hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ひび割れを有するコンクリートの実効拡散係数試験による塩分浸透特性評価

実効拡散係数から求めたひび割れ部分における拡散係数に対する実験結果は,貫通ひび割れ供試体では水中における塩化物イオンの拡散係数(400cm2/年)とJSCE算出方法のひび割れ部分の影響を表す定数D0(200cm2/年)程度の間になるという結果が得られた。既往研究のほとんどのひび割れ部分における拡散係数が水中における塩化物イオンの拡散係数より10倍1000倍も大きくなっているのに比べて,本研究結果は適切な値として算出され,ひび割れを有するコンクリートの拡散係数の算出方法への実験による直接の検証が困難であるとの問題に対し,その検証がなされたといえる。また,非貫通ひび割れ(ひび割れが鉄筋まで進展していいない状態を想定)供試体では,ひび割れ深さとひび割れ部分における拡散係数との関係が貫通した場合(200(cm2/年)程度)と原点(ひび割れ無し)間で線形近似となり,貫通した場合からひび割れ深さに応じて比例減少させた値程度となるという結果が得られた。」本研究は,未だその浸透特性が不明確であるひび割れ条件やその他の条件下におけるひび割れを有するコンクリートの塩分浸透特性を明確にすること,ならびにその結果をもとに各条件下における塩分浸透特性評価ができる方法を構築することを目的とする。本研究は3年間で遂行するもので,平成24年度は,床版のような広い面に対し,不規則な複数のひび割れが散在する状態の塩分浸透特性を実験を実施し検討する,そしてそのような状況下の塩分浸透特性を評価する方法を構築し,提案するまでに到る計画であった。それに対し,実験結果を検討し,ひび割れ面積比を用いること,ひび割れ深さの影響をひび割れの影響を表す定数を減ずることによって,評価できるひび割れ条件や部材の適用範囲の制限を拡張した式を構築することができた。以上から,本年度は研究実績の概要に示したように,当初の計画通りに概ね順調に研究を進められているといえる。本研究は、未だその浸透特性が不明確であるひび割れ条件やその他の条件下におけるひび割れを有するコンクリートの塩分浸透特性を明確にすること、ならびにその結果をもとに各条件下における塩分浸透特性評価ができる方法を構築することを目的とする。本研究は3年間で遂行するもので、平成23年度は、塩分浸透特性に及ぼすひび割れ条件(幅、長さ、深さ)の違いの影響、およびコンクリートのひび割れ面に樹脂被膜がある場合の塩分浸透特性(コンクリートのひび割れ以外の部分にエポキシ樹脂を塗布し通電)を検討することを目的に、研究を実施する計画である。それに対し、本年度は研究実績の概要に示したように、当初の計画通りに研究を進められているといえる。平成25年度は,増加進展するひび割れならびに内部損傷が塩分浸透特性に及ぼす影響を検討する。平成23年度,24年度の研究によって構築された式の実構造物への適用に際し,人工的に作製したひび割れではなく,より現実的な作用,すなわち加力によって発生した損傷ひび割れに対しての適用性を検討する必要があると考えられる。
制約条件を伴った準線形偏微分方程式の適切性の研究

非線形境界条件を伴った準線形方程式であるサイズ構造モデルに空間拡散を加えたモデルの研究については、距離空間における微分方程式である変異方程式(mutational equations)の観点からの考察を進めた。今の所、十分な進展は得られていないが、研究分担者の小林は、変異方程式の初期値問題に対するLax-Richtmyer型近似定理やVan Kampen型一意性定理などの一定の成果を得ている。回帰的空間において微分作用素の定義域が稠密でない場合の準線形発展作用素の生成については、Bobrowskiによるintegrated semigroupの特徴付け定理を参考にして、目指すべき安定性条件の形についての検討を行った。応用面も考慮した検討を続けるとともに、次年度の生成定理の研究につなげていく予定である。研究分担者の渡邉は、非線形の移流項と拡散項を持つ方程式、特に非線形拡散項が退化する集合が正の速度を持つ場合(強退化放物型)を考察した。この方程式は、形の上では双曲型単独保存則と多孔性媒質型方程式の1次結合の形をしており、放物型方程式の性質と双曲型方程式の性質の両方を持った方程式となる。群集動態を記述する数学モデルへの応用を目指した定式化を行うために、非等方的拡散項を持つ方程式が非局所量に関して連立する系を考察した。この系に対する多次元初期値問題のエントロピー解の存在、および一意性の結果を証明した。さらに渡邉は、結晶粒界現象を記述するKobayashi-Warren-Carterモデルも考察した。このモデルは、重み付き全変動汎関数を含むエネルギー汎関数の勾配流として記述される二つの放物型方程式の連立系である。1次元の場合に初期値境界値問題を考察し、物理的に意味があると思われる解のクラスを構成した上で、このクラスに属する解は一意であることを証明した。距離空間における微分方程式である変異方程式と抽象準線形発展方程式との関連に関する研究を通じて、リプシッツ半群・発展作用素の生成理論は着実に進んでおり、退化放物型方程式の適切性の研究に関しても、物理的に適切と思われるクラスでの解の一意性の結果が得られるなど、順調に研究が進展している部分も多くあるが、空間拡散を伴ったサイズ構造モデルの研究が難攻しており、研究計画全体としてはやや遅れていると判断せざるを得ない。空間拡散を伴ったサイズ構造モデルの研究を引き続き行うとともに、回帰的空間における準線形発展作用素の生成理論とその応用についての研究、並びに制約条件を伴った退化放物型方程式の適切性の研究も並行して進めて行く。微分作用素の時間依存度に関する条件の緩和についても検討する予定である。研究目的達成のために、引き続き研究分担者と協力して研究を進めると共に研究集会等にも積極的に参加して最新の情報収集と成果発表を行う。(1)空間拡散を伴ったサイズ構造モデルの適切性の研究非線形境界条件付きの準線形偏微分方程式であるサイズ構造モデルに、空間拡散を加えたモデルを考察した。空間拡散を伴わない先行研究の結果から、有界変動関数の空間における弱解を考察する必要があることが判明したが、当初予定していたKato理論と類似の方針では連続微分可能な解のみが対象であり弱解を扱えない難点から停滞していた。研究分担者の小林と連携研究者は、Aubinらによるmutational equationの理論に偽距離に関する準消散性の条件を導入し、劣接線条件と増大条件の下で初期値問題の適切性を示し、準線形Kato理論を含む形に拡張整備した。この方法は距離空間における微分方程式に対する弱解を定めるものであるため、空間拡散を伴ったサイズ構造モデルには適当だと思われる。今後はこの手法を中心にサイズ構造モデルの適切性について研究を進めてゆく。(2)変数係数を持つ強退化放物型方程式に対する適切性の研究研究分担者の渡邉は、非線形の移流項と拡散項を持つ準線形偏微分方程式の内、特に非線形拡散項が退化する集合が正の測度を持つ場合(強退化放物型)を考察した。この方程式の特徴は、放物型方程式の性質と双曲型方程式の性質の両方を持つ点であり、このことが近似解の変動量評価を得ることを困難にしている。渡邉は、Wu-Zhao(1983)によって導出された条件を適用することでこの困難を克服し、有界変動関数の空間内で古典的な手法である粘性消滅法とKruzkovの二重変数法を用いて、エントロピー解の存在と一意性を得た。さらに、Kruzkovの二重変数法にChen-Karlsen(2005)の計算手法を用い、拡散項の変数係数の平方根に対する評価を行うことで初期値と係数に関する連続的依存性を証明した。空間拡散を伴ったサイズ構造モデルの適切性の研究が当初の計画通りには進展していない。しかしながら、距離空間における微分方程式であるmutational equationの理論に偽距離に関する準消散性の条件を導入することで理論の拡張整備を行い、抽象準線形発展方程式に対する弱解の扱いが可能となった点は予想外の進展であり、この結果を利用することでサイズ構造モデルの適切性の研究が進むことが期待できる。また、変数係数を持つ強退化放物型方程式に対する適切性の研究では、先行研究の手法を上手く用いることで有界変動関数の空間でのエントロピー解の適切性の結果が得れらた。この結果は、有界変動関数の空間でサイズ構造モデルを取り扱う上でも重要な結果である。以上のことから、かなり順調に研究が進展している部分も多くあるが、今年度の主目標であるサイズ構造モデルの適切性の研究に遅れが出ているため、研究計画全体としてはやや遅れていると判断した。

非線形境界条件を伴った準線形方程式であるサイズ構造モデルに空間拡散を加えたモデルの研究については、距離空間における微分方程式である変異方程式(mutational equations)の観点からの考察を進めた。今の所、十分な進展は得られていないが、研究分担者の小林は、変異方程式の初期値問題に対するLax-Richtmyer型近似定理やVan Kampen型一意性定理などの一定の成果を得ている。回帰的空間において微分作用素の定義域が稠密でない場合の準線形発展作用素の生成については、Bobrowskiによるintegrated semigroupの特徴付け定理を参考にして、目指すべき安定性条件の形についての検討を行った。応用面も考慮した検討を続けるとともに、次年度の生成定理の研究につなげていく予定である。研究分担者の渡邉は、非線形の移流項と拡散項を持つ方程式、特に非線形拡散項が退化する集合が正の速度を持つ場合(強退化放物型)を考察した。この方程式は、形の上では双曲型単独保存則と多孔性媒質型方程式の1次結合の形をしており、放物型方程式の性質と双曲型方程式の性質の両方を持った方程式となる。群集動態を記述する数学モデルへの応用を目指した定式化を行うために、非等方的拡散項を持つ方程式が非局所量に関して連立する系を考察した。この系に対する多次元初期値問題のエントロピー解の存在、および一意性の結果を証明した。さらに渡邉は、結晶粒界現象を記述するKobayashi-Warren-Carterモデルも考察した。このモデルは、重み付き全変動汎関数を含むエネルギー汎関数の勾配流として記述される二つの放物型方程式の連立系である。1次元の場合に初期値境界値問題を考察し、物理的に意味があると思われる解のクラスを構成した上で、このクラスに属する解は一意であることを証明した。距離空間における微分方程式である変異方程式と抽象準線形発展方程式との関連に関する研究を通じて、リプシッツ半群・発展作用素の生成理論は着実に進んでおり、退化放物型方程式の適切性の研究に関しても、物理的に適切と思われるクラスでの解の一意性の結果が得られるなど、順調に研究が進展している部分も多くあるが、空間拡散を伴ったサイズ構造モデルの研究が難攻しており、研究計画全体としてはやや遅れていると判断せざるを得ない。前年度の目標であった空間拡散と伴ったサイズ構造モデルの適切性の研究をmutational equationの観点から進めてゆく。また、当初予定通り回帰的空間における制約条件付き準線形問題の適切性の研究にも着手する。今年度はmutational equationの理論も参考にしながら新たな安定性条件の設定を中心にリプシッツ発展作用素の生成理論の構築を検討する予定である。目的の達成のため、引き続き研究分担者、研究協力者と緊密に協力して研究を進めると共に、研究集会等へ参加して最新の研究に関する情報収集や成果発表を行う。さらに、他大学から関連する分野の専門家を招いてセミナー等で専門的知識の提供を受けることも計画している。
異なる温度環境は回遊性魚類の遺伝的集団分化を引き起こすのか？

本研究では、広域を回遊する魚類の温度適応性に注目して、その集団分化と移動生態解明を試みる。一般に、熱帯域では年間を通して高水温であるのに対して、温帯域では夏季の高水温から冬季の低水温に至る水温の季節変化がある。このような水温環境の南北勾配が地理的障壁のない回遊魚の遺伝的集団分化を引き起こすのかを、熱帯域から温帯域にかけて全球的に漁獲されているシイラを用いて研究を行った。本研究では本種の集団間の遺伝構造を見出すためにRADシーケンシング(RAD-seq)を行う。これまで、ゲノミックリソースの整っていない本種のような非モデル生物において、集団間の変異を見出すのに十分な数の遺伝マーカーを得るのには多大な時間とコストがかかっていた。RAD-seqでは、制限酵素で切断したゲノムDNAの断片を次世代シーケンサーで読むことにより、核ゲノム中に広く大量に分布する1塩基多型(SNP)を探索することができる。この手法を用いることによって、ゲノム情報の乏しい魚種からも集団間の変異を見出すのに十分な遺伝マーカーの開発が可能となる。研究を開始した当初は、日本周辺に限定して筋肉サンプルを収集する予定であったが、より顕著に温度環境の異なる海域に生息する個体を収集するために、調査海域を北西太平洋及びハワイ諸島周辺海域に拡大して収集を実施することにした。平成29年度は、研究代表者の所属機関が変更となり、当初計画を実施するための研究体制を整えることが出来なかった。そこで、当初は自らで実施する予定であったH28年度に採集したサンプルの遺伝子解析を外部機関に委託するなどの手配を整えた。サンプルの解析を委託した外部機関から結果が送付され次第、これを取りまとめて学会発表や学術誌への投稿を行う予定である。本研究では、異なる温度環境で採集されたシイラにRADシーケンシング(RAD-seq)を適用し、大量のSNPマーカーを開発して本種の遺伝的集団構造を探索する。本年度は専らサンプルの収集を行った。研究を開始した当初は、東シナ海に限定して筋肉サンプルを収集する予定であったが、より顕著に温度環境の異なる海域に生息する個体を収集するために、調査海域を北西太平洋およびハワイ諸島周辺海域に拡大して収集を実施することにした。そのために、先ずは、国内外の漁業関係者とのネットワークを構築し、対象海域を網羅したサンプルの収集を行い、研究室への輸送体制を整えた。ハワイ諸島周辺で漁獲された個体の筋肉サンプルについては、輸送期間が長期に及ぶことからDNAの断片化が懸念されたが、抽出したDNAをアガロース電気泳動に供したところ、断片化の進行していない質の高いDNAを収集できたことが確認された。現在は、抽出したDNAを次世代シーケンサーを用いてRAD-seqに供するための準備を整えている。当初の計画から、初年度はフィールドの開拓、調査関係者とのネットワーク構築およびサンプルの採集に専念する予定であった。特にフィールドの開拓については、当初予定していた以上に広域から質の高いサンプルの採集を行うことができた。現在の計画を予定通り進め、次世代シーケンサーを用いたRAD-seq解析を実施する。また、得られた結果の取りまとめを順次取り行う。
化学反応動力学に関する研究

2名のイスラエル人研究者の受入れと2名の日本人研究者の派遣を実施し、以下に述べる様な実績を上げる事が出来た。論文を書く迄には至っていないが、研究は更に継続されいずれ論文としてまとめられる筈である。以下、各人の共同研究毎にその内容・実績を説明する。(1)原子・分子衝突過程の理論的研究(A.Ben-Reuven)先ず、同教授の専門であるレーザー冷却された原子のレーザー場での衝突過程について東大・京大・分子研において講演を行った。更に、分子研において中村グループによって開発された非断熱遷移の一般理論を上記諸問題に応用する事についての検討を行った。特に、衝突粒子の励起状態が関与する共鳴状態による赤方変位の問題、2ケないし3ケのポテンシャル交差が関与する問題等についての適用性を議論した。溶液内光解離反応の理論的研究(山下晃一)溶液内で電子励起されたI_3-イオンの解離により生成するI_2が対称伸縮運動をコヒーレントにかなり長時間行っているというパンプープローグ実験の観測結果を理論的に解釈する試みを実施した。Kosloff教授は波束動力学の計算を行ったが、I_3-イオンの解離ポテンシャルエネルギー面についての正しい情報がない為信頼出来る結果が得られなかった。そこで、本共同研究では山下が電子状態の評価を担当した。実験では、4.0eV近傍にピ-タ間隔0.8eVの2つの強い吸収帯が観測されており、先ずこれを再現する事から始めた。CASSCF計算を実行する事により、励起状態としてI_2(^2Σ_u^+)+I(^2Π_<1/2>)につながる^1Σ_u状態とI_2^-(^2Π_g)+I(^2Π_<3/2>)につながる^1Π_u状態の可能性は否定され、^3Π_uと^1Σ_Qのスピン軌道相互作用から生じているΣ_u^+状態の可能性が高い事が判明した。しかし、ピーク間隔の再現等にはまだ成功していない。スピン軌道相互作用をちゃんと考慮に入れた分子軌道計算を行う必要があり、現在これを計画中である。一方、共鳴散乱状態が多く存在する場合にも適用出来る波束伝播法を開発した。任意のエネルギーの所の固有状態の評価を可能にする一般化時間発展オペレータ法を以前開発したが、共鳴状態を取扱える様にする為に、これに複素ポテンシャルに基づく境界条件を導入する事によって一般化を行った。1次元モデル系でのテスト計算を終え、現在3次元系に適用出来るプログラムの開発を行っている。(3)Terphenyl中のpentaceneの単一分子分光の理論(谷村吉隆)P-Terphenyl中に埋めこまれた単一pentaceneの超高分解分光にフラクタル・ノイズの様な興味ある特徴が見出されている。Klafter教授はこれを確立過程としてとらえフラクタル・ノイズの観点から解釈しようとしている。一方、谷村はスピングラス系の熱浴に関する研究を行っており、ホスト結晶がこのモデルで記述出来ると考えている。討議を行った結果、両者の知識と経験を交流してこの問題を研究する事が大変有意義である事で合意した。先ず、モデルでpentaceneにフラクタル的揺動を生じるかを検討し、更にpentaceneの2準位系ダイナミックスをスピン・ボゾン系と比較しながら調べていく事が有効である事が判った。今後、この共同研究を更に押し進めていく予定である。(4)分子の電子状態の理論的研究(M : Naphcha)分子研の岩田グループとの協力で下記の研究を実施した。多原子分子の振動を伴いながら解離する過程を研究する方法開発し、応用する。具体的に研究を進めるために、3原子分子CCHを取り上げて、その基底状態と励起状態の3変数ポテンシャルエネルギー曲面をMCSCF-MRCI(多原子配置SCP法-多参照CI法)により計算し、この曲面を再現する関数形を求め、解離過程を二つの方法で調べて近似の妥当性・適用範囲の検討を行った。

CASSCF計算を実行する事により、励起状態としてI_2(^2Σ_u^+)+I(^2Π_<1/2>)につながる^1Σ_u状態とI_2^-(^2Π_g)+I(^2Π_<3/2>)につながる^1Π_u状態の可能性は否定され、^3Π_uと^1Σ_Qのスピン軌道相互作用から生じているΣ_u^+状態の可能性が高い事が判明した。しかし、ピーク間隔の再現等にはまだ成功していない。スピン軌道相互作用をちゃんと考慮に入れた分子軌道計算を行う必要があり、現在これを計画中である。一方、共鳴散乱状態が多く存在する場合にも適用出来る波束伝播法を開発した。任意のエネルギーの所の固有状態の評価を可能にする一般化時間発展オペレータ法を以前開発したが、共鳴状態を取扱える様にする為に、これに複素ポテンシャルに基づく境界条件を導入する事によって一般化を行った。1次元モデル系でのテスト計算を終え、現在3次元系に適用出来るプログラムの開発を行っている。(3)Terphenyl中のpentaceneの単一分子分光の理論(谷村吉隆)P-Terphenyl中に埋めこまれた単一pentaceneの超高分解分光にフラクタル・ノイズの様な興味ある特徴が見出されている。Klafter教授はこれを確立過程としてとらえフラクタル・ノイズの観点から解釈しようとしている。一方、谷村はスピングラス系の熱浴に関する研究を行っており、ホスト結晶がこのモデルで記述出来ると考えている。討議を行った結果、両者の知識と経験を交流してこの問題を研究する事が大変有意義である事で合意した。先ず、モデルでpentaceneにフラクタル的揺動を生じるかを検討し、更にpentaceneの2準位系ダイナミックスをスピン・ボゾン系と比較しながら調べていく事が有効である事が判った。今後、この共同研究を更に押し進めていく予定である。(4)分子の電子状態の理論的研究(M : Naphcha)分子研の岩田グループとの協力で下記の研究を実施した。多原子分子の振動を伴いながら解離する過程を研究する方法開発し、応用する。具体的に研究を進めるために、3原子分子CCHを取り上げて、その基底状態と励起状態の3変数ポテンシャルエネルギー曲面をMCSCF-MRCI(多原子配置SCP法-多参照CI法)により計算し、この曲面を再現する関数形を求め、解離過程を二つの方法で調べて近似の妥当性・適用範囲の検討を行った。合同シンポジウムの開催、協力研究の実施及び打合せ、及び将来計画の検討に関して下記の様な実績が得られた。(1)合同シンポジウムの開催イスラエル側から13件日本側から5件の講演を行い(1)リュードベリ-状態、(2)非断熱過程、(3)新しい理論的手法及び実験的手法の広範囲に亘る分野での討議が行われた。リュードベリ-状態や反応動力学の実験及び電子状態理論に関して新しい協力研究の可能性が生まれた。(2)協力研究の実施及び今後の打合せ(i)分子研の染田助手をエルサレムに派遣しLevine教授と「溶液内での量子ダイナミックスに関する基礎理論の構築」に関する協力研究を実施した。これは、平成3、4年に実施した協力研究(波動関数に対する一般化ランジュバン方程式の導出)の拡張を目指すものである。(ii)
電位窓拡大のための溶媒マジックナンバーの追究

5 V級リチウムイオン電池の実現に向けて酸化側の電位窓が広い電解液を開発し、その溶液構造と電位窓の相関を明らかにする。すでに4.6 Vまでの電位窓拡大に成功しているため、この三元系エステル電解液を足掛かりとして新規エステル溶媒とLi塩を用いて電解液組成を詳細に検討し、酸化側の電位窓を調べる。また、得られた電解液の溶液構造を調べることにより、特に異種溶媒分子間の双極子-双極子相互作用に注目して電位窓との相関を解析する。
DNA-脂質複合体LB膜を用いる電子移動反応場の設計

本研究の目的は、DNA-脂質複合体を用いてDNA二重らせんを一方向に配向させたLangmuir-Blodgett(LB)膜を作成し、DNA鎖に沿った電子移動を実現することにある。本年度は、以下の研究を行い次のような実績を得た。1)サケ精子由来のDNA(分子量200万以上)を超音波照射により切断し、分子量10万位の長さのそろったDNA二重鎖を調整し、DNA中のリン酸アニオン量と等モルのジアルキルアンモニウムカチオン性脂質を加えて、DNA-脂質複合体のポリイオンコンプレックスを沈殿として得た。得られたDNA-脂質複合体は有機溶媒のみに可溶で、有機溶媒中でも二重らせん構造をとっていることがCDスペクトルなどから明らかになった。2)DNA-脂質複合体のクロロホルム溶液を水面に展開して単分子膜を作製した。表面圧-面積曲線から解析すると、安定な単分子膜が得られることがわかった。これを櫛形電極や水晶発振子上に、水平付着あるいは垂直浸漬法により累積した。累積比は、水晶亜発振子の振動数変化から計算し、水面上の単分子膜がほぼ100%基板上に累積されていることがわかった。X線解析やCDスペクトル測定の結果、DNA鎖はほぼ平衡に配向し規則正しく並んだ膜として存在していることが明らかとなった。3)以上の結果、DNA-脂質複合体はDNA鎖が良く配向したLB膜をつくるための優れた方法であり、今後は、DNA鎖に沿った電子移動などを研究するための優れた反応場となることが明らかとなった。
公立高校入試英語リスニングテストにおけるタスクタイプが成績解釈に与える影響

本研究では、公立高等学校入試のリスニング・テストのタスクのうち(1)英文の放送回数と(2)質問文・選択肢の事前提示があるかないかの2観点から実験を行い、考察した。実験の結果、英文の繰返しは成績解釈に影響を与えないとの結果と、与えるとの結果が導き出された。また、質問文・選択肢の事前提示があるかないかに関しては成績解釈を左右する主要要因とはならないと結論づけられた。研究期間内に行った実験からは矛盾する結果が導き出されてしまい、研究成果として一般化できる結論を導くには至っていない。従って、今後は被験者層を広げること、タスクの詳細を更に細分化させることでより客観的な結論を導き出したい。現在47都道府県全ての公立高校入試で英語リスニングセクションが設けられているが、英文は全て2回以上繰り返されている(一部詳細非公開県を除く)。本研究では、公立高校入試リスニング問題として使用された項目を形式のことなる6種類に改編し、「英文の繰り返し数」(聞き取るモノローグ・ダイアロニグの繰り返しがない/2回繰り返される)、「質問文の事前提示」「選択肢の事前提示」(印刷してある/放送されるだけ)の影響を調査した。被験者は高校一年生で、6つの等質グループに以下の(1)(6)の各フォーマットを回答させた。[(1)繰り返しあり・質問文事前提示なし・選択肢事前提示なし、(2)繰り返しなし・質問文事前提示なし・選択肢事前提示なし、(3)繰り返しあり・質問文事前提示あり・選択肢事前提示あり、(4)繰り返しなし・質問文事前提示あり・選択肢事前提示あり、(5)繰り返しあり・質問文事前提示なし・選択肢事前提示あり(最も使われているタイプ)(6)繰り返しなし・質問文事前提示なし・選択肢事前提示あり]調査結果のまとめは以下の通りである。1.(1)、(3)、(5)間、(2)、(4)、(6)間に統計的有意差がなかった。従って質問文の事前提示と選択肢の事前提示は、得点に影響を与えていない。2.(1)は(2)、(4)、(6)間に、(3)と(5)は(2)、(6)間に統計的有意差が見られた。従って英文の繰り返しは得点の上昇に影響を与えている。3.項目弁別力の検定では、どのフォーマット間にも統計的有意差が現れなかった。従ってどのフォーマットを使用しても受験者の能力弁別という役割を果たせる。上記1の結果は、質問文や選択肢の提示は受験者の理解を妨げるとの先行研究結果と、更に2の結果は、今回の実験と同一問題を使用した別の研究の結果と異なることから、その原因を探る必要がある。今後は被験者数とタスクタイプの幅を増やることにより、より測定結果の精度を上げて再検証する。本研究の目的は、公立高校の入試で使われる英語リスニング・テストにおいて、「問題文」と「選択肢」が問題用紙に印刷されているかいないか、また、英文放送の「繰返し」があるかないかの違いがテスト成績にどのような影響を及ぼすかを明らかにすることである。現在、様々なタイプのリスニング・テストが実施されているが、上にあげたタスク・タイプの違いが及ぼす影響等を検証した研究が少ないことを考えても、十分に検証されたうえでテストが作成され、実施されているとは言い難い。使用したタスク・タイプは以下の8つである。(1)問題文印刷なし+選択肢印刷なし+繰返し有り、(2)問題文印刷なし十選択肢印刷なし+繰返しなし、(3)問題文印刷あり+選択肢印刷あり+繰返し有り、(4)問題文印刷あり+選択肢印欄あり+繰返しなし、(5)問題文印刷なし+選択肢印刷あり+繰返し有り、(6)問題文印刷なし+選択肢印刷あり+繰返しなし、(7)問題文印刷あり+選択肢印刷なし+繰返し有り、(8)問題文印刷あり十選択肢印刷なし+繰返しなし。英文の内容は8つとも全て共通で、男女2名による80語程度のダイアログである。問題は放送された1つのダイアログにつき2問である。等質の8グループにテストを実施した。その結果明らかになったのは、素点と項目困難度に最も影響を与えた要因は英文放送の「繰り返し」であり、「問題文」や「選択肢」が印刷されているいないに関わらず、繰返しががあると素点が上昇し、また難易度も下がった。しかしながら、項目弁別力指数にはタスク・タイプは影響を与えていないことがわかった。同一英文を使用してもタスク・タイプの違いが成績解釈に影響を与えることが明らかになった。

これは問題作成時だけでなく、学習者のストラテジーにも関係する事柄であり、多様な問題形式を用いて追実験を行い、さらに詳細を明らかにしたい。
次世代自動車テクノロジーの空間応用一般均衡分析

次世代自動車テクノロジーの経済効果を計測するための空間経済モデルを開発し,我が国やアジア地域を対象として,従来型自動車から次世代型自動車への技術シフトがもたらす経済効果や環境負荷に与える影響を評価する.次世代自動車産業を組み込んだ多地域産業連関モデルと応用一般均衡モデルを用いて,日本と韓国の地域や豊橋市を対象にして,次世代自動車の生産や利用,技術移転,技術伝播拡散がもたらす影響を明らかにする.研究期間の初年度であるので,自動車産業,応用一般均衡モデル,産業政策,次世代自動車,環境技術,数理経済モデルに関する既存文献,資料の整理を行った.国内における自動車産業,次世代型自動車の開発状況に関する調査,および分析に必要となる各種産業連関表の情報収集と部門分類の調査を行った.従来型自動車産業の技術構造の解析と次世代自動車の技術情報の収集を行った.石油から電気へのエネルギーシフトがもたらす環境負荷への影響の情報収集を行った.内燃機関,モーター,バッテリー等の次世代自動車に関係する技術投入係数を推計した.MATLABで動作が可能な次世代自動車分析用の産業連関モデルおよび空間応用一般均衡モデルの開発を行った.地域の技術構造を特定化し,技術変化の影響を分析するために,多地域産業連関表を用いて空間応用一般均衡モデルのパラメータをキャリブレーションする方法を提案した.韓国の地域間産業連関表を用いて次世代自動車出現の経済効果の計測を行った.日本の地域産業連関表を用いてハイブリッド・電気自動車部門の組み込みを行い,地域別の次世代自動車生産の経済効果の計測を行った.また,豊橋市を対象として電気自動車普及の政策が,経済と環境負荷に及ぼす影響を分析した.自動車産業,応用一般均衡分析,科学技術政策,次世代自動車,環境技術,数理経済モデルに関する既存研究や資料等の情報を収集した.韓国の16地域を対象として,多地域産業連関モデルを用いて,ハイブリッド自動車や電気自動車のテクノロジーの普及の効果を計測した.京畿道や蔚山の地域で,次世代自動車生産による影響が大きいことが明らかとなった.日本の9地域を対象として,空間応用一般均衡モデルを用いて,次世代自動車生産が各地域へもたらす影響を明らかにした.ハイブリッド乗用車を生産する場合には,全般的にプラスのインパクトをもたらし,電気乗用車を生産する場合には,負のインパクトを与える傾向がある.電気乗用車を全国で生産する場合には,自動車産業が集積している中部地域の生産活動に大きな影響がもたらされることが示された.都市レベルの応用一般均衡モデルを開発し,豊橋市を対象として,電気自動車社会に寄与する産業への補助金や炭素税を導入した場合の効果を明らかにした.補助金による電気自動車社会への転換は,電気自動車製造,太陽光発電,コジェネレーション,電気自動車輸送,その他輸送の産出量を増加させる結果となった.次世代自動車に代表される地域テクノロジーの伝播拡散効果を考慮した空間応用一般均衡モデルを構築した.地域産業に生起するマーシャル型の技術進歩が,自地域のみならず,他の地域の生産活動にも外部性として伝播拡散する効果を組み込み,空間的に技術が伝播拡散するモデルを開発した.研究期間の最終年度であるため,研究成果のとりまとめを行った.次世代自動車テクノロジーの経済効果を計測するための空間経済モデルを開発し,我が国やアジア地域を対象として,従来型自動車から次世代型自動車への技術シフトがもたらす経済効果や環境負荷に与える影響を評価する.次世代自動車産業を組み込んだ多地域産業連関モデルと応用一般均衡モデルを用いて,日本と韓国の地域や豊橋市を対象にして,次世代自動車の生産や利用,技術移転,技術伝播拡散がもたらす影響を明らかにする.おおむね研究計画どおりの成果が得られている.次世代自動車の生産段階の技術変化の影響を多地域産業連関モデルと空間応用一般均衡モデルで分析した.電気自動車普及のための税金・補助金政策が市内のGDPや環境負荷(CO2)に与える影響を明らかにした.研究成果の一部は学術論文に掲載されている.また,最新の成果については学会等で報告を行った.地域経済おおむね順調に研究が進んでいることから,研究計画どおり実施する予定である.韓国や中国を対象としたモデルの開発と次世代自動車テクノロジー導入の影響を評価する予定である.
境界適合座標を用いた海洋数値モデルの開発

複雑な海岸及び海底地形を表現可能で、これまで用いられている静水圧近似のもとでの海洋数値モデルを構築するために境界適合座標を用いた手法の構築を行った。複雑な形状の表現や、計算の並列化を考慮し、ブロックに分けて格子を生成しその格子での計算を行い、結果をやり取りする手法について検討した。その結果ブロック境界での流れの連続性は良好であり、計算時間の短縮の可能性も示された。また単純化したモデル湾に対し、水面近傍を細かく格子分割できるように、水面下の格子が各タイムステップで移動する手法をプログラムに適用した。時間ステップごとに繰り返しが必要となるが一応の結果は得られた。しかし非常に緩和係数を小さくした繰り返しが必要であり、検討を要する。静水圧近似を用い大規模領域を解き、ある領域のみFull-3DのRANS方程式を解くMECモデルのFull-3D領域に、比較的小型の人口構造物(人口湧昇流発生装置や潮流発電機)などをおいた計算を行った。その時物体の表現は体積力分布をもちいた。関門海峡で計算の結果、小さな発電機等でも静水圧領域の残差流に影響が出ることが示され、人口構造物の大規模慮域に及ぼす影響の推定が可能となった。また少し設置場所を変えても影響の出方が大きく異なることが示された。MECオンラインバージョンの開発を引き続き行い、一般ユーザーがFull-3Dを含んだモデルの計算を、Webを介して使用可能な環境を整えた。これによりMECヴァリアブルメッシュバージョンがWebを解して完全に計算可能となった。計算の基礎となる重力流の性質を調べる小型模型実験および境界適合座標を用いた数値計算を行った。実験では新たに屈折率整合法を開発し、重力流内の速度密度場を画像により計測した。今年度は境界適合座標を用いた海洋数値モデルの構築に当たって以下のような検討を行った。1)複雑な海岸及び海底地形をブロック化する場合の手法について検討し、試計算を行った。その結果ブロック境界での流れの連続性は良好であり、またクラスタ計算機による計算時間の短縮の可能性も示された。2)単純化したモデル湾に対し、水面近傍を細かく格子分割できるように、水面下の格子が各タイムステップで移動する手法をプログラムに適用した。下記時間ステップごとに繰り返しが必要となるが良好な結果が得られた。3)実際の地形に対する格子生成法を検討し、市販の格子生成プログラム(Gridgen)の適用性調査を行った。現状は満足行く格子が得られていないが、可能性はあるものと思われる。4)静水圧近似を用い大規模領域を解き、ある領域のみFull-3DのRANS方程式を解くMECモデルのFull-3D領域に、比較的小型の人口構造物(人口湧昇流発生装置や潮流発電機)などをおいた計算を行った。物体の表現は体積力分布で行い3D領域で表裏の圧力差で物体を表現する形とした。この結果湾全体を解く静水圧領域の残差流に影響が出ることが示され、人口構造物の大規模慮域に及ぼす影響の推定が可能となった。5)MECオンラインバージョンの開発を行い、一般ユーザーが静水圧近似で海洋数値モデルの計算を、Webを介して使用可能な環境を整えた。これにより多くの計算が期待される。今年度は境界適合座標を用いた海洋数値モデルの構築に当たって以下のよらな検討を行った。1)複雑な海岸及び海底地形をブロック化する場合の手法について昨年に引き続き検討し、試計算を行った。

時間ステップごとに繰り返しが必要となるが一応の結果は得られた。3)昨年に続いて実際の地形に対する格子生成法を検討し、市販の格子生成プログラムと地形読み取りプログラム(Gridgenなど)の適用性調査を行った。いまだ満足行く格子が得られていないが、可能性はあるものと思われる。4)静水圧近似を用い大規模領域を解き、ある領域のみFull-3DのRANS方程式を解くMECモデルのFull-3D領域に、比較的小型の人口構造物(人口湧昇流発生装置や潮流発電機)などをおいた計算を行った。物体の表現は体積力分布をもちいた。体積力分布は境界適合座標を用いたFull-3Dコードを用いて推定し、Full-3D領域に埋め込んだ。大村湾でのテスト計算の結果、小さな構造物であっても静水圧領域の残差流に影響が出ることが示され、人口構造物の大規模慮域に及ぼす影響の推定が可能となった。5)MECオンラインバージョンの開発を引き続き行い、一般ユーザーが静水圧近似で海洋数値モデルの計算を、Webを介して使用可能な環境を整えた。これにより多くの計算が期待される。今年度は境界適合座標を用いた海洋数値モデルの構築に当たって以下のような検討を行った。1)複雑な海岸及び海底地形をブロック化する場合の手法について引き続き検討し、試計算を行った。その結果ブロック境界での流れの連続性は良好であり、また8CPUを用いたクラスタ計算機による計算時間の短縮の可能性も示された。2)単純化したモデル湾に対し、水面近傍を細かく格子分割できるように、水面下の格子が各タイムステップで移動する手法をプログラムに適用した。時間ステップごとに繰り返しが必要となるが一応の結果は得られたが、非常に緩和係数を小さくした繰り返しが必要であり、検討を要する。3)格子生成法を検討し、市販の格子生成プログラムGridgenの適用性調査を行った。実海域に関してはいまだ満足行く格子が得られていないが、簡単なモデル湾、湖に対しては計算用格子が得られた。関門海峡で計算の結果、小さな発電機等でも静水圧領域の残差流に影響が出ることが示され、人口構造物の大規模慮域に及ぼす影響の推定が可能となった。また少し設置場所を変えても影響の出方が大きく異なることが示された。5)MECオンラインバージョンの開発を引き続き行い、一般ユーザーがFull-3Dを含んだモデルの計算を、Webを介して使用可能な環境を整えた。これによりMECヴァリアブルメッシュバージョンがWebを解して完全に計算可能となった。6)計算の基礎となる重力流の性質を調べる小型模型実験を行った。これでは新たに屈折率整合法を開発し、重力流内の速度密度場を画像により計測した。
着衣の吸脱着とポンピングエフェクトを組み込んだ人間-環境系数値シミュレータの構築

本研究は、行動性体温調節であるポンピングにより人体が受ける影響を検討することを目的とする。そのためにはまず、人体周辺微気象の把握が必要であり、人体直近から発生する汚染質の拡散性状やその周辺風速による影響を検討する必要がある。着衣を意図的に揺り動かすホンヒングや、人体動作に伴い不可避的に発生する着衣内空気の流出入に際しては、着衣からの汚染質発生が呼吸空気質に及ぼす影響が無視できない。そこで、着衣に限らず人体が身につけたりあるいは常時携帯したりする物からの汚染質発生の拡散挙動を検討した。さらにポンピングにより生じる入体周辺での微弱風の影響を考慮し、周辺環境風速をパラメータとして人体の呼吸空気質と皮膚温変化を検討した。まず対象空間に人体がなく、自由空間あるいは平板上からの汚染質拡散がある場合の結果では、汚染質濃度は発生源直近で高く、風下ほど低濃度であった。発生源の向きを変えることによって特に発生源直近での濃度は大きく変化し、発生源特性の影響は無視できないことがわかった。さらに人体の影響を考慮した場合、人体周辺に生じる上昇流の影響が大きく、呼吸空気質を左右することがわかった。ポンピングに伴って気流が発生すると考えられるが、周辺風速が大きいほど汚染質は人体から離れて拡散していった。着衣がある場合、人体の皮膚温は微風速ではさほど変化せず、大きな影響は見られなかった。本研究は、行動性体温調節であるポンピングにより、温熱快適性および呼吸空気質が受ける影響をシミュレーションにより検討することを目的とする。そのためにはまず、人体周辺微気象の検討が重要であり、人体直近から発生する汚染質の拡散性状やその周辺風速による影響を検討する必要がある。1サーマルマネキンとトレーサガスを用いた実験により、椅座位人体の呼吸空気質の検討を行った。その結果、呼吸空気質には人体下方からの上昇流が影響を及ぼし、清浄空気を境界層に供給すれば呼吸空気質を改善することができることがわかった。ポンピングにより押し出される着衣内空気も、下方より上昇し呼吸域に到達すると見込まれることから、次年度はポンピングにより変化する呼吸空気質を検討する予定である。2立位人体については、周辺風速がある場合に人体近傍で発生した汚染源の拡散性状を風洞実験によって検討した。その結果、人体周辺上昇流と同程度の環境風速により呼吸空気質は変動し、胸部に汚染質発生源がある場合には汚染質は呼吸域へほとんど到達しなかった。3上記1および2の総合的な検討として、立位人体の下方より空気清浄機によって清浄空気を送った場合の呼吸空気質を検討し、またその時の環境風速の影響を数値シミュレーションにより解析した。その結果、腹部前面より清浄空気を上方に吹き出すことは呼吸空気質改善の観点から有効であることが示された。
老齢個体におけるＣＤ４陽性Ｔ細胞による抗腫瘍効果の抑制機構の解明

本研究課題では、老齢個体でのCD4+T細胞による抗腫瘍効果減弱に対するIL-6の関与と、その分子機構を明らかにすることを目的とし、解析を行った結果、老齢個体において、がん特異的Th1細胞分化が抑制されることを見出した。さらに、老齢個体におけるIL-6の活性を中和抗体により抑制した場合に、がん特異的なCD4+T細胞におけるIFN-gamma産生能(Th1細胞への分化能)の抑制が解除されることを見出した。これらのことから、老齢個体でIL-6シグナルが亢進した場合、Th1細胞を介した抗腫瘍免疫応答の抑制が引き起こされることが示唆された。現在、この研究結果を学術論文として発表する準備を行っている。本研究課題では、以下の項目について検討し、老齢個体でのCD4+T細胞による抗腫瘍効果減弱に対するIL-6の関与と、その分子機構を明らかにすることを目的とした。1)老齢個体でのCD4+T細胞による抗腫瘍効果におけるIL-6の影響と、IFN-gammaの重要性2) IL-6によるTh1細胞への分化抑制の分子メカニズムこれらの解析の過程で、老齢個体において、がん特異的Th1細胞分化が抑制されることを見出した。このことから、老齢個体では、IL-6シグナルによりCD4+T細胞のTh1分化が抑制されると考えられた。さらに、IFNg産生を抑制されたCD4+T細胞は、腫瘍特異的CD8+T細胞の誘導促進能力が減弱し、老齢個体では効率よくCD8+T細胞が誘導されなかった。その結果CD4+Th1細胞を介した抗腫瘍免疫応答の低下が引き起こされた。以上より、老齢個体においてIL-6シグナルを抑制することは、より効果的な抗腫瘍免疫応答を誘導するための有効な方策の一つであることが示唆された。これらの結果を現在、学術論文として発表する準備を行っている。今後は、IL-6を指標とした免疫療法感受性を有する高齢者の判別、さらにT細胞機能低下の是正のための標的として、IL-6の活性抑制をがん免疫療法へ応用することを目指す。加齢に伴う免疫機能の低下により、がんや感染症等による高齢者の死亡率は急激に上昇する。しかし、そのメカニズムは不明である。申請者は、Gr-1+CD11b+であるミエロイド系抑制性細胞(MDSC)が、老齢個体において増加することを見出し、この細胞による免疫抑制効果が、CD4+T細胞の機能低下を引き起こし、がんの発症および進行を促進すると仮説を立て研究を進めてきた。本研究課題では、MDSCがCD4+T細胞の機能分化を抑制する分子メカニズムについて検討することを目的として、同じくMDSCを誘導する担癌個体を用いて、CD4+T細胞に対する影響を解析した。その結果MDSCは、CD4+T細胞が活性化され、サイトカインであるIFNgを産生するT細胞サブセット、Th1へ分化する過程を抑制することを見出した。さらに、この抑制効果を担う原因物質について検討したところ、MDSCが産生するIL-6がTh1の分化を抑制することがわかった。そして、これらの研究成果を研究論文として発表した。老齢個体ではMDSCの増加とともに、血中のIL-6濃度の上昇が観察される。さらに、担癌個体由来のMDSCによるTh1細胞の分化抑制は、老齢個体におけるCD4+T細胞でも観察され、CD4+T細胞による抗腫瘍効果の減弱と合致する。このことから、老齢個体で観察されるMDSCによるエフェクターCD4+T細胞の分化抑制メカニズムは両者で共通すると予測された。これらの結果をもとに今後、担癌個体、老齢個体におけるCD4+T細胞の機能低下の分子メカニズムをさらに検討する予定である。本研究により得られる結果は、加齢による抗腫瘍免疫の低下を是正するための治療および予防法の開発に資すると期待できる。目的とした、MDSCによるCD4+T細胞の分化抑制におけるメカニズムの解析を行い、原因となる因子の同定に成功した。この研究成果は、がんに対する免疫療法の開発の基盤となる情報を提供するとともに、さらなる発展性を示すものであった。そして、この結果を学会において、あるいは論文として発表した。これまでの解析から、担癌個体において、MDSC由来のIL-6が抗腫瘍効果を有するTh1への機能的分化を阻害し、腫瘍の増大を促進するという仮説を立て、それに基づき研究を進めてきた。

老齢固体におけるIL-6の上昇が、CD4+T細胞の機能的分化不全および、それに伴う抗腫瘍効果の減弱の一因であると考えるため、抗IL-6抗体処理あるいは未処理の老齢マウスにおけるCD4+T細胞のエフェクターTh1細胞への分化能、および抗腫瘍効果を検討する。また、IL-6を欠損する老齢マウスを作製して、同様の検討を行う。さらに、これらの現象の分子メカニズムを解析するん目的で以下の検討を行う。1MDSC存在下、非存在下で分化したエフェクターCD4+T細胞の両者の遺伝子発現の違いをマイクロアレイ解析にて検討する。MDSCにより誘導されるIFNg産生能の低下は、IL-6シグナルの抑制により解除されことが分かったため、マイクロアレイ解析で検出された差異のある遺伝子について、さらにIL-6シグナルの阻害により発現変化する遺伝子を再検討する。これらの解析により、MDSCの感作により影響を受け、かつ、抗腫瘍効果の減弱の原因となる遺伝子の選別を行うことが可能であると考えられる。2発現変化の認められた遺伝子の情報を考察した上で、エフェクターCD4+T細胞による抗腫瘍効果を抑制するIL-6受容体を介したシグナル伝達経路をタンパク質レベルで解析を行う。3老齢個体由来のMDSCを用いた場合においても、上記1、2と同様の結果が得られることを確認し、エフェクターCD4+T細胞への遺伝子導入あるいはノックダウンの手法を用いて、機能不全の原因遺伝子の発現を人為的に制御して、その細胞の解析を行うことにより、CD4+T細胞機能不全の分子メカニズムの解明を目指す。研究費の一部は、老齢マウスの維持、IL-6受容体欠損マウスの樹立等に使用する予定である。また、研究の推進計画にも示した通り、IL-6によるTh1細胞の分化抑制の分子メカニズムの検討のためマイクロアレイ解析を計画しており、その費用として使用する。
がん間質形成過程における、骨髄細胞由来筋線維芽細胞の関与についての検討

ヒトがんの生物像は多彩であり、がん細胞のみならず、その周囲を様々な種類の間質細胞が充填している。がん間質内に出現する線維芽細胞は、非がん部の線維芽細胞とは生物学的に異なった形質を有しており、がん進展に何らかの影響を与えている可能性が報告されている。しかしながら、がん間質内の線維芽細胞は明らかに解剖学的、生物学的に不均一な細胞集団であり、この不均一性ががん間質研究の大きな妨げとなっているものと考えられている。我々は、GFPトランスジエニックマウスかっRAG-1欠損マウス骨髄細胞を免疫不全マウス(SCID)に骨髄移植した。そして、ヒト膵がん細胞株をこのマウスに移植し、以下の知見を得た。1)がん間質内の筋線維芽細胞は起源が不均一であり、1)骨髄由来、2)非骨髄由来(既存組織由来)の線維芽細胞が存在している。2)腫瘍形成早期(2週間)には、がん間質に動員される線維芽細胞の大半はがん胞巣周囲の間質組織由来線維芽細胞であるのに対し、腫瘍形成後期(4週間)では、多くの骨髄由来の線維芽細胞が末梢血を介してがん間質の形成に参画していた。さらに、10種類のヒトがん細胞株をこれら骨髄移植マウス皮下に移植し、生着した腫瘍組織における腫瘍の大きさ、間質量、微小血管密度、骨髄由来線維芽細胞数、骨髄由来血管内皮細胞数を解析した。その結果、腫瘍間質において間質反応を伴うがん組織では、その間質量と相関して、骨髄由来の線維芽細胞、血管内皮細胞が動員されることを証明した。さらに、膵がん細胞株Capan-1を、皮下、腹膜、脾、肝、肺に移植した結果、腫瘍間質量は、生着臓器により異なっていた(皮下、腹膜>>脾、肝、肺)。また、間質反応を伴うがん組織(皮下、腹膜)では、骨髄由来の線維芽細胞が高頻度に動員されていたが、間質反応の乏しい組織(脾、肝、肺)では、ほとんど動員されていなかった。この事実は、がん間質形成における、骨髄由来線維芽細胞の機能の重要性を意味しているものと考えられる。さらに、骨髄からの線維芽細胞の動員機構には、腫瘍細胞の生物学的性格のみならず、腫瘍生着臓器の微小環境が重要な役割を果たしていることが明らかになった。【結果】2週間後の腫瘍間質には、CD31陰性かつx-gal陽性紡錘型細胞を認めた。これらの細胞は、H-2b陽性かつα-SMA陽性あるいはH-2b陽性かつvimentin陽性であり、α-SMA陽性細胞の約12.7%であった。以上より、desmoplastic reactionの際出現する筋線維芽細胞は、一部骨髄由来の細胞であることが示された。一方4週間後の腫瘍間質では、α-SMAかつH-2b陽性細胞は、α-SMA陽性細胞の約39.8%であった。さらにH-2b陽性筋線維芽

細胞では、Topoisomerase II α陽性細胞の頻度は2.2%であったが、H-2b陰性筋線維芽細胞では、陽性細胞の頻度は0.03%であった。以上より、がん間質には、骨髄細胞由来および組織由来(非骨髄由来)の筋線維芽細胞が含まれていたことが明らかとなった。さらに、浸潤がんの際認められるdesmoplastic reactionの病因には、主に骨髄由来の筋線維芽細胞が関与していることが示唆された。ヒトがんの生物像は多彩であり、がん細胞のみならず、その周囲を様々な種類の間質細胞が充填している。がん間質内に出現する線維芽細胞は、非がん部の線維芽細胞とは生物学的に異なった形質を有しており、がん進展に何らかの影響を与えている可能性が報告されている。しかしながら、がん間質内の線維芽細胞は明らかに解剖学的、生物学的に不均一な細胞集団であり、この不均一性ががん間質研究の大きな妨げとなっているものと考えられている。我々は、GFPトランスジエニックマウスかつRAG-1欠損マウス骨髄細胞を免疫不全マウス(SCID)に骨髄移植した。そして、ヒト膵がん細胞株をこのマウスに移植し、以下の知見を得た。1)がん間質内の筋線維芽細胞は起源が不均一であり、1)骨髄由来、2)非骨髄由来(既存組織由来)の線維芽細胞が存在している。2)腫瘍形成早期(2週間)には、がん間質に動員される線維芽細胞の大半はがん胞巣周囲の間質組織由来線維芽細胞であるのに対し、腫瘍形成後期(4週間)では、多くの骨髄由来の線維芽細胞が末梢血を介してがん間質の形成に参画していた。さらに、10種類のヒトがん細胞株をこれら骨髄移植マウス皮下に移植し、生着した腫瘍組織における腫瘍の大きさ、間質量、微小血管密度、骨髄由来線維芽細胞数、骨髄由来血管内皮細胞数を解析した。その結果、腫瘍間質において間質反応を伴うがん組織では、その間質量と相関して、骨髄由来の線維芽細胞、血管内皮細胞が動員されることを証明した。さらに、膵がん細胞株Capan-1を、皮下、腹膜、脾、肝、肺に移植した結果、腫瘍間質量は、生着臓器により異なっていた(皮下、腹膜>>脾、肝、肺)。また、間質反応を伴うがん組織(皮下、腹膜)では、骨髄由来の線維芽細胞が高頻度に動員されていたが、間質反応の乏しい組織(脾、肝、肺)では、ほとんど動員されていなかった。この事実は、がん間質形成における、骨髄由来線維芽細胞の機能の重要性を意味しているものと考えられる。さらに、骨髄からの線維芽細胞の動員機構には、腫瘍細胞の生物学的性格のみならず、腫瘍生着臓器の微小環境が重要な役割を果たしていることが明らかになった。
剖検例における体液中の内因性γ-ヒドロキシ酪酸濃度の分析中毒学的評価に関する研究

1.死後変化の軽微な法医解剖25例について、諸種体液の内因性γ-ヒドロキシ酪酸(GHB)濃度を気化平衡ガスクロマトグラフ(GC)法により測定したところ、大腿静脈血(4.6±3.4μg/ml)において、脳脊髄液(1.8±1.5μg/ml)、眼球硝子体液(0.9±1.7μg/ml)、胆汁(1.0±1.1μg/ml)および尿(0.6±1.2μg/ml)より有意に高い値が得られた。血液採取部位によるGHB濃度の相違は認められなかった。死体における内因性GHBと外因性GHBを鑑別するためのカットオフ値は、血液で30μg/ml、尿で10μg/mlとするのが妥当と思われた。2.GHBの物理化学的性質を巧みに利用した体液からのGHB抽出法を検討し、従来の気化平衡GC法に比しGHBの検出感度が約3倍高い液-液抽出GC法を確立することができた。3.液-液抽出GC法により、健常成人被験者20名(男性15名、女性5名)から提供された尿の内因性GHB濃度を測定したところ、男性被験者において、習慣喫煙者(0.52±0.37μg/ml、n=4)が飲酒・喫煙習慣のない者(0.28±0.21μg/ml、n=7)や習慣飲酒者(0.23±0.04μg/ml、n=4)よりも高値を示す傾向が認められた。飲酒・喫煙習慣のない男性被験者と女性被検者間で尿中内因性GHB濃度に差異は認められなかった。4.ウサギの背部皮下に、エタノール2g/kg、ニコチン3mg/kg、塩酸メタンフェタミン5mg/kg、塩酸コカイン5mg/kg、塩酸モルフィン5mg/kg、又はアモバルビタールナトリウム5mg/kgを1日に1回ずつ5日間連続投与しても血中内因性GHB濃度に変化は認められず、それら濫用薬物の短期投与が内因性GHBの産生に影響する可能性は低いと思われた。1.ウサギを用いた実験により、内因性γ-ヒドロキシ酪酸(GHB)の血中濃度におよぼす中枢神経作用薬の影響を検討するため、まず陰性対照として5日間に渡り生理食塩液を投与し、私達が以前に考案した気化平衡ガスクロマトグラフ(GC)法により血中GHB濃度を測定したところ、いずれの試料においても最小検出限界(0.5μg/ml)未満であり、GHBの検出感度向上に向け同分析法を改良する必要性がでてきた。そこで、GHBの物理化学的性質を巧みに利用した体液からのGRB抽出法を検討し、従来法に比しGHBの検出感度が約3倍高い直接注入GC法を確立することができた。現在、アルコール、ニコチン等の影響について直接注入GC法により検討中である。2.直接GC注入法により、同意の得られた喫煙者、飲酒者および喫煙・飲酒習慣のない者の尿中内因性GHB濃度を1日3回、5日間に渡り測定したところ、内因性GHB濃度は、喫煙者、喫煙・飲酒習慣のない者、飲酒者の順にやや低くなる傾向が認められた。現在、ボランティアを募り、データを蓄積している。