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音声処理技術と言語処理技術を活用した電子ノート作成支援システムの研究

本研究では講義等で利用できる電子ノート作成支援システムを開発し,これを用いた際の学習効果を実証することを目的としている.具体的な研究項目は,(1)音声・画像を包括的に記録できる電子ノート作成支援システムの開発,(2)授業音声の記録とノートコンテンツを有効利用するための音声処理・言語処理基盤技術の開発,(3)本システムの学習効果の実証実験,の3点である.研究成果として,最新の音声・言語処理基盤技術を組み入れた電子ノート作成支援システムの開発に成功した.システムの実証評価結果より,従来の紙のノートよりも使いやすく,かつ電子ノートを用いたほうが学習効果が高いことを明らかにした.本研究では,授業で利用するための電子ノート作成支援システムを開発し,これによるノート作成補助および電子ノートコンテンツをeラーニング教材に利用したときの学習効果を実証することを目的としている.具体的な研究項目は,1.講師の話の聞き逃しを防ぐための,音声・映像(静止画)を包括的に記録できる電子ノート作成支援システムを開発する,2.授業音声の記録ならびに作成したノートコンテンツを有効利用するための音声処理・言語処理基盤技術を開発する,3.eラーニング支援として本システムの学習効果を実証実験で明らかにする,の3点である.これらの研究項目のうち,2014年度は1.および2.について取り組んだ.まず1.に関連して電子ノート作成支援システムのプロトタイプを構築した.これは,講師音声の録音や,スクリーン・黒板板書をキャプチャ画像(と動画)で記録できる機能を持つ.また,音声認識結果を字幕のように提示させ,そこからメモに利用できる単語をドラッグ操作で選択することにより簡単にメモが記録できるユーザインタフェースを備えている.これにより,受講生のノート作成にかかる時間を短縮し講師の話を聞き逃すことを防いだり,授業内容を咀嚼する余裕を作り出したりすることができ,学習効果の改善が期待できる.しかし,音声認識性能が悪いと学習効果が低下することが危惧される.また,録音(録画)されたデータを効率よく頭出しする技術があれば効率良く復習することが可能となる.そこで,2.の項目において,音声処理の高度化について取り組んだ.具体的には,新しい機械学習の枠組みを用いた音声の残響・雑音対策ならびに音声認識手法開発,指定したキーワードが授業音声のどこに位置しているのかを検出する技術の開発を行った.これらの技術は電子ノートシステムのユーザインタフェースやこれを用いた学習効果を高めるために必要不可欠である.本研究では,授業で利用するための電子ノート作成支援システムを開発し,これによるノート作成補助および電子ノートコンテンツをeラーニング教材に利用したときの学習効果を実証することを目的としている.具体的な研究項目は, 1.音声・映像(静止画)を包括的に記録できる電子ノート作成支援システムを開発する,2.授業音声の記録ならびに作成したノートコンテンツを有効利用するための音声処理・言語処理基盤技術を開発する, 3.eラーニング支援として本システムの学習効果を実証実験で明らかにする,の3点である.これらの研究項目のうち,平成27年度は1.および2.について取り組んだ.まず,1.に関連して,平成26年度に作成した電子ノート作成支援システムのプロトタイプの評価結果を踏まえて,改良を行った.平成27年度初頭に実施した評価結果では,利便性が確認されたものの,ユーザインタフェースに使いにくさが残る結果となったため,主にインタフェースの改良を行った.具体的には,ボタンの配置,画像の配置の改良などである.次に,2.の項目において,音声処理の高度化について取り組んだ.具体的には,まず,雑音下での音声認識技術として,音響的な雑音に影響されない顔画像中の口唇の形状を用いた音声認識を試みた.従来の方法と比較し,口唇形状を捉えた新しい特徴量を導入したことで大幅な認識率の向上を得た.さらに,老若男女の不特定話者の音声認識のための音声認識手法を開発した.話者情報を補助情報として利用することで,音響モデルを改善し,従来手法と比べて優れていることを示した.また,授業を行う教員が自分の授業にあった言語モデルを半自動で構築できる枠組みも開発し,大幅に音声認識性能を改善できることを示した.これらの要素技術は電子ノート作成支援システムのユーザインタフェースや,これを用いた学習効果を高めるために必要不可欠である.概ね順調に進展している.その理由は,実際に授業と連動して動作する電子ノート作成支援システムを概ね開発できたこと,音声・言語処理技術の基盤技術として,雑音下での,様々な年代・性別の教師に対する音声認識率の改善,授業内容に応じた音声認識モデルの構築などの開発が進んでいることにある.さらに,深層学習技術を用いることで,音声から特定のキーワードを検索する技術の性能の改善も得られたことも,この理由である.これらの技術は実際の授業では効果を測定していないが,評価音声データにおいて個々の技術の有効性を示すことができた.これらの成果については,国内外の学術会議と学術論文誌で発表している.さらに,平成27年度の研究成果を査読付きの国際会議や学術論文誌へ投稿する準備も進めている.本研究では,電子ノート作成支援システムを開発し,これを用いた際の学習効果を実証することを目的としている.具体的な研究項目は,1.音声・映像(静止画)を包括的に記録できる電子ノート作成支援システムの開発,2.授業音声の記録とノートコンテンツを有効利用するための音声処理・言語処理基盤技術の開発,3.本システムの学習効果の実証実験,の3点である.最終年度では,1.ならびに2.に関する技術の継続的な改善と,完成した電子ノートを用いた実証実験を行った.

まず1.に関連して,平成27年度までに作成した電子ノート作成支援システムのプロトタイプシステムの評価結果を踏まえて改良を行った.加えて,2.の基盤技術の実装ならびに,実証実験に向けてのバグフィックスを行った.次に2.において,雑音下での音声認識技術として深層学習を用いた雑音除去手法開発した.提案手法により音声認識誤りを半減できることが確認できたため,電子ノートシステムに実装した.加えて,雑音に頑健に対応するために,深層学習を用いて映像と音声それぞれからの特徴抽出結果を統合する方法を開発し,音声認識の高精度化を実現した.音声認識の高度化では,深層学習を用いて音声処理用のフィルタリング技術を開発し,少量データで学習できる話者依存フィルタを開発し,音声認識率が改善することを確認した.また,深層学習による音声認識誤りの自動訂正技術も開発し,高い音声認識精度を実現した(音素認識率98%).電子ノート作成支援としては,従来の音声検索語検出を発展させ,確信度の順に検出結果を利用し漸進的に検索結果を提示する音声内容検索手法を開発した.最後に,開発したシステムを実際の講義で利用し,学習効果の実証実験を行った.評価実験の結果,従来の紙のノート作成と比較して試験の成績が良かったこと,学習したことが記憶に定着しやすいことを示すことができた.本研究では講義等で利用できる電子ノート作成支援システムを開発し,これを用いた際の学習効果を実証することを目的としている.具体的な研究項目は,(1)音声・画像を包括的に記録できる電子ノート作成支援システムの開発,(2)授業音声の記録とノートコンテンツを有効利用するための音声処理・言語処理基盤技術の開発,(3)本システムの学習効果の実証実験,の3点である.研究成果として,最新の音声・言語処理基盤技術を組み入れた電子ノート作成支援システムの開発に成功した.システムの実証評価結果より,従来の紙のノートよりも使いやすく,かつ電子ノートを用いたほうが学習効果が高いことを明らかにした.概ね順調に進展している.その理由は,実際に授業と連動して動作する電子ノート作成支援システムのプロトタイプを製作できたこと,音声・言語処理技術の基盤技術として,音声認識率の改善,キーワード検出性能の改善が見られたことにある.まず,電子ノート作成支援システムの開発では,音声と画像を包括的に取り組んだノートシステムのプロトタイプシステムが完成した.このシステムでは,音声の録音,スライド投影や黒板板書の録画機能を備え,録音された音声を即座に音声認識し,字幕のように受講者のノート作成端末に提示するのが特徴である.このシステムを模擬授業ではあるが,授業音声と板書を包括的に電子ノートに記録できることを確認した.プロトタイプシステムの動作確認後は,手書きノートシステムとして有効性が実証されている「コーネル式ノート」を参考にして,ユーザインタフェースの改良に取り組んだ.これに加えて,複数の受講者が作成した電子ノートの共有機能の実装も進めている段階である.
空間的自己相関のあるパネルデータの複数方程式モデルの一般化積率法推定量開発と応用

本年度は空間的属性を伴うパネルデータについて,空間的自己回帰(SAR)過程に従う誤差項を伴う場合のSURモデルについて,一般化積率法を用いた推定手順を開発し,この推定量について数値実験を通じて有限標本下での性能を明らかにした.これらの成果を学会(日本経済学会,応用地域学会)における発表などを通じて,その問題点と今後の可能性について議論を行うことができた.具体的には,t期に各地点iにおいて観測されるP種類の事象y_<it>=(y_<it>^<(1)>,...,y_<it>^<(P)>)'に対して,それぞれの事象y_<it>^<(p)>ごとに, y_<it>^<(p)>=X_<it>^<(p)>b^<(p)>+e_<it>^<(p)>の線型方程式で定式化したとき, SURとしてe_<it>^<(p)>, e_<it>^<(q)>間で相関を想定すると共に,空間的な関係に応じてe_<it>^<(p)>, e_<jt>^<(p)>間での相関も想定したモデルについて取り組んだ.ここで, X_<it>^<(p)>は外生的な説明変数行列, b^<(p)>は非確率的なパラメータベクトル, e_<it>^<(p)>は撹乱項とする.ここで,推定方法を開発するに当たり,撹乱項e_<it>^<(p)>の確率分布を特定化することを要しない一般化積率法を用いて,より応用研究上有用な手順を開発した点が特徴的といえる.さらに,開発された推定量についてモンテカルロ実験を通じた有限標本下での性能を調べたところ,一般化積率法を採用したパネルデータに関する推定量の先行研究の結果と比べても遜色のない性能が明らかになり,十分実用に耐えるものが得られたことが明らかになった.これらの成果の一部は発表などを通じて公表を行ったが,今後さらに精査を進めた上で雑誌投稿を行う予定である.本年度は空間的属性を伴うパネルデータについて,空間的自己回帰(SAR)過程に従う誤差項を伴う場合のSURモデルについて,一般化積率法を用いた推定手順を開発し,この推定量について数値実験を通じて有限標本下での性能を明らかにした.これらの成果を学会(日本経済学会,応用地域学会)における発表などを通じて,その問題点と今後の可能性について議論を行うことができた.具体的には,t期に各地点iにおいて観測されるP種類の事象y_<it>=(y_<it>^<(1)>,...,y_<it>^<(P)>)'に対して,それぞれの事象y_<it>^<(p)>ごとに, y_<it>^<(p)>=X_<it>^<(p)>b^<(p)>+e_<it>^<(p)>の線型方程式で定式化したとき, SURとしてe_<it>^<(p)>, e_<it>^<(q)>間で相関を想定すると共に,空間的な関係に応じてe_<it>^<(p)>, e_<jt>^<(p)>間での相関も想定したモデルについて取り組んだ.ここで, X_<it>^<(p)>は外生的な説明変数行列, b^<(p)>は非確率的なパラメータベクトル, e_<it>^<(p)>は撹乱項とする.ここで,推定方法を開発するに当たり,撹乱項e_<it>^<(p)>の確率分布を特定化することを要しない一般化積率法を用いて,より応用研究上有用な手順を開発した点が特徴的といえる.さらに,開発された推定量についてモンテカルロ実験を通じた有限標本下での性能を調べたところ,一般化積率法を採用したパネルデータに関する推定量の先行研究の結果と比べても遜色のない性能が明らかになり,十分実用に耐えるものが得られたことが明らかになった.これらの成果の一部は発表などを通じて公表を行ったが,今後さらに精査を進めた上で雑誌投稿を行う予定である.
STM発光による金属微粒子の単電子チャージアップ効果の研究

本研究の目的は金属酸化膜基板上に形成した金属微粒子からのSTM発光(STMの電子トンネルに付随した発光現象)のカットオフエネルギーのバイアス電圧依存性を計測することにより、この微粒子の単電子チャージアップ効果を計測することにあった。金属を試料とするSTM発光においては発光のカットオフは、探針-試料間のバイアス電圧をVとすると、eVになる(ここでeは素電荷)。しかし、試料サイズが小さくなると1個の電子による試料(今の場合、微粒子)のチャージアップが無視できない量となり、カットオフはeVより小さくなることを予想した。本研究では実際に金属酸化膜基板上に形成した金属微粒子からのSTM発光計測を行い、期待したように微粒子のサイズが十分小さいときには発光のカットオフエネルギーはeVよりも小さくなることを見いだした。カットオフエネルギーのeVからのシフト量を試料微粒子のサイズの関数として計測し、単電子チャージアップ効果のシミュレーション結果と比較することにより、このカットオフエネルギーのシフトがたしかに単電子チャージアップ効果によるものであることを確認し、研究目的を達成した。単電子チャージアップ効果は現在世界中で活発に研究されているテーマの一つであるが、これを光学手法により計測したのは全世界的にも本研究が最初である。なお、研究の成果は米国にて開催された第三回表面界面原子制御に関する国際会議で招待講演として発表し、また概要は応用物理学会誌の速報(レター)として既に出版されている。
運動がヒトの褐色脂肪組織に及ぼす影響：MRIによる定量

褐色脂肪細胞は寒冷刺激によって増えることが知られているが、運動刺激による効果は明らかではない。本研究では継続的に寒冷環境に曝される水中運動群、陸上で運動群、運動習慣のない群を設定し、冬季と夏季に褐色脂肪細胞の保有量をMRIにて測定した。その結果、水中運動群は陸上運動群、非運動群に比べて有意に褐色脂肪細胞の量が多かった。また、全群において夏よりも冬の方が多かったが、水中運動群では夏でも他群と比べると減少量が少ないことが示唆された。褐色脂肪細胞は脂肪酸を熱エネルギーに変える働きを持ち、これまで成人になると消失するとされていたがその説が覆されたことで、肥満解消の一戦略としてここ数年研究が盛んである。しかし、ヒトでの測定については放射線被曝を伴うFDG-PET/CT法がゴールドスタンダードとなっていることもあり進んでいない。本研究では放射線被曝を伴わないMRIでの簡便な測定方法を確立するとともに、特に寒冷刺激を兼ね備える水中運動に着目しながら、運動が褐色脂肪へ与える影響について検討することを目的としている。本年度は、課題1測定・画像解析方法の検討及び、課題2アスリートを対象とした夏季・冬季における横断的研究について進めた。1.課題1については、文献研究と並行して測定データ(課題2において取得したMRI画像データ)での解析を繰り返し、至適条件を検討した。MRIによる画像取得シークエンスは、3point-DIXONと2point-T2に決定した。画像解析方法は脂肪画像データにおいて肩甲骨から鎖骨周辺の脂肪組織エリアを同定し、エリア内の脂肪含有率(fat fraction)の違いから褐色脂肪組織を決定する方法を確立した。2.課題2については、陸上運動群・水中運動群・非運動群の3群28名について、夏(79月)と冬(12月2月)それぞれ二回の測定を実施し、27名分の解析可能な画像データを取得した。(1名については画像アーチファクトが強く解析から除外した。)測定方法と解析方法については課題1で決定した方法で行った。解析は完全に終了していないが、1白色脂肪も含む脂肪組織は、非運動群>水中運動群>陸上運動群の順で多く検出された、2褐色脂肪量は、水中運動群>陸上運動群≧非運動群という傾向が見られているが、更なる詳細な検討と統計解析が必要である。今年度中に計画していた二つの課題はおおむね達成されている。課題1ではMRIでの計測方法と解析の決定を目的とし、撮像時のシークエンス及び取得画像から褐色脂肪組織を同定する方法についてはほぼ確立した。課題2においては、異なる環境での運動習慣を持つアスリートを対象とし、横断的に褐色脂肪の保有を観測することを目的とした。水中運動群、陸上運動群、運動習慣無し群の3グループすべてで夏季と冬季におけるMRIでの計測は完了している。褐色脂肪細胞(Brown adipose tissue: BAT)は肥満関連疾患の戦略的体策として注目を集めている。活性化及び増量に最も効果的とされる寒冷曝露は日常生活にとりいれることが困難であるため、食品成分や運動刺激による方法が模索されている。そこで本研究では寒冷環境に曝されながらの運動である水泳運動に着目した研究を行った。継続的に水中または陸上で運動をしている群と運動習慣のない群を設定し、冬季と夏季にBATの保有量をMRIにて測定した。横断的な検討をすることで習慣的な運動様式の違いがBATに及ぼす影響を確認することを目的とした。その結果、水泳運動群では陸上での運動群と非運動群よりもBATの量が有意に多かった。持久性運動選手ではBATの活性が低いという報告(Int J Obesity, 39: 1696-1702)もあるが、水泳運動は皮膚から常に寒冷刺激を受けている状態であるため、その刺激が有効に働いたことが考えられる。水泳運動はBATの保持または増量に有効な手段となり得るかもしれない。また全ての群を含めた夏季と冬季において季節差の比較をすると、冬季でよりBATが多いことが示唆された。先行研究においてもBATは季節によって変動し、FDG-PET/CTによる測定では特に気温の下がる冬季で活性が高くなることが知られている(Diabetes, 58: 1526-1531, 2009)。MRIの測定では基本的にBATの活性ではなく存在量を測っているが同じく季節差が見られたことから、ヒトBATは季節によってその存在量自体が変化することが示唆される。本研究は、BATの活性レベルを計測していない点や、対象が若年者かつ普通体型だけであることなど、いくつかの制限がある。また、今後は水泳運動介入前後について比較することで、水泳運動がBATに及ぼす影響を縦断的に検討する必要がある。当初の計画に則り研究を推進する(課題3の実行)とともに、課題1及び課題2の研究結果について日本肥満学会他、適切な学会での発表と論文化を進める。

平成29年度の研究課題として、課題3である「継続的な水中運動を実施した縦断的研究」を実施する。被験者は運動習慣のない一般健常男性20名とし、陸上運動介入群と水泳運動介入群の二群に無作為に分け、それぞれ定められた負荷・頻度の運動介入を実施する。運動介入は週3日4週間とし、運動介入前後において、課題2と同様の方法でMRIによる撮影および解析を行い、運動による影響を観測する。運動強度は計画では最大酸素摂取量の60%程度の負荷としたが、褐色脂肪組織に影響を与える運動負荷は未知数であり、運動強度の設定については課題であると言える。リクルートされた被験者の体力レベルも考慮に入れながら運動強度の再考を図りたい。また、褐色脂肪は季節による変動が認められているため、実施時期についても検討が必要である。特に季節の境目での実施は季節変動による影響が強く見られる可能性があるため、周辺環境が安定する時期を見定めながらの実施となる。呼吸器内科MRIのコイル等を購入する予定であったが、研究協力者(こころの医療センター)保有の物を使用したので予算支出予定から減じた。MRI画像解析ソフト購入に充てる
口腔扁平上皮癌におけるRNA編集異常と悪性化進展機構への関与

高浸潤性癌細胞SAS-H1では、RNA編集酵素ADAR1 mRNAが高発現していた。一方、低浸潤性癌細胞SAS-L1はADAR1 mRNAの発現が低下していた。同様に内因性ADAR1 p110蛋白質も、mRNA発現量に相関して両細胞間で差がみられた。そこで、ADAR1低発現細胞のSAS-L1にレンチウイルスベクターによりADAR1を導入して強制発現細胞(L1-AR1)を作製した。その結果、SAS-H1と同様にL1-AR1は遊走性と基底膜への浸潤性が亢進された。このことから、ADAR1が悪性化進展機構に深く関与していることが明らかとなった。次に、ADAR1蛋白質の標的転写産物であるアンチザイム・インヒビター1(AZIN1)とフィラミンB(FLNB)について、ダイレクトシーケンス法で編集異常の有無をみたところ、SAS-H1で、いずれも高頻度に編集異常を認めた。ADAR1導入細胞L1-AR1でも両者に高頻度の編集異常がみられることから、この結果は裏付けられた。さらに、SAS-H1にRNA干渉法によるADAR1遺伝子ノックダウンを行った結果、AZIN1とFLNBの編集異常が減少したことを確認した。このことから、ADAR1 mRNAの発現亢進によってAZIN1とFLNBの編集異常頻度が上昇することで、浸潤や転移が亢進することが明らかとなった。そこで、ADAR1高発現でANIN1の編集異常が高頻度にみられる細胞を、ヌードマウスに移植し造腫瘍性をみたところ、ADAR1低発現細胞と比べ短時間で腫瘍容積が増加することが明らかとなった。以上の結果から、RNA編集酵素であるADAR1遺伝子の発現亢進によって、ANIN1とFLNBの編集異常が高頻度におきることで、高浸潤性と造腫瘍性を獲得することが示唆された。ヒト舌原発巣から樹立した扁平上皮癌細胞SAS-H1をin vitroクローニング法を用いて、ラット肺血管内皮細胞RLEへの癌細胞の潜り込みを指標とした浸潤アッセイで、高浸潤性癌細胞SAS-H1と低浸潤性癌細胞SAS-L1を得た。そこで、この細胞遊走能や浸潤能が異なる2つの癌細胞を用いて、ADARファミリーの発現をmRNAと蛋白質レベルで検討した。その結果、高浸潤性癌細胞SAS-H1では、低浸潤性癌細胞SAS-L1と比較して、ADAR1とADAR2の発現量が増強していることが示された。ADARの発現量の変化は、口腔扁平上皮癌細胞に普遍的に共通する現象であるかを、保有する口腔扁平上皮癌細胞7株(HSC2, HSC3, HSC4, IT-GA, IS-FOM, OSC19, OSC20)で、ADAR1, ADAR2, ADAR3のmRNAと蛋白質の発現レベルを検討した。その結果、共通してADAR1発現が優位であったが、個々の細胞株で様々な発現強度がみられた。このことから、SAS-H1細胞とSAS-L1細胞に対して、レンチウイルス・ベクターを用いてADAR1(p110アイソフォーム)遺伝子を導入し、ADAR1高発現癌細胞を作製することとした。その結果、ADAR1遺伝子発現細胞は、SAS-H1細胞で5つ、SAS-L1細胞では、2つ得られたが、SAS-L1細胞で得られたADAR1遺伝子発現細胞では発現効率が低く、悪性化進展機構を解明する際の比較対照実験に困難をきたしている。レンチウイルス・ベクターによるADAR1(p110アイソフォーム)遺伝子導入において、SAS-L1細胞でのADAR1高発現癌細胞を得ることに難渋している。浸潤性が異なるSAS-H1細胞とSAS-L1細胞におけるADAR1(p110アイソフォーム)遺伝子発現を比較検討したところ、SAS-L1細胞で、ADAR1遺伝子及び蛋白質の発現が減弱していることが確認された。そこで、レンチウイルス・ベクターを用いて、SAS-L1細胞にADAR1遺伝子を導入し、ADAR1高発現癌細胞を作製することとした。昨年度、何度か試みたが導入効率が低く難渋していたが、、幾つかのコロニーが得られたうち発現効率が高いクローンを得ることができた。ADAR1高発現癌細胞であることをRT-PCRおよび定量RT-PCR法でADAR1mRNAの高発現、また、ウエスタンブロット法でADAR1蛋白質の高発現を確認することができた。ADAR1高発現SAS-L1細胞を用いて寒天培地上でフォーカス・アッセイ、及びコロニーアッセイを施行しin vitroでの腫瘍形成能を検討したところ、コントロールベクター導入SAS-L1細胞に比較して、造腫瘍性が亢進していることを確認した。。また、細胞増殖活性、細胞遊走能、基底膜浸潤能について、各々コントロールベクター導入SAS-L1細胞との比較したところ、いずれも亢進していることを明らかにした。昨年度、レンチウイルスベクターによる遺伝子導入実験に難渋していたが、繰り返し導入を図ったところ、ADAR1高発現SASl1細胞のクローンを得られることができた。これにより、遅延していた計画を当初の予定に沿って、検証を行うことができた。1ADAR1高発現である高浸潤性癌細胞SAS-H1に、RNA干渉法によるADAR1特異的遺伝子ノックダウンを行い、悪性化進展の抑制がみられるか検討した。ADAR

1遺伝子に特異性を持つショート・ヘアピンRNAs(shRNA)構造を持つsiRNAを数種合成し、ノックダウン効率が高いsiRNAを電気穿孔法で細胞内に導入した。本細胞とスクランブルshRNA導入細胞との比較を行い、寒天培地上でフォーカス・アッセイとコロニーアッセイを施行し、in vitroで造腫瘍形成能が亢進した。また、ADAR1高発現である高浸潤性癌細胞SAS-H1の基質分解酵素産生能について検討したところ、MMP-9活性が亢進していた。2ADAR1( p110アイソフォーム)遺伝子を導入した高発現細胞SAS-H1とSAS-L1を用いて、ADAR1の標的転写産物である細胞質性FMR-1結合蛋白2(CYFP2)、フィラミンA、フィラミンB、膀胱癌関連蛋白質(BLCAP)、アンチザイム阻害物質1(AZIN1)について、RNA編集異常の有無をPCR産物からのダイレクト・シークエンス法で解析しようとしたが、塩基配列読み取りができず難渋したので、再度追加して解析をする予定である。歯学部6年生国家試験対策委員として、通年の授業計画策定とその実施に向けて約80%の時間を消費する結果となってしまいました。このため、当初予定していた研究計画の実施が困難となりました。また、ADAR1蛋白質の標的転写産物における、RNA編集異常をPCRを用いたダイレクト・シークエンス法で解析する予定でしたが、塩基配列の読み取りに難渋し、再度追加実験を予定しています。高浸潤性癌細胞SAS-H1では、RNA編集酵素ADAR1 mRNAが高発現していた。一方、低浸潤性癌細胞SAS-L1はADAR1 mRNAの発現が低下していた。同様に内因性ADAR1 p110蛋白質も、mRNA発現量に相関して両細胞間で差がみられた。そこで、ADAR1低発現細胞のSAS-L1にレンチウイルスベクターによりADAR1を導入して強制発現細胞(L1-AR1)を作製した。その結果、SAS-H1と同様にL1-AR1は遊走性と基底膜への浸潤性が亢進された。このことから、ADAR1が悪性化進展機構に深く関与していることが明らかとなった。次に、ADAR1蛋白質の標的転写産物であるアンチザイム・インヒビター1(AZIN1)とフィラミンB(FLNB)について、ダイレクトシーケンス法で編集異常の有無をみたところ、SAS-H1で、いずれも高頻度に編集異常を認めた。ADAR1導入細胞L1-AR1でも両者に高頻度の編集異常がみられることから、この結果は裏付けられた。さらに、SAS-H1にRNA干渉法によるADAR1遺伝子ノックダウンを行った結果、AZIN1とFLNBの編集異常が減少したことを確認した。このことから、ADAR1 mRNAの発現亢進によってAZIN1とFLNBの編集異常頻度が上昇することで、浸潤や転移が亢進することが明らかとなった。そこで、ADAR1高発現でANIN1の編集異常が高頻度にみられる細胞を、ヌードマウスに移植し造腫瘍性をみたところ、ADAR1低発現細胞と比べ短時間で腫瘍容積が増加することが明らかとなった。以上の結果から、RNA編集酵素であるADAR1遺伝子の発現亢進によって、ANIN1とFLNBの編集異常が高頻度におきることで、高浸潤性と造腫瘍性を獲得することが示唆された。
創薬を先導する機能性有機フッ素化合物の創出

本研究では、有機フッ素化合物の特異的な性質に着目した(1)創薬研究を志向した有機フッ素化合物の分子設計と効率的な合成法の開発および(2)新規な炭素酸の開発を基盤とするLewis酸触媒やBronsted酸触媒を用いた汎用性に富んだ合成反応の効率化が研究課題である。創薬研究を志向した有機フッ素化合物の合成法の開発では(1)ジフルオロアリル化合物を用いた脱フッ素アリル置換反応によるフルオロオレフィンの位置および立体選択的合成法を確立し、ジペプチドイソスター構造の合成に応用した。(2)低原子価クロムCr(II)に特徴的な反応として1-フルオロアルケニルエステルの合成法を詳細に検討し、さらに生成物の二重アシル化剤としての反応性を明らかにした。(3)入手容易なトリフルオロアセトアルデヒドN,O-アセタールを合成素子として用いる反応として、2当量のアルキルリチウムとのユニークな脱フッ素およびアルキル基転移反応を見出し、生理活性の面で興味が持たれるジフルオロケトン類の合成法へと発展させた。新規な炭素酸触媒の開発を基盤とする有機合成反応の効率化については、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)メチル(Tf2CH-)基の炭素酸としての強い酸性度と置換基導入による構造修飾に着目して検討した結果、プロパン誘導体Tf2CHCH2CHTf2がシリルオキシフランやケテンシリルアセタールなどのケイ素求核種を用いた炭素-炭素結合形成反応に極めて有効な触媒であることを見出した。これまでの実績や新規な研究計画に基づいて研究展開を図り今年度は下記の成果を挙げた。(1)ペプチドミメティックスを指向したフッ素置換オレフィンの合成に関しては、昨年度までの結果を踏まえて、フルオロアルケニルクロム種のアミノ基や水酸基を有するアルデヒドへの付加反応について収率と立体選択性の点から本反応の評価を行った。さらに、新たな展開としてフッ素とアルミニウムの親和性に着目した反応設計に基づいて脱フッ素アリル置換型反応を検討し、適度に官能基化されたフッ素置換オレフィンの効率的な合成法を見出した。(2)安価に入手容易なトリフルオロアセトアルデヒドヘミアセタールを用いる反応開発では、オルト-アミノフェノール由来のN,0-アセタール類が種々のアルキルリチウムに対して特異な反応性を示すことを見出しているが(20年度に論文発表した)、20年度は本反応の中間体の反応性の詳細な検討として、アルデヒドやケトンの他にイミンやハロゲン化剤など種々の親電子試薬との反応による各種ジフルオロメチレン化合物の合成法の開発に成功した。(3)フッ素の置換基効果に着目した触媒開発については、昨年度に引き続き鋭意検討した結果、テトラキストリフルオロメタンスルホニルプロパンがシリルオキシフラン誘導体の不飽和ケトンへの1,4-付加反応に極めて有効な触媒である事を見出し、国際的な専門誌に成果を論文発表した。さらに、本ブレンステッド酸はシリルオキシフラン誘導体のケトンへのアルドール反応においても有効であることを見出した。(4)オルト位にtert-ブチル基のような立体的に嵩高い置換基を有するアニリン由来の軸不斉アミド誘導体との関連でアミド結合の配座異性について検討した。その結果、常温でも単離可能なortho-di-tert-ブチルアニリドの両方のアミド配座異性体をそれぞれ選択的に合成する方法を開発し、さらにこれらの配座異性体の熱力学的挙動を実験的および理論化学的に解析した。これの成果は論文発表した。これまでの実績や新規な研究計画に基づいて研究展開を図り、今年度は下記の成果を挙げた。(1)ペプチドミメティックスを指向したフッ素置換オレフィンの合成に関しては、昨年度までの結果を踏まえて、フッ素とアルミニウムの親和性に着目した反応設計に基づいて脱フッ素アリル置換型反応を検討し、適度に官能基化されたフッ素置換オレフィンの合成法を検討した。

すなわち、基質構造として末端ビニル型の3,3-ジフルオロ-4-ヒドキシ-1-アルケン誘導体を用いることにより、このものはトリアルキルアルミニウムと容易に反応してアリル置換型のアルキル基の導入を伴って対応するフルオロアルケンが高立体選択的に得られることを見出した。さらに、シリルアジドを用いたアジド化反応ではアルミニウムアルコキシドを活性化剤として添加することにより、目的とするアジド化(アミノ基導入)が高収率、高立体選択的に進行することを見出した。今後の検討課題として、反応の一般性やより効果的な活性化剤の開発を進めているところである。(2)入手容易なトリフルオロアセトアルデヒドヘミアセタールを用いる反応開発では、オルト-アミノフェノール由来のN,O-アセタール類が種々のアルキルリチウムに対して特異な反応性を示すことを見出しているが、21年度は本反応の中間体の反応性の詳細な検討を行った結果、スパルテインのようなジアミンの添加が反応の加速に有効であり、アシルシランを含む種々の求電子剤との反応を実現した。さらに、窒素上の置換基を接触還元で除去可能なベンジル基とすることにより、N,O-アセタールの脱保護、すなわちケトンへの特異で簡便な変換法を確立した。また、類似のトリクロル体はフッ素体と異なる反応性を示すことを明らかにした。(3)フッ素の置換基効果に着目した触媒開発についてはこれまでの継続として、炭素酸のひとつあるテトラキストリフルオロメタンスルホニルプロパンの利用を検討し、シリルオキシフラン誘導体の不飽和ケトンへの1,4-付加反応の詳細を明らかにした。さらに、本炭素酸が立体的に込み合ったケトンへのシリルエノールエーテル類のアルドール反応においても有効であることを見出した。これまでの実績や新規な研究計画に基づいて研究展開を図り、今年度は下記の成果を挙げた。(1)ペプチドミメティックスを指向したフッ素置換オレフィンの合成に関しては、これまでの結果を踏まえて、フッ素とアルミニウムの親和性に着目した脱フッ素アリル置換型反応を詳細に検討し、適度に官能基化されたフッ素置換オレフィンの合成法を確立した。すなわち、末端ビニル型の3,3-ジフルオロー4-ヒドキシ-1-アルケン誘導体はトリアルキルアルミニウムと反応して目的とするフルオロアルケンが高立体選択的に得られ、本反応が一般性に富んだ反応であることを明らかにした。また、塩化アルキルアルミニウムとの反応ではアリル置換型の塩素化が進行し、得られた塩化物はアミノ体やアルコール体に変換できること、さらに活性メチレン化合物との炭素一炭素結合形成にも利用できることを示した。得られたフッ素置換アリルアルコールはイミデート転位反応を用いてペプチドイソスターへの変換を行い、本反応の有用性を示すことができた。(2)フッ素の置換基効果に着目した触媒開発については、トリフルオロメタンスルホニル基(トリプル基)が置換した炭素酸であるテトラキストリフルオロメタンスルポニルプロパンの利用を検討し、シリルオキシフラン誘導体のα,β-不飽和ケトンへの1,4-付加反応やケトンへのシリルエノールエーテル類のアルドール反応に優れた触媒活性を示すことを明らかにした。さらに、この炭素酸を触媒として用いると、これまでのルイス酸触媒では1,2-付加選択的であった、シリルオキシフラン誘導体とα,β-不飽和アルデヒドとの反応が1,4-付加選択的に進行することを見出した。
哺乳類の進化的に保存された精原幹細胞ニッチの分子基盤の解明

申請者らは、曲精細管の血管ニッチとは別の精原幹細胞SSCs(GFRA1+精祖細胞)の安定供給源が、直精細管のバルブ様の構造(セルトリバルブ)内にあることを見出し、セルトリバルブニッチ内のGFRA1+細胞の動態とセルトリバルブを構成するセルトリ細胞の遺伝子発現プロファイルの全貌を解明することを目的としている。生殖細胞欠失したW/Wvマウスの精巣から、精巣網、セルトリバルブ領域、曲精細管を実態顕微鏡下で切り出し、そのトランスクリプトーム解析を行った。その結果、PCA解析により十分に他の2組織と異なったセルトリバルブ領域に特徴付けられる発現プロファイルを得た。曲精細管と比較して、セルトリバルブ領域で特異的な遺伝子のうち、精巣網に発現していないセルトリバルブ特異的な262遺伝子を同定した。AMH-TRECK法を用いて、精巣網に近接して移植置換した幼若セルトリ細胞は、セルトリバルブ構造を再構築できることが明らかとなり、セルトリバルブ領域は、幼若なセルトリ細胞の特性を維持した細胞で、かつ精巣網からのシグナルにより領域化されることが判明した。そこで、次に、上記のセルトリバルブの発現データから幼若なセルトリ細胞の発現データと共通の遺伝子群と、精巣網に特異的な複数のシグナル因子の候補を抽出した。以上のように、セルトリバルブ領域を規定する分子基盤の概要を捉えた。27年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、様々なセルトリバルブ領域と直精細管の間での比較解析により、セルトリバルブ領域のセルトリ細胞は、曲精細管のセルトリ細胞と比較して、微小管のアセチル化の亢進していることを見出した。これは、恐らくセルトリ細胞の弁構造の形成と関連するものと思われる。また、非繁殖期、精巣輸出管の結紮での精巣の解析により、セルトリバルブにおいてGFRA1+細胞数に大きな変動が生じることを見出し、季節繁殖等の生理的な変動にセルトリバルブが関与している可能性が示唆された。さらに、W/Wvおよび野生型マウスの直精細管、曲精細管を実態顕微鏡下で切り出し、そのトランスクリプトーム解析を行った結果、W/Wvの曲精細管と比較して、W/Wvセルトリバルブ領域で特異的に10951 probe、wildtypeセルトリバルブ領域で高い13106probeを同定し,共通の7554 probe(4843 genes)を同定した。ただし、単離した直精細管において、多くの精巣網組織が混入していることが想定され、この4843 genes全てがセルトリバルブ細胞特異的な発現を示すことではないものと考えられる。セルトリバルブ細胞の解析も順調に進み、マイクロアレイ解析による全体像の把握は終了した。セルトリバルブ領域で高い発現を示す4843 genesを同定したが、実態顕微鏡下で単離した直精細管において、多くの精巣網組織が混入していることが想定され、この全ての遺伝子がセルトリバルブ細胞特異的な発現を示す訳けではないことが判明している。そこで、新たに精巣網のみを単離し、精巣網の遺伝子発現解析を実験計画に加え、セルトリバルブ細胞特異的な遺伝子群の選別に利用する。
炭砿業における漸次的撤退と離職者支援システムの形成過程

日本の石炭産業では国策によって地域経済と炭鉱労働者の雇用確保のために閉山のタイミングを遅らせる戦略がとられた。常磐炭砿の場合には、緩やかに石炭産業から撤退する方針が1950年代前半にとられ、閉山によるダメージを最小限におさえることができ東北でもっとも成功した工業都市となっている。その成功要因には、企業による経営多角化、自治体の産業振興策、労使協調的な労働組合があげられる。本研究の目的は、常磐炭砿の社内資料をもとにして、経営者がいかに採炭業の終焉にむけて、ソフトランディングをはかっていったのかを、あきらかにすることである。1971年磐城砿業所の閉山では、職員を含めて実に4700人の炭鉱の労働者が失業を迫られることとなった。しかし、その後の追跡調査によれば、その後離職者たちは、大多数が順調に次の職をみつけ、比較的安定したキャリアをたどったことがわかっている。常磐炭砿の閉山過程を詳細に分析することで、労働力の移動を容易にした要因を明らかにしたい。今年度は、すでに電子化された社内資料の整理と分析を行い、有益な資料についてのインデックス(冊子)を作成した。全国の炭田との比較をするために、北九州・北海道のいくつかの旧産炭地について視察・聞き取りを行った。また常磐炭田の閉山前後の社会構造の変化を、人口や産業について、地域別のマクロ統計から分析するための基礎資料を収集した。常磐炭田では、閉山前から新産業の誘致が行われており、系列企業への人員の転換が進められていた。閉山の地域社会へのインパクトは甚大ではあったが、比較的早期に回復しうる他の炭田にない特性があったといえる。常磐炭砿の閉山過程を詳細に分析することで、労働力の移動を容易にした要因をあきらかにすることが本研究の課題である。今年度は地域における人口・産業に関するマクロデータの収集を重点的に行い、また早稲田大学に所蔵されている旧労働組合の資料の収集と分析を行った。2009年度の聞き取り調査からもあきらかになったように、常磐炭砿の多角化は昭和30年代の前半から本格化をしていく。常磐炭砿も相次ぐ人員整理により、関連企業に従業員を転籍させていった。これが中小炭鉱の相次ぐ閉山と同時に進行したことにより、その結果として、1960年代を通じて、常磐炭田の鉱業従事者の数は激減することとなった。かわりに新しく誘致された製造業をはじめ、建設、商業の労働力が増加した。したがって、昭和46年の閉山時以前に労働力の転換は、マクロレベルでみればすでに着実に終焉段階を迎えていたことになる。炭鉱の経営多角化は昭和30年代に、多くの企業でみられた現象であり、常磐炭砿のみに限られる戦略ではない。常磐炭砿の多角化が成功をおさめた要因には、地元資本であること、一山一家の理念、労使の協調路線にくわえて、炭質の低さからくる戦略転換の必然性が要因としてあげられる。常磐炭砿は1971年に部分閉山し約5千人の離職者を出した。しかし、筆者をふくむグループが独自に行った調査結果によれば、閉山離職者のその後の再就職は比較的良好であり、いわき市全体における人口、雇用、社会福祉などの統計をみても、石炭産業の消滅による打撃はあまりみられない。この研究では、常磐炭田が閉山をうまく乗り越え地域再生に成功した要因を、企業、労働組合、自治体の3者が連携をとりつつ長期にわたって、石炭産業の終焉のための準備をすすめてきたことにあることを指摘した。企業は、炭砿の最盛期をすぎた直後の昭和30年代から多角化を進め、炭砿労働者をグループ会社へと出向・転籍させた。労働組合は、労使協調的な性格が強く、企業とともに労働力を新産業への移転させる現実路線をとり、離職者にたいする就職支援を積極的に行った。長期的な衰退過程のなかで、企業と労組に、再就職支援のための経験が蓄積されていたことが閉山時に高い就職率を達成できた要因のひとつである。自治体もまた5市9町村の合併、新産業都市指定の誘致活動を通じて、石炭産業にかわる新たな雇用先の確保に努めたのである。

また、常磐炭砿の場合には、閉山にいたったタイミングがそれほど早すぎず、十分に計画立てられた支援を受けることができたこと、地理的に首都圏から近接しており、労働力の移動や工場の誘致などにおいて比較的有利な条件を満たしていたことなども、注目すべき点であるといえる。日本が石炭産業にたいして長期的撤退の戦略をとったが、そのためには膨大な補助金が投入されていった。にもかかわらず現在の旧産炭地の多くは衰退をたどり、常磐炭田のように炭鉱離職者の大部分が再雇用先をみつけることができた地域は少ない。企業、労働組合、自治体が連携しつつ、自立的な支援策を採ったことが、長期的撤退の戦略が成功しえた条件であったといえる。
抗癌剤の生成するフリ-ラジカルと血球膜機能に関する基礎的・臨床的研究

本研究費の助成により、ス-パ-オキサイドアニオンラジカル(O^-_2)に特異的なウミホタル・ルシフェリン誘導体(CLA)を発光物質とする化学発光法とヒドロキシルラジカル(・OH)に対し最も鋭敏な測定法であるESRスピントラップ法を応用し、種々のフリ-ラジカルを測定した。1.多形核白血球の活性酸素生成系に及ぼす抗癌剤の影響OZ及びPMA刺激によるヒト末梢血多形核白血球(PMN)のO^-_2の産生はBLM,PEP添加により増強された。その増強作用はBLMに比べPEPのほうが大きかった。他の抗癌剤にはこのような作用は認められなかった。化学発光測定機器は本研究費で購入したルミネッセンスリ-ダ-BLR201を用いた。2.口腔癌患者多形核白血球の活性酸素産生能に関する臨床的研究口腔癌患者PMNのO^-_2産生能は健常人のそれと比較して低値を示し、癌患者の一次的生体防御能が低下していることが示唆された。抗癌剤投与の影響はPMA刺激時にやや増大したが、比較的影響は少なかった。今後、症例を追加し長期間の変動について検討して行く予定である。3.抗癌剤の活性酸素増強のメカニズムに関する基礎的検討O^-_2生成系、・OH生成系の各々に対してBLM,PEPを添加すると、濃度に比例して増強効果を示した。その効果はいずれもPEPの方が大きく、同程度の効果を示すにはPEPはBLMの約1/2の濃度でよいことが明らかになった。その作用はBLM、PEPが鉄イオンと錯体形成し、生成したフリ-ラジカルと二次的に反応し、更にラジカルを生成する結果であることが示唆された。1.ヒト末梢血多形核白血球の活性酸素(スーパーオキサイドアニオン)生成に及ぼす抗癌剤の影響に関する研究について.多形核白血球(PMN)は,オプソナイズザイモザン(OZ),或いはミリスチン酸(PMA)などの刺激剤により,活性酸素を産生するが,本研究費で購入したルミネッセンスリーダーを用いて,活性酸素産生能を化学発光として捕捉すると経時的に定量可能となった.健常人末梢血よりPMNを比重遠心法により分離した後, 5×10^5個/mlの浮遊液を作成し,ブレオマイシン,ペプロマイシン,マイトマイシン,シスプラチン,アドリアマイシンなどの抗癌剤を添加し,その影響を検討した.その結果,ブレオマイシン,ペプロマイシンは濃度依存生に活性酸素産生を増強した.更に,増強の強度はペプロマイシンがブレオマイシンの約2倍の効果を示した.このことは,本剤の抗腫瘍活性及び,間質性肺炎の発症メカニズムに深く関与することが示唆され引き続きマウス腹腔内マクロファージの機能に対する影響に関して検討する予定である.他の抗癌剤については, PMNの活性酸素生成系には何ら影響を示さず高濃度ではむしろ抑制的であった.このことは,従来,フリーラジカルの生成により抗腫瘍効果を有するとされていたこれらの薬剤の薬理作用に関して再検討が必要ではないかと思われた.2.口腔癌患者PMNの抗癌剤投与前後における活性酸素産生能について,少数例ではあるがペプロマイシンの投与前後において活性酸素産生は低下するが,ペプロマイシンをin vitroで添加すると,投与前の23倍の増強効果を認めた.引き続き臨床患者の白血球機能を検討する予定である.3.各種抗癌剤の生成するフリーラジカルのESRによる検出について,現有のESR機器が不調なため十分な研究を果し得なかった.

63年度,機器更新の予定であるため再検討したい.1.ヒト末梢血多形核白血球(PMN)のスーパーオキサイド(O_2^-)産生増強のメカニズムに関して。前年度研究の結果PMNのO^-_2生産(ザイモザン刺激、ミリスチン酸刺激で誘導)をブレオマイシン(BLM)、ペプロマイシン(PEP)は容量依存性に増強することが明らかになった。この増強作用に関して、本年度はIn vitroのO^-_2生成系(ハイポキサンチン-キサンチンオキシダーゼ系)を用いCLA化学発光法により検討した。その結果、BLM、PEP共に、濃度依存性にO^-_2生成を増強し、これは、反応液中の極微量の2価鉄イオン〔Fe(II)〕がBLM、PEPと錯体を形成することによるものであることが明らかになった。またBLM、PEP単独で活性酸素を生成することはなく、何らかの活性酸素生成に伴った増強作用であることが明らかとなった。更にPMNの刺激剤の種類にかかわらず、このような増強作用を示すことから、BLM、PEP共にO^-_2の生成に関与すると言われているNADPHオキシダーゼ、プロテインキナーゼCなどの機能を調節するものではないことが明らかにな2.口腔癌患者のPMNのO^-_2産生に及ぼすPLM、PEPの影響について臨床的にPEP投与されている患者の末梢血よりPMNを分離し、O^-_2産生能とinvitroにおけるBLM、PEPの添加による影響をみた、その結果、4症例の患者において検討したが、健常人に比較し、O^-_2産生能はPEP投与前は低下していた。又、BLM、PEP添加による増強作用をみると、投与前は健常人と同程度であったが、PMA刺激においては低下し、OZ刺激においては増加する傾向が得られた。更に症例を重ねて検討する必要があると思われた。今年度、研究者はプレオマイシン類のフリ-ラジカル増強のメカニズムを解明する目的で、可及的に生体内での活性酸素生成系に近い反応系を用い、両薬剤の添加効果を比較検討した。活性酸素の測定法として、O^-_2に特異的なCLA依存性化学発光法と・OHの最も鋭敏な測定法であるESRスピントラップ法を用いた。その結果、(1)健常人多形核白血球のO^-_2産生能はOZ刺激、PMA刺激いずれにおいても、BLM濃度1μg/ml25μg/mlの範囲で濃度依存性に増強した。またSOD50U/ml添加によりこの増強効果は完全に抑制された。更にCDDP、MMCを同様の濃度で添加してもO^-_2産生能は、ほぼ変わらず高濃度ではむしろ抑制する傾向がみられた。(2)HPX-XOD系におけるO^-_2の産生に対するBLM、PEPの影響をCLA依存性化学発光法を用いて検討した結果、各々の濃度に比例して増強作用を示した。(3)鉄一過酸化水素系に及ぼすBLM、PEPの影響:2価鉄イオンと過酸化水素との反応で生成される・OHはPBNにトラップされ、ESRスペクトルは等強度6本線を示し、その超微細結合定数はa_N=1.55mT、a_Hβ=0.27mTとなりPBN-OHのspin adductであることが確かめられた。この反応系に対するBLM、PEPの添加の影響をみると、BLM及びPEP共に濃度に比例してESRシグナルを増大させた。以上の結果より、両薬剤共に5μg/mlくらいの低濃度から濃度依存性にフリ-ラジカルの増強作用を示した。また、同一濃度ではPEPはBLMの約2030%強い作用を示し、逆に同程度の増強作用を発現するためには、PEPはBLMの約1/2の濃度でよいことが確認された。
バングラデシュ南西地域のコミュニティを対象としたヒ素、塩害、干ばつの総合的対応策

バングラデシュ南西部では、ヒ素汚染や干ばつだけでなく、塩分の進入によって深刻な水不足に陥っている。本研究は、安全な水の不足に関係している要因の関係を明らかにし、コミュニティベースでの安全な水への適応策を提案することを目的としている。前年度までに、安全な水の適応度を評価するSIPE指標(S :社会経済、I :法制度、P :物理化学、E :二環境)が得られていた。この指標を使ったアンケート調査では、地区間での安全な水への適応度の違いが明らかになった。また、住民レベルでの水不足の現状や適応策に対する認識も明らかになった。本年度は、研究者、政府関係者、NGO、医者を対象としたワークショップを開催した。このワークショップの目的は、利害関係者の役割及び実践方法を明らかにし、政策レベルでのガイドラインを推奨することてある。本研究では、塩分濃度とヒ素汚染が安全な水の不足の直接的な要因であることが分かった。また、干ばつ期には特にそれが深刻になる。社会経済要因と地理的なーが脆弱性を高めることも明らかになった。水不足の地域では、雨水貯留のニーズが高いが、それほど深刻でない地域ではパイプでの水供給が求められる。本研究で明らかになった問題に、利害関係者間の調整不足が挙げられる。また、地域、政府、開発機関の適応策が統合されていないことも問題の一つである。政府は、住民レベルでの状況を把握した上で、政府やNGO、コミュニティの開発の取り組みを統合していくことが求められる。本研究課題は、平成25年度が最終年度である。本研究の成果を、本の章としてまとめる。また、バングラデシュ、南アジア、東アジアを対象に気候変動や防災の分野での関連研究につなげることを考えている。2011年10月から2012年3月に実施した研究の実績を以下に示す。1)研究計画の策定2)フィールド調査にむけたアンケート作成地域の安全な飲み水の適応策(Safe water adaptability)を評価するために,物理化学,社会経済,環境,制度の4つの側面を設定した。それぞれの側面は5つの1次指標から構成され,さらに1次指標は5つの2次指標から構成されている。各々の指標を評価する手法として,5段階評価を採用した。これらの側面・指標を設定するにあたり,気象災害レジリエンス指標を用いて都市コミュニティのレジリエンスを評価した研究(Jonas and Shaw,2011),SIP手法を用いて干ばつに対するレジリエンスを評価した研究(Habiba et al.,2011)等を参考にした。3)フィールド調査本調査は2012年1月3日から2012年2月5日にバングラデシュで実施された。沿岸域に位置するクルナ地区とサトキラ地区が調査地域として設定された。4)アンケート調査クルナ地区とサトキラ地区の地区長の協力を得て,それぞれの地区におけるウパジラ長16人(クルナ地区:9人,サトキラ地区:7人)に対してアンケート調査を行った(ウパジラは地区を構成する行政区分で,ウパジラ長には各ウパジラにおいて行われる行政に対する責任がある)。アンケート調査における不確実性を減らすため,1)事前に,それぞれの指標やアンケートの目的について回答者に口頭で伝えた2)アンケート実施後,アンケート結果について回答者と議論し,回答者の知見と,アンケート結果の整合性を図った3) 2次データを収集して,アンケート結果を精査した。5)2次データ収集バングラデシュにおける降雨,気温,ヒ素濃度,ヒ素被害者数,塩分濃度,土地利用,自然資源,水資源,安全な水の供給活動とその問題点等に関する情報を,行政組織やNGO団体,研究機関から収集した。本年度は2種類のアンケート調査をバングラデシュで実施し、また、研究成果を投稿論文や本としてまとめ、学会発表を行った。深刻な水不足に直面しているバングラデシュ南西部沿岸のクルナ地区とサトキラ地区において、各地区を構成する計16のウパジラに対してアンケート調査を行った(ウパジラとは地区を構成する行政区分を表す)。これまでの研究成果として得られたSIPE指標(S:社会経済,I:法制度,P:物理科学,E:環境)を適用して、現状の安全な水への適応度(safe water adaptability)を評価し、ウパジラ間で比較検証することを目的とした。これらアンケート調査は、地区長協力の下、各ウパジラ長に対して実施し、回答内容に関して、公衆衛生課や農林水産課等、各専門部署に同意を得た。調査の結果、各ウパジラ間での安全な水への適応度の違いが明らかになった。これらの結果は、各ウパジラでの適応策の策定に貢献すると考えられる。また、SIPE指標を用いた上記アンケート調査終了後、当該地区の240世帯を選定し、コミュニティレベルでの水不足の現状とそれに対する適応策を把握するためのアンケート調査を実施した。加えて、水不足や適応策に関する地域住民の認識を明らかにするため、当該地区内の8ヶ所で住民を対象としたグループディスカッションを実施した。これら調査の結果、水不足が生業に与える影響、既存のコミュニティにおける水不足に対する適応策、コミュニティの水不足に関する複合的な認識、が明らかになった。