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農業環境の修復システムに関する比較研究-日本と韓国のフィールドに即して-

日本をはじめとする東アジア諸国の急速な工業化による経済発展は、農業およびそれを取り巻く自然生態系の荒廃といった問題を激発させている。このため、環境の修復・再生といった視点から、問題解決の方向を提示することが必要とされている。本研究では、東アジアの代表的工業国である日本と韓国をケース・スタディーとして取り上げ、農業環境問題の実態を解明し、問題解決に向けての課題や方法について検討した。その結果、1.小農構造を基礎とする日・韓両国の農業・環境問題の発現メカニズムおよび問題の内容は似通っているものの、農民層の分解パターンや農村社会構造の相違を反映し、農業環境問題修復政策の展開や環境農業の実践および環境農産物の流通システムには相違が認められること、2.環境農業の普及率は低く、環境保全型技術や家畜糞尿対策も未だ試行錯誤の段階にとどまっていること、3.河畔林の景観と種の多様性の相関関係を科学的に明らかにする研究がこれまで以上に深められなければならないこと、4.風景評価にも日・韓両国で大きな相違があることなどが明らかになった。従って、今後は、日・韓両国の類似性と相違を反映した農業環境問題修復に向けての具体的取り組みが必要であり、その点に関わる課題について、それぞれの章で指摘した。本年度に行った調査・研究の内容は以下のとおりである。(1)韓国農林水産部を訪問し、韓国の農業環境政策についてのヒアリング・資料収集を行った。(2)韓国農業科学技術院を訪問し、韓国における環境保全型農業技術の動向についてのヒアリングを行った。(3)韓国ソウル市周辺等で土壌のサンプリングを行った。(4)韓国漢江上流の河畔林の生態調査を行った。(5)韓国における畜産公害の実情とその対策についての実態調査を行った。(6)韓国の環境保全型農業実践農業者及び環境保全型農産物の流通業者等のヒアリング調査及び資料収集を行い、環境保全型農産物の生産・流通実態について把握した。その結果、以下の点が明らかになった。(1)わが国同様、韓国でも環境保全型農業技術開発はここ数年進展してきているが、技術の普及に関してはわが国と比較して立ち遅れている。(2)そのことを反映して、環境保全型農業の実践もいまだ部分的であるが、近代技術ではなく、韓国土着の技術による環境保全型農業の実践が見受けられ、いくつもの農業者のグループが形成されている。(3)一方、政府等公的機関による環境保全型農業支援事業については、わが国に先んじて法律・制度の整備がなされており、今後環境保全型農業が普及する可能性は大きい。(4)環境悪化した地域でサンプリングした土壌については現在分析中である。(5)韓国における河畔林はわが国と比較して都市周辺でも保全されているように見受けられたが、詳細に生態を調べたところ、必ずしもそうではないことが判った。より詳しい生態調査を行う必要がある。(6)韓国における環境保全型農産物流通の担い手は生産者グループ、消費者グループが中心であるが、近年になって生協や農協等の協同組合や専門の会社組織が新たな担い手として現れてきている。こうした傾向はわが国における環境保全型農産物流通の担い手の変遷と類似している。本年度に行った調査・研究の内容は以下の通りである。(1)日韓両国の土壌汚染地帯での試料採取、資料収集、ヒアリングを行った。(2)韓国南部(慶尚南道)における稲作及び畑作地域の環境保全的栽培技術の実施状況について現地調査を行うとともに、韓国の研究者を招聘し、日本の実態調査をふまえて、日韓両国における最新の環境保全的栽培技術に関する研究情報の交換を行った。(3)ソウル市近郊農家における新しい作物保護技術の利用の実態調査を行った。(4)韓国及び日本の農村地帯における河畔林について実態調査を行った。(5)韓国から畜産公害対策の専門研究者を招聘し、わが国のふん尿処理の実態調査を共同で実施した。(6)韓国の全北大学校の学生を対象に農村景観についてのアンケ-ト調査を行った。(7)韓国の環境保全型農業の専門研究者を招聘し、わが国の環境保全型農業の実態調査を共同で実施するとともに、昨年度韓国で収集した資料について意見交換を行った。(8)昨年度に引き続き、韓国の環境保全型農業経営の実態調査を行った。その結果、以下の点か明らかとなった。(1)韓国の環境保全型農業(有機農業)

運動は以前は政治的な背景(反体制)を持ちつつ発展し、非市場的要素が強かったが、近年では政府等の公的機関も支援し、より温和な市民運動化するとともに、市場を媒介としたものになりつつある。(2)農村景観に関する青年層の認識は日韓両国で異なることが判ったが、よリ詳しい分析は次年度に行う。(3)自然科学分野の調査結果については分析中であり、次年度に研究成果を公表する。本年度に行った調査・研究の内容は以下の通りである。(1)韓国の火山灰土壌地帯での試料採取、資料収集、ヒアリングを行った。(2)韓国中部(忠清南道)における稲作及び畑作地域の環境保全的栽培技術の実施状況について現地調査を行うとともに、韓国の研究者を招聘し、日本の実態調査をふまえて、日・韓両国における最新の環境保全的栽培技術に関する研究情報の交換を行った。(3)韓国及び日本の農村地帯における河畔林について実態調査を行った。(4)韓国の全北大学校の学生を対象に農村景観についてのアンケート調査を行った。(5)韓国の環境保全型農業の専門研究者を招聘し、わが国の環境保全型農業の実態調査を共同で実施するとともに、昨年度韓国で収集した資料について意見交換を行った。(6)昨年度に引き続き、韓国の環境保全型農業経営及び農産物流通の実態調査を行った。(7)比較事例として、日本の中山間地(福島県昭和村)の環境保全型農業の実態調査を行った。(8)以上の調査結果及び昨年度までの成果を取りまとめるのに際し、韓国の専門研究者からレビューを受けた。その結果、1.小農構造を基礎とする日・韓両国の農業・環境問題の発現メカニズムおよび問題の内容は似通っているものの、農民層の分解パターンや農村社会構造の相違を反映し、農業環境問題修復政策の展開や環境農業の実践および環境農産物の流通システムには相違が認められること、2.環境農業の普及率は低く、環境保全型技術や家畜糞尿対策も未だ試行錯誤の段階にとどまっていること、3.河畔林の景観と種の多様性の相関関係を科学的に明らかにする研究がこれまで以上に深められなければならないこと、4.風景評価にも日・韓両国で大きな相違があることなどが明らかになった。
網羅的ゲノム解析による尿路上皮癌の分子病態の解明と個別化医療への応用

尿路上皮癌は同時性あるいは異時性に腫瘍が多発し、筋層浸潤癌の予後は不良である。これらの特徴の背景となる遺伝子異常には不明な点が多い。私たちは、以前より尿路上皮癌の症例を多数集積し、臨床的・病理学的な研究を進めてきた。また腎癌や副腎腫瘍については、大量並列シークエンサーを用いた網羅的なゲノム解析で、その分子病態を解明した。本研究では、この実績を踏まえて、尿路上皮癌の異時性または多部位の検体を用いて網羅的なゲノム解析を行い、1尿路上皮癌の分子病態、2多中心性多発の分子メカニズム、3尿中DNAのゲノム診断の実行可能性、を明らかにする。これらの遺伝学的知見を基盤として、個別化医療への応用を目指す。
電子線干渉法による電界放出型液体リチウム電子源の輝度測定

本研究は、液体金属材料として低仕事関数のリチウムを用いた液体リチウム電子源について、陰極先端に形成されたリチウムコーンの仮想物点径(virtual source size)を電子線干渉法により測定し、実用上重要となる輝度を見積もるものである。このため平成11年度は、現有設備の電界放出顕微鏡(FEM)に除振と浮遊磁場対策を行なった後、電子線干渉装置として電子線バイプリズムを装着し、干渉実験を行なった。観測された干渉縞の強度分布と計算機シミュレーション結果を比較した結果、物点径は100nm以下であることが判った。この値は、従来の電界放出型電子源のそれに比べて大きいが、これはまだ装置の除振が充分ではないことに起因しているため、本年度は、排気系に振動フリーのスパッタイオンポンプを用い、またFEM鏡体および排気系を防振ゴム架台に搭載することで、除振対策を行なった。現時点で得られている物点径の値と既知の放射角電流密度の値(20mA/sr)を用いて算出される輝度は、6.4×10^7A/cm^2・srである。この値は、従来の電界放出型電子源のそれに比べて大きいが、これはまだ装置の除振が充分ではないことに起因しており、現在その対策を急いでいる。
シベリア永久凍土地帯に生育するカラマツの気候変動下での肥大成長反応

ロシアクラスノヤルスク州ツラにおける沢を挟んだ北向き斜面,南向き斜面を試験地とし,各試験地に生育するカラマツ各60個体のより年輪試料を採取し,年輪幅,年輪内最大密度を測定,生育地を代表する時系列変動であるクロノロジーを作成した。193965年(以下前半と記す),6695年(以下後半と記す)の二つの期間を対象としてクロノロジーと気温及び降水量との相関関係を解析した。その結果,前半では両斜面ともに年輪幅と春季(5月下旬6月中旬)の気温の間に正の相関が認められた。また冬季(10月3月)および5月の降水量と負の相関が認められた。一方後半では年輪幅は夏季(6月中旬7月中旬)の気温と正の相関を示した。また,降水量との顕著な関係は認められなかった。これらの結果と昨年度までに行ったフェノロジー観察結果を合わせて考察すると,前半では開葉時期の雪解けや気温が肥大成長量に最も大きく関与していることが示唆される。一方,後半では最も光合成が盛んかつ肥大成長速度が大きい時期の気温が肥大成長量を制限していることが示唆される。温暖化の進行に伴ってシベリアのカラマツの肥大成長を制限している要因が変化してきている可能性が指摘される。中央シベリア(ツラ(64°19'N,100°16'E))の北向き斜面と南向き斜面に生育するLarix gmeliniiにおける年輪幅及び年輪内最大密度に及ぼす気候の影響を比較し、肥大成長との関係を明らかにした。二つのサイトで年輪幅及び年輪内最大密度クロノロジーを作成し、肥大成長の気候に対する反応を解析した。Site1の各プロットで60個体のコアサンプルを、Site2の各プロットで30個体の円盤試料を採取した。年輪幅と年輪内最大密度はX線デンシトメトリーで測定し,サイトの変動を代表するクロノロジーを作成した。各クロノロジーの気候応答は気候要素との単相関分析によって分析した。各クロノロジーと19301995年の毎10日間の平均気温および19391995年の冬季(10月4月の合計)、5月9月の月降水量との関係を単相関分析した。年輪幅は、5月終わりから6月中旬まで、すべての斜面において気温と正の相関を示した。年輪幅は、Site1の北向き斜面及びSite2の南向き斜面では冬期および5月の降水量と負の相関を示した。年輪内最大密度は全斜面で7月初旬の気温と正の相関を示した。結果から、5月下旬7月初旬の気温が肥大成長に最も大きく影響している事がわかる。年輪幅も年輪内最大密度も気温に対する斜面ごとの反応に差異は無く、冬期の降水量には斜面ごとに異なる反応を示した。また、年輪幅と冬期および5月の降水量が、Site1の北向き斜面では負の相関が認められた。これは、南向き斜面よりも北向き斜面の融雪日が遅いためと考えられる。しかし、Site2の南向き・北向き斜面での反応はSite1と逆になった。従って,雪の影響は地形や積雪量によって変化すると考えられる。
副交感神経細胞に発生する膜電位振動の同シナプス性促通と異シナプス性抑制機構の解析

本研究の目的は、骨盤内の副交感神経節が交感・副交感神経系の拮抗的情報処理の場である可能性を電気生理学的に検証するものであった。本補助金等の助成によりネコ・ウサギの骨盤内副交感神経節内の情報伝達調節機械のうち二つの同シナプス性促通と一つの異シナプス性抑制を解析することができた。同シナプス性促通:1.初年度に続きウサギ膀胱神経節に賦与されたhigh-pass-filterの機序を解析した。その結果、プリン性low-cut-filter以外にカルシウムに依存した機構が存在することが判明した。異シナプス性抑制:3.同じく結腸神経節に於いて下腹神経を刺激すると節細胞のα_2受容体を介してDMOが休止状態となり自発性発火が止まった。High-pass-filterは膀胱を支配するニコチン性シナプスの特性で、ミリ秒から秒の単位で起こる速い促通現象である。一方、節細胞の振動子(DMO)の作動状態の調節は秒から分の単位で起こる緩徐な促通・抑制現象である。またhigh-pass-filterには臓器特異性があり、振動子の調節には種特異性がある。これらの結果をネコ膀胱神経節に当てはめるとhigh-pass-filterは仙髄副交感神経遠心路に賦与された不用意な尿失禁を防ぐ安全装置の一つとして機能している。一方、DMOの増強は一旦始まった排尿の維持に重要な役割を担うと考えられる。今後は、更に比較生理学的検討を通じヒトの骨盤内自律神経系の情報処理を解明したい。本研究の目的は、骨盤内副交感神経節(PPG)のシナプス伝達に対する副交感神経性及び交感神経入力の拮抗的調節機序をin vitroに於いて初めて実証・解析することである。新たに開発した“骨盤神経(副交感神経)及び下腹神経(交感神経)の入力を保持したPPG"を用い、電気生理学的解析を行い、以下の新知見を得た。1)骨盤神経刺激により脱分極性膜電位振動(DMO)の同シナプス性促通を起こすマスカリン受容体は神経細胞上の分布がニコチン性受容体と異なることが判った。2)骨盤神経刺激により誘起される速いシナプス後電位(fEPSP)が下腹神経刺激により一過性に抑制される(異シナプス性抑制)。3)骨盤神経の頻回刺激によりfEPSP振幅がシナプス前性に増大し、ハイパス・フィルターとして機能すること(同シナプス性促通)を確認し、その機序を解析した。4)fEPSPの頻度依存性の同シナプス性促通にはAChと共に放出されるATP及びシナプス前性P_2受容体が関与することを示唆した。PPG内での情報処理機構を、節細胞固有の振動子(DMO)に対する同シナプス性及び異シナプス性調節の機序を中心に解析した。更には、PPGの主要なシナプス伝達であるニコチン性伝達(fEPSP)自体が同及び異シナプス性調節を受けることが判明した。この問題の解明が“振動子のシナプス調節"による情報処理の解釈に必須であり、上記2)、3)、4)を先行させた。その結果、膀胱を支配するPPG内の内因性ATPとその受容体がハイパス・フィルターの本態であることを初めて明らかにすることができた。初年度に続き、骨盤神経(副交感神経)及び下腹神経(交感神経)からの入力を保持したウサギ・ネコの骨盤内副交感神経節標本を用い以下の同シナプス性促通及び異シナプス性抑制の機序を解明した。1.膀胱神経節のニコチン性シナプスに賦与されているハイパスフィルターは、2つの要素から構成されることが明かとなった。(1) AChと共に放出される内因性ATPがシナプス前終末の抑制性P_2受容体を活性化することによりロウカットフィルターとして機能する。(2)シナプス前終末に於けるACh放出の発火頻度依存性の増強は細胞内・外のカルシウム濃度及びCaインフラックスに連関している。

これらはシナプス前終末の残余カルシウムの発火頻度依存性増大で説明される。2.ネコ骨盤内副交感神経節細胞に発生する脱分極性膜電位振動(DMO)は、骨盤神経(PN)の頻回刺激(10Hz, 30sec)により増強され自発発火が誘起された。一方、自発発火細胞に下腹神経(HGN)の頻回刺激を与えると、しばしばDMOの抑制と共に自発性発火が止まった。(1)PN刺激によるDMO増強はアトロピン感受性であり、マスカリンが再現した。(2)HGN刺激によるDMO増強はヨヒンビン受容性と抵抗性の成分があった。前者はノルアドレナリンが、後者はエンケファリン、ソマトスタチン及びアデノシンが再現した。骨盤内臓器を支配する仙髄副交換神経系の中でハイパスフィルターは尿失禁の防止機構として、DMOの副交換及び交感神経性調節は排尿の持続・中断の生理的機序として重要な役割を担うと考えられる。
重炭酸含有チューインガムによる胃食道逆流症の治療

近年、胃食道逆流症患者は急激に増加している。この疾患は酸分泌抑制薬による薬物療法が長期間あるいは生涯にわたって必要である。本研究は、重炭酸を添加したチューインガムを使用することにより食道内のpHが有意に上昇すること、さらに食道下部の酸暴露時間を62%低下させることを示した。この研究により、安価で国民的嗜好品の一つであるガムによる非薬物療法で胃食道逆流症の治療が可能であることが明らかとなった。平成18年3月に産業医科大学倫理委員会で課題名「チューインガムの胃食道逆流症の治療効果について」の承認が得られたため、現在検討を開始したところである。研究1、2の対象、実施期間、実施場所、方法についての承認内容を以下に記す。研究1対象:健常ボランティア(本大学医師、学生約5名を大学内の掲示板にて募集予定)、産業医科大学病院消化器・代謝内科にて胃食道逆流症の治療を行っている成人患者約5名実施期間:平成18年2月平成21年1月実施場所:産業医科大学病院内視鏡部方法:チューインガム(市販のキシリトールガムや歯科向け虫歯予防用ガム、通常使用の12枚)使用中の唾液pHおよび食道内pHを5分3時間測定する。唾液については5分おきに量、pHを測定する。研究2対象:産業医科大学消化器・代謝内科にて胃食道逆流症の治療を行っている成人患者約30名実施期間:平成18年2月平成21年1月実施場所:産業医科大学病院消化器・代謝内科方法:チューインガム(市販のキシリトールガムや歯科向け虫歯予防用ガム、通常使用の12枚)を1日56回使用してもらい胃食道逆流症に伴う胸やけ等の症状の経過や元来服用中であった薬剤の削減効果を調査する。症状の変化については、問診票等からQOLスコアを算出することにより客観的に評価する。噛む時間は特に指定しない。期間については1ヶ月間とする。またpH計測器、pHモニター、解析用パソコン等については購入済みである1)チューインガムの作成市販のチューインガムと同等の重量および成分であるチューインガムを作成した。重量は3gとし、成分はガムベース26%、キシリトール41%、パラチニット26%、還元麦芽糖水あめ3%、軟化剤2%アスパルテーム0.1%以下、香料2%である。2)研究に用いたチューインガムコントロールガム、重炭酸250mg含有ガム、炭酸カルシウム250mg含有ガム3)チューインガム使用時の唾液の採取1.基礎分泌- 5分2.ガム刺激後分泌-0-1、1-2、2-4、4-6、6-10、10-15、15-20、20-25、25-30分4)採取した唾液の検討項目1.唾液量3.酸中和能(本研究ではpHを4に低下させるために必要な0.1NHClの滴定量を酸中和能と定義した。)5)結果1.重曹あるいは炭酸Ca含有ガムにより唾液の量・pH・酸中和能は上昇した。2.重曹含有ガムのそれらの効果は炭酸Ca含有ガムに比し持続時間が長かった。3.炭酸Ca含有ガム使用時の唾液の酸中和能上昇効果は強いがきわめて短時間の作用であった。4.ガム使用により0-10分、0-30分の総酸中和能は上昇した。5.重曹あるいは炭酸Ca含有ガムはコントロールガムよりもり0-10分、0-30分の総酸中和能上昇効果が強かった。6)チューインガムの味について1.重曹250mg含有ガムは、少し変わった味だが十分使用できる。2.炭酸Ca250mg含有ガムは、少し粉っぽいが十分使用できる。(目的)重曹250mg含有ガムの食道内pHと食道クリアランスに与える効果をコントロールガムと比較検討する。(対象)逆流症状を有さない成人男性6名(平均年齢38.8歳,平均BMI21.7kg/m^2)(方法)1)LESより5cm口側に食道内pHセンサーを留置し,Digitrapper mark IIIを用いてpHを測定、記録した。2)2種のガム使用前および使用後30分間の食道内pHを測定した。3)食道内に0.1N塩酸20mlを投与し,10秒間隔で嚥下運動を行い,食道内pHが4に上昇するまでの時間を食道クリアランス(秒)とし,ガムなし,重曹250mg含有ガム,コントロールガムで測定した。0-25分の各5分間の平均pHおよび0-30分の平均pHは,コントロールガムと比較して,有意に重曹含有ガムで高かった。2)食道クリアランスは,ガムなし80秒,重曹250mg含有ガム30秒,コントロールガム44秒であった。重曹含有ガムの食道クリアランスに要する時間は,ガムなしおよびコントロールガムに比し有意に短縮された。(結論)

1)重曹含有ガムは食道内pHを有意に上昇させた。2)重曹含有ガムは食道クリアランス能を有意に上昇させ,食道下部の酸暴露時間をガムなしと比較して62%,コントロールガムと比較して31%短縮させた。3)以上より,重曹含有ガムは胃食道逆流症の治療オプションの一つになり得ると考えられた。1)ガムに含有させる物質の選択-重曹か炭酸Caか?-ガム使用後5分間隔計30分間の唾液を採取し、唾液検査を行ったところ炭酸Ca含有ガムの唾液pH上昇効果は重曹含有ガムと比較して短時間であった。従って胃食道逆流症の治療には、重曹含有ガムが相応しいと考えられた。2)重曹含有方法の選択-中心部に重曹を含有させた丸型ガムか重曹を全体に練りこんだ板型ガムか?-ガム使用後5分間隔計30分間の唾液を採取し、唾液検査を行った。酸中和能(本研究ではpHを4に低下させるために必要な0.1N HClの滴定量を酸中和能と定義した。)は、板型ガムが丸型ガムよりもよりも強かった。従って胃食道逆流症の治療には、板型ガムが相応しいと考えられた。3)重曹ガムは実際に食道内pHを上昇させるか?健常ボランティア6名において食道内pHを検討した。ガム使用前の平均食道内pHは6.3であった。重曹を含有していないコントロールガム使用後30分間の平均食道内pHは6.6、重曹ガム使用後30分間の平均食道内pHは7.5であった。統計学的に有意な上昇であり、重曹ガムの食道内pH上昇効果を確認した。4)胃酸逆流時においても重曹ガムは効果を有するか?食道内に0.1N塩酸20mlを投与することにより胃酸逆流状態である食道内pH低下状態をつくった。10秒間隔で嚥下運動を行い、食道内pHが4に上昇するまでの時間を食道クリアランス(秒)とし、健常ボランティア6名においてガムなし、コントロールガム使用、重曹ガム使用下で検討した。平均食道クリアランスは、ガムなし80秒、コントロールガム44秒、重曹ガム30秒であった。重曹ガムは食道クリアランス能を有意に上昇させ、食道下部の酸暴露時間をガムなしと比較して62%短縮させた。5)まとめ重曹ガムは胃食道逆流症の治療オプションの一つになると考えられた。
種苗幼魚の計数システムに関する研究

間欠式計数システムは、吸引室が外筒及び内筒から構成され、設定時間により真空ポンプで自動吸引し、常圧で魚水を排出する方式である。間欠式は高精度に計数されるが、機構上、計数性能が低いので、2個の吸引室が交互に作動する連続計数システムを試作し、好適な作動条件について検討した。バルブの開閉機構は、吸引側及び排出側の各2個の篩、バルブと電磁弁より構成され、魚体の損傷防止のため篩は生ゴムで被覆した。本装置による計数性能の概要は以下のとおりである。1)吸引速度が0.9m/sで単尾吸引すると吸引側のバルブの開閉時間は4.5秒、全行程時間は32.5秒が好適であった。2)吸引速度が1.0m/sの場合、2尾吸引時のバルブの開閉時間は4.5秒、全行程時間は各々24.5秒間必要であり、時間当たり4,800尾計数できるが、市販バルブの開閉速度の性能が原因でこれ以上の性能向上は見込めない.計数能率及び精度の向上には、魚体の大小仕分けが必要不可欠である。そこで、回転ロールとの接触により生ずる脱鱗及び粘膜の剥離が防止可能な回転ロールを用いて、フグと扁平なヒラメの大小仕分けを試みた。魚体は、傾斜7度の並列同方向回転する2本のロール間隙が上端から下端まで漸次、拡大する一対のロール間を滑降・落下する。上方からの散水によりロール外周を水膜で被覆する方法で、魚体と回転ロール間における大小仕分け状況のビデオ画像を撮影・解析した。フグは鰓部の断面が、骨格のため疑似矩形であるが、体側か湾曲のためロールと接触する魚体の面積は、体高より体幅の挟持の方が小さくて安定しない。故に、ロール間を滑降中に体高を狭持される。落下位置における体高はロール間隙よりより13.618.5%広く、ロール間隙に対して5cm以下に仕分けられ、ロール間で体高が狭持され落下する際の魚体の回転機構に関する理論式を提案した.ヒラメは、体幅と体長の関係が低く(相関係数0.606)、しかも摂餌の有無や程度による個体差が大きく、ロール式による大小仕分けは困難なことが判明した.また、ヒラメの眼部は体幅より広いので、回転ロール式では眼部の損傷が懸念される。それ故、画像解析による計数の可否を検討するため、重複魚体の分離を振動板方式により試みたが、魚体が扁平なため重複魚体の分離は困難であった。故に、ヒラメやカレイなどの扁平魚体は機械的大小仕分けが極めて困難と考えられる。

間欠式計数システムの吸引室は外筒及び内筒から構成され、内筒は管路の一部に該当する。設定吸引時間を経過すると自動的に吸引を停止し、魚水は自重により排出される。しかし、1吸引室で吸引と排出を交互にする間欠式なので高精度に計数されるが、単位時間当たりの計数能率が低かった。そこで、間欠式を連続式化するため2個の吸引室が交互に作動する吸引式連続計数システムを試作し、好適な作動条件について検討した。バルブの開閉機構は、各々2個の吸引側の篩とバルブ、排出側の篩とバルブより構成され、魚体の損傷防御のため篩は厚さ6mmの生ゴムで被覆した。吸引室は既設と同じ構造と大きさの内筒及び外筒で構成される。1台の真空ポンプ及び2個の吸引室との連結部の間の電磁弁により、2個の吸引室は交互に作動させた。幼魚の吸引速度は2個の光センサ及び速度計により計測した。以上のように、本年度の研究実施計画は概ね達成されたが、本装置による計数性能の概要は以下のとおりである。1)吸引速度が0.9m/sで単尾吸引すると吸引側のバルブの開閉時間は4.5秒、全行程時間は32.5秒が好適であった。2)吸引速度が1.0m/sの場合、2尾吸引時のバルブの開閉時間は4.5秒、全行程時間は各々24.5秒が好適であった。タイ等では噴水式回転ロールにより高精度に大小仕分けできたが、フグに関する研究例はない。フグは、体形が柔軟で丸みを帯びていること、腹腔が水中では膨張して一定の体形・体高を保持しているが、大気中では縮減し、また体外刺激により急激に増減するなどの体形的特徴が原因で、機械的な大小仕分けは困難であった。本年度は、フグ種苗幼魚の大小仕分け機構について検討し、次に試作魚数計のシーケンスシステムの効率化を試みた。[方法]魚体は、傾斜7度の並列同方向回転する2本のロール間隙が上端から下端まで漸次、拡大する一対のロール間を滑降・落下する。回転ロール上方からの散水で同ロール外周を水膜で被覆することにより、魚体の回転ロール間の接触抵抗及び刺激を抑制しながら大小仕分けする状況のビデオ画像を撮影・解析した。なお、体長35cmのミドリフグを供試した。[結果]フグ鰓部の断面は、骨格に起因して疑似長方形であるが、体側が湾曲する体形的特徴のためロール間隙におけるロールと接触する魚体の面積は、体高の狭持より体幅の狭持の方が小さくて、安定しない。このため、ロール間に体幅を狭持された魚体は体高を狭持されるかロール間を滑降中に体高を狭持された。落下位置における体高はロール間隙よりより13.618.5%広く、ロール間隙に対して5cm以下に仕分けられた。ロール間で体高が狭持され落下する際の魚体の回転機構に関する理論式を提案した。次に、2吸引室による試作魚数計のシーケンスシステムの高能率化を試みたが、吸引・排出の各電動バルブの開閉時の作動速度の制約から、試作魚数計の計数能率は時間当たり約4,800尾が上限であった。種苗幼魚は篭の目合の大小により粗仕分け後、手選別で精仕分けし、規定以上の幼魚を出荷している。鮮魚の大小仕分けには重量選別及びロール方等が実用化されている。しかし、種苗幼魚では回転ロールとの接触により生ずる脱鱗や粘膜の剥離は、その後の成育に悪影響する。これまで、体形が安定したタイや、体形が柔軟で丸みを帯びており、腹腔が水中では膨張して一定の体形・体高を保持しているが、大気中では縮減し、また体外刺激により急激に増減するなどの体形的特徴が原因で、機械的な大小仕分けが困難なフグでも機械大小仕分けの可能性を明らかにした。本年度は、体形が扁平なヒラメの回転ロール式による大小仕分けを試みた。[方法]魚体は、傾斜7度の並列方向に回転する2本のロール間隙が上端から下端まで漸次、拡大する一対のロール間を滑降・落下する。回転ロール上方からの散水で同ロール外周を水膜で被覆することにより、魚体の回転ロール間の接触抵抗を抑制しながら大小仕分けする状況のビデオ画像を撮影して解析した。
避難用エレベータの運転方式と輸送能力に関する研究

1.「避難救出運転方式」とその輸送能力計算方式の開発エレベータを併用した場合の避難時間短縮効果を明らかにした。非火災時の全館全員避難の場合、ビルを縦に(ゾーン数+1)の区画に分け、最下区画の人は階段だけで避難し、残りの区画の人は各区画の最下階まで階段で下り、その階で玄関階との間を往復運転するエレベータに乗り避難する方式が、最適なことを示した。高層ビルほど短縮効果は大きく、16階ビルでは約1/3の15分程度で避難でき、避難用エレベータの有効性を確認できた。2.停電でも避難運転ができるエレベータの電源方式と運転方式火災時は停電の危険があり、ビルの非常電源では1台程度しかエレベータを運転できないため、停電時に全エレベータを運転できる電源方式が不可欠である。避難時は下方交通のため避難乗客の位置エネルギーを利用すれば、エレベータに小容量の回生電力蓄電装置を設置するだけで、停電時でも運転継続できる可能性がある。このための最適なエレベータ運転方式と電気二重層コンデンサを用いた省エネ率の高い電源方式を明らかにした。3.避難者行動ミクロモデルとそれを用いた避難シミュレーション手法避難時の階段歩行のイベントシミュレーション手法を開発した。エレベータのシミュレータと統合すれば、様々な状況における避難シミュレーションが可能となる。4.避難用エレベータの乗場における車いす利用者の画像認識避難時には身障者を特別に誘導する必要がある。エレベータ乗場の車いすの人を健常者と識別可能な画像認識手法を開発した。移動体の輪郭線と速度を求める性能の良いアルゴリズムで特許を出願した。1.「避難救出運転方式」とその輸送能力計算方式の開発一般のエレベータに対策が施され火災時避難運転が可能になったと仮定した場合、非常階段だけの避難に比べて避難時間をどこまで短縮できるかを検討した。エレベータの運転方式は、ビルの途中階に決めた避難時乗車階と玄関階との間をピストン運転する輸送能力の高い方式とした。ビル居住者の避難方法は、避難時乗車階より上階の人は階段で避難時乗車階まで下り、そこでエレベータに乗車し玄関階から脱出する、また避難時乗車階より下階の人は階段で玄関階に下り脱出する方法とした。階段とエレベータの輸送能力を式で表し最適な避難時乗車階や最短避難時間を求める方法を示した。この解析的手法とシミュレーションによる検討の結果、1116階のモデルビルでは、最適な避難時乗車階はビル人口によって変化し、人口が増加すると丁度中間の階に近づくこと、避難時間は階段だけの避難に比べ約半分の10分程度に短縮できることが分かった。2.停電時にも運転可能な避難用エレベータの電源と運転方式の研究避難用エレベータを実現するには停電になっても運転可能なエレベータが必要となる。超高層ビルでは非常電源を備えた非常用エレベータは設置されているが、台数は1、2台である。ビルの非常用電源は容量が小さくエレベータを1台ずつしか動かせない。火災時に全エレベータを運転できる容量の非常用電源を備えることは経済性、設置スペースの点で困難である。しかし避難時は下方交通であるため、エレベータは主に電力回生運転となる。従って小容量の電力回生装置を備えた電源を用意すれば、停電時でも30分程度の避難運転が可能となる。この方式の実現可能性を検討し、運転方式を工夫すれば実現可能であることを示した。避難運転時の電力計算法、蓄電装置の容量を小さくする運転方式を明らかにし、電力計算シミュレーションプログラムを開発した。3.避難用エレベータの乗場における車椅子利用身障者の画像認識の研究避難時は身障者を適切に避難させる必要がある。避難のためにエレベータの乗場に到着した車椅子利用の身障者を自動認識できれば、避難誘導やエレベータの避難運転に役立つ。

そこでエレベータの乗場における車椅子利用身障者の画像認識の研究を開始し、健常者と車椅子の識別アルゴリズムを検討した。1,非常階段との併用により避難時間が最小となるエレベータ避難運転方式昨年度はゾーニング方式でない低層ビルについて、避難時間が最小となるエレベータ運転方式を明らかにした。今年度はゾーニング方式の高層ビルに最適なエレベータ運転方式を明らかにした。ビルを縦に(ゾーン数+1)の区画に分け、最下区画の人は階段で避難し、残りの区画の人は区画毎に割り当てられたピストン運転するエレベータ(複数)で避難する方式である。2.非常階段とエレベータによる避難をモデル化した避難シミュレータエレベータには群管理のためのイベントシミュレータがあるが、これと結合可能な階段歩行のイベントシミュレータがなかった。今年度、階段歩行のイベントシミュレータを作成し、様々な状況下での階段の輸送能力が計算可能となった。来年度、両者を結合してビルの避難シミュレータを完成させる予定である。3.停電でも避難運転ができるエレベータの電源方式と運転方式昨年度、避難時の多数の乗客の重量(位置エネルギー)を利用すれば、停電時でもエレベータを運転可能であることを明らかにした。今年度は、電気二重層コンデンサ蓄電式エレベータでこれを実現する具体的な方式を明らかにした。平常時は省エネ率が40%以上になり、10年以下で設備費用が回収可能で、災害時には避難用エレベータとして利用できる。来年度はMGセットによるエレベータ模擬装置で提案方式の性能を実験で検証する予定である。4.避難用エレベータの乗場における車椅子利用者の画像認識乗場天井カメラからの動画像をフレーム間差分処理し移動体の輪郭画素を抽出した後、移動体毎に輪郭画素の重心を求め、重心周りの一定角度範囲の輪郭画素の中心を求め、得られた中心を順に結ぶことで輪郭線を得るアルゴリズムを考案し、実験で良好な結果を得た。輪郭線形状から車椅子を識別可能である。本アルゴリズムを特許出願した。
精子膜マイクロドメイン局在糖鎖による新規細胞内カルシウムイオン調節機構の解明

受精における糖鎖の重要性は多数の報告があるが、遺伝子改変動物の解析結果から受精の成立には必ずしも必須ではない場合があることが例証されるなど、現在、糖鎖が関わる受精の分子機構の再評価が課題である。その課題解決のために、我々は糖鎖が集積してタンパク質や脂質とともに形成する分子複合体「細胞膜マイクロドメイン」に着目して研究を行った。本研究では、精子マイクロドメインに局在し糖鎖に富むGPI-アンカー分子が、これまで見出されていたウニと哺乳類以外にも、鳥類、両生類にも存在することを明らかにした。また、これらの分子が糖鎖を介して細胞内Caイオン調節に関わることを証明した。精子マイクロドメインに局在して高度に糖鎖修飾されたGPI-アンカータンパク質(Gapglycanと総称)の普遍的存在と、そのCaイオン調節機構を解明するために、Gapglycanの哺乳類とウニ以外の生物種における普遍的存在の証明(項目1)と、Gapglycanによる細胞内Caイオン調節機構と役割の解明(項目2)を行う。項目1については、まず、Gapglycanの存在の可能性を、脊椎動物(鳥類ニワトリ、両生類アフリカツメガエル、アカハライモリ)について調査した。マイクロドメインを調製して、それを種々のレクチンを用いたレクチンブロット法によって解析して、Gapglycan候補分子を見出した。ニワトリとカエルについては、特異的なモノクローナル抗体の調製を開始して、Gapglycanに特徴的な染色像を与える抗体を調製しつつある。また、精子運動能を解析するために、ブタ、ニワトリ精子を用いて、温度コントロール下での顕微鏡観察の準備を完了した。さらに、マウスおよびラットをGapglycanの機能解析モデル系とするために、幾つかのマウス系統からマイクロドメインにおけるGapglycanの検出とそのグライコフォームの解析を行った。項目2のGapglycanと細胞内Caイオン調節機構の解明については、ブタ精子を用いてGapglycanと相互作用するCaポンプ/チャンネルの探索をCaイオン輸送体阻害剤によって行い、特定のポンプとチャンネル種が関与することをつきとめた。また、Gapglycanは受精能獲得後ではなく、それ以前の精子においてCa調節に関与することが判明した。さらに、カルシウムイメージング手法を用いて、一細胞レベルのカルシウム変化をモニターする技術の導入を行い、予備的ではあるがその観察に成功した。項目1については、まず、鳥類ニワトリと両生類アフリカツメガエルについて、分子の探索を生化学的に推進した。両者ともに興味深い分子が見出され、ニワトリについては、さらに単一分子になるまで精製することができた。また、ニワトリGapglycanに対する特異抗体の調製に成功した。一方、マウスやヒトGapglycan(CD52)と比較して遺伝子座のシンテニー解析を行った結果、遺伝子としてニワトリに相同分子の存在が示唆された。一次構造上は哺乳類CD52とも似ていないがGapglycanの範疇にある分子であることが予測され、上述の生化学的に精製した分子との異同について今後検討する予定である。次に、マウスGapglycan(CD52)については、既報と異なる局在を示す分子がしかも大量に存在することを見出し、現在その分子の同定と検証を継続している。項目2については、まず、ブタGapglycanと相互作用するCaポンプ/チャンネルの探索と同定については、プロテオミクス解析では、該当する分子の存在は見出せず、方法を再検討する必要があることがわかった。一方、Gapglycanとマイクロドメイン上で相互作用する分子として、卵膜と相互作用する分子群が新たに見出され、今後、これらが細胞内カルシウム制御に関わる可能性を探る予定である。また、上述のニワトリGapglycanに対する特異抗体を用いて細胞内カルシウムへの効果を調べていく予定である。精子マイクロドメインに局在して高度に糖鎖修飾されたGPIアンカータンパク質(Gapglycanと総称)の普遍的存在とそのCaイオン調節機構を解明するために、Gapglycanの生物種を超えた普遍的存在の証明(項目1)と、その細胞内Caイオン調節機構と役割の解明(項目2)を行った。項目1については、Gapglycanが広く動物種に存在することを証明するために、まず、(1)鳥類ニワトリから生化学的に単離した糖鎖に富むGPIアンカータンパク質SpGPの構造と機能解析を行った。その結果、部分アミノ酸配列から候補遺伝子が同定され(名称は未公表)、それが既知遺伝子からの新規スプライシング変異体であることが示された。また、SpGPに特異的な抗体3G9を用いた局在解析から、主として精巣で生合成されること、3G9抗体処理は精子細胞内Caイオン濃度変化と運動速度の低下を誘導することが判明し、Ca調節を介して精子運動性に関わることが示唆される。さらにウズラにも3G9抗体反応性と相同遺伝子の存在からSpGP様の分子の存在が判明した。一方、(2)哺乳類GapglycanであるCD52の遺伝子シンテニーから同定されたニワトリCD52-like(chCD52L)は、主として精巣上体上皮細胞で生合成、分泌されて精子上に取り込まれることが判明した。

さらに、(3)アフリカツメカエルにおいてもCD52L遺伝子の存在をつきとめることができた。以上、GapglycanはSpGPとCD52Lの少なくとも2種類の分子が存在することが明らかになった。項目2について、ブタGapglycanと相互作用するCaポンプ/チャネルの同定には至らなかったが、プロテオミクス解析の結果、GPIアンカーを修飾する酵素との相互作用が見出されるなど興味深い結果が得られた。これらの分子の機能的相互関係は今後の課題として残された。受精における糖鎖の重要性は多数の報告があるが、遺伝子改変動物の解析結果から受精の成立には必ずしも必須ではない場合があることが例証されるなど、現在、糖鎖が関わる受精の分子機構の再評価が課題である。その課題解決のために、我々は糖鎖が集積してタンパク質や脂質とともに形成する分子複合体「細胞膜マイクロドメイン」に着目して研究を行った。本研究では、精子マイクロドメインに局在し糖鎖に富むGPI-アンカー分子が、これまで見出されていたウニと哺乳類以外にも、鳥類、両生類にも存在することを明らかにした。また、これらの分子が糖鎖を介して細胞内Caイオン調節に関わることを証明した。項目1のGapglycanの生物種を越えた普遍的存在証明については、平成26年度では鳥類ニワトリにおいて飛躍的に研究を進めることができた。生化学的アプローチによってGapglycanの候補分子が単一成分にまで精製した一方、遺伝子配座シンテニー解析によって哺乳類Gapglycanに相当する遺伝子が見出された。後者の成果は計画立案時にはない計画であったが、研究を加速させる成果である。今後、これらが一致することが証明できれば、脊椎動物内で初めて哺乳類枠を超えたGapglycanの存在証明となる。また、特異的なモノクローナル抗体の調製が完成し、分子の局在、精子運動、カルシウム調節機構解析の基盤となるプローブが確立できた意義は大きい。項目2のGapglycanによる細胞内Caイオン調節機構の解明については、生化学的にブタGapglycanと相互作用するCa輸送体を同定することは困難であることがわかったが、いくつかの受精において重要な機能が知られている分子が相互作用分子として同定されたので、細胞内カルシウム調節との関係を探る予定であり、順調に研究が進んでいる。27年度が最終年度であるため、記入しない。糖鎖生物学項目1については、Gapglycanが広く動物種に存在することを証明するために、(1)平成26年度において鳥類ニワトリの精子からGapglycanとして単離した糖鎖に富むGPIアンカータンパク質SpGPについて今後以下のことを行う:(i)アミノ酸配列と糖鎖構造情報を得る;(ii)平成26年度にSpGPに対して調製したモノクローナル抗体3G11を用いて、生合成および局在部位を特定する;(iii)3G9抗体を用いてSpGPの細胞内Caイオン濃度に対する効果を調べる; (iv)鳥類ウズラのSpGPを探索し、ニワトリとの構造的差異と機能的相同性を検証する。一方、(2)平成26年度において、哺乳類GapglycanであるCD52のニワトリ相同遺伝子CD52-like (CD52L)をシンテニー解析により同定した。
PKCターゲティングのFRETによる抗癌剤のハイスループットスクリーニングの開発

PKCの多彩な機能は、10種類以上のサブタイプが、種々の細胞害外刺激に応じて、細胞内の目的とする部位に移動し、特定の基質をリン酸化するという機能(ターゲティング機能)を有するためであると考えられてきている。本年度の研究では、種々の合成ホルボールエステルによるPKC各サブタイプのターゲティングをスクリーニングすることにより、特定のPKC機能の阻害剤(活性化剤)を見出すことを目的とした。また、種々の病態における各PKCサブタイプの役割についても検討した。その結果、(1)特定のPKCサブタイプを特異的に活性化する合成ホルボールエステルを同定した。このホルボールエステルはin vitroでは特異性を示さないものの、in vivoではbetaPKCを特異的に活性化する働きを有した。(2)脳虚血による脳神経細胞死に対して予防作用を持つエストロゲンは、PKC特にgammaPKCを介して、その効果を発揮することを示した。また、その神経保護作用は従来の核型エストロゲン受容体ではなく、細胞膜に存在する新しいエストリロゲン受容体を介することが明らかとなった。(3)VEGF受容体を介したERKの活性化機構にはdeltaPKCの活性化が必須であることを示した。(4)ミクログリア細胞によるドン食作用には2種のPKC、epsilonおよびbetaが関与しているが、それぞれ、異なる機構に関与することを示した。つまり、活性酸素産生に関与するbetaPKCと、ドン食運動に関与するepsilonである。以上の結果から、細胞種、細胞機能により機能するPKCが異なっており、各生理作用に関与するPKCサブタイプを決定し、さらにサブタイプ特異的なPKC作用薬の開発を行うことにより、副作用の少ない薬物の開発が可能となることを示した。PKCの多彩な機能は、10種類以上のサブタイプが各々独自の機能を種々の細胞内で発揮するためと考えられているが、「どのサブタイプが、どこで」、「どのような機序で」、「どの細胞機能に」関与しているかは未だ明らかではない。我々は、GFP融合PKCを用いた検討により、細胞応答におけるPKC各サブタイプの時間的・空間的役割について検討し、その重要性を報告して来た。本年度の研究では、種々のPKC活性化剤によるPKCのターゲティングとこれらの発癌作用あるいは抗発癌作用に着目し、PKCターゲティングの機構とその生理作用について解析した。その結果、1)脂質メッセンジャーであるセラミドはPKCdeltaをゴルジ体にトランスロケーションさせること、2)セラミドによる細胞死にはPKCdeltaのゴルジ体へのターゲティングおよびゴルジ体でのチロシンリン酸化による活性化が必要であること、3)この活性化は、PKCdeltaの311,332番目のチロシン残基がリン酸化されることによること、4)PKCdeltaのゴルジ体へのターゲティングにはチロシンリン酸化は不要であるが、ゴルジ体かちの遊離にはチロシンの脱リン酸化が必要であること細胞膜へのターゲティングにより細胞死が誘導されるが、その機構においてdeltaPKCの活性化は不要であること、を明らかにした。これらの結果より、PKCによる細胞応答の調節機構には、特定のPKCサブタイプが、細胞内の特定の部位に移動し、特定の活性化機構により活性化される機構、つまり、ターゲティング機構が重要であることを示した。
PM2.5の健康影響評価と対策立案に対するセンサー技術の展開

本研究は,微小粒子状物質(PM2.5)汚染による健康影響を正確に把握し,適切な対策の立案を行ってゆくため,小型個人曝露測定装置の開発・実用化と測定に基づく越境汚染割合の新評価手法の確立に取り組むものである。最終年度にあたる平成30年度には,開発した個人曝露測定センサの試験的測定を行なうとともに,越境汚染割合の評価に向けた東京都,長崎県での観測結果をまとめた。以下にその概要を述べる。1.個人曝露測定センサの改良と測定:疫学研究などにおいて多人数の利用が可能な個人曝露測定センサの作成を目標とし,30年度には初年度に試作した個人曝露測定センサへの通信機能の追加や小型化等の改善と札幌市での試験的測定に取り組んだ。その結果,札幌市の冬季においては,おおむね個人曝露濃度は大気濃度の1/2以下であること,また個人曝露が屋内濃度に大きく影響を受けることが明らかとなり,冬季の札幌市では,疫学が仮定する大気濃度≒個人曝露濃度とならないことが示唆された。2.越境汚染評価のための観測結果のまとめ:申請者らが開発した「観測に基づいて都市汚染と越境汚染を分離する手法」を,PM濃度が高い東京都(28年度)や長崎市(29年度)で行った測定に適用し,越境汚染割合の算出を試みた。その結果、両地点とも冬季、春季に越境汚染割合が6割以上と高くなり、夏季、秋季においては都市汚染が卓越する日が見られることがわかった。本観測は,分担者の山形が開発したテープ式吸収率計でPM2.5の光学的吸収係数,申請者らが開発と評価を行ったセンサーで0.5μm以上の粒径を持つ粒子個数濃度をそれぞれ測定し、両者の比(PM2.5粒子1個あたりの光吸収性)から越境汚染割合を判断するものであるが、本研究結果はこの手法が全国に展開できることを表しており、今後の展開が期待できる。本研究は、微小粒子状物質(PM2.5)汚染による健康影響を正確に把握し、適切な対策の立案を行ってゆくため、小型個人曝露測定装置の開発・実用化と測定に基づく越境汚染割合の新評価手法の確立に取り組むものである。初年度にあたる平成28年度には、個人曝露測定センサの試作と較正を行なうとともに、越境汚染割合の評価に向けた東京都での観測を開始した。1.個人曝露測定センサの試作と較正:使用するPPD60PVセンサーについて、空気吸引法の変更、使用するファンの選定等を行い、最終的に、146×106×56mmのプラスチック製の箱内に、センサー、充電池、データーロガー等を収めた個人曝露測定装置を試作した。装置は総重量約550gで、32時間の連続測定ができる。また、PPD60PVセンサーとPM2.5自動測定機による同時測定を、北海道環境科学研究センター屋上で約2ヶ月間行った。その結果、PM2.5測定値とセンサー出力値(日平均値)の間に良好な直線関係を得た。その関係を用いて、センサー出力値をPM2.5濃度に変換できる。2.越境汚染評価のための東京での観測:申請者らが開発した「観測に基づいて都市汚染と越境汚染を分離する手法」を、関東地方に適用するため、東京農工大学松田和秀准教授の協力を得て、東京都八王子市堀之内にあるFM多摩丘陵の大気観測鉄塔高度25mに、機器を設置し、観測を開始した。観測は、分担者の山形が開発したテープ式吸収率計でPM2.5の光学的吸収係数、申請者らが開発と評価を行ったセンサーで0.5μm以上の粒径を持つ粒子個数濃度をそれぞれ測定するものである。両者の比はPM2.5粒子1個あたりの光吸収性を表し、越境汚染を判断する指標となる。平成28年度に予定した、1)個人曝露測定センサの試作と較正、(2)越境汚染割合の評価のための東京都での観測について、以下にその達成状況をまとめる。1)個人曝露測定センサの試作と較正:様々な検討を行い、個人曝露測定装置を試作した。被験者の負担を考慮し、数百グラムまでの重量での作成と24時間以上の稼働を目指したが、試作装置は、総重量約550g、32時間の連続測定が可能なもので、当初の目標を達成できた。また、北海道環境科学センターの協力を得て、二カ月間にわたり、センサーとPM2.5自動測定機との同時測定を行い、PM2.5測定値とセンサーの出力値の間に良好な直線関係を得た。すなわち、個人曝露測定センサの試作と較正の目標は達成できた。2)越境汚染評価のための東京での観測:札幌市の越境汚染について良好な評価結果を得た手法を、PM2.5濃度の高い関東地域に適用するため、東京都八王子市堀之内にあるFM多摩丘陵の大気観測鉄塔高度25mに、機器を設置し、観測を開始した。今後2年にわたって観測を続けることになるが、これまで順調にデータ取得が行なえている。二年目にあたる平成29年度には、初年度に試作した個人曝露測定センサーの試験的測定を行なうとともに、越境汚染割合の評価に向け、越境汚染が卓越すると考えられる長崎県での観測を開始した。

1.個人曝露測定センサーの作成:PM2.5の健康影響評価では疫学研究で得る濃度と影響の関係を用いるが、環境濃度と個人曝露量の関係は、個人曝露測定の難しさからその評価が不十分なままである。本研究では疫学研究に使用できるような個人曝露測定センサーの作成を目標としているが、平成29年度には初年度に試作した個人曝露測定センサーの試験的測定と通信機能の追加に取り組んだ。2.越境汚染評価のための長崎での観測:申請者らが開発した「観測に基づいて都市汚染と越境汚染を分離する手法」を、PM濃度が高い関東地方(28年度)や九州地方(29年度)に適用し、越境汚染割合の算出を試みる。観測は、分担者の山形が開発したテープ式吸収率計でPM2.5の光学的吸収係数、申請者らが開発と評価を行ったセンサーで0.5μm以上の粒径を持つ粒子個数濃度をそれぞれ測定するものである。両者の比はPM2.5粒子1個あたりの光吸収性を表し、越境汚染を判断する指標となる。平成29年度に予定した、1)個人曝露測定センサの試験的測定と通信機能の追加、(2)越境汚染割合の評価のための観測について、以下にその達成状況をまとめる。1)個人曝露測定センサの試験的測定と通信機能の追加:前年度に試作した個人曝露測定装置(総重量約550g、32時間の連続測定が可能)を用いて、札幌市内と横浜市内での試験的測定を行なった。札幌市での測定では、市内中心部の高濃度や緑地での濃度低下等を得ることができ、性能的な問題はないことを確認した。試験測定ではデータロガーを使用したが、疫学調査への展開を考慮し、測定データをクラウドに送信できるよう、新たな装置設計を行なった。すなわち、個人曝露測定センサ作成の目標は順調に達成できいる。2)越境汚染評価のための東京での観測:札幌市の越境汚染について良好な評価結果を得た手法を、PM2.5濃度への越境汚染の影響が大きい九州地域に適用するため、長崎大学屋上に機器を設置し、観測を開始した。今後1年にわたって観測を続けることになるが、これまで順調にデータ取得が行なえている。前年度に測定を開始した東京都多摩丘陵の測定結果の解析も順調に進んでいる。本研究は,微小粒子状物質(PM2.5)汚染による健康影響を正確に把握し,適切な対策の立案を行ってゆくため,小型個人曝露測定装置の開発・実用化と測定に基づく越境汚染割合の新評価手法の確立に取り組むものである。最終年度にあたる平成30年度には,開発した個人曝露測定センサの試験的測定を行なうとともに,越境汚染割合の評価に向けた東京都,長崎県での観測結果をまとめた。以下にその概要を述べる。1.個人曝露測定センサの改良と測定:疫学研究などにおいて多人数の利用が可能な個人曝露測定センサの作成を目標とし,30年度には初年度に試作した個人曝露測定センサへの通信機能の追加や小型化等の改善と札幌市での試験的測定に取り組んだ。その結果,札幌市の冬季においては,おおむね個人曝露濃度は大気濃度の1/2以下であること,また個人曝露が屋内濃度に大きく影響を受けることが明らかとなり,冬季の札幌市では,疫学が仮定する大気濃度≒個人曝露濃度とならないことが示唆された。2.越境汚染評価のための観測結果のまとめ:申請者らが開発した「観測に基づいて都市汚染と越境汚染を分離する手法」を,PM濃度が高い東京都(28年度)や長崎市(29年度)で行った測定に適用し,越境汚染割合の算出を試みた。その結果、両地点とも冬季、春季に越境汚染割合が6割以上と高くなり、夏季、秋季においては都市汚染が卓越する日が見られることがわかった。