hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Fyn遺伝子欠損マウスの小脳神経回路の電気生理学的解析および運動学習行動の評価

Fyn欠損マウスを用いて2種類の眼球反射、すなわち前庭動眼反射(VOR)と視機性眼球反応(OKR)の動特性を測定し野生型と比較したところ、OKRの動特性が増大し、VORの動特性に異常はみられないという結果が得られた。このことよりFyn欠損マウスは視覚系の入力経路に異常があると考えられた。一方マウスのOKRにおける適応は、Fyn欠損マウスにおいても野生型と同様に観察でき、Fyn欠損マウスにおける小脳片葉の機能は正常であると考えられた。電気生理学的な異常の有無についてはさらに調べる必要があるが、おそらく異常はないと考えられる。なぜならば、眼球反射の適応は小脳が制御していると考えられているからである。ところで小脳の電気生理学的現象として知られる長期抑圧(LTD)は学習と関連づけられて報告されているが、このLTDには神経伝達物質として一酸化窒素(NO)が不可欠であるという報告がある。そこで神経型のNO合成酵素(nNOS)を欠落させた遺伝子ノックアウトマウスを用いて眼球反射を調べる実験を行った。その結果、nNOSを欠いたマウスではOKRおよびVORの動特性は野生型と同様で異常はないが、OKRにおける適応が著しく低下していることがわかった。さらに野生型マウスに、NO合成酵素阻害剤を投与して眼球反射を測定したところ、遺伝子ノックアウトマウスと同様の結果が得られた。これらのことより小脳の機能(LTD)と、眼球反射の適応との間に関連性があることが示唆された。Fyn欠損マウスを用いて前庭動眼反射(VOR)、視機性眼球反応(OKR)の動特性を測定し野生型と比較した。またVORおよびOKRは小脳片葉からブルキンエ細胞の出力により調節をうけ適応が生ずることが知られているので、Fyn欠損マウスにも適応の異常がみられるかどうかも併せて調べた。その結果Fyn欠損マウスでは野生型に比べて、VORの動特性に異常はみられなかったが、OKRの動特性が増大していた。このことよりFyn欠損マウスではOKRの反射経路に異常があると考えられる。OKRとVORの中枢神経系での反射経路は共通していると考えられており、末梢での入力経路はOKRでは視覚系であるのに対しVORでは前庭系であるので、Fyn欠損マウスは視覚系の入力経路に異常があると考えられ、このことにつき今後検索を要する。VORおよびOKRの適応については、野生型とほぼ同様の結果が得られた。すなわちOKRの適応現象(持続刺激による動特性の増大)がFyn欠損マウスでも観察された。VORの適応現象は野生型と同様で観察できなかった。(VORの適応現象はマウスでは観察しづらい。原因は不明である。)したがって小脳片葉の眼球反射における修飾機能は正常と考えられる。
水槽飼育サンゴを用いた骨格環境指標の高精度化に関する研究

造礁サンゴ骨格は,月から週の時間分解能で熱帯および亜熱帯の浅海域の古気候・環境情報を保持しうる試料である。サンゴ骨格の酸素同位体比の変化は,基本的には海水温と海水の酸素同位体比(塩分に相関)を反映する。しかし,サンゴには骨格の酸素・炭素同位体比が平衡値からずれるという「生物学的効果(vital effect )」が認められ,これは石灰化反応に内在する反応速度論的同位体効果によるものと考えられている。本研究課題では、ハマサンゴ(Porites australiensis)を用いた5段階恒温サンゴ飼育実験を行い、にその骨格について、酸素同位体比およびSr/Ca比等を分析し、骨格成長速度依存性を検討した。これらの化学組成に群体依存性が見出され、成長速度が速い群体ほど、酸素同位体比は高温を指標し、Sr/Ca比は低温を指標する傾向が見られた。サンゴ記録から正確な古気候情報を読み出す場合には、成長速度の変化について注意が求めらる。3年間の研究期間の第一年目にあたる平成18年度には、琉球大学瀬底実験所にて小型恒温水槽を用いたハマサンゴ(Porites australienis)の飼育実験を実施した。飼育実験には3つの親群体から切り分けられたクローンを用い、各条件区にて飼育した。最初に換水率および換水方法によるサンゴ成長の影響を水中重量法により評価した.13日毎の定期的な換水では、ほとんど骨格成長がみられず、連続的な換水が継続的な成長にとって重要であることが判明した。そこで、連続流水系の水槽システムを組み、水温を21°Cから29°Cの5段階に設定して、約4ヶ月間の長期飼育実験を試みた。飼育期間中の水中重量増加量は、遺伝子型によって有意な差が認められた。検討した3つの親群体から切り分けられたクローンのうち、2つについては骨格成長量と水温とに明瞭な対応がみられなかったが、もう一つの遺伝子型については、水温に対応した顕著な成長がみられた。採取したサンゴ骨格は,産業技術総合研究所にて安定同位体比質量分析装置を用いて酸素同位体比の分析が予定されている。また、サンゴのクロロフィル濃度および共生藻密度等について定量を行う予定である。また、理論的な検討として、造礁サンゴを中心に,いろいろな生物殻の酸素・炭素同位体比とその規定要因について文献調査を行った。サンゴ骨格の酸素同位体比の変化は,基本的には海水温と海水の酸素同位体比を反映する。しかし,サンゴには骨格の酸素同位体比と水温の関係が平衡値からずれるという「生物学的効果」が認められ,これは成長速度に起因する反応速度論的同位体効果によるものと考えられている。石西礁のハマサンゴ群体のうち,水深が小さく成長速度が大きい群体は,骨格の酸素・炭素同位体比が逆相関関係を示すが,水深が大きく成長速度が小さい群体は,反応速度論的同位体効果が卓越した場合に生じる正相関関係が見られた。サンゴ骨格にこのような成長速度に依存した同位体比の反応速度論的同位体効果が見出されたことから,サンゴ記録から正確な古気候情報を読み出す場合は,細心の注意が求められる。サンゴ骨格の酸素同位体比の変化は,基本的には海水温と海水の酸素同位体比(これは塩分に相関する)を反映する。しかし,サンゴには骨格の酸素・炭素同位体比が平衡値からずれるという「生物学的効果(vital effect)」が認められ,これは石灰化反応に内在する反応速度論的同位体効果によるものと考えられている。本研究課題第2年度にあたる平成19年度は、前年度に得られた試料め分析を進めるとともに、「光量制御実験による酸素・炭素同位体比の成長速度依存性の解明」を中心に検討した。「酸素・炭素同位体比の骨格成長速度依存性は光条件に依存する」という仮説の検討のために、光量を多段階に制御したサンゴ飼育実験を行った。Porites spp.を対象として,水温はすべて25°Cとした。

飼育実験の光量設定は、100、200、300、500umol m-2s-1の4段階として、従属栄養(光合成<呼吸)から独立栄養(光合成>呼吸)に移行する補償光強度周辺が評価できるような条件配置に工夫した。光量の増加に伴い、酸素同位体比が減少する傾向が見られ、これは成長促進に伴う反応速度論的同位体効果によるものと解釈された。成長促進に伴い、同様の効果が炭素同位体比にも影響していると考えられるので、この効果分を差し引く補正を行うと、炭素同位体比の変化残差量に、光量依存性が認められた。このことは、炭素同位体比が光合成に規定されていることを示唆するものである。造礁サンゴ骨格は、月から週の時間分解能で熱帯および亜熱帯の浅海域の古気候・環境情報を保持しうる試料である。サンゴ骨格の酸素同位体比の変化は、基本的には海水温と海水の酸素同位体比(塩分に相関)を反映する。しかし、サンゴには骨格の酸素・炭素同位体比が平衡値からずれるという「生物学的効果(vital effect)」が認められ、これは石灰化反応に内在する反応速度論的同位体効果によるものと考えられている。本研究課題最終年度にあたる平成20年度は、前年度までに得られた試料の分析を進めるとともに、Sr/Ca比、Mg/Ca比等の元素組成の分析を重点的に進め、これらの元素に関する「生物学的効果(vital effect)」を検討して、研究の取りまとめを試みた。本研究課題で実施したハマサンゴ(Porites australiensis)を用いた5段階恒温飼育サンゴ試料について、Sr/Ca比、Mg/Ca比に加え、U/Ca比等を分析し、骨格成長速度依存性を検討した。Sr/Ca比については、酸素同位体比にもられたものと同様の群体依存性が見出され、成長速度が速い群体ほどSr/Ca比が大きくなる傾向、すなわち低い水温を指標する傾向が見られた。安定同位体比に加えて、元素濃度に見られる反応速度論的効果の生成メカニズムについてもモデル検討を試みた。
腸上皮化生と胃発癌におけるH.pylori誘導ホメオボックス遺伝子ISXの役割

本研究は、胃粘膜においてヘリコバクター・ピロリ菌感染により誘導されるIntestine Specific Homeobox (ISX)の腸上皮化生と胃発癌における役割を解明することが目的である。ISXが胃発癌において重要な役割を果たしていることを示すために、MNU(methyl-nitroso-urea)を投与し50週後に胃前庭部での胃腫瘍を起こすモデルをISXノックアウトマウスで行った。その結果コントロール群に比べISXノックアウト群では有意に腫瘍数が減少することが判明した。現在、背景粘膜と腫瘍についてコントロールとノックアウトでの違いをmRNAレベル、免疫組織学的に解析することで、ISXが胃発癌に関与するメカニズムを検証している。また胃の三次元オルガノイド培養を用いた解析を行うことで、胃の幹細胞レベルでの変化を検証していく。ISXが胃の腸上皮化生に重要な役割を果たしていることを示すために、胃癌細胞株にsiRNA投与しISX発現のノックダウンを行い、またshISXベクターを用いたISXノックダウン株の作成を行い解析した。ISXノックダウンの結果、腸上皮化生のキーファクターであるCDX2発現の抑制をmRNA・蛋白レベルで確認した。またISXノックダウン胃癌細胞株はマウス皮下への異種移植モデルにおいて有意に腫瘍増殖の抑制が確認された。臨床検体を用いた胃癌におけるISX発現の検証では42%で癌部に発現し、背景粘膜でのISX発現と強い相関を認めることを確認した。トランスジェニックマウスの作成は想定以上に時間と費用を要するため、他の解析結果を踏まえて必要性を評価した後に取り掛かることとした。本研究は、胃粘膜においてヘリコバクター・ピロリ菌(HP)感染により誘導されるIntestine Specific Homeobox (ISX)の腸上皮化生と胃発癌における役割を解明することが目的である。平成29年度はヒト胃検体を用いた解析、マウスモデルの解析を継続して進めた。まずヒト進行胃癌検体でのmRNA発現を解析した。約55%の症例でISXの強い発現を認め、ISXの高発現群では有意にCyclinD1やCDX2の高発現を認めた。この結果はヒト胃癌細胞株にISXを恒常的に発現によるCyclinD1,CDX2の発現亢進の結果から考えられた胃癌におけてISXの細胞増殖(CyclinD1)と腸上皮化(CDX2)への関与を示唆する。またヒト胃癌と背景粘膜におけるISXの強い相関を踏まえると、HPによる胃でのISX発現はISX高発現胃癌の発生への関与が示唆される。次にヒト胃の三次元オルガノイド培養を行いHP感染粘膜由来と正常胃由来のオルガノイドで比較した。感染胃粘膜由来オルガノイドではISX・CDX2・MUC2は高発現で、MUC5ACは低発現であった。この結果はマウスのヘリコバクター感染モデルの胃由来の三次元オルガノイドにおいてISXの発現亢進していたことと一致する。最後にマウスモデルのMNU胃発癌モデルにおいてISXをノックアウトすると有意な腫瘍数の減少を認めた結果の解析を行った。両群の差をqRT-PCRに伴うmRNA、免疫組織学的に評価した結果、腫瘍形成幹細胞マーカーとして知られるDCLK1の発現はISXノックアウトにより有意に低下していた。ISXの恒常発現株でのCD44の発現増加からは、ISXが幹細胞化の維持に重要であることが示唆されていたが、マウス胃発癌モデルを用いてISX発現は幹細胞化の維持に重要であるという仮説が確認された。ヒト胃検体を用いた解析、マウスモデルの解析を継続して進めていく。ノックアウトマウスやヒトの胃の3次元オルガノイド培養を用いた幹細胞レベルでの変化の解析について重点的に行っていく。消化器内科学研究室内に利用できる材料が多数あり、物品費の支出が抑えられたため。次年度に予定していた研究材料や学会発表のための旅費等で次年度で使用する計画。
肝臓再生におけるTLRシグナルおよびケモカインの役割解明とその再生促進への応用

研究代表者は、肝切除後の肝再生における転写因子NF-κBの活性化の重要性を報告し、上流シグナルの検索を続けてきた。今回は、NF-κB活性化の上流シグナルのひとつであり、自然免疫応答において重要な働きを担っているToll-like receptor(TLR)シグナル伝達系に注目し、切除後肝再生機構において自然免疫応答がどのように関与するかを検討した。TLRシグナルのアダプター分子であるMyD88のKOマウス(MyD88-/-)において70%肝切除を施行すると、WTで認められた、30分からのNF-κBの活性化、2時間の肝非実質細胞におけるNF-κBの核移行は、MyD88-/-で著明に抑制され、IL-6およびTNF-αの産生増加も、MyD88-/-でみられなかった。さらに、肝再生時のimmediate early geneとされるc-fos, c-myc, c-jun, JunBの発現はWTで一過性に増加したが、MyD88-/-ではその発現を認めなかった。WTでは、36時間でBrdUの取り込み増加、48時間で肝細胞分裂像の増加、のピークを認めたのに対し、MyD88-/-ではこれらの増加が著明に遅れ、肝再生遅延が見られた。しかし、96時間ではMyD88-/-の肝重量はWTと同等にまでに増加した。MyD88を活性化する上流シグナルを検討すべく、腸管由来のグラム陰性および陽性菌からのLPSおよびpeptidoglycanの関与を推定し、これらを認識するTLR4,TLR2のdouble KOマウス(Tlr2-/-Tlr4-/-)、およびバクテリアDNA由来のCpGオリゴ核酸を認識するTLR9のKOマウス(Tlr9-/-)において70%肝切除を行ったところ、NF-κBの活性化、IL-6の産生、BrdUの取り込み、肝細胞分裂像の増加はWTと同様に認められた。現在、上流シグナルの検索を続けている。これまで自然免疫において注目を集めてきたTLRシグナルが、肝再生に関与している可能性に注目し、TLRシグナルのアダプター分子であるMyD88のKOマウスにおいて検討をおこなった。MyD88-/-において70%肝切除を施行すると、WTで認められた、30分からのNF-κBの活性化、2時間の肝非実質細胞におけるNF-κBの核移行は、MyD88-/-で著明に抑制され、WTにおけるIL-6およびTNF-αの産生増加も、MyD88-/-でみられなかった。さらに、肝再生時のimmediate early geneとして知られているc-fos, c-myc, c-jun, JunBの発現はWTで一過性に増加したのに対し、MyD88-/-ではこれらの発現を認めなかった。

MyD88の肝再生開始機構における重要性が認められたため、MyD88を活性化する上流シグナルを検討すべく、腸管由来のグラム陰性および陽性菌からのLPSおよびpeptidoglycanの関与を推定し、これらを認識するTLR4, TLR2のdouble KOマウス(Tlr2-/-Tlr4-/-)、およびバクテリアDNA由来のCpGオリゴ核酸を認識するTLR9のKOマウス(Tlr9-/-)において70%肝切除を行ったところ、NF-κBの活性化、IL-6の産生、BrdUの取り込み、肝細胞分裂像の増加はWTと同様に認められ、肝再生に重要なMyD88の活性化経路がこれらのTLRを介したものではないことが示唆された。部分切除後の肝再生における自然免疫応答の関与をToll-like receptor(TLR)を介するシグナル伝達に着目して検討した。TLRシグナル伝達におけるアダプター分子であるMyD88の欠失マウスMyD88-/-において70%肝切除を施行すると、前年度の報告のように肝再生の遅延が認められた。具体的には、肝再生初期の遺伝子発現、細胞増殖が有意に抑制された。一方、MyD88の上流シグナルの検討として、腸管由来のグラム陰性および陽性菌からのLPSおよびpeptidoglycanを認識するTLR4,TLR2のdouble KOマウス(Tlr2-/-Tlr4-/-)、およびバクテリアDNA由来のCpGオリゴ核酸を認識するTLR9のKOマウス(Tlr9-/-)において70%肝切除を行ったところ、肝再生において野生型マウスと有意な差を認めなかった(Hepatology,2005)。そこで、本年度はさらにTLR3,TLR5,TLR7のそれぞれの欠失マウスで同様の検討を行ったが、やはり再生遅延は認められず、現在、TLRを介したシグナル以外の情報伝達がMyD88を介して肝再生初期の反応を制御している可能性に注目している。そのひとつとして、メカニカルストレスの肝臓器再生への関与について考えている。一方、硬変肝からの肝臓器再生における骨髄由来細胞の関与に関する研究をこれまでに行っているが、肝細胞増殖因子(HGF)以外に、ケモカインであるSDF-1の重要性が明らかとなってきた。今後、ヒトSDF-1発現アデノウイルスによる蛋白強制発現などにより、肝臓再生におけるその役割を検討する必要がある。
ヒアルロン酸を用いた新規ナノ・ハイブリッド材料による抜歯創保護材料の開発

本研究は、抜歯よって起こる歯槽骨の吸収を抑制し、早期・骨形成を促す抜歯創用保護材料の開発を目的とした。従来から抜歯後にコラーゲンやゼラチンなどの創傷治癒材料が用いられてきた。しかし、これらの材料に積極的な骨新生能があるものは、ない。まず、予備的観察研究として抜歯創の検討をヒトの第三大臼歯の抜歯該当部位の歯槽骨観察により開始した。抜歯施行時の歯槽骨評価として、ヒトの第三大臼歯周囲骨の評価をComputed tomography (CT)と病理組織学的所見により行った。この観察より、加齢に伴って歯の周りの歯槽骨は、骨細胞の減少や骨硬化などの形態学的変化を起こしていることが分かった。海綿骨部分の変化は、CT上では骨硬化としてとらえられた。組織学的には皮質骨部分は骨細胞の減少や骨硬化を示したが、CTでは判別できなかった。これらの結果から、動物実験をするにあたり年齢の因子を考慮した実験系を企画することと、皮質骨の骨硬化を画像診断学的に評価する新しい方法が必要と思われた。皮質骨を詳細に検討するには実験的に、通常のCTを超える解像度を持つ測定機器を使用する必要があった。この目的のため、シンクロトロン放射光を用いた検討が有用と考えられた。この目的のため、九州シンクロトロンセンターにて、予備的実験を行った。この場合、歯槽骨内の脈管構造がCT画像にて獲得できた。結論として、歯槽骨における皮質骨と海綿骨は加齢に伴って組織学的に骨硬化を起こしたり、骨細胞が減少したりしながら変化することが分かった。また、皮質骨の変化は通常のCTでは判別できず、より解像度の高い機器を用いることが必要なことが分かった。シンクロトロン放射光は十分な解像度で皮質骨の微細構造を把握できた。これらの結果を利用して、必要な動物実験モデルを作成、抜歯窩における創傷治癒を有利に働かせられる材料を開発する予定である。
歯科受診患者に対する睡眠時無呼吸状態の調査

2003年の山陽新幹線居眠り運転事故以来「睡眠時無呼吸症候群(SAS)」に対する認識が高まり始めたが,潜在患者数は約200万人とされているにもかかわらず,現在治療中の患者数は13万人と少ない.今回は歯科治療のため受診した患者に対しSASに関する質問票等を行い,潜在患者を発見する方法について検討した.その結果,歯科受診患者にSASの潜在患者を見つけ出す可能性が高いと予測され,質問票等を利用して歯科でも認識向上のため努力をすべきであることが分かった.2003年の山陽新幹線居眠り運転事故以来「睡眠時無呼吸症候群(SAS)」に対する認識が高まり始めたが,潜在患者数は約200万人とされているにもかかわらず,現在治療中の患者数は13万人と少ない.今回は歯科治療のため受診した患者に対しSASに関する質問票等を行い,潜在患者を発見する方法について検討した.その結果,歯科受診患者にSASの潜在患者を見つけ出す可能性が高いと予測され,質問票等を利用して歯科でも認識向上のため努力をすべきであることが分かった.I.目的2003年の山陽新幹線居眠り運転事故以来,「睡眠時無呼吸症候群」に対する社会的認識が高まり始め,検査・治療が積極的に勧められるようになってきた.睡眠時無呼吸症候群は生活習慣病を高頻度で合併するといわれている.潜在患者数は人口の2%約200万人といわれているにもかかわらず,現在治療中の患者数は13万人といまだ少ない.つまり,本疾患の検査に訪れる患者以外にも,検査を必要とする患者が潜んでいる可能性が高いと考えられる.今回は歯科治療を目的として受診した患者に対してアンケートを行い潜在患者の存在について検討した.II.方法対象者は歯科治療を目的として受診した患者23名とした.調査の趣旨を説明し,承諾を得た患者に対してアンケートを実施した.また,マランパティスコアを用いて舌および扁桃の大きさについて評価を行った.このスコアが高い値であるほど睡眠時無呼吸症候群の診査に有意であるとされている.III.結果と考察調査対象者はいずれも歯科治療を目的として受診した患者であるが,すでに「睡眠時無呼吸症候群」の診断を受けている者が1名含まれており,その他にも眠気の評価で高い値を示した者が3名いた.また無呼吸リスクの評価でハイリスクを示した者も3名おり,うち2名は眠気の評価が高値である者と一致していた.マランパティスコアはスコアがIIIを示したものが10名,IVを示したものが1名認められ,IIIには前評価で高値を示した3名が含まれており,IVであった者はすでに睡眠時無呼吸症候群の診断を受けていた患者であった.今回の結果から,歯科受診患者に潜在する睡眠時無呼吸症候群患者の可能性は高いと予測され,さらなる社会的認識の向上のために,アンケートや今回用いたマランパティスコアなどの方法を理解しておくことは有用であると思われる.このような活動が医歯学連携の一歩にも繋がると考える.近年,「睡眠時無呼吸症候群」という疾患名は認識されてきたが,他疾患との関連性や治療についての関心は低い.睡眠時無呼吸症候群は生活習慣病や循環器疾患との関連が高いことが,近年の研究で報告されている.今回の被験者では11名が高血圧と診断されており服薬中であったが,いつれもコントロール良好な状態であった.調査結果では,ベルリン質問票でハイリスクと判定できた被験者が23名中9名存在した.この9名中,高血圧の既往歴を有する被験者は3名であった.9名の中で,エプワース質問票においてもスコアが10以上を示した被験者は2名で,マランパティスコアがIII以上であった被験者は5名であった.すべての項目で,睡眠時無呼吸症候群が疑える被験者は2名で,そのうちの1名はすでに睡眠時無呼吸症候群の診断を受けていた.この結果から,今回使用した質問票やマランパティスコアの評価を用いて総合的に判断することは,睡眠時無呼吸症候群の潜在患者を探し出すために有用であると思われる.これらの調査方法は多忙な臨床の中で特別な時間を要せず,経験年数に影響することなく,多くの歯科医師が利用することが可能な方法である.眠気や無呼吸に関する質問票を理解し活用していくことや,常に口腔内を観察している歯科医師として,マランパティスコアなどの方法を理解しておくことは有用であると思われる.このような活動は睡眠時無呼吸症候群の早期発見に貢献し,全身疾患の治療にも寄与することから,さらなる医科歯科連携診療に発展すると考える.
理数系科目と連係するベーシックデザイン教育用課題の考案と学習効果の定量的評価

本研究は,ベーシックデザイン教育の学際性と参加型表現(造形)学習であることに着目し,理数系科目と連係させて,児童生徒に理科や算数(数学)に関する興味・関心を高めることを目的した.具体的な研究内容として,平成14,15年度の研究成果を継続し,次の内容を達成した.1)理数系科目と関連する実習課題を考案.2)小学生,中学生対象のインタビュー結果の統計分析による学習効果の明確化.3)画像処理計測による課題作品の定量的評価の実現.4)英国での初等教育におけるデザイン教育(デザイン&テクノロジー教育)の視察.5)授業支援用の映像(DVD)教材の制作.研究成果として,a)平成15年度の研究成果を基に理科(自然物の観察),算数(幾何学的形態の作図と分割)に関連性の高いベーシックデザイン教育の実習課題を考案した.b)平成15年度の小学生(宇部市立上宇部小学校5年生18名)を対象とした考案課題の課題別学習効果の適時性を調査するために,中学生(宇部フロンティア大学付属中学校3年生10名)対象に実験授業の実施した.c)インタビュー結果の統計分析により,理数系科目への苦手意識の軽減,興味や目的意識の向上が見られた.d)画像処理計測による課題作品の定量的評価と画像計測手法の考案を行い,評価項目の各色面に対する「面積」「明度」「色相」のばらつき,「色むら」について課題作品を画像計測し,教育者の評価と一致した結果が得られた.また,「見かけ上の色の重さ」「形態間のまとまり(相互浸透)」の定量的評価方法の考案,検討を行なった.e)H16/9/16-18の3日間,英国の4施設を訪問し,意見交換等を行なった.施設名は,University of Central England, Birmingham, Canterbury Cross Primary School, Birmingham, Lodge Primary School, West Bromwich. Department for Frankey City Learning Centre, Birmingham. f)対象を体験授業を実施する教員とし,課題の基本的制作技術や各課題毎の授業状況を視覚的に理解できるように構成したDVD映像教材を作成した.付録の使用説明書によりDVDのインタラクティブ性を生かした利便性や操作性を追及している.本研究は,美術教育と乖離させた純粋デザイン造形(以下,ベーシックデザイン)教育の学際性と参加型表現(造形)学習であることに着目して,これを理数系科目の学習内容を応用できる対象と捉え,児童生徒の興味・関心を高めることを目標としている.内容は,平成14年度の研究成果に基づく検討課題である1)理科系科目に関連性の高い実習課題の考案を主目的とし,継続した課題として,2)算数(幾何学)と関連性の高い実習課題の考案,3)課題作品の新しい画像処理計測方法の検討,4)統制群と比較するためのインタビュー内容の変更,5)体験授業の実施と指導方法の考案,6)ビデオ教材制作(DVD)のためのビデオ撮影,を行った.また,デザイン教育確立への影響の大きいウルム造形大学(現・ウルム大学(ドイツ,ウルム))で国際デザインフォーラムの参加を交えて,資料収集を行った.具体的な考案内容・変更点は,a)全4課題の中の課題2は算数,課題4は理科との関連性を強化,b)課題3に基準値のグレースケールを用意,c)小学生の体格や作業負担の軽減を考慮し,制作用パネルをB3からB4へサイズを縮小,など.課題内容と体験授業の概要を以下に記す.課題1-グレースケールの彩色と配置.課題2-幾何学的形態の作図と彩色.課題3-有彩色の明度弁別.課題4-自然形態と幾何学的形態の構成.体験授業(計5回.平成15年11月12月)は,希望した実験群11名,統制群11名(山口県宇部市立上宇部小学校5年生)を対象として実施した.土曜日午後から4時間使用して,講義及び課題の出題・説明(30分),制作時間(2時間30分),講評時間(30分),インタビュー時間(30分,1人約15分)とした.現在,来年度に向けて,i)課題作品の定量的計測,ii)インタビュー結果の分析,iii)ビデオ教材の制作,iv)他の構成手法の評価に対する定量的計測方法の開発,v)海外視察先の調査など,に取り組んでいる.本研究は,ベーシックデザイン教育の学際性と参加型表現(造形)学習であることに着目し,理数系科目と連係させて,児童生徒に理科や算数(数学)に関する興味・関心を高めることを目的した.具体的な研究内容として,平成14,15年度の研究成果を継続し,次の内容を達成した.1)理数系科目と関連する実習課題を考案.2)小学生,中学生対象のインタビュー結果の統計分析による学習効果の明確化.3)画像処理計測による課題作品の定量的評価の実現.4)英国での初等教育におけるデザイン教育(デザイン&テクノロジー教育)の視察.5)授業支援用の映像(DVD)教材の制作.研究成果として,a)平成15年度の研究成果を基に理科(自然物の観察),算数(幾何学的形態の作図と分割)に関連性の高いベーシックデザイン教育の実習課題を考案した.b)平成15年度の小学生(宇部市立上宇部小学校5年生18名)を対象とした考案課題の課題

別学習効果の適時性を調査するために,中学生(宇部フロンティア大学付属中学校3年生10名)対象に実験授業の実施した.c)インタビュー結果の統計分析により,理数系科目への苦手意識の軽減,興味や目的意識の向上が見られた.d)画像処理計測による課題作品の定量的評価と画像計測手法の考案を行い,評価項目の各色面に対する「面積」「明度」「色相」のばらつき,「色むら」について課題作品を画像計測し,教育者の評価と一致した結果が得られた.また,「見かけ上の色の重さ」「形態間のまとまり(相互浸透)」の定量的評価方法の考案,検討を行なった.e)H16/9/16-18の3日間,英国の4施設を訪問し,意見交換等を行なった.施設名は,University of Central England, Birmingham, Canterbury Cross Primary School, Birmingham, Lodge Primary School, West Bromwich. Department for Frankey City Learning Centre, Birmingham. f)対象を体験授業を実施する教員とし,課題の基本的制作技術や各課題毎の授業状況を視覚的に理解できるように構成したDVD映像教材を作成した.付録の使用説明書によりDVDのインタラクティブ性を生かした利便性や操作性を追及している.
Characterization of plant genes encoding signal-transducing GTP-binding proteins

ras関連GTP結合タンパク質は細胞内の色々な調節中心的な働きをしている。例えば.成長,分化,細胞骨格の構成,細胞輸送など。こうした働きは、GTP結合タンパク質のC末端側が.大切であることが知られている。こうした重要性にも関わらず、植物における.このタンパク質の研究は進んでいない。本実験の目的は、GTP結合タンパク質遺伝子の発現と、そのタンパク質の細胞内の局在を調べることである。1.コムギジェノミックライブラリーを作った。wgp7をコードするクローンをいくつか単離した。その塩基配列を決定中である。2.wgp7をセンス及びアンチセンス方向にタバコに組みこんだ。幼植物体コントロールに比べて、形態状の変化が見られなかった。3.wgp7のC末端側45アミノ酸をGUSに結合した、ベクターを作った。このベクターをタバコに導入し、wgp7タンパク質の細胞内局在を調べる予定である。
運動異常症における内因性機能ネットワーク依存性の神経障害仮説についての検討

本研究ではパーキンソン病患者を対象として、ドパミン神経終末及び細胞体の障害と内因性機能ネットワークの異常、そしてそれらと臨床症候との関連を調べた。発症5年以内の早期患者では、線条体ドパミン神経終末の障害領域内に神経活動の同期が増強している部位が存在し、その増強の程度が運動緩慢の重症度と相関していた。一方、進行期患者では、線条体ドパミン神経終末ではなく、中脳黒質ドパミン神経細胞体の障害の程度が運動緩慢の重症度と相関していた。これらの結果は、線条体ドパミン神経終末の変性が早期の運動症候に反映される一方で、中脳黒質ドパミン神経細胞体の障害が進行期の運動症候に反映される可能性を示唆していた。神経変性疾患では、疾患ごとに特定の神経細胞が障害されやすいが、その障害がどのようにして空間的に拡がるのかは明らかではない。本研究では、運動障害を呈する神経変性疾患を対象として、神経障害が内因性機能ネットワーク依存性に起こるという仮説を検証する。具体的には、安静時の機能的磁気共鳴画像法(fMRI)で同定される内因性機能ネットワークの空間分布パターンと、脳萎縮、脳糖代謝低下の空間分布パターンを比較する。結果に基づいて仮説を検証すると共に、新しい診断法やバイオマーカーとしての利用を模索する。平成26年度は、健常者データベース構築を行った。健常被験者20名を対象に3テスラ高磁場MRIを用いて、機能的結合を評価する安静時fMRI、灰白質の脳萎縮を評価するMRI脳構造T1強調画像、脳領域間の解剖学的な結合を評価する40方向拡散強調画像を撮像した。安静時fMRIは、0.1Hz以下の低周波のゆらぎ成分に着目して解析した。画像解析用計算装置で作動するFSL software (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/)を使って、体性運動・感覚情報処理ネットワーク、聴覚などの感覚情報処理ネットワーク、認知課題遂行時に活動が低下するデフォルトモードネットワークなど、複数の内因性機能ネットワークを分離した。MRI脳構造T1強調画像にはfreesurfer software (http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/)を適用して、患者群の灰白質の脳萎縮を評価するための準備を行った。拡散強調画像は、FSL softwareとクラスターコンピュータで解析し、神経路の存在確率を反映する画像(Pdf; Probability density function)から解剖学的結合を推定した。具体的には、安静時の機能的磁気共鳴画像法(fMRI)で同定される内因性機能ネットワークの空間分布パターンと、臨床症候との関連を検討する。平成27年度は、パーキンソン病患者を対象とした撮像とその解析を行った。パーキンソン病患者17名を対象に3テスラ高磁場MRIを用いて、機能的結合を評価する安静時fMRI、灰白質の脳萎縮を評価するMRI脳構造T1強調画像、線条体のドパミン神経終末変性の空間分布を評価する[11C]-CFTポジトロン断層法(PET)を撮像した。画像解析用計算装置で作動するFSL software (http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/)と[11C]-CFT PETデータを用い、ドパミン神経終末変性の空間分布を同定した。これまでの解析で、線条体及び視床下核を含む回路の機能的な結合が、パーキンソン病患者の動作緩慢の程度と相関して増強していることが示された。したがって、線条体及び視床下核を含む回路の異常な機能的結合が、動作緩慢の原因となっていることが示唆される。この結果から、視床下核の深部脳刺激術が、異常な機能的結合を軽減することで効果を発揮している可能性も推測された。平成26年度に撮像した健常被験者に加えて、平成27年度はパーキンソン病患者17名を対象に3テスラ高磁場MRIと[11C]-CFT PETを撮像した。したがって、線条体及び視床下核を含む回路の異常な機能的結合が、動作緩慢の原因となっていることが示唆された。今後はさらに詳細な解析に進む必要があるが、本研究はここまでおおむね順調に進展していると言える。神経変性疾患では、疾患ごとに特定の神経細胞が障害されやすいが、その障害がどのようにして空間的に広がり、臨床症候に至るのかは明らかではない。本研究ではパーキンソン病を対象として、ドパミン神経終末及び神経細胞体の障害と内因性機能ネットワークの異常がどのようにして空間的に広がるのか、そしてどのようにして臨床症候に至るのかを解明することを目指した。

具体的には、ドパミントランスポーターシンチグラフィの線条体取り込みによってドパミン神経終末の変性、ニューロメラニンMRIの中脳黒質信号強度を使ってドパミン神経細胞体の障害、安静時の機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて内因性機能ネットワークの異常を評価するとともに、臨床症候との関連を検討した。発症5年以内の早期パーキンソン病患者では、ドパミントランスポーターシンチグラフィの線条体取り込み低下と共に、運動緩慢が重症化する傾向が認められた。また、線条体取り込み低下が顕著な線条体尾側では、局所の安静時機能ネットワークの結合増強と運動緩慢の重症化が関連していた。これらの結果から、線条体のドパミン神経終末の変性によって、局所で異常な内因性機能ネットワークが形成され、運動緩慢につながる可能性が示唆された。一方、発症5年以上の進行期患者では、ドパミントランスポーターシンチグラフィの線条体取り込みではなく、ニューロメラニンMRIの中脳黒質信号低下と運動緩慢の重症度が関連していた。この結果から、線条体のドパミン神経終末の変性が早期の運動症候に関わる一方で、中脳黒質のドパミン神経細胞体の障害が進行期の運動症候に関わる可能性が示唆された。また、ドパミン神経変性が神経終末から始まり、細胞体へと進む可能性も考えられた。本研究ではパーキンソン病患者を対象として、ドパミン神経終末及び細胞体の障害と内因性機能ネットワークの異常、そしてそれらと臨床症候との関連を調べた。発症5年以内の早期患者では、線条体ドパミン神経終末の障害領域内に神経活動の同期が増強している部位が存在し、その増強の程度が運動緩慢の重症度と相関していた。一方、進行期患者では、線条体ドパミン神経終末ではなく、中脳黒質ドパミン神経細胞体の障害の程度が運動緩慢の重症度と相関していた。これらの結果は、線条体ドパミン神経終末の変性が早期の運動症候に反映される一方で、中脳黒質ドパミン神経細胞体の障害が進行期の運動症候に反映される可能性を示唆していた。今回計画している安静時fMRI及びMRI拡散強調画像は、従来の方法では撮像に合計30分程度が必要で、患者によっては長時間の安静を保つことが困難な方もある。そこで、最近開発されたMulti-band MRI (Moeller S他6名Magn Reson Med 2010)を利用して撮像時間の短縮をはかり、10分以内で撮像する方法を確立した。この撮像時間の短縮は、2年目以降に予定している患者の撮像にあたっての予備的研究として位置づけられ、本研究はここまでおおむね順調に進展していると言える。アルツハイマー病、前頭側頭型認知症や原発性進行性失語症などの神経変性疾患は、疾患ごとに特徴的な空間分布パターンの脳萎縮、臨床症候が認められる。この特徴については、特定の内因性機能ネットワークの脆弱性、そのネットワークへの過剰負荷、あるいはネットワークを介した異常蛋白の伝播など様々な解釈が提案されている。現時点で結論は得られていないが、神経変性疾患の病態を考える上で興味深い。平成28年度は、神経変性疾患患者の撮像をさらに進める。また、今後はさらに詳細な解析に進む必要がある。安静時fMRIで同定される内因性機能ネットワークの空間分布と、脳萎縮などの空間分布が一致するのであれば、病態に内因性機能ネットワークが何らかの形で関連することも示唆される。結果の解釈にあたって、その内因性機能ネットワークを構成する領域間に解剖学的結合が推定されるかどうかは有用な情報と考えられる。
イスラーム諸国における青年期女性の進路形成に関する国際比較研究

第2年度は、以下の通り研究を進めた。1.マレーシア女性の進路形成の諸相に関する実地調査:本年度は、結婚観や職業観なども含めた「生涯設計」の観点から、調査の対象年齢を上げ、主要な高等教育機関に進学した学生の進路展望について文献調査した。昨年度と本年度の研究成果の一部について、博士学位論文「マレーシアにおける社会変動と青年期女性の進路形成-ジェンダーとエスニシティの観点から-」としてまとめ、早稲田大学大学院教育学研究科より博士号(教育学)を授与された。2.統計資料の整備:教育省、州教育局、社会開発省、HAWA等関連省庁を訪問し、教育統計および女性関連の統計指標を最新版に更新した。3.スランゴール州とペラ州の初等学校3校訪問:就学前教育と初等教育(義務教育)段階におけるキャリア形成・進路指導について調査した。4.成果の公表:国内では、日本比較教育学会(平成19年6月筑波)、日本教育学会(平成19年8月東京)において自由研究発表およびラウンドテーブル、国外では、世界比較教育学会(平成19年9月ボスニアヘルツェゴビア・サラエボ)等において報告した。5.イスラーム諸国の国際比較の可能性:初年度には、マレーシアにおける類型化を踏まえて、近隣諸国との比較の可能性を模索した。1.マレーシア女性の進路形成に関する類型化-自らの性別、エスニシティ、階層あるいは宗教により特徴付けられる価値観を取捨選択しながら、青年期の女性が進路選択する過程を類型化した。2.近隣イスラーム諸国との国際比較の可能性の模索:シンガポール調査-マレーシアにおける類型化を踏まえて、近隣諸国との比較の可能性を模索するべくシンガポールの関係機関でのヒアリングを実施した。マレーシアにおいては高大接続制度を整理し直した。4.今後の予定-マレーシアにおける女性の進路形成について、就学前教育と女性の社会進出、高大接続という具体的な視点からアプローチする。また、ブルネイ等近隣諸国との比較の可能性を探る。
染色体数不安定性を引き起こす新規ウイルムス腫瘍抑制遺伝子の同定

本研究で用いた細胞及びDNAは患児の両親の承諾を得て採取、解析を行った。レトロウイルスライブラリーを用いたMosaic variegatedaneuploidytype 1A(MVA1A)原因遺伝子のの相補性クローニングは結局うまくいかなかった。1次スクリーニングでは16の候補遺伝子を得たが、2次スクリーニングでは何れの遺伝子もMVA1A細胞の有糸分裂異常を正常化させることはできなかった。原因はいくつか考えられるが、Monastrolを用いたセレクションの不確実さと、ライブラリー品質の悪さによると考えている。一方、並行して行ったMVA1Aの有糸分裂制御機熊の詳細な解析からは、次の2つの新しい知見が得られた。1.紡錘糸形成チェックポイントは正常に機能しているが一過性であること(オーバーライドしてしまう)。2.紡錘糸形成チェックポイントが機能している時点で、姉妹染色分体の分離が起きている。以上の結果からMVA1Aの病態は紡錘糸形成チェックポイント機能そのものの異常ではなく、セントロメア及び動原体の機能異常であることがわかった。この結果を元に、セントロメア/動原体機能に関与することが知られている遺伝子群(CENP-A,CENP-C,HP-1β,Ndc80,Nuf2,AuroraB,Survivin,INCENPなど)の変異解析を行ったが現在までに責任変異を同定することはできていない。現在はセントロメア/動原体機能に関与する下等動物遺伝子のヒト相同遺伝子を網羅的にクローニングし、RNAiを用いて機能解析を行うと同時に、患者細胞に対する相補性の検討を行っている。1.候補遺伝子アプローチによる検索2.発現クローニング法による検索発現クローニング法には乳がん細胞株より作製したレトロウィルスライブラリーを2500 iindependent cloneを含む50のサブライブラリーに分割したものを用いた。MVA1A患者より樹立した培養皮膚線維芽細胞をSV40 largeT antigen発現レトロウイルスでtransformationした。SV40largeT antigenでのtransfomationは正常培養皮膚線維芽細胞の染色体数の維持に影響を与えないことを確認し、患者より樹立した細胞株を発現クローニングに使用した。ウイルスの作成はPT67細胞を用い、12時間毎3回の感染を行い最初の感染から12時間後の培養上清を患者細胞株への感染に用いた。感染後48時間より、週に2回の割合でmonastrolの24時間暴露を計16回行った。16回目のmonastrol暴露時にM期に停止している細胞をpipettingにより浮遊させ回収した。これよりDNAを抽出しレトロウィルス特異的primerを用いてPCR増幅後TAクローニング法にてサブクローニングし、再度レトロウィルスに組み込んで患者細胞株への再発現により確認を行っている。現在までに約半分のサブライブラリーをスクリーニングしたが患者細胞株の表現型を正常化させるものは見つかっていない。ただこうして得られたクローンの中に、Wilms腫瘍関連遺伝子の染色体部位に局在し、推定されたアミノ酸配列の中にanaphase-prompting complexの認識配列であるdestruction boxを持つ遺伝子が2種類含まれていた。現在これらの蛋白の機能についても解析を進めている。レトロウィルスライブラリーを用いたMosaic variegatedaneuploidytype 1A(MVA1A)原因遺伝子の相補性クローニングは結局うまくいかなかった。1次スクリーニングでは16の候補遺伝子を得たが、2次スクリーニングでは何れの還伝子もMVA1A細胞の有糸分裂異常を正常化させることはできなかった。一方、並行して行ったMVA1Aの有糸分裂制御機能の詳細な解析からは、次の2つの新しい知見が得られた。

(1)紡錘糸形成チェックポイントは正常に機能しているが一過性であること(オーバーライドしてしまう)。(2)紡錘糸形成チェックポイントが機能している時点で、姉妹染色分体の分離が起きている。以上の結果からMVA1Aの病態は紡錘糸形成チェックポイント機能そのものの異常ではなく、セントロメア及び動原体の機能異常であることがわかった。この結果を元に、セントロメア/動原体機能に関与することが知られている遺伝子群(CENP-A, CENP-C, HP-1α,Ndc80,Nuf2,AuroraB, Survivin, INCENPなど)の変異解析を行ったが現在までに責任変異を同定することはできていない。研究期間後半よりセントロメア/動原体機能に関与する下等動物遺伝子のヒト相同遺伝子を網羅的にクローニングすることを試みてきた。このうち分裂酵母のShugoshin、ショウジョウバエMei-S332と一部ホモロジーを示す、新規ヒトセントロメア機能関連蛋白をクローニングし、この遺伝子をRNAiでノックダウンすると姉妹セントロメアの早期分離をおこすことを突き止めた。
キャピラリーアレイ電気泳動によるがんの高性能遺伝子診断システムの開発

本研究においては、キャピラリー電気泳動とレーザー蛍光検出装置とを組み合わせた、新規DNA解析法であるCE-LIFシステムを開発した。さらに、このシステムとF-SSCPを有機的に結合した高性能遺伝子診断システムを開発し、このシステムが、がん遺伝子およびがん抑制遺伝子に存在する変異および多型を高い感度で検出できることを実証した。また、キャピラリーアレイ電気泳動(CAE)開発に関する基本的検討を行った。1.昨年度開発したキャピラリー電気泳動-レーザー蛍光検出システム(CE-LIF)を用いて、F-SSCP解析を行った。2.がん遺伝子あるいはがん抑制遺伝子の変異および多型を検出するための最適条件を検討した。その結果、100塩基程度のDNAであれば30分で変異を検出することに成功した。また、異なる種類の蛍光試薬がDNAの泳動挙動に与える影響を調べた。以上の検討によりCE-LIFとF-SSCPを結合し、CE-LIFの迅速さ、高感度さとF-SSCPの簡便さを兼ね添えたがんの高性能遺伝子診断システムを開発した。3.キャピラリーアレイ電気泳動(CAE)を開発するために必要な、装置の基本的設計とゲル充填キャピラリーの大量調製法の開発を行い、来年度以降におけるCAEシステム開発のための基本的検討を行った。これらの成果は、がんの遺伝子診断を高速化・高精度化する上で重要な貢献をなすものである。以上の研究成果を基礎に、F-SSCPとCE-LIFを有機的に結合した新しいがんの遺伝子診断システムをさらに高速化・高精度化するための実験条件の検討を行う。さらに、このシステムを発展させて、多数のがん遺伝子・がん抑制遺伝子を同時に解析できるCAEシステムを開発し、F-SSCPと組み合わせ多数の遺伝子の多型を同時に検出できる超高速遺伝子診断システムを確立するための基礎実験を行う。
熱画像を用いたストリートキャニオンの熱環境解析に関する研究

本研究は、ストリートキャニオンの熱環境を規定する要因として、道路及びキャニオンに面する建物の全表面の表面温度分布に注目し、1)全表面の表面温度分布を用いてストリートキャニオンの熱環境を評価するための指標の提案、及び、2)GISデータ及び気象要素を用いて表面温度分布を予測する手法の開発、の2つを大きな目的としている。まず、都市の空間形態と材料の熱物性を考慮して、都市の熱的特性を表現する指標として、ある地区の表面温度と気温との温度差を累積し、その地区の水平面投影面積で除した値を「顕熱によるヒートアイランドポテンシャル(HIP)」と定義した。さらに、HIPを求めるための地区のメッシュ分割のスケールとしては、GISによる空間形態と材料の再現性、及び受熱日射量の観点から、lmが要求されることを明らかにした。次に、地区のHIPを予測するために必要となる、ストリートキャニオン内の全地表面における熱収支シミュレーションにより表面温度分布を予測する手法の開発について検討した。従来困難と考えらていた周辺地物との長波長放射授受の計算方法としては、(1)周辺地物を気温と等しいと仮定して各質点における第一次熱収支シミュレーションを行い、表面温度の近似値の分布を求める。(2)得られた結果をもとに周辺地物からの長波長放射量を求め、再度全質点の熱収支シミュレーションを行う。(3)以上をくり返して、都市の全地表面の表面温度分布の計算結果を収束させる。GISデータを用いて実際の地区における熱収支計算を行い、都市の時系列の熱画像を作成した。シミュレーション結果と、航空機MSSによる表面放射温度分布とを比較検討することにより、本シミュレーション手法の妥当性を示した。1.赤外線放射カメラを用い、典型的な「ストリートキャニオン」における表面温度分布の実態調査を行った。幹線道路の交差点に面する建物の屋上にセンサを設置し、道路周辺の熱画像を時系列で収録した。気象条件とともに急激に変化する表面温度の状況をとらえるため、5分おきに熱画像を収録し、光磁気ディスクに転送した。また、同時に交通状況の収録のため、ビデオカメラを作動させた。気象条件として気温、相対湿度、風向、風速、水平面全天日射量を観測した。ストリートキャニオンの熱収支シミュレーションを行うための基礎データを収録できたと考える。2.「ストリートキャニオン」における伝熱計算を精度よく行うためには、周辺建物による日影や道路の高度、傾斜等の精密なデータが必要となる。このため、CD-ROMにより市販されているGISデータを伝熱モデルに組み込むためのオリジナルソフトウェアを、本専攻のワークステーション上で開発し、整備した。ストリートキャニオンの全表面において受ける日射量および大気放射量についてはレイトレーシングを応用し、最小限の反復計算を行うことによる実用的な手法を提案した。3.開発したソフトウェアにより、ストリートキャニオンの熱収支シミュレーションを行い、熱画像の作成を試みた。作成した熱画像は赤外線放射カメラによって収録した熱画像の特徴を再現した。ただし、いくつかのパラメータについては今年度さらに検討し、熱収支シミュレーションの推定精度、および適用限界について明確にする予定である。平成6年度は、ストリートキャニオンにおける建物、地表面、及び植生の全表面の表面温度分布を、数値シミュレーションにより算出するアルゴリズムを作成し、都市域の気温形成の主要因である全地表面からの顕熱を予測する手法の構築を行った。1)都市域の幹線道路の表面温度分布に注目し、道路交通による路面の温度分布の実態調査を踏まえて路面の熱収支モデルを作成した。まず、路面温度と車両の走行状態との関係を熱画像を用いて定量的に把握した。これを踏まえ、気象条件及び車両の走行状態をパラメータとした路面の熱収支モデルを作成し、数値計算結果と熱画像を比較することにより、本モデルを検証した。2)蒸発散が活発な樹冠の表面温度を、GISデータと気象要素を用いて簡易に予測するための基礎的検討を行った。

既往の植生の熱水分収支モデルを都市気候の予測に適用することは困難であることから、緑被分布図、気象要素、及び正規化植生指標(NVI)分布図を用いて樹冠の表面温度を予測するシステムを開発した。また、航空機MSSデータを用い、ひとまとまりの面積ごとに、樹冠の放射温度分布とNVIとの関係の実態を把握した。さらに、ひとまとまりの樹冠面積と境界からの距離の観点から、樹冠の放射温度と樹冠への入射日射量との関係を分析し、樹冠の表面温度を推定するための基礎的な知見を得た。3)全地表面からの顕熱を予測する上で、受熱日射量及び周辺地物との放射授受の項を1mメッシュごとに計算する手法を開発した。放射授受の項については、周辺地物を気温に等しいとみなして第一次の熱収支計算を行い、得られた表面温度分布を用いて放射項を見積もり、再度熱収支計算を行うアルゴリズムを開発した。また、GISデータを用いた実際の地区の熱収支計算を行い、時系列の熱画像を作成し、航空機MSS熱画像とよく一致することを確認した。以上により、本シミュレーション手法が地区の顕熱を予測する上で有効であることを検証した。