hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シンチレーションファイバーとPPDを用いた高性能荷電粒子測定器の開発

本研究では高位置分解能・大面積・安価な荷電粒子測定器を開発した。具体的には、A.板状無機シンチレーター、波長変換ファイバー、PPDの組み合わせで、位置分解能50μm,有効面積2m×2m,XY2面の素材価格2000万円の測定器B.プラスチックシンチレーター,透明光ファイバー,波長変換ファイバー,PMTの組み合わせで、位置分解能1mm,有効面積100平方メートル,XY2面4setで素材価格2億円の測定器である。本研究の申請書に掲げた目標は、有効面積0.2平方メートル程度の荷電粒子位置検出器(X,Yのセット)を500万円程度で製作する、というものであったが、研究の成果は以下のように目標を上回るものであった。但し本測定器で用いている直径0.2mmのシンチレーションファイバー(Scintillation Fiber)を世界で唯一製造しているクラレトレーディング社が2016年1月に価格を2万円/kmから7万円/kmに値上げしたため、以下の文中の最初の価格はSF値上げ前の、括弧内の価格はSF値上げ後の予想値である。有効面積2平方メートルで位置分解能が標準偏差で0.1mmの測定器1台は、直径1mmのSF4kmと有効面積6mm×6mmのPixelized Photon Detector64個を用いて、素材価格の総和で300万円で製造できる。さらに位置分解能0.02mmを得るには、直径0.2mmのSF20kmとPPD20個を追加して、追加費用80万円(200万円)で製造できる。有効面積20平方メートルで位置分解能2mmの測定器1台は、5mm×5mm×500mmのプラスチックシンチレーター4000本と2inchの光電子増倍管(PMT)32本を用いて500万円(シンチレーターの切断研磨費用も含めると700万円)で製作できる。位置分解能0.02mmを得るには直径0.2mmのSF200kmとPMT10本の追加が必要で、追加費用500万円(1500万円)が必要になる。以上の価格計算では、直径1mmのSFは50万円/km(値上げなし)、PPDは読み出し回路も含めて1個1万円、PMTは1本10万円で評価している。SFやシンチレーター棒とPPDやPMTとの間は透明光ファイバー(三菱レーヨン社の商品名エスカ)で接続するが、直径1mmエスカの価格は3万円/kmでSFよりはるかに安価である。素粒子実験
イランにおけるイスラーム法と都市社会

昨年度までに収集した法廷文書、法廷台帳、法学実用書の分析を行った。昨年度来進めている約款売買(約定選択権付売買)に関する研究を完成させ、『西南アジア研究』に和文論文として発表した。利子付金銭貸借を禁止しているイスラーム法において、脱法行為として実質的な高利貸しを意味するこの法慣行について、法廷文書と法学実用書の両面から検討し、さらに官報等の史料を加えて、当時の社会に実際に利子付金銭貸借の大きな需要があり、ウラマーもこれを追認したこと、国家はこれをコントロールしようとつとめたが、経済的な需要のために禁止することはできなかったことを明らかにした。現在は本稿の英語版を準備中であり、2006年8月に行われる国際イラン学学会で発表の予定である。法廷文書の分析としては、19世紀の商人の遺言状とワクフの関係を論じた論巧を発表した。テヘランの大バーザール地区に現在も残るサライをめぐり、設定者である商人がいかに死後の自分の財産の処分を考えていたかを示した。法廷台帳のなかでは、20世紀初頭のテヘランに関するテヘラン大学中央図書館写本7486番の分析に着手した。しかし、解読が難しく、すべてを分析するには至らなかった。今年度も継続して、分析作業を続けたい。夏期にはイランに短期出張し、研究内容のレビューを受けるとともに、現地の最近の研究にふれることができた。夏期に行ったイランでの資料調査の結果、シーア派法学関係の刊本を網羅的に収集することができた。また、シーア派法学書のテーマ別集成であるYanabi`al-fiqhiyya(法学の泉)全40巻を購入した。法学実用書の収集も順調に進み、イランの主要図書館で複写を取ることができた。とりわけ19世紀のシーア派最高権威であるNajafiとAnsariの2人の法学実用書は、当時の支配的な法学者の意見を知るために重要である。またホメイニーやハメネイーなど現代の法学者の問答形式の法学実用書も入手した。収集した資料の目録の作成にも着手し、インターネット上で一部公開している。(http://www.aa.tufs.ac.jp/n-kondo/)正統的な法学書と法学実用書との比較については、主にワクフ(宗教寄進)の部分について検討を試みた。13世紀の法学書Shara'i`al-Islamとその19世紀のペルシア語訳の比較では、後者が単なる翻訳ではなく、6世紀間の法学上の学説の変化を反映したものであることが判明した。また、19世紀のMirza-ye Qommiの著作Jami`al-Shatatは、問答形式を取る法学実用書であるが、通常の法学書では触れられないイスラーム法の細則を説明する、非常に興味深い書であることが明らかとなった。とくに19世紀に作られたさまざまな法廷文書の内容を理解する上で重要である。研究業績としては、英語の論文集を編集し、自らも寄稿、和文の論文も2点発表し、1点を執筆した。いずれも本研究と関連するものであるが、とりわけ2004年刊行予定の和文論文は、法学者が発行するファトワー(法勧告)の機能を論じたものであり、近世のイランに関しては類例のないものである。本年度は、夏期にイランにおいて資料調査を行い、イスラーム法法廷台帳の複写の収集につとめた。テヘラン大学図書館で2点、マルアシー図書館で1点の収集に成功した。これまで全く研究されていないこれらの文書は、20世紀初頭、すなわち近代法の本格的な導入以前の、イスラーム法法廷の役割とウラマーの日常的業務を明らかにするうえで、決定的な資料となる。今後時間をかけて、データ・ベースを作成しつつ、分析する予定である。昨年度から継続中の法学問答集の収集も、本年は大英図書館の2点をマイクロフィルムで入手した。特に18世紀初頭の法学者マジュレスィーのそれは、ペルシア語による最初期の法学問答集の一つであり、19世紀のそれと比較する上で非常に重要である。法学問答集の分析については、実際に歴史文書の形で残るウラマーによって発せられた法学勧告(ファトワー、ホクム)の比較を行い、その成果は「ウラマーとファトワー」という論攷のかたちで発表した。結論は、いくつかのシーア派の法学問答集は、実際に信徒がウラマーに質問し、ウラマーがそれを回答したものを集成したものと考えられ、社会史の史料として十分使用にたえるというものである。イラン-12イマーム・シーア派の法学勧告に関する専論はイランにおいても欧米においてもなく、画期的なものである。さらに、法学問答集と法廷文書を利用して、19世紀のイランで盛んに行われた約定選択権付売買に関する研究を進めている。これは実質的な高利貸しにあたり、イスラーム法で禁止されていた利子付金銭貸借が、社会的要請によって現実に認められかを示すものとなる。

利子付金銭貸借を禁止しているイスラーム法において、脱法行為として実質的な高利貸しを意味するこの法慣行について、法廷文書と法学実用書の両面から検討し、さらに官報等の史料を加えて、当時の社会に実際に利子付金銭貸借の大きな需要があり、ウラマーもこれを追認したこと、国家はこれをコントロールしようとつとめたが、経済的な需要のために禁止することはできなかったことを明らかにした。現在は本稿の英語版を準備中であり、2006年8月に行われる国際イラン学学会で発表の予定である。法廷文書の分析としては、19世紀の商人の遺言状とワクフの関係を論じた論巧を発表した。テヘランの大バーザール地区に現在も残るサライをめぐり、設定者である商人がいかに死後の自分の財産の処分を考えていたかを示した。法廷台帳のなかでは、20世紀初頭のテヘランに関するテヘラン大学中央図書館写本7486番の分析に着手した。しかし、解読が難しく、すべてを分析するには至らなかった。今年度も継続して、分析作業を続けたい。夏期にはイランに短期出張し、研究内容のレビューを受けるとともに、現地の最近の研究にふれることができた。
不確実性下における共有資源管理政策と農牧林業の脆弱性に関する国際比較の計量分析

実験経済学的分析により、中国陝西省黄土平原の農家のリスク回避及び損失回避水準は0.19及び2.52で世界水準よりも低く、教育、県庁迄の距離、戸主の年齢、協同組合加入等に規定されること、次に、パネルデータの固定効果分析により、エチオピア・アファール州の農牧民は、旱魃の下で、所得増加の為には、家畜移動に加えて、蜂蜜、製塩、林業、灌漑と干草・藁の増産、獣医の家畜管理指導により、家畜肥育多様化が必要なこと、更に、ティグライ州の文化人類学的調査により,農牧民が自然草地植生の変動リスクに柔軟に適応しながら、生産や消費形態を伸縮的に変え,農村部の生計に乳製品が密接に関係していること等、を明らかにした.・本研究は、アフリカ乾燥草原地域の草地資源の持続的管理と農牧民の所得安定を目指す政策を提言するため、北東アジア地域で一定の成果を挙げた政策プログラムを東アフリカの農牧経営に適用する場合の経済的効果を数理モデルを用いて推定するものであり、平成24年度にはエチオピアおよび中国においてその予備的調査を実施した。・まず、エチオピア北部のアファール州アバラ郡において、畜産物の市場流通に関する実態調査を行った。また、農牧経営および農牧民世帯の消費活動の実態を把握するため、現地農牧民を対象とした参加型農村調査を実施した。同国アファール州では、過去10年間にわたり深刻な旱魃が続いており、自然草地での遊牧を基盤とする牧畜民の生計がおびやかされていることが裏付けられた。参加型調査において、旱魃被害の実態と旱魃による農牧民のリスク回避行動について詳しく調べた。さらに同国ティグライ州北部およびオロミア州中部地域において牛乳取引に関する市場調査を行った。アディスアベバおよびナイロビの畜産研究機関を訪問し、関連する情報収集を行った。・また、中国の陳西省北部の黄土高原地帯の農山村において、農牧民の収入の不確実性および気候リスクに対する適応行動や共同作業への出資・参加行動、グループへの協力・信頼行動について、実験経済学的手法を援用して予備的経済実験を行った。この調査結果を前述のエチオピアでの農牧民の行動調査に反映させた。加えて、貴州省安順市周辺の砂礫上壌浸食に伴う丘陵砂漠化や四川省綿陽市周辺における農地転用に伴う資源環境問題、さらに乾燥地域の牧畜支援策、草原の保護、回復の政策プログラムに関する聞き取り調査を行うとともに、草地の利用権制度に関する調査を行った。・以上のことから本年度には、調査対象地の農牧業を取り巻く社会経済条件および持続的畜産の成立条件に関する予備的社会経済データの収集を完了した。・本研究は、アフリカ乾燥草原地域の草地資源の持続的管理と農牧民の所得安定を目指す政策を提言するため、北東アジア地域で一定の成果を挙げた政策プログラムを東アフリカの農牧経営に適用することによる効果を推定するものである。平成25年度には、前年度に引き続きエチオピア北部アファール州牧畜地域において予備的な実態調査を行うとともに、エチオピア低地の農牧民世帯のサンプル調査を実施した。・エチオピアでは、まず牧畜民の社会生活の実態を明らかにするため、アファール州アバラ郡の純牧畜民の村において牧畜民世帯に滞在しながら文化人類学調査を実施した。それにより、乾燥地域の牧畜民が柔軟な家畜の移動戦略により草地資源を保全しながら、干ばつリスクを回避するメカニズムを明らかにした。次に、同郡の農牧地域の2つの村において牧畜民世帯のサンプリング調査を実施した。これにより、計120戸の世帯の生産、消費、販売、移動、資源利用に関する詳細な定性的データを収集することができた。・さらに、エチオピアの首都アディスアベバおよびケニアの首都ナイロビにおいて、国際畜産研究所、日本大使館、JICA等の援助関係機関を訪問し、政策実施に関する聞き取り調査を行った。・また、中国の草地資源の保全プログラムと農村の実態を明らかにするため、甘粛省慶応城県を訪問し、リンゴ農家およびリンゴ生産合作社において、生産と経営面の指導実態に関する聞き取り調査を行い、政策に関係する情報を収集した。・以上のことから25年度には、アフリカに適用可能な政策プログラムの検証と牧畜地域の社会経済モデルを構築するために必要な定性的、定量的データの大部分を収集した。・本研究は、アフリカ乾燥草原地域の草地資源の持続的管理と農牧民の所得安定を目指す政策提言のため、北東アジア地域で一定の成果を挙げた政策プログラムを東アフリカの農牧経営に適用することの効果を推定するものである。特に、中国やモンゴルの乳製品流通のバリューチェーン構築が農牧民所得を上げる効果に注目し、エチオピアにおいて乳製品流通の確立要因について調査・分析を行った。・平成26年度には、エチオピア北部アファール州牧畜地域において牛乳等畜産物の流通サンプル調査を行った。また、エチオピア北部で既に乳製品のバリューチェーンが確立されているティグライ州において、乳製品流通の実態調査を行うと共に農牧民世帯のサンプル調査を実施した。・エチオピアでは、農牧民の社会生活の実態を解明するため、ティグライ州ウクロ村の2戸の農民世帯に滞在して文化人類学的なフィールド調査を実施した。それにより、乳製品流通に関する農村社会的な構造を明らかにした。・次に、エチオピアでまだ乳製品流通が確立していないアファール州の牧畜地域と既に流通が行われているティグライ州の農業地域で予備的調査を行った。各地域の郡役所、農業普及員、乳製品協同組合、乳製品販売店、農牧民世帯を訪問し、乳製品の生産、流通、消費の構造を総体的に調査した。

更にアファール州2村とティグライ州一村において牛乳を販売する農牧民世帯と販売しない農牧民世帯のサンプリング調査を実施し、計160世帯の牛乳生産と販売の要因に関する定性的データを収集した。・また、中国の草地資源の保全プログラムと農村の実態を明らかにするため、陝西省安康市漢陰県を訪問し、生態移民に関する聞き取り調査を行い、政策に関係する情報を収集した。・以上のことから26年度には、アフリカに適用可能な乳製品の流通促進政策の検証と社会経済モデルを構築するために必要な定性的、定量的データを収集した。・本研究は、アフリカ乾燥草原地域の草地資源の持続的管理と農牧民の所得安定を目指す政策提言のため、北東アジア地域で一定の成果を挙げた政策プログラムを東アフリカの農牧経営に適用することの効果を推定するものである。特に、中国やモンゴルの乳製品流通のバリューチェーン構築が農牧民所得を上げる効果に注目し、エチオピアにおいて乳製品流通体制の確立要因について調査・分析を行った。・平成27年度には、エチオピア北部で既に乳製品のバリューチェーンが確立されているティグライ州において、前年度よりも地域を広げて、乳製品流通の実態調査を行うと共に農牧民世帯のサンプル調査を実施した。・エティオピアでは、前年度に実施したティグライ州ウクロ村周辺の文化人類学的なフィールド調査の結果をまとめ、農村部の生計に乳製品が密接に関係していることなどを明らかにした。・次に、エチオピアで既に乳製品流通が拡大しつつあるティグライ州の農業地域で広域サンプル調査を行った。各地域の郡役所、農業普及員、乳製品協同組合、乳製品販売店、農牧民世帯を訪問し、乳製品の生産、流通、消費の構造を総体的に調査した。ティグライ州K.アウラロ郡、ヒンタロワジェラット郡、サムレ郡の5村において牛乳を販売する農牧民世帯と販売しない農牧民世帯のサンプリング調査を実施し、計320世帯の牛乳の流通の要因に関する世帯データを収集した。・また、中国の草地資源の保全プログラムと農村の実態を明らかにするため、甘粛省蘭州市、張掖市および敦煌市を訪問し、生態移民と退耕還林に関する聞き取り調査を行い、政策に関係する情報を収集した。・以上のことから27年度には、アフリカに適用可能な乳製品の流通促進政策の検証と社会経済モデルを構築するために必要な定性的、定量的データを収集した。交付申請所における「研究の目的」で示したように、北東アジアで一定の成果を挙げた政策を東アフリカの農牧経営に適用する場合の経済的効果についてモデル分析することが主たる目的であるが、両地域において実態調査を実施し、その結果の一部を分析したことからおおむね順調に進行していると評価できる。特に、中国やモンゴルの乳製品流通のバリューチェーン構築が農牧民所得を上げる効果に注目し、エチオピアにおいて乳製品流通体制の確立要因について調査・分析をおこなった。
交通需要の確率変動を考慮した信号制御のインターグリーン時間の設計

今年度実施した研究は、「研究計画」の第5と第6部分である。具体的には、以下のように説明する。5)インターグリーン時間の安全性・容量を考慮した最適化モデルを開発した昨年度に開発した安全性・容量評価モデルの感度分析より、インターグリーン時間と安全性・容量の数量的な関係を明らかにした。その結果を踏えて、安全性と容量の両方配慮できるCritical PET(インターグリーン時間に交差点内に進入した車両と次の現示における交差側発進車両の交錯点での最小通過時刻差)を提案し、インターグリーン時間の最適化モデルを開発した。さらに、その最適化モデルを適用するために、様々な交錯状況下のCritical PETの変動特性を分析した。その結果、Critical PETは進入距離と正相関関係が見られたが、クリアランス速度や残留時間などとの関係が見られてない。また、一般的に、十字交差点での右折車両と直進車両の交錯に対して、Critical PETは1.02.0秒の範囲であることがわかった。6)安全性の信頼性を考慮したインターグリーン時間の設計方法を提案した5)の最適化モデルに基づいて、新たなインターグリーン時間の設計方針を示唆した。黄時間は急停車と駆け込み進入の発生確率によって設定され、全赤時間は交錯点での残留(clearance failure)の発生確率により決定される。そして、Critical PETの変動特性を利用して、安全性の信頼性を考慮したインターグリーン時間の設計方法を提案した。最後に、モンテカルロシミュレーションを用いて,様々な設定条件下のインターグリーン時間を算出され、既存方法との比較を行った上で、提案した方法のメリートを明確にした。当該年度に実施した研究の成果については,下記の通りである.1)アメリカのITEやドイツのRiLSAおよび日本の「交通信号の手引」などを比較して,それぞれの方法の不十分なところを明らかにした.各国の黄時間の設計方法は基本的に同じであるが,日本の設計方法から計算した全赤時間は比較的長いことともに各国の設計方法はすべて決定的方法であるため,実際の交通状況を確率的と捉えると十分に表現できないことがわかった.2)インターグリーン時の車両挙動に影響に与える要因を整理した.黄開始時の速度,運転者の特徴,交差点規模,交通量,サイクロ長,黄・全赤時間の長さといった要因は赤信号を無視する行動に著しい影響を受けることがわかった.そこで,車両挙動および交差点の性能において,決定的・確率的な観点から,現在の安全性・容量評価方法の再検討を行った.その結果,現在の方法は以前の要因より車両挙動の変化を考慮していないため,様々な条件下の交差点性能を事前に評価できないことがわかった.また,現在の方法では交通流を確率的に捉えることができていないことを明らかにした.3)1)と2)に基づいて,さらに右折車専用現示がない・右折車専用現示かおる,交差点構造(規模・形状)・車両タイプ(大型車・普通車)に応じてインターグリーン時の右折車の安全(必要な全赤時間)・容量(損失時間)を理論的に分析した.それの整合性を確認するために,東京都内における日本の典型的な十字交差点(日比谷・青山一丁目)で撮影調査およびデータ分析を行った.分析結果,現在日本の台数ベースの損失時間の評価方法を用いると,右折車専用現示がない場合には,推定値は観測値より小さいが,右折車専用現示がある場合には,推定値は観測値より大きいことがわかった.そこで,時間ベースの評価方法を提案した.提案した方法より推定した結果は実際値に近いことがわかった.また,日本の全赤時間の設計方法から計算した全赤時間は現状の交通状況に対して必要以上に長く設定されていることを実証した.(1)文献レビュー(終ア):アメリカ、ドイツ、日本など主要な先進国における,インターグリーン時間設計と損失時間評価方法を比較計考察した.それぞれの方法の本質的違いとその要因を明らかにした.(2)予備的理論分析(終了):インターグリーン時間に交差点内に進入した車両と次の現示における交差側発進車両の交錯点での通過時刻差(Post Encroachment Time, PET)を信号切り替わり時の安全性の定量的な評価指標とする.PETは,黄時間(Y)、全赤時間(AR)、クリアランス速度(Vc)等パラメータから推定する.同時に,信号切り替わり時の損失時間も以上のパラメータから推定できる.そして,様々な状況下でそれらのパラメータが安全性・容量に与える影響を把握するために,感度分析を行った.(3)交通流観測調査とデータの収集・解析(概ね終了):様々な交錯状況下の交通運用状況・車両挙動について必要なデータを収集するために,交差点幾何構造および制御手法が異なるドイツ・アメリカ・日本での典型的な交差点でビデオ撮影を主体として交通流観測調査を1施した.各対象交差点に対して(2)で述べたパラメータの変動研性を分析した.現在,それらのパラメータと幾何構造および交通制御手法の関係を解析している.(4)インターグリーン時間における確率的安全性評価モデルの開発(概ね終了):インターグリーン時間における確率的安全性評価の基本モデルは,本研究員の博士研究で概ね完成した.インターグリーン時間は一様分布を仮定し,(3)で得たパラメータの分布に基づいて,開発したモデルとモンテカルロシミュレーションを使用して,PETの分布を推定する.このモデルを用いると,単一なPET値ではなく,PETの信頼区間が得られるため,インターグリーン時間が安全性に与える影響を確率的に評価できる.(5)インターグリーン時間における確率的容量評価モデルの開発(進行中):日本での交差点における右折車に着目して,典型的な現示パターン下の信号切り替わり時の損失時間(容量低下)を新たな方法で評価した.

その方法に基づいて,さらに交通のランダム性を考慮できる方法を開発中である.今年度実施した研究は、「研究計画」の第5と第6部分である。具体的には、以下のように説明する。5)インターグリーン時間の安全性・容量を考慮した最適化モデルを開発した昨年度に開発した安全性・容量評価モデルの感度分析より、インターグリーン時間と安全性・容量の数量的な関係を明らかにした。その結果を踏えて、安全性と容量の両方配慮できるCritical PET(インターグリーン時間に交差点内に進入した車両と次の現示における交差側発進車両の交錯点での最小通過時刻差)を提案し、インターグリーン時間の最適化モデルを開発した。さらに、その最適化モデルを適用するために、様々な交錯状況下のCritical PETの変動特性を分析した。その結果、Critical PETは進入距離と正相関関係が見られたが、クリアランス速度や残留時間などとの関係が見られてない。また、一般的に、十字交差点での右折車両と直進車両の交錯に対して、Critical PETは1.02.0秒の範囲であることがわかった。6)安全性の信頼性を考慮したインターグリーン時間の設計方法を提案した5)の最適化モデルに基づいて、新たなインターグリーン時間の設計方針を示唆した。黄時間は急停車と駆け込み進入の発生確率によって設定され、全赤時間は交錯点での残留(clearance failure)の発生確率により決定される。そして、Critical PETの変動特性を利用して、安全性の信頼性を考慮したインターグリーン時間の設計方法を提案した。最後に、モンテカルロシミュレーションを用いて,様々な設定条件下のインターグリーン時間を算出され、既存方法との比較を行った上で、提案した方法のメリートを明確にした。
アジア地域における高齢者のフレイルに関する複合的研究

平成30年度は、高齢者のフレイル(虚弱性、要介護状態になる前の段階)に関わる多様な背景の分析を、日本とタイの健康診断データをもとに行った。さらに、これらを地域間比較することで、フレイルに関わる多様な背景を明らかにし、研究者間で議論を重ねてきた。タイの高齢者においてのフレイルの状態は、運動機能との関連が見られず、心理的健康(QOLなど)や社会的背景との関連、教育歴や経済状況などとの関連がみられた。この点を、タイの介護現場で働く医療者・看護師たちと共有し、実際に介護が必要になった人たちのケアの実態の調査や家族への聞き取り調査も実施した。また、タイの高齢者のフレイルと口腔機能の関連について、学術論文において発表した。日本でも同様に、農村地域に在住の75歳以上の高齢者を対象にした歯科検査および総合機能検査の縦断的データから、歯周病や口腔炎症により5年後の認知機能の低下がみられるということを示し、学術論文として発表した。高齢者の食欲や孤食、社会的活動度と、フレイルとの関連についても現在論文を投稿中である。本研究では本邦およびタイの高齢者において虚弱(フレイル)の医学的評価を実施し、運動機能に加え、うつ・QOLといった心理的健康、社会的背景との関連を分析することで、虚弱高齢者の健康状態を複合的視点から解き明かすことを目的とし、データ収集を行った。平成28年度はまず、米国老年医学会が提唱し広く用いられているFriedのフレイル指標を用いて、高知県土佐町およびタイ・ナコンパトムの地域に暮らす高齢者のフレイルを評価し、身体的・心理的な健康、栄養・口腔の状態、認知機能の低下、社会的背景因子との関連を分析した(文献1)。特にタイの調査に参加した高齢者では、教育歴と口腔機能、フレイルが密接に関連していることが明らかになった。フレイル概念のなかで特に筋力低下を含む栄養状態の低下(サルコペニア)を評価したところ、口腔状況が悪い集団においてよりサルコペニアがみられ、これを論文発表している(文献2)。また、フレイルをより多面的にとらえるため質的調査も実施した。高齢者自身が「フレイル」をどうとらえているか、についての土佐町でのインタビューでは、加齢と共に低下する機能や日常生活についての語りは、身体的な苦痛(足腰の痛みなど)や疾患について集中していた。一方でタイの高齢者では、「フレイル」は自然の老いの流れに沿うものという認識から、フレイル自体が「老い」の文脈で語られるものであった。文献予定通り、高知県土佐町およびタイ・ナコンパトムの地域に暮らす高齢者のフレイルを評価し、他の健康因子との関連を統計的に分析し、結果を3本の論文にて発表した。本研究では本邦およびタイの高齢者において虚弱(フレイル:要介護の一歩手前の状態)の医学的評価を実施し、運動機能に加え、うつ・QOLといった心理的健康、栄養・口腔状態、社会的背景との関連を分析している。平成29年度は、前年度に行った量的研究の分析から、タイ・ナコンパトムの高齢者140人において既存の指標で評価した「フレイル」が、日常生活自立度や心理的健康度および社会的活動度との関連していなかったことを受けて、タイの社会的背景において「フレイル」がどのようにとらえられているかを探求した。調査地域内の、異なる社会・経済的背景を持つ3地域においてグループインタビューを実施し、高齢者自身が日常でかかえる困難やフレイル(弱さや困難を感じる時)の自覚について質的な会話分析を行った。また先行の健診において「フレイル」と判定された11人について個別インタビューをおこなった分析から、タイ・ナコンパトム中心地域の特性としてフレイル高齢者が社会的に孤立していないという現状があり、高齢者自身がとらえるフレイルや老いの自覚は他者との関係性により認識されるものであって、身体的な苦痛(足腰の痛みや病気など)が主訴であった日本の地域高齢者とは異なる特徴がみられた。また、タイ・ナコンパトムの地域高齢者においてフレイルを評価し、口腔状況との関連を報告した原著論文が老年医学会の国際誌に採択された。平成29年度は高知県土佐町、タイ・ナコンパトンへの調査を予定通り実施することができ、データ収集も期待したとおりに実施できている。タイの調査データから、1本の原著論文が発表されるなど、研究分担者やタイの現地協力者との連携もとれており、一定の成果があげられている。

高齢者の食欲や孤食、社会的活動度と、フレイルとの関連についても現在論文を投稿中である。「フレイル」に関する質的研究をより深め、今後は地域間比較をおこなうことで地域の特性を明らかにしたい。また、今年度十分に検討できなかった心理的健康度との関連についての調査も強化する予定である。平成30年度は、タイ・ナコンパトンにおいてみられた「高齢者のフレイルの多様性」を追求すべく、タイ東北部の農村部でも同様の調査を実施し、生活背景や社会経済的な背景もふまえてより多面的に調査、分析を実施する。日本のフィールドにおいても、高知県土佐町での疫学調査を今年度も実施予定であり、縦断的なデータ解析を行うことでフレイルの健康への影響(運動機能、栄養・口腔状態、うつ・QOL)について分析する。また、収集したデータのまとめと意見交換をを分担者およびタイの現地協力者とともに行い、地域へのフィードバックについても検討していく。フレイルに関連する心理的健康度の調査について、十分に調査が進まなかったため。平成29年度は、フレイルとQOLに関連する研究調査を高知県土佐町で実施できなかったため、平成30年8月に実施予定である。平成29年度は心理的健康度の調査を、うつ傾向、QOLに注目して進める。
高エネルギー電子生成機構解明のための高ガイド磁場リコネクション室内実験の構築

本研究では軸対称トーラスプラズマ合体時に発生する高ガイド磁場リコネクションにおける電子加速現象について多角的な観測を実施し、その機構の実験的検証を行った。単一視線軟X線計測および小型エネルギーアナライザにより、200 eV程度の高速電子が発生していることを確認し、さらに軟X線発光分布により加速領域を同定することに成功した。加速された電子が電流フィラメントを形成することによって、大域的な磁場構造への影響を与えうることを確認し、高ガイド磁場リコネクションにおける電子加速の発生機構と寄与を実験的に示すことができた。高ガイド磁場リコネクションにおける高エネルギー電子の生成を検証するために、UTST装置において0.2Tのガイド磁場下で進行する0.02T程度の対向磁場のリコネクション過程に対して、軟X線計測、可視線スペクトル計測、磁場揺動計測を実施した。軟X線計測では、200eV以上の軟X線を透過するフィルタを用いた表面障壁ダイオードにおいてリコネクション期間の初期にのみ信号が検出され、高エネルギー電子の生成を含むリコネクション過程が非定常であることが示唆された。また、低エネルギー軟X線を透過するフィルタにおいては、信号がガイド磁場およびリコネクション電場の双方に正の相関を持つことが確認され、リコネクション電場による直接加速が局所的に発生していることを裏付ける結果を得た。同時に複数のヘリウムおよび炭素線スペクトルの時間発展計測を実施し、その強度比から電子エネルギーの時間発展を推定したところ、リコネクション初期と後期の二回に高エネルギー電子の割合が増加する傾向が確認された。このうち前者が電場による電子直接加速に、後者が高エネルギー電子の熱化に起因するものと考えられる。磁場揺動計測では、ほぼイオンサイクロトロン周波数程度の揺動がX点近傍で励起され、電流シート内部を下流方向に伝搬する様子が確認された。周方向の位相速度が下流に向かう位相速度に比べて10倍程度大きいことから、高速電子のビーム不安定性に由来する磁場揺動であると考えられるが、同時に電子加速が非定常に発生したことによる過渡的な高速リコネクションの結果としてプラズモイド状の閉じた磁気面が電流シート内に形成された可能性が新たに示された。X点における電子エネルギー分布を直接計測するための小型エネルギー分析器を試作し、予備実験を実施したところ、正確な測定にはリコネクション最初期に発生する浮遊電位変動を抑制する必要があることが分かった。本研究は磁気リコネクションによる粒子加速のメカニズムを実験的に解明することを主目的としており、今年度はガイド磁場比10程度の高ガイド磁場存在下でのリコネクション時に発生する電子加速を評価するために、小型エネルギー分析器による直接計測と、軟X線トモグラフィによる間接・空間分布計測を実施した。また、加速された電子がその後熱化する様子を観測するためにトムソン散乱計測を実施し、電子温度分布を計測した。リコネクションX点位置に小型エネルギー分析器を設置し、電子のガイド磁場方向運動エネルギー分布を測定したところ、リコネクション初期には70%以上の電子が50eV以下の低エネルギー状態であり、ほぼ熱平衡とみなせたのに対し、リコネクション電場が最大になる時刻付近では、およそ20%の電子が200eV以上の高エネルギーを有しており、電子が磁場方向に強く加速されていることを示唆する結果を得た。また、およそ70eV以上の電子が発する制動放射光の空間分布を軟X線トモグラフィによって測定したところ、高エネルギー電子はリコネクションX点を中心とした領域に局在して発生することが明らかとなった。同様の傾向は、トムソン散乱によって計測したガイド磁場に垂直方向の電子温度分布からも確認されたことから、高ガイド磁場下での電子加速・加熱はリコネクションX点においてのみ選択的に発生する現象であると考えられる。これらの結果は、数値シミュレーションなどで予測されているガイド磁場(ガイド磁場比4以下程度)下での非対称な電子加速領域とは大きく異なった特徴を示している。これまでは、加速された電子は容易にX点領域から流出するという認識が主流であったが、今回得られた実験結果は高ガイド磁場によってリコネクション過程が質的に変化したことを示唆するものであり、関連研究分野において特筆すべき成果であると言える。高エネルギー電子を測定するため、本研究課題において開発を実施した二つの計測器である小型エネルギー分析器および軟X線トモグラフィの稼働を開始した。当初はプラズマ電位やコイルが作る磁場等の影響によるノイズや誤動作のため、正確な測定が困難であったが、各種ノイズ対策や正確な較正を実施することによって良好な測定結果が得られるようになった。特に、測定の結果明らかとなった電子加速・加熱が発生する局在領域は従来の予想を覆す発見であり、本研究をさらに発展させることによってリコネクション物理、特にエネルギー変換機構や高速化を解明するために大きな寄与が期待できる。強いガイド磁場の存在下で発生する磁気リコネクションにおいて、電子およびイオンがどのように加速・加熱されるかを定量的に評価し、粒子加速機構を解明することを目的とし、東京大学UTST装置を用いた実験研究を実施した。リコネクション点での電場加速によって電子は磁場に平行方向に大きなエネルギーを有していることが、軟X線計測で明らかになった。加速された高エネルギー電子が不純物イオンを励起することで、リコネクション点近傍のみで線スペクトル発光が観測された。これまでは主に高速カメラと干渉フィルタによって観測を行っていたが、今年度は回折格子分光器と二次元ディテクタを用いたトモグラフィ計測を実施し、発光領域の大きさを高精度に同定することに成功した。

また、同じ計測によりイオン温度の空間分布を計測したところ、リコネクション点から径方向内側に向かう下流域で顕著な加熱が見られたのに対し、径方向外側ではほとんど加熱効果が見られなかったことから、トロイダル効果に起因する非対称性が発生していると考えられる。一方トムソン散乱による磁場に垂直方向の電子温度・密度計測では、リコネクション点に局在して電子加熱が観測された。電子温度・イオン温度ともにリコネクション電場に対して正の依存性を有しているが、ガイド磁場に対しては磁場に平行方向の電子エネルギーは正の依存性を有しているのに対し、垂直方向電子温度およびイオン温度の依存性は強くないことが判明した。加速電子については、今年度は、40チャンネルのディテクタアレイを用いたトモグラフィ計測に加えて、高速カメラによるイメージング計測の整備を行い、動作試験および予備実験を実施した。また、電子加速領域を同定するためにリコネクション磁場の空間分布を高精度に測定したが、これまで考えられていた単一の電流層ではなく、過渡的に二層の電流層が形成されていることが明らかになった。今年度計画していた実験内容をおおむね遂行することができた。なお、今年度予定していた計測器整備の一部を実施するためには、実際に実験を行って現行計測器に関する情報を入手し、設計検討を行う必要があった。経費の効率的な運用を行うため、今年度は現行計測器のみを用いて予定の実験を行いながら、更なる整備に必要となるデータの取得を行った。研究最終年度は、これまでに開発した計測器のうち、軟X線発光イメージングと詳細磁場計測とを運用し、高ガイド磁場下での磁気リコネクションの過渡的な磁場構造変化と高速電子発生との関連性を調査した。ピンホール、マイクロチャンネルプレートおよび高速カメラで構成される軟X線イメージングシステムを用いて、リコネクション点付近からの軟X線発光分布の変化を5マイクロ秒程度の時間分解能で捉えることに成功した。領域全体からの軟X線発光量は、プラズマ合体過程の前半に最大となり、その後は単調に減少する。これは、リコネクション領域のプラズマ密度増加に伴い、電子が十分な加速を受ける前に衝突によってエネルギーを失うためであると考えられる。軟X線発光が最大となる時刻では、セパラトリクスのうちリコネクション点からの磁力線の向きが電子加速方向と一致する領域に発光が局在していることがわかった。一方、軟X線発光量が最大値となるまでの期間は、その発光領域はむしろ下流側に広く分布していることが観測された。プラズマ合体現象はおよそ30マイクロ秒程度で完了するが、その間上流側の条件も変化するため、最初期にプラズマ同士が接触した瞬間から過渡的な構造形成が進展する。一般的な定常リコネクション状態では、リコネクション電場によって逆方向に加速されたイオンと電子の運動は、面内に誘起される電場によって抑制されることになるが、実験における過渡状態では面内電場が形成されておらず、下流領域においても電子の加速が発生していると考えられる。
財政投融資制度の産業組織論的分析

この研究では、日本の財政投融資制度に関して、産業組織論的な視点から分析した。このための基礎理論として、寡占市場における企業間の競争について分析した。まず異なる目的関数を持つ公企業と私企業が競争する場合の経済厚生について分析し、部分民営化(公企業を株式会社化し、一部を除いてその株式を民間部門に売却すること)によって必ず経済厚生が改善することを明らかになった。更に民間企業に比べ公企業の生産性がかなり低い場合には、完全民営化が最適であることも明らかになった。上記の結果は、企業数が外生的に与えられた、つまり参入規制によって私企業の新規参入あるいは退出がないという仮定から得られたものであった。近年私企業と公企業が競争する混合市場においても、(暗黙の参入障壁も含めた)参入規制は急速に弱まり、私企業の新規参入あるいは退出がしばしば見られるようになった。このような現実に対応し、参入規制がなくなり、企業数が内生的に決まる市場においても上記の結論が正しいのかを分析した。この結果、自由参入市場では民営化が経済厚生を改善する効果が弱くなること、公企業が正の利潤を得ている限り公企業の民営化は望ましくないことが明らかにされた。この結果は、財投機関の民営化の是非は、日本の金融市場の規制の程度に依存することを示しており、将来の一層の金融市場の規制緩和は、利潤をあげている財投機関の民営化を不要なものとする可能性があることが明らかになった。ただしこの基準となる利潤概念は現実の会計上の利潤とは異なり、会計上の利潤が正であることは財投存続のための必要十分条件ではないことも同時に明らかにした。まず異なる目的関数を持つ公企業と私企業が、同じ土俵で、つまり目的関数と生産関数以外の条件はすべて同じであるとして、競争する場合の経済厚生について分析した。その結果、部分民営化(公企業を株式会社化し、一部を除いてその株式を民間部門に売却すること)によって必ず経済厚生が改善することを明らかになった。この結果は、財投機関が民間企業と同じ土俵で勝負する限り、なんらかの民営化が望ましいことを示している。また、公企業が民間企業と異なる役割を果たす可能性についてStackelbergモデルを使って分析した。既存研究では、「公企業はfollowerになるべきである、つまり、潜在的な競争者として民間企業の補完に徹するべきである」という結論が導かれていた。しかし従来の研究では、規模に関する収穫一定が仮定されていた。一方実証研究によって、日本の財投機関の多くには、規模の経済性が働いていることが示されている。本研究では、set up費用を明示的に考え、公企業の果たすべき役割について分析した。その結果、既存研究と異なり、公企業の果たすべき役割は企業の費用構造に依存することがわかった。具体的には、多くの財投機関のように、ある程度の規模の経済性が働き、かつ官民の生産性格差の小さい場合には、公企業がleaderの役割を果たす余地があることがわかった。また、公企業は、望ましい役割を自ら選ぶ誘因を持つかについて分析した。結果は、公企業は必ずしも社会的に望ましい役割を選択するとは限らないというものであった。このことは、財投機関の果たすべき役割を明確に規定する必要があることを示している。
腸管出血性大腸菌を中心とした腸管感染菌の病原性ゲノム基盤の解明と臨床応用

腸管出血性大腸菌(EHEC)と関連する腸管病原菌のゲノム解析及びゲノム情報に基づいた発現・機能の解析を行った。その結果、O157 EHEC迅速菌株識別システムの開発と3種のnon-O157EHECのゲノム解読に成功したほか、これらの腸管病原菌が有するIII型分泌系を中心とした病原性発現システムの機能および多様化・進化のメカニズムに関する理解が大きく進んだ。さらに、腸内フローラの比較メタゲノム解析によって、成人と乳児の腸内フローラの違いを解明するとともに、難培養菌を含む腸内フローラ構成菌種(3菌種・4株)のゲノム解読に成功した。本研究では、全ゲノム情報に基づいたO157およびnon-O157腸管出血性大腸菌(EHEC)の病原性とゲノム多様性の解明、他の病原性大腸菌や腸炎ビブリオなどの腸管病原菌との比較解析、腸管常在細菌との相互作用の解明をめざした腸管内常在細菌叢のゲノム解析に取り組んでいる。本年度の主な成果は以下の通りである。1.EHEC:(1)III型分泌系(TTSS)のエフェクターとして37種類の蛋白質を同定した。(2)マイクロアレイ解析により、LEE遺伝子群の転写調節因子であるPchAとLerの支配下にある遺伝子を多数同定した。また、その制御に関与するcis-elementを見出した。(3)RcsCDB二成分制御系がLEE遺伝子群の発現調節に関与していることを見出し、これを媒介するO157特異的制御遺伝子(grvA)を新たに同定した。また、LEE遺伝子群の発現が緊縮応答によっても制御されていることを明らかにした。(4)O157のゲノム多様性解析が終了し、O157菌株間に見られるゲノム多様性がプロファージとISのバリエーションやこれらを介したゲノムの再編性によることを明らかにした。また、その成果を応用して迅速菌株識別法の開発を行い、プロトタイプが完成した。(5)O26・O111・O103EHECのO157とのゲノム比較解析を行い、異なる血清型間では、遺伝子レパートリーに大きな違いがあることを見出した。(6)O26とO111のゲノム配列決定が終了した。2.その他:(1)腸管病原性大腸菌(EPEC)B171株の菌株特異領域の網羅的な同定に成功した。(2)腸炎ビブリオの大染色体と小染色体上に存在する2種類のTTSS(TTSS-1とTTSS-2)が、それぞれ細胞毒性と下痢原性に関与することを見いだした。また、各TTSSにはエフェクター選択性があることを見出した。さらに、環境株と患者由来株のマイクロアレイ解析により、TTSS-2領域が患者由来株にのみに存在することを明らかにした。(3)他のビブリオ属細菌も2つの染色体をもつことを明らかにした。(4)腸炎ビブリオの鞭毛の発現制御に関わる新規のH-NS様蛋白質の同定に成功した。(5)ボツリヌス菌のC型神経毒素伝達ファージのゲノム解析を行い論文発表した。(6)基盤ゲノム・服部班らと共同で、常在細菌叢のゲノム解析を開始した。1.EHEC:(1)III型分泌系(TTSS)の網羅的エフェクター検索が終了し論文発表。最終的に、39種類のエフェクターを同定し、そのうちの30種類は新規であり、19種については宿主細胞内への移行と局在を確認し、2つについては動物感染モデル系により病原性に関与すること、宿主細胞の免疫応答を修飾することを明らかにした。また、ほとんどのnon-LEEエフェクターがラムダ様ファージによって持ち込まれていることを明らかにした。TccPとTccP2に関しては、種々のEHEC菌株と腸管病原性大腸菌(EPEC)菌株における分布様式を明らかにした。(2)嫌気条件下ではTTSSの活性が低下していること、特定の電子受容体による嫌気呼吸の活性化により回復すること、TTSS装置の構成蛋白質の構造変化による蛋白質複合体形成が嫌気条件で制御されていることを明らかにした。(3)TTSSをコードするLEE遺伝子群の発現が緊縮応答によっても制御されていることを明らかにした。(4)tiling arrayを作成し、病原性遺伝子レギュロンに含まれる可能性が高い遺伝子を新規に多数発見した。

(5)0157のゲノム多様性解析の成果を応用して迅速菌株識別法の開発を行い、最終バージョンに近いものが完成した。特許を取得するとともに、企業と共同でキット化を行った。(6)026,0111,0103のゲノム配列決定がすべて終了した。2.その他:(1)EPECB171株の菌株特異領域の配列決定を行った。(2)EPECO55株のRTXコード遺伝子、O抗原合成遺伝子領域の比較ゲノム解析を行った。(3)腸炎ビブリオの大染色体と小染色体上に存在する2種類のTTSS(TTSS-1とTTSS-2)のエフェクター蛋白質群を各々5個および19個同定した。またそれぞれのTTSSの分泌装置構成蛋白質群、分泌の分子スイッチ、および発現制御蛋白質を同定し、これにより腸炎ビブリオのTTSSに関わる分子群の概要が明らかになった。(4)基盤ゲノム・服部班らと共同で、13名の腸管フローラのゲノム解析を行った。また、腸管常在性の大腸菌株2株・大腸菌近縁種1株・難培養菌1株などの系統解析とゲノム解析が進行中である。本研究では、全ゲノム情報に基づいたO157およびnon-O157腸管出血性大腸菌(EHEC)の病原性とゲノム多様性の解明、他の病原性大腸菌や腸炎ビブリオなどの腸管病原菌との比較解析、および腸管常在細菌との相互作用の解明をめざした腸管内常在細菌叢のゲノム解析に取り組んでいる。本年度の主な成果は以下の通りである。(1)タイリングアレイを用いたPchタンパク質のゲノム結合部位の解析を行い、PchがIII型分泌系(TTSS)遺伝子群などの外来性遺伝子領域に選択的に結合し、その発現を制御していることを明らかにした。(2)O157のゲノム多様性解析の成果を応用して開発した迅速菌株識別キットが完成し、TOYOBO(株)よりマーケッティング販売を開始した。(3)昨年度までに配列決定を終了したO26,O111,O103の全ゲノム配列のアノーテーション、プロファージの同定、ISの同定など、基本的な解析作業を行い、Ol57と同様に、これらのnon-O157EHECも多数のプロファージやintegrativeelementsを獲得しており、それらのエレメント上に、O157のものとよく似た病原遺伝子群が存在していることが明らかになった。2.その他:(1)EPECO55株のO抗原合成遺伝子領域の比較ゲノム解析を行い、O55:H7株には2つの異なる系統が存在すること、またO55抗原の獲得にはO抗原合成遺伝子領域を含む40kbものゲノム領域の組換えが関与していることを明らかにした。(2)腸炎ビブリオの大染色体と小染色体上に存在する2種類のTTSS(TTSS-1とTTSS-2)のうち、TTSS-2の発現制御に関わる2種類の蛋白質を同定した。(3)基盤ゲノム・服部班らと共同で、日本人13名の腸管フローラのメタゲノム解析を行い、成人型フローラと乳児型フローラの違いやその特徴などを明らかにした。また、各タイプのフローラで共通に増加している遺伝子ファミリーを同定した。我が国などの先進諸国で最も問題となっている腸管感染症起因菌の1つであるO157およびnon-0157腸管出血性大腸菌(EHEC)を中心とした腸管病原菌のゲノム研究と腸管内常在細菌叢のゲノム解析に取り組んでおり、本年度の主な成果は以下の通りである。(1)O157が保有する多数の欠陥プロファージの潜在的機能を系統的に解析し、様々なプロファージ間相互作用による活性化機構の存在と可動性遺伝因子としての機能を明らかにした。(2)O157
磁気共鳴装置を用いた胃潰瘍・潰瘍性大腸炎に関わる生体内フリーラジカル反応の解析

胃潰瘍や潰瘍性大腸炎の成因・進展における活性酸素・フリーラジカルの関与が明らかにされつつある。生体計測電子スピン共鳴(in vivo ESR)またはオーバーハウザーMRI(OMRI)とニトロキシルプローブとの併用は、生体内フリーラジカル動態の解析に非常に有効である。そこで本研究では、ニトロキシルラジカルとフリーラジカルとの反応性に関する基礎検討を行い、本手法を潰瘍性大腸炎や胃潰瘍のモデル動物の病態解析に応用し、フリーラジカル生成機序を解明することを目的とした。各種ニトロキシルプローブをNOC7より放出するNOと反応させてESRシグナル減衰速度を求めた結果、5員環・6員環いずれのプローブにおいても、電子供与体NADPHが存在する場合のみ、シグナル減衰速度はNOC7の用量依存的に増加することが明らかとなった。次に、デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)惹起大腸炎マウスにおいて、in vivo ESR/ニトロキシルプローブ法を用いて、病態の発症・進展とNOとの関連性を検討した。誘導型NO合成酵素(iNOS)阻害剤を前処置したDSSマウスでは、DSS処置3日群、5日群におけるシグナル減衰速度の亢進がほぼ完全に抑制されたのに対して、7日群では軽減されなかった。また、病態形成に対して抑制効果を示した。昨年度の結果も総合すると、発症段階では細胞内でiNOS由来のNOが生成し、軽度の進行段階では細胞内で・OHやiNOS由来のNOが生成し、進展段階では、細胞内、膜近傍や細胞外で・OHが生成することが明らかとなった。また、OMRI同時分離画像化法とニトロキシルプローブ法を併用してインドメタシン惹起胃潰瘍ラットにおけるフリーラジカル動態の解析を行い、胃腔側ではなく、粘液層または上皮細胞内で・OHが生成し、損傷形成を引き起こすことが明らかとなった。胃潰瘍や潰瘍性大腸炎の成因・進展に活性酸素やフリーラジカルが関与することが指摘されている。生体計測電子スピン共鳴(in vivo ESR)/ニトロキシルプローブ法は生体内フリーラジカル動態を明らかにする強力なツールであり、種々の疾患モデル動物での活性酸素動態が報告されている。最近、新規フリーラジカル画像化装置であるオーバーハウザーMRI(OMRIまたはPEDRI)が開発された。本研究ではin vivo ESR/ニトロキシルプローブ法の量的評価の必要性から、スピンプローブ剤と活性酸素との反応性に関する基礎検討を行い、画像化手法や組織学的評価法等との併用により、胃潰瘍や潰瘍性大腸炎のモデル動物におけるフリーラジカル生成機序を解明することを目的とした。鉄(II)/過酸化水素系で発生させたヒドロキシルラジカル(・OH)をスピントラップ剤DMPOに捕捉して生成量を定量すると共に・OHによるプローブのシグナル減衰速度を求め、両者間に良い相関があることを明らかにした。また、プローブとDMPOとの競合反応を解析した結果、DMPO添加はニトロキシルプローブのシグナル減衰を阻害し、プローブの3倍濃度のDMPO添加で完全に阻害した。インドメタシン惹起胃潰瘍モデルにin vivo ESR/ニトロキシルプローブ法を応用し、H & E染色も併用し、組織学的傷害を受けた胃粘膜の上皮細胞内における活性酸素生成を明らかにした。OMRIで異なる核種(^<14>N,^<15>N)のプローブ分布を同時分離画像化する手法を開発し、インドメタシン惹起胃潰瘍ラットの胃粘液層、上皮細胞内での・OH生成を明らかにした。さらに、デキストラン硫酸ナトリウム惹起大腸炎にも応用し、発症段階における大腸上皮細胞内での・OH以外の活性酸素生成、軽度の進行段階で上皮細胞内、膜近傍での・OH生成、さらに増悪段階で上皮細胞外、膜近傍での・OH生成を明らかにした。

また、OMRI同時分離画像化法とニトロキシルプローブ法を併用してインドメタシン惹起胃潰瘍ラットにおけるフリーラジカル動態の解析を行い、胃腔側ではなく、粘液層または上皮細胞内で・OHが生成し、損傷形成を引き起こすことが明らかとなった。