hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管より産生される新たな分泌タンパクの生理活性解明とその臨床応用法の開発

マウス胎児心臓からシグナル・シークエンス・トラップ法にてクローニングした新規分泌蛋白の一つであるDANCEはカルシウム結合性EGFドメインを6個有し、RGD配列を介してインテグリンと結合することが示された。FISH法にてヒト第14染色体長腕q32.1にあることを突き止めたが、現在のところ同部位に遺伝的疾患は報告されていない。更なる機能解析として正常・病的動物での発現解析を進めた。マウス胎児においては胎生9.5日になり移動中の神経提細胞とそれに由来する鰓弓間葉細胞及び心外膜に発現を認める。胎生12.5日では心流出路と大動脈(内皮・平滑筋細胞の両者)で発現が強いが、心内膜床や頭部・体節間などの間葉組織でも発現を認める。胎生14.5日になると、神経提由来組織での発現が変化し、頭部間葉・心流出路・交感神経節で発現が持続する一方、副腎などでは発現が消失する。成体では大動脈での発現も低下するが、胸部大動脈肋間枝分岐部では局所的に強い発現を認める。これは血行動態的なストレスから動脈硬化を起こしやすい解剖学的部位と一致するため、高コレステロール食投与LDL受容体欠損マウスで調べたところ、プラーク病変を覆う内皮細胞での有意な発現増強が判明、動脈硬化病変でのDANCEの関わりが示唆された。またラット頸動脈バルーン傷害モデルでは傷害後発現が亢進し14日後に最大となった。詳細な検討では剥離後再生した内皮及び平滑筋細胞で発現するが、分裂増殖の活発な場所から少し離れた休止期に入った領域で特に強い発現を認めた。以上よりDANCEは血管病変における病的増殖細胞に増殖抑制のシグナルを伝える作用が示唆され、経皮的冠動脈形成術後の再狭窄予防などの臨床応用への発展の可能性も秘めた蛋白であることが判明した。遺伝子欠損マウスの作成にも成功、異常な表現型の存在を確認しており、現在そのメカニズムの解明を行っている。【目的】A55改めDANCEと名付けられた新規の分泌蛋白遺伝子の発現をマウス胎児を用いたin situハイブリダイザーションにより検討したところ、形成過程にある動脈、神経提細胞由来組織である心臓内隆起・心流出路などに強い発現を認めた。特に後者では、上皮-間葉転換機序に関わっていることが示唆され、組織の構築が求められる再生医学への近年の社会の要望の高まりの中で注目される。成体マウスの大動脈では動脈硬化の好発部位である動脈分岐部に強い発現が認められ、高脂質食下のLDL受容体欠損マウスを用いた検討で、動脈硬化病変に一致して発現が上昇していることが確認された。また、ラットの頸動脈バルーン傷害モデルを用いた発現の検討からは、新生内膜病変の血管平滑筋・内皮細胞が病的増殖を停止し始めた部位・時期にその発現が最強となっている。以上の知見からDANCEは病的な細胞増殖を抑制する可能性が示唆された。これは、我々がDANCEの類縁遺伝子群として提唱したDASファミリーの一員であるS1-5蛋白も線維芽細胞の増殖停止に伴い発現が上昇することと併せ、興味深い事実である。臍帯静脈内皮細胞を用いた検討からは、DANCEがインテグリンを介して内皮細胞と結合することが示唆された。また、遺伝子欠損マウスの作成にも成功し、心血管系を含む複数の奇形を認めており、現在その解析を進めているところである。このように、DANCEは発生・病態形成といった幅広い場面で血管細胞を中心とした各種の細胞に作用を持つことが明らかとなった。

特に臨床応用の観点からは生理的・病的血管のリモデリングにおける細胞増殖抑制に関わっている点が、分泌蛋白としてのリコンビナントDANCEあるいはその構造類似合成物の投与による経皮的冠動脈形成術術後の再狭窄予防・動脈硬化の予防などへの道を切り開く可能性を有するものとして期待される。マウス胎児心臓からシグナル・シークエンス・トラップ法にてクローニングした新規分泌蛋白の一つであるDANCEはカルシウム結合性EGFドメインを6個有し、RGD配列を介してインテグリンと結合することが示された。FISH法にてヒト第14染色体長腕q32.1にあることを突き止めたが、現在のところ同部位に遺伝的疾患は報告されていない。更なる機能解析として正常・病的動物での発現解析を進めた。マウス胎児においては胎生9.5日になり移動中の神経提細胞とそれに由来する鰓弓間葉細胞及び心外膜に発現を認める。胎生12.5日では心流出路と大動脈(内皮・平滑筋細胞の両者)で発現が強いが、心内膜床や頭部・体節間などの間葉組織でも発現を認める。胎生14.5日になると、神経提由来組織での発現が変化し、頭部間葉・心流出路・交惑神経節で発現が持続する一方、副腎などでは発現が消失する。成体では大動脈での発現も低下するが、胸部大動脈肋間枝分岐部では局所的に強い発現を認める。これは血行動態的なストレスから動脈硬化を起こしやすい解剖学的部位と一致するため、高コレステロール食投与LDL受容体欠損マウスで調べたところ、プラーク病変を覆う内皮細胞での有意な発現増強が判明、動脈硬化病変でのDANCEの関わりが示唆された。またラット頸動脈バルーン傷害モデルでは傷害後発現が亢進し14日後に最大となった。詳細な検討では剥離後再生した内皮及び平滑筋細胞で発現するが、分裂増殖の活発な場所から少し離れた休止期に入った領域で特に強い発現を認めた。以上よりDANOEは血管病変における病的増殖細胞に増殖抑制のシグナルを伝える作用が示唆され、経皮的冠動脈形成術後の再狭窄予防などの臨床応用への発展の可能性も秘めた蛋白であることが判明した。遺伝子欠損マウスの作成にも成功、異常な表現型の存在を確認しており、現在そのメカニズムの解明を行っている。
疾患iPS細胞を用いたモザイク型CINCA症候群の病態解明と治療法開発

体細胞モザイクCINCA患者由来iPS細胞株を用いて、以下の2つを目標とする。1)ヒト発生における体細胞モザイクの系統樹を作製し、iPS細胞を用いた体細胞モザイク解析技術の基盤を確立する。2)NLRP3インフラマソームを阻害する化合物の作用機序を明らかにし、NLRP3制御による慢性炎症抑制薬開発のシーズを得る。結果、1)体細胞系譜をiPS細胞を用いて解析することが可能であることが示唆された。2)iPS細胞由来単球および単球株を用いたスクリーニング系の構築に成功した。本研究では、体細胞モザイクCINCA患者由来iPS細胞株を用いて、研究期間内に以下の2つの目標を達成する。2) NLRP3インフラマソームを阻害する化合物の作用機序を明らかにし、NLRP3制御による慢性炎症抑制薬開発のシーズを得る。1)体細胞モザイクの細胞系譜の解析については、樹立したiPS細胞クローンそれぞれについて、Exome解析を行った。このデータを元に、クローンごとの遺伝子変異(Single nucleotide variations:SNV)のパネルを作製した。次に、得られたクローンごとの体細胞変異を用いてunbiased clusteringを行った。すると、NLRP3変異の有無によって他の体細胞変異の有無についても別のクラスタに分類されることがわかり、体細胞系譜をiPS細胞を用いて解析することが可能であることが示唆された。2) NLRP3インフラマソーム阻害薬の作用機構解明については、すでに同定した化合物Xについて、再検を繰り返したところ、十分な再現性が得られなかったため、スクリーニング系の再構築と、新たな化合物探索が必要と考えられた。このため、まず、患者由来iPS細胞由来単球の株化を行った。熊本大学の千住先生らが開発した遺伝子導入法により、未熟単球系細胞の株化に成功した。この細胞は、マクロファージへ分化させることにより、プライマリ単球と同様の反応性を示した。さらに、この細胞株を用いたスクリーニング系の構築に着手した。1)体細胞モザイクの細胞系譜の解析前年度得られたクラスタリングデータをもとにNLRP3変異細胞と正常細胞に特徴的な遺伝子変異を解析した。結果、いくつかの遺伝子変異によって、それぞれの群がさらにサブクラスタに分けられることが判明した。2) NLRP3インフラマソーム阻害薬の作用機構解明前年度得られた単球細胞株を樹状細胞とマクロファージへ分化させた。樹状細胞に分化させ、さらに成熟させると、樹状突起をもつ典型的な細胞形態が観察された。また、樹状細胞の成熟に伴って、CD11c,CD80,CD86が細胞表面に発現した。一方、マクロファージへと分化させると、M1/M2への分化が可能であった。次に、単球株を用いた高スループットスクリーニング系を構築するために、既存のIL-1b産生経路阻害剤が用量依存的にサイトカイン産生を阻害するか検討した。結果、既存薬が用量依存性にサイトカイン阻害を行う条件を決定した。1について、前年度得られたクラスタリングデータをもとにNLRP3変異細胞と正常細胞に特徴的な遺伝子変異を解析した。また、新規遺伝子変異を持つCINCA症候群患者のiPS細胞を作製し、単球分化させてIL-1b産生を評価し、この患者さんが体細胞モザイクであることを確認した。2について、CINCA症候群患者由来iPS細胞から誘導した単球細胞株を樹状細胞とマクロファージへ分化させた。次に、CINCA-iPS-MLMPを用いた高スループットスクリーニング系を構築するために、既存のIL-1b産生経路阻害剤が用量依存的にサイトカイン産生を阻害するか検討した。検討の結果、既存薬が用量依存性にサイトカイン阻害を行う条件を決定した。最終年度は重点的に検討を行った。CINCA症候群患者由来iPS細胞から分化誘導した単球を用いて、LPS刺激下にサイトカイン産生を抑制する化合物を既存薬ライブラリより探索した。体細胞モザイクCINCA患者

由来iPS細胞株を用いて、以下の2つを目標とする。1)ヒト発生における体細胞モザイクの系統樹を作製し、iPS細胞を用いた体細胞モザイク解析技術の基盤を確立する。2)NLRP3インフラマソームを阻害する化合物の作用機序を明らかにし、NLRP3制御による慢性炎症抑制薬開発のシーズを得る。結果、1)体細胞系譜をiPS細胞を用いて解析することが可能であることが示唆された。2)iPS細胞由来単球および単球株を用いたスクリーニング系の構築に成功した。1)モザイク細胞系譜の詳細な解析が進展している。2)スクリーニング系の再構築に成功し、スクリーニングを行える見通しが立ったため。幹細胞生物学体細胞モザイクの細胞系譜の解析については、引き続いてiPSCのクローンに認められた変異について、線維芽細胞でdeep sequenceを行い、当該変異が線維芽細胞のうちどの程度の割合に認められるかを評価する。線維芽細胞の一部の細胞とiPSCの一部のクローンに認められる変異の変異の頻度を線維芽細胞と患者血球・毛髪・爪由来のDNA(体細胞由来DNA)との間で比較する。また、個別のiPS細胞クローンに見られる変異について、バリデーションを行う。NLRP3インフラマソーム阻害薬の作用機構解明については、スクリーニング系の構築を継続し、その後新規化合物のスクリーニングを実施し、候補化合物をえる。当該化合物がNLRP3インフラマソームの活性化を阻害するのかを検討する。まず、化合物の作用点を同定するために、NLRP3の下流分子であるASC、Caspase-1及びIL1b分泌のいずれの段階が抑制されているかを確認する。体細胞モザイクの細胞系譜の解析については、おおむね順調に推移しており、iPS細胞を用いたクラスタリング解析により、有用な情報が得られたため、次年度以降も研究計画通りに遂行することが可能と期待される。NLRP3インフラマソーム阻害薬の作用機構解明については、すでに同定していた化合物Xについて、適切な再現性が得られなかったため、スクリーニング系の再構築に着手している。このため、当初の計画通りの進捗は得られなかったが、一方で単球の株化に成功したことにより、均質な品質の患者由来細胞を大量に得ることが可能となったため、より安定した高スループット化合物スクリーニング系が開発できている。このため、来年度以降の研究の進展が期待できる。1)体細胞モザイクの細胞系譜の解析については、引き続いてiPSCのクローンに認められた変異について、線維芽細胞でdeep sequenceを行い、当該変異が線維芽細胞のうちどの程度の割合に認められるかを評価する。もし体細胞由来DNAで変異が見つかれば、患者は全身性の体細胞モザイクであるということになる。この場合、各変異がNLRP
昭和三陸津波後の「復興地」における復興の実態およびその評価に関する研究

昭和三陸津波後に、国庫補助および低利融資を受け実施されたの高台移転について、これまではその計画しか判明していなかったものを、旧土地台帳および同付属地図を分析することで、計画の実施状況を明らかにした。さらに、それら高台移転が実現した集落につき、現地調査によりエリアを確定したうえで東日本大震災による被害を確認した。その上で、大槌町の吉里吉里集落と大船渡市の港・岩崎集落において、高台移転の具体的な実施状況を明らかにした。その結果、津波災害は過去の災害後の振る舞いや社会状況が、次の災害の被災規模や復興手法を規定する側面があることが明らかにした。三陸沿岸集落は、近代以降の大きな津波災害に限定しても明治三陸津波(1896(明治29)年)、昭和三陸津波(1933(昭和8)年)、チリ地震津波(1960(昭和35)年)そして東日本大震災(2011(平成23)年)と4度の津波災害を受けた津波常襲地域である。なかでも昭和三陸津波後の復興過程においては、国から国庫補助および低利融資を受け岩手県内で44集落において高所移転事業をはじめとした復興事業が実施され、それらは現在でも「復興地」等と呼ばれるなどその後の集落形成に大きな影響を与えたと考えられるが、その実態はほとんど明らかになっていない。そして、それら「復興地」における東日本大震災による被害については、完全に被害を免れた集落から被害を受け完全に流出してしまった集落まで集落ごとに被害程度の大きな差が見受けられる。岩手県内において、内務省の支援を受けて昭和三陸津波後に計画された44の復興地につき、地図資料や文献資料に基づき基礎的な情報を収集するとともに、計画が実現したかどうかを確認した。さらに、計画が実現したものについては、概ね計画地場所を特定した。また、大船渡市綾里地区の石浜・田浜集落を対象とし、土地台帳の分析による昭和三陸津波前後における土地所有の変遷や、昭和三陸津波後の復興の様子を知る住民を対象としたインタビュー調査、高所移転後の住宅が残存している場合にはその実測調査等を実施することで、昭和三陸津波後の復興過程をより詳細に明らかにした。予算の繰り越しがあったが、繰り越した分の現地調査も実施することができ、おおむね順調に進展している。なかでも昭和三陸津波後の復興過程においては、国から国庫補助および低利融資を受け岩手県内で44集落において高所移転事業をはじめとした復興事業が実施され、それらは現在でも「復興地」等と呼ばれるなどその後の集落形成に大きな影響を与えたと考えられる。しかし、計画の実施状況や計画位置等の実態についてはほとんど明らかになっていない。そこで、本研究ではそれら復興地全44集落における高所移転事業をはじめとする当時の復興計画・事業につき、その実態を明らかにするとともに、東日本大震災による被害の差を分けた要因分析を含めた昭和三陸津波後の復興計画の評価を行うことで、復興事業が進む東日本大震災の被災地や今後津波災害が想定される地域における安定した居住地を築くための示唆を抽出した。今後については、本研究においては対象外とした岩手県内で高所移転を行わなかった都市的集落や宮城県内の復興地との比較研究を通して、三陸沿岸集落全体の昭和三陸津波以降の集落変容を解明していきたいと考えている。計画に沿って今後も研究を推進していく予定である。本年度調査のおいては、復興地の整備を実施したかどうか判明しなかった集落、および場所を特定できなかった復興地につき、旧土地台帳および付属地図の分析により明らかにする。また、大船渡市綾里地区の港・岩崎集落(予定)を対象とし、土地台帳の分析による昭和三陸津波前後における土地所有の変遷や、昭和三陸津波後の復興の様子を知る住民を対象としたインタビュー調査、高所移転後の住宅が残存している場合にはその実測調査等を実施することで、昭和三陸津波後の復興過程をより詳細に明らかにする。27年度が最終年度であるため、記入しない。都市史27年度が最終年度であるため、記入しない。
初等教育段階における代数的思考の育成カリキュラム開発

数学史をみると、文字表記が充実する以前において、一般性を含意して論を展開する際には、数字を用いた式を用いていたが、その数固有の性質を意図的に回避していた。中村幸四郎はこのような数字を用いた表現に着目し、「準一般的な方法」と特徴付けた。本研究では、このような数を擬変数(quasi-variable)と命名した。本研究では、わが国における授業研究において、学習指導案の検討過程および研究協議会で授業課題を予想される子どもの反応などから吟味・検討する際にそれが擬変数の視点から行われていることを明らかにした。初等教育段階において、文字a,xなどを用いた「文字の式」は一般性を表現できるが、数字を用いた「数字の式」ではそれができない、という思い込みがある。だが、数学史をみると、文字表記が充実する前では、一般性を含意して論を展開する際は「数字の式」を用いていた。本研究では、このような「数字の式」において一般性を含意している数を擬変数と命名する。本研究の目的は数学史における擬変数の機能に焦点をあて、規範的に教材を開発し、代数的思考を育成するカリキュラムを開発する。さらに授業実践を行い、初等教育段階における代数的思考育成カリキュラムを擬変数の役割と機能に着眼して規範的・実証的に開発する。当該年度は、「数字の式」と「文字の式」が有機的に関連しているカリキュラムを擬変数に着眼して開発し、とくに教科書分析を詳細におこなった。なお、数学史を参照して擬変数の機能・特性を明らかにし、学習課題を規範的に開発することはできたが、幼稚園年長・小学校底学年を対象に実験授業を行うことはできなかった。当該年度は、各国で活発に模倣されているわが国の授業研究(Lesson Study)の文脈において、授業課題の吟味における擬変数の役割に焦点を当てて研究を展開し、国際会議で発表し、その成果がSpringer社から近日中に公刊されることになっている。学校数学において、「文字の式」は一般性を表現できるが、「数字の式」ではそれができない、という思い込みがある。本研究では、このような「数字の式」において一般性を含意している数を擬変数と命名した。本研究の目的は数学史における擬変数の機能に焦点をあて、規範的に教材を開発し、その教材を用いて授業実践を行い、初等教育段階における代数的思考と表現の育成を擬変数の役割と機能に着眼して規範的実証的に示すことである。わが国の授業研究がLesson Studyとして海外で活発に模倣・実践されている。授業研究の文脈において、授業課題における擬変数の役割と機能および数学教育学的価値を論じ、国際学会で発表し、その成果がSpringer社から公刊され、高い評価を得た。当該年度は、「数字の式」に着目し、授業研究の文脈において、特に授業課題の設計を擬変数の視点から行った。その結果を国際会議で発表し、論文がTask Design in Mathematics Educationという書籍の一章を構成することになったが、開発した授業課題の数が当初の計画より下回り、開発が十分に行われたとは言えない。数学教育学各国から高い評価を得たので、引き続き授業研究の文脈で授業課題の設計・開発を擬変数の視点から展開していく。また、数学史を参照して擬変数の機能・特性をより一層明らかにしていく。数学史を参照して擬変数の機能・特性を明らかにし、学習課題を規範的に開発することはできたが、幼稚園年長・小学校底学年を対象に実験授業を行うことはできなかった。実験授業の実施に至る前段階において、授業課題開発自体をその過程に焦点を当てて、国際会議で発表し、高い評価を得たことで、研究の方向を授業研究の文脈における授業課題開発とし、それを擬変数の視点から展開したため。数学史を参照して擬変数の機能・特性を明らかにし、学習課題を授業で使える授業課題にし、適切な学年において実験授業を行う。

授業研究の文脈における課題開発を擬変数の視点から行うことは海外では行われておらず、今後、「数と計算」領域だけでなく、「量と測定」「図形」「数量関係」領域に研究対象を拡大して、計画的に展開していく。また、国内外での研究発表を計画的に実行していく。実験授業が当該学校の都合などで計画どおり実行できず、また、本研究と対比的な着想で教材開発と授業研究を展開している学校(海外)を視察することができず、その旅費が使用できなかった。実験授業の実施予定校との連携を密にして実験授業を実行し、また、本研究と対比的な着想で教材開発と授業研究を展開している学校(海外)の視察も年度の後半ではない時期に計画し、実行する。
11番染色体(11q13)上のフェリチンH鎖遺伝子変異を伴う癌多発家系の解析

我々は家族内に癌の集積を見た多発癌家系の検討から新規に見出した鉄貯蔵蛋白フェリチンH鎖のiron responsive element (IRE)領域における点突然変異(A49T)が、遺伝的な発癌に関わるか否かについて検討した。これまで癌の集積が認められる数家系を対象に検討を加えた結果、同胞2名以上に癌を発症し同様の遺伝子異常(常染色体優性遺伝形式で)を有する2家系を見出した。これら患者の癌組織では癌細胞の核内に、細胞内に蓄積した遊離鉄を基に発生するフリーラジカルによりDNA変異源性塩基となる8-hydroxy-deoxyguanosine(8-OHdG)が蓄積していることが免疫組織学的に証明された。遺伝的な発癌に関する異常としては、これまで欧米を中心にAPCやp53など癌抑制遺伝子の変異が多数明らかにされてきたが、まだ実際には多くの原因不明の癌集積家系がある。国内では、九州大学の笹月らが家族性胃がんの連鎖解析を行い、その関連遺伝子が11q13に存在することを報告しており(文部科学省特定領域研究「がん」研究報告集録、平成12年度)、当該研究で検討するフェリチンH鎖遺伝子と同locusであることは興味深く、関連性がある可能性がある。鉄過剰と発癌という観点からは、欧米で最も高頻度の常染色体劣勢遺伝性疾患である遺伝性ヘモクロマトーシスにおいては、肝細胞癌、肺癌、胃癌が高頻度に発症することが報告されている。我々が新規に発見したフェリチンH鎖の変異(A49T)は遺伝的な発癌に関与する異常の1つである可能性があり、遺伝性高発癌集団の原因の一端を解明できる可能性がある。鉄過剰がその促進因子となっているのであれば、除鉄治療などで発癌予防法の開発にも繋がる研究へと発展性もある。我々は家族内に癌の集積を見た多発癌家系の検討から新規に見出した鉄貯蔵蛋白フェリチンH鎖のiron responsive element(IRE)領域における点突然変異(A49T)が、遺伝的な発癌に関わるか否かについて検討した。
燻焼から有炎燃焼への遷移現象の学理の探究

燻焼(火炎を生じない燃焼形態)から有炎燃焼への遷移が火災被害の急拡大をもたらす.したがって,燻焼から有炎燃焼へ遷移する臨界条件を明らかにすることは火災リスクマネジメント上重要である.しかし,この遷移現象を対象とした体系的な研究例は限定的である.本研究は,「燻焼から有炎燃焼への遷移現象の学理の探究」を目的として,理論および実験の両面からこの遷移現象の科学的解明を目指すものである.2018年度は,遷移の臨界条件に関する科学的知見を得るために,理論解析と擬一次元実験および燃え拡がり実験を主として実施した.理論解析では,対向流拡散火炎に類似する一次元系の保存式を導出し,数値解を求めた.そして,気相の最高温度と固相の表面温度を比較することにより燃焼形態(燻焼あるいは燃焼形態)を判定する方法論を提案した.様々な酸素濃度に対して数値解を求めることにより,酸素濃度が高い条件では有炎燃焼が生じ,ある臨界濃度を下回ると燻焼に変化することを明らかにした.なお,さらに酸素濃度が低下すると,燻焼も起こらない消炎状態へと変化する.この理論解析のモデルに対応する擬一次元の対向流系の実験を行った.可燃性固体としては,円筒状に成型したセルロース系試料を用いた.酸素濃度や酸素の供給速度をパラメータとする実験であり,燻焼から有炎燃焼へ遷移する様子が確認された.以上に記した理論解析および燃焼実験に加え,実火災シミュレーションおよび火災の模擬実験を実施するための準備を行った.具体的には,シミュレーションにおけるパラメータを特定し,1次元の理論解析モデルを火災初期の燃え拡がり現象に適用するための定式化を行った.さらに,火災初期の燻焼燃え拡がり実験を行うための排気系を整備した.2018年度に実施を計画していた「擬一次元実験による臨界条件評価」,「遷移条件予測のための数理モデル構築」,「実火災シミュレーションおよび火災の模擬実験の準備」の全てを実施し,おおむね計画通りに進行している.2018年度の研究により,一次元モデルによる遷移条件の予測にはおおむね(定性的には)成功した.今後は,実験と理論解析の結果を比較しながら,遷移条件の定量的な予測を可能にすることを目指す.まず,理論解析の結果と定量的に比較できるように一次元性を高めた実験を実施し,温度分布や燃焼率を測定する.その結果を理論解析の結果と比較し,モデルの予測精度を検証する.なお,モデルで用いている燻焼反応速度パラメータは用いる可燃性固体により値が異なるため,調節が必要である.熱分析データなどをもとに反応速度パラメータのチューニングを行い,予測精度の向上をはかる.実火災シミュレーションに向けて,多次元性を考慮できる燃え拡がり現象のモデル構築およびシミュレーションを実施する.1次元モデルを拡張することにより基礎式を導出し,数値解を求める.燃え拡がり実験の結果との比較も行う.この燃え拡がりモデルはまず2次元系を対象とするが,3次元系への拡張も行う.3次元系でも燃え拡がりシミュレーションができれば,それがすなわち実火災シミュレーションである.実火災での遷移条件に関する考察をもとにシミュレーションの対象を選定し,それに対応する3次元的な燃え拡がり実験(火災の模擬実験)を準備する.燻焼(火炎を生じない燃焼形態)から有炎燃焼への遷移が火災被害の急拡大をもたらす.したがって,燻焼から有炎燃焼へ遷移する臨界条件を明らかにすることは火災リスクマネジメント上重要である.しかし,この遷移現象を対象とした体系的な研究例は限定的である.本研究は,「燻焼から有炎燃焼への遷移現象の学理の探究」を目的として,理論および実験の両面からこの遷移現象の科学的解明を目指すものである.2018年度は,遷移の臨界条件に関する科学的知見を得るために,理論解析と擬一次元実験および燃え拡がり実験を主として実施した.理論解析では,対向流拡散火炎に類似する一次元系の保存式を導出し,数値解を求めた.そして,気相の最高温度と固相の表面温度を比較することにより燃焼形態(燻焼あるいは燃焼形態)を判定する方法論を提案した.様々な酸素濃度に対して数値解を求めることにより,酸素濃度が高い条件では有炎燃焼が生じ,ある臨界濃度を下回ると燻焼に変化することを明らかにした.なお,さらに酸素濃度が低下すると,燻焼も起こらない消炎状態へと変化する.この理論解析のモデルに対応する擬一次元の対向流系の実験を行った.可燃性固体としては,円筒状に成型したセルロース系試料を用いた.酸素濃度や酸素の供給速度をパラメータとする実験であり,燻焼から有炎燃焼へ遷移する様子が確認された.以上に記した理論解析および燃焼実験に加え,実火災シミュレーションおよび火災の模擬実験を実施するための準備を行った.具体的には,シミュレーションにおけるパラメータを特定し,1次元の理論解析モデルを火災初期の燃え拡がり現象に適用するための定式化を行った.さらに,火災初期の燻焼燃え拡がり実験を行うための排気系を整備した.2018年度に実施を計画していた「擬一次元実験による臨界条件評価」,「遷移条件予測のための数理モデル構築」,「実火災シミュレーションおよび火災の模擬実験の準備」の全てを実施し,おおむね計画通りに進行している.2018年度の研究により,一次元モデルによる遷移条件の予測にはおおむね(定性的には)成功した.今後は,実験と理論解析の結果を比較しながら,遷移条件の定量的な予測を可能にすることを目指す.まず,理論解析の結果と定量的に比較できるように一次元性を高めた実験を実施し,温度分布や燃焼率を測定する.

その結果を理論解析の結果と比較し,モデルの予測精度を検証する.なお,モデルで用いている燻焼反応速度パラメータは用いる可燃性固体により値が異なるため,調節が必要である.熱分析データなどをもとに反応速度パラメータのチューニングを行い,予測精度の向上をはかる.実火災シミュレーションに向けて,多次元性を考慮できる燃え拡がり現象のモデル構築およびシミュレーションを実施する.1次元モデルを拡張することにより基礎式を導出し,数値解を求める.燃え拡がり実験の結果との比較も行う.この燃え拡がりモデルはまず2次元系を対象とするが,3次元系への拡張も行う.3次元系でも燃え拡がりシミュレーションができれば,それがすなわち実火災シミュレーションである.実火災での遷移条件に関する考察をもとにシミュレーションの対象を選定し,それに対応する3次元的な燃え拡がり実験(火災の模擬実験)を準備する.
算数教育における特設型の問題解決指導に関する研究

本研究の目的は、算数教育における日本の問題解決型授業を再考し、小学校で算数を教えている現場教師に対して、改善方策を提案することであった。シツエーションの探求としての特設型の問題解決指導を拡充させるための教材開発に小学校教諭と共同で取り組むことによって、問題解決能力の育成に寄与する方途とともに、教材開発のプロセスについても提案を行うことができた。本研究において、9名の小学校教諭は、様々なシツエーションの探求としての問題解決能力を獲得するとともに、シツエーショに対して「でなけりゃどうか?」という方略を用いることによって、興味深い教材開発を例証することができていた。算数教育における日本の問題解決型授業を改善する方策の1つとして、シツエーションの探求としての特設型の問題解決指導を拡充させるための教材開発研究を行うという研究目的に照らして、平成26年度には、算数教科書の特設ページの問題や全国一斉学力テストのB問題からの逆設定によってシツエーションを同定し、それにwhat if not?を適用しながら、特設型問題解決教材を開発した。このような開発プロセスについて理論的・事例的に研究して、九州数学教育学会において発表した。教材開発の方法としては、原問題から逆設定した後に、what if not?を適用するかどうか、そして適用する際にどのような属性に着目するか、さらに新しいシツエーションからどのような問題を再設定するかといった多様性が見いだされたところである。事例的研究は、附属小学校教諭や公立小学校教諭および大学院生と協議しながら進めており、学会発表した三角方陣に関する教材以外にも10個程度の特設型問題解決教材の開発が進められた。その中のいくつかは、附属小学校や公立小学校において授業実践を行い、そのデータ等を収集した。開発が進められている教材については、平成27年度にフォーマットを作成してまとめていく予定であり、さらに教材数を増やして、平成28年度には、小学校算数科の特設型問題解決教材集を作成することとしている。海外の算数教育において、特設型の問題解決がどのように捉えられ、位置付けられているかについての情報を得るため、オランダのフロイデンタール研究所において情報収集を行った。その結果、オランダにも同様の取り組みがあるものの、特設型問題解決教材を教科書に記述する試みについては、日本の算数教科書が先進的であるという評価を得たところである。算数教育における日本の問題解決型授業を改善する方策の1つとして、シツエーションの探求としての特設型の問題解決指導を拡充させるための教材開発研究を行うという研究目的に照らして、平成27年度には、教材開発の理論化について具体例をもとにした検討を重ねていった。その結果、原問題から逆設定したり、それにwhat if not?を適用したりしてできるシツエーションから、原問題から見て「逆の問題」や「新たな問いを加えた問題」等が典型的に設定できることが提案できた。この成果は、九州数学教育学会誌「九州数学教育学研究」に掲載された。また、特設型問題解決指導によって育成される資質・能力についての考察を、方法型の問題解決指導の場合との比較を視点として、日本教科教育学会において発表した。事例的研究は、附属小学校教諭や公立小学校教諭と協議しながら進めており、現在、20個程度の特設型教材の開発が進んでいる。平成28年度に作成する特設型問題解決教材集に関するフォーマットもできあがってきており、本研究の最終的なまとめをしていく準備が整った。算数科の特設型問題解決教材の開発が順調に進んでいる。教材開発の理論化としての原問題からの逆設定、what if not?、再設定というプロセスは、本科研に協力している小学校教諭が十分に理解できるものであり、このことは、本研究における特設型問題解決教材の開発を教育現場に発信可能であることを示すものであり、教材集作成・配布に向けての視野が開けてきている。授業実践を行っているものの中から適切なものを選定して、教材集の中に含めて行くことも可能となってきている。算数教育における日本の問題解決型授業を再考し、その改善方策を教育現場に発信することを目指して研究を行った。知識や技能の望ましい学習方法として重視されてきた方法型問題解決指導を補完するために、シツェーションの探求としての特設型の問題解決指導を大幅に拡充させるための教材開発研究を小学校教諭と共同で行い、その教材開発のプロセスについても教育現場に発信して、学習者の広義の問題解決能力の育成に寄与する方途を提案することができた。平成28年度は、前年度までに得られた結果をもとにして、シツェーションの探求としての問題解決教材の開発に関する教材集を作成するために、掲載する教材を洗練させて形式も整えた上で報告書に掲載した。また、この教材集を教育現場で手軽に利用できるように別冊にして、入手を希望する小学校教諭の活用に資するツールの準備ができた。本研究に関する学術論文としては、「算数科の特設型問題解決教材の開発に関する研究ーWhat if not?による教材開発ー」(九州数学教育学会編『九州数学教育学研究』が掲載された。また、全国的な研究大会で研究成果を公表するために、日本数学教育学会の岐阜大会小学校部会(平成28年8月4日)において、「算数教育における特設型の問題解決指導に関する研究」を発表した。本研究は、特設型の問題解決教材の開発を理論的に取り上げたものであることから、今後は、この開発方法を教育現場に広げていって、児童の資質・能力の育成に資する算数教育の発展に寄与していく研究へと発展させていく計画である。

シツエーションの探求としての特設型の問題解決指導を拡充させるための教材開発に小学校教諭と共同で取り組むことによって、問題解決能力の育成に寄与する方途とともに、教材開発のプロセスについても提案を行うことができた。本研究において、9名の小学校教諭は、様々なシツエーションの探求としての問題解決能力を獲得するとともに、シツエーショに対して「でなけりゃどうか?」という方略を用いることによって、興味深い教材開発を例証することができていた。算数科の特設型問題解決教材の開発が理論的・事例的に順調に進んでいる。教材開発プロセスの理論的研究の結果、原問題を算数教科書の特設ページや全国一斉テストB問題の中から見出すとともに、逆設定、what if not?、そして再設定という問題設定プロセスを教材開発に援用することで、本研究における特設型問題解決教材の開発を教育現場に発信できるという可能性が高まってきている。附属小学校教諭や公立小学校教諭等と共同で研究を行っていることから、教材数も増えてきており、教育現場に発信するための教材集の作成に向けての視野が開けてきている。授業実践を行っているものもあり、児童の反応等を教材集の中に含めていくことも可能となってきている。附属小学校教諭や公立小学校教諭との協議によって、平成28年度に作成する特設型問題解決教材集のフォーマットはできあがってきているものの、教育現場への発信にふさわしいものへとさらなる洗練を重ねていくことが必要である。共同研究を行っているメンバーに依頼して、算数教育経験に応じた特設型問題解決教材の活用方法についての意見聴取(アンケート)を行うことで、本研究の究極の目的である特設型の問題解決指導の拡充へとつなげていくこととする。数学教育学算数科の特設型問題解決教材の開発にあたって、原問題を算数教科書の特設ページや全国一斉テストB問題等から見出してきているが、海外の算数教育で取り上げられている問題や研究雑誌等からも有望な原問題が発掘できる可能性があるので、附属小学校教諭や公立小学校教諭等と共同で研究しながら、多様な教材開発研究を展開していくこととする。理論研究においては、再設定した問題と原問題との類似性や差異性に関する分析を組み込んでいくことを検討する。教材集を作成していくためには、どのようなフォーマットが適切なのかの検討を行って、教育現場への発信にふさわしいフォーマットに基づく教材集に仕上げていく。
皮膚感染症由来黄色ブドウ球菌の病原因子の情報基盤

アトピー性皮膚炎(atopic dermatitis, AD)の患者患部皮膚から分離された黄色ブドウ球菌の系統株(ST20, ST121, ST59等)が保有するエンテロトキシンY(SEY)遺伝子について、組換え体を作製し、以下の実験を行った。A)「精製SEY及びsey欠損株を用いた皮膚免疫細胞の活性化に関する検討」;活性化されるT細胞の受容体(TCR)レパートリー(多様性)を検討するため、次世代シーケンサを用いたヒトT細胞レパトア解析を実施した。また、IL-2やIFN-γなどのサイトカインをELISA法にて産生量を測定して活性化能を解析した。健常人、または、AD患者の末梢血から単核球を単離し、in vitroでLCsまたはDCsを分化誘導させて作製し、表面マーカーの発現を解析した。B)「SEY産生性および遺伝子発現制御に関する解析」;SEY遺伝子を保有する各疾患由来株において、SEYの産生量を比較解析した。ELISA測定法にて解析し、特にAD由来株と他の由来株群とでどの程度の相違があるのかを明らかにした。またどの系統株がSEYの産生量が最も多い、あるいは、極めて産生量の低い又は産生しないゲノタイプが存在するのかについて明確にした。A)「精製SEY及びsey欠損株を用いた皮膚免疫細胞の活性化に関する検討」。1)活性化されるT細胞の受容体(TCR)レパートリー(多様性)を検討するために次世代シーケンサを用いたヒトT細胞レパトア解析について、計画通りに進行している。2)健常人、または、AD患者の末梢血から単核球を単離し、in vitroでLCsまたはDCsを分化誘導させて作製し、表面マーカーの発現解析についても実施できた。3)健常人およびAD患者の血清中のSEY特異的抗体の有無を検討する為、抗SEY-IgG量を測定するELISA系を構築し、両被験群での相違の解析については、今年度実施できておらず、今後実施していく予定である。B)「SEY産生性および遺伝子発現制御に関する解析」。1)SEY遺伝子を保有する各疾患由来株において、SEYの産生量の比較解析については、実施した。2)SEY遺伝子発現機構について、今年度実施できていない。3)健常人およびAD患者の血清中のSEY特異的抗体の有無を検討する為、抗SEY-IgG量を測定するELISA系を構築し、両被験群での相違の解析を行う予定である。2)SEY遺伝子発現機構について、SEYの遺伝子発現制御機構を明らかにするため、sey遺伝子のプロモーター解析において、まず5'-RACEにて転写開始点を同定する。次に、seyプロモーター領域に結合する転写関連因子を明らかにする為に、PCRにてseyプロモーター領域を含むDNAフラグメントを増幅し、磁気ビーズに結合させてAD株のライセートを混和する。この磁気ビーズを用いたpull-down法にてDNAフラグメントに結合する蛋白質を分取し、ホールショットガン質量分析法にて複数の蛋白質を同定する。

2)SEY遺伝子発現機構について、今年度実施できていない。A)「精製SEY及びsey欠損株を用いた皮膚免疫細胞の活性化に関する検討」。3)健常人およびAD患者の血清中のSEY特異的抗体の有無を検討する為、抗SEY-IgG量を測定するELISA系を構築し、両被験群での相違の解析を行う予定である。B)「SEY産生性および遺伝子発現制御に関する解析」。2)SEY遺伝子発現機構について、SEYの遺伝子発現制御機構を明らかにするため、sey遺伝子のプロモーター解析において、まず5'-RACEにて転写開始点を同定する。次に、seyプロモーター領域に結合する転写関連因子を明らかにする為に、PCRにてseyプロモーター領域を含むDNAフラグメントを増幅し、磁気ビーズに結合させてAD株のライセートを混和する。この磁気ビーズを用いたpull-down法にてDNAフラグメントに結合する蛋白質を分取し、ホールショットガン質量分析法にて複数の蛋白質を同定する。
考古学からみた中世鋳物師の総合的研究

本研究は、遺跡出土の鋳型から中世鋳物師の作業工程の復元と、小倉鋳物師が鋳造したと考えられる梵鐘をテーマとした。まず鋳物師の作業復元は、遺跡から出土の土製鋳型を復元し、土製溶解炉を復元して鉄を溶解し鉄の鋳造実験を行い、各工程の詳細なデーターを収集した。次に、小倉鋳物師の鋳造した梵鐘は龍頭に特徴がある。このことから小倉鋳物師が1456年以降琉球国に行って、青銅製梵鐘を大量に鋳造していることがわかった。この事実は、今まで文献に記載もなく、今回の研究を通じて初めて明らかにされた。今年度は、(1)小倉鋳物師が鋳造したと考えられている梵鐘の調査と、(2)芦屋釜の里の作業場を利用して、小倉鋳物師関連遺跡である北九州市小倉北区室町所在の遺跡から出土している資料から中世の鋳物の再現を行った。(1)では、沖縄県立美術館・博物館に所蔵されている12個の梵鐘を始め、沖縄県内に所在している計14個の梵鐘の肉眼観察、ハンデイ螢光X線分析装置による螢光X線分析を実施した。後者の結果に関しては、今後分析資料数を増やさないと結果を導くことは出来ないが、前者の肉眼観察からは、沖縄県内に保存されている梵鐘は、1456年以降に数年間に集中的に鋳造されたもので、当初小倉鋳物師が係わっていたことは、龍頭の形態などから間違いないことが判った。また、旧首里城正殿の前に掛けてあった1458年に鋳造されたいわゆる「万国津梁の鐘」も、あるいは小倉鋳物師が鋳造に関わっていた可能性も出てきた。今後螢光X線分析の結果などから、原料の青銅がどこから供給されたかなどの解明も必要である。(2)では、室町周辺の中世の鋳物関連の遺跡から出土している甑炉の資料や鋳型などから溶解炉(甑炉)を復元し、和銑を溶解して、鋤先とヘラの鋳造実験を実施した。鋤先の鋳型の厚い理由は、複数回鋳型を使用するためであることなどが判明した。鋳造そのものは必ずしも成功したわけではないが、原理等はかなりの部分で確認することが出来た。可能であれば次年度に再度問題点を検証し、再実験を検討している。小倉鋳物師の実態にかなりの部分で迫ることが出来たので、次年度は今年度の成果を再検証する研究を推進する計画である。今回の研究テーマに関しては、大きく2つのテーマを設定した。一つは中世鋳物師の作業工程の復元である。これに関しては、小倉鋳物師関連遺跡から出土した鋳型、溶解炉などから土製溶解炉や鋤先、ヘラの鋳型を復元し、鋳造実験を芦屋釜の里工房で実施した。実験の結果、土製鋳型が厚さ15cm前後と大きさに比較して厚いのは同じ鋳型を使用して複数回鋳造を実施した可能性が高いことなどが解明された。また通常の鋳造では鋳型の内側はほとんど破損しないことなどもわかった。また、一部湯まわりが悪いものが出来たが、これは溶解炉に装着した鞴の羽口先端の位置が若干ずれていたため、湯が流れる際に若干温度が下がったのであろうということなども推察できた。遺跡から非常に保存状況の良い資料が多数出土しているため、復元実験では当時の鋳造工程を忠実に再現できたことによって中世鋳物師の作業工程のより詳細なデーターを多数蓄積することが出来た。もう一方のテーマである梵鐘の調査に関しては、小倉鋳物師が鋳造にかかわった中世の梵鐘は、龍頭に透かしがあることから、容易に他産地の梵鐘と識別することが可能である。このことから全国に分布している小倉鋳物師が制作した梵鐘はほぼ把握されている。しかし今回の調査で、1456年のものを最古に、沖縄県内に多数小倉鋳物師が制作にかかわった梵鐘が存在することを初めて把握することが出来た。極短期間に集中して鋳造を行っているようであり、形が崩れていく過程もある程度把握することが出来た。万国津梁の鐘は龍頭の形態はことなるが、1458年の鋳造であり、小倉鋳物師が制作に係わっていた可能性も出てきた。今後、15世紀中頃に琉球国に出かけた小倉鋳物師の実態を解明するという新たな課題も見えてきた。平成23年度は、昭和63年度に財団法人北九州市埋蔵文化財調査センターが発掘調査した室町遺跡(北九州市小倉北区室町二丁目)と平成1012年度に北九州市教育委員会が発掘調査した小倉城二の丸遺跡(北九州市小倉北区室町一丁目)出土の鋳造関連遺物を北九州市立自然史・歴史博物館に搬入し、資料の再整理を中心に実施した。両遺跡は、小倉城の北側の砂丘上に展開する室町時代を中心とした鋳造遺跡である。

溶解炉を井戸枠として再利用していることなどから、溶解炉の規模も推定できる遺跡で、中世の鋳造遺跡としては非常に良好な遺跡である。両遺跡とも小倉鋳物師の関連遺跡と考えられている。特に平成23年度の作業では、鋳型の復元、実測作業など資料の再整理を中心に実施し、小倉鋳物師がどのような製品の鋳造をこれらの遺跡で実施していたかを追求した。鍋の鋳型は復元、実測し、口径や底径を導き出して、製品としての鉄鍋の復元材料の確保に努めた。鍋蓋と考えられる良好な鋳型も出土しており、鍋と鍋蓋がセットで把握できる。また鋤先も同様である。完全に整理が済んだわけではないが、現状では鋤先や鍋などの鋳型しか確認できないことから、遺跡内では日常品の鋳造を中心に実施されていたと考えられる。とすれば小倉鋳物師を象徴する梵鐘は、鋳型や鋳造遺構がこれらの遺跡で確認できないことから、出吹きであるのは間違いないことを確認した。またこれらの遺跡では、鉄製品、青銅製品の両方の製品を鋳造しているとの推定が遺跡の面からも確認出来た。北九州周辺に中世に存在した小倉鋳物師、芦屋鋳物師など中世鋳物師に関して、遺跡から出土している遺物から当時の鋳造作業をある程度再現することが出来た点と、梵鐘を中心に当時琉球国まで出かけて行った実態など、かなり詳細な内容を追求する事が出来、当初の目的通り研究は順調に進んでいる。当初の研究費の入金が8月中旬と遅れたことと、当初7割のみの入金であったため、調査期間の中心と考えていた夏の期間に十分な調査を実施することが出来なかったために当初の予定ほど目的を達することが出来なかった。全国に分布する小倉鋳物師の鋳造した梵鐘のさらなる追跡調査と、中世の鋳物鋳造作業の再実験を実施し、より完成された方法を検証する。また原料の鉄や銅の供給先も検証の対象とする。今後は、昨年度の基礎調査結果を元に2つの問題に絞って研究を推進させる。一つは、小倉鋳物師関連遺跡から出土した鍋、蓋、鋤先などの鋳型から製品を復元して鋳造実験を実施し、当時の鋳物技術を再現することを究極の目標とする。鋳型を再現し、鋳造を試み、その結果を詳細に分析することによって、技術的背景を検討することが出来るからである。もう一つは、小倉鋳物師、芦屋鋳物師などが鋳造したと言われている梵鐘の詳細な検察やハンデイ螢光X線による分析を通じて原料、製作時期、製作工人の問題を検討する材料を入手する。研究の最終年度に当たるため、小倉鋳物師製作の梵鐘の追跡調査のための旅費と、中世鋳物師の鋳造再現実験に係る経費を中心に、報告書作成にかかる経費などを含めて使用する予定である。小倉の中世鋳造遺跡出土鋳型を検討し、製品の鋳造実験を準備、実施する。そのための原材料の購入費に使用する。小倉鋳物師、芦屋鋳物師がかつて鋳造したと考えられている梵鐘の肉眼観察、ハンデイ螢光X線による科学分析等を実施するための旅費に支出する。
生活環境アセスメントを支援する土壌・地下水汚染予測評価手法の開発

最終処分場による環境汚染への懸念から、最終処分場の建設が困難な状況にある。特に、平成10年3月に厚生省より発表された不適正最終処分場に対して、適切な調査を行い、必要であれば適正化対策を施すことが、今後の新規最終処分場が建設できるためにも重要である。また新規最終処分場建設の際の地下水汚染等の生活環境アセスメントを行う必要性が指摘されている。そこで本研究は、これら最終処分場からの地下水汚染を評価し、適正な汚染防止対策及び修復対策を行う上での意思決定を支援するツールとしての数値シミュレーション技術の開発を行うこととした。今年度は、現実に近い地形・地質構造を有したモデル(第一帯水層、第二帯水層、処分場としての廃棄物層が存在する)を用いて、汚染濃度場推定時に用いられる移流・拡散方程式中の各パラメータ(透水係数、分散能、有効間隙率、有機物含有量)についての感度解析を行い、数値シミュレーションに及ぼす各パラメータの影響を調べた。その結果、感度の大きさは透水係数>>分散能>有効間隙率=有機物含有量となった。特に、廃棄物層と第一帯水層のそれぞれの透水係数の比を変化させると、汚染濃度分布が大きく異なることが分かった。この感度解析により、廃棄物層の透水係数を相対的に大きくさせると、汚染源から周辺環境への汚染物質フラックス(汚染負荷量)をおおきくすることになる。つまり、最終処分場が汚染源となる場合の地下水汚染解析を行う際には、周辺の地層の透水係数のみならず、廃棄物層の透水係数を的確に把握することが推定精度をあげる上で重要である。2年間の研究統括として、最終処分場周辺の地下水汚染を評価する際の計算パラメータの設定方法について、実例を踏まえて指針を示すことができた。特に、平成10年3月に厚生省より発表された不適正最終処分場に対して、適切な調査を行い、必要であれば適性化対策を施すことが、今後の新規最終処分場を建設する上でも重要である。そこで本研究は、これら最終処分場からの地下水汚染を評価し、そして適正な汚染防止対策及び修復対策を行う上での意思決定を支援するツールの一つとして数値シミュレーション技術の開発を行うこととした。今年度は、現実に近い地質モデル上に仮想的な遮水シートの無い不適性な最終処分場を想定して、実際に数値シミュレーションを用いて汚染拡散解析、及び適性化対策効果予測を行った。また、最終処分場には様々な化学物質が存在しており、汚染拡散傾向も異なるはずである。それら汚染物質特性(吸着、微生物分解)を考慮した場合の汚染拡散の違い、また適性化対策の違いに関して考察を行った。その結果、微生物分解に関しては不確定な要素が大きく、汚染評果段階で微生物分解を考慮し、解析を行うべきではないこと、正確な汚染評価を行うためにはまず最終処分場周辺の地下水流れ場を正確に把握した上で、汚染物質の吸着特性を考慮し解析を行う必要のあることが分かった。特に吸着を考慮せずに汚染修復対策(例えば、遮水壁や地下水揚水などの対策)の選択を数値シミュレーションによって行うと、過剰な対策になってしまう危険性のあることを示した。