hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Deep Learning を用いたスパーステクスチャ画像解析手法の確立

この結果,従来のL1制約を用いた識別装置はハイパーパラメータの選択に敏感なため,AES-SVMのような全数検索ベースの近似手法が良い成果を出すことが示せた.更に,これらの課題から得られる特徴量自体を比較し,有効な特徴量を抽出することを検討した.平成29年度に関しては,上記の課題3に取り組む.課題3は課題1と課題2の結果の整合性を検討するプロジェクトである.課題1では,ディープコンボリューションニューラルネット(DCNN)を用いている.DCNNは,階層型のネットワーク構造を持ち,中間層では特徴表現を畳み込み演算を用いて表現している.一方,課題2で用いた,手法は,ハンドデザインされた特徴量の組み合わせから,識別精度が向上するものを選んでいる.テクスチャを識別するような課題の場合,どのような記述が有効かを選択することは難しい操作である.ディープラーニングを用いることは,この問題に関する一つの回答であるが,一定量の学習データを必要とするケースが多いため,こちらも解決しなければならない問題は多い.本研究の課題3では,このような問題を視点に据えて,ディープラーニングで抽出している特徴がどのようなものか,また従来の特徴量とはどのように違うのかを調査することで新たな特徴量構成の為の指針とする.具体的にはDCNNの中間層の表現のうち,従来の特徴量とどの程度マッチングしているのかを調査する.課題1のDCNNでは,入力画像を特徴として分解して表現しており,このような特徴の組み合わせを階層的に行うことで最終的な特徴量を算出する.一方,課題2では,ハンドメイドの特徴量を直接選択し,識別器を構築している.そこで課題3では,課題2で選択している特徴量と,課題1のDCNNの中間層表現とがどの程度マッチしているのかを,回帰問題もしくは正準相関解析等で定式化を行い調査する.このような問題設定をおこなうことで,DCNNの中間表現にあって,ハンドメイドの特徴量では記述していない特徴量などを発見するのが狙いである.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
数論幾何的手法による周期積分の研究

代数多様体の周期積分に関して、代数対応、代数的サイクル、保型関数などの特殊関数の観点からの研究をおこなった。さらにそこに使われる、バー構成法の手法を応用し、正標数の多様体のp-基本群や、ドリーニュ微分次数環を用いたホッジ実現に関する基礎付けをおこない、さらに楕円混合モチーフに関連して、ベイリンソン予想の一部を解決した。また保型関数と関連してK3曲面に関するものなどの、新しいタイプのトマエ型公式を確立した。昨年の末から研究を始めていた、Artin-Schreier DGAに関する論文を書き上げた。このDGA上の平坦接続の圏と$\bold F_p$エタール層の圏はカッツの定理により同値となる。これによりArtin-Schreier DGAのバー複体は基本群の$p$-進完備化を代数群と見たときの座標環となることが示される。さらに今年はこれにバー複体の観点からホップ代数の構造を導入した。$\bold P^1$上の3重被覆に関するトマエの公式の公式の精密化を行った。2色グラフのデータによりsymplectic baseを構成し、さらに3重被覆の安定退化を考えたところが新しい。モチーフの圏がバー複体から構成されるがそのエタール実現の構成を整理した。接続の言葉を用いて見やすい形に整理した。これは花村正樹氏との共同研究で現在進行中である。また、相対完備化のモチーフ的な構成にかんして、松本真氏、Richard Hain氏、Greg Perlstein氏と共同研究を行った。フェルマー多様体の直線の全体のなす多様体であるファノ多様体の構造を研究した。これはある場合にはn点付き種数0曲線のモジュライ空間の被覆として表わされる。混合楕円モチーフに対応するホップ代数ををの生成元と関係式で表わすという問題を考える。とくに保型多様体を基礎多様体として考えるとき、その生成元は尖点形式に対応していることが混合楕円モチーフの理論から結論される。さらにその関係式にどのようなものが存在するかという問題に関しては基本的な関係式が尖点形式の間の高次のチャウ群の交叉形式が関係しており、非自明な交叉数を持つ元が多く作られれば、それに対応して多くの非自明な関係式の存在が結論される。この交叉形式をより詳しく考察するために、ホッジ実現と関係してうるドリーニュ・コホモロジーへの写像を考えその非消滅性などの考察が重要となってくる。そのために単数基準写像とL関数の特殊値との関係を表わすベイリンソン予想を証明することは有用である。その問題の重要性をR.Hain氏に指摘され、その問題に取り組みひとまずの成果を得た。そのためには相対ドーリニュ・コホモロジーの計算とそれをランキン・セルバーグの方法を係数つきのコホモロジーにたいしての一般化することが必要となってくる。その結果、高次チャウ群の中に定義されるベイリンソン元に対してその交叉形式の単数基準写像による像の直和分解成分が保型L関数の特殊値として表わせることがわかる。よく知られている保型L関数の特殊値の非自明性を合わせて、結論として多くの関係式が存在することが示された。これはポラックが組み合わせ的な観点から導いていたものを誘導している。混合楕円モチーフに対応するホップ代数をその生成元と関係式で表わすという問題を考える。
ノックアウトマウスを用いたプロスタグランジンによるアロディニアの発現機構の解明

PGによるアローディニアの発現機構一次求心性神経の痛覚伝達に関与する神経伝達物質はサブスタンスPとグルタミン酸が知られているが、薬理学的実験およびNMDAグルタミン酸受容体ノックアウトマウスを用いた実験から、PGE_2とPGF_<2α>によるアロディニアはグルタミン酸-一酸化窒素(NO)を介することを示し、PGによるアロディニアは中枢性の興奮性の増大に起因し、海馬や大脳皮質でみられる神経の可塑性変化である長期増強と同じ機能的変化によることを明らかにした。さらに、我々は、ラット脊髄スライスを用いてのNO定量系を確立した。この系では、NOはpmol単位で定量でき、PGE_2が脊髄スライスからNOを遊離させることを明らかにした。ノシセプチンおよびノシスタチンの痛覚伝導における役割我々はウシノシセプチン前駆体から切り出される相反する2つのペプチド、ノシセプチンおよびノシスタチシが痛覚伝導に重要な役割をはたしていることを明らかにした。ノシスタチンはノシセプチンだけでなくPGE_2およびPGF_<2α>で惹起されるアロディニアも抑制する。さらに、ノシスタチンはノシセプチンとPGE_2の痛覚過敏反応も抑制する。ノシセプチンとノシスタチンはいずれも脊髄後角の第I、II層に局在し、ノシスタチンの抗体をマウス髄腔内に前投与するとノシセプチンのアロディニアの域値が低下したことから、内因性のノシスタチンがノシセプチンの作用を抑制することを示した。ノックアウトマウスを用いた痛みの研究リポカリン型PGD合成酵素のノックアウトマウスではPGE_2のアロディニアが誘発されず、極微量(10-100fg)のPGD_2をPGE_2と同時投与することにより野生型マウスと同様のPGE_2によるアロディニアが誘発された。PGD_2はヒト、サルだけでなく齧歯類の中枢神経系で生成される主要なアラキドン酸代謝物であるため、PGD_2が非侵害性触覚刺激により誘発されるアロディニアにおいて内因性の痛覚伝達の調節因子として重要な役割を果たしていることを示した。申請者らは、生理活性物質として初めてマウス髄腔内投与のプロスタグランジン(PG)E_2とPGF_<2α>が、軽い触覚刺激に対して強い痛みを感ずる感覚異常、アロディニアを引き起こすことを報告した。このアロディニアは、難治性で慢性痛となる帯状疱疹後神経痛等の動物モデルとしてもきわめて有用である。申請者らは、このアロディニアの発現機構を脊髄レベルで検討して以下の知見を得た。1)PGE_2による痛覚反応に対する一酸化窒素(NO)の関与以前、申請者らはPGE_2によるアロディニアがNO合成酵素阻害剤やグアニル酸シクラーゼ阻害剤で抑制されることから、PGE_2によるアロディニアにNOが伝達物質として重要な役割を果たしていることを明らかにした。ラット脊髄スライスを用いNOの遊離をケミルミネッセンス法で直接的に定量すると、PGE_2はNOを遊離し、PGE_2によるNOの遊離は、EP1受容体拮抗薬、NMDA受容体拮抗薬、NO合成酵素阻害剤でブロックされ、PGE_2によるアロディニアの結果と一致した。2)ノックアウトマウスを用いた痛みの実験以前、申請者らは、PGE_2とPGF_<2α>によるアロディニアおよびPGE_2による痛覚過敏反応にグルタミン酸が伝達物質として重要な役割を果たしていることを明らかにした。NMDAグルタミン酸受容体は、ε1-4、ζ1のサブユニットからなり、最近の分子生物学的手法の発展により、これらのサブユニットのノックアウトマウスが作製された。申請者らは、PGの実験結果をNMDA受容体ノックアウトマウスを用いて確認すると、PGE_2によるallodyniaはε1を、PGF_<2α>によるallodyniaはε4を、PGE_2による痛覚過敏反応はε1/ε4を介して引き起こされることを明らかにした。3)新しいオピオイド受容体の内因性リガンドnociceptinによる痛覚反応申請者らは新しいオピオイド受容体の内因性リガンドnociceptinの脊髄における痛覚に対する反応を検討した。髄腔内投与したnociceptinが非常に低濃度でアロディニアと痛覚過敏反応を誘発すること、nociceptinのアロディニアと痛覚過敏反応がグリシンの同時投与で抑制されることから、その作用が中枢性の脱抑制に起因することを明らかにした。以前、PGD_2がPGE_2によるアロディニアを抑制すること示したが、PGD_2はnociceptinによるアロディニアも抑制し、PGD_2は生理的条件下ではアロディニアが生じないように痛覚伝達において重要な役割を果たしている可能性を示唆した。さらに、nociceptinと同じ前駆物質から産生されるnocistatinは、nociceptinのアロディニアと痛覚過敏反応を抑制することを明らかにした。

PGによるアローディニアの発現機構一次求心性神経の痛覚伝達に関与する神経伝達物質はサブスタンスPとグルタミン酸が知られているが、薬理学的実験およびNMDAグルタミン酸受容体ノックアウトマウスを用いた実験から、PGE_2とPGF_<2α>によるアロディニアはグルタミン酸-一酸化窒素(NO)を介することを示し、PGによるアロディニアは中枢性の興奮性の増大に起因し、海馬や大脳皮質でみられる神経の可塑性変化である長期増強と同じ機能的変化によることを明らかにした。さらに、我々は、ラット脊髄スライスを用いてのNO定量系を確立した。この系では、NOはpmol単位で定量でき、PGE_2が脊髄スライスからNOを遊離させることを明らかにした。ノシセプチンおよびノシスタチンの痛覚伝導における役割我々はウシノシセプチン前駆体から切り出される相反する2つのペプチド、ノシセプチンおよびノシスタチシが痛覚伝導に重要な役割をはたしていることを明らかにした。ノシスタチンはノシセプチンだけでなくPGE_2およびPGF_<2α>で惹起されるアロディニアも抑制する。さらに、ノシスタチンはノシセプチンとPGE_2の痛覚過敏反応も抑制する。ノシセプチンとノシスタチンはいずれも脊髄後角の第I、II層に局在し、ノシスタチンの抗体をマウス髄腔内に前投与するとノシセプチンのアロディニアの域値が低下したことから、内因性のノシスタチンがノシセプチンの作用を抑制することを示した。ノックアウトマウスを用いた痛みの研究リポカリン型PGD合成酵素のノックアウトマウスではPGE_2のアロディニアが誘発されず、極微量(10-100fg)のPGD_2をPGE_2と同時投与することにより野生型マウスと同様のPGE_2によるアロディニアが誘発された。PGD_2はヒト、サルだけでなく齧歯類の中枢神経系で生成される主要なアラキドン酸代謝物であるため、PGD_2が非侵害性触覚刺激により誘発されるアロディニアにおいて内因性の痛覚伝達の調節因子として重要な役割を果たしていることを示した。
シャドウ効果と幾何学的効果を活用したポーラスな機能性薄膜の作製

本研究は、素材と反応性の高い活性ガスとを適切に選定することで、ミクロ・マクロの複合化と3次元形態を同時に図る合成様式による合成法でポーラス性を有する新機能性材料を創生できる製法要件および装置の設計概念を調べる基礎的実験研究である。基本原理はマクロ・ミクロな複合化と装置や合成法に関係した幾何学的効果と負荷されるシャドウ効果を有効利用し飛来してくる素材の粒子の堆積様式と成長形態を制御することでポーラスな形態を有する薄膜合成を図るものである。(1)昨年度素材と反応性ガスの組合せについて検討し、活性ガス中での金属蒸着で金属化合物を安価・低温度で合成できることを実証した。その研究成果を発展させ,簡易で安価な装置により低温度で結晶配向性と結晶性の良いAlN薄膜を合成する手法を確立した。アンモニア反応ガス中での飛散方向を制御して蒸発Alガスを低温基板上に堆積することでa軸配向性の結晶性の比較的良質な薄膜を合成することに成功した。また,Qマス測定の結果によると導入時点で既にNH3の解離が起こり低温度でも増大すること,Al微粒子の基板上存在で反応特性が敏感に向上することが分かり,成長機構解明の鍵を得ることができた。(2)さらに,新しい合成手法の開発のために,主として液体素材のスプレー噴霧による飛来する粒子の方向性を制御する堆積反応あるいは反応ガス中堆積とその後の熱処理による合成方法でポーラス性(特に比表面積の増大を意図した多孔性)を有する機能性薄膜を創製するための合成条件を調べた。すなわち,予め設定した光触媒機能性を高効率で発現すると期待される混合粉体(TiO2+電気石)を選定し,所定混合比の混合粉体をアルコール系揮発性液体を溶媒として分散させた混合液を合成し,それらを空気中および酸素中で噴霧しガラス基板上に堆積し,その後熱処理によりポーラス性を制御できる薄膜を合成した。当初期待した光触媒特性と合成条件の相関関係は現在研究中である。新しい簡易型のポーラス性薄膜を合成できることが分かり,今後萌芽的研究として発展させて実験研究を続行する計画である。本研究の目的は,素材と反応性の高い活性ガスとを適切に選定することで,ミクロ・マクロの複合化と3次元形態を同時に図る合成様式・合成装置の設計概念を確立することである.具体的には,(1)マクロ・ミクロな複合化と[シャドウ効果+幾何学的効果]による飛来粒子の分布制御を同時に実現できる合成装置を試作し合成様式の開発する,(2)適切な素材の選定により合成様式を決定する条件を確立する,(3)さらに新機能性材料を高効率に創成する条件の確立法と実際の応用への指針を与えることを目的とした.今年度は素材と反応ガスの選定条件の拡大を再調査・実験することから開始した.反応ガスの利用範囲を拡大するためにアンモニアガスを直接導入する装置を作製して,金属の蒸気をその中に輸送する反応様式で幾何学的効果とシャドウ効果により3次元的成長様式を実現ことを目指した.金属素材として純A1,反応ガスとしてアンモニアガスを選定し,反応ガスと供給する金属蒸気やスパツタ粒子の飛来方向を変化させて,半導体AIN膜を合成し,その結晶形態と結晶性について調べた.主な結果は以下の通りである:試作した装置は,ミクロ・マクロの両面でシャドウ効果と幾何学的効果を効果的に活用でき生成する物質の3次元的形態を変化させられることが分かった.すなわち,スパツタ法ではc軸配向が多いのに対して,本合成法ではa軸配向性の高いAIN膜が得られ,膜の配向性と反応特性との間に相関関係があることを示唆する結果が得られた.また,本装置では,ミクロ・マクロ的な複合・調和融合と高次構造化した薄膜を創成できること,素材の選定と反応生成・堆積によりプロセスの簡略化・低価格化が図れること,蒸着源を複数個装備することで成膜時のアシスト効果も活用できる配置を図れること.交互積層,断続積層,その組み合わせにより,高次構造の制御ができるなど以後の研究に対して貴重な基礎的知見がえられた.次年度は,この成果を活かし表面積の大きいポーラスな薄膜を合成し光・電場・磁場に適応する機能性(伝導機能や磁気抵抗効果)を発現する材料を創成する.本研究は、素材と反応性の高い活性ガスとを適切に選定することで、ミクロ・マクロの複合化と3次元形態を同時に図る合成様式による合成法でポーラス性を有する新機能性材料を創生できる製法要件および装置の設計概念を調べる基礎的実験研究である。

(2)さらに,新しい合成手法の開発のために,主として液体素材のスプレー噴霧による飛来する粒子の方向性を制御する堆積反応あるいは反応ガス中堆積とその後の熱処理による合成方法でポーラス性(特に比表面積の増大を意図した多孔性)を有する機能性薄膜を創製するための合成条件を調べた。すなわち,予め設定した光触媒機能性を高効率で発現すると期待される混合粉体(TiO2+電気石)を選定し,所定混合比の混合粉体をアルコール系揮発性液体を溶媒として分散させた混合液を合成し,それらを空気中および酸素中で噴霧しガラス基板上に堆積し,その後熱処理によりポーラス性を制御できる薄膜を合成した。当初期待した光触媒特性と合成条件の相関関係は現在研究中である。新しい簡易型のポーラス性薄膜を合成できることが分かり,今後萌芽的研究として発展させて実験研究を続行する計画である。
口腔扁平上皮癌における抗癌剤および血管新生阻害剤の浸潤・転移に対する効果

口腔扁平上皮癌の浸潤と転移を臨床に近い状態で再現できる正所性移植モデルを用いて、特に日常の臨床で使用している抗癌剤に増殖のみならず、浸潤や転移に対する抑制効果があるのか否かを検討した。高浸潤高転移性のヒト口腔扁平上皮癌細胞株のOSC-19細胞をヌードマウスの口底もしくは舌に移植した後に、シスプラチンまたはペプロマイシンを移植後7日目または14日目に投与し、各抗癌剤ならびに各投与時期の違いによる腫瘍増殖に対する効果、浸潤に対する効果、転移に対する効果について検討した。増殖抑制効果では抗癌剤投与により平均38%の腫瘍縮小効果が認められ、PCNA陽性細胞率も有意に低下した。対照群の口底腫瘍は4C型の浸潤様式を呈していたが、抗癌剤投与群の浸潤様式は3型が72.781.8%と多く、いわゆる浸潤様式の抗癌剤投与によるダウングレードが認められ、抗癌剤投与によって腫瘍の浸潤抑制効果が観察された。対照群の頚部リンパ節転移形成率は90.9%であったのに対して、抗癌剤の7日目投与群ではリンパ節転移形成率は45.5%と有意に低下し、また転移リンパ節内での腫瘍進展度も抑制されていた。すなわち抗癌剤投与により腫瘍の増殖のみならず浸潤や転移を抑制していた。また、血管新生阻害剤(TNP-470)を本モデルに同様に使用し、増殖、浸潤ならびに転移抑制効果の有無についても検討を行った。その結果では、増殖、浸潤、転移にそれぞれ一定以上の抑制効果が認められた。しかし、本剤においては特に局所腫瘍の増殖に対しての効果が大きく、それにつれて浸潤や転移の時期が遅くなっている印象であった。また、線維芽細胞増殖抑制剤(トラニラスト)を用いて同様の検討をした結果でも、増殖、浸潤、転移にそれぞれ抑制効果が認められた。

口腔扁平上皮癌の浸潤と転移を臨床に近い状態で再現できる正所性移植モデルを用いて、特に日常の臨床で使用している抗癌剤に増殖のみならず、浸潤や転移に対する抑制効果があるのか否かを検討した。高浸潤高転移性のヒト口腔扁平上皮癌細胞株のOSC-19細胞をヌードマウスの口底もしくは舌に移植した後に、シスプラチンまたはペプロマイシンを移植後7日目または14日目に投与し、各抗癌剤ならびに各投与時期の違いによる腫瘍増殖に対する効果、浸潤に対する効果、転移に対する効果について検討した。増殖抑制効果では抗癌剤投与により平均38%の腫瘍縮小効果が認められ、PCNA陽性細胞率も有意に低下した。対照群の口底腫瘍は4C型の浸潤様式を呈していたが、抗癌剤投与群の浸潤様式は3型が72.781.8%と多く、いわゆる浸潤様式の抗癌剤投与によるダウングレードが認められ、抗癌剤投与によって腫瘍の浸潤抑制効果が観察された。対照群の頚部リンパ節転移形成率は90.9%であったのに対して、抗癌剤の7日目投与群ではリンパ節転移形成率は45.5%と有意に低下し、また転移リンパ節内での腫瘍進展度も抑制されていた。すなわち抗癌剤投与により腫瘍の増殖のみならず浸潤や転移を抑制していた。また、血管新生阻害剤(TNP-470)を本モデルに同様に使用し、増殖、浸潤ならびに転移抑制効果の有無についても検討を行った。その結果では、増殖、浸潤、転移にそれぞれ一定以上の抑制効果が認められた。しかし、本剤においては特に局所腫瘍の増殖に対しての効果が大きく、それにつれて浸潤や転移の時期が遅くなっている印象であった。また、線維芽細胞増殖抑制剤(トラニラスト)を用いて同様の検討をした結果でも、増殖、浸潤、転移にそれぞれ抑制効果が認められた。
間質性肺炎における炎症性サイトカイン(IL-18)の関与の解明

本研究でブレオマイシンによる肺障害で死亡した患者の病変部にIL-18とIL-18受容体α鎖が健常人に比べ強く発現していることが判明した。ブレオマイシンを投与したマウスの肺ではF4/80陽性の好中球がIL-18を強く産生していた。加えてブレオマイシンを投与したマウスの肺障害はIL-18欠損(KO)マウス、IL-18RKOマウス, caspase-1KOマウスでコントロールの野生型マウスに比べ有意に抑制されていた。我々のこれまでの研究でIL-18/2を連日投与で間質性肺炎が誘導された(Blood2002)。特発性間質性肺炎(IPF)患者の肺病変部に著明なIL-18およびその受容体であるIL・18Rα鎖の発現著明に認められた(AJRCMB2005)。これらの研究結果はIL-18が肺障害を含む炎症性肺疾患の病因に重要な役割を果たすことが強く示唆される。そこで申請者らは恒常的発現肺特異的発現IL-18遺伝子改変マウス(TGマウス)をヒトサーファクタントプロモーターSPCを用いて樹立した。同時に、テトラサイクリンで誘導される肺特異的発現IL-18TGマウスを樹立した。前者は肺気腫が出来るにもかかわらず後者のTGマウスは間質性肺炎が誘導された。つまりIL-18の発現のタイミングや発現量で間質性肺炎が誘導されることが判明した。また、恒常的発現肺特異的発現IL-18TGマウスによる炎症細胞を伴った気腫化はIL-13依存性であった。また、このTGマウスは骨関節炎(OA)を発症しており、IL-18は全身病変を誘導した。同時にCOPD患者の肺病変部ではタバコ煙による持続する過剰な酸化ストレスがマクロファージやCD8陽性細胞からのIL-18の産生が増加させる。その結果、肺病変部に大量の炎症細胞のリクルートメントを誘導し慢性の強い炎症が持続する。その結果、肺胞機構が破綻されCOPDが発症することが示唆された。COPD患者では肺機能(%FEV1)の悪化と血清中のIL-18値が相関した。申請者はIL-18/IL-2で誘導される新規間質性肺炎マウスモデルを樹立した(Blood, 2002)。2003年にredox蛋白チオレドキシン(TRX)が間質性肺疾患マウスモデを抑制することを米国呼吸器学会誌に報告した(Am J Respir Crit Care Med 168 : 1075-1083, 2003)。この論文は掲載号の表紙を飾りeditorialでも取り上げられた。最近、恒常的発現肺特異的発現IL-18TGマウスとテトラサイクリンで誘導される肺特異的発現IL-18TGマウスを樹立した。
エキシマレーザー照射による癌偽足突起の選択的単離法の樹立

癌細胞を穴あき透過膜上で培養することにより、浸潤に重要と考えられている偽足突起を透過膜の穴の中へ伸長させた。この時、偽足突起部分を選択的に回収する手段としてレーシック手術に用いられるエキシマレーザーを利用した。このレーザーにより穴あき膜上に存在する細胞本体のみを除去し、膜の穴の中に存在する偽足突起部分だけを残すことに成功した。この偽足突起部分に存在するタンパク質は偽足突起の伸長などに関係している可能性が高いので、これらのタンパク質を同定して一部機能を調べた。その結果、偽足突起に多く発現がみられるタンパク質では、突起の密度や長さ、癌細胞の移動速度に関係しているものがあることが明らかとなった。癌細胞の浸潤・遊走能を規定する要素の1つに、走化性因子の濃度勾配依存性に偽足突起を伸長する能力がある。この能力はin vitroの培養系で再現できる。穴あき透過膜上で癌細胞を培養すると、膜の下に走化性因子が存在すれば、高浸潤能の癌細胞は透過膜のポア内へ偽足を伸長する。この偽足突起に局在するタンパク質を特定するために、偽足突起を選択的かつ効率的に単離する方法の確立を目指した。そのためにエキシマレーザーを用いた。このレーザーを用いることにより癌細胞の細胞本体は除去され、一方、透過膜内に偽足突起を残存させることに成功した。この方法で得られた偽足突起に由来するタンパク質を細胞本体に局在するタンパク質と比較するためにプロテオミクス解析を行った。その結果、偽足突起内で有意に発現上昇がみられたタンパク質の中から、alpha-Parvinについて詳細な検討を行った。アクチン結合タンパク質であるalpha-Parvinは免疫染色において乳癌細胞の偽足突起部分に多数局在していることが明らかとなり、その発現を抑制すると偽足突起は短くなり、強制発現させると偽足突起は長くなった。また、乳癌細胞の遊走能に関しても発現を抑制すると低くなり、強制発現を行うと高くなった。これらのことからalpha-Parvinは偽足突起に局在し、伸長することによって細胞の遊走に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。更に、ヒト乳癌組織においてalpha-Parvinに対する免疫染色を行ったところ、invasive lobular carcinoma(ILC)において陽性像が多数確認された。ILCにおいて陽性像を示したものはそのほとんどがリンパ管への浸潤によるリンパ節への転移が確認され、alpha-Parvinの陽性とリンパ節への転移には相関関係があった。この結果は、alpha-ParvinがILCのバイオマーカーとなりうる可能性が示唆された。本研究課題では、様々な癌細胞がこの培養系で形成する偽足突起を選択的かつ効率的に単離する方法の確立を目指す。そのためにエキシマレーザーを用いる。このレーザーは、生体組織・細胞に集光されると、組織・細胞を水平平滑に切離できるので、透過膜上面を切離面に設定すれば、照射によって細胞本体は除去され、一方、透過膜内には偽足突起が残存するはずである。この方法が成功すれば、偽足突起のプロテオミクスを革新的に発展させる原動力になると期待される。平成24年度は、エキシマレーザーの照射至適条件を決定するためにMDA-MB-231(乳癌細胞株)を用いた。穴あき透過膜(ポアサイズ1um及び3um)をフィブロネクチンでコートし、ウェル内の走化性因子としてNIH3T3馴化培地を用いて偽足突起を形成させた。この透過膜をニッデク社において同社レーシック手術装置EC-5000CXIIIを使用してArgon Fluorideエキシマレーザー照射による細胞体除去を試みた。この際、広い水平切離面を確保するための調整、レーザー出力及びレーザースキャン回数などを変更し、その都度、レーシック手術装置に装備されているCCDカメラやスキャン後の透過膜をHE染色することにより細胞体除去の至適条件の決定を行った。この至適条件を用いて細胞体除去を除去し、偽足突起のみが残っている透過膜を回収して偽足突起タンパク質の回収を試みた。【研究実績の概要】に記載した24年度の成果は、【研究実施計画】の内容に従っているため、【おおむね順調に進展している。】と評価した。研究実施計画】に従って研究を推進していく方針である。

平成24年度は乳癌細胞に焦点を置いて行ってきたが、乳癌細胞に関しては回収したタンパク質のプロテオミクス解析に発展させるとともに、その他の細胞株における偽足突起の形成のための条件検討も行っていく。この条件決定されれば、レーシック手術装置EC-5000CXIIIによる細胞体除去の至適条件は乳癌細胞での条件を基準として微調整すれば良いのでその後の進展は速やかに進むものと考えられる。薬品・消耗品の主たるものとしては、細胞培養用試薬(仔牛血清、培養液、走化因子、細胞外基質など)、プラスチック器具(培養ディッシュ、各種遠心チューブなど)、生化学的実験試薬(タンパク質抽出試薬、各種抗体、ウエスタンブロット用試薬など)が挙げられる。また本研究に特異的なものとして、偽足形成のためのtranswell(穴あき透過膜付きインサート)が大量に必要となるため、これをプラスチック器具に計上している。またプロテオミクス関連消耗品(2D-DIGE用試薬、質量分析用試薬など)についても計上している。本研究課題に関する最新情報の交換や共同研究、試料採取・分与のために、奈良先端大学院大学、株式会社ニデック(愛知県)、国立がん研究センター(東京)などへの訪問を予定している。また、日本病理学会総会などでの研究成果発表を予定している。それらの旅費を計上する。
HLA-D領域の遺伝的構築の解析と疾患感受性遺伝子の同定

日本人はより見いだされた新しい抗原DQwa(DQw4)とインスリン依存性糖尿病の疾患感受性におけるその役割:日本人集団に特徴的なA24-Bw54-Cw1-DR4-DRw53-Dw15ハプロタイプは単に連鎖不平衡が強いばかりでなく、日本人に於いてインスリン依存性糖尿病(IDOM)やVogt-小柳-原田症候群(原田病)と強く相関することが知られていた。このハフロタイプに連鎖するDQ抗原は、これらの疾患の素因を探る上で重要であるが長い間知られていなかった。そこで我々は本研究においてまず最初にモノクローナル抗体を作成し、次いで細胞障害性T細胞クローンを用いてこの未知のをDQ抗原(DQWa)の性状を明らかにすることに勤めた。その結果1)DQWa抗原は日本人集団では約30%、白人集団では14%に見られること、2)日本人ではDR4と、白人ではDRW8と強い連鎖不平衡にあること、3)日本人に見られるDQWaと白人に見られるDQWaは異なること、等が明らかにされた。これらの成績を踏まえて、WHO命名委員会によりDQWa抗原はHLA-DQW4として正式に公認される結果となった。次に。DQWaと原田病およびIDDMとの相関を調べ、両疾患との強い相関を確認した。この間白人IDDM患者の検索で患者のDQ抗原β鎖のナミノ酸残基57版(DQβ-57)が非Aspのホモ接合であることが明らかにされた。一方、日本人IDDMに相関するDQWaの抗原のDQβ-57はAspであり矛盾した。しかしDQWa(DQW4)抗原と連鎖不平衡になるDR4抗原のβ鎖のアミノ酸残基57番(DRβ-57)は、他の多くのDR抗原がAspであるのに、非Asp(Ser)であった。このことから、1)日本人のIDDMに対する感受性は、DRβ-57がAspか否かで決定され、2)その遺伝様式は劣性であると結論された。次に。インスリン依存性糖尿病(IDDM)患者56名についてHLA抗原を指標としてその宿主要因を検索した.IDDMは既にDR4, DRw53との強い相関が知られているのでこのDR4をサブタイプに分け,またDR4と連鎖不平衡にある新しいDQWa抗原を加えることにより,所謂発症に関与する拘束分子の同定を目的とした.その結果(1)クラスI抗原ではBw54, Cw1の増加およびBw52の減少が見られた.(2)クラスII抗原ではDR4.1, DRw9, DRw53, DQw3, DQWaの増加とDR2, DQw1の減少が見られた.これらの結果はBw54-DR4.1-DRw53-DQwaおよびDRw9-DRw53-DQw3ハプロタイプはとIDDMに感受性, Bw52-DR2-DQw1は抵抗性とまとめられた.ハプロタイプ中最も強く相関したのはいづれもDQ抗原でDQ抗原が発症における拘束分子と推定された.次にIDDM発症の拘束分子と目されるDQ抗原が患者と健常人の間で差異があるのか否かを検索した.その結果(1)制限酵素断片長多型解析(RFLP)による集団調査ではDQw3, DQWaと相関する断片の増加,およびDQw1と相関する断片の減少が確認されたが, IDDM患者にのみ特有なパターンは見られなかった.

(2)患者と同一HLA遺伝子型を有する健常同胞の存在する4家系につき10種の制限酵素を用いてRFLPパターンを比較したが,患者と健常同胞の間にはなんら相違を見い出し得なかった.このことから患者と健常人のDQ抗原には差異の存在しないことが示唆された.次にIDDMに感受性,抵抗性を示すハプロタイプについてアミノ酸配列を比較し以下の結果を得た.(1)DR, DQ抗原β鎖57番アミノ酸残基がいづれもAspであれば抵抗性(2)両者のうちいづれかが非Aspであれば感受性であった.以上よりDR, DQ抗原β鎖57番アミノ酸残基の如何がIDDMに対する宿主要因を決定するものと結論された.IDDMの宿主要因には少なくとも3個の遺伝子の関与が示唆されている。うち一つはHLAクラスII遺伝子で、白人においては患者のほとんどがHLA-DQβ鎖の57番アミノ酸残基(DQβ-57)がAsp以外のアミノ酸のホモ接合であることが明らかにされた。ところが日本人IDDMと相関するDQW4、DQW9抗原のDQβ-57はいづれもAspである。そこで患者のDQW4、DQW9には何等かの変異が存在する、即ち患者のDQβ-57は健常人と異なり非Aspではないかと考えられた。そこで患者と同一HLA遺伝子型を有する健常同胞の存在する5家系を捜し、RFLPおよびMLCで両者を比較した。DR、DQをプローブとしたRFLPでは、用いた14種いづれの酵素においても差異が見られず、またMLCにおいても反応が起きなかった。これらの事実から、日本人IDDM患者のDQβ-57は健常人と同じAspであり、患者に特有な変異は無いと結論された。そこで、日本人IDDMの感受性を決定するアミノ酸残基の有無をDQβ-57以外に存在すると考え、DR、DQ抗原の全ての多型アミノ酸残基比較した。その結果DR抗原β鎖のアミノ酸残基57番(DRβ-57)が非Aspであるために感受性となったと考えると良く相関し、またこれ以外にはIDDMに対する感受性を説明できる箇所はなかった。既に発表されているアミノ酸配列を利用して患者のDR表現型からDRβ-57を推定すると、Asp、非Aspの頻度は健常人と有意のづれが見られ、その分離比は劣性モデルに合致していた。またDRβ-57に非Aspを持たない患者では、全てが白人と同じようにDQβ-57に非Aspを有していた。以上の結果よりIDDMの発症にはDQβ-57もしくはDRβ-57のいづれかが非Aspのホモ接合であることが必要であると結論された。
RFハードウェアトロイの脅威分析と対策技術の開拓

今年度は、プリント配線基板(PCB)上のIC周辺回路へ仕掛けられた無線ハードウェアトロイ(RFHT)による情報窃盗の可能性および、そのRFHTが情報セキュリティへ与える影響の評価手法について研究を行った。期間内の研究は、調査と実験をベースに進めた。IC周辺部位であるPCB上の配線(トレース)やPCBに接続されたケーブルがアンテナとして動作することに着目し、RFHTによる情報漏えいをもたらす信号が生成される条件の解明を進めた。その結果、従来の検討で指摘したケーブルについては、USB等の高速ディジタル信号であってもターゲットとなること、またPCB上のトレースについては照射する電磁波の波長をPCBの長さおよび、そのトレース長の整数倍付近とすることにより、情報漏えいをもたらす電磁放射の強度が高まることを明らかとした。さらに本研究の途上で、正常なIC自体に情報漏えいをもたらすRFHT同様の機能が潜在的に存在することを新たにつきとめた。これまでの検討ではIC周辺部位にRFHTを構成する回路を実装する必要があるとしてきたが、同回路に準ずる高周波特性を持つ部位がIC内部に存在し、ICとそれに接続された配線のみで、電磁波照射による情報漏えいが生ずる可能性を示した。その攻撃に用いられる周波数上限は数GHzにおよび、ICのデータシートに記載されていない領域での現象であり、回路や機器設計時に意識できない範囲である。次年度は予定通り、情報漏えいの程度の評価および、不正回路の検出を行うと共に、このIC内部の潜在的脆弱性についても評価可能な手法開発を進める予定である。今年度は無線を使用するハードウェアトロイ(RFHT)を用いた、電子機器の回路改変による情報漏えいの可能性調査およびその情報漏えい評価手法構築を目標に掲げ研究を遂行し、予定以上の結果を得ている。研究が計画以上に進展した理由は、ICの構造に起因するIC内部の潜在的RFHT構造の発見である。このICの情報機密性に関する脆弱性について、回路改変を受けていない正常なICであっても潜在的にRFHTと同様な回路構造を有することを明らかにし、実機(マイコン評価ボード)およびホーンアンテナ等の標準アンテナを用いた再現性のある情報漏えい評価手法を新たに開発することに成功している。また本評価手法は、従来のRFHT(電子機器のPCBおよびケーブルを用いた回路改変)攻撃を受けた電子機器に関しても、汎用的に適用できる可能性がある。今後は、平成30年度の研究で新たに発見したICの潜在的RFHT構造による、電磁波照射攻撃に対する情報機密性低下問題について、どの程度の現実的脅威となり得るのかを調査すると共に、情報機器の回路改変による既存のRFHT問題に関して、情報漏えいの程度を評価可能とするシステムの構築ならびに評価指標の確立を目指す。また、IC自体の潜在的問題も含めたRFHT構造起因の脆弱性検出手法の開発も並行して進める。さらに、これまでに開発した情報漏えい評価システムなどを効果的に組み合わせ、自動評価プログラムや高周波信号リアルタイム処理装置等を用いた評価システムを構築し、幅広い機器に適用可能な評価・対策技術を開発する。

今後は、平成30年度の研究で新たに発見したICの潜在的RFHT構造による、電磁波照射攻撃に対する情報機密性低下問題について、どの程度の現実的脅威となり得るのかを調査すると共に、情報機器の回路改変による既存のRFHT問題に関して、情報漏えいの程度を評価可能とするシステムの構築ならびに評価指標の確立を目指す。また、IC自体の潜在的問題も含めたRFHT構造起因の脆弱性検出手法の開発も並行して進める。さらに、これまでに開発した情報漏えい評価システムなどを効果的に組み合わせ、自動評価プログラムや高周波信号リアルタイム処理装置等を用いた評価システムを構築し、幅広い機器に適用可能な評価・対策技術を開発する。■次年度使用額が生じた理由1.計測機器(ベクトルネットワークアナライザ)の値引きにより、事前見積額以下の金額で購入できたため。2.国立高等専門学校機構内地研究員制度により、奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科情報科学領域セキュリティ工学研究室での内地研究員着任により、出発地が仙台から奈良に変更されたと共に、同研究室との打ち合わせとして計上していた旅費が節約できたため。■使用計画平成30年度に発見した、IC内部の潜在的無線ハードウェアトロイ問題に関する実験機器およびIC等の消耗品購入に充てると共に、同発見に大きく貢献した奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科情報科学領域セキュリティ工学研究室との連携を蜜とするための旅費に充当する。
NPM型改革に伴う自治体組織編成及び意思決定方式の変容に関する実証研究

NPM(新行政経営論)に基づく行政改革の理論的潮流が地方自治体レベルにおける自治体経営改革等に対して具体的にどのような影響をもたらしたのかを実証的に研究した.具体的には,(1)基礎理論研究として,日本の地方自治体がNPM型改革を受け入れる一つの背景となる近年の地方分権改革について,地方分権改革に作用した政治力学に着目してその特徴を分析し,NPMが高い核やローカル・ガバナンス論における地方分権改革の意義について取りまとめた.(2)実証分析に際して改革との比較研究を行うことが不可欠であることから,とくにガバナンス研究として,アメリカ連邦主義における福祉ガバナンスに関する研究を行い,アメリカにおけるニュー・フェデラリズム,権限委譲改革と福祉改革が自治体レベルの福祉サービス供給体制にいかなる意義をもたらしたのかについて,自治体レベルにおける公私協働の進展,福祉・雇用行政の融合などに関する事例研究の分析を通じて,自治体経営改革の比較理論的分析枠組みの構築を行った.(3)NPM型改革のなかでも多くの自治体が採用するに至った行政評価の導入,行政組織の再編成及びそれに随伴する組織内部の意思決定方式の変容に着目し,その理論的整理を踏まえた上で,複数の地方自治体の主として管理職を中心とした自治体職員を対象としてアンケート調査およびインタビュー調査を行い,その結果を取りまとめた.また,特にアンケートの結果については,対象者等にフィードバックを行うことを通じて,自治体職員の自治体経営改革に対する意識形成の分析を行った.本年度の研究実績は次の3点に集約される.第1に,NPM理論関係など既存の研究成果,とくに自治体組織・意思決定に関する諸研究をサーベイした上でアンケート調査票に盛り込むべき質問事項の内容に検討を進めた.なお,検討過程では,報告者を協力者として含む,先行して全国の自治体(都道府県・政令指定都市)について行ったアンケート調査を利用し,そのとりまとめと課題の析出を行った(調査結果の概要は,東京都『行政改革の潮流』で報告).また,個別の自治体職員(特に報告者の所属する東京都など)からアドバイスを受けつつ,研究の焦点を絞り自治体職員に対するアンケートとして実効性を確保するための方策を講じた.以上の成果から次年度の自治体職員アンケート試行のための準備作業終了の段階に達した.第2に,複数の自治体にて人事担当者,行政管理担当者等を対象としたヒアリング調査を行い,急速に進展しつつある自治体レベルの諸改革の状況をフォローアップした.訪問先は,岩手県藤沢町,岩手県庁,大分県臼杵市役所,であり,このほかに報告者が参画する他の研究プロジェクトでも複数の自治体を訪れた.これらのヒアリングの成果は,NPM理論を含む改革をめぐる言説と実践的改革の現状とをリンクさせて理論的に整理した論稿として取りまとめ,報告時点(平成15年3月中旬)で出版準備中である.第3に,米国,とくにワシントンD.C.と近郊のヴァージニア州自治体について現地にて自治体レベルでの行政改革に関する資料収集を行うとともに,米国における連邦政府改革についても研究を深め,後者の成果については論文「利益,公共精神とシステム改革」に取りまとめた.本年度(第2年度)の研究実績は次の3点に集約される.第1に,ガバナンス論を含むNPM理論関係など既存の研究成果,とくに自治体組織・意思決定に関する諸研究をサーベイした上でアンケート調査票に盛り込むべき質問事項の内容に検討を進め,調査対象となる自治体関係者等と検討を行った.なお,調査対象としては,申請者が当該自治体の諸政策にかかわっている度合いなどを考慮しながら,比較的人口規模の似通った自治体を選ぶ予定である(現時点では3自治体を想定).第2に,上記のアンケート調査の試行として,特定の集団(全国の都道府県・市町村から派遣された職員約100名)を対象として,アンケートを実施した.現在,その結果を分析中である.結果を踏まえて,アンケート項目等の再調整を行い,また,アンケート対象についても,職層・職種等を勘案し,来年度本格実施する予定である.第3に,NPMとガバナンスに関する論文を複数執筆し,公表した(一部,刊行準備中のものを含む).それらには,本研究を進める上で重要な背景となる,市町村合併や各種連携など広域化の動向を論じたもの,および,民間企業のコーポレート・ガバナンスの影響や欧米での新しいマネジメント・スタイルの導入などを踏まえたわが国における自治体組織の多様化に関する理論動向について,NPM理論がもたらす意義を確認しつつ,近年注目されているガバナンス論的視点から将来的な展望を理論的に整理したものを含む.NPM(新行政経営論)に基づく行政改革の理論的潮流が地方自治体レベルにおける自治体経営改革等に対して具体的にどのような影響をもたらしたのかを実証的に研究した.具体的には,(1)基礎理論研究として,日本の地方自治体がNPM型改革を受け入れる一つの背景となる近年の地方分権改革について,地方分権改革に作用した政治力学に着目してその特徴を分析し,NPMが高い核やローカル・ガバナンス論における地方分権改革の意義について取りまとめた.(2)実証分析に際して改革との比較研究を行うことが不可欠であることから,とくにガバナンス研究として,アメリカ連邦主義における福祉ガバナンスに関する研究を行い,アメリカにおけるニュー・フェデラリズム,権限委譲改革と福祉改革が自治体レベルの福祉サービス供給体制にいかなる意義をもたらしたのかについて,自治体レベルにおける公私協働の進展,福祉・雇用行政の融合などに関する事例研究の分析を通じて,自治体経営改革の比較理論的分析枠組みの構築を行った.(3)NPM型改革のなかでも多くの自治体が採用するに至った行政評価の導入,行政組織の再編成及びそれに随伴する組織内部の意思決定方式の変容に着目し,その理論的整理を踏まえた上で,複数の地方自治体の主として管理職を中心とした自治体職員を対象としてアンケート調査およびインタビュー調査を行い,その結果を取りまとめた.また,特にアンケートの結果については,対象者等にフィードバックを行うことを通じて,自治体職員の自治体経営改革に対する意識形成の分析を行った.
歩道舗装ブロックの夏季温度低減に関する研究

本研究は、夏季の都市部における歩道舗装材料の温度低減および蓄熱・放熱特性の改善を目的として検討を行ったものである。歩道舗装ブロックの温度特性の把握、最高温度低減のための材料・配合、日射の再帰反射性向上のための表面形状と影響因子、土壌への放熱性向上のための裏面形状について体系的に検討を行った。この結果、温度特性を改善するための、使用材料、配合、表面形状、裏面形状と影響の程度が明らかとなった。本研究では、歩道舗装を対象に、夏季の温度低減の観点での基礎研究を実施している。平成26年度は、歩道舗装ブロックを対象に、ブロック材質による温度挙動への影響に関する基礎検討を行った。歩道舗装ブロックは、セメントコンクリート製の一般的な寸法形状のものとした。実験における変数は、骨材の鉱物質、コンクリートのポーラスさ、近赤外線の選択反射性を有する塗料の有無とした。使用骨材は、熱特性の違いに着目し、二酸化ケイ素質と石灰質の2水準とした。コンクリートの組織の粗密については、東京都で一般に用いられる透水性を有するもの(疎な構造)と、密なセメントコンクリートブロックの2水準とした。各ブロックの温度挙動の測定では、東京都八王子市の屋外に曝露した試験体の温度を逐次熱電対にて測定した。測定は、2014年夏季および冬季にて実施した。検討の結果、夏季の最高温度の観点では、塗料塗布の影響が顕著であること、次いで、骨材の鉱物質による影響があることが明らかになった。しかし、骨材の鉱物質による温度への影響は、マスコンクリート(大きな塊状のコンクリート)の場合ほどは顕著とはならず、試験に用いた大きさのブロック程度であれば、温度の観点から骨材を選定する必要はないことも明らかになった。また、ブロック温度の昇温および降温過程も含め、蓄積および放出エネルギーで整理することで、ブロック材質による温度挙動への影響が定量的に表されることを明らかにした。本研究では、歩道舗装ブロックを対象に、夏季の温度低減の観点での基礎検討を行っている。平成27年度は、歩道舗装ブロック表面の形状による入力光の反射特性の制御に関する検討を行った。また、平成28年度の検討への事前検討として、ブロック裏面の形状による砂層への放熱特性についても基礎検討を実施した。表面の反射特性に関する実験では、通常の表面形状である平坦な歩道舗装ブロックを基準に、球状の凹部を配置し、ブロック表面の平面の面積の割合を変化させた供試体を作製した。ブロックの材質は、通常の密実なセメントコンクリートおよび透水性を有する疎な構造のポーラスコンクリートの2種類とした。作製したブロックについて、分光光度計による反射角ごとの近赤外線の反射律を測定し、再帰反射率として数値化した。この結果、ブロック表面の平坦部の面積率(平面率と定義)が減少すると、再帰反射率が直線的に増加することが示された。また、密なものと比較して小さな凹部を有する疎な構造の場合、平面率と再帰反射率の関係が異なることも示された。裏面からの放熱に関する実験では、裏面に複数の多角形を配置し、熱を伝える媒体となる砂との接触面積および接触のし易さを変化させた供試体を作製した。作製した供試体を、恒温恒湿室内に設置した砂層に敷設し、赤外線ランプにて吸熱後、表面を断熱して砂層へ放熱させた。この結果、マクロな傾向として、裏面表面積が大きいほど、昇温時の温度上昇が少なく、温度特性の改善効果が高いことが示された。これは、昇温時に裏面から砂層へ熱が伝わりやすくなっているためであることも明示された。平成27年度の検討は、計画どおり、順調に進行している。昨年度から今年度へ移動させた表面形状と再帰反射特性に関する検討も定量的かつ現実的なデータ収集が行えたと考えている。裏面形状、裏面表面積と砂支持層への放熱に関しては、実験水準も豊富で、当初予定よりも進んだ検討が行えたと考える。蓄えた熱を放熱するという観点での研究計画であったが、実際は、蓄熱中も放熱していること、このことが歩道舗装ブロックの温度低減に有効に機能していることも明示され、当初考えていた結果と比較して深い考察を行っている。平成28年度は、本研究の最終年度であり、平成26年度および平成27年度の検討で明らかとした、組織構造、表面形状、裏面形状(表面積)を有する歩道舗装ブロックを試作し、埼玉県熊谷市にて曝露試験を実施した。曝露期間は、平成28年9月2日から13日とした。曝露試験での試験水準は、組織構造で2水準(雨水による冷却効果の高い疎なものと、通常の密なもの)、裏面表面積で3水準(接触する砂層への熱移動効率の高い表面積が大きなもの、平面で表面積としては最低のもの、そして、両者の中程度の表面積のもの)、日射入力面の形状で2水準(再帰反射率を高めた球状凹部配置で平面率が低いもの、平面)である。曝露中は、歩道舗装ブロック本体の温度、接触土壌温度、気温を連続計測した。また、気象台データにより、降雨の情報を入した。曝露試験の結果、平成27年度に実施した室内試験の結果とは異なり、接触土壌へのブロックからの放熱が、接触土壌の温度の影響や保水の影響により鈍化することが明示された。

研究期間全体しては、使用する骨材の比熱により歩道舗装ブロックの温度が変化するが、マッシブなコンクリートほどの影響はないこと、日射入力面のマクロおよびミクロな凹部により、ブロック表面の再帰反射率が変化し、これを設計するための論理を構築したこと、ブロックの疎密による温度変化と、降雨などの熱移動体が通過することによる舗装材料の温度低減効果が高いこと、接触土壌がブロックとともに昇温しない場合は、裏面の表面積の増加により歩道舗装ブロックの温度を効果的に下げることができ、夜間などの気温低下時の降温速度が高くなることが明示された。これらの影響の程度は、各対象に関して定量評価できた。本研究は、夏季の都市部における歩道舗装材料の温度低減および蓄熱・放熱特性の改善を目的として検討を行ったものである。歩道舗装ブロックの温度特性の把握、最高温度低減のための材料・配合、日射の再帰反射性向上のための表面形状と影響因子、土壌への放熱性向上のための裏面形状について体系的に検討を行った。この結果、温度特性を改善するための、使用材料、配合、表面形状、裏面形状と影響の程度が明らかとなった。平成26年度の検討では、概ね、研究計画のとおりの進捗となっている。研究計画で変数として予定していた、表面形状については、次年度以降の検討へ送ることにしている。この理由は、材質面に着目した温度挙動の検討を、集中的に行う必要があると判断したためである。表面の幾何形状による影響は、今後の検討に含まれる予定である。平成28年度は、これまでの知見を総合し、再帰反射性の高い表面形状、放熱性の高い裏面形状、降雨時の顕熱輸送量が大きい疎な構造の材質の3点に着目した新規の舗装ブロックを作製し、比較用のものも含め、実環境での曝露試験を行う予定である。実環境下での曝露試験体でのデータ収集を経ることによって、本研究で検討した温度特性を改善した歩道舗装ブロックが現実的に提案できると考えている。ただし、曝露場所の選定には少々検討が必要である。夏季の日射が強く、夕立ちなどの水の作用が適当にあり、かつ、裏面は放熱が可能な媒体層となっているのが望ましいため、現在、曝露場所の選定を行っている。コンクリート工学本研究は、研究の第一段階を終えたばかりである。このため、この先の研究計画の若干の変更もありうるが、現状は、研究計画のとおりの遂行を予定している。首都大学東京都市環境学部都市基盤環境コースのwebページ内のアニュアルレポート掲載ページ