hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハードル走の技術習得を目的とした1歩ハードル走の効果

本研究の目的は,距離を変化させた1歩ハードル走と3歩ハードル走の踏切および着地動作を比較することにより,1歩ハードル走を技術トレーニングとして用いる際の留意点について明らかにするとともに,ハードル間の距離を選択するための指標を作成することである.この目的を達成するために,三次元自動動作分析装置を使用し,熟練者と未熟練者の動作について比較を行う.本研究の目的は,距離を変化させた1歩ハードル走と3歩ハードル走の踏切および着地動作を比較することにより,1歩ハードル走を技術トレーニングとして用いる際の留意点について明らかにするとともに,ハードル間の距離を選択するための指標を作成することである.この目的を達成するために,三次元自動動作分析装置を使用し,熟練者と未熟練者の動作について比較を行う.
泌尿器科癌におけるGSK3ベータ抑制による分子標的治療の可能性の検討

腫瘍組織から蛋白を抽出し,ウエスタンプロッティング法でGSK3β,NFkB RelAの発現を検討したところ,検討したすべてのサンプルで正常腎と比較して高い発現を示した.このことから,GSK3βは腎細胞癌では腫瘍の進展にプラスに作用しているものと推察された.2.腎癌,膀胱癌細胞株におけるGSK3βと抗アポトーシス分子の関係の検討前年度の結果から腎癌細胞株と膀胱癌細胞株ではGSK3β機能抑制小分子(AR-AO14418)が有効にアポトーシス誘導を行っていることを明らかにしたが,この際に,抗アポトーシス分子の発現に及ぼす影響について検討した.この結果腎癌培養株の検討で,Bcl-2及びXlAPの発現がAR-A014418によって著明に低下し,GSK3β阻害がこれら抗アポトーシス分子の転写活性を低下させているものと考えられた.3.腎癌抗アポトーシス分子強制高発現細胞株での検討次に,AR-AO14418のアポトーシス誘導能が抗アポトーシス分子(Bcl-2強制高発現株)でどうなるかを検討した.この結果,いずれの高発現株でもAR-A014418によるアポトーシスはキャンセルできず,AR-A014418によるGSK3βの抑制はきわめて強いアポトーシス誘導能が存在することが明らかになった.4.腎癌,膀胱癌細胞壁における抗癌剤とAR-A014418の相乗効果の検討ドセタキセルと相乗効果が見られたが,シスプラチンではむしろ拮抗する結果が得られた.以上より,AR-A014418によるGSK3βの抑制は極めて有望な治療法につながる可能性があることが明らかになった.現在,ヌードマウスを用いたin vivoの検討を施行中である.1.腎細胞癌細胞株および膀胱癌細胞株におけるNFκ-B、β-catenin、GSK3βの発現の検討2.腎細胞癌細胞株に対するGSK3β抑制薬AR-AO14418の増殖抑制効果の検討腎細胞癌細胞株7種に対し、AR-A014418の効果を種々の濃度、及び時間作用させ、その増殖抑制効果を検討したところ、3種の細胞株で顕著な増殖抑制効果を得た。一方4種の細胞株では抑制効果は軽度であった。3.AR-A014418のアポトーシス誘導能の検討上記の細胞増殖抑制効果がアポトーシスの誘導によるものかどうかを検討したところ、Hoechst33258による染色でアポトーシスの像が確認された。4.A498細胞におけるAR-A014418のβ-cateninリン酸化抑制効果の検討A498においてAR-A014418のβ-cateninのリン酸化がどのように変化するのかを検討したところ、濃度依存性にリン酸化が抑制され、immunoblotでの検討では分解産物が検出され、明らかにGSK3βの抑制がβ-cateninの分解を促進していることが明らかになった腫瘍組織から蛋白を抽出し,ウエスタンプロッティング法でGSK3β,NFkB RelAの発現を検討したところ,検討したすべてのサンプルで正常腎と比較して高い発現を示した.このことから,GSK3βは腎細胞癌では腫瘍の進展にプラスに作用しているものと推察された.2.腎癌,膀胱癌細胞株におけるGSK3βと抗アポトーシス分子の関係の検討前年度の結果から腎癌細胞株と膀胱癌細胞株ではGSK3β機能抑制小分子(AR-AO14418)が有効にアポトーシス誘導を行っていることを明らかにしたが,この際に,抗アポトーシス分子の発現に及ぼす影響について検討した.この結果腎癌培養株の検討で,Bcl-2及びXlAPの発現がAR-A014418によって著明に低下し,GSK3β阻害がこれら抗アポトーシス分子の転写活性を低下させているものと考えられた.3.腎癌抗アポトーシス分子強制高発現細胞株での検討次に,AR-AO14418のアポトーシス誘導能が抗アポトーシス分子(Bcl-2強制高発現株)でどうなるかを検討した.この結果,いずれの高発現株でもAR-A014418によるアポトーシスはキャンセルできず,AR-A014418によるGSK3βの抑制はきわめて強いアポトーシス誘導能が存在することが明らかになった.4.腎癌,膀胱癌細胞壁における抗癌剤とAR-A014418の相乗効果の検討ドセタキセルと相乗効果が見られたが,シスプラチンではむしろ拮抗する結果が得られた.以上より,AR-A014418によるGSK3βの抑制は極めて有望な治療法につながる可能性があることが明らかになった.現在,ヌードマウスを用いたin vivoの検討を施行中である.
乳幼児気質測定法の信頼性妥当性および周産期の母親の心理社会的要因と児の気質の関連

本研究課題の第1の研究の目的は、「妊娠中の女性の心理社会的要因と生後の児の気質との関連」および「児の早期気質が親のその後の心理社会的要因に及ぼす影響」を明らかにすることである。2017年より、首都圏の6つ産科医療機関の協力を得て、妊娠中の女性の身体、心理、社会的要因と、出生した子どもの気質に関する、妊娠期から産後1年までの縦断調査を開始している。2018年度は、データの収集を継続して実施し、産後1年のデータ収集を開始した。全データの回収を終え次第、統計的解析を開始する。第2の研究の目的は、日本における乳幼児の気質測定法の信頼性・妥当性を検証し、その質を高めることである。2018年度は、34歳の子を持つ親900人に対し、子どもの気質に関する約300項目からなるアンケート調査を、インターネットリサーチにより実施し、その一部であるEASIの分析を開始した。その結果、オリジナルの理論に基づく4因子構造が確認された他、EmotionalityとImpulsivityの観測変数に共通する一般因子の存在が示唆されること等が明らかにされつつある。今後さらに解析をすすめ、子育て支援、発達支援の臨床・研究に役立つ知見を得ていきたい。さらに、本研究を進める中、現存する気質評価法は対象年齢が限定的であり、研究上、臨床上の不都合を招いている問題がみえてきた。乳児から成人まで共通して使用でき、かつ、できるだけ簡易な気質評価法が必要であると考え、年齢横断簡易気質測定法の開発を行うことなった。2018年度は、気質理論に基づき理論的、内容的妥当性の検討を重ね、年齢横断簡易気質測定尺度(TOTM)試作版を作成した。共同研究者らにより、英語版およびベトナム語版も作成され、ベトナムにおいて324か月の児と親に対して調査が開始された。次年度は、日本の乳幼児、成人を対象とした調査を行い、本尺度の完成をめざす。協力施設の人事異動等の理由により、一部協力施設にて、研究協力者のリクルート開始が遅れたため。他の施設の協力もあおぎ、計画通りの協力者数の確保につとめ、研究を継続している。また、概要に記載のとおり、新たな尺度の開発が必要となったため。それにより計画はやや遅れたが、完成した際には、当該分野の研究・臨床に、より役立つ成果が得られると考えている。調査データの収集を継続する。開発中の尺度について、年齢横断的な調査研究を実施する。得られたデータの解析をすすめ、その結果に基づいて、発達臨床、子育て支援臨床における、乳幼児の個別の気質アセスメントの在り方について提言していきたい。課題研究の研究13のうち、研究3(目的4)および5)に対する研究)を開始した。研究3から開始したのは、縦断調査に必要な調査時期・期間を考慮したためである。平成28年度実施内容:研究3に対する具体的研究計画の立案、調査票の作成、必要な資材の準備を行った。研究3実施に関し、首都圏6か所の大規模産科医療機関の内諾を得、関係各機関の倫理審査委員会に申請をした。承認が得られた一部医療機関において、調査を開始した。意義:本研究は、「妊娠中の女性の心理社会的要因と生後の児の気質との関連」および「児の早期気質が親のその後の心理社会的要因に及ぼす影響」について、児の気質評価者の心理状態を統制した上での真の関連と影響を探索することを目的とするものである。子どもの気質評価において評価者の心理状態によるバイアスを知ることは、臨床において大変重要なことである。また本研究は妊娠中からの縦断調査であり、子どもの気質と親の心理状態の「因果関係とメカニズム」を明らかにすることができる。本研究から得られる知見は、子育て支援、虐待予防の実践的対策に寄与すると予測される。重要性:調査変数中のボンディング(障害)は、新生児虐待の一要因であることが明らかになっている(大橋,北村,坂梨, &田中, 2014)。したがって、近年の子どもと親の早期関係をめぐる問題の一機序を明らかにできる可能性がある。生後早期からの親子の関係性への支援が重要視されているが、乳児期の子どもの気質とボンディングとの関連は、我が国では未だ調査されたことがない。実務的手順を考慮し当初の予定を変更して研究3から開始した結果、順調に研究を進展させることができた。順次データの回収もできている。課題研究の達成に関して、スケジュール的な問題は生じていない。課題研究の研究13のうち、研究3(目的4)および目的5)に対する研究)を継続して実施した。当初より予定していた全ての研究実施施設(首都圏の6つの産科医療機関)において倫理審査委員会の承認を得、調査を開始した。現在、調査結果を順次回収中である。さらに、研究1ー1)と研究1ー2)(目的1)と目的2)に対する研究)の準備を進めた。倫理審査委員会の承認を得、委託先のインターネットリサーチ会社との打ち合わせを重ね、来年度の早期時期に実調査を実施できる見込みとなった。意義と重要性:研究3は、妊娠中から産後1年まで200人超の女性フォローアップを続け、1妊娠中の女性の心理社会的要因と生後の児の気質との関連、2児の早期気質が親のその後の心理社会的要因に及ぼす影響について、それらの因果関係を縦断調査により明らかにしようとするものである。

産後の女性のメンタルヘルスと子どもの気質の発達の、リスク要因・促進要因について、母子の相互影響と心理・社会的要因の観点から明らかにしようとするものであり、将来の周産期メンタルヘルス・子育て支援の実践戦略に寄与する知見が得られることが期待される。また、研究1は、3つの気質評価尺度の信頼性妥当性を検証するとともに、同一対象に3つの尺度を同時に用いて調査することで、3つの尺度が共通の因子構造をもっているかを確認するものである。使用される気質評価法の違いによって、乳幼児の気質の異なったまたは同じ側面が評価されているかを知ることは、臨床においても、研究においても重要なことである。研究3は、各機関の実務的状況により、被験者をリクルートできる数やペースに差異が生じた。しかし6か所の実施施設から協力を得られているため、他の機関で補うなど、相互の連携をとりながら進めることができている。研究1では、インターネットリサーチというこれまで経験がなかった調査手法を用いる。そのため、調査会社の情報管理、モニターの質、システム上の制約、被験者への負担の配慮などについて、十分な検討を重ね周到な準備をすることが必要だった。倫理審査委員会から指導を受けながら、委託先の調査会社との打ち合わせを繰り返した。そのため予定よりはやや遅れたものの、平成30年4月より実調査開始できる準備ができた。本研究課題の第1の研究の目的は、「妊娠中の女性の心理社会的要因と生後の児の気質との関連」および「児の早期気質が親のその後の心理社会的要因に及ぼす影響」を明らかにすることである。2017年より、首都圏の6つ産科医療機関の協力を得て、妊娠中の女性の身体、心理、社会的要因と、出生した子どもの気質に関する、妊娠期から産後1年までの縦断調査を開始している。2018年度は、データの収集を継続して実施し、産後1年のデータ収集を開始した。全データの回収を終え次第、統計的解析を開始する。第2の研究の目的は、日本における乳幼児の気質測定法の信頼性・妥当性を検証し、その質を高めることである。2018年度は、34歳の子を持つ親900人に対し、子どもの気質に関する約300項目からなるアンケート調査を、インターネットリサーチにより実施し、その一部であるEASIの分析を開始した。その結果、オリジナルの理論に基づく4因子構造が確認された他、EmotionalityとImpulsivityの観測変数に共通する一般因子の存在が示唆されること等が明らかにされつつある。今後さらに解析をすすめ、子育て支援、発達支援の臨床・研究に役立つ知見を得ていきたい。さらに、本研究を進める中、現存する気質評価法は対象年齢が限定的であり、研究上、臨床上の不都合を招いている問題がみえてきた。乳児から成人まで共通して使用でき、かつ、できるだけ簡易な気質評価法が必要であると考え、年齢横断簡易気質測定法の開発を行うことなった。2018年度は、気質理論に基づき理論的、内容的妥当性の検討を重ね、年齢横断簡易気質測定尺度(TOTM)試作版を作成した。共同研究者らにより、英語版およびベトナム語版も作成され、ベトナムにおいて324か月の児と親に対して調査が開始された。次年度は、日本の乳幼児、成人を対象とした調査を行い、本尺度の完成をめざす。協力施設の人事異動等の理由により、一部協力施設にて、研究協力者のリクルート開始が遅れたため。他の施設の協力もあおぎ、計画通りの協力者数の確保につとめ、研究を継続している。
睡眠時のブラキシズムと胃食道酸逆流との関係を明らかにする神経生理学的研究

1.被験者の確保本研究計画について倫理員会の承認後、被験者の募集を行った。2.被験者の分類簡易型テレメータ筋電図記録システムとビデオカメラを用いて、被験者の自宅にて睡眠時の両側咬筋の筋活動、顎顔面運動ならびに睡眠時の体位の記録を行い、最近6か月間に3回/週以上の歯ぎしり、起床時における咀嚼筋の疲労感や違和感ならびに歯の咬耗が認められ、さらに、4回/時以上のブラキシズムエピソード、25回/時以上のブラキシズムバーストならびに2回/晩以上の歯ぎしり音のある者をブラキシズム患者とした。一方、これらの所見ならびに顎関節症状を共に認めない者を正常者とした。3.ポリソムノグラフシステムを用いた睡眠時の生体信号の採得ポリソムノグラフ、食道内pH・運動モニタリングシステム、8チャンネル生体アンプならびにビデオカメラを用いて、食道内pH、下部食道括約筋圧、脳波、眼電図、心電図、呼吸、筋電図(側頭筋)、体位、音声・画像の記録を行った。pHセンサーならびに内圧センサーは、内圧データによってその位置を確認しながら、下部食道括約筋相当部に設置した。これらの記録を被験者の自宅で2晩連続して行い、2日目のデータを解析データに用いた。被験者には、検査期間中、カロリーの決まった食事を同じ時間帯に摂ってもらった。4.検査データの解析ブラキシズム・上部消化管機能解析ソフトウェアと音声・画像データを用いて、ブラキシズムエピソード、酸逆流エピソードならびに下部食道括約筋弛緩エピソードをスコアリングした。脳波と筋電図データ等を用いてトレーニングを受けた検者が睡眠段階を判定した。以上のエピソード間の時間関係を統計学的に比較検討した結果、睡眠時において、下部食道括約筋の弛緩すなわち胃食道酸逆流によって生じた食道内pHの低下時にブラキシズムが特異的に発生し、ブラキシズム患者の胃食道酸逆流エピソードの頻度と持続時間は正常者に比べて有意に高くかつ長いことが明らかとなった。(1)本研究計画について、倫理委員会での承認後、被験者の募集を行った。(2)被験者のうち、最近6か月間に3回/週以上の歯ぎしり、起床時における咀嚼筋の疲労感や違和感ならびに歯の咬耗が認められる者をブラキシズム患者とし、これらの症状ならびに顎関節症状を共に認めない者を正常者とした。(3)睡眠時の両側咬筋の筋活動の記録と顎顔面運動ならびに睡眠時の体位の記録を被験者の自宅で行い、4回/時以上のブラキシズムエピソード、25回/時以上のブラキシズムバーストならびに2回/晩以上の歯ぎしり音のある者をブラキシズム患者とし、それ以外を正常者とする最終診断を行った。(4)ポリソムノグラフ、食道内pH・運動モニタリングシステム、8チャンネル生体アンプ・メディカルトライシステムならびにビデオカメラを用いて、食道内pH、食道下部括約筋圧、脳波、眼電図、心電図、呼吸、筋電図(側頭筋)、体位、音声・画像の記録を同時に行った。

被験者には、検査期間中、決まった食事を同じ時間帯に摂ってもらった。(5)ブラキシズム・上部消化管機能解析ソフトウェアと音声・画像データを用いて、ブラキシズムエピソード、酸逆流エピソードならびに下部食道括約筋弛緩エピソードを判定した。(6)脳波と筋電図データなどを用いてトレーニングを受けた検者が睡眠段階を判定した。以上のエピソード間の時間関係を統計学的に比較検討して、睡眠時において、食道下部括約筋の弛緩すなわち胃食道酸逆流によって引き起こされる食道内pHの低下時にブラキシズムが特異的に生じることが示唆された。1.被験者の確保本研究計画について倫理員会の承認後、被験者の募集を行った。2.被験者の分類簡易型テレメータ筋電図記録システムとビデオカメラを用いて、被験者の自宅にて睡眠時の両側咬筋の筋活動、顎顔面運動ならびに睡眠時の体位の記録を行い、最近6か月間に3回/週以上の歯ぎしり、起床時における咀嚼筋の疲労感や違和感ならびに歯の咬耗が認められ、さらに、4回/時以上のブラキシズムエピソード、25回/時以上のブラキシズムバーストならびに2回/晩以上の歯ぎしり音のある者をブラキシズム患者とした。一方、これらの所見ならびに顎関節症状を共に認めない者を正常者とした。3.ポリソムノグラフシステムを用いた睡眠時の生体信号の採得ポリソムノグラフ、食道内pH・運動モニタリングシステム、8チャンネル生体アンプならびにビデオカメラを用いて、食道内pH、下部食道括約筋圧、脳波、眼電図、心電図、呼吸、筋電図(側頭筋)、体位、音声・画像の記録を行った。pHセンサーならびに内圧センサーは、内圧データによってその位置を確認しながら、下部食道括約筋相当部に設置した。これらの記録を被験者の自宅で2晩連続して行い、2日目のデータを解析データに用いた。被験者には、検査期間中、カロリーの決まった食事を同じ時間帯に摂ってもらった。4.検査データの解析ブラキシズム・上部消化管機能解析ソフトウェアと音声・画像データを用いて、ブラキシズムエピソード、酸逆流エピソードならびに下部食道括約筋弛緩エピソードをスコアリングした。脳波と筋電図データ等を用いてトレーニングを受けた検者が睡眠段階を判定した。以上のエピソード間の時間関係を統計学的に比較検討した結果、睡眠時において、下部食道括約筋の弛緩すなわち胃食道酸逆流によって生じた食道内pHの低下時にブラキシズムが特異的に発生し、ブラキシズム患者の胃食道酸逆流エピソードの頻度と持続時間は正常者に比べて有意に高くかつ長いことが明らかとなった。
長期無拍動流人工循環に対する生体の適応機序

慢性実験に先立ち、大動物を用いた急性実験において血流の拍動性が循環動態に及ぼす影響について、神経性調節系、局所調節系に分けて検討を行なった。神経性調節系については、IABPによる拍動の増加は圧受容器反射を介し遠心性交感神経活動を抑制することで抹消血管抵抗を低下させること、また左心補助人工循環モデルを用いた拍動流と無拍動流に直接対比では血流の無拍動流化は遠心性交感神経活動を増加させ、抹消血管抵抗を増加させることを示した。局所調節系については、血流の無拍動流化は抹消血管内皮細胞由来の血管拡張物質である一酸化窒素の産生放出を低下させることで抹消血管抵抗を上昇させ、さらに血流依存性血管拡張反応も低下することを示した。子牛を用いた慢性の覚醒下での実験では、無拍動流人工循環では拍動流人工循環に比べ同一の流量では血圧、体血管抵抗共に高い値を示し、その差は高流量で小さく、低流量で大きくなる傾向を示した。また血中の一酸化窒素の代謝産物は拍動流で多かったことから、無拍動流での血管抵抗の上昇は血管内皮由来一酸化窒素の放出の低下が関与している可能性が考えられた。酸素消費量と血中乳酸濃度からみたCritical Flow Rate(好気性代謝を保つに必要な最低流量)は無拍動流では80ml/Kg/min前後、拍動流では更に低い流量でも好気性代謝を保てることが示唆された。また高流量域においては両者に大きな差はなかった。以上より、無拍動流人工循環は高流量では拍動流に劣らないが、低流量では抹消循環維持において拍動流に劣る可能性が示唆された。(1)本研究のpreliminaryな実験として、犬を用いて、遠心ポンプによる無拍動流人工環境、および空気駆動型ポンプによる拍動流人工循環モデルを作成し、拍動流、無拍動流の直接対比モデルを完成させた。このモデルを用いて拍動の有無が腎臓の交換神経活動及び末梢血管抵抗に与える影響について検討した。また犬によるABPモデルで急性心不全状態を作り、拍動の増加が腎臓の神経性循環調節に及ぼす影響についての実験的検討を行った。以上の実験結果より、(1)拍動流では無拍動流に比べ、腎臓交換神経活動、及び末梢血管抵抗が有意に低下すること、(2)不全心でも正常心と同時にABPによる動脈圧ピーク頻度の増加が圧受容体反射を介して腎臓交換神経活動を抑制し、腎血流維持作用を示すことが新たに明らかにされた。(2)以上の拍動流、無拍動流の完成されたモデルを用いて、70-80kgの仔牛の両心バイパスを作成した。手術後3日目に電気的心室細動とし、拍動流、無拍動流を直接対比させた。Critical Flowに関しては、高度の低血色素血症のため有意義なデータは得られなかったが、末梢循環については拍動流のほうが末梢血管抵抗を下げる現象が観察された。これらの有意な結論を出すにはこれから実験を重ねていく必要がある。覚醒下の子牛を用いた実験に先立ち2025kgの大型犬を用いて左心補助人工循環モデルを作成し、拍動流と無拍動流を変化させ、以下の知見を得た。1.〈拍動の有無による血行動態の変化〉人工循環の流量を一定に保ちながら拍動流から無拍動流に変更したところ、無拍動流においては平均血圧および全身血管抵抗値は上昇の傾向を示し、下肢の末梢血管抵抗値は有意に上昇した。2.〈血管内皮細胞機能の検討〉(1)流量依存性拡張機能犬の右大腿動脈を30秒間クランプ後開放し、Reactive Hyperemiaをおこして流量の変化を観察した。

最大流量は拍動流と無拍動流で差はなかったが、Reactive Hyperemiaの持続時間は無拍動流において有意に低下した。これは無拍動流において血管内皮細胞の一酸化窒素産生能の低下によると考えられた。(2)血管拡張物質による拡張反応血管内皮依存性拡張物質であるアセチルコリンおよび血管内皮非依存性拡張物質であるニトログリセリンによる拡張反応は拍動流と無拍動流で差はなかった。これにより血管内皮のレセプターを介する血管拡張反応、および血管平滑筋による血管拡張反応は拍動の有無に影響を受けないことが示された。また、両心バイパスを用いた覚醒下の子牛を用いた実験(n=1)において以下の知見を得た。1.〈拍動の有無による血行動態の変化〉全身血管抵抗は無拍動流で上昇を示した。
巨大企業進出によるものづくり企業ネットワークの生成モデルの構築

S社工場の堺市臨海部進出以前と比較すると、堺市の人口・世帯数共に堅実に増加、出荷額も増加しているが、市内事業所数はほぼ横ばいであり、進出は堺市全体でみれば一定の経済的効果を上げているが、効果は地域的には偏在的であり、とくに都市部(内陸部)に及んでいない。堺市の伝統的な地場産業の中小および零細企業の多くは、S社工場が構築するものづくりの取引ネットワークには組み込まれておらず、誘致当初に自治体が想定したほどの地域の企業への経済的効果はみとめにくく、大きく臨海部と内陸部にわかれる堺市においては前者に新規進出企業の取引ネットワークが成立しているが、後者までをも包括する形態には至っていない。本研究の目的は、特定地域への巨大企業進出により、地域に発生する「ものづくりネットワーク」の生成過程を調査・分析し、その波及効果を考察する新しいモデルを構築することである。そのため、平成20年度に堺浜に建設されたS社液晶工場を中心に、企業関連のものづくりネットワークがいかに形成されていくのか、その動的変化の継続観察を行った。具体的には現地の観察調査、自治体のかたがたへのヒアリング、商用データベースからの企業データの整理などを個別に進めている。S市によるS社の工場誘致をめぐっては、大阪府S市と兵庫県H市とのあいだで激しい誘致競争が展開されたが、最終的にS市が誘致に成功している。この誘致成功の要因分析をヒアリング、現地調査などから行った。また、国内の企業誘致の成功事例(亀山、横浜、北九州)について資料分析を行い、類似点、相違点を検討した。同時に、企業誘致に関わる理論及び企業立地促進法に関する文献収集を進めた。また、S市についての地域特性、歴史、現状を理解するために、臨海部及び内陸部の訪問調査を継続的に行ない、臨海部及び内陸部の経済状況を確認している。21年度には市民の一部が企業誘致をめぐり訴訟を起こしたこともあり、経済波及効果の検討とともに社会的な影響力についての検討も行なう必要が生じた。地域産業への波及効果については、当初予想したほどの大規模な効果がみられるのかについて疑問があがっている。観察中には、地域住民の進出に対する評価のゆれ、自治体の選挙結果と政策変更など社会的・政治的な不確定要因が多数、観察されたため、S社とその関連企業のみならず幅広い目配りをする必要が確認された。当該地域にはスポーツ施設や関連企業などの誘致、建設が急速に進んでおり、臨海部のこうした発展と内陸部の経済発展がリンクするかの見極めが今後の研究の要である。平成22年度は、S市に進出した巨大企業S社が、S市の地域経済にもたらした経済的・社会的効果について分析を行った。具体的には、進出した工場の稼働以前と比較してのS市における住民数・雇用者数(若年者、正規、非正規その他)・交通量など複数のパラメータの変化に注目し、S市全体ではなく、おおまかには臨海部と内陸部(さらに詳細な個別地域)によってその効果に大きな違いがみられることがデータから確認できた。マクロな経済統計指標の分析では、S市における経済波及効果は認めうるが、地域の個別中小・零細企業群との連関ネットワークの形成については、進出以前に想定したほどには頑健かつ広範に取引ネットワークが形成されているとは言い難いことを、当該年度までの地域データの観察から確認した。(なお、東日本大震災の発生という想定外の事態もあったため、地域企業との連関ネットワークの生成評価については、最終年度まで長期的な観察・分析を行う必要があり、本時点での評価は最終的なものではない。)進出したS社の工場が主力とする生産品の性質上、上流及び下流過程の企業との膨大な取引連鎖を形成する必要がないこと、既存の地場産業が強みとする技術とS工場の生産工程で必要とされる技術のミスマッチがあることも明かになった。このミスマッチの解消は大きな課題であるが、行政・商工会等、地元企業とS社との間におけるネットワーク形成の適切な仲介役割を果たす存在が必要であり、この機能の担い手及びその仲介状況について、ヒアリングや文献資料整理も行っており、現在も継続中である。研究最終年度である平成23年度は、平成21年の研究開始時点から現在に至るまでの、S市における巨大ものづくり企業S社の工場進出以降の、(1)当該地域における中小・零細企業との連携状況、取引ネットワークの構築及び維持実態についてヒアリング及び各種統計データを活用して検討するとともに、(2)研究期間の三年間全体をとおしての、当該地域における進出後の企業間取引の進展、ものづくり企業ネットワーク構築の程度、工場進出前後の地域コミュニチイの変貌についての検討をおこない、期間全体をとおしてのものづくり企業の取引ネットワーク構築についての評価及び総括を行った。

工場誘致活動時には、S市臨海部へのS社による工場進出は、当該地域のみならずS市全体さらにはS市をとりまく諸地域における企業群との取引活性化を促進し、膨大な経済波及効果があるとされ(宮本,2008他)、S社を中心的なハブとしたものづくり企業ネットワークが形成されることが想定されていた。しかしながら、研究期間である平成21年からの3年間に限定し、域内企業の業況ヒアリング、市内産業統計のデータの検討からは、誘致当初からの工場整備及び建築期間については市内各事業所をはじめとして膨大な経済的波及効果が認められるものの、その後の工場稼働以降は、国内外の液晶製造の競争激化、東日本大震災及びその後の電力供給問題等にともない、S社の事業展開が難航し、継続的な当該地域の既存の中小ないし零細企業をも含めた取引ネットワークの形成が進展したとは認めがたい。液晶事業及び太陽電池事業の収益モデルそのものの問題に加え、S市においては、当該地域及び近隣地域の伝統的地場産業とS社が必要とする供給業種との乖離、誘致に疑問を呈する行政への不信による地域コミュニティの一部との軋轢などの問題が背景に存在することも確認された。S社の進出が当該地域に巨大ものづくりネットワークを形成・維持し、当該地域への工場誘致時に自治体が期待したほどには、地域の全体的な経済発展及び地域コミュニティ形活性化に貢献しているものとは現段階では評価しにくい。以上をふまえ、巨大企業進出と既存の地場産業との取引ネットワーク形成の困難さと克服すべき要因を理論化を行った。
潰瘍性大腸炎の病態におけるメモリーT細胞の意義についての解析

潰瘍性大腸炎(UC)の病因・病態に自己免疫学的異常が関与することは良く知られている。メモリーT細胞は、特異的免疫応答の誘導や免疫自己寛容などでも免疫応答の中心的役割を担っていることからUCの病因・病態においても重要であると考えられる。最近になって、メモリーT細胞はcentral memory T細胞(TCM)とeffector memory T細胞(TEM)に分画されること、また、TCMは抗原の再刺激によってTEMに分化することが示され、免疫学的異常を伴う疾患の病態において重要な意義をもつ可能性が指摘されている。そこでまず、UC患者(活動期13人および非活動期9人)末梢血中のCD4+CD45RO+メモリー細胞の割合をFACS解析を用いて検討したところ、健常人(6人、46,5±8.5%)と比較したところUC患者では67.2±11.6%と有意に増加し、活動期UC患者では非活動期UC患者と比べ増加している傾向が認められた。次に、CD4+メモリーT細胞をCD45RO+CD62L+細胞(CD4+TCM)とCD45RO+CD62L-細胞(CD4+TEM)に分画して同様に検討したところ、健常人、非活動期UC患者および活動期UC患者のCD4+TCM細胞は、それぞれ26.1±2.3%、35.1±7.2%および53.2±15.2%と病勢とともに有意に増加していた。CD4+TEMは活動期UC患者では健常人と比べ有意に増加していたが、非活動期UC患者と健常人ではその割合に差は認められなかった。さらに、活動期UC患者の臨床的緩解までの期間についてCD4+TCMおよびTEM割合について経過を追って検討した。治療経過中に増加したCD4+TCMが徐々に低下しCD45RO-ナイーブ細胞が増加するHLA-DPw9を有さない患者と比べて、これまで研究代表者らが注目してきた難治性のHLA-DPw9を有する患者では、著増したCD4+TCM細胞の減少が遅く一時的なCD4+TEMの増加がみられることが示された。すなわち疾患特異抗原刺激によるメモリー細胞の分化が生じていると推定され、我々の報告したトロポミオシンを含むHLA-DPw9拘束性の抗について、引き続き検討していくことが重要であると考えている。
高齢者のビタミンB1欠乏症発症予防のための臨床栄養学的研究

ビタミンB1(VB1)は糖代謝に必須の補酵素であるが体内で合成できないため、体外摂取に依存せざるを得ない。しかし、体内蓄積期間が18日と短いため23週間の食欲低下を来たす状態で低下しやすい。VB1欠乏が続いた時に生じる病態がウエルニッケ脳症である。この疾患の治療はVB1の経静脈的投与だが、症状に特異性が無く見落としが多い。見落としが続くとコルサコフ症候群を発症し脳に不可逆的な障害を残す。したがって、何らかの予防策が必要である。本研究は、高齢者を中心とした一般人口や老人ホームにおけるVB1欠乏割合と、発症要因を検討し、VB1欠乏症の発症を予防することで国民の健康に寄与することを目的とする。
線虫の化学走性行動のシミュレーションによる解析

1.クラスタの作成Linuxをベースとし、SCore、PVMを利用した並列計算システムを構築した。無料のOS、ソフトウェアを利用することで安価に作ることが出来た。研究期間初年度直前に市販されていた、比較的消費電力の小さいCPUを利用することで、省エネルギーにも配慮した。2.詳細なモデル細胞の構築上記並列計算しシステムを利用し、詳細な神経細胞モデルを作成するにあたって、実験データからチャネルのパラメータを求めた。並列計算GENESISを利用し遺伝的アルゴリズムにより、精密なパラメータ抽出を行った。3.詳細な頭部運動モデルの作成線虫の電気生理学実験データを反映させた、詳細な神経細胞モデルを組合せく頭部の運動もデルを作成した。以前の研究と異なり、胴体部分の運動モデルとの組合せを想定したモデルを作成した。これにより、実験的には明らかとなっていなかった細胞の特性を予測した。この成果をまとめ、現在投稿中である。1.クラスタの設置クラスタを構成するハードウェアの選定にあたって次の点に留意した;1)高速なCPU、2)低消費電力、3)高速なネットワーク。1),2)の点から、CPUにIntel社製Pentium4 3.0GHz(Northwoodコア)を採用した。3)の点では、ギガビット対応のインターフェースの採用は勿論、更に高速であることを考慮し、CSA(Communications Streaming Architecture)接続されているマザーボードを採用した。クラスタを構成するソフトウェアにSCoreを利用することから、OSにはLinuxを採用した。SCoreの動作実績からディストリビューションにはRedHat互換のScientificLinuxを採用した。また、インターフェースのドライバのコンパイルにはIntel社製のC++ Compiler for Linuxを使用し、高速化に留意した。神経シミュレータGENESISの並列計算用ファイルpgenesisをPVM-SCore上で稼動させた。現在は、Linuxのカーネルの再構成等、更なるシステムの調整を行っている。2.シミュレーション2.1.化学感受回路Na^+イオンに対して応答する感覚神経から、運動の制御を司る介在神経までの部分回路を解析対象とした。Na^+イオン検出時に全身運動が持続される各化学シナプスの興奮性の程度をシミュレーションにより推測した。その結果、信号伝播の上流の結合には明確な特徴が現れなかったが、下流の結合ほど限定された興奮性の値を示した。2.2.胴体運動制御回路線虫の神経・筋肉からなるモデルを作成し実際に観察される運動を再現するモデルを作成した。シミュレータGENESISを利用した。まだ実際の様子とは異なる個所が多いため、モデルの調整中である。1.コンピュータ環境の整備神経シミュレータGENESISの並列計算バージョンであるpGENESISの導入・整備を行った。昨年度作成したクラスタ・システム(以下、クラスタ)に対して、a)計算ノード用PCの追加、b)ファイル・サーバ用PCのより高速なPCへの交換を行い、システムの計算能力を向上させた。更に、このクラスタを用いて、神経細胞モデルにおける電位依存性チャネルの複数の特性パラメータを、遺伝的アルゴリズムを用いて探索するプログラムを作成した。クラスタを用いることで、探索速度が飛躍的に向上した。2.神経回路シミュレーション線虫の化学走性行動に関与する神経回路網を計算機上で構築し、実際の線虫への誘引物質への応答を再現する為の結合特性の分布を探索した。その結果、細胞除去実験でも重要な機能を持つことが示唆されているAIY神経細胞が、シミュレーションにおいても鍵となる機能を持つデータが得られた。また、これまでは既存のシミュレーション・ソフトウェアを利用して来たが、より精度の高い探索を行うために、独自のシミュレーション・ソフトウェアの開発を開始した。3.運動モデル仮想的に体節構造を導入した線虫モデルを作成し、各体節に配置したモデル筋肉の興奮タイミングと、運動時の形状変化の関連を検証した。これにより、運動時の外界からの抵抗と形状が変化との相関を明らかにした。また、線虫が移動する際の推進力と摩擦抵抗との関連を調べるためのモデルも作成した。このモデルから、線虫の推力の発生メカニズムが確認できた。1.コンピュータ環境の整備並列計算システムSCoreのバージョンを上げ、Linuxのkernel2.6に対応したクラスタ・システムに更新した。オペレーティング・システムの一部のソフトウェアをIntel社製のコンパイラでリコンパイルし、システムのチューニングを行った。また、部分的にハードウェアの更新を行い、ソフト・ハードの両面から計算速度の改善を行った。2.神経回路シミュレーションこれまでは既存のニューラル・ネットワーク・シミュレーション・ソフトウェアのSNNS(Stuttgart Neural Network Simulator)を改造し、解析を行ってきた。しかしながら、作業効率の点で難点があっため、独自の新規ソフトウェアの開発に着手した。

基本的な学習機能を作り込み、更に生体中の神経回路の状態を反映させるための基本機能の実装を終えたことで、モデル回路における学習が可能となった。3.運動シミュレーション仮想的な体節構造を導入した運動モデルを作成した。基本的な線虫本体の形状から発生する力学モデルを作成し、外界との相互作用には流体力学の要素を考慮した。加えて、行動実験から得られた画像データから、必要なパラメータを抽出し適用した。これにより、モデルが示す運動を、現実の線虫が示すものに非常に近づけることが出来た。4.細胞除去実験及び行動アッセイ神経回路シミュレーションのソフトウェア開発の遅れにより対象細胞の選定・絞りこみにが不十分であったため、初歩的な段階の線虫の行動記録実験を行った。
放射光走査型分析顕微鏡の基本設計

本研究は短期間であったが所期の目的を達したので報告する。1.設計システム集光系の設計を円滑にすすめるため、パーソナルコンピュータを端末とする設計システムを完成させた。これによりレイトレーシングを中心とする設計作業が著るしく容易になり、また精度よい最適設計が可能となった。2.二段集光系の設計上記システムを用い、ウオルター型の集光系を設計した。設計のエネルギー上限を10KeVとしたシステムを最適化設計した。レイトレーシングの結果によれば、放射光光源を前提とすると、結像特性は非常に良好であった。すなわち、放射光光源を大型のウオルター型タンデム集光鏡で集光し、次に回転双曲面と回転楕円面を組合せた微小焦点集光鏡をシリーズに配置したものである。最終段の縮小倍率は13分の1で最適化できた。3.結像特性の検討X線管による超高輝度線源でアルミニウム【K_α】線を用い微小スポットの結像特性を検討したところ、約1μmφとなり、現時点でサブミクロンスポットが実現できた。さらに改良の見通しがついた。4.レプリカ母材の加工と検査法の確立母材を正確に加工するための計測システムを完成させた。すなわち光学実験台上にレーザーと母材を配置し、加工をすすめながら、形状検査をするもので、高精度の集光系の製作に不可欠のものである。以上、基本設計に必要なツールをソフト・ハード両面について完成し、放射光走査型分析顕微鏡の設計を行なうことができ、試作の準備をととのえることができた。
熱水溶液による物質の移動と濃集-鉱床の生成-

1.熱水溶液中における硫化鉱物の溶解度に関する研究合成輝銀鉱(Ag_2S)及び内亜鉛鉱nS)のH_2S-NaOH-NaCL-H_2O系熱水溶液中での溶解実験をバーンズ式溶解度測定装置を用い, 25°400°C, 1200気圧,溶液のpH312, NaHS濃度14m及びNaCL濃度0.53mの条件で行なった.これらの溶解度の測定結果と計算から,熱水溶液中の溶存種はAg_2S(H_2S), Ag_2S(H_2S)(HS), Ag_2S(H_2S)(HS)_2及びAg_2S(HS)_2の銀チオ錯体であると考えられる.これらの溶解反応の平衡定数は温度に対し連続的に増大することが判った.一方, znSの溶解度より上記熱水溶液中における亜鉛溶存種はZn(HS)2, Zn(HS)_3, Zn(HS)_4及びZnS(HS)_2のチオ鉛体が安定であることが判った.上記の実験結果,溶存銀及び亜鉛量は温度のみでなく, pH及び全硫黄量の変化に応じて大きく変化することが明確になった.2.熱水溶液-硫化鉱物(内亜鉛鉱)間の硫黄同位体の分配に関する研究合成内亜鉛鉱を温度150°400°C,圧力5300気圧の条件下で, Nacl-Hcl-HaHS系熱水溶液と反応させ,水溶液中に溶存する硫黄種(H_2S及びHS)と内亜鉛鉱間の硫黄同位体分配に関する実験を行ない,内亜鉛鉱-H_2S及び内亜鉛鉱-HS間の交換平衡定数を求めた.内亜鉛鉱-H_2S間の同位体比の差は温度低下に従って直線的に減少し,逆に内亜鉛鉱-HS間では増大することが判った.3.Fe-Ni-S系鉱物の熱水合成と相関係,とくにペントランド鉱周辺について温度勾配運搬法により,温度300°400°C,圧力300500気圧の条件にFe-Ni-S系鉱物を熱水合成した.その結果黄鉄鉱,ベス鉱,ビオラル鉱,ペントランド鉱,ゴドレフスキー鉱,中間因溶体などが合成され,それらの相関係(鉱物組合せ組成関係)を明らかにした.1.熱水溶液中における硫化鉱物の溶解度に関する研究合成輝銀鉱(Ag_2S)及び内亜鉛鉱nS)のH_2S-NaOH-NaCL-H_2O系熱水溶液中での溶解実験をバーンズ式溶解度測定装置を用い, 25°400°C, 1200気圧,溶液のpH312, NaHS濃度14m及びNaCL濃度0.53mの条件で行なった.これらの溶解度の測定結果と計算から,熱水溶液中の溶存種はAg_2S(H_2S), Ag_2S(H_2S)(HS), Ag_2S(H_2S)(HS)_2及びAg_2S(HS)_2の銀チオ錯体であると考えられる.これらの溶解反応の平衡定数は温度に対し連続的に増大することが判った.一方, znSの溶解度より上記熱水溶液中における亜鉛溶存種はZn(HS)2, Zn(HS)_3, Zn(HS)_4及びZnS(HS)_2のチオ鉛体が安定であることが判った.上記の実験結果,溶存銀及び亜鉛量は温度のみでなく, pH及び全硫黄量の変化に応じて大きく変化することが明確になった.2.熱水溶液-硫化鉱物(内亜鉛鉱)間の硫黄同位体の分配に関する研究合成内亜鉛鉱を温度150°400°C,圧力5300気圧の条件下で, Nacl-Hcl-HaHS系熱水溶液と反応させ,水溶液中に溶存する硫黄種(H_2S及びHS)と内亜鉛鉱間の硫黄同位体分配に関する実験を行ない,内亜鉛鉱-H_2S及び内亜鉛鉱-HS間の交換平衡定数を求めた.内亜鉛鉱-H_2S間の同位体比の差は温度低下に従って直線的に減少し,逆に内亜鉛鉱-HS間では増大することが判った.3.Fe-Ni-S系鉱物の熱水合成と相関係,とくにペントランド鉱周辺について温度勾配運搬法により,温度300°400°C,圧力300500気圧の条件にFe-Ni-S系鉱物を熱水合成した.その結果黄鉄鉱,ベス鉱,ビオラル鉱,ペントランド鉱,ゴドレフスキー鉱,中間因溶体などが合成され,それらの相関係(鉱物組合せ組成関係)を明らかにした.
新規抗マラリア剤アルテミシニン及びアルカロイド類縁体の完全合成と作用機作の解明

新規抗マラリア剤の開発を目的として研究を行い、以下の成果を挙げることができた。(1)ロダシニアン系色素の抗マラリア活性:脂溶性非局在化カチオン性分子はエネルギー生産を活発に行うミトコンドリアに集積すると言われている。そこで種々の色素について抗マラリア活性を検討したところ、ロダシアニン系色素中に10^<-8>モルオーダーで熱帯熱マラリア原虫の成育を抑制し、214倍の選択毒性を示す化合物が発見された。現在リスザルを用いてのin vivo試験を行なっている。なお本化合物は熱帯熱マラリア原虫を蛍光染色することが確認され、生化学的ツールとしての利用が期待されている。(2)アルテミシニシ類縁体の合成研究:クロロキン耐性マラリア原虫に対して、強い活性を示すセスキテルペンの一種であるアルテミシニンの類縁体の合成を目的として研究を行なった。その結果分子内ディールス・アルダー反応によって合成したデカリン誘導体から、アルテミシニン様のエンドパーオキシド体への変換法が見つかり、現在類縁体の合成を検討している。(3)アルカロイド類の合成と抗マラリア作用:イソキノリン、インドール、キナゾロン骨格を持つアルカロイドの合成を行い、それらの抗マラリア活性を検討した。その結果、天然界には存在しない七員環構造を持つホモプロトベルベリン誘導体に10^<-7>モルで活性を示し、約100倍の選択毒性を示す化合物が発見された。
海水を利用した生物学的排水処理手法の開発

中部太平洋環礁国における実利用を想定して,海水を利用した排水処理手法を検討した.都市下水に海水を添加して嫌気回分式運転を行ったところ,82.491.1%の有機物除去率が得られた.16S DNAを解析したところ,海水存在下ではδ-Proteobacteriaに属する硫酸塩還元細菌やα-Proteobacteriaに属する発酵性細菌が有機物除去に関係することが明らかとなった.また,本手法により現地底質の汚染が問題となっているPb,Zn,Cuは主に金属硫化物として,68%以上除去できることがわかった.さらに,海水添加により内部抵抗が低くなることから,微生物燃料電池の適用が可能になることも示された.平成25年度の研究計画では、1) SRB汚泥の微生物群集構造解析とSRBの主要な炭素源の評価、2)さまざまな塩分濃度条件下における有機物変換・硫酸塩還元反応速度の評価を予定していた。1)については、都市下水のみを処理する活性汚泥を対照系として、都市下水に海水を添加して処理運転(海水添加系)した活性汚泥の16S rDNAを解析した。その結果、海水添加系にのみAlphaproteobacteria、Actinobacteria、Planctomycetalesに属すクローンが検出され、合計で全体の21%を占めていた。特にAlphaproteobacteriaは全体の17%を占めており、海水投入時の排水処理において重要な役割を担っていた可能性がある。また、いずれの系でも検出されたDeltaproteobacteriaのクローンのうち、硫酸塩還元細菌に近縁な配列のものが、対照系では73%、海水添加系では100%であった。海水添加系では硫酸塩還元細菌が海水中の硫酸塩を利用した排水処理を担い、優占したものと考えられる。また、海水添加系の活性汚泥を用いて活性試験を実施したところ、酢酸、プロピオン酸、乳酸、酪酸を摂取することが確認された。2)については、環礁における現地環境を想定して海水を希釈して回分実験を行った。有機物除去速度や硫酸塩消費速度には大きな違いは認められなかった。昨年度から進めている調査研究で、環礁国の沿岸における重金属汚染が明らかになったことから、本プロセスで重金属除去が可能か追加的に検討を行った。海水に含まれる硫酸塩が還元されることにより生成する硫化水素と重金属が反応して、重金属硫化物が生成することにより、都市下水に含まれるCr、Mn、Cu、Zn、Cd、Pbがそれぞれ84.2%、34.7%、92.2%、86.2%、100%、94.2%除去できることがわかった。中部太平洋環礁国における実利用を想定して,海水を利用した排水処理手法を検討した.都市下水に海水を添加して嫌気回分式運転を行ったところ,82.491.1%の有機物除去率が得られた.16S DNAを解析したところ,海水存在下ではδ-Proteobacteriaに属する硫酸塩還元細菌やα-Proteobacteriaに属する発酵性細菌が有機物除去に関係することが明らかとなった.また,本手法により現地底質の汚染が問題となっているPb,Zn,Cuは主に金属硫化物として,68%以上除去できることがわかった.さらに,海水添加により内部抵抗が低くなることから,微生物燃料電池の適用が可能になることも示された.平成24年度の研究計画では、1)海水存在下で処理機能を発揮するSRB汚泥の集積、2) SRB汚泥の包括固定化方法の最適化と固定化担体の馴致運転を予定していた。1)については、都市下水処理施設のスクリーン通過水を植種源として、都市下水と海水を混合させた原水を流入させて、6L規模回分式活性汚泥装置を200日以上にわたり運転した。TOC除去率は8090%程度であり、海水存在下でも有機物除去が可能であることが示された。ただし、回分活性試験の結果からは、有機物除去には当初想定していたSRB(硫酸塩還元細菌)の寄与もあるが、むしろ別の従属栄養細菌が主要な役割を担っている可能性が示唆された。DNAサンプルは採取済みなので、平成25年度に予定している微生物群集構造解析でこの点にもアプローチする。2)については、1)で集積した汚泥を用いて包括固定化を行った。固定化剤として14EGを用いた。添加量は10%、15%、20%の条件とした。この三条件で固定化した担体(3mm角)を充填率10%で300mL三角フラスコにそれぞれ添加して、都市下水に海水を加えた原水を流入させて回分式運転を行った。固定化剤の添加量によっては微生物活性が阻害され、有機物除去能力に違いが出ることを想定していたが、現段階ではどの系でも有機物除去ができている。したがって、この三系列の固定化担体を用いて、平成25年度に予定している反応速度論の検討を実施する。平成26年度の研究計画では,硫酸塩還元細菌などの有用微生物群の動態を再現し処理水質を予測可能な数学モデルの構築を予定していた.パラメータの普遍性を高めるために,温度依存性を表現する必要があるため,このような実験を補足的に実施しながら,これまでに得た知見を利用して数学モデルの開発を行った.Monod型反応速度論を基礎とした反応速度式により,硫酸塩還元や有機物除去の過程を再現することができた.また,平成25年度に計画段階では想定していなかった微生物燃料電池の利用可能性が示されたことから,平成26年度はエアカソード型微生物燃料電池の運転を行った.

都市下水に海水を強制添加した系(海水添加系)と都市下水のみを添加した系(対照系)を設けた.いずれも都市下水の有機物除去率は85%以上を示し,水理学的滞留時間24時間における有機物除去の観点では差はなかった.海水添加系の最大の出力密度は,外部抵抗が1MΩのとき3.0×10-5 W/m2であった.本研究では陽極に白金塗布などを行っていないため,出力密度は既報よりも小さかったが,対照系よりも高い出力密度が得られた.海水を投入することにより,活性汚泥混合液の電気伝導度が高くなり,装置の内部抵抗が減少したためと考えられた.これは,財源が乏しい中部太平洋環礁国において,海水が浸入する既設のボトムレスSeptic Tankを用いて,エネルギー自立的な排水処理システムを構築できる可能性を示している.水環境工学研究計画で予定していた二つの検討内容は問題なく実施することができ、順調に研究が進んでいる。平成25年9月には国際会議論文発表、平成25年11月、平成26年3月には学会発表を行った。また、本研究の成果をフィードバックするうえで重要となる環礁国沿岸の重金属汚染の現状や機構についても知見を整理して、論文を公表することができた。また、本研究を進める過程で、計画段階では想定していなかった微生物燃料電池の利用可能性の予備的な知見を得ることができ、本研究課題の幅を広げることができた。したがって、当初の計画以上に研究が進展していると判断した。研究計画で予定していた二つの検討内容は問題なく実施することができ、順調に研究が進んでいる。平成24年11月には特許出願、平成25年3月には学会発表を行った。また、本研究の成果をフィードバックするうえで重要となる環礁国の沿岸水質汚濁の現状や汚濁機構についても知見を整理し、論文を公表することができた。また、この検討のなかで、計画段階では想定していなかった重金属汚染対策の重要性も見出すことができ、本研究課題の幅を広げることができた。したがって、当初の計画以上に研究が進展していると判断している。平成26年度は、研究計画書の予定どおり「SRB汚泥の動態を再現し処理水質を予測可能な数学モデルの構築」を検討する。海水は一般的な都市下水の約30倍の導電率を有することから、本プロセスに微生物燃料電池を応用することで通常のシステムよりも高い発電効率が期待できる。これまでに、海水添加系での微生物燃料電池の検討はなされていないことから、学術的にも新規性がある。また、電力が乏しい環礁国で自立的なシステムの構築を目指すことは社会的にも意義がある。これまで計画どおりに研究が進行しているので、平成26年度は今年度予備検討を行った微生物燃料電池について本格的に研究を進めることを考えている。平成25年度は、研究計画書の予定どおり「汚泥の微生物群集構造解析と硫酸塩還元細菌の主要な炭素源の評価」、「さまざまな塩分濃度条件下における有機物変換・硫酸塩還元反応速度の評価」を実施する。当初は硫酸塩還元細菌に焦点を当てていたが、今年度の研究で別の従属栄養細菌が有機物除去を担っている可能性も示唆されたことから、視野を広げて柔軟に研究を推進する予定である。また、環礁国の沿岸水質汚濁の現状を調べるなかで、生活排水の流出により海岸底質の重金属濃度が人為影響のない地域よりもはるかに高いことを見出した。