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CMV胎内感染におけるCMV DNA量及び遺伝子型と乳幼児期の病態に関する研究

先天性CMV感染症は,妊娠中に母体がCMVに初感染した場合や,感染の既往のある妊婦でCMVが再活性化した際に発生すると推定されている。その症状は様々であるが,遅発性に聴力障害を来す例や重篤で死亡に至る例の存在が知られている。今回我々は,先天性CMV感染症の発生頻度や臍帯血DNA量と臨床症状との関係等を評価するため,臍帯血中のCMV DNAの検出及び定量を試みた。【対象】平成17年7月より現在までにヨナハクリニック病院にて出産し,臍帯血CMVDNA検査についての同意を得て臍帯血を採取可能であった1010症例(在胎39.52±1.7週,出生時体重3054±429g)とした。【方法】出生後,胎盤より臍帯血を採取し,EDTA2K加血スピッツに入れ,検査時まで凍結保存した。解凍の血液からQIAGEN社のQIAamp DNA mini kitを用いてDNAを抽出し,CMV DNAの塩基配列で比較的保存された領域に設定したプライマー及び蛍光プローブを用い,Smart Cyclerを使用してreal-time PCR法にてCMV DNAを検出し定量した。【結果】1010例中,2例(0.2%)の臍帯血からCMV DNAが検出された。2例(症例1,2)とも出生時に明らかな異常はなく,1ヶ月時の頭部CTでも異常は認めなかった。症例1では1ヶ月時,3ヶ月時に血漿中よりCMVDNAが検出されたが,その後は検出されなくなった。症例2では,経過中,血漿中からCMV DNAは検出されなかった。両者とも尿中からは1歳時までCMV DNAが検出された。出生時と1歳時に実施した聴性脳幹反応検査は2例とも正常であった。1歳時に実施した頭部MRI検査では,症例1に異常が認められた。1歳時の発達検査では症例1,2とも姿勢・運動領域に軽度の発達遅滞を認め,先天性CMV感染の関与が推定された。先天性CMV感染症は、症状が重篤で、後遺症で苦しんでいる患者も多く、克服すべき重要な疾患と考えられる。さらに近年の問題として、衛生環境の改善等から日本人妊婦における抗CMV抗体保有率が徐々に下がっできており、今後、さらに先天性CMV感染症は増加すると予想される。今回我々は、現在の日本における先天性CMV感染症の発生頻度や臍帯血DNA量と臨床症状との関係等を評価するため、臍帯血よりDNAを抽出し、real-time PCR法を用いてCMV DNA検出の確認及び定量を実施した。<対象>平成17年7月より現在までにヨナハクリニック病院にて出産し、臍帯血CMV DNA検査について同意を得た後、臍帯血を採取可能であった390症例。<方法><結果および考察>現在までに検査した390例についてはCMV DNAは1例も検出されなかった(0%)。これは以前に報告されている0.25-0.5%と比較して妥当な範囲内と考えられる。検出例がない理由として、症例数が少ないこと、検査法の違い、調査した病院の地域性などが影響している可能性が考えられる。今後も症例数を増して検討し、検出例については詳細に調査していく予定である。先天性CMW感染症は、妊娠中に母体がCMVに初感染した場合や、感染の既往のある妊婦でCMVが再活性化した際に発生すると推定されている。その症状は様々であるが、遅発性に聴力障害を来す例や重篤で死亡に至る例の存在が知られている。加えて近年、衛生環境の改善等から日本人妊婦における抗CMW抗体保有率が徐々に下がってきており、妊娠中母体のCMV初感染により、胎内感染が成立し、出生後重篤な症状を呈する先天性CMV感染症が、増加すると予想されている。今回我々は、先天性CMV感染症の発生頻度や臍帯血DNA量と臨床症状との関係等を評価するため、臍帯血中のCMV DNAの検出及び定量を試みた。<対象>平成17年7月より現在までにヨナハクリニック病院にて出産し、臍帯血CMV DNA検査についての同意を得て膀帯血を採取可能であった1010症例(在胎39.52±1.7週、出生時体重3054±429g)とした。<方法><結果および考察>現在までに検査した1010例からCMV DNAは2例検出された(0.2%)。これは過去に別の方法で検出を試み報告された0.25-0.5%と比較し、ほぼ同等の結果であり、今回実施したスクリーニング法の有用性が確認された。今後は検出例の予後調査やCMV DNA量、CMV遺伝子の発現量、CMV DNA遺伝子型との関連なども調査していく予定である。【対象】

平成17年7月より現在までにヨナハクリニック病院にて出産し,臍帯血CMVDNA検査についての同意を得て臍帯血を採取可能であった1010症例(在胎39.52±1.7週,出生時体重3054±429g)とした。【方法】出生後,胎盤より臍帯血を採取し,EDTA2K加血スピッツに入れ,検査時まで凍結保存した。解凍の血液からQIAGEN社のQIAamp DNA mini kitを用いてDNAを抽出し,CMV DNAの塩基配列で比較的保存された領域に設定したプライマー及び蛍光プローブを用い,Smart Cyclerを使用してreal-time PCR法にてCMV DNAを検出し定量した。【結果】1010例中,2例(0.2%)の臍帯血からCMV DNAが検出された。2例(症例1,2)とも出生時に明らかな異常はなく,1ヶ月時の頭部CTでも異常は認めなかった。症例1では1ヶ月時,3ヶ月時に血漿中よりCMVDNAが検出されたが,その後は検出されなくなった。症例2では,経過中,血漿中からCMV DNAは検出されなかった。両者とも尿中からは1歳時までCMV DNAが検出された。出生時と1歳時に実施した聴性脳幹反応検査は2例とも正常であった。1歳時に実施した頭部MRI検査では,症例1に異常が認められた。1歳時の発達検査では症例1,2とも姿勢・運動領域に軽度の発達遅滞を認め,先天性CMV感染の関与が推定された。
マグネチックスターラーを用いたポリスチレン微粒子合成における粒子径制御の研究

有機合成の実験教材開発の基礎として、マグネチックスターラーを用いたポリスチレン微粒子合成において粒子径を制御するための諸条件を検討した。ポリスチレン微粒子は、窒素雰囲気にした反応容器内にペルオキソニ硫酸カリウム0.0620g、スチレンモノマー1.52gを含む溶液300mLを入れ、ホットマグネチックスターラーにより80°Cで24時間撹拌しながら合成した。合成時の撹拌速度は501000rpmまで段階的に変えた。その結果、200500rpmの範囲で200250nmのほぼ均一な粒子径の微粒子が合成でき、粒子径は回転数に比例して小さくなることがわかった。100rpm以下の弱い撹拌では液面で膜状にポリスチレンが固化し、600rpm以上では溶液の回転の乱れが大きく粒子径が不均一になった。反応容器では、筒状のセパラブルフラスコより三角フラスコの方が安定的に粒子径を制御できた。また、筒状フラスコで合成した粒子は三角フラスコに比べ径が小さくなる傾向が見られた。撹拌子は、棒状のテーパー型以外の形状の異なるものも用いたが、粒子径の変化に大きな差は見られなかった。合成後、得られた白色のポリスチレン分散液から微粒子を遠心分離したものをガラスのプレート上に塗布し、乾燥後発色を確認した。また、走査型電子顕微鏡で形状と配列、粒子径を観察・測定した。今回、合成した粒子径の異なる微粒子を用いて、赤・黄・緑・青色の4色の構造色を呈するコロイドフォトニック結晶を作製できた。粒子の配列が充填構造でないものや粒子径が不揃いなものは構造色が発現せず白色のままであった。粒子径が均一な微粒子を充填構造な配列に塗布したガラスの反射光を紫外可視分光光度計で測定したところ、反射光を呈する結晶の粒子径と最大反射波長には比例関係が確認できた。将来的にはゲルや樹脂中への固定化も含めて生徒実験としても実施可能な教材を目指したい。
認知機構における言語情報処理過程の解明

今回言語想起に関わる神経機構の解明への試みとして、しりとり課題施行時の脳磁(magnetoencephalography、以下MEG)測定を行なった.健常被験者右利き4名(男2、女2)において、外部から言語や形態としての刺激属性を持たないクリック音刺激・閃光刺激を与え(入力刺激)、それを合図にしりとり形式で語想起を行ない、課題施行時のMEGを測定した.得られたMEGデータは入力刺激をトリガーとするオフライン加算平均処理を施し、語想起を行なわず入力刺激のみの場合をコントロールとして同様の処理を行なって、それら各々の加算平均波形及びroot mean square(以下RMS)をOmsから1000msまで比較検討した.以上のRMS波形を200-300msまでの早期成分とそれ以降の晩期成分とに分けた場合、早期成分では課題施行時とコントロール(入力刺激に対する誘発脳磁波形のRMSととらえられる)との明らかな相違は認められなかった.しかし晩期成分では課題施行時に幾つかの潜時帯においてRMS増大を認め(視覚入力刺激で380-930ms、聴覚入力刺激で300-820ms)、その潜時帯で加算平均波形のダイポール推定を行なうと、入力刺激様式に関わらず共通の幾つかの大脳皮質領域に信号源が推定された.これらの領域間でのtime courseに明らかな規則性を見出す事は出来なかったが、これらの領域の幾つかはPETやfMRIで同様の言語賦活課題を用いた検討で得られた反応部位に合致していると考えられ、今回の課題施行時のMEG測定によって言語関連領域の経時的神経過程に対する情報が得られる可能性が示唆された.今回言語想起に関わる神経機構の解明への試みとして、しりとり課題施行時の脳磁(magnetoencephalography、以下MEG)測定を行なった.健常被験者右利き4名(男2、女2)において、外部から言語や形態としての刺激属性を持たないクリック音刺激・閃光刺激を与え(入力刺激)、それを合図にしりとり形式で語想起を行ない、課題施行時のMEGを測定した.得られたMEGデータは入力刺激をトリガーとするオフライン加算平均処理を施し、語想起を行なわず入力刺激のみの場合をコントロールとして同様の処理を行なって、それら各々の加算平均波形及びroot mean square(以下RMS)をOmsから1000msまで比較検討した.以上のRMS波形を200-300msまでの早期成分とそれ以降の晩期成分とに分けた場合、早期成分では課題施行時とコントロール(入力刺激に対する誘発脳磁波形のRMSととらえられる)との明らかな相違は認められなかった.しかし晩期成分では課題施行時に幾つかの潜時帯においてRMS増大を認め(視覚入力刺激で380-930ms、聴覚入力刺激で300-820ms)、その潜時帯で加算平均波形のダイポール推定を行なうと、入力刺激様式に関わらず共通の幾つかの大脳皮質領域に信号源が推定された.これらの領域間でのtime courseに明らかな規則性を見出す事は出来なかったが、これらの領域の幾つかはPETやfMRIで同様の言語賦活課題を用いた検討で得られた反応部位に合致していると考えられ、今回の課題施行時のMEG測定によって言語関連領域の経時的神経過程に対する情報が得られる可能性が示唆された.言語認知過程には、言語刺激としての受容、単語としての意味付け、更にその単語が文章を構成するときの意味的なつながりであるシンタクスの理解といった複数プロセスが逐次的・同時並列的に関与すると考えられている.オドボール課題を用いて課題に非言語刺激を用いた場合と言語刺激を用いた場合の長潜時成分の差異についての検討の前段階として、現在我々は言語刺激の視覚呈示を用い、言語の認知プロセスを時間・空間分解能に優れるMEG測定によって考察し、言語神経活動の経時的プロセスへのアプローチを試みている.具体的方法は以下の如くである:1)漢字から成る2文字単語を実験セッションの前に、実験セッションと同じ条件で視覚呈示し、記憶させる2)実験セッションでは既出の単語に新たな単語を含めて同様に呈示し、既出のものをターゲットとして示指伸展で反応させる3)呈示時点をトリガーとした加算平均法によって、既出の単語の認知に関わる神経機構の解析を行なう上記課題における誘発脳磁反応の結果については現在解析中であるが、被験者が"既出の単語"と認識して示指伸展反応が認められた刺激と示指伸展反応の無かった刺激とで、それぞれ刺激のonsetで加算平均法により得られた誘発脳磁界のroot mean squareの比較を行なっている.これによって"既出の単語"と認識される際には、ワーキングメモリー上に貯蔵された言語の認知に関わる神経機構が賦活することが予想される.今回言語想起に関わる神経機構の解明への試みとして、しりとり課題施行時の脳磁(magnetoencephalography,以下MEG)測定を行なった.健常被験者右利き4名(男2、女2)において、外部から言語や形態としての刺激属性を持たないクリック音刺激・閃光刺激を与え(入力刺激)、それを合図にしりとり形式で語想起を行ない、課題施行時のMEGを測定した.得られたMEGデータは入力刺激をトリガーとするオフライン加算平均処理を施し、誤想起を行なわず入力刺激のみの場合をコントロールとして同様の処理を行なって、それら各々の加算平均波形及びroot mean square(以下RMS)を0msから1000msまで比較検討した.以上のRMS波形を200-300msまでの早期成分とそれ以降の晩期成分とに分けた場合、早期成分では課題施行時とコントロール(入力刺激に対する誘発脳磁波形のRMSととらえられる)との明らかな相違は認められなかった.

しかし晩期成分では課題施行時に幾つかの潜時帯においてRMS増大を認め(視覚入力刺激で380-930ms、聴覚入力刺激で380-820ms)、その潜時帯で加算平均波形のダイポール推定を行うと、入力刺激様式に関わらず共通の幾つかの大脳皮髄域に信号源が推定された.これらの領域間でのtime courseに明らかな規則性を見出す事は出来なかったが、これらの領域の幾つかはPETやfMRIで同様の言語賦活課題を用いた検討で得られた反応部位に合致していると考えられ、今回の課題施行時のMEG測定によって言語関連領域の経時的神経過程に対する情報が得られる可能性が示唆された.
複断面水路流れの水平組織渦の安定性と土砂輸送機構の解明

両岸に高水敷を有する複断面水路の水平組織渦はセン断不安定と2列の渦列の安定性の2つの安定性に依存する.先ず本研究では,水平渦列の平面安定性とそれに伴う横断方向の運動量輸送の変化を室内実験により調べた.即ち,低水路幅,水深を系統的に変化させることにより2列の水平渦列の干渉の効果やそれに伴った運動量輸送の変化を計測した.その結果,2つの渦列が千鳥状の配置をとり最も干渉しあう低水路幅が存在し,それより低水路幅が広くなると,渦の干渉が弱くなり千鳥状の配置を取ることが出来ず比較的不安定な配置となった.また,低水路幅が狭い場合には渦列が強く干渉しお互いの位相をずらす配置になっているものの,個々の渦のスケールが異なる不安定な配列となった.大規模水平渦の波長は,渦列の干渉がある場合においても,流れ場のセン断不安定性(変曲点不安定性)によってよく説明でき,水平組織渦の成因がセン断不安定であることが再確認された.運動量輸送は上記の安定性と深く関連しており,渦列の配置が最も安定なときに,横断方向の運動量輸送は極大値を取ることが明らかになった.水深を変化させて行った同様の実験でも同じ結果が得られた.しかし,水深が小さくなることによって,境界部での流速セン断が大きくなり強度の高い水平組織渦が発生し,それに伴って横断方向運動量輸送は大きくなった.次に,複断面水路と同様に水平組織渦が発達する両岸に植生帯を有する流れ場で,非植生域幅を系統的に変化させた実験を行った.複断面河道と同様に渦列の安定的な千鳥状配置の時に植生境界部で大きな運動量輸送が生じることが明らかになった.両岸に植生帯を有する流れ場は2次元性が強いため横断方向の運動量輸送は複断面水路より大きくなった.灘岡・八木らによって提案されたSDS&2DHモデルを用いて行った非線形数値解析は渦の配列や運動量輸送をよく説明し,この様な水平組織渦が存在する場の解析に極めて有効であることが示された.両岸に高水敷を有する複断面水路の水平組織渦はセン断不安定と2列の渦列の安定性の2つの安定性に依存する.先ず本研究では,水平渦列の平面安定性とそれに伴う横断方向の運動量輸送の変化を室内実験により調べた.即ち,低水路幅,水深を系統的に変化させることにより2列の水平渦列の干渉の効果やそれに伴った運動量輸送の変化を計測した.その結果,2つの渦列が千鳥状の配置をとり最も干渉しあう低水路幅が存在し,それより低水路幅が広くなると,渦の干渉が弱くなり千鳥状の配置を取ることが出来ず比較的不安定な配置となった.また,低水路幅が狭い場合には渦列が強く干渉しお互いの位相をずらす配置になっているものの,個々の渦のスケールが異なる不安定な配列となった.大規模水平渦の波長は,渦列の干渉がある場合においても,流れ場のセン断不安定性(変曲点不安定性)によってよく説明でき,水平組織渦の成因がセン断不安定であることが再確認された.運動量輸送は上記の安定性と深く関連しており,渦列の配置が最も安定なときに,横断方向の運動量輸送は極大値を取ることが明らかになった.水深を変化させて行った同様の実験でも同じ結果が得られた.しかし,水深が小さくなることによって,境界部での流速セン断が大きくなり強度の高い水平組織渦が発生し,それに伴って横断方向運動量輸送は大きくなった.次に,複断面水路と同様に水平組織渦が発達する両岸に植生帯を有する流れ場で,非植生域幅を系統的に変化させた実験を行った.複断面河道と同様に渦列の安定的な千鳥状配置の時に植生境界部で大きな運動量輸送が生じることが明らかになった.両岸に植生帯を有する流れ場は2次元性が強いため横断方向の運動量輸送は複断面水路より大きくなった.灘岡・八木らによって提案されたSDS&2DHモデルを用いて行った非線形数値解析は渦の配列や運動量輸送をよく説明し,この様な水平組織渦が存在する場の解析に極めて有効であることが示された.複断面開水路では、低水路・高水敷間の流速差に基づく変曲点不安定によって水平渦が生じることが知られているが、両岸に高水敷を有する複断面開水路では2列の渦列が発生するため、それに加えてカルマン渦列のように渦同士の干渉による渦列自身の安定性が水平渦の挙動を決めている。本研究ではこれら2つの渦の安定要因、それに伴う運動量・物質輸送、渦の間欠性・3次元性と2次流の関連性について明らかにする。研究開始1年目である本年度は次の様な成果を得た。(1)広幅水路(幅120cm,長さ14m)を用いて渦列の平面安定性を調べた。即ち、高水敷高さ、水深を変化させ、系統的な実験を行った。既に幅40cmの水路により得られている結果と併せて、平面渦列が最も安定する水理条件を得た。同時に、2次元レーザー流速計を使用して低水路・高水敷間に働くレイノルズ応力を測定した。その結果、変曲点不安定に基づく渦の安定配置と、2列渦列の干渉に基づく渦の安定配置が一致したとき、レイノルズ応力は最大となり、低水路・高水敷間の運動量および物質の移動は最大となることが明らかとなった。

(2)上記結果を一般化するために1方程式乱流モデルであるSDS&2HDモデルを用いて渦の発達、合体の状況を様々な水理条件について数値シミュレーションし、水平渦の安定性およびそれに伴う横断方向運動量輸送量を調べた。これにより、上記実験結果を確かめると共に、渦列の安定性を支配する水理条件について一般的な取扱いが可能となった。(3)PIV法およびレーザー流速計を用いて、水平渦の3次元流速場を測定する。この結果から斜昇流や2次流成分を抽出し、水平渦の3次元性との関連について詳細に調べた。このときにより、従来別個の現象として個々に取り扱われてきた諸現象間の関連性を明らかにした。両岸に高水敷を有する複断面水路の水平組織渦はセン断不安定と2列の渦列の安定性の2つの安定性に依存する.先ず本研究では,水平渦列の平面安定性とそれに伴う横断方向の運動量輸送の変化を室内実験により調べた.即ち,低水路幅,水深を系統的に変化させることにより2列の水平渦列の干渉の効果やそれに伴った運動量輸送の変化を計測した.その結果,2つの渦列が千鳥状の配置をとり最も干渉しあう低水路幅が存在し,それより低水路幅が広くなると,渦の干渉が弱くなり千鳥状の配置を取ることが出来ず比較的不安定な配置となった.また,低水路幅が狭い場合には渦列が強く干渉しお互いにの位相をずらす配置になっているものの,個々の渦のスケールが異なる不安定な配列となった.大規模水平渦の波長は,渦列の干渉がある場合においても,流れ場のセン断不安定性(変曲点不安定性)によってよく説明でき,水平組織渦の成因がセン断不安定であることが再確認された.運動量輸送は上記の安定性と深く関連しており,渦列の配置が最も安定なときに,横断方向の運動量輸送は極大値を取ることが明らかになった.水深を変化させて行った同様の実験でも同じ結果が得られた.しかし,水深が小さくなることによって,境界部での流速セン断が大きくなり強度の高い水平組織渦が発生し,それに伴って横断方向運動量輸送は大きくなった.次に,複断面水路と同様に水平組織渦が発達する両岸に植生帯を有する流れ場で,非植生域幅を系統的に変化させて実験を行った.これらの結果もやはり複断面河道と同様のことが生じた.しかし,両岸に植生帯を有する流れ場は2次元性が強いため,横断方向の運動量輸送は複断面水路より大きくなった.灘岡・八木らによって提案されたSDS&2DHモデルを用いて行った非線形数値解析は渦の配列や運動量輸送をよく説明し,この様な水平組織渦が存在する場の解析に極めて有効であることが示された.
脂質修飾抗体の遺伝子工学的合成および新しいセンシングへの応用

前年度までに作製した、遺伝子工学的に脂質修飾した抗2-フェニルオキサゾロン抗体をフォスファチジルコリンより構成されるリポソームに導入し、イムノリポソームを作製した。そしてこのイムノリポソームを用いて、Quartz Crystal Microbalance(QCM)及びAtomic Force Microscopy(AFM)による新しい免疫センシングシステムの構築を行った。1.QCMによるセンシングシステムQCM基板上に抗原であるオキサゾロンを吸着し、溶液中の抗原との競合反応によるイムノリポソームの基板への結合を、周波数変化により検出した。その結果、溶液中の抗原量の減少に伴って、より多くのイムノリポソームが基板に結合することによりQCM周波数変化は大きくなり、オキサゾロンを高感度に定量測定することができた。2.AFMによるセンシングシステム抗原を吸着したマイカ基板上に、抗原抗体反応により特異的に結合したイムノリポソームをAFMで直接観察することができた。溶液中の抗原量の増加に伴って、イムノリポソームの基板への結合が阻害され、観察されるイムノリポソームの数が減少することが示された。そしてこの時の基板上に結合したイムノリポソームの数をAFMで直接カウンティングすることにより、抗原の定量分析を行えることが示された。以上の様に、脂質修飾抗体を導入したリポソームを用いて、QCM及びAFMによる新しい免疫センシングシステムを構築することができた。本研究は、脂質修飾抗体の遺伝子を設計し、そのタンパク質を大腸菌を宿主として大量発現するとともに、脂質修飾抗体の配列制御分子膜を作製し、新しい免疫センシングシステムを構築することを目的として行っている。平成7年度は、脂質修飾抗体の遺伝子設計、プラスミドの構築、脂質修飾抗体の大量発現と精製、脂質修飾抗体のキャラクタリゼーション、そして脂質修飾抗体を用いた分子膜の作製を行った。モデル抗原として2-フェニルオキサゾロンに対する抗体のFv部分の遺伝子を、大腸菌リポタンパク質遺伝子に連結し、脂質修飾抗体の発現プラスミドを構築した。得られたプラスミドを用いて形質転換した大腸菌HB101株を培養し、脂質修飾抗体を発現させた。このタンパク質はアミノ末端にシグナルペプチドを有するため、大腸菌のペリプラズムに分泌・蓄積される。一方、カルボキシ末端にはヒスチジン残基を有するため、金属キレートクロマトグラフィーにより、ペリプラズム画分より一段階で精製することができるように設計されている。形質転換した菌体を培養後、菌体を超音波で破砕し、遠心分離して得られた膜画分をニッケル吸着カラムクロマトグラフィーにより精製を行ったところ、1リットルの培養で、約1mgの脂質修飾抗体を得ることができた。ここで得られた脂質修飾抗体は、設計通りに部位特異的に脂質が修飾され、かつ抗原である2-フェニルオキサゾロンに対して十分な結合活性を有することが明らかとなった。また脂質修飾抗体を、脂質であるホスファチジルコリンと共存させることにより抗体二分子膜の作製を行った。その結果、抗原結合能を保持したイムノリポソームを作製することができた。平成8年度はまず、前年度に構築した脂質修飾抗体の発現プラスミドを導入した大腸菌を用いて、脂質修飾抗体の大量発現と精製を行い、得られたタンパク質を用いてイムノリポソームを作製した。ホスファチジルコリン(PC)を脂質成分とするリポソーム溶液を精製し、そこに脂質修飾抗体を添加すると、抗体は脂質部位をアンカーとしてリポソーム膜上に安定に保持され、膜の外側に抗原結合部位を向けて配向できることがわかった。このようにして精製したイムノリポソームは、固相に固定化した抗原(2-フェニルオキサゾロン)と十分な抗原結合能を保持していることが明らかとなった。イムノリポソームを用いた免疫センシングシステムを構築するために、種々の条件の検討を行った。

その結果、PC10mgに対し50μgの脂質修飾抗体を用いると安定なイムノリポソームを作製できること、イムノリポソームと個相化抗原の結合は4時間程度で飽和することなどが明らかとなった。以上の様な条件下で内部に蛍光マーカーであるカルボキシフルオレセインを封入したイムノリポソームを用いて、2-フェニルオキサゾロンの競合免疫測定を行ったところ、10^<-7>Mから10^<09>Mの範囲で高感度に抗原を検出できることが明らかとなった。また今年度はQuartz Crystal Microbalance(QCM)を用いた免疫センシングシステムを構築するための基礎的検討を行った。まず、水晶振動子上に抗原分子を集積し、そこにイムノリポソームを結合させた。その結果、水晶振動子の周波数がイムノリポソームの結合により変化することから、QCMを用いた新しい免疫センシングシステムが構築できる可能性が示された。前年度までに作製した、遺伝子工学的に脂質修飾した抗2-フェニルオキサゾロン抗体をフォスファチジルコリンより構成されるリポソームに導入し、イムノリポソーム作製した。そしてこのイムノリポソームを用いて、Quartz Crystal Microbalance(QCM)及びAtomic Foroce Microscopy(AFM)による新しい免疫センシングシステムの構築を行った。1.QCMによるセンシングシステムQCM基板上に抗原であるオキサゾロンを吸着し、溶液中の抗原との競合反応によるイムノリポソームの基板への結合を、周波数変化により検出した。その結果、溶液中の抗原量の減少に伴って、より多くのイムノリポソームが基板に結合することによりQCM周波数変化は大きくなり、オキサゾロンを高感度に定量測定することができた。2.AFMによるセンシングシステム抗原を吸着したマイカ基板上に、抗原抗体反応により特異的に結合したイムノリポソームをAFMで直接観察することができた。溶液中の抗原量の増加に伴って、イムノリポソームの基板への結合が阻害され、観察されるイムノリポソームの数が減少することが示された。そしてこの時の基板上に結合したイムノリポソームの数をAFMで直接カウンティングすることにより、抗原の定量分析を行えることが示された。以上の様に、脂質修飾抗体を導入したリポソームを用いて、QCM及びAFMによる新しい免疫センシングシステムを構築することができた。
粥の食事援助中の高齢者の誤嚥予防について－経時的な粥の液状化の原因と防止対策－

日本の要介護高齢者には主食に白粥が提供される。匙を用いた高齢者への食事援助中、粥は液状化が進行し、高齢者の誤嚥の危険性は極めて高くなる。この原因は匙に付着した高齢者の唾液が、食事援助に伴って粥に混入し、唾液α-アミラーゼが粥の米デンプンを分解するためであることを、我々は、平成23-24年度科学研究費採択研究で初めて明らかにした。先行研究のない基礎研究であったため、被験者は若年女性多数であった。本研究では、健康な高齢男女と若年男女の唾液α-アミラーゼ活性値を測定して比較検討した結果、高齢男女は若年女性より唾液α-アミラーゼ活性値が高く、高齢者は粥の誤嚥の危険性が極めて高いこと等が示唆された。H23-25年度の科学研究費採択研究である「要介護高齢者の誤嚥予防に関する基礎的研究」では、健康な若年女性10名を被験者とし、食事援助を想定して、唾液を経時的に白粥に滴下混入し、白粥の経時的な粘度と温度の変化を測定した。白粥は、常温で放置すると粘度が上昇するが、本実験では白粥の粘度は経時的に減少した。この結果、食事援助中の白粥の経時的な粘度低下には、被験者の唾液α-アミラーゼが白粥に経時的な混入することが大きく関与するとの示唆が得られた。しかし、被験者が若年女性のみであったことから、高齢者男女を被験者とし、若年男女をコントロール群として、検証する必要が生じた。そこで、本研究課題である「粥の食事援助中の高齢者の誤嚥予防についてー経時的な粥の液状化の原因と防止対策」の初年度は、健康な高齢者男女を被験者とし、健康な若年男女をコントロール群として、唾液中のαーアミラーゼ濃度を測定し、前研究の結果は対高齢者にも該当することを実証する実験を実施した。健康かつ口腔内にトラブルのない20代女性11名、20代男性11名、60代女性11名、60代男性11名を対象に、同一条件下で、唾液を採取し、唾液αーアミラーゼ濃度の比色定量を行った。この結果、男女ともに、60代の被験者の方が、20代の被験者よりもα-アミラーゼ濃度がやや高い傾向が認められた。一般に、加齢によって唾液分泌量が減少するため、60代の被験者の方が、20代の被験者よりも、唾液α-アミラーゼ濃度がやや高い傾向が示されたと考えられる。スプーンを用いた高齢者への食事援助中、粥は経時的に液状化が進行し、高齢者の誤嚥の危険性は極めて高くなる。この原因はスプーンに付着した高齢者の唾液が、食事援助に伴って経時的に粥に混入し、唾液α-アミラーゼが粥の米デンプンを分解するためであることを、我々は、平成23-24年度科学研究費採択研究で初めて明らかにした。先行研究のない基礎研究であったため、被験者は若年女性多数のみであった。これらは高齢者からは得ることが出来ない基礎データとして非常に重要であった。が、高齢者の粥の誤嚥予防を対象とした研究であるから、年齢別や性別による唾液α-アミラーゼ活性値を明らかにする必要がある。そこで本研究では、健康な高齢男女と若年男女の計4群から唾液を滅菌操作で採取し、唾液α-アミラーゼ活性値を比色定量した。そして、上記4群の唾液α-アミラーゼ活性値を比較し、要介護高齢者の粥の誤嚥予防策を検討する目的で、実験研究を行った。この結果、高齢男女と若年男女の唾液α-アミラーゼ活性値4群は、各々正規分布し、対応のないt-検定を行ったところ、高齢男性も、高齢女性も、若年女性より唾液α-アミラーゼ活性値が有意に高かった。唾液α-アミラーゼ活性値が高いと、粥の液状化は著しく進行し、誤嚥の危険性が増大する。このため、唾液α-アミラーゼ活性値が、若年女性より有意に高かった高齢者男女は、粥の誤嚥の危険性が極めて高い等の示唆を得ることが出来た。前研究の結果が、高齢者に対してもあてはまることが、ほぼ検証できた。看護学初年度の被験者に対する唾液採取が各1回のみであったため、個人によるばらつきはないか、さらに検証を行い、より信頼性を高めたい。今年度は、各被験者に対して3回の唾液採取を行うものとする。*研究代表者の入院により、学会参加者が減少した。

また、論文投稿や英文校閲の機会が次年度に持ち越した。*科研研究担当の技術補佐員が中途退職したため人件費が少なくなった。また技術補佐員担当の統計解析等を次年度に持ち越した。*人件費:高齢者20名に対する唾液採取実験協力謝礼、研究補助者5名に対する謝金、学会参加費、科研研究統計解析担当の新たな技術補佐員の雇用。*消耗品費:唾液α-アミラーゼ比色定量測定費用。
機械命令レベル並列処理プロセッサの設計支援環境に関する研究

研究実施計画にしたがい,機械命令レベル並列処理プロセッサの設計支援環境について研究を行った.本年度の主な研究成果を以下に示す.1.アプリケーションプログラムの特長抽出:本年度は特に科学技術計算の応用分野において利用頻度の高い典型的なプログラムに関して特長の抽出を行い,実行に必要となるレジスタ数・演算器数などのハードウェアの項目に関して整理した.2.1.の結果に基づいて,科学技術計算の応用分野において最適な提案プロセッサの構成を,提案プロセッサのソフトウェア・シミュレータ上で評価し考察した.3.プロセッサの開発支援環境を設計する上で必要となる機能,特に操作性・汎用性に関して調査し整理した.また,提案するプロセッサの各種ハードウェア機構を機能ユニット単位でハードウェア量などに関して整理し,開発支援環境の構築に必要なデータベースについて考察した.提案プロセッサを利用者側で構築する方式について考察を行い,再構成可能な複数のゲートアレイを利用した実装環境を提案した.この実装環境は再構成可能なゲートアレイを利用することから,特にテストに関して自由度が大きいという特長がある.しかしながら,複数のゲートアレイ上に設計した論理回路システムを実装する場合,各々のゲートアレイに論理回路システムを分割/配置するための処理が必要となる.今後,ゲートアレイ向きな論理回路システムの分割/配置問題について研究を行う必要がある.研究実施計画にしたがい,機械命令レベル並列処理プロセッサの設計支援環境について研究を行った.本年度の主な研究成果を以下に示す.1.アプリケーションプログラムの特長抽出:本年度は特に科学技術計算の応用分野において利用頻度の高い典型的なプログラムに関して特長の抽出を行い,実行に必要となるレジスタ数・演算器数などのハードウェアの項目に関して整理した.2.1.の結果に基づいて,科学技術計算の応用分野において最適な提案プロセッサの構成を,提案プロセッサのソフトウェア・シミュレータ上で評価し考察した.3.プロセッサの開発支援環境を設計する上で必要となる機能,特に操作性・汎用性に関して調査し整理した.また,提案するプロセッサの各種ハードウェア機構を機能ユニット単位でハードウェア量などに関して整理し,開発支援環境の構築に必要なデータベースについて考察した.提案プロセッサを利用者側で構築する方式について考察を行い,再構成可能な複数のゲートアレイを利用した実装環境を提案した.この実装環境は再構成可能なゲートアレイを利用することから,特にテストに関して自由度が大きいという特長がある.しかしながら,複数のゲートアレイ上に設計した論理回路システムを実装する場合,各々のゲートアレイに論理回路システムを分割/配置するための処理が必要となる.今後,ゲートアレイ向きな論理回路システムの分割/配置問題について研究を行う必要がある.
金属スピングラスのHMCSDシミュレーション

1。金属スピングラスのHMCSDシミュレーション新たに開発したシミュレーションプログラムにより以下の研究を行った。(1)強磁性臨界濃度を決定し、相図を明らかにした。(2)臨界濃度直上では、強磁性相が温度の低下と共に不安定化する。我々は双極子相互作用を含む希薄性体のシミュレーションを実行し、双極子相互作用がこの原因で有ることを見いだした。後者はリエントラントSGの出現機構の解明につながるものとして注目されている。2。磁性イオン混晶系の研究金属SGの研究で、SG相の本質が磁性イオンのランダム分布(サイトモデル)にあるとの仮説を得た。そこで、この点を明らかにするために強磁性イオンと反強磁性イオンの混晶系のシミュレーションを行い、以下の知見を得た。(1)SG相は2次元系ではないとされてきた。2次元IsingモデルでSG相の存在を指摘した。(2)Heisenbergモデルで強磁性相と反強磁性相が共存する新しいタイプの磁気秩序が存在可能であることを明らかにした。実験的研究が期待される。3。新しいシミュレーションアルゴリズムの開発スピングラスは典型的な遅延緩和系で有り、その研究には膨大な計算時間が必要である。申請者等はこの研究で更に2つの効率的シミュレーションアルゴリズムを開発した。1。2。3。1。金属スピングラスのHMCSDシミュレーション金属スピングラス(SG)ではスピン間の相互作用が長距離におよぶ。このため計算機シミュレーションはあまり成されていなかった。我々は相互作用の特徴に注目して相互作用の及ぶ実効的距離を評価した効率的なプログラムを開発した。又、計算を高速化するための様々な工夫も成された。得られた主な成果は以下である。(1)強磁性臨界濃度を決定し、相図の概観を明らかにした。(2)臨界濃度直上では、強磁性相が温度の低下と共に不安定かする。我々は双極子相互作用を含む希薄磁性体のシミュレーションを実行し、双極子相互作用がこの原因で有ることを見いだした。次年度は更に大規模なシミュレーションを実行し、スピン構造のフーリエ成分を求め、中性子散乱実験より得られる磁気構造因子と比較検討していく。2。磁性イオン混晶系の研究金属SGの研究の過程で、SG相の本質が磁性イオンのランダム分布(サイトモデル)にあるとの仮説を得た。2次元IsingモデルでSG相の存在が指摘した。実験的研究所が期待される。1。金属スピングラスのHMSDシミュレーション新たに開発したHMCSDシミュレーションプログラムにより以下の研究を行った。2。3。
有機金属活性分子の創製

RLiやRMgXで代表されるカルバニオン型有機金属種は有機金属化学の中で大きな役割を果たしてきた。特に有機合成への応用面では現在でも広く利用されており有用な反応剤である。RXをLiやMgあるいはCuなどの金属Mで処理してRMLnを調製し、これをカルバニオン型求核反応剤として利用する手法は確立している。一方、RHを遷移金属触媒M'の存在下にR-M'-Hとしこれを求核反応剤として利用できれば、従来のカルバニオン反応剤のように一度RM+Lnを調製する必要もなく、より簡便に反応させることが出来るし、また新しい反応性が期待される。モノ置換またはジアルキル置換アレンの2重結合にプロ求核体(H-Nu)がPd触媒存在下に付加することを見出した。この反応はPd触媒下にH-C結合がC=C結合に付加するものでヒドロカーボネーション反応と云えよう。これまでのシリルアニオンの研究は、トリフェニルシリルリチウムやトリス(トリメチルシリル)シリルリチウムに代表されるようなモノシリルアニオンなどであるが、同一環内にシリルアニオンを分子内に2つ有するビスシリルアニオンの発生に成功した。カチオン脱離性に優れるスズとアニオンとして脱離しやすい脱離基を組み合わせることによって中性条件下、かつ温和な条件でo-キノジメタンを発生する事に成功した。ビニルビスムトニウム塩は今まで知られていなかったが、BF_3・OEt_2とMe_3SiCNの共存下でトリアリールビスマスジフルオリドにアルケニル錫を作用させると、対応するビスムトニウム塩が安定な結晶または油状物として容易に得られた。テルリドから有機リチウム化合物の効率的発生法を開発した。このテルル-リチウム交換反応は低温下でも極めて速く進行し、アシルリチウム、アロイルリチウム、カルバモイルリチウムなどの不安定活性種をはじめ、種々の有機リチウム化合物を効率よく生成させることが出来る。金属カルボニル錯体をホスゲン等価体として利用して、これと2種類の炭素求核剤との反応による非対称ケトンの簡便な合成法の開発に成功した。1.チッソアニオン種R_2N^-は強い塩基性を示すことがよく知られており、従来はbaseとして有機合成に利用されてきた。たとえばNaNH_2やLDAの様な化学種である。金属の種類を変えることによりbaseとしてではなく、チッソ求核反応剤として有機合成に利用することを計画した。具体的には(R_2N)_2CuLiで示されるアミドクプラート化学種を新たに創製し、α,β-不飽和カルボニルへの共役付加によるβ-アミノエステルおよびβ-ラクタム骨格の不斉合成を達成した。2.o-キノジメタン前駆体としてオレフィン部分をもつスズ化合物を合成し、これに種々のプロモーター(求電子剤:PhSCl,Br_2,過酸など)を反応させた。スズがカチオンとして非常に脱離しやすい性質を利用し、その1,4-脱離によりプロモーターの取り込まれたo-キノジメタンを発生させることに成功した。3.有機スズ、テルル化合物などの典型金属化合物を有機リチウム試薬となど、通常の方法では発生させることが極めて困難な極性反転型不安定有機リチウム化合物の新規創製法を確立した。

4.酸素・窒素・硫黄などヘテロ原子のα-炭素上にラジカル(ないしはカチオン)を発生させることは、必ずしも容易ではない。これらヘテロ原子のα位にトリアルキルスタンニル基のような有機金属基を導入することにより、酸化的なカチオンラジカル種の生成を容易にするとともに、その開裂反応を起こさせ、生じる炭素活性種(ラジカル或いはカチオン)を利用して、有用な炭素骨格形成反応を実現した。具体的には種々の反応基質金属酸化剤の検討を行い有機金属基を含むカチオンラジカル種の生成を試み、その反応について検討を行い、新規活性種の創製を行った。5.分子内に2つのジアゾ化合物を有するポリシランは、光又は熱反応により反応活性なケイ素-炭素二重結合を生成する。この反応を利用して分子内環化反応により特異な環状化合物を合成した。また、ゲルマニウム化合物は、直接硫化反応により環状化合物を合成することに成功した。6.無機ビスマス化合物は近年特殊な触媒効果や高温超伝導性の面から注目されているが、有機ビスマス化合物は一般に不安定なものが多いため、その化学は未開拓であった。この新活性反応種に関してその物性、化学的挙動を明らかにした。山本はN-M種について,小杉はC-Sn種について,園田はC-Li種について,鈴木はC-Bi種について新規有機金属化合物の創製とその反応性を研究した。奈良坂はC-Sn及びC-Cr種よりのラジカル種やカチオン種などの不安定化学種の発生について,安藤は有機ケイ素化合物からのケイ素アニオン種の発生と挙動について研究を進めた。〔山本〕“キラルアンモニア"を目指して新規金属アミン化合物としてのR_2^*NLiやR_2^*NCuLnについて研究した。これら新規化学種のα,β-不飽和エステルへの共約付加により短段階β-ラクタムの構築を試みた。〔小杉〕o-キノジメタン前駆体となるスズ化合物の効率的な合成法の確立を行った。発生剤となる求電子剤の適用性について検索し、併せて生成する環化付加体の立体化学について追求した。〔園田〕テルロエステル類と有機リチウム試薬との反応により,極性反転型不安定活性種であるカルボニルリチウム類を効率よく発生させ,有機化合物に最も普遍的に含まれる置換基の一つであるカルボニル基を有機分子に求核的に導入する新手法を開拓した。〔奈良坂〕有機スズ・クロム化合物などの有機金属化合物に適当な金属酸化剤を用い不安定化学種を生成させる。生じたカチオンラジカル或いはその開裂によって生じたカルボカチオンあるいは炭素ラジカルを,炭素求核剤やオレフィンと反応させ,穏やかな条件下で進行する分子間炭素-炭素骨格形成手法の開発を目指した。アミン,スルフィド誘導体のα-位の炭素鎖延長,カルボニル化合物の非対称カップリング反応,分子内環化反応による環状化合物の合成などを試みた。〔安藤〕1,2-ジクロロ-1,2-ジイソプロピルジシラアセナフタレンおよび-9,10-ジクロロ-9,10-ジシラニルアントラセンは過剰のリチウムと反応し,それぞれ安定なジシラニルアニオンを生成することが期待され,これらのジアニオン化合物はナフタレン環と共役することが出来るかどうかを検討した。最近環状ケイ素アニオン化合物がケイ素を含めて共役性を持つことが報告されており、これらケイ素化合物の研究を中心に進めた。〔鈴木〕
静的ECEトモグラフィーの研究

核融合炉心プラズマ研究の物理的課題は、電磁流体力学的(MHD)不安定性と拡散の機構解明である。電子サイクロトロン放射(ECE)は強度が電子温度に、周波数が磁場に比例することから、局所的電子温度の連続測定が可能であるので、これらの研究の有効な武器となりうる。特に高温高密度の核融合プラズマでは圧力駆動型MHD不安定性が重要となるが、これはバルーニングモードで典型的に示されるようにしばしば局在化する。カメラのような平面的ECE画像計測あるいは周波数分解をした深さ方向のECE断面像計測が可能になれば、このような局在的MHD不安定性の研究に大変役にたつ。そのためにはTVカメラのような平面的ECE検出器が必要となる。そこで本研究では単一ECE検出器の出力をスペクトル分解するラジオメータを開発し、LHDプラズマ測定に応用した。次に、もっとも困難な平面的ECE検出器の基礎研究に取り組んだ。結局、LSI製造技術を応用してGaAsウェハー上にボータイアンテナ、ショットキーバリヤダイオード、MMICを組み込んだマイクロ波用平面型ヘテロダインミキサを開発した。これを用いてバックライト方式参照波とECEをヘテロダイン混合し、中間周波数を1GHzごとにフィルタで周波数分解して検波した。これをCHSトーラスプラズマ装置に取り付け実験をしたところ、ECE信号の検出に成功した。核融合プラズマにおいてプラズマ閉じ込めが良くなり温度や密度が上がったとき、電磁流体力学的(MHD)不安定性がおこり、熱が急速に失われる。すなわちMHD不安定性は重要な研究分野である。通常、MHD不安定性はプラズマの電子温度の揺動を引き起こすこと、およびECEが局所的電子温度を連続的に測定できることのため、ECEトモグラフィーはMHD不安定性の大変強力な研究の武器である。ECEトモグラフィーのためには、周波数帯域が広く感度の良い検出器アレイが必要である。本研究の目的は、回転を用いないECEトモグラフィーのために最も重要なデバイスであるECEの検出器アレイ開発の基礎研究である。ボウタイアンテナとSBDの組み合わせは周波数帯域が広いとされているが、これまで信号取り出し線がネックとなり、実は狭帯域であった。本年度の研究では、広帯域化を目指し、GaAs結晶基盤上にポウタイアンテナ、SBD、IFアンプを搭載した実験を行った。RFのマイクロ波は表から、LOのマイクロ波は裏から光学的に入射し、本デバイスで混合し差周波数信号(IF)を得、デバイス上のIFアンプで増幅しインピーダンスマッチングを行った。その結果、80100GHzで、帯域幅約20GHzを得た。これはLHDの2T運転で使用するのに十分な帯域幅である。この結果は、1997年発行の電子技術における権威のある雑誌ElectronicsLettersに発表した。さらに、ECE計測に用いることのできる感度の向上と信頼性の向上を目指し、研究を続行している。結局、LSI製造技術を応用してGaAsウェハー上にボータイアンテナ、ショットキーバリャダイオード、MMICを組み込んだマイクロ波用平面型ヘテロダインミキサを開発した。これを用いてバックライト方式参照波とECEをヘテログイン混合し、中間周波数を1GHzごとにフィルタで周波数分解して検波した。
地上レーザスキャンによる高精細地形解析プロトコルの確立と研究拠点の形成

地形変化が激しく自然災害も多発する日本列島においては,精密計測に基づく地形解析,変化速度の実測やメカニズムの解明が重要な課題である。そこで本研究では,高精細な地形情報を取得できる地上レーザ測量(TLS)を用いて,高精細地形情報の取得プロセスと,その解析手法に関する一連の作業を含むプロトコルを地形学の立場から開発・標準化た。これは,様々な現地における研究対象に適用するとともに,取得データ・解析ツールの研究目的での共有化を進めた。本研究では、高解像度地形データの取得方法および解析手法の確立を目的とし、各種地形・地物を対象とした計測と解析を進め、そのアーカイヴ化と共有、解析プロトコルの構築を行うことを目的とする。研究開始にあたり、既に導入済みである中距離型の地上レーザスキャナに加え、短距離型および長距離型の機材の導入を想定していたが、費用対効果を慎重に検討した結果、短距離型の地上レーザスキャナのみ新規導入することとなった。一方、長距離での地形計測については、SfM写真測量など代替手法でのデータ取得を検討する。現地測量は、平地歩道面、海岸侵食、急傾斜地土石流堆積物、塩類風化砂岩、泥火山活動、岩石海岸隆起ベンチ、林地、洞窟壁面風化帯、津波侵食を受けた岩石段丘といった各地で実施した。また、取得した高解像度地形データの解析ツールとして、流向に基づく複スケールでの勾配・比勾配計算アルゴリズムを適用したツールボックスの開発を進めた。これにより、地表面上における特徴点の定量的な抽出が可能となる。並行して,取得したデータの共有ウェブシステムの開発を行った。この点においては、まず既に実装されている共同研究支援システムにデータのカテゴリ生成および実データの投入を行い、関連する研究者間で利用可能とした。また、3次元座標をもつ点群データの特徴を生かすため、データの3D表示が可能となる方式でシステム改善をめざし、その基礎的開発を進めた。これらのデータ・ツールへの入口として独自のウェブサイトも立ち上げた。2013年9月には南カリフォルニア地震研究センター主催VISESワークショップと連動して、公開セミナー「高解像度地形データを用いた地形研究」を実施した。ここでは、高解像度地形データの地形学的・地震学的適用事例の紹介や、各種利点・問題点などについて活発に議論された。本研究では、高解像度地形・地物データの取得方法および解析手法の確立を目的とし、各種地形・地物を対象とした計測と解析を進め、そのアーカイヴ化と共有、解析プロトコルの構築を行うことを目的とする。本年度は、急傾斜地における土石流堆積物、塩類風化の生じている岩石建材や洞窟壁面、泥火山活動の進行している丘陵地、海岸侵食の進行している岩石海岸、津波侵食を受けた岩石段丘、林地を含む河床堆積物、カルスト洞の内外、表層崩壊の頻発する山地斜面といった各地で実施した。また、取得した高解像度地形データの解析ツールとして、流向に基づく複スケールでの勾配・比勾配計算アルゴリズムを適用したツールボックスの開発・最適化を進めた。あわせて、取得した高解像度地形・地物データの共有システムの開発を進めた。ここでは、共同研究支援システムを利用して、関連する研究者間で取得データの共有・利用を可能とするとともに、3次元座標をもつ点群データの特徴を生かすため、データの3D表示が可能となるシステムの開発を行い、共同研究支援システムに実装した。これらのデータ・ツールへの入口として、独自のウェブサイトの管理運営も行った。2014年8月には「高解像度地形情報シンポジウム:地形情報のすべて」と称したシンポジウムを開催した。地上レーザ測量をはじめ、SfM多視点ステレオ写真測量、小型無人航空機など、様々な関連分野の研究者・技術者が集まり、データの取得から活用まで総合的な議論が交わされ、今後の進展についても指針が得られ、その成果はCSIS Discussion Paperとして刊行した。1月には第2回となる高解像度地形情報シンポジウムを実施した。他、JpGUやAOGSの国際会議において、関連するテーマの国際セッションをコンビーナとして主催した。本年度は、急傾斜地および山地流域における土石流堆積物、塩類風化の生じている岩石建材や洞窟壁面、泥火山活動の進行している丘陵地、海岸侵食の進行している岩石海岸、森林とその基盤となる起伏領域、表層崩壊の頻発する山地斜面、火山活動にともなう地殻変動領域、火山周辺の崩壊斜面、岩屑なだれ堆積物、積雪前後の山地斜面、といった対象で計測を実施した。また、取得した高精細地形データの解析ツールとして、流向に基づく複スケールでの勾配・比勾配計算アルゴリズムを適用したツールボックスの開発・最適化を進め、これをウェブサイトに公開した。あわせて、取得した高精細地形・地物データの共有システムの開発を進めた。ここでは、共同研究支援システムを利用して、関連する研究者間で取得データの共有・利用を可能とし、そのコンテンツを増強した。またこれらのデータ・ツール群への入口として、また各種情報発信の起点として、独自のウェブサイトの管理運営を行った。2015年5月には、JpGUにおいて国際セッションをコンビーナとして主催し、高精細地形地物情報に関する研究の議論の場を設けた。2015年11月には「日本地形学連合秋の学校」として、小型無人航空機とSfM多視点ステレオ写真測量を用いた高精細地形情報の取得・解析に関するワークショップを共催し、この実質的な運営を行った。また同月に「第3回高解像度地形情報シンポジウム」を開催し、小型無人航空機の安全運用についてや、地上レーザ測量・SfM多視点

ステレオ写真測量で得られる点群データの解析手法の実習を行い、様々な関連分野の研究者・技術者の間で、データの取得から活用までの総合的な議論が交わされ、今後の進展についても指針が得られた。この他、関連するテーマにおける小規模な研究会やワークショップを複数回にわたって実施した。レーザスキャナを用いた各種対象地における多様な対象の現地計測の実施,データ解析,ウェブサイトおよびデータ共有システムの構築・運営など,基幹的な部分に関しては計画通りに進行している。加えて,複数の小規模なセミナーや国際会議におけるセッション主催,シンポジウム開催を当該年度に実施できたことは大きな意義をもち,研究の進展を推進するものとなった。さらには,次年度の国際会議におけるセッションの主催とあわせて,国際誌における関連論文を募集する特集号の企画が承認された。本年度は、急傾斜地および山地流域における土石流堆積物、塩類風化の生じている岩石建材や洞窟壁面、泥火山活動の進行している丘陵地、海岸侵食の進行している岩石海岸、森林とその基盤となる起伏領域、表層崩壊の頻発する山地斜面、火山活動にともなう地殻変動領域、火山周辺の崩壊斜面、津波石を含む岩石海岸段丘、といった対象で計測を実施した。また、取得した高精細地形データの解析ツールとして、流向に基づく複スケールでの勾配・比勾配計算アルゴリズムを適用したツールボックスの開発・最適化を進め、これをウェブサイトに公開した。また、学術論文として国際誌に投稿し、受理された。あわせて、取得した高精細地形・地物データの共有システムの開発を進めた。ここでは、共同研究支援システムを利用して、関連する研究者間で取得データの共有・利用を可能とし、そのコンテンツを増強した。またこれらのデータ・ツール群への入口として、また各種情報発信の起点として、独自のウェブサイトの管理運営を行った。2016年4月には、EGU(欧州地球科学連合)においてセッションの共同コンビーナとして実施した。5月には、JpGUにおいて国際セッションをコンビーナとして主催し、高精細地形地物情報に関する研究の議論の場を設けた。6月には台北で行われたIGU(国際地理学連合)分科会のシンポジウムにおいて招待講演を行った。10月には東京大学柏キャンパス一般公開において機器展示と体験会を行い、本手法の一般普及につとめた。2017年2月には「第4回高解像度地形情報シンポジウム」を開催し、3次元点群データの解析手法の実習も行い、様々な関連分野の研究者・技術者の間で、データの取得から活用までの総合的な議論が交わされ、今後の進展についても指針が得られた。この他にも、関連するテーマにおける小規模な研究会やワークショップを複数回にわたって実施した。レーザスキャナ等を用いた各種対象地における多様な対象の現地計測の実施,データ解析,ウェブサイトおよびデータ共有システムの構築・運営など,基幹的な部分に関しては計画通りに進行した。