hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地震被害想定手法の検証と即時被害推定システムの提案

地震被害想定のあり方に関する評価と,被害想定手法の検証を行っている.地震被害想定に関する評価では,これまでに行われた地震被害想定と地震危険度評価について調査を行い,その概要を整理するとともに,想定結果がどのように行政施策や住民の啓蒙に反映されたかを調べた.これと同時に,最近の地震による被害データを収集し,被害推定式の構築を行った.被害データとしては,兵庫県南部地震による建物被害に関すして,自治体が固定資産税減免のために行った被災度判定結果を収集し,建物構造,建築年,地盤条件,屋根形式などと建物被害との関係を検討した.この被災度データと,建築構造被害に注目した被害判定結果に対する比較も行った.さらに,推定した地震動分布と建物被害データを比較し,構造形式や建築年を考慮した被害推定式を構築した.これらの結果を今後,地震被害想定や即時被害推定システムへ取り入れ,これらの予測の精度向上を目指したいと考えている.今年度は,これまでに行われた地震被害想定に関する評価と,被害想定手法の検証を行った.地震被害想定に関する評価では,これまでに行われた地震被害想定と地震危険度評価について調査を行い,その概要を整理するとともに,実施担当者にヒアリングを行い,結果がどのように施策に反映されたか,また反省点は何かを尋ねる.これらから,被害想定の有用性について整理し,問題点を明らかにした.これと同時に,被害想定手法の検証に着手している.対象地震としては,当初考えていた釧路沖地震に加えて,兵庫県南部地震を選択した.現状の被害想定手法としては,代表的と考えられる東京都(平成3年度,南関東地震)と神奈川県(平成5年度,神奈川県西部地震)の想定で用いられたものを取り上げ,これらの方法と実際に起きた被害を比較することにより,地震被害想定手法の精度の検証を行っている.このような検証シミュレーションを行うためには,対象地域の地盤,建物,ライフラインなどのデータベースを準備している.またこれらのデータについて,被害推定計算を行い,結果を地理情報システム(GIS)で表示するようなシステム開発のため,ワークステーションを導入した.ここまでの研究の進捗状況は,地震被害想定のまとめと問題点の整理は,ほぼ予定通りに進捗している.しかし,兵庫県南部地震の後,各自治体や国の機関が,様々な防災計画の見直しを行っており,それらの動きについては、現時点ではまとめるのが困難と思われる.また,被害推定手法の検証については,兵庫県南部地震による詳細な被害データがなかなか入手できず,今年度だけでは終らないであろう.地理情報システムを用いた即時的被害推定システムの提案についても,現在さまざまな動きがあり,それらを視野にいれながら,今後柔軟に対応しようと考えている.地震被害想定に関する評価と、被害想定手法の検証を行っている.地震被害想定に関する評価では,これまでに行われた地震被害想定と地震危険度評価について調査を行い,その概要を整理するとともに,想定結果がどのように施策に反映されたかを調べた.これと同時に,最近の地震による被害データを収集し,被害推定関数の見直しに着手している.被害データとしては,兵庫県南部地震による建物被害に関する自治体の固定資産税減免のための被災度判定結果を収集し,建物構造,建築年,地盤条件,屋根形式などと被害との関係を検討している.また,この被災度データと,建築構造被害に注目した被害判定結果に対する比較も行った.これらの結果を用いて,建物被害推定式の精度向上を目指しており,地震被害想定や即時被害推定システムへ反映したいと考えている.地震被害想定のあり方に関する評価と,被害想定手法の検証を行っている.地震被害想定に関する評価では,これまでに行われた地震被害想定と地震危険度評価について調査を行い,その概要を整理するとともに,想定結果がどのように行政施策や住民の啓蒙に反映されたかを調べた.これと同時に,最近の地震による被害データを収集し,被害推定式の構築を行った.被害データとしては,兵庫県南部地震による建物被害に関すして,自治体が固定資産税減免のために行った被災度判定結果を収集し,建物構造,建築年,地盤条件,屋根形式などと建物被害との関係を検討した.この被災度データと,建築構造被害に注目した被害判定結果に対する比較も行った.さらに,推定した地震動分布と建物被害データを比較し,構造形式や建築年を考慮した被害推定式を構築した.これらの結果を今後,地震被害想定や即時被害推定システムへ取り入れ,これらの予測の精度向上を目指したいと考えている.
静電噴霧法による液相合成ナノ粒子の帯電と静電沈着によるパターン化

静電噴霧法による液相合成ナノ粒子を含む液滴の発生、ナノ粒子の帯電と基板上への沈着によるパターン化について検討し、以下のような成果を得た。(1)静電噴霧装置による液滴の発生状態を可視化し、安定に液滴が発生する状態を明らかにして、発生する液滴の大きさおよび帯電特性を前年度に改良した微分型静電分級装置および電流計に計測し、液滴のサイズおよび帯電量を詳細に計測した。この結果、大きさの揃った液滴が安定に発生する条件および液滴の帯電量がLayleigh限界に達していることが明らかとなった。(2)液相中で合成した大きさが数100nm以下の金、銀、鉄白金、顔料及びシリカのナノ粒子を発生させて、液滴を乾燥させた後、発生したナノ粒子の帯電量を微分型静電分級装置及び電流計により計測した。液滴の状態での帯電量が、乾燥後のナノ粒子にすべて残らず、イオンとしてガス中に拡散したことが明らかとなった。この静電噴霧法により発生するナノ粒子は、単極の電荷を持つため、静電沈着(パターニング)には噴霧電圧とは逆の電圧の印加が可能な静電捕集基板を作成して、沈着させた。(3)静電噴霧によるナノ粒子の帯電量が、粒子の種類により変化するかを検討した。ナノ粒子の大きさに大きく依存するが、種類には影響しないことがわかった。(4)液相合成鉄白金ナノ粒子を含む溶液を静電噴霧し、乾燥させて、帯電鉄白金ナノ粒子とし、これを帯電パターンをもつ基板上に静電気力により沈着させた。基板上への静電パターンは接触帯電法により行った。帯電した鉄白金ナノ粒子は静電パターン上に沈着させることが可能となった。さらに同様な実験を、色の異なる顔料ナノ粒子で行い、基板上の帯電パターンを色の違いにより明確化した。静電噴霧法による液相合成ナノ粒子の帯電と基板上への沈着によるパターン化について検討し、以下のような成果を得た。(1)静電噴霧装置を製作するために、ノズルとして内径が0.1mmの金属チューブまたは導電性をもったシリカチューブを用い、高精密シリンジポンプによりノズルに噴霧液を送り込み、次にノズルに数kV程度の直流をかけたところ静電噴霧が生じ、帯電液滴が発生する状態および安定性や液滴の帯電状態などを、エレクトロメータを用いて、実験的に検討した。(2)静電噴霧法により数100nmから数ミクロンオーダー液滴の発生が可能な操作条件を検討したところ、発生する液滴のサイズは、ポンプより供給される溶液流量および伝導率によって決定された。ここで、少量のサンプルでも伝導率が測定可能な高精度液体用伝導率計を用いた。(3)ナノ粒子の静電パターニング装置を試作した。静電噴霧法により発生するナノ粒子は、単極の電荷を持つので静電沈着(パターニング)には噴霧電圧とは逆の電圧の印加が可能な静電捕集器を用い、粒子が拡散されずに沈着するに必要な操作条件が明らかとなった。(4)ナノ粒子の試料として液相法により合成された金、銀、銅などのナノ粒子懸濁液を静電噴霧したとき、噴霧状態を変化させたときに発生するナノ粒子の粒子濃度と粒度分布を測定した。この計測より、どの噴霧状態が安定で、最も適切であるかを明らかにした。(5)試料溶液の電気的物性、試料の供給流量、印加電圧、などを広く変化させ、発生するナノ粒子の粒度分布を計測し、電子顕微鏡写真での結果と比較したところ、両者はよく一致し、粒子の凝集状態を詳細に評価することが可能となった。さらに、(4)および(5)で求めた最適な条件を用いて、ナノ粒子を基板(シリコンなど)上にパターン化することが可能となった。基板上に帯電パターンを形成する方法として、比較的簡単な接触帯電法を用いた。(1)静電噴霧装置の改良の検討を行った。前年度に作成した静電噴霧装置に、精密なシリンジポンプにより帯電ノズルに噴霧液を振り込んだ。次に、ノズルに数kV程度の直流をかけ、静電噴霧させた。ここで、液滴が発生した状態および安定性やイオンの生成速度や液滴の帯電状態などを計測した。(2)静電噴霧法により大きさが数100nm以下の金、銀、鉄白金及びシリカのナノ粒子を発生させて、発生したナノ粒子の帯電量を微分型静電分級装置及び電流計により計測した。静電噴霧法により発生するナノ粒子は、単極の電荷を持つため、静電沈着(パターニング)には噴霧電圧とは逆の電圧の印加が可能な静電捕集機を用いた。(3)静電噴霧の状態を変化させたときに発生するナノ粒子の粒子濃度と粒度分布を測定した。これにより、噴霧状態が安定で最も適切である条件が分かった。(4)粒子を配列する基板上に帯電パターンを形成する方法について検討した。接触帯電法は、比較的容易に帯電パターンを形成することが出来たが、帯電が不十分になる可能性がある。そこで、電子ビームを用いた手法など、より安定した帯電パターンを形成できる方法で基板上の静電パターニングを検討した。試料の種類(金、銀等の金属粒子、シリカ粒子)や粒子径を変化させてパターニングを行った。

また、粒子シミュレーションによる粒子の軌跡計算により、実験結果の妥当性を検討した。静電噴霧法による液相合成ナノ粒子を含む液滴の発生、ナノ粒子の帯電と基板上への沈着によるパターン化について検討し、以下のような成果を得た。(1)静電噴霧装置による液滴の発生状態を可視化し、安定に液滴が発生する状態を明らかにして、発生する液滴の大きさおよび帯電特性を前年度に改良した微分型静電分級装置および電流計に計測し、液滴のサイズおよび帯電量を詳細に計測した。この結果、大きさの揃った液滴が安定に発生する条件および液滴の帯電量がLayleigh限界に達していることが明らかとなった。(2)液相中で合成した大きさが数100nm以下の金、銀、鉄白金、顔料及びシリカのナノ粒子を発生させて、液滴を乾燥させた後、発生したナノ粒子の帯電量を微分型静電分級装置及び電流計により計測した。液滴の状態での帯電量が、乾燥後のナノ粒子にすべて残らず、イオンとしてガス中に拡散したことが明らかとなった。この静電噴霧法により発生するナノ粒子は、単極の電荷を持つため、静電沈着(パターニング)には噴霧電圧とは逆の電圧の印加が可能な静電捕集基板を作成して、沈着させた。(3)静電噴霧によるナノ粒子の帯電量が、粒子の種類により変化するかを検討した。ナノ粒子の大きさに大きく依存するが、種類には影響しないことがわかった。(4)液相合成鉄白金ナノ粒子を含む溶液を静電噴霧し、乾燥させて、帯電鉄白金ナノ粒子とし、これを帯電パターンをもつ基板上に静電気力により沈着させた。基板上への静電パターンは接触帯電法により行った。帯電した鉄白金ナノ粒子は静電パターン上に沈着させることが可能となった。さらに同様な実験を、色の異なる顔料ナノ粒子で行い、基板上の帯電パターンを色の違いにより明確化した。
課徴金制度の現代的課題とこれを克服する理論枠組みに関する総合的研究

独占禁止法における課徴金制度は、昭和52年に導入されて以来、非裁量的で厳格な運用のもと利用されてきた。しかし、独占禁止法違反行為の国際化や企業グループの拡大、流通経路の複雑化・多様化などの社会的変化に対応できず、現行規定をそのまま適用するだけでは十分な抑止力を確保することが難しくなってきている。このような現代的課題に対し、本研究では、事例分析により、法解釈によって対応できる事例は限られることを指摘する。その上で、同様の問題を抱えるEU競争当局における制裁金算定の実務と理論を明らかにすることにより、我が国における課徴金算定実務への示唆を述べた。2013年度には、学術論文4本(近刊含む)、学会等報告6本、書籍執筆1本(近刊)の研究成果があった。このうち、本研究の成果として代表的なものに「EU競争法における制裁金算定の理論と実務」(法学研究87巻8号掲載予定)がある。これは、2013年6月に開催された慶應法学会での研究報告をもとにしたものであり、2012年度末に行ったEU競争法における実地調査研究の内容をまとめたものでもある。その他、我が国における課徴金制度の課題や規範を理論的に指摘する研究成果として「不公正な取引方法における課徴金算定の構造と課題」(2013年11月関西経済法研究会)、「課徴金算定における主導的役割の適用事例ー東電・関電発注送電工事談合事件」(ジュリスト1467号)がある。2012年度及び2013年度の研究機関全体を通じて実施した研究成果としては、学術論文9本(近刊含む)、学会等報告8本、書籍執筆2本(近刊を含む)の研究成果があった。これらの研究成果のうち事例分析に係るものでは、我が国独占禁止法における課徴金制度の現代的課題を指摘するとともに、法解釈によって十分な抑止力を確保するかたちで対応できるのは限られた事例だけであることなどが指摘されている。また、我が国と同様の問題を抱えるEU競争当局における制裁金算定の実務と理論を研究することにより、制裁金算定の内容が事例を通して明らかにされている現状が報告されると同時に、課徴金算定実務への理論的示唆と立法上の課題が明らかにされた点に大きな成果が見られるものと考えられる。本研究は、独占禁止法における課徴金制度の具体的制度設計に関する総合的検討を行うことを目的とするものであり、これに基づく2012年度の研究成果の一つである「シェアカルテルの競争制限効果と対価要件該当性ーダクタイル鋳鉄管事件」ジュリスト1439号111114頁では、東京高裁判決の評釈において課徴金賦課の条文解釈を具体的に検討している。また、「優越的地位濫用における実務的課題」ジュリスト1442号1632頁(2012)においては、優越的地位の濫用の課徴金算定の問題を第一線の研究者・弁護士とともに議論しており、最前線の議論として当該分野の研究に大きく貢献している。また、3月には欧州に出張して競争法専門の研究者・弁護士らに対し、EUが公表しているガイドライン等ではわからないEU制裁金の実際の算定基準についての裁判例や学説の議論状況をヒアリングするとともに、日本の独占禁止法において問題となっている課徴金にかかる論点について、法解釈に関するディスカッションを行った。これらの議論の成果は、取りまとめた上で2013年6月に研究報告として発表することとなっており、その後、学術誌(「法学研究」を予定)に掲載される予定である。その他、多くの研究会等で最新の情報に触れ、議論を重ねてきた結果、課徴金対象となる規制の趣旨・射程がはっきりし、本研究を進めていく上でも非常に有意義な示唆を得たことも多かった。これらの示唆は、課徴金制度の研究に直接反映されるものではないかもしれないが、独禁法の規制全体の中でどのように課徴金制度が機能し、解釈されることが期待し、要求されているかを考慮すれば、間接的には本研究にも還元・寄与し得るものであった。このような独占禁止法に係る一般的な研究活動や最新の議論状況の把握を継続することも、本研究における重要な研究実績の一つとして考えていることを記しておきたい。2012年度に公表した論稿として、「シェアカルテルの競争制限効果と対価要件該当性ーダクタイル鋳鉄管事件」ジュリスト1439号111114頁では、東京高裁判決の評釈において課徴金賦課の条文解釈を検討し、「優越的地位濫用における実務的課題」ジュリスト1442号1632頁(2012)においては、優越的地位の濫用の課徴金算定の問題を実務家らとともに議論している。

また、3月には欧州に出張して競争法専門の研究者・弁護士らに対し、EUが公表しているガイドライン等ではわからないEU制裁金の実際の算定基準についての裁判例や学説の議論状況をヒアリングするとともに、日本の独占禁止法において問題となっている課徴金にかかる論点について、法解釈に関するディスカッションを行った。これらの議論の成果は、取りまとめた上で2013年6月に研究報告として発表することとなっており、その後、学術誌(「法学研究」を予定)に掲載される予定である。この1年、様々な研究会で情報収集を行うとともに、研究内容について議論や発表の場を極力見つけてきた結果、研究成果の発表の場にも恵まれて順調に研究は進展してきている。ただし、本研究の射程は広範囲に及ぶものであるため、1年間の充実した研究活動を通しても、全体としてはごく一部の解明がなされたに過ぎないともいえる。その意味で、研究目的の達成度合いについては、(非常に順調に進展してきているといえるものの)「おおむね」順調だと表現することになろう。先ずは、3月に行った欧州出張での研究成果について、文献等をレヴューし直して論稿として取りまとめ、研究報告を行うことを優先していきたい。その上で、研究成果については学術誌に公刊する予定である。また、欧州委員会における制裁金算定基準を明らかにすることは、あくまでも我が国独占禁止法上の課徴金制度の問題点解決につながることから本研究の対象とされていたことに留意する必要がある。この観点からは、我が国における課徴金に関する判決・審決や各種文献を適切に分析し、課徴金制度の趣旨や位相を明確にする作業を通して、EUにおける制裁金制度との異同を踏まえて論じる必要がある。したがって、2013年度の研究としては、上記課徴金制度の趣旨及び位相を明らかにすることに注力していきたい。この点は、最近公表された公正取引委員会の審決(審判審決平成24年9月25日)でも中心的な問題とされており、この審決取消訴訟の東京高裁判決も6月頃には出されるようなので、これらをフォローして研究内容に取り込み、また、積極的に研究成果として公表することにより、研究者・実務家の批評やコメントを踏まえて本研究の具体的内容を更に進展させていきたい。2013年度についても、最新の情報に触れ、他の研究者と議論を行うために、出張旅費として使用する部分が大半となることが予想される(例えば、東京経済法研究会、関西経済法研究会、外国競争法事例研究会などへの出席・研究報告)。また、EUにおける制裁金についての最新の情報を得るため、外国後文献を購入することも優先したい。その他、必要に応じて、研究成果を周知したり、他の研究者・実務家・有識者等と十分な議論を行うことができるようにするための経費として適切に用いる予定である。
陽子線治療におけるワブラー照射法に対する高精度線量計算法・患者校正値算出法の開発

陽子線治療において患者校正値は患者への照射線量を管理する重要な値である。申請者は陽子線治療における患者校正値算出システムを開発し、1215例の臨床条件にて精度検証を実施した。その結果、10例を除く1205例で実測との誤差3%以内の許容値を満たし、実用可能な性能であることを示した。許容値を満たさない10例については照射野が小さい症例であり、直径4 cmを下回る照射野では実測値を用いることが妥当であると結論した。本研究は陽子線治療の照射法の一つであるワブラー照射法の高精度化を目的とし、高精度線量計算法と患者校正値算出法を開発するものである。本研究により投与線量精度の向上並びに治療業務の省力化が期待される。まずワブラー照射法における線量シミュレーション法を開発し、治療計画装置に実装した。正確な線量シミュレーションにはワブラー電磁石の配置を反映した入射ビームモデルが必要であり、先行研究を参考にしてこれを構築した。二重散乱体法用に開発された簡易モンテカルロ法と接続し、治療計画装置に実装した。GPGPUによる高速化も実施した。次いでワブラー照射法に対する患者校正値を算出するための基礎データ測定を実施した。患者校正値算出モデルとして、患者間で共通するデバイスに依存するファクターと患者固有のデバイスに依存するファクターに分離し、前者は測定によりテーブル化し、後者は上述の線量シミュレーションにより計算する方式とした。先行研究からシミュレーションの精度が照射野サイズに依存することがわかっており、その補正に必要なデータも取得した。以上の取り組みにより患者校正値算出法のプロトタイプが構築された。しかしながら前立腺の症例を中心に本患者校正値算出法による計算結果を過去の患者校正値実測結果と比較したところ、その計算精度は不十分であった。誤差を解析した結果、照射野サイズ補正項の改良が必要であることが判明し、来年度はこの改良に着手する。本年度の結果の成果の一部を論文として投稿した。順調に進捗し、MU計算法の開発を終え、精度検証を開始した。現在242例について計算と実測との比較を行い、1例を除く241例について許容値の3%を満たした。許容値を満たさなかった1例は直径4 cmを下回る小照射野であった。242例中、4 cmを下回る小照射野は4例あったがこの1例のみが外れる結果となった。現状でも十分な結果ではあるが、Clarkson積分の基礎データを追加取得により改善の見込みがあると考える。計画書通りに進捗しているが、小照射野において計算精度の低下が見られた。現在、小照射野効果を計算するための入力データを離散的に取得しているが、当該症例のビーム条件ではこの挙動が異なると考えられる。サンプリングを細くすることで解決できるか検討する。エネルギー、ファインデグレーダ、照射野形状といった治療ビームの条件により様々に変化することが知られており、現状は実測により値が求められている。申請者は昨年度までにClarkson積分を用いた陽子線治療における患者校正値算出システムを開発し、242例の臨床条件にて精度検証を実施した。その結果、1例を除く241例で実測との誤差3%以内の許容値を満たした。許容値を満たさない1例は直径4 cmを下回る照射野であった。そのため本年度の研究内容として、計算精度の低下が見られた直径4 cm未満の領域においてClarkson積分のデータサンプリングを増やして再度評価した。しかしながら計算結果に変化は見られず、計算精度の向上は実現できなかった。上述の小照射野における計算精度の改善と並行して、精度検証を行う症例数を増やし、582例となった。それらのデータを解析したところ誤差は0.38±1.22%(最大+3.4%、最小-3.2%)であった。実測との誤差が3%を超えた症例は6例となり、そのいずれもが照射野サイズが直径4 cmを下回る小照射野の症例であった。直径4 cm以上の症例に限れば症例数は564例あり、その全ての症例で許容値を満たし、実用可能なレベルであると言える。しかしながら今回、Clarkson積分のデータサンプリングを増やしても計算精度を向上できなかったことから、小照射野に対する補正係数がスノート位置やブラッグピーク深といった、陽子線治療装置に特有のパラメータに依存している可能性がある。この関係性を調査し、小照射野における計算精度の改善可能性を探る。実臨床条件を用いた検証について、症例数582例は十分なサンプル数であり、99%の症例で許容値を満足した。小照射野条件を除けば十分に実用可能なレベルといえる。しかしながら小照射野の影響に対する改善策に調査の余地が残った。

そのため本年度の研究内容として、計算精度の低下が見られた直径4 cm未満の領域においてClarkson積分のデータサンプリングを増やして再度評価した。しかしながら計算結果に変化は見られず、計算精度の向上は実現できなかった。上述の小照射野における計算精度の改善と並行して、精度検証を行う症例数を増やし、1215例となった。それらのデータを解析したところ誤差は-0.46±1.42%(最大+4.8%、最小-6.2%)であった。実測との誤差が3%を超えた症例は10例となり、そのいずれもが照射野サイズが直径4 cmを下回る小照射野の症例であった。直径4 cm以上の症例に限れば症例数は1205例あり、その全ての症例で許容値を満たし、実用可能なレベルであると言える。Clarkson積分のデータサンプリング条件として、スノート位置、ブラッグピーク深、SOBP幅、と多岐にわたり、これらを網羅することは困難である。小照射野の出現頻度は大きくないため、4cm以上の照射野でのみ理論値を用い、それを下回る照射野では実測値を用いることが妥当であると結論づける。陽子線治療において患者校正値は患者への照射線量を管理する重要な値である。申請者は陽子線治療における患者校正値算出システムを開発し、1215例の臨床条件にて精度検証を実施した。その結果、10例を除く1205例で実測との誤差3%以内の許容値を満たし、実用可能な性能であることを示した。許容値を満たさない10例については照射野が小さい症例であり、直径4 cmを下回る照射野では実測値を用いることが妥当であると結論した。研究は計画よりも順調に進捗し、来年度に予定していた内容も実施できた。しかし期待した結果が得られず、計画に一部見直しが生じた。修正の目処は立っており、この作業を含めるとほぼ当初の計画通りの進捗と見積もられる。計算精度の低下が見られた症例のビーム条件の周辺を中心に小照射野効果を計算するための入力データを取得し、現状の方法と比較する。必要なサンプリング間隔を見直し、計算精度の向上を図る。また結果を論文にまとめ、投稿する。小照射野による患者校正値の予測精度の低下を改善するため、スノート位置やブラッグピーク深といった陽子線治療特有のパラメータに依存している可能性がある。単純な照射野についてスノート位置やブラッグピーク深を変えて小照射野に対する補正係数がどのように変化するかを調査し、改善の可能性を探る。陽子線治療これまでの研究で判明した照射野サイズ補正項の改良を行い、再度計算精度の検証を実施する。当初の計画に復帰し、様々な症例で線量検証を行い、有効性を確認する。28年度使用予定分として当初より計画していた。論文をまとめるにあたり追加のデータが必要となった。このため論文投稿費用を繰り越している。所属施設の業務により予定していた学会への参加ができなかった。雇用していた研究補助員の欠勤があった。論文投稿費用、旅費、人件費として使用する。論文投稿費、旅費、消耗品購入費として使用する。研究進捗のため、人件費として活用する。
小学生における身体活動量増強のための行動変容プログラムの開発

本年度は,1)国内外における青少年の身体活動へのトランスセオレティカル・モデル(TTM)の適用に関する研究のレビュー,および2)子どもの身体活動増強を狙ったプリント・メディアを用いた保護者への介入を行った。まず,青少年の身体活動へのTTMの適用に関する研究のレビューの結果,いくつかの工夫や修正は必要であるが,総じてTTMは青少年の身体活動に適用することが可能であることを示していた。TTMは極めて特異的で,優れたモデルであり,青少年の身体活動増強を考えた際に大いに役立つものと思われる。次に,子どもの身体活動を促進するために,保護者を対象に,プリント・メディアを用いた介入を行った。本研究で用いたプリント・メディアの形式は,一般の新聞紙を模したものであった。この工夫により,プリント・メディアは大変読みやすくなっている。プリント・メディアの内容は,身近な運動施設や遊びの紹介に加え,いかにして子どもの身体活動増強を支援すればよいかなど具体的な技法についてもふれた。対象者は,小学生児童を持つ207世帯の保護者であり,介入群(110世帯)と統制群(97世帯)の2群に振り分けた。分析の結果,3,4年生の児童を持つ親において,子どもの身体活動をサポートすることに関する変容ステージの移行状況について,介入群と統制群との間に有意な差が認められた。つまり,介入群の親は,介入後に,子どもの身体活動増強をサポートするようになっていた。このことは,保健研究でも用いたプリント・メディアによる介入が,子どもの身体活動を増強させることに対する親の考え方や行動を変容させる可能性を示唆した。本年度は,1)小学生における身体活動の重要性の検証,および2)身体活動量増強のためのプログラム開発に用いる理論・モデルの選定を行った.まず,「小学生における身体活動の重要性の検証」に関しては,小学4年生131名を対象に,身体活動が心身の健康(怒り,不定愁訴,抑うつ,睡眠,および不安)に及ぼす影響について縦断的(2年間)に検証した.その結果,男女ともに4年生時の身体活動水準が,5年生時の健康状態(怒り,不定愁訴,抑うつ,および睡眠)に有意な影響を及ぼすことが明らかになった.このことからも,小学生における身体活動量増強のためのプログラムを開発することの意義は非常に大きいことが確認された.次に,「身体活動量増強のためのプログラム開発に用いる理論・モデルの選定」のために,現在,人の行動変容を説明する理論として健康科学の分野で広く用いられている理論・モデル(健康信念モデル,合理的行為理論,計画的行動理論,社会的認知理論,自己決定理論,およびトランスセオレティカル・モデル)の整理を行った.その中で,各理論・モデルの長所および短所を検証し,本研究のテーマである「小学生における身体活動」に適用させる際に,最適と思われる理論を選定した.その結果,人が運動行動を採択するまでの過程を明瞭に説明し,尚且つ,運動行動を採択させるための具体的方略までを示しているトランスセオレティカル・モデルが最適であると判断した.次年度においては,本年度の結果を踏まえ,トランスセオレティカル・モデルに基づいた身体活動量を増強させるためのプログラムの開発および実施を行う.本年度は,小学生を対象に,1)日常の身体活動量の把握,および2)身体活動量増強プログラムの開発を行った.まず,小学生の日常生活における身体活動量を把握するために,中国地方の公立小学校6年生54名を対象に,ヘルスカウンタHJ-710IT(オムロン社製歩数計)を用いて一日の歩数を二週間連続して測定した.その結果,一日の平均歩数に関して,男子は1,0000歩,女子は6,500歩程度であった.しかし,曜日別に一日の歩数を比較してみると,男女ともに休日と平日とで歩数に大きな差が認められ,休日には平日ほど身体を動かしてないことが明らかになった.このことから,児童に対して,学校のない休日に,いかに身体活動量を確保させるかが重要であることが示され,そのためには,自主的に外遊び・運動習慣を身につけさせる必要があることが示唆された.小学生を対象とした身体活動量増強プログラムの開発に関しては,行動科学の分野で広く用いられているトランスセオレティカル・モデル(以下,TTM)をベースに行った.日頃まったく外遊び・運動に興味のない児童と,もうすでに毎日外で遊んでいる児童とで,同じ働きかけを行っても高いプログラム効果は期待できないため,TTMに基づき,児童を,外遊び・運動行動に対する準備状態(レディネス)により,5つのグループ(「前熟考」ステージ,「熟考」ステージ,「準備」ステージ,「実行」ステージ,「維持」ステージ)に分け,それぞれのグループに対して特異な働きかけを行うように設定した.具体的には,TTMの中の「変容プロセス」に示されている10の方略(意識の上昇,ドラマティック・レリーフ,自己再評価,環境再評価,自己解放,社会的解放,逆条件付け,刺激コントロール,自己報酬,および援助的関係)を用いて,グループごとに異なる働きかけを行う.次年度においては,トランスセオレティカル・モデルに基づいた身体活動量増強プログラムの実施および評価を行う.本年度は,1)国内外における青少年の身体活動へのトランスセオレティカル・モデル(TTM)の適用に関する研究のレビュー,および2)子どもの身体活動増強を狙ったプリント・メディアを用いた保護者への介入を行った。

次に,子どもの身体活動を促進するために,保護者を対象に,プリント・メディアを用いた介入を行った。本研究で用いたプリント・メディアの形式は,一般の新聞紙を模したものであった。この工夫により,プリント・メディアは大変読みやすくなっている。プリント・メディアの内容は,身近な運動施設や遊びの紹介に加え,いかにして子どもの身体活動増強を支援すればよいかなど具体的な技法についてもふれた。対象者は,小学生児童を持つ207世帯の保護者であり,介入群(110世帯)と統制群(97世帯)の2群に振り分けた。分析の結果,3,4年生の児童を持つ親において,子どもの身体活動をサポートすることに関する変容ステージの移行状況について,介入群と統制群との間に有意な差が認められた。つまり,介入群の親は,介入後に,子どもの身体活動増強をサポートするようになっていた。このことは,保健研究でも用いたプリント・メディアによる介入が,子どもの身体活動を増強させることに対する親の考え方や行動を変容させる可能性を示唆した。
農耕地の土壌劣化が環境物質移動の及ぼす影響に関する研究

本研究は、埼玉県深谷市の380ha農地(畑地利用)において近年発生した土壌劣化の原因をつきとめ土壌劣化が環境物質すなわち水、溶解成分(各種塩類、窒素、隣など)、ガス状成分(0_2,CO_2,<NO>___2など)の循環移動に及ぽす影響を明らかにし、さらに土壌回復のための土壌改良、土層改良、排水計画などを提言することを目的とした。具体的には、フィールド研究対象地の農地土壌診断と評価、土壌サンプリング、土壌の物理分析、土壌の化学分析、ガス状物質採取、ガスクロ分析などを行い、これら環境物質の挙動を把握する基礎データを得るとともに、土壌劣化が排水不良や<NO>___2放出など環境物質循環に及ぽしている影響を解明し、土壌改良、土層改良として有機物投与、超深耕技術を適用し、本フィールドの土壌劣化の回復をはかることであった。主要な成果は以下のようである。1.営農従事者らが「排水不良・土壌湿害」と称する内容には、確かに土壌劣化が主因と見なされる事例が多かったが、それ以外にも様々な農業土木的事業に関連していた。2.土壌の飽和透水係数は、排水不良地と排水良好地において、差が現れないか、または値の大小が逆転する現象がかなり多い。つまり、飽和透水係数値が高い圃場において排水不良現象を指摘する例が、常に多く、従来の知識や理解との違いがあった。3.しかしながら、地表クラストのできかた、耐水性団粒の安定性、塩類溶液の添カ加による透水性の変化土壊硬度など、多くの指標を用いると、やはり排水不良地の土壌の物理的機能が劣ることが判明した。4.圃場の表土は撹乱や施肥、踏圧などの影響が混在して土壌の物理的劣化が現れるが、圃場の心土は主として機械の踏圧による乾燥密度変化が主な劣化の原因であることがわかった。5.高分子凝集剤PAMを用いると、土壌の透水性、排水性の改善が得られることがわかった。今後その持続性や改善程度についてさらに研究を必要とする。本研究は、i)埼玉県深谷市の380ha農地(畑地利用)において近年発生した土壌劣化の原因をつきとめ、ii)土壌劣化が環境物質すなわち水、溶解成分(各種塩類、窒素、燐など)、ガス状成分(O_2、CO_2、N_2Oなど)の循環移動に及ぼす影響を明らかにし、さらにiii)土壌回復のための土壌改良、土層改良、排水計画などを提言することを目的とした。研究初年度(H9)には、対象地の農地土壌診断と評価、土壌サンプリング、土壌の物理分析、土壌の化学分析、ディスクパ-ミアメーターによる現地透水係数測定、土壌試料の分散性とクラスト形成に関するモデル実験、ガス状物質採取、ガスクロ分析などを行い、これら環境物質の挙動を把握する基礎データの一部を得た。不攪乱試料の飽和透水係数を比較したところ、どの深さの試料においても排水不良地の透水係数が排水良好地の透水係数より小さいという結果は得られなかった。次に、現地透水係数を測定するのに適すると言われ、近年開発されたディスクパ-ミアメーターによる測定値に比較したところ、排水不良地と排水良好地に統計的な有意差無しと判明した。ところが、これらの土壌試料に人工降雨を当てて、雨滴による土壌分散を起こさせた後の地表面試料をデジタルマイクロスコープによって観察したところ、排水不良地から採取した地表面5mm程度の厚さの試料においてクラスト状の目詰まりが顕著に現れた。

特に、人工降雨中にNaイオンやCaイオンを溶解させた場合、違いはより顕著になる場合があり、土壌中の肥料成分が土壌の分散とクラスト形成にも関与していることが分かってきた。本研究は、さらに、畑地表面から大気中へのガスフラックス分析、土壌の団粒安定性や分散性に及ぼすイオンの影響解明などへと継続することになる。本研究は、i)埼玉県深谷市の380ha農地(畑地利用)において近年発生した土壌劣化の原因をつきとめ、ii)土壌劣化が環境物質すなわち水、溶解成分(各種塩類、窒素、隣など)、ガス状成分(O_2,CO_2,N_2Oなど)の循環移動に及ぼす影響を明らかにし、さらにiii)土壌回復のための土壌改良、土層改良、排水計画などを提言することを目的とする。平成10年度においては、まず土壌劣化以外の理由で排水不良が生じている可能性を検討し、この検討結果から逆に土壌劣化の重要性評価を客観的に行い、土壌劣化問題の位置づけを明確化した。その結果、排水不良農地は、この地区の76%にまで達していること、土壌劣化のために排水不良となったと考えられている地区は17%であることがわかり、その他に排水路の土砂詰まり、道路による地表排水の遮断、ハウス栽培地周辺の雨水集中などが排水不良の理由として挙げられた。排水不良を引き起こす土壌劣化は、表層土20cmにおいては主に団粒の崩壊と土粒子の分散化に起因する目詰まりによって生じ、深さ20cm以下では主に機械走行による土壌圧縮に起因する透水性減少によって生じていることが明らかとなった。表層土における団粒崩壊と土粒子分散は、初期含水比によって著しく異なることが実験的に解明され、初期含水比が20%より小さいと耐水性団粒が崩壊しやすいく、20%以上であれば同じ土でも崩壊しにくいことがわかった。このことから、圃場管理においても表土の過乾燥を防ぐことが排水不良の予防に役立つことが指摘できた。深さ20cm以下の心土については、乾燥密度と飽和透水係数との間に強い相関が見出され、この相関を非相似形土壌モデル(Non-Similar Media Concept)によって十分に説明することができた。このことから、圃場管理において心土の乾燥密度を大きくしないことが排水不良の防止につながることを指摘できた。具体的には、心土の排水不良防止のためには有機物混入、心土破砕、超深耕などが有効である。本研究は、i)埼玉県深谷市の380ha農地(畑地利用)において近年発生した土壌劣化の原因をつきとめ、ii)土壌劣化が環境物質すなわち水、溶解成分(各種塩類、窒素、隣など)、ガス状成分(O_2,CO_2,N_2Oなど)の循環移動に及ぼす環境を明らかにし、さらにiii)土壌回復のための土壌改良、土層改良、排水計画などを提言することを目的とする。平成11年度においては、(1)地表クラストの特性を他の土壌(国頭マージ)も用いてさらに詳細に調べること、(2)泥炭土の土壌劣化と水分移動を比較対照として調べるために透水係数測定法の改良を行うこと、(3)土壌中の水分の不均一流の諸相を測定して土壌劣化との関連を考察すること、(4)圃場の土について、表土と心土に分割して土壌劣化の評価を行うために、土壌の非相似形モデルを導入すること、そして、(5)高分子凝集剤として近年注目度が高まっているPAMを用いてクラストや土壌劣化を起こりにくくする土壌改良の方法を明かにすることを主な研究対象とした。これらのうち(1)、(2)、(3)の結果はそれぞれ論文発表とした。
南極・グリーンランド氷床コアを用いた過去13万年間のメタン循環の解明

南極ドームふじおよびグリーンランドNGRIP・NEEMで掘削された深層氷床コアを高時間分解能で分析し、過去13万年間にわたる大気中のCH_4濃度変動を復元した。得られた両極域におけるCH_4濃度差を大気モデルで解析することにより、自然起源CH_4放出の時間空間変動を明らかにした。また、ドームふじコアについてはCH_4のδ^<13>CとδDの分析も実施し、両者の時間変動を復元するとともに、それを基にしてCH_4濃度に影響を及ぼしたと考えられる自然放出源を推定し、氷期-間氷期におけるCH4濃度変動の解釈を行った。本研究は、深層氷床コアを用いて過去13万年の大気中CH_4濃度を復元し、大気モデルやCH_4の同位体比を基に自然起源CH_4の循環の観点からその変動を解釈する事を目的としている。今年度の研究実績の概要は以下の通りである。1.南極ドームふじ深層氷床コアを管理している国立極地研究所氷床コア委員会に申請し、本研究に必要なコアの配分を受けた。また、配分されたコアのカッティング作業を行い、仙台市内の極低温冷凍庫に輸送・保存した。グリーンランドNEEMコアについては配分されたコアの一部を日本へ輸送した。グリーンランドNGRIPコアについては管理リストを作成した。2.氷床コア空気のCH_4濃度と同位体比の分析を効率化するために、空気抽出装置のコア融解部を新たに追加作製した。また、分析に必要なコア試料量を減ずるために、濃度分析装置の試料導入部のデッドボリュームを小さくし、ガスクロマトグラフの試料ループを真空タイトにして負圧状態でも使用可能とした。さらに、同位体分析に必要な試料空気を減らすために、分析装置のCH_4濃縮部の高効率化、酸化炉での不純物の除去および熱分解炉でのCH_4起源の水素のセラミック配管外への漏洩防止などの改良を行った。実際に少量の実大気とフィルン空気を分析し、所期の精度が達成されている事を確認した。3.南極で採取した幾つかの氷床コアについて実際に空気抽出、抽出空気のCH_4濃度および同位体測定を試み、氷期・間氷期のCH_4濃度と同位体比を復元できる事を確認した。また、フィルン上部での重力分離効果を補正するために必要であるN_2の同位体比の高精度測定も可能にした。4.氷床コア分析から得られた濃度と同位体のデータからCH_4放出量を推定するために、全球を北半球中高緯度、熱帯、南半球中高緯度の3つのボックスに分けた大気モデルの開発に着手した。1. 1回の分析に使用する氷床コアの試料量を減じてCH_4濃度変動の時間分解能を向上させ、かつ同位体比と同時測定を行うために、ガスクロマトグラフをさらに改良し、精度2.5ppbでの負圧測定を可能にした。2.南極ドームふじ深層氷床コアおよびグリーンランドNGRIP深層氷床コアから空気を抽出して、CH_4濃度分析を実施することにより、氷期-間氷期にわたる時系列の作成を開始した。CH_4のδ^<13>CとδDの分析は多量の氷床コア試料を必要とするため、まず昨年度に完成させたシステムを用いて南極の南やまとコアとG15コアについて分析を実施し、それぞれから氷期及び間氷期の値が得られることを確認した。その後、ドームふじコアについて完新世からビュルム氷期に向かって分析を開始し、妥当な結果が得られている。3.掘削地点での夏期の日射量の変化に基づいてドームふじコアの過去13万年にわたる絶対年代を決定するために、抽出した空気試料について高精度のO_2/N_2比測定を実施し、その時系列の作成を行った。4.昨年度に開発を始めたCH_4に関する大気輸送モデルを完成させ、その有効性を検討するために、現在の条件の下でシミュレーションを行い、観測データと比較することによって改良すべき点を洗い出し、改善を図った。また、氷期に適用するために必要なモデルパラメーターを検討し、さらに感度テストを行い、解析結果に期待される不確定を評価した。本研究は、深層氷床コアを用いて過去13万年の大気中CH4濃度を復元し、大気モデルやCH4の同位体比を基に自然起源CH4の循環の観点からその変動を解釈する事を目的としている。今年度に得られた研究実績の概要は以下の通りである。1.南極ドームふじコア、グリーンランドNGRIP

コアおよびNEEMコアからの空気抽出とそのCH4濃度の分析を継続して行い、さらにドームふじコアについては、CH4のδ13CとδD、およびO2/N2比の分析も実施した。堆積モデルあるいは測定されたO2/N2比を用いて氷床コアの年代を決定し、圧密モデルを用いて氷とそれに含まれる空気の年代差を推定した。また、上記の方法によるコア年代は不確定を含むので、南北両半球の大気交換時間を考えるとCH4濃度の時間変動パターンは南北両極でほぼ同じであると期待されることを利用して、両極コアの時間軸の相対的な誤差を最少化した。このようにして決定した空気年代を基にして、完新世からウイスコンシン氷期を経てイーミヤン間氷期に及ぶそれぞれの要素の時間変動を復元した。2.南北両極の氷床コアから復元されたCH4濃度と気温の指標となるコアのδ18Oを比較検討し、過去13万年間にわたるCH4濃度の時間変動の詳細な特徴を明らかにした。また、復元されたCH4濃度の南北差を大気輸送モデルで解析することにより、自然起源CH4放出の時間的・空間的変動を明らかにし、その原因を考察した。さらに、復元されたCH4のδ13CとδDの時系列を基にして主因となるCH4放出を起源別に推定し、氷期・間氷期におけるCH4濃度の変動の解釈を行うと同時に、先行研究による放出源シナリオの妥当性を検討した。少量のコア試料からCH_4濃度及び同位体比の高精度測定を可能にし、実際に南極とグリーンランドで掘削された深層コアについて濃度分析を、また南極コアについて同位体分析を順調に行っている。また、濃度の南北差の解析に用いる大気輸送モデルも概ね完成している。24年度が最終年度であるため、記入しない。ドームふじコアについてCH_4濃度及び同位体比の分析を継続し、氷期-間氷期にわたる変動の復元を行い、同位体の観点からCH_4変動の解釈を行う。また、NEEMコアの配分試料量が当初の予定よりも少ないので、今後はNGRIPコアを中心として分析を進め、ドームふじコアの結果とともに大気輸送モデルを用いて解析し、CH_4濃度の南北差の解釈を行う。
日本列島における狩猟採集民と農耕民の相互作用:「二重構造モデル」の考古学的検証

(一)今回の研究の主な目的は考古学の立場から二重構造モデルを検討することであった。農耕の起源、それから狩猟採集民と農耕民の相互作用に関する最近の理論研究にもとついて、モデルを作った。このモデルの主な点は:(1)狩猟採集民が自ら農耕を始まることは非常にまれ;(2)縄文時代に存在したと思われる植物の栽培はかならずしも農耕に進化しない;(3)土器型式の連続はかならず民族集団の連続を反映しない。この3点から考えると、日本列島の縄文から弥生時代の歴史は矛盾しないところが多く、考古学は基本的に二重構造モデルを支持する。日本の考古学者が今まで二重構造モデルをあまり評価しなかったというのは実際のデータよりも理論の違いが原因と思われる。「栽培」と「農耕」の定義は日本の生業の歴史に重要な手掛かりになると思われる。最近、幾つかの縄文時代の遺跡から栽培植物が発見されるようになったが、この栽培は農耕の一歩として取り上げることが多い。しかし、比較先史学の立場から、狩猟採集民がある程度の栽培を行うのがごく普通のこと。縄文の「栽培」と弥生の「農耕」の間には大きな不連続が存在し、縄文時代後半の社会的な保守性を考えると、縄文人は農耕を拒んだ可能性があると結論した。(二)8月に種子島の小浜遺跡の発掘に参加し、重要な人骨資料が発見された。古墳時代の3基の墓から男女と子供3体出土した。12月にこの資料の虫歯およびenamel hypoplasiaの古病理的な分析を始まったが、その調査は来年度にも続く必要はある。
小型化と長寿命化を実現する三相電力用アクティブフィルタの開発

平成27年度に引き続き,高調波補償装置であるアクティブフィルタの直流コンデンサ容量を大幅に低減できる制御法について検討を行った。まず,回路パラメータを制御回路内で同定する制御法を検討した。平成27年度に開発した高速・高精度な直流コンデンサ電圧制御法は,制御回路において設定された直流コンデンサ容量が実際の静電容量と異なると,制御特性が大幅に低下していた。これに対して,制御回路内で演算した直流コンデンサに生じる電圧脈動と実測した電圧脈動を比較・フィードバックすることにより,静電容量を同定する。その結果,パラメータに変化が生じた場合でも,高調波補償特性を低下することなく,直流コンデンサ電圧を高速・高精度に制御することが可能となることを明らかにした。次に,負荷や電源が不平衡の場合の制御法について検討を行った。従来の制御法では,不平衡時に直流コンデンサの電圧脈動が大幅に増大するため,静電容量の低減が困難であった。これに対して,基本波の逆相電流を注入することによって,直流コンデンサ電圧脈動の低次成分を零とする制御法を提案した。負荷および電源が不平衡の環境で実験を行い,提案法が電圧脈動を大幅に抑制できることを確認した。その結果,直流コンデンサを三相平衡の場合と同程度まで静電容量の低減が可能であることを明らかにした。最後に,整流器負荷とアクティブフィルタを直流側で接続し,整流器とアクティブフィルタの協調した回路構成および制御法について検討した。このとき,整流動作と回生動作を急峻に切り替える制御法を明らかにし,シミュレーションによって確認した。これにより,負荷が急峻に変化した場合でも,動作を停止せず安定した運転継続が可能となる。以上の結果により,変換器の動作に影響なく直流コンデンサ容量を最小化でき,コンデンサの小型化・長寿命化を実現できることを実証した。28年度が最終年度であるため、記入しない。高調波補償装置であるアクティブフィルタの小型化と長寿命化を目的として,直流コンデンサの静電容量を大幅に低減できる制御法について検討を行った。これまでに,負荷急変に伴う過渡的な直流コンデンサ電圧変動を抑制できる制御法を開発した。平成27年度は,はじめに,過渡状態において,繰り返し制御が引き起こす直流コンデンサ電圧変動について検討し,これを抑制する制御法を開発した。次に,高速・高精度なアクティブフィルタの直流コンデンサ電圧制御法を提案し,その効果を実験によって確認した。提案法は,高調波補償に伴って生じる直流コンデンサのエネルギー脈動を理論的に解析し,解析に基づいて演算した脈動を,直流コンデンサ電圧制御の指令値として利用する点に特長がある。直流コンデンサの静電容量を低減したアクティブフィルタでは,従来の電圧制御法を適用すると,高調波補償特性と電圧制御の応答速度のトレードオフ関係が顕著となり,両立が困難であった。一方,提案法は,このトレードオフを原理的に解消し,高調波補償特性の低下なく高速な電圧制御を実現できた。さらに,提案法は,直流コンデンサの静電容量に関わらず,アクティブフィルタ以外の一般的な電力変換器にも適用可能であるため,幅広い応用が期待できる。また,インダクタとコンデンサをさらに小型化できる定電力整流器負荷に適したアクティブフィルタの制御法について検討を行った。制御法の基礎的な動作をシミュレーションによって確認し,従来の制御法と同じ回路パラメータを用いた実験検証によってその妥当性を実証した。直流コンデンサ電圧制御法について,理論的に詳細な検討を行い,実験によってその妥当性を確認することができた。定電力の整流器負荷に適した制御法も基礎実験を実施できており,当初予定通りの達成度と考えられる。平成27年度の検討結果を踏まえて,直流コンデンサ電圧制御については回路パラメータの影響を受けにくい制御法を検討する。また,定電力の整流器負荷に適した制御法および回路構成について検討を行う。
HBV pseudotypeによる感染性を指標にしたHBV感染受容体の同定戦略

本申請ではHBV pseudotypeの作製に成功し、感染性を指標にした新たなアッセイ系を用いてウイルス学上の最大の難問に挑んだ。I)HBVpseudotype(HBV膜粒子を被ったgfp遺伝子を含むレトロウイルスゲノムをもつpseudotypeウイルス; HBV-p)の作製に向けたパッケージング細胞とHBVp産生系の確立.a)パッケージング細胞の樹立.レトロウイルスゲノム産生ベクター(HyTc-gfp)及びgag-pol発現ベクター(gp)を培養細胞株へトランスフェクションしgfp及びハイグロマイシン耐性遺伝子(hygR)をもつレトロウイルスゲノムを産生するパッケージング細胞を樹立した。b)パッケージング細胞の活性の検討. a)で作製したパッケージング細胞でVSV-G pseudotypeの作製を試みパッケージング細胞として活性をもつかどうかを検討した-すなわち、本細胞へVSV-G発現ベクターをトランスフェクションし、培養上清中に出現したVSV-G pseudotypeを全く別の培養細胞株への感染性を検討した。c) H BV-p産生能の検討.本パッケージング細胞へHBV粒子膜蛋白遺伝子発現ベクターをトランスフェクションし、分泌されるウイルス粒子をPEG沈殿法、超遠心法、抗HBs抗体を用いた免疫沈降法などで回収し、粒子内ゲノム(RNA)を抽出する。RT-PCR法による粒子内ゲノムgfpを標的としたRT-PCR法で検討した。d) HBV-p産生効率の検討.GFP産生を指標にトランスフェクション効率を評価し、トランスフェクションの最適化を図りつつ、産生量を定量PCR法で検討した。II)HBV-pを用いた感染性を指標にしたHBV感染受容体のスクリーニング.レトロウイルスcDNAライブラリーをHBV-pにより、スクリーニングしたが、結果的にはまだ感染受容体の候補因子は見つかっていない。しかしながら、本実験過程で、肝癌由来培養細胞株に非活性型の受容体の存在が示唆される結果を得た。B型肝炎ウイルス(HBV)はその発見から40年余も経つが、その生物学的特性の理解度は低い。臨床的にもなお治療抵抗性を示すことも多く、ワクチン非有効株も出現している。日本においても20歳以上では多くのHBVキャリアーや慢性肝炎患者が存在し、世界的には約23億人の肝炎患者が存在する世界的にも有数の巨大感染症である。HBVの生物学的特性や病態発症機構を詳細に記述し、新規の抗HBV剤を開発するには、未だに分離・同定されていない感染受容体を明らかにし、in vitro及びin vivoにおける確固とした感染系を樹立することが重要であると思われる。HBV膜粒子を被り、gfp遺伝子を含んだレトロウイルスゲノムをもつpseudotypeウイルス(HBV pseudotype;HBV-p)の作製に成功した。本ウイルスはgfpと薬剤耐性遺伝子(ハイグロマイシンやG418耐性遺伝子など)をコードするレトロウイルスゲノムを内包するコア(gag)粒子がHBV膜粒子を被った粒子として放出される。本ウイルスを利用して肝実質細胞のほ乳類発現ライブラリーを導入した培養肝癌細胞等でスクリーニングし、HBV受容体の分離・同定を試みた。スクリーニング中に培養肝がん細胞株(HepG2)にある処理をすることによりHBV-pの感染性が向上することが観察された。この現象は導入したcDNAの発現に依存しないことから、HepG2が内因的にもつHBV感染受容体が活性化することによるものと考えられた。

a)パッケージング細胞の樹立.レトロウイルスゲノム産生ベクター(HyTc-gfp)及びgag-pol発現ベクター(gp)を培養細胞株へトランスフェクションしgfp及びハイグロマイシン耐性遺伝子(hygR)をもつレトロウイルスゲノムを産生するパッケージング細胞を樹立した。b)パッケージング細胞の活性の検討.a)で作製したパッケージング細胞でVSV-G pseudotypeの作製を試みパッケージング細胞として活性をもつかどうかを検討した-すなわち、本細胞へVSV-G発現ベクターをトランスフェクションし、培養上清中に出現したVSV-G pseudotypeを全く別の培養細胞株への感染性を検討した。c)HBV-p産生能の検討.本パッケージング細胞へHBV粒子膜蛋白遺伝子発現ベクターをトランスフェクションし、分泌されるウイルス粒子をPEG沈殿法、超遠心法、抗HBs抗体を用いた免疫沈降法などで回収し、粒子内ゲノム(RNA)を抽出する。RT-PCR法による粒子内ゲノムgfpを標的としたRT-PCR法で検討した。d)HBV-p産生効率の検討.GFP産生を指標にトランスフェクション効率を評価し、トランスフェクションの最適化を図りつつ、産生量を定量PCR法で検討した。II)HBV-pを用いた感染性を指標にしたHBV感染受容体のスクリーニング.レトロウイルスcDNAライブラリーをHBV-pにより、スクリーニングしたが、結果的にはまだ感染受容体の候補因子は見つかっていない。しかしながら、本実験過程で、肝癌由来培養細胞株に非活性型の受容体の存在が示唆される結果を得た。