hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒトゲノム多様性研究資材の開発

本研究計画では、アジアの中の日本という立場からアジアにおけるヒトゲノム多様性計画に資する「細胞・遺伝子レポジトリー」の確立を目指している。そこで、先ず、一般に汎用されているEBウイルスを用いた細胞株化をおこない、細胞とDNAのバンク化を開始する。次に、「安くて易い」汎用型細胞株化法の開発をおこなう。本研究の緊急性と現地の対応に鑑み、ヒトゲノム多様性ワークショップでノミネートされたアジア・オセアニアの稀少集団も対象とするが、各地域の主要な集団を対象にレポジトリーの作出をおこない、生命科学諸分野で活用できる人類共通の財産を目指した。(1)遺伝子試料の収集と細胞株の樹立:タイとインドネシアの集団について、細胞株化とDNA調製をおこなっている。現在1800株を得ている。(2)汎用株化法のマニュアルを作成し、試験的に公開して使い勝手のモニタリングをした。(3)供給体制の整備:集団を対象としたSNPのスクリーニング等に対応できるようDNA播種プレートの作成を試みた。(4)汎用性・低コスト化の視点からの細胞株化技術の改良:EBウイルスを用いた株化では、時価1検体あたり200ドルのところを100ドル前後までコストダウンできた。T細胞株化法を2つ確立した。B及びTリンパ球同時株化法については、ドナー細胞の調整中である。
走行安定性と曲線通過性能を両立する傾斜軸自己操舵台車の車両編成解析

本研究ではこれまで提案してきた,独立回転車輪を有する操舵台車の実現可能性を検討するため,車両運動シミュレーションと1/10スケールモデル走行実験装置を活用した走行性能評価を実施する.当該年度においては,1/10スケールの傾斜軸独立回転車輪を有する自己操舵台車(傾斜軸EEF台車)を設計・製作し,急曲線走行実験を実施した.走行実験では,半径1.5mの急曲線(実車換算で曲線半径15m)をスケールモデル車両が走行し,その時に発生する車輪・レールのアタック角を計測する.提案する傾斜軸EEF台車において,アッカーマンジオメトリを導入することで急曲線走行中のアタック角を低減でき,車輪のフランジ・踏面の極端な2点接触を回避できるため,車輪・レールの摩耗において優位であることを実験によって示した.また,曲線通過時の走行抵抗も大幅に低減できる.実験では,操舵系のヨーダンパの減衰係数が,曲線通過性能に及ぼす影響も明らかにした.これら研究成果は鉄道技術に関する国際会議Railways2018において発表をおこなった.また国内の学術講演会として日本機械学会交通・物流部門大会において発表し,優秀ポスター発表賞を受賞するなど,研究成果に対して一定の評価を得ることができた.これまでの研究により急曲線を低速で走行する場合の高い性能が示されたが,今後は比較的高速走行する場合の,軌道変位に対する振動特性の解明に着手する予定である.提案する台車構造を有する走行実験装置の設計・製作が完了し,当初の予定通り走行実験を行うことができた.得られた実験結果は,これまでの数値シミュレーション結果と同様に,提案する傾斜軸EEF台車が当初期待していた通りの曲線通過性能を有していることを確認した.得られた研究成果については,鉄道を専門とする国際会議や国内講演会において成果発表し,良好な評価を得ることができた.今後の研究の推進方法に関しては,当初の年度ごとの予定通りに研究を推進していく.具体的には,傾斜軸EEF台車の実験装置を活用し,車輪踏面形状を変化させた場合など,設計パラメータが走行性能の改善にどう関与するかを明らかにする.また,軌条輪装置を活用し走行安定性についても確認をおこなう.本研究ではこれまで提案してきた,独立回転車輪を有する操舵台車の実現可能性を検討するため,車両運動シミュレーションと1/10スケールモデル実験装置を活用した走行性能評価を実施する.当該年度においては,まず,提案する傾斜軸独立回転車輪を有する自己操舵台車(傾斜軸EEF台車)に関して,マルチボディ・ダイナミクスシミュレーションにもとづく,車輪・レール摩耗の低減効果について検討した.提案する傾斜軸EEF台車において,アッカーマンジオメトリを導入することで急曲線走行中のアタック角を低減でき,フランジ・踏面の2点接触を回避できるため,車輪・レールの摩耗において優位であることを示した.次に,スケールモデル走行実験装置として1/10スケール相当の曲線軌道,および試験車両の設計・製作をおこなった.特に車両については,一体輪軸・独立回転車輪輪軸・逆踏面式独立回転車輪輪軸の3種類を製作し,それらに適合した台車を設計・製作した.製作した車両に対して,走行実験を実施し,台車が曲線を通過する際のアタック角を計測することで基礎的な操舵性能の評価をおこなった.今年度の大きな成果は,曲線半径1.5mのスケールモデル曲線軌道を研究室内に敷設し,走行車両については,現実的な低床路面電車車両を想定した3車体連節構造を有する装置を製作し,基礎的な操舵性能評価をおこなった点である.これら成果については卒業論文としてまとめ,2018年度には複数の学会にて講演発表を予定している.また,現段階において,傾斜軸独立回転車輪の実験装置の設計が完了しており,この製作が完了したのちに,曲線走行実験と軌条輪試験装置を用いた走行安定性実験を実施する予定である.走行シミュレーションでは当初想定していた通り,提案する傾斜軸EEF台車が高い自己操舵性能を有していることがわかった.また,走行安定性についても優位性が証明された.当初計画では年度内にスケールモデル実験装置を完成させ,曲線通過性能や軌条輪を活用した走行安定性評価をおこなうつもりであった.しかしながら,傾斜軸EEF台車との比較対象として3方式の台車を製作することにやや時間をとられてしまい,目標とする傾斜軸EEF台車はまだ完成していない.しかしながら,2018年度前期に完成予定であるため,遅れを取り戻すことは可能と考える.本研究ではこれまで提案してきた,独立回転車輪を有する操舵台車の実現可能性を検討するため,車両運動シミュレーションと1/10スケールモデル走行実験装置を活用した走行性能評価を実施する.当該年度においては,1/10スケールの傾斜軸独立回転車輪を有する自己操舵台車(傾斜軸EEF台車)を設計・製作し,急曲線走行実験を実施した.走行実験では,半径1.5mの急曲線(実車換算で曲線半径15m)をスケールモデル車両が走行し,その時に発生する車輪・レールのアタック角を計測する.提案する傾斜軸EEF台車において,アッカーマンジオメトリを導入することで急曲線走行中のアタック角を低減でき,車輪のフランジ・踏面の極端な2点接触を回避できるため,車輪・レールの摩耗において優位であることを実験によって示した.また,曲線通過時の走行抵抗も大幅に低減できる.実験では,操舵系のヨーダンパの減衰係数が,曲線通過性能に及ぼす影響も明らかにした.これら研究成果は鉄道技術に関する国際会議Railways2018において発表をおこなった.また国内の学術講演会として日本機械学会交通・物流部門大会において発表し,優秀ポスター発表賞を受賞するなど,研究成果に対して一定の評価を得ることができた.

これまでの研究により急曲線を低速で走行する場合の高い性能が示されたが,今後は比較的高速走行する場合の,軌道変位に対する振動特性の解明に着手する予定である.提案する台車構造を有する走行実験装置の設計・製作が完了し,当初の予定通り走行実験を行うことができた.得られた実験結果は,これまでの数値シミュレーション結果と同様に,提案する傾斜軸EEF台車が当初期待していた通りの曲線通過性能を有していることを確認した.得られた研究成果については,鉄道を専門とする国際会議や国内講演会において成果発表し,良好な評価を得ることができた.今後の研究の推進方法に関しては,当初の年度ごとの予定通りに研究を推進していく.具体的には,傾斜軸EEF台車の実験装置の製作を完了し,急曲線走行時のアタック角等の観点から曲線通過性能を評価する.また,軌条輪装置を活用し走行安定性についても確認をおこなう.現段階のマルチボディ・ダイナミクスシミュレーションにおいても,車輪踏面形状の変更により,さらなる曲線通過性能向上と走行安定性向上の両立ができる可能性が示されている.そのため,車輪形状の設計手法についても検討をさらに深めていく.今後の研究の推進方法に関しては,当初の年度ごとの予定通りに研究を推進していく.具体的には,傾斜軸EEF台車の実験装置を活用し,車輪踏面形状を変化させた場合など,設計パラメータが走行性能の改善にどう関与するかを明らかにする.また,軌条輪装置を活用し走行安定性についても確認をおこなう.購入物品が多数の機械部品であるため,当初使用を予定していた額とはわずかに異なった.今後の使用計画としては,スケールモデル実験装置の部品,計測センサーの冶具類の購入費用に充てる.購入物品が多数の機械部品であるため,当初使用を予定していた額とはわずかに異なった.今後の使用計画としては,スケールモデル実験装置の部品,計測センサーの冶具類の購入費用に充てる.
器官特異的遺伝子発現システムを利用した高品位薬用資源植物の作製

高等植物の二次代謝能の活性化にかかわる細胞内情報伝達系構成因子のうち、GTP結合タンパク質をコードする遺伝子を単離し器官特異的に過剰発現させて、物質生産への応用の可能性を検討した。ヘテロ三量体Gタンパクのαサブユニット遺伝子は刺激に対して殆んど応答しなかったが、単量体GTPase遺伝子の一部は転写レベルが上昇し、これを根組織で発現させた組み換え植物の分泌活性が顕著に上昇することを見出した。高等植物の二次代謝能発現に寄与するheterotrimer型GTP結合タンパク質に関する知見を得る目的で、複合体のαサブユニットをコードしている遺伝子のクローニングと発現特性の解析を試みた。ニンジン幼植物体より調整したRNAから逆転写によって得たcDNAを鋳型として、RACE法によって1679塩基からなり383アミノ酸をコードした遺伝子(GeneBank accession number,EF095216)をクローニングした。この遺伝子がコードするタンパクのアミノ酸配列は、他の植物や動物、微生物などのheterotrimer型Gタンパクのαサブユニットと高い相同性を示し、また、ゲノムDNAを制限処理したサンプルについてサザンハイブリダイゼーション解析を行ったところ、2つの類似したGα遺伝子が存在している可能性が示された。更に、RT-PCRによる発現解析によって、本遺伝子はほとんどの外部刺激に対し転写レベルでの応答をしないものの、長期間にわたる塩ストレスに対してはネガティブな反応を示すことが明らかとなった。植物のheterotrimer型Gタンパク質は他の真核生物と同様に多くのシグナル伝達に関連していることが示されている。しかしながら、今回得られた結果、すなわちGα遺伝子のコピー数が極めて少ないことおよび外部刺激に対する転写レベルでの応答性が希薄なことを考慮すると、高等植物の情報伝達系ではこのタイプのGタンパクは特異性の低いmediatorあるいはamplifierとして機能しており、標的となるエフェクターや最終的な細胞内イベントを決定する役割を担っているのは、カスケード下流にあるmonomer型Gタンパクやキナーゼ類などである可能性が示唆された。高等植物の二次代謝能発現に寄与することが期待されるmonomer型GTP結合タンパクのうちRac/Rop型GTPaseに関する知見を得る目的で、これをコードしている遺伝子のクローニングと発現特性の解析を試みた。ゴマノバグサ科植物であるScoparia dulcisの幼植物体を材料としてRACE法により2種類のGTPase遺伝子(Sdrac-1並びにSdrac-2、GenBank AccessionNo., FJ159428, FJ1550362)をクローニングし、その全長の配列を決定した。それぞれのORF部分をプローブとしてサザンプロット法によりS. dulcisゲノム中の当該遺伝子の構成を確認したところ、いずれの場合も一つのメインシグナルと共に2-3個の弱くハイブリダイズするシグナルが検出されたことから、S. dulcisのRac/Rop様GTPaseはmulti-gene familyを形成していることが考えられた。数種類の異なった外部刺激に対するSdrac-1、Sdrac-2の発現変化をRT-PCRによって解析した結果、どちらの遺伝子もmethyl jasmonateやエチレン刺激に対して顕著な転写活性の増加が見られたのに対し、Caイオノフォア処理には応答しないことが示された。これらの結果から、S. dulcisの細胞内伝達カスケードの中でSdrac-1、Sdrac-2がコードするRac/Rop型GTPaseは、プライマリーな外部刺激物質の受容と二次メッセンジャーであるCaレベルの上昇との間にある何らかのプロセスで転写活性の上昇を伴って機能している可能性が示唆された。
多様な学習歴を活かした工学系高度専門職業人養成カリキュラムの開発

本研究課題は,工学分野における課題探求能力(社会のニーズをとらえ,深い洞察と科学の理解に基づいたアイディアを提案し,現実の「もの」として具現化する能力)と国際的競争力を持つ人材育成カリキュラムの提案を目的としている。社会のニーズの把握には幅広く国内外の社会を見る「教養」が,アイディアの提案には「専門・一般科学」が,「もの」を具体化する能力には「工業的技能」が必要とされるが,高校普通科から大学に進学した者は「教養」「一般科学」において優れるものの「工学的技能」においては劣り,工業高校から進学した者や工業高等専門学校からの編入生はその逆の特性を持つ。そこで,異なった学習歴を持つ学生がその特性を発揮しつつ,自らの課題探求能力を育成する工学教育システムの開発を目的とし,ドイツを中心に諸国との国際比較研究を行うと共に,これらの国々の現状を調査している。平成30年度は,ドイツの大学との間で繰り返し打ち合わせを行うと共に,韓国の海洋大学校からも講師をお招きして韓国における工学教育についてご講演をいただいた。また、関連する工学教育の国際比較のため、第7回アジア工学教育国際会議(7th Asian Conference on Engineering Education 2018)を開催し、マレーシアのサバ大学からも講師をお招きしてご講演をいただくとともに、情報交換、情報共有を行った。そして,これらの活動で本学を訪問した学生と本学学生の交流も進めた。また,国内外の工学教育に関係する学会にて情報収集と発表を積極的に行うと共に,ダイバーシティ教育の観点からも検討を加え,特にドイツと日本並びに東アジアと日本の工学教育の類似点並びに相違点について調査した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本申請課題は,工学分野における課題探求能力(社会のニーズをとらえ,深い洞察と科学の理解に基づいたアイディアを提案し,現実の「もの」として具現化する能力)と国際的競争力を持つ人材育成カリキュラムの提案を目的としている。そこで,異なった学習歴を持つ学生がその特性を発揮しつつ,自らの課題探求能力を育成する工学教育システムの開発を目的とし,ドイツ及び欧米諸国との国際比較研究を行うと共に,国際化に関しての先進国であるこれらの国々の現状を調査している。平成26年度は,ドイツの大学との間で繰り返し打ち合わせを行い,アンケート調査の内容を検討し,実際にいくつかの大学から回答を得た。また,ドイツと日本の工学教育の類似点並びに相違点について調査し,国際会議等で報告した。平成27年度は,ドイツの大学との間で繰り返し打ち合わせを行い,アンケート調査の内容を検討し,実際にいくつかの大学から回答を得た。また,国際外の工学教育に関係する学会にて情報収集を行うと共に,ダイバーシティ教育の観点からも検討を加え,特にドイツと日本の工学教育の類似点並びに相違点について調査した。申請者らはこれまでから,工学教育に関してドイツと日本並びにその他の欧米諸国と日本の比較研究を行ってきている。2年度目の本申請課題では,具体的な工学教育の方法の違いを明らかにするためのアンケート調査項目の検討を進めるとともに,ドイツ・マグデブルグ大学を訪問し聞き取り調査を行った。また,ドイツ・マグデブルグ大学から工学系の教育研究者でもある学長並びに関係する教職員を招聘し,工学教育に関する打ち合わせを行うと共に,学生を留学生として派遣並びに受け入れ,新潟大学の工学系学生との学びの方法の共通点並びに相違点について比較調査した。本申請課題の代表研究者である佐藤孝が,新潟大学において新たに「国際教養副専攻プログラム」をスタートさせ,グローバル化された社会における工学教育への展開について検討を開始した。これらの結果については,これまでの研究成果と合わせて既に国内外の会議などで発表を開始している。

社会のニーズの把握には幅広く国内外の社会を見る「教養」が,アイディアの提案には「専門・一般科学」が,「もの」を具体化する能力には「工業的技能」が必要とされるが,高校普通科から大学に進学した者は「教養」「一般科学」において優れるものの「工学的技能」においては劣り,工業高校から進学した者や工業高等専門学校からの編入生はその逆の特性を持つ。そこで,異なった学習歴を持つ学生がその特性を発揮しつつ,自らの課題探求能力を育成する工学教育システムの開発を目的とし,ドイツ及び欧米諸国との国際比較研究を行うと共に,国際化に関しての先進国であるこれらの国々の現状を調査している。平成28年度は,ドイツの大学との間で繰り返し打ち合わせを行うと共に,スタンフォード大学からも講師をお招きしてアメリカにおける工学教育についてご講演をいただくとともに、新潟大学工学部が採択された平成28年度大学の世界展開力強化事業採択プログラム「メコン諸国と連携した地域協働・ドミトリー型融合教育による理工系人材育成」の関係で新潟大学工学部を訪問してくださったメコン諸国の研究者とも情報交換を行った。また,国内外の工学教育に関係する学会にて情報収集を行うと共に,ダイバーシティ教育の観点からも検討を加え,特にドイツと日本並びに東アジアと日本の工学教育の類似点並びに相違点について調査した。申請者らはこれまでから,工学教育に関してドイツと日本並びにその他の欧米諸国と日本の比較研究を行ってきている。3年度目の本申請課題では,具体的な工学教育の方法の違いを明らかにするためのアンケート調査項目の検討を進めるとともに,ドイツ・マグデブルグ大学からの訪問者との間で長時間に亘って打ち合わせを行った。そして,これまでに得られた知見を基に,東アジア地区の工学教育に関する国際会議において発表するとともに様々な観点からの工学教育に関する情報交換を行った。本申請課題の代表研究者である佐藤孝は,新潟大学教育・学生支援機構グローバル教育センターのセンター長となり,全学の立場からグローバル化された社会における大学教育について検討を加えることとなったが,分担研究者を中心に工学教育のグローバル化の展開については検討を継続している。これらの結果については,これまでの研究成果と合わせて既に国内外の会議などで発表している。特に,上記の東アジア地区の工学教育に関する国際会議(Asian Conference on Engineering Education 2017)において,申請者らの発表がBest Paper Awardを受賞した。本研究課題は,工学分野における課題探求能力(社会のニーズをとらえ,深い洞察と科学の理解に基づいたアイディアを提案し,現実の「もの」として具現化する能力)と国際的競争力を持つ人材育成カリキュラムの提案を目的としている。そこで,異なった学習歴を持つ学生がその特性を発揮しつつ,自らの課題探求能力を育成する工学教育システムの開発を目的とし,ドイツを中心に諸国との国際比較研究を行うと共に,これらの国々の現状を調査している。
アンコ-ル栽培における生産安定技術の確定について

アンコ-ルを施設栽培してゆく上での問題点として、1)樹上でのコハン症の発現、2)無核化(種子数の減少)そして、3)隔年結果を防止し毎年安定した収量をあげる。以上の3点が解決されればアンコ-ル栽培における生産安定技術は確立できることになる。第1の樹上でのコハン症発現が、生産される果実の70%にも認められている。この原因が高温障害であることを明らかにした。すなわち、果実温度が38°C以上になると発現する。防止対策として、施設のア-チ部に被覆資材を用いるか、陽光部の果実を摘果することによってコハン症の発現防止方法を確立した。次にアンコ-ルの無核化について、アンコ-ルでは1果当り平均30個の種子がある。しかし、7月に開花する二次花には種子がないことを本研究所で見いだした。そこで、4月の開花期に7月と同じ温度条件に施設内をすることにより、すなわち、施設内の夜温を25°Cに保つ事によって、種子数を1果当り78個に減させる技術を確立した。最後に残された問題として、隔年結果性がある。今まで、アンコ-ルは10a当りの収量が平均で3000Kg以下である。収量が3000Kg以上になれば、農家経営は安定したものとなる。隔年結果性の問題を解決するために、結果枝と次年度の結果枝(すなわち、果実の成っていた枝と果実の成っていない枝)について、着花状態を調査した。果実の成っていなかった枝ではほとんど100%着花を見たが結果枝では75%でしかも有葉花が非常に少なかった。すなわち、摘果によって結果枝と不結果枝を作ることにより連年安定した生産を得ることができる。また摘果時期も果実の直径が1cmになる7月15日から8月15日に行うと良いことも明らかにした。さらに、光合成能力を測定した結果、アンコ-ルではウンシュウミカンに比較して、その能力は約2/3と劣っていた。しかし、施設内を過湿に保つことによって光合成能力を約2倍に高めた。
都市計画制度の弾力的運用と地方創生―戦前町村都市計画の解明

1933(昭和8)年に都市計画法が改訂された後の「町村都市計画」の実態については、未だ不明な点が多い。この時期には地方の小都市(町村)に法を適応できたが、それまでの法定都市計画の方法を受け継ぎつつも、地方の意図を弾力的に反映していた可能性がある。すなわち、小さな都市の開発が、国の指導による標準化ではなく、多様な独自性を発揮する方向へ進んだのではないか。地方都市が自らの意志で「地方創生」の努力をした多様な実態は、未だ不明なところが多い。本研究では、この制度を明確に把握するとともに、そのもとで実現した多様な基盤形成のケーススタディにより、それぞれの戦略と類型を明らかにすることを目的とする。
慣性力と強制変位を同時に受ける配管系の地震応答に関する研究

本研究は、加振台を用いた加振実験と数値解析の2つの流れで進められた。加振実験では、フランジ部を部分的に評価するために配管試験体を製作した。直管部にフランジ部を設け、配管の右端は床に設置した架台に固定し、左端は加振台の上に設置た架台に固定した。そして、管直角方向に強制変位入力、管軸方向に地震波入力を同時に行った。加振台は油圧のアクチュエータにより作動し、変位入力による制御を行っている。したがって、入力波は、地震波の変位波形に強制変位入力を加えることにより、慣性力と強制変位を同時に実現することが可能である。フランジボルトは塑性変形せさることを考慮し、外径が細くなる部分を設けた。そして、加振実験を行い、フランジ部に作用するモーメントやモーメントの回転中心の位置、フランジボルトに生じる歪みを調査した。その結果、強制変位によってフランジに生じるモーメントと慣性力によって生じるモーメントを分離して考えられることがわかった。数値解析では、フランジ-配管系を簡単な力学系にモデル化し、フランジボルトもバネ要素としてモデル化した。ボルトの塑性変形は弾塑性モデルとしてよく用いられているバイリニアー形とした。このモデルに加振実験にて詳細に得られた結果、特に回転中心を導入し、数値シミュレーションを行った。そして、計算により得られた結果と実験により得られた結果を比較し、モデル化やフランジ部をシミュレーションに導入する方法の妥当性を検証し、本研究で用いた方法が耐震設計に適用しうるものであることを明らかにした。以上が本研究の大まかな流れであったが、平成9年度は、試験体の設計とモデル化、そして、フランジ部をシミュレーションに導入する方法の構築と数値計算を行い、加振実験を行うための基礎データの蓄積までを行った。平成10年度は加振実験およびシミュレーションモデルの妥当性を検証した。本研究は、加振台を用いた加振実験と数値解析の2つの流れで進められる。加振実験では、フランジ部を部分的に評価するための配管試験体を製作する。直管部の中央にフランジ部を設け、配管の右端は床に設置した架台に固定し、左端は加振台の上に設置た架台に固定する。そして、管と直角方向に地震波入力と強制変位入力を同時に行う。したがって、入力波は、地震波の変位波形に強制変位入力を加えることにより、慣性力と強制変位を実現することが可能である。フランジボルトは塑性変形せさることを考慮し、外径が細くなる部分を設ける。そして、振動試験を行い、フランジ部に作用するモーメントやモーメントの回転中心の位置を詳細に把握する。数値解析では、フランジ-配管系を簡単な力学系にモデル化し、フランジボルトもバネ要素としてモデル化する。ボルトの塑性変形は弾塑性モデルとしてよく用いられているバイリニアー形とする。このモデルに振動試験にて詳細に得られた結果、特に回転中心を導入し、数値シミュレーションを行う。そして、計算により得られた結果と試験により得られた結果を比較し、モデル化やフランジ部をシミュレーションに導入する方法の妥当性を検証し、本研究で用いた方法が耐震設計に適用しうるものであることを明らかにする。以上が本研究の大まかな流れであるが、平成9年度は、試験体の設計とモデル化、そして、フランジ部をシミュレーションに導入する方法の構築と数値計算を行い、振動試験を行うための基礎データの蓄積までを行った。
肋間・腰動脈結紮による脊椎周囲組織の側副血行発達と新たな脊髄虚血保護戦略の研究

本研究では脊髄血流を減少させない程度に一部の肋間・腰動脈を結紮する前処置を行い、脊椎周囲組織の側副血行の発達を促すことで、脊髄虚血保護が得られるか検討した。ウサギの肋間・腰動脈を1本または2本結紮した際、脊髄血流量は大きく変化せず、対麻痺も生じなかった。肋間・腰動脈を1本または2本結紮したウサギを用いて、腹部大動脈を15分間遮断すると対照群と同程度に脊髄血流量は低下し、脊髄虚血保護効果は認めなかった。平成26年度は、肋間・腰動脈閉塞時の脊髄ならびに脊椎周囲組織の血流変化の確認するためのモデルの作成を行った。最初に肋間・腰動脈のクリッピング法の確立を目指した。当施設で以前から用いているウサギによる脊髄虚血モデルを応用した。ウサギの左側腹部を切開し、経後腹膜アプローチで腎動脈前後の大動脈を露出した。開創部を少し拡大すると腎動脈の走行とは反対側(背側)に向かう小動脈が存在し、これが肋間または腰動脈であると確認した。創部の大きさやウサギの個体差にもよるが13本の小動脈が可視範囲内に確認でき、サージカルクリップを用いて結紮することが可能であった。クリッピングしたのち閉創し、麻酔から覚醒させ対麻痺の確認をしたところ、5羽で施行し対麻痺は生じなかった。従ってこの方法で対麻痺は生じさせず、脊髄血流並びに脊髄周囲血流を減少させる可能性のある脊髄血流減少モデルは確立できた。次に脊髄並びに脊髄周囲組織の血流変化を測定する方法を検討した。全身麻酔下にウサギの背部を切開し、第6腰椎の椎弓切除を行い、脊髄上と脊椎傍筋組織内にレーザー血流計プローベを留置する方法を考えた。脊椎傍筋組織内に測定プローベを挿入することは、既存の方法である注射針の中にグラスファイバー測定プローベを挿入することで容易であったが、脊髄上に測定プローベを挿入し脊髄血流を測定することは困難を極めた。試行錯誤の上、細く切ったアルミ箔の下面にグラスファイバー測定プローベを接着し、それを椎弓間から慎重に挿入することで測定可能であることを見い出した。これらの測定プローベを抜去したのち閉創し麻酔から覚醒させ、脊髄損傷を生じていないことを確認した。この二つの方法を組み合わせて肋間・腰動脈の結紮並びに大動脈遮断時の脊髄ならびに脊椎周囲組織の血流変化を観測できるモデルが作成できた。平成27年度はレーザー血流計(オメガウェーブ社製)を購入し、前年度作成したモデルを用いて肋間・腰動脈結紮時の脊髄ならびに脊椎周囲組織の血流変化を観測し、その1週間後に一過性脊髄虚血を作成し脊髄虚血保護効果があるか確認する実験を行った。全身麻酔下にウサギの左側腹部を切開し、経後腹膜アプローチで腎動脈前後の大動脈を露出し、背側に走行する1本または2本の肋間・腰動脈をサージカルクリップで結紮した。その際血圧や体温を一定の範囲にコントロールした上で、第5腰椎傍筋組織に穿刺したレーザー血流計プローベと第6-7腰椎間から第5脊髄上に挿入したレーザー血流計プローベで、肋間・腰動脈結紮前後での脊椎傍筋組織と脊髄の血流変化を測定した。閉創の後麻酔から覚醒させ、脊髄上に挿入したレーザー血流計プローベによる神経傷害が無いことを確認した。1週間後に再度左側腹部を開創し、15分間の腎動脈下大動脈遮断を行い、一過性脊髄虚血を作成した。その後閉創し全身麻酔から覚醒させ、7日間後肢運動機能を観察し、虚血再灌流7日目に全身麻酔下に灌流固定を行って脊髄標本を取り出し、脊髄前角細胞数を示標に病理組織学的評価を行った。現時点まで結紮する本数、場所を確認しながら(肋間・腰動脈が分岐する位置や本数に個体差があるため4群に分けている)11羽のウサギで肋間・腰動脈結紮時の血流変化と脊髄虚血保護効果の有無と結紮位置・本数との関連を検討している。予定通り肋間・腰動脈結紮による脊髄虚血保護の研究は行えているが、個体差による群分けを行っている関係で当初の予定より多くの実験個体が必要となっているため、平成28年度も引き続き実験を継続する予定である。前年度から継続して肋間・腰動脈を1本または2本結紮して、側副血行路発達による脊髄保護効果の検討を行った。脊髄虚血7日前、全身麻酔下に家兎の側腹部を切開し後腹膜経路で肋間・腰動脈を1本または2本サージカルクリップで結紮し、腎動脈下の大動脈に脊髄虚血用のテーピングを行い留置した。対照群は肋間・腰動脈は結紮せずにテーピングのみ行った。全例この処置後に下肢麻痺などの合併症は認めなかった。脊髄虚血実験時には、全身麻酔下にまず腰部を切開し第6腰椎棘突起を切除後、第5/6腰椎間から脊髄血流量測定用プローベを挿入した。また腰椎近傍組織(主に筋肉)の血流量を測定するためのプローベも留置した。その後前処置で切開した側腹部を開創し、脊髄虚血用のテープを確保し、それを用いて大動脈を15分間血流遮断した。

上半身、下半身の血圧、体温(食道温、傍脊柱温)、血液ガス分析による動脈血酸素分圧、二酸化炭素分圧を測定し、経時的な脊髄血流量、腰椎近傍組織血流量を記録した。大動脈遮断解除後閉創し、全身麻酔から覚醒させ、その後7日間後肢運動機能を観察し、虚血再灌流7日目に灌流固定を行い、脊髄組織標本を取り出し、病理組織学的検討を行った。肋間・腰動脈を結紮した家兎では、下肢麻痺が殆どなく、脊髄前角の運動神経細胞も保たれた個体も認め、側副血行発達による脊髄保護の可能性も考慮されたが、対照群と比較し肋間・腰動脈1本結紮群、肋間・腰動脈2本結紮群ともに統計学的有意差を認めなかった。また脊髄血流は大動脈を遮断することで前値の10%程度になることが分かった。家兎において肋間・腰動脈結紮による脊髄虚血は生じず、大きな悪影響がないことが判明したが、同時に側副血行路形成も容易ではないことが分かった。脊髄虚血保護に至る側副血行路形成には更なる研究が必要と思われた。本研究では脊髄血流を減少させない程度に一部の肋間・腰動脈を結紮する前処置を行い、脊椎周囲組織の側副血行の発達を促すことで、脊髄虚血保護が得られるか検討した。ウサギの肋間・腰動脈を1本または2本結紮した際、脊髄血流量は大きく変化せず、対麻痺も生じなかった。肋間・腰動脈を1本または2本結紮したウサギを用いて、腹部大動脈を15分間遮断すると対照群と同程度に脊髄血流量は低下し、脊髄虚血保護効果は認めなかった。当初上記モデルを完成させ、実際の脊髄や脊髄周囲血流の変化を測定し始めている予定であったが、脊髄血流を測定する方法が困難で、測定できないレーザー血流計を購入するわけにはいかず、複数社にデモンストレーションをお願いし試行錯誤した関係で、時間がかかり予定の段階まで進行しなかった。しかしこの部分はこの研究の非常に重要な部分なので、ここがクリアできたので後は予定通り進行できると考えている。現時点では一群n=5(全部で4群)の個体数を目標に実験を進めている。脊髄虚血保護効果が認められれば、その機序は肋間・腰動脈結紮による側副血行の成長と考えているので、レーザー血流計で脊髄や脊椎周囲の血流が増加していないか測定したり、組織標本にて顕微鏡下に血管径を測定したり、血管数を数えたり組織学的検討を行う予定である。もし脊髄保護効果が現在の肋間・腰動脈結紮部位では認められなければ、結紮する肋間・腰動脈の部位を変更し、脊髄上に留置したレーザー血流計プローベにて効果的な部位を検索する予定である。麻酔科学家兎を用いて、脊髄ならびに脊椎周囲組織の血流変化を確認するため全身麻酔下に背部を切開し、第6腰椎の椎弓切除を行い、脊髄上と脊椎傍筋組織内にレーザー血流計プローベを留置する。その上で脊髄虚血モデルと同様に側腹部から切開し、経後腹膜アプローチで腎動脈前後の大動脈を露出する。背側に向かう肋間・腰動脈も露出出来るので、血圧、体温を一定にして1本または2本の肋間・腰動脈をクリップにて閉塞し、その前後で脊髄と脊椎傍筋組織の血流量の変化を計測する。その後閉創し麻酔から覚醒させ、対麻痺を来していないか確認する。脊髄の血流量が低下する場合や対麻痺を来すような場合は、閉塞する肋間・腰動脈の数を減らして対応する。次に経時的な血流変化を調べるため、新たに家兎を用いて、肋間・腰動脈閉塞1日後、3日後、5日後、7日後に、全身麻酔下に脊椎周囲組織に針状の血流プローベを穿刺し血流量を測定する。この時、血圧、傍脊柱温をモニタし、一定の範囲内にコントロールする。また血流プローベを同じ部位に穿刺すると創傷治癒や炎症反応により血流量が増加するといけないので少し場所をずらしつつ行う。上記の変化を組織学的に評価するため、組織標本にて顕微鏡下に血管径を測定したり、血管数を数えたりし観察する。これらの検討は、脊髄虚血の本実験が上手くいかない時を想定し、閉塞させる本数や場所や期間を変えて評価する計画である。
LED照明による視覚疲労-快適な一般照明としての使用法確立に向けて-

従来、一般照明用光源として使用されてきた蛍光ランプとLEDとを比較し、オフィスでのVDT作業による視覚疲労に与える影響、および集合住宅占有部廊下の視環境を評価した。VDT作業による視覚疲労は、二種類の生理指標ならびに主観申告により評価したが、いずれの光源種類、照度条件でも有意差はなかった。集合住宅占有部廊下の視環境については、明るさ感、明るさむら、まぶしさとも、蛍光ランプとLEDとで有意な差はなかった。オフィスにおける照明用エネルギーは、全消費エネルギーの約25%を占めており、その削減が喫緊の対策として求められている。白色LEDの実現により、LEDの一般照明としての利用が期待されてはいるものの、その分光特性による視覚影響についてはあまり検証されていない。本研究課題では、新規一般照明用光源の代表例としてLEDを取り上げ、従来、一般照明用光源として使用されてきた蛍光ランプとの分光分布の違いがVDT作業による視覚疲労に与える影響について、被験者実験を行い検討した。視覚疲労は、焦点調節応答時間と臨界融合頻度の二つの生理指標ならびに疲労に関する自覚症状の主観申告により評価した。実験条件は、光源の種類3条件(昼白色蛍光ランプ,昼白色LED,電球色LED)、机上面照度2条件(3501x, 7001x)の組み合わせ6条件とし、被験者6名は各条件3回ずつ体験し、評価を行った。今回検討したLEDについては、VDT作業前後での焦点調節応答時間の変化率、臨界融合頻度の変化率とも蛍光ランプとの有意差は確認されなかった。また、疲労に関する訴え、光環境の評価についても、光源の種類や設定照度による違いは明らかにならなかった。今回の実験では、労働省(現厚生労働省)ガイドラインに基づき、1時間以内の作業負荷による視覚疲労について検討したが、実際には、一連続のVDT作業時間は平均2.2時間との調査結果もあり、今後、長時間労働による視覚疲労や長期間の曝露による影響についても確認する必要がある。日本でも白熱電球の生産が今後中止されるなど、一般照明用光源は、今後大きく変化することが予測される。LEDは既に一般照明としての利用が見られ、電球型LEDも市販されており、一般住宅でも使用され始めている。住宅でのCO_2排出量のうち、照明によるものは約11%と言われており、照明用消費電力の削減が求められる。消費電力削減の方法の一つに従来の照明用光源のLEDによる代替が挙げられるが、一般照明として用いる際に、LED最大の特徴「小型」「狭角配光」であることによるグレアや明るさむらが懸念される。そこで本研究では、集合住宅専有部内の廊下を想定した実大実験室にて、各種光源を用いた場合の照度測定ならびに被験者実験を行い、白熱電球、電球型蛍光ランプにLEDが代替可能か否か、それらの視環境を比較評価した。照度測定は床面ならびに歩行者の目線高さについて、廊下全体の照度分布を測定した。結果、LEDでも従来光源と変わらない均斉度を確保することはできた。しかし全光源について、従来の照明計画法によると、廊下のような狭小空間では、JIS照度基準よりも過剰な照度設定となることがわかった。また被験者実験では、各光源での明るさ感、明るさむら、グレアに関して評価を行った。被験者には、若齢者だけでなく中高齢者も被験者に用い、年齢による視環境評価の違いについても検討した。結果、集合住宅専有部の既設照明部にLEDを用いた場合も、従来の照明環境とほとんど評価の違いはなく、LED置き換えにより年間の消費電力は約254kWh、CO_2排出量にして約141kgを削減できる試算結果となった。
超高画質ディジタルシネマのためのヒューマンプロセッサ型撮像方式の研究

単板型カラーイメージセンサーは人間の網膜と良く似た構造をしている.受光面に赤,緑,青の色フィルタが塗布された光電変換素子が稠密に配列されている.近年,撮像素子の多画素化に伴い1つの光電変換素子の受光面積は減少する傾向にあるが,受光面積の縮小は相対的には雑音成分の増加を意味し,現在ダイナミックレンジの減少が問題になりつつある.一方,超高画質ディジタルシネマの撮影に利用可能な撮像素子は2000万画素程度の空間解像度,秒60コマ程度の時間解像度が必要とされている.レンズ系を考慮すると,巨大な撮像素子の利用は困難であり,より受光面積の縮小された撮像素子の開発が必要である.デバイス製造技術の進歩によりこの撮像素子の製造が可能になりつつあるが,この撮像素子から得られる映像信号はノイズに埋もれたものとなる.ノイズに埋もれた映像信号の中から高精細な映像を獲得するためには,人間の視覚機構で行われているような高度な画像処理機構を組み込んだ撮像方式の実現が不可欠である。本研究課題では,人間の網膜のような構造,すなわち,単板構成のイメージセンサー,画素面積を縮小して稠密に配列(信号対雑音比よりも空間解像度を優先),三色以上の多色カラーフィルタを利用,の構造・仕様を有するイメージセンサーを前提とし,撮影された画像をヒトの視覚系のように超高品質な画像へと加工合成可能な柔軟な画像入力方式を実現するための,撮像方式と信号処理技術の開発を行った。また,.このようなインテリジェントな信号処理手法や画像処理法の適用を前提としたイメージセンサーの構造・仕様をその用途に応じて設計する手法の検討を行った。(1)ヒューマンプロセッサ型イメージセンサーシミュレータの開発レンズ系,異常屈折光を利用した光学的LPF,ゼラチンカラーフィルタのスペクトル特性,光電変換感度のスペクトル特性,ショットノイズ特性,受光素子形状とその配置,光電変換出力信号の読み出し方式,指定された色分解能及び空間解像度の画像合成法などを精密に模擬し,撮像対象のシーン記述から出発し,指定された仕様のヒューマンプロセッサ型イメージセンサーで撮像した際の撮影再構成画像をコンピュータ合成するヒューマンプロセッサ型イメージセンサーシミュレータを研究室所有のワークステーション上に開発した。イメージセンサーシミュレータを用いることにより,現在ディジタルスチルカメラやビデオカメラ等で用いられているRGB色フィルタを使用したカラーイメージセンサーをはじめとして、シリコンの深さ方向でRGB各色信号の減衰率が異なる性質を利用したダイレクトイメージセンサーなど、各種のイメージセンサーの撮像特性を実際の撮像デバイスを試作することなく評価・検討することが可能となった。(2)用途に応じたヒューマンプロセッサ型イメージセンサーの仕様設計法の確立と超高品質画像の加工合成法の開発(1)で開発したヒューマンプロセッサ型イメージセンサーシミュレータを用いて,各用途に特化したカラーフィルタの組み合わせ,ダイレクト撮像方式の色バンドの数、受光素子の空間的配置,デモザイキング手法(モザイクされた各色成分画素配列を補間してフル空間解像度のカラー画像を生成する手法)などの最適化を行なった。また、近い将来利用可能となる各種イメージセンサーの長所と問題点を明らかにするとともに、このような要求性能を満たすヒューマンプロセッサ型イメージセンサーの仕様設計法を検討し,さらにイメージセンサーの性能を極限まで引き出すことが可能な超高品質画像の加工合成法の検討を行った。ヒューマンプロセッサ型イメージセンサーのためのインテリジェント信号・画像処理手法の開発現在,画素面積が5μm^2よりも更に小さなCMOSイメ-ジセンサーが実現されつつあるが,このように画素面積の小さな撮像素子から得られる画像信号中にはショットノイズが相当量含まれている.画像では輝度や色度などの特異な微分幾何学的構造が視覚的に重要な意義を有している.

従って,ノイズを含む映像信号の中から画像の特異な微分幾何学的構造を抽出・保存し,あるいは適切に変換可能な処理方式が必要である.しかしながら,このような処理は従来の線形システム,あるいはこれまで経験的に発見されてきた非線形システムで達成することは不可能である。本研究課題では,非線形時間発展方程式に基づく新たな非線形信号・画像処理理論を構築しつつ,以下に示すような具体的な処理方式を提案し,昨年度開発したヒューマンプロセッサ型イメージセンサ-シミュレ-タを用い,それによって実現されるインテリジェント画像入力機能の性能評価を行なった。1.時空間分解能の自在変換法画像品質を劣化させることなく,シームレスかつ連続的に時空間分解能を変換する画像処理手法を開発した.2.各種要因によって劣化したセンサー出力からの超高品質画像の修復・復元法光量不足,焦点ぼけ,動きぼけ,ハイライト,ハレーション,カメラブレなどの様々な要因によって劣化した入力映像から,超高品質な映像を再構成するための画像処理手法を開発した.3.色順応・明度順応を実現する入力画像変換法入力画像から,照明光の照度,反射率,鏡面反射成分などを分離推定する手法を開発し,これらに基づいてヒトの視覚系以上の色調整機能,明度調整機能を実現した.
新機軸に基づく動的ポートフォリオ選択問題の理論的研究とその応用

三浦は、順位を用いたポートフォリオの理論と実証研究を行なった。順位を使ったポートフォリオの特性を調べるために最も本質的と思われる、株式の規模効果過程の数値計算を市場データを用いて試みている。この研究と同時に、銘柄間の順位ではなく、個々の銘柄の時間経過の中で時間区間における特定の時刻においてその時点の価格が他時点の価格と比べてどういう順位を示すかを数学的に扱い、それに基づいて、新しいエキゾチックオプションのひとつと言えるコリドーオプションを考案して確率分布を導いた。中村は、確率微分効用理論に基づく証券の発行体と投資家間の最適リスク移転問題を研究し、その最適解が前向き-後向き確率微分方程式の適合解で特徴付けられることを示した。長山は、Black-Scholesモデルを用いて,モデルリスクヘッジの有効性を数値実験し,良く知られたベガヘッジオペレーションでは,必ずしも有効に機能しないことを確かめ,その原因を考察した。それを考慮に入れて,別のヘッジオペレーションまたは,モデルリスクヘッジに利用できる新種のデリバティブを考案することによって,発表に値するような研究につなげたい。上村は、部分情報下における最適消費問題に関して、解が存在するための十分条件を導出した。これまで,HJB方程式の解が値関数になるための条件の議論は、されたとしても消費を考慮しない場合など部分的に扱ったものが多かったが、本研究では消費を考慮した形で十分条件を導出した。また、数値計算に付すために解の確率的表現も与えた。再帰的効用の動学的確率変動版である確率微分効用理論に基づく最適ポートフォリオ・消費選択問題を研究し、平成17年度は以下のような研究成果を挙げた。確率的最大原理より導かれるその最適解は、前向き-後向き確率微分方程式(FBSDE)の解で特徴付けられるが、その解を求めるための2つの数値計算法への貢献である。一つめは、FBSDEを離散近似する際に、ファイナンスで確立されている格子法を用いたもの、2つめはFBSDEに付随して現れる準線形偏微分方程式を解く4段階数値計算スキームを工夫したものである。その他、下方リスクを考慮した確率微分効用理論に基づく最適ポートフォリオ・消費選択問題の研究や、最適リスク移転問題、レジームシフトがある資産、証券に対する同様の最適化問題を研究した。株式市場において、各銘柄の市場総額の大きさの順位を利用してポートフォリオを作るストカスティックポートフォリオ理論の特性を理論的に把握した。それは、いわゆる規模効果(規模は市場総額を指す)を利用している点が本質的である。しかし規模効果についてはよく語られてきたがそれをポートフォリオ構成の仕方に取り入れるにはこれまで感覚的なものであったように思われる。ストカスティックポートフォリオ理論では、規模効果の取り入れ方を市場総額順位の関数を導入し、その関数値をポートフォリオ投資比率とする数学的に明示的な形で表現している。さらに数理的にこのようにして作ったポートフォリオの価額が、通常の平均分散アプローチによる市場総額比率を利用するいわゆる市場ポートフォリオよりも確率1で大きくなることを示している。ここで重要になるのは、次期の順位を推定できるかという問題である。この理論的把握を市場データ上で確認するために、また順位の推定方式を探るために株価データベースの構築を行っているのが現段階である。中村は、確率微分効用理論に基づく証券の発行体と投資家間の最適リスク移転問題を研究し、その最適解が前向き-後向き確率微分方程式の適合解で特徴づけられることを示した。

長山は、Black-Scholesモデルを用いて、モデルリスクヘッジの有効性を数値実験し,良く知られたベガヘッジオペレーションでは、必ずしも有効に機能しないことを確かめ、その原因を考察した。それを考慮に入れて、別のヘッジオペレーションまたは、モデルリスクヘッジに利用できる新種のデリバティブを考案することによって、発表に値するような研究につなげたい。上村は、部分情報下における最適消費問題に関して、解が存在するための十分条件を導出した。これまで,HJB方程式の解が値関数になるための条件の議論は、されたとしても消費を考慮しない場合など部分的に扱ったものが多かったが、本研究では消費を考慮した形で十分条件を導出した。また、数値計算に付すために解の確率的表現も与えた。
自然災害の予測と防災力の総合的研究

本研究課題は自然災害の予測と防災力に関する重点領域研究の強力かつ効率的推進と,得られた成果の社会還元を目的として組織されたものであり,目的達成のための体制を整えている.研究の推進,調整,評価に関して研究調整委員会を設けて,小領域間・内の調整を行い,計画研究の代表者会議を招集して研究の強力な推進を図った.本委員会と研究企画担当により,災害研究に基本的な事項に関する研究方策の提言等を目的とした6課題のワーキンググループを設置して研究を進めた.62年度はとくに国外の災害が多発した年で,エクアドル地震による土砂災害をはじめ4件,国内でも3件の調査を行って多くの成果を収めた.国内外の災害情報の収集とデータバンク化,それらの資料解析研究の推進の方策の樹立を目的に,災害情報委員会を3回開催して具体案を作成した.研究成果の広報を目的として,欧文論文集編集委員会を開き,多数の応募論文から12編を選定して2冊の論文集を刊行した. 6つの地区部会は年数回の集会を開催し,研究連絡を地区に特徴的な自然災害事象につき研究討議を行った.河川災害や災害人文社会的側面等に関する研究集会も開催した.各委員会等の提言は3回開催した全分担者による研究連絡会議に諮り,遂付完設された.研究成果の公表と討議の場としての総合シンポジウムを東京大学において約240名の参加の下に開催し,自然災害特別研究のもとになされた計画研究と突発災害調査の成果の報告と討議を行った.大島三原山噴火災害に関するシンポジウムを開催し,活発な討論を行った. 62年度のこの重点領域研究で行われた研究の成果収録,ワーキンググループの報告書,突発災害調査報告書等の各大学や官庁の関係部局に配布した.これらは災害原因の究明や防災対策に資するものと期待されている.本研究課題は自然災害の予測と防災力に関する重点領域研究の強力かつ効率的推進と,得られた成果の社会還元を目的として組織されたものであり,目的達成のための体制を整えている.研究の推進,調整,評価に関して研究調整委員会を設けて,小領域間・内の調整を行い,計画研究の代表者会議を招集して研究の強力な推進を図った.本委員会と研究企画担当により,災害研究に基本的な事項に関する研究方策の提言等を目的とした6課題のワーキンググループを設置して研究を進めた.62年度はとくに国外の災害が多発した年で,エクアドル地震による土砂災害をはじめ4件,国内でも3件の調査を行って多くの成果を収めた.国内外の災害情報の収集とデータバンク化,それらの資料解析研究の推進の方策の樹立を目的に,災害情報委員会を3回開催して具体案を作成した.研究成果の広報を目的として,欧文論文集編集委員会を開き,多数の応募論文から12編を選定して2冊の論文集を刊行した. 6つの地区部会は年数回の集会を開催し,研究連絡を地区に特徴的な自然災害事象につき研究討議を行った.河川災害や災害人文社会的側面等に関する研究集会も開催した.各委員会等の提言は3回開催した全分担者による研究連絡会議に諮り,遂付完設された.研究成果の公表と討議の場としての総合シンポジウムを東京大学において約240名の参加の下に開催し,自然災害特別研究のもとになされた計画研究と突発災害調査の成果の報告と討議を行った.大島三原山噴火災害に関するシンポジウムを開催し,活発な討論を行った. 62年度のこの重点領域研究で行われた研究の成果収録,ワーキンググループの報告書,突発災害調査報告書等の各大学や官庁の関係部局に配布した.これらは災害原因の究明や防災対策に資するものと期待されている.
胃癌の血漿microRNAとtumor-free DNAによる癌早期診断法

本年度の目的は、胃癌で最も再発頻度の高い再発予測診断に有用な血漿エクソソームmicroRNAを選出し、その有用性を検証することであった。我々はまず、胃癌腹膜再発形式予測に有用な、血漿エクソソーム内包microRNAをmicroRNAアレイで明らかにした。すなわち胃癌のstage IIで腹膜再発を認めなかった症例と、stage IIで術後腹膜再発をきたした症例と健常人の3群に分けて、腹膜再発症例で発現がもっとも顕著であったex-miR-92aとex-miR-21を選択した。次に、胃癌臨床サンプル129例を対象に、ex-miR-92aとex-miR-21の腹膜再発および予後予測マーカーとしての有用性を、Kaplan-Meier生存曲線およびCox比例ハザードモデルにより解析で、胃癌のステージ別に明らかにした。本年度は、胃癌の腹膜再発予測可能な血漿エクソソーム内包miR-92aとmiR-21のバイオマーカーとしての有用性を証明することができ研究目的をほぼ達成することができた。胃癌の血液中のtumor-free DNAを測定し、バイオマーカーとしての有用性を明らかにする。特に近年、マイクロサテライト不安定性の高い(MSI-High)またはミスマッチ修復機構の欠損(deficient mismatch repair : dMMR)した固形癌を対象に、免疫チェックポイント阻害剤である抗PD-1抗体薬ペムブロリズマブの承認がおりた。胃癌は大腸癌とともに、MSI-highを示す症例の頻度が高いことが知られている。今後は、MSIも含んだ血漿free-DNAの測定法の開発および解析を試み、免疫チェックポイントも視野に入れたliquid biopsyの分子マーカーを明らかにする。平成29年度は、血漿エクソソームmicroRNAに注目し、胃癌の再発予測および予後予測バイオマーカーとしての有用性を検討した。まず、胃癌再発症例に特異性の高い、血漿エクソソームmicro RNAを明らかにするため、Stage Iの胃癌非再発例と肝再発症例および健常人を対象として、microRNAアレイで発現解析を行い、胃癌患者の肝再発例で特徴的な発現を示した血漿エクソソームmicroRNA-23b (miR-23b)を選出した。次に胃癌症例232例(stage I 74例, stage II 47例, stage III 78例, stage IV 32例)を対象に、再発および予後予測マーカーとしての有用性を癌のstage別に検討した。その結果、胃癌患者の血漿エクソソームのmiR-23b値は健常人に比較して有意に低下した。血漿エクソソームmiR-23b値と臨床病理学的因子との関係を検討したところ、腫瘍径・深達度・肝転移およびStageと有意な関連性を示した。全症例を対象にしたKaplan-Meier生存曲線解析において、エクソソームmiR-23b低発現群の全生存率(OS)と無再発生存率(DFS)は、高発現群に比較し有意に低下した。TNM stage別に検討したところ、Kaplan-Meier生存曲線において、stage I, II, IIIおよびIV症例の血漿エクソソームmiR-23b低発現群のOSおよびDFSは、miR-23b高発現群に比較して有意に低下した。Cox比例ハザードモデルによる多変量解析において、miR-23bは独立した再発および予後予測因子であることが判明した。以上の結果から、胃癌のstage I, II, IIIおよびIV症例において、血漿エクソソームmiR-23bは再発予測および予後予測マーカーとして有用であることが明らかとなった。本年度の目的は、胃癌の再発予測診断に有用な血漿エクソソームmicroRNAを選出し、その有用性を検証することであった。我々はまず、胃癌再発形式の中でも、特に肝転移予測に有用な、血漿エクソソーム内包microRNAをmicroRNAアレイで明らかにした。すなわち胃癌のstage Iで再発を認めなかった症例(非転移群)、stage Iで術後肝再発をきたした症例(肝転移群)と健常人の3群に分けて、肝転移で発現がもっとも顕著であったmiR-23-3bを選択した。次に、胃癌臨床サンプル232例を対象に血漿エクソソームのmiR-23-3bを測定し、再発および予後予測マーカーとしての有用性を、Kaplan-Meier生存曲線およびCox比例ハザードモデルにより解析で、胃癌のステージ別に明らかにした。このように、胃癌の肝転移を含む再発および予後予測可能な血漿エクソソーム内包miR-23-3bのバイオマーカーとしての有用性を証明することができ、本年度の研究目的をほぼ達成することができた。