hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
医学部学生のための呼吸器画像診断学実習法の確立を目指して

キー画像は配布資料として予め全員に与え、自由に書き込みを行わせた。「学生による教育評価」全員に詳細な実習感想文を求めた。共通して多い内容を以下要約する。3時間は初め予想したほど長く感じない。3次元標本が2次元の胸部写真に変換されるメカニズムの理解に時間がかかる。同じ質問でも観点を変え、内容を分割する工夫をすると答えられる。正常像の理解がこれほど重要とは予想しなかった。エックス線画像の元に解剖があることを再認識し新鮮な感動を覚えた。「教育資源の整備」:過去30年間に亘り蓄積した呼吸器画像診断学の資料の内、学生教育に適するものを発掘、整理しディジタル化した。特に留意したのが標本像であった。標本像は放射線画像と異なり、機器の進歩に左右されない価値を有し、30年前に撮影されたものでも充分に実用に耐える画質を有する事が分かった。古い標本像は、そのままでは背景の劣化などの問題があるが、最新のディジタル化技術はそれを補い、最近撮影されたものと遜色ないものに蘇らせることが出来た。標本像のうち、最も重要と考えたのが肉眼像である。肺の全体像とその割面像が学生に高く評価された。そこで、稀な呼吸器疾患を敢えて避け、正常例、肺癌、肺結核、肺炎、肺気腫、塵肺、特発性間質性肺炎、気管支拡張症などの標本肉眼像とエックス線像、CTを用意した。「教育方法の工夫」:研究代表者(伊藤)は多人数相手の一般学生講義を年間8回程度担当した。その際には、標本像とエックス線像を約80種類選択し、カラー印刷で全員に配布した。学生による授業評価は高く、卒業後も手元に残す資料として保管したいという感想が多かった。5ないし6年次生の臨床実習については、6-7人のグループを対象に、専用の画像診断実習室において、呼吸器画像診断という科目名の基、1回3時間、週3-4回、年間130回程度を担当した。これで1人の学生は年間27時間の呼吸器画像診断実習を受けたことになる。特に留意したのは正常エックス線像の理解である。我が国における胸部写真の教育で最も欠落している領域と考えるからである。この実習内容について、市販のテキストによる自習が不可能であるとする感想が多かった。「結語」:医学生が教員と時間、空間を共有する実習形式を採用した。提出された実習レポートにおいて、短期間の間にも拘わらず、格段の技術の進歩を体験し、さらに医学を勉強する方法、それらを支える倫理感を学んだとする感想が多かった。
IgA腎症の進展に関与するウイルスの役割についての病態病理学的研究

ウイルス感染症が慢性腎炎の進展に関与していることが示されているが、未だ増悪機序の詳細は明らかでない。従来より、腎炎惹起性が注目されているコクサッキーウイルスB4(CoxB4)を用い、IgA腎症のモデル(HIGA)マウスに対する影響を観察した。6週齢のHIGA雄マウス75匹(実験1)と45匹(実験2)を各々A,B,C群に分けた。A群には生CoxB4液を、B群には不活化CoxB4液を、C群はMediumを0.3mlずつ4週ごとに48週まで経静脈的に投与した。実験1では各群間で10,20,30,40,50週齢時に採血と腎を摘出して、血清中のIgA濃度、IFN-γやCoxB4抗体価を測定し経時的な組織変化を検索した。実験2では6週齢のHIGA雄マウス45匹を15匹ずつA,B,C群に分け、6時間,1,7日に腎を摘出し、CoxB4に対する急性変化を検討した。実験3ではMediumやCoxB4と同時にカーボン粒子を投与しMes異物処理能を比較した。実験1:A,B群ではCoxB4の有意な抗体上昇があり、Mes領域にCoxB4が局在した。A群ではB,C群と比較して早期から蛋白尿が出現しMes領域にIgAの優位な沈着があり、Mes細胞増殖や基質の増生がより高度に認められた。B,C群間には組織学的な有意差はなかった。血清IgA濃度は各群間で差はなく、血清IFN-γはA群で高値であった。実験2:A群ではCoxB4投与6-24時間後に他群と比較して有意な内皮細胞障害が生じた。実験3:A群では他群と比較してカーボン粒子の有意な処理能低下が認められた。CoxB4反復投与により、HIGAマウスの腎病変がより早期に高度に出現した。この障害機序には、CoxB4の直接的な内皮細胞障害やMes異物処理能の低下およびIFN-γをはじめとするサイトカインなどの関与が示唆された。[目的]慢性腎炎患児では、ウイルス感染により尿所見の増悪をみることがあり、ウイルス感染症が慢性腎炎の進展に関与していることが示されている。しかし、未だ増悪機序の詳細は明らかでない。[対象と方法]6週齢のHIGA雄マウス75匹(実験1)と45匹(実験2)を各々A,B,C群に分けた。

実験1では各群間で経時的に尿中蛋白量を測定し、10,20,30,40,50週齢時に採血と腎を摘出して、血清中のIgA濃度やCoxB4抗体価を測定し経時的な組織変化を検索、実験2では6週齢のHIGA雄マウス45匹を15匹ずつA,B,C群に分け、6時間,1,7日に腎を摘出し、CoxB4に対する急性変化を検討した。実験3ではMediumやCoxB4と同時にカーボン粒子を投与しMes異物処理能を比較した。[結果]実験1:A,B群ではCoxB4の有意な抗体上昇があり、Mes領域にCoxB4が局在した。A群ではB,C群と比較して早期から蛋白尿が出現しMes領域にIgAの優位な沈着があり、Mes細胞増殖や基質の増生がより高度に認められた。B,C群間には組織学的な有意差はなかった。実験2:A群ではCoxB4投与6-24時間後に他群と比較して有意な内皮細胞障害が生じた。実験3:A群では他群と比較してカーボン粒子の有意な処理能低下が認められた。[考察]CoxB4反復投与により、HIGAマウスの腎病変がより早期に高度に出現した。これにはCoxB4の直接的な内皮細胞障害やMes異物処理能の低下などの障害機序の関与が示唆された。【目的】ウイルス感染症が慢性腎炎の進展に関与していることが示されているが、未だ増悪機序の詳細は明らかでない。従来より、腎炎惹起性が注目されているコクサッキーウイルスB4(CoxB4)を用い、IgA腎症のモデル(HIGA)マウスに対する影響を観察した。【対象と方法】6週齢のHIGA雄マウス75匹(実験1)と45匹(実験2)を各々A, B, C群に分けた。A群には生CoxB4液を、B群には不活化CoxB4液を、C群はMediumを0.3mlずつ4週ごとに48週まで経静脈的に投与した。実験1では各群間で10,20,30,40,50週齢時に採血と腎を摘出して、血清中のIgA濃度,IFN-γやCoxB4抗体価を測定し経時的な組織変化を検索、実験2では6週齢のHIGA雄マウス45匹を15匹ずつA, B, C群に分け、6時間,1,7日に腎を摘出し、CoxB4に対する急性変化を検討した。【結果】実験1:A, B群ではCoxB4の有意な抗体上昇があり、Mes領域にCoxB4が局在した。A群ではB, C群と比較して早期から蛋白尿が出現しMes領域にIgAの優位な沈着があり、Mes細胞増殖や基質の増生がより高度に認められた。B, C群間には組織学的な有意差はなかった。血清IgA濃度は各群間で差はなく、血清IFN-γはA群で高値であった。実験2:A群ではCoxB4投与624時間後に他群と比較して有意な内皮細胞障害が生じた。【考察】CoxB4反復投与により、HIGAマウスの腎病変がより早期に高度に出現した。この障害機序には、CoxB4の直接的な内皮細胞障害やMes異物処理能の低下、およびIFN-γをはじめとするサイトカインなどの関与が示唆された。
緩衝帯付き仕事計画問題に関する研究

緩衝帯を利用できるような組み合わせ最適化問題のいくつかに対し、計算複雑さの解析とアルゴリズムの提案を行った。例えば、ペイントショップ問題に対して、他の問題への帰着を行うことで既知のアルゴリズムを利用した近似アルゴリズム、ならびに効率良く最適解を得られる入力構造の解析に基づいたアルゴリズムを提案した。また、ソーティングバッファー問題に対して、コストが一様メトリックで定義される場合の計算複雑さを示した。ペイントショップ問題に関する理論的な考察を進め、初期段階ではあるが以下のような成果を得た。1.Min 2CNF Deletion問題、Min Multi Cut問題などのいくつかの最適化問題と深い関連があり、ペイントショップ問題をこれらの問題に帰着することができることを示した。すなわち、これらの問題に対する既知のアルゴリズムを利用できることを示した。2.最適解を多項式時間で得られる入力集合についての性質をいくつか示した。高度なアルゴリズムの設計には、多項式時間で解決可能な(制限された)入力の構造をうまく取り扱うことが必要である。Clutterと呼ばれる構造に対しては多項式時間で最適解を得ることができることが知られていたが、別の自然な構造に対しても多項式時間で最適解を得ることができることを示した。リング上ネットワークにおける探索問題に関する理論的な考察を行い、以下のような成果を得た。1.最近傍探索アルゴリズムにより、競合比1.5が得られることを示した。2.重み付き近傍探索型アルゴリズムにおいては、いかなる重みの付け方をしても最近傍探索アルゴリズムよりも性能が良くならないことを示した。3.いかなるアルゴリズムも、競合比は1.33より良くはならないことを示した。ペイントショップ問題に関する理論的な考察として得た下記の成果を2007Informs AnnualMeetingにおいて発表した。1.Min 2CNF Deletion問題、Min MultiCut問題などのいくつかの最適化問題と深い関連があり、ペイントショップ問題をこれらの問題に帰着することができることを示した。すなわち、これらの問題に対する既知のアルゴリズムを利用でき、0(log n)-近似アルゴリズムを実現できることを示した。また、一様メトリック上のソーティングバッファ問題に対して、これまで計算複雑さが知られていなかったが、頂点被覆問題からの帰着により、NP完全性を示した。さらに本問題に対するLIFOアルゴリズムの性能の下限について厳密な解析を行った。本成果はThe First AAAC Annual Meeting AAACO8(Asian Association for Algorithms and Computation)ならびに電子情報通信学会コンピューテーション研究会にて発表予定である。緩衝帯を持つ仕事計画問題の一種である、ソーティングバッファ問題の計算複雑さについて考察した。本問題においては、あるサイズの緩衝帯に順々に色要求が到達するので、緩衝帯内で順序を交換することにより単色交換数を最小化することが目的である。色交換に対するコストに制限をつけない場合の計算複雑さについては、NP完全であることを比較的簡単に示すことができる。そこで単色交換コストが一様、すなわちどの色からどの色に交換する場合でもかかるコストは同一である場合について考察した。これまでこの条件下におけるソーティングバッファ問題の計算複雑さは知られていなかったが、グラフの頂点被覆問題からの帰着によりNP完全性を示した。本成果はThe First AAAC Annual Meeting AAAC08(Asian Association for Algorithms and Computation)ならびに電子情報通信学会コンピューテーション研究会, The 2008 International Conference on Foundations of Computer Science(FCS)において、発表した。また、ペイントショップ問題と2CNF等価項除去問題に関する関連について着目し、2CNF等価項除去問題がNP困難となる、入力におけるリテラルの出現回数に関する条件を明らかにした。本成果は電気関係学会九州支部連合大会において発表した。
会社更生スポンサーによる買収型会社更生の増加の影響の計量分析

官報公告から会社更生計画の諸条件を内容とするデータベースを作成し、会社更生制度の計量的実証研究を行った。データベースを利用した計量分析の第一段階として、ターゲット企業の資産を取得する事業譲渡と株式を取得する株式譲渡(株式取得)の選択に関する実証分析を行うことにした。売手、買手の属性、簿外債務の可能性、破綻の程度等を説明変数とするロジット分析の結果、事業譲渡と株式譲渡の選択における一定の傾向の存在を確認することができた。会社更生・企業買収データベースの作成作業と計量分析のための理論的フレームワークの構築を行った。会社更生については、私独自の方法で官報公告から逐次、会社更生事件のデータを収集し、裁判所決定の月日、認可された会社更生計画の基本情報を抽出し、データベースを作成した。本年の6月末までを、当面の分析対象期間とする予定である。企業買収データは、情報会社2社のデータを購入し、編集して会社更生データベースとリンクさせる作業を行った。計量分析のための理論的フレームワークについて、2000年代に入ってから、それ以前の更生会社の収益による長期間にわたる債務弁済方式から、会社更生のスポンサーによる一括弁済へと弁済方式の主流が変化したことから、従来の弁済計画期間内の弁済完了をもって会社更生の「成功」と定義することの意義が薄れたため、会社更生の成否について新しい分類基準の検討を行った。法手続き上、終結の決定がなされていても、その後の企業経営は、経済的には成功とは言えないケースも少なくない。そのため、1更生計画の(債権者に不利な)変更のケース、2更生手続きが廃止されたケース、3再度、倒産処理手続きに入ったケース、という裁判所決定で判断できるものに加え、手続き終了後の経営実態で成否の判断をすることとし、4会社更生手続き終結後の決算赤字計上のケース、52次売却のケース、6親会社による清算のケースを、会社更生の失敗として分類する方式を考案した。以上のデータベースと成否分類基準を利用し、本年度は、会社更生に影響を与えた要因の計量的分析を、計量経済学の手法を用いて検討する。研究実施の進捗に伴い、下記のような調整をした。(1)データ収集対象期間の延長当初計画では、1990年から2012年末までの期間に会社更生手続きが取られた更生会社を対象とすることとしていたが、2013以降、国内景気動向が改善したことの影響もあり、会社更生申立件数が減少し、その結果、遂行中の計画の終結決定および計画の認可決定が進捗した模様である。そのため、分析期間を2015年3月まで延長し、サンプル数を増加させることとした。会社更生手続きの開始から終結委までの期日、会社更生計画の弁済率・株式払込金等、スポンサーの有無については、官報からデータを収集する必要があるが、この作業については、本研究以前に科研費研究等で行ってきており、「会社更生データベース」として研究室で日常的業務として更新作業を継続しており、期間延長は大きな変更ではない。(2)のれんデータの収集と計量分析への利用買収型会社更生の経済的実態の把握の深化のため、買収企業の連結キャッシュフロー計算書に記載される(場合がある)買収子会社取引の金額データ、とくに「のれん」データの収集を行った。これは、M&Aの市販データベースを利用して確認した個別のM&A事例について、買収企業の財務データベースで有価証券報告書データを収集する作業である。対象は、買収企業が上場しているケースに限られるが、当初の経過を補完する計量分析を可能にすると考えられる。この作業については、2013年末までのケースのデータ収集を終えたところである。1990年代後半から急増し、現在では主流となった会社更生スポンサー(企業および投資ファンド)による更生債務の一括弁済型、言い換えれば企業買収型の会社更生に焦点を当てた計量的分析を行い、現在の会社更生制度の効率性を検討することを主目的として研究を開始した。同時に、再生企業と清算企業のスクリーニング機能の視点から、1990年代半ばまで原則的方式であった収益弁済型の会社更生と現在の主流である一括弁済型との比較分析を行い、企業再生制度の中心的存在である会社更生法による企業再生の有効性の検証も目的であった。研究を進める中で、1連結財務諸表中の連結キャッシュフロー注記に記載された買収企業対価、とくに「のれん」(goodwill)データの利用2法的整理として、会社更生に加え、民事再生も追加するという当初計画の変更を行った。2002年ー2014年の期間を分析対象とし、M&Aの事例把握については、M&Aの時系列基礎データであるレコフデータのM&Aデータベースを利用した。最終的には、上場企業によって買収された破たん企業(法的整理企業)115社、未上場企業(ファンド等を含む)によって買収された155社を基本的な分析対象とした。会社更生企業36社については、官報公告掲載の会社更生計画より収集した弁済率等の条件、更生手続きの開始、計画認可、終結の月日をデータとして追加した。上場会社による買収のケースについては、買収後、被買収企業が保有され続けているか、または売却、清算されているかを個別に確認した。分析対象を、会社更生企業から民事再生企業も含む法的整理全般に拡大した。また、当初計画では、産業小分類レベルの成長率を、再建の効率性の代理変数として利用することを想定していたが、分析期間中の産業分類の継続性、個別企業の産業小分類の客観性等、多くの問題点があり、別の分析方法を探すこととした。

そのため、研究に遅れが生じたが、他方で、連結財務諸表中の連結キャッシュフロー計算書注記にある買収対価の「のれん」データの本研究の分析への利用価値を見出すことができた。また、買収された破たん企業の、買収後の状況を確実に追跡することの重要性も確認できた。1990年代後半から急増し、現在では主流となった会社更生スポンサー(企業および投資ファンド)による更生債務の一括弁済型、言い換えれば企業買収型の会社更生に焦点を当て、企業再生制度の中心的存在である会社更生法による企業再生の効率性を検証した。当初計画では、更生企業価値の代理変数としての産業小分類レベルの産業成長率と買収価格(債権弁済額+株式払込金)との関係の分析を考えていたが、国の産業分類基準の制度的変更の影響が大きく、遂行困難であると判断した。そのため、準備的分析で行った倒産処理に要した期間についての基本統計量の分析によって、会社更生の変化の影響の程度を客観的に把握することから分析に着手した。統計的分析に加え、買収型会社更生の影響が生じるメカニズムについての仮説の検証を行った。官報公告からデータを収集してデータベースを作成し分析を遂行した。本研究の主要な分析結果は以下の通りである。・1990年代と比べ、2000年代は、会社更生の申し立てから手続きの終結までの期間が大幅に短縮されたことを確認した。・買収と事業譲渡の選択について、買収主体がストラテジックバイヤーか投資ファンドかによる違い等が存在することを確認した。・会社更生スポンサーによる買収型会社更生の増加により、倒産処理に要する期間が短縮されたことを確認したが、そのことは倒産処理の効率化が進んだことを直ちに意味するわけではない。効率性の判断のためには、買収後の状況の把握が必要である。そのため、買収後に買収企業・投資ファンドが旧更生会社を保有しているか、売却または解散しているかに注目し、有価証券報告書データを利用した分析を行った。一定の傾向が観察されたが、サンプル数を増加させるため、会社更生事件に加え、民事再生事件も追加し、より客観的な追加分析を遂行中であり、その結果と統合した上で学術論文として発表予定である。官報公告から会社更生計画の諸条件を内容とするデータベースを作成し、会社更生制度の計量的実証研究を行った。データベースを利用した計量分析の第一段階として、ターゲット企業の資産を取得する事業譲渡と株式を取得する株式譲渡(株式取得)の選択に関する実証分析を行うことにした。売手、買手の属性、簿外債務の可能性、破綻の程度等を説明変数とするロジット分析の結果、事業譲渡と株式譲渡の選択における一定の傾向の存在を確認することができた。データ収集対象期間を延長したが、ほぼ予定通りである。本研究に関連する研究を、「ファミリー企業のM&Aの計量分析」として、Japan Financial Management Associationの全国大会(2014年11月29日、立命館大学朱雀キャンパス)で研究報告した。2002年ー2014年の期間について、1上場企業による法的整理企業買収と未上場企業による法的整理企業の買収の比較2買収型の会社更生企業とスポンサー無しの自力型買収との比較3すでに作成済みの1990年-2001年の会社更生との比較を具体的なテーマとして研究を進める。
肝虚血再灌流前後の肝組織内ハイドロキシラジカルのリアルタイム定量の臨床的意義

肝虚血再灌流傷害の病態生理を解明するために.生体肝組織における最も酸化作用の強いヒドロキシルラジカル(・OH)がどのように関与しているかを検討した.ウサギ肝虚血再灌流モデルにおいて肝組織内・OHを測定するために. Microdialysis法を応用し,・OHのサリチル酸との特異反応生成物である2, 5-dihydroxybenzoic acid(DHBA)と2, 3-DHBAを電気化学検出器装備のHPLCを用いてリアルタイムに定量測定した.再灌流後の肝組織内ヒドロキシルラジカルは,阻血していない対照例と比較して,再灌流直後と7時間以後に二相性の上昇を示すことが判明した.肝虚血再灌流傷害の病態生理を解明するために.生体肝組織における最も酸化作用の強いヒドロキシルラジカル(・OH)がどのように関与しているかを検討した.ウサギ肝虚血再灌流モデルにおいて肝組織内・OHを測定するために. Microdialysis法を応用し,・OHのサリチル酸との特異反応生成物である2, 5-dihydroxybenzoic acid(DHBA)と2, 3-DHBAを電気化学検出器装備のHPLCを用いてリアルタイムに定量測定した.再灌流後の肝組織内ヒドロキシルラジカルは,阻血していない対照例と比較して,再灌流直後と7時間以後に二相性の上昇を示すことが判明した.I.肝虚血再灌流モデルの作成:10週齢、平均体重2kg前後の雄性ウサギ(n=50)を5%ペントバルビタール全身麻酔下に上腹部正中切開にて開腹し、肝動脈および門脈に阻血用ターニケットをかけ、実際に臨床に用いる20分間の温阻血後、ターニケットを解放し、肝虚血再灌流モデルとした。II.生体肝組織におけるMicrodialysisの設定:In vivoで肝組織内・OHおよびNOをリアルタイムに測定するために、ウサギ肝臓にMicrodialysis prove CMA/20(ポリカーバネイト膜、分子量20,000 Daltons cut off)を阻血予定肝表面より刺入留置し、Microdialysis pump (Carnesie Medicine CMA/102)にて、Salicylic acidを0.5nmol/μl含むRinger液(大塚製薬)を灌流液として、まず1.5μl/minの速度で1時間灌流しプローブを安定させた温阻血開放後は30分ごとに9時間後まで、この灌流液から50μlを採取して検体とした。プローベ周囲に凝血ができると測定値が微妙に変化するため、ヘパリン(生理食塩水にて100U/1mlに溶解)を前処置として初回200U/kg、その後1時間ごとに100U/kgを静脈内投与する。なお、実験中はウサギの安静を保つために5%ペントバルビタールの静脈内投与を適宜追加した。III.肝虚血再灌流障害時におけるハイドロキシルラジカル(・OH)とNOのリアルタイム定量法を確立:肝虚血再灌流としてターニケット解除後(虚血再灌流群:n=10)について、9時間後まで30分ごとに検体45μlを採取して肝組織内・OHとNOをそれぞれ経時的に測定し、欄腹のみのsham op(対照:n=5)と比較検討した。肝虚血再灌流障害時におけるNOの測定結果,肝組織内NOxは再灌流6時間後より漸増傾向を示し,6時間以後は有意な上昇を認めた(p<0.05)。しかし,血清中NOxは有意な変化を示さなかった。
劇症型連鎖球菌感染症克服を目的とする連鎖球菌の宿主内拡散能の分子基盤に関する研究

本研究ではレンサ球菌の生体内拡散性規定因子を分子レベルで同定し、その機能を変異体菌株や遺伝子改変マウスを用いた実験にフィードバックスすることで、劇症型レンサ球菌感染症の発症・重症化の機構の解明を試みる。レンサ球菌は既に複数菌株でゲノム解析が完了している。そこで菌体側の因子検索には感染モデルから回収したレンサ球菌についてその病原因子発現を遺伝子レベルで解析する。またマウスモデルでのin vivo実験および培養細胞への定着性の低さを指標とするin vitroでの拡散実験を行う。すでに構築済みの劇症型感染症のマウスモデルにおいて病原性の異なる菌株のパネルを用いてこれらを実施することで、菌のマウス病原性、病原因子発現、拡散性の3者間の相関解析を行い、多数存在するレンサ球菌病原因子の中から菌側因子を絞り込む。マウスの生体内拡散性と培養細胞付着性の間の関係を検討した結果、培養細胞に付着性の低い菌株はマウスにより高病原性であることを明らかにした。これらの高病原性株はマウスに腹腔内投与した場合にもマウス体内からの回収性が高かった。菌株間の病原因子発現レベルと培養細胞への付着性およびマウス病原性を比較したところ、付着性や病原性の差異と相関して発現変動する病原因子は認められなかった。これらの結果は、マウス高病原性株がマウス体内器官への付着性が低いことを示すものであり、劇症型感染症においては菌株の病原性は宿主細胞定着性よりもむしろ宿主内拡散性により反映されることを示すものである。またこのような宿主内拡散性は臨床分離株において一つの病原因子で規定されるのではなく、複数の因子の作用の総和と考えられることが明らかとなった。そこで菌体側の因子検索には感染モデルから回収したレンサ球菌についてその病原因子発現を遺伝子レベル(リアルタイムPCR)および蛋白質レベル(2次元電気泳動後のウエスタンブロッティング)で解析する。本年度はマウスの生体内拡散性と培養細胞付着性の間の関係を検討し、培養細胞に付着性の低い菌株はマウスにより高病原性であることを明らかにした。この結果は、マウス高病原性株がマウス体内器官への付着性が低いことを示すものであり、劇症型感染症においては菌株の病原性は宿主細胞定着性よりもむしろ宿主内拡散性により反映されることを示すものである。

すでに構築済みの劇症型感染症のマウスモデルにおいて病原性の異なる菌株のパネルを用いてこれらを実施することで、菌のマウス病原性、病原因子発現、拡散性の3者間の相関解析を行い、多数存在するレンサ球菌病原因子の中から菌側因子を絞り込む。本年度はマウスの生体内拡散性と培養細胞付着性の間の関係を検討し、培養細胞に付着性の低い菌株はマウスにより高病原性であることを明らかにした。これらの高病原性株はマウスに腹腔内投与した場合にもマウス体内からの回収性が高かった。菌株間の病原因子発現レベルと培養細胞への付着性およびマウス病原性を比較したところ、付着性や病原性の差異と相関して発現変動する病原因子は認められなかった。これらの結果は、マウス高病原性株がマウス体内器官への付着性が低いことを示すものであり、劇症型感染症においては菌株の病原性は宿主細胞定着性よりもむしろ宿主内拡散性により反映されることを示すものである。またこのような宿主内拡散性は臨床分離株において一つの病原因子で規定されるのではなく、複数の因子の作用の総和と考えられることが明らかとなった。
ラット虹彩縮瞳筋除神経効果の分子生物学的解析

自律神経、特に副交感神経を外科的に徐神経した場合に、支配組織の平滑筋に生じる非特異的な収縮反応増大現象の機構を、最近明らかになりつつある平滑筋収縮蛋白系のCa^<2+>感受性増大機構と関連付け、スキンドファイバーを用いた薬理学的手法及びRT-PCR法を主に用いた分子生物学的手法により解明を試みた。AF64Aをラット前眼房内微量注入することにより毛様体神経節切除による副交感神経徐神経と類似の状態を作成することに成功した。ムスカリン受容体サブタイプのうち、ラット虹彩においてm2,m3,m4のmRNA量が高発現していることを定量的PCRにより示し、それぞれをRT-PCR法でクローニングしたところ、それぞれ既知のものと相同かまたは相同性が高かった。AF64A処置した虹彩ではm2とm3が増大、m4が減少していた。またAF64A処置した虹彩縮瞳筋に生じる非特異的な収縮増大が、収縮蛋白系のCa^<2+>感受性の増大を伴っているかについて筋小胞体機能を破壊したスキンドファイバーを用いて検討したところ、収縮蛋白のCa^<2+>感受性は僅かに増大していることが明らかとなった。この増大はプロテインキナーゼC抑制薬H-7により消失した。一方、最大収縮はスキンドファイバーにおいても非スキンドファイバーと同様に、徐神経により役1.5倍増大した。この最大収縮増大は収縮蛋白のアクチン、ミオシンや、収縮制御蛋白カルモジュリン、カルデスモン、カルポニンの量的変化では説明できないことが明らかとなった。自律神経、特に副交感神経を外科的に除神経した場合に、支配組織の平滑筋に生じる非特異的な収縮反応増大現象の機構を、最近明らかになりつつある平滑筋収縮蛋白系のCa^<2+>感受性増大機構と関連付け、スキンドファイバーを用いた薬理学的手法及びRT-PCR法を主に用いた分子生物学的手法により解明を試みた。毛様体神経節除去によりラット虹彩においてムスカリン受容体サブタイプのうち、正常筋で高発現しているm2.m3,m4のmRNA量を定量的PCRで測定したところ、m2とm3が増大、m4が減少していた。除神経後に虹彩縮瞳筋に生じる非特異的な収縮反応増大が、収縮蛋白系のCa2+感受性の増大を伴っているかについて検討した。筋小胞体機能を破壊したスキンドファイバーを用いて検討したところ、収縮蛋白のCa^<2+>感受性は変化していないことが明かとなった。一方、最大収縮はスキンドファイバーにおいても非スキンドファイバーと同様に、除神経により約1.5倍増大した。一方、筋小胞体機能を保持したスキンドファイバーにおいて、アセチルコリンやイノシトール3燐酸(IP_3)による最大収縮は、除神経により、Ca^<2+>による最大収縮と比べて顕著に増大したが、前者による増大の方が有意に大きかった。カフェインによる最大収縮の増大は僅かであった。従って筋小胞体からのIP_3感受性Ca^<2+>遊離量が除神経により増大したと考えられる。さらに除神経標本においてCa^<2+>感受性は非水解性GTPにより変化しなかったものの、最大収縮は増大したので、アセチルコチンによる最大収縮の増大にGTP結合蛋白が若干関与している可能性が示唆された。AF64Aをラット前眼房内微量注入することにより毛様体神経節切除による副交感神経除神経と類似の状態を作成することに成功した。

ムスカリン受容体サブタイプのうち、ラット虹彩においてm2,m3,m4のmRNA量が高発現していることを定量的PCRにより示し、それぞれをRT-PCR法でクローニングしたところ、それぞれ既知のものと相同かまたは相同性が高かった。AF64A処置した虹彩ではm2とm3が増大、m4が減少していた。またAF64A処置した虹彩縮瞳筋に生じる非特異的な収縮反応増大が、収縮蛋白系のCa^<2+>感受性の増大を伴っているかについて筋小胞体機能を破壊したスキンドファイバーを用いて検討したところ、収縮蛋白のCa^<2+>感受性は僅かに増大していることが明かとなった。この増大はプロテインキナーゼC抑制薬H-7により消失した。一方、最大収縮はスキンドファイバーにおいても非スキンドファイバーと同様に、除神経により約1.5倍増大した。この最大収縮増大は収縮蛋白のアクチン、ミオシンや、収縮制御蛋白カルモジュリン、カルデスモン、カルポニンの量的変化では説明できないことが明らかとなった。
核酸医薬の併用による上顎癌新規治療法の確立に向けた基礎的研究

上顎洞扁平上皮癌のマイクロRNA発現プロファイルから、マイクロRNA-874(miR-874)が顕著に発現抑制されている事が明らかとなった。癌細胞株にmiR-874を核酸導入する事により、癌細胞のアポトーシスが誘導された。miR-874の標的分子を探索した結果、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC1)を直接制御する事を証明した。HDACは細胞内情報伝達や細胞周期の制御にも関与しており、癌治療の標的分子として重要である。本研究により、上顎洞扁平上皮癌において、癌抑制型miR-874-HDAC1の分子経路の重要性が明らかとなった。今後の治療戦略を考える上で大きな手掛かりを得る事ができた。タンパク質をコードしない機能性RNAの一つであるmicroRNA (miRNA)は、配列特異的にタンパクコード遺伝子を標的として、その分解や翻訳を阻害する事で遺伝子の発現を制御している。miRNAの発現異常は、癌の発生、進展、転移において重要な役割を担っている事が報告されている。しかしながら、上顎癌におけるmiRNAの解析報告は無く、上顎癌の分子メカニズムを探索する上で、miRNAの解析は重要である。本研究では、上顎癌臨床検体を用いたmiRNA発現プロファイルを作成し、上顎癌細胞で発現変動を認めるmiRNAの探索を施行した。解析の結果、miR-874、miR-133a、miR-375、miR-204、miR-1、miR-145などのmiRNAが癌細胞で顕著に発現抑制されていた。そこで、これらmiRNAから最も発現抑制されていたmiR-874の着目しその機能を解析した。上顎癌の癌細胞株にmiR-874を核酸導入した結果、細胞の増殖抑制効果を認めた。このことから、miR-874は、上顎癌における新規癌抑制型miRNAである事が示唆された。miRNAの大きな特徴として、一つのmiRNAが複数のタンパクコード遺伝子発現を制御している事である。そこで、上顎癌において、癌抑制型miRNA-874が制御する遺伝子群の探索を行った。miR-874を核酸導入した細胞株とデータベースを用いた解析から、PPP1CAがその標的候補となった。PPP1CAは、上顎癌臨床検体において発現が亢進している事が認められ、癌遺伝子として機能している事が示された。今後、PPP1CAの機能解析を施行し、上顎癌における癌遺伝子機能を探索する予定である。現在の上顎洞扁平上皮癌の治療は、臓器温存を目指して動注化学療法を併用とした放射線治療が主流となり機能温存が図られている。しかしながら、これら治療に抵抗性を示す症例が存在する事も事実である。また、合併症を抱える患者に対しては、十分な治療を施行できないため、より低侵襲な上顎洞癌の治療戦略の検討が必要である。ヒトゲノム中には、蛋白をコードしないマイクロRNAと呼ばれる1922塩基程度の1本鎖RNAが存在し、その機能は蛋白コード遺伝子に配列依存的に結合し、分解や翻訳阻害により標的となる遺伝子の発現制御を行う事である。1種類のマイクロRNAは、数十数千の蛋白コード遺伝子の発現制御を行う事が示唆されおり、マイクロRNAの発現異常は、細胞内のRNAネットワーク(マイクロRNA-蛋白コード遺伝子)の破綻を引き起こす。ヒト癌を含め様々な疾患において、マイクロRNAの発現異常が報告されており、細胞内のRNAネットワークの破綻が疾患の発生や進展に大きな役割を担っている事が明らかとなっている。本研究では、上顎洞扁平上皮癌のマイクロRNA発現プロファイルから、癌抑制型マイクロRNAを探索する事、さらに、癌抑制型マイクロRNAが制御する上顎洞扁平上皮癌の新規分子ネットワークを探索する事を目的とした。研究の成果として、マイクロRNA-874は、癌細胞の細胞増殖を顕著に抑制する上顎洞扁平上皮癌・癌抑制型マイクロRNAであり、そのターゲット分子として、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC1)を直接制御する事を証明した。HDACは細胞内情報伝達や細胞周期の制御にも関与しており、癌治療の標的分子として注目されている分子である。本研究により、上顎洞扁平上皮癌において、癌抑制型マイクロRNA-874-HDAC1の分子経路の重要性が明らかとなり、今後の治療戦略を考える上で大きな手掛かりを得る事ができた。上顎癌の臨床検体を用い、遺伝子解析を行った結果、複数のマイクロRNA(miRNA)の発現変動が確認できた。このうち特に強い発現低下が認められたmiRNA-874とmiRNA-375着目した。これらmiRNAを上顎癌由来の培養細胞株に遺伝子導入し、腫瘍抑制効果や標的遺伝子についての解析を行った。両miRNAともに、その遺伝子導入によりコントロールと比較し、有意に腫瘍細胞の増殖抑制効果が得られた。

さらにこれらのmiRNAの標的遺伝子を探索するために、上顎癌の扁平上皮癌培養細胞に遺伝子導入を行った結果、複数の遺伝子の発現が抑制されることを確認した。この中で、miRNA-874の遺伝子導入で発現の低下する遺伝子3種(PPP1CA、PAAF1、TGOLN2)とmiRNA-375により低下する遺伝子1種(LDHB)について更に詳しい解析を行った。その結果、miRNA-874とPPP1CA、PAAF1、TGOLN2およびmiRNA-375とLDHBの臨床検体における発現には負の相関関係が存在していた。PPP1CA遺伝子には、miRNA-874との標的結合部位が存在し、LDHB遺伝子にはmiRNA-375との結合部位が存在していることも確認できた。また、PPP1CA遺伝子およびLDHB遺伝子をsiRNAを用いて、ノックアウトすると上顎洞扁平上皮癌の培養細胞の増殖能と浸潤能が有意に抑制されることを確認した。さらに臨床データとの比較から、LDHBの発現が低い症例群に比べて、発現が高い症例群では統計学的有意に予後が悪いことが確認できた。miRNA-874とmiRNA-375は、上顎癌において複数の癌遺伝子を抑制的に制御するmiRNAであることが確認でき、新規治療薬開発の有望な遺伝子であると判断した。上顎洞扁平上皮癌の新規治療法開発に向け、これまでに解析の報告が無いmiRNAの発現プロファイルの作成を施行し、上顎洞扁平上皮癌において発現変動する複数のmiRNAの探索が可能であった。この中から、新規癌抑制型miRNAとして、miR-874を見出した。同様の解析から、上顎洞扁平上皮癌の新規分子ネットワークが探索できる可能性が強く示唆され、研究は概ね順調に遂行している。上顎洞扁平上皮癌の新規治療法開発に向け、腫瘍抑制効果を有する複数のマイクロRNAが同定でき、その標的となる遺伝子も確認できた。この遺伝子の機能解析も進んでおり、概ね順調に進行していると判断する。これまでに、上顎洞扁平上皮癌の癌抑制型miRNAの候補の選択が終了している。この中から、癌抑制機能を有するmiRNAの同定を継続し、上顎洞扁平上皮癌の新規分子ネットワークの探索を継続する。また、上顎洞扁平上皮癌の臨床に使用されている抗がん剤であるシスプラチンとの増強作用を示すmiRNAの探索を行う予定である。現在、先述した腫瘍抑制効果を有する複数のマイクロRNA候補遺伝子を確認し、その機能解析と標的遺伝子の探索を行っている。また、上顎洞扁平上皮癌の培養細胞株での解析以外に、抗がん剤であるシスプラチンに対して耐性を有する上顎癌培養細胞株での実験も進行させており、抗がん剤の感受性を増感することができるマイクロRNAを見出すことに近づけるものと考えている。該当なし腫瘍抑制効果を有する複数のマイクロRNA候補遺伝子を確認するために、マイクロアレイによる機能解析用のプローブ、試薬の購入とその機能解析に用いられる培養細胞株の管理に必要な試薬や物品および抗がん剤を含めた試薬類の購入に使用する。また、網羅的な遺伝子解析を一部、外部業者に発注する予定でもいる。
Ephファミリー受容体の癌の組織形成、発生における機能解析

チロシンキナーゼ受容体Ephファミリーは、そのリガンドephrin分子との相互作用の結果、それぞれの細胞に反発作用を生じることが知られているが、その信号伝達機構は不明な点が多い。本研究ではWntの下流分子であるdishevelled(dsh)がEphB受容体およびephrin-Bリガンドとそれぞれ複合体を形成し、Eph/ephrinによる反発作用に関与しているという結果が得られた。dshはEphB受容体とはSHアダプターを介して間接的に、またephrin-Bとは直接結合およびSHアダプターを介した間接的な結合によってそれぞれ複合体を形成し、その結果dshはリン酸化されることが明らかとなった。dshのドミナントネガテイブ体の発現により、アフリカツメガエルの発生においては後脳の分節形成が阻害され、それはEphあるいはephrinを発現している後脳の細胞群がそれぞれに対するリガンド、または受容体を発現している領域から反発され移動するメカニズムが阻害されたことに基く結果であると考えられた。またEph受容体とephrinの相互作用ではそれぞれの細胞でRhoAの活性化が認められるが、dshはその場合にRhoAの活性化を促進する作用を持つことがわかった。一方dsh単独を細胞に過剰発現させても、RhoAの活性化は認められず、dshはEph/ephrinの相互作用で生じる信号伝達に関与し、RhoAの活性化を制御することなどで反発性細胞運動に関わっていることが示唆された。
多方向地震動を受ける鋼製およびコンクリート充填鋼製橋脚の耐震照査法の開発

1.多方向入力した鋼製橋脚実験と解析:正方形断面鋼製補剛橋脚モデル7体を用いて、一定鉛直力の下で水平2方向載荷実験を行った。水平2軸方向の地震波は複雑な挙動を示すので、これを単純化したモデルに置き換え、漸増円形(らせん状載荷)、楕円らせん形、漸増正方形および放射線形載荷パターンの実験を行った。またFEM解析を行い、実験結果との対比を考察した。実験および解析結果は、新評価基準に従って整理し、載荷パターンごとの最大荷重、変形能、エネルギー吸収性能をまとめた。2.テーパ(変厚)鋼板を用いた鋼製橋脚の耐震性能実験:テーパ鋼板を橋脚に用いれば、軽量化と大変形能が期待できるため、その実験的検証を12体の供試体を用いて昨年度に行った。今年度はそれに対するFEM解析を進めた。またテーパ鋼板をラーメン構造に利用したときのFEM解析も行い、構造物の設計法に対する検討を加えた上で論文にまとめた。この内容を2004年8月に行われる国際会議にて発表する。3.極低降伏比鋼を用いた鋼製橋脚の耐震性能実験:極低降伏比鋼(LY鋼)を橋脚基部に用いれば局部座屈しにくく、大変形性能が鋼製橋脚にも期待できる。今年度は5体の供試体を用いて、橋脚基部に部材幅の1/3の幅のLY鋼を用いて耐震性能実験を行った。リブのあるなし、板厚の相違により耐震性能に大きな差が生じ、LY鋼板幅の増加の必要性が認識された。4.圧縮芯材を有する鋼製橋脚の耐震実験:コンクリート充填鋼管を鋼製橋脚の中心部にセットし、上部工車量をこれに持たせれば地震時にも荷重低下しにくい変形能の優れた橋脚が実現できる。これを実験的に検証するため試験体5体を製作し、耐震性能実験した。比較のため圧縮芯のない試験体案験も行った。圧縮芯を設ければ経済的で、著しく優れた変形能力が発揮できることが実証できた。1.コンクリート部分充填鋼製橋脚に関する解析的研究は、前年度までの名古屋大学との共同研究成果をまとめ、いくつかの論文、国際会議等で発表した。2.長方形断面鋼製橋脚について、従来、系統的に耐震性能実験されたものがなく、実験的および解析的研究を行い、構造工学論文集に投稿し、受理された。3.水平2軸方向載荷された鋼製橋脚の挙動を明らかにし、耐震設計法を確立するために、以下の開発手順に沿って研究を進めている。1)水平2方向の実地震波はランダムであり、設計ではこれを単純な載荷パターンにモデル化した上で評価する必要がある。本研究ではa.斜め方向直線入力繰り返し、b.円形パターン載荷、c.楕円形パターン載荷、d.正方形パターン載荷の4種の基本パターンを設定する。2)これらモデル化した4種の2方向載荷パターンについて、それぞれ載荷実験および解析を行い、これらの基本的挙動を明らかにする。3)代表的水平2方向モデル実地震波を用いて、ハイブリッド実験を行い、荷重-変形性状を明らかにした上で、前記単純化載荷パターンの実験、および解析結果と比較検討して、単純化載荷パターンのモデル化の妥当性および評価を行う。4)設計手法の検討;実務設計では特に設計の単純化が必要なため、既存の一軸方向設計手法との一貫性、連続性を考慮した2軸方向載荷時の合理的設計手法を上記結果をもとに検討する。これらの研究を推進するため、リブ付正方形断面鋼製橋脚モデル実験供試体(t=6mm,断面450x450mm)8体を製作した。また載荷能力100tfの3軸載荷(水平2軸、鉛直1軸)用冶具を設計、製作、および性能試験を行い、数度の改良を行ったのち、満足のいく冶具基本載荷性能が得られた。現在までに、上記載荷パターンについて、実験モデルを対象とした2軸方向載荷の解析はすべて終了した。また実験については上記1)a.斜め方向直線入力繰り返し実験3体については終了し、斜め方向(0°,22.5°,45°)については1軸方向載荷と大差はなく既存の設計式が利用できること、基部コーナーにクラックが入りやすいことなどが明らかとなった。円形載荷パターン等に関してはアクチュエータの3軸コンピュータ制御が必要なため制御プログラムの開発を行い、パイロットテストを進めている。上記3項2)までの成果をまとめて2,3ヶ月のうちに論文に投稿する予定である。

またテーパ鋼板をラーメン構造に利用したときのFEM解析も行い、構造物の設計法に対する検討を加えた上で論文にまとめた。この内容を2004年8月に行われる国際会議にて発表する。3.極低降伏比鋼を用いた鋼製橋脚の耐震性能実験:極低降伏比鋼(LY鋼)を橋脚基部に用いれば局部座屈しにくく、大変形性能が鋼製橋脚にも期待できる。今年度は5体の供試体を用いて、橋脚基部に部材幅の1/3の幅のLY鋼を用いて耐震性能実験を行った。リブのあるなし、板厚の相違により耐震性能に大きな差が生じ、LY鋼板幅の増加の必要性が認識された。4.圧縮芯材を有する鋼製橋脚の耐震実験:コンクリート充填鋼管を鋼製橋脚の中心部にセットし、上部工車量をこれに持たせれば地震時にも荷重低下しにくい変形能の優れた橋脚が実現できる。これを実験的に検証するため試験体5体を製作し、耐震性能実験した。比較のため圧縮芯のない試験体案験も行った。圧縮芯を設ければ経済的で、著しく優れた変形能力が発揮できることが実証できた。
新しい重要度指標とパスセット選択法による道路網の信頼度改善の実用的近似解法の構築

天災の多い我が国では、種々の災害を前提に対策を施した道路網の構築と維持が不可欠である。道路網の信頼性を向上させるためには、信頼性向上への寄与度の高いリンクの発見法が重要であり、重要度評価と呼ばれている。本研究の目的は以下の通りである。1)並列ネットワークでの公平性を考慮した新しい重要度指標の提案と『コストーリンク信頼度関数』との組合せを提案する。下記3)で計算を実行する。2)主要パスの利用によって大規模道路網で効率的に計算できる実用的近似解法を開発する。3)道路ネットワーク規模を徐々に拡大させて新しい方法の精度および実用性の検討を行う。研究目的:天災の多い我が国では、種々の災害を前提に対策を施した道路網の構築と維持が不可欠である。しかし、従来の重要度指標(確率重要度RI、クリティカリティ重要度CI)では、1並行する代替リンクの改善を無視する傾向があり、従来指標を実際の道路網に適用すると歪んだ結果を導くという短所および、2費用対効果を考慮できないという短所がある。1)上記問題点を克服するため並列ネットワークでの公平性を考慮した新しい重要度指標(ICI)の提案と『コストーリンク信頼度関数』との組合せを提案する。研究実績の概要:(1)ブール演算アルゴリズムの構築と改善・偏微分計算過程の追加:ブール演算法(詳細は交付申請書の記しているので省略)のアルゴリズムに偏微分計算のサブルーチンを追加した。(2)ブリッジネットワークでの計算実験:操作性のよい小規模ネットワーク(4ノード5リンク)において、RI、CI、ICIの3指標の特性の比較分析を行った。(3)計算フローは次のとおりである:1リンク信頼度は乱数で与える。2コストーリンク信頼度関数として、1)一定、2)線形、3)2次曲線の3種を仮定する。3各種重要度指標によるノード間信頼度改善効果、B/C分析を行った。(4)これらの研究成果は、土木計画学研究発表会2014秋大会で発表済みであり、2015(平成27)年度では、土木計画学研究発表会2015春大会、EWGT2015にて発表予定である(2編とも既に投稿済み)。2)主要パスの利用による大規模道路網で効率的に計算できる実用的近似解法を開発する。3)道路ネットワーク規模を拡大し、新しい方法の精度および実用性の検討を行う。研究実績の概要:(1)ブール演算アルゴリズムの構築と改善・偏微分計算過程の追加:ブール演算法(交付申請書の通り)のアルゴリズムに偏微分計算のサブルーチンを追加した。(2)平成26年度では、ブリッジネットワークでICI指標のRI指標およびCI指標に対する優位性を数値計算で明らかにした。平成27年度では、ネットワークを田の字型ネットワークへ拡大し、同時にICI指標の一般的優位性を明らかにするため、リンク信頼度の組合せを2000組の大量サンプルで与えた。結論は、すべてのケースにおいて、ICI指標が費用対効果・公平性の観点で優れており、一般的傾向として新規開発のICI指標が優れていることが明らかとなった。(3)これらの研究成果は、土木計画学研究発表会2015年春大会、同2015年秋大会およびEWGT2015にて発表済みである。2016(平成28)年度では、土木計画学研究発表会2016春大会(2編)、EWGT2016にて発表予定である。科研費研究計画調書での【何をどこまで明らかにするか】では、以下の4点を挙げている。(1)ネットワークの形状・大きさを変えてRI、CI、ICI各指標の比較検討を行う。(2)特に、ネットワーク改良の結果のリンク間信頼度のバランスの確保について検証する。(3)ノード間信頼度改善とネットワーク改善に要した費用とのB/C分析を明らかにする。(4)少数のパスセットで計算する計算法の効率性を検討する。これらは、上記、研究実績の概要で述べたように、計算機プログラムの改良、ネットワーク規模の拡大、それらと研究発表計画との連携など、ほぼ計画通りに進行している。学会等での発表実績および発表計画も順調である。

道路網の信頼性を向上させるためには、信頼性向上への寄与度の高いリンクの発見法が重要であり、重要度評価と呼ばれている。しかし、従来の重要度指標(確率重要度RI、クリティカリティ重要度CI)では、1並行する代替リンクの改善を無視する傾向があり、従来指標を実際の道路網に適用すると歪んだ結果を導くという短所および、2費用対効果を考慮できないという短所がある。本研究の目的は以下の通りである。1)上記問題点を克服するため並列ネットワークでの公平性を考慮した新しい重要度指標(ICI)の提案と『コストーリンク信頼度関数』との組合せを提案する。2)主要パスの利用による大規模道路網で効率的に計算できる実用的近似解法を開発する。3)道路ネットワーク規模を拡大し、新しい方法の精度および実用性の検討を行う。研究実績の概要:(1)ブール演算アルゴリズムの構築と改善・偏微分計算過程の追加:ブール演算法(交付申請書の通り)のアルゴリズムに偏微分計算のサブルーチンを追加した。(2)平成26年度では、ブリッジネットワークでICI指標のRI指標およびCI指標に対する優位性を数値計算で明らかにした。平成27年度では、ネットワークを田の字型ネットワークへ拡大し、同時にICI指標の一般的優位性を明らかにするため、リンク信頼度の組合せを2000組の大量サンプルで与えた。結論は、すべてのケースにおいて、ICI指標が費用対効果・公平性の観点で優れており、一般的傾向として新規開発のICI指標が優れていることが明らかとなった。(3)これらの研究成果は、土木計画学研究発表会2015年春大会、同秋大会およびEWGT2015にて発表した。2016(平成28)年度は、同2016年春大会(2編)、同秋大会(2編)、EWGT2016にて発表した。2017年度は現在投稿中である。科研費研究計画調書での【何をどこまで明らかにするか】では、以下の4点を挙げている。(1)ネットワークの形状・大きさを変えてRI、CI、ICI各指標の比較検討を行う。(2)特に、ネットワーク改良の結果のリンク間信頼度のバランスの確保について検証する。(3)ノード間信頼度改善とネットワーク改善に要した費用とのB/C分析を明らかにする。(4)少数のパスセットで計算する計算法の効率性を検討する。これらは、上記、研究実績の概要で述べたように、計算機プログラムの改良、ネットワーク規模の拡大、それらと研究発表計画との連携など、ほぼ計画通りに進行している。学会等での発表実績および発表計画も順調である。天災の多い我が国では、種々の災害を前提に対策を施した道路網の構築と維持が不可欠である。道路網信頼性の向上のためには、信頼性向上の寄与度の高いリンクの発見が重要であり、重要度評価と呼んでいる。しかし、従来の確率重要度RIやクリティカリティ重要度CIでは、1並行する代替リンクの改善を無視する傾向があり、従来指標を実際の道路網に適用すると歪んだ結果を導くという短所および、2費用対効果を考慮できないという短所がある。そのため、1)上記問題点を克服するため並列ネットワークでの公平性を考慮した新しい重要度指標(ICI)の提案と『コストーリンク信頼度関数』との組合せを提案した。
肥培潅漑における牛ふん尿スラリーの好気的発酵処理に関する基礎的研究

酪農地帯を中心に牛ふん尿の有効利用を目的とした肥培潅漑が実施され、その中で曝気や撹拌などの牛ふん尿スラリーの調整加工は重要なものとして位置づけられている。本研究では曝気処理にともなう牛ふん尿スラリー有機物の分解過程を検討課題として、性状変化を実験的に検討した。好気的発酵処理における牛ふん尿スラリーの性状変化は、曝気強度と温度に大きく依存し、含有物質も粗繊維分から懸濁物質まだ粒径が大きく異なっている。そこで種々の曝気条件と温度条件下で好気的発酵処理を行った。主な研究成果は、以下の通りである。(1)曝気処理過程でのスラリーをふるいによる水洗法とメンブランフィルターによる吸引濾過法で粒径分画を行った。スラリーの粒径変化は、5mum以上で繊維質の細分化、5mum未満で分解が起きていることがわかった。(2)分画されたスラリー中の全窒素と形態別窒素を分析し、全窒素は曝気に伴い減少を続け、無機態窒素はアンモニア態窒素の減少が著しく、硝酸、亜硝酸態窒素の変化はわずかであった。また、有機態窒素は変動しながらわずかに減少した。これらの結果から曝気処理に伴うスラリー窒素の変化は、アンモニア態窒素の揮散であることが推定された。(3)スラリー中の有機物について分画別の全炭素とBODを測定した。スラリーの分解は、難分解性物質では確認されず、BODで示されるような易分解性物質で顕著であることが明らかとなった。