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明治仏教の教団史的研究

明治仏教の主たる実態が教団(宗派)にあると認識する立場から,本研究課題「明治仏教の教団史的研究」は,明治期の仏教教団の諸活動を具体的に明らかにするべく,第一に基礎的な資料調査収集をおこない,その整理を逐次おこなってきた.収集資料は,明治政府との関係上意味をもつ政教関係資料-太政類典・大隈文書・三条家文書・神道一也真宗本願寺派・真宗大谷派や曹洞宗資料などが比較的多く,その他社会事業関係資料も収集した.収集資料の詳細な分析・検討に関しては,なお課題を多く残すこととなり今後の研究にゆだねなければならないが,明治期の仏教教団は,多くの民衆を基盤として成立していたがゆえに,各教団の例えば学校教育制度や貧民救済の社会事業などは,社会的に重要な意味をもつものであった.教団の機構改革や積極的な西欧文明の摂取,教学の刷新などは,単に教団内のこととしてではなく,日本の近代化を担い,それを推進する役割をはたすものであったといえよう.従来ともすれば,仏教教団は封建的で,日本の近代化とは関わらない位置を占めるものと理解されがちであったが,そのような認識が歴史的具体的に妥当性をもちえないことは,本研究の一端から明らかになったのである.今後,日本の近代化は,仏教教団の諸活動の果した役割・機能を見直すことを通して,その内実を明らかにする必要がある.本研究は, 3ケ年の研究期間のなかで残した課題-収集資料の一層の分析検討やより多くの資料調査収集-を今後とも解決することにより,詳細かつ実証的成果を生みだすことが出来る.明治仏教に関する学際的研究の第一歩がようやくはじまったといえよう.明治仏教の主たる実態が教団(宗派)にあると認識する立場から,本研究課題「明治仏教の教団史的研究」は,明治期の仏教教団の諸活動を具体的に明らかにするべく,第一に基礎的な資料調査収集をおこない,その整理を逐次おこなってきた.収集資料は,明治政府との関係上意味をもつ政教関係資料-太政類典・大隈文書・三条家文書・神道一也真宗本願寺派・真宗大谷派や曹洞宗資料などが比較的多く,その他社会事業関係資料も収集した.収集資料の詳細な分析・検討に関しては,なお課題を多く残すこととなり今後の研究にゆだねなければならないが,明治期の仏教教団は,多くの民衆を基盤として成立していたがゆえに,各教団の例えば学校教育制度や貧民救済の社会事業などは,社会的に重要な意味をもつものであった.教団の機構改革や積極的な西欧文明の摂取,教学の刷新などは,単に教団内のこととしてではなく,日本の近代化を担い,それを推進する役割をはたすものであったといえよう.従来ともすれば,仏教教団は封建的で,日本の近代化とは関わらない位置を占めるものと理解されがちであったが,そのような認識が歴史的具体的に妥当性をもちえないことは,本研究の一端から明らかになったのである.今後,日本の近代化は,仏教教団の諸活動の果した役割・機能を見直すことを通して,その内実を明らかにする必要がある.本研究は, 3ケ年の研究期間のなかで残した課題-収集資料の一層の分析検討やより多くの資料調査収集-を今後とも解決することにより,詳細かつ実証的成果を生みだすことが出来る.明治仏教に関する学際的研究の第一歩がようやくはじまったといえよう.明治仏教の主たる社会的実体は、仏教教団にあるが、仏教教団が日本の近代化に対して停滞的なあり方に終始していたのではなく、その近代化に積極的に対応するとともに、近代化の担い手として社会的歴史的に重要な役割をはたしていたのである。明治仏教の教団史的側面は、軽視されるものではなく、その機能に着目する立場から見直さねばならないのである。具体的には、教団の組織・機構の改革=再編成にとりくみ、教団の社会的役割として、学校教育,社会事業などを展開,推進したのである。また、仏教の伝統からの刷新=脱却として原始仏教経典の研究がいちじるしく進展して、漢訳経典の見直しに着手することがはじめられたのである。本年度の研究成果は、真宗本願寺教団,日蓮宗,曹洞宗を中心に資料の調査収集がおこなわれ、その資料の整理とともに、昨年度に収集した資料の整理もおこなった。1真宗本願寺教団関係資料(1)教学者の著書関係(2)学校教育関係(3)議会関係(4)信仰結社関係2禅宗関係資料(1)曹洞宗一総持寺の関係(2)曹洞宗扶宗会関係資料3社会事業関係資料仏教福祉に関わる資料以上のような資料を中心として調査収集をおこない、明治仏教が近代化の推進主体として、社会的に重要な役割をはたしていたことが一層明確となったのである。
口腔癌の分子標的化よる新規治療法・診断法の開発

口腔癌の標的化を月指した診断・治療法の開発を目的として、新たな口腔癌細胞に特異的な表面分子の同定するために、ファイバー改変型アデノウイルスAdv-FZ33と癌細胞に対する抗体ライブラリーを用いて、癌細胞に特異的な細胞表面分子をスクリーニング・同定と同時に高性能なモノクローナル抗体の樹立を実施した。抗体ライブラリーの作製:口腔癌細胞(ヒトHSC-2、HSC-3、OSC-70などの混合)でBa1b/cマウスを腹腔へ免役し、P3U1ミエローマ細胞と免疫マウスの脾細胞とをPEG法により細胞融合させ、腫瘍に対する抗体を産生するハイブリドーマ・ライブラリーを作製した。細胞融合後、抗体を含有する培養上清を回収し、以下のスクリーニングを行った。スクリーニングとハイブリドーマ・クローンの樹立:Adv-FZ33を用いて、抗体と腫瘍細胞と架橋することで、遺伝子導入効率が高まるような抗体のスクリーニングを行った。方法:96wellに播種した標的細胞(口腔癌細胞株)に抗体(ハイブリドーマの上清)を反応させる、その後レポーター遺伝子LacZを発現するAx3CAZ3-FZ33を感染させる。24時間後に、Chemiluminescent β-Ga1レポーター遺伝子発現アッセイを行い、LacZ遺伝子産物の発現量を評価する。コントロールに比べて100倍程度、遺伝子導入発現効率が高まっているクローンを選別する。アッセイは3回行い、擬陽性のクローンは除いた。単一のハイブリドーマから単一の抗体産生クローンを樹立するため、96wellを用いたハイブリドーマ細胞の限界希釈クローニングを行った。結果、Z33-Advを介した遺伝子導入が高効率なモノクローナル抗体を12種類樹立する事が出来た。今後、得られた抗体の抗原同定を行って行く。
大規模機械学習のための並列計算基盤の研究

大規模機械学習システムの構築に向けて、1)データ並列機械学習システムの大規模計算機上での実装に関する研究、2)計算機通信遅延の機械学習過程への影響の研究3)大規模機械学習システムを利用する機械学習アルゴリズムの検討、の3つを行った。1)に関しては、並列機械学習システムの一つであるUCBで開発されたRayが既存の並列計算機環境では必ずしも高効率に動作しないことに着目し、この改善を試みた。具体的にはネットワーク通信レイヤとして並列計算機環境ではデファクトスタンダードとなっているMPIを利用するよう改変するとともに、バッチキューイングシステムからのジョブ対応を可能とした。2)に関しては、通信遅延を任意に挿入でき、なおかつ実際に機械学習を行うハイブリッドシミュレータを構成、実装した。このシミュレータはPythonのコルーチンを用いて構成されており、大きな性能低下なく、実アプリケーションを動作させる事が可能である。アプリケーションを動作させた結果、小規模な環境では学習率設定が、実際には保持していないような規模の大規模環境では学習を不安定にすることを確認し、これを通じてシミュレータの有効性を確認した。3)の利用する機械学習アルゴリズムの研究としては、画像の時間補完およびスタイル変換の研究を進めた。時間補完では、オートエンコーダによって構成される隠れ変数の空間の構造を制御し、隠れ変数空間での内挿が、好ましい性質を持つように制御する事ができた。スタイル変換では、スタイルとコンテントが分離するようにオートエンコーダを構成することで、再現画像の内容を制御することができた。大規模なデータを対象とする機械学習を実現するための、並列計算基盤の研究開発を行う。インターネットの普及により大規模なデータの蓄積が容易になり、それを対象とした機械学習技術が大きく発展している。しかし、IoT(Internetof Things)の今後の発展によってより大規模なデータが日々生成されること、さらに機械学習技術の発達により機械学習の計算量が増大することを考慮すると、現在の処理手法では対応することが難しいと思われる。本研究提案では、大容量データと計算量の大きい機械学習技術に特化した大規模並列計算基盤の研究を行う。機械学習の大規模化においては2つの独立した課題がある。1つは、大量の学習データを効率よく機械学習機に提供する大容量データ入力問題、もう1つは並列に機械学習計算を行う問題である。大容量データ入力に関しては、従来の分散ファイルシステムでは多数の計算機からのランダムに近いデータ要求に対して十分な性能を確保することができないため、メモリ上に確保されたキャッシュを効率的に用いることが鍵となる。本課題では並列分散システムSparkの中間データキャッシュ機構に着目し改良を進めた。機械学習の並列化においては大別してモデル並列とデータ並列という2つの方向がある。モデル並列は単一モデルの内部を並列化するのに対して、データ並列は復数のモデルを同時並行して学習させ、間欠的にモデルを同期することで計算を行う手法である。本課題ではデータ並列機械学習を対象に、耐故障性に関する解析と、ネットワーク構成との関係に関する解析を行った。大容量データ入力に関してはApache Sparkを対象に中間データ保持機構の最適化を行った。従来の手法ではメモリ上のキャッシュとディスク上のキャッシュの連携が不十分であったため、不必要なデータ移動が頻発し性能が低下していた。われわれはこの点に着目し、連携アルゴリズムを改良することで、典型的なプログラムにおいて大きな性能向上を得ることができた。本件に関しては研究会発表1件、ワークショップ発表1件、ポスター発表1件を行っている。データ並列機械学習の耐故障性に関しては、シミュレータを用いて、さまざまな耐故障アルゴリズムの定量的比較を行い、モデル同期手法の一つであるパラメータサーバを用いた方法では、この方法に固有の耐故障アルゴリズムによって効率的に耐故障性が実現できることを示した。本件に関しては査読付き国際会議発表1件、研究会発表1件を行っている。データ並列機械学習を実行する計算機におけるネットワークへの要件を明らかにするために、シミュレーションによる定量的評価を行った。いくつかのモデル同期手法に対して、さまざまなネットワーク構成でのネットワーク通信コストを評価した。この結果、データ並列機械学習におけるネットワーク負荷は、通常のいわゆる高性能計算における通信と比較して遥かに小さく、したがってネットワークへの要請が小さいことを明らかにした。本件に関しては、ワークショップ発表1件、ポスター発表1件を行っている。以上のようにそれぞれの項目に関して着実な成果を上げており、研究はおおむね順調に進展していると言える。大規模機械学習システムの構築に向けて、3つの方向から研究を進めた。1)データ並列機械学習システムに適したネットワーク構造の研究、2)機械学習システムでの効率的なメモリシステムの利用の研究、3)大規模機械学習システムを利用する機械学習アルゴリズムの検討の3つである。1)ネットワーク構造の研究については、大規模システムを実際に構築することは研究の効率性から妥当でないと考え、ネットワークシミュレータを用いて研究を進めた。現在広くクラスタ構築の際に用いられているネットワークトポロジとして、ファットツリーをとりあげファットツリーの代表的ないくつかの構成に対して比較を行った。その際に、データ並列機械学習システムのデータ交換方法を比較した。その結果、データ交換方法を注意ぶかく選択すれば、現在高性能計算向けに用いられているリッチなネットワーク構造は、分散機械学習には全く必要無いことを確認した。2)効率的なメモリシステム利用の方法としては、Apache Sparkを用いた機械学習システムを例に取り、中間データの効率的な配置に関する研究を進めた。特に中間データを書き出す先を、ディスクではなく隣接計算機のメモリにすることで、大幅に計算を高速化できることを確認した。さらにメモリサーバにに対して計算の一部をオフロードすることでさらに計算を高速化できることを確認した。

3)利用する機械学習アルゴリズムの研究としては、並列強化学習アルゴリズムと、画像の時間補完の研究を進めた。並列強化学習アルゴリズムとしては、複数のレイヤで構成された構造を持つアルゴリズムを前提に、各レイヤ内での並列実行の検討を進めた。大規模機械学習に適したネットワーク構造の研究に関しては、重要な知見が得られ、国内会議数件、2つの国際会議での発表を行うなど、十分な成果が得られたと考える。大規模機械学習に適した効率的なメモリシステムの研究に関しては、国内発表を1件、国際ワークショップでの発表を1件行うなど十分な成果を得た。大規模機械学習に適した機械学習アルゴリズムの研究に関しては、国内発表を数件行うなど十分な成果を得た大規模機械学習システムの構築に向けて、1)データ並列機械学習システムの大規模計算機上での実装に関する研究、2)計算機通信遅延の機械学習過程への影響の研究3)大規模機械学習システムを利用する機械学習アルゴリズムの検討、の3つを行った。1)に関しては、並列機械学習システムの一つであるUCBで開発されたRayが既存の並列計算機環境では必ずしも高効率に動作しないことに着目し、この改善を試みた。具体的にはネットワーク通信レイヤとして並列計算機環境ではデファクトスタンダードとなっているMPIを利用するよう改変するとともに、バッチキューイングシステムからのジョブ対応を可能とした。2)に関しては、通信遅延を任意に挿入でき、なおかつ実際に機械学習を行うハイブリッドシミュレータを構成、実装した。このシミュレータはPythonのコルーチンを用いて構成されており、大きな性能低下なく、実アプリケーションを動作させる事が可能である。アプリケーションを動作させた結果、小規模な環境では学習率設定が、実際には保持していないような規模の大規模環境では学習を不安定にすることを確認し、これを通じてシミュレータの有効性を確認した。3)の利用する機械学習アルゴリズムの研究としては、画像の時間補完およびスタイル変換の研究を進めた。時間補完では、オートエンコーダによって構成される隠れ変数の空間の構造を制御し、隠れ変数空間での内挿が、好ましい性質を持つように制御する事ができた。スタイル変換では、スタイルとコンテントが分離するようにオートエンコーダを構成することで、再現画像の内容を制御することができた。平成29年度には、28年度の研究でえられた知見をもとに、既存のディープラーニングシステムの分散並列実装を行うとともに、Sparkにおけるキャッシュのさらなる効率化に取り組む。
悪性神経膠腫に対する浸潤能の分子メカニズムの解明と制御による革新的治療法の開発

悪性神経膠腫が予後不良である理由として、増殖能のみならず、強い浸潤能が挙げられる。現在まで浸潤に関与する分子は未同定で、それを制御する方法もない。我々は世界で初めて悪性脳腫瘍の浸潤能に深く関わる因子としてACTC1(actin alpha cardiac muscle 1)を同定し、予後と極めて強く相関することを見出した(Ohtaki et al. J Neurosurg 2016)。ACTC1陽性群は陰性群に比較し年単位で予後が悪い、という事実より、本因子の制御が神経膠腫の浸潤抑制と予後改善につながる可能性がある、と考えられた。つまり、ACTC1の発現の有無で、HGGの予後に約5年の差が認められたが、これは、既知の予後規定因子による生存期間をはるかに凌駕しており、本因子は浸潤能の鋭敏な指標となり、HGGの予後に与える影響は非常に強いと考えられる。従って、本因子の有無による新たな神経膠腫分類の提唱や、HGGにおけるACTC1発現の程度によっては、摘出範囲を限定する、逆に拡大するなどの個別化医療(molecular based microsurgery)の提供につながると考えられ、臨床的意義も極めて高い。また、神経膠腫の浸潤抑制という新たな切り口から革新的な治療法を開発することは、年単位での治療効果発現が期待でき、臨床的意義が極めて高い。我々はすでに予備実験により、ACTC1を直接的に阻害することが可能であることを明らかにしており、神経膠腫の細胞内におけるACTC1の信号伝達機構を解明し、浸潤抑制という新たな観点から革新的な治療法開発を目指す予定である。本年度は、本研究費によって、ACTC1の発現の程度が異なる神経膠腫のcell lineに対して、ACTC1の発現を抑制することによる治療効果の検討をin vitroで行い、良好な結果を得た。以上のように、補助金は補助条件に従って、有効に使用されている。本年度明らかにしたACTC1の発現を抑制することによる治療効果の検討をin vitroの結果を、さらに発展するように研究を推進する予定である。現在までに、本研究費によって、ACTC1の発現の程度が異なる神経膠腫のcell lineに対して、ACTC1の発現を抑制することによる治療効果の検討をin vitroで行っており、良好な予備データを得ている。現在までに、本研究費によって、ACTC1の発現の程度が異なる神経膠腫のcell lineに対して、ACTC1の発現を抑制することによる治療効果の検討をin vitroで行っており、良好な予備データを得ているから。

また、神経膠腫の浸潤抑制という新たな切り口から革新的な治療法を開発することは、年単位での治療効果発現が期待でき、臨床的意義が極めて高い。我々はすでに予備実験により、ACTC1を直接的に阻害することが可能であることを明らかにしており、神経膠腫の細胞内におけるACTC1の信号伝達機構を解明し、浸潤抑制という新たな観点から革新的な治療法開発を目指す予定である。本年度は、本研究費によって、ACTC1の発現の程度が異なる神経膠腫のcell lineに対して、ACTC1の発現を抑制することによる治療効果の検討をin vitroで行い、良好な結果を得た。以上のように、補助金は補助条件に従って、有効に使用されている。本研究費によって、ACTC1の発現の程度が異なる神経膠腫のcell lineに対して、ACTC1の発現を抑制しすることにより得られる治療効果の検討を継続し、さらに、神経膠腫の細胞内におけるACTC1の信号伝達機構を解明し、浸潤抑制という新たな観点から革新的な治療法開発に展開する方策である。本年度明らかにしたACTC1の発現を抑制することによる治療効果の検討をin vitroの結果を、さらに発展するように研究を推進する予定である。研究計画に従い、予定通り研究は振興しており、良好な結果を得ている。ただし、当初の予定に比べて、安価な物品、試薬、キットなどの消耗品を使用することが可能であったことから、予定よりも次年度使用額が生じた。次年度は、研究計画にしたがい物品、試薬、キットなどの消耗品に使用する計画である。本年度は、研究は順調に遂行できたが、40291円の軽微な残額が生じた。次年度における研究計画に基づいて適切に使用する予定である。
先天性異常プロテインCをモデルとしたタンパク質分泌の分子機構の解析

先天性異常プロテインC遺伝子に起因する欠乏症および異常症発症の分子機構を解明すると同時に,タンパク質の膜透過・細胞内移行と分泌の分子機構を解明することを目的として以下のことを行った。1.プロテインC組換え変異体の作製とその分泌機構の解析-PCR法により、ヒトプロテインCcDNAのArg15のコドンを部位特異的に変異させ、5種類(Gly、Trp、Gln、LeuおよびPro)の置換体をヒト腎由来の293培養細胞中に一過性に発現させ、その細胞内量と分泌量をELISA法で定量した。また、ステーブル293細胞を用いて、各置換体の分泌速度を定量した。その結果、プロテインCのArg15変異体は、置換アミノ酸残基によって変異体の分泌にかなりの差があり、Trp、LeuおよびPro変異体では欠乏症、GlyとGln変異体では異常症となることが示唆された。2.ワ-ファリン存在下において合成されたプロテインC前駆体の分泌機構の解析-VKの拮抗剤であるワ-ファリン投与の際ヒトでは、PCやVII因子の血中濃度が著減する。ワ-ファリンのPC分泌への影響を調べる目的で、ヒト腎臓由来293細胞またはBHK細胞にPC遺伝子を導入し、VKまたはワ-ファリンの存在下でPCの分泌量及び分泌速度を調べた。その結果、ワ-ファリン存在下ではVK存在下に比べて細胞内にやや蓄積され、分泌は1/4量であった。また、パルスチェイス実験の結果、VK存在下では293細胞で8時間後、BHK細胞で6時間後にはラベルされた全分子が分泌されるのに対し、ワ-ファリン存在下では細胞内PCの減少を補完する量の分泌が見られず、総放射線量は293細胞で24時間後には元の30%に、BHK細胞で6時間後には23%に減少した。さらに、ワ-ファリン存在下のPCは小胞体に局在した。以上の結果から、ワ-ファリン投与下で合成されたPCはquality control機構により小胞体内で分解されることが明らかになった。先天性異常プロテインC遺伝子に起因する欠乏症および異常症発症の分子機構を解明すると同時に,タンパク質の膜透過・細胞内移行と分泌の分子機構を新しい角度から解明することを目的として以下のことを行った。PCR(ポリメラーゼ連鎖反応)を用いたカセット法により、ヒトプロテインCcDNAのArg15のコドンを部位特異的に変異させ、得られた5種類の人工変異プロテインC(rHPC-Arg15Gly、Arg15Trp、Arg15Gln、Arg15LeuおよびArg15Pro)cDNAを発現ベクターpcD2-SRalpha中に組込み、リン酸カルシウム法によってヒト腎由来の239培養細胞中にトランスフェクトした後、一過性に発現させ、その細胞内(CE)量とメディウム中に分泌されたプロテインC(ME)量をELISA法で定量した。また、ステーブル239細胞を用いて、各組換え変異体の分泌速度を定量した。結果:正常型(Wt)組換え体の発現量は、CE量とME量が、それぞれ1.37と46.0ng/dish/48hであった。各組換え変異体のCE量は、対Wt相対量が100219%で、正常ないし多少蓄積気味であったが、過剰な細胞内蓄積は認めなかった。

一方、各組換え変異体のME量は、GlyおよびGln変異体が、それぞれ対Wt比42%および54%であるのに対して、Trp、LeuおよびPro変異体では1225%と少なかった。また、ステーブル293細胞を用いたパルスチェイス実験で、細胞内から50%の抗原が消失する時間は、WtとGln変異体が3.2時間であり、他はそれより1.72.4倍遅かった。以上の結果から、プロテインCのArg15変異体は、置換アミノ酸残基によってその変異体の分泌にかなりの差があり、Trp、LeuおよびPro変異体では欠乏症、GlyとGln変異体では異常症となることが示唆された。[目的]血液凝固因子のプロトロビン、VII、IX、X因子やプロテインC(PC)、プロテインSはそのN末端ドメインに存在するγ-カルボキシグルタミン酸(Gla)の生合成にビタミンK(VK)を必要とする。ワ-ファリンはVKの拮抗剤で抗血栓薬として臨床応用されているが、ワ-ファリン投与の際ヒトでは、PCやVII因子の血中濃度が著減する。本年は、ワ-ファリンのPC分泌への影響を調べる目的で、ヒト腎臓由来293細胞またはBHK細胞にPC遺伝子を導入し、VKまたはワ-ファリンの存在下でPCの分泌量及び分泌速度を調べた。[方法と結果](1)293細胞で一過性発現を行い、48時間後の細胞抽出液(CE)と培養液中(CM)に分泌されたPC量をELISA法で測定した。その結果、VK存在下ではCEに1.8ng、CMに172ng検出されるが、ワ-ファリン存在下では前者に比べ、CEに231%、CMに26.5%の抗原量が測定され、細胞内にやや蓄積され、分泌は1/4量であった。(2)パルスチェイス実験の結果、VK存在下では293細胞で8時間後、BHK細胞で6時間後にはラベルされた全分子が分泌されるのに対し、ワ-ファリン存在下では細胞内PCの減少を補完する量の分泌が見られず、総放射線量は293細胞で24時間後には元の30%に、BHK細胞で6時間後には23%に減少した。(3)小胞体からゴルジ体への移行を阻害するブレフェルディンAやリソソームプロテアーゼの阻害剤である塩化アンモニウムやロイペプチンはこの減少を阻害しなかった。(4)ワ-ファリン存在下のPCは、二重免疫蛍光染色よりプロテインジスルフィドイソメラーゼと同所にあることやエンドグリコシダーゼH処理により細胞内PCバンドが低分子化することから小胞体に局在する。(5)ワ-ファリンはPCの転写・翻訳には影響しなかった。本研究の結果から、ワ-ファリン投与下で合成されたPCはquality control機構により小胞体内で分解されることが明らかになった。
口腔扁平上皮癌の悪性化における転写因子NF-Bの役割

口腔扁平上皮癌においても,び漫性に局所浸潤した腫瘍制御の困難さが指摘され,臨床病理学的にもがん浸潤様式が転移形成率や生存率に強く影響することが明らかにされている.また,口腔扁平上皮癌の浸潤・転移の分子機構も検討され,様々な悪性形質との関連性が報告され,それらの多くは転写因子NF-κBに制御されている.しかし,がんの悪性化に伴い刺激を受けることなく,ある種の腫瘍においては恒常的にNF-κBの活性化を認めることも知られている.そこで,口腔扁平上皮癌の浸潤様式と転写因子NF-κBの恒常的な異常活性化に関連性があると考えられた.平成14年度は,口腔扁平上皮癌における間質細胞である線維芽細胞との相互作用で,転写因子NF-κBの恒常的な活性化が起こり,がんの進展に強く働くものと考えられたとの実績を報告した.本年度は,NF-κBは口腔扁平上皮癌の治療標的として評価できるか否かを検討した.NF-κBを標的とした治療はがんに対するアポトーシス誘導ばかりでなく,腎移植・慢性関節リウマチ・糖尿病網膜症に対する抗炎症作用にもおよんでいる.また,国内においても血管拡張術後およびステント後再狭窄に対するNF-κBデコイの臨床応用が開始されようとしている.われわれも,NF-κB活性化を特異的に抑制することで抗がん剤の耐性を阻止できると考えている.その不活性化に対する候補として,NF-κBデコイやハーブ由来成分のparthenolideが考えられる.しかし,今回の検討にてNF-κBデコイの効果は認められなかったことから,ベクターの使用やdelivery systemの開発に課題が残り,同時に,様々なNF-κB活性化阻害薬剤が報告されている中,より安全で効果の高い補助療法が望まれた.これらの問題を解決することが今度の研究課題と考えられる。口腔扁平上皮癌においても,び漫性に局所浸潤した腫瘍制御の困難さが指摘され,臨床病理学的にもがん浸潤様式が転移形成率や生存率に強く影響することが明らかにされている.また,口腔扁平上皮癌の浸潤・転移の分子機構も検討され,様々な悪性形質との関連性が報告され,それらの多くは転写因子NF-κBに制御されている.しかし,がんの悪性化に伴い刺激を受けることなく,ある種の腫瘍においては恒常的にNF-κBの活性化を認めることも知られている.そこで,口腔扁平上皮癌の浸潤様式と転写因子NF-κBの恒常的な異常活性化に関連性があると考えられた.生体内でのがん浸潤様式(山本・小浜分類)が明確である口腔扁平上皮癌由来細胞株を使用し,各グレード間での転写因子NF-κBの活性化を比較検討した.浸潤様式3型および4D型由来細胞株ではNF-κBの活性化が認められなかったものの,4C型由来細胞株のみに恒常的なNF-κBに対するDNA結合能の活性化が認められた.また,がん浸潤に欠かせないとされる線維芽細胞(WI-38細胞)を各腫瘍細胞株の培養上清にて24時間処理したところ,前述と同様4C型由来細胞の上清で処理した線維芽細胞のみNF-κBに対するDNA結合能の活性化誘導が認められた.最も転移形成率が高く,予後が悪いとされる4D型の浸潤・転移機序はin vitroからの結果からは不明であった.しかし,次に予後の悪い4C型については,間質細胞である線維芽細胞との相互作用で,転写因子NF-κBの恒常的な活性化が起こり,がんの進展に強く働くものと考えられた.また,NF-κBな口腔扁平上皮癌の治療標的として評価できると考えられ,NF-κB阻害剤ががん集学的治療に応用できることが示唆された.口腔扁平上皮癌においても,び漫性に局所浸潤した腫瘍制御の困難さが指摘され,臨床病理学的にもがん浸潤様式が転移形成率や生存率に強く影響することが明らかにされている.また,口腔扁平上皮癌の浸潤・転移の分子機構も検討され,様々な悪性形質との関連性が報告され,それらの多くは転写因子NF-κBに制御されている.しかし,がんの悪性化に伴い刺激を受けることなく,ある種の腫瘍においては恒常的にNF-κBの活性化を認めることも知られている.そこで,口腔扁平上皮癌の浸潤様式と転写因子NF-κBの恒常的な異常活性化に関連性があると考えられた.平成14年度は,口腔扁平上皮癌における間質細胞である線維芽細胞との相互作用で,転写因子NF-κBの恒常的な活性化が起こり,がんの進展に強く働くものと考えられたとの実績を報告した.本年度は,NF-κBは口腔扁平上皮癌の治療標的として評価できるか否かを検討した.NF-κBを標的とした治療はがんに対するアポトーシス誘導ばかりでなく,腎移植・慢性関節リウマチ・糖尿病網膜症に対する抗炎症作用にもおよんでいる.また,国内においても血管拡張術後およびステント後再狭窄に対するNF-κBデコイの臨床応用が開始されようとしている.われわれも,NF-κB活性化を特異的に抑制することで抗がん剤の耐性を阻止できると考えている.その不活性化に対する候補として,NF-κBデコイやハーブ由来成分のparthenolideが考えられる.しかし,今回の検討にてNF-κBデコイの効果は認められなかったことから,ベクターの使用やdelivery systemの開発に課題が残り,同時に,様々なNF-κB活性化阻害薬剤が報告されている中,より安全で効果の高い補助療法が望まれた.
曲線の運動の数値シミュレーション，および転位ダイナミクスと化学反応現象への応用

研究実績は,以下の2点に集約される.(1)結晶成長における転位現象に現れる転位曲線の追跡と曲線同士が衝突したときの数学的な位相変化に対応する数値的処理(2)異なる色彩強度をもつオブジェクトの輪郭を抽出する画像輪郭抽出法の開発27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。研究を推進した要点を列記すると,(1)転位現象に現れる転位曲線の追跡(2)曲線と曲線が衝突したときの位相変化に対応する数値的処理(3)異なる色彩強度をもつ対象物の輪郭を抽出する画像処理技術の三つに集約される.(1)と(2)の研究に関連して,転位曲線の障害物に沿った変形運動の厳密解を構成することができた.これは障害物にぶつかった二つの転位曲線がお互いに近づくように発展して接触し,別の二つの転位曲線に分裂するという現象を扱ったものである.具体的には,接触するまでは厳密解が構成され,そして,接触後は,二つの転位曲線から別の二つの転位曲線への分裂の取り扱いを数値的に制御する方法が開発された.この方法は,接近する二つの曲線が接触後,あるいは時間ステップによっては交差後に,交差部分を削除して,別の二つの曲線に分裂するというもので,後天的(a posteriori)な数値的操作である.従来は,接近する二つの曲線が接触しそうか否かの判定に注意を払っていたが,それでは,ぎりぎり接触しそうで,しかし接触しないで離れていく場合を回避できない.我々のa posterioriな方法ならば,接触した後に操作をするので,接触・分裂現象を確実に捉えることができる.これらの結果は,下記の論文として,2015年6月23日に日本応用数理学会の学術論文誌JSIAMLettersに掲載が決定した:著者「Petr PausとShigetoshi Yazaki」,題目「Exact solution for dislocation bowing and a posteriori numerical technique for dislocation touching-splitting」なお,論文掲載予定日は,本年10月以降になる見通しである.また,(3)の研究については現在まとめの段階に入っている.研究実績は,以下の2点に集約される.(1)結晶成長における転位現象に現れる転位曲線の追跡と曲線同士が衝突したときの数学的な位相変化に対応する数値的処理(2)異なる色彩強度をもつオブジェクトの輪郭を抽出する画像輪郭抽出法の開発当初の計画では,モデルの方程式の厳密解の構成は,想定していなかったが,試行錯誤の結果,移動する境界点をもつ開曲線の運動についてのある厳密解を構成することができたため.27年度が最終年度であるため、記入しない。大枠においては,研究計画に沿って研究を推進していく予定であるが,研究実績も踏まえて,具体的には次の四つの研究をさらに進展させる計画である.(1)転位現象に現れる転位曲線の追跡の研究,(2)曲線と曲線が衝突したときの位相変化に対応する数値的処理の研究,(3)異なる色彩強度をもつ対象物の輪郭を抽出する画像処理技術の研究,(4)化学反応現象に現れるダイナミクスの研究.(1)と(2)の研究に関連した研究実績が論文として結実したことはすでに【研究実績の概要】において記述したが,さらなる進展の可能性がすでに見えているので,結果がまとまり次第,論文として報告したい.(3)については,まとめの段階に入っている.それらの結果は,9月の日本数学会と日本応用数理学会において報告する予定である.また,(4)の研究については,研究を継続中であるが,なかなか難しい問題が克服できないでいる状況である.しかし,(2)で得られた新しい知見もあるので,それらを活用し,また異なるアプローチも模索しながら,研究を推進していきたい.27年度が最終年度であるため、記入しない。
有用微生物油脂の分泌生産

本研究では、脂質の分泌発酵生産を目指した基礎および応用研究を行った。1.油脂生産酵母Trichosporonsp. SH45Y株より、2種のトリアシルグリセロール(TG)分泌変異株を得た。E228株は脂肪酸基質で親株(SH45Y)の約3倍(2.4g/1/3days)のTGを分泌し、産物TG中にはパルミトレイン酸が30%以上含まれていた。一方L-12株は、グルコース基質でTGを生産し、その約75%を菌体外に分泌したが、菌体外TGは基質消費後速やかに減少した。2.Trichosporon sp. L-12株は、細胞膜を介した細胞内外へのTG膜輸送系(TGの水解を伴わない)を有することを明らかにした。さらに、本菌の菌体内外に数種のTG結合タンパク(分子量約45kDa、30kDa、20kDa)が存在することを示し、そのうち45kDaと20kDaタンパクのN-末端アミノ酸配列を決定した。TGの分泌および再取り込みはこれらTG結合タンパクのTGに対する親和性勾配によって起こるものと推定した。TG結合タンパク質の遺伝子クローニング実験を進行中。3.TG分泌の分子機構を解析するため、実験室酵母Saccharomyces cerevisiaeのTG分泌変異株(STG1株)を得た(総脂質の約6%相当を分泌)。本変異は野生型遺伝子により相補され、四分子分析の結果より一遣伝子支配によるものであると判断された。野生型遺伝子の解析・改変により有用油脂分泌システムを構築することを目指し、本遺伝子のクローニングを精力的に試みたが成功には至らず、その原因は、本変異株の細胞凝集性にあると推定された。目的遂行には凝集の除去という新たな課題が生じた。本研究は、油脂(トリアシルグリセロール:TG)を分泌する酵母菌株を材料として、菌体外へのTG排出の分子機構を解明することを目的とする。得られる成果を有用油脂生産微生物株(産物は菌体内に蓄積)に適用、油脂分泌型株を育種する独創的技術の開発を目指す。平成13年度は、TGの膜透過に関与する蛋白質(TG-BP)の分離・精製と、TG分泌(排出)の表現型を与える変異遺伝子の特定に関する実験・研究を行った。1.Trichosporonsp. L-12変異株(TGの分泌・再取り込みを行う)のTG分泌時に約45kDaの、また再取り込み時に約20kDaのTG-BPが出現することを確認、分離・精製に着手した。ここで大きな問題に遭遇した。すなわち、本変異株のTG分泌のタイミングに関する表現型が菌株取得時に比べ、培養24時間以上後半にシフトしていた。安定な表現型を示す菌株の選別に力を注ぎ、条件をほぼ満たす株を得た。取得株を用いて、再度TG-BPの精製を目指す。2.S. cerevisiaeのTG排出変異を相補する野生型遺伝子のクローニングを試み、候補クローンを数種得たものの、配列解析の結果、目的遺伝子である可能性は低い結果となった。種々検討を加え、変異株の表現型(TG排出能、細胞凝集性)の安定化、クローニングに用いる相補株選別法に改良を加えた。すなわち、TG排出に関しては安定した表現型を示す株を取得し、感度の高い検定菌での選別法を考案した。細胞凝集性の問題については、凝集に関与する遺伝子の破壊を行うことで克服すべく、当該実験に着手した。以上の実験結果をふまえ、項目1については、目的蛋白の単離と解析・蛋白の情報に基づく遺伝子の特定を、項目2については、目的遺伝子のクローニングと解析を、進めている。(1)油脂生産

酵母Trichosporon sp.SH45Y株より、2種のトリアシルグリセロール(TG)分泌変異株を得た。E228株は脂肪酸基質で親株(SH45Y)の約3倍(2.4g/l/3days)のTGを分泌し、産物TG中にはパルミトレイン酸が30%以上含まれていた。一方L-12株は、グルコース基質でTGを生産し、その約75%を菌体外に分泌したが、菌体外TGは基質消費後速やかに減少した。(2)Trichosporon SP. L-12株は、細胞膜を介した細胞内外へのTG膜輸送系(TGの水解を伴わない)を有することを明らかにした。さらに、本菌の菌体内外に数種のTG結合タンパク(分子量約45kDa、30kDa、20kDa)が存在することを示し、そのうち45kDaと20kDaタンパクのN-末端アミノ酸配列を決定した。TGの分泌および再取り込みはこれらTG結合タンパクのTGに対する親和性勾配によって起こるものと推定した。TG結合タンパク質の遺伝子クローニング実験を進行中。(3)TG分泌の分子機構を解析するため、実験室酵母Saccharomyces cerevisiaeのTG分泌変異株(STG1株)を得た(総脂質の約6%相当を分泌)。本変異は野生型遺伝子により相補され、四分子分析の結果より一遺伝子支配によるものであると判断された。野生型遺伝子の解析・改変により有用油脂分泌システムを構築することを目指し、本遺伝子のクローニングを精力的に試みたが成功には至らず、その原因は、本変異株の細胞凝集性にあると推定された。目的遂行には凝集の除去という新たな課題が生じた。
訪問看護師のための高度フィジカルアセスメント実践教育ツールの構築

訪問看護師のためのフィジカルアセスメント研修内容を検討するため、A県訪問看護ステーション連絡協議会に登録している訪問看護ステーションのうち、2017年度に回答が無かった事業所へ郵送で協力依頼を行った。73名の回答を対象として、研修を受けたい項目のうち、半数以上が日ごろより実施困難さやアセスメントの困難さを感じていた項目は『胸部・呼吸』『腹部』『皮膚』などであった。「毎日行っている」、「週に1回以上行うが毎日行うほどではない」を合わせて半数以上が回答した項目は、『外陰部の観察』、『肛門の観察』などであった。今回の研修会の内容は『胸部・呼吸』『腹部』『皮膚』として研修プログラムを作成した。その後、プレ研修会を開催し、改善内容を確認した。その結果、『皮膚』関しては、『掻痒の訴えの対応』、『褥瘡の統一した評価の修得』などの希望があった。『胸部・呼吸』では、『アセスメントの評価』『異常であるかの判断』などがあった。『腹部』では、『イレウス等緊急対応』『腹水の増加の判断』などであった。同時に活用するシミュレーターの評価を行った。胸部・呼吸に関するシミュレーターについては、数を増やすこととなった。腹部については、新たなシミュレーターを加えることとなった。また、遠隔地ケア支援については、ホストパソコンとスマートグラス間の情報量の確認試験を実施し、想定される情報量の通信には、支障がないことが確認された。バーチャル教材に関しては、呼吸に関する情報についての資料作成をして、研究者間で評価を行った。モデル県であるA県訪問看護ステーション連絡協議会に登録されている訪問看護ステーションに所属する訪問看護師から、フィジカルアセスメント研修会に関する内容を質問紙により、調査を行った。その結果は、研修会は6ヶ月に3回の研修会を設定することと、開催場所を60分ぐらいで移動できる範囲で実施を希望していた。A県内の訪問看護ステーション連絡協議会からも意見を確認して、まずはA県を訪問看護ステーションの所在地の近隣での地区分割で5区分として実施することが適切であると考えた。研修内容は、プレ研修会を開催し改善点などを確認し、研究担当者間でデータを共有して、研修会の内容を再考した。また、教育システムの構築に関しては、当初計画の予定どおりに進んでいる。遠隔地ケアシステムについては、ホストパソコンとスマートグラス間の情報通信の状況を距離、情報量のテストを実施し、一定量の情報を修得できることを確認できた。また、バーチャル教材の開発については、アプリケーションツールのシステムの検討を行い、データ内容の確認をしながらシステム構築を進めている。このことから、遠隔地ケアシステムおよびバーチャル教材の開発についても当初の計画どおりに進んでいると考える。教育システムの構築に関しては、フィジカルアセスメント研修会を10月までに5ブロックで実践する。実践前後と受講後に実践への活用について質問紙調査を行う。また、各ブロックで3040名定員募集し、開催する予定であるが、統計上の必要な回答数(100名程度)が得られない場合は、再度研修会を開催する予定である。同時にモデル県以外で実践できる県を検討し、実施する予定である。また、参加条件として開催場所まで60分以内の希望があったため、所在地別の研修グループと相談しながら開催場所を決定する。受講した毎回の研修終了時と全ての研修の終了時に質問紙調査で評価を行う。その内容については、各グループの研修会が終了した時に改善点を抽出する。また、研修内容を録画し、パソコンで担当研究者へe-ラーニングとして復習できるようにする。遠隔地支援については、山間部でのホストパソコンとスマートグラス間の情報通信の状況を距離、情報量のテストを行う予定である。プレテスト確認後に可能なグループから実践を依頼し、データを蓄積する予定である。蓄積したデータについては、毎月末に研究者のホストパソコンに集約をして、グループ間の内容の統一性を保つようにする。バーチャル教材の開発については、システムの完成を目指し、利用できる教材から協力を得られた訪問看護師に使用してもらい評価を受ける予定である。バーチャル教材の評価は、毎月ネット上で研究者のホストパソコンに配信してもらう予定である。本年は、複数学会で発表を予定でしている。訪問看護師が必要とするフィジカルアセスメント研修内容を企画するため、モデル県であるA県訪問看護ステーション連絡協議会に登録されている訪問看護ステーション事業者へ郵送で協力依頼を行った。協力の得られた訪問看護ステーションに所属する看護師へ質問紙を配布し、郵送にて返却をしてもらった。46名の訪問看護師から回答が得られた。フィジカルアセスメントの研修会の必要については、44名(95.7%)が必要と考えていた。研修場所への移動時間の希望については、60分未満が29名(63.0%)、60分120分が10名(21.7%)であった。開催回数は1クールで23回が38名(82.6%)と最も多かった。開催期間については、46ヶ月22名(47.8%)、3ヶ月以内が20名(43.5%)であり、1回の開催時間は2時間が14名(30.4%)、5時間10名(21.7%)の順であった。週のいつに開催を希望するかについては、土曜日34名(73.9%)、日曜日20名(43.5%)であった(複数回答)。

このことから、6ヶ月に3回の研修会を設定することと、開催場所を60分ぐらいで移動できる範囲でA県内の訪問看護ステーションを区分して実施することが適切あることが示唆された。開催時間については、研修内容を踏まえて検討する必要があると考えた。また、遠隔地ケア支援については、ホストパソコンとスマートグラス間の情報通信の状況を距離、情報量のプレテストを実施した。都市部での通信については良好にできることを確認した。バーチャル教材の開発に関しては、アプリケーションツールのシステムの検討行い、データ量の可能性など確認しながらシステム作りを行った。モデル県であるA県訪問看護ステーション連絡協議会に登録されている訪問看護ステーションで協力の得られた訪問看護師から、今後開催するフィジカルアセスメント研修の適切な運営についての情報を質問紙調査により、確認を行った。その結果は、研修会は6ヶ月に3回の研修会を設定することと、開催場所を60分ぐらいで移動できる範囲でA県内の訪問看護ステーションを区分して実施することが適切であると示唆された。研修内容と研修時間についても確認を行った。研究担当者間でデータを共有して、研修会の内容を企画し始めている。また、同時に当初の計画であった郊外型、都市型、グループ型での研修会の実施よりも訪問看護ステーションの所在地の近隣での地区分割を行って研修会を実践した方が、訪問看護師の受講数の向上に繋がる可能性があるため、地区分割について検討を開始した。教育システムの構築に関しては、当初計画の予定どおりに進んでいる。遠隔地ケアシステムについては、ホストパソコンとスマートグラス間の情報通信の状況を距離、情報量のプレテストを実施し、平地である都市部での通信には問題がないことを確認できた。また、バーチャル教材の開発については、アプリケーションツールのシステムの検討を行い、データ量の可能性など確認しながらシステム作りに着手できている。このことから、遠隔地ケアシステムおよびバーチャル教材の開発についても当初の計画どおりに進んでいると考える。訪問看護師のためのフィジカルアセスメント研修内容を検討するため、A県訪問看護ステーション連絡協議会に登録している訪問看護ステーションのうち、2017年度に回答が無かった事業所へ郵送で協力依頼を行った。73名の回答を対象として、研修を受けたい項目のうち、半数以上が日ごろより実施困難さやアセスメントの困難さを感じていた項目は『胸部・呼吸』『腹部』『皮膚』などであった。「毎日行っている」、「週に1回以上行うが毎日行うほどではない」を合わせて半数以上が回答した項目は、『外陰部の観察』、『肛門の観察』などであった。今回の研修会の内容は『胸部・呼吸』『腹部』『皮膚』として研修プログラムを作成した。その後、プレ研修会を開催し、改善内容を確認した。その結果、『皮膚』関しては、『掻痒の訴えの対応』、『褥瘡の統一した評価の修得』などの希望があった。『胸部・呼吸』では、『アセスメントの評価』『異常であるかの判断』などがあった。『腹部』では、『イレウス等緊急対応』『腹水の増加の判断』などであった。同時に活用するシミュレーターの評価を行った。胸部・呼吸に関するシミュレーターについては、数を増やすこととなった。腹部については、新たなシミュレーターを加えることとなった。
神経回路形成におけるNMDA受容体チャネルの役割

NMDA受容体チャネルは、シナプス伝達効率の変化や、発生期におけるシナプスの構築、安定化に深く関与することが示唆されており、神経ネットワーク形成の鍵を握る分子と考えられている。我々はこれまでに、NMDA受容体チャネルの機能の多様性を決定する4種類のεサブユニットをノックアウトしたマウスを作成し解析をおこなってきた。このうち、ε2サブユニット欠損個体は、哺乳反射の消失により生後24時間以内に死亡する。このサブユニットが成体で果たす役割を解析するために、成体でのみε2サブユニットを欠失するマウスの作成を試みた。発達初期より発現し、生後その発現が減少するε4サブユニット遺伝子プロモーターを利用し、ε4サブユニットの3^1非翻訳領域にIRES(Internal Ribosome Entry Site)とε2サブユニットのcDNAをつなぎ、ε4サブユニット遺伝子座に相同組換えによってこの遺伝子を導入したマウスを作成した。この遺伝子導入マウスでは、ε4-ε2融合mRNAが野生型ε4サブユニットmRNAと同程度発現していたので、ε2サブユニット欠損マウスをかけ合わせ新生時期致死の回避をめざした。しかし、融合mRNAからのε2サブユニットの翻訳効率が低く、ε2サブユニットを欠損マウスの新生仔死を回避することはできなかった。現在、P1ファージのcre-loxPの組換え系を用いて成体でε2サブユニットをノックアウトするために、ε2サブユニット遺伝子にloxP配列を組み込んだマウスと時期特異的にcreを発現するマウスの作成を進めている。
都市域における道路騒音評価のためのバーチャルリアリティシステムの開発

本研究では、道路交通騒音の予測システムとして、(1)物理シミュレーション(幾何音響理論及び波動音響理論に基づく2つの方法)に基づいた騒音予測システムを構築した上で、(2)予測システムをVR環境に実装して、VR空間において立体動画と共に立体音による聴覚情報として提示するシステムの開発を行う。(3)システムの妥当性と有効性の評価として、実測との比較を行うとともに、騒音が人間に与える心理的影響について検討するため、システム利用者(被験者)の脳波計測を行った。本研究は,都市域における音環境問題として道路交通騒音(主に車両の走行音)に着目して、道路やその周辺の構造物の新設・改変に起因する音環境の事前評価・事後分析等に供し得る騒音評価システムの開発を目的とするものである。平成25年度は、下記の研究項目13について実施した。1.幾何音響理論に基づく騒音シミュレーション手法の改良:前年度に開発した幾何音響理論(騒音予測モデルASJ2008(日本音響学会)に基づく手法の改良と実装を行った。具体的には、複雑な道路周辺環境に適用可能とするため、ASJ2008では考慮できない多重反射を考慮可能とした。また、トンネル構造および高架構造上の走行を可能とした。2.波動音響理論に基づく騒音シミュレーション手法の改良:前年度に開発した差分法(CIP法)を用いた波動音響理論に基づく手法の改良を行った。具体的には、解の変化が大きい部分のメッシュを細分化するAMR(Adaptive Mesh Refinement)法の改良を行い、計算効率の向上を実現するとともに、妥当性の検証を行った。また、差分法では計算時間および計算機容量の増大が著しいことが判明したため、当初計画になかった境界要素法に基づく手法の構築に着手し、理論解や他の数値解析結果との比較により妥当性の検証を行った。3.バーチャルリアリティ空間における可聴化システムの改良:前年度に開発した可聴化システムは、立体音響の実現においてハードウェアに依存したものとなっていたため、音源の数に制限があった。本年度は、この部分を完全にソフトウェア化することで、音源の数の制約を解除し、多数の車列や車種の走行シミュレーションを可能とした。また、中型・小型トラックおよびバイクについて、国総研試験走行路においてサンプル音の採取と騒音の計測を実施した。平成24年度は、下記の研究項目14について実施した。1.幾何音響理論に基づく騒音シミュレーション手法の構築:騒音予測モデルASJ2008(日本音響学会)に基づく手法の開発の開発を行い、計算結果の妥当性の検証を実測による結果との比較により行った。2.波動音響理論に基づく騒音シミュレーション手法の構築:複雑な幾何形状を有する場合の手法として、波動音響理論に基づく手法の開発をCIP法を用いて行い、理論解や他の数値解析結果との比較により妥当性の検証を行った。3.モデリングとメッシュ生成手法の構築:複雑な道路周辺環境の幾何形状を正確に考慮したモデリングとメッシュ生成手法の構築を行った。データとしては、3次元数値地図を用い、メッシュ生成法としてはDelaunay法を用いて行った。4.バーチャルリアリティ空間における可視化・可聴化システムの構築:上半期に解析モデルを正確に考慮したCG映像を高品質に表現するための立体視に基づく可視化システムの構築と、1.2の解析モデルと計算条件(道路構造、自動車種別、舗装種別)をVR空間上に映し出される画面から変更可能となるインターフェースの作成を行った。開発には、OpenGLとCaveライブラリーを用いたプログラミングにより行なった。下半期に、幾何音響理論に基づく手法のVR環境への実装を行い、立体音響場の構築を行なった。また、より実際に近い自動車騒音をVR空間で再現するため、国総研試験走行路において様々な種類の車種・走行速度を用いてサンプル音の採取と騒音の計測を実施した。本研究は、都市域における音環境問題として道路交通騒音(主に車両の走行音)に着目して、道路やその周辺の構造物の新設・改変に起因する音環境の事前評価・事後分析等に供しうる騒音評価システムの開発を目的とするものである。最終年にあたる平成26年度は、下記の4つの研究項目について実施した。1.幾何音響理論に基づく騒音シミュレーション手法の改良:前年度までに開発した幾何音響理論に基づくシミュレーション手法は騒音予測モデルASJ2008(日本音響学会)に基づいていたが、これを新たな予測モデルであるASJ2013に準拠するものに変更した。2.波動音響理論に基づく騒音シミュレーション手法の改良:前年度までにCIP法および境界要素法に基づく手法の構築を行った。本年度は、CIP法に基づく手法においては、計算結果を用いた可聴化を行うためインパルス応答解析手法の導入を行った。また、境界要素法に基づく手法においては、大規模解析が可能となるように多重極法に基づく手法の導入を行うとともに、その結果に基づく可聴化についても試みた。両手法による結果は、定量的に良い結果を与えることを示した。

3.バーチャルリアリティ空間における可視化・可聴化システムの改良:前年度までに開発した可視化・可聴化システムは、単純化した道路環境のみに適用可能であった。本研究では、可視化において市販の3次元都市空間データの利用を可能とすることにより、複雑な道路環境への適用を可能とした。4.本システムを用いた騒音の心理的影響評価:騒音とストレスとの因果関係を調べるために、本システムを没入型バーチャルリアリティ装置に実装した。そして、システム利用者(被験者)の心理的変化の計測を脳血流計および脳波計を用いて行った。その結果、聴覚情報に加えて、視覚情報が付加されることにより被験者はより大きいストレスを感じることが明らかとなった。計算力学共同研究者との連携のもとに、ほぼ当初の計画案どおりに研究が進んでいる。当初の計画案どおりに研究が進んでいる。最終年度となる今年度は、システム全体の適用と評価・改良を行う。上半期においては比較的システムを小規模で理想的な問題に適用して、システム全体の妥当性の検討を行い、下半期においては、大規模でかつ実際に測定が行われている場所に適用して本システムの妥当性及び有効性を検討する。また、騒音とストレスとの因果関係を調べるために、システム利用者(被験者)がどのような心理状態になるかを調べるため、被験者の脳波の計測等を行う予定である。当初の計画案どおりに研究が進んでおり、今後も引き続き当初の計画案に基づいて研究を進めていく。今後は波動音響理論に基づく手法のVR空間への実装に力点を移行するとともに、実際問題への適用を通じたシミュレーション手法の評価・改良を行う予定である。該当なし