hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
認知症の先制予防法開発の試み～口腔から全身を守る～

一般線形混合モデルでは、認知検査スコアにTreponema denticolaが負の影響を与え、認知機能検査所要時間には正の影響を与えている可能性が示唆された。また、3Dプリンタを応用したオーダーメイド歯ブラシ作製の準備として、口腔内スキャナを用いた光学印象採得を行った。現在、光学印象採得で得られたデータをもとにオーダーメイド歯ブラシの設計を模索している。本研究では、高齢者を対象に、慢性炎症を引き起こす歯周病関連細菌、血液脳関門を弱めて微生物の脳への侵入を助けるカンジダと認知症についての関連性を検討し、口腔ケアなどの口腔微生物の制御が積極的な認知症予防となる可能性を模索することを目的とする。平成29年度は高齢者の訪問調査による分析と、3Dプリンタを応用したオーダーメイド歯ブラシ作製の準備として、口腔内スキャナを用いた光学印象採得を行った。平成30年度は、本研究に同意の得られた88名を対象に会場検診を実施した。1認知機能検査:島根大学で開発され、妥当性と信頼性の検証も終了し、無料でダウンロードおよび利用が可能であるiPad用認知機能スクリーニング検査「CADi」を使用して行った。これまでに、平成29年のCADiスコアが6点未満の群は、平成28年時点のTreponema denticola数が有意に多かった。Spearmanの相関係数は、平成28年、29年のTreponema denticola数が平成29年CADiスコアと負の相関があり、平成29年の所要時間との間には正の相関が認められた。平成30年度は会場検診によるサンプリングを実施したが、産前・産後休業および育児休業を取得したため、分析等にやや遅れが生じている。平成29年度は、平成28年度に引き続き、平成1020年度に「高齢者の口腔保健と全身的な健康状態の関係についての総合研究」一環として実施された新潟高齢者研究の被験者のうち、本研究に同意の得られた方を対象に訪問調査を実施し、1)認知機能と口腔微生物の関係性についての検討
生元素循環の相互作用と環境変動

湖生産層における植物プランクトンによるCとNの取り込み速度と照度との関係を調べたが,全窒素の取り込みの中では硝酸態窒素が炭素と共に照度と最も高い相関が認められた.各地の湖沼における窒素固定活性を測定したが,富栄養化した湖沼の試水,低泥土に活性が認められた.諏訪湖ではMicrocystisにN固定ラン藻Arabaenaが混在しており,夏季多い時には全chl.a中の50%をを占めていた.溶存無機窒素とリン酸は逆の相関を示した.各種水界生態系のδ^<15>N-δ^<13>Cマップ上の位置づけは分別大で,中栄養条件下で光律速の場合δ^<15>N-δ^<13>Cは低くなり,富栄養条件下ではδ^<15>Nは下がりδ^<13>Cは上がる.分別が小さく貧栄養Tで光飽和の条件では, δ^<15>Nとδ^<13>Cは共に上昇した.N律速状態ではN固定能ラン藻が出現しδ^<15>Nの低下かみられる. Cのリサイクリング系では,全体のδ^<13>Cは30%以下となる.以上の結果は,水界の形態系のδ^<15>N-δ^<13>Cを測定することによりその水界の汚染度等の診断の可能性が示された.森林土壌に施肥された窒素の動態と植生の影響では, 100kg/haの硫安施肥区では3カ月でおよそ散布前の状態に戻ったが,裸地区では増加は少なかった.堪水土壌中にヒドロキノンを加えると微生物活性が著しく低下し土壌中でのN代謝, C代謝を制御できることを明らかにした.窒素固定ラン藻のAnabena cylindicaの炭素代謝は,炭素源の供給量,或いは炭素-窒素の供給のバランスによって的確に制御されていることが明らかになった.嫌気条件下で芳香族化合物を分解し,脱窒反応の基質として利用し得る菌を分離し,菌の脱窒活性の検討と芳香族化合物の嫌気的代謝経路を解明した環境浄化の手段となることを明らかにした.またMOと窒素固定の関係,海産幼植物におけるヒ素化合物,重金属の蓄積と代謝系への影響が調べられた.湖生産層における植物プランクトンによるCとNの取り込み速度と照度との関係を調べたが,全窒素の取り込みの中では硝酸態窒素が炭素と共に照度と最も高い相関が認められた.各地の湖沼における窒素固定活性を測定したが,富栄養化した湖沼の試水,低泥土に活性が認められた.諏訪湖ではMicrocystisにN固定ラン藻Arabaenaが混在しており,夏季多い時には全chl.a中の50%をを占めていた.溶存無機窒素とリン酸は逆の相関を示した.各種水界生態系のδ^<15>N-δ^<13>Cマップ上の位置づけは分別大で,中栄養条件下で光律速の場合δ^<15>N-δ^<13>Cは低くなり,富栄養条件下ではδ^<15>Nは下がりδ^<13>Cは上がる.分別が小さく貧栄養Tで光飽和の条件では, δ^<15>Nとδ^<13>Cは共に上昇した.N律速状態ではN固定能ラン藻が出現しδ^<15>Nの低下かみられる. Cのリサイクリング系では,全体のδ^<13>Cは30%以下となる.以上の結果は,水界の形態系のδ^<15>N-δ^<13>Cを測定することによりその水界の汚染度等の診断の可能性が示された.森林土壌に施肥された窒素の動態と植生の影響では, 100kg/haの硫安施肥区では3カ月でおよそ散布前の状態に戻ったが,裸地区では増加は少なかった.堪水土壌中にヒドロキノンを加えると微生物活性が著しく低下し土壌中でのN代謝, C代謝を制御できることを明らかにした.窒素固定ラン藻のAnabena cylindicaの炭素代謝は,炭素源の供給量,或いは炭素-窒素の供給のバランスによって的確に制御されていることが明らかになった.嫌気条件下で芳香族化合物を分解し,脱窒反応の基質として利用し得る菌を分離し,菌の脱窒活性の検討と芳香族化合物の嫌気的代謝経路を解明した環境浄化の手段となることを明らかにした.またMOと窒素固定の関係,海産幼植物におけるヒ素化合物,重金属の蓄積と代謝系への影響が調べられた.
糸球体内因性物質によるメサンギウム細胞増殖の制御についての遺伝子レベルからの解明

増殖性糸球体腎炎の糸球体におけるSPARC/Osteonectinの発現を実験モデルおよびヒトの糸球体腎炎の両者において検討した.実験的検討:抗胸腺抗体誘発メサンギウム増殖性腎炎(抗Thy-1腎炎)をラットに惹起しこれを用いた.腎炎惹起前および惹起後1,3,6,10,16日目の腎組織を用いてin situ hybridization法(ISH)によりSPARC mRNAの発現を検討するとともに抗PCNAモノクロナール抗体および抗平滑筋細胞性アクチン抗体を一次抗体とする免疫組織化学によって増殖細胞数とメサンギウム細胞数の変化をもあわせて検討した.増殖のピークは腎炎惹起後3,6日に認められたが,SPARC mRNAの発現は増殖期に一致して高い発現をみた.その局在はメサンギウム領域に認められた.アクチンの染色性もPCNA陽性細胞の増減と一致し増殖細胞およびSPARCの発現担当細胞はメサンギウム細胞であると考えられた.ヒト腎炎での検討:各種糸球体疾患62例の生検腎組織を用いてISHによりPDGF B-chain mRNAの発現を検討したところ増殖の著明なIgA腎症とWHOtypeIVのループス腎炎において強い糸球体内発現をみた.そのうちの3例(IgA腎症:2例,ループス腎炎:1例)および微少変化型ネフローゼ症候群(MCNS)2例の計5例の腎組織においてISHにてSPARC mRNAの発現を検討した.MCNSではSPARCの発現は認められなかったが,増殖の強い3例においてはメサンギウム領域におけるSPARC mRNAの発現が認められた.結論:以上より実験的糸球体腎炎においてもヒトの糸球体腎炎においてもメサンギウム細胞増殖の存在時にはSPARC/Osteonectinの発現がみられることが明らかになった.SPARC/Osteonectinはメサンギウム細胞増殖のメディエーターであるPDGFの抑制因子であることから生体は腎炎におけるメサンギウム細胞増殖に対する防御反応としてSPARC/Osteonectionを発現しているものと考えられる.増殖性糸球体腎炎の糸球体におけるSPARC/Osteonectinの発現を実験モデルおよびヒトの糸球体腎炎の両者において検討した.実験的検討:抗胸腺抗体誘発メサンギウム増殖性腎炎(抗Thy-1腎炎)をラットに惹起しこれを用いた.腎炎惹起前および惹起後1,3,6,10,16日目の腎組織を用いてin situ hybridization法(ISH)によりSPARC mRNAの発現を検討するとともに抗PCNAモノクロナール抗体および抗平滑筋細胞性アクチン抗体を一次抗体とする免疫組織化学によって増殖細胞数とメサンギウム細胞数の変化をもあわせて検討した.増殖のピークは腎炎惹起後3,6日に認められたが,SPARC mRNAの発現は増殖期に一致して高い発現をみた.その局在はメサンギウム領域に認められた.アクチンの染色性もPCNA陽性細胞の増減と一致し増殖細胞およびSPARCの発現担当細胞はメサンギウム細胞であると考えられた.ヒト腎炎での検討:各種糸球体疾患62例の生検腎組織を用いてISHによりPDGF B-chain mRNAの発現を検討したところ増殖の著明なIgA腎症とWHOtypeIVのループス腎炎において強い糸球体内発現をみた.そのうちの3例(IgA腎症:2例,ループス腎炎:1例)および微少変化型ネフローゼ症候群(MCNS)2例の計5例の腎組織においてISHにてSPARC mRNAの発現を検討した.MCNSではSPARCの発現は認められなかったが,増殖の強い3例においてはメサンギウム領域におけるSPARC mRNAの発現が認められた.結論:以上より実験的糸球体腎炎においてもヒトの糸球体腎炎においてもメサンギウム細胞増殖の存在時にはSPARC/Osteonectinの発現がみられることが明らかになった.SPARC/Osteonectinはメサンギウム細胞増殖のメディエーターであるPDGFの抑制因子であることから生体は腎炎におけるメサンギウム細胞増殖に対する防御反応としてSPARC/Osteonectionを発現しているものと考えられる.
がんのサバイバーケアプラン実現にはたす日本のプライマリ・ケアの役割に関する研究

がん患者・体験者の療養行動のパターンとその原因、一次医療と二次医療の使い分けについて検討するとともに、医師、がん患者・体験者の意識を質的・量的に検討した。その結果、がん患者・体験者と医師の間に意識のギャップがあることがわかった。また地域連携クリティカルパスについて患者の9割が知らなかった。そこで、医療の利用者である患者に対するアプローチが必要であると考え、サバイバーシップに関わる情報を患者・体験者が自分で管理することができるサバイバーケアプランのモデルを作成した。昨年度の成果に基づき、がんのサバイバーシップに関する文献を収集し、レビューを実施した。レビュー結果は現在論文として執筆中であり、投稿予定となっている。また、プライマリ・ケア医へのインタビューについては、In-depth Interviewのための予備的なinterviewをプライマリ・ケアに従事している医師に対して複数回行った。がんサバイバーのニーズに関する予備的な質問紙調査を実施した。その結果、がん患者・体験者は、特に身体症状および精神・心理的な問題について悩みや不安を持っていた。また、悩みや不安は診断からの時期により変化していた。回答者の多くは、家族や身近な人に相談したり、人に相談せず自らの努力で悩みや不安を解決していることも明らかとなった。以上のことから示唆されるのは、身体症状の緩和と精神的なケアの必要性である。これまでプライマリ・ケアの果たす役割としては、がん地域連携クリティカルパスを用いた専門医との連携による術後のフォローアップや抗がん剤やホルモン剤などの投薬に焦点があたっていたが、身体症状や精神症状の緩和についても検討していく必要があると考えられる。アメリカやイギリスを中心にがんのサバイバーシップケアプランの導入が進んでいる。日本において同様の仕組みの導入か可能かどうかを検討することが次年度の課題であるが、今年度の結果からかかりつけ医の果たすべき役割について有益な示唆が得られた。米国ではがんのサバイバーケアプランを運用するための医療者間の連携についての研究がここ数年数多く行われるようになり、臨床現場でもがん治療を行った医療機関とプライマリ・ケアやその他の医療専門職との役割分担が進められている。日本においてはこの点に関する検討は地域連携パスの活用の実態調査が主であり、総合的なケアを提供するという視点からはほとんど研究はなされていない。そこで本研究では、がん術後患者の術後の治療行動を明らかにするとともに、地域あるいはプライマリ・ケア医ががん術後患者のフォローアップを行うために必要な条件を検討することを目的とし、日本の二次医療と地域医療の実情を踏まえた日本版サバイバーケアプランのモデルを作成したいと考えている。初年度は先行研究をまとめるとともに、がん患者・体験者がどのような療養行動(care-seeking behavior)を取っているのかを調査した。術後後遺症であるリンパ浮腫の発症頻度が高い婦人科がん術後患者を対象にフォーカスグループを実施し、患者が後遺症の治療についてどのような受診行動をとっているかに着目して分析した。その結果、術後のケアに関して受療遅延が起きていること、そこには患者の知識や情報、フォローアップでの医師の態度が影響を与えていることが示唆された。また、患者が独自の判断で多様な医療機関を受診していることも明らかになった。本研究により、がん術後患者に関しては情報提供とフォローアップでのケア、がん治療機関とプライマリ・ケアを含む他の医療機関との連携に課題があることが示唆された。この結果を踏まえ、プライマリ・ケア医を対象に予備的なインタビューを実施した。過去2年間の研究を踏まえ、二次医療と地域医療との連携を実現するためにはまず医療の利用者である患者に対する教育が必要であるとの結論にいたり、がん患者・体験者のセルフケア力を高めるためのピアサポートガイドブックを発刊した。また、患者が求めているサバイバーケア、がんの地域連携クリティカルパスに対する認識について516名のがん患者・体験者に調査を行った。その結果、自分のがんの診断結果については半数以上の回答者が口頭と文書で情報を受け取ったと答えていたが、経過観察や定期検診については4割、発症する可能性のある後遺症や長期的な副作用については3割しか情報を口頭と文書でもらったことがなかった。また、発症する可能性のある後遺症や長期的な副作用については2割が情報をもらっていなかった。また、がんの地域連携クリティカルパスについては、9割の回答者が「知らない」と答えた。連携手帳について7割近くが好意的であったが、手帳への支払い意思額は5割以上が1000円以下の金額を回答した。これは地域連携クリティカルパスに対する診療報酬上の患者負担額を下回る(3割の場合)。以上を踏まえ、本研究では、がん患者・体験者が自らサバイバーシップに関わる情報を自分で管理するのが日本の現状に適していると判断し、インターネット上で患者が自ら入力することができるサバイバーケアプランのモデルを作成した。これは、登録者が自分の治療歴、今後の検査スケジュールなどを自由に記録できるインターネット上のデータベースである。

本研究が作成した「サバイバーケアプラン」は、がん患者の自己管理能力を高め、医療機関及び現場の専門職の負担を減らすためのモデルとなると考えられる。がんサバイバーシップ、医療コミュニケーション論Indepth interviewおよび論文投稿の準備がやや遅れ気味であるが、次年度にまとめて行う計画である。研究の前段階の調査及び先行研究のまとめに予想以上の時間がかかり、プライマリ・ケア医への調査は予備的なインタビューを実施するにとどまった。2年目に本格的なインタビューを実施したい。今年度はこれまでの調査をまとめるとともに、日本版のサバイバーシップケアプランの導入の可能性について検討する計画である。研究計画についてであるが、プライマリ・ケア医への調査をインターネット調査会社を利用して行うこととした。1年目に計画していながらできなかったインタビュー調査を前半に実施し、後半には計画通り質問紙調査を実施する予定である。量的調査の対象者数を増やし、インターネット調査会社を利用して実施することにした。インターネット調査会社への委託料(およそ100万円)を確保するため、必要な額を翌年度に繰り越した。インターネット調査会社に依頼し、現役医師パネルを利用する。研究の進展が当初の計画よりも遅れたため、インタビュー調査に使用するための旅費などを次年度に繰り越した。
海馬場所細胞の可塑性と樹状突起逆伝播スパイクの関係性の解析

本研究では、樹状突起逆伝播スパイクと可塑性の関係性を解明するために、神経細胞活動や脳波を安定的に記録するとともに、特定の神経細胞を選択的に刺激する技術を開発した。電極留置装置を独自に設計し、脳深部マルチニューロン活動・局所脳波記録用電極、刺激用光ファイバを頭部固定し、それぞれを独立に可動できるマイクロドライブを確立した。そしてこの技術を活用し、様々な周波数でパルバルブミン(PV)陽性細胞を操作したところ、特定の周波数帯で錐体細胞の活動頻度やコヒーレンスを上昇させることができた。今後、本手法を用いて樹状突起活動を操作することで、樹状突起逆伝播スパイクと可塑性の関係性を解明する予定である。本研究は、ラットが新規な場所情報を獲得する過程で起こる海馬CA1野内の場所細胞の活動に着目し、その可塑的変化に関与する樹状突起逆伝播スパイクの役割について解明することを目指す挑戦的な試みである。本年度は、垂直に配置された複数の計測点を持つシリコン電極を用いて、マルチ(多数)ニューロン活動を長期間安定して記録する方法について、電極の設置方法や手術法を中心に改良する。同時に、マルチ(多数)ニューロン活動を分離するスパイク・ソーティング法についてもシリコン電極に最適化することで、細胞体と樹状突起それぞれの活動を弁別する精度を向上させることを目的とした。シリコン電極を用いてマルチニューロン活動を長期間安定して記録する方法を確立するために、電極先端近くの全てのニューロンの活動をもれなく検出するため、専用の電極制御装置(マイクロドライブ)をPCB(プリント基板)用CAD(Computer Aided Design)と3D CADを駆使して設計し、3Dプリンターで出力することによりプロトタイプを作製した。マルチニューロン活動を長期間安定して記録できるように、マイクロドライブと記録用の前置増幅器(ヘッドアンプ)の間を柔軟なワイヤーで接続することにより、マイクロドライブへの振動伝達を最小限に抑え、長期間安定して同一ニューロンを計測するように設計されている。また、マルチ(多数)ニューロン活動を分離するスパイク・ソーティング法についてもシリコン電極に最適化する試みを開始した。本年度は、実際にラットが新規に場所を認知する課題を遂行している時に、海馬CA1野からマルチニューロン活動を記録し解析を進めることを目的とした。昨年度中に完成することができなかったマイクロドライブが完成し、ニューロン活動を長期間安定して記録することに成功した。そして、海馬CA1野の錐体細胞層を中心に電極を刺入し、そのラットが約1m×1mの実験ボックス内で餌を求めて行動している際、マルチニューロン活動を記録し続けた。マルチニューロン活動と同時に計測している脳波(EEG)に鋭波とリップル波(SWR)を確認することで錐体細胞層を判別した。SWR中の場所細胞群の活動を解析することにより、ラットが実際に行動を起こす前に、場所細胞の活動リプレイが記憶に基いた将来の行動計画を表現していることを発見した。本年度は、昨年度に引き続き、マルチニューロン活動と脳波を同時に記録することで、場所細胞群の活動を解析した。そのために、複数の神経細胞活動と局所脳波を同時に記録するシステムを確立した。そして、そこから記録されたデータから、樹状突起逆伝播スパイクを推定する手法を確立した。そして、統計的解析法のベイズ推定を活用することによって、その計測されたデータから、脳内で表現されている情報を解読する手法を開発した。海馬において120Hz周波数帯に出現する特異的な脳波ー鋭波ーに着目し、場所細胞の活動パターンを解析した。その結果、動物が歩行している際の神経細胞の活動パターンが、立ち止まっている際には約10倍速の早送りモードで再現されていることを解明した。そして、その早送りモードで活動する神経細胞活動から、動物が将来に移動する軌跡を、動き出す数百ミリ秒前から解読することができた。加えて、鋭波中に発生する樹状突起逆伝播スパイクと将来の行動との関係性の解析を開始した。マイクロドライブ(電極留置装置)の改良も進まめることができ、本年度に登録した特許(第5771437号)「生体装着用電極」ー脳波計測用の多点フレキシブル電極ーを組み込むことで、樹状突起逆伝播スパイクと関連の深い脳波を同時記録することに成功した。神経細胞活動の解析が順調に進展し、再活性中の場所細胞活動は、動物がこれまでに経験した移動に関する情報に加えて、動物がこれから行う状況に関する情報が含まれていることを解明することができたため、おおむね順調に進展していると判断した。本年度は、樹状突起逆伝播スパイクを操作するために、介在細胞のパルブアルブミン(PV)陽性細胞に着目した実験を実施した。遺伝子組換え技術であるcre-loxpシステムを活用することで、青色光で神経細胞を興奮させることができるChR2をPV陽性細胞に特異的に発現させた。

具体的には、PV特異的にCre合成酵素を発現するPV-creマウスに、ChR2を組み込んだアデノ随伴ウイルスを注入し、PV陽性細胞だけにChR2を発現させた。チャープパターンを使って、まず光刺激のターゲットである抑制性のPV陽性細胞と興奮性の錐体細胞がどのようにその発火頻度を変調させるのかを調べた。その結果、PV陽性細胞は、周波数に依存せず、光刺激の強度が最も高いゼロ位相で活動頻度が高くなることがわかった。これは、PV陽性細胞が光刺激に正確に反応し、光により制御できていることを示している。加えて、錐体細胞活動のゲインマップを調べたところ、活動上昇時には830Hz付近の刺激パターンの-90度位相でゲインが最大になることがわかった。これは、ベータ波(13-30Hz)の周期で抑制刺激が入ると、錐体細胞の活動が特異的に上昇することを示している。これに対して、下降時は、40Hz付近の刺激パターンの-90度位相でゲインが最大になることがわかった。今後は、これらの結果を基礎として、樹状突起逆伝播スパイクの役割について解明していきたいと考えている。本研究では、樹状突起逆伝播スパイクと可塑性の関係性を解明するために、神経細胞活動や脳波を安定的に記録するとともに、特定の神経細胞を選択的に刺激する技術を開発した。電極留置装置を独自に設計し、脳深部マルチニューロン活動・局所脳波記録用電極、刺激用光ファイバを頭部固定し、それぞれを独立に可動できるマイクロドライブを確立した。そしてこの技術を活用し、様々な周波数でパルバルブミン(PV)陽性細胞を操作したところ、特定の周波数帯で錐体細胞の活動頻度やコヒーレンスを上昇させることができた。今後、本手法を用いて樹状突起活動を操作することで、樹状突起逆伝播スパイクと可塑性の関係性を解明する予定である。昨年度までに達成することができなかったマイクロドライブの製作を完了することができ、それを活用することで、実際に行動しているラットの海馬場所細胞活動を解析することに成功した。更に、場所細胞群の活動が記憶に基いた将来の行動計画を表現していることを発見できたため、概ね順調に進展していると判断した。今後は、スパイクの波形情報から細胞体、樹状突起の判別を行う。更に、相互相関法を活用して、細胞体から樹状突起へ逆伝播するスパイクを検出し、単一ニューロンの細胞体と樹状突起のペアを検出する。そして、ラットが樹状突起逆伝播スパイクの伝播確率と可塑性の関係性について、場所情報を中心として解析する。また同時に、樹状突起逆伝播スパイクを抑制し制御していることが示唆されている介在細胞活動についも解析する。脳計測学今後は、記録したマルチニューロン活動を個々のニューロン活動に選別し、それぞれのニューロンに対して、スパイクの波形情報から細胞体、樹状突起の判別を行う。この判別手法はすでに確立しており、Takahashi and Sakurai, European Journal of Neuroscience, 2007で発表済みである。更に、相互相関解析法を用いて、細胞体から樹状突起へ逆伝播するスパイクを検出し、単一ニューロンの細胞体と樹状突起のペアを検出する。
オリゴ糖に着目した海水中の低分子溶存有機物の動態の解明

海水中の低分子溶存有機物の動態を解明することを目的として、二糖に着目して研究を行った。海水中の二糖の定量法として、グラファイトカーボンカラムを用いた固相抽出により海水試料の脱塩を行い、脱塩した試料を蒸発乾固して二糖を濃縮し、高性能イオン交換クロマトグラフィーとパルスドアンペロメトリで分析することで、駿河湾の表層海水でスクロース、マルトース、トレハロース、ラクツロースを検出・定量し、未同定のオリゴ糖を6種検出した。スクロース、マルトース、トレハロースは二糖を利用して増殖可能な原核生物のうち、駿河湾で特に現存量が高かった二糖であり、二糖によるボトムアップコントロールが示された。糖は、海水中で定量された有機物の中で量的に最も重要な成分であり、生物に利用されやすい成分である。中でも、オリゴ糖は低分子であるため微生物以外の生物が海水からオリゴ糖を効率よく吸収するのは困難であると考えられる。従って、生物に対する海水中のオリゴ糖の有用性を明らかにするためには、原核生物などの微生物が重要な対象生物となるが、海洋の天然原核生物群集に対するオリゴ糖の有用性については研究例がない。そこで、本年度は海洋の天然原核生物群集の現存量に対する二糖によるボトムアップコントロールの可能性について検証することを目指して、駿河湾清水港内の表面海水に含まれる原核生物群集の中で二糖を利用して増殖できるものの細胞数(MPN値)をMPN法により求めた。トレハロース、スクロース、ラクツロース、マルツロース、パラチノース、マルトースの6種の二糖についてMPN値を求めた結果、何れの二糖でもMPN値は4月に顕著に高く、中でもトレハロース、スクロース、マルトースで高かった。トレハロース、スクロース、マルトースは4月以外の時期でも他の二糖に比べて高いMPN値を示した。トレハロース、スクロース、マルトースは植物プランクトンやシアノバクテリアにより生産されることが知られることから、本研究で得られた結果は、春季の植物プランクトンブルーム時にトレハロース、スクロース、マルトースが海水中に特に多く供給され、これらを利用して増殖する原核生物の現存量を高めた、すなわち、海水中で原核生物群集に対する二糖によるボトムアップコントロールが働いていることを示唆する。また、二糖によりMPN値が異なったことから、原核生物の種によって利用できる二糖の種類が異なることが示唆された。これらの成果は、二糖を起点とした食物連鎖の存在を意味しており、海洋生態系および生元素循環の理解に有用であると考えられる。糖は、海水中で定量された有機物の中で量的に最も重要な成分である。しかし、加水分解前の糖の組成を調べた例はほとんどなく、海水中のオリゴ糖の種類と量は明らかでない。そこで、本年度はオリゴ糖の中でも最も構造が単純な二糖の定量方法の確立を目指した。高性能イオン交換クロマトグラフィーとパルスドアンペロメトリを組み合わせた分析法(HPAE-PAD)による分析条件を検討した結果、トレハロース、スクロース、ラクツロース、マルツロース、パラチノース、マルトースの6種の二糖異性体を分離して定量することができた。保持時間の再現性は0.10.4%、検出限界は0.050.9 μg/Lであった。応答の直線性については各二糖の濃度が8 mg/L以上の場合にシグナル強度が頭打ちになる傾向が確認されたが、0.050.2 mg/Lの比較的低濃度の範囲では決定係数が0.997以上の良い直線性が得られた。HPAE-PADによる海水試料の分析では、塩が糖の検出を妨害するため、脱塩の前処理が必要である。そこで、有機炭素が非常に低いブランク海水に上記6種の二糖異性体を添加した二糖添加海水を用意し、脱塩方法を検討した。従来の脱塩法では、糖の種類によって回収率が9.2106.7%と大きく異なる上、一部の方法を除いて糖の濃縮が困難であるといった欠点があった。そこで、本研究ではグラファイトカーボンカラムによる固相抽出を適用した。検討の結果、容量500 mgのグラファイトカーボンカラムに二糖添加海水(終濃度各0.01 mg/L)を20 ml通液し、カラムからの溶離後に蒸発乾固を行い、0.5 mlの超純水に再溶解することにより、塩分を検出限界以下まで除去しながら、二糖を92.499.2%の回収率で40倍に濃縮することに成功した。海洋における糖の動態は、主に海洋生物により駆動されていると考えられており、中でも低次生産者はそのバイオマスの高さと増殖速度の高さから、オリゴ糖の主要生産者であり、消費者として機能している可能性が高い。そこで、本年度は、海水中でのオリゴ糖の動態に関与し得る生物に関する基本的な情報を収集する目的で、低次生産者の季節的な分布の変動を駿河湾で調査した。駿河湾の湾奥部と湾中央部にそれぞれ定点を設け、東海大学海洋学部の練習船に乗船して海面から深度500mまでの海水を毎月採取し、植物プランクトンのバイオマスの指標であるクロロフィルa濃度と、微生物食物連鎖の最上位に位置する繊毛虫類の個体数を調べた。その結果、8月に最もクロロフィルa濃度の積算値が高く、表層の繊毛虫数が多かった。

また、秋季の湾奥では、無光層である深度200mにおいて、クロロフィルa濃度が顕著な極大をとり、植物プランクトンの主要栄養分である硝酸イオン濃度が極小をとるという、これまでに報告例のない変わった現象が見られた。秋季の湾奥では、深度200mにおける繊毛虫数が他の時期より多かったことから、無光層であるはずのこの深度で一次生産や捕食活動といった低次生産活動が活発化していた可能性が考えられる。駿河湾には深度400m付近に塩分極小層が存在し、亜寒帯に起源を有する北太平洋中層水との関連性が知られている。湾央の塩分極小層では、その上下に設けた直近の採水層である深度200mと500mと比べて、繊毛虫数が常に高かった。クロロフィルa濃度と繊毛虫数の分布は、オリゴ糖の分布により影響を受けている、または、オリゴ糖の分布に影響を与えている可能性が考えられることから、今年度に得られたこれらの知見は中層でのオリゴ糖の分布解明の重要性を示唆し、次年度の観測計画を考える上で有用である。本研究では、駿河湾表層海水中の二糖について、糖の高感度分析の定法とされている高性能イオン交換クロマトグラフィー(HPAE)とパルスドアンペロメトリ(PAD)検出を組み合わせた分析法(HPAE-PAD)により分析を行った。ただし、海水試料にHPAE-PADを適用する場合、海水に大量に含まれる塩類がPADによる糖の検出を妨害するため、前処理としてグラファイトカーボンカラムを用いた固相抽出により脱塩を行い、脱塩した試料を蒸発乾固して二糖を濃縮した。2016年9月の駿河湾湾奥部の測点SR1では、深度0m、10m、100mでスクロースが検出され、その濃度は0.361.30nmol/Lであった。また、中央部の測点SR3でも深度100mでスクロースが0.22nmol/L検出された。スクロース以外の二糖では、マルトース(SR1、10m、0.76nmol/L)、トレハロース(SR1、100m、1.77nmol/L)、ラクツロース(SR3、10m、0.90nmol/L)が検出され、パラチノースとマルツロースは検出されなかった。スクロースは先行研究においても沿岸海水で検出されており、スクロース、マルトース、トレハロースは平成24年度にMPN法により調査した二糖を利用して増殖可能な原核生物のうち、特に駿河湾海水中での現存量が高かった二糖であった。一方、ラクツロースは人工化合物であるが、駿河湾海水中の原核生物が増殖に利用できることを確認しており、今回、ラクツロースが駿河湾海水中で検出されたことからラクツロースが沿岸生態系に寄与している可能性が示された。また、分析対象とした6種の二糖以外にも未同定のオリゴ糖が検出され、その種類は陸寄りの測点SR1で46種と、沖寄りの測点SR3の35種よりわずかながら多く、二糖の多様性に陸域からの影響があることを示唆した。海水中の低分子溶存有機物の動態を解明することを目的として、二糖に着目して研究を行った。海水中の二糖の定量法として、グラファイトカーボンカラムを用いた固相抽出により海水試料の脱塩を行い、脱塩した試料を蒸発乾固して二糖を濃縮し、高性能イオン交換クロマトグラフィーとパルスドアンペロメトリで分析することで、駿河湾の表層海水でスクロース、マルトース、トレハロース、ラクツロースを検出・定量し、未同定のオリゴ糖を6種検出した。スクロース、マルトース、トレハロースは二糖を利用して増殖可能な原核生物のうち、駿河湾で特に現存量が高かった二糖であり、二糖によるボトムアップコントロールが示された。
地方都市における情報化と生活システムの実証研究

今日「情報化」と呼ばれる事象は、人間の「情報革命」における-言語,文字,印刷,通信の革命的変化につづく-第5次の歴史的経験、端的にいうと、コンピュータリゼーションに代表される、情報処理メディアの高度な発達に導かれている。そのような「情報化」に内在している理想は、情報メディアの高度化を通じて、情報を処理しながら生活する人間そのものの能力が高まり人間の共同生活が豊かになるということにある。この目的に即して、「情報化」を社会事象として測定するために、本研究では、次の3指標が必要であると結論づけた。1.客体指標(人間・組織・機械などによって情報処理の対象とされる情報それ自体が大量・夛様・高度になること)、2.媒体指標(情報の流通を促進的に制御しうる物理的および社会的なメディアが大量・夛様・高度化すること)、3.主体指標(情報を処理する個人および社会・集団の能力が一般的な知性・感性の水準と専門的な知性・感性・技術の水準において高度になること)である。一般的な状況として、今日の情報化過程では、一方で、情報の開放化による一般情報の"氾濫"と社会的ノイズの発生、他方で、閉鎖化による特殊情報市場の形成と付加価値への志向の高まりをみることができるが、こうした状況にいわゆる"ニュー・メディア"が具体的な効果をもち、日常生活のシステムにある程度の影響を与えて、生活文化にも変化が生じはじめている。本研究では、こうした変化を、人びとの生活システムのレベルで把握しようとして、基本モデルを設定し、そこからさらに、生活構造,ライフ・スタイル,ライフ・チャンスの問題へと、理論的射程をのばし、同時に、この経験的な裏づけを求めて、地方都市の実態調査を実施して、『報告書』におけるように、本研究のめざすものが十分に成りたちうることを確認できる実証的な手がかりを得た。
ヴィクトリア朝文学における郵政改革の影響とそれに伴う犯罪の社会心理学的研究

本研究の目的は、鉄道とともにヴィクトリア朝初期の郵便事情を激変させた1840年の郵政改革ー特に「近代郵便制度の父」と呼ばれるRowland Hillによって半オンスまでの郵便物をイギリス国内どこでも均一の配達料金とする「1ペニー郵便制(Penny Post)」ーによる差出人の匿名性で急増した犯罪とその外にあるマクロな文脈について、主としてDickens, Gaskell, Gissingの作品の中で描かれた郵政改革の影響とそれに伴う犯罪の社会心理学的な分析を通して明らかにすることである。平成30年度は、手紙がプロットの展開において重要な役割を果たすDickensの_Bleak House_ (1852-53)と、秘密の手紙に関する脅迫や金銭授与を伴う手紙による脅迫が扱われるGaskellの_Wives and Daughters_ (1864-66)と_Ruth_ (1853)を取り上げ、郵政改革前後の犯罪についての言説と文脈を精査し、産業革命によって大きく変化した時代情勢や社会動向の影響を受けた犯罪者と被害者の精神構造や思考態度を分析することで、犯罪の社会心理学的な要因を突き止めた。その成果として、拙論「ギャスケルとディケンズー郵政改革前後の手紙と犯罪」が査読を通り、日本ギャスケル協会創立30周年記念として出版された『比較で照らすギャスケル文学』(大阪教育図書、2018年10月15日発行)の第9章(pp. 113-25)に掲載された。平成29年度に、ディケンズ・フェロウシップ日本支部の秋季総会(東京大学駒場キャンパス、2017年10月7日)でシンポジウムを主宰し、平成30年度に編著として出版した『ディケンズとギッシングー底流をなすものと似て非なるもの』(大阪教育図書、2018年12月25日発行)の中で、序章「ディケンズとギッシングの隠れた類似点と相違点」(pp. 1-26)、そして第6章「イギリス近代都市生活者の自己否定・自己疎外・自己欺瞞」(107-22)において、それぞれディケンズとギッシングの手紙を援用しながら、イデオロギー、階級、ジェンダーに見られる両作家の無意識に抑圧されている罪悪感の表象を分析した。この編著でも扱われているが、広告・宣伝などのために個人宛てに印刷物が直に郵送されるダイレクト・メール方式による詐欺行為を通して自分に有利な縁故関係を拡大している_Our Mutual Friend_のヴェニアリング氏、都市文明が原因と思われる精神的な病によって夫宛ての手紙を開封する_The Whirlpool_のアルマ・ロルフ、広告が氾濫する_In the Year of Jubilee_で同じ階級の相手を蔑視した手紙を送るファニー・フレンチなどは、通信革命の負の遺産を利用した加害者である。そうした人物のさらなる詳細な分析を通して、愛情と金銭が動機となることが多い手紙と犯罪だけでなく、鉄道や郵便の発達による急激な社会変化がもたらした心理的な問題も明らかにできるはずである。本研究の最終年度の2020年はDickensの没後150年にあたるので、それを記念して英語論文集_Dickens and the Anatomy of Evil: Sesquicentennial Essays_ (2020)を編集することにした。この本の序論は、Dickens FellowshipとDickens Societyの会長を務めたPaul Schlicke氏が担当し、Dickensの20作品をディケンズ・フェロウシップ日本支部の会員20名が担当する。編集者が担当する作品は、郵政改革後の社会という小説の舞台で手紙がプロットの展開に重要な役割を果たすだけでなく、作品の構成やテーマとも深く関わっている_Bleak House_である。科学技術の画期的な発明には必ず功罪があり、社会問題化する弊害の最大の共通点としては、人間の生活に快適さと便利さを与える一方で、恩恵に浴せない人間を周縁化することで従来の社会格差を広げてしまうこと、そして新たな人間関係とビジネスを作ると同時に新しい種類の犯罪を生み出すことが挙げられる。産業革命であれ、通信革命であれ、情報技術革命であれ、それらの負の遺産は、元来からある様々な格差ゆえに情報弱者が悪循環に陥って社会的に疎外される一方で、そうした弱者を含めた一般大衆に対する様々な犯罪が法の網をくぐって巧妙に、多くは匿名性を利用してなされることである。同様に手紙の匿名性と犯罪の問題が見られる_Martin Chuzzlewit_や_Great Expectations_と比較しながら、ヴィクトリア朝の郵政改革が生み出した新たな時代精神と社会風潮の中で犯罪者と被害者の心理構造や思考様式を分析したい。本研究の目的は、ヴィクトリア朝初期の郵政改革で1ペニー郵便制(Penny Post)が導入されたあと、料金前納の切手や郵便ポストの採用により郵便局員との接触がなくなったことで、差出人の匿名性が一気に高まったことで急増した犯罪とその外にあるマクロな文脈について、主としてDickens, Gaskell, Gissingの作品の中で描かれた郵政改革の影響とそれに伴う犯罪の社会心理学的な分析を通して明らかにすることである。平成29年度はDickensとGaskellの作品に見られる郵政改革前後の犯罪についての言説と文脈を精査し、産業革命によって大きく変化した時代情勢や社会動向の影響を受けた犯罪者と被害者の精神構造や思考態度を分析することで犯罪の社会心理学的な要因を突き止め、それをもとに「ギャスケルとディケンズー郵政改革前後の手紙と犯罪」というタイトルの論文を執筆して、日本ギャスケル協会創立30周年記念論文集『「比較」で読み解くギャスケル文学』(仮題、大阪教育図書、2018年10月出版予定)に寄稿した。

当該論文では、時代背景が郵政改革以前と以後に設定されたGaskellとDickensの作品におけるプロットの仕掛けとしての手紙と犯罪、特に脅迫(blackmail)の問題に焦点を定め、手紙に書かれた秘密を暴露するぞという脅迫と、脅迫のツールとしての手紙の悪用・乱用とについて考察した。手紙と犯罪の問題は愛情と金銭が動機となることが多いものの、鉄道や郵便の発達による急激な社会変化がもたらした心理的な問題も絡んでいるので、一緒に分析することで両作家の類似点と相違点を明らかにした。DickensとGaskellに関する研究はおおむね順調に進展している。いつの時代でも1ペニー郵便制のような新しい制度や画期的な発明には必ず功罪がある。社会問題化する最大の弊害としては、恩恵に浴せない人間を周縁化することで従来の社会格差をむしろ広げてしまうこと、そして新たなビジネスと人間関係を作ると同時に新しい種類の犯罪を生み出すことが挙げられる。当時の通信革命であれ、現代の情報技術革命であれ、それらの負の遺産は、元来からある様々な格差ゆえに弱者が悪循環に陥って社会的に疎外される一方で、そうした弱者を含めた一般大衆に対する数多くの犯罪が法の網をくぐって巧妙に、大抵は匿名性を利用してなされてしまうことである。平成29年度は、産業革命後の近代資本主義社会において、科学技術の発展によって人間が追いやられる自己疎外の問題も考察対象とした。具体的には、ディケンズとギッシングの比較研究を同時並行で行い、ディケンズ・フェロウシップ日本支部の秋季総会(東京大学駒場キャンパス、2017年10月7日)で「ディケンズとギッシングー隠れた類似点と相違点」というタイトルのシンポジウムを主宰し、パネリストとして「近代都市生活者の自己否定、自己疎外、自己欺瞞」という題目の研究発表をした。ただし、郵政改革の弊害として自己疎外の問題を論じることはできるものの、近代資本主義社会を形成する原動力となったピューリタン的な世俗内禁欲という自己否定の問題や、産業革命後に自由を獲得できた一方で孤独感や疎外感に晒された近代都市生活者が新たな帰属意識を求めて陥った事大主義という無意識的な自己欺瞞の問題と関連づけた分析が不十分であった。しかし、このシンポジウムを中心に16名による論文集『ディケンズとギッシングー底流をなすものと似て非なるもの』の出版を企画しており、そこでの寄稿論文において満足できる分析を進めたい。本研究の目的は、鉄道とともにヴィクトリア朝初期の郵便事情を激変させた1840年の郵政改革ー特に「近代郵便制度の父」と呼ばれるRowland Hillによって半オンスまでの郵便物をイギリス国内どこでも均一の配達料金とする「1ペニー郵便制(Penny Post)」ーによる差出人の匿名性で急増した犯罪とその外にあるマクロな文脈について、主としてDickens, Gaskell, Gissingの作品の中で描かれた郵政改革の影響とそれに伴う犯罪の社会心理学的な分析を通して明らかにすることである。
HIV-envによる免疫不全発生機序の解明

1. gp160によるアポートシスのシグナル伝達CD4+細胞内でgp160,あるいは、gp120をinducible promoterを用いて発現させたところ、gp160を発現させた場合にのみ細胞内Ca^<2+>の上昇が起こり引き続いてDNA断片化を生じ、細胞はアポートシスにより死滅した。この系にあらかじめカルモジュリン(CaM)阻害剤であるW-7を加えておくと、細胞内Ca^<2+>上昇およびDNA断片化が共に阻止された。最近の報告によればgp160のC端領域にはCaM結合ドメイン様のアミノ酸配列があることがわかっている。実際我々が用いたgp160発現細胞でも、細胞内でgp160とCaMが複合体を作っていることが、抗Env抗体と抗CaM抗体を用いた免疫沈降法+イムノブロット法で証明された。さらにCaM結合ドメイン部を欠失させた変異gp160を細胞内で発現させたところアポートシスは生じなかった。以上の結果よりgp160によるアポートシスは、gp160がCaMに直接結合することによりCaMを活性化し細胞内Ca^<2+>を上昇させる機序が予想され、今後さらに検討を加える予定である。2. gp120のTリンパ球アポートシスに及ぼす効果recombinant gp120を分泌するUE120細胞を大量培養し、培養上清よりHPLCと抗Env抗体を用いたイムノアフィニティーカラムによりrgp120を分離・精製した。このようにして得られたrgp120は銀染色上ほぼ単一バンドを呈していた。健常人末梢血リンパ球にPHAを加えて2日間培養して活性化させた後、IL-2欠乏培養液に移しrgp120を10μg/mlを加えたところ、CD4およびCD8両Tリンパ球集団の著明なアポートシスが生じた。この現象は実際のHIV感染者の末梢血リンパ球でも観察されるものであり、このモデルを用いて現在さらにgp120によるTリンパ球アポートシスの機序の解明を行っている。
微生物燃料電池カソード近傍のｐＨ分布測定法の開発と予測モデルの作成

微小電極を用いて、微生物燃料電池のエアカソード近傍のpH分布の測定を行った。測定中に微生物燃料電池の中身を観察することができないため、微小電極に位置センサーを取り付けることで、カソードからの距離を把握した。また精密動作可能なアクチュエーターを用いることで、pHの垂直分布を2μmおきに測定できるようになった。測定の結果、カソード近傍にpHが急激に上昇する領域が存在することがわかった。また、基質濃度が高い、外部抵抗値が小さいという、微生物燃料電池に流れる電流が多くなる条件でカソード近傍pHは高くなった。さらに、流速がpHに影響すること、pHには垂直分布だけでなく水平分布も存在することがわかった。平成25年度は、平成24年度に問題になっていたポンプから発生するノイズによってpHの測定値が安定しないという問題を解決した。これにより、これまでは運転時にポンプを使わない回分式の微生物燃料電池に対してのみpHの分布把握が可能であったが、連続式の微生物燃料電池においてもpHの分布把握ができるようになった。一方で、微小pH電極とカソードの距離の把握については、これまでは、微小電極の先端がカソードに接触すると値が大きく変化するという予想を元に、電極の先端位置を推定していたが、カソード表面に付着したバイオフィルムなど他の要因の影響もあり正確な推定が難しかった。そこで今年度は、微小pH電極にセンサーを取り付けることによって電極の先端の位置を把握するシステムを作成した。このシステムにより、pHの分布をより高い信頼性で得ることができるようになった。さらに、微小電極を用いたpH測定の精度や信頼性、再現性に関する検討を行った。様々な工夫を行うことによって、測定中の電位のドリフトなどの影響を低減させ、信頼性の高い測定結果を得られるようになった。また、廃水組成や運転条件などの各因子がpHの分布に与える影響についての検討を行った。有機物濃度、外部抵抗、および廃水の流速を変化させて微生物燃料電池の運転を行い、カソード近傍のpHの分布を測定した。有機物濃度が高くなるとカソード近傍におけるpHの上昇度合いが急激になり、最大値も大きくなる傾向がみられた。また、有機物濃度が十分に高い場合は、外部抵抗が小さくなるとカソード近傍のpHの上昇度合いが急激になり、最大値も大きくなる傾向がみられた。de Beerらの方法を参考にして微小pH電極を作成した。作成した微小電極を市販のpH計に接続し、標準液を用いて確認したところ、pHを正しく測定できた。次に微生物燃料電池に微小電極を差し込んでpHの測定を行ったところ、カソード近傍のpHがバルク水に比べて高いことを示唆するデータは得られたものの、ノイズの影響が大きすぎて実際のpHはわからなかった。そこでノイズの原因について検討を行ったところ、「微生物燃料電池の送液の脈動に起因する液面の変動」、および「微生物燃料電池の運転に用いる電子機器が発する電磁波」が疑わしい事がわかった。脈動の対策として、微生物燃料電池への基質の供給を連続式から回分式に切り替え、電磁波の対策としてファラデーケージ内で測定を行ったところ、ノイズの影響を排除して測定することが可能となった。自動制御で微小電極をμm/secオーダーの極低速で動かしながら、pHの測定値をロギングするシステムを作成し、それを用いて微生物燃料電池カソード近傍のpHの分布を測定することに成功した。カソード近傍のpHはバルク水のpHよりも高く、また高pH領域は狭い範囲に限られていることがわかった。微生物燃料電池のカソード近傍のpHが高くなっていることは理論的に予想されてはいたものの、これまで実測の報告例は皆無であった。特定の運転条件下での測定結果とはいえ、このpH分布を明らかにしたことの意義は大きい。次年度以降は、運転条件をさまざまに変えて測定を行い、各因子がpHの分布に与える影響についての検討を進める。今年度は、1台の微生物燃料電池のカソードにおける複数の地点のpHの垂直分布を測定し、それらが地点によって異なるかどうかについて調べた。その結果、カソードの中央付近と周辺付近ではpHの垂直分布に差が見られ、カソード近傍pHには水平方向の分布も存在することがわかった。それぞれの地点の垂直分布における最高pHや高pH領域の厚みから、この水平分布には測定地点における流速が影響していることが示唆された。従って、pHの垂直分布モデルには流速という因子を組み込む必要があると考えられた。しかしながら、カソード上の各地点の流速を把握することは困難であった。一方で、キャリブレーション方法の改良による、測定精度のさらなる向上も試みた。昨年度までは、微小電極のキャリブレーションには市販のpH標準液を用いていたが、今年度は被検液と同じ成分の水溶液を準備し、そのpHを調整したものを標準液としてキャリブレーションを行った。

これにより、被検液中に含まれる干渉成分の影響を除外することができるようになった。さらに検量線の点数を、昨年度までの4点程度から1020点程度にまで大幅に増やし、検量線そのものの精度も高めた。また、本研究では精密駆動可能な電動アクチュエーターを自動制御することで測定を行っているが、この動作プログラムを調整することで、カソード近傍において最高で2μmおきという非常に近接した間隔でのpHの垂直分布を安定して測定できるようになった。これらの工夫により、測定精度を飛躍的に高めることができた。衛生工学平成25年度の課題は、送液ポンプに起因するノイズによって微小電極のpHの測定値が安定しないという問題を解決し、連続式の微生物燃料電池の内部におけるpH分布の把握を可能とすることであったが、これに成功した。さらに上述したように、微小電極にセンサーを取り付けるという工夫により、測定中の微小電極の先端とカソードの位置関係を正確に把握する方法を確立することができ、pH分布の精度を向上させることができた。さらに、測定時の電位差のドリフトを減らすこと、およびpHの測定に要する時間を短くすることに成功し、pHの測定結果の信頼性、再現性を向上させることができた。このように、当初想定していた以上に質の高いデータを得ることができるようになった。そして、確立した測定方法を用いて、流入廃水中の有機物濃度、外部抵抗、および廃水の流速が微生物燃料電池内のpH分布に与える影響についてのデータ収集を行うことができた。以上のように、研究がおおむね順調に進んだことから、今年度の評価は上記の通りとした。平成24年度の目標は、微生物燃料電池のエアカソード近傍のpH測定手法を開発することと、測定を複数回行って再現性を確認することであり、pH測定手法の開発は年度内に達成できた。本研究の最大の目的は、微生物燃料電池のカソード近傍におけるpHの測定を行う方法を開発することであることから、当初の予定通り年度内にこれを達成できたことは、本研究が順調に進展していることを意味する。得られた実験結果も研究代表者の予想を上回るデータであった。測定の再現性の確認についてはまだ十分に行われたとは言えないが、微生物燃料電池の運転条件によってカソード近傍のpHの分布に大きな違いが出ることを確認したなど、当初の計画以上の成果を得ている部分もある。微小電極を自動制御で低速移動させる装置に納入された当初に不具合があり、その手直しに1ヵ月以上の時間を要するといったのトラブルがあり、また技術的にもノイズの問題など当初想定していなかった問題が発生したが、ファラデーケージ内で実験を行ったり、回分式の微生物燃料電池に切り替えたりするなどの工夫を行って当初の目的を概ね達成し、さらに予定以上の成果をあげている部分もあることから、上記の自己評価とした。平成26年度は、平成25年度に引き続き、微生物燃料電池の運転条件をさまざまに変えて、カソード近傍のpHの分布を測定することで、廃水の組成や運転条件などの各因子がpHの分布に与える影響についての検討を進める。