hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腫瘍内不均一性のオミックスデータモデリングとゲノム編集に基く食道癌治療法の最適化

臨床例からの検体、臨床情報の収集:既に予定を越えているが、平成28年度も引き続き検体と臨床情報の収集を進めた。転移巣は収集が困難であることから、平成27年度同様に、セルフリーDNA(cfDNA)採取を他の癌種も含めて進めた。2.ESCC臨床例の統合オミックス情報取得:複数の癌種を対象に、組織検体や血漿から、ゲノムあるいはエピゲノム変化の経時的データを取得し、臨床情報を含むオミックスデータを公的データベースからも収集して解析対象とした。治療や転移によるクローンの進化と選択の再構成が生じ、新たな治療標的の出現のモニターや治療奏効性の予測が癌種によらず可能であることが確認された。また、癌部特異的に遺伝子発現が亢進し、発現量と予後が相関すると共にノックダウンで増殖や細胞運動抑制が生じるESCCの新規分子標的候補遺伝子を同定した(論文作成中)。一方、多くの変異はパッセンジャーにランダムに生じる傾向があることが見出され、分子標的薬以外の治療に抵抗性のクローン出現を予測することが本課題で得られているオミックス情報からは困難であると考えられた。3.ゲノム編集による不均一性モデルの作製:ガイドRNAとCas9蛋白導入による高効率Crispr/Cas9系と癌幹細胞様クローンのマーカー導入により幹細胞様形質を獲得できる変異群により薬剤耐性が生じることが確認された。食道扁平上皮癌(ESCC)の個別化医療実現を目指し、治療抵抗性、再発、転移を克服しうる治療法の最適化を図ることを目的に、収集した腫瘍や血漿中DNAのオミックスデータモデリングによるシミュレーションとゲノム編集技術による実験的検証から、背景にある癌細胞の腫瘍内での不均一性の検出、クローン構造の推定とその機能との関連予測を行った。統合データから有効な分子標的の無いESCCの治療のmissing linkを補う新規分子標的候補を同定した。さらに、細胞株へのCrispr/Cas9による高効率の変異導入法の開発と抗癌剤などによるクローン選択から治療抵抗性形成に必要な変異蓄積パターンを解明した。1. ESCC臨床例からの検体、臨床情報収集: 3年の期間内に予定している症例数150例や血漿cell free DNA(cfDNA)に関して収集が1年目で達成できており、予定を大きく上回って、今後経過を見ながら必要な検体に集中してサンプリングに入れる状況になった。2. ESCC臨床例の統合オミックス情報取得:解析技術とそのコストの変化から、オミックス解析は、次世代シーケンサーベースのものが増えたが、データ取得そのものは変更なく行えている。また、腫瘍内の不均一性が顕著に認められる胃癌における増幅遺伝子のcfDNAを用いた検出など、並行して不均一性検出モデルを設定することで、解析系の最適化がスムーズに進んだ。3.ゲノム編集による不均一性モデルの作製:コピー数が増えた遺伝子に対するCrisprによるノックアウト効果を系統的に確認することで高効率化を検討した結果、次年度以降の細胞株を用いた不均一性とその表現型解析に有用なプロトコール構築が行えた。各症例において検出される変異やその組み合わせパターンは、予想より多彩であり、これは近年のESCCのエクソームや全ゲノム解析の報告からも裏付けられている。
ω‐3多価不飽和脂肪酸による核内受容体を介した多発性硬化症の新たな病態制御

ω-3系多価不飽和脂肪酸の一つであるエイコサペンタエン酸(EPA)を、多発性硬化症(MS)の動物モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)に投与することでEAEの発症が抑制される事を明らかにした。EPAは中枢神経への細胞浸潤を減少させて、CD4T細胞の炎症性サイトカイン産生を抑制した。さらに核内受容体のPPARsが誘導されている事を明らかにした。本研究は、本邦発の国産薬である超純度EPAが、難治性自己免疫疾患であるMSに対する新薬になる可能性がある事を示したものである。我々は今回の採択研究課題を通じて、純国産薬のエイコサペンタエン酸(EPA)が多発性硬化症の新規治療薬になる可能性があることを、多発性硬化症の動物モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)を用いて報告しました。(J Neuroimmunol. 2013.)EPAは、大規模臨床試験により、心血管イベントに対して、単剤での臨床有用性が唯一証明されているω-3系多価不飽和脂肪酸の一つです。その作用は、血管内皮細胞やマクロファージによる炎症性エイコサノイドの産生を抑えてプラークの破壊を防ぐ、抗炎症作用とされています。そこで我々は、その高い安全性と抗炎症作用とに注目し、多発性硬化症に応用出来ないかと考えました。マウスにEAEを誘導し、EPA投与群と非投与群で比較したところ、投与群で有意にEAEが抑制されました。次にEPA投与群では、病態形成に働く免疫担当細胞による中枢神経への浸潤が減っていることを明らかにしました。また、その中心を成すCD4T細胞による炎症性サイトカインの産生が抑制されていることを明らかにしました。さらに、その理由の一つとして、中枢神経浸潤CD4T細胞に核内受容体のPPARsが誘導されている事を明らかしました。これらの結果は、PPARsがEAEに抑制的に働くことや、EPAがPPARsのリガンドであるという報告に合致します。ω-3系多価不飽和脂肪酸の多発性硬化症に対する臨床試験の結果は様々ですが、過去の報告は全てDHAやω-6系脂肪酸をふんだんに含む薬が使用されています。今回、我々が示した超純度EPAによるEAE抑制効果が強力であったこと、DHA単剤では心筋梗塞イベント抑制報告がないこと、EPAの摂取が多いイヌイット族は多発性硬化症が少ない事などから、超純度EPAの多発性硬化症に対する新薬としての可能性を、更に追及するべきであると考えられました。EPAは本邦発の大規模臨床試験(JELIS)において、抗脂血症患者の心血管イベントを抑制した事で知られている。その作用機序は、動脈硬化病変において、EPAが核内受容体PPARsを誘導し、抗炎症作用を発揮した為と考えられている。そこで我々は、多発性硬化症に対して、EPAがその抗炎症作用を発揮し、新規治療薬となる可能性について検討した。魚粉抜きの飼料を与えたマウスに、多発性硬化症の動物モデルである実験的自己免疫性脳脊髄炎(experimental autoimmune encephalomyelitis; EAE)をマウスに誘導した場合、EPA投与群でEAEの重症度が有意に抑制された。またEAE誘導後の中枢神経浸潤CD4T細胞を採取したところ、EPA投与群ではIL-17, IFN-gの炎症性サイトカイン産生が低下し、PPARa/b/g全ての発現が高い事が分かった。驚いた事に、末梢の脾臓細胞ではPPARgが弱く誘導されるものの、むしろIFN-gの発現が高くTh1反応が誘導される事が分かった。以上の結果は、EPAが中枢神経でCD4T細胞にPPARsを誘導し、EAEに対しても抗炎症作用を示したと考えて矛盾しない。末梢ではPPARgのみの弱い誘導しか示さなかった事は、EPAの移行性と親和性によると考えられる。すなわち、中枢神経ではCD4T細胞はpostcapillary venuleの血管周囲腔で一旦刺激を受けて活性化される事、またEPAはPPARa/b/gの中で最もPPARgに親和性が高い事である。以上より、動脈硬化病変以外にも中枢神経系において、EPAがPPARsを誘導し抗炎症作用を示す事を明らかにした。よってfishoil由来の既存の国産薬であるEPAが、難治性自己免疫疾患である多発性硬化症に対し、新規治療薬となる可能性を示す事が出来た。達成度は、おおむね順調に進展していると考えられる。現在、EPAが多発性硬化症の新規治療薬となる可能性について検討する為に実験を行ってきた。

そこでH23年度は、(1)EPAが多発性硬化症の動物モデル(experimental autoimmune encephalomyelitis; EAE)を改善する事が出来るかどうか、(2)その作用機序がPPARsを介した抗炎症作用によるかどうか、という2点を明らかにする事を目標においていた。(1)に関しては、魚粉抜き飼料を与えたマウスにEAEを誘導した場合に、EPAを投与することで有意にEAEが改善する事が確認出来た。(2)に関して、EPAを投与することで、EPA発症後の中枢神経浸潤CD4T細胞にPPARsが誘導され、炎症性サイトカインの産生が抑制される事を確認した。以上の2点より、H23年度の目標達成度はおおむね順調に進展していると考えられる。今までの時点で、EPAを投与することでEAEが抑制され、中枢神経浸潤CD4 T細胞でPPARsが誘導され炎症性サイトカインの産生も抑制される事を明らかにした。よって今後の実験として、(1)in vitroでも再現出来るかという点を明らかにする必要があり、可能であれば、(2)PPARsを介した作用によってEAEを改善する、もしくは(3)他の作用機序があるかどうかという点を検討する事が今後の研究方針になると考えられる。よって、(1)無血清培地を用いて、EPAの存在下でCD4 Tを刺激して、コントロールに比較してPPARsが誘導され炎症性サイトカインの産生が抑制されるかどうかを検討していく。次に、(2)PPARsを介した作用機序でEAEが改善するのであれば、PPARsのノックアウトマウスではその差は認められない事になる。よってノックアウトマウスにEAEを誘導し、EPAを投与しても抑制されなくなる事を確認する。さらに、(3)他の作用機序があるかどうかを検討する。すでに他の作用機序として、同じ核内受容体の甲状腺ホルモン受容体がEAEの早期に中枢神経浸潤CD4 T細胞に誘導される事をReal-Time PCRにて確認した。甲状腺ホルモン受容体は、核内でPPARsとheterodimerを形成するRXRとheterodimerを形成する事が知られている。また、PPARsと甲状腺ホルモン受容体は、共に脂質異常症を改善することでも知られている。さらに近年EPAを含む多価不飽和脂肪酸によって肝細胞で甲状腺ホルモン受容体が誘導される事が報告された。よってこれらの免疫系における作用を明らかにすることは、EPAの新たな作用機序の解明に繋がると考えられる。次年度使用額の60,185円は、予定していた物品(ノックアウトマウス)を購入するのに額が足りないと考え、持ち越して次年度の予算を合わせて購入する予定にしていました。当初の予定通り、引き続き動物実験と学会発表の旅費に予算を使用する予定です。また、EPAがPPARsを誘導し抗炎症作用を発揮する事をin vitroでも再現出来るかどうかを確認する為に、ELISA, FACS, RT-PCR用の試薬を購入する予定です。予定では次年度研究費は上記の使用用途のみでした。しかし、今までの実験結果から、EPAの免疫系における作用を解明する上で、甲状腺ホルモン受容体の作用を明らかにする事が重要である事が分かってきました。そこで、甲状腺ホルモン受容体のT細胞における働きを、分子生物学的な手法を用いて明らかにする為に、一部の費用を裂く予定です。動物実験300,000円、ELISA, FACS, RT-PCR 150,000円、その他の分子生物学的実験310,185円、旅費100,000円の以上です。
血管器械吻合における吻合修復機転の免疫組織化学的および電子顕微鏡的検討

血管器械吻合部の修復機転を調べるため組織学的検討を行った。まず、以前に血管器械吻合を臨床応用した症例のうち、術後2年以上経過した8例について臨床的検討を行った。全例expanded ployterafluoroethylene (PTFE)の人工血管を用いてバイパス術を行った。術後のankle pressure index7例で1.0となり1例が0.9と良好であった。全例抗血小板剤とワーファリンを服用した。術後2年で大腿一膝卦*動脈バイパスが閉塞した症例が2例発生した。1例目は以前行われた大動脈一大腿動脈バイパスが閉塞し、その後大腿一膝*動脈バイパスが閉塞した症例である。もう一例は術後2年経過したため、ワーファリンを中止した2週間後にグラフトが閉塞し間欠性跛高が生じた。再度PTFEの人工血管を用いて大腿一膝窩動脈バイパスを行った。その際に、閉塞した前回の吻合部を採取し組織学的に検討を行った。PTFEとの吻合部には内膜肥厚が著明であった。特に器械吻合に使用したtitanium clipが吻合部内腔に露出している側では対側にくらべ著しい肥厚が認められた。Clipが内腔に露出していた原因としては、手術手技そのものによる不適切がclipping操作によるもの、あるいは組織所見から中膜の断裂が生じておりclippingによる中膜断裂からclipが血管内腔に迷入した可能性のどちらもが考えられた。PTFEを用いた器械吻合の中期成績の報告は未だ世界でも発表されておらず、この病理学的所見は今後の臨床応用に影響を与えるものと思われる。一方、ラットの大腿動脈を使用し血管吻合の実験を行った。十分に外反保持できて適切にclippingできた吻合部ではまったく血管内腔に異物の露出はなくかった。しかし、不適切なclippingであった吻合部では内腔にclipが露出し、明らかな異物反応が生じている可能性が示唆された。血管器械勿合部の修復機転を調べるため組織学的検討を行った。まず、以前に血管器械吻合を臨床応用した症例のうち、術後2年で大腿-膝窩動脈バイパスが閉塞した症例が発生した。間欠性跛行が生じるため、再度expanded poltytertrafluoroethylene(PTFE)の人工血管を用いて大腿-膝窩動脈バイパスを行った。その祭に、閉塞した前回の吻合部を採取し組織学的に検討を行った。PTFEを用いた器械吻合の報告は、未だ世界でも発表されておらず、この病理学的所見は今後の臨床応用に影響を与えるものと思われる。一方、ラットの大腿動脈を使用し血管吻合の実験を行っている。マイクロ顕微鏡下の手術が必要であり、その技術の修得および向上を行い実験モデルを作成している。十分に外反保持して器械吻合を行わないと、吻合に用いるclipが吻合部の内腔に露出することがあり的確な操作が必要である。

全例expanded polytetrafluoroethylene(PTFE)の人工血管を用いてバイパス術を行った。術後のankle pressure indexは7例で1.0となり1例が0.9と良好であった。全例抗血小板剤とワーファリンを服用した。術後2年で大腿ー膝窩動脈バイパスが閉塞した症例が2例発生した。1例目は以前行われた大動脈ー大腿動脈バイパスが閉塞し、その後大腿ー膝窩動脈バイパスが閉塞した症例である。もう一例は術後2年経過したため、ワーファリンを中止した2週後にグラフトが閉塞し間欠性跛行が生じた。再度PTFEの人工血管を用いて大腿ー膝窩動脈バイパスを行った。その際に、閉塞した前回の吻合部を採取し組織学的に検討を行った。PTFEとの吻合部には内膜肥厚が著明であった。特に器械吻合に使用したtitanium clipが吻合部内腔に露出している側では対側にくらべ著しい肥厚が認められた。clipが内腔に露出していた原因としては、手術手技そのものによる不適切がclipping操作によるもの、あるいは組織所見から中膜の断裂が生じておりclippingによる中膜断裂からclipが血管内腔に迷入した可能性のどちらもが考えられた。PTFEを用いた器械吻合の中期成績の報告は未だ世界でも発表されておらず、この病理学的所見は今後の臨床応用に影響を与えるものと思われる。一方、ラットの大腿動脈を使用し血管吻合の実験を行った。十分に外反保持できて適切にclippingできた吻合部ではまったく血管内腔に異物の露出はなくかった。しかし、不適切なclippingであった吻合部では内腔にclipが露出し、明らかな異物反応が生じている可能性が示唆された。
高電導性部分酸化クラスター錯体

水車形幾何構造をもつロジウム複核錯体における金属原子間結合の電子の「柔らかい」電子構造を利用した高電導性物質の開発を目指し研究を進め、以下の成果を得た。1.カルボン酸架橋ロジウ複核錯体とクロロシランとの反応により、クロライド架橋ロジウム四核錯体を合成した。この一連の錯体の骨格は従来知られてない新しいものである。これを原料として利用する混合芳香族架橋配位子をもつ新しいタイプの錯体の合成法を開発した。2.金属原子間結合と芳香族配位子の間のδ・π相互作用による電子非局在化を定量的に評価し、それが化学的・物理的に充分意味のある大きさであることを示した。3.ロジウム複核錯体カチオンラジカル塩結晶における芳香族配位子の分子間πスタックによりもたらされるラジカル分子間の電子的相互作用を分光学的ならびに磁気化学的に評価し、更に相互作用のスタック構造依存性を明らかにした。4.カチオンラジカル塩結晶と相応する中性錯体結晶の機械的混合が、カチオンラジカル塩に対する電子ドープをもたらし、電気伝導度の著しい増加をもたらすことをことを新たに見出した。また、この電気伝導度増加が単なる界面現象ではないことが示された。すなわち、ドープに伴い混合物内全ての不対電子が結晶粒内ならびに結晶粒間速い速度で移動し始めるため、電気伝導度増大がもたらされることを示した。5.また、パラジウム錯体触媒によるオレフィン類のシアノ化反応を開発し、その反応機構を提案した。縮合環芳香族架橋配位子をもつロジウム複核錯体ならびにそのカチオンラジカル塩を合成し、これらの結晶構造,カチオンラジカルの配位子上のスピン分布,ラジカル塩結晶の磁性,電気伝導度,および電子スペクトルを調べて、分子内ならびに分子間相互作用と物性の関係について検討し、以下のような成果を得た。1.アミダート架橋配位子をもつロジウム複核錯体カチオンラジカルの不対電子は金属原子間δ^*軌道を占めさらに配位子π系へ非局在化していることを明らかにした。2.縮合環芳香族架橋配位をもつロジウム複核錯体カチオンラジカル溶液のNMR常磁性シフトに基づき芳香上のπスピン分布を明らかにした。3.ロジウム複核錯体カチオンラジカルの種々の塩結晶の磁性を調べ,ラジカル分子間でスピン密度の大きな原子同士が近接した結晶構造をもつ塩の磁性がキューリ則から外れた興味深い磁性を示すことを見出した。4.ラジカル塩結晶の電子スペクトルは,溶液スペクトルに比較して長波長シフトした吸収帯をもつ。またこの長波長シフトは,ラジカル分子間でスピン密度の大きな原子同士が近接した結晶構造をもつ塩において著しいことを見出した。5.種々のラジカル塩結晶の電気伝導度を調べ,いずれのラジカル塩結晶も10^<-7>Scm^<-1>程度の伝導度をもつ半導体であることを見出した。また,伝導度はスピン分布とは直接的な相関を示さず,むしろ隣接分子間距離が短いほど高い伝導度を示すことを見出した。6.縮合環芳香族架橋配位子をもつ中性ロジウム複核錯体結晶とそのカチオンラジカル塩結晶を機械的に混合すると,電気伝導度が千倍以上大きくなることを見出した。第6項に記載の機械的混合により新しい相が生成しているか否かを明らかにすることが今後の課題である。大きな芳香環をもつ架橋配位子、4-methyl-2-quinolinol(mhp)、ならびに2-quinolinol(hq)を架橋配位子とするロジウム複核錯体、[Rh_2(mhq)_4py]ならびに[Rh_2(hq)_4py]、とそのカチオンラジカルを合成単離した。[Rh_2(mhq)_4py]とそのカチオンラジカルの混合物のNMRにおける常磁性シフトの解析に基づいて、カチオンラジカルの金属原子間のδ^*

軌道に生じた不対電子は、4つの芳香族架橋配位子のπ系内にそれぞれ9%ずつ非局在化していること、ならびに芳香環窒素原子から数えて1つ置き炭素原子上へのスピン密度非局在化のの大きいことを明らかにした。更に、カウンターイオンの異なる[Rh_2(hq)_4py]カチオンラジカル塩結晶を4種類合成単離し、それらの結晶構造を明らかにした。いずれ結晶においても芳香族架橋配位子の分子間πスタッキング構造が見られた。カチオンラジカル塩の磁化率の温度依存性を調べ、分子間πスタック構造において、スピン密度の大きな炭素原子同士が近接しているときのみ、隣接ラジカル間のスピン間相互作用が反磁性的で大きくなることを明らかにした。また、カチオンラジカル塩のみの電導度は10^<-7>Scm^<-1>程度で小さいが、これに反磁性の中性錯体と機械的に混合すると、千倍以上の電導度の上昇することを見出した。これが、実質的にカチオンラジカル塩への電子ドープをもたらし(部分酸化体の形成)、試料全体に渡る電子のホッピングにより電導度上昇が生じたことを、機械的混合物のESRスペクトルの解析に基づいて明らかにした。これらの結果は、芳香族架橋配位子の分子間πスタッキングを利用したクラスター錯体部分酸化体構築により新規電導性物質が創製できることを示している。芳香族架橋配位子をもちかつ安定で取り扱いやすいクラスター錯体カチオンラジカルとして、Tetrakis(quinolinato)pyridinedirhodium(II,III)を選び、このカチオンラジカル塩とその中性閉殻電子構造錯体の結晶を調べ、それらの機械的混合に伴う電導度の大幅な上昇の機構を明らかにした。すなわち、(1)中性閉殻電子構造錯体においても錯体分子は、カチオンラジカル塩結晶の場合と同様にπスタック配列していることが単結晶X線構造解析に基づき示された。(2)中性錯体とカチオンラジカル塩の両者の結晶の機械的混合物の粉末X線回折を詳しく調べ、混合物は両結晶の回折の和になっていて、新しい相が生じているのではないことが示された。(3)機械的混合物の磁化率の温度変化がキューリ則に従い、パウリ常磁性を示さないことが示され、電導の機構が金属電導的ではないことが示された。(4)機械的混合におけるモル混合比が20-80%の範囲で混合物の電導度がほぼ一定で有ることが示された。これらの結果と、前年度までの研究結果を総合すると、1.中性錯体とそのカチオンラジカル塩の機械的混合が、カチオンラジカル塩に対する電子ドープをもたらし部分酸化系を与えること、2.このような部分酸化系における電導性は分子間電子移動によること、3.芳香族架橋配位子の分子間πスタックが電子移動・電導性付与に充分であること、4.δ_<MM>^*-π_L相互作用による金属原子上のフロンティア軌道の10%程度の非局在化が電子移動・電導性付与に充分であることが示された。
回転円板型培養器を用いたコルジセピン生産プロセスの開発

回転円板型培養器を用いた冬虫夏草の培養(コルジセピンの生産)では、冬虫夏草を内部で回転する円板に付着(固定化)させ、ここに培地成分と酸素を供給することが重要である。このため、円板素材(固定化担体)、円板の回転速度、空気中からの酸素供給の影響について検討した。これまでに固定化担体として不織布や織物、多孔質発泡体を検討した結果、ラッセル構造を持つ編物が適していることが明らかになった。ラッセル構造の編物には、ラッセル構造がパイル糸で2層につながったダブルラッセル構造を持つものがある。この場合、通常のラッセル構造とは異なり、表面に突起状に存在するパイル糸が菌体の固定化に影響する可能性が高い。そこで、ラッセル編物のパイル糸の影響について回分培養法を用いて検討したところ、増殖量、コルジセピン生産量ともにパイル糸の有無による有意な違いが見られなかった。このため、培養液の入れ替えによる反復回分培養により再度、影響を検討したが、培養途中で回転円板型培養装置が故障したことにより、影響についての再現性を確認することはできなかった。次に酸素供給の影響について検討した。円板上に固定化された菌体への酸素供給については円板回転速度と気相酸素濃度、通気量が影響する。円板回転速度を高めると酸素の供給速度は上昇するが、剪断応力が高まり菌体への悪影響がある。そこで、酸素供給量を気相酸素濃度で変化させてコルジセピン生産性への影響を検討した。コルジセピン生産量については、通常の大気中酸素濃度である21%よりも低下すると僅かに低下するが、40%までは大きな変化がなかった。一方、コルジセピン生産速度は40%で最も高くなり、これ以上では急激に低下した。特注の回転円板型培養器が故障し、これを修理するために長時間が必要だったため、当初の計画通りに実験を進めることができなかった。回転円板型培養器の修理に長期間を要したため、当初の計画から研究期間を1年間を延長し、円板素材(マクロ構造)の影響についての実験を行う予定である。冬虫夏草(Cordyceps militaris)が生産する固有成分であるコルジセピン(3'-デオキシアデノシン)は、アデノシンのアナログとして働き、多くのガン細胞に対して抗腫瘍作用を示すことから医薬品などの原料として期待されている。しかし、その生産性は低く工業レベルには達していない。そこで、本研究ではコルジセピンの実用化を目指し、回転円板型培養器を用いて冬虫夏草変異株によるコルジセピンの高効率生産技術を開発することを目的として検討を進めた。具体的には、当該期間には回転円板培養器内部で冬虫夏草を固定化するための円板素材について、マクロ構造と化学構造の検討から検討した。固定化用円板の素材としてステンレスメッシュを用いた場合には、円板への菌糸体の付着率が低く培養液中に多くの菌糸体が浮遊した。菌糸体は、振盪培養を行った場合に近い形態で増殖したため、ほとんどコルジセピンを生産しなかった。そこで、菌糸体の付着率を向上させるためにステンレスメッシュと各種の繊維の組み合わせを検討した。繊維として不織布を用いた場合には菌糸体の付着率が高く増殖量も高かったが、コルジセピンの生産量は低かった。一方、編物を用いた場合には菌糸体の付着率は高く増殖量は低かったが、コルジセピン生産量は高かった。さらに編物の化学構造とコルジセピン生産性との関係について解析したところ、オレフィン系よりもナイロン系の素材を用いた場合に高いコルジセピン生産性が得られることが明らかとなった。当初の計画通りに、回転円板型培養器を用いた冬虫夏草によるコルジセピン生産に及ぼす円板素材の影響について検討し、円板素材のマクロ構造と化学構造がコルジセピン生産性を及ぼす影響を明らかにすることができた。具体的には、コルジセピン生産には円板素材のマクロ構造の影響が大きく、ラッセル編みなどの編物構造が適していること、固定化された菌糸体の増殖量とコルジセピン生産性との間には相関関係が見られないことが明らかになった。これらの結果をもとに、コルジセピン生産に適した円板素材を決定することができた。具体的には、当該期間には回転円板培養器内部で冬虫夏草を固定化するための円板のマクロ構造、培養器の運転条件とコルジセピン生産性との関係について検討した。固定化用円板の素材としてステンレスメッシュとナイロン系のラッセル編物の組み合わせを検討したところ、パイル糸(編物表面の突起)がある場合には培養初期には菌糸体の円板へ付着が早くなる傾向にあったが、パイル糸なしに比べて最終的な増殖量に大きな違いはなかった。また、コルジセピン生産量にも違いは見られなかったことから、ラッセル編物本体のマクロ構造が冬虫夏草の菌糸体の付着とコルジセピンの生産に影響していることが明らかとなった。

次に回転円板型培養器の運転条件として、円板回転速度について210 rpmの範囲でコルジセピン生産性への影響を検討したところ、酸素の供給量と剪断力のバランスが取れている5 rpmで最も高いコルジセピン生産濃度が得られることが明らかとなった。当初の計画通りに、回転円板型培養器を用いた冬虫夏草によるコルジセピン生産に及ぼす円板素材の影響について検討し、円板素材のマクロ構造がコルジセピン生産性を及ぼす影響を明らかにし、コルジセピン生産に適した円板素材を決定することができた。また、回転円板型培養器の運転条件についても、菌糸体への酸素の供給と剪断力がコルジセピン生産性に大きく影響することを明らかにし、培養液の組成の影響に関する基礎的知見も得ることができた。回転円板型培養器を用いた冬虫夏草の培養(コルジセピンの生産)では、冬虫夏草を内部で回転する円板に付着(固定化)させ、ここに培地成分と酸素を供給することが重要である。このため、円板素材(固定化担体)、円板の回転速度、空気中からの酸素供給の影響について検討した。これまでに固定化担体として不織布や織物、多孔質発泡体を検討した結果、ラッセル構造を持つ編物が適していることが明らかになった。ラッセル構造の編物には、ラッセル構造がパイル糸で2層につながったダブルラッセル構造を持つものがある。この場合、通常のラッセル構造とは異なり、表面に突起状に存在するパイル糸が菌体の固定化に影響する可能性が高い。そこで、ラッセル編物のパイル糸の影響について回分培養法を用いて検討したところ、増殖量、コルジセピン生産量ともにパイル糸の有無による有意な違いが見られなかった。このため、培養液の入れ替えによる反復回分培養により再度、影響を検討したが、培養途中で回転円板型培養装置が故障したことにより、影響についての再現性を確認することはできなかった。次に酸素供給の影響について検討した。円板上に固定化された菌体への酸素供給については円板回転速度と気相酸素濃度、通気量が影響する。円板回転速度を高めると酸素の供給速度は上昇するが、剪断応力が高まり菌体への悪影響がある。そこで、酸素供給量を気相酸素濃度で変化させてコルジセピン生産性への影響を検討した。コルジセピン生産量については、通常の大気中酸素濃度である21%よりも低下すると僅かに低下するが、40%までは大きな変化がなかった。一方、コルジセピン生産速度は40%で最も高くなり、これ以上では急激に低下した。特注の回転円板型培養器が故障し、これを修理するために長時間が必要だったため、当初の計画通りに実験を進めることができなかった。選定した円板素材を用いて、円板回転速度、培養液量、通気量、酸素濃度などの回転円板型培養器の操作条件をコルジセピン生産に対して最適化していく予定である。また、コルジセピン生産に及ぼすアミノ酸の影響について解析し、培養液のアミノ酸組成の最適化を進める予定である。これまでに検討してきた回転円板型培養器の基本条件(円板素材、円板回転速度など)を基に、培養液量、通気量、酸素濃度などの操作条件をコルジセピン生産に対して最適化していく予定である。また、コルジセピン生産に及ぼすアミノ酸組成の最適化を進める予定である。回転円板型培養器の修理に長期間を要したため、当初の計画から研究期間を1年間を延長し、円板素材(マクロ構造)の影響についての実験を行う予定である。
発癌における内因性活性酸素によるDNA損傷の役割

[目的]活性酸素は、好気的代謝を行う細胞内で種々の代謝経路を経て生じるが、高反応性で毒性が強く、特に、細胞のゲノムDNAに対して変異原性を示すため、高等脊椎動物における発癌の重要な要因の一つと信じられている。しかしながら、活性酸素が生体中で実際に癌を引き起こす事を直接示す実験は、ほとんど知られていない。ゲノムの安定性を脅かす変異原性要因は多様であり、それによって生じるDNA損傷も多様であるので、こうしたDNA損傷に対処する修復系も必然的に多岐にわたる。ゲノムDNAを変異から守るためには、活性酸素によるDNA傷害を修復する酵素の存在が知られている。MMH(MutM homolog)/OGG1は、活性酸素による主要なDNA損傷である8-oxo-guanine(8-OH-G)特異的に認識し修復する酵素であり、塩基除去修復を行うグループに属する。そこで、このMMHの遺伝子が欠損したマウスにおいて、活性酸素による損傷の増大と発癌性の亢進が観察されれば、癌抑制遺伝子に対する生体中での変異導入の経路を初めて直接示すモデルとなる事が期待される。[方法]標的遺伝子組換え法により、Mmh欠損マウスを得た。諸臓器によりgenomic DNAを抽出し、Electro-chemical detectorにより溶出patternを検出するHPLCを用いて、8-OH-dGの定量を行った。[結果]これらのマウスにおけるゲノムDNA中の8-OH-Gの蓄積について検討したところ、9週齢のホモ接合で野性型に比べ体明瞭な8-OH-Gの上昇が認められた。一方、ヘテロ接合体は、野性型とほぼ同じ値を示し、上昇は認められなかった。これらの結果は、マウスの生体中でgenomic DNAが、常時、内因性の酸化的傷害要因にさらされており、Mmhが実際に酸化的塩基傷害の主要産物である8-OH-Gを修復する酵素である事を示している。
発振波長の温度依存性がない半導体レーザのための新半導体材料の研究

周りの温度が変化しても、その発振波長の変動しない半導体レーザを実現するために、そのバンドギャップの温度依存性が、従来の材料よりもはるかに小さい半導体の創製を目指した研究を行った。光通信波長帯のGaInAsBi混晶を取り上げ、MOVPE法による成長とその特性評価を目指した。InAsBi混晶については、既に良好な結晶を得ていたので、本研究では、他の構成要素であるGaAsBi混晶の研究に注力した。成長温度365°Cにおいて、Bi含有量2.6モル%までのGaAsBi混晶エピタキシャル層を得ることができ、その結晶学的・光学的性質を調べた。GaAsBiは今までに作製したという報告はなく、世界初で創製されたものである。この混晶において、Asの位置の一部をBiが占有する置換型配置をしていることをRaman分光測定等で確認し、比較的良好な光学的特性も確認した。フォトリフレクタンスで求めたバンドギャップがホトルミネッセンスピークエネルギーに対応していた。バンドギャップの温度依存性を測定し、予想通りBiの含有により、それが著しく減少していることが確認できた。特にBiがわずか0.5モル%入っただけで、温度依存性が半分以下となったのは、非常に興味深い。また、ホスト結晶となるGaInAs混晶を出来るだけ低温で成長することを試みた。成長温度を420°Cまで、低温化するのに成功したが、この温度では、相分離のため、Biの入った混晶を得ることは出来なかった。以上、本研究では、GaAsBi混晶を創製してその特性を調べ、半導体と半金属より成る混晶半導体は、そのバンドギャップの温度依存性が著しく小さくなるはずだ、という私が提案した概念の正しいことを証明できた。しかし、長波長帯材料であるGaInAsBi混晶については、相分離の起こらない365°Cまでの低温化ができなかったため、相分離に妨げられ、創製するまでには至らなかった。周りの温度が変化しても、その発振波長の変動しない半導体レーザを実現するには、そのバンドギャップの温度依存性が、従来の半導体材料に比べて、はるかに小さい材料を創製する必要がある。本研究では、その性質を持つ材料の候補として、Biを含む混晶を取り上げ、光通信波長帯のBi系混晶でありGaInAsBi混晶をMOVPE法により成長し、その特性を調べることにある。その第一歩として、InAsBi、GaAsBi混晶を成長し、その結晶学的性質・光学的性質を調べた。これらの混晶のうち、GaAsBiは今までに作製したという報告はなく、世界初で創製されたものである。両混晶において、Asの位置の一部をBiが占有する置換型配置をしており、比較的良好な光学的特性も確認した。また、光通信用波長の1.55um帯を実現するために、GaInAsBi混晶を目指す中において、そのホスト結晶となるGaInAs混晶を出来るだけ低温で成長することを試みた。これは、Biの原子半径が著しく大きいために、Biを含む混晶は相転移が起こりやすくミシビリティ・ギャップが出来て、通常の半導体成長温度では、成長が出来ないためである。まず、この材料の成長温度低温化を制限している要因が、TMInが存在する状況での、TEGaの分解に依っていることを明らかにした。さらに、InP基板上でTEGaの分解が進むことを見いだし、ガス流の上流側にInPダミー結晶を配置することにより、成長温度を420Cまで、低温化するのに成功した。

この低温で成長したGaInAs混晶のホトルミネッセンス強度は、通常のものと比較して半分程度あり、デバイスに適応できる品質であることを確認した。本年度は、目的とするGaInAsBi混晶の主たる構成要素であるGaAsBi3元混晶につき、その結晶成長・結晶評価を中心に、高品質化を目指して研究を進めた。結晶成長に関して得られた新たな知見は以下の通りである。1)原料にTIPGa(トリイソピルガリウム)、TMBi(トリメチルビスマス)、TBAs(ターシャリブチルアルシン)を用いることにより、成長温度365°Cにおいて、Bi含有量2.4モル%までのGaAsBi混晶エピタキシャル層を得ることができた。2)この混晶系の成長では、容易に3次元成長が始まるので、エピタキシャル層が得られる範囲は、非常に狭い。ウイスカー結晶の発生をできるだけ防ぐために、V/III比を最適条件に合わせることが重要である。3)この狭い成長条件においては、固層中のBi量とガス中のBi原料量は比例関係にあった。しかし、Biを2.4モル%以上含むエピ層を得るべく、ガス中のBi供給量を増やすとウイスカーの成長が著しく増加した。また、結晶評価に関して得られた新たな知見は以下の通りである。1)X線回折においては、明確に分離されたピークを観測し、成長した混晶の良好な結晶性を確認した。2)室温でホトルミネッセンス(PL)を確認し、その温度依存性を測定した。予想通りPLピークエネルギーの温度変化が、Biの含有により著しく減少していることが分かった。以上、本年度の実験において、半導体と半金属より成る混晶半導体は、そのバンドギャップの温度依存性が著しく小さくなるはずだ、という私が提案した概念の正しいことを証明できた。本年度は、最終年度であり、今までの成果を基に、目的とする温度無依存発振波長半導体レーザを実現すべく以下に示す検討を行った。1)GaAsBi混晶成長では、成長温度365度において、Bi含有量2.6モル%までの混晶を得ることができた。また、フォトリフレクタンスで求めたバンドギャップがPLピークエネルギーに対応していることを見い出し、本混晶バンドギャップの温度依存性が、Biの含有により著しく減少することを確認できた。特にBiがわずか0.5モル%入っただけで、温度依存性が半分以下となったのは、非常に興味深い。2)しかし、そのPLの発光強度は十分に強いものではなかったので、このGaAsBi混晶の成長温度を上げて結晶品質を改善することを試みた。しかし、温度を400度に上げると、X線回折のピークが不鮮明となり、結晶性の劣化を示した。これは混晶の相分離によるものと考えられ、成長温度の上昇による、結晶性の改善は期待できないことが明らかとなった。そこで、365度で成長した混晶を560度30分間の熱アニールを行った。これにより、PL強度が数倍に上昇し、結晶性の改善がはかられた。3)GaInAs混晶が成長できる最低温度である420度において、GaInAsBi混晶の成長を試みた。しかし、目的とするGaInAsBi混晶は、成長できなかった。この混晶を活性層に用いた半導体レーザ構造を作成し、赤外線ビジコンでそこからの発光を確認するべく測定を行ったが、発光は観測されなかった。
痴呆症患者に対するケアマネジメント・モデルの開発

認知症に対するケアマネジメントを効率的効果的に行ない、認知症高齢者を在宅で介護することは、患者本人の生活の質を維持する条件であると同時に、社会保障財政の側面からも、重要な政策課題である。認知症患者が在宅生活を継続出来なくなる理由は、認知機能低下そのものよりも、周辺症状として出現する、興奮状態や被害妄想、暴力、俳徊などの行動障害である。そのため、認知症のケアマネジメントの焦点は行動障害を防止・改善することにあると言える。本研究では、認知症患者の行動障害を改善した症例についてインタビュー調査を行い、効果的であった介入方法を抽出した。抽出した要素を項目とした質問肢を作成し、量的調査法により204症例を収集・分析した。その結果、1症例あたり3、4種類の行動障害が重複して生起しており、大部分の症例では複数の要因への介入が行なわれていたことが明らかになった。介入は、健康面、環境面、課題面、コミュニケーション面、家族介護者支援の5要因に向けて行なわれていることが実証された。最も頻繁に行なわれた介入は、コミュニケーション面での介入であり、半数以上の症例で行なわれていたが、痛みや脱水状態への対応など健康面への介入も、予想以上に改善に繋がることが判明した。これらの調査結果から行動障害を防止・改善するためのケアマネジメント・モデルを開発し、先行研究の成果と照合することによって、ケアマネジャーや家族介護者が活用できる、認知症ケアマネジメント・ガイドラインを作成した。本研究の目的は、アルツハイマー病を中心とする認知症患者の行動障害に対し、適切なケアマネジメントを行なうためのガイドラインを作成することである。初年度にあたる平成17年度は、東京都内および横浜市の在宅介護支援センターと居宅介護支援事業所11箇所に連絡をとり、認知症の行動障害の改善した症例を収集し、次年度からの本格的調査の準備を行なうことをめざした。本人や家族の了承を得て、センターや事業所の記録を閲覧したが、記録はサービスの内容や変更について記されており、行動障害は改善しても認知症は進行するため、サービス内容が軽減することは、ほとんど存在せず、記録上から行動障害改善の過程を読み取ることは困難であった。従って、担当者から詳細な情報を得るため、在宅介護支援センターと居宅介護支援事業所のケアマネジャー等25名に面接を行い、行動障害の改善が見られた認知症患者の症例について聞き取り調査を行なった。面接調査によって収集した症例の属性と経過についてのサマリーを作成し、分析した結果、行動障害を軽減させた要因は、身体的要因、環境的要因、課題要因、コミュニケーション要因、家族要因に分類することができた。また、認知症のケアおよびケアマネジメントについてのエビデンスに基く研究文献の収集を併せて行い、英国で使用されているCAPEを参考に症例を分類した結果と総合して、調査票を作成した。平成18年度からは、この調査票に基き、量的調査を行う予定である。認知症行動障害(BPSD)の改善事例についてインタビュー調査した内容を分析し、23項目の行動障害の内容を抽出した。その内容は、被害妄想、暴言、落ち着きが無い、作話、外出して戻れない、幻視、幻聴、大声、目が離せない、泣く、介護への抵抗、収集癖、昼夜逆転、俳徊、火の不始末、トイレ以外で排泄、排泄物をさわる、異食、破壊、性的トラブル、無関心・無気力であった。同様にして、41項目の行動障害への介入方法を分類した。介入の内容は、薬の調整、視覚・聴覚の低下への対応、疾患への対応、低栄養への対応、脱水への対応、便秘への対応、うつ状態への対応、疲労・睡眠不足への対応など身体的・精神的健康への介入11項目、広すぎる・狭すぎる環境への対応やリズムのない生活への対応など、環境への介入10項目、課題を簡単なものに変える、自分で出来ることをさせるなど、課題への介入5項目、会話できる時間の確保、指示しないなど、コミュニケーションへの介入7項目、家族介護者の不適切な介護への対応、介護ストレスへの対応など、家族介護者への介入8項目であった。

次に、明らかになった行動障害の内容と介入方法がどのように関連したかを調査するための調査票を作成した。プレ調査を行い、具体的な記入例が必要であることがわかり、事例を元に記入例を開発した。調査票には、記入例を添付し、倫理委員会の承認を得た後に、35施設・機関に郵送し記入を依頼した。認知症患者の周辺症状として発生する行動障害について、意図的な介入により改善した事例を250例収集した。言語による表現ができないことから、身体的要因により行動障害を起こしている事例も見られたが、最も多く行われた介入は意図的な語りかけなど、コミュニケーション上の工夫であった。また、照明の改善など環境要因の調整も介入方法として頻繁に行われているが、コミュニケーション上の介入と環境上の介入等、複数の働きかけによって認知症患者の行動障害が改善する例が多いことがわかった。生活のなかで認知症患者が出来ることを探し、役割を見つけることで、行動障害を改善する介入方法もとられており、課題要因への介入が有効であることが明らかになった。ケアマネジャーへの調査では、介入の内容まで明確にできなかったため、四国のある県の老人福祉施設に調査を依頼したため、家族要因への介入はほとんど行われていなかった。どのような介入が最も効果を生むか、統計的に明らかにし、認知症患者のケアマネジメントの科学的根拠にすることを目指したが、データーベース化することにより、ケアマネジャーがケアプランの参考とすることも可能であることが解り、インターネットでの研究成果の公開を検討中である。
吸着式熱交換システムの高性能化と吸着ヒートポンプの開発

本研究では、環境に近い温度レベルの排熱も含め、これまで未利用であった各種の排熱を回収し、5080°Cレベルの未利用エネルギーを有効利用した非フロン系の省エネルギー空調を実現することを目的とし、シリカゲル/水系吸着システムに対する低温駆動や高効率化への検討を行った。本研究は大別して、システム全体から見た吸着サイクルシミュレーションおよび実機実験と、構成要素の一つである吸着剤熱交換部における微視的観点からの吸着現象の把握および検討からなる。(イ)吸着サイクルシミュレーションと実機実験の結果:単段型は比較的COPは高いが、比較的高温度の駆動熱源が必要である。これに対し3段型は、低温度熱源による駆動が可能であるが、サイクルの性質から必要以上の温度差が生じる場合は不適である.両機ともCOPと単位時間あたりの平均冷房能力に対して、冷却水・温水入口温度およびサイクル時間設定が重要であり、使用目的に応じた最適値が存在することを明らかにした。(ロ)吸着式熱交換システム:使用する吸着剤粒径や充填層高さにより熱交換器内で生じる吸着特性は明らかに変化を起こし、吸着を効率よく行わせるためのパラメータを確認した。その特性は吸着剤充填層に対する伝熱より説明され、吸着メカニズムの把握ができた。フィンを取り付けることによる吸着促進化も確認され、フィンによる伝熱促進を考慮した充填層内温度・濃度分布を理論的解析により把握した。また、吸着濃度変化は充填層空隙率と吸着剤粒子内の拡散により支配されることが判明した。さらに多段充填層では、層内の蒸気流体に対する抵抗力の不連続性が吸着に大きく影響を及ぼすことを明らかにした。今後は、シミュレーションより得られた知見をもとに、実機の運転性能および高効率化の可能性を評価し、一方、熱交換器については吸・脱着工程を通しての熱交換器内での現象の検討および熱交換システムの最適化を図る必要性がある。吸着式熱交換システムの熱工学的解明(イ)シリカゲル/水系吸着システムの構成要素の一つである吸着剤熱交換部に着目し、吸着式熱交換器の簡易モデルを作成し、吸着剤粒径および熱交換器形状の二つの観点から、そこでの吸着メカニズムを実験的に調べ、また、数値解析により理論的に調べた。その結果、、熱交換器内で生ずる吸着特性は、使用する吸着剤粒径や充填層高さにより明らかに変化を起こし、吸着を効率的に行わせるためのパラメータの確認ができた。またその特性は、吸着剤充填層に対する伝熱により説明でき、吸着メカニズムの把握ができた。更に、フィンを取り付けることによる吸着促進化も確認した。次に、脱着過程における熱・物質伝達現象を実験的に調査し、現在、理論解析に着手したところである。(ロ)単段型、三段型およびトライアングル型の三種類のシリカゲル/水系吸着式冷凍機をモデル化することによりサイクルシミュレーションを行い、単段型は商用機、三段型は実験機でそれぞれ得た温度特性との比較によりモデルの妥当性を確認した後以下の結論を得た。1)COPを考慮すると単段型、熱源温度の低温度化を考慮すると三段型、冷熱の安定化を考慮するとトライアングル型が最も適している。2)吸着式冷凍機のCOPと平均冷房能力においては、冷却水・温水温度の設定が重要であり、使用目的に応じた最適温度が存在する。3)サイクル時間は長くなるほどCOPが向上するが、冷凍能力は時間とともに減少する。したがって使用目的に応じた最適なサイクル時間が存在する。吸着ヒートポンプの開発高性能の3段吸着方式熱交換器を利用したヒートポンプを設計試作し、低温での有効性を試験中である。

現在までに、1)三段型吸着式ヒートポンプは従来の単段型より低熱源で駆動できる。また、温水50°C、冷却水30°C、冷水12°Cの入口温度で、平均7°Cの冷水を得ることができそのときのCOPは約0.13、冷熱亮は1.11kwである、2)COPおよび冷凍能力において、冷却水、温水、ならびに流量の設定が重要である、ことを明らかにした。吸着式熱交換システムの熱工学的解明(イ)熱交換システム前年度に引き続き、シリカゲル/水系吸着システムの構成要素の一つである吸着材熱交換部に着目し、吸・脱着式熱交換器の簡易モデルを作成し実験を行った。また、数値モデルによる基礎的解析も行った。その結果、【.encircled1.】シリカゲルの比表面積、水分子の粒子内拡散および充填層内拡散が吸・脱着量に大きな影響を与える、【.encircled2.】吸着および脱着は充填層内の伝熱が律束要因である。充填層高さとフィンピッチの相関性は脱着過程においてより明確となり、脱着熱をより有効に供給することがシステムの性能向上に欠かせない、【.encircled3.】吸着速度および脱着速度は残存水分濃度に大きく依存し、吸着時にはこれを小さく、脱着時には大きくすることが重要となる、ことが明らかになった。(ロ)吸着サイクルシミュレーション前年度開発したサイクルシミュレーション用プログラムを改良し、より汎用性をもたせた。三段型シリカゲル/水系吸着サイクルの冷却能力およびCOPに与える作動温度の影響を調べた。その結果、【.encircled1.】温水50°C、冷水30°Cの組み合わせにより7°Cの冷却水出口温度を達成できる(前年度開発した三段型吸着式ヒートポンプによる試験結果と非常に良く一致)、【.encircled2.】冷水温度が低ければ低いほど、また、温水の温度が高ければ高いほど冷却能力は向上する、ことを明らかにした。吸着ヒートポンプの開発試作機を運転し、高効率化、冷房能力および駆動熱源低温化の観点から評価した。その結果、【.encircled1.】サイクルシミュレーションプログラムの妥当性を確認した、【.encircled2.】温水が50°Cでも、冷水温度が20°Cであれば、商用の吸着式冷凍機の駆動が可能である、【.encircled3.】間欠運転を通常とする吸着サイクルでは熱交換過程が必要となるため、温水と冷水の温度差が小さくなるほど、理論COPに対する実験COPの比は大きくなる、【.encircled4.】、吸・脱着行程時間が400秒以上になるとCOPは向上するが冷房能力が減少する、ことが判明した。(イ)吸着式熱交換システムの熱工学的解明前年度に引き続き、シリカゲル/水系吸着システムの構成要素の一つである吸着剤熱交換部に関し、吸着剤粒子形状が吸着効率に及ぼす影響を破砕系と球形を用いて数値的に検討した。吸着過程においては冷媒は相変化を起こすとし、運動量方程式を気液二相流における相変化流体の概念を取り入れて構築した上で、数値的に解析した。その結果、吸着剤の濃度変化は吸着剤充填層内での空隙率と吸着剤粒子内の拡散によって支配されることが分かった。さらに計算値は実験値と良く一致し、構成方程式系の妥当性も立証できた。
共有価値創造（CSV）のための社会環境会計の構築

本研究「共有価値創造(CSV)のための社会環境会計の構築」では、157カ国・9万社超の上場企業の33年間・86系列のOsirisデータおよび非上場企業を含む2,000万社超の世界最大規模のOrbisデータの全てを、世界で初めてハイパフォーマンスコンピューティング環境を用い、Apache SparkとRを連動させて、探索的データ解析(Exploratory Data Analysis)を実施する。さらに、時空間の観点からビジュアライゼーション技法を用いたデータ可視化(Data Visualization)と、高精度に予測を行う統計モデリング・検証を実施する。
近現代日本の社会運動の盛衰と社会変動にかんする計量的歴史社会学

本年度は昨年度にほぼ完成した明治期、大正期の社会運動に関するイベントデータのデータクリーニングを行う一方で、明治期、大正期の社会変動に関する先行研究のレビューおよび、史資料の収集を行った。さらに、前年度まですでに作成した、戦後日本の社会運動のデータベースは1945年1995年までのものであったが、1995年以降の日本の社会運動の動態を把握するために、2004年までのイベントデータを作成すべく、作業を開始した。この作業はまだ不十分であるが、随時作業を行い完成するように努めたい。研究実績としては、以下の通りである。共著ではあるが、以下の2冊の社会運動に関する書籍に執筆した。「社会運動の調査研究法-統計的手法とデータ解析」,大畑裕嗣・成元哲・道場親信・樋口直人(編)『社会運動の社会学』有斐閣.2004年4月(イベント分析の統計的手法に関する論文)山本英弘・西城戸誠(共著)「イベント分析の展開-政治的機会構造論との関連を中心に-」曾良中清司・長谷川公一・町村敬志・樋口直人編『社会運動という公共空間--理論と方法のフロンティア』成文堂. 2004年5月(社会運動研究の理論的潮流の一つである政治的機会構造論とイベント分析についての関係を理論的に踏まえ、日本の社会運動の動態をイベント分析によって実証的に研究した)本年度は、近代日本(明治期、大正期)における社会運動のデータベース(イベントデータ)の作成作業を遂行した。明治期については新聞記事からのコーディングは終了し、大正期のコーディングは最終段階を迎えている。次年度は、これらの作業を踏まえ、データベース化とデータクリーニングを行う予定である。研究成果としては、すでに作成した戦後日本の抗議イベントデータを用いて、以下の学会報告を行った。・2002年11月野宮大志郎・西城戸誠「社会運動のイベント分析:比較・歴史(1)イベント分析の可能性と展開」,第75回日本社会学会大会(大阪大学)・2002年11月西城戸誠・野宮大志郎「社会運動のイベント分析:比較・歴史(2)戦後日本の抗議活動の盛衰とその要因」,第75回日本社会学会大会(大阪大学)これらの学会報告をもとにして、次年度で研究成果を報告できるよう、現在論文を執筆中である。一報、データを用いた分析をもとに、北海道大学大学院文学研究科に博士論文(『抗議活動の盛衰に関する実証的研究-構造的・文化的アプローチからの展開-』)を提出(2002年7月)、2003年3月には学位が授与される予定である。本年度は、明治期、大正期の日本の社会運動に関するイベントデータの整備を行った。具体的には、明治、大正期における社会運動に関して抽出された記事を読み込み、コードシートに情報を書き写すという作業を行った。次に、このコードシートの情報を数量的に処理するために、量的データにして、近代日本の抗議イベントデータを構築した。次年度は、このデータから初期的な分析を行いたいと考えている。研究実績としては、戦後日本の社会運動に関するイベントデータを用いて、環境運動の動態とそれを規定する構造的要因に関する学会報告と論文を執筆した。・「戦後日本の抗議活動のイベント分析-環境運動を事例として-」,第54回関西社会学会(追手門学院大学)2003年5月・「戦後日本の環境問題に対する抗議活動の動態-イベントデータによる分析-」『環境社会学研究』9号:107-123頁環境社会学会2003年11月また、社会運動研究の理論的潮流の一つである政治的機会構造論とイベント分析の関連について、理論的、実証的に行った論文、イベント分析の統計的手法に関する論文が、2004年4月に共著の著作で発表される予定である。「社会運動の調査研究法-統計的手法とデータ解析」,大畑裕嗣・成元哲・道場親信・樋口直人(編)『社会運動の社会学』有斐閣.2004年4月(イベント分析の統計的手法に関する論文)山本英弘・西城戸誠(共著)「イベント分析の展開-政治的機会構造論との関連を中心に-」曾良中清司・長谷川公一・町村敬志・樋口直人編『社会運動という公共空間--理論と方法のフロンティア』成文堂. 2004年5月(社会運動研究の理論的潮流の一つである政治的機会構造論とイベント分析についての関係を理論的に踏まえ、日本の社会運動の動態をイベント分析によって実証的に研究した)