hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
インドの小地域住民全数データを参照基準とした途上国自治体統計制度改革の研究

本研究の目的は、世帯全数データベースを比較基準にインドの農村自治体の基礎データ(センサスデータや行政記録)のクオリティをミクロレベルで検証することである。最終年度に実施した研究の成果は以下の通りである。(1)研究代表者は本研究の成果をヨーロッパの統計制度改革の研究成果と比較し、2018年9月に経済統計学会全国研究大会にて「行政記録と統計制度の理論-ヨーロッパとインドの統計改革に関する比較分析」を発表し、同月末に日本経済評論社から360ページに及ぶ著書『行政記録と統計制度の理論:インド統計改革の最前線から』を研究成果公開促進費(学術図書)の助成を受けて公刊した。研究期間全体を通じて実施したその他の特筆すべき比較統計制度研究は以下の研究成果に表れている。(3)研究分担者・金子治平の金子治平,仙田徹志「1940年の興除村における農業経営ー「農業経営聴取調査」個票の集計」『経済研究』静岡大学, 2018年である。これは日本の過去の村落対象個票データの発掘研究であり、インドの村落対象個票データのとの比較を意識した研究である。研究協力者・坂田大輔は「海外公的統計のミクロデータ利用に向けた取り組みの現状」や「地方統計情報提供の現状」『研究紀要』立教大学社会情報教育研究センター, 2016年を発表した。出版準備と改訂の過程で見えてきた、新たな研究の発展可能性とは、A New Statistical Domain in India: An Enquiry into Village Panchayat Databases, Tulika Booksで提案したボトムアップ型の地方統計改革の対極をなす、トップダウン型の統計改革の可能性についてもう少し詳しく研究し、それを批判することである。そのためには、今日のインドにおけるSocio Economic and Caste Censusや国民人口登録(National Population Register)の利用状況や、それらの統計データと標本推計との組み合わせ利用について研究する必要がある。トップダウン型の統計改革は、現状では、インドのみならず途上国で広く追及されているため、それを批判的に研究することは意義あることと言える。すでに原稿が完成している『インドの統計制度と行政記録・行政統計の理論(仮題)』の刊行により、今度は日本国内の研究者と当該研究の成果について議論する。本研究から明らかになったボトムアップ型の地方統計制度改革の可能性を検討することと、その対極をなすトップダウン型地方統計改革の弊害を批判的に検討する、というのが今後の研究の基本方策である。同様の研究課題は、インド以外の諸国でも見られるので、普遍的・国際的な視点に立った比較統計制度研究が目下の課題である。本研究プロジェクトによる成果報告『行政記録と統計制度の理論』が300頁を超える長大な内容になっため完成に想定以上に時間を要した。そのため,研究代表者による追加調査実施(インド)が2018年3月の年度末ぎりぎりにずれ込んだ。そのため事業期間を1年間延長し、追加調査の結果を研究会で議論し学会発表することになった。
化学的分画法と分光学的手法を用いた水圏における溶存有機炭素の循環の解明

河川水・湖水・沿岸海洋水などに溶存する有機炭素(DOC)の挙動を把握し、循環の法則を探る目的で、樹脂と水酸化鉄を用いた化学分画にHPLCによるゲル浸透クロマトグラフィーを組み合わせ、濃縮・分離操作を行った後、HPLCを用いてゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)-フォトダイオードアレイ検出器,蛍光検出器で同定した。岡山県高梁川から抽出された河川水フルボ酸、安曇川河川水フルボ酸、琵琶湖水、播磨灘(瀬戸内)海水をこの手法で分析すると、河川水起源の腐植酸と停滞水で生成した有機物ピークははっきりと分離し、GPCが有機物を起源別に分けることが出来る有用な手法であることがはっきりした。このことを利用して琵琶湖水に溶存する河川起源腐植酸の動態を観測した。3次元励起蛍光測定の結果、安曇川から抽出された溶存フルボ酸は励起300nm、蛍光425nmに蛍光ピークを有した。この波長を用いてGPCによる河川水起源フルボ酸の分離条件を検討した結果、フルホ酸ま球状タンパクを分子量マーカーとして、分子量約70k100k daltonに相当する保持時間に溶出した。GPCクロマトグラムのピーク面積と標準溶液のDOC濃度を用いて検量線を作成し、この検量線を用いて琵琶湖水中の河川起源フルボ酸の占める溶存有機炭素濃度を測定した。採水は2001年5月2002年1月に隔月で行った。琵琶湖水中において河川水起源フルボ酸は0.250.45mgC1^<-1>で季節変動した。鉛直方向の濃度の変化は8月10月に見られた。8月には表層(015m)で低濃度(0.27mgC1^<-1>)、中層以深で高濃度(0.37mgC1^<-1>)を示し、10月には表層で高濃度(0.43mgC1^<-1>)、中層以深で約0.37mgC1^<-1>を示した。他の時期は表層から底層までほぼ一定濃度を示した。フルボ酸が付加される要因としては、河川からの流入が考えられ、減少する要因としては光分解が考えられた。湖水のDOC濃度は1.01.80mgC1^<-1>を示し、河川水起源のフルボ酸は湖水中全溶存有機炭素の30%40%を占めると考えられる。河川水・湖水・沿岸海洋水などに溶存する有機炭素(DOC)の挙動を把握し、循環の法則を探る目的で、樹脂と水酸化鉄を用いた化学分画にHPLCによるゲル浸透クロマトグラフィーを組み合わせることを試みた。濃縮操作を兼ねた分画法として疎水性樹脂と水酸化鉄を用い、河川水・湖水・沿岸海水などの試料水からそれらの吸着担体に濃縮された有機物を溶離後、HPLCを用いてゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)でさらに分離し大まかな分子裏を測定するとともに、フォトダイオードアレイ検出器と蛍光検出器でGPCにより分離されたそれぞれのピークが有する分光学的特徴を測定した。岡山県高梁川中流域(湛井堰)及び下流域(霞橋)から抽出された河川水フルボ酸は、中流域においても下流域においても約0.5mgCl^<-1>の濃度で溶存していた。分子裏分布を調べたところ、M.W.6500および5500付近に2つの大きなピークが見られた。また、M.W.4500付近にもピークが見られた。前2者のピークの吸収曲線の形状は類似しており、400nm付近から短波長側で吸収を示して300nmと210nm付近に極大吸収を持った。3つ目の低分子量ピークは、220nm以下で急激に吸収を示した。河川水腐植酸が有したこのようなピークは琵琶湖水でも見られた。琵琶湖水で2000年4月に採水された表層水中での検討の結果、河川水腐植同様の三種のピークが得られ、特に3つ目のピークが大きいことがわかった。また、瀬戸内海表面水では3つ目のピークと類似の吸収曲線を有するさらに低分子量ピークが見られた。この分析法により、湖水や海水で生成した「自生」の有機物と河川水より流入した「外来」の有機物を区別することができると考えられる。

GPCクロマトグラムのピーク面積と標準溶液のDOC濃度を用いて検量線を作成し、この検量線を用いて琵琶湖水中の河川起源フルボ酸の占める溶存有機炭素濃度を測定した。採水は2001年5月2002年1月に隔月で行った。琵琶湖水中において河川水起源フルボ酸は0.250.45mgC1^<-1>で季節変動した。鉛直方向の濃度の変化は8月10月に見られた。8月には表層(015m)で低濃度(0.27mgC1^<-1>)、中層以深で高濃度(0.37mgC1^<-1>)を示し、10月には表層で高濃度(0.43mgC1^<-1>)、中層以深で約0.37mgC1^<-1>を示した。他の時期は表層から底層までほぼ一定濃度を示した。フルボ酸が付加される要因としては、河川からの流入が考えられ、減少する要因としては光分解が考えられた。湖水のDOC濃度は1.01.80mgC1^<-1>を示し、河川水起源のフルボ酸は湖水中全溶存有機炭素の30%40%を占めると考えられる。
「アミノ酸の新しい薬理作用とそのシグナル伝達機構の解析」

ラット腹水肝癌細胞AH109A細胞の増殖と浸潤に対する各種アミノ酸の作用解析結果から、最も簡単な構造を有するグリシン(Gly)が肝癌細胞の浸潤を抑制することを見いだしていた。そこでGlyに着目し、別の癌細胞であるマウス皮膚由来黒色腫細胞B16F10メラノーマ細胞を用いて、その増殖能と浸潤能に対する作用と作用機構を解析することを目的とした。B16F10細胞は、10%牛胎児血清を含むダルベッコ変法イーグル培地(DMEM)中で維持培養した。実験に使用するときには無血清のGly不含DMEM培地を対照培地とし、これにGlyを加えたものを試験培地とした。増殖能はWST-1法で測定した。浸潤能の測定は、セル・カルチャー・インサートに装着された小孔を有するフィルターに細胞外基質であるマトリゲルをコートし、添加した癌細胞がマトリゲルを浸潤し、フィルター下面に移動した細胞数を計測することにより行った。Glyは増殖に対し4mMまでは有意な抑制効果は認められなかったが、浸潤に対しては1mMまで濃度依存的に抑制し、その効果は4mMまで維持された。すなわち、Glyは増殖に影響を与えない濃度で浸潤を抑制し、肝癌細胞のみならず、メラノーマ細胞においても浸潤抑制効果を示すことが明らかとなった。癌細胞の浸潤過程には、(1)基底膜への接着、(2)基底膜成分の分解、(3)基底膜下への移動の三ステップがあるので、それぞれに対するGlyの効果を検討したところ、(3)の運動能を抑制することが見いだされた。そこで、癌細胞自身が産生・分泌し、自らの運動性を刺激する因子であるAutocrine Motility Factor(AMF)に着目して、RT-PCR法でmRNAレベルでの発現を確認し、その発現量を比較したところ、Gly添加によりAMF-mRNA発現量は47%減少した。このことから、Glyの浸潤抑制作用は、少なくとも一部はAMFを介した運動能の抑制によるものであることが示唆された。我々は,肝癌細胞においてアミノ酸が受容体ないし輸送体を介して情報を伝達し,細胞機能を修飾している可能性を見いだした.その過程でアミノ酸の新しい薬理作用としての肝癌細胞浸潤抑制作用を見いだした.そこで本研究では,アミノ酸の輸送体に焦点を絞り,肝癌細胞とは別の癌細胞(メラノーマ細胞)を用いて,(1)その増殖と浸潤に対するアミノ酸の作用解析,(2)アンタゴニストを用いた輸送体の関与の検討,(3)阻害剤を用いたアミノ酸のシグナル伝達経路の推定,(4)輸送体のタンパク質発現と遺伝子発現の解析を主に細胞培養系で行い,これらのアミノ酸の浸潤抑制作用とその機構が肝癌細胞に特異的ではなく,癌細胞全般に敷衍できるかどうかを検討し,アミノ酸が保有する新しい薬理作用と作用様式の存在の可能性を探ることを目的とする.癌細胞として,マウス由来のB16-F10メラノーマ細胞(以下,単にB16細胞という)を用いた.まず,B16細胞の培養系における増殖能と浸潤能検定系の作製を試みた.その結果,増殖能はWST-1法で,浸潤能はB16細胞をマトリジェル層上に播種し層下にもぐり込んだ癌細胞の数を計測する方法で測定することとし,それぞれの最適実験条件を検討した.次に,肝癌細胞の増殖と浸潤を抑制するアミノ酸を選んでB16細胞の増殖と浸潤に対する作用を検討したところ,いずれのアミノ酸もB16細胞の増殖と浸潤を抑制した.そのうち,浸潤抑制作用の強かったグリシン(Gly)の輸送体遺伝子がB16細胞で発現しているかどうかを検討したところ,少なくとも一種類のGly輸送体遺伝子の発現を認めることができた.さらに,マウスB16メラノーマ細胞転移モデルを作製するための基本的な実験条件を検討した.今後,in vitroでは輸送体アンタゴニストおよびシグナル伝達阻害剤を用いてアミノ酸のシグナル伝達経路の推定を,in vivoではB16細胞の増殖・転移に対する実験も行う予定である.ラット腹水肝癌細胞AH109A細胞の増殖と浸潤に対する各種アミノ酸の作用解析結果から、最も簡単な構造を有するグリシン(Gly)が肝癌細胞の浸潤を抑制することを見いだしていた。

癌細胞の浸潤過程には、(1)基底膜への接着、(2)基底膜成分の分解、(3)基底膜下への移動の三ステップがあるので、それぞれに対するGlyの効果を検討したところ、(3)の運動能を抑制することが見いだされた。そこで、癌細胞自身が産生・分泌し、自らの運動性を刺激する因子であるAutocrine Motility Factor(AMF)に着目して、RT-PCR法でmRNAレベルでの発現を確認し、その発現量を比較したところ、Gly添加によりAMF-mRNA発現量は47%減少した。このことから、Glyの浸潤抑制作用は、少なくとも一部はAMFを介した運動能の抑制によるものであることが示唆された。
免疫系における高血糖毒性の分子基盤解明とその糖尿病診療への応用

糖尿病病態において、高血糖がインスリン分泌低下や抵抗性を惹起する「高血糖毒性」という概念が知られている。また代謝と免疫系との多面的相互作用が近年報告されている背景を踏まえて、申請者は高血糖により免疫系が影響を受ける(免疫系の高血糖毒性)という仮説を立てた。そして免疫系の高血糖毒性の全容を解明し、その糖尿病病態における意義解明を目的として本研究を計画した。本研究では免疫系の高血糖毒性を解明するために、同意が得られた糖尿病入院症例から免疫細胞を採取し、高血糖治療前後での変化を網羅的に解析する。本研究により、基礎医学的知見を得るのみならず、糖尿病病態の可逆性を予測する新規バイオマーカー同定を目指す。
新型の血管内皮増殖因子(VEGF-F)の構造と機能の解明

申請者は、VEGFの分子作用機序の解明を目標に、ヘビ毒腺に発現する毒型VEGF (VEGF-F)に焦点を当て、生化学的および生物学的な解析を行った。その結果、毒ヘビに発現する毒型VEGFは機能的に重要な領域の構造(受容体結合ループおよびC末端領域)を多様化させることで、その機能を多様化していることを明らかにした。次に、vamminをはじめとする異なるリガンド特性を持つVEGFを用いた超微形態学的解析より、VEGFの血管透過性の亢進に伴う血管壁の超微構造変化(VVOおよびfenestrae形成)は、リガンドの受容体選択性によって異なることを示した。さらに、種々のヘビ毒よりVEGFとは異なる新しいVEGF受容体結合タンパク質、KDR-bp (Lys49-PLA2)を同定した。VEGFの血管透過性亢進作用は癌性浮腫や腹水、炎症細胞・癌細胞浸潤の原因となることから、本研究の成果は、それら病態機序の解明および分子治療に貢献することと期待している。さらに、KDR-bpの発見はKDRの新たな機能探索ならびにVEGFおよびVEGF受容体分子標的物質の開発研究において有用なツールとなると考える。研究の目的:我々はヘビ毒から強力な血圧降下作用を示すVEGF-A相同タンパク質を見出した。ヘビ毒由来VEGFは4種のVEGFRのうちVEGFR-2のみを特異的に認識し、既知のVEGFと比べて強力な生物活性を示す。以上の事実から、新型のVEGFであると結論し7番目のサブタイプとしてVEGF-Fと命名した。X線結晶構造解析の結果、VEGF-FはヒトVEGF-Aと類似した構造をしているが、レセプター結合ループの構造と表面電荷が大きく異なっていた。また、VEGF-FのC末端側ヘパリン結合領域の合成ペプチドはヒトVEGF-Aの生物活性を阻害することを明らかにし、抗VEGF薬のシードになりうることを提案した。本研究はVEGF-Fの強力な生物活性の発現メカニズムを明らかにすることで、血管新生の分子メカニズムを解明することを目的とする。VEGF-Fの強力な生物活性の発現機序を解明する目的で、培養細胞系を用いてVEGF-Fの細胞内シグナル伝達機構についてVEGF-Aと比較しながら検討する。またVEGF-Aには細胞遊走作用・血管透過性亢進作用があることが知られているので、これらの生物活性に対しても定量的に比較検討を行った。2.新たなVEGF様分子の探索・同定ごく最近、他の研究グループからVEGFR-2だけでなくVEGFR-1にも結合する新しいヘビ毒VEGFが同定された。ヘビ毒タンパク質の加速進化と多様性を考慮すると、さらに異なる受容体選択性および生物活性を持ったVEGF様分子が含まれていると期待できる。そこで新たなVEGF様分子の同定を目的とし、免疫学的および遺伝子工学的手法を用いて各種ヘビ毒を用いスクリーニングし、新規のVEGF-Fを見い出した。我々は2種のヘビ毒から強力な血圧降下作用を示すVEGF-A相同タンパク質を見出した。2種のヘビ毒由来VEGFは4種のVEGFRのうちVEGFR-2(KDR)のみを特異的に認識し,既知のVEGFと比べて強力な生物活性を示す。以上の事実から,新型のVEGFであると結論し7番目のサブタイプとしてVEGF-Fと命名した。X線結晶構造解析の結果,VEGF-FはヒトVEGF-Aと類似した構造をしているが,レセプター結合ループの構造と表面電荷が大きく異なっていた。ごく最近,VEGF-FのC末端側ヘパリン結合領域の合成ペプチドはヒトVEGF-Aの生物活性を阻害することを明らかにし,抗VEGF薬のシードになりうることを提案した。本研究はVEGF-Fの強力な生物活性の発現メカニズムを明らかにすることで,血管新生の分子メカニズムを解明することを目的とする。1.血管新生系に作用する新規な毒素成分の探索:VEGFR-2(KDR)は,血管新生・血管形成において中心的な役割を果たす。ヘビ毒には同一の生体分子を標的とするアクチベータおよびインヒビター分子が含まれることがあることから,種々のヘビ毒にVEGFR-2に作用する新たな毒素成分を探索した。

その結果,つい最近アメリカヌママムシ毒中に新たなKDR結合タンパク質(KDR-bp)を同定した。同様の作用を示すタンパク質は他のヘビ毒にも含まれている可能性を考え,さらにスクリーニングを行い数種のKDR-bpを単離・構造決定した。2.新たなVEGF様分子の探索・同定:ごく最近,他の研究グループからVEGFR-2だけでなくVEGFR-1にも結合する新しいヘビ毒VEGFが同定された。今回,新たなVEGF様分子の同定を目的とし,免疫学的および遺伝子工学的手法を用いて各種ヘビ毒を用いスクリーニングした。その結果,新規のVEGF-Fに分類されるタンパク質を単離し,その諸性質を明らかにした。血管内皮増殖因子(以下VEGF)は血管新生・管腔形成に不可欠なタンパク質であり、ガンなどの病的な血管新生にも関与している。VEGFは内皮細胞上のVEGFレセプター(VEGF)に結合することでその生理作用を発現する。我々は2種のヘビ毒から強力な血圧降下作用を示すVEGF-A相同タンパク質を見出した。2種のヘビ毒由来VEGFは4種のVEGFRのうちVEGFR-2(KDR)のみを特異的に認識することから、新型のVEGFであると結論し7番目のサブタイプとしてVEGF-Fと命名した。本研究はVEGF-Fの強力な生物活性の発現メカニズムを明らかにすることで、血管新生の分子メカニズムを解明することを目的とする。1.血管新生系に作用する新規な毒素成分の探索:VEGFR-2(KDR)は、血管新生・血管形成において中心的な役割を果たす。ヘビ毒には同一の生体分子を標的とするアクチベータおよびインヒビター分子が含まれることがあることから、種々のヘビ毒にVEGFR-2に作用する新たな毒素成分を探索した。その結果、つい最近アメリカヌママムシ毒中に新たなKDR結合タンパク質(KDR-bp)を同定した。同様の作用を示すタンパク質は他のヘビ毒にも含まれている可能性を考え、さらにスクリーニングを行い数種のKDR-bpを単離・構造決定した。2.新たなVEGF様分子の探索・同定:ごく最近、他の研究グループからVEGFR-2だけでなくVEGFR-1にも結合する新しいヘビ毒VEGFが同定された。今回、新たなVEGF様分子の同定を目的とし、免疫学的および遺伝子工学的手法を用いて各種ヘビ毒を用いスクリーニングした。その結果、新規のVEGF-Fに分類されるタンパク質を単離し、その諸性質を比較検討したところ、毒型VEGFは組織型VEGFを起源とすることや毒型のVEGFの多様性形成のメカニズムを明らかにした。
超対称性理論におけるニュートリノの世代構造の現象論的研究

・余次元大統一理論においての研究では、まず、ゲージ結合定数の高エネルギーでの統一がベクターライクな余粒子の導入により可能になるモデルの考案に成功した。次に、flipped SU(5)GUTを余次元理論に応用することで、フェルミオンの質量階層構造や世代間混合が正しいオーダーで導かれる模型構築に成功した。また、カラーを持ったヒッグス3重項がTeV scaleのオーダーであっても、クォーク・レプトンとの波動関数の重なりが余次元空間において小さいために、陽子崩壊実験とは矛盾しない可能性を世界ではじめて証明した。・宇宙論の研究については、ニュートリノ質量が1ループの量子効果で導出されるZeeモデルにおいて、バリオン数が現在の宇宙で残存するための宇宙論的条件の解析を行った。・第1第2世代の超対称性粒子が重い超対称性の敗れの機構、「decoupling solution」、において、超対称性粒子の世代間混合が大きく寄与し、その結果、ミュー粒子のg-2ファクターが大きく導かれる可能性を指摘し、解析をおこなった。・フェルミオンの質量階層性・世代間構造を説明するために使用する新しい方法、「anarchy機構」、を考案し、解析した。この手法は、質量行列のO(1)の係数が対称性等で決定出来ない場合に使用可能であり、この係数について乱数を発生させ、確率で物理量を評価することを考える。特に、ニュートリノ系での解析では、世代間の最大混合やCPの最大の破れが、最も高い確率で起きることを示した。レプトン系の世代構造の究明は、素粒子の標準模型を超える理論の探求の現時点での最も有力な手がかりの一つである。標準模型を超える理論としての最有力候補である超対称性理論を用いることで、レプトン系の世代構造に関して、以下の研究成果を得た。(1):メッセンジャー粒子がニュートリノの質量を量子効果で導出する画期的な模型の構築をした。この模型では、超対称性の破れを伝えるメッセンジャー粒子が適切なレプトン数を持つと、右巻きニュートリノが無くても量子効果によりニュートリノの質量が導出され、しかも、レプトンフレーバー混合については、Bi-Maximal(第1第2と第2第3世代のフレーバー最大混合)が実現され得る。(2):レプトンフレーバー混合行列の繰り込み群解析による量子効果の評価を行った。フレーバー混合角は量子補正で大きな変化を受け得るが、フレーバー混合角が繰り込み群解析によって大きな変化を受けるか否かは、ニュートリノの質量の階層性の型と、ニュートリノレスββ崩壊等で観測可能な物理量であるニュートリノの2つのマヨラナCP位相によって完全に分類できることを示した。この場合、ニュートリノの物理的なマヨラナCP位相は、「フレーバー混合角が量子補正で大きな変化を受けるか否か」を決定する重要なパラメータになっていることを2世代と3世代の解析で示した。(3):U_<e3>と太陽ニュートリノ問題の解の関係についての解析を行った。その結果、一般にnon-trivialな条件式が無い限りU_<e3>の測定値から太陽ニュートリノ問題の解を判定することは不可能であることを証明した。(4):デモクラティック型の質量行列でのレプトンフレーバー混合角の量子効果の繰り込み群解析をおこない低エネルギーでのレプトンのフレーバー混合角を評価した。その結果、太陽ニュートリノのMSW解はtanβ>10の領域で、また、太陽ニュートリノの真空解は、ヒッグス探索実験で許されるtanβの全ての領域で、各々、量子効果により破綻してしまうことを示した。
食道癌ゲノム・エピゲノムの腫瘍内不均一性解析による化学放射線療法耐性機構の解明

本研究では食道扁平上皮癌に対する化学放射線療法(CRT)再発の原因を明らかにすることを目的とする。CRT耐性クローンの特徴を捉えるために、一腫瘍内における遺伝子異常の不均一な分布「腫瘍内不均一性」に着目し、研究を開始した。症例選定のために食道扁平上皮癌のうち根治的CRT(放射線照射50Gy以上の線量投与+シスプラチン+5-FU)を完遂した症例の経過観察を行った。治療後に一旦臨床的完全寛解に至り、その後食道原発巣へ局所再発を来した5症例を選定し、本研究の解析対象とした。腫瘍内の一部にのみ存在する遺伝子異常を捉えるために、同一患者由来の食道癌原発巣とCRT後局所再発巣をマルチサンプリングし、腫瘍細胞からDNAおよびRNAを抽出した。腫瘍内の各領域より抽出したゲノムDNAは、Agilent社製のライブラリを用いてサンプル調整を行い、次世代シークエンサー(HiSeq2500)によるエキソーム(SureSelect Human All Exon V5)を施行した。さらに同一検体由来のRNAを用いてRNAシークエンス(SureSelect Strand Specific RNA)も施行した。得られた膨大なゲノムデータを解析し、遺伝子変異やゲノムコピー数異常について腫瘍内の各領域における異常を検出したところ、再発病変は未治療時と異なるゲノムプロファイルを示していた。再発に至る過程で、新たなゲノム異常を獲得したり、マイナークローンが治療という選択圧によって優勢となっているとかんがえられる。一方、再発腫瘍には未治療時から遺残するゲノム異常もあり、治療耐性クローンが有する内因性の異常と考えられた。再発に至る耐性クローンの起源や特徴的なゲノム異常を明らかにした。引き続き、トランスクリプトームレベルでも解析を行い、CRT耐性クローンが有する遺伝子異常の特徴を明らかにする予定である。症例選定のために食道扁平上皮癌のうち根治的CRT(放射線照射60Gy以上の線量投与+シスプラチン+5-FU)を完遂した症例の経過観察を行った。治療後に一旦臨床的完全寛解に至り、その後食道原発巣へ局所再発を来した3症例を選定し、本研究の解析対象とした。今後は得られた膨大なゲノム・トランスクリプトームデータを解析し、遺伝子変異やゲノムコピー数異常、遺伝子発現異常について腫瘍内の各領域における異常を検出する。ゲノム・転写レベルで腫瘍内不均一性の変遷(CRT前再発)を捉え、数理・統合解析することで、再発に至る耐性クローンの起源や特徴的な遺伝子異常・異常カスケードを明らかにする。本研究は同一症例由来の食道癌原発巣および化学放射線治療後の局所再発病変を対象とし、遺伝子異常の腫瘍内不均一性を解析することで、治療耐性機構を検討している。現在までに根治的化学放射線治療を完遂し、局所再発を来した症例の腫瘍組織よりDNA・RNAの抽出を行い、各種シークエンスを実施している。従って研究計画はおおむね順調に進展していると自己点検による評価をした。得られた膨大なゲノムデータを解析し、遺伝子変異やゲノムコピー数異常について腫瘍内の各領域における異常を検出したところ、再発病変は未治療時と異なるゲノムプロファイルを示した。今後は同様の解析をトランスクリプトーム・エピゲノムの解析においても実施予定である。最終的にはゲノム・転写レベルで腫瘍内不均一性の変遷(CRT前再発)を捉え、数理・統合解析することで、再発に至る耐性クローンの起源や特徴的な遺伝子異常・異常カスケードを明らかにする。

現在までに根治的化学放射線治療を完遂し、局所再発を来した症例の腫瘍組織よりDNA・RNAの抽出を行い、各種シークエンスを実施し、ゲノム・トランスクリプトーム異常の検出に成功した。従って研究計画はおおむね順調に進展していると自己点検による評価をした。本研究では食道扁平上皮癌に対する化学放射線療法(CRT)再発の原因を明らかにすることを目的とする。CRT耐性クローンの特徴を捉えるために、一腫瘍内における遺伝子異常の不均一な分布「腫瘍内不均一性」に着目し、研究を開始した。症例選定のために食道扁平上皮癌のうち根治的CRT(放射線照射50Gy以上の線量投与+シスプラチン+5-FU)を完遂した症例の経過観察を行った。治療後に一旦臨床的完全寛解に至り、その後食道原発巣へ局所再発を来した5症例を選定し、本研究の解析対象とした。腫瘍内の一部にのみ存在する遺伝子異常を捉えるために、同一患者由来の食道癌原発巣とCRT後局所再発巣をマルチサンプリングし、腫瘍細胞からDNAおよびRNAを抽出した。腫瘍内の各領域より抽出したゲノムDNAは、Agilent社製のライブラリを用いてサンプル調整を行い、次世代シークエンサー(HiSeq2500)によるエキソーム(SureSelect Human All Exon V5)を施行した。さらに同一検体由来のRNAを用いてRNAシークエンス(SureSelect Strand Specific RNA)も施行した。得られた膨大なゲノムデータを解析し、遺伝子変異やゲノムコピー数異常について腫瘍内の各領域における異常を検出したところ、再発病変は未治療時と異なるゲノムプロファイルを示していた。再発に至る過程で、新たなゲノム異常を獲得したり、マイナークローンが治療という選択圧によって優勢となっているとかんがえられる。一方、再発腫瘍には未治療時から遺残するゲノム異常もあり、治療耐性クローンが有する内因性の異常と考えられた。再発に至る耐性クローンの起源や特徴的なゲノム異常を明らかにした。引き続き、トランスクリプトームレベルでも解析を行い、CRT耐性クローンが有する遺伝子異常の特徴を明らかにする予定である。次世代シークエンサーから得られた膨大なデータの解析を行う。ゲノム・トランスクリプトームレベルの腫瘍内不均一性が食道癌に対する化学放射線療法耐性に寄与するメカニズムを解析する予定である。さらにPBAT法による網羅的DNAメチル化シークエンスを行い、エピゲノムについても同様の解析を行う予定である。遺伝子統合解析を行いことで、ゲノム・トランスクリプトームレベルの腫瘍内不均一性が食道癌に対する化学放射線療法耐性に寄与するメカニズムを解析する予定である。一部でシークエンスが未実施であるため実験消耗品の購入および追加シークエンスを実施予定
アトピー性皮膚炎発症因子解明のためのラマン分光計を用いた乳児期角層の解析

本研究では、新生児期から共焦点ラマン分光計による角層内因子の解析を行い、アトピー性皮膚炎、アレルギー疾患の発症との相関を解析することを目的としている。共焦点ラマン分光計は共焦点ラマン分光計を用いることで、非侵襲的にin vivoで角層水分量、天然保湿因子、尿素、ウロカニン酸、セラミド、コレステロールなどを角層内の濃度勾配も含めて解析することが可能であるが、1回の測定に数分間測定部位を静止する必要がある。そのため、新生児、乳児では、測定中に動いてしまうことが多く、成人と比較して安定した測定データを得ることが困難であった。今年度は、まず新生児、乳児における共焦点ラマン分光計による測定で安定した測定データを得るために、0ヶ月10名、1ヶ月7名、4-8ヶ月10名の新生児、乳児計27名を対象に、共焦点ラマン分光計による測定の測定条件を検討した。測定部位、測定時の体勢などを検討するとともに、ラマン分光計による測定間隔も検討した。ラマン分光計では、測定間隔を倍にすると、測定時間を半分にすることができる。測定部位については、前腕、下腿屈側の2箇所で検討を行った。新生児、乳児ともに、前腕より下腿屈側の方が安定したデータを得ることができた。また、角層の測定間隔については、4μm毎の測定でも2μm毎の測定とほぼ同精度の測定データが得られることが明らかとなった。また、新生児、1ヶ月、4-8ヶ月の3群に分けると、角層水分量は新生児で最も低いのに対し、NMF、セラミド、コレステロールに関しては、新生児、1ヶ月、4-8ヶ月と成長とともに減少していく傾向がみられた。当初、アレルギー疾患におけるハイリスク乳児の出生コホート研究の参加者を対象としていたが、測定条件の検討から開始することとし、健常児も対象とした測定を行っている。また、0ヶ月から12ヶ月の継時的にデータを取得するには、幅広い月齢での測定条件の検討を行う必要があり、今年度は個人毎に継時的に測定するのではなく、幅広い月齢の児で測定条件を検討することを優先させた。ただし、健常児においても、新生児期からの共焦点ラマン分光計による測定報告は少なく、貴重なデータであると考える。今年度は、新たに新生児から被験者をリクルートし、昨年度検討して得られた測定条件にて、各個人において、0ヶ月から12ヶ月の継時的に共焦点ラマン分光計による測定を行っていく予定である。また、0ヶ月から12ヶ月の継時的にデータを取得するには、幅広い月齢での測定条件の検討を行う必要があり、今年度は個人毎に継時的に測定するのではなく、幅広い月齢の児で測定条件を検討することを優先させたため、まずは少人数で行ったため、謝金、人件費が少なくなっている。

今後、0ヶ月から12ヶ月の継時的にデータを取得する研究を実施するには、研究補助員の人件費が必要であるため、人件費、新たなリクルートのための謝礼などに使用予定である。
1960年代「高度経済成長」期におけるわが国教育構造の変動に関する地域比較研究

人的能力開発計画の前提条件となったものは、(1)労働市場の変化、(2)労働過程の変化、(3)職業教育・訓練の変化であった。人的能力開発計画の成立の契機は、(1)1957年からの科学技術者と技能工の不足、(2)1960年以降予測を上回る急激な労働力需要の伸びによって労働力需給の均衡が崩れたこと、(3)高校進学率の急上昇などであった。人的能力開発計画は、西欧型横断的労働市場の形成を目ざしていた。職種ごとに必要な能力、資格要件を確定し、それぞれに対応した教育・訓練ルートを学校制度、訓練制度の中に位置づけようとするものであった。これは、現実には職業学科の多様化として結果した。全国一斉学力テストによって、各県が学力向上をめぐって相互に競争したことは、経済成長、企業誘致をめざし、高度成長にのりおくれまいとする、特に工業地帯からはなれた地方自治体のあせりを強く反映するものであった。高校多様化路線の失敗に代表される人的能力開発政策の失敗は、根本的には、西欧型労働市場の形成をめざす意味が消失したことを反映している。1965年の経済不況の頃から能力主義にもとづく労務管理がおこなわれ始め1969年に日経連が「能力主義管理ーその理論と実践ー」を出したことに、その現実的意味が反映している。北海道や富山県など、地方自治体レベルで国に先行して県の総合開発のための人材養成計画(教育計画)を策定した経緯があり、しかも城戸幡太郎、矢口新らの教育学者が参画していた。現地調査で入手した資料の分析と記述(論文化)は、なお課題として残されている。地方当局者の60年代認識は、勤務評定など、「政治の季節」的認識が相当強いことがわかった。昭和60年6月末以降、原則として週1回研究会をおこない、先行研究の検討、地域調査の企画、地域調査結果の報告と検討、重要政策文書の検討などをおこなってきた。まず、中央レベルの政策分析について、先行研究の多くは「能力主義」と「管理主義」の概念で説明してきているが、そこでは、1時期区分が不分明であること、2、中央→地方の視点が中心であり、中央【→!←】地方のダイナミズムを解明していないこと、3、〈経済と教育〉という大枠でとらえられており、労働市場の変化、労務管理の変化など細分化された視角からの〈経済と教育〉の関連構造が解明されていないことなど、多くの問題点が明らかになった。これらは、本研究の今後の研究課題となるものである。つぎに、地域調査については、北海道札幌地区、岩手県、富山県、埼玉県、愛媛県に2回、北海道釧路地区に1回調査に入った。1回目の調査は主として、教育委員会、教育研究所、教育センター、県議会各会派代表、教職員組合、業協、漁協などの関係者(幹部)からの面接聞取調査が中心であった。2回目の調査は主として、教育研究所、教育センター、図書館などでの文献資料の収集(複写作業を含む)が中心であった。北海道大学、北海道教育大学釧路分校、岩手大学の教官からレクチャーをうけたほか、可能な地域では学校を訪問視察しもしくは研究会を視察し、また教師と話しあう機会をもった。面接聞取調査およびレクチャーはすべて録音テープにとり、その一部についてはテープおこしをおこなった。昭和61年3月に、教育長、校長、教職員組合役員等を対象とする全国的規模の、「高度経済成長」期の教育に関するアンケート調査を実施した。米国、英国研究については、研究協力者において研究が進行した。1 60年度において実施した面接聴取検査については、本年度において整理と文章化作業を行い、その主要なものについて研究資料「面接調査の概要」として印刷した。

60年代「高度経済成長期」といっても、地域によって課題に独自性があったことが具体的に明らかとなった。勤務評定にせよ全国一斉学力調査にせよ、地域によりその「効果」の差異は予想をこえるものであった。2 60年度において実施した有識者アンケート調査については、集計と第一次分析をおこなった。学校の物的整備は進んだが、学力の向上、道徳性の向上には失敗したという顕著な認識が示された。8月の日本教育学会で報告し、そこで出された批判を参考に、第二次分析作業をおこなった。その結果は62年度において文章化する。3中央レベルの政策分析については、高度経済成長期日本における学卒労働市場の変化を中心に、進学率の向上が及ぼした問題等について検討し、文章化作業をおこなった。4地域研究においては、現地調査による資(史)料集収が順調に進展した。特に富山県調査については、資料分析も進み、文章化作業をおこなった。5外国研究については、60年代アメリカ研究が進展した。主として、公民権運動、救貧立法、経済機会法等が教育に及ぼした影響について検討し、文章化作業をおこなった。6 62年度においては、富山県以外の地域研究、60年代イギリス研究等を重点に研究を進めつつ、最終年度をめざして研究の総合化を試みる。また、上記25の研究の中間的成果(文章化されたもの)については、学会や雑誌に発表しあるいは研究資料として印刷するなどして、広く学界の批判をうけ、最終報告に生かす予定である。1.研究会を定期的に行い,1960年代の教育理論の諸潮流に検討を加えた.2神奈川県調査を本格的に実施し,高校教育会館の倉庫から,いわゆる「神奈川勤評」に関する,学会には未知の史料を発掘した.現在それを整理分析中であるが,勤評問題など60年代にかかわる教育研究に新たな問題提起が可能になると予見される.3その他の地域についても補充調査を実施し,来年度(最終年度)に行う研究のまとめについての準備がほぼととのった.(1)かねて60年代の教育計画が第1次,第2産業政策との関連で論じられることが多かったのに対し,北海道釧路地区の調査により,それを第1次産業政策との関連で分析する見通しを得た.(2)また,かねて50年代の地域教育計画と60年代のそれとの異質性が強調されてきたが,北海道の開発計画(教育計画を含む)をつぶさに分析したところ,そこにおいては両者の共通性が注目されるという知見を得た.(3)また,かねて60年代の地域教育計画は全国的な開発計画,教育政策に従属したものとの評価がなされているが,岩手県調査では,地域にそれを受けいれる素地があり,県教育計画は,県が主体的に作成したものとの評価が得られた.(4)富山県調査では,50年代の教育計画が本質的に「産業性概念を中心とした教育改革」計画であったのが,60年代には労働力需給にかかわる人材配分計画に変質したとの分析結果を得た.4有識者アンケート調査結果の分析を深めることができた.昭和63年度は本研究の最終年度であるので、研究成果のとりまとめのための検討会、日本教育行政学会(10月、鳴門教育大学)での研究発表に重点がおかれた。実際上本研究の中心となってきた東京大学助手田子健氏が他大学に転出したこともあり、現時点での研究成果のとりまとめはやや不十分である。しかし、別に研究成果報告書に記載したように、大きくは以下のような知見を得ることができた。人的能力開発計画は、西欧型横断的労働市場の形成を目ざしていた。
異種ヘテロ原子複合化による機能性発光材料の創生

イオウ、セレン、窒素、テルルなどのヘテロ原子を複合導入したπ共役系分子の合成手法を確立し、発光特性について検討した。種々の不飽和結合を有する化合物に対し、ヘテロ原子の複合導入が可能な光誘起ラジカル反応、または遷移金属触媒反応を適用することで、セレン、イオウ、テルル、窒素、リンの複合導入に基づくπ共役系分子の創生に成功し、生成したπ共役系分子の結晶構造、電気化学特性、および光機能の系統的測定を行った。イオウを含む高分子については高い発光特性を示すと同時に、金属種との錯形成が可能であることが示唆され、ヘテロ原子含有π共役系の発光機能が大きく向上した。近年、有機超伝導に代表される伝導性有機化合物の応用展開は多様性を増してきており、特に、セレン、イオウ、窒素、テルルなどの孤立電子対を有するヘテロ環化合物は、それらの電子状態に基づいた新機能を有する魅力的な研究対象であるだけでなく、材料、医療といった精密合成を必要とする学問領域の発展には欠くことのできない構造体となっている。しかし、ヘテロ原子を複合化させた材料開発は、その合成の複雑さ、困難さから普遍的な製造法が確立されておらず、ヘテロ元素含有パイ共役系分子の効率的な創生がこの分野の発展に大きな意義を持つと考えられる。本研究では、これまでに開発してきた遷移金属触媒、光照射によるヘテロ原子複合同時導入法を駆使し、新規ヘテロ原子複合発光材料の創生を行うものである。イオウ、セレン、テルル、窒素などから構成されるヘテロ環化合物は特異な材料特性を示すことから、最近、材料化学分野において注目を集めている。本研究では、従来にない合成手法をもって、これらの元素を複合化させた広範なπ共役系を有する新規ヘテロ原子複合発光材料の開発を目的として研究を行った。アセチレン骨格へのヘテロ元素導入については、イオウ、セレン、テルル、窒素、リンの選択的な導入が可能となっただけでなく、これらの元素の複合導入についても良好な結果を得た。さらに、これらの光物性、電子移動特性について検討を行うために、従来の低分子に加え、フェロセン、ポルフィリンなどに本複合導入法を適用した結果、これら機能性骨格に対しても反応が良好に進行することを見出した。ポルフィリン骨格を持つ化合物からは、イオウ-セレン、イオウ-テルル、セレン-セレンなどの組み合わせによる同時導入の結果、吸収波長の長波長シフトが観測され、16族ヘテロ原子の複合導入による光物性の変化を系統的に捉えることに成功した。さらに、フェロセン骨格を持つ化合物からは、複合導入化合物の酸化還元電位がアノードシフトすることを確認し、系統的な酸化還元電位の変化が見られたことから、一連のカルコゲン複合導入化合物の基礎物性について包括的なデータを取得することができた。さらに、光物性については、ジエチニルベンゼンに対するイオウの導入より生成した化合物が蛍光特性を有することを見出した。研究計画に従い、本年度はこれまでの研究で新たに合成した機能性分子の機能評価について検討した。アセチレン骨格へのヘテロ元素導入については、イオウ、セレン、テルル、窒素、リンの選択的な導入が可能となった。さらに従来のシンプルな低分子に加え、フェロセンやポルフィリンを有するアセチレンに本複合導入法を適用した結果、これら機能性骨格に対しても反応が良好に進行することを新たに見出した。導電性材料としての展開が可能なフェロセン誘導体については、昨年度、イオウ原子導入にともなうポテンシャル変化の系統的な取得を行ったが、本年度はセレン-テルルの複合導入も可能となり、カルコゲン全般にわたるレドックスポテンシャルの系統的変化の追跡に成功した。また、その検討の中で、カルコゲン部位の二重付加が選択的に生起することが明らかとなった。この成果をバンドギャップの狭小化に適用すべく、検討を進めている。さらに、ベンゼン骨格を有するアセチレンへの選択的なイオウ導入を行った化合物について、イオウのカチオン化によって、光機能の増加を図った。具体的には、ビニルスルフィドのイオウ部位に対してメチル化を行い、吸収、発光を測定した。その結果、吸収光に大きな変化を生じさせることなく、発光効率が飛躍的に上昇することが観測された。カチオン化を行っていない化合物に比べると、発光量は6倍に増大した。これに加え、計画書に従い、合成した含イオウ高分子への金属元素の配位について、検討したところ、パラジウム金属の配位が可能であることを明らかにした。機化合物を用いた導電性分子や有機超伝導体の発見以来、π(パイ)共役系を有する分子は大きな注目を浴びている。近年のナノテクノロジーの発展と歩みを合わせるように、これら材料化学分野における合成設計と精密合成は、単分子自体の機能化という点で重要度が増してきている。

イオウ、セレン、テルル、窒素などから構成されるヘテロ環化合物が、材料化学分野で創造性をかきたてる研究対象となっていることから、本研究では、従来にない合成手法をもって、これらの元素を複合化させた広範なπ共役系を有する新規ヘテロ原子複合発光材料を開発することを目的としている。これまでの研究の結果、アセチレン骨格へのヘテロ元素導入については、イオウ、セレン、テルル、窒素、リンの選択的な導入が可能となっただけでなく、従来の低分子に加え、フェロセン、ポルフィリンなど機能性分子への導入が可能であること、さらにベンゼン骨格を有するアセチレンへのイオウ導入に続く、イオウのカチオン化によって、発光効率が飛躍的に上昇することが観測された。本年度は申請計画に沿って、これらの複合系を展開し、含窒素化合物の複合同時導入反応を達成した。また、リン-ヨウ素複合系を利用した選択的ビニルヨージドの合成も可能となった。物性調査として、本反応系を適用することによって得られるフェロセン-イオウ複合体、フェロセン-セレン複合体について、酸化還元電位を測定した結果、共役系と連接したヘテロ原子が物性に大きく影響を及ぼすことが明らかとなった。これらの知見をもとに、ベンゼン骨格を有するヘテロ元素含有共役系高分子を合成し、金属配位による消光作用から蛍光特性を明らかにした。これらの結果は、実用的発光材料への展開として重要な成果と考えられ、引き続き実用展開を検討している。近年、π(パイ)共役系を有する分子は、その機能性のみならず、稀少元素の代替材料としての可能性についても大きな注目を浴びている。イオウ、セレン、テルル、窒素、リンなどのヘテロ元素は、国内生産量も多く、これを用いた化合物は重要な製品として位置付けられている。本研究では、これらの元素を複合化させた広範なπ共役系を有する新規ヘテロ原子複合発光材料を開発することを目的としている。これまでの研究の結果、アセチレン骨格へのヘテロ元素導入については、イオウ、セレン、テルル、窒素、リンの選択的な導入が可能となっただけでなく、含窒素化合物の複合同時導入反応、リン-ヨウ素複合系を利用した選択的ビニルヨージドの合成も可能となった。本年度は申請計画に沿って、昨年度明らかとなった金属配位による蛍光特性をさらに拡張するために、より広範な共役系分子の構築を行うとともに、環境への負荷を低減するために、アミノ酸を用いた発光性分子の構築も行った。その結果、ヘテロ元素を複合した新しい発光性環状化合物の合成に成功し、緑色から青色の発光を確認した。また、この研究をベースに、ナフタレンジチオール製造企業と共同研究を行い、共役系をナフタレン骨格に拡張することにも成功した。さらに、アントラキノンへのシステイン導入による生体分子由来の新規発光性化合物の合成も可能となった。これらの結果に基づき、企業共同研究も含めた実用的発光材料への展開を行っている。
超巨大台風下の高潮に対する沿岸都市強靭化戦略としての防潮堤の設計革新

超巨大台風下の高潮氾濫において激流化した越流水の挙動を様々な様式の防潮堤に対して普遍的に精度よく計算するには,数値波動水槽が必須である.本研究では,海岸波動の計算力学に邁進してきた京都大学工学研究科のグループと大型波動実験の研究拠点としての海上・港湾・航空技術研究所港湾空港技術研究所が緊密に連携し,激流の高精度計算に不可欠な高精度粒子法の理論的ストックと大型模型実験の技術的ストックを融合し,焦眉の急を要する超巨大台風下の高潮氾濫に対応した防潮堤設計法の革新の加速的推進を目的とする.数値波動水槽に関しては,[1]粒子法の最大の弱点である圧力ノイズの画期的低減を可能とする技術として注目されている高精度粒子法の更なる高度化,[2]DEM型固液混相流モデルの改良による剛体・流体連成計算の効率化,[3]局所3次元計算のための半陰解法型並列計算コードの開発の3課題を中心に据えた.京都大学では初年度は,上記[3]で開発するコードの性能評価に必要な並列計算機システムの導入を行いつつ,個々の計算技術の開発を進めた.一方,大型波動実験は,[1]極値的越波と衝撃波力に関する可視化実験,[2]極値的越波と衝撃波圧の計測,[3]極値的越波による堤体基礎侵食過程の水理実験の3つの柱から成る.海上・港湾・航空技術研究所では初年度は,PIVシステムを導入し,上記[1]の可視化実験に重点を置いて進めた.得られた成果,すなわち新たな計算技術や実験データに関しては,本報告書の項目10に記載の国際学術誌・学会発表等で公表した.研究実績の概要に記載の項目[1]粒子法の最大の弱点である圧力ノイズの画期的低減を可能とする技術として注目されている高精度粒子法の更なる高度化に関しては,成果を本報告書の項目10に記載の7編の全文審査付き論文(英文4編,和文3編)にまとめた.英文4編はすべて,Web of Science core collectionに属する主要国際journal(具体的にはCoastal Engineering, Computers & Fluids, Coast Engineering Journal, Applied Ocean Research)に掲載された.項目[2]DEM型固液混相流モデルの改良による剛体・流体連成計算の効率化に関しては,成果を本報告書の項目10に記載の4編の全文審査付き論文(英文2編,和文2編)にまとめた.英文2編はいずれも,Web of Science core collectionに属する主要国際journal(具体的にはCoastal Engineering Journal, Journal of Hydraulic Engineering)に掲載された.項目[3]局所3次元計算のための半陰解法型並列計算コードの開発に関しては,本報告書の項目10に記載の論文「DEM-MPS法による砕波帯漂砂過程の3次元計算」に開発途上の成果を活用した.また,大型波動実験に関しては,実施した実験のデータの一部を,本報告書の項目10に記載の論文「高精度粒子法を用いた防波堤の津波越波越流洗掘のための粒子法堆積モデルの開発」に検証データとして活用した.技術開発は順調に進行しており,初年度としては予想以上に多くの成果が得られている.先に述べたとおり,本研究では,京都大学と海上・港湾・航空技術研究所の2拠点で数値波動水槽の高度化技術開発と大規模模型実験によるデータ収集を同時並行的に実施する.2年目となる平成31年度は,初年度に導入した設備・並列計算機システム(京都大学)およびPIVシステム(海上・港湾・航空技術研究所)を活用して効率的に研究を推進する.数値波動水槽に関しては,研究の中心軸である[1]粒子法の最大の弱点である圧力ノイズの画期的低減を可能とする技術として注目されている高精度粒子法の更なる高度化を継続する.初年度に行った[2]DEM型固液混相流モデルの改良による剛体・流体連成計算の効率化を受け,具体的な海岸構造物の津波越流被害のシミュレーションを行い,モデルの適用性を検証する.[3]局所3次元計算のための半陰解法型並列計算コードに関しては,堤体越流時の被覆ブロックの離脱問題など3次元性が顕在化する問題への適用を通して検証を進める.一方,大型波動実験は,初年度後半から取りかかった[1]極値的越波と衝撃波圧の計測,[2]極値的越波による堤体基礎侵食過程の水理実験を継続する.初年度に導入したPIVシステムと海上・港湾・航空技術研究所が保有する世界最大級の造波水槽(全長184m,深さ12m)を活用して,極値的越波による堤体基礎被災過程の解明に努める.得られた成果,すなわち新たな計算技術や実験データに関しては,国際学術誌,学会発表等で公表する.超巨大台風下の高潮氾濫において激流化した越流水の挙動を様々な様式の防潮堤に対して普遍的に精度よく計算するには,数値波動水槽が必須である.本研究では,海岸波動の計算力学に邁進してきた京都大学工学研究科のグループと大型波動実験の研究拠点としての海上・港湾・航空技術研究所港湾空港技術研究所が緊密に連携し,激流の高精度計算に不可欠な高精度粒子法の理論的ストックと大型模型実験の技術的ストックを融合し,焦眉の急を要する超巨大台風下の高潮氾濫に対応した防潮堤設計法の革新の加速的推進を目的とする.数値波動水槽に関しては,[1]粒子法の最大の弱点である圧力ノイズの画期的低減を可能とする技術として注目されている高精度粒子法の更なる高度化,[2]DEM型固液混相流モデルの改良による剛体・流体連成計算の効率化,[3]局所