hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インフルエンザ脳症発症を誘起する感受性因子の解明を基盤にした治療法の開発

インフルエンザウイルスに感染した患児が、インフルエンザ脳症や多臓器不全を併発する機序にっいて解析した。その結果、1)小児は生体内のエネルギー産生を糖代謝ではなく脂質代謝に大きく依存しており、2)脂質代謝に関連する遺伝子に先天性の遼伝子多型が存在する場合、特に脳・心臓等の組織でエネルギーが枯渇状態に陥ることを証明した。さらに、末梢血から患児のインフルエンザの重症度を迅速に診断可能なシステムを開発することに成功した。インフルエンザは、ウイルスが気道粘膜に感染することで起こる急性の呼吸器感染症であるが、特に小児ではインフルエンザ脳症や多臓器不全など重症化する傾向がある。これらの患者検体あるいは感染動物を用いた解析により、3つの重症化を誘発する因子(1.内因性の因子、2.外因性の因子、3.代謝性の因子)の存在が本研究で明らかになった。1)内因性の因子内因性の因子としては、ミトコンドリアの脂肪酸代謝酵素であるCPT2に特定の遺伝子多型がある患者では、インフルエンザ感染による高熱時に細胞のATPレベルが枯渇し、重篤な症状が現れることが明らかになった。従って、患者の遺伝子の多型解析を行うことで、早期に疾患リスク診断が可能となった。他にも、患者の採血した血液のATPレベルを正確に測定する方法を開発し、これを指標としたインフルエンザ患者の予後の予測が可能であると考えられる。2)外因性の因子外因性の因子としては、ウイルス感染によるストレス、ジクロフェナック等の投与などが挙げられる。3)代謝性の因子成人とは異なり、小児では特に脂肪酸代謝によるエネルギー産生系が重要であることが明確になった。今後は、種々の遺伝子ノックアウトマウスを用いた感染実験を試み、インフルエンザ感染後に脳症が起こる詳細な機序について解明する。また、上記の3つの重症化因子を標的とした安全なインフルエンザ脳症の予防法・治療法の確立を行う予定である。インフルエンザは、ウイルスが気道粘膜に感染することで起こる急性の呼吸器感染症であるが、特に小児期にはインフルエンザ脳症や多臓器不全など重症化する可能性が高い。これらの患者検体あるいは感染動物を用いた解析から、インフルエンザ脳症を誘起する3つの因子(1.内因性因子, 2.外因性因子, 3.代謝性因子)の存在が本研究により明らかとなった。1)内因性因子ミトコンドリアの脂肪代謝酵素であるCPT2遺伝子に特定の遺伝子多型がある患者では、ウイルス感染による高熱時にCPT2の酸素活性が低下し、細胞内のエネルギー(ATP)の枯渇が起こることを明らかにした。この研究を基盤にして、患者の末梢血ATPレベルを測定するシステムを開発し、これにより患者の重症度をモニタリングすることが可能となった。2)外因性因子ウイルス感染によるストレス、ジクロフェナック等の投薬が重症化に関与するものと示唆された。3)代謝性因子生命活動に必要なATPの産生は、小児期では糖代謝ではなく脂肪酸代謝に大きく依存しており、脂肪酸の代謝酵素の活性低下がインフルエンザ脳症発症の主要因であることが明らかになった。上記の3つの重症化因子を標的とした安全なインフルエンザ脳症の治療法を開発するため、脂肪酸代謝障害モデルマウスを作出し、このマウスにインフルエンザウイルスを感染させた後、種々の治療薬の投与効果について検討した。その結果、DCA混合薬が非常に有効な治療薬であることが明らかとなってきた。このDCA治療薬は、糖代謝の基質であるピルビン酸-Naと糖代謝酵素の活性代剤(ジクロロ酢酸など)の混合剤であり、ミトコンドリアの脂肪酸代謝が抑制されてATPの枯渇が引き金となる本症において、DCA治療薬は糖代謝によるATP産生を亢進させて、脂肪酸代謝によるATPの産生を代替的に補償するものである。今後は、動物実験を実施してDCA治療薬の安全性の評価試験を行う予定である。
J-PARC加速器のための荷電変換炭素薄膜の開発

我々はこれまで核子当たり100 200kev/uの重イオンビームのための長寿命荷電変換用炭素薄膜の開発を行って来た。このエネルギー領域の場合、必要膜厚は1 20.g/cm2であった。今回の開発では、高エネルギー負水素イオンおよび中高エネルギー重イオンのための50-100g/cm2の厚い炭素薄膜の開発を行った。これまで世界ではこのような厚い炭素膜の製作は、製作歩留まりが悪いことなどからイオンビームスパッタリング法で行われて来たことはなかった。J-PARC加速器の様な、高エネルギー負水素イオンビームを加速するために用いる厚い(300μg/cm^2)荷電変換用炭素薄膜、および線形加速器、バンデグラフ加速器またはサイクロトロンなど、低エネルギーの重イオンを加速するときに用いる薄い(数μg/cm^2)炭素薄膜を製作するためのイオンビームスパッタリング装置を製作している。この方法は、長寿命の炭素薄膜を製作できる方法として、我々はこれまで開発を行ってきた。平成21年度は、油拡散ポンプによる真空廃棄系、真空チェンバー、高圧フランジ(耐圧20kV)、イオン源(デュオプラズマトロン)とその冷却装置、イオンビームの収束系(プラー、アインツェル電極および加速電極)の製作を行ってきた。また、フィラメントタイプではない新しい方法として、高周波によるプラズマ生成のための2.45GHzの高周波電源も購入し現在組み立てを行っている。この装置から期待できる新しい原子核ターゲットの製作については、昨年6月に東工大フェライト記念館で行われた応用加速器シンポジウムにおいて、これまでの基礎実験の結果や今後に期待される成果について発表した。また窒素ビームを用いた荷電変換炭素薄膜の開発についても、昨年9月に英国のジャーナルに掲載された。現在のこのスパッタリング装置の製作進捗状況については、チェンバーの真空度も10^<-7>Torrオーダーを達成し、チェンバー内部の駆動メカの製作を行っている。これは、ターゲットホルダーをX-Y方向および回転させることが出来るメカである。さらに基板ホルダーを製作し、これが終れば高圧電源の配線、ガス流量計およびコントロールユニットなどの導入も行われる。今年度中に装置の製作を完了し、薄膜製作に取り掛かる。尚、諏訪東京理科大学には私の作業施設がないので、私の指導教官であった東京工業大学原子炉工学研究所の服部俊幸教授の研究室および東京工業大学理学部バンデグラフ実験室で、この研究に関するすべての業務は行われている。タンデムバンデグラフ加速器、線形加速器、サイクロトロンおよびシンクロトロン加速器の加速効率を上げるための荷電変換用炭素薄膜の開発のための重イオンビーム・スパッタリング装置の開発を行って来た。平成21年度は真空チェンバー、真空排気系、イオン源およびビーム加速・収束系の設計製作を行って来た。また平成22年度は、真空チェンバー内のビームストップ部およびターゲットホルダーをX-Yおよび回転させるための駆動メカの設計製作を行った。また高圧電源の配線およびガス流量計のコントロールユニットも完成させた。これらの仕事はこれまで東京工業大学原子炉工学研究所服部俊幸教授の研究室で行われて来たが、同教授の停年退官に伴い揚所が確保できなくなったため、この研究は今年度から東京大学原子核科学研究センターで行うことになった。今後はこの装置を用いて、チャージストリッパー・フォイルだけでなく、原子核ターゲットも製作し理研AVFサイクロトロンの実験などへも提供することになる。また、高エネルギー・プロトン・シンクロトロンだけでなく、米国のSANDIA国立研究所の重イオン加速器へもこの装置で製作したチャージストリッパー・フォイルが採用されることになった。今年度はこれらの研究施設への原子核ターゲットおよびチャージストリッパー・フォイルの提供を予定している。これにより世界最長寿命の荷電変換炭素薄膜であることが世界的に明らかになることが予想される。これらの仕事はこれまで東京工業大学原子炉工学研究所服部俊幸教授の研究室で行われて来た。しかし同教授の停年退官に伴い場所が確保できなくなったため、昨年度から東京大学原子核科学研究センター(CNS)で行っている。装置はCNSで完成させ、現在高エネルギーのネガティブ・プロトンおよび高エネルギー重イオン用の厚い炭素薄膜の開発を行っている。また、この装置を用いてベリリウムやシリコンなどの原子核ターゲットも製作し、理研AVFサイクロトロンの実験などへも提供する予定である。

さらに国際共同研究として、米国のSANDIA国立研究所の重イオン加速器へもこの装置で製作したチャージストリッパー・フォイルを導入することになり、共同研究をすでに始めている。今夏には、米国Texas州FortWorthで行われるCAARI2012(22nd International Conference on the Application of Accelerator in Research and Industry)において招待講演を依頼されているので、今回の炭素膜の開発について講演を行う。最後に、昨年度は東日本大震災の影響で国内シンポジウムや研究会などが取り止めになり、発表の機会がなくなってしまったが、今後は我々の炭素薄膜が世界最高性能であることを世界に示し、世界の高エネルギー加速器で採用してもらい成果を上げて行きたい。
左心室の収縮機能と弛緩機能の関連に関する研究

イヌ交叉灌流心標本の左室内に水を満たしたバルーンを装着し、自家製容積サーボポンプに接続した。このサーボポンプにより異なる左室容積での等容性収縮や異なる左室駆出率での駆出性収縮を起こした。左室容積の増大と心拍数の低下、左室駆出率の減少は左室圧下行脚の時定数で評価した左室の弛緩機能を悪化させた。しかしながら、これらの負荷はEmaxで評価した左室の収縮機能をほとんど変化させなかった。一方、左室圧下行脚の時定数は同一心拍、同一モデルを用いても算出方法のわずかの変更によって、上記の変化を上回る大きな変動を示した。例えば左室等容性弛緩期の終点としてどの時点を採用するかは研究者によってまちまちであるが、わずか数ミリセカンドの間のデータを算出に採用するかしないかけで時定数は510%増減する。この結果より左室圧下行脚の時定数は左室弛緩機能の指標として大変不確実であることが明らかとなった。これは時定数算出の基礎となる左室圧下行脚の指数関数モデルの不正確さに起因すると考えられるので、現在より正確なモデルを検討中であり、そのモデルから得られる新しい弛緩機能の指標を用いて、今後不全心等における収縮機能と弛緩機能の関連を検討する予定である。
移動体通信とインターネットの普及とその社会的影響に関する社会学的研究

本研究は、世界各国の移動体通信とインターネットの普及とその社会的影響を研究することを目的としている。初年度は、北米・南米・ヨーロッパ・オーストラリア・インド・アジア太平洋における資料を収集し分析した。次年度は、初年度入手した資料を分析しつつ、カナダ、中国、香港、マカオ、モンゴル、北朝鮮、韓国、台湾、ブルネイ、カンボジア、東ティモール、インドネシア、ラオス、マレーシア、ミャンマー、フィリピン、シンガポール、タイ、ベトナム、アフガニスタン、バングラデシュ、ブータン、インド、モルジブ、ネパール、パキスタン、スリランカなどの国々における移動体通信とインターネットの普及状況に関する新しい資料を収集し分析した。インターネットと移動体通信のマーケットは国境を越えて拡大している。収集した文献・資料の中では、カナダについては総人口の80%以上がインターネットを利用しており、そのためEコマース市場は顕著に拡大している。また、米国では、携帯電話の価格が平均で2003年に1998年の200ドルから147ドルまで下落し普及に拍車がかかっている。現在、携帯電話の機能として世界的に関心を集めているデジカメ機能は西欧でも普及しつつあり、デジカメ付き携帯電話の出荷台数は2002年の262万台から2006年には7003万台に達すると予想されている。それに対してアジア諸国では世界的な経済の低迷を影響うけながらも全般的にモバイル市場が順調に拡大を続けている。特に中国で生産される携帯電話の数は2001年に8350万台であったが2008年には3億7790万に増えると予測されている。また、中国ではPHSは低価格であることが好結果を生みPHS市場が驚異的に成長している。世界的な規模で拡大しつつある移動体通信とインターネットが社会に与える影響を考えるとき、アジア諸国において今後大きな問題が発生すると思われる。インターネットと携帯電話の普及状況は国や社会によって異なる。また、新しい通信テクノロジーの発達は既存の通信インフラとの関係で利用形態も変化する。本研究では、メディアと社会のダイナミックな関係を念頭に置きながら、携帯電話に代表される移動体通信とインターネットの普及とその社会的影響を社会学的な観点から研究することを目的としている。本年度は2年間の研究期間の初年度に当たるので文献・資料の収集を主に実施した。アメリカ・カナダ・オーストラリア・中国・インドにおけるモバイル・マーケットに関する文献・資料、北アメリカ・南米・ヨーロッパ・アジア太平洋におけるモバイル・アダルトコンテンツに関する文献・資料などを収集した。予想していたことではあるが、移動体通信に関する社会学研究論文は世界的にみても非常に少ない。それに対して、民間企業によるマーケティング調査は膨大な数に達している。国境を越えて拡大しつつあるインターネットと移動体通信のマーケットは、まさにグローバル化を念頭においた研究が必要であることが民間の調査をみてもわかる。収集した文献・資料の中では、特に中国における携帯電話市場の動向が注目に値する。中国で生産される携帯電話の数は2001年に8350万台であったが2008年には3億7790万に増えると予測されている。米国では、携帯電話の価格が平均で2003年に1998年の200ドルから147ドルまで下落し普及に拍車がかかっている。現在、携帯電話の機能として世界的に関心を集めているのがデジタルカメラ機能であるが、西欧でもデジタルカメラ付き携帯電話の出荷台数は2002年の262万台から2006年には7003万台に達すると予想されている。世界中で急速に普及が進む携帯電話とインターネットは、不思議なことに各国や地域の文化を超えて似たような社会現象を引き起こしている。その原因を探ることが次年度の課題のひとつである。

本研究では、メディアと社会のダイナミックな関係を念頭に置きながら、携帯電話に代表される移動体通信とインターネットの普及とその社会的影響を社会学的な観点から研究することを目的としている。本年度は2年間の研究期間の最終年度に当たる。初年度に入手したアメリカ・カナダ・オーストラリア・中国・インドにおけるモバイル・マーケットに関する文献・資料、北アメリカ・南米・ヨーロッパ・アジア太平洋におけるモバイル・アダルトコンテンツなどに関する文献・資料の分析を継続して行った。さらに、他の国々に関する文献・資料を入手し分析した。本年度に新たに収集した資料としては、カナダ、中国、香港、マカオ、モンゴル、北朝鮮、韓国、台湾、ブルネイ、カンボジア、東ティモール、インドネシア、ラオス、マレーシア、ミャンマー、フィリピン、シンガポール、タイ、ベトナム、アフガニスタン、バングラデシュ、ブータン、インド、モルジブ、ネパール、パキスタン、スリランカなどの国々における移動体通信とインターネットの普及状況に関する資料などがある。特に、カナダについては総人口の80%以上がインターネットを利用している。そのためEコマース市場は顕著に拡大している。それに対して、アジア諸国については全般的に世界的な経済の低迷の影響をうけているが、モバイル市場は順調に拡大を続けていることが注目に値する。特に興味深いのは、中国における移動体通信の状況である。中国ではPHSが低価格であることが好結果を生み、PHS市場が驚異的な成長を示している。世界的な規模で拡大しつつある移動体通信とインターネットの今後の動向とその社会に与える影響を考えるとき、欧米諸国とアジア諸国の比較分析をさらに進める必要があると考えられる。
トリプルネガティブ乳癌の新規治療法開発のための基礎研究

トリプルネガティブ乳癌(TNBC)の新規治療薬として期待されるpoly ADP-ribose polymerase(PARP)1阻害薬olaparibとmTOR阻害薬everolimus(EVE)に注目し、乳癌細胞株を用いて基礎研究を行った。olaparibはTNBC細胞ばかりでなくER+HER2-乳癌細胞に対しても抗腫瘍活性を示し、CSC比率の低下をもたらし、DNA傷害性薬剤と相加的抗腫瘍効果を示した。ER+HER2-乳癌細胞において抗エストロゲン薬とolaparibは相加的抗腫瘍効果を示した。EVEはBRCA1変異を伴うTNBCで強い抗腫瘍効果を示した。平成24年度は、ER陽性乳癌細胞におけるエストロゲンや抗エストロゲン薬(AE)の細胞増殖や癌幹細胞(CSC)制御に与える影響について検討した。さらに、mammaliantarget of rapamycin (mTOR)阻害薬エベロリムス(EVE)とAEとの併用効果も検討した。ER陽性乳癌の実験モデル:エストロゲン高感受性(HS)のMCF-7, T-47D乳癌細胞株,エストロゲン低感受性(LS)のKPL-1, KPL-3C乳癌細胞株、薬剤:17β-estradiol (E2)、4-hydroxytamoxifen、fulvestrant、EVE。細胞増殖、細胞周期、アポトーシス、CSC比率に与える影響を検討した。CSCの同定には、CD44/CD24/EpCAM抗体を用いたフローサイトメトリー法、mammosphere assayを用いた。ER関連転写因子の発現は免疫細胞化学的に検討した。結果:1) LS細胞株では、PgRの発現が認められなかった。それ以外のER関連因子は、HS細胞株、LS細胞株ともに高発現が認められた。2) HS細胞株はLS細胞株に比べ、E2による細胞増殖の促進効果(G1-S移行の促進、アポトーシスの減少)、CSC比率の増加効果が、ともにより顕著であった。3) HS細胞株はLS細胞株に比べ、AEによる細胞増殖の抑制効果、CSC比率の低下効果がより顕著であった。4) EVEとAEの併用は、LS細胞株において相加的な細胞増殖抑制効果を示した。両薬の併用により、CSC比率の減少効果が増強された。AE抵抗性獲得のメカニズムの一つとして、CSC制御機構の異常が関わっている可能性がある。これらの結果から、内分泌療法抵抗性乳癌におけるEVEの有用性が示唆された。さらに、トリプルネガティブ乳癌細胞株を含む細胞株パネルにおけるEVEの抗腫瘍効果も検討中である。ER陽性乳癌細胞株における抗エストロゲン薬(antiestrogen [AE])によるCSC抑制メカニズムに関する研究も行った。AEは、ER陽性の4種類の乳癌細胞株全てにおいて、エストロゲンによるCSC比率増加作用を阻害した。その阻害効果は、ホルモン感受性の低下した細胞株では、弱い傾向を示した。ER陽性乳癌細胞において、CSCはER陰性であり、エストロゲンによる直接的な影響を受けないことが、多くの基礎研究により示されている。そこで、ER陽性のnon-CSCによるER陰性CSCに対するパラクリン経路による制御機構の解明を目指すpilot studyを開始した。ホルモン感受性が高いMCF-7細胞株にエストロゲンを暴露させ、CSCとnon-CSCをフローサイトメトリーでsortingし、mRNA expression microarrayで網羅的に発現プロファイルを比較検討した。その結果、non-CSCにおいてエストロゲンによりCSCに比べより強く発現が促進されるパラクリン因子の候補遺伝子が同定された。今後、さらに本研究を進めていく予定である。平成23年度は、治療に難渋するトリプルネガティブ乳癌(TNBC)でみられるDNA修復異常(BRCA1異常など)を介して働くpoly ADP-ribose polymerase (PARP)1阻害薬AZD2281 (olaparib)に関する基礎研究を行った。その結果、olaparibは、1)各種サブタイプを網羅した乳癌細胞株パネルの中で、TNBC細胞ばかりでなくestrogen receptor (ER)陽性HER2陰性乳癌細胞に対しても抗腫瘍活性を示した(50%増殖阻止濃度は2-3μM)、2)細胞周期におけるG2/M分画への集積、アポトーシスの誘導、癌幹細胞比率(CD44/CD24/ESA細胞膜マーカーやmammosphere assayで検討)の低下をもたらした、3) ERKの持続的リン酸化を誘導した、4) DNA傷害性化学療法薬SN38(イリノテカン代謝産物)と相加的に抗腫瘍効果を示した、5)SN38との併用は、さらに癌幹細胞比率の低下を引き起こすことが判明した。これらの研究成果は、英文論文として受領・掲載された。一方、ER陽性HER2陰性乳癌細胞において抗エストロゲン薬とolaparibが相加的な抗腫瘍効果を示すことが判明した。そこで、ER陽性HER2陰性乳癌細胞における各種内分泌療法薬やolaparibの癌幹細胞に与える影響を探索的に検討中である。

これまでの検討では、エストロゲンが癌幹細胞比率を顕著に増加させ、各種内分泌治療法剤がその比率の増加を阻止することが判明している。ホルモンによる癌幹細胞比率の変化を検討した研究はわずかであり、本研究もさらに進めていきたい。これらの基礎研究は、乳癌の新しい治療戦略の開発につながる。さらに、固形癌における癌幹細胞の生物学的・臨床的意義の解明を目指して研究を進めている。平成23年度は、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)でみられるDNA修復異常を介して働くpoly ADP-ribose polymerase (PARP)1阻害薬AZD2281 (olaparib)に関する基礎研究を行い、olaparibはTNBC細胞ばかりでなくER陽性HER2陰性乳癌細胞に対しても抗腫瘍活性を示し、細胞周期におけるG2/M分画への集積、アポトーシスの誘導、癌幹細胞(CSC)比率の低下をもたらし、さらにDNA傷害性化学療法薬SN38と相加的に抗腫瘍効果を示した。また、ER陽性HER2陰性乳癌細胞において抗エストロゲン薬とolaparibが相加的な抗腫瘍効果を示すことが判明した。そこで、平成24年度は、ER陽性HER2陰性乳癌細胞におけるエストロゲン、各種内分泌療法薬、olaparibの細胞増殖や癌幹細胞に与える影響を探索的に検討した。その検討の中で、内分泌療法抵抗性獲得のメカニズムの一つとして、CSC制御機構の異常が関わっている可能性が示唆された。また、内分泌療法薬とmTOR阻害薬everolimus (EVE)の併用が、相加的抗腫瘍効果とともにCSC比率減少効果の増強をもたらすことも示された。これらの結果から、内分泌療法抵抗性乳癌におけるEVEの有用性が示唆された。我々の用いた乳癌細胞株パネルのほとんどがいわゆる散発性乳癌由来であり、BRCA1を代表とするDNA修復障害を起こしていないためPARP阻害薬によるsynthetic lethalityは起こらないと考えられた。しかし、PARP阻害薬の新たな作用機構として、持続的なERKリン酸化の誘導、G2/M移行阻害、アポトーシス誘導、さらに癌幹細胞比率の低下作用があることが判明した。平成25年度は、トリプルネガティブ乳癌(TNBC)の新規治療薬の候補としてこれまで検討してきたdasatinib, olaparibに加え、mTOR阻害薬everolimusの抗腫瘍効果、細胞周期、アポトーシス、癌幹細胞(CSC)に与える影響を乳癌細胞株パネルを用い検討する。さらに、これらの候補薬の併用投与による抗腫瘍効果の増強を探索的に調べる。また、CSCの制御機構の解明を目指し、各種薬剤のCSC比率に与える影響とCSC制御に関わると報告されているサイトカイン等のmRNA発現レベルの変化との相関を調べる。また、平成24年度から取り組んでいるER陽性HER2陰性乳癌細胞の内分泌療法抵抗性獲得のメカニズムにおけるCSCの役割に関する研究も継続する。
HCV持続感染に関わる肝内免疫環境の解析と肝細胞由来HSPを用いた寛容破綻の誘導

HCV持続感染に関与する肝内免疫環境の経時的変化の解析§HCV蛋白持続発現モデル都立臨床医学研究所の小原博士らが作製した、HCVTgマウスCN2を用いて下記の検討を行った。このマウスはCre/loxPシステムを用いたHCVTgマウスに生後10週目にCre DNA recombinase発現アデノウイルスを感染させ肝細胞にcore、E1、E2蛋白を発現させたもので、HCV特異的CTL誘導をともなう急性肝炎を生じ、数週後にはHCV関連蛋白が持続発現しているにも関わらずHCVに対する免疫応答が減弱するモデルである。§肝障害の経時的変化肝細胞におけるHCV蛋白発現誘導前、発現後3、7、10、14、30日後に肝臓と血液を採取、肝炎活動性の病理組織学的評価、血清ALT値測定、肝細胞におけるHCV蛋白発現量の評価を行なった。その結果、血清ALT値は発現3日後には上昇を開始し7日をピークに減少することが明らかになった。肝内におけるHCV蛋白発現量はほぼ一定で、経時的変化は認めなかった。また病理組織学的検討では、血清ALT値の上昇に相関して3日から7日目にかけて肝内に単核球浸潤がみられた。§肝内浸潤細胞の経時的な量的、質的変化各時点で肝内浸潤単核球を分離しFACSで分析したところ、肝炎の増強にともない肝内浸潤してくる細胞はNK細胞であることが明らかになった。さらにこのNK細胞はIFN-γを産生していることが明らかになった。また肝内へのCD4陽性、CD8陽性T細胞の浸潤はみられなかった。以上より、HCV蛋白発現にともなう肝炎の初期発症時には、NK細胞によるIFN-γを介した肝細胞障害が関与していることが明らかになった。
軟体動物腹足類脳内ガラニンの形態学的、生化学的研究

ガラニンははじめ脊椎動物の中枢神経系や末梢器官に広く分布することが明らかにされた神経ペプチドである。本研究によって、我々はこの神経ペプチドが広く軟体動物の神経系や末梢器官に分布することを明らかにした。さらに我々は、ガラニンが最も原始的な神経系をもつと考えられている腔腸動物の散在神経系にも分布することを明らかにした。このことは、ガラニンが系統発生学的にふるい神経ペプチドに属することを示唆する。インドヒラマキガイでは、中枢神経系内のガラニン神経系が、唾液腺や、口球に投射していることが明らかになった。本来ガラニンは、脊椎動物の消化管平滑筋細胞を収縮させる作用があるが、軟体動物の筋組織に対する生理的作用が興味深い。ウエスタンブロットによる解析により、インドヒラマキガイ、およびタコのガラニンは、脊椎動物のガラニンよりも大きい分子量を示し、かなり異なることが示唆される。これら軟体動物のガラニンをコードしている遺伝子の解析が興味深い。1、ガラニン神経系がインドヒラマキガイのみならず、モノアラガイや陸棲腹足類であるミスジマイマイや海産のサザエ、二枚貝のアサリやシジミの神経系にも分布していた。2、マダコの脳、および視葉にもガラニン神経系が広く分布することが明らかになった。特に視葉における分布は視覚中枢との関連性を示唆し、興味深い。3、ガラニン免疫陽性構造は、ヒドラでは触角の散在神経系に、マミズクラゲでは下傘面の辺縁部に分布していた。4、唾液腺への投射は特に内臓神経節からの投射が重要と考えられ、この一部は、ガラニン免疫陽性であった。5、口球への投射は種々の神経節からの投射が観察され、その一部はガラニン免疫陽性であった。6、インドヒラマキガイ神経系のウエスタンブロット解析では6.1kDaに、マダコ視葉のウエスタンブロット解析では28.1kDaに、ガラニン免疫陽性バンドが観察された。これらはともに脊椎動物のガラニン(3.1kDa)よりも大きい分子であった。1、ガラニン神経系がインドヒラマキガイのみならず、広く軟体動物腹足類の脳内に分布することを示すために本年度は陸棲腹足類であるミスジマイマイ中枢神経内のガラニン神経系について調べた。(1)、インドヒラマキガイと同様に、各神経節に大型、中型、小型免疫陽性ニューロンが観察された。小型免疫陽性ニューロンは10から20個の細胞が密集する傾向にあり、インドヒラマキガイの場合と同様であった。(2)、中型免疫陽性ニューロンの一部はFMRFアミド免疫陽性であった。(3)、神経節中央部のニューロピル領域には、豊富なガラニン免疫陽性繊維が観察された。(4)、今後、淡水産のモノアラガイ、陸棲のナメクジ、海産のアメフラシ等の中枢神経を検索する予定である。2、インドヒラマキガイでは、ガラニン神経系の末梢器官への投射領域を調べた。(1)、口球の筋組織に豊富なガラニン免疫陽性繊維が観察された。(2)、口球の両側にある唾液腺の腺細胞基底部にも豊富な免疫陽性繊維が観察された。(3)、これらふたつの器官は、中枢ガラニン神経系の末梢器官への作用を調べるうえで、重要なモデル器官の候補と思われる。3、インドヒラマキガイ触角神経の断端に逆行性トレーサー(WGA-HRPやコバルトーリジン複合体)を浸し、その起始ニューロンを調べた。(1)、起始ニューロンは脳神経節のみならず、側神経節、体壁神経節、足神経節にも分布していた。(2)、これら起始ニューロンの一部は、ガラニン免疫陽性を示した。(3)、今後これら二重標識されるニューロンにルシファーイエロ-やコバルトーリジン複合体を細胞内に注入してこれらニューロンの投射領域を調べる予定である。4、現在インドヒラマキガイを生化学的分析に供するために大量飼育を試みている。

3、ガラニン免疫陽性構造は、ヒドラでは触角の散在神経系に、マミズクラゲでは下傘面の辺縁部に分布していた。4、唾液腺への投射は特に内臓神経節からの投射が重要と考えられ、この一部は、ガラニン免疫陽性であった。5、口球への投射は種々の神経節からの投射が観察され、その一部はガラニン免疫陽性であった。6、インドヒラマキガイ神経系のウエスタンブロット解析では6.1kDaに、マダコ視葉のウエスタンブロット解析では28.1kDaに、ガラニン免疫陽性バンドが観察された。これらはともに脊椎動物のガラニン(3.1kDa)よりも大きい分子であった。ガラニンははじめ脊椎動物の中枢神経系や末梢器官に広く分布することが明らかにされた神経ペプチドである。本研究によって、我々はこの神経ペプチドが広く軟体動物の神経系や末梢器官に分布することを明らかにした。さらに我々は、ガラニンが最も原始的な神経系をもつと考えられている腔腸動物の散在神経系にも分布することを明らかにした。このことは、ガラニンが系統発生学的にふるい神経ペプチドに属することを示唆する。インドヒラマキガイでは、中枢神経系内のガラ三ン神経系が、唾液腺や、口球に投射していることが明らかになった.本来ガラニンは、脊椎動物の消化管平滑筋細胞を収縮させる作用があるが、軟体動物の筋組織に対する生理的作用が興味深い。ウエスタンブロットによる解析により、インドヒラマキガイ、およびタコのガラニンは、脊椎動物のガラニンよりも大きい分子量を示し、かなり異なることが示唆される。これら軟体動物のガラニンをコードしている遺伝子の解析が興味深い。1、ガラニン神経系がインドヒラマキガイのみならず、モノアラガイや陸棲腹足類であるミスジマイマイの神経系にも分布していた。2、マダコの脳、および視葉にもガラニン神経系が広く分布することが明らかになった。特に視葉における分布は視覚中枢との関連性を示唆し、興味深い。6、インドヒラマキガイ神経系のウエスタンブロット解析では6.lkDaに、マダコ視葉のウエスタンブロット解析では9.0kDaに、ガラニン免疫陽性バンドが観察された。
心筋Caチャンネル制御における細胞内Mgイオンの役割とその機序

カエル心室筋L型Caチャンネルの制御に関連し、細胞内Mg^<2+>の役割について以下の事を示し、またこれらの事実をもとにその作用機序、生理学的意義を明らかにした。1.細胞内Mg^<2+>濃度([Mg^<2+>]_i)を1μMまで低下させるとCaチャンネルの電流(I_<Ca>)は約10倍もの電流増大をきたし、この作用はリン酸化、GTP結合蛋白などを介さないため、直接作用している考えた。I_<Ca>-[Mg^<2+>]_i関係から生理的[Mg^<2+>]_iにおいてはチャンネルの80-90%の活動は抑えられていることがわかった。2.細胞内Ca^<2+>濃度が増加してもI_<Ca>が増加する現象の機序に関し、これはCa^<2+>の増加がMg^<2+>のブロックを拮抗的に抑制するためということを明らかにした。3.[Mg^<2+>]_iを低下させてもGTPが存在すると電流が増大しない事をはじめて発見した。この場合GTPはGTP結合蛋白を介することなく直接チャンネルに作用する事を示す所見を得た。またGTPはMg^<2+>と拮抗的にチャンネルを抑制するという事を示した。4.心筋L型Caチャンネル制御の生理的主要経路であるβアドレナージック刺激を介するチャンネルのリン酸化において細胞内Mg^<2+>は以下のような役割を果たしている事を示した。つまりチャンネルはリン酸化を受けるとMg^<2+>との結合能力が低下し細胞内Mg^<2+>によるブロックから免れるという所見からチャンネルリン酸化の電流増大機序はMg^<2+>を介するという考えを導いた。またリン酸化による刺激と細胞内Mg^<2+>による電流増大時の単一チャンネルの挙動は両者で同じ性質であるという事実を提示しこの考えの妥当性を示した。1.Mg^2+欠乏性Ca電流増大の機序をさぐるため、リン酸化の起こらない条件下で細胞内Mg^<2+>を減少させた。全くリン酸化可能な場合と変わらず電流の増大を見たのでこの現象が起こるためにはチャンネルリン酸化という機序を介する必要の無いことがわかった。2.細胞内Ca^<2+>濃度の増加が電流増大を示すことがあるが、これは細胞内Mg^<2+>によるチャンネルの抑制がCa^<2+>によって拮抗的に解除されることが原因であるとした。3.G-蛋白を刺激する物質であるGTP、GTPγS、Gpp[NH]pを細胞内に投与するとMg^<2+>欠乏性Ca電流増大は全く抑えられた。この抑制はGTP濃度依存性であった。ただしG-蛋白を抑制する物質であるGDPBS、GDPなども同様にMg^<2+>欠乏性Ca電流増大を抑えたのでこの制御機序はG-蛋白を介するのではなくむしろguanine nucleotideが直接チャンネルに結合して抑制するのではないかと考えられた。4.GTPの細胞内Mg^<2+>濃度が低下したときのみCa電流の増大を抑制することがわかったが、さらにMg^<2+>とGTPの抑制作用の相互関係について調べた。両者はID_<50>が4μM程度の抑制を示したが、両者の共存が他方の抑制作用に影響を及ぼさないことがわかった。このことから両者は共通の結合部位に結合し、抑制作用を引き起こすと考えられた。

心筋L型Caチャンネルの生理的でありかつもっとも主要な経路として分泌されたカテコールアミンがβアドレナージック受容体を刺激して最終的にはAキナーゼ(c-AMP依存性)によるリン酸化をチャンネルがうけて著しい電流増大を来すことがあげられる。一方私が平成7年度で示したように細胞内Mg^<2+>濃度([Mg^<2+>]_i)を1μMまで低下させた場合もリン酸化刺激と同じように同等かそれ以上の大きな作用を示した。ところが細胞内のMg^<2+>濃度は生理的にはここまで低下しないため、このMg^<2+>の効果は生理的にどのような意味があるか疑問のままであった。そのため本年度はチャンネルのリン酸化と細胞内のMg^<2+>の関係に焦点を絞った研究を目指した。いったんチャンネルをリン酸化させた後、細胞内のMg^<2+>が低下してもチャンネルが脱リン酸化しないように細胞内にフォスファターゼインヒビターを投与し、その条件で[Mg^<2+>]_iを変化させリン酸化したチャンネルを通るCa電流と[Mg^<2+>]_iの関係を調べた。その結果チャンネルはリン酸化を受けるとMg^<2+>との結合能力が低下し細胞内Mg^<2+>によるブロックから免れるという考えを支持する所見を得た。さらにリン酸化による刺激と細胞内Mg^<2+>による電流増大時の単一チャンネルの挙動は両者で同じ性質を示している事実をつかんだが、これはこの考えを支持するものである。またこの研究によりリン酸化以降のメカニズムとしてリン酸化による細胞内Mg^<2+>のブロックの解除が存在する事をはじめて示した。
聴覚障害者のコミュニケーション支援のための読唇による会話認識インタフェースの開発

本課題では,機械読唇を利用した聴覚障害者のコミュニケーション支援を目的として,リアルタイムで読唇するだけでなく,コミュニケーション支援を意識したプロトタイプシステムを開発した.日本語会話文50文を認識対象として,被験者4名の協力のもと5週間以上の長い期間で実験を実施した.その結果, 94%の平均認識率を得て,開発システムの実用性の高さを示した.本課題では,機械読唇を利用した聴覚障害者のコミュニケーション支援を目的として,リアルタイムで読唇するだけでなく,コミュニケーション支援を意識したプロトタイプシステムを開発した.日本語会話文50文を認識対象として,被験者4名の協力のもと5週間以上の長い期間で実験を実施した.その結果, 94%の平均認識率を得て,開発システムの実用性の高さを示した.本研究課題では,機械読唇を利用した聴覚障害者のコミュニケーション支援を目的として,単音や単語だけでなく会話文をリアルタイムで認識するインタフェースの開発を目指す.本研究初年度の平成21年度は以下のことに取り組んだ.1)日本語25単語の発話シーンを学生10人の協力を得て撮影した.ただし,読唇をインタフェースとして利用する際,計算機性能によりカメラのフレームレートが変更する可能性がある.フレームレートが認識精度に与える影響を検討するため,撮影は一般的なカメラのフレームレートである30fpsでなく60fpsで撮影した.2)これまでは口唇周辺が大きく写る顔下半分の発話シーンを処理対象としていた.この場合,発話時に顔が動くと口唇領域の抽出に影響を与える.この問題を避けるため,本研究課題では顔全体が写る発話シーンを対象とした.顔検出にはViolaが提案したHaar-like特徴量による顔検出など数多くの手法が提案されているが,ここでは口唇領域抽出に用いるActive Appearance Model(AAM)を顔抽出にも利用する.顔抽出後にAAMを適用し口唇領域を抽出する.3) AAMにより五つの口唇領域を抽出し,これに基づき特徴量を定義する.特徴量として認識に有効なトラジェクトリ特徴量TFを用いるが,TFを構成する口唇領域の形状特徴量を変えて有効な特徴量の組み合わせを用いて認識実験を行なった.その結果,内側唇輪郭内領域の面積とアスペクト比,歯領域の面積を用いることにより94.6%の高い認識精度を得られることを確認した.4)学習用データおよび認識実験用データのフレームレートを擬似的に変更し認識実験を行なった結果,両データのフレームレートの差が小さい場合,認識率はあまり影響を受けず,認識実験用データのフレームレートを大きくする方が高い認識率が得られやすいことを確認した.5)研究成果は国際会議1件,国内学会2件で発表した.また国際会議および国内学会にそれぞれ1件投稿中であり,リアルタイム読唇システムに関する成果を学術論文として投稿する予定である.本研究課題では,機械読唇を利用した聴覚障害者のコミュニケーション支援を目的として,単音や単語だけでなく会話文をリアルタイムで認識するインタフェースの開発を目指す.本研究2年度の平成22年度は以下のことに取り組んだ.1)研究実施計画に基づき,文章発話シーンとして5人より新聞記事29文の発話シーンを撮影した.2)研究実施計画に基づき,文章発話シーンに対して連続DPマッチングを用いたスポッティング認識を適用した.新聞記事29文の中から出現頻度の高い16語を認識対象に設定した.5人の発話シーンに対して実験を行った結果,平均認識率は46%であった.文章発話シーンは単語発話シーンに比べると口の開閉が小さい.そこで認識率が低い原因を解明するため,認識対象16語に対して単語認識を行った.その結果85%の認識率を得た.この結果より,口の開閉でなく,スポッティング認識の手法に問題があることが判明した.3)2の問題を踏まえ文章認識でなく単語認識を利用したコミュニケーション支援システムの開発を目的とし,リアルタイム単語認識システムの開発に取り組んだ,以前のシステムは顔の下半分の画像を用いていたた,め,利用する際,発話者に負担を強いていた.そこで昨年度の提案した手法を組み込んだ,会話文50文を認識対象とし,1回の施行につき全50文を1回ずつ発話する認識実験を5回試行した.その結果,50文で平均認識率は80.6%,平均処理時間は15.4fps,発話終了後から認識結果を表示する前での平均時間は83.6秒であった.リアルタイム性を確認した.4)研究成果は学術論文1件,国際会議2件,国内学会3件で発表した.本研究課題では,機械読唇を利用した聴覚障害者のコミュニケーション支援を目的として,単音や単語だけでなく会話文をリアルタイムで認識するインタフェースの開発を目指す.本研究課題の最終年度である平成23年度は主にプロトタイプシステム開発とその評価実験に取り組んだ.これまでの研究成果をもとにリアルタイム性のある読唇アルゴリズムを実装した.また単にリアルタイムで認識するだけでなく,コミュニケーション支援を意識したプロトタイプシステムを開発した.具体的には,発話区間の自動検出機能,目標文入力のための誤認識文の退避機能,メッセージを一文ずつ伝達するだけでなく複数の単語を組み合わせたメッセージを伝える2種の伝達機能,光源環境の影響を軽減するためのカメラ制御機能,である。

プロトタイプシステムは,カメラとPC,コントローラから構成される.本システムは事前に登録した定型文をリアルタイムで認識し,認識結果を音声メッセージとして出力する.本システムは登録モードと認識モードの二つの換作モードをもつ.登録モードはユーザが事前に定型文を登録する場合に利用する.認識モードはユーザが話者とコミュニケーションする際に利用する.日本語会話文50文を認識対象として,被験者4名の協力のもと実験を実施した,各被験者は登録モードを利用して各発話内容においてそれぞれ10サンプル登録した.登録作業後,50文の認識実験を1セットと定義し,全ての被験者に912セット実験を実施した.実験実施期間は長い期間をかけて有効性を評価するため3753日であった.その結果,平均認識率94%,発話終了後からメッセージが出力されるまで約2秒であった.また処理速度は22.3fpsでありリアルタイム性を実現した.発話登録後から5週間以上経過してからも十分な認識率を得られており,実用性の高いシステムであることを確認できた.研究成果は学術論文1件,国際会議2件,国内学会3件で発表した.
石炭微粉末分散系に関するコロイドおよび界面化学的基礎研究

石炭微粒末分散系スラリーの調製にあたり、石炭化度の異なる各種石炭の表面化学構造の解明、表面構造の異なる各種石炭の無極性液体ならびに極性液体中における分散安定化、界面活性剤添加効果等をコロイドおよび界面化学的見地から検討した。(1)各種石炭(ヤルン,天北,太平洋)のメタノール抽出量は、石炭化度の増加に伴い減少した。また、いずれの石炭の場合も、その成分は脂肪族成分(水可溶分,フミン酸,フミン)に富み、かつ、それはかなりの界面活性を示した。(2)各種石炭(ヤルン,天北,太平洋,三池,ホンゲイ)表面には、酸性官能基(カルボキシル基,ラクトン,フェノール性水酸基)が存在し、それは石炭化度の増加に伴い減少した。(3)極性液体(水,アルコール)中における湿潤熱および膨潤率は、石炭化度の増加に伴い減少した。また、それらはいずれの石炭の場合も、アルコールの炭素数の増加あるいはアルキル基の大きさに依存した。一方、無極性液体中における場合、両者とも石炭化度にほとんど依存しなかった。特に、低石炭化度炭の場合、メタノールはかさ高いアルコール,水,および無極性液体より石炭内部へかなり浸透し、かつ石炭を膨潤させ、多量の湿潤熱を発生させた。(4)無極性液体(ベンゼン,テトラリン)に種々のアルコールを添加した系では、いずれの石炭の場合もその膨潤率は著しく増加し、その効果はメタノールを用いた場合が最も大であった。(5)各種石炭の水中におけるゼータ電位は、ヤルン炭が約-60mV,太平洋炭が約-20mV,ホンゲイ炭が約-10mVであった。また、石炭微粉末水スラリーのpHも石炭の種類に依存した。(6)各種界面活性剤の石炭表面への吸着は、石炭の種類によって異なり、カチオン系界面活性剤がヤルン炭、ノニオン系界面活性剤が太平洋炭、ホンゲイ炭に最も吸着した。(7)石炭の分散安定性は、カチオン系界面活性剤を除いて、その濃度増加に伴い増加した。
気候変化で変わる近未来の顕熱・潜熱三次元収支構造の分析－沿岸都市蒸暑化への適応－

1.WRFによるメソ気象解析の予測精度の検討と改善:WUDAPT法により作成した仙台の市街地のLocal Climate Zone map (LCZmap)を土地利用条件としたWRF解析を行い、解析結果をAMeDASによる気象観測データと比較した。WRF解析における人工排熱量や、建築物の熱容量などの物性値を見直すことにより、WRFによる予測精度を向上させることができた。2.ミクロ気象の長期予測手法の開発:代表的条件を対象とするミクロ気象解析データを教師データとして利用し、Neural Networkにより建物の熱負荷計算のための入力用気象データを作成する方法を拡張し、既に実施している冷房負荷・建物周辺のミクロ気象予備解析結果を教師データとして、Neural Networkによりミクロ気象の長期予測を行うことを最終目標に、昨年度から引き続き予測システムの構築に取り組んでいる。3.将来のメソ気象予測及び熱中症リスク評価:全国13都市の消防局、消防庁から2008年から2017年までの熱中症搬送データ(合計約6万8千件)を収集し、熱中症Riskカーブ(日最高WBGTと熱中症搬送率の関係)を分析した。また、気候変動だけではなく高齢化の影響を加味した将来の熱中症Risk評価を行った。4.都市空間及び市街地空間の3次元顕熱・潜熱収支構造の分析:「1.WRFによるメソ気象解析の予測精度の検討と改善」で確立した解析手法を用いて、現在と2050年代の仙台の気候の将来予測を行った。この結果から、現在と将来の都市空間、市街地空間の移流・乱流拡散による顕熱・潜熱輸送の3次元構造と熱収支構造の変化を分析した。当該項目は当初は今年度ではなく次年度実施予定であったが、研究が大幅に進んだため実施された。「4.都市空間及び市街地空間の3次元顕熱・潜熱収支構造の分析」にある通り、現在と将来の都市空間、市街地空間の移流・乱流拡散による顕熱・潜熱輸送の3次元構造と熱収支構造の変化を分析した。1.都市空間及び市街地空間の3次元顕熱・潜熱収支構造の分析1今年度は仙台のみを対象として実施した都市空間の顕熱・潜熱・全熱収支分析と熱中症Risk評価を、次年度は東京、上海、武漢、広州などの多くの都市を対象として実施する。さらに、気候変化に伴う都市空間の熱収支構造の変化を高エンタルピー化・蒸暑化に着目して3次元的に分析するとともに大気境界層の鉛直構造の変化も分析する。23つの評価軸(A)地球温暖化緩和の効果(省エネ化)、B)ヒートアイランド緩和の効果(大気加熱量削減)、C)都市温暖化への適応の効果(熱中症リスク低減))により、大気上空から流入する潜熱量の増加が歩行者空間の温熱環境や冷房負荷に及ぼす影響を定量化する。人体の熱収支に及ぼす影響(ミクロスケール)については、屋外温熱環境と人体生理量の同時測定から精度検証される人体生理モデルを付加して、温熱生理を考慮した快適性・熱中症リスクで評価する。2.2050年代の気候条件化における各種都市温暖化対策の功罪の評価と蒸暑化に対する適応策の提案海風導入、気化冷却(緑化、ドライミスト)、高反射化(Cool Roof、遮熱舗装、窓面遮熱フィルム(従来型、再帰性型))、街路樹等の功罪をA)地球温暖化緩和の効果(省エネ化)、B)ヒートアイランド緩和の効果(大気加熱量削減)、C)都市温暖化への適応の効果(熱中症リスク低減)、の観点を網羅して評価し、将来の気候変化へ適応するための都市環境設計の指針を打ち出す。1.メソ気象モデル・ミクロ気象モデルの精度検証用データの取得:鉛直方向に12点計測可能なドップラーライダー(レンタル)を用い、夏季における沿岸都市仙台の上空風の風向・風速の鉛直分布を測定し、メソ気象モデルとミクロ気象モデルによる解析結果の精度検証用データを蓄積した。測定地点は仙台市中心市街地内とし、大気境界層性状の鉛直構造の時系列変化を測定した。また、東北大学キャンパス内の建物周辺及び緑陰部において夏季の各種気象条件下で気象要素の測定を実施した。ミクロ気象解析の入力パラメータの正確な設定のために必要な気温・湿度・放射量・風向風速を複数点で測定した。2.領域気象モデルWRFによるメソスケール気象解析とLESによるミクロ解析の接続:WRFによるメソスケール気象解析結果から夏季標準気象日を抽出し、LESによるミクロ解析へとダウンスケーリングした。なお、LESの解析対象は、1)広域(大気境界層流)スケールと2)狭域(市街地内気流)スケールに分割した。3.ミクロ気象の長期予測手法の開発:研究代表者らが共同研究を行っている中国の華南理工大学のグループが、近年、代表的条件を対象とするミクロ気象解析データを教師データとして利用し、Neural Networkにより建物の熱負荷計算のための入力用気象データを作成する方法を開発している。この方法を拡張し、冷房負荷とともに建物周辺のミクロ気象データの長期予測を行う手法の開発に着手した。4.仙台市を対象とするLCZの作成:WUDAPT法を用いて仙台の市街地形態を類型化し、Local Climate Zone (LCZ)を作成した。当該項目は当初の今年度実施予定項目ではなかったが、研究が大幅に進んだため実施された。

1.WRFによるメソ気象解析の予測精度の検討と改善:WUDAPT法により作成した仙台の市街地のLocal Climate Zone map (LCZmap)を土地利用条件としたWRF解析を行い、解析結果をAMeDASによる気象観測データと比較した。WRF解析における人工排熱量や、建築物の熱容量などの物性値を見直すことにより、WRFによる予測精度を向上させることができた。2.ミクロ気象の長期予測手法の開発:代表的条件を対象とするミクロ気象解析データを教師データとして利用し、Neural Networkにより建物の熱負荷計算のための入力用気象データを作成する方法を拡張し、既に実施している冷房負荷・建物周辺のミクロ気象予備解析結果を教師データとして、Neural Networkによりミクロ気象の長期予測を行うことを最終目標に、昨年度から引き続き予測システムの構築に取り組んでいる。3.将来のメソ気象予測及び熱中症リスク評価:全国13都市の消防局、消防庁から2008年から2017年までの熱中症搬送データ(合計約6万8千件)を収集し、熱中症Riskカーブ(日最高WBGTと熱中症搬送率の関係)を分析した。また、気候変動だけではなく高齢化の影響を加味した将来の熱中症Risk評価を行った。4.都市空間及び市街地空間の3次元顕熱・潜熱収支構造の分析:「1.WRFによるメソ気象解析の予測精度の検討と改善」で確立した解析手法を用いて、現在と2050年代の仙台の気候の将来予測を行った。この結果から、現在と将来の都市空間、市街地空間の移流・乱流拡散による顕熱・潜熱輸送の3次元構造と熱収支構造の変化を分析した。当該項目は当初は今年度ではなく次年度実施予定であったが、研究が大幅に進んだため実施された。「4.都市空間及び市街地空間の3次元顕熱・潜熱収支構造の分析」にある通り、現在と将来の都市空間、市街地空間の移流・乱流拡散による顕熱・潜熱輸送の3次元構造と熱収支構造の変化を分析した。1.WRFによるメソスケールの気象解析結果を、既に実施した実測及び今年度継続して実施する実測のデータと比較し精度検証を行い、モデルの改善点を洗い出す。WRFで設定可能な各種物理スキームの感度解析を行いながら、対象とする気象場の再現精度を向上させる。2.この解析手法を用い、2050年代の沿岸都市(仙台)の気候の将来予測を行う。この結果から、現在と将来の都市空間、市街地空間の移流・乱流拡散による顕熱・潜熱輸送の3次元構造と熱収支構造の変化を分析する。3.ミクロ気象の長期予測手法の開発代表的条件を対象とするミクロ気象解析データを教師データとして利用し、Neural Networkにより建物の熱負荷計算のための入力用気象データを作成する方法を拡張し、既に実施している冷房負荷・建物周辺のミクロ気象予備解析結果を用いて、データの長期予測を行う手法を開発する。1.都市空間及び市街地空間の3次元顕熱・潜熱収支構造の分析1今年度は仙台のみを対象として実施した都市空間の顕熱・潜熱・全熱収支分析と熱中症Risk評価を、次年度は東京、上海、武漢、広州などの多くの都市を対象として実施する。さらに、気候変化に伴う都市空間の熱収支構造の変化を高エンタルピー化・蒸暑化に着目して3次元的に分析するとともに大気境界層の鉛直構造の変化も分析する。23つの評価軸(A)地球温暖化緩和の効果(省エネ化)、B)