hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
牛糞尿の堆肥化における熱回収システムの開発

以下、熱回収について言及する。発酵堆肥から生じる熱量を1)水分蒸発に伴う熱量2)空気昇温による熱量3)堆肥自身の昇温による熱量4)装置本体から放熱による熱量に整理した。最大熱量は4)の装置からの放熱であり、本実験では全発熱量の97%であった。これは小型実験装置であり、大型化により改良できる。いずれにせよ、熱回収に有利な期間は堆肥化初期であり、好気性発酵期間である。小型堆肥化実験装置「かぐやひめ」(富士平工業製,NFN300)3台を用い,牛糞の堆肥化実験を行い以下の結果を得た。本実験では,水分調節に枯れ葉を使用した。好気性発酵堆肥化では牛糞尿中の微生物による,有機物の酸化分解発酵がまず起こり,この発熱で6080°Cの温度上昇を見る。今回の実験では装置からの発熱量が大きく,3638°Cの上昇であった。発熱により水分の減少,悪臭成分の分解,病原菌や雑草種子の不活性化が堆肥化操作の大事な点である。実験中,堆肥温度,室温,湿度,装置内酸素濃度,装置回収凝縮水アンモニア濃度,堆肥減量率を測定した。水分調節に枯れ葉を使用したとき約60時間後に最大堆肥温度になり,約350時間で室温に低下した。熱回収に有利な時間は10日間であり,牛糞中に含まれる糖質と脂肪質の初期酸化分解発酵期間がこの時間に相当する。この時間の堆肥化装置排気口の酸素濃度は16%以下であった。減少した酸素量が糖質と脂肪質の分解に寄与したものと考えられる。この間排出される凝集水のアンモニア濃度は1232mgN/Lであった。熱回収について言及する。最大熱量は4)の装置からの放熱であり,本実験では全発熱量の97%であった。これは小型実験装置であり,大型化により改良できる。いずれにせよ,熱回収に有利な期間は堆肥化初期であり,好気性発酵期間である。本研究では牛糞尿の好気性発酵によって発生する熱の回収システムの開発を目的として、牛糞尿の発酵堆肥化実験を行い、堆肥化プロセスを通して堆肥化に必要な条件を探った。また実際に熱回収実験も行い、堆肥化への影響を考察した。牛糞の水分は85.8%であり、このままでは好気性発酵は進行しずらいと考えられたため、水分62.4%の戻し堆肥を混合させることで試料水分を78.0%まで低下させた。通気量は牛糞中の微生物の活動に影響を及ぼすため通気量を3条件に設定し、堆肥化実験を行った。堆肥化実験装置「かぐやひめ」の取り扱い説明書によれば、「1m^3の堆積堆肥に対し50Lの通気量が適正」であるため、試料容積からエアーポンプの通気量を0.7L/minとした。もう1つの条件は通気量1.4L/minとし、残りの1条件は1回目の切り返しの前後で通気量を1.4L/minから0.7L/minに変更した場合について行った。以上3条件により通気量の違いによる堆肥温度の変化を調べた。実験開始時かぐやひめのエアーポンプの通気量0.7L/min、及び通気量1.4L/mlであったが、どの条件でも実験開始後温度上昇を示し、約1週間で最高値に達した。以後約3週間かけて緩やかに堆肥温度は低下していった。実験開始から27日後、すべての堆肥温度が室温付近まで低下したため、切り返しを行った。その際微生物による発酵を促進させることを目的として、すべての堆肥に戻し堆肥を新たに各1kg混ぜ合わせた。実験開始から43日後、2回目の切り返しを行い、堆肥温度に大きな変化が見られないため71日目に実験を終了した。通気量0.7L/minの堆肥温度は実験開始から約4日後に最高値38.3°Cに達した。その後約4日間38°Cを維持し堆肥温度は低下していった。
磁気繊毛の開発と小型平面アクチュエータへの応用

本科学研究費補助金により,直径0.2μm,長さ10μmの針状の磁性体が膜面に垂直に無数に並び,膜面に垂直方向に磁界を印加した場合の保磁力が56.25Oe,印加磁界0.5kOeの時に飽和磁化の80%にまで達する垂直磁気異方性を有する組成Fe_5Co_<83>P_<12>のCo基アモルファス磁気繊毛皮膜を作製した.以下にその概要を述べる.・ポア中への磁性体の析出に,従来の交流電解析出を用いた場合,析出の進行と共に,析出駆動源であるポアの底のバリア層のコンデンサ作用が低下し,ポア中に析出する磁性体の長さは3μm程度で飽和し,反磁界を低減するのに十分なアスペクト比が得られなかった.そこで,本研究では,ポアの底のバリア層を除去し,ポアを酸化アルミニウム皮膜の下地アルミニウムまで貫通し,直流電解により,直接,下地アルミニウムへ磁性体を析出した.これにより,高アスペクト比(50)の実現はもとより交流電解析出では困難であったFeCoPのアモルファス合金のポア中への析出が可能となった.・直流電解析出の際の電析浴pH及び電流密度が,膜面に垂直方向に磁界を加えた場合の保磁力に及ぼす影響を検討した結果,両者を低下させるとともに,保磁力が減少することがわかった.さらに,EPMAにより,ポア中の針状磁性体の組成を分析した結果,直流電解析出の際の電析浴pH及び電流密度を低下させると,針状磁性体中のリンが増加していることから,両者を低下させると,非晶質化のためのメタロイド供給源であるリンが増加し,保磁力が減少したことがわかった.・SEMにより,直流電解析出の時間を変えた場合のポア中の磁性体を観察した結果,時間が経過するとともに,下地のアルミニウムの膜面に垂直に針状の析出物が成長していることが観察された.また,その際の磁化曲線の傾きは,析出物の長さが長くなるにつれて,反磁界の影響が低減され,大きくなることがわかった.本科学研究費補助金により,直径0.2μm,長さ10μmの針状の磁性体が膜面に垂直に無数に並び,膜面に垂直方向に磁界を印加した場合の保磁力が56.25Oe,印加磁界0.5kOeの時に飽和磁化の80%にまで達する垂直磁気異方性を有する組成Fe_5Co_<83>P_<12>のCo基アモルファス磁気繊毛皮膜を作製した.以下にその概要を述べる.・ポア中への磁性体の析出に,従来の交流電解析出を用いた場合,析出の進行と共に,析出駆動源であるポアの底のバリア層のコンデンサ作用が低下し,ポア中に析出する磁性体の長さは3μm程度で飽和し,反磁界を低減するのに十分なアスペクト比が得られなかった.そこで,本研究では,ポアの底のバリア層を除去し,ポアを酸化アルミニウム皮膜の下地アルミニウムまで貫通し,直流電解により,直接,下地アルミニウムへ磁性体を析出した.これにより,高アスペクト比(50)の実現はもとより交流電解析出では困難であったFeCoPのアモルファス合金のポア中への析出が可能となった.・直流電解析出の際の電析浴pH及び電流密度が,膜面に垂直方向に磁界を加えた場合の保磁力に及ぼす影響を検討した結果,両者を低下させるとともに,保磁力が減少することがわかった.さらに,EPMAにより,ポア中の針状磁性体の組成を分析した結果,直流電解析出の際の電析浴pH及び電流密度を低下させると,針状磁性体中のリンが増加していることから,両者を低下させると,非晶質化のためのメタロイド供給源であるリンが増加し,保磁力が減少したことがわかった.・SEMにより,直流電解析出の時間を変えた場合のポア中の磁性体を観察した結果,時間が経過するとともに,下地のアルミニウムの膜面に垂直に針状の析出物が成長していることが観察された.また,その際の磁化曲線の傾きは,析出物の長さが長くなるにつれて,反磁界の影響が低減され,大きくなることがわかった.
女性生殖器細胞の増殖、分化、アポトーシス調節におけるアドレノモデュリン発現の役割

adrenomedullinは副腎褐色細胞腫から発見された生理活性物質であり,血管拡張作用のみならず多彩な生物活性を有する.絨毛細胞(cytotrophoblast),黄体顆粒膜細胞ならびに分泌期子宮内膜細胞において,adrenomedullinの存在をmRNAレベルならびに蛋白レベルで確認した.H13年度において絨毛細胞のモデルとなる絨毛癌(JAr)細胞株を用いて,adrenomedullinのJAr細胞における生物学的意義について研究を行い,JAr細胞はadrenomedullinを合成・分泌することをmRNAレベルならびに蛋白レベルで確認した.さらに[^<125>I]で標識したadrenomedullinとJAr細胞との結合能を検討したところ,JAr細胞はadrenomedullinの特異的な受容体を有することが確認した.絨毛cytotrophoblastのモデルとなるJAr細胞でadrenomedullinの特異的受容体の存在が確認されたことより,adrenomedullinがautocrine/paracrine機構を介して絨毛細胞の増殖・分化に関与する可能性が示唆される(The Journal of Clonical Endocrinology & Metabolism 86(8):3958-3961,2001).また,子宮頚部扁平上皮癌(CaSki)細胞においてmRNAレベルでadrenomedullinの存在を確認し,さらに子宮頚部組織におけるadrenomedullinの発現を正常,CIN1,CIN2,CIN3,浸潤癌(扁平上皮癌)で免疫組織学的に検討するとadrenomedullinは正常ならびにCIN病変では発現を認めなかったが,浸潤癌病変で扁平上皮癌ならびに浸潤部位の間質細胞にadrenomedullinの強い局在を認めたことより,adrenomedullinが扁平上皮癌の増殖・浸潤に重要な関わりを持っていることが示唆された(International Journal of Clinical Oncology 6:263-270,2001).次にH14年度では以上の結果を踏まえ,子宮筋細胞,子宮筋腫細胞,顆粒膜黄体細胞に上記のことを確認するため,各々のin vitro培養系を確立し,それぞれの細胞におけるadrenomedullin受容体(結合能)の確認,各細胞の増殖・分化・アポトーシスに及ぼす生物作用について,さらにはadrenomedullin分泌を調節している因子について検討を加えている.adrenomedullinは副腎褐色細胞腫から発見された生理活性物質であり,血管拡張作用のみならず多彩な生物活性を有することが知られている.女性生殖器細胞との関わりでは,既に我々は絨毛細胞(cytotrophoblast),黄体顆粒膜細胞ならびに分泌期子宮内膜細胞において,adrenomedullinの存在をmRNAレベルならびに蛋白レベルで確認している.今回,絨毛細胞のモデルとなる絨毛癌(JAr)細胞株を用いて,adrenomedullinのJAr細胞における生物学的意義について研究を行った.JAr細胞はadrenomedullinを合成・分泌することをmRNAレベルならびに蛋白レベルで確認した.さらに[^<125>I]で標識したadrenomedullinとJAr細胞との結合能を検討したところ,JAr細胞はadrenomedullinの特異的な受容体を有することが確認された.絨毛cytotrophoblastのモデルとなるJAr細胞でadrenomedullinの特異的受容体の存在が確認されたことより,adrenomedullinがautocrine/paracrine機構を介して絨毛細胞の増殖・分化に関与する可能性が示唆される.以上の研究成果はThe Journal of Clonical Endocrinology & Metabolism 86(8):3958-3961,2001に発表した.また,子宮頚部扁平上皮癌(CaSki)細胞においてmRNAレベルでadrenomedullinの存在を確認し,さらに子宮頚部組織におけるadrenomedullinの発現を正常,CIN1,CIN2,CIN3,浸潤癌(扁平上皮癌)で免疫組織学的に検討するとadrenomedullinは正常ならびにCIN病変では発現を認めなかったが,浸潤癌病変で扁平上皮癌ならびに浸潤部位の間質細胞にadrenomedullinの強い局在を認めたことより,adrenomedullinが扁平上皮癌の増殖・浸潤に重要な関わりを持っていることが示唆された.この研究データはInternational Journal of Clinical Oncology 6:263-270,2001に発表した.今後,各生殖器細胞のin vitro培養系を確立し,adrenomedullin受容体(結合)の確認,各細胞の増殖・分化・アポトーシスに及ぼす生物作用について,さらにはadrenomedullin分泌を調節している因子について検討を加えていく予定である.adrenomedullinは副腎褐色細胞腫から発見された生理活性物質であり,血管拡張作用のみならず多彩な生物活性を有する.絨毛細胞(cytotrophoblast),黄体顆粒膜細胞ならびに分泌期子宮内膜細胞において,adrenomedullinの存在をmRNAレベルならびに蛋白レベルで確認した.H13年度において絨毛細胞のモデルとなる絨毛癌(JAr)細胞株を用いて,adrenomedullinのJAr細胞における生物学的意義について研究を行い,JAr細胞はadrenomedullinを合成・分泌することをmRNAレベルならびに蛋白レベルで確認した.

さらに[^<125>I]で標識したadrenomedullinとJAr細胞との結合能を検討したところ,JAr細胞はadrenomedullinの特異的な受容体を有することが確認した.絨毛cytotrophoblastのモデルとなるJAr細胞でadrenomedullinの特異的受容体の存在が確認されたことより,adrenomedullinがautocrine/paracrine機構を介して絨毛細胞の増殖・分化に関与する可能性が示唆される(The Journal of Clonical Endocrinology & Metabolism 86(8):3958-3961,2001).また,子宮頚部扁平上皮癌(CaSki)細胞においてmRNAレベルでadrenomedullinの存在を確認し,さらに子宮頚部組織におけるadrenomedullinの発現を正常,CIN1,CIN2,CIN3,浸潤癌(扁平上皮癌)で免疫組織学的に検討するとadrenomedullinは正常ならびにCIN病変では発現を認めなかったが,浸潤癌病変で扁平上皮癌ならびに浸潤部位の間質細胞にadrenomedullinの強い局在を認めたことより,adrenomedullinが扁平上皮癌の増殖・浸潤に重要な関わりを持っていることが示唆された(International Journal of Clinical Oncology 6:263-270,2001).次にH14年度では以上の結果を踏まえ,子宮筋細胞,子宮筋腫細胞,顆粒膜黄体細胞に上記のことを確認するため,各々のin vitro培養系を確立し,それぞれの細胞におけるadrenomedullin受容体(結合能)の確認,各細胞の増殖・分化・アポトーシスに及ぼす生物作用について,さらにはadrenomedullin分泌を調節している因子について検討を加えている.
メタ記憶に関わる前頭連合野神経機構の解析

眼球運動を利用した遅延反応課題をもとに作成したメタ記憶課題を使用した。この課題では、CRT画面上に設定された8ヶ所のいずれか1ヶ所に呈示される手がかり刺激の位置を数秒間記憶し、反応期にその方向へ眼球運動を行えば報酬が得られる。ただし、遅延期間終了後、反応期に移行する直前に、記憶テストを受けるか回避するかを動物が選択する条件、強制的に記憶テストを受ける条件、強制的に記憶テストを回避する条件のうち、いずれか1条件がランダムに挿入される。課題の難度は、遅延期間に呈示される妨害刺激の数によって操作し、報酬条件はテストを受けた試行とテストを回避した試行の強化率を変えることで操作した。メタ記憶能力の指標となる上記の条件と合致する行動を示した1頭のサルを用い、前頭連合野主溝周辺領域から単一ニューロン活動記録を行った。強制テストに正解した試行の活動を用いて各ニューロンの応答特性を解析したところ、手がかり刺激呈示期や遅延期に方向選択性を示すニューロンが複数存在した。空間情報の記憶に関わるこれらのニューロンについて、サルが自らテストを受けた試行とテストを回避した試行での活動を解析した結果、手がかり刺激呈示期には試行タイプの違いによる活動への影響はほとんど観察されなかった。しかし遅延期には、サルがテストを回避した試行で、強制テスト実行時に観察された方向選択性が消失する傾向が観察された。この結果は、遅延期間活動の方向選択性の強度変化が動物の行動選択の指標になっていることを示唆し、この変化をモニターする仕組みがメタ記憶の神経機構の解明の鍵になることが明らかになった。メタ記憶は,自己の内部で進行している記憶過程のモニタリングや制御を担う認知機能を指す。メタ記憶に関わる前頭連合野神経機構を明らかにするための第一段階として,眼球運動を利用したワーキングメモリ課題を改変し、サルのメタ記憶能力の検討を可能にする新しい課題を考案し,この課題の遂行に際してサルがメタ記憶を使用しているかどうかを検討した。この課題では,サルが手がかり刺激呈示位置を遅延期間中記憶し,反応期にその方向へ眼球運動を行えば報酬を与えた。ただし,遅延期間の終了後,一部の試行では記憶テストを受ける回避するかをサルに選択させ,別の試行では強制的に記憶テストを受けさせた。テストに正解した場合には報酬を与え,不正解の場合には20秒のタイムアウトを与えた。テストを回避した場合には視覚誘導性眼球運動を行わせ, 40%の確率で報酬を与えた。遅延期間に呈示する妨害刺激の数を変えることで課題の難度を変更した。自身の記憶のモニタリングによりテストを受けるか否かの判断をサルが行っていたことを判定するため,(1)自発的にテストを受けた時の成績が強制テストの成績よりも優れているか, (2)試行難度の上昇に伴いテスト回避率が増加するかの2点に着目した。その結果, 1頭のサルがこれら2つの基準に合致する行動傾向を示し、メタ記憶を利用して課題を遂行していることが確認された。そこで,このサルを用いて前頭連合野主溝周辺領域から単一ニューロン活動記録を行い,メタ記憶に関わる神経機構の解明を試みる。
癌を支える癌関連間葉系幹細胞の癌ワクチンへの標的化

新規組換えウイルス作成およびそれを使用した動物実験の大臣確認承認を取得した。これによってようやく次年度実際のウイルス改変過程へと進むことができる。また、改変に必要な遺伝子のクローニングやターゲットベクターの作成を80%程度終えた。クローニングした遺伝子はまず細胞へ導入し、既存のウイルスとの相互関係を検証する予定である。間葉系幹細胞の単離培養は複数回行ったが、実験系の確立にはもうしばらく条件検討を必要とする。間葉系幹細胞と癌細胞の共培養系に使用できる癌細胞も取得した。これは乳癌細胞であり、マウス乳房へ外科的に癌細胞を注入し、腫瘍を形成させる。また、肺転移を起こすことも知られており様々な角度から抗腫瘍効果を測定し検証することができる。実際のマウスへ腫瘍を形成させる実験も順次行う。いまだ準備段階である。ウイルス改変には大臣承認が必要となり、手間と時間がかかった。また、細胞培養も想定より難航しており、条件検討を要する。ただ、着実に研究は進んでおり、準備が整えば、結果は見えてくるものと考えられる。ここまで進めたものを、ひとつひとつ確かめながら着実に進めていく予定である。研究分担者が一人減ってしまった分、代表者が責任を持って請負い進めていく。ウイルス改変とそのウイルスの性質の解析をメインに次年度進める予定である。
科学技術情報社会のライフスキルとしての知識経営能力育成プログラムの開発

本研究の成果は,以下の通りである。1.文献研究(科学教育,科学史,科学哲学,科学社会学,社会学,数学教育関係),海外調査(スウェーデン,デンマーク,イギリス)及び海外研究者の招聘(イギリス)によって,科学技術社会におけるライフスキル及び知識経営能力の概念を明確にした。2.これからの科学技術系人材に求められるライフスキルと知識経営能力の具体像を検討するために,NPOによる環境教育プログラムの実践,科学教育における教師の単元開発過程などに着目し,その参加観察などを通して,ライフスキルと知識経営能力の実態を解明するとともに概念枠組みの精緻化を行った。3.理論的な研究としては,科学技術系人材育成という視点(サイエンスマスター)から,高度科学技術系専門家の人材配置論・人材活用論に取り組み,具体的な提案を行った。4.実践的な研究としては,大学生を対象とした「WebMathmaticaによる数式処理システム」「知のネットワーク化」,高校生を対象とした「環境科学」「科学技術系キャリア発達支援」,中学生を対象とした「博物館実習のナレッジマネジメント」の5つの具体的なライフスキル及び知識経営能力育成のためのプログラムを開発し,実証実験を通した評価を行った。5.本研究のまとめとして,平成13年度日本科学教育学会研究会において,科学教育におけるライフスキルと知識経営能力に関する集中的な議論を行った。本研究の目的は科学技術情報社会のライフスキルとしての知識経営能力育成プログラムを4年間で開発することにある。初年度の平成10年度の研究実績は下記の通りである。1科学技術情報社会における知識経営能力の構造的な特徴の把握科学技術情報社会を生き、21世紀を構築する力として、いわゆる科学技術リテラシーが求められ、それらは基礎的な科学知識、社会における科学技術の位置づけの理解、自分自身と科学技術の産物との関係、意志決定できる力、決定後の結果を受けいれる覚悟、多様な価値観の存在の理解等で構成されることが見いだされた。2学校教育における知識経営能力育成プログラム開発に不可欠な要件の把握学校におけるカリキュラム開発のあり方を附属小学校における児童のアイデアからのピルドアップによる方法、公立中学校におけるネイチャーゲーム導入における課題、高等学校における横断的・総合的な学習活動構築における課題等を実践事例から分析した。そこでは人的なネットワークを構築することのできるコーディネイター的な役割を果たす人(あるいは機関)の必要性が見いだされた。3プログラム開発の試行兵庫県御影高等学校で環境に関する総合的な知の育成を目的とした選択教科「環境科学」プログラムの開発を試みた。履修者と授業者との意識の違いと両者の関係をはかる指導方法の開発を試みた。この試行は吟味・検討され、平成11年度に改訂されたプログラムを試行する予定である。本年度は「知識経営能力」育成プログラムを開発する3年間の研究の第2年目である。本年度は初年度の成果を踏まえて次のような研究を推進した。A.科学技術情報社会に求められる知識経営能力の具体像をより明確にした。本年度は,デンマークとイギリスにおけるジェンダーの視点からの知識経営に関するプログラムをオーフス大学とロンドン大学にて収集した。さらに,科学技術情報社会の現状分析から知識経営の基本的なファクターの分析を行った。B.知識経営能力育成プログラムの開発を試みた。(1)科学技術情報に関わる大学生のための知識経営力育成プログラムの部分的な開発を試みた。(2)高等学校における環境に関する学習を知識経営の観点から構築し,指導者の知識経営力に注目したプログラムの開発を試みた。(3)神戸大学発達科学部附属校間における情報ネットワークの構築にかかる関係者を対象としてネットワーク構築に必要とされる知識経営能力に関する基礎的な知見を見出すことを試みた。C.知識経営能力の評価尺度を明確にするための基礎データの収集を行った。本年度は研究開発の第3年度であり,平成10-11年度の成果を基にして,下記の研究を遂行した。A科学技術情報社会に求められる知識経営能力の具体像をさらに明確にした。この成果の一部を,日本科学教育学会第24回大会(静岡),日本理科教育学会第50回全国大会(宇都宮)等において論文や口頭発表の形で公表した。小川こよって,「サイエンスマスター」育成の観点から知識経営能力の具体像をより詳細に検討した。中島によって,科学史の分析から現代の科学技術社会における科学の営みの特徴明確にした。

小田によって,高齢化社会での知識経営能力の実像を,スウェーデン,デンマークで調査した。特にウプサラ大学において知識経営能力育成のあり方について協議した。B知識経営能力育成プログラムの実験的な試行とプログラムの改訂を行った。この成果の一部を,日本科学教育学会第24回大会(静岡)論文集,人間科学研究,神戸大学発達科学部研究紀要等において発表した。野上を中心として,中学校と高等学校におけるプログラム開発と評価を行った。城を中心として,高齢者によるコラボレーションによる知の流動を実験的に試行した。蛯名を中心として,大学における知のネットワークの実験と評価を試みた。高橋を中心として,情報ネットワーク上での数式を基礎とした知の構築を試みた。平成13年度の研究実績は,以下の通りである。1.科学技術情報社会に求められる具体像の分析科学技術系人材育成ないしは人材配置論の視点から現代社会の現状分析を通して,近未来の人材育成・配置に関する戦略的なモデルを提案した。提案したモデルは,連続的解読モデルであり,このモデルの適用によって,専門家・非専門家という単純な図式から脱却した科学技術リテラシー論が展開できる可能性を示すことができた。また,学校教育における具体的な知識経営の現場を対象とした調査を行い,知識経営の実態が野中のナレッジマネジメント・モデルにおいて記述できることを例証した。これらの分析から,科学技術情報社会に求められる知識経営能力の具体を示すことができた。2.ライフスキルとしての知識経営能力育成プログラムの改訂と開発昨年度に開発した高校生対象の「環境科学」を改訂するとともに,新たに大学生対象の「WebMathmaticaによる数式処理システム」「知のネットワーク化」,高校生対象の「科学技術系キャリア発達支援」,中学生対象の「博物館実習のナレッジマネジメント」などのプログラムを開発し,実証実験を通した評価を行った。3.成果発表平成13年度の日本科学教育学会第25回年会,日本理科教育学会第51回全国大会及び第2回日本科学教育学会研究会において,計7件の研究発表を行った。4.最終報告書の作成上記3の平成13年度第2回日本科学教育学会研究会において集中的な議論を行い,最終報告書の枠組みを決定した。その枠組みに基づいて,ライフスキルとしての知識経営能力の理論的な検討とプログラム開発の事例から構成された最終報告書を作成した。
南・中央アジアの山岳資源管理への地生態学的研究フレームワークの構築

本研究の最終目的は,乾燥環境下にある高山地域において,将来の持続的自然資源の利用と管理の方策を明らかにし,関係国に対して提言を行うことである。南アジアでは,パキスタン北部のフンジェラブ国立公園にあるシムシャール村と公園の外にあるパスー村を主対象地域とした。シムシャール村では,集落が立地する谷と村の人たちが家畜の移牧を行う峠付近とで,気象観測を行った。自然環境の違いから,彼らの生活の基礎となっている移牧が集落周辺では不可能であり,峠付近の放牧地が不可欠であると考えられる。一方シムシャール村は,キーとなる野生動物についての長期的なモニタリングをして,移牧と野生動物保全が同時に成立することを示さねば,国立公園内で彼らの生活の維持を主張することはできない。国立公園の近くに位置するパスー村は,コミュニティ自然保全地域を設けて,トロフィー・ハンティングの導入によって外貨獲得をもくろんでいる。しかしパスー村では,エコツーリズムを導入して,コミュニティ全体にメリットが生じる産業構造を構築することが大事であると結論づけられた。この際,本研究では,カラコルムの地学的資源を有効に利用したジオツーリズムの導入を強調した。ジオツーリズムと生物資源ならびに文化・歴史資源を統合させた,ジオエコツーリズム(地生態学的観光)の開発が,より多くの地域住民にメリットとなる。パミールでは,タジキスタン東部とキルギス南部を対象地域とした。この地域では貧困が大きな問題となっている。貧困ゆえ,野生動物ならびに燃料としての植生がこれまでにない速度で消費されている。こうした貧困地域で自然資源を持続的に利用し,管理するための一つのアプローチとして,カラコルム同様にジオエコツーリズムの導入を進めることが考えられる。本研究では,まず,氷河地形や閉塞湖の湖面変動,動植物分布,自然破壊の現状,観光インフラなどの基礎調査を行った。乾燥環境下にある高山において,温暖化がもたらす水資源環境の変動が,人間生態系(農牧業・自然植生・野生動物)に及ぼす影響を明らかにし,影響の将来予測を行い,将来の持続的自然資源の利用と管理への提言を行うことを目的として,(1)CORONA画像による水資源分布のマッピングの着手(澤柿、岩田),(2)タジキスタン(パミール高原)での予察調査(渡辺・水嶋),(3)パキスタン(カラコルム)での調査(全員),(4)関連文献アーカイブス構築,を行った。CORONA画像の解析は途中段階にあるが,水資源分布に関するローカルな違いを明らかにしつっあり,今後の野外調査に重要な基礎資料とするに充分な成果を得つつある。タジキスタンでの予察調査は6月に実施した。農業の点では少数民族であるワヒ族に焦点をあてることの意義や,野生動物保全を強調したエコツーリズムの導入の必要性と災害管理の重要性が理解できた。パキスタンにおいては,地震後の10月から11月に調査を行ったが,途中地域での政情不安定から,調査予定を早めて帰国せざるを得なかった。このため,予定していた調査がすべて完了したわけではないが,来年度に向けて,氷河,地形,災害,ツーリズム,農業などに関する記載を行うことができた。また,将来的に一般公開できるように,関連文献の収集を行っている。平成18年3月30日に,国連大学会議場において,これまでのまとめと,来年度の計画に関する研究集会を開催する。この際,ドイツ・ゲッチンゲン大学から北海道大学に来ているカラコルムの研究者に講演を依頼し,今後の国際共同研究への展開を模索する。さらに同日,国連大学の研究者らと合同で研究集会を開き,パミールを中心とした持続的自然資源の管理・開発・利用,ならびに社会の持続性に関する議論を行う。

成果の一部は平成18年3月28-29日に埼玉大学で行われる日本地理学会において口頭発表する。乾燥環境下にある高山において,温暖化がもたらす水資源環境の変動が,人間生態系(農牧業・自然植生・野生動物)に及ぼす影響を明らかにし,影響の将来予測を行い,将来の持続的自然資源の利用と管理への提言を行うことを目的として,(1)CORONA・ASTER画像による水資源分布のマッピングをすすめ(澤柿,岩田),(2)タジキスタン(パミール高原)で野外調査を実施し(渡辺・平川・水嶋),(3)パキスタン(カラコルム)で野外調査を行い(渡辺・岩田・水嶋),(4)関連文献アーカイブス構築の拡張,を行った。CORONA・ASTER画像の解析によって,水供給者である氷河の分布を明らかにした。同時に,過去の氷河地形の変動に関してもマッピングを行い,現地で確認をして,パキスタンにおける一部の成果を「氷河観光開発」のための提言につなげた。タジキスタン・キルギスでの調査からは,野生動物・植生・農業・伝統的習慣を核にしたエコツーリズムを導入することで,野生動物保全および植生保全を行いながら地元の住民の生活を維持させて行ける可能性が大きいことが明らかになった。また,将来的に一般公開できるように,関連文献の収集をすすめており,PDFファイル化を行っている。これまでの成果の一部については,平成18年11月18-21日にキルギス共和国ビシュケクで行われた「PALM Project Appraisal Meeting」において口頭発表および地元研究者らとディスカッションを行い(渡辺),平成18年12月22日に日本大学で行われた「中央アジアの戦略的重要性と持続的発展を考える」において口頭発表・パネルディスカッションし(渡辺,水嶋),平成19年2月20日に北海道大学で行われた「Global Land Program国際シンポジウム」にて口頭発表し(渡辺),平成19年2月25-26日に北海道大学で行われた「科研費研究集会」でメンバーが集まり,11件の口頭発表を行った。1.6月26日(日大)および27日(国連ハウス)に国連大学らと中央アジアの持続的山岳資源管理に関する国際シンポジウムを共催し,これまでの成果を発表するとともに,今後の研究の展開について国内外の専門家と議論した。2.CORONA・ASTER画像を用いて,パミール地域(タジキスタン,カラクル湖地域)について,山岳永久凍土の指標地形・氷河を含めた地形学図を作成した。3.タジキスタン,キルギスで34週間の現地調査を実施した。具体的な作業は,1)昨年設置したデータロガーからデータの回収,2)氷河変動および氷河底地形に関する観察・年代測定用サンプル採取,3)氷河観光を含めた“ジオツーリズム"の導入を主とした,持続的山岳自然資源利用の可能性に関する調査,4)農地および土地利用・開発の変化,観光資源調査,生物資源の違法利用などである。ジオツーリズムに関しては国内学会でシンポジウムを主催して,2件の口頭発表を行った。4.パキスタンにおいて,農地および土地利用・開発の変化,家畜の放牧パターンの調査,水利用の現状調査,観光資源調査,エコツーリズムに関する聞き取り調査を行った。成果の一部は国際誌に投稿中。
チタニアナノチューブ／ナノ酸化鉄ピーポッド配向薄膜の創製と光磁気デバイスへの展開

本研究の当初目標は、高密度・高温動作記録デバイス等への応用を目指し、形状を高度に制御した酸化物ナノチューブ内部に、ナノ粒子を高密度に充填した「ナノチューブ/ナノ粒子複合材料」を新規に合成することであった。さらに、これを配向成膜することにより、上記複合材料が高密度に配向したハイブリッド薄膜を創製するとともに、その機能性評価を行うことであった。研究の進展に伴い、材料系については微修正を行ったものの、3年間の研究により当初目標に匹敵する非常にユニークな材料の合成に成功した。具体的には、陽極酸化アルミナ2次元ナノチューブアレイ中にTiO2やBaTiO3等の微粒子を充填し、当初目標に近い構造を実現した。本研究では、高密度・高温動作記録デバイス等への応用を目指し、形状を高度に制御した酸化チタン系ナノチューブ内部に、直径35 nmのナノ酸化鉄粒子を高密度に充填した「チタニアナノチューブ/ナノ酸化鉄ピーポッド」を新規に合成することを目的としている。さらに、これを強磁場中で配向成膜することにより、上記ピーポッドが高密度に配向したハイブリッド薄膜を創製するとともに、磁気力顕微鏡(MFM)等を用いて磁区構造を詳細に評価し、ナノマニピュレータを用いた書き換えや回路形成についての検証を行うことを最終的な目標としている。平成24年度は、「1材料合成」についての検討を引き続いて行うとともに、「2薄膜形成」に関して、磁場配向プロセスの予備検討・考察を行った。1材料合成については、ピーポッドに内包させるために必要な高度に均質な球状粒子を静電噴霧熱分解法により合成するプロセスについて検討した(Comptes Rendus Chimie, 16 [3] 244-251 (2013))。また、ピーポッド作製の予備検討として、細孔径の揃った陽極酸化アルミナをテンプレートとし、サイズの揃った1次元ナノ材料を合成することを試みた(愛須一史、鈴木義和ら、投稿中)。2薄膜形成については、磁場配向プロセスについて、詳細な検討を行った(鈴木達ら、セラミックス,47,4,243-248,(2012))。平成24年度末時点で、1次元TiO2のサイズ制御等を引き続きすすめているところである。本研究の目標は、高密度・高温動作記録デバイス等への応用を目指し、形状を高度に制御した酸化チタン系ナノチューブ内部に、直径35 nmのナノ酸化鉄粒子を高密度に充填した「チタニアナノチューブ/ナノ酸化鉄ピーポッド」を新規に合成することである。さらに、これを強磁場中で配向成膜することにより、上記ピーポッドが高密度に配向したハイブリッド薄膜を創製するとともに、磁気力顕微鏡(MFM)等を用いて磁区構造を詳細に評価し、ナノマニピュレータを用いた書き換えや回路形成についての検証を行うことが当初目標である。平成25年度は、「1材料合成」についての検討を引き続いて行うとともに、「2薄膜形成」に関して、配向化についての検討を行った。当初目標と同等の構造を実現するために、酸化チタンナノチューブ配向二次元膜と類似の構造を有する、多孔質陽極酸化アルミナ膜中に、モデル材料である酸化チタン微粒子(J. Ceram. Soc. Jpn.,121 [10] 915-918 (2013).)、および、強誘電体であるチタン酸バリウム微粒子(J. Mater. Sci. Nanotech., in press)を充填した構造を作製することに成功した。平成23年度は、「材料合成」に特に重点を置いて研究を実施した。ナノチューブ中に内包可能なナノサイズ微粒子の合成プロセスの検証するため、静電噴霧熱分解法によるナノ粒子の合成を実施した(Mater. Res. Bull., 47 (2012) 889およびマテリアルインテグレーション誌2012年3月号)。また、磁場配向については、マトリックスとなるTiO2系材料の磁場配向挙動を調べた。

スリップキャスト法と磁場配向を併用することによりc軸配向したアナターゼおよびルチルが得られることが明らかとなった(J. Ceram. Soc. Jpn., 119 (2011) 334)平成23年度末時点で、チタニアナノチューブの口径制御、および微粒子の重点によるピーポッド化を引き続きすすめているところである。研究計画および交付申請では、「3評価・マニピュレーション」の一環として、「MFMによる磁区構造観察、及びナノマニピュレータによるピーポッドの任意位置への移動」についても提案していたが、研究経費充足率の点から3の部分を縮小せざるを得なかった。平成25年度に改めて検討する予定である。研究代表者の移籍(京都大学→筑波大学)および東日本大震災の影響により、平成23年4月から7月にかけて当初プランよりも約4か月ほどの遅れが発生した。平成23年度末時点では、ある程度遅れを取り戻している。一方、研究代表者の移籍により、結果として研究分担者との地理的距離が近くなったことから、研究チームとしての効率が改善されている。平成24年度以降は研究の加速が見込まれる。1次元ナノ材料の合成、球状微粒子の合成にある程度のめどがついたことから、平成25年度はピーポッドの合成プロセスおよび磁場配向、機能性評価について検討を進めていく予定である。さらに、斜方晶ナノロッドの3軸配向化などについても検討をすすめる予定である。平成24年度は、「薄膜形成」に重点を置いて研究を実施する予定である。「材料合成」については、平成23年度で遅れが生じたピーポッド合成を具体化し、チタニアナノチューブへのナノ酸化鉄微粒子の高密度充填とサイズ制御により、目的とする薄膜形成に足りる材料とする。薄膜形成については、強力永久磁石および電磁石を用いた磁場印加状態のもとで交互吸着法を行うことにより、ナノチューブピーポッドが一方向に配向した配向薄膜の形成を試みる。さらに、物理的手法に比べたデメリットであるスピード性の問題を解決するため、スプレー交互吸着法によるさらなる成膜速度の改善を図る。さらに、実際に作製した配向ピーポッド薄膜について、磁気力顕微鏡(MFM)等を用いた磁区構造観察を行うとともに、ナノマニピュレータ等を用いて、回路形成を目指したピーポッドの任意位置への移動を行うことを検討している。平成24年度未使用額については、3月に購入した物品の支払いが会計処理上4月になったためである。平成25年度では、既存の設備を可能なかぎり有効活用し、新規装置導入に必要な期間・費用を削減するために、小規模の計測器・アタッチメント等を除き新規装置は原則導入しない予定である。消耗品として、材料合成・薄膜形成に必要となる試薬類に加え、作製した薄膜の評価に必要となる走査プローブ顕微鏡の探針等を購入予定である。旅費については、共同研究および研究発表に必要な額を使用する予定である。本提案では、既存の設備を可能なかぎり有効活用し、新規装置導入に必要な期間・費用を削減するために、小規模の計測器・アタッチメント等を除き新規装置は原則導入しない予定である。消耗品として、材料合成・薄膜形成に必要となる試薬類に加え、作製した薄膜の評価に必要となる走査プローブ顕微鏡の探針、ナノマニピュレータ用探針等を購入予定である。
東京湾から太平洋への物質フラックスの季節変動

東京湾口Stn.T1 (35・2、5・N、139・43.5・E、水深800m)の海底上100mに、時系列型セディメントトラップ、流速計、濁度計を設置して、1994年5月1995年10月の1年半の間、1週間毎の沈降粒子フラックス、30分毎の流速、流向、水温、塩分、濁度の記録を得た。その結果、沈降粒子フラックスは春季と秋季に大きくなる傾向がある他に、間欠的に大きくなること、沈降フラックスが大きくなる時に濁度の値も高くなること、間欠的な沈降粒子フラックスの増大は流速の変動とは直接対応していないが、東京湾で大雨が降ることや黒潮流軸の接岸と関係あるらしいことが明らかとなった。また東京湾の流動に関する3次元数値モデルを開発し、過去に観測された水温、塩分、風のデータを用いて、東京湾の四季の残差流の変動を初めて明らかにした。その結果東京湾の残差流の変動は湾北部の反時計回りの循環流と湾央部の時計回りの循環流の季節的な消長により決まっていることが明らかとなった。すなわち湾北部の反時計回りの循環流は春夏にかけて発達し、秋冬にかけて減衰するのに対して、湾央部の時計回りの循環流は秋冬にかけて発達し、春夏にかけて減衰するのである。今後このモデルを用いて懸濁粒子の輸送過程を計算して、湾口で得られたセディメントトラップによる沈降粒子フラックスの時間変動を再現したいと考えている。そして東京湾から太平洋への物質フラックスの季節変動を定量的に明らかにしていきたい。科学研究費の交付決定後、直ちに時系列型のセディメントトラップを日油技研(株)に発注した。そして、購入したトラップと現有しているアーンデラ流速計、アレック濁度計を、1994年11月28日、東京大学海洋研究所淡青丸の研究航海を利用して、東京湾口Stn.TY1(35°2.5・N、139°43.5・E、水深800m)の海底上100mに設置した。設置作業は無事終了した。時系列トラップのサンプルカップの回転は1週間毎に行われ、1週間毎の沈降フラックスの変動の記録が半年間得られる予定である。また流速と濁度の測定間隔は30分毎である。来年5月の同じく淡青丸の研究航海を利用して係留系を回収する予定である。同時に別のトラップ、流速計、濁度計を同じ点、同じ深さに係留して計1年間の記録を得ることにしている。また、東京湾から太平洋への物質フラックスを表現出来る3次元数値モデルを開発した。そしてこのモデルを用いて、東京湾の夏季と冬季の残差流の再現に成功した。来年度トラップの結果が得られた段階で、得られた沈降粒子の化学分析を行って、化学成分の季節変動を明らかにするとともに、得られた物質フラックスの季節変動を数値モデルを用いて再現し、東京湾から太平洋への物質フラックスの季節変動の実態とそのメカニズムを明らかにする予定である。昨年度に引き続き、東京湾口Stn.T1(35・2、5`N、139・43.5E、水深800m)の海底上100mに時系列型セディメントトラップ、流速計、濁度計を設置して、1994年11月1995年10月の間、1週間毎の沈降粒子フラックス、30分毎の流速、流向、水温、塩分、濁度の記録を得た。

また東京湾の流動に関する3次元数値モデルを開発し、過去に観測された水温、塩分、風のデータを用いて、東京湾の四季の残差流の変動を初めて明らかにした。その結果東京湾の残差流の変動は湾北部の反時計回りの循環流と湾央部の時計回りの循環流の季節的な消長により決まっていることが明らかとなった。すなわち湾北部の反時計回りの循環流は春夏にかけて発達し、秋冬にかけて減衰するのに対して、湾央部の時計回りの循環流は秋冬にかけて発達し、春夏にかけて減衰するのである。今後このモデルを用いて懸濁粒子の輸送過程を計算して、湾口で得られたセディメントトラップによる沈降粒子フラックスの時間変動を再現したいと考えている。そして東京湾から太平洋への物質フラックスの季節変動を定量的に明らかにしていきたい。
拡張ポルフィリンの溶液化学的特性と分析化学への応用

ピロールを5つ持つ大環状ポルフィリンのひとつであるサフィリン(H_3sap)を合成し、陰イオンおよび金属イオンとの反応性とそれらのイオンの新しい分析法を研究した。微量のフッ化物イオンと反応し蛍光強度の増大をもたらすので、ppbのレベルフッ化物イオンを定量することができた。この分析法の反応系には金属イオンが含まれていないので、鉄やアルミニウムが多量共存する試料でも、キレート剤の添加によりフッ化物イオンのみを精度よく測定することができた。本分析法を地下水、雨水、河川水及び温泉水中のフッ化物イオンの分析に応用した。この分析法は感度および妨害オンの少なさの点から最高の分析試薬であることが分かった。フッ化物イオンとの反応機構をストップトフロー法で解析した。生成速度は(1.53±0.03)x10^7mol^<-1>dm^3s^<-1>,であり通常の拡散律速のイオン対生成反応に比べて約1000倍遅いことが分かった。これはポルフィリンの歪みが重要な原因であると考えられる。一方亜鉛イオンとの反応は(1.18±0.02)x10^5mol^<-1>dm^3s-1であり、ポルフィリン類の環状配位子の中では最も早い速度定数である。しかし、亜鉛イオンの水分子交換反応に比べて100倍遅い。ピロールを4個持つポルフィリンに比べて反応は約1000倍速い。化学平衡の研究の結果、亜鉛錯体は水素3分子から2個が解離した中性分子であることが明らかとなった。更に、フッ化物イオンとのイオン対は酸性でクロロホルムに抽出されることを見出した。抽出化学種は[H_4sap^+.F^-]であることが抽出のpH依存性から明らかとなった。抽出錯体も蛍光強度の増大をもたらすので、先の水溶液中でのフッ化物の分析法に比べて一層選択性と感度の向上をもたらすことができた。このように、拡張ポルフィリンの特異的化学的特性が明らかとなり、新しい分析法の確立へと展開しつつある。本研究はポリフィリンよりピロール環をひとつ叉はふたつ多く含む大環状配位子(サフィリン)の金属イオン及び陰イオンとの反応性を調べ、新しい分析法を確立しようとするものである。特にサフィリンは10^<-7>Mのフッ化物イオンと反応して蛍光強度の増大をもたらし、多量のアルミニウムや鉄も妨害しなかった。従って、この反応を用いたフッ化物イオンの新しい分析法を確立した。サフィリンは分析法の感度と選択性から見て、フッ化物イオンの最高の定量分析試薬と考えられる。更に、従来のフッ化物イオンの分析では反応が遅いけれども、本反応は数秒で完結するので、迅速分析が可能であった。この研究成果をアメリカ微量分析化学会誌、Microchemical Journal誌に投稿した。平成6年5月号に掲載予定である。購入した蛍光光度計を用いて、水/ジオキサン混合溶媒中でサフィリンの酸解離定数、金属イオンとの生成定数を求めた。またストップドフロー法により金属イオン及び陰イオンとの反応速度を調べた。サフィリンとフッ化物の反応速度は10^7Ms^<-1>と速いにもかかわらず、高いモル吸光係数のためにサフィリンの低濃度での測定が可能であった。

サフィリンとフッ化物イオンとの反応はイオン対生成反応であるが、拡散律速に比べて1000倍遅かった。この結果より、サフィリンがかなり歪んでいることが予想された。サフィリンとフッ化物イオンとの反応はフッ化物イオンと配位子との水素結合が重要であることが分かってきたので、現在非水溶媒中での反応性について研究を進めている。ピロールを5つ持つ大環状ポルフィリンのひとつであるサフィリン(H_3sap)を合成し、陰イオンおよび金属イオンとの反応性とそれらのイオンの新しい分析法を研究した。微量のフッ化物イオンと反応し蛍光強度の増大をもたらすので、ppbのレベルフッ化物イオンを定量することができた。この分析法の反応系には金属イオンが含まれていないので、鉄やアルミニウムが多量共存する試料でも、キレート剤の添加によりフッ化物イオンのみを精度よく測定することができた。本分析法を地下水、雨水、河川水及び温泉水中のフッ化物イオンの分析に応用した。この分析法は感度および妨害オンの少なさの点から最高の分析試薬であることが分かった。フッ化物イオンとの反応機構をストップトフロー法で解析した。生成速度は(1.53±0.03)x10^7mol^<-1>dm^3s-1,であり通常の拡散律速のイオン対生成反応に比べて約1000倍遅いことが分かった。これはポルフィリンの歪みが重要な要因であると考えられる。一方亜鉛イオンとの反応は(1.18±0.02)x10^5mol^<-1>dm^3s^<-1>であり、ポルフィリン類の環状配位子の中では最も速い速度定数である。しかし、亜鉛イオンの水分子交換反応に比べて100倍遅い。ピロールを4個持つポルフィリンに比べて反応は約1000倍速い。化学平衡の研究の結果、亜鉛錯体は水素3分子から2個が解離した中性分子であることが明らかとなった。更に、フッ化物イオンとのイオン対は酸性でクロロホルムに抽出されることを見出した。抽出化学種は[H4sap^+・F^-]であることが抽出のpH依存性から明らかとなった。抽出錯体も蛍光強度の増大をもたらすので、先の水溶液中でのフッ化物の分析法に比べて一層選択性と感度の向上をもたらすことができた。このように、拡張ポリフィリンは従来のポリフィリンや環状配位子とは著しく異なった化学的特性を示すことが明らかとなり、新しい分析法の確立へと展開しつつある。
光イメージングによる癌転移機構解明‐メラノーマがリンパから血流に入る瞬間を捉える-

リンパ浮腫状態のマウス後肢に悪性黒色腫を移植することで、世界で初めてとなる動物での悪性黒色腫in-transit転移の再現に成功した。In-transit転移を生じたマウスはその後早期に遠隔転移を生じることを突き止め、実際の臨床でin-transit転移を生じた症例の予後が悪いことを裏付ける結果となった。リンパ浮腫状態やin-transit転移では、悪性黒色腫は細胞増殖活性が高いこと、リンパ管・血管が増加していることを確認し、in-transit転移症例が予後不良であることの原因の一部を解明できた。【目的】本研究課題は、リンパ節が血流とリンパ流を繋ぐ"道"として作用していることを証明し、その"道"が皮膚癌(その中でも特に悪性黒色腫)の転移にどのように関与しているかを解明することを最終目的としている。そのために、まず今年度は正常なリンパ節の構造と機能をイメージング技術で画像化することを目指した。【方法】研究にはマウスのリンパ節を用いた。まず最初にリンパ節内の血流とリンパ流の分布を調べるために、蛍光物質で標識したゼラチンを血流とリンパ流に乗せて潅流した。蛍光標識ゼラチンは、赤色の蛍光色素と緑色の蛍光色素の2種類を用いて、2色分作成した。一方の蛍光標識ゼラチンをリンパ節の潅流領域の皮下に注射してリンパ流に乗せ、もう一方の蛍光標識ゼラチンを心臓から注入して血流に乗せた。そのリンパ節を摘出した。摘出したリンパ節を薄切し、免疫蛍光染色と組み合わせて蛍光顕微鏡で観察した。【結果】摘出したリンパ節を薄切し、血管およびリンパ洞に対して免疫蛍光染色を行って蛍光顕微鏡で観察したところ、皮下注射した蛍光標識ゼラチンは、リンパ洞内に分布していることが確認できた。同様に心臓から注入した蛍光標識ゼラチンは血管内に分布していることが確認できた。リンパ節内では血流とリンパ流が近接して存在し、お互いに密接に絡み合うように分布していた。2種類の蛍光標識ゼラチンが混ざり合っているところは確認できなかった。【考察】本研究ではイメージング技術を用いることで、一つの画像の中に機能と構造双方の情報を盛り込むことに成功した。その画像からは、リンパ節は血流とリンパ流を繋ぐ道としての役割を果たすために非常に適した構造を有していることが明らかとなった。しかし、実際にリンパ流と血流が混ざり合うところを捉えることはできなかった。【今後の展望】来年度以降は皮膚癌の転移とリンパ節との関係について、研究していく予定である。【目的】本研究課題は、リンパ節が血流とリンパ流を繋ぐ"道"として作用していることを証明し、その"道"が悪性黒色腫の転移にどのように関与しているかを解明することを最終目的としている。今年度はリンパ節が実際に悪性黒色腫の転移にどのように関与しているかをマウスを用いた実験によって明らかにすることを目指した。即ち、リンパ行性にリンパ節へ転移した悪性黒色腫細胞が、リンパ節内の高内皮細静脈から血流に侵入し、遠隔転移を来たすという転移経路の証明である。【方法】腫瘍細胞が転移の過程でリンパ節に到達できない状態では、仮説が正しければ遠隔転移が減少すると考えられる。そのような状態をマウスで再現して、悪性黒色腫細胞を移植し、遠隔転移の発生頻度を観察することとした。局所のリンパ流がリンパ節に到達できない状態というのは、リンパ浮腫に相当する。そのため、マウスの後肢をリンパ浮腫状態にして、足底に悪性黒色腫細胞を移植する実験を行うこととした。マウス後肢リンパ浮腫の作成には、過去にラットのモデルとして報告のあった方法を応用した。鼡径部への放射線照射と、顕微鏡下手術でのリンパ管の結紮・リンパ節の切除、および全周性の膚欠損を作成した。そうしてリンパ浮腫状態となったマウスの足底に、悪性黒色腫細胞を移植した。一定期間経過後にマウスの肺を摘出して肺転移した細胞の量を、通常のマウスと比較した。【結果】蛍光リンパ管造影および脚の周径測定によって、放射線照射と手術操作を組み合わせることでマウスの後肢リンパ浮腫モデル作成に成功したことを確認した。リンパ浮腫マウスの足底に悪性黒色腫細胞を移植すると、通常のマウスと比較して肺転移は増加した。【考察】リンパ節内の血流とリンパ流をつなぐシャントを介して、悪性黒色腫細胞が遠隔転移しているという仮説の証明を目指して研究を行ったが、実際に得られた結果は仮説とは正反対であった。【目的】昨年度までにマウス後肢リンパ浮腫モデルの作成に成功し、同モデル動物へのmelanomaの同系移植の実験系を確立した。