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20世紀アジアの社会変動と高齢者のライフコース-家族イベントの聞き取りを通して-

本研究の目的は、東アジア・東南アジア諸地域における高齢者のライフコースを、家族イベントに着目して明らかにし、それを20世紀の社会変動とのかかわりで考察することによって、20世紀のアジア史を理解することである。家族イベントのなかでも特に、妊娠・出産、家事、育児、介護など、「女性の経験」を重視して調査研究を行う。調査方法は質問紙調査およびインタビュー調査である。4カ国、5地域で同一の質問紙を用いたライフコース調査を実施した。対象者は1920-40年代生まれの人々である。中国(大連)223票、韓国(ソウル、テグ)197票、フィリピン(州都ラワッグ市他)75票、日本(名古屋)81票のデータを収集した。第一次分析によって、各地域におけるライフコースと社会変動に関する考察を行った。インタビュー調査は、高齢者を対象に20世紀の歴史と人生の重なりを焦点にするものと、グローバル化がすすむ現代社会における国際移動とライフコースの関連を焦点にしたものに大別できる。インテンシブ・インタビューのデータの分析によって、20世紀アジアにおける西欧近代的家族・ジェンダー規範の浸透と社会階層の関連や、21世紀の現在におけるトランス・ナショナル化するライフコースの諸相が明らかになった。上記のような研究知見に加えて、中国、韓国の共同研究者を招聘しての国際セミナーの開催など、研究成果の還元という点でも社会的な貢献を果たした。本研究の目的は,東アジア、東南アジア諸地域における高齢者のライフコース調査を,家族イベントに着目して行い,社会変動とのかかわりで考察することによって,20世紀のアジア史を個人、家族、社会の重なり合いにおいて理解することである。研究目的に即した研究として,韓国と中国大連における質問紙調査の企画および,アジア諸地域における高齢者のライフコースインタビューを実施した。韓国および中国大連では,現地の研究協力者との交渉が成立し,2008年度に実施する質問紙調査の方法と内容の大枠について,合意形成することができた。高齢者ライフコースインタビューは,中国新彊ウイグル,フィリピン,日本において実施した。新彊ウイグルでは都市部および農村部に居住するウイグル族の高齢者,フィリピンではエリート女性に焦点を当てたインタビューを行った。いずれも先行調査が無い分野であり,貴重なデータを得ることができた。日本(関西地域)においては,戦争体験に焦点を当てたインテンシブなインタビューを実施し,語られたデータの解釈についての意味論的考察を行った。当初から想定したテーマに加え,「国際移動とライフコース」のテーマを重要課題と位置づけ,タイに移動したミャンマー女性を対象者にしたインタビュー調査を実施した。また,韓国における国際結婚の動向について,ソウルで開催された国際シンポジウムに参加し,専門家との意見交換を行った。初年次に国際セミナーを開催する計画であったが,研究プロジェクトの理論的骨格を定め,調査研究の成果を国内の研究者同士で共有することに力点を置くこととした。ライフコース研究の理論的到達とそれをアジアに応用するための視点と方法について,当該分野の専門家である安藤由美氏をゲストに迎えた公開研究会を開催し,研究の理論的方向を構想するとともに,東海地域の研究者ネットワーク形成という機能を果たすこともでき,有意義であった。本研究の目的は、東アジア・東南アジア諸地域における高齢者のライフコースを、家族イベントに着目して行い、それを20世紀の社会変動とのかかわりで考察することによって、20世紀のアジア史を個人・家族・社会の重なり合いにおいて理解することである。家族イベントのなかでも特に、妊娠・出産、家事と育児など、文書記録にとどめることが困難な「女性の経験」を重視した調査研究を行う。調査方法は、ライフコース質問紙調査および、研究者の関心に応じたインテンシブなインタビューである。平成20年度は、4カ国5地域における(韓国・ソウルおよびテグ、中国・大連、日本・名古屋、フィリピン)におけるライフコース質問紙調査作成および調査準備を行った。当初、韓国(ソウルおよびテグ)、中国(大連)においてライフコースの質問紙調査を実施する計画であったが、調査対象者の予定変更等のため実施が困難であり、その分の予算を繰り越し、21年度に調査を実施した。

インテンシブなインタビューとしては、中国大連および台湾において高齢者を対象にした聞き取り調査を、ベトナムにおいて国際移動と現代女性のライフコースに関する調査を実施した。また、韓国の共同研究者である朴京淑氏の来日時に、愛知県において高齢者を対象にした聞き取り調査を行った。また、平成20年度内に、名古屋市で公開研究会を3回開催し(ゲスト(賽漢卓娜氏)を招聘しての国際セミナーを含む)、研究にかかわる協議を行うとともに、地域の学術研究に対する貢献を行った。本研究の目的は、東アジア・東南アジア諸地域における高齢者のライフコースを、特に家族イベントに着目して行い、それを20世紀の社会変動とのかかわりで考察することによって、20世紀のアジア史を個人・家族・社会の重なり合いにおいて理解することである。今年度、最終年度の仕事として、4カ国5地域における質問紙調査を終了した。昨年度の韓国調査(ソウルおよびテグ)と中国調査(大連)に続き、日本(名古屋市)とフィリピンにおいて、ライフコースにかんする質問紙調査を実施した。日本では81ケース、フィリピンでは75ケースのデータを集めた。また、今年度は韓国、中国の研究協力者を招聘し、日本家族社会学会の国際セッションにおいて、調査結果の報告を行った。あわせて名古屋市女性会館において、市民対象の国際セミナーを開催し、研究成果を広く社会に公表する機会をもった。また日本社会学会においてテーマセッションを設け、研究報告を公募し、アジア・ライフコース研究会のメンバーによる成果報告とあわせて発表、議論する場を設けた。さらに「国際移動とライフコース」に関連する現代的イシューについてもインタビュー等を通して得た知見の公表を行った。植民地時代を含む20世紀を生きた方々のライフコースを聞き取る機会としてはまさに「最後の機会」であり、ケースが限られているとはいえ同一の質問紙で4カ国5地域のデータを収集しえたこと、「ライフコース・歴史・移動」に関連する研究ネットワークをつくることができたことが大きな成果であった。今後さらに収集したデータの精緻な分析を行い、成果を世に問うていきたい。
アゾ色素の哺乳動物発癌関連遺伝子に対する遺伝毒性に関する研究

遺伝毒性試験は発癌のイニシエーションの段階を捕捉する方法であるが、中でもコメットアッセイはもっとも初期のステージであるDNAの初期損傷のを検出する方法である。コメットアッセイの結果と癌原性試験の結果をの間には大きな乖離が見られたことからコメットアッセイで検出されたようなDNAの初期損傷は必ずしも発癌の原因とはならないと考えられた。例えば、p-dimetylaminoazobenzene(DAB)は肝に特異的に癌原性を示すにも関わらず、コメットアセイでは肝の他にも消化管粘膜において強いDNA損傷誘発性が示された。この乖離の原因一つとして投与形態の違いが考えられた。発癌性は低用量・長期の混餌または混水投与によって検出されるがコメットアッセイなどの遺伝毒性試験は最大耐量のような高用量・1回の強制投与により評価されてきた。そこで本研究では遺伝毒性を癌原性評価の場合の投与形態である低用量・混餌または混水投与によって評価し、投与形態の違いがマウスの各臓器の遺伝毒性発現にどのような影響を及ぼすかを検討した。DABの単回投与では消化管粘膜においてもDNA損傷が検出れた。混餌投与では投与1日目ではDNA損傷は検出されなかったが、投与期間の延長に伴い発癌標的臓器である肝でDNA損傷が認められるようになった。逆に非発癌標的臓器である消化管粘膜では投与期間の延長と共にDNA損傷の誘発の度合いが減衰する傾向が見られた。以上のことから1週間程度の自由摂取による遺伝毒性のデータのほうが、1回の強制投与よりも癌原性試験の結果と乖離しない傾向にあると考えられる。さらに、肝では染色体異常の誘発がみられるの対し、消化管粘膜では、その誘発はみられなかった。このことから、発癌標的臓器ではDNA初期損傷が染色体の構造異常として固定されている可能性が示唆された。以上のような傾向は他のアゾ色素でも同様に認められた。わが国で一般に用いられているアゾ食用色素である赤色2号、102号、黄色4号には結腸で強い遺伝毒性が認められたことをコメットアッセイによって既に報告した。これらについての癌原性試験では一日あたりの投与用量が2000mg/kgを越えるが癌原性陽性の結果は得られていない。このことは、コメットアッセイの結果が何を意味し、化学物質の安全性評価にどのように用いるかを考えるために重要である。コメットアッセイはDNAに生じた初期損傷を検出するのみであり、損傷の運命を論じることはできない。発癌の過程を考えると、誘発されたDNA初期損傷が修復されか、染色体異常や突然変異として固定されるか、あるいはそれを持った細胞が死に至るかが重要である。マウスの消化管においてアゾ系色素によるDNA初期損傷の運命の運命の検討を試みた。各食用色素およびp-Dimethylaminoazobenzeneを最大2000mg/kg/dayで13回強制経口投与した。その3時間5日後に屠殺し、コメットアッセイでDNA初期損傷、小核試験で染色体異常を消化管で検出した。多くのアゾ色素が単回投与ではマウスの消化管でDNA初期損傷が発生するが、3回連投後ではその発生はみられなかった。さらに、2日以内の混餌投与では消化管にDNA損傷がみられたが、4日以上ではその発生はみられなかった。小核の誘発は1回投与でも見られなかった。その一方で、肝癌原物質であるp-Dimethylaminoazobenzeneは3回連投と4日以上の混餌投与で肝にDNA初期損傷の発生を認め、同時に肝では小核の誘発もみられた。

このことから、アゾ色素による消化管のDNA損傷が染色体の異常として固定されないこと、多回投与によって消化管におけるアゾ還元代謝の低下がおき、急性的な投与による結果は癌原性には結びつかないと考えられた。我々はComet assayによって多くの癌原物質のin vivo遺伝毒性をマウスの多臓器で検討してきた。その結果、大多数の癌原物質はマウスで癌原性標的臓器となることが極めて希な結腸のような臓器でも遺伝毒性を示すことが明らかになった。遺伝毒性試験は最大耐量に近い高用量の単一投与で行われることが多く、我々のComet assayのデータもそのようにして得られたものである。しかし、癌原性は低用量長期投与によって検出されることが多く、投与用量と投与期間は両試験で大きく乖離している。このことが遺伝毒性と癌原性で標的臓器が一致しない一因となる可能性がある。癌原性試験においても、混餌、混水授与のほうが強制投与よりも陽性率が低いことが報告されている(Johnson,2002)。ここでは、マウス肝癌原物質、マウス肝非癌原物質の遺伝毒性を、強制経口投与による場合と混餌投与による場合で比較した。雄マウスに6日間混餌投与し、投与1日目から経時的に屠殺し、8臓器のDNA損傷をComet assayで検出した。単回の強制経口投与と1日の混餌投与を比較したところ、1日当たり投与量が混餌投与のはうが高い場合であっても混餌のほうが遺伝毒性が陽性となり難い傾向にあった。また、単回の強制傾向投与では癌原性の臓器持異性とは無関係に広範囲の臓器で陽性であったが、混餌投与では癌原性非標的臓器である消化管は陰性となる傾向にあった。1日の混餌投与で遺伝毒性と癌原性が一致しない場合も、投与期間の延長に伴って癌原性標的臓器である肝は陽性に、癌原性非標的臓器である結腸では減衰し4日目からは陰性になる傾向にあった。このことから、in vivo Comet assayにおける遺伝毒性試験の結果には投与形態が重大な影響を及ぼすこと、肝癌原性を予測する場合に混餌投与が有効であることが示唆された。癌原性試験においても、混餌、混水投与のほうが強制投与よりも陽性率が低いことが報告されている(Johnson, 2002)。単回の強制経口投与と1日の混餌投与を比較したところ、1日当たり投与量が混餌投与のほうが高い場合であっても混餌のほうが遺伝毒性が陽性となり難い傾向にあった。
ダイヤモンドマイクロアレイ工具の創成と極微細加工に関する研究

本研究では、シリコンモールド金型とダイヤモンドCVD技術を駆使し、切れ刃先端形状と切れ刃分布を精密に規定できる微細加工工具(ダイヤモンドアレイ工具)の創成方法を確立するとともに、これをマイクロ・ナノスケールの極微細加工への適用の可能性について検討を行った。シリコンの異方性エッチングと多結晶ダイヤモンドのCVD成膜技術を併用し、任意の切れ刃形状と配列を規定できる微細加工工具(ダイヤモンドアレイ工具)を作製した。ダイヤモンドアレイ工具の切れ刃は、数10数100nmの先端半径を有し、一括で大量の切れ刃を任意のパターンに配列させることが可能であった。また、反応性イオンエッチング(RIE)により作製したシリコンモールドを用いることにより、高さ数10μmの柱状の切れ刃を有するダイヤモンドアレイ工具が作製できた。開発したダイヤモンドアレイ工具の切れ刃を、超硬シャンクに接合することにより、極微細加工を行うためのナノミリング工具を試作した。工具の加工性を評価するため、単結晶シリコン、金属ガラス、アクリルなど種々の材料に対して加工実験を行ったところ、数100μmオーダの加工領域で切削することが可能であった。加工後の工具切れ刃についても欠けや摩耗はほとんど見られなかった。さらに高精度な微細加工を達成するため、切れ刃とシャンクを高精度に接合する切れ刃取り付け装置を開発し、ナノミリング工具を試作した。試作した工具のシャンク中心と切れ刃先端との偏心量は数μm程度で、この工具を用いることにより、溝幅数10μmの極細溝加工が可能であった。本研究では、シリコンモールド金型とダイヤモンドCVD技術を駆使し、切れ刃先端形状と切れ刃分布を精密に規定できる微細加工工具(ダイヤモンドアレイ工具)の創成方法を確立するとともに、これをマイクロ・ナノスケールの極微細加工への適用の可能性について検討することを目的として、本年度は以下の研究を行った。1、シリコンの異方性エッチングと多結晶ダイヤモンドのCVD成膜技術を併用し、ダイヤモンドアレイ工具を作製し、以下の結果を得た。(1)ダイヤモンドアレイ工具は、シリコンモールドの形状を正確に転写し、切れ刃は数100数10nmの先端半径を有する。また、一括で大量の切れ刃を任意のパターンに配列させることが可能であった。(2)RIEによりシリコンモールドを作製することにより、高さ10μmでマスクパターンの形状に依存した柱状のダイヤモンドアレイ工具を作製できた。2、ダイヤモンドアレイ工具を応用化しマイクロミリング工具の開発を行った。試作工具の加工実験により、以下の結果を得た。(1)シリコン、金属ガラス、アクリルに対し数百μmオーダの加工領域で切削・研削加工することが可能で、四角錐切れ刃の形状を転写した加工痕両端には、四角錐切れ刃の形状を転写した約45°の傾斜面が形成された。(2)加工後の切れ刃に欠けや摩耗はなかった。3、アレイ工具とスピンドルを高精度・高強度で接合するため、工具取付け装置の設計・試作を行った。試作した装置を用いてマイクロミリング工具を作製し、その工具で金属ガラスの細溝加工や階段形状加工を行ったところ、以下の結果を得た。(1)切れ刃の取付け位置をミクロンオーダ精度で規定可能となり、工具回転偏心量も、15μm以下となった。(2)シャンク端面に対し、平行度1μm以下で接合可能となり、接合強度が向上した。(3)加工領域を10μmオーダで規定可能となり、15μmの細溝を形成することができた。(4)ミクロンオーダで階段形状を加工することができた。シリコンの異方性エッチングと多結晶ダイヤモンドのCVD

成膜技術を併用し、任意の切れ刃形状と配列を規定できる微細加工工具(ダイヤモンドアレイ工具)を作製した。ダイヤモンドアレイ工具の切れ刃は、数10数100nmの先端半径を有し、一括で大量の切れ刃を任意のパターンに配列させることが可能であった。また、反応性イオンエッチング(RIE)により作製したシリコンモールドを用いることにより、高さ数10μmの柱状の切れ刃を有するダイヤモンドアレイ工具が作製できた。開発したダイヤモンドアレイ工具の切れ刃を、超硬シャンクに接合することにより、極微細加工を行うためのナノミリング工具を試作した。工具の加工性を評価するため、単結晶シリコン、金属ガラス、アクリルなど種々の材料に対して加工実験を行ったところ、数100μmオーダの加工領域で切削することが可能であった。加工後の工具切れ刃についても欠けや摩耗はほとんど見られなかった。さらに高精度な微細加工を達成するため、切れ刃とシャンクを高精度に接合する切れ刃取り付け装置を開発し、ナノミリング工具を試作した。試作した工具のシャンク中心と切れ刃先端との偏心量は数μm程度で、この工具を用いることにより、溝幅数10μmの極細溝加工が可能であった。
ベトナムのハンセン病元患者の子どもが持つ「傷つきやすさ」とエンパワーメント支援

ベトナムには身体障害や社会的偏見のため一般社会での生活が困難となったハンセン病元患者を受け入れる「ハンセン病村」が存在する。ベトナムでは元患者同士の結婚・出産に対し制限が設けられなかったため、ハンセン病村では元患者を親に持つ子どもたちが誕生してきた。申請者が行った調査では、子どもたちは進学や就職などで様々な被差別経験に遭遇し、精神的な葛藤を経験することが明らかとなった他、一般群と比較してQOLや自尊感情が低く、子どもたちは固有の「傷つきやすさ」を有していると考えられる。本研究はハンセン病元患者の子どもたちの健康増進、自尊感情の改善を通じたQOLの向上、社会的支援のあり方について検討する。
STAT3阻害センダイウイルスによる抗腫瘍効果

腫瘍細胞で持続的に活性化されている転写因子STAT3を阻害するセンダイウイルスを作製し、腫瘍細胞にアポトーシスを誘導するという「治療」をおこなうことを目的とした。最近明らかにしたセンダイウイルスC蛋白質とSTAT1の立体構造をもとに、STAT1と近縁のSTAT3と結合する変異C蛋白質の作製を試みたが、期間内に得ることができなかった。野生型C蛋白質もおそらくSTAT1を介してSTAT3阻害するように思えるデータがあったが、これだけでは十分なSTAT3阻害は不可能であった。蛋白質構造予測のin silico実験ではなくファージディスプレイのようなwetな実験によって研究を進める必要がある。腫瘍細胞で持続的に活性化されている転写因子STAT3を阻害するセンダイウイルスを作製し、腫瘍細胞にアポトーシスを誘導するという「治療」をおこなうことを目的とする。最近我々が明らかにしたC蛋白質とSTAT1の立体構造をもとに、C蛋白質とSTAT3の結合様式をソフトウェアAmberを用いて予測した。これをもとに、STAT3との結合に関わると予測されるアミノ酸残基に部位特異的変異を導入し、STAT3と結合しないと考えられるC蛋白質C-3Q(C-E153Q, R157Q, K183Q)およびC-3QL(C-Q146L, E153Q, R157Q, K183Q)を作製した。しかし実際に結合実験を行うと、いずれもSTAT3とは結合しなかった。また、STAT1との結合能は保持していた。これで当初の計画が頓挫したが、蛋白質構造と進化の専門家である中野祥吾先生(静岡県立大学、CRESTなど)に予想を依頼し、STAT1との結合を弱め、STAT3との結合を強めると予測される6箇所のアミノ酸変異を示唆された。(R140E, Q146I, I143TさらにK135Q, T158V, K183Q)現在、その変異のすべてをもつC蛋白質を作製したところであり、STAT3との結合およびSTAT3によるシグナル伝達阻害を検討する予定である。今後は蛋白質レベルでSTAT3との結合と機能阻害を検討したうえで、STAT3依存腫瘍細胞に対する効果を調べるとともに、これをもつセンダイウイルスを作製する予定である。我々はセンダイウイルスC蛋白質と転写因子STAT1との結合複合体の立体構造を明らかにした。これをもとにしてC蛋白質とSTAT3の結合モデルを構築するというのが研究の開始点であった。STATファミリーでは、STAT3はSTAT1にもっとも近縁であり、このことは通常のソフトウェアを用いれば容易であると考えていた。しかし、実際に計算で得られたアミノ酸変異を4箇所同時に導入しても、STAT3と結合するC蛋白質を得ることができなかった。そこで、蛋白質構造予測の専門家に依頼し、予測をお願いした。STAT3結合を促進し、STAT1とは結合しなくなると思われる変異C蛋白質を作るために、6箇所の変異を提案され、それらをもつC蛋白質を構築したところである。このような事情で計画が遅れている。一方で、すでに実験に必要なプラスミドの作製などの準備をしており、この変異体で予想通りの結合が見られれば、研究は迅速に進められると期待している。また中野祥吾先生(静岡県立大学、CRESTなど)によって予想されたSTAT3との結合を強める6個の変異(R140E, Q146I, I143TさらにK135Q, T158V, K183Q)を導入したC-Nakanoを作製したが、これらはいずれもSTAT3と結合することができず、STAT3のシグナル伝達も阻害しなかった。一方で、STAT1との結合は変わらなかった。X線立体構造が解明されていても、予想によって蛋白質相互作用を改変するのは容易ではないことが明らかになった。ファージディスプレイ法のように実際に結合する蛋白質を探索するのが最善であった。野生型CでもSTAT3レポーターの活性が若干低下するために、STAT1を介したレポーター活性の阻害の可能性を期待して、野生型ウイルスの使用を検討した。ところが、293T細胞を使ったレポーターアッセイ、およびSTAT3活性が更新している癌由来培養細胞(DU145, MCF7, LM8)でも有意なSTAT3活性阻害はみられなかった。

蛋白質構造予測のin silico実験ではなくファージディスプレイのようなwetな実験によって研究を進める必要がある。今後は作製した変異C蛋白質とSTAT3との結合と、STAT3シグナル伝達機能阻害を検討する。さらにSTAT3依存腫瘍細胞に対する効果を調べる。このときには、STAT3ドミナントネガティブ変異体を対照として用いる。さらに変異C蛋白質をもつセンダイウイルスを作製し、その増殖等を検討し、STAT3依存的腫瘍に対する効果を検討する。この場合には、培養細胞レベルだけではなく、腫瘍細胞を接種したマウスでの動物実験を行う。ウイルス学研究がやや遅れている理由として述べたように、予定の実験を行っていないので結果的に予算を予定通りに消化できなかった。今年度はSTAT3と結合してその機能を阻害するC蛋白質が得られる見込みであり、そののちに培養細胞および動物を使用して実験を行う計画を立てている。
ヒト嗅覚と類似した機能を持つ酸化物半導体アレイセンサ型口臭測定装置の開発

本研究では口臭の質および量を総合的に指標化することのできる,複数の金属酸化物半導体を備えた電子嗅覚装置の開発を目的とした。被検者55名の呼気をガスクロマトグラフィ,官能試験および電子嗅覚装置により測定し,測定方法間の評価値を比較したところ3種類(硫化水素、メチルメルカプタン、硫化ジメチル)の揮発性硫化物濃度の総計と官能試験によるスコアとの間よりも電子嗅覚装置による予測官能スコアと官能スコアとの相関係数は比較的高い値を示した(r=0.71,p<0.0001)。これらの結果より、電子嗅覚装置は揮発性硫化物以外の成分をも認知して測定しているため官能試験によるスコアとの関連性が強い可能性が示唆された。次に、電子嗅覚装置による予測官能スコアと口腔内状態との関連性を調べた。性別,年齢,喫煙習慣,飲酒習慣,歯周病有病歯率、舌苔スコア(TCS)およびプラークコントロールレコード(PCR)を独立変数とし,3種類の方法による口臭測定の結果を従属変数として多重回帰分析を行ったところ,これらのモデルは予測官能スコアを37%,揮発性硫化物濃度を16%,官能スコアを32%説明していた。さらに,従属変数として予測官能スコア上位25パーセンタイルを用いて多重ロジスティック回帰分析を行ったところ,歯周病有病歯率、TCSおよびPCRのオッズはそれぞれ17.1,12.4,28.0(p<0.05)となった。以上の結果より、複数のセンサーをもつ電子嗅覚装置による出力は揮発性硫化物濃度と比して,ヒト嗅覚の認知パターンと類似している可能性が高く、さらにヒト嗅覚を利用した官能試験によるスコアよりも多くの口腔内状態と関係する情報を含んでいることが示唆された。ヒト呼気中に含まれるにおいを有するガスに対し,精度および再現性の高いセンサの選択に対する検討をおこない,さらに出力特性を考慮しセンサの個数の検討を行った結果,6個の金属酸化物半導体を組合わせたにおい分析装置を使用することとした。パーミエーターにより,人工的に種々の濃度で発生させた口臭の主な原因物質と言われる3種類の揮発性硫化物(硫化水素、メチルメルカプタン、硫化ジメチル)を,におい分析装置を利用して分析したところ10ppb10ppm程度の範囲で揮発性硫化物濃度とにおい分析装置の出力に相関性を認めた。また,実際に呼気を試料とした場合の捕集管の温度およびサンプリング時間の確立も行った。次に,口臭を主訴として大阪大学歯学部附属病院を受診した患者41名を被検者とし,呼気を上記にて確立した条件によりにおい分析装置を用いて分析し,加えてガスクロマトグラフィーによる3種類の揮発性硫化物の測定と官能試験を同時に行った。これらの結果の相関性を重回帰分析により求めたところ揮発性硫化物のトータル値と官能測定の結果の相関はそれほど高くなかったが(r=O.401,P<0.009)、におい分析装置による各センサのピーク値と官能測定の結果の相関は(r=0.718,P<0.000)と比較的高い値となった。これらの結果より、におい分析装置は揮発性硫化物以外の成分をも取り込んで測定しているため官能試験との対応が可能となったものと考えられる。被検者53名の呼気をガスクロマトグラフィ,官能試験および電子嗅覚装置により測定し,測定方法間の評価値を比較したところ3種類(硫化水素、メチルメルカプタン、硫化ジメチル)の揮発性硫化物濃度の総計と官能試験によるスコアとの間よりも電子嗅覚装置による予測

官能スコアと官能スコアとの相関係数は比較的高い値を示した(r=0.735,P<0.0001)。これらの結果より、電子嗅覚装置は揮発性硫化物以外の成分をも認知して測定しているため官能試験によるスコアとの関連性が強い可能性が示唆された。次に、それぞれの評価値と口腔内状態との関連性を調べた。口腔内状態を表す指標として、プラークコントロールレコード(PCR)、歯周病有病歯率(4mm以上のポケットをもつ歯を歯周病有病歯とした)、舌苔スコア(TCS)、舌苔の面積および舌苔の厚みを用い、指標の上位25パーセンタイルをハイリスク群とし,未満をローリスク群とした。官能試験によるスコアはPCR, TCSにおいてハイリスク群の方が有意に高い値となり,揮発性硫化物量は歯周病有病歯率においてハイリスク群で有意に多かった。電子嗅覚装置による予測官能スコアはPCR, TCS,歯周病有病歯率のすべての指標においてハイリスク群で有意に高い値となった。以上の結果より、複数のセンサーをもつ電子嗅覚装置による出力はヒト嗅覚の認知パターンと類似している可能性が高く、さらにヒト嗅覚を利用した官能試験によるスコアよりも多くの口腔内状態と関係する情報を含んでいることが示唆された。
食物網内の物質循環・個体群間相互作用と生物群集の進化動態

本研究は,個体群動態・物質循環・進化の3つの観点を統合して,生物群集・食物網構造の変異性と動態特性を明かにすることを目的とした.とくに生熊系において普遍的に重要な生息空間の異質性に注目し,モデル系として自然界の典型的なパッチ状水生生息場所であるファイトテルマ-タ(植物体上の水溜まり)と実験室内の水生ミクロコズムを用いた.研究成果は以下のように要約される.(1)ファイトテルマ-タ系の空間構造・異質性が群集多様性・食物網構造に及ぼす影響(曽田):分割された局所的群集では資源/生息空間制約と空間依存的定着によって群集多様性が制限されているが,多数のパッチを含む地域群集ではパッチ性効果とニッチ多様性により,同じ栄養段階の多種の共存が許容される.(2)適応特性の分化によるファイトテルマ-タ内競争種の共存機構(砂原):採餌・発育成長・個体維持へのエネルギー分配戦略の種間の分化によって,安定性の異なるパッチからなる生息環境で競争種が共存する.(3)ファイトテルマ-タ内における捕食者-被食者系の構造特性(茂木):主要な捕食者オオカとの餌の密度関係を解析し,オオカを有害な蚊幼虫の生物防除に用いることの可能性を検討した.(4)甲殻類によるバクテリアの捕食機構と利用(加藤):ゾウミジンコは浮遊バクテリアを効率的に捕食する機構を持っており,バクテリアを経由する食物連鎖の重要性を示している.(5)新規環境へのバクテリアの侵入条件(川端):汚染対策に用いる遺伝子組み換え型バクテリアの新規環境への定着は,その群集が生産する何らかの物質によって妨げられる.(6)パッチ環境における捕食者・被食者の共進化と群集構造(松田):捕食者と餌となる種の共進化によって達成される群集構造について,生息環境のパッチ性を考慮して,理論的に解析し,共進化によって局所群集・地域群集の単純化・多様化が起こる条件を検討した.今年度は研究集会において,個体群動態・物質循環・進化の3つの観点を統合して食物網構造の変異性と動態特性を解明する計画の具体的な検討を行った.この研究方針にそった分担研究の成果は次のように要約される.(1)ゾウミジンコ類のバクテリアの捕食行動の解析(加藤):バクテリアのサイズに関して選択的な捕食が行われることを実証した.(2)各種ファイトテルマ-タのバクテリア・後生動物群集構造に関する定量的解析(曽田・茂木・加藤):群集構造の時間的空間的変異を独立した個々の水溜まりを単位として解析し,系へのリソース流入・群集のバイオマス・種多様性・種構成がファイトテルマ-タのサイズに依存することを明かにした.また捕食・競争が群集構造に及ぼす効果について分析した.(3)マイクロコズムを用いたバクテリア・原生動物の相互作用と物質循環に関する実験的解析(川端):群集操作実験のための系を確立し,その群集・栄養動態特性について予備的な検討を行った。(4)野外の竹切り株における蚊幼虫群集の動態と構成種の生理生態特性の相互関係の解析(砂原):飢餓耐性を含めた栄養条件に対する発育成長反応の種間差が,群集遷移をいかにもたらすかを分析した.またこれらの蚊のメタ個体群の存続様式についてもあわせて解析した.(5)捕食者・被食者の共進化によりもたらされる群集構造の理論的解析(松田):捕食者の餌選択性と被食者の防衛・逃避行動の共進化がどのような群集構造をもたらすかを分析した.本研究は,個体群動態・物質循環・進化の3つの観点を統合して,生物群集・食物網構造の変異性と動態特性を明かにすることを目的とした.とくに生熊系において普遍的に重要な生息空間の異質性に注目し,モデル系として自然界の典型的なパッチ状水生生息場所であるファイトテルマ-タ(植物体上の水溜まり)と実験室内の水生ミクロコズムを用いた.研究成果は以下のように要約される.(1)ファイトテルマ-タ系の空間構造・異質性が群集多様性・食物網構造に及ぼす影響(曽田):分割された局所的群集では資源/生息空間制約と空間依存的定着によって群集多様性が制限されているが,多数のパッチを含む地域群集ではパッチ性効果とニッチ多様性により,同じ栄養段階の多種の共存が許容される.(2)適応特性の分化によるファイトテルマ-タ内競争種の共存機構(砂原):採餌・発育成長・個体維持へのエネルギー分配戦略の種間の分化によって,安定性の異なるパッチからなる生息環境で競争種が共存する.(3)ファイトテルマ-タ内における捕食者-被食者系の構造特性(茂木):主要な捕食者オオカとの餌の密度関係を解析し,オオカを有害な蚊幼虫の生物防除に用いることの可能性を検討した.(4)甲殻類によるバクテリアの捕食機構と利用(加藤):ゾウミジンコは浮遊バクテリアを効率的に捕食する機構を持っており,バクテリアを経由する食物連鎖の重要性を示している.(5)新規環境へのバクテリアの侵入条件(川端):汚染対策に用いる遺伝子組み換え型バクテリアの新規環境への定着は,その群集が生産する何らかの物質によって妨げられる.

(6)パッチ環境における捕食者・被食者の共進化と群集構造(松田):捕食者と餌となる種の共進化によって達成される群集構造について,生息環境のパッチ性を考慮して,理論的に解析し,共進化によって局所群集・地域群集の単純化・多様化が起こる条件を検討した.固体群間相互作用・物質循環・進化の統合的観点から,水生生物群集における多様性維持機構に関する研究を行った.今年度の研究成果は以下のように要約される.(1)ファイトテルマ-タ系の空間構造・異質性が群集多様性・食物網構造に及ぼす影響(曽田):分割された局所的群集における群集多様性の資源/生息空間制約と,多数のパッチを含む地域群集における多様性維持機構の相互関係を検討した.(2)適応特性の分化によるファイトテルマ-タ内競争種の共存機構(砂原):採餌・発育成長・個体維持へのエネルギー分配戦略の種間の分化によって,安定性の異なるパッチからなる生息環境で競争種が共存する機構を検討した.(3)ファイトテルマ-タ内における捕食者-被食者系の構造特性(茂木):主要な捕食者オオカと餌の密度関係を解析し,オオカを有害な蚊幼虫の生物防除に用いることの可能性を検討した.(4)甲殻類によるバクテリアの捕食機構と利用(加藤):水生甲殻類プランクトンによるバクテリアの捕食・利用過程を研究し,バクテリアを経由する食物連鎖の重要性について検討した.(5)新規環境へのバクテリアの侵入条件(川端):PCB汚染対策に用いる遺伝子組み換え型バクテリア新規環境への定着可能性に関する実験を行い,種の侵入に対して既存の生物群集が生産する物質が影響する可能性を検討した.(6)パッチ環境における捕食者・被食者の共進化と群集構造(松田):自然界のファイトテルマ-タ系の群集構造をモデル化し,捕食者と餌となる種の共進化によって達成される群集構造について,生息環境のパッチ性を考慮して,理論的に解析し,共進化によって局所群集・地域群集の単純化・多様化が起こる条件を検討した.今後,構成種の共進化に基づく局所・地域群集の構造規則に関する一般的理論を発展されることを検討する.
T細胞受容体シークエンスデータ解析手法の開発と細胞集団多様性の理解

免疫細胞の多様性を特徴づける受容体(T細胞受容体(TCR)およびB細胞受容体(BCR))配列を、大量の次世代シークエンスデータから精密かつ高効率に解析するための解析基盤の開発を行った。開発した手法を、がん、クローン病、造血幹細胞移植後のGVHD等の種々の疾病の実データに適用し、これまでに得られていなかった、疾病と免疫環境の関係に関わる情報を抽出することに成功し、新規遺伝子候補配列も発見した。また免疫細胞集団から得られた時系列データからの、動的モデルに基づく集団構造の推定法および予測手法についても開発を進めた。本年度は、次世代シークエンサーから得られたシークエンスリードに含まれるTCR α鎖およびβ鎖由来配列を、既存データベースに登録されたT細胞受容体(TCR)遺伝子リファレンス配列群に基づき精密決定するためのデータ解析基盤の開発整備を進めた。具体的には申請者がこれまで開発してきたTCRレパトア多様性解析法の改良を進めるとともに高速化を行った。主な解析プロセスは(1)シークエンスリードのリファレンス配列へのアライメント、(2)アライメント結果に基づく、リード中に含まれるV-(D)-J-C配列に対するセグメント分割、既知配列ID同定およびランダムに付加される配列群(Nセグメント)の決定からなる。それぞれのプロセスにおいてパラメータおよびアルゴリズムの最適化を図った。また特に上記(2)のプロセスを精査することによりボトルネックとなっている処理部分を同定し、当該部分へ並列化を施すことにより約10倍の高速化を達成した。また更に解析プログラムへ拡充・改良を施すことにより、マウス由来のTCR配列データも解析できるようにした。結果、当初の計画に沿ってTCRレパトア精密決定のためのデータ解析基盤の開発が進みつつあり、予定していたマウス由来データの解析も可能となった。当初の計画に沿ってTCRレパトア精密決定のためのデータ解析基盤の開発が進みつつあり、予定していたマウス由来データの解析も可能となったため。本年度は、前年度までに開発した既存のリファレンス配列に基づくTCRレパトア精密決定解析基盤を元に、既存リファレレンス配列に含まれない新規エクソン配列の探索法の開発を進めた。まず既存の配列に対して、小規模な変異(一塩基置換および短い欠失挿入変異等)を持つ新規遺伝子配列群候補群をターゲットとした探索法の開発を進めた。ここでは上記の解析基盤から得られた、各配列リード中に含まれるV、(D)、J、C遺伝子セグメント推定情報に加え、リード配列の各リファレンス配列に対するミスマッチ情報を精査することで変異を含む配列群の探索を行う方針で開発を進めた。またシークエンスエラーによる擬陽性検出の可能性を低減させるために、同一サンプル由来のシークエンスリード群において、候補変異が、異なるV(D)J遺伝子セグメントの組み合わせでの検出頻度や、また他検体での検出頻度を考慮にいれたフィルタリング法を検討することで、より精度の高い新規遺伝子セグメント候補群の検出を行うことができるようになった。更に上記の小規模変異を含む配列よりも、より類似度の低い新規遺伝子配列候補群の探索法の開発も進めた。これに関しては、上記の解析基盤における解析において、V(D)JC遺伝子セグメントを、部分的に検出出来なかったリード群の中から、新規遺伝子配列候補群を探索する方針で開発を進めた。上記の部分的非決定配列群を高精度に解析する方法を検討し、更に小規模変異を含む配列と同様の方針でフィルタリングを行うことで、有望な候補群検出を行うことができるようになった。また得られた候補配列の中に含まれる配列群を詳細に検討することで、新規遺伝子配列の生成機序に対する考察も行った。当初の計画に沿ってTCRレパトア精密決定のためのデータ解析基盤の開発が進み、それを利用して、予定していたTCR配列を含むシークエンスリード群から新規遺伝子候補配列群を探索する手法の開発を進めることが出来たため。本年度は、前年度までに開発を進めたTCRレパトア精密決定解析基盤を改良を進めると共に、それを元にB細胞受容体(BCR)レパトアの精密決定解析基盤を開発した。また上記の解析基盤群の開発と平行して実データの解析も進めた。その結果、TCR解析においては、子宮体がんにおける腫瘍浸潤T細胞のT細胞クローン集団の多様性と免疫関連遺伝子群の発現量との関連を調べ、予後因子としての可能性を見いだし報告した。BCR解析においては、食物アレルギー患者に対する経口免疫療法前後のB細胞クローン集団の多様性を調べ、免疫療法後にある種IGHAおよびIGHBのクローンの有意な濃縮が起きていることを観測した。またそれに加えて開発を行ってきた新規遺伝子配列探索法により新規IGH-V遺伝子配列候補も見いだし報告した。更に、通常のRNA-seq計測により得られた遺伝子発現データからTCRの多様性を推定する方法の開発を進めた。前述のTCRレパトア精密決定解析基盤は、TCR遺伝子転写産物のみを対象としたターゲットシークエンシングにより得られた比較的長いリード配列中のV(D)JC遺伝子セグメントを高精度に決定するものである。一方、通常のRNA-seq計測では得られるリード長は短く、またターゲット抽出を行わないためTCR転写産物由来のリード数は限られる。しかしながらTCGAを初めとする巨大レポジトリに蓄積されている多数のRNA-seqデータから、ターゲットシークエンスに比べて精度は劣るもののTCR多様性に関わる情報を抽出することは意味がある。また同時に計測された他の遺伝子群の発現情報を加味することで、腫瘍浸潤細胞群と周辺細胞群の相互作用に関する情報を抽出出来る可能性がある。

本年度はTCGAやICGCのRNA-seqデータを対象に、上記の手法の開発を進め予後情報等との関連の探索を行った。免疫細胞の多様性を特徴づける受容体(T細胞受容体(TCR)およびB細胞受容体(BCR))配列を、大量の次世代シークエンスデータから精密かつ高効率に解析するための解析基盤の開発を行った。開発した手法を、がん、クローン病、造血幹細胞移植後のGVHD等の種々の疾病の実データに適用し、これまでに得られていなかった、疾病と免疫環境の関係に関わる情報を抽出することに成功し、新規遺伝子候補配列も発見した。また免疫細胞集団から得られた時系列データからの、動的モデルに基づく集団構造の推定法および予測手法についても開発を進めた。今後TCRシークエンスデータが多数サンプルから大量に得られることにより、既存のリファレンスデータベースには含まれないTCR遺伝子のExon配列が得られる可能性が高い。免疫反応を正確に捉えるためには、それら新規配列に対しても適切に配列同定を行う必要がある。そこで次年度は、前年度までに開発してきた既存リファレンス配列に基づくTCRレパトアデータ解析基盤を元に、既存リファレンス配列に含まれない新規Exon配列の探索法の開発を進める。まず、既存リファレンス配列に対する小規模変異で表現されるような新規配列に対しては、これまでがん細胞の配列解析で培ってきた変異探索手法を援用して進める予定である。今後は、前年度までに開発されてきた手法の改良を進めると共に、様々な条件で得られたデータ、特に時系列的に得られたからデータから、背後にある免疫細胞システムの変化に関する情報を抽出するための手法の開発を推進する。また現状データが時系列で得られることは少ないが、非時系列的なデータは大規模データ公共データベース群に蓄積され利用可能になりつつある。それらは必ずしも免疫細胞をターゲットとした計測データではないが、それらからも免疫細胞の多様性および周辺細胞群との相互作用に関する情報を抽出できる手法の開発を目指す。メディカルバイオインフォマティクス当初思っていたよりもデスクトップコンピュータの性能が上がり購入費用がかからなかったため。年度末近くの海外会議に出席し、旅費が当初の想定よりも安く済んだため。研究を進展させるため解析プログラム開発環境を拡充するソフトウェアの購入に当てる予定である。次年度の解析用ソフトウェアの購入に充て活用する予定である。
肺炎クラミジアの、宿主への寄生状態維持に関わるタンパク質の構造、機能解析

肺炎クラミジアChlamydiapneumoniaeは、疫学的な調査から生活習慣病の罹患リスクを増大させることが分かっているが、肺炎、風邪に伴う急性症状に対する治療法がすでに確立されていることから、持続感染状態にあるC.pneumoniaeに対する新規治療法の開発はなされていない。本研究は、宿主への寄生状態を維持するという、C.pneumoniaeに特徴的な事象に関わるタンパク質の機能、構造解析を行うことを目的としている。これは、宿主に寄生する特殊な微生物であるC.pneumoniaeの生活環を分子レベルで理解するという学術的な側面を持つ一方、持続感染状態にあるC.pneumoniaeに対する新規治療法の開発につながる可能性があり、きわめて重要なものである。【CPAF C末端ドメインの結晶化】CPAFは、宿主の免疫応答を抑制するプロテアーゼである。昨年度よりCPAFのC末端ドメインの、シッティングドロップ蒸気拡散法による結晶化を試みているが、現在までに結晶は得られていない。【ADK新規調製法の確立と結晶化】ADKは宿主細胞からのエネルギー獲得に関わるタンパク質である。これまで結晶化には成功していたものの、分解能は約4Aと構造解析には至っていなかった。高圧巻き戻し法により調製したタンパク質を結晶化に用いることで分解能の向上に成功したという報告がある(J. Biol. Chem.283,1501-7,2008)。そこで、昨年度から高圧巻き戻し法を用いて調製したADKを用いてシッティングドロップ蒸気拡散法により結晶化を試みているが、現在までにX線回折能を有する結晶は得られていない。これは、宿主に寄生する特殊な微生物であるC.pneumoniaeの生活環を分子レベルで理解するという学術的な側面を持つ一方、持続感染状態にあるC.pneumoniaeに対する新規治療法の開発につながる可能性があり,きわめて重要なものである。可溶性発現したCPAFのC末端ドメインを精製し、シッティングドロップ蒸気拡散法により結晶化を試みたが、結晶は生成しなかった。これまで結晶化には成功していたものの、分解能は約4Åと構造解析には至っていなかった。高圧巻き戻し法により調製したタンパク質を結晶化に用いることで分解能の向上に成功したという報告があったため(J.Biol.Chem.283,1501-7,2008)、ADKの高圧巻き戻し法を用いた調製法を確立した。高圧巻き戻しにより調製したADKは可溶性発現させたADKと同等の比活性を有していた。シッティングドロップ蒸気拡散法により結晶化を試みたが、X線回折能を有する結晶は得られなかった。
社会福祉従事者のジェンダーと資格の関係

現代社会に生活する人々には、介護保険創設等にみられるように福祉ニーズが高まり、質のよい多くの社会福祉従事者を必要としている。しかし、社会福祉従事者について、職務内容の特質から、専門牲、労働条件、他の専門領域との関わり等、ニーズに応える仕事に取り組むには改善を要する問題点を抱えている。とくにケアワークの担当者には女性が多く、ジェンダーの視点からこの問題の整理、分析、さらに改善にむけての問題提起を必要としている。そこで本研究では、第1に、社会福祉従事者の職務内容の特質について、歴史的経緯とその構造について、第2に社会福祉職が従事する現場の実状、動向等について、第3に、社会福祉職の資格に関し、養成校の状況、特別養護老人ホームにおける状況について、ジェンダーの視点から分析、検討を行った。これらの検討において、資格の保有が改善の要因としてどのように効果的に作用するか、その可能性を探った。本研究では、とくに社会福祉職のうちケアワークに焦点を当てて検討を行った。したがって、社会福祉の資格についての調査等に関しては、ケアワーカーを中心に行った。結論として、介護福祉士の資格取得については、養成校への入学、資格取得まではジェンダーの視点からの問題は顕著ではなく、卒業後の就職の段階で、労働条件等の問題から「女性職」へとシフトしていく傾向とそこに付随する問題点が明白となった。また、現場の施設においても「女性職」の構成要件ともいえる非常勤雇用、労働期間(年数)の短期間化の実情が指摘されている。この状況は、比較的多くの女性のケアワーカーが希望して創出されており、その結果専門性の向上、管理部門への女性の配置を困難にしていること、女性に対して職務上の信頼性を持ちにくいこと等、職場における女性自身のの対応に問題が含まれていることが明らかにされた。しかし、この問題は、女性にこのような状況判断を強いている社会慣習、家庭、市民のジェンダーの視点からの理解の低さに起因しており、市民全体の意識変革が必要であることを指摘した。具体的な解決策として情報提供、生涯学習等の機会と提供方法の検討を提起した。社会福祉の現場従事者の職種、職種の呼称、資格、それらの状況についての変遷について、文献収集および整理を実施した。とくにケアワークにおいては、海外でも、男性より女性が多く従事している状況があきらかにされ、ジェンダーの視点からの問題は、日本独自というより、諸外国とも共通するものであることが明らかにされた。こうしたケアワークについて、資格を持つことによっての男女の従事者の変化についてみると、男性の有資格者が従事者として男性比率を高めることに貢献している傾向が見られるが、同職種のなかでの性役割分担が新たに発生し、リーダー、管理的分担を男性が担う状況も見られており、新たな問題を作り出しているということができる。社会福祉の現場に対する調査については、実施の途中であり、現段階で結果を示すことはできない。継続して本研究を進め、中間の成果を大学紀要に掲載することを予定している。社会福祉職の養成機関、現任訓練におけるジェンダーの視点からの調査、分析を加え、研究の結果をまとめる予定である。

そこで本研究では、第1に、社会福祉従事者の職務内容の特質について、歴史的経緯とその構造について、第2に社会福祉職が従事する現場の実状、動向等について、第3に、社会福祉職の資格に関し、養成校の状況、特別養護老人ホームにおける状況について、ジェンダーの視点から分析、検討を行った。これらの検討において、資格の保有が改善の要因としてどのように効果的に作用するか、その可能性を探った。本研究では、とくに社会福祉職のうちケアワークに焦点を当てて検討を行った。したがって、社会福祉の資格についての調査等に関しては、ケアワーカーを中心に行った。結論として、介護福祉士の資格取得については、養成校への入学、資格取得まではジェンダーの視点からの問題は顕著ではなく、卒業後の就職の段階で、労働条件等の問題から「女性職」へとシフトしていく傾向とそこに付随する問題点が明白となった。また、現場の施設においても「女性職」の構成要件ともいえる非常勤雇用、労働期間(年数)の短期間化の実情が指摘されている。この状況は、比較的多くの女性のケアワーカーが希望して創出されており、その結果専門性の向上、管理部門への女性の配置を困難にしていること、女性に対して職務上の信頼性を持ちにくいこと等、職場における女性自身のの対応に問題が含まれていることが明らかにされた。しかし、この問題は、女性にこのような状況判断を強いている社会慣習、家庭、市民のジェンダーの視点からの理解の低さに起因しており、市民全体の意識変革が必要であることを指摘した。具体的な解決策として情報提供、生涯学習等の機会と提供方法の検討を提起した。
運動量流束とフルード数の有界性に着目した建築物への津波作用外力の評価に関する研究

建築物の設計に用いる津波外力の評価式を提案し、2004年スマトラ島沖地震津波や2011年東日本大震災の被害調査結果に基づく推定値との比較によりその妥当性を検証した。津波外力の評価には流速依存性を考慮できるモリソン式を採用し、運動量流束とフルード数の有界性を仮定することにより、設計上想定すべき津波外力の上限値を浸水深のみの関数として提示した。提案式は水理実験でも観測されている津波波力の時刻歴の2つのピーク、すなわち津波先端部衝突時の衝撃力と後続の定常流作用時の抗力に対応しており、これにより設計用津波外力の評価が津波ハザードマップなどから得られる浸水深の情報を用いて容易に行えるようになった。津波浸水想定区域に建設される建築物の構造設計や津波避難ビルとしての認定を行うには,津波外力の適切な評価が不可欠である。本研究では,運動量流束とフルード数の有界性に着目した津波外力の新たな評価式を提案し,その妥当性を数値流体力学モデルに基づくシミュレーション解析により検証することを目的としている。具体的には,(1)2次元浅水長波理論に基づき,波源から陸上の観測点に至る広域の津波伝播・遡上シミュレーションを実施することにより,運動量流束とフルード数の有界性の仮説を検証するためのデータ(流速,浸水深)を集積すること,(2) 3次元VOF(Volume of Fluid)法による建築物周りの津波流況シミュレーションを行い,提案した津波外力評価式の妥当性を検証するためのデータ(津波流体圧,津波合力)を取得すること,の2つを達成目標としている。平成27年度(初年度)には,シミュレーション解析に用いる数値流体解析プログラムの開発に重点的に取り組み,オープンソースOpenFOAMを用いた3次元VOF法による建築物周りの津波流況シミュレーションのプログラムを構築し,ゲート急開実験のシミュレーションに適用してその有効性を確認した。並行して,津波伝播・遡上シミュレーションに用いる波源モデルおよび地形データ(水深,標高),祖度データ,堤防データなどの地理データベースの整備を行ったが,2次元浅水長波理論に基づくシミュレーションプログラムの開発は次年度の課題として持ち越された。シミュレーション解析に用いる数値流体解析プログラムの完成を本年度内の達成目標としていたが,3次元VOF法による建築物周りの津波流況シミュレーションのプログラムを構築しただけ,2次元浅水長波理論に基づく津波伝播・遡上シミュレーションのプログラムは完成に至らなかった。具体的には,(1)2次元浅水長波理論に基づき,波源から陸上の観測点に至る広域の津波伝搬・遡上シミュレーションを実施することにより,運動量流束とフルード数の有界性の仮説を検証するためのデータ(流速,浸水深)を集積すること,(2)3次元VOF(Volume of Fluid)法による建築物周りの津波流況シミュレーションを行い,提案した津波外力評価式の妥当性を検証するためのデータ(津波流体圧,津波流体力)を取得すること,の2つを達成目標としている。平成27年度(初年度)には,シミュレーション解析に用いる数値流体解析プログラムの開発に重点的に取り組み,オープンソース(OpenFOAM)を用いた3次元VOF法による建築物周りの津波流況シミュレーションのプログラムを構築するとともに,ゲート急開実験のシミュレーションに適用してその有効性を確認した。さらに並行して,津波伝搬・遡上シミュレーションに用いる波源モデルおよび地形データ(水深,標高),祖度データ,堤防データなどの地理データベースの整備を行った。平成28年度には,2次元浅水長波理論に基づく津波伝搬・遡上シミュレーションのプログラムの完成を目標としたが,所有する市販の流体解析ソフトウェアの適用範囲に制限があることが判明し,自作のプログラムを開発する必要性が生じたために,開発に予想外の時間を要し,完成には至らなかった。2次元浅水長波理論に基づく津波伝搬・遡上シミュレーションのプログラムの完成を本年度内の達成目標としていたが,所有する市販の流体解析ソフトウェアの適用範囲に制限があることが判明し,自作のプログラムを開発する必要性が生じたために,開発に予想外の時間を要し,完成には至らなかった。本研究では、建築物に作用する津波外力の新しい評価式を提案し、既往の津波被害調査結果やシミュレーション解析に基づく推定値との比較により、その妥当性を検証することを目的とした。津波外力の評価には流速依存性を考慮できるモリソン式を採用し、運動量流束とフルード数の有界性を仮定することにより、設計上想定すべき津波波力の上限値を浸水深のみの関数として提示した。提案式は水理実験でも観測されている津波波力の時刻歴の2つのピーク、すなわち津波先端部衝突時の衝撃力と後続の定常流作用時の抗力に対応するものであり、これにより設計用津波外力の評価が津波ハザードマップなどから得られる浸水深の情報を用いて容易に行えるようになった。本研究で提案した設計用津波外力の評価式は、2004年スマトラ島沖地震津波や2011年東日本大震災の被害調査結果に基づく推定値と比較され、その妥当性が検証された。