hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
進行がん患者の家族に対する心理社会的支援アウトカム・マネジメント・モデルの開発

本研究により、進行がん患者の家族に対する心理社会的支援アウトカム・マネジメント・モデルの原案のうち、(1)中間アウトカム、(2)負の中間アウトカム、(3)長期的アウトカム、(4)バリアンス項目、(5)家族の経験の継続的分析を可能にするためのデータベースの構成要素、(6)有用な介入スタイルの示唆が導き出された。これらを基に、今後もモデルの開発を進める必要性がある。平成20年度研究目的:家族アウトカムの設定、及び家族の経験の継続的分析を可能にするためのデータベースの構築。研究成果:1.家族アウトカムの設定のため、研究者らが既に得ていた神経膠芽腫患者の家族の療養課程における心理・社会的変化の比較、対象として再発・進行肺がん患者の家族、及び中皮腫患者の家族を対象とした面接調査を行った。その結果、両者の間には長期的アウトカムや中間アウトカムに関する差はほとんどないことが明らかとなった。しかしながら、治療期における患者が呈する症状の違いや、終末期における情緒的な相互交流等には異なりが認められ、負の中間アウトカムの同定には至らなかった。今後は、対象者数を増やし、家族アウトカムの全項目の設定を行うこととする。2.計画段階では看護師への調査研究からバリアンス項目の設定を行う予定であったが、同様のテーマの研究が散見されたため、これまでに発表された論文を集約し、メタ統合の分析手法を用いてがん患者の家族に対する看護システム、ケアの不足点を明らかにすることとした。そこで、医療システムの急速な変化を考慮し、文献検索は2000年以降に絞り、"がん""家族看護"などのキーワードを設定して対象論文を抽出した。さらにそれらの中から分析に耐えうるものをハンドサーチした結果、該当する文献は5件であった。しかし、これらを精読した結果、論文間の関係性において解釈的なメタファーが見いだせず、他の質的研究者等とも検討した結果、成果の統合は困難であるとの結論に至った。今後は当初の計画通り調査研究を行い、データベース化を進めることとする。平成21年度研究目的:家族アウトカムの設定、及び家族の経験の継続的分析を可能にするためのデータベースの構築、アウトカム達成のために行うべき介入の決定。研究成果:1.昨年度同様、家族アウトカムの全項目設定を目的とした調査研究を実施したが、データ分析の段階で理論的飽和化に至らず、負の中間アウトカムの同定には至らなかった。がん種によっては治療の発展などがめざましく、家族の経験の差異が生じていると考えられた。そのため、モデル開発において対象となる疾患を特定する必要性が示唆された。2.具体的な介入方法の決定、バリアンス項目の設定を行うため、看護師への調査研究を実施した。その結果、進行がん患者の家族支援は、(1)患者や家族の希望の暫定的な焦点化、(2)患者や家族の希望を見定めながら行う実現に向けたケアからなり、その影響要因として、(1)看護師自身が抱える療養者や家族の希望を支えることの意義、(2)患者や家族の発達課題と死生観が明らかにされた。また、既存のがん患者の家族を対象とした介入研究を対象としてシステマティックレビューを行った結果、I can copeなどのサポートグループをベースとした支援、インターネットによる介入などの検証がなされており、一定の効果を得ていることが明らかとなった。以上の結果から、バリアンス項目は(1)看護師自身が抱える療養者や家族の希望を支えることの意義、(2)患者や家族の発達課題と死生観と設定できたが、アウトカムやケア実践標準の原案の開発には至らなかった。次年度は、本年度に残された課題を達成し、モデルの信頼性と妥当性を検証することとする。平成22年度研究目的:(1)家族アウトカムの設定、及び家族の経験の継続的分析を可能にするデータベース構築のための追加調査(2)アウトカム達成のために行うべき介入モデルの開発と検証研究の成果:目的(1)については、対象者不足のため家族アウトカムの設定には至らなかった。しかしながら、家族の経験の継続的分析を可能にするデータベースの要素としては、追加調査研究により【患者が難治性のがんに侵されている現実(病状や治療に関する事項)に対する認知】【迫りくる患者の死(予測される予後や起こりうる急変に関する事項)に対する認知】【拭い去れない患者の苦痛(身体的・心理的苦痛に関する原因や対処方法の知識、及びそれらのセルフケアに伴うニーズ、セルフケアの結果に対する思いなどに関する事項)に対する認知】【がん患者の家族であるが故に生じる家族システム内の不調和(患者以外の家族成員の変化や代理意思決定に関する事項)の有無】【家族成員の社会生活圏における孤独感(ソーシャルサポートの量や質に関する事項)の有無】であることが明らかとなった。また目的(2)については、暫定的な介入モデルを提示し、効果検証研究のための調整を医療関係者に対して行った。以上の結果から、今後は(1)アウトカム設定のための追加調査を早急に行い、暫定的な介入モデルの見直しを行うこと、(2)介入効果を明らかにするための研究を実施することに取り組んでいくことが必要であると考えられた。
インドKerala州における慢性石灰化膵炎と膵癌発生の相関についての研究

インド側医師と討論し,前年度に報告した検索群をもとに症例を蓄積した。第1群は対象群で146人,第2群はCCPT群で44人,第3群はPDA群で79人,第4群はCCPTにPDAを合併した群で23人であった。これら各群の症例について,疫学的には前年度に報告したchartを用いてcase-control studyを行った。臨床的診断は,エコー,時にCT,X線と黄疸及び疼痛症状により行い,治療は内科的又は外科的に行った。病理組織学的には,生検又は手術材料を用いてH-E染色で観察すると共に,パラフィン包埋材料を用いて可能な症例についてはPCR-SSCP法にてK-ras及びexon7,8と9領域におけるp53突然変異について検索した。各群における男性対女性比と年令分布は表1に示す。第2群に於ては30才未満の若年にてもCCPTが発症し,第4群のCCPTに合併するPDAの年令分布は,CCPTを合併しないPDAよりも若年化していた。主たる症状は,腹痛,黄疸,体重減少と糖尿病で,腹痛は第2,3と4群で87%以上の頻度で訴え,黄疸は第3群で93%,第4群で52%であったが第2群では2.3%と低率であった。体重減少は,第3群と4群でそれぞれ89%,70%と高率であったが第2群では9.1%と低率であった。糖尿病の合併率は第2群で65.9%,第3群で19%,第4群で61%であった。膵管内結石局在は,第2群のCCPT群では44例中35例が主膵管び慢性に存在し,頭部に限局していたものは8例,尾部は1例であった。膵管内結石の形成は第3群ではみられず、第4群では全例に主膵管び慢性に存在していた。一方膵管癌の局在は,第3群にて頭部が91%,尾部が3%,全膵にいたるび慢性が6%であったが第4群では頭部47%,体部4%,頭体部9%,体尾部9%,び慢性が17%,手術時肉眼的に腫瘍の存在を明確にできなかったものが13%であった。腫瘍細胞の局所浸潤は第3と4群でいづれも72%と74%と高率であったが肝転移は第3群で42%であったのに比べ第4群ではわずか4%であった。腹腔内転移は,第3群で28%,第4群で35%であった。治療について,切除率は,第3群で8%,第4群で4%と低く,殆どがby-pass手術のみ施行され,開腹生検のみは第3群4%と第4群9%であった。術後生存は第3と4群に差はなく殆どの症例は1年以内で死亡していた。組織学的には,第3と4群の癌は全て膵管腺癌で第3群では高分化腺癌の頻度は高く粘液癌もみられたが第4群では1例を除き中等度または低分化の膵管腺癌であった。p53の突然変異は,第3群において29例中2例と低率であった。K-rasの突然変異はexonlのコドン12の第1位のGからTへの変異で第3群で20例中4例第4群で2例中1例であった。疫学的には,各群について性と年令をマッチさせたcase-control studyを行った。Controlは大学病院へ来た患者の親戚や友人より選択した。野菜とフルーツを毎日食べている人では膵癌のリスクは低く,又,Cassavaを常食としている人は慢性膵炎合併膵癌のリスクが約7倍と高いことが判明した。本年度の成果より,インドKerala州における調査研究により,結石を伴う膵炎は膵管癌の発生に対し高いリスクを有し,慢性石灰化膵炎と膵癌発生の相関が見出され,これら疾患の発生に低蛋白高炭水化物であるCassavaの常食の関与が示唆された。

体重減少は,第3群と4群でそれぞれ89%,70%と高率であったが第2群では9.1%と低率であった。糖尿病の合併率は第2群で65.9%,第3群で19%,第4群で61%であった。膵管内結石局在は,第2群のCCPT群では44例中35例が主膵管び慢性に存在し,頭部に限局していたものは8例,尾部は1例であった。膵管内結石の形成は第3群ではみられず、第4群では全例に主膵管び慢性に存在していた。一方膵管癌の局在は,第3群にて頭部が91%,尾部が3%,全膵にいたるび慢性が6%であったが第4群では頭部47%,体部4%,頭体部9%,体尾部9%,び慢性が17%,手術時肉眼的に腫瘍の存在を明確にできなかったものが13%であった。腫瘍細胞の局所浸潤は第3と4群でいづれも72%と74%と高率であったが肝転移は第3群で42%であったのに比べ第4群ではわずか4%であった。腹腔内転移は,第3群で28%,第4群で35%であった。治療について,切除率は,第3群で8%,第4群で4%と低く,殆どがby-pass手術のみ施行され,開腹生検のみは第3群4%と第4群9%であった。術後生存は第3と4群に差はなく殆どの症例は1年以内で死亡していた。組織学的には,第3と4群の癌は全て膵管腺癌で第3群では高分化腺癌の頻度は高く粘液癌もみられたが第4群では1例を除き中等度または低分化の膵管腺癌であった。p53の突然変異は,第3群において29例中2例と低率であった。K-rasの突然変異はexonlのコドン12の第1位のGからTへの変異で第3群で20例中4例第4群で2例中1例であった。疫学的には,各群について性と年令をマッチさせたcase-control studyを行った。Controlは大学病院へ来た患者の親戚や友人より選択した。野菜とフルーツを毎日食べている人では膵癌のリスクは低く,又,Cassavaを常食としている人は慢性膵炎合併膵癌のリスクが約7倍と高いことが判明した。本年度の成果より,インドKerala州における調査研究により,結石を伴う膵炎は膵管癌の発生に対し高いリスクを有し,慢性石灰化膵炎と膵癌発生の相関が見出され,これら疾患の発生に低蛋白高炭水化物であるCassavaの常食の関与が示唆された。インドのトリヴァンドラム市を中心とするケララ州では,他州に比べ慢性石灰化膵炎の頻度は8倍と高く,その発症は20才代にてもみられ,40才代で膵癌の合併例も見られる。これらの症例は慢性石灰化膵炎と糖尿病の膵癌発生に対する位置づけを研究し得る絶好の材料である。本研究は,疫学的,臨床的並びに病理学的手法にて上記の材料を用いて追求する。本年度は,インド側班員と討論し症例に対する定まったプロトコールと研究群を作成した。第1群は健常人群,第2群は慢性石灰化膵炎群,第3群は膵管癌群,第4群は慢性石灰化膵炎に膵癌を合併した群とした。各群の症例数は最低20症例を目標とし,第1群では男/女と年令をマッチさせることにした。プロトコールにおいては,疫学的にはcace-control studyの可能なものとし,症例の経済状態,1日のカロリー摂取量,casave摂取量,飲酒,喫煙,コーヒー,紅茶,野菜,果物などの摂取頻度などが含まれている。臨床的には,慢性膵炎と糖尿病に対する一般的な検索に加え,特別な検査としてERCP,PS-test,α-xylose test,OGTTを行う。病理組織学的には,生検,手術材料と解剖例より組織切片を作成し,慢性石灰化膵炎と糖尿病及び膵癌について検索すると共に膵管上皮細胞の変化について精査する。現在まで蓄積されている症例数と症例蓄積速度は,第1群ではそれぞれ20人と短時間で多数であり,第2群では11人と1ヶ月間で3人,第3群は0であるが1ヶ月間に3人,第4群では6人と1年に3人となっている。研究期間は1年間残されており研究目標は得られるものと判断している。
癌幹細胞分化制御薬による膵臓癌根絶法の開発

平成26年度は、本化合物についてin vitroでの有効性に加えてin vivoでの有効性についても検討した。in vitroでの解析については、すい臓がん幹細胞については必ずしもがんマーカーが確立されていない状況にあるが、他のがん幹細胞で示唆されている複数のがん幹細胞マーカーを指標に検証を進めた。その結果、我々の化合物はin vitroでがん幹細胞を抑制し、スフェアの形成を抑制する作用があることが示唆された。特に、処理時間や化合物の濃度に応じてスフェア形成能が抑制されること、スフェア中の各種がん幹細胞マーカーの遺伝子発現が定量的RT-PCRで低下するとともに、フローサイトメトリーや免疫組織化学染色おいても発現減少が見られることが確認された。また、浸潤能を測定するスクラッチアッセイやトランスウエルを用いたマイグレーションアッセイについても有意に抑制されていた。以上のin vitroのデータを元に、さらに本化合物の有効性を検証するため、ヌードマウス皮下に移植したすい臓がん細胞の大きさを指標に、本化合物の有効性をin vivoで検証した。その結果、腫瘍サイズが、薬剤投与群で有意に低下し、Ki67陽性の増殖性細胞が減少すると共に、アポトーシスマーカー陽性の細胞が増加していた。また、腫瘍組織中で見られる血管新生も抑制されていることから、本化合物はすい臓がんにも有効と考えられた。現在、本化合物の作用機序について検討を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、早期発見が非常に困難で、進行が早く、極めて予後が悪い膵臓がんの新たな治療法を開発することである。平成25年度は、膵臓がん分化誘導活性をもつ化合物をスクリーニングするため、がん幹細胞の存在が報告されている膵臓がん細胞株であるL3.6pl細胞を利用し、がん幹細胞マーカーであるALDH1活性やCD133、CD24/CD44/ESAなどの発現を指標に、ES細胞から膵臓細胞への分化促進作用が報告されている既知化合物や幹細胞分化因子を作用させるとともに、化合物ライブラリーを用いたスクリーニングを行い、膵臓がん幹細胞を減少させる効果のある化合物を同定した。同定した化合物は、マウスES細胞を用いたin vitroの分化系で神経細胞への分化促進活性を示すなど、実際に幹細胞に対して分化促進化合物として機能していることも確認された。また、がん幹細胞を含む膵臓がん細胞に処理すると、その濃度依存的に細胞数の減少が確認されるとともに、MTTアッセイにより生細胞数の減少も確認できた。さらに、膵臓分化マーカーである、Ngn3やグルカゴンなどの発現量が定量的RT-PCRで上昇するなど、がん幹細胞に対して分化促進活性を示すことも確認できた。さらに、癌幹細胞マーカーとして知られているALDH1やCD24/CD44/ESAの発現量を減少させる効果が確認され、癌幹細胞を分化させる活性があることが示唆された。上記9に記載したように、当初目的としていた、膵臓がん幹細胞を減少させる効果のある化合物を同定し、さらに、その分化促進活性をES細胞を用いて確認するとともに、癌幹細胞を含む膵臓癌細胞を利用して、その増殖抑制効果や分化促進効果、癌幹細胞マーカーの発現抑制効果をin vitroで確認することに成功した。平成25年度に同定した化合物を利用して、さらにin vivoでの効果を検討するため、膵臓癌細胞をnudeマウスの皮下や膵臓に移植して膵臓がんモデルマウスを作製し、スクリーニングで同定した幹細胞分化促進薬を局所及び皮下投与して、膵臓癌細胞を減少させうか検討する。さらによりヒト膵臓がんに近いモデルであるNOD-SCIDマウスにヒト膵臓がん組織を移植したXenograftモデルを用いて、膵臓癌幹細胞の減少を検討するとともに、既知抗がん剤を組み合わせることで、ヒト膵臓がんを効果的に根絶できるか検討する。
Rasとプロテインキナーゼを介するシグナル伝達機構とその病態

低分子量G蛋白質のRasは細胞の増殖や分化を制御していることが明らかとなっているが、その作用機構は不明であった。そこで、Rasの作用機構を明らかにする目的で、Rasの標的蛋白質の単離・同定を試みた。その結果、Rasの新規標的蛋白質としてAF-6を同定した。AF-6はショウジョウバエの眼の分化に関与する遺伝子Canoeのヒトホモログである。Canoeは形態形成に関与する細胞膜受容体Notchの下流で機能することが明らかとなっている。AF-6とCanoeは共に細胞接着に関与するGLGFモチーフを持ち、細胞接着の制御に関与している可能性が高い。そこで、私共は抗AF-6抗体を用いてPC12細胞におけるAF-6の局在を検討した。その結果、AF-6は細胞間の接着部位に局在することを見出した。したがって、RasはAF-6を介して細胞の接着性を制御している可能性が高い。一方、私共は、今一つの低分子量G蛋白質Rhoの標的蛋白質としてプロテインキナーゼN(PKN)、新規プロテインキナーゼ(Rhoキナーゼ)、ミオシンフォスファターゼのミオシン結合サブユニット(MBS)を同定した。これらの結果から、Rhoの下流にセリン/スレオニンキナーゼとフォスファターゼが存在することが初めて明らかになった。また、Rhoがストレスファイバーの形成を促進することと、ストレスファイバーの形成にはミオシン軽鎖のリン酸化が重要であることがすでに報告されている。私共はRhoがRhoキナーゼを介してミオシンフォスファターゼに作用することによりミオシン軽鎖のリン酸化を制御していることを明らかにした。これにより、Rhoによるストレスファイバーの形成機構が分子レベルで初めて明らかになった。以上本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。細胞内シグナル伝達機構におけるRasおよびその類似G蛋白質の作用機構の解析を行い以下の結果を得た。1 Ras類似GTP結合蛋白質Rhoの標的蛋白質の同定GTP結合型のRhoをマトリックスに固定化してアフィニティカラムクロマトグラフィーを行い、Rhoの標的蛋白質の同定を試みた。その結果、牛大脳からGTP-Rhoに結合する分子量約12万と14万、16万、18万の蛋白質(p120,p140,p160,p180)を分離精製できた。これらの蛋白質はGDP結合型のRhoには結合せず、標的蛋白質結合領域に変異を導入したGTP結合型のPhoにも結合しなかった。また、GTP結合型のH-RasとR-Rasには結合しなかった。したがって、これらの蛋白質はRhoの標的蛋白質であると考えられる。2 RasによるMPAキナーゼの活性化機構私共はツメガエル卵の細胞質画分からRas依存性にMAPキナーゼ・キナーゼを活性化するのに必要な蛋白質因子(REKS)を部分精製している。昨年度は、REKSがRas依存性にMAPキナーゼ・キナーゼをリン酸化して活性化するプロテインキナーゼであることを明らかにした。また、RasがREKSと複合体を形成することから、REKSはRasの直接のターゲットであると考えている。最近、Rasがc-Raf-lと結合することが報告されているが、REKSがc-Raf-lでないことを確認している。本年度は、ツメガエル卵の細胞質画分からREKSを高度に精製した。また、REKSが牛大脳細胞質画分にも存在することを明らかにし、これを均一蛋白質にまで精製した。

ツメガエル卵と牛大脳から精製されたREKSは、ともに分子量約10万のプロテインキナーゼであり、自己リン酸化能を示した。一方、Cキナーゼやホスホリパーゼの制御因子として知られる14-3-3がRasと共同してREKSを活性化することも明らかにした。以上本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。低分子量G蛋白質のRasは細胞の増殖や分化を制御していることが明らかとなっているが、その作用機構は不明であった。そこで、Rasの作用機構を明らかにする目的で、Rasの標的蛋白質の蛋白質の単離・同定を試みた。その結果、Rasの新規標的蛋白質としてAF-6を同定した。AF-6はショウジョウバエの眼の分化に関与する遺伝子Canoeのヒトホモログである。Canoeは形態形成に関与する細胞膜受容体Notchの下流で機能することが明らかとなっている。AF-6とCanoeは共に細胞接着に関与するGLGFモチーフを持ち、細胞接着の制御に関与している可能性が高い。そこで、私共は抗体AF-6抗体を用いてPC12細胞におけるAF-6の局在を検討した。その結果、AF-6は細胞間の接着部位に局在することを見出した。したがって、RasはAF-6を介して細胞の接着性を制御している可能性が高い。一方、私共は、今一つの低分子量G蛋白質Rhoの標的蛋白質としてプロテインキナーゼN(PKN)、新規プロテインキナーゼ(Rhoキナーゼ)、ミオシンフォスファターゼのミオシン結合サブユニット(MBS)を同定した。これらの結果から、Rhoの下流にセリン/スレオニンキナーゼとフォスファターゼが存在することが初めて明らかになった。また、Rhoがストレスファイバーの形成を促進することと、ストレスファイバーの形成にはミオシン軽鎖のリン酸化が重要であることがすでに報告されている。私共はRhoがRhoキナーゼを介してミオシンフォスファターゼに作用することによりミオシン軽鎖のリン酸化を制御していることを明らかにした。これにより、Rhoによるストレスファイバーの形成機構が分子レベルで初めて明らかになった。
Small RNAの安定性を制御するGGDEF/EAL蛋白質の機能解析

細菌バイオフィルムの形成制御メカニズムを解明するため、細菌に複数存在するGGDEF/EAL蛋白質の機能解析を行った。CsrDはc-di-GMP非代謝型のGGDEF/EAL蛋白質であり、増殖期によって活性を変化させてsmall RNAの安定性を調節することでバイオフィルム形成を制御していることが明らかとなった。一方、GGDEF蛋白質YliF及びEAL蛋白質YliEはc-di-GMPの合成及び分解を調節することでバイオフィルム形成を制御していた。CsrDの機能に重要なアミノ酸残基を見いだすため、部位特異的変異によってアミノ酸残基を置換した変異CsrDの解析を行った。CsrDホモログには保存され、典型的なGGDEF/EALタンパク質には保存されていないアミノ酸残基を中心に選択し、アラニン残基(一部ロイシン残基)に置換した。変異CsrDの活性をバイオフィルム形成、csrB-lacZ発現、グリコーゲン合成により測定し、野生型CsrDと比較した。その結果、HAMP-likeドメインとGGDEFドメインのN末端領域がCsrDの活性に重要であることが明らかとなった。さらに、CsrB RNA分解過程を明らかにすることを目的とし、エキソヌクレアーゼであるPNPaseの変異株において蓄積する複数のCsrB RNA分解中間体について解析した。すべてのCsrB RNA分解中間体の5'末端は野生型CsrBと一致し、3'末端が異なることが明らかとなった。そこで、複数のステムループ構造を除いた変異CsrBをコードするプラスミドをcsrB変異株に導入し、相補性試験を行った。その結果、いくつかのステムループ構造を含む領域がCsrBの分解に重要であることが示唆された。CsrDによるsmallRNA安定性制御メカニズムを明らかにするため、エキソヌクレアーゼであるPNPaseの変異株において蓄積するCsrB RNA分解中間産物の3'-末端を3'-RACE法によって確定し、分解過程を予測した。これらの部位はCsrB RNAの分解に必須なエンドヌクレアーゼの切断部位である可能性が考えられた。そこで、切断部位と予想される領域を除いた変異CsrB RNAを大腸菌内で発現させ、野生型CsrB RNAと比較した。その結果、5'-末端の構造及び3'-末端のターミネーター上流一本鎖領域がCsrB RNAの機能に大きな影響を与え、この領域の安定性への関与が示唆された。また、部位特異的変異によってアミノ酸残基を置換した変異CsrDの活性を解析したところ、HAMP-likeドメインとGGDEFドメインN末端領域がCsrB RNAの安定性制御に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、オペロンを形成するなど相互関係が予想されるc-di-GMP代謝型GGDEF/EAL蛋白質や、機能不明GGDEF/EAL蛋白質の遺伝子を複数クローン化し、これらがバイオフィルム形成に影響を与えることを確認した。CsrDによるsmall RNA「CsrB」の安定性制御メカニズムを明らかにするため、各種RNase変異体におけるCsrB RNAの安定性や、様々な領域を除いたCsrB RNA変異体の安定性を調べた。その結果、CsrB RNAの分解にはRNase E及びPNPaseが必須であること、また、CsrBのターミネーター上流一本鎖領域が分解に重要であることが分かった。これらのことから、CsrB RNAの分解はRNase EによるCsrBターミネーター上流一本鎖領域から始まり、CsrDはこの過程に必須であると考えられた。CsrB RNAの安定性が増殖段階で変化することが明らかになり、CsrD変異体の解析からこの変化はCsrDの活性が変化することによるものであると考えられた。CsrDは環境の変化により活性を変え、small RNAの安定性を制御していると考えられる。10種の機能不明のGGDEF/EAL蛋白質の中から、バイオフィルムや運動性に顕著な影響を示したc-di-GMP代謝型YliE及びYliFを選択して詳細に調べた。yLiEとyLiFはオペロンを形成しており、互いに対となる表現型を示したことから、YliEとYliFは複合的に機能していると推測された。YliEは付着因子生産を抑制し、その結果バイオフィルム形成量が減少すると考えられた。
階層的並列性を利用した自動並列化コンパイラに関する研究

本開発手法は基本ブロック,ループ,サブルーチンをタスク(マクロタスク)として定義する.また,基本ブロック内部では各ステートメントがタスクとして定義され,細粒度並列処理手法が適用される.ループ内部では,Do-allが可能ならばDo-allによる中粒度並列処理を適用する.また,Do-allが適用できないループに対しては,Do-acrossによる中粒度並列処理を適用した場合とループボディの細粒度並列処理を適用した場合および,ループボディに存在する基本ブロック,ループ,サブルーチンをサブマクロタスクとして定義し,粗粒度並列処理手法(マクロデータフロー処理手法)を適用した場合で比較を行い有効な方を適用する.SB内部ではプログラムをマクロタスクに分割しマクロデータフロー処理手法を適用する.ターゲットアーキテクチャとしては平等型マルチプロセッサを用いる.階層的に生成されたマクロタスクを割り当てるため,マルチプロセッサシステム上でプロセッサを階層的にグループ化し,階層的なマルチクラスタシステムをシミュレートする.各階層においてマクロタスクはコンパイル時にスタティックスケジューリングされるか,その階層専用にコンパイラが生成したダイナミックスケジューリングルーチンを用いて実行時にスケジューリングされ,プロセッサクラスタに割り当てられる.本手法ではスタティックスケジューリングや各階層に対し生成された専用のダイナミックスケジューリングルーチンを用いることよりスケジューリングによるオーバーヘッドを極めて小さく押えることが可能である.本研究により開発したコンパイラはプロトタイプ・マルチプロセッサシステムOSCAR,日本電気Cenju-3,KSR-1などの実マルチプロセッサに実装されている.本開発手法は基本ブロック,ループ,サブルーチンをタスク(マクロタスク)として定義する.また,基本ブロック内部では各ステートメントがタスクとして定義され,細粒度並列処理手法が適用される.ループ内部では,Do-allが可能ならばDo-allによる中粒度並列処理を適用する.また,Do-allが適用できないループに対しては,Do-acrossによる中粒度並列処理を適用した場合とループボディの細粒度並列処理を適用した場合および,ループボディに存在する基本ブロック,ループ,サブルーチンをサブマクロタスクとして定義し,粗粒度並列処理手法(マクロデータフロー処理手法)を適用した場合で比較を行い有効な方を適用する.SB内部ではプログラムをマクロタスクに分割しマクロデータフロー処理手法を適用する.ターゲットアーキテクチャとしては平等型マルチプロセッサを用いる.階層的に生成されたマクロタスクを割り当てるため,マルチプロセッサシステム上でプロセッサを階層的にグループ化し,階層的なマルチクラスタシステムをシミュレートする.各階層においてマクロタスクはコンパイル時にスタティックスケジューリングされるか,その階層専用にコンパイラが生成したダイナミックスケジューリングルーチンを用いて実行時にスケジューリングされ,プロセッサクラスタに割り当てられる.本手法ではスタティックスケジューリングや各階層に対し生成された専用のダイナミックスケジューリングルーチンを用いることよりスケジューリングによるオーバーヘッドを極めて小さく押えることが可能である.本研究により開発したコンパイラはプロトタイプ・マルチプロセッサシステムOSCAR,日本電気Cenju-3,KSR-1などの実マルチプロセッサに実装されている.
モードエネルギー解析法の理論の提案と実用化への基礎的研究

モードエネルギー解析法の基本理論はすでに平成3年度に公表どおりであるが、実用的視点からは(1)実験モード解析法と有機的に協調結合できること(2)実験誤差にロバストであること(3)対象構造物の質量分布を別途見積る必要がないこと、などの点を考慮した実用的解析理論に発展させる必要があった。そこで、まずこの理論の発展を行い、理論的検証とともにシミュレーション解析試行によってその基本的妥協制を検証した。実構造物として簡単な形状(ビーム、平板)の供試体を対象に、本補助金によって購入した周波数分解能800ラインのデジタルスペクトラムアナライザーを用いて伝達関数の計測を行い、実験モード解析の曲線適合によりモード特性を同定し、それをモードエネルギー解析法の入力データとして部分構造間のエネルギーの流れおよびエネルギー消散率の解析を行った。一方、上記の実験的結果の検討のために振動インテンシティー計測も行った。振動インテンシティー計測法自身についてもまだ十分な研究がなされているわけではないので、この計測技術自身についても測定上の問題と解析精度の関係などいろいろ検討を行った。以上の検討の結果、部分構造間の結合が減衰を無視できる弾性結合であれば問題ないが、結合部分に大きな減衰がある場合には解析できないことがわかり、このような場合にも対応できるように理論をさらに発展させる必要があることがわかった。本研究はさらに継続的に研究していかなければならないことがわかったが、現時点までで得た新しい知見についてはひとつの報告としてまとめ上げるべく、現在データの整理と論文投稿の作業を行っているところである。
誘導型好塩基球/好酸球欠損マウスの樹立とIgE依存性慢性アレルギー反応の解析

ジフテリア毒素(DT)受容体を好塩基球あるいは好酸球に特異的に発現するトランスジェニックマウスを樹立した。DTの投与により末梢血中の好塩基球あるいは好酸球数が著明に減少し、抗原TNP-OVAの皮内投与で誘導されるIgE-Fc・RI依存性の慢性アレルギー反応による皮膚腫脹が軽減した。これらのマウスは好塩基球・好酸球の機能を解明する上で極めて有用であり、好塩基球・好酸球を標的とするアレルギーの治療法の開発に応用できる。トリニトロフェノール(TNP)特異的IgEで受動感作したマウスの耳介にTNP標識OVAを皮内投与すると、即時相・遅発相に続いて慢性相(IgE-CAI)の皮膚主張が認められる。我々は、末梢血白血球のわずか0.5%を占めるに過ぎない好塩基球が、IgEと高親和性IgEレセプターFcεRI依存的に慢性相を誘導する機構が存在することを発見し、これまでにほとんど研究が進展していない好塩基球がアレルギーにおいて重要な役割を演じていることを示した。この好塩基球主導で引き起こされる慢性アレルギー炎症局所には、好酸球の著明な浸潤が認められる。本研究では、好塩基球と好酸球がアレルギー性炎症にどのように寄与しているかを解明するために、誘導型の好塩基球欠損マウスおよび好酸球欠損マウスを世界に先駆けて樹立することを目的とした。すなわち、好塩基球あるいは好酸球特異的に発現する遺伝子のプロモーターの下流にジフテリア毒素(DT)受容体cDNAを連結した組換え体を用いてトランスジェニックマウスを作製し、DTの投与によって好塩基球・好酸球を任意の時期に傷害するマウスモデルを樹立した。好塩基球傷害マウスでは、DT投与後3日で末梢血における好塩基球数が1/10に減少し、IgE-CAIによる皮膚腫脹反応が完全に抑制された。好酸球傷害マウスでは、DT投与後3日で末梢血中好酸球が1/3に減少し、IgE-CAIは有意に抑制された。このことはIgE-CAIにおいて、好塩基球がイニシエーター、好酸球がエフェクターとして機能していることを強く示唆している。平成20年度は、DTの投与量・投与時期等様々な条件で好塩基球あるいは好酸球を傷害し、三相性皮膚主張における好塩基球・好酸球の作用機序を明らかにする。好塩基球・好酸球のアレルギーの慢性化への関わりが解明されれば、今後の創薬・治療法開発への応用が期待できる。好塩基球および好酸球はアレルギー炎症の増悪化に関与すると考えられているが、その機能にはまだ不明な点が多い。好塩基球あるいは好酸球特異的にジフテリア毒素受容体(DTR)を発現するトランスジェニックマウスを作製し、任意の時期に生体内から除去できるマウスをそれぞれ樹立した(Baso-TRECKおよびEosino-TRECKマウス)。これらのマウスでは、それぞれ好塩基球あるいは好酸球特異的にDTRを発現していた。Baso-TRECKマウスに25μg/kgのDTを腹腔内投与すると、3日目には末梢血の好塩基球が1/10に減少した。TNP特異的IgEで受動感作したマウス耳介にTNP標識OVAを皮内投与して惹起される慢性皮膚腫脹反応(IgE-CAI)は好塩基球が責任細胞であることが明らかになっているが、Baso-TRECKマウスにDTを投与後2日目に抗原曝露すると、皮膚腫脹はDT投与量依存的に抑制され、25μg/kgのDTの投与で完全に抑制された。一方、Eosino-TRECKマウスに5μg/kgのDTを投与すると、2日目には末梢好酸球が1/5に減少した。抗原投与2日前にDTを投与すると、IgE-CAIによる皮膚腫脹は1/3程度に減弱した。IgE-CAIによる皮膚腫脹反応が開始された抗原投与後2日目にDTを投与すると皮膚腫脹が顕著に軽減された。これらのことは、好酸球がIgE-CAIにおいて慢性炎症の初期および増悪化に深く関わっていることを示している。本研究で樹立したBaso-TRECKおよびEosino-TRECKマウスにおいて、DTの投与により任意の時期に標的細胞をマウス生体内から除去することが可能であった。これらのマウスは好塩基球・好酸球の機能を解明する上で非常に有用であり、好塩基球・好酸球をターゲットとしたアレルギーの治療法の開発にも応用できると考えられる。
安静時機能的MRIとの対応による認知症の包括的認知機能評価システムの構築

近年common diseasesとして認識されている認知症の中核は認知障害であり、認知症において生じる大部分の問題に関与している。本研究では、認知症の認知障害を包括的に評価する認知機能評価システムの構築を目指す。神経心理学的見地からは、認知障害のパターンの把握を可能とする全般的な認知機能評価法として、簡易神経心理テストバッテリーを開発する。また、安静時機能的MRIを相補的に用い、認知障害の神経学的基盤として脳内ネットワークについても検討を行う。神経心理学と脳科学を相補的に用いた新しいアプローチに基づき、認知症の認知障害を包括的に評価するシステムを構築することを目的とする。
モジュール集積型デスクトップ超クリーンラボラトリーシステムの開発

物理的・化学的に超クリーンな環境で、合成から構造解析・物性評価に至るプロセスを一貫して進行させる高速かつ省エネルギーな革新的ものづくり研究開発システムの構築を目指し、超小型パルスレーザ薄膜堆積ユニットと、複数のモジュールを接続するフレキシブル試料搬送ユニット(中央制御機構)を開発した。超小型KrFレーザや板バネを用いた新搬送機構の採用によりスペースを従来システムの1/4以下にし、かつ自由度の高い薄膜・評価システムの構築を実現した。本研究課題の目標であるモジュール集積型デスクトップ超クリーンラボラトリーシステムは、複数のモジュールユニットから構成され、中央に配置された搬送機構チャンバーによって有機的に結合されている。モジュール間はすべて共通の仕様で接続され、合成装置と評価装置のあわせて最大5ユニットのモジュールが装着可能である。平成18年度は、モジュール集積型デスクトップ超クリーンラボラトリーシステム対応の薄膜合成ユニットの試作を行った。薄膜合成方式としては、酸化物、窒化物などの新規半導体材料で高品質薄膜合成が可能なパルスレーザー堆積法を採用した。真空成膜装置には、24個の駆動機構が必要であり、これらの駆動部のダウンサイジングが必要不可欠であるため、とくに直線導入機構について見直しを行った。ラック・ピニオン機構を用いた新しい直線導入機構を新たに開発して、試作を行った。またピエゾバルブや1インチ径のレーザー加熱方式を採用することによって、装置付属品部分のダウンサイジングを行った。また、真空装置本体は極力小型にするためにパイプ材料の溶接ではなく、バルク部材からの削りだしによりICF152フランジベースまで小さくすることに成功した。本研究課題の目標であるモジュール集積型デスクトップ超クリーンラボラトリーシステムは、複数のモジュールユニットから構成され、中央に配置された搬送機構チャンパーによって有機的に結合されている。平成19年度は、前年度作成したモジュール集積型デスクトップ超クリーンラボラトリーシステム対応の薄膜合成ユニットの調整を行い、製膜実験や関連するプログラム開発を行った。レーザー光軸の最適や、ターゲット駆動機構の開発を進め、基本的なPLD装置としての機能確認を行った。一方、モジュール集積型デスクトップ超クリーンラボラトリーシステムの根幹である搬送システムの設計・開発を行った。当初、一般的な手法であるラック&ピニオンによる搬送機構のダウンサイジング化を進めていたが、板バネを用いた全く新しい搬送機構の着想に至り、設計の大幅変更が必要となった。この新しい搬送機構はICF規格に適合しており、非常に高い汎用性を持ちながらも超クリーンラボラトリーシステムの設置面積を30%程度にまで縮小できる画期的なものである。特許を申請するとともに、既に進行していた搬送機構の設計について大幅に変更した。新しい設計では、搬送ロッドのような棒状の部品を全く待たないため、搬送自体が容易となる利点もある。なお、この設計変更のため、搬送機構の試作は平成20年産に行うように計画を変更した。本研究課題の目的は、物理的・化学的に超クリーンである環境下で、合成から構造解析・物性評価に至るプロセスを一貫して進行させる、高速かつ省エネルギーな革新的ものづくり研究開発システムを構築することにある。キーポイントは、各プロセスに必要な機能を共通のサイズをもつモジュールに規格化し、複数のモジュールをフレキシブルに接続する試料搬送ユニット(中央制御機構)を構築する。平成20年度では、既に平成18年度に構築したオールインワンの超小型パルスレーザ堆積モジュールを共通モジュール規格の基本形とし、これらのモジュール間でフレキシブルな試料搬送を実現できるコンパクトな搬送ユニットの作製を行った。この試料搬送ユニットには、モジュール集積型デスクトップ超クリーンラボラトリーシステムの中核をなし、各モジュールとは全て共通の仕様で接続され、試料導入室、合成装置や評価装置などを最大6モジュール装着可能な構造となっている。搬送モジュールには、真空搬送機構としては全く新しい試みである板バネを用い、搬送ロッドのような剛直な部品を排除し、モジュールとの干渉を全く無くしてラボラトリーシステム全体における設計の自由度も向上している。これにより、設置場所をクリーンルームから開放したばかりでなく、スペースを同等の機能の従来システムに比べ1/4以下に小さくできるという画期的なものとなっている。実際に超小型パルスレーザ堆種モジュールと搬送機構を接続し、試料搬送やPLDターゲットの搬送が問題なくできることを確認した。とかく巨大になりがちな複合真空システムが、モジュール化と新搬送システムを採用することで、大幅に小型化できることを実証した。複雑な組成をもつ材料・デバイス開発に特に有効な低コスト・小設置面積のハイテクものづくり研究システムである。
析出塩と土壌中の熱・水分移動の相互作用を考慮した塩析出予測モデル の構築

本研究は,東日本大震災の津波による農地浸水に代表される"土壌塩害"に対する解決の一助として,従来の土壌中の塩移動に加えて,塩害の象徴である塩集積量を予測するモデルを構築することを目的として,析出塩の日射反射率(アルベド)および蒸発抵抗を定量評価した.そして,開発した塩析出予測モデルが,概ね析出塩量,塩濃度,蒸発量および土壌温度を再現することできることを確認した.本研究は,東日本大震災の津波による農地浸水に代表される"土壌塩害"に対する解決の一助として,従来の土壌中の塩移動に加えて,塩害の象徴である塩集積量を予測するモデルを構築することを目的として,析出塩の日射反射率(アルベド)および蒸発抵抗を定量評価した.そして,開発した塩析出予測モデルが,概ね析出塩量,塩濃度,蒸発量および土壌温度を再現することできることを確認した.本研究は、析出塩と土壌中の熱・水分移動の相互作用を考慮した塩析出予測モデルを構築することを最終目的としている。従来、塩濃度予測モデルが開発され、土壌塩濃度鉛直分布の実験値と計算値との比較によるモデルの妥当性が論じられているが、塩害予測で重要となる地表塩濃度、析出開始時間および析出塩量の測定および予測を行った研究は殆ど皆無であり、塩集積予測モデルおよび塩害防止策の開発は未成熟と言わざるを得ない。そのため、例えばリーチングや表層排土法で重要となる表層付近(塩濃度勾配が激しい)の土壌内塩濃度や析出塩量などの情報に乏しく、削除土量やその時期、投入水量、除塩量に関する科学的根拠が乏しいのが現状である。本研究で提案する塩析出予測モデルは、従来の塩移動予測に加えて、析出塩量、析出時期の予測が可能となり、精度良く、土壌内の塩移動および表層(付近)の塩集積現象を予測することができ、除塩の効率化を図ることが期待できる。この塩析出予測モデルの構築のためには、従来、申請者が開発した飽和-不飽和-乾燥土壌中における熱・水分(水蒸気を含む)・塩移動の同時連成解析モデルに、(1)析出塩と体積含水率を考慮したアルベド予測モデル、(2)析出塩の水蒸気移動抵抗を組み込むことが必要不可欠となる。本年度では、簡易かつ低コストで測定が可能なアルベド測定法(ボックス法)を提案し、その精度を確かめるとともに、ボックス法を用いて乾燥から湿潤状態の土壌上の析出塩量とアルベドを測定し、任意の体積含水率および析出塩量のアルベド予測モデルを提案した。さらに、析出塩が水蒸気移動抵抗として作用することを考慮して、蒸発速度と析出塩量を定量評価し、従来の蒸発バルク式に析出塩水蒸気抵抗係数を組み込んだ蒸発式を提案した。以上より、析出塩のアルベドおよび水蒸気抵抗を定量評価したことで、塩析出予測モデルの構築が進んだ。本年度では、まず飽和ー不飽和ー乾燥土壌中における熱・水分(水蒸気を含む)・塩移動の同時連成解析モデルに、前年度で定量評価した(1)析出塩と体積含水率を考慮したアルベド予測モデル、(2)析出塩の水蒸気移動抵抗を組み込むと同時に、さらに(3)析出塩の比熱および熱伝導率などの諸物性値を定量評価し、最終的に塩析出予測モデルを構築した。次に、モデルの検証を行うために、室内塩析出カラム実験を行った。実験では温度・湿度一定条件下において、塩水を供給した土壌カラムからの土壌温度、蒸発量、体積含水率、地表塩濃度、含塩率、塩析出開始時間、析出塩量を調べた。その結果、上述で開発した塩析出モデルにより、実験で得られた地表での塩濃縮および塩析出現象を精度よく再現することができた。本研究に密接に関連する東北地方における津波による土壌塩害問題を調べるために、宮城県名取市、岩沼市および亘理町において土壌塩害調査を実施した。その結果、2年を経った現在もなお、除塩工事が行われていない水田が多く、未処理の水田の塩濃度、ECは作付け基準値よりも高いを示した。さらに、塩害を受けている農家(小塚原南農業復興組合の専業農家グループ)に協力を依頼し、被害状況と農家の方からのニーズをヒアリングした。その結果、農家の方は土壌塩分状況や地下水の塩害状況の科学的データを必要としており、また作付け可能な作物に関する情報を必要としていることが分かった。さらに、営農再開時期の予測や夏期における塩害の再発防止に関する情報についても要望が高かった。これらのアンケート結果から、筆者らは塩害調査結果を小塚原南農業復興組合に適宜報告した。今後は、塩析出予測モデルをもとに、作付け開始時期の予測、塩害の再発危険性チェック、さらに除塩工事の効率化を図る予定である。本研究の最終目的である「析出塩と土壌中の熱・水分移動の相互作用を考慮した塩析出予測モデル」を構築するため、初年度では「析出塩と体積含水率を考慮したアルベド予測モデル」および「析出塩の水蒸気移動抵抗の定量評価」を行った。さらなるデータの蓄積が必要であるものの、塩析出予測モデルの開発は順調に進んでいる。次年度では、塩析出予測モデルの構築とその精度を検証する。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題を東北塩害土壌への適用を試みるために、まず東北地方の塩害土壌調査を実施する。

その後、土壌結果に基づいて、土壌調査結果に気象データや土壌データなどを塩析出予測モデルに入力し、水田土壌中の塩移動の推移を計算し、自然環境下(未処理区)における塩濃度低下を計算し、農業再開計画に役立てる予定である。さらに東北地方に最も適した除塩方法(例えば、リーチング効果の検証、暗渠の設置計画、表層排土の最適化など)の開発および評価を行い、塩害拡大防止および塩害農地の早期回復に努める。24年度が最終年度であるため、記入しない。
経済的規制の緩和が地域間格差に与える影響に関する計量分析

本研究のおもな研究成果として、わが国における地方鉄道の維持を目的として多く用いられている運営とインフラ維持の上下分離を取り上げ、ヨーロッパおよび東アジアにおけるOECD加盟23カ国、30鉄道事業者について費用構造分析を行った結果、上下分離は総費用を約11%. 12%引き下げる効果をもつが、列車密度がサンプル平均の約1.6.1.9倍になると費用削減効果が失われることが明らかとなった。本課題の平成21年度における研究計画は、本課題において「経済的規制緩和と地域間格差」というテーマを取り扱うにあたり、対象となる郵便・鉄道・バス事業について、まずは費用、需要、サービス水準といった要因を個別に取り上げ、各要因存取り扱っている先行研究を収集・整理することであった。この作業は、「既存研究では、どのような手法を用い、どのような分析が行われてきたのか?」ということを明らかにすることにより、本課題において取り組まなくてはならない対象をより明確化するために必要なプロセスである。本年度、浦西はバス事業の費用構造分析に関する先行研究の収集・整理を、毛海はバス事業のサービス評価および老齢者交通に関する先行研究の収集・整理を行った。文献調査の結果、既存研究では、主に(1)各国バス事業市場の構造の解説、(2)バス事業の費用構造、(3)集計データもしくは非集計データを用いた需要構造分析といった3分野が対象とされており、本課題のテーマのように、経済的規制の緩和が事業者の経営行動に与えた影響や、採算地域と不採算地域(または都市部と地方)におけるサービス水準の地域間格差を取り扱っているものは、今回調査した範囲において未だ見つかっておらず、十分な研究が蓄積されていないことが明らかとなった。また、水谷は規制緩和の理論モデル構築に関連するものとして、規制産業や公的独占分野の効率性を判断する際の要因の一つである組織スラックの問題を取り扱った分析を行っている。本研究の目的は、鉄道、郵便、バスの3つを対象とした、(1)サービス水準を考慮した需要または費用構造の分析、(2)都市と地方における費用格差の計測および発生要因の分析、(3)地方サービス維持のための制度に関する政策的取組みといった3つのテーマについて分析を行うことである。各テーマに関連する平成22年度の研究成果は以下のとおりである。まず、(1)について、毛海は、航空産業を対象としたサービス水準と需要の関連について分析を行った結果を共著者とともに論文として取りまとめ、神戸大学大学院経営学研究科ディスカッションペーパーとして公表するとともに、航空産業を対象とした研究に関する国際的な学会の世界大会において学会報告を行っている。次に、(2)について、浦西は、郵便事業を対象とした地域間費用格差と民営化の影響について、国内学会の関西部会において学会報告を行っている。最後に、(3)について、水谷と浦西は、地方サービス維持のための制度に関する政策的取組みとして、近年多くの事例がみられる公営事業の民営化およびインフラ整備主体の目的適合性および効率性に関する分析として、わが国の特殊法人を対象とした民営化の決定要因についての分析をまとめた論文が海外の査読付き専門雑誌に掲載されるとともに、鉄道事業における上下分離の効率性についての分析をまとめた論文を神戸大学大学院経営学研究科ディスカッションペーパーとして公表するとともに、交通産業を対象とした研究に関する国際的な学会の世界大会において学会報告を行っている。また、この論文については、現在、規制の経済学に関する海外の査読付き専門雑誌に投稿中である。なお、残念ながら、バス産業を対象とした分析については、関連省庁および業界団体の情報公開姿勢に関する問題や既存研究が少ないといった問題があり、進捗に遅れがあることは否めない。これらについては平成23年度において重点的に取り組みたいと考えている。本研究の目的は、鉄道、郵便、バスの3つを対象とした、(1)サービス水準を考慮した需要または費用構造の分析、(2)都市と地方における費用格差の計測および発生要因の分析、(3)地方サービス維持のための制度に関する政策的取り組みといった3つのテーマについて分析を行うことである。各テーマに関連する平成23年度の研究成果は以下の通りである。まず、研究目的(1)および(3)について、水谷と浦西は、鉄道事業における上下分離の効率性についての分析を進め、研究成果を神戸大学大学院経営学研究科ディスカッションペーパーとして公表するとともに、当該論文が査読付き英文雑誌であるJournal of Regulatory Economics誌にアクセプトされた。また、水谷と浦西は、研究成果をテーマとした報告を国内外における複数の大学において開催された応用経済学および交通経済学に関する研究会において報告を行ってきたが、今年度は英国リーズ大学で開催された交通経済学に関する研究会において報告を行っている。さらに、研究目的(1)に関連して、水谷は、自動車交通の社会的費用に関する分析を行い、その分析結果を取りまとめた論文が査読付き英文雑誌であるUrban Studies誌に掲載されている。なお、浦西と毛海はバス事業を対象とした費用構造分析に取り組んできたが、分析に必要なデータの収集が十分ではなかったことなどが影響し、残念ながら我が国のバス事業に関する一部のデータ整理および予備的分析にとどまり、研究成果を公表する段階には至らなかった。この点については、今後の研究計画策定において改善されるべき課題であると考えている。
環境負荷低減を目指した室温におけるフェライト合成法の開発

スピネル型フェライトは磁性材料としてのみならず,環境汚染浄化物質としての機能性も注目されて材料である。過去の研究により65°C以上における水溶液合成反応については工業化されており,機能材料製造に関する基礎的知見はかなりの程度が理解されつつあるものの,反応温度が室温(20°C)付近における合成報告例は少ない。反応温度を下げられれば製造工程の省エネルギー化並びに超微粒子生成が期待される。本研究では,従来65°C以下では困難とされていた室温におけるスピネル型フェライト生成反応を見出し,そしてその反応機構について検討した。その結果,フェライト生成反応は温度が低い程溶存酸素濃度の影響を強く受けることが分かった。即ち,20°C以下においては,従来の65°C以上で行われる空気を送り込む酸化法が酸素濃度過剰な条件となり鉄イオンの酸化が促進され,スピネル型フェライトの生成が阻害されることが分かった。室温におけるフェライト生成反応機構を検討する上で,沈澱の固相変化の解析が重要であるが,反応過程において生成する暗緑色の沈澱は容易に酸化されるため,反応溶液の酸化還元電位の変化から間接的に見積もる手法を用いた。その結果,硫酸イオンがフェライト生成を抑制している可能性が見出された。即ち,硫酸イオン濃度が高い条件において反応溶液中の3価鉄イオン濃度が高くなる傾向が見られたことより,水酸化鉄(II)沈澱の溶解過程と鉄(II)イオンの酸化反応直後に鉄(II)と反応せずに鉄(III)イオン同士の反応が進行し,その結果フェライト生成が阻害されるという反応機構が示唆された。今後は以上の成果に基づき,反応中間体の構造解析及び化学組成の分析を進める予定である。1.今年度の実験計画本申請で阿はスピネル型フェライトの室温合成反応機構の解明を通じて室温と言う環境負荷が低い条件における機能性材料合成開発に関する基礎情報を蓄積する事を目的とし、本年度はスピネル型フェライトの一種であるマンガン(II)フェライトの室温合成を検討した。マンガンフェライトはこれまで65°C以上での合成報告があったが室温での合成報告はなかった。申請者は反応溶液中の溶存酸素濃度を低くする事によってその合成が可能である事を昨年度見出したが、その詳細な反応機構解明を今年度の課題とした。2.実験結果室温と65°C以上でのマンガンフェライト合成反応において、溶存酸素濃度が反応生成物を決定する因子の一つである事を見出した。即ち、反応温度が室温付近(20°C)条件では溶存酸素濃度が高いと水酸化物沈殿の溶解析出反応が抑制され、逆に反応温度が高くなるにつれて溶存酸素濃度が高くても水酸化物沈殿の溶解析出反応は適度に進行する事が分かった。また、マンガンイオン濃度が高くなる程室温で要求される溶存酸素濃度は低下した。また、反応溶液のpHについても反応生成物を決定する因子の一つである事が見出された。また、生成過程の溶液pH観測から、40°C以下の温度ではフェライト生成に伴い、溶液pHの値が上昇する事が分かった。このpH上昇については従来の65°C以上でのフェライト生成反応機構では説明ができない事から、このpH変化の解明が来年度の課題となる。3.来年度以降は、マンガンフェライト生成過程の固相変化に着目し、固相(沈殿)と溶液中の金属イオン濃度の両方の分析から反応機構の解明を目指す。