hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ＬＤＬ受容体非介在性の脂質輸送担体を用いたニーマン・ピック病Ｃ型の治療戦略

Niemann-Pick病Type C (NPC)は、コレステロール(C)等の細胞内の脂質代謝・転送の破綻に起因する稀少難病である。近年、環状オリゴ糖シクロデキストリン(CyD)がNPC患児への人道的使用において症状を部分的に改善することが報告されている。しかし、CyD誘導体の選択、投与量・投与間隔の設定、投与経路、併用薬の選択等を含む至適投与プロトコルなどは未だ確立されていない。本研究は、佐賀大学医学部附属病院にて実施しているNPC患児へのCyD療法に対する科学的根拠を提供し、治療の最適化を図ることを目的としている。平成24年度は、前年度に確立したin vitroおよびin vivo評価系を用いて、以下の新知見を得て、臨床現場にフォードバックした。1) CyDは、正常細胞のCバランスに影響を与えない低濃度で、Npc1欠損(Npc1 KO)細胞の遊離型C (FC)を減少させ、エステル型C(EC)を増加させた。その効果には至適濃度が存在した。2) Npc1欠損マウスにCyDを投与すると、体重減少の抑制、肝臓中FCの減少及び延命効果が観察された。3) NPC患児に2-hydroxypropyl-β-CyD (HP-β-CyD)を静脈内及び脳室内投与後のHP-β-CyDの動態パラメータを算出し、in vitro実験で得られた至適濃度条件を考慮した投与プロトコルを提案し、NPC患児の治療に貢献した。現在、CyDの作用機序解明並びに有効性・安全性に優れる候補化合物の探索を継続している。さらに、基礎研究の成果を臨床に逐次フィードバックしつつ、CyDの至適投与条件(投与経路、投与量、有害事象の回避など)を確立するための協働作業を継続している。平成25年度は、前年度に確立したin vitroおよびin vivo評価系を用いて、以下の新知見を得て、臨床現場にフォードバックした。HP-β-CyDはin vivoマウスモデルにおいて、1000-4000 mg/kgの週1回投与で、肝組織中遊離型コレステロール蓄積の軽減およびエステル型コレステロールの補充効果、血清中トランスアミナーゼ活性・肝細胞障害の軽減効果および顕著な生存率改善効果も示した。また、このときのHP-β-CyD血中濃度を測定したところ、0.1-2 mMの範囲で推移していた。HP-β-CyDの安全性を評価することを目的に、NPC1欠損マウスおよび野生型マウスを用いたHP-β-CyDの急性・亜急性毒性試験を行いった。その結果、Npc1ホモ欠損マウスでは野生型と比較し肝傷害、腎障害および肺傷害が顕著に軽減されることを明らかにした。細胞内の脂質代謝・転送の破綻に起因する稀少難病であるNiemann-Pick病Type C (NPC)治療における2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPBCD)の有効性・安全性評価を行った。HPBCD (1000-4000 mg/kg,週1回皮下投与)は、Npc1欠損マウスの病態改善効果を示した。この際、血清中HPBCD濃度は0.1-2 mMの範囲であった。また、Npc1欠損マウスでは、健常マウスと比較して、HPBCD大量投与においても臓器傷害が生じにくいことが明らかになった。本研究は、NPC治療におけるHPBCD投与の最適化に寄与するものと思われる。Niemann-Pick Type C病(NPC)は、コレステロール(Ch)等の細胞内の脂質代謝・転送の破綻に起因する稀少難病である。近年、環状オリゴ糖シクロデキストリン(CyD)がNPC患児への人道的使用において症状を部分的に改善することが報告されているが、CyD誘導体の選択、投与量・投与間隔の設定、投与経路、併用薬の選択等を含む至適投与プロトコールなど、未だ確立されていない。我々がこれまでに蓄積してきたCyD及びその誘導体に関する研究成果を総動員して、臨床の現場と協働作業で、(1)NPC1欠損マウス及びその細胞培養系を用いて、CyD及びその誘導体のLDL受容体非介在性の脂質運搬体としての分子作用機序を明らかにする。(2)その作用機序に基づいてCyD療法に最適なCyD誘導体の選択、投与量・投与間隔の設定、投与経路、併用薬の選択等を含む至適投与プロトコールを確立する。平成23年度は、本研究の遂行に必須である各種実験材料の入手、測定系の構築を行った。NPC欠損CHO細胞およびNPC欠損マウス(BALB/cNctr-Npc1m1N/J)を入手し、これらのモデルにおける遊離コレステロールおよびエステル型コレステロールの測定系を確立した。またNPCマウスモデルの病理組織学的評価により、脳、肺、脾、腎および肝臓の脂質沈着等NPC患者に特有の病理所見を確認した。

現在これらに対し各種CyDの投与を開始している。また、佐賀大学医学部附属病院にて実施しているNPC患児のCyD投与設計(静脈内および脳室内投与)を行いCyD療法の最適化を目指し解析を行った結果、特にCyDによる顕著な副作用もなく状態をコントロール出来ている。平成23年度に、本研究の遂行に必須な各種実験材料の入手、測定系の構築が当初計画以上に進捗したので、平成24年度は、前年度に構築した評価系を用いて、「研究実績の概要」に示したような多くの新知見が得られた。特記すべきことは、CyDによるNpc1 KO細胞におけるCバランスの是正効果に至適濃度範囲が存在することである。さらに、CyDの効果は、CyD環を構成するグルコース数、置換基の種類、置換度などに依存し、現在使用されているHP-β-CyDよりも約10倍低濃度で有意な効果を示す誘導体を見出すことができた。現在、当初の予定を繰り上げ、Npc1欠損マウスに対して各種CyDの投与を開始し、最も有効性・安全性の高いCyDの選択の目処が立った。また、NPC患児におけるHP-β-CyDの静脈内及び脳室内投与後の動態パラメータを算出できたので、当初平成25年度からの開始を予定していた項目であったが、NPC患児へのHP-β-CyDの投与に際して、従来よりも有効で安全な投与条件が設定できた。現在、本研究の成果を基盤としたHP-β-CyDの投与が実施されている。以上より、当初の計画以上に順調に進展していると判断する。平成23年度は、本研究の遂行に必須である各種実験材料の入手、測定系の構築を行った。NPC欠損CHO細胞およびNPC欠損マウス(BALB/cNctr-Npc1m1N/J)を入手し、これらの細胞における遊離コレステロールおよびエステル型コレステロール測定系を確立した。またマウスモデルの病理組織学的評価により、脳、肺、脾、腎および肝臓の脂質沈着等を確認した。現在、当初の予定を繰り上げ、NPCモデル細胞およびマウスに対し各種CyDの投与を開始し、最も有効性・安全性の高いCyDの選定を開始している。また、当初平成25年度からの開始を予定していた項目であるが、佐賀大学医学部附属病院にて実施しているNPC患児の薬物(CyD)投与設計を行い、静脈内投与量の算定、無菌製剤調製法の確立を行っている。更に、世界初の試み(人道的使用、同大病院IRBにおいて承認された臨床試験)として、CyDの脳室内投与を開始し、現在は脳脊髄液中のCyD濃度測定を行い、指摘投与量の算定を試みている。低濃度(1 mM以下)のCyDが、どのような作用機序でNpc1 OK細胞における異常なCバランスを是正するかは明らかになっていない。様々な仮説は提唱されているが、実験的証拠は見出されていない。我々は、CyDの細胞内への取り込みを検討したところ、正常細胞に比べてNpc1 OK細胞へのCyDの細胞内取り込み量が多く、さらに、Cと複合体を形成すると、その取り込み量がさらに増加することを見出した。また、正常細胞とNpc1 OK細胞では、高濃度(10 mM以上)のCyDの細胞膜障害作用に違いがあることを見出した。これらの現象を手がかりに、CyDの作用機序解明に向けて検討を進める予定である。
複雑多様化する無線送電環境のレイアウトを可能にするメタ表面の提案

本申請課題は,円環配列構造のメタ表面を実現し,無線電力伝送システムへ適用することで,システムの高効率化だけでなく,システムの自由度を向上させることを目標としている.30年度は,円環配列構造のメタ表面の設計・基礎特性の把握・磁気壁特性の評価,無線送電システムへの円環配列メタ表面の適用と効果の評価,を達成目標として研究を実施した.円環配列メタ表面の磁気壁特性について,最も基本的な構造として1セルの構造として等脚台形パッチからなるマッシュルーム構造を考え,円環配列した際の分散特性について解析的に検討した.等脚部分の角度を変えた場合の分散特性を解析し,左手系およびバンドギャップ特性を示す事が明らかとなったため,ここまでの研究成果をIEEE AP-S Kansai Joint Chapter and IEEE MTT-S Kansai Chapter合同若手技術交流会2018において報告した.また,磁気壁としての特性を実験的に評価するため,保有する近傍電磁界測定システムを用い,最も顕著に特性が現れる円環配列面上の電磁界分布測定を実施すべく,本申請課題で計上していた広帯域プローブを導入するとともに,その取付冶具および測定・制御プログラムの開発を行った.これらプログラムの評価は,アンテナ指向性を計測することで行っており,2019年度電子情報通信学会総合大会において,その一部を報告している.解析において,解析モデルのアスペクト比の大きさから解を得るために要する時間が大きくなってしまい,ループやコイルを十分に考慮できていない現状はあるものの,測定システムが概ね完成したことから,解析と実験を並行して推進できる状況が整った.提案する構造の種類については,計算リソースの問題からやや遅れが生じていると判断されるが,基礎的な構造2種類については原理と動作の確認に至っている.また,電磁界の計測システムについては,必要な物品は揃い,システムの制御・計測に必要なプログラム開発は,当初の予定より進展していると判断される.総合的にはおおむね順調に進展していると考える.解析なアプローチを加速させる必要があり,不可欠な計算リソースの充実を優先的に計画する必要がある.一方,創成しようとするメタ表面について,基本的な構造のものは試作段階にあるとともに,計測システムも十分目的を達成できるレベルに仕上がっている.今後は,実験的にメタ表面の効果を評価するとともに,新規構造の創成に向けた解析を並行して実施していく.本申請課題は,円環配列構造のメタ表面を実現し,無線電力伝送システムへ適用することで,システムの高効率化だけでなく,システムの自由度を向上させることを目標としている.30年度は,円環配列構造のメタ表面の設計・基礎特性の把握・磁気壁特性の評価,無線送電システムへの円環配列メタ表面の適用と効果の評価,を達成目標として研究を実施した.円環配列メタ表面の磁気壁特性について,最も基本的な構造として1セルの構造として等脚台形パッチからなるマッシュルーム構造を考え,円環配列した際の分散特性について解析的に検討した.等脚部分の角度を変えた場合の分散特性を解析し,左手系およびバンドギャップ特性を示す事が明らかとなったため,ここまでの研究成果をIEEE AP-S Kansai Joint Chapter and IEEE MTT-S Kansai Chapter合同若手技術交流会2018において報告した.また,磁気壁としての特性を実験的に評価するため,保有する近傍電磁界測定システムを用い,最も顕著に特性が現れる円環配列面上の電磁界分布測定を実施すべく,本申請課題で計上していた広帯域プローブを導入するとともに,その取付冶具および測定・制御プログラムの開発を行った.これらプログラムの評価は,アンテナ指向性を計測することで行っており,2019年度電子情報通信学会総合大会において,その一部を報告している.解析において,解析モデルのアスペクト比の大きさから解を得るために要する時間が大きくなってしまい,ループやコイルを十分に考慮できていない現状はあるものの,測定システムが概ね完成したことから,解析と実験を並行して推進できる状況が整った.提案する構造の種類については,計算リソースの問題からやや遅れが生じていると判断されるが,基礎的な構造2種類については原理と動作の確認に至っている.また,電磁界の計測システムについては,必要な物品は揃い,システムの制御・計測に必要なプログラム開発は,当初の予定より進展していると判断される.総合的にはおおむね順調に進展していると考える.解析なアプローチを加速させる必要があり,不可欠な計算リソースの充実を優先的に計画する必要がある.一方,創成しようとするメタ表面について,基本的な構造のものは試作段階にあるとともに,計測システムも十分目的を達成できるレベルに仕上がっている.今後は,実験的にメタ表面の効果を評価するとともに,新規構造の創成に向けた解析を並行して実施していく.
抽象ウィナー空間の複素微分幾何学的構造の研究

近年展開されているマリアヴァン解析に基づく抽象ウィナー空間B上の確率微分幾何学のB観点からすると、Bを決定する再生核ヒルベルト空間HはBの接空間と見なされる。Bが複素抽象ウィナー空間のときにはH上に自然に概複素構造、すなわち、2乗すると-1となるH上の等距離変換Jが誘導される。有限次元多様体上のニューランダ=ニーレンバーグの定理に鑑み、上の逆が成り立つか、すなわち、上の性質をもつ等距離変換Jが与えられたときにそれがB上の複素構造を定めるかどうかは自然な疑問である。本研究において、この問いに測度論的な観点から肯定的に答えることに成功した。また、この概複素構造から複素構造が従うことを用いて、複素抽象ウィナー空間上の正則関数についての研究を概複素構造をもつ抽象ウィナー空間上の正則関数の研究に拡張した。特に、Bの開集合上の正則関数の測度零の集合であるHへの制限(スケルトン)がルベ-グ密度関数を用いて測度論的に可能であること、さらにそのスケルトンが正則関数を一意的に決定していることを見た。これらの結果は、論文にまとめ現在投稿中である。この研究の実施期間中に、マリアヴァン解析の創始者であるポール・マリアヴァン教授が京都大学を3カ月訪問された。この研究の研究旅費を利用して、教授と数回の研究討論をする機会を得た。同教授との討論を通じて、一般の概複素構造を持たない抽象ウィナー空間を複素化する手法を考案し、その手法で複素化された空間の丁度半分の次元を持つ部分多様体の存在を得た。従来のマリアヴァン解析で取り扱われていた部分多様体は余次元有限のものだけであるから、この余次元無限大の部分多様体は非常に興味深い研究対象である。この部分多様体上での確率解析については現在研究中である。
『沙石集』伝本研究

『沙石集』の伝本研究の要となる、内閣文庫蔵本の全翻刻に着手し、完了した。その結果、内閣文庫本は従来、本文系統は略本系であっても、裏書を含めて考えることによって、古態を持つとされる広本系に分類されていたが、裏書の中には『沙石集』の最終段階の形態とされる刊本の生成に利用されたと考えられる記事が豊富にあり、むしろ刊本へと至る略本系統の本文形成に内閣文庫本の裏書が多大に寄与したことが判明した。内閣文庫本は、裏書を足すことによって、広本に近づくのではなく、刊本へ近づいていくのである。同時に、内閣文庫本の裏書記事はすべて無住自身の手になるものであることが判明し、内閣文庫本独自記事の検討から、無住の和歌観、学識の変遷等にも新たな見解を加えることが出来た。また、内閣文庫本の研究と並行して、米沢市立図書館蔵本(米沢本)、京都大学付属図書館蔵本(長享本)の研究を行った。米沢本は『沙石集』伝本中、古態を残す完本であるため、内閣文庫本の研究の比較対照としてその価値を見極める必要性があったためであり、長享本は略本の中で最古の写本であることから、内閣文庫本と同様に広本と略本の関係性を解く鍵となる本であったからである。こちらの研究はまだ継続中であるため、『沙石集』伝本論の中にどのように関わらせていくかは現時点では明らかにできない。最後に、無住と当時の仏教界との交流は、無住が作品に投下した思想にも多分に影響を与えたと考えられるため、愛知県西尾市実相寺の僧侶との関連を中心に考察を行った。成果は近日中に発表の予定である。
環地中海各地の地下居住集落に見られるイスラムの西進と都市の防御性に関する比較研究

パリの建築研究所から、サハラ北部における住居調査の報告書を送付してもらい、地上の中庭住居と、マトマタ等における地下住居の比較をおこなっか。また、イタリア南部マテーラの地下住居に関しては、マテーラの修復、再活性計画を担当しているレンゾー、ピアノ事務所より実測図を入手するとともに、マテーラ市当局との文献交流を行った。フランスの地下住居については、ケンブリッジ大学のヘレン・マリガン氏が来日したのを機に、南フランスの横穴住居、中部にある地下中庭式住居の実測図と、温湿度調査結果について講演してもらった。スペイン、アンダルシア地方の地下住居については、AIAの記録や、ペンシルバ大学のゴラニ教授の研究発表を入手。以上の文献調査より、地下居住が防御と強く結びついていることが明らかになったが、イスラムの西進とどのように関連しているかは、一層の研究を要する。また、各戸の防御性とともに、集落としての防御性については、集落構造の変化をさかのぼって詳細に検討する必要がある。II予備調査茶谷、石川がイタリア南部マテーラを訪れ、将来行おうとしている凧による航空写真、VTR記録の下調べを行なった。また、凧による写真撮影については、上海、徳の島等においても予備的シミュレーションを行い、VTR記録については、コントロール・ユニットの製作をおこなった。以上より、次段階では、アンダルシア、マテーラ、マトマタ等における、空からの映像記録を行い、それを基に、画像処理を行ない、都市としての防御性を解明したい。
慢性関節リウマチの骨破壊に関する研究

慢性関節リウマチ(RA)においては、関節軟骨の破壊と軟骨下骨の骨吸収により関節破壊は進行する。骨吸収は破骨細胞による酸脱灰と、酸性かつ高カルシウムイオン下でのシステインプロテナーゼによる基質分解が主役を演じると報告されてきた。本研究では、matrix metalloproteinase(MMP)遺伝子ファミリーの一分子種であるMMP-9(92KD_aゼラチナーゼ/IV型コラゲナーゼ)について生化学と形態学的手法を用いて研究し、以下の知見を得た。1.MMP-1(コラゲナーゼ)、MMP-2(72KD_aゼラチナーゼ)、MMP-3(ストロムライシン)、MMP-9、tissue inhibitar of metalloproteinases-1に対するモノクローナル抗体を用いてRAと正常関節骨組織における免疫組織化学的局在を検討すると、MMP-9が選択的に破骨細胞中に強く局在した。また、cRNAを用いたin situ hybridizationでも、破骨細胞中にMMP-9のmRNA発現が認められた。2.ヒト骨肉腫細胞(HT1080細胞)株から潜在型MMP-9を精製し、その生化学的特性を検討した。その結果、活性型MMP-9は酸可容性I型コラーゲンのα2鎖を限定分解するのみならず、酸不溶性I型コラーゲンの重合体を分解した。さらに、MMP-9はEDTA脱灰した骨組織中のコラーゲン線維を分解することが電顕的に実証された。MMP-9の至適pHは7.5であるが、pH5.5-6.0の酸性域でも50-80%の活性が保持されていた。また、100mMCa^<++>の存在下でも90%のゼラチン分解活性が認められ、I型コラーゲンの分解活性は50-100mMCa^<++>でかえって亢進した。さらに、潜在型MMP-9をpH2.0で処理した後中性域にもどすと、約15%まで活性化されることが明らかとなった。以上の所見は、破骨細胞によるRA関節の骨吸収にMMP-9が重要な役割を果すことを新たに示している。
リンパ浮腫看護モデルの構築－PCAPS からの展開－

患者状態適応パス(PCAPS)を用いて「リンパ浮腫看護モデル」を構築する目的で研究を行った。まず、わが国のリンパ浮腫臨床の現状を、量的に検討し解決課題を抽出した。次にリンパ浮腫外来を受診する患者および外来担当看護師を対象に、リンパ浮腫臨床の現状を質的帰納的に掘り下げた。量的・質的研究の融合の成果から、PCAPSの<リンパ浮腫臨床プロセスチャート>のシステム変更を行うとともに、質的に導き出した患者の体調管理セルフケアの6項目を組み込むことで、患者の心と身体を網羅したチャートを目指した。平成25年度に実施したPCAPS(リンパ浮腫)の予備調査をもとに,「リンパ浮腫看護モデル(仮案)」<リンパ浮腫臨床プロセスチャートとリンパ浮腫ユニットシート(リンパ浮腫特有の観察項目,セルフケア評価等を含む)>を修正・改変し、「リンパ浮腫看護モデル(案)」を作成した。全国のリンパ浮腫外来をもつ病院(がん情報サービスWebで公表されている95施設)に依頼し、16施設より協力を得た。「リンパ浮腫看護モデル(案)」<リンパ浮腫臨床プロセスチャートとリンパ浮腫ユニットシート(リンパ浮腫特有の観察項目,セルフケア評価等を含む)>を用いたデータを入手・分析し、現状の把握と問題の抽出を行った。得られたデータの問題点を吟味し,「リンパ浮腫看護モデル(案)」<リンパ浮腫臨床プロセスチャートとリンパ浮腫ユニットシート(リンパ浮腫特有の観察項目,セルフケア評価等を含む)>の再検討を行った。平成26年度に再検討した「リンパ浮腫看護モデル(案)」<リンパ浮腫臨床プロセスチャートとリンパ浮腫ユニットシート(リンパ浮腫特有の観察項目,セルフケア評価等を含む)>を用いた研究協力施設は7施設で、患者総数は1000名以上であった。本年度は、この1000名以上のデータから、リンパ浮腫診療ならびに看護の現状把握と問題の抽出を行った。その上で、患者10名以上に半構成的面接調査を行い患者の主観からも現状の把握と問題の抽出を行うとともに、リンパ浮腫外来でケアに携わる看護師8名を対象に半構成的面接調査を実施し、リンパ浮腫専門外来におけるケアの実態を整理した。研究の骨子に関する調査実施については、計画に基づき順調に進捗している。しかしながら、質的データの分析と質的データ・量的データを組み合わせたリンパ浮腫ケアの構造化に遅延が生じている。これについては次年度実施可能であると考えている。最終年度に当たる今年度は、26,27年度に実施した量的研究と2つの質的研究結果の吟味と論文化が中心となった。まず、平成27年度に実施した量的研究(7施設において、婦人科がん治療後のリンパ浮腫患者1364名、乳がん治療後のリンパ浮腫患者720名のデータを収集し、患者の現状とともにリンパ浮腫看護の現状を把握した)の結果の吟味から、対象患者の初診時病期は2期が一番多い(上肢リンパ浮腫患者では6割強、下肢リンパ浮腫患者では8割強)ことを明らかにすることができた。さらに、患者の7割強が蜂窩織炎を発症していることが見いだされた。治療法による効果の検討では、下肢リンパ浮腫患者においては、圧迫療法のみと圧迫療法+MLDに有意差は認められなかったことから、MLDは周囲径減少の因子にならないことが明らかにできた。また、2つの質的研究(1看護師8名へのインタビュー調査で、がん術後リンパ浮腫患者への看護の特徴として5項目を見出すことができた。2リンパ浮腫患者16名へのインタビュー調査で、がん術後リンパ浮腫患者の体調管理セルフケアの特徴について6項目を見出すことができた)の結果を、先の量的研究の結果と融合させ、患者状態適応パス(PCAPS)へ組み込むことで、平成26年度に策定した「リンパ浮腫看護モデル(案)」の洗練を図った。従来、リンパ浮腫看護は,関連する医療従事者が所有する情報の粒度の違いや,考慮すべき要素の多さ(リンパ浮腫は発症部位に病期混在がしばしばみられること,セルフケア確立がままならなくなった場合やリンパ浮腫増悪時期も多々存在すること)から,複雑なプロセスを辿るケースが多く,その全体像を端的に適切に把握することは困難であったが、今回の問題点の多角的吟味の結果、リンパ浮腫看護の可視化に近づけることができた。今後、患者が簡便に活用できる方法の検討等、患者還元に向けた方略を探求したい。研究の骨子に関する事項の実施については,計画に基づき,ほぼ順調に進捗している。しかしながら、当初予定していた国内外における、本研究をめぐる最新情報の入手のための,研究者・研究機関との情報交換において,若干の遅滞が生じている。これについては,次年度に実施していくことは可能であり,この遅滞によって研究の全体的進捗に大きな齟齬や弊害を生じさせないものと考えている。

質的データ・量的データを組み合わせたリンパ浮腫ケアの構造化を試みる。分担研究者と有機的に協働して研究をすすめる計画である。28年度が最終年度であるため、記入しない。がん看護学初年度の研究実績(リンパ浮腫ケアの実態から捉えたリンパ浮腫看護モデル原案の検討)は,いわばマスで捉えたリンパ浮腫ケアの姿である。今年度は,リンパ浮腫患者から個別の経験を収集し,帰納的にリンパ浮腫ケアの構造化を試みる計画である。したがって,質的研究が中心となるため,分担研究者と有機的に協働していく計画である。質的データ・量的データも膨大となり分析に時間を取られたことから、研究計画の進捗が遅れたために生じた未使用額28年度が最終年度であるため、記入しない。国内外における最新情報入手のための研究者・研究機関との情報交換を計画していたが,当初計画していた国外の研究者の希望日程に,日本放射線看護学会学術集会(当方が学術集会長として学術集会を主催した)が重複したため,国外研究者・研究機関との情報交換は延期せざるを得なくなった。分析人数を増やし分析をスムーズに進め、論文化して国内外の学会で発表する。国内外の最新のリンパ浮腫医療・看護情報を入手する。
摂食時の姿勢が嚥下機能に及ぼす影響に関する研究

嚥下機能に障害がある患者への対応の一つとして、嚥下時の姿勢による誤嚥の会費が行われている。この姿勢による誤嚥回避については、試行錯誤による経験によって最も適切な姿勢が設定されている。したがって、姿勢の変化による嚥下機能の変化を定量的に評価できるならば、的確な嚥下時の姿勢指導ができるようになると考える。そこで、嚥下時の姿勢が嚥下機能におよぼす影響を検討することとした。本研究の被験者として、顎口腔系機能に自覚的他各的に異常が認められない個性正常咬合を有した本学男子教職員10名を選択した。なお、実験はすべての被験者に対してその趣旨を十分に説明し、同意を得た上で開始した。舌運動の観察には、今回購入した探触子を接続した超音波診断装置を用いた。試験食品は、摂食・嚥下機能障害患者に対する食品の粘度調整材として用いられているスムースアップR(フードケア社)を30mlの水に6g溶解したものを使用した。嚥下試験に際しては、3mlの試験食品を一塊として嚥下するように指示した。嚥下時の姿勢に関しては被験者をデンタルユニットに座らせ、座位、30度仰臥位、仰臥位の3種類に規制した。座位では健常者が嚥下を行う頭位であり、30度仰臥位では介護の現場などに使用されている頭位であり、仰臥位は、寝たきりを想定した頭位である。各頭位ごとに、この試行を3回繰り返した。さらに10名の被験者のうちの5名を対象として、Videoflolografyによる嚥下試験時の同時記録を行い、VF画像による記録結果と、超音波画像による記録結果との一致性について検討を行った。すべての頭位において、S1(第一嚥下音)が常にT4(食塊送り出し開始時点)よりも先行して発現していることが示された。さらに、頭位を座位、30°仰臥位、仰臥位と後方に傾斜させるに従いT4とS1との差が増大する傾向が認められた。なお、座位と仰臥位との間には統計学的な有意な差が認められた(p<0.05)。嚥下機能に障害がある患者への対応の一つとして、嚥下時の姿勢による誤嚥の回避が行われている。本研究の被験者として、顎口腔系機能に自覚的・他各的に異常が認められない個性正常咬合を有した本学男子教職員10名を選択した。さらに、嚥下障害の認められる顎補綴患者2名を被験者とした。

試験食品は、摂食・嚥下機能障害患者に対する食品の粘度調整材として用いられているムースアップR(フードケア社)を30mlの水に6g溶解したものを使用した。嚥下試験に際しては、3mlの試験食品を一塊として嚥下するように指示した。嚥下時の姿勢に関しては、被験者をデンタルユニットに座らせ、座位、30度仰臥位、仰臥位の3種類に規制した。座位では健常者が嚥下を行う頭位であり、30度仰臥位では介護の現場などに使用されている頭位であり、仰臥位は、寝たきり状態を想定した頭位である。各頭位ごとに、この試行を3回繰り返した。全ての頭位において、S1(第一嚥下音)が常にT4(食塊送り出し開始時点)よりも先行して発現していることが示された。このことは、誤嚥が発生していないことを示している。さらに、頭位を座位、30°仰臥位、仰臥位と後方に傾斜させるに従いT4とS1との差が増大する傾向が認められた。なお、座位と仰臥位との間には統計学的な有意な差が認められた(p<0.05)以上の結果から、適切な摂食時の姿勢の確保が誤嚥防止に重要であることが示唆された。嚥下機能に障害がある患者への対応の一つとして、嚥下時の姿勢による誤嚥の回避が行われている。この姿勢による誤嚥回避については、試行錯誤による経験によって最も適切な姿勢が設定されている。したがって、姿勢の変化による嚥下機能の変化を定量的に評価できるならば、的確な嚥下時の姿勢指導ができるようになると考える。そこで、嚥下時の姿勢が嚥下機能におよぼす影響を検討することとした。本研究の被験者として、顎口腔系機能に自覚的・他各的に異常が認められない個性正常咬合を有した本学男子教職員10名を選択した。なお、実験はすべての被験者に対してその趣旨を十分に説明し、同意を得た上で開始した。舌運動の観察には、今回購入した探触子を接続した超音波診断装置を用いた。試験食品は、摂食・嚥下機能障害患者に対する食品の粘度調整材として用いられているムースアップ【○!R】(フードケア社)を30mlの水に6g溶解したものを使用した。さらに、10名の被験者うちの5名を対象として、Videoflolografyによる嚥下試験時の同時記録を行い、VF画像による記録結果と、超音波画像による記録結果との一致性について検討を行った。なお、座位と仰臥位との間には統計学的な有意な差が認められた(p<0.05)。
PU.1とCBPの相互作用ならびに赤白血病細胞の増殖、分化、アポトーシスへの関与

われわれはこれまで、マウス赤白血病(MEL)細胞にEtsファミリー転写因子PU.1を過剰発現させると、DMSOあるいはHMBAによる赤血球系細胞への分化が阻害され、細胞増殖が抑制され、最終的にはアポトーシスを誘導することを見い出し、その分子機構を解析してきた(Blood,89,1383-1393,1997)。また、PU.1には転写の補助因子であるCBPが結合することも見い出し報告した(Oncogene 18:1495-1501,1999)。PU.1過剰発現によるMEL細胞の増殖抑制、アポトーシス、分化抑制の分子機構にCBPが関与しているかどうかを検討した。CBPを導入したMEL細胞ではPU.1過剰発現による増殖抑制およびアポトーシスは回避された。しかし、PU.1結合部位を欠損したCBPの発現ベクターを導入したMEL細胞ではそれらは回避されなかった。一方、PU.1過剰発現による赤血球分化の抑制はいずれのCBPの発現ベクターの導入によっても解除されることはなかった。以上の結果から、PU.1過剰発現による増殖抑制とアポトーシスの誘導にはその他の転写因子とのCBPの競合あるいは相互作用が関与しているが、赤血球分化の抑制にはCBPは関与していないことが示唆された。また、CBPがPU.1のみならず他のEtsファミリー転写因子Spi-B,Fli-1にも結合するかどうか検討したところ、これらすべてと結合することが明らかとなり、Etsファミリー間のCBPを介した「正」および「負」のクロストークが推測された。我々はこれまでにCREB binding protein(CBP)がEtsファミリー転写因子PU.1と相互作用し、転写のコアクチベーターとして機能することをみいだした。CBPは多くの転写因子の補助因子として機能することが知られている。また、Etsファミリーに属する転写因子、Spi-B、Fli-1はPU.1と同様に血液細胞特異的遺伝子の転写制御に重要な役割を果たしている。そこでSpi-B、Fli-1に関してもPU.1と同様にCBPと相互作用するか否かを検討した。GST結合アッセイにより、Spi-BはCBPと結合するが、Fli-1とは結合しないことがわかった。さらにSpi-Bの結合部位はN末側の転写活性化ドメインを含む領域で、CBPとの結合にはPU.1と同様1283-1915a.a.の領域が必要であった。次に転写活性化能をルシフェラーゼアッセイで調べるとSpi-BにおいてもCBPは転写に協調的に働き、量依存性に増強された。またdominant negative CBPやc-MybはPU.1、Spi-Bの転写活性に競合的に働いた。以上のことからPU.1やEts-1だけでなく、Spi-BもCBPのコアクチベーターであることが明らかとなり、Etsファミリー転写因子間でのCBPを介した"正"及び"負"のクロストークが関与する可能性が示唆された。さらに、PU.1とCBPによる赤芽球系細胞の増殖、分化、アポトーシスヘの関与を明確にするため、PU.1高発現細胞株にCBPをstableに導入した。CBPを導入した細胞ではPU.1高発現下で分化を誘導した時におこるアポトーシスが阻害された。今後、PU.1とCBPの相互作用を通じての協同作用もしくは他の転写因子との競合が血液細胞の増殖、分化、アポトーシス等に及ぼす役割を明確にする。
ヒトiPS細胞由来肝組織を用いたハイスループットスクリーニング系の構築

肝臓の発生過程において、肝前駆細胞は、類洞内皮細胞や星細胞といった非実質細胞と相互作用することで成熟肝細胞へ分化する。本研究ではヒトiPS細胞から機能的な肝細胞を誘導するため、肝前駆細胞と非実質細胞を用いた共培養系を構築した。我々は、胎児肝臓から分取した類洞内皮細胞、星細胞の増殖、分化にはTGFbシグナル、Rhoシグナルが関与することを明らかにした。マウスにおいて得た結果をもとに、ヒトiPS細胞から類洞内皮細胞、星細胞を樹立した。これらの細胞は、増殖因子や細胞外基質を発現することで、ヒトiPS細胞由来肝前駆細胞の増殖、成熟化を支持した。近年、創薬研究や再生医療研究への応用を目的として、ヒトiPS細胞から肝細胞を誘導する試みが活発に行われている。しかし、既報のiPS細胞由来肝細胞は、生体の肝細胞と比較し、機能的に未熟であることが知られている。肝臓の発生は胎生中期に前腸内胚葉の一部が、心臓や横中隔間充織からFGFシグナル, BMPシグナルを受け、肝前駆細胞となることで開始する。その後、肝前駆細胞は、肝類洞内皮細胞や肝星細胞といった中胚葉由来の細胞からHGF, TGFb, Wntなど種々のシグナルを受け増殖する。増殖した肝前駆細胞は、各種の肝構成細胞との相互作用あるいは細胞外マトリクスからの刺激により肝臓における上皮細胞である肝細胞と胆管上皮細胞へ分化・成熟する。そこで、本研究では、ヒトiPS細胞由来の肝前駆細胞、類洞内皮細胞、星細胞を作製し、これら肝構成細胞を用いた共培養系を樹立することで、機能的な肝細胞誘導を試みた。ヒトiPS細胞から肝細胞、類洞内皮細胞、星細胞を効率的に作製するため、それぞれの前駆細胞の純化と増幅ステップを取り入れた新たな分化誘導系を樹立した。次に、48ウェルプレートの各ウェル内にコラーゲンIゲルを作製し、iPS細胞由来の肝前駆細胞、類洞内皮細胞、星細胞を10:1:1の割合で播種し、10週間培養し、機能的な肝細胞の誘導を試みた。その結果、肝細胞の代表的な薬物代謝酵素のひとつであるCYP3A4の活性は、経時的に増加した。さらに、遺伝子発現解析の結果、iPS由来肝細胞におけるCYP3A4, CYP1A2, CYP2C19, G6PC, CPS1, TAT, PCK1の発現量は、初代培養肝細胞と同等であった。以上より、各種の肝構成細胞を用いた共培養系の樹立は、高機能性肝組織の構築に有用である可能性が示唆された。平成28年度は、ヒトiPS細胞から各種の肝構成細胞の効率的な誘導法の開発に取り組んだ。また、二次元共培養系に最適な細胞外マトリクスの検討、播種する細胞割合・密度および培地の組成の決定に専念した。ヒトiPS細胞から肝細胞を安定的に得るため、フィーダーフリーのiPS細胞から肝分化誘導系へ移行し、カルボキシペプチダーゼM(CPM)の発現を指標に、肝前駆細胞を分取した。その結果、マウス線維芽細胞をフィーダー細胞として使用した分化誘導系と比較し、CPM陽性の肝前駆細胞の割合は80%程度に改善し、効率的に肝前駆細胞を得ることに成功した。また、iPS細胞由来の肝前駆細胞、類洞内皮細胞、星細胞を同一の培養条件で維持する培養条件を検討した。培養後、低接着性培養プレートのマイクロウェル内で、これらの細胞は、三次元的な組織を構築した。さらに、この培養系において、経時的に肝細胞マーカー(アルブミン、CYP2E1)、内皮細胞マーカー(CD31)、星細胞マーカー(NGFR, LRAT)の発現について解析したところ、長期的にこれらのマーカー遺伝子の発現は維持された。この結果から、三種の異なる細胞を同一の培養系で維持可能であることが示唆された。次に、iPS細胞由来の肝組織を用いた疾患モデルを開発するため、肝障害物質である四塩化炭素をiPS細胞由来の肝細胞培養系に添加し、肝細胞死の有無を評価した。四塩化炭素を添加し、24時間以内で細胞はプレート面から剥離した。剥離した細胞は、核染色液であるPropidiumIodideによって死細胞として検出された。以上より、作製したiPS細胞由来肝細胞は、肝障害モデルの開発に有用であることが示唆された。その他の、肝炎ウイルス感染系を含む肝疾患モデルについては、現在解析を進めている。平成29年度は、平成28年度に決定した二次元共培養系の培養条件を参考に、低接着性マイクロウェルプレートあるいは細胞接着面をパターン化したマルチウェルプレートに各種のヒトiPS細胞由来肝構成細胞を播種し、三次元共培養を樹立する。

さらに、このようなヘテロスフェロイド培養系のほか、重層化培養系についても検討する。生体肝臓では、索状に整列した肝細胞と類洞を構成する類洞内皮細胞の間に、星細胞が局在していることから、培養系においてこのような肝臓特有の構造を再現することで、三次元共培養系を樹立する。作製した各種のヒトiPS細胞由来肝組織について、肝構成細胞の成熟化・極性形成について解析する。さらに、構築したヒトiPS細胞由来肝組織において、肝臓脈管系の構築について評価する。肝類洞内皮細胞で構成される血管網については、PECAM1の発現を可視化し、その三次元的な広がりと分布について解析する。また、毛細胆管や胆管の形成については、サイトケラチン7の発現を可視化するとともに、FDA(fluorescent diacetate)を培地中に添加し、経時的に代謝産物であるフルオロセインの蓄積を観察し解析する。さらに、二次元および三次元共培養系を肝疾患モデルへ応用する。細胞生物学
訪問看護サービスプロセスを可視化する日本版オマハシステムの開発と検証

本研究の目的は、地域包括ケアシステムにおける患者中心のアウトカムを導く訪問看護サービスプロセスを可視化する日本版オマハシステムを開発することである。【本年度の目的】本年度は、第3段階として本研究班が開発した日本版オマハシステムのソフトウエアを用いて、実際の訪問事例のデータを収集しオマハシステムによる訪問看護実践の可視化を試みることである。【方法】ITを活用したオマハシステムBasicセミナーを9月と12月の2回にわたり、開催する。参加者延べ50名のうち、実際に事業所にオマハシステムを導入した事業所に研究協力依頼を行う。【成果】4つの事業所が研究協力に快諾した。現在事例は100事例程度、集積された。アウトカムベースで事例を分析した結果、訪問看護実践の特徴が明確になることが示唆された。しかしでデータベースとするための事例分析にはサンプル数が不足しているため、今後さらに日本語版オマハシステム・ユーザーズガイドブックを用いての研修プログラムを実践家と教育・研究者向けに開発し現場と教育の双方からの活用によって普及・啓発の可能性を広げていく必要がある。教育プログラムの実施については、学会等、教育研究者が集まる場を活用することを検討している。【本年度の研究目的】本年度は1オマハシステムのコードや用語の定義等を翻訳すること、並びに米国のオマハシステム開発者Martin KS.による日本語版翻訳の認証を得る。2日本版オマハシステムの学術用語と実践的用語との適合度検証を行うことである。【方法】目的別に述べる。1在宅看護研究者と実践家からなる研究班を組織し、オマハシステムコードの日本語翻訳を行う。研究班で月1回定期的な会議を行い、協議しながら日本の訪問看護の実情に合った訳語を検討する。日本語版翻訳の認証を受けるためMartin KS.を招聘する。2オマハシステムの周知度並びに理解度を高めるため、Delphi法ではなく米国のオマハシステム開発者Martin KS.による講演会を実施し、翻訳されたコードの実用性と適合性を検証するため「オマハシステム体験セミナー」を実施する。【結果】1米国のオマハシステム開発者Martin KS.と翻訳権について来日時に契約を締結し、許可された解説書のコードの翻訳が完了し商標登録を受けた。29月7日(水)に講演会とセミナーを実施した。全国から約50名が集まり、看護師、保健師、ケアマネジャー、MSW、医師、社会保険労務士などの多様な職種の方々が集まり、実践家だけでなく、事業所管理者、病院長、大学教員、学生や看護協会、医療関連企業が参加した。88%の参加者から「参加してよかった」との回答があり、97%の参加者が「所属機関においてオマハシステムを活用してみたい」と回答した。自由記述では「グループで話し合って問題がどこにあるかを決定するプロセスがよかった」「グループメンバーがどんな理由でその問題をあげるか理解しようとした」「いろいろな見方をするのだとわかった」などがあげられた。【結論】オマハシステムのコード翻訳は完了し、米国からの認証、商標登録を受けた。翻訳の適合性は今後継続して検証する必要がある。研究組織で定期的な会議を持つことにより目的を明確に翻訳を進めることができた。また、米国のMartin KS.を招聘できたことで、日本で唯一の認証を受け翻訳することを許可された機関となったことは意義深いことであった。当初計画していたDelphi調査を変更して、Martin KS.による講演会と全国セミナーを企画したことは、実践家への普及の一歩となり、今後の研究を進めるうえで効果的であったと考えられた。【本年度の目的】本年度は第2段階として日本版オマハシステムを導入するための教育プログラムと実践事例活用ガイドを作成することを目的とした。【方法】ケーススタディ法を用いて、以下の方法で進めた。1典型的な訪問看護実践事例を日本版オマハシステムにて展開しシミュレーションを行う。10月と1月の2回にわたり、「オマハシステムBasicセミナー」を開催した。参加者は延べ50名で一回のセミナで2事例のシュミレーションを行った。その結果、問題領域の判別や根拠、問題領域の特定について十分な説明が不足していることが明確となった。しかしながら参加者同士が議論し合う場を提供したことから、問題特定の重要性を企画者、参加者がともに共通認識するに至った。2紙ベースでの記録システムを展開しモデル的な展開を数事例作成する。上記セミナーでワークシートを作成し活用した。事例のシュミレーションでは紙ベースでの事例のため現実的な展開とのギャップがあり事例提供の仕方、情報内容についての吟味の必要性が確認された。3研究協力者によるカンファレンス等で事例検討し、用語の意味や事例への適合性を確認する。4国内の企業と提携し、訪問看護ITシステムに組み入れる。セミナー実施の評価プロセスで34を実施した。【成果】2回のセミナー実施により、オマハシステムの利用、ならびに今後のデータ収集にもソフトウェアの開発が必要不可欠であり、国内の業者による開発をゆだねるのではなく簡易的な使用ができるソフトウェアの開発を進めることとなった。またオマハシステムに関心を持つ事業者が増えたことで実際に使いたいという実用化へのニーズも確認できた。訪問看護実践の可視化にむけて検証する基盤が形成されたと考える。

4月に実施されたオマハシステム国際学会での招聘講演の実施と参加者との交流からオマハシステムは教育カリキュラムとしても有用であると知ることができた。その結果、実践家に向けての普及に加え、在宅看護学の教育・研究者にむけても普及し教育プログラムの開発について新たに教育教材開発が必要であることを確認した。最終年度で検討することとなった。本研究の目的は、地域包括ケアシステムにおける患者中心のアウトカムを導く訪問看護サービスプロセスを可視化する日本版オマハシステムを開発することである。【本年度の目的】本年度は、第3段階として本研究班が開発した日本版オマハシステムのソフトウエアを用いて、実際の訪問事例のデータを収集しオマハシステムによる訪問看護実践の可視化を試みることである。【方法】ITを活用したオマハシステムBasicセミナーを9月と12月の2回にわたり、開催する。参加者延べ50名のうち、実際に事業所にオマハシステムを導入した事業所に研究協力依頼を行う。【成果】4つの事業所が研究協力に快諾した。現在事例は100事例程度、集積された。アウトカムベースで事例を分析した結果、訪問看護実践の特徴が明確になることが示唆された。しかしでデータベースとするための事例分析にはサンプル数が不足しているため、今後さらに日本語版オマハシステム・ユーザーズガイドブックを用いての研修プログラムを実践家と教育・研究者向けに開発し現場と教育の双方からの活用によって普及・啓発の可能性を広げていく必要がある。教育プログラムの実施については、学会等、教育研究者が集まる場を活用することを検討している。【次年度計画】4月に開催されるオマハシステム国際学会に招聘されており、シンポジストとして本年度の成果報告を行う予定である。次年度は、第2段階として日本版オマハシステムを導入するための教育プログラムと実践事例活用ガイドを作成する。国内普及のためソフトウェア開発も必要となる可能性があり、研究組織について検討を要する。また国内普及のため引き続き、専門雑誌での連載を継続するとともに、HPを作成し関心ある人とのネットワークを図り本格的なデータベース作成と用語の妥当性検証に向けたパイロットスタディを計画している。次年度は、開発した日本語版オマハシステム・ユーザーズガイドブックを用いての研修プログラムを実践家と教育・研究者向けに開発し現場と教育の双方からの活用によって普及・啓発の可能性を広げていく予定である。またオマハシステムが訪問看護実践を可視化できることを検証するため、実際の訪問看護事業所に研究協力依頼をし、訪問看護展開にオマハシステムを活用してもらいデータ収集をする計画を進めている。次年度は、国際学会に招聘されており国外出張費が必要となるため、少しでも次年度に繰り越す必要があったためである。
３次元流速濁度観測システムによりサブメソスケール～乱流間の観測空白域を測る

海洋中の熱や溶存物質はすべて、海水混合から海洋循環を介して海全体に輸送される。この海洋学における最も基本となる混合を引き起こす、海洋内部の3次元微細構造(水平スケール<O(1km))は、これまで観測方法がなく実態が不明であった。本研究は、研究代表者が考案・構築した「3次元微細流動構造観測システム」を用いて「内部波の大規模砕波」や「サブメソスケール渦」から乱流に至る遷移過程の3次元構造を観測し、混合を引き起こす微細構造の実態解明を目指す。期間内に上記観測システムを用いて、東北・北海道沖において渦やフロントに伴う微細流動構造の観測、ならびに津軽海峡太平洋側、アリューシャン列島域、ルソン海峡において潮汐による内部波の生成と砕波およびそれに伴う微細流動構造の観測を実施した。加えて最終年度には、観測システムを構成する流向流速計の故障とその修理のため予算が極めて少ない中、厚岸湖と厚岸湾の間の海峡で生成される渦の観測を行った。これらの観測により、内部波の生成と時間発展を捉えると共に、大振幅内部波や砕波の観測された時と場所において激しい流速擾乱と音響反射強度の顕著な空間分布が生じていることを3次元微細流動構造観測システムにより捉えることに成功した。これらは内部波とそれに伴う微細な流速擾乱に伴って懸濁物質が輸送・撹拌されていることを示している。こうした輸送・撹拌のメカニズム特定や定量的見積もりのため、得られた観測データを解析し濁度や乱流エネルギー生成・鉛直混合の3次元分布の推定を試みた。加えて、内部波や渦から乱流に至る過程の力学や潮汐起源の内部波による鉛直混合が海洋の物質循環に与える影響および大気海洋間の熱フラックスについての研究も行った。本年度は、東北区水産研究所・若鷹丸の調査航海に乗船させて戴き、当初計画通り東北・北海道沖において渦やフロントに伴う微細流動構造の観測を行い、それに加えて津軽海峡太平洋側において内部波の生成と砕波およびそれに伴う微細流動構造の観測を行った。とりわけ後者では海峡の凸部における内部波の生成と砕波(密度逆転)の空間構造と時間発展を投棄式水温計による観測で捉えると同時に、波と砕波の観測された時と場所において激しい流速擾乱と音響反射強度の顕著な空間分布が生じていることを3次元微細流動構造観測システムにより捉えることができた。このことは内部波とそれに伴う微細な流速擾乱に伴って懸濁物質が輸送・撹拌されていることを示唆している。これら微細構造の力学とそれによる輸送・撹拌の解明を目指し、得られた観測データを流速構造および濁度に注目して解析すると共に次年度の観測の準備を行った。加えて、内部波や渦から乱流に至る過程の力学や潮汐起源の内部波による鉛直混合が海洋の物質循環に与える影響についての研究も行った。計画していた渦・フロント域での観測を行った上に、内部波の生成と砕波についても観測を実施できた。また、得られた観測データの解析および次年度の観測の準備も進めていることから、(2)おおむね順調に進展していると判断する。本年度は、北海道大学水産学部練習船おしょろ丸60日航海(C040)レグ2および海洋研究開発機構東京大学大気海洋研究所学術研究船白鳳丸KH17-5航海レグ2に乗船させて戴き、前者ではアリューシャン列島域、後者ではルソン海峡において潮汐による内部波の生成とそれに伴う微細流動構造の観測を行った。両海域共に、大振幅の内部波が潮流により生成されることで知られており、本研究にとって望ましい観測海域である。前者の観測航海では海峡近くの水深が急変する所で内部波の生成と時間発展を投棄式水温計による観測で捉えると同時に、直接観測できなかったものの大規模な砕波を示唆する密度構造の観測、ならびに激しい流速と音響反射強度の擾乱を3次元微細流動構造観測システムにより捉えることができた。これらは内部波とそれに起因する微細な流速擾乱に伴って懸濁物質が輸送・撹拌されていることを示唆している。後者の航海では生憎の悪天候のため観測期間が大幅に縮小され潮汐周期の各位相を捉えることができなかった。こうして観測された微細構造の特徴とその力学の解明を目指し、得られた観測データを流速構造および濁度に注目して解析を行った。

加えて、内部波や渦から乱流に至る過程の力学や潮汐起源の内部波による鉛直混合が海洋の物質循環に与える影響について等の研究も行った。計画していたアリューシャン列島域での観測に加え、ルソン海峡においても潮汐により生成された内部波とそれに伴う微細構造の観測を実施できた。また、得られた観測データの解析も進めていることから、(2)おおむね順調に進展していると判断する。海洋中の熱や溶存物質はすべて、海水混合から海洋循環を介して海全体に輸送される。この海洋学における最も基本となる混合を引き起こす、海洋内部の3次元微細構造(水平スケール<O(1km))は、これまで観測方法がなく実態が不明であった。本研究は、研究代表者が考案・構築した「3次元微細流動構造観測システム」を用いて「内部波の大規模砕波」や「サブメソスケール渦」から乱流に至る遷移過程の3次元構造を観測し、混合を引き起こす微細構造の実態解明を目指す。期間内に上記観測システムを用いて、東北・北海道沖において渦やフロントに伴う微細流動構造の観測、ならびに津軽海峡太平洋側、アリューシャン列島域、ルソン海峡において潮汐による内部波の生成と砕波およびそれに伴う微細流動構造の観測を実施した。加えて最終年度には、観測システムを構成する流向流速計の故障とその修理のため予算が極めて少ない中、厚岸湖と厚岸湾の間の海峡で生成される渦の観測を行った。これらの観測により、内部波の生成と時間発展を捉えると共に、大振幅内部波や砕波の観測された時と場所において激しい流速擾乱と音響反射強度の顕著な空間分布が生じていることを3次元微細流動構造観測システムにより捉えることに成功した。これらは内部波とそれに伴う微細な流速擾乱に伴って懸濁物質が輸送・撹拌されていることを示している。こうした輸送・撹拌のメカニズム特定や定量的見積もりのため、得られた観測データを解析し濁度や乱流エネルギー生成・鉛直混合の3次元分布の推定を試みた。加えて、内部波や渦から乱流に至る過程の力学や潮汐起源の内部波による鉛直混合が海洋の物質循環に与える影響および大気海洋間の熱フラックスについての研究も行った。当初の計画では、(1)平成29年度に北海道大学水産学部・おしょろ丸の60日航海を利用させて戴き、アリューシャン列島域で内部波の砕波とそこから乱流への遷移過程を観測し、(2)平成30年度に北海道区水産研究所・北光丸または東北区水産研究所・若鷹丸の協力を仰ぎ、津軽海峡または混合水域で観測を行う予定であった。しかし、平成29年度の白鳳丸ルソン海峡観測航海への参加と観測の実施が急遽可能になった。ルソン海峡は大振幅の内部波が生成され砕波していることが知られており、本研究にとって非常に望ましい観測場所である。そこで、この機を活かして観測を実施するため、平成29年度にルソン海峡観測を追加し、代わりに平成30年度の観測を減らすよう変更する。平成29年度の観測追加に伴い、その費用を前倒し支払い請求するが、同観測および平成28年度、29年度の他の観測で得られたデータの解析を平成30年度も引き続き行うことが必要である。平成30年度に請求する金額は減るものの、それに応じて平成30年度の観測を減らしても、研究期間中の観測の合計回数は減少しないので、研究遂行する上では大きな問題はなく研究目的を達成できる見込みである。また、得られた観測データについて濁度および混合強度に注目して解析を行い、成果を国内外の学会、査読付国際誌、およびウェブサイトまたは低温科学研究所の一般公開などを利用して紹介する。