hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
紅藻類に含まれる急性胃腸炎原因アニサキス寄生虫に対する新規駆虫物質に関する研究

本活性成分のスクリーニング法として本法は極めて有効であり、引き続き、本法を用いた南西諸島産の数種海藻に含まれるアニサキス駆虫物質のスクリーニングにより、活性成分の探索をより効果的に行うことができる。また、本法とともに数種クロマトグラフィーを組み合わせることにより、アニサキス駆虫成分の単離・精製が進展し、今後の本研究の飛躍的な推進が期待される。本年度の研究実績の概要は以下の通りである。まず始めに、アニサキス寄生虫症の報告例の多い国内産マサバ(鮮魚)内臓における本寄生虫体数を把握するとともに、本寄生虫の同定を形態学的特徴の観察および胃長(食道長)と体長の比を測定することにより簡易的に行った。その結果、太平洋側で漁獲されたマサバにおけるアニサキスの寄生率は、日本海側で漁獲されたマサバに比べて低いことが明らかとなった。一方、マサバ1尾あたりのアニサキス虫体数は最大で155隻(長崎県産)であり、引き続き、鮮魚の生食には注意が必要であることが判明した。また、マサバ鮮魚内臓に寄生するアニサキスはその殆どがAnisakis pegreffiであったが、一部、島根県産マサバの内臓にA. simplex(s.s)が認められた。次いで、アニサキスの感染力評価を寒天侵入測定法(大石ら、1975年)に準じて検討した。すなわち、蒸留水を用いて加温溶解させた寒天を入れた試験管につき、固化後その表面に1 mm程度の穴を開け、さらに3cmの高さに生理食塩水を重層した。この試験管にアニサキス(10隻)を入れ、寒天層への穿入能力を観察した。この際、比較対照としてアニサキス不規則運動能力低下が認められるメントールを溶解させた生理食塩水を使用した。メントールを添加した試験管ではアニサキスは寒天に侵入せず、寒天上での運動も認められなかったが、被験物質無添加の試験管では活発に寒天層に侵入していた。これによりアニサキスの胃腸壁での不規則運動能力(感染力)の有無を寒天層への侵入として目視にて明確に観察でき、本試験が海藻に含まれるアニサキス寄生虫の特徴的な不規則運動を抑制する活性成分のスクリーニングに適した方法であることが明らかとなった。そこで、本法を用いて数種海藻に含まれるアニサキス駆虫物質のスクリーニングを行い、本活性成分の粗精製を行った。今年度達成目標とした主な研究内容は、1.日本産生鮮水産物におけるアニサキス寄生虫の寄生数と分布状況の把握、2.アニサキス寄生虫の感染力評価法の確立、3.アニサキス駆虫物質の精製・単離である。まず始めに、本寄生虫症の報告例の多いマサバ鮮魚内臓におけるアニサキス寄生虫数を把握し、その同定を形態学的特徴の観察および胃長(食道長)と体長の比を測定することにより簡易的に行った。その結果、マサバ1尾あたりのアニサキス寄生虫数は最大で155隻(長崎県産)であり、引き続き、鮮魚、特にマサバの生食には注意が必要であることが判明した。マサバ内臓に寄生するアニサキスはその殆どがAnisakis pegreffiであったが、一部、A. simplex(s.s)も存在することが明らかとなった。次いで、アニサキスの感染力評価を寒天侵入測定法により検討した。すなわち、蒸留水を用いて加温溶解させた寒天を入れた試験管につき、表面に1 mm程度の穴を開け、さらに3cmの高さに生理食塩水を重層した。この際、比較対照としてアニサキスに特徴的な不規則運動能力を低下させる効果が認められるメントールを溶解させた生理食塩水を使用した。メントールを添加した試験管ではアニサキスは寒天に侵入せず寒天上での運動も認められなかった。
太平洋島嶼パラオ共和国における文化的景観保全に基づく流域圏マネジメント

本年度は、太平洋島嶼パラオ共和国における文化的景観保全に基づく流域圏マネジメントに関する研究として、小流域のアグロフォレストリーに立地するタロイモ水田の塩害被害に関する研究を行った。一般的に太平洋島嶼は、世界の平均よりも高いレベルで海水面上昇が発生しており、パラオ共和国では、1993年以降、毎年平均9mm海水面が上昇している。研究では、まず、集落でのヒアリング調査により海水面上昇による文化的景観への影響の概要を把握し、低湿地部のタロイモ水田の塩害被害、沿岸部の海岸浸食、高潮被害が顕在化していることが分かった。次に、集落の文化的景観の中でも最も重要な要素であるタロイモ水田に焦点をあて、塩害被害調査を実施した。その結果、水面上昇に伴うタロイモ水田での沿岸被害は確かに顕著となっているが、耕作放棄地の増加や沿岸部での土地利用変化という社会的背景が、被害を増大させる要因となっていることが明らかとなった。特に、水田に真水を供給する灌漑システムが、耕作放棄や隣接する土地利用変化により影響を受け、農地に塩分が溜まりやすい状況となっていることが明らかとなった。すなわち、海水面上昇による集落の文化的景観への影響は、単に自然的要因だけでなく、土地利用変化やライフスタイル変化などの社会的要因が関係する複合的課題であることが分かった。最後に、この結果を流域圏マネジメントの関わりの観点から考察した。小流域における集落の持続的土地利用システムの実態は、開発圧力の増加や海水面上昇の影響など、集落内外の様々な要因によって常に変化にさらされている。小流域内の集落の文化的景観の持続的維持のためには、一見個別に捉えられがちな開発による土地利用変化、人々のライフスタイル変化、海水面上昇などの自然現象の相互の関係性に着目することが特に重要であり、そのための空間的枠組みとして、小流域という住民自らが管理可能な単位が有効であると考えられた。本研究では、太平洋島嶼パラオ共和国のバベルダオブ島を事例に、水循環や生態系の基礎的単位であり、熱帯島嶼の生活・文化と密接に関わる「流域圏」に着目し、階層的な空間スケールと歴史的な時間スケールから流域内のランドスケープの構造・機能・変化の体系的な解明を行い、熱帯島嶼の環境の持続的維持を目的としたランドスケープ・プランニングのあり方を考察した。研究の成果は、以下の5つにまとめられる。第一に、流域圏の階層性を踏まえたプランニングの枠組み設定するため、バベルダオブ島の階層的な流域構造を明らかにした。第二に、20世紀初頭に日本軍が作成した詳細な地図を発掘し、地形・傾斜・植生といった土地の自然的条件と人間による土地利用の変遷を統合させ、一定の空間的まとまりを有するランドスケープ単位を抽出し、プランニングのためのデータベースとして整備した。第三に、主要河川の流域における日本委任統治時代の農地開拓やボーキサイト採掘の実態と現在への影響を、土地利用の変遷の解析と生存する開拓者へのヒアリングから明らかとした。第四に、沿岸部の小流域に立地するパラオ人の伝統的集落の文化的景観に着目し、土地利用、植生、資源利用に関する詳細な現地調査から、微地形に即した土地利用、多様な生物資源、人々の生活生業の結果導かれるより微細なランドスケープ単位の集合体として集落の土地利用システムが成立していることを明らかとした。第五に、以上の空間分析に加えて、流域圏の保全管理の現状と課題を整理し、小流域という住民がコントロール可能な空間を基礎として、流域協議会を中心とした多様な主体の相互連携を元に、広域的なランドスケープ・プランニングを行う道筋を提示した。研究はおおむね順調に進展している。約1か月の現地調査を実行し、土地利用・植生のデータベースを完成させ、それをもとにランドスケープ単位の抽出を行った。

そして、時間軸を踏まえた階層的なランドスケープ単位を設定し、日本人の開拓地とパラオ人の伝統的集落という2つの対照的な事例をもとに、流域圏における持続的な土地利用のあり方を考察した。そして、多様な主体の相互連携と制度的枠組みを検証し、熱帯島嶼の環境を持続的に維持するランドスケープ・プランニングの可能性を提示することができた。来年度は、本年度設定したランドスケープ単位をもとに流域環境を持続的に維持する土地利用計画を検討していく。その際、ランドスケープ単位の多面的機能評価の実施すること、および、現地のカウンターパート(州政府・研究機関)と協力した参加型計画づくりを行っていくことが今後の課題である。
マイクロチャンネルミキサーによるバイオディーゼル燃料生成に関する萌芽研究

植物油のバイオディーゼル燃料への改質には、植物油にメタノールメトキサイトを添加してエステル化による改質が必要である。当該反応は、メタノールメトキサイトの拡散により生じるが、試薬類を微小液滴化することで反応時間を短縮化することが本研究の目的である。すなわち、連続相(植物油)中にメタノールメトキサイトを微小液滴化して添加することにより、高速なエステル化反応が期待できる。そのために、1.メタノールメトキサイトの微小液滴を生成するためのマイクロチャンネル加工法について検討、2.液滴径が数μmの生成条件を見いだす、3.燃料の化学的分析、燃料としての性能評価によりプロセスの最適化を図ることを目標に研究を進めた。その結果、ウェットエッチングにより溝幅は、20μm以下の微小なチャンネル幅の加工を行うことが出来たが、チャンネル深さが浅く、また交差部の形状に問題があり、送液のための流動抵抗が高いために送液がスムーズに行われずに液滴が出来ない、もしくは送液が出来ても液滴の生成できる範囲が狭いことが確認された。したがって、液滴径数μmの生成条件は明らかに出来なかった。従来の液滴による分析実験は再度確認することが出来たが、新たなデバイスを用いた液滴生成条件が整わなかったため、当該デバイスによるバイオディーゼル燃料の分析は行っていない。今後、ウエットエッチングに代わる加工法の検討、ガラス以外の材料の選定によりあらたな名マイクロチャンネル構造の検討の必要があると考えられる。
マインドワンダリングと幸福感：価値とマインドフルネスによる調整効果

人は起きている時間の多くを「心ここにあらず」の状態で過ごしている(マインドワンダリング)。本研究ではマインドワンダリングが幸福感につながる条件を検討し下記の結果を得た。(1)アニメの消費とマインドフルネスがマインドワンダリングが幸福感を予測するための条件である。(2)マインドフルネスはマインドワンダリングの低減に媒介されて多くの症状を低減させる。(3)自分の体験への信頼が適応的な自己注目を低減する。本研究では一般には不適応的と考えられているマインドワンダリングが幸福感につながる条件を検討する。具体的には,マインドワンダリングが幸福感に及ぼす影響を,どのような条件が調整するのかを検討することを目的とした。マインドワンダリングは,ある課題の遂行中にそこから注意が離れること,と定義されている。課題から注意が離れているときには,自己や将来に関連した思考や空想(白昼夢など)が生じている。自己注目や白昼夢が不適応につながりやすいことは知られている。しかし,自己について振り返ったり,将来について思い描いたりすることや,空想をふくらませることには重要な機能もあると考えられる。するとマインドワンダリングの内容が幸福感に影響する重要な要因と考えられる。同時に,マインドワンダリングの内容や他の課題との関連がメタ認知的に制御されていれば問題は生じにくいと考えられるため,マインドフルネスを調整要因の候補の一つと考えた。平成26年度は横断研究を行い,マインドフルネスの中でも自分の現在の体験を評価・批判しない態度が高くアニメやゲームの消費が少ない場合,あるいは,自分の現在の体験を評価・批判しない態度が低くアニメやゲームの消費が多い場合,マインドワンダリングが主観的幸福感につながる傾向があることが分かった。一方,自分の現在の体験を評価・批判しない態度とアニメやゲームの消費の双方が低い場合,マインドワンダリングは心理的幸福感を低めていた。現在,これらのまたは派生的な研究の成果として,4本の論文が国際誌にて審査中である。しかし,自分の体験を見つめたり,自己について振り返ったり,将来について思い描いたりすることや,空想をふくらませることには重要な機能もあると考えられる。平成27年度は横断研究と縦断研究を行った。その結果,1.マインドワンダリングの下位概念である反復思考がどのような場合に悪化するかの条件を見いだした。2.自分の体験を観察することは注意の制御が優れている場合に幸福感を向上させることを見いだした。3.生産的な問題解決の思考がかえってストレス状況やストレス反応を悪化させる条件を明らかにした。2年目は,横断・縦断研究で一定の成果を出すことができた。本研究では一般には不適応的と考えられているマインドワンダリングが幸福感につながる条件を検討してきた。具体的には,マインドワンダリングが幸福感に及ぼす影響を,どのような条件が調整するのかを検討してきた。平成28年度は横断研究と縦断研究を行った。研究期間全体を通じて,下記の結果を得た。1.マインドフルネスがマインドワンダリングの下位概念である反復思考に媒介されて多くの症状を低減させる。2.アニメの消費とマインドフルネスの高さが,マインドワンダリングが幸福感を予測するための条件である。初年度に,横断研究で一定の成果を出すことができた。縦断データの予備的な解析を行なっているが,調整変数の候補を若干拡大する必要があるかも知れない。臨床心理学幸福感に関連する要因は多数あるため,予測変数を拡大した研究が重要である。また,縦断データを軸として研究をすすめたい。研究打ち合わせがスカイプ会議で可能であったため,旅費がいくらか節約された。

研究成果公表のための英文校閲費用の支出が,年度をまたいでしまったため。最終年度は,論文投稿を行なうため,英文校閲費用に用いる。順次校閲費用として使用予定。
高圧合成を用いた新規鉄系超伝導体の探索とその物性評価

(1)では1111型CaFeAsHの電子構造とCoドープで誘起された超伝導物性について考察した。DFT計算によって、CaFeAsFはLnFeAsOと類似した2次元的なフェルミ面を持つが、CaFeAsHはこれらの2次元的なフェルミ面に加え、3次元的なホール面を持つ事が分かった。この3次元的なバンドは、水素の1s軌道がヒ素の4p軌道との間に弱い共有結合を作り、間接的に鉄の3dバンドを変調させたために生じたものである。しかし、Coドープ時の超伝導特性は、最高T_Cおよび超伝導が生じるCo濃度ドーム幅ともに、CaFe_<1-x>Co_xAsFと酷似していた。これは3次元的なホールフェルミ面と電子面間のネスティング条件が悪いため、電子構造の違いが磁気ゆらぎの発生やそれを媒介する超伝導の特性に殆ど影響を与えないと説明された。(2)では、La^<3+>イオンをCa^<2+>サイトに置換することにより、CaFeAsHへの間接電子ドーピングを試み、超伝導の発現を見出した結果について記した。LnFeAsOへ間接電子ドーピングする際に、H-はO^<2->サイトを50%以上置換することができる。また、水素化ランタノイド(LnH_2-3)は1111系のブロック層と同じ蛍石型の結晶構造を持つ。これらの事実から、Ca^<2+>サイトをLa^<3+>で置換することで、CaFeAsHへの間接電子ドーピングが可能ではないかと考えた。そこで本研究ではLaドープCaFeAsHの高圧合成を試み、x=0.3までの範囲でCa_<i-x>La_xFeAsHの合成に成功した。その結果、x=0.2において最高47Kの超伝導を見出した。本研究の結果、直接および間接電子ドーピング間のT_c比は122系、CaH-1111、Ln-1111系の順で大きくなることが明らかとなった。これは各系のFermi面が上記の順で二次元的になることを反映している。よって、本研究から鉄系超伝導体においては、異なるドーピング法によって誘起される超伝導特性が電子構造の次元性を強く反映すると結論した。(抄録なし)年次計画において3つの研究方法(1}新規化合物CaFeAsHへのドーピングによる超伝導物質の探索。(2)CaFeAsHの基礎物性測定(3)La-dopedしたSrFe_2As_2の単結晶育成と基礎物性測定。を通じて、(1)液体窒素の沸点77K以上のT_cの物質を得る。(2)超伝導の基礎物性の解明。の二点を目標として掲げた。・研究方法について(1)新規化合物CaFeAsHへのドーピングによる超伝導物質の探索。Ca^<2+>サイトをLa^<3+>で部分置換、Fe^<2+>サイトをCo^<3+>で置換するとこによって、それぞれ47K,23Kで超伝導になることが分かった。(2)CaFeAsHの基礎物性測定。電気伝導率の測定や低温X線回折、比熱測定の結果CaFeAsHは約97Kで構造相転移(正方晶→斜方晶)、磁気相転移(常磁性→反強磁性)が同時に起こっている事が分かった。また低温X線から得られた構造パラメーターを用いて第一原理計算を行なった結果、CaFeAsHは他の鉄系超伝導帯物質とは特異なバンド構造を有している事が分かった。(3)La-dopedしたSrFe_2As_2の単結晶育成と基礎物性測定。他のグループにより詳細な研究報告がなされたため研究継続を断念した。・目標について(1)液体窒素の沸点77K以上のT_cの物質を得る。2つの新規超伝導物質を得ることに成功した目的としていた超伝導転移温度が77Kを超える物質は得られなかった。(2)超伝導の基礎物性の解明Co置換したCaFeAsHの超伝導相図やバンド計算によって得られた電子構造を解析する事によって、鉄系超伝導体においてブロック層は伝導層のFeAsの局所構造を変えるに過ぎず、そのTcはヒ素の高さに依存している事が分かった。

LnFeAsOへ間接電子ドーピングする際に、H-はO^<2->サイトを50%以上置換することができる。また、水素化ランタノイド(LnH_2-3)は1111系のブロック層と同じ蛍石型の結晶構造を持つ。これらの事実から、Ca^<2+>サイトをLa^<3+>で置換することで、CaFeAsHへの間接電子ドーピングが可能ではないかと考えた。そこで本研究ではLaドープCaFeAsHの高圧合成を試み、x=0.3までの範囲でCa_<i-x>La_xFeAsHの合成に成功した。その結果、x=0.2において最高47Kの超伝導を見出した。本研究の結果、直接および間接電子ドーピング間のT_c比は122系、CaH-1111、Ln-1111系の順で大きくなることが明らかとなった。これは各系のFermi面が上記の順で二次元的になることを反映している。よって、本研究から鉄系超伝導体においては、異なるドーピング法によって誘起される超伝導特性が電子構造の次元性を強く反映すると結論した。申請者が発見した新規鉄系化合物CaFeAsHに対して、間接及び直接電子ドーピングであるCaサイトLa部分置換とFeサイトCoドープに成功した。それぞれ、23K、46Kで超伝導転移が見られた。しかし、サンプルに含まれる異相の同定とそれらの除去やドーパントの不均一性の解消などに時間がかかり、論文にするまでには至らなかった。2.CaFeAsHのLa-dopedのオーバードープ領域の合成を試みる。3.CaサイトにLa。Hサイトに0を置換してFeAs層周りの局所構造を変化させ、Tcのオプティマイズを試みる。4.絶縁層のCaH層は変えず伝導層を変えた物質の合成を試みる。5.2,3で得られた結果を学会発表・論文等としてまとめる。(抄録なし)
軟X線ミラー基板測定における基板保持法の開発

研究目的:本研究では、軟X線顕微鏡の開発を進める中で課題として浮上した、軟X線ミラー基板の形状測定の高精度化を目的とし、新たな基板保持方法の開化を目指した。具体的には、基板回転機構の導入などにより、測定誤差(標準偏差)0.10nm以下のレーザー干渉計測を目標とした。研究方法:研究代表者が従事するレーザー干渉計による軟X線ミラー基板の形状測定では、ミラー基板の位置及び姿勢を精密に調整し、それを保持することが重要となる。測定では、測定用ホルダにセットしたミラー基板を90°または180°回転させる必要があるが、従前、この回転はホルダに直接手を触れ行っていた。本研究では、既存のピエゾ駆動精密XYZステージに、コンピュータからの指令が可能な基板回転機構を導入することにより、面内回転・X・Y・Zの全ての軸の調整及び保持を遠隔操作で行えるよう改良し、回転角精度の向上と実験室内での移動や入退室に伴う測定環境変化の回避を図った。また、経年劣化による動作不良が生じた干渉計の拡散板を改良した。上記改良に必要な部品は本研究所の機械工場の協力を得て作製した。全システムの完成後、測定を繰り返し行い、データの取得・解析を行った。研究成果:ミラー基板の形状測定における測定誤差(標準偏差)は、従来、0.15-0.20nmであったが、本研究では目標であった0.10nm以下まで低減させることに成功した。また、一部作業を除きミラー基板の位置及び姿勢の調整と干渉計測を全て遠隔操作で行えるようになり、測定の高精度化だけでなく簡便化・効率化にもなった。
気候変動と水資源をめぐる国際政治のネクサス－安全保障とSDGsの視角から

本研究は、水資源を焦点に、グローバル・サウスの地域・国々の事例を取り上げ、気候変動による自然の衝撃が社会と政治にどのようなストレスをもたらすか、また、いかなる過程を経て社会の不安定化、資源獲得競争、国家の動揺、武力紛争、難民・移民などの現象を引き起こす原因となるのかを問い、気候変動政治のメカニズムを解明する。同時に、自然の脅威を前に国際社会、国家、草の根社会がいかなる緩和と適応を行うかを考察し、気候変動レジリアンスの仮説を提示する。さらに、気候変動安全保障を中核とする新しい安全保障論と、国連持続可能な開発目標(SDGs)とを連携させたグローバル・ガバナンス論を論じ、政策的検討を試みる。気候変動による自然の衝撃が社会と政治にどのようなストレスをもたらすか、そうしたストレスがいかなる過程を経て社会の不安定化、資源獲得競争、国家の動揺、武力紛争、難民・移民などの現象を引き起こす原因となるのかについて、水資源の問題を中心にマクロ(グローバル)、メソ(国家・地域)、ミクロ(個人)についてラテンアメリカ、中東、アフリカ、インドなどを対象に情報を収集し分析する。気候変動をめぐる国際政治という着眼は興味深く、政策的にも大きな社会的意義がある。希少性が高くゼロサム的紛争につながりやすい、水資源をめぐるガバナンス(の有無)を重要な検討テーマとすることで、本研究計画が提案する「気候変動安全保障」概念を有効ならしめる期待が持てる。研究成果は和英両言語による論文集と教科書的なブックレットであるので、世界的なインパクトも期待できる。
小児難治性てんかん,特に,乳児重症ミオクロニーてんかんの遺伝と脳神経成熟障害

乳児重症ミオクロニーてんかん(SME)は,1978年Dravetらが最初に報告した特異なてんかん症候群である.てんかんや熱性痙攣の家族歴が高率であることが指摘されているが,家族のてんかん分類や発作型は不明のことが多く,遺伝解析はなされていない.SME患者4家系5例とそれぞれの両親,同胞のHLA抗原,家族内痙攣性疾患の臨床像を分析した.3家系で母方に痙攣やてんかんの遺伝性素因を認めた.患児と母のHLA抗原はA24(9)が全例に認められたが,HLA抗原頻度では日本人対照と比較し,その出現率に有意差はなく(P<0.05),SMEとHLA抗原との関連性は乏しいと思われた.ただ,母系遺伝や,母を介しての表現型の促進現象の可能性に関しては今後,症例追加による検討が必要である.次に,基礎的成因の検討のため,患者脳の脂質分析をした.以前,West症候群の脳ガングリオシド分析にてその未熟性を指摘しているが,未熟性脳神経成熟障害の本質を検討するため,神経上皮細胞由来腫瘍と母乳のガングリオシド分析を行った.原始神経外胚葉性腫瘍(PNET),細胞性上皮腫(EP),神経芽細胞腫(HB),の分析では,シアル酸量は発生分化とともに増加し,一番未熟で悪性なPNETが最低量を示した.PNET,EPではG_<M3>,G_<D3>の単純ガングリオシドが主成分を成し,NBではG_<M2>,G_<M1>,G_<T1b>,G_<Q1b>が検出され,シアル酸の多い複雑ガングリオシドの生合成がなされ,より分化している事を示唆した.母乳のガングリオシド分析では,G_<D3>が母乳の主要成分をなし,G_<M3>が分娩後8日目より急速に増加し,G_<M3>/G_<D3>は徐々に増加傾向を示した.調整粉乳と牛乳には母乳の1/2程度のガングリオシドしか含有されていなかった.母乳ガングリオシドの生理的意義を検討し,また,PNETのガングリオシド組成に類似しており,母乳の脳神経細胞の成長分化への関与の可能性についても検討している.乳児重症ミオクロニーてんかん(SME)は,1978年Dravetらが最初に報告した特異なてんかん症候群である.てんかんや熱性痙攣の家族歴が高率であることが指摘されているが,家族のてんかん分類や発作型は不明のことが多く,遺伝解析はなされていない.SME患者4家系5例とそれぞれの両親,同胞のHLA抗原,家族内痙攣性疾患の臨床像を分析した.3家系で母方に痙攣やてんかんの遺伝性素因を認めた.患児と母のHLA抗原はA24(9)が全例に認められたが,HLA抗原頻度では日本人対照と比較し,その出現率に有意差はなく(P<0.05),SMEとHLA抗原との関連性は乏しいと思われた.ただ,母系遺伝や,母を介しての表現型の促進現象の可能性に関しては今後,症例追加による検討が必要である.次に,基礎的成因の検討のため,患者脳の脂質分析をした.以前,West症候群の脳ガングリオシド分析にてその未熟性を指摘しているが,未熟性脳神経成熟障害の本質を検討するため,神経上皮細胞由来腫瘍と母乳のガングリオシド分析を行った.原始神経外胚葉性腫瘍(PNET),細胞性上皮腫(EP),神経芽細胞腫(HB),の分析では,シアル酸量は発生分化とともに増加し,一番未熟で悪性なPNETが最低量を示した.PNET,EPではG_<M3>,G_<D3>の単純ガングリオシドが主成分を成し,NBではG_<M2>,G_<M1>,G_<T1b>,G_<Q1b>が検出され,シアル酸の多い複雑ガングリオシドの生合成がなされ,より分化している事を示唆した.母乳のガングリオシド分析では,G_<D3>が母乳の主要成分をなし,G_<M3>が分娩後8日目より急速に増加し,G_<M3>/G_<D3>は徐々に増加傾向を示した.調整粉乳と牛乳には母乳の1/2程度のガングリオシドしか含有されていなかった.母乳ガングリオシドの生理的意義を検討し,また,PNETのガングリオシド組成に類似しており,母乳の脳神経細胞の成長分化への関与の可能性についても検討している.乳児重症ミオクロニ-てんかん(SME)は、1978年Dravetらが最初に報告した特異なてんかん症候群である。てんかんや熱性痙攣の家族歴が高率であることが指摘されているが、家族のてんかん分類や発作型が不明のことが多く、より精密な遺伝解析はなされていない。SME遺伝解析の予備研究として、てんかんや熱性痙攣の家族歴を持つSME患者3家系4例とそれぞれの両親のHLA抗原を検討した。対象:SMEの定義はDravetらの報告に従い、類縁疾患群を鑑別除外した。SME辺縁郡は臨床像がSMEに酷似するが、経過中にミオクロニ-発作やミオクローヌスを伴う欠伸発作、ミオクローヌスの存在が確認しえなかった症例と定義した。家族のてんかん分類や発作型はそれぞれの主治医からの報告と、一部は直接の問診、診断によった。方法:HLA抗原はNIHのリンパ球細胞障害実験を用いた。

測定した各抗原の内訳はA18種、B33種、C7種、DR14種の合計72種で、HLA抗原の名称は第11回国際組織適合性ワークショップによった。尚、HLA抗原やてんかん分類の家族調査は両親に説明し、同意、許可の下で行った。結果及び考察:1993年4月より1997年12月までに3家系4例のSME(2例)及びその辺縁群(2例)を診察した。家族の痙攣素因は5例のてんかん、うち3例は発熱時のてんかん重積症で死亡、その1例は第2家系同胞SME、他の2例は全身強直間代性痙攣(gm)で、知能障害を伴う。1例は熱性痙攣複合型(FCc)で、1例は熱性痙攣単純型であった。3家系ともに母方に遺伝素因を認め、第1、2家系では母が、それぞれ、gm、FCcであった。患児と母親におけるHLA抗原はA24(9)が全例に認められたが、HLA抗原頻度では日本人対照と比較し、その出現率に有意差はなかった(Pc>0.05)。HLAを支配する遺伝子は第6番染色体短腕に位置しているが、SMEとHLA抗原との関連性は乏しいと思われる。今回SMEにおける症例すべてに母系遺伝素因を認めたが、その意義の検討には更に症例の追加が必要と思われた。神経外胚葉由来腫瘍のガングリオシド分析:脳神経細胞の成熟とガングリオシド組成の推移脳神経系は表皮外胚葉より、神経溝や初期神経管が発生し、中心管の上皮が多列上皮、神経上皮細胞へと分化する。神経上皮細胞の核は、DNAを合成し、移動、細胞分裂を反復し、何層もに分けられるようになり、上衣細胞や中枢神経系が形成される基礎となる。この外胚葉の各種発生分化段階に由来する腫瘍のガングリオシドを分析し、神経系の発生分化や臨床的意義について検討した。対象及び方法:^<1.>13歳男、原始神経外胚葉性腫瘍(PNET)胸郭原発、^<2.>5ヵ月女、細胞性上皮腫(EP)、側脳室、^<3.>1歳男と^<4.>9歳男、神経芽細胞腫(NB)、左後腹膜と左副腎、4例よりの摘出腫瘍組織。対照は^<5.>.3歳男インフルエンザ脳症の剖検脳白質(W)、灰白質(G)を分析した。分析は、以前に報告した方法に従った。結果:症例^<1-4>,^<5w>,^<5a>のガングリオシド総量をシアル酸量(mg/g wet weight)で表示すると、それぞれ、0.038,0.28,0.27,0.22,0.21,0.72であった。ガングリオシド%分布は、PNET(症例1)とEP(症例2)はGM_3,GD_3,GD_<1a>が主成分をなし、それぞれ、72.7,7.2,17.6%と64.5,17.3,8.3%であった。NB2例のGM_3,GM_2,GM_1,GD_3,GD_<1a>はそれぞれ、46.0,22.0,3.4,1.4%と、63.9,2.7,3.0,9.4%であった。考察:シアル酸量は発生分化とともに増加し、一番未熟なPNETが最低量を示した。PNET、EPではGM_3,GD_3の単純ガングリオシドが主成分を成し、未熟な神経組織であることを示唆した。NBはGM_2,GM_1,GT_<1b>,GQ_<1b>が新たに検出され、a,b経路ガングリオシドの生合成がなされ、より分化している事を示唆した。また、発症年齢の異なるNB2症例間で、ガングリオシドの%分布差があり、1歳未満発症例でのGQ_<1b>の高値は、より分化していることを示唆していると考えた。これらの腫瘍は摘出後、残存腫傷に対しPBSCT研究会等のプロトコールに従って化学療法を併用しているが、ガングリオシドの分折より、残存腫瘍検出や、予後判定のマーカー、免疫療法等の標的抗原にもなりうると考えた。
複数の外国語発話におけるポーズの生成機構と評価に関する研究

本年度は、主に日本語、ドイツ語の学習者音声におけるポーズが非流暢性の原因となっている場合について、音声データの収集、音響分析および研究の総括を行なった。先ず、昨年度の研究結果において見られたドイツ語の言いよどみのパターンのうち、学習者にとって発音が困難な母音(例えばドイツ語のウムラウトなど)や音連続の前に観察される言いよどみについてさらに検討した。昨年度作成したドイツ語学習者読み上げ文音声データベースを用い、言いよどみのパターンと流暢性評価の関連について検討したところ、母語話者による流調性評価は、話速(および調音速度)と相関関係があり、話速が3.5シラブル/秒以上でなければ母語話者による安定した流暢性評価が得られないことが明らかになった。また、昨年度の結論同様、母語におけるいいよどみのパターン(延伸、途切れ)が自然会話(自己紹介文)において見られることも再確認された。これらの成果は、春季独文学会およびドイツ語情報処理学会にて報告された。次に、日本人学習者にとって発音が困難な母音と音連続に関しては、調音運動の詳細を探るために、単語発話時の舌や顎の動きについて、2次元MRIムービーを用いて撮像し、観察した。その結果、学習者にとって慣れ親しんでいない母音の発音の直前に非流暢性が生じることが明らかになった。また母語話者による母音の音色に関しても安定した評価力が得られないことが分かった。これらの成果に関しては、韓国独文学会シンポジウムにて報告された。第二言語音声において最も顕著に現れる韻律的特徴の一つに、言いよどみの際に起こるサイレント・ポーズがある。学習者の発話には、過度のポーズや不適切なポーズが生じ、それが聞き手への発話の流暢性を下げているという指摘は数多くされている。本研究の目的は、中大規模データを用いて日本語母語話者による複数外国語の発話におけるポーズの相違を探ることにより、ポーズ生成機構についてより強力な論証を得ることである。今年度は、すでに一部収集してあった日本人ドイツ語学習者の文発音資料を整理し、音声ファイル化した。また、新たに英語単語の発音資料も収集して、同様に音声ファイル化した。ドイツ語発音では先行研究と同様、初級の学習者の発音では、単語中、文中の不適切な位置でのポーズが観察され、中級者、上級者と学習歴が高くなるにつれて不適切なポーズの挿入が見られなくなることが確認された。また、これらの音声データ解析の際に、英語単語発音の音響分析をしたところ、発音記号が併記されている語とそうでない語の発音データが収集されていたため、発音記号併記あり/なしの発音を比べることができた。その結果、発音記号併記の影響は非常に小さいものであるという結果を得た。本年度は、主に日本語、中国語、ドイツ語の学習者音声におけるポーズが非流暢性の原因となっている場合について、音声データの収集および、音響分析を行なった。先ず、中国語話者を対象に、母語と非母語において言いよどみのパターンが異なるかどうかについて、中国語(母語)発話時と日本語(外国語)発話時を比較した。その結果、非流暢性マーカー(ポーズ、延伸、言い直し、繰り返し)の出現パターンには、母語話者と同じパターンを示す場合(ポーズや延伸の語中の出現位置)とそうでない場合(ポーズや言い直しの後処理)があることが明らかになった。このことから、言いよどみやポーズのパターンは外国語において習得可能であるものの、その後処理(語頭に戻って言い直すか、続行するか)のパターンには上級者においても母語の干渉が見られ、習得が困難であると考えられた。次に、昨年の研究において見られたドイツ語の言いよどみのパターンのうち、学習者にとって発音が困難な母音(例えばドイツ語のウムラウトなど)や音連続の前に観察される言いよどみについてさらに検討した。このような言いよどみのパターンは、今年度作成したドイツ語学習者音声データベースにおいても多く見られる。言いよどみのパターンと、今後も母語話者による流暢性の評価を照らし合わせ、流暢性評価との関連を考察する。また、英語学習者音声データベースとの比較を行なったところ、不適切なポーズの要因として音韻環境、音連続、単語親密度、単語長などが挙げられ、通言語的特徴があることも明らかになった。昨年まとめた言語臨床における様々な非流暢性尺度との関連性についても検討した。最後に、日本人学習者にとって発音が困難な母音と音連続に関しては、調音運動の詳細を探るために、単語発話時の舌や顎の動きについて、2次元MRIムービーを用いて撮像し、観察した。これらのデータの解析を今後の課題とする。

次に、日本人学習者にとって発音が困難な母音と音連続に関しては、調音運動の詳細を探るために、単語発話時の舌や顎の動きについて、2次元MRIムービーを用いて撮像し、観察した。その結果、学習者にとって慣れ親しんでいない母音の発音の直前に非流暢性が生じることが明らかになった。また母語話者による母音の音色に関しても安定した評価力が得られないことが分かった。これらの成果に関しては、韓国独文学会シンポジウムにて報告された。
イメージング解析を用いたマウス着床前胚発生における細胞分化メカニズムの解明

マウスの胚盤胞では内部細胞塊においてOct3/4(Oct4)、Nanog、栄養外胚葉ではCdx2という転写因子が特異的に発現する。我々は、着床前胚発生過程におけるこれらの分子マーカーの発現変化と細胞の位置関係を詳細に観察し、内部細胞塊と栄養外胚葉の細胞分化メカニズムの解明に取り組んだ。その結果、Cdx2の発現は細胞の位置による制御を受けている事が明らかになった。一方、Nanogの発現は、816細胞期の間、細胞の位置に関係なくランダムに上昇し、1632細胞期には胚の外側よりも内側の細胞において発現が上昇する事が分かった。平成20年度は、Src型チロシンキナーゼLynの膜移行シグナルと蛍光タンパク質Venusの融合タンバク質遺伝子をRosa26遺伝子座に組み込んだ遺伝子改変マウス胚を顕微鏡下で培養、撮影するための条件検討を行った。この遺伝子改変マウス胚を用いる事により、細胞膜を可視化することができるため、胚発生過程での細胞の挙動を観察する事が可能となる。現在、画像を解析するために最適と思われる条を決定し、発生過程の細胞の挙動と細胞分化の関連性を明らかにするためにデータの収と解析を行っている。同時に、発生過程におけるOct4、Nanog(内部細胞塊のマーカー分子)、Cdx2(栄養外胚葉のマーカー分子)、それぞれの発現変化について経時的なサンプリングを行い、抗体染色、観察を行った。その結果、Oct4は胚盤胞後期までは全ての細胞に発現し、Cdx2は胚の外側に接している細胞において、発現する細胞数、強度ともに増加していく事は明らかになった。通常、ES細胞ではOct4とCdx2は互いに発現を抑制する事が報告されているが、着床前胚では胚盤胞形成までの間、胚の外側の細胞において2つの因子が同時に発現していることがわかった。この結果から、着床前胚ではES細胞とは異なる発現制御機構が存在する事が考えられる。この結果は、平成20年度に発表した論文(Fujimori, et.al., 2008)の中で報告した。Nanogに関しては、最終的にはOct4と同様に胚盤胞後期では内部細胞塊に発現が限局するが、その過程における発現細胞数、発現パターン、発現強度は個体により大きく異なる事が明らかになった。着床前胚発生過程におけるNanogの発現パターンが細胞分化に及ぼす影響と、その発現制御メカニズムについては引き続き詳細に解析している。21年度は20年度行った条件検討の結果を元にSrc型チロシンキナーゼLynの膜移行シグナルと蛍光タンパク質Venusの融合タンパク質遺伝子をRosa26遺伝子座に組み込んだ遺伝子改変マウス胚発生(細胞膜を可視化できるマウス)のタイムラプス撮影を行い、解析を行った。その結果、16細胞期の間に、胚の外側に位置する細胞が胚の内へと動する事が分かった。この移動は16細胞期特異的な事象である可能性を示すデータもあり、更に解析を進める事により細胞の挙動と分化の関係性を明らかにできる。また20年度に引き続き、内部細胞塊の分化マーカーである転写因子Nanogの発現解析を行った。NanogはOct4、Cdx2などの主要な分化マーカーとは異なり、個体によって様々な発現パターンを示すが、胚盤胞形成過程における発現変化パターン、制御に関しては不明である。そこで、21年度はNanogのプロモーターに蛍光タンパク質GFPを結合した遺伝子改変マウスを用いて、Nanogの発現変化をリアルタイムに観察し、解析を行った。その結果、Nanogは8細胞期に発現を開始し、16細胞期の間は細胞の位置などの影響を受けずにランダムな発現変化パターンを示した。その後、16細胞後期32細胞期以降にかけて、胚の内側に位置する細胞において外側の細胞よりも発現の上昇度が高い事が分かった。このことから16細胞期32細胞期にかけてNanogの発現は細胞の位置依存的な制御を受ける事が考えられる。NanogはCdx2による発現抑制を受ける事が報告されているが、32細胞期まではCdx2が発現していてもNanogの発現は上昇する事から、胚盤胞形成過程で、その制御機構が変化する事が考えられる。Nanogの発現制御の変化と細胞の位置変化の結果は、1632細胞期の間に細胞分化に関して重要な変化が起こっている事を示す重要なデータと言える。
肝細胞癌における腫瘍マーカー高値のメカニズム解明に関する研究

PIVKAIIは肝細胞癌の腫瘍マーカーとして用いられるが、なぜ上昇するのか、そのメカニズムははっきりしていない。そこで、PIVKAII上昇のメカニズムをビタミンK代謝との関係で検討した。ビタミンK代謝にはγ-glutamyl carboxylase(GGCX)、vitamin Kepoxide reductase complex(VKORC1)などの酵素活性が必須であるため、これらの遺伝子発現、スプライシングバリアント、DNAメチル化について解析した。肝細胞癌細胞株(HepG2,PLC/RPF/5,HuH-7)を含めた種々の癌細胞株、正常組織のcDNAパネルおよび肝細胞癌患者の臨床材料を使用した。臨床材料使用にあたっては、浜松医科大学のヒトゲノム・遺伝子解析研究の倫理委員会で承認を受けた後、患者から同意書を得た。その結果、VKORC1についてはエクソン2をスキップしたスプライシングバリアントを見出したが、ほとんどの正常組織cDNAパネルでもほぼ同等に発現しており、癌細胞株や癌組織においても発現量の変化は見られなかった。さらに、プロモーター領域DNAメチル化を調べた結果、いずれも非メチル化であった。GGCXの発現も多くの種類の組織、細胞株において確認され、エクソン2をスキップしたスプライシングバリアントと正規の転写産物との割合は大きく異ならなかった。VMRC-RCW(腎癌細胞株),HuH-7(肝癌細胞株),WiDr(結腸癌細胞株)においては、バリアントの発現がほとんど見られなかったが、これら3種の細胞株も含め、プロモーター領域のDNAメチル化は認められなかった。臨床材料5症例を調べたところ、バリアントの発現量の変化もプロモーター領域のメチル化もなかった。さらにGGCXに結合して阻害作用を示し、VKORの活性とワーファリン感受性に影響を与えるシャペロンであるカルメニン(CALU)を調べたところ、正常組織、各種腫瘍細胞株でも恒常的に発現しており、プロモーター領域のDNAメチル化も見られなかった。以上から、PIVKAIIの増加は、今回調べたビタミンK代謝経路を司るプレイヤーの発現量の増減によって生じているものではないと考えられた。
水頭症における脳室周囲組織の髄液循環及び血液循環について一短絡術の有効性

水頭症治療法として脳室から他の体腔への髄液短絡術が多く行われるが、脳室の縮少の度合と、臨床症状改善の程度は必らずしも正の相関を示さないことがある。そこで吾々は猫におけるカオリン大槽内注入により得られた水頭症モデルを作製し、短絡術前後における脳室周囲組織の形態学的変化と水分量の変化を経時的に観察し、短絡術の有効性を、正常コントロ-ル群と、短絡術を施行したが有効でなかった動物と比較することにより検討した。雑種成猫(体重35kg)26頭を用いたが結果検討の対象となったのは短絡術有効群9、同無効群7ならびに短絡術を施行しなかった6頭の計22頭である。水頭症作製にあたっては頭蓋骨を両側にわたり広汎にわたり切除したものの硬膜の切除は行わなかった。過去に行った実験に際し硬膜を切除した群があり、これらとの結果も比較し考察に加えた。組織学的検査はヘマトキシリン、エオジン染色標本のほか、透過型電子顕徴鏡による検索を行い、脳室周囲組織の髄液循環動態の示標として乾燥重量法により水分量の測定を行った。〔結果〕短絡術施行前、脳室周囲組織の水分量は、白質深部(67、2±0、7%)に比し壁直下では72、2±1、0%と水頭症では増加をみた。しかし深部の水分量は正常対照群に比し増加していない。短絡術有効群では壁直下水分量は70、9±1、1%と正常値を示したが無効例ではそれはみられなかった。無効例においてむしろ深部で70、3±1、3%と水分量は増加した。電顕による所見は、短絡術有効、無効両群ともに深部では正常群と同様の所見を示し、壁直下部分にみられるミエリン,アクソンの損傷はわずかに留まり細胞外腔の拡大もなかった。直下組織にはグリオ-ジスを認めた。今回血液循環の変化には実験が及ぼなかったが、短絡術の早期施行が重要であることが以上より確認された。雑種成猫を用い、KAOLIN大槽内注入により水頭症モデルを作製、34週目に脳室が拡大していることを確認したのち、脳室胸腔短絡術を施行し、さらに34週を経過したところで側脳室周囲組織から試料を採取し、水分含有量測定と電顕による形態学的観察を行った。正常群、水頭症群、短絡術施行群はそれぞれ6頭、6頭、5頭であり、その全てに水分含有量を行い、短絡術後の1頭を除く全ての動物に電顕による検索を行った。短絡術により、拡大していた脳室は著明に縮少し、ほぼ正常の脳室の大きさに戻っている。水分含有量の測定結果はW_1(脳室壁より1mm)、W_2(同2mm)、W_3(同3mm)の三つの異る部位で正常群では70.23,68.31,66.68%Waterであった。(標準偏差値は何れも省略)これに対し水頭症群ではそれぞれ72.86,66.19,65.59%Waterであり、短絡術施行群で70.42,67.51,67.38%Waterであった。

電顕による観察結果は水頭症群でW_1の細胞構築の破壊著明、細胞間隙の拡大著明、gliosisの発現は軽度及至中等度であったのに対し、W_2では上記変化は何れも軽度に留り、gliosisの発現はみられなかった。W_3ではほとんど変化を認めていない。一方、短絡術施行群では、W_1で細胞構築の破壊軽度、細胞間隙の拡大は消失または軽度、gliosisは中等度及至高度にみられた。W_3ではほぼ正常脳に近い所見を呈した。以上より短絡術により、水頭症にみられる細胞構築の破壊、細胞間隙の拡大は明らかに改善されるものの、gliosisが脳室壁直下(W_1)にみられることが判明した。われわれは前年に引き続き、大槽内Kaolin注入により作成した水頭症モデルを用い側脳室周囲組織における短絡術の影響について光学顕微鏡、電子顕微鏡を介して観察すると共に同部の水分含有量を測定した。結果は短絡術後、脳室縮少とともに有意に増加していた(w_1=75.1±0.7,w_2=72.3±0.5,w_3=69.1±0.5%)脳室周囲組織の水分量は減少し(w_170.8±1.8,w_2=67.5±0.6,w_3=67.4±0.9)、正常対象動物の水分量(w_1=70.2±0.5,w_2=68.3±0.8,w_3=66.7±0.9)と一致を認め,また組織病理変化においては、拡大していた細胞外腔の狭少化がみられた。これら一連の脳室周囲組織の変化は互いに相関し、われわれが過去に報告した水頭症における脳室周囲の微小循環の改善に寄与し、従って短絡術後の臨床症状の改善にも関係があるものと考えられた。しかし、これらの相関する一連の変化の中で,gliosisの発現に関しては、短絡術を施行した動物において進行性に、かつより深層部にまで及ぶことが観察されたのは注目すべきである。さらにわれわれは、これらの観察結果に基づいて、水分含有量と組織変化の2つのパラメタ-を水頭症慢性期(短絡術後10週間の有効短絡期間を確保し、無効症例とtimeーma+chedモデルで観察)で観察し、短絡術無効群(短絡術にも拘らず脳室拡大に改善しないもの)と有効群を比較検討することを現在行っており、10週を経た慢性期水分含有量(w_1=72.10±1.30,w_2=69.77±2.13,w_3=65.83±1.02%)が正常対象群のそれとほゞ一致し、脳室の拡大も短絡術施行前の状態と大きな変化をみないとの結果をみている。病理学的検索は現在進行中である。水頭症の治療法としての髄液短絡術の結果、臨床的には良好な結果を得ているにも拘らず、必らずしも脳室拡大の改善が著しいことはいえないことがある。また脳室は縮少しても脳床上著効といえないこともある。今回は猫にカオリン大槽内注入法により水頭症を発症せしめ、脳室一胸腔短絡術を行ったときの形態学的変化、また髄液動態の変化の一部を観察するため、側脳室壁周囲組織につき検討を加えた。なお当初計画した同組織の血液循環動態について検索し得なかった。〔結果〕短絡術の効果につき、平成3年度は主として観察を行った。体重35kgの成猫26頭のうち、短絡術有効群とみられたのは9頭、また無効群と判定されたものは7頭で、これらにつき短絡術を施行しなかった6頭を対照群として比較検討した。なお水頭症作製にあたっては、数蓋骨を両側ともに広汎に切除したものの硬膜は切除せずそのままとした。しかし過去において行った硬膜除去群についての実験結果をも参考に加えた。短絡術施行前の水頭症猫では脳室壁上衣層直下では乾燥重量法で測定した水分量は72、2±1、0%と著しい増加をみたが、それより深部の白質水分量は67.2±0.7%と正常値に比べ著変はなかった。しかし短絡術有効群においては壁直下の水分量は70.9±1.1%と、正常対照群に高い値を示したのに対し、短絡術無効群では減少は予想通り観察されなかった。しかしさらに興味深いのは無効例において、深部白質の水分量が70.3±1.3%と増加を示したことである。電顕像ではこの部に細胞外腔の拡大、ミエリン,アクソンの損傷はさほど著明でなく興味深く思われた。
多角形コンテナヤードにおけるコンテナブロックサイズと配置の最適化に関する研究

コンテナ船の大型化に伴い、海外のターミナルではこれに対応するため、レイアウトを工夫している。形状は長方形が一般的であるが、海外の主要港では様々な理由で多角形のものも多く存在する。長方形ターミナルではコンテナブロック間の通路配置やブロックサイズは同一であるが、多角形の場合には形状によって異なる。本研究では、与えられた任意の形状を持つヤードエリアに対し、ブロック間の通路配置とそこでのコンテナ配置を最適化する手法を提案する。(1)任意の形状を持つターミナルでのコンテナ配置問題の数値実験前年度で開発した、長方形ターミナルを前提としたコンテナ配置の解法アルゴリズムの効果や傾向を見出すには、様々なケーススタディを実施する必要があるが、前年度の実績調査の結果、ターミナル形状の違いも入力データで区別できることが明らかとなった。そこで単純形状のターミナルを前提に、通路の設定数を変化させ、どのような傾向があるかを調べた。その結果、通路数が増えると小回りが利くため、作業時間が短く抑えられるが、その反面、保管容量が減ることから、通路数増にも限界がある。そこで船の係留位置をバース単位で割り当てる場合では、国内外で主として利用されている1バースを二分して通路を設けるケースで良好な結果が得られ、既存のターミナルの検証に使えることも明らかとなった。また荷役機器によってレイアウトが異なることから、機器間の比較も行った。国内外で最も採用されているタイヤ式門型クレーンで評価が高いという結果になった。(2)ヤード保管エリアでの通路配置問題の解法アルゴリズム(1)ではターミナルの形状を従来の長方形としたが、複雑な形状において通路位置の決定は保管容量と岸壁ーヤード間の移動距離を左右する。そこで、通路位置を決定する問題として定式化し、解法アルゴリズムを開発した。ここでは、与えられたヤード面積と通路数に対し、保管容量の最大化と、岸壁ーヤード間の移動距離最小化の2目的問題として通路位置を決定する。(3)国内外の研究者・実務者との意見交換(1)が終了した段階で、国内外の関連学会に参加し、取り扱う問題の現実性や考え方の正確性について議論を行い、様々な意見を得ることができた。ある程度納得できる問題設定とモデル構築が出来た。(2)の計算結果を(1)の入力データとすることで、多角形ターミナルでのコンテナ配置も検証できることが明らかとなった。(1)ターミナルレイアウトと荷役マシン特徴の調査:世界の主要港湾を対象に、文献やWebサイト等から港湾の形状、レイアウト、荷役機器等の情報を整理した。荷役機器の作業特性は、文献や過去の現地観測データを元に、加工することで計画通りに行えるよう工夫した。(2)ヤード保管エリアでの通路配置問題の範囲決定:(1)の結果、ヤードエリアの形状、岸壁延長に垂直な通路配置の条件で数種類に分類し、各々のモデル式を考案した。(3)コンテナ配置問題の範囲決定と解法アルゴリズム開発:どのレイアウトでも適用可能なモデルを構築するために、コンテナの取扱、ターミナル内のコンテナフローの条件等、前提条件を明らかにし、定式化を行い、GAとタブサーチに基づくヒューリスティクス解法を開発した。(4)国内外の研究者・実務者との意見交換:国内外の関連学会に参加し、単純形状のターミナルでの計算結果を元に、現段階の問題設定や計算結果を紹介し、本問題の現実性や考え方の正確性を議論し、様々な情報を得た。意義と重要性コンテナターミナルでは、荷役の高度化に向けて、自動化・無人化等ハード面の荷役機器や設備開発が進んでいるが、本研究ではソフト面での工夫を目的に、荷役時間延長を左右するコンテナ配置問題を取り上げる。ターミナル形状は、岸壁延長に長い長方形が多いが、海外では複雑な形状を持つものもある。単純形状では通路位置は等間隔に配置され、その通路数を増やせばコンテナ搬送時間を短縮できる場合もあるが、保管容量が減ることから限度がある。反対に、複雑な形状では通路位置の決定が難しく、荷役時間長を大きく左右する。そこで(1)は、問題の複雑さを段階に分けるために非常に重要であり、作業の最初に行った。(2)から(3)は、文献や既存研究等を参照し、問題設定と解法の提案を行った。(4)次年度以降の方向性も見出すことができ、非常に有益である。(1)ターミナルレイアウトと荷役マシン特徴の調査:文献やWebサイト等から港湾の形状、レイアウト、導入されている荷役機器等の情報整理を予定通り、初めに行ったことで、問題の複雑さを段階的にとらえることができ、本年度では単純なレイアウトを対象にコンテナ配置計画を扱えた。また荷役機器別の特徴は、文献や過去の現地観測データを利用できることが分かったため、既往のモデルの一部の加工で時間短縮出来ることが予定通りのスケジュールを維持している。(2)ヤード保管エリアでの通路配置問題の範囲決定: