hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学業から就業への円滑な移行に関するパネルデータ分析

本研究では、若年者が学校卒業から社会人へと移行する過程において発生する諸問題に対して「LOSEF学生調査」を用いた研究を行った。新規学卒者の卒業後の進路決定要因についての分析結果からは、卒業後の進路の決定に関して家庭環境の影響はあまりみられないが、世帯収入の高い家庭では、就職先が決定している確率が有意であった。また、学生のメンタルヘルスが悪い場合、就職決定確率が低下することが明らかになった。このことは今後の学生の就職指導において非常に有意義な結果を得られたといえる。奨学金受給に関しては、国民年金保険料の未納を抑制する効果を持つ一方で、初期キャリアには影響を及ぼさないことが明らかとなった。本研究では、2014年度において、若年者が学校卒業から社会人へと移行する過程において発生する諸問題に対して社会科学的に新たな知見を得るために、学生生活最終年から社会人1年目以降を追跡するパネル調査LOSEF学生版調査を2015年2月に実施した。2015年3月卒業予定者および2014年3月卒業者への追跡調査である。質問票は、研究代表者・小林と研究分担者・臼井が他の研究分担者および連携研究の協力を得て作成した。調査項目は、現在の学生生活や就職活動の様子、将来の家庭に対する希望、今後の可能性に関する質問など多岐にわたる項目を調査した。本研究では2つの調査を実施した。第1は、「平成26年度卒業予定者に対する調査」である。調査対象者は平成26年度大学(および短大・大学院)卒業予定者である。第2は、「平成25年度大学卒業者(および短大・大学院)に対するフォローアップ調査」で現在社会人1年目の男女である。現在、分析用サマリーデータを作成するため、データクリーニング中である。本調査結果を用いて、今後、分析を進める。2014年度に小林は、JGSSデータを用いて、メンタルヘルスを原因とする雇用への影響を考察した。また、就業構造基本統計調査を用いて、女性の就業と育児について分析をおこなった。小林と臼井は、2012年度LOSEF本調査(成人版)を利用して20代から40代女性の現在の就業状況と育児とりわけ母乳育児との関係を分析した。藤井は、2011年度LOSEF学生版パイロット調査のデータを、奨学金の分析を行えるように整備するとともに、日本の奨学金制度に関して調査を行い、親の所得と子どもの大学進学に関する論文のレビューを行った。本研究の目的は、若年者が学校卒業から社会人へと移行する過程において発生する諸問題に対して社会科学的な新たな知見を得るために、学校(大学、短大等)から社会に出たばかりの若者に対して、学生から社会人1年目以降を追跡するパネル調査を実施し、学業から就業への移行過程を分析するパネルデータを収集し分析することである。本年度は、中間年にあたるため、学生への調査ではなく、特に成人女性に限定した調査を実施し、女性のキャリアプランや子育てプランについて質問することで、学生時代の希望と実際の差異を分析するためのデータを収集した。女性の就業に関する研究では、学生時代に考えている将来の家族形態に関する希望、例えば、結婚希望の有無や子供希望の有無などやキャリアプランが就業後にどのように変化したのかについて検討する。具体的な研究成果としては、臼井・小林「親の働き方と子供の家庭教育」という論文を発表した。この論文では「くらしと仕事に関する調査(LOSEF)」を用いて、日本において、就業している母親と専業主婦の母親との間で、子供と共に過ごす時間に差異があるのかどうか、また、母親および父親が、子供と充実した交流時間を過ごすことができているのかなど、親の働き方と子供の家庭教育との関係を検証したものである。「くらしと仕事に関する調査(LOSEF)」は、学生調査の成人版に位置するものである。このデータを用いて親子の関係について検討できたことは有意義であった。また、高山は、同じデータを用いて年金の第3号被保険者の実態について「パネルデータからみた第3号被保険者の実態」という論文、および、「年金受給開始前後における就業状況と年金受給の実態」という論文を発表した。今後は、学生に注目して、就職活動や就職と親の働き方、世帯所得、学歴などとの関連やメンタルヘルスと就職活動の関連について明らかにするため研究を進める。本研究課題については、おおむね順調に進んでいると考えている。学生調査の実施は初年度に行い、2回目を本年度に実施予定である。2年目には女性に限定した調査を実施し、特に女性のキャリアプランについての調査を実施することができた。これらの調査のための質問票作成も順調に仕上げることができた。研究成果の発表についても、各自、精力的に論文を執筆し、かつ、研究会、学会報告も数多く行っている。本年度は、LOSEF学生調査を用いた研究を行い、学術論文を発表し、また、学会発表も行った。具体的には、若年者が学校卒業から社会人へと移行する過程において発生する諸問題に対して分析を行った「LOSEF学生調査」を用いて、新規学卒者の卒業後の進路の決定要因について学生時代の過ごし方に着目し、分析を行った。その結果、卒業後の進路の決定に関して、家庭環境の影響はあまりみられないが、男女全体および男子学生のみの結果では、世帯収入の高い家庭では、就職先が決定している確率が有意であった。この関連が確認できたことは大きな発見であった。学生のメンタルヘルスに注意を払うことは今後の就職決定について重要であることがこの研究から確認できた。

さらに、奨学金受給に関する研究では、2012年と2013年に実施されたインターネット調査「くらしと仕事に関する学生調査」の個票データを用いて,大学在籍時の奨学金受給が学生生活及び初期キャリアに及ぼす影響について検証した。Propensity Score Matching法を用いたAverage Treatment on the Treatedの推定結果からは,奨学金が授業内容の理解度,学生生活の充実度,国民年金の保険料の納付状況,経済的なことへの不安感,アルバイトに費やす時間に影響を及ぼす一方で,初期キャリアには影響を及ぼさないことが示唆された。さらに、年金加入履歴等の転記を求めるインターネット特別調査を実施した。本研究では、若年者が学校卒業から社会人へと移行する過程において発生する諸問題に対して「LOSEF学生調査」を用いた研究を行った。新規学卒者の卒業後の進路決定要因についての分析結果からは、卒業後の進路の決定に関して家庭環境の影響はあまりみられないが、世帯収入の高い家庭では、就職先が決定している確率が有意であった。また、学生のメンタルヘルスが悪い場合、就職決定確率が低下することが明らかになった。このことは今後の学生の就職指導において非常に有意義な結果を得られたといえる。奨学金受給に関しては、国民年金保険料の未納を抑制する効果を持つ一方で、初期キャリアには影響を及ぼさないことが明らかとなった。学生調査を実施するにあたり、質問票を作成したが、日本ではあまり類のない様々な可能性についての質問など意欲的な内容であった。学生調査は滞りなく終了し、サンプル数も予定した数を確保できた。また、それぞれの担当の研究を深めることができた。小林はメンタルヘルス、臼井は女性の就業、藤井は奨学金関係、高山は年金の研究である。臼井、高山は査読付き雑誌への掲載や書籍化、海外での研究発表など意欲的に取り組んだ。一方で、小林のメンタルヘルス関係の論文はディスカッションペーパーであり、今後査読付き学術雑誌への投稿を行う予定であるが、2014年度はまだできていなかった。藤井も論文にまとめるまでの完成度ではなかった。2015年度には、これらの研究を高め、査読付き雑誌への投稿を行う必要がある。今後の研究の推進方策としては、本年度に学生および女性を対象としたアンケート調査を実施する。そのために、有意義な調査になるよう慎重に質問票を作成する。また、これまでに蓄積してきたデータをもとにして、論文を執筆し、研究会などで報告を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。経済政策LOSEF学生調査をもちいて、学生時代の就職活動や将来の希望および可能性について分析を進める。特に「家族関係や友人関係」「親の学歴、職業、所得」等の人間関係・社会経済的要因の就業意欲への影響を調べる。そのために、LOSEF学生調査の結果をきちんとしたデータセットとなるよう作成をおこなう。さらに、他のデータも利用しつつメンタルヘルスと労働参加に関する研究を深化させる。
アクチュエーターとしての宇宙テザー技術の実験的研究

テザー技術の実利用においてネックとなる動特性に関して、システムエ学的研究を行うという具体的な照準を持っており、これらを総合して「アクチュエータとしての宇宙テザー技術の実験的研究」としてのカテゴリーのもとにまとめた。まず、特にテープ・テザーの射出展開、展開特性、微小重力下での挙動、展開制動におけるブレーキ・システム、テザー・システムの微小重力下での挙動を基本的な研究として実施した。さらに、テザー挙動の実験的な研究と並行して数値解析を行い、テザー衛星の高速展開について運動を解析し、非線形なテザー自身の運動の解析も試みた。また、以上の結果をもとにして、宇宙テザー技術のアクチュエータとしての技術を検証するために、テザーの速度ならびに張力センサーとアクチュエータとの検討を試みた。これらにおいては、実験モデル群を構成し、動特性の問題点を中心に検討を展開した。宇宙テザーでは微小重力環境にあるため張力が0.1N程度の低張力になるので、センサー、アクチュエータには、各々、非接触型センサーによる計測法、ならびに、柔軟レバレッジ型アクチュエータとして実験的に研究し成果を得た。テザーの振動特性について、力学的な特性を関連させたシステム的な構造体として取り扱い、さらに、これらの総合的な研究として月を周回する太陽発電衛星を例として姿勢制御とテザーアクチュエータによる振動制御を解析した。以上の結果として、将来の大型宇宙構造物では必須となる宇宙テザー技術において、重要な役目が要求されるアクチュエータとしての特性が実験的に検証されその性能が明らかになった。また、研究成果としては、学会誌論文、国際会議等で多数発表したほか、5件の特許を出願した。本研究の特色は、テザー技術の実利用においてネックとなる動特性に関して、システム工学的研究を行うという具体的な照準を持っていることにある。本年度は実験モデル群を構成し、動特性の問題点を:1)スラック状態の解決;2)微少重力環境の克服;3)テザーの柔軟性、の3つの重点課題を中心に検討を展開している。理学と工学の応用面からシステム工学的な検討を実施するため、実験機器群を整備した。この実験機器群は、上記の3重点課題を元に、1)に対しては、藤井が内部張力を与える手法を開発してから多くのテザー伸展・改修機構に用いられているが、究極の方法として常にモーターがスラックを避けるように動的に制御されるような機構を研究した。従来、ソフト解析においては張力がゼロ以下になったときには張力が働かないような非線形バネによってモデル化されることが多いため、より実際的で有効な指標を求め実験的にスラック状態を解決する手法を考案した。これは、モーターの動作命令系統の開発と無接触な挙動計測系の援用などがキーポイントである。2)に対しては、重力傾斜により得られる重力は微少とはいえ、受動安定化など宇宙空間では極めて有用である。このため、宇宙環境模擬実験解析に、センサ・アクチュエータ・システム、構築に必要なテザー・多剛体系を、システム工学的に解析して実験プログラムを検討しており、レバレッジ効果を用いた低張力センサの開発がキーである。3)に対しては、特に深く研究している。テザーの振動特性について、周辺構造物、モーター、リンク、伸展・改修機構などの力学的な特性を関連させたシステム的な構造体として取り扱い、さらに実験研究をべースにした制御系の展開による総合的な研究を実施し、第2年次も継承していく。現段階の成果として、国際会議等で発表したほか、2件の特許を出願をしている。テザー技術の実利用においてネックとなる動特性に関して、システム工学的研究を行うという具体的な照準を持っており、これらを総合して「アクチュエータとしての宇宙テザー技術の実験的研究」としてのカテゴリーのもとにまとめた。

まず、特にテープ・テザーの射出展開、展開特性、微小重力下での挙動、展開制動におけるブレーキ・システム、テザー・システムの微小重力下での挙動を基本的な研究として実施した。さらに、テザー挙動の実験的な研究と並行して数値解析を行い、テザー衛星の高速展開について運動を解析し、非線形なテザー自身の運動の解析も試みた。また、以上の結果をもとにして、宇宙テザー技術のアクチュエータとしての技術を検証するために、テザーの速度ならびに張力センサーとアクチュエータとの検討を試みた。これらにおいては、実験モデル群を構成し、動特性の問題点を中心に検討を展開した。宇宙テザーでは微小重力環境にあるため張力が0.1N程度の低張力になるので、センサー、アクチュエータには、各々、非接触型センサーによる計測法、ならびに、柔軟レバレッジ型アクチュエータとして実験的に研究し成果を得た。テザーの振動特性について、力学的な特性を関連させたシステム的な構造体として取り扱い、さらに、これらの総合的な研究として月を周回する太陽発電衛星を例として姿勢制御とテザーアクチュエータによる振動制御を解析した。以上の結果として、将来の大型宇宙構造物では必須となる宇宙テザー技術において、重要な役目が要求されるアクチュエータとしての特性が実験的に検証されその性能が明らかになった。また、研究成果としては、学会誌論文、国際会議等で多数発表したほか、5件の特許を出願した。
細胞周期に共役した細胞の形態形成に関する研究

本研究計画では、出芽酵母細胞の形態形成が正しく起きるメカニズムに迫るために、(1)細胞壁合成チェックポイント制御機構、(2)細胞周期依存的な成長様式の切り替え機構、を分子レベルで解明することにした。細胞周期は、細胞周期チェックポイントと呼ばれるフィードバック機構によって厳密な制御を受けている。これまでに出芽酵母では、DNA損傷やDNA複製、アクチン細胞骨格、スピンドル形成やスピンドルの位置などをモニターするチェックポイント機構が次々と明らかにされてきたが、他にも未知のチェックポイント機構が存在している可能性も指摘されてきていた。そうした中で、研究代表者らは細胞壁合成欠損株の解析を行い、細胞壁合成をモニターする新規のチェックポイントを発見した。細胞壁合成欠損による細胞周期の停止を観察し、細胞壁合成チェックポイント異常株の単離から、チェックポイント制御機構のメカニズムを解析した。その結果、細胞壁チェックポイント機構は細胞壁合成停止に応答して、ダイナクチン複合体とフォークヘッドファミリーに属する転写因子が働いて、Clb2pの発現を転写レベルで抑制し、これによりM期の前で細胞周期が停止していることが明らかになった。一方、細胞周期依存的な成長様式の切り替え機構では、異常な先端成長を示す変異株の同定を行い、細長い変異株の先端成長パターンの解析から、これらの変異株の遺伝子産物は、(i)成長方向の決定に重要と考えられているタンパク複合体(ポラリソーム)の構成因子、(ii)細胞形態を内側から規定するアクチン細胞骨格の構成因子、(iii)細胞形態を外側から規定する細胞壁のリモデリング因子のいずれかであることが確認され、これらの要素が先端成長の進行に必須であることがわかった。主として生物の細胞はそれぞれ種特有の形態を示すが、その多様な形態形成のメカニズムを解明することは生物学の大きなテーマの一つである。このような種特有の細胞形態は、厳密な形態制御機構によって維持されていることが明らかになってきている。真核モデル生物である出芽酵母においても、もともと楕円体に近い細胞形態が異常になる様々な遺伝子変異株が単離されたことにより、形態制御に関わる多くの遺伝子が明らかにされてきた。しかし、これらの遺伝子が互いにどのように連携して、均整のとれた楕円体の細胞を形成させるのか、そのメカニズムの全貌は未だ明らかではない。そこで我々は、全ゲノム配列が解読され、網羅的な遺伝子破壊株が既に構築されている出芽酵母を用い、その細胞形態及び細胞内構造の状態を細胞の写真から自動認識するイメージプロセシングプログラムを開発した。イメージプロセシングの過程において必要な作業は、細胞の外郭、核、及びアクチン細胞骨格をそれぞれFITC-ConA、Rh-ph、及びDAPI蛍光試薬を用いて三重染色し、各々の染色画像を撮影するだけである。この画像をプログラムで処理し、デジタル化することにより、FITC-ConAからは、細胞の大きさ、細長さ、芽の位置など、あらかじめ設定したパラメーターに基づく個々の細胞形態に関する情報を記述することができる。また、Rh-ph像からは、アクチン細胞骨格の細胞内局在に関する情報を、DAP像からは核の位置に関する情報を抽出することができ、細胞外郭の情報と組み合わせて分類することにより、細胞極性や細胞周期の進行についての情報も得ることが可能であった。真核生物の細胞増殖は細胞周期と呼ばれる一連のプロセスを進行することによって起こるが、細胞周期は厳密に制御されていて、増殖に不適切な状況下ではその進行を停止する。既に我々は、細胞壁合成欠損株の表現型を解析する過程で、細胞壁合成の停止が核分裂の停止を引き起こすという興味深い現象を発見していた。そこで細胞壁合成をモニターする新しいチェックポイント制御機構が存在することを予想し、その分子機構を解明するために本研究を行った。その結果、グルカン合成欠損株はSPB複製後、紡錘体形成以前で細胞周期を停止することが明らかになり、グルカン合成停止によるG2期停止はClb2Pの異常により起きることが明らかになった。

細胞壁チェックポイントが誘導されると、CLB2の転写因子であるFkh1p, Fkh2Pにシグナルが伝達され、CLB2の転写を制御していた。さらに、細胞壁チェックポイントによるG2期停止にはArp1pだけでなく、Jnm1p, Nip100pなどのダイナクチン複合体の全てが必要であった。グルカン合成欠損株だけでな<、グルカン合成阻害剤やmnn10Δ変異株によっても細胞壁チェックポイントが誘導されることから、細胞壁チェックポイントはグルカン合成だげではなく細胞壁合成全体、あるいは細胞壁の安定性をモニターしていると考えられた。以上の結果から、出芽酵母において新規のチェックポイント制御機構である細胞壁チェックポイントが存在することを提唱した。細胞壁チェックポイント機構は、有糸分裂を開始する前に、細胞壁合成が正常に行われ適切な大きさの芽が形成されることを保証していると考えられる。また、既知のチェックポイントとは異なることから、細胞壁チェックポイントは新規のチェックポイント機構であった。出芽酵母形態形成の中心因子であるRho1pは真核生物に広く保存された低分子量GTPaseであり、上流からのシグナルに応答して活性化型(GTP結合型)または不活性化型(GDP結合型)に変換され、下流へのシグナルのオン・オフを切り替える分子スイッチとして機能する。Rho1pの5つの標的タンパク質はいずれも直接的または間接的に細胞形態形成に関与しており、これらの標的タンパク質が制御する事象の中には細胞周期の時期特異的な調節を受けるものがあることが知られていたが、Rho1pそれ自体の活性化と細胞周期との関連については報告がなかった。そこで、本研究では細胞周期依存的なRho1p活性制御におけるシグナル伝達経路に着目し、出芽酵母形態形成メカニズムの一端を明らかにすることを目指した。Rho1p活性化の細胞周期時期特異性ならびにG1/S期におけるRho1p活性化機構を調べたところ、まず、出芽時であるG1/S期に活性化型Rho1p量のピークが存在することがわかった。出芽酵母の細胞周期は細胞周期を通じて一定量存在するサイクリン依存性キナーゼ(CDK)Cdc28pと、時期特異的に発現する九つのサイクリンとの複合体によって制御されるため、それぞれのサイクリンが活性化型Rho1p量に及ぼす影響を検討したところ、G1/S期のサイクリンをコードするCLN2の過剰発現により活性化型Rho1pが増加することがわかった。さらに、M期サイクリンをコードするCLB2を破壊した細胞で活性化型Rho1pが顕著に増加した。以上より活性化型Rho1pはG1/S期にCln2p/Cdc28p依存的に増加し、Clb2p/Cdc28p依存的に減少し、細胞質分裂期に再び増加すると考えられた。以上の研究からRho1pは細胞周期の各ステージにおいて特異的な活性制御を受け、細胞形態形成の主要な制御因子として機能することが明らかになった。
前立線がんおよび乳がんにおける潜伏がんならびに微小がんの発生と進展

1.前立腺癌1)偶発がんの顕在化はstage A1では2.1%、A2がんで10.6%に認められた。顕在比例は、非顕在化例に比ベて有意にAg-NOR数が高かった(島崎)。2)ras遺伝子点突然変異についての国際比較では、日本人の頻度は、米国白人(9%)、黒人(7%)に比ベ24%と高く、タイプにも差を認めた(矢谷)。3)がん転移抑制遺伝子nm23の発現については、病期との間に有意な差を認めなかった(古武)。4)臨床がんの染色体検索により、16q,8q,10qp,18qのヘトロ接合性消失を認めた(国見)。5)がん発生部位の決定のために重要な前立腺の外腺、内腺領域の三次元的立体構造解析が行られた(今井田)。2.乳がん1)一側多発がんの合併率は、約10%と高く、また同時両側乳がん症例である乳がん高危険者群に於ても頻度が高かった(坂元)。2)増殖性の高いがんにおけるp53,c-erbB-2などの遺伝子異常は、浸潤開始以前にすでに異常が認められた(高橋)。3)アンドロゲン依存性マウス乳がん細胞株SC3におけるautocrinegrowthfactorはがん形質発現に関与している結果が示された(幸原)。4)エストロゲン依存性細胞株B-1Fでは、性ホルモンが腸瘍の初期増殖階段に関与している結果が示された(寺田)。5)乳がんとテネイシンの関係については、ヌードマウスでテネイシン産生、非産生がん細胞の肺転移形成実験より、テネイシンの血管内皮への接着能があることが示された(坂倉)。
乾燥地の塩類化農地における持続可能な植物生産と塩類動態制御

砂漠化進行地域の畑作圃場の塩類化の抑制と持続可能な高収益植物生産の両立を検討するために、中国黄河上流域に試験地を設け、農家の畑作圃場と園芸温室における現地観測実験を行うと共に、九州大学等において,大型植栽コラムによる塩類化実験,塩類化地下水による高糖度トマト栽培実験,簡易太陽熱淡水化装置の試作による基礎実験を行った。砂漠化進行地域における持続可能な輪作体系,高付加価値植物の周年施設生産および蒸留淡水化システムによる塩類動態制御技術等を導入した持続可能な「乾燥地農場モデル」の有効性を提示した。本研究は,乾燥地の塩類化農地における地域資源(気象資源,水土資源,生物資源)の評価,塩類化農地での植生管理による持続可能な高収益畑作体系と塩類動態制御の検討,塩類化農地での持続可能な高付加価値植物周年温室水耕栽培と塩類動態制御の検討,塩類化農地における持続可能な高収益植物生産と塩類動態制御の両立の検討(乾燥地農場モデルの提案)の4課題で構成されている。研究開始年の23年度は,甘粛省平堡,寧夏ウィグル自治区固原地区に試験圃場および観測温室を設定し,植生管理計画の策定,環境測定機器の設置および試料・データの収集管理と解析手段の確立を行った。平堡および固原の試験圃場の管理を,それぞれ中国科学院寒区旱区環境工学研究所王維真准教授および水土保持研究所馬永清教授に委託した。しかしながら,甘粛省平堡地区の試験圃場では,現地農家の都合により、慣行的なトウモロコシと小麦の大規模混合作付が実施され、多様な作物の小規模試験作付が不可能になったので,トウモロコシと小麦のデータを収集した。また,日本国内(九州大学,高知大学,佐賀大学)において,本研究を構成する要素技術についての基礎実験(大型植栽コラム実験,作物の塩類化地下水による高糖度トマト栽培実験,簡易太陽熱淡水化装置)を開始した。本研究は,乾燥地の多様な地域資源を活用する環境保全的な植生管理と適正技術の導入によって,塩類化農地での塩類化の抑制と持続可能な高収益植物生産の両立を目指す。初年度の23年度は,中国甘粛省平堡等に試験圃場および観測温室を設定し,植生管理計画の策定,環境測定機器の設置および試料・データの収集管理と解析手段の確立を行った。また、九州大学等において,基礎実験(大型植栽コラム実験,地下水による高糖度トマト栽培実験,簡易太陽熱淡水化装置)を開始した。24年度は,中国平堡試験地等に植生管理区画(トウモロコシ,ヒマワリ,ビート,コムギ,タマリスク,裸地)での塩類集積等の多様な環境要素の経時測定を継続し、土壌への塩類集積のシミュレーションモデルを検討した。また、現地の農家の中国式日光温室で,エネルギー収支等の観測を継続した。さらに、タマリクス根に接種したニクショウヨウが越冬不可能であることが判明した。国内では、塩類化地下水を活用した高糖度トマトの水耕栽培実験、蒸留淡水化実験、太陽光蓄放熱試験を実施し,それらの有効性を明らかにした。最終年度の25年度においては,中国平堡試験圃場および日光温室での観測を継続して実施するとともに,実証実験,モデル実験などで得られたデータと合わせて総合的な解析を行なった。作物の水およびイオン吸収特性および塩類集積能に依存した土壌への塩類集積を明らかにし、開発した根の蒸散統合型イオン吸収モデルを応用した塩類集積のシミュレーションの可能性を示唆した。また、日光温室での熱収支を明らかにし、土壌の蓄放熱効果と夜間の外断熱の有効性を定量的に明らかにした。以上の結果をもとに,砂漠化進行地域における持続可能な輪作体系,高付加価値植物の周年施設生産および蒸留淡水化システムによる塩類動態制御技術等を導入した持続可能な「乾燥地農場モデル」の有効性を提示した。24年度は,試験圃場に植生管理区画(トウモロコシ,ヒマワリ,ビート,小麦,タマリスク,裸地)を設け,環境要素(日射,雨量,気温,湿度,風速,地温,土壌水分量,土壌溶液と地下水の電気伝導度,イオン組成)の経時測定を継続した。各植生管理区で適用できる根の速度論的イオン吸収モデルを構築し,現地圃場での観測および九大での植生土壌コラム実験を並行して,土壌への塩類集積のシミュレーションを可能にした。

タマリクスに関しては植生管理区での土,水,気象環境,タマリクスの生理生態,根に接種したニクショウヨウの越冬能力を観察した結果,試験圃場の自然条件下では接種したニクショウヨウが越冬不可能であることが判明した。さらに,高付加価値耐塩性植物の周年水耕栽培,蒸留淡水化システム,中国式日光温室を想定して,国内の九州大学で塩類化地下水を活用した高付加価値耐塩性植物の周年水耕栽培法の実証試験,蒸留淡水化のモデルシステムの実証試験,潜熱蓄熱材を援用した太陽光蓄放熱試験を実施し,それらの有効性を明らかにした。また,平堡試験地の農家の温室で,環境要素,エネルギー収支などの観測を継続し,乾燥地に適した持続可能な高収益植物生産システムを検討した。中国の黄河流域の2か所に試験地を設定し,観測体制と方法が確立できた。また,試験地付近の農家のハウスにも測定機材を設置できた。本研究を構成する要素技術について,九州大学において基礎的実証試験も遂行可能となり順調に進展したが,甘粛省平堡の試験圃場においては,現地農家の都合により、慣行的なトウモロコシと小麦の大規模混合作付が実施され、吸塩作物のビート等を用いた小規模試験が不可能であった。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究を構成する4課題(乾燥地の塩類化農地における地域資源の評価,塩類化農地での植生管理による持続可能な高収益畑作体系と塩類動態制御の検討,塩類化農地での持続可能な高付加価値植物周年温室水耕栽培と塩類動態制御の検討,塩類化農地における持続可能な高収益植物生産と塩類動態制御の両立の検討)に関する,現地試験,国内での基礎実験ともに順調に進展している。ただし,日中関係の悪化による影響で,現地で採取した試料などの分析が遅れている。24年度は,甘粛省平堡試験圃場に植生管理区画(トウモロコシ,ヒマワリ,ビート,小麦,裸地)を設け,環境要素(日射,雨量,気温,湿度,風速,地温,土壌水分量,土壌溶液と地下水の電気伝導度,イオン組成)の経時測定を継続する。各植生管理区で適用できる根の速度論的イオン吸収モデルを構築し,現地圃場での観測および九大での植生土壌コラム実験を並行して,土壌への塩類集積のシミュレーションを検討する。固原地区の試験地においては,タマリクスの植生管理区での土,水,気象環境,タマリクスの根に接種したニクショウヨウの越冬能力を観察し,適切な栽培管理の検討をする。また,高付加価値耐塩性植物の周年水耕栽培,蒸留淡水化システム,中国式日光温室を想定して,国内の九州大学・高知大学で塩類化地下水を活用した高付加価値耐塩性植物の周年水耕栽培法の実証試験,蒸留淡水化のモデルシステムの実証試験,潜熱蓄熱材を援用した太陽光蓄放熱試験等を継続するとともに,現地試験地(甘粛省)の農家の温室で,環境要素,エネルギー収支,塩類集積などの観測を継続し,乾燥地に適した持続可能な高収益植物生産システムを検討する。最終年度の25年度においては,24年度の甘粛省平堡試験圃場および中国式日光温室での観測を継続して実施するとともに,実証実験,モデル実験などで得られたデータと合わせて総合的な解析を行う。それらの結果をもとに,砂漠化進行地域における持続可能な高収益畑作体系,高付加価値植物周年施設生産および蒸留淡水化システムによる塩類動態制御技術等を導入した持続可能な「乾燥地農場モデル」の有効性を総括的に検討する。
排水組成の変化する電子産業排水に対応できるメタン発酵処理の開発

UASBリアクターは、カラム部とGSS(Gas Solid Separator)部により構成されている。カラム部は、水容積1.3 L、高さ60 cmであり、GSS部は、水容積0.7 L、高さ14 cmである。処理温度は中温(35±1 oC)に管理した。電子産業模擬排水は、実際の排水とほぼ同じ組成の濃縮液を準備し、これを希釈した。COD容積負荷7 kg/m3/day程度の運転条件において、本研究のために独自に配合した人工排水を供給後、段階的に模擬電子産業排水を加え、スタートアップさせた。この結果、TMAHとMEAの分解や負荷の増加に速やかに対応できた。また、11 gCOD/LのTMAHの突発的な過負荷は、回復に50日以上を要するほどの悪影響を及ぼすことが明らかになった。平成30年度の排水は、TMAH、MEAおよび硫酸塩を主体とした組成でメタン発酵処理を開始した。処理のボトルネックとなるTMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide)を、独自のスタートアップ方法で速やかに処理することに成功した。有機物容積負荷は、7 kg/m3/day程度であり、実用水準に近かった。また、TMAHの過負荷実験によって、その阻害と回復の状況を調査した。植種から処理が安定するまでのスタートアップ、過負荷による応答、これら実験から得られた知見は実務において極めて有用であり、研究の順調な進展を示している。次に明らかにすべき点は、硫酸塩の影響を加味した各微生物の有機物分解と集積に対する役割である。TMAH分解への硫酸塩還元の寄与を調べた先行事例はない。その他、TMAH資化性のメタン生成菌はグラニュール汚泥の崩壊を招く恐れがあるため、グラニュール汚泥の物性をも調査する。他機関からの助成金が採択され、消耗品等の購入に充てた。そのため、直接経費が残った。次年度は、既存の装置や機器に対して消耗品交換や更新を行い、随時経費を支出し、研究環境を整える。
カルシウムレスポンシブル亜鉛関連ナノ粒子を用いた時間制御型新規歯周病治療法の開発

卵巣摘出、特殊飼料を給餌して顎部低骨密度ラットの作成を行った。SD系雌性ラットの左右卵巣摘出し、さらに特殊飼料(低亜鉛、マグネシウム、カルシウム、ビタミンD)を給餌することによって従来よりも効率的に顎部低骨密度ラットの作成が可能となった。ここで作成した顎部低骨密度ラットに陽性対照として亜鉛にリン酸カルシウムを導入したZnTCP (Zinc containing tricalcium phosphate)、水溶性化合物として硫酸亜鉛、陰性対照として溶媒のコーン油(無治療群)、新規マテリアルとしてオクタン酸またはステアリン酸の亜鉛化合物を1週間に1度顎部付近に投与した。試験開始12週間後において、ZnTCP、オクタン酸およびステアリン酸亜鉛投与群では無治療群に比べて、体重上昇、顎骨量が有意に上昇し、Shamコントロール群とほぼ同程度まで顎骨形成促進した。この結果は陽性対照群とほぼ同程度の効果であった。一方、水溶性の硫酸亜鉛投与群では無治療群とほぼ同程度の体重、骨量であった。以上の結果から、水溶性の硫酸亜鉛投与では体重上昇や、骨量の増加が認められないこと、脂溶性の亜鉛化合物によって、効率的に顎部骨量を上昇させることがわかった。また、経時的に採血を行い血中の亜鉛濃度の測定を行ったところ薬物濃度時間下曲線(Area under the curve, AUC)はZnTCPや新規亜鉛化合物で高い亜鉛濃度が認められ、特にオクタン酸亜鉛適用群で最もAUCは高値を示した。このことはオクタン酸亜鉛は脂溶性も水溶性も兼ね備えており比較的脂溶性が高いので亜鉛の徐放化がされている可能性がある。本研究で得られた結果から、脂溶性の比較的高い亜鉛化合物を用いることによって新規歯周病治療法として提案できる可能性が示された。1.顎部低骨密度動物の作成方法の碓立SDラット(♀、5週令)の卵巣を摘出し、特殊飼料(低亜鉛、低マグネシウム、低カルシウム、低リン酸、低ビタミンD3食)を与えることにより、亜鉛欠乏性顎部低骨密度ラットの作成を行なった。卵巣摘出後、1週間又は4週間、特別食を投与した結果、顎骨密度はノーマル動物と比べて減少し、いずれによっても効率的な顎部低骨密度動物の作成を行なうことが可能であることが確認された。特別食飼育期間の長さによって試験開始時の骨密度をコントロールができるので、試験目的によって顎部低骨密度の動物を作成できることが確認された。2.顎部低骨密度動物における新規マテリアルの骨形成促進効果の確認上で作成した顎部低骨密度ラットに新規マテリアルとして、亜鉛にリン酸カルシウムを導入したZnTCP(Zinc containing tricalcium phosphate)、水溶性化合物として硫酸亜鉛、対照として溶媒のコーン油(無治療群)を1週間に1度顎部付近に投与した。Shamコントロール郡も併せて検討した。試験項目は体重測定、小動物用3次元X線CT装置(pQCT,武蔵野大学既有機器)によって骨量の測定・解析を行なった。試験開始12週間後において、ZnTCP投与群では無治療群に比べて、体重上昇、顎骨量が有意に上昇し、Shamコントロール群とほぼ同程度まで顎骨形成促進した。以上の結果から、水溶性の硫酸亜鉛投与では効果が認められず、亜鉛を放出制御可能なZnTCP投与群では、効率的に顎部骨量を上昇させ、新規歯周病治療に効果が認められる可能性が示された。3.特許化ここまでに得られた情報を基に特許出願を検討している。そのため19年度は学会発表、論文等は行なっていない。1.顎部低骨密度動物における新規マテリアルの顎骨形成促進効果の確認

平成19年度に作成した顎部低骨密度ラットに陽性対照として亜鉛にリン酸カルシウムを導入したZnTCP(Zinc containing tricalcium phosphate)、水溶性化合物として硫酸亜鉛、陰性対照として溶媒のコーン油(無治療群)、新規マテリアルとしてオクタン酸またはステアリン酸の亜鉛化合物を1週間に1度顎部付近に投与した。また、正常動物に関しても同様に検討した。試験項目は体重測定、小動物用3次元X線CT装置(pQCT,武蔵野大学および城西大学既有機器)によって骨量の測定・解析を行なった。試験開始12週間後において、オクタン酸およびステアリン酸亜鉛投与群では無治療群に比べて、体重上昇、顎骨量が有意に上昇し、Shamコントロール群とほぼ同程度まで顎骨形成促進した。この結果は陽性対照群とほぼ同程度の効果が認められた。一方、水溶性の硫酸亜鉛投与群では無治療群とほぼ同程度の体重、骨量であった。以上の結果から、水溶性の硫酸亜鉛投与では効果が認められないこと。脂溶性の亜鉛化合物によって、効率的に顎部骨量を上昇させ、新規歯周病治療に効果が認められる可能性が示された。2.顎部低骨密度動物における新規マテリアルの投与後の血漿中亜鉛濃度の測定顎部低骨密度ラットに骨密度上昇効果の確認されたオクタン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、陽性対照として亜鉛にリン酸カルシウムを導入したZnTCP(Zinc containing tricalcium phosphate)、水溶性化合物として硫酸亜鉛、陰性対照として溶媒のコーン油(無治療群)を顎部に投与し、経時的に採血した。得られた血液を遠心分離によって血漿を採取し、血漿中亜鉛濃度を亜鉛テストワコー(和光純薬)により測定し、亜鉛の血中の濃度曲線下面積(AUC, Area Under the Curve)を算出した。その結果、無治療群に比べて、硫酸亜鉛投与群はほぼ同程度のAUCであったが、ZnTCP、オクタン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛投与群では有意に高い亜鉛AUCが認められた。その中でもオクタン酸亜鉛で最もAUCが高値を示したことから、治療効果も高い可能性が示された。3.新規マテリアルの皮膚移行性試験各種亜鉛化合物の皮膚浸透性や透過性を把握する為にラット皮膚を用いたin vitro皮膚透過試験を行なった。その結果、オクタン酸亜鉛の皮膚透過性は親水軟膏に入れるまたはリボソーム化することによって高くなることが認められた。4.学会発表、論文投稿など得られた成果をバイオマテリアル学会で発表した。論文を現在準備中である。
経年変化にみる地域言語の変容に関する研究

本研究の主要な目的の一つは、主要島嶼部を含む九州地方全域を対象とした言語地図集を作成することにあった。これは1969年に刊行された九州方言学会による『九州方言の基礎的研究』にまとめられている、延べ170地点にもわたる面接調査の結果を追うものである。本研究では『九州方言の基礎的研究』時の調査よりも多くの調査地点を確保すべく、調査票を調査地点に送付し記入後に返信してもらうという通信調査のかたちを採り、より多くの地点数、また高密度となるよう、目指した。これにより、言語変化のより詳細な地理的側面をみることができる。また、こうした手法を用いて、『九州方言の基礎的研究』や国立国語研究所編『日本言語地図』、同『方言文法全国地図』などとの共通した調査項目を取り入れることにより、世代的な言語変化の様子を捉えることも可能としている。上に述べたように、本研究の主要な目的の一つには言語地図集の作成があったため、調査結果の報告の一つとして平成26年度は『九州言語地図ー簡易版ー』として研究成果報告書を刊行した。紙幅の都合上、調査項目の全てを網羅することはできなかったが、『九州方言の基礎的研究』調査の項目と関連の深い項目のうち、語彙・文法項目の37件について言語地図化し、掲載している。各言語地図に関して、それぞれについて全ての回答を凡例に反映させてはいない。これは紙幅の都合もあるが、こうした報告書としての形態には資料地図よりも解釈地図が相応しいものと判断したこと、また本報告書を元に各項目に関する論文を執筆する際の利便性の高さを優先させたためである。今後はさらに詳細な調査とともに、『九州言語地図』の完全版の完成を目指す。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の主要な目的の一つは、主要島喚部を含む九州地方全域を対象とした言語地図集を作成することにある。これは『九州方言の基礎的研究』(1969)にまとめられている面接調査の結果を追うものである。平成25年度は既に実施していた通信調査で生じていた空白地点を補填することに重きを置いた。なお、平成25年度以前に収集していた地点数は573であった。その時点での主な空白地点は九州東部、また奄美大島をはじめとする島喚部であったため、郵送留め置き調査法を加えることとした。現在も継続して返送を待つものもあるが、現時点で37件返送があり、九州東部などはほぼ調査を終えたとして差し支えない。また、平成25年度は先行研究との比較および言語地図の解釈などを主な目的として国内発表を2件おこなった。1件目は、九州方言研究会第37回研究発表会の「九州方言の"自動車のすれ違い"に関する語彙」を題目とした口頭発表である。これは西日本の各地、特に九州地方において「自動車同士が狭い道ですれ違うこと」を意味する「リゴー(スル)」に焦点を当てたものであり、多くの変異形を持つこの表現の分布と「リゴー(スル)」の出自について発表をおこなった。2件目は徳島大学国語国文学会発表会の「九州地方における「神主」の方言について」を題目とする口頭発表である。本発表に関しては先行研究である『九州方言の基礎的研究』との比較をしており、残存している形式や分布の退縮の様子などを主にみた。なお、年間を通して、受入研究者である岸江信介教授の持つ方言調査プロジェクトにも積極的に参加し、中部地方や奄美大島に赴いての面接調査や、その他調査報告書の編集にも中心的に携わった。平成25年度については、主にそれまでに収集したデータの空白地点を補填することに重きを置いた。特に空白の目立っ

大分県や宮崎県などの九州東部、また奄美大島をはじめとする島喚部であったため、実際に現地に赴き、郵送留め置き調査法を加えることとした。現在も返送待ちのものもあるが、現時点で当該地域に関する調査ぼ完了したと言える。先行研究である『九州方言の基礎的研究』(1969)との比較も含め、研究の一つの成果として、言語地図集および各項目の解説も含めた『九州言語地図(Linguistic Atlas of Kyushu)』(仮)も刊行予定であり、学界への貢献としたい。適宜必要に応じて各地域にて面接調査等をおこなう。
肺線維症を自然発症するマウスを用いた細胞ネットワーク解析

特発性間質肺炎(IIPs)は、原因が特定できない間質性肺炎の総称であり、特定疾患に指定された難病である。IIPsのなかでも半数を占める特発性肺線維症(IPF)は平均余命3-5年と予後不良であり、未だその病態メカニズムは不明で根治薬も存在しない。自然免疫系の新しいリンパ球である2型自然リンパ球(ILC2)の抑制機構を欠失したマウスが加齢に伴い肺線維症を自然発症することを見出し、このことから肺線維症の病態形成にILC2が重要な役割を担っていることが示唆された。そこで、この肺線維症自然発症マウスを用いて、発症前(未病期)、発症時、発症後の増悪期に分けて解析を行った。その結果、未病期においてILC2がすでに活性化しており、サイトカインであるIL-5、IL-13の産生亢進が確認された。ILC2が産生するIL-5は好酸球浸潤を誘導することが知られているが、実際にこのマウスでも肺線維症発症前において好酸球浸潤が観察された。そして、その後、このマウスの肺において線維化が発症し、進行していくことが明らかとなった。このことから、未病期において加齢性の変化がILC2の活性化を誘導し、このILC2の活性化が起点となり線維化を引き起こしていることが考えられた。また、ILC2が誘導する好酸球が、線維化の発症に関与していることが推測された。さらに、肺線維症の病態の進行に伴う肺組織全体の変化を一細胞レベルで解析するため、肺組織を用いたシングルセルRNAseq解析を用いて肺線維症自然発症マウスの肺で起こる線維化の全貌を明らかにしようと試みた。その結果、これまでの結果と同様に未病期におけるILC2の活性化が一細胞レベルにおいても確認できた。今後はこのデータを元にILC2を中心とした細胞間ネットワーク解析を行うことでILC2のみならず他の細胞群の細胞動態およびそれらの相互作用を解析していく。我々が樹立した肺線維症自然発症マウスの肺を経時的に解析することで、秩序だった正常な肺組織が肺線維化という無秩序な状態へとどのように移行し、そこへILC2がどのように寄与するのかを解き明かすことを目的としている。本年度は、我々の肺線維症自然発症マウスは約18週齢で肺線維症を発症することから、この時期を基準に未病期、発症期、増悪期に分類し、各時期の肺を用いてフローサイトメトリーおよびシングルセルRNAseq解析を行うことで、未病期から発症期、発症期から増悪期に至る間に起こる肺での細胞動態を明らかにすることを計画していた。フローサイトメトリー解析から、ILC2の活性化が未病期で起こること、その活性化に続いて線維化が発症することを見出した。ILC2以外にも好酸球を始めとする顆粒球、マクロファージの細胞動態が肺線維化に伴い変動することを明らかにした。さらに、シングルセルRNAseq解析を用い、肺線維症の進行に伴う細胞動態を一細胞レベルにおいて解析を行った。その結果、未病期におけるILC2の活性化が確認でき、各肺の細胞群の変化を観察することができ、おおむね順調に計画通りに進んでいる。肺線維症自然発症マウスを用いた未病期、発症期、増悪期における肺のシングルセルRNAseq解析を行ったことにより、未病期におけるILC2の活性化が肺線維化の発症の起点となっていることが考えられた。そこで、このシングルセルRNAseq解析のデータを元に未病期におけるILC2を中心に肺組織において変動する遺伝子群を抽出し、その中から線維化の発症に関与する遺伝子の同定を行う。さらに同定した遺伝子の中から、線維化に先駆けて発現するバイオマーカーとなる遺伝子を探索し、検証することで肺線維症の予防を可能にするバイオマーカーを同定する。さらに、ILC2を中心とした細胞間ネットワーク解析を行うことで、線維化が加齢に伴い発症・増悪する過程でどのような細胞が、どういった因子によって、どの細胞に影響を与えることで線維化に至るのかを明らかにする。これらの解析で得られた現象を再度フローサイトメーターにより解析することで、肺線維化という病態の全貌を明らかにする。

このことから、未病期において加齢性の変化がILC2の活性化を誘導し、このILC2の活性化が起点となり線維化を引き起こしていることが考えられた。また、ILC2が誘導する好酸球が、線維化の発症に関与していることが推測された。さらに、肺線維症の病態の進行に伴う肺組織全体の変化を一細胞レベルで解析するため、肺組織を用いたシングルセルRNAseq解析を用いて肺線維症自然発症マウスの肺で起こる線維化の全貌を明らかにしようと試みた。その結果、これまでの結果と同様に未病期におけるILC2の活性化が一細胞レベルにおいても確認できた。今後はこのデータを元にILC2を中心とした細胞間ネットワーク解析を行うことでILC2のみならず他の細胞群の細胞動態およびそれらの相互作用を解析していく。我々が樹立した肺線維症自然発症マウスの肺を経時的に解析することで、秩序だった正常な肺組織が肺線維化という無秩序な状態へとどのように移行し、そこへILC2がどのように寄与するのかを解き明かすことを目的としている。本年度は、我々の肺線維症自然発症マウスは約18週齢で肺線維症を発症することから、この時期を基準に未病期、発症期、増悪期に分類し、各時期の肺を用いてフローサイトメトリーおよびシングルセルRNAseq解析を行うことで、未病期から発症期、発症期から増悪期に至る間に起こる肺での細胞動態を明らかにすることを計画していた。フローサイトメトリー解析から、ILC2の活性化が未病期で起こること、その活性化に続いて線維化が発症することを見出した。ILC2以外にも好酸球を始めとする顆粒球、マクロファージの細胞動態が肺線維化に伴い変動することを明らかにした。さらに、シングルセルRNAseq解析を用い、肺線維症の進行に伴う細胞動態を一細胞レベルにおいて解析を行った。その結果、未病期におけるILC2の活性化が確認でき、各肺の細胞群の変化を観察することができ、おおむね順調に計画通りに進んでいる。肺線維症自然発症マウスを用いた未病期、発症期、増悪期における肺のシングルセルRNAseq解析を行ったことにより、未病期におけるILC2の活性化が肺線維化の発症の起点となっていることが考えられた。そこで、このシングルセルRNAseq解析のデータを元に未病期におけるILC2を中心に肺組織において変動する遺伝子群を抽出し、その中から線維化の発症に関与する遺伝子の同定を行う。さらに同定した遺伝子の中から、線維化に先駆けて発現するバイオマーカーとなる遺伝子を探索し、検証することで肺線維症の予防を可能にするバイオマーカーを同定する。さらに、ILC2を中心とした細胞間ネットワーク解析を行うことで、線維化が加齢に伴い発症・増悪する過程でどのような細胞が、どういった因子によって、どの細胞に影響を与えることで線維化に至るのかを明らかにする。これらの解析で得られた現象を再度フローサイトメーターにより解析することで、肺線維化という病態の全貌を明らかにする。
レーザートラッピングを用いた円柱型ゼオライト微粒子フォトニック結晶の作製

本研究では、色素分子等を配向性を持たせて担持した光機能性ゼオライト微粒子を用い、これを多光束レーザー干渉による多焦点光学系で捕捉することでゼオライト微粒子に配向および位置の規則性を持たせ、色素担持ゼオライト微粒子によるフォトニック結晶を作製することを目指した。前年度の研究により,アスペクト比を制御してゼオライト微粒子を作製すること,およびその内部にレゾルフィンおよびヘミシアニン色素を配向して担持させることに成功した。そこで本年度は,レーザートラッピング技術を用いてゼオライト微粒子のマクロな配列を制御することを試みた。いくつかの光学系を使って試したものの,微粒子の二次元的配列の制御はある程度可能であるが,三次元的な制御は困難だった。これは,ゼオライト微粒子の位置を制御できるだけの強い光強度勾配(電場勾配)を,広い領域に渡って作製することができなかったことによると考えられる。一方,レーザートラッピングの実験を行っている過程で,捕捉されているゼオライト微粒子が回転する場合があることを見出した。これは,微粒子の形状の微妙な異方性に原因があると,現時点では考えている。色素分子あるいはイオン・原子を担持したゼオライト微粒子は,レーザートラッピング技術によりそれを任意の位置に配置することで,局所的なセンサーとして用いられる可能性があるが,微粒子の回転することにより,撹拌などの新たな機能性を付加できる可能性がある。本研究では、色素分子等を配向性を持たせて担持した光機能性ゼオライト微粒子を用い、これを多光束レーザー干渉による多焦点光学系で捕捉することでゼオライト微粒子に配向および位置の規則性を持たせ、色素担持ゼオライト微粒子によるフォトニック結晶を作製する。本年度は、まず、ゼオライト微粒子の作製と内部への色素の担持をおこなった。すなわち、アスペクト比(結晶の縦横比)が15の一次元チャンネル型ゼオライトL結晶の合成を行い、独自に開発した沈降法を用いて均一なサイズの粒子を分取した。溶液からのイオン交換による吸着法および超臨界二酸化炭素を用いた吸着により、サイズの異なるそれぞれのゼオライト粒子に色素吸着をおなこった。レゾルフィンおよびヘミシアニン色素がそれぞれチャンネルに対して垂直および平行に配向して担持されることを、蛍光顕微鏡観察により見出した。次に、レーザートラッピング装置の開発をおこなった。顕微鏡にトラッピング用レーザーを導入するための光学系を作製し、実際に、水中で球形微粒子および円柱型ゼオライト微粒子のトラッピング実験をおこない、トラッピングか可能であることを確認した。更に、ゼオライト微粒子の2次元配列をおこなうために、レーザービームを分割する方法を検討した。マイクロレンズアレイおよびガルバノメータを用いる方法を検討したが、市販の顕微鏡を用いる場合は、対物レンズにこれらの素子を近づけるのには装置上の制約があり、自作する必要があることがわかった。
積雪地における冬季の歩行・ランニングの強度と代謝特徴

歩行やランニングでは、速度から酸素摂取量(VO_2)を推定する換算式を使って運動強度やエネルギーを求めることができる。しかし、これらは雪のない路面での測定結果にもとずくもので、雪の路面では異なった換算式が必要と考えた。そこでわれわれは、非積雪路面(11月)と積雪路面(1,2,3月)での歩行およびランニング時の運動強度(心拍数、VO_2)と運動学的特性(歩数、歩幅)を比較することにより、積雪路面における歩行およびランニングの特徴を明らかにしようとする実験を行い以下の結果を得た。(1)健康な高齢者10名を被検者とした歩行では、「圧雪」路面での積雪期の歩行は非積雪期よりも同じ速度に対してVO_2が34ml/kg/分(約1Met)高かった。積雪路面の歩行は、歩幅の低下を歩数で補おうとする傾向が見られた。(2)健康な男性11名を被検者としたランニングにおいても、「圧雪」路面では同じ速度の非積雪路面よりも心拍数が68拍/分高く、VO_2は23ml/kg/分増加した。各被検者とも血中乳酸菌は圧雪路面では非積雪路面よりも低い速度で急増する結果が見られた。(3)積雪路面でも、「水べた雪」路面では「圧雪」路面よりさらに運動強度が増加し、歩幅が低下する。歩幅の差は低強度の段階よりも高強度の段階で一層顕著になる。以上の結果から、積雪路面では非積雪路面よりも歩行やランニングの運動強度が高くなるが、積雪路面においても雪質によって運動強度や歩幅などの変動が大きいという結論に達した。健康な成人男子11名を被検者として、平成6年11月(非積雪期)と平成7年1月(積雪期)の2回、ランニングの強度と代謝特徴を測定した。積雪期の路面は雪質によって大きく条件が変わるが、今回の路面は非積雪期と同じ着衣・シューズで走行できる恵まれた条件であり天候、気温とも穏やかであったことなどから、同じ速度に対するVO_2、心拍数、血中乳酸値からみた強度は非積雪期よりもやや高かったが、VO_2/V_E、HR/V_2などの関係からみた代謝は非積雪期とあまり異ならなかった。しかし、別に行った測定で、成人男女各1名が心拍数計を装着して日を変えて非積雪期に5回、積雪期に6回速歩およひランニングを実施した結果、同じ速度に対して積雪期の方が610拍/分の心拍数が高く、積雪期には同じ速度でも10拍/分以上の変動がみられたこともあった。このことから、積雪期については、雪質、気温の違いによる強度と代謝特徴について同じ被検者について繰り返し測定を実施し、その変動の程度、変動の要因について検索する必要があると思われた。これらの成果を平成7年度の日本体力医学会などで発表し、課題となった雪質、気温の違いによる強度・代謝特徴について実験を実施する予定である。われわれのこれまでの研究から、冬季の圧雪路面での歩行・ランニングの運動強度は、非積雪期の同じ速度に対して心拍数で610拍/分、酸素摂取量で23ml/kg/分増加することが明らかとなり、その要因として積雪路面でも雪質が異なると強度が大きく変動することが示唆された。そこで平成7年度は、異なる雪質の路面(非積雪路面、圧雪路面、水べた雪路面の3条件、)での平坦な歩道での歩行・ランニングの速度と強度(心拍数)との関係について、運動学的指標(ピッチ、ストライド)を導入しながら比較する実験を行った。路面の雪質は、硬度を木下式硬度計で測定した。その結果、1.速度と心拍数の関係は、積雪路面の歩行およびランニング中の心拍数は同じ速度の非積雪路面よりも上昇するが、速度が高くなる程心拍数の増加度は大きいこと。2.積雪路面でも、水べた雪

路面では圧雪路面よりもさらに心拍数が上昇する。3.積雪路面での歩行およびランニングは、非積雪路面よりもストライドが低下する分を、ピッチの増加で補なおうとする傾向がある。などの特徴が判明した。速度を上げると負担度の差が大きくなる原因として、(1)軟弱な路面では速度を上げるとキックの力が大きくなり、足の沈み込みが大きくなり力のロスが増すこと、(2)接地時間とキックの時間が長くなるため、ピッチの増加も限界があることなどの原因が考えられたので、今後はこの現象をもたらすメカニズムについて検討したい。