Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
図(2)-4 培養細胞を使用したWNV感受性評価法の開発

## （６）鳥類追跡用発信器の装着試験

サブテーマ3(（株）コア)が試作した鳥類追跡用発信器の装着実験を行う際に、北海道を含む国内湖沼および湿地において捕獲したシギ・チドリ類に発信器を装着する発信器を装着するシギ・チドリ類の体重は試作機重量の20倍以上とした。

## 4 ．結果及び考察

## （１）ウイルス抗原、ウイルス遺伝子および抗 WNV 抗体検査用サンプルの採取

本研究期間中にシギ・チドリ類33種1,134個体を捕獲した。最も捕獲できた鳥類種はトウネンでであった（各年度ともに60％以上）。捕獲した全個体より口腔内スワブを採取し、ウイルス抗原とウイルス遺伝子の検査用サンプルとした。血液はシギ・チドリ類31種481個体より採取した。採取した血液から血漿を分離し、抗体検査用サンプルとした。加えて伊豆沼のオナガガモ3個体からも同様に試料採取した。

シギ・チドリ類の生体捕獲は環境省より学術許可を得て、かすみ網を用いて行った（図(2)-5、(2)-6）。かすみ網は標識調査のため使用許可を既得している鳥類標識調査者(バンダー)が取扱い、設置中は現場に待機した。捕獲調査は、設置したかすみ網が目立ちにくい夜間に潮の干満を考慮しながら行った。天候や気温状況を鑑み、30分～1時間おきの定期的な見回りを行うことで、捕獲鳥の安全確保に努めた。かすみ網にかかった鳥は、作業に習熟した鳥類標識調査者が取り外し、通気性のある籠に収容しサンプルを採取した後に放鳥した。
最終年度となる平成23年度の調査はサブテーマ3が担当する新型GPS機器の試作装置の完成の時期と中型・大型のシギ・チドリ類の捕獲可能性を勘案・検討して、捕獲地を北海道紋別市コムケ湖として捕獲および機器装着に重点を置き、計18種160検体を採取した(表(2)-1、図(2)-7)。シギ・チドリ類は、アオアシシギ、アカアシシギ、イソシギ、ウズラシギ、エリマキシギ、オオジシギ、オオソリハシシギ、オバシギ、キアシシギ、キリアイ、コオバシギ、ソリハシシギ、チュウシャクシギ、トウネン、ハマシギ、ヒバリシギ、メダイチドリらが捕獲された（図(2)-8）。またシギ・チドリ類以外の鳥種として、コガモが捕獲された。

同一標識個体が異なる日に再捕獲されることが2例(①トウネン、足環番号2AD44308、サンプル番号50および149 ②ヒバリシギ、足環番号2AD44318、サンプル番号52および67)あったが、野外生活中にウイルスに感染した可能性も考えられることからサンプル採取を行った。

捕獲した鳥種は、コムケ湖で観察されるシギ・チドリ類の種構成を反映しており、今回最も多く捕獲されたのはトウネン(n=85)、次いでキリアイ(n=16)、ヒバリシギ(n=16)といった小型シギであった。

今回、体重が100 g以上となる中型シギは、アオアシシギ(n=6)、アカアシシギ(n=1)、エリマキシギ(n=1)、オオジシギ(n=3)、オバシギ(n=1)、キアシシギ(n=1)、コオバシギ(n=1)が捕獲された。

また体重が200 g以上となる大型シギは、オオソリハシシギ(n=4)、チュウシャクシギ(n=2)が捕獲された。発信機の装着には大型シギの捕獲が必要なため、過去の調査から有用性が確認されている同種の声を用いた誘引方法に加え、草でデコイを作成し網場への誘引を試みた。特にチュウシャクシギは、スピーカーの声に対し、鳴いて応答するなど顕著な反応を示し、スピーカーおよびデコイの側へ舞い降りる反応が観察された。網場近くに降りた後は、人が接近して網方向へ飛び立たせ、捕獲した。

図(2)-5 カスミ網の設置(閉網時)

図(2)-6 カスミ網の設置(開網時)
種名	学名	捕獲数
アオアシシギ	Tringa nebularia	6
アカアシシギ	Tringa totanus	1
イソシギ	Tringa hypoleucos	3
ウズラシギ	Calidris acuminata	2
エリマキシギ	Philomachus pugnax	1
オオジシギ	Gallinago hardwickii	3
オオソリハシシギ	Limosa lapponica	4
オバシギ	Calidris tenuirostris	1
キアシシギ	Tringa brevipes	1
キリアイ	Limicola falcinellus	16
コオバシギ	Calidris canutus	1
ソリハシシギ	Xenus cinereus	2
チュウシヤクシギ	Numenius phaeopus	2
トウネン	Calidris ruficollis	85
ハマシギ	Calidris alpina	9
ヒバリシギ	Calidris subminuta	16
メダイチドリ	Charadrius mongolus	6
コガモ	Anas crecca	3
計	18種	160

表(2)-1 H23年度の捕獲鳥類一覧

図(2)-7 H23年度の鳥類種別捕獲羽数
図(2)-8 捕獲鳥を安全な籠内に保管する

## （２）ウイルス抗原とウイルス遺伝子の検査

ウイルス抗原、ウイルス遺伝子、及び抗WNV抗体の検出の結果、伊豆沼のオナガガモ（サブテーマ1で既存GPS装着個体）から採取した各試料に加えて、シギ・チドリ類の全個体がウイルス抗原およびウイルス抗体陰性であった。

捕獲した鳥類の口腔内または気管の粘膜を綿棒で拭いとり、ウェストナイル熱ウイルスの検査試料とした。採取作業は、感染症予防の知識および経験が豊富な獣医師が行った(図(2)-9)。調査地においては、保冷剤を入れた密閉容器または小型電気冷蔵庫を用いて、サンプルを4℃以下に保存するよう努め、検査はウェストナイル熱簡易検査キット(商品名:VecTest West Nile Virus Antigen Assay)を使用した。キットによる判定結果は、デジタルカメラで撮影し記録した。160検体の簡易検査を行ったところ、いずれも陰性であった(資料(2)-1)。

さらに確定検査のため、栄研化学が開発したLoop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP法)を用いた遺伝子検査を行った(図(2)-10)。LAMP法は標的遺伝子の6つの領域に対し4種類のプライマーを設定し、鎖置換反応を利用して遺伝子、プライマー、鎖置換型DNA合成酵素、基質等を一定温度で反応させる方法で、反応から検出までの工程を1ステップで行うことができる遺伝子増幅法である。増幅効率が高く、DNAを15分から1時間で109～1010倍に増幅し、極めて高い特異性から増幅産物の有無で目的とする標的遺伝子配列の有無を判定することが可能である。160検体のLAMP法検査を行ったところ、いずれも陰性であった(資料(2)-2)。
図(2)-9 捕獲した鳥から口腔内スワブを採取する

図(2)-10 スワブ検体の遺伝子抽出作業

(北海道釧路湿原野生動物保護事務所敷地内新設トレーラー実験施設)
## （３）抗WNV抗体の検査及び血液試料の採取

平成21年度及び平成23年度に採取検査した血液試料の全てが抗WNV抗体陰性であった。また、伊豆沼で採取したオナガガモ3個体の血液試料についても同様に抗WNV抗体陰性であった。

最終年度の平成23年度は血液試料の採取を本研究班で行い、抗体検査をサブテーマ4の琉球大学で行った結果(サブテーマ4の結果を参照)、いずれも抗WNV抗体陰性であった。

また捕獲した鳥類のうち、個体の健康上、血液採取に問題ないと判断した111個体において、頷静脈または内側中足静脈から獣医師が血液を採取して血液試料とした(図2)-11)。採取した血液はEDTA処理を施した後、冷蔵保存した。保存血液は近畿大学の指示に従い、琉球大学に冷蔵で送付した(表2)-2)。

図(2)-11 頸靜脈からの採血

種名	採取血液数
アオアシシギ	6
アカアシシギ	1
イソシギ	3
ウズラシギ	2
エリマキシギ	1
オオジシギ	3
オオソリハシシギ	3
オバシギ	1
キアシシギ	1
キリアイ	13
コオバシギ	1
ソリハシシギ	2
チュウシヤクシギ	1
トウネン	44
ハマシギ	9
ヒバリシギ	13
メダイチドリ	6
コガモ	1
計	111

表(2)-2 採取血液試料一覧

## （４）培養細胞を活用したWNV感受性評価

死亡率が既知のハシブトガラス、ニワトリ、ドバトを対象に培養細胞で感染実験を行ったところ、個体死亡率を反映した細胞障害が認められたものの、感染ウイルス濃度が高すぎたために細胞障害によって鳥類種の死亡率を予想することが確実にできるほどではないという結果を得た。更に濃度の低いウイルス感染実験が必要と考えられる（図(2)-12）。

一方、絶滅危惧種のヤンバルクイナについて同様の感染実験を行ったところ、細胞障害が全く現れなかった。種としてのヤンバルクイナがWNVに感染した事例は無い（日本国内にWNVが侵入していない）ため、早急な結論はできないものの、感染の機会があっても全く体内でWNVが増殖しない鳥類種が存在する可能性を示唆している。これに関しては死亡しない他の普通種などを用いた個体感染研究データを待つ必要がある。この様に、予想できなかった今回の結果はWNVが培養細胞に与える影響に鳥類種差があるということを示しており、他の希少鳥類種においても培
養細胞によりウイルス感受性評価が実施できる可能性を示すものである（サブテーマ4の結果考察参照）。

図(2)-12 死亡率が既知のモデル鳥類の細胞を使用したWNV感染実験結果

## （５）モデル鳥類を使用したOas遺伝子と死亡率との関連性評価結果

ウェストナイル熱ウイルスの鳥類感受性を規定するOas遺伝子がコードするアミノ酸配列とウイルス感染時の死亡率との関連を調べた結果、アミノ酸配列と死亡率の関連性は無かった（図(2)-13）。したがって、Oas遺伝子が規定するアミノ酸配列によって鳥類の感受性を評価するのは困難であるという結果を得た。

図(2)-13 近隣接合法によるモデル鳥類Oasアミノ酸配列の系統樹
## （６）鳥類追跡用発信器の装着試験

鳥類追跡用発信機(以下、発信機とする)が提供された後、装着を請け負った東京大学の研究者らが2011年9月10日～12日にコムケ湖を訪れた。その期間中に捕獲した大型シギのうち、発信機重量が体重の4％以内となったオオソリハシシギ1個体、チュウシャクシギ2個体にハーネスを用いて、個体の背側に発信機を装着した(図(2)-14、(2)-15、(2)-16、(2)-17)。

図(2)-14 サブテーマ3より提供された発信機

図(2)-15 発信機装着作業
図(2)-16 発信機装着後の個体

図(2)-17 放鳥後の発信機装着個体
## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

個体感染実験に代わって希少鳥類種を含む鳥類種の培養細胞を用いてWNVに対する感染性感受性評価法の可能性を示すことができたことによって、今後各種の新興感染症もしくは再興感染症に対する抵抗性評価法を開発できる可能性を示すことができた。

## （２）環境政策への貢献

今後、培養細胞によってWNVの感受性を鳥類種ごとに評価できるようになると個体への感染実験ができない希少鳥種に対するWNVの病原性を評価することが可能となる。したがって、今後の研究結果から実際に大量死が起きる可能性が高い希少種を明確にすることが期待できる。WNVによる大量死が危惧されると判断された希少鳥類の中で、飼育下にあるものにはワクチン接種や飼育施設の力の防除といった具体的な対策を指示可能となる。

### 6. 国際共同研究等の状況

・国際共同研究企画名：二国間共通の希少鳥類保全に関する共同研究

・協力案件名：二国間科学技術協力協定に基づく共同研究「Evaluation of Genetic Diversity and Cell Preservation of Rare Birds」

・カウンターパート氏名：Kocherga Margarita

· 所属 : Bolonski State Nature Reserve (Agency of the Federal Government of Russia)

・国名 : ロシア連邦

・参加・連携状況 : 2003年度より2011年度に至るまでロシア国内で野生鳥類におけるWNVの感染状況調査を共同で行うと共に、技術研修のために各年度2回の頻度で技術研修のための招へいを行って研究技術の標準化を行った。

・国際的な位置づけ：日本と極東ロシアに共通する希少鳥類種の保全のために最新の手法を共通化するとともに、共同してWNV感染状況の調査と研究使用する希少種細胞の採取・保存を行うことで、両国で共通する希少鳥類種の保全研究と人材育成を行う。

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

<論文（査読あり）>

特に記載すべき事項はない

くその他誌上発表（査読なし）>

特に記載すべき事項はない

## （2） 口頭発表（学会等）

特に記載すべき事項はない
（3）出願特許

特に記載すべき事項はない

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

特に記載すべき事項はない

（５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない

(6) その他

特に記載すべき事項はない

8\. 引用文献

なし
資料(2)-1 ウェストナイル熱ウイルス簡易検査結果写真
資料(2)-2 LAMP 法檢查結果写真

A プロック	B プロック
1	ポジティブコントロール	1	ポジティブコントロール
2	ネガティブコントロール	2	ネガティブコントロール
3	2AD44277	トウネン	3	2AD44283	トウネン
4	2AD44278	トウネン	4	2AD44284	トウネン
5	2AD44279	トウネン	5	2AD44285	トウネン
6	2AD44280	トウネン	6	2AD44286	トウネン
7	2AD44281	トウネン	7	6A30521	オオジシギ
8	2AD44282	トウネン	8	7A04499	オオソリハシシギ
C プロック	D プロック
1	ポジティブコントロール	1	ポジティブコントロール
2	ネガティブコントロール	2	ネガティブコントロール
3	2AD44287	トウネン	3	2AD44291	トウネン
4	2AD44288	トウネン	4	2AD44292	トウネン
5	2AD44289	トウネン	5	2AD44293	トウネン
6	6A30522	オオジシギ	6	2AD44294	トウネン
7	3E31338	ハマシギ	7	2AD44295	ヒバリシギ
8	2AD44290	トウネン	8	7A04500	オオソリハシシギ
A ブロック	B ブロック
1	ポジティブロントロール	1	ポジティブロントロール
2	ネガティブロントロール	2	ネガティブロントロール
3	4A20996	コオバシギ	3	no ring	トウネン
4	3E31339	キリアイ	4	3E31344	キリアイ
5	3E31340	キリアイ	5	3E31345	キリアイ
6	3E31341	キリアイ	6	3E31346	キリアイ
7	3E31342	キリアイ	7	3E31347	キリアイ
8	3E31343	キリアイ	8	3E31348	キリアイ
C ブロック	D ブロック
1	ポジティブロントロール	1	ポジティブロントロール
2	ネガティブロントロール	2	ネガティブロントロール
3	4A20997	メダイチドリ	3	2AD44301	トウネン
4	2AD44296	ヒバリシギ	4	2AD44302	トウネン
5	2AD44297	トウネン	5	2AD44303	トウネン
6	2AD44298	トウネン	6	2AD44304	トウネン
7	2AD44299	トウネン	7	2AD44305	トウネン
8	2AD44300	トウネン	8	2AD44306	トウネン
A ブロック	B ブロック
1	ポジティブコントロール	1	ポジティブコントロール
2	ネガティブコントロール	2	ネガティブコントロール
3	2AD44307	トウネン	3	2AD44320	トウネン
4	2AD44308	トウネン	4	2AD44321	トウネン
5	4A20998	ソリハシシギ	5	2AD44322	トウネン
6	2AD44318	ヒバリシギ	6	2AD44323	トウネン
7	4A20999	メダイチドリ	7	2AD44324	トウネン
8	2AD44319	トウネン	8	2AD44325	トウネン
C ブロック	D ブロック
1	ポジティブコントロール	1	ポジティブコントロール
2	ネガティブコントロール	2	ネガティブコントロール
3	3E31349	ハマシギ	3	2AD44318	ヒバリシギ
4	2AD44330	トウネン	4	4A21000	メダイチドリ
5	2AD44331	トウネン	5	4C85701	ウズラシギ
6	2AD44332	トウネン	6	2AD44344	ヒバリシギ
7	2AD44333	トウネン	7	2AD44345	ヒバリシギ
8	2AD44335	トウネン	8	2AD44346	ヒバリシギ
A ブロック	B ブロック
1	ポジティブロントロール	1	ポジティブロントロール
2	ネガティブロントロール	2	ネガティブロントロール
3	4C85702	イソシギ	3	3E31351	ハマシギ
4	2AD44340	トウネン	4	2AD44376	トウネン
5	4C85703	ソリハシシギ	5	2AD44377	トウネン
6	2AD44370	ヒバリシギ	6	2AD44378	トウネン
7	2AD44371	ヒバリシギ	7	4C85704	メダイチドリ
8	3E31350	キリアイ	8	2AD44380	トウネン
C ブロック	D ブロック
1	ポジティブロントロール	1	ポジティブロントロール
2	ネガティブロントロール	2	ネガティブロントロール
3	2AD44381	トウネン	3	2AD44387	トウネン
4	2AD44382	トウネン	4	7A04881	アオアシシギ
5	2AD44383	ヒバリシギ	5	3E31352	キリアイ
6	4C85705	ウズラシギ	6	3E31357	ハマシギ
7	2AD44385	トウネン	7	3E31356	ハマシギ
8	2AD44386	トウネン	8	4C85707	メダイチドリ
Aブロック	Bブロック
1	ポジティブロントロール	1	ポジティブロントロール
2	ネガティブロントロール	2	ネガティブロントロール
3	4C85706	メダイチドリ	3	2AD44428	トウネン
4	7A04882	アオアシシギ	4	2AD44431	トウネン
5	7A04883	アオアシシギ	5	2AD44425	トウネン
6	2AD44432	トウネン	6	2AD44426	トウネン
7	2AD44423	トウネン	7	2AD44429	トウネン
8	2AD44430	トウネン	8	2AD44418	トウネン
Cブロック	Dブロック
1	ポジティブロントロール	1	ポジティブロントロール
2	ネガティブロントロール	2	ネガティブロントロール
3	2AD44415	トウネン	3	2AD44417	トウネン
4	2AD44416	トウネン	4	2AD44421	トウネン
5	2AD44412	トウネン	5	3E31355	キリアイ
6	2AD44413	トウネン	6	3E31353	キリアイ
7	2AD44420	トウネン	7	3E31354	キリアイ
8	2AD44414	トウネン	8	2AD44422	トウネン
A ブロック	B ブロック
1	ポジティブコントロール	1	ポジティブコントロール
2	ネガティブコントロール	2	ネガティブコントロール
3	2AD44427	トウネン	3	2AD44436	ヒバリシギ
4	2AD44419	ヒバリシギ	4	5C39149	エリマキシギ
5	2AD44424	ヒバリシギ	5	2AD44437	ヒバリシギ
6	2AD44433	トウネン	6	2AD44438	ヒバリシギ
7	2AD44434	トウネン	7	2AD44439	トウネン
8	2AD44435	トウネン	8	2AD44440	トウネン
C ブロック	D ブロック
1	ポジティブコントロール	1	ポジティブコントロール
2	ネガティブコントロール	2	ネガティブコントロール
3	2AD44441	トウネン	3	2AE54154	トウネン
4	3E31364	ハマシギ	4	3E31362	キリアイ
5	3E31365	ハマシギ	5	7A04884	アオアシシギ
6	2AD44451	トウネン	6	7A04885	アオアシシギ
7	2AD44450	トウネン	7	8A29707	コガモ
8	2AD44449	トウネン	8	3E31366	ハマシギ
A プロック	B プロック
1	ポジティブコントロール	1	ポジティブコントロール
2	ネガティブコントロール	2	ネガティブコントロール
3	3E31367	イソシギ	3	5C39150	オバシギ
4	3E31368	イソシギ	4	7A04886	アオアシシギ
5	2AD44452	トウネン	5	3E31369	ハマシギ
6	2AD44361	トウネン	6	8A29708	チュウシャクシギ
7	2AD44308	トウネン	7	8A29709	チュウシャクシギ
8	2AD44453	ヒバリシギ	8	7A04887	オオソリハシシギ
1	ポジティブロントロール
2	ネガティブロントロール
3	ネガティブロントロール
4	ネガティブロントロール
5	7A04888	オオソリハシシギ
6	5C11966	キアシシギ
7	6A30524	オオジシギ
8	5C11968	アカアシシギ

A ブロック
## (3) 超小型の野鳥位置探査システムの開発・改良研究

株式会社コア 関西カンパニー

Gソリューション統括部 松浦功哲

Gソリューション統括部 新井 圭

マイコンシステム部 河野昌史

〈研究協力者〉

株式会社コア 関西カンパニー

エンベデッドシステム部 小野 進

Gソリューション統括部 古株 学

平成21～23年度累計予算額：35,000千円

（うち、平成23年度予算額：11,000千円）

予算額は、間接経費を含む。

[要旨] 我が国の生態系、特に絶滅危惧鳥類への新興感染症による絶滅危機を予測・回避するために、侵入が危惧されているウェストナイル熱ウイルス（WNV）の感染経路を予測すると共に、絶滅危惧鳥類種への危険度を評価することは、我が国の生物多様性保全を考える上で重要な課題である。本研究では、ウェストナイル熱ウイルス（WNV）抗体を持つ中・小型シギ・チドリ類に注目し、これらの鳥類の飛行ルートを解明するために必要な超小型GPS位置測定システムの開発を行なった。その際、GPS位置測定システムの構成要素である、GPS受信機モジュール、GPSアンテナ、タイマー、電源、そして筐体のすべてについて新たに設計を行った。その結果、アルゴス衛星による位置情報獲得機能も有し、小型・軽量で、さらには動作電力も少ないGPS位置測定システムの開発に成功した。

[キーワード] ウェストナイル熱ウイルス、GPS、ルート解明、アルゴス送信機

### 1. はじめに

我が国の生態系、特に絶滅危惧鳥類への新興感染症による絶滅危機を予測・回避するために、侵入が危惧されているWNVの感染経路を予測すると共に、絶滅危惧鳥類種への危険度を評価することは我が国の生物多様性保全を考える上で重要な課題である。

## 2 ．研究開発目的

本サブテーマでは、WNV抗体を持つ体重100g程度のシギ・チドリ類を含む鳥類に装着でき、その渡りルートの解明を可能とする、超軽量・小型GPS位置測定システムの開発を行なう。鳥の自由な行動を妨げない重量は、鳥の体重の1/10と言われているため、最終的なシステム重量は10gを目指す。このシステムは、従来のような鳥を再捕獲しデータを回収するためのメモリは搭載せず、そのかわり全地球的な行動追跡を可能とするアルゴス衛星への位置情報送信機能を備えてい
ることを特徴とする。アルゴス衛星はCNES(仏：フランス国立宇宙研究センター)・NASA(米：アメリカ航空宇宙局)・NOAA(米：アメリカ海洋大気圏局)により開発、CLS(仏：CNES子会社)により運用・管理されている地球環境に関するデータを収集するシステムで、海洋・気象観測や野生動物の研究など、様々な目的で世界中の科学者や研究者に利用されている。

## 3 ．研究開発方法最善

アルゴス送信機は5g～10g程度のものが現状で存在するが、アルゴス衛星から得られる位置情報には、その測位方法の原理上、最善でも150m、場合によっては数km～数十kmの誤差が含まれる。この誤差は、地球規模の行動範囲を考えた場合には許容されるが、局所的な行動圏の考察には障害となる。このアルゴス測位手法の欠点を補うGPSシステムも考案されてはいるが、①最軽量でも20g（機能が増えれば60g程度）のものしか存在しないために、中型以下の鳥類の行動を追跡することは至難であり、②軽量であることのみを追求した場合、動作電力の確保が難しいために、GPS端末から中継基地への送信が不十分となり、さらに③高額（数十万円）で、手軽に入手できるものではないという問題が存在する。そこで、これらの諸問題を解決し、アルゴス衛星を用いた測位機能を有する超小型のGPS位置測定システムを実現するために、GPS受信機モジュール、GPSアンテナ、タイマー、電源、そして筐体等すべてについて技術要因を再検討し、システム全体の小型・軽量化と省電力化を図った。

平成21年度においては、小型・軽量化するために必要な技術的項目を明らかにすることを目標とし、①全地球的・永続的な通信経路を確保するためのアルゴス衛星の使用、②アルゴス送信機のアンテナの効率化・小型化、③低電力消費・高性能GPS受信機モジュールの最適化設計とスタンバイ機能の追加、④長寿命電源を確保するための太陽電池とキャパシタを組み合わせた電源とタイムスケジューリング機能の開発、そして⑤耐久性・防水性のある軽量ハウジングのための立体造形による筐体設計について検討を行った。

平成22年度は、上記特徴の実現に向けて、①アルゴス送信機の構築とアナログ制御からデジタル制御への移行、②GPS受信機モジュールの低消費化と最適化、③高効率太陽電池とキャパシタを使用した制御機能付電源装置の創作、④アルゴス送信機、GPS受信機モジュール、ならびにCPU制御装置の一体化基板の創作、⑤立体造形手法を用いた軽量筐体の構築を行い、小型・軽量化を推し進めた。

平成23年度（研究終了時）は、①デジタル制御のアルゴス送信機、②高効率太陽電池と薄膜キャパシタを使用した制御機能付電源装置、③軽量筐体を完成させ、それらを組み合わせた超軽量・小型GPS位置測定システムを試作し、実際に小・中型のシギ・チドリに装着する試みを行った。そして、その装着試行によって得られた情報に基づいて、システムの改良を図った。

## 4 ．結果及び考察

## （１）アルゴス送信機のシステム構成

## 1 ）システムの全体構成

位置情報はGPSにより取得し、得られた結果をアルゴス衛星に送信した後、管理局を通しユーザーへ提供する(図(3)-1)。
図(3)-1 システムの全体構成

## 2 ）位置情報の特定

GPSの電波を受信し、GPS(モジュール)から得られたNMEA-0813データから測位時刻、緯度・経度、ならびに高度を抽出し、MPU内メモリへ測位データとして格納する(図(3)-2)。

図(3)-2 位置情報の特定法

## 3 ）位置情報の取得と送信

MPU内メモリに格納された測位データを、誤り訂正により、符号化を行なう。その後、あらかじめ設定されたスケジュールに従ってアルゴス衛星へ送信する。アルゴス管理局より、配信されたデータをインターネット経由で、ユーザーが取り出す。そのデータを複合する（図(3)-3）。
図(3)-3 位置情報の取得と送信

## 4 ）アルゴス送信機のタスク構成

端末はスケジューラ、電源管理タスク、GPS通信タスク、アルゴス通信タスクから構成され(図(3)-4)、OSなしで動作する。内蔵RTC、またはGPSより得られた時刻によりスケジューリング動作を行なう。通常はスタンバイモードで動作し消費電力を抑える。

図(3)-4 アルゴス送信機のタスク構成概念図

## （２）GPSモジュールの最適化と低消費化

GPSモジュールは弊社製品のCL631-020Bを元に改良点を検討した。CL631-020Bの外観と仕様を、それぞれ図(3)-5と表(3)-1に記す。課題として、感度性能の向上、小型化、軽量化を挙げ、以下の
開発を行なった。

## 1 ）CL641-030Aの開発

CL641-030Aの外観と仕様を、それぞれ図(3)-5と表(3)-1に記す。CL631-020BからCL641-030Aの改良点は以下のとおり。

### a. GPSコアモジュールの置き換え

感度性能の向上、低消費電力化、モジュールの小型化を測るためGPSコアモジュールの置き換えを行なった。改良された点は以下のとおり。

### i. 感度性能

・アクエジション感度 -146dbm → -148dbm

・トラッキング感度 -158dbm → -165dbm

## ii．消费電力

・アクエジション時消費電力 80mA未満 → 50mA未満

・トラッキング時消費電力 60mA未満 → 40mA未満

### iii. サイズ

• 38mm×17mm×5mm → 38mm×17mm×4mm

### b. LNA回路（低雑音增幅回路）の削除

LNA回路は当初チップアンテナの感度向上目的で組み込んでいた。しかしながら、信号の増幅のメリットはあるが、ノイズの発生源ともなるため、全体の利得のバランスを考え、アンテナを指向性の広いものに変えるとともに、50Ωの伝送路の最適化を行ないLNA回路を削除した。

CL631-020B Rev.2	CL641-030A	L641-030B
サイズ	38mm×17mm×5mm	38mm×17mm×4mm	25mm×17mm×4mm
重さ	2.3g	2.5g	1.5g
電源	本体 DC 3.0V	本体 DC 3.0-4.2 V	本体 DC 3.0-4.2 V
バックアップ用 1.2V	バックアップ用 DC 2.0-4.2V	バックアップ用 DC 2.0-4.2V
周波数	L1帯周波数 (C/Aコード)	L1帯周波数 (C/Aコード)	L1帯周波数 (C/Aコード)
チャンネル	32チャンネル独立方式	66チャンネル独立方式	66チャンネル独立方式
アンテナ	ユニットに実装	ユニットに実装	ユニットに実装
通信ポート	シリアル、0-3.0V	シリアル、0-3.3V	シリアル、0-3.3V
通信方式	NMEA0183, オリジナル	NMEA0183, オリジナル	NMEA0183, オリジナル
測地データ	WGS84	WGS84	WGS84
測位精度	3m未満	3m未満	3m未満
GPS感度	トラッキング -158dBm	トラッキング -165dBm	トラッキング -165dBm
アクイジション -146dBm	アクイジション -148dBm	アクイジション -148dBm
衛星捕捉時間 (TTFF)	コールドスタート36秒	コールドスタート35秒	コールドスタート35秒
ホットスタート1秒	ホットスタート1.5秒	ホットスタート1.5秒
ウォームスタート33秒	ウォームスタート34秒	ウォームスタート34秒
衛星再補足時間	1秒未満	1秒未満	1秒未満
消費電力	80mA未満	50mA未満	50mA未満

表(3)-1 アルゴスGPSシステム仕様比較表
図(3)-5 GPSモジュールの外観比較

## 2 ）CL641-030Bの開発

CL641-030Bの外観と仕様を、それぞれ図(3)-5と表(3)-1に記す。CL641-030AからCL641-030Bの改良点は以下のとおり。

### a. $ 50\Omega $ の伝送路の削除による小型化

CL641-030Aはアンテナの特性に従い、通常の方法で、最適化された50Ωの伝送路を設計し実装した。しかしながら、さらに小型化、軽量化するために、この50Ωの伝送路の削除を検討した。改良された点は以下のとおり。

$$ \begin{aligned}&i)\ サイズ \quad&38mm\times17mm\times4mm\quad\rightarrow\quad25mm\times17mm\times4mm\\&ii)\ 重量 \quad&2.5g\quad\rightarrow\quad1.5g\end{aligned} $$

## iii）S/N比 平均31db → 平均36db

50Ωの伝送路の削除により結果的にノイズを拾う伝送路がなくなったことでS/N比が向上したと考えられる。結果を図(3)-6に示す。

図(3)-6 小型化に伴う特性の改善

図(3)-7 測位精度

## 3 ）测位精度

CL641-030Bによる定点（静的）測位精度を表(3)-2に記す。また、測位結果から得た測位の確率と距離の関係を図(3)-7に示す。測定は、弊社屋上で比較的見晴らしのよい場所に固定し行なった。信号強度は-120dbm～-130dbmに相当となる。
計測値	2DRMS(1.2m)モデル値
確率	距離(m)	距離(m)	確率(%)
RMS(63%)	0.725113321	0.717225795	63%
Mean(平均)	0.569920016	0.625514805	55%
CEP(50%)	0.632967773	0.591220302	50%
2DRMS(95%)	1.353980226	1.211572868	95%

表(3)-2 CL641-030Bによる定点（静的）測位精度

※ RMS：真値からの距離を二乗平均して平方根をとったもの (Root Mean Square)。

※ 2DRMS：RMSの2倍値。位置精度の誤差の目安。95％がこの範囲に入る。

$ ^{※} $ Probability：統計確率

※ Distance(m): 距離

## （３）デジタル制御のアルゴス送信機の開発

## 4 ）アナログ制御送信機開発

アルゴス送信機の仕様であるTri Phase PSKはキャリア信号を含んだ0度、+63度、-63度の三位相偏移変調の仕様となっており、通常商用ではない変調方式となっている。この変調方式に合わせて開発した送信機は、位相角（0度、+63度、-63度）と位相角の変化率（オーバーシュート、アンダーシュート等-）の調整を、3.3 Vの電圧を基準として、回路中の可変コンデンサと可変抵抗で電圧を上下させる調整することで行なうアナログ方式の調整回路となっている。

試作したアナログ制御送信機の外観を図(3)-8に、測定した変調スペクトルを図(3)-9に、仕様を表(3)-3に示す。

図(3)-8 試作制御送信機の外観

図(3)-9 変調スペクトル測定値

ARGOS Operating frequency	401.650MHz $ \pm $ 8KHz,
Modulation	Tri Phase PSK $ \pm $ 1.1Rad $ \pm $ 0.1Rad
Output Power	500mW
Uplink data rate	400bps

表(3)-3 アナログ制御送信機の仕様

## 5 ）アナログ制御送信機の問題点

上記の電圧調整は機器による計測を行いながら手作業で行う必要があるが、3つの位相角は、密接に相関して変化するため、複数のパラメータを調整しつつ、それらの最適値を探すことは時間
のかかる作業であった。

図(3)-10 送信出力への電圧影響

図(3)-11 変調スペクトルのずれ

さらに、このアナログ方式の調整回路は個体差が顕著である上に、供給電圧の変動の影響も受けやすいため、上記最適値探索作業を回路ごとに何回も行なう必要があった。(3)-10の赤マル内に見られるオーバーシュート、アンダーシュートの発生は、図(3)-11の赤マル内に示す位相のずれが起こっていることを意味しているが、この発生を極力抑えるために、最も注意して調整を要する部分となる。また、小型化を最優先としたため、回路の集積率が必然的に高くなり、部品交換等が非常に困難であった。

## 6 ）デジタル制御送信機開発

アナログ制御におけるこれらの問題を解決するため、デジタル制御（ソフトウェア制御）によって変調が可能なデジタル制御送信機の開発を新たに行なった。位相変調は、汎用のFSK

（Frequency Shift Keying/周波数偏移変調）変調器を用いて、一定時間周波数をシフトし、63度の位相角が生じた時点で周波数をシフト前の周波数に戻すことにより、この位相角を得たキャリアの生成を行う。位相を進めるにはプラス方向への周波数シフト、遅らせるにはマイナス方向の周波数シフトで実現できるが、その制御をソフトウェアによって行うことにした。すなわち、単位時間当たりにシフトさせるべき周波数と、そのシフト時間を組み合わせることで目的の位相角を生成させる仕組みになっている。本方式で出力した送信出力波形を図(3)-12に、測定した変調スペクトルを図(3)-13に示す。
図(3)-12 送信出力の安定

図(3)-13 測定変調スペクトル

アナログ制御で出ていたオーバーシュートとアンダーシュートがほとんど見られず、(3)-10の赤マル内に見られるオーバーシュート、アンダーシュートの発生がなく、波形も安定していることがわかる。本方式を用いることにより、アナログ周辺回路が不要となり、電圧、温度変化による位相角の誤差を少なく出来るとともに、高品質、安定化が可能となった。

## 7 ）電波信号計測解析機器の作製

通常、電波変調の特性を確認するためにはスペクトラムアナライザ、オシロスコープ等を使用するが、本開発で採用する三位相偏移変調の解析を行なえる機器が市販品に無かった。そこで、汎用高速デジタイザ（National Instruments PXI-5153）を使用し、新たに作製したダウンコンバータ（401.650MHz->1.65MHz）と解析用ソフトウェア（National Instruments Labview）との組み合わせによる三位相偏移変調の信号計測解析機器を用いて解析を行なった。図(3)-14にこの信号計測解析機器の概要を示す。

図(3)-14 電波信号計測解析機器の概要

$ ^{※} $ PXI-5153及び, LabIEWはNational Instrumentsの商品。
## 8 ）送信機の認証

アルゴス送信機として使用するためにはCLS(仏：アルゴスの運用会社、フランス国立宇宙研究センター子会社)において機能・性能試験を受け、CLS及びCNES(仏：フランス国立宇宙研究センター)の両機関の認証を受ける必要があるが、2011年7月22付けで認証を得ることが出来た。

## 9 ）送信機基板の外観

新たに開発したデジタル制御送信機の外観とサイズを図(3)-15に記す。

図(3)-15 開発した送信基板外観

## （４）高効率太陽電池とキャパシタを使用した制御機能付電源装置の開

## 1 ）太陽電池

太陽電池はSHARP製の2cm×2cmの既存品を元にカスタマイズを行なった。各太陽電池の仕様を表(3)-4に、既存品を図(3)-16、カスタマイズ品を図(3)-17に記す。

既存品	カスタマイズ品
サイズ	2 cm×2 cm	2 cm×1 cm
変換効率	26%	26%
開放電圧	2.34 V	2.58 V（典型値）
短絡電流	53.2 mA	27.5 mA（典型値）
最大動作電圧	2.05 V	2.25 V
最大動作電流	51.5 mA	26.5 mA
最大出力	105.6 mW	59 mW

表(3)-4 太陽電池仕様 ※シャープ株式会社提供。

図3-16 既存規格品

図(3)-17 特注品
## 2 ）制御機能付電源回路

高効率太陽電池から得られる電力を、最大電力点制御を行ないながらキャパシタへ充電、その電力を使用し送信機を駆動する電源回路を新たに設計した。その構成を図(3)-18に示す。また、各ブロックの機能を以下に記す。図(3)-18の青線内が電源回路部分となる。

図(3)-18 電源ブロック図

### a. 太陽電池 (High conversion efficiency Solar Cell)

前掲1）のカスタマイズ品（2cm×1cm）を使用する。

### b. トリクルチャージサーキット（Trickle charge circuit）

前段のDC/DCコンバータはトリクルチャージを行なう機能で構成される。

### i. 低起動電圧回路

太陽電池は低電圧、高インピーダンスのため、初期起動時、最終段の昇圧コンバータを完全に駆動するだけの出力を持つことは難しい。そのため最低限の起動部を駆動した後、以降の機能を立ち上げる。駆動入力の範囲は250mV～5.0Vである。太陽電池からの出力を1.4V、2.2Vまで段階的に立ち上げる。

### ii. 最大重力点制御回路

低起動電圧回路によって、起動部が立ち上がった後、最大電力点制御回路（以下「MPPC」という。）により、太陽電池の発電量が最大になるように調整される。本回路では最大動作電圧は2.3Vに設定しており、太陽電池の電圧がこれより下回る場合は電流を減らし、上回った場合は電流を増加させることによって、この最大動作電圧を保つ。

### Ⅲ. 昇圧コンバータ出力回路

MPPCにより調整された出力を3.0Vまで昇圧しキャパシタの充電を行なう。

### c. ダイレクトコネクションチャージポンプ(Direct Connection Charge Pump)

前段のDC/DCコンバータは、僅かながら起動に際し電圧を必要とする。それを補うために太陽電池からキャパシタヘダイレクトに充電を行なう。

### d. キャパシタ (High energy & High power Capacitor)

薄型で容量が2.40Fのキャパシタを並列で2個使用する。耐圧は2.75Vである。

### e. ブーストコンバーター (Boost Converter)

後段のDC/DCコンバータは、キャパシタの蓄電電圧によって、アルゴス送信機、GPS受信機モ
ジュール、MPUを駆動するための電圧3.3Vまで昇圧する。

## 3 ）電源回路外観

新たに作製した電源回路基板の外観とサイズを図(3)-19に記す。

図(3)-19 電源回路基板の外観

## （５）筐体の再構築

当初、1次試作と2次試作においては、軽量化を考慮し、金型なしで、設計データから作成可能な3D造形を選択し、材質をポリアミド（ナイロン11）で設計を行なった。しかしながら、強度の面から不十分と判断し、材質をポリエステル樹脂系繊維とエポキシ樹脂に変更し、さらに5層の構造とした。また成型は金型を使用し、片面の開いた箱型を二つ合わせる形で作成した。5層の構造を図(3)-20に、作成した筐体を図(3)-21に記す。

図(3)-20 筐体の5層構造概念図

図(3)-21 作成した筐体

## （６）超軽量・小型GPS位置測定システムの完成

CPU・GPS一体型アルゴス送信機と、電源回路の構成部品であるキャパシタ、制御機能付電源回路、そして太陽電池を合わせるとその重量が7.57gとなった。そしてこれらを筐体に納めたところ
ろ、総重量は平均11.3gとなった。太陽電池部分は、透明度の高いエポキシ樹脂を使用し、コーティングを行なった。このようにして超軽量・小型GPS位置測定システムを完成させた。各部品と外観、及び重量を図(3)-22に記す。

図(3)-22 完成した小型GPS位置測定システム

## (7) 鳥への装着

サブテーマ1（東京大学）、サブテーマ2（近畿大学）の捕獲作業のもと、シギへの装着を行なった。その概要を以下に記す。また取り付けの様子を図(3)-23に記す。

## 1 ）装着

場所：北海道紋別市コムケ湖

装着日時：2012年9月11日－12日

装着種：チュウシャクシギ2羽、オオソリハシシギ1羽

放鳥日時：2012年9月12日

## 2 ）結果

2011年9月13日－15日にわたり、取り付けた3羽から合計25個のGPSデータを含むアルゴスメッセージの取得に成功したが、その後は未取得状態となっており、現在（2012年2月29日）3羽とも所在不明という状態となっている。

装着種	取得データ数	取得開始日	最終取得日
チュウシャクシギ	4	2011年9月14日	2011年9月14日
オオソリハシシギ	9	2011年9月13日	2011年9月13日
チュウシャクシギ	12	2011年9月13日	2011年9月15日

表(3)-5 装着個体データ
図(3)-23 機器装着の実際

## （8） 強化版送信機

上記(5)のように装着した3羽ともその行方を追跡できなくなったことの原因は、筐体強度の問題である可能性が高いために、送信機の筐体及びアンテナの取り付け口に関し再度検討を行なった。

その検討に基づいて、筐体の素材をエポキシ樹脂とし、充填タイプのものを作製した。また、アンテナ部は筐体から突出する根元を補強し、抜けない構造にした。完成した改良機の大きさを図(3)-24に、その外観を図(3)-25に、仕様を表(3)-6に記す。

図(3)-24 強化版送信機の各部分長
図(3)-25 強化版送信機の外観

Specification
ARGOS	Operating frequency	401.650MHz±8KHz
Modulation	Tri Phase PSK ±1.1Rad ±0.1Rad
Output Power	200-500mW
Uplink data rate	400bps
GPS	Sensitivity	-165dbm/Tracking,-148dbm/Acquisition
Accuracy	< 3.0m CEP(50%)
Supply voltage	Solar	Voltage Max 2.2V , Power Max 59.0mW
Capacitor	Voltage Max 2.7V , Capacitance Max 4.8F
Package / Waterproofing	Epoxy Resin
Dimension	54mm×20mm×14mm
Weight	16.75g -18.5g (Strengthening type)
Operating Temperature	-30℃ ~ 70℃
Transmitting Interval	1 Day ~
Num	Data	Past 3 times
Positioning	1 Fix per Day
Data	Latitude, longitude, time

表(3)-6 完成した機器の仕様

## （９）消費電力とシステム重量に関する今後に向けた検討

## 1 ）現状における送信動作

現在の送信動作はその成功率を優先し、以下（図(3)-26）のように行っている。

A. 起動：充電完了となるまで充電を行なう（1時間程度）

B. GPS受信：充電完了後GPS信号の受信を行なう。（60秒間）

C. 充電待機：送信に必要電力が得られるまで充電を行なう。（最大120秒）

D. 送信：テストモードはCの後2分間隔で5回送信を行なう。通常動作モードは、設定時間（衛星到達予想時間）到達後2間隔で5回送信を行なう。

E. 以降D.を繰り返す。

電力は十分得られるものと仮定し、稼動時間を8時から16時の8時間とすると、1日のGPS受信回数は1回、最大約240回、同一データを送信するようになっている。
GPS受信	ARGOS^送信

図(3)-26 完成機の送信動作

## 2 ）GPS受信優先の動作

一方、GPS受信回数を優先すると、その動作は以下（図(3)-27）の通りとなる。

A. 起動：充電完了となるまで充電を行なう（1時間程度）

B. GPS受信：充電完了後GPS信号の受信を行なう。（60秒間）

C. 充電待機：送信に必要電力が得られるまで充電を行なう。（最大120秒）

D. 送信：2分間隔で5回送信を行なう。

E. 以降B.～D.（以下1サイクル）を繰り返す（13分）。

電力は十分得られるものと仮定し、稼動時間を8時から16時の8時間とすると、1サイクル13分で1日の最大GPS受信回数は36回、同一データを5回ずつ送信することとなる。

図(3)-27 GPS受信回数を優先した場合の送信動作

## 3 ）1次電池の場合の動作可能日数と加算重量

## a 動作必要電力

GPS受信を1回（60秒）とアルゴス送信を2分間隔で5回を1サイクルと考えた場合の必要電流を表(3)-7に示した。
電流(mA)	回数	動作時間(秒)	動作時間(時間)	消費電流(mA@3V)	消費電流(mA@1.5V)
GPS	64.825	1	60	0.01666	1.08	2.16
アルゴス	726.025	5	0.84	0.00023	0.847	1.694
待機	0.006	5	119.16	0.0331	0.004	0.008
合計	1.931	3.862

表(3)-7 動作必要電力測定值

## b 電池電力を考慮した場合の動作可能回数

一般的なアルカリ電池の容量と、1サイクルに必要な電流から計算した動作可能回数は表(3)-8の通りとなる。

電池 (1.5V)	重量 (参考值※)	電流 (mA/H)(参考值)	本数	動作可能回数
アルカリ単3	24g	2000	1	517.8663905
アルカリ単4	13g	750	1	194.1998964

表(3)-8 電池電力を使用した場合の動作可能回数（計算値）

### c. 動作可能回數と加算重量

上記a、bより、使用可能な動作日数、及び加算重量は表(3)-9の通りとなる。

電池	アルカリ単3	アルカリ単4
加算重量	24g	13g
1 サイクルの1日の動作回数	使用可能日数	使用可能日数
1	517	194
2	258	97
3	172	64
4	129	48
5	103	38

表(3)-9 動作可能回数と加算重量（計算値）

## 4 ）考察

本課題においては、重量を最優先にして、出来るだけの長期使用を目的としたシステムの構築を目指したが、10-20g程度の重量の増加で、一定期間の使用目的であれば、より多くのGPSデータの取得が可能であり、また、GPSデータのログ保存機能の追加などを行なえば、より多くの生態調査のシステムに使用可能な追跡装置の構築を図ることが可能である。

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

本研究で開発した超小型GPSシステムは当初目的の総重量より遙かに軽量なものとなった。また、既存機器と比較して測定頻度を犠牲にした反面、半永久的に作動可能な仕様となっている。そのために、これまで困難であった中・小型鳥類（シギ・チドリ）の移動と渡りの長期に渡る経路解明が、本研究によって開発された超小型GPSシステムによって実現する可能性が生まれた。更に、長期間にわたる継続的な野生動物の行動を追跡できる本機器を活用すれば幼鳥の時機に装
着して、性成熟期並びに生涯にわたる個体行動追跡も可能となる。

## （２）環境政策への貢献

本研究は小型鳥類に装着することが可能な超小型GPSの開発を第一目標としているが、このGPSの活用によって、鳥類以外にも多種にわたる野生鳥獣の生態も解明できるようになると考えられる。それらの研究成果を総合的に検討すると、野生鳥獣（絶滅危惧種、希少種、害獣）の生態解明や行動予測等がより正確に行えるようになり、生物多様性保全に大きく貢献できる。

## 6 ．国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない。

### 7. 研究成果の発表状況

特に記載すべき事項はない。

## （1） 誌上発表

<論文（査読あり）>

特に記載すべき事項はない。

くその他の誌上発表（査読なし）>

特に記載すべき事項はない。

## (2) 口頭発表（学会等）

1) K. ARAI: “Ultralight Position Transmitter For Migratory Birds Tracking CTX641-010A GPS PTT -Argos Platform Transmitter Terminal with GPS-”, The 7th Inter. Meeting on Cryophoenix Project (2012).

## （3） 出願特許

1）松浦功哲他：株式会社コア；「送信装置」、特願2011－158638、2011年7月20日

（４）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

特に記載すべき事項はない。

## （５）マスコミ等への公表・報道等

1）電波新聞（2012年6月17日、組込み特別版「Data Communication」、4頁）

## (6) その他

1) 組込み業界総合技術展 関西 Embedded Technology West 2010 出展

2) 組込み業界総合技術展 Embedded Technology 2010 出展
3) 組込み業界総合技術展 関西 Embedded Technology West 2011 出展

4) 日本航海学会 GPS/GNSS 研究会 GPS/GNSS シンポジウム 2011 展

5) 組込み業界総合技術展 Embedded Technology 2011 出展

### 8 \. 引用文献

なし
(4) 渡り鳥での新興感染症病原体に対する抗体反応解析・評価に関する研究

琉球大学大学院 医学研究科 微生物学・腫瘍学講座 只野昌之

齋藤美加

平成21～23年度累計予算額：10,570千円

（うち、平成23年度予算額：3,044千円）

予算額は、間接経費を含む。

[要旨] 2009年から2011年の研究期間に北海道と沖縄で捕獲されたシギ・チドリ類484個体、宮城県で捕獲されたオナガガモ12個体および北海道で歩哨動物として飼育されたアイガモ36個体から得られた血液材料532検体についてウェストナイル熱ウイルス(WNV)および日本脳炎ウイルス(JEV)に対する中和抗体を測定した。いずれの検体からも両ウイルスに対する中和抗体が検出されなかった。これらの結果から、媒介昆虫が吸血行動を行う季節に渡ってくるシギ・チドリ類がWNVに感染している可能性を示唆する証拠は認められなかった。また、2010年度の研究でニワトリ、カラス、ハトおよびヤンバルクイナのそれぞれ1個体から採取された初代培養細胞でWNVの増殖を検討したところ、ニワトリ、カラス、およびハトに由来する各々の細胞ではWNVが効率的に増殖したのに対して、WNVを接種したヤンバルクイナ由来細胞からは子孫ウイルスの産生のみならずウイルス抗原の発現も認められなかった。そこで、2011年度はヤンバルクイナ由来細胞にWNVのRNAを直接導入し、抗原や子孫ウイルスが産生するか否かを検討した。ニワトリ、カラス、およびハト由来の細胞へウイルスRNAを直接導入した場合、ウイルス接種と同様にウイルス抗原と子孫ウイルスの産生が認められたが、ヤンバルクイナ由来細胞では何れの産生も認められなかった。これらの結果から沖縄本島に生息する希少鳥類ヤンバルクイナのWNV感受性は極めて低いことが示唆された。

[キーワード] ウェストナイル熱ウイルス、新興感染症、人獣共通感染症、渡り鳥、希少鳥類

### 1. はじめに

WNVは新大陸には存在しないとされていたが、1999年にニューヨークに侵入したのを起点に、鳥類と蚊類の間で自然環を形成して北アメリカ大陸に定着して南米に分布を拡大しつつある。北米大陸におけるアウトブレイクの経験から、本ウイルスは鳥類に強い病原性を持ち、ヒトやウマに対しても脳炎などの重篤な症状をひきおこす公衆衛生学上重要な人獣共通の病原ウイルスであることが認識された。本ウイルスの日本への侵入は未だ確認されていないが、いったん侵入すれば北米同様に自然環が容易に形成され定着してしまうことが危惧される。ウイルスの自然環で鳥類は重要な増幅動物であり、長距離を移動できる渡鳥は侵淫地からのウイルスの運び屋となり得る。日本に飛来してきた水鳥にWNVに対する抗体が検出されたという報告がある。しかし、調査された水鳥は蚊類が吸血活動しない冬期に捕獲されたもので、その陽性率も極めて低かった。