hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
化学化石から考察する2つの全球凍結事変と動物進化

新原生代後期は全地球規模の氷期や多細胞動物の進化が起こった時代であり、地質学、古生物学、地球化学的研究が活発に進められている。南中国地域では無機炭素同位体データは浅海相を中心に多くのセクションで報告がなされているが、同様に古海洋での炭素サイクルを示す重要な指標となる有機炭素同位体比の研究はあまり進んでいない。そこで、南中国地域から新たなデータを示すために、これまで主に湖南省に分布する新原生代後期初期カンブリアの地層を対象としてフィールド調査を行い、岩石試料について有機・無機炭素同位体比や鉱物組成、有機物の分析、微量元素濃度測定、酸素同位体比測定、顕微鏡観察などを行った。平成21年度は学位論文として、湖南省北西部に位置し浅海相を示すYangjiapingセクションでの研究結果と他の南中国地域との比較から古海洋環境の変遷について論じたので、平成22年度は層序対比や有機・無機炭素同位体比の解釈についてさらに考察を加え、地球惑星科学連合大会において口頭発表を行った。また、Yangjiapingセクションの層序対比、堆積環境、酸化還元状態、炭素サイクルについてまとめた論文をPrecambrian Researchに投稿した。また、湖南省北部の深海相であるWangchangセクションの全球凍結直後から得た無機・有機炭素同位体比などの分析結果と、世界中からこれまでに報告されている初期動物化石の産出時期などから、初期動物が低酸素的かつ有機物に富む古海洋中で進化したという仮説を提唱し、狩野彰宏教授を代表としてIsland Arcに論文を発表した。このほか、北西部の深海相であるFengtanセクションについての鉱物分析や同位体比分析、炭酸塩成分中の微量元素濃度測定の結果を追加したより詳細な南中国の古海洋的背景について、日本地質学会西日本支部において同研究室の古山精史郎が代表として発表を行った。後期新原生代から最初期カンブリア紀は、動物が急速に進化したが、地球規模の寒冷化が起こった時代でもある。寒冷化後の海洋環境を明らかにすることは、初期動物進化を明らかにするために重要である。水深の異なる場所で堆積したいくつかのセクションを対比することで、水柱を通した古海洋構造を明らかにすることが本研究の具体的な目的である。私は本年度、中国湖南省に分布する新原生代/カンブリア系浅海相が露出するYangjiapingと、より深い場所で堆積した2つのセクションでフィールド調査を行った。そして、Yangjiapingセクションから持ち帰った岩石試料について、薄片観察やXRD、RAMANによる鉱物分析、炭酸塩の炭素・酸素同位体比分析、有機物の炭素同位体比分析、原子吸光法による炭酸塩成分中の微量元素濃度測定を行った。これらの結果は、本セクションの堆積場がマリノアン氷期直後の還元的で比較的深い環境から、非常に浅く、波のエネルギーが強い環境へと変化したことを示した。また、Yangjiapingセクションの結果と、他の南中国地域からのデータを比較した。マリノアン氷期直後の年代には水深によって無機炭素同位体値が大きく異なり、しかもその時系列的変化は、有機炭素同位体比の変化と同調しないことが分かった。このことはマリノアン氷期後の温暖化によって海洋が層序化し、南中国海盆中に大規模な有機炭素リザーバーが形成されたことを示す。その後、新原生代の最後期には、無機炭素同位体比の深度勾配は小さくなり、有機炭素同位体比との平行的な変化が見られるようになる。このことは、海水循環の活性化と大幅な海水酸化が起こったことを示唆する。一方で、動物化石が見られるようになる年代は、海水が酸化的になる前後の時期である。以上のことから、動物の進化には、海水の酸素濃度増加の他に、氷期後の還元的海水環境で形成された有機物リザーバーも重要な役割を果たした可能性があることが示された。以上の成果をもとに、博士論文を執筆し受理された。

このほか、北西部の深海相であるFengtanセクションについての鉱物分析や同位体比分析、炭酸塩成分中の微量元素濃度測定の結果を追加したより詳細な南中国の古海洋的背景について、日本地質学会西日本支部において同研究室の古山精史郎が代表として発表を行った。
低温スプレーイオン化質量分析法の開発と超分子および生体分子構造研究への応用

コールドスプレーイオン化法と言う新しい手法を開発した.これは質量分析においてイオンを生成する手段であり,主に不安定な溶液中の分子に適用される.本手法は約-8010°Cのスプレーにより極めてソフトにイオン化を行うものであり,非水素結合性相互作用を破壊することなく分子イオン等を観測することができる.我々はこの本手法を溶液中不安定な種である反応中間体や不斉触媒,および超分子化合物や生体基本分子に適用した.特に超分子化合物の高次会合体の解析について顕著な解析結果を得た.エレクトロスプレー法等の従来の手法では観測されない熱および空気等に不安定な化合物の構造解析に成功した.本手法では不安定分子に多数の溶媒が付加することにより安定したイオンを生成すると考えられる.グリニャール試薬の平衡構造の解析においては,新規に同反応にとって重要な分子種を同定し,活性種の構造研究に寄与した.さらに,本手法を生体を構成する基本的な分子であるアミノ酸,核酸,糖及び脂質などの溶液状態の解析に適用し,いずれもNa^+が付加した分子量の大きな連鎖構造由来の1価イオンを生成するなど興味ある知見を得た.即ち,これら生体基本分子は溶液において水素結合に基づく比較的大きな会合体を形成している可能性が示唆された.これを連鎖会合体と呼ぶこととし,この会合体が溶液中の金属イオンなどにより会合状態を変え,比較的小さなまとまりのある単位会合体またはメタクラスターを形成することを見だした.これらの溶液中での会合体構造変換は生体分子の活性と密接に関連する可能性があるため今後の展開が期待される.本研究によりコールドスプレーイオン化法が溶液中の安定種の動的な解析に有効であることが示され,非水素結合性相互作用に基づく生体分子の会合状態の動的過程を解析する道を拓いた.コールドスプレーイオン化法と言う新しい手法を開発した.これは質量分析においてイオンを生成する手段であり,主に不安定な溶液中の分子に適用される.本手法は約-8010°Cのスプレーにより極めてソフトにイオン化を行うものであり,非水素結合性相互作用を破壊することなく分子イオン等を観測することができる.我々はこの本手法を溶液中不安定な種である反応中間体や不斉触媒,および超分子化合物や生体基本分子に適用した.特に超分子化合物の高次会合体の解析について顕著な解析結果を得た.エレクトロスプレー法等の従来の手法では観測されない熱および空気等に不安定な化合物の構造解析に成功した.本手法では不安定分子に多数の溶媒が付加することにより安定したイオンを生成すると考えられる.グリニャール試薬の平衡構造の解析においては,新規に同反応にとって重要な分子種を同定し,活性種の構造研究に寄与した.さらに,本手法を生体を構成する基本的な分子であるアミノ酸,核酸,糖及び脂質などの溶液状態の解析に適用し,いずれもNa^+が付加した分子量の大きな連鎖構造由来の1価イオンを生成するなど興味ある知見を得た.即ち,これら生体基本分子は溶液において水素結合に基づく比較的大きな会合体を形成している可能性が示唆された.これを連鎖会合体と呼ぶこととし,この会合体が溶液中の金属イオンなどにより会合状態を変え,比較的小さなまとまりのある単位会合体またはメタクラスターを形成することを見だした.これらの溶液中での会合体構造変換は生体分子の活性と密接に関連する可能性があるため今後の展開が期待される.本研究によりコールドスプレーイオン化法が溶液中の安定種の動的な解析に有効であることが示され,非水素結合性相互作用に基づく生体分子の会合状態の動的過程を解析する道を拓いた.コールドスプレーイオン源の開発の一環として,スプレー方向の低価数高質量イオン生成におよぼす影響について詳細に検討した.イオン加速方向と同方向へスプレーする従来型に対し,直交するスプレー軸を有する装置を新たに試作し性能を評価した.その結果,質量電荷比で紛3000を越えるイオンはスプレーと直角方向にイオンを取りだすことが困難であることがわかった.更に改良型として,生成したイオンを導く直交ガイドトンネルを装備した直交スプレーも試作し,性能を評価した.これによればm/z20000を越える1価イオンを観測することも可能であり,実用性の高いイオン源であることが確かめられた.現在,更に精密な温度の自動制御装置の開発を継続中である.本装置を用いて従来,測定困難であった不安定金属錯体の他,DNA,糖,アミノ酸,ステロイド化合物,および脂質を含む生体分子の溶液構造について検討を行なった.結晶中で水素結合による連鎖構造を形成することが知られているdA(2'-deoxyadenosine)のCSI-MSスペクトルを測定したところ,Naイオンが1つ付加した39量体までのイオンを観測した.同様に結晶中で水素結合による連鎖構造を形成することが確認されているcortisoneでも多重クラスターイオンが観測された.一方,結晶中で分子間に水素結合が存在しないprogesteroneではこのようなクラスターは観測されなかった.このことから,本手法により観測されるクラスターイオンは,結晶構造をある程度反映した「溶液連鎖構造」であると結論される.さらに,疎水性相互作用により形成する2分子膜やミセル構造,および逆送ミセル構造に於ても検討を行ない,phosphatidylcolineではNaイオンが付加した41量体のイオンが観測された.このように,本手法は溶液中で非共有結合性相互作用によって形成した生体分子クラスターの構造解析法として有効であることがわかった.

コールドスプレーイオン源の更なる改良の結果,直交スプレーが効率的イオン化に寄与することがわかり,これを基にスプレー軸の変更とこれに伴うイオン源ハウジング等の設計見直しを行った.この新規イオン源(直交型)を用いて生体基本分子の溶液構造の解析を行った.この結果,特にDNAの解析において顕著な成果が認められた.即ち,細胞の寿命に大きく関わっているとされる,染色体終端部に位置するテロメア構造の解析において,2'-デオキシグアノシンの4量体,いわゆるGカルテットの形成を,ヌクレオシドレベルではじめて観測することができた.さらに,通常のCSI条件下,デオキシグアノシン(dG)を含む4種類のヌクレオシドはともに溶液中,水素結合による連鎖会合体を形成することがわかった.一方,この溶液に1/4等量のNaClを加えると4量体を主とした単位会合体のイオンピークが観測され,連鎖会合体は消滅した.他の塩基ではスペクトルが複雑になるが連鎖会合体が消滅することはなかった.即ち,この動態変化はdGの特性であり,極微量のNa+が存在する通常の条件下,dGは他のヌクレオシド同様,連鎖会合体を形成しているが,これに1/4等量のNaClを加えると4量体,つまりG-カルテットを形成することが確認された.次にG-カルテットをナフチリジンダイマー(ND)により破壊しようと試みた.NDをG-カルテットが形成している溶液に加えると,G-カルテットのナトリウム付加体の分子イオンピークであるm/z1091は消失し,かわりに,NDに2分子のdGが付加したプロトン化分子イオンピークであるm/z978が観測されるようになる.0.5等量でm/z1091はほぼ消失し,これ以上加えるとNDのみに由来するイオンピークも観測された.即ちND1分子に対して2分子のGが結合することから,この理論値である0.5等量加えることのよりG-カルテットは崩壊することが示された.
ロックフェラー財団と日本統治下朝鮮・台湾における医学研究

松田編『(国際研究集会報告書)植民地帝国日本における知と権力』(国際日本文化研究センター、2018年)を公刊した。また、松田編『植民地帝国日本における知と権力』(思文閣出版、2019年)の刊行を果たした。同書では「「知と権力」から見た植民地帝国ー朝鮮史研究における成果と課題」を通じ植民地帝国日本における知と権力の問題群を編者なりに提示することにつとめ、本研究課題の一応の到達点として「志賀潔とロックフェラー財団ー京城帝国大学医学部長時代の植民地朝鮮の医療衛生改革構想を中心に」を発表した。関連論文として、「統治機構と官僚・警察・軍隊」(日本植民地研究会編『日本植民地研究の論点』岩波書店)、「戦時期植民地朝鮮における防空体制の形成ー警防団を中心に」(『歴史評論』第820号)、「`武断統治期'朝鮮の憲兵警察と衛生行政ー衛生組合を中心に[原論文は韓国語]」(韓国歴史研究会3・1運動100周年企画委員会編『3・1運動100周年叢書』第3巻、ヒューマニスト)を公刊した。また「植民地朝鮮における東京帝国大学の学知ー服部宇之吉と京城帝国大学の創設をめぐって」(東京大学GJS「東京学派」研究第1回ワークショップ、東京大学東洋文化研究所)ほかの口頭発表を行った。本年度の資料調査では、アメリカ西海岸(カリフォルニア大学バークレー校C.V.Starr Library、スタンフォード大学フーバー研究所、ミネソタ大学図書館など)で、ロックフェラー財団理事および京城帝国大学関係者の関連記録などの調査を行った。トロントのカナダ合同教会アーカイブズで、北米宣教師の書簡を調査した。このほか、海外では韓医学博物館、韓国国会図書館、国立中央図書館(以上、韓国。2018年4月、6月、12月)、国内では、防衛省戦史資料室、岩手医科大学、野口英世記念館、東京大学明治新聞雑誌文庫、東北大学医学図書館などで調査を行った。本年度に研究成果として発表した松田編『(国際研究集会報告書)植民地帝国日本における知と権力』(国際日本文化研究センター、2018年)松田編『植民地帝国日本における知と権力』(思文閣出版、2019年)によって、いったん本研究課題の到達点を提示しえたと考えている。すでに口頭発表している研究の英文雑誌での発表や、新資料による新たな研究テーマの方向付けにも目処が立った。2016年に韓国で口頭発表した「植民地朝鮮における公衆衛生学のある系譜」(国際日本文化研究センター共同研究「植民地帝国日本における知と権力」の一環として行った翰林大学校日本学研究所との共催シンポジウム)を英文雑誌で発表する準備を進めている。これをはじめ、最終年度である2019年度には順次研究成果を口頭発表や論文として公にする。また、植民地における日本赤十字の活動や植民地朝鮮における北米長老派宣教師の活動など、この間の研究で副次的に生じてきた新たな研究テーマについてもまとめていきたいと考えている。このほか、関連成果発表として、2017年10月に、国際研究集会「植民地帝国日本における知と権力」を国際日本文化研究センター(京都市)にて企画・開催した。同月、天津賽象酒店(中華人民共和国天津市)にて「日本における「国際日本研究」」(東アジア日本研究者協議会第2回大会)、同年12月に慶煕大学校文科大学(ソウル市)で「日本における'帝国史'研究の現況と課題[発表原タイトル及び発表言語は韓国語]」などを行った。また、『なぜ国際日本研究なのか』(晃洋書房、2018年3月)を編纂した。資料調査としては、2017年11月ドイツに出張し、プロイセン文書館、森鴎外記念館、ボッフム大学図書館、シュパイアーハウス、フランクフルト市史研究所、ハイデルベルグ大学文書館などで、日本人医学者のドイツ留学記録、志賀潔のドイツでの発表論文などの資料調査を行った。このほか、海外では、国家図書館、国立台湾図書館、中央研究院台湾史研究所(以上、台湾。2017年4月)、韓国国会図書館、国立中央図書館、ソウル大学校中央図書館(以上、韓国。2017年6月、12月)、国内では、順天堂大学日本医学教育歴史館、東京大学総合図書館、国会図書館、国文学研究資料館、茨城県歴史館、藤浪鑑史跡、京都大学人文科学研究所、京都府立医科大学などで調査を行った。1)平成2829年度、勤務先の執行部となり、組織改革の責任を負わねばならない立場となり、行政的職務に大きく時間を割かれた。平成30年度より執行部を離れたので、これまでの研究成果を論文等にまとめていく計画である。2)謝金アルバイトにより、植民地期朝鮮の衛生関係資料の整理を進めていたが、担当者の体調不良、家庭の事情などにより計画通りに資料整理を終了させることが出来なかった。他に適任者を探すのも困難であるので、担当者の事情を考慮しながら作業を再開させ、可能ならば平成30年度前半に旧年度の資料整理を完了させたい。

同書では「「知と権力」から見た植民地帝国ー朝鮮史研究における成果と課題」を通じ植民地帝国日本における知と権力の問題群を編者なりに提示することにつとめ、本研究課題の一応の到達点として「志賀潔とロックフェラー財団ー京城帝国大学医学部長時代の植民地朝鮮の医療衛生改革構想を中心に」を発表した。関連論文として、「統治機構と官僚・警察・軍隊」(日本植民地研究会編『日本植民地研究の論点』岩波書店)、「戦時期植民地朝鮮における防空体制の形成ー警防団を中心に」(『歴史評論』第820号)、「`武断統治期'朝鮮の憲兵警察と衛生行政ー衛生組合を中心に[原論文は韓国語]」(韓国歴史研究会3・1運動100周年企画委員会編『3・1運動100周年叢書』第3巻、ヒューマニスト)を公刊した。また「植民地朝鮮における東京帝国大学の学知ー服部宇之吉と京城帝国大学の創設をめぐって」(東京大学GJS「東京学派」研究第1回ワークショップ、東京大学東洋文化研究所)ほかの口頭発表を行った。本年度の資料調査では、アメリカ西海岸(カリフォルニア大学バークレー校C.V.Starr Library、スタンフォード大学フーバー研究所、ミネソタ大学図書館など)で、ロックフェラー財団理事および京城帝国大学関係者の関連記録などの調査を行った。トロントのカナダ合同教会アーカイブズで、北米宣教師の書簡を調査した。このほか、海外では韓医学博物館、韓国国会図書館、国立中央図書館(以上、韓国。2018年4月、6月、12月)、国内では、防衛省戦史資料室、岩手医科大学、野口英世記念館、東京大学明治新聞雑誌文庫、東北大学医学図書館などで調査を行った。本年度に研究成果として発表した松田編『(国際研究集会報告書)植民地帝国日本における知と権力』(国際日本文化研究センター、2018年)松田編『植民地帝国日本における知と権力』(思文閣出版、2019年)によって、いったん本研究課題の到達点を提示しえたと考えている。すでに口頭発表している研究の英文雑誌での発表や、新資料による新たな研究テーマの方向付けにも目処が立った。平成30年度の資料調査として特に重点を置きたいのは、アメリカ西海岸での調査である(平成30年12月を予定)。フーバー研究所所蔵のR.L.ウィルバー文書(Register of the Ray Lyman Wilbur papers)は、京城帝国大学医学部での公衆衛生教育体制改革のため、1926年に朝鮮を訪問したロックフェラー財団幹部の文書であり、本研究の骨子となる資料が所蔵されている可能性が大きい。アメリカ西海岸では、アジア関係のコレクションで知られるカリフォルニア大学バークレー校図書館も訪問する。国内では、特に戦前の医学専門学校時代からの資料を所蔵している長崎大学医学部、岩手医科大学を未訪問なので調査を行う。その他、韓国の韓国国会図書館、高麗大学図書館、大韓赤十字社などが調査対象予定になっている。成果発表としては、論文「志賀潔とロックフェラー財団ー京城帝国大学医学部長時代の植民地朝鮮の医療衛生改革構想を中心に」を含む、拙編『植民地帝国日本における知と権力』(仮題、思文閣出版)の刊行が内定しており編集作業を進めている。また、論文「「武断政治期」
『元朝秘史』におけるモンゴル語音訳漢字の研究

主な研究実績は次のようにまとめることができる。1.『元朝秘史』漢字テキストのデータ入力。四部叢刊影印本を底本として、『元朝秘史』のモンゴル語を表記した漢字の本文(音訳)と、本文を構成するそれぞれの単語や語尾の傍らに逐語的に付されている漢語(傍訳)を計算機に入力し、電子化テキストを作成した。すでに作成済みのローマ字転写テキストと合わせて、相互に検索・参照が可能なテキストを作成した。これに基づいて、『元朝秘史』の漢字音訳モンゴル語、ローマ字テキスト、傍訳漢語、出現位置からなるデータを互いに関連づけ、縦横に検索が可能なシステムを作成し、研究に使用している。こうしたデータとシステムは、研究成果として一般に公開することを計画している。2.漢字書き分けの問題の研究電子化テキストに基づいて、『元朝秘史』でモンゴル語を表記するのに用いられている全漢字の使用状況を調査して、「意味を考慮した漢字の使い分け」の実態を明らかにした。また、『元朝秘史』と同類の『華夷訳語』(甲種本)の同音漢字の書き分けにおいても「意味による書き分け」があることを明らかにした。3.『元朝秘史』の異本の研究。研究協力者の内蒙古師範大学蒙古学研究院長特木爾巴根氏の協力により、十五巻本『元朝秘史』の未公刊の異本である馬玉堂抄本および南京図書館所蔵抄本の影印を得ることが出来た。これらの異本については現在研究協力者とともに校訂作業を進めている。平成18年度には、次の研究を遂行した。1.テキストのデータ入力。『元朝秘史』の異本は(1)四部叢刊本、(2)葉徳輝本、(3)十五巻本の三つの系統に分かれる。本研究では、これらのうち四部叢刊影印本を底本として、モンゴル語を表記した漢字の本文(音訳)と、本文を構成するそれぞれの単語や語尾の傍らに逐語的に付されている漢語(傍訳)を計算機に入力し、電子化テキストを作成している。平成18年度においては『元朝秘史』音訳部分の漢字テキストの入力を完成して、校正を行っている。漢字表記テキストの計算機入力とその校正点検は、研究の中で最も時間と労力を必要とする作業となっている。研究経費の謝金(研究補助)は、主にこれにあてた。2.テキストの校訂研究。『元朝秘史』の現存の異本のうち、四部叢刊本と葉徳輝刊本の対校研究を行い、音訳・傍訳・総訳のすべての部分の異同を確認し、次の論文として公刊した:栗林均「『元朝秘史』四部叢刊本と葉徳輝本との対校研究」『東北アジア研究』第11号、89-114頁。これに加えて四部叢刊本と十五巻本の本文の異同の調査を行なった。3.データベースと検索システムの開発。『元朝秘史』の漢字音訳モンゴル語、ローマ字テキスト、傍訳漢語、出現位置からなるデータを互いに関連づけ、縦横に検索が可能なシステムを開発を行い、試作プログラムを作成した。平成19年度には、次の研究を遂行した。1.『元朝秘史』テキストのデータ入力。四部叢刊影印本を底本として、『元朝秘史』のモンゴル語を表記した漢字の本文(音訳)と、本文を構成するそれぞれの単語や語尾の傍らに逐語的に付きれている漢語(傍訳)を計算機に入力し、電子化テキストを作成した。すでに作成済みのローマ字転写テキストと合わせて、相互に検索・参照が可能なテキストとなっている。

こうしたデータとシステムは、研究成果として公開することを計画している。2.漢字書き分けの問題の研究電子化テキストに基づいて、『元朝秘史』でモンゴル語を表記するのに用いられている全漢字の使用状況を調査して、「意味を考慮した漢字の使い分け」の実態を明らかにした。また、『元朝秘史』と同類の『華夷訳語』(甲種本)の同音漢字の書き分けにおいても「意味による書き分け」があることを明らかにした。3.『元朝秘史』の異本の研究。研究協力者の特木爾巴根氏の協力により、十五巻本『元朝秘史』の未公刊の異本である馬玉堂抄本および南京図書館所蔵抄本の影印を得ることが出来た。これらの異本については現在研究協力者とともに校訂作業を進めている。
脂質性オ-タコイドによるネフロン機能調節の分子機構と生理的・病態生理的意義の解明

脂質性オ-タコイドである血小板活性化因子(PAF)やトロンボキサン(TX)A_2は腎での作用の分子機構や生理、病態的の意義について不明な点が多い。そこでラット、マウス腎のmicrodissectionによる各ネフロン分節、腎由来の培養細胞、受容体過剰発現及び欠損マウス及び糖尿病性腎症患者DNAを用いて、我々自身の開発した方法など近年の方法論的進歩を腎研究に適用した分子細胞生物学的、生理学的検討を行い、以下の知見を得た。1)PAF及びTXA_2受容体mRNAのネフロン各部位でMRT-PCRにより定量的な測定により広範なネフロン内での分布特に尿細管での存在の証明及び近位尿細管でのPAF及びTXA_2アナログによる細胞内Ca^<2+>上昇の証明。2)培養メサンギウム細胞でのNorthern分析により、PAF受容体mRNAのPAF刺激により産生されるPGE_2によるhomologousなdown-regulationとそのcAMPを介する機構の証明。3)PAF受容体過剰発現及び欠損マウスにおける糖尿病性、シンプラチン腎症モデルの解析により、これら腎疾患モデルの病態でのPAFの関与の実証。4)PAFアセチルヒドラーゼの患者白血球DNAのPCR産物によるrestriction fragment length polymorphism解析による遺伝子多型、血清中の活性と糖尿病性腎症の腎疾患発症進展の関連を検討した。結果はPAFの関与の傾向は認めるが、現在のところ統計的有意差は得ていないので検討継続中である。これらの結果は、脂質性オ-タコイドの新しい尿細管作用の発見、in situでの病態への関与さらに関連した疾患治療の可能性を示したと言える。1)受容体、合成、代謝酵素のmRNAと蛋白のネフロン局在と発現調節:PAFおよびTXA_2受容体mRNAのネフロン各部位でMRT-PCRにより定量的に測定することで、分布にかんして新知見を得た。2)各ネフロン分節での未知の生理、病態生理作用の検討:従来PAF受容体の存在も作用も知られていなかった近位尿細管において、micro-disection試料でmicro-perfusion法を用いて電気生理的方法や蛍光色素法によりPAFによる細胞内Ca^<2+>上昇を確認した。3)糸球体及び尿細管モデル細胞での細胞内情報伝達の分子機構と諸因子発現調節の検討:PAF受容体持続発現CHO細胞での受容体に連関した多様な細胞内情報伝達系を証明した。また、PAF、TXA_2をアゴニストによる培養Mes、LLC-PK1により細胞蛋白のチロシンリン酸化やmitogen-activated protein kinase活性化が確認された。4)遺伝子発現による細胞機能及び病態の修飾:共同研究者の東大、生化学教室の清水らによりPAF受容体過剰発現(腎における発現も確認)及び欠損マウスが完成した。したがって、当初PAF受容体cDNAのexvivoの培養Mes、LLC-PK1細胞へのtransfection実験で、増殖、細胞内情報伝達系の指標の変化を観察する予定であったが、PAF受容体過剰発現または欠損マウスでの個体及び細胞での機能解析へと方向を変換して現在予備実験を行っている。現在、streptozotocin糖尿病やcisplatin腎症などのモデル動物で解析中である。5)腎疾患発症、進展と特定遺伝子多型との連関:PAF受容体、PAFアセチルヒドラーゼなどの遺伝子多型と糖尿病性腎症などの腎疾患発症、進展の関連を患者白血球DNAのPCR産物によるrestriction fragment length polymorphismから解析を行っている。脂質性オ-タコイドである血小板活性因子(PAF)やトロンボキサン(TX)A_2は腎での作用の分子機構や生理、病態的の意義について不明な点が多い。

そこでラット、マウス腎のmicrodissectionによる各ネフロン分節、腎由来の培養細胞、受容体過剰発現及び欠損マウス及び糖尿病性腎症患者DNAを用いて、我々自身の開発した方法など近年の方法論的進歩を腎研究に適用した分子細胞生物学的、生理学的検討を行い、以下の知見を得た。1)PAF及びTXA_2受容体mRNAのネフロン各部位でMRT-PCRにより定量的な測定により広範なネフロン内での分布、特に尿細管での存在の証明及び近位尿細管でのPAF及びTXA_2アナログによる細胞内Ca^<2+>上昇の証明。2)培養メサンギウム細胞でのNorthern分析により、PAF受容体mRNAのPAF刺激により産生されるPGE_2によるhomologousなdown-regulationとそのcAMPを介する機構の証明。3)PAF受容体過剰発現及び欠損マウスにおける糖尿病性、シスプラチン腎症モデルの解析により、これら腎疾患モデルの病態でのPAFの関与の実証。4)PAFアセチルヒドラーゼの患者白血球DNAのPCR産物によるrestriction fragment length polymorphism解析による遺伝子多型、血清中の活性と糖尿病性腎症の腎疾患発症、進展の関連を検討した。結果はPAFの関与の傾向は認めるが、現在のところ統計的有意差は得ていないので検討継続中である。これらの結果は、脂質性オ-タコイドの新しい尿細管作用の発見、in situでの病態への関与更に関連した疾患治療の可能性を示したと言える。
Annexin-Vの抗血栓及び抗炎症に関する研究

1.肺塞栓モデルマウスの作成及び抗血栓作用の解析:先ず、マウスに各種抗凝固剤を投与し、その30秒以内に凝固促進因子として組織因子(Tissue Factor,TF)であるリオプラスチン30mg/kgを投与した。このTF投与後のマウスの症状及び経時的変化を観察し、死亡するまでの時間(生存時間)及び投与24時間後(ペプチドの場合は1時間後)における死亡率を算出した。Annexin-Vまたは作用部位ペプチド投与はいずれも検体を生理食塩水に溶解し、10mg/kgの容量で尾静脈内投与を行った。観察の際にマウスの挙動変化によって次のスコアを付した。0:変化なし、または回復;1:鎮静;2:腹臥;3:仰臥;4:死亡。2.Annexin-V及び作用部位ペプチドの抗血栓作用:上記方法によって肺塞栓モデルに対する作用を検討した結果、Annexin-Vは強い抗血栓作用を持つことが示唆され、1mg/kgの投与量で肺塞栓を防御し、著明な延命効果を示した。また、Annexin-Vの作用部位を形成すると思われるペプチドSHLRKV、DHTLIR及びこれらのアミノ酸配列を参考にして合成したペプチドHDTQPRVLDやHDTLIRも肺塞栓モデルマウスに対する延命効果を持つことが判明した。これらのペプチドはin vitroにおいても内因系及び外因系の血液凝固反応を抑制し、その作用発現にはHis残基の存在が必要であることが光酸化実験及びHis-Ala置換によって明らかとなった。3.Annexin-Vの細胞内局在:Annexin-Vに対するモノクローナル抗体を用い、間接蛍光抗体法によって本蛋白質の各種培養細胞内における局在を調べた結果、特に、大腸癌細胞(WiDr,Colo320DM,Colo202,DLD-1)及び膵臓癌細胞(PANC-1,MIA PaCa-2)などの癌細胞膜内壁近傍で著明な蛍光を示した。4.Recombinant Annexin-Vの調製:Annexin-V cDNA(ヒト胎盤由来)を遺伝子工学的手法によってプラスミドベクターへ組み込み、これを形質転換した酵母へ導入してAnnexin-V蛋白を発現させ、これを常法に従って精製した。1.Annexin-Vの抗血液凝固作用部位ペプチドの同定:Annexin-Vは分子量36,500で319個のアミノ酸残基から成る単純蛋白質であり、Ca^<2+>存在下で強い抗凝固作用を持つ。光酸化あるいは各種化学修飾剤を用いた研究から、本蛋白質の作用部位にHis残基が深く関与していることが明かとなった。Annexin-Vの作用部位の同定は、本蛋白質をトリプシンで限定分解した後、HPCLを用いて分離し、得られた多数の個々のペプチド画分について各々抗凝固作用を測定し、作用を持つペプチドを同定した。その結果、SHLRKV及びDHTLIR配列を含むペプチドに強い抗凝固作用が認められた。2.Annexin-V及び作用部位ペプチドの抗血栓作用:肺塞栓モデルマウスに対する作用を検討した結果、Annexin-Vは強い抗血栓作用を示し、肺塞栓モデルマウスに対し、著明な延命効果を示した。また、作用部位ペプチド、SHLRKV、DHTLIR及びこれらの化学合成ペプチドも類似した作用を示した。3.Annexin-Vの細胞内

局在:Annexin-Vに対するモノクローナル抗体を用い、間接蛍光抗体法によって本蛋白質の各種培養細胞内における局在を調べた結果、cell line化された大腸癌細胞(WiDr,Colo320DM,Colo202,DLD-1)膵臓癌細胞(PANC-1,MIA PaCa-2)などでは細胞膜内壁近傍に局在することが判明した。これらの結果から、本蛋白質は細胞増殖に関与している可能性が示唆された。
核タンパク質輸送を担う核膜孔ターゲティング複合体構成因子の機能解析

核蛋白質の核内への移行は、核局在化シグナルに依存した細胞質から核膜孔までの第一のステップと、エネルギーを利用して核膜孔を通過する第二のステップに大きくわけられる。本研究者らは、輸送の第一のステップにおいて、核蛋白質は細胞質で安定な複合体を形成して、はじめて核膜孔にターゲットすることを明らかににし、この複合体のことを「核膜孔ターゲティング複合体(nuclear pore-targeting complex:PTAC)」と名付けた。この複合体を構成する因子のうち、58kDa(PTAC58)と97kDa(PTAC97)の因子が活性に必須であることが明らかとなり、遺伝子クローニングにも成功した。大腸菌で発現させたこれら因子のリコンビナント蛋白質を用いた解析から、PTAC58は、NLSを特異的に認識する受溶体として機能し、PTAC97は)TAC58と核膜孔複合体(NPC)構成因子の両方に結合することによって3者の複合体を核膜孔にまでターゲットする活性を有することがわかった。NLS受容体として機能するPTAC58は大きな分子ファミリーを形成し、同一細胞内にそれぞれが50%程度の相同性をもつホモログが少なくとも3種類あることがわかってきた。また、PTAC97は輸送の第二のステップを担う低分子量G蛋白質の1つであるRanと結合し、Ranの機能とも密接な関連をもつことが明らかになってきた。
ドイツ近代教育学における「力」と「人間形成」の関わりの問題

本年度の研究では、ニーチェ(Friedrich Wilhelm Nietzsche,1844-1900)の主要概念である「永遠回帰」等の考え方が、彼の実際の教育者としての活動のなかで、どのようにして形成されていったのかを解明しようと試みた。詳しく述べると、まず永遠回帰をニーチェがどのようにして着想し、構想したのかについて整理した。次に、ニーチェ以降の思想家がそれをどのように解釈して受容していったのかを整理し、続けて、本稿の第一のテーマである永遠回帰を教育学としての人間形成論から検討し、全体をまとめるという形態をとった。この考察で、ニーチェの永遠回帰の教説に込められている背景は、教育の目的や意味の欠如ということを指摘した。目的や目標が教育において排除されたならば、現実としては学ぼうとするモチベーションの低下につながるであろう。だが重要なのは、短期的なものではなく、長期的な自己形成観である。絶えず変化する状況における自己形成、終わりなき日常における自己形成、そのような形成が要請されている現代の状況において、瞬間や決断が持つ重みはかなり大きい。ニーチェにとって、永遠回帰は出発点でもなければ到達点でもなく、永遠回帰そのものなのであり、それは究極的なアルケーを探ろうとするものでもない。このことをわれわれは理解しつつ、運命として愛していかなければならない、というのが結論である。さらに並行して、ドイツの近代教育学での重要な概念であるBildung(人間形成)について、先駆的な思索をしたヘルダーについても考察を行っている。これについては、まだまとめ切れていない部分があるが、平成18年の学会にて発表予定である。本研究「ドイツ近代教育学における「力」と「人間形成」の関わりの間題」の「力」と「人間形成」の関わりを考察するにあたって、まず注目したのはニーチェ(Friedrich Wilhelm Nietzsche,1844-1900)の思想である。彼の思想を語ろうとするとき、「力への意志(der Willezur Macht)」を無視することは絶対にできない。それほどこの概念を取り上げることは当然のことであり、そのためこれまで多くの研究者によって考察されてきた重要な概念である。周知のようにニーチェ自身はこの概念を総合的に明示するようなことはしていない。それは曖昧なままであり、厳密な定義などはもちろんない。これが原因となり解釈に多様性が生じてくる。だが結局、そのような事態はニーチェが意図していたことでもあるのだろう。その多様性を示すためにも、われわれはまず基本的な意味を理解する必要があるのであり、その基本的な概念を、H15年度の研究では考察しようと試みた。本研究と先行研究との違いを明確にすれば、やはり本研究は教育学としての人間形成論的解釈を試みているという点が挙げられる。当然、ニーチェは哲学者・思想家としての扱いが多い中で、彼を人間形成論の観点から考察することが、大きなアドバンテージを持っているのかどうかは明言できない。しかし、人間形成の観点からの考察が十分なされたとはけっして言えないことだけは確かであり、ドイツ本国でも最近注目されてきているアプローチのしかたである。そして本年度の成果としては、学会での発表報告1つと雑誌論文を1つが掲載された。本年度の研究では、ニーチェ(Friedrich Wilhelm Nietzsche,1844-1900)の主要概念である「力への意志(der Wille zur Macht)」等の考え方が、彼の実際の教育者としての活動のなかで、どのようにして形成されていったのかを解明しようと試みた。詳しく述べると、教育学におけるニーチェ受容でもなく、あるいは彼の<自己>教育思想を究明してきた先行研究とも違った側面からのアプローチを試みた。すなわちニーチェが「教育者(Erzieher)」あるいは「教師(Lehrer)」という存在やその役割や活動などについてどのように考えたのか、という視点からの考察である。この考察で意図しているのは、ニーチェが具体的に「教育者」や「教師」をどのように考え、あるいは教育活動したのかを探り、それが彼の教師論にどのように集成されていったかを知ることである。その問題意識はニーチェを教育学的に研究する上で避けては通れない。なぜなら、ニーチェは哲学者でもあったが、その前に一介の教師でもあった。彼自身がかかわっている教育について、ニーチェは具体的にどのように考え、実践し、そしてそれを著作に反映させていったのかを勘案することは、ニーチェの教育学思想を知る上で不可欠である。またそのような具体的な教師活動が、彼の教育観の形成に関して、いかなる影響を与えるに至ったのかについて考察し、それを論文にまとめた。これについては、まだまとめ切れていない部分があるが、来年をめどに形にすることができるであろう。

この考察で、ニーチェの永遠回帰の教説に込められている背景は、教育の目的や意味の欠如ということを指摘した。目的や目標が教育において排除されたならば、現実としては学ぼうとするモチベーションの低下につながるであろう。だが重要なのは、短期的なものではなく、長期的な自己形成観である。絶えず変化する状況における自己形成、終わりなき日常における自己形成、そのような形成が要請されている現代の状況において、瞬間や決断が持つ重みはかなり大きい。ニーチェにとって、永遠回帰は出発点でもなければ到達点でもなく、永遠回帰そのものなのであり、それは究極的なアルケーを探ろうとするものでもない。このことをわれわれは理解しつつ、運命として愛していかなければならない、というのが結論である。さらに並行して、ドイツの近代教育学での重要な概念であるBildung(人間形成)について、先駆的な思索をしたヘルダーについても考察を行っている。これについては、まだまとめ切れていない部分があるが、平成18年の学会にて発表予定である。
ウシ黄体のオキシトシンレセプター調節機構に関する研究

ウシ黄体にオキシトシンレセプター(OTr)の存在すること、さらに、そのレセプター濃度は、黄体中期に最大に達することを明らかにしてきた(Biol.Reprod.,1992)。また、本助成による研究によって、1.黄体で合成分泌されるPGF2αは、パラクラインあるいはオートクライン機構により黄体のOTrを増加させること、さらに、このPGF_2αの作用は、プロテインキナーゼCの活性化を介して発現することを示唆した。(Reprod.FertDev.投稿中)。しかし、PGF2αの刺激作用はそれほど強くないことから、より強力な調節因子の存在が考えられる。そこで、黄体細胞に分化する前の顆粒層細胞のOTr濃度、さらに初期黄体のモデルとして培養顆粒層細胞を用い得るかどうかについて検討した。2.その結果、成熟細胞から採取した顆粒層細胞にくらべ、未熟卵胞から採取した顆粒層細胞のほうが親和性、濃度ともに有意に高いことが明らかになった(P<0.01)。未熟卵胞から採取した顆粒層細胞を培養したところ、培養時間の経過とともにOTr濃度は、有意に(P<0.01)減少したが、親和性に変化は認められなかった。これらのことから、ウシ顆粒層細胞のOTr濃度は、卵胞の発達にしたがって減少すること、そしてOTは卵子の成熟過程で何らかの影響を及ぼしている可能性が示唆された。また、初期黄体のモデルとして培養顆粒層細胞を用いうることが示唆された。今後、培養顆粒層細胞を用いた研究によって、より強力なOTr調節因子を見つけ得る可能性があると考える。3.黄体と子宮のOTr調節機構の違いを検討するためにブタ子宮内膜を用いて検討したところ、初発情前のブタ子宮内膜にOTrの存在することが明らかとなり、その濃度は、細胞内のcAMPレベルを制御する機構によって調節されている可能性が示唆された。本年は、プロスタグランディンF_2α(PGF_2α)、プロスタグランディンE_2(PGE_2)、プロスタグランディンI_2(PGI_2)およびエストラジオール17β(E_2)のオキシトシン(OT)レセプター調節機構への関与について研究実施計画に従って検討した。その結果、1.無添加区(対照)と比較して、PGF_2αを添加した区では、OTレセプター量は添加したPGF_2α濃度に依存して増加した(P<0.001)。一方、無添加区(対照)と比較してPGE_2、PGI_2あるいはE_2を添加した区では、OTレセプター量に有意な増減は認められなかった。また、PGF_2αのみ添加した区と、PGF_2αにPGE_2、PGI_2またはE_2を組み合わせて添加した区との間に有意な差は認められなかった。2.インドメサシンを添加した区では、培養液中のPGF_2α濃度は、エタノール添加区(対照)と比較して有意に低く(P<0.001)、OTレセプター量も有意に減少した(P<0.01)。これに対してアラキドン酸添加区では、培養液中のPGF_2α濃度およびOTレセプター量は、いずれも有意に増加した(P<0.001)。また、プロテインキナーゼC不活化細胞では、PGF_2αによるOTレセプター量の増加作用は認められなかった。以上の結果から、黄体で合成分泌されるPGF_2αは、パラクラインまたはオートクライン機構により黄体のOTレセプター量を増加させること、さらに、このPGF_2αの作用は、プロテインキナーゼCの活性化を介して発現することが明らかになった。

さらに、明年度の予備実験として、ヒトOTレセプターのcDNA(Nature,1992)より、ラジオアイソトープで標識した種々のプローブを作成し、ウシ黄体のOTレセプターmRNAの検出に最も適切なプローブについて検討している。ウシ黄体にオキシトシンレセプター(OTr)の存在すること、また、そのレセプター濃度は黄体中期に最大に達することを明らかにしてきた(Biol.Reprod.,1992)。さらに、黄体で合成分泌されるPGF2αが、黄体のOTr調節因子の一つであることを示唆してきた(Reprod.Fert.Dev.投稿中)。しかし、PGF2αの刺激作用はそれほど強くないことから、より強力な調節因子の存在が考えられる。本年度は、昨年度の継続としてウシ黄体のOTr調節因子を明らかにするために、初期黄体のモデルとして培養顆粒層細胞を用い得るかどうかについて検討した。1.ウシ卵巣の小卵胞(未熟卵胞:直径3-5mm)または大型卵胞(成熟卵胞:発情期)より採取した顆粒層細胞についてオキシトシン(OT)レセプターの親和性と濃度を比較した。その結果、成熟細胞から採取した顆粒層細胞にくらべ、未熟卵胞から採取した顆粒層細胞のほうが親和性、濃度ともに有意に高いことが明らかになった(P<0.01)。2.未熟卵胞より採取した顆粒層細胞を、10%子牛血清を含むDMEM/F-12で培養した。培養開始0、48、72時間後に1.と同様にレセプターの解析を行った。その結果、培養時間の経過とともにOTr濃度は、有意に減少した(P<0.01)が、新和性に有為な変化は認められなかった。3.卵胞より採取した卵丘細胞で囲まれた未熟卵子を、10%FCSを含むTCM-199にOT(0-10nM)を添加して24時間培養した後、卵丘細胞の膨化の程度を比較検討した。膨化の程度を+++++に分類して検討したところ、+++以上に膨化した割合は、無添加区と比べOTを1nM以上添加した区において有意に高くなった(P<0.05)。以上の結果から、ウシ顆粒層細胞のOTr濃度は、卵胞の発達にしたがって減少すること、また、OTは卵子の成熟過程で何らかの影響を及ぼしている可能性が示唆された。
継続的なトリプルＰ介入による睡眠の質、量の改善とメラトニン分泌・代謝に関する研究

本研究の目的は、ADHD(発達障がい)児の親への子育て支援(ステッピングストーンズトリプルP:以下トリプルP)介入を行い、唾液中メラトニン分泌の変化と尿中6-スルファトキシメラトニン分泌の変化を測定しメラトニン分泌と代謝の動態と睡眠の関係を調査し、トリプルPの介入によりADHD児の睡眠の状態の変化と睡眠障害の生理学的な根拠を示すことである。平成30年度は、1)睡眠、子育て支援に関係する学会や研修会に参加および文献検討を行い研究実施上の課題を明らかにした。2)研究者が所属する大学の研究倫理審査を受け、研究実施の承認を得た。3)研究協力団体の研究協力者に研究概要の説明と研究対象者へのアプローチおよび調整を依頼した。4)研究計画を説明し同意を得た発達障がいをもつ児の母親11名より睡眠の状態の調査を実施した。調査結果より、トリプルPの介入前後では親の睡眠の状態(位相・質・量)に有意な変化は認めらなかった。発達障がいのある児の親は、睡眠の位相の得点が良く規則正しい生活を送る努力をしていることが伺えたが、睡眠の質と量が低く睡眠に問題があることが推察された。介入前では親の全員が臨床域であったが介入後に1名が臨床域を脱し良好型となった。トリプルP介入が親の睡眠の状態に影響する可能性があると推察された。親と児は睡眠障害と生活の乱れにより疲弊している。生理学的指標の採取を依頼することは親と児の負担が大きいことが予測されるため、研究協力団体と慎重に調整している。引き続き、子育て支援介入を続け発達障がいをもつ児と親の睡眠の状態のデータを集め分析を進める。唾液メラトニンと尿中6-スルファトキシメラトニンの採取は親と児の負担が大きいため、調査票による親と児の睡眠の状態の把握を行っている。トリプルP介入は9週間を要し、1回の参加者は10名程度である。子育て支援介入前後と介入3か月後に調査票の記入を依頼するため、研究開始後、同意を得て調査票を得ることができた人数は11名で、予定した人数に及ばなかった。研究協力団体との調整を進め、唾液メラトニンの採取について協力を依頼していく予定である。唾液メラトニン、尿中-スルファトキシメラトニンが未実施の状況であることから、やや遅れいているとした。本年度は、トリプルP介入と睡眠の状態の調査を実施し対象数を増やす。対象数を増やし、児の睡眠の状態についても分析を進める。唾液メラトニンの採取を開始し、親と児の睡眠の状態の変化と生理学的指標の関係を検討する。次年度中には、学会発表や学術誌への投稿し研究結果を公表する予定である。

本研究は発達障がいのある児とその親への睡眠の状況の質問票と児への唾液メラトニンと尿中-6スルファトキシメラトニンを測定する計画である。研究協力団体との調整を進め、親と児の睡眠の状態を調査している。研究協力団体との調整を進めているが、唾液メラトニンと尿中-6スルファトキシメラトニンの採取に至らなかった。本研究で使用する唾液メラトニンと尿中-6スルファトキシメラトニンの抗体を購入していないため次年度使用額が生じた。次年度は唾液メラトニンの採取を実施し、研究目的を達成できるよう研究を進める。
ニンジン,イネ培養細胞の細胞融合によるアルミニウム耐性形質の導入

ニンジン細胞を供試してAlストレス下に培養し、Alイオン耐性並びに低リン耐性の度合を明らかにすると共に、その再分化によりAl耐性植物を作出することを目的とした。〔方法〕ストレス選抜は次の2つの方法によった。第1は従来の方法で、リン酸濃度は基本培地の2mMをそのままにして、【AlCl_3】を4mMの濃度で加え、pH4.0に調製してオートクレーブした。この培養液に細胞サスペンジョン5mlを添加し、12週間毎に継代培養を続けたもの(この選抜株をC1-Tと命名)。第2はリン酸濃度を0.1mMに下げ、【AlCl_3】を1mMpHを4.0とした固形培地上にプレートし、選抜を2回繰り返したもの(この選抜株をC5-Tと命名)。〔結果〕(1)選抜培養細胞の【Al^(3+)】耐性;各培養サスペンジョンを遠心して、培養液を除いた細胞0.75gを7日間培養して生育量を調べた。選抜株C5-Tは【Al^(3+)】に対して明らかに耐性を示した。他方C1-Tはこの検定条件下では耐性は認められなかったが、イノキュラムとして条件ずけ培地を持ちこんだ細胞サスペンジョンを用いた場合にはAl耐性を示した。(2)選抜細胞の難溶性リン酸の有効化;上記選抜株を、リン酸の給源として2mMAl【PO_4】を含む培地で培養してその生育を比較した。C5Tは、生育が著しく劣ったが、C1-Tは対照の正リン酸区に比して全く同等の生育を示し、リン酸Alをリン酸給源として充分利用しうることがわかった。(3)上記選抜株によって培養液中に放出されたエン酸を比色法によって定量したところ、C1-Tの培地には他の細胞株の培地に比して多量に存在した。したがってC1-TのAl【PO_4】における良好な生育は、その放出クエン酸のキレート能によるリン酸Alの可溶化の結果と考えられた。(4)C1-T株は1977年に脱分化、1978年にAlストレス下に継代培養してきた培養細胞である。これをプロトプラストとして再分化を試みたところ成功し、現在8個体の復源植物がえられ栽培中である。
空調システムにおける省エネ運転・診断ツールの実装に関する研究

空調システムの不具合を検知・診断する「フォルト検知診断」と制御上の各種設定値を状況に応じて適切なものにする「空調システム運用の最適化」の機能を併せ持つ、省エネ診断ツールの開発・改良に取り組んだ。開発したツールについて小規模実験施設での実験・シミュレーションによる解析を通して改良を実施した。特に最適化の機能については、大学施設における実システムへの導入を実現し、実用段階において容易に導入可能で、かつ省エネ効果が得られることを明らかにした。本研究では、建物の空調システムの運用において、様々な不具合を迅速に検知し、診断する「フォルト検知診断」と空調システムの制御上の各種設定値を状況に応じて適切なものにする「空調システム運用の最適化」を軸とする省エネ診断ツールを空調システムに実装するため、ツールの開発・改良を進めた。フォルト検知診断ツールについては、昨年度までに開発したフローチャート形式のツールを改良し、空調システムシミュレーションを用いたモデルベースの手法として再構築した。この手法は、空調時間帯の基準階室内温度、空調システム全体目積算電力消費量、熱源機日積算電力消費量の3項目について、実測値:とシミュレーション値との偏差をとり、あらかじめ計算しておいた不具合状態との比較によりもっとも近いものを探し出すというシンプルな手法である。この手法の有効性を検証するため実施した夏季の実験では、3ケース延べ8回不具合を発生させ、うち7回は最も可能性が高い不具合として検知された。残りの1回も2番目に可能性が高い不具合として検知することができ、手法の有効性を確認できた。最適化ツールの導入効果については、夏季と冬季に最適化運転と通常運転を数目ずつ交互に繰り返す実験をそれぞれ3週間程度行い、夏季・冬季ともに通常運転時に比べ最適化運転時の運転評価値が向上する結果を得た。夏季は空調時日平均外気温度が32.5°Cの時に評価値が14%程度向上し、冬季は空調時日平均外気温度が11°Cの時に評価値が19%程度向上する結果であった。さらに、より一般的な建物に最適化ツールを導入した際の効果を明らかにするため、実在の中規模事務所ビルの空調システムをモデル化し、シミュレーションによって検討した結果、2月に11.2%、8月に12.1%、10月に5.1%運転評価値が向上する結果を得た。フォルト検知診断ツールについては、昨年度までに開発した空調システムシミュレーションを用いたモデルベースの手法についての実験結果を踏まえ、正常状態を模擬するシミュレーション値と実測値との比較方法に、距離と検知レベルの概念での整理を行った。さらに、シミュレーションを用いて中規模建物に本ツールを導入した際の検知効果を試算した。シミュレーションでは、性能低下のような摩耗故障型の不具合は検知されるまでの所要時間が長いことや負荷が大きい夏季・冬期に検知される可能性が高いなどの傾向を把握することができた。一方、最適化ツールについては、実際に使用されている大学施設に実験フィールドを移し、導入効果の計測を行った。昨年度までに開発したツールをより汎用的に利用できるよう改良を加え、BEMSと連動し自動的に設定値最適化を行うツールとした。実測結果では、通常運転を行った日より最適化運転を行った日で、システムの1次エネルギー消費量が510%程度削減された。また、導入した施設の熱源機性能にやや偏りがあったため、稼働する機器によりその効果が異なり、熱源COPは12.3%32.8%,システムCOPは22.4%46%向上する結果を得た。特に、建物側熱負荷が小さいほど最適化効果が高い結果であった。当初目標とする2ツールの完全統合には至らなかったが、一般ビルへの適用効果のシミュレーションによる試算および、ツールの実証実験について実施することができ、実システムへの導入により十分に効果が期待できることを示した。