hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
PI3キナーゼ―Akt経路によるp53調節機構の解析

本研究では癌遺伝子産物であるAktの新たな作用機構を明らかにすることを目的とした。これまでの研究によって、Aktがp53のユビキチンリガーゼであるMdm2をリン酸化し、Mdm2のp53に対するユビキチンリガーゼ活性を上昇させることで、p53タンパク質の分解を促進し、間接的にp53の作用を負に制御することを明らかにした。AktはMdm2の2つのセリン残基Ser166とSer186をリン酸化することを見いだしたが、このうちMdm2のp53へのユビキチン化にはSer186のリン酸化が重要であり、一方でSer166のリン酸化の意義は明らかでなかった。Mdm2をNIH3T3に発現させて軟寒天中でのコロニー形成能を検討したところ、2つのセリン残基のうちのどちらかをアラニン残基に置換した変異型Mdm2では野生型Mdm2に比べて低いコロニー形成能を示した。この結果はSer186ばかりでなく、Ser166もMdm2の機能に重要であることを示唆しており、Mdm2の作用機構としてp53のユビキチン化以外の機能が存在する可能性が予想された。これまでにMdm2とE2F1タンパク質が相互作用することが報告されていたことから、Mdm2によってE2F1の機能が調節を受ける可能性と、さらにAktによるMdm2のリン酸化によって影響を受ける可能性について検討を行った。この結果Mdm2とE2F1が直接結合し、Mdm2がE2F1をユビキチン化することを明らかにした。またMdm2によるE2F1のユビキチン化には2つのセリン残基が重要であることが示された。細胞に活性型のAktを発現させるとE2F1のタンパク質量が低下したことから、AktがMdm2をリン酸化することによりMdm2によるE2F1のユビキチン化活性を上昇させている可能性が示唆された。これらの結果から、AktによるMdm2のリン酸化を介してp53やE2F1のユビキチン化など多様な作用が担われる可能性が示された。本研究ではAktの新たな作用機序としてp53の活性調節の機構を明らかにすることを目標とした。我々のこれまでの研究によってp53のユビキチンリガーゼであるMdm2をAktがリン酸化し、Mdm2の活性を促進することで間接的にp53の分解を促し、p53の作用がAktによって負に制御されることが明らかになった。また血清刺激によりMdm2のタンパク質量が増加し、PI-3キナーゼの活性阻害によって逆に低下した。Mdm2の発現量が変化する機構についてさらに詳細に検討するために、Mdm2のmRNAの量をRT-PCRにより定量したところ、PI-3キナーゼ阻害剤によってその量が低下した。一方で活性型のAktによってMdm2のタンパク質量の増加が観察された。このことから、PI-3キナーゼ・Aktの経路がMdm2をmRNAのレベルで正に制御している可能性が示唆され、AktがMdm2の転写活性に関与することが示された。これまでにターゲットタンパク質のユビキチン化がタンパク質の分解促進だけでなく、ターゲットタンパク質の機能の調節にも関わる可能性があることが報告されており、Mdm2がp53以外のタンパク質をユビキチン化することで、ストレス応答の他に細胞増殖制御に関わる可能性について現在検討を行っている。Mdm2とE2Fが結合すること、Mdm2によってE2F1の量が負に制御されることなどがすでに報告されていることを受けて、われわれはこれまでにMdm2がE2F1をユビキチン化し、さらにE2F1の転写活性を上昇させるという予備的な知見を得ており、今後さらに詳細に検討を行う予定である。

細胞に活性型のAktを発現させるとE2F1のタンパク質量が低下したことから、AktがMdm2をリン酸化することによりMdm2によるE2F1のユビキチン化活性を上昇させている可能性が示唆された。これらの結果から、AktによるMdm2のリン酸化を介してp53やE2F1のユビキチン化など多様な作用が担われる可能性が示された。
音波の位相変化を利用した円筒加工物軸径の新しい計測方法に関する研究

円筒軸に音波を入射すると散乱、回折し、位相が変化することを利用して、位相角の遅れ量から円筒軸径を求める安価で、非接触、高精度な計測法の計測法の開発を試みた。平面スピーカ、マイクロホンおよびFFTアナライザーを用いた実験及び一次元平面音波の無限長剛体円筒軸による散乱音場の理論解析を行い、両者の比較をした。さらに、精度の向上を図るため、一対の反射壁を入射音波と平行に対向させて設置した場合について、理論解析及び実験を行って、軸直径と音圧の位相角の遅れ量との関係も求めた。解析は振動板による反射を零とした場合及び剛体反射壁がない場合についても行い、それらによる影響について検討した。これらのことから以下のような結論を得た。(1)位相角の遅れ量と軸径とは広範囲にわたりほぼ比例関係にあり、本方法が有用であり、かつ測定範囲が広いことを確認した。(2)実験結果と振動板による反射を考慮した理論結果は良く一致した。(3)振動板及び装置壁面による反射により位相角の遅れ量は変化し、無視できないことがわかった。(4)周波数は1500Hz以下の場合、明確な反射壁による反射の影響は現れなかった。しかし、2000Hz以上で、かつ位相角の遅れ量がある程度大きくなる場合には、ある直径において位相角の遅れ量が急変する現象が現れ、速度精度が向上する効果が得られることを確認した。なお、実験では±0.01mmの精度まで改善されることを確認した。製造業においては工程の効率化、加工および計測の高精度化、自動化等の要求が高まっており、これに応えるため加工中あるいは加工のアイドル時間中に円筒加工物の直径を音響の位相差を利用して測定する新しい方法を考察し研究した。まず、音波が円筒加工物に入射するときの理論解析を行った。すなわち、音源からの音波の入射波の速度ポテンシャル、散乱波の速度ポテンシャルおよび反射波の速度ポテンシャルの理論式を導き、音波の位相変化と円筒軸径との関係を理論的に明らかにし、位相変化を測定することによって円筒軸の直径の測定が可能であることが理論面から明らかとなった。さらに、実験装置を用いて実験を行っているところである。平面スピーカから平面波を円筒軸中心線に垂直に放射し円筒軸に対してスピーカと反対側にマイクロホンを設置し、マイクロホンに入る音波は精密騒音計を通してFFTアナライザに入力されている。まず基礎的な実験データをとるため、スピーカと円筒軸の距離および円筒軸とマイクロホンの距離が軸径の測定範囲や測定精度に及ぼす影響を明らかにするため、2つの距離を種々変化させて実験した。さらに円筒軸の表面の仕上げ状態(表面あらさ、うねりなど)や、円筒軸周辺物の反射、吸音が測定精度に及ぼす影響も実験的に明らかにした後、円筒軸直径を種々変化させて位相差を測定する実験を行った。その結果、音響の位相差を用いて円筒軸の直径を測定することが可能であることが明らかとなった。さらに直径の測定可能範囲を広げるための条件を見出すべく実験を続けている。円筒軸に音波を入射すると散乱、回析し、位相が変化することを利用して、位相角の遅れ量から円筒軸径を求める安価で、非接触、高精度な計測法の開発を試みた。

(2)実験結果と振動板による反射を考慮した理論結果は良く一致した。(3)振動板及び装置壁面による反射により位相角の遅れ量は変化し、無視できないことがわかった。(4)周波数が1500Hz以下の場合、明確な反射壁による反射の影響は現れなかった。しかし、2000Hz以上で、かつ位相角の遅れ量がある程度大きくなる場合には、ある直径において位相角の遅れ量が急変する現象が現れ、測度精度が向上する効果が得られることを確認した。なお、実験では±0.01mmの精度まで改善されることを確認した。
非定常連続培養法による有害植物プランクトンの環境応答に関する研究

平成4年度5年度前半にかけて,アレキサンドリウム・タマレンセの連続培養法の確立を繰り返し試みたが,スターラーあるいは滅菌空気を使った緩やかなバブリングのいずれの方法でも不可能であった.詳細な観察から,本種は撹拌が強くなると培養容器の壁面に付着する性質があることが分かった.このような事情から,平成5年度はバッチ培養法および半連続培養法を駆使して,次のことを明らかにした.(1)本種の最適水温,塩分は,15°C,3235〓であった.(2)最大比増殖率はネジ口試験管を用いて実験した場合には0.26d^<-1>,1lフラスコを用いた場合0.48d^<-1>で,得られた結果には容器の壁効果が明瞭に見られた.(3)光強度の閾値は30μEm^<-2>s^<-1>が得られ,これ以下の弱光では増殖できないことが明らかになった.(4)24時間にわたる観察から,明期にPO_4-Pの取り込みを行い,暗期に分裂することがわかった.(6)リン酸態リンの最大比取り込み速度は1.59h^<-1>,半飽和定数は1.85μMであった.(7)同様の実験をスケレトネマ・コステイタムについても行い,二者の比較を行った.その結果,アレキサンドリウムがスケレトネマに勝るような有利な点は確認されなかった.従って,現場海域でアレキサンドリウムがスケレトネマに優越するかもしくは共存しうる可能性は低く,アレキサンドリウムがその細胞数を維持するためには,珪藻類の減少もしくは消滅が必要であろうと推察された.平成4年度5年度前半にかけて,アレキサンドリウム・タマレンセの連続培養法の確立を繰り返し試みたが,スターラーあるいは滅菌空気を使った緩やかなバブリングのいずれの方法でも不可能であった.詳細な観察から,本種は撹拌が強くなると培養容器の壁面に付着する性質があることが分かった.このような事情から,平成5年度はバッチ培養法および半連続培養法を駆使して,次のことを明らかにした.(1)本種の最適水温,塩分は,15°C,3235〓であった.(2)最大比増殖率はネジ口試験管を用いて実験した場合には0.26d^<-1>,1lフラスコを用いた場合0.48d^<-1>で,得られた結果には容器の壁効果が明瞭に見られた.(3)光強度の閾値は30μEm^<-2>s^<-1>が得られ,これ以下の弱光では増殖できないことが明らかになった.(4)24時間にわたる観察から,明期にPO_4-Pの取り込みを行い,暗期に分裂することがわかった.(6)リン酸態リンの最大比取り込み速度は1.59h^<-1>,半飽和定数は1.85μMであった.(7)同様の実験をスケレトネマ・コステイタムについても行い,二者の比較を行った.その結果,アレキサンドリウムがスケレトネマに勝るような有利な点は確認されなかった.従って,現場海域でアレキサンドリウムがスケレトネマに優越するかもしくは共存しうる可能性は低く,アレキサンドリウムがその細胞数を維持するためには,珪藻類の減少もしくは消滅が必要であろうと推察された.広島湾産と三河湾産の二株のアレキサンドリウム・タマレンセを入取した。前者は平成3年度に三河湾で赤潮を形成し,後者は広島湾で平成4年度に発生してカキの出荷に大きな被害を与えたものである。それぞれ,対数増殖期に植え継ぎを行うという操作を繰り返し、連続培養に移行した。しかし、通常のスターラーによる撹拌では細胞に与えるダメージが大きく,連続培養が容易ではないことがわかった。従って,とりあえずはバッチ培養法によって光,温度,塩分等に対する生理的特性を確認することとした。一方,スケレトネマ・コステイタムを用いてリン制限条件下で連続培養を行い、同法の手順の習熟に努めた。これによると,リンの供給形態が河川水由来の場合と底層水由来の場合とでは,細胞の生理的応答に顕著な違いは認められなかった。しかし、両条件ともリン欠乏後にリンが供給されると、リンに限らず他の栄養塩類も急速に取り込むことで,同種の増殖速度を大きく加速することがわかった。平成5年度に行うアレキサンドリウム・タマレンセを用いた連続培養では,次のように装置の設計を変更する計画である。微弱かつ効率よく培養液を撹拌するため,ティアドロップ型の培養槽を用いて、滅菌空気で緩やかにバブリングを行う。また、光合成活性の上昇により,培養液のpHがかなり上昇することもわかったので,CO_2ガスでpHコントローラーを用いて自動的に微調整できるように考慮する。平成5年度は,アレキサンドリウム・タマレンセの連続培養法を確立するにあたり,培養液を微弱かつ効率よく撹拌するため,ティアドロップ型の培養槽を用いて,滅菌空気で緩やかにバブリングを行った。しかし,この方法によってもアレキサンドリウム・タマレンセを連続培養することは不可能であった.詳細な観察から,本種は撹拌が強くなると培養容器の壁面に付着したりすることによって水の流動を回避していることが分かった.このような事情から,バッチ培養法および半連続培養法を駆使して,次のことを明らかにした.

(1)本種の最適水温,塩分は,15°C,3235%であった.(2)最大比増殖率はネジ口試験管を用いて実験した場合には0.26d^<-1>,1lフラスコを用いた場合0.48d^<-1>で,得られた結果には容器の壁効果が明瞭に見られた.(3)光強度の閾値は30μEm^<-2>s^<-1>が得られ,これ以下の弱光では増殖できないことが明らかになった.(4)24時間にわたる観察から,明期にPO_4-Pの取り込みを行い,暗期に分裂することがわかった.(6)リン酸態リンの最大比取り込み速度は1.59h^<-1>,半飽和定数は1.85μMであった.(7)同様の実験をスケレトネマ・コステイタムについても行い,二者の比較を行った.その結果,アレキサンドリウムの増殖がスケレトネマに勝るような有利な点は確認されなかった.従って,現場海域でアレキサンドリウムがスケレトネマに優越するかもしくは共存しうる可能性は低く,アレキサンドリウムがその細胞数を維持するためには,珪藻類の減少もしくは消滅が必要であろうと推察された.
超高感度光位相差検出法の開発

本研究は極めて小さい光学位相の変化を超高感度,高安定に計測しうる当研究者独自の方式のループ形ディレイライン干渉計を開発し,重力波検出用干渉計システムの開発にその成果を応用することを目的とするこの干渉計は同一光路の順路,逆路間の位相差を検出するもので,静的には光路差は零となり,マイケルソン干渉計に比べ機械的,熱的に格段に安定となる他,光源に必要とされる周波数安定性は大幅に緩和され,多波長同時計測も可能となり,より高い測定精度が期待できる.本研究ではテスト用モデル干渉計を構成し,実験的検証を行い,実際的な測定システムの構成における間題点を把握することをねらっている.初年度の今回はまずシステムの基本動作,検出感度,周波数特性,無バイアス,高周波バイアス時の検出限界,波長変動に対する安定性等を理論解析し,予期した通りの性能をもつことを導いた.次にアーム長1.5mのミニモデル干渉計を設計,試作し,安定性,検出感度特性等の基本特性について100mWのHeNeレーザを光源に用い,マイケルソン干渉計との比較検討を行った.その結果,背景にHz以下で波長程度の振動が存在する室温大気中,光学定磐上のフリーランニング状態で,ループ干渉計の出力はマイケルソン干渉計の最大出力に比べ千分の一程度のレベルで一定で,その0.3Hz以下の成分には10^<-4>程度以下の変動が見られたが,100kHz程度までの広帯域観測では変動は測定限界10^<-5>以下で観測されなかった.このことから,ループ干渉計では除去しにく低周波光路長変動は勿論,鏡の横振動までほぼ補賞されることが分かった.また,5多重路構造で30mのループ長の干渉計を試作し,その雑音分析も行い,安定性を確認している.この他,このシステムに適した新しいタイプの簡便な光リサイクリング法を考案,さらに波長変動用,被測定位相変化生成用の,位相変調器の作製も進めている.本研究は極めて小さい光学位相の変化を超高感度,高安定に計測しうる当研究者独自の方式のループ形ディレイライン干渉計を開発し,重力波検出用干渉計システムの開発にその成果を応用することを目的とするこの干渉計は同一光路の順路,逆路間の位相差を検出するもので,静的には光路差は零となり,マイケルソン干渉計に比べ機械的,熱的に格段に安定となる他,光源に必要とされる周波数安定性は大幅に緩和され,多波長同時計測も可能となり,より高い測定精度が期待できる.本研究ではテスト用モデル干渉計を構成し,実験的検証を行い,実際的な測定システムの構成における間題点を把握することをねらっている.初年度の今回はまずシステムの基本動作,検出感度,周波数特性,無バイアス,高周波バイアス時の検出限界,波長変動に対する安定性等を理論解析し,予期した通りの性能をもつことを導いた.次にアーム長1.5mのミニモデル干渉計を設計,試作し,安定性,検出感度特性等の基本特性について100mWのHeNeレーザを光源に用い,マイケルソン干渉計との比較検討を行った.その結果,背景にHz以下で波長程度の振動が存在する室温大気中,光学定磐上のフリーランニング状態で,ループ干渉計の出力はマイケルソン干渉計の最大出力に比べ千分の一程度のレベルで一定で,その0.3Hz以下の成分には10^<-4>程度以下の変動が見られたが,100kHz程度までの広帯域観測では変動は測定限界10^<-5>以下で観測されなかった.このことから,ループ干渉計では除去しにく低周波光路長変動は勿論,鏡の横振動までほぼ補賞されることが分かった.また,5多重路構造で30mのループ長の干渉計を試作し,その雑音分析も行い,安定性を確認している.この他,このシステムに適した新しいタイプの簡便な光リサイクリング法を考案,さらに波長変動用,被測定位相変化生成用の,位相変調器の作製も進めている.
三次元プリンターで造形する線量計材料製ファントムの開発

平成30年度では、FDMテクノロジー(Fused Deposition Modeling/熱溶解積層方式)方式の3Dプリンターで印刷できるラジオフォトルミネセンス線量計(3DーRPL線量計)の開発に成功した。3DーRPL線量計は、蛍光ガラス線量計の粉末と、PCL(ポリカプロラクトン)樹脂の混合物で出来ている。その混合物から3Dプリンター用フィラメントを押出形成機で製造した。X線照射実験において、フィラメントのラジオフォトルミネセンスは吸収線量に対して良い直線性を有しており、その検出下限は30mGyであった。平成29年度においても、蛍光ガラス線量計の粉末を利用していたが、平均粒径サイズが大きく、3Dプリンター印刷時において、ノズルが詰まるなど、不具合が多く、また、PLAやABS樹脂との混合物では、ラジオフォトルミネセンス特性が小さいなど問題があった。そこで、蛍光ガラスの平均粒径を5μmまで小さくし、樹脂材料もPCLに変更することで技術的な解決が得られた。さらに、リング形状の3DーRPL線量計と、耳型の3DーRPL線量計を印刷し、X線照射試験を行った。共に、X線照射された箇所については、UV照明下においてオレンジ色の蛍光を発し、照射箇所を肉眼で確認できた。また、3DーRPL線量計のラジオフォトルミネセンスをデジタルカメラで撮影し、そのイメージ画像をデジタル処理することによって、おおよその線量分布を拾得することに成功した。平成30年度においては、技術開発の面では大きく進展し、研究課題に向けて十分な見通しが得られた。それらについては、関連する研究成果も含めて3報の研究論文にまとめられている。ただし、人体頭部ファントムなど、複雑、大型の3DーRPL線量計の印刷については技術的に難しく、品質の良いフィラメントの大量製造が出来ていないためである。現在までの進捗状況で述べたように、品質の良いフィラメントの大量製造が課題となっている。新たに、より高性能のフィラメント製造機を購入することにより、容易に解決するかもしれないが、予算的な問題で購入は難しい。そこで、2019年度では、まずPCL樹脂以外の材料についても検討し、現行の製造装置で高性能のフィラメントが出来ないか検討する予定である。本研究課題“三次元プリンターで造形する線量計材料製ファントムの開発"では、コンピュータ断層撮影(CT)や核磁気共鳴画像(MRI)データから、放射線治療用測定ファントムを直接造形する3Dプリンターを開発する。また、ファントムを形成する材質に、放射線に感度を有するラジオフォトルミネッセンス(RPL)線量計材料を用いる。従って、放射線が照射されたファントム内の線量分布を直接測定することが可能となっている。3Dプリンターで出力するためのフィラメント(以下、RPLフィラメントと呼ぶ)を開発した。RPLフィラメントは、熱可塑性特性を有するPLA樹脂と蛍光ガラス線量計粉末の混合物となっている。混合物をフィラメント製造装置に注入し、適切な温度を与え、押出形成により、ファイバー状のフィラメントを製作した。PLA樹脂と蛍光ガラス粉末の混合比は最大30%であった。製作したRPLフィラメントは、エックス線照射され、その線量計特性を調べた。また、RPLフィラメント専用の読み取り装置を開発した。専用読み取り装置は、挿入されたRPLフィラメントの一部分に紫外線を照射し、RPL(蛍光強度)を読み取る装置である。RPLフィラメントの数か所に、10Gyまでの異なる吸収線量を与えた。RPL強度は線量に対して、ほぼ比例していたが、RPLフィラメント内の蛍光ガラス粉末濃度のばらつきによって、最大30%の変動が生じていた。また、RPLガラス粉末の割合が高い場合、通常の3Dプリンタのフィラメントに比べて脆く、3Dプリンタ出力時において、フィラメントが断線する可能性が高いことが考えられる。今後は、フィラメントの特性改善を行う予定である。おおむね順調に進展している理由として、本研究においてコア技術となるRPL線量計樹脂の開発は、平成26年度より開発に取り組んでおり、関連技術のノウハウの蓄積があり、ある程度の見通しが得られていたことが大きい。また、RPLファイバの開発においては、PLA樹脂と蛍光ガラス線量計粉末の混合比、押出形成時の温度、圧力などの条件を見つけることが重要であったが、分担者が繰り返し試行実験を行ってくれたお蔭である。はじめに、RPL(ラジオフォトルミネセンス)線量計含有フィラメントの製作について述べる。RPL線量計含有フィラメントはPLA樹脂に蛍光ガラス線量計材料粉体がフィラーとして含有させたものである。均一に混ぜ合わせたPLA樹脂粉体とRPLガラス粉体を3Dプリンタ用フィラメント製造機に投入し、混合物は200度まで加熱し、引き出し口より押し出して製造した。RPLガラス粉体とPLA樹脂粉体の重量比は最大2:8まで製作できた。製作したフィラメントをもちいて、3Dプリンタによる印刷を試みた。RPLガラスとPLA樹脂の比率が小さいフィラメントでは、3Dプリンタによる印刷はある程度可能であったが、比率を高くすると、3Dプリンタのノズルに詰まりが生じて、安定した印刷が難しかった。また、RPLガラス粉体の平均粒径を数マイクロメートルに小さくしたものを利用して、印刷を試みたが、ダマになるため良い結果が得られなかった。現時点では、蛍光ガラス線量計材料の利用は一旦中断して、代わりに、フォトクロミック線量計材料を利用するように研究計画を修正した。フォトクロミック色素は、紫外線を吸収することによって発色する有機化合物で、シンチレータ材料と混合することで、放射線に感度を持たせることが出来る。

既に、フォトクロミック線量計についての研究は、幾つかの研究グループによって報告されているが、3Dプリンタの印刷については、殆ど報告されていない。そこで、3Dプリンタの印刷に適したフォトクロミック線量計材料を選択する作業をおこなった。材料選択において重要な点は、フォトクロミック色素をある高温以上で加熱すると発色感度を失うために、3Dプリンタの印刷における加熱温度が低い方が望ましい。つまり、PLA樹脂などのフィラメント母材の軟化温度が重要であり、本課題に適した材料選択が課題となっている。平成29年度の前半は、RPL線量計含有フィラメントの改良に取り組んだが、途中で、フォトクロミック線量計材料を利用することに方針を修正したため、進捗状況はやや遅れている。ただし、RPL線量計含有フィラメントについては、十分な線量感度をもっているため、線状(ロープ状)の線量計としての利用は十分で、幾つかの応用が考えられ、それに関する成果として、学会発表や論文発表を行うことが出来た。RPL線量計含有フィラメントについては、本課題とは別に研究を進めるつもりである。フォトクロミック線量計材料については、研究実績の概要で述べたようにフィラメント母材が重要であり、現在、軟化点の低い樹脂を用いて、フォトクロミック線量タイプのフィラメントを試作している段階である。十分に特性を調べることが出来ていないが、フォトクロミック色素、シンチレータ(BaFCl)、PCL(ポリカプロラクトン)を原材料にしたフィラメントを試作して、エックス線照射による放射線感度特性試験を実施し、さらに3Dプリンタ印刷試験を行い、その性能を調べている。フォトクロミック線量計の感度は、RPL線量計に比べて低いが、本研究課題で開発する線量計材料をもちいたファントムでは、問題ないと考えている。平成30年度では、FDMテクノロジー(Fused Deposition Modeling/熱溶解積層方式)方式の3Dプリンターで印刷できるラジオフォトルミネセンス線量計(3DーRPL線量計)の開発に成功した。3DーRPL線量計は、蛍光ガラス線量計の粉末と、PCL(ポリカプロラクトン)樹脂の混合物で出来ている。その混合物から3Dプリンター用フィラメントを押出形成機で製造した。X線照射実験において、フィラメントのラジオフォトルミネセンスは吸収線量に対して良い直線性を有しており、その検出下限は30mGyであった。平成29年度においても、蛍光ガラス線量計の粉末を利用していたが、平均粒径サイズが大きく、3Dプリンター印刷時において、ノズルが詰まるなど、不具合が多く、また、PLAやABS樹脂との混合物では、ラジオフォトルミネセンス特性が小さいなど問題があった。そこで、蛍光ガラスの平均粒径を5μmまで小さくし、樹脂材料もPCLに変更することで技術的な解決が得られた。さらに、リング形状の3DーRPL線量計と、耳型の3DーRPL線量計を印刷し、X線照射試験を行った。
熱帯林の孤立化は林冠木の枯死を招くか？異なる水利用体制化でのギャップ拡大機構

林冠分断による林冠木周囲の局所環境(特に風環境)の変化を予測し、分断が林冠木に及ぼす物理的・生理的影響を評価することを主要な目的とした。地上レーザスキャン法を応用して林冠木の葉分布推定を試み、熱帯の64個体の葉の三次元分布を解析できた。このような葉密度構造は風の抗力パラメータと密接な関係にあり、葉面積密度や複雑さの組み合わせによる簡易式が提案された。林冠の風環境はギャップによる林冠構造の複雑さと強い関係にあった。熱帯樹木の耐転倒モーメント特性を明らかにした。この情報は風害リスク評価に用いられる。なお、マレーシア雨林とベトナム季節林ではギャップ構造と林冠木衰退の関連は観察されなかった。「熱帯林の孤立化が林冠木衰退・枯死の誘因になっている。」「ギャップ周囲の林冠木は枯死しやすく、ギャップは次第に拡大する。」このような熱帯林における断片化と林冠木枯死の関係をめぐる経験的な仮説に対して、森林の断片化が林冠木の健全性に及ぼすインパクトを評価することを目的とし、次の3点にねらいを絞って研究を行っている。1:森林の断片化が林冠木の衰退誘困になっているか?その実態を疫学的手法で検証する。本年度はベトナムのCuc Phuong国立公園、マレーシアのパソ保護林、タイのメクロン王室林野局流域試験地に試験地を設定し、ギャップ周辺の個体の健全性について調査を行った。またCuc Phuongでは肥大成長および樹冠成長モニタリング計測のセットアップを行った。2:断片化に伴う周辺植生構造の変化が林冠木の微気象環境に及ぼす影響を予測するためのプロセスモデルを作成し、これらの環境変化による林冠木の物理的・生理的ストレスを定量評価する。本年度は、林冠表面風速モデルのヴァージョンアソプを行った。さらにモデルに欠かせない巨大木の三次元樹冠構造をレーザースキャナーにより測定し、樹種別の樹冠構造データベース構築に着手した。3:森林の断片化に伴う風を含む微気象環境の変化と林冠木の根系環境が倒木確率(物理的要因)と立ち枯れ(生理的要因)に及ぼす影響を水分環境区分ごとに整理することを本研究の狙いとする。本年度はCuc Phuong国立公園の主要種であるPometia pinata(板根を有する種)とParashorea cinensis(板根の少ない種)の根返りモーメントを測定し、板根の風に対する物理的抵抗性に及ぼす効果は小さいことを示唆した。本研究は熱帯林における森林の断片化が林冠木の健全性に及ぼすインパクトを評価することを目的とし、森林の断片化が林冠木の衰退誘因になっているか?:断片化が林冠木にストレスを生じさせる原因は何か?森林の断片化に伴う風を含む微気象環境の変化と林冠木の根系環境が倒木確率(物理的要因)と立ち枯れ(生理的要因)に及ぼす影響を整理することを本研究の狙いとしている。林分レベルでの林冠木衰退と断片化属性の関係解析:ベトナム北部CucPhuong国立公園のギャップに面した個体の直径成長と樹冠粗密を継続的に測定している。ギャップ面に接した個体の幹折れが観察された。植生構造を反映した林冠木の局所環境予測:タイMae Klong11種22個体とベトナムCucPhuong8種40個体の樹冠形状および葉分布のパラメータを測定した。熱帯の多様な種の樹冠構造や葉三次元特性をレーザスキャン法により測定した。このデータは林冠トポグラフィーのモデル化に利用するものになる。孤立状態の樹木ストレスに対するインパクトの生理生態的アプローチ(国内実験):孤立状態と樹木の生理反応を詳細に計測するため、孤立ストレスの感受性の高いことが知られている国内のヒノキを対象に、キャビテーションや樹液流速の変化を測定し、孤立によるキャビテーションが発生し樹液流速度が回復しない現象を認めた。熱帯樹木の風倒被害のリスク評価:熱帯樹木の根元回転モーメントについて整理し、種によって耐回転モーメントの維持に対する千里訳は大きく異なるが、回転モーメントの値にはあまり大きな違いがなかった。林冠分断化に伴う林冠木活性:ベトナム北部CucPhuong国立公園のギャップに面した個体の直径成長をデンドロメーターによりほぼ3か月ごとに計測し、閉鎖林冠内の林冠木と比較している。ギャップに隣接する個体の成長は大きく、分断化に伴う衰退は現れていない。一方でマレーシアの択伐二次林では択伐後のギャップに隣接する個体の有意な健全度の低下が観察された。健全度の低下と林冠個体の枯死にも有意な関係があることから、ギャップ構造と林冠個体の枯死の関連が推定された。

熱帯樹木の林冠構造:80個体の熱帯樹木の樹冠構造および枝葉の受講特性を測定した。この測定結果をデータベース化して林冠地形モデルに組み込むことを狙いとする。孤立化に伴う生理的衰退:孤立化のインパクトが顕著に表れやすい日本のヒノキをモデル植物とした。この樹種は大きい疎開によって枯死しやすいことがわかっているが、その枯死にいたるメカニズムは不明である。この個体の樹液流速度、AE発生率および枝径の変化による水ポテンシャルの動態を調べた。林冠閉鎖から解放された個体でAEの発生率が大きく高まる現象と樹液流速の減速が見られた。すなわち孤立個体の通水コンダクタンスが低下し樹木の水ストレスを増加させている可能性が示唆された。「熱帯林の孤立化が林冠木衰退・枯死の誘因になっている。」、「ギャップ周囲の林冠木は枯死しやすく、ギャップは次第に拡大する。」、このような熱帯林における断片化と林冠木枯死の関係をめぐる経験的な仮説に対して、孤立断片化が林冠木に及ぼす物理的、生理的インパクトを演繹的に評価することを本研究のならいとした。1:熱帯林を構成する樹木の三次元葉分布構造を解析して、林冠ギャップが生じたときの微気象に及ぼす影響を予測するシステムを構築し、2:風によって林冠木への物理的・生理的ストレスを評価することで、孤立分断化の影響にアプローチできるモデル作成のためのパラメータ収集を行った。また林冠木の枯死が森林の炭素動態に及ぼす貢献度について推定した。27種71個体の成木の三次元葉分布構造をレーザスキャンにより計測し、1mX1mX0.25mのボクセルサイズ単位の葉面積密度分布であらわした。この分布構造から樹種ごとの受光構造や風の抗力特性を明らかにした。モデル実験により、風が葉の生理反応に及ぼす影響を調べた。風単独の生理ストレスは検出できなかったが、強風条件では乾燥ストレスを促進した。このことは乾燥条件下で孤立に伴う風が衰退をもたらすことが示唆された。ベトナムトアンホア省の熱帯季節林二次林の樹木で引き倒し試験を行い、板根発達程度と根の耐回転モーメントとの関連を調べた。板根の発達程度はわずかに耐回転モーメントを高めた。これらのパラメータはギャップ生成が林冠木の衰退要因に及ぼす定量的関係を予測する場合に用いられる。また、林冠木の枯死の森林の炭素収支に及ぼす影響を、CWDの発生と渦相関から検証し、過去30年間の炭素収支を調べたところ、択伐や林冠木枯死の多発は10年以上の長期の負のNEPを招くことを明らかにした26年度が最終年度であるため、記入しない。造林26年度が最終年度であるため、記入しない。コア試験地であるベトナムCuc Phuongにおいて調査地設定が完了したため。また、それぞれの調査地において予定の調査が行われているため。概ね順調に進展している。マレーシアでは林冠分断による枯損木が確認され、ベトナムでは幹折れが確認された。また林冠木の樹冠形状の測定も詳細測定が60個体、ラフ測定を含めると140個体の樹冠アロメトリーデータを蓄積できた。根のアンカーデータも蓄積されつつある概ね順調に進んでいる。
英語における文主語の韻律・情報構造及び談話上の能格性の実証的研究

本研究は、多量の言語資料を観察することにより、文法規則だけでは予測できない英語の規則性が見出されることを示したものである。特別な文化的知識を要しない無声映画を見た直後、その内容を語った20人の米語話者の発話記録を分析し、文のどの位置に新・旧情報の指示物が来るかを調査した。その結果、新指示物は文の中に最大一つしか現れず、かつそのような指示物は他動詞主語ではなく、文末や自動詞の主語位置に置かれる傾向が高いことが判明した。従って、英語の自発的談話には特別な項構造(優先的項構造)が存在することが確認された。情報分布において他動詞主語が自動詞主語・目的語と対立することから、この現象は談話上の能格性と呼ばれる。文法的に対格を示す言語でも談話上の能格性が見出されることは、既にDu Boisの理論によって予想されていたが、まとまった資料に基づき、かつ能格言語と比較可能な形で実証した例はない。さらに、サカプルテック語との共通性だけでなく、自動詞主語の振る舞いについてはかなり大きな違いが見出された。今回の分析結果を踏まえ、本研究はDu Bois理論の修正と新たな提言を試みる。Dixonの理論を元に、能格性・対格性はどの言語にも内在し、どちらも自動詞の意味的性質に帰すべきであると主張する。ただし、意味論的立場からしか能格・対格性を捉えていないDixonに完全に与するわけではない。なぜなら、意味論的特性が語用論的特性と密接に絡んでおり、むしろ語用論的特性のうち優勢なものが形態的格付与に影響を与えていると考えられるからである。また、英語の場合、文アクセントが能格性を明示し得ることも指摘している。従って、言語研究の諸部門を切り離すことなく考察することが、能格性を理解する上で不可欠であることを論じている。今年度は、Chafe(1980)に収録されている談話資料の分析を行った。これは、短編の無声映画を被験者に見せた後、内容を自発的に語ってもらったもので、合計5人分の英語話者の言語資料についてその情報構造(文のどの位置に「新しい」情報もしくは「古い」情報を担った指示物が来るか)を数値化した。その成果はKumagai(2000)に公表した。また、12年度に口頭発表を行う予定である。この研究でわかったことは、情報の新旧という観点で英語の項構造を見つめた場合、自動詞主語と他動詞目的語が似た振る舞いをし、他動詞主語と対立するということである。従来、格付与について指摘されている「能格性」が、実は情報構造の面でも見いだされ、しかも格付与では「対格性」を示す英語ですら、談話の中では能格性がはっきりと現れたのである。先行研究として、文法的能格言語であるSacapultecを分析したDu Bois(1987)があり、本研究はその研究結果と比較対照が可能になるよう、同じタスクに基づいた言語資料を分析し、分析方法も矛盾のないように努めたものである。従って本研究の成果は、能格言語も対格言語も談話上の能格性を示すことを説得的に示したものといえる。研究の過程でDu Bois教授ご本人とも電子メールを通じて私信を交わしたが、英語に関しては本研究のような調査はまだ誰も行っていないことが確認された。来年度はデータの解釈を更に進め、一般的な概念としての「能格性」の持つ理論的意味合いを探り、本年度同様に論文でその成果を公表するつもりである。
BNCTにおける治療深度・領域を自由に変更可能な照射方法及び品質保証に関する研究

現在サイクロトロン加速器BNCTにおける治験は脳腫瘍、頭頸部がんに限っているが、装置の増加に伴い、今後は表層がん、体幹部への照射へ適応拡大が期待される。本研究においては治療深度・領域を自由に変更可能(オーダーメイド)な照射方法を開発することと、その品質保証方法を確立することを目的とする。表層がんに対しては新たにBNCT用ボーラス、フィルターを開発し、均一かつ表層に照射する手法を開発する。体幹部のような7cmよりも深部に対しては多門照射の最適化行うことで深部に対して均一に照射する手法について開発を行い、加速器BNCTの適応拡大に必要となる品質保証方法を含めた基盤技術を確立する。
植物細胞において機械刺激応答に関与する受容電位の解析

植物は様々の刺激を受容し、それに適切に反応することによってその生存を可能にしている。植物が機械刺激を受容し、それに対して反応することが一般的に知られてきた。機械刺激の受容には細胞膜の電位変化が重要な役割を果たしていることが考えられる。多細胞よりなる植物においては電位反応が複雑であり、素反応を的確に測定することが難しい。本研究においては、巨大細胞を持つオオシャジクモの節間細胞を用いて、受容電位の解析を行った。その結果、以下のような成果が得られ、これらは日本植物生理学会誌であるplant & Cell Physiologyに3編の論文として掲載されている。(1)植物細胞の膜電位はイオンの濃度勾配よりなる受動的な成分とプロトンポンプの活動によって発生する能動的な成分よりなる。阻害剤によってプロトンポンプを止めた状態でも正常な受容電位が発生することから、機械刺激によって起電性プロトンポンプの活性が阻害されることによって受容電位が発生するのではないことがわかった。(2)上の結果から、受容電位はイオンチャンネルの活性化によって発生することが示唆された。膜抵抗を測定するための装置を開発して受容電位発生における膜抵抗を測定した。その結果、受容電位発生時に膜抵抗が著しく減少することが分かった。この結果は受容電位はイオンチャンネルの活性化によって発生することを示唆する。(3)各イオンの濃度勾配から考えて受容電位の発生にはクロライドチャンネルとカルシウムチャンネルが関与している可能性が示唆された。外液のカリウム濃度を上げて静止電位を0mVまで脱分極させた条件において、受容電位がクロライドチャンネルの活性化によって発生することを明らかにした。
パッチサイズと隔離度の多様性が促進するスペシャリスト種とジェネラリスト種の共存

1.新種記載および近縁種間での寄主利用の分化の解明多孔菌類を寄主とするツヤツツキノコムシOctotemnus laminifronsについて,ミトコンドリア及び核遺伝子座を用いた系統解析から,これまで本種とされてきたものの中には,複数の系統群が含まれることが分かった.これらの系統群間にはオス交尾器等の形態形質にも差異が確認された.タイプ標本に基づく分類学的検討の結果として,3新種O. assimilis Kobayashi & Sota,O. crassus Kobayashi & Sota,O. kawanabei Kobayashi & Sotaを記載した.野外における寄主利用調査の結果,O. laminifronsとこれら3新種の間には寄主とする菌種やその利用幅に違いがあることが明らかになった.加えて,RAD-seqを用いた系統解析に基づく寄主利用の祖先形質推定から,一部の系統で寄主利用の特殊化が生じていたことも示唆された.2.断片化した生息地におけるヘスペシャリスト種とジェネラリスト種の空間遺伝構造の比較近縁種間での寄主利用の違いが個体群・群集動態に及ぼす効果を調べるため,上記のOctotemnus属のうち同所的に生息する3種の集団遺伝構造を本研究で独自に開発したマイクロサテライトマーカーを用いて比較した.生態的に特殊化した種(寄主利用幅の狭い種)はジェネラリスト種(寄主利用幅の広い種)に比べて生息場所や資源密度の薄い領域を分散する能力が低く、生息地の隔離により影響されやすいという予測を検証した.特に,生息地である森林と生息に不適な市街地・耕作地での遺伝子流動を景観遺伝学的解析により推定した.生息地構造(森林の非連続性)が空間遺伝構造に与える影響は近縁種間で対照的に異なり,その違いは分散能力と寄主利用幅の違いで説明することができた.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1.国内における未記載種のツツキノコムシ科甲虫の発見および近縁種間での寄主利用の分化の解明多孔菌類を寄主とするツヤツツキノコムシおよび近縁な未記載種間における寄主利用の分化を明らかにし,系統関係の推定を行った.北海道から南西諸島にかけてサンプリングを実施し、分子系統解析とオス交尾器の形態観察を行った.その結果,ミトコンドリアDNAのCOI領域の配列には分化の大きな4つの系統が認められ,オス交尾器の形態も各系統間で異なっていた.またこれらの各系統は寄主として利用する多孔菌類の種類,範囲にも違いがみられた.分子系統、形態、寄主利用パターンは同所的に分布する個体群のサンプルでも一貫して異なっており,系統間では生殖隔離の成立した隠蔽種であると考えられる.さらにRAD-seqを用いた系統解析に基づく寄主利用の祖先形質推定から,一部の系統で寄主利用の特殊化が生じていたことが示唆された.2.断片化した生息地における空間遺伝構造:食性の異なる近縁な昆虫種間での比較前述の研究で発見したごく近縁で同所的に生息しながら寄主利用幅(利用するキノコの種数)の異なる菌食性ツツキノコムシ科甲虫3種を対象として,生息地の断片化が空間遺伝構造に与える影響の種間比較を行った.市街地や耕作地などにより分断化された京都市近郊の森林を調査地とした.平成29年度は,野外におけるサンプリングの大半を完了し,予定していたマイクロサテライトマーカーのうち約半数の遺伝子座についてマーカー開発を行い,一部のサンプルについて遺伝子型を決定した.本研究で対象としている未記載種については,当初の予定通り形態,寄主利用,分子系統の解析を完了し,新種記載を含む論文として投稿済みである.断片化した生息地における空間遺伝構造の調査では,サンプリングの大半を終え,分子マーカーについても予定の約半数を開発した.現在までに得られたデータから,生息地である森林と生息に不適な市街地・耕作地での移動抵抗性の解析を予備的に行ったところ,食性幅の狭いスペシャリスト種はより生息地の分断化の影響を受けやすいことを示唆する結果が得られている.1.新種記載および近縁種間での寄主利用の分化の解明多孔菌類を寄主とするツヤツツキノコムシOctotemnus laminifronsについて,ミトコンドリア及び核遺伝子座を用いた系統解析から,これまで本種とされてきたものの中には,複数の系統群が含まれることが分かった.これらの系統群間にはオス交尾器等の形態形質にも差異が確認された.タイプ標本に基づく分類学的検討の結果として,3新種O. assimilis Kobayashi & Sota,O. crassus Kobayashi & Sota,O. kawanabei Kobayashi & Sotaを記載した.野外における寄主利用調査の結果,O. laminifronsとこれら3新種の間には寄主とする菌種やその利用幅に違いがあることが明らかになった.加えて,RAD-seqを用いた系統解析に基づく寄主利用の祖先形質推定から,一部の系統で寄主利用の特殊化が生じていたことも示唆された.

2.断片化した生息地におけるヘスペシャリスト種とジェネラリスト種の空間遺伝構造の比較近縁種間での寄主利用の違いが個体群・群集動態に及ぼす効果を調べるため,上記のOctotemnus属のうち同所的に生息する3種の集団遺伝構造を本研究で独自に開発したマイクロサテライトマーカーを用いて比較した.生態的に特殊化した種(寄主利用幅の狭い種)はジェネラリスト種(寄主利用幅の広い種)に比べて生息場所や資源密度の薄い領域を分散する能力が低く、生息地の隔離により影響されやすいという予測を検証した.特に,生息地である森林と生息に不適な市街地・耕作地での遺伝子流動を景観遺伝学的解析により推定した.生息地構造(森林の非連続性)が空間遺伝構造に与える影響は近縁種間で対照的に異なり,その違いは分散能力と寄主利用幅の違いで説明することができた.前年度に引き続き,補完的なサンプルの収集とマイクロサテライトマーカーの開発を行う.解析対象の3種全てについてマイクロサテライト12遺伝子座程度の遺伝子型を明らかにした上で,生息地構造が空間的遺伝構造に与える影響についての解析を本格的に行い,食性幅の異なる種間での比較を行う.生息地の連結性と遺伝的多様性の関係も解析する予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
黄砂/大気汚染物質への感受性群におけるアレルゲンの特定と予防行動による健康評価

黄砂・大気汚染物質濃度上昇現象の飛来経路・由来に関する分類を行い、2013年から2015年の黄砂、越境大気汚染物質の飛来状況と健康影響を調査した。症状の全29項目中、23項目において黄砂日と非黄砂日の症状に有意差が見られた。黄砂日の非黄砂日に対する肌の痛みスコアの差は、0.11 (95%CI: 0.06-0.15, p<0.001)で黄砂との関連が示唆された。また、目、鼻、喉の症状とも強い関連があった。さらに硫酸エアロゾルにおける予測モデル値と呼吸器症状において有意な相関を得た。本研究において、越境大気汚染物質の短期曝露が呼吸器症状を引き起こす日を予測できる可能性が示唆された。本研究の目的は、大気浮遊粒子状物質が引き起こす健康影響の評価とアレルゲンの特定を行うことである。この目的の達成のために大気浮遊粒子状物質による個人の自覚症状を把握するためにインターネット(WEB)を用いた自覚症状調査を実施した。質問項目に、外出状況(外出時間、活動場所など)、予防行動(マスク着用の有無など)の暴露因子を盛り込んだ。同時に、気象・環境因子データの収集および浮遊粒子の採取を行った。汚染物質は、黄砂、花粉、重金属類、多環芳香族炭化水素(PAHs)、二酸化硫黄、二酸化窒素、オキシダント、一酸化炭素。気候データは、気圧、気温、湿度を収集した。バイオエアロゾル、微生物データの収集については、新たな採取方法を検討・構築し26年度に実施する。当初予定の、参加者200名は到達できなかったため、26年度以降にアンケートのスマートフォンアプリケーション化や参加者の継続参加のためのフォローアップに取り組む必要がある。様々な原因で大気浮遊粒子状物質が増加し、本研究の粒径分布のデータからはPM2.5がもっとも多く飛来していることが確認された。また、飛来時に多くの人の自覚症状スコアが上昇することも確認された。新計測器を用いたデータ収集も構築をすすめているが、その日何が原因で何が飛来しているのか、集積したデータの代表値になるようにチューンングを進めている。引き続きデータ収集と評価を行い、黄砂・大気汚染物質に感受性を有する人への健康リスクの低減へつながる体制の構築を検討する。を組み込み、空の様子を写真送信するシステム、PM2.5と自覚症状をグラフ化して確認できるようにして、アンケート回答の動機の向上をはかった。気象・環境因子データの収集および、浮遊粒子状物質の採取を行った。汚染物質は、黄砂、花粉、重金属類、多環芳香族炭化水素(PAHs)、二酸化硫黄、オキシダント、一酸化炭素。また今回新たに、二通りの微生物およびDNAの採取を実施した。重金属類、多環芳香族炭化水素(PAHs)の成分解析については、費用が十分でないため現在可能な環境データを用いて解析を一定の成果を得た。黄砂飛来時には多くの参加者の自覚症状が上昇することが確認された。新技術のセンサーを用いたデータ収集も順調に進んでいるが、本研究テーマを深化させるためには、さらに研究費の獲得が必至であると考える。引き続きデータ収集を継続し、黄砂・大気汚染物質に感受性を有する人への健康リスク提言へつなげる体制の構築を検討する。本研究の目的は、大気浮遊粒子状物質が引き起こす個人のアレルギー症状を引き起こすアレルゲンの特定と健康へのリスク評価を行うことである。この目的の達成のために大気浮遊粒子状物質による個人の自覚症状を把握するためにインターネット(WEB)、スマートフォンアプリケーションを用いた自覚症状調査を行った。特に平成27年度は、PM2.5と自覚症状をグラフ化して確認できるようにして、アンケート回答の動機の向上をはかり、黄砂や大気汚染物質が飛来する時期の回答を強化した。汚染物質は、黄砂、花粉、重金属類、二酸化硫黄、オキシダント、一酸化炭素。また、微生物およびDNA(バイオエアロゾル)の解析を実施した。PM2.5高値時には多くの参加者の自覚症状が上昇することが確認された。新技術のセンサーを用いたデータ収集も順調に進んでいるが、気象庁のMASINGARのデータを用いた健康予報を構築した。現行で48時間前に硫酸エアロゾルの飛来が確認でき自覚症状との関係について検討を行い、一定の成果を得た。今年度は、黄砂・大気汚染物質に感受性を有する人への健康リスク提言へつなげる体制の構築を検討する。越境由来の汚染物質の飛来予測システムのデータと自覚症状のデータを用いた健康予報の仕組みが概ね構築された。エアロゾル本研究費の規模においての目標は、当初の計画に沿っておおむね達成している。今後本テーマを更に深化させることが重要であると考える。本研究の目的は、大気浮遊粒子状物質が引き起こすことによる個人のアレルギー症状を引き起こすアレルゲンと健康へのリスク評価を行うことである。この目的達成のため、大気浮遊粒子状物質による個人の自覚症状を把握するインターネット(WEB)、スマートフォンアプリケーションを用いた自覚症状調査を行った。また、気象・環境因子データの収集および、浮遊粒子状物質の採取を行った。汚染物質は、黄砂、花粉、重金属類、二酸化硫黄、オキシダント、一酸化炭素、DNA(バイオエアロゾル)データを収集した。

解析はt検定、線形混合モデル、ロジスティック混合モデルを用い、共変量の調整を含め多角的な検討を実施した。越境汚染飛来時には多くの参加者の自覚症状(短期影響)リスクが上昇することが確認され、黄砂飛来時は汚染物質のみの飛来時と比較して皮膚の症状が発現した。黄砂日の非黄砂日に対する肌の痛みスコアの差は、0.11 (95%CI: 0.06-0.15, p<0.001)で黄砂との関連が示唆された。また、黄砂日の非黄砂日に対する肌の痛み発症オッズ比は、3.2 (95%CI: 1.34-7.63, p=0.008)だった。気象庁MASINGAR(エアロゾル数値予測モデル)のデータと自覚症状の関係を調査し健康予報につながる知見を得た。48時間前に硫酸エアロゾル、炭素、黄砂の飛来を前もって計算した濃度値とPM2.5や黄砂の飛来濃度と実際の自覚症状との関係が得られ、一定の成果を得た。黄砂・大気汚染物質飛来時に健康影響を有する人への健康リスク低減へ向けた立案に貢献する。黄砂・大気汚染物質濃度上昇現象の飛来経路・由来に関する分類を行い、2013年から2015年の黄砂、越境大気汚染物質の飛来状況と健康影響を調査した。症状の全29項目中、23項目において黄砂日と非黄砂日の症状に有意差が見られた。また、目、鼻、喉の症状とも強い関連があった。さらに硫酸エアロゾルにおける予測モデル値と呼吸器症状において有意な相関を得た。本研究において、越境大気汚染物質の短期曝露が呼吸器症状を引き起こす日を予測できる可能性が示唆された。従来のデータの収集に加え、システムを組み込み新たなデータの収集を行っている。対象サンプル数の増加と分析費が高額であるため、重金属類、多環芳香族炭化水素(PAHs)の成分解析が完了していないが、これは別の規模の研究費で行う必要がある。本研究費の規模においての目標はおおむね達成しており、本テーマを進化させる重要性がある。構築した健康予報の仕組みを、一般社会に還元するには、気象庁データの使用と社会の仕組みを整える必要がある。引き続きエビデンスを高めるためにデータの収集と解析を継続し、より一般社会にわかりやすく、行政が使いやすい知見を提供できるように、最終年度はまとめる予定である。環境疫学解析方法に工夫を行うため最新の解析方法の海外研修を受けて、本研究の健康評価に生かす。参加者のフォローアップを行い、参加者の継続参加を促す。採取試料の有効活用と分析のために、新たな研究費の獲得を行う。大気浮遊粒子状物質が上昇するイベントと自覚症状の上昇との因果関係をさらに追求する。現在までの達成度参加者が当初計画より少ないものの、データの収集は順調に進行している。環境データの収集も順調で、フィルター採取の試料の状況も良好である。分析費が高額なため、まだ実施していない。この鳥取県の1年間のデータによって、大気浮遊粒子状物質が上昇する日には自覚症状が上がり、その原因となる大きなイベントについて分類ができている。