hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家族性大腸腺腫症（FAP）に対する患者iPS細胞を用いた創薬モデルの開発

Step 1. FAP疾患由来iPS細胞の樹立とその樹立法の最適化【方法】計画に従い、組換えセンダイウイルスベクターを用いたiPS細胞作製キットを用いてFAP特異的ヒトiPS細胞を樹立する。【結果】新規患者の報告がなかったため本年度は実施しなかった。Step 2. 1合成培地によるヒトiPS細胞から中・後腸前駆細胞の分化誘導および2中・後腸前駆細胞の分化誘導【方法】合成培地mTeSR1を用いてiPS細胞を増幅したのち、様々な成長因子群、低分子化合物を添加した合成培地を用いて、中・後腸前駆細胞の分化誘導、および中・後腸上皮細胞の分化誘導法の開発を実施する。【結果】最終目的である大腸上皮細胞のiPS細胞からの分化誘導法がすでに報告されたため本年度は実施しない。Step 3.疾患iPS細胞の正常化細胞作製のための1塩基置換法の開発【目的】創薬用の疾患モデルを開発する際、ネガティブコントロールとしてアイソジェニックなリバータントを作製する必要がある。そこで、ゲノム編集法を用いて疾患iPS細胞において点変異を導入する手法を開発した。【方法】MEN2B疾患特異的iPS細胞であるFB4をモデルとしゲノム編集ツールCRISPR/Cpf1を用いてRET_M918 (ATG)を特異的に切断し、RET_M918T (ACG, MEN2Bの原因遺伝子)を有するオリゴヌクレオチドを用いて点変異を導入する。【結果】RET_M918(正常鎖)のみを切断できるゲノム編集ツールの開発に成功した。【結論】本手法を用いて、FAPの原因遺伝子を正常化するためのゲノム編集ツールを開発する。当学の研究室再編に伴う研究設備の移設のため、その準備と再設営に3ヶ月ほど集中した実験ができなかったと考えます。また7月より熟練研究補助者の退職に備えて3ヶ月間の代替要員のトレーニングを実施したが十分ではなく、step2に関する研究を推進することができなかったと考えます。代替要員のトレーニングは完了し、迅速に研究を推進できる状況が揃いました。そこで本年度は、実施管理表を作成して研究効率を最適化します。またヒトiPS細胞における迅速なゲノム編集が可能になりましたので、FAP由来iPS細胞のリバータントとLgr5遺伝子座へのGFP遺伝子挿入を実施します。さらに既報の大腸上皮細胞の分化誘導法を追試することで本年度内に研究計画を完了することを予定します。(理由)実験補助者のトレーニングに時間がかかり、本番の実験を十分に遂行することができなかったためと考えます。(使用計画)大腸上皮細胞の分化誘導に使用する試薬を購入する。
ジメルカプトチアジアゾールを配位子とする分子性多核錯体の段階的合成

2,5ジメルカプト1,3,4チアジアゾール(DMcTH_2)は、多様な配位形式が可能な配位子であり、金属の分析、重金属の捕集、二次電池の正極剤などに用いられている。しかし、現在までに報告されたDMcT錯体は、ほとんどがポリマー性の固体化合物であり、分子レベルでの構造や反応性は明らかにされていない。本研究ではDMcTH_2を配位子として持つ分子性の錯体の合成と物性解析を目的とし、13年度は、単核及び複核白金錯体、単核ルテニウム錯体、銀(I)-及びCu(I)-DMcT無限鎮状錯体を合成し、その構造、電気化学的性質を明らかにした。14年度も、これに引き続き分子性錯体の合成を行った。置換可能な配位座を一つ持つ[Pd(trpy)(OH)](PF_6)を13年度に合成した白金単核錯体[Pt(trpy)(DMcTH)](PF_6)に導入することにより混合金属錯体[(Pt(trpy)(μ-DMcT)[(Pd(trpy))](PF_6)_2が合成できる事を明らかにした。また、同様に置換可能な配位座を一つ持つルテニウム錯体[Ru(trpy)(bpy)(H_2O)](PF_6)_2を白金単核錯体[Pt(trpy)(DMcTH)](PF_6)に導入することにより混合金属錯体[(Pt(trpy)(μ-DMcT)(Ru(trpy)(bpy))](PF_6)_2の合成を行った。また、ルテニウム複核錯体[(Ru(trpy)(bpy))_2(μ-DMcT)](PF_6)_2も合成し、これらの構造決定を行い、全ての複核錯体でDMcT^<2->は環外メルカプト基で金属中心に記位していることを明らかにした。これらの錯体の電気化学手挙動の検討も行った。特にルテニウム複核錯体では、酸化によりRu(II)Ru(III)の混合原子価状態が安定に生成することを明らかにした。二年にわたる研究により、DMcT配位子が新規の架橋配位子として分子性錯体構築に有効であることと、電気化学的相互作用を伝達する配位子として機能することを明らかにした。本研究ではDMcTH_2を配位子として持つ分子性の錯体の合成と物性解析を目的とし、本年は、新規に、ルテニウム及び銀の錯体の合成及び構造決定、並びに白金錯体とルテニウム錯体の電気化学的挙動について研究を行った。また、銀錯体としては、PPh_3をターミナル配位子として利用し、[Ag(DMcTH)(PPh_3)_2]を合成した。構造解析により、この錯体は、{Ag(PPh_3)_2}単位がDMcTH-によって架橋配位された無限鎖状の構造を持つことを明らかにした。銅の錯体でも同型の化合物ができることを明らかにしているが、これらの銅と銀の錯体は、ポリマー性のDMcT錯体の初めての構造決定例である。また、[Pt(trpy)(DMcTH)](PF_6)、[Ru(trpy)(bpy)(DMcTH)](PF_6)について、電気化学的測定を行い、メルカプト基の酸化還元電位が、これらの金属錯体中では正側にシフトすることを明らかにした。また、同様に置換可能な配位座を一つ持つルテニウム錯体[Ru(trpy)(bpy)(H_2O)](PF_6)_2を白金単核錯体[Pt(trpy)(DMcTH)]

(PF_6)に導入することにより混合金属錯体[(Pt(trpy)(μ-DMcT)(Ru(trpy)(bpy))](PF_6)_2の合成を行った。また、ルテニウム複核錯体[(Ru(trpy)(bpy))_2(μ-DMcT)](PF_6)_2も合成し、これらの構造決定を行い、全ての複核錯体でDMcT^<2->は環外メルカプト基で金属中心に記位していることを明らかにした。これらの錯体の電気化学手挙動の検討も行った。特にルテニウム複核錯体では、酸化によりRu(II)Ru(III)の混合原子価状態が安定に生成することを明らかにした。二年にわたる研究により、DMcT配位子が新規の架橋配位子として分子性錯体構築に有効であることと、電気化学的相互作用を伝達する配位子として機能することを明らかにした。
世界経済危機時とその後の東アジア経済統合とリージョナリズムの展開

研究の実績は以下のとおりである。1.メガFTA(TPPとRCEP)はそれがカバーする領域がそれ以前のFTAを数段拡大され、その点で以前のFTAよりも実質所得の増加が期待できる。2.メガFTAは統一されたルールの提供という面で日系企業の海外でのグローバルバリューチェーンの形成に有利に働く。3.TPPへの参加は政治的決定に依存しているが、他のメガFTA(RCEPやEUとの協定)も輸出に基づく経済成長という中心的経済成長の点から経済的に合理的なものと見なされる。以上の結果、論文(TPP versus RCEP: From Japan's Perspective of Japan`s trade policy)を完成させた。本論文は、ウィーン大学「国際経済学研究センター(FIW)」が開催する第9回FIW研究コンフェレンス」での報告発表の機会が受理された。このコンフェレンスは中欧の6つの大学研究機関が共同で開催する、オーストリアとその近隣諸国の現代国際経済学の若手の研究者の登竜門となっている。その選考にパスしたこと自体高く評価される。ビジネス・経済・統計学部で本年12月1-2日に開催され、そのプレゼンテーションは高く評価された。現在は,そのペーパーを国際的ジャーナルに投稿準備中である。さらにロシア・ペテルブルグ市で2017年6月15ー17日に開催されるthe Second World Congress of Comparative Economicsで報告すべく準備をしている。今後は米国のトランプ政権の動向、オーストリア等が進めるTPP11へ日本の関与についても研究を進めて、東アジアのメガFTAの発展の方向性についても検討していかなくてはならない。28年度が最終年度であるため、記入しない。東アジアの地域統合とリージョナリズムに関する諸研究のレビューを行った。特に昨年秋に成立したTPPは、東アジアの地域統合に与えると思われるインパクトを貿易と企業間連関、投資の面で考察してきた。統計で押さえてきているが、まだその研究途上である。特に日本企業のアジアにむけての対外直接投資の統計的整備や関係者へのインタビューを重ねている。国際産業連関表と付加価値貿易とがどのようにして結合できるのか、技術的検討を行っている。国際問題研究所や京都大学のアジア国際関係のシンポジウムに参加して研究上の人的ネットワークを構築中である。立命館大学大学院経済研究科に留学中の若手官僚等との交流を深めて、実地生活のレベルでTPPがどのような反応を起こしているのかの情報と感触を得てきている。文献レビューは順調にすすんでいる。昨年秋に成立したTPPは、東アジアの地域統合に与えると思われるインパクトを貿易と企業間連関、投資の面で大枠の考察がされている。特に日本企業のアジアにむけての対外直接投資の統計的整備や関係者へのインタビューを行っている。国際産業連関表と付加価値貿易とがどのようにして結合できるのか、技術的検討について専門家の助言で作業を続けている。国際問題研究所や京都大学のアジア国際関係のシンポジウムに参加してできた研究上の人的ネットワークを本人の研究上の刺激となっている。立命館大学大学院経済研究科に留学中の若手官僚等との交流を深めて、実地生活のレベルでTPPがどのような反応を起こしているのかの情報と感触は統計分析、各政府の政策判断を考える上で貴重なものになっている。6月と7月に予定されているハンガリーと立命館の研究会での発表を準備する。東アジアの地域統合とリージョナリズムに関する諸研究のレビューを引き続き行う。昨年秋に成立したTPPは、東アジアの地域統合に与えると思われるインパクトを貿易と企業間連関、投資の面で考察する。日本企業の直接投資の動向分析、国際産業連関表と付加価値貿易との関連の分析を行う。RCEPTとの関係を視野に入れるようにする。国際問題研究所、JETRO、経済産業省、立命館大学、京都大学のアジア国際経済関係の研究者と研究交流を続ける。

1年間終了時(2016年10月末)までの国際ジャーナルに発表する論文をほぼ完成する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
血圧調節ホルモンの相互作用と高血圧発症維持機構に関する研究

本態性高血圧症の成因,高血圧維持機構解明を血圧調節ホルモンの相互作用と食塩(Na)を中心とした電解質摂取量との関連から内分泌学的に行うことを目的とした.本研究遂行のため(1)レニンの直接RIAの開発(2)食塩バランスとカテコラミン,レニンーアンジオテンシン系,プロスタグランディン,心房性Na利尿ペプチド(αhANP)(3)カリウム負荷による降圧機序(4)カルシカム負荷による降圧機序(5)ジギタリス様Na利尿因子の解明を主たる目標とした.〔結果〕ヒトレニンの直接RIAは臨床応用可能なものが完成したが得られた抗体は総レニンを認識するものであり,活性型レニンの抗体作成が問題として残された.本態性高血圧症患者において無塩食,増塩食のバライススタディを行い,血圧の変動と各種ホルモンの変動を検索したところ,本症患者ではNa負荷によりノルアドレナリンの抑制低下, PGE_2産生の不応が認められ,レニン活性,血中PGE_2の間に不均衡が認められた.カリウム負荷による降圧は食塩感受性と相関し, KによるNa代謝の変化にPGE_2が関与していることを明らかにした. Ca負荷8週間により高齢者の高血圧は有意に降圧し,この降圧には交感神経系の抑制, PTHおよびVitP3の抑制が関与し,細胞内Ca^<++>の上昇が高血圧の維持に重要な機作であることを裏づけるものである.Na代謝に重要なhANPは本症患者に増塩負荷を2週間にわたり行ったところ1週後を負荷とする上昇反応を示し, 1, 2週後のαhANP変化率は尿中Na排泄量と正相関, PRAと負の相関を示した.さらに2週後の血圧変化率とは正相関を示し,慢性期の血圧値を修飾している可能性が強い.血中ウアバイン様因子は増塩により上昇し昇圧度, Na排泄量と正の相関を示し,高血圧患者で高値を示した.本物質は精製の段階にあるが不安性脂質と考えられ,分子量約530の物質であることが判定し,現在同定の方法を検討中である.本態性高血圧症の成因,高血圧維持機構解明を血圧調節ホルモンの相互作用と食塩(Na)を中心とした電解質摂取量との関連から内分泌学的に行うことを目的とした.本研究遂行のため(1)レニンの直接RIAの開発(2)食塩バランスとカテコラミン,レニンーアンジオテンシン系,プロスタグランディン,心房性Na利尿ペプチド(αhANP)(3)カリウム負荷による降圧機序(4)カルシカム負荷による降圧機序(5)ジギタリス様Na利尿因子の解明を主たる目標とした.〔結果〕ヒトレニンの直接RIAは臨床応用可能なものが完成したが得られた抗体は総レニンを認識するものであり,活性型レニンの抗体作成が問題として残された.本態性高血圧症患者において無塩食,増塩食のバライススタディを行い,血圧の変動と各種ホルモンの変動を検索したところ,本症患者ではNa負荷によりノルアドレナリンの抑制低下, PGE_2産生の不応が認められ,レニン活性,血中PGE_2の間に不均衡が認められた.カリウム負荷による降圧は食塩感受性と相関し, KによるNa代謝の変化にPGE_2が関与していることを明らかにした. Ca負荷8週間により高齢者の高血圧は有意に降圧し,この降圧には交感神経系の抑制, PTHおよびVitP3の抑制が関与し,細胞内Ca^<++>の上昇が高血圧の維持に重要な機作であることを裏づけるものである.Na代謝に重要なhANPは本症患者に増塩負荷を2週間にわたり行ったところ1週後を負荷とする上昇反応を示し, 1, 2週後のαhANP変化率は尿中Na排泄量と正相関, PRAと負の相関を示した.さらに2週後の血圧変化率とは正相関を示し,慢性期の血圧値を修飾している可能性が強い.血中ウアバイン様因子は増塩により上昇し昇圧度, Na排泄量と正の相関を示し,高血圧患者で高値を示した.本物質は精製の段階にあるが不安性脂質と考えられ,分子量約530の物質であることが判定し,現在同定の方法を検討中である.本態性高血圧(EH)の成因と内分泌性因子解明の目的でNa摂取、Ca摂取と体液性因子の関連を昨年に引きつづき追求した。EH患者10例に1日2g食塩の減塩状態5日間の後、食塩摂取量1日20gの増塩状態を14間行い、この間の血圧、尿中Na排泄量、血奨レニン活性(PRA)、アルドステロン(PAC)、カテコラミン、αhANP、内因性ジギタリス様因子としてNa-KATPaseインヒビターの測定(ウアバイン様因子および非ウアバイン様因子)の測定を行った。増塩2週後尿量50%、尿Na排泄量400%増加、平均血圧は1週後15%、2週後16%増加した。PRAは1週後83%、2週後82%、PACは77%、70%に減少。血中ノルエピネフリンは45%,47%に減少した。血中ドーパミンサルフェートは不変であった。血中αhANPは1週後を頂値とする増加反応を示した。1,2週後のαhANPの変化率は尿中Na排泄量とは有意の正相関を、PRAとは負の相関を示した。

平均血圧の変化率とは2週後において正の相関を示し、本ホルモンが血圧を修飾している可能性が示唆された。血中ウアバイン様因子は増塩により上昇を示し、1週後の血圧上昇率と正の相関を示した。増塩時の血漿を用い内因性ウアバイン様因子の精製をNa-KATPase阻害度、ウアバインRIAを用いて試みるも、現在のところ単一物質として分離は困難であり、さらに今後の課題である。前年度に見い出した高齢者EHのCa長期負荷の降圧機作をCa代謝関連ホルモンの動態から検討する目的でCa2g1日負荷に加え活性型VitD3を同時投与したところCa単独投与時にみられた降圧は消失し、Ca単独投与時は降圧度と血中VitD3減少降が相関したことによりCa負荷による降圧は内因性PTHの抑制にもとずく内因性VitD3の低下が関与しているものと相定され、さらに平滑筋細胞内Caの動態研究が必要である。
聴覚系の経時的変性に関する基礎的研究-スナネズミの蝸牛神経核での観察-

平成5年度は、過去2年間に得られた研究結果の確認のための追加実験と総括を行い、次の成果を得たので論文にまとめる。1.電気生理学的実験の結果:聴覚系の機能の評価として、聴性脳幹反応(ABR)と蝸牛のマイクロフォン電位(CM)の記録で行なった。中枢でも末梢においても聴覚機能は生後4ケ月頃までには成熟し、約1年頃より低下し始めることが確認された。2.形態学的実験の結果:光顕(H-Eとトルイジンブルー染色)と電顕(TEM)の所見より、中枢での変化は蝸牛神経腹側核にほぼ限局した空胞変性であって生後4月以降に出現しており、加齢と共に高度となる。一方、内耳の変性は個体差が多く、中枢の様な一定の傾向が見られなかった。3.種特異性の検討:スナネズミの蝸牛神経核での変性が種特異的なものかの確認として、Wistar系ラットとSHR-SP(脳卒中易発作性高血圧ラット)を用いて検討した。2年以上の高齢例でも、200mmHgの高血圧例でも変性は見られず、スナネズミに固有の変性と考えられた。4.中枢神経系の変性のモデルとしてのスナネズミ:アルツハイマー病などヒトの中枢神経系の変性疾患の病因は現在不明であるが、スナネズミの蝸牛神経核での経時的な変性を一つの動物モデルとしてその形態と機能の変化を研究することにより、生理的な老化による障害と病的な変性の差異を調べる可能性が明らかになった。本年度の研究テ-マは、スナネズミ(Mongolian gerbil)の中枢聴覚路(蝸牛神経核を主体に)の経時的な変性を形態学的に観察し、その聴覚機能に及ぼす影響を電気生理学的な手法により検討することであった。【今年度の研究結果】1.形態学的成果:生後21日目から2年までの鼓膜の正常なスナネズミ16匹を使用し、電気生理学的実験後に生体潅流による固定を行ない断頭し、蝸牛神経核を中心として脳標本を作製し、HE染色を行なった。蝸牛神経腹側核内に限局した空胞変性(Vacuole)が生後4月以降の全例において観察され、その数は月齢と共に増加し、大きさも最大300μm^2に達していたが、生後3月までの個体の蝸牛神経核にはこの変性は確認されなかった。即ち、この変性は経時的(aging)な変性であり、今後はヒトでの老人性難聴との比較検討が重要となる。2.電気生理学的成果:聴覚機能の評価として、中枢聴覚路の機能はABR(Auditory brain stem response)の記録で、内耳機能は蝸牛のマイクロホン電位(CM)で検討した。スナネズミの聴覚機能は生後4月目頃に成熟レベルに達してその後加齢と共に低下が認められた。この聴覚機能の低下が、蝸牛神経核の変性による直接的な影響であると考えられるデ-タは、生後1年以上経過した個体が少なく、まだ得られていない。【今年度の学会発表】第36回聴覚医学会(平成3年11月、宮崎医大)にて、今年度得られた形態学的な成果を主体に報告した。本年9月の岩手医大で行なわれる国際オ-ジオロジ-学会では、電気生理学的な結果も含めて報告する予定である。【次年度の研究の予定】平成3年度の研究をさらに進めるため、4年度の研究では蝸牛神経の電子顕微鏡による観察と、内耳における変性の有無の確認を考えられている。この変性の聴覚路への影響を明らかにすめため、より古い個体を用いて電気生理学的実験を行なう。さらに、血流と変性の関連を検討するため、対象動物として脳卒中易発作性高血圧ラット(SHRーSP)での検討も予定している。

本年度の研究の目的は、スナネズミ(Mongolian gerbil)の蝸牛神経核でみられる経時的な変性が聴覚系に及ぼす影響を、形態学的方法と電気生理学的手法とで解明することである。【今年度の研究結果】平成3年度の研究により、スナネズミの蝸牛神経核内に生後4ケ月以降に空胞変性が出現し、年令とともに変性は進行することが確認された。本年度はこれを更に発展させるため、次の3点を主体に研究を進めた。1.この変性により聴覚機能が、蝸牛神経核内のどの部位においてどの程度障害を受けるかを明らかにするため、電気生理学的に定量的評価(Auditory brain stem reaponseとcochlear microphonicsの記録)を行ない、ヒトで見られる老人性難聴よりも高度の障害であることが確認された。2.聴覚系の他の部位(末梢受容器の内耳)にも同様の変性が見られるかを確認するため、内耳のセロイジン標本を作製した。内耳の障害は、蝸牛神経の病変とは異なり、空砲変性の様な大きな変化は認められなかった。3.変性の発症因子として、高血圧の動物モデルSHR-SP(近畿大学岡本構造名誉教授の提供を受けた)を検討し、血管病変との比較を行なった。【今年度の学会発表】【平成5年度の研究実績】平成5年度は過去2年間に得られた研究結果の確認のための追加実験と総括を行い、次の成果を得たので論文にまとめる。1.電気生理学的実験の結果:聴覚系の機能の評価として、聴性脳幹反応(ABR)と蝸牛のマイクロフォン電位(CM)の記録で行なった。中枢も末梢でも聴覚機能は生後4ケ月頃には成熟し、約1年頃より低下し始めることが確認された。2.形態学的実験の結果:中枢での変化は蝸牛神経腹側核にほぼ限局した空胞変性で、加齢と共に高度となる。一方、内耳の変性は個体差が多く、中枢の様な一定の傾向が見られなかった。3.種特異性の検討:スナネズミの蝸牛神経核での変性が種特異的なものかの確認として、Wistar系ラットとSHR-SP(脳卒中易発作性高血圧ラット)を用いて検討した。2年以上の高齢例でも、200mmHgの高血圧例でも変性は見られず、スナネズミに固有の変性と考えられた。4.中枢神経系の変性のモデルとしてのスナネズミ:アルツハイマー病などヒトの中枢神経系の変性疾患の病因は現在不明であるが、スナネズミの蝸牛神経核での経時的な変性を一つの動物モデルとしてその形態と機能の変化を研究することにより、生理的な老化による障害と病的な変性の差異を調べる可能性が明らかになった。
現代アイルランドにおける児童扶養法の展開と子どもの生活保障に関する研究

奨励研究(A)に基づく本年度の研究により、アイルランド共和国の児童扶養法に関し、以下の諸項目に関する文献・資料収集およびその分析を行った。なお、(5)アイルランド国内におけるひとり親家族の雇用問題およびその貧困化現象に関しては、現在、収集した関連文献・資料の分析を進めているところである。また、(6)アイルランド法研究においては英国法との比較法が重要な基軸となるが、英国では1995年に提出された白書IMPROVINGCHILD SUPPORTに基づき、Child Support Act 1991に対して一定の修正が加えられるようとしている。この点に関しても、現在、収集した関連文献・資料の分析を進め政策動向を見極めているところである。この(5)(6)2つの論点について、本年度内に着手しつつも現在なお研究が継続中であることから、得られた成果の発表を粘度内に見送ることとしたが、近日中に雑誌論文として提出する予定である。
舶用機関運転支援のための騒音に頑健な骨導インターフェイスシステムの開発

まず,信号抽出位置の検討を行い,データベース化した.次に,骨導信号を前処理による音声明瞭度・認識率向上の検討を行った.これにより,システム的には骨導音専用の辞書セットを持つ必要がなく,音声用の辞書セットのみで後はフィルタの切り替えだけで骨導音に対応できるようになった.より高精度の骨導音によるインターフェイスを構築する為に現有の不特定話者音声モデルを話者(信号)適応処理にて入力信号である骨導音の特性に近づけて,骨導音をより認識しやすいモデルに変化させる検討を行い,騒音が音声の20dB以上の低SNR環境下でも実用レベルの認識性能を得ることに成功した.この検討によりそれらできあがった骨導モデルを認識システムに取り込み,より頑健な骨導音認識システムを構築した.次に認識システムにおける外乱に対する影響を検討もおこなった.最後にシステムの無線化の影響調査とその対策および骨導再生システムの組み込みについて検討を行った.本研究では作業者の支援システムという見地から無線化が必須となる.そこで無線化した場合の影響について調査し,それに対する対策について検討した.従来型のトランシーバを用いた無線化では伝送路の伝達関数の影響として高域成分の情報が失われることも確認した.このため認識率は環境が静かな場合でも数%の認識率となった.そこで前年度提案した手法を用いて適応処理を施したが70%程度の認識率にとどまった.このため,LANによる手法について比較検討する事にした.無線LANの場合は音声帯域に重畳雑音が存在しないため,低SNR環境下でも95%程度の認識率の実現が可能であった.まず,信号抽出位置の検討を行い,データベース化した.次に,骨導信号を前処理による音声明瞭度・認識率向上の検討を行った.これにより,システム的には骨導音専用の辞書セットを持つ必要がなく,音声用の辞書セットのみで後はフィルタの切り替えだけで骨導音に対応できるようになった.より高精度の骨導音によるインターフェイスを構築する為に現有の不特定話者音声モデルを話者(信号)適応処理にて入力信号である骨導音の特性に近づけて,骨導音をより認識しやすいモデルに変化させる検討を行い,騒音が音声の20dB以上の低SNR環境下でも実用レベルの認識性能を得ることに成功した.この検討によりそれらできあがった骨導モデルを認識システムに取り込み,より頑健な骨導音認識システムを構築した.次に認識システムにおける外乱に対する影響を検討もおこなった.最後にシステムの無線化の影響調査とその対策および骨導再生システムの組み込みについて検討を行った.本研究では作業者の支援システムという見地から無線化が必須となる.そこで無線化した場合の影響について調査し,それに対する対策について検討した.従来型のトランシーバを用いた無線化では伝送路の伝達関数の影響として高域成分の情報が失われることも確認した.このため認識率は環境が静かな場合でも数%の認識率となった.そこで前年度提案した手法を用いて適応処理を施したが70%程度の認識率にとどまった.このため,LANによる手法について比較検討する事にした.無線LANの場合は音声帯域に重畳雑音が存在しないため,低SNR環境下でも95%程度の認識率の実現が可能であった.(1)信号抽出位置の検討骨導音の抽出位置として咽頭部,上唇左上部および頬骨弓前部に加えて,額中央部や頭頂部を装着感も視野に入れつつ評価した.その結果,今回は頭頂部の可能性を検討した.これらの採取位置の検討を音質と認識実験の両面から評価し,今後の評価や学習に備えてデータベース化した.(2)前処理としての補正フィルタに関する検討骨導信号をフィルタリングによる前処理により音声明瞭度・認識実験の検討を行うためのフィルタの設計を行った.適応信号処理を用いて,骨導音から音声への伝達関数を求め,これを畳み込むことにより,実現した.そうすることにより,システム的には骨導音専用の辞書セットを持つ必要がなく,音声用の辞書セットのみで後はフィルタの切り替えだけで骨導音に対応できるようになった.また,クロススペクトル法など他の手法も並列して検討しフィルタを設計した.(3)聴感評価および音声認識率向上の検討求められたフィルタにより骨導音を処理した結果を音声との比較実験において,音質の評価および認識実験を行った.比較実験は騒音の有無や騒音のSNR(信号対ノイズ比)を変化させた場合などの環境の変化から個人差の評価,語彙の影響の調査も行った.聴感評価の統計処理はまだ検討途中ではあるが,騒音の有無やSNRを変化させた場合の音声認識実験を行った.この結果に基づいて音声の場合との比較検討を行い,その効果から骨導音によるシステムで表現しづらい帯域の絞り込みを行った.結果的には,子音などの広域成分を多く含む/suzu/のような音声信号の認識率が悪いようである.この際の認識システムにおけるモデルは音声により作成し,本前処理により骨導音認識においてどの程度の効果が得られるか検証した.より実用性を考慮したシステムの構築と外乱対策の検討を行った.実際のシステム運用時には移動体の振動,歩行や様々な動作が外乱として骨導音に影響を及ぼし,また雑音の特性も様々である.そこで,外乱等の影響を考慮したより実用的なシステムを構築した.

また,機関室内での作業支援であるため,システムの無線化が必要である.無線化の際の影響やそれに対する対策についての調査さらには受信側の骨導音を用いた再生システムについても検討した.より高精度の骨導音によるインターフェースを構築する為には骨導認識システムの性能を向上させる必要がある.構築を行うためには,音声認識用辞書を入力信号の特性により近づけることが重要である.そこで,骨導音認識システムにおいては現有の不特定話者音声モデルを話者(信号)適応処理にて入力信号である骨導音の特性に近づけて,骨導音をより認識しやすいモデルに変化させる検討を行い,騒音が音声の20dB以上の低SNR環境下でも実用レベルの認識性能を得ることに成功した.この検討によりそれらできあがった骨導モデルを認識システムに取り込み,より頑健な骨導音認識システムを構築した.次に認識システムにおける外乱に対する影響の検討もおこなった.まず,歩行などの影響について,聴感実験および認識実験により調査を行い,外部からの振動の影響による外乱について調査し,開発した適応処理アルゴリズムを用いて骨導音から除去することを検討した.また,骨導音の音質評価のための聴感評価手法についても基礎検討を行った.本年度はシステムの無線化の影響調査とその対策および骨導再生システムの組み込みについて検討を行った.これまでの検討により,最適な骨導音取り出し位置は決定されており,かつ,船内騒音の大きな機関室が対象となっているため,システムをヘルメットにより構築することを検討した.本研究では作業者の支援システムという見地から無線化が必須となる.そこで無線化した場合の影響について調査し,それに対する対策について検討した.無線化においては主として伝送路の伝達関数の影響が受けやすいと考えられるが,この他の加算性ノイズに関しても調査した.学習用に用いる初期辞書モデルは前の実験と同じ不特定話者用モデルである.なお,ここでは騒音はホワイトノイズをスピーカより発生させて,OdBSNR付近になるように設定した.この結果,無線を経由した音声では認識結果が低下した.これは無線を使用した場合,雑音が音声と同じ周波数帯域であるためであった.また,この従来型のトランシーバを用いた無線化では伝送路の伝達関数の影響として高域成分の情報が失われることも確認した.このため認識率は環境が静かな場合でも数%の認識率となった.そこで前年度提案した手法を用いて適応処理を施したが70%程度の認識率にとどまった.このため,LANによる手法について比較検討する事にした.無線LANの場合は音声帯域に重畳雑音が存在しないため,低SNR環境下でも95%程度の認識率の実現が可能である.今回は単語認識のレベルでは無線LANを用いることにより実用レベルの認識率が得られることが明らかになったが,今後は自由発話や機関制御に特化した対話などの検討を行う必要があると考えられる.
急性損傷肺におけるガス交換障害におよぼす内皮細胞由来血管弛緩因子の影響

家兎摘出潅流肺において急性肺損傷を作成し内皮細胞由来血管弛緩因子と考えられている一酸化窒素のガス交換への影響を検討した。1.オレイン酸を血管内に投与して作成した損傷肺においては、(1)吸入気に一酸化窒素を混合させた場合、肺動脈圧(潅流圧)の低下、多種不活性ガス洗い出し法で評価したガス交換効率の改善、特に血流短絡ならびに低換気血流比領域の減少傾向を認めた。(2)アルギノコハク酸を潅流液に投与した場合、肺動脈圧は上昇した。ガス交換効率は一酸化窒素を吸入された場合にはおよばないものの改善傾向を認めた。血流が過剰な部分の血管拡張が抑制されガス交換を改善させる方向に血流が再分布したものと考えた。2.過酸化水素を血管内に投与して作成した損傷肺においては、(1)吸入気に一酸化窒素を混合させた場合、肺動脈圧(潅流圧)は低下した。一方多種不活性ガス洗い出し法で評価したガス交換効率はオレイン酸による損傷肺の場合とは異なり改善傾向が認めなかった。(2)アルギノコハク酸を潅流液に投与した場合、肺動脈圧に上昇した。ガス交換効率は一酸化窒素を吸入させた場合と同様に改善を認めなかった。オレイン酸損傷肺のように損傷の程度が部位によってかなり差がある場合、換気の保たれている部位への血流分布を増加させることによりガス交換効率を改善しえるが、過酸化水素による損傷のように肺全体に比較的均一な損傷を生じている場合には一酸化窒素の吸入療法の効果は期待できないと考えられた。さらに実験を続行し例数を増やし成果をまとめることを予定している。
肝細胞増殖因子による放射線肺障害の抑制作用に関する研究

がん治療後、半年から年のオーダーで出現してくる肺障害を問題としているためマウスやラットの実験系でも長期継続研究となる。肺障害(肺線維化)軽減のための薬剤効果の研究として、ラット右肺を電子線にて17Gy照射群と照射にアルガトロバン10mg/kg併用投与した群の経過観察中であるが、肺組織線維化(アザンマロリー染色)、色素含食細胞浸潤の程度がアルガトロバン併用投与群で有意に軽減しているという予備的な結果を得た。放射線肺炎は通常照射部位に一致して認められるが、臨床的には照射野外にも放射線肺炎が誘発されることが報告されている。このことから、単に放射線による直接的肺障害だけでなく、hostの放射線に対する反応が放射線肺炎の発現に関与している可能性や、また、intercellular adhesion molecule 1(ICAM-1)ノックアウトマウスでは、放射線肺炎が起こらないことが報告されている事からhostの免疫反応も放射線肺炎の成立に重要と考えられる。放射線肺炎に及ぼす(肺胞)マクロファージの関与についてマクロファージを採取後培養系に移し、in vitroで照射を行い放射線の影響を検討した。照射の1時間後から2時間後にかけて、IL-1βとIL-6のmRNA量が増加していることが明らかになった。また照射4時間後にはIL-1βとIL-6の発現量は逆に非照射群より低下していることが明らかになった。今後はTMF-α等、組織障害に関与する可能性が高いサイトカインや防護効果について、肝細胞増殖因子HGFと共にアルガトロバンの効果についても研究を継続する。照射野や線量が過大であるとがん治療後、半年から年のオーダーで出現してくる肺障害を問題としているためマウスやラットの実験系でも長期継続研究となる。本年照射開始したものは、経過観察中であり、マウス肺細胞の初代培養とin situとを組合せた、照射後の遺伝子(p53,サイトカイン他)発現と細胞死の検索も進行中である。一方、以前より継続中の肺障害(肺線維化)軽減のための薬剤効果の研究の結果の一部が得られた。ラット右肺を電子線にて17Gy照射群と照射にアルガトロバン10mg/kg併用投与した群の経過観察中であるが、肺組織線維化(アザンマロリー染色)、色素含食細胞浸潤の程度がアルガトロバン併用投与群で有意に軽減しているという予備的な結果を得た。肺組織の線維化(アザンマロリー染色)、色素含食細胞浸潤についてアルガトロバン投与群で有意に軽減していることが確かであるか決定するべく、今後研究をすすめる価値があると考えられた。肝細胞増殖囚子HGFと共にアルガトロバンの効果についても研究を進める予定である。また、in vitro培養系も用いて、これらの薬剤の効果が実質細胞に対する直接効果であるのか組織での炎症反応や再増殖修復・再生のプロセスに関係するか解析を進める。もし、放射線による肺組織の障害そのものだけが放射線肺炎や肺線維症の原因であるとすれば、これは考えられないことである。このことから、単に放射線による直接的肺障害だけでなく、hostの放射線に対する反応が放射線肺炎の発現に関与している可能性が示唆される。また、intercellular adhesion molecule1(ICAM-1)ノックアウトマウスでは、放射線肺炎が起こらないことが報告されている事からも、単に直接的な放射線による肺組織の損傷だけではなく、hostの免疫反応が放射線肺炎の成立に重要と考えられる。肺には肺胞マクロファージが存在し、局所の免疫反応に重要な役割を担っている。そこで、本研究では放射線肺炎に及ぼす(肺胞)マクロファージの影響を検討することを目的として、まずマクロファージが照射によりどのような反応を示すかを検討した。全身性の視点も考慮し、又、マウスを用いる場合、非炎症性のマクロファージを集めることが比較的簡便な腹腔マクロファージを用いて実験を行った。

WHT/Htマウスより常在性腹腔マクロファージを採取後培養系に移し、in vitroで照射を行いその後のinterleukin-1β(IL-1β)とinterleukin-6(IL-6)遺伝子の発現に及ぼす放射線の影響を検討した。線量は通常の放射線治療の1回線量にあたる2Gyを用い、照射後5時間までの影響を調べた。その結果、照射の1時間後から2時間後にかけて、IL-1βとIL-6のmRNA量が増加していることが明らかになった。また照射4時間後にはIL-1βとIL-6の発現量は逆に非照射群より低下していることが明らかになった。今後はTNF-α等より組織障害に関与する可能性が高いサイトカインについても検討する予定である。
T細胞分化決定にともなうTCRβ遺伝子の転写と再構成の機構解明

我々はT細胞系列分化決定の分子機構を解明することを目的として、TCR遺伝子再構成に先行して起こる、TCR遺伝子の脱メチル化およびgerm-line型転写がT細胞初期分化の有用なマーカーになることを見出し、これを誘導する分子機構について解析してきた。本研究ではT細胞特異性の高い転写因子、GATA3に着目し、GATA3が発現しないB系細胞(A20)にGATA3cDNAを正逆両方向に導入し、その影響について検討した。その結果、正方向にGATA3を導入したトランスフェクタント(Tf)においてのみ、TCRβ遺伝子のJβ2領域での脱メチル化が誘導された。しかし、Jβ1領域での脱メチル化は認められなかったことから、導入したGATA3はβ遺伝子エンハンサーのみならず、これまでに知られていないJβ2特異的な領域にも影響される可能性が示された。そこでJβ2上流域の塩基配列を検索するとともに、一部配列が明らかにされていないJβ1上流域の塩基配列を決定したところ、Jβ2上流域にのみGATA3結合配列が見出され、そのGATA3との結合がEMSAにて確認された。しかし、GATA3結合配列を含むJβ2上流域をクローン化後、luciferase遺伝子上流に接合し、転写活性化能を、germ-line型転写が認められた未熟T細胞株(当教室にて樹立)に導入して調べたが、有意な活性は認められなかった。GATA3-TfにおいてもTCRβ遺伝子のgerm-line型転写は検出されなかったことと考え合わせると、転写反応の開始には、GATA3以外の転写因子がさらに必要なことが予想された。しかしGATA3発現によってJβ2上流域は脱メチル化反応に示されるDNAの状態変化が誘導されたものと考えられ、T細胞初期分化におけるGATA3の重要性とともに、Jβ2特異的なシスエレメントの存在が強く示唆された。
南九州古墳人の地域性と系統関係の究明

南九州古墳人(宮崎県)の地域的特性と系統関係,および同一墓内埋葬の被葬者の関係を究明するため,宮崎県山間部出土の古墳人骨434体を対象として頭蓋計測的形質,頭蓋形態小変異,歯冠形態,ミトコンドリアDNAについて自然人類学的,分子遺伝学的分析を行った。その結果,南九州古墳人は頭蓋計測的には縄文人的形質を色濃く継承し,頭蓋形態小変異及び歯冠形態によると縄文人に由来しない形態的特徴も備えていることが示されたので,今後文化的要素も加えて多面的に検討していく必要がある。また,同一墓内で母系関係を示唆するDNA解析結果が得られた南九州古墳人(宮崎県)の地域的特性と系統関係,および同一墓内埋葬の被葬者の関係を究明するため,宮崎県山間部出土の古墳人骨434体を対象として頭蓋計測的形質,頭蓋形態小変異,歯冠形態,ミトコンドリアDNAについて自然人類学的,分子遺伝学的分析を行った。また,同一墓内で母系関係を示唆するDNA解析結果が得られた南九州地域(宮崎県)の地下式横穴墓から出土した古墳人骨に関して、長崎大学大学院医歯薬学総合研究科に保管されている灰塚地下式横穴墓群8体、大萩地下式横穴墓群27体、旭台地下式横穴墓群35体、日守地下式横穴墓群12体、その他11地下式横穴墓群からの31体、現地に赴いて調査された宮崎県立西都原博物館保管されている下川原牧ノ原地下式横穴墓群12体を始めとする7地下式横穴墓群から出土した34体、両機関を合わせて総数147体について、頭蓋および四肢骨の詳細な計測・観察と頭蓋形態小変異の観察を実施した。本年度検索分は全体の約半数であるが、頭型は中頭型に属し、顔面は低顔傾向を示す例が多く認められた。推定身長もやはり低身長の例が多く認められた。また、頭蓋形態小変異の観察において特筆すべきは、外耳道骨腫の出現頻度が高く、しかも顕著な例が目立つことである。ミトコンドリアDNA解析については、灰塚地下式横穴墓群7体、大萩地下式横穴墓群24体および日守地下式横穴墓群10体の人骨試料を採取し、順次D-loop領域のHV1(16024-16365)およびHV2(73-340)部位を計8種類のプライマーセットを用いて抽出、増幅およびシークエンス処理を行った。解析を進めていく過程で、シークエンスの際に非特異産物を認識し塩基配列の解読が一部うまくいかないというトラブルも生じたが、シークエンス用プライマーを見直して解決した。採取試料のうち30体でDNAの抽出・増幅に成功し、現在これらのうち20体の塩基配列を決定している。なお、解析に先立って、歯根部を試料とした24サンプルについてはレプリカ作製を行い、歯牙の形態保存に努めた。人骨形質から南九州地方の古墳時代人の系統関係を探求することは、埋葬遺構の特殊性もあって日本人の形成を考察する上で重要である。昨年度の長崎大学保管資料の調査に加え、本年度は宮崎県立西都原博物館所蔵のえびの市島内地下式横穴墓群総数65基から出土した古墳人骨を主体に、形質人類学的調査を実施した。実際には総数160体(成人:男性53体、女性56体、不明19体、未成人:32体)を対象に、頭蓋・歯・四肢骨の計測、頭蓋形態小変異の観察、ミトコンドリア(mt)DNA解析を行なった。現在までの結果として、頭蓋計測では、男性の頭型は縄文系及び渡来系の弥生人に比べて短頭傾向を認める。男性顔面の幅径は両系統の弥生人に比べて大差無いが、上顔高が低く、上顔示数も渡来系弥生人よりもかなり小さくて低顔傾向が著しい。頭蓋形態小変異の出現頻度は、渡来系弥生人よりも頬骨後裂等が高頻度で出現し、眼窩上縁孔の出現頻度はきわめて低率である。すなわち、えびの市の地下式横穴墓群出土古墳人は、頭蓋計測及び頭蓋形態小変異の両形質ともに、縄文系の形質に近いことを示している。mtDNA解析については、昨年度採取した灰塚地下式横穴墓群(6体)、大萩地下式横穴墓群(24体)、日守地下式横穴墓群(10体)、今年度前半期に採取した旭台地下式横穴墓群(29体)の人骨試料について、DNAの抽出、HV1領域とHV2領域の増幅およびシークエンス処理を行い、これまで29個体の塩基配列(HV1 16190-16410部位)を特定している。その成果は第61回日本人類学会で発表し、22のシークエンスタイプから構成されていること、ハプログループ頻度の構成に南九州の地域性が示唆されることを示した。現在、特定した29個体の再現性の確認作業と塩基配列未確定の個体試料の増幅、シークエンス処理の継続とともに、今年度後半期に採取した島内地下式横穴墓群人骨(102体)試料のDNA抽出作業を行っている。

人骨形質から南九州地方の古墳時代人の系統関係を探求するために、本年度は昨年度に続き宮崎県立西都原博物館所蔵のえびの市島内地下式横穴墓群から出土した古墳人骨を主体に形質人類学的調査を実施した。実際には総数54体(成人:男性17体、女性13体、不明11体、未成人:8体、成人か未成人か不明:5体)を対象に、頭蓋・歯・四肢骨の計測、頭蓋形態小変異の観察、ミトコンドリア(mt)DNA解析を行ない、データを追加した。大部分を占める山間部古墳人の現在までの結果として、頭蓋計測では、男性の頭蓋長幅示数は中頭型の中位にある。男性顔面の幅径は縄文系及び渡来系の弥生人に比べてやや小さいが、上顔高が渡来系の弥生人よりもかなり低く、低顔傾向が著しい。頭蓋形態小変異の出現頻度は、渡来系弥生人よりも舌下神経管二分等が高頻度で出現し、眼窩上縁孔の出現頻度は低率である。ミトコンドリアDNA解析については、昨年に続き灰塚、大萩、日守および旭台地下式横穴墓群の人骨試料(計72例)についてHV1 16130-16390領域の増幅およびシークエンス処理を行った。最終的に46例(63,9%)の塩基配列を解読し、(1)シークエンスタイプは20タイプ認められ、多くは4つのタイプに集中している、(2)同一墓内で複数人骨の塩基配列が解読された例(12組)では、墓内でシークエンスタイプが一致する例よりも異なる例の方が多い、という結果を現在得ている。また、島内地下式横穴墓群から100例を超える人骨試料を採取しDNA解析を行ったが、塩基配列を特定できた例は少なく、現段階ではまとまった分析結果を得ることはできていない。島内地下式横穴墓群については現在もDNA解析は進行中である。
地区特性を考慮した消防活動困難区域の解消整備方策に関する研究

本研究は、まず消火活動が迅速に行える消防水利の整備場所を的確に決定でき,さらに,それらの消防水利まで消防署から消防車が最短距離で到達できる道路の防災性能を道路毎に評価できる手法を構築した。本手法はCADとの連携を図ったもので,本手法によって,具体的なまちづくり方策を導き出せるだけでなく,まちづくりのイメージを視覚的に示せることがわかった。次に、平坦地にある木造住宅密集市街地,傾斜地にある木造住宅密集市街地,木造商店密集市街地という,土地利用形態や地形が異なる3つのタイプの木造密集市街地が混在する地区を北九州市内から取り上げ,数量化II類分析を用いて,土地利用形態や地形が異なる木造密集市街地毎に,地震火災の被害拡大に影響する要因を街区と道路について抽出した。その結果,同じ木造密集市街地でも,土地利用形態や地形によって,地震火災の被害拡大に影響する要因が大きく異なることがわかり,それぞれ独自性のあるまちづくりを展開する必要があることを指摘した。さらに、地震火災に対する市街地の防災性の評価とそれに基づいた計画案の作成及びその計画実施による火災被害の軽減効果の検討まで行えるエキスパートシステムをGISに統合し,容易な操作で高度な計画策定支援が可能な防災まちづくり支援システムを開発した。エキスパートシステムは,防災の専門家らに行ったヒアリング調査結果や阪神・淡路大震災の被災実態に関する既往研究成果などからエキスパートシステムの構築に必要な知識を収集整理して,これらを知識ベースとしてまとめ,モデル化することにより構築した。こうして開発した防災まちづくり支援システムを研究対象とした地区へ適用して,まちづくりによる防災効果を視覚的に把握しながら,効率良く計画づくりが行えることを実証した。阪神大震災の教訓から,震災時に使用できる耐震性貯水槽の整備が必要であるともに,適正に配置した水利へ消防車が迅速にアクセスできることが重要である。本研究では,北九州市A地区を研究対象とし,まず,街路網形態とそれに起因する消防ホース延長を考慮し,耐震性貯水槽の最適配置モデルを構築すること,次に,阪神大震災での被災事例を踏まえ,街路の防災性を評価する指標を設定して,それに基づいた耐震性貯水槽へのアクセス経路の評価方法を検討すること,そして,最適配置をベースとし,評価指標に基づいた密集市街地の改善策を提案すること,を目的とする。結果として,まず,ミクロな消火活動に着目し,耐震性貯水槽を最適に配置する手法を導き出した。次に,阪神大震災の被災事例から得た4つの評価指標を用いて,最適に配置した耐震性貯水槽へのアクセス経路の評価手法を示した。そして,密集市街地の改善策として,評価指標に基づいた沿道状況の改善方法を提案した。また,震災以後,密集市街地の防災対策を進めることが重要な課題となっているが,通常,防災性能の評価作業は手作業で行われているのが現状である。さらに、本研究では,地震火災の被害軽減策を対象とし,評価作業の効率を引き上げるため,街区・街路単位のデータを用いたエキスパートシステムの構築を目的としており、まず,街区は延焼危険性,街路は水利の使用可能性,消防車のアクセス経路の使用可能性,消防ホース経路の使用可能性に着目して,阪神大震災に関する論文等からシステム化するための知識を収集,整理した。次に,整理した知識ベースを基に,システム構築に必要な指標として,街区については5指標,街路については11指標を街区,街路単位で収集,整理した。続いて,知識ベースに基づき,評価作業を支援するシステムを構築した。また,街区の延焼危険性の評価はAHPを用いた。そして,本システムを北九州市B地区に適用した結果,阪神大震災の被災状況をある程度再現できていることから,システムの有効性を示すことができた。阪神大震災以後,密集市街地の防災対策を進めることが重要な課題となっているが,通常,防災性能の評価作業は手作業で行われているのが現状である。

本研究では,地震火災の被害軽減策を対象とし,評価作業の効率を引き上げるため,街区・街路単位のデータを用いたエキスパートシステムの構築を目的としており、まず,街区は延焼危険性,街路は水利の使用可能性,消防車のアクセス経路の使用可能性,消防ホース経路の使用可能性に着目して,阪神大震災に関する論文等からシステム化するための知識を収集,整理した。次に,整理した知識ベースを基に,システム構築に必要な指標として,街区については5指標,街路については11指標を街区,街路単位で収集,整理した。続いて,知識ベースに基づき,評価作業を支援するシステムを構築した。また,街区の延焼危険性の評価はAHPを用いた。そして,本システムを北九州市B地区に適用した結果,阪神大震災の被災状況をある程度再現できていることから,システムの有効性を示すことができた。阪神大震災以後,密集市街地の防災対策を進めることが重要な課題となっているが,通常,防災性能の評価作業は手作業で行われているのが現状である。次に,整理した知識べースを基に,システム構築に必要な指標として,街区については5指標,街路については11指標を街区,街路単位で収集,整理した。続いて,知識べースに基づき,パソコン上で稼働する防災まちづくりでの計画支援システムを構築した。
フォトリアクターを利用したCO2・H2Sフリーのバイオメタン精製プロセスの開発

有機性廃棄物、排水等の嫌気性微生物処理によって発生するCO2と汚濁源として消化液中に残留する窒素・リン・硫黄の藻類を含む微生物コンソーシアを使った固定化を試みた。消化液中の高濃度窒素リン下で適応可能なコンソーシアを環境中から獲得する共に、それらの生育特性、連続処理システムを使ったCO2および栄養塩固定化処理性能評価および増殖バイオマスのメタン化ポテンシャルの把握を行った。その結果、想定するシステムはCO2固定および栄養塩除去の可能性は十分有していることが明らかとなり、実現性を高めるためには速度の改善が必要であることが示唆された。これまでの藻類を用いたバイオ天然ガス化プロセスの欠点は,1フォトバイオリアクターにガスを吹き込むために,光合成によって生産される酸素が,多い場合には吸収したCO2と同程度含まれてしまう;2バイオマスの回収(固液分離)が困難で,処理水質も悪い。本研究では,特定の条件の下で微細藻類がグラニュールを形成し,SSをほとんど含まない処理水が得られた。酸素混入を回避するためCO2吸収と藻類培養の機能を分離して,藻類による処理水をCO2の吸収水として利用するプロセスを構築し,その処理性能を評価した。(1)発酵消化液の吸収水としての利用、そのCO2とH2S吸収能力の評価:吸収塔に対する吸収水とガスの供給速度比を1、2、4、6にそれぞれ設定して実験を行い、4以上に増大させる事でCO2は95%以上除去、H2Sは99%除去可能であった。(2)フォトリアクターにおける培養液の沈降性向上の条件:いくつかの条件のうち、pHによる影響を最も強く受けた。pHが7から9に上昇する間に、培養細胞の沈降性の明らかな上昇が観察された。pHを9付近に保つためにはリアクター内のCO2濃度が低く維持されていなくてはならないため、処理効率を高める必要性が示唆された。また連続的な運転を続ける中で、培養細胞のグラニュール化が観察され、沈降性の向上が見られた。しかしながらこのグラニュール化はまだ再現性が得られていない。(3)上記検討で構成されたシステム下での連続運転によるガス精製と消化液の栄養塩除去特性評価:CO2負荷352L/m3/d、NH4+負荷24g/m3/dの下で、CO2は平均97%の除去率、H2Sは99%以上の除去率を安定的に連続して達成できた。窒素除去率も90%程度が維持され、十分な除去率が得られた。平成26年度は次の2課題を中心として研究を遂行した:(1)メタン発酵消化液の窒素リンを利用する混合系藻類群集のスクリーニングと特徴づけおよび培養条件検討;(2)増殖藻類バイオマスのバイオエネルギー変換。(1)に関して、環境中から採取した複数の藻類群集から消化液中での増殖速度の高いものをスクリーニングし、NH4+1000 mg/L程度の生ごみのメタン発酵消化液中のNPを固定可能であることを確認した。しかしながら、消化液の濃度および照度が処理効率に大きく影響することが明らかとなった。水による希釈によって300-1000 mg-NH4+-N/Lに調整された消化液を栄養源としてフォトバイオリアクターによる培養を行った結果、いずれの場合にも90%以上のNH4+除去が可能であるが、300 mg/Lと比較して1000 mg/Lの系で増殖速度は半減した。一方で照度の上昇および消化液濃度上昇によって藻類中の油脂含有率が上昇した。以上のことから、処理効率および増殖バイオマスのエネルギー化の観点から、培養条件の最適化が必要であることが示唆された。(2)に関して、中温発酵、高温発酵でのバイオ水素およびメタンへの変換特性を調査した。中温と高温どちらの条件においても水素への変換は困難であった、CODのメタンへの変換率は中温と高温で顕著な違いがなく最高40%程度であった。しかしながら、発酵効率において植種源の馴致が重要であることが判明し、約半年間の連続運転によって馴致されたそれを用いることで20%程度の改善が可能であり、派生したバイオマスは特別な処理なしに再び容易にメタン化することが示された。環境微生物工学初年度はシステムの構築および基礎的条件検討を目的としていた。バイオガス中のCO2とH2Sの吸収において影響する因子特定とその影響の評価、およびフォトバイオリアクターによるCO2の固定速度評価および沈殿性影響因子特定を行い、一連の機能を有したシステムを構築し、実験を行ったことから、基礎的な検討は十分に実施できたと考えているが、期待された性能ではなく、改善に向けた技術改良を今年度は実施し、実用的なシステムを構築する事を目標としたい。また、まだ研究成果を査読付論文等として発信する事ができていないので、今年度は成果の論文化等による発信を目標としたい。