hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Si(111)面に形成されるAg超構造の相転移現象の研究

超高真空装置内でSi(111)面の清浄表面である7x7構造を作製したのち、Agを蒸着して√3x√3構造を作り、50Kから450Kまでいくつかの温度で測定を行った。低温では、回折ピークの周りに散漫散乱が観測された。これは、IET(InEquivalent Triangle)モデルにおいて、互いに回転方向の異なるtwinに相当するドメインがX線のコヒーレント領域内にほぼ同じ割合で多数存在すると考えることにより説明できることが分かった。この散漫散乱の温度依存性を調べることにより、相転移温度は150K±4Kであることを見いだした。まず、相転移温度より十分高い室温のデータを非等方的な温度因子をとりいれて詳しく解析した。室温については再現性も含めて複数回測定したデータを用いた。その結果、IETモデルより、従来のHCT(Honeycomb Chained Triangle)モデルにおいて、三角形状に配列したAg原子はその中心の周りにつよく熱振動しているモデルの方が実験結果をよく説明できることが分った。次に、散漫散乱積分強度の温度依存性から臨界指数を求めると約0.26であった。この値は、秩序・無秩序相転移のときによく知られている0.125(=1/8)という値にくらべてかなり大きい。さらに、そのときの回折斑点の積分回折強度の温度依存性を詳しく検討すると、相転移温度の前後で変化し、しかもその変化の様子は反射指数に依存することが分かった。以上のことから、Si(111)√3x√3-Agの相転移は秩序・無秩序型ではなくむしろ構造変化をともなう変位型であることが分かった。
地下鉄駅舎におけるパッシブセイフティシステムに関する研究

本研究では、火災時における安全対策の作動信頼性の問題と、日常時の空調負荷増大の問題を同時に解決するシステムであるパッシブセイフティシステムを採用した地下鉄駅舎において、火災時の旅客の避難安全性を確保するために満たすべき駅舎内部での条件(階段室手前での遮煙条件)を把握することを目的として、1/20スケールの地下鉄駅舎模型を用いた模型実験を行った。具体的には、階段室手前の垂れ壁高さ、垂れ壁下通路幅、チムニー内ヒータ設定温度、火源発熱速度、火源位置、模型天井高さをパラメータとして数多くの実験を行い、各実験パラメータの組合せと階段室への煙流入の有無から遮煙成否の境界となる条件を把握した。また、今後、CFDによる駅舎内部の煙流動性状に関するより詳細な検討を行う際に必要不可欠となる実験データを収集した。なお、本研究で提案しているパッシブセイフティシステムは、火災時の避難安全性を確保するだけでなく、ドライミストおよび太陽エネルギーを利用した自然対流による気流制御により、日常時の空調負荷を軽減する実用システムでもある。このため、本システムにより、地下鉄駅舎内の空調機械室面積、空調機器の削減が図れ、また、空調システムのランニングコストの削減に資することが可能となる。こうした実用的に優れた機能を有する本システムは、今後、地下鉄の開発が急速に進みつつある中国をはじめとするアジア諸国など世界各国において、地下鉄駅舎の火災安全対策のひとつとして、広く応用されることが期待される。このことから、本研究は、火災安全工学の応用による避難安全対策に関する実用技術の開発研究として大変意義ある研究であると言える。日常時の省エネルギーと火災時の避難安全性の確保を両立するシステムとして、パッシブセイフティシステムを提案した。本研究では、主に地下鉄駅舎を対象とするが、本システムを実建築物に採用するにあたり、システムが有効に働くための駅舎内部での境界条件を把握する必要がある。そこで、1/20スケール駅舎模型を製作し、相似則に基づき模型実験を行った。具体的には、以下の手順で実験を行うことにより、火災時にシステムが有効に働くための条件を把握した。(1)チムニー寸法(高さ,断面)を変更して模型実験を行うことで、チムニー寸法が駅舎内煙流動性状,階段室-火災室間遮煙状況に与える影響を把握した。(2)階段室上部の冷却器(ドライミスト設備の代替),チムニー内面状電熱ヒータ(ソーラーチムニーの代替)の条件を一定として、垂れ壁高さ,垂れ壁下通路幅を変更して模型実験を行った結果、適切な設計条件の下では火災時の安全性が確保されることを確認した。(3)竪穴(階段室,チムニー)の組合せ(数,位置)を変更して模型実験を行うことにより、階段室の数が増加することにより、階段室-火災室間の遮煙に対しては不利に働くことを確認した。また、火災時に階段室の安全を確保するためには、火災発生直後(煙がチムニーに流入する前)に遮煙が行われることが重要であり、この時の遮煙成否の境界となる条件を把握する必要があることを示した。(4)階段室×1,チムニー×1の最も基本的な模型パターンにおいて、垂れ壁高さ,垂れ壁下通路幅,火源位置,チムニー内面状電熱ヒータ設定温度(外気温からの温度上昇)をパラメータとして模型実験を行い、火源位置毎に階段室-火災室間での遮煙成否の境界となる条件を把握した。
高発がん家系におけるDNA不安定性のターゲットの同定に関する研究

大腸がん多発家系由来大腸がん20例及び一般大腸がん62例について、28種のマイクロサテライトリピートを用いてゲノム不安定性を検討した。その結果、大腸がんはI群(20%以上の座位でRERを示す)、II群(420%の座位でRERを示す)、III群(RERを示さない)分類できた。I群は多発家系大腸がんの35%、一般大腸がんの6%を占めた。ついで、種々のがん関連遺伝子における体細胞変異を検討したところ、p53、APC、DCC変異はI群に少ないことが判明した。一方Ki-ras変異頻度度は群間に差がなかった。またhMSH2あるいはhMLH1変異はI群の約半数にのみ検出された。さらに種々のがん発生や進展に関与すると考えられる遺伝子の変異を検討したところ、I群にのみPolB(18%)、B2M(45%)、p21(9%)、p16(9%)変異が検出され、TGFBRII(91%)、HLAクラスI変異(36%)はI群に多く観察された。注目すべきは、B2M変異とHLAクラスI変異の両方を有するがんは存在しなかったことであり、これらのいずれかに変異を有するがんはI群の81%、II群やIII群では1013%であった。このことから、RER陽性腫瘍に特徴的な変化として、TGFBRII変異以外に、HLAクラスI分子発現の量的あるいは質的変化が存在すると考えられる。一方、RERの検出頻度はマイクロサテライトの多型の程度とは必ずしも一致しなかったことから、人類集団におけるマイクロサテライト多型に関する研究を行った。HLA-DQ領域のCAリピートであるDQCARには、少なくとも10種の対立遺伝子が存在し、その約半数(DQB1^*02、^*03または^*04に連鎖する群)は配偶子形成時の変異頻度は高く、残る半数(DQB1^*05または^*06に連鎖する群)は変異頻度が極めて低いことを見出した。この配偶子形成時の変異は、CAリピートを増加させる方向のものが2:1の頻度で多く、また完全な(CA)nリピートの長さが8以上である場合に高率に生じることを塩基配列解析によって明らかにした。
ネットワーク形成問題に対する工学的手法の開発と形成メカニズムの解析

本研究では、研究開発のための戦略的提携やサプライチェーンにおけるネットワーク形成といった、経営システムにおける大規模なネットワーク形成の問題を考え、各企業等の事業主体の提携行動に対する合理的意思決定を、モデルを用いて科学的に分析することを目的とした。モデルはゲーム理論的手法により新たに作成した。そしてその解析によって、複雑かつ大規模な状況下でのネットワーク形成に関して、従来研究では得られなかった様々な形成メカニズムの解明と、戦略的な示唆を得ることができた。本年度においては具体的に以下の2つの点に焦点を当てて研究を行った。(1)リンクのコストの負担額を各プレーヤーが戦略的に決定する状況下でのネットワーク形成問題のモデル化と解析(2)企業経営におけるネットワーク形成戦略の分析のための、いくつかの基本モデルの開発とその分析具体的な成果としては、まず(1)については、通信遅延や情報遅れなど、各主体が目的地に到達するまでに要する経路の長さに依存して生じる障害の影響を考慮し売上でのネットワーク形成問題を考え、その結論として、リンク形成コストの負担額をその両端のプレーヤー間で戦略的に決定し合う状況のもとではく安定的に達成されるネットワークは社会的に最適なものに限られ、かつそれは必ず形成されることを数学的に証明した。また(2)に対しては、現代の企業競争戦略の分析には価格のみを競争し合う古典的な寡占競争モデルでは不十分であるとの見地に立ち丸品質も同時に決定することを考慮に入れたモデルを新たに開発した.その上で、まずある財を提供する2企業による競争下において、その補完財を提供する第3の企業との垂直提携戦略の分析を行い、競争企業とのバンドルを回避した独占的統合のビジネスモデルが有効であるとの結論を導くことができた。また、ついで競合企業間のブランドロイヤリティに対する非対称性を考慮した上での競争戦略について分析し、消費者の品質志向の強い市場下においては両企業の競争戦略自体に非対称性が存在することが分かった。以上の結果は、いずれも既に海外論文誌(Economics Letters誌及びEuropean Journal of Operational Research誌)に掲載または掲載決定されており、今後はこれらの成果をインターネット・プロバイダ間の提携戦略等、より実際的な大規模ネットワーク形成問題に対して応用させることを検討している。(1)サプライチェーンにおけるネットワーク形成戦略の分析のための、いくつかの基本モデルの開発とその分析(2)企業間の大規模な戦略的提携ネットワーク形成問題のモデル化とその分析具体的な成果としては、まず(1)については、サプライチェーンの代表的フェーズである製品開発(ラインナップ決定を含む)段階を取り上げ、競合企業間で戦略的に製品開発が行われることを前提とした場合の均衡分析を行った。本研究では特に、製品数そのものからも正負の外部性が発生することを仮定し、分析の結論として、外部性の(正方向への)強さと均衡製品数とはしばしば逆比例の関係を持つことが分かった。このことは、サプライチェーン全体でどのようなサイズの提携ネットワークが形成されるかという問題に対して大きな示唆を与えるものである。そこで実際に、寡占企業間での大規模ネットワーク形成問題の定式化を行うべく(2)の研究を行った。現在までに得られている研究成果は、各企業におけるネットワーク形成戦略は、先に述べた外部性と共にもともとの各企業間の代替性(差別化の度合い)に大きく依存し、それらは均衡状態におけるネットワークのサイズと必ずしも比例の関係を持つとは限らないということである。しかし、その厳密な数学的解析は非常に困難を極めており、数値シミュレーションによる方法も含め、詳細については次年度の課題としたいと考えている。以上の結果は、いずれも既に海外論文誌(Managerial and Decision Economics誌及びEuropeanJournal of Operational Research誌)に掲載決定されており、今後はこれらの成果をもとに大規模なネットワーク形成の解析方法の確立を行いたいと考えている。(1)企業間の戦略的提携ネットワーク形成に関する解析(2)ロングテール市場におけるサプライチェーン・ネットワークの戦略的形成のための意思決定モデルの開発に関する基礎的研究まず(1)については、前年度の研究成果を受け、各企業間の代替性の程度と提携時に生じる外部性の程度に応じて、各企業の提携戦略と均衡ネットワークがどのようになるかということを解析した。特に今年度は、代替性や外部性の程度が各企業間で非対称であるケースについて重点的に解析した。これは現実的な設定である一方、対称なケースに比べて非常に複雑な数学的解析を伴うものであった。しかし、数値シミュレーションを併用することにより、非対称な状況下では対称な状況下に比べてより提携行動が合理的となりやすいとの重要な知見を得ることができた。また、本研究課題の最終年度となる今年度は、研究課題終了後の将来的な研究の展開を見据える形で(2)の研究についても取り組んだ。ロングテール市場に関する研究はまだ緒についたばかりであるが、従来型市場とは製品種類数のオーダーが異なるという特徴を踏まえることが本質的となる。

いくつかのモデル分析を通じて、企業は製品種類数が膨大になることに伴う消費者の混乱(情報処理能力の限界)を考慮し製品数を最適化することが得策であり、またそのような混乱を軽減させるための技術開発が最優先であるとの示唆を得ることができた.ゆえに、将来的にはこの知見を盛り込む形で戦略的ネットワーク形成のためのモデル開発を進める必要があろう。
ο-キノノイド構造の特性を活かした新規非平面性拡張キノン系分子の合成と機能

課題研究期間内に行われた研究内容について,以下の3つにまとめられる.1.拡張ピラシロキノン誘導体の合成と物性ピラシロキノンの初めての拡張キノン誘導体を合成し,その特徴を明らかにした.X線結晶構造解析から求めた分子構造ならびにCV法より求めた還元電位からピラシレン部の反芳香族性の寄与が認められた.2.ジチエノ縮環ビス(スピロジエノン)骨格を有する新規酸化還元系分子の合成と物性チオインジゴ拡張キノン類の合成研究の過程で,ビス(ベンゾ[b]チオフェン)縮環ジスピロ[5.4.5.0]ヘキサデカ-1,4,7,9,12,15-ヘキサエン-3,14-ジオンという新しい骨格を持つ分子を得た.この化合物は二電子還元により中央六員環が開裂し,ビスフェノキシドを与えた.また,光照射により得られるESRシグナル強度は光照射のオン-オフにかなり鋭敏に反応することがわかった.さらにベンゾ[b]チオフェン縮環体からベンゼン環を取り去ったジチエノ縮環体から,新規なクォーターキノン誘導体を合成した.金属光沢のある暗緑色結晶で、675nmに強い吸収を持ち、吸収端は900nmに達する.CV測定より,温度によって異なる還元過程をとることがわかった.3.ジチエノ縮環ο-ターフェノキノン誘導体の合成研究ベンゾ[2,1-b:3,4-b']ジチオフェン骨格とベンゾ[1,2-b:4,3-b']ジチオフェン骨格を持つ誘導体について合成した.それぞれ前駆体となるビスフェノール体を分子内McMurry反応を鍵反応として合成し,フェリシアン化カリウムによる酸化反応を検討したところ,共にキノン体ではなくジラジカル体が生成した.また,反応時間を長くすると別の化学種へと変換されることもわかった.ベンゾ縮環体との挙動の違いは,ベンゼン環とチオフェン環の立体障害の差だけでなく,芳香族性の違いも反映していると考えられる.課題研究期間内に行われた研究内容について,以下の3つにまとめられる.1.拡張ピラシロキノン誘導体の合成と物性ピラシロキノンの初めての拡張キノン誘導体を合成し,その特徴を明らかにした.X線結晶構造解析から求めた分子構造ならびにCV法より求めた還元電位からピラシレン部の反芳香族性の寄与が認められた.2.ジチエノ縮環ビス(スピロジエノン)骨格を有する新規酸化還元系分子の合成と物性チオインジゴ拡張キノン類の合成研究の過程で,ビス(ベンゾ[b]チオフェン)縮環ジスピロ[5.4.5.0]ヘキサデカ-1,4,7,9,12,15-ヘキサエン-3,14-ジオンという新しい骨格を持つ分子を得た.この化合物は二電子還元により中央六員環が開裂し,ビスフェノキシドを与えた.また,光照射により得られるESRシグナル強度は光照射のオン-オフにかなり鋭敏に反応することがわかった.さらにベンゾ[b]チオフェン縮環体からベンゼン環を取り去ったジチエノ縮環体から,新規なクォーターキノン誘導体を合成した.金属光沢のある暗緑色結晶で、675nmに強い吸収を持ち、吸収端は900nmに達する.CV測定より,温度によって異なる還元過程をとることがわかった.3.ジチエノ縮環ο-ターフェノキノン誘導体の合成研究ベンゾ[2,1-b:3,4-b']ジチオフェン骨格とベンゾ[1,2-b:4,3-b']ジチオフェン骨格を持つ誘導体について合成した.それぞれ前駆体となるビスフェノール体を分子内McMurry反応を鍵反応として合成し,フェリシアン化カリウムによる酸化反応を検討したところ,共にキノン体ではなくジラジカル体が生成した.また,反応時間を長くすると別の化学種へと変換されることもわかった.ベンゾ縮環体との挙動の違いは,ベンゼン環とチオフェン環の立体障害の差だけでなく,芳香族性の違いも反映していると考えられる.本年度はo-キノノイド構造を導入した非平面性拡張キノン系分子の合成を中心に研究を行ってきた.その過程で,やや予想外の結果にも遭遇した.合成の多様化を図るため,新たなビルディングブロックとして3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルボロン酸を合成した.この化合物は各種アリールハライド類とのクロスカップリングにより,キノン前駆体のビスフェノール体の合成に有効である.実際,1,2-ジブロモアセナフチレンとの反応では91%の収率で1,2-ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)アセナフチレンが得られ,従来法に比べて収率を大きく向上できた.3,3'-ジブロモ-2,2'-ビ(ベンゾ[b]チオフェン)との反応で3,3'-ビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-2,2'-ビ(ベンゾ[b]チオフェン)を合成した.チオインジゴの拡張キノン体の合成を目的として.得られたビスフェノール体を酸化したところ,予想したキノン体は得られず,キノン体が分子内環化したジスピロ[5.4.5.0」ヘキサデカ-1,4,7,9,12,15-ヘキサエン-3,14-ジオン骨格を有する化合物が得られた.この化合物は二電子還元により中央六員環が開裂し,ビスフェノキシドを与えることをCV測定およびナトリウム還元体のNMRスペクトルより明らかにした.

さらに,光照射によりフェノキシラジカルの生成を示すESRスペクトルが得られ,しかもシグナル強度は光照射のオン-オフにかなり鋭敏に反応することがわかった.結合の切断を伴うビス(スピロジエノン)-ビスフェノキシラジカルの変換が可逆的に起こっていることを示唆する.本年度は,前年度に見いだした,ジスピロ[5.4.5.0]ヘキサデカ-1,4,7,9,12,15-ヘキサエン-3,14-ジオン骨格を有する化合物に関して,さらなる研究を行った。ベンゾ[b]チオフェン縮環体からベンゼン環を取り去ったジチエノ縮環体を合成し,チオフェン環のα位の反応性を利用することで,スピロ構造を有した新たな誘導体への展開を考えた。その第1歩としてジチエノ縮環体から臭素化,3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニルボロン酸との鈴木-宮浦カップリング,DDQによる酸化を経て,ビス(スピロジエノン)骨格をもつ新規なクォーターキノンを合成した。得られたキノンは金属光沢のある暗緑色結晶で、その吸収スペクトルは675nmに強い吸収を持ち、吸収端は900nmに達する。サイクリックボルタンメトリー法によりその酸化還元挙動を調べたところ、温度によって異なる還元過程をとることを示唆した興味深い結果が得られた。また,ジチエノ縮環o-ターフェノキノン誘導体の合成研究にも着手し,ベンゾ[2,1-b:3,4-b']ジチオフェン骨格とベンゾ[1,2-b:4,3-b']ジチオフェン骨格を持つ誘導体について合成を検討した。それぞれ前駆体となるビスフェノール体を分子内McMurry反応を鍵反応として合成し,フェリシアン化カリウムによる酸化反応を検討したところ,共にキノン体ではなくジラジカル体と思われる化学種が生成した。また,酸化反応の反応時間を長くすると別の化学種へと変換されることもわかった。ベンゾ縮環体との挙動の違いは,6員環から5員環への立体障害の減少だけでなく,ベンゼン環とチオフェン環の芳香族性の違いも反映していると考えられる。
成人発症白質脳症における包括的変異解析及び抽出した新規変異の機能解析

成人発症白質脳症は、その原因遺伝子が多数同定され、生前に確定診断を行えるようになったが、臨床症状や画像所見だけでは診断に至らない症例も多く、対症療法的に治療を続けている例も少なくない。また、遺伝子変異を有する成人発症白質脳症の症例の蓄積は未だ不十分であり、それぞれの病型に特徴的な臨床症状、画像所見、遺伝子変異をより多く抽出していく必要がある。申請者らは、成人発症白質脳症患者について詳細な臨床症状の評価と成人発症白質脳症及び認知症の原因遺伝子について包括的変異解析を行い、遺伝子型と表現型との相関を明らかにしたいと考えている。また、抽出された新規変異について機能解析を行いたい。
微小管関連因子の網羅的解析による植物先端成長の方向性制御機構の解明

極性成長の分子的基盤機構の理解に向けて、コケ植物ヒメツリガネゴケの原糸体頂端細胞の先端成長のモデル系として、1微小管の生成、維持、消失にそれぞれ機能する因子群の網羅的な解析を行い、伸長領域の空間的な制御に関わる微小管組織化の全体像とその分子機構を統合的に解明する。2重力応答によって方向性が変わる場合、微小管組織化の変化とその鍵となる因子群を調べ、重力応答における伸長領域の空間的制御の分子機構を解明する。
睡眠時ブラキシズムに対するオクルーザルスプリントの有効性の検討

実験1:スプリントの長期使用の検討(ブラキサー16名)睡眠中の咬筋筋活動をスプリント装着前、装着直後、装着から2週間後、4週間後、6週間後の測定を行ったが、3ケ月後の被験者の脱落者が9名発生したため、6週間までの長期使用のデータを解析した.その結果、スプリント装着による睡眠時ブラキシズム活動の変化は被験者間でばらつきがみられ、スプリントの効果があまりみられない被験者がいる一方で6週間を通じて,スプリントのブラキシズム抑制効果が認められる被験者もいた.また被験者のブラキシズムに日間変動が認められた.実験2:スタビリゼーション型スプリント(A)と咬合面を被覆しないコントロール型スプリント(B)の比較(ブラキサー16名)1回目の測定のベースラインと2回目の測定のベースラインとの間で,睡眠時ブラキシズム活動に有意差は認められなかった.すなわちスプリントの効果は持ち越されなかった.どちらのタイプのスプリントにおいても,スプリント装着直後はベースラインと比較して睡眠時ブラキシズム活動の減少がみられた.しかし,その効果は装着2週から6週後までの期間では観察できず、また睡眠時ブラキシズム活動に対する長期的な効果に統計学的有意差はみられなかった.装着直後においては,どちらのスプリントを使用した場合でも,50%を超える最大振幅値を持つ睡眠時ブラキシズム活動の減少傾向がみられた.装着2週後以降は,コントロール型(パラタル)スプリントでは,ベースラインと同様の筋活動分布を示したが,スタビライゼーションスプリントでは,5080%MVCを最大振幅とする睡眠時ブラキシズム活動は,6週後においても装着直後と同様な減少傾向を示した.本研究の結果からブラキサーのスプリントに対する影響度は様々であり、スプリントは高い筋活動に対する抑制効果が期待できるが、短期的な効果である可能性が示唆された.ブラキシズム調査票、睡眠時咬筋筋活動測定と臨床診査の結果からブラキサーの確定診断を行い、ブラキシズム患者20名を被験者とした.被験者は,本研究についての説明を行い,参加の同意が得られた九州大学歯学部学生,九州大学病院の職員または,九州大学病院歯科医療センターへブラキシズム治療を主訴とし来院した患者の中から選択した.実験1:スプリント長期使用の検討(ブラキサー12名)被験者をブラキシズム治療群すなわちスプリント群(スタビリゼーション型スプリント)と無治療群にランダムに振り分け、スプリント群にはスプリント装着前、装着直後、装着から2週間後、4週間後、3ヵ月後の睡眠時咬筋筋活動を測定した。無治療群にはスプリントを装着せず、同じタイムテーブルでの測定を行った。睡眠時咬筋筋活動は携帯型筋活動測定装置にて測定し,その咬筋筋活動のなかから睡眠時ブラキシズム活動を抽出した.抽出された睡眠時ブラキシズム活動について,EVENT,DURATION,AREAの3つの解析パラメーターを算出した.さらに筋活動の強さによる分布状態を把握するためにEMGレベルの解析を行った.その結果、スプリント装着直後に治療群の筋活動の減少がみられたが、EMGレベルの解析では両群に特徴的な所見が得られなかった.実験2:スタビリゼーション型スプリント(A)と咬合面を被覆しないコントロール型スプリント(B)の比較(ブラキサー8名)Crossover Designを用い、スプリントA装着のあとにスプリントBを装着するA群とスプリントB装着の後にスプリントAを装着するB群それぞれ4名にランダムに振り分け、スプリント装着前、装着直後、装着から2週間後の睡眠時咬筋筋活動を測定した結果、スプリントAに装着直後の筋活動減少が認められた。実験1:スプリントの長期使用の検討(ブラキサー16名)睡眠中の咬筋筋活動をスプリント装着前、装着直後、装着から2週間後、4週間後、6週間後の測定を行ったが、3ケ月後の被験者の脱落者が9名発生したため、6週間までの長期使用のデータを解析した.その結果、スプリント装着による睡眠時ブラキシズム活動の変化は被験者間でばらつきがみられ、スプリントの効果があまりみられない被験者がいる一方で6週間を通じて,スプリントのブラキシズム抑制効果が認められる被験者もいた.また被験者のブラキシズムに日間変動が認められた.実験2:スタビリゼーション型スプリント(A)と咬合面を被覆しないコントロール型スプリント(B)の比較(ブラキサー16名)1回目の測定のベースラインと2回目の測定のベースラインとの間で,睡眠時ブラキシズム活動に有意差は認められなかった.すなわちスプリントの効果は持ち越されなかった.どちらのタイプのスプリントにおいても,スプリント装着直後はベースラインと比較して睡眠時ブラキシズム活動の減少がみられた.しかし,その効果は装着2週から6週後までの期間では観察できず、また睡眠時ブラキシズム活動に対する長期的な効果に統計学的有意差はみられなかった.装着直後においては,どちらのスプリントを使用した場合でも,50%を超える最大振幅値を持つ睡眠時ブラキシズム活動の減少傾向がみられた.装着2週後以降は,コントロール型(パラタル)スプリントでは,ベースラインと同様の筋活動分布を示したが,スタビライゼーションスプリントでは,5080%MVCを最大振幅とする睡眠時ブラキシズム活動は,6週後においても装着直後と同様な減少傾向を示した.本研究の結果からブラキサーのスプリントに対する影響度は様々であり、スプリントは高い筋活動に対する抑制効果が期待できるが、短期的な効果である可能性が示唆された.
新規に同定したインスリン依存性PDE3B結合蛋白によるPDE3B活性化機構の解明

Yeasttwo-hybrid法によりPDE3Bに相互作用する蛋白として14-3-3βを同定した。マウスPBE3Bのtruncated mutantを作製しGST-14-3-3βを用いてGST pull down法により相互作用を検討した結果、マウスPDE3BはAA 223-636の領域で14-3-3βと相互作用することが明らかになった。ラット遊離脂肪細胞を用いて相互作用を検討した結果、この相互作用はインスリン依存性に増強されることが明らかになり、さらにこの相互作用の増強と共にPDE3B活性が増強されることが明らかになった。マウスPDE3BのAA223-636の領域は既報のPDE3Bの燐酸化部位を含むことから、燐酸化と相互作用について検討した。ホスファターゼ阻害剤であるオカダ酸(100μM)で脂肪細胞を処理することによりPDE3Bの活性化と共に相互作用の増強を認めた。さらに、2種類のPI 3-kinase阻害剤(ワートマニンおよびLy294002)の前処理によりインスリンによるPDE3Bの活性化および相互作用は完全に阻害された。既報のPDE3B燐酸化部位の(ラットPDE3Bにおける279Ser,302Ser,427Ser)周囲のアミノ酸配列を含むペプチドのセリン燐酸化体及び非燐酸化体を作製し、これらのインスリン依存性相互作用の影響について検討した。279Ser,および302Ser周囲の燐酸化ペプチドによりインスリン依存性相互作用は阻害されたが、それらの非燐酸化体では阻害効果を認められなかった。ペプチドによる相互作用の阻害はPDE3B活性に直接は影響を与えなかった。以上より、インスリンは脂肪細胞においてPI 3-kinase依存性にセリン燐酸化を介しPDE3Bと14-3-3βとの相互作用を促進すること、さらにこの相互作用にはラットPDE3Bの279Ser,302Serの燐酸化が必須であることが明らかになった。14-3-3βはインスリンによるPDE3B活性化にScaffold proteinとして機能していると考えられた。Two-hybridにより同定したPDE3B結合タンパクは解析の結果、14-3-3β蛋白であることが明らかになった。マウスPDE3BのAA 223-636の領域は既報のPDE3Bの燐酸化部位を含むことから、燐酸化と相互作用について検討した。さらにPI3-kinaseの阻害剤であるワートマニン(l00nM)の前処理はインスリンによるPDE3Bの活性化および相互作用を完全に阻害した。既報のPDE3B燐酸化部位の(ラットPDE3Bにおける279Ser、302Ser、427Ser)

周囲のアミノ酸配列を含むペプチドのセリン燐酸化体及び非燐酸化体を作製し、これらのインスリン依存性相互作用の影響について検討した。279Ser、および302Ser周囲の燐酸化ペプチドによりインスリン依存性相互作用は阻害されそれらの非燐酸化体では阻害効果を認められなかった。以上より、インスリンは脂肪細胞においてPI3-kinase依存性にセリン燐酸化を介しPDE3Bと14-3-3βとの相互作用を促進すること、さらにこの相互作用にはラットPDE3Bの279Ser、302Serの燐酸化が必須であることが明らかになった。Yeasttwo-hybrid法によりPDE3Bに相互作用する蛋白として14-3-3 βを同定した。マウスPBE3Bのtruncated mutantを作製しGST-14-3-3βを用いてGST pull down法により相互作用を検討した結果、マウスPDE3BはAA223-636の領域で14-3-3 βと相互作用することが明らかになった。ラット遊離脂肪細胞を用いて相互作用を検討した結果、この相互作用はインスリン依存性に増強されることが明らかになり、さらにこの相互作用の増強と共にPDE3B活性が増強されることが明らかになった。マウスPDE3BのAA223-636の領域は既報のPDE3Bの燐酸化部位を含むことから、燐酸化と相互作用について検討した。ホスファターゼ阻害剤であるオカダ酸(100μM)で脂肪細胞を処理することによりPDE3Bの活性化と共に相互作用の増強を認めた。さらに、2種類のPI 3-kinase阻害剤(ワートマニンおよびLy294002)の前処理によりインスリンによるPDE3Bの活性化および相互作用は完全に阻害された。既報のPDE3B燐酸化部位の(ラットPDE3Bにおける279Ser,302Ser,427Ser)周囲のアミノ酸配列を含むペプチドのセリン燐酸化体及び非燐酸化体を作製し、これらのインスリン依存性相互作用の影響について検討した。279Serおよび302Ser周囲の燐酸化ペプチドによりインスリン依存性相互作用は阻害されたが、それらの非燐酸化体では阻害効果を認められなかった。ペプチドによる相互作用の阻害はPDE3B活性に直接は影響を与えなかった。以上より、インスリンは脂肪細胞においてPI 3-kinase依存性にセリン燐酸化を介しPDE3Bと14-3-3 βとの相互作用を促進すること、さらにこの相互作用にはラットPDE3Bの279Ser,302Serの燐酸化が必須であることが明らかになった。14-3-3 βはインスリンによるPDE3B活性化にScaffold proteinとして機能していると考えられた。
表層型メタンハイドレート賦存地盤の工学的評価に関する研究

表層型メタンハイドレート賦存地盤から採取した堆積土を用いて土質特性を検討した.その結果,メタンハイドレートを有していた堆積土は試料採取時に間隙水中に多く存在する溶存ガスが気化することによって堆積土内部が撹乱を受けることにより,堆積土の強度が低下することがわかった.またメタンハイドレートの解離によって間隙水中に含まれる塩分濃度が局所的に低下することから,この現象による堆積土強度への影響についても室内試験により検討したところ,塩分濃度の低下が一因となってせん断強度やせん断波速度に影響を与えることがわかった.表層型メタンハイドレート賦存地盤から採取した堆積土を用いて土質特性を検討した.その結果,メタンハイドレートを有していた堆積土は試料採取時に間隙水中に多く存在する溶存ガスが気化することによって堆積土内部が撹乱を受けることにより,堆積土の強度が低下することがわかった.またメタンハイドレートの解離によって間隙水中に含まれる塩分濃度が局所的に低下することから,この現象による堆積土強度への影響についても室内試験により検討したところ,塩分濃度の低下が一因となってせん断強度やせん断波速度に影響を与えることがわかった.日本近海の海底下に存在するメタンハイドレートは,その存在深度によって周辺環境に与える影響が異なり,海底下数mの表層に位置する場合だと地震活動などが原因でメタンハイドレートが解離してメタンガスが海中や大気中へ放出し,その結果地球温暖化を助長することが懸念されることから,海底下に存在するメタンハイドレートが地球環境変動に高い影響を与えることが考えられる.本研究では,表層型メタンハイドレートが存在する周辺堆積土の土質特性や地盤強度を検討するために日本海東縁域やオホーツク海などの海底下表層に存在するメタンハイドレート賦存地盤に着目し,本領域で採取された海底堆積土を用いてメタンハイドレートの存在有無による堆積土強度や土質特性の違いについて調べている.このうち,平成21年度の研究ではオホーツク海の海底堆積土を用いて物理・化学的性質を調べた上で堆積土の残留強度を測定し,メタンハイドレートの有無や他地域から採取した堆積土との比較を行った.その結果,堆積土の粒径や土粒子密度,強熱減量などの物性値にはメタンハイドレートの有無による明確な差は見られなかった.しかし,堆積土の残留強度を測定したところメタンハイドレートを有していた堆積土で若干ではあるが同深度より採取したメタンハイドレートを有していない堆積土に比べて低くなることを確認した.これにより,メタンハイドレートを有していた堆積土は試料採取時に間隙水中に多く存在する溶存ガスが気化することによって堆積土内部が撹乱を受けたため,残留強度が低下したものと推測される.日本近海の海底下に多く存在しているメタンハイドレートは,次世代エネルギーとして注目されている資源であるが,その一方で海底下数mの表層に位置しているメタンハイドレート(表層型メタンハイドレート)は,その多くがプレート境界付近に分布しているために,地震活動などが原因で解離してメタンガスが海中や大気中に放出して地球温暖化を助長することが懸念されている.本研究では,表層型メタンハイドレートが存在する周辺堆積土の土質特性や強度を検討するために日本海東縁域やオホーツク海などの海底下表層に存在するメタンハイドレート賦存地盤に着目し,本領域で採取された海底表層土を用いてメタンハイドレートの存在有無による堆積土強度や土質特性の違いについて調べている.平成22年度の研究では採取された堆積土を用いて実施した各種土質試験結果をもとに,メタンハイドレートの有無による強度特性の比較を行った.その結果,メタンハイドレートを含有する堆積土では地盤下部でのガス・水の湧出やメタンハイドレート採取時の応力解放により,採取直後の堆積土強度が著しく低下していることがわかった.さらに,メタンハイドレートの解離によって間隙水中に含まれる塩分濃度が局所的に低下することから,この現象による堆積土強度への影響についても室内試験により検討した.その結果,塩分濃度の低下によって堆積土の骨格構造が変化することが電子顕微鏡レベルで確認でき,塩分濃度の低下が一因となってせん断強度やせん断波速度に影響を与えることがわかった.
並列計算機を用いた地形風解析用3次元数値解析モデル作成法

精度やコストの観点から風洞実験の代わりとして期待されている電子計算機を用いた地形風による構造物の応答現象を解明する並列計算機シミュレーション・システム;数値風洞に関する研究を行った。中でも、現在のボトルネックである数値シミュレーション法に不可欠な解析対象領域の有限要素モデル自動生成法の研究とそれを用いて効率よく数値解析を行うのに必要な並列計算機の活用に関する研究を上記3人の研究者で行った。その結果以下のような成果を得た。解析対象領域の幾何学情報はTIN(Triangulated Irregular Network)、等高線情報あるいは数値地図情報が扱う地表面の幾何学情報と構造物の形状を扱うCAD(Computer-aided Design)に含まれる形状データの2種類からなりたっことから、これら両データを一体化して、解析全体の表面形状を良好な形状を有する三角形で表現する方法の開発が、まず要求される。よって、この対象形状入力法を提案した。その後、これら三角形群が定義する3次元空間(閉じた空間)をデローニー三角分割法でもって四面体集合に分割し、さらに必要に応じて得られた四面体要素の形状改良を図るメッシュ細分割技術と点移動によりトポロジーを変更せず形状のみ修正する手法の2種類の形状修正を経て、有限要素モデルを完成させる方法を提案した。以上の要素生成プロセスにおいて要求される例えば、表面形状生成法、体積の四面体分割法、点追加法、四面体生成後に点追加や削除を可能にさせる方法、数値誤差に強い四面体分割法、形状修正法などが本研究を通じて提案され、研究成果として発表された。また、並列計算機用に様々なツールをチューニング、また新たなツールを開発し、結果を公表している。さらに、流体解析プログラムを用いて、本研究で提案された方法の有効性の確認が行われ、提案した様々な方法の有効性が確認された。下記の研究成果を得た.{谷口健男}等高線データや地表面上の点の3次元座標値から地形を三角形で高精度で表現する手法を提案し,その方法をさまざまなデータに適用して,手法の信頼性の確認を行った.また,3次元土木構造物形状のCAD情報から構造物表面を三角形で覆う方法を提案とその信頼性確認を行った.ついで,これら2種類の三角形群を同一空間に設定し,地形と構造物の両者で形作られる3次元形状の表面を三角形で覆う方法を提案した.そのため,三角形同士の交差による新点の発生,その点をよる三角形の細分割による解析空間表面の三角形分割法を完成させた.{樫山和男}数値地理情報から任意縮尺の地形情報(地形表面上の点座標値や等高線情報)を得るための特殊ソフトウエアーを科研費で購入して,それを基本とした地形表面の三角形分割法を提案し,その有効性を確認した.また,八分木法の考え方を用いて,複雑な3次元構造体表面を階段状に表現した後,体積を四面体に細分割する方法を提案し,上記地形と合体させて,3次元解析領域を直接四面体要素に分割する方法を提案し,その妥当性の検証を行った.また,実際に非構造有限要素モデルを用いて並列計算機による大規模数値解析を行った.{比江島慎二}地形風の影響を考慮した3次元構造物周りの流れを解析するため,既存の2次元数値流体解析プログラムを3次元に拡張した.また,3次元解析における膨大な計算容量を節減するため,連立一次方程式の解法をスカイライン法から反復法の一種である共役勾配法に変更した.さらに,3次元構造物周りの流れから発生する空力音解析への応用のため,3次元の空力音解析プログラムを開発した.これらの3次元解析プログラムについて検証を行い,その妥当性を確認している.下記の研究成果を得た.{谷口健男

}は前年度に引き続き,自然な形である地形と人工物である構造物の2種類の入力データ,TINとCAD,から3次元形状を電算機に入力する手法の提案とその有効性の検討を行った.得られた知見は共同研究者の{樫山和男}が検討したGPS関連ソフトウェアが装備する道具と連携させて,更に高精度の地形表面生成法として新たな手法を生み出した.なお,谷口は形状入力後の要素分割法と得られた要素の質的向上法の検討も行った.{樫山和男}は購入したGPSソフトウェアを用い,谷口の提案した地形生成法の質的向上を図り,より高精度に地形を表現できる手法の提案に成功した.この方法は谷口の提案する等高線データから地表面を覆う三角形を作成後,棚田解消以前に地表面の傾斜を考慮した後,棚田解消を図るもので,数値実験により提案した方法の有効性を確認している.得られた表面形状を基に体積を小要素に分割し,並列計算法を使って,実際に有限要素解析を行い,有限要素モデルの妥当性の検討に着手した.【比江島慎二】は中央大学から移植した流体流れ解析プログラム,また独自に開発している同目的用プログラムを用いて,上に得られた形状入力プログラムにより数値解析モデルを作り,実際の数値解析を行った.同時にその一部を取り出し,詳細解析を行う一種のズーミング解析も実施し,形状入力法と数値解析プログラムの両者の検討を主として行った.その結果,計算機性能と数値解の精度との関連を明確にすることが出来た.最終年度の研究成果として下記の結果を得た.【谷口健男】最終年殿研究目標は数値解析結果を改良するのに必要なモデルの改良法である.対象系が扱う点数の膨大さを考慮すると,既存モデルの一部修正に必要な点削除・追加を可能とする手法であることから,その具体的方法を提案した.同時に,その一環として採用した手法の特徴として,厚さがない要素を生成する恐れがあることから,そういった要素の除去に関する研究を行った.次に,対象問題の特性としてその数値解は境界層部分のモデルに大きく支配されることが知られていることから,境界層部分の良好なモデル作成法の提案を行った.【樫山和男】既に提案した流れ解析プログラムを並列計算機の機能を利用できるようにチューニングを行い,その性能確認実験を行った.数多くの数値実験結果から,目指していた性能を発揮できていることが確認できた.次に,メッシュ生成技術の内,並列計算機利用を目指したとき不可欠な領域分割法の検討おこなった.また,地形風が微視的地形ファクターに大きく支配されることを考え,地形形状の高精度化手法の開発を行った.その結果,従来の方法に比べ高精度な地形表面形を高速で生成することに成功した.この新しい方法では地勢線(河川や山の稜線など)を等高線データから生じさせて,それら作り出した地勢線情報を取り入れている.【比江島慎二】
小腸虚血再灌流障害でのストレス誘導性MAPKの意義:MAPK同時阻害の効果

【目的】われわれは炎症性サイトカインの過剰発現による炎症反応が小腸の虚血再灌流障害の原因であると報告してきたが,この炎症性サイトカインのシグナル伝達経路の上流にあるのがJNK,p38などのMitogen Activated Protein Kinase familyである.このJNK,p38の小腸虚血再灌流障害における病態生理学的意義を実験的に検討した.【方法】Wister系雄性ラットでSMAを30分間クランプし小腸虚血再灌流モデルとした.経時的に小腸を採取し,LL-Z1640-2(JNK,p38のdual inhibitor)投与群と非投与群において,組織学的検討(H.E.染色,TUNEL染色,活性化p38免疫組織染色)とともにRI kinase assayを行った.LL-Z1640-2は虚血約1時間前に経腹膜的に投与した.【結果】H.E.染色での組織障害は非投与群でParks分類grade5,LL-Z群でgrade2と抑制されていた.非投与群においてTUNEL染色,活性化p38免疫組織染色では,villae脱落部付近の粘膜上皮に一致してTUNEL陽性細胞及び活性化p38の発現が認められたが,LL-Z群ではこれらの変化がともに抑制されていた.kinase assayにおいては非投与群で再灌流後30分をピークにJNKで虚血前の約10倍,p38で約2倍の活性が認められた.LL-Z群ではJNK,p38ともに活性が抑制されていた.【考案】小腸の虚血再灌流障害でJNK,p38活性化,Apoptpsisが重要な役割を担っていることが示唆された.I.ラットにおけるLL-Z1640-2投与後の血中動態の検討Wistar系雄性ラット(200250g)を使用。LL-Z1640-2を(1)500μg/body(2)50μg/body(3)5μg/bodyの各量を(1)筋注(2)腹膜内投与の2経路で投与し、(1)実験開始直前(2)投与後の血中濃度をHPLCを用いて測定、血中動態を検討した。同薬は極めて脂溶性で赤血球に吸着されること、また生体内では代謝が極めて速いことがわかった。効果的投与量、経路、時期は現在検討中である。II.ラット小腸虚血モデルにおける再灌流障害に対するJNK、p38の病態生理学的意義1.ラット小腸虚血再灌流障害におけるMAPK(p38、JNK)動態の検討Wistar系雄性ラット(200250g)を使用。60分間上腸管膜動静脈をクランプする。虚血前、再灌流前,再灌流後30分,60分,180分の小腸組織中p38、JNKの発現をMAP kinaseの抗体を用いたWestern blotting法で測定し、その活性をラジオアイソトープ(32P-ATP)を用いたkinase assay法にて測定する。現在この手技を習得中である。また小腸組織apoptosisをTUNEL染色にて検討した。再灌流後30分で小腸組織中のapoptosisはピークに達し、以降villaeの消失とともに減少していくことがわかった。2.ラット小腸虚血再灌流障害に対するLL-Zl640-2の効果の検討60分間小腸虚血するControl群と、虚血前にp38とJNKを同時阻害するLL-Z1640-2を投与するLL-Z1640-2投与群の2群を作成し、虚血前、再灌流前,再灌流後30分,60分,180分の以下の項目を比較検討する。同薬の量に限りがあるためControl群において以下の項目につき手技の確立をめざしている。1)血漿中エンドトキシンの測定2)小腸組織H.E.光顕像3)生体顕微鏡下で小腸微小循環動態(膠着白血球、障害細胞)を観察。4)血漿中、小腸組織中ラットTNFαの測定、組織中mRNA発現の確認6)アポトーシスの測定【目的】われわれは炎症性サイトカインの過剰発現による炎症反応が小腸の虚血再灌流障害の原因であると報告してきたが,この炎症性サイトカインのシグナル伝達経路の上流にあるのがJNK,p38などのMitogen Activated Protein Kinase familyである.このJNK,p38の小腸虚血再灌流障害における病態生理学的意義を実験的に検討した.【方法】Wister系雄性ラットでSMAを30分間クランプし小腸虚血再灌流モデルとした.経時的に小腸を採取し,LL-Z1640-2(JNK,p38のdual inhibitor)投与群と非投与群において,組織学的検討(H.E.染色,TUNEL染色,活性化p38免疫組織染色)とともにRI kinase assayを行った.LL-Z1640-2は虚血約1時間前に経腹膜的に投与した.【結果】H.E.染色での組織障害は非投与群でParks分類grade5,LL-Z群でgrade2と抑制されていた.非投与群においてTUNEL染色,活性化p38免疫組織染色では,villae脱落部付近の粘膜上皮に一致してTUNEL陽性細胞及び活性化p38の発現が認められたが,LL-Z群ではこれらの変化がともに抑制されていた.

kinase assayにおいては非投与群で再灌流後30分をピークにJNKで虚血前の約10倍,p38で約2倍の活性が認められた.LL-Z群ではJNK,p38ともに活性が抑制されていた.【考案】小腸の虚血再灌流障害でJNK,p38活性化,Apoptpsisが重要な役割を担っていることが示唆された.
脳機能画像法と神経心理学的手法による快・不快感情と選好判断に関わる神経基盤の研究

1.他者からの褒め貶しにより惹起される快・不快感情の神経基盤本年度は陽電子断層撮像法(positron emission tomography: PET)を用いた脳機能画像法による賦活実験によって明らかになった、他者からの褒め・貶しにより惹起される快・不快感情の神経基盤に関する研究成果を報告した(Ito et al.,2011)。この研究では、他者から褒められた場合に惹起される快感情には内側の眼窩前頭皮質が関わっており他者から貶された場合に惹起される不快感情には扁桃体が関わっているという新しい知見を得ることができた。これまでの先行研究から快感情と不快感情に関わる神経基盤はある程度検討されてきたが、本研究は他者からの褒めや貶しによって惹起される快・不快感情の背景にある神経メカニズムに関する重要な知見を示したと考えられる。2.他者に対する選好判断に関わる脳領域の同定本年度は機能的磁気共鳴画像法(functional magnetic resonance imging: fMRI)を用いた脳機能画像法による賦活実験を実施した。本研究では、腹内側前頭前野が選好判断に重要な役割を果たしているという先行研究の結果を支持する結果を得た。更に、腹内側前頭前野は他者の顔に対する心地よさが上昇するほど活動が高まり、後の選好判断の結果を予測し得ることも確認した。また、腹内側前頭前野において、異性を見た場合の活動パターンに男女間で差異が存在することも明らかとなった。本研究は選好判断の結果に基づき観察された腹内側前頭前野における活動パターンが男女で異なっていることを明らかにした。現在、これらの結果に基づいて論文執筆を行っており、執筆が完了した時点で、国際誌への投稿を予定している。1.不快感情に関わる脳領域の同定本年度は脳機能画像法による賦活実験によって明らかになった、中性的場面と情動的場面(特に不快感情が惹起されるような場面)の想起中の欺瞞行動に関わる背外側前頭前野の働きに関する研究成果を報告した(Ito et al, 2011)。この研究では、中性的場面の想起中の欺瞞行動にも情動的場面(特に不快感情が惹起されるような場面)の想起中の欺瞞行動にも、両側の背外側前頭前野が共通して関わっているという新しい知見を得ることができた。これまでの先行研究から、背外側前頭前野の欺瞞行動への役割はある程度示唆されていたが、想起する場面の情動価に関わらず一貫して背外側前頭前野が関与していることを明らかにした点で、本研究は不快感情の認知的制御の神経基盤に関する重要な知見を示したと考えられる。2.快感情や他者に対する選好判断に関わる脳領域の同定本年度は実験実施のための準備が中心であった。今年度新たに出版された先行研究が予定していた実験内容と酷似していたことにより、研究計画の修正が避けられない状況となった。そのため、まず検討すべき仮説を含め抜本的な研究計画の修正を行った。その結果、使用する実験刺激や実験パラダイムの変更・修正が必要となったため、新たに認知課題のプログラミングを行った。実験プログラムの変更・修正は最終段階にあり、今後は新たに実験刺激を修正・取得し、本学倫理委員会の承認を経た後に、脳機能画像法を用いた賦活実験を行う予定である。
水資源再編期における流域圏水需給システムの適正化

本研究ではまず、日本の一級水系109流域を対象に総水需要と水資源賦存量を試算し、水需給ポテンシャルの変化からみた地域的傾向を考察した。その結果、流域特性や水需給比には明確な地域性があり、流域の水需給ポテンシャルを規定する地域的背景にはいくつかのパターンがあることが明らかとなった。次に、東京の表流水および地下水利用の変遷と地下水保全の現状、芦田川下流域の福山市の都市用水需要の変遷、渇水対応などを調査した。これらから、公的な広域水道システムと、ローカルな水源を用いた小規模な水利用システムが併存して相互補完することで、持続可能な水利用が実現することが明らかになった。前年度に作成した,日本全国の一級水系109流域の水需給に関するデータベースをもとに,109流域の水需給ポテンシャルを定量的・相対的に比較分析した。その際1980年代と2000年代のデータを用いて時系列的な観点からも考察した。そしてそれらによって,流域の水需給ポテンシャルとその変化にみられる地域的傾向を明らかにした。その結果,流域特性や水需給比には明確な地域性があり,流域の水需給ポテンシャルを規定する地域的背景にはいくつかのパターンがあることが明らかとなった。具体的には以下の通りである。相対的に水需給比の高い流域は,三大都市圏を中心としながらも,東北から関東,中部地方の太平洋側,さらに近畿,中国,四国地方の瀬戸内海側から九州地方北部など全国に広く分散しており,その要因についても水資源賦存量の小ささに規定されるタイプ,都市用水需要の大きさに規定されるタイプ,農業用水需要の大きさに規定されるタイプ,その中間あるいは複合的なタイプといったように地域的に多様であることが明らかとなった。この成果は,地理情報システム学会の学術誌『GISー理論と応用』に論文として掲載された。次に,水需給ポテンシャルからみて相対的に水需要の多い流域として,兵庫県の加古川流域と広島県の芦田川流域を取り上げ,現地にて資料収集および景観観察等の調査を実施した。これらの流域では,少雨地域として限りある水資源を効率的に利用するための,ため池や用水路等の灌漑施設が整備されたが,受益地域の宅地化が進展していることが分かった。次年度には,緊急時における灌漑用水の多用途への水利転用に関する議論も視野に入れながら,非農家としての都市住民も含めた灌漑施設の保全や活用の方法を考察するため,関係機関への聞き取り調査等を実施する予定である。本研究ではまず、日本の一級水系109流域を対象とし、流域の水需給を定量的に把握しうる指標に関するデータを収集し、データベースを構築した。具体的に水資源容量に関する指標としては、降水(雪)量、蒸発散量、水需要に関する指標としては、人口、製造業事業所数、土地利用のデータを用いた。これらのデータの大半は、関係省庁などのホームページにおいてメッシュ単位で公表されているので、GISデータとしてダウンロードし、流域単位で集計したデータベースとしてコンピューターに格納した。人口や製造業事業所数については、水使用原単位を乗じることで水需要を試算した。土地利用データも同様に、各項目ごとに面積当たりの水使用原単位を乗じることで水需要を試算した。以上によって収集・算出した指標を用いて、各流域の供給ポテンシャルと需要ポテンシャルを導出し、両者の比から需要の逼迫した流域を抽出した。水需給の逼迫した地域としてまず、日本の首都として人口や産業がもっとも集積している東京都を対象に、都市用水利用の歴史的変遷について、現地の関係機関における資料収集を中心に調査を実施した。そして、とくに地下水と表流水という2つの水源に着目しながら、20世紀の100年における水需給体系の空間構造の変容について明らかにした。次に、流域単位の水供給ポテンシャルと水需要ポテンシャルの比から、相対的に水需要が多いと位置づけられた流域として、兵庫県の加古川流域、広島県の芦田川流域、佐賀県の六角川流域を事例に選定した。そして、各流域における現地の関係機関にて、水環境・水資源・水利用に関連する資料収集を行った。具体的には、降水量、人口、製造業事業所数、土地利用のデータを流域ごとに集計した。それらによって、109流域の水需給ポテンシャルを定量的・相対的に比較分析した。これらの成果は、学術雑誌に論文として公表するとともに、ホームページでも公開している。