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アジアにおける少子高齢化の動向と婚姻・出生に関する国際比較研究

2004年度に三ヶ国の大学生調査、2005年度に三ヶ国の既婚者調査をそれぞれ実施し、最終年度にはは、主に三力国の既婚者調査結果を中心として分析と報告を進めた。既婚者の調査は、2005年9月(日本)、12月(マレーシア)、2006年3月(ベトナム)に完了したが、日本では約1200票、他の2力国は約500票ずつの有効回収を得た。日本については先行して調査報告書を刊行した(2006年3月)が、三力国の全データ分析は、2006年度以降に行われ、分析結果を学会報告として発表した(日本社会学会大会、立命館大学、2006年10月28/29日)。大学生調査と既婚者調査データを比較した「東アジアにおける結婚と出生に関する国際比較研究・中間報告」、日本の既婚者調査を中心とした「都市居住者のライフコース・家族観と少子化」、三力国のボンドデータを利用した「アジア三ヶ国(日本、マレーシア、ベトナム)における結婚・家族でみる少子化過程」の3本である。本研究では、対象3カ国(日本、マレーシア、ベトナム)の少子高齢化と婚姻・出生に関する社会統計データ及び実施予定の現地調査データを用いて、若者の婚姻・出生の意識と実態を把握するとともに、若者の婚姻・出生にいたる実態と意識の規定要因を明らかにし、婚姻・出生の因果モデルを構築することを目的としている。平成16年度はマレーシアのマラヤ大学、ベトナムのベトナム大学ハノイ校、日本の早稲田大学の学生を対象に、サンプル数は統計的有意性を考慮して各国とも300程度とし、質問用紙による大量観察調査を実施した。調査項目の設計は、日本で厚生労働省により継続的に行われている出生動向基本調査、我々の高齢化研究に用いたリビング・アレンジメント(居住形態)調査、店田廣文研究室で過去6年間実施してきたマレーシア調査等の質問項目を参考に設計した。これらの項目群を援用することにより、日本における継続的変化との比較分析も可能になる。調査実施の日程として、マレーシアは平成16年9月上旬、日本は平成16年11月下旬、ベトナムは予備調査を10月下旬に行ったうえで11月下旬に本調査を実施した。今年度末にむけて、上記三カ国調査の結果概要をまとめる予定である。平成17年度は、これら三ヶ国において、上記調査の経験をふまえて、18歳から49歳の女性を対象に、婚姻・出生に関する実態と意識、およびこれらに影響する要因と考えられる家族のあり方についても調査する。今年度の研究では、対象3カ国(日本、マレーシア、ベトナム)の少子高齢化と婚姻・出生に関する社会統計データ及び既存の調査データを参照しつつ、現地調査により既婚者(20歳から49歳まで)の婚姻・出生の意識と実態を把握するとともに、婚姻・出生にいたる実態と意識の規定要因を明らかにし、婚姻・出生の因果モデルを構築することを目的とした。従って、平成17年度はマレーシアの首都圏、ベトナムの首都ハノイ、日本の埼玉県所沢市を対象に、質問用紙による大量観察調査を実施した。予定した有効回収サンプル数は統計的有意性を考慮して各国とも500程度としたが、日本調査では予想外に回収率が高く、1242票となった。マレーシアは514票、ベトナムは500票をそれぞれ回収した(有効票)。調査項目の設計は、前年度に同じく厚生労働省により継続的に行われている出生動向基本調査、および昨年度の学生調査の質問項目を参考に設計した。調査実施の日程は、日本は平成17年910月、マレーシアは11月、ベトナムは平成18年12月であった。このうち日本調査の結果については、先行して第一次報告書を今年度末に出版する。日本、マレーシア、ベトナムの2年分の調査データを含む三ヶ国比較研究は、当初の計画通り、平成18年度において、2004年度の学生調査と2005年度の既婚者調査のこれまでの分析をふまえて、結婚観、家族観、子ども・育児観、そして政策評価や政策への希望などの分野を中心に進める。また最終年度でもあり、両国の研究者も招聘して国際ワークショップを開催する予定である。最終年度は、2005年度に実施した三力国の既婚者調査結果を中心として分析と報告を行うことにあった。それぞれの調査は、2005年9月(日本)、12月(マレーシア)、2006年3月(ベトナム)に完了した。日本については先行して調査報告書を刊行した(2006年3月)が、三カ国の全データの分析は、今年度以降のこととした。

分析結果は、まず学会報告として発表した(日本社会学会大会、立命館大学、2006年10月28/29日)。大学生調査と既婚者調査データを比較した「東アジアにおける結婚と出生に関する国際比較研究・中間報告」、日本の既婚者調査を中心とした「都市居住者のライフコース・家族観と少子化」、三力国のボンドデータを利用した「アジア三ヶ国(日本、マレーシア、ベトナム)における結婚・家族でみる少子化過程」の3本である。
放射線性口腔粘膜炎の発症機序の解明と新たな検査法および治療法の樹立

平成30年度はPlatelet Rich Fibrin(PRF)を可動粘膜である舌に貼付し維持する方法についての検討を行った。予定していたPRFを舌上皮粘膜と縫合する方法については舌の可動量が予想以上に大きく、維持力に良好な結果を得ることができなかった。またフィブリン糊を用いてPRFを固定する方法についてはフィブリン糊自体が放射線性口腔粘膜炎に対して治癒の方向に作用している可能性を捨てきることができず、放射線性口腔粘膜炎に対するPRF単独の有効性を検証するにあたり、フィブリン糊の有効性を排除する必要があった。平成30年度より化学療法や放射線治療に伴う口腔粘膜炎に対して医療機器として保険収載された非吸収性液状機器エピシル口腔溶液がPRFを舌口腔粘膜炎部に維持する方法として応用できるのではと考え、まずはエピシル口腔溶液が放射線性口腔粘膜炎に対しどのように作用するかの検討を当科で確立した放射線性口腔粘膜炎ラット舌モデルを用いて行った。その結果、さらに詳細に検討する必要はあるが、少なくともエピシル口腔溶液には数時間舌表面に付着し、摂餌時の疼痛を抑制することで口腔粘膜炎発症中の体重低下を防ぐことがわかった。またエピシル口腔溶液自体に口腔粘膜炎の重症度を抑制する効果は認めなかった。これらの結果については、第73回NPO法人口腔科学会学術大会および第16回NPO法人日本口腔ケア学会総会・学術大会において発表した。またこれらの成果については平成31年度中に英論文投稿予定。研究は予定と比較し、やや遅れている。PRFの貼付方法についてエピシル口腔溶液の適否を検討するため、まずはエピシル口腔溶液自体の口腔粘膜炎に対する作用について調査する必要があった。エピシル口腔溶液を用いた動物実験についてはこれまで報告はなく、適切な使用開始時期や使用期間、使用回数についての検討が必要なため時間を要した。今後の研究については、エピシル口腔溶液でPRFを貼付する方法は最終的に臨床への応用を検討しており、これまで行ってきた動物実験に加え、実際の臨床における放射線性口腔粘膜炎への作用について検討する必要があり、平成31年度中に行う予定である。また平成31年度中にはエピシル口腔溶液を用いて放射線性口腔粘膜炎にPRFを貼付し、放射線性口腔粘膜炎に対するPRFの有効性について検討する。その結果については第65回日本口腔外科学会総会・学術大会にて発表する予定。基礎研究の結果が得られ次第、特定認定再生医療等委員会および名古屋市立大学臨床試験審査委員会の承認を得た上で、臨床研究を行う予定。本研究を行うにあたり、Platelet Rich Fibrin(PRF)の鎮痛効果を調べるため、下顎埋伏智歯抜歯患者にPRFを応用し、PRFの鎮痛効果についての臨床試験を行った。本臨床試験は蒲郡市民病院特定認定再生医療等委員会の承認および名古屋市立大学臨床試験審査委員会の承認の下に実施している。その結果、PRFを応用することで抜歯後3日目、4日目の抜歯後疼痛抑制効果を示す結果を得られた。PRFの抜歯後疼痛抑制効果については成長因子による組織再生効果と白血球による抗感染効果、フィブリンによるシールド効果に起因するものと考えられ、その結果の詳細については第72回NPO法人口腔科学会学術大会にて発表する予定。また平成30年度中に英論文投稿予定。動物実験においては、F344ラットの舌に18Gyの放射線を照射することで口腔粘膜炎を発症させ、口腔粘膜炎発症中のラット口腔内より唾液の採取を行い、唾液中のMyeloperoxidase(MPO)量の測定を行った。その結果放射線生口腔粘膜炎発症時には唾液中のMPO量も増加することがわかった。並行してラットより1ccの採血を行い、PRF作製を行った。PRFを使用する上で、口腔粘膜炎部に貼付する場合、可動粘膜である舌への貼付は維持が難しく、容易に脱離するためPRF貼付方法についての検討が必要と考える。唾液中のMPO量測定の結果は血小板濃縮血液材料の放射線性口腔粘膜炎に対する有効性と合わせて第73回NPO法人口腔科学会学術大会にて発表する予定。研究は概ね予定どおり進行している。ただしPRFの貼付方法については再検討が必要であり、予備実験を含め、研究期間が必要と考える。平成30年度に行う予定の臨床研究について、研究開始は平成30年度中に可能であるが、症例数の問題から研究終了が平成30年度中に終えることができない可能性がある。

その結果、さらに詳細に検討する必要はあるが、少なくともエピシル口腔溶液には数時間舌表面に付着し、摂餌時の疼痛を抑制することで口腔粘膜炎発症中の体重低下を防ぐことがわかった。またエピシル口腔溶液自体に口腔粘膜炎の重症度を抑制する効果は認めなかった。これらの結果については、第73回NPO法人口腔科学会学術大会および第16回NPO法人日本口腔ケア学会総会・学術大会において発表した。またこれらの成果については平成31年度中に英論文投稿予定。研究は予定と比較し、やや遅れている。PRFの貼付方法についてエピシル口腔溶液の適否を検討するため、まずはエピシル口腔溶液自体の口腔粘膜炎に対する作用について調査する必要があった。エピシル口腔溶液を用いた動物実験についてはこれまで報告はなく、適切な使用開始時期や使用期間、使用回数についての検討が必要なため時間を要した。今後の研究については、まずPRFを舌口腔粘膜炎に応用する場合の適用方法の再検討を行う。1PRFと舌上皮粘膜を縫合する2PRFをフィブリン糊で固定する、以上の2点を軸にPRFの適用方法の再検討を行う。再検討の結果、口腔粘膜炎へのPRFの適用が難しい場合は、PRFと同じ濃縮血小板血液材料であるPRPの放射線性口腔粘膜炎の適用を検討する。PRPはPRF同様、内部に多数の血小板と白血球を含む血液材料であり、粘膜炎の早期治癒および抗感染効果を期待出来る。PRFと異なり個体ではなく半ゲル状のため、可動粘膜である舌への応用も扱いやすい。ただし、PRFと異なり作製に塩化カルシウム等の不純物を使用するため、臨床応用する場合はPRFよりも一層慎重に進める必要がある。基礎研究の結果が得られ次第、特定認定再生医療等委員会の承認および名古屋市立大学臨床試験審査委員会の承認を得た上で、臨床応用を行う予定である。今後の研究については、エピシル口腔溶液でPRFを貼付する方法は最終的に臨床への応用を検討しており、これまで行ってきた動物実験に加え、実際の臨床における放射線性口腔粘膜炎への作用について検討する必要があり、平成31年度中に行う予定である。また平成31年度中にはエピシル口腔溶液を用いて放射線性口腔粘膜炎にPRFを貼付し、放射線性口腔粘膜炎に対するPRFの有効性について検討する。その結果については第65回日本口腔外科学会総会・学術大会にて発表する予定。基礎研究の結果が得られ次第、特定認定再生医療等委員会および名古屋市立大学臨床試験審査委員会の承認を得た上で、臨床研究を行う予定。実験動物の節約により平成29年度は研究費の節約に努めた。学会参加については平成29年度は国内学会での学術集会参加および報告に絞ったため、旅費を節約することができた。平成30年度については、引き続きPRFを応用した動物実験を行なう予定であり、動物実験に必要な費用が600千円程度必要。さらにPRFの臨床応用を検討しているがPRFは第三種再生医療等技術に指定されており、臨床応用する場合は特定認定再生医療等委員会の審査を受ける必要がある、その費用として500千円程度必要。
アジアの伝統薬の研究：アルジメリンを例として

植物由来の伝統薬は、古くからアジアを中心とする様々な国々において、人々に広く利用されてきた。それらの中には、顕著な生理作用を示すものも少なくない。本研究では、最近、中国の民間薬の一つであるヤブコウジから単離、構造決定されたアルジメリンおよびその類縁体の合成を検討した。本化合物はC2対称性を持ち、かつ二つのC-グリコシド構造を含む8員環ビスラクトン構造を母核とする点に特徴がある。まず、母核となるビスラクトン部の合成を検討した。すなわち、モノマーとしていくつかの2一ヒドロキシ安息香酸誘導体を用い、塩化ベンゼンスルホニルなどを用いた脱水条件の反応を検討したところ、目的とする2量体(ビスラクトン)に加え、一部、3量体が生成することが判明し、また、NMRおよびX線結晶構造解析法にて合成したビスラクトン、トリラクトン化合物の詳細な配座解析を行ったところ、これらは特異な立体配座を有していることも分った。続いて、D-グルコースより調製した各種の糖供与体(フッ化糖、アセタート、イミダートなど)を用い、C-グリコシド結合の選択的形成について検討した。すなわち、各種の金属トリフラートを中心として反応活性化剤を詳細な検討の結果、0→C-グリコシド転位反応ならびにFriedel-Crafts反応を基盤とする手法において好結果が得られた。また、フェノール性水酸基を区別し、位置選択的に保護することについて種々検討した結果、アルジメリンの全合成に向けて、いくつかの有用な知見が得られている。これらはさまざまな類縁化合物の合成にも有用であると期待される。(抄録なし)植物由来の伝統薬は、古くからアジアを中心とする様々な国々において、人々に広く利用されてきた。(抄録なし)
近位依存性ビオチン標識を用いたライリンの新規相互作用分子の同定による機能解明

本研究の目的はタンパク質「ライリン」の機能を解明することである。ライリンは当初ヒアルロン酸の受容体として同定されたが、その後、がん細胞の浸潤・転移、Tリンパ球の疲弊、腎炎病態に関与するなどの報告がされている。しかし、ライリンについてはこれら病態での分子機序も生理的機能も不明である。一方、我々はライリンが構造的には膜受容体であるにも関わらず細胞質に主局在することを見出し、ライリンは細胞質内でも機能も持つと考えた。本研究は近位依存性ビオチン標識(BioID)を用いて、細胞内でライリンと一時的にでも相互作用するタンパク質を網羅的に検出同定し、それらの分子的関連からライリンの機能を追求する。
プラスαステップによる１ステップセルフエッチングシステムの象牙質接着能向上

マイルドタイプの1ステップ接着システムを用いた象牙質接着における次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)とスルフィン酸ナトリウムの処理効果を評価した.リン酸に続くNaOClによる処理で,スメアー層およびコラーゲン線維が除去されることにより接着耐久性が向上した.さらにスルフィン酸ナトリウム処理を行うことで,根管象牙質に対する初期接着能が向上した.NaOCl処理後は水洗を行っても,象牙質表面にClやNaが残存していることが確認され,NaOCl処理後はその後に適用される接着材の重合が阻害された.しかしながら,スルフィン酸ナトリウムを作用させることで,接着材の重合度が回復した.本研究では1ステップセルフエッチングシステムの接着能向上を実現するために,接着処理前の象牙質被着面改質,すなわち「プラスαステップ」の効果を多面的に確認する.象牙質被着面処理(プラスαステップ)として,1プラス2ステップ(NC群):リン酸(Kエッチャント,クラレノリタケメディカル,岡山)エッチング処理後水洗乾燥,ADゲル(クラレノリタケメディカル)処理後水洗乾燥,2プラス3ステップ(NC+AC群):プラス2ステップ+スルフィン酸ナトリウム(アクセル,サンメディカル,滋賀)処理後乾燥を作製した.なお前処理を行わない群を3コントロール群(Cont群)とし,以下の実験を行った.【接着試験】初期接着強さにおいて,NC+AC群はCont群とNC群に比べて有意に高い値を示した.破断面SEM観察の結果,全群においてmixed failureが最も多く認められ,Cont群では象牙質やコンポジットレジン内での凝集破壊が認められた.【被着面のSEM観察】Cont群ではスメア層が,NC群およびNC+AC群ではスメア層と脱灰コラーゲンの除去が確認された.NC群とNC+AC群間の明らかな差は認められなかった.【接着界面のTEM観察】Cont群の接着界面観察ではスメア層の残留が認められたものの,その界面に形態的問題を認めなかった.NC群およびNC+AC群では開口した象牙細管内のレジンタグ形成が認められた.【レーザーマイクロスコープ観察】形状測定レーザーマイクロスコープ(VK-X200,キーエンス,東京)を用いて各被着面の凹凸を3D構築し,その形態および粗さの数値化を模索した.各試料を複数回測定したが,NC群およびNC+AC群における開口した象牙細管内はその深さゆえ,測定することができなかった.本研究では1ステップセルフエッチングシステムの接着能向上を実現するために,接着処理前の象牙質被着面改質,すなわち「プラスαステップ」の効果を多面的に確認する.象牙質被着面処理(プラスαステップ)として,1プラス2ステップ(NC群):リン酸(Kエッチャント,クラレノリタケメディカル)エッチング処理後水洗乾燥,ADゲル(クラレノリタケメディカル)処理後水洗乾燥,2プラス3ステップ(NC+AC群):プラス2ステップ+スルフィン酸ナトリウム(アクセル,サンメディカル)処理後乾燥を作製した.なお前処理を行わない群を3コントロール群(Cont群)とし,27年度は以下の実験を行った.【平滑象牙質面に対する接着能評価(長期水中保存群)】26年度に作製し,保存している試料の6か月後および12か月後の評価(接着試験,TEM・SEM観察)を行った.その結果,Cont群のみ1年後の接着強さの有意な低下が認められ,TEM観察においてCont群は1年後に接着界面におけるスメア層部分の劣化を認めた.【表面元素分析と重合度評価】象牙質平滑面試料を作製し,各表面処理後にX線光電子分光法を用いて表面の元素分析し,次亜塩素酸ナトリウム処理後は水洗後も表面にClやNaが存在することを明らかにした.ラマン分光法重合度分析により,芳香族C=Cと脂肪族C=Cのピークの比をとることで重合度を評価した結果,次亜塩素酸ナトリウム処理後は重合が阻害されており,その後にスルフィン酸ナトリウム処理を行うことで,重合度が回復することが確認された.【根管象牙質に対する接着能評価】根管象牙質に対する接着能評価を追加した.SEM観察の結果,NC処理群およびNC+AC処理群では象牙細管内にレジンタグが形成されていた.接着試験の結果,NC+AC群は他の2群と比較して有意に高い接着強さを示した.予定していた実験は全て行い,さらに根管象牙質に対する接着能評価を追加した.今後得られたデータを学会および論文発表するために1年間,本研究課題を延長した.本研究では1ステップセルフエッチングシステムの接着能向上を実現するために,接着処理前の象牙質被着面改質,すなわち「プラスαステップ」の効果を多面的に確認する.象牙質被着面処理(プラスαステップ)として,1プラス2ステップ(NC群):リン酸(Kエッチャント,クラレノリタケメディカル)エッチング処理後水洗乾燥,ADゲル(クラレノリタケメディカル)処理後水洗乾燥,2プラス3ステップ(NC+AC群):プラス2ステップ+スルフィン酸ナトリウム(アクセル,サンメディカル)処理後乾燥を作製した.なお前処理を行わない群を3コントロール群(Cont群)とし,微小引張接着試験,表面・界面形態観察,元素分析および重合度分析を行った.その結果,以下のことが明らかとなった.1.マイルドタイプの1ステップアドヒーシブシステムを用いる際,リン酸処理に続く次亜塩素酸ナトリウム処理に加えてスルフィン酸ナトリウム処理を行うことで根管ポスト孔象牙質に対する初期接着能が向上した.

2.マイルドタイプの1ステップアドヒーシブシステムを用いる際,リン酸処理に続く次亜塩素酸ナトリウム処理によりスメアー層およびコラーゲン線維層を除去することで長期の象牙質接着耐久性が向上した.3.次亜塩素酸ナトリウム処理後は水洗を行っても,象牙質表面にClやNaが残存していることが確認され,次亜塩素酸ナトリウム処理後はその後に適用されるアドヒーシブレジンの重合が阻害されること,さらにスルフィン酸ナトリウムを作用させることで,アドヒーシブレジンの重合度が回復することが明らかとなった.28年度は成果報告として学会にて発表し,論文を作成した.マイルドタイプの1ステップ接着システムを用いた象牙質接着における次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)とスルフィン酸ナトリウムの処理効果を評価した.リン酸に続くNaOClによる処理で,スメアー層およびコラーゲン線維が除去されることにより接着耐久性が向上した.さらにスルフィン酸ナトリウム処理を行うことで,根管象牙質に対する初期接着能が向上した.NaOCl処理後は水洗を行っても,象牙質表面にClやNaが残存していることが確認され,NaOCl処理後はその後に適用される接着材の重合が阻害された.しかしながら,スルフィン酸ナトリウムを作用させることで,接着材の重合度が回復した.本年度は1プラスαステップ後の被着面形態の観察・撮影および3D測定,21セルフエッチングシステムを用いて接着操作を行い,接着強さ測定および破断面観察と接着界面微細構造の観察,を予定していた.上記のとおり,接着試験,被着面のSEM観察,接着界面のTEM観察は問題なく行われ,本年5月に学会発表する.3D測定に関しては深さ方向に十分な測定が行えず,手法に問題があることが判明した.そこでラマン分光法で接着材の重合度を測定し,興味深いデータが得られている.予定していた実験はすべて終了している.今後,7月開催の第125回日本補綴歯科学会学術大会において,学会発表すると共に英語論文を執筆する.英語論文作成には英文校正を必要とするため,そのための費用を計上している.接着歯学当初,27年度は1)長期経過試料(6か月後および12か月後)のTEM観察および接着試験:26年度に作製し,保存している接着試験用試料を6か月後および12か月後の実験(接着試験・接着界面TEM観察)に用いる.接着試験後,各群代表的な試験体をSEMにて破断面観察する.2)数値化された表面形態データと接着試験結果との相関分析:複数存在する粗さに関するパラメータ(平均,最大最低の差など)や3D構築された体積データのうち,どの値が接着強さに影響を与えているかの詳細な分析を試みる.を予定したが,形状測定レーザーマイクロスコープによる3D測定データの採得が不可能であったことから,「ラマン分光法を用いた接着材の重合度測定」を行うこととする.【接着材の重合度測定】今回測定に用いることを予定しているラマン分光測装置は優れたメカニカルステージを設置していることにより,数μmオーダーで測定部位を移動することができる.また,一軸のみでなくX軸方向Y軸方向の二軸に動かせることから,測定結果を面でマッピングすることが可能である.
腎での脂質結合蛋白,ペルオキシゾーム誘導因子応答性受容体、レチノール受容体の生化学的,組織化学的検討

1)腎組織でのLBP、PPARの検討正常腎組織では、肝型FABPは近位尿細管に、心筋型FABPは遠位尿細管に分布し、PPAR-αは近位尿細管に、PPAR-γは近位尿細管と遠位尿細管に分布していた。移植腎(虚血腎)では、一部の近位尿細管上皮の細胞質で肝型FABPとPPAR-αの発現が増強していた。間質性腎炎では、一部の近位尿細管上皮の核内にPPAR-αと肝型FABPの発現を認め、同蛋白の核内での相互作用が推測された。腎腫瘍摘出標本からの正常ヒト腎組織より、肝型FABPを精製し、結合脂質を解析したところ、PPAR-αの活性化物である長鎖脂肪酸の存在が判明した。また、好酸球浸潤性の間質性腎炎では、好酸球でのPPAR-γ発現が認められた一方で、浸潤マクロファージでの同蛋白の発現は軽度であった。膜性腎症では、PPAR発現は正常と同様の分布であったが、尿細管上皮の核内での発現は、正常よりも頻度が高かった。2)培義ヒト腎尿細管上皮佃胞での検討培養ヒト腎尿細管上皮細胞(3-6番目の継代細胞)、でLBPとPPARsの発現を検討した。蛍光抗体法では、肝型FABP、PPAR-α、γ、PAIの発現が確認された。Immunoblotting法では、FABPとPPAR-α,γ、PAI-1の発現が認められた。培養上清にはPAI-1の分泌が認められ、hydrocotisoneとepinephrin、低酸素刺激でその分泌が増加することが判明した。3)腎障害進展因子と腎不全下での血管疾患の危険因子の臨床的検討糖尿病性腎症の進展に伴い、尿中PAI-1値が増加し、尿中NAG、尿糖に正相関する腎不全患者では、コレステロール転送蛋白(CETP)はHDL-C値の高値群で血管疾患に保護作用を有した。ホモシステイン上昇作用のあるメチレンテトラハイドロ葉酸還元酵素の遺伝子変異群は、透析導入年齢が低く、透析後は透析期間とともにその遺伝子頻度が低下した。ホモシステインと腎障害進展の関連性が推測された。1)正常腎組織でのLBP、PPARの検討脂質結合蛋白(特に肝型と心筋型FABP)、PPARのヒト正常腎組織内での発現を免疫組織化学的手法で解析した。肝型と心筋型FABPの抗体(精製ヒトFABPを用い抗体を作製)による検討では、肝型FABPは近位尿細管に、心筋型FABPは遠位尿細管に分布していた。PPAR-alpha、beta、gammaの各抗体(SantaCruz社)を用いた検討では、PPAR-alphaは近位尿細管に、PPAR-betaは尿細管全体に、PPAR-gammaは遠位尿細管と集合管に分布していた。PPAR-alpha,gammaともに、糸球体の内皮、上皮、メサンギウム細胞には発現を認めなかった。また、Imunoblotting法では、PPAR-betaは正常の全腎組織モノゲネイトと単離糸球体の細胞質分画に存在した。

また、PPAR-gammaは、全腎組織モノゲネイトでは検出できたが、単離糸球体には殆ど検出できなかった。2)腎疾患・血管疾患でのLBP、PPARの検討増殖性腎炎、膜性腎症、糖尿病性腎症でPPARsを検討したところ、正常腎と同様の分布を示した。但し、糖尿病性腎症でPPARsの発現が弱い傾向があった。動脈硬化性血管疾患では、平滑筋や一部のマクロファージにPPAR-gammaが発現していたが、腎疾患群では、メサンギウム細胞、浸潤マクロファージに同蛋白の発現はなかった。3)腎障害進展因子の臨床的検討酸化ストレスに関与するホモシステイン(Hcy)の臨床的意義を検討するため、メチレンテトラハイドロ葉酸還元酵素の遺伝子多型とHcy値を含めた臨床所見を血液透析患者で解析した。その結果、高Hcy血症を呈するTT型で、透析導入年齢が低いことが判明した。糖尿病性腎症の進展とPAI-1多型ならびに炎症マーカーの検討では、PAI-1多型は進展に関与するが、低濃度領域のCRPは関与しなかった。1)病的腎組織でのLBP、PPARの検討脂質結合蛋白(特に肝型と心筋型FABP)、PPARの病的腎組織での発現を免疫組織化学的手法で解析した。移植腎(虚血腎)では、一部の近位尿細管上皮の細胞質で肝型FABPの発言が増強し、遠位尿細管での心筋型FABPの発現は正常と同様であった。PPAR-αも近位尿細管上皮の細胞質にその発現が増強していた。間質性腎炎では、一部の近位尿細管上皮の核内にPPAR-αと肝型FABPの発現を認め、同蛋白の核内での相互作用が推測された(腎腫瘍摘出標本からの正常ヒト腎組織より、肝型FABPを精製し、結合脂質を解析したところ、PPAR-αの活性化物である長鎖脂肪酸の存在が判明した)。また、好酸球浸潤性の間質性腎炎では、好酸球でのPPAR-γ発現が認められた一方で、浸潤マクロファージでの同蛋白の発言は軽度であった。膜性腎症では、PPAR発現は正常と同様の分布であったが、尿細管上皮の核内での発現は、正常よりも頻度が高かった。2)培養ヒト腎尿細管上皮細胞での検討培養ヒト腎尿細管上皮細胞(3-6番目の継代細胞)でLBPとPPARsの発現を検討した。蛍光抗体法では、肝型FABP、PPAR-α、γ、PAI-1の発現が確認された。Immunoblotting法では、FABPとPPAR-α,γ、PAI-1の発現が認められた。培養上清にはPAI-1の分泌がみとめられ、hydrocotisoneとepinephrin、低酸素刺激でその分泌が増加することが判明した。3)腎障害進展因子と腎不全下での血管疾患の危険因子の臨床的検討脂質代謝に関与するコレステロール転送蛋白(CETP)の臨床的意義を検討するため、HDL-C値とCETP値を含めた臨床所見と血管疾患を血液透析患者で解析した。その結果、CETPはHDL-C値の高値群で血管疾患に保護作用を有することが判明した。糖尿病性腎症の進展に伴い、尿中PAI-1値は増加し、尿中NAG、尿糖に正相関する。他の腎疾患では、この変化は認められなかった。
非線形分散型方程式の遷移現象の研究

本研究では、主に3つの課題がある。それぞれの進捗について分けて述べる。まず、長距離散乱理論の研究に関して大きな進展があった。瀬片純市氏、瓜屋航太氏と空間1、2次元においてゲージ不変な2次の非線形項をもつ非線型クラインゴルドン方程式を考察した。小さな複素数値の解に対する漸近挙動を特定した。これは、自由解にlogオーダーの位相の修正を含むいわゆるmodified scattering型の挙動である。クラインゴルドン方程式の線形解は漸近的には二つの波の重ね合わせとなっている。これらの波の相互作用によって、位相の修正が現れる。実数値解の場合は、これらの二つの波が一種のつり合いの状態にあるが、複素数値解の場合はそうではない。そのことにより、位相の修正がより複雑になることが分かった。現在、この結果は論文にまとめ投稿中である。遷移現象に関しては、質量劣臨界非線型シュレディンガー方程式に関連するあるモデルの遷移現象の考察を行っている。こちらは今年度中には完成に至っていないが、来年度中には完成する見込みである。この研究のために、Visan氏を招聘し議論を行った。また、2週間Visan氏のもとに滞在した。また、関連分野の情報収集のために、国内研究集会を2度主催した。また、吸引的なデルタポテンシャルを持つ1次元非線形シュレディンガー方程式をMurphy氏、瀬片氏ら考察した。その結果小さい初期値から出発した小さい解が、時刻無限大でソリトンと散乱波に分離するという、いわゆる漸近安定性を示した。現在この結果は印刷中である。また、この研究のために、Murphy氏を招聘し、またMurphy氏のもとに2週間滞在した。当初の計画と比べると、主な目標としていた遷移現象における進展と、安定性理論に関する進展はおおむね予想通りである。長距離散乱の分野に関して期待以上の進展があった。ゲージ不変な臨界非線形項をもつ非線形クラインゴルドン方程式の複素数値解の漸近挙動は、今まで知られておらず、当該分野における重要な未解決問題であった。関連する先行結果としては、わずかに1次元において解の時間減衰評価が得られていたのみであった。挑戦的な問題であったが、この問題に納得のいく解答を得ることができ、その結果として、さらに今までに見られない新しい知見も得られた。当初は予想していなかった大きな結果であるといえる。遷移現象の解析に関しては、関連する新しいモデルの解析を行った。これまでにない新しい方向からの解析であり、今まで予想していなかった知見が期待できる。まだ完成には至っていないものの、議論は進んでいて興味深い知見も得られている。一定の成果が得られたと言える。基底状態解からの遷移現象については、デルタポテンシャルをもつモデルに対して漸近安定性を示した。この結果自身は、他のモデルに対して知られていたものである。しかし、安定性理論においては抽象性が高い設定でしかあまり結果がなく、この結果は簡明で具体的なモデルにを扱っている点が特徴である。今後、さらに研究を進めていくにあたり、その簡明さが助けてくれることが期待できる。本研究課題を基課題として国際共同研究強化(A)が採択された。来年度はVisan氏のもとに長期滞在し、Killip氏、Visan氏との共同研究を行う。質量劣臨界非線形分散型方程式群における遷移現象の理解として、尺度不変空間における安定性理論の構築と、近年進展目覚ましい可積分構造を用いた新しい保存則を利用した解析により、新しい知見を得ることを目指す。長距離散乱については、遷移現象の解析とうまく組み合わせることのできる枠組みの構築を目指すことが重要であると考える。近年、波束を用いた長距離散乱についての技術が開発されており、その優位性について期待されている。この新しい技術の応用についての可能性については引き続き検討する。そのために、必要であれば、長期滞在を利用して米国の専門家を訪問して直接議論を行い、研究を進める。今日では、分野が先鋭化する一方で、様々な分野の知見を組み合わせることでなされている研究が増えている。本研究でも、これまでにない新しい知見の創出を目指しているので、近接分野に限らず広い分野から情報を集めることが有効であると予想される。情報収集に関しては、研究集会を開催することにより、効果的に行えることが分かってきた。何度か研究集会を開催し、効果的に情報を収集する。まず、漸近自由解からの遷移現象の解析について。今年度は、Killip氏、Murphy氏、Visan氏らとの共同研究のために、ドイツで開催された研究集会への参加、Murphy氏の招聘、さらに4週間のアメリカ滞在を行った。その結果、負の微分階数をもつSobolev空間において質量劣臨界NLS方程式に関する漸近自由解からの遷移現象を解析することができた。この研究結果は現在論文としてまとめ投稿中である。遷移現象で負の微分をもつ場合を扱った初めての結果である。これまでは、重み付き空間やフーリエルベーグ空間など、少し特殊な空間を用いることで負の微分を避けていた。なお、境界にある解の素性の解明にまでは至らなかった。この結果以外にも、一般化KdV方程式に関しても、フーリエルベーグ空間での解析を行った。ソリトン分解予想とも関わる興味深い問題が残った。基底状態からの遷移現象の解析について。今年度は、Murphy氏、瀬片純市氏とポテンシャルを付けた場合のシュレディンガー方程式を研究した。

基底状態解からのずれを解析するには、ポテンシャルのついた方程式に関する理解が欠かせない。この理解のため、影響の詳細な解析が可能であるデルタ函数ポテンシャルを取り扱い、解の長距離散乱を研究した。この研究は3番目の研究とも関わっている。この研究結果は論文としてまとめ発表した。長距離散乱への拡張について。宮崎隼人氏、瓜屋航太氏と必ずしも多項式ではないような一般の斉次非線形項を考え、解の修正散乱に関する研究を行った。その結果、空間3次元の場合の解の終値問題を解析できた。空間3次元では、非線形項が分数べきを持つため、技術的な工夫が必要であった。また、一般次元における否定的な結果についても考察を行った。これらの結果は論文としてまとめ、現在印刷中である。漸近自由解からの遷移現象については、概ね予想通りの進捗が得られた。遷移現象の解析には、最小化問題の達成元として得られる特殊な解の解析が必要である。質量劣臨界分散型方程式におけるこの解析は、当初大きな困難が予想されていたが、この部分に関して事前の想定よりもスムーズに進み、十分な成果が得られた。また、結果に至っていないが、共同研究において境界にある解の素性についても有力な知見が得られた。基底状態解からの遷移現象の解析については、やや想定よりも遅れている。線形ポテンシャルがついた場合の解析についての理解など、一定の成果は得られた。長距離散乱についての解析については、想定以上の結果が得られた。空間3次元における解析には、非線形項が分数べきであることに起因する調和解析的な困難があり、それをうまく解決することができた。また、否定的な結果においては、当初の想定よりも一般的な結果を得ることができた上に、有限時間爆発の結果も得ることができている。本研究では、主に3つの課題がある。それぞれの進捗について分けて述べる。まず、長距離散乱理論の研究に関して大きな進展があった。瀬片純市氏、瓜屋航太氏と空間1、2次元においてゲージ不変な2次の非線形項をもつ非線型クラインゴルドン方程式を考察した。小さな複素数値の解に対する漸近挙動を特定した。これは、自由解にlogオーダーの位相の修正を含むいわゆるmodified scattering型の挙動である。クラインゴルドン方程式の線形解は漸近的には二つの波の重ね合わせとなっている。これらの波の相互作用によって、位相の修正が現れる。実数値解の場合は、これらの二つの波が一種のつり合いの状態にあるが、複素数値解の場合はそうではない。そのことにより、位相の修正がより複雑になることが分かった。現在、この結果は論文にまとめ投稿中である。遷移現象に関しては、質量劣臨界非線型シュレディンガー方程式に関連するあるモデルの遷移現象の考察を行っている。こちらは今年度中には完成に至っていないが、来年度中には完成する見込みである。
ミトラガイナ属アルカロイドを先導物質とした新規オピオイド作用薬の開発研究

タイ国・マレーシアでモルヒネ代用薬として用いられてきたアカネ科植物のMitragyna sepeciosa葉部に含有されるアルカロイドの詳細な検索を実施し、特に、マレーシア産植物からは数種の新規インドールアルカロイド類を単離し、それらの化学構造をスペクトル解析法と合成化学的手法により決定することができた。一方、主塩基であるMitragynineの薬効解析の結果、本化合物はオピオイド系を介した鎮痛作用を発現することを見いだした。この知見を受けて、Mitragynineをリード化合物として、30を越える各種誘導体を合成し、これらの薬理活性評価の結果を基に、詳細に構造活性相関の検討を行った。中でも、Mitragynineの酸化誘導体であるMitragynine pseudoindoxyl及び7-Hydroxymitragynineはモルヒネよりも高いオピオイド受容体親和性を示すことを見い出した。さらに現段階ではこれら鎮痛性インドールアルカロイドはモルヒネ同様オピオイドμ受容体に選択的に作用していることがわかった。これらの知見を受けて、生体内での活性が最も強い7-Hydroxymitragynineを用いオピオイド受容体結合モデルを提唱した。更に、マウスを用いたin vivoの鎮痛試験において7-Hydroxymitragynineは皮下、経口投与でモルヒネをはるかに凌ぐ活性が確認された。特に経口投与での差は顕著であり、その有用性が大いに期待できる。これらの研究成果から、コリナンテ骨格を有するミトラガイナ属アルカロイド誘導体がオピオイドレセプターのサブタイプ選択的作動薬創製のための先導化合物として高いポテンシャルを有していることが示唆された。タイ国内でアヘン代用薬として伝承的に用いられてきたアカネ科植物ミトラガイナ・スペシオーサ含有インドールアルカロイド類を先導化合物として、よりサブタイプに選択的で強力なオピオイドレセプター刺激あるいは拮抗作用を発現する新規有用化合物の創製を目指し、今年度は下記の研究を行った。1)化学的及び薬理学的研究の基礎的研究素材となる主含有成分Mitragynineの大量抽出と分離を行った。2)マレーシアに自生するミトラガイナ・スペシオーサの含有塩基の詳細な検索により数種の新規微量成分を単離した。3)薬理学的検討により、Mitragynineは顕著なオピオイド受容体由来の鎮痛活性を有していること、さらに、摘出平滑筋標本における実験およびオピオイド受容体結合実験を行った結果、本化合物は、μ-受容体に対してモルヒネと同程度の親和性を示すことが明かとなった。そこで、各種誘導体を合成し、構造活性相関の検討を行って、作用発現に必要となる化学構造を考察した。その結果、インドール核の9位のメトキシ基の存在が必須であることが明かとなった。また、Mitragynine N-oxideの活性評価の結果、三級窒素(Nb)孤立電子対の存在も活性発現に必要であることがわかった。更に、Mitragynineは、C/D環がtrans-quinolizidine型をとることにより分子全体が平面性を有しているが、この立体の方が分子全体が折れ曲がった型(cis-quinolizidine)よりもオピオイド活性に有利であることが示された。一方、cis-quinolizidine型のHirsutineはκオピオイド受容体に対して親和性の高い、アンタゴニストとして作用することが示唆される実験結果を得た。4)合成したMitragynine誘導体のうち、9-Desmethylmitragynineは、摘出モルモット回腸標本においてオピオイド受容体に対してパーシャルアゴニストとして作用するという興味深い知見を得た。今後、本化合物の作用発現機構など詳細に検討する予定である。タイ・マレーシアでモルヒネ代用薬として伝承的に用いられてきたアカネ科植物Mitragyna speciosaに含有されるインドールアルカロイドを先導化合物として、モルヒネとは全く骨格の異なる有用なオピオイド作用薬の開発研究を企画し、今年度は下記の成果を得た。

1.Mitragyna speciosa含有主塩基のMitragynineを用いた医薬化学的研究を行うため、タイ産植物からその大量分取を行った。2.マレーシア産植物の微量塩基をさらに検索し、新規アルカロイドMitralactonine類の発見と、それらの不斉全合成による構造決定に成功した。3.主塩基Mitragynineを先導物質として、特に、生体内において、レセプターサブタイプに選択的で強力なオピオイドレセプター刺激作用を発現する新規有用化合物の創製を目指しMitragynineの各種誘導体を多数合成し、薬理活性評価に付した。その結果、1)9位メトキシ基のメチル基を除去してフェノール型化合物に変換すると活性は低下する。しかし、本化合物はパーシャルアゴニストとして働くユニークな性質を有することが明らかとなった。2)7-Hydroxy体とpseudoindoxyl体が共にモルヒネを凌ぐ強力な鎮痛活性を示すことが見いだされた,特に、前者は、皮下および経口投与においてもモルヒネの約4倍強い鎮痛作用を発揮することが明らかとなり、今後、オピオイド性鎮痛薬開発における新しいリード化合物となりうることを見いだした。タイ・マレーシアでモルヒネ代用薬として伝承的に用いられてきたアカネ科植物Mitragyna speciosaに含有されるインドールアルカロイドを先導化合物として、モルヒネとは全く骨格の異なる有用なオピオイド作用薬の開発研究を企画し、今年度は下記の成果を得た。1.マレーシア産植物の微量塩基をさらに検索し、新規アルカロイド9-Methoxymitralactonineを発見し、不斉全合成による構造決定に成功した。また、既に文献上構造が報告されていたアルカロイドMitragynalineについて再検討し、特殊NMR測定、化学誘導、およびX-線結晶解析からその構造を訂正するに至った。2.主塩基Mitragynineを先導物質として各種誘導体を合成し、薬理活性評価に付した。その酸化誘導体合成の検討過程において、Mitragynineの新規二量化反応を見いだした。即ち、MitragynineをJones酸化あるいは四酢酸鉛酸化に付すと、それぞれ異なる位置で架橋した新しい型のダイマーが生成することが明らかとなった。3.これまでに得られた誘導体の活性評価結果を用いて構造活性相関を詳細に検討した。さらにこの結果を基に、in vivoで最も強力な活性を示した7-Hydroxymitragynineとオピオイド受容体との相互作用モデルを提唱した。これは、今後、より強力で受容体サブタイプ選択的な新規鎮痛剤の合理的設計を行う際に、重要かつ有用な知見として活用できると考えている。
老人性痴呆患者の異常行動(夜間徘徊等)発現に関する研究

老人病院入院中の老人患者のADLをA(自立)、B(座位保持)、C(ねたきり)と区分し、知的機能をN(正常)とD(痴呆)とに分類した。睡眠覚醒チェックは看護婦による臨床的観察により、24時間、1時間毎に患者を観察し、睡眠か覚醒かのチェックを行った。連続14日間観察し、睡眠点数を付けた。ADL-A群の痴呆患者を夜間徘徊群と徘徊なし群に分けて、脳の糖代謝をPETで測定した。睡眠覚醒障害とADLの関係は知的機能がN群でもD群でもADLがAからCと低下するにつれて睡眠点数は上昇した。同じADL-CではN群に比べてD群の方が睡眠点数は高値を示し、睡眠障害が高いことを示していた。夜間徘徊群は短時間睡眠型を示した。PETによる糖代謝の結果、夜間徘徊群は非徘徊群に比べ全体的に大脳皮質の糖代謝が高く、特に両側前頭葉、右の頭頂・後頭移行部で有意であった。睡眠覚醒障害には知的機能だけでなくADLの低下が関係しており、ADL低下予防が必要である。夜間徘徊群は徘徊なし群に比較して大脳糖代謝が高いことから、痴呆患者が徘徊ができなくなると痴呆も進行する例も多く、徘徊を抑制するのみない。身の丈にあった看護が必要と思われる。
金属酵素活性部位の精密モデル化

金属タンパク質が示す特異的化学反応性と、活性中心における金属イオンの配位構造やこれをとりまく分子環境との関係を動的状態も含めて検討し、そのモデルとなる金属錯体を化学的に構築することを目的として研究を進めた。機能遂行の途中の段階の金属配位構造をとらえ、その反応のメカニズムを構造化学的に記述するために、本重点研究全体の共同設備として、時間分解共鳴ラマン散乱測定系を製作し分子研に設置した。本装置は10ナノ秒の時間分解能で分子の振動スベクトルを与え、ミオグロビン一酸化炭素化合物の光解離再結合過程におけるFe-10伸縮振動の検出に威力を発輝した。また800nm付近にCT吸収をもつ金属錯体に適用可能な遠赤色励起共鳴ラマン散乱測定装置を製作し、チトクロム酸化酵素のCu_Aサイトの構造研究に用いた。その結果も既に国際誌に受理された。この他、本年度に代表者と共鳴ラマン分光の共同研究を進展させた本重研究の班員は、第1班の鈴木、第2班の森島、石村、第3班の吉川、大川、堀、鈴木、第4班の北島、青山らである、本研究班で対象とした金属タンパク質のうち、チトクロム酸化酵素については吉川が単結晶のX線回折法で、北川が共鳴ラマン分光法で研究を進めた。木村はいくつかのZn酵素の反応を〔12〕aneN_3マクロサイクルをつかって再現し、Znの化学的特色と配位環境との関係を明らかにした。植物光合成系IIk特徴的なO_2発生の活性部位を化学的に構築することを目的として、鈴木はdi-μ-oxoMnクラスター錯体を合成し、機能モデルの構築に向って前進した。大川はMnの4核クラスター錯体でカタラーゼ活性のあるものの合成に初めて成功し、その反応中間体の構造解明を代表者と協力してやろうとしている。
糖尿病性神経障害と小胞体ストレスおよびオートファジー：ω3多価不飽和脂肪酸の効果

マウス不死化シュワン(IMS32)細胞やマウス神経芽細胞種(Neuro-2a)細胞を用い、高・低グルコースの酸化ストレスやオートファジーに対する影響に関して検討を進めている。1)糖尿病神経障害における酸化ストレスの影響とω-3多価不飽和脂肪酸の神経保護効果についてIMS32細胞を用いて検討した。DHA・EPAは、酸化ストレスで減少した細胞生存率を改善し、Nrf2核内移行を介して抗酸化酵素を誘導させ、酸化ストレスに対する防御機構を増強することを明らかにした。(Tatsumi et al. JDiabetes Investig. 2019)。3)高グルコースのオートファジーへの影響をNeuro-2a細胞を用いて検討した。6時間の高グルコースではLC3B-II/LC3B-I比が上昇しオートファジーが誘導されるが、24時間ではオートファジーが定常状態に戻ることを明らかにした。一方、24時間のresveratrolは、オートファジーを活性化し細胞の恒常性を保つことが明らかとなった(巽,第61回日本糖尿病学会総会2018)1) IMS32細胞を用いて、ω3多価不飽和脂肪酸であるDHA及びEPAが酸化ストレス細胞死を抑制することを解明し、原著論文として発表できた。2) IMS32細胞を用いて、高低グルコース変動により誘導される細胞死がERストレスを介することを解明し、原著論文として発表できた。3) Neuro-2a細胞を用いて、高グルコースによるオートファジーの誘導・不全機構の一端を解明できた。1) IMS32細胞だけでなく、ラット不死化シュワン(IFRS1)細胞を用いて、オートファジー誘導・不全機構の解析を行う。2) IMS32細胞、IFRS1細胞やNeuro-2a細胞を用いて、高・低グルコースとその変動による酸化ストレスやERストレス、さらにミトコンドリア由来酸化ストレス産生とミトコンドリア機能に対する影響を検討し、DHAとEPA、resveratrolの効果も解析する。4) in vitro系の実験に加え、糖尿病モデル動物等のin vivo系の実験も行い、多角的な解析を進める。
風力発電安定化のための数時間先局所風況予測手法の研究

風力発電のための風速予測手法を検討した。時系列風速データを対象にした回帰モデルの使用を前提に、類似した過去データを活用する予測手法を組み合わせ、予測誤差の把握と低減を狙う。風速の短期先予測において、複数地点のデータの因果関係をインパルス応答関数と言った手法を用いて分析し、この結果に基づき、ニューラルネットワーク(NN)において、過去の類似風速データを用いてモデルを毎時生成する際、過去の類似データ選択に、ベクトル自己回帰(VAR)モデルの係数に着目して、VAR係数をデータの選択条件に含める方法と、VAR係数自体が高い過去の風速データをNNへの入力とする風速予測を提案した。風力発電では、発電可能な発電量の把握、すなわち風速の高精度な予測が必要不可欠である。本研究では、風力発電所における短期風速予測を実現する手法を検討する。開始年度である26年度は、過去の時系列風速データに加え、近隣の多地点の風速データを入手し、データ欠損や時刻合わせを実施し、複数地点の風速データセットの評価準備を整えた。次に、最近傍決定則や自己回帰モデル(AR)をベースラインとして、予測精度を比較することにした。上述した複数の時系列風速データセットを対象に、過去の風速データとの類似性、データ間の相似性、因果関係を解析した。その結果、(1)過去のデータセットに対し、類似データを探索し、局所平均(局所部分空間法の一種)の経時的変位を用いて未来を予測することにより、予測精度が向上すること、(2)ベクトル自己回帰モデル(VARモデル)により、対象データを選択し、かつVARモデルを短期間に限定した風速予測を行うと予測精度が向上すること、(3)VARモデルの係数が、多地点の風速に関する構造を表すとして、これを含めて類似データを探索する(1)の改良版により予測精度が向上することをそれぞれ確認した。また、(4)単なる類似性のみならず、因果関係を評価することが重要であることを確認した。ここで、因果関係はVARモデルを前提に、インパルス応答関数を用いて評価した。近隣のデータでも、因果関係がくずれることがあることを確認でき、因果関係を組み込んだ予測が重要であるという必然的な結論を得ることができた。上記(1)から(4)は、個別検討結果であるが、今後の取り組みを考える上で、有意義な結果であると考える。平成26年度に、知能メカトロニクスワークショップにて1件、精密工学会にて2件、電気学会にて2件、計5件、いずれも査読無しの口頭発表を実施した。2年目となる27年度は、26年度に評価準備を整えた、近隣の多地点の風速データセットを対象に検討を進めた。まずは、(1)ベクトル自己回帰モデルVARを用いた風速予測手法を前提に、複数地点のデータの因果関係をインパルス応答関数や予測誤差分散分解と言った手法を用いて分析した。その結果、風上の風速データの低周波成分の因果関係が強いことを明らかにした。(2)予測に向かない、異なる振る舞いをするデータがあった場合に予測にどのような影響があるのか検討した。その結果、VAR予測では、振る舞いの異なる地点があっても、他の地点の類似データを元に、予測誤差を低減可能なことを確認した。(3)過去の類似データを併用したベクトル自己回帰モデルに基づく予測手法を検討し,予測値の重み付き和をとることで予測誤差を低減可能なことを確認した。(4) VARモデルに基づく風速予測において,風速のモデル残差,予測誤差などの関係について分析した。その結果,風速データ等を用いることで予測誤差の大小及び正負を識別できることを示した.上記(1)から(4)の検討結果に基づき、VARモデルの有用性を確認できたとともに、過去の類似データを併用するための構想案が得られた。さらに、予測誤差の自律的修正による予測精度向上の仕組みを構築する上での基礎データを取得できた。これらは、今後の取り組みを考える上で、有意義な結果と考える。平成27年度に、電気学会にて1件、第66回電気・情報関連学会中国支部連合大会にて2件、第17回IEEE広島支部学生シンポジウムにて1件、精密工学会にて3件、計7件の口頭発表を実施した。複数地点の風速データが有する特性に関して得られた知見をベースに、ベクトル自己回帰モデルに基づく風速予測の基本方式を立案することができたと考える。おおむね順調に進んでいると考える。風況鉄塔と呼ばれる気象観測用パイロットプラントを含む多地点の風速データを用いて風力発電所の風速を予測する課題において、ニューラルネットワーク(NN)による短時間風速予測を検討した。NNにおける予測において、以下に述べる2つの新規手法を提案した。・ベクトル自己回帰モデル(VAR)の係数が類似している過去データを、NNに学習データとして与える手法・NNへの入力データ自体に、多地点の風速データとしてVAR係数の大きいものを選択する手法学習データをVAR係数の類似性に基づき選択することによって、風況の場が似た過去データを学習データとすることができ、予測精度が向上することを確認した。さらに、VAR係数の大きい風速データをNNへの入力にすることによって、風速変動の予兆が表れているデータを活用することができ、予測誤差はさらに低減した。本報告で述べた提案手法とその評価結果は、予測対象の風力発電所のみならず、その周囲に設置されたパイロットプラントのデータを用いることによって、より高精度な風速予測を実現し得るということを示している。特に、風速の変動が急峻な期間での高精度風速予測を実現しうることを示している。