hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
B型肝炎ウイルス遺伝子変異による肝細胞障害・劇症化機序解明

B型肝炎ウイルス感染症は、自然寛解する急性肝炎から劇症肝炎まで、また無症候性キャリアから慢性肝炎、肝硬変まで、様々な病態が存在する。B型肝炎ウイルスによる肝細胞障害は、細胞障害性T細胞によるウイルスのCore蛋白を標的とした感染肝細胞の破壊により起こると考えられている。そこでB型肝炎の種々の病態について、Precore及びCore遺伝子領域の塩基配列を決定した。B型劇症肝炎、慢性肝炎、肝硬変例ではCore遺伝子の特定の部位に変異が集積して認められた。一方対照とした自然寛解した急性肝炎、及び無症候性キャリアでは全く変異は認められなかった。この結果より、Core遺伝子の特定の部位に変異を有するウイルスにより強い肝障害が引き起こされると考えられ、さらに変異部位が細胞障害性T細胞のエピトープである可能性が示唆された。さらに、ダックB型肝炎ウイルス持続感染実験系を確立し、変異を有するウイルスと野性種の混合感染実験を行った。その結果、感染早期の段階で変異種は排除され、野性種が感染し続けた。このことから、ヒト母子感染において野性種は伝播されるが変異種は排除され、B型肝炎ウイルスは永年にわたりウイルスの原型が保たれていると推察された。さらに細胞障害性T細胞によるウイルス感染肝細胞の認識は、HLA class I分子により肝細胞表面に表出された9個程度のアミノ酸よりなるウイルスの免疫標的を、T細胞受容体が認識する機序によると考えられている。そこでB型肝炎の病態における宿主側の要因、即ちHLA class I分子に抱かれているpeptideの解析を開始した。現在、B型肝炎ウイルス感染細胞よりHLA class I分子の分離をaffinity columnを用い行い、回収しているところである。今後、回収したHLA class I分子より抱かれているpeptideを抽出し、タンデム質量分析機にてアミノ酸配列の解析を行い、それに見合うウイルス蛋白の同定を行う予定である。劇症肝炎患者に感染したB型肝炎ウイルス遺伝子の核酸配列を決定し,非劇症肝炎例と比較した。輸血後肝炎劇症化3例,夫婦間感染劇症化3例,散発性劇症化2例,キャリア-からの重症化6例である。対照として10名の通常の急性肝炎を検索した。PCR法によりDNAが回収できたのは重症化例14例中10例であった。輸血後肝炎劇症化2例,キャリア-からの重症化例全5例は変異株であった。ここでいう変異株とはPreーCore領域に停止コドンを有し,eAgを作れない株のことである。なお,夫婦間感染劇症化3例はPreーCore領域の変異は見られなかった。10名の通常の急性肝炎例での検討では変異株は一例も見い出されなかった。以上の結果から,B型肝炎ウイルスはPreーC領域に変異を有するか否かに大別できることが示された。しかし,劇症肝炎の一部にはPreーC変異株が見つからない点も明らかになった。最近の研究はウイルスの抗原,Tリンパ球のReceptor(TCR),11LA抗原の三者の関係により細胞障害が生じることが分子レベルで解明されつつある。ことにTCRにより認識されるウイルス抗原の認識部位(E pitope)は,9個程度のアミノ酸で構成されている。したがって,ある抗原,たとえばHB_c抗原が全体としてリンパ球に認識されるなどというおおまかなものでなく,コア蛋白のどのアミノ酸がTリンパ球に認識されるのかという問題である。そこで,まず無症候性キャリア-(年余にわたって肝機能が正常な者」と慢性肝炎患者のコア抗原領域(183アミノ酸)の検索を行った。

その結果,無症候性キャリア-ではコア抗原領域は全く変異がなかったのに比し,慢性肝炎患者では高頻度にコア領域,ことにコドン84からコドン101の18個のアミノ酸の領域に変異が認められた。この事はTリンパ球に攻撃される目標が限定されている可能性が出てきた。今後はこの領域の変異と劇症肝炎発症の機序解明を行いたい。B型肝炎ウイルス感染症は、一過性感染では自然寛解する急性肝炎から劇症肝炎まで、また持続感染では無症侯性キャリアから慢性肝炎、肝硬変まで様々である。これらの病態の違いがなぜ起こるのか現在は不明である。HBs抗原サブタイプadrに感染したe抗原陽性の無症侯性キャリア10例と慢性肝炎患者20例について検索した。10例のe抗原陽性の無症侯性キャリアでは、既報のサブタイプadrのCoreアミノ酸配列と比較すると1ヶ所も変異を認めなかった。一方慢性肝炎患者では、20例中16例に少なくとも1ヶ所のアミノ酸変異が見られ、さらにその変異はCoreコドンの84-101に集中してみられた。この領域はCore peptideの10%に相当するが、変異の54%がこの領域に起こっていた。次にB型肝炎(全例サブタイプadrに感染)にて死亡した以下の例について検索した。劇症肝炎:2例、慢性肝炎急性増悪死亡例:5例、対照として急性肝炎自然寛解例:6例。劇症肝炎2例と慢性肝炎急性増悪にて死亡した5例では、慢性肝炎でみられた変異とほぼ同様でCoreコドンの84-99に高頻度に変異がみられた。またPre-C変異は劇症肝炎2例中1例に、急性増悪5例中4例に認められた。一方、自然寛解した急性肝炎6例ではPre-C,Coreとも全く変異がなかった。以上に示した結果より、Coreコドン84-99に変異有するウイルスにより強い肝障害が引き起こされたと考えられ、さらにその部位が細胞障害性T Cellのエピトープの一つである可能性が示唆された。Precore遺伝子、Core遺伝子の塩基配列を決定したところ、B型肝炎のうち劇症肝炎、あるいは慢性肝炎で検索すると、病変を有する症例はすべてCore遺伝子の特定の部分に変異が認められた。さらに、ダックのB型肝炎ウイルス実験系を確立し、この変異を有するウイルスと野生株の混合感染を行うと、変異株は排除され、野生株が残存する傾向が認められた。このことから、B型肝炎ウイルスの増殖能は変異株は野生株に比べ極めて低いことが明かとなった。このことは、ヒト母子感染において野生株の伝播されるが変異株は排除され、B型肝炎ウイルスでは永年にわたりウイルスの原型が保たれることの機序と推察された。さらに、B型慢性肝炎の病態における宿主側の要因につき、HLA class Iの分離とそれに抱かれている蛋白(ウイルス蛋白の一部)の解析を開始した。現在、HLA class Iの分離をaffinity columnで行っている。この手法を用いて、B型慢性肝炎患者の肝内浸潤リンパ球を回収してHLA class Iの分離に進むところである。
いもち病菌における高頻度遺伝子ターゲッティング法の開発

遺伝子の機能を知るには機能未知の遺伝子をマーカー遺伝子などで破壊した変異株を得ることが最も確実な方法である.遺伝子ターゲッティングは内生遺伝子と外来遺伝子間の相同組換えによって引き起こされるが,イネいもち病菌における遺伝子ターゲッティング効率は低い.そこで,本研究ではイネいもち病菌において相同組換えを検出するマーカー系を構築して,他の生物で用いられているZinc fingerヌクレアーゼ等を用いた標的遺伝子の二本鎖切断を導入して,相同組換え効率の向上条件とヌクレアーゼの最適化について検討した.遺伝子の機能を知るには機能未知の遺伝子をマーカー遺伝子などで破壊した変異株を得ることが最も確実な方法である.遺伝子ターゲッティングは内生遺伝子と外来遺伝子間の相同組換えによって引き起こされるが,イネいもち病菌における遺伝子ターゲッティング効率は低い.そこで,本研究ではイネいもち病菌において相同組換えを検出するマーカー系を構築して,他の生物で用いられているZinc fingerヌクレアーゼ等を用いた標的遺伝子の二本鎖切断を導入して,相同組換え効率の向上条件とヌクレアーゼの最適化について検討した.イネいもち病菌に供与DNAとエンドヌクレアーゼ遺伝子またはその酵素のみを共導入して,ゲノム上に二本鎖切断を導入することで,その切断点を起点とした相同組換えを誘導し,同時に相同組換えを促進する手法を組み合わせた高頻度ターゲッティング法を開発する.いもち病菌において,二本鎖切断により誘導された相同組換えを検出するために,YFP遺伝子とブラストサイジン耐性遺伝子を融合した蛍光薬剤選抜マーカー遺伝子を鋳型として用い,2つのプラスミド(pTG,pRS)からなる相同組換え検出系(TG-RS)を構築した.本検出系をPEG法によりいもち病菌に導入し,ゲノム中の各検出マーカー遺伝子のコピー数をサザン解析により調査した.TG-RS導入いもち病菌をゲノム損傷試薬(methyl methane sulfonate, methyl vilogogen)にて処理すると相同組換えが生じ,非破壊のモニター系として機能することを確認した.相同組換えを誘発するストレスを与えた場合についてもYFP蛍光が生じ,その出現率を算出した.その時,供与DNAであるRSのコピー数が多いほど,相同組換えが生じ易いことが示唆された.最終的に6系統(TR9,12,13,15,18,22)の高感度検出系統を樹立した.TG-RSの導入により感染力が低下あるいは喪失していないことを確かめるために,イネ品種日本晴へ接種試験を行った.特に相同組換え効率が高かったTR9系統よりプロトプラストを作成し,低出現頻度の制限酵素遺伝子I-Sce Iや市販の制限酵素などを用いて,いもち病菌へのヌクレアーゼ導入方法を検討し,最適条件を設定した.現在,遺伝子ターゲッティングの基礎研究において実績のあるzinc-finger nuclease (ZFN)を標的配列(YFP遺伝子内)上に結合するように設計し,TG-RS導入株より作成したプロトプラストへの導入を行っている.Zinc finger nuclease(ZFNs)は標的配列に対し,正確に二本鎖切断を導入して相同組換えを誘導する,遺伝子ターゲッティング法に用いられる.すでに低頻度ながらone stepdisruptionの系が利用可能な糸状菌において,ヌクレアーゼやZFNsを用いた例はないことから,イネいもち病菌においてZFNs活性および相同組換え誘導とその促進条件について検討した.YFP遺伝子とブラストサイジン耐性遺伝子を融合したEYFP::BSD配列を元に,二本鎖切断により誘導された相同組換えを非破壊でモニターできるTG-RSマーカー系を導入したイネいもち病菌より,相同組換え検出系統の取得と高頻度相同組換え条件を確立した.特に本菌はストレス条件において,予想以上に相同組換え効率が高いことが明らかとなった.酵母ミトコンドリアDNAより得た低出現頻度の制限酵素I-sce 1遺伝子を糸状菌のコドン利用頻度に最適化して本菌へ導入したところ,高頻度の相同組換えが確認された.市販制限酵素や大腸菌から精製したI-Sce Iタンパク質を用いて,TG-RSマーカー株より作製したプロトプラストへ導入したところ,遺伝子によらない二本鎖切断により,相同組換えを誘導することに成功した.TG-RSマーカー配列をターゲットとしてZFNを構築するにあたり,DNA結合領域とFok Iヌクレアーゼ領域を糸状菌のコドン利用頻度に最適化して導入することで,出現するYFP蛍光コロニー数より相同組換え頻度を算出してその効果を評価し,ZFNsの最適条件を決定した.最終的にイネいもち病菌において,ZFNsを用いて二本鎖切断を導入する遺伝子ターゲッティング法が可能であることを示した.
インテグリン依存性PI3K-Akt経路を介したケラチノサイト分化機構の解析

A)アウィルスベクターの調整C)サスペンションカルチャーによる分化誘導Poly-HEMAでコーティングしたカルチャーディッシュを用いて角化細胞をサスペンションカルチャーし、分化マーカーの発現を検討した。Involucrinタンパクの発現はWestern blot法にて検討し、増加しているとをが明らかとなった。また、K1,K10,inbolucrin, loricrin, transglutaminase-1のmRNA発現はRPA法で解析し、増加を確認した。以上より、Poly-HEMAを用いたサスペンションカルチャーで分化を誘導することが確認できた。
力センサの動的校正法・動的誤差補正法の開発

「力センサの動的校正法が存在しない現状」を打開すること目的として,浮上質量法を応用した,実用的な力センサの動的校正・補正法の開発に関する研究を行った.その中で,高精度な動的特性の計測手法を開発し,力センサの出力のみから動的誤差を算出し,補正を行う手法を開発した.そして,力センサの出力と動的補正パラメータを入力することで,力センサの動的誤差の補正を行い,補正結果出力するソフトウェアを開発し,ウェブサイト上で無償で公開した.「力センサの動的校正法が存在しない現状」を打開すること目的として,浮上質量法を応用した,実用的な力センサの動的校正・補正法の開発に関する研究を行った.その中で,高精度な動的特性の計測手法を開発し,力センサの出力のみから動的誤差を算出し,補正を行う手法を開発した.そして,力センサの出力と動的補正パラメータを入力することで,力センサの動的誤差の補正を行い,補正結果出力するソフトウェアを開発し,ウェブサイト上で無償で公開した.力センサの動的校正法・動的誤差補正方法の開発ならびに実用的な計測システムの実現を目的とし,動的校正法の開発を実施した.まず,力センサの応答評価用実験装置の開発を行った.本装置は,空気軸受可動部と第1・第2干渉計,デジタイザ・PC等の電気処理系を備え,力センサの電気的応答測定のため,力センサに作用する慣性力を,第1干渉計により空気軸受可動部の慣性力として測定する.また,力センサの受感部の変位・変位速度・加速度を第2干渉計により測定する.これらのデータを解析することで,力センサの機械的応答を測定する.本装置において,力センサへの入力レベルの範囲を拡大するための光波干渉計の耐振動性を向上させる構造を検討し,実験装置に適用した.その結果,力センサを独立基礎(コンクリートブロック)に固定する等の従来方法に比べ,振動の影響を大幅に取り除くことが可能となり,力センサに与えうる「変動する力」の大きさを拡大可能となった.また,本装置を用いて異なる複数の形式の力センサを用いた動的特性評価(Impact応答評価法,Step応答評価法,Oscillation応答評価法)を行った.また,任意の「変動する力」に対する測定値の不確かさを低減するための力センサの動的校正法の開発のため,FEM(有限要素法)による力センサ動的特性の数値解析を実施し,得られた力センサ動的特性解析結果と実験結果を比較検討した.その結果,変動する力に対する力センサの動的特性をモデル化できる見通しを得た.力センサの動的校正法・動的誤差補正方法の開発ならびに実用的な計測システムの実現を目的とし,動的校正法の開発を実施した.まず,力センサの応答評価用実験装置の開発を行った.本装置は,空気軸受可動部と第1・第2干渉計,デジタイザ・PC等の電気処理系を備え,力センサの電気的応答測定のため,力センサに作用する慣性力を,第1干渉計により空気軸受可動部の慣性力として測定する.また,力センサの受感部の変位・変位速度・加速度を第2干渉計により測定する.これらのデータを解析することで,力センサの機械的応答を測定する.本装置において,力センサへの入力レベルの範囲を拡大するための光波干渉計の耐振動性を向上させる構造を検討し,実験装置に適用した.その結果,力センサを独立基礎(コンクリートブロック)に固定する等の従来方法に比べ,振動の影響を大幅に取り除くことが可能となり,力センサに与えうる「変動する力」の大きさを拡大可能となった.また,本装置を用いて異なる複数の形式の力センサを用いた動的特性評価(Impact応答評価法,Step応答評価法,Oscillation応答評価法)を行った.また,任意の「変動する力」に対する測定値の不確かさを低減するための力センサの動的校正法の開発のため,FEM(有限要素法)による力センサ動的特性の数値解析を実施し,得られた力センサ動的特性解析結果と実験結果を比較検討した.その結果,変動する力に対する力センサの動的特性をモデル化できる見通しを得た.浮上質量法を応用し,実用的な力センサの動的校正・補正法を開発し,「力センサの動的校正法が存在しない現状」を打開すること目的として,「1.動的校正法の開発」,「2.動的誤差補正法の開発」,「3.計測評価システムの開発」の3テーマについて,それぞれ下記のような研究を行った.1.動的校正法の開発:これまで用いてきた計数カウンタに変わり,高速デジタイザを用いてドップラー周波数を測定することで,力センサの動的特性をより高精度に測定可能になった.その中で,新しい周波数推定手法であるZero-crossing fitting methodを開発した.他にも,要素技術として,安価で高精度な動的応答特性の計測が可能な振り子式材料試験機,および高速な往復運動の計測を可能とする二重ビート周波数レーザー干渉速度計を開発した.2.動的誤差補正法の開発:

1.により計測された力センサの動的誤差と力センサの感受部の加速度および力センサの出力の2階微分との関係から,力センサの出力のみから動的誤差を算出し,補正を行う手法を開発した.力の加えられた時間(パルス幅)に応じて補正の有効性が変動するため,補正手法が適用可能な範囲を明らかにした.補正に用いるパラメータを同一モデルの3個体について計測した所,経年による値の変化や個体間の差がほとんどゼロであることが明らかになった.補正前と補正後の力センサの出力波形から,その不確かさを推定する式を導出した.3.計測評価システムの開発:これまでの研究結果のまとめとして,力センサの出力と動的補正パラメータを入力することで,力センサの動的誤差の補正を行い,補正結果,補正前との差,パルス幅,推定される不確かさを出力するソフトウェアを開発し,インターネット上で公開した.
パーソナルツーリズムにおける観光行動と新たな観光戦略に関する研究

本研究は、パーソナルツーリズムにおける、地域社会と観光の調和ある観光開発に重点を置き、北海道内外の地域社会を事例として研究を進めた。その中で、次の(1)(3)のような提言を行った。(1)観光者、観光事業、観光地は「IT化」「環境との調和」「地域文化理解」といった現代社会のうねりを受け止め、新たな観光の姿を提示することが必要であること。(2)持続的観光政策に基づく、観光地づくりの新たな枠組みとプログラムが必要であること。(3)提供した情報によって誘導した観光者への対応は、リアル企業が質を強調して行われる必要があること。さらに、産業クラスター研究会東オホーツクの方々とのコラボレーションによって、「農林漁業者関連施設の観光面における現状及び課題に関する調査」「東オホーツク地域への市場の期待と要望に関する調査」を実施し、以下のような広域連携による自律型経済圏形成推進に関わる課題を析出した。(1)広域連携による持続的アクションプログラムの推進。(2)オンライン・オフラインによる市場とのコンタクト(3)東オホーツク地域における観光対象の質的向上。以上の調査結果と課題を踏まえ、農業や漁業と観光との関わりを基盤とする自律型経済圏形成に向けた実験プロジェクトの検討を行った。自然保護と経済発展との相乗により概念形成されたエコ・ツーリズムは,混沌とした現代社会において人々に喜びを与え,自身や自身を取り巻く環境を考える機会を提供した。エコ・ツーリズムにおいて重要なことは,自然や文化の保全と地域振興,社会環境の健全化であが,エコ・ツアーの大衆化は豊かな人間形成や環境問題への関心を啓発させ効果が期待できる。本年度は,パーソナル・ツーリズム研究の一環として,北海道知床地域のエコ・ツーリズムをテーマに,観光者の受け入れ側(ホスト側)に焦点を当てて現状と課題を探った。1970年代に始まった知床100m^2運動やボランティアによるインタープリター活動,地域住民によるNPO活動は,知床におけるエコ・ツーリズムのパブリック・インボルブメントの象徴的存在となり,バランスのよい観光開発に多大な貢献を果たした。エコロジカルなバランスは投資,住民の反応,来訪者の満足,自然環境などの要素が強制されることなく機能することと規定されるが,知床においてはカムイワッカ地区の自然環境保全と渋滞緩和を目的とした,行政機関,観光業者の協力によって実現した自動車通行規制の実施が,エコ・ツーリズムのあり方,ならびに持続的発展を考える上で示唆を与えるものであった。一方,知床のエコ・ツーリズムは,1995年以降の観光者の急増により,財団のインタープリターに加えて,NPO,民間企業,ボランティアなど地域社会の多様なグループ,個人が関与するようになった。このような動きは,プロジェクトの多様化を促進し,地域色を出すことに繋がっている。斜里町の観光のテーマは,自然環境の保護と適正な利用,観光産業の持続的発展である。このテーマの遂行には,広範囲な人々の関与が不可欠であり,ホスト,ゲストによる幸せをもたらす変化への挑戦が期待される。(1)パーソナルツーリズムは、観光需要の多様化と個人・教養型の観光を主流としている。観光者は目的に応じて交通機関を選び、パーソナルメディアを活用し、旅行業等から提供される多様な商品・情報を入手して観光地を訪れる。このような観光行動の変化は多様な観光地の創出を促したが、とりわけ環境保全重視の傾向が顕著である。観光者、観光事業、観光地は「IT化」「環境との調和」「地域文化理解」といった現代社会の大きなうねりを受け止め、新たな観光の姿を提示する必要がある。(2)持続的開発の概念と同様、持続的観光も「資源の利用と再生」「規模の問題」「利益の公平な配分」に収斂される。日本の場合、様々な条件上の問題があって厳格な管理制度の導入は困難だが、持続的観光政策に基づく、観光地づくりの新たな枠組みとプログラムが求められる。知床国立公園におけるマイカー規制やNPO SHNRA(知床ナチュラリスト協会)の取り組み、観光施設のあり方は、新しい観光地づくりにも大きな影響を与えることになろう。(3)IT革命が進み、観光システムの機能性が充足さればされるほど観光場面における情緒性の価値は増す。観光場面の情緒性は人(P:person)、環境(E:environment)に依存しており、P・Eの質(Q:quality)が観光地の評価を決める。

今後、提供した情報によって誘導した観光者への対応は、リアル企業が質を強調して行わなければならない。異なる業種や規模のリアル企業がそれぞれのプラスアルファ(パーソナルタッチの付加価値)を加え、観光地全体の統合された質(TQ:total quality)が観光市場で問われることになろう。
歯周疾患病態の遺伝的解析

〈研究1〉白血球膜糖蛋白に異常のある歯周病の分子病態解析ある歯周炎患者の病態を、白血球膜糖蛋白分子の機能から解析した。1.ある歯周炎患者(2名)は白血球機能異常を有し、白血球膜糖蛋白抗原であるLFAー1ファミリのB鎖を欠くこととSoSーPAGEとWestern blot法で知った。2.同患者は、単クロ-ン抗体を用いるフロ-サイトメトリ-の研究から、LFAー1ファミリ-のB鎖分子の細胞表面出現異常があった。3.同患者は、細胞内分子が走化因子の刺激を受け難い状態であった。4.RFLP分析によって、B鎖の機能分子を検索中である。この分析結果は、白血球膜糖蛋白異常が関係する朱周病の遺伝子診断を可能にする。〈研究2〉歯周病患者の遺伝子診断宿主要因の明確な歯周病患者について、HLA抗原のタイピングを行なうと伴に、HLA遺伝子の分析を行なった。1.細菌叢・好中球機能・免疫応答・リンパ球サブセットなどを調べた歯周炎患者14名および健常者4名間で、HLAーDRBあるいはHLAーDQBに対するCDNAプロ-ブを用いてSouthern blot分析を行ない、バンドを比較した。4名の患者に特有のバンドを検出した。2.HLA遺伝子の変異から歯周病を診断する可能性を示唆した。〈研究3〉早期発症型歯周炎患者の家族の症例研究(5症例)1.3姉妹(若年性歯周炎)とその両親(成人性歯周炎)のうち、父親を除く4名は歯周病原性細菌に対するIgG抗体が上っていなかった。2.母親(急速進行性歯周炎)、姉娘(若年性歯周炎)および姉娘(健常)は、共通する宿主防御機能(特にT細胞活性化反応)を示した。3.母親と姉娘(急達進行性歯周炎)および妹娘(健常)の好中球は、共通して、fMLP刺激に低反応性を示した。〈研究1〉白血球膜糖蛋白に異常のある歯周病の分子病態解析ある若年性歯周炎の病態を、白血球膜糖蛋白分子の機能異常によって分るレベルで解析した。1.白血球機能異常を有する、ある若年性歯周炎患者(2名)は、白血球膜糖蛋白抗原であるLFAー1、Macー1、あるいはp150/95(LFAー1ファミリー)のβ鎖を欠いていることをSDS-PAGEとWesternblot法で知った。2.上述の1名の病態は、単クローン抗体を用いるフローサイトメトリーの研究から、LFA-1ファミリーのβ鎖分子に機能異常があった。3.β鎖は、細胞表面の構築分子と細胞内の分子とでは粘着に関する機能を異にした。すなわち、健常者の細胞内分子は走化因子の刺激を受けて細胞表面に移行して粘着機能を発現するが、当該患者では、細胞内分子が走化因子の刺激を受け難い状態であった。4.β鎖サブユニットをコードするcDNAプローブを入手し、DNA制限フラグメント多型分析(RFLP)によって、β鎖の機能分子を検索中である。この分析結果は、白血球膜糖蛋白異常が関係する歯周病の遺伝子診断を可能にする。〈研究2〉歯周病患者の遺伝子診断宿主要因の明確な歯周病患者について、HLA抗原のタイピングを行なうと伴に、HLA遺伝子の分析を行った。

1.細菌叢、好中球機能、免疫応答、リンパ球サブセットなどを調べた歯周炎患者14名および健常者4名間で、HLA-DRβあるいはHLA-DQβに対するcDNAプローブを用いてSouthernblot分析を行い、バンドを比較した。数人の患者に特有のバンドを検出した。2.現時点は、得られた結果より、分析方法を確立したことを重視している。〈研究1〉白血球膜糖蛋白に異常のある歯周病の分る病態解析ある歯周炎患者の病態を、白血球膜糖蛋白分子の機能から解析した。1.ある歯周炎患者(2名)は白血球機能異常を有し、白血球膜糖蛋白抗原であるLFA-1ファミリ-のβ鎖を欠くことをSOS-PAGEとWestern blot法で知った。2.同患者は、単クロ-ン抗体を用いるフロ-サイトメトリ-の研究から、LFA-1ファミリ-のβ鎖分子の細胞表面出現異常があった。3.同患者は、細胞内分子が走化因子の刺激を受け難い状態であった。4.RFLP分析によって、β鎖の機能分子を検索中である。この分析結果は、白血球膜糖蛋白異常が関係する歯周病の遺伝子診断を可能にする。〈研究2〉歯周病患者の遺伝子診断宿主要因の明確な歯周病患者について、HLA抗原のタイピングを行なうと伴に、HLA遺伝子の分析を行なった。1.細菌叢・好中球機能、免疫応答、リンパ球サブセットなどを調べた歯周炎患者14名および健常者4名間で、HLA-DRβあるいはHLA-DQβに対するcDNAプロ-ブを用いてSouthern blot分析を行ない、バンドを比較した、4名の患者に特有のバンドを検出した。2.HLA遺伝子の変異から歯周病を診断する可能性を示唆した。〈研究3〉若年性歯周炎を発症した1家族の症例研究3姉妹(若年性歯周炎)とその両親(成人性歯周炎)の家族のうち、父親を除く4名は歯周病原性細菌に対して末梢血IgG抗体はあがっていなかった。1.細菌叢、好中球機能、HLAタイプ、リンパ球機能などの宿主要因を調べたが、末梢血IgG抗体をあげないことに関連する宿主要因を見いだし得なかった。2.免疫応答の機能異常に関連する分子変異を検出したい。〈研究1〉白血球膜糖蛋白に異常のある歯周病の分子病態解析ある歯周炎患者の病態を、白血球膜糖蛋白分子の機能から解析した。1.ある歯周炎患者(2名)は白血球機能異常を有し、白血球膜糖蛋白抗原であるLFAー1ファミリ-のβ鎖を欠くこととSOSーPAGEとWestern blot法で知った。2.同患者は、単クロ-ン抗体を用いるフロ-サイトメトリ-の研究から、LFAー1ファミリ-のB鎖分子の細胞表面出現異常があった。1.細菌叢・好中球機能・免疫応答・リンパ球サブセットなどを調べた歯周炎患者14名および健常者4名間で,HLAーDRBあるいはHLAーDQBに対するcDNAプロ-ブを用いてSouthern blot分析を行ない、バンドを比較した。4名の患者に特有のバンドを検出した。〈研究3〉早期発症型歯周炎患者の家族の症例研究(5症例)1.3姉妹(若年性歯周炎)とその両親(成人性歯周炎)のうち、父親を除く4名は歯周病原性細菌に対するIgG抗体が上っていなかった。2.母親(急速進行性歯周炎)、姉娘(若年性歯周炎)および妹娘(健常)は、共通する宿主防御機能(特にT細胞活性化反応)を示した。
組換えBAC遺伝子導入ラットを用いたAPCタンパク質の炎症抑制ドメインの同定

本研究は、動物モデルを利用してDSS誘発大腸炎に影響を及ぼすAPCタンパク質の責任ドメインを同定することを目的とし、正常および組み換えApc遺伝子を用いてTransgenicラットの作製およびDSS誘発大腸炎の感受性を検討することとした。ナショナルバイオリソースプロジェクトラットで保存、提供されているF344-BACクローン大腸菌株を用いてBACクローンを増幅、抽出および精製した。精製した直鎖状BACDNAを、顕微授精法によりKADラット胚の雄性前核に顕微注入を行い、102個の受精卵を移植した結果、22頭のトランスジェニックラットを作出した。しかし、これらの中にトランスジェニック陽性の個体は検出されなかった。そこで、タンパク質レベルでDSS誘発大腸炎に影響を及ぼすAPCタンパク質C末端の責任ドメインを同定することとした。FLAGタグ化ラットAPC-C末端ベクター、およびV5タグ化ラットDLG1、DLG5ベクターをそれぞれ作製した。それらをHela細胞に共トランスフェクションし、免疫沈降法によりAPCタンパク質C末端領域と各タンパク質との相互作用を検討した。この結果、APCタンパク質C末端領域は、従来結合が確認されているEB1だけでなく、細胞接着に関与するアダプタータンパク質であるDLGファミリーのDLG1、DLG5との結合が観察された。また多重蛍光免疫染色の結果、DLG5はAPCと同様に、大腸炎症領域において血管内皮細胞に強い発現が観察された。従って、APCタンパク質のDLG結合ドメインがDSS誘発大腸炎に影響を及ぼすAPCタンパク質の責任ドメインということが示唆された。近年DLG5は、ヒト炎症性腸疾患の関連遺伝子として報告されており、本研究結果は、APCタンパク質が持つ大腸炎発症及び粘膜修復過程における新たな分子メカニズムを示す重要な知見となる。また、APCとDLG5との相互作用がヒト炎症性腸疾患の病態解明に関与することを示唆するものである。本年度は主にApc組換えBAC遺伝子導入ラット個体の作出、およびApc変異ラット由来初代細胞を用いた大腸炎発症時における表現型の比較検討、APCタンパク質C末端領域に結合する大腸炎関連タンパク質の同定に精力的に取り組み、APCタンパク質C末端領域と大腸炎関連たんぱく質DLGSの相互作用が大腸炎高感受性に影響を及ぼすことを明らかとした。本年度得られた研究成果は、大腸炎におけるAPCタンパク質の生理機能を解明する上で、非常に重要な知見である。近年肌G5は、大腸の慢性炎症を主症状とするヒト炎症性腸疾患の関連遺伝子として報告されていることから、本研究結果は、APCタンパク質が持つ大腸炎発症及び粘膜修復過程における新たな分子メカニズムの一端を解明したものである。今後APCとDLG5との相互作用を検討することで、ヒト炎症性腸疾患の病態解明に寄与することが期待される。これまでに、癌抑制遺伝子産物であるAPCタンパク質のC末端アミノ酸321個を欠損する遺伝子変異をホモに持つラット(KADラット:Apc^<Δ2523/Δ2523>)を作製し、KADラットがデキストラン硫酸ナトリウム(DSS)誘発大腸炎に対して、大腸炎症反応の持続を示すことを明らかとした。本年度はまず、KADラットおよび対照系統のF344/NSlcラットを交配し、ヘテロラット(Apc^<Δ2523/->)を作製し、DSS投与による大腸炎誘発試験を実施した。臨床症状の経時的観察、病理解析、炎症関連遺伝子の発現量解析の結果、ヘテロ個体は全てF344と同等の表現型を示した。このことから、APCのC末端領域欠損による大腸炎症修復の遅延が、劣性の表現型であることを明らかとした。そこで、DSS誘発大腸炎の抑制を指標としたレスキュー実験を行うために、KADラットに正常および組み換えApc遺伝子を含むBACクローンを導入したTg-KADラットを作製することとした。現在までに直鎖状BACクローンの抽出・精製に成功しており、BACクローンTg-KADラットを作製中である。今後、作製されたTg-KADラットを対象に、KADラットおよびF344ラットと炎症に対する表現型を比較検討することで、DSS誘発大腸炎に影響を及ぼすAPCタンパク質の責任ドメインを同定することができる。またF344ラットおよびKADラットの12.5日胎児を用いてラット胎児由来線維芽細胞(REF)を準備した。各系統のREFを用いて、細胞増殖速度、Wntシグナル活性を測定した。KAD REFはF344 REFと比べて同等の細胞増殖速度であった。ルシフェラーゼ活性測定の結果、両者に違いは見られず、KAD REFのWntシグナル系は正常に機能していると推測された。各REFの細胞動態、APC関連タンパク質の局在について現在比較検討中である。これらの研究によりAPCが持つ大腸炎症修復過程における新たな機能を生体レベルおよび細胞レベルで解明できると期待される。

そこで、タンパク質レベルでDSS誘発大腸炎に影響を及ぼすAPCタンパク質C末端の責任ドメインを同定することとした。FLAGタグ化ラットAPC-C末端ベクター、およびV5タグ化ラットDLG1、DLG5ベクターをそれぞれ作製した。それらをHela細胞に共トランスフェクションし、免疫沈降法によりAPCタンパク質C末端領域と各タンパク質との相互作用を検討した。この結果、APCタンパク質C末端領域は、従来結合が確認されているEB1だけでなく、細胞接着に関与するアダプタータンパク質であるDLGファミリーのDLG1、DLG5との結合が観察された。また多重蛍光免疫染色の結果、DLG5はAPCと同様に、大腸炎症領域において血管内皮細胞に強い発現が観察された。従って、APCタンパク質のDLG結合ドメインがDSS誘発大腸炎に影響を及ぼすAPCタンパク質の責任ドメインということが示唆された。近年DLG5は、ヒト炎症性腸疾患の関連遺伝子として報告されており、本研究結果は、APCタンパク質が持つ大腸炎発症及び粘膜修復過程における新たな分子メカニズムを示す重要な知見となる。また、APCとDLG5との相互作用がヒト炎症性腸疾患の病態解明に関与することを示唆するものである。本年度は主にApc変異ラットヘテロ個体の作出、およびそれらの大腸炎発症時における表現型の比較検討に精力的に取り組み、APCタンパク質C末端領域の欠損による大腸炎高感受性が劣性の表現型であることを明らかとした。さらに申請者は新しくin vitroの実験系を立ち上げ、Apc変異ラット由来初代線維芽細胞の培養に成功し、細胞レベルでの機能解析を着実に進めている。本年度得られた研究成果は、大腸炎におけるAPCタンパク質の生理機能を解明する上で、非常に重要な知見であり、本研究の目的としたAPCと大腸炎症との関連機序の解明に着実に近づいていると考える。本年度は主にApc組換えBAC遺伝子導入ラット個体の作出、およびApc変異ラット由来初代細胞を用いた大腸炎発症時における表現型の比較検討、APCタンパク質C末端領域に結合する大腸炎関連タンパク質の同定に精力的に取り組み、APCタンパク質C末端領域と大腸炎関連たんぱく質DLGSの相互作用が大腸炎高感受性に影響を及ぼすことを明らかとした。本年度得られた研究成果は、大腸炎におけるAPCタンパク質の生理機能を解明する上で、非常に重要な知見である。現在、精製した直鎖状BAC DNAを用いて顕微授精法を行い、BACクローンTg-KADラットを作製中である。今後、作製されたTg-KADラットを対象に、DSSによる実験的大腸炎を誘発し、その臨床症状、病理解析、炎症関連遺伝子の発現量解析を実施しKADラットおよびF344ラットと比較検討する。さらに、APCタンパク質が大腸炎症時に血管内皮細胞で強発現していることが確認されたことから、KADおよびF344ラット由来血管内皮細胞についても初代培養法により準備し、細胞移動速度、細胞接着性等の細胞動態解析、APC関連タンパク質の局在の検討を行う予定である。近年肌G5は、大腸の慢性炎症を主症状とするヒト
無機質複合化による廃棄防腐処理木材の有効利用に関する研究

3種類の処理方法で作製した無機質複合化木材の性能を検討した結果,次の研究成果を得た。1)水ガラス-ホウ素化合物系処理(1)溶脱性ホウ素化合物の単独含浸処理ではほとんど溶脱するのに対して,二重拡散処理では不溶性無機質の形成率は5070%であった。(2)寸法安定性吸湿性はあるけれども,ある程度の寸法安定効果があった。(3)難燃性ミクロバーナーを使った難燃性試験では,特に酸化ホウ素を用いた場合優れた難燃効果が認められた。(4)耐朽性褐色腐朽菌および白色腐朽菌に対して良好な耐朽効果があった。特にホウ酸と酸化ホウ素処理は優れた耐朽性を示した。(5)耐蟻性シロアリを用いた耐蟻性試験では,重量減少が非常に少なく,また職蟻と兵蟻の死虫率もほとんど100%で優れた耐蟻性を示した。(5)力学的性質曲げ強さや曲げヤング率は無処理材に比べて向上して剛性が高まるが,もろくなった。側面の硬さおよび耐摩耗性はバルキングとアルカリによる木質部の劣化により低下した。2)コロイダルシリカ溶液処理(1)溶脱性不溶性無機質の形成率は95%に近く,ケイ酸ゲルは大部分が固着して耐溶脱性を示した。(2)寸法安定性同様に吸湿性を示すが,多少の寸法安定性があった。(3)難燃性ホウ酸を添加した溶液系では優れた難燃効果があった。(4)耐朽性2種の腐朽菌に対して重量減少がほとんど生じなく,優れた耐朽性能を示した。(5)耐蟻性ホウ酸を添加した溶液系では,重量減少がごく僅かであり,また職蟻,兵蟻の死虫率も100%であったことから,非常に優れた耐蟻性能を示した。(6)力学的性質曲げ強さや曲げヤング率は,ある範囲までの重量増加率では無処理材よりも向上した。衝撃曲げ吸収エネルギーも増大する。硬さは向上したが,耐摩耗性は低下した。(7)耐光性紫外線照射による耐光性試験では,色差の変化が無処理材よりも小さく,耐光性の向上が認められた。特に,二酸化チタンを添加した溶液系では色差の変化が最も小さかった。3)エステル化木材-ケイ酸ゲル複合体アセチル化木材またはプロピオニル化木材とケイ酸ゲルとの複合体は,単独のエステル化木材よりも寸法安定性を低下させるけれども高い水準を維持していた。酸素指数による難燃性試験では,ケイ酸ゲルの増加とともに難燃効果が認められた。
インダス・湾岸地域の文明の盛衰と環境変動

「インダス・湾岸地域の文明の盛衰と環境変動」を研究課題とする本研究班は、平成3年度において、計4回の集合中宿研究会を行った。その内容は以下のとおりである。第1回:1991.7.1819.於帝京大学山梨文化財研究所。テ-マ:『環境と文化』。発表:外山秀一「プラント・オパ-ル分析とその考古学的応用」;近藤英夫「インダス」文明の古植物学的背景の一端」;小西正捷「コメントと総括」。山梨県考古博物館及び釈迦堂遺跡見学、他。第2回:1991.9.2122.於神奈川県伊勢原市大山宿坊。テ-マ:『黒縁赤色土器(B&R)諸文化とその地理的環境』。発表:小西正捷「B&Rの諸問題」;近藤英夫「バナ-ス文化のB&R」;深尾淳一「南インド・メガリス文化のB&R」;宗台秀明「ガンジス中原のB&R」;張替いずみ「エジプトのブラックトップ土器」第3回:1991.10.1112.於名古屋大学。テ-マ:『古代インドの農業ー農法と農作物ー』。発表:三田昌彦「インド古代の稲作法とその展開」;応地利明「南アジアの雑穀文化複合」;近藤英夫・小西正捷「コメント:考古学的証跡から」。第4回:1992.3.68.於福岡県宗像郡玄海町及び太宰府九州歴史資料館。テ-マ:『海をこえての文明交流』。発表:後藤健「アイン・ウンムッスジュ-ル遺跡発掘調査の成果と課題」;橋口達也「稲作開始期の朝鮮半島と日本」;山崎純男「筑紫館から鴻臚館へ」;赤司善彦「太宰府の歴史的変遷」。吉野ケ里・太宰府跡他見学。その他、他研究班との合同研究会や総括班主催シンポジウムなどに参加し、また研究分担者は、それぞれ研究課題にかんする文献収集や基礎的デ-タの収集・分析を行った。その成果の一部は現在まとめの段階に入っている。
PTSD患者における睡眠障害の経時的検討からの病態解明及び薬物療法の確立

比較的急性期で薬剤未投与のPTSD患者10名(PTSD群)に対して治療前後で主観的および客観的睡眠評価を行った。主観的睡眠評価は自記式の睡眠日誌と夢日誌にて、客観的睡眠評価は睡眠ポリグラフ検査(PSG)とアクチグラフ・モニタリングにて行った。PTSD群の治療前のPSG所見と、PTSD群と年齢・性別を一致させた健常者10名のPSG所見を統計学的(ANOVA)に比較した。PTSD群では健常者に比べ、中途覚醒時間が有意に増加し(35.9±19.7分v.s 11.1±6.6分, P<0.01)、睡眠効率が有意に減少していた(85.5±2.5% v.s 94.9±2.1%, P<0.0001)。睡眠構築においてはPTSD群でStage 1睡眠が有意に増加し(11.6±5.7% v.s 6.8±2.8%, P<0.05)、Stage 3+4の深睡眠が有意に減少していた(7.9±7.4% v.s 18.1±7.9%)。また悪夢の訴えの多いPTSD患者ではREM睡眠の中断(REM interruption)が特徴的で、Percentage of REM interruptionsは健常者に比べPTSD群で有意に増加していた(9.8±8.6% v.s 2.2±1.8%)。さらにPTSD群ではCAPS(PTSD臨床診断面接尺度)の下位項目である悪夢の得点(頻度+強度)と中途覚醒時間およびPercentage of REM interruptionsが正の相関を示した(各々、R=0.77,P<0.01,R=0.63,P<0.05)。また夢日誌とアクチグラフ・モニタリングの組み合わせにより、PTSD患者2名で外傷体験に直接関連した悪夢の出現後に30-40分に及ぶ中途覚醒(睡眠維持困難)を認めた。これらの結果より、PTSD患者での外傷体験に直接関連した悪夢は、中途覚醒時間の増加やREM睡眠機構の異常(REM interruption)を引き起こす重要な因子であることが明らかとなった。内分泌学的検査は船舶事故後にPTSDを発症した3例で24時間ホルモン採血を施行したが、健常者に比べ、11:00から20:00の間のコルチゾールが低下せず高値を示した。これはPTSD患者では健常者に比べ、朝起床後から夕方までストレスが持続していることを示唆する所見であった。薬物療法の効果の検討では、パロキセチン投与により7例のうち4例で悪夢が消失し、3例で悪夢が軽減した。またベンゾジアゼピン系睡眠薬では十分な睡眠確保が得られず、熟眠感が欠如しているような場合、クロルプロマジン投与が有効であり、5例中4例で深睡眠が増加し、熟眠感の欠如も改善した。睡眠障害を有するPTSD患者7名(PTSD群)に対して治療前後で主観的および客観的睡眠評価を行った。主観的評価は、自記式の睡眠日誌と夢日誌にて、客観的評価は睡眠ポリグラフ検査(PSG)とアクチグラフにて行った。PTSD群の治療前のPSG所見と、PTSD群と年齢を一致させた健常人7名(コントロール群)のPSG所見を統計学的(t-検定)に比較した。PTSD患者7例の内訳は船舶事故3例、交通事故2例、落雷事故の目撃1例、レイプ未遂1例であった。PTSD患者の治療前のPSG所見では、睡眠効率が87.4±5.2%でコントロール群(95.1±2.1%)に比べ有意に低下(p=0.003)し、覚醒時間(PTSD群32.3±27.3分,コントロール群9.4±7.8分)は増加傾向を認めた。覚醒回難も有意にPTSD群で増加していた。また%SWS(Slow-wave sleep)はPTSD群が4.9±5.3%でコントロール群(14.5±4.7%)に比べ有意に減少(p=0.004)し、特徴的な所見の一つであった。また頻回の悪夢を訴えていた2名の患者で,10分以上のREM睡眠の中断(REM interruption)を認めた。治療薬については、悪夢の多い2症例のうち1例が三環系抗うつ薬(アモキサピン)、1例がSSRI(パロキセチン)を中心とした薬物療法により悪夢は消失し、PSG上もREM interruptionを認めなくなった。また%SWSが著明に低下し浅眠状態にあった2症例ともに、ベンゾジアゼピン系睡眠薬は無効であったが、クロルプロマジンの投与により2例とも睡眠評価は改善し、PSG上も%SWSが増加(1例は0.2%→20%、1例は3.8%→9.8%)していた。睡眠障害を有するPTSD患者10名(PTSD群)に対して治療前後で主観的および客観的睡眠評価を行った。

PTSD患者の治療前のPSG所見では、睡眠効率が87.1±3.4%で健常群(95.1±2.1%)に比べ有意に低下(P<0.0001)し、覚醒時間、覚醒回数もPTSD群で有意に増加していた(各々P<0.01)。また%SWS(Slow-wave sleep)はPTSD群が7.4±6.6%で健常群(14.5±4.7%)に比べ有意に減少(P<0.05)し、浅眠状態にあった。1週間に2回以上の悪夢を訴えていた者はPTSD患者では10名中7名(70%)、健常群では0名(0%)であり、PTSD群で有意に悪夢の出現であった。また悪夢のあるPTSD患者では、PSG上のREM睡眠中断(REM interruption)が特徴的であり、PTSDの病態の一つとして、REM睡眠機構の異常が推測された。PTSD群の治療前後での睡眠構築の変化は、睡眠効率が87.1±3.4→94.1±2.7%に有意(P<0.01)に改善し、睡眠潜時、覚醒時間、%SWSも改善傾向を示した。薬剤の効果の検討では、パロキセチン投与により7名中3名で悪夢は消失し、4名で悪夢は軽減しPSG上もREM interruptionは有意に消失、軽減した。また%SWSが低下し浅眠状態にあつた症例では、クロルプロマジン投与により6名中5名で深睡眠が増加し、熟眠感の欠如も改善した。比較的急性期で薬剤未投与のPTSD患者10名(PTSD群)に対して治療前後で主観的および客観的睡眠評価を行った。主観的睡眠評価は自記式の睡眠日誌と夢日誌にて、客観的睡眠評価は睡眠ポリグラフ検査(PSG)とアクチグラフ・モニタリングにて行った。PTSD群の治療前のPSG所見と、PTSD群と年齢・性別を一致させた健常者10名のPSG所見を統計学的(ANOVA)に比較した。PTSD群では健常者に比べ、中途覚醒時間が有意に増加し(35.9±19.7分v.s 11.1±6.6分, P<0.01)、睡眠効率が有意に減少していた(85.5±2.5% v.s 94.9±2.1%, P<0.0001)。睡眠構築においてはPTSD群でStage 1睡眠が有意に増加し(11.6±5.7% v.s 6.8±2.8%, P<0.05)、Stage 3+4の深睡眠が有意に減少していた(7.9±7.4% v.s 18.1±7.9%)。また悪夢の訴えの多いPTSD患者ではREM睡眠の中断(REM interruption)が特徴的で、Percentage of REM interruptionsは健常者に比べPTSD群で有意に増加していた(9.8±8.6% v.s 2.2±1.8%)。さらにPTSD群ではCAPS(PTSD臨床診断面接尺度)の下位項目である悪夢の得点(頻度+強度)と中途覚醒時間およびPercentage of REM interruptionsが正の相関を示した(各々、R=0.77,P<0.01,R=0.63,P<0.05)。また夢日誌とアクチグラフ・モニタリングの組み合わせにより、PTSD患者2名で外傷体験に直接関連した悪夢の出現後に30-40分に及ぶ中途覚醒(睡眠維持困難)を認めた。これらの結果より、PTSD患者での外傷体験に直接関連した悪夢は、中途覚醒時間の増加やREM睡眠機構の異常(REM interruption)を引き起こす重要な因子であることが明らかとなった。内分泌学的検査は船舶事故後にPTSDを発症した3例で24時間ホルモン採血を施行したが、健常者に比べ、11:00から20:00の間のコルチゾールが低下せず高値を示した。これはPTSD患者では健常者に比べ、朝起床後から夕方までストレスが持続していることを示唆する所見であった。薬物療法の効果の検討では、パロキセチン投与により7例のうち4例で悪夢が消失し、3例で悪夢が軽減した。またベンゾジアゼピン系睡眠薬では十分な睡眠確保が得られず、熟眠感が欠如しているような場合、クロルプロマジン投与が有効であり、5例中4例で深睡眠が増加し、熟眠感の欠如も改善した。
開水路乱流のモデリングとシミュレーション

前年度(平成13年度)は水面変動が微小振幅波理論で近似できる流れ場の直接数値シミュレーションが行われ,基本的な乱流統計量に水面変動が及ぼす影響が考察された.今年度は水面変動の振幅が微小振幅波で近似できない有限な場合や砕波等も含めた,より広範囲な流れ場を解析対象とするため,界面捕獲法のひとつであるLevel-set法を用い,三次元非圧縮性気液二相流のシミュレーションを可能とする数値計算コードの開発がなされた.計算コード構築に当たっては,気液界面間での物性値(密度,粘性係数等)の不連続に起因する境界条件の不連続(ジャンプ条件)を数値的にどのように高精度に満足するか,及び各相の質量をどのように数値的に保存するか,という,従来の界面捕獲法では取り扱いが困難であった2点について,格別な配慮がなされた.得られた計算コードは静止気泡,気泡上昇,水滴落下等の様々な混相場でその基本性能が検証され,本計算手法によって従来の界面捕獲法に比べてより物理的に妥当な数値解が得られることが確認された.今後は本計算コードに乱流モデルを取り入れ,工学的に有意な高Reynolds数条件下の乱流場を解析対象とすべく,高精度な乱流モデルの選定がなされる予定である.本年度の研究の部はRobert L. Street教授との共同研究としてアメリカ合衆国Stanford大学(Environmental Fluid Mechanics Laboratory, Department of Civil and Environmental Engineering)にて行われたことを付記しておく.前年度(平成13年度)は水面変動が微小振幅波理論で近似できる流れ場の直接数値シミュレーションが行われ,基本的な乱流統計量に水面変動が及ぼす影響が考察された.今年度は水面変動の振幅が微小振幅波で近似できない有限な場合や砕波等も含めた,より広範囲な流れ場を解析対象とするため,界面捕獲法のひとつであるLevel-set法を用い,三次元非圧縮性気液二相流のシミュレーションを可能とする数値計算コードの開発がなされた.計算コード構築に当たっては,気液界面間での物性値(密度,粘性係数等)の不連続に起因する境界条件の不連続(ジャンプ条件)を数値的にどのように高精度に満足するか,及び各相の質量をどのように数値的に保存するか,という,従来の界面捕獲法では取り扱いが困難であった2点について,格別な配慮がなされた.得られた計算コードは静止気泡,気泡上昇,水滴落下等の様々な混相場でその基本性能が検証され,本計算手法によって従来の界面捕獲法に比べてより物理的に妥当な数値解が得られることが確認された.今後は本計算コードに乱流モデルを取り入れ,工学的に有意な高Reynolds数条件下の乱流場を解析対象とすべく,高精度な乱流モデルの選定がなされる予定である.本年度の研究の部はRobert L. Street教授との共同研究としてアメリカ合衆国Stanford大学(Environmental Fluid Mechanics Laboratory, Department of Civil and Environmental Engineering)にて行われたことを付記しておく.