hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
TGF-betaによる慢性関節リウマチの治療

慢性関節リウマチの治療はCMARD(disease modidfying anti-rheumatic drug)を中心に、ステロイド、あるいは非ステロイド系消炎剤を組み合わせることである。ところが、DMARDの有効性は症例毎に極端に異なり、それを予知することが不可能で、しかも時に重篤な副作用が認められることがある。もっと確実な治療法の開発をめざして我々はTGF-betaに着目した。TGF-betaはさまざまな機能を有する多機能生理活性物質であるが、その一つとしてシクロスポリンの1万倍という協力な免疫抑制作用を有している。このTGF-betaが慢性関節リウマチの実験モデルであるアジュバント関節炎に対して治療効果を認めるかどうかを検討した。結核菌の死菌を粉末にしてパラフィンオイルに溶かし(5mg/ml)、その50mulを感受性のあるLewisラットの足底に皮内注射すると、約2週間後に四肢の関節に著明な関節炎(アジュバント関節炎)を発症したアジュバント関接炎が同程度に発症した10匹のLewisラットを5匹ずつの2群に分け、一方をコントロール群、他方をTGF-beta投与群としてTGF-betaの関節炎抑制効果を検討した。TGF-betaの投与方法は、将来のヒトへの応用を考慮して関節内への直接投与とし、一回の投与量は1mug、投与間隔は一週に一度を4週を4週にわたり行った。コントロール群にはTGF-betaを溶解したPBSのみを同量。関節内に投与した。RGF-beta投与群5例中3例は明らかに関節炎の改善をTGF-beta投与開始一ケ月後に認めた。他の一匹はやや改善、残る一匹はコントロール群と差を認めなかった。以上より、まだ予備的な段階ではあるが、TGF-betaが発症後の関節炎の治療に利用できる可能性が考えられる。現在、この点を更に追究する目的でTGF-betaを体液中で測定するELISA系を確立し、TGF-betaの慢性関節リウマチにおける役割を検討している。関節内に投与した。
新しい抗マラリア薬の開発と抗マラリア薬耐性機構の解析に関する研究

マラリアの惨状はますます深刻化しており、これを看過することはできない。製薬企業は発展途上国が必要とする医薬品の開発を取り上げない特殊事情から、大学が先導して抗マラリア薬の臨床開発研究を行う必要がある。本研究は新しい抗マラリア薬のリード化合物の決定・最適化を行い、コンピュータドラッグデザイン、及びゲノム創薬を駆使して新規抗マラリア薬を開発し、マラリアの流行地に供給する事を最終目的とする。また、本研究は薬剤耐性マラリアの耐性機構の解明とそれに基づく分子設計により、薬剤耐性を克服できる抗マラリア薬の創製と寄生原虫感染症学の分子基盤を確立しマラリア制圧に寄与するものである。平成17年度の研究成果を下記に示す。(1)今年度は1,2,4,5-テトラキオキサシクロアルカン類化合物(化合物N-89)のザルに対する抗マラリア活性、及び一般毒性評価を行うための大量合成を行い、計150gを合成した。また、GMP規格に合うように溶媒の検討、及び合成ステップの改良を行い、反応ステップを短縮することができた。(2)N-89のラットを用いた一般毒性試験で2000mg/kgの投与でも毒性は見られず、極めて毒性の低い化合物であることが分かった。(3)N-89の静脈・経口投与による血中濃度解析の結果、薬剤投与後5時間以上にわたり、1×10^<-7>M以上の血中濃度を維持した。また、N-89投与時の薬物動態のパラメーター解析の結果、N-89は半減期が短く、血漿中からすばやく消失した。また、比較として用いたArtesunateより、静脈内投与で血中半減期とMRTが延長していることから、N-89は組織分布後、徐々にその効果を発揮すると考えられる。さらに、N-89のBAは58.6%と他の抗マラリア薬の値と比較しても良好な結果を示し、既存抗マラリア薬を越える新規抗マラリア薬として期待が高まる。製薬企業は発展途上国が必要とする医薬品の開発を取り上げないことから、大学が先導して抗マラリア薬の臨床開発研究を行う必要がある。本研究は新しい抗マラリア薬のリード化合物の決定・最適化を行い、コンピュータドラッグデザイン、ゲノム創薬、及びハイスループット法を駆使して新規抗マラリア薬を開発し、マラリアの流行地にそれを供給する事を最終目的とする。さらに、本研究は薬剤耐性マラリアの耐性機構の解明とそれに基づく分子設計により、薬剤耐性を克服できる抗マラリア薬の創製を目指し、且つ寄生原虫感染症学の分子基盤を確立しマラリア制圧に寄与するものである。下記に今年度の成果を記する。1.抗マラリア作用を有する常山アルカロイドの誘導体を合成した。その薬効は母化合物より数倍優れており、常山を基にした抗マラリア薬創製のブレークスルーを世界に先駆けて成し遂げることができた。青蒿の成分Yingzhaou A誘導体の合成に成功し、優れた抗マラリア作用を見出した。鴉担子のアルカロイドの構造変換化合物を合成し、優れた抗マラリア作用を見出した。2.有機合成による新規抗マラリア薬の創製研究で、新規環状過酸化物に高い抗マラリア作用を見出した。ロダシアニン色素化合物にすぐれて抗マラリア作用を見出した。この化合物はマラリア原虫のオルガネラに選択的に取り込まれることにより薬効を発揮することが判った。

優れた抗マラリア作用を有するマラリア原虫のメチル化酵素を特異的に阻害するRMNPAを合成した。マラリア原虫の呼吸鎖の解析にアンチセンスオリゴヌクレオチドを合成した。このアンチセンスは抗マラリア作用を有し、標的酵素mRNAは原虫の生存に必須であることが判った。3.1,2,4,5-テトラキオキサシクロアルカン類化合物(化合物N-251)のbio-avilabilityと吸収の向上を目指して、N-251を母核とするプロドラッグ(N-251にアミノ酸を修飾)を作成した。4.抗マラリア薬(メフロキン、アルテミシニン、N-89等)高度耐性熱帯熱マラリア原虫株の樹立と耐性に関連するゲノム解析をする。メフロキンに863倍耐性を示す熱帯熱マラリア原虫株を樹立できた。遺伝子解析の結果、多剤耐性に関与するpfmdrl遺伝子のTがCにアミノ酸変化を伴う新たな変異部位を見出した。我々が見出したpfmdrl遺伝子の変異部位はアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いた実験によりメフロキン耐性に関与することが判った。さらに、アルテミシニン及びN-89に対する耐性株を作成している。5.抗マラリア薬開発に必須な新しい標的分子の探索を行い、熱帯熱マラリア原虫のHsp90を選択的に阻害する阻害剤を見つけた。1.抗マラリア薬開発に必須な新しい標的分子の探索を目指し、米国のバイオベンチャーと共同で熱帯熱マラリア原虫のHsp90を選択的に阻害する抗マラリア薬開発研究に着手した。抗マラリア薬の開発につながる有望な研究結果が出ている。2.アジアの伝統生薬より見出された有効成分の構造を用いた新規抗マラリア化合物の創製研究を推進した。新しい化学構造を有する抗マラリア薬候補を見出すことができた。・青蒿の成分Yingzhaou A誘導体の合成に成功し、優れた抗マラリア作用を見出した。・鴉担子のアルカロイドの構造変換化合物を合成し、優れた抗マラリア作用を見出した。3.有機合成による新規抗マラリア薬の創製研究・新規環状過酸化物に高い抗マラリア作用を見出した。・ロダシアニン色素化合物に抗マラリア作用を見出した。この化合物はマラリア原虫のオルガネラに選択的に取り込まれることにより薬効を発揮することが判った。・熱帯熱マラリア原虫のメチル化酵素を特異的に阻害し、且つ優れた抗マラリア作用を有するRMNPAを合成した。このメチル化本酵素の結晶解析に成功した。4.我々が1999年に見出した1,2,4,5-テトラキオキサシクロアルカン類化合物(化合物N-89)は高い選択毒性と優れた抗マラリア活性を示し、次世代の抗マラリア薬となり得る性質を有する。加えて、この化合物N-89をリードとする水酸基を付加した最適化合物N-251(薬効はN-89よりも優れ、溶解性は100倍に向上した)を見出した。このN-251をリガンドとしてアフニティーカラム作成しN-89の標的分子を探索している。さらに、ロダシアニン色素化合物NKT-077をリガンドとするアフニティーカラムを用い熱帯熱マラリア原虫のタンパク質分画から、NKT-077に対し高親和性のタンパク質を単離した。二次元電気泳動法を用いNKT-007に親和性のある原虫由来たんぱく質を分離し、その解析を行っている。5.メフロキン・プレッシャーを与え熱帯熱マラリア原虫(523a S株)を培養し、次いで限界希釈法によるクローニングを行い、メフロキン高度耐性原虫(R/24株)を得た。
左右肺交互換気の肺内換気血流分布V^^′/Q^^′に及ぼす影響

1.研究計画に従い,左右肺同時換気から交互肺換気に移行した時の肺内V^^′_A/Q^^′分布の変化をWagnerらの手法を用いて犬で検索した.平均気道内圧の低下と肺胸郭コンプライアンスの上昇がみられたが,循環系諸量の変動な少なく, V^^′_A/Q^^′分布においても大きな変化はみられなかった.しかしmean Qが分離肺換気,ならびに交互肺換気に移ると共に,それぞれ高い方へ移動する傾向がみられた.2.左右肺別個にV^^′_A/Q^^′分布を得るため,excretion curveからのV^^′_A/Q^^′分布のrecoveryを試みた.この結果は予想どうりV^^′_A/Q^^′の低い部分での誤差の効果が結果に大きく影響し, lowV^^′_A/Q^^′の部分の血流分布の解析には不安が残った.また血流Qについてのlog SDはretention curveより求めた方がexcretion curveより求めた分布より有意に大きく,また換気Vについてのlog SDはexcretion curveよりの方がretention curveよりのものより大であったことは注目に値する.3.犬の分離肺換気が困難であることは周知の事実であるが,本実験では犬の気管分岐部の計測結果からMKP-dividerを試作して使用した.しかし,これをもってしても犬の左右肺を完全に分離して換気するのは容易でなかった.4.微量ガス分析に対するガスクロマトグラフーマススペクトルグラフ(GC-MS)の応用も本研究の重要な課題であったが, GCを併用することにより,リーク弁を使用したMastenbrookらの結果に比較して多くの改善がみられ,エタン,サイクロプロペイン,ハロセンも分離測定が可能となった.しかし測定に要する時間の点ではGC単体による場合と比べて劇的な改善が得られたとは言いがたかった.また感度を上げるにつれてバックグラウンドが増加し, S/N比が悪化する傾向があり,混合静脈血2回目平衡後の資料分析にはやや感度不足の場合があった.1.研究計画に従い,左右肺同時換気から交互肺換気に移行した時の肺内V^^′_A/Q^^′分布の変化をWagnerらの手法を用いて犬で検索した.平均気道内圧の低下と肺胸郭コンプライアンスの上昇がみられたが,循環系諸量の変動な少なく, V^^′_A/Q^^′分布においても大きな変化はみられなかった.しかしmean Qが分離肺換気,ならびに交互肺換気に移ると共に,それぞれ高い方へ移動する傾向がみられた.2.左右肺別個にV^^′_A/Q^^′分布を得るため,excretion curveからのV^^′_A/Q^^′分布のrecoveryを試みた.この結果は予想どうりV^^′_A/Q^^′の低い部分での誤差の効果が結果に大きく影響し, lowV^^′_A/Q^^′の部分の血流分布の解析には不安が残った.また血流Qについてのlog SDはretention curveより求めた方がexcretion curveより求めた分布より有意に大きく,また換気Vについてのlog SDはexcretion curveよりの方がretention curveよりのものより大であったことは注目に値する.3.犬の分離肺換気が困難であることは周知の事実であるが,本実験では犬の気管分岐部の計測結果からMKP-dividerを試作して使用した.しかし,これをもってしても犬の左右肺を完全に分離して換気するのは容易でなかった.4.微量ガス分析に対するガスクロマトグラフーマススペクトルグラフ(GC-MS)の応用も本研究の重要な課題であったが, GCを併用することにより,リーク弁を使用したMastenbrookらの結果に比較して多くの改善がみられ,エタン,サイクロプロペイン,ハロセンも分離測定が可能となった.しかし測定に要する時間の点ではGC単体による場合と比べて劇的な改善が得られたとは言いがたかった.また感度を上げるにつれてバックグラウンドが増加し, S/N比が悪化する傾向があり,混合静脈血2回目平衡後の資料分析にはやや感度不足の場合があった.研究計画に従い1.ガスクロマトグラフ質量分析計による不活性ガス分析の確立2.Retention rateならびにExcretion rateよりVA/Q分布算出のためのコンピュータプログラムの作製3・従来のガスクロマトグラフによる犬での左右肺交互換気とVA/Q分布変化との間の関係について研究を行った。Wagnerらの6種不活性ガスは、S【F_6】、エタン、サイクロプロペン,ハロセン,エーテル,ならびにアセトンよりなるが、Mastenbrookによると、エタンは眞空ポンプに由来する炭化水素に千渉されてS/N比が悪く、サイクロプロパンはエーテル、アセトンによる干渉が無視できず、またハロセンは生成されるイオン(CHBr【Cl^-】)がS【F_6】のm/e127に干渉するという。

したがって、新らしい6種不活性ガスの系列;S【F_6】,クリプトン(Kr),フレオン12(Fr.12)、エンフレン,エーテル,アセトンを用い、ガスクロマトグラフ質量分析計QP-1000において、120°C-190°Cの昇温分析下,Kr:0.7分,S【F_6】:1分,Fr.12:2.8分,アセトン:4.7分,エーテル:5.4分,エンフレン:5.8分の保持時間でそれぞれのピークを得、マスフラグメントグラフにて、それぞれm/e:84(Kr),85(Fr.12)127(S【F_6】),58(アセトン),59(エーテル),117(エンフレン)のピークで定量できることを確認した。ただエンフレンの低濃度では感度をあげるとノイズが大きく、S/N比が悪くなることに問題がある。Retention rateから【V! ́】A/【Q! ́】分布算出のプログラムは既にBASICを使用して確立しているが、本研究の眼目の1つであるExcretionrateからのコンピュータプログラムは目下FORTRANを使用して作製中でる。従来の方法による交互肺換気の【V!`】A/【Q! ́】分布に及ぼす影響を犬を用いた実験で行なったところ、予想した通り、正常換気から交互肺換気に移行しても、肺換気血流比の分布に著明な変化は見られない。これは臨床において、1側肺換気、ないしは左右肺別個換気の安全性を示唆するものである。
開リーマン面の理想境界の研究

研究課題について、1.マルチン理想境界、2.ロイデン理想境界、3.調和関数の境界挙動、4.有理型関数の値分布論、5.有界正則関数の点分離及び関数環の理論、の5つのテーマに関する研究を行い、以下の結果を得た。1.多田・中井は、密度に関するピカール原理が成立するとき、あらかじめそのサイズをある程度指定しても、本態集合が存在することを示した。今井は、一般符号擬カトー測度のピカール次元は、その測度をポテンシャルとするシュレーディンガー作用素から誘導される2次形式が正定値の時かつその時に限り、正になることを示した。2.中井・多田はユークリッド空間の2つの同相な領域で、ロイデン環が環同型で超等角的ロイデン完閉化が同相であるにもかかわらず、殆擬等角同値でないものを構成した。3.瀬川は有限葉非有界被覆面上で、射影による引き戻しが有界調和関数と正値調和関数とでは異なる例を構成した。瀬川は3葉のハインズ型被覆面のマルチン境界の構造を、非極小境界も含めて、決定した。中井は複素平面の無限葉被覆面でハインズ面であり、調和次元が連続体濃度となるものを構成した。4.上田はあるタイプの関数が整関数になる為の必要十分条件を求め、Haymanの問題集における問題2.27を極めて特殊な場合に解決した。上田はMuessによるGundersenの2-2定理の改良に相当する結果を証明した。5.成田は調和補間点列であるが補間点列ではない点列が存在する為の、平面領域に関する十分条件を与えた。成田は補集合の直径の下限が正であるような平面領域内の点列を2つに分割したとき、それらの閉包が極大イデアル空間の中で交わらなければ、補間点列であることを示した。中井は、リーマン面の理想境界近傍上の特異性関数の主関数を求めると言う主関数問題が解ける為の必要最小限の条件を与えた。研究課題について、1.マルチン理想境界、2.調和関数の境界挙動、3.有理型関数の値分布論、4.有界正則関数の点分離及び関数環の理論、の4つのテーマに関する研究を行い、以下の結果を得た。1.中井・多田は、原点に特異点をもつかもしれぬカトー測度の原点における相対ピカール次元が領域の変動により変化する様子を研究し、その変化が3つのタイプに限定されることを示した。中井・多田は、原点空き円板上の回転不変正値密度に関するピカール原理が成立するとき、その密度の本態集合が、あらかじめそのサイズをある程度指定されても、存在することを示した。今井は、原点空き単位球上の一般符号擬カトー測度の原点に於けるピカール次元について研究し、その測度をポテンシャルとするシュレーデインガー作用素から誘導される2次形式が正定値の時かつその時に限り、ピカール次元が正になることを示した。2.瀬川・正岡は、有限枚の原点空きリーマン球面を原点に集積する実軸上のスリットで貼り合せた非有界被覆面のマルチン理想境界について研究し、位相も含めたその構造を完全に決定した。3.上田は、全有限平面で非定数の有理型関数の零-1-極集合の、重複度が考慮されている場合の、ある意味での希薄さについて研究し、それを定量的に表現することに成功した。

4.成田は、平面領域上の補間点列について研究し、有界調和関数に対する補間点列であるが有界正則関数に対する補間点列ではない点列が存在する為の、領域に関する十分条件を与えた。中井・林は、リーマン面の理想境界近傍上の特異性関数の主関数を求めると言う主関数問題を研究し、この問題が解ける為の必要最小限の条件を与えた。研究課題について、1.マルチン理想境界、2.ロイデン理想境界、3.調和関数の境界挙動、4.有理型関数の値分布論、5.有界正則関数の点分離及び関数環の理論、の5つのテーマに関する研究を行い、以下の結果を得た。1.多田はピカール原理の除外摂動の研究に本態集合の理論を応用して、密度0の本態集合ではない集合を本態集合にもつ密度は除外摂動ではないことを示した。今井はカトー族測度をポテンシャルとするシュレーディンガー方程式の超関数解と連続解を調べた。また、ポテンシャルの孤立特異点においてピカール次元が正のとき、方程式の引き起こす2次形式の本質的自己共役性について調べた。2.中井・多田はユークリッド空間の2つの同相な領域で、ロイデン環が環同型で超等角的ロイデン完閉化が同相であるにもかかわらず、殆擬等角同値でないものを構成した。また、ユークリッド空間の有界なカラテオドリー領域に関しては、そのようなものが存在しないことを示した。3.瀬川は有限葉非有界被覆面上で、射影による引き戻しが有界調和関数と正値調和関数とでは異なる例を構成した。瀬川は3葉のハインズ型被覆面のマルチン境界について調べ、非極小境界も含めたマルチン境界全体の構造を決定した。中井はユークリッド空間の有界領域が調和測度零の部分集合を除いた境界の各点に於いて局所的にディリクレ領域のとき、大局的にディリクレ領域であることを示した。中井は複素平面の無限葉被覆面でハインズ面であり、調和次元が連続体濃度となるものを構成した。4.上田はMuessによるGundersenの2-2定理の改良に相当する結果を証明した。5.成田は補集合の直径の下限が正であるような平面領域では、領域内の点列を2つに分割したとき、それらの閉包が極大イデアル空間の中で交わらなければ、補間点列であることを示した。
本邦における分割肝移植医療の基盤整備に関する研究

本邦における脳死分割ドナー基準としてドナー年齢では50歳未満、肝機能異常(AST/ALTが正常上限より3倍以内)、脂肪肝軽度以内が妥当であると考えられた。本邦における脳死分割レシピエント基準において再移植症例や最重症症例は避けるべきと考えられたが、脳死下臓器提供数が少ない本邦では、提案する基準を適用することは時期尚早であると思われた。本邦で実施された分割肝手術手技は1例を除き全例において対外分割方法がとられていたが、この方法がレシピエント術後合併症、特に胆管合併症の発症増加につながった可能性がある。今後、いかに手術合併症を減らすことが分割肝移植を本邦に根付かせるための課題と言える結果であった。本邦における脳死臓器提供数が依然として少ない状況において、分割肝移植はドナープールを拡大する大きな手段となりうるが、明確な分割肝移植基準がないままに現在まで少数の症例が施行されてきた。本研究では1本邦における分割脳死肝移植の脳死ドナー基準作成2同レシピエント基準作成3分割移植手技の標準化を目的とし、慢性的ドナー不足の解消に努めることを目的として開始した。平成25年度においては、ドナー基準を明確とすることを目的として、1諸外国における分割肝移植の脳死ドナー基準の調査、2本邦において実際に施行された脳死ドナーのうちで、諸外国のドナー適応基準に照らし合わせた場合にどれだけの症例がそれらの基準に満たしうるか?の2点について検討した。1諸外国における分割肝移植の脳死ドナー基準の調査の調査では、英国・米国・カナダ・韓国における基準を文献上または主要施設より直接的に情報を得たところ、ドナー年齢は英国が最も範囲が広く5-50歳、また韓国では10-35歳と範囲を限定していた。すべての基準においてICU管理期間は5日以内、脂肪肝がないことを必要条件としており、また、肝機能所見・血清ナトリウム値が160-170mEq/Lを超えないことが条件であった。基本的にはこれらのドナー基準を満たす場合には積極的に分割肝移植を施行するように臓器分配が進められていた。2上記より取得した基準を、2010年8月より2013年8月までの脳死臓器移植法案改正以後の脳死下肝臓提供121例に照らし合わせたところ、英国基準では18例(14.9%)、米国基準では10例(8.3%)、韓国基準では4例(3.3%)であった。今後は、本邦において実際に施行された分割肝移植ドナー・レシピエント症例を追跡調査することにより、本邦に適した分割肝移植ドナー・レシピエント基準作成を進めていく。本邦における脳死肝臓提供数は依然として肝移植を必要とする末期肝疾患患者数を凌駕する提供数には至っていない。また、分割脳死肝移植はドナープールを拡大する有効な手段となりうるが、明確な分割肝移植基準がないままに現在まで少数の症例に施行されてきた。本研究では、1本邦における分割脳死肝移植の脳死ドナー基準作成、2同レシピエント基準作成、3分割肝移植手技の標準化を目的とし、慢性的脳死ドナー不足の解消に努めることを目的として開始した。平成25年度は、ドナー基準を明確とするために、1諸外国における分割肝移植の脳死ドナー基準の調査、2本邦において実際に施行された脳死ドナーのうちで、諸外国のドナー基準に照らし合わせた場合にどれだけの症例がそれらの基準に満たしうるかを検討した。1諸外国における分割肝移植の脳死ドナー基準調査では、ドナー年齢・ICU管理期間・肝臓の状態などにおいて明確な基準作りがなされており、基準に合致する場合には積極的に分割肝移植を施行されるように臓器分配が進められていた。2諸外国基準に照らし合わせた検討では、2013年8月までの脳死下肝臓提供121例において、英国基準では18例(14.9%)、米国基準では10例(8.3%)、韓国基準では4例(3.3%)であった。平成26年度は本邦で事項された分割肝移植レシピエント症例における予後調査を行った。2014年12月末までに施行された脳死肝移植257例中36例(14.0%)に分割肝移植が11施設にて施行された。多くの場合が小児レシピエントが待機順位1位のために分割肝移植が施行された。1例を除きすべてがEx-vivo splittingの手法にて分割がなされた。レシピエント術後合併症の頻度は17例(48.6%)で、胆管合併症の頻度が最も多く、特に右側肝臓を用いられた症例に高頻度であったが、グラフト生存率は3年87.1%と良好であった。本研究では1本邦における分割脳死肝移植のドナー基準作成2同レシピエント基準作成3分割移植手技の標準化を目的として行った。全国肝移植実施可能施設に分割肝移植に関するアンケート調査を行い、日本肝移植研究会施設会員127施設中55施設から回答があり、本邦における分割肝移植推進について賛成である施設が35施設、条件付き賛成が19施設と分割肝移植推進に向けて協力体制であることが判明した。ドナー基準作成に向けて、諸外国におけるドナー基準の収集を行ったが、ドナー年齢では50歳未満、ICU滞在日数5日以内、肝機能異常(AST/ALTが正常上限より3倍以内)、脂肪肝軽度以内、血清Na値160mEq/L以内が標準的な基準として使用されていることが判明した。

そこで、本邦にて実施された脳死臓器提供ドナー症例(2010年8月2013年8月に実施)について日本臓器移植ネットワークより詳細なデータを集積し、諸外国のドナー基準に照らし合わせたところ121例中10例(8.3%)がドナー基準に合致する症例であった。一方、本邦において2014年度末までに施行されたレシピエント症例36例の予後調査を実施した。成人脳死ドナー全肝ではグラフトとして大きすぎるために減量を要する、特に小児レシピエントが第一候補者の場合に施行されていたが、外側区域をグラフトとして使用した小児レシピエント症例における成績は短期グラフト生存率が82.5%と良好である一方、その対側グラフトである拡大右葉を使用した成人症例では短期グラフト生存率は脳死全肝移植と比較して遜色がないものの(1年:91.7%, 3年:78.6%)、術後合併症、特に胆汁漏や胆管狭窄の発症頻度が高い傾向にあった。今後、いかに手術合併症を減らすことが分割肝移植を本邦に根付かせるための課題と言える結果であった。本邦における脳死分割ドナー基準としてドナー年齢では50歳未満、肝機能異常(AST/ALTが正常上限より3倍以内)、脂肪肝軽度以内が妥当であると考えられた。本邦における脳死分割レシピエント基準において再移植症例や最重症症例は避けるべきと考えられたが、脳死下臓器提供数が少ない本邦では、提案する基準を適用することは時期尚早であると思われた。本邦で実施された分割肝手術手技は1例を除き全例において対外分割方法がとられていたが、この方法がレシピエント術後合併症、特に胆管合併症の発症増加につながった可能性がある。平成26年度の達成目標として、本邦にて実際に施行された分割肝移植レシピエント予後調査を主要なもとして選定し、各実施施設にレシピエント予後調査表をアンケート様式で送付し全症例のデータを集積しえた。分割肝移植を施行した理由・レシピエントの術前状態・グラフトの状態、グラフト予後(生存率、合併症の内容・頻度、術後肝機能推移など)を解析した結果、合併症頻度が比較的高いことが判明したが、グラフト予後においては全肝を使用した脳死肝移植あるいは生体肝移植の成績と比較して遜色のないものであることが明るみとなった。一方、分割肝移植手技の標準化を目的とする検討においては、平成27年度に開催される肝移植関連学会にて本研究内容を発表することにより、実施他施設と検討する予定である。移植外科学平成25年度検討項目(本邦における脳死ドナー情報の集積と解析)・26年度検討項目(本邦における分割肝移植レシピエント予後調査)を継続して進めていくとともに、分割肝移植手技の標準化を目的として、海外における標準分割肝移植手技に関する情報収集を行う。本年度末には、本邦における分割肝移植ドナー基準・レシピエント基準・分割肝移植標準術式の作成(少なくともひな形となるもの)を作成する予定である。平成25年度の達成目標として分割脳死肝移植のドナー適応基準作成を主要なもとして選定しており、それに対する情報収集および本邦における分割肝移植可能な脳死ドナー数試算を施行しえた。本邦において実際に施行された分割肝移植レシピエント症例の追跡調査に関しては、現在集積中である。平成26年度に予定していた研究代表者の熊本大学異動に伴い、海外においての分割肝移植手技習得のための学会等への参加が不可能となったことにより、実支出額が予定より下回った。
国際開発ボランティア事業の起源とアイデアの伝播――欧米とアジア

国際開発ボランティア事業は、普及し始めた1960年代当時は新規な事業であり、各国の経済規模や市民社会の程度も異なっていたにもかかわらず、欧米で急速に普及し、90年代以降はアジアにも広がった。他方で、事業によって目的や実施機関に違いも生じた。本研究の目的は、普及の起源とその過程を描き出すことにある。仮説として、米国平和部隊の創設が理念として各国の政府や市民団体に共有された結果、多くの国で類似事業が設立されたが、設立過程では国際関係や国内社会情勢の影響により目的や実施機関の点で違いが生じたと想定する。分析事例は日本、韓国、米国、英国、ノルウェーの事業であり、文献・聞き取り調査を行う計画である。
動学的最適化型マクロ経済モデルによる気候変動安定化政策評価のための費用便益分析

本研究は,費用便益分析の観点から動学的最適化型マクロ経済モデルを用いて気候安定化政策を理論的かつ実証的に評価した.理論分析において,等価的偏差(EV)を効用の変化分を貨幣タームで評価した福祉効果,生産および排出権収入の変化による所得変化効果,社会的費用を表す投資の変化分の各効果に分割できることを示した.一方,実証分析において,気候安定化政策が厳しくなるほど,気温変化による効用関数への影響を考慮しない場合,全地域のEVが減少するのに対して,効用関数への影響を考慮した場合,全地域の福祉効果が確認され,かつEVが増加する地域と減少する地域に分かれることを示した.本研究は,費用便益分析の観点から動学的最適化型マクロ経済モデルを用いて気候安定化政策を理論的かつ実証的に評価した.理論分析において,等価的偏差(EV)を効用の変化分を貨幣タームで評価した福祉効果,生産および排出権収入の変化による所得変化効果,社会的費用を表す投資の変化分の各効果に分割できることを示した.一方,実証分析において,気候安定化政策が厳しくなるほど,気温変化による効用関数への影響を考慮しない場合,全地域のEVが減少するのに対して,効用関数への影響を考慮した場合,全地域の福祉効果が確認され,かつEVが増加する地域と減少する地域に分かれることを示した.本年度の研究目的は,地球温暖化評価の分野で用いられている環境経済モデルの理論的未解決部分に対して厚生経済学の立場から理論的精査(理論分析)を行うことである.本年度の研究成果は以下の通りである.第1に,市場経済への温暖化被害のフィードバックを考慮したBaUシナリオとしての市場経済の定式化に関して,マクロ経済成長理論を用いた理論的考察から,以下の2点が示された.(1)市場経済の問題において,温暖化の外部性は最適化問題の制約条件に含まれないこと(2)市場経済と社会的最適の2つの経済の動学体系は経済活動および温暖化による外部性から成る微分方程式体系で表現されるが,それらは全く異なる体系であること第2に,経済活動への温暖化被害のフィードバックを考慮した市場経済の問題を非線形計画問題として解くために,資本ストックおよび温暖化被害に着目した繰り返し過程による計算から,以下の2点が示された(1)これまでのBaUの値は過小評価であると考えられること(2)経済活動への温暖化被害のフィードバックを考慮した市場経済の問題は,それを考慮しない場合のBaUと比較して,大きくはないものの差が生じること第3に,等価的偏差(EV)の概念を用いたマクロ経済モデルの便益評価理論の提示においては,温暖化対策による直接効果の計測だけでなく,効用の変化分を貨幣タームで評価した福祉効果,生産および排出権収入の変化による所得変化効果,社会的費用を表す投資の変化分に分割し各効果の計測を行うことができることを費用便益分析の観点から提示した.本年度の研究目的は,昨年度に検討した理論分析の結果を踏まえて,多地域・動的な環境経済モデルの構築とそれを用いたシミュレーション分析による,気候安定化政策の経済評価(実証分析)を行うことである.本研究では気候安定化政策のシナリオとして,(1)基準シナリオ,(2)CO2濃度450ppm安定化,(3)CO2濃度550ppm安定化,(4)CO2濃度650ppm安定化の4つのシナリオを想定している.本年度の研究成果は以下の通りである.第1に,気候安定化シナリオの選択にいくつかの意思決定基準を適用し評価を行った.その結果,以下が示された.(1)全球規模では,いずれの意思決定基準を用いても,CO2濃度650ppmシナリオが選択される結果となる.一方,日本への適用を行った分析では,多くの意思決定基準においてCO2濃度650ppmシナリオが選択されるものの,より悲観的な立場を重視する意思決定基準を用いた場合には,より厳しいCO2濃度550ppmシナリオが選択される結果となる.第2に,気候安定化政策の社会的便益を評価するために等価的偏差(EV)との関係に着目し,等価的偏差を福祉効果,所得効果,投資の変化分の各効果に分割することによって,これらの効果を計測した.その結果,以下が示された.(1)気温変化による効用関数への影響がある場合,全ての地域及び全てのシナリオにおいて,社会的便益に対する正の福祉効果が確認された.また,福祉効果は気温変化による影響の大きさに依存し,気温変化による影響が大きいほど,より厳しい気候安定化政策の福祉効果は大きくなることが示された.(2)気候安定化政策が厳しくなるほど,気温変化による効用関数への影響を考慮しない場合,全ての地域のEVが減少するのに対して,効用関数への影響を考慮した場合,EVが増加する地域と減少する地域に分かれることが示された.
生活世界の変容とジェンダー：インド高齢女性のライフヒストリーを通して

本研究は、高齢女性の詳細なライフヒストリーを記録することにより、経済成長下のインドにおける生活世界の変化を、とくに女性をめぐる関係性の変化に注目しながら明らかにしようとした。3年間の研究期間中、デリー、ヴァラーナスィー、プネという文化や経済状況の異なる都市部とその周辺において全体で40件の詳細なライフヒストリーを採取し、現地語および英語翻訳による記録を作成した。またこれらのライフヒストリーの分析を通じて、衣食住など生活世界の物的側面だけでなく、大きな階層や地域による違いがあるものの、多くの事例において家族の関係や考え方などに大きな変化が生じていることが確認された。当初計画にしたがって、国内研究会を実施するとともに、2013年8月にデリー大学において現地側調査協力者Raji Parliwara氏とともに、研究計画とインタビュー内容の詳細な検討を実施し、基本的なインタビュー項目や記述データ作成について検討を行た。これに基づいて、各調査地で、高齢女性に関するインタビューを実施し、一部のインタビューについては記述データの作成を行った。1デリーおよびロータク(押川および協力者Parliwara):2011年に押川・Parliwaraが実施した質問票調査(デリーおよびロータクで計2500サンプル)をもとに、家族構成や経済階層等を考慮して先行サンプルとして10件の高齢女性を選択し、そのうち6件について2013年8月および12月についてデリー市内北部の低所得層住宅地でインタビューを実施した。インタビュー対象者の多くは、1970-80年代に近隣州および南部州からデリーに移住し、スラム定住促進プログラムのもとで住宅を取得しデリーに定着した移住第一世代であり、その後の40年程度の大都市デリーの発展のなかでの低所得層の家族形成や世代間変化(教育、消費、雇用等)につて聞き取りを行うことができた。2プネおよびその周辺村落(松尾):初年度はプネ市内の上位カースト中間層の女性を対象に聞き取り調査を実施した。都市で安定した雇用を得ている層の家族関係や親族関係、グループ観光旅行など新しいライフスタイルや高学歴化などとともに、国政・州政と個人史との関連などが明らかにされている。3ヴァラーナスィーおよびその周辺(八木・菅野(協力者)):都市の影響が徐々に拡大する農村部で調査を実施した。ここでは、高齢女性が家族内に役割をもち忙しく過ごす日常とともに、これまで記録の少なかった農村部での食生活や消費、家族関係、女性がかかわる儀礼の変化についても明らかにされつつある。1中間年度にあたる本年度は、初年度の調査・記録方法の検討にもとづき、研究代表者および分担者がそれぞれの調査地域で高齢女性を対象にライフヒストリーのインタビュー調査を実施した。研究代表者押川と協力者パルリワーラーは、デリー市北東部の低所得者層居住区で聞き取りを行った。その多くは、1970年代80年代にデリーに移住した世帯であり、都市下層世帯の不安定な経済状況のなかでのジェンダーや家族関係、労働、家計・消費生活の変化、子供の教育や老後の保障について聞き取りを行った。分担者八木は、北部のウッタル・プラデーシュ州東部の農村部において聞き取りを実施し、農村部においても衣食住が大きく変化し、出産、教育、結婚など女性たちのライフイヴェントに大きな変化があったことを聞き取った。協力者菅野は、同州東部の中心都市ヴァラーナシーおよび近郊農村の中間層の女性を中心にインタビューを実施し、開発や国・州レベルの政治変化、教育普及が女性のライフコースや自己認識の変化に大きく作用していることを明らかにした。分担者松尾は、西部のマハーラーシュトラ州の都市プネを中心に、同地域の有力な高位カーストに属する中間上層の女性と家事労働者など労働者階層の女性を中心にインタビューを実施し、階層によって女性のライフヒストリーのナラティブには大きな差異があることや中間上層女性の生活世界に都市の拡大やグローバル化が大きな影響を与えてきたことを聞き取った。2上記の聞き取り調査を踏まえて、2015年2月にデリーにおいて、女子教育普及と女性の生活世界の変容に焦点をあてたワークショップを開催し、インドのジェンダー研究者から多くの貴重なコメントをいただいた。33回の国内研究会を開催しそれぞれの調査内容および記述方法について検討を行った。本研究の目的は、近年急激な社会変容が進行しているインドを対象に、高齢女性のライフヒストリーを通じて、家族関係、家族や個人と地域社会やコミュニティとの関係、消費生活、雇用・教育・移動などの影響、情報化などが、日常生活のレベルでどのように具体的に展開してきたかを明らかにすることである。平成27年度は、前2年度に引き続き、デリー、プネ、ヴァラーナスィーという経済成長の様相をことにする都市とその周辺において、おもに60歳以上の女性を対象に、詳細なライフヒストリーを聴取し、インタビュー言語(ヒンディー語、マラーティー語、英語)によるテープ起こしおよび英語への翻訳作業を行った。本研究期間中に約40件の詳細なライフヒストリー記録をまとめた。対象となったのは、都市中間層上層、都市低所得層・都市中間層、農村(中間層、貧困層)など多様な階層・地域の高齢女性である。なお、本研究の終了時においては、記録に含まれる個人情報も考慮し全文記録としての公開を行わず、今後、1記録を整理したうえで非商業出版の形で記録集を作成、2記録の分析をもとにした学術書の刊行、を予定している。現時点で得られているファインディングスは以下の通りである。1ほぼすべての事例で、家族関係にはきわめて大きな変化が生じている。少子化は都市・農村中間層や貧困層においても急激に進行し、世代間(義父母と嫁など、父と息子など)やジェンダーによる規範も緩む傾向が顕著である。

2しかし非婚や離婚は少なく、家族、および親族は、相互扶助や社会ネットワークの基礎的な紐帯としてむしろ重要性を増しており、教育普及や雇用機会を有利にとらえた家族成員の有無が家族戦略に決定的な役割を果たすようになった。3これまで看過される傾向のあった妻方親族や姉妹関係、女性の友人関係などが、家族の戦略とライフスタイルにもつ重要性が明らかになった。本研究は、高齢女性の詳細なライフヒストリーを記録することにより、経済成長下のインドにおける生活世界の変化を、とくに女性をめぐる関係性の変化に注目しながら明らかにしようとした。3年間の研究期間中、デリー、ヴァラーナスィー、プネという文化や経済状況の異なる都市部とその周辺において全体で40件の詳細なライフヒストリーを採取し、現地語および英語翻訳による記録を作成した。またこれらのライフヒストリーの分析を通じて、衣食住など生活世界の物的側面だけでなく、大きな階層や地域による違いがあるものの、多くの事例において家族の関係や考え方などに大きな変化が生じていることが確認された。1当初の予定通り、3地域において高齢女性のライフヒストリーの聞き取りを実施し、その記録を文章化する作業を実施することができた。また国内研究会に加えてデリーにおいてワークショップを開催し、インドのジェンダー研究者等との研究交流を実現するとともに、成果の取りまとめにむけての貴重なコメントをいただくことができた。全体としておおむね順調に進展していると考えている。2当初計画からみてやや遅れているのは、インタビュー件数である。高齢女性のナラティブの引き出すためには当初に考えていた以上に時間を要し、そのためインタビュー数は若干予定よりも少なくなっている。これについては、国内研究会において繰り返し議論を行い、数をそろえることよりも丁寧に内容の豊かなインタビュー記録を取ることを優先することとした。ただし、最終年度に向けて、可能な限り件数の増加にも取り組み必要があることを確認している。27年度が最終年度であるため、記入しない。地域研究最終年度にあたる平成27年度は、引き続きインタビュー調査およびその記述化を実施する。インタビュー調査にあたっては、これまでの調査によって階層や農村・都市、コミュニティによって高齢女性のたどってきた人生とそのナラティブに大きな相違があることが明らかになってきたことを考慮し、階層、居住地、コミュニティの3点においてバランスのとれた対象者構成になるように慎重に対象者を選択する。インタビューの方法は、可能な限り対象者の発話を重視して、対象者のナラティブを丁寧に慎重に聞き取ることに重点をおく。同時に記録の整理を行い、インタビュー記録の蓄積を行う。また、国内研究会および海外研究協力者を招聘したワークショップを開催して、インタビューから得られた「生活世界の変容」について総合的な検討を加え、インタビュー記録にもとづく考察の刊行に向けた準備を行う。1高齢女性を対象とするライフヒストリーの聞き取り方法、記述方法についての検討が進み、本格的なインタビュー調査に着手することができた。
脊髄小脳変性症(Machado-Joseph病)の-大家系での連鎖解析

Machado-Joseph病(MJD)は常染色体優性遺伝形式をとる脊髄小脳変性症であり、本邦でも多くの家系が知られているが、これまでMJD遺伝子座は不明であった。そこで我々は、マイクロサテライト多型(CAリピート多型)を示すDNAマーカー(90組のプライマー・ペア)を作製し、本邦MJD5家系61名の末梢血リンパ球から抽出したDNAについて、32P-dCTP存在下でPCR法により増幅、オートラジオグラフィー施行後、各個人のマイクロサテライト多型を検出して、連鎖解析を行った。2点連鎖解析では、MJD遺伝子座と第14染色体長腕マーカーであるD14S48は、組換え率0で最大ロッド値5.66を示し、この2者は緊密に連鎖していることが判明した。他の第14染色体長腕マーカー(D14S43、D14S43、D14S53、D14S45)も最大ロッド値が、れんさの基準値3を越えており、MJD遺伝子座と有意に連鎖していた。多点連鎖解析では、D14S55の座位で最大ロッド値9.72が得られ、D14S53、D14S45では組換えを認めたので、MJD遺伝子座はこの2者の間29cmに存在することが明らかになった。以上、初めて、MJD遺伝子座が第14染色体長腕に存在することが明らかにしたので、本研究内容をNature Genetics(vo1.4.1993)に報告した。現在、MJDの候補遺伝子としてヒト第14番染色体ライブラリーにおけるCAG反復配列を含むクローンの単離を行っている所である。
神経幹細胞活性化糖鎖分子の構造解析と新生児脳障害治療への応用

本研究の最終目標は、脳の主要な細胞環境分子であるコンドロイチン硫酸(CS)糖鎖に由来するオリゴ糖を利用して、新生児脳障害の治療を行うことである。この目標に向かって、本年度は、以下の成果をあげた。1.神経幹細胞増殖促進糖鎖の構造-活性相関酸性糖としてイズロン酸を含むコンドロイチン硫酸B(CS-B)と、高硫酸化CSの一種であるCS-Eは、神経幹細胞の増殖を促進する。CS-Bの増殖促進活性は分子サイズ6K以上で検出される。6KのCS-Bオリゴ糖をDEAEカラムにより分画し、各分画のCS二糖単位含有量と増殖促進活性との関連を調べたところ、その活性は高硫酸化二糖単位であるSBの含有量に依存していた。一方、CS-Eの活性発現に必要な分子サイズは3Kであるが、その活性は、同じく高硫酸化二糖単位であるSEの含有量に相関していた。今後、SBやSE構造を持つCS由来オリゴ糖が、脳に投与された時にも、内在性神経幹細胞の増殖を促進するかを調べたい。2.低酸素虚血神経変性培養細胞モデルによるCS-Eの神経保護効果昨年度に確立した培養モデル系を用いて、ラット胎仔海馬由来神経細胞を低酸素(1%)無グルコース下で培養し、神経細胞死を誘発した。このとき、低酸素無グルコース培養を始める24時間前に、CS-Eを添加しておいても、神経細胞死を抑制する効果は認められなかった。CS-Eは、グルタミン酸誘発神経細胞死に対しては抑制効果があったことから、その神経保護活性は、細胞死の種類・原因により異なるものと思われる。本研究の最終目標は、発達期の脳の主要な細胞環境分子であるコンドロイチン硫酸糖鎖に由来する生理活性オリゴ糖を利用して、周生期脳障害の治療を行うことである。この目標に向かって、本年度は以下の成果をあげた。1.生存維持オリゴ糖の特定高硫酸化コンドロイチン硫酸CS-Eが、グルタミン酸誘発神経細胞死を抑制することを、神経細胞の培養系で見出している。グルタミン酸誘発神経細胞死は、脳の損傷時や疾患で普遍的に見られるため、これを抑制する薬剤の開発は急務である。こめ活性を発揮する最小の分子サイズを決定するため、CS-Eを電子線照射し、3kDaから75kDa(出発分子)までの様々なサイズの糖鎖を調製した。グルタミン酸受容体アゴニストであるNMDAを添加して神経細胞死を誘発する培養系に、これらCS-E由来低分子量糖鎖を添加し、細胞死抑制効果を測定した。3kDaでは活性が認められなかったが、6kDaを越えると活性が出てくることが明らかとなった。CS-Eの添加の有無で、パッチクランプ法により神経細胞のNMDA誘発電流を測定したが、電流に差はなかった。したがって、CS-EがNMDA受容体の活性を阻害しているのではないこともわかった。2.増殖促進オリゴ糖の特定私達は、CS-Eには、増殖因子FGF-2に依存した神経幹細胞の増殖を促進する活性があることを報告している。このCS-Eによる増殖促進活性は、3kDa以上の大きさを持つオリゴ糖に検出された。一方、水晶発振子マイクロバランス法により、CS-EはFGF-2に親和性を持つことがわかった。そこで、CS-EがFGF-2に対する親和性と増殖促進活性に相関があるかを調べたところ、高い親和性を持つCS-E画分に高活性が認められた。本研究の最終目標は、脳の主要な細胞環境分子であるコンドロイチン硫酸糖鎖に由来する生理活性オリゴ糖を利用して、新生児脳障害の治療を行うことである。1.新生児脳障害モデルマウスの作製私達は新生児脳障害モデルラットを作製して使用してきた。今回、活性分子による治療効果を、動物の成長後に、行動実験により検定するため、ラットに比べて行動実験が容易なマウスで障害モデルの作製を試みた。モデルラットの作製に準じて、生後7日齢マウスの右総頸動脈を結紮後、8%酸素負荷を行った。48時間後にTTC染色により脳損傷を観察したところ、低酸素負荷はラットに比べて短時間(15分)でよいことがわかった。また、このモデルマウスを用いて、サイトカイン受容体の活性阻害抗体による治療効果も確認できた。2.低酸素虚血神経変性の培養モデル作製動物実験の代替法開発および脳障害修復機序研究のためのシステム構築を目指して、低酸素虚血神経変性培養モデルの作製を試みた。神経細胞をアストロサイト上で2週間培養後、無グルコース培地に移し、さらに酸素分圧を1%に低下させたところ、細胞死が誘発できた。今後は、このニューロングリア共培養系を用いて、さらに適切な低酸素条件を見つけ、コンドロイチン硫酸糖鎖由来活性オリゴ糖の活性比較や神経保護作用の機序を解析する。CS-Bの増殖促進

活性は分子サイズ6K以上で検出される。6KのCS-Bオリゴ糖をDEAEカラムにより分画し、各分画のCS二糖単位含有量と増殖促進活性との関連を調べたところ、その活性は高硫酸化二糖単位であるSBの含有量に依存していた。一方、CS-Eの活性発現に必要な分子サイズは3Kであるが、その活性は、同じく高硫酸化二糖単位であるSEの含有量に相関していた。今後、SBやSE構造を持つCS由来オリゴ糖が、脳に投与された時にも、内在性神経幹細胞の増殖を促進するかを調べたい。2.低酸素虚血神経変性培養細胞モデルによるCS-Eの神経保護効果昨年度に確立した培養モデル系を用いて、ラット胎仔海馬由来神経細胞を低酸素(1%)無グルコース下で培養し、神経細胞死を誘発した。このとき、低酸素無グルコース培養を始める24時間前に、CS-Eを添加しておいても、神経細胞死を抑制する効果は認められなかった。CS-Eは、グルタミン酸誘発神経細胞死に対しては抑制効果があったことから、その神経保護活性は、細胞死の種類・原因により異なるものと思われる。
微生物燃料電池の実規模運転水圧に耐える多層ポリマー複合型エアカソードの開発

今年度は、新しく開発した多層ポリマー複合型エアカソードの酸素還元能力について、ハーフセルでの電気化学的評価を行った。触媒の塗布などのガス拡散層以外の部分については、従来のエアカソードと同じ方法を用いて作成した。リン酸緩衝液を主成分とする電解液中で、掃引速度1mV/secでリニアスイープボルタンメトリーを行ったところ、従来法で作成したエアカソードとほぼ同等の酸素還元能力を示した。次に、多層ポリマー複合型エアカソードを微生物燃料電池に組み込んだ際の発電能力、有機物除去能力についての評価も行った。まず、従来法で作成したカソードを用いて微生物燃料電池を運転し、発電能力が十分に高くなるまでアノード上に微生物を生育させた。次に、このリアクターのカソードを取り外し、代わりに多層ポリマー複合型エアカソードを組み込んだ。そして、有機物負荷などの運転条件は従来法で作成したエアカソードと同じままにして、一ヶ月以上の運転を行った。その結果、リアクターの発電量は、従来法で作成したエアカソードで運転していた期間と同等であった。さらに、多層ポリマー複合型エアカソードを組み込んだ微生物燃料電池の有機物除去速度を確認するために、基質として酢酸ナトリウムを与えて回分実験を行った。その結果、従来法で作成したエアカソードとほぼ同等の高い有機物除去速度を示した。このように、多層ポリマー複合型エアカソードは、発電および有機物除去速度に関しては、従来のエアカソード同等の高い能力を有することがわかった。ハーフセルでの実験の結果も、微生物燃料電池に組み込んで行った実験の結果も、多層ポリマー複合型エアカソードが、従来法で作成したエアカソードと同等の能力を有しているという結果であった。しかしながら、多層ポリマー複合型エアカソードの酸素透過速度が従来法で作成したエアカソードに比べて低いという課題は解決できていない。多層ポリマー複合型エアカソードの発電能力や、微生物燃料電池に組み込んだ際の有機物除去能力については、従来法で作成したエアカソードと同等であることが確認されたため、当初計画に沿って研究を進める。また、上記に平行して、多層ポリマー複合型エアカソードの酸素透過速度が従来法で作成したエアカソードに比べて低い問題についての検討を行う。微生物燃料電池にはさまざまなタイプがあるが、エアカソード(空気正極)タイプのものが最も実用化に近いと考えられている。これは、カソード(正極)反応に大気中に豊富に存在する酸素を利用できる上に、曝気も不要であり、さらに発電能力も高いという多くのメリットを有するためである。しかしながら、エアカソードは水圧に弱いため、実験室規模での実験には耐えられても、水深の深い実規模装置にそのまま利用するのは難しい。エアカソードの空気側を密閉構造にして加圧することによって、水圧とのバランスを取るという研究も行われているが、この方法はあまり実用的ではないと考えられる。そこで本研究では、複数のポリマーを張り合わせて多層構造とすることで、現在の高い発電性能を損なうことなく、実規模に必要とされる高い耐水圧性をもつエアカソードを開発することを目的とした。多層ポリマー複合型エアカソードを作成し、耐水圧試験を行った結果、5m以上の水圧に耐えるものを開発することができた。標準的な廃水処理設備の深さが4-6m程度であることから、耐水圧に関しては問題をクリアすることができたと考えられる。一方で、この多層ポリマー複合型エアカソードの酸素透過速度は従来のエアカソードの半分程度であった。酸素透過速度が低いと、カソード反応に必要な酸素を十分に供給することができないため、このまま使用すると発電能力が従来に比べて低下してしまうことが懸念される。そこで、耐水圧性を維持したまま酸素透過速度を高めるための検討を行っている。耐水圧性の目標はクリアできたものの、酸素透過性の目標をクリアできておらず、この問題の解決のためにしばらく時間を要しそうであることから、やや遅れているという評価とした。

ハーフセルでの実験の結果も、微生物燃料電池に組み込んで行った実験の結果も、多層ポリマー複合型エアカソードが、従来法で作成したエアカソードと同等の能力を有しているという結果であった。しかしながら、多層ポリマー複合型エアカソードの酸素透過速度が従来法で作成したエアカソードに比べて低いという課題は解決できていない。酸素透過速度が低くなってしまっているのは、ポリマー層が厚すぎるためだと考えられる。そこで次年度は、かつ5m以上の耐水圧を満たしつつ、ポリマー層を薄くする方法を模索する。その他の部分は、当初計画に沿って進める。多層ポリマー複合型エアカソードの発電能力や、微生物燃料電池に組み込んだ際の有機物除去能力については、従来法で作成したエアカソードと同等であることが確認されたため、当初計画に沿って研究を進める。また、上記に平行して、多層ポリマー複合型エアカソードの酸素透過速度が従来法で作成したエアカソードに比べて低い問題についての検討を行う。本年度は計画に比べて研究の進行が遅れたため、使用額が少なくなった。次年度使用額は研究の遅れを取り戻すために使用する。本年度中に昨年度の遅れを取り戻す予定であったが、残念ながらそれには至らなかったため、使用額に余剰が生じた。