hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高齢者のうつ症状およびリカバリー要因に関する研究

「世話や看病をしてあげる人がいる」と認識している割合が高い地域でもうつ傾向が低く,女性高齢者(β=-.40, p<.05)では有意となった.個人レベルで示されたうつ傾向との関連(Koizumi et al., 2005;増地あゆみ&岸玲子, 2001;村田千代栄et al., 2011)が地域レベルでも同様であることを示した.サポートの受領のみならず,提供も,高齢者のうつ傾向の地域診断指標に適していることを示唆する結果を得ることができており,今年度はおおむね計画通り,順調に進展していると考えている.27年度が最終年度であるため、記入しない。社会疫学,公衆衛生学,国際保健学うつと周囲からサポートについて,更に,相手別社会的サポートの関連を明らかにすることで,誰との社会的サポート授受の豊かさが高齢者のうつ傾向の地域診断に適した指標となり得るかを検証する.特に,高齢世帯における単独世帯の割合は増加傾向であり,2035年までには46都道府県で30%以上,9都道府県で40%以上になることが見込まれていることから(国立社会保障・人口問題研究所, 2014),家族などの同居以外の人々からのサポートとうつの関連を中心に検証し,地域でのうつ予防・支援に向けた手掛かりを得る.更に,2014年度に作成が完了した縦断データを用いて,上記2の目的に対しての検証を行う.縦断データを用いることで,影響経路を遡り「原因の原因」に迫る分析を行い「見かけ上の関連」や「逆の因果関係」の除外する.うつ予防やリカバリーに向けた地域づくりを戦略的に進めるための科学的根拠を提示する上で,6万人規模の多地域パネルデータを活用し,個人レベル要因のみならず地域要因の影響を考慮した分析を行っていく.27年度が最終年度であるため、記入しない。-マスコミ掲載1「ヘルスアップ」21(株法研),H28.1.p.282週刊朝日(12.4)「退職後の友人の作り方」3毎日新聞朝刊(2016.1.8)4毎日新聞夕刊(2016.1.9),YAHOO!ニュース(2016.1.9)5医薬経済「高齢者うつ」どう克服するか-疫学調査でわかったのは「孤独」にさせない地域力-(2016.2.15)PP70-71.-千葉大学「特色ある研究活動の成果」選出
要介護高齢者のターミナル期の経時的ニーズに対するケアマネジメントのあり方

1.要介護高齢者のターミナル期の経時的ニーズの分析癌以外(慢性呼吸不全、脳卒中、重度認知症など)の要介護高齢者のターミナル期における経時的変化について分析を行った。(1)徐々に低下する要介護高齢者に共通する症状は、経口摂取の低下であった。(2)点滴の是非については医師・看護師・家族間で意見が異なった。(3)老衰を疑っても、脱水や軽度の肺炎であった場合もあり、このような事例は治療により回復した。(4)浮腫・脱水・痛み・呼吸困難・発熱・褥瘡などの症状が多く、これらを緩和する知識と技術が求められる。2.質の高いケアマネジメントの4条件訪問看護ステーションの看護師を対象に行った調査、の結果、質の高いターミナルケアの4条件を抽出した。(1)本人・家族の意思の表示、(2)ケアを支える介護力や周囲の人々のサポート、(3)ターミナルケアを支える医療、(4)本人・家族の願いを実現するために利用できる資源を結びつけるケアマネジメンド。さらにこの4条件を活用した「ターミナルケアクリニカルパス」のフオーマットを作成し、事例検討に活用できるよう工夫をした。3.フランスにおけるターミナルケア(1)在宅死亡率は15%であり、ここ数年は横ばいである。(2)在宅入院連盟の対象患者の85%は癌患者であり、退院直後1ヶ月間のケアを集中的に行っている。平均在院日数は18.3日である。提供されるケアは、抗癌剤の投与、痛みのコントロール、中心静脈栄養法、栄養管理、輸液、心理的・社会的ケア等である。(3)在宅入院におけるターミナルケアの成立条件は、円滑な病診連携、専任のコーディネーターの存在(医師が担当する)、多職種によるチームアプローチ、質の高い緩和ケアの技術と介護方法である。(4)ターミナルケアにおける開業看護師の役割は、高度医療技術の提供ではなく、介護に近い看護ケアである。(1)要介護高齢者のターミナルケアの経時的ニーズに関する文献研究を行った。・要介護高齢者のターミナル期の時間設定は困難である。理由は、症状が緩慢に進行すること、加齢現象との判別が困難であること等。ただし、緩やかな概念化は研究上必要と思われる。・特別養護老人ホームで死亡した要介護高齢者の経時的ニーズについては、身体的症状(発熱・脱水・転倒・嚥下困難)の出現時期とその対応についてまとめたものが多かった。また、看取りへの対応方法については、本人の意思確認が困難なことから、ほとんど家族が意思決定している現状である。・在宅ターミナルケアでは、キュープラロスの理念を応用したものが多かった⇒「導入期」「小康期」「臨死期」「死別期」。事例研究と実証研究の比率は同程度であり、アウトカム評価(在宅死亡率・QOL・介護者の満足度・訪問者護師の達成度)も欧米を中心にかなり見られるようになってきた。・「臨死期」では特有な症状が高い比率で出現するため、家族介護力が限界に達し、この時点で入院を選択する家族が多い。ただし、訪問看護師と主治医との連携が良好な場合は、そのまま在宅ターミナルを選択する傾向がある。(2)フランスにおけるターミナルケアの実践と課題を検討した。フランスでは「在宅入院」(わが国の退院計画に該当)のシステムが公的病院を中心に普及している。在宅入院の対象者の90%がガン患者であり、在宅死は30%と高い。ターミナルケアのケアマネジャーは民間事業所の看護師と地域の開業看護師である。

ケアマネジメントのポイントは、医師との連携、24時間365日対応可能な訪問者護サービスがあること(開業看護師が対応)、症状コントロールがされている、家族の精神的サポートがされていること、である。課題としては、パリ以外では「在宅入院」のシステムが普及していないこと、24時間対応が困難なことが挙げられる。1.要介護高齢者の終末期ケアの経時的ニーズを分析した癌以外(慢性呼吸不全、脳卒中、重度認知症など)の要介護高齢者の終末期ケアにおける経時的変化について、5事例の分析を行った。(1)徐々に衰弱する要介護高齢者に共通する症状は、経口摂取の低下であった。食事形態や内容を工夫すれば死亡直前まで摂取できるケースもあった。(2)末梢点滴の有無については医療従事者や家族間でも意見が異なった。(3)老衰が疑われても、脱水や軽度の肺炎であった場合もあり、このような事例は治療により回復した。(4)浮腫・脱水・痛み・呼吸困難などの症状が多く、これらを緩和する知識と技術が求められる。2.フランス中期入院医療施設における終末期ケアの実践についてフランス・パリ市の2ヶ所の病院と、開業看護師2ヶ所を訪問し、フランス中期入院医療施設における終末期ケアの取組みと在宅支援についてヒアリングを行った。以下に概要を示す。(1)フランス中期入院医療施設の対象者は、老年科が主な診療科目であるため、骨折、神経難病、80歳以上の癌患者(主に化学療法)、重度認知症など要介護高齢者が多い。平均在院日数は、A病院(公立:30日)、B病院(私立:40日)であった。在宅復帰率はA病院:30%、B病院:80%と差が大きかった。(2)在宅死亡率はフランス全体では85%であり、ここ数年横ばい傾向であるが、パリ市内など大都会では徐々に低下傾向にある。施設内死亡率は、A病院:6%、B病院:12%である。ただし、終末期になると中期入院医療施設から長期入院施設に転院する患者が多い。長期入院施設では医学的サービスについては、疾病保険で対応するため、終末期医療(緩和ケア)が制限されることは少ない。(3)在宅死亡率は徐々に低下しているが、その要因は独居や配偶者の高齢化である。フランスでは「在宅入院」(わが国における退院支援)が制度化され、病院から在宅への連携を促進している。在宅入院患者のほとんどが癌患者で、緩和ケアや在宅医療を行っている。ただし、医療ニーズの高くない患者は、在宅入院の対象にはならない(社会扶助費制度対象)ため、重度認知症など要介護高齢者への終末期ケアは長期入院施設で行われる。1.要介護高齢者の終末期ケアマネジメント(1)質の高い在宅終末期ケアの4条件を検討した。その結果、i)本人・家族の意思表示がある、ii)在宅ケアを支える介護力やサポートがある。iii)医学的ケアが提供されている、iv)本人・家族の願いを実現するために利用できる資源を結びつけるケアマネジメント、とした。(2)研究結果を参考にして、要介護者終末期ケアマネジメントの様式(フォーマット)を作成した。横軸は、終末期経過(導入期・前期・中期・後期・臨死期・死別期)に区分した。縦軸は、アセスメント、ケアマネジメントの視点
細胞内共生微生物ボルバキアに関する進化学的・細胞生物学的研究

1.雌バイアス性比が不完全に母性遺伝するようなアズキノメイガ非ボルバキア感染系統(MD7)において,いったんは正常性比に自然治癒した,すなわち性比歪曲因子が伝達されなかったようにみえた場合でも,数世代後にふたたび強い雌バイアス性比を示すようになる場合のあることが確認された.同様の現象は,低頻度ながら,アズキノメイガの他の系統においても観察された.2.タイワンエンマコオロギにおけるボルバキア感染と,それによる生殖異常について調べた.まず,ボルバキアの膜タンパク質遺伝子wspに基づく系統解析を行い,このコオロギに感染しているボルバキアは,ヒメトビウンカ,ヒラタコクヌストモドキ,チョウの1種,タマゴヤドリコバチおよびテントウムシなどに保持されているボルバキアと近縁であることがわかった.つぎに,生殖異常のタイプを検討する目的で,テトラサイクリン処理によって非感染系統を作製し,感染系統との間で交配実験を行った.その結果,感染雄と非感染雌の交配においてのみ,受精卵の孵化率が約20%にまで低下することがわかった.これによって,コオロギへのボルバキアの感染は比較的強度の細胞質不和合をもたらしていることがわかった.さらに,コオロギの各組織におけるボルバキアの分布をPCR法によって調べたところ,体液および精子にのみボルバキアの存在が認められなかった.また,定量PCR法による解析結果から,ボルバキアの密度は脂肪体においてもっとも高いことが明らかになった.3.遺伝的雄を雌化することによってアズキノメイガの性比を歪めることの知られているボルバキアを,微細外科手術によってスジコナマダラメイガへ移植した.この結果,後者にも性比の歪みがもたらされたが,遺伝解析の結果,これは雌化によるものではなく,雄性致死に起因することが明らかになった.これによって,ボルバキアによる生殖異常の表現型を決めるのは,ボルバキアの系統の違いではなく,宿主の側であることが強く示唆された.4.マダラメイガ類に感染するボルバキア類のゲノムには多くのトランスポゾンが散在することを明らかにし,それらの構造を解析した.また,ボルバキアゲノム中に存在するプロファージ様配列を発見し,各系統におけるその分布を調べることによって,このファージの進化的起源を考察した.1.雌バイアス性比が不完全に母性遺伝するようなアズキノメイガ非ボルバキア感染系統(MD7)において,いったんは正常性比に自然治癒した,すなわち性比歪曲因子が伝達されなかったようにみえた場合でも,数世代後にふたたび強い雌バイアス性比を示すようになる場合のあることが確認された.同様の現象は,低頻度ながら,アズキノメイガの他の系統においても観察された.2.タイワンエンマコオロギにおけるボルバキア感染と,それによる生殖異常について調べた.まず,ボルバキアの膜タンパク質遺伝子wspに基づく系統解析を行い,このコオロギに感染しているボルバキアは,ヒメトビウンカ,ヒラタコクヌストモドキ,チョウの1種,タマゴヤドリコバチおよびテントウムシなどに保持されているボルバキアと近縁であることがわかった.つぎに,生殖異常のタイプを検討する目的で,テトラサイクリン処理によって非感染系統を作製し,感染系統との間で交配実験を行った.その結果,感染雄と非感染雌の交配においてのみ,受精卵の孵化率が約20%にまで低下することがわかった.これによって,コオロギへのボルバキアの感染は比較的強度の細胞質不和合をもたらしていることがわかった.さらに,コオロギの各組織におけるボルバキアの分布をPCR法によって調べたところ,体液および精子にのみボルバキアの存在が認められなかった.また,定量PCR法による解析結果から,ボルバキアの密度は脂肪体においてもっとも高いことが明らかになった.3.遺伝的雄を雌化することによってアズキノメイガの性比を歪めることの知られているボルバキアを,微細外科手術によってスジコナマダラメイガへ移植した.この結果,後者にも性比の歪みがもたらされたが,遺伝解析の結果,これは雌化によるものではなく,雄性致死に起因することが明らかになった.これによって,ボルバキアによる生殖異常の表現型を決めるのは,ボルバキアの系統の違いではなく,宿主の側であることが強く示唆された.4.マダラメイガ類に感染するボルバキア類のゲノムには多くのトランスポゾンが散在することを明らかにし,それらの構造を解析した.また,ボルバキアゲノム中に存在するプロファージ様配列を発見し,各系統におけるその分布を調べることによって,このファージの進化的起源を考察した.1.Wolbachiaはリケッチア様の細胞内共生微生物で,主として昆虫を中心とした節足動物に感染が知られていたが,本研究班メンバーによって初めて線虫類(イヌ・フィラリア)にも分布していることが明らかにされた.2.Wolbachia感染がもっとも広範みもたらす現象として知られる細胞質不和合に分子機構について検討した結果,主として2つの事実が明らかになった.a)ショウジョウバエの細胞内におけるWolbachiaの遺伝子発現を調べたところ,28kDaの外膜タンパク質の特異的合成のあることがわかり,これをWOSPと名づけた.b)Wolbachiaに感染したタイワンエンマコオロギの精子では,45kDaの塩基性タンパク質の等電点が著しく変化することがわかり,現在その原因がリン酸化にあるか否かを検討中である.

3.Wolbachiaの系統は大きくA,Bに分かれるが、同定されているタンパク質遺伝子がftsZだけであったため,とくにA系統の詳細な分子系統解析が困難であった.本実験では新たにWolbachiaのgroEオペロンを同定したので,その塩基配列によって,これまでよりも詳細な系統解析が可能となった.各種メイガ間でWolbachiaを移植することにほぼ成功したので,これを利用して,異なる生物現象をひき起こすWolbachiaの宿主を人為的に交換し,細胞質不和合だけでなく,産雌性単為生殖,雌化などの分子機構を明らかにする途が拓かれた.5.ウンカ類に対する感染実験から,Wolbachiaに対する受容性が種によって大きく異なることが示唆され,この細菌の今後の動物界への広がりを予測する上で1つの手がかりが得られた.1.雄の雌化によってアズキノメイガの性比を歪めることが知られているポルバキアを,微細外科手術によってスジコナマダラメイガヘ移植することに成功した.この結果,後者にも同様の性比の歪みがもたらされたが,遺伝的解析の結果,これは雌化ではなく,雄性致死に原因があることが示唆された.この結果は,ポルバキアの示す生殖異常の表現型が宿主の違いによって左右されることを示した初めての例である.2.雌バイアス性比が不完全に母性遺伝するようなアズキノメイガ非ボルバキア感染系統(MD7)において,いったんは性状性比に自然治癒した,すなわち性比歪曲因子が伝達されなかったようにみえた場合でも,数世代後にふたたび強い雌バイアス性比を示すようになる場合のあることが確認された.同様の現象は,低頻度ながら,アズキノメイガの他の系統においても観察された.3.雌バイアス性比を示す各種昆虫について,ボルバキアゲノムに特異的なプライマーを用いたPCR法による探索によって,その原因因子の同定を行った.4.タマゴヤドリコバチの感染系統と非感染系統の生活史特性の比較を行った.その結果,温度の上昇によって感染系統の発育に遅れのでる傾向が認められたが,感染系統の成虫の寿命は非感染系統より長かった.また,感染系統の総産卵数は非感染系統より多く,また前者の羽化雌数は後者の2倍以上であった.5.ハワイ諸島において,ボルバキアに感染したタマゴヤドリコバチの調査と採集を行った.調査はタマゴヤドリコバチ用簡易採集トラップ,ライトトラップによる寄主昆虫の採集,畑等での被寄生寄主卵採集などで行った.その結果については,現在PCR法等で解析中である.1.タイワンエンマコオロギにおけるボルバキア感染と,それによる生殖異常について調べた.まず,ボルバキアの膜タンパク質遺伝子wspに基づく系統解析を行い,このコオロギに感染しているボルバキアは,ヒメトビウンカ,ヒラタコクヌストモドキ,チョウの1種,タマゴヤドリコバチおよびテントウムシなどに保持されているボルバキアと近縁であることがわかった.つぎに,生殖異常のタイプを検討する目的で,テトラサイクリン処理によって非感染系統を作製し,感染系統との間で交配実験を行った.その結果,感染雄と非感染雌の交配においてのみ,受精卵の孵化率が約20%にまで低下することがわかった.これによって,コオロギへのボルバキアの感染は比較的強度の細胞質不和合をもたらしていることがわかった.さらに,コオロギの各組織におけるボルバキアの分布をPCR法によって調べたところ,体液および精子にのみボルバキアの存在が認められなかった.
ベル麻痺モデルを用いた顔面神経麻痺治療の検討とウイルスゲノム戦略に関する研究

申請者らは、これまでに単純ヘルペスウイルスを用いた顔面神経麻痺モデルを作成し、麻痺の病態やウイルスの感染動態を明らかにしてきた。麻痺は一側一過性に生じ、約2週間で治癒することが明らかになっている.電気生理学的検討から、麻痺は刺激伝導障害の状態で発現する。また、病理組織学的検討から、麻痺の主病態ほウイルス感染によって生じる軸索変性であることが明らかになっている。今回の検討では、この麻痺モデルを発展させて、既存の治療法の検討や、ウイルスベクターを用いた神経成長因子などの薬剤を神経に投与することを目的とした。そのために培養した神経にヘルペスウイルスがどのように感染するかを検討した。ラットの神経節を採取し、培養すると軸索が伸張し細胞間にnetworkを形成する。そこに単純ヘルペスルスルス動態を共焦点レーザー顕微鏡で観察ると、感染後24時間で、ウイルスは細胞から細胞存在するグライコプロテインEを欠損させたウイルスを神経細胞に感染させると、神経へ広がることが明らかとなった一方、ヘルペスウイルスの再外殻であるenvelope上に細胞への感染は生じるものの、cell-to-cellへの伝播が抑制され、神経細胞内に長時間とどまることが明らかとなった。このgE欠損単純ヘルペスウイルスをウイルスベクターとして使用することで、神経細胞内へ神経成長因子などを長時間作用させることが期待できる。既存の治療であるステロイドや抗ウイルス剤などと併せてウイルスベクターによる薬剤神経細胞内注入が可能になれば、顔面神経麻痺の新しい治療法となる可能が示唆された。末梢性顔面神経麻痒は脳神経麻痒の中で最も高頻度な疾患であり、非対称な顔貌が後遺症として残るため患者に与える苦痛は大きく、現代社会において課題の多い疾患である。末梢性顔面神経麻痒の中で最も多いベル麻痺の病因はこれまで不明であったが、その発症に単純ヘルペスウイルス1型(以下HSV-1)の再活性化が関与していることが明らかになってきた。しかし、麻痺の病因としてHSV-1の関与は明らかとなったが、早期診断の困難さなどから後遺症を残さない有効な治療は確立していないのが現状である。申請者らは既に動物実験において、HSV-1初感染、再活性化による顔面神経麻痺モデルの作製に世界で初めて成功している。このモデル動物は一側性、一過性に麻痺を来たし、ベル麻痺の臨床像に類似したモデル動物として世界的に注目を集めている。本モデルを用いた新しい治療法の試みや、現在行われている治療法の効果の検討は、臨床的にも非常に有意義であると考えられる。本研究の目的はベル麻痺に対する現在行われている治療法の有効性の比較と、新しい治療としてウイルスベクターを用いた神経成長因子の神経細胞内投与の可能性を検討することにある。今年度は基礎実験として、感染性を減弱したヘルペスウイルス(具体的にはエンベロープ上の糖蛋白gEを欠損させる)をベクターとして用い神経成長因子を顔面神経膝神経節へ輸送し、神経障害後の再生促進を検討するために研究を行った。具体的には脊髄後根神経節から摘出した神経細胞を培養し、これにHSV(gE欠損株)を感染させ、ウイルス感染動態を経時的に観察した。その結果、gE欠損株HSV-1は長時間ニューロンの細胞質に停滞することが明らかとなり、さらなる検討は必要であるがウイルスベクターの候補と考えられる。今後、このウイルスに神経成長因子などの神経再生促進効果を持つ薬剤を組み込み、Bell麻痺モデルに投与することで治療効果の研究に応用できる可能性を示唆している。
MEKを標的とする化学修飾フラボノイドによる神経障害性痛治療薬の開発

今研究はフラボノイドの一種であるケルセチン及び派生化合物の神経障害性痛に対する効果の検討を目的とした。ケルセチン経口投与による神経障害性痛への治療効果の検討では、ラット神経障害性痛モデル(Spared nerve injuryモデル)でケルセチン前投与により痛みは有意に改善した。しかし後投与では有意な効果を示さなかった。ラットの後根神経節の免疫染色、ウエスタンブロットではアストロサイト活性化マーカーであるGFAPがケルセチン投与により抑制されていた。これらの結果からケルセチンによる鎮痛効果は後根神経節のサテライトセルの活性化を抑制することが主な機序と考えられた。今研究はフラボノイドの一種であるケルセチン及び派生化合物の神経障害性痛に対する効果の検討を目的とする。初年度は以下の2項目の実施を計画した。1.ケルセチン経口投与による神経障害性痛の治療効果の検討;神経障害性痛モデルを作成するに当たりラットの脛骨神経を結紮した(Spared Nerve Injury Model, SNI)。SNIにより術後1週間までに痛覚域値の低下が見られ神経障害性痛の発症が確認された。これは他の研究者による従来の報告と一致している。そこでケルセチンを術前から経口投与し、ケルセチンによる神経障害性痛の抑制効果を検討した。その結果、ケルセチン前投与により患肢の痛みは有意に改善した。また後投与による痛みの改善効果を検討するためSNI術後1週目つまり神経障害性痛発症後からケルセチン経口投与を開始したがこれは効果を示さなかった。2.ケルセチンの鎮痛メカニズムの検討;ケルセチンがin-vitroでMEK1阻害作用を示すことはすでに予備実験で確認しており、in-vivoでの作用機序を検討した。脊髄及び後根神経節がケルセチンの作用部位の一つであると考えモデル作成後ラットの後根神経節、脊髄を摘出した。蛍光免疫染色、ウェスタンブロットによりERK1/2の活性化、グリア細胞マーカーの発現を測定した。活性化ERK1/2の定量的評価を行ったがケルセチンによる有意な抑制は見られなかった。しかしアストロサイト活性化マーカーであるGFAPは著明に抑制されていた。初年度は以下の2項目を実施した。1.ケルセチン経口投与による神経障害性痛の治療効果の検討;神経障害性痛モデルとしてラットの膝骨神経を結紫した(Spared Nerve Injury Model;SNI)。SNIにより術後1週間までに神経障害性痛を発症した。そこでケルセチンを術前から経口投与し、疼痛抑制効果を検討した結果、ケルセチン前投与により痛みは有意に改善した。また後投与による痛みの改善効果を検討するため術後1週間目つまり神経障害性痛発症後から経口投与を開始したが有意な効果を示さなかった。2.ケルセチンの鎮痛メカニズムの検討;ケルセチンがin-vitroでMEK1阻害作用を示すことは予備実験で確認しており、in-vivoでの作用機序を検討した。免疫染色、ウエスタンブロットによりERK1/2の活性化、グリア細胞マーカーの発現を測定した。活性化ERK1/2の定量的評価ではin-vitroの結果とは異なりケルセチンによる有意な抑制は見られなかった。inーvitroとin-vivoの結果が異なっていたため、今年度は視点を変え鎮痛メカニズムを探った。in-vivoでのGFAP免疫染色、in-vitroでケルセチンのGFAP抑制効果を検討した。後根神経節ではサテライトセルがGFAP陽性となり鎮痛効果のターゲットと思われた。またケルセチンはC6グリオーマ細胞においてIL-6刺激によるGFAP誘導を抑制した。1.ケルセチン経口投与による神経障害性痛の治療効果の検討;神経障害性痛モデルとしてラットの膝骨神経を結紫した(Spared Nerve Injury Model; SNI)。また後投与つまり神経障害性痛発症後から経口投与を開始したが有意な効果を示さなかった。脊髄及び後根神経節がケルセチンの作用部位の一つであると考えモデル作成後ラット後根神経節、脊髄を摘出した。ERK1/2の活性化、グリア細胞マーカーの発現を測定した。

3. in-vitroとin-vivoの結果が異なっていたため、視点を変え鎮痛メカニズムを探るため、in-vivoでのGFAP免疫染色、in-vitroでケルセチンのGFAP抑制効果を検討した。後根神経節ではサテライトセルがGFAP陽性となり鎮痛効果のターゲットと思われた。またケルセチンはC6グリオーマ細胞においてIL-6刺激によるGFAP誘導を抑制した。HPLCによる血中濃度分析では経口でもin-vitro実験に相当する濃度に到達していた。これらの結果からケルセチンの経口投与により後根神経節のサテライトセルの活性化を抑制することで鎮痛をもたらすと考えられた。今研究はフラボノイドの一種であるケルセチン及び派生化合物の神経障害性痛に対する効果の検討を目的とした。ケルセチン経口投与による神経障害性痛への治療効果の検討では、ラット神経障害性痛モデル(Spared nerve injuryモデル)でケルセチン前投与により痛みは有意に改善した。しかし後投与では有意な効果を示さなかった。ラットの後根神経節の免疫染色、ウエスタンブロットではアストロサイト活性化マーカーであるGFAPがケルセチン投与により抑制されていた。これらの結果からケルセチンによる鎮痛効果は後根神経節のサテライトセルの活性化を抑制することが主な機序と考えられた。本研究はケルセチンの神経障害性痛に対する治療効果の検討を目的とする。ラットの行動学的評価と鎮痛効果機序に関する生化学的評価を行った。行動学的評価は完了しているが生化学的評価では当初の仮説と異なる結果が得られた。そのため再度新規の仮説に基づき機序を検討する必要があったため当初の計画にない実験を行った。その点で予定からやや遅れてはいるが、追加実験はおおむね終了しており今後は予定していた研究に戻ることができると思われる。麻酔学1.ケルセチンの効果の機序に関する検討;ケルセチンのMEK1-ERK1/2阻害作用に関してはウエスタンプロットでは証明されなかったが、グリア細胞マーカーの抑制が確認されたためグリア細胞局在性にERK1/2シグナリングが抑制されている可能性が考えられたため免疫染色により局在性を調べ後根神経節のサテライトセルが主なターゲットであることが示された。慢性痛の機序に関する後根神経節のサテライトセルとニューロンの関係について近年新たな報告がでており(ex.PNAS,2014.Dec)、今後の発展が期待されるため引き続き研究を行う。2.化学修飾ケルセチンの合成、効果検討;天然ケルセチンはすでに発症し完成した神経障害性痛を回復させなかったことから、より強力な作用をもたせた化学修飾ケルセチンの効果を検討することは有用であると思われたため化学修飾ケルセチンの合成を行い、まずin-vitroで効果の検討を行うこととする。初年度の計画ではケルセチン投与によるラットの行動学的評価と効果の機序に関する生化学的評価を行う予定であった。行動学的評価はほぼ終了し、ケルセチンにより神経障害性痛発症が予防できることが示された。
安全なIoT ネットワークの経路制御に関する研究

IoT機器間において安全かつ効率的にネットワークを構成できるよう、負荷の低い署名方式を構成した。とくにIDベース署名と呼ばれる任意の文字列を公開鍵として用いる電子署名方式で構成することで、各デバイスがID情報やMACアドレスなどを用いる方式において、従来の方式よりも短い鍵の長さで高い安全性を持つ方式や、鍵が危殆化したときに鍵を更新できるような方式を構成した。さらに電子署名を持つ際のネットワークの安全性の解析方法や、ラズベリーパイ上での実装実験も行うことで、より実利用に近いプロトコルレベルでの検討も行った。これらの成果は学術論文誌7編、査読付き国際会議7編として公開している。本研究の主たる目的は署名者自身による攻撃を防ぐ送信者・受信者間で合意が必要な電子署名方式とその集約方法の構成およびその経路制御プロトコルへの応用にあった。この問題点に対し、各署名方式がある平文に対し単一の署名しか生成できない限り、攻撃が発生したとしてもその発生源を特定できると考え、任意の署名者において署名が確定的に生成される方式とその署名集約方法を提案した。とくにIDベース暗号と呼ばれる任意の文字列を鍵として利用できる技術を軸に構成することで、署名はもちろん公開鍵証明書自体も取り除いた効率的な方式を構成している。また、ネットワークグラフに基づく安全性解析を行い、特定のネットワーク構造で署名が偽造できる状況も見つけ、そのようなグラフを署名検証の中で防ぐ機能を導入した。これらの成果については期間中の研究業績として、二件の査読付き国際会議および1件のジャーナルとして公開している。また、並行してIDベース暗号を用いた集約可能な電子署名を使った経路制御プロトコルの基礎設計も検討している。特に各ノードが既存のノードと連動することで鍵生成および鍵執行できる分散鍵機能がIoTネットワークでは必須と考え、分散鍵管理を導入した方式を検討している。これらの成果については一部を査読付き国際会議で公開している。また、提案した署名方式を導入したシミュレーションも一部検討しており、従来の電子署名よりもIoT経路の構築と制御が高速になる可能性も示している。以上により、従来の研究計画よりも極めて順調に進んでいるといえる。研究実績の概要欄で述べたとおり、当初の研究計画より大幅に進展しているといえる。当初の計画では初年度は基礎となる方式の提案のみの予定であったが、自分の研究室所属学生の協力などもあり、方式の提案はもちろん実装評価も行うことができた。また、最新のサイバー攻撃の文献なども調査することで、当初は計学外であった補助的な成果についても査読付き国際会議および査読付きジャーナルとして挙げている。IoTデバイスおよびその連結によるネットワークの構成に向けて、負荷の低い署名方式として多重署名を構成した。とくにIDベース署名とよばれる任意の文字列を公開鍵として使える電子署名方式で構成することで、各デバイスが保有する識別子やMACアドレスをを介した方式の構成が期待できる。また、小型のデバイスでは計算負荷がしばしば高くなるため、ビット長を弱めたような方式とその鍵更新機能も併せて構成することで、鍵サイクルを回転させることで安全かつ高効率に計算できる方式も設計している。さらにその安全性を数学的に証明もしている。とくにこれらの方式の安全性証明において、汎用的に利用できる証明技法を複数考案することで、様々な方式の安全性証明を導く成果も挙げている。これらの点は既存の多重署名方式における汎用的な数学的技法の確立という観点として、学術的な高い成果を上げたといえる。これらの成果は学術論文誌3編、査読付き国際会議4編を期間全体として公開している。また、実際にこれらの方式を用いたIoTデバイス向けの経路制御プロトコルおよびスマートグリッド用ネットワークの制御プロトコルの提案およびラズベリーパイなどのIoTデバイス上での実装評価も行っている。なお、実装評価では方式レベルの実装およびプロトコルレベルに分けて実装しており、前者については学術論文誌2編、後者については査読付き国際会議2編を公開している。また、これらの成果に加えて学術論文誌2編を現在投稿中である。電子署名の設計とシミュレーションに関する中核部分は2017年3月時点で達成している。2017年度は分散鍵管理のシミュレーションを行う予定である。また、関連する技術として形式検証によるプロトコル自体の安全性解析も視野に入れている。形式検証はソフトウェアや設計システムが仕様通りに動作するか確認するものであり、近年のセキュリティ研究においても設計システムの安全性解析に使われている。本年度は関連する内容として形式検証についても部分的な調査成果を挙げている。次年度はこの検討についてもより深く取り組む。情報セキュリティ
Cs-134,137放射線場で使用可能な可搬型高感度Sr-90検出器の開発

本研究では、90Srからのβ線のエネルギー(2.28MeV)が高いことに注目し、2層の平板型GEMガス検出器でβ線のエネルギー損失を測定し同時計数を行うことにより、周りの環境から及び試料中の134,137Cs及び40Kからのβ線、γ線から区別し、簡易に90Srを検出する方法を開発する。今年度は、0.1mmCuアノード、3.3mm誘導領域、GEM、12mmドリフト領域、0.012mmAlカソード、12mmドリフト領域、GEM、3.3mm誘導領域、0.1mmCuアノードの配列を持つ、2層GEMガス検出器を作成し、90Srからのβ線のエネルギー損失の計測を試みた。有感領域100mm×100mmのGlass-GEMを使用した。検出用ガスとして、低圧で増幅率の高いNeガス(0.9g/L)を使用しガスフローで、印加電圧930Vで行った。55Fe線源を使用し、5.9keVの特性X線が0.51Vにピークとして観測された。ガスゲインは、約10の4乗倍であった。90Sr線源を使用し、β線のエネルギー損失スペクトルの測定を行い,4keVにピークを持ち、25keV程度まで減少する連続なカーブのスペクトルを得た。計数のほとんどは6keV以下にあった。Drift領域12mmの飛程に対する電子のエネルギーは23.8keVと計算され、最大値25keVが説明できた。エネルギー損失を計算すると、0.8MeV以上では、1.99keVとほぼ一定であり、0.15MeVから0.8MeVの間では、1.99keVから3.95keVとなり、90Srからの0.15MeV2.0MeVのβ線が数keVの領域に検出されていることが分かった。これにより、本装置は十分に90Srからのβ線を検出できることが分かった。27年度が最終年度であるため、記入しない。
アスパラギン酸輸送を介したC4光合成回路のクロストーク

本研究では,NADP-ME型C4回路とPCK型C4回路間のアスパラギン酸を介したクロストークの詳細を明らかにすることを目的とする。NADP-ME型C4植物のソルガムやエノコログサでは,葉組織中のPCK酵素活性が低く,葉緑体へのリンゴ酸輸送はアスパラギン酸により促進されなかった。よって,トウモロコシなどのPCK型回路をもつNADP-ME型C4植物において,リンゴ酸輸送が関わるC4回路の協調機構が確立されてきたと推察される。また,PCK酵素活性が顕著に高いイネ科ヒエ属NADP-ME型C4植物4種類を見出し,両C4回路の連携を明らかにするための格好の材料となることが期待された。NADP-マリックエンザイム(ME)型C4植物であるトウモロコシの維管束鞘葉緑体におけるリンゴ酸輸送が,アスパラギン酸あるいはグルタミン酸により促進される分子機構,ならびに,共存するホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PCK)型C4回路がNADP-ME型C4回路に対してどのように協調作用しているのかを明らかにすることを目的としている。トウモロコシ緑葉から無傷性が高い維管束鞘葉緑体を単離することを試みたが,複数回の基質輸送実験に供することができる量の標品を得ることはできなかった。高純度かつ多量の維管束鞘葉緑体を単離することが現段階では難しいので,維管束鞘細胞群を単離して,リンゴ酸輸送に対するアスパラギン酸促進効果の有無をトウモロコシ以外のNADP-ME型C4植物(ソルガム,エノコログサ)について調べた。その結果,これらの植物種では,アスパラギン酸による促進効果が見られなかった。また,維管束鞘細胞群におけるPCK酵素活性は,トウモロコシよりも低かった。これらの結果は,PCK型C4回路があまり駆動していないソルガムやエノコログサでは,リンゴ酸輸送に対するアスパラギン酸促進機構が備わっていないことを示唆している。言い換えれば,PCK型C4回路をもつトウモロコシにおいて,NADP-ME型C4回路とPCK型C4回路の協調機構が確立されてきたと推察される。本結論が,NADP-ME型C4植物に普遍的な事象であるかどうかを今後検証する必要がある。高純度かつ多量の維管束鞘葉緑体を単離する技術が確立できていないので,更なる単離法の改良を試みる必要がある。供試植物の栽培条件を見直すことから再検討を行う予定である。リンゴ酸輸送促進効果とPCK型C4回路との関連性について,幾つかのNADP-ME型C4植物からの維管束鞘細胞群を用いて解析することができた。ただ,得られたリンゴ酸輸送活性値が低いとともに,PCK特異的な酵素活性測定法が確立していないため,標品調製や測定法の更なる改良が必要である。また,他の植物種も調査する必要がある。NADP-マリックエンザイム(ME)型C4植物であるトウモロコシの維管束鞘葉緑体におけるリンゴ酸輸送が,アスパラギン酸あるいはグルタミン酸により促進される分子機構,ならびに,共存するホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PCK)型C4回路がNADP-ME型C4回路とどのように連携してC4光合成を営んでいるかを明らかにすることを目的としている。本年度,PCK酵素活性が高いイネ科ヒエ属植物3種類(ヒエEchinochloa esculenta,イヌビエE. crus-galli,ワセビエE. colona)を見出した。3種ともにNADP-ME型C4植物だとの報告はあるが,PCK型回路が駆動しているかについては報告がない。クロロフィルあたりのPCK活性はトウモロコシに比べて数倍高く,PCK型C4植物ローズグラスの1/31/2程度の極めて高い活性を示した。よって,トウモロコシよりも高活性のPCK型C4回路をもつNADP-ME型C4植物である可能性があり,PCK回路とNADP-ME回路の連携を明らかにするための格好の材料となることが期待される。ヒエにおいてPCK回路がどの程度C4光合成に寄与しているかを調べるとともに,PCK回路中間代謝産物のアスパラギン酸がNADP-ME型回路駆動を促進しているかを明らかにできるものと思われる。維管束鞘葉緑体を単離する技術が確立できていないので,更なる単離法の改良を試みる必要がある。高CO2条件など供試植物の栽培条件を検討して,高純度かつ多量の維管束鞘葉緑体の単離を目指す。維管束鞘細胞群標品の調製についても単離溶液組成を見直し,高光合成活性を維持した標品の単離を目指す。また,PCK抗体を入手して,タンパク質蓄積含量の比較からもPCK型C4回路の有無を比較する。

さらに,他の幾つかのNADP-ME型C4植物についても調査し,トウモロコシと同様にPCK型C4回路を具備し,かつリンゴ酸輸送促進効果を示す植物を見出したい。アスパラギン酸輸送体候補遺伝子を探索し,遺伝子発現解析ならびに発現抑制株での促進効果有無の検証を行う。植物生化学維管束鞘葉緑体の単離技術が確立できなかったため,以後の輸送活性測定等が実施できなかったため。また,アスパラギン酸輸送体候補遺伝子の確定が遅れ気味のため,遺伝子組換え体作製に至らなかったことも本年度助成金を計画どおり使用できなかった要因である。輸送活性の測定,アスパラギン酸輸送体候補遺伝子の発現解析ならびに発現抑制株作製,PCK抗体の購入を早急に行う予定である。
情報通信ネットワークの活用と地域(都市)リサイクル資源の国際流動

1、リサイクル資源として、アルミニウムを調査の対象とし、各種のアルミニウム製品が廃棄され、回収・分別され、スクラップ化され、二次合金アルミ地金としてリサイクルされている現状を把握した。次に、自動車の解体処理から生じる車の部品及びMixed Metalを、わが国から中国及びタイ国へ輸出し、そこに含まれる各種の資源がリサイクルされる可能性について、現地調査を含めて検討した。その結果、国際分業でリサイクルする可能性を見出す事ができた。なお、中古自動車を輸出する利点を「カスケード型資源利用の概念」としてまとめた。ただし、中国及びタイ国においては、共に中古車の輸入を政策的に禁止している。2、リサイクル資源をインターネットを用いて国際間で商取引することは、既に技術的には問題はなくなっている。もし、当該商取引が採算的に見合うものであれば、大いにインターネット・ビジネスの対象となりうる。3、開発途上国では総じて廃棄される資源の量が乏しく、資源リサイクルそのものがいまだ注目されていない。従って、先進諸国から開発途上国へリサイクル資源を輸出し、そこで製品化してリサイクルする国際分業システムを構築するには、先進諸国からリサイクルするための技術、機械設備・施設、等の面で協力、支援することが必要となってこよう。このことは、バーゼル条約に定める特定有害廃棄物等をリサイクル用に輸出する場合に、特に該当するものと考える。4、台湾における資源リサイクルのためのシステムとして行われている「資源回収のための基金管理制度」を調査し、その内容を公表した。リサイクル資源として主としてアルミを対象とした。問題点は、アルミ資源の廃棄物としての排出からアルミ・スクラップ化迄の過程において、さらにその範囲を広げて、アルミ製品の中古品から廃棄物を経てスクラップ化し、再生地金を精錬する迄の過程において、いかにして国際分業を図るかである。そのためには、国際的リサイクル環境を整備していくことが必要となる。アルミ資源を国際取引の対象とする場合に、商業ベースでもって行なうことが理想であるが、それが困難であれば何らかの政策的な配慮も必要となる。アルミ資源を廃棄物の段階ではなく、それ以前の中古品として使用できる段階で輸出すれば、商業ベースで国際取引ができる。このような国際取引は自動車、バイク、等の中古品について検討するに値すると思われる。先進国では中古車として最早使用できない程度に到ったものでも、開発途上国においてはいまだ中古車として使用しうることから、先進国と開発途上国間で中古車の国際取引が活発に行なわれる可能性があるであろう。従って、これからの研究課題としては、(1)自動車、バイク等の中古品について、わが国と開発途上国との間で、国際取引が可能となるシステムの構築を検討する。(2)開発途上国において、自動車、バイク等の解体産業の育成、アルミ資源の収集・分別、スクラップ化のシステムの構築、アルミ再生地金精錬工場の近代化、等を図るための諸条件を検討する。(3)以上のような、わが国と開発途上国との間で国際的分業体制を推進する当たり、わが国とアルミ・リサイクルのための国際間のコンピューターネットの構築を図ること、である。本年度においては、昨年度に引き続きアルミ全般のリサイクルを調査の対象としたが、さらに資源を国際的にリサイクルする観点から、自動車に関連して、(1)中古車、(2)中古エンジシ、及び(3)Mixed Metalの国際流動の可能性の有無を調査の対象とした。調査結果の概要は以下のとおりである。1、中古車、中古エンジン、及びMixed Metalの国際流動のルートとして、これらのものをわが国から中国へ輸出することを想定して、中国側で輸入を円滑に行なうネットワークを構築する可能性の有無を中国への現地出張を含め調査した。その結果、Mixed Metalについてはその可能性があるが、中古車及び中古エンジンの輸出については主として政策的な面から制度的に困難であることが判明した。2、台湾における資源リサイクルのシステム及びその機能状況をアルミ、廃自動車、廃家電を中心として調査を行なった。特に資源回収のための基金管理制度は、わが国においても大いに参考になるものと考えられるので、現地調査を2回実施し、詳細な情報を入手することができた。

また、その内容を財団法人交流協会の機関誌「交流」に掲載して、公表した。3、自動車、バイク等の中古品及び中古部品をわが国から開発途上国へシステム的に輸出することの利点を「カスケード型資源利用の概念」として、経済理論の形で取りまとめを行なった。1、本年度においては、前年度に引き続いて資源を国際的にリサイクルする観点から、自動車に関連して、(1)中古車、(2)中古エンジン及び(3)Mixed Metalを主としてタイ国との間でリサイクルする可能性を現地に出張して調査を行なった。その結果として、タイ国においては中古車の輸入を原則として禁止していることが判明した。また、廃車及び廃車からの中古部品はスクラップとして輸入され、リサイクルされているが、その規模は小さいことも明らかとなった。タイ国においては、一般に資源のリサイクルについてはほとんど問題にならないほどの規模であることから、タイ国との間で、自動車関連で資源リサイクルをすることは、現状では難しいことを認識することができた。2、高度の情報通信手段を活用しての資源リサイクルに関しては、中古車について国際間での電子商取引が既に実施されていることから、技術的に開発する必要性はもはやほとんど存在しない。従って、例えばMixed Metalを国際間で電子商取引の対象とすることは、技術的には特に問題はない。3、平成9年度から11年度の3年間に亘っての本研究の成果を、次のようなテーマでもって取り纏めた。(1)有害廃棄物の越境移動に関するバーゼル条約に関連して、特定有害廃棄物等を輸出する場合の実務上の問題点を整理した。(2)リサイクル資源の国際流動の現状と課題として、各種の製品、金属資源及びプラスチック、等に関して取り纏めた。
静脈管や臍帯動脈が酸素を感受して収縮弛緩する機序、小胞体とRhoキナーゼの役割

臍帯動静脈の収縮弛緩に関する遺伝子の発現変動を解析した。RhoパスウェイではRhoB> A、Rhoキナーゼ1>> 2であったが、胎仔の発達に伴う発現変動はわずかで、動静脈間の差も少なかった。筋小胞体および収縮タンパク質は、発達に伴って発現は概ね増加した。筋小胞体のCa濃度制御タンパク質の発現変動や血管による違いは大きかった。胎仔の臍帯動静脈の筋小胞体は、発達段階および血管ごとに異なる可能性がある。臍帯動脈は酸素供給需要にあわせて収縮弛緩する。静脈管は生後血中の酸素濃度上昇に伴い収縮し閉鎖する。本研究では、臍帯動脈や静脈管が酸素濃度の変化に応じて収縮弛緩する機序を解明する。本年度は、胎生21,27,30日の胎仔家兎の静脈管と体内外の臍帯動静脈について、主要な収縮弛緩制御機構メンバー(Rhoパスウェイ、筋小胞体構成タンパク質、ミオシン軽鎖リン酸化)のmRNA発現量をリアルタイムPCR法により測定した。筋小胞体のCa放出に関わるリアノジン受容体1と2の発現量は全試料で低かった。Phospholambanの発現量は臍帯動脈および体外の臍帯静脈で発達に伴い増加したが、静脈管と体内の臍帯静脈では低かった。Caを貯蔵するCalsequestrin (Casq1, 2)の発現量はCasq2>>Casq1であり、Casq2は発達に伴い増加した。ミオシン軽鎖キナーゼとRho-interactingミオシン軽鎖ホスファターゼの発現は発達に伴い増加するが、静脈管と体内の臍帯静脈では低かった。平滑筋ミオシン重鎖および平滑筋アクチンでは、発達に伴い増加した。臍帯動静脈のRhoパスウェイはRhoB、Rho kinase 1が主要な担い手であり、発達に伴う変動は少ない。筋小胞体およびミオシン軽鎖リン酸・脱リン酸化酵素は、静脈管で発現が低いが、概ね発達に伴い発現が増加した。本年度の成果は、臍帯動静脈の収縮を担う反応系の未熟・成熟における違いを明らかにしたことにより酸素感受性機構の解明に迫る基礎ができたことである。本研究の目的は、臍帯動脈や静脈管が酸素濃度の変化に応じて収縮弛緩する機序を解明することである。本年度は、胎生21,27,30日の胎仔家兎の静脈管と体内外の臍帯動静脈について、蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動法を用いて、特異的なタンパク質を網羅的に探索し、質量分析法により帰属した。結果:臍帯動静脈の未熟期に高発現する7タンパク質を帰属した。分子量の大きい順にヒートショックプロテイン(HSP)90β、HSP90α、HSP70(GRP78)、プロテインイソメラーゼ(PDI)前駆体、PDIA3前駆体、HSP47、PDIA6であった。いずれもタンパク質の正しいおりたたみ構造の獲得を助けるシャペロン機能を持つタンパク質であった。また、臍帯動静脈の成熟期に高発現する2タンパク質α-fetoprotein(AFP)とtransgelin(SM22)を帰属した。AFPは胎仔のアルブミンと考えられる糖タンパク質である。SM22は平滑筋に高発現するアクチン結合タンパク質の一つであり、細胞の形状の変化や形質転換に関係することから、臍帯動静脈の収縮制御に寄与すると考えられる。まとめ:本研究により、未熟臍帯動静脈では分子シャペロン群の発現が高く、タンパク質の合成が活発であることが容易に推定されるが、酸化還元に関係して機能するPDIなど多機能なタンパク質が多いことから、臍帯動静脈のみならず胎仔の成熟に重要な役割を担っていると考えられる。胎仔の成熟期においてSM22の増加が見られたことから、この時期の臍帯動静脈の収縮制御が盛んであると推定される。
高度車両挙動観測技術を利用した道路交通サービス水準の診断評価システムに関する研究

本研究ではITを利用した車両走行挙動に関する観測システムを用いて,道路網の交通サービスの質を多面的に評価し,サービス水準向上策の選定に資する総合的な診断評価システムの構築を試みた.バスプローブデータ等を用いて,所要時間信頼性の考え方に基づき,道路構造・運用,交通需要特性等の影響も加味した形で,サービス水準の評価方法を構築した.交通錯綜部のサービス水準診断・評価に,画像観測データを適用し渋滞発生メカニズムの解明法を提案するともに,交通シミュレーションの基礎モデルとして,車両間の多様性を考慮した追従モデルを構築した.本研究ではITを利用した車両走行挙動に関する観測システムを用いて,道路網の交通サービスの質を多面的に評価し,サービス水準向上策の選定に資する総合的な診断評価システムの構築を試みた.バスプローブデータ等を用いて,所要時間信頼性の考え方に基づき,道路構造・運用,交通需要特性等の影響も加味した形で,サービス水準の評価方法を構築した.交通錯綜部のサービス水準診断・評価に,画像観測データを適用し渋滞発生メカニズムの解明法を提案するともに,交通シミュレーションの基礎モデルとして,車両間の多様性を考慮した追従モデルを構築した.本研究では,車両走行挙動に関するITを利用した観測システムを用いて,道路交通ネットワークが提供するサービスの質を多面的に評価し,サービスレベルの向上に向けて,取り得る対応策を診断するための総合的な診断評価システムの構築を目指す.研究初年度の18年度は,以下に示す3つのサブテーマについて取り組んできた.[サブテーマ1]時間信頼性指標に基づくサービスレベル診断評価手法構築バスプローブデータを活用して所要時間分布の観測値を得て,所要時間信頼性の観点から,道路ネットワークとしてのサービス水準を評価するための方法論を構築してきた.バスプローブとしては直接観測されていない経路についても,所要時間分布の特性値(平均・標準偏差)を合成することにより,評価可能な方法論を開発してきた.そして,道路ネットワークとしてのサービス水準の低下を招いている可能性が高い,ODペアもしくは道路区間の特定を試みた.[サブテーマ2]道路リンクの構造・運用特性と提供サービスレベルの関係分析微視的視点からバスプローブデータについて分析し,道路リンクの構造特性・運用特性と,当該リンクにおける交通特性との関係性について分析を行った.リンク単位で走行速度の平均値・標準偏差等を変数として統計分析を行い,リンクをグループ分けするとともに,道路ネットワークのサービスレベルへの影響の観点から,各グループの意味づけを行った.[サブテーマ3]画像観測データを用いたノードレベルのサービス水準診断評価手法構築所要時間信頼性に関して,その交通処理能力が大きな影響を及ぼす可能性が高い交通錯綜部を抽出し,個々の車両の走行挙動に着目しつつ,当該交差点部の交通処理能力を評価するための基礎データを得ることを目的とする.初年度は,交通錯綜部の車両走行挙動をデジタルビデオカメラにより記録し,画像処理技術を用いて車両走行軌跡データを抽出した.本研究では,車両走行挙動に関するITを利用した観測システムを用いて,道路交通ネットワークが提供するサービスの質を多面的に評価し,サービスレベルの向上に向けて,取り得る対応策を診断するための総合的な診断評価システムの構築を目指す.研究2年目の19年度は,以下に示す3つのサブテーマに取り組んできた.[サブテーマ2]道路リンクの構造・運用特性と提供サービスレベルの関係分析サブテーマ1「時間信頼性指標に基づくサービスレベル診断評価手法構築」および本テーマの分析結果を総合的に考察し,時間信頼性の観点から見て,望ましい道路リンク/ブロックの構造・運用特性について明らかにした.[サブテーマ3]画像観測データを用いたノードレベルのサービス水準診断評価手法構築抽出した車両走行軌跡データを用いて,交通錯綜部における交通処理能力を評価した.走行軌跡データより交差点部における走行速度,交通流率をEdie(1961)の方法を応用して推定するとともに,渋滞発生時の衝撃波の伝播状況に基づき,交通錯綜部における交通処理能力の評価および交通処理能力の低下要因の把握を試みた.[サブテーマ4]発進遅れ・渋滞状態を考慮したミクロシミュレーションモデルの構築a)交通サービス水準の評価・診断結果に基づき,ネットワーク・リンク・ノードの各レベルで適切なサービス水準の改善施策を適用していくため,各種施策の効果を定量的に予測評価可能なミクロシミュレーションの構築を行った.とりわけ,サブテーマ3で得た車両走行軌跡データならびに原データとしての画像データをあわせ用いて,車両相互の錯綜状況について詳細に分析を行った.この分析結果を踏まえて,交通錯綜部における車両挙動モデルの構築を行った.本研究では,車両走行挙動に関する観測データを用いて,道路交通ネットワークが提供するサービスの質を多面的に評価し,サービスレベルの向上に向けて,どのような対応策をとるべきか診断するための総合的な診断評価システムの構築を試みてきた.車両挙動に関する観測データとしては,診断評価レベルの空間的な広がり,分析の詳細度に応じて使い分けることとなるが,基本的にはプローブカーによる車両走行データならびに交通流の画像観測データを用いてきた.20年度は,(1)交通錯綜・渋滞状態を考慮したミクロシミュレーションモデルの構築,ならびに,(2)道路交通サービス水準診断評価システム構築に関する基礎・実践的研究を行ってきた.(1)では,平成19年度に構築した交通錯綜下における車両挙動モデルを,ミクロ交通シミュレーションに組み込み,交通錯綜箇所およびその近傍における車両挙動・交通流動の詳述化を可能なシミュレーションの構築に取り組んだ.このシミュレーションモデルは,路肩の拡幅,車線運用の変更等,交通サービス水準の観点から見て小さな投資で確実な効果が得られる可能性が高い,各種の施策の効果を予測可能なシミュレーションとする.

(2)では18年度から3カ年にわたる研究成果を基礎として,GUI等を整備し,道路交通サービス水準診断評価システムとしてまとめ上げてきた.この診断評価システムを,実際にプローブデータが収集されている道路ネットワークに対して適用し,所要時間信頼性に基づくサービス水準の評価,サービス水準の悪化を招く要因の特定・診断,診断結果に基づくサービス水準改善施策の立案,およびミクロシミュレーションを用いた対策案の効果予測という一連の評価・診断プロセスを実施した.