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アラブ社会における多元的貧困の歴史的・構造的解明：エジプトとヨルダンを中心に

「アラブの春」は民主化の可能性を垣間見させるとともに、アラブ社会の脆弱性を露呈させた。本研究では、このアラブ社会の脆弱性を、貧困に焦点を当てて歴史的、構造的に明らかにするため、アラブ諸国、とりわけエジプトとヨルダンにおける社会経済統計の長期時系列データとGDP推計を可能にする人口を中心とした網羅的なマクロ・ミクロの統計群を収集し、そのデータベース化を計った。分析の中心は、貧困と直結する労働市場における雇用構造と失業状況を国、地域、村レベルで分析することである。現在、それらのデータ・情報の解析を進め、その成果の一部はすでに学会報告や学術雑誌への投稿などで公表している。本研究の目的は、社会の脆弱性が集約的に現れる多元的な現象である貧困を取り上げ、「アラブの春」の展開の中で露呈したアラブ社会の脆弱性を、歴史的、構造的に明らかにすることである。そのための具体的な作業は、アラブ社会の住民の社会経済生活や彼らの意識構造に関する基礎的なデータ・情報を蓄積し、それに基づいて実証的かつ学際的に分析することである。本研究の初年度である平成26年度には、研究実施計画に従って、次の5つの作業を行った。(1)エジプトの貧困構造の歴史的変化を行政の最小単位である町・村のレベルで分析するために、エジプト中央統計局とヨルダン統計局の協力を得て、エジプトとヨルダン、とりわけエジプトの人口・労働・就業・失業に関する時系列データを収集した。(2)貧困の歴史的変化を家計・個人のレベルで把握するためには、世帯パネルデータの構築が不可欠である。そこで、エジプトについては、これまでに調査した3つの村において、ヨルダンについては、北西部の山岳地帯の村において、追跡世帯調査を実施し、できる限りのデータのパネル化を行った。(3)2013年7月に起きた軍事クーデター後のエジプト市民の政治意識を分析するため、前回の科研費による2012年に続く4回目の政治意識調査を行った。その際、2012年調査の対象となった個人に対する調査となるように努めた。(4)収集した統計データを使った空間分析を行うために、エジプトとヨルダンにおいて、地図を中心とした地理情報を収集し、その一部をデジタル化した。(5)エジプトとヨルダンの調査村において、有力者が所蔵している地方文書の所在を確認し、その一部を収集した。本研究の目的は、社会の脆弱性が集中的に現れる多元的な現象である貧困を取りあげ、「アラブの春」の展開の中で露呈したアラブ社会の脆弱性を、歴史的、構造的に明らかにすることである。本研究の2年度目である平成27年度には、研究実施計画に従って、次の5つの作業を行った。1)エジプトとヨルダン、とりわけエジプトの貧困構造を分析するために過去にさかのぼって関連統計を収集するとともに、これまでの二年間に収集したデータ・情報に基づいて貧困構造の分析を行った。2)エジプトでの世帯パネルデータ蓄積のため、平成26年度に引き続いて、エジプトの4つの村で追跡調査(それぞれ400サンプル)を実施した。また、ヨルダンでは、平成26年度に調査を実施した北西部山岳地帯の村について補足調査を実施し、村の歴史を中心とした情報を収集した。3)エジプトの村の有力者に所蔵されている地方文書と地図を中心とした地理情報の収集を平成26年度に引き続いて行い、地方からみたエジプト近現代史に関する多元的な叙述を試みた。4)平成26年度に実施したエジプト国民に対する意識調査データを分析し、「アラブの春」以後のエジプトの貧困構造の展開を国民の意識と関わらせつつ分析した。5)イエメンでの現地調査を実現するために、同国の政治情勢を見守った。本研究では、エジプトとヨルダンの統計局と現地での調査地との間に緊密なネットワークが形成されており、研究実績の概要で指摘した1)から4)までのエジプトとヨルダンに関する調査・研究については、データ・情報の質と量において村ごとにむらがあるものの、当初の予想以上に成果を上げることができ、それらに基づく分析も進捗している。もっとも、5)のイエメンの現地調査については、平成27年度も実施はできなかった。現在の政治情勢を鑑みるならば、ここしばらくは不可能であろう。平成28年度に掲げた6つの計画のうち、次の3つを中心に研究実績を重ねた。1)統計局でのデータ収集については、エジプト中央統計局において、1927年、1937年、1947年の工業・商業センサス統計、1927年、1937年の人口センサス統計などを収集した。2)平成26、27年度に社会調査を実施した村での補足社会調査については、エジプトでは、農村社会における貧困構造の分析のために、ラシュダ村、アブー・スィネータ村、シーディー・オクバ村において補足フィールド調査を、ヨルダンでは、北西部山岳地帯におけるカフル・マー村、ティブナ村で聞き取り調査を中心とした補足社会調査を行った。3)村での地方文書と地理情報の収集については、補足フィールド調査を実施した上記エジプトとヨルダンの村において、有力者に所蔵されている地方文書と地図を中心とした地理情報の収集を行った。

ただし、調査の実施を予定していたカイロの同郷組合員への貧困調査については、調査日程の調整がつかなかったため、さらに、エジプトでの政治意識調査については、エジプト経済の混乱のため、見送らざるを得なかった。これらは、政治情勢が許せば、最終年度の平成29年度に実施する予定である。また、イエメンでの現地調査については、内戦の終結は見込めず、平成28年度も、調査を見送らざるを得なかった。イエメンでの現地調査は、最終年度の平成29年度も実施は無理であろう。本研究では、エジプトとヨルダンにおいて、我々と統計局、現地での調査地との間に緊密なネットワークが形成されており、収集できたデータ・情報の質と量においてむらがあるものの、当初の予想以上に成果を上げることができ、それらに基づく分析も進展し、その一部は公表できた。しかし、平成27年度から引き続き計画をしているイエメンの現地調査については、政治情勢の改善はみられず、平成28年度も実施はできなかった。本研究は、「アラブの春」の挫折に象徴されるアラブ社会の脆弱性を、貧困に焦点を当て、アラブ社会の住民の社会経済生活や彼らの意識構造に関する基礎的なデータ・情報を収集し、それらに基づいて、歴史的、構造的に明らかにすることを目的とする。平成29年度は本研究の最終年度である。そこで、平成26、27、28年度でのこれまでの研究実績を踏まえて、補足調査と本研究の総括の準備作業を行った。具体的には、「本年度の研究実施計画」に基づき、1)引き続きエジプトとヨルダンで、統計局との協力を得て、エジプトでは貧困につながる食糧事情などについての、ヨルダンでは外国人労働者の労働市場関係のデータを収集し、それらに基づいて両国の雇用・貧困構造に関する論文執筆を準備した。2)平成28年度には治安の関係などもあって実施できなかった下エジプトと上エジプト、そしてオアシス地方のそれぞれ1ヵ村で補足社会調査を実施し、平成26、27、28年度に収集したデータ・情報を加味したエジプト農村の社会経済構造の類型化についての報告書執筆に備えた。3)ヨルダン北西山岳部の調査村において、聞き取り調査を中心とした補足調査を実施し、平成26、27、28年度に収集したデータ・情報を加味した当該村についての報告書執筆を準備した。4)2)と3)で指摘した報告書の内容を充実させるために、エジプトとヨルダンの調査村に関する歴史地図を含む地理情報を収集した。「アラブの春」は民主化の可能性を垣間見させるとともに、アラブ社会の脆弱性を露呈させた。本研究では、このアラブ社会の脆弱性を、貧困に焦点を当てて歴史的、構造的に明らかにするため、アラブ諸国、とりわけエジプトとヨルダンにおける社会経済統計の長期時系列データとGDP推計を可能にする人口を中心とした網羅的なマクロ・ミクロの統計群を収集し、そのデータベース化を計った。分析の中心は、貧困と直結する労働市場における雇用構造と失業状況を国、地域、村レベルで分析することである。現在、それらのデータ・情報の解析を進め、その成果の一部はすでに学会報告や学術雑誌への投稿などで公表している。研究実績の概要で指摘した6つの作業のうち、統計局と村のインフォーマントの助力によって、(1)エジプトとヨルダン、とりわけエジプトの人口・労働・就業・失業に関する時系列データの収集と(2)できる限りのデータのパネル化では、ヨルダンの村落調査が一つにとどまった以外は、当初の予想以上の成果を上げることができた。(3)政治意識調査もまた順調に作業が進んだが、前回の科研費による2012年調査の対象となった個人への追跡は20パーセント弱にとどまった。
培養網膜ニューロンから生成される各種成長因子

生後1週間以内のラットの網膜を摘出し、タンパク分解酵素を用いて処理し、さらにパイペッティングを行い、網膜細胞の単離を行った。この細胞をコラーゲンでコーティングしたシャーレ上で培養することで網膜神経節細胞の変化を検討した。網膜神経節細胞を同定するために、生直後のラットの視交又部にgranula blueを注入させておき、この色素を逆行性に軸索輸送させる。この方法により単離された細胞のうち、紫外線で蛍光を発する細胞が網膜神経節細胞と同定できる。神経突起の再生がこれらの網膜神経節細胞のいくつかでみられた。さらに、この再生には、混在している眼内のグリア細胞の主成分であるミューラー細胞の関与が考えられる。特に、ミューラー細胞との接触により神経突起の再生が促進されるため、ミューラー細胞から何らかの栄養因子が供給されていると思われる。このミューラー細胞は神経成長因子(NGF)および線維芽細胞増殖因子(FGF)の発現に大きく関わっているため、今後ミューラー細胞中に存在するNGFおよびFGFを確認し、神経再生との関係を調べる予定である。
Ｘ線発光分光によるペロブスカイト型誘電体の電場印加条件下の価電子帯異方性の観測

共鳴X線発光分光により量子常誘電体SrTiO3で観測されるラマン散乱ピーク(CTピーク)が、この物質で提唱されてきた紫外線照射化での局所的な分極領域の消長に直接対応するスペクトル構造であることが明らかになった。また、静電場を印加することで、この局所分極が強誘電的秩序構造をとることも明らかになった。これにより、これまでいくつかの研究グループから提唱されていた「分極ナノドメイン由来の強誘電性」に対し、結晶構造に基づいた局所的な分極発生メカニズムによって説明できることがわかった。研究代表者は、ペロブスカイト構造をもつチタン酸化物について、チタン酸バリウムの誘電特性と局所構造の関係を放射光X線を用いた発光分光法により調べてきた。チタン酸バリウムは自発分極をもつ強誘電体の典型物質である。これまでに、温度変化や外部電場に対する変化を、発光スペクトルに現れる微小な形状変化として捉えることに成功している。この手法を強誘電体だけではなく、自発分極を持たない常誘電体にも適用し、外場(温度・電場・紫外線照射)に対して、局所的な分極(電気双極子)の応答を発光スペクトルの変化として捉えることが本研究の狙いである。これは、近年オペランド分光法としても知られている電場印加による電子デバイス動作下での電子状態手法の一部でもある。本年度までに、チタン酸バリウムと同じ結晶構造をもつチタン酸ストロンチウムの電場印加下における電子状態変化を詳細に調べてきた。昨年度までの研究成果と合わせて、大きく分けて2つの成果が挙げられる。一つ目は、チタン酸バリウムのX線発光分光測定の結果を共同研究者とともに理論的な電子状態に関する考察を深めたことにある。局所的な誘電分極が変化することと、スペクトルの2つの特徴的なピーク構造の変化を初めて理論的に解明した。(Phys. Rev. B, 86 (2012) 224114,査読有)。もう一つは、極低温の量子常誘電相にあるチタン酸ストロンチウムに紫外線照射で誘起された局所分極の存在を初めて明らかにしたことである(J. Phys. Soc. Jpn., 82 (2013) 053701,査読有)。この局所分極は、SPring-8の集光ビームを使ったオペランド条件下での測定により、電場印加により配向する様子が明確になった。この結果は、チタン酸ストロンチウムで見つかっているさまざまな物理現象(誘電異常、可視発光特性、二次元電子ガス、高い熱電変換指数)と密接に関係していることを初めて実験的に明らかにしたものである。ペロブスカイト構造をもつチタン酸化物について、研究代表者はチタン酸バリウムの誘電特性と局所構造の関係を、放射光X線を用いた発光分光法により調べてきた。この手法を強誘電体だけではなく、自発分極を持たない誘電体にも適用し、外場(温度・電場・紫外線照射)に対して局所的な分極(電気双極子)の応答を、発光スペクトルの変化として捉えることが本研究の狙いである。強誘電体の典型物質であるチタン酸バリウムと、同じ結晶構造をもつ常誘電体の典型物質であるチタン酸ストロンチウムの二つ試料を詳細に調べることで、本研究の最終目的であるAサイト置換型ペロブスカイト結晶のもつ誘電特性をX線発光分光測定から明らかにできると考えている。助成一年目の研究実績としては、大きく分けて2つの成果報告が挙げられる。一つ目は、これまで研究会などでたびたび報告してきたチタン酸バリウムナノ粒子のX線発光分光測定の結果を共同研究者とともに理論的な電子状態に関する考察を深めたことにある。(Physical Review B, vol.86 (2012) 224114,査読有)。2年目は、この多重条件下でさらに電場印加してX線分光実験を行う。そのための準備にも早めに取り掛かっている。ペロブスカイト構造をもつチタン酸化物は、セラミックコンデンサーや圧電素子などに使われている基幹物質である。デバイスの微細加工が進むにつれて、従来までのバルク材料とは異なり、薄膜界面やナノ粒子などではさまざまな特性が見つかっている。この特性の微視的起源を電子論的に解明することが、実用材料としてのブレークスルーに必要な課題となっている。研究代表者は、ペロブスカイト型チタン酸化物の誘電特性の発現機構について、局所構造に敏感なX線発光分光法により調べてきた。

これまでに、チタン酸バリウムを用いて、温度変化や外部電場に対する変化を発光スペクトルに現れる微小な変化として捉えることに成功し、発光スペクトルから局所構造や局所分極を直接に議論することを可能にしてきた。本年度は、研究の最終年度にあたり、これまでの取り組みを包括する測定と議論を行った。常誘電体のチタン酸ストロンチウムには、低温相において局所分極が生じること、それが紫外線や外部電場によって秩序化する可能性を指摘されてきた。その結果、我々が期待したとおり、紫外線の照射によってユニットセル内に電気双極子モーメントが誘起されること、それが外部電場によって強誘電秩序をもつことを明確にすることができた(Phys. Rev. BおよびJpn. J. Appl. Physに投稿中)。さらに、発展的な取り組みとして、チタン酸ストロンチウムに一軸応力を加えた場合の電子状態変化についてもX線吸収分光法による実験的考察を行った。従来、この条件下では強誘電性を示すことが二次高調波発生の実験結果から推察されていたが、ユニットセル内に電気双極子モーメントは生じている無いことが明らかになった(J. Kor. Phys. Soc., in press.)。光物性、誘電体物理申請書ではチタン酸バリウムを母物質とした研究を当初に行う予定であったが、大型放射光施設(SPring-8)の課題採択の結果と、概要で述べた独自の装置の立ち上げ準備の必要性から、チタン酸ストロンチウムの研究を先に行っている。電場印加したオペランド条件下では、このチタン酸ストロンチウムでも異方的な電子状態が観測されており、こちらを詳細に調べることで、研究目的に掲げたペロブスカイト酸化物中の「酸素八面体歪」と電子状態の関係を考察することができると考えている。申請書ではチタン酸バリウムを母物質とした研究を当初に行う予定であったが、大型放射光施設(SPring-8)の課題採択の結果と、概要で述べた独自の装置の立ち上げ準備の必要性から、チタン酸ストロンチウムの研究を先に行った。今年度中にチタン酸バリウムを母物質とした実験を行う。昨年度までに得られているチタン酸ストロンチウムの結果を引き継いで、さらに面方位の異なる試料を用いて、多重条件下(極低温+紫外線+電場印加)での共鳴X線発光分光実験を行う。夏前までにSPring-8のマシンタイムを述べ5日間確保している。さらに、放射光実験で用いた同一試料を用いて、誘電率測定も行い、ミクロおよびマクロな物性を統一的に結論する。今年度は、昨年度までに得られているチタン酸ストロンチウムの結果を引き継いで、さらに多重条件下(極低温+紫外線+電場印加)の実験を行う。さらに、同じ実験セットアップを用いて、当初計画で予定していたチタン酸バリウムを母物質とした実験を行う。夏前までにSPring-8のマシンタイムを述べ9日間確保している。実験に必要な消耗品購入と出張旅費(実験・学会発表)に用いる。
地域景観を継承しながら夜間の震災遭遇時に効力を発揮する光環境形成に関する研究

東日本大震災以降、津波被害を受けた沿岸部では大規模な防波堤や防潮堤が建設されている。こうした堤防によって物理的な安全確保は強化されるようになるが、それと同時に、それまで街に帰属してきた景観や地形の一部が失われてしまうという問題が起こっている。堤防によって街から海面が見えにくくなることは、古くからある風景が感じられなくなるというだけでなく、危険予知において障害になることが多い。どちらに避難すべきかということを考えた場合、海や山などの地形を視覚的に認識することが重要だからである。本研究は、その場所らしさを尊重し、震災遭遇時の緊急避難を促すことと、地形などの地域性を日常的に可視化する夜間の光環境を同時に達成することを目指し、その手法を構築しようと試みる。平成30年度は、宮城県気仙沼市と静岡県東伊豆町において、津波からの避難経路と、最終的に目標とする地点が、どのように把握されているかを調査した。通常、津波発生時は山側や高台へと避難することが前提となっている。しかし全ての道路が高台へと接続されているわけではなく、最短距離で到達できる経路は限定されていることが多い。そうした避難先(目的地)とそこへ向う経路がどの程度認識できているかについて、昼間と夜間において現地調査を行った。具体的には、路上において避難場所へ接続する道路(避難路)が視認できるか、また避難場所の入口が把握できるかを主要な経路を歩行しながら調査した。宮城県気仙沼市と静岡県東伊豆町において、順調に調査と実験が行われた。宮城県気仙沼市ではこれまでの調査内容を踏まえて、地域景観を活かしながら避難誘導に寄与する屋外照明の実施計画を行っている。静岡県東伊豆町では地域観光と避難誘導を両立させる光環境に実際に改修することとなった。今後、改修前後でのアンケート調査を行う予定である。こうした調査研究結果をもとに、沿岸部の各地域に適した避難経路、避難方向、交差点の認識を高める夜間光環境の計画手法を提案する。現場での実験時期との調整から、機器の一部を次年度に購入する必要が出たため。
凍結および真空乾燥ヒト羊膜を利用した新規呼吸器外科領域被覆材の創製

羊膜は出産後に通常廃棄されるが、再生医療分野での新しい生体由来の素材として応用され始めている。一方で、呼吸器外科領域での使用を目的とした研究や報告はほぼ皆無である。本研究では、当施設の羊膜バンク(カテゴリーI)との共同研究により、羊膜の抗炎症、組織修復、癒着防止作用に着目し、呼吸器外科領域での有効性を検証する。具体的には、動物モデルを用いてA)胸膜の修復用材としての有効性、B)気管、気管支再建部の被覆用材としての有効性を検証する。さらにA)B)のモデルにおいて、-80°Cで保存された基質羊膜、液体窒素に保存された細胞成分の残った膜、真空凍結乾燥によって保存された乾燥羊膜の効果を比較したい。
電気事業の規制緩和と電気料金問題に関する総合的研究

本年度は昨年度に蒐集されたデ-タにもとずき,異なる性格を持つ事業所や会社の発電コストについて実証的な数量分析がなされた。これによって電力会社とコストの面でどれほどの乖離があるか,そしてそれが将来の競争についてどのような効果を持つかが検討できる。一方海外における電力事業の変化はめざましいものがあるので,これを特にDSM(Demand Side Management)に着目し,ヒアリングと調査を行った。アメリカでとられたこの制度を日本にそのまま移入することは難しいが,そのアイディアを生かすことができないかが検討された。またアメリカの発電部門ではますます規制緩和が進み,競争メカニズムの利が実現しようとしている.こうした発電部門の自由化は送配電部門に対してどのようなインパクトを与えることになるのかについて,ヒアリングを行うとともに,法制度・経済理論の両側面から研究を行った。わが国でみれば,コジェネレ-ションの進展が,発電部門の自由化に近い意味あいを持つことが考えられる.しかし現在のところ,コ-ジェネの発展に対する諸規制の存在が,これを簡単には実現させていない。そこでどのような法規制がコ-ジェネを阻んでいるか,そしてそれは経済学的に見ればどのような効果を持つことになるのがについて,分析がなされた。同時に,競争の発展とともに電気料金の構造は変らざるをえず,その基礎をなしている会計的枠組にも変化が求められている.この点について会計学の視点から検討が行われた。わが国の電気事業について一般電気事業,卸電気事業,自家発電,コジエネレ-ションのそれぞれについて,実地調査・ヒアリング・定期的研究会などを通じ,実証的研究を行った。一般電気事業については,第2次世界大戦以後,九電力体制が形成される過程について,歴史的視点からの分析がなされた。一方現在の電気事業規制については,資源エネルギ-庁からのヒアリングを含め,専門家からの意見聴取により,その実態を把握することに努めた。他方では規制緩和の方向は,法制度における特定供給についてさまざまな討議がなされ,その実現に向っているが,理論的側面の研究を行った。実地調査に関しては,コジエネレ-ションの実態をかなり多方面にわたって見学し,ヒアリングを行うことができた。特にコジエネレ-ションの経済性については,JR,製紙工場,化学工場などさまざまな形で既にそれが実証ずみであることが明らかとなり,今後より広汎にデ-タを集めるべきことが明らかとなった。経済理論の分析からは,電気事業の規模の経済性について,コスト・デ-タの把握とその数量的分析の方法について討論がなされ,部分的には公表デ-タを用いる分析がなされている。しかし発電・送電・配電という各部分についてまで経済性を実証的に分析するについては,更に大がかりなデ-タの菟集作業の必要なことがわかり,来期においてこれを行うことになった。また来年度はコ-ジエネレ-ションの実地調査地域をより拡大し,平均のとれたサンプルの分布を見ることが必要であると結論された。
地下水汚染物質(揮発性有機塩素化合物)の土壌不飽和帯におけるガス流動解析-ガス抜き浄化法の設計のために-

1.多孔体中の汚染物質ガス流動特性:(1)1次元コラム実験を通じて多孔体中の鉛直移動特性は拡散に依ることを明らかにし,多孔体の間隙率を考慮した係数を,空気中の拡散係数に乗ずることで,その特性を説明できることがわかった.(2)2次元槽実験を通じて揮散ガスの不飽和土壌中における2次元的な拡がりを明らかにした.溶液・原液ともに同様の傾向を示し,溶液濃度とガス濃度とが比例関係にあることが確認された.(3)ガス抜き法実施時の2次元的なガス挙動が明らかになった.特に大流量吸引時には高濃度の揮散ガスは,吸引部と汚染源の間に多く分布することがわかった.また,地表面境界条件の違いによりガス流動の方向が異なり,上面からの空気の流入を制限した場合には,汚染源上流部の揮散ガス濃度は低くなる傾向にあることがわかり,地表面の被覆が吸引集ガスに影響を及ぼしていることが明らかになった.2.現地汚染地域の実態究明:(1)汚染地域での表層土壌ガス調査は浅い土壌・地下水汚染調査には有効であることが実証できた.また,ガス調査において現場の状況に応じた感度の調査法を用いて汚染の有無を確認することが必要であることを指摘した.(2)土壌ガス吸引技術の有効性を実証する現地実験を行った.初期の汚染物質の除去率は高いが,対策の進歩に伴い除去率が減少し,揚水の除去率を下回ることが判明した.(3)汚染物質の存在状況や対策の進展に応じ,修復技術の見直し,より効率的な技術への切換えの重要性を指摘した.1.多孔体中の汚染物質ガス流動特性:(1)1次元コラム実験を通じて多孔体中の鉛直移動特性は拡散に依ることを明らかにし,多孔体の間隙率を考慮した係数を,空気中の拡散係数に乗ずることで,その特性を説明できることがわかった.(2)2次元槽実験を通じて揮散ガスの不飽和土壌中における2次元的な拡がりを明らかにした.溶液・原液ともに同様の傾向を示し,溶液濃度とガス濃度とが比例関係にあることが確認された.(3)ガス抜き法実施時の2次元的なガス挙動が明らかになった.特に大流量吸引時には高濃度の揮散ガスは,吸引部と汚染源の間に多く分布することがわかった.また,地表面境界条件の違いによりガス流動の方向が異なり,上面からの空気の流入を制限した場合には,汚染源上流部の揮散ガス濃度は低くなる傾向にあることがわかり,地表面の被覆が吸引集ガスに影響を及ぼしていることが明らかになった.2.現地汚染地域の実態究明:(1)汚染地域での表層土壌ガス調査は浅い土壌・地下水汚染調査には有効であることが実証できた.また,ガス調査において現場の状況に応じた感度の調査法を用いて汚染の有無を確認することが必要であることを指摘した.(2)土壌ガス吸引技術の有効性を実証する現地実験を行った.初期の汚染物質の除去率は高いが,対策の進歩に伴い除去率が減少し,揚水の除去率を下回ることが判明した.(3)汚染物質の存在状況や対策の進展に応じ,修復技術の見直し,より効率的な技術への切換えの重要性を指摘した.本年度の一連の研究で得られた知見を以下に示す。1.多孔体の鉛直移動特性としては、実験開始時には濃度分布は曲線分布形状であったが、時間経過にともない直線分布形状になる.その後、濃度の低下と共に全体の濃度が減少していく.2.多孔体中の2次元的広がりについては、原液ならびに溶液ではほぼ同様の時間的空間的な移動形状を示す。また、多孔体中においてはガス移動経路の屈曲や間隙比の影響等により、大気中より拡散が遅れることが確認され、この遅れを表現するためには分子拡散係数に適切な補正係数を乗じれば良いことが確認された.3.吸引動作時のTCEガスの移動については、物質の状況が透水係数の代りに透気係数を用いた移流-分散方程式によって確認できた.また、分散係数のオーダーについてはペクレ数で評価できることがわかった。4.多孔体特性を考慮したシミュレーション解析については、移流拡散方程式をもとに多孔体特性を考慮したモデルをもちいて数値解析を行い、拡散場ならびに移流拡散場について実験結果と定性的に一致する結果を得られた。5.汚染分布の実態の把握については、現地におけるフィンガープリント法等で土壌ガス分析を行い汚染分布特性を明らかにした。本年度の主な研究成果を以下に示す.1.真鍮製2次元槽を作製し,有機塩素化合物揮散ガスの2次元拡散挙動実験を行った.地表面境界条件の異なった場合(地表面開放,地表面閉鎖)について実験を行い,その挙動の違いについて検討した.その結果,多孔体を考慮に入れた拡散係数を用いることで現象をとらえることが出来た.また,地表面閉鎖の境界条件の場合,上面開放の場合に比べ揮散ガスの拡散が速く進行することが明らかになった.2.上記1.で作製した2次元槽を改良し,ガス抜き法による汚染の浄化対策を模擬したガス吸引実験を行った.実験にはトリクロロエチレン原液を用い,吸引距離・吸引流量・モデル土壌の境界条件を変えて行った.地表面の境界条件の異なる場合,モデル土壌が地表面閉鎖条件の場合の方が地表面開放の場合より揮散ガスの排出量が大きくなっていることがわかった.また,吸引流量が大きいほど,吸引距離が短いほど多くの揮散ガスを吸引することが出来ることが明らかになった.

3.現地におけるガス抜き浄化法に対して,土壌ガス吸引による浄化実績,地下水揚水による浄化との比較検討を行った.現地でのデータを基にガス抜き浄化法の問題点,直面している課題を明らかにし,効率的な汚染の浄化について,複数の浄化法の併用,物理的・生物的な浄化技術の併用についても提言を行っている.本年度は,以下の項目について実験及び現地調査に基づく検討を行った.・多孔体中の汚染物質ガス流動特性:2次元真鍮製土壌槽中に完全乾燥状態のガラスビーズ,ならびに砂(乾燥状態,湿潤状態)を用いた不飽和多孔体を用いた実験を行った.ここでは,水槽左右両端の境界壁ならびに上面境界を意識したトリクロロエチレン揮散ガスの不飽和多孔体中での移動特性を実験的に追求した.その結果,(1)地表面に相当する上面の境界条件の違いによりガスの拡散移動,集ガス吸引時のガス挙動に違いがみられた.上面を被覆し,地表面からの空気の流入を防ぐことで,効果的な集ガス吸引を行うことができる.(2)ガス吸引流量の違いにより不飽和多孔体中のガスの移動特性が明らかになり,特に大流量で吸引した場合には,24時間経過後では汚染源からガス吸引部までの間にのみ高濃度の揮散ガスが多く存在することがわかった.(3)地表面からの空気流入を制限する場合には,揮散ガスの移動経路が,ガラスビーズ層の水平方向に多く,汚染源の上流に存在している揮散ガスを効果的に除去できていることが分かった.・現地汚染地域の実態究明:ガス抜き法による地下水汚染浄化対策実施個所(例えばK県K市,O府T市)の調査結果を検討した.その結果今後行われる現地でのガス抜き浄化法に対する問題点および提言をおこなった.そのひとつとして,地表面被覆の汚染物質回収効率に及ぼす影響について検討しており,地表面被覆やスクリーンの位置が土壌ガス流れに影響を及ぼしていることがわかった.また,効率よく汚染土壌の修復対策を実施するには対策井の適切な位置にスクリーンを設置すること,地表面被覆の影響を考慮することが重要であることがわかった.
電気インピーダンストモグラフィーの高度化に関する研究

今日、X線CTやMRIなどの断層像撮影装置が医用診断のなかで果たす役割には計り知れないものがあるが、特に長期間にわたってモニタリングが必要な患者の経時的病変の記録や、心理負荷の変動に伴う脳内血流動態の計測といった目的にはより簡易な測定・観測技術の開発が望まれている。本研究で対象とする電気インピーダンストモグラフィー(EIT ; Electrical Impedance Tomography)は生体断面内の導電率分布を、体表面からのインピーダンス計測の結果から逆問題を解くことによって推定する方法で、体の深部の浮腫の状態、水頭症等のモニタリング、血流動態の観察、膀胱内尿量監視といった水分の移動に関する情報や、骨折の治癒過程のモニタリングなどにも大きな役割を果たしうるものである。本研究では、ニューラルネット表現をした逆問題解析アルゴリズムをもとにインピーダンストモグラフィー像再生技術の高解像度化及び高速化を進めるとともに、我々のグループで開発した磁気併用四電極法にもとづき、血流脈波などに伴う局所インピーダンス波形を高い時間分解能で得る技術の開発という2つの大きなテーマについて理論的ならびに実験的検討を行った。特に高解像度化の試みでは、像再構成アルゴリズムをニューラルネットの枠組みの中で実現することにより従来のバックプロパゲーション法に比して高い精度で像の再構成が可能になった。また、逆問題解法の中でしばしば生じる不適切性を回避するために、対象とする問題固有のアプリオリ情報を活用する方法について、フーリエ級数を用いた界空間の限定法を提案し、水槽実験等によりその有効性を確認した。また、画像の二次処理については、動的正則化による解空間の限定、MR援用デコンボリューション法等を提案し、その有効性について基礎的な検討を行うとともに、GAを用いたMR画像セグメンテーションなど、各要素技術の確立をも行った。本研究では、測定された表面電位分布から領域内部の導電率分布を求めるが、測定条件および解の自由度によって、しばしば不適切問題になり、その解の信頼性が保障されない場合も生じる。そこで本年度は、先ず導電率分布解をWalsh関数の形で展開し、解の自由度を十分に制限する方法について検討した。この際、直交関数に展開する処理をもニューラルネットのアーキテクチャーの中で扱えるよう、Ans-in-Weights Scheme(層間荷重を解を得るネットワークインバージョンの形成)を用いた直交展開法を試み、本研究費にて購入したニューロコンピュータ上でその動作を確認した。次に得られた解の信頼性を高める方法について検討を行った。即ち、測定電極の組合せの異なる複数の導電率推定ネットを構成し、これらが出す導電率分布推定値の評価を担当するKohonen型の特徴マップを用いた評価ネットを付加し、より信頼性の高い測定系を学習的に選択していくアルゴリズムを提案し、簡単な導体モデルと複数の電極配置組み合せについて信頼度分布を算出し得ることをシミュレーションによって明らかにした。また、解を絞の込むということは被測定側の生体系に関するアプリオリな知識をより簡単なモデルで表現するということによっても達成される。このような観点から血流動態の電気回路モデルについても検討を進めるとともに、磁気併用四電極法による頭部インピーダンス波形の正常範囲についても実測を行い、心電図波形との相関等基礎的なデータの採取を行うなど、今後の展開への礎を築いた。本研究で対象とする電気インピーダンストモグラフィーは生体断面内の導電率分布を、体表面からのインピーダンス計測の結果から逆問題を解くことによって推定する方法で、体の深部の浮腫の状態、水頭症等のモニタリング、血流動態の観察、膀胱内尿量監視といった水分の移動に関する情報や、骨折の治癒過程のモニタリングなどにの大きな役割を果たしうるものである。

本年度の研究では、1)ニューラルネット表現をした逆問題解析アルゴリズムをもとにインピーダンストモグラフィー像再生技術の高解像度化および高速化を進めること、2)我々のグループで開発した磁気併用四電極法にもとづき、血流脈波などに伴う局所インピーダンス波形を高い時間分解能で得る技術の開発という2つの大きなテーマについて理論的ならびに実験的検討を行った。特に1)の高解像度化の試みでは、像再構成アルゴリズムをニューラルネットの枠組みの中で実現することにより従来のバックプロパゲーション法に比して高い精度で像の再構成が可能になった。また、逆問題解法の中でしばしば生じる不適切性を回避するために、対象とする問題固有のアプリオリ情報を活用する方法について、フーリエ級数を用いた解空間の限定、動的正則化による解空間の限定、MR援用デコンボリューション法等を提案し、その有効性について基礎的な検討を行うとともに、各要素技術の確立に努めた。
VSLの応用によるEKC仮説の検証と途上国の上下水道整備事業への指針

水質汚染に起因する死亡率の削減を、主に対象国の上下水道事業に代表される生活関連型社会資本の整備というOptionによって図ると想定した時、本研究課題におけるその便益を求める評価方法は下記のような二通りに大きく分かれる。I)代表者らの既往研究で培った調査票を応用し、対象国において【CVMアンケート】を実施し、人々のOptionに対する直接的なWTP(あるいはOP)を推定し、AVSLやMVSLを算定する。II)対象国において【幸福度調査】を実施し、任意の効用関数の定式化の下、人々のRRAを推定し、MRS法によるVSLを算定する。本研究課題では経済発展プロセスにおける適切なオプション整備開始のタイミングを追求するため、カンボジア(調査済み)やインド(R1に調査予定)においてI)の実施を図っている。I)はリスクが具体的であり被験者がイメージしやすいという利点を持つ。II)の手法はOECD(2012)もVOLとして各国調査の際に採用しており、死亡率削減の大きさに依存しない統計的生命価値を算出しえるため、様々な事業や施策の評価に応用が効くものとして期待される。また研究代表者らは既往研究にてI)はCV系・EV系オプション価格モデルとして理論定式化することが可能であることを示し、その延長上で死亡率削減を0近傍にて正負いずれの方向からも極限をとるとII)のMRS-VSLに一致することが分かっている。しかし、正確なMRS-VSLの算出のためには精密なアンケートの実施とパラメータ推定、導出過程の適切の吟味が必須であり、AVSLとの漸近性と相違点の由来を模索するためには途上国への調査では無理がある。そのため本年度では日本において10000サンプル数で幸福度調査、4000で熱ストレスCVM調査(死亡率・削減率が高い)を実施し、既往のCVM調査と比較しながら、両評価指標の有効性を検証した。2018年度においては、2017年度において未実施であった中国における【CVMアンケート】と【幸福度調査】の実施を予定していたが、カウンターパートである桂林理工大学の協力者の予定や条件が揃わず、断念するに至った。また、本研究課題の共同研究者と共に議論した結果、途上国では被験者の病理学的なリテラシーが低く、正確なMRS-VSLの算出のためには精密なアンケートの実施とパラメータ推定、導出過程の適切の吟味が必須であり、調査の実施可能性が危ぶまれることとなった。そこで2018年度では、日本において10000を超えるサンプル数で幸福度調査を、4000サンプル数相当で熱ストレスCVM調査(死亡率・削減率が高い)を実施した。これらの結果と共に既往のCVM調査結果と比較しながら、CVMから得られるAVSL、幸福度調査から得られるMRS-VSLについて、理論的側面からの検討も含めて、それらの近似性と違いについて吟味することとした。これらの成果は次年度以降に編纂して積極的に海外へと発信すると共に、本研究課題の継続課題と目しているOECDとの共同研究に生かす所存である。2019年度は最終年度であるので、本研究課題では既に実施した調査内容を解析して積極的に海外の学会に成果として発信していく。具体的には1カンボジア水質汚染CVM調査とAVSL、2日本幸福度調査とMRS-VSLあるいはVOL、3日本熱ストレスCVM調査とAVSLである。併せて、インドでは水質汚染に因む死亡率削減に関するCVM調査を実施する。調査地はムンバイその他を予定している。同調査結果についても従来通りAVSLの導出を試みる。これらの材料の範疇内ではあるが、水質汚染に対する環境クズネッツ曲線仮説の成立の是非について吟味していく。また、MRS-VSL、VOLの有効性についても言及していく。なお、2019年二月にはパリOECD本部にてOECD(2012)レポートの第一筆者Nils Axelにヒアリングする機会に恵まれ、活発に意見を交わし、本研究課題の継続課題について共同研究をすることについてもご快諾いただいている。現在OECDではNils氏の主導の下で大気汚染の疾病(死亡を必ずしも伴わない)を対象として、世界規模でのリスク評価を試みている。これに関して2019年夏季に研究会がパリで開かれる予定で、代表者の森杉と研究分担者の大野はその参加を許されている。OECDでは目下アジアの途上国方面での調査実績がそれほどなく、先方からは本研究課題で培った調査技法による貢献が期待されている。目下予算的にもそれほどのサンプル数は見込めないのだが、同研究会で設計された調査票の有効性・妥当性を検証するべく、インドではそのプレ調査も併せて実施する予定である。(I)代表者らの既往研究で培った調査票を応用し、対象国において【CVMアンケート】を実施し、人々のOptionに対する直接的なWTP(あるいはOP)を推定し、AVSLやMVSLを算定する。(II)対象国において【幸福度調査】を実施し、任意の効用関数の定式化の下、人々のRRAを推定し、MRS法によるVSLを算定する。代表者らの既往研究では、さらに非利用価値を示すOV(オプション価値:現在利用しなくとも必要な際に利用できる状態であることの便益)の導出も図っている。

そこでは、途上国では支払い能力が低くサービスを利用することのできない人達を考慮する必要があるため、上記OPとOVを同時に加味し、対象国の世帯構成や所得状況を鑑みた上で、総合的な上下水道整備事業に対する便益評価指標を提案している。その際、ベトナム・ラオスについては世帯当たり同指標を世帯当たりGNI(国民総所得)で除したもの、上下水道事業実績が既にある他の国々については上下水道サービス料金実支出額とし、横軸を対数化一人当たりGNIとしてプロットしてみると、EKC(環境クズネッツ曲線)仮説と同様な逆U字型曲線が浮かび上がる。しかし、これらは所得$3000$10000までのデータがかなり欠損しており、特に経済発展期にある国を調査対象とし、同指標を導出しない限り、検証は完遂しない。そのためH29年度では、カンボジアの首都プノンペン市での【CVMアンケート】調査を実施した。カンボジアは近年経済発展を遂げ、都市部では著しく平均年間所得の向上が見られ、上記のミッシングリンクとしてのデータとして十分かと判断した。現在はH29年度で取得したカンボジアの首都プノンペン市での【CVMアンケート】調査を元に、データの一次集計及びその精査を終えたところである。代表者はこれまで2010年にベトナムのホーチミンあるいはメコンデルタ周辺で、2011年にラオスのいビエンチャン周辺で、それぞれ同様な水質汚染による死亡リスクをモチーフとしたアンケートを実施、それぞれ総じて約1000票、約3000票のサンプルを取得している。その時の主要な結論は、代表者ら(2013)で発表した理論、オプション価格モデルにおける環境改善時のCV系OPとしての性質に大きく整合性を持つものであった。仮にこのオプション価格モデル通りに被験者が同アンケートに回答していると考えた時、年代や所得によってその値が変化することも当然であるが、さらに、対象となる死亡リスク削減幅に応じてVSLは変化することなり、画一的な便益指標としての応用は難しいことを意味する。現在では同アンケートでも同様な理論との整合性が得られるかを見定めつつある。水質汚染に起因する死亡率の削減を、主に対象国の上下水道事業に代表される生活関連型社会資本の整備というOptionによって図ると想定した時、本研究課題におけるその便益を求める評価方法は下記のような二通りに大きく分かれる。I)代表者らの既往研究で培った調査票を応用し、対象国において【CVMアンケート】を実施し、人々のOptionに対する直接的なWTP(あるいはOP)を推定し、AVSLやMVSLを算定する。II)対象国において【幸福度調査】を実施し、任意の効用関数の定式化の下、人々のRRAを推定し、MRS法によるVSLを算定する。本研究課題では経済発展プロセスにおける適切なオプション整備開始のタイミングを追求するため、カンボジア(調査済み)やインド(R1に調査予定)においてI)の実施を図っている。I)はリスクが具体的であり被験者がイメージしやすいという利点を持つ。II)の手法はOECD(2012)もVOLとして各国調査の際に採用しており、死亡率削減の大きさに依存しない統計的生命価値を算出しえるため、様々な事業や施策の評価に応用が効くものとして期待される。
食中毒の原因になる不顕性感染型クドア属粘液胞子虫のリスク評価

近年、ヒラメに寄生する粘液胞子虫ナナホシクドアと同様、不顕性感染型クドアと人間の食中毒との関連が疑われている。本研究では、メジマグロのムツボシクドアの寄生実態を調査し、マグロ満1歳未満の幼魚に多いものの、それは育成場所に影響することが示された。毒性をヒト腸管上皮細胞(Caco-2細胞)と下痢症モデル動物(乳のみマウス)を用いて調べた結果、ナナホシクドアに比べて1/50程度であった。またCaco-2細胞のDNAマイクロアレイ解析により、IL8などの炎症性サイトカインや嘔吐に関連する遺伝子発現が上昇した。最終的に、マグロ筋肉中の感染許容量は10の7乗胞子/g以下と推定された。近年、養殖ヒラメの筋肉に寄生して肉眼的症状を伴わない粘液胞子虫ナナホシクドア(Kudoa septempunctata)の摂取により、下痢や嘔吐を呈する食中毒が発生し公衆衛生上および水産的に問題となっている。その後、同様の不顕性感染型クドア(メジマグロのムツボシクドア(K. hexapunctata)など)が次々に発見され、食中毒との関連が疑われている。本研究では、まず養殖クロマグロ幼魚におけるムツボシクドアの寄生実態を調査した上で、ヒト腸管上皮細胞(Caco-2細胞)を用いたアッセイ系によりムツボシクドアの病原性メカニズムを定量的に解析し、毒性の評価系を確立することを目的とした。1.メジマグロにおけるムツボシクドアの寄生調査:クロマグロ人工種苗をA県の生簀に沖出しし、2013年7月12月および2014年8月2015年10月の2年級群にわたって定期的に寄生調査した。その結果、ムツボシクドアの魚への侵入は9月以降に起こること、寄生率は2014年11月に100%となり2015年9月まで継続すること、寄生強度(筋肉1 g当たりの胞子密度)は12月までは4乗6乗個/g、翌年4月9月には5乗7乗個/gに達したが、10月には検査個体数が1尾ではあるものの、0個/gになった。2.Caco-2細胞を用いたアッセイ系による発症胞子数の閾値の推定:Caco-2細胞をウェルプレート内で培養・分化させ、ムツボシクドア胞子の希釈系列を作製してCaco-2単層膜に接種し、経時的に経上皮電気抵抗値(TER)を測定した。その結果、ムツボシクドアの毒性はナナホシクドアの1/50程度と見積もられたが、ヒラメとマグロの平均喫食量の差などを考慮すると、マグロ筋肉中の感染許容量は7乗個/g以下と推定された。今年度は、メジマグロのムツボシクドアについては、寄生の実態調査や毒性評価のデータが詳細に得られたので、順調に進展しているといえる。しかし、当初予定していた病理組織学的な調査や下痢モデル動物を用いたアッセイ系による毒性のリスク評価はできなかった。また、その他の魚種(サワラ、カンパチ、アブラガレイなど)でも発見されていたクドアについては、ほとんど調査できなかったため、来年度以降の課題として残された。近年、養殖ヒラメの筋肉に寄生して肉眼的症状を伴わない粘液胞子虫ナナホシクドア(Kudoa septempunctata)の摂取により、下痢や嘔吐を呈する食中毒が発生し水産的および公衆衛生上の問題になっている。その後、同様の不顕性感染型クドア(メジマグロ(クロマグロの幼魚)のムツボシクドア(K. hexapunctata)など)が次々に発見され、食中毒との関連が疑われている。本研究では、養殖メジマグロに寄生するムツボシクドアの寄生状況を調べ、乳のみマウスを用いた動物実験とヒト腸管上皮細胞(Caco-2細胞)を用いたアッセイ系により人間への毒性を定量的に明らかにするとともに、DNAマイクロアレイ法で遺伝子発現を解析し毒性のメカニズムについても解明することを目的とした。1.メジマグロにおけるムツボシクドアの寄生調査:2016年12月2017年2月まで、各回35尾ずつサンプリングして寄生率および寄生強度(胞子密度)を測定した結果、寄生率は97%、寄生強度は7.5×10の3乗7.9×10の6乗胞子/gであった。2.乳のみマウスを用いた毒性試験:マウス1個体あたりムツボシクドア胞子1.1×10の7乗個を経胃投与したが、0.54時間後における腸管内液体貯留値に対照区との間で顕著な差はなかった。3.Caco-2細胞を用いた毒性試験:1ウェルあたり1.0×10の78乗個を接種した場合のみ、経上皮電気抵抗値(TER)の減少がみられ、10の6乗以下の量では変化がなかった。4.DNAマイクロアレイによる遺伝子発現解析:ナナホシクドア接種または非接種のCaco-2単層膜からtotalRNAを抽出しDNAマイクロアレイ法によりGene Ontology解析した結果、接種群ではIL8などの炎症系サイトカインや、白血球遊走に関わるケモカインに関わる遺伝子の発現が上昇した。メジマグロのムツボシクドアの寄生状況調査のデータ(寄生率、寄生強度、季節的変化)は情報が年々蓄積してきている。しかしながら毒性は再現性に乏しく、発症の閾値は予想以上に高いことが推測された。さらに、今までほとんど未知であったクドア食中毒の毒性メカニズムについて、遺伝子発現上の知見が得られた。以上のことから、本研究は順調に進展している。

しかし、メジマグロのムツボシクドアを投与した乳のみマウスの動物試験ではヒラメのナナホシクドアと同等の結果が得られなかったことから、メカニズムはクドアの種類によって若干異なる可能性も考えられた。また、当初予定していた病理組織学的検査は、材料入手が困難だったためほとんど実施できなかった。さらに、その他の魚種(サワラ、カンパチ、アブラガレイなど)でも発見されていたクドアについては、材料費の不足のため、ほとんど網羅的な調査ができなかった。これらを総合的に判断すると、本研究課題は「おおむね順調に進展している」と評価できる。近年、ヒラメのナナホシクドア(Kudoa septempunctata)と同様、不顕性感染型クドア(メジマグロのムツボシクドア(K. hexapunctata)など)が次々に発見され、食中毒との関連が疑われている。本研究では、メジマグロにおけるムツボシクドアの寄生状況を調査し、乳のみマウスを用いた動物実験と細胞を用いたアッセイ系により、人間への毒性とそのメカニズムについて解明する。1.養殖メジマグロにおけるムツボシクドアの寄生調査:今年度、新規に加えた養殖業者において、天然種苗の感染状況を採捕場所や時期別に解析した。その結果、ムツボシクドアの感染は日本海や太平洋側で捕獲された2017年911月にはほとんど起こらず、和歌山県内の育成場に移動してから起こると示唆された。また、昨年度と同じ和歌山県の業者で調査を続けた結果、2018年13月に調べた20尾中19尾から胞子が検出され、胞子密度は、2尾が10^4個/g、3尾が10^5個/g、13尾が10^6個/g、1尾が10^7個/gであった。2.乳のみマウスを用いた毒性試験:ムツボシクドア摂取による下痢症について、最適投与胞子数とFA値の測定時間を推定した結果、ムツボシクドアはナナホシクドアよりも病原性が低いことが示唆された。また、加熱処理した胞子ではFA値が上昇しなかったため、ムツボシクドアの下痢原性には、非加熱の(生きた)胞子が必要であることがわかった。3.Caco-2細胞を用いた遺伝子発現解析:Caco-2細胞系にムツボシクドア胞子を添加したものをクドア群、無添加を対照群とした。2時間後、それぞれのウエルから抽出したtotal RNAをDNAマイクロアレイに供した。遺伝子発現言動によりクドア群では炎症性サイトカイン産生の上昇や細胞骨格の機能低下、また嘔吐に関連すると考えられるパスウェイ上の遺伝子上昇などがみられた。近年、ヒラメに寄生する粘液胞子虫ナナホシクドアと同様、不顕性感染型クドアと人間の食中毒との関連が疑われている。本研究では、メジマグロのムツボシクドアの寄生実態を調査し、マグロ満1歳未満の幼魚に多いものの、それは育成場所に影響することが示された。毒性をヒト腸管上皮細胞(Caco-2細胞)と下痢症モデル動物(乳のみマウス)を用いて調べた結果、ナナホシクドアに比べて1/50程度であった。またCaco-2細胞のDNAマイクロアレイ解析により、IL8などの炎症性サイトカインや嘔吐に関連する遺伝子発現が上昇した。最終的に、マグロ筋肉中の感染許容量は10の7乗胞子/g以下と推定された。ムツボシクドアについては、不顕性感染の状態から魚の成長に伴ってなぜ胞子が減少していくのか、そのメカニズムを病理組織学的に明らかにする。また、漁獲・流通・消費の過程で胞子を不活化させるための実用的な処理条件(加熱、冷凍、化学処理など)についても検討する。また、市場に流通している他の海産魚類(ブダイ、カンパチ、サワラなど)も網羅的に調査し、未記載のクドアの寄生の有無を調べる。
人工細胞型新規マイクロリアクタの開発

本研究ではコア・シェル型のマイクロカプセルのコア部に、反応部位である酵素グルコースオキシダーゼ(以下GOD)を封入し、シェル部の多孔膜細孔内部にpHに応じて相転移を示すN-isopropylacrylamide-Acrylic acid(以下NIPAM-AA)共重合ポリマーをグラフト固定した、新しいマイクロカプセルリアクタを開発した。系のpHが高いときには細孔内部のpH認識ポリマーが親水性となり、系中に存在する基質であるグルコースは細孔内部に拡散しGOD触媒反応が進行する。pHが低いときには細孔内部のpH認識ポリマーが疎水性となり、系中に存在するグルコースは細孔内部に拡散しにくく、GOD触媒反応が進行しない。一般に酵素封入マイクロカプセルは内部に封入する酵素活性の失活が問題となる。さらにこの酵素封入マイクロカプセルに環境応答性能を付与する化学的手法も検討が不十分なのが現状である。本研究ではこれらの問題点を解決するため、マイクロカプセルを調製後に酵素溶液に含浸することでマイクロカプセル内に酵素を封入し、この酵素封入マイクロカプセルにプラズマを照射し、その後にグラフト重合手法を用いてシェルの細孔内部にpH認識ポリマーを固定する新しい方法を適用した。プラズマ照射によってマイクロカプセル表面の膜細孔が活性化されラジカル反応開始点が形成されるが、カプセル内部に封入したGODの活性は維持され、プラズマ照射および、その後のグラフト重合反応において酵素活性はほぼ失活しないことを発見した。グルコースの拡散実験を行ったところ、pH5.0のときとpH4.0のときのグルコース透過係数は2.6倍であった。さらにGODを封入してpH認識ポリマーを固定したマイクロカプセルリアクタにグルコースを添加して反応性を確認した。pH5.0のときの反応性は、pH4.0のときの2.7倍であることが分かった。本研究ではコア・シェル型のマイクロカプセルのコア部に、反応部位である酵素グルコースオキシダーゼ(以下GOD)を封入し、シェル部の多孔膜細孔内部にpHに応じて相転移を示すN-isopropylacrylamide-Acrylic acid(以下NIPAM-AA)共重合ポリマーをグラフト固定した新しいマイクロカプセルリアクタを開発する。系のpHが高いときには細孔内部のpH認識ポリマーが親水性であるため、系中に存在する基質であるグルコースは細孔内部に拡散しやすく、それに伴いGODが触媒する反応が進行する。これに対し系のpHが低いときには細孔内部のpH認識ポリマーが疎水性であるため、系中に存在する基質であるグルコースは細孔内部に拡散しにくく、それに伴いGODが触媒する反応が進行しなくなる。つまり基質のゲートでの拡散性の差を利用して、これを反応性の差とするものである。膜乳化法を用いて単分散のエマルジョンを作成し、その後、界面重合を行うことによりコアシェル型のマイクロカプセルを作成することに成功した。このコアは空洞であり、シェル部は数十nmの細孔を有する多孔膜となっている。さらにプラズマグラフト重合法によりシェル部に上記の刺激応答グラフト鎖を固定し、細孔内でグラフト鎖が膨潤・収縮することにより気質の拡散を制御できることを確認した。また、一般に内部に封入する酵素活性の失活が問題になるが、本研究ではマイクロカプセル内に酵素を閉じこめた後に、酵素封入マイクロカプセルにプラズマグラフト重合手法を用いてシェル膜の細孔内部にpH認識ポリマーを固定した。プラズマグラフト重合条件下にGODをおいても、GODの活性は、ほぼ完全に維持されることを確認した。コアシェル型のマイクロカプセル内部に酵素を封入し、さらにそのシェル部がpHに応答して細孔を開閉するカプセルの開発に成功した。