hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
摂食過程における生体機能と食塊物性の変化を追う

本研究によって咀嚼運動によって嚥下反射誘発のタイミングが変調することが示唆された.次年度は,嚥下を要する食物での記録をさらに解析し,咀嚼過程を経た後に至る嚥下反射惹起直前に食塊がどのような移送を示すのか検索する予定である.本研究では咀嚼運動と嚥下反射の関係を検索し,最終的には咀嚼嚥下過程における食塊の物性変化と嚥下反射惹起に至るトリガー要素の関係を明らかにすることを目的としていた.初年度は実験のセットアップと記録開始まで,次年度は解析と成果発表,最終年度はさらなる記録と解析,成果発表,論文執筆を行った.初年度,次年度は咀嚼と嚥下反射の関係を明らかにすることを目的とした.セットアップには生体記録として舌骨上筋群,咬筋の表面筋電図,嚥下内視鏡を用いた.液体0.5mlを中咽頭,下咽頭に直接滴下し,誘発される嚥下反射が咀嚼運動によってどのように変化するか検討した.初年度は咀嚼する食物をガムのみとしていたが,次年度は嚥下を要するグミ,米飯,餅を追加した.結果,滴下から嚥下反射惹起までの潜時は,安静時とガム咀嚼時で差はみられなかったが,咀嚼を要する食物では潜時が延長していた.前年度までの研究によって咀嚼運動が嚥下反射惹起のタイミングに影響を与えることが示唆された.物性間の比較では,グミ,米飯,餅の順に潜時が延長していた。つまり,より咀嚼が必要である食物摂取時に潜時は延長していた.さらに,咀嚼から嚥下反射までの食塊がどのような形態変化を示すのか検索するため,咀嚼回数の1/4期ごとに食塊を吐き出させて直ちにクリープメータにて計測した。各期,嚥下直前の物性は食品,個人で異なっており,一定の物性とはならなかった。一方で,個人内の再現性は高く,付着性,凝集性のみならず,水分値も食品毎にある一定の帯域に収束した。筋電図記録も同様に,個人内での再現性は高かった。本研究より,咀嚼運動と嚥下反射の関係,咀嚼嚥下時の食物物性が明らかとなった。今後は,本データを使用することにより,摂食嚥下障害を持つ患者さんの臨床データから問題点を抽出し,安全な食形態の提供や効果的な摂食嚥下リハビリテーションを提供することが期待できる.本研究では咀嚼運動と嚥下反射の関係を検索し,最終的には咀嚼嚥下過程および嚥下反射惹起時の食物物性を明らかにすることを目的としていた.初年度,次年度の研究結果によって,咀嚼運動が嚥下反射惹起のタイミングに影響を与えることが示唆された.最終年度の研究結果より,嚥下直前の物性は食物,個人で異なっているものの,個人内の再現性は高いことが示された.本研究より,咀嚼嚥下時の食物物性に関する基礎的データが明らかとなった。今後は,本データを使用することにより,摂食嚥下障害を持つ患者さんの臨床データから問題点を抽出し,安全な食形態の提供や効果的な摂食嚥下リハビリテーションを提供することが期待できる.前年度,本年度に得られたデータを日本老年歯科医学会第25回大会,第20回日本摂食嚥下リハビリテーション学会学術大会にて発表した.咀嚼嚥下時の筋活動に関して,共著者としてDysphagiaへ論文投稿した.摂食嚥下障害学さらに,65歳以上の高齢者を対象として,同様に咀嚼・嚥下動態を計測する.高齢者の問題点として,実験時に験者が与える多くの指示理解が困難であることが考えられるが,本研究では,あくまで自由咀嚼・嚥下を対象とした実験を行うため,記録に際して問題はないと思われる.記録装置のセッティング,被検食の選定,記録は平成26年度と同様とする.解析も平成26年度と同様に進めていくが,解析により若年者と同様に嚥下までの潜時が年齢による違いが認められるかどうかを明らかにする.本年度得られたデータを日本老年歯科学会,日本摂食嚥下リハビリテーション学会,Dysphagia RehabilitationSocietyにて発表予定である.次年度はさらなるデータの構築と成果発表,論文投稿まで行う予定である.当該助成金は本年度末の物品費,論文別刷代として使用を予定していたが,納品に時間を要したため次年度支払いとした.また,論文投稿は次年度に行うこととした.次年度は健常被験者のデータを増やすとともに,対象を65歳以上の高齢者として,同様に咀嚼・嚥下動態を計測する.高齢者の問題点として,実験時に験者が与える多くの指示理解が困難であることが考えられるが,本研究では,あくまで自由咀嚼・嚥下を対象とした実験を行うため,記録に際して問題はないと思われる.

記録装置のセッティング,被検食の選定,記録は平成25年度と同様とする.解析も平成25年度と同様に進めていくが,解析により若年者と同様に嚥下までの潜時が年齢による違いが認められるかどうかを明らかにする.また,個人内,個人間の再現性についても年齢の違いが結果に反映されるかどうかを検討する.
生物時計による脳機能制御基盤の解明と脳疾患改善への応用

海馬生物時計による想起制御の分子機構を明らかにするため、dnBMAL1マウス海馬のトランスクリプトーム解析の結果に基づいて、ドーパミン- cAMP情報伝達経路の役割を解析した。野生型マウスでは、ZT4に比べてZT10においてより低濃度のD1/5受容体アンタゴニスト投与により社会認知記憶及び物体認知記憶の想起が阻害されることを示した。一方、dnBMAL1マウスに対するcAMP濃度上昇を誘導するロリプラムあるいはD1/5受容体アゴニストの投与はZT10における社会的認知記憶想起の障害を改善することが示された。さらに、野生型マウスの海馬にロリプラムとD1/5Rアンタゴニストを同時投与した結果、D1/5R阻害による記憶想起障害はロリプラムにより解消されることが示された。以上より、海馬生物時計はD1/5R-cAMP情報伝達経路を介して記憶想起を正に制御すると結論し、ドーパミン情報伝達経路が記憶想起を制御することが初めて明らかとなった。さらに、想起制御におけるcAMP情報伝達の標的がAMPA型グルタミン酸受容体サブユニットGluA1のAキナーゼリン酸化(845番目のセリン; S845)と予想し、このS845をアラニンに置換したS845Aノックインマウスの行動解析を進めた。その結果、このノックインマウスがdnBMAL1マウスと同様にZT4では正常な社会的認知記憶を示すものの、ZT10において社会的認知記憶の想起障害を示すことが明らかとなった。従って、cAMP情報伝達経路による記憶想起制御の標的がGluA1のS845のリン酸化であることが強く示唆された。また、dnBMAL1マウスを用いたChIPアッセイの結果から、ZT10においてBMAL1の活性が低下することが示され、BMAL1による想起制御はBMAL1を起点とするリズム性の転写制御を介することも示唆された。記憶想起に対するドーパミン受容体D1/5RからcAMPに至る情報伝達系の重要性を証明することができたこと、また、この情報伝達経路の標的としてAMPA型グルタミン酸受容体のリン酸化部位(845番目のセリン)が同定されたため、当初の計画が予想以上に進展したと判断した。ドーパミン- cAMP情報伝達経路の役割をより明確にするために、分子遺伝学的手法を用いてドーパミン受容体、あるいは、アデニル酸シクラーゼなどのこれら情報伝達因子群の記憶想起に対する役割を明らかにする。S845Aノックインマウスにおいて観察された社会的認知記憶の想起障害が他の記憶課題においても観察されるかを解析する。さらに、脳搭載型蛍光顕微鏡を用いたGCaMP6による海馬CA1ニューロンのカルシウムイメージングを行い、社会認知記憶形成と想起時のニューロン活性動態を解析する。また、CRESTのコンディショナル変異マウスの解析を重点的に進める。

さらに、脳搭載型蛍光顕微鏡を用いたGCaMP6による海馬CA1ニューロンのカルシウムイメージングを行い、社会認知記憶形成と想起時のニューロン活性動態を解析する。また、CRESTのコンディショナル変異マウスの解析を重点的に進める。
高機能化カーボンナノ物質修飾3次元スキャホールドを用いた顎骨組織の再建

b-FGFを共有結合させることにより高機能化した多層カーボンナノチューブおよびスタチンを空間内に担持することにより高機能化したカーボンナノホーンを開発し、動物実験にてその骨形成を検討した。高機能化したカーボンナノマテリアルを用いることにより、通常のカーボンナノマテリアルに比較してより多くの骨形成が観察された。またカーボンナノマテリアルの生体内における長期的な経過についても動物実験によりその生体適合性を確認した。本年度においては、カーボンナノチューブ(CNTs)の安全性、CNTsをコーティングした3次元スキャホールドのin vivoおよびex vivoでの生体適合性、カーボンナノホーン(CNHs)のGBR(Guided Bone Regeneration)法への応用、さらにCNTsの高機能化を目的としたグロースファクターであるb-FGFのCNTsへの修飾を検討した。CNTsをコーティングしたスキャホールド上で骨芽細胞様細胞であるSaos-2を培養すると、TEMおよびHRTEM観察の結果、スキャホールド上のCNTsは細胞に取り込まれ、核内に移行するが細胞内微小器官を含めて影響を与えないことが明らかとなった。CNTsをコーティングした3次元スキャホールドはラット皮下組織埋入においてマクロファージに貪蝕されるが起炎性は低いこと、骨内への埋入ではその周囲において良好な骨形成を示し、さらに骨を長期間保持させる可能性が示唆された。また、CNTsをコーティングした3次元スキャホールド上で培養した骨芽細胞をスキャホールドとともに皮下組織へ埋入したところ、スキャホールドの形態に一致した骨形成が観察された。GBR法への応用を目的としてCNHsをPTFE膜に固着し、ラット頭頂骨に形成した骨欠損部を被覆した結果、CNHsは骨形成を促進することが明らかとなり、骨形成にはCNHsにより誘導されたマクロファージが関係することが示唆された。b-FGFを添加したところ、コラーゲン上で培養した骨芽細胞の増殖には影響を与えないが、CNTs上で培養した骨芽細胞の初期の増殖を促進することおよび細胞の伸展を促進することが示された。本年度は、カーボンナノ物質の高機能化として、カーボンナノチューブ(CNTs)への線維芽細胞増殖因子(b-FGF)の修飾ならびにカーボンナノホーン(CNHs)へのスタチンの坦持を行うとともに、顎骨再建に広く臨床応用されているチタンへのCNTsの表面修飾を行った。共有結合によりb-FGFを修飾したCNTs(Conjugate CF)、b-FGFを単に混合させたCNTs(Mix CF)、b-FGF、CNTsをそれぞれ培地に添加し、ラット骨髄細胞の培養を行った結果、Conjugate CFは、細胞の増殖に関してMix CFと同等の効果を発現した。また、このConjugate CFを3次元細胞培養用スキャホールドであるコラーゲンスポンジに表面修飾し、骨髄細胞を培養した結果、骨髄細胞の増殖は、CNTsのみを表面修飾した場合に比較して優れていることが明らかとなり、骨再生療法への応用の可能性が示された。スタチン坦持CNHsをGuided Bone Regeneration(GBR)膜へ応用し、ラット骨欠損部に応用した結果、短期では十分な効果が得られなかったが長期的にはスタチンを坦持していないCNHsに比較し、骨形成量は有意に多いことが示され、スタチンをCNHsに坦持させることによる徐放効果が示唆された。チタンへのCNTsの修飾は、陽極酸化した後、シラン処理を行い、CNTs分散液に浸漬することにより行った。CNTsを修飾することにより、細胞培養においては骨芽細胞様細胞の増殖に対し有効であり、また、ラット骨内への埋入においては、初期の骨伝導性の向上に効果があることが示された。これらの結果から、グロースファクターやタンパクによりカーボンナノ物質を高機能化することが可能であり、高機能化したナノ物質はin vitroにおいてもin vivoにおいても骨形成に有効であることが示された。最終年度である本年度は、以下の研究を行った。1.カーボンナノ物質の生体内での長期予後:カーボンナノチューブ(CNTs)皮下埋入2年後における超微細構造学的分析および材料学的分析を行い、食細胞による貪食とCNTsの構造変化を明らかにした。細胞内微小器官には大きな変化が見られず、2年後においてもガンの発生が認められなかったことから、今回使用した多層CNTsは、生体適合性が高いことが確認された。また、ラット骨内にCNTsコーティングコラーゲンスポンジを1年5か月埋入した結果、CNTs周囲に形成された骨組織は吸収され、CNTsは、一部は細胞に貪食されるとともに、凝集した形で骨髄内に存在していた。2.高機能化カーボンナノ物質の評価:1b-FGFを修飾したCNTsをコーティングしたスポンジをラット頭頂骨上に埋入し、組織学的検索を行った。b-FGFで修飾した高機能化CNTsコーティングコラーゲンスポンジにおいては、b-FGFを修飾していないものに比較し多くの骨形成が観察された。

2スタチンを担持させたカーボンナノホーン(CNHs)をPTFE膜に固着し、GBR膜としての応用について実験を行ったところ、埋入8週で有意に多くの骨形成が観察され、破骨細胞が多く認められた。TEM観察を行ったところ、破骨細胞内にCNHsが観察され、一部のCNHsには構造変化を示唆する所見が認められ、徐放の可能性が示唆された。3.チタンへの表面修飾と生体材料としての評価:陽極酸化したチタンをシランカップリング処理後にCNTsをコーティングした。CNTsは一様にチタン表面に固着しており、ラット骨髄細胞においても骨関連タンパクの発現が強く認められるとともに、ラット骨髄内に埋入したところCNTsをコーティングしていないチタンに比較し有意に多くの骨が接触していることが明らかとなった。初年度において着手したカーボンナノ物質に対するグロースファクターやタンパクの表面修飾方法を確立し、さらにこれらの物質の表面修飾による高機能化の効果をin vitroおよびin vivoにて確認していることから計画は順調に進展しているものと評価しうる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は、高機能化したカーボンナノの効果をin vitroにおいては遺伝子レベルで解析するとともに、in vivoにおいて顎骨再建をモデル化した埋入実験を行い、組織定量的な解析を行うことにより高機能化の有効性を明確に示すとともに、本研究課題のもう一つの重要な目的であるカーボンナノ物質の生体への長期的な影響について解析する。
正常および乾癬由来ヒト角化細胞におけるTGF‐betaの産生とm‐RNA発現の研究

Trasforming growthfactorbeta(TGF-beta)は表皮角化細胞自身が産生するオートクリン生長因子の一つであり、表皮角化細胞の細胞増殖の制御に重要な役割を果たしている。本研究では正常および乾癬病変部由来表皮角化細胞におけるTGF-betaの産生をアイソホーム毎に分けて定量し、m-RNAの発現を比較し、尋常乾癬におけるTGF-betaの役割を検討することを目的とした。研究の概要(1)正常ヒト表皮および乾癬病変部由来表皮角化細胞の培養はMCDB-153を用いた無血清培養法にて行った。(2)TGF-betaの定量は当初CCL(ミンク肺細胞樹立株)を用いた生物学的アッセイにより行っていた。しかしこの方法では誤差が大きくアイソホーム毎の比較は困難であった。MLEC(ミンク肺上皮細胞樹立株)にPAI-1プロモーター/ルシフェラーゼ遺伝子をレポーター遺伝子としてトランスフェクトさせたPL-MLEC株を用いた生物学的アッセイ法はより誤差が少ない。TGF-beta-の定量法を本方法に変更し、正常ヒト表皮角化細胞のTGF-betaの産生量を測定した。今後中和抗体を用いて、正常および乾癬病変部由来表皮角化細胞におけるTGF-betaの産生をアイソホーム毎に分けて定量し、比較検討する予定である。Trasforming growth factorbeta(TGF-beta)は表皮角化細胞自身が産生するオートクリン生長因子の一つであり、表皮角化細胞の細胞増殖の制御に重要な役割を果たしている。
同一脳血管に対する造影剤頻回投与の安全性の検討

1.臨床的検討:脳動脈瘤破裂によるクモ膜下出血後に脳血管内治療を施行された患者5例について、塞栓術直後および術後2日目(約48時間後における患者脳脊髄液中のヨウ素含有量を測定した結果、術後のCTで高吸収域を認めたものが、他の4症例に比べて有意に高値(術直後:0.14mgl/mL、約48時間後:0.02mgl/mL)を示していた。2.実験的検討:濃度の異なる2種類の非イオン性ヨード造影剤(150、350mgl/mL)を用いてウサギの内頚動脈造影を施行。造影剤投与に関しては投与量を一定に各投与条件を37°C加温、非加温、および1秒間隔、30秒間隔投与として、計5群(n=8)に設定。対照群(n=4)には非加温の生理食塩水を1秒間隔で投与したものを用いた。投与15分後に造影MRIを経時的に計7回撮像し、各群で脳実質内の相対的増強効果(relative enhancement : RE)を評価した。各投与群にて、投与前後でのRE(%)は、造影剤農度300mgl/mLを非加温で1秒間隔で投与したのみが有意に高値(mean±SD:17.6±22.5)を示し、造影剤の血管外漏出によると思われる変化が観察された(P<0.05)。本実験により、投与する造影剤に関して、高濃度・高粘稠度・短投与間隔といった因子がこの現象に関与しているのではないかと考えられ、これらの使用するヨード造影剤の投与条件に留意することで、造影剤の血管外漏出を予防する可能性が示唆された。これらの実験の具体的成果は、2001年4月の日本放射線医学会総会(神戸)、および米国神経放射線学会(ASNR, Boston)にて発表しており、現在これらをまとめて投稿論文の作成中である。1.臨床的検討脳血管内治療を施行された患者5例について,塞栓術直後および術後2日目(約48時間後)における患者脳脊髄液中のヨウ素含量を測定した結果,術後にCTで高吸収域を認めたものは,他の4症例に対し,術直後で0.14mgI/mL,約48時間後でも0.02mgI/mLと明らかに高値を示していた.2.実験的検討濃度の異なる2種類の非イオン性ヨード造影剤(150,300mgI/mL)を用いて,ウサギの内頚動脈造影を施行.投与量一定に,投与条件をそれぞれ37°C加温時,非加温時,および1秒間隔,30秒間隔投与に設定した5群(各n=8),および非加温の生食水を1秒間隔投与したものを対照群(n=4)として,投与15分後に造影MRIを経時的に計7回撮像し,各群で脳実質内の相対的増強効果=relative enhancement(RE)を評価した.各投与群にて,投与前後での脳実質内RE(%)は,造影剤濃度300mgI/mLを非加温にて1秒間隔投与した群のみ有意に高値(mean±SD;17.6±22.5)を示し,造影剤の血管外漏出によると思われる変化が観察された(P<0.05).本実験により投与する造影剤に関して,高濃度,高粘稠度,短投与間隔といった因子がこの現象に関与すると考えられ,使用するヨード造影剤の濃度・粘稠度や投与間隔に注意することで,造影剤の血管外漏出を予防できる可能性が示唆された.これらの実験の具体的成果は,2001年4月開催の日本放射線医学会総会(神戸),および北米神経放射線学会(ASNR,Boston)にて発表予定である.1.臨床的検討:脳動脈瘤破裂によるクモ膜下出血後に脳血管内治療を施行された患者5例について、塞栓術直後および術後2日目(約48時間後における患者脳脊髄液中のヨウ素含有量を測定した結果、術後のCTで高吸収域を認めたものが、他の4症例に比べて有意に高値(術直後:0.14mgl/mL、約48時間後:0.02mgl/mL)を示していた。

これらの実験の具体的成果は、2001年4月の日本放射線医学会総会(神戸)、および米国神経放射線学会(ASNR, Boston)にて発表しており、現在これらをまとめて投稿論文の作成中である。
栄養学的リスク者割合の新しい推定法の開発

メタボリックシンドローム・心疾患・脳卒中・がんといった疾患を予防する為、人が習慣的に摂っている栄養の量を知ることは重要である。しかし、毎日変化する食事内容から、それを知ることは誰にもできない。栄養施策上、国や地域単位で適切に栄養を摂っていない人の割合を知ることも同様に重要だが、これらを知る為の満足な方法は未だ確立していない。この研究は、その方法を開発する目的で行った。方法は数理モデルから成る。プログラムを組み、それを国民健康栄養調査の予備調査データに応用し、国内外に現存するどの方法よりも性能の良い方法を開発した。この研究は、国内外の行政機関に利用されるよう、英語の論文として発表した。この研究は、集団の2回以上の食事摂取量の実際の測定結果から、個人毎にその栄養素の習慣的な摂取量を推定し、且つその集団の栄養学的リスク者割合を推定する新しい方法を発明しようというものである。これらの値をより正確に推定することは、公衆衛生上有用であり、既存の方法は米国・ヨーロッパ各国・日本の県の資料を公開する際に、また栄養行政を立案する際に、採用されている。本研究はマルチレベルモデル(一般線形モデル/一般化線形モデル、混合効果モデルと同義)を延長した方法として、既存の標準プログラムに独自のプログラムを書き加えて達成され、他の疾患の疫学研究にも応用が効く。同様の方法を適用し、新型インフルエンザワクチンの安全性に関する疫学研究、大規模レセプトデータによる緑内障点眼薬のコンプライアンス研究、病院の健康診査データによる適切な介入間隔の研究としてそれぞれ国際誌に発表した。栄養調査では、母集団から標本を抽出し、標本の個人に対して栄養の摂取状況について調査が行われる。ある栄養素について摂取基準を満たさない者をその栄養素の栄養学的リスク者と呼ぶ。公衆栄養では、母集団における各栄養素の習慣的摂取量の分布(ヒストグラム)と、母集団における栄養学的リスク者割合が栄養施策上問題になるため、それらはこの栄養調査結果から推定される。これらの推定には統計モデルが用いられている。代表的な既存の統計モデルとして、従来使用されているISU法(Iowa State University Method)や、WaijersらのAGE MODE法が挙げられる。本研究は、これら既存の方法の短所を克服し、より正確に習慣的摂取量の分布と栄養学的リスク者割合を推定する新たな統計モデルを提案することを目的としていた。研究は、AGE MODE法を改良することから始めた。AGE MODE法は年齢を説明変数とし、個体間のばらつきや個体内の栄養摂取量の変動である日内変動を許す一般線形モデルから成る。しかし、AGE MODE法は母集団がもつ2つのばらつきである個体間変動と個体内変動を一定としているため、モデルのあてはまりが悪いとされる。吉池ら(Ishiwaki et al. J Nutr Sci Vitaminol, 2007)によれば、個体間のばらつきは年齢とともに増加し、個体内のばらつきは年齢とともに減少する。そこで、AGE MODE法を改良し、個体間と個体内のばらつきにあたる2つの分散も年齢の単調関数である一般線形モデルを拡張したモデルを構築し、AGEVAR MODE法と名付け、10000のデータセットを用意し、シミュレーションスタディにより既存の2法とAGEVARMODEの優劣を検討した。なお、統計学では推定方法の優劣を調べるためにはシミュレーションスタディが必須となる。栄養行政および栄養疫学において、特定の栄養素を過剰に、または過少に摂取している個人のことを栄養学的リスク者と言う。疾病を予防する観点から、この個人に栄養指導すること、また集団の中の栄養学的リスク者の割合が大きい時には、集団全体に対する施策や栄養指導といった介入が必要となる。例えば、高血圧予防のための減塩指導といった生活習慣病対策が良い例である。この個人及び集団への介入には、栄養学的リスク者の特定と集団の中でのその割合を正確に把握する推定が必要とされるが、このための方法は未だ確立されていない。本研究は、これらの値を同時に推定する方法を開発する目的で行った。この方法は、一般線形モデルにより習慣的な栄養摂取量を推定し、それを発展させ、個人差によるばらつきの大きさと、測定時点間のばらつきの大きさに、年齢等の個人毎の説明変数による回帰を導入し、より正確に集団の栄養学的リスク者割合を推定する試みである。まず計画通りにモデルを実現するプログラムを作成し、実データにそれを適用し、2篇の論文として発表した。この際、本来的に誰も知り得ない値である個人毎の習慣的な栄養摂取量とばらつきの推定式を提案した。同時にこの推定法とそれに類似する推定法が必然的にもつバイアスとそのバイアス修正法を数学的に導出して示した。次に、年齢以外の項目を説明変数に追加して上に挙げた2種類のばらつきを説明させることを考えた。

その際、小さい標本集団では推定精度が悪化することが判明した。そこで現存の栄養調査データに、個人の習慣的摂取量と2つのばらつきを多くの説明変数により説明させる詳しいモデルを当てはめることは止め、この統計モデルを人間ドックの眼圧データの経時モデル、インフルエンザワクチンの症例対照研究のロジスティックモデル、小児のむし歯リスクのモデル等に応用し、臨床医学上新たな知見を得、報告・公表した。臨床疫学・生物統計学本研究で開発した統計学的手法はAGEVARMODEと名付けて国際誌に投稿し、刊行された。この方法は、栄養調査から、個人の習慣的摂取量やその集団における栄養学的リスク者割合を推定する既存法であるIowa State University法や、AGE MODE法に優る方法であることが、本研究の中心であるシミュレーションスタディにより示された。本研究では、習慣的摂取量の分布と栄養学的リスク者割合をより正確に推定するための統計モデルを新たに構築することが目的である。まず取り組んだAGE MODE法の改良法であるAGEVARMODE法は、シミュレーションスタディにより既存のISU法とAGE MODE法に比べて優れた性能を示し、結果は国際誌に発表した。研究を進めるなかで、ISU法、AGE MODE法、AGEVARMODE法には共通の弱点があることに研究代表者は気付いた。それは、1つには3法は栄養摂取量の生データを、そのヒストグラムが正規分布に近づくようにBox-Cox変換し、その変換値に対して回帰しているため、推定が2段階で行われていることであり、2つ目には置くべき仮定はBox-Cox変換した値が正規分布することではなく、説明変数により回帰された誤差項が正規分布しているべきであることであり、3つ目には栄養素毎に異なるパラメータによるBox-Cox変換をするのではなく、すべての栄養素で生データのまま統一した回帰モデルを用いることが望ましいことである。そこで研究代表者は次に比例ハザードモデルのハザード関数とべきを組み合わせたモデルを毎日の栄養調査結果のBox-Cox変換しない生データにあてはめれば、上の3つの課題を同時に解決できるはずだと考え、現在その研究に着手している。開発したこの方法を世界の栄養行政で標準的に使って貰う方法は2つ考えられる。1つ目には、このプログラムを今回使用したSASプログラム言語ではなく、C言語やBasuc言語で実現し、それを無償でインターネット上で配布することである。本当にこのAGEVARMODEが住民の健康に有益だと判断されれば、これらの汎用的なプログラムは使って貰えるはずである。もう1つには、この統計学的方法を開発する際に、すべての栄養素に汎用するために不足するであろうと気付かされた点を改良し、新たに発表することである。前者の案を達成するためには、新たにプログラム言語を学ぶ必要があり、時間が掛かると考え、現在はこの後者の新たな統計学的方法論の開発を行っている。今後は次に取り組むハザード関数とべきを使った回帰モデルをデータにあてはめるためのプログラムを作成する。
世界最高解像度の計算で迫る太陽活動11年周期の物理機構

世界で初めて192×1536×3072という超高解像度での太陽全球熱対流・磁場生成の磁気流体力学計算を実行した。このような高解像度にも関わらず20年程度の長期間に渡って数値積分を行った世界最大の計算である。これまでの高解像度計算から、粘性・磁場散逸の低い状況下では、小スケールで磁場を生成する機構が活発になり、小スケールで磁場エネルギーが運動エネルギーを超過し、運動を妨げることが知られていた。この効果により小スケール乱流が大スケール磁場を壊すことを助けていたのだが、今回実行した超高解像度計算では、小スケールのみならず大スケールにおいても徐々に磁場のエネルギーが支配的になってきており、これまでに太陽で考えられていたレジームとかなり違う状況になることが確認された。太陽内部では、プラズマの運動が磁場に対して支配的と一般に考えられたきたが、磁場が支配的てある可能性がでてきた。また、結果として、磁場の効果により太陽で観測されるような赤道が速く、極地方が遅く回転するという差動回転も再現することができた。磁場が強くなった効果で、熱対流の上昇流と下降流の間の熱の交換が妨げられ、上昇流はより熱く、下降流はより冷たくなった。さらに熱対流速度が下がることにより、時間スケールが短くなり回転の効果も効くようになる。結果として、より多くのエントロピーが極の方に運ばれて、緯度方向のエントロピー勾配を作り結果として、太陽のような差動回転分布を作っていることがわかった。世界最大の太陽ダイナモ計算を実行できたこと、その数値計算により新しい物理を発見できたことを高い進捗だと考えている。平成30年度までに計画していた数値計算は計画通り進めることができたので、当初の予定通り低解像度での周期活動の性質を調べる。研究を行うことにする。マウンダー極小期のような停滞期を励起するような、磁場変動について調査する。低解像度の計算を100年程度おこなうことで、まずは周期を実現する。この低解像度計算を用いて、マウンダー極小期の研究をおこなう。マウンダー極小期では、数十年間黒点が観測されなかったことが知られているが、これは異常な傾向をもった巨大黒点がマウンダー極小期の前に発生し、太陽活動に擾乱を与えた可能性が大きいと考えられている。本研究では、周期活動のうちのある時点で、経度方向の磁場に擾乱を与える。擾乱を与えるタイミング、緯度、磁束量、磁場で形作られた円環のサイズをそれぞれ変えることで、続く周期にどのような影響が出るかを見る。
金ナノロッド-DNA複合体による近赤外色素の蛍光増強と機構解明

近年,バイオイメージングや光線力学療法の観点から,近赤外蛍光が注目されてきている.しかしながら,近赤外蛍光色素の蛍光量子収率は一般的に非常に低い.これはπ共役系を拡げるために分子構造が複雑であることや,エネルギーギャップが小さくなると蛍光放射速度定数は小さくなるという本質的な問題に起因する.本研究では,光-分子強結合場における近赤外蛍光の増強を試み,増強に及ぼす因子・機構解明を目的とした.光一分子強結合場として金ナノロッドとDNAとのナノ複合体を利用し,その光学特性について検討した.本研究の開始段階で,金ナノロッドの周囲に存在する界面活性剤の影響が大きいことが明らかとなった.この影響を取り除くために,以下のような光一分子強結合場の構築を行った.第一に,交互積層法を用いて,金ナノロッド表面への修飾を行い,ナノ構造制御した.界面活性剤で被覆されている金ナノロッドヘカチオン性高分子とアニオン性高分子を交互に積層させ,最表面ヘアミンと反応できる近赤外蛍光標識試薬(ICG-Sulfb-OSu)を修飾した.この系において最大16倍,平均1.7倍程度の増強が確認された.しかしながら,粒子間の凝集などの影響により定量的な検討を行うことは困難であった.次に,金ナノロッドを高度な構造規則性を有する天然高分子であるDNAに分散させた高分子積層薄膜による反応場の創成をおこなった.DNAを薄膜媒体として金ナノロッドを分散した薄膜を作成したところ,金ナノロッドの分散濃度の増加にともない,元の長軸由来のバンドより長波長側に新たな吸収が観測された.この吸収はPVAを媒体とした場合には観測されなかった.これはDNAによって配列制御されたロッド間でのプラズモン結合を示唆する.この薄膜を用いて近赤外蛍光の増強を試みたところ,強度は約3倍増加した.近年,バイオイメージングや光線力学療法の観点から,近赤外蛍光が注目されてきている.しかしながら,近赤外蛍光色素の蛍光量子収率は一般的に非常に低い.これはπ共役系を拡げるために分子構造が複雑であることや,エネルギーギャップが小さくなると蛍光放射速度定数は小さくなるという本質的な問題に起因する.本研究では,光-分子強結合場における近赤外蛍光の増強を試み,増強に及ぼす因子・機構解明を目的とした.光一分子強結合場として金ナノロッドとDNAとのナノ複合体を利用し,その光学特性について検討した.本研究の開始段階で,金ナノロッドの周囲に存在する界面活性剤の影響が大きいことが明らかとなった.この影響を取り除くために,以下のような光一分子強結合場の構築を行った.第一に,交互積層法を用いて,金ナノロッド表面への修飾を行い,ナノ構造制御した.界面活性剤で被覆されている金ナノロッドヘカチオン性高分子とアニオン性高分子を交互に積層させ,最表面ヘアミンと反応できる近赤外蛍光標識試薬(ICG-Sulfb-OSu)を修飾した.この系において最大16倍,平均1.7倍程度の増強が確認された.しかしながら,粒子間の凝集などの影響により定量的な検討を行うことは困難であった.次に,金ナノロッドを高度な構造規則性を有する天然高分子であるDNAに分散させた高分子積層薄膜による反応場の創成をおこなった.DNAを薄膜媒体として金ナノロッドを分散した薄膜を作成したところ,金ナノロッドの分散濃度の増加にともない,元の長軸由来のバンドより長波長側に新たな吸収が観測された.この吸収はPVAを媒体とした場合には観測されなかった.これはDNAによって配列制御されたロッド間でのプラズモン結合を示唆する.この薄膜を用いて近赤外蛍光の増強を試みたところ,強度は約3倍増加した.
Si(001)基板上での傾斜(111)面と単分子層を利用した薄膜形成

本研究では、Si基板上における良質なInSb, AlInSb薄膜の形成を目指した。Si基板上での低消費電力高速論理回路のためのInSb-basedデバイス集積化を将来的な目標とする。Si基板とInSb,AlInSb間の大きな格子不整合の問題を解決するために、1)InSb/Si, AlInSb/Si間にInSb単分子層の導入2)Si(001)基板上に傾斜(111)面の形成、を行うことで、従来の直接成長と比べ、薄く品質の良い薄膜形成が可能である事を示した。高速低電力デバイスへの応用が期待されている化合物半導体InSbを、現在、最も広く利用されているSi基板上へ品質良く形成し、最終的に実際のデバイス作製を目指すために、本年度、Si基板上での単分子層を介したInSb薄膜層の改善、及び、その手法のAlSb,AlInSb薄膜層形成への応用のためのSi(111)基板上でのAlSb単分子層形成を目的として研究をおこなった。Si基板上でのInSb薄膜層の改善について、最初に形成するIn単原子層のIn原子量を従来の2倍に増やすことによって上部InSb薄膜層を改善することができた。また、中間層であるInSb単分子層中のIn層の存在によってSi基板に対するInSb薄膜層の面内回転が発生し、SiとInSb間における原子間隔の不整合が大きく緩和される事、更にSb層が共に存在することによって上部層の結晶性が改善されることを明らかにした。これにより、従来困難であった、Si基板上での高品質InSb薄膜層形成に成功した。この手法をデバイス作製に必要な半絶縁性のAlInSb層形成に応用するため、Si基板上へのAlSb単分子層形成を試みた。まず、Al原子を堆積させるために必要なAl蒸発源の自作を行った。そのための電流電源及び、絶縁性耐熱坩堝の購入に研究費の多くを使用させていただいた。特に坩堝に関してはAlによる浸食破壊のため複数本必要であった。目的とするAlSb単分子層の形成を行い、その上へのAlInSb薄膜層形成を試みたが、前述のInSb薄膜層の場合のような結晶品質の改善が見られなかった。そこで中間層としてInSb単分子層を採用し、AlInSb簿膜層形成を試みた。結果、AlInSb結晶品質を改善することに成功した。これにより、従来例のないSi基板上でのInSbを利用したデバイスを実際に試作する段階に入ることができるようになった。半導体として最も広く利用されているSi基板上で、高速低消費電力デバイスへの応用が期待される化合物半導体InSbの薄膜を品質良く形成し、更にデバイスの試作を目的とした。前年度、Si(111)基板上でのInSb単分子層を介したAl InSb薄膜の形成についての実現可能性を示すことができた。本年度は良好なAl InSb薄膜形成、及び、それを利用したSi基板上でのトランジスタ試作を目指した。Al_xIn_<(1-x)>Sb薄膜のAl組成xが大きくなるにつれ、より高い成長温度が必要とされるため、我々のInSb単分子層を介して成長させる手法は適応が難しくなる。しかし、詳細な成長条件設定を行い、x=00.65の範囲で良好な結晶性を持つ薄膜を得た。これは特別に厚い緩衝層を用いず、Si基板上へAl InSbの良好な薄膜を形成できたという点において他に類をみない。これを応用して、トランジスタ構造の試作も行った。結果、半絶縁層としてのAl InSb層において正孔密度が大きくなっており、これが原因でデバイス動作を得られなかった。しかし、この積層構造に対するX線回折評価によると、その結晶性は非常に良いことが確認されている。デバイス動作を実現するためには、Siと上部層間の界面における欠陥等について更なる検討が必要である。並行して、上記の成果をSi(001)基板上でも利用するために、Si(001)基板上での傾斜(111)面の作製及び、その傾斜面上へのInSb薄膜形成について実験を行った。通常(001)基板上では多結晶成長してしまうInSb薄膜について、傾斜(111)面を用いることでエピタキシャルなInSb薄膜を得た。この結果と前述の成果を合わせることで、Si(001)基板上でもInSb単分子層を用いた高品質薄膜の形成及び、そのデバイス利用についての実現可能性が示した。
MPDアークジェット内非平衡流れの数値シミュレーションとその実験的検証

一次元モデルに基づくMPDアークジェットの基本的特性の数値解析、アーク放電生成ガスに対するコンストリクタの影響に関する実験、MPDアークジェットの性能に及ぼす陽極形状の影響に関する実験を行った。アルゴンと水素を推進剤に使用した場合のスラスター内の流れ場を、非平衡解離、電離過程を考慮して解析し、実験結果と定性的に一致する次の結果を得た。1)アルゴンでは電流が入口と出口付近に集中し、水素では電流が出口付近に専ら集中する。2)電気伝導度の電子温度依存性は、アルゴンの場合はその3/2乗に比例し、水素の場合はその平方根に逆比例すると評価できる。3)スラスターの作動状態は特性速度と入口マッハ数に強く依存する、特性エネルギーもそれに対し重要なパラメーターである。4)輻射損失は壁面における吸収率、反射率に依存し、排出ガスの速度を減少させるが、単原子ガス、分子ガスの場合の電流分布の特徴はそれにより変化することはない。透明石英ガラス製コンストリクタを用い、その直径及び長さにより窒素を作動ガスとするアークジェットの特性がいかに変化するかを分光分析により調べ、次の結果を得た。1)窒素分子の電子、振動、回転励起温度は平衡状態にあると見なし得る。2)コンストリクタの長さ、直径が小さいほどアークジェットの高性能化につながる。ただし、直径が小さすぎると放電が成立しない。3)ガス圧力変化よりも、コンストリクタサイズがプラズマ温度、噴射ガス熱量に影響する。陽極形状がMPDアークジェットの性能に及ぼす影響を調べるために、ノズル型、フレア型、ストレート型の三種類の陽極について、またその半径方向のサイズを1/2にしたものについて実験を行った。アルゴンを用いた実験では、半径方向サイズの小さいフレア型で流量の小さいときに比較的高い推進効率が得られた。(1)アルゴンを作動流体とする自己誘起磁場型MPDアークジェットの1次元モデルに関し、電離非平衡、熱的非平衡を考慮して数値シミュレーションを行い、これらの非平衡の存在がMPDアークジェットの性能に及ぼす影響につき検討し次の結果が得られている。Back-EMF Onsetが起こっている所では、電子温度と重粒子温度が近づく傾向がある。アークジェットの性能評価に対しては、プラズマ制動幅射の影響も考慮されなければならない。(2)MPDアークジェットのオンセット現象、比水力、推進効率に及ぼす放電ヘッド形状の影響を実験的に検討した。ここで、作動ガスはアルゴン、作動形態は準定常、電流領域は300A-700Aとした。放電ヘッド形状がストレート型、フレア型、ラバール型の場合に対し、それぞれ相似的に倍率を変えたもの2種について実験・計測を行い、次の結果が得られている。本実験の領域では、放電電流-電圧特性は大部分が垂下特性であったが、フレア型の場合一部上昇特性がみられた。同一の放電電流に対し推力の大きさは、ストレート型が最も小さくフレア型が最も大きかった。一般に流量の増大は推力を大きくするが、フレア型の場合逆の傾向も見られた。比推力、推進効率については、フレア型の場合に600sec、15%程度の値が得られたが、ストレート型、ラバール型の場合には低い値しか得られず、特に前者の場合に著しかった。本実験の結果は、本実験に比べ大電流の領域で行われている宇科研の結果とほぼ矛盾なく結ばれている。

1)アルゴンでは電流が入口と出口付近に集中し、水素では電流が出口付近に専ら集中する。2)電気伝導度の電子温度依存性は、アルゴンの場合はその3/2乗に比例し、水素の場合はその平方根に逆比例すると評価できる。3)スラスターの作動状態は特性速度と入口マッハ数に強く依存する、特性エネルギーもそれに対し重要なパラメーターである。4)輻射損失は壁面における吸収率、反射率に依存し、排出ガスの速度を減少させるが、単原子ガス、分子ガスの場合の電流分布の特徴はそれにより変化することはない。透明石英ガラス製コンストリクタを用い、その直径及び長さにより窒素を作動ガスとするアークジェットの特性はいかに変化するかを分光分析により調べ、次の結果を得た。1)窒素分子の電子、振動、回転励起温度は平衡状態にあると見なし得る。2)コンストリクタの長さ、直径が小さいほどアークジェットの高性能化につながる。ただし、直径が小さすぎると放電が成立しない。3)ガス圧力変化よりも、コンストリクタサイズがプラズマ温度、噴射ガス熱量に影響する。陽極形状がMPDアークジェットの性能に及ぼす影響を調べるために、ノズル型、フレア型、ストレート型の三種類の陽極について、またその半径方向のサイズを1/2にしたものについて実験を行った。アルゴンを用いた実験では、半径方向サイズの小さいフレア型で流量の小さいときに比較的高い推進効率が得られた。
朝鮮人強制連行に関する基礎資料の調査研究

1990年5月の慮泰愚韓国大統領の来日を契機に提起された朝鮮人強制連行問題は、その後の韓国人被害者が提訴した補償請求裁判やジャーナリスト・市民グループによる調査研究によって、動員の実態が明らかにされつつある。それは日本人に朝鮮植民地支配の責任を自覚させるうえで大きな役割を果たしたが、歴史学的見地からみた時、いまだ体系的・構造的にはとらえられていないように思われる。本研究は、そのような現状をふまえ、主として公開資料によりながら朝鮮人強制連行を政策史的観点から跡づけようとするこころみである。主要論点は以下のとおりである。1.強制連行の定義:植民地における強制連行の"強制性"を物理的強制としてではなく、法律と命令による法的強制に求めた。これにより占領地における労働力徴発や俘虜の強制労働と区別した。2.強制連行政策:3段階に区分される強制連行の政策的展開を、朝鮮における労働力再配分計画および戦争末期の軍要員確保政策との関連で位置づけた。3.動員規模:国外への動員数のみならず、朝鮮国内動員数についても把握することに努めた。推計値は国外119万人、国内319万人である。4.動員実態:韓国政府記録保存所所蔵の「倭政時被徴用者名簿」により慶尚北道48,021人分、慶尚南道29,864人分について実態分析を行った。5.違法性:1930年国際労働総会採択の「強制労働ニ関スル条約」等の労働規約の観点から朝鮮人強制連行の違法性と日本政府の責任を明らかにした。平成4年度の研究を大別すると,1.朝鮮人強制連行・強制労働の政策的・法令的根拠に関する資料収集,2.朝鮮人強制連行者数に関する資料収集および整理,の2つのプロセスに分けられる。1については,1938年国家総動員法にもとづき策定された労務動員計画以降の動員政策とその関係法令の収集を行った。これに関する基礎資料は,石川準吉『国家総動員史』上下,資料編第19,別巻,補巻(1975-88)に収録されている。しかし,朝鮮では「内地」と同一の法令が施行されたのではなく,「通牒」形式の命令により運用される場合が多いので独自の調査が必要である。このため『朝鮮総督府官報』および旧朝鮮総督府文書(韓国政府記録保存所所蔵)から採集する作業を行い現在,その作業を継続中である。2については,現在収集可能な報告,統計等にもとづき,朝鮮人強制連行の3段階,すなわち「募集」(1939),「官幹旋」(1942),「徴用」(1944)ごとに動員数を集計した。あわせて日本「内地」への動員だけでなく,サハリン,満州,南洋等への「外地」動員および朝鮮内動員についても推計した。その結果,動員総数に400万人以上であることが判明した。当時の1640歳男子人口は約420万人であるから,そのほとんど全員に相当することになる。また「倭政時被徴用者名簿」(韓国政府記録保存所所蔵,1957年調査)により慶尚北道の動員実態の分析を行った。このような膨大な人数に上る朝鮮人強制連行=労務動員の特質は,占領地等で行った労務動員とは異なり,植民地下で法令と命令にもとづいた制度的強制を通じて行った点にあるが,次年度には,さらに資料を補足収集して実証的に明らかにしたい,と考えている。前年度にひきつづき、韓国政府記録保存所所蔵の「倭政時被徴用者名簿」(強制連行者名簿)を分析するため、名簿の整理およびコンピュータ入力を行い、現在集計中であり、来年度、成果をまとめることになっている。

他方、私はこれまで、朝鮮人強制連行の「強制性」の意味は、物理的・人格的強制にとどまらず、植民地下の法的強制性にあることを主張してきた、これに対し、日本の朝鮮支配は植民地ではなく、軍事占領(強制占領)であり、したがって、日帝時代に公布されたすべての法律、命令は合法性がないので強制連行に関する動員命令は法的根拠を欠く、とする意見が北朝鮮、韓国から提起された。その根拠は、1905年「第2次日韓協約」調印が政府間の合意ではなく、国際法に違反した脅迫による強制が行われたため、当初から無効であり、それを前提として1910年に締結された「韓国併合条約」も無効である、というものである。この問題は、日本の朝鮮統治をいかに規定するか、という大問題であるが、私がテーマとする強制連行・労務動員も植民地政策の一環として行われたと考えてきたから重大な関連があるので、本年度の研究の一半をこの研究に向けた。研究結果は裏面記載の2論文で発表した。要約すれば(1)「第2次日韓協約」強制調印は国際法に違反する。(2)北朝鮮、韓国の研究者が指摘する協定書の形式的欠陥については、他条約と対比検討した結果、当時の慣習からみて、一応、合法的形式をととのえている。(3)韓国保護国化は「第2次日韓協約」で始まるのではなく、1904年「日韓議定書」および「第1次日韓議約」が起点である。(4)保護を与える国として韓国の独立保障の義務をもつことになった日本は韓国を征服して領域を取得することができず、世界史上稀な併合形式をとらざるをえなくなった。等の諸点を明らかにした。1990年5月の盧泰愚韓国大統領の来日を契機に提起された朝鮮人強制連行問題は、その後の韓国人被害者が提訴した補償請求裁判やジャーナリスト・市民グループによる調査研究によって、動員の実態が明らかにされつつある。それは日本人に朝鮮植民地支配の責任を自覚させるうえで大きな役割を果たしたが、歴史学的見地からみた時、いまだ体系的・構造的にはとらえられていないように思われる。本研究は、そのような現状をふまえ、主として公開資料によりながら朝鮮人強制連行を政策史的観点から跡づけようとするこころみである。主要論点は以下のとおりである。1.強制連行の定義:植民地における強制連行の"強制性"を物理的強制としてではなく、法律と命令による法的強制に求めた。これにより占領地における労働力徴発や俘虜の強制労働と区別した。2.強制連行政策:3段階に区分される強制連行の政策的展開を、朝鮮における労働力再配分計画および戦争末期の軍要員確保政策との関連で位置づけた。3.動員規模:国外への動員数のみならず、朝鮮国内動員数についても把握することに努めた。推計値は国外119万人、国内319万人である。4.動員実態:韓国政府記録保存所所蔵の「倭政時被徴用者名簿」により慶尚北道48,021人分、慶尚南道29,864人分について実態分析を行った。違法性:1930年国際労働総会採択の「強制労働ニ関スル条約」等の労働規約の観点から朝鮮人強制連行の違法性と日本政府の責任を明らかにした。
フィリピンにおけるデング熱媒介蚊の集団遺伝学的研究：飛翔パターンと感染経路

フィリピンのメトロマニラとターラックにおいて,デングウイルスを媒介するネッタイシマカ成虫を採捕して,DNA多型解析を行った。その結果,蚊の交流範囲や蚊の飛翔範囲が5km未満など,デングウイルスの伝播範囲の予測に繋がるベクターの空間生態を明らかになった。また,メトロマニラの全604行政区における洪水強度と土地利用区分に関するGISデータを整備し,これらを説明変数として,行政区間のデング感染率(人口当たり感染数)の違いを記述する回帰木モデルを作成した。高い精度で実測されたデング感染率を説明するモデルが構築され,洪水がリスク因子としての寄与率が高いことも示された。研究計画の1年目となる平成25年度は,課題1「フィールド調査および生物サンプリング」および課題2「蚊の地域間交流パターンの集団遺伝学的調査」を実施した。調査地はフィリピンのルソン島・マニラとレイテ島・タクラバンの二か所を予定していたが,レイテ島・タクラバンは昨年度の台風災害により調査が難しいと判断し,タクラバンと同様の人口規模を有するルソン島・ターラックに調査地を変更した。マニラとターラックの2都市で,課題3,4の分子生物学的分析に使用するネッタイシマカ個体を採取した。住居内にある水たまりを中心にネッタイシマカの幼虫や卵を採取した。課題2では, DNA多型マーカーを使って,微細空間スケールで見られるネッタイシマカの集団遺伝構造を調査した。採取した各標本の足と翅部からDNAを抽出した。本年度は主に,微量サンプルから十分量のDNAを抽出する最適な実験プロトコルの検索や,効率的に複数のマイクロサテライトマーカーをPCR増幅する実験条件の検索などを行った。また,ゲノムワイドの遺伝情報を次世代DNAシークエンシング解析で取得するRAD解析の予備実験も完了した。また,マニラで得られた一部個体サンプル(100個体)からデングウイルスRNAの検出を試みたが,すべて陰性だった。研究開始と同時に,複数の現地共同研究機関と役割分担に関する打ち合わせを行い,デラサール大学,熱帯医学研究所,感染症研究所等らと合意できた。また,平成25年9月20日に,愛媛大学が主催する形で,本科研プロジェクトを中心とする研究グループらが研究発表を行うデング熱シンポジウム「Broadening Perspectives and Methods in Studying Dengue」をマニラのファー・イースターン大学で開催した。当日は70名以上の学生や若手研究者が集まり,有益な意見交換ができた。課題1「フィールド調査およびサンプリング」では、都市部のメトロマニラと郊外のターラック市において、ネッタイシマカの採取等を行った。メトロマニラ全域に設定した約100個の調査グリッドにおいて、ターラックシティでは、San Sebastian,San Vicente,San Rafaelの3地域の42家庭において、成虫を紫外光と吸引ファンで集めるモスキートトラップと本研究で開発した先端に吸引ファンと発電機を内蔵したアスピレーターを組み合わせて多くの蚊を集めた。課題2「蚊の地域間交流パターンの集団遺伝学的調査」では21個のマイクロサテライトマーカーのマルチプレックスPCRの最適条件を見つけ、また次世代DNAシークエンシンサーを使ったゲノムワイドのRAD解析のライブラリーの作成にも成功した。課題3「蚊のデング感染率の疫学的調査」では、ターラック市で採取された21個体のネッタイシマカからRNAを抽出し,Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction(RT-PCR)法によりDENVを検出し,蚊のDENV感染率を調査した結果、1個体も感染していないことがわかった.課題4「洪水氾濫によるデング感染リスクの評価」では、メトロマニラの5市の236バランガイにおいて、各バランガイの土地利用特性(例、商業地、水域等)や出水強度などの36のモデル変数に基づいて、デングリスク(デング患者数/人口)を再現性高く予測する回帰木モデルを作成した。マニラ都市圏に分布する300家庭に蚊成虫採捕器設置し,デングウイルスを媒介するネッタイシマカ成虫を527個体採捕した。これら個体のDNA多型解析および幾何学的形態測定解析により空間集団遺伝構造を調査した。遺伝構造の自己相関分析の結果,蚊の交流範囲や蚊の飛翔範囲が5km未満であることが示された。また,都市圏広域に渡る長距離の遺伝子流動は幹線道路に沿った経路で起きている可能性が示された。STRUCTURE解析の結果,マニラ都市圏の中に5つの遺伝集団が混在していることが示された。また,オス個体よりもメス個体の方が地域間交流が活発に行われていることが示唆された。ターラックでは18家庭からネッタイシマカが採捕され,各都市内の生息分布に地域的偏りがあることが明らかにされた。また,乾季(12月)にはデングウイルスを媒介しないイエカ属が多く,逆に雨季(89月)ではネッタイシマカが増加するという,蚊の種構成に明瞭な季節的消長が明らかになり,雨季に大流行するデング熱の季節変化をモデル化する上で重要な知見が得られた。また,乾季に採取した個体からデングウイルスは検出されなかった。マニラ都市圏における全604行政区における洪水強度と土地利用区分に関するGISデータを整備し,これらを説明変数として,行政区間のデング感染率(人口当たり感染数)の違いを記述する回帰木モデルを作成した。決定係数0.82という高い精度で実測されたデング感染率を説明するモデルが構築され,洪水がリスク因子としての寄与率が高いことも示された。