hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
硫黄セレンの特性を生かした新有機合成反応研究

我々が先に簡便な合成法を見出しているセレノチオ過酸Se-フェニルエステル(1)(S-アシル=Se-フェニル=セレノスルフィド)の有機合成試薬としての有用性を検討し,次の様な興味深い知見を得た.1.セレノスルフィド(1)はアミン類の温和なアシル化剤として有用でありアミドの選択的合成に利用でき,スペルミジンからメイテニンの合成に成功した.また, 2.(1)はオレフィンとの光またはAIBN存在下加熱というラジカル反応条件で付加生成物を与える.この反応はイオン反応と異なりフェニルセレノ基が完全に逆マルコニコフ配向に導入され,ラジカル中間体経由の新しい硫黄セレン官能基導入法となった.得られた付加物のセレノ基の酸化脱離反応によりアリルまたはビニルチオ安息香酸エステルが選択的かつ高収率で得られた.3.分子内にオレフィンを有するセレノスルフィド(1)はラジカル還化してチオラクトンを与えることを見出した.この反応をビシクロ〔3.3.1〕ノネン系化合物で行うと,セレノ置換チアホモプロトアダマンタノンが高収率で得られ,またそのセレノ基の酸化脱離反応では従来例のないビニルセレニドに導びかれることがわかった.4.さらに,セレノスルフィド(1)はアリルスズ,クロチルスズとラジカル反応し, SH2′反応したアリルチオエステルを与えた.ビニルスズ化合物ではその置換基の種類により付加生成物,付加脱離生成物が選択的に得られた.5.オレフィンをオキシ水銀化し,ついで(1)と反応させると位置選択的オキシセノン化が可能になった.従来のオレフィンのイオン的オキシセレノ化反応では生成物は位置異性体の混合物として得られることから,本ラジカル反応は合成的にも興味深い.また,分子内にα, β-不飽和エステルを持つオレフィンをオキシ水銀化し,ついでジフェニルジセレニドと光照射すると中間に生成した炭素ラジカルが分子内環化したセレノ環化物を与えることを見出した.我々が先に簡便な合成法を見出しているセレノチオ過酸Se-フェニルエステル(1)(S-アシル=Se-フェニル=セレノスルフィド)の有機合成試薬としての有用性を検討し,次の様な興味深い知見を得た.1.セレノスルフィド(1)はアミン類の温和なアシル化剤として有用でありアミドの選択的合成に利用でき,スペルミジンからメイテニンの合成に成功した.また, 2.(1)はオレフィンとの光またはAIBN存在下加熱というラジカル反応条件で付加生成物を与える.この反応はイオン反応と異なりフェニルセレノ基が完全に逆マルコニコフ配向に導入され,ラジカル中間体経由の新しい硫黄セレン官能基導入法となった.得られた付加物のセレノ基の酸化脱離反応によりアリルまたはビニルチオ安息香酸エステルが選択的かつ高収率で得られた.3.分子内にオレフィンを有するセレノスルフィド(1)はラジカル還化してチオラクトンを与えることを見出した.この反応をビシクロ〔3.3.1〕ノネン系化合物で行うと,セレノ置換チアホモプロトアダマンタノンが高収率で得られ,またそのセレノ基の酸化脱離反応では従来例のないビニルセレニドに導びかれることがわかった.4.さらに,セレノスルフィド(1)はアリルスズ,クロチルスズとラジカル反応し, SH2′反応したアリルチオエステルを与えた.ビニルスズ化合物ではその置換基の種類により付加生成物,付加脱離生成物が選択的に得られた.5.オレフィンをオキシ水銀化し,ついで(1)と反応させると位置選択的オキシセノン化が可能になった.従来のオレフィンのイオン的オキシセレノ化反応では生成物は位置異性体の混合物として得られることから,本ラジカル反応は合成的にも興味深い.また,分子内にα, β-不飽和エステルを持つオレフィンをオキシ水銀化し,ついでジフェニルジセレニドと光照射すると中間に生成した炭素ラジカルが分子内環化したセレノ環化物を与えることを見出した.硫黄セレン化合物は生理活性物質として興味ある特性を示すことおよび、硫黄セレンを含む官能基が有機合成化学上極めて有用であることから、硫黄セレンの特性を生かした新有機合成反応研究を行っている。既に、S-アシルセレノスルフィド類の簡易合成法を見出しているが、分子内に不飽和結合を内在するセレノスルフィドをAIBN存在下、加熱することによりラジカル的にセレノチオラクトン化合物に環化する合成法を確立した。また、S-ベンゾイルフェニルセレノスルフィド(PhCOSSePh)を各種オレフィンと反応させたところ、末端オレフィンに対しては1位にチオベンゾアート、2位にフェニルセレノ基が付加し、フェニルセレノ基が完全に位置選択的に逆マルコニコフ配向に導入された付加物が高収率で得られる。これは、イオン的付加反応の位置選択性とは全く逆のセレノ基の新導入法となる。シクロアルケンへの付加では、トランス体の他にシス体の生成もみられた。この付加反応は、ヒドロキノンの添加で抑制され、AIBNにより促進されることから遊離ラジカル連鎖機構で進行していると思われる。得られた付加物のセレノ基を酸化脱離し、隣接する官能基を選ぶことにより、アリルあるいはビニルチオベンゾアートを選択的に合成することができることを見出した。上記付加反応は、光照射によってもスムーズに進行し高収率で付加体を与えることがわかった。

この反応を利用して、従来のイオン反応では選択的に得られなかった2-ビニルセレニドを得る方法を見出した。一方、S-アシルフェニルセレノスルフィドはアミン類の温和なアシル化剤として有用であることがわかり、モノアミンからモノアシル体、ジアミンからジアシル体を簡便かつ高収率で得ることができた。この反応を利用してスペルミジンからメイテニンの合成に成功した。今後、S-アシルフェニルセレノスルフィドの反応性につき更に検討していく。
災害弱者の視点に立った減災システムと防災ユニバーサルデザインの開発

災害弱者は情報獲得においても弱者であることが多く,情報提供型防災には効果の限界がある.自然災害が年々増加し発生状況が複雑化している現在,子供,高齢者,障碍者,要介護・援護者,外国人,さらには帰宅困難者や観光客など,災害弱者の様相も複雑化している.本研究では,防災情報が例え届かなくても災害弱者の命を守れるような防災システムや,特別な防災知識がなくても安全な避難を可能にするサインについて検討した.災害弱者は情報獲得においても弱者であることが多く,情報提供型防災には効果の限界がある.自然災害が年々増加し発生状況が複雑化している現在,子供,高齢者,障碍者,要介護・援護者,外国人,さらには帰宅困難者や観光客など,災害弱者の様相も複雑化している.本研究では,防災情報が例え届かなくても災害弱者の命を守れるような防災システムや,特別な防災知識がなくても安全な避難を可能にするサインについて検討した.従来の災害弱者対策は行政からのアプローチが主体であり,既に対策マニュアル整備も多くの自治体で進められている.ところが,災害弱者は情報獲得においても弱者であることが多く,これまでの情報提供型防災には効果の限界がある.自然災害発生数が年々増加し,発生状況が複雑化している現在,子ども,高齢者,障碍者,要介護・援護者,外国人,さらには帰宅困難者や観光客など,災害弱者の様相も複雑化している.本研究では,防災情報が例え届かなくても災害弱者の命を守れるような防災シェルターや,また特別な防災知識がなくても安全な避難を可能にするサインについて検討する.災害弱者の命を守るための減災構造やデザインも含めた避難システムについて,ハードウェア・ソフトウェアの両面から新しい提案を行おうとするものである.災害弱者のための(1)減災技術開発,(2)避難誘導計画の策定,(3)防災ユニバーサルデザイン,の3つのプロジェクトを立ち上げ,災害時のみではなく日常的にも利用できるシステムの開発を目的とする初年度の平成22年度は,災害弱者の実態や災害弱者対策の事例を調査し,少子高齢化時代において顕在化するであろう防災システム上の課題を抽出した.(1)の減災技術開発に関しては,災害弱者がいる建物を守るためのフェンスの強度検討や,360度パノラマ撮影画像の防災技術への援用について検討した.(2)の避難誘導計画に関しては,京都市の観光地において避難に関する意識調査を実施した.また,災害弱者の避難行動を予測するためのマルチエージェントシミュレーションシステムを構築した.(3)の防災ユニバーサルデザインに関しては,身体障碍者系障碍者施設に対しるアンケート調査を実施した.その結果,自宅での生活を送る障碍者の多くが外出をせず自宅にこもりがちであり,防災に対する意識が低く避難が可能な公園や学校などの近所の情報がつかめていない状況にあることがわかった従来の災害弱者対策は行政からのアプローチが主体であり,既に対策マニュアル整備も多くの自治体で進められている.ところが,災害弱者は情報獲得においても弱者であることが多く,これまでの情報提供型防災には効果の限界がある.自然災害発生数が年々増加し,発生状況が複雑化している現在,子ども,高齢者,障碍者,要介護・援護者,外国人,さらには帰宅困難者や観光客など,災害弱者の様相も複雑化している.本研究では,防災情報が例え届かなくても災害弱者の命を守れるような防災シェルターや,また特別な防災知識がなくても安全な避難を可能にするサインについて検討する.災害弱者の命を守るための減災構造やデザインも含めた避難システムについて,ハードウェア・ソフトウェアの両面から新しい提案を行おうとするものである.災害弱者のための(1)減災技術開発,(2)避難誘導計画の策定,(3)防災ユニバーサルデザイン,の3つのプロジェクトを立ち上げ,災害時のみではなく日常的にも利用できるシステムの開発を目的とする.今年度は,災害弱者として観光客と身体障碍者に対象をしぼって検討を進めた.(1)の減災技術開発に関しては,流木とともに流下する洪水から観光客や老人を守るために,適切な避難場所の検討や,構造物による防止法を提案した.防災フェンスの強度検討も行った.(2)の避難誘導計画に関しては,京都市の観光地において観光客の滞留状況の推定を行うとともに,マルチエージェントシミュレーションシステムによる検討をした.(3)の防災ユニバーサルデザインに関しては,地域で暮らす身体障碍者本人への災害時避難に関する意識と生活環境評価についての調査結果の分析を進めた.その結果,自宅からの避難では,仕事・買い物での外出がほとんどなく自宅にこもりがちになってしまっている回答者において,避難場所を決めていない割合が高いこと等が明らかになった.従来の災害弱者対策は行政からのアプローチが主体であり,既に対策マニュアル整備も多くの自治体で進められている.ところが,災害弱者は情報獲得においても弱者であることが多く,これまでの情報提供型防災には効果の限界がある.自然災害発生数が年々増加し,発生状況が複雑化している現在,子ども,高齢者,障碍者,要介護・援護者,外国人,さらには帰宅困難者や観光客など,災害弱者の様相も複雑化している.本研究では,防災情報が例え届かなくても災害弱者の命を守れるような防災システムや,また特別な防災知識がなくても安全な避難を可能にするサインについて検討した.災害弱者のための(1)減災技術開発,(2)避難誘導計画の策定,(3)防災ユニバーサルデザイン,の3つのプロジェクトを立ち上げ,災害時のみではなく日常的にも利用できるシステムの開発を目的とした.

減災技術開発に関しては,高齢者の多い地区や観光客の多い地区を対象に,図上訓練による要援護者施設の避難行動の特徴を明らかにし,より効果的な避難システムの構築を試みた.また,既存のフェンス付きブロック塀により,小規模な土石流をどの程度防ぐことができるのか,実験的な検討を行った.避難誘導計画に関しては,障碍者の災害時避難に関する意識と生活環境に関して,東日本大震災の前後においてアンケート調査を実施した.結果として,大震災の前後とも,回答者の半数程度は避難場所や避難場所までの経路を「決めていない」または「確認したことがない」と回答していた.災害時避難計画が義務づけられている集団生活の場においても,備えの不足が浮き彫りになった.また,災害弱者として観光客を対象とした研究も行い,適切な避難者分散をどう図るかが共通課題として挙げられた.防災ユニバーサルデザインに関しては,京都市の清水寺周辺地域を対象として,現状の課題を明らかにした上で新しいサインデザインの提案を行った.目的とした大きな3項目について検討が進み,各要素技術に関して順調に成果が上げられている.これは当初考えていた計画どおりである.3項目間の連携が少し弱かったのが反省点である.24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)の減災技術開発に関しては,具体的な防災設備の試設計を行う.(2)の避難誘導計画に関しては,避難者エージェントに与えるパラメータに幅を持たせるなど,より詳細なモデルを構築する.(3)の防災ユニバーサルデザインに関しては,東日本大震災を受けて災害時避難への意識や準備にどのような変化が起こったのかを調べる追跡調査を企画・進行中である.最終年にあたり,研究成果全体の統合について,これまで以上に研究者の連携を密にすることが必要だと考えている.24年度が最終年度であるため、記入しない。
小学校理科における上皿天秤の操作技能指導法の改善に関する実証的研究

理科実験技能は実験活動の構成要素の1つである。理科実験技能は「各実験で何が確められるかについての知識を習得し,疑問に対する予測を検証するために必要な実験を選択する能力」と「実験器具を巧みに操作する能力,及び正確に測定する能力(以降「理科実験器具の操作技能」と略記)」に二分される。ガスバーナーを除いて,学習論に基づく理科実験器具の操作技能を協同で学ぶ場面に潜む問題は明らかにされていない。上皿天秤はガスバーナー,電流計・電圧計,顕微鏡に次いで,生徒が正しく操作することは難しいと意識し,多段,且つ複雑な操作過程をもつ実験器具の1つである。日本の学習指導要領では小学5年で初めて上皿天秤の操作方法を学ぶ。小学5年生に上皿天秤の操作技能指導を行い,会話記録・質問紙調査の結果とその1か月後の実技テストの映像を分析した結果,本事例の範囲内で次の2点が明らかとなった。(1)34人で1班を組んだ生徒が上皿天秤の操作技能を協同で学ぶ場面に潜む問題として,「上皿天秤の操作が難しいと認識している生徒が,自分の助言通り操作できない現実を見て,操作者が自分の助言を受け入れていないと判断する」という他人の情況を推し量れないことが見出された。これは,生徒間の支持的な関係の構築を阻むと同時に,生徒のメタコミュニケーションを行う心のゆとりを奪う原因となる。循環型の問答-批評学習利用の指導法はこの問題を克服できる。(2)循環型の問答-批評学習利用の指導法と理科教育用上皿天秤モデルの製作・リハーサルの指導法の併用は,生徒の上皿天秤の基礎操作に関する知識と技能についての言語的表象と映像的表象が結びついた象徴的表象の記憶と実際のずれの修正を促す。その結果,上皿天秤の操作技能の習得が促されるだけではなく,他人へ伝達できる程度の客観性をもつような形で自分なりに文章表現できる程度の操作方法に関する知識の習得を促す。
メディアによる社会階層の形成：現代中国における中産階級の観光消費を事例に

本研究の目的は今日の中国中産階級を研究対象とし、メディア研究の方法論によって、観光消費に見られるメディアを媒介とした中産階級の自己構築、及び新しい社会階層の形成メカニズムを解明することである。これにより、メディアによる社会階層の再生産と再編成に対する実証分析を通じて文化的再生産論を充実させることを目指す。前年度は、関連の既存研究(1観光と階層、2観光とメディア、3メディアと中産階級)に対して、理論整理と問題点の発見を行った。また、メディア上に流通している、中産階級にかかわる観光消費の表象や言説を分析した。その成果は、国際学会での口頭発表、および日本語単著、中国語共著として発表した。2018年度は、研究機関、行政機関、メディア関係部門、観光業者などを直接訪問し、中産階級の観光消費とメディアの関連性を現場の視点から明らかにすることを試みてきた。また、中産階級と呼ばれる消費者を対象に、半構造化面接を通じて、階層意識の形成における観光とメディアの役割を解明することを試みてきた。こうした作業を通じて、観光という切り口で中国中産階級の形成を実態・イメージ・意識から動態的に考察することが可能になった。中国中産階級に対する理解を深めるばかりでなく、急激に変化する現代中国の社会構造や国民意識、メディア利用や消費行動を把握することができた。2018年度の事例分析および理論考察に関する成果は、国際学会での口頭発表、および査読付き英語論文として発表した。研究計画は、おおむね順調に進展している。昨年から継続してメディアのテクスト分析を行い、同時にメディアの生産過程と受容過程についても調査を実施した。2018年度は、4つの国際学会に参加し、英語で口頭発表を行うとともに、3本の査読付き英語論文としてその成果を公刊した。そのため、当該年度は研究成果の国際化を積極的に図ってきたと言える。以上の理由から、当該年度は研究が順調に進んだとみなしうる。本研究プロジェクトでは、これまで2年間、理論研究と実地調査を実施すると共に、その成果を国際学会や査読論文、書籍として発表してきた。最終年度となる来年度は、これまでの研究成果をまとめ、補足的調査をするとともに、比較研究を試みる。その上で、メディアを媒介とした階層形成のメカニズムを理論化し、その一般化を図る。最後に、すべての知見をまとめ、単著の執筆と出版の準備を行う予定である。本研究の目的は、今日の中国に注目し、増え続ける中産階級を研究対象とし、メディア研究の方法論によって、観光消費に見られるメディアを媒介とした中産階級の自己構築、及び新しい社会階層の形成メカニズムを解明することである。これにより、従来異なる研究領域と考えられてきた階層研究、メディア研究、観光研究を架橋するとともに、メディアによる社会階層の再生産と再編成に対する実証分析を通じて文化的再生産論を充実させることを目指す。本研究の特徴は、観光という切り口で中産階級の形成を実態・イメージ・意識から動態的に考察し、脱工業化、高度情報化、高度消費社会における新たな階層研究の可能性を探り、独自の「中産階級の理解モデル」を完成させることである。本研究は今日中国の中産階級の理解に資するばかりでなく、急激に変化する現代中国の社会構造や国民意識、メディア利用や消費行動を把握するための一つの明確な展望までも得られる。平成29年度は、既存の研究において、1観光と階層、2観光とメディア、3メディアと中産階級がいかに論じられ、分析されてきたかを理論整理し、関連する諸既存研究の問題点を明らかにすると同時に、既存研究と本研究の問題意識や検討課題との関連を探った。また、メディア(SNS)上に流通している中産階級の観光消費の諸表象や言説に関する文字情報(文章や写真の説明)と図像情報(写真)を対象に分析し、その成果を書籍の一部として出版した。当初の計画通り、初年度は理論整理を終え、テクスト分析に関する資料を収集できた。また、分析結果を書籍の一部として出版し、テクストの生産過程の分析及びオーディエンスの受容過程の分析への準備が進んだ。

昨年から継続してメディアのテクスト分析を行い、同時にメディアの生産過程と受容過程についても調査を実施した。2018年度は、4つの国際学会に参加し、英語で口頭発表を行うとともに、3本の査読付き英語論文としてその成果を公刊した。そのため、当該年度は研究成果の国際化を積極的に図ってきたと言える。以上の理由から、当該年度は研究が順調に進んだとみなしうる。平成30年度は、本研究課題の第2年目にあたり、主に3つの作業を進める。第1に、大学、研究所、行政機関、メディア関係部門、観光業者などを直接訪問し、専門家、政府の役人、メディア関係者、観光業者などに対するインタビュー調査を行い、中産階級の観光消費とメディアの関連性を現場の視点から探る。第2に、中産階級と呼ばれる消費者、中産階級という自己認識を持つ消費者を対象に、フィールドワークを実施し、階層意識の形成における観光とメディアの役割を明らかにする。第3に、事例分析を進め、整理済みの理論を発展させ、論文を公刊する。本研究プロジェクトでは、これまで2年間、理論研究と実地調査を実施すると共に、その成果を国際学会や査読論文、書籍として発表してきた。最終年度となる来年度は、これまでの研究成果をまとめ、補足的調査をするとともに、比較研究を試みる。その上で、メディアを媒介とした階層形成のメカニズムを理論化し、その一般化を図る。最後に、すべての知見をまとめ、単著の執筆と出版の準備を行う予定である。昨年度、予定の調査出張が先方の都合により一回実現できなかったため、次年度には、ゴールデンウィークや年末年始、夏季・春季の2回の休業期間を利用して、実証研究を進めていく予定である。昨年度の実現できなかった調査出張を実現させるためである。
船体構造の最終強度とその確率モデルに関する研究

船体の最終強度とその不確定性に関して以下の成果を得た。(1)き裂損傷を有する防撓パネルの圧縮および横圧荷重下の最終強度とその不確定性を明らかにした。(2)Smith法による船体横断面の逐次崩壊解析で求められる縦曲げ最終強度のモデル不確定性を定量化した。(3)Smith法を、損傷による欠損部が存在する横断面の最終強度解析に適用できるよう拡張した。(4)理想化構造要素法を適用し、損傷時を含むホールド規模の船体構造の効率的な最終強度解析システムを構築した。(5)構造の塑性変形と流体力との相互影響を考慮した船体梁の崩壊挙動解析モデルを開発し、実験との比較よりその有効性を示した。(1)基本不確定因子の調査:船体用鋼材の機械的性質と、ハネル、防撓材および桁部材の初期不整量の統計量について調査した。腐食、亀裂,凹損など経年損傷について公開されている系統的データは比較的少なく、来年度にかけてさらに調査を継続する。(2)損傷を有する板および防撓パネルの最終強度:連続防撓パネルに過大な横圧が作用して広範囲に凹損を生じた例などを参考に損傷モデルを設定し、FEMによる弾塑性大たわみ解析により、連続パネルあるいは連続防撓パネルとしての残存圧縮強度を明らかにした。また凹損の形状、隣接パネル問の損傷量の関係および損傷時に生じた残留応力が、残存圧縮強度に及ぼす影響を明らかにした。(3)船体ホールドモデルの最終強度:船体構造は多数の板および防撓材から成る不静定構造であり、損傷が生じた場合、周辺部材への荷重再配分が生じる。このような荷重再配分の効果を考慮するためには少なくともガーダー間、トランス間の防撓パネルを単位として最終強度を評価する必要がある。複合荷重を受けるこのような構造範囲の適切なFMモデル化法を明らかにした。(4)船体ホールドモデルの最終強度解析システムの構築:衝突あるいは座礁損傷が船体の縦曲げ最終強度に及ぼす影響を明らかにするため、船体の3ホールドモデルをFEMモデル化し、動的陽解法FEMプログラムを用いて衝突および座礁荷重下の損膓解析を実施した。また、理想化構造要素法による最終強度解析システム構築の予備作業として、理想化構造要素法による大規模解析のためのプリ・ポストプロセッサーを開発した。来年度にかけてさらに改良の予定である。(1)損傷を有する連続防撓パネルの最終強度とその推定法の開発船底パネルあるいはロンジウェブに亀裂を有する連続防撓パネルに二軸圧縮と横圧が作用する場合の最終強度をFEMにより明らかにすると共に、最終強度推定式を作成した。破損は損傷パネルに集中するが、周囲の健全パネルによる変形拘束により周辺単純支持を仮定する場合より残存耐力は大である。(2)損傷を有する船体ホールドモデルの最終強度とその確率モデルの定式化座礁により船底に損傷が生じた船体の縦曲げ最終強度を解析し、損傷の影響を明らかにした。損傷部は剛性・強度への寄与が無効と見なして開口で近似した。縦曲げ荷重下では、ハルガーダの全体曲げに加えて二重底としての曲げが発生しこの両者の影響を考慮することによりホギング最終強度を簡便で推定可能であることを示した。横圧の影響を含めて、より系統的な解析と強度定式化はH22年度に実施する。(3)構造の階層性を考慮した損傷影響度の明確化立体板骨構造としての船体構造に損傷が生じた場合の影響度を明らかにするための効率よい解析ツールとして、理想化構造要素法解析プログラムを発展・改良した。具体的にはホールドのモデル化に不可欠な非矩形板要素の開発、せん断座屈を考慮できる桁要素の開発、またこれらを含めたプリ・ポストシステムの開発を進めた。構造の階層性を考慮した損傷影響度の確率論的定量化は次年度に持ち越した。(4)船体桁の波浪中崩壊試験モデルの設計最終強度後の崩壊を追跡し、崩壊によるリスクを求めることを目的として、船体桁の波浪中崩壊試験モデルの設計を行なった。曲げ強度の相似性を満足するよう、船体中央断面に小型丸棒の曲げ崩壊機構を組み込んだ水槽試験用箱形浮体を作成し、陸上試験により所定の曲げ崩壊強度を実現できることを確認した。来年度、損傷時強度を考慮する場合を含めて崩壊試験を実施する。(1)損傷を有する連続防撓パネルの最終強度とその確率モデル船底パネルあるいはロンジウェブに亀裂を有する連続防撓パネルに面内圧縮が作用する場合の最終強度をFEMにより解析すると共に、最終強度推定法を明らかにした。特にき裂損傷部に圧縮が作用する場合の亀裂面の接触の影響について、接触要素を用いたFEM解析より明らかにした。(2)損傷を有する船体ホールドモデルの最終強度とその確率

モデル座礁により船底に損傷炉生じた船体の縦曲げ最終強度を解析し、損傷の影響を明らかにした。縦曲げ荷重下では、ハルガーダの全体曲げに加えて二重底部分の曲げが発生する。この両者の曲げの影響をSmith法に基づく梁要素を組み合わせて考慮することにより二重底部に損傷を有する船体のホギング最終強度を簡便に推定できることを示した。(3)構造の階層性を考慮した損傷影響度の明確化損傷を有する船体の全体崩壊強度の効率よい解析ツールとしてH21年度に開発された理想化構造要素法解析プログラムを、荷重解析部と連成出来るようにシステム化した。また、既存の船体モデル崩壊試験および陽解法によるFEM解析結果との比較よりその良好な適用性を確認した。(4)研究成果の総括以上の成果を総括して、船体桁の最終強度の確率モデルとなりうる、平均強度と各種影響因子による強度変動(感度)を合理的に考慮可能な一連の実用的強度解析法を開発した。
癌進展の制禦に働く生体内機構の研究

私たちは、れまで癌進展の制禦に働く因子をヒトの胃癌と大腸癌について研究してきたが、本年度の研究において、胃の印環細胞癌で特に浸潤性が弱く進行の遅いタイプの早期癌とスキルス型の進行の速いタイプの癌に焦点をあてて追求した。その結果、(1)進行の遅い印環細胞癌では癌細胞が粘膜固有層に浸潤しながらも、極めて正常に近いパタンで細胞回転が起っていることが分ったが、このメカニズムは細胞増殖が粘膜中層でのみ起り、その細胞は基底膜を介して間質組織と結合し、そこから上に出てくる細胞は基底膜を失ない、デスモソームもなくなるという現象によって説明されうることが明らかとなった。(2)一方、同じ胃の印環細胞でも高度に浸潤性を発揮するスキルスを調べたところ、その癌細胞表面にはフィブロネクチンが減り、間質組織中の線維芽細胞と形質膜相互の接着が多く見られ、しかもレクチン染色でガラクトース残基に富む糖タンパクが増加していることがわかった。(3)ガラクトース転移酸素に対する抗体を作製し、染色してみると、スキルス細胞がかなり特異的に免疫組織学的方法で染め出されることが分ったのでこの点を更に追求した。(4)ガラクトース転移酵素に対するcDNAを作製することを試み、少くともその一部のコードをカバーするcDNAがえられた。これを用いる分析は進行中である。(5)早期癌を含む多くの印環細胞癌の顕微螢光測光を行ったところ、スキルスの絶体多数の症例で核DNA量が3C近辺の異倍体となっていることがわかった。しかも癌の進行に伴って、gcディプロイドから3Cヘ変化してくる所見もえられた。これらの知見を総合して、癌細胞の浸潤性格の分子レベルの解析を試みる準備がととのったといえる。
金融機関のパフォーマンスと企業ダイナミクスの実証分析：相関関係と因果関係の識別

平成30年度は、平成29年度に刊行したMiyakawa et al.(2017)における研究の対象である「先端的な機械学習手法(weighted random forest)を用いた企業の退出・成長に関する予測モデル構築」の成果を踏まえて、本研究課題の主たる対象である「企業の有する取引関係が企業ダイナミクスへ与えるcausal effect」を明示的に分析する実証分析を行った。具体的には、企業の退出・成長に関する予測に加えて、因果効果を検証するトリートメント(例:企業のサプライチェーン上の中心性の変動)に関する予測を機械学習ベースのモデルを用いて行い、企業の退出・成長とそれらのトリートメントに関する残差を取り出したうえで、それらの間の相関を推定するという、機械学習ベースの因果推論手法の一つであるdouble machine learningを用いた。当該分析によって、企業が保有する取引関係の「予期しない変化」が退出や成長といった企業ダイナミクスに与えるcausal impactを推定する実証分析を行うことが可能となり、理論的に想定される因果効果を正確に推定することに成功した。この研究成果については、経済産業研究所、日本銀行金融研究所、大阪大学、などでの研究報告を経て、RIETI Discussion paperとして令和元年に刊行予定である。なお、平成30年度には、本研究課題の対象として開発した企業の退出・成長に関する予測モデルが十分な予測精度を実現することを確認したことを踏まえて、機械学習ベースの予測モデルに関連する特許出願(【発明の名称】企業情報処理装置、学習用データセットとその生成方法、学習済みモデル、企業のイベント予測方法及び予測プログラム)を実施した。第一に、本研究の対象である「企業ダイナミクスと金融機関取引の関係」について、当該の論点へ「企業間取引ネットワーク」という重要な視点を加えた上で、実証分析上の最大の課題であった「因果関係の正確な識別」に対して本研究課題で開発した技術をベースとした手法を用いることで、当初予定通りの成果をあげている。なお、本研究課題における分析に際しては、データの制約からこれまで十分な研究が行われていない未上場企業を対象としたデータを大量に用いている。こうした大規模データの活用と適切な実証分析手法の開発・活用により、特定の企業ダイナミクス(例:倒産)に対して上記のネットワーク要因がcausal effectとして特に大きな役割を示すことを確認するなど、新たな知見も得ている。平成30年度においては、上記の研究成果を研究論文として取りまとめており、令和元年度に予定しているより進んだ研究成果の取り纏め、国内学会及び研究機関での報告、海外学会への投稿に向けた準備が予定通り進捗している。なお、本研究の実施に際しては、海外の大学に所属する研究者との共同研究関係を構築しており、研究成果の幅広い対外公表を念頭に置いた研究プロジェクトの運営に努めているほか、最終的な研究成果物のとりまとめに至る過程で様々なアドバイスを内外の研究者から受けることが可能である。第二に、本研究課題で開発した技術を基に、特許出願(【発明の名称】企業情報処理装置、学習用データセットとその生成方法、学習済みモデル、企業のイベント予測方法及び予測プログラム)を実施したほか、同技術を用いた産学連携プロジェクトの実施にも取り組んでおり、当初の計画を超えた研究成果が実現されている。上述の通り、平成30年度においては、平成29年度までの研究成果を活用することで、本研究課題の主たる研究テーマと直接的に対応する研究成果を上げることが出来た。令和元年度においては、本研究の重要な研究テーマである「企業の有する取引関係が企業ダイナミクスへ与えるcausal effect」を明示的に検証した結果を内容とする学術論文を国内外の研究セミナーや学会などで報告した上で、査読付き英文ジャーナルへ投稿するほか、同研究の成果を用いた産学連携プロジェクトを引き続き推進する。平成28年度は、分析用データの構築を行うと共に、金融機関のパフォーマンスが顧客企業に及ぼす影響を分析するための手法の検討を目的として、(1)企業のサプライチェーンネットワークデータを含む膨大な企業属性を独立変数とした企業パフォーマンスの予測分析、(2)企業集積が企業活動にもたらす経済便益の実証分析、(3)ベンチャーキャピタル(VC)の共同投資パターンの実証分析を行った。まず、データ構築に当たっては、当初計画通り上場企業と取引銀行のペアレベルデータ、未上場企業に対するVCの投資実績データを構築すると共に、本研究の最大の課題である「取引経済主体間(例:企業ー金融機関、企業ー企業)の属性の『相関』と『因果関係』の識別」を検討する上で重要な情報を与えると考えられる「企業間取引ネットワークのデータ」を、東京商工リサーチ社から取得した大規模データを用いて構築した。これらのデータセットは平成29年度以降の研究実施に当たって引き続き活用する予定である。次に、上記のプロジェクト(1)では、機械学習手法とビックデータを用いたパフォーマンス予測分析を通して、取引先の属性変化が将来的な企業パフォーマンスの予測に有効であることを発見しており、金融機関取引が企業ダイナミクスへ与える影響を分析する際にも利用可能な手法を確立することが出来た。プロジェクト(2)においても、取引先の地理的な集積が持つ便益を実物取引に関して確認しており、平成29年度以降の研究において金融取引の文脈へこのアイデアを応用する予定である。プロジェクト(3)においては、企業の取引金融機関群がどのようなメカニズムによって構成されているかを検討するための手法(exponential random graph model)の確立に成功しており、平成29年度以降の分析において活用する予定である。第一に、当初計画において予定していた上場企業と取引銀行の取引関係データ及び未上場企業とベンチャーキャピタル(VC)との取引関係データの構築を完了すると共に、これらの「金融取引関係」と併せて分析に用いることが有益と考えられる「実物取引関係」データを構築した。

これらの二種類のデータセットを用いることで、本研究が狙いとしている「取引経済主体間の属性の『相関』と『因果関係』の識別」を、金融取引と実物取引の両面に亘って網羅的に分析することが可能となる。このように、データ構築に関して、研究計画は概ね順調に進展していると考えられる。第二に、平成29年度以降の研究実施に当たって利用可能な分析手法を確立することが出来た。まず、実物取引関係を独立変数の一部として用いた企業の将来パフォーマンス分析においては、近年のデータサイエンス分野での知見を取り込む形で、進んだ機械学習手法を用いた分析を行っており、標準的な計量経済学手法を補完するものとして平成29年度以降の研究において活用が可能である。次に、実物取引に関連する重要なトピックとして企業集積の経済的な意義を検討した分析においては、取引先の偶発的な倒産を一種の自然実験として用いることで、因果関係の識別に注意を払った分析を行っているほか、企業の選択の結果として集積が生じ、結果として企業行動へ影響を与えるという内生的なメカニズムを構造推定手法を用いることで処理する検討も開始しており、平成29年度以降において当初計画通りの研究を実施するための十分な準備が整ったと言える。最後に、VCの共同投資パターンを分析した研究では、ネットワーク科学の分野で広く用いられている手法を用いており、平成29年度以降の研究実施に当たって活用が見込まれる。以上の通り、分析手法の検討及び予備的な分析の実施に関して、研究計画は概ね順調に進展していると考えられる。平成29年度は、第一に、平成28年度に構築済みの(1)未上場企業に対するベンチャーキャピタル(VC)の投資実績データ、(2)上場企業と取引銀行のペアレベルデータに加えて、(3)東京商工リサーチ社より提供を受けた「未上場企業を中心とする大規模企業レベルデータ」から構築した企業と銀行のペアレベルデータ及び企業間取引ネットワークデータを用いた分析を行い、二本の学術論文(Koujaku and Miyakawa 2017; Miyakawa, D. et al. 2017)を予定通り刊行した。一本目の論文では、データ(1)へネットワーク科学分野で広範に用いられている手法(exponential random graph model)を用いることで、VC、銀行、事業会社といった様々な投資主体が、どのようなパターンで投資家グループとして新興企業へ投資を行っているかを明らかにした。二本目の論文では、データ(2)・(3)へ先端的な機械学習手法(weighted random forest)を用いることで、企業の退出・成長に関する予測精度の向上を実現した。
顕微鏡の非結像光を用いる液液界面単一会合体の回転拡散ダイナミクス計測法の開発

大きさ4-20 nmの金コロイドの,液液界面におけるブラウン運動の計測を検討した。我々が開発した薄層二相マイクロセル内に液液界面を作り,全内部反射レーザー散乱法により,金コロイドの液液界面への吸着を検討した。その結果,金コロイドが液液界面に吸着すること,またそこで会合することを見出した。さらに,複数の金コロイドが会合したものの回転ダイナミクスを追跡したところ,この会合体は,界面の面内方向だけでなく面外方向にも回転していることが見出された。本研究では,今まで顧みられなかった顕微鏡の非結像光の光学特性を測定することによって,液液界面に存在する単一分子(または会合体)の方向,回転ダイナミクス,配向性とそのダイナミクスの情報をin situで得ることが目的である。その計測によって,単一分子(または会合体)の大きさや形状と回転拡散ダイナミクスの関係やそれに及ぼす液液界面の粘性率,界面活性剤の影響を明らかにしたい。当該年度は,非結像光を用いた計測を行う前に,本実験系に適した試料の探索を行った。金属金の表面は選択的に-SH基と化学結合することが知られ,ホルモンの簡易検出等に用いられている。また金の薄膜や金コロイドは,界面において特殊な光学特性を示すため,それが様々な分光法に応用されている。そこで,大きさ4-20nmである市販の金コロイドを用いて液液界面への吸着を検討した。このような極微な金コロイドのそれぞれ一つずつのダイナミクスを測定するため,全内部反射レーザー散乱顕微法を採用し,高感度CCDカメラで検出した。その結果,本来界面活性を示さない金コロイドであっても液液界面に吸着すること,またそこで会合することを見出した。数多くの金コロイドを測定したが,その中で二つの金コロイドが会合した∞のような形のものが確認されたので,その回転ダイナミクスをCCDカメラでさらに詳細に追跡した。その結果,この会合体は,界面の面内方向だけでなく面外方向にも回転していることが見出された。今後はこのような会合した微粒子の回転拡散ダイナミクスについて,非結像光を用いた計測を行う予定である。本研究では,今まで顧みられなかった顕微鏡の非結像光の光学特性を測定することによって液液界面に存在する単一分子(または会合体)の方向,回転ダイナミクス,配向性とそのダイナミクスの情報をin situで得ることが目的である。当該年度は,非結像光を用いた計測を行う前に,昨年度,試料として決定した金コロイドの動的挙動の測定を行った。まず,大きさ20-200nmである市販の金コロイドの1つ1つを認識して,それらのブラウン運動を捉えられるかについて検討を行った。断面が1×1mmの大きさの極細な容器を用いたところ,溶液の粘性によって,中の金コロイド水溶液の対流を留めることができた。ところで,金コロイドは,大きさに応じて,特定の波長の光を強く散乱する性質を有する。そこで,先ほどの極細な容器に対して,直角に白色光を集光して照射し,直角方向から顕微鏡を用いて,散乱光による単一金コロイドの測定を試みた。その結果,大きさ20nmの金コロイドでは,散乱光の強度が弱すぎで個々を区別して計測できなかったが,40nm以上の大きさの金コロイドでは,散乱光の強度が充分強かったために,個々の金コロイド粒子を区別して画像化することができた。さらにブラウン運動の解析を行ったところ,大きさから予想される挙動に一致した。今後はこのような単一金コロイド粒子の拡散ダイナミクスについて,非結像光を用いた計測を行う予定である。
水溶液中の有機ハロゲン化合物類の溶解度と固体粒子への吸脱着挙動

ダイオキシン類の水溶液中の飽和溶解度および吸脱挙動の実測例は、社会的要求度の割には非常に少ない。しかも、難処理廃棄物の水洗処理の際に必要となる、塩類を含んだ系や酸、アルカリを含んだ水溶液での実測値は国内外ともにほとんど見当たらず、早急に測定値が求められている。そこで、本研究では、種々の塩類を含む水溶液中での有機ハロゲン化合物類の溶解度測定とそれらの水溶液中における物理化学的挙動に関して調査した。さらに、分子軌道法による水溶液中での溶質分子の電子状態計算から溶解度の推算を行い、実測値との対応を調べた。ジェネレータカラム法により3種のクロロベンゼン類、ビフェニルおよび8種のダイオキシン類の水溶解度の測定を行った。測定結果より、水溶解度と置換塩素数間に線形的な相関関係が見られた。水溶解度の温度依存性を555°Cを測定し、溶解エンタルピーを導出した。また、NaCl、KClおよびCaCl_2水溶液中(0-0.8mol/L)の水溶解度を測定し、以下のような塩析効果が得られた。K^+<Na^+<Cl^<2+>。COSMO-RS法により水溶解度を計算予測した。COSMO-RS法とは、連続誘電体モデルで分子軌道計算を行い、混合溶液中の分子間の相互作用エネルギーを見積もり、物性値を推測する方法である。その結果、室温の溶解度および温度依存性に関して、測定値と計算値間に良い整合性が得られ、多種異性体に渡る残留性有機汚染化合物の溶解度計算予測に利用できることがわかった。また、塩化物水溶液中の溶解度に関しても、強イオン性化合物に対してはモデルの改良が必要だが、COSMO-RS法によるある程度の予測の可能性が示された。また、フラスコ法により水中でのクロロベンゼン類のシリカ粉末および活性炭への平衡吸着量を測定し、粉末比表面積と吸着量の関係を得た。本年度は、ジェネレータカラムを用いたクロロベンゼン類(CBs)およびダイオキシン類(PCDD/Fs)の水溶解度測定およびCOSMO-RSによる水溶解度の推算を行った。CBsに関しては、1,2-DiCBおよびHxCBの純水中での飽和溶解度を15°Cから55°Cの範囲で測定し、溶解エンタルピーを求めた。1,2-DiCBの溶解エンタルピーは10.49kJ/mol、HxCBの溶解エンタルピーは33.50kJ/molが得られた。また、水溶液中に溶解した塩類(NaCl,KCl,CaCl_2)のHxCBの水溶解度におよぼす影響を測定し、塩析効果を調査した。ダイオキシン類に関しては、DDおよびDFの水溶解度を25°Cで測定し、既に報告されている文献値と良い一致を見たので、今後、塩素化ダイオキシン類の測定を進めていく。COSOM-RS(密度汎関数法により対象分子が誘電体中に埋まった状態を仮定し、分子表面のスクリーニング電荷密度を求める。溶液中の分子間相互作用を、スクリーニング電荷密度を用いて分子間相互作用エネルギーとして表す。この分子相互作用エネルギーを化学ポテンシャルに変換し、溶解度を推算する。)による水溶解度の推算に関しては、1,2-DCB、1,3-DCB、1,4-DCB、1,2,3-TCB、1,2,4-TCB、1,3,5-TCB、1,2,3,4-TeCB、1,2,3,5-TeCB、1,2,4,5-TeCB、PeCB、HxCBに対して15oCから55oCの範囲で行い、本測定値および文献値と良い一致を示した。また、それらCBsに関して、塩析(NaCl,KCl,CaCl_2)効果の推算も行った。HxCBに関して、塩析効果を本測定と推算を比較し、比較的良い一致を見たので、今後ダイオキシシ類の関しても推算を行っていく。現在、水溶液中固体粒子への吸脱着量測定の準備も行っている。

その結果、室温の溶解度および温度依存性に関して、測定値と計算値間に良い整合性が得られ、多種異性体に渡る残留性有機汚染化合物の溶解度計算予測に利用できることがわかった。また、塩化物水溶液中の溶解度に関しても、強イオン性化合物に対してはモデルの改良が必要だが、COSMO-RS法によるある程度の予測の可能性が示された。また、フラスコ法により水中でのクロロベンゼン類のシリカ粉末および活性炭への平衡吸着量を測定し、粉末比表面積と吸着量の関係を得た。
超大規模データによる構文研究手法の研究

研究に必要なデータの処理のための環境としてUNIXワークステーションを用意し、開発環境の設定を行った。開発環境のテストはいくつかの処理系を用いて行ったが、最終的にはBSD UNIXを用いて今後の研究を行うことに決定した。またデータ処理言語としては、Perl言語を採用することを決定した。次に、データとしては、主に市販されている新聞記事CDROMを用い、これらから10億語程度のデータを収集し、今回の研究で開発したKWICプログラムを用いた。またこれらのデータ処理によって文型のデータベースを作成し、必要な文法情報を収集した。以上の中から得たデータを用いて、日本語の記述文法に必要な情報を重点的に集めて、いくつかの文法記述をテストケースとして行った。具体的には、現代日本語の名詞節、および指示詞の用法を研究し、それぞれを古典語と対比する形での文法記述として論文化し、公刊した。そのうちの一部より報告書を作成した。また、以上の成果の公表のために、インターネット上にWWWサーバーを構築し、研究成果を公開する態勢を整えた。サーバーのURLは次の通りである。現在、このURLを通して、研究成果のうち、KWICプログラム、データの文字種類整列プログラムなどを公開しており、さらに今後公開の範囲を広げる予定である。研究に必要なデータの初期の収集とワークステーションによる開発環境の設定を行った。本研究のためには高速にデータ処理が可能なUNIXをOSとするワークステーション(高速計算機)が必須であったため、これらを設置し、データ処理を行うための基礎的ソフトウェアの開発を行った。データ処理言語としてはperl言語を採用した。開発環境のテストはいくつかの処理系を用いておこなったが、最終的にはUNIXの一種であるBSDUNIXを用いて今後の研究を行うことに決定した。国語学的研究を計算機で行うことについては従来はパソコンのWindowsなどを用いて行われることが多かったが、本研究ではその扱うファイル量がきわめて大きいこと、また多くのプログラムを並行的に動作させる必要性があることなどから、どうしてもUNIXの採用が望ましいという結論を得ることができた。ソフトウェアについては、形態素解析を終了したデータについて、文法研究に適したファイル形態について考察し、そのために最適なソフトを開発した。また、それらのデータ処理のための試験的データを購入し、その処理を開始した。ソフトとしては従来からこの種の研究に用いられているKWIC形式の出力を中心として行うことに決定した。また、以上の成果の公表のために、インターネット上にWWWサーバーを構築し、研究成果を公開することが可能な条件を整えたことも本年度の研究成果の一部である。今後、このURLを通して研究成果の公開を行う予定である。本年度は、超大規模データ処理についての具体的方法を実行し、それによって特定の問題を考察することを試みた。手順は次のようである。1 UNIXワークステーション上でデータ処理を行い、必要な単語をKWIC形式でまとめた。単語を含むコーパスとしては、市販されている新聞データを主に用いた。システムの一部に付いてはWWWで公開している。(URL http://klab.ri.aoyama.ac.jp/)2必要な単語についてのKWIC索引をもとに、文法情報についてのデータベース(ハイパーテキストの形式で作成)を構築し、それを参照しながら、構文研究を行った。データベースは、単語とその属性とが記述されており,当該属性に関する他の単語についても容易に検索することが出来るようになっている。このシステムはWWW上に構築されており、ローカルの利用も、ネットワーク上の利用も同様にできるようになっている。3以上の処理システムの上で、現代日本語の名詞節の構造および副助詞の構造についての考察を行い、研究成果として発表した。以上のように研究成果を得たことから、今回のシステムの有効性を確認できた。次年度は更にこのシステムの充実を図りたい。3年間の研究期間の間に次のような研究を行い,成果をあげた。まず研究に必要なデータの処理のための環境としてUNIXワークステーションを用意し,開発環境の設定を行った。開発環境のテストはいくつかの処理系を用いて行ったが,最終的にはBSDUNIXを用いて今後の研究を行うことに決定した。またデータ処理言語としては,Perl言語を採用することを決定した。

次に,データとしては,主に市販されている新聞記事CDROMを用い,これらから10億語程度のデータを収集し,今回の研究で開発したKWICプログラムを用いた。またこれらのデータ処理によって文型のデータベースを作成し,必要な文法情報を収集した。以上の中から得たデータを用いて,日本語の記述文法に必要な情報を重点的に集めて,いくつかの文法記述をテストケースとして行った。具体的には,現代日本語の名詞節,および指示詞の用法を研究し,それぞれを古典語と対比する形での文法記述として論文化し,公刊した。また,以上の成果の公表のために,インターネット上にWWWサーバを構築し,研究成果を公開する態勢を整えた。サーバーのURLは次の通りである。現在,このURLを通して,研究成果のうち,KWICプログラム,データの文字種類整列プログラムなどを公開しており,さらに今後公開の範囲を広げる予定である。
H-influenzae呼吸器感染症モデルでの発症メカニズム解析と予防

Haemophilus influenzaeによる感染症は莢膜の有無により感染発症部位が異なり、莢膜非保有株は気管支肺炎、莢膜保有株は敗血症・髄膜炎を主に起こす。どちらの感染症においても、主に上部気道組織の細胞内に常在する菌が上皮細胞の剥離、下気道への落下に伴い、発症すると考えられている。そこで、細菌に付着・侵入した菌を感染菌としたモデル作成を行った。この結果、莢膜非保有株により気管支肺炎、莢膜保有株により敗血症・髄膜炎モデルが作成できた。また、作成したマウスモデルにおける病理学的所見は、その病態がヒトでの病態と類似していることを示していた。次に、器官支配炎モデルマウスに感染2日後より抗菌薬の投与を開始する方法で抗菌薬の評価の可能性を検討した。投与量の増加に伴い治療効果が優れていたこと、ampicillinによる治療においてペニシリナーゼ産生H.influenzae感染モデルに対してはまったく治療効果がなかったことから、本モデルは抗菌薬の基礎的in vivo評価に有効であることが示された。一方、敗血症・髄膜炎モデルを用いて本菌種の持つfimbriaeの病原的役割について検討を加えた。in vitroでの単層培養細胞への付着能はfimbriaeの発現する菌の方が優れていたが、マウスに対する菌力(死亡率で判定)はfimbriaeを発現しない菌の方が強かった。この成績はfimbriaeを発現しない菌の方が血清殺菌作用をより著明に受ける結果と一致する。この原因について解析したところ、C3のfimbriaeを発現する菌への付着量がfimbriaeを発現しない菌に比べ明らかに多く、この結果は血清殺菌作用成績と一致していることが明らかとなった。Haemophilus influenzaeによる気管支肺炎は上部気道の上皮細胞に付着・侵入した菌が上皮細胞とともに下気道に落下し、mucociliary clearnce機能の低下した部位に定着・発症すると想定した。莢膜非保有株の方が細胞への付着能が高い実験成績を報告していたので、莢膜非保有菌を細胞へ付着・侵入させたCBO(cell-bound oraganisms)を感染菌とした結果、ホルマリン処理で気道障害を起したマウスでは気管支肺炎の成立を細菌学的および病理学的に確認した。しかし、同条件マウスに菌懸濁液を感染しても感染症は惹起されなかった。以上の成績から、細胞へ付着・侵入した菌が下気道へ到達すること、および気道障害が起こっていることが必要であることが明らかになった。このCBO法を用いて莢膜b型株による敗血症・髄膜炎モデルの作成を試みた結果、感染3日後よりマウスの死亡が確認され、死亡マウスの心血および脳からH.influenzaeが検出された。病理学的には気道系では炎症がほとんど確認されず、肺の一部分に炎症像が観察された。肺内菌数は莢膜非保有株感染群とほぼ同じであるが、病理学的炎症像はに莢膜非保有株感染群に比べ軽度であった。また、H.influenzaeのfimbriaeは付着に重要であることが明らかとなっているが、今回作成した敗血症・髄膜炎モデルで死亡率で比較したところ、fimbriaeを持たない株の方が病原性が強いことが明らかとなった。この成績から、病原性は付着・侵入の段階ではfimbriaeを発現する菌が発現しない菌より強いが、総合的(死亡率)にはfimbriaeを発現しない菌の方が強いと考えられる。乳幼児に発症すると重症化し易いH.influenzae性髄膜炎を予防するために現在欧米ではワクチンが開発され、臨床応用が開始されている。従来、臨床の病態に類似した実験モデルが確立されていなかったので、今日まで基礎的なワクチン評価は行われていない。

我が国においても、ワクチンの臨床使用が考慮されていることから、CBO法による気管支肺炎モデルを基にマウス敗血症・髄膜炎の作成を試みた。その結果、莢膜b型株感染により死亡率約40%となった。また、感染後マウスの血液および脳から菌が検出され、脳からの検出菌数は血液に比べ明らかに多かった。気管支肺炎モデルと同様CBO法でマウス敗血症・髄膜炎モデルを作成できた。細菌の細胞や粘液層(ムチン)への付着において、莢膜保有株中でfimbriaeを発現する細菌の付着能はfimbriaeを発現しない菌に比べ著しく高く、fimbriaeがこの過程で重要な働きをしていることは明らかである。しかし、主に敗血症・髄膜炎患者から分離されたH.influenzaeはfimbriaeを発現していない事実がある。fimbriaeの病原的役割という観点から判断すると、これら2つの事実は相反している。そこで、fimbriaeの病原的役割を本研究で作成したモデルで検討した。単層培養細胞に対する付着能が高いfimbriaeを発現する株よりfimbriaeを発現していない株の方がマウスに対する菌力は強かった。そこで、この現象を解析したところ、fimbriaeを発現している菌の方が血清殺菌作用を受けやすいこと、およびC3の結合量が多いことが明らかとなった。これら成績はH.influenzae性敗血症・髄膜炎においてfimbriaeの病原的役割が少ないことを示している。