hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
終末糖化物質受容体と骨血管連関-骨質改善と動脈硬化防止を目指した病態生理の解明-

2型糖尿病は骨折の危険因子であり、骨密度では予測できない骨質低下による骨脆弱性が存在する。本研究により、骨質要素である骨代謝回転において、骨質がPTH分泌低下に基づく骨低骨形成、ならびに骨形成抑制因子スクレロスチン増加と関わりがあり、一方腹部動脈石灰化が骨質低下を介して椎体骨折リス上昇に関与すること明らかとなった。この結果により、骨質を劣化させる機序が骨脆弱性と血管石灰化に関与することが示唆された。これまで我々は、2型糖尿病が骨密度とは独立した骨折危険因子であること、ならびに標準的な骨強度の評価法である骨密度ではその強度が推定できないことを明らかにしてきた(J Bone Mineral Res)。原発性骨粗鬆症では動脈硬化と骨密度に関連があることから、動脈硬化が2型糖尿病における骨折リスクとなりうるかを臨床的に検討した。その結果、腎機能が基準範囲内である2型糖尿病において、性別に関わらず頸動脈エコーで計測される内膜中膜複合体(IMT)の増加が、椎体骨折リスクの増加と関連することを見いだした。またMonckeberg型の血管石灰化の指標である腹部大動脈の石灰化も同様に椎体骨折と関連することを見いだしている。これらの結果は動脈硬化と骨折に密接な「骨血管連関」が存在することを支持するものである。いずれも骨密度とは独立して椎体骨折と関係しており、動脈硬化の病態が骨質劣化をもたらし骨強度低下につながることが示唆され、本研究の目的である骨質と動脈硬化の関連が臨床的に存在することが明らかにされた。これらの研究成果は日本糖尿病学会、日本骨代謝学会、米国骨代謝学会において報告し、論文に成果をまとめる予定である。この研究成果を元に平成23年度は当初の計画通りに、動脈硬化との関連がある糖化終末物質(AGEs)およびその分泌型受容体(esRAGE)を用いて、臨床的にPTH分泌との関連や、骨芽細胞を用いて骨質との関連の研究を進めてゆく計画である。我々はこれまで2型糖尿病の存在は骨密度とは独立した骨折危険因子であり、また糖尿病の合併症に関わる終末糖化物質(AGEs)およびその受容体(RAGE)が、糖尿病患者の骨密度では推定できない骨脆弱性すなわち骨質低下を反映する指標であることを報告してきた。原発性骨粗鬆症では動脈硬化と骨密度が関連する「骨・血管連関」があることから、骨代謝異常の是正による糖尿病患者の動脈硬化疾患予防を最終目的に、両者に共通する病態を基礎および臨床の両面から検討した。今年度の研究により、副甲状腺細胞に対するAGEsの添加実験系で分泌低下が示されているPTHにおいて、1)糖尿病では対照群より有意にPTH分泌低下があることを本邦で初めて明らかにし、かつオステオカルシンで示される骨形成の低下が共存した場合には、骨密度とは独立して骨強度の低下、すなわち骨質低下により椎体骨折リスクが増加することが臨床的に明らかにした(JCEM)。また2)骨形成抑制因子であるスクレロスチンの増加が、PTHとは独立して骨折リスク増加と関与することを見いだした(投稿中)。3)血管平滑筋を用いた細胞実験系において、AGEsはNADPH酸化酵素増加を介する酸化ストレス増加により血管石灰化が増強し、4)臨床的にX線写真を用いて定量化した腹部動脈石灰化量の増加が、骨密度とは独立して椎体骨折リスクと関係することを見いだした。一方、5)骨密度と血管石灰化に関連があるFetuin-Aは、腎機能低下のない糖尿病患者において骨密度と有意に正相関するが、透析患者と異なり血管石灰化とは有意な関連を認めなかった。以上の研究成果は、2型糖尿病においてAGEs-RAGE系が糖尿病合併症のみならず「骨・血管連関」の病態形成に関与していることを示唆しており、AGEs-RAGE系への介入が2型糖尿病患者のあらゆる合併症を阻止する可能性が示唆された。
幼ブタを用いた生体内分離肝灌流中の肝細胞と全身の代謝に関する生化学的、電顕的研究

平均体重9.9kgの離乳直後の幼ブタ15頭を用い、小児ECMO用自動制御血液灌流装置により流量20ml/min/kgで肝静脈-門脈間生体内分離肝灌流を4時間まで行った。回路はグルコース非含有1/2生理食塩水を15ml/hourで灌流し、灌流液中にインスリンとグルカゴンを添加し、CONT群:灌流液のみ、25RI群;灌流液500mlにレギュラーインスリン25単位含有、75RI群:灌流液500mlにインスリン75単位含有、25GL群:灌流液15mlにグルカゴン0.25mg含有、50GL群:灌流液15mlにグルカゴン0.5mg含有、の5群に分け、代謝学的変化を生化学的に検討した。また、炎症性サイトカインInterleukin-6 (IL-6)と細胞傷害因子Tumor Necrosis Factor Alpha (TNF-α)を測定し、肝灌流の時間経過による肝細胞傷害、侵襲の程度を検討した。総蛋白とアルブミンは時間の経過と共に低下し、群間に差はなかった。中性脂肪は開始後徐々に上昇し、インスリン群では明らかに高値を示した。総コレステロールは徐々に低下し、特に群間で所見を認めなかった。グルコースは全群で開始直後に有意に上昇し、CONT群とグルカゴン群ではその後横ばいであったが、グルカゴン群でより高値を示した。一方、インスリン含有群では2時間以降、他群と比べて有意にグルコース値は減少し、特に75RI群でより著明であった。今回の研究ではインスリンはグルコースと中性脂肪に影響を及ぼし、特に肝灌流中のグルコース濃度は有意にインスリン依存性、かつ濃度依存性であった。IL-6は全体を通じて軽度上昇し、侵襲が加わっていることが示唆されたが、その程度は軽度であると思われた。TNF-αは経過中正常範囲内であり、肝灌流中のグルコース高値はTNF-α高値によるものではないことが証明された。平均体重9.8kgの離乳直後の幼ブタ15頭を用い、高木式自動制御血液ポンプと膜面積0.5m^2の膜型人工肺による新生児自動制御血液灌流装置により、肝静脈-門脈バイパス生体内分離肝灌流を行った。自己血で回路を充填し、バイパス琉量を20ml/min/kgとし、グルコースを含ま存い1/2生理食塩水中心の灌流液を15ml/hourで回路に流し、4時間まで肝灌流を行った。灌流開始直後と灌流後1から4時間まで時間毎に灌流血と肝組織を採取した。今年は灌流液中にインスリンとグルカゴンを添加し、コントロール(CONT)、インスリン50μIU/ml添加群(50RI)、150μIU/ml添加群(150RI)、グルカゴン0.017mg/ml添加群(25GL)、0.034mg/ml添加群(50GL)の5群に分け、代謝学的変化を生化学的に検討した。なお、総ビリルビン、GPT、γGTP、総胆汁酸は4時間まで全群ともに正常範囲内であった。総蛋白とアルブミンは各群、灌流時間の経過と共に低下した。中性脂肪はCONTとインスリン群では灌流後上昇したが、グルカゴン群では不変であった。総コレステロールはCONTとインスリン群に比べてグルカゴン群で低下が著明であった。

一方、グルコースは灌流開始後に著明に上昇し、1時間値でCONTが1,405mg/dl、50RIが1,323mg/dl、150RIが1,296mg/dl、25GLが1,782mg/dl、50GLが1,680mg/dlとなった。その後、2時間値と4時問値はC0NTが1,279mg/dl、1,144mg/dl、50RIが1,173mg/dl、879mg/dl、150RIが1.060mg/dl、700mg/dl、25GLが1.907mg/dl、2,030mg/dl、50GLが1,686mg/dl、1,507mg/dlとなり、コントロール群とインスリン群では減少したのに対し、グルカゴン群では上昇傾向を示した。インスリンは肝細胞には作用しないと言われているが、今回の検討では濃度依存性に血糖下降作用を示した。平均体重9.9kgの離乳直後の幼ブタ15頭を用い、小児ECMO用自動制御血液灌流装置により流量20ml/min/kgで肝静脈-門脈間生体内分離肝灌流を4時間まで行った。回路はグルコース非含有1/2生理食塩水を15ml/hourで灌流し、灌流液中にインスリンとグルカゴンを添加し、CONT群:灌流液のみ、25RI群:灌流液500mlにレギュラーインスリン25単位含有、75RI群:灌流液500mlにインスリン75単位含有、25GL群:灌流液15mlにグルカゴン0.25mg含有、50GL群:灌流液15mlにグルカゴン05mg含有、の5群に分け、代謝学的変化を生化学的に検討した。総蛋白とアルブミンは時間の経過と共に低下し、群間に差はなかった。中性脂肪は開始後徐々に上昇し、インスリン群では明らかに高値を示した。総コレステロールは徐々に低下し、特に群間で所見を認めなかった。グルコースはCONT群が、直後が301.0±29.4mg/dl、2時間後が1,276.0±129.9、4時間後が1,249.3±264.9、25GL群で直後が244.7±41.0、2時間後が1,441.0±474.2、4時間後が1,501.7±556.0、50GL群で直後が268.0±36.0、2時間後が1,508.3±168.4、4時間後が1,388.3±138.6、インスリン含有群では25RI群で直後が259.7±48.2、2時間後が1,173.3±268.3、4時間後が879.3±249.4、75RI群で直後が182.0±38.6、2時間後が1,060.7±305.8、4時間後が700.7±282.4と、インスリン群で有意に下降し、75RI群でより著明であった。今回の研究ではインスリンはグルコースと中性脂肪に影響を及ぼし、特に肝灌流中のグルコース濃度は有意にインスリン依存性、かつ濃度依存性であった。
海洋における鉄および有機鉄配位子の生物生産に及ぼす影響

植物プランクトンまたは従属栄養性細菌の濃縮液を現場表層海水に添加し、暗下で培養を行ったところ、2、3日の間に微小ながら(0.2nM)溶存鉄濃度の増加がみられた。これにおいてさらに重要なのは鉄の化学的形態、すなわち配位状態である。これにあたっては、滴定の競合配位子としてジヒドロキシナフタレンを用い(van den Berg,2005)、旧来の方法と同程度の測定感度を保ちながら測定時間を大幅に短縮することに成功した。この方法により測定を進めた結果、2、3日の間に一部のサンプルで有機配位子濃度増加も確認することができた。これにより、摂食に伴って消費された植物プランクトン生物量に応じた有機鉄配位子の海水への放出が再び強く示唆されたが、鉄制限海域のような植物プランクトン生物量が比較的低い海域において現場での有機鉄配位子濃度の生成速度を正確に見積もるためには、さらに高感度かつ高精度の測定手法の確立が必須であることも明らかになった。海水中からウィルス粒子を濃縮する方法の検討および有機配位子の光分解性の測定実験については、現在進行中である。これらは、有機配位子を介した海洋における鉄の生物循環の各過程を解明する上での重要な一歩となると考えられる。また、これまでの研究成果のうち、微小動物プランクトンによる濾水速度を見積もる新たな手法の提案に関するものおよび植物プランクトンに対する摂餌に伴う有機鉄配位子の放出を初めて確認した報告を研究論文として発表することができた。
昭和61年11月15日に始った伊豆大島三原山噴火およびその災害に関する調査研究

この科学研究費の研究組織は、火山噴火予知連絡会の発議で設けられた伊豆大島総合観測班の母体をなしている。総合観測班には、火山物理(地震,地殻変動,重力,熱),電磁気(地磁気,電気抵抗),噴出物(溶岩,火山灰,ガス,水)と総括の各グループがあり、グループ毎に、分担した課題について、観測・調査・研究を行ってきた。火山物理グループは、地震計・傾斜計の常設観測点の設営に尽力した。その観測体制を用いて、噴火後の地震活動が、島の中央部から遠ざかっており、全体としては衰退に向かっていることが明らかになった。カルデラ内には、高密度の地震観測網を臨時に設け、山頂付近に多数の微小地震が存在することと、火山性微動の発生源が山頂付近であることを見出した。また、水準・光波測量を実施して、噴火により、カルデラ北西域から元町にかけて沈降したこと、割れ目噴火のならびの方向に縮みが、それと垂直に伸びが生じたことが判明した。重力,熱の調査も行なわれた。電磁気グループは、電気抵抗や全磁力の観測をテレメータ化する体制を整えた。噴火以前に山頂に局在していた電磁気的な異常が、噴火後周辺に広がったことが分り、また、割れ目火口と平行な帯状の異常分布が見出された。噴出物グループにより、3回の噴火で噴出した溶岩,火山灰等の分布が調査され、噴出物の総量が見積られた。その化学組成には、山頂噴火と割れ目噴火の間で、明瞭な差があることが判明した。噴火に伴って発生した亀裂が、割れ目火口列に平行に走っていることも見出された。このような成果をもち寄り、総合的な討論を行うために、2月26、27日に総合観測班の研究会を開催した。その内容は、月刊「地球」に発表する予定である。また、全体の情報交換のために、総合観測班ニュースを月に何号か作成し、関係者に配布している。
遠藤周作における「同伴者イエス」の現代性

遠藤周作がアウシュヴィッツ収容所における「救い」に取り組んだ『死海のほとり』(新潮社1967年)で打ち出し、その後、支倉常長をモデルとした歴史小説『侍』(新潮社1980年)で確立させた「同伴者イエス」像について、その「救い」のあり方を具体化していくための基礎調査を行った。まず、遠藤自身が「同伴者イエス」像の「救い」について言及している記述を収集するために、福岡県内の図書館、国立国会図書館等を利用し、遠藤著作や雑誌(「福音と世界」「たね」「兄弟」「世紀」「カトリック生活」「あけぼの」「聖母の騎士」)の調査を行い、特に、遠藤が自身の信仰解釈を述べつつ、同時代の社会状況に照らし合わせた上で「同伴者イエス」像の意義について語っている文献の収集と整理に努めた。併せて、戦後作家として20世紀に有効な宗教のあり方を模索していた遠藤が、「同伴者イエス」像の「現代における有効性」を、同時代の信仰者や文学者の聖書解釈を鏡としながらどのように構築していったのかを明らかにするために、遠藤が参考としていたであろう書籍の収集と整理を行い、今後、考察を深めるための土台作りを行った。また、遠藤が「同伴者イエス」像を歴史小説のなかで確立するとともに歴史を現代に甦らせることの重要性を語った東北キリシタンの地を、遠藤の足跡に沿って辿る実地調査を行い、「母なる神」の母胎となった長崎を中心とする北部九州に対する作家の眼差しとの相違を探った。
DYX1C1遺伝子異常を有する発達性読字障害の認知神経学的解析

日本での正常ボランティアならびに読字障害児に対してDYX1C1遺伝子検索を行った。特に昨年度塩基配列を確定した正常型DNAに加え、DYX1C1のElk-1転写因子結合部位異変(-3G-A)をもつDNAを合成し、スクリーニング検査のためのPNA法に利用した(杉田、野村担当)。明らかに発達性読字障害と診断された児童や学生に対し、PNA法により-3G-A異変を検出された児童には、塩基配列を決定して確認した。2家系の発達性読字障害例の検索も行ったが、DYX1C1遺伝子変異は検出できなかった。神経生理学的検査は、日本での正常小学3年生を対象に読字機能検査を継続した。特に今年度は提示するひらがな文字を有意語と無意味語に分け、教育効果やfamiliarityとの関連を追及した(杉田、首藤担当)。これら検査スクーリングで発達性読字障害を疑われた児童に対し、より精度の高い文字認知検査や視覚認知機能検査を行い、症候学的に発達読字障害と診断される児童の脳内病態を明らかにした。昨年度行ったミラノならびにローマの日本語補習校、ナポリ東洋大学との共同研究を継続し、日本語かな、カタカナ、漢字、ローマ字読字における脳内認知機構の国際比較を行った(杉田担当)。以上の基礎研究をもとに、視覚的ならびに聴覚的ルート双方を補完する教育支援方法を確立した(杉田、首藤担当)。特に無意味語での反応時間の遅れを呈する児童は、初歩段階での文字学習の不足が考慮されるため、1文字、2文字からの徹底した視覚、聴覚、筆記による学習指導方法を助言した。日本での読字障害に関連する遺伝子検索を行うため、正常ボランティアのDNAを採取し、DYX1C1遺伝子検索を行った。フィンランドで報告されている、DYX1C1のElk-1転写因子結合部位変異(-3G-A)ならびにコドン変異(1249G-T)の検出をPCR法により検索するため、増幅効果の高いprimer選択を行った。さらに塩基配列を測定し、primerの可否を判定した。来年度には、明らかに発達性読字障害と診断された児童や学生に対し、DYX1C1遺伝子検索を行う予定である。なお、DYX1C1遺伝子クローニングに関しては、提供者の人権および利益の保護のため、千葉大学教育学部生命倫理委員会に倫理審査申請書を提出しており受理されている。一方、読字機能の神経生理学的検査も平行して行った.正常小学3年生を対象に主にひらがなの読字機能を検索した。ひらがなの1字、2字、4字をコンピューター画面で提示し、口で読み出すまでの反応時間を測定した。読字障害を呈する児童にも同様に行った所、読み間違いは多いながら反応時間には遅れは認めず、障害要因として少なくとも視覚を介しての言語表出上は正常小児と相違ないことが判明した。今後は、これら検査スクリーニングで発達性読字障害を疑われた児童に対し、より精度の高い文字認知検査や視覚認知機能検査を行い、症候学的に発達性読字障害と診断される児童を検出する。ミラノの日本語補習校とも次年度に向け共同研究を打ち合わせ、日本語かな、カタカナ、漢字、ローマ字読字における脳内認知機構の国際比較を行う予定である。発達性読字障害は成人で見られる脳損傷後の2次的読字障害と異なり、日本での認識が乏しく、日本語における発達性読字障害の原因はほとんど未解明である。家系例も報告されており、フィンランドではDYX1C1遺伝子が候補として報告されている。また、病態機序の電気生理学的研究は乏しいが、アルファベット文字の視覚認知障害、視覚情報を音韻処理する過程の異常などが報告されている。そこで、日本におけるDYX1C1遺伝子のElk-1転写因子結合部位変異(-3G-A)ならびにコドン変異(1249G-T)の有無の検出をおこなうため、ペプチド核酸を用いることによる、一塩基多型簡易スクリーニング方法の開発を試みた(千葉大学教育学部紀要2005)。発達性読字障害の臨床症状がない正常ボランティアのDNAを用いて簡易スクリーニングを行った結果、DYX1C1遺伝子のElk-1転写因子結合部位変異とコドン変異がない場合は検出することが可能であった。また、発達性読字障害を有する男児1名のDYX1C1遺伝子のElk-1転写因子結合部位変異(-3G-A)ならびにコドン変異(1249G-T)の有無を簡易スクリーニングによって検出した結果、変異はなかった。今後、DYX1C1遺伝子異常が日本における発達性読字障害の原因の一つとして挙げられるかどうか、大規模時間検査を施行した。対象はイタリア在住の日本語・イタリア語バイリンガル児童(小学3年生)と比較対照のため日本の小学3年生との比較を行った。前者では統計的に有意にひらがな読字反応の遅延を認める一方、ローマ字では遅延はなく、生後の学習、生活環境が及ぼす後天的影響が示唆された(International Medical Journal in press)。

神経生理学的検査は、日本での正常小学3年生を対象に読字機能検査を継続した。特に今年度は提示するひらがな文字を有意語と無意味語に分け、教育効果やfamiliarityとの関連を追及した(杉田、首藤担当)。これら検査スクーリングで発達性読字障害を疑われた児童に対し、より精度の高い文字認知検査や視覚認知機能検査を行い、症候学的に発達読字障害と診断される児童の脳内病態を明らかにした。昨年度行ったミラノならびにローマの日本語補習校、ナポリ東洋大学との共同研究を継続し、日本語かな、カタカナ、漢字、ローマ字読字における脳内認知機構の国際比較を行った(杉田担当)。以上の基礎研究をもとに、視覚的ならびに聴覚的ルート双方を補完する教育支援方法を確立した(杉田、首藤担当)。特に無意味語での反応時間の遅れを呈する児童は、初歩段階での文字学習の不足が考慮されるため、1文字、2文字からの徹底した視覚、聴覚、筆記による学習指導方法を助言した。
高速交通体系の整備が都市システム構造の変化に及ぼす影響に関する研究

本研究では,高速交通体系の整備効果分析という土木計画的課題に答えるために,1)都市システム,2)知識生産における外部経済性,3)地域間の人的交流を明示的に考慮した都市システム成長モデルを構築した.これにより,1)地域間の経済格差,2)人口の大都市集中,3)地域間交通量,4)都市圏の地価の動向を都市システムの発展過程と結びつけて分析した.また,高速交通体系の整備が都市システムの発展に及ぼす影響を検討するための分析枠組みを提案し,その実証分析を遂行した.初年度においては,主に本研究の目的を達成するために必要となる,基礎的なモデルを構築した.具体的には,各都市が高速交通網で連結されている都市システムの成長過程をモデル化した.各都市の都市構造を都市経済モデルで表現するとともに,都市システム全体の発展過程を経済成長モデルで表現した.都市間のコミュニケーションが知識生産を行う企業の最適化行動の結果として実現すると考え,交通システムの整備が都市システムの成長過程に及ぶ影響を把握できるような分析モデルを提案した.このモデルは次年度で提案する総合的な都市システム成長モデルのプロトタイプとなるものである.次年度には,初年度に構築したプロトタイプモデルをもとに実用的なモデルへと拡張を行い,あわせて実際のデータを用いた実証分析を行った.初年度に作成したプロトタイプのモデルをさらに拡張し,実証分析に使用できるような実用的な都市システム成長モデルを提案した.現実の都市システムの発展過程と交通システムの整備状況について実証的な分析を試みるために,高速鉄道システムや航空網システムと都市成長過程の関係を分析した.本研究では,高速交通体系の整備効果分析という土木計画的課題に答えるために,1)都市システム,2)知識生産における外部経済性,3)地域間の人的交流を明示的に考慮した都市システム成長モデルを構築した.これにより,1)地域間の経済格差,2)人口の大都市集中,3)地域間交通量,4)都市圏の地価の動向を都市システムの発展過程と結びつけて分析した.また,高速交通体系の整備が都市システムの発展に及ぼす影響を検討するための分析枠組みを提案し,その実証分析を遂行した.初年度においては,主に本研究の目的を達成するために必要となる,基礎的なモデルを構築した.具体的には,各都市が高速交通網で連結されている都市システムの成長過程をモデル化した.各都市の都市構造を都市経済モデルで表現するとともに,都市システム全体の発展過程を経済成長モデルで表現した.都市間のコミュニケーションが知識生産を行う企業の最適化行動の結果として実現すると考え,交通システムの整備が都市システムの成長過程に及ぶ影響を把握できるような分析モデルを提案した.このモデルは次年度で提案する総合的な都市システム成長モデルのプロトタイプとなるものである.次年度には,初年度に構築したプロトタイプモデルをもとに実用的なモデルへと拡張を行い,あわせて実際のデータを用いた実証分析を行った.初年度に作成したプロトタイプのモデルをさらに拡張し,実証分析に使用できるような実用的な都市システム成長モデルを提案した.現実の都市システムの発展過程と交通システムの整備状況について実証的な分析を試みるために,高速鉄道システムや航空網システムと都市成長過程の関係を分析した.本研究は,土木計画学の立場からの都市システムモデルと経済学の立場からの成長理論モデルの二つを融合したモデルの構築とそれを用いた実証分析を試みるものである.初年度である平成10年度には,主に高速交通体系で連結された都市構造を表現する基本モデルの構築を行った.初年度である平成10年度は,各都市が高速交通網で連結されている都市システムの成長過程をモデル化した.各都市の都市構造を都市経済モデルで表現するとともに,都市システム全体の発展過程を経済成長モデルとで表現した.都市間のコミュニケーションが知識生産を行う企業の最適化行動の結果として実現すると考え,交通システムの整備が都市システムの成長過程に及ぶ影響を把握できるような分析モデルを提案した.このモデルの特長は,1)都市システム,2)知識生産による外部経済性,3)地域間の人的交流,を明示的に考慮したことであり,それによって,1)地域間の経済格差,2)人口の大都市集中,3)地域間交通量,4)都市圏の地価の動向,を都市システムの発展過程と結びつけて分析することが可能となる.さらにシミュレーション分析を通じて都市間輸送費用の減少が国土構造や都市システム構造の発展に及ほす影響を分析する方法を提案した.以上に示したように本研究では,初年度において交通システムの整備が都市システムの成長過程に及ぼす影響を把握する分析モデルのプロトタイプとなるモデルを提案した.次年度においては本モデルをさくに発展させてより実用的な都市システムの成長モデルを作成し,データを用いた実証分析を行う予定である.本研究では,都市間高速交通体系の整備が都市システムの発展や都市間の経済格差,都市システムの構造の長期的変化に及ぼす影響について分析するために,土木計画学の立場からの都市システムモデルと経済学の立場からの経済成長モデルの二つを融合することによって,新しい都市システムの成長モデルを提案した.本年度は初年度に行ったプロトタイプの都市システム成長過程のモデルをさらに発展させ,実用的な都市システムの成長モデルの作成を行った.あわせてデータを用いた実証分析を行った.具体的には,初年度に作成したプロトタイプのモデルをさらに拡張し,実証分布に使用できるような実用的な都市システム成長モデルを提案した.昨年度の研究においては,基礎モデル構築の時点では単純化のため無視してきたパラメータなどを加えることにより,より精緻化されたモデルの構築を試みた.さらに都市システムの形成に関する実証的研究として,現実の都市システムの発展過程と交通システムの整備状況について実証的な分布を試みた.提案した多都市成長モデルを実際の国土計画問題への適用という視点から拡張し,入手可能なデータに基づいて推計可能な実用的なモデルを提案した.

さらに,都道府県を基本単位とする実用的な多都市成長モデルを経験的に推計し,いくつかの高速交通ネットワーク整備案が日本の国土構造の変動に及ぼす影響の長期的な予測に成功しており,今後の高速交通ネットワーク計画に関する有用な知見を得た.
フロン類の接触分解用反応器の開発

平成11年度はフロン-115の燃焼分解がアルミナージルコニア触媒の酸量と良い相関関係にあることを報告した。しかし、フロン-115の分解速度と触媒の酸量の関係が直線関係にならなかった。これは酸の種類による影響があると推察されたので、平成12年度は酸の種類(Bronsted酸およびLewis酸)とフロン-115分解性能の関係を調べた。その結果、Bronsted酸点上よりもLewis酸点上の方が分解速度が速いこと、Bronsted酸点の方がLewis酸点よりも活性低下しにくいことがわかった。比較的低い温度で分解が可能と考えられるフロン-12の加水分解をアルミナージルコニア触媒を用いて行ったところ、反応途中に活性が向上するという特異な現象が認められた。触媒の構造および酸性質の変化を調べたところ、アルミナージルコニア触媒はフロン-12の分解反応中に新たな酸点を生成していることがわかった。一方、水を添加しないフロン-12の酸化分解をアルミナージルコニア触媒を用いて行ったところ、フロン-12の不均化反応が主反応であることがわかった。この反応はアルミナージルコニア触媒上のLewis酸点で起こり、2分子のフロン-12からフロン-11とフロン-13が、生成したフロン-11と原料であるフロン-12からフロン-10とフロン-13が生成していることが推察された。さらに、フロン-12の分解に酸化タングステン(VI)担持アルミナージルコニア触媒を適用したところ、他の触媒では活性低下の著しい酸化分解でも白金を添加することにより高い活性を維持すること、これは白金により触媒表面へ残留しているフッ素を分子状フッ素として触媒表面上から除去されるためであることがわかった。今年度は、種々のジルコニア質量分率をもつアルミナ-ジルコニア触媒の酸性質とブタン共存下でのCFC-115の燃焼分解活性との関係について検討した。触媒の活性は通常の常圧流通反応装置で、触媒の酸性質はアンモニア昇温脱離法により調べた。その結果、アルミナ-ジルコニア触媒の酸強度はジルコニアの質量分率によりほとんど変化しなかったが、酸量はジルコニアの質量分率が上昇するにしたがって低下する傾向が認められた。また、アルミナ-ジルコニア触媒のCFC-115燃焼分解反応においては、その初期活性はジルコニアの質量分率が増加すると減少する傾向が認められたが、流通開始後4時間後の活性は、ジルコニア質量分率が0.2のところで極大値を示す結果が得られた。これらの結果から、アルミナ-ジルコニア触媒によるブタン共存下でのCFC-115の燃焼分解活性は触媒の酸量に依存するが、活性劣化の程度に関しては触媒の酸量には依存しないことがわかった。ブタン共存下でのCFG-115の接触燃焼分解反応では、無触媒あるいは酸性質を持たない触媒でもCFC-115の分解が認められたことから、酸量と触媒活性の関係をより厳密に求めるためには、無触媒等で反応が起こらない加水分解(燃焼分解ではブタンが燃焼して生成した水による加水分解でCFC-115が分解すると考えらえる)で反応速度を調べる必要があると考えらえれる。アルミナ-ジルコニア触媒ではジルコニアの質量分率によりBronsted酸(B酸)とLewis酸(L酸)の比(B/L)が変化すると考えられる。そこで来年度は、(1)アルミナージルコニア触媒の酸量とCFC-115加水分解速度の関係(2)触媒の活性劣化に対する触媒のB/L比の関係を調べ、Bronsted酸およびLewis酸上での反応機構の違いについて考察する。

昨年度は、種々のジルコニア質量分率をもつアルミナ-ジルコニア触媒の酸性質とブタン共存下でのCFC-115の燃焼分解活性との関係について検討したが、燃焼分解ではブタンの燃焼による影響で無触媒でも反応が起こるため触媒の酸量と活性の厳密な関係は得られなかった。そこで、燃焼分解はブタンの燃焼により生成した水がCFC-115の分解に影響すると考え、今年度は無触媒では反応が起こらない加水分解を行った。アルミナ-ジルコニア触媒のCFC-115加水分解速度は触媒酸量の増加とともにほぼ直線的に増加した。このことからCFC-115の分解は酸点上で起こることがわかった。さらに、初期転化率を同程度にしてジルコニア質量分率の異なるアルミナ-ジルコニア触媒の活性低下の度合いを比較したところ、ジルコニア質量分率が大きいほど活性低下の度合いが小さいことがわかった。吸着ピリジンの赤外吸収スペクトルによりBronsted酸およびLewis酸の量を測定したところアルミナ-ジルコニア触媒にはBronsted酸は無くLewis酸のみが存在し、ジルコニア質量分率が大きいほどLewis酸の量が少ないことがわかった。アルミナ-ジルコニア触媒上には多くの表面水酸基が存在していることから、CFC-115の分解は表面水酸基とLewis酸上で分解することが推察された。Lewis酸量が多い触媒ほど活性低下の度合いが大きかったのは、Lewis酸は直接ハロゲンと相互作用を起こし分解が進行すると考えられるため水によりハロゲンが除去できず酸点の減少に繋がったためと考えられる。
ソフトウェアコンポーネントの利用容易化に関する研究

開発コストを低減させるための支援ツールとして,ウィザード(Wizard)が用いられてきている。コンポーネント指向ソフトウェア開発においても,ウィザードは,複雑なコンポーネントのプロパティの設定を容易に行うための手段としても利用されてきている。しかし,ウィザードの開発には大きな開発ゴストを必要とする。そこで,実際にウィザードが提供されているコンポーネントの数は多くない。特に,小規模なコンポーネントを数多く組み合わせることを前提とした場合には,何らかの支援手段は必要不可欠である。本研究では,このウィザードを自動生成し,アプリケーション開発者にコンポーネントの利用情報を提示することに関する研究を行った。具体的には、これまでに実現した要素技術の評価を行うとともに,全体の統合化を行った。このために,これまで開発してきた統合化システムに組み込み,統一的な環境の一部として提供し,この利用度等の評価を行った。この時点で問題があったいくつかの開発済みツールについては,設計の見直し,プログラムコードの改良を行い実用に耐えられるレベルまで,信頼性を向上させることができた。この結果,ソースコードを公表できるレベルまで達したツールについては,早稲田大学オープンソースソフトウェア研究所の支援を受けて,オープンソースとして公開し,その後の支援コミュニティの形成をはかる予定としている。開発したシステムは,Webページ経由で公開し,多くの人に使ってもらうと共に,更なる改良を行った。この方針は,これまでも本研究において採用してきた方針で,それらの中には,実際にダウンロードされ,利用されているものも多い。また,利用者からの提案に基づいて,改良を加えたこともあり,今後もこの方法を続けていく。これまでに行ってきた研究をさらに深化させるとともに,コンポーネント用の新しいソフトウェアツールの設計・開発を行った。その主たる機能は,以下の3つである。(1)作成したコンポーネントの品質を計測する手法ソースコードが非開示なソフトウェアコンポーネントのための品質評価法として,これまでに提案してきたブラックボックス的品質測定手法に対して,さらに新しい要素を組み込み,より良いメトリクスの確立を行った。具体的には、提案するブラックボックス的品質測定手法に対して,計測値がどのような範囲にあれば良いコンポーネントと言えるかを明らかにした。(2)ライブラリからのコンポーネント検索手法コンポーネント技術では,要求を満すコンポーネントを適切に検索・選択するための手法が未整備な点が指摘されている。このためには、切り出したコンポーネントの意味づけをどのように行うのかという大きな問題点が残されている。これを解決するために,コンポーネントの試行と組み合わせて,コンポーネントの意味を明確にすることを試みた。実際には、インターネット上に公開されているさまざまなソフトウェアに対して検索を行い,コンポーネントとして蓄積することを実現し,提案手法の精密な評価を行った。(3)ソフトウェアからのコンポーネント切出し手法既存のソフトウェアの再利用性を上げるために,その中から自動的に,コンポーネントを切り出す手法についての研究を行なった。具体的には,既存のオブジェクト指向プログラムを,クラス問の継承関係,参照関係,および生成関係について静的に分析し,ソフトウェア部品の単位として再利用可能なクラス群を特定し単体で生成可能なコンポーネントにまとめる技術を提案した。開発コストを低減させるための支援ツールとして、ウィザード(Wizard)が用いられてきている。コンポーネント指向ソフトウェア開発においても、ウィザードは、複雑なコンポーネントのプロパティの設定を容易に行うための手段としても利用されてきている。しかし、ウィザードの開発には大きな開発コストを必要とする。そこで、実際にウィザードが提供されているコンポーネントの数は多くない。特に、小規模なコンポーネントを数多く組み合わせることを前提とした場合には、何らかの支援手段は必要不可欠である。本研究では、このウィザードを自動生成し、アプリケーション開発者にコンポーネントの利用情報を提示することに関する研究を行った。具体的には、これまでに実現した要素技術の評価を行うとともに、全体の統合化を行った。このために、これまで開発してきた統合化システムに組み込み、統一的な環境の一部として提供し、この利用度等の評価を行った。

この時点で問題があったいくつかの開発済みツールについては、設計の見直し、プログラムコードの改良を行い実用に耐えられるレベルまで、信頼性を向上させることができた。この結果、ソースコードを公表できるレベルまで達したツールについては、早稲田大学オープンソースソフトウェア研究所の支援を受けて、オープンソースとして公開し、その後の支援コミュニティの形成をはかる予定としている。開発したシステムは、Webページ経由で公開し、多くの人に使ってもらうと共に、更なる改良を行った。この方針は、これまでも本研究において採用してきた方針で、それらの中には、実際にダウンロードされ、利用されているものも多い。また、利用者からの提案に基づいて、改良を加えたこともあり、今後もこの方法を続けていく。
尿中ヨード濃度測定による分化型甲状腺癌に対する放射性ヨード内用療法の効果予測

本研究は、分化型甲状腺癌術後の放射性ヨウ素(I-131)内用療法の治療前に行われるヨウ素摂取制限の治療への影響を、尿中ヨウ素濃度を測定することを通して検証した。自己管理と市販の低ヨウ素食管理の2通りに設定したヨウ素摂取制限法での尿中ヨウ素濃度の有意差は認めなかった。I-131治療の成否も、尿中ヨウ素濃度制限の方法には影響されなかった。当施設をはじめ、国内で標準的に行われているI-131治療前のヨウ素摂取制限法は、適正であると考えられた。本研究は、分化型甲状腺癌術後の放射性ヨード(I-131)内用療法の前処置としておこなわれるヨード制限が、内用療法にどのような影響を生じているかを検証し、尿中ヨード濃度測定の臨床的意義を明らかにすることを目的とする。放射線ヨード内用療法の前処置には、ヨード制限のほかに、血中甲状腺刺激ホルモン濃度を上昇させておくことも必要である。そこで、本研究では、ヨードの摂取制限の方法、血中甲状腺刺激ホルモン濃度を上昇させる方法について、それぞれ2通りの方法を設定し、これらの内用療法、画像に与える影響について検証する。平成25年度においては、ヨードの摂取制限の方法は、市販の除ヨード食は使用せず、一般的なヨード制限の方法を選択した(1例のみ、希望により市販除ヨード食を使用)。甲状腺刺激ホルモンを上昇させる方法(甲状腺ホルモン剤を休止する方法、または、組み替え型ヒト甲状腺刺激ホルモンを使用する方法)については、2群にわけて調査を行った。研究開始から平成26年3月末までに延べ28名において、ヨード制限前後の尿中ヨード濃度の測定をおこなった。また、アンケート方式による日常生活における摂取状況の把握、甲状腺ホルモンに関する血液データと尿中ヨードの濃度の関連を調査した。本研究は臨床に即した研究であり、血中甲状腺刺激ホルモン濃度を上昇させる2通りの方法について、無作為抽出を行っていない。そのため、28例中25例までが、組み替え型ヒト甲状腺刺激ホルモンを使用して、血中甲状腺刺激ホルモン濃度を上昇こととなり、2群間の症例数に偏りを生じてしまった。28例のヨード制限前の尿中ヨード濃度の平均は251mg/dL(クレアチニン補正すると344mg/dL)、ヨード制限後は、78mg/dL(同128mg/dL)であった。画像や治療に与える影響については、平成26年度以降のデータを収集してから行うことにした。本研究は、分化型甲状腺癌術後の放射性ヨード(I-131)内用療法の前処置として行われるヨード摂取制限が、I-131内用療法にどのような影響を与えるかを検証し、尿中ヨード濃度測定の臨床的意義を明らかにすることを目的とする。前処置は、上記ヨード摂取制限のほか、血中甲状腺刺激ホルモンを上昇させておくことも必須である。本研究では、ヨード摂取制限の方法、および、血中甲状腺刺激ホルモン濃度を上昇させる方法を、それぞれ2通りの方法で設定し、これらのI-131内用療法の成否に与える影響を検証する。平成25年度および平成26年度で、I-131内用療法患者65症例の尿中ヨウ素濃度データを収集した。ヨード摂取制限の方法のうち、厳格に制限する市販の除ヨード食を使用する群の症例数と、血中甲状腺刺激ホルモン濃度上昇の方法のうち、甲状腺ホルモン剤休薬法を選択した群の症例数が少なめである。本治療の最終的な成否の判断(効果判定)が、尿中ヨウ素濃度データの収集、すなわちI-131内用療法の実施から6ヶ月8ヶ月後であることを考慮し、同データの収集については平成26年度をもって終了とした。最終的に放射性ヨード内用療法の成否に与える影響に関する結果が出そろうのは、本年度の89月頃となる予定である。なお、65症例のヨウ素制限前の尿中ヨウ素濃度の平均値は333.5μg/Lであり、ヨウ素制限中の尿中ヨウ素濃度の平均値98.0μg/Lより大幅に低かった。ヨウ素制限を厳格に制限した群のほうが、通常のヨウ素摂取制限をした群より低い値を示していたが、統計学的な有意差はなかった。I-131内用療法の前処置は、上記ヨード摂取制限のほか、血中甲状腺刺激ホルモンを上昇しておくことも必須である。本研究では、ヨード摂取制限の方法、および、血中甲状腺刺激ホルモン濃度を上昇させる方法を、それぞれ2通りの方法で設定し、これらのI-131内用療法の成否に与える影響を検証した。データの収集および解析は平成27年度で終了している。対象患者は、I-131 1110MBqで内用療法(アブレーション)を行った65症例。このうち、治療効果の判定をするシンチグラフィを撮影しなかった12例を除外し、53症例が評価対象となった。全体の尿中ヨウ素濃度の平均は、ヨード摂取制限前376.3μgであったものが、制限後82.3μgと、有意に低下していた。2通りに設定したヨード摂取制限の方法

別では、市販低ヨード食を摂取した群と自己管理群の間では、ヨード摂取制限前後のヨード濃度に有意差はなかった。アブレーションから68カ月経過した時点で、シンチグラフィを撮影し、残存甲状腺床への集積残存の有無で、アブレーション治療の成否を判定した。集積消失・残存について、多変量解析を行ったが、尿中ヨード濃度、甲状腺刺激ホルモンの上昇方法のいずれにおいても、有意差は認めなかった。一方で、アブレーション時の甲状腺床へのヨードの集積が強さが、成否に有意差をもって影響することが示された。平成27度までに、データ収集およびデータ解析が終了した、研究実績の概要で述べたように、尿中ヨード濃度、甲状腺刺激ホルモンの上昇方法のいずれにおいても、有意差は認めず、アブレーション時の甲状腺床へのヨードの集積が強さが、成否に有意差をもって影響することが示された。これまでの研究成果を、平成27年度に第55回日本核医学会学術総会(東京)およびヨーロッパ核医学会2016(ドイツ・ハンブルク)で発表した。当初、平成27年度中に論文発表も予定していたが、他の業務との兼ね合いもあり、これを平成28年度に持ち越すことにした。本研究は、分化型甲状腺癌術後の放射性ヨウ素(I-131)内用療法の前処置としておこなわれるヨウ素摂取制限が、I-131内用療法にどのような影響を与えるかを検証し、尿中ヨウ素濃度測定の臨床的意義を明らかにすることを目的とした。また、他に本治療に影響を与えうる因子として、甲状腺床へのI-131の取り込みと血中サイログロブリン濃度も合わせて調査した。患者の文書での同意を取得した上で、前向き研究でおこなった。対象患者は、I-131 1,110MBqで内用療法(アブレーション)を行った57例。このうち、アブレーションから68カ月後に実施する治療効果を判定するためのシンチグラフィを撮影しなかった12例を除外し、45例が評価対象となった。ヨウ素摂取制限の方法は、市販低ヨウ素食を摂取する群と自己管理群の2通りの方法を設定した。ただし、ヨウ素摂取制限の方法の選択は、無作為割り付けではなく、患者自身の任意の選択(コホート)とした。全体の尿中ヨウ素濃度の平均は、ヨウ素制限摂取前300μg/dLを超えていたものが、制限後は100μg/dL以下となり、統計学的に有意に低下していた。2通りに設定したヨウ素摂取制限の方法別では、市販低ヨウ素食を摂取した群と自己管理群の間では、ヨウ素制限前・後の尿中ヨウ素濃度に有意差は認めなかった。アブレーションから68カ月経過した時点でシンチグラフィを撮影し、甲状腺床への集積の有無で、アブレーション成否を判定した。集積消失・残存について、単変量・多変量解析をおこなったが、アブレーション時の尿中ヨウ素濃度、血中サイログロブリン濃度のいずれも、有意な因子とはならなかった。一方で、アブレーション時の甲状腺床への集積の強さが、有意な独立因子となることが示された。以上の結果について、前年度までに分野の国内・海外のこの主要学会で発表し、今年度は、英語論文を完成させた。本研究は、分化型甲状腺癌術後の放射性ヨウ素(I-131)内用療法の治療前に行われるヨウ素摂取制限の治療への影響を、尿中ヨウ素濃度を測定することを通して検証した。自己管理と市販の低ヨウ素食管理の2通りに設定したヨウ素摂取制限法での尿中ヨウ素濃度の有意差は認めなかった。I-131治療の成否も、尿中ヨウ素濃度制限の方法には影響されなかった。当施設をはじめ、国内で標準的に行われているI-131治療前のヨウ素摂取制限法は、適正であると考えられた。症例数については、おおむね予定通りである。
メタボローム解析による大腸がんのバイオマーカー探索

病態時における細胞においては、疾患関連タンパク質の分泌およびプロテアーゼなどの分解により、さまざまに代謝・分解された代謝産物が生成される。このような疾患特異的な低分子量代謝産物を網羅的、包括的に解析した研究は、さまざまな問題から十分に成果を達成していない。申請者は、消化器がんに発現、生成が認められる低分子代謝産物を中心に網羅的に解析してがんバイオマーカーを同定し、将来の臨床応用をめざす。悪性腫瘍は近年、日本人の死亡原因の第1位となっており、大腸がんや食道がん、胃がんなどの消化器がん領域は、死亡頻度が非常に高いがん種である。このことより、これらのがん疾患に対するバイオマーカーの探索が広く行われてきた。病態時における細胞においては、疾患関連タンパク質の分泌、およびプロテアーゼなどの分解により、さまざまに代謝・分解された新たなペプチド産物が生成されることが予想される。そこで本研究では、大腸がんに注目し、疾患特異的な低分子量のペプチドを同定することを目的とし、将来の臨床応用を目指す。本年度は、ヒト大腸がん細胞株HT-29細胞を用いて研究を実施した。まず、ペプチドに関して、逆相カラムを用いた全自動nanoLCシステムと、MALDI法によるイオン化、さらには、TOF-MSによる質量分析とを組み合わせたnanoHPLC-MALDI-TOF-MS解析システムを、本所属機関において確立した。さらに、この解析システムを用いて、HT-29細胞が培養液中に分泌するペプチド、およびその由来タンパク質を同定した。現在、nanoHPLC-MALDI-TOF-MS解析システムにより、大腸がん患者から提供していただいたがん治療前後の血液中に存在する低分子量ペプチドの検出を試みており、大腸がんの治療前に特異的に存在する低分子量ペプチドを探索している。本研究において、大腸がん特異的に存在する低分子量ペプチドが同定されることにより、大腸がんに対する新規バイオマーカー候補を提言できると考える。近年、ヒトゲノム塩基配列の完全解読が宣言され、ポストゲノムシーケンス研究の重要性が示唆され、タンパク質解析によるゲノムの解析機能、診断や治療にSNPsなどの遺伝子多型や遺伝子の発現量をマーカーとして利用する試み、さらにゲノム創薬にむけてのホモロジー解析を中心としたゲノミクス研究や、X線、NMR等の構造生物学関連の構造プロテオーム研究も進められている。これらのことから、機能に関連したプロテオーム研究により、タンパク質の量的、質的変動に関する情報が得られ、相互に作用するタンパク質のリンケージ解析が行われ、その生理機能がより詳細に解明されるものと期待される。今後、このような具体的なタンパク質の機能解析に加えて、タンパク質以外の細胞内低分子の量的。質的な変動に対する代謝分子の総体の解析(メタボローム解析)が必要になると思われ、この分野を自分の研究分野に応用しようと着想した。しかしながら、このような疾患特異的な低分子量代謝産物を網羅的、包括的に解析した研究は、さまざまな問題から十分に成果を達成していない。申請者は、消化器がんに発現、生成が認められる低分子代謝産物を中心に網羅的に解析してがんバイオマーカーを同定し、将来の臨床応用をめざしている。現在までに、nanoHPLC-MALDI-TOF-MS解析システム、AXIMA-TOF2ならびにLCMS-IT-TOFによるMS/MS解析での構造決定システムの確立した。予備実験にて、大腸がん細胞を移植したヌードマウスより、大腸がん細胞株に特異的に検出される低分子代謝産物を同定しつつある。現在、さらなる検討を進めている。
高度に分極した典型元素不飽和化合物の合成と反応性の開拓

本研究では、高度に分極した「典型元素不飽和化合物」を合成し、小分子の活性化などの反応性の開拓を通して、典型元素化合物に関する先駆的な研究を格段に発展させることを目的とする。独自に開発した「縮環型立体保護基(Rind基)」を駆使して、ホウ素やアルミニウム、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛などを含む新しい不飽和化合物を合成する。それらの分子構造や化学結合について解明するとともに、高度に分極した電子構造に由来する特異な反応性を探究し、元素科学における根源的な問い『典型元素は、遷移元素を凌駕するような反応性を示すであろうか?』にアプローチすることを目的とする。平成30年度は、種々のかさ高さのRind基(EMind基、Eind基、MPind基)を有する「ハロスタンニレン」を系統的に開発し、Rind基のかさ高さに応じて結晶中における会合状態が変化することを明らかにした。Eind基を有するハロスタンニレンの還元反応により「テトラスタンナシクロブタジエン」の初合成に成功し、分子構造を単結晶X線構造解析により決定した。スズ四員環が電荷分離した平面ひし形構造を形成することを明らかにした。また、EMind基を有する「テトラゲルマシクロブタジエン」の反応性について調査を行った。ジクロロゲルミレン・ジオキサン錯体との反応では、塩素原子が置換した従来にない「ペンタゲルマ[1.1.1]プロペラン」が生成することを明らかにした。プロペランの分子構造を単結晶X線構造解析により決定した。また、平成30年度は、Rind基を有する14族元素二価化学種「テトリレン」と種々の酸素源との反応性について調査し、高度に分極した14族元素ー酸素結合を有する「テトラノン」の合成条件を検討した。新奇な14族元素不飽和化合物である「テトラスタンナシクロブタジエン」の合成・単離に初めて成功するとともに、「テトラゲルマシクロブタジエン」から「ペンタゲルマ[1.1.1]プロペラン」に合成変換するなど反応性の開拓を行ったことから、「(2)おおむね順調に進展している。」を選択した。「テトリレン」から「テトラノン」への高効率な変換には、反応に用いる酸化剤の選択や単離操作の工夫などの課題が残されている。「テトラゲルマシクロブタジエン」や「テトラスタンナシクロブタジエン」の反応性の開拓を進めるとともに、熱的に安定な「テトラシラシクロブタジエン」を開発することで、ケイ素、ゲルマニウム、スズの四員環不飽和結合の化学を系統的に発展させる方針である。新たに鉛の四員環化合物の合成にも挑戦する。」を選択した。研究が当初計画どおりに進んだところと進まないところがあり、次年度使用額が生じました。次年度はさらに合成研究を加速させる予定であり、物品費、旅費、その他に使用する計画です。
日本の地理的条件に適した地面効果翼機の提案

地面効果翼機は、地面又は水面等の上を滑空する輸送機器である。航空機が上空を飛行する場合は、翼の両端から翼端渦と呼ばれる大きな渦が発生し、これが抵抗となってエネルギーロスに繋がっている。この翼端渦を減少させるため、ウィングレットという翼端を折り曲げた翼も出現しているが、地面効果翼機は大きな燃費改善が可能である。本報告では風洞試験や空力シミュレーションを用いて行った揚抗比などの空力特性に優れる基本デザインの研究結果を報告する。空力性能調査に用いた風洞試験装置は日本自動車研究所(JARI)から久留米工業大学に移設したゲッチンゲン型(回流式)風洞である。風洞試験では模型に働く空気力の測定とタフト(気流糸)による流れの可視化を行った。CFD(Computational Fluid Dynamics)システムには、CRADLE社のSCRYU/Tetraを用いた。新たな地面効果機のデザイン展開を進めるにあたり、2つの基本形状の空力性能を調査した。一つは低速な流れ場で良好な空力特性を示すE193翼型断面を有するモデルで、翼弦長は250[mm]、全幅は200[mm]、アスペクト比は0.8である。もう一つは低速高迎角時の失速特性に優れるデルタ翼モデルで、米国のスペースシャトルの主翼と同じ後退角45°を有し、全幅は400[mm]のモデルである。なお、風洞試験用モデルはCFD解析に用いる3D-CADデータから直接Roland製3DプロッタMDX-40Aで発砲材を切削して製作した。地面効果の得られる高度におけるE193翼型モデルとデルタ翼モデルの各迎角に対する揚抗比の風洞試験を行った。迎角(Angle of Attack:流れに対する翼弦の角度)が40°というケースは現実的ではないものの、E193翼型モデルが翼端渦とアスペクト比の影響で迎角35°まで明確な失速をしなかったため本試験では40°までデータを取得した。ただ通常の航行では迎角は5°10°までを想定しており、その範囲で見るとE193翼型モデルの揚抗比の最大値は5.0。後退角45°のデルタ翼モデルの揚抗比は3.0程度である。したがって、高いエネルギー効率を求める本プロジェクトではE193翼型モデルをベースにデザイン展開を進めることにした。船舶は大量輸送には適しているが、スピード面では陸上輸送や航空機に一歩譲るという印象があるが、海に囲まれ海洋国家とも呼ばれた我が国は、全く新しい輸送機器の提案で、もっと海上輸送を盛んにする事も可能と思われる。それゆえ本研究は、水の抵抗を全く受けず非接触で海面上を滑空し、目的地到着時にスピードが減少すると自動的に着水し、フロート又はボディ等で海上に浮くことができる地面効果翼機の提案を行っている。その背景は、航空機では大きな抵抗となる翼端渦の発生を水面により低減できるうえ、飛行場の様な大規模なインフラは必要なく、距離的には湾や半島の対岸等にも最短の直線距離で移動でき、かつ陸上輸送よりも相当高速が出る地面効果翼機は、まさに日本の地理的環境に最良の移動機器となる可能性があると考える為である。以上が研究目的の概要であるが、研究背景や目的を具体的に記すと次のようになる。原油価格の高騰・地球の温暖化・大気汚染等が地球規模で大きな問題となっている。それらの対策として、身近な存在でもある自動車の場合は、バイオ燃料、水素燃料、電気、ハイブリッド等の各方面で研究が進み各々対応している。これらは省資源対策として使用エネルギーには着目しているが、自動車(車体本体)そのものは変化していない。それゆえ、地球資源の有効な活用という観点から、エネルギー効率も良く、高速で、かつ経路の自由度(海上のため道路を必要としない)もある、新しいトランスポーテーション(移動機器)に着目した。このような背景から地面効果(グランドエフェクト)を利用した乗り物を提案し、デザインも加味した可動モデルを制作し、それをベースに企業に製品化の可否を問い、最終的に地球のエネルギーを大切に使うことを目的としている。昨年度までは主に、航空機に近いデザインをベースに研究を進めてきたが、当該年度の研究としては、デザイン的に船舶の形状を彷彿とさせつつ、前衛的で今までに見たことがないユニークなフォルムを与え、そのデザインテーマの上にデジタルモデリングを行った。デザインテーマは、中央にフロートを兼ねたボディがあり、そのボディサイドから左右にステーが伸びパワーソースに連結するという非常に大胆なデザインであり、アグレッシブな印象を与えた。次に本研究の概要は以下のようなものである。それゆえ本研究は、水の抵抗を全く受けず非接触で海面上を滑空し、目的地到着時にスピードが減少すると自動的に着水し、フロート又はボディ等で海上に浮くことができる地面効果翼機の提案を行いたい。