレルタイピング結果を用いた解析から、ワクチン接種における免疫獲得とHLAアレル種類との関係性を明らかにした(論文投稿準備中)。完全長配列が未だ未決定であるHLAアレルに対して未知領域配列の決定に向け、開発したPCRプライマーセットを用いて、精度は低いが同染色体の全長情報が得られるロングリードのシークエンスと精度の高いショートリードの情報を融合して解析することで、より信頼性の高いHLAリファレンスを作成すること目指した。本年度においてはシークエンスに向けたサンプル準備が完了した。

初年度構築した、HLAシークエンス・タイピング技術による解析検体数はすでに5,000を超え、安価でありながらも精度の高いHLAアレルの決定を可能とするなど、高い有効性を示した。HLA-HDの技術は本年度においても逐次的に更新を続けており、ホームページ公開以降、現在までに19カ国の50機関以上において利用登録が得られている。関連解析に関しては、逐次的決定法におけるローカルミニマムへの到達による誤った変数選択を防ぐための、新たな最適探査方法の開発を進めた。本年度は実データに従来法を用いた検証を行った。その結果、従来法では誤った解が得られる事例が存在し、詳細な解析からその原因が概ね判明した。そこで、その問題解決が可能な変数決定法の完成に向けて探査プロセスの改良を行い、試作モデルの構築をおこなった。HLAの完全長配列リファレンスの作成に関しては、精度の高いショートリードシークエンスデータのアセンブリによる配列決定法に加え、精度は劣るがロングリードのシークエンス結果を含めることでphase ambiguityの精度向上を目指すこととしたため、若干の工程追加が必要となった。本研究では、高効率・高精度なHLA遺伝子シークエンス・タイピング技術の確立を目指す。さらにHLAを含むゲノム情報と様々な情報を複合的に絡めた統計モデルを開発し、大規模サンプルにおいて開発技術を適用することで難治性疾患の発症機序の解明を目指す。今年度は、本課題中に開発したHLAアレルをタイピングする手法HLA-HD(Kawaguchi et al., Human Mutation, 2017)に対する数度の改良を行い、ホームページを通じて公開した。HLA-HDの利用に関しては、現在までに30カ国、計140(国内12、国外128)の大学・企業・病院・研究施設からの申請があった。HLAデータを用いた難病解析に関しては、HTLV-1関連脊髄症(HAM/TSP)患者、無症候性キャリア群、日本全国対照群サンプルの約1,000検体におけるHLA遺伝子のシークエンスおよびタイピングを実施し、これまでの結果と併せて約6,000検体の結果を得た。加えてHAM/TSP患者、キャリアの計2500名におけるプロウイルス量測定結果を用いて、HAM/TSPの発症やプロウイルス量と関連する遺伝的な要因を導き出す統合的な関連解析手法を考案した。開発手法により、プロウイルス量と関わるアミノ酸残基、HAM/TSP発症者・キャリア間で関連するアミノ酸残基をそれぞれ独立に同定できた。完全長配列が未だ未決定であるHLAアレルの未知領域配列を決定するため、開発したPCRプライマーセットを用いたショートリードおよびロングリードのシークエンス解析結果を融合して完全長配列を作成するプロトコルを開発した。今後も引き続き完全長配列が不明となっていたHLAアレルに対する配列決定を進める。
大空間オフィスにおける自然通風型タスクアンビエント空調の快適制御法に関する研究

大空間を有するオフィスにおいて、自然換気を利用した次世代型自然換気・空調システムにおける様々な通風導入システムの室内気流・温度分布特性を温度、CRI3、CO_2濃度などの指標を用いて明らかにするとともに、省エネルギー性について検討を行い、自然風の利用によって空調による冷房負荷の約60%が削減されることを明らかにした。また、自然換気用チムニーの設置位置に関する基礎的なデータも収集した。大空間を有するオフィスにおいて、自然換気を利用した次世代型自然換気・空調システムにおける様々な通風導入システムの有効性の実証と設計手法の確立を目的として、下記の検討を行った。(1)外気温・風向及び自然換気口の形状が室内気流性状に及ぼす影響に関する検討CFDの解析空間上に自然換気併用タスクアンビエント空調を有するオフィス空間を再現し、外気温、風向及び自然換気口をパラメータとした条件下で室内気流解析を行った。風速分布、温度分布のみならず、SVE4、局所空気齢などの空気の分布性状を評価する指標を導入して、室内の気流・空気環境を評価した。その結果、外部温度が高いほど室奥まで自然外気が供給されること、オフィス平面の長辺に平行な風向よりも短辺に平行な風向の方が室内の分布状態は均一になることがわかった。また、天井直下吹き出しとペリカウンター吹き出しを比較すると、ペリカウンター吹き出しでは流入した外気がすぐに下降するために窓際の熱環境が悪化し、外気の分配も不均一になるのに対し、天井直下吹き出しでは、外気がより室奥まで到達することがわかった。(2)自然換気用チムニーを用いた大空間の換気性能の検討建物屋上に自然換気用のチムニーを設置し、風力換気と重力換気を併用した大空間の自然換気システムを提案し、その換気効果を検討するため風洞実験を行った。大空間窓面での風圧とチムニートップにおける風圧を測定し、その風圧係数をもとにした換気計算を行うことによって、大空間の換気量を算出した。実験パラメータは、チムニーの高さ、風向、チムニートップの遮風版の形状、換気計算パラメータは、外部風速、窓面積、室内在室者数(発熱量)、風向とした。その結果、風向によって風速の影響が大きく現れること、遮風版の形状とチムニー高さによる差異は比較的小さいことなどが明らかになり、チムニーを用いた自然換気システムの有効性を確認した。(1)自然換気導入方式の違いが室内温熱・空気環境に及ぼす影響の解明ハイブリッド換気システムを有するオフィスを対象として、各種の自然換気導入方式と空調方式の組み合わせによって形成される室内の温熱・空気環境のメカニズムの把握と室内環境の評価法の確立を目的として、一般的と思われる中規模のオフィスビルを想定し、床吹出し空調の場合において新鮮外気の導入方式の違いが室内の温熱・空気環境に及ぼす影響を調べるために、CFD解析(標準k-ε乱流モデル)を行い、気流分布、風速・温度分布及び吹出し口の勢力範囲を示すSVE4の分布に基づいて検討を行った。その結果、壁面上部から外気を取り入れる方式では北側と南側に温度及び自然換気口の勢力範囲について大きな不均一が見られること、床下から自然風を取り入れる方式では鉛直方向に温度成層が形成されやすいことが明らかになった。(2)自然換気を目的とした屋上開口の最適配置に関する検討建物屋上に換気口を配置した場合屋上面開口の最適な設置位置を検討するため、建物の屋上面における風圧係数分布の測定を風洞実験によって行った。正方形平面の建物と縦横比1:2長方形平面の建物模型の2種類を対象として検討した結果、同じ屋上面形状を持つ建物ならば建物高さが高いほど風圧係数(軒高基準)の絶対値は大きいこと、風下側においても屋上面の縁付近では負圧が大きいこと、風向90°の場合を除き、同じ風向・同じ軒高で比較した場合、長方形平面建物の風上側半分の風圧係数分布は正方形平面の建物の風圧係数分布図にほぼ一致することなどが明らかになった。風上側の風圧係数分布は、建物の奥行き長さの影響をあまり受けず、見付面の形状の影響を強く受けることがあきらかになった。本研究課題の目的のうち、(1)各種通風システム条件が室内の熱・空気環境に及ぼす影響の解明及び、(2)換気性能指標を用いた室内環境評価法の確立の両者を目的として、空調吹出し方式と自然換気導入方式の組合せが室内温熱・空気環境に及ぼす影響について、CFD(標準k-εモデル)を用いて検討を行った。具体的には、一般的と思われる中規模のオフィスビルを想定し、空調吹出し方式として天井吹出しと床吹出し方式の二つの場合において、新鮮外気の導入方式を4種類設定した。風向、外気温度、空調機導入外気最などを計算パラメータとして設定し、条件の違いが室内の温熱・空気環境に及ぼす影響について、室内温度分布、温熱環境形成寄与率第3(CRI3)及びCO2濃度分布を用いて検討を行った。また、加えて空調機の処理熱量についても検討を行った。得られた成果は以下の通りである。

1、窓の上都或いは下部から自然風を取り入れる場合には、水平方向の温度分布が大きくなり、床或いは天井から自然風を供給する方が室内の温度分布が小さくなり均一な快適環境が得られることがわかった。2、室内のCO2濃度分布に関しても水平分布については、温度と同様の結果が得られたが、垂直分布については、窓の下部と床から自然風を供給する場合には、分布が大きくなり、居住者近傍に清浄な空気を供給できることがわかった。また、窓上部から自然風を供給する場合は、風上側の居住域濃度が高くなる傾向があることがわかった。3、CRI3については、平均温度分布と比較すると温度の低い領域では導入外気のCRI3が大きく、自然換気による導入外気が室内の温度形成に及ぼす影響が大きいことがわかった。4、空調機での処理熱量について見ると、全条件について、全処理熱量のうち、空調機の処理熱量の占める割合はほぼ4割(4044%)程度であり、条件による差異は少ないことがわかった。