hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再生可能エネルギー関連イノベーションを促進する企業のインセンティブ構造の解明

最終年度である平成29年度は、(i)の分析をもとに日本企業を対象とした独自のアンケートを実施した。これまでの分析より抽出した企業を取り巻く再エネイノベーションの誘発要因を整理して作成した調査票を用いて、日本企業に関してはどのような外生的要因と内生的要因が再エネ関連イノベーションの誘発に影響を与えているのか調査した。その結果、外生的要因である環境政策の変化が日本企業の再エネ関連イノベーションの促進に影響をもたらす傾向が見られた。特に、将来の導入が検討されている環境政策が導入前にも関わらず大きな影響をもたらしていることが分かったことは興味深い。内生的要因としては、企業の社会的責任(CSR)に関する取り組みを積極的に行っている日本企業ほど、再エネ関連イノベーションを生み出すことに積極的である傾向が見られた。本研究は、日本の企業レベルの独自なアンケートのデータを用いて、パリ協定の温度目標を遵守するために要となる再エネ関連イノベーションの促進要因を検証したところに意義がある。このようにイノベーションの促進要因を検証することは、今後の更なる温室効果ガス削減を実現する際に重要な視点を提示する。再生可能エネルギー(再エネ)関連のイノベーションは、パリ協定の目標を遵守するために重要である。本研究では、企業の再エネ関連イノベーションを促進させる要因を検証するために、まず国際機関や企業等にヒアリング調査し、その調査結果を踏まえた独自のアンケート調査を日本企業に実施した。その結果、外生的要因である環境政策がイノベーションの促進に影響をもたらす傾向があることが分かった。特に、日本のケースでは、将来の導入が検討されている政策が、導入前にも関わらず大きな影響をもたらしていた。また内生的要因としては、CSR活動に活発に取り組む企業ほど、イノベーションの促進に積極的な傾向が見られた。まず、1点目として、当初の計画通り、本研究の目的である日本企業の再エネ関連イノベーションを促進するメカニズムを明らかにし、インセンティブ構造を解明するために、比較分析を進める欧州企業とそれらの企業に影響を及ぼしている再エネ政策に注目し、文献やヒアリング等を通して、再エネ関連の研究開発の取り組みや再エネ関連政策の影響について把握することができたからである。特に、ヒアリングでは、文献だけではなかなか追うことができない欧州における再エネの状況について最新の情報を得ることができ、再エネのグローバルな動きを把握することができた点、更に平成27年度以降の日本企業へのアンケートの調査項目を明確化する上で、多くのヒントを得ることができた点で有意義であった。また2点目として、現在、本視察で得た知見や情報から再エネ関連政策の内容を整理し、企業への影響について理解を深めており、平成27年度以降の研究に順調に繋げていくことができている点も理由として挙げられる。今後の研究の推進方策は主に以下の2つとなる。1つ目は、欧州企業のケースとの比較分析を通して、再エネ関連政策が日本企業にもたらす影響を検証することである。具体的には、欧州視察から得られた情報や知見に基づいて現在作成している調査票を完成させ、アンケートを実施して、その結果を定性的かつ定量的に分析する。
In vivoおよびin vitroでの顎関節円板に対する機械的負荷の影響

本研究における目的は機械的負荷に対する顎関節円板の生体反応を明らかとし、顎関節内の力学環境を詳細に把握するとともに、円板組織の再生を行なう上で必要不可欠な情報を得ることである。顎関節円板のin vivo研究により、その動的引張り特性については円板を構成するコラーゲン線維およびプロテオグリカンがそれぞれ弾性力と粘性力に関連すること、組織疲労や損傷と関連がある動的せん断特性については前後方向には強い抵抗性を示すものの、内外側方向にはきわめて弱いことが明らかとなった。この結果は円板組織の再生が実現できた際に再生組織の生体力学的特性を比較する重要な基礎データとなる。また、顎関節内の潤滑機能を明らかとするために行った顎関節内摩擦係数の測定実験の結果としては、顎関節における関節軟骨-円板-関節軟骨間の摩擦係数は他の関節と同様にきわめて小さいものの、長時間の負荷や関節表面の破壊によって摩擦係数がきわめて大きくなることが明らかとなった。さらに、高分子ヒアルロン酸の関節内注入によって潤滑機能がある程度回復することも明らかとした。顎関節円板細胞を用いたin vitro研究として、培養細胞に対するヒアルロン酸および血小板由来増殖因子(PDGF)の影響についても検討した。結果として、ヒアルロン酸ならびにPDGF添加が顎関節円板培養細胞の増殖能および基質合成能を高めることが明らかとなった。また、ラット顎関節円板を用いたex vivo研究として、ラット顎関節円板に人為的に直径0.5mmの穿孔を作成し、PGDF添加培地での器官培養を行なった。培養1-2週間で円板穿孔部位に沿って細胞の増殖が認められ、損傷組織に対する再生の可能性が示唆された。本研究の結果より、顎関節円板の組織再生の方向性が与えられたと考える。ラット顎関節円板を摘出、細胞を分離培養し、継代した培養細胞に対して、ヒアルロン酸(HA)および血小板由来成長因子(PGDF)を添加し、その細胞増殖能に対する影響を検討した。結果として、高分子HAとPGDFをともに添加した場合、細胞増殖能は何も添加しない場合やHAあるいはPGDF単独の場合と比較して1.5-3倍に増大した。さらに、基質合成能および分化能については培養液を用いたPCR法によって検討中である。HAとPGDFの関節円板の再生医療への有効性を検討するため、摘出したラット顎関節円板に人為的に直径0.5mmの穿孔を作成し、HAとPGDF添加培地での器官培養を行なっている。その結果によって、in vivoの実験を行なうことを検討する予定である。一方、顎関節円板の損傷に最も関連があるとされているせん断力ならびに関節内摩擦の影響を検討するため、ブタ顎関節を用いてせん断特性試験および摩擦測定試験を行なった。せん断特性試験の結果として円板の動的せん断力に対する弾性係数は負荷方向および周波数依存性を有することが明らかとなった。本結果は歯科の国際雑誌であるJournal of Dental Researchの2003年3月号に掲載された。摩擦測定試験については現在実施中であり、顎関節における摩擦係数を初めて測定するとともに、摩擦係数に影響を与えると考えられる負荷持続時間との関連性を検討する予定である。また、さらに、上記の実験との融合を目的として、関節潤滑機能に対するHAおよびPDGFの影響についても検討していく。本研究における目的は顎関節円板の様々な機械的負荷に対する生体反応を明らかとし、顎関節内の力学環境を詳細に把握するとともに、顎関節円板の組織再生を行なう上で必要不可欠なデータを得ることである。

顎関節円板の生体力学的性状に関するin vivo研究により、円板の動的引張り特性については円板を構成するコラーゲン線維およびプロテオグリカンがそれぞれ弾性力と粘性力に関連すること、組織疲労や損傷と関連がある動的せん断特性については前後方向には強い抵抗性を示すものの、内外側方向にはきわめて弱いことが明らかとなった。この結果は実際に顎関節円板の組織再生が実現できた際に再生組織の生体力学的特性を比較する重要な基礎データとなる。また、顎関節内の潤滑機能を明らかとするためにブタ顎関節を用いた顎関節内摩擦係数の測定実験を行った。結果として顎関節における関節軟骨-円板-関節軟骨間の摩擦係数は他の関節と同様にきわめて小さいことが明らかとなった。しかし、長時間の負荷や関節表面の破壊によって摩擦係数がきわめて大きくなることも明らかとなった。さらに、高分子ヒアルロン酸の関節内注入によって潤滑機能がある程度回復することも明らかとした。これら一連の結果は現在、国際英文雑誌に投稿するとともに、国際歯科学会において発表した。顎関節円板細胞を用いたin vitro研究として、培養細胞に対するヒアルロン酸および血小板由来増殖因子(PDGF)の影響についても検討した。結果として、ヒアルロン酸ならびにPDGF添加が顎関節円板培養細胞の増殖能および基質合成能を高めることが明らかとなった。また、ラット顎関節円板を用いたex vivo研究として、ラット顎関節円板に人為的に直径0.5mmの穿孔を作成し、PGDF添加培地での器官培養を行なった。培養1-2週間で円板穿孔部位に沿って細胞の増殖が認められ、損傷組織に対する再生の可能性が示唆された。本研究の結果より、顎関節円板の組織再生の方向性が与えられたと考える。今後はin vivo研究として、顎関節円板損傷モデルを作製し、これに対する上記方法の有効性を確認していく予定である。
ガス体市場の経済分析

都市ガス・LPガス両市場において、またその隣接市場である電力市場においても、輸送手段及びプラント等の立地の選択は重要な問題である。例えばパイプライン、ローリ、内航船、鉄道輸送、バルク郵送など、輸送形態の多様化が進み、輸送手段の選択が競争形熊に大きな影響を与えるようになってきた。輸送費用は製品価格に転嫁され、一括して料金として請求される。つまり、delivered pricingが基本となる。本研究では、delivered pricing modelの性質を分析し、均衡における輸送手段の選択、立地パターンとその価格、経済厚生等へ分析した。得られた成果の一部はRegional Science and Urban Economics, Economics Letters, Southern Economic Journalに掲載された論文によって公表された。都市ガス事業においては、地方自治体経営の公企業と民間企業の経営格差や、その公企業の民営化が問題となった。これに関して、混合寡占市場のモデルを使って公企業に対する必要な規制や、公企業の民営化の効果を分析した。さらに、LPガス及び自由化された都市ガス事業においては、その競争度が常に議論されてきた。従来都市ガス産業は、地域独占が認められ、その活動は事業法によって規制されてきた。これに対し、近年の大口市場の自由化にともない、地域独占の範囲が小さくなると同時に、規制の体系が事業法による事前規制から、独占禁止法による事後規制へと変わりつつある。この状況を分析するには、立地の様相を明示的に導入したモデルを用いて競争度及び独占禁止法を分析することが不可欠である。本研究ではこの方面でも研究を進め、その成果の一部はAustralian Economic Papers, Economics Letters, Journal of Economicsに掲載された論文によって公表された。これらの論文において、企業立地とカルテルの安定性の関係、競争形態と経済厚生の関係および望ましい競争政策のあり方を明らかにした。ガス体市場においても、その輸送費用及びプラント等の立地は重要な問題である。本研究では、delivered pricing modelの基本的な性質を分析し、均衡における立地パターンとその経済厚生を分析した。得られた成果の一部は清水氏との共同論文としてEconomics Bulletinに掲載された。都市ガス事業においては、地方自治体経営の公企業の民営化が問題となった。これに関して、混合寡占市場のモデルを使って公企業の行動と民営化の効果を分析した。その結果、公企業が果たすべき役割は、競争相手の性質に強く依存することが明らかになった。その成果の一部はSouthern Economic Journal及び、Bulletin of Economic Researchの2本の論文によって公表された。さらに、都市ガス事業においては地域独占と独占禁止法の関係が重要となる。この状況を分析するには、local marketを扱うspatial modelを使った独占禁止法の分析が不可欠である。本研究ではこの方面でも研究を進め、その最初の成果がCanadian Journal of Economicsに掲載された論文で公表された。また、都市ガス市場の制度改革に関して、ネットワーク設備に対するオープンアクセスを整備することは、ガス事業者の研究開発投資の誘因を損なうとの議論があった。また、分散型電源の開発にはガス事業者が大きな役割を果たしている。したがって、この産業でも研究開発を分析することは重要である。本研究ではこの方面でも研究を進め、望ましい研究開発の方向性や補助制度のあり方について研究した。その最初の成果がEconomics Bulletinおよび社会科学研究に掲載された論文で公表された。都市ガス市場でもLPガス市場でも、その輸送手段及びプラント等の立地の選択は重要な問題となる。例えばLNGに関しては、大型外航船と大型LNG基地及びパイプラインまたはローリの組み合わせから、内航船、鉄道輸送、バルク郵送など、輸送形態の多様化が進み、輸送手段の選択が競争形態に大きな影響を与えるようになってきた。本研究では、delivered pricing modelの性質を分析し、均衡における輸送手段の選択、立地パターンとその経済厚生を分析した。また、このモデルが立地に関する投資の問題に如何に応用できるかについても研究を進めた。得られた成果の一部はReview of Development Economicsに掲載された論文によって公表された。これに関して、混合寡占市場のモデルを使って公企業と私企業の生産性格差の原因や公企業の行動と、公企業の民営化の効果を分析した。その結果、公企業が果たすべき役割を明らかにした。その成果の一部はEconomica及び、Journal of Economicsの2本の論文によって公表された。この状況を分析するには、競争度及び独占禁止法の分析が不可欠である。本研究ではこの方面でも研究を進め、その成果が社会科学研究及び人工知能学会誌に掲載された論文によって公表された。

都市ガス・LPガス両市場において、またその隣接市場である電力市場においても、輸送手段及びプラント等の立地の選択は重要な問題である。例えばパイプライン、ローリ、内航船、鉄道輸送、バルク郵送など、輸送形態の多様化が進み、輸送手段の選択が競争形熊に大きな影響を与えるようになってきた。輸送費用は製品価格に転嫁され、一括して料金として請求される。つまり、delivered pricingが基本となる。本研究では、delivered pricing modelの性質を分析し、均衡における輸送手段の選択、立地パターンとその価格、経済厚生等へ分析した。得られた成果の一部はRegional Science and Urban Economics, Economics Letters, Southern Economic Journalに掲載された論文によって公表された。都市ガス事業においては、地方自治体経営の公企業と民間企業の経営格差や、その公企業の民営化が問題となった。これに関して、混合寡占市場のモデルを使って公企業に対する必要な規制や、公企業の民営化の効果を分析した。さらに、LPガス及び自由化された都市ガス事業においては、その競争度が常に議論されてきた。従来都市ガス産業は、地域独占が認められ、その活動は事業法によって規制されてきた。これに対し、近年の大口市場の自由化にともない、地域独占の範囲が小さくなると同時に、規制の体系が事業法による事前規制から、独占禁止法による事後規制へと変わりつつある。この状況を分析するには、立地の様相を明示的に導入したモデルを用いて競争度及び独占禁止法を分析することが不可欠である。本研究ではこの方面でも研究を進め、その成果の一部はAustralian Economic Papers, Economics Letters, Journal of Economicsに掲載された論文によって公表された。これらの論文において、企業立地とカルテルの安定性の関係、競争形態と経済厚生の関係および望ましい競争政策のあり方を明らかにした。
ハミルトン系カオスの多重エルゴード運動と無限測度エルゴード系の大偏差特性の決定

ハミルトン系カオスの研究はポアンカレ以来の長い歴史をもつが,近年では非常に緩い変動を生み出すメカニズムの解明に向けて世界的な関心が高まっている。本研究では,ハミルトン系(特に高次元系)の軌道の拡散過程が生み出す異常な挙動から,数値計算及び理論計算によってスケール則を明確に導き出すことに挑戦した。これによって,アーノルド拡散の中に,無限測度エルゴード性が内蔵されていること,さらに対数拡散<n^2>(logn)βが出現すること,さらにカオスとトーラスの境界領域におけるいくつかの普遍的性質を初めて明らかにした。次にこれらの結果は従来の研究で指摘されていた多くの事実とも整合性がとれていることを明らかにできた。例えば,ゆらぎのスペクトルがf^<-v>であること,およびアーノルド拡散の特性時間(ネコロシェフ時間)の分布が対数ワイブル則に従うことや無限測度系の緩和の理論などが本研究の結果から確認できたことは大きな収穫であった。無限測度エルゴード定理を基礎においてハミルトン系のslow dynamicsを解明しようとする研究は我々のグループが最初であるが,この意味でも大きな貢献ができたと思っている。無限測度エルゴード性の普遍性の側面から見ると,本研究の成果はハミルトン系に限らず,多くの散逸力学系に発生するslow dynamicsの理解にも大きく貢献することが期待できる。Strange Nonchaotic Attractor(SNA)が示す異常拡散と大偏差特性がハミルトン系のそれと同じ解析で導かれることも示され,次の研究へと繋がる成果であった。また,ヘテロクリニック乱流(偏微分系)の強い間欠性が示すslow dynamicsにも類似の異常大偏差特性が発見できたことにより,散逸系も含めた新たなエルゴード理論への展開を十分に準備することができ,有意義な成果を上げることができた。なお,まだ出版されていない成果については,順次論文にして公開してゆく予定である。複雑な相空間をもつハミルトン系のエルゴード特性(多重エルゴード性)を無限測度エルゴード理論との対比から解明することを本研究では目指している。本年度の計画にそって、主にカオス特性量であるリャプノフ指数や相関関数の大偏差特性に挑戦し、SRB不変測度に由来する極限定理の詳細について次のような結果を得ることができた。(1)無限測度系における相関関数がDKA定理に従うことを示し、それがsubexponential減衰を示すこと、ならびに相関関数の相関が1/fスペクトルゆらぎを普遍的にもつことを理論的に導出した。また、理論的にはまだ完成していないが、定常域から非定常域への転移に伴って相関関数(リャプノブ数と同様に)の分布がLevyからMittag-Leffler分布に移行することを数値的に確認できた。(2)一様測度を実現するように強間欠性カオス(無限エルゴード系)をハミルトン化した写像系に対しては、非定常域は一般に失われ非ガウス特性が代りに出現し、リャプノフ指数のようなL1関数がLevy分布に従うこと、及びその極限分布のスケール則を理論的に決定できた。しかし、これらの結果は1次元特有の性質であることが予想されるので、来年度以降は2次元系への研究へ進む計画である。(3)2次元以上のハミルトン系に対しては、今のところ理論的に明確な結論に至っていないが、リャプノブ数の数値計算によって、2次元系ではLevy分布、4次元系ではMittag-Leffler分布を確認しており、一般の高次元でのArnold拡散と関連が指摘されているLogワイブル分布との関連を来年度以降理論化する基礎が見出されたとおもっている。

以上、理論及び数値計算ともに、計画は概ね順調に進んでいる。強いカオス力学系では、軌道は非常に不規則になり、初期値鋭敏性を持つ。不変測度を用いると、軌道がどこに滞在しやすいかという確率分布を知ることができる。この不変測度が規格化できない場合、それは無限測度と呼ばれ、通常のエルゴード性とは異なる分布の極限定理が成立する。本研究では、非双曲系におけるいわゆる弱いカオスとして近年注目を集めている無限エルゴード系の普遍則の探求と、それを基礎にしてハミルトン系の典型的なSlow dynamicsの統計則を決定することを目標にしている。まずハミルトン系におけるArnold拡散は、現在までLog-Weibull則に従うことが知られており、今年度は、Log-Weibull則に従う系での統計量の収束について精密に決定し、それがl-stable lawで記述できることを導いた(Shinkai-Aizawa,2010)。この収束過程の知見から一般のハミルトン系における著しく弱いカオスの性質も同定できるものと計算を進行中である。次に、どのような観測量に注目するかによって無限測度の性質が抽出できるか、という問題を解いておく必要があるため、従来のリャプノフ指数の概念を拡張して、一般的観測量についての収束過程を整理し、劣指数的不安定性によって無限測度性が判定できるという重要な結果を理論的に導けた(Akimoto-Aizawa,2010)。以上の結果から現在は、ランダム力学系や高次元への拡張に取りかかっている情況である。ハミルトン系カオスの研究はポアンカレ以来の長い歴史をもつが,近年では非常に緩い変動を生み出すメカニズムの解明にむけて世界的な関心が高まっている。本研究ではハミルトン系(特に高次元系)の軌道の拡散過程が生み出す異常な挙動から,数値計算及び理論計算によってスケール則を明確に導き出すことに成功した。これによってアーノルド拡散の中に無限測度エルゴード性が内蔵されていること,さらに対数拡散<n^2>(log n)^βが出現することを初めて明らかにした。次にこれらの結果は従来の研究で指摘されていた多くの事実とも整合性がとれていることを明らかにできた。たとえば.ゆらぎスペクトルがf(-ν)であること,およびアーノルド拡散の特性時間(ネコロシェフ時間)の分布が対数ワイプル則に従うこと,などが本研究の結果から確認できたことは大きな収穫であった。無限測度エルゴード定理を基礎においてハミルトン系のslow synamicsを解明しようとする研究は我々のグループが最初であるが,この意味でも大きな貢献が出来たと思っている。無限測度エルゴード性の普遍姓の側面から見ると,本研究の成果はハミルトン系に限らず多くの散逸力学系に発生するSlow synamicsの理解にも大きく頁献することが期待できる。Strange Monchaotic Attractor(SNA)が示す異常拡散と大偏差特性がハミルトン系のそれと同じ解析で導かれることも示され,次の研究へと繋がる成果であった。
味覚・嗅覚融合バイオセンサシステムの開発

本研究は「味覚・嗅覚融合バイオセンサシステム」の実現を目指し,「辛味センサ」「対ダメージ臭高感度匂いセンサ」の開発によりセンサシステムに使用する客観情報を拡張しつつ,並行して行う「センサ情報統合解析手法」の開発との統合に繋げていく.現有のセンサを用いて行ったセンサ情報統合解析手法開発の先行実験において,現有のセンサにおける大小様々な問題が見つかり,まずは特に問題が深刻であった「甘味センサ」の改良・開発を喫緊の課題として取り組むこととした.前年までに,判明した問題点をもとに甘味センサの改良・開発方針を「現行甘味センサ改良」「高感度甘味料用センサ開発」と定めた.この二方針による本年度の成果として,現行甘味センサの応答原理の一部として「膜組成中にベンゼン環は必要ではない」「膜組成中にカルボキシル基が含まれる必要がある」「洗浄液に塩基性溶液を用いる必要がある」の三つを明らかにし,論文に纏めた.また,高感度甘味料用センサとして,溶液中電荷の正負毎にセンサ開発を継続して行い,対象物質に対して高い応答を示し,かつ一定の選択性を持つセンサの開発に成功した.開発したセンサを用いて,市販飲料の測定や医薬品の苦味マスキングを想定した苦味物質とのマトリックス効果の測定を行い,選択性・応答性についての検証を進めた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は「味覚・嗅覚融合バイオセンサシステム」の実現を目指し,「辛味センサ」「対ダメージ臭高感度匂いセンサ」の開発によりセンサシステムに使用する客観情報を拡張しつつ,並行して行う「センサ情報統合解析手法」の開発との統合に繋げていく.現有のセンサを用いて行ったセンサ情報統合解析手法開発の先行実験において,現有のセンサにおける大小様々な問題が見つかり,まずは特に問題が深刻であった「甘味センサ」の改良・開発を喫緊の課題として取り組むこととした.現行の甘味センサは,応答原理が不明瞭であり,今回酸性条件下での挙動に問題がある事が判明した.また,高感度甘味料の甘味評価には用いることが出来なかった.判明した問題点をもとに,甘味センサの改良・開発方針を「現行甘味センサ改良」「高感度甘味料用センサ開発」と定めた.この二方針による本年度の成果として,現行甘味センサの応答原理の一部「膜組成中のベンゼン環の寄与」について明らかにすることが出来た.電解液中でのセンサ膜電位が負から正へと向かう条件下で,甘味応答値が顕著に表れる傾向にある事も明らかにした.また,高感度甘味料用センサとして,溶液中電荷の正負毎にセンサ開発を行い,対象物質に対して高い応答を示すセンサの開発に成功した.また並行して苦味センサの評価可能対象の拡張と応答原理解明も行った.辛味センサ及び対ダメージ臭センサは,ともにSPR免疫センサによる測定系を用いることとし,辛味の代表物質であるカプサイシンの抗体を用いて匂い物質バニリンの測定を行い,両センサ開発に向けたノウハウの収集に努めた.本研究は「味覚・嗅覚融合バイオセンサシステム」の実現を目指し,「辛味センサ」「対ダメージ臭高感度匂いセンサ」の開発によりセンサシステムに使用する客観情報を拡張しつつ,並行して行う「センサ情報統合解析手法」の開発との統合に繋げていく.現有のセンサを用いて行ったセンサ情報統合解析手法開発の先行実験において,現有のセンサにおける大小様々な問題が見つかり,まずは特に問題が深刻であった「甘味センサ」の改良・開発を喫緊の課題として取り組むこととした.前年までに,判明した問題点をもとに甘味センサの改良・開発方針を「現行甘味センサ改良」「高感度甘味料用センサ開発」と定めた.この二方針による本年度の成果として,現行甘味センサの応答原理の一部として「膜組成中にベンゼン環は必要ではない」ことを明らかにすることが出来た.膜組成中に含まれるカルボキシル基が甘味応答に影響を与える可能性がある事も明らかにした.また,高感度甘味料用センサとして,溶液中電荷の正負毎にセンサ開発を行い,対象物質に対して高い応答を示し,かつ一定の選択性を持つセンサの開発に成功した.また並行して苦味センサの評価可能対象の拡張と応答原理解明も行った.辛味センサ及び対ダメージ臭センサは,ともにSPR免疫センサによる測定系を用いることとし,辛味の代表物質であるカプサイシンの抗体を用いてカプサイシン・ジヒドロカプサイシン等のカプサイシノイドの測定を行い,その検出・定量に成功した.本研究は「味覚・嗅覚融合バイオセンサシステム」の実現を目指し,「辛味センサ」「対ダメージ臭高感度匂いセンサ」の開発によりセンサシステムに使用する客観情報を拡張しつつ,並行して行う「センサ情報統合解析手法」の開発との統合に繋げていく.現有のセンサを用いて行ったセンサ情報統合解析手法開発の先行実験において,現有のセンサにおける大小様々な問題が見つかり,まずは特に問題が深刻であった「甘味センサ」の改良・開発を喫緊の課題として取り組むこととした.前年までに,判明した問題点をもとに甘味センサの改良・開発方針を「現行甘味センサ改良」「高感度甘味料用センサ開発」と定めた.この二方針による本年度の成果として,現行甘味センサの応答原理の一部として「膜組成中にベンゼン環は必要ではない」「膜組成中にカルボキシル基が含まれる必要がある」「洗浄液に塩基性溶液を用いる必要がある」の三つを明らかにし,論文に纏めた.また,高感度甘味料用センサとして,溶液中電荷の正負毎にセンサ開発を継続して行い,対象物質に対して高い応答を示し,かつ一定の選択性を持つセンサの開発に成功した.

開発したセンサを用いて,市販飲料の測定や医薬品の苦味マスキングを想定した苦味物質とのマトリックス効果の測定を行い,選択性・応答性についての検証を進めた.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。甘味センサの改良・開発を行い,糖類系甘味センサの応答原理の一部解明や高感度甘味料用センサ二種の試作に成功した.対ダメージ臭高感度匂いセンサについては,辛味センサとともにSPR免疫センサを測定系とし,代表的辛味物質であるカプサイシンの抗体を用いて匂い物質バニリンの測定を行うことで,両センサの本格的な研究開発に向けたノウハウ収集を行っており,進展は概ね順調と言える.また,味覚センサにおいて苦味センサの対象物質群拡張と応答原理解明にも成功している.3種の甘味センサの開発・改良を同時並行で行い,糖類系甘味センサの応答原理の一部解明,高感度甘味料対応型甘味センサ2種の開発・一定程度の選択性付与に成功した.辛味の測定においても, SPR免疫センサを用いたカプサイシノイドの定量に成功した,これは同時に対ダメージ臭高感度匂いセンサに用いるSPR免疫センサの開発に向けたノウハウの収集も兼ねており,ダメージ臭の代表的な原因物質の一つであるフルフラールの抗体を作成した事と合わせて,進展は概ね順調である.また,味覚センサにおいて苦味センサ・渋味センサのセンサ応答と呈味物質の吸着量との関係の解明にも成功している.本年度の取り組みにおいて,糖類系甘味センサとしての現行センサの改良及び応答原理究明,高感度甘味料用甘味センサの開発に着手しており,次年度以降もこれを継続する必要がある.現行センサの改良については応答原理の一部を明らかにしており,高感度甘味料用甘味センサも溶液中での帯電の正負により二種類のセンサを開発し,それぞれ対象物質に対する高い感度を持たせることに成功している.これらを踏まえ,今後は現行センサの応答原理究明と改良,現状に高選択性を付与した高感度甘味料用甘味センサの開発を並行して推進する.対ダメージ臭高感度匂いセンサ及び辛味センサは,SPR免疫センサを測定系に用いる形で本年度に引き続き甘味センサ改良・開発に並行して行っていく.本年度の取り組みにおいて, 3種の甘味センサの開発・改良を行っており,次年度も継続してこれらを行う必要がある.特に,高感度甘味料対応型甘味センサ2種については,選択性の向上と対象物質応答の維持・向上を両立する必要があり,現時点で一定程度の成功を収めている.これらを踏まえ,今後は3腫の甘味センサ開発・改良を並行して推進する.特に既存のセンサでは代替できない高感度甘味料対応型甘味センサ2種について,製品化可能なレベルまで性能向上させることを目標に設定し,甘味センサ開発に専心する.
分子集合体触媒による立体選択的有機反応および機能性材料への応用

本研究は酵素の触媒活性に迫る人工酵素の開発及び分子レベルでの立体識別反応機構を解明する目的で、種々の分子集合体反応場での光学活性触媒によるアミノ酸エステルの立体選択的加水分解反応を検討し、以下の4項目からなる成果を得た。まず第1の研究においては、光学活性触媒によるエステルの加水分解反応を界面活性剤ミセル、合成二分子膜、及びポリマーミセル存在下で比較検討し、これら分子集合体の反応性および立体選択性に及ぼす効果を明からにした。第2の研究においては、カチオン界面活性剤の存在下、種々のジペプチド触媒によるエステルの加水分解反応を検討し、触媒の構造と立体選択性の関係を考察した。また上記反応のアシル化・脱アシル化速度を求めるとともに、アシル中間体を分離し立体制御の機構を解明した。第3の研究においては、上記の触媒活性を含む官能基を水溶性高分子(ポリエチレンイミン)に結合させて、主鎖に直接結合した高分子触媒を合成し、機能性材料を開発する観点から、粘度、蛍光挙動、エステル加水分解反応などの測定を行なった。高分子触媒の反応性から、直鎖および分岐ポリエチレンイミン誘導体の立体選択性を比較検討した。さらに、これらポリマードメイン中でのジペプチド触媒による加水分解反応も合わせて検討し、基質の構造に及ぼす反応性と立体選択性の関係を考察した。第4の研究においては、アミノ酸基質の加水分解反応をハイブリッド分子集合体の構成分子の混合化を変化させ検討したところ、これらハイブリッド分子集合体は用いた触媒のコンホメーションを自在にコントロールでき、高立体選択性の発現を可能にすることがわかった。以上のように、本研究は分子集合体触媒による立体選択的有機反応および機能性材料開発に関して、分子集合体の役割及び作用機構についての基礎的知見を得ることができた。1.高分子集合体およびペプチド触媒の合成:高分子集合体として, N-C3-ジメチルアミノアクリルアミドおよび4-ビニルピリジンをそれぞれラジカル重合させ,得られたホリマーに約10%, 15%のセチル基を導入した.その後エケルブロミドおよびエチレンブロムヒドリンと反応させ,ほぼ完全に第4級化された高分子集合体を合成した.これらポリマーはさらに限外ろ過法により精製して使用した.また光学活性な触媒として,反応基(ヒスチジン)と疎水性認識部位(ロイシン,フェニルアラニン等)を含むジペプチドを合成した,また一部のトリペプチドの合成も検討中である.2.立体制御に関する速度論的研究:上記で合成した高分子集合体およびすでに調整済の界面活性剤ミセル,合成二分子膜を反応場として用い,ジペプチド触媒を共存させた系にて,アミノ酸エステル誘導体の立体選択的エステル加水分解反応を速度論により検討した.その結果,いずれの分子集合体においても立体選択的反応が確認されL構造を有する触媒においてはL基質を選択的に加水分解することが認められたがその選択性は触媒の構造により著しく変化した.また各分子集合体の効果については,合成二分子膜が一般的に高選択性を示し,今回合成した高分子集合体は,他のものと比較してその効果は小さかった.これは導入した疎水性基の影響と考えられる.さらに酸素反応類似様の取扱いを行ない速度論的に解析したところ,立体選択性の発現は,複合体形成の結合過程ではなく,その後の反応の過程で沢まることが明らかとなった.また一部の触媒および界面活性剤ミセル混合系において,アシル中間体の存在を確認するとともに,アシル化,脱アシル化両過程の速度を解析し,立体選択的反応機構を考察した.1)高分子集合体触媒による立体選択的エステル加水分解反応水溶性高分子であるポリエチレンイミン誘導体にヒスチジンを含む光学活性な触媒を直接結合した高分子集合体触媒を合成し、機能性材料を開発する観点から、粘度、蛍光挙動、およびエステル加水分解反応を試みた。

さらにこれらポリマードメイン中でのジペプチド触媒による加水分解反応も合わせて検討し、基質の構造に及ぼす反応性と立体選択性の関係を考察した。2)ハイブリッド分子集合体触媒による立体選択的エステル加水分解反応合成二分子膜および界面活性剤ミセルからなるハイブリッド分子集合体の存在下、ジペプチド触媒によるアミノ酸基質の加水分解反応を検討した。ハイブリッド分子集合体の構成分子の混合化を変化させたところ、これら集合体は用いた触媒のコンホメーションを自在にコントロールでき、高立体選択性の発現を可能にすることがわかった。特に、長時間安定に構造を保持し、キラルな反応場を提供する光学活性な二分子膜ベシクルを含む系の場合にかなり有効であり、ミセル80mol%/ベシクル20mol%付近で理想的な立体選択性が認められた。これら立体選択性は用いた触媒のエナンチオマー立体官能基(ヒスチジル基)の立体配置に依存し、Dーヒスチジル基を有する触媒では、D体基質優先の、Lーヒスチジル基を有する触媒ではL体基質優先の立体選択性が認められたので、高選択性の発現には触媒官能基であるヒスチジル基と、基質エステル部の配向性が極めて反応に都合のよい「鍵と鍵穴」のごとき空間的適合をもつことが必要であることが推定できた。
多波長、近赤外線偏光、水素分子純回転輝線観測による大規模サーベイから探る星形成

昨年度までに引き続き、南アフリカ天文台に設置されたIRSF望遠鏡を用いて銀河系中心領域の近赤外線(JHK_sバンド)による偏光観測を行った。銀河系中心領域の観測についてはこれまでに観測を予定している領域の約8割の観測を完了した。天体からの光が偏光する原因として、(A)星間磁場によって整列した細長いダストによる散乱・吸収的(B)星の周囲、もしくは近傍にあるダストによる散乱、の二つが挙げられる。(A)のメカニズムによって起きる星間偏光について、偏光効率と偏光度の波長依存性を測定した。偏光角のばらつきが大きい(小さい)視線方向で偏光効率が低い(高い)という結果を得た。ここから、磁場方向(ダストの整列方向)が異なる複数のダストの雲が視線上で重なっている状況を突き止めた。また、観測された偏光度と減光量の関係をモデルと比べることで、磁場のユニフォーム成分よりランダム成分の磁場強度が高いことを示した。そして、近赤外域における偏光度の波長依存性がこれまで言われてきたべき乗則(波長のべき乗に比例して偏光度が減少)には従わず、波長の長い側でよりゆっくりと偏光度が減少するという結果を得た。これらの成果をまとめた投稿論文を執筆し、Astronomical Journalに投稿した。次に、(B)のメカニズムによる偏光を起こしている特異天体(星の周囲にダストをまとう若い天体や年老いた天体、ダストが付随した星団など)を11天体発見し、他の観測との比較を行った。今後さらに研究を続け、こちらの成果も投稿論文としてまとめたいと考えている。上記の結果に加えて、銀河系中心方向におけるダストによる星間減光の視線方向ごとの大きさを調べた結果を含めて、博士学位論文を作成した。その後、公聴会を行い、博士学位を取得した。まずデータ取得のため、本年度は2回南アフリカ共和国に渡航し、IRSF望遠鏡を用いて近赤外線(JHK_sバンド)による偏光観測を行った。6月末から7月末にかけての1ヶ月間で銀河系中心領域の観測を行い、10月には3週間かけて銀河系中心領域と大小マゼラン雲に存在する星形成領域の観測を行った。銀河系中心領域の観測についてはこれまでに観測を予定している領域の約半分の観測を完了した。非常に膨大な量のデータを解析するために、観測データから点源を検出し、個々の点源の位置と明るさと偏光情報を自動的に計算する一連のプログラムを作成した。作成したプログラムを用いて取得した銀河系中心領域のデータの一部を解析した。今現在この銀河系中心領域の解析データから偏光の波長依存性を調べている。天体からの光が偏光する原因として(A)星間磁場によって整列した細長いダストによる散乱・吸収、(B)星周ダストによる散乱、の二つが挙げられる。(A)のメカニズムによって起きる星間偏光は波長依存性を持っていることが知られており、かつてないほどの膨大な量のデータからより高い精度で近赤外域(JHK_sバンド)での波長依存性を測ることが出来ると考えている。近赤外域での星間偏光の波長依存性を把握出来れば、星間偏光とは異なる波長依存性を持つ(B)のメカニズムによる偏光を起こしている特異天体(星周ダストをまとう若い天体や年老いた天体)を、可視光線、中間・遠赤外線を含む多波長の観測データも用いて探査を行い、銀河系中心領域における星形成活動を調べることが可能になると思われる。昨年度に引き続き、データ取得のため、本年度も2回南アフリカ共和国に渡航し、IRSF望遠鏡を用いて近赤外線(JHK_sバンド)による偏光観測を行った。4月には2週間かけて銀河系中心領域と大マゼラン雲に存在する星形成領域の観測を行い、6月には2週間かけて銀河系中心領域と小マゼラン雲に存在する星形成領域の観測を行った。銀河系中心領域の観測についてはこれまでに観測を予定している領域の約7割の観測を完了した。残りは平成21年度に観測を完了する予定である。天体からの光が偏光する原因として、(A)星間磁場によって整列した細長いダストによる散乱・吸収、(B)星の周囲、もしくは近傍にあるダストによる散乱、の二つが挙げられる。(A)のメカニズムによって起きる星間偏光について、偏光度の波長依存性と偏光効率を測定した。偏光の大きさ(偏光度)は波長ごとに変化する(波長依存性を持つ)ことが知られているが、銀河系中心領域の解析データから高い精度で近赤外域(JHK_sバンド)での偏光度の波長依存性を測ることが出来た。また、現在はダストによる減光(散乱と吸収)の大きさと偏光度の関係である偏光効率にっいて調べている。偏光効率はダスト自体の性質や、星間磁場に対するダストの整列度合、整列の状況によって変化すると考えられている。解析データから銀河系中心領域において視線方向ごとに偏光効率が大きく変化するという結果を得た。このような描像は今までに知られておらず、新しい成果であると言える。そして、(B)のメカニズムによる偏光を起こしている特異天体(星の周囲にダストをまとう若い天体や年老いた天体、ダストが付随した星団など)を銀河系中心領域の中から探し出す研究を共同研究者とともに行っており、現状で10数天体発見した。

天体からの光が偏光する原因として、(A)星間磁場によって整列した細長いダストによる散乱・吸収的(B)星の周囲、もしくは近傍にあるダストによる散乱、の二つが挙げられる。(A)のメカニズムによって起きる星間偏光について、偏光効率と偏光度の波長依存性を測定した。偏光角のばらつきが大きい(小さい)視線方向で偏光効率が低い(高い)という結果を得た。ここから、磁場方向(ダストの整列方向)が異なる複数のダストの雲が視線上で重なっている状況を突き止めた。また、観測された偏光度と減光量の関係をモデルと比べることで、磁場のユニフォーム成分よりランダム成分の磁場強度が高いことを示した。そして、近赤外域における偏光度の波長依存性がこれまで言われてきたべき乗則(波長のべき乗に比例して偏光度が減少)には従わず、波長の長い側でよりゆっくりと偏光度が減少するという結果を得た。これらの成果をまとめた投稿論文を執筆し、Astronomical Journalに投稿した。次に、(B)のメカニズムによる偏光を起こしている特異天体(星の周囲にダストをまとう若い天体や年老いた天体、ダストが付随した星団など)を11天体発見し、他の観測との比較を行った。今後さらに研究を続け、こちらの成果も投稿論文としてまとめたいと考えている。上記の結果に加えて、銀河系中心方向におけるダストによる星間減光の視線方向ごとの大きさを調べた結果を含めて、博士学位論文を作成した。その後、公聴会を行い、博士学位を取得した。
エンハンスメントの普及が「医療の目的」に与える影響に関する医療倫理学的研究

本年度の研究遂行予定に沿って報告する。1.医療によってエンハンスメントが担われることの倫理的問題点に関する文献の調査実際にエンハンスメントが社会に普及していくにあたっては、医療従事者によってそれらの技術が提供されていくことが予測される。そこで、EYHXWeb、及び、PubMedを用いて、この問題に関する文献のリストを作成した。2.1の問題について徳倫理学の視点を踏まえての検討1の問題を考えるに当たり、エンハンスメントという従来の「医療の目的」から外れる実践に医療従事者が携わることの倫理的問題点を考察する必要があった。考察に当たっては、徳倫理学と呼ばれる視点からの分析を欠くことができない。そのため、生命倫理学領域における徳倫理学研究の第一人者である豪州モナッシュ大学のオークリー教授のもとで、意見交換、及び、文献の収集を行った。3.1、2の成果を関連学会等において発表し、その成果を国内外の学術雑誌に投稿する1、2の成果について、その一部は、11月の日本生命倫理学会で「エンハンスメントと医療化に関する生命倫理学的考察」というタイトルで発表した。その内容を、論文「ニューロエンハンスメントが医療として行われることの倫理的問題」としてまとめ、投稿した。1)「長寿エンハンスメント」に関する論点のリストの充実と整理通常以上の寿命の延伸や抗加齢医学に代表される「長寿エンハンスメント」に関する論点のリストを充実させるために、系統的な文献の調査を行った。具体的には、生命倫理学関連の文献データベースとしては世界でも最も充実しているETHXWebと、PubMedを併用し、さらに収集された文献などから重要と目されるものを補足することで、この分野の礎とも言える文献リストを完成させた。このリストは、後続の研究者にとっても重要となりうるものである。2)「気分や記憶に関する脳エンハンスメント」に関する論点のリストの充実と整理ハッピードラッグやスマートドラッグなどの「気分や記憶に関する脳エンハンスメント」に関する論点のリストの充実のために、系統的な文献の調査を行った。具体的な手順は、1)と同様である。このリストについても、後続の研究者にとっても重要となりうるものである。3)1)、2)の成果を関連学会等で発表し、成果を国内外の学術雑誌に投稿する1)の成果に関しては、その一部を日本生命倫理学会において発表した。この発表において、海外の先行研究での論争状況を分析した結果として、長寿エンハンスメントの推進を規制できるほどの強力な批判は現段階では存在していないこと、長寿エンハンスメントを医療従事者の手で行っていくことに関する多角的な検討が今後必要となるということを指摘した。2)の成果に関しては、その一部を「薬物によるニューロエンハンスメント」という論文にまとめた。この論文において、この分野の議論においては、ニューロエンハンスメントを全面的に禁止しようという議論が批判され、むしろ、一部のみを制約しようとする議論や、リスク-ベネフィット評価に基づいて推進を支持する議論が顕著であることを明らかにした。
光波回析現象に潜むウェーブレット特性を用いた光情報処理

光波の回折場に存在するウェーブレット変換特性を理論的に解析した。ウェーブレット解析は空間的に非定常な信号の解析に有効であるため、矩形関数を対象物体として用いてそのウェーブレット変換値と回折場の振幅・強度分布とを比較した。その結果、フレネル回折場は、周波数が著しく変化している信号位置を検出するというウェーブレット変換に特徴的な性質をもつことが明らかとなった。フレネル積分核がウェーブレット関数ではないにもかかわらずフレネル回折場がこのような類似性を示す理由を調べたところ、その核の原点に近い緩やかに変化する部分が、フレネル積分にもっとも多くの寄与を与えることから、実質的にウェーブレット関数の条件である局在化の性質をもつためであることがわかった。したがって、フラウンホ-ファー領域(遠方場)ではこの性質は消失し、場は無限に広がった積分核をもつフーリエ積分で表される。さらに、ウェーブレット変換の特徴である自己相似性抽出の性質を調べるため、フラクタル物体による光波回折場をウェーブレット変換したものと比較した。その結果、物体面から観測面までの距離がスケールに対応し、異なる距離においてフラクタル物体の自己相似構造が現れることから、ウェーブレット変換の「数学的顕微鏡」と呼ばれる性質がフレネル回折場にも存在することがわかった。これらの結果より、フレネル回折場は、物体面からの距離がスケールに対応し、観測面上の位置が物体位置に対応するウェーブレット変換とみなせることが明らかとなった。回折場ではウェーブレット逆変換ができないなどの制限が存在するが、その強度場をスケーログラムとして用いる等、光情報処理へ応用が可能あることが示された。
次世代光ディジタル情報技術の基礎的総合研究

本研究は、21世紀初頭に実現の期待されるディジタル統合サービス網・大容量情報処理装置・画像情報データベースなどを、物理的基礎・デバイス・およびシステムの各方面から集中的に研究を行う[重点領域研究]の、準備を目的とした総合研究である。この目的を達成するために次の活動を行った。1.重点研究課題の項目調査次世代光ディジタル情報技術の重点研究課題についてアンケート調査を行い、とりまとめを行った。その結果、(1)光情報デバイスの物理的基礎(2)光情報デバイス(3)並列光コンピューティング(4)光情報伝送・光配線の、4つの重要項目が明らかになった。2.国内の研究グループの研究状況の把握と相互交流次世代光ディジタル情報技術に関するシンポジウムを開催した。参加者は47名に達した。また、講演内容を論文集にまとめ、シンポジウム参加者および関係研究者に配付した。3.重点領域研究計画の立案および申請書の作成上記1、2の作業と並行して全体会合(2回)、幹事会(3回)、縮小幹事会(1回)および事務連絡会(1回)を開催し、(1)重点研究項目の洗い出し、(2)研究組織の立案、(3)研究方法及び予算計画概要の立案、(4)計画書の作成・印刷を行った。
病院医療におけるケースミックス補正による患者アウトカムを軸とした医療効果の分析

調査により得られた患者アウトカムデータにおける医療効果測定指標の信類性・妥当性の検討および精緻化を行った。測定尺度の因子構造の概略を探るために、得られた患者満足項目群における既存測定各領域に位置づけられた各項目を用いて探索的因子分析を行った。主因子法による因子抽出を行いKaiserの正規化を伴うoblimin回転の結果、各因子に対する各項目の明瞭な負荷が得られ、因子間でcross loadも殆どみられず非常に良好な結果を得ることができ、結果的に、約8領域に縮約されることが判明した。このため、暫定的な因子モデルの構造と安定度を解明するために、各領域を潜在変数とする確認的因子分析による共分散構造分析を行った。その結果、モデルとデータの不一致測度であるCMIN/DF値は14.842と若干、大きめの数字が観察されたが、モデル適合度を表す他の基準指標(NFI、CFI、RMSEA等)は基準値を十分上回っており、適合度の高さを示す満足すべき結果が得られたものと考えられる。また、本調査データおよび再調査データ共に、各測定領域内のCronbachのα係数は、それぞれ、0.7980.954および0.8560.953と極めて高い内部一貫性を示す結果となった。さらに、各測定領域間のtest-retest reliabilityを表すPearsonの積率相関係数は、各測定領域間で0.6680.876を示しており、高い信頼性も備えていると考えられる。これらの測定指標を用いて、患者の重症度や健康関連QOLを補正(ケースミックス補正)した上で病院間比較を試みたところ、病院間での測定値の散らばりは比較的大きく、施設間での判別および収束妥当性もある程度、具備していることを示唆する結果となった。アンケート調査により得た患者データ5800名について、在院日数(Length of stay : LOS)を探索的な患者分類法(ケースミックス補正法)として用いて患者サブグループを構成し、そのグループ間での医療効果比較を多変量解析を用いて行った。患者群を第1群(LOS:1週間以下)、第2群(LOS:8日以上、1ヶ月未満)、第3群(LOS:1ヶ月以上)の3群に分類した。医療効果の評価指標として患者満足度スケールをアウトカム指標とした。総合患者満足スケールを従属変数、患者満足領域スケールを独立変数とし、入院した診療科、外科手術の有無、長期受療の必要性、日常生活活動状態、入院回数、不安・抑鬱状態等を統計的に補正した上でステップワイズ法による重回帰分析により分析を行った。その結果、第1群では、「看護技術」や「身体的な回復」などの技術的評価指標が大きな影響をおよぼしていたが、第2群、第3群では、それらに加えて「不安・抑鬱からの改善」や「患者の意思の尊重」が大きな影響をおよぼしていた。さらに、第3群では、「痛みからの回復」が総合患者満足(アウトカム指標)に影響を及ぼしていた。従来から指摘されていた各群に共通の重要な指標として「医師の能力」や「病院の評判」に属する指標も併せて選択され、外部妥当性も確認された。このように、患者群を基準となる指標に基づいて分類、補正することにより各スケールの総合満足に与える真の影響を詳細に分析することが可能となり、先行アウトカム研究にみられた知見をさらに掘り下げた結果を得ている。
肺炎球菌ワクチン導入前後の肺炎球菌急性中耳炎分離株の血清型の変化に関する研究

佐渡における急性中耳炎調査急性中耳炎は難治例の増加が臨床的に問題となっている。欧米では感染症に対する予防治療の重要性から急性中耳炎のワクチン予防が勧められている。本邦においても2010年より7価蛋白結合型肺炎球菌ワクチン(PCV7)の臨床応用がなされている。われわれは、佐渡における小児急性中耳炎の疫学調査(SADOMS)を行っており、現在までの急性中耳炎の発症率および起炎菌について調査した。急性中耳炎患者の新潟県佐渡島にて各月1週間にわたりサーベイランス週間を設け018歳の急性病変にて小児科を受診した患者について急性中耳炎の発症率および鼻咽腔起炎菌を調査した。8283人の受診者のうち312人の小児が計354回の急性中耳炎のエピソードが診断された。1歳以下の小児が最も急性中耳炎罹患率が高かった。(0.54episodes/child/year)肺炎球菌では血清型19A,3,23A型が多数を占めた。Serotypingを行った122のインフルエンザ分離菌株のうち120株はnontypeableであり、2株のみb型であった。46%の肺炎球菌がペニシリン耐性株であった。約半数のインフルエンザ分離株はBLNARであった。小児科受診の4-5%が急性中耳炎と診断されそのなかには症状を訴えないものもあった。肺炎球菌の耐性率、莢膜型の調査上気道炎患者から分離された肺炎球菌251株についてPspA family、抗菌薬に対する耐性率、莢膜型について調査した。最多はPspA family2で49.4%が同定された。その次は44.6%のfamily 1であった。PspA1とPspA2には保菌者の年齢、性や分離部位、ペニシリンに対する感受性に有意な差がなかった。一方mefA遺伝子頻度や血清型15Bと19FはPspA2に有意に多かった。肺炎球菌は急性中耳炎の重要な起炎菌であり近年の薬剤耐性菌の増加とともに急性中耳炎の難治化が進行している。肺炎球菌由来抗原である莢膜多糖体(Cps)を迅速に検出するイムノクロマトグラフィ法を用いたキット(ODK-0901)、小児中耳炎患者の中耳貯留液、耳漏、小児副鼻腔炎患者の鼻咽腔ぬぐい液を検体としてその有用性を検討した。肺炎球菌抗原は中耳貯留液中に33.3%、鼻腔洗浄液中に49.6%検出された。中耳貯留液では細菌培養と比べて感度は81.4%特異度は80.5%陽性期待率54.5%陰性期待率93.8%。鼻腔洗浄液では感度75.2%、特異度88.8%、陽性期待率91.0%、陰性期待率70.4%であった。肺炎球菌DNA量を測定するために肺炎球菌の表面蛋白であるpneumococcalsurface protein A(PspA)遺伝子をreal time PCRで測定した。中耳貯留液および鼻腔洗浄液中においてODK0901陽性群は陰性群に比べ有意にPspA遺伝子量が多いかった。また抗菌薬治療を既に開始していた場合細菌培養では菌が培養されないことはよく経験するが4週間以内の抗菌薬前治療がある群とない群を比較すると感度、特異度、陽性期待率、陰性期待率は両群間で差を認めなかった。

またODK0901陽性群と陰性群どちらにおいても抗菌薬前治療あるなしでPspA遺伝子量に差を認めなかった。同様に鼻腔洗浄液においても抗菌薬前治療あるなしで比較すると特異度、陽性期待率、陰性期待率は両群間で差を認めなかったが感度は両群間で有意な差を認めた。ODK0901陽性群と陰性群どちらにおいても抗菌薬前治療あるなしでPspA遺伝子量に差を認なかった。次年度の実験を行うに当たっての基礎実験は完了したと思われる。引き続き急性中耳炎患児と反復性中耳炎患児を対象に、肺炎球菌特異的抗体の検討を行う。血清中の抗PspA抗体価、ペニシリン結合蛋白遺伝子(pbp1,apbp2x,pbp2b)の遺伝子変異およびマクロライド耐性遺伝子(mefA,mefB)の発現の検討を行い、肺炎球菌ワクチンの導入による肺炎球菌の変化および宿主の肺炎球菌に対する免疫応答を比較検討する。遺伝子発現の検討に用いるためのPCRおよびreal-time PCRを行うためその関連試薬および肺炎球菌の血清型を判定するための抗血清が必要となる。またパルスフィールド電気泳動法に関する試薬、ハウスキーピング遺伝子のシークエンス解析のための試薬が引き続き必要となる。