hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ニッケル起微粒子膜による二酸化炭素から一酸化炭素の製造

本研究は、二酸化炭素から効率よく一酸化炭素を製造するため、水素吸蔵合金/ニッケル超微粒子複合成型膜を触媒(あるいは触媒担体)ならびに分離膜として同時に利用しようとするものである。すなわち、本研究の最終目的は、当該分離膜で隔てられた片側の空間で炭化水素の脱水素を行い、膜を通してもう一方の空間に拡散した水素により二酸化炭素を部分還元し、一酸化炭素を得ようとするものである。今年度の研究においては、上記目的を達成するために最も重要と考えられる水素吸蔵合金の触媒機能ならびに水素保持能力を確認するため代表的水素吸蔵合金であるLaNi_5粒子を使用して固定床流通反応器により炭化水素脱水素/二酸化炭素水素化サイクル反応を実施した。水素吸蔵合金1gを内径10mmの反応管に充填し、水素気流下450゚Cで前処理を行った。その後、温度を反応温度(400゚C)まで下げ、反応管に送るガスを水素から二酸化炭素(分圧10kPa、アルゴンバランス、合計流量200cm^3/min)に切り替えた。30分間二酸化炭素を流通させた後、流入ガスを二酸化炭素からシクロヘキサン(分圧1.3kPa、アルゴンバランス、合計流量200cm^3/min)に切り替えた。この、二酸化炭素/シクロヘキサンサイクル反応を4回繰り返し、出口ガスをガスクロマトグラフにより分析した。二酸化炭素送入時は一酸化炭素が、シクロヘキサン送入時はシクロヘキセン及びベンゼンが生成した。LaNi_5は、粒子径が異なる5種類の試料(10,38,60,100,700μm)を使用した。二酸化炭素からの一酸化炭素収率は、10μmのLaNi_5を用いた場合が最も大きく4%であった。また、4サイクルの実験中その転化率は低下しなかった。
組織内個人間の理解共有強化過程に見る製造企業の品質創造経営の調査研究

1.第1回実態調査の追加実施:前年度,埼玉県西部地区にある典型的な製造企業4事業所を抽出し,第1回実態調査を実施した。今回,実態調査の拡充を図るべく,関西地区にある典型的な製造企業2事業所を対象に第1回実態調査を追加実施した。2.品質創造経営状態と組織内コミュニケーション状態の構造的関係モデルの改良:第1回実態調査の結果を解析し,品質創造経営状態の診断結果と改善指針案を6事業所にフィードバックし,各事業所との討議を通じて得られた知見を踏まえて,構造的関係モデルを改良した。3.第2回実態調査の実施:上記2に沿って実態調査法を改良し,上記調査対象事業所に対して第2回実態調査を実施中である。4.今回及び研究期間全体から得られた知見:(1)研究推進の基軸となると同時に調査データ解析の基準となるモデルとして独自開発した《相互作用する場のモデル(IFM)》を理論的に強化・改良した結果,個人の理解形成と個人間の理解共有を強化すること,即ち,個人内部の相互作用と,時空内に複数の個人間の相互作用で構築される組織内コミュニケーション活動の動的な構造と機能が考察可能となった。(2)IFMを応用し構造的関係モデルの記述法を追究し,実態調査法を開発し,次の知見を得た。1組織内個人間の理解共有が進むと品質創造力が向上するという現象が明確に確認できる。2組織内コミュニケーション状態の調査が,個々の製造企業の品質創造機能の特徴把握に有効であり,3品質創造経営状態の診断が可能である。5.今後の展開:今回実施中の第2回実態調査の結果を解析し,第3回実態調査を実施し,企業現場への適応性向上を目指して構造的関係モデルを改良し,品質創造経営のための経営診断と経営改善のプロトコルの完成を目指す。6.研究成果の公表:JOMSA第10回全国研究発表大会で上記1の成果を発表した。上記2の成果は令和元年度学会発表予定である。平成27年度の研究実績は次の通りである。1.《相互作用する場のモデル(IFM)》の理論的改良:調査研究の計画と解析の基準となる組織内コミュニケーションのモデルとして《相互作用する場のモデル(IFM)》を過去15年にわたって継続的に開発してきたが,今回は定量性を追究する観点からコミュニケーションのミクロな構造に注目した。IFMに特徴的な理解共有の素過程の中の個人の内部の機能に踏み込んで情報と知的システムの相互作用を規定することにより理解の意味づけを定式化する理論的改良を行った。2.世界的大規模製造企業実態調査データ解析:報告者が参加する「ハイパフォーマンス製造企業国際共同研究」が2012年から実施した世界的大規模製造企業第4次実態調査の中の日本企業の最新データを用いて組織内コミュニケーションの構造と機能を解析した。3.今回得られた知見:(1)IFMの理論的改良の結果,1個人の知的システムが時空の各点で情報と相互作用することによって,理解を形成すると同時に情報を受発信しながら理解共有が進む素過程を明確に規定した,2この素過程が個人を結合してできる,時空に展開する組織内コミュニケーション活動の動的な構造と機能を定量的に論ずることに近づいた。(2)日本製造企業の最新データを解析して,品質創造経営に関する次の問題点を明らかにした。1品質創造に不可欠な顧客との関係が製造企業全体で脆弱である。2競争力強化にITS(Information Technologies and Systems)を活用しきれていない。4.研究成果の公表:オペレーションズ・マネジメント&ストラテジー学会第7回全国研究発表大会で上記2の成果を口頭発表した。また,上記1の成果は平成28年度学会発表予定である。研究の常として,研究遂行の詳細は必ずしも当初の想定とは一致していない。当初の計画では,報告者が参加し,2012年から実施した世界的大規模製造企業第4次実態調査の最新データを使用して理解共有強化過程と品質創造力の構造的関係モデルを構築する予定であったが,データの質が想定と異なるために,調査対象の選定から構造的関係モデルの構築に至るまで研究遂行の抜本的見直しを迫られることになった。本研究と中核的目的を異にする上記実態調査は,製造企業の経営上重要不可欠な顧客との関係という視点の取り込みが十分ではないことが障害となった。この問題を解決するために,最高経営責任者や豊富な現場経験を持つ複数の実務経験者との討議から得た知見を基に,より高い適合性ある構造的関係モデルを構築すべく解析フレームワークの改良検討を実施した。同時に《相互作用する場のモデル(IFM)》の理論的改良を行った。本研究の最大の目的は,組織内コミュニケーションがいかにして製造企業の品質創造に貢献するか,その構造と機能を探究することである。IFMは,常に本研究の計画と解析の拠り所となる組織内コミュニケーションに関する本研究独自の基準モデルで,過去15年にわたって継続的に開発してきた。IFMの当面する課題は定量性の確立である。今回はコミュニケーションのミクロな構造に着目した。定量性は基礎から積み上げる必要があるからである。その上で,1個人の理解形成と2個人間の理解共有を強化する素過程と3複数の素過程が展開する時空を用いて,組織内のコミュニケーション活動の動的な構造と機能を論ずることができるように改良を施し,IFMの理論的かつ実用的精度の向上を図った。これらの成果に基づいて,平成28年度の研究を推進する。よって,研究は概ね順調に進捗しているということができる。

平成28年度の研究実績は次の通りである。1.《相互作用する場のモデル(IFM)》の理論的改良:調査研究の基準となる組織内コミュニケーションのモデルとして《相互作用する場のモデル(IFM)》を独自開発してきたが,今回更に理論的改良を行った。前年度は,定量性を追求してコミュニケーションのミクロな構造を精密化したが,今回は,組織全体の理解共有状態の把握を重視して組織コミュニケーションのダイナミックスの表現法を開発した。2.品質創造経営状態と組織内コミュニケーション状態の構造的機能相関モデルの開発:上記1で改良したIFMを応用して,製造企業の品質創造経営状態と組織内コミュニケーション状態の構造的機能相関関係が記述可能なモデルを開発中である。3.今回得られた知見:(1)IFMの本質は,相互作用と場である。場とは,相互作用の素過程から形成された理解共有の状態が,組織内の理解共有などを強化する力を持つ現象をとらえた概念である。この強化する力,即ち場の強度をサーモグラフィー的表現で視覚的に理解する手法を開発した。これは諸学者に組織内コミュニケーションの本質を理解させる教育的意義がある。(2)IFMのコミュニケーションの素過程の内部構造の考察から,1個人間の理解共有を強化する素過程と2個人の理解形成過程に関連した製造企業のコミュニケーション状態と品質創造経営状態を把握する実態調査法を開発中である。研究の常として,研究遂行の詳細は必ずしも当初の想定とは一致していない。本研究の最大の目的は,組織内コミュニケーションがいかにして製造企業の品質創造に貢献するか,その構造と機能を探究することである。本調査研究の主な計画は,1組織内コミュニケーションを記述する基準モデルの開発,2製造企業の品質創造経営状態と組織内コミュニケーション状態の構造的機能相関が記述可能なモデルの開発,3製造企業の実態調査の実施である。1で開発した基準モデルを応用して2の構造的機能相関モデルを開発し,そのモデルの解析フレームワークに則って開発したアンケート調査等を基に3製造企業の実態調査を実施する,という手順である。申請者は本研究の計画と解析の拠り所となる組織内コミュニケーションに関する基準モデル《相互作用する場のモデル(IFM)》を過去16年にわたって継続的に開発してきた。組織におけるコミュニケーション活動をより実態に即した記述可能なモデルにすべく,前年度に引き続き今回も,既存のコミュニケーション・モデルを調査し,比較検討しながら,IFMの理論的改良を行っているので,1組織内コミュニケーションの基準モデル開発に当初の想定以上の時間を要している。しかし,現実に即した実用的なIFMの理論的開発に伴い,個人の理解形成と個人間の理解共有を強化する素過程と時空の中に複数の素過程で構築される組織内コミュニケーション活動の動的な構造と機能が考察できるように改良を施すことが可能となった。更に,アンケート調査の質問項目の開発は,コミュニケーション場の強度の測定法の開発を伴うもので,これにも多くの時間を要した。これらの成果に基づいて,平成29年度は上記2と3の実施を推進する。よって,研究は概ね順調に進展しているということができる。平成29年度の研究実績は次の通りである。
がん発症に関わる遺伝子の選択的不活性化法の研究

本研究は、化学合成した核酸をがん発症に直接関わっていると考えられている遺伝子に選択的に作用させて、その遺伝子を不活性化することでガンの治療を行おうとする治療法(アンチセンス法によるがん治療)の開発に関する。今まで、アンチセンス法は確実に機能し、極めて疾患特異性の高い治療法になりうるとの成果を発表してきたが、より一層効果的な分子の開発が求められている。本研究はこの背景のもとで、遺伝子制御に極めて本質的な能力を持つアンチセンス分子の構築とその評価を目的とした。アンチセンス分子の機能化に用いた分子は(1)環境に応じて蛍光強度を変える蛍光物質(ピレン)と(2)紫外光照射により対象RNAと共有結合するソラレンとを選んだ。その結果、以下の知見が得られた。(1)2′水酸基にピレンを持つアンチセンス分子を開発した。この分子は対象核酸(DNA,RNA)に応じて、その蛍光強度を変えた。特に、特殊な配列を持つアンチセンス分子は対象RNAとの結合によって蛍光強度は100倍以上に増加した。(2)5′水酸基に光架橋性のソラレンを持つアンチセンス分子を開発した。この分子は対象RNAの一本鎖領域にあるウラシルと選択的に紫外光照射によって共有結合を形成すると期待されるが、RT-PCR法によって目的としたRNAのサイトと結合していることが確認できた。また、この分子を培養がん細胞に添加し紫外光照射を行った結果、0.5μM以下の濃度で細胞増殖を抑制した。これらの結果は、新しく開発した機能化アンチセンス分子を用いることで、アンチセンス分子が結合し得るRNAの領域を同定できること、ならびに光照射により細胞増殖制御能を相乗的に高めることが出来ることが示された。
老化に伴う記憶低下を制御する因子の網羅的探索

ヒトを含む生物は老化に伴い記憶が低下するが、そのメカニズムはまだ明らかではない。本研究では、加齢依存的に発現量が変化する遺伝子群をトランスクリプトーム解析により抽出し、ショウジョウバエの嗅覚記憶システムをモデル系とした記憶行動解析により加齢性記憶障害の原因候補遺伝子を同定する。これらの候補遺伝子について遺伝学的行動解析を行うことによって、候補遺伝子が加齢性記憶障害の原因遺伝子である可能性を検討する。これらの遺伝学的スクリーニング解析を行った結果、NOの受容体である可溶性グアニルシクラーゼ(sGC)のサブユニットが、加齢に伴い発現量が増加し記憶を負に制御する候補遺伝子として同定した。具体的には、sGCサブユニットを神経細胞で一過的にノックダウンすると記憶が向上した。また、sGCを薬理学的に阻害した個体における記憶を評価したところ、若齢個体・老齢個体の両者において記憶が改善することが明らかとなった。さらに、sGCの上流にあたるNO合成酵素(NOS)の記憶障害への関与を検討した。神経系の細胞で一過的にNOSをノックダウンした個体を作製して記憶を評価したところ、NOSをノックダウンした個体で中期記憶の有意な上昇が見られた。また、NOSを薬剤依存的に阻害した個体の記憶を評価したところ、老齢個体における中期記憶の形成が有意に上昇することが明らかとなった。以上のことより、NO-sGC経路が加齢に伴い更新することで記憶の低下を引きおこすことが示唆された。若齢個体・老齢個体の頭部RNA-seq解析とゲノムワイド網羅的遺伝学的スクリーニング(嗅覚連合学習)の結果を比較解析し、加齢に伴う記憶低下の原因となる責任候補遺伝子群を57遺伝子抽出した。これらの遺伝子群について時期・場所特異的に遺伝子を発現させることが可能なGal4-UAS遺伝子発現系である“gene-switchシステム"を用いて神経細胞で発現量を一過的に改変し、老齢個体における記憶低下が抑制もしくは増悪するか検討した。その結果、NOの受容体である可溶性グアニルシクラーゼ(sGC)のサブユニットが、加齢に伴い発現量が増加し記憶を負に制御する候補遺伝子として同定し、詳細な解析に進んでいる。このように、交付申請書に記載した内容についてほぼすべて順調に進んでいる。今回明らかにしたNO-sGC経路と老齢個体の記憶低下との関与について、NO、sGCそれぞれがどの細胞群で記憶を負に制御しているのか、また当該細胞において加齢に伴う発現量の変化も併せて検討する。また、その他の候補遺伝子についても解析を進める予定である。(理由)研究計画を推進していく過程で、NO-sGC経路と加齢に伴う記憶低下との関与について明らかになってきた。これらについての詳細な解析や、その他の候補遺伝子についても解析を進める予定であるため、次年度使用額が生じた。(使用計画)NO-sGC経路と加齢に伴う記憶低下との関与についての詳細な解析や、その他の候補遺伝子について解析を進める。
分子イメージングを用いた新たな腫瘍バイオマーカーの開発

近年悪性腫瘍のさまざまなバイオマーカーが発見され、オーダーメイド医療に活用されるようになってきた。バイオマーカーの測定には生検などが行われるが、原発巣と転移でマーカーの発現が異なることが少なくない、などの理由で画像診断への期待が高まっている。画像所見とバイオマーカーとの関係も解明されつつあるが、解析方法は平均値など単純なものであり、得られた情報の一部しか使われていないと感じる。ところで、悪性腫瘍は不均一であり、とくに病巣周辺部と中心部ではかなり異なる環境にあることはよく知られている。たとえば壊死は腫瘍の中心部分で起こりやすく、悪性度の高いがんは中心部に壊死を伴うことが多いことが知られている。MRI拡散協調像から得られるapparent diffusion coefficient (ADC)値は細胞密度と逆相関にあることが報告されている。そこで、腫瘍の辺縁部分と中心部分を自動的にわけてADCを測定するソフトウェアを開発した。それを実際の症例で解析を行い、Ki-67(腫瘍の分裂度、つまり悪性度)とこの辺縁部分と中心部分のADC値の差は有意な相関関係が見られたこと、また乳房腫瘤の良悪性鑑別においてその鑑別精度をADC値だけを用いる場合よりも向上することを示した。研究の過程で、ADC値測定への周囲脂肪組織の影響を実感した。そこで脂肪のADC値の測定を行い、がんよりも非常に低値であることを確認した。また、このことをコンピューターによる拡散強調画像改善に用いると、拡散強調画像で問題となる脂肪抑制失敗によるアーチファクトを軽減できることを見つけた。これにより、拡散強調画像による乳がん診断において、診断精度が有意に向上することを示すことができた。MRI拡散強調像から得られるADCという値は細胞密度と逆相関にあることが報告されており、日常臨床でも腫瘍辺縁部はADC値が低く(細胞密度が高く)、腫瘍中心部はADC値が高い(細胞密度が低い)ことを経験する。PETでも同様に腫瘍中心部のFDG集積は少なく、腫瘍辺縁部分の集積は高いことを経験する。そこで腫瘍の辺縁部分と中心部分を自動的にわけて測定するソフトウェアを開発すれば、腫瘍の悪性度などが画像から判別できるのではないかと考えた。今年度はまず、その腫瘍を腫瘍の輪郭を囲むと、その内側数ミリを自動的に描出し、腫瘍全体、辺縁部分、中心部分の信号値を計測するソフトウェアの開発に尽力し、それに成功した。また、解析のもとになる拡散強調画像などのMRI画像、あるいはPET画像の撮影方法の改善も副次的目的として研究を行っている。ADC値を計算するのに使う拡散強調画像では腫瘍と脂肪抑制されなかった脂肪がともに高信号に描出され、その判別に苦慮することも少なくないのだが、ADC値によりある程度判別できることを発見し、学会で発表した。今年度はまず、その腫瘍の輪郭を囲むと、その内側数ミリを自動的に描出し、腫瘍全体、辺縁部分、中心部分の信号値を計測するソフトウェアの開発に尽力し、それに成功した。また、MRI拡散強調画像では腫瘍と脂肪抑制されなかった脂肪がともに高信号に描出され、その判別に苦慮することもあるのだが、ADC値によりある程度判別できることを発見し、日本医学放射線学会で発表した。また、共同研究者である高原らが開発した方法によるMRI拡散強調画像(DWIBS法)の有用性について癌治療学会で招待講演を受けた。また、悪性腫瘍の診断・治療では転移の検索やその治療効果を把握することが非常に大事だが、この撮影方法の転移における有用性を乳がん画像研究会などで発表した。MRI拡散協調像から得られるADCという値は細胞密度と逆相関にあることが報告されている。そこで、腫瘍の辺縁部分と中心部分を自動的にわけてADCを測定するソフトウェアを開発すれば、ADC値の分布から壊死の程度を予測でき、腫瘍の悪性度などが画像から判別できるのではないかと考えた。昨年度はそのソフトウェアを開発した。本年度はそのソフトウェアで実際の症例を解析してみた。すると、種々のアーチファクトがADC値に影響していることがわかった。アーチファクトはとくに脂肪とそうでない部分の境界に生じているように見え、その原因の一つが脂肪抑制方法に関するものだということが推測された。

現在、アーチファクトを再現するためにファントム作成を行っており、それによりアーチファクト軽減の方法、さらには画質改善方法を研究している。これらの研究過程でADC値を利用することにより、脂肪抑制失敗アーチファクトを画像から取り除くことを示し、乳がん画像研究会で発表した。また、前立腺癌においてADC値を利用することにより作成した計算画像と前立腺癌の悪性度に相関することがわかり、誌上発表した。昨年度開発に成功したソフトウェアでMRI画像を解析しようと思っていたが、解析に取り掛かると、MRIの画像に種々のアーチファクトによる影響があることがわかり、それが無視できないことがわかってきた。そこで症例解析を後回しにして、どのようなアーチファクトが生じてどのような影響が画像に生じているかを現在検討している。現在はアーチファクトを再現するためにファントムを自作している。このため、当初よりも研究の進展はやや遅れている。近年悪性腫瘍のさまざまなバイオマーカーが発見され、オーダーメイド医療に活用されるようになってきた。バイオマーカーの測定には生検などが行われるが、原発巣と転移でマーカーの発現が異なることが少なくない、などの理由で画像診断への期待が高まっている。画像所見とバイオマーカーとの関係も解明されつつあるが、解析方法は平均値など単純なものであり、得られた情報の一部しか使われていないと感じる。ところで、悪性腫瘍は不均一であり、とくに病巣周辺部と中心部ではかなり異なる環境にあることはよく知られている。たとえば壊死は腫瘍の中心部分で起こりやすく、悪性度の高いがんは中心部に壊死を伴うことが多いことが知られている。MRI拡散協調像から得られるapparent diffusion coefficient (ADC)値は細胞密度と逆相関にあることが報告されている。そこで、腫瘍の辺縁部分と中心部分を自動的にわけてADCを測定するソフトウェアを開発した。それを実際の症例で解析を行い、Ki-67(腫瘍の分裂度、つまり悪性度)とこの辺縁部分と中心部分のADC値の差は有意な相関関係が見られたこと、また乳房腫瘤の良悪性鑑別においてその鑑別精度をADC値だけを用いる場合よりも向上することを示した。研究の過程で、ADC値測定への周囲脂肪組織の影響を実感した。そこで脂肪のADC値の測定を行い、がんよりも非常に低値であることを確認した。また、このことをコンピューターによる拡散強調画像改善に用いると、拡散強調画像で問題となる脂肪抑制失敗によるアーチファクトを軽減できることを見つけた。これにより、拡散強調画像による乳がん診断において、診断精度が有意に向上することを示すことができた。今年度開発に成功したソフトウェアにより腫瘍辺縁部分と中心部分の信号値の違いを様々ながんで測定する。そしてそれらとさまざまなバイオマーカー(Ki-67、ホルモンレセプター、Her2レセプター)、や予後(無病再発率、転移の出現の有無、生存率)との関係を研究していく。そして将来的にはオーダーメイド医療に役立つものになるよう研究を進めていく。
自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患と悪性腫瘍合併に関する臨床的・免疫遺伝学的検討

自己免疫性膵炎(AIP)、IgG4関連疾患(IgG4-RD)と悪性腫瘍発症について検討した結果、標準化罹患比はそれぞれ2.08 (95%信頼区間:1.32-2.85)、2.01(95%信頼区間:1.34-2.69)であり、AIP、IgG4-RDは悪性腫瘍発症と有意に関連していた。またIgG4-RD患者は12年以内において一般人口と比べ有意に悪性腫瘍を発症した。AIP、IgG4-RDの遺伝的背景を検討した結果、AIPでは日本人で広範に認められる機能的なrs3184504以外に疾患と相関するSNPの存在が示唆され、IgG-RDでは血管炎発症にIL1R1遺伝子多型が関与していることが示唆された。AIPと悪性腫瘍発症について検討した結果、109例(男性84名、女性25名、年齢中央値66歳)で種々の悪性腫瘍を30例に認め、標準化罹患率は2.08 (95%信頼区間:1.32-2.85)であり、AIPは悪性腫瘍合併と有意に関連していた。また,膵癌に関しては標準化罹患率6.81 (0.13-13.5)であり、有意な相関は認めなかったが、両者の関連は推定され今後症例数を増やして検討する必要があると考えられた。IgG4-RD 158例(男性119名、女性39名、年齢中央値72歳)では34名に36例の悪性腫瘍が認めら、標準化罹患比は2.01(95%信頼区間:1.34-2.69)となりIgG4-RDは悪性腫瘍合併と有意に関連していた。IgG4-RD診断1年以内における標準化罹患比は3.53(95%信頼区間:1.23-5.83)、診断1年以後における標準化罹患比は1.48(95%信頼区間:0.99-1.98)より、悪性腫瘍はIgG4-RD診断1年以内に診断されることが多いと考えられた。一般人口の年代別悪性腫瘍罹患率を用い、カプランマイヤー曲線で比較検討した結果、IgG4-RDと診断してから12年以内においてはIgG4-RD患者は一般人口と比べ有意に悪性腫瘍を発症した。悪性腫瘍発症群は非発症群と比べ診断時において血清活動性マーカーであるIgG4、可溶性IL-2受容体、免疫複合体が有意に高値であった。(J Rheumatol. 2015Nov;42(11):2135-42.)自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患と悪性腫瘍発生について有意な関連を確認することができた。自己免疫性膵炎(autoimmune pancreatitis:AIP)、IgG4関連疾患(IgG4-related disease:IgG4-RD)と悪性腫瘍合併に関する検討。AIP、IgG4-RDは有意に悪性腫瘍合併が多かったが、生命予後については不明である。診断後3年以上の経過を追えたAIP患者を対象とした標準化死亡比(SMR)は0.61(95%信頼区間:0.330.90)であり、一般人口よりも有意に死亡が少なかった。厳重なフォローにより疾患が早期発見されることが良好な生命予後に寄与している可能性がある。またAIPは高齢者が多く悪性腫瘍以外の因子が死亡に関連していている可能性がある。IgG4陰性AIP例は一般的に活動性が低いが、長期予後については不明である。IgG4陽性AIP 84例と陰性12例の臨床所見、長期経過を比較検討した結果、IgG4陰性群で女性比率が有意に高く、長期経過の比較では膵石、悪性腫瘍、死亡には両群間で有意差を認めなかった。Kaplan-Meier法による長期経過の解析では、IgG4陽性群で再燃が陰性群に比較して有意に多かったが、悪性腫瘍発生、死亡率については両群間で差を認めなかった。従って、IgG4陰性例でも長期にわたる注意深い観察が必要と考えられた。AIP発症に関連する遺伝的背景の検討。GWAS解析で自己免疫性肝炎における疾患感受性候補遺伝子として報告されたS2BH3について、AIPとの関連解析を行った。SH2B3遺伝子はサイトカインのシグナル伝達やT細胞活性化の負の調整に関わっている。SNPs単独では相関を示さなかったが、ハプロタイプで抑制性の相関を認めた(p=0.03)。欧米人で強い感受性を示した非同義置換を示すrs3184504は、日本人において多型が見られなかった。この遺伝子内に疾患と相関する新たなSNPの存在が示唆された。自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患と悪性腫瘍発生に関して有意な関連を確認し、これらの長期の生命予後についても明らかにすることができた。また、疾患活動性が低いと考えられていたIgG4陰性例の長期予後についても、陽性例と同様であり、長期の注意深い経過観察が必要なことが明らかとなった。また、これら疾患発症に関連する免疫遺伝学的検討では、今年度は自己免疫性肝炎における疾患感受性候補遺伝子としてサイトカインのシグナル伝達やT細胞活性化の負の調整に関わっているSH2B3がGWAS解析にて報告されたので、AIPについても遺伝子内のSNPsを用いて相関解析を行った。可能性の高い候補遺伝子、悪性腫瘍発症に関連する候補遺伝子についても順次検討を進めていく予定である。。

IgG4関連疾患(IgG4-RD)診断1年以内、1年以後における悪性腫瘍発生の標準化罹患比はそれぞれ3.53(95%信頼区間:1.23-5.83)、1.48(95%信頼区間:0.99-1.98)で悪性腫瘍は診断1年以内に診断されることが多かった。IgG4-RD27例に悪性腫瘍を認め、治療に良好に反応した11例中8例で再燃を認めなかった。以上より、悪性腫瘍の存在がIgG4-RDに影響を及ぼし、IgG4-RDがparaneoplastic syndromeである可能性が考えられた。IgG4-RD 179例中、動脈周囲病変を65例(36.3%)に認め、腎動脈分枝部以下の大動脈の領域に80%以上認めた。動脈周囲病変群で活動性マーカーが有意に高値で、腎病変合併が有意に多かった。ステロイド治療後全例に画像所見の改善を認めたが、血管内腔拡張の増悪を20.9%に認め、増悪因子として治療前の内腔拡張が同定された(p=0.0092、オッズ比135)。自己免疫性膵炎(AIP)発症に関わる遺伝子について、GWASスクリーニング解析を行ったデータを用いて、画像所見で血管周囲病変を生じた群(41名)と病変を伴わない群(83名)における関連解析を行ったところ、血管炎発症に有意な相関を示す候補遺伝子(CAMK2A, VPS13B, IL1R1)内のSNPsを検出した。特に、炎症発症に関わるIL1R1遺伝子に注目し、8種類のTaqManプローブを用いたfine mappingを行なった。その結果、rs951192, rs3917318, rs7582198のminor alleleにおいてadditive modelで、OR値が>4、p<0.0009を示し血管発症群に相関を示した。これらの結果からIgG-RDで血管炎発症を誘発する遺伝的要因としてIL1R1遺伝子多型が関与していることが示唆された。自己免疫性膵炎(AIP)、IgG4関連疾患(IgG4-RD)と悪性腫瘍発症について検討した結果、標準化罹患比はそれぞれ2.08 (95%信頼区間:1.32-2.85)、2.01(95%信頼区間:1.34-2.69)であり、AIP、IgG4-RDは悪性腫瘍発症と有意に関連していた。またIgG4-RD患者は12年以内において一般人口と比べ有意に悪性腫瘍を発症した。AIP、IgG4-RDの遺伝的背景を検討した結果、AIPでは日本人で広範に認められる機能的なrs3184504以外に疾患と相関するSNPの存在が示唆され、IgG-RDでは血管炎発症にIL1R1遺伝子多型が関与していることが示唆された。自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患と悪性腫瘍発生に関連する免疫遺伝学的背景の検索、自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患発症に関連する遺伝子について検索する。自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患と悪性腫瘍発生に関連する免疫遺伝学的背景の検討、自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患発症に関連する遺伝子について検索する。自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患と膵癌や悪性リンパ腫など個々の悪性腫瘍についても有意に発症するか検討する。自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患で感染防御や自然免疫で活躍するNK細胞のレセプターKIR (Killer cell Ig-like receptor)をタイピングし、悪性腫瘍発症に抑制性KIRあるいは活性化KIRの関与を検討する。KIRタイピングはreal-time PCRを用いた方法で判定する。消化器病学自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患と悪性腫瘍発生に関連する免疫遺伝学的背景の検索、自己免疫性膵炎、IgG4関連疾患発症に関連する遺伝子について検索する予定が、次年度に一部繰り越してしまい、次年度使用額が生じた。
医療機関における社会的ハイリスク妊婦へのエンパワーメントに着目した支援モデル作成

社会的ハイリスク妊婦は、妊婦の1割強を占め、行政機関のみで支援を充実させていくことは困難であり、医療機関による支援策の検討が必須である。現在、社会的ハイリスク妊婦への支援の詳細は事例報告に留まっている。医療機関における妊娠期からの社会的ハイリスク妊婦への支援内容を明らかにし、彼女たちが抱える個別の事情に配慮した支援の提供が対象理解や行動変容のために有効と考え、エンパワーメントに着目して分析し、モデル案を作成する。アクションリサーチにてモデル案を検証し、医療機関における妊娠期からの社会的ハイリスク妊婦へのエンパーメントに着目した支援モデルを作成し、医療機関での妊娠期からの支援の充実を目指す。
超小型人工衛星からの電波受信実験の高校物理での教育利用

2017年度までに、科学館や中学・高校にて、中高生の希望者を対象とする科学教室の形式で衛星電波受信実験の実践を行った。2018年度は科学教室前後での受講者に対するアンケートの分析を進め、1)受講者の満足度は高く受信実験は中高生が興味を持てる教材であること2)力学概念指標調査正答率の顕著な向上は見られなかったものの、科学教室で直接扱った物理内容の理解については、生徒の自信が高まったことが分かった。一方で理科の有用感については、受講者の有用感が元から高かったこともあり、顕著な向上は見られなかった。2018年度は、理科に対する興味や関心が多様な生徒への受信実験の効果測定を目的として、2つの高校の正課の授業の中での実践を行った。科学教室形式の実践の際と同様のアンケート調査を行った所、満足度は同様に高く、特に理科への有用感は実践の前後で有意に向上していた。また、物理内容の理解については生徒自身の自信も高まっていた。更に実験参加者と非参加者の両方に衛星の運動に関する力学のテストを実施した所、実験参加者の方が有意に得点が高かった。これらのことから、衛星電波受信実験の教材としての効果を確かめた。また、超小型衛星の教育利用の更なる発展として、静岡大学工学部が開発した超小型衛星Stars-AOを用いた観測計画を中高生が立案する科学教室も実施した。これは将来的には高校「理数探究」内での実施を視野に入れている。静岡大学教育学部の教育心理・哲学・理科教育の研究者と協力し、特に参加者の「知識を活用して創造的なアイデアを生み出す能力」と「仲間と建設的な議論を行う能力」の育成を目指しカリキュラムを作成した。37名の中高生が参加し、うち2名は本科学教室のアイデアを元に研究を進め、日本天文学会ジュニアセッションで発表した。現在、受講者が科学教室内で作成した資料を分析し、本科学教室の効果測定を行っている。当初の研究計画の通り、高校正課の授業内での実践とその効果測定ができており、順調に進捗していると言える。また、超小型衛星Stars-AO科学教室の実施は、当初は予定していなかったものの本研究の新たな発展といえ、効果測定や論文執筆のためのデータも取得できている。高校教員の方向けの教材公開Webサイトの作成とそこで公開するための衛星情報収集用受信設備の立ち上げのみ、当初の計画よりやや進展が遅いが、こちらも準備自体は着々と進んでいる。科学教室および高校授業での衛星電波受信実験の実践、および、その効果測定結果について査読付き論文にまとめ、発表する。また、受信設備を立ち上げ、高校教員の方向けの教材公開Webサイトを完成させ、公開する。超小型衛星Stars-AO科学教室の実践、および、その効果測定結果についても論文にまとめ、発表する。また、高校授業の「理数探究」内での実施のために必要なことを検討する。上記の知見を元に、地上からの(特に学校現場での)教育利用を目的とした超小型衛星について検討を行う。人工衛星電波受信実験の教育利用に向けた教材の整備を進めた。具体的には、人工衛星電波受信実験に適した機材の選定を行い、講義資料とモデルケース的な実施案を作り上げた。これを用いて、科学教室としての実践を5校で行った。これには計76名の小中高生が受講した。この実践により、受講者からのフィードバックを含む教材の改善点、および、教材の効果測定のためのデータ(理科への有用感の向上を調べるための事前・事後のアンケート、および、力学概念調査指標テスト)を得ることができた。これらの実践の様子、および、受講者からのデータの簡易な分析の結果をまとめ、3件の研究会(第15回ものづくり・創造性教育に関するシンポジウム、第5・6回小型衛星の科学教育利用を考える会)で報告し、また「天文教育」誌にも記事を掲載した。人工衛星電波受信実験の定量化のための小型コンピュータと安価なセンサーを用いた方位仰角計の製作も進め、実際の実験の中で試用を行っている。これについては「天文教育」誌に記事を掲載した。H30年度は、科学教室形式の実践で得たフィードバックを元に、教材を更に改善し(アンテナのキット化など)、正課の授業内での実践を行う予定である。これらの結果を元に、高校の教員が容易に利用できる教材セット・授業指導ガイドを改めて整備し、公開を行う。一方で、科学教室形式で行った実践のデータをより詳細に分析して論文としてまとめる。申請時の研究計画で、H29年度の実施目標の一つとした実験機材パッケージの開発はほぼ予定通りに達成できた。更にH30年度以降に予定していた科学教室形式での実践も先取りで開始できている。一方、H29年度の実施目標であった教員向けの授業計画を含む指導ガイドの作成は、科学教室での授業の実施者が研究代表者自身であったこともあり、まだ十分ではない。H30年度の正課授業内での実施では、研究協力者の現職教員や大学院生に授業を担当してもらうことで、そのフィードバックを受けながらガイドの作成を進める。

一方で理科の有用感については、受講者の有用感が元から高かったこともあり、顕著な向上は見られなかった。2018年度は、理科に対する興味や関心が多様な生徒への受信実験の効果測定を目的として、2つの高校の正課の授業の中での実践を行った。科学教室形式の実践の際と同様のアンケート調査を行った所、満足度は同様に高く、特に理科への有用感は実践の前後で有意に向上していた。また、物理内容の理解については生徒自身の自信も高まっていた。更に実験参加者と非参加者の両方に衛星の運動に関する力学のテストを実施した所、実験参加者の方が有意に得点が高かった。これらのことから、衛星電波受信実験の教材としての効果を確かめた。また、超小型衛星の教育利用の更なる発展として、静岡大学工学部が開発した超小型衛星Stars-AOを用いた観測計画を中高生が立案する科学教室も実施した。これは将来的には高校「理数探究」内での実施を視野に入れている。静岡大学教育学部の教育心理・哲学・理科教育の研究者と協力し、特に参加者の「知識を活用して創造的なアイデアを生み出す能力」と「仲間と建設的な議論を行う能力」の育成を目指しカリキュラムを作成した。37名の中高生が参加し、うち2名は本科学教室のアイデアを元に研究を進め、日本天文学会ジュニアセッションで発表した。現在、受講者が科学教室内で作成した資料を分析し、本科学教室の効果測定を行っている。当初の研究計画の通り、高校正課の授業内での実践とその効果測定ができており、順調に進捗していると言える。また、超小型衛星Stars-AO科学教室の実施は、当初は予定していなかったものの本研究の新たな発展といえ、効果測定や論文執筆のためのデータも取得できている。高校教員の方向けの教材公開Webサイトの作成とそこで公開するための衛星情報収集用受信設備の立ち上げのみ、当初の計画よりやや進展が遅いが、こちらも準備自体は着々と進んでいる。先に述べたように、科学教室形式での実践による反省を生かした上で、正課の授業内での実践を特に行う。これらにより、より実際の学校現場で利用可能な教材の開発へと繋げる。また、希望者が主である科学教室とは違った、幅広い興味関心を持つ受講者の本教材への反応、教育効果を明らかにする。現時点で幾つかの学校と研究協力の体制が既にできており、正課の授業内での実践に向けて準備が進んでいる。科学教室および高校授業での衛星電波受信実験の実践、および、その効果測定結果について査読付き論文にまとめ、発表する。また、受信設備を立ち上げ、高校教員の方向けの教材公開Webサイトを完成させ、公開する。超小型衛星Stars-AO科学教室の実践、および、その効果測定結果についても論文にまとめ、発表する。また、高校授業の「理数探究」内での実施のために必要なことを検討する。上記の知見を元に、地上からの(特に学校現場での)教育利用を目的とした超小型衛星について検討を行う。受信設備作成関連の物品が一部想定より安価であった。一方で別途必要な物品が生じたため、今年度それらを購入の予定である。
中央アジアにおける寄生虫の生物多様性とその維持機構

平成8年度のモンゴルにおける寄生中の多様性とその維持機構に関する研究の概要は,以下のごとくである.捕獲宿主動物:哺乳動物,鳥類,両生類などの計266個体.成果3.M.brandtiから分離したMesocestoides spの幼虫を採集しイヌを用いた感染実験により成虫を回収することに成功した.平成8年度のモンゴルにおける寄生中の多様性とその維持機構に関する研究の概要は,以下のごとくである.捕獲宿主動物:哺乳動物,鳥類,両生類などの計266個体.成果3.M.brandtiから分離したMesocestoides spの幼虫を採集しイヌを用いた感染実験により成虫を回収することに成功した.今回,観察した移行帯における指標植物(ヨモギ科植物ほか)と齧菌類が形成した巣穴(草原に盛り上がり)を中心に被食者・捕食者間で維持される寄生虫の関係をとらえることが今後,可能と考えられる.平成8年度のモンゴルにおける寄生虫の多様性とその維持機構に関する研究の概要は,以下のごとくである.成果3.M.brandtiから分離したMesocestoides spの幼虫を採集しイヌを用いた感染実験により成虫を回収することに成功した.
アルツハイマー病に対するワイン関連ポリフェノールの治療効果の検討

赤ワインポリフェノールのアルツハイマー病(AD)に対する効果を検討するため、ADモデルマウスに赤ワインポリフェノールの1種であるケルセチンを経口投与した。ケルセチン投与によって、ADモデルマウスの体重は増加したが、生存率、運動機能、認知機能、脳病理でのAD変化に有意な差を認めず、ケルセチン経口投与によるAD治療は難しいものと考えられた。脳内のAβ沈着と知能障害が表現できるADモデルマウスであるTg2576APP Swedish miceに,生後6ヶ月目より試験管内にて抗アミロイド効果を認め,アルツハイマー病の治療薬の候補として期待されている赤ワインポリフェノールのケルセチンを0.5%含んだ餌を投与した(予防群)。また別の群では,生後12ヶ月齢より0.5%ケルセチンの投与を開始した(治療群)。生後12ヶ月目の体重は,対照群22.3±1.5g,治療群24.6±3.1g,予防群25.0±2.5gと予防群は対照群と比較して体重が有意に重かった。治療群と対照群に差は無かった。Y-mazeを用いた行動実験では,12ヶ月目では,運動機能を示すarm entryが対照群20.2±7.5,治療群26.1±11.7,予防群25.5±19.3で,認知機能を示すpercent alterationは対照群49.5±20.3,治療群51.8±10.8,予防群54.0±11.5と何れも有意差を認めていない。また,累積生存率についても,各群間に有意差を認めず,ケルセチン投与による生命予後や運動機能および認知機能に対する影響は無いものと考えられる。今後,更に長期投与によって,ケルセチンのアルツハイマー病モデルマウスへの認知機能等について評価し,18ヶ月齢に絶命し,脳の病理学的検討にて,各群のアミロイドβ蛋白の蓄積を評価し,ケルセチンによるアルツハイマー病治療の可能性を検討する予定である。本研究でモデルマウスにてケルセチンによるアルツハイマー病改善効果が確認されれば,今後ヒトへの投与を考える予定としている。脳内のAβ沈着と知能障害が表現できるADモデルマウスであるTg2576APP Swedish miceに、生後6ヶ月目より試験管内にて抗アミロイド効果を認め、アルツハイマー病の治療薬の候補として期待されている赤ワインポリフェノールのケルセチンを0.5%含んだ餌を投与した(予防群)。また別の群では、生後12ヶ月齢より0.5%ケルセチンの投与を開始した(治療群)。累積生存率は、対照群、予防群、治療群の3群間で有意差を認めなかった。予防群の体重(25.0±2.5g)は、生後12ヶ月目で、対照群の体重(22.3±1.5g)と比較して有意に重く(p<0.05)、生後18カ月目には、治療群の体重(26.3±3.5g)も対照群の体重(22.5±2.5g)と比較して有意に重かった(p<0.05)。Y-mazeを用いた行動実験では、経過を通して、運動機能を示すarmentry、認知機能を示すpercent alterationとも有意差を認めなかった。マウス脳による免疫組織学的検討では、対照群、予防群、治療群の3群間でAβ沈着に有意差を認めなかった。ELISAによるAβ40およびAβ42定量による比較でも、3群間に有意差を認めなかった。結果をまとめると、赤ワインポリフェノールの1つであるケルセチン経口投与は、アルツハイマー病モデルマウスの体重を増加させるが、行動や認知機能、脳へのAβ沈着へは影響を与えないと考えられた。今回の投与量は、人間に換算すると0.08g/kg/day(FDA criteria for converting drug equivalent dosage across species)に相当し、十分量が投与されており、ケルセチンでのAD予防・治療は難しいものと考える。
難培養性皮膚常在細菌の培養技術の確立と同定および代謝系の解析

1.皮膚常在細菌叢に含まれる新規種の絞込み平成18年度までの皮膚常在細菌叢の分子生物学的な解析(T-RFLP法)による結果より、皮膚常在細菌叢として高率に存在する新規種として、健常人にはDietzia marisが、アトピー性皮膚炎患者にはStenotrophomonas maltophiliaが有意に高頻度で検出されることが初めて明らかになり、アトピー性皮膚炎における皮膚微生物叢の構成が、ブドウ球菌属以外にも特徴を持つことが明らかになった。また、健常人・アトピー性皮膚炎患者の両方にMethylophilus属とStreptococcus spp.が高頻度に検出されることが明らかになったが、これも新知見であった。平成19年度は、これについて論文を作成・投稿し、Journal of Medical Microbiology誌にアクセプト・掲載された。2.皮膚常在細菌叢に含まれる新規種の培養同定平成18年度までの解析により、分子生物学的な解析でその存在が示唆されたD、marisを健常人より分離培養することに成功した。平成19年度は、分離培養に用いたTS培地を用いて、カルチャーコレクションより入手した同菌種の標準株(環境由来)の培養を試みたところ、同様の増殖性を示し、同様のコロニー性状および糖分解性を示した。このことから、ヒト由来のD、marisは環境由来のD、marisと同等のものであり、ヒトの細菌株は環境由来であると推測された。一方、分子生物学的な解析で存在が示唆されたS. maltophiliaとMethylophilus属については、種々の培養条件下で培養を試みたものの成功せず、更なる試行錯誤が必要であると考えられた。1.皮膚常在細菌叢に含まれる新規種の絞込み2.皮膚常在細菌叢に含まれる新規種の培養同定絞り込んだ新規種に適した培養条件を検討する前段階として、TS培地(好気培養)、EG培地・BL培地(嫌気培養)を用いて、12例の健常人のサンプルについて綿密に培養を行った。TS培地にて赤褐色のコロニー2個について16S rRNA遺伝子の塩基配列を解読したところ、Dietzia marisと同定できた。これより、D.marisが実際に健常人皮膚に存在し、TS培地にて培養可能であることが示された。しかし培養法での検出率は分子生物学的検出法に比べ低く、その理由については今後の検討が必要であると考えられる。一方、Stenotrophomonas maltophiliaとMethylophilus属についてはまだ培養に成功しておらず、更なる試行錯誤が必要であり、培地の組成等の培養条件を変動させて分離培養を試みる計画である。
都市環境負荷削減の施策立案支援に向けたハビタットシステム汎用モデルの構築

社会動態を包含した都市の全体系をハビタットシステムと定義し、多都市に適用できるハビタットシステム汎用モデルの構築を通じて、環境負荷削減方策の導入と普及に応じて都市環境負荷を長期に予測し、実効的な施策立案支援を可能にすることのできるシミュレータ開発を行った。そのシミュレータの主な特徴は、1)都市規模に左右されない汎用性、2)内部パラメータを自動同定する利便性、3)多様な施策シナリオを比較的簡易に反映できる応用性、4)施策シナリオによる複数都市間の波及効果を定量化する拡張性を有することである。このシミュレータを多都市に適用して、様々な施策シナリオによる長期的なCO2排出削減効果を明らかにした。本研究では、環境負荷削減方策の導入と普及に応じて都市環境負荷を長期予測し、その削減可能量に基づいて施策立案を支援していくことを目指している。そのために、社会動態を包含した都市の全体系をハビタットシステムと定義し、これまでの研究で構築したハビタットシステム福岡モデルを他都市への適用を容易にする汎用モデルへと再構築することによって、都市の独自性や複数都市間の関係性も考慮した実効的な施策立案支援を可能にすることを目的としている。当該年度は研究期間の初年度に当たり、得られた成果は以下の通りにまとめられる。1)ハビタットシステム汎用モデルによる予測値の確からしさを向上させるために、これまで一定値で与えていた環境負荷原単位をその都市の特性や社会情勢にあわせて算出できる手法を開発し、環境負荷原単位のこれまでの実績値と計算値を比較することによってその手法の妥当性を検証して、環境負荷削減に向けたシナリオ検討を行った。2)ハビタットシステム汎用モデルの利便性を高める手法として、シミュレータを構成する多変数間の因果関係を表す多くのグラフ関数のパラメータを遺伝的アルゴリズムによって自動同定する手法を開発し、実績値との比較を通してその手法の妥当性を検証した。3)都市環境負荷に大きな影響を及ぼす都市間人口移動に関して、地方中心都市である埼玉県本庄市、地方中小都市である三重県熊野市を対象としたハビタットシステムモデルを構築し、福岡モデルと連成することで全国モデルの構築に結び付け、人口移動シナリオに基づく環境負荷の将来予測を評価した。本研究は、社会動態を包含した都市の全体系をハビタットシステムと定義し、多都市に適用できるハビタットシステム汎用モデルの構築によって、環境負荷削減方策の導入と普及に応じて都市環境負荷を長期に予測し、実効的な施策立案支援を可能にすることのできるシミュレータ開発を行うものである。今年度は研究期間の2年目に当たり、得られた成果は以下の通りにまとめられる。1)初年度に残された課題、すなわち、様々な都市で比較的容易に入手でき、継続的に整備される統計データに基づいて、汎用モデルに利用できるセクタの変数や活動量を選定し、ストック平均の環境負荷原単位の経時変化も内蔵したハビタットシステム汎用モデルを完成させた。2)大規模都市(福岡県福岡市)、中規模都市(千葉県柏市)、小規模都市(三重県熊野市)を対象に、都市の活動量に関する19902010年のハビタット汎用モデルによる計算値と実績値を比較し、その計算精度を検証した。3)対象都市においてCO2排出削減の施策に関する共通シナリオ(省エネ基準義務化、ZEB普及、次世代自動車導入)および独自シナリオ(福岡市:高断熱改修普及、柏市:太陽光発電普及、熊野市:人口維持)を設定し、シナリオ別のCO2排出削減効果、および総合施策によるCO2排出削減効果を定量的に明らかにした。4)初年度にも検討した、ハビタットシステム汎用モデルにおける多変数間のグラフ関数パラメータを遺伝的アルゴリズムによって自動同定する手法について、妥当性と利便性の観点からその手法の改良を進めた。当初の研究計画は、1)平成26年度(初年度):ハビタットシステム汎用モデルの完成、2)平成27年度:ハビタットシステム汎用モデルの利便化、ハビタットシステム汎用モデルの妥当性検証、3)平成28年度(最終年度):環境負荷削減シナリオ提案と削減可能量となっている。平成26年度の研究成果としては、ハビタットシステム汎用モデルの完成には至らなかったものの、平成27年度に予定していたハビタットシステム汎用モデルの利便化に関する研究内容について、シミュレータのグラフ関数パラメータを遺伝的アルゴリズムにより自動同定する手法の開発を進めた。さらに、平成28年度(最終年度)に予定していたハビタットシステム汎用モデルの複数連成活用の可能性に関する研究内容について、都市間人口移動に対応する全国モデルの試作とシナリオ検討を行った。これらの研究成果を受けて、平成27年度では、ハビタットシステム汎用モデルを完成させ、特徴の異なる3都市(福岡市、柏市、熊野市)を対象にその妥当性の検証を行い、さらに、シミュレータのグラフ関数を自動同定する手法の改善を行うなど、当初予定の平成27年度までの研究計画をほぼ遂行することができている。すなわち、平成28年度の研究実施に向けて、必要な研究成果を得ることができていると評価でき、おおむね順調に進展しているものと判断できる。今年度は研究期間の最終年度に当たり、これまでの研究を最終目標に向けてより発展させた。得られた研究成果は以下の通りにまとめられる。1)ハビタットシステム汎用モデルの妥当性と利便性を一層高める改良を行った。

具体的には、小規模な都市であっても入手可能な統計データを用いて短期間でのモデル構築を可能にしたこと、モデルにおける説明変数と目的変数の関係性を表すグラフ関数についてGAによる自動生成を可能にしたこと、シナリオのモデル導入を簡易化する手法を開発し、多様なシナリオ検討の幅を広げたこと、複数都市に関するモデル連成手法を開発し、シナリオによる都市間波及効果を検討可能にしたこと、があげられる。2)ハビタットシステム汎用モデルを大規模都市(福岡市)、中規模都市(柏市)、小規模都市(熊野市)に適用し、各都市における計算精度を再検証した。また、省エネ基準義務化、ZEB普及、次世代自動車導入という共通シナリオに、高断熱改修(福岡市)、PV普及(柏市)、人口維持政策(熊野市)という、その都市特性に応じた個別シナリオを組み合わせた環境負荷削減効果を予測した。さらに、環境モデル都市の京都市と尼崎市についてもモデルを適用し、その計算精度から十分な汎用性が確保されていることを明らかにした。3)本研究によって開発したシミュレータを環境負荷削減の施策立案支援ツールと位置づけ、施策立案に関わる地方自治体等の実務者にそのツールをわかりやすく説明し、有用性を理解してもらうためのパンフレットを作成した。社会動態を包含した都市の全体系をハビタットシステムと定義し、多都市に適用できるハビタットシステム汎用モデルの構築を通じて、環境負荷削減方策の導入と普及に応じて都市環境負荷を長期に予測し、実効的な施策立案支援を可能にすることのできるシミュレータ開発を行った。そのシミュレータの主な特徴は、1)都市規模に左右されない汎用性、2)内部パラメータを自動同定する利便性、3)多様な施策シナリオを比較的簡易に反映できる応用性、4)施策シナリオによる複数都市間の波及効果を定量化する拡張性を有することである。このシミュレータを多都市に適用して、様々な施策シナリオによる長期的なCO2排出削減効果を明らかにした。当初、平成26年度(初年度)においては、モデル構造の一般化と環境負荷原単位セクタのモデル化を通じて、ハビタットシステム汎用モデルを完成させることを予定していたが、その完成には至っていない。しかしながら、様々な都市で比較的容易に入手でき、継続的に整備される統計データを調査することによって、汎用モデルに利用できるセクタの変数や活動量を特定するとともに、環境負荷原単位を算出する新たな手法を開発するなど、汎用モデルの完成に向けて着実な研究を継続しているところである。また、平成27年度に予定していた、汎用モデルの利便化に関する研究内容について、シミュレータ内部のグラフ関数パラメータを遺伝的アルゴリズムにより自動同定する手法の開発を進め、実績値との比較を通してその妥当性を検証している。さらに、平成28年度(最終年度)に予定していた、汎用モデルの複数連成活用の可能性に関する研究内容について、都市間人口移動に対応する全国モデルの試作とシナリオ検討を行っている。これらのことは、平成26年度の研究成果の一部が当初の研究計画よりも先行して実施されたことを意味し、今後の研究遂行に役立つ有意義な知見を得ることができたと評価している。