hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ランダム振動型ジャイロ発電機の研究

ついで小型化に適する振動ジャイロ発電機の特性を解析した.一定回転では発電しないこと,回転が変動する場合は変動の2倍の周波数の振動を加えると発電すること,コマ式に比べ発電量は1桁少ないことが判明した.試作:ロータを2重ジンバルで支持し,歳差軸で電磁誘導により発電するコマ式発電機を製作した.正弦加振により微小量発電した.ついでハブダイナモにより電磁誘導効率を増大させた.発電量は増大したが,帰還による自転増速は出来なかった.27年度の成果は以下である.理論解析:自転増速時の発電量を計算した.慣性能率6.4E-4Kgm2,加振周波数3Hz,加振振幅30度,初速度100rpmの場合,発電量は時間とともに増大し,40秒で0.2Wとなり,電気機械損失を10%低減すれば20秒で0.4Wに達する見通しを得た.試作:電磁誘導部に100倍増速付きコアレスモータを用い,また,ロータ軸をφ3と細くして機械損失を低減した.φ100およびφ80のロータで帰還増速に成功した.φ100では自転速度が1000から1800rpmに増大し0.15Wを発電し,φ80では500から700rpmに増大し10mWを発電した.予め錘に高速運動を与え,それを振動させることで,従来の単振動型に比べ発電量を大幅に増大させた振動発電機を2種開発した.第1は錘をモータで自転させ,錘に傾斜振動を与えるもので,慣性力の増大原理にコマ式ジャイロを用いている.任意の振動で発電し,最大0.2Wを発電した.第2は梁を曲げ振動させ,これにねじり振動を与えるもので,増大原理に振動ジャイロを用いている.ねじり振動の2倍の周波数で曲げ加振したとき,錘の振動振幅が非加振時の1.5倍に増大した,当初予定の,コマ式ジャイロにおける帰還制御とロータ内蔵モータの設計は,予定通りに実施した.さらに,当初予定外の試みとして,次年度のプロトタイプ設計の先取りとして,振動ジャイロ方式を検討した.しかし,得られた結果は,目標を越えるものとならなかった.理論解析では十分な発電性能の見通しが得られたが,実験では検証できなかった.この原因は,本年度製作した実験機のモータおよび軸受の選定,組付けが不十分であったためである.より小径で精密な軸受と,コアレスモータの組合せで,自転損失を1桁下げられる見通しを得ている.次年度には,予定通り,発電機のプロトタイプを実現できる見込みである.機械振動学27年度は,当初計画通り「発電部の設計製作」と「プロトタイプの製作」を行う.26年度までの成果により,コマ式ジャイロを外部モータにより回転し,発電部にはハブダイナモを用いる構成が最も効率が良いと考えられる.26年度の実験機の欠点は,モータと軸受の損失であった.コアレスモータを用い,高精度の軸受を外注により組み付けてプロトタイプを製作する.また,振動発電機はサイズが大きい方が効率が良い.そこで,応用分野として,物流機器を対象にする.振動が大きい,設置スペースが広い,位置追跡など自立電源へのニーズが高いなどの利点がある.実用発電機への要求条件をまとめ,プロトタイプの設計に反映する.当初計画に対し,25年度計画は概ね達成し,26年度および27年度の計画も一部実行した.25年度計画に対する達成度は以下である.1.正弦波およびランダム振動に対する応答を求め,発電量の概略値を求める→正弦波振動に対する応答と発電量を求めた.2.風損について,層流を仮定できる10,000rpmまで損失を計算する. →予定通り実施した.3.流体軸受と転がり軸受に対する損失を計算する.→流体軸受と転がり軸受に加え,ピボット軸受の損失を計算した.またピボット軸受が最も優れることを示した.4.ロータ運動を検証する実験装置を製作する.
肝細胞癌におけるエネルギー代謝(グルタミン、プリン代謝より)特性における実験的研究

各種腫瘍細胞におけるグルタミン代謝の偏りを指摘する報告は多いが、より自然発生癌に近い、化学発癌薬により誘発した肝細胞癌での知見はまだ得られていない。そこで筆者はラットを用、3′-methyl-4-dimethyiaminoazobenzene(DAB)の投与により肝細胞癌を作製し、病理組織学的観察を行った。また、肝細胞癌,悲癌部肝組織内グルタミン、グルタミン酸濃度を測定するとともに、グルタミン合成ならびにグルタミン分解酵素活性とAmidophosphoribosyltransferase活性を測定した。肝細胞癌組織内ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化能を調べ、これを正常ラット肝と比較することにより、肝細胞癌組織内グルタミン代謝の特性について検討した。さらに、プリン代謝系の特徴を知るためc-AMP,Hypoxanthine(Hx),Xanthine(X),尿酸値を測定した。次の事実が判明した。1.肝細胞癌では正常肝と比べてグルタミン濃度が特異敵に低下していたが,逆にグルタミン酸濃度は上昇していた。2.肝細胞癌では,正常肝と比べグルタミナーゼ活性が亢進している反面,グルタミン合成酵素活性が低下していた。3.肝細胞癌ミトコンドリアは,グルタミン酸を呼吸基質として利用するだけでなく,正常肝細胞ミトコンドリアではあまり利用出来なかったグルタミンもエネルギー産生の気質として利用した。4.非癌部で合成されたグルタミンは癌部に供給されていることが示唆された。5.肝細胞癌では,プリン合成の律速酵素であるamidophosphoribosyltransferase活性が上昇していた。また,非癌部でも上昇していた。6.Hx,尿酸は癌部,非癌部で有意に低値であった。7.Xは癌部で非癌部,正常肝と有意に低値であった。また、肝細胞癌治療の可能性を求めて,肝細胞癌担癌ラットにグルタミン代謝拮抗剤DONを7日間持続投与し,非投与群との生存率と生存曲線を検討した結果,DON投与群で有意に高い生存率を認めた。次の事実が判明した。癌細胞の特性の一つとして、高い増殖能と旺盛な核酸合成能があげられる。最近、各種腫瘍細胞のエネルギー産生と増殖に、グルタミンが重要な役割を持つことが明らかとなってきた。グルタミンは核酸のプリン、ピリミジン酸基をはじめ、細胞膜成分のグルコサミン、さらに、NAD,アスパラギンなどの合成に関与するなど、アミド基供給源として、生体の窒素代謝系に主要な位置を占めている。各種腫瘍細胞におけるグルタミン代謝の偏りを指摘する報告は多いが、化学発癌薬により誘発した肝細胞癌での知見はまだ得られていない。そこで筆者はラットを用い、3′-methyl-4-dimethylaminoazobenzene(DAB)の投与により肝細胞癌を作製し、病理組織学的観察を行った。また、組織内グルタミン、グルタミン酸濃度を測定するとともに、グルタミン合成ならびにグルタミン分解酵素活性とAmidophospho ribosyltransferase活性を測定した。さらに、肝細胞癌組織内ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化可能を調べ、これを正常ラット肝と比較することにより、肝細胞癌組織内グルタミン代謝の特性について検討し,次の事実が判明した。

2.肝細胞癌では,正常肝と比べグルタミナーゼ活性が亢進している反面,グルタミン合成酵素活性が低下していた。3.肝細胞癌では,プリン合成の律速酵素であるamidophosphoribosyltransferase活性が上昇していた。4.肝細胞癌ミトコンドリアは,グルタミン酸を呼吸基質として利用するだけでなく,正常肝細胞ミトコンドリアではあまり利用出来なかったグルタミンもエネルギー産生の気質として利用した。なお,これからの実験計画を考えると,平成6年度の実験を初めに行う法が,次の実験がスムースに行くと考え,平成5年度に行った。癌細胞の特性の一つとして、高い増殖能と旺盛な核酸合成能があげられる。最近、各種腫瘍細胞のエネルギー産生と増殖に、グルタミンが重要な役割を持つことが明らかとなってきた。グルタミンは核酸のプリン、ピリミジン塩基をはじめ、細胞膜成分のグルコサミン、さらに、NAD,アスパラギンなどの合成に関与するなど、アミド基供給源として、生体の窒素代謝系に主要な位置を占めている。各種腫瘍細胞におけるグルタミン代謝の偏りを指摘する報告は多いが、化学発癌薬により誘発した肝細胞癌での知見はまだ得られていない。そこで筆者はラットを用い、3'-methyl-4-dimethy-laminaz obenzene(DAB)の投与により肝細胞癌を作製し、病理組織学的観察を行った。また、組織内グルタミン、グルタミン酸濃度を測定するとともに、グルタミン合成ならびにグルタミン分解酵素活性とAmidophosphoribosy 1 transferase活性を測定した。さらに、肝細胞癌組織内ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化能を調べ、これを正常ラット肝と比較することにより、肝細胞癌組織内グルタミン代謝の特性について検討し、判明したことを平成5年度研究成果報告で報告した。平成6年度では、肝細胞癌におけるプリン代謝の特徴をde novo合成系,C-AMP,Hx,X,尿酸値より検討した。また、本研究を行う間に、肝癌担癌体における非癌部肝組織の代謝が大きく変化することに気付き、非癌部のグルタミン代謝,プリン代謝についても検討した。さらに、肝細胞癌におけるグルタミン代謝拮抗剤DON投与における肝細胞癌への影響についても検討した。検討結果については最終報告書で報告する。
マクロファージの糖鎖抗原の発現変動に基づく新規ＮＡＳＨバイオマーカーの探索

肝常在性マクロファージ(Kupffer細胞: KC)は炎症反応や組織修復などに関与し、肝臓の健常性維持にはたらく細胞集団である。その機能異常は種々の肝疾患に関連して起こり、過剰に活性化したKCは組織傷害や線維化の悪性化を引き起こす。特に、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)においては、極めて早期より炎症促進的に振る舞うようになり、病態形成機序の中心的役割を担うことが明らかとなりつつある。これまでに得られた知見をもとに、本研究課題の代表者はKCの細胞表面タンパク質のみならず、これらに翻訳後修飾される糖鎖のバリエーションもまた肝炎の進展に連動して変化するのではないかと予想した。このような仮説に基づき、本課題を通じてNASHの進展に伴うKCの性状変化、および診断バイオマーカーとなりうる糖鎖抗原の存在を調査することにした。動物モデルとして、コリン欠乏/低メチオニン/高脂肪食を自由摂食させることでNASH様病態を発症したC57B6/Jマウスを用いた。対照群、およびNASH誘発群の肝臓からKCを単離・純化し、レクチンアレイ法により膜タンパク質に結合した糖鎖のバリエーションを比較解析した。その結果、対照群、NASH誘発群のいずれにおいても、膜タンパク質に起こる糖鎖修飾量、および糖鎖のフコシル化の頻度に明確な変化は見られなかった。一方で、病態の進展に連動し、末端にガラクトース/N-アセチルガラクトサミン残基を有した糖鎖の割合が増加することが明らかとなった。また同様に、アスパラギン結合型糖鎖の分岐構造数が増えることを示唆する結果を得た。当初、初代培養細胞を用いた検討を計画していたが、長期間の維持が難しかったために断念せざるを得なかった。しかしながら、動物モデルを用いた検討を先行して網羅的な解析を行ったことで、NASHの進展度とKCの糖鎖修飾バランスとの間に一定の相関があるという確証が得られた。今後は、膜タンパク質に結合した糖鎖を回収し、その構造バリエーションを解析することにより、どのような糖鎖がNASHの進展度の指標となりうるのかを明らかにしていく予定である。また、どのような病態関連因子がKCの糖鎖修飾に変動をもたらすのかについても調査を進めていきたいと考えている。非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の病態は血液生化学検査による把握が難しく、早期発見に適したバイオマーカーの確立が望まれている。本研究課題は、肝臓の組織マクロファージであるKupffer細胞(KC)の炎症性変化とタンパク質のグリコシル化反応との相関を検討し、NASHの確定診断に有用なバイオマーカー糖鎖を探索・同定することを目的としている。平成29年度は、NASHの病態進展に関連する液性因子(リポ多糖、TNF-α、IL-6など)がKCの炎症的性質とタンパク質のグリコシル化反応にもたらす影響について検討していく予定であったが、他の課題に取り組む必要が生じたために研究を開始できなかった。平成30年度より当初の研究計画に着手する予定である。他の研究課題に取り組む必要が生じたため、平成29年度の計画を遂行できなかった。平成30年度より研究計画を遂行する。当初の計画ではin vitro系を用いた検討から着手していく予定であったが、NASH誘発モデルマウスより単離したKCの糖鎖抗原の構造バリエーション解析を優先して行う。また、糖鎖抗原のプロファイリングにはレクチンアレイ解析を用いる予定である。

また、どのような病態関連因子がKCの糖鎖修飾に変動をもたらすのかについても調査を進めていきたいと考えている。平成29年度中に研究を開始できなかったため、次年度への繰越しが生じた。平成29年度よりエフォート配分を変更せざるを得なくなったため、開始時期を遅らせ、研究期間を一年延長する必要が生じた。次年度は標的とする糖鎖の解析に注力したいため、繰越した経費は主にマウスの購入、糖鎖解析の必要経費、成果発表に必要な出張旅費に充てたいと考えている。
プロチウムをドープした合金薄膜多層膜の磁性と伝導性

金属多層膜は,積層効果と界面効果の発現により,優れた特性を発揮することが期待されている.本研究では,これら多層膜にブロチウムをドーブし,新物性の発現を目指して行った.本年度は,特に磁性と電気伝導性に着目し,水素化希土類薄膜をスペサ一層として2つの強磁性遷移金属薄膜で挟んだ3層膜の磁性と伝導性について調べた.今回はLa単層膜と水素化[Co/La/Co]3層膜の磁性と伝導性の実験結果について報告する.La(200nm)薄膜の電気抵抗測定による水素化の実験では,Ar雰囲気中に水素ガスを導入すると電気抵抗が上昇し,約7分後にピーク値をとり,その後減少した.抵抗の減少は徐々に緩やかになり,2時間後にはほぼ一定となった.水素化初期の電気抵抗の上昇は,水素がLa中に固溶し,αLa-H相が形成したためと考えられる.3層膜の基本設計はcap-Cu(3nm)/Co(5nm)/X(3nm)/Co(10nm)/glassとし,スペーサ一層のXとして巨大磁気抵抗効果が出現するCu,未水素化La,6時間水素化したLaの3種類を用いた.水素化中の電気抵抗は,La膜の場合と異なり,水素ガス導入後から電気抵抗が上昇し始め,6時間後においても上昇傾向は続いた.比抵抗は水素化前より3%大きくなった.磁気抵抗効果の測定では,スペーサー層がCuの場合,室温で約0.8%の変化率が得られた.スペーサ一層がLaの場合,変化率,反転磁場ともCuの場合に較べて減少した,このことから,Co/La系はCo/Cu系と比較してGMR効果は小さく,層間交換結合も弱いと考えられる.スぺーサ一層のLaを水素化すると,変化率及び反転磁場は未水素化の試料に較べてさらに減少し,変化率に関しては符号が反対に変わった.変化率の減少は,水素化によりスペーサ一層のLaの電子状態が変化し,スピン依存散乱の割合が減少したためであると考えられる.符号の逆転は,Co層が持つ異方的磁気抵抗(AMR)効果と関係していると考えられる.金属多層膜は,積層効果と界面効果の発現により,優れた特性を発揮することが期待されている.本研究では,これら多層膜にブロチウムをドーブし,新物性の発現を目指して行った.本年度は,特に磁性と電気伝導性に着目し,水素化希土類薄膜をスペサ一層として2つの強磁性遷移金属薄膜で挟んだ3層膜の磁性と伝導性について調べた.今回はLa単層膜と水素化[Co/La/Co]3層膜の磁性と伝導性の実験結果について報告する.La(200nm)薄膜の電気抵抗測定による水素化の実験では,Ar雰囲気中に水素ガスを導入すると電気抵抗が上昇し,約7分後にピーク値をとり,その後減少した.抵抗の減少は徐々に緩やかになり,2時間後にはほぼ一定となった.水素化初期の電気抵抗の上昇は,水素がLa中に固溶し,αLa-H相が形成したためと考えられる.3層膜の基本設計はcap-Cu(3nm)/Co(5nm)/X(3nm)/Co(10nm)/glassとし,スペーサ一層のXとして巨大磁気抵抗効果が出現するCu,未水素化La,6時間水素化したLaの3種類を用いた.水素化中の電気抵抗は,La膜の場合と異なり,水素ガス導入後から電気抵抗が上昇し始め,6時間後においても上昇傾向は続いた.比抵抗は水素化前より3%大きくなった.磁気抵抗効果の測定では,スペーサー層がCuの場合,室温で約0.8%の変化率が得られた.スペーサ一層がLaの場合,変化率,反転磁場ともCuの場合に較べて減少した,このことから,Co/La系はCo/Cu系と比較してGMR効果は小さく,層間交換結合も弱いと考えられる.スぺーサ一層のLaを水素化すると,変化率及び反転磁場は未水素化の試料に較べてさらに減少し,変化率に関しては符号が反対に変わった.変化率の減少は,水素化によりスペーサ一層のLaの電子状態が変化し,スピン依存散乱の割合が減少したためであると考えられる.符号の逆転は,Co層が持つ異方的磁気抵抗(AMR)効果と関係していると考えられる.
ダムの劣化における安全・安心のための破壊解析手法に対する検討

長期の供用を経てきたダムでは「劣化を含む現状が危険に対してどのような位置付けにあるのか」すなわち進行性破壊の機構を十分に知った上での判断が必要である。本研究では、既設ダムの劣化による危険有無の判定を目的とし、数値解析の援用を含め、経験的に知られている破壊機構に矛盾することのない、実用的な解析手法に対する検討を行った。長期の供用を経てきたダムでは、諸施設の劣化により安全性が懸念されるに至っている。改修計画では、「劣化の現状が危険に対してどのような位置付けにあるのか」すなわち進行性破壊の機構を十分に知った上での判断が求められている。本研究では、既設ダムの劣化による危険の有無の判定を目的とし、数値解析を援用しながら、経験的に知られている破壊機構に矛盾することのない、実用的な解析手法を確立しようとしている。本年度に得られた成果は次の通りである。1.ダムにおける劣化の現状把握を目的として、必要に応じて現地調査を含めつつ、事例の収集を行った。その後、劣化様式の整理を行い、その過程でロックフィル材劣化の評価手法を提案するに至った。劣化事象全般を十分に整理するためには、今後進める解析との同時進行によるさらなる試行錯誤を必要としている。2.ダム設計理論および手法に関する情報を収集した。設計基準書やダム工学専門書のような書籍の他、実ダム固有の記録、さらには一般に普及している構造力学や土質力学に関する書籍を収集・吟味した。これらの情報については整理するという段階には至っていないが、上記と同様に、次年度以降に解析との同時進行による整理を進める予定である。3.上記の情報のうちから把握された、最近の設計基準でも採用されている斜面安定解析の古典的手法について、有限要素法による弾性解析との比較を基本としながら、手法の妥当性に対する検討を行った。その結果、古典的解法で与えられている仮定は妥当でないという結果が得られた。4.有限要素法による構造解析プログラムの基礎部分の作成を進めた。当初計画では対象を脆性破壊および塑性変形としたが、本年度は特に前者に重きを置いた。また、プログラム作成過程における試行計算から、計算で採用すべき解析条件、特に境界条件と破壊規準に関する基礎的な知見が得られた。本研究では、既設ダムの劣化による危険有無の判定を目的とし、数値解析を援用しながら、経験的に知られている破壊機構に矛盾することのない、実用的な解析手法を確立しようとしている。本年度において得られた成果は次の通りである。1.進行性破壊の機構を知ることを目的とした有限要素解析プログラムの開発を進めた。脆性材料の直接せん断について、支持力のピーク発現までの過程に対して妥当な計算結果を得るに至った。最終年度となる次年度においては、さらに最終破断面の形成までの過程を再現し得るよう、計算条件の再検討およびプログラムの追加を予定している。2.現地調査および事例収集において、前年度においてはダムのみを対象としたが、本年度においては山間地地すべりを対象に加え、破壊様式の把握・整理を進めた。山間地地すべりにおいては、均質材料の破壊機構というよりもむしろ地盤内の弱面による影響が強いことが再確認され、次年度の結果整理へ向け、特に古典的な安定解析手法に対する検討材料を得るに至った。3.前年度において提案したロックフィル材劣化の評価手法について、さらに手法の改良に対する検討を行い、特に試験手順の改善が確認されるに至った。長期の供用を経てきたダムでは「劣化の現状が危険に対してどのような位置付けにあるのか」すなわち進行性破壊の機構を十分に知った上での判断が必要である。本研究では、既設ダムの劣化による危険有無の判定を目的とし、数値解析を援用しながら、経験的に知られている破壊機構に矛盾することのない、実用的な解析手法を確立しようとした。本年度の成果は次の通りである。1.前年度までに開発した、進行性破壊の機構を知ることを目的とした破壊解析プログラムによって得られた成果を発表した。その内容は、岩盤を想定した脆性材料の直接せん断について、支持力のピーク発現までの過程を再現するというものである。また、上記成果の根幹をなす数値計算手法に関して、共同研究者(イタリア国)と打合せを行った。さらに、同成果について、共同研究者(オーストラリア国)と研究討議を行った。2.上記成果の根幹をなす数値計算において、計算対象とし得る条件の拡大を図った。すなわち、ここで解析対象としている材料の直接せん断においては拘束圧による破壊機構の相違が現れるため、タイプが異なる破壊機構を同じ手法によって単純に解析する点に困難を伴うが、本年度においては考慮すべき全ケースに対して妥当な解析を実現するに至った。また、その過程では、計算環境等に配慮したプログラムの一般化を図った。3.実用のための解析手法として、上記の破壊解析手法とは別に、古典的手法を含む斜面安定解析手法に対する検討を行った。
ゲノムに残されたデモグラフィー情報の比較解析で探る生物多様性の環境変動応答

Oxera属植物の新規全ゲノム解読はOxera balansaeを対象に行なった。正確性には劣るがロングリードの読み取りが可能なMINionシーケンサーと、正確で大量のデータは得られるがショートリードの読み取りが可能なIlluminaシーケンサーを組み合わせることで、N50 = 0.5M程度のゲノム解読を行うことが出来た。全ゲノム情報をもとにO. balansae, O. baladica, O. sulfrea, O pulchell subsp. grandifloraの4種について、過去数百万年間の個体群サイズの変動(デモグラフィー)をPSMC法によって復元した。その結果、これらの種は、四国程度の面積の島に生育しているものの、生活型や生育地が異なった種は個体群動態が大きく異なるという興味深い事実が明らかになった。集団解析としては、Oxera rugosa、O. pulchella、O. pancherii、O. palmatiberviaの4種を対象としてゲノム縮約解読を行い、現存する個体群の遺伝的多様性、個体群間の遺伝的分化、分類群間の系統関係を明らかにした。これらのうち2種では、隠蔽種の可能性のある明瞭に異なる遺伝的組成をもつ個体群を発見した。当初計画していた、新規ゲノム解読1種、デモグラフィー解析4種、集団解析4種という目標通り進捗している。当初の計画通り、2年目は3種についてリシーケンシングし、デモグラフィー解析、ゲノム縮約解読に基づく集団解析を行う。
NuMIにおける低エネルギーニュートリノ反応研究

アメリカ合衆国フェルミ国立加速器研究所の高強度ニュートリノビームラインNuMIにおいて、高精細な空間分解能を誇る原子核乾板を用いて実験を行う事により可能となるニュートリノ反応直後の荷電粒子多重度分布およびその放出角の分析を行い、低エネルギー領域での深弾性散乱、準弾性散乱、共鳴の反応断面積比を算出したアメリカ合衆国フェルミ国立加速器研究所の高強度ニュートリノビームラインNuMIにおいて、高精細な空間分解能を誇る原子核乾板を用いて実験を行う事により可能となるニュートリノ反応直後の荷電粒子多重度分布およびその放出角の分析を行い、低エネルギー領域での深弾性散乱、準弾性散乱、共鳴の反応断面積比を算出した低エネルギーニュートリノ反応を蓄積するために、既に2005年にビームラインに設置を完了している我々の実験装置(通称PEANUT検出器)に低エネルギーニュートリノ反応および電子ニュートリノ成分の分析の為に適したターゲット構造を持つECCターゲット(通称ブリック)を合計で36個を設置した。ターゲット構造は低エネルギーニュートリノ反応によって生成される低エネルギーハドロンシャワートラックを効率的に再構成する為に、0.5mm厚のステンレス板をパッシブターゲットとし、合計で2カスケード長を原子核乾板フィルムと共に積層し、電子ニュートリノの荷電カレント反応により生成される電子を識別する為に、ターゲット領域に引き続き3カスケード長分の1mm厚の鉛板と原子核乾板フィルムとを積層したアナライザー領域を持つECC構造をとっている。2007年6月から照射を開始し、サマーシャットダウンを挟んで再度10月から照射を継続した。2008年2月には一部のターゲットを取り出し、解析を開始する為に、イタリアのグランサッソ研究所へ送り現像を行なっている。今回の照射により全ECCターゲットには約5,000ニュートリノ反応が蓄積されていると期待される。解析は原子核乾板フィルムの全面読み出しを行い、オフラインで再構成してDONUT実験で用いたようなNETSCAN法によって執り行う。本研究はアメリカ合衆国フェルミ国立加速器研究所が有する高強度のニュートリノビームライン通称NuMIに我々の有するニュートリノ反応検出器である原子核乾板を用いたECCと呼ばれる反応標的を用いて執り行うものである。ニュートリノ反応は極めて希にしか起こらない反応であり、非常に多くの質量を持った検出器を用意する必要がある。その中で犠牲にされるのが検出器の空間分解能であるが、原子核乾板のもつ空間分解能は検出器の大きさに左右されるものではなく、ニュートリノ反応研究においても高精細なニュートリノ反応の描像を捉える事が可能である。この原子核乾板の特性を生かし、低エネルギーニュートリノ反応(数GeV)のニュートリノ反応における多重度分布、その多重度分布から深弾性散乱(DIS)、準弾性散乱(QE)、レゾナンス(RES)といった反応様式の反応断面積費を算出する事を目的としている。
多孔質体概念に基づく都市気象予測モデルの構築と新しい防災都市計画

都市構造等の地表面構造物の影響をこれまで工業製品の伝熱促進に向けた研究において用いられた手法を導入し、都市の慣性抵抗,熱分散熱伝導率,界面熱伝達率などを用いる巨視的モデルを提案した。有限高さの建造物群の高さ方向に変化する巨視的モデル係数の算出を試みた。多孔質対都市環境においての空間平均乱流モデルを導入し、局地的大気不安定による乱流境界層の予測に取り組んだ。不安定性を表す2つのパラメータの導入により実験結果と整合する速度および乱れ場の予測が可能となった。水蒸気の凝縮、蒸発、雨滴の成長などを導入したエンタルピ法に基づく数値シミュレーションモデルを提案した。ヒートアイランド現象やゲリラ豪雨に代表される都市気象の予測は,時には命を左右する大事な情報となる.そのため近年では,都市特有の現象をより高精度に予測することを目的として,巨視的モデルが提案されている.中でも,「都市キャノピーモデル」と称される新しい地表面スキームが注目されている.しかし,このモデルは検証が不十分なサブモデリングを数多く含んでいる.特に地表面付近の流れに対するモデリングは十分でなく,高層ビル群の地表面近傍に関する流れを定量的に評価した例は殆どない.本研究では,高層ビル群が建ち並ぶ都市を想定する.多孔質体都市を模した構造体に対し,まずは3次元で層流場さらに,標準k-&#61541;モデルを用いて乱流場の微視的数値シミュレーションを実施した.微視的計算結果を,各高度で局所的に空間平均することで,流動場および乱流構造の空間平均鉛直分布を表した.さらに,圧力損失,境界層厚さ,乱流構造の鉛直分布を詳細に検討した.また,地表面付近の構造物の影響は,輻射においても現れ,その境界条件の適格な設定は数値予測の精度をあげる.ただし,地表面付近は複雑な構造物により,太陽光の反射,吸収,再放射などが起こり,温度場は複雑となる.また,構造物に蓄えられた輻射熱はヒートアイランド現象の要因となり問題尾である.そこで,本研究では,人口太陽光源を用いたスケール実験により,構造物を巨視的にどう取り扱うべきかを吟味すべく実験を開始した.地面付近の反射により,地表面付近が高温となる現象,太陽光の角度の影響などを検討した.ヒートアイランド現象やゲリラ豪雨に代表される都市型局地気象現象の予測は,時に人命を左右する情報であり,重要である.そのため近年,気象観測精度の向上やそのデータ提供方法も大きく変容している.特に都市気象予測においてはその危険度をより早く提供することが重要であり,そのための都市モデルの構築は重要となる.本研究では,特に都市部に対し,体積平均モデルを適用し,主に地表面スキームの改善を目指している.本研究では,特に地表面付近の熱流動場に注目し,高層ビルや中層オフィスおよび低層住宅などそれぞれの都市構造を実現すべく,気孔率,代表寸法などを用いて,都市部のモデル化に挑んだ.本年は通常気象場に用いられる乱流モデルに対し,伝熱工学分野で広く用いられるkーε乱流モデルに多孔質体理論を導入し,さらに高さ方向に気孔率が変化する都市の状況を加味することで,様々な都市に対するモデリングが実現することを確認した.また,ヒートアイランド現象に重要な都市部への輻射の状況と都市構造の関係を把握すべく,モンテカルロ法による見かけの輻射率予測を行い,実際の都市の地表面温度および気温の日変化と数値予測の比較を行った.建築物の高さと,間隔により見かけの輻射率が変化し,地表面温度収支が大きく左右することが判明した.都市型集中豪雨は,地球温暖化(大),ヒートアイランド(中),都市化(小)など様々な異なるスケールにより頻発するシビア気象現象である.防災・減災に向け,迅速かつ正確な数値予測方法の確立が望まれている.本研究は,熱工学的に発展した多孔質体理論を気象予測に応用している.特に、複雑な微視的都市構造により現れる巨視的性質(透過性,熱分散,乱れ)の気象への導入を行い、実際の都市構造の体積平均化による数値解析負荷の画期的な軽減した。都市型局地的集中豪雨を誘発する都市構造の解明に向けた解析環境を提案した。ただし、都市構造は複雑かつ大規模であり、その巨視的モデル係数を従来の実験的手法で決定することが困難なため、微視的熱流動場に注目した周期境界条件を用いた数値シミュレーション手法をも導入し、有限高さの建造物群の高さ方向に変化する巨視的モデル係数の算出を試みた。また、都市が巨大であるために都市流動場は乱流として取り扱う必要があるため、多孔質対都市環境に置いての乱流モデルとして標準k-ε2方程式乱流モデルの空間平均モデルを導入し、局地的大気不安定による乱流境界層の予測に取り組んだ。また、局所的集中豪雨を形成する局所的上昇流に伴う雲生成を簡易的に取り扱うため、水蒸気の凝縮、蒸発、雨滴の成長などを導入したエンタルピ法に基づく数値シミュレーションモデルを提案した。

本数値シミュレーションモデルは、ヒートアイランド現象による上昇流および地形性に継続する豪雨の発生予測しうることが確認された都市構造等の地表面構造物の影響をこれまで工業製品の伝熱促進に向けた研究において用いられた手法を導入し、都市の慣性抵抗,熱分散熱伝導率,界面熱伝達率などを用いる巨視的モデルを提案した。有限高さの建造物群の高さ方向に変化する巨視的モデル係数の算出を試みた。多孔質対都市環境においての空間平均乱流モデルを導入し、局地的大気不安定による乱流境界層の予測に取り組んだ。不安定性を表す2つのパラメータの導入により実験結果と整合する速度および乱れ場の予測が可能となった。水蒸気の凝縮、蒸発、雨滴の成長などを導入したエンタルピ法に基づく数値シミュレーションモデルを提案した。本研究の狙いである実際の都市の表現が多孔質体の特性値である気孔率および透過率でおおむね表現されることが判明するとともに,新たに見かけの輻射率の算出手法を確立したことで,疑似都市東京の実現に近づいた.気象予測においては様々な乱流モデルを用いられているが,不安定性因子を導入し,標準k-ε乱流モデルでの地表面熱流動場の予測が可能となった.多孔質体都市モデルにおいて,見かけの熱伝導率の増加などこれまでの知見が活かせる数値シミュレーションコードを構築し,巨視的数値シミュレーションが可能となった.多孔質体都市における地表面の取り扱いについて,実際には構造物へ入熱し構造物が温められる状況にある.これまで,都市部で発生した熱については,都市空間の発熱項として取り扱うことができたが,輻射による熱の授受について,そのモデル化が難しかった.本年,モンテカルロ法と人工太陽を用いた模擬実験結果より,構造体の高さ,間隔,日射の角度の変化により見かけの熱輻射率が変化し,高さ方向への入熱分布が明らかになった.このため,多孔質体2エネルギ方程式モデルの導入により,構造体に発熱項を持たせることができ,実際の都市での減少予測に近づくことができた.熱力学巨視的数値シミュレーションコードととして,不安定性をパラメータとした乱流モデルの構築,見かけの輻射率の算出方法の確立,2エネルギ方程式モデルの導入,地表面熱収支の取り扱いなど,それぞれのモデル化には一応の成果が出ている.さらにこれらを結集し3次元数値シミュレーションコードを作成する.その際,模擬都市東京の構築をめざし,東京の一部分に注目した,その構造分析と,見かけの輻射率などの算出を行い,気孔率の高度分布,見かけの輻射率,都市部の方向などのパラメータを含み,もっとも危険な状況である南からの湿った空気流の流入ばとわずかに方向強度が変化した場合の違いなど様々な場面のシミュレーションを実施することで,その災害危険度とその発生位置などを予測する.さらに積極的に都市構造及び熱的条件を変更した"防災都市東京"の都市計画マップの作成を目指す.本研究の狙いは,地気象現象,特に都市気象予測に焦点を当てる本研究においては,以下の点に注目し研究を行うことである.そのために,3つの観点からの検討を実施している.1.多孔質体モデル都市の構築,2.都市の持つ巨視的モデル定数の決定,3"疑似都市東京"の構築とハザードマップ,であるが,本年は,1および2に着手し,一応の成果を得た.局地気象予測可能な多孔質体都市乱流モデルの導入においては,微視的熱流動場に対する気象現象の支配方程式に対し,空間平均化を施し巨視的支配方程式を導入する.
職業性感作物質の予知と許容濃度設定に関する基礎的研究

本研究は、(1)職業性感作物質の許容濃度表への表示に関する文献的研究、(2)吸入感作における量・効果に関する実験的研究、(3)感作性物質の予知とその許容濃度設定の方法論の検証に関する症例研究および実験的研究から構成される。(1)では、諸外国の許容濃度表に関する資料・文献をもとに職業性感作物質をリストアップし、さらに感作反応の部位別(皮膚、呼吸器)に、感作能を裏付ける証拠の程度によりグレ-ド化し、文献リストを併記し、別表としての提案の準備を終えた。(2)では、呼吸器に対する感作能を予知し、その感作反応における量・効果(反応)関係を明確にし、その許容濃度設定の根拠とすべき基礎資料を得るために、TDIを用いて、当研究室で開発した吸入曝露モデル実験を行った。その結果、感作処置時の3段階の濃度(0.2,0.02,0ppm)に依存した好塩基球脱顆粒現象の上昇が認められ、TDIに対する特異的抗体産生における量・反応関係を示す成績を得た。また呼吸率の変動でも濃度依存性の反応が認められが、わが国の許容濃度である0.02ppm濃度では感作は成立しなかった。(3)では、症例研究で即時型過敏症を惹起することが示唆されたTPNと諸外国文献により喘息を主とした職業性呼吸器障害を惹起するとされるTMAとを用いて、本実験法の予知法としてのまた許容濃度設定の方法論としての妥当性を検討した。その結果、TPNでは感作濃度に依存した呼吸率の上昇が認められ、またTMAでは呼吸への影響はないものの脱顆粒試験においてTMA感作の成立を示唆させる成績を得た。これら一連の実験研究により、許容濃度設定のための本実験モデルの有用性が示唆されたが、標準化の点ではまだ十分とは言えず今後とも継続的な実験研究が必要である。一方感作物質の予知法としてもその有用性が確かめられたが、本実験モデルを基礎にさらに感作成立のより簡便かつ鋭敏な検出法の検討が今後の課題として残った。今年度は、諸外国の資料などにより職業性感作物質をリストアップし、収集した文献資料をもとに、それらの感作性を感作反応の部位別(皮膚、呼吸器)にグレ-ド化を試みた。人間に対し感作性があるもの(Group 1)、感作性がおそらくあるもの(Group 2)とし、そのことを示す証拠の程度によって(Group 2A:証拠がより十分な物質)と(Group 2B:証拠が十分でない物質)とに分類し、わが国の許容濃度表の別表としての素案を作成した。実験的研究はほぼ予定通り進行中である。平成元年度申請した設備品のハ-ドディスクは計画通り購入し、呼吸器機能の解析にパソコンの導入を図り、実験操作の省力化と解析の高精度化を達成した。これにより呼吸波形の抽記および解析(呼吸数、呼吸率、呼期・呼期時間、振幅、FFT等)を自動的に行えるようになった。我々の従来の吸入感作・誘発法に準じて、即時型アレルギ-を惹起することが疑われているChlorothalonil(TPN)についてアレルギ-様反応の量-効果関係を示す成績を得た。

さらに本予知法の標準化を目して惹起アレルギ-反応を検出する検索項目の妥当性を検討し、特異抗体の存在などを指標とする感作成立と誘発反応との両面の検索項目が必要であることと、またさらに鋭敏な検出法の必要性が示唆された。許容濃度設定に関する基礎的資料を得るための実験モデルの標準化においては、各型のアレルギ-反応を評価しうる適切なバッテリ-の検討と各物質の誘発反応の適切な観察期間の設定には慎重を期する必要があると思われた。また、吸入誘発の際には試験物質のキャリヤとの抱合体の使用が必要とされているが、産業現場を想定すればむしろハプテンの単独誘発法を試みることの必要性を我々は感じており、今回のTPNにおいては同物質による単独誘発法を行った。次年度はつれらの一連の研究により感作物質の予知とその許容濃度設定の方法論を検証する予定である。前年度に引続き、職業性感作物質を許容濃度表の別表として掲載すべくその素案作成の作業に作業については、学会への発表等の際の公的批評を参考にさらに感作物質の追加と文献的資料の補強作業を行い、最終的な許容濃度表の別表としての素案を作成し文献リストを併記のうえ、公表・提案の準備を終えた。実験的研究については、前年度から継続している(1)TDIの吸入感作誘発における量・効果(反応)関係に関する実験と、さらに(2)TMAを用いて感作性物質の予知とその許容濃度設定の方法論の検証のための実験を実施した。(1)では、TDIを用いて、モルモットに対し吸入曝露による感作、誘発実験装置にて、感作濃度(free TDI)を3段階、誘発濃度(free TDI/TDIーGSA conjugate)を3段階として吸入実験(感作曝露条件:6時間/日・5日間)を行い、各々の量・反応関係をボディプレチスモグラムによる呼吸波形の解析、好塩基球脱顆粒試験にて検討した。その結果、感作処置時の濃度に依存した好塩基球の脱顆粒現象の上昇が認められ、TDIに対する特異的抗体産生における量・反応関係を示す成績を得た。また呼吸率の変動においても濃度依存性の反応が認められた。(2)では、諸外国の産業現場においては職業性喘息をはじめとする呼吸器障害を惹起する化学物質として知られるTMAを用いて、本実験法の予知法としてのまた許容濃度設定の方法論として妥当性を検討した。実験条件はTDIと同様である。その結果、好塩基球脱顆粒試験においてTMA感作の成立を示唆させる感作濃度に依存した成績を得た。しかし、呼吸波形の解析ではそのような成績は得られなかった。以上のごとく、今年度の研究によって、許容濃度設計定のための実験方法としての本実験モデルの有用性が示唆され、予知法としては、本実験モデルを基礎にさらにより簡便かつ鋭敏な感作成立を検出しうるスクリ-ニング法の必要性が指摘された。
地域間情報交流量に基づく業務ネットワークの経年分析

本年度上半期においては,昨年度の研究に基づいて定式化した事業所ネットワークの逆推定手法に基づくシミュレーション分析を行った.事業所ネットワークの逆推定手法は,支社機能に対応する最適事業所ネットワークの算出モデルと,通信と交通の分担を考慮した地域間情報交流モデルを交互に算出,および推計することにより,観測される地域間情報交流量に最もフィットするような複数の事業所ネットワークを抽出する方法をとった.開発したモデルを1990年と2000年のデータ(業務交通と通信の情報交流量データ)に適用してパラメータを推計した上で,地域間情報交流コストの変化に対する事業所ネットワーク,および地域間情報交流量の変化について,感度分析を行った.以上の分析の成果は土木学会論文集に投稿した.また,開発したモデルを地域間業務管轄/被管轄データと地域間業務交通量データに適用できるように改良を加えて実証分析を行った結果は,土木計画学研究・論文集に投稿した.本年度下半期においては,昨年から本年度上半期までの研究において明らかになった問題点のうち,地域間交流コストに関するデータベースの整備と最適業務ネットワークの算出モデルの精緻化に取り組んだ.前者については,時刻表に基づくミクロなネットワークデータの作成と,これを処理できるアルゴリズムの開発によって対処した.後者については,上半期までに開発した最適業務ネットワークは情報交流量と支社規模の関係が明示されていなかった点に改良を加えたものである.これらの点に改良を加えたモデルに基づく成果は,現在投稿準備中である.本年度上半期においては,まず企業の事業所(業務拠点)配置を扱った経済学・経済地理学・交通経済学の既往研究から,特に集積の経済性や他の地域への交通アクセス条件が事業所配置に及ぼす影響に着目して論点を整理した.さらに近年の事業所の統廃合を含む業務ネットワークの再編の傾向についてレビューを行った.その結果,大企業ではIT技術を前提とした広域的な業務ネットワークの形成が進んでいる傾向が見られた.さらに,事業所配置のモデル化に際しては,ORの分野で研究されている最適施設配置モデルの考え方に基づいた配置モデルを用いることとした.その準備のため,各都市の集積の経済性や事業所の規模・機能の違いを考慮した施設配置モデルの研究事例のレビューを行った.さらに本研究テーマの基となる支社配置モデルに関する研究成果をとりまとめて論文を執筆し,日本都市計画学会,およびEuropean Regional Science学会に投稿して発表した.本年度下半期においては,事業所ネットワークの逆推定手法の開発を行った.最適支社配置モデルは,本社-支社間の交流量と支社-顧客間の交流量の比によって支社機能の違いを表現し,集積の経済性を反映した各地域への支社配置コストと地域間の交流コストの和の最小化問題として定式化した.最適支社配置モデルから得られる業務ネットワークパターンの中から,「通信と交通の分担を考慮した地域間情報交流モデル」から求まる情報交流量と,各地域の事業所立地データを適切に説明できるパターンの組み合わせを求めるという手順で,業務ネットワークを推定する方法の開発を行った.さらに,本研究で提案した地域間の管轄データに基づいて実証的に業務ネットワークを抽出する手順を逆問題と捉えて,その数理的な性質について検討を行った.本年度上半期においては,昨年度の研究に基づいて定式化した事業所ネットワークの逆推定手法に基づくシミュレーション分析を行った.事業所ネットワークの逆推定手法は,支社機能に対応する最適事業所ネットワークの算出モデルと,通信と交通の分担を考慮した地域間情報交流モデルを交互に算出,および推計することにより,観測される地域間情報交流量に最もフィットするような複数の事業所ネットワークを抽出する方法をとった.開発したモデルを1990年と2000年のデータ(業務交通と通信の情報交流量データ)に適用してパラメータを推計した上で,地域間情報交流コストの変化に対する事業所ネットワーク,および地域間情報交流量の変化について,感度分析を行った.以上の分析の成果は土木学会論文集に投稿した.また,開発したモデルを地域間業務管轄/被管轄データと地域間業務交通量データに適用できるように改良を加えて実証分析を行った結果は,土木計画学研究・論文集に投稿した.本年度下半期においては,昨年から本年度上半期までの研究において明らかになった問題点のうち,地域間交流コストに関するデータベースの整備と最適業務ネットワークの算出モデルの精緻化に取り組んだ.前者については,時刻表に基づくミクロなネットワークデータの作成と,これを処理できるアルゴリズムの開発によって対処した.後者については,上半期までに開発した最適業務ネットワークは情報交流量と支社規模の関係が明示されていなかった点に改良を加えたものである.これらの点に改良を加えたモデルに基づく成果は,現在投稿準備中である.
地域住民の災害看護力育成プログラムの開発

避難所では顕著な健康被害を起こしやすいため、地域住民が「健康を守る共助力」を高める備えが必要である。健康を守る共助力育成プログラムの開発のため、被災者が行った「健康を守る共助」内容調査および被災経験のない地域防災リーダーが持つ「健康を守る共助力」調査をした結果、災害時要援護者への共助力が不足していた。要援護者をテーマとしたクロスロードゲームを用いたプログラムを開発し、試行した結果、災害時要援護者への共助の課題解決にむけ学習できることが示唆された。本研究に関する災害、災害看護、研究方法等に関する文献、書籍約20冊、論文約30編以上の文献検討および被災地における地域住民が周りの人々の心身の健康を守るため行った活動内容についてインタビュー調査を行った。対象は、地震災害の被災地において被災当時自治会長または防災会長、民生委員、ボランティア組織のリーダーなど10名の被災者および被災時すでに要援護者と判断される5名の被災者とした。同一のインタビューガイドに沿って、住民リーダーにはグループインタビュー調査を実施し、災害時要支援者には個別インタビュー調査を実施した。分析は、収集したデータを逐語録とし、コード化、カテゴリー化によって内容分析を3名の研究者で行った。分析の結果、7カテゴリーと28サブカテゴリーが抽出でき、全ての被災者を対象にした心身の健康支援、災害時要援護者に対する健康支援活動をすると共に、共助ではできないことを専門機関へ協力依頼していた。その活動を支えるために、リーダーが生まれ役割を発揮し、避難所などのコミュニティづくりを行ったうえで、住民の共助による健康を守るための住民組織活動が実践されていたことが明らかになった。被災地住民が共助によって住民の健康を守る活動の実態が明らかになった。被災者が急遽英知を振り絞って、リーダーが役割を発揮してのコミュニティづくりやそのコミュニティ単位の健康を守る組織的な活動を、被災前の住民に伝え、災害時の備えに役立てるための看護者の必要性が示唆された。前年度に実施した被災経験のある地域住民のグループインタビュー調査によって、被災後健康を守るために行った地域住民の共助の内容が明らかになった。本年度はこの内容から健康を守る共助力として、知識面10項目、技術面16項目の計26項目を抽出した後、被災経験のない地域の住民組織の防災リーダーが、健康を守る共助力として必要であると思っているか、また健康を守る共助力として既に知識、技術として備えているかを明らかにした。研究方法は、対象者をA県内市町連合自主防災組織の長に調査協力が得られた19市町の約500組織の防災会長を対象とした。調査項目は、対象者が各項目について、被災時の健康を守る共助力として大切と思う知識および技術と、既に持っている知識および技術、および基本属性、災害に対する考え、担当地域環境を加えた。結果、320人から回収があった(回収率約64.0%)。全項目のうち9項目は知識技術の必要性の認識が低かった。また、全項目で知識技術が必要と思っている度合いに比べて、備えている度合いは有意に低く、特に災害時の避難所での話し合いやルールの決定などの項目に比べて、身体障害者や高齢者などの世話など健康面の知識が不足していた。この結果は、共助力として必要であるが、現状では不足している知識技術を明確化したことにより、今後平穏時に地域住民の健康を守る共助力を育成するための災害看護力育成プログラムを作成するために有用であり、防災研修に活用する効果的なプログラム開発に役だつことが予測される。これは、看護職として東日本大震災以降高まりつつある社会の防災ニーズに応えるためにも重要な研究であると考える。地域防災リーダーへの健康を守る共助力の実態調査(2011、武田)結果から、災害時健康を守る共助力育成プログラム(以下プログラム)の開発をした。対象者は、プログラムへの参加呼びかけに応じた者とした。プログラムは、参加者が災害時の疑似体験を通して防災意識を高めるクロスロードゲームを用いて展開した。自作の教材を使い、被災地の避難所で健康を守る共助の問題が発生した事例をもとに、研究者が作成した説問にそって意見交換をした。プログラム実施後、共助力の必要性の認識と知識・技術の備えについての質問紙調査、および参加者のプログラム評価についてグループインタビュー調査を行った。プログラム参加者は37名で、平均年齢67.1±5.9歳であった。質問紙調査から、プログラム実施前とプログラム実施後に、共助力の必要性の認識と備えについての変化はなかった。プログラム参加者は不参加者より数項目備えが低下していると答えた。インタビュー調査から発言内容を分析した結果、【多角的な課題への気づき】、【地域の被災状況の実感】、【参加者間で地域特性に合った危機感の共有】、【地域への使命感の実感】の4カテゴリーが抽出できた。

アンケート結果から参加者は、一部知識・技術の備えが低下していたが、インタビュー結果からは、参加者は被災時の共助に対する多面的な課題への気づきや未経験である被災状況の実感を持つことができ、参加者間で危機意識を高めあい、地域特性による課題や備えを意識化し、さらには地域の共助に対する使命感を起こさせることができた。このことから、知識・技術の未熟さに気付いたと考えられる。プログラムは、災害時の備えとして、地域住民の健康を守る共助力を育成するために有効であることが示唆された。各自主防災組織で実施できるよう印刷したプログラムを地域防災リーダーに配布した。初年度の質的研究から2年目の量的研究へ進めることができ、その結果から3年目のプログラム開発の方向へ進んでいる。プログラムの実施対象についてアンケート調査対象の中から希望者を募っている現状であり、研究協力者である防災組織の長や、市町村防災担当者から研究フィールドの了解が得られつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。調査対象のデータ数がやや少ないので追加する必要がある。また、文献研究特に外国文献の研究が今後必要である。
低酸素ストレス応答抑制を標的とした食品成分による肥満関連疾病の予防

肥満とは脂肪組織の肥大化であるが、肥満による低酸素ストレスが脂肪細胞の機能に与える影響ついては不明な点が多い。本研究では低酸素ストレスによって脂肪細胞や前駆脂肪細胞からは血管新生誘導分子の産生が誘導される、脂質の蓄積が亢進することを明らかとした。さらに低酸素ストレスの応答抑制にAkt経路の抑制が有用であることが示唆した。低酸素ストレスによって脂肪細胞には様々な表現系が生じるため、低酸素ストレス応答シグナルの意義の解明は肥満や生活習慣病予防に有用な分子標的の発見に繋がる事が期待される。ガン組織において観察されるように、組織は肥大化に伴い組織内部に低酸素領域を生じる。一方、肥満とは脂肪組織の肥大化であると考えられるが、肥満によってもたらされる低酸素ストレスが脂肪細胞の機能に与える影響ついては不明な点が多い。そこで本研究では、脂肪細胞を低酸素ストレス環境で培養し、脂肪細胞において低酸素ストレスによって誘導される応答を評価した。本研究では脂肪細胞として3T3-L1細胞を分化、成熟させたものを用いたる脂肪細胞を1%酸素分圧下の低酸素ストレス下で培養した所、血管内皮増殖因子(VFGF)の産生が亢進し、脂肪細胞の分化初期においては脂質蓄積が亢進されることが明らかとなった。さらに、これらの低酸素応答はaktの阻害剤であるLY294002で抑制されることも明らかとなり、このような低酸素ストレス応答におけるakt経路の重要性が示唆された。また、低酸素ストレスは前駆脂肪細胞において単球走化性因子(MCP)-1の産生を亢進することが明らかとなった。これらの結果から、低酸素ストレスに対して脂肪組織中の脂肪細胞はVEGFの産生亢進を介した血管新生し、脂質蓄積の亢進といった応答をすると考えられた。また、前駆脂肪細胞はMCP-1産生を通じて、脂肪組織内へ単球の遊走を誘導した結果、炎症惹起に関わる可能性が示された。近年、脂肪組織における慢性的な炎症は、脂肪細胞からのアディポカインの産生バランスを崩壊させることによって、肥満関連疾患の発症の引き金になっていることが明らかとなって来ている。そのため、これらの低酸素ストレスに対する応答は肥満および肥満関連疾病の増悪因子になることが想定され、低酸素ストレス応答抑制が肥満や生活習慣病の予防に有用であることが示唆された。平成22年度において低酸素ストレスによって、脂肪細胞や前駆脂肪細胞からは血管新生誘導、炎症惹起に関わる分子の産生が誘導されるとともに、脂質の蓄積が亢進することを明らかとした。本年はそのような低酸素ストレス応答メカニズムを検討した。その結果、低酸素ストレスによって脂肪細胞内ではHypoxia-inducible factor-1αの蓄積が認められた。脂質の蓄積が亢進に特に着目した所、低酸素下では細胞内油滴が小型化されることが明らかとなり、その生理的意義について今後検討が必要である。また、細胞内シグナル伝達経路を解析したところ、akt経路の活性化が認められ、逆にERK経路は低酸素下で強力に抑制されていた。Akt阻害剤により脂質蓄積の亢進は抑制されたが、ERK阻害剤によって低酸素処理で認められたような脂質蓄積の亢進は認められなかった。このことから、低酸素ストレスにおける脂質蓄積亢進にはakt経路が中心的な役割を果たす一方、低酸素ストレスによって生じるその他の表現系に対するERK経路の関与について検討を進める必要がある。以上の結果から、低酸素ストレスの応答抑制にAkt経路の抑制が有用であることが示唆されたが、低酸素ストレスによって様々な表現系が生じるため、低酸素ストレス応答のシグナル伝達をより明らかにすることによって肥満や生活習慣病予防に有用な分子標的の発見に繋がる事が期待される。