hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本企業のR&D,知的財産権,市場競争の分析-国際競争力低下の可能性

初年度の作成したデータベースと予備的検討を利用して,次の実証研究とその結果の解釈を行った。第1は,企業の特許生産の大小を説明する要因分析である。ここでは特許取得数を被説明変数とする特許生産関数(patent production function)を推定し,説明変数にはR&D投資額,産業特性,国籍,年度等の変数を用いた。対象企業は複数の産業分類に属し,それぞれ異なる市場競争の直面している。そこで,本研究ではいくつかの方法を併用してこの問題を回避した。第2は,付加価値を用いた総要素生産性の推計を行い,特許の影響を評価した。総要素生産性は通常は経済全体あるいは産業を単位として、集計的データを用いて行われる。本研究ではこれを個別企業を単位として行った。第3は,企業の経済的価値,特許の経済的価値の関係を推計する研究を行った。これは最初の2つの実証研究を包括するものであり,R&D投資,特許取得数が企業業績にどのように関係するかを検討した。以上の実証研究結果を用いて,この研究目的であった,日本企業のR&D投資をめぐる競争力低下の可能性を検討した。そこでは外国のR&D指向型企業との比較で,R&D投資額の相対的減少の可能性,特許取得数の相対的減少の可能性,特許の経済的価値の停滞の可能性を,企業規模の制約,市場競争のあり方に関連して解釈を行った。日本政府の「知的財産立国」政策の妥当性を検証した。また,これらの研究成果,解釈,前提となるデータを利用して,日本の「電機・エレクトロニクス産業」,「日本企業のコーポレート・ガバナンス」という事例教材を作成した。このように作成したデータベースを利用して,次の予備的調査を行った。第1は,このサンプルの対象企業の「記述統計量」(descriptive statistics)による分析である。選択した3産業,200社が,全体の中でどのような比率を占めるのか、それがどのように20年間変化してきたかを検討した。このとき,R&D投資の生産性が低下しているのか、日本のそれが,欧米のそれと比較して違いがあるのかを検討した。第2は,特許生産関数の推定,付加価値に対する特許の効果の推定,特許の経済的価値の推定の3つ研究の理論的検討を行った。このうち医薬品産業について精査したところ,日本の企業のR&D投資の生産性が低下していることが判明した。また,エレクトロニクス産業については,日本企業の特許が必ずしも企業成果をもたらしていないことが判明した。さらに,日本企業が狭い領域に集中して価格競争が行われ,また,規模の経済が実現できずに,利益が低下することが示された。これらの事実を,より本格的に説明するのが2年目の研究である。ここでは特許取得数を被説明変数とする特許生産関数(patent production function)を推定し,説明変数にはR&D投資額,産業特性,国籍年度等の変数を用いた。総要素生産性は通常は経済全体あるいは産業を単位として,集計的データを用いて行われる。

そこでは外国のR&D指向型企業との比較で,R&D投資額の相対的減少の可能性,特許取得数の相対的減少の可能性,特許の経済的価値の停滞の可能性を,企業規模の制約,市場競争のあり方に関連して解釈を行った。日本政府の「知的財産立国」政策の妥当性を検証した。また,これらの研究成果,解釈,前提となるデータを利用して,日本の「エレクトロニクス産業」,「日本の科学技術政策とイノベーション・システム」という事例教材を作成した。
インターロイキン4の骨形成促進作用の解明と低回転型退行期骨粗鬆症への関与

骨代謝に関する基礎研究のうち,全身性および局所性のホルモン,サイトカインによる骨形成系,骨吸収系細胞の調節機構が,細胞内信号伝達系や遺伝子発現調節領域の検索を含めて解明されつつある。低回転型退行期骨粗鬆症は、加齢に伴い骨形成、骨吸収が共に低下することから生じるが、そのメカニズムは未だ不明である。1990年に、インターロイキン-4(IL-4)の骨器官培養系における骨吸収抑制作用が報告され、骨代謝における役割が検討され始めた。本研究において我々は、IL-4が骨芽細胞培養系において、細胞層へのハイドロキシプロリン、オステオカルシン、カルシウムの蓄積量を増加させることを見出したが、これらの結果はIL-4が骨芽細胞に対して骨形成促進作用を持つことを示唆している。我々は、加齢による骨代謝バランスの変化の機序を考える際に、骨細胞のみの加齢変化を考えるのではなく、免疫系の加齢変化が骨代謝に影響を与えている可能性を考えた。IL-4が骨形成促進作用を持ち、加齢によりT細胞からの産生が低下することが考えられることから、低回転型骨粗鬆症の発症進行機序の一部を構成すると推定された。IL-4の作用機序を包括的に理解するために,骨芽細胞によって誘導されるmRNA群を、Differential Display法を用いて検索した。この結果,IL-4によりタイプVIコラーゲンの遺伝子発現が著明に増大することが明らかとなった。タイプVIコラーゲンは、多くの接着因子、基質蛋白との親和性が高いことや、加齢により骨内の含量が減少していることが報告されており、IL-4と低回転型骨粗鬆症とを関連づける媒体になっている可能性があり、今後の研究が期待される。最近我々は、IL-4が骨芽細胞培養系においてアルカリフォスファターゼ活性、細胞層へのハイドロキシブロリン、オステオカルシン、カルシウムの蓄積量を増加させることを発見したが、これらの結果はIL-4が骨芽細胞に対して骨形成促進作用を持つことを示唆している。高齢者においては、血中のT細胞数が減少することが知られており、血中IL-4濃度が低下することが推測される。IL-4が骨吸収抑制作用と骨形成促進作用を合わせ持つことを考慮すると、その血中濃度の低下は骨量を減少させる要因になると考えられる。本研究の目的は、IL-4のin vitroでの作用メカニズムを解明することと、加齢によるIL-4の動向と骨塩量との関連、IL-4と他のサイトカイン、成長因子等との骨代謝における関連を明らかにすることである。我々は、加齢による骨代謝バランスの変化の機序を考える際に、骨細胞のみの加齢変化を考えるのではなく、免疫系の加齢変化が骨代謝に影響を与え、その媒体となるのがIL-4等のサイトカインであると位置づけをした。本研究において、われわれは、IL-4がヒト培養骨芽細胞様細胞のタイプIコラーゲン産生を促進することを確認した。ヒト大腿骨骨膜由来骨芽細胞様細胞を継代培養し実験を行ったところ、IL-4が骨芽細胞のコラーゲン合成を転写レベル、翻訳レベル、翻訳後修飾レベル(プロリン水酸化)で促進しており、特に後二者においての促進効果が高いことが明らかとなった。また、この作用は、線維芽細胞、筋肉細胞、平滑筋細胞にも見られたが、骨芽細胞では促進効果が高いことが確認された。

骨代謝に関する基礎研究のうち,全身性および局所性のホルモン,サイトカインによる骨形成系,骨吸収系細胞の調節機構が,細胞内信号伝達系や遺伝子発現調節領域の検索を含めて解明されつつある。低回転型退行期骨粗鬆症は、加齢に伴い骨形成、骨吸収が共に低下することから生じるが、そのメカニズムは未だ不明である。1990年に、インターロイキン-4(IL-4)の骨器官培養系における骨吸収抑制作用が報告され、骨代謝における役割が検討され始めた。昨年度、本研究において我々は、IL-4が骨芽細胞培養系において、細胞層へのハイドロキシプロリン、オステオカルシン、カルシウムの蓄積量を増加させることを見出したが、これらの結果はIL-4が骨芽細胞に対して骨形成促進作用を持つことを示唆している。我々は、加齢による骨代謝バランスの変化の機序を考える際に、骨細胞のみの加齢変化を考えるのではなく、免疫系の加齢変化が骨代謝に影響を与えている可能性を考えた。IL-4が骨形成促進作用を持ち、加齢によりT細胞からの産生が低下することが考えられることから、低回転型骨粗鬆症の発症進行機序の一部を構成すると推定された。IL-4の作用機序を包括的に理解するために,骨芽細胞によって誘導されるmRNA群を、Differential Display法を用いて検索した。この結果,IL-4によりタイプVIコラーゲンの遺伝子発現が著明に増大することが明らかとなった。タイプVIコラーゲンは、多くの接着因子、基質蛋白との親和性が高いことや、加齢により骨内の含量が減少していることが報告されており、IL-4と低回転型骨粗鬆症とを関連づける媒体になっている可能性があり、今後の研究が期待される。
父親の養育行動における適応過程の解明

本研究の目的は,子どもの泣き場面における父親の対処行動をとおして,父親の養育行動が形成・修正・強化される過程について検討することであった。子どもが生後2ヵ月の夫婦5組を対象に,子どもが生後2ヵ月と4ヵ月の2時点において,半構造化面接を行った。面接内容は,子どもの泣き場面において,父親がどのように関わったかについてである。その結果,生後2ヵ月から4ヵ月にかけて父親の泣きの類推原因及び対処行動は増えていた。また,子どもの成長に伴い,父親は子どもの泣きの原因を特定して対処行動をとるようになっていた。これは,母親と同様に,父親の子どもの泣きに対する認知的枠組みが変化したことを示唆するものと考える。本研究は,養育行動の一つである応答性をとおして,父親の養育行動における適応過程を解明すること目的としている。近年,子どもの発達に父親の育児関与が影響力をもつことや,夫婦関係が父親の育児関与と関連することが示されている(福丸ら, 1999;加藤ら, 2002)。これらの先行研究は父親の養育行動を取り上げたものであるが,父親の応答性や,父親と母親の応答性の発達プロセスに違いはあるのかについて検討したものではない。母親の発達を父親に適用すると,父親も発達する存在であると考える。父親の応答性は発達するのか,発達するとすれば父親と母親の違いはあるのか。父親の応答性は子どもの発達に影響するのかといった問題は全く研究されていない。本研究の特色は,第1に第1子をもつ父親と母親を対象に夫婦同時に面接し,父親の養育行動における適応過程を捉えることである。夫婦同時に面接を行うことで,父親がどのような動機で,どのように子どもを世話するのか。そして,誰の,どのような助言が父親の養育行動に影響しているのかについて詳細が明らかになる。このようなマイクロ的な視点で父親の養育行動について取り上げた研究は父親研究において皆無である。第2の特色は,生後数ヶ月までの期間,面接をくり返し実施することである。父親の場合,子どもの月齢によって育児をするものとそうでないものの差が大きくなると考えられることから,くり返し面接を行うことにより,その違いが何によるものなのかを明らかにできる。研究対象者は,調査開始時に生後2ヵ月の乳児とその両親20組程度である。市町村で開催される両親学級に参加中の夫婦を対象に調査協力依頼をし,承諾の得られた夫婦に対し出産後2ヵ月と4ヵ月の時点で家庭訪問する。本年度は,研究協力施設を確保すると同時に,予備調査を行いインタビューマニュアル及び分析の枠組み(カテゴリー)を作成した。本研究の目的は,養育行動の一つである応答性をとおして,父親の養育行動における適応過程を解明することであった。本研究の特色は,第1に第1子をもつ父親と母親を対象に面接し,父親の養育行動における適応過程を捉えることである。研究対象者は,調査開始時に生後2ヵ月の乳児(第1子)とその両親5組で,産婦人科あるいは対象者の自宅で面接調査を行った。調査時期は生後2ヶ月と4ヶ月の2時点である。平成25年度作成した分析枠組みに沿って半構造化面接を実施し,父親と母親の詳細なやり取りを通して,生後数ヶ月における父親の養育行動における適応過程について,検討を行った。研究結果は,平成27年3月に開催された発達心理学会において発表した。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初,平成25年11月までに,市町村で開催される両親学級において第1子を妊娠中の女性とその夫のリクルートを終え,平成26年3月までに,生後2ヵ月と4ヵ月の家庭訪問を開始する予定であった。

しかしながら,平成25年12月,調査協力をしていた市町村の両親学級の参加者が少なく,開催が中止されたため,研究対象者のリクルートが予定通り進まず,今年度中に調査をすることが困難になった。そのため,リクルート期間を延長し調査を進めていくこととなった。発達心理学平成26年4月から引き続き研究対象者のリクルートを行うと同時に,調査を開始し,平成26年7月の時点でその後の追加調査の検討を行う。そして,随時得られたデータを平成26年12月までに分析枠組みをもとにデータ解析し,平成27年3月に発達心理学会にて分析結果を報告する予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。
水中作業移動ロボットの開発

本研究では、水中作業移動ロボットの実用化に向けて、ロボットの水中における安定した作業を実現するための新しい形態を提案し、その力学的安定性評価法を確立した。従来にない新しい形態の海中ロボットとして,潮流に対しても安定した姿勢を保持できる脚と作業用の腕を兼用できる複数のマニピュレータを装備するものを提案し、基本的な機構を検討するため、小型の試作機を製作した。本研究の水中作業移動ロボットは、潜水作業の中でも危険な、潮流の速い場所での作業が可能であること、小型でありながら比較的大きな力の必要な作業が可能であることを目標としている。これを実現するため、脚としてロボットを支持することもできる脚兼用のマニピュレータを装備し、通常の作業用マニピュレータとしての機能に加えて移動中の確実な位置と姿勢を保持するための脚とする。また棚状の敷設物などを把持してロボット本体の確実な位置固定を行う。これにより速い潮流に対しても確実な姿勢の保持を行うことができる。また、浮遊型の場合に問題となる作業反力による本体姿勢の不安定性も解消できる。また、水中をはじめとする3次元空間内での作業と移動を安定して行うためには、従来の安定性判別法である「安定余裕」や「ZMP」等の概念は適用できない。そこで、本研究では新しい安定性の概念として、ある2つの把持固定点を除く残りの固定点が仮想的に消滅させたときに生ずる回転方向を考えることを基本とする方法を開発した。この新しい安定性評価基準については、学会発表を行い、他の研究者とも討論を行った。現在、試作機の動作調整中であるが、これにより安定性評価の検証を行う予定である。
曝露評価に活用できる食事からのネオニコチノイド系殺虫剤の高感度系統分析法の開発

ネオニコチノイド系殺虫剤は、農薬だけでなく日用品にも汎用されている生活に密着した化学物質であり、特に、食事からの日常的な曝露による健康影響が懸念されている。そこで、予冷式ドライアイス凍結粉砕法、酢酸酸性下でのn-ヘキサン/アセトニトリル混液を用いたホモジナイズ抽出法、ゲル浸透クロマトグラフと固相ミニカラムを用いた精製法及び液体クロマトグラフ/タンデム質量分析計を用いた測定法を組み合わせた高感度分析法を開発した。ネオニコチノイド系殺虫剤(NEO)は、農業だけでなく日用品などにも幅広く使用されている生活に密着した化学物質の一つである。近年、ミツバチ大量死の原因の一つではないか注目され、最近では、有機リン系殺虫剤による曝露と子供の注意欠陥多動性障害(ADHD)との関連性が報告されたことから、類似の作用機序をもつNEOについても子供への健康影響が懸念されている。未だ発展途上である個人レベルでの曝露評価システムを構築するためには、NEO曝露を迅速かつ精密に測定できる分析法の開発が必要不可欠である。そこで本研究では、様々な食品が混在した食事からの摂取状況の把握、曝露評価に活用できるNEO及び代謝物の高感度系統分析法の構築を第一目的とした。平成26年度は、NEO及び代謝物の高感度分析を可能とする測定機器としてLC-MS/MSを選択し、その測定条件を確立した。また、様々な食品が混在した弁当類を試料として前処理法を検討したところ、試料を均一に粉砕する方法としては、ドライアイスを用いる凍結粉砕法が有効であった。また、親水性の高い代謝物を効率よく抽出できる方法としては、酢酸酸性下でn-ヘキサン及びアセトニトリルを用いたホモジナイズ抽出法が有効であった。さらに、LC-MS/MSによる測定を妨害する脂質成分など夾雑物の効果的な除去方法としては、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)及びミニカラムを用いた固相抽出法(SPE)を組み合わせた精製法が有効であった。これらの方法を組み合わせることで、NEO及び代謝物の高感度系統分析法が開発できたことから、NEO残留が予想される食事からの低濃度レベルからのNEO曝露の実態調査が可能となった。近年、ミツバチ大量死の原因の一つではないか注目され、最近では、有機リン系殺虫剤による曝露と子供の注意欠陥多動性障害との関連性が報告されたことから、類似の作用機序をもつNEOについても子供への健康影響が懸念されている。平成26年度は、アセタミプリド始め10種NEO及び5種代謝物を対象に、それらの高感度分析を可能とする測定機器としてLC-MS/MSを選択し、その測定条件を確立した。また、様々な食品が混在した弁当類を試料として前処理法を検討した。その結果、試料を均一に粉砕する方法としてはドライアイスを用いる凍結粉砕法が、また、親化合物だけでなく親水性の高い代謝物も含めて効率よく抽出できる方法としては、酢酸酸性下でn-ヘキサン及びアセトニトリルを用いたホモジナイズ抽出法が有効であった。さらに、測定を妨害する夾雑物の効果的な除去方法としては、ゲル浸透クロマトグラフィー及びミニカラムを用いた固相抽出法を組み合わせた精製法が有効であった。平成27年度は、構築した分析法について、厚生労働省から通知されている残留農薬等試験法の妥当性評価ガイドラインに従って、市販の弁当を試料とした妥当性評価(1日2併行で5日間の枝分かれ試験)を実施した。その結果、試料中濃度0.01 μg/gにおいて、真度(回収率)81.797.5%、併行精度2.06.3%、室内精度3.110.5%と、すべての成分においてガイドラインにおける目標値を満たすことができた。厚生労働省から通知されている農薬等分析法の妥当性評価ガイドラインに従って本分析法を評価し、選択性、真度、併行精度及び室内精度が目標値に適合していることが確認できたことから、摂取状況を個別に把握、評価する陰膳調査が実施可能となった。また、本系統分析法を応用した農産物及びそれらの加工食品におけるNEO及び代謝物の残留実態調査も併行して実施しており、これらの結果も加味することで、新たな曝露評価法としての活用が期待される。近年、ミツバチ大量死の原因の一つではないかと注目され、また、有機リン系殺虫剤による曝露と子供の注意欠陥多動性障害との関連性が報告されていることから、類似の作用機序をもつNEOについても子供への健康影響が懸念されている。そこで本研究では、様々な食品が混在した食事からの摂取状況の把握、曝露評価に活用できるNEO及び代謝物の高感度分析法を構築することとした。

平成2627年度は、アセタミプリド始め10種のNEO及び5種の代謝物を対象とし、様々な食品が混在した弁当類にも適用可能な分析法を検討した。その結果、試料を予冷式ドライアイス凍結粉砕法により細切均一化後、酢酸酸性下でn-ヘキサン及びアセトニトリルを用いてホモジナイズ抽出し、ゲル浸透クロマトグラフィー、次いで固相ミニカラムにより精製して、LC-MS/MSにより定量する分析法を構築した。本分析法については、厚生労働省ガイドラインに従って妥当性評価を実施し、良好な結果を得た。平成28年度は、日本人が多く摂取している米について、検出率の高いNEOのジノテフランを選択し、精米、米とぎ及び炊飯といった加工調理後の消長を調査した。市販されている玄米25検体中10検体からジノテフランが検出され、その平均値は0.043 mg/kgであり、残留基準値(2 mg/kg)と比べて十分に低い値であった。各調理過程後のジノテフランの残存率(%)(玄米を100%として換算)は、白米75%、洗米61%及び炊飯白米40%であった。今回の調査により、精米による米ぬかの除去、炊飯といった加工調理を経ても、ある程度の残留が認められることが明らかとなった。ネオニコチノイド系殺虫剤は、農薬だけでなく日用品にも汎用されている生活に密着した化学物質であり、特に、食事からの日常的な曝露による健康影響が懸念されている。そこで、予冷式ドライアイス凍結粉砕法、酢酸酸性下でのn-ヘキサン/アセトニトリル混液を用いたホモジナイズ抽出法、ゲル浸透クロマトグラフと固相ミニカラムを用いた精製法及び液体クロマトグラフ/タンデム質量分析計を用いた測定法を組み合わせた高感度分析法を開発した。NEO及び代謝物の高感度系統分析法が確立できたので、食事からのNEO曝露の実態調査が可能となり、摂取状況を個別に把握、評価する陰膳調査が実施できる体制が整いつつある。また、本系統分析法を応用した農産物及びそれらの加工食品におけるNEO及び代謝物の残留実態調査も併行して実施しており、これらの結果も加味することで、新たな曝露評価法としての活用が期待される。陰膳調査を行い、その摂取状況を個別に把握、評価し、その調査結果を基に個人レベルにおける曝露評価法としての有効性について検証する。医歯薬学今後は、厚生労働省から通知されている農薬等分析法の妥当性評価ガイドラインに従って本系統分析法を評価し、選択性、真度、併行精度及び室内精度が目標値に適合していることを確認する。その後、陰膳調査を実施し、その摂取状況を個別に把握、評価して個人レベルにおける曝露評価法としての有効性について検証する。開発した試験法の妥当性評価が順調に進み、再検討する必要がなかったため。分析法の検討が円滑、効率的に進んだため、LCカラム等の消耗品費を抑えることができたため。実態調査及び陰膳調査の実施件数を増やす予定である。開発した分析法の適用範囲を拡大するため、より多くの試料について厚生労働省から通知されている妥当性ガイドラインに従った評価試験を実施する。また、その結果に応じて陰膳調査の実施件数を増やす予定である。
肝癌由来新規ヘプシジンバリアントの担癌鉄代謝関与とバイオマーカーとしての有用性

患者血清exosomeからhepcidin mRNAとexon 2が欠失したhepcidin mRNAのsplicing variantをDigital PCRで検出する測定系を構築した.健常人,肝硬変患者,肝癌患者血清で測定し,このsplicing variantは健常人,肝癌の既往のない肝硬変患者では検出されなかったが,肝癌の既往のある肝硬変患者,肝癌患者では検出される症例を認めた.膵癌,胃癌,大腸癌患者ではsplicing variantは検出されなかった.hepcidin mRNAのsplicing variantは肝癌における新規の腫瘍マーカーとして有用である可能性が考えられた.次に血清exosome中のヘプシジンmessenger RNAの検出を行った.wild-typeヘプシジンmessenger RNA,およびvariant-typeヘプシジンmessenger RNAに特異的なTaqManプローブを用い,QuantStudio 3D Digital PCR System (Applied Biosystems)を用いて,血清exosome中のヘプシジンmessengerRNA定量を行った.この際,直接,digital PCRで検出しようとしたが,検出することができなかったため,digital PCRで検出する前にPCRでmessenger RNAを増幅することにより検出可能となった.これまでに血清を保存していた肝癌患者,肝硬変患者,健常人血清におけるヘプシジンmessengerRNAsplicing variant発現の比較検討を行った.variant typeは健常人では検出されず,肝癌患者,過去に肝癌の既往のある肝硬変患者で検出された.上記で検出されたヘプシジンmRNA variant typeとその患者のAFP,PIVKA-IIを比較検討したところ,明らかな相関を認めなかった.当初の予定通りおおむね順調に進捗しているが,血清よりexosomeを抽出する工程,exosomeからヘプシジンmRNAを抽出する工程,PCRで増幅しdigital PCRでヘプシジンmRNA wild typeおよびvariant typeを検出する工程に非常に時間がかかるため,新規の肝癌患者および他の癌患者での測定が行えなかった.肝癌患者5症例,肝癌の既往のある肝疾患患者1症例,肝癌の既往のない肝疾患患者4症例を新たに追加して血清exosome中のヘプシジンmRNA variant typeの測定を施行した.今回追加した症例の中で,肝癌患者1症例でヘプシジンmRNA variant typeを検出した.次に血清exosome中のヘプシジンmRNAと血清中のヘプシジン蛋白濃度を比較するために,ELISA(Human Hepcidin Quantikine ELISA : R&D Systems)で肝癌患者,肝癌の既往のある肝疾患患者,肝癌の既往のない肝疾患患者,健常人における血清中のヘプシジン蛋白濃度の測定を施行した.肝癌の既往のない肝疾患患者でヘプシジンの蛋白濃度が高く,肝癌の既往のある肝疾患患者,健常人と比べて有意差を認めた.肝癌患者とは有意差を認めなかった.肝癌患者と健常人との間にも肝癌患者で有意差に高値であった.また血清中のヘプシジン蛋白濃度と血清exosome中のヘプシジンmRNA wild typeに明らかな相関を認めなかった.当初今年度に予定していなかった論文投稿作業を行った.その投稿作業に時間がかかってしまったため,肝癌患者での症例蓄積が進まなかった.また他の癌患者での血清exosome中のヘプシジンバリアントの測定の測定を行うことが出来なかった..2017年5月27日に第115回北海道癌談話会春期シンポジウムで「肝がん患者血清exosome中に同定したヘプシジンmRNAの選択的スプライシング・バリアントに関する研究」の演題でこれまでの研究成果を発表した.また今年度までに,健常人,慢性肝障害を持つ患者症例,肝癌患者症例において血清エキソソーム中に存在するヘプシジンmRNAのスプライシング・バリアントが検出できるかについて検討を行ってきた.そこで肝癌患者症例ではヘプシジンmRNAのスプライシング・バリアントが検出される症例を認めたが,健常人では検出された症例を認めなかったことから,今年度は肝癌患者以外での癌種における症例での血清エキソソーム中に存在するヘプシジンmRNAのスプライシング・バリアントの検出について検討した.症例は膵癌患者5症例,大腸癌患者2症例,胃癌患者1症例の3種類の癌種,8症例で検討を行った.結果は全ての症例において,ヘプシジンmRNAのスプライシング・バリアントは検出されなかった.血清エキソソーム中に存在するヘプシジンmRNAのスプライシング・バリアントは肝癌患者では検出される一方,他の癌種および健常人では検出されず,また既存の肝癌の腫瘍マーカーとして一般的に利用されている,AFPやPIVKA-IIなどとも明らかな相関を認めなかったことから,血清エキソソーム中に存在するヘプシジンmRNAのスプライシング・バリアントは新規の肝癌の腫瘍マーカーとして有用である可能性が示唆された.患者血清exosomeからhepcidin mRNAとexon 2が欠失したhepcidin mRNAのsplicing variantをDigital PCRで検出する測定系を構築した.健常人,肝硬変患者,肝癌患者血清で測定し,このsplicing variantは健常人,肝癌の既往のない肝硬変患者では検出されなかったが,肝癌の既往のある肝硬変患者,肝癌患者では検出される症例を認めた.膵癌,胃癌,大腸癌患者ではsplicing variantは検出されなかった.hepcidin mRNAのsplicing variantは肝癌における新規の腫瘍マーカーとして有用である可能性が考えられた.

これまでに肝癌患者でヘプシジンmRNA variant typeが検出されることを証明した.症例数の蓄積および肝癌以外の癌患者などでの測定を行い,どのような患者でヘプシジンmRNA variant typeが検出されやすいか,および従来使用されていた肝腫瘍マーカーとの比較を行う.また,今回exosome中のmRNAに着目して検討を行ってきた.exosome中のmRNAと血清中の蛋白の間にヘプシジン量の関連性があるかを検討していく.その際,ヘプシジンmRNA variant typeから産生される蛋白を定量することは困難と考えられる.まずはexosome中のヘプシジンmRNAwild type量と血清中のヘプシジン(蛋白濃度)量の関連性を検討していく.今年度ではこれまでに測定してきた肝癌患者以外の癌患者で,exosome中にあるヘプシジンmRNA(wild typeとvariant type)の測定を行う.それにより血清exosome中のヘプシジンvariant typeが癌患者全体ではなく,肝癌患者で特異的に上昇するかを評価していく.血液学測定の工程に関して,それぞれ予想以上に時間がかかり,予定していた測定数に届かなかったことから,測定に使用する試薬や物品が予定より少なくなってしまった.また研究試薬や物品に関して,これまでに当教室で使用していた物品や試薬が残っており,購入予定であった試薬や物品が少なくなったことも挙げられる.,当初の計画に追加してexosome中のヘプシジンmRNAと血清中のヘプシジン蛋白濃度の関連性の検討を予定した.ヘプシジン蛋白濃度の測定にはELISAを用いる計画であり,そちらの購入資金に使用することを考えている.
TEMPOによるセルロースの酸化反応解析

1.天然セルロースを一旦溶解して調製した再生セルロース、あるいは17.5%水酸化ナトリウム水溶液で膨潤-洗浄したマーセル化セルロースを出発物質とし、水溶性の安定ラジカルであるTEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペジニル-1-オキシラジカル)を触媒量添加して、臭化ナトリウムと次亜塩素酸で酸化処理を行うことにより、セルロースのC6位の水酸基のほとんどすべてが選択的に酸化されてカルボキシル基に変換した水溶性ポリグルクロン酸(セロウロン酸)を定量的に調製することができた。2.綿セルロース、針葉樹漂白クラフトパルプを58%ロダン塩(チオシアン化カルシウム)水溶液に加熱溶解し、水中で再生させた再生セルロースゲルを出発物質として用いることにより、高重合度のセロウロン酸を効率的に調製することができた。3.得られたセロウロン酸は市販の粗精製セルラーゼを室温で1ヶ月程度処理することにより、セロウロン酸オリゴマーからグルクロン酸にまで加水分解的に低分子化された。これは、セルラーゼ中に不純物として含まれている酵素の作用による。従って、新しい水溶性の多糖類であるセロウロン酸の生分解性を確認した。これは、従来の水溶性セルロース誘導体では期待できなかった特性である。4.天然セルロースをTEMPO触媒酸化したところ、水溶性のセロウロン酸は得られなかったが、セルロース表面にカルボキシル基を微量導入することができた。この表面酸化パルプから紙の調製した場合、パルプ表面のマイナスの表面荷電を強めることになり、抄紙におけるサイズ剤、紙力剤などのウェットエンド添加剤成分を効率的に定着する機能が付与された。1.天然セルロースである、木材パルプ、リンター、微結晶セルロース粉末等を用いて、TEMPO(2,2,6,6-テトラメチルピペジニルオキシラジカル)を触媒とし、臭化ナトリウムと次亜塩素酸で酸化処理を行ったが、いかなる条件を検討しても水溶性の酸化セルロースは得られなかった。反応終了後に72%重硫酸で酸加水分解し、NMR測定したところ、セルロースのC6位の酸化の程度は極めて低かった。2.そこで、天然セルロースを20%程度の水酸化ナトリウム水溶液で膨潤処理したマ-セル化セルロースおよびレ-ヨン等の再生セルロースを出発試料としたところ、1-2時間の酸化処理で水溶性の生成物を得ることができた。得られた生成物をNMR測定したところ、セルロースのC6位の一級水酸基はほぼ100%酸化されてカルボキシル基に変換していた。従って、マ-セル化セルロースや再生セルロースを用いれば、高収率で、C6位のみが酸化されてカルボキシル基に変換したセロウロン酸を得ることができた。そこで、再生セルロースを用いて、TEMPOの添加量、反応温度、臭化ナトリウム添加量等の酸化条件を変化させ、得られるセロウロン酸の収率、反応選択性、重合度を測定し、最適な酸化条件を得た。3.次に、高重合度のセロウロン酸を調製するため、木材パルプ、コットンリンター、コットンリントを銅エチレンジアミン溶液に溶解させ、再生させたゲルを未乾燥のままTEMPO酸化を行った。その結果、市販のアルギン酸レベルかそれ以上の重合度を有するセロウロン酸を調製することができた。
GABA(A)受容体過剰発現マウスにおけるシナプス可塑性

PRIP-1/2分子はGABA(A)受容体の膜輸送(エクソサイトーシスおよびエンドサイトーシス)に関与し、GABA(A)受容体の膜への発現量を調節していると考えられ、その結果としてGABA(A)受容体作用を変化させ、シナプス可塑性に影響を与える可能性が示唆される。これまでの研究により、PRIP-1/2分子のダブルノックアウトマウス(DKO)マウスでは野生型に比して脱感作が顕著に観察されることを明らかにしてきたため、本年度は、脱感作について詳細な解析を行った。1.DKOマウスにおける二連GABAパフ投与時のGABA(A)受容体電流GABAの二連パフ投与の投与間隔を短縮することにより脱感作を強化した際、GABA(A)受容体電流の脱感作が増強するのに伴いテール電流が大きくなることを観察した。GABAの取込阻害薬であるNipecotic acid(1mM)投与後、GABA(A)受容体の脱感作が進行するのに伴いテール電流の再活性化の割合が増大することが明らかとなった。3.DKOマウスにおけるGABA(A)受容体電流に対するに対する細胞外カルシウム濃度の影響細胞外カルシウム濃度を1mMから2.5mMに上昇することにより、脱感作の進行およびそれに伴うテール電流の出現及び増強が観察された。DKOマウスでのこうしたGABA(A)受容体チャネルの特性が、シナプス可塑性に影響を与える可能性が示唆された。GABA(A)受容体分子を過剰発現するPRIP-1/2分子のダブルノックアウトマウス(DKO)では、PRIP-1/2分子がバレル皮質錐体細胞のGABA_A作用を変化させ、その結果としてシナプス可塑性に影響を与える可能性が示唆される。本年度は、光学的膜電位測定法及びホールセルパッチクランプ記録法を用い、PRIP-1/2分子がGABA_A作用にどのような影響を及ぼすかを検討した。1.DKOマウスにおける皮質内興奮伝播様式の解析野生型マウスのバレル野薄切標本において、第IV層に電気刺激を与えると、第II/III層においてカラムを越える速い水平伝播が見られた。Bicuculline存在下で同様の実験を行うと、第II/III層における水平伝播が拡大強化されると伴に、第V/VI層への垂直伝播が明らかとなった。一方、DKOマウスにおいては、野生型に比して、皮質II/III層での水平方向の興奮伝播の範囲が限局的で、時間経過も速かったため、側方抑制が強力であることが示唆された。Bicuchlline存在下では、水平方向の興奮伝播の範囲及び時間経過は、野生型よりも顕著に拡大したことから、DKOマウスでは、野生型に比してGABA_A抑制系が強い作用を有していることが示唆された。2.DKOマウスにおけるGABA_A受容体チャネル電流のキネティクスの解析皮質II/III層錐体細胞からホールセル記録を行い、同細胞へGABAをパフ投与してGABA_A受容体チャネル電流を誘発した。DKOマウスでは、野生型に比して、脱感作が顕著で、パフオフセット後には、顕著な後反応が観察された。この後反応は、脱感作が強いほど増大した。DKOマウスでのこうしたGABA_A受容体チャネルの特性が、カラム局所回路での側方抑制の強化に関与し、シナプス可塑性に影響を与える可能性が示唆された。
フェムトワット熱量センサ

マイクロ加工技術を利用して、溶液中の単一細胞などの微量な熱量を分析する熱量センサを開発した。機械的な振動子の共振周波数が温度に依存することを利用したセンサであり、液中の試料からセンサまでを熱導波路を利用して熱を伝導することを特徴としている。また、振動型のセンサは、周囲を真空に保つことで熱絶縁し、熱損失を防いでいる。センサの小型化により、熱容量が小さくなり、わずかな熱量でも大きく温度が変化する。実際に単一細胞において、発熱を計測することに成功した。溶液中の試料から熱を振動型センサに伝導させ、振動型熱量センサで高感度に熱量を測定するシステムを設計、製作した。熱の流入により振動子の温度が変わり、それにより共振周波数が変化することを確認した。本センサは、マイクロ流路内の試料の熱をマイクロ真空チャンバー内に形成した振動型センサにつたえる構造をもつ。振動型センサの熱容量が小さいほど高感度化が図れることが期待されるが、小型センサを試作して高感度化ができることを実証した。振動子のサイズも小さく振動振幅を測定するのが、困難であるが、LC発振回路を利用した容量型センサを試作し、振動計測に成功した。本センサは、熱により熱振動が検出できる最小の熱量を制限している。この熱機械ノイズはセンサを冷却することで低減できる。電気的な冷却現象を利用して、センサを冷却して高感度化するためのデバイスを試作した。また、PN接合による温度センサを小型化した熱量センサの設計、製作を行った。PN接合をを形成したSiのブリッジ構造をセンサとし、Siの熱ガイドによりサンプルからの熱をセンサに伝える構造をもつ。また、センサは真空断熱され、熱損失が少なくなる構造とした。その基本特性を評価し、良好な結果を得た。また、このセンサの作製技術を確立した。センサの高感度化と同時に、温度ドリフトを低減するために、3重の断熱層からなる高精度恒温チャンバーを作製し、その有効性を確認した。両もち構造をもつ振動型の熱量センサを作製、評価し、熱分解能とセンサのサイズなどの関係などを調べて高感度化のための設計指針を明らかにした。両もち構造のセンサは、熱応力が大きく働くため、感度が高いが、熱の逃げが大きいため熱設計が重要となる。Siからなる両もち梁構造は、単なる熱容量として働くだけでなく、熱が梁を通して反対側に逃げる構造となっており、熱の流れの時間変化を測定していることになる。つまり、ジュールからワット単位に測定次元を変化できる利点があり、このことを実験的に示した。また、VO(酸化バナジウム)を用いた新たな熱量センサを設計、試作した。VOは室温近傍で大きな抵抗変化を示す材料であり、これを利用した熱量センサは、高い感度を示すことが期待されたが、振動型に比べて感度は高くないことがわかった。前年度の調査でPN接合型の熱量センサにおいても、かなりの高感度化が期待できることがわかったので、振動型とPN接合型、および抵抗型の感度を測定、比較し、測定原理による感度の違いを比較した。熱設計により、感度が大きく変わるため、単純には比較できないが、振動型で良い結果が得られている。試作したセンサに実際に細胞を流して、その熱量計測を試みた。褐色脂肪細胞における熱計測にて、パルス状の熱発生を確認し、その詳細な測定を試みた。一方、振動型熱量センサの低ノイズ化のために、ピエゾ抵抗を利用した熱エンジンを考案、設計した。熱は生化学反応において最も基本的な物理的指標であるが、細胞レベルでは計測が困難であったため、研究がほとんどされていない。本件では単一細胞など、生体試料への応用を目的としたフェムトジュールのカロリーメーターを開発することを目的としている。本研究で提案するフェムトジュール熱量センサが実現すれば、生物学への応用だけでなく、がん細胞などの細胞レベルでの薬物の効果など、医療分野における新しい計測手段を提供することが期待される。VOxは室温近傍で大きな抵抗変化を示す材料として知られており、サーミスタとして動作する。VOxは機械素子としても大きな共振周波数の温度変化を示すことが期待されるため、実際に機械素子を試作し、その共振周波数の温度変化を評価した。その結果、非常に大きな共振周波数の温度変化を示すことが確認でき、高感度温度センサとしての可能性を示した。一方、PN接合型の温度センサを集積化した細胞の熱量計測素子を試作した。この素子を用いて、褐色脂肪細胞の発熱を計測できることを示すことができた。特に、これまでに特異なパルス状の熱産生が見られた褐色脂肪細胞において測を行い、同様の計測結果が得られることを確認した。PN接合型の熱量センサでおよそピコジュールの感度が得られ、その実測値と理論値を比較し、設計論を構築した。試作したセンサは数十マイクロメートルと大きなものであったが、小型化により、1ー2桁の感度向上が期待できることを明らかにした。

当初の予定通り、熱量センサの高感度化の設計指針を明らかにし、実際にセンサを試作評価して、細胞の熱量計測に応用した。原理の異なるセンサを3種類、設計試作したのは当初の計画にない進展であった。一方、細胞の熱量計測はまだ褐色脂肪細胞と酵母菌の2主であり、まだ、酵母菌の熱量計測には成功していない。全体としてはおおむね順調に進展していると判断する。27年度が最終年度であるため、記入しない。マイクロナノ工学試作した振動型の熱量センサとPN接合型の熱量センサの両方の性能を比較し、問題点を抽出する。熱量センサの寸法の最適化を進め、より高感度なセンサを得るための設計論を確立する。これまで、PN接合型センサは、熱を熱導波路を経由して、液中の試料から真空中の試料に伝達する方式をとっていたが、センサを絶縁膜で保護し、液中に直接入れるタイプのセンサも試作、評価する。作製したセンサを用いて、各種の細胞の熱産生の検出を試みる。特に、これまでに特異なパルス状の熱産生が見られた褐色脂肪細胞において、計測を行い。細胞の熱産生現象の環境による影響や、外部刺激との関連などについて調べ、得られたデーターを解析することで、細胞の熱産生のメカニズムを考察する。また、得られたデーターに定量性を持たせるために、センサの更正方法について検討し、得られたデーターの確度の向上を目指す。本センサの性能に関して、将来的な見通しを得る。振動型のセンサについては、作製評価を完了した。新たにPN接合型のセンサを作製するとともに、より高感度化が期待できるVOx薄膜の開発を進めるなど、予定よりも進展した研究項目があった。一方、細胞測定は実施したが、測定結果が出るには至らなかった。作製した熱量センサを評価し、熱分解能とセンサのサイズなどの関係などを調べて高感度化のための設計指針を明らかにする。また、VOは室温近傍で大きな抵抗変化を示す材料であり、これを利用した熱量センサを試作、評価する。前年度の調査でPN接合型の熱量センサにおいても、かなりの高感度化が期待できることがわかったので、振動型とPN接合型、および抵抗型の感度を測定、比較し、測定原理による感度の違いを理論的に明らかにする。試作したセンサに実際に細胞を流して、その熱量計測を試みる。一方、振動型熱量センサの低ノイズ化のために、ピエゾ抵抗を利用した熱エンジンを試作し、その効果を検証する。
グリア細胞に発現する有機イオントランスポーターの同定とその機能解析

1.コリンは細胞膜の構成成分であるフォスファチジルコリンやミエリンなどの必須分子であり、細胞膜の構造および機能維持に重要な役割を担う有機陽イオンである。脳内においては、神経伝達物質のアセチルコリン合成の前駆物質としても重要な役割を担っている。コリンを輸送するトランスポーターとして、神経系に発現しているCHT1とorganic cation transportersが知られているが、グリア細胞におけるコリン取り込み機構については全く解明されていない。そこで我々は、アストロサイトにおけるコリン取り込み機構について検討を行った。アストロサイトにおけるコリン取り込みは,CHT1およびOCTsを介さない取り込み機構であることが示唆された。また、最近同定されたcholine transporter-like protein 1(CTL1)の発現を確認した。このCTL1の発現をRNA干渉法にてノックダウンすることにより、コリン取り込み作用が抑制された。従って、アストロサイトにはCTL1が機能的に発現しており、コリン取り込みに関与していることが明らかとなった。2.カルニチンは脂肪酸のβ酸化に必須な分子であり、長鎖脂肪酸と結合してミトコンドリア内に輸送するシャトルとしての役割が知られている。一方、脳内においては、アセチルコリン合成に必要なアセチル基のレベルを調節していると考えられている。本研究では、アストロサイトにおけるカルニチンおよびアセチルカルニチンの取り込み機構について検討した。カルニチンおよびアセチルカルニチンの取り込みは、Na^+依存性でK_m値がそれぞれ103.6および37.8μMであった。これらの取り込みは、カルニチン誘導体や有機陽イオン系薬物により阻害された。アストロサイトにはOCTN2 mRNAのみが発現しており、OCTN1およびOCTN3 mRNAは発現していなかった。また、70kDaのOCTN2蛋白の発現を確認した。RNA干渉法にてOCTN2発現をノックダウンすることにより、カルニチンおよびアセチルカルニチンの取り込みが抑制された。従って、アストロサイトにおけるカルニチンおよびアセチルカルニチンの取り込みは、OCTN2を介していることが明らかとなった。脳機能維持に重要な内因性物質のレカルニチン(LC)は、最近、脂肪酸の燃焼を目的としたサプリメントとして注目を浴びている。また、そのアセチル誘導体のアセチル-L-カルニチン(ALC)は、アルツハイマー病や老人性痴呆における記憶障害を改善する報告がある。さらに、慢性疲労症候群における脳局所ALC代謝は、自律神経系調節や情動に関連している24野と意欲やコミュニケーションにおいて重要な9野においてのみ著減していることが報告されている。しかし、中枢神経系におけるALCの生理的役割については不明であり、神経およびグリア細胞へのALC取り込み機構については、全く解明されていない。本研究では、アストロサイトにおけるLCおよびALC取り込み機構について検討を行った。アストロサイトヘのLCおよびALC取り込みは、Na^+依存性であり、単一の輸送システムで構成されていた。LCおよびALC取り込みは、ALC、LC、L-アシルカルニチン類および有機カチオン系薬物により抑制された。アストロサイトにおけるカルニチントランスポーターの発現をRT-PCRにて検討した結果、OCTN2 mRNAが発現しており、OCTN1およびOCTN3 mRNAの発現は認められなかった。更に、Western blotにより70 kDaのOCTN2タンパクの発現を確認した。次に、RNA干渉法にてOCTN2 mRNA発現をノックダウンさせることにより、ALC取り込み量が有意に減少した。以上の結果より、アストロサイトにはカルニチントランスポーターのOCTN2が機能発現しており、これらはLCおよびALCの取り込みに関与していることが明らかとなった。ALCのアセチル基は、脳内でグルタミン酸、GABAおよびアセチルコリンの生合成に利用されており、これらの神経伝達物質の生合成障害がアルツハイマー病、老人性痴呆や慢性疲労症候群などの病態と関連している可能性が考えられる。従って、LCおよびALCが細胞内で利用されるには、その取り込み機構が律速段階となるため、精神神経疾患におけるOCTN2機能発現と臨床症状との関連性を明らかにすることにより、新たな治療戦略を提言できるものと思われる。

これらの取り込みは、カルニチン誘導体や有機陽イオン系薬物により阻害された。アストロサイトにはOCTN2 mRNAのみが発現しており、OCTN1およびOCTN3 mRNAは発現していなかった。また、70kDaのOCTN2蛋白の発現を確認した。RNA干渉法にてOCTN2発現をノックダウンすることにより、カルニチンおよびアセチルカルニチンの取り込みが抑制された。従って、アストロサイトにおけるカルニチンおよびアセチルカルニチンの取り込みは、OCTN2を介していることが明らかとなった。
重力崩壊型超新星コアにおける流体および磁気流体力学的不安定性の研究

本年度は、重力崩壊型超新星コアにおける多次元の流体不安定性と、親星の対流層に由来する非球対称摂動との関係を明らかにするため、以下の解析的研究を行った。ニュートリノ光度と質量降着率を固定して定在降着衝撃波が存在する球対称定常解を求め、それをバックグラウンドとして衝撃波の時間発展を線型解析によって論じた。この際、前年度の研究で得られた、衝撃波に降着する非球対称摂動の時間発展を外部境界条件として与えることで、親星の非球対称性の効果を取り入れた。以上の解析を、定常解のニュートリノ光度、摂動の振動数など、複数のパラメタの組み合わせに対して行うことで、モデルパラメタへの依存性を調べた。また、ラプラス変換を用いた解析手法により、定常解や摂動の関数形に依存しない一般的な解析も行った。解析の結果、非球対称擾乱は流体不安定性を励起し、超新星の爆発に寄与するという一般的な結論が得られた。また、定常解に依存して卓越する2種類の流体不安定性(定在降着衝撃波不安定性および対流)の励起振幅に対して、摂動を表すサイン波の位相・振動数依存性を議論し、実際の親星においても非球対称摂動によって流体不安定性が卓越し爆発に転じる可能性を指摘した。本研究によって、重力崩壊型超新星の衝撃波ダイナミクスにおいて親星の非球対称性が重要であることが初めて解析的に示された。本研究成果は、国内・国際学会、国外セミナーにて発表した。また、査読付論文誌への投稿を準備中である。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、当初の研究計画に則り、重力崩壊型超新星爆発におけるニュートリノ加熱メカニズムと関連した多次元の流体不安定性を研究した。特に、近年着目されている親星の非球対称性との関係性を調べるため、以下の2つの研究を行った。(1)親星が重力崩壊する際、シリコン・酸素層の核燃焼によって発達した対流に由来する擾乱が定在降着衝撃波に到達するまでに、どの程度成長するかを調べる研究。(2)Laplace変換を用いた手法による、定在降着衝撃波不安定性の線型解析。(1)の研究では、従来の漸近解析の研究と異なり、有限半径にある定在衝撃波の位置における成長率を求めることができた。線型擾乱の成長率は球面調和関数の添字ellに比例し、小さいスケールの擾乱の方が発達しやすいこと、また、密度擾乱の成長率が最も大きく、振幅が10倍以上に成長することを示した。これら結果より、対流に由来する擾乱は衝撃波半径に到達するまでに十分成長するとの結論が得られた。本成果はThe Astrophysical Journalに掲載済である。(2)の研究では、上流の非球対称非定常擾乱を取り入れた定式化を行い、これを線型化したものを時間に関してLaplace変換して固有値問題を解いた。結果、衝撃波上流の擾乱は定在降着衝撃波不安定性の不安定モードの成長率・振動数には影響しないことが明らかになった。また、本研究の手法によって従来発見を逃れていたモードを見つけることも可能となり、現在それらの不安定モードの物理的意味についてより詳細な解析を行っている。当初の研究計画通り2つの研究を行い、それぞれで成果を出せた。1つ目の研究成果は査読付論文誌に掲載済である。2つ目の研究では期待以上の結果が得られ、現在より詳細な解析を行っている。間もなく成果を論文誌に投稿できる見込みである。引き続き、定在降着衝撃波不安定性の解析研究を行っていく。また、本研究で用いたLaplace変換を用いる手法は、他の流体不安定性に対しても有用であるとの見通しである。そのため、余力があればそちらの研究にも着手する。
都市アメニティの創出と環境負荷低減のための都市政策に関する研究

近年においては従来の大量消費型ライフスタイルから,都市における生活の質「都市アメニティ」を重視したライフスタイルへの転換期を迎えている。この「都市アメニティ」は,人々の生活の豊かさと環境保全の共生を図っていくうえで重要な概念となっている。そこで,本研究では,都市アメニティの維持・拡大と環境が共生した都市社会システムを構築するための施策体系を明らかにする。具体的には,まず「都市アメニティ」の概念を体系化・計量化する。また,都市アメニティの利害関係者の構成を明らかにすると共に,受益と負担に対する施策の提示と目標に向けた実現可能性についての合意形成を目指した。本研究の成果をまとめると以下の通りである。1.都市アメニティを,「ある空間に存在する多種多様な都市の要素の量・質・配置に対して、ある都市活動を行うに際して大多数の人々が主観的に感じる共通の価値」と定義し,空間アメニティ・アメニティ機能・アメニティ要素といった階層構造として提示した。2.京都市北部における学校・緑地・神社仏閣・墓地の4つのアメニティ要素を対象に,その影響範囲を明らかにした。さらに,京都市都心部において,面的集積を保持した京町家の近隣外部効果は土地資産価値を高める傾向があること,京町家の影響範囲よりも中高層建築物のほうがより広範囲な学区レベルに及んだこと,中高層建築物の集積が土地資産価値を低める傾向にあること,以上3点を明らかにした。3.京町家まちなみ保全の活動に対して,周囲の協力の割合が高いほど,個別地域住民の協力選択確率が高まること,調査対象とした元学区19のうち,16の地域では潜在的な保全可能性を担保していること,これを担保していない3つの元学区に対しては,社会的相互作用の視点から,保全可能性を確保するための方策案を各元学区の特性に応じて提示した。1)環境問題追求型都市アメニティの要素抽出および計量化京都市を対象として,人口集中に伴い発生してきた交通渋滞,大気汚染,水質汚染等の都市生活に悪影響を及ぼす環境問題を抽出した.また,当該都市の利害関係者(産・学・官・民)を対象として,CVMに基づくアンケート調査を実施した.すなわち,「ある(ここで抽出された)環境問題を緩和することに対して,いくら支払ってもよいか」と支払額を尋ね,都市における環境問題追求型アメニティの価値観を定量的に把握した.2)利便性追求型都市アメニティの要素抽出および計量化都市での生活は,経済的利益のみならず,多種多様なサービスを受けることができる.例えば,小売店,飲食店の深夜利用やそれに伴う公共交通の深夜運行,夜景やライトアップ等のサービスは,生活の利便性や潤いを高める.ここでは,多種多様な都市サービスの享受による生活の利便性や潤いを,当該都市の利害関係者(産・学・官・民)を対象としたCVMアンケート調査やトラベルコスト法,消費者余剰法によって計量化した.すなわち,ある都市サービスを受けるための制度や施設に対する支払い意思額を明らかにし,都市における利便性追求型アメニティの価値観を定量的に把握した.3)都市アメニティのバランスに配慮した環境負荷低減施策の提案上記1)と2)で取り上げた「環境問題追求型都市アメニティ」と「利便性追求型都市アメニティ」は,互いにトレードオフの関係にある.今後,急速に都市化が進む中で,環境負荷の低減を中長期的かつ持続的に実施していくためには,両者のバランスに配慮した施策の提案が必須であることを示し,ここでは,上記1)と2)で得られた2種類の都市アメニティの価値を比較しながら,当該都市が有する課題の検討と,その解決に向けた複数の施策の提案を行った.1.都市アメニティ要素の計量化京都市を対象として,歴史的・文化的なアメニティ要素を提供する京町家に焦点を据え,京町家や中高層建築物が近隣空間に与える影響,及びその空間的範囲の測定を行った.