hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河川堤防および河川構造物の維持管理のための高精度車両走行計測技術の研究

本研究は,地盤から3.8mの高所にレーザスキャナを設置した車両を用いて,特殊堤上面,堤防法面および構造物全体の3次元点群を取得できる走行計測を開発し,その利点を活かした効率的な手法による河川堤防および河川構造物の維持管理を実施する手法を開発するものである.本年度は,あらためてMMSが把握できる変形・沈下量を具体的な数値で評価するとともに,堤防および構造物の変形・沈下を把握する計測手法を,再現性を含めて検討した結果,次の成果を得た.・基線長が5km以下,PDOP値が3以下になる時間帯に計測することで,MMSの自己位置を高精度に算出することができ,その結果,堤防高の変状を0.1mの精度で,あるいは軟弱地盤地での河川堤防の変形・沈下把握を0.05mの精度で再現性良く把握できることを明らかにした.・固定局からの基線長に応じて,キネマティック解析やVRS方式によるGNSS測位を適切に用いることが有効であるが,基線長が概ね12km以下の区間ではキネマティック解析を,それ以上ではVRS方式を用いて解析することで安定した精度のMMS点群が取得できることを確認した.・堤防の沈下,変形を高精度に計測する前記の手法により,河川構造物である門柱の傾倒点検が,下げ振りなどの従来行われていた手法と同等な精度で検出できるが確認できた.・次のレーザ点群の解析工程を自動的に行うソフト開発を行なうことで,連続堤防高をリアルタイムに近い迅速な処理を可能にした.まずMMS点群を用いた地形解析を行い,堤防天端の平坦領域を抽出する.次に,その結果と軌跡データを用いて,堤防高の候補となる箇所を抽出する.最後に,縦断方向の連続性に着目した処理を施し,堤防高を抽出する.これらの成果により,将来の技術者不足に対応して,人的労力およびコスト負担を軽減するICT技術による河川維持管理手法を構築するための基礎技術が完成した帯状に長い河川堤防に対し,堤防状況や堤防高さらには点在する河川構造物の変状を,車両走行という効率的な手法で把握する計測手法を開発する目標に対して,堤防高の変状を0.1mで把握し,軟弱地盤地での河川堤防あるいは河川構造物の変形や沈下を0.05mの高精度で把握できることを明らかにした.それだけでなく,本手法を汎用化と再現性を良好にするため計測指針も取りまとめ,本年度の目標である次のような成果を得た.・河川堤防のMMS計測では,MMS自己位置算出方法,PDOP,および固定局からの基線長に留意をすることにより,帯状に長い河川で0.1m程度の安定した位置精度のMMS点群を取得できる.・河川堤防で一般的に存在する20m程度の道路橋を跨ぐ区間といったGNSS不可視区間でも,位置精度の劣化が少ないことが明らかになった.・MMS自己位置算出方法は, GNSS測位とIMUの慣性測位の結合処理を用いることで,高架などのGNSS不可視区間で安定した位置精度を確保できる.・調整点による位置補正処理を施したMMS点群を用いることで,0.02m以上の堤防あるいは構造物の変形・沈下進行区間を把握できる.・周辺より低い箇所,天端勾配が周辺と異なる箇所,天端中央が法肩に比べて低い逆勾配化区間,沈下進行の恐れのある箇所の変状も漏れなく把握できる.・MMS点群を用いた自動処理を構築した.具体的には,堤防の最も高い位置を認識し,その高さを堤防高として把握する手法を開発した.
植物工場における速度変数と利用効率の連続測定による統合環境制御

人工光型植物工場に関して、毎時における1正味光合成速度、蒸散速度およびCO2利用効率を算定に成功した。2理論的最大値(光量子収率:約10%)に対して実際の効率は25%前後であり、今後の改善が見込まれた。3水利用効率は、ヒートポンプ冷房時の結露水の循環利用により、95%を上回った。他方、太陽光型植物工場においては、5電気ヒートポンプ暖房は、従来の重油暖房に比較してCO2排出量を60-80%、暖房費を平均30%程度削減できた。要約すると、人工光型植物工場では、光・水・CO2・肥料の利用効率が算定され、最適環境制御による利用効率の向上に関する方策が明らかにされた。人工光型植物工場において、速度変数の連続計測にもとづき、光・水・二酸化炭素および肥料の利用効率が算定または推定され、最適環境制御による利用効率の向上に関する方策が明らかにされた。この結果は、英文論文として、Proceedings of the Japn Academy, Series Bに、2014年3月に掲載された。この成果の一部は、2014年9月に英国・ノッティンガム大学で開催される「垂直農業と都市農業に関する国際シンポジウム」において招待講演として発表される予定である。また、ヒートポンプが設備された太陽光型植物工場の最適環境条件とその制御法は、省資源・環境保全的な温室システム一般への統合環境管理への道を拓くことが示された。この結果は、2014年8月にオーストラリアで開催される国際園芸学会の施設園芸部会において基調講演として発表されることになった。この統合環境制御システムのサブシステムを構成する、ゼロ濃度差CO2施用インテリジェント・コントロラーは2014年中に市販される予定である。本研究の最終目的は、植物工場(人工光型(閉鎖型)と太陽光型(半閉鎖型)の両方を含む)の稼働時における資源(電気、水、光、CO2、肥料等)の投入量とその植物成長・生産への効果(正味光合成速度、蒸発散速度、収獲量、販売価格、純利益)を計測し、その計測値にもとづき、それぞれの投入資源の利用効率、さらには投入資源の収量・品質等への貢献度(コスト・パフォーマンス)を定量的に解明することが目的である。申請者は、過去、科学研究費補助金等を得て、この定量的解明を閉鎖型苗生産システムに関して進め、有用な成果を得てきた。本研究では、苗生産システムに関する従来の研究の方法論と成果を、まず、人工光型植物工場に拡張・適用することを目的とした。平成24年度には千葉大学・柏の葉キャンパスに最近設置された実用規模の人工光植物工場(床面積406 m2)において上記方法の有効性を確認し、その結果は、3編の英文原著論文とない、国際誌に掲載された。そして、平成24年度には、この方法論を太陽光植物工場においても展開し得る基礎的知見を得た。これらの成果はわが国のみならず世界的にも注目され、数多くの国際シンポジウムなどでの招待講演、基調講演において、発表された。今後、これらの研究成果は、統合環境制御における環境制御アルゴリズムの開発とそのアルゴリズムのインテリジェント・コントローラー化に利用され得る。すなわち、投入資源量、利用効率、環境制御による価値創造量増加分を勘案した総合的指標により、省資源・環境保全、高品質・高収量、高コストパーフォーマンスを満たす、環境要因設定値の組み合わせを見出すアルゴリズムの開発、実証および実用化を目指すための基礎的知見が得られた。人工光型植物工場において、速度変数の連続計測にもとづき、光・水・CO2および肥料の利用効率が算定または推定され、最適環境制御によるとうにゅうしg利用効率の向上に関する方策が明らかにされた。ヒートポンプに関しては、暖房、冷房、除湿のモードを環境条件・植物栽培状況により自動的に切り替えるシステムの有用性が示された。すなわち、実用規模の人工光型植物工場に関して、毎時における1正味光合成速度、蒸散速度およびCO2利用効率の算定方法の確立に成功した。

また、太陽光型植物工場の最適環境条件とその制御法は、省資源・環境保全的な温室システム一般への統合環境管理への道を拓くことが示された。最終年度では、上述の研究成果のの主要なものについて、英文編著書"Plant Factory"としてまとめ、Elsevier者から2015年秋に出版されることになっている。農業環境工学研究成果が、植物工場に関心を有する学会および産業界の反響を呼び招待講演だけでなくシステムの商品化の話が進みつつある。このことにより、研究開発協力者が数人現れ、アイデアがより具体的になり、本研究費の申請当初の計画に比較して、実用試験の進展が早くなりつつある。24年度の研究成果は、英文学術国際誌3編に掲載されたこと、数編の総説・解説記事が掲載されたこと、および、国内外の国際シンポジウムなどで約10回にわたり、基調講演、招待講演を行う機会を得たことから、おおむね順調に進展していると言える。具体的には、以下のとおりである。換気回数Nが小さく、外界気象の変動が室内環境におよぼす影響がきわめて少ない人工光植物工場において、換気回数N,正味光合成速度Cp、暗呼吸速度Rおよび蒸発散速度Wtを推定する方法を考案し、実験的に検証した。その算定手順の大筋は以下のようである。1)植物体と培地の吸水速度Wuを計測する。2)Wuの値などからNを算定する。3)Nと施設内外水蒸気密度差などからWtを算定する、4)昼間(明期)におけるNと施設内外CO2濃度差CioなどからCpを算定する、5)夜間(暗期)におけるNとCioなどから暗呼吸速度Rを算定する。6)Wu、Wtの値などから施設の水利用効率を算定する。7)CpおよびCO2供給速度などの値から施用CO2利用効率を算定する。以上により、植物の基本的生理作用である、光合成、呼吸および蒸散に関する施設内植物の生理特性値、さらには、CO2および水の利用効率が、たとえば、60分毎に算定できる。これらの特性値に関する情報を活かした施設の環境制御を行えば、栽培管理全体がより合理的になる。従来、植物工場の環境制御は、関連する状態変数(単位に時間を含まない変数)の計測に基づいて行われていた。本方法を採用すれば、状態変数に加えて、正味光合成速度、暗呼吸速度および蒸散速度などの速度変数(単位に時間を含む変数)に基づくことが出来る。速度変数にもとづく環境制御は従来の状態変数に基づく環境制御とは異なる革新性を持ち得る。本研究費の申請当初は、申請書に示したアイデアを実験的に確認し、その成果を研究論文にまとめることを考えていた。しかし、植物工場に関する社会の関心が強くなり、研究開発環境が格段に好転し、研究開発の協力者が増えてきた。そこで、理論式をより精密化し、大型化した実験規模の実験を行うことが可能になった。その結果、研究理論がより精密化し、大きな進展が得られた。平成25年度においては、第一に、平成24年度に人工光型植物工場において実施した上述の方法を自然光植物工場に適用する方策を可能な順序で実施する。平成24年度において、方法論的および計測誤差の問題が明らかになっているので自然光植物工場への上述の方法論の適用は原理的に可能であると考えられるが、自然光型植物工場の空気容積は人工光植物工場のそれの10倍以上となるので、各環境要因値の空間的な分布が問題となる。これに関わる問題を、多点測定による平均化などで対応し、さらなる検討を続ける。
気道炎症におけるサイトカインネットワークと細胞内シグナル伝達に関する研究

(目的)喘息に関与するサイトカイン、ロイコトリエンの相互関係がどのような生体内での修飾を受けているのかは明らかではない。その関係を解明することによって、IgE産生、好酸球浸潤を中心とする気道炎症と臨床病態との関連について解析をする。(研究の成果)1.加齢、IgE系反応および気道過敏性との関連について検討を行い、高齢者喘息ではIgE系反応の関与が比較的少ないこと、さらに気道過敏性はIgE系反応ならびに発症年齢と関連があることが示唆された。2.喘息患者の末梢白血球からのロイコトリエンB4、C4産生能を検討したところ、ロイコトリエンC4産生能はIgE系反応と喘息の増悪に関与し、ロイコトリエンB4産生能は気道過敏性に関与している可能性が示唆された。3.喘息とともに気道炎症の認められる慢性閉塞性肺疾患(COPD)においても、その病態にロイコトリエンB4、C4が関与している可能性が示唆された。そのロイコトリエンC4産生にはIgE系反応が関与していることも示された。4.喘息の発作時には、非発作時に比較してロイコトリエンC4産生能が上昇する傾向が認められた。それとともに喘息の発作時には、血中のECPおよびIL-4、IL-5、IL-13は上昇傾向にあることが示された。さらに、末梢血単核球からのIL-5産生も上昇傾向にあることが示された。5.以上のことから、喘息における気道炎症は加齢、IgE系反応およびロイコトリエンとともに、サイトカインが深く関与していることが示唆された。以上の研究成果をふまえロイコトリエン及びサイトカインをターゲットにした新たな治療法の開発についての検討を行う予定である。(目的)喘息に関与するサイトカイン、ケモカイン、ロイコトリエンの相互関係がどのような生体内での修飾を受けているのかは明らかではない。(研究の成果)加齢、IgE系反応および気道過敏性との関連について検討を行い、高齢者喘息ではIgE系反応の関与が比較的少ないこと、さらに気道過敏性はIgE系反応ならびに発症年齢と関連があることが示唆された(印刷中)。また喘息患者の末梢白血球からのロイコトリエンB4、C4産生能を検討したところ、それらと発作および気道過敏性との関連が示唆された(投稿中)。(現在進行中の研究内容)(1)喘息発作時、非発作時の喀痰、末梢血を採取し喀痰および末梢血中のロイコトリエンを測定し病態との関連を検討中である。同時に尿中ロイコトリエンE4測定も行っている。(2)喘息の発作時、非発作時における喀痰および末梢血を採取し、その中に含まれる、IL-4、IL-5、IL-10、IL-12、INFγのサイトカインならびにIL-8、RANTES、EotaxinのケモカインをELISA法を用いて測定している。さらにそれらの症例について末梢血よりのヒスタミン遊離能、ロイコトリエン遊離能ならびに喀痰・尿中ロイコトリエンとの関連について検討を進めている。(3)アトピー喘息患者の発作時、非発作時における末梢血単核球を分離し抗原またはConA刺激によって短期培養を行ない、サイトカインの産生を蛋白産生量はELISA法によって、mRNA発現レベルはドットブロット法、ノーザンブロット法によって測定し臨床病態との関連について検討中である。(目的)

喘息に関与するサイトカイン,ケモカイン,ロイコトリエンの相互関係がどのような生体内での修飾を受けているのかは明らかではない。その関係を解明することによって,IgE産生,好酸球浸潤を中心とする気道炎症と臨床病態との関連について解析をする。(研究の成果)加齢,IgE系反応および気道過敏性との関連について検討を行い,高齢者喘息ではIgE系反応の関与が比較的少ないこと,さらに気道過敏症はIgE系反応ならびに発症年齢と関連があることが示唆された(Age and ageing)。また,喘息患者の末梢白血球からのロイコトリエンB4,C4産生能を検討したところ,それらと発作および気道過敏症との関連が示唆された(European Respiratory Journal)。さらに,喘息とともに気道炎症が認められる慢性閉塞性肺疾患(COPD)においても,ロイコトリエンB4,C4がIgE系反応と関連して病態に影響を及ぼしている可能性が示唆された(印刷中)。(現在進行中の研究内容)喘息発作時,非発作時の喀痰,末梢血を採取し喀痰および末梢血中のECP及びロイコトリエンを測定し病態との関連を検討中である。同時に尿中ロイコトリエンE4測定も行っている。喘息の発作時,非発作時における喀痰および末梢血を採取し,その中に含まれる,IL-4,IL-5,IL-10,IL-12,INFγのサイトカインならびにIL-8,RANTES,EotaxinのケモカインをELISA法を用いて測定している。さらにそれらの症例について末梢血よりのヒスタミン遊離能,ロイコトリエン遊離能ならびに喀痰・尿中ロイコトリエンとの関連について検討を進めている。(目的)喘息に関与するサイトカイン、ケモカイン、ロイコトリエンの相互関係がどのような生体内での修飾を受けているのかは明らかではない。その関係を解明することによって、IgE産生、好酸球浸潤を中心とする気道炎症と臨床病態との関連について解析をする。(研究の成果)1.喘息患者の末梢白血球からのロイコトリエンB4、C4産生能を検討したところ、それらと発作および気道過敏性との関連が示唆された。そこで、喘息とともに気道炎症の認められる慢性閉塞性肺疾患(COPD)においても、同様の検討を行ったところその病態にロイコトリエンB4、C4が関与している可能性が示唆された。そして、COPD患者におけるロイコトリエンC4産生にはIgE系反応が関与していることも示された。その成果の検証ととりまとめを行った。2.喘息の発作時には、非発作時に比較してロイコトリエンC4産生能が上昇する傾向が認められた。それとともに喘息の発作時には、血中のECPおよびIL-4、IL-5、IL-13は上昇傾向にあることが示された。さらに、末梢血単核球からのIL-5産生も上昇傾向にあることが示された。3.以上のことから、喘息における気道炎症は加齢、IgE系反応およびロイコトリエンとともに、サイトカインが深く関与していることが示唆された。
金サマリウム合金の薄膜物性と電子放出特性に関する研究

マグネトロンスパッタ法により、異なる組成を有する金サマリウム合金薄膜を形成し、その電子放出特性を超高真空中において調査した。薄膜の形成は平坦なシリコン基板及び、フォトリソグラフィを利用して形成した1024個のコーンを有するシリコンエミッタアレイの上に行った。測定は金球をコレクタとする二極管構造で電極間隔を1.5μmとして行った。まずはじめに、平坦な基板上に成膜した試料については、いずれの試料に対しても電界変換係数が等しいと仮定することにより、ファウラー・ノルドハイムプロットの傾きから仕事関数を評価した。その結果、金組成と仕事関数の関係とは若干異なり、サマリウムに微量の金が混入したもの、サマリウムと金がおよそ同量のもの、金に微量のサマリウムが混入したものについては見かけの仕事関数が低いと言う結果になった。電子放出の安定性については雑音電力で評価し、見かけの仕事関数が低いものほど安定であることが明らかとなった。表面形態を原子間力顕微鏡で観測したところ、一部の試料については比較的大きな凹凸が存在することが明らかとなった。薄膜の仕事関数と電子放出特性から見た仕事関数の差違はこのような凹凸に起因する可能性がある。続いてシリコンエミッタアレイの上に成膜した金サマリウム合金からの電子放出特性を測定し、具体的なデバイスに近い形状での素子においても、平坦な試料と比較しておおむね同様な傾向の結果が得られた。以上の結果は従来研究者らが行ってきた仕事関数と電子放出の安定性の関係と類似しており、合金においても仕事関数の低いものほど電子放出特性が安定であることが明らかとなった。真空蒸着法及び高周波マグネトロンスパッタ法により異なる組成を有する金サマリウム合金薄膜を形成した。真空蒸着においては二つの蒸発源より金、サマリウムをそれぞれ蒸発させた。相互の蒸発量を制御することで薄膜の組成を制御した。また、マグネトロンスパッタ法では、サマリウムターゲット上に金の薄板を設置し、その枚数を変化させることで組成を制御した。基板温度室温で形成した薄膜の結晶性をX線回折により評価したところ、薄膜はいずれもアモルファスであった。合金組成はラザフォード後方散乱法、粒子線励起X線放出測定、光電子分光法を用いて評価した。また、ケルビン法によりそれぞれの薄膜の仕事関数を室温で測定し、組成との関係を調査した。その結果、サマリウムに金が数原子パーセント含まれると仕事関数はサマリウム単体のものから急激に上昇し、その後組成に対する作事関数の上昇はやや緩やかになることが明らかとなった。IBMにより過去に報告された金25原子パーセント〓含む薄膜においても仕事関数は極端に低くはならず、約4eVの値であった。しかしながら、この付近では金の組〓の上昇に伴う仕事関数の上昇はほとんどないか、むしろ若干低下する結果が得られ、このことが大量の金の負イオンを生成した可能性と考えることはできる。組成を制御することで比較的広い範囲で仕事関数を変化させることができたので、今後実際に電子放出特性を調査して仕事関数と安定性の相関について調査する予定である。
コムギ春播性遺伝子Vrn-D5のクローニング

コムギの播性(春播型・秋播型)を決定する春播性遺伝子のひとつであるVrn-D5(現在はVrn-D4に改名)の高密度マッピングを試み、本遺伝子が5D染色体動原体近傍のSSRマーカーXcfd78とXbarc205に囲まれた1.8cMの領域に座乗し、Xcfd67およびESTマーカーXBG313707と共分離することを明らかにした。これらのマーカーは育種現場におけるマーカー選抜に有効であると考えられた。[目的]本研究の目的は、コムギの春化要求性(春播型・秋播型)を決定する春播性遺伝子Vrn-D5(現在はVrn-D4に改名、以降Vrn-D4)をマップベース・クローニングすることである。[前年度までの状況]申請者らはこれまでにVrn-D4が染色体5D上のSSRマーカーXcfd 67とXgdm 3に挟まれた7.9cMの領域に座乗することを明らかにしている。[本年度の研究成果]TD(F)(Vrn-D4保有)x早小麦(Vrn-D4非保有)のF_2集団258個体及びF_3系統を用いて分離分析を行い、Vrn-D4が分離していることを確かめた。このF_2集団は以前申請者らが解析に用いた分離集団と比べて多型性に富み、Vrn-D4近傍では6個のSSRマーカーが多型を示した(従来のF_2集団では2個)ことから、その有用性が明らかになった。そこでSSRマッピングを行ったところ、Vrn-D4はXcfd 67と共分離すること及び染色体短腕上のXcfd 78と長腕上のXbarc 205とで挟まれた1.8cMの領域に座乗することが明らかになった。この結果、以前と比べてVrn-D4の座乗領域を大幅に狭めることができた。現在はこの領域の高密度連鎖地図を作製するためにDNAマーカー(SSR、EST-SSR、及びESTマーカー)のスクリーニングを行っているところである。また、Vrn-D4が動原体の近傍に座乗し、組換え型個体の獲得には大規模F_2集団が必要と考えられることから、F_2集団の規模拡大を行っているところである。従来、Vrn-D4の座乗染色体や他の春播性遺伝子との異同について、研究者によって異なる結果が報告されてきた。そこで本研究では異なる機関で保存されているTD(F)の春播性遺伝子型を解析したところ、申請者らのTD(F)が正しい遺伝子型をもち、USDAのTD(F)は異なる遺伝子型をもっていることが明らかになった。[前年度までの状況]TD(F)(Vrn-D4保有)x早小麦(Vrn-D4非保有)のF2集団258個体及びF3系統を用いて分離分析を行い、Vrn-D4が染色体5D動原体近傍のSSRマーカーXcfd78(短腕に座乗)とXbarc205(長腕に座乗)に挟まれた1.8cM領域に座乗し、Xcfd67(長腕に座乗)と共分離することを明らかにした。Vrn-D4が座乗する染色体領域を絞り込むためには、Vrn-D4とXcfd67の間で組換えが生じた個体の獲得や、新規DNAマーカー開発による遺伝地図の高密度化が必要である。[本年度の研究成果]新たにF2集団300個体を供試して連鎖解析を行ったが、Vrn-D4-Xcfd67間で組換えが生じた個体は得られず、両者の連鎖は極めて強固であることが判明した。このため現在F2集団の規模をさらに拡大しているところである。Vrn-D4近傍領域の遺伝子に由来するEST群をシーケンス解析した結果、その中の一つBG313707で両親間に多型が見出された。このマーカーを用いてマッピング集団の解析を開始したところであるが、現在のところまだVrn-D4との組換えは得られていない。しかし、ESTマーカーはイネとのcolinearityを利用できることから、今後マッピングを進めていく上で重要な足がかりが得られた。この他、TD(F)x合成コムギ(Vrn-D4非保有)のF2集団を供試しマッピングを進めている。このF2集団では、TD(F)x早小麦のF2集団と比べて多くのDNAマーカーが利用できる。今後の解析は両F2集団を相互補完的に利用して進める予定である。[目的]

本研究の目的は、コムギの春化要求性(春播型・秋播型)を決定する春播性遺伝子Vrn-D5(現在はVrn-D4に改名、以降Vrn-D4)をマップベース・クローニングすることであり、それによってVrn-1のみに頼っている現在の春播型品種の育種に新たな可能性を開くことである。【前年度までの状況】TD(F)(Vrn-D4保有)x早小麦(Vrn-D4非保有)のF_2集団258個体及びF_3系統を用いて分離分析を行い、Vrn-D4が5D染色体動原体近傍のSSRマーカーXcfd78(短腕に座乗)とXbarc205(長腕に座乗)に挟まれた1.8cM領域に座乗し、Xcfd167(長腕に座乗)及びESTマーカーXBG313707(短腕に座乗)と共分離することを明らかにした。【本年度の研究成果】本年度は、新たにF_2集団368個体を用いて春化要求性に関する分離分析を行うとともに、上述の4マーカーについて遺伝子型を決定した。その結果、Vrn-D4とXcfd78、Xbarc205の間で組み換えが生じた48個体が見出されたので、これらについてXcfd67及びXBG313707の遺伝子型を解析したが、両マーカーとVrn-D4の間で組換えが起きた個体は存在しなかった。そこで、さらにF_2集団476個体を展開し、同様の解析を進めているところである。また、5D染色体のESTマーカー地図情報を基に、Vrn-D4座乗領域(Xcfd78どXbarc205に挟まれた領域)を解析したところ、Vrn-D4の有力な候補遺伝子が存在することが明らかになった。現在は、この候補遺伝子のシーケンス解析を行っているところである。
夏型過敏性肺炎の発症機構に関する分子生物学的研究

Trichosporonに特異的なプライマーを作成し、PCR及びサザンブロッティング法を用いることにより、Trichosporonを遺伝子レベルで高感度に検出する方法を確立した。この方法を用いて、1. Trichosporonの菌体を経気管支的に投与したマウスの気管支肺胞洗浄液に於いてTrichosporonの検出に成功した。また、このモデルにおいて菌体が徐々に減少して行く過程が観察された。2.夏型過敏性肺炎患者の気管支肺胞洗浄液から高率にTrichosporonのDNAが検出された。一方、コントロール群においてはその検出率は低かった。症例を増やしたところ、明らかな有意差を認めた。3.夏型過敏性肺炎患者の喀痰からもTrichosporonのDNAが検出された。4.夏型過敏性肺炎患者宅の塵埃をエアーサンプラーで集め、PCR・サザンブロッティングに供したところ、TrichosporonのDNAが陽性であった。このような試みはこれまで例がなく、予防学的見地から非常に意義深いと考えられる。今後、偽陽性率を低下させるようなPCR法の温度条件や感度の設定を検討し、肺組織中のTrichosporonの局在と経時的変化について検討する。Trichosporonに特異的なプライマーを作成し、PCR及びサザンブロッティング法を用いることにより、Trichosporonを遺伝子レベルで高感度で検出する方法を確立した。これを用いて、1.Trichosporonの菌体を経気管支的に投与したマウスの気管支肺胞洗浄液においてTrichosporonの検出に成功した。また、このモデルにおいて菌体が経時的に減少していくことが示唆された。2.夏型過敏性肺炎の患者の気管支肺胞洗浄液から高率にTrichosporonのDNAが検出された。有意差については症例数を増やして今後検討する予定である。3.夏型過敏性肺炎の患者の喀痰からもTrichosporonのDNAが検出された。4.新たな試みとして、夏型過敏性肺炎患者宅において、エア-サンプラーにより塵挨を集めて蒸留水で洗い、その洗浄液をPCR・サザンブロッティングで検索したところ、TrichosporonのDNAが陽性であった。このような試みはこれまで例がなく、予防医学的な見地からも非常に意義があるものである。今後、症例数を増やしていく一方で、上記方法をin situPCR法を用いて、肺組織中におけるTrichosporonの遺伝子レベルでの存在有無、さらには局在の確認を行い、夏型過敏性肺炎の発症機構を解明していく。Trichosporonに特異的なプライマーを作成し、PCR及びサザンハイブリダイゼーションを用いて、Trichosporonを遺伝子レベルで高感度に検出する方法を確立した。これにより、1.Trichosporonの菌体を経気管支的に投与したマウスの気管支肺胞洗浄液においてTrichosporonが経時的に減少してゆくことが示唆された(抗原の動態の解析)。陽性率は夏型過敏性肺炎患者で約94%、その他の疾患や健常人では20%前後と有意差が見られた。3.夏型過敏性肺炎患者の喀痰からもTrichosporonのDNAが検出された(慢性例の解析)。4.新たな試みとして、夏型過敏性肺炎患者宅において、エア-サンプラーにより塵埃を集めて蒸留水で洗い、その洗浄液をPCR・サザンハイブリダイゼーションで検索したところ、TrichosporonのDNAが陽性であった。このような試みはこれまで例がなく、予防医学的な見地からも非常に意義の高いものである。更に、制限酵素処理やシークエンス解析から、これまで困難であった近縁のCryptococcus neoformansとの明らかな鑑別が可能となった。以上の結果は、近年社会医学において問題となっている家屋内真菌による感染・アレルギー・非特異的炎症の発症機構の解明に役立つものと考えられる。

また、このモデルにおいて菌体が徐々に減少して行く過程が観察された。2.夏型過敏性肺炎患者の気管支肺胞洗浄液から高率にTrichosporonのDNAが検出された。一方、コントロール群においてはその検出率は低かった。症例を増やしたところ、明らかな有意差を認めた。3.夏型過敏性肺炎患者の喀痰からもTrichosporonのDNAが検出された。4.夏型過敏性肺炎患者宅の塵埃をエアーサンプラーで集め、PCR・サザンブロッティングに供したところ、TrichosporonのDNAが陽性であった。このような試みはこれまで例がなく、予防学的見地から非常に意義深いと考えられる。今後、偽陽性率を低下させるようなPCR法の温度条件や感度の設定を検討し、肺組織中のTrichosporonの局在と経時的変化について検討する。
1970-80年代における社会運動の国際的展開に関する運動史的研究

本研究は、1970-80年代に日本において取り組まれた「国際連帯運動」の実態を明らかにすることを目指した。インタビューなどの調査を行った結果、以下の成果を得た。第一に、運動史の研究上の欠落を補うことになる貴重なインタビュー記録が蓄積された。これらは公開が予定されている。第二に、調査内容から、国際連帯運動は1960年末の運動に源流を持つこと、国内外の諸運動に肯定的な影響を与えたこと、などが明らかになった。2015年度の研究実績は以下のとおりである。東京でのワークショップ形式での調査は計4人に対し、5回行った。それぞれ2時間以上の聞き取りになった。これらの調査によって、1970年前後の国内の反公害運動や演劇活動からアジアへの活動への展開が具体的に明らかにされた。一方、東京での調査への参加が困難な調査対象者に対して、九州地方(福岡県・熊本県)での調査を1回(3件のインタビューで計4人)行った。これらのインタビューによって、消費者運動、ウーマン・リブ、学生運動を出発点にした活動が、1970ー80年代の運動へといかに連続していったか、特にアジアとの国際連帯運動への接続や「PP21」への結集の軌跡が明らかにされた。こうした調査結果は、これまで個別の運動体に即してのみ、しかも断片的に語られてきた運動史を、同時代のつながりの中に再構成することを可能にする知見を含んでおり、貴重な研究成果が得られたと言える。海外調査については、タイ調査に着手し、インタビュー対象者との連絡と関係づくりに成功した。また、今後の本格的調査のための基礎的事実も調査することができた。海外調査・国内調査ともに、次項で述べるように、予期せぬトラブルなどもあって当初計画よりも若干進捗が遅れる結果となった。しかし、研究グループとしてのそれまでの研究成果も含めると、順調に成果は蓄積されている。これらを踏まえ、2年目・3年目も、研究の遅れを取り戻しつつ、調査によって同様の貴重な知見を蓄積する予定である。海外渡航についての手続き上のトラブルや研究分担者の健康問題等が予期せず発生し、海外調査に十分取り組むことができなかった。国内調査についても、海外調査の遅れを補うべく、さらに推進する余地はあったと思われるが、機会を必ずしも十分に活かすことができなかった。2016年度の研究実績は以下のとおりである。東京でのワークショップ形式での調査は計2回、それぞれ数時間の聞き取りになった。これ以外に、1件、調査対象者の自宅に出向いてのインタビューを行った。これらの調査から、1970年代以降の国境を超えた運動のネットワーク(具体的には、フィリピン、タイ、韓国とのつながり)について、さらに詳しく明らかになった。また、山形県に出向いての調査を1回行い、現地で関係者に集まってもらい、そこで集団での聞き取りを行った。この調査から、1970年代に開始された運動のダイナミズムが、地方や農家の運動も巻き込んで展開した具体的な様相が明らかになった。一方海外調査として、フィリピンと香港に1回ずつ、タイは2回にわたって渡航し、インタビューを行い、記録した。フィリピンでは日本との連帯運動の一端について、香港では日本を含めた東アジアの運動のネットワークの中心人物について、明らかになった。タイにおいては、5人に対してのインタビューを記録した他、運動を担った当事者同士の振り返りの会に参加し、その模様を記録した。これらのインタビューから、日本から始まった運動のネットワークが、アジアに伝播していく様子がより明確になった。また、上記インタビューを中心とした研究の他に、1969年に日本で刊行された英文雑誌『AMPO』について、その記事内容自体や執筆・編集の背景について、当事者の聞き取りと研究協力者らでの検討を同時に行う形で、2016年度から集団での研究に着手した。2015年度の進捗は若干遅れていた状態で、2016年度半ばには研究分担者の死没というアクシデントに見舞われたものの、2016年度当初から研究分担の引き継ぎ等も完了しており、遅れを取り戻すための計画も既に立てていた。研究協力者のサポートもあり、本来2016年度までに進めるべき内容で、おおむね順調に進捗した。2017年度の研究実績は以下の通りである。国内での調査は、まず東京でのワークショップ形式での調査が計2回、それぞれ数時間にわたるインタビューを行い、記録した。上記2名のインタビューからは、1960年代から70年代への連続性や、70年代において新たに展開した活動の内実が明らかになった。またこの他に、大阪と札幌にそれぞれ出向いての出張調査を行った。大阪では計2名に対してそれぞれ数時間ずつのインタビューを行い、記録した。札幌では調査対象である集団の当時の関係者に集まってもらい数時間の集団インタビューを実施し、記録した。大阪での調査では、それぞれフィリピン、韓国との日本からの国際連帯運動の一つが、どのように始まり展開したか、具体的に明らかになった。一方札幌での調査では、北海道で先住民族の国際会議を行った際のプロセスやその意義などが明らかになった。海外調査としては、フィリピンと北米合州国でインタビュー調査を実施した。フィリピンでは、キリスト者として人権問題に取り組んできたキーパーソンに、国際連帯運動との関係についてインタビューを行い記録した。また北米合州国では、1970年代に日本で発行された英文メディアへの協力者・執筆者だった関係者にインタビューを行い記録した。これらにより、日本からの国際連帯運動の具体的ネットワークの一端が明らかになった。

また、上記英文メディアの一つであった英文雑誌『AMPO』について、中心人物への聞き取りを兼ねた研究会を、2016年度以降継続し、2017年度も10回ほど開催した。本研究は、1970-80年代に日本において取り組まれた「国際連帯運動」の実態を明らかにすることを目指した。インタビューなどの調査を行った結果、以下の成果を得た。第一に、運動史の研究上の欠落を補うことになる貴重なインタビュー記録が蓄積された。これらは公開が予定されている。第二に、調査内容から、国際連帯運動は1960年末の運動に源流を持つこと、国内外の諸運動に肯定的な影響を与えたこと、などが明らかになった。2016年度は、東京でのワークショップ形式での調査を進めつつ、前年度同様の国内調査も複数回行う。また海外調査も、タイ調査を本格的に進めるとともに、本来前年度に行う予定であった調査地(香港、フィリピン)についても調査を実施する。2017年度は、それまでの研究を推進しつつ、それに加えて記録のアーカイブ化に向けた取り組みを本格化する。なお、2016年度以降の作業分担を変更し、海外調査統括も研究代表者が受け持つこととする。また、2017年度に関して、研究代表者の本研究へのエフォート率をさらに高めることを可能とする条件が整ったこともあり、2015年度の進捗の遅れも3年間全体では十分挽回可能である。2017年度は、東京でのワークショップ形式での調査を進めつつ、インタビューを行いそびれている地域について、国内調査と海外調査を行う。また、それらに加えて、研究の最終年度として、調査記録のアーカイブ化に向けた取り組みを本格化する。社会運動論・歴史社会学渡航時の手続きトラブルや研究分担者の健康問題があり、海外調査が予定通りに行えなかった。また、備品費についても、既に所有済みのデジタルカメラを使用していたり、編集ソフトなどは後の年度で利用予定であったため、当初2015年度に購入予定だったものを全ては購入しなかった。インタビュー記録の文字起こし業務への依頼が遅れており、次年度の使用額が生じた。2015年度に行えなかった海外調査を2016年度および2017年度前半にかけて行う。調査に必要な備品で未購入のもの(デジタルカメラやタブレット、編集ソフト等)を今後購入する。2017年度に計上していた金額と合わせて、インタビュー記録の文字起こし代金にあてる予定である。
要求医療サービス水準に応じた医師数・医療機関配置推定

本研究では不足が問題となっている分娩取扱医師の需要・供給および分娩取扱医療機関集約化によるアクセス時間の延長についてシミュレーションを行い、(1)現在の分娩取扱医療機関は多すぎ、医師の稼働率は低い。そのため、現在の医療機関配置を所与とすると、分娩取り扱い医師は絶対数が不足している、(2)分娩取扱医師の供給を大幅に増やすことは人口の年齢構造による制約があり難しい、(3)医師の稼働率を上げるために分娩施設の集約化を行えば医師不足は解決できる。しかし地域によっては集約化によるアクセス時間の増加が医療安全上の許容範囲を超える可能性があるため、全国一律の基準での集約化は難しい、という結論を得た。本研究の目標である医療安全・労働安全を満たす医療機関配置のうち、必要な医療機関の規模については平成23年度に実施した待ち行列を用いたシミュレーションにより年間数千件以上の分娩取扱という強力な集約化が必要であることが得られた。しかしながら、医療機関の規模を拡大することは医療圏の拡大、ひいてはアクセス時間の増加を意味する。産科は救急の側面もあるため、医療機関へのアクセス時間が増加することは医療安全レベルを低下させることになる。平成24年度は規模拡大に伴う「医療機関としての安全性向上」と「アクセス性低下に伴う安全性低下」について比較検討するため、前年度に行ったシミュレーションの結果をベースにアクセス時間について国勢調査地域メッシュデータを用いて分析を行った。この際、既存の医療機関からコアとなる医療機関を作り、合併あるいは機能の分業によって周産期医療に関する規模を拡大する方針を採用した。これは集約化のベースとなる医療機関を全く新規に建設することは非現実的であるという認識による。平成24年度は、まず1次的な接近として全国の総合周産期母子医療センターをコア病院として集約化を行った場合のアクセス可能な範囲およびその中に含まれる出生割合(出生カバー割合)の推計を行った。この推計の結果として、医療上問題が発生しない程度の到着時間(1時間圏)の出生カバー割合は全国平均では83.2%、90分未満まで条件を緩和すれば93.6%となることが分かった。しかしながらこの値は地域によって大きく異なり、全国的には西高東低となっていることが見いだされた。また、特に東北・北海道では4割を切る地域もあることが明らかとなった。このことより、医療安全・労働安全のための集約化を進める際には全国一律ではなく、地域特性に応じた対応を行う必要があることが明らかになった。医師不足問題が顕在化している周産期医療を例にとって、まず(1)マイクロシミュレーションによる需要推定を行い、医師不足問題は「医師の偏在ではなく分散配置と、医師の総数が不足していること」の両方が原因であることを明らかにした。わが国には小規模病院が多数存在し、1病院あたりの分娩数は年間500件程度である。この程度の分娩数では時間外の診療は昼間のスタッフが「当直」という形で行うことになり、過労による労働安全・医療安全上の問題が発生している。分娩取扱医師数のシミュレーションの結果、現在分娩を取り扱っている産科医数(約6.5千人)で交代制勤務が可能な水準までの集約化を行った上で全国の分娩件数をカバーしようとすると全国で50病院程度までの集約化が必要となる。この水準の集約化は非現実的であり、医師の総数自体も不足していると言える(H23, H24)。次に、(1)での医師総数不足という結論をうけて(2)医師の供給余力について、産科医の卒後年数別分娩取扱動向や18歳年齢人口の予想などを用いて推定を行った。結果としては18歳人口が既に減少期に入っていることと、指導医年齢層の医師が少ないことから急激に分娩取扱医を増やすことはできず、逆に現状の6.5千人程度を維持することが現実的なターゲットであることが明らかになった。さらに、(1)で提起された集約化によるアクセスの劣化について、(3)国勢調査の基準メッシュから分娩取扱医療機関への到達時間をGISシステムで推定することにより評価した結果、全国平均では現在の300床規模病院まで(約600件)の集約化であれば現状より著しいアクセス低下は発生しないが、交代制勤務を実現するには病院数が多すぎ意味がない。しかし、交代制勤務が可能な水準である500床以上病院までの強力な集約化を行うと県によっては急激に状況が悪化することが明らかとなった(H24, H25)。平成23年度は、待ち行列を基礎としたマイクロシミュレーションモデルの改良作業およびSaaSを用いたGISとの連携作業を主に行った。具体的な内容は以下の通りである。1.モデルの改良本研究のベースとなった(小川2010)モデルでは、病院と診療所の差は医師数の差による扱える分娩の種類の違いだけである。

具体的には病院は緊急帝王切開および予定帝王切開を含むすべての分娩を扱えるが、診療所は正常分娩のみを扱えるものとしていた。そのため、実際には診療所で完結するような正常分娩であってもシミュレーション上では病院に割り当てられるケースが発生し、結果として病院医師需要を過大に推計していたことになる。本年度のモデル改良では、(1)妊娠初期リスクスコア(中林ほか2006)の考え方とスコア分布を用いて妊婦検診を病院と診療所に確率的に割り当てる(2)病院医師の負担を減らすための参加オープンシステムを複数のレベル(分娩はすべて病院で行い、診療所の医師は自分の患者が分娩を行う際は必ず病院に行き分娩管理を担当する妊娠後期でのリスクスコアで病院に紹介する妊婦を決める)でモデルに導入する、の2点を主に行った。2. GISとの連携シミュレーションとGISシステムの連携の前段階として、国勢調査の人口メッシュデータ、出生統計と、全国の病院住所データおよびGISのSaaS用いて、乗用車を用いた通院時間ベースの医療圏での分娩数を試算するシステムの構築を行った。このシステムから得られる医療圏ごとの分娩数は医師数予想のマイクロシミュレーションと組み合わせることによって病院配置プラン策定のために用いる予定である。移動時間計算用のSaaSを利用することにより、高速道路網による通院時間短縮などの影響も推計に取り入れることが可能となった。当初の予定では平成24年度には各地での医師ヒアリングを含めて研究完了の予定であった。しかしながら、ヒアリングおよびシミュレーションを担当する研究代表者が病気(がん)に伴う手術・療養のため平成24年7月から12月までヒアリング作業を行うことができなかったことにより、モデル改訂作業が遅れ、その結果としてその後の作業スケジュールが全般に遅れることとなった。本年度予定していた研究内容のうち、シミュレーションモデルの改良およびGISシステムとの連携作業はほぼ予定通りに実施できた。しかしながら、シミュレーションモデルの前提となる産科医の勤務実態や分娩における医師およびその他のコメディカル需要に関するヒアリング調査は全く行えなかった。ヒアリング実施が行えなかった主たる理由は、計画立案時には予定されていなかった学内行政負荷の増加(学科主任への就任)である。当初の予定ではヒアリング先は各地方による差異がある可能性を考慮し北海道(札幌、釧路)、青森、長野、愛知、大阪、福岡、鹿児島などで行う予定であったが、上記の理由によりまとまった期間大学を離れることが困難になった。平成25年度は研究計画の最終年度であり、アクセス性と医療安全・労働安全を両立させる医療機関の配置が実際に可能であるかどうかのGISシミュレーションを実施し、論文として公表することを予定している。平成24年度は総合周産期母子医療センターに集約することを前提とした単純な推計を行ったが、平成25年度は全国の500床以上の病院(約500病院)をコア病院の候補とし、アクセス性を確保した上でさらにどこまで集約化が可能であるかを検討する予定である。ここで500床を一つの基準としたのは、小峰ほか(2010)で提唱されている「まちなか集積医療」での経営効率が最適となる規模であることと、医療圏人口が50万人程度、出産件数では年間4000件程度となり医療安全・労働安全の面からも無理がない規模であることによる。
先天性心臓血管外科手術の質的向上を目指した全国的データベースの構築

JCCVSD(日本先天性心臓血管外科手術データベース)は2008年8月にweb-base登録を開始、2011年3月時点で参加施設数(希望を含む)は98施設、累積登録手術件数は1,1000件に達し、国内の主要施設はほぼ全て参加し、national databaseと評価されるまでに急速に成長した。医療の質向上に資する目的で、2008年2009年に登録されたデータを解析しリスクモデルを作成、これに基づきrisk-adjustmentを行ったbench-mark reportを、2011年2月に千葉で開催された第41回日本心臓血管外科学会において、初期参加25施設に手渡し配布した。今後も同様のreportの配布を続けて行く予定である。2011年から、日本小児循環器インターベンション学会、以下JPIC、と日本成人先天性心疾患学会、以下JSACHDが、JCCVSDと同一のインターネット環境を用いたデータベース構築を希望し、現在準備を進めている。JCCVSD-JPIC-JSACHDDBの構築は、小児循環器領域の横断的・網羅的解析を可能とする世界初の試みを可能とする。また、対象の多くが小児であることより、フォロー・アップDB、或いはpatient identifierを用いた施設間医療情報の提供を視野に置いており、今後展開を予定する。2008年6月,日本小児循環器学会が本データベースの協力学会となり,2008年8月より,国内11施設がWeb-base(URL:http:jacvsd.hqa.jp/Jccvsd)入力を開始した。登録件数は2010年3月で1,000件を越えた。2009年1月にSan Franciscoで開催されたthe Society of Thoracic Surgeons (STS)congenital heart surgery databasetask forceで本データベースの進捗状況,解析結果の報告を行った。2009年3月には入力項目のversion upへ向け,入力項目検討委員会を設置し,2009年4月に富山で開催される第39回日本心臓血管外科学会学術集会会期中(4月22日)に第一回入力項目検討委員会を開催予定。また,本年は全国公募に向けて準備を進め,初めは手術件数の制限を設ける可能性があるが(年間手術件数),公募へ踏み切る予定である。これまで本データベースは順調な伸びを示しており,データベースの目的・必要性を示し多くの施設の参加を呼びかける方針である。平成20年8月より初期参加施設11施設でJCCVSDとしてweb登録を開始、平成21年10月に、第一回参加施設公募を行った。その結果、参加希望施設数71、施設カバー率85%となった。参加希望施設は、院内倫理委員会の承認を得た後web登録を順次開始しており、月間登録手術件数は450件に増加した。初期に登録された約2,000件の粗解析を行い、平成22年1月に米国フロリダ州で開催された第49回アメリカ胸部外科学会(STS)先天性心臓手術データベース・タスクフォースにおいて我が国のデータベースの構築状況を報告した。STSの代表者であるJeff Jacobs博士は日米欧のデータベース・ネットワーク(JCCVSD-STS-EACTS)を基盤とする国際的なグローバル・データベースを目指し本研究の代表研究者を共同研究者とし誌上報告を行っている。今後JCCVSDは参加を随時受け付けとしナショナル・データベースを目指すとともに、医療の質向上を目指しデータ解析・参加施設へのベンチマーク・レポート配信を目指す。また、JCCVSDの構築状況は本研究との関連が密接な日本小児循環器学会雑誌に総説として掲載が決定している。初期登録データの解析の結果、手術症例の約20%で一酸化窒素ガス吸入療法が行われている実態が明らかとなり、今後本治療法の保険収載を目指す上での基礎資料として誌上報告を予定している。また同様の解析では、2,000gm以下の低出生体重、心外奇形の合併、成人先天性心疾患などで手術死亡率が高いことも明らかとなり、今後のリスク調整に資する。JCCVSD(日本先天性心臓血管外科手術データベース)は2008年8月にweb-

base登録を開始、2011年3月時点で参加施設数(希望を含む)は98施設、累積登録手術件数は1,1000件に達し、国内の主要施設はほぼ全て参加し、national databaseと評価されるまでに急速に成長した。医療の質向上に資する目的で、2008年2009年に登録されたデータを解析しリスクモデルを作成、これに基づきrisk-adjustmentを行ったbench-mark reportを、2011年2月に千葉で開催された第41回日本心臓血管外科学会において、初期参加25施設に手渡し配布した。今後も同様のreportの配布を続けて行く予定である。2010年から、日本小児循環器インターベンション学会、以下JPIC、と日本成人先天性心疾患学会、以下JSACHDが、JCCVSDと同一のインターネット環境を用いたデータベース構築を希望し、現在準備を進めている。JCCVSD-JpIC-JSACHDDBの構築は、小児循環器領域の横断的・網羅的解析を可能とする世界初の試みを可能とする。また、対象の多くが小児であることより、フォロー・アップDB、或いはpatient identifierを用いた施設問医療情報の提供を視野に置いており、今後展開を予定する。