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魚類肝臓のトリプトファン代謝酵素系に関する研究

昨年度は主にアリルホルムアミダ-ゼの特性を明かにしたが,本年度は,トリプトファン代謝経路のうち,キヌレニン経路の第1段の反応を触媒するトリプトファンピロラ-ゼとヒドロキシアントラニル酸オキシゲナ-ゼの活性とそれらの性質について観察すると同時に,セロトニン生成経路の第1段の反応を触媒するトリプトファンヒドロキシラ-ゼの作用も観察した。1.トリプトファンピロラ-ゼの活性測定法を検討し,今までに用いられているいくつかの方法の最短を明かにした。この酵素は比較的不安定で、10倍程度しか精製できなかったが,ヘマチンにより活性化されずEDTA,メチレンブル-の添加によっても全く影響を受けなかった。2.ヒドロキシアントラニル酸オキシゲナ-ゼは,キヌレニン経路の第5段の反応を触媒し,ヒドロキシアントラニル酸からアミノカルボキシムコニックセミアルデヒドを生ずる。この生成物は脱炭酸されて分解に進む経路とNAD合成へと進む経路の分岐点に在る。今回の観察においては,この第5段の酵素活性と,分解(脱炭酸)活性とを同時に追跡しその比から,NAD合成経路の比重が極めて低いものと考えられた。3.前年度の観察で,キヌレニン経路の第2段の酵素であるアリルホルムアミダ-ゼが高濃度のトリプトファンで阻害されることが明かとなった。そこで,もう1つの代謝経路であるセロトニン合成経路について検討し,魚類肝臓がその経路の第一段の酵素であるトリプトファンヒドロキシラ-ゼ活性を示すことを明かにした。特に,ニジマスとソウギョは高い活性を示した。このことは,魚のトリプトファン代謝の重要な経路がセロトニン生成系であることを示唆している。
貧困の連鎖を防止し学習支援に寄与する学校と地域協同による開発的福祉教育実践研究

本研究の目的は、社会福祉学と教育学の学際的な視点から「貧困の連鎖を防止し子どもたちの社会的孤立の軽減に寄与する学校と地域・家庭協同による開発的「地域福祉共育コミュニティ実践モデル」を構築することを目的である。研究期間内に、大阪府内の小中学校や福祉教育実践現場の協力を得てアンケート調査や聴き取り調査を実施した。加えてスクールソーシャルワークや教育コミュニティ実践の先進事例収集・分析を行った。研究成果としては、現在小中学校で行われている疑似体験活動の福祉教育実践と、福祉教育理念の乖離が明らかなった。今後、貧困の連鎖を防止するために、学校と地域・家庭協同による教育協働実践の重要性が明らかになった。本研究では、社会福祉学と教育学の学際的な視点から、貧困の連鎖を防止し子どもたちの社会的孤立の軽減寄与する学校と地域・家庭協同による開発的「地域福祉共育コミュニティ実践モデル」を構築することを目的としている。本研究は、1教育支援人材の専門職連携(教育大学協会HATO「教育支援人材養成プロジェクト研究員」として「チーム学校」に寄与するスクールソーシャルワーカー、スクールカウンセラー等専門職教育支援人材と教員との連携)と、2教育支援人材の地域協働(ボランティア、NPOや地域住民との協働による生活困窮状況にある子どもの学習支援や居場所づくりのアクションリサーチ)の2つのプロジェクトが並行して進めている。特に初年度の平成27年度は、1のプロジェクトではHATO教育支援人材養成プロジェクトの研究成果として報告書発行できた。また、学校教育における福祉教育の理論的研究として「現在取り組まれている学校における福祉教育実践が、障害擬似体験や施設訪問等の『障害理解教育』にとどまり、貧困の連鎖を防止し子どもたちの社会的孤立の軽減寄与できていない」との仮説を立て、大阪教育大学の大阪府内連携市町(10市町)の協力を得て小中学校における福祉教育の実態調査を実施した。2のプロジェクトでは、研究分担者の川島教授との協同研究で『子どもの貧困問題研究会」を立ち上げ、生活困窮状況にある子どもの学習支援や居場所づくりに関わる社会福祉協議会やNPO等のソーシャルワーカー、学生ボランティアと子どもの貧困ワークショップを開催したり、豊中市社会福祉協議会と協働して「子どもの居場所づくり地域福祉モデル事業」検討委員会を立ち上げ、貧困の連鎖を防止し子どもたちの社会的孤立の軽減に寄与する学校と地域・家庭協同による福祉コミュニティ構築のための実践研究を行っている。2015年度実施した大阪府内10市町の小中学校における福祉教育の実態調査の調査結果分析・他県との比較分析等が2016年度の前半期までずれ込んでいる以外は、おおむね順調に進行している。教育大学協会HATO「教育支援人材養成」プロジェクトの研究成果は、6月の日本地域福祉学会および、10月の平成28年度日本教育大学協会研究集会で発表を予定している。また、11月の日本福祉教育・ボランティア学習学会で、「小中学校における福祉教育の実態調査の他県との比較(仮)』を発表する予定である。2年目にあたる平成28年度は下記の通り理論的・実証的研究を行った。1.福祉教育・ボランティア学習におけるトライアンギュレーションによる理論的・実証的研究1量的調査研究としては、昨年度実施した大阪府内教育委員会への「福祉教育実態調査」(質問紙票による量的調査)の分析・評価を研究分担者である神部氏と行い、過去の調査と比較分析する等を行った。2質的調査・理論研究の成果は、平成28年6月に開催する第31回日本地域福祉学会松山大会自由研究発表で「福祉教育・ボランティア学習の視座からの子どもの居場所づくり実践研究-子どもの居場所づくり実践における「学びの生成」の可能性を探究する-」を発表した。この発表では、子どもの居場所・学習支援を行っている10事例を分析し、個々の実践を検証するなかで、アクションリサーチにおける「学び」の生起とその客観的な評価の困難性についても実感できたが、居場所・学習支援にかかわる子どもだけでなくボランティアやソーシャルワーカー双方にとってのインフォーマルエデュケーション(無意図的な学習)の生起の可能性がうかがえた。2.学校と地域・家庭協同による開発的「地域福祉共育コミュニティ実践モデル」の実証的研究1「地域福祉共育コミュニティ」の実体化を図ることで学校支援地域本部事業・コミュニティスクール事業(学校運営強機会制度)の協同化に資する研究では、継続的にアクションリサーチを行っている宮崎県都城市立山田中学校において、日本福祉教育・ボランティア学習学会全国大会を開催し「学校と地域の協働を促進する教育支援人材の役割と意義」について、今までの研究成果を発表した。2この「教育支援人材の役割と課題」については国立大学協会研究集会でのも発表し優秀発表として平成29年3月発行の国立大学協会研究紀要に依頼論文として掲載された。本研究が当初の計画以上に進展した理由は下記の通りである。I.「福祉教育・ボランティア学習を基点としたトライアンギュレーション手法を用いた研究」については、1量的研究については。平成28年度は大阪府内(大阪市、堺市、豊中市はじめ9つの市町教育委員会の協力を得て実施した「学校における福祉教育(福祉活動)の取り組みに関する調査(量的研究)」の集計結果を研究協力者である神部智司氏と協働で分析した。その成果を平成28年度6月に開催される日本地域福祉学会松山大会で神部氏が報告する予定である。2質的調査については、第30回日本地域福祉学会松山大会の自由研究発表において「福祉教育・ボランティア学習の視座からの子どもの居場所づくり実践研究-子どもの居場所づくり実践における「学びの生成」の可能性を探究する-」で研究の成果を報告することを予定している。

II.学校と地域・家庭協同による「地域福祉共育コミュニティ実践モデル」の開発的・実証的研究については、1北海道教育大学・愛知教育大学・東京学芸大学と本学(大阪教育大学)の協働研究プロジェクト(HATO教育支援人材養成プロジェクト)での研究協議の成果を、平成28年度日本教育大学協会研究集会で研究発表「学校と地域の協働を促進する教育支援人材の役割と意義」というタイトルで発表し、優秀集発表に採択された。2中学校1校(宮崎県都城市立山田小学校)や本研究に賛同し協力いただいている10名の研究協力者(福祉教育・ボランティア学習実践者)の実践を視察し、研究代表である新崎も参与型観察研究(アクションリサーチ)を行い、そこで得た知見を、本学の研究紀要「発達人間学論叢第18巻」で報告を行った。平成2729年度の3年間文部科学省科学研究費助成を受けて取り組んできた「貧困の連鎖を防止し学習支援に寄与する学校と地域協同による開発的福祉教育実践研究」の総括と今後の研究の展望についてご報告する。本研究は、地域共生社会の構築を目指した貧困の連鎖の防止や社会的孤立の解消といった福祉的・教育的課題の克服を目的とし「学校と地域・家庭協同による開発的地域福祉共育コミュニティ」を構想した。福祉教育・ボランティア学習を基点とした学校教育・社会教育・地域福祉・教育福祉等の関連領域での学際的な視点で理論研究・アクションリサーチを行った。「福祉教育・ボランティア学習を基点としたトライアンギュレーション研究(量的調査研究と質的調査研究を組み合わせる研究手法)」を基にI.「福祉教育の本来の目的と現在学校で取り組まれている障害擬似体験等を中心とする福祉教育実践に齟齬がある」という仮説を立て大阪府内の小中学校への量的調査と理論研究を行った。II.学校と地域・家庭協同による「地域福祉共育コミュニティ実践モデル」の開発・実践の必要性を検証するために、実践者への訪問調査・実践者のワークショップ等のアクションリサーチを行った。主な研究成果としては、I.量的調査研究:大阪府内の小中学校における福祉教育実践の調査研究をもとに「中等教育現場における福祉教育への取り組みに関する研究-中学校でのアンケート調査と高等学校での発展的学びに注目して(神部智司・新崎国広)※1」を発表した。II.アクションリサーチ:1学校と社会福祉協議会の協働により先進的にコミュニティスクール実践への訪問調査2生活困窮家庭に対する子どもの居場所づくり・学習支援を行っている社会福祉協議会、NPO等の実践者に参画いただき、市民向けのワークショップや実践報告会を複数回行い、その成果を論文にまとめて、発表を行った。本研究の目的は、社会福祉学と教育学の学際的な視点から「貧困の連鎖を防止し子どもたちの社会的孤立の軽減に寄与する学校と地域・家庭協同による開発的「地域福祉共育コミュニティ実践モデル」を構築することを目的である。研究期間内に、大阪府内の小中学校や福祉教育実践現場の協力を得てアンケート調査や聴き取り調査を実施した。
宇宙デブリ除去を目的とした多点標的への同時レーザー集光技術の基礎研究

宇宙デブリ問題のなかでもこれまで対策がほとんど施されてこなかった微小デブリに対して高出力レーザーを用いた除去システムを提案し、位相共役光学の現象を用いた基盤技術の特性を明らかにした。レーザーは軌道上に置いた衛星に搭載し、デブリの検出から追尾、照射まで同一の光学系で行うものである。まずデブリの軌道計算を行い、瞬間的なインパクトが与えられたときにデブリが大気圏へ突入するために必要な初期インパクトの量を求めた。また、レーザーアブレーションと発生運動量の関係(運動量変換効率)より、デブリを大気圏へ送るための必要レーザーエネルギーおよびレーザー衛星の周辺を通過するデブリに対して、距離と通過時間と偏向に必要なエネルギーを求め搭載すべきレーザーの平均パワーも明らかにした。これらのデータを下に四光波混合による光ビームの波面制御を行い、デブリの検出、追尾、照射の可能性を探った。四光波混合の実験システムを構築し種々の収差を与えたときの波面補償性能を測った。レンズ、非球面、ランダムの各収差に対してもとのビームの90%近い忠実が得られ、本原理の有効性が確かめられた。非線形媒質として環境に無害とされるカーボンフロリナート(FC72)を用いた。この媒質は高い非線形屈折率を持つが、これが四光波混合スキームにおいて有効に回折格子を保持する時間を求め100MHz程度までの時間応答性を持つことが分かった。この位相共役技術を利用して実際のデブリ除去システムを構築するため、同心状回折格子を持った凸面鏡をカセグレン型望遠鏡に組み込み、デブリの検出、追尾、照射を行う多機能望遠鏡の機能を提案した。宇宙デブリ除去をレーザーを用いて行うために必要な高精度レーザー照射を可能とする位相共役光の発生技術の研究を行っている。デブリ除去にレーザーを用いる場合にはプローブ用レーザーをデブリに照射し、戻ってきた散乱光の位相共役光を発生させさらに増幅してデブリヘ照射する。このような多機能の位相共役光を実現するのに有効な手段としてブリルアン増強4光波混合(BEFWM)による位相共役光の発生がある。本研究計画ではBEFWMを利用し、デブリ除去に適した(1)広帯域、(2)広視野角、(3)高増幅率、(4)高忠実度の位相共役光を発生する手法を研究している。これらの特性のうち忠実度は位相共役光の最も重要な特性であり、デブリヘの高いレーザーエネルギ集中が行えるかどうかは位相共役光の波面再生能力(忠実度)にかかっている。今年度はBEFWMの忠実度を実験的に明らかにすることを目的として研究を行った。実験ではレーザー光に種々の収差を与え、BEFWMにより発生した位相共役光がどの程度元のレーザー光の波面状態を再現しているかを測定した。与えた収差の種類は非点収差、ランダムフェーズ収差、ウェッジ収差である。これらの収差を含んだレーザー光の位相共役光を発生し再び同じ収差を再通過させた後集光し元のビーム径との比較を行った。その結果何れの収差においても元のビームの1.2倍程度にまで集光されていることが分かり、デブリ除去に利用できる程度の忠実度が得られていることが確認できた。また、ウェッジ収差を用いた実験では回折限界角度の約10倍に偏向されたビームを元の位置に戻せることが確認された。これは約1ミリラジアンの視野角に対して位相共役光が発生することを示している。デブリ除去にレーザーを用いる場合にはプローブ用レーザーをデブリに照射し、戻ってきた散乱光の位相共役光を発生させ、さらに増幅してデブリヘ照射する。

このような多機能の位相共役光を実現するのに有効な手段としてブリルアン増強4光波混合(BEFWM)による位相共役光の発生がある。今年度はBEFWMを利用したダイナミックホログラム(DH)により遠方からの微小信号光を表面歪を持つ大型集光鏡で捉える場合に発生する波面歪を除去することができる。BEFWMによるDHの生成はブリルアン非線形性を示す媒質に、補償すべき波面歪を持つプローブ光と平面波(参照光)を適当な角度を持って対向させ媒質内にDHを記録する。その後、観測すべき情報をもった信号光をDHに入射させ、回折光として平面波を得る。本年度はこのDHの回折特性を明らかにした。まず、最初の実験ではプローブ光、参照光、信号光を独立に変化させ、回折効率(波面補償後信号光/補償前信号光)の依存性を調べた。参照光と信号光に対する依存性は弱く、プローブ光に対しては強い依存性を示した。また、非線形媒質長を変化させDHの深さに対する回折効率の依存性を調べた。媒質長を1030センチで変化させたところ回折効率は25%から50%に向上した。また、30センチ以上の媒質長では回折効率の飽和が見られた。最後に波面補償の品質を遠視野像の比較により評価した。それぞれのビームに対して回折限界内に含まれるエネルギーを比較した。81%のエネルギーを含む元のイメージに対して波面歪を与えて8%にまで劣化した波面品質がDHにより74%にまで補償されることが実験により確認された。レーザーを利用したスペースデブリ除去を行うために必要な高精度レーザー照射を可能とする位相共役光の発生技術の研究を行った。プローブ用レーザーをデブリに照射し、戻ってきた散乱光の位相共役光を発生させさらに増幅してデブリへ照射する。BEFWMを利用したダイナミックホログラム(DH)により遠方からの微小信号光を表面歪を持つ大型集光鏡で捉える場合に発生する波面歪を除去することができる。初年度はこのDHの回折特性を明らかにした。二年度はに波面補償の品質を遠視野像の比較により評価した。
栽培漁業対象種における卵質低下制御因子の検索と受精能低下機構の解明

本課題では栽培漁業対象種の代表として海産魚のマツカワを材料とし、種苗生産現場での主要な問題としてあげられる卵質低下要因の検討を行った。卵質低下の原因としては、(1)孵化酵素による卵膜破損、(2)最終成熟期の卵細胞質の成熟不全、および(3)外的要因による受精関連因子の機能消失の3点が考えられる。本年度は、それぞれの点について以下の通りの研究を進めた。(1)孵化酵素:マツカワ孵化酵素遺伝子の塩基配列をもとに定量PCR系を作製し、遺伝子発現量と受精率の関係を明らかにするための測定系の開発を試みた。また抗血清の作成に向けて、孵化酵素の精製及びリコンビナントタンパクの設計を行った。(2)成熟不全:マツカワ卵母細胞を用いて卵黄球の単離培養系を確立し、卵黄タンパクの限定分解に関与するカテプシンBについて、その局在性と活性化制御機構を調べた。また、卵質低下卵において酵素の活性に変化があるか調べた。(3)外的要因:卵質低下が認められるマツカワから卵巣腔液を採取し、そこに見られるカテプシン類などの活性を測定した。また、市販のプロテアーゼを用いて未受精卵を処理し、精子誘導などの生理活性の抑制の有無を評価し、劣化卵巣腔液の場合と比較した。さらに、同一個体から連続して採卵を行うことで、卵巣内に貯留された排卵卵の卵質低下機構を解明し、卵質低下を抑制する方法を示した。これらの知見は、マツカワのように種苗生産時の良質な配偶子確保が困難な他の栽培漁業対象魚種においても適応できる可能性が高いものと考えられる。(1)孵化酵素:受精率の低いマツカワ卵巣からcDNAライブラリを構築し、これらを用いて孵化酵素遺伝子のサブタイプも含めた各タイプのクローニングを行った。その結果、ウナギやメダカで見られる孵化酵素と相同性の高い配列をもつ遺伝子が、マツカワ卵巣においても検出された。(2)成熟不全:マツカワの最終成熟期に起きる卵内酸性化へのATP依存性プロトンポンプの関与を明らかにするため、卵細胞のin vitro培養系を用い、阻害剤を添加することで卵内pH低下の抑制、カテプシンB活性の変化を明らかにした。(3)外的要因:マツカワを用いて、受精率の高い卵および低い卵を生む個体から卵巣腔液を採取し、pH、壊卵由来卵黄タンパク量等の性状の差を調べると共に、それら卵巣腔液中で正常卵をインキュベートし、受精率の変化を調べた。その結果、受精率の低い卵を保有していたときの卵巣腔液は、もともと受精率が高く良質な卵の受精率を低下させることが明らかになった。また、受精率の良し悪しと卵巣腔液のpH値の間には相関が見られ、受精率が高いほどpHの値も高い傾向があった。
間接修復用コンポジットのマトリックス制御による耐摩耗性向上

耐久性の高い審美的補綴装置を国民に提供するため、間接修復用コンポジットのマトリックスに着目し、その転化率を制御することにより、コンポジットの物性を評価した。耐摩耗性の評価に先立ち、着色および変色試験を行った。間接修復用コンポジットは、広く市販されているエプリコード,エステニアおよびツイニーを使用した。マトリックス制御条件は、メーカー指示および高出力光線照射器を用い照射時間を3条件設定した。その結果、間接修復用コンポジットの種類によっては、高出力光線重合器を使用し、60秒以上照射することにより、変色および着色の少ない物性が得られた。間接修復用コンポジットは現在,国民の審美的な要求の高まりとともに,機能と審美性を兼ね備えた補綴装置である硬質レジン前装冠の前装材料として広く臨床応用されてきている。間接修復用コンポジットは,同じ歯冠色材料である陶材と比較して築盛,形態付与が容易である性質を持っている。その反面,間接修復用コンポジットは,陶材と比して強度が十分ではなく,また複合材料である特色から咬耗や摩耗しやすい性質を持つ材料である。その為,硬質レジン前装冠の前装範囲は,摩耗を受けやすい部位である咬合面を避けて設定されるのが常であった。具体的な例を挙げると,下顎小臼歯部においては特に審美的な問題が多いと考えられてきている。近年,その問題を解決すべく,機械的性質の向上や耐摩耗性の改善に関する研究がなされてきた。その結果,間接修復用コンポジットの被覆範囲を広くする設計も取り入れられてきているが,その長期的な予後はいまだ不明な点があり,臨床的な観点からの諸性質の検討が必要である。本研究は,間接修復用コンポジットのマトリックスに着目しその転化率を制御することにより,耐摩耗性を改善し,口腔内で長期間機能する補綴装置を国民に提供することを目途とした。平成24年度に実施した研究の成果は,製造者指示の重合条件をコントロールとし,平成23年度の結果を元に,中間重合器のハロゲンランプの照射距離を最適距離に設定し,メタルハライドランプを使用した最終重合器と組み合わせた重合条件を設定した。その結果,各深さにおける硬化硬さは,製造者指示の重合条件と比較して,メタルハライドランプを使用した最終重合器と中間重合器の組み合わせた条件が最も大きかった。間接修復用コンポジットは,現在国民の審美的な要求の高まりとともに,機能と審美性を兼ね備えた補綴装置である,硬質レジン前装冠の前装材料として,あるいは前歯,小臼歯部のジャケット冠の材料として広く臨床応用されてきている。間接修復用コンポジットは,同じ審美的材料である陶材と比して,築盛,携帯付与が容易である特徴を持っている。しかし,間接修復用コンポジットは,フィラーとマトリックスによる複合材料であるため,陶材と比較して,強度が十分ではなく,変色,着色,咬耗しやすい材料であるといわれている。間接修復用コンポジットの物性の向上は,フィラーの含有率の増加やマトリックスとフィラーの接着の強化,マトリックスの転化率の増加によって成し遂げられると考えられる。機械的物性の向上や耐摩耗性の改善に関する研究は,なされてきてはいるが,長期的な予後はいまだ不明な点があり,臨床的な観点からの諸性質の検討が必要であると考えられる。本研究では,間接修復用コンポジットの構成成分の一つである,マトリックスに着目し,その転化率を制御することにより,耐摩耗性などの物性を向上させ,口腔内で長期間機能する補綴装置を国民に提供することを目途とした。平成25年の成果は,転化率制御条件について,従来の製造者指示にて重合をさせたもの,転化率を向上させるために,照射距離および光量を規定した。中間重合器の設定は,前年度に報告した光線距離,時間を設定し,機械的物性試験は,重合深度および深度ごとのヌープ硬さを測定した。その結果,フィラーの含有率が高い間接修復用コンポジットは,中間重合器と高出力光線重合器を組み合わせた条件において重合深度の増加,ヌープ硬さの向上が認められた。

近年,その問題を解決すべく,機械的性質の向上や耐摩耗性の改善に関する研究がなされてきた。その結果,間接修復用コンポジットの被覆範囲を広くする設計も取り入れられてきているが,その長期的な予後はいまだ不明な点があり,臨床的な観点からの諸性質の検討が必要である。本研究は,間接修復用コンポジットのマトリックスに着目しその転化率を制御することにより,耐摩耗性を改善し,口腔内で長期間機能する補綴装置を国民に提供することを目途とした。平成23年度に実施した研究の成果は,ハロゲンランプを使用し,光源,コンポジット試料間の距離を4条件に設定し,表面硬さ,重合深度,転化率,摩耗深さを測定した。その結果,表面硬さ,重合深度および摩耗深さは光源距離に反比例したのに比して,転化率は一定であった。ハロゲンランプを光源とした中間重合の最適化は既に完了している。蛍光管,ハロゲンランプもしくはメタルハライドランプを光源とした重合器を使用し,短時間で効率的な重合条件設定は,既に硬化硬さ,重合深度等の基礎的な実験結果において得られている。光源別の実験は,順調に推移しており,ハロゲンランプのコンポジットに対する基礎的な実験結果は既に得られている。今後,光源を蛍光管,ハロゲンランプ等に変更し,摩耗実験等を行っていく予定である。硬化硬さや重合深度などの基礎実験によって得られた重合条件をもとに,間接修復用コンポジットの摩耗試験を行っていく予定である。模擬咬頭には,貴金属,セラミックスを使用する。ISO/TS14569-2を参考に摩耗試験を行う。試験後の摩耗試験の形状は,走査型レーザー顕微鏡を使用する。摩耗試験における模擬咬頭試料(対合歯)には,金属,セラミックス(シリカ系,アルミナおよびジルコニア)および間接修復用コンポジットを使用する。特に,歯科用高強度セラミックス(ジルコニア)を対合歯として,他の材料への摩耗に及ぼす影響を調べた報告はまだない。荷重条件,摩耗回数,擬似食物等の実験条件の設定は,ISO/TS14569-2を参考に設定する。試験後の摩耗形状,摩耗深さの測定は,走査型レーザー顕微鏡を使用する。今回の耐摩耗性の評価は,多面的に行うことを目的としており,走査型レーザー顕微鏡の画像処理システム(3D image: LMeye)を使用し摩耗形状,摩耗体積および摩耗深さを測定する。また,滑沢度,光沢度についても精密光沢度計を用いて測定する。光重合条件の適正化(放射強度,時間等)を行いマトリックスの転化率を制御することによる耐摩耗性の改善について,良好なる結論が得られる見込みである。消耗品費を摩耗試験における様々な材料を購入するために使用する。旅費は,国内旅費および成果発表のために使用する。また,謝金は英文論文作成時の英文校正料としての使用を予定している。消耗品費を摩耗試験における様々な材料試料を作製するために使用する。旅費は,国内旅費に使用し,学会での調査,成果発表の為に使用する予定である。また,謝金は英文論文作成時の校正料としての使用を予定している。
アクチン重合分子Fhod1のマウス個体レベルにおける機能解析

アクチンの核化・重合促進因子として知られるformin相同タンパク質FhodにはFhod1とFhod3の2つが存在する。我々はFhod3がマウス胎生早期より心臓に強く発現していることを見出し、胎児期における心筋の収縮装置「サルコメア」の成熟を通じて心臓形成に必須であることを解明した。一方、そのホモログであるFhod1も心筋細胞に発現し、心筋細胞同士を連結させる介在板に局在しているとの報告がなされたが、心臓臓器レベルにおけるFhod1の生理的役割は不明であった。我々はFhod1遺伝子座にLacZ遺伝子を挿入したFhod1欠損マウスを作出し、心臓におけるFhod1の発現ならびに生理的役割を検討した。Fhod1欠損マウスにおいてFhod1の発現をX-gal染色とイムノブロット法により解析したが、いずれも野生型の心臓にFhod1のポジティブシグナルは検出されなかった。また、Fhod1欠損マウスは野生型と比較して心肥大等の形態学的・組織学的異常は認められず、Fhod1が局在すると報告されている介在板の構造にも異常を検出できなかった。さらに、心臓の機能的異常により発現が亢進する心不全マーカ(ANP, BNP, b-MHC)の発現も、野生型と欠損マウスの間でいずれも有意な差は認められなかった。一方で、心臓に発現する他のフォルミン蛋白質の代償性発現増加は見られなかった。以上より、正常な心臓におけるFhod1の発現は、あったとしても極めて低い上に、心臓の構造や機能に対してほとんど影響を及ぼしていないと考えられた。アクチンの核化・重合促進因子として機能するformin相同タンパク質FhodにはFhod1とFhod3の2つが存在する。これまで我々はFhod3ノックアウトマウスを用いることで、アクチンとミオシン両線維が規則正しく整列した横紋筋の収縮装置「サルコメア」構造の形成にFhod3は必須であることを明らかとしてきた(Kan-O et al. PLoSOne 2012; Kan-O etal. Biol Open 2012)。一方、Fhod1については、アクチン線維形成の解析を通じて、細胞遊走能、接着能といった機能に関与していることが報告されているが、個体レベルでのFhod1の機能は未だ明らかとはなっていない。我々はFhod1のマウス個体レベルでの機能解析をすすめるため、Fhod1ノックアウトマウスを作出することとした。本年度はFhod1ノックアウトマウス作出を進めた結果、相同組換え体ES細胞を胚に注入して得られたキメラマウスから、F1世代ヘテロ欠損マウスを得た。これらの兄妹交配によりホモ欠損マウスを得ることができたため、その表現型について解析を進めている。初年度に計画していた、Fhod1ホモ欠損マウスを得ることでき、予定通りであるため。これまで我々はFhod3ノックアウトマウスを用いることで、アクチンとミオシン両繊維が規則正しく整列した横紋筋の収縮装置「サルコメア」構造の形成にFhod3は必須であることを明らかとしてきた(Kan-o et al. Plos One 2012; Kan-o et al. Biol Open 2012)。一方、Fhod1については、細胞内のアクチン線維の形成に関与している(Takeya and Sumimoto J Cell Sci 2003)ことをはじめとし、他にも細胞遊走能、接着能といった機能への関与も報告されているが、個体レベルでのFhod1の機能は未だ明らかとはなっていない。これまで、相同組換え体ES細胞を胚に注入して得られたキメラマウスから、F1世代ヘテロ欠損マウスを得たのち、これらの兄妹交配によりホモ欠損マウスまで作出することに成功した。本年度はその表現型について解析を進めた。野生型マウスとFhod1ノックアウトマウスにおいて外見上の有意な差は見られず、このことよりFhod1の機能を代償できる他のFormin相同タンパク質の発現が亢進している可能性を考え、現在解析を行っている。予定通り解析を進めている。

また、Fhod1欠損マウスは野生型と比較して心肥大等の形態学的・組織学的異常は認められず、Fhod1が局在すると報告されている介在板の構造にも異常を検出できなかった。さらに、心臓の機能的異常により発現が亢進する心不全マーカ(ANP, BNP, b-MHC)の発現も、野生型と欠損マウスの間でいずれも有意な差は認められなかった。一方で、心臓に発現する他のフォルミン蛋白質の代償性発現増加は見られなかった。以上より、正常な心臓におけるFhod1の発現は、あったとしても極めて低い上に、心臓の構造や機能に対してほとんど影響を及ぼしていないと考えられた。今後も当初の研究実施計画に従って、研究を推進する今後も当初の研究実施計画に従って、研究を推進する。当初計画していた消耗品費が予定を下回ったため、次年度使用額が出た。次年度に繰り越す以外は、当初計画通りにすすめる。次年度に繰り越す以外は、当初計画通りに進める。
ベイズ統計学を利用した構文情報に基づく統計的機械翻訳モデルの開発

構文情報を利用した統計的機械翻訳法として代表的な階層フレーズモデルに着目し、日英間のように比較的遠い言語間の翻訳精度を上げる2つの手法を開発した。1つ目は階層フレーズからフレーズ順序知識のみを分離し、より柔軟にフレーズ移動を行えるモデルを開発した。2つ目は単語あるいは翻訳の大きな移動をサポートする特別なルールを含む場合でも効率的にモデル推定を行える階層フレーズモデルのベイズ的推定手法とその利用法を検討/開発した。前半1年目である本年度は、実験ツールの開発と基本モデルの検討を行った。実験ツールとしては、David Chiangが提案しているシンクロナスCFGルールを対訳コーパスから自動的に獲得する(モデル構築)ツールと、抽出されたシンクロナスCFGをCKY法によってパージングしながら翻訳を行うデコーダを試作した。これらの作成したツールと特許文対訳コーパスを用いて、日英間の翻訳結果を分析した結果、現在のシンクロナスCFGモデルは書き換えルールに1つ以上の単語を「持つ制約(語彙化)が思った以上に厳しい制約になっており、広範囲な適用を妨げていることを確認した。これを避けるために、適用範囲は広いが翻訳精度は落ちる一般性の高いルールと、従来と同じく適用範囲は狭いが比較的高い翻訳精度が期待できるルールなど一般性のレベルの異なるルールを混在させてベイズ的学習を行うアルゴリズムを検討した。シンクロナスCFGの一般性の程度については、右辺の書き換え後の終端/非終端記号の数による一般性め違い(少ない方が一般的)、語彙化した単語をクラスタリングして非終端記号とする一般化(これはクラスタリングする単語の数によって一般性の程度を制御できる)、もともとの非終端記号を区分する特殊化(一般的であったルールを特殊にする)、などを考案した。次年度は、これらの一般性のレベルの異なるルールを混在させたモデルを実際に構築し、翻訳性能評価によって最適な組み合わせを実験的に調べる予定である。また、いくつかの競争的コンテストに参加して他モデルとの性能を比較する予定である。昨年度は構文情報を利用した統計的機械翻訳の現状の問題点を明らかにするために、従来法に基づくシステムを試作し、様々な評価を行った。その結果、代表的な従来法である階層フレーズモデルは、ルールがヒットした場合は高性能な翻訳ができるが、ヒットする場合がかなり限定されている点が特に問題であることが分かった。本年度は昨年度の予備実験を元に、特に階層フレーズモデルからフレーズ順序の知識を分離することによる一般化手法と、階層フレーズの確率をベイズ統計学を用いて正確に推定する手法の検討を行った。フレーズ順序知識の分離には、原言語側の単語を適用制約として、階層フレーズをフレーズ順序テンプレートとみなす手法を提案・開発した。これによって、任意の2つの原言語フレーズの並びを、目的言語側で順序的にそのままかあるいは交換するかを判断できる場合が増加する。階層フレーズのベイズ的なパラメータ手法としては、日本語一英語間のように単語の移動が比較的大きな言語ペアの翻訳において必要となる特別なルールを含む場合でも効率的に推定できる手法を開発した。これらの成果によって新たに開発した統計的機械翻訳システムを用いて、競争型コンテストの一つである国立情報学研究所主催のNTCIR-7特許翻訳タスクに参加し、共通的/協調的評価基盤の上での性能評価を行った。様々な制約から、フレーズベースの最高性能のシステムには及ばなかったものの、共通的な評価データを用いた実験によって提案手法の有効性を示すことができた。
テラヘルツ光による単一量子ドットの電子スピン転送操作

本研究ではTHz光またはレーザー光を用いて,磁場中におかれた結合量子ドットのゼーマン分離した電子準位間でのスピン転送技術を確立することを目的としている.そのために以下の2つの手法の比較を実験的におこなった;テラヘルツ光を使用する手法と連続準位を介した2光子過程を用いる方法を試み,後者の手法で良好な結果を得た.単一量子ドットの磁場下でゼーマン分裂した2つの励起子準位(スピンアップとスピンダウン)の間を量子ドットの連続準位の裾を中間準位とした系において,各励起子準位からの発光をモニターすることにより,連続状態のコヒーレント励起による励起子スピン状態の制御が可能であることを実証し,論文化した.時間差をつけたダブルパルスによる同軸励起を用いることにより,パルス時間差の関数として励起子スピンの同位相および逆位相での振動の観測に成功したが,逆位相で振動する場合には,発光強度の振動だけでなく,ゼーマン分裂エネルギーの振動も観測された.これはゼーマン分裂した励起子準位の占有確率が逆位相で振動する場合,励起子スピン偏極度の振動となるため量子ドットの核スピンが偏極され,電子が感じる実効的な磁場強度が核磁場により変調されたためと考えられる.この結果により,量子ドットの電子スピンと核スピンのコントロールに,連続状態をラムダ型遷移の中間準位として使用可能であることが初めて示しめされた.また電子スピン-核スピン間の磁気的相互作用を詳細に調べ,核スピン分極の励起強度・励起偏光・外部磁場依存性に双安定領域が現れることをInAlAs単一量子ドットで初めて明らかにした.この成果により外部磁場を完全にキャンセルする核磁場が双安定領域の一端で自動的に形成されていることが判り,電子の実効g因子=0を達成するとともに,新たなg因子制御法を確立した.本研究ではTHz光またはレーザー光を用いて,磁場中におかれた結合量子ドットのゼーマン分離した電子準位間でのスピン転送技術を確立することを目的としている.そのために以下の2つの手法の比較を実験的におこなった;テラヘルツ光を使用する手法と連続準位を介した2光子過程を用いる方法を試み,後者の手法で良好な結果を得た.単一量子ドットの磁場下でゼーマン分裂した2つの励起子準位(スピンアップとスピンダウン)の間を量子ドットの連続準位の裾を中間準位とした系において,各励起子準位からの発光をモニターすることにより,連続状態のコヒーレント励起による励起子スピン状態の制御が可能であることを実証し,論文化した.時間差をつけたダブルパルスによる同軸励起を用いることにより,パルス時間差の関数として励起子スピンの同位相および逆位相での振動の観測に成功したが,逆位相で振動する場合には,発光強度の振動だけでなく,ゼーマン分裂エネルギーの振動も観測された.これはゼーマン分裂した励起子準位の占有確率が逆位相で振動する場合,励起子スピン偏極度の振動となるため量子ドットの核スピンが偏極され,電子が感じる実効的な磁場強度が核磁場により変調されたためと考えられる.この結果により,量子ドットの電子スピンと核スピンのコントロールに,連続状態をラムダ型遷移の中間準位として使用可能であることが初めて示しめされた.また電子スピン-核スピン間の磁気的相互作用を詳細に調べ,核スピン分極の励起強度・励起偏光・外部磁場依存性に双安定領域が現れることをInAlAs単一量子ドットで初めて明らかにした.この成果により外部磁場を完全にキャンセルする核磁場が双安定領域の一端で自動的に形成されていることが判り,電子の実効g因子=0を達成するとともに,新たなg因子制御法を確立した.本研究では、テラヘルツ(THz)光の応用の1つとして、THz光とレーザー光を用いた単一量子ドット分光法の開発を目的とする。具体的にはTHz光を用いて、磁場中におかれた結合量子ドットのゼーマン分離した電子準位間でのスピン転送技術を確立する。今年度は,初期に予定した計画に従い,実験に用いるテラヘルツ光源の構築、試料であるInAlAs量子ドットのMBE成長,および磁場下での単一量子ドット分光による基礎データの取得をおこなった。テラヘルツ光源は発生・検出ともにZnTeを用いる方法により、テラヘルツ光の発生に成功している。またInAlAsおよびInA量子ドットをMBE成長・メサ加工し、それぞれ単一ドットからの発光を確認した。InAlAsに比べて成長技術が蓄積されているが、検出器感度の低いInAs量子ドットの場合は、成長後にアニーリングすることにより発光波長を950nm程度までブルーシフトさせ検出効率を上げている。またストリークカメラによる時間分解発光測定により、アニーリングの励起子寿命に及ぼす効果等を詳細に調べた。InAlAs量子ドットでは、単一ドットからの発光をストリークカメラで検出することにも成功した。またCW励起による測定および光子相関実験から、励起子微細構造の有無や、中性励起子、励起子分子、荷電励起子など多数表れる発光線の同定を行い、InAsAs量子ドットに関してはかなりの基礎データを蓄積することができた。さらにテラヘルツ光を使用する手法(ドット間スピン転送)と相補的な連続準位を介した2光子過程を用いる方法(ドット内スピン反転)を試み、興味ある結果を得た(次年度に発表予定)。本研究では、テラヘルツ(THz)光の応用の1つとして、THz光とレーザー光を用いた単一量子ドット分光法の開発を目的とする。

具体的にはTHz光を用いて、磁場中におかれた結合量子ドットのゼーマン分離した電子準位間でのスピン転送技術を確立する。今年度は、テラヘルツ光を使用する手法(ドット間スピン転送)と相補的な連続準位を介した2光子過程を用いる方法(ドット内スピン反転)を試みた。単一量子ドットの磁場下でゼーマン分裂した2つの励起子準位(スピンアップとスピンダウン)の間を量子ドットの連続準位の裾を中間準位とした系において、各励起子準位からの発光をモニターすることにより、連続状態のコヒーレント励起による励起子スピン状態の制御を行った。時間差をつけたダブルパルスによる同軸励起を用いることにより、パルス時間差の関数として励起子スピンの同位相および逆位相での振動の観測に成功した。逆位相で振動する場合には、発光強度の振動だけでなく、ゼーマン分裂エネルギーの振動も観測された。発光強度の振動は、ゼーマン分裂した励起子準位のポピュレーションが逆位相で振動する場合、励起子スピン偏極度の振動となるため量子ドットの核スピンが偏極され、電子が感じる実効的な磁場強度が核磁場により変調されたためと考えられる。この結果により、量子ドットの電子スピンと核スピンのコントロールに、連続状態をラムダ型遷移の中間準位として使用可能であることが初めて示しめされた。この結果は英文学術誌に投稿中である。本研究ではTHz光またはレーザー光を用いて,磁場中におかれた結合量子ドットのゼーマン分離した電子準位間でのスピン転送技術を確立することを目的としている.そのために以下の2つの手法の比較を実験的におこなった;テラヘルツ光を使用する手法と連続準位を介した2光子過程を用いる方法を試み,後者の手法で良好な結果を得た.単一量子ドットの磁場下でゼーマン分裂した2つの励起子準位(スピンアップとスピンダウン)の間を量子ドットの連続準位の裾を中間準位とした系において,各励起子準位からの発光をモニターすることにより,連続状態のコヒーレント励起による励起子スピン状態の制御が可能であることを実証し,論文化した.時間差をつけたダブルパルスによる同軸励起を用いることにより,パルス時間差の関数として励起子スピンの同位相および逆位相での振動の観測に成功したが,逆位相で振動する場合には,発光強度の振動だけでなく,ゼーマン分裂エネルギーの振動も観測された.これはゼーマン分裂した励起子準位の占有確率が逆位相で振動する場合,励起子スピン偏極度の振動となるため量子ドットの核スピンが偏極され,電子が感じる実効的な磁場強度が核磁場により変調されたためと考えられる.この結果により,量子ドットの電子スピンと核スピンのコントロールに,連続状態をラムダ型遷移の中間準位として使用可能であることが初めて示しめされた.また電子スピン-核スピン間の磁気的相互作用を詳細に調べ,核スピン分極の励起強度・励起偏光・外部磁場依存性に双安定領域が現れることをInAlAs単一量子ドットで初めて明らかにした.この成果により外部磁場を完全にキャンセルする核磁場が双安定領域の一端で自動的に形成されていることが判り,電子の実効g因子=0を達成するとともに,新たなg因子制御法を確立した.
公的介護保険の導入と介護サービス供給体制に関する理論的・実証的研究

我々は、各自治体が策定した高齢者保健福祉計画にもとづいて、東京、大阪、名古屋の三大都市圏における介護基盤整備の遅れを明らかにした。そこでは、特に通所介護施設や短期入所施設など多額の施設建設費を必要とする在宅介護施設の整備の遅れが目に付いた。これに対して、仙台市は、介護基盤整備政策の1つの方法として、営利企業参入の可能性を模索し、実際、市独自の事業として在宅介護施設整備のために営利企業に建設費補助を実施した。しかし、福祉サービス分野における利用者の営利企業に対する不信感は根強く、また、実際、営利企業が提供する介護サービスの質的評価をどのように行うべきなのか技術的な問題が残っており、仙台市と同様の政策を他の政令指定都市が行うのは困難である。そこで、我々は介護サービス市場に代表される固定価格市場で、1)NPOと営利企業が混在する産業のサービスの質がどの程度維持されるのか、併せて、2)そうした市場で営利企業の参入を促進させるためには政府がどのような政策をとる必要があるかを理論的に分析し、実験経済学的手法で検証した。我々の分析では、まず、営利企業は高い質のサービスを維持しなければ生き残れず、むしろ問題はNPOを装う営利企業(擬似NPO)を如何に減らすかが焦点となることが分かった。そして、次に、このための政策、すなわち擬似NPOを減らし営利企業を増やすためには、(1)質の識別能力を持たない需要者の割合を減らす、(2)サービスの公定価格を引き上げる、(3)純粋NPOの数を増やす、そして(4)規制などを通じて低い質を提供するための単位生産費用を引き上げる、ことが有効であることが分かった。平成11年度は研究期間の初年度であるので、主に次年度に実施予定の実験経済学的手法を用いた実証分析のための準備作業を行った。これには大きく3つあり、(1)本研究計画が目的とする大都市部での介護保険基盤整備状況を知るために、東京・大阪・名古屋三大都市圏のアンケート調査と高齢者保健福祉計画にもとづくサービス利用量予測のシミュレーション、(2)既に介護基盤整備のための民間活力導入に実績のある仙台市の実地調査(市当局、参入した株式会社、及び介護サービス供給組織の中心と考えられてきた社会福祉法人の3者を対象)、そして、(3)介護サービス産業への営利企業・NPO参入の経済効果を実験経済学的に分析するための理論モデルの構築、を行った。このうち、(1)は既に論文化され近く地方財政学会叢書に公刊される。この中で、3大都市圏の中では大阪市が比較的介護基盤整備が進んでいることが分かったが、それでも全国平均(必要サービス量の40%)程度である。東京都は区毎に整備状況が異なるが、特に中央区や千代田区など都心部では整備率が低く、予想通り都心部での介護施設整備の難しさを示している。また、名古屋市は、施設サービスに関して東京23区の平均より整備されているが、ホームヘルパーなど人的資源の整備の遅れが目立つことが分かった。次に、(2)及び(3)は現時点では未公刊である。まず、(2)の実地調査については研究分担者との日程の都合から3月中旬に実施する予定である。また、(3)の理論モデルの構築は、これまでの同分野における理論モデルをサーベイし終えたところであり、近く意思決定実験に利用できるモデルが開発できる見込みである。我々は前年度の実態調査において、大都市部における介護基盤整備の遅れを指摘し、そこでの介護基盤整備政策の1つの方法として、仙台市などが取り組んでいる営利企業参入の可能性を検討した。しかし、福祉サービス分野における利用者の営利企業に対する不信感は根強く、また、実際、営利企業が提供する介護サービスの質的評価をどのように行うべきなのか技術的な問題が残っているのも事実である。

そこで、本年度は介護サービス市場に代表される固定価格市場で、1)NPOと営利企業が混在する産業のサービスの質がどの程度維持されるのか、併せて、2)そうした市場で営利企業の参入を促進させるためにはどのような政策が必要なのかを検証した。このために我々は、純粋NPO(常に高い質のサービスを提供する)、擬似NPO(営利企業がNPOを装うが低い質のサービスを提供する)、および営利企業(高い質と低い質の両方を提供できる)の3者が存在する固定価格市場を想定したモデルを構築した。我々の分析では、まず1)について、営利企業は高い質のサービスを維持しなければ生き残れず、むしろ問題は擬似NPOを如何に減らすかが焦点となった。そして、このための政策は2)の問題と同じだが、擬似NPOを減らし営利企業を増やすためには、(1)質の識別能力を持たない需要者の割合を減らす、(2)サービスの公定価格を引き上げる、(3)純粋NPOの数を増やす、そして(4)規制などを通じて低い質を提供するための単位生産費用を引き上げる、ことが有効であることが分かった。最後に、これらは実験経済学的検証によっても概ね裏付けられた。
降雨粒径分布のリアルタイム推定による最新型偏波レーダー雨量計の開発

地上降水量の推定精度の向上を目的として,XバンドMPレーダー(国交省XRAIN)を用いて強雨時でも精度良く雨滴粒径分布推定できる手法を開発し,雲内部における時空間構造を推定した.発達した対流性雲では,雲発生後に上空で初めてDSDが推定された段階から比較的大きな雨滴が多く存在している様子が多くの事例で観測され,ゲリラ豪雨の危険性の判断の指標となりうると期待できる.さらに,DSDの時間的・空間的な変化を導入した雨滴落下モデルを構築し,高度差により生じる地上と上空の降水量のズレを直接物理プロセスに従って降雨強度を算出したところ,一般的なKDPを用いた手法よりも高い相関を示すことを明らかにした.地上降水量の推定精度の向上を目的として,XバンドMPレーダー(国交省XRAIN)を用いて強雨時でも精度良く雨滴粒径分布推定できる手法を開発し,雲内部における時空間構造を推定した.発達した対流性雲では,雲発生後に上空で初めてDSDが推定された段階から比較的大きな雨滴が多く存在している様子が多くの事例で観測され,ゲリラ豪雨の危険性の判断の指標となりうると期待できる.さらに,DSDの時間的・空間的な変化を導入した雨滴落下モデルを構築し,高度差により生じる地上と上空の降水量のズレを直接物理プロセスに従って降雨強度を算出したところ,一般的なKDPを用いた手法よりも高い相関を示すことを明らかにした.1.降雨粒径分布の同期観測(準備観測):本研究の根幹をなす観測となる"降雨粒径分布に焦点をあてた偏波レーダー・マイクロレインレーダー・ビデオゾンデ・巨大雨量計の同期観測"に関して、H23年度は準備観測として位置づけて、係留ビデオゾンデ以外の部分の観測機器を設置し観測を開始した。また、次年度に挑戦するビデオゾンデを用いて直接観測によって雨滴粒径を測り、偏波レーダーからの推定値と比較し、雨滴粒径分布の3次元的分布を明らかにしていく。2.巨大雨量計を用いた転倒マス雨量計の空間代表性と雨滴捕捉率の評価:集水面積10m^2を持つ巨大雨量計を設置し、直近においている通常の転倒マス雨量計と比較した。その結果、巨大雨量計の方が大きい値を示した。転倒マス雨量計の集水口が小さく乱流によってうまく雨滴を補足できないことに起因する。次年度は3D風速計とカメラを取り付けて、風速との関係性を明らかにしていく。3.偏波レーダーによる雨滴粒径分布の推定:偏波パラメータの位相差変化率を用いて、強雨時の雨滴粒径分布推定手法を開発した。位相差変化率を粒子数で除するという概念を導き、その新変数が粒径分布と極めて相関が高いことを示した。強雨時における粒径分布の推定精度は従来手法の0.1から0.3へと向上した。さらに新推定手法を用いて対流雲の粒径分布構造を解析し、大気上空での豪雨のタマゴのときは粒径分布の中央値は大きいものの数濃度が低いこと、またそれらが落下する上で粒子数が増えていることを示した。(1)3次元降雨粒径分布推定手法の構築:第一に、Xバンド偏波レーダーを用いた雨滴粒径分布推定手法に改良を加えた。これまでは弱雨にはZDRをベースとした手法、強雨にはKDPをベースとした手法を併用してきたが、中間程度の強さの雨に対しての改良を加え、雨滴粒径分布の推定精度を向上させた。第二に、粒径を陽的に表現する雨滴粒径分布の時間発展モデルを構築した。三隅・圓山(2004)らのビン法雲微物理モデルを参考に、雨滴落下の部分のみを用いてモデルを構築した。モデルの鉛直解像度を100mとして、検証を行って妥当性を評価した。(2)粒径分布情報を考慮に入れた偏波レーダー雨量計の開発:レーダーは地面の影響を避けるために山岳などに設置され、およそ1-2 km上空の降水粒子を観測している事に対し、防災上重要となるのは地上における降水量である。高度1-2kmで観測された粒子は上空と同様に、粒子同士が合体・分裂などの変化をしながら落下している。地上付近ではなく、地表面での降水量推定を行うためにはこれらの空間的・時間的なすきまを埋めるために、レーダーの観測高度から落下中の雨滴の物理過程を考慮に入れた。具体的には、高度1kmで観測された偏波パラメータから雨滴粒径分布を推定して、大気環境場を考慮に入れて、凝結・蒸発・併合といったプロセスを表現し、雨滴を地上まで落下させた。ある強雨事例に適用した結果、現状手法であるR-KDP法の相関係数が0.74に対して、開発した手法では0.86と精度が大きく向上した。(1)降雨粒径分布の同期観測(本観測):降雨粒径分布に焦点をあてた偏波レーダー・マイクロレインレーダー・ビデオゾンデの同期観測を、滋賀県信楽町にて、平成24年10月および平成25年7月に実施した。本年度は昨年度の準備観測をベースに、係留ビデオゾンデ観測を加えた本観測を実施した。観測対象は、寒冷前線に伴う降水システムであった。偏波レーダーの3次元立体観測による各種の偏波観測値、マイクロレインレーダーによるドップラースペクトルの鉛直分布、ビデオゾンデによる鉛直方向の雨滴粒径分布、の同期観測データを取得した。

(2)雨滴粒径分布の立体構造の解明:降雨粒径分布の推定手法として昨年度独自開発している、Xバンドレーダーで観測される位相差変化率を用いた粒径分布推定手法を用いて、主に対流性雲内の雨滴粒径分布の時間・空間構造を調べた。対流性降雨は、DSDが時間的・空間的に大きく変動し、さらに鉛直方向の変動も大きく、対流性降雨のうち発達した局所的豪雨では上空でセルが発生・発達し雲水量が増加したのち雲水量の多い領域(コア)が落下する様子まで確認できた。層状性降雨については、空間的・時間的にDSDの変動は少なく、ほぼ一様に分布した細かい雨が降り続きながら、一部では雨滴の併合によりやや強く降る。層状性降雨のうち強く降る領域では、上空に向かい柱状にD0と雲水量が高く、その寿命は長い。対流性降雨のような激しい変化ではないが,雨滴の併合により地上付近ではD0は上空と比較して徐々に増加する傾向にあることを示した。(3)偏波レーダーから推定される雨滴粒径分布の誤差評価:これまで推定が難しいとされてきた強雨事例について、D0の精度検証を行った結果、相関係数が0.4、二乗平均誤差が0.6mm、であることを評価した。研究計画に予定していたことに加えて、偏波レーダーを用いた粒径分布推定の新手法を開発することができた。これによって、これまで困難とされてきた強雨時の粒径分布推定が可能となった。学術的に極めて大きい成果であり、加えてこの手法を用いて積乱雲内部の粒径分布を3次元的に捉えることができていることから工学的応用の観点からも非常に大きな成果であるため。25年度が最終年度であるため、記入しない。当初予定していた目標を全て予定通り、研究を進めることができた。雨滴の粒径分布に関する様々な測器の観測は、特に実際の落下中の雨滴を撮影できるビデオゾンデを取り入れたことで、他に類を見ない貴重なデータを取得した観測となった。強風などによる係留ゾンデ観測の難しさを知り、観測を2回に分ける形となったが、無事に成功したことは大きな成果である。また、Xバンドレーダーを用いた高解像度・高時間分解能の雨滴粒径分布を解析することで、様々な特徴を知ることができた。これはモデル開発の上でも、将来的な観測・監視の上でも寄与するところが大きいと考える。今後は同期観測を実施して、そこで得られる基礎観測データを用いて雨滴粒径分布の時間発展モデルを構築していく。陽的に雨滴粒径分布を考慮に入れた降雨量推定手法の開発を行うため、雨滴粒径分布の時間発展モデルを用いて、落下中の凝結・蒸発、併合などの雨滴粒径分布の変化を表現し、観測データを取り入れることで高精度な降雨量推定を行う。
透析腎癌に対する免疫チェックポイント分子抗体を用いた新規治療法に関する基礎研究

進行透析腎癌は現在、確立された薬物療法がない。本研究では、透析腎癌における免疫チェックポイント分子PD-L3阻害薬とmTOR阻害薬の併用による新基地利用戦略の確立を目的とする。本研究では透析腎癌検体における、PD-L3、mTORの発現と臨床経過の関連の評価。両薬剤併用による殺細胞効果の評価。両薬剤の併用が、透析腎癌細胞株に及ぼす変化の遺伝子発現レベルでの検討を計画している。