hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東アジア域内の時空間航路ネットワークに関する研究

本研究課題では,海上輸送ネットワークおよび陸上輸送ネットワークを構築した上で,コンテナ船の船舶動静データをもとに,国際および国内の物流の時空間的な分析を行うためのシミュレータを開発した.さらに,コンテナ船の寄港パターンを抽出し,巡回セールスマン問題として数理的に分析した.また,海賊回避のための迂回や北極海航路の活用など,輸送ネットワークの変化が与える影響を分析した.本研究課題では,海上輸送ネットワークおよび陸上輸送ネットワークを構築した上で,コンテナ船の船舶動静データをもとに,国際および国内の物流の時空間的な分析を行うためのシミュレータを開発した.さらに,コンテナ船の寄港パターンを抽出し,巡回セールスマン問題として数理的に分析した.また,海賊回避のための迂回や北極海航路の活用など,輸送ネットワークの変化が与える影響を分析した.本研究は,東アジアの物流に関し,時間の概念を取り入れた海上輸送と陸上輸送とを統合した輸送ネットワークによる物流シミュレーションを行い,統合ネットワークの数理的分析および,全体輸送効率から見た海上輸送システムの改善を行うことを目的としている.初年度は(1)東アジア域内の海上輸送および陸上輸送を統合した時空間ネットワークを構築(2)現状の国際・国内物流を時空間的に解析し,地図上に表現(3)シミュレータの開発(途中)を行った.まず,海上輸送を表すために, Lloyd's社が提供しているコンテナ貨物船の船舶動静データ(2007年)の地点データおよび,書籍の航路図とデジタル世界地図をもとに,約1700の地点を結ぶデジタル航路ネットワークを作成した.次に,陸上輸送を表すために必要となるデジタル道路地図データに対し,ネットワークの位相幾何学的情報を活用して,幹線道路ネットワークを構成するための手法を開発した.一般のデジタル道路地図データは,広域的な輸送問題を解くには,データが詳細すぎるので,元の道路ネットワークの特性を維持したまま,ネットワークの規模が縮小された幹線道路ネットワークを構成することは重要である.本成果は論文としてForma誌に発表した.そして,船舶動静データから得られたODデータを上述のデジタル航路ネットワーク上の最短航路に配分することで,コンテナ貨物船による現状の物流をデジタル地図上に表現した.このとき,出港日と着港日を考慮することで,任意の時点における船舶の位置と船速を推計し,船舶の時空問的解析を可能にした.さらに,新規航路として北極海航路が実用化された場合に,どのような影響があるのかということを開発中のシミュレータを用いて推計した.この成果は今後論文として発表する予定である.本研究は,東アジアの物流に関し,時間の概念を取り入れた海上輸送と陸上輸送とを統合した輸送ネットワークによる物流シミュレーションを行い,統合ネットワークの数理的分析および,全体輸送効率から見た海上輸送システムの改善を行うことを目的としている.まず,昨年度作成したデジタル航路ネットワークを利用して,各コンテナ船の地域別航海距離を算出し,コンテナ船をクラスターにまとめた.その結果,アジア内航路や欧州内航路では積載能力の小さいコンテナ船が短距離航海を高頻度に繰り返していること,太平洋航路や欧州-アジア航路ではその逆の傾向が見られることが明らかになった.次に,ネットワークの数理的分析として,船舶ごとに主要な寄港パターンを抽出し,寄港順序と航海距離との関係を分析した.クラスターごとに見ると,アジア内航路や欧州内航路では短距離の寄港パターンを数多く周回しているのに対し,太平洋航路や欧州-アジア航路では長距離の寄港パターンとなっていることが明らかになった.さらに,寄港地の巡回セールスマン問題を解くことで,寄港パターンが航海距離からみて効率的であるか分析したところ,アジア内航路や欧州内航路では,多くのコンテナ船の寄港パターンは最短寄港順であるものの,そうではないコンテナ船では,寄港パターンの迂回率は高く,航海距離からみると非効率的であるという知見が得られた.そして,地球温暖化の影響により将来実用化が見込まれる北極海航路に関して,その影響を開発したシミュレータを用いて推計した.その結果,現状の航海日数を維持した上で,航海距離が短縮された分だけ船速を落とすことができれば,燃料消費量を約40%50%削減できることを示した.開発したシミュレータは,航路ネットワークのリンクを削除・追加することで,社会情勢地球環境等が変化した際のコンテナ船航路への影響を評価することができ,非常に有用であると考えられる.
心臓発生において左心室の特異的な分化および形態形成を制御する分子機構の解明

本研究の目的は、心臓発生において左心室の特異的な分化および形態形成を制御する分子機構を明らかにすることである。具体的には、マウス胎仔の左心室形成において発現する遺伝子と、右心室形成において発現する遺伝子の発現量を比較することにより、左心室分化・形成に特異的に機能する分子を同定する。本年度はまず、野生型マウスを交配し、左右心室の分化・形態形成が最も盛んである時期、すなわち胎生11.5日から12.5日の胎仔を妊娠マウスから取り出し、発生中の心臓を切り出し、左心室原基および右心室原基を分離して摘出した。摘出した左心室および右心室原基の組織から、それぞれRNAを抽出した。約15回の交配により約100胎仔を収穫し、10-20μgの右心室および左心室RNAを抽出することに成功した。さらに抽出したRNAを酵素、有機溶媒を用いた処理により純化した。胎生11.512.5日の左心室原基に特異的に発現する遺伝子をスクリーニングするために、左心室原基からの純化RNAをテスターサンプル、右心室原基からの純化RNAをドライバーサンプルとして、サブトラクション・ハイブリダイゼーション法を行った。第一次スクリーニングで約70の陽性クローンが得られ、バイオインフォマティックス(遺伝子データベース)を利用することにより、すでに左心室原基に優位に発現することが知られている転写因子であるHand1、Tbx5、および未だ発現や機能について解析されていない遺伝子を含め、約10の興味深い分子が特定された。発現・機能が未知の分子について、今後ディフェレンシャル・ディスプレイ法、バーチャル・ノザン法、マウス胎仔を用いたin situ hybridization法を適用し、確実に左心室分化・形成に特異的なクローンを選別する必要がある。
マツノザイセンチュウに感染したクロマツにおける防御系遺伝子の発現様式

昨年に引き続き、マツノザイセンチュウ感染後に発現する防御系遺伝子、特にフェニルプロパノイド代謝経路及び抗酸化経路に関与する6つの遺伝子に着目し、病原性マツノザイセンチュウ系統を接種した場合と、非病原性マツノザイセンチュウ系統あるいは非病原性糸状菌類を接種した場合とで、その発現様式を比較することにより、これら遺伝子の発病過程における役割を解明する研究を継続し、一定の成果を得た。また、この研究を通じて確立したマツノザイセンチュウの微量DNAに基づく材内組織中の同線虫の高感度検出法を用いて、さらに次のような2つの研究を実施した。一つは、野外の2つのマツ林、一方は海岸クロマツ林、他方はアカマツ林、において設定区画内の全木を対象に材内マツノザイセンチュウの検出を試みたところ、外見上健全に見えるかなりの数の個体からも同線虫が検出され、本線虫による潜在感染木が広く存在することが証明され、この線虫による流行被害の拡大における潜在感染木の重要性があらためて確認されることになった。他の一つの研究においては、マツノザイセンチュウの病原力の重要な要因の一つと考えられる寄主樹体内移動力の試験にこの"材内組織線虫の高感度検出法"を駆使することにより、接種後短時間にこの線虫が相当長距離移動できることを明らかにした。このことは、マツノザイセンチュウ感染による発病のメカニズムを考える際に、注意すべき新たな視点を提供したことになる。これらの研究の成果は既に国際誌に投稿し、一部公表済みである。本申請研究は、マツノザイセンチュウに対するクロマツの木部組織内における遺伝子レベルの反応を明らかにしようとするものである。本年度は、クロマツ実生に対して病原線虫の接種を行い、その後の実生主軸におけるPhenylalanin Ammonia Lyase(以下、PALと略す)遺伝子の発現様式を明らかにすること、同時に、PAL以外の防御系遺伝子をクロマツゲノム中からクローニングすることを予定していた。まず、クロマツ実生に対する線虫接種試験では、当初、モデル植物を対象としたRNA抽出キットを転用してRNA抽出、及び遺伝子発現解析を行う予定であったが、市販の抽出キットではクロマツ実生からのRNA抽出がうまく行えなかった。このため、新たにクロマツに適したRNA抽出法の検討し、クロマツ実生、及び、クロマツ苗木からのRNA抽出条件設定を行った。この、RNA抽出条件設定ののち,実際に実生を用いた接種試験を行ったところ、実生では、線虫接種の有無にかかわらず、恒常的なPALの発現が見られた。予備的に苗木を用いて行った別の試験では、実生で見られたような恒常的なPAL発現は観察されなかったため、この恒常的発現は各組織の分化が未発達な実生に特異的に見られる現象であると考えられた。このため、現在、試験に用いる実生の齢や、試験条件を検討している。一方、接種試験と並行して行ったクロマツ防御系遺伝子のクローニングでは、フェニルプロパノイド経路に関与するもの、抗酸化経路に関するもの、及び、いずれの経路に属しているか不明のものなど、合わせて8種類の防御系(病原体感染応答)遺伝子の部分塩基配列を得た。来年度は、本年度に得られた情報に基づいて、齢の異なる実生や、苗木を用いて、病原体感染応答遺伝子の発現様式の解析を行う予定である。申請者らが昨年度確立したクロマツ材組織からのRNA抽出手法ならびにクロマツの防御関連遺伝子の塩基配列情報に基づいて、クロマツ苗木での遺伝子発現解析を行った。まず、クロマツにおける部分塩基配列を決定した遺伝子群の中で、特にフェニルプロパノイド経路及び抗酸化経路に関与する6種の遺伝子に着目し、RT-PCR法による遺伝子解析手法を確立した。この手法を利用して、マツノザイセンチュウをはじめとする病原体感染及び物理的傷害を受けたクロマツの材組織における上記遺伝子の発現誘導様式を調査した。その結果、強病原性線虫であるマツノザイセンチュウ接種とクロマツに対し病原性を持たない糸状菌Botrytis cinerea接種を受けたクロマツ苗では、接種後に発現誘導される遺伝子の種類に明確な違いは認められなかったが、発現誘導までに要する時間については、後者の反応が前者の反応よりも迅速である点で異なることが明らかになった。この結果は学会発表済みである(Takeuchi et al;日本林学会2004,ヨーロッパ線虫学会2004)。このことから、病原性の異なる複数の接種源を用いて宿主樹木の感染応答、特に上記遺伝子群の発現様式を時間的、空間的に追跡調査することにより、樹木病害の感染成立もしくは不成立に至る要因を解明することが可能であると示唆された。また、本年度の解析対象としなかった他の防御関連遺伝子、特に本年度着目した二つの経路の下流で機能する遺伝子群においては、接種源の病原性により宿主樹体内で発現誘導に差が生じている可能性もあり、今後さらに研究を進める必要がある。(657文字)昨年に引き続き、マツノザイセンチュウ感染後に発現する防御系遺伝子、特にフェニルプロパノイド代謝経路及び抗酸化経路に関与する6つの遺伝子に着目し、病原性マツノザイセンチュウ系統を接種した場合と、非病原性マツノザイセンチュウ系統あるいは非病原性糸状菌類を接種した場合とで、その発現様式を比較することにより、これら遺伝子の発病過程における役割を解明する研究を継続し、一定の成果を得た。

一つは、野外の2つのマツ林、一方は海岸クロマツ林、他方はアカマツ林、において設定区画内の全木を対象に材内マツノザイセンチュウの検出を試みたところ、外見上健全に見えるかなりの数の個体からも同線虫が検出され、本線虫による潜在感染木が広く存在することが証明され、この線虫による流行被害の拡大における潜在感染木の重要性があらためて確認されることになった。他の一つの研究においては、マツノザイセンチュウの病原力の重要な要因の一つと考えられる寄主樹体内移動力の試験にこの"材内組織線虫の高感度検出法"を駆使することにより、接種後短時間にこの線虫が相当長距離移動できることを明らかにした。このことは、マツノザイセンチュウ感染による発病のメカニズムを考える際に、注意すべき新たな視点を提供したことになる。これらの研究の成果は既に国際誌に投稿し、一部公表済みである。
精神分裂病患者における生体の過度の侵襲に対する免疫反応

【目的】今回われわれは多発外傷や重症合併症という生体への過度の侵襲が加わって搬送された未治療の精神分裂病群、向精神薬を投与されている精神分裂病群および対照群の3群の急性ストレス下の生体反応、特に免疫反応を比較検討するために血清のサイトカインを経時的に測定した。【対象および方法】多発外傷または重症の身体合併症により北里大学病院救命救急センターに搬送された患者のうち年齢,性別、重症度等が合致した未治療精神分裂病群、治療中の精神分裂病群および対照群の3群を対象とした。3群について経時的に炎症性サイトカインのIL-6およびIL-8、その他顆粒球エラスターゼ、ホスホリパーゼA2、可溶性IL-2受容体、さらに接着因子であるVCAM-1、ICAM-1、ELAM-1を測定した。また同時に全身性炎症性反応症候群(SIRS)の有無、および多臓器機能不全症候群(MODS)への進行を含む臨床症状の変化を詳細に観察した。3群について生体に過度の侵襲が加わった際の免疫反応の変化を比較検討した。【結果】現在まで対照群は8例、未治療精神分裂病群0例、治療中の精神分裂病群4例についてデータを得ている。分裂病群の症例数が現時点では不十分で統計的な評価は不可能であるが、分裂病群は対照群に比べてIL-6および可溶性IL-2レセプターが高値で経過する一方、対照的に接着因子はあまり上昇しない印象がある。今後も症例数を増やし統計的検討が可能になり次第発表する予定である。
口腔扁平上皮癌細胞における転写因子NF-kBの活性化機構と組織浸潤の関係

口腔扁平上皮癌が浸潤転移するためには基底膜の破壊が必要であるが、その破壊酵素の1つがマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP-9)である。本研究では7種類の口腔扁平上皮癌細胞を腫瘍壊死因子(TNF-α)で刺激し、MMP-9産生とそのメカニズムを調べた。(1)ゼラチンザイモグラムとウエスタンブロットによって7種類の癌細胞すべてがTHFαによりMMP-9産生を増加することがわかった。(2)MMP-9遺伝子のプロモーター領域には転写因子NF-kB結合配列が存在する。TNFαにより転写因子NF-KBが活性化されるか否かをゲル移動度シフトアッセイにて調べた。その結果、TNFα刺激後15分で癌細胞の核蛋白の中にNF-kB活性を検出できた。(3)NF-kBのサブユニットであるp65に対する抗体を用いて癌細胞を免疫蛍光染色すると、刺激前には細胞質に存在したNF-kBがTNFα刺激後は核の中に集まるのが見い出された。(4)NF-kBが活性化されるためにはそのインヒビターIkBがプロテアソームによって分解されなければならない。TNFα刺激により細胞質中のIkBが消失するか否かをウエスタンブロットにて調べると、刺激後15分でIkBは消失した。(5)ゼラチンでコートしたセルカルチャーインサートを用いて癌細胞のインベイジョンアッセイをすると、TNFαにより癌細胞の浸潤が促進される傾向があった。(6)IkBの分解に関わるプロテアソームインヒビターを用いて、癌細胞のNF-kB活性化とMMP-9産生の関連を調べた。プロテアソームインヒビター前処理によりTNFαで刺激された癌細胞のNF-kB活性化、MMP-9合成共に抑制された。以上の結果より、口腔扁平上皮癌のMMP-9産生の細胞内シグナルとして、単車因子NF-kBが機能していることが考えられた。
法律相談論の効果と実効化条件：法理論と適用実践の相互影響過程に関する実証的研究

本研究は、相談者中心型の法律相談論が法実務に与えた影響・効果および当該理論が法実務に影響を与えうるための諸条件を解明し、真に実効的な市民・法実務家間のコミュニケーション論の構築を目指すものである。とくに、本研究は法律相談論が法律相談過程のみならず「法実務全般」に与えた影響を、当該理論を適用する法実務家への調査により、「規範的側面」と「手段的側面」の両面から検証し、法律相談論の適用前後を通じた法実務の変容過程・構造を明らかにするとともに、法理論とその適用に関する一般理論(=再帰的検証にかかる方法論)に寄与することを目的とした。最終年度である2019年度は、「規範的側面」の変容の解明に取り組むべく、法曹倫理に関する国内外の文献を渉猟・検討した。結果、一般的には、近年、法曹倫理を「リスク管理」として把捉する傾向が強まっているのに対し、法律相談論を適用する法実務家は、当事者(市民)間との「トラブル回避」として把捉する傾向が強いことを明らかにした。研究全体を通じて、法律相談論の適用のインパクトは、1手続的には、法律相談過程以外(交渉・調停・訴訟過程等)に及び、適用対象者の範囲を広範化、手続的・実体的選択肢を豊饒化させていること、2規範的には、法専門家役割の重点を党派性から交渉性へ移行させ、法曹倫理自体を当事者間とのトラブルの交渉の場として意識している様相が確認できた。また、一般理論的には、エスノメソドロジー・会話分析が、法理論の再帰的検証にかかる方法論として有益であることを示した。とくに、本研究は法律相談論が法律相談過程のみならず「法実務全般」に与えた影響を、当該理論を適用する法実務家への調査により、「規範的側面」と「手段的側面」の両面から検証し、法律相談論の適用前後を通じた法実務の変容過程・構造を明らかにするとともに、法理論とその適用に関する一般理論(=再帰的検証にかかる方法論)に寄与することを目的とする。研究の第1年目である2015年度は、1相談者中心型の法律相談論に関する国内外の文献を渉猟し、当該理論の目的、法専門家の役割観念、コミュニケーション技法の在り方についての特徴等を整理・検討するともに、2法科大学院等で法律相談論を受講し、その適用を試みる法実務家15名(弁護士・司法書士)へのインタビュー調査(予備調査)を実施した。インタビュー調査の結果、1法律相談論は、当該実務家によって「行為」・「姿勢」・「スキル」の3つの位相で捕捉されていること、2その実際的・具体的影響は、(a)法律相談過程以外(交渉・調停・訴訟過程等)に及び、(b)適用対象者の範囲も広範化していること、さらに(c)法専門家役割の重点が党派性から交渉性へ移行し、(d)手続的・実体的選択肢が豊饒化されている様相が確認できた。以上の知見・成果を基礎に、研究の第2年目(2016年度)は、アンケート調査・質的調査(本調査)に取り組みたい。研究の第1年目(2015年度)の目標は、1法律相談論に関する国内外の文献の渉猟と整理、2法律相談論を受講しその適用を試みる法実務家(弁護士・司法書士)への法律相談論の影響にかかるインタビュー調査(予備調査)の実施、3以上の整理・調査を踏まえた、法科大学院における法律相談論(に該当する科目)の受講生に対する「法専門家役割意識・倫理意識に関する質問票」の作成とその実施であった。1および2については、上記の通り概ね完了したが、3については着手できていない。以上の如く研究の進捗状況が「やや遅れている」理由としては、(a)2(予備調査)の作業に想定以上の時間を要したこと、そのため(b)2の結果を踏まえて作成すべき3のアンケート調査票作成・実施に従事できなかったこと、さらに(c)学内業務との調整が困難であったことが挙げられる。研究の第2年目である2016年度は、次の2点に重点的に従事した。1本研究の方法論的基盤であるエスノメソドロジー・会話分析の特徴等について、国内外の文献を渉猟し、整理・検討、その成果を、2016年5月、立命館大学に於いて開催された日本法社会学会学術大会にて報告(「エスノメソドロジー/会話分析は≪法≫をどう見るのか」)、さらに学会誌にて公表した。2昨年度実施した予備調査をもとに、法科大学院における法律相談論(に該当する科目)の受講生に対する「法専門家役割意識・倫理意識に関するアンケート票」を作成した。作成にあたっては、先行研究(「法曹の質」検証等)との比較可能性を担保するよう、十分に留意した。

以上の基礎的知見・成果を基礎に、研究の第3年目(2017年度)は、アンケート調査・分析に取り組みたい。研究の第2年目(2016年度)の目標は、1再帰的検証にかかる方法論の洗練化、2法科大学院における法律相談論(に該当する科目)の受講生に対する「法専門家役割意識・倫理意識に関するアンケート票」の作成と3その実施、4アンケート調査の結果を踏まえた質的調査の実施、であった。1および2については、上記の通り概ね完了したが、3および4については着手できていない。以上の如く研究の進捗状況が「やや遅れている」理由としては、(a)アンケート調査実施予定であった対象機関との調整が困難であったこと、(b)3アンケートの結果を踏まえて実施すべき4質的調査に従事できなかったこと、さらに(c)学内業務との調整が困難であったことが挙げられる。本研究は、相談者中心型の法律相談論が法実務に与えた影響・効果および当該理論が法実務に影響を与えうるための諸条件を解明し、真に実効的な市民・法実務家間のコミュニケーション論の構築を目指すものである。とくに、本研究は法律相談論が法律相談過程のみならず「法実務全般」に与えた影響を、当該理論を適用する法実務家への調査により、「規範的側面」と「手段的側面」の両面から検証し、法律相談論の適用前後を通じた法実務の変容過程・構造を明らかにするとともに、法理論とその適用に関する一般理論(=再帰的検証にかかる方法論)に寄与することを目的とする。上記の研究目標を遂行するため、研究の第3年目である2017年度は、次の2点に重点的に従事した。1本研究にとって重要な法実務家の規範的側面に関する先行研究の整理、とりわけ法曹役割・法曹倫理に関する理論・各種サーベイ調査について、国内外の文献を渉猟・整理・(再)検討し、その成果を、国内雑誌にて公表した。2次年度に実施予定の「法専門家役割意識・倫理意識に関するアンケート調査」およびイン・デプスインタビュー調査に向けた内容的・方法論的検討、および、当該調査を進めるうえで参考となる知見を獲得することを目的とした法律相談論を意識的に適用する法実務家との意見交換を行った。以上の基礎的知見・成果を基礎に、研究の第4年目(2018年度)は、アンケート調査およびイン・デプスインタビュー調査の実施・分析に取り組みたい。研究の第3年目(2017年度)の目標は、1法実務家の規範的側面(法曹役割・倫理等)に関する先行研究の整理、2法科大学院における法律相談論(に該当する科目)の受講生に対する「法専門家役割意識・倫理意識に関するアンケート票」の作成と3その実施、4アンケート票の結果分析を踏まえたイン・デプスインタビュー調査の実施、であった。以上の如く研究の進捗状況が「やや遅れている」理由としては、(a)アンケート調査の実施予定であった対象機関との調整が困難であったこと、(b)3アンケートの結果を踏まえて実施すべき4イン・デプスインタビュー調査に着手できなかったこと、さらに(c)学内・学外業務との調整が困難であったことが挙げられる。
Wntシグナルによるアポトーシス制御とヒト多能性幹細胞品質評価への応用

再生医療への応用が期待されるヒト多能性幹細胞は、培養条件によって形質が変化しやすいため、その品質管理が重要な課題である。ヒト多能性幹細胞はシングルセルにして培養(分散培養)するとアポトーシスを起こすという性質を持つが、継代を繰り返すと、分散培養してもアポトーシスを起こさない変異株が生じることが報告されている。この分散誘導性アポトーシス耐性細胞は、正常な細胞に比べて腫瘍形成の頻度が高く、ヒト多能性幹細胞の品質を維持する上での懸念事項となりうる。しかしながら、その発生メカニズムについてはよく分かっていない。先行研究において、正常なヒトES細胞と分散誘導性アポトーシス耐性ヒトES細胞の遺伝子発現をマイクロアレイ解析で比較した結果、分散誘導性アポトーシス耐性ヒトES細胞ではWntアンタゴニストの発現が減少していることが明らかとなった。そこで、本研究ではWntアンタゴニストの減少が分散誘導性アポトーシス耐性獲得に寄与するのか検証した。Wntアンタゴニストを添加した培地で分散誘導性アポトーシス耐性ヒトES細胞を培養すると、分散培養後の生存率が低下すること、およびアポトーシスのマーカーであるAnnexin-V陽性細胞が増加すること、が分かった。一方、Wnt5Aを添加するとWntアンタゴニストの場合とは逆に分散培養後の生存率が上昇すると共に、Annexin-V陽性細胞の割合が減少することが明らかとなった。また、WntアンタゴニストとWnt5Aを同時に添加するとWntアンタゴニストのみを添加した場合に見られたAnnexin-V陽性細胞の増加は認められなくなった。これらのことから、Wnt5Aによるシグナルの亢進が分散誘導性アポトーシス耐性獲得の関与している可能性が示唆された。
パーキンソン病に対する、ｒＴＭＳ深部刺激と集中的リハ併用の臨床的意義の検討

パーキンソン病の機能評価は、Hoehn and Yahr scale、UPDRSを用いることが一般的であるが、立位までを完遂できない2つの評価を何らかの方法で補う必要性がある。ABMSのような起居動作評価の併用によって、運動評価における矛盾を補えることを確認した。PD患者2症例へ反復性経頭蓋磁気刺激療法を施行し.同時に運動機能,アンケートによる非運動症状の評価を経時的に行った.UPDRSスコアは症例1で34から21,症例2で19から14へ低下した.GAD -7のスコアは2例とも低下していた.パーキンソン病患者へ対する反復性経頭蓋磁気刺激療法は運動・非運動症状の改善に有効である.また、パーキンソン病患者におけるバランストレーナー施行前後の即時効果の検討動的・静的バランス能力に着目してという発表を行った。バランストレーナーなどを用いた即時効果も検討した。25名のパーキンソン病の患者に対して、バランストレーナーの使用前後で評価をおこなった。訓練により、足圧の移動距離が広がり、体幹や下肢筋出力が賦活されたことが、リーチ距離の延長と歩行能力の向上をもたらし、さらにバランス能力が改善しTUG時間の短縮が見られることがわかった。パーキンソン病の患者への治療の啓蒙がうまくいかず、また、関連病院からの開始だったので、症例数が十分に集まらなかった。PD患者の場合も、脳卒中後の上肢機能改善に対する磁気刺激同様、適応基準がある。つまりは、あまりPDの重度の場合は、磁気刺激療法の効果が高くないことを臨床経験において実感をしてきた。よって、今回は、認知症症状を伴わない、中等度から軽度の非運動症状を患者さんを選択した。脳卒中後遺症である上肢麻痺同様、罹病期間は考慮に入れず、現在の状況から適応を判断して施行した。運動機能は、寝たきりではなくHoehn-Yahr IVないしHoehn-Yahr IIIの患者を選択した。PD患者2症例へ反復性経頭蓋磁気刺激療法を行いその効果を検討した。反復性経頭蓋磁気刺激を両下肢運動野に対してダブルコーンコイルを用いて前脛骨筋の運動閾値の90%の刺激強度で1日10Hz,2400発を5連続間2セットとその後運動療法を施行した。1日1回5連日2セット行った。Unified Parkinson's Disease Rating Scale(UPDRS)partIIIの前,2ヶ月後のスコアは男性で34から21,女性で19から14へ低下した.また歩行速度を含む下肢運動機能も改善が認められた。よって、反復性経頭蓋磁気刺激と運動療法は、運動・非運動症状の改善に有効である可能性が示唆された。また、患者に対するアンケートの結果からも有効性と安全性がが確認された、インフルエンザなどの病棟コントロールなどあり、症例数が少なかった。PD患者2症例へ反復性経頭蓋磁気刺激療法を施行し.同時に運動機能,アンケートによる非運動症状の評価を経時的に行った.UPDRSスコアは症例1で34から21,症例2で19から14へ低下した.GAD -7のスコアは2例とも低下していた.パーキンソン病患者へ対する反復性経頭蓋磁気刺激療法は運動・非運動症状の改善に有効である.治療の本拠地を慈恵医大とし、治療を順調に開始した。よって、十分な症例数を確保することができることになり、問題なくなった。分類や手法は確立しているので、症例数を増やして検討を重ねる。リハビリテーション医学研究に関しての学会参加を行わなかった。論文校閲の為に残した。今年度の情報収集や論文作成に使用する論文作成する。
食品成分の動態学的特性に基づいた乳がん補完代替療法への応用

疫学調査や基礎研究により乳がんに対する食品成分の有用性が示唆されているが、その作用メカニズムに関しては明らかにされておらず、食品成分による乳がんの補完代替療法は実現していない。本研究では、乳がん細胞における膜タンパク質の機能に着目し、これらの膜タンパク質の活性に対する食品成分の阻害効果とがん細胞の生存・増殖との関連性を明らかにすることにより、乳がん補完代替療法としての食品成分の有用性を検証する。標的候補とした膜タンパク質に対する食品成分の阻害効果を検証するに先立ち、エストロゲン受容体(ER)陽性乳がん細胞株MCF-7およびT47Dを用いて、各膜タンパク質活性の阻害が乳がん細胞の生存・増殖に及ぼす影響を評価した。モノカルボン酸トランスポーター(MCT)1あるいはMCT4を特異的に阻害することにより乳がん細胞の生存率の低下が認められた。また、有機アニオン輸送ポリペプチド(OATPs)の阻害剤も同様に各乳がん細胞株の生存率を低下させた。しかしながら、これらの膜タンパク質の阻害により抗エストロゲン製剤であるタモキシフェン(4-OHT)に対する感受性は有意に低下した。さらに、4-OHTに対する感受性低下の要因として一部エストロゲンシグナルの増強が関わっている可能性が示された。したがって、ER陽性乳がんにおいて、細胞内外の乳酸やエストロゲン前駆体の輸送に関わる膜タンパク質の阻害は、ホルモン療法に対する耐性化を引き起こす可能性が示唆された。これまでに乳がん細胞株に過剰発現する膜タンパク質に対して阻害作用を有する食品成分の探索を並行して進めているが、標的とする膜タンパク質の選定に時間を要しており、本年度予定していた乳がん細胞の生存・増殖に及ぼすこれらの食品成分の影響を評価するには至っていない。次年度はER陽性細胞株に加えER陰性細胞株を用いて標的候補となる膜タンパク質の選定を進め、これらの膜タンパク質の活性に対して阻害効果を有する食品成分の探索および乳がん細胞の生存・増殖に及ぼす影響を評価する。本年度は、予定していた食品成分と乳がん細胞の生存・増殖との関連性に関する評価ができていないため次年度使用額が発生した。次年度はこれらの評価に加えて、当初の計画通り検討を進める。
低侵襲的解析法による慢性 C 型肝炎患者の脂質代謝異常に関する研究

C型肝炎ウイルスはその活動維持のためコレステロール(Chol)を必要とし、脂質代謝異常を起こすとされる。慢性C型肝炎患者(CHC)にみられる低Chol血症の原因を、患者血清中の脂質代謝バイオマーカー解析によって説明しようと試みた。CHCではChol合成の低下が合成経路の途中のスクアレン以降の段階で起きていることが明らかになり、さらにChol酸化物である酸化ステロールの増加を伴うことが判明した。当院ならびに研究協力施設から収集した慢性C型肝炎患者(HCV)血清、ならびに健常者(CTL)の対照血清を用いて、交付申請書に記述した方法で誘導体化を行い、LC-MS/MSによる測定に供した。平成22年度においては、健常者55名、慢性C型肝炎患者35名のデータ処理を行った。血清中のコレステロールはHCV群ではCTLに比して有意に低下しており、われわれが調査した健康診断のデータ、あるいは既報と一致していた。現在も血清の集積を続けており、今後母集団のサイズは増大する。平成22年度までの解析で明らかになったのは、Lathosterol(コレステロール合成のマーカー)は、CTL群に比してHCV群で有意に低下していた。また、7α-hydroxy-4-cholesen-3-one(C4:胆汁酸合成のマーカー)、酸化ステロール(27-α-hydroxy cholesterol, 24-sulfar-hydroxy-cholesterol)、Campesterol, Sitosterol(コレステロール吸収のマーカー)はCTL群とHCV群で有意差は認めなかった。上記のバイオマーカーは、コレステロール値で除した値を用いた方が正確にコレステロール代謝を把握しやすいという報告があり、これに基づいて再度解析を行うと、Lathosterolの差は有意ではなくなり、むしろ酸化コレステロールや胆汁酸合成がHCV群では亢進していることになった。吸収についても、有意差はなかったがHCV群では低下している傾向があった。コレステロールはHCV増殖のために必要であり、肝細胞中コレステロールの増加に対して、コレステロール吸収をブロックし、酸化ステロールや胆汁酸の形で細胞内のコレステロール貯留を和らげようと生体は反応するために上記のようなマーカーのプロフィールを示すと考えられ、増殖に必要なコレステロールを確保するためにHCV感染自体が細胞中からのコレステロール排泄を抑制しているという仮説をたて、これを証明するために、肝組織中のコレステロール量を測定すべく、現在肝生検標本を用いた評価を準備中である。昨年までのデータにさらに症例を追加し、また、インスリン抵抗性などの点からHCV感染患者との類似性が指摘されている非アルコール性脂肪肝患者(NAFLD)の血清を加えることによってそれぞれの病態の比較を行った。HCV群では、コレステロール合成を反映するラソステロール/コレステロール比については健常者と差がなく、また、胆汁酸合成を反映するC4/コレステロール比はHCV群で増加していた。さらに、LXRのリガンドとなる酸化ステロールは、HCV群で有意に増加していた。酸化ステロールの増加はNAFLD群でも有意であったが、コレステロール吸収は高コレステロール血症を伴うNAFLD群では低下していた(Ikegami T et al. in press)。以上より、肝細胞中のコレステロール貯留に対する防御的反応としての胆汁酸産生、酸化ステロール産生増加のメカニズムが考えられた。肝細胞中のコレステロール貯留を証明するため、肝生検標本(各群5例ずつ)を用いて、肝組織中のコレステロール量と、血清中のコレステロール量を測定したが、両者の間には正の相関関係があるものの、蛋白重量あたりの肝組織中コレステロール量は対照群とHCV群では有意な差は認めなかった。この乖離を説明する理由として、(1)症例数が少ない、(2)「肝組織中」のコレステロールが「肝細胞中」のコレステロールを正確に反映していない可能性があげられる。HCV(C型肝炎ウイルス)感染者にみられる血清コレステロールの低下と、肝組織中のコレステロール合成経路に関わる酵素のmRNA発現の増加という乖離した事象を説明するために、血清中に微量に逸脱する各種ステロールをLC-MS/MSにて測定し健常者と比較した。HCV感染患者に特徴的なステロールマーカーのパターンは、1コレステロール合成系は変化無く、2胆汁酸合成は亢進、3酸化ステロール合成は亢進、4コレステロール吸収は亢進というものであった。1のコレステロール合成系を詳細に解析すると、HMG-CoA還元酵素(HMGCR)の直接代謝物であるメバロン酸は変化無く、コレステロールの直前の代謝物である7-dehydroコレステロールが有意に増加していた。これらの中間に位置する代謝産物では差がなかった。さらに、IFNで治療を開始した後3ヶ月後にはこれらのパターンは健常人に類似したものに戻っていた。上記のパターンは、肝細胞からのコレステロールからの分泌障害があると考えると最も説明が合理的である。さらに、mRNAレベルでの合成系酵素の発現亢進は酵素活性の増加に伴っていないと考えられ、これを説明するためにHuh-7細胞にHCVレプリコンを感染させ検討したところ、HCV感染によりHMGCRの蛋白発現は亢進するものの、リン酸化レベルは変化無く、翻訳後修飾の可能性が示唆された。

HCVは既報のごとく、おそらくHMGCRを初めとする酵素をup-regulationさせ、さらにVLDLの分泌障害を起こし細胞内コレステロール濃度を高めるべく働いているが、生体は合成系酵素の活性を抑制し、さらに過剰な細胞内コレステロールを胆汁酸や酸化ステロールに転化させることでその蓄積をコントロールしようとしていると思われる。小コホートでの脂質代謝プロファイルを血清マーカーを用いた検討にて、われわれが今まで得てきた大規模な疫学的データの解釈が可能になった。また、マーカー使用の妥当性を検証するために肝実質内のマーカー、コレステロール濃度を測定している。ここまでで得た仮説を証明するためのin vivo実験が終了すれば、現在までに主として動物実験で示されてきたHCVと脂質代謝の関わりについて客観的な情報を与える事ができる。24年度が最終年度であるため、記入しない。肝生検標本を増やして組織中の脂質代謝について解析を行うこと。また、HCV感染肝細胞(HepaRG細胞にHCVを感染させる)を用いて、HCV感染前後での脂質代謝の変化を検討する。
中近世イタリアの人文主義と外交

まず2018年5月にはウンブリア州のスポレートに赴き、文書館にて1490年代の議事録を撮影した。これは、1490年代に教皇庁の影響下にあった地方都市の行政について知るためである。2018年10月下旬には、およそ3日間にわたって、オランダのミッデルブルクにて開催された国際学会"Bridging Divides: Third Conference of the New Diplomatica History Network"にて"Lucrezia Borgia in Spoleto (1499):the Pope's daughter?governatorice? arbitrator?"という題目で報告を行った(英語)。この報告で扱ったのは、イタリア半島内の地方都市と大都市の関係というものであり、「外交」という本学会のテーマの枠組みには小さすぎるものであったかもしれない。しかしながら、「近代的外交」の発祥地と言われているルネサンス期のイタリア半島の政治・行政の一事例を説明したことで、外交史および政治史、国家研究との接続点を議論することができた。続いて、2018年10月末から11月初旬にかけて、ウンブリア州のトーディの文書館に赴き、1490年代の書簡を撮影した。その際に、アーキビストからテーマに基づく史料の残存状況および最新の地方史研究の状況について示唆を得ることができた。2018年11月から2019年3月までは、ミラノに戻り、ミラノ大学の図書館にて、ウンブリアの地方史および教会国家関連の研究書を使って調査を進めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ルネサンス期の政治・外交の場における「人文主義者」の役割・影響を検討した。特に、1470年代以降、イタリアの政治情勢が国家レベルまた地域レベルでも大きく動いていく時期において活動した地方書記官アントニオ・イヴァーニおよび教皇の娘ルクレツィア・ボルジアに焦点を当て、彼らの書簡史料・叙述史料を綿密に調査した。またこれらの人物の個別研究にとどまることなく、彼らの事例を通して、イタリアの危機の時代の「政治文化」および「外交実践」という大きなテーマとつなげて考察を深めた。まず、アントニオ・イヴァーニについては、彼が大きく関わったヴォルテッラ反乱(1472年)について検証するために、伊国ヴォルテッラの文書館および図書館に赴き、彼の書簡・叙述作品の写本および公文書を撮影した。そこには、刊行史料には含まれていない手稿史料も存在し、それらの解読を進めた上で、「書記官イヴァーニが見たヴォルテッラ反乱(1472年)とフィレンツェの領域統治」という題目の投稿論文の執筆を進めた。次に、ルクレツィア・ボルジアについては、当該テーマに関わる1490年代のルクレツィアについての先行研究を整理し、先行研究において使われている刊行史料の限界を確認した。その上で、伊国スポレート文書館とコンタクトを取り、1490年代のルクレツィアの活動が分かる未刊行史料が存在することが確認できたので、2018年度中に調査に赴く予定である。また、2017年度5月には、日本国内で入手した刊行史料をもとに、中・近世西欧における書簡とコミュニケーション研究会春季大会において「「教皇の娘」:領主間抗争におけるルクレツィア・ボルジア」というテーマで口頭報告を行った。2018年度には、さらにスポレートで収集した史料をもとに投稿論文の執筆を進める。研究代表者は、2017年度9月末より研究指導委託制度を利用し、Universita degli studi di Milano(ミラノ大学)のアンドレア・ガンベリーニ教授のもとで在外研究に従事した。さらに、Archivio di Stato di Milano(ミラノ国立文書館)で開講されているアーキビスト養成講座を受講し、マニュスクリプトを扱う上で必要な基礎的知識および文書館の歴史についての知識を身につけた。ミラノ大学では、ガンベリーニ教授の他、隣接する分野の教授とコンタクトを取ることに成功し、意見交換を行い、イタリアでの研究状況を知るとともに研究代表者自身のテーマについての洞察を深めた。また、大学・文書館の外では、基礎的文献の読解を進め、得られた成果を博士論文などにまとめ広く公表し、社会への還元を図る。

2018年11月から2019年3月までは、ミラノに戻り、ミラノ大学の図書館にて、ウンブリアの地方史および教会国家関連の研究書を使って調査を進めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
FcRγノックアウトマウスを用いた同種移植片拒絶反応に関する研究

移植臓器の拒絶反応におけるFcレセプターを介する免疫反応の関与を検討するために、免疫グロブリンFcレセプターのγサブユニットが欠損したFcRγノックアウトマウスをレシピエントとして移植実験を行った。初年度に皮膚移植実験を行い、急性拒絶反応における抗体の関与について検討した。BALB/cマウスの耳介皮膚を、C57BL/6マウスより作製したFcRγノックアウトマウスの側背部に移植し、ワイルドタイプのレシピエントを用いたコントロール群と移植片の拒絶開始までの日数および終了までの日数について検討した。皮膚移植片の拒絶反応はノックアウトマウス群・コントロール群ともに移植後8日目に始まり、移植後21日目までに移植片が吸収され両群間に差は認められなかった。次いで,肺移植における慢性拒絶反応を反映した病態と考えられている閉塞性細気管支炎のモデルである異所性気管移植モデルを用い、同様の実験を行った.同様のドナー・レシピエントを用い,ドナー気管をレシピエントの背部に移植し,繊維性肉芽組織による気道内腔閉塞の程度を観察した.この結果,繊維性肉芽組織による気道内腔の閉塞は,ノックアウトマウス群,コントロール群で,移植後14日から21日の間に完成し,両群間には気道閉塞の程度に有意差は認められなかった.平成13年度には,FcRレセプターを有する代表的な細胞であるマクロファージの慢性拒絶反応に対する関与を検討するために,ラット異所性気管移植モデルを用いて実験を行った.この結果,塩化ガドリニウムを用いてレシピエントマクロファージ除去を行った群においては,コントロール群に比較して,線維性肉芽組織による気道内腔閉塞が有意に抑制されることが明らかとなった.このことから,アロ免疫反応に伴い惹起される閉塞性気道病変の形成に,マクロファージが関与することが明らかとなった.移植臓器の拒絶反応におけるFcレセプターを介する免疫反応の関与を検討するために、免疫グロブリンFcレセプターのγサブユニットが欠損したFcRγノックアウトマウスをレシピエントとして移植実験を行った。次いで,肺移植における慢性拒絶反応を反映した病態と考えられている閉塞性細気管支炎のモデルである異所性気管移植モデルを用い、同様の実験を行った.同様のドナー・レシピエントを用い,ドナー気管をレシピエントの背部に移植し,繊維性肉芽組織による気道内腔閉塞の程度を観察した.この結果,繊維性肉芽組織による気道内腔の閉塞は,ノックアウトマウス群,コントロール群で,移植後14日から21日の間に完成し,両群間には気道閉塞の程度に有意差は認められなかった.平成13年度には,FcRレセプターを有する代表的な細胞であるマクロファージの慢性拒絶反応に対する関与を検討するために,ラット異所性気管移植モデルを用いて実験を行った.この結果,塩化ガドリニウムを用いてレシピエントマクロファージ除去を行った群においては,コントロール群に比較して,線維性肉芽組織による気道内腔閉塞が有意に抑制されることが明らかとなった.このことから,アロ免疫反応に伴い惹起される閉塞性気道病変の形成に,マクロファージが関与することが明らかとなった.移植後拒絶反応では細胞性免疫が主たる役割を果たすとされているが、液性免疫の関与は不明である。桟値臓器の拒絶反応に対する抗体の関与を検討するために、免疫グロブリンFcレセプターのγサブユニットが欠損したFcRγノックアウトマウスをレシピエントとして移植実験を行った。BALB/cマウスの耳介皮膚を、C57BL/6マウスより作製したFcRγノックアウトマウスの測背部に移植し、同系のドナー・レシヒエントを用いたコントロール群と移植片の拒絶開始までの日数および終了までの日数について検討した。また、皮膚移植片にはリンパ球浸潤が高度に認められた。このことから急性拒絶反応において液性免疫の関与は乏しいと考えられた。現在移植肺の慢性拒絶反応のモデルである異所性気管移植実験を行い、慢性拒絶反応に対する液性免疫の関与を検討中である。

次いで、肺移植における慢性拒絶反応を反映した病態と考えられている閉塞性細気管支炎のモデルである異所性気管移植モデルを用い、同様の実験を行った.同様のドナー・レシビエントを用い,ドナー気管をレシピエントの背部に移植し、線維性肉芽組織による気道内血膣閉塞の程度を観察した.この結果,線維性肉芽組織による気道内血膣の閉塞は,ノックアウトマウス群,コントロール群で,移植後14日目から21日の間に完成し,両群間には気道閉塞の程度に有差異は認められなかった.平成13年度には、FcRレセプターを有する代表的な細胞であるマクロファージの慢性拒絶反応に対する関与を検討するために,ラット異所性気管移植モデルを用いて実験を行った.この結果,塩化ガドリニウムを用いてレシピエントマクロファージ除去を行った群においては,コントロール群に比較して,線維性肉芽組織による気道内腔閉塞が有意に抑制されることが明らかとなった.このことから,アロ免疫反応に伴い惹起される閉塞性気道病変の形成に,マクロファージが関与することが明らかとなった.
IgA腎症の発症に関与する共生細菌の網羅的解析

本研究では、IgA腎症患者の口蓋扁桃に存在する細菌叢について次世代シークエンサーを用いてゲノム解析を行なっている。IgA腎症患と、コントロールとして尿異常が認められない習慣性扁桃炎患者を対象とした。摘出口蓋扁桃の深部陰窩組織を採取し、ゲノムDNAおよびタンパク質を抽出した。扁桃組織の糖鎖不全IgA1は両群で有意な差は認められなかったが、IgA産生誘導に関与するAPRILはIgA腎症患者で有意に高値を示した。メタ16S解析により各細菌群集の相対存在比を比較した結果、両群で有意な差は認められなかったが、IgA腎症患者においては扁桃でのGd-IgA1とBacteroidetes門およびSpirochaetes門の細菌群集と関連が認められた。近年、炎症性腸疾患では、IgA分子が結合する細菌群集は腸粘膜での炎症を惹起し、疾患の病態生理に深く関与していることが示されている。このIgA-Seqを扁桃組織を用いて解析した結果、Bacteroidetes門の細菌群集にIgAがより多く結合し、その程度は習慣性扁桃炎患者よりもIgA腎症患者で有意に高いことが示された。近年、IgA腎症モデルマウスでは、抗菌薬の投与により腎炎が軽快することが報告され、IgA腎症の発症にマイクロバオームの関与が示唆されている。本研究において、IgA腎症の病態には口蓋扁桃での嫌気性菌に対するIgA免疫応答異常が存在すると考えられた。摘出扁桃組織を用いて、メタ16S解析を行い、疾患マーカーとの関連について解析が進んでいる。またIgA-Seqを行い、IgA結合細菌の情報が得られており、またIgA腎症と習慣性扁桃の相違も検出されており、当初の予定通り研究が進展している。今後は、IgA-Seqにより得られた細菌種について、IgA腎症における特異性についてさらに解析を進める。また扁桃メタゲノム解析を行い、細菌ゲノム構造の違いについて検出を試みる。また扁桃における細菌群に対する血清糖鎖不全IgA1の反応性も定量化し、糸球体腎炎に至る機序における役割を明らかにする。
高解像度風上解法を用いた市街地氾濫シミュレーションモデルに関する研究

近年,局地的集中豪雨による都市域での洪水氾鑑が発生し甚大な被害が生じている.本研究は,市街地でのハザードマップや効果的な避難対策等の危機管理対策を講じる上で不可欠な市街地氾濫シミュレーションモデルの開発を目的としたものである.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.(1)市街地氾濫シミュレーションモデルの開発昨年度構築した非構造格子を用いた流束差分離法に基づく平面2次元洪水流モデルをベースモデルとし,これに家屋群,樹林帯,流れの状態により水没・非水没状態となる地形起伏などの市街地構成要素の取り扱いを包括した,市街地構造を考慮できる氾濫シミュレーションモデルを開発した.(2)実験データの収集市街地氾艦シミュレーションモデルの総合的な検証を目的として,道路網,公園や駐車場などのオープンスペース,構造物,路上設置物,樹林帯,流れの状態により水没/非水没状態になる地形起伏などの市街地構成要素が複雑に配置された市街地での氾艦流の水深,水探方向平均流速ベクトルおよび構造物に働く流体力に関する実験データを収集した.(3)モデルの検証上記の実験データに基づきモデルの検証を行った結果,本市街地氾濫シミュレーションモデルが,複雑な構造を有する市街地での氾濫流の挙動と構造物に働く流体力を十分な精度で再現できることが明らかとなった.(4)実氾濫現象への適用本市街地氾濫シミュレーションモデルの実氾濫現象への適用性を検討する目的で,2003年7月の九州豪雨災害で大きな被害が生じた福岡県飯塚市を中心とする遠賀川流域を対象に氾濫解析を行った.その結果,同モデルが,湛水域等のハザードマップ作成などに不可欠なダイナミックな氾濫プロセスを十分な精度で再現できることが明らかとなった.洪水氾濫による被害軽減を図るためには,ハザードマップや避難対策などのソフト面での危機管理対策を強化する必要がある.本研究は,複雑な構造を有する市街地での危機管理対策を策定する上で不可欠な氾濫シミュレーションモデルの開発を目的としたものである.本年度の実績は以下の通りである.(1)数値モデルの構築市街地氾濫を高精度に予測するためには,道路網,家屋群,樹林帯,地形起伏等の市街地構造を的確に再現することが重要であることを踏まえ,複雑な境界形状を少ない格子で高精度に再現可能な非構造格子を用い,高解像度風上解法の一つである流束差分離法(FDS法)に基づき平面2次元洪水流数値モデルを構築した.また,市街地構造の要素として,物体および物体群,水没/非水没状態となる地形起伏を取り上げ,それらの取り扱いについて検討した.これらの取り扱いを前述の平面2次元洪水流数値モデルに組み込むことで,氾濫シミュレーションモデルを構築した.(2)実験データの収集平面2次元洪水流数値モデルの基本性能を明らかにすることを目的として,水平底面上の2次元部分ダム破壊流れの水深および流速に関する検証用データを収集した.また,上述した市街地構造の取り扱いの妥当性とそれらを組み込んだ氾濫シミュレーションモデルの予測制度を検討する目的で,構造物群,樹林帯および地形起伏が存在する氾濫原での氾濫流の水深および流速に加え,構造物に働く流体力に関する検証用データを収集した.(3)モデルの検証構築した数値モデルを上述した実験に適用し,得られた実験データに基づき検証した結果,いずれに対しても,本数値モデルが実験結果を十分な精度で再現できることが明らかとなった.以上より,平面2次元洪水流数値モデルの基本性能,市街地構造の取り扱いの妥当性および氾濫シミュレーションモデルの予測精度が明らかとなった.近年,局地的集中豪雨による都市域での洪水氾鑑が発生し甚大な被害が生じている.本研究は,市街地でのハザードマップや効果的な避難対策等の危機管理対策を講じる上で不可欠な市街地氾濫シミュレーションモデルの開発を目的としたものである.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.(1)市街地氾濫シミュレーションモデルの開発昨年度構築した非構造格子を用いた流束差分離法に基づく平面2次元洪水流モデルをベースモデルとし,これに家屋群,樹林帯,流れの状態により水没・非水没状態となる地形起伏などの市街地構成要素の取り扱いを包括した,市街地構造を考慮できる氾濫シミュレーションモデルを開発した.(2)実験データの収集市街地氾艦シミュレーションモデルの総合的な検証を目的として,道路網,公園や駐車場などのオープンスペース,構造物,路上設置物,樹林帯,流れの状態により水没/非水没状態になる地形起伏などの市街地構成要素が複雑に配置された市街地での氾艦流の水深,水探方向平均流速ベクトルおよび構造物に働く流体力に関する実験データを収集した.(3)モデルの検証上記の実験データに基づきモデルの検証を行った結果,本市街地氾濫シミュレーションモデルが,複雑な構造を有する市街地での氾濫流の挙動と構造物に働く流体力を十分な精度で再現できることが明らかとなった.(4)実氾濫現象への適用本市街地氾濫シミュレーションモデルの実氾濫現象への適用性を検討する目的で,2003年7月の九州豪雨災害で大きな被害が生じた福岡県飯塚市を中心とする遠賀川流域を対象に氾濫解析を行った.その結果,同モデルが,湛水域等のハザードマップ作成などに不可欠なダイナミックな氾濫プロセスを十分な精度で再現できることが明らかとなった.