hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
力学系の大域的構造とその分岐の研究

研究代表者(岡)は分担者の協力の下に力学系の大域的構造,特にカオスを理解する上で重要となるホモ/ヘテロクリニック軌道の相互の関係をConley指数のような位相的な指標や退化特異性の分岐を調べることにより研究した.また,これらの方法がいろいろな微分方程式,差分方程式で有効であることを確認した.具体的な実績の概要は以下の通りである.1)常微分方程式におけるあるタイプの局所的分岐で,Lorenz型のカオス的アトラクタが生じることを証明した(論文[1]).2)orbit-flipと呼ばれる余次元2のホモクリニック軌道の倍分岐が無限回引き続いて起こるような大域的分岐現象を,ある種の区分線型ベクトル場を数学的・数値的に調べることにより見出した(論文[2]).3)ある種の常微分方程式の特異摂動系においてそこに現われるヘテロクリニック軌道が無限個存在することをConley指数の概念を拡張することにより示した.投稿中.4)ある種の反応拡散方程式の特異極限系において,単調解の大域的構造がパラメータに関してどのように変化するかを決定した.準備中.5)正則ベクトル場と微分形式についての勉強会“Topology of holomorphic vector firlds and forms"を開催し,今後研究課題となりうるいくつかの特徴ある大域的構造を確認した.また,その際の講演をレクチャーノートとしてまとめた.6)係数が時間変数にのみ存在する強双曲系の1階編微分方程式系について,相似変換で各点的にFuchsianに移せること示した(論文[3]).7)半線形楕円型方程式の正値球対称解の構造を元の方程式から導かれる常微分方程式の大域的構造を調べることにより調べ,強力な分類定理とその拡張を得た([4,5,6]).8)常微分方程式の差分化から導かれる離散力学系に生ずるカオスについて研究した.研究代表者(岡)は分担者の協力の下に力学系の大域的構造,特にカオスを理解する上で重要となるホモ/ヘテロクリニック軌道の相互の関係をConley指数のような位相的な指標や退化特異性の分岐を調べることにより研究した.また,これらの方法がいろいろな微分方程式,差分方程式で有効であることを確認した.具体的な実績の概要は以下の通りである.1)常微分方程式におけるあるタイプの局所的分岐で,Lorenz型のカオス的アトラクタが生じることを証明した(論文[1]).2)orbit-flipと呼ばれる余次元2のホモクリニック軌道の倍分岐が無限回引き続いて起こるような大域的分岐現象を,ある種の区分線型ベクトル場を数学的・数値的に調べることにより見出した(論文[2]).3)ある種の常微分方程式の特異摂動系においてそこに現われるヘテロクリニック軌道が無限個存在することをConley指数の概念を拡張することにより示した.投稿中.4)ある種の反応拡散方程式の特異極限系において,単調解の大域的構造がパラメータに関してどのように変化するかを決定した.準備中.5)正則ベクトル場と微分形式についての勉強会“Topology of holomorphic vector firlds and forms"を開催し,今後研究課題となりうるいくつかの特徴ある大域的構造を確認した.また,その際の講演をレクチャーノートとしてまとめた.6)係数が時間変数にのみ存在する強双曲系の1階編微分方程式系について,相似変換で各点的にFuchsianに移せること示した(論文[3]).7)半線形楕円型方程式の正値球対称解の構造を元の方程式から導かれる常微分方程式の大域的構造を調べることにより調べ,強力な分類定理とその拡張を得た([4,5,6]).8)常微分方程式の差分化から導かれる離散力学系に生ずるカオスについて研究した.
ポリ乳酸をベースとする生分解性ポリエステルの構造と物理的特性に関する研究

本研究では、用途に応じた物理特性や生分解性を持つ生分解性高分子材料を得るために、ポリ乳酸(PLA)に対して、物理的・化学的処理およびポリマーブレンドを行うことにより材料の分子の集合状態(構造)を変え、従来のポリ乳酸では不可能であった幅広い物理特性や生分解性を持たせるための手法を開発することを目標とした。研究の結果表面処理法(アルカリ処現ポリマーコーティング)、ブレンド法(親水性高分子、鏡像異性体ポリマー、相溶化剤の影響、無機微粒子)、多孔化法(相分離を利用)などPLAのみならず種々の生分解性ポリエステルの物理特性や生分解性の制脚のために有効な種々の手法を開発した表面処理は材料の内部を浸食することなく生分解速度のコントロールを可能とし、アルカリ表面処理法は「加速」に、ポリマーコーティングは「減速」に有効であることを示した。ブレンド法は、物理特性や生分解性への効果は、両者の親和性と分解に用いる媒体に依存するが、これらに関して、体系化された情報が得られた。一般的に、親和性が低い材料の添加は生分解を促進する傾向にあることを明らかにしたまた、多孔化は、「ソフト化」と「生分解の促進」に対して極めて有効であることを実証するとともに、多孔化のための新手法として、相分離状態の材料からの選択的水抽出あるいは酵素分解による方法を開発した。PLAの球晶外の「フリーな非晶領域」と球晶内の「束縛された非晶領域」においては、全く異なる分解挙動を示し、分解挙動の制御の際のキーファクターとなること、および結晶性の生分解性ポリエステルのリサイクル法として、高温高圧水による、融点以上における「メルト状態」での加水分解が極めて有効であることをL体のPLAを用いることにより、明らかにした。12年度は、主に以下の2つの項目に関する研究を行った。1.親水性生分解性高分子とのブレンド材料生分解性材料に親水性の異なった材料をブレンドすることは、その親水性および酵素的・非酵素的加水分解特性をコントロールする上で、重要であると考えられる。脂肪族ポリエステル以外の生分解性高分子としては、親水性のポリビニルアルコール(PVA)を選び、疎水性のポリ(L-乳酸)(PLLA)とのブレンドを作製して、乾燥および吸水状態における力学的特性、吸水挙動、親水性、および酵素的・非酵素的加水分解挙動を検討した。その結果、ブレンド中でPLLAとPVAが相分離していること、および乾燥および吸水状態での力学的特性、吸水挙動、および親水性をブレンド比により幅広くコントロールできることが明らかとなった。2.生分解性ポリエステルの多孔化これまでの多孔性生分解性材料の作製は、主に水溶性の無機塩やゼラチンなどの微粒子を用いてブレンド材料を作製し、これから水溶性成分を抽出することにより作製されてきた。しかし、この方法では、前もって特定の粒子径をもった水溶性微粒子を作製する必要があった。本研究においては、水溶性高分子としてポリエチレンオキシド(PEO)を、生分解性ポリエステルとしてPLLAおよびポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)を用い、両者から相分離ブレンドを作製し、これからPEOを抽出することにより多孔性PLLAおよびPCLを作製した。その結果、PEOの分子量とブレンド比により多孔性および孔径の制御が可能であること、およびPCLの場合には多孔性を上げることにより無孔性PCLの1/10の弾性率をもったソフトな生分解性材料の作製が可能であることが明らかとなった。本研究課題では、物理的処理法および生分解ポリマーとのブレンド法などを用いて、幅広い物理特性と生分解性をもったポリ乳酸を中心とするポリラクトン類をベースとする生分解高分子性材料の開発を目的として研究を行った。研究成果は、以下の通りである。

(1)融解後の熱処理パラメータ(温度、時間)を変えて、ポリ(L-乳酸)(PLLA)の高次構造を制御することにより、酵素的・非酵素的加水分解挙動を制御することが可能であることを示した。(2)種々の溶解性パラメータをもった溶媒中で、PLLAを膨潤処理することにより、熱処理を行うことなく物理特性を制御できることを明らかにした。この処理では、PLLAのp溶解性パラメータ値と離れた溶解性パラメータ値をもった膨潤溶媒中での処理が、破断伸度やガラス転移温度を上昇させる上での効果が高かった。(3)親水性のポリビニルアルコールを添加することにより、PLLAのプロティネースKを用いた酵素的加水分解およびリン酸緩衝液中での非酵素的加水分解を著しく加速できることを示した。(4)ポリ乳酸のL体とD体をブレンドすることにより、ステレオコンプレックス化にすると材料強度が上昇し、リン酸緩衝液中での非酵素的加水分解の抑制することを明らかにした。(5)水溶性のポリエチレンオキシド(PEO)とポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)とのブレンドから、水によりPEOを選択的に抽出することにより多孔化したPCLを作製した。多孔化することによりPCLのソフト化および単位重量当たりのリパーゼを用いた酵素的加水分解速度およびアルカリ加水分解速度を上昇させることが可能であることなどを示した。13年度は、主に以下の4つの項目に関する研究を行った。1.ポリ(L-乳酸)の酵素的加水分解挙動の高次構造依存性ポリ(L-乳酸)(PLLA)フィルムのproteinaseKによる酵素的加水分解速度は、結晶化度(x_c)<30%では、結晶化度の増加とともに著しく低下するが、x_c≧30%においては、低下が緩やかになることがわかった.これは、x_c<30%では、分解速度の高い球晶外のfreeな非晶領域が主に加水分解されるが、x_c≧30%では、分解速度の低い球晶内の結晶領域間の非晶領域が主に分解されることによる。2.ポリ(L-乳酸)の高温加水分解挙動および高次構造依存性PLLAのリン酸緩衝液(97°C)中の加水分解挙動においては、体温における結果と比較して高次構造の影響は小さいが、結晶化度が高いほど分解速度が高いことを明らかにした。3.ポリ乳酸の酵素的加水分解に与える分子構造および光学異性体間のポリマーブレンドの影響PLLAのproteinaseK存在下での加水分解速度は、分子量の低下とともに増大すること、および分解は、endo的およびexo的に進行することが明らかとなった。L-乳酸含率が30%以上、L-乳酸連続単位数が3以上、D-乳酸連続単位数が10未満であれば、proteinase Kによる分解は有意に加速された。また、4より多いD-乳酸連続単位の存在が、L-乳酸連続単位の分解を阻害することが、明らかとなった。4.酵素を用いた多孔化proteinase Kを用いた場合、ブレンド比[PLLA/ポリ(ε-カプロラクトン)(PCL)]が50/50または30/70であれば、PLLA/PCLブレンドから100%PLLAが分解・除去された多孔化PCL材料が5日後に得られたが、lipaseを用いた場合には、12日間以上分解を行ってもPCL相の分解・除去は不十分であった。14年度は、主に以下の4つの項目に関する研究を行った。
イギリスおよび国際連盟の婦女子売買禁止問題への取り組みに関する研究

国際連盟は、社会・人道分野でも多くの任務を負っており、本研究で取り上げた婦女子売買禁止問題もそのひとつであった。本研究では、イギリス公文書館、英国図書館、ロンドン大学政治経済学院図書館などが所蔵する資料を利用して、イギリス及び国際連盟がこの問題にどのように取り組んだのかを調査した。「国際連盟の対中技術協力とイギリス1928-1935年」、「帝国の興亡と人の移動--国際連盟が見た中国のロシア人女性難民」といった論文を執筆し、国際連盟が東アジアにも非常に関心を持っており、この地域への積極的な介入を試みていたということを明らかにした。平成18年度は、9月20日から27日、平成19年3月4日から8日にかけロンドンに滞在し、大英図書館、英国公文書館などで関連資料の閲覧、収集に当たった。とくに1930年代の国際連盟の婦女子売買禁止問題への取組み、それに対するイギリスの対応に関する資料を収集した。また関連して、国際連盟の保健衛生面における中国援助問題に関する資料も収集した。保健衛生面の資料を参照したのは、以下のような理由による。人身売買の犠牲になった婦女子は往々にして売春に従事させられることが多かった。関連する二次文献(たとえば藤目ゆき『性の歴史学』や福田真人『日本梅毒史の研究』など)により、売春問題-公娼制度の存続-梅毒などの性病管理問題の関連が明らかとなった。このため、保健衛生面の資料を参照したのである。保健衛生に注目した結果、1928年以降、国際連盟が中国に対し当該側面での援助をおこなっていたことがわかった。これは、性病ではなく、より広く伝染病全般への対処・検疫制度確立などに関する援助であったが、資料を読み解いていったところ、興味深い問題を発見することができた。対中援助において活躍した国際連盟のライヒマン保健部長の活動に、当時の日本が非常に強い不快感・不信感を抱いていたということである。これは当時の国際連盟と東アジアに関し重要問題と考えられるので、現在、ライヒマン保健部長の活動を1928年から1935年までまとめ、それに対する日本とイギリスの反応を整理して論文を執筆している。平成19年度中に発表できるようにつとめている。本年度は,まず,昨年収集した資料をもとに執筆した論文「国際連盟の対中技術協力とイギリス1928-1935年」を完成させ,服部龍二・土田哲夫・後藤春美編『戦間期の東アジア国際政治』所収の1章として発表した。また,この論文に基づき,11月17、18日開催の史学会第2日目に「国際連盟の社会人道面における活動と日英」と題して報告した。また,「国際連盟の婦女子売買禁止問題」に,より密接に関連した研究を遂行すべく2次文献の収集,読解等を進めた。平成20年2月19日から3月6日にかけてはイギリスに赴き,主としてイギリス公文書館,大英図書館,ロンドン大学図書館で関連資料,文献の収集につとめ,3月7日に帰国した。「婦女子売買問題」は非常に多岐にわたるが,今年度,後藤が最も注目したのは,ロシア革命に難民として中国に逃れたロシア人女性に関する問題である。ロシア人難民の中には日本に来た者もあり,そのうち,芸術の素養めある人々が教育面で貢献したことなどが知られている。しかし,難民の圧倒的多数は貧窮状態に陥っていた。国際連盟では,この状況が1931年の満州事変勃発,「満州国」建国以来悪化したと考えられた。一方,連盟は婦女子売買問題に関する調査団をアジアに派遣したが,この報告書はまさに満州事変問題と同時期に連盟で議論された。婦女子売買問題に関する連盟での論は,人権への強い関心に基づく善意によってなされたのであるが,一方で,アジア人の中の白人女性に注目し,連盟に集まった入々の人種意識という限界も垣間見せるものであった。本年度は、国際連盟が扱った婦女子売買禁止問題のうち、昨年度以来注目しているロシア革命後に難民として中国に逃れたロシア人女性に関する問題につき調査を続けた。成果は、「帝国の興亡と人の移動--国際連盟が見た中国のロシア人女性難民」(仮題)として2010年刊行予定の木畑洋一・後藤春美共編著『帝国の長い影--20世紀国際関係の変容』の一章として発表すべく務めており、現在ほぼ執筆を終えたところである。この論文の内容に関しては、2008年12月9日に行われた不平等条約改正研究会(東京大学社会科学研究所五百旗頭薫准教授主催)で報告した。2009年3月28日にはオクスフォード大学セントキャサリンズ校神戸インスティテュートで行われたオクスフォード・神戸ワークショップViolence and Statehood in Europe and Japanでも英語で報告した。

また、婦女子売買問題をはじめとする社会人道問題に関わった個々人(たとえば国際連盟社会セクションの長を務めたイギリス人女性レイチェル・クラウディなど)や民間の篤志団体(アソシエーション)にも関心を持ち、関連する二次文献を読み、2009年2月25日から3月15日にかけてはイギリスに赴いて一次資料の収集を行った。この問題に関しては、現段階でまだ具体的成果を生み出すには至っていないが、今後も継続して関連する課題に取り組んでいきたいと考えている。
脊髄損傷による瘢痕形成の制御を目指したターゲット分子特定への網羅的アプローチ

現在、損傷脊髄内で神経再生を阻んでいる主要要素の一つに破壊された局所に形成されるグリア瘢痕が含まれることが知られている。このグリア瘢痕の主成分はアストロサイトと線維芽細胞、さらに細胞外基質である。脊髄とよく比較され、再生能力が旺盛な末梢神経ではこのような瘢痕が形成されず、髄鞘形成細胞であるシュワン細胞が増殖して損傷部を充填し、その中を再生軸索が進んでいくと考えられている。そこで、本研究では脊髄でこのグリア瘢痕形成の問題を解決する方法として、(末梢神経のシュワン細胞に相当する)中枢神経の髄鞘形成細胞オリゴデンドロサイトの増殖を誘導して組織を安定化するアプローチをまず検討した。まず、ターゲットとなるオリゴデンドロサイトの初代培養系の確立に成功し、in vitroで細胞機能の解析が可能となった。次いでオリゴデンドロサイトが十分な増殖因子存在下で未分化形態を維持し、増殖することに着目した。細胞の機能制御には分化の誘導あるいは未分化の維持をコントロールする必要があるが、これまで細胞増殖と未分化維持とを別個に研究した報告は少ない。我々は増殖因子シグナルの下流に細胞の未分化維持機構があると考え、細胞周期制御因子CyclinD1に着目した。CyclinD1及び、その変異体の機能解析を培養系への遺伝子導入によって行った。その結果、CyclinD1分子は細胞周期とは別経路で未分化維持に寄与していることが明らかとなった。今後、この知見を実験動物の精髄損傷モデルに導入しグリア瘢痕形成への影響を検討する。さらに他の未分化関連因子を網羅的にスクリーニングするために、確立したオリゴデンドロサイト初代培養系を利用しDNAマイクロアレイによる解析を行った。その結果未分化オリゴデンドロサイト特異的な分子を多数同定することができた。今後個々の分子の機能解析を行っていくこととなる。本年度は、まずマウス中枢神経系からのオリゴデンドロサイト初代培養系を確立することを目指した。採取する齢・部位を検討したところ、胎生16日大脳から比較的安定してオリゴデンドロサイト前駆細胞が回収された。接着力の差を利用し、また一晩振とうすることによって、ニューロン・アストロサイト・ファイブロブラストを除去し、目的とする細胞の純度を上げることができた。細胞の純度を確認するためオリゴデンドロサイト系譜の細胞に発現する転写因子Olig2に対する抗体を用いて免疫染色を行なったところ、陽性細胞率は80%であり、実験を行うにあたって充分な純度のオリゴデンドロサイト前駆細胞が得られた。一匹の妊娠マウスから得られる胎児15匹を用いて、およそ1x10^7個のオリゴデンドロサイト前駆細胞を得ることができた。その後甲状腺ホルモンを含む分化誘導培地をもちいて培養を継続し、MBP,CNPaseといった分化マーカーの蛋白発現と形態的な変化が観察された。CNPaseはMBPに比べ早期より発現が上昇しており、分化初期のマーカーとして利用できることが分かった。オリゴデンドロサイトは中枢神経において髄鞘の形成を担い、損傷後の組織修復を目指す上でこの細胞の増殖、分化誘導は必須である。今回確立した実験系を用いてオリゴデンドロサイトの増殖・分化制御の生化学的解析が可能となった。損傷脊髄組織内では多様な炎症性サイトカインが発現し、オリゴデンドロサイト前駆細胞は増殖するも、分化・成熟が抑制されていると考えられている。

今後は、サイトカイン添加、あるいはレトロウイルスやアデノウイルスを感染させ細胞周期関連分子など様々な細胞内シグナル分子を遺伝子導入することによって、オリゴデンドロサイトの分化促進に働く分子制御を検討する予定である。昨年度確立したマウス由来オリゴデンドロサイト初代培養系を用い、中枢神経の修復過程で重要な役割を担うオリゴデンドロサイトの解析を進めた。まず、オリゴデンドロサイト前駆細胞に対しPDGF,FGF2の増殖因子を添加し、分化に対する影響を検討した。さらに増殖因子によって活性化される細胞内シグナルを阻害剤によって選択的に遮断し、その影響を分化マーカー(MAG,PLP)の発現変化を通じて検討した。その結果、増殖因子によって活性化される細胞内シグナルのひとつであるMAPキナーゼ経路が分化に対して抑制的に働くことが明らかとなった。一方で、同じく増殖因子によって活性化されるPI3キナーゼ経路の活性化は分化に必要であることがわかった。MAPキナーゼはこれまで増殖を促進するシグナル経路として知られてきたが、オリゴデンドロサイト前駆細胞の分化を抑制するメカニズムは明らかではない。損傷脊髄内でオリゴデンドロサイトの分化を制御する上で、このメカニズムの解明は重要であるためMAPキナーゼ経路に関連する分子の機能を遺伝子導入によって検討した。オリゴデンドロサイト前駆細胞に対する通常の発現プラズミドによる遺伝子導入効率は極めて低いため、レトロウィルスベクターによる導入を行なった。MAPキナーゼ関連分子として、増殖に関与することが知られているサイクリンD1に着目し、その遺伝子を組み込んだレトロウィルスベクターを作成しオリゴデンドロサイト前駆細胞に遺伝子導入した。分化マーカーのメッセンジャーRNAレベルを測定したところ、サイクリンD1を強制発現したオリゴデンドロサイト前駆細胞はコントロールの細胞に比べ発現が低下していることが明らかとなった。この知見は増殖を制御する分子が同時に分化も制御するというメカニズムを示唆している。今後サイクリンD1による分化制御メカニズムの解明進めて行く予定である。現在、損傷脊髄内で神経再生を阻んでいる主要要素の一つに破壊された局所に形成されるグリア瘢痕が含まれることが知られている。このグリア瘢痕の主成分はアストロサイトと線維芽細胞、さらに細胞外基質である。脊髄とよく比較され、再生能力が旺盛な末梢神経ではこのような瘢痕が形成されず、髄鞘形成細胞であるシュワン細胞が増殖して損傷部を充填し、その中を再生軸索が進んでいくと考えられている。そこで、本研究では脊髄でこのグリア療痕形成の問題を解決する方法として、(末梢神経のシュワン細胞に相当する)中枢神経の髄鞘形成細胞オリゴデンドロサイトの増殖を誘導して組織を安定化するアプローチをまず検討した。まず、ターゲットとなるオリゴデンドロサイトの初代培養系の確立に成功し、in vitroで細胞機能の解析が可能となった。次いでオリゴデンドロサイトが十分な増殖因子存在下で未分化形態を維持し、増殖することに着目した。細胞の機能制御には分化の誘導あるいは未分化の維持をコントロールする必要があるが、これまで細胞増殖と未分化維持とを別個に研究した報告は少ない。我々は増殖因子シグナルの下流に細胞の未分化維持機構があると考え、細胞周期制御因子CyclinD1に着目した。CyclinD1及び、その変異体の機能解析を培養系への遺伝子導入によって行った。
アルヴェン波の異常分散と群速度に関する研究

異常分散領域で「群速度」が光速を超えてしまう基本的な問題を、アルヴェン波の中性粒子による異常分散を利用して、理論、実験の両面から解決しようというのがこの研究の目的である。実験は波束パルスを小型アンテナに入射することによりシア・アルヴェン波波束を励起し、磁力線に沿って伝播させ、波束のピーク速度、中心周波数の変化を磁気プローブで測定した。その結果、中心周波数が異常分散領域近傍では波束のピーク速度は従来の群速度より大幅に下回り光速を超すことはなく、一方中心周波数は伝播とともに低周波側にシフトすることがわかった。これら二つの特徴を、田中等によって最近理論的にもとめられている新しい波束の平均速度と比較した結果、誤差の範囲でよい一致をみた。また、この理論では従来の群速度の定義と異なり、中心周波数の変化を考慮しているが、この中心周波数の変化を実験条件を基に焼き直して実験結果と比較した結果、中心周波数の低周波側へのシフトも理論と極めてよい一致を見た。以上より、アインシュタインの特殊相対性理論がでて以来90年間に渡り様々な議論を呼びながら未解決であった「群速度」の問題がこの研究により解決をみたといってよいであろう。この研究の目的は以上でほぼ達成されたが、残された問題として、中心周波数が吸収共鳴周波数近傍でかつブロードスペクトルな波束を入射した場合、波束の分裂が実験的に観測されている。この分裂も新理論を根拠に解決できるものと考え、現在更に研究を進めているところである。
波長帯域別のス-パ-パルスレ-ザによる細胞破壊に関する研究

本研究は、紫外、可視、赤外における波長帯域別のス-パ-パルスレ-ザ-の細胞破壊作用のメカニズムを解明し、かつ本レ-ザ-の医療応用に関する基礎的研究を行うことを目的とし、以下の成果を得た。(1)ス-パ-パルスレ-ザ-の細胞破壊作用に関する研究ス-パ-パルスレ-ザ-を照射した筋肉組識を、電子顕微鏡で観察すると、赤外ではほとんど変化が見られなかったが、可視(緑)ではミトコンドリアの膨化が、紫外ではミトコンドリアの空胞変性が見られ、本レ-ザ-を使用すれば波長帯域別に細胞内において破壊される微小器官が検出可能であることが分かった。(2)ス-パ-パルスレ-ザ-の組識破壊作用に関する研究ス-パ-パルスレ-ザ-を照射した肝臓および腎臓組識を、組識学的に検討したところ、ス-パ-パルスレ-ザ-の組識破壊作用は、赤外では熱による組識の変性が、可視(緑)および紫外ではレ-ザ-による直接的作用もしくは衝撃波の発生による組識の変性が関与すると考えられた。(3)ス-パ-パルスレ-ザ-の外科的応用に関する研究(1)脊髄内視鏡レ-ザ-手術:ヤギの頚椎・胸椎・腰椎を用い、脊髄の微小空間において試作極細径内視鏡下に、ス-パ-パルスレ-ザ-を用いて神経根切断術が可能であることを実験的に示すことができた。(2)関節鏡視下レ-ザ-手術:豚の膝関節を用いて、関節内諸組識に対するス-パ-パルスレ-ザ-の作用を検討し、波長・パルス幅・ピ-ク出力を変化させることにより、組識切離・蒸散・組識接着がそれぞれ可能な条件があることが分かった。(3)心臓内レ-ザ-手術:経内視鏡的に心臓の弁形成を行う手法を考察し、人摘出狭窄層帽弁に各種レ-ザ-を照射して、適切なレ-ザ-の種類および照射条件を検討した。本研究の目的は、非常に高いピーク出力と非常に短いビーム時間幅を持つスーパーパルスレーザーの生体組織における作用を明かとし、その細胞破壊メカニズムを解明し、医療応用に関する基礎的研究を行うことである。本年度は以下の研究を行った。1)波長帯域別スーパーパルスレーザーの発振と光ファイバーによる伝達赤外域においては、パルスYAGレーザーの基本波(1064nm)を、可視領域においてはその2倍波(532nm)を、紫外領域においてはその3倍波(355nm)およびエキシマレーザー(308nm)を用いるが、これらのレーザーは既に基礎発振実験を終え、動物実験用に導光路を設置したところである。また、医療応用には光ファイバーによる伝達が必要であるが、いずれの波長帯域においても非常に高いピーク出力によりファイバー端面が破損することがわかり、その破損閾値と最大伝達エネルギーおよび伝達効率に関し現在検討中である。2)生体細胞におけるスーパーパルスレーザーの作用紫外域においては、まずエキシマレーザーによる実験を行った。エキシマレーザーでは熱作用の非常に少ない組織破壊が可能であり、走査型電子顕微鏡による観察により破壊組織表面の組織が剥がれ飛ぶように破壊されている所見を得た。また、透過型電子顕微鏡による観察により、細胞破壊作用の原点は細胞内のミトコンドリアの選択的破壊にあり、それに熱作用が加算された結果細胞は破裂するように破壊することがわかった。赤外および可視域においては、パルスYAGレーザーの基本

波およびその2倍波の照射実験を現在行っているところである。現在までのところ、紫外域以外の赤外域、可視域においても同様に熱作用の非常に少ない組織破壊が行えることが分かり、電子顕微鏡による細胞内小器官の破壊状態に関する相違を検討中である。波長帯域別ス-パ-パルスレ-ザ-は、パルスYAGレ-ザ-にQスイッチをかけて発振するジャイアントパルス波を基本波とし、それにレ-ザ-光波長変換素子を用いて第二高調波および第三高調波を発振させ、それぞれ赤外(基本波1064nm)、可視(第二高調波532nm)、紫外(第三高調波355nm)帯域のス-パ-パルスレ-ザ-を得た。ス-パ-パルスレ-ザ-の組織作用としては、エネルギ-密度を高くすると3波長とも熱作用の非常に少ない組織破壊が可能であり、波長が短いほど破壊力が大きいことが分かった。エネルギ-密度を低くし、発振周波数を高くすると熱作用が顕著になってくるが、その作用は波長が長いほど熱作用が大きいことが分かった。また、止血作用に関しては、赤外、可視領域においてパルス幅を大きくすることにより可能であった。以上より、ス-パ-パルスレ-ザ-では、エネルギ-密度、発振周波数およびパルス幅の3つの作用関数の適切な制御により組織破壊における破壊作用や熱影響が制御可能であることが示された。ス-パ-パルスレ-ザ-の細胞破壊作用としては、赤外(1064nm)帯域においてはほとんど作用を認めなかったが、可視(532nm)および紫外(355nm)帯域においては、細胞内小器官に作用をおよぼしていることが電子顕微鏡を用いて観察された。細胞内小器官のうち作用を受けるものは、主としてミトコンドリアであり、可視(532nm)ではミトコンドリアの膨化変性が、紫外(355nm)ではミトコンドリアのポップコ-ン状の空胞変性が観察された。以上より、これらの光を吸収する物質は主としてミトコンドリアに集中しており、ミトコンドリアが光に最も敏感であることが示された。以上の結果を基にして、現在、ス-パ-パルスレ-ザ-の一般および特殊外科的応用に関する基礎研究を行っている。平成2年度は、以下の研究を行った。(1)ス-パ-パルスレ-ザ-照射による組織変性所見と波長・パルス幅・ピ-ク出力との関係に関する解析。家兎肝臓およびパルスYAGレ-ザ-(赤外・可視・紫外)を用い、各波長帯域別にス-パ-パルスレ-ザ-を照射し、ピ-ク出力およびパルス幅を変化させた場合の組織変性所見を比較検討し以下の結果を得た。(1)赤外(1064nm)では、同エネルギ-でもピ-ク出力が低く照射時間の長い方が変性組織の深さが深く、熱の蓄積効果が出たものと考えられた。また、核の凝集、細胞の萎縮が起こっていた。(2)可視(532nm・緑)、紫外(355nm)では、同エネルギ-でもピ-ク出力が高く照射時間が短い方が変性組織の深さが深く、熱影響よりもむしろレ-ザ-による直接的作用もしくは衝撃波の発生による影響が考えられた。また、可視では細胞の融解が、紫外では細胞の破砕がみられた。(2)ス-パ-パルスレ-ザ-の外科的応用に関する基礎的研究主として、特殊外科における応用に関する検討を行った。(1)脊髄内視鏡レ-ザ-手術:エキシマレ-ザ-(紫外・308nm)およびヤギの頚椎・胸椎・腰椎を用い、脊髄の微小空間において試作極細径内視鏡下に、神経根切断術が可能であることを実験的に示すことができた。(2)関節鏡視下レ-ザ-
三次元複雑乱流の構造解明のための速度・圧力ハイブリッド計測技術の開発

平成24年度の研究活動では、当初の研究実施計画通り、PIVと静圧プローブによる変動圧力計測の組み合わせによる速度・圧力同時計測手法の開発について主に研究を行い、それと並行して去年度に引き続き、熱線流速計と静圧プローブの組み合わせによる同時計測手法を用いた円柱後流における速度・圧力相関計測に関する研究を引き続き行った。以下に、それぞれにおける研究成果をまとめる。円柱後流における熱線流速と静圧プローブを用いた計測に関する研究では、23年度における研究活動により、実験による計測結果と数値シミュレーションによる計算結果が概ね良好な一致を得る事が出来たが、物理量の一部において実験と数値シミュレーションの十分な一致が得られなかった。24年度の研究活動では、もう一つのテーマに並行して引き続きこの点に関して詳細に検討を行った。実験と数値シミュレーションの詳細な比較により、両者の結果の不一致は、計測中に速度と圧力の信号の間に生じた小さな時間差が原因であることが分かり、その時間差を修正すれば実験と数値シミュレーションに良好な一致を得る事が出来た。これより、熱線流速と静圧プローブを組み合わせた速度・圧力同時計測手法の信頼性をさらに確かめることが出来きた。PIVと静圧プローブの組み合わせによる計測手法の開発では、23年度で準備を整えた研究室既存の流路を用いて、ステレオPIV、高速度カメラを用いた時間分解PIV、それぞれと静圧プローブを組み合わせた速度・圧力同時計測を試みた。PIV計測と圧力計測の同期、静圧プローブによるレーザー光の反射などの技術的な問題点を解決し、同時計測を試みたが、静圧プローブが計測する圧力の変動の大きさが期待される値よりも小さく、良好な結果が得られなかった。水中における静圧プローブを用いた変動圧力計測の精度をさらに向上させるため、水中計測専用の静圧プローブを新たに試作し、水中における計測系の動的特性を調べる手法を開発した。計測系の動的特性を把握し、それに基づいた修正を計測された圧力に施すことで、計測された圧力変動が期待されるような値を示し、数値シミュレーションや空気における実験結果とも良好な一致を示した。水中において静圧プローブを用いて変動圧力を計測例はこれまで無いため、静圧プローブを用いた計測手法の適用範囲を広げる上でこれは重要な成果である。平成23年度の研究活動は、当初の研究実施計画を一部変更し、「静圧プローブの形状が計測に与える影響に関する研究」と「ステレオPIVと静圧プローブの組み合わせによる速度・圧力同時計測技術の開発」の2つの研究テーマに関して研究活動を行った。前者の研究テーマは当初の計画では平成22年度中に終了する予定であったため、交付申告書の研究実施計画には記載されていないが、速度・圧力同時計測技術を確立するうえで重要な知見が得られる研究であるため、当初実施計画に記載した研究計画の一部よりも優先し、23年度も引き続きこのテーマに関する研究を行った。静圧プローブの形状に関する研究では、様々な形状の静圧プローブを熱線プローブと組み合わせ、その計測結果を比較することでプローブの形状の違いが計測に与える影響を実験的に調査した。その結果、静圧プロープの径や受圧孔の形が計測結果に主に影響を与える事を明らかにした。また、同条件の流れ場の数値シミュレーションを行い、計測結果の妥当性を評価した。この研究により、静圧プローブの形状が計測に与える影響に関する知見が初めて得られ、数値シミュレーションとの比較によって計測結果の妥当性が確かめられた。これはまだ実施例が少なく、計測手法として発達段階にある速度・圧力同時計測の技術をより確かなものにするうえで重要な成果である。ステレオPIVと静圧プローブとの組み合わせによる速度・圧力同時計測の研究では、当初の研究計画通り、同時計測の準備段階として水中における変動圧力計測を行い、そのノウハウを蓄積した。静圧プロープと微差圧計を用いて研究室所有の水路において翼端渦における変動圧力計測を行い、別の作動流体を空気とする風洞において行った翼端渦の変動圧力計測と定性的に一致する結果を得た。これにより、ステレオPIVと静圧プローブによる同時計測手法の開発に必要な準備をほぼ整えた。PIV計測と圧力計測の同期、静圧

プローブによるレーザー光の反射などの技術的な問題点を解決し、同時計測を試みたが、静圧プローブが計測する圧力の変動の大きさが期待される値よりも小さく、良好な結果が得られなかった。水中における静圧プローブを用いた変動圧力計測の精度をさらに向上させるため、水中計測専用の静圧プローブを新たに試作し、水中における計測系の動的特性を調べる手法を開発した。計測系の動的特性を把握し、それに基づいた修正を計測された圧力に施すことで、計測された圧力変動が期待されるような値を示し、数値シミュレーションや空気における実験結果とも良好な一致を示した。水中において静圧プローブを用いて変動圧力を計測例はこれまで無いため、静圧プローブを用いた計測手法の適用範囲を広げる上でこれは重要な成果である。有意な成果は得られているものの、当初の計画では平成22年度中に終了する予定だった研究テーマに多くの時間を費やし、当初の計画に記載した研究計画の一部を変更したため。静圧プローブの形状が与える影響に関する研究では、未だに計測結果の一部において実験と数値シミュレーションの間で一致が得られていないため、この原因に関して更なる調査を行う。また、ステレオPIVと静圧プローブによる速度・圧力同時計測の研究では、当初の研究計画に記載した通り、23年度の研究活動で確立した水中での変動圧力計測とスデレオPIV計測を組み合わせ、速度・圧力同時計測を行う。
1940-50年代の日本における民衆芸術運動に関する比較文化史的研究

戦中戦後の日本国内におけるサークル運動研究に関する総括を行うとともに、在外日本人たちが主体となって展開された外地における民衆芸術運動の実態について調査と分析を行い、両者がどのように関連づけられるかについて考察を進めた。外地の運動については、戦時下米国の強制収容所で刊行されていた『ハートマウンテン文芸』等の雑誌、1950年代初頭に中国東北部地方の炭砿地域で刊行されていた雑誌『ツルオカ』を発掘調査することによって調査を進めた。以上の調査分析によって、戦中戦後をまたぐ民衆芸術運動の歴史的再定位を行うことが出来た。本研究の課題に係わるものとしては「文化と記憶のポリティクス」と題されて東京外国語大学で行われたワークショップで報告を行うとともに、戦後民衆運動運動という共通の研究対象を持つ研究者たちと今後の共同研究についての打ち合わせを行った。また2015年1月初旬から3月初旬まで客員教授として滞在した米国シアトルのワシントン大学においては、戦前戦時期における米国日系移民のサークル雑誌、および戦時期の米国における強制収容所内において刊行されていたサークル雑誌について調査を行うとともに、日本の戦後サークル運動を研究している研究者の報告を聞いて、意見交換を行うことも出来た。このほか関連する分野で、近代詩人の戦争責任に係わる論考、戦時期と戦後における国文学研究と文学研究の倫理的問題に関して考察した論考を刊行した。また現代詩の創作者と研究者を招聘して近現代詩の翻訳に関するワークショップを開催し、戦後民衆文化運動と戦後詩の関係についても議論を行うことが出来た。当該年度においては戦時期の民衆文化運動の特殊な事例としてアジア太平洋戦争勃発後のアメリカ合州国における日系移民の強制収容所における文学表現を収容所(Internment of Japanese Americans)内で発行されていた日本語雑誌と英字新聞を分析することを通して考察した。特にハートマウンテン収容所で刊行されていた『ハートマウンテン文藝』とトゥリーレイク収容所で刊行されていた『鉄柵』の詩歌、特に短歌表現を分析し、両者の比較考察を行った。戦後のサークル運動研究も同時に並行して行い、その調査を総括した報告を2015年11月1日、名古屋大学で開催された第9回戦後文化運動合同研究会にて「労働の中から書くこと」と題して行った。この報告も同研究会が主体となって編集刊行される論文集に今年度には掲載される見込みである。さらに今年度に繋がる調査として中国の北京および黒竜江省において戦争直後の満州における留用者が刊行していた雑誌『ツルオカ』の調査を行った。アメリカ合州国、ドイツおよび中国において調査研究が進み、研究計画時当初の構想をこえた拡がりのある国際的研究へと発展する可能性が高まってきたことが確かめられた。これまでの戦後サークル運動の研究も一区切りできる見込みが立ってきた。さらに勤務先の予算を取得して構築した共同研究会のウェブサイトには未発表資料のアーカイブを組み込むことが出来たので、調査した資料の活用と共有のシステムが向上したことも特記できる。最終年度には、前年度に着手した旧満州の留用日本人の調査と研究を継続し、その中間報告としてUCLA(アメリカ合州国)で開催されたTrans Pacific Workshopで、調査完了している事項について報告を行い、ペーパーとしてまとめた。このペーパーは現在準備を進めている黒竜江省鶴崗の炭砿施設で日本人留用者が刊行していた雑誌『ツルオカ』の解説文に組み込まれる予定である。この他、この主題については大阪大学・神戸大学の研究者と研究会を開いて情報交換を行った。さらに最終年度の2月に北京を再訪し、『ツルオカ』関係者への追加的な聞取りを行った。2016年と17年の二度にわたったこの聞取りはテープ起しを進めており、いずれ資料として復刻版に組み入れられる予定である。また日系移民の強制収容所内での文芸活動についての研究は、その時代に先行する日系移民一世の詩人たちの活動について研究を行い、加えて米国の戦時下の特務機関OSS(Office of Strategic Services)で活動したジャーナリスト詩人の活動についても調査を行い、それらの成果は『現代詩手帖』に連載している「二十世紀日本語詩を思い出す」の論考として発表した。研究期間を通じて、国内のサークル詩や民衆芸術運動についての従来の研究を継続発展させることにまして、これら〈外地〉での、とくに戦争の時代が日本人や東アジアの人々に強いることになった留用や強制収容などの、特殊な環境の中での民衆芸術運動に研究が発展することになった。このことは戦後の文化運動を一国主義的な狭い視野から解き放って、より国際的な視野から捉え返す作業としての意義を持つと考えている戦中戦後の日本国内におけるサークル運動研究に関する総括を行うとともに、在外日本人たちが主体となって展開された外地における民衆芸術運動の実態について調査と分析を行い、両者がどのように関連づけられるかについて考察を進めた。職場を異動したために新しい環境に適応するのに時間がかかり、研究環境が大幅に変化したために調査研究の方法も従来通りで行えていないことが挙げられる。また2ヶ月ほど海外に長期で滞在して現地での教育にも関わったため、日本国内では十分な調査の時間が得られなかったことも理由の一つである。今年度は最終年度となるので、これまでの研究成果を論文化したり口頭発表してまとめることを中心的に行う。

国際的な比較研究は当初からの目的の一つでもあったので、今年度は海外の研究者との議論や意見交換の場を持つことが出来ればと考えている。昨年度から着手した中国旧満州における日本人留用者による文化活動の調査は今年度も継続する。留用者が刊行していた雑誌『ツルオカ』についてはデータ化がほぼ完了しているが、まだ所在がわからない欠号が1冊あり、その調査は引き続き行うとともに、関係者へのインタビューも継続する。日本近代文学・文化史本年度中に当該課題に関わる調査を進め、現在までに収集保管している資料の整理も合わせて行い、論文を執筆し、また他の研究者とともに共同で開催される当該課題に関するシンポジウムに出席して報告も行うことも予定されている。当初計上されていた謝金・人件費を当該年度においては使用しなかったこと、翻訳料等その他に支出が傾斜して他の費目の支出が抑えられたことによる。初年度については勤務先の異動があったため、新しい研究環境で科研費を使用してのプロジェクトの遂行にやや遅滞が生じて、当初の予定通りの支出額には至らなかった。また、米国における調査が予定されていた旅費を支出せずに済んだことも理由に挙げられる。今年度は資料のPDF化等で謝金・人件費を使用する見込みであり、最終年度であるので研究のまとめに必要な費目に前年度不使用分を合わせた金額を支出する予定である。海外での調査旅費にあてる。米国で調査を行うとともに成果報告を行うほか、韓国およびドイツでも可能ならば調査を行う。
水蒸気の起源解析モデルを用いた梅雨期豪雨災害の規模推定に関する研究

本研究課題では、同位体領域気候モデルを用いて、日本域における降水や水蒸気の起源を推定した。モデルと観測値とを比較したところ、モデルは日本における降水の同位体比の季節変動と空間分布を良く再現しており、現実に近い大気水循環場を再現していることが示唆された。夏において解析したところ、水蒸気d-excessは梅雨前線の進行に伴う大気安定度の指標となる可能性が見出された。冬については、日本海側における降水のd-excessは冬季モンスーンの強度や日本海からの寄与率を反映しており、降水のd-excessから逆算できる可能性が見出された。梅雨期における豪雨は、熱帯や東シナ海を起源とする水蒸気が強い南西風によって持続的に梅雨前線帯に流入することによりもたらされる。しかしながら、どの海域で蒸発した水蒸気が、どのくらい降水システムに熱や水を供給しているのかは明らかにされていない。そこで、本研究課題では、水の相変化によって変化する降水の安定同位体比と最新の水蒸気の起源解析モデルを利用して、各起源域から蒸発した水蒸気が梅雨期における降水システム(大きさ100km以上)へどのくらい水蒸気や熱を輸送しているのかを調べる。観測された降水の安定同位体比をデータ同化した場合としない場合とで、同位体領域気候モデルに与える影響に違いがあるのかを確認するため、今年度は、同位体領域気候モデルの降水の安定同位体比の再現性を確認した。再現性を確認するに当たり、空間解像度を10km, 30km, 50kmと変えて再現実験を行った。その結果、どの実験でも、東日本・太平洋側における1月の降水の安定同位体比を過小評価していることがわかった。この過小評価は、2013年1月15日ごろに発達した爆弾低気圧による降水量を過小評価していたためと考えられた。夏季に関しては、どの解像度で行った再現実験で行った結果の間に大きな違いはなかったが、9月の台風に関連したイベントの降水の安定同位体比に関しては、空間解像度が最も高い10kmの実験の再現性が最も良かった。これまでの研究成果によって、同位体領域気候モデルによる日本において観測された降水の安定同位体比の検証が終了し、水蒸気トレーサー実験による水蒸気の起源解析の準備を進めている。現在のところ、境界条件の準備が整ったため、来年度以降は、これらデータを用いて、水蒸気起源の第一推計を行うことができるようになった。申請時の計画では、今年度はデータ同化変数の追加を予定していたが、モデル検証と水蒸気トレーサー実験の進捗が想定より進んだため、研究課題申請時とは研究の順番を変えた。今年度は、4件の研究発表と1件の国際学会を行った。本年度は、1計算効率の上昇とデータ出力削減を目的としたモデルへの水蒸気トレーサーの追加、2起源域から蒸発した水の同位体比計算スキームの実装、3データ同化なしの場合における日本における水蒸気起源の推定に取り組んだ。水蒸気の起源解析は、1回のシミュレーションにつき、2つの起源域から蒸発した水蒸気をトレースすることがでるが、複数の起源域で計算する場合、その計算効率や出力データの容量が問題となる。そこで、モデルを改良し、1回のシミュレーションにつき複数の起源域から蒸発した水蒸気をトレースできるようにした(1)。同時に、複数の起源域から蒸発した水蒸気の量だけでなく、それが持つ同位体比を計算できるようなスキームを開発した。水蒸気の同位体比は、雨を降らせるほど低くなる性質があるため、凝結に伴う潜熱開放による熱の変化量とその水蒸気の同位体比との関係を調べることができるかもしれない(2)。最後に、データ同化の有無の影響を調べるために、データ同化なしの場合における日本域の水蒸気起源を推定した。初期解析の結果、夏季は太平洋やインド洋、冬季は日本海、東シナ海、太平洋北西部から蒸発した水蒸気が降水に大きく寄与することがわかった。既往研究の結果も踏まえ、日本における降水起源についてレビューをまとめた。また、特に冬季を中心に、降水同位体比と起源との関係を調べたところ、気圧配置の変化に伴って同位体比の値や卓越する水蒸気起源の変化を明らかにし、国際誌に投稿した。データの詳細な解析やモデルの大幅な改良を進めることができた。これにより、今年度は国内誌に1本のレビューが採択され、また冬季を対象とした水蒸気起源の解析結果を国際誌に投稿した。今年度は特に、起源域から蒸発した水蒸気の同位体比を計算できるスキームを導入できたのが大きな成果の1つである。これにより、本研究課題提出時に想定していた以上の情報を抽出できる可能性があるだろう。降水のd-excess(δDー8Xδ18O)は、そのもととなる水蒸気が蒸発する時の湿度状態を反映し、水蒸気の輸送過程において保存されていると考えられておいるため、降水の起源域を診断するトレーサーとして用いられている。既往研究より、日本域における降水のd-excessに地域性が見られることが報告されているため、本年度はデータ同化による降水の起源域推定の精度向上が特に見込まれる冬季日本域を対象に、同位体領域気候モデルを用いて2000-2010年を対象に降水や水蒸気の起源を推定し、それらの関係性を地域ごとに整理した。冬季日本域における降水は、主に冬型の気圧配置下で日本海側にもたらされる冬季モンスーン型と、南岸低気圧や日本海低気圧によって日本全域にもたらされる温帯低気圧型とに大別される。

これら2つの降水パターンにおける降水の起源および降水のd-excessを推定し比較した結果、日本海側における降水は冬季モンスーン型の傾向が顕著なほど、日本海から蒸発した水蒸気の寄与が大きく、また降水のd-excessが高くなることがわかった。その一方、太平洋側や九州では、冬季モンスーン型に降水がほとんどないため、そのような傾向が見出されなかった。これは、日本海側における降水のd-excessから、日本海起源域の水蒸気がどのくらい寄与しているかを推定できるだけでなく、冬季モンスーン強度を推定できる可能性があることを意味する。このような情報は、水同位体から得られるプロキシ情報を解釈する際に有用であろう。本研究課題では、同位体領域気候モデルを用いて、日本域における降水や水蒸気の起源を推定した。モデルと観測値とを比較したところ、モデルは日本における降水の同位体比の季節変動と空間分布を良く再現しており、現実に近い大気水循環場を再現していることが示唆された。夏において解析したところ、水蒸気d-excessは梅雨前線の進行に伴う大気安定度の指標となる可能性が見出された。冬については、日本海側における降水のd-excessは冬季モンスーンの強度や日本海からの寄与率を反映しており、降水のd-excessから逆算できる可能性が見出された。今後は、用意した水蒸気トレーサー実験の境界条件を用いて、同位体領域気候モデルによる水蒸気起源の推定を行う。これにより、研究計画達成に向けた解析手法を考察することができ、データ同化していない場合における水蒸気起源の第一推計値を推定することができる。同時に、モデルにデータ同化変数を追加することを行う予定である。今後は、データ同化変数に降水の同位体比や水蒸気起源に関する変数を追加し、降水同位体比のデータ同化を踏まえた領域気候モデルによる理想化実験と実際のデータを用いたデータ同化実験を行う。同位体水文気象学本研究手法を海外において適応することができるかを検討するため、海外での降水の安定同位体比の観測研究を考えている。観測研究を実施するに当たり、数回の国内での研究打ち合わせを行う必要がでてきたため、旅費が発生し、その結果、当初予定していたワークステーションおよびデータデバイスの購入を翌年度にずらすため、次年度使用額が生じた。今年度購入を計画していた大規模データシステムを購入を予定し予算を積立ていたが、ノートPC故障により、新規PCを購入し、予算に差額が生じてしまった。ワークステーションおよびデータデバイスの購入を検討している。差額分と次年度予算とを合わせて大規模データシステムの購入を検討している。
低酸素適応応答機構における和漢薬の標的分子と病態変化の解析

近年、生体の低酸素状態とそれに応答する低酸素誘導因子(HIF)の活性化が注目され、末期腎不全においても重要な影響を及ぼしていることが報告されている。本研究では、八味地黄丸の腎不全ラットへの影響をHIFの関与に着目して検討した。その結果、八味地黄丸は尿蛋白を減少し、腎皮質中のHIF蛋白量を増加した。さらに、低酸素下で尿細管上皮培養細胞を用いて活性成分を検索したところ、シンナムアルデヒドとペオノールにHIF蛋白量の増加作用が認められた。1.腎障害モデルにおける八味地黄丸の効果:5/6腎摘ラットを作成し、八味地黄丸を220mg/kg/day投与する低用量群と660mg/kg/day投与する高用量群に分けて1週間飼育した。その結果、八味地黄丸高用量群で、カンデサルタン3mg/kg/dayと同様の尿蛋白の減少効果を認め、八味地黄丸に急性の腎障害に対する腎保護作用があることが示唆された。さらに、腎を摘出し、本研究課題である低酸素適応応答機構に及ぼす影響について解析中である。2.培養内皮細胞を用いた各種生薬・活性成分による低酸素誘導因子関連因子の発現解析:上記作用機序を解明するため、八味地黄丸の構成生薬に関して培養内皮細胞(TR-BE細胞)を用い、活性主体の検索を実施した。その結果、八味地黄丸添加により、低酸素下(N_2 94%,CO_2 5%,O_2 1%)培養細胞におけるHIF-1α,HIF-2α,VEGFR(血管内皮成長因子受容体)の発現抑制作用が認められた。現在、構成生薬に関して同様の検討を実施しており、さらに活性成分の検索に発展させる予定である。3.関節炎モデルにおける桂枝茯苓丸の効果:Lewis ratを用いアジュバント関節炎ラットを作成し、これまでの基礎研究で明らかであった桂枝茯苓丸(3%一般飼料に混入)を4週間経口投与し、関節腫脹の程度や血中の炎症性物質を測定し漢方薬の関節炎に及ぼす影響を検討する。現在、飼育中であり桂枝茯苓丸投与終了後、関節や腎組織を摘出し低酸素誘導因子関連因子の発現解析をおこなう。その結果:八味地黄丸高用量群で、カンデサルタン3mg/kg/dayと同様の尿蛋白の減少効果を認め、八味地黄丸に急性の腎障害に対する腎保護作用があることが示唆された。さらに、腎組織中のHIF-1αは、Control群に対して高用量八味丸群で有意な上昇を認めた。その標的遺伝子でああるVEGF、Glut-1も、Control群に比べて高用量八味丸群で有意な上昇を認めた。2.培養細胞を用いた各種生薬・活性成分による低酸素誘導因子関連因子の発現解析:上記活性成分と作用機序を解明するため、八味地黄丸の構成生薬に関して近位尿細管上皮細胞(NRK-52E)を用い、活性主体の検索を実施した。その結果、桂皮の主要成分であるcinnamaldehydeと牡丹皮の主要成分であるpaeonolにHIF-1α増加作用のあることが明らかになった。現在、その作用機序を検討中である。3.関節炎モデルにおける桂枝茯苓丸の効果:Lewis ratを用いアジュバント関節炎ラットを作成し、これまでの基礎研究で関節炎に有効性が明らかであった桂枝茯苓丸(3%一般飼料に混入)を4週間経口投与し、関節腫脹の程度や血中の炎症性物質を測定した。抗炎症作用はわずかであったが、現在、低酸素誘導因子関連因子の発現解析を実施中である。1.培養細胞を用いた各種生薬・活性成分による低酸素誘導因子関連因子の発現解析:これまで我々は、八味地黄丸が低酸素誘導因子(HIF)の関与による腎保護作用を有することをこれまで明らかにしてきた。今年度は、低酸素下においてラット近位尿細管上皮細胞を用い、八味地黄丸の活性成分と作用機序を検討した。八味地黄丸に含まれる8種類の生薬を近位尿細管上皮細胞に添加し、HIF-1αmRNAとHIF-1α蛋白量、その標的遺伝子である血管内皮成長因子(VEGF)と糖輸送担体-1(Glut-1)mRNAを測定した。その結果、低酸素下6時間の培養で、桂皮と牡丹皮にHIF-1αmRNAの増加を伴わないHIF-1α蛋白量、VEGFとGlut-1mRNAの増加を認めた。さらに、それらの主成分であるケイヒアルデヒドとペオノールにも同様の作用を認めた。