hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
モデル開発及びデータ同化手法による放射性物質大気・陸面移流拡散過程の解明

今年度は昨年度までの実験・検証結果をまとめた論文を執筆、学術雑誌のJournal of Geophysical Research: Atmospheresに投稿した。ここではその論文の結果について記す。文部科学省が公開しているセシウム137の定時降下量観測値を利用し検証したところ、高解像度の解析データを大気モデルの大気境界条件として適用し、かつシミュレーションによって得られた湿性沈着量を解析降水で補正した場合の対象期間における沈着量の合計値が最も観測値に近かった。従来の研究成果で、境界条件やモデルの組み合わせを変えることでどのように再現精度が変わるかが実験され高解像度の境界条件が必要であることはわかっていたが、本研究により、大気モデルにおいて放射性物質の輸送過程を再現する際に境界条件の解像度を上げるだけでなく、さらに観測降水データを差し替えて補正することによって、降水の再現精度そのものを上げることで沈着量の再現精度のさらなる改善が見込まれることを明らかにした。この結果により、降水データ同化など気象分野で発展している手法も十分応用可能であることがわかった。また、関東地方にセシウム137の降下量が多く観測された期間について、モデルで計算した濃度の増加タイミングと観測された空間線量の増加タイミングはほぼ変わらないにもかかわらず、シミュレーションで得られた沈着量と観測された降下量を1日ごとの観測データと比較すると違いが大きかった。これは、放射性プリュームが関東地方に接近したタイミングがちょうど降下量の観測日が切り替わる時間の直前であったため、実験上のプリュームが近づいた時間が実際と1ー2時間程度の差でも日ごとで比較した場合に大きな違いとなって表れたと考えられる。このことから、本ケースのように1ー2時間程度の違いが重要な場合観測データの不確実性にも注意する必要があるといえる。29年度が最終年度であるため、記入しない。福島第一原子力発電所より放出された放射性物質セシウム137の大気中における挙動を明らかにするため、使用する同位体領域気象モデルIsoRSMによる数値実験を進めた。まず、解像度を10kmから5kmに引き上げ、モデル内で設定した放出点の位置情報の調整を行った。結果、原発周辺の濃度を過小評価していた従来の結果を改善した。また、共同研究者により実装が進められていたセミラグランジアン輸送スキームを同位体輸送過程に適用した場合、さらに大気境界条件を従来用いていたNCEP再解析データに代えて気象庁メソ予報モデルGPV-MSMを適用した場合、それぞれについても実験した。結果を、2011年3月のセシウム137の関東・東北における定時降下物の観測結果と比較したところ、観測値に対して実験結果が0.5-2倍の範囲内に含まれるデータ数が、上記の変更を施した場合において最も多いことが分かり、輸送過程と大気境界条件の調整による精度の改善を達成した。次に、解析雨量を簡易的に同化し、モデル出力のセシウム137の湿性沈着量分布を、2011年3月18日-27日について再分布させた。検証の結果、1日ごとの観測値では解析雨量を適用した場合に改善が見られた。これは、2011年3月21ー23日に関東地方に降雨に伴い放射性物質が多く降下したことで形成されたホットスポットの再現精度が向上したことでもあり、成果の重要性は大きい。2015年12月に参加したAGU Fall Meetingで発表された放射能濃度の観測データを利用し検証を進めた。その過程で発覚したバグを修正し、再度実験・追加の解析を行った。結果、計算期間中の積算沈着量の比較において、時空間解像度の高い大気境界条件を用いた感度実験結果の再現精度が従来の結果よりも顕著に改善された。2015, 2016年の水文・水資源学会研究発表会において上記結果のポスター発表を行った。当初の予定通り、解像度の引き上げや輸送スキームの変更により向上させ、さらに異なる大気境界条件を用いた場合の感度実験も実施し、モデルの精度向上に必要な工程を初年度に実施できた。また、解析雨量を用いモデルで計算された湿性沈着分布を観測された雨量に応じて再分布させる方法も、実験結果の精度を上げることが示され、次段階で実施予定の降水データ同化の本ケースへ適用した場合の有用性も示唆する結果を得られた。得られた結果については予定していた通り国内外の学会で口頭発表を行い、参加者との議論も活発に行えた。実験結果の検証には、原子力規制庁が取りまとめて公開している、関東地方7地点で2011年3月に観測されたセシウム137の積算沈着量を比較用の観測データとして用いていた。しかし、観測データ数の少なさを指摘されたこと、また当初使用予定だった航空機モニタリング調査データが非公開となっているものがあったことから、27年度8月以降、観測情報の収集を新たに始めた。このため事業を28年度に繰り越した。繰越期間中、新たにデータ数の多い放射性物質濃度の観測情報を入手し、空間線量と濃度の換算を実施したりし、データ収集は着実に進めることができた。また、新たに入手した観測値を用いて解析を行うにあたり、モデルのバグが発覚し修正を施し再度解析を行い、また降水が1mm以上観測された日のみの比較をするといった追加の解析も並行して進めた。

事業の繰り越しを行ったが、観測データを多く収集し解析を詳細に行い、さらに、より計算量の多い降水データ同化の作業に移る前にモデルのバグの発見と修正を行えたことから、次年度以降の作業へスムーズに移行でき十分な検証用観測データによる精度の高い検証が将来的にできる環境を整えられたことから、最終的には順調な進捗状況であったと言える。同位体領域気象モデル(IsoRSM)を用い福島第一原発事故で放出されたセシウム137の大気輸送過程を実験し、観測結果との検証を引き続き行った。27年度事業で開始した追加の詳細な解析である、計算期間中の降水が1mm以上観測された日について、沈着量分布の観測値に対する実験結果の割合を調査した。結果、時空間解像度が高い大気境界条件を利用し、解析雨量を用い湿性沈着量分布を再分布させた結果が、観測値に対し0.5-2倍以内に含まれる値が最も多い感度実験結果となった。よって、降水の観測データである解析雨量を用いてモデル出力の湿性沈着量を再分布させる手法が、降水が多く観測された2011年3月20日以降、すなわち関東地方にホットスポットが形成された期間においてモデル精度向上に大きく貢献したことが分かった。このように、本研究の実施した感度実験の結果の違いがより明らかとなり、同時に解析雨量による湿性沈着量の再分布手法のもたらす精度改善度合いが大きいことが改めて証明された。降水データ同化手法については文献調査に加え、ワークショップや理化学研究所の研究員による発表など関連分野の研究者と直接情報交換する機会を得た。特に2016年9月末の14th RSM Workshopで紹介された、ハリケーンカトリーナ発生時の降水分布や気圧分布等を、衛星データを用いてデータ同化おこなった研究結果は、本研究においても大いに応用可能であり、今後のデータ同化実施に重要な知見を得られた。更に、本研究の将来の原発事故対策における適用方法を検討するため、2016年10月に自治体職員と他研究機関の担当者と打ち合わせを行った。本研究から提供可能な放射性物質の沈着量分布について、仮に一般公開した場合の注意すべき点について参加者間で意見を共有し、研究成果の発表を見据えた効果的な議論ができた。28年度前半は27年度の繰り越し事業を行い、28年度に予定していた事業内容は年度途中から開始したが、概ね期待した成果を得られた。まず、27年度繰越期間に開始した、降水が観測された日についての湿性沈着量の追加解析を完了させ、27年度に用いた観測降水を用いた沈着量分布の再分布手法のモデル精度への向上に対する貢献を、改めて明らかに示すことができた。また、27年度に行ったモデルのバグ修正に基づき、放射性濃度と空間線量の比較を再度行った。また、既に実施した解析よりも比較地点を増やした。結果、セシウム137の観測された定時降下物の日界の直前に上昇した空間線量、すなわち放射性プリュームの接近が、モデルでは2ー3時間遅れて再現されていることがモデル出力の濃度と比較したところ再度確認できた。また、今回は比較したモデル出力の濃度として、27年度に用いていた各グリッド内の鉛直方向の総和ではなく、地表2m地点の濃度を用いたことで、27年度までの解析の精度を上げることができた。上記の湿性沈着量の追加解析、および前年度に行ったモデル設定の修正に伴う再計算結果、27年度事業の繰越期間に実施した放射性濃度の観測データとの検証結果を、準備を続けていた投稿論文に追加の上執筆を進めている。
文化的同化法による異文化コンピテンスの育成：国際語としての英語教育への応用と実証

本研究計画では、文化的同化法を応用した英語教育モデル(Ishii, 2009)の基礎的研究をさらに進め、異文化コンピテンス育成手法として教育現場への応用実践に展開するための基盤となる研究を行った。先行研究では文化的同化法を加算的に取り入れることで積極的な教育効果が得られていたが、英語教育において繰り返し使用することは実用的にあまり望ましくないことがわかった。そこで文化的同化法を含んだ様々な異文化教育の方法を取り入れたプログラムを開発した。初年度の平成25年度は、次の4つの研究を計画していた。<研究1>文化的同化法を英語教育として行う効果の分析(実験調査)、<研究2>外国語教育における異文化コンピテンスと英語学習者への文化的同化法の影響の検討(レビュー研究)、<研究3>英語学習者への文化的同化法の影響を測定する尺度の開発、<研究4>文化的同化法を応用した異文化コンピテンス育成教材とタスクの開発。このうち、<研究2>と<研究3>と<研究4>を先に進めた。<研究2>では文化的同化法が開発されてからこれまでの先行研究の研究結果を検討し、Culture-Specific AssimilatorとCulture-General Assimilatorの教育効果を整理し、国際語としての英語教育への応用の可能性と課題を探索的に検討した。また、外国語教育における異文化コンピテンスに関する国内外の先行研究を検討し、文化的同化法を応用した英語教育の適応の可能性を理論的に検討した。<研究3>は、現在進行中であり、<研究2>のレビュー研究の結果から、英語学習者への文化的同化法の影響を測定する尺度を開発している。<研究4>も現在進行中であるが、既存のCulture-General Assimilatorをもとに、日本の国際語としての英語教育への応用の可能性を検証し教材を開発している。最初に、教材開発に必要なCulture-General Assimilator約100の読み物を収集し、内容分析を詳細に行った。日本の英語学習者に適切な内容を選択し、現在、適切な英語のレベルの教材やタスクを開発している。研究実施計画にあるように、<研究1>、<研究2>、<研究3>、<研究4>は平成26年度以降も継続して行う予定である。初年度同様,2年目の平成26年度は,<研究1>文化的同化法を英語教育として行う効果の分析(実験調査),<研究2>外国語教育における異文化コンビテンスと英語学習者への文化的同化法の影響の検討(レビュー研究),<研究3>英語学習者への文化的同化法の影響を測定する尺度の開発,<研究4>文化的同化法を応用した異文化コンピテンス育成教材とタスクの開発,以上4つの研究を計画していた。このうち,昨年に継続して,<研究2>と<研究3>と<研究4>を先に進めた。<研究2>では文化的同化法が開発されてからこれまでの先行研究の研究結果を検討し,学習文化を特定した文化的同化法(Culture-Specific Assimilator)と学習文化を特定しない文化的同化法(Culture-General Assimilator)の教育効果を整理し,国際語としての英語教育への応用の可能性と課題を探索的に検討した。また,外国語教育における異文化コンビテンスに関する国内外の先行研究を検討し,文化的同化法を応用した英語教育の適応の可能性を理論的に検討した。<研究3>は,現在進行中であり,<研究2>のレビュー研究の結果から,英語学習者への文化的同化法の影響を測定する尺度を開発している。<研究4>も現在進行中であるが,既存の学習文化を特定しない文化的同化法(Culture-General Assimilator)をもとに,日本の国際語としての英語教育への応用の可能性を検証し教材の開発を行っている。現在は,日本の英語学習者に適切な内容を選択し,現在,適切な英語のレベルの教材やクスクを開発し,調査対象者に類似している研究協力者を対象に事前調査を行った。昨年度,研究計画2年目の実況状況報告書で述べたように,本研究計画では,介入実験の調査対象者を平成26年度までの所属機関(前任校)の大学生を予定していた。この理由のため翌年度以降の所属研究機関の確保と,調査対象者の変更のために研究計画を全体的に後倒しすることをやむを得ず選択した。そのため,主にこれから再検討する研究計画立案のための情報収集とその結果の整理を行った。現在の本務校に着任した本年度4月以降,新たに調査対象者を再検討した。その結果,着任した大学の学生を対象に新たに研究を始めることにした。それに伴い,研究期間の延長の検討も含めて,再度研究計画を再検討し精査していくことにした。そこで,3年目の平成27年度は,研究計画立案を目的とした情報収集のために大学英語教育学会関東支部大会など関連学会(異文化および言語教育に関連する学会)に参加した。具体的には,<研究1>文化的同化方を英語教育として行う教育的効果の分析(実験調査)に関して,実験計画の確認を行った。研究計画では本実験は,2016年11月に準備調査を実施する予定であった。しかし,研究代表者本人が本務校の海外研修引率業務のため9月は長期不在となり,実験導入のための準備に時間が十分ではないということ,また,予測される実験結果があまり明確なものでない可能性が懸念された。

そのため,確実に動くと予測される従属変数をさらに検討し,それらの従属変数を追加して研究計画を再度練り直すことにした。また,本研究計画に関連する書籍の収集を行った。資料収集は今後も継続して実施していく予定である。本年度は着任1年目であった。加えて、海外研修の引率担当や委員会等、本年度は年間を通して学内業務に時間を割かなくてはならない状況であったため、研究計画通りに研究を進めることが難しかった。そのため、研究計画を1年後倒しすることも検討している。本研究計画の中心となる文化的同化法(Fielder, Mitchell, & Triandis, 1971)は、異文化コミュニケーションの帰属理論に基づいており、文章の解釈を中心とした異文化認知学習法の1つである。文化的同化法は、(1)ある2つの文化における習慣の違い・誤解・摩擦などの事例を具体的に描写した読み物(2)その事例に対する質問、および、その答えとなる4つまたは5つの異なる解釈(3)異なる解釈に対する解説の3部構成になっており、その目的は、学習者がこの読み物の分析を通して、自分の文化とは異なる文化における文化的価値観、態度、信念などに触れ、目標学習文化の人々がある状況をどのように解釈するかを帰納的に学習することである。本研究計画では、文化的同化法を応用した英語教育モデル(Ishii, 2009)の基礎的研究を完成し、異文化コンピテンス育成手法として教育現場への応用実践に展開するための基盤となる研究を行っている。本研究では以下のことを明らかにすることを目的とした。1.英語学習者の異文化コンピテンス育成の効果的な介入手続きと教授内容2.異文化学習方略や一般的な対人コミュニケーション方略など他の学習者要因への影響3.開発したモデルの長期的介入による教育効果と教育現場への応用実践の可能性本年度は、上記の1と2に関する研究を継続して行い、3の長期的介入による教育効果の検証のための準備作業を行った。次年度に大学1年生と2年生を対象に、介入実験を行う。同じ文化的同化法の教材を、従来の文化的同化法の学習法である個人学習法として使用する群と、グループ学習で使用する群との比較によって、グループ学習法が効果を有するのかを検討する。研究期間中の、研究代表者の機関移動により、研究期間を1年間延長したが、本年度に終了見込みである。本研究計画の中心となる文化的同化法(Fielder, Mitchell, & Triandis, 1971)は、文章の解釈を中心とした異文化認知学習法の1つである。この教育手法は、異文化コミュニケーション研究における帰属理論に基づいており、次の3部構成になっている。(1)ある2つの文化における習慣の違い・誤解・摩擦などの事例を具体的に描写した読み物(2)その事例に対する質問、および、その答えとなる4つまたは5つの異なる解釈(3)異なる解釈に対する解説。文化的同化法の教育目的は、学習者がこの読み物の分析を通して、自分の文化とは異なる文化における文化的価値観、態度、信念などに触れ、目標学習文化の人々がある状況をどのように解釈するかを帰納的に学習することである。
酸化還元酵素を化学修飾した半導体電極による光電気化学反応

本研究においては,研究代表者がこれまで重点的に研究してきた半導体及び金属の電極反応に開する技術と,相手側研究代表者らが最近開発した,新規な酵素の電極上への固定法とを組み合わせて, (1)全く新しいタイプの光電気化学的バイオセンサーを構築し, (2)生化学的に重要な物質の選択的な電気化学的検出を行うことを目的として種々の検討を行った。すなわち,酵素の持つすぐれた選択性と,半導体の持つ光応答性(高感度検出能)とを兼ね備えた新規なセンサーの作製を目的とした。半導体電極はこれまでおもに,エネルギー変換材料としての興味から研究されてきた。また,これまで研究されているバイオセンサーは,ほとんど通常の電極反応と組み合わせ,信号を電気信号として検出する方式を採用している。本研究では検出法方として光を導入することにより,全く新しい方式のバイオセンサーの開発を試みた。さらに,酵素を化学修飾した半導体電極を用い,太陽エネルギーを利用した選択的な生化学物質の酸化還元反応系の基礎研究を実施した。具体的には以下の4項目について検討を行った。(1)酵素を酸化物半導体上に化学修飾する手法の探索従来知られている化学修飾方法を応用して以下の方法で酵素を修飾した。すなわち,オスミウムビピリジル基を反応中心とする導電性ポリマー中に酵素(グルコースオキシダーゼ,ペルオキシダーゼ)等を包括固定し,これを電極上に修飾した。これにより酵素から電極上への電力移動の効率が飛躍的に向上し,センサーの高感度化が達成された。また水溶性のポリマーを出発原料として使用したことにより,センサーの長期安定性が向上した。(2)酸化タングステン,酸化モリブデンのフォトクロミック特性に関する基礎研究アルコールやギ酸,アルデヒド等の存在下におけるフォトクロミック特性について検討を行った。また反応機構を調べる目的で,初期過程の動力学的検討を行った。(3)酵素で酸化モリブデン,酸化タングステン上に固定した光生化学センサーの作製酵素反応で生成するアルコールと,アルコール存在下での金属酸化物のフォトクロミズムの増幅作用で組み合わせることにより,高感度の光生学センサーの作製を試みた。光の導入法としては,光導波路法を用いた。特にモニター光導入のためのグレイティング作製法について改良を行った。(4)微小センサーの作製及びその評価生体内分析,あるいは局所分析へ応用する目的で,センサーの微小化について検討を行った。径7μmのカーボン微小電極上に,(1)の方法により酵素(ペルオキシダーゼ)を固定し,微小過酸化水素センサーを作製した。得られたセンサーは過酸化水素に対して,広い濃度範囲で直線的な応答を示した。またセンサーの微小化により,応答電流密度が1ケタ以上向上することがわかった。この微小過酸化水素センサーは今後,生体内で白血球などから産生される過酸化水素や,電極反応中間体としての過酸化水素の検出への応用が期待される。上記の成果を共同研究した場所を中心にまとめると以下のようになる。(1)オスミウムビピリジルを反応中心としたポリマーを用いる.半導体,金属上への新規酵素固定法の開発を行った。(テキサス大)(2) (1)の方法を用いて作製したセンサーの微小化,及び微小過酸化水素センサーを利用した局所分析を行った。(東大,テキサス大)(3)アルコール等の存在下での,酸化物半導体のフォトクロミズムの増幅作用の機構の解析(東大)(4)酵素反応と,(3)の増幅作用を組み合わせた新規光生化学センサの作製及びその評価(東大,テキサス大)本研究においては,研究代表者がこれまで重点的に研究してきた半導体及び金属の電極反応に開する技術と,相手側研究代表者らが最近開発した,新規な酵素の電極上への固定法とを組み合わせて, (1)全く新しいタイプの光電気化学的バイオセンサーを構築し, (2)生化学的に重要な物質の選択的な電気化学的検出を行うことを目的として種々の検討を行った。

(3)酵素で酸化モリブデン,酸化タングステン上に固定した光生化学センサーの作製酵素反応で生成するアルコールと,アルコール存在下での金属酸化物のフォトクロミズムの増幅作用で組み合わせることにより,高感度の光生学センサーの作製を試みた。光の導入法としては,光導波路法を用いた。特にモニター光導入のためのグレイティング作製法について改良を行った。(4)微小センサーの作製及びその評価生体内分析,あるいは局所分析へ応用する目的で,センサーの微小化について検討を行った。径7μmのカーボン微小電極上に,(1)の方法により酵素(ペルオキシダーゼ)を固定し,微小過酸化水素センサーを作製した。得られたセンサーは過酸化水素に対して,広い濃度範囲で直線的な応答を示した。またセンサーの微小化により,応答電流密度が1ケタ以上向上することがわかった。この微小過酸化水素センサーは今後,生体内で白血球などから産生される過酸化水素や,電極反応中間体としての過酸化水素の検出への応用が期待される。上記の成果を共同研究した場所を中心にまとめると以下のようになる。(1)オスミウムビピリジルを反応中心としたポリマーを用いる.半導体,金属上への新規酵素固定法の開発を行った。(テキサス大)(2) (1)の方法を用いて作製したセンサーの微小化,及び微小過酸化水素センサーを利用した局所分析を行った。(東大,テキサス大)(3)アルコール等の存在下での,酸化物半導体のフォトクロミズムの増幅作用の機構の解析(東大)(4)酵素反応と,(3)の増幅作用を組み合わせた新規光生化学センサの作製及びその評価(東大,テキサス大)本研究においては,研究代表者がこれまで重点的に研究してきた,半導体電極反応に関する技術と,相手側研究代表者らが最近開発した,酵素を電極表面に直接化学修飾する技術を組み合わせて,(1)全く新しいタイプの光電気化学的生化学センサ-を構築し(2)生化学物質の選択的酸化還元光電極を研究した。すなわち,前者においては,酵素の持つ高選択性と,半導体の持つ光応答性(高感度検出能)を兼ね備えた新型センサ-の研究である。半導体電極反応はこれまでおもに,エネルギ-変換材料としての興味から研究されてきた。また,これまで研究されている生化学センサ-は,ほとんど通常の電極反応と組み合わせ,信号を電気信号として検出する方式を採用している。本研究においては,光電極反応を高感度検出手段として促え,全く新しい検出法を用いた生化学センサ-の開発を試みた。そらに,後者においては,酵素を化学修飾した半導体電極を用い,太陽エネルギ-を利用した選択的な生化学物質の酸化還元反応系の基礎研究を実施した。具体的には次の7項目を検討し,成果をあげた。(1)酵素を酸化物半導体上に化学修飾する手法の探索(2)酸化タングステン,酸化モリブデンのフォトクロミック特性,特に,アルコ-ル以外の物質による着色量変化を研究した。(3)上記半導体のフォトクロミック現象の応答速度の測定および解析(4)光導波路法による高感度検出システムの確立。特に,モニタ-光導入のためのグレィテイング作製法の改良(5)酵素を化学修飾した酸化チタン電極の作製と基礎物性の測定
揮発性ビン・詳細反応モデル開発による二次有機エアロゾル計算の精緻

二次有機エアロゾル(SOA)の正確な動態把握と発生源解析を目的として、揮発性ビンモデル・詳細反応モデルを、三次元大気質モデル上で開発した。また、ボックスモデル上で従来モデルと比較・評価した結果、揮発性ビンモデルは実測値をよく再現すること、大気中のエイジングがSOA生成に重要な寄与を持つこと、現状の詳細反応モデル(反応数く20000)は低揮発性生成物の生成量が他モデルに比べて顕著に低く、SOAを顕著に過小評価することなどが明らかとなった。本年度は、二次有機エアロゾル(SOA)モデルとして、揮発性ビン(VBS)モデル、詳細反応モデル(MCM)を用いた3次元モデル計算を新たに実施して、その計算精度を評価した。さらに、多数の感度実験を実施して、各SOAモデルの特性を詳細に評価するために、ボックスモデル上でSOAモデルの相互比較を行った。ここでは、VBSモデル、MCMに加えて、2種類の収率モデルとメカニカルモデルを用いて、東京で実測されたSOA/オキシダント比を基にモデルのSOA計算精度を評価した。その結果、収率モデルやメカニカルモデルはSOA生成量を顕著に過小評価しているのに対して、VBSモデルは実測を良く再現しており、MCMモデルは収率モデルと比較してもSOAの過小評価が顕著であった。また、VBSモデルを用いた感度実験結果から、当初想定していた低揮発性の揮発性有機化合物(SVOC)に起因するSOA生成量よりも、VOC起源の生成物のエイジングによるSOA生成量が卓越することが明らかとなった。また、揮発性分布を比較すると、VBSモデルでは低揮発性成分が他モデルよりも多く生成されているのに対して、MCMモデルでは低揮発性成分の生成が不十分であった。さらに、東京におけるSOAの発生源解析を実施したところ、従来広く使われていた収率モデルとVBSモデル・MCMモデルの計算結果は大きく異なっていた。この結果は、PM2.5などの発生源解析において、SOAモデルの選択によって推計結果が大きく異なることを意味しており、SOAモデルの精緻化が重要であることを強く示唆するものである。二つの二次有機エアロゾル(SOA)モデル(揮発性ビンモデル(VBS)と詳細反応モデルMCM))をボックスモデル上で開発し、粒子化計算手法や化学反応式による常微分方程式の計算手法を検討した。その結果、VBS、MCMともに、3次元モデルに適用可能な高速のソルバーでも十分な計算性能が得られることが明らかとなった。また、三次元化学輸送モデルの入力データである、揮発性有機化合物(VOC)、および半揮発性のVOC(SVOC・IVOC)の排出プロファイルを詳細成分別に収集して、発生源データを整備した。また、先行研究を基に、VBSでの酸化速度・蒸発エンタルピーなど、粒子化モジュール中のパラメタを整備した。なお、当初はVBSの用途をSVOC, IVOCからのSOA生成計算と想定していたが、VOCからのSOA生成計算にも有効であるという先行研究の報告を受けて、その粒子化計算モジュールをVBSに追加した。VBS、MCMとも、三次元化学輸送モデルに実装して、関東地方におけるテスト計算を実施した。その後、首都圏と東京の条件下で1ボックスモデル計算を実施して、従来モデル(収率モデルなど)と比較するとともに、VBSとMCMで利用される物理・化学パラメタの妥当性を詳細に検討した。このボックスモデル計算の結果より、VBSでVOCからのSOA生成過程を考慮することによりSOAの再現性能が向上すると見積もられた。また、開発したモデルを用いて首都圏と東京におけるO3とSOAの発生源解析を実施した。その結果、VBSによると、VOC(特に芳香族炭化水素とテルペン類)の寄与がSVOC・IVOCよりも大きな寄与を持つと計算された。平成24年度には、この推計の精緻化を実施する。二つのSOAモデルについて、当初の予定通りに、ボックスモデル上での開発、排出量など入力データの整備、計算手法の検討・最適化、三次元モデルへの実装を行った。それらのモデルを用いてO3とSOAの発生源解析を実施したこと、VBSモデルをVOCからのSOA生成計算にも適用したことなどから、本研究は順調に進展していると考える。平成23年度に予定通りに研究が進展したので、平成24年度は予定通りに二つのSOAモデルの三次元モデル上での計算とその結果の解析を主な研究課題とする。MCMにおいては、詳細VOC成分の蒸気圧が結果に大きな影響を与えるものの、推計手法ごとに大きくばらつき、計算結果の大きな不確実性の要因なので、この推計手法の検討を行う。また、三次元モデル上でのMCMによる官能基別・成分別SOA濃度の計算結果を基に、SOAの発生源解析の精緻化と健康影響評価を行う。また、平成23年度に引き続いてVBSの物理・化学パラメタの検討と精緻化を行うとともに、三次元モデルでの計算結果を基に、詳細なSOA濃度の再現性能評価を行う。

平成24年度は、三次元モデル計算を本格的に行うことからデータ容量が膨大になるので、データサーバを購入する。また、研究結果の発表のための旅費・論文投稿料を使用する。
外観検査のための画像合成法の開発と評価

本研究では,コンクリート構造物の外観検査の効率化のために画像合成法を開発した.コンクリート表面の直線を利用したレンズ歪曲歪み補正法により,足場の悪い環境においてズームレンズを使用して取得した画像に対して歪み補正を自動化できることを確認した.また,視点の異なる画像を組合せた画像合成法により鋼材や金網などによる遮蔽領域を自動的に補間できることを確認した.さらに,全景画像に一部の拡大画像を組合せることにより,微細な損傷の可視性の高い合成画像を自動生成できることを確認した.20世紀に建設された社会基盤としてのコンクリート構造物の多くは老朽化を迎えており,既存の構造物の延命化が課題となっている.既存のコンクリート構造物の外観検査では,構造物の耐震性や材料劣化の進展を推定する上で重要なひび割れなどの損傷を定量的に測ることが求められる.構造物の劣化を測るために,幅0.2mm以上のひび割れが点検の対象となる.これらを効率的に計測し,記録するためにデジタル画像を用いた点検法が開発されている.本研究では,コンクリート構造物の点検の効率化のために,コンクリート表面を分割して撮影した画像データを用いて,点検の記録や損傷の定量評価に用いる全景画像を自動合成するシステムを開発することを目的とした.このようなシステムの実現のために(1)ズームレンズを使用して撮影した画像のレンズ歪曲収差歪みを自動補正する方法の開発,(2)分割して撮影した画像の自動位置合わせ法の開発,(3)コンクリート表面の遮蔽を補間する合成法の開発,の三点を本研究の目標とした.また,実際の構造物を撮影した画像データを用いて評価実験を行った.まず,画像上の直線を利用したレンズ歪曲歪み補正法により,足場の悪い環境においてズームレンズを使用して取得した画像に対して歪み補正を自動化できることを確認した.また,視点の異なる画像を組合せた画像合成法により鋼材や金網などによる遮蔽領域を補間できることを確認した.さらに,全景画像と一部の拡大画像を組合せることにより,損傷の計測や評価が可能な合成画像を自動生成できることを確認した.本研究では,コンクリート構造物の外観検査の効率化のために画像合成法を開発した.コンクリート表面の直線を利用したレンズ歪曲歪み補正法により,足場の悪い環境においてズームレンズを使用して取得した画像に対して歪み補正を自動化できることを確認した.また,視点の異なる画像を組合せた画像合成法により鋼材や金網などによる遮蔽領域を自動的に補間できることを確認した.さらに,全景画像に一部の拡大画像を組合せることにより,微細な損傷の可視性の高い合成画像を自動生成できることを確認した.平成24年度は,コンクリート構造物を対象とした画像に対する「画像位置合わせ法」を構築し,適用性評価によりコンクリート構造物における画像処理の課題を明らかにした.また,対象の立体的な構造による視差を含む画像に対して,コンクリート面による位置合わせを可能とし,隠蔽された領域を補間する手法を開発した.コンクリート構造物を対象とした画像処理では,撮影範囲の違いによりコンクリート表面の明るさやコントラストの変動が大きく見られるため撮影条件の設定が重要である.画像間の条件や撮影範囲の変動が大きい場合には画像処理の自動化が困難であり,撮影の効率化を図りつつ,画像処理の適用範囲を明確にすることが課題である.また,立体的な構造を含む対象を撮影した場合には,コンクリート面を隠蔽する領域が生じる.視点を変えて撮影した場合には,視差が生じるためにコンクリート面による位置合わせが困難になる.この問題に対して,ロバストな推定法を適用し,視差を含む画像における位置合わせを検討した.また,実験により,視点を変えて撮影した画像においては合成時に隠蔽された領域を他の画像により補うことが可能であり,隠蔽された領域を補間できる可能性が見られることがわかった.今後は,隠蔽された領域の推定や,合成される画像の明るさやコントラスト調整の最適化による画像生成の最適化も課題となる.また,多数の画像を連続的に処理していく場合には,レンズ歪みの影響を抑えることも重要であり,撮影条件の緩和のためにも画像情報をもとにしたレンズ歪みの自動補正法の開発も重要であると考える.コンクリート構造物の外観検査の効率化のための画像合成技術の開発を目的としており,平成24年度には,基本的なアルゴリズムの構築とコンクリート構造物への適用における課題の抽出を計画していた.実験により処理の自動化の課題を抽出し,次年度の課題を具体的にすることができた.また,新しい課題として視点を変えた画像による隠蔽領域を補間できる可能性が示されたことも重要な成果と考える.平成25年度には,当初より計画していた画像情報のみからのレンズ歪みの自動補正を検討する.また,前年度の評価実験の結果より,画像間で撮影条件や撮影範囲の変動が大きい場合にはアルゴリズムの適用が困難になるため,撮影者の負荷が少なくアルゴリズムの適用性の高い撮影方法を構築する.撮影条件によっては適用が困難になる場合があるため,適用限界を明らかにすることも実用化に向けた重要な課題である.視点を変えて撮影した画像による処理では,隠蔽された領域の推定や,合成される画像の明るさやコントラスト調整の最適化による画像生成の最適化を検討する.該当なし
精子ミトコンドリアの解析による精索静脈瘤の病態解明および新規治療の開発

精索静脈瘤は静脈血が腎静脈から内精静脈へ逆流するために、蔓状静脈叢が怒張およびうっ血をきたした状態であり、男性不妊症の原因となる。精索静脈瘤が不妊を引き起こすメカニズムに関して、静脈血のうっ滞による陰嚢温度の上昇、酸化ストレスの上昇、精子DNAダメージなどの造精機能障害が指摘されているが明確なメカニズムは不明のままである。我々は、精子ミトコンドリアDNAに着目し、精索静脈瘤の手術前と手術後の精子ミトコンドリアDNAの遺伝子変異を解析することにより原因究明に迫っていく。
生活行動類型別エネルギー消費・環境負荷排出構造モデルに関する研究

既存の生活時間調査データを整備し,社会を構成する個人の多様性を反映したコホートと家庭内のエネルギー消費や環境負荷排出構造を反映した生活行動分類によってクロス集計された生活時間データを作成する統計的手法を提案した.次に,この手法を発展させ,発展途上国における家庭内のエネルギー消費と室内大気汚染物質の1つであるPM2.5の排出による人々の暴露量を性別,年齢および就業状態によって分類されるコホート別に定量的に評価するモデルを構築した.既存の生活時間調査データを整備し,社会を構成する個人の多様性を反映したコホートと家庭内のエネルギー消費や環境負荷排出構造を反映した生活行動分類によってクロス集計された生活時間データを作成する統計的手法を提案した.次に,この手法を発展させ,発展途上国における家庭内のエネルギー消費と室内大気汚染物質の1つであるPM2.5の排出による人々の暴露量を性別,年齢および就業状態によって分類されるコホート別に定量的に評価するモデルを構築した.本年度は、社会を構成する個人の多様性を反映した個人分類(性別・年齢・配偶状況・仕事・収入などによる)別の個人分類別生活行動別時間配分の手法(ツール)を開発するために、まず、先行作業で集計した2001年の社会生活基本調査個票の性別、年齢階級、配偶者の有無、ふだんの仕事の状況(有業か無業か)、世帯の年間収入の組合せの合計72の個人行動の20種類の生活行動別時間データを、家庭内エネルギー消費・環境負荷排出構造を詳細に説明できる49種類の「生活行動分類」へ変換するためのデータの収集と整備を行い、データの分割・分配を、クロスエントロピー法を用いて行った。また、並行して、海外(EU諸国、北米・アジア諸国等)の生活時間調査データの収集を行い、アジア諸国における生活時間調査データについて、日本のデータと同様に、個人分類別生活行動別時間配分を行った。アジア諸国の場合、家庭内エネルギー消費に伴う環境負荷排出として深刻な問題となっているのは、家庭でのバイオマスや石炭の燃焼によって排出される室内大気汚染物質(粒子状物質(PM)、SOX、NOX、COなど)による健康影響であることから、家庭用燃料の消費とそれに伴う室内大気汚染物質排出構造を詳細に説明するための生活行動分類を考え、個人分類別に生活時間データを配分する作業を、先に開発したクロスエントロピー法を用いる手法を用いて行った。収集したアジア諸国の生活時間調査データは、個票ではなく集計データであり、あまり詳細でないものが多く、これらのデータをクロスエントロピー法によって個人分類別生活行動別に配分するために、各国の社会統計データや生活文化に関する調査資料を大量に収集し整備した。本年度は、家庭内の個人分類別のエネルギー消費の構造を、冷暖房、炊事、食事、洗濯、娯楽等の生活行動類型別に考察し、家庭内で個人のエネルギー需要が生活行動別にどのように発生するかを記述する数学モデルの開発を目標に、家庭内エネルギー需要発生のメカニズムを定式化した。実際に日本を対象にしたモデルを構築するために、個人の時間の使い方(行動分類別生活時間配分)と、エネルギー消費機器の保有と使用の状況、さらに、家庭内で使用される財(食材など)の投入量に関するパラメータの設定が必要となり、エネルギー消費機器の保有量、使用状況、種類、性能等のデータ、家庭が購入する財の数量、家庭内の世帯人員数のデータ等に関して、消費実態調査、国勢調査、家計調査等の統計資料に加えて、家庭内の冷暖房、食生活、家事、娯楽の行動に関するさまざまな調査資料、さらには、家族、家事、余暇等に関する社会学的な研究文献などを幅広く大量に収集した。並行して、昨年度に収集し整備したアジア諸国における生活時間調査データの個人分類別の配分データを用いて、アジア諸国の家庭内でのエネルギー消費に伴う室内大気汚染物質排出の影響評価を行い、アジア諸国の人々の生活時間の使い方が、室内空気汚染物質によるリスクにどれだけどのように影響を及ぼすかを分析した。このテーマに関しては、その成果を、昨年7月にパリで開催されたInternational Associatioll for Time Use Research (IATUR)の年次会議で発表した。その後、発展途上国の人々の生活時間の使い方は都市部と農村部で大きく異なることが考えられるため、都市部と農村部における人々の生活(時間の使い方や燃料の使い方など)を考慮した評価へと発展させるための、文献とデータの収集を行った。本年度は、昨年度に行った個人分類別生活時間調査データを用いたアジア諸国の家庭内でのエネルギー消費に伴う室内大気汚染物質排出の影響評価に関する研究に引き続き取り組んだ。昨年の研究で開発した、社会を構成する個人の多様性を反映したコホートと家庭内のエネルギー消費や環境負荷排出構造を反映した生活行動分類によってクロス集計された生活時間データを作成する統計的手法を改善して、室内大気汚染物質のうち、PM2.5に注目し、アジア各国の室内暴露評価を行った研究成果を英文誌(Science of the Total Environment)に発表した。また、室内大気汚染物質への暴露が特に懸念される子どもについての生活時間に関する情報が少ないことから、子供の福祉に関する指標を研究テーマとする国際学会であるISCI(International Society for Child Indicators)の年次大会に参加し、研究について発表するとともに、情報収集を行った。さらに、昨年に行った研究から、発展途上国において人々の生活は都市部と農村部で大きく異なることから、室内空気汚染による暴露評価を都市部と農村部とに区別して評価することが重要であることが明らかになったことから、まず、アジア諸国の都市部と農村部における人々の生活(時間の使い方や燃料の使い方など)に関する統計データの収集を行い、特に時間と燃料消費量に関する詳細な統計データを収集することができた中国を対象として、中国各地域の都市と農村における室内環境中PM2.5暴露評価を行い、その成果を学会で発表した後、論文にまとめた。

この研究で評価の信頼性を向上させるための課題(家庭内燃料使用の詳細な情報や地域による人々の生活の違い等)について、データや文献を収集し、中国以外のアジア各国に対して分析を行う準備をした。また、日本についても生活時間調査データを補完するために必要な子供の生活時間データを収集し、日本を含めたアジア各国における家庭における環境負荷排出構造のモデルを完成させる士台をつくった。
ナノファイバーコンポジット化による自己修復性耐候コーティングの開発

自己修復性防食コーティングは金属表面に欠陥が生じてもその部分の腐食を防止できる機能を有している。本研究では修復剤の放出パスとしてナノファイバー短繊維を用いた開発を行った。ナノファイバーへの修復剤の担持については,修復剤が中性で吸着,アルカリ性で脱着することを明らかにした。ポリマー溶液にシリカ粒子を混合し,ナノファイバーの多量合成に成功した。ナノファイバーに2種類の修復剤を担持させる方法,ゼオライトを添加する方法を検討した。エポキシ樹脂に修復剤を担持したナノファイバーを混合して金属表面に塗布し,基材に達する欠陥を付与した後に腐食液中で電気化学測定を行った結果,自己修復性の向上が確認された。金属材料の表面には,防錆処理としてコーティングが行われる。その中でも自己修復性防食コーティングは欠陥が生じてもその部分の腐食を防止できる機能を有し,環境規制されたクロメート処理の代替技術として熱望されている。これまでの研究において,コーティングへの機能性添加剤としてナノ材料,pH感受性修復剤が有効であることを明らかにした。本研究では自己修復性防食コーティング中の修復剤の放出パスとしてナノファイバーチャンネルを用い,ナノファイバー短繊維を添加した自己修復性耐候コーティングの開発を行った。本年度はセルロースナノファイバー短繊維について,表面への修復剤の担持方法の最適化を検討した。修復剤として吸着型修復剤,酸化皮膜型修復剤を用い,添加量の最適化を行った。さらに,ナノファイバーおよび修復剤の吸脱着挙動を把握するため,ゼータ電位の測定を行い,中性においてナノファイバーに修復剤が吸着し,アルカリ性になると修復剤が脱着することを明らかにした。それをエポキシ樹脂に混合して冷間圧延鋼板,アルミニウム合金表面に塗布し,基材に達する欠陥を付与した後に食塩水中で電気化学測定を行い,腐食抵抗をモニタリングした。試験の結果,修復剤を担持したナノファイバーを混合したコーティングでは腐食抵抗の上昇し,高い自己修復性を示した。さらに,コーティング中のpHを変更することにより,自己修復性の向上が確認された。また,静電紡糸装置の導入を行い,セルロースアセテートを用いた短繊維の合成を行い,ナノ粒子を混合することにより,短繊維の長さを制御できることを明らかにした。自己修復性防食コーティング中の修復剤の放出パスとしてナノファイバーチャンネルを用い,ナノファイバー短繊維を添加した自己修復性耐候コーティングの開発を行った。昨年度はセルロースナノファイバー短繊維について,表面への修復剤の担持方法の最適化を検討し,それをポリマーコーティングの混合し,欠陥を付与した後に電気化学測定により,高い自己修復性を示した。本年度は,静電紡糸装置を用いてセルロースアセテートナノファイバー短繊維の多量合成の検討を行った。2種類のマイクロサイズの球形シリカ粒子をセルロースアセテートポリマー,溶媒としてアセトンおよびジメチルアセトアミドに混合し,ニードル先端から高電圧を付与し,紡糸を行った。短繊維の多量合成については新規な方法としてマイクロサイズの球形シリカ粒子をポリマー溶液に混合することで,粒子部でファイバーの切断を試みた。粒子濃度および液流量を変化させて静電紡糸を行ったところ,ファイバー径よりもサイズの大きいシリカ粒子を用いることにより,ファイバー中にシリカ粒子が含まれるものの従来の40倍の高流量でセルロースアセテートナノファイバー短繊維の合成することができた。また,シリカ粒子濃度および液流量により種々の形状のファイバーが観察された。ナノファイバー短繊維の多量合成については,静電紡糸装置を用いてセルロースアセテートポリマー溶液に2種類のマイクロサイズの球形シリカ粒子を混合させて,粒子濃度,液流量を変化させて紡糸試験を行った結果,ファイバー径よりもサイズの大きいシリカ粒子を用いることにより,ファイバー中にシリカ粒子が含まれるものの従来の40倍の高流量でセルロースアセテートナノファイバー短繊維の合成ができることを明らかにした。また,粒子濃度,液流量により,凝集粒子が含まれるファイバー,粒子が含有した連続ファイバーが合成できることが分かった。また,低流量では,シリカ粒子の含有量を変化させることにより,ファイバー長さを制御できること,すなわち,粒子濃度を高くすることによって,長さの短いファイバーが合成できることが明らかとなった。さらに,ファイバー短繊維はシリカ粒子の部分で切断されていることが分かった。昨年度は,静電紡糸装置を用いてセルロースアセテートナノファイバー短繊維の多量合成の検討を行い,ファイバー中にシリカ粒子を添加することによって,従来の40倍の高流量で短繊維の合成を行うことができた。

本年度は,セルロースナノファイバー短繊維を用いて,それに2種類の修復剤を担持させ,自己修復性の高性能化の検討を行った。さらに,修復剤の担持量を増加させるために,ナノファイバーに加えて,ゼオライトを添加した場合の効果について検討した。修復剤を担持させた短繊維とゼオライトをエポキシ樹脂に混合して冷間圧延鋼板,亜鉛合金鋼板表面に塗布し,基材に達する欠陥を付与した後に食塩水中で電気化学測定を行い,腐食抵抗をモニタリングした。試験の結果,2種類の修復剤を担持したナノファイバーを混合したコーティングでは腐食抵抗の上昇し,高い自己修復性を示した。さらに,ゼオライトを添加した場合,自己修復性がさらに向上することが確認された。自己修復性防食コーティングは金属表面に欠陥が生じてもその部分の腐食を防止できる機能を有している。本研究では修復剤の放出パスとしてナノファイバー短繊維を用いた開発を行った。ナノファイバーへの修復剤の担持については,修復剤が中性で吸着,アルカリ性で脱着することを明らかにした。ポリマー溶液にシリカ粒子を混合し,ナノファイバーの多量合成に成功した。ナノファイバーに2種類の修復剤を担持させる方法,ゼオライトを添加する方法を検討した。エポキシ樹脂に修復剤を担持したナノファイバーを混合して金属表面に塗布し,基材に達する欠陥を付与した後に腐食液中で電気化学測定を行った結果,自己修復性の向上が確認された。ナノファイバーへの修復剤の担持については,修復剤の選定,過剰添加によるポリマーコーティングの性能低下などについて検討を行い,いかに多量の修復剤をナノファイバーのみに担持できるかに焦点をあてて,試験を行った結果,ナノファイバーと修復剤の最適な比率が存在することを明らかにした。次に重要なポイントはナノファイバーに担持させた修復剤をいかにコーティングの欠陥が生じた場所にのみ放出させるかであり,これまでの研究から修復剤の吸脱着制御については腐食反応であるカソード反応によって生じる水酸化物イオンの増加,すなわちpH上昇を利用することが有効であることが明らかになっている。コーティング内のpHを変更して自己修復試験を行った結果,最適なpHが存在することを明らかにした。また,静電紡糸装置を導入し,セルロースアセテートを用いてナノファイバー短繊維の合成ができることを確認した。今後の研究の推進方策として,1年目に行ったセルロースナノファイバー短繊維の改善および静電紡糸装置を用いて修復剤を担持させたナノファイバー短繊維の多量合成を行う。セルロースナノファイバー短繊維については,担持量増加のため,修復剤を担持できる粒子の混合を行う。また,静電紡糸用ポリマーへの修復剤の担持については,球形シリカ粒子に加え,pH感受性修復剤をポリマーに混合し,紡糸することで修復剤担持ナノファイバー短繊維の合成を行う。合成した修復剤担持ナノファイバー短繊維をコーティング用ポリマーに混合し,金属材料表面にコーティングを行う。作製した試験片にスクラッチ試験機で基材に達する欠陥を付与して,腐食液中で電気化学測定を行い,自己修復性について検討する。
新規スカベンジャー受容体SR-PSOXの解析

リンパ球の体内での位置どりにはインテグリンなどの接着因子やケモカインなどの細胞遊走因子が重要な働きをしている。我々が単離した膜結合型ケモカインSR-PSOX/CXCL16はケモカイン受容体CXCR6を発現するNKT細胞や活性化T細胞に対して、膜結合型は接着を可溶型は細胞遊走を引き起こす。今回我々はSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスを作成し、SR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスにおいてNKT細胞の分布が様々な臓器において変化しているかを調べその機能を解析した。NKT細胞は肝臓に豊富に存在しているが、SR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスにでは肝臓のNKT細胞数が野生型と比べて3分の1程に減少していた。NKT細胞が関与すると考えられているConA誘導肝炎もSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスにでは誘導されなかった。さらにNKT活性化剤であるガラクトセラミドをSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスに投与したところ野生型と比べてインターフェロンガンマやIL-4の産生が低下していた。また、野生型肝臓NKT細胞を野生型もしくはSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスに細胞移入したところSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスにではNKT細胞の肝臓へのホーミング能が失われていた。以上の結果から、SR-PSOX/CXCL16はNKT細胞を肝臓にとどめておくのに必須であることが判明した。我々が酸化LDLを認識する新規スカベンジャー受容体としてクローニングしたSR-PSOXは、Matloubianらによって報告された活性化T細胞を標的とする膜結合型ケモカインCXCL16と同じアミノ酸をコードした。また我々は、可溶性SR-PSOX/CXCL16はほとんど抗菌活性を示さないものの、SR-PSOX/CXCL16を過剰発現させた細胞が、大腸菌・黄色ブドウ球菌といったグラム陽性菌・グラム陰性菌に直接結合して貪食する能力を有することを見いだした。今年度、我々はSR-PSOX/CXCL16に対するモノクローナル抗体を作成し、ヒト末梢血由来樹状細胞やマクロファージ様ヒト細胞株THP-1細胞による細菌貪食が、このSR-PSOX/CXCL16モノクローナル抗体により約50%まで阻害されることを見出した。さらに我々はSR-PSOX/CXCL16の有するスカベンジャー活性とケモカイン活性を詳細に検討した。SR-PSOXのスカベンジャー受容体活性やケモカイン活性が酸化LDLなどのスカベンジャー受容体リガンドで阻害されることを示した。また、SR-PSOXのケモカインドメインに存在する塩基性アミノ酸をアラニンに置換した変異型SR-PSOX/CXCL16を作成しこれらの生理活性を解析したところこれらの変異体はスカベンジャー受容体活性やケモカイン活性が同じように損なわれていることが明らかとなった。この結果により細菌、酸化LDLといったスカベンジャー受容体リガンドとケモカイン受容体CXCR6に対して必要なSR-PSOX/CXCL16の結合部位は近接していることが判り、スカベンジャー受容体とケモカインの進化的関連が示唆された。一部のケモカインはケモカイン受容体発現細胞を遊走する以外に細菌に直接結合し、殺菌する抗菌ペプチドの活性を有する。また膜結合分子であるSR-PSOX/CXCL16はCXCR6発現細胞の遊走というケモカイン活性と酸化LDLや細菌に結合するスカベンジャー受容体活性とを合わせ持ち、これら2種類の活性を担う部位は同じあるいは近接して存在する。そこで、ケモカインファミリーに属する多様な分子が細胞遊走活性以外に細菌や酸化LDLへの結合活性(スカベンジャー受容体活性)を有するか解析した。15種類のケモカインが直接細菌や酸化LDLに結合する活性を有するか解析した。またこれらのケモカインとSR-PSOX/CXCL16のムチンドメイン、膜貫通ドメイン、細胞質ドメインを融合した組換え分子をCOS-7細胞に一過性に発現させ、細菌貪食能と酸化LDL取り込み能を測定した。さらに、これらのケモカインによるケモカイン受容体発現細胞への結合や遊走が酸化LDLなどのスカベンジャー受容体リガンドで阻害されるか解析した。15種類のうち12種類のケモカインは抗菌活性の有無に関わらず細菌や酸化LDLに高親和性で結合したが、いわゆる炎症性ケモカインと呼ばれているケモカインは細菌や酸化LDLに比較的低い結合能を示すものが多かった。また細菌や酸化LDLへの結合能を示したケモカインの特異的ケモカイン受容体発現細胞への結合や遊走を酸化LDLなどのスカベンジャー受容体リガンドが特異的に阻害した。多くのケモカインはいわゆるケモカイン活性以外に細菌に結合し抗菌や貪食を引き起こす活性を持ち、この2種類の活性を担う部位はケモカインドメイン内に近接して存在することが示された。本研究によりケモカイン活性(特異的レセプターへの結合)とスカベンジャー受容体活性(パターン認識活性)の進化的な関連が示唆された。

NKT細胞は肝臓に豊富に存在しているが、SR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスにでは肝臓のNKT細胞数が野生型と比べて3分の1程に減少していた。NKT細胞が関与すると考えられているConA誘導肝炎もSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスにでは誘導されなかった。さらにNKT活性化剤であるガラクトセラミドをSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスに投与したところ野生型と比べてインターフェロンガンマやIL-4の産生が低下していた。また、野生型肝臓NKT細胞を野生型もしくはSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスに細胞移入したところSR-PSOX/CXCL16ノックアウトマウスにではNKT細胞の肝臓へのホーミング能が失われていた。以上の結果から、SR-PSOX/CXCL16はNKT細胞を肝臓にとどめておくのに必須であることが判明した。