hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GPGPUプログラミング容易化のためのMapReduceアルゴリズム処理系の開発

(4)複数GPU用コンパイラまず,逐次C言語でMapReduceプログラムを記述するための簡潔で使いやすいMapReduceAPIの設計を行った.設計したAPIは下記の特徴を持つ:APIユーザはアプリケーション・プログラム全体を逐次C言語のみで記述する.複数ファイルに分けての分割コンパイルにも対応する;ユーザ定義のkey1型,key2型,key3型,value1型,value2型,value3型,map関数,reduce関数,およびcompare関数を記述するだけで簡単にMapReduce処理を定義できるようにする;(key1, value1)はmap関数の入力ペアの型であり,(key2, value2)はmap関数の出力ペア(=reduce関数の入力ペア)の型であり,(key3, value3)はreduce関数の出力ペアの型である;map関数とreduce関数は,アプリケーション・プログラムのmap処理とreduce処理を逐次C言語の関数として記述したものである.map処理とreduce処理の出力はそれぞれcwrite2関数とcwrite3関数を呼び出すことにより行う.cwrite2関数とcwrite3関数はAPIが用意するライブラリ関数である;compare関数は,mapフェーズの出力結果を各reduce処理にキー値毎に分類して渡すために内部でソートを行う(いわゆるshuffleフェーズ)ために,キーの値の大小関係を判定する方法を逐次C言語で記述したものである;アプリケーション・プログラムの中でmapフェーズ(+shuffleフェーズ)とreduceフェーズの実行をいつ行うかの指定は,それぞれMAP関数呼び出しとREDUCE関数呼び出しで行う.MAP関数とREDUCE関数はAPIが用意するライブラリ関数である.複数ラウンドのMapReduceアルゴリズムに対応するため,MAP関数呼び出しとREDUCE関数呼び出しは繰り返すことができる.さらにユーザに見えない形で内部的にOpenMPを用いてマルチコアCPU上で並列動作するライブラリと,APIを用いて逐次C言語で記述されたMapReduceプログラムをCUDA C/C++で記述されたGPUプログラムに変換するトランスレータの第1版を開発した.現在の単一GPU用コンパイラは,複雑なMapReduceアルゴリズムにも比較的容易に対応するため,NVIDIA社のGPUのUnified Memory機能を用いて実装している.
マウスの幼若・成熟心筋細胞における吸入麻酔薬の筋小胞体機能に与える影響

吸入麻酔薬が筋小胞体に与える影響を、幼若心筋細胞と成熟心筋細胞での差もあわせ、比較検討した。成熟心筋細胞は当初マウスより分離する計画であったが、手技上に問題があり、ウサギ心筋細胞を使用した。心筋細胞の筋小胞体機能に与える影響は、カルシウム感受性蛍光色素Indo-1を心筋細胞に負荷したのち、細胞内カルシウム濃度を測定し、心筋細胞内カルシウム濃度の変化から検討した。筋小胞体のカルシウム再取り込み能は、収縮後のカルシウムの細胞内濃度の減少の程度から検討した。心筋細胞収縮力はヂュアルエッジディテクタを用い測定した。全ての吸入麻酔薬は幼若心筋細胞の心筋収縮力を低下させた。カルシウム再取り込み能からみた筋小胞体機能には、全ての吸入麻酔薬は有意な影響を与えなかった。筋小胞体の阻害薬であるリアニジンを投与しても、幼若心筋細胞の収縮力は前値の80%程度にしか低下しなかった。吸入麻酔薬の胎児心筋細胞の収縮力抑制作用は、筋小胞体以外への作用が主であることが示唆された。全ての吸入麻酔薬は成熟心筋細胞の心筋収縮力を低下させた。収縮力の減少は灌流液のカルシウム濃度を増加することによって、代償可能であった。成熟心筋細胞では、筋小胞体の阻害薬であるリアニジン投与後は、収縮力は前値の20%以下に低下した。これは、成熟心筋細胞では筋小胞体からのカルシウム放出が、収縮力の決定因子として重要であることを示す。吸入麻酔薬は筋小胞体機能のカルシウム再取り込み能には有意な影響を与えなかった。吸入麻酔薬の心抑制作用には筋小胞体機能の抑制はあまり関与していないと示唆される。今年度は幼若心筋細胞における吸入麻酔薬が筋小胞体に与える影響を検討した。マウスの胎児心より培養心筋細胞を得、心筋細胞の筋小胞体機能に与える影響を、カルシウム感受性蛍光色素を用いて、心筋細胞内カルシウム濃度の変化から検討した。カルシウム感受性蛍光色素Indo-1を培養心筋細胞に負荷したのち、細胞内カルシウム濃度の変化を細胞内イオン測定装置(現有、CAF-110、日本分光)で測定した。心筋細胞収縮力の変化は平成8年度購入のデュアルエッジディテクタ(クリスタル・バイオテック社、MyoCyte)を用い測定した。吸入麻酔薬は心筋収縮力を低下させた。筋小胞体機能へはあまり大きな影響がみられなかった。胎児心筋細胞では筋小胞体の発達が未熟のため、吸入麻酔薬の筋小胞体機能に与える影響が著明に現れなかったことが示唆される。今年度は成体よりの心筋細胞における吸入麻酔薬が筋小胞体に与える影響を検討した。当初マウスより心筋細胞を分離する計画であったが、手技上に問題があり、ウサギ心筋細胞を使用した。心筋細胞の筋小胞体機能に与える影響は、カルシウム感受性蛍光色素を用いて、心筋細胞内カルシウム濃度の変化から検討した。カルシウム感受性蛍光色素Indo-1を心筋細胞に負荷したのち、細胞内カルシウム濃度の変化を細胞内イオン測定装置(現有、CAF-110、日本分光)で測定した。吸入麻酔薬の心抑制作用には筋小胞体機能の抑制はあまり関与していない示唆される。
内視鏡鉗子管路を挿通可能なPA式嗅覚センサの開発

最近、人が病気ごとに固有のニオイを発する性質を診断に役立てようとする試みが注目されている。ニオイの診断的価値を明確にするためには、試料の採取方法の改良と分析時間の短縮とが必要と指摘されている。そこで、研究初期より超微量ガス分析に対する超高感度性が提唱されている光音響分光法(Photoacoustic Spectroscopy; PAS)を応用して、内因性ガスが排出される部位付近で採取、分析するために、内視鏡の鉗子管路を挿通可能な寸法のPA式嗅覚センサを開発した。PA現象は、試料に強度変調した単色光を照射すると、吸収された光エネルギーにより試料内部で変調周波数に同期した発熱が起こり、その周期的な発熱による熱波や弾性波が空気中に音波を発生させる現象である。そのPA信号を検出するセンサはPAセルと呼ばれ、音波であるPA信号を電気信号に変換するマイクロホンと、そのマイクロホンを保持し、効率よく集音するために形状を工夫した筐体から構成される。最近では先端部外径が9mm強の上部消化管用汎用内視鏡が主流になりつつあり、そのうち最小の鉗子口径2.8mmの製品が市販されている。PAセルの直径はこれと同径とし、これに収まるマイクロホンとして携帯電話などに用いられる微小電気機械システム技術に基づくマイクロホン(長さ3.00mm、幅1.90mm、高さ0.90mm)を使用した。発生するPA信号をマイクロホンの音響孔へ導く音響管の働きをする中空構造の型に配線を施したマイクロホンを収め、樹脂を充填して筐体を成形した。半導体レーザを破損し、再入手、再調整に時間を要したためこれまでに、数百、数千種類ともいわれる干渉ガス成分の影響を低減するために、3種の発振波長の半導体レーザ装置とそれらの光出力、変調、波長を調整する光源制御装置を開発した。また、最大4台のマスフローコントローラを制御できるマスフロー/圧力プログラマと2台のマスフローコントローラ、圧力計から構成される混合ガス制御装置に1台のマスフローコントローラを追加し、3種の混合ガスを自動生成、連続、自動測定できるように改良した。昨年度は、内因性ガスが排出される部位付近で採取、分析するために、内視鏡の鉗子管路を挿通可能な寸法でPA式嗅覚センサを開発した。本年度の研究実施計画では、まずは、試作したPA式嗅覚センサの感度、周波数特性、SN比、最大音圧などを評価し、必要ならば改良を加える。つぎに、これらの機器を用いて、既知濃度で調整した混合ガスに対するPA式嗅覚センサの感度特性評価を行う。そして、未知濃度の混合ガスの各波長におけるPA信号の感度変化から干渉ガス成分の影響を推定し、対象ガスの濃度を算出する仕組みを実現する。具体的には、各波長、各変調周波数におけるPA信号の混合ガスに対する感度特性から、原因物質の構成とニオイを対応付けるパターン認識を行う。パターン認識には、学習に時間がかかるが、微妙なニオイの違いやドリフトや経時変化を含んだ複雑な判別境界を形成することができるニューラルネットワークを用いる。具体的には、生体の嗅覚系が、匂い分子を嗅細胞の受容体で受容し、脳の組織の嗅球で匂いのパターンとして識別がなされることから、局所的に敏感でかつ方向選択的な神経系の構造に基づいた畳み込みニューラルネットワークを採用する。なお、畳み込みニューラルネットワークによるニオイと原因物質の構成を対応付けるパターン認識については昨年度に実施予定であったが、半導体レーザの破損、その再調整のため本年度の実施となった。そこで、研究初期より超微量ガス分析に対する超高感度性が提唱されている光音響分光法(Photoacoustic Spectroscopy; PAS)を応用して、内因性ガスが排出される部位付近で採取、分析するために、内視鏡の鉗子管路を挿通可能な寸法のPA式嗅覚センサを開発する。内因性ガスには、数百、数千種類ともいわれる気体成分が含まれており、測定対象とする気体に似た特性や分子構造を有する場合、濃度測定に誤差を生じさせる。そのため、測定精度に影響を及ぼす干渉ガス成分を分離する機構や感度特性が異なる複数のセンサが用いられるが、これが装置の大型化の主な要因となる。光学的手法においては、複数の波長を用いることにより、それらの吸収強度の関係から干渉ガス成分の影響を低減することができる。PASの光源としては、測定対象の吸収波長の選択性、狭帯域性、波長の安定性、高出力が求められ、光ファイバによる光通信網の広がりとともに、小形、低価格、高効率、高速応答な半導体レーザが重用されている。しかし、各々の半導体レーザの可変波長帯域は35 nm程度と内在性化合物の種類と比較すると、一つの可変波長半導体レーザでの波長可変幅は十分ではない。そこで、複数台の半導体レーザ装置とファイバ合波器を用いて広い波長帯域の光源を実現した。具体的には、各波長の半導体レーザ装置ごとに光出力、変調、波長を調整する光源制御装置を開発した。現在、各光出力をファイバ合波器によって1本に束ね、現有のPA式嗅覚センサに取り付けて、測定精度の定量化や装置の校正などを開始した。仕様を満たす半導体レーザ素子が国内になかったため、海外から製品を入手することとなり、仕様の確認や手続きなどに時間を要した。

最近、人が病気ごとに固有のニオイを発する性質を診断に役立てようとする試みが注目されている。ニオイの診断的価値を明確にするためには、試料の採取方法の改良と分析時間の短縮とが必要と指摘されている。そこで、研究初期より超微量ガス分析に対する超高感度性が提唱されている光音響分光法(Photoacoustic Spectroscopy; PAS)を応用して、内因性ガスが排出される部位付近で採取、分析するために、内視鏡の鉗子管路を挿通可能な寸法のPA式嗅覚センサを開発した。PA現象は、試料に強度変調した単色光を照射すると、吸収された光エネルギーにより試料内部で変調周波数に同期した発熱が起こり、その周期的な発熱による熱波や弾性波が空気中に音波を発生させる現象である。そのPA信号を検出するセンサはPAセルと呼ばれ、音波であるPA信号を電気信号に変換するマイクロホンと、そのマイクロホンを保持し、効率よく集音するために形状を工夫した筐体から構成される。最近では先端部外径が9mm強の上部消化管用汎用内視鏡が主流になりつつあり、そのうち最小の鉗子口径2.8mmの製品が市販されている。PAセルの直径はこれと同径とし、これに収まるマイクロホンとして携帯電話などに用いられる微小電気機械システム技術に基づくマイクロホン(長さ3.00mm、幅1.90mm、高さ0.90mm)を使用した。発生するPA信号をマイクロホンの音響孔へ導く音響管の働きをする中空構造の型に配線を施したマイクロホンを収め、樹脂を充填して筐体を成形した。半導体レーザを破損し、再入手、再調整に時間を要したため【内視鏡の鉗子管路を挿通可能な寸法のPA式嗅覚センサの開発】PA現象の原理は、光と熱と音との相互作用を伴う現象であり、この現象を解析的に求めることは困難である。我々は、高感度なセルの設計を目的として、複雑なPA現象を模擬できる有限要素法を用いた数値解析ツールを開発した。PA式嗅覚センサを鉗子管路を通じて胃内腔ガスが排出される部位付近まで挿入するためには、センサなどの寸法が制限されるため、本数値解析ツールを用いて、その制約において最適なセル形状を設計し、試作する。ここで、申請時に広い吸収波長帯域を実現するための光源制御装置の開発を本年度に予定していたが、半導体レーザ素子の選定、入手に日数を要する可能性があったため、前年度に実施し、内視鏡の鉗子管路を挿通可能な寸法のPA式嗅覚センサの開発を本年度に変更した。【混合ガス制御装置の構築】PA式嗅覚センサの測定精度の定量化や装置の校正などを行うためには、ガス濃度を正確に制御する装置が必要となる。現在、最大4台のマスフローコントローラを制御できるマスフロー/圧力プログラマと2台のマスフローコントローラ、圧力計から構成される混合ガス制御装置を有し、任意の2種類の混合ガスを生成することが可能である。さらに、取り扱えるガス種、濃度を増やすために、2台マスフローコントローラを追加し、4種の混合ガスを自動生成、連続、自動測定できるように改良する。【畳み込みニューラルネットワークによるニオイと原因物質の構成を対応付けるパターン認識】数百、数千種類ともいわれる干渉ガス成分の影響を低減するために、種々の発振波長の半導体レーザ装置とそれらの光出力、変調、波長を調整する光源制御装置を開発した。
高効率三次高調波用ガスセルを用いた時間分解光電子分光システムの開発

角度分解光電子分光法は物質内部の電子の状態密度だけでなく電子の運動量まで調べる事が可能であり,電子状態の三次元的なバンド構造を実験的に決定することのできる非常に強力な手法である.これら従来の角度分解光電子分光の手法に加えて,光源として超短パルスレーザーを用いることにより,非占有電子状態の電子・スピン構造やその過渡的な時間応答,緩和過程までも調べることが可能となりつつある.本研究では12 eV以下の窓有り領域において高繰り返しで三次高調波を発生可能且つ長期間安定使用が可能な高効率のガスセル開発を行い,それを用いた時間分解光電子分光システムの開発を行う.角度分解光電子分光法は物質内部の電子の状態密度だけでなく電子の運動量まで調べる事が可能であり,電子状態の三次元的なバンド構造を実験的に決定することのできる非常に強力な手法である.これら従来の角度分解光電子分光の手法に加えて,光源として超短パルスレーザーを用いることにより,非占有電子状態の電子・スピン構造やその過渡的な時間応答,緩和過程までも調べることが可能となりつつある.本研究では12 eV以下の窓有り領域において高繰り返しで三次高調波を発生可能且つ長期間安定使用が可能な高効率のガスセル開発を行い,それを用いた時間分解光電子分光システムの開発を行う.
全胚免疫・分子組識化学的染色による神経系、血管系と内臓の形態形成の三次元的解明

人体発生学の研究はヒトの胚で研究するのが最も直接データが得られるが、今日では倫理的に許される状況にない。それ故、私たちはラットよりもヒトに近い実験動物であるジャコウネズミに注目し、これの飼育繁殖を続けて10年を経過し、その胚を充分に活用出来る研究環境にある。これまで、胚の中にラテックスを注入することにより血管を標識すると同時に、全胚的免疫染色方法をニワトリ、ジャコウネズミ、ラットとマウスの胚とジャコウネズミの成体の臓器に適用し、分布する臓性神経の形態形成を血管発生と同時に追跡して来た。ジャコウネズミにおいては、心臓と膵臓に分布する末梢神経と血管との関係を重視して研究した。副交感神経に関しては,動脈に伴行して心臓の動脈門と静脈門の双方に達する枝(心臓枝)の形態が比較的容易に解明された。本研究においては、これまで形態の解明が困難とされて来た交感神経由来の心臓の動脈門と静脈門、とりわけ静脈門に達する神経(心臓神経)の形態を成体と胚の双方において、明らかにすることが出来た。更には、静脈に伴行し、心臓の静脈門に到達する神経(心臓神経)の形態と形態形成をも明らかにした。膵臓に分布する神経に関しては、成体において形態の詳細を明らかにすることが出来た。この動物はヒトの胚における背側と腹側の膵臓原基の形態を成体においても維持しているという実験動物としての有用性があることが判明した。又、Langerhans islet細胞の局所分布を調べ、ヒトの背側と腹側の膵臓と同じ細胞分布様式を維持していることが判明した。以上の実験データに依拠し、臨床医学における十二指腸・総胆管温存膵頭部切除術(DPPHR)の適応性について検討した。ヒトの成体の末梢神経、とりわけ交感神経に関しては、精密な解剖が困難とされて来たが、0.001%アリザリンレッド含有95%アルコールで染色・脱脂肪を十分行った後に細部に亘って剖出するという手技を考案した。この研究手技により、ヒトの成体の心臓に分布する迷走神経と交感神経の形態の全体を明らかにすることが出来た。とりわけ、交感神経の枝に関しては、心臓静脈門から心臓に到達する新たな枝を見つけ、その形態を前例が無いほどに詳細に解明したところ、ジャコウネズミの成体と胚と同じ形態であることが判明した。これにより、ヒトと他の脊椎動物に心臓神経の名称に混乱しているため、全ての脊椎動物に通用する表現が困難であったが、これを解決することが出来た人体発生学の研究はヒトの胚で研究するのが最も直接データが得られるが、今日では倫理的に許される状況にない。これにより、ヒトと他の脊椎動物に心臓神経の名称に混乱しているため、全ての脊椎動物に通用する表現が困難であったが、これを解決することが出来たジャコウネズミ成体における自律神経分布形態に関して、免疫組織化学的に分布神経を染色することによって、膵臓に分布する神経の形態の詳細を明らかにすることが出来た。自律神経分布を論文投稿し、Anatomical Record(米国)に受理された。この実験動物はヒトの胚における背側と腹側の膵臓原基の形態を成体においても維持していることが判明した。

向後の発生学的研究の出発点となった。ヒトの成体の腹部臓器と横隔膜を0.001%アリザリンレッド含有95%アルコールに約5日間保存し、染色・脱脂肪を行なった後に、実体顕微鏡下で精密に解剖し、自律神経の形態の詳細を明らかにしたところ、他の脊椎動物の場合と同様に、横隔神経の枝が肝臓の無漿膜野から肝臓内に進入すること、交感神経の枝が大静脈溝から肝臓静脈に伴って肝臓内に進入することが初めて判明した。可及的に早く発表する予定である。ヒトの成体の心臓に分布する迷走神経と交感神経の形態に関しては、精密な解剖が困難とされてきていたが、上記の0.001%アリザリンレッド含有95%アルコールで染色・脱脂肪を行なった後に解剖することで解決することが出来た。この研究手技により、ヒトの成体の心臓に分布する迷走神経と交感神経の形態の全体を明らかにすることが出来た。とりわけ、交感神経の枝に関しては、心臓静脈門から心臓に到達する新たな枝を見つけ、その形態を前例が無いほどに詳細に明らかにした。同様なことはジャコウネズミの成体においても、同様な結果を得ている。現在のところ、ヒトと他の脊椎動物に心臓神経の名称に混乱があるが、解決することが出来たので、心臓をも含めて、心臓と血管及び内蔵の形態形成に関する研究を自信をもって進める計画である。ジャコウネズミ成体の自律神経分布形態に関して、免疫組織化学的に分布神経を染色することによって、膵臓に分布する神経の形態の詳細を明らかにした(Anatomocal Record 273A(1):630-635,2003)。また、当該動物の膵臓におけるLangerhans islet細胞の局所分布を調べ、ヒトの胚における背側と腹側の膵臓原基の形態を成体においても維持していることが判明した(General and Comparative Endocrinology、下記)。更に、ヒト膵臓の神経分布形態との比較的研究を行い、膵癌の神経周囲浸潤の形式などを検討した(Pancreas 27・3:225-229,2003、下記)に発表した。研究を更に発展させ、ジャコウネズミ成体の十二指腸乳頭部における神経分布と、ヒトとの比較研究を行い、十二指腸・総胆管温存膵頭部切除術(DPPHR)の適応性を臨床外科学的観点から検討し、論文投稿した。ヒトを含む脊椎動物の形態形成学にとって、人体構造の奥底を解明することが大切であるが、これまでの脊椎動物の構造解明は人体解剖程には為されていない。その一方、ヒトの形態に関しては、解剖の難しさから、不明な点もある。例えば、心臓と周囲構造、とりわけ内臓神経と血管との関係について不明な点があり、このことが心臓神経発生研究を妨げている。我々は、ヒトの成体の胸・腹部内臓を周囲の体壁の重要構造をも含めて、0.001%アリザリンレッド含有95%アルコールに約5日間保存し、染色・脱脂肪を行なった後、実体顕微鏡下で精密に解剖することにより、心臓に分布する迷走神経と交感神経の形態の全体を明らかにすることが出来た。現在では、ヒトと他の脊椎動物に心臓神経の名称に混乱があるものの、解決することが出来たので、心臓と血管及び内蔵の形態形成に関する研究を自信をもって進め、論文を作成しつつある。
慢性疾患をもつ人々のセルフケア能力を高める看護実践の検討

平成19年度は、「慢性疾患をもつ人びとのセルフケア能力を高める看護実践案(以下、看護実践案とする)」を評価・検討する調査を実施した。看護実践案は、「セルフケア能力を査定する質問紙改訂版(Self-care Agency Questionnaire改訂版、以下、SCAQ改訂版とする)」を看護師と慢性疾患をもつ人が共に使用してセルフケア能力を評価し、日常生活を振り返りながらセルフケア能力を高める援助を行うことを含むものである。SCAQ改訂版は、「健康管理への関心」「健康管理方法の選択」「体調の調整」「健康管理法の継続」「支援の活用」の5下位尺度30項目からなり、最後に自由記載欄を設けた質問紙である。看護実践案は、質問紙調査と面接調査を実施して、評価・検討した。質問紙調査では、看護実践案を提示し、「看護実践案実施前のSCAQ改訂版」「実施後(退院前)のSCAQ改訂版」「自由記載(援助の実際と感想)」に回答してもらった。調査協力の同意が得られた関東地方の2総合病院で18名の看護師に協力を依頼した。看護師と受け持ち患者双方が研究協力に同意をして、質問紙調査に回答があったのは6組であった(33.3%)。結果、看護実践案実施前後のSCAQ改訂版得点を比較すると、実施後には、SCAQ改訂版の下位尺度、もしくは、全体の得点に上昇がみられる傾向があった。質問紙調査に協力した看護師の中で、同意が得られた看護師3名に面接調査を実施し、看護実践案の利点や今後の課題について語ってもらった。その結果、利点として、SCAQ改訂版を看護師と患者が使用することにより、患者の状況をより客観的にとらえられること、具体的で必要な援助が見えてくることなどがあげられた。今後は、看護実践案の具体的な手順書を作成すること、研究者と実践家の連携について検討することが、課題である。今年度は、「セルフケア能力を査定する質問紙改訂版(SCAQ改訂版)」の洗練を行った。先のSCAQを用いて研究をした研究者や実践家にヒアリングを行い、SCAQの良い点と改善点について尋ね、検討した。さらに、セルフケア能力や慢性疾患をもつ人への看護ケアに関する文献検討を行った。これらを踏まえ、SCAQ改訂版を、「健康管理への関心」「健康管理方法の選択」「体調の調整」「健康管理法の継続」「支援の活用」の5つの構成概念をもつ30項目の質問紙に洗練した。また、エキスパートの臨床看護師とディスカッションする中で、「慢性疾患をもつ人」は、慢性期の病棟に入院中の人や外来通院中の人のみならず、急性期(慢性疾患の発症直後の人や急性憎悪のある人)にもいることが示唆された。そこで、SCAQ改訂版の信頼性と妥当性の調査は内科系・外科系病棟(慢性期病棟・急性期病棟の両方を含む)および外来で実施し、発症直後や急性憎悪期の人も含めた慢性疾患を持つ人とそのケアを行う看護師を対象とすることとした。質問紙の信頼性と妥当性を検討するための質問紙調査は、調査協力への同意が得られた関東地方にある総合病院3施設で実施している。2施設には調査用紙を配布済み(配布数合計125部)で平成18年4月末を回答返送期日としている。残りの1施設では平成18年の4月から5月にかけて調査を実施する予定である。尚、この質問紙調査の計画書は、日本赤十字看護大学の研究倫理審査委員会の承認を受けている。質問紙調査では、調査協力への同意が得られた看護師と、同じく調査協力への同意が得られた受け持ち患者に、共にSCAQ改訂版に回答してもらう。看護師には、SCAQ改訂版を使用した意見について別紙に記載してもらう。今年度に引き続き平成18年度の5月末まで質問紙調査を継続し、質問紙の信頼性と妥当性の分析を進める予定である。平成18年度は、「セルフケア能力を査定する質問紙(Selfcare Agency Questionnaire、以下、SCAQ)改訂版の信頼性と妥当性を検討する調査」を継続して実施し、その結果を分析してまとめた。SCAQ改訂版は、「健康管理への関心」「健康管理方法の選択」「体調の調整」「健康管理法の継続」「支援の活用」という5つの下位尺度をもつ30項目の質問紙である。関東地方にある3施設において、241名の看護師に調査用紙を配布した。看護師と受け持ち患者の両者の同意が得られた場合に、看護師と受け持ち患者に共にSCAQ改訂版に回答してもらい、返送してもらった。回収数は59部であった(回収率24.5%)。SCAQ改訂版の信頼性は、内的整合性を示すCronbach's αを算出して検討した。Cronbach's αは、下位尺度では.75から.86であり、質問紙全体では.93であり、信頼性が支持された。妥当性に関しては、質問項目7項目に無回答者があったが、いずれも12名と少なく、大きな問題は認められなかった。「質問内容がわかりやすくて、答えやすい」という意見があった一方で、「質問の言葉が難しい」という意見もあり、今後洗練を行う必要性が示唆された。SCAQの理解を増すように研究者と実践家が協働する必要性も示唆され、各質問項目に関連する具体例などを実践家と研究者が検討し、事例を積み重ねていく必要があると考えられた。

また、平成18年度は、SCAQを使用したことがある看護師や研究者との研究会を開催し、セルフケア能力を高める看護援助について検討した。さらに、国内外の関連文献の検討を行った。その結果、SCAQ改訂版を看護師と患者が共に使用することは、互いの理解を深めてセルフケア能力を高める看護実践の一方法となると推察され、その看護実践案を作成した。平成19年度は、この「慢性疾患をもつ人々のセルフケア能力を高める看護実践案」の効果を検討する調査を実施し、まとめを行う予定である。平成19年度は、「慢性疾患をもつ人びとのセルフケア能力を高める看護実践案(以下、看護実践案とする)」を評価・検討する調査を実施した。看護実践案は、「セルフケア能力を査定する質問紙改訂版(Self-care Agency Questionnaire改訂版、以下、SCAQ改訂版とする)」を看護師と慢性疾患をもつ人が共に使用してセルフケア能力を評価し、日常生活を振り返りながらセルフケア能力を高める援助を行うことを含むものである。SCAQ改訂版は、「健康管理への関心」「健康管理方法の選択」「体調の調整」「健康管理法の継続」「支援の活用」の5下位尺度30項目からなり、最後に自由記載欄を設けた質問紙である。看護実践案は、質問紙調査と面接調査を実施して、評価・検討した。質問紙調査では、看護実践案を提示し、「看護実践案実施前のSCAQ改訂版」「実施後(退院前)のSCAQ改訂版」「自由記載(援助の実際と感想)」に回答してもらった。調査協力の同意が得られた関東地方の2総合病院で18名の看護師に協力を依頼した。看護師と受け持ち患者双方が研究協力に同意をして、質問紙調査に回答があったのは6組であった(33.3%)。結果、看護実践案実施前後のSCAQ改訂版得点を比較すると、実施後には、SCAQ改訂版の下位尺度、もしくは、全体の得点に上昇がみられる傾向があった。質問紙調査に協力した看護師の中で、同意が得られた看護師3名に面接調査を実施し、看護実践案の利点や今後の課題について語ってもらった。その結果、利点として、SCAQ改訂版を看護師と患者が使用することにより、患者の状況をより客観的にとらえられること、具体的で必要な援助が見えてくることなどがあげられた。今後は、看護実践案の具体的な手順書を作成すること、研究者と実践家の連携について検討することが、課題である。
サイバー犯罪に関する国際的対応と情報刑法の体系化

情報通信技術の進展は,めぐるましく,クラウドコンピューティングがその主流となりつつある。また,今後「モノ」のインターネットが情報通信技術の中心へとなることが予想される。こうした状況にあっては,現在の情報の保護に関して,情報の化体した媒体を財物として解釈し,その保護を図っていくという保護のあり方は,弥縫策としての限界を露呈している。こうした状況を打破するには,情報の化体する媒体という財物概念を放棄し,情報それ自体の管理・支配の侵害を直接処罰する刑事立法が必要といえる。また,児童ポルノの刑事規制は,その保護法益の理解に問題があり,児童の権利・自由を直接保護するものに改められるべきである。前年度における基礎調査及び研究ついて,石井が刑法学会におけるワークショップでオーガナイザーとなり,基本的な問題提起を行いつつ,渡邊が不正アクセス禁止法に関する問題点を報告し,他の会員とともに議論を行うことで,研究の妥当性を検証した。さらに,今年度は,比較法研究を中心として実施することとし,欧州における情報刑法の状況を海外との研究者との意見交換を交えて調査した。とりわけ,矢野によって実施されたスウェーデンにおける情報関係の刑事法制に関する調査研究によって,わが国とだけでなく,わが国の刑法学が密接に関連するドイツ語圏の刑事法制とも大きく異なることが判明し,現在その成果をとりまとめているところである。また,プロバイダの刑事責任,ネットワークにおけるリンクの設定,犯罪を構成しうるデータへのURLの記載の問題などを手がかりとして,刑法総論における情報刑法が関連する諸問題を調査研究し,論文として成果を発表した(石井)。その結果,総論的課題として,一般的な立法政策の問題がなお残ることが判明し,これは翌年度の課題とした。また,各論的課題として,有害な情報の規制,児童の保護などの諸問題だけでなく,情報それ自体を刑法上の保護の対象としていかに位置づけるのかについても,前者問題と関連づけて調査研究した。少なくとも,わが国のように有体物を基礎として保護のあり方は,今後極めて困難な状況があるとの感触を得ており,翌年度に研究成果をとりまとめる予定である。今年度は,今後の研究実施の具体的な分担,次年度に向けての準備作業,打ち合わせをおこなったほか,相互に連携して,本格的な研究に向けての準備作業をおこなった。矢野が,北欧刑法に関する部分は,おもに基礎的な法情報を収集,調査をおこなった。昨年度,サイバー犯罪条約の批准に向けての刑法改正がおこなわれたため,それにともなう解釈論的問題,サイバー犯罪条約後におけるわが国の刑事法的課題について,石井,渡邊がそれぞれ調査研究をおこなった。以上により,次年度の比較法調査の基礎的な作業がほぼ終了した。今年度の調査では,わが国におけるサイバー犯罪条約関係の刑法改正に関する解釈論的問題,改正法の意義についてほとんど議論されていないなか,共同研究者それぞれが先行して,解釈論的問題を明らかにし,先鞭をつけることができた。とりわけ,不正指令電磁的記録に関する罪と不正アクセス禁止法の改正によるいわゆるフィッシング行為の規制に関しては,それぞれが解釈により処罰の拡張を孕むものであって,それぞれの犯罪の保護法益を慎重に検討し,慎重な解釈をなすべきことを指摘した。また,情報ネットワークに関係する近時の最高裁判所の判例についても,検討を加え,ネットワーク特有の特質に基づく解釈論のあり方を考察し,判例の問題点を明らかにしえた。ここでは,刑法の総論的な問題が扱われているように見えて,実際には,個別犯罪構成要件の解釈が同時に問題とされ,両方からの個別のアプローチでは,不十分であること,個別犯罪構成要件の解釈に集中しすぎると,総論的な問題に相当程度影響を及ぼし,従来の刑法総論の解釈論を大幅に修正してしまう危険性が明らかにできた。最終年度であり,これまでの研究の総括に向けて,共同研究者間で相互に連絡を取り,議論を進めつつ,各自の担当領域について研究を推進した。それとともに,わが国における特別法の解釈論的研究として,不正アクセス禁止法に関する問題を総ざらえした。また,北欧におけるサイバー犯罪の状況,とりわけ児童ポルノの規制に関する立法論及び解釈論的問題をサーベイした。いずれも,論文として成果を公表することができた。児童ポルノの規制関係では,単純所持の規制に関する合理性を検討しつつ,客体が電磁的記録へと移行していることに注目した。これは,刑法175条におけるわいせつ画像・映像の規制も,かつての情報の化体した媒体から電磁的記録それ自体へと移行しつつあることを確認した。情報関係に関する刑事規制を総合的に調査研究を行い,従来の刑法での犯罪成立要件及び犯罪成立の限界を再検討し,これが現在の情報ネットワークにおける実態との整合性を検討した。さらに,財産的情報の盗取に対する刑事規制の問題を検討し,不正競争防止法にかかる営業秘密侵害罪の立法の経緯,その射程範囲を検討し,処罰範囲の拡大と財産的情報の保護についての間隙が狭まっていることなどを確認した。

こうして,情報ネットワークにおける情報それ自体を保護客体とする形で情報刑法を構成する可能性を明らかにし,その観点から改めて体系構成しなおし,必要な刑事立法の方向性を探ることができた。刑事法学当初の研究の実施計画に基づいて,着実に調査研究が進んでいるだけでなく,口頭発表を通じて学会からの一定のフィードバックもえて,これに基づき調査研究を軌道から逸れないようにコントロールできている。当初の計画通り,わが国における刑法上の課題に関する検討を終了することができ,これらについて,中間的なとりまとめをおこなって,論文および口頭報告をおこなうことができた。今年度の調査研究から,ネットワークにおける情報の保護という点に関して,立法政策的な問題がなお解決すべきことが判明しており,この点を追加して研究をとりまとめることが必要である。そのほかは,当初の研究計画通りに実施することで所定の成果を達成することが可能であると考えられる。前年度の基礎的な作業を踏まえ,比較法研究を全面的に実施し,欧州刑法における情報刑法の枠組みの明確化を図り,わが国おける情報刑法の体系化のあり方を検討することが主たる内容となる。欧州の状況に関しては,とくにスウェーデンを中心として北欧刑法の比較法調査を十分に実施し,現地調査をおこなうなどしてこれまで不十分であった領域の比較法研究をを実施し,北欧における情報刑法の現状を明らかにする予定である(矢野)。ドイツ刑法およびEU刑法との比較法は,前年度までの調査状況を総括し,サイバー犯罪条約を統括している欧州評議会への調査,ドイツ,スイスにおける法制度の実施状況・問題点の実態調査をおこない,たんなる法制度の比較にとどまらず,法の実態をも踏まえた比較法研究を実施する予定である(石井・渡邊)。また,米国法との比較調査をも実施し,大陸法圏との異同を明らかにする予定である。わが国の刑法システムがドイツ法の強い影響のもとに展開されてきたことに鑑みると,そのままの形でわが国に取り入れることは困難であると推測されるが,インターネットにおける犯罪の取組みは,十分に参考となることが推測されるからである。研究の中間的とりまとめをおこなうため,学会報告を予定していたが,出張旅費を使用するにいたるほどの場所で開催されなかったため,余分が生じた。この余剰分に関しては,平成25年度の調査旅行の期間の延長に使用し,より充実した調査が可能となるようにする予定である。
週間リズムの視点の運動科学・栄養科学による肥満予防

体内時計のリズム性の現象として本研究課題では、週に焦点を当てた研究を展開した。ヒトでは、weekday(平日)とweekend(週末)の過ごし方が異なり、平日は学校・仕事で無理に早起きし、週末は遅寝・遅起きとなり、週の中で社会的時差ボケ状態になっている。社会的時差ボケマウスでは土日で末梢時計遺伝子発現・エネルギー代謝リズムが大きく後退し、次の金曜日までに戻らないことが分かった。ヒトの髭毛包細胞のPer3発現リズムの評価でも、社会的時差ボケの夜型は、月曜と金曜で遺伝子発現プロファイルが大きく異なった。社会的時差ボケによる時計の乱れが肥満や精神機能に影響を与える可能性が示唆された。マウスの飼育の明暗比を一時的に変えることは一時的に体内時計を遅らせたり進めたりすることである。ヒトの場合、平日は就寝時間が遅いにも関わらず例えば6時と早く起きる必要があり、明期が延びた状態にある。一方、週末は例えば10時と遅く起きる場合が多く明期が短い、あるいは明暗が後ろに伸びた状態になる。このように平日と週末で体内時計の時間と実時間(生活時間)のずれが起こる。この差が大きいと社会的時差ボケといわれる状態になる。本年度は、この週間リズムを意識した社会的時差ボケマウスの作成に成功した。このマウスの特徴は、3ー6時間の明暗の後退で土日に体内時計が遅れてしまうと、次の月曜から金曜にかけて、補正することが困難になり、常に2ー3時間遅れた状態になっていることが分った。中心時計の視交叉上核のリズムをex-vivoで観察すると、金曜日には体内時計の遅れは戻る方向であったが、末梢時計の肝臓は遅れたままであった。末梢時計の位相はIVISで観察することができた。また、この社会的時差ボケモデルマウスを高脂肪食下で飼育すると、対照の正常明暗飼育マウスに比較して、肥満になることが分った。次に、1週間7日間すべて高脂肪食を与える群(1)、普通食を与える群(2)、5日間は高脂肪食で2日間は普通食を与える群(3)、2日間は高脂肪食で5日間は普通食を与える群(4)の4群を用意した。この状態で4ー5週間飼育し、餌を切り替えるときに体重を測定した。その結果、(1)、(3)、(4)、(2)の順番に体重が重かった。特に(1)と(3)の差は小さく、また(4)と(2)の差も小さかった。また面白いことに、(3)のグループは、高脂肪提示の5日間は体重が急速に増大し、普通食提示の2日間は体重増加が止まった。すなわち、マウスは5日、2日の提示間隔を学習することができた。このように、マウスでも後天的に1週間のスケジュールを学習することが判明した。まず、1週間単位である社会的時差ボケマウスの開発ができたことは研究目標を大いに達成できたことになる。また、このモデルマウスの妥当性を視交叉上核のリズムの位相をex-vivoで明らかにし、かつ肝臓などの末梢臓器の体内時計の位相変位はIVISにより明らかにすることができた。社会的時差ボケでは視交叉上核の時計は週の後半では少し戻る傾向が見られるが、肝臓などの末梢時計は遅れたままであり、このことが、生体の不調和をもたらすことを強く示唆できた。このような研究成果により、初期の目標は十分に達成できたと考えられる。一方で、週間リズム形成のために5日間あるいは2日間の高脂肪食負荷のモデルを作り、マウスに1週間の食生活パターンを覚えさせることに成功した。本方法によりマウスは、高脂肪食と普通食の提示パターンを学習し、7日間の高脂肪食マウスと同様に肥満することが分った。このモデルの開発も非常にユニークであり、週間単位のモデル動物の作成に大いに貢献でき、目標は十分に達成できた。週末の2日間のみ、3時間あるいは6時間明暗環境を遅らせ、それが戻っていると思われる金曜日にマウスの代謝リズムや末梢時計のリズムを調べると、2-3時間後退したままであった。すなわち、明暗を再び3-6時間戻しても体内時計は週末の後退を十分には解消できないことがわかった。また週末の後退を早く解消させるべく、月曜から金曜まで、暗期の最初から6時間覚醒をさせて、末梢時計の位相を調べたところ、遅れたままで解消できなかった。すなわち、社会的時差ボケは強制的覚醒では解消せず、食事や運動の提供が効果的である可能性は残った。これらのマウスの研究成果をヒトの研究に応用可能か否かを検討した。髭を4時間おきに抜き、毛母細胞からmRNAを抽出し、時間軸に対してPer3, Rev-erba, Rev-erbbの遺伝子発現をプロットすると、夜中から明け方をピークとするリズムが観察された。そこで、被験者を夜型で社会的時差ボケが激しい人と、朝型で社会的時差ボケが少ない人で、リズム性を観察した。

社会的時差ボケの人は月曜日と金曜日では、発現リズムのプロファイルが異なるが、朝型の人は、月曜日も金曜日も類似したプロファイルを示した。すなわち、社会的時差ボケ状態では、週の中で体内時計が変動していることが分かり、このことが肥満など代謝異常を引き起こすことにつながるものと考えられる。体内時計のリズム性の現象として本研究課題では、週に焦点を当てた研究を展開した。ヒトでは、weekday(平日)とweekend(週末)の過ごし方が異なり、平日は学校・仕事で無理に早起きし、週末は遅寝・遅起きとなり、週の中で社会的時差ボケ状態になっている。社会的時差ボケマウスでは土日で末梢時計遺伝子発現・エネルギー代謝リズムが大きく後退し、次の金曜日までに戻らないことが分かった。ヒトの髭毛包細胞のPer3発現リズムの評価でも、社会的時差ボケの夜型は、月曜と金曜で遺伝子発現プロファイルが大きく異なった。社会的時差ボケによる時計の乱れが肥満や精神機能に影響を与える可能性が示唆された。今後の研究方針としてはまず、社会的時差ボケを軽減させる方法の開発をあげることができる。この時差ボケは土日に明期が延長し、体内時計が遅れることが原因である。そこで、光入力を断ち切るために、光情報を担う伝達物質であるグルタミン酸の拮抗薬、MK801やテアニンを投与し、防ぐことが可能か否かを調べる。一方で、遅れを戻す力が弱いため、金曜日になっても時計が遅れたままである。そこで、月から金までをマウスの起床に合わせてカフェインを投与する。我々の最近の研究ではカフェインが体内時計の位相を変えることを報告しているので、この効果を利用する。さらに社会的時差ボケマウスの新規物体学習能力を調べることにより、認知機構に異常があるか否かについて明らかになる。高脂肪食5日、普通食2日のモデルの肥満に対して、運動による抗肥満効果を試す。具体的には高脂肪食を摂取する日時に合わせて輪回し運動を負荷する。このことによって、体重増加が抑制されることを期待し、これをヒトの健康行動パターンに挿入する。時間栄養学
バルジング現象で被害を受けた貯水槽の原因究明とその耐震設計に関する研究

制振装置の効果を検証するために、3×3×3mの実機FRP製貯水槽を用い、水深は常用水深である2700mmにて加振実験を行った。まず、スロッシング用制振装置である浮体式波動抑制装置を貯水槽内に浮かべて設置する。次に新たに開発したバルジング用制振装置を設置する。この制振装置は、特殊ポリエチレンでシリコンである減衰材を挟んだサンドイッチ構造であり、ポリエチレンとシリコーンゴム間で生じる摩擦抵抗とシリコーンゴムの変形によるヒステリシスにより減衰を得るものである。これを貯水槽隅角部の4隅、貯水槽底から1000mmと1500mm位置の8カ所に取り付けた。これにより制振装置の有無による貯水槽側壁変位と波高の低減効果に関しての地震波用いて比較を行った。本実験で用いる地震波は,熊本地震宇土NS方向観測波であり,振動台の能力制限から変位の50%で加振するものとし,加振方向は計測面に直交に加振した。本研究では、既存貯水槽における耐震性能向上のための制振装置の検討を行っ結果、スロッシング用制振装置である浮体式波動抑制装置を設置することで内容液の液面揺動を抑え、バルジング用制振装置を隅角部内部に設置することで壁面変位の低減を可能とした。同時に流体と構造の連成解析を行い、実験結果の裏付けを行った。この結果、スロッシング振動とバルジング振動という異なった現象から貯水槽の耐震性を大幅に向上する手法を見いだすことができた。今後の課題は、バルジング制振装置用いている制振材料の最適化をさらに検討することが残されている。平成28年度本研究着手の直後の4月14日16日に熊本県を中心として震度7の地震が2回、震度6強が2回発生し、長周期の地震動も観測された。研究グループでは、発災直後の4月17日から半年に渡って数回の熊本市を中心として貯水槽関連の被害の現地調査を実施して来た。この調査で、特に熊本市周辺の災害拠点病院で貯水槽の被害や上水道の大型配水池等でのタンクの損傷を多数確認することができた。被害域は、熊本市内周辺に限らず震源から200Km余り離れた別府市付近まで広がっている事を掴んだ。このようなことから本年度は、新たな事例である熊本地震ので被害調査から得られたデータを基に、貯水槽の被害がスロシング現象が原因なのか、バルジング現象が原因なのか、また両者が同時に発生したのかを被害事例毎に確認してきた。また、最新の設計基準で製作されている貯水槽にも多くの被害が生じていることも判明した。一方、本研究の中心研究課題であるバルジング現象は、側板のパネルが液体と接して振動することから、側板が弾性体として変形しながら振動することであり、流体と構造の連成振動(Fluid-Structure Interaction)の問題である。そのために明らかにスロッシング現象とはその性状が異なっている。このバルジング現象が、現行の設計に反映されてこないことが判った。そのためバルジング現象発生時には、側板のパネルに水深方向へ大きくなる水平方向の動液圧が作用し、これが地震発生に衝撃力となり側板を加振することから、下部側板のパネルに損傷被害が生ずることとなることの仮説を立てた。さらに振動方向に方向角がある場合には、波が隅角部に集中することからこの部分に損傷が集中することも指摘した。平成28年度本研究着手の直後に熊本地震が発生し、この地震で発生した貯水槽の被害調査に多くの時間を使った。しかし、この原因究明は本研究の大きな柱であることから、重点的に研究を実施した。一方、当初の研究計画であった(1)小型模型を用いての制振装置の最適形状選定、(2)中型模型を用いての制振装置の最終形状確認、(3) CFDによる構造と流体の連成解析に関しては当初の計画通りに進めることができた。450×450×450mmのアクリル製矩形モデルを用いて、バルジング現象について振動実験ならびに流体と構造の連成解析から検証を行った。その結果、壁面変位より8.0Hz11.0Hzの比較的広い周波数範囲にバルジングの固有振動数があることが掴めた。これよりスロッシングは、固有振動数の明らかなピーク値が存在し、かつスロッシングが発生すると減衰が小さいことから収束までに時間がかかることが我々の既往の研究からわかっている。また、タンクの上部に大きな力が加わるため、上部破損の原因であると考えられている。これに対し壁面変位の結果よりバルジングは、発生する周波数域がある幅で存在することである。さらに壁面の変位は中心部が最大を示すことから、壁面の中心付近で被害が発生することが考えられる。ところで,熊本地震等でバルジング被害があった貯水槽は、パネル式タンクでありパネルの最下段部分のパネルで損傷している。このことからも最下段のパネルに負荷が掛かっていることになる。次に実機貯水槽3×3×3mのFRP水槽を大型振動台に設置し、壁面のハンマリングにより得られた壁面の卓越振動数とバルジング発生振動数域の関係を求め、これが合致することを掴んだ。以上、本年度は、小型から実機貯水槽に至る振動実験と流体と構造の連成解析を行い、バルジングの発生のメカニズムを把握した。小型から実機貯水槽に至る振動実験と流体と構造の連成解析が予定通りに進めることができた。

制振装置の効果を検証するために、3×3×3mの実機FRP製貯水槽を用い、水深は常用水深である2700mmにて加振実験を行った。まず、スロッシング用制振装置である浮体式波動抑制装置を貯水槽内に浮かべて設置する。次に新たに開発したバルジング用制振装置を設置する。この制振装置は、特殊ポリエチレンでシリコンである減衰材を挟んだサンドイッチ構造であり、ポリエチレンとシリコーンゴム間で生じる摩擦抵抗とシリコーンゴムの変形によるヒステリシスにより減衰を得るものである。これを貯水槽隅角部の4隅、貯水槽底から1000mmと1500mm位置の8カ所に取り付けた。これにより制振装置の有無による貯水槽側壁変位と波高の低減効果に関しての地震波用いて比較を行った。本実験で用いる地震波は,熊本地震宇土NS方向観測波であり,振動台の能力制限から変位の50%で加振するものとし,加振方向は計測面に直交に加振した。本研究では、既存貯水槽における耐震性能向上のための制振装置の検討を行っ結果、スロッシング用制振装置である浮体式波動抑制装置を設置することで内容液の液面揺動を抑え、バルジング用制振装置を隅角部内部に設置することで壁面変位の低減を可能とした。同時に流体と構造の連成解析を行い、実験結果の裏付けを行った。この結果、スロッシング振動とバルジング振動という異なった現象から貯水槽の耐震性を大幅に向上する手法を見いだすことができた。今後の課題は、バルジング制振装置用いている制振材料の最適化をさらに検討することが残されている。小型、中型模型を用いた振動実験得られた成果を実機貯水槽(3、000×3,000×3,000)へ生かす研究を実施する。但し、熊本地震の被害調査から得られた結果を生かすこととをまず第一の目的とするので、小型、中型模型を用いての振動台実験も年度の前半は行うこととする。特に、バルジング現象発生時には、側板のパネルに水深方向へ大きくなる水平方向の動液圧が作用し、これが地震発生に衝撃力となり側板を加振することから、下部側板のパネルに損傷被害が生ずることとなることの仮説を立てたが、これを実証して行く。さらに、仮説に対応した制振装置も新たに検討する。貯水槽の耐震性向上の一つの提案として、免震構造の採用などが考えられる。そのため、既存の貯水槽のバルジングに対しての耐震性向上に関する検証を行うことが必要である。最終年度は、耐震性向上のために既存の貯水槽に装着可能で、スロッシングで効果が確認されている著者らが提案している浮体式制振装置などのバルジング発生時の制振効果の確認を行うことである。研究着手直後に熊本地震が発生し、本研究の目的の一つである『バルジング』によると思われる被害が多数発生した。そのため、被害調査を優先し、これより原因究明を優先した。現地調査で得られた成果を本研究に生かすために、愛知工業大学耐震実験センターでの実機水槽での振動実験を次年度へとした。愛知工業大学耐震実験センター内の大型振動台を利用しての実験は、2017年12月2018年1月を予定していた。しかし、振動台が屋外設置であるため、この時期に数十年来の大寒波であったため屋外での実験が十分にできないと判断し、実施期間を若干短縮して暖かくなってからの3月に実施したため。愛知工業大学耐震実験センターで行う振動実験へ使用する。
ヒト染色体逆位モデルマウスを用いたＥＶＩ１高発現による白血病幹細胞維持機構の解析

3q26と3q21との間の染色体転座および逆位は、3q26側に存在するEVI1遺伝子の高発現を誘導し、予後不良の白血病の原因となる。本研究では、二つの大腸菌人工染色体クローンを連結することによって、3q21と3q26との間の染色体逆位を再現する新規の白血病モデルマウス(3q21q26マウス)を樹立した。この3q21q26マウスは24週令以降に白血病を発症した。このマウスでは白血病発症前から骨髄内に異常なCD34強陽性の細胞の蓄積がみられたことから、この細胞が白血病発症に関連するものと考えられた。3番染色体長腕21(3q21)領域と同じく3番染色体長腕26(3q26)領域との間の転座または逆位は、急性骨髄性白血病の予後を著しく悪化させる。このアリルでは、3q26側に存在するEVI1遺伝子の発現上昇が原因であることが報告されているが、その発症機構はわかっていない。本研究では、大腸菌人工染色体を用いて、3q21、3q26間の転座・逆位を伴う白血病のモデルマウス(3q21q26マウス)を作製した。3q21q26マウスは、全身の細胞においてトランスジーンをもつにも関わらず、造血幹細胞および前駆細胞特異的にEVI1遺伝子を高発現していた。さらに、このマウスは、24週令以降に骨髄性およびリンパ性白血病を発症した。3q21q26マウスの骨髄では、白血病を発症する前から、野生型マウスではみられない異常な造血前駆細胞が蓄積していた。この細胞の蓄積は、週令を追うごとに増加しており、白血病の発症に関わっていることが示唆された。申請者らは、3q21側に造血幹細胞および前駆細胞ではたらくGATA2遺伝子のエンハンサーを同定している。そこで、このGATA2遺伝子エンハンサーが転座または逆位アリルにおいてEVI1遺伝子の発現を活性化させているのではないかという仮説を立て、これを検証した。3q21q26マウス構築からGATA2遺伝子エンハンサーのみを欠損させたトランスジーンをもつマウスを作製し、同様に解析したところ、エンハンサー欠損マウスでは白血病の発症が抑制された。また、3q21q26マウスで観察された異常な前駆細胞の蓄積も軽減していた。エンハンサー欠損マウスでは、EVI1遺伝子の発現が有意に減少していたことから、3q21側のGATA2遺伝子エンハンサーが3q26側のEVI1遺伝子の発現を活性化することによって白血病が誘導されることが示された。EVI1遺伝子の高発現は急性骨髄性白血病(AML)の約10%にみられ、予後を著しく悪化させる。本研究は、EVI1遺伝子を高発現する造血幹細胞および白血病幹細胞の性質を明らかにすることを目的としている。EVI1遺伝子を高発現するAMLの約30%に、EVI1遺伝子が存在する3番染色体長腕26領域(3q26)と同じく3番染色体長腕21領域(3q21)との間の転座または逆位がみられる。そこで、3q26領域と3q21領域をそれぞれ含む大腸菌人工染色体(BAC)クローンをCre-Loxシステムによって連結し、逆位アレルを再現する約200 kbのBACクローンを作製した。このクローンを用いてトランスジェニックマウス(3q21q26マウス)を作製したところ、これらのマウスでは造血組織特異的にEVI1遺伝子の高発現がみられた。また、これらのマウスは6ヶ月令頃から白血病を発症した。白血病を発症したマウスを解析したところ、多数の組織において白血病細胞の浸潤がみられたことから、ヒトのEVI1遺伝子高発現白血病と同様に悪性度の高い白血病であることが考えられた。これらの結果から、3q21q26マウスはEVI1遺伝子高発現白血病のモデルであるといえる。そこで、EVI1遺伝子高発現白血病の発症機構を明らかにするために、このマウスの造血幹細胞および前駆細胞画分をフローサイトメトリーによって解析した。その結果、白血病を発症する前から、正常な造血幹細胞および前駆細胞とは異なる画分に細胞の蓄積が観察された。この細胞群は高いコロニー形成能をもつことから、この細胞群が白血病幹細胞の出現に関与すると考え、次年度にさらなる解析を行う。現在までにEVI1遺伝子の発現量が異なる3系統の3q21q26マウスを樹立している。24年度に行ったマウスの長期観察により、3q21q26マウス3系統すべてが6ヶ月令頃から白血病を発症することが明らかになった。この白血病細胞は多数の組織に浸潤しており、悪性度の高いものであった。