hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マングローブ林における群落レベルでの海面上昇影響の実態解明と近未来予測

ミクロネシア連邦ポンペイ島では、異なる4つの群落(フタバナヒルギ、ヤエヤマヒルギ、マヤプシキ、オヒルギ各群落)に設置した固定プロット(それぞれPC, PR, PS, PK)内の侵食/堆積観測杭の測定を行い、1年間の地盤高変動を明らかにした。その結果、フタバナヒルギおよびヤエヤマヒルギ群落で堆積、マヤプシキとオヒルギ群落で侵食傾向にあることが確認された。また、エスチュアリ型立地内に設置された1ha固定プロット(PE:50m×200m)でフタバナヒルギの立木密度と地盤高変動(1994年と2014年との差)の関係を分析したところ、海側から0-50mと150-200m区間では両者の間に正の相関が確認された(それぞれ、r=0.454,0.642)。一方、クリーク沿いにある50-150m区間はほぼ全域が堆積傾向にあり、立木密度との関係はみられなかった。PEでは毎木調査も行い、1994年から2018年の間に立木密度は651本/haから444本/haに減少しているものの、地上部バイオマスは729t/haから895t/haに増加していることが確認された。さらに、詳細群落区分図を作成するためのドローンによる空撮を完了した。西表島では、2001年に崎山湾に設置したヤエヤマヒルギが海側に拡大しつつある固定プロット(ISR)で森林動態と立地変動を把握するため毎木調査と地盤高測量、およびドローンによる空撮を行った。また2013年に船浦湾に設置したヤエヤマヒルギ林およびオヒルギ林固定プロット(IFR、IFB1、IFB2)で毎木調査を行った。さらに、2017年度に設置した固定プロット(IYS)周辺で、立ち枯れたシマシラキの根元の地盤高測量を行った。また2017年度に引き続き、ポンペイ島のPKおよび西表島のIYSで、潮汐流に伴う物質移動と堆積量を推定するための観測調査を行った。ポンペイ島に関しては、学内業務の関係から十分な調査日程を組めず、2018年度に予定していたヤエヤマヒルギ群落の幅とその内陸側林分における表層侵食の現れ方の関係を明らかにするための多点調査を行うことができなかった。また、詳細群落区分図を作成するためのドローンによる空撮は完了したが、マップの完成が遅れている。衛星画像を用いた広域群落区分図も未完成である。一方西表島に関しては、2019年度に行う予定であった既存固定プロットの毎木調査を前倒しで行うことができた。今年度もポンペイ島の現地調査は限られた日数で集中的に行わなければならないが、複数のチームに分割するなどして、効率的に調査を行えるよう工夫したい。また、調査プロット周辺の詳細群落区分図と衛星画像を用いた広域群落区分図の完成を急ぎたい。ミクロネシアポンペイ島において、顕著な表層侵食が進行しつつあるマングローブ林内に新たな固定プロット(プロットコード:PK、20m×130m)を設置し、地盤高、冠水頻度、植生構造、表層侵食実態に関する基礎データを収集した。地盤高は、プロット内の最低値が-57cm、最高値が+19cmで、平均海面より高い立地は100m付近にごくわずか見られるのみで、明らかに表層侵食が進みつつあることが確認された。オヒルギの根元には板根とその下の支柱根状の根が露出し、地表面との間に隙間が生じていた。その平均隙間高は海側の020m地点で43cm、110130m地点で31cmで、内陸側ほど侵食量が小さい可能性が指摘された。また、PKにおける潮汐流に伴う物質移動と堆積量を推定するための観測調査を行うと共に、PK周辺のマングローブ林でドローンを用いた空撮を行い、2007年撮影のGoogle Earthの衛星画像と比較することで林冠ギャップの動態について検討を行った。さらに、PK内のヤエヤマヒルギ、オヒルギ、マヤプシキの根元に、細根蓄積速度を見積もるためイングロースコアを設置した。加えて、PKおよび既存プロット(PC:サンゴ礁型立地のフタバナヒルギ優占林、PR:ヤエヤマヒルギ優占林、PS:マヤプシキ優占林)に堆積/侵食速度観測用杭を設置すると共に、PCでは、森林動態と立地変動を把握するため毎木調査を行った。西表島では、由布島対岸のマヤプシキ優占林に森林動態と立地変動を把握するための固定プロット(5m×70m)を新設し、毎木調査と地盤高測量を行った。また、仲間川および船浦湾のオヒルギ林既存プロットにおいて毎木調査を行った。ポンペイ島では当初の予定通り、表層侵食域での固定プロットの新設が完了した。西表島でも固定プロットの新設が完了し、海面上昇の影響と考えられるシマシラキの立ち枯れ現象が見出された。

また、エスチュアリ型立地内に設置された1ha固定プロット(PE:50m×200m)でフタバナヒルギの立木密度と地盤高変動(1994年と2014年との差)の関係を分析したところ、海側から0-50mと150-200m区間では両者の間に正の相関が確認された(それぞれ、r=0.454,0.642)。一方、クリーク沿いにある50-150m区間はほぼ全域が堆積傾向にあり、立木密度との関係はみられなかった。PEでは毎木調査も行い、1994年から2018年の間に立木密度は651本/haから444本/haに減少しているものの、地上部バイオマスは729t/haから895t/haに増加していることが確認された。さらに、詳細群落区分図を作成するためのドローンによる空撮を完了した。西表島では、2001年に崎山湾に設置したヤエヤマヒルギが海側に拡大しつつある固定プロット(ISR)で森林動態と立地変動を把握するため毎木調査と地盤高測量、およびドローンによる空撮を行った。また2013年に船浦湾に設置したヤエヤマヒルギ林およびオヒルギ林固定プロット(IFR、IFB1、IFB2)で毎木調査を行った。さらに、2017年度に設置した固定プロット(IYS)周辺で、立ち枯れたシマシラキの根元の地盤高測量を行った。また2017年度に引き続き、ポンペイ島のPKおよび西表島のIYSで、潮汐流に伴う物質移動と堆積量を推定するための観測調査を行った。ポンペイ島に関しては、学内業務の関係から十分な調査日程を組めず、2018年度に予定していたヤエヤマヒルギ群落の幅とその内陸側林分における表層侵食の現れ方の関係を明らかにするための多点調査を行うことができなかった。また、詳細群落区分図を作成するためのドローンによる空撮は完了したが、マップの完成が遅れている。衛星画像を用いた広域群落区分図も未完成である。一方西表島に関しては、2019年度に行う予定であった既存固定プロットの毎木調査を前倒しで行うことができた。当初の研究計画に従って、着実に研究を遂行していく予定である。現在のところ、研究遂行上の問題点は存在せず、研究計画の変更は必要ない。今年度もポンペイ島の現地調査は限られた日数で集中的に行わなければならないが、複数のチームに分割するなどして、効率的に調査を行えるよう工夫したい。また、調査プロット周辺の詳細群落区分図と衛星画像を用いた広域群落区分図の完成を急ぎたい。
胃癌の新しい癌抑制遺伝子RUNX3の細胞分化・癌化機構の解明と予防・診断への応用

前年度までのRUNX3ノックアウトマウスや胃癌臨床検体の解析結果に基づき、より詳細なRUNX3の機能解析と遺伝子診断や発癌予防・治療への応用を目指して以下を展開した。1.胃癌発生母地、特に腸上皮化生や残胃粘膜、残胃癌でのRUNX3の発現変化の検討3.胃癌臨床検体及び周囲背景粘膜における胃癌前駆細胞のスクリーニング4.胃癌発生リスク評価への応用・胃癌前駆細胞の探索とその追跡調査(コホート研究)5.複数遺伝子MSPによる遺伝子診断、定量的検査の自動化・血清診断への応用6.ラット・マウス化学発癌モデルを用いたRUNX3遺伝子発現誘導による発癌予防実験7.各種悪性腫瘍におけるRUNX3の放射線や抗がん剤感受性への関連の検討既に我々は、胃癌前駆細胞のマーカーを数種類同定しており、早期多発胃癌切除標本の背景粘膜において胃癌前駆細胞を探索しつつある。また新しいHDAC阻害剤FK228やSAHAなどが開発され臨床応用されつつある。我々はこれらの薬剤がRUNX3を発現誘導し、マウス化学発癌モデルにて発癌抑制効果を示すことを確認しており、RUNX3を分子標的とした発癌予防や癌治療に応用しうると考えている。さらにRUNX3はTGFβ依存性アポプトーシスに重要な役割を果たしており、放射線化学療法の感受性に関与していることが明らかになった(Oncogene, Sakakura et al., 2007)。また我々はRUNX3ノックアウトマウスとAPCノックアウトマウスの掛け合せにより大腸病変の発生を確認している。大腸癌の発癌シグナル伝達系(Wntシグナル系)とRUNX3-TGFβシグナル伝達系のオーバーラップする分子(TCF4)も同定されており(Cancer Cell, lto et al, 2009)、今後更なる発展が期待しうる。我々は日立ソフトLuminexシステムにより、多数の検体における複数遺伝子のメチル化を定量的に短時間で測定しうる迅速血清診断システムを確立し、実地臨床に応用可能しつつある。1.胃癌発生母地、特に腸上皮化生や残胃粘膜、残胃癌でのRUNX3の発現変化の検討2. RUNX3のSNPscsing川enucleotidepolymorphism)のタイピングと胃癌罹患感受性診断への応用3.胃癌臨床検体及び周囲背景粘膜における胃癌前駆細胞のスクリーニング4.胃癌発生リスク評価への応用.胃癌前駆細胞の探索とその追跡調査(コホート研究)5.複数遺伝子MSPによる遺伝子診断、定量的検査の自動化・血清診断への応用6.ラット・マウス化学発癌モデルを用いたRUNX3遺伝子発現誘導による発癌予防実験7.各種悪性腫瘍におけるRUNX3の放射線や抗がん剤感受性への関連の検討既に我々は、胃癌前駆細胞のマーカーを数種類同定しており、早期多発胃癌切除標本の背景粘膜において胃癌前駆細胞を探索しつつある。大腸癌の発癌シグナル伝達系(Wntシグナル系)とRUNX3-TGFβシグナル伝達系のオーバーラップする分子も同定されており、今後更なる発展が期待しうる。我々は日立ソフトLuminexシステムにより、多数の検体における複数遺伝子のメチル化を定量的に短時間で測定しうる迅速血清診断システムを確立し、実地臨床に応用しつつある。

さらにRUNX3はTGFβ依存性アポプトーシスに重要な役割を果たしており、放射線化学療法の感受性に関与していることが明らかになった(Oncogene, Sakakura et al., 2007)。また我々はRUNX3ノックアウトマウスとAPCノックアウトマウスの掛け合せにより大腸病変の発生を確認している。大腸癌の発癌シグナル伝達系(Wntシグナル系)とRUNX3-TGFβシグナル伝達系のオーバーラップする分子(TCF4)も同定されており(Cancer Cell, lto et al, 2009)、今後更なる発展が期待しうる。我々は日立ソフトLuminexシステムにより、多数の検体における複数遺伝子のメチル化を定量的に短時間で測定しうる迅速血清診断システムを確立し、実地臨床に応用可能しつつある。
家畜糞尿の循環利用のための動物用抗菌剤関連リスクの削減手法の確立

畜産バイオマスの安全性確保のために,残留する抗生物質耐性菌の制御法と残留抗生物質の分解手法を確立することを目的として,メタン発酵法による抗生物質耐性菌の低減と,抗生物質の分解を試みた。家畜糞尿中のクロルテトラサイクリン,タイロシンはメタン発酵によって分解され,セファゾリン耐性菌は顕著に減少したが,中温メタン発酵処理ではバチルス,シュードモナス,アシネトバクターなどが残存する傾向にあり,消化液を液肥として利用する際には追加処理が必要であると考えられた。一方,難分解性抗菌剤は電解酸化処理によって効率的に分解され,テトラサイクリン系,セフェム系抗菌薬は優先的に分解されることが明らかとなった。家畜糞尿に対する動物用抗菌剤(抗生物質)関連リスクは,抗生物質耐性菌と残留抗生物質に大別できる。我々はそれぞれのターゲットに対してメタン発酵によるリスク低減手法の確立を試みた。セファゾリンは乳牛乳房炎の治療・予防のために使用されている。セファゾリン耐性菌は他の抗生物質に対する耐性菌と比較すると乳牛糞尿中で多く検出されたことから,乳牛糞尿とメタン発酵処理を行った消化液からセファゾリン耐性菌をそれぞれ300株分離し解析を行った。分離株をクロモアガーECC寒天培地で培養し,簡易的に分類を試みた結果,大腸菌,大腸菌群(coliform bacteria)およびその他のグラム陰性菌は,乳牛糞尿に比べメタン発酵消化液では減少していることが確認された。セファゾリン耐性分離株のβ-ラクタマーゼ産生能を検討する目的でクロモアガーESBL寒天培地にトランスファーし培養した結果,メタン発酵消化液ではβ-ラクタマーゼ産生シュードモナス属菌が増加していることが示唆された。家畜糞尿に残存する抗生物質は,薬剤耐性菌の増長要因の一つと考えられる。廃棄乳等に含まれるセファゾリンに関しては免疫クロマトを利用した定性試験法があるが,畜産廃棄物に残留する抗生物質の定量に関する知見は限定的である。我々はまず固相抽出法とHPLC-UVの組み合わせによる家畜糞尿やメタン発酵消化液に含まれる抗生物質定量法を検討した。特定の抗生物質に対する定量手法を確立した上で,中温メタン発酵による乳牛糞尿に含有する抗生物質の分解特性を検討した。コントロールとの比較の結果,一部の抗生物質の濃度が低減されることを確認した。連続式メタン発酵試験装置のトラブルはあったが、当初より計画していた抗生物質の使用と耐性菌出現の関係の評価、選択分離培地を用いたメタン発酵消化液中の残存細菌の分類および定量、残留抗生物質の定量系の開発は概ね予定通りに実施することができた。メタン発酵による乳牛糞尿残留抗生物質耐性菌の制御を目的とし,セファゾリン等複数種類の抗生物質を用いて,主として高温発酵における耐性菌の消長を分析した。セファゾリンは乳牛の疾病治療に使用される代表的な薬剤であることを踏まえ,発酵処理後に残存するセファゾリン耐性菌の内訳を調べた。簡易選択分離培地であるクロムアガーを用いてシュードモナス、アシネトバクター等の検出を試み,これらの細菌における拡張型β-ラクタマーゼ(ESBL)産生能を検討した。これらのセファゾリン耐性菌は中温メタン発酵処理で減少または消失していたが,ESBLを産生するシュードモナス属菌のみ増加が認められた。また,中温発酵においても,乳牛糞尿に残留する特定の抗生物質耐性菌を低減可能であることを立証し,種汚泥の影響が小さいことを明らかにした。また,抗生物質耐性菌関連リスクの低減のためには,糞尿に残留する抗生物質への対応も重要である。そこで,乳牛糞尿にセファゾリン等の抗生物質を添加し,中温メタン発酵による分解特性を検討した。前年度までに検討した固相抽出とHPLCによる抗生物質の定量手法を用いて,評価を行った。その結果,乳牛糞尿中のクロルテトラサイクリンやセファゾリンは中温発酵による分解特性が優れていることを明らかにした。なお,一部の抗生物質はメタン発酵による分解が十分ではないと考えられたため,物理化学的手法として電気化学反応による分解を試みた。残留抗生物質耐性菌および抗生物質の両方に対して,メタン発酵によるリスク制御手法に関する知見がおおむね順調に得られていると判断できる。当初は,超高温発酵も予定していたが,より省エネルギーなプロセスである高温発酵および中温発酵においても一定の効果があることがわかってきた。家畜糞尿の循環利用における薬剤耐性菌リスク低減のため,メタン発酵による薬剤耐性菌の低減と残留する薬剤の分解手法について検討を行った。乳牛糞尿および高温フルスケールバイオガスプラントで処理した乳牛糞尿に含まれるストレプトマイシン,カナマイシン,セファゾリン,セフロキシム,バンコマイシン,アンピシリン、テトラサイクリン、チアムリン、ネオマイシンに対する耐性菌数を測定した。さらに、メタン発酵処理後に残存するセファゾリン耐性菌の内訳を調べるために,簡易選択分離培地を用いて大腸菌,大腸菌群,クレブシエラ,エンテロバクター,シトロバクター,プロテウス,シュードモナス,アシネトバクターの検出を試み,これらの細菌における拡張型β-ラクタマーゼ(ESBL)産生能を検討した。これらのセファゾリン耐性菌は中温メタン発酵処理で減少または消失していたが,ESBLを産生するシュードモナス属菌のみに増加が認められた。

そこで,乳牛糞尿に対して10L容量のラボスケール装置を用いて中温もしくは高温のメタン発酵処理を行い,シュードモナス属菌の選択分離培地で追試したところ,セファゾリン耐性シュードモナスと感受性の蛍光性シュードモナスが増加していることが判明した。酪農廃棄物に残留するテトラサイクリン系およびセフェム系抗生物質の分解手法を確立するために,中温メタン発酵における分解特性について調べた。回分式試験の結果,一部の抗生物質については分解が不十分であった。そこで,物理化学的手法による分解について検討したところ,良好な結果が得られた。これらの知見は,家畜糞尿の資源利用における薬剤耐性菌のリスク低減に貢献するものと考えられる。畜産バイオマスの安全性確保のために,残留する抗生物質耐性菌の制御法と残留抗生物質の分解手法を確立することを目的として,メタン発酵法による抗生物質耐性菌の低減と,抗生物質の分解を試みた。家畜糞尿中のクロルテトラサイクリン,タイロシンはメタン発酵によって分解され,セファゾリン耐性菌は顕著に減少したが,中温メタン発酵処理ではバチルス,シュードモナス,アシネトバクターなどが残存する傾向にあり,消化液を液肥として利用する際には追加処理が必要であると考えられた。一方,難分解性抗菌剤は電解酸化処理によって効率的に分解され,テトラサイクリン系,セフェム系抗菌薬は優先的に分解されることが明らかとなった。乳牛糞尿中に存在するシュードモナス属菌およびβ-ラクタマーゼ産生シュードモナス属菌は中温メタン発酵処理により増加が認められたことから,ハイリスク耐性菌となる可能性が考えられた。これらの知見を踏まえた上で,セファゾリン耐性菌の菌種を絞り込むと共に,発酵温度を変えメタン発酵による耐性菌の低減手法の確立を目指す。家畜糞尿に含有する抗生物質に対しては,固相抽出法を工夫し定量手法を確立した上で,酪農で使用量の多い抗生物質に対しても対称を広げ,分解特性の評価を行う。より効率的に研究を推進するため,フルスケールのバイオガスプラントによる試験にこだわらず,ラボスケールの試験を中心に実験を進める。特定の指標菌(大腸菌、腸球菌、サルモネラ、カンピロバクター等)における知見を得るため,培養方法を変更し薬剤耐性菌の評価を行う。メタン発酵処理温度は37°C(中温)、55°C(高温)に加え,65°C(超高温)も対象とし、指標菌の残存量と特定の耐性遺伝子の発現をPCRによって評価する。28年度が最終年度であるため、記入しない。畜産衛生工学連続式メタン発酵試験に使用していた発酵装置に不具合が生じ,装置の調整が必要となり,連続メタン発酵試験の再開までに日数を要したことと,一部の抗生物質の定量法の確立が難航し,分解試験の開始が遅れたため。シュードモナスおよびバチルス分離株における薬剤耐性遺伝子の発現解析が未実施であり、係る物品費(プライマー、酵素類等)が未使用となった。連続メタン発酵による耐性菌低減試験に関しては,ラボスケールの発酵装置も併用し,効率的にデータを得られる体制を構築する。抗生物質の分解試験においては,固相抽出に必要なカートリッジ等の消耗品の購入に充当する。本年度では薬剤耐性遺伝子の発現解析を実施予定である。
同時代コレクションに見る19世紀ドイツ美術の地域性の研究

ドイツ語圏の美術における「統一性」と「地域性」の問題は、すでにコンラート・オーバーフーバーなどが指摘しているように、ルネサンス期以来、ドイツ美術の様相を大きく規定している。とりわけ、「ドイツ」という国家の枠組を巡って、ドイツの各王国、公国、さらにはオーストリアやスイスも含めた諸領邦が激しく争った19世紀においては、美術という領域もまた、領邦の威信を掛けた文化政策の一環に組み込まれ、「ドイツ」という「統一性」と共に、バイエルン、ザクセン、プロイセン、オーストリアなどの「地域性」が強く意識された。本研究では、そのような19世紀ドイツの美術の領域における地域性を、同時代の美術コレクション、とりわけ美術館コレクションの形成に見ようとしたものである。この時期、各領邦では美術館建設が盛んであったが、美術館もまた、大学、図書館、公園などの文化施設と共に、国家機構整備の中にしっかりと組み込まれていたのであった。本研究では、具体的には、この時期のドイツ語圏の4大美術都市ともいうべきベルリン、ドレスデン、ミュンヘン、ウィーンの各美術館の所蔵作品の分野別、作家別、取得時期別データの統計的検討という方法を採った。19世紀のドイツにおいて、いつ、どのような作品が、どの美術館に所蔵作品として取得されたかということが、それぞれの領邦、都市の文化政策に大きく左右され、それぞれの地域性を反映するのでないかと考えたからである。本研究を通じて集積された各種データは、研究成果報告書に収録した通りであるが、それらは、19世紀ドイツにおける美術状況を語る基礎データとして、さまざまに利用できるものと考えられる。平成5年度より始まり6年度に継続するこの研究の目的は、19世紀のドイツ美術の重要な特徴である地域性の問題を、ドイツ各地の重要な同時代美術のコレクションの成立、発展の跡を辿ることによって明らかにすることにある。平成5年度は、当初の計画通り、19世紀ドイツ美術関係の基本資料の整理と基本的な調査が主体となった。日本国内で入手可能な資料を中心に、ドイツ各地の公共美術館における19世紀美術(特にドイツ美術)のコレクションの内容を、取得時期、取得経緯に注目しつつ検討した。事前にある程度予想された、19世紀ドイツ美術の展開と受容に関する、地域的特徴が、ある程度具体的なデータとして把握された。平成5年度は、ドイツ現地での調査を行なうことができず、資料の入手にいささかの困難を感じた。主要な備品として購入を予定していた資料に関しても、資料の中心となる古書の入手ができず、新本として購入可能なものに限られた。その結果、平成6年度も含め、研究の対象がやや狭くせざるを得ないのが残念であるが、その分、ヴイーン、ミュンヘン、ベルリンといった比較的資料の豊富な地域に関しての考察に集中できたとも言える。他方、研究の過程において、同時代美術のコレクションのみならず、オールドマスターの作品コレクションの経緯に対する視点もまた重要であることが、次第に明らかになってきた。本研究では、具体的に、この時期のドイツ語圏の4大美術都市ともいうべきベルリン、ドレスデン、ミュンヘン、ウイーンの各美術館の所蔵作品の分野別、作家別、取得時期別データの統計的検討という方法を採った。

19世紀のドイツにおいて、いつ、どのような作品が、どの美術館に所蔵作品として取得されたかということが、そらぞれの領邦、都市の文化政策に大きく左右され、それぞれの地域性を反映するのでないかと考えたからである。本研究を通じて集積された各種データは、研究成果報告書に収録した通りであるが、それらは、19世紀ドイツにおける美術状況を語る基礎データとして、さまざまに利用できるものと考えられる。
多色変化型糖センサーアレイの高機能化と多検体同時検出システムへの展開

研究代表者が以前開発した糖センサーの高性能化に向けて、糖認識部位となるボロン酸基の分子構造を変化させた結果、ヒドロキシメチル基の導入により、グルコースに対する応答感度を向上させることができた。糖以外のターゲットとして過酸化水素を取り上げ、新たなメカニズムによる色調変化型センサーの開発に取り組んだ。ボロン酸基とアミノ基を様々な比率で含有する薄膜を作製し、過酸化水素水溶液に浸漬した後に着色する手法を用いた結果、過酸化水素濃度に応じて多彩な変色パターンを実現できた。さらに次亜塩素酸に対するセンサーの開発も行い、薄膜に含まれる官能基の種類や含有量に応じて、多様な色調変化が生じることを明らかにした。ボロン酸含有薄膜が示す分子認識機能の高度化を目指した検討を行った。まず、新規の分子構造を有するボロン酸モノマーの合成に取り組み、ボロニル基に隣接した部位にヒドロキシメチル基を導入したモノマーや、四級アンモニウム部位を含むモノマーを合成することに成功した。得られたモノマーを用いて薄膜を作製し、糖に対する応答特性を検討したところ、中性付近のpHにおいて、従来のモノマーを用いた場合よりも高い感度で、糖濃度に依存した色調変化を示すことが明らかになった。つぎに、糖以外の化合物に対する応答メカニズムの新規導入を検討した。種々の濃度の過酸化水素水溶液にボロン酸含有薄膜を浸漬し、引き続いて色素水溶液に薄膜を浸漬したところ、過酸化水素濃度に応じた多様な色調変化が現れた。この応答は、薄膜を構成するモノマーの種類や組成、色素の種類や溶液のpHなど、様々なパラメータに依存して特性が変化することがわかった。例えば、薄膜中のボロン酸基とアミノ基の比率を変えることにより、薄膜が色調変化を示す過酸化水素濃度領域をコントロールすることができた。また、アニオン色素とカチオン色素では正反対の変色挙動を示し、過酸化水素濃度が増大するにつれて、アニオン色素では無色から着色状態へ、カチオン色素では着色状態から無色へとそれぞれ変化していった。さらに、色調の異なるアニオン色素とカチオン色素を同時に使用すると、過酸化水素濃度に依存した多彩な色調変化が出現した。加えて、次亜塩素酸に対する応答についても検討を行い、次亜塩素酸濃度に依存した薄膜の色調変化が生じることを確認した。新規ボロン酸モノマーの合成について、種類は少ないながらも成功しており、新規モノマーが糖に対する応答感度の向上に有効であることが確認できている。また、過酸化水素に対する新規応答メカニズムの確立に成功し、次亜塩素酸に対しても応答可能な薄膜の作製に目処が立っている。以上のことから、当初目指した目標に向けて、おおむね順調に進捗しているものと考えられる。グルコースに対して高感度かつ高選択的に応答する色調変化型センサーを実現するため、前年度の研究により得られた過酸化水素センサーをグルコースオキシダーゼと組み合わせて用いる手法を検討した。一定濃度のグルコースオキシダーゼと色素、および種々の濃度のグルコースを含む水溶液を調製し、そこにボロン酸含有薄膜を浸漬すると、グルコース濃度に依存した色調変化が出現した。このような現象は、グルコースオキシダーゼの作用によってグルコースが酸化される際に過酸化水素が生成し、これが薄膜中のボロン酸基と反応して、色素の吸脱着を引き起こしたものと考えられる。この手法によれば、酵素を用いない方法と比較して10100倍の高感度でグルコースを検出できることが明らかになった。これとは別に、次亜塩素酸に対する色調変化型センサーの開発を行った。第三級アミノ基を含有する薄膜を作製し、種々の濃度の次亜塩素酸を含む水溶液に浸漬した後、アニオン性色素水溶液に浸漬すると、次亜塩素酸濃度の上昇と共に薄膜が着色状態から無色へと変化する現象が観測された。一方、第三級アミノ基に加えてスルホン酸基を含有する薄膜を作製し、アニオン性色素の代わりにカチオン性色素を用いて同様の実験を行ったところ、次亜塩素酸濃度の上昇につれて薄膜は無色から着色状態へ変化した。以上のような挙動は、次亜塩素酸との反応により第三級アミノ基がアルデヒド基へ変換されて薄膜の荷電状態が変化し、これに伴う色素の吸脱着が生じたことに由来するものと考えられる。前年度の成果をベースに、新たな方法論を導入することによって、本研究課題の目標の一つである高感度高選択的グルコースセンサーの開発に成功している。また、糖以外のターゲットの一つとして、次亜塩素酸に対する新規応答メカニズムの確立に成功し、明瞭多彩な色調変化を示す次亜塩素酸センサーの開発に成功している。以上のように当初の目標は達成されつつあり、研究はおおむね順調に進捗していると言える。様々な化合物に対する応答機能の創出を行った。具体的には、次亜塩素酸のような活性酸素種や、アルブミン、コンドロイチン硫酸といった生体高分子を対象として用いた。次亜塩素酸応答性薄膜を作製するために、印刷スライドグラス上にアクリルアミドと架橋剤および重合開始剤から成るモノマー溶液を滴下し、紫外線照射により重合を行った。得られた薄膜を種々の濃度の次亜塩素酸水溶液に浸漬した後、カチオン性色素で着色を行ったところ、次亜塩素酸濃度の増大とともに着色が進行していった。また、アクリルアミドの代わりにヒドロキシエチルアクリルアミドを用いたところ、アクリルアミドの場合よりも高濃度の次亜塩素酸に応答して着色を生じることがわかった。

一方、ジメチルアクリルアミドを用いて製膜を行った場合は、次亜塩素酸に応答した着色はほとんど見られなかった。さらに、アミノ基やボロン酸基を薄膜中に導入し、カチオン性色素に加えてアニオン性色素を着色に用いると、様々な色調変化パターンが生じた。生体高分子応答性薄膜は、アミノ基を含むモノマーを用いて同様の手法により作製した。この薄膜を生体高分子水溶液に浸漬し、引き続いて色素水溶液に浸漬したところ、生体高分子濃度の増大とともに様々な色調変化が現れた。すなわち、カチオン性色素を用いた場合は無色から着色状態へ変化し、アニオン性色素を用いた場合は逆に着色状態から無色へと変化した。以上の結果から、目的に応じた官能基を薄膜に導入し、種々の色素と組み合わせて用いることにより、様々な化合物に対して幅広い濃度領域で多彩な色調変化を示すセンサーを作製可能であることが明らかになった。研究代表者が以前開発した糖センサーの高性能化に向けて、糖認識部位となるボロン酸基の分子構造を変化させた結果、ヒドロキシメチル基の導入により、グルコースに対する応答感度を向上させることができた。糖以外のターゲットとして過酸化水素を取り上げ、新たなメカニズムによる色調変化型センサーの開発に取り組んだ。ボロン酸基とアミノ基を様々な比率で含有する薄膜を作製し、過酸化水素水溶液に浸漬した後に着色する手法を用いた結果、過酸化水素濃度に応じて多彩な変色パターンを実現できた。さらに次亜塩素酸に対するセンサーの開発も行い、薄膜に含まれる官能基の種類や含有量に応じて、多様な色調変化が生じることを明らかにした。新規ボロン酸モノマーの合成をさらに進めて、様々な分子構造を有するボロン酸モノマーを用意し、ボロン酸構造の違いが薄膜の応答特性に及ぼす影響について検討していく。過酸化水素や次亜塩素酸などの活性酸素種に対する応答機能の検討も引き続いて行い、新規応答メカニズムの確立を進めていく。さらに、ホルムアルデヒドなど様々な化合物に対する応答機能の導入を目指していく。グルコースセンサーについては、更なる高感度化と色調変化の多様化を図る。また、グルコースオキシダーゼ以外の酸化酵素を用いて、様々な物質を対象としたセンシングが可能であるか検討する。次亜塩素酸センサーについても、高感度化と多彩化を検討する。さらに、生体高分子に応答するセンシングシステムの開発にも取り組みたいと考えている。分子認識化学研究打合せのための旅費を研究分担者に配分したが、年度途中の追加採択であったため、研究費が配分されてから年度末までの期間が短く、打ち合わせのための日程を確保できなかった。研究分担者が長期間海外へ出張しており、相互に相手先を訪問して直接打合せを行う日程を年度内に確保できなかった。そのため、訪問に要する旅費を使用しなかった。次年度の研究打合せ回数を増やして使用する。当該年度に実施できなかった打合せを次年度早々にも実施する。
無拘束計測が可能な血管伸展性の非接触型イメージングの実現

近年,血管コンプライアンスは血管疾患との関係が注目されている.従来,静脈コンプライアンスではストレインゲージプレチスモグラフと呼ばれる手法を用いて,カフ圧変化に対する四肢の容積変化を計測している.また,動脈コンプライアンスの指標である脈波伝播速度では,PWVはトノメトリー法とオシロメトリック法と呼ばれるセンサーを2点の計測部位に接触させて各点における圧脈波の到達時間差と距離から求める.しかし,これらの計測手法は計測器を体に接触させる計測であるため,測定部位が限定され,動きによる誤差が生じる.そこで,本研究では,センサーを接触させることなく血管コンプライアンスが計測可能なシステムを提案した.RGBカメラを用いて非接触で血管伸展性(コンプライアンス)を計測するシステムを試作した.本システムは,白色光源,リングライトガイド,偏光板,カメラレンズ,RGBカメラから成る.RGBカメラで得られたRGB値から以下の2つの変換行列により血液濃度の推定を行う.1つ目の行列は,RGB値をXYZ表色系へ変換する行列である.2つ目の行列は,XYZ刺激値から皮膚色素の濃度へ変換する行列である.2つ目の行列は,様々な濃度で皮膚色素濃度(メラニン色素,酸化血液濃度,脱酸化血液濃度)を変えた光伝播モンテカルロシミュレーションを行い,重回帰分析を用いて作成する.上記システムを用いて以下を実施した.1.静脈コンプライアンス(以下VC: Venous Compliance)のイメージング.2.従来の接触型計測であるストレインゲージプレチスモグラフィ(以下SPG)の計測結果との比較による非接触計測システムの評価.3.VCと身体活動の関係の調査.1.について,本システムによりRGB動画像から各画素の血液濃度の変化を推定し,その各画素の変化から各画素のVCを求めることでVCの画像化を実現した.血液濃度変化からVCを求める手法は,Halliwillのグループが提案している手法を用いた.VCのイメージングによりVCの2次元分布を観察することができた.2.について,SPGは静脈閉塞時に血漿が血管壁の小さな穴を通して漏れ出ることによる誤差の影響を受けるのに対して,非接触計測ではそのような影響は見られなかった.これはSPGが血液量変化を四肢の容積から推定しているのに対して,非接触計測では色素(血管外に漏れ出ることがないヘモグロビン)から推定している違いが原因と考えられる.最後に,被験者を身体活動のレベルに応じて2グループに分け,各グループ間の平均VCに有意な差が見られた(有意水準5%のt検定を実施した).平成26年度は「ディジタルカラーカメラを用いた静脈コンプライアンス(以下VC)のイメージング」についての研究を実施した.本研究にて試作したシステムは,RGBカメラ(レンズも含む),白色光源,リングライトガイド,1組の偏光板(片方はリング型)から成る.カメラにより得られた各画素の色情報(赤・緑・青)から血液濃度への変換は,光伝播モンテカルロ法と重回帰分析により事前に作成した色から血液濃度へ変換する行列を用いる.構築した非接触計測システムを用いて以下のことを実施した.本システムによりRGB動画像から各画素の血液濃度の変化を推定し,その各画素の変化から各画素のVCを求めることでVCの画像化を実現した.従来計測であるストレインゲージプレチスモグラフィ(以下SPG)との比較による調査では,静脈閉塞時に血液の液体成分が血管壁の小さな穴を通して漏れ出ることによる誤差の影響を受けるのに対して,非接触計測ではそのような影響は見られなかった.最後に,被験者を身体活動に応じて2グループに分け,各グループ間の平均VCに有意な差が見られた(有意水準5%のt-検定を実施).平成27年度は「ディジタルカラーカメラを用いた脈波伝播速度(以下PWV)の非接触計測」についての研究を実施した.平成26年度の試作システム2台を時間同期させるシステムを試作し,PWVの非接触計測を実施した.PWVとは,心臓の収縮により駆出される血液の波動である脈波が動脈内を伝播する速度であり,動脈壁硬化度の指標として用いられている.また,計測部位をどこにとるかで速度は異なるが,先行研究でPWVのオーダーはm/秒と非常に速いことが知られている.本試作機により非接触に計測した顔の額と指との間におけるPWVは,m/秒程度となり従来計測のPWVとオーダーが一致することから非接触PWV計測の実現可能性を示した.近年,血管コンプライアンスは血管疾患との関係が注目されている.従来,静脈コンプライアンスではストレインゲージプレチスモグラフと呼ばれる手法を用いて,カフ圧変化に対する四肢の容積変化を計測している.また,動脈コンプライアンスの指標である脈波伝播速度では,PWVはトノメトリー法とオシロメトリック法と呼ばれるセンサーを2点の計測部位に接触させて各点における圧脈波の到達時間差と距離から求める.しかし,これらの計測手法は計測器を体に接触させる計測であるため,測定部位が限定され,動きによる誤差が生じる.そこで,本研究では,センサーを接触させることなく血管コンプライアンスが計測可能なシステムを提案した.当該年度の研究計画に基づいて,順調に進捗している.非接触計測システムの構築,VCのイメージングを行うアルゴリズムの確立,従来の接触型計測であるSPGとの比較による非接触計測システムの評価,VCと身体活動との関係の調査まで実施している.これらの研究成果の一部は,既に国内学会,国際会議,査読付き論文にて発表している.生体医用光学光情報処理平成26年度に試作したシステムをベースにして2台の高速カラーカメラを用いたシステムに発展させ,動脈の伸展性の指標の1つである脈波伝播速度(以下PWV: Pulse Wave Velocity)の非接触計測を行う.

この時,フレームレートなどの撮影時に設定する条件がPWVの計測に与える影響について調査する.上記計測では,RGBカメラで得られたRGB動画像から血液濃度の時間変化を推定し,脈波を求める.そして,身体の2点における脈波の到達時間差とその2点間の距離からPWVを求める.そのため,試作する非接触計測システムの2台のカメラはハードウェアスイッチにより同時に撮影できるものとする.本システムでは,従来の圧力による脈波の計測とは異なり,センサーを身体に取り付ける必要がないので,測定する部位が限定されない.したがって,計測する身体の2点を従来の腕と足首等以外の箇所においてもPWVの計測を行う.さらに,VCと同様に,アンケート結果から,被験者を身体活動のレベルに応じてグループ分けを行い,PWVの各グループ平均値に有意な差が生じるかについてt検定を行い調査する.さらに,一時的な運動負荷の前後で血管コンプライアンスは変化があるかについても調査を行う.研究の遂行に必要な血圧計を購入する予定であったが,次年度に新しいバージョンのデジタル血圧計を購入することに決めたため.予定通りデジタル血圧計を購入し,研究を推進する.
非定型性白血病の治療法の確立に関する基礎的臨床的研究

1まず非定型性白血病を主とする急性非リンパ性白血病(ANLLと略)未治療26例、多剤併用施行例17例、及びMDS12例に対するAra-C少量療法の臨床効果を検討し下の結果を得た。(1)未治療のANLLに有効で、FAB分類の【M_1】,【M_2】に高い寛解率(70%,85.7%)を得た。寛解,非寛解症例間に骨髄のNCC,芽球百分率、芽球実数に有意の差を認めない。一方、既治療例では寛解率は低い(29.4%)。寛解期間は、未治療例では317カ月(中央値8カ月)、既治療例では823カ月(中央値12カ月)であった。生存期間は全例、寛解症例、非寛解症例順に未治療例16カ月,22カ月,4カ月(寛解、非寛解の差は有意P=0.0005)、既治療例4カ月,23カ月,3カ月(寛解,非寛解の差は有意P=0.0072)であった。(2)MDS症例に対しては、完全寛解、12%,不完全寛解、50%であった。寛解期間は212カ月(中央値6カ月)、生存期間は全例,寛解,非寛解期間別に31カ月,31カ月,6カ月(寛解,非寛解の差は有意でないP=0.1439)であった。上記の結果からAra-C少量療法は、未治療の非定型性白血病に有効性が示されたがMDSに対する有効性は更に多数例の検討が必要である。2MDSに対する有効な治療を開発する為1α(OH)【D_3】(9μg/day)Ara-C少量(10mg/【m^2】SC twicea day)併用療法の臨床的有用性を少数例につき検討した。上記の3日投与,4日休薬を繰り返すことにより5例中3例に寛解を得た。上記投与法により1α25【(OH)_2】【D_3】の血中濃度は34日目に100120Pg/mlとなった。3各種分化誘導剤の分化能を増強する因子についてHL-60細胞を用いて検討し、細胞内Ca mabilizationを抑制する高濃度verapamilやTMB-8、又、protein kinase C活性阻害剤であるstauro sporineが分化増強効果を示すことを見い出した。4HL-60細胞の分化誘導機構をcommitmentとphenotype expressionの時期に分け観察し、commitmentを生ずる細胞内因子の存在について報告した。
衛星塔載降雨レーダのデータを用いた世界の降雨形態の研究

1997年に打ち上げられた衛星に搭載された降雨レーダのデータを用いて世界の降水形態を調べた。その結果以下のような結果が得られた。1)海洋では境界層に制限された低い降雨が存在するが、太平洋では東は降雨が弱いと同時に低い降雨が多く、それが西に行くにつれて降雨高度が高くなりかつ降雨量も多くなっていることが確かめられた。このような変化は大西洋でも見られる。(2)熱帯の陸地と海洋とのコントラストの強いところで降雨の顕著な日周変化が認められた。(3)モンスーン時期にはインドシナ半島では西側は弱いが持続的な降雨が、中部また東側では背が高く強い降雨が多い傾向が見られた。(4)降雨の鉛直構造について、特にインドについて調べたところ、モンスーンの開始とともに降雨域が北進し、その前面の乾燥域と湿潤域との境となる領域では、背の高い降雨、また下に向かって降雨強度が減少するような鉛直プロファイルを持つ降雨が多いことが示された。この傾向の有無をアフリカや南米でも調べたところ、アフリカでは似た傾向があるが、南米の低高度域では異なることが分かってきた。もう一つの目標はアジアモンスーンのキーとなるインドにおける対流圏観測であり、ゾンデ観測とレーダ観測データの解析であった。ゾンデ観測は2000年の8、9月の1回行ったインド域の大気境界層の低層ウィンドプロファイラ等の観測データの解析も進め、大気境界層の日変化が顕著であること、が示された。このデータから熱帯域では境界層が高くまで発達することが示されておりこれはウィンドプロファイラの観測とも合う傾向となっていた。まず降雨頂の分布を見てみたところ、海上では降雨頂が高度が2-3kmの低いところと5km程度の高いところの2個所に現れることが分かった。これは熱帯域の海上では大気境界層に制限された浅い降雨の影響と解釈される。このことを踏まえてアジア・西太平洋域の降雨の実態を調べるために、瞬時値データセットから緯度10度経度30度のグリッド域の1ヶ月毎のデータセットを1998年5-10月について作成した。このデータセットの解析から、インドのガーツ山脈西側、バングラデシュ、ミャンマー西海岸での降雨の集中、ヒマラヤ山脈により北限を線状に区切られた降雨域、インドの北東端で南以外を山脈に囲まれた袋小路のところ、またスマトラ島西側の降雨の集中など、地形の影響が明瞭に捉えられた。また6時間毎の地方時でデータを分割することにより、降雨の日周も明らかとなった。この日周変化は、陸地側で午後に降雨が見られるが、特にベトナム東側、インド東側、インドシナ半島などで、海岸線で非常にくっきりと現れている。また明け方は海上で降雨が多くなる傾向が確認された。さらに経緯度5度の領域に分けて月平均した降雨プロファイルのデータセットを作成した。このデータセットから、降雨構造は地形に関連した降雨頂分布に対応しており、低い高度で降雨量が増加する、また逆に減少するものとに分かれた。これは浅い降雨の多寡によっていると思われる。この特徴は対流性降雨でより顕著であった。低い高度で降雨量が増加する傾向は熱帯陸上で顕著であり、逆は海上で顕著であった。1997年11月に種子島宇宙センターから打ち上げられた熱帯降雨観測衛星(Tropical Rainfall Measurement Mission:TRMM)は順調な観測を行っている。この衛星に搭載された降雨レーダのデータ解析を継続した。降雨の日周変化は、TRMMが太陽非同期軌道をとっていることから当初から期待されていた成果である。これについて世界的な降雨の日周変化が出力した。日周変化は熱帯域の大きな島や半島で顕著であるが、このような傾向が中央アメリカなどでも明瞭に見られることが分かった。またアフリカのビクトリア湖では明瞭な海型の日周変化を示しており、大陸の中のいわば「海島」となっている。

島について日変化をより良くみるために南緯10度-0度、東経120度-150度のインドネシアについて2年間のデータを積み上げて、降雨の地方時1時間毎の変化を見てみた。海、島:0.25度×0.25度、0.5度×0.5度、1度×1度、そして陸に分類したところ陸地が広がるほど、降雨が最大となる地方時がずれていくことが分かった。降水量と島の関係では大きな島では降水量は海上に比べて大きくなる傾向はあるが、小さい島ではその傾向は見られない。降雨の鉛直プロファイルをみると陸上では地面に近づくにつれて降雨強度が小さくなる傾向がある。これはアジアモンスーン時期にインド亜大陸とインドシナ域で顕著であった。また同衛星に搭載されている可視・赤外放射計のデータと降雨レーダデータとを比較することにより、インドシナ半島域における降雨形態の差異、すなわち西側では背は低いが頻度の高いこと、内陸また南シナ海では背は高いが頻度の低いことが分かった。さらに西太平洋域と東太平洋域の降雨形態の差異も見見ることができた。降雨は大気の構造に大きく影響を受ける。アジアモンスーンの影響を強く受ける地域として過去の付き合いのあるインド南東部にあるVen Kateswara大学との共同でゾンデ放球による観測を2000年8,9月に行った。本観測ではゾンデシステムの通関等の手続き作業に大きな時間をとられたが、現地で南西モンスーンと呼ばれる時期の最後時期に観測を行うことができた。1997年11月に宇宙開発事業団種子島宇宙センターから打上げられた熱帯降雨観測衛星(Tropical Rainfall Measuring Mission : TRMM)は順調に観測を続けている。2001年8月には軌道高度を400kmに上げ、衛星寿命は6年になるものと予想されている。本衛星に搭載されている降雨レーダのデータ解析を継続した。降雨の鉛直構造について、特にインドについて調べたところ、モンスーンの開始とともに降雨域が北進し、その前面の乾燥域と湿潤域との境となる領域では、背の高い降雨、また下に向かって降雨強度が減少するような鉛直プロファイルを持つ降雨が多いことが示された。この傾向の有無をアフリカや南米でも調べたところ、アフリカでは似た傾向があるが、南米の低高度域では異なることが分かってきた。また、降雨高度と地上降雨強度との相関をとると、ある程度以上の降雨はある程度以上の降雨頂を伴うことが示された。この傾向はTRMMの観測域のほぼすべてで見られたが、特に海上の降雨で顕著であった。もう少し詳細に調べると、熱帯域、また温帯域の夏季では降雨頂が高くなる傾向のあることが示された。さらに水平面上の降雨の形などについて調べると、中緯度域では降雨の形に方向性があるが、熱帯域では方向性が弱いことが示された。インド域の大気境界層の低層ウィンドプロファイラ等の観測データの解析も進め、大気境界層の日変化が顕著であること、が示された。これはゾンデ観測データと比較される。インドでは2000年夏に南部Tirupati市にあるSri Venkateswara大学構内でゾンデ観測を行っており、このデータから熱帯域では境界層が高くまで発達することが示されておりこれはウィンドプロファイラの観測とも合う傾向となっている。
既存学校施設の有効活用と今後の整備手法に関する研究

既存学校施設を有効に活用していくためには、たゆまない維持管理と適切な改修・補修が必要であるとの認識に立ち、本研究では、経過年毎の維持管理コストを実態から把握し、計画修繕計画の必要性を明らかにしたいと考えた。また、一般に適切な維持管理がなされている分譲集合住宅を参考に、学校施設における計画的長期修繕計画のモデルを提案し、どれだけのコストを予測すれば現状における建物の室を保つことが出来るかを予測した。以下、そのまとめである。(1)全国の市町村の学校設置者に対し、平成14・15年度に費やした維持管理コストを調べた結果、一校当たり平均1.000万円以上投資している神奈川県、600800万円程度は9都道府県、全国平均は約400万であった。これらの費用には耐震改修も含まれる。(2)各学校の管理者(関東地区)に、修繕要望等アンケートを実施した結果、耐震診断の実施率では栃木県が50%未満だが、神奈川県94%、東京都89%、群馬県86%と診断率が高い。また、施設への修繕内容では、小学校では築3140年目、中学校では築2130年経た校舎(普通教室等)の天井・壁・床・窓・出入口など内装の改修、設備更新が多い。特別教室はそれに加え設備器具の更新の要望が多い。屋内体育館の天井・床等内部仕上げと照明器具、放送設備に対し、敷地周辺のフェンス、校門、門扉等の更新要望が顕著であった。(3)東京都を中心とする学校の具体的な修繕周期に関しその実態を調べた結果、計画的な修繕は行われていなく、対処療法的な手法での改修であることが分かった。(4)そこで、具体的なモデルで、修繕周期を求めた結果、12年周期で部位ごとに修繕計画を立てれば少なくとも新築時の質を保つことができ、その費用はおよそ年300400万円一校当たり、積み立てれば、実施可能であることが分かった。勿論、突発的な耐震補強等のものは除いてである。(5)上記の金額は、地方交付税で積算されている建物維持管理経費に匹敵していることが分かった。研究初年度に当たり、維持管理の実態調査を行った。まず全国市町村別に維持管理費(修繕費及びメンテナンス費)がどの程度執行されているか、平成14・15年度実績についてアンケート調査を行った。この結果、都道府県別・市町村別実態を明らかにすることができた。また関東の公立小・中学校の内、任意に選んだ計700校を対象に修繕の実態、学校施設に対する改善要望を把握するため、アンケート調査を行いその概要を明らかにすることができた。1.都道府県別の修繕費の傾向年度あたりでみると一校当たり平均1,000万円以上かけているのは神奈川県、600800万円程度は東京都、石川県、岐阜県、愛知県、三重県、京都府、山口県、福岡県の9都府県で全国平均は約400万円、200万円を下回る県も6県あった。2.各学校(関東地区)における施設に対する修繕要望等について(1)耐震診断の実施の有無についてはアンケートより、関東地区では耐震診断の実施率は茨城県と栃木県が50%未満だが、神奈川県94%、東京都89%、群馬県86%と診断率が高いこと。

(2)主な校舎、屋内体育館の築年数は20年以上経過した校舎・体育館の占める割が4割以上であること。(3)普通教室への修繕の要望について最も多いのは、小学校では築3140年目、中学校では築2130年経た校舎への要望が多く、天井・床、窓・出入り口など内部仕上げの改修、冷暖房設備の更新が多い。また、特別教室も普通教室と同様だがこれに加え、水周りの改修やOHP、テレビ等の設備更新が多い。(4)体育館の天井・床の内部仕上げ、照明器具、放送設備に対し、また、敷地周辺のフェンス、校門・門扉等の更新要望の多いことが分かった。平成17年度(研究初年度)では、小・中学校施設に実際掛かった建物の維持管理費用(平成14・15年度)、特に、修繕およびメンテナンスの費用実績について全国の自治体を対象にアンケート調査を行い、その実態を明らかにした。二年目の平成18年度は、具体的な学校の建物竣工時から現在に至る修繕実績を調査し、計画的な修繕計画の有無を確かめた。また、建物の維持管理が法的に整備されている分譲集合住宅と比較しながら学校施設のあるべき建物維持管理手法を検討した。具体的には、東京のO区における学校施設の維持管理データを調べ、民間の築30年前後経過した集合住宅の維持管理実績とを比較した結果、多くの学校施設は修繕実績が場当たり的であることが分かった。一方、分譲集合住宅では、管理組合が中心となり長期修繕計画に基づき修繕費用を収集し、周期的に修繕がなされていることを実証した。そこで、本研究では学校規模30クラス相当、延床面積7,260m^2、地上4階建ての小学校をモデルに、建築(外壁塗装、屋根防水、コーキング・シーリング、鉄部塗装)と給排水設備(給水管の更生・更新、雑排水管の更生・更新、汚水管の更新)の修繕周期を求め、12年を周期とした修繕費用を積算した。また校舎内部仕上の更新を24年目で現状の仕上げと同じに行ったと仮定した、修繕費用を積算、全体で300400万程度毎年積立てれば竣工当時の建物状態を維持することが可能であることを求めることができた。勿論、耐震補強等のような突発的な大規模な修繕経費は含まれないが、現在、各学校の維持管理費用として地方交付税で一校当たり400万円程度積算され、各自治体に交付されているが、必ずしもこの費用が維持管理に回されているとは言い難いが、現実可能な維持費用であることが把握できた。今後、地方財政の逼迫化とあいまって、30年以上経過したRC造校舎が過半を占める状況では、早急に既存施設の整備に関わる維持管理体制を整える必要がある。その観点から今回得られた積算費用と修繕周期の目安は自治体に参考となろう。