hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
労働条件決定システムの柔軟化に関する研究

本研究は、労働関係の多様化・複雑化を受けて画一的・強行的な労働法規制が機能不全に陥っているという問題意識から、労使の集団的合意によって最低基準規制を下回る(柔軟化する)ことを認める手法の意義と限界、その制度設計のあり方を検討するものである。本研究では、ドイツ、フランスの比較法研究をもとに個々の論点について日本への示唆を導き、最後に日本における労働者保護法の新たな規制枠組みを提唱している。本研究は、国家規制を基盤とする日本の伝統的労働条件決定システムが機能不全に陥っているという問題意識のもとに、実態に即した労働条件決定を誰がどのように実現していくかを検討するものである。特に本研究では、国家規制を集団的労使合意で緩和(=「柔軟化」)する場面に注目し、いかなる事項について、誰が、どの程度国家規制を緩和することができるかを考える。平成20年度は、独仏における法規制の柔軟化をめぐる制度の大枠を検討し、比較法的観点から日本における望ましい法制度を考えるための準備作業を進めた。その結果、独仏では、産業や企業ごとに最適の規範が大きく異なる数量的・技術的規制を中心に、実情に詳しい労使に規範設定をゆだね、国家は労働者の健康保護に不可欠の規制を行うという枠組みに有用性が認められていた。もっとも、その場合の柔軟化の担い手については、労働者の多様な意見を適正に反映し、かつ、使用者と対等に交渉しうるような制度的手当が不可欠であると考えられていた。さらに、交渉主体に応じて柔軟化の対象事項および限界が具体的にどのように決定されているかについては、独仏では、'労働者代表の法的地位・権限の差異を基礎としつつ、当該代表者が実際にどの程度労働者保護に配慮した規範を設定しうるかという実態面が考慮されていた。これらの考察をもとに日本への示唆を導き、柔軟化をめぐる具体的制度設計を考えるのが平成21年度の課題である。本研究は、画一的・強行的な国家規制を基盤とする日本の伝統的労働条件決定システムが機能不全に陥っているという問題意識のもとに、実態に即した労働条件決定を誰がどのように実現していくかを検討するものである。特に本研究では、国家規制を労使の集団的合意を通じて緩和する(柔軟化する)場面に注目し、そうした手法の意義やそれを正当化する制度的基盤について独・仏法から示唆を得ることを目指した。平成20年度は、独仏における法規制の柔軟化をめぐる制度の展開を追い、労使の集団的合意を通じた法規制の柔軟化の手法には、労働をめぐる状況変化に迅速に対応できる「柔軟性」と、規制内容の「妥当性(労働者保護の必要性)」を同時に満たすという有用性が認められること、しかしその前提として、柔軟化の主体や対象事項の選別、さらに限界設定の有無の検討が必要であることを明らかにした。平成21年度は、こうした示唆を日本の議論につなげることが課題であった。その結果、法規制の柔軟化の制度設計について日本でとりうる具体的な選択肢を示すことができたほか、望ましい労働者保護法のあり方とはいかなるものかという、より発展的な議論へと話を進めることができた。本研究課題の最終的な成果としては、一定の場合に集団的労使合意による逸脱を認める、いわば「半強行的」な国家規制は、一定の制度的基盤が整えられれば、労働者保護法の新たなスタイルとして積極的に正当化・活用できること、今後国家はそのための制度的基盤を手続面を中心に整備していく必要があること、を明らかにすることができたという点にある。これは、労働法分野において規制手法を選択する際に有用となる基本的視点であり、その意味で重要な成果であると思われる。
植物由来遺伝子によるｉＰＳ細胞樹立効率の検討

体細胞初期化を理解するためには、ゲノムワイドにエピゲノムの変化を観察することが必要である。DNAメチル化状態をゲノムワイドに解析するために、RRBS法による解析を行った。その結果、不完全な初期化に伴い形成された腫瘍細胞は、起源細胞の特徴を残しつつ、ES細胞に近いメチル化パターンを示すことが明らかとなった。この腫瘍細胞において遺伝子変異が認められなかったことから、エピゲノム異常に伴う発がんであることが示唆された。さらに、エピゲノム修飾因子を発現させた際に、樹立効率の向上が認められるかどうかを検討するため、植物遺伝子の強制発現を行ったが、単一の遺伝子発現では樹立効率の優位な上昇は認められなかった。理研バイオリソースセンターより、DNAのメチル化制御に関与するシロイヌナズナの遺伝子を購入し、ヒト及び、マウス細胞で強制発現可能なプラスミドベクターの構築を行った。現在、導入遺伝子が哺乳動物細胞内で機能しているかどうか、検討を行っている。本研究では、エピジェネティクスによる遺伝子発現制御機構の内、特にDNAのメチル化に着目しており、導入した遺伝子がリプログラミングの効率上昇に寄与した場合、DNAのメチル化状態をゲノムワイドに観察する必要があると考えられた。そこで、High-throughputシーケンサーを用いたメチル化解析法の1つであるRRBS(Reduced Representation of Bisulfite Sequence)に着目し、実験系の立ち上げやバイオインフォマティクスによるデータ解析を含めたパイプラインの構築を行った。また、これまではマウス胎仔由来繊維芽細胞(MEF)からのリプログラミングの検討を行っていたが、細胞内のエピゲノム状態は、細胞種によりそれぞれ異なっていることが知られている。導入した遺伝子が細胞種に関係無く機能することを示すためには、MEF以外の細胞がによる検討が必要である。この点を踏まえ、本研究室で樹立されたドキシサイクリン投与により、初期化4因子(Oct3/4, Sox2, Klf4, Myc)を強制発現可能なマウスの胎仔から、神経幹細胞の樹立を行い、リプログラミングについて検討した。前年度に作製した植物遺伝子の強制発現プラスミドベクターを用い、初期化4因子(Oct3/4,Sox2,Klf4,Myc)をドキシサイクリン存在下で強制発現可能なマウス胎仔由来繊維芽細胞(MEF)にレトロウイルスを用いて強制発現を行った。その後、ドキシサイクリン添加を行い初期化4因子の発現を誘導し、体細胞リプログラミングにおける効率の検討を行った。今回選択した植物遺伝子の発現に伴うリプログラミング効率の優位な向上は認められなかったが、エピゲノム制御因子の多くは、単独ではなく、複数の遺伝子が複合体を形成して機能することが知られていることから、複数の遺伝子を同時に強制発現させた後にリプログラミングの効率を検討している。本研究では、植物のエピゲノム修飾因子を使用しているため、安全性評価のためには、エピゲノム状態の変化や遺伝子変異の誘導効率などをゲノムワイドに確認する必要がある。本年度は、遺伝子変異同定法としてExome-seq法、また、強制発現した遺伝子が作用したゲノム領域の同定を行うためにChIP-seq法の立ち上げを行った。これらの実験系においても、バイオインフォマティクスによる解析法を確立しており、High-throughputシーケンサーを用いたゲノム解析、エピゲノム解析が可能な環境の構築が完了した。強制発現させた遺伝子により、エピゲノムの改変が行われたことを確認するため、High-throughput sequencerを用いたゲノムワイドなメチル化解析手法であるRRBS(Reduced Representation of Bisulfite Sequence)法、及びクロマチン解析手法であるChIP-seq法の立ち上げを行った。これと並行して、理研バイオリソースセンターより植物遺伝子のcDNAクローンを入手し、幾つかの植物遺伝子についてサブクローニングを行い、iPS細胞樹立効率に関与する遺伝子のスクリーニングを行っている。iPS細胞の樹立効率上昇に寄与する遺伝子の候補は見つかっていないが、エピジェネティクスの観点から体細胞初期化メカニズムの解析を行うための実験系は既に立ち上がっている。25年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、前年度に立ち上げた実験系を利用して、引き続き植物遺伝子を用いたエピゲノム改変によるiPS細胞の樹立効率への影響を検討する。効率の上昇が認められた場合には、従来の手法で樹立したiPS細胞やES細胞と差異が認められるかどうかをマイクロアレイを用いた遺伝子発現解析により検討するとともに、体細胞への分化が正常に行われることをキメラマウスの作製を行い確認する。また、樹立過程において、植物遺伝子を強制発現させたことにより変化したエピゲノム変化を同定するため、High-throughput sequencerを用いてゲノムワイドなメチル化解析、及びクロマチン修飾解析を行い、改変されたエピゲノムと体細胞初期化との関連性について検討を行う。さらに、iPS細胞のみならず、他組織の細胞へのダイレクトリプログラミングについても検討を行う。
超高齢化社会における能動的な介護予防支援プラットフォームの開発

本研究課題は、Internet of Things (IoT)環境における人・モノ・データの有機的な連携によって、能動的な体験記憶の想起補助や創造活動支援による認知症予防、高齢者の異常時検出、介護者への支援によって、高齢者の介護予防と介護者の身体的・精神的負担軽減を目指した介護予防システムの理論的な枠組みと情報処理基盤の開発が目的である。最終年度の研究実施計画は、評価用プロトタイプシステムの設計・実装、プロトタイプシステムを用いた評価実験を行い、超高齢化社会における能動的な介護予防支援プラットフォームの有効性の検証と総合評価であった。具体的には、能動的な介護予防支援システムの設計・実装および評価実験として、これまで設計・開発を行った機能を統合し、実験および評価用の試作システムの設計および実装、総合評価を行なった。特に、能動的情報資源を活用した記憶想起支援に関する試作システム、様々なIoT機器が協調・連携することで、各IoT機器の機能を組み合わせて本来の用途とは異なった形で利用者を支援する試作システム、利用者の周りの様々なIoT機器やWebサービスなどを組み合わせて生活を支援する試作システムなどを通して、本情報処理基盤の有用性を確認することができた。また、事前に想定されたデータや機器のみを利用して提供する高齢者介護予防支援システムとは異なり、本情報処理基盤に基づく生活支援システムの試作を通して、本提案手法による拡張性や再利用性への対応といった効果を確認することができた。さらに、今後の介護予防および超高齢化社会に向けて、独居高齢者の介護に関する介護者(家族)の精神・身体的負担の軽減を実現するために必要となる今後の課題や様々な知見を得ることができた。初年度は、認知症発症の予防、徘徊防止、遠隔介護が可能な高齢者介護予防システムを実現するための理論的な枠組みと知的情報処理基盤の開発を行うため、(A)既存関連技術の調査と分析、(B)介護予防支援プラットフォームの設計と開発、(C)能動的な認知機能向上支援技術の開発を行った。さらに、(D)能動的な情報資源の連携による体験記憶を支援するための各種機能モジュールの設計と開発、実験環境整備等の準備を行った。具体的な研究実績の概要は、以下の通りである。(A)既存の関連技術の調査、及び、分析として、独居高齢者の介護予防と介護支援ロボットに加えて、日常生活の状態を検出するセンシング技術、認知症予防、及び、体験記憶の想起支援技術などの関連技術の調査・分析を行い、技術的課題の整理に加えて、介護予防支援プラットフォームの設計方針と開発方法に関する整理を行った。(B)介護予防支援プラットフォームの開発として、(A)の調査・分析結果に基づき、介護予防支援プラットフォーム実現のための機能要件整理とアーキテクチャの設計に加えて、介護予防支援システムを提供するための知的情報処理基盤の設計を行った。(C)能動的な認知機能向上支援技術の開発として、(B)のアーキテクチャに基づき、高齢者の日常生活のライフログ、創造活動を通した体験記憶に関する情報資源の生成、記憶モデルに基づく想起支援技術の設計と開発を行った。(D)最終年度(平成30年度)に向けて、評価用プロトタイプシステムの開発に向けた実装・実験環境整備として、自律走行ロボット、センサ機器の制御を行う機能モジュールの試作を行った。本研究は、IoT(Internet of Things)環境における人・モノ・データの有機的な連携による能動的な体験記憶の想起補助や創造活動支援による認知症予防、高齢者の異常時検出と遠隔介護者への情報提供支援を焦点とし、高齢者の介護予防と介護者の身体的・精神的負担軽減を支援する介護予防システムを実現するための理論的な枠組みと知的情報処理基盤の開発が目的である。初年度(平成28年度)の研究実施計画は、既存関連研究の調査と分析、介護予防支援プラットフォームの開発、能動的な認知機能向上支援技術の開発であった。計画通り研究開発を行うことができた点、介護予防支援プラットフォームに基づく日常生活のライフログ、創造活動を通した体験記憶に関する情報資源の生成方法に関する一部の成果は、学会発表、本学の一般公開を通して成果を紹介することができた点、また、学会発表において、学生奨励賞を受賞するなど研究者から評価を受けた点、さらに、評価用プロトタイプシステム開発のための環境整備を行っている点から現在までの達成度を評価し、おおむね順調に進展していると判断した。平成29年度(二年度目)は、平成28年度の成果に基づき、Internet of Things (IoT)環境における人・モノ・データの有機的な連携を支援する情報管理・制御技術と介護予防支援サービス構成技術の開発を目標に、(1)人・モノ・データの有機的な連携を支援する情報管理・制御機構の開発、(2)介護予防支援サービス構成技術の開発、(3)介護予防支援システム向けユーザインタフェースの設計と開発を行った。(1)人・モノ・データの有機的な連携を支援する情報管理・制御機構の開発として、様々な情報を収集する観測エージェントの開発、情報集約や統計処理・分析、データの関連性を導出する情報管理・制御技術の開発を行った。具体的には、介護予防プラットフォームと認知機能向上支援技術に基づき、介護予防支援システムが利用するセンシング情報、マルチメディア情報、生活情報の効率的な統合管理方式の設計、介護予防支援システムを想定した各種制御モジュールの試作と動作確認を行った。(2)介護予防支援サービス構成技術の開発として、認知機能向上支援技術、情報管理・制御技術に基づき、状況に応じた高齢者の記憶想起補助、利用可能なIoT関連機器、ソフトウェア、データベース、外部Webサービスの情報を即興的に組み合わせた異常時の検出、徘徊防止支援、遠隔介護者へ情報を提供する状況適応型のサービス構成技術の開発を行った。

(3)介護予防支援システム向けユーザインタフェースの設計と開発として、緊急度を考慮した形で必要な情報を提供するインタフェース技術の検討、認知機能向上技術における体験記憶の補助支援を担う可視化方式の検討、知識ベースに基づき高齢者の動的に変化する状況に応じた生活・創造活動支援機能とユーザインタフェースの設計・実装を行った。本課題は、Internet of Things (IoT)環境における人・モノ・データの有機的な連携によって、能動的な体験記憶の想起補助や創造活動支援による認知症予防、高齢者の異常時検出、介護者への支援によって、高齢者の介護予防と介護者の身体的・精神的負担軽減を目指した介護予防システムの理論的な枠組みと情報処理基盤に関する研究開発である。二年度目(平成29年度)の研究実施計画は、人・モノ・データの有機的な連携を支援する情報管理・制御技術と介護予防支援サービス構成技術の開発であった。計画通りに研究開発を行うことができた点、介護予防支援プラットフォームおよび各種機能に関する一部の成果は、査読付論文、学会発表において成果を紹介することができた点、さらに、学会発表を通して奨励賞を受賞するなど研究者から評価を受けた点を総合的に判断し、おおむね順調に進展していると判断した。本研究課題は、Internet of Things (IoT)環境における人・モノ・データの有機的な連携によって、能動的な体験記憶の想起補助や創造活動支援による認知症予防、高齢者の異常時検出、介護者への支援によって、高齢者の介護予防と介護者の身体的・精神的負担軽減を目指した介護予防システムの理論的な枠組みと情報処理基盤の開発が目的である。最終年度の研究実施計画は、評価用プロトタイプシステムの設計・実装、プロトタイプシステムを用いた評価実験を行い、超高齢化社会における能動的な介護予防支援プラットフォームの有効性の検証と総合評価であった。具体的には、能動的な介護予防支援システムの設計・実装および評価実験として、これまで設計・開発を行った機能を統合し、実験および評価用の試作システムの設計および実装、総合評価を行なった。特に、能動的情報資源を活用した記憶想起支援に関する試作システム、様々なIoT機器が協調・連携することで、各IoT機器の機能を組み合わせて本来の用途とは異なった形で利用者を支援する試作システム、利用者の周りの様々なIoT機器やWebサービスなどを組み合わせて生活を支援する試作システムなどを通して、本情報処理基盤の有用性を確認することができた。また、事前に想定されたデータや機器のみを利用して提供する高齢者介護予防支援システムとは異なり、本情報処理基盤に基づく生活支援システムの試作を通して、本提案手法による拡張性や再利用性への対応といった効果を確認することができた。さらに、今後の介護予防および超高齢化社会に向けて、独居高齢者の介護に関する介護者(家族)の精神・身体的負担の軽減を実現するために必要となる今後の課題や様々な知見を得ることができた。
イオンチャネル再生療法による心不全制御の実験的研究

本研究は、不全心筋がイオンチャネルの発現低下による活動電位延長とCa^<2+>過負荷による心筋傷害の悪循環に陥っていることに着目し、発現の低下したイオンチャネルの再生によって心不全を制御できるか否かを検討することを目的とした。心不全モデルとしてはLewisラットにブタ心筋ミオシンを感作させて作成する自己免疫性心筋炎ラット(EAM)を用い、その急性期(感作後14-21日)に一過性外向きK+チャネル(Ito)の発現低下を主機序とする活動電位延長が起こっていることを確認した。予備研究として、活動電位を短縮する薬物(KATPチャネル開口薬:ニコランジル・メキシレチン)の投与実験を行い、急性期の活動電位短縮と慢性期の心機能改善を確認した。Ito遺伝子(Kv4.2, KChiP2)導入のためのプラスミド(ベクターはPires-hrGFP-1a)を作成し、NIH3T3細胞、oocyteへのItoチャネルのtransfectを確認できたが、Gene-gunによるラット心筋表面への打ち込みでは十分なチャネル発現を得ることが出来ず、心筋の活動電位を変化させるには至らなかった。予備研究において、急性期の活動電位を修飾することで心不全を治療する可能性を示すことが出来たが、Gene-gunによる遺伝子移入には限界があり、今後はチャネルをtransfectした細胞の移植など、チャネル再生のための新たな方法論を検討する必要があると考えられた本研究は、不全心筋がイオンチャネルの発現低下による活動電位延長とCa^<2+>過負荷による心筋傷害の悪循環に陥っていることに着目し、発現の低下したイオンチャネルの再生によって心不全を制御できるか否かを検討することを目的とした。予備研究において、急性期の活動電位を修飾することで心不全を治療する可能性を示すことが出来たが、Gene-gunによる遺伝子移入には限界があり、今後はチャネルをtransfectした細胞の移植など、チャネル再生のための新たな方法論を検討する必要があると考えられた実験モデルとして使用している自己免疫性心筋炎ラットにおいて、急性期14-21日において、一過性外向きカリウムチャネルのmRNAおよび蛋白発現が低下しており、また心筋として記録される単相性活動電位持続時間が延長していることから、心筋炎の発症に伴って活動電位の延長が生じていること、ならびに膜電位を構成するイオンチャネルのうちItoの発現が低下していることがその要因であろう事が推定された。また、この急性期変化に先立つ10-11日(超急性期)において、組織内に酸化ストレスの増加が示唆され(Herxanoyl-Lysine stain)、抗酸化剤であるN-acetyl systainが心筋発症や活動電位変化を抑制したことから、超急性期のROS活性が炎症と電気的リモデリングの進行に強く関与していることが示唆された。この結果は、活動電位を短縮させる介入期としては、心筋炎発症が明らかとなる急性期ではなく、むしろ超急性期が適していることを示唆するものである。Ito遺伝子導入のため、Kv4.2およびKChiP2遺伝子導入用のプラスミドを作成した。同プラスミドのtransfectにより、NIH3T3細胞での両遺伝子発現を確認した。また、Oocyteへのtransfectにより、電位負荷時の膜電流の発現を確認した。今後、vivoレベルでの組織に対する同遺伝子の発現確認と、実験モデルにおける導入テストが必要である。自己免疫性心筋炎ラットにおいて、急性期14-21日において、一過性外向きカリウムチャネルのmRNAおよび蛋白発現が低下しており、また心室筋の単相性活動電位持続時間が延長していることから、心筋炎の発症に伴って活動電位の延長が生じていること、ならびにItoの発現低下がその要因であろう事が推定された。この急性期変化に先立つ10-11日(超急性期)には、組織内に酸化ストレスの増加を認め(Herxanoyl-Lysine stain)、抗酸化剤であるN-acetyl systainまたはnicaravenが心筋発症と活動電位変化を抑制することが確認された。これはROS活性が炎症と電気的リモデリングの進行に関与していることを示唆し、また活動電位を短縮させる介入期としては、心筋炎発症が明らかとなる急性期ではなく、むしろ超急性期が適していることを示唆するものと考えられた。Ito遺伝子導入のため、Kv4.2およびKchi P2遺伝子導入用のプラスミドを作成した。このIto遺伝子を、Gene-gunによってLewis-ratの心室筋へ打ち込む実験を行ったが、遺伝子の発現量が十分ではなく、活動電位を変化させるには至らなかった。

遺伝子導入の方法としては、Gene-gun以外に、GeneをtransfectしたBIH3T3細胞を打ち込む等、別の方法論を考慮する必要が考えられた。本研究は、不全心筋がイオンチャネルの発現低下による活動電位延長とCa^<2+>過負荷による心筋傷害の悪循環に陥っていることに着目し、発現の低下したイオンチャネルの再生によって心不全を制御できるか否かを検討することを目的とした。心不全モデルとしてはLewisラットにブタ心筋ミオシンを感作させて作成する自己免疫性心筋炎ラット(EAM)を用い、その急性期(感作後14-21日)に一過性外向きK^+チャネル(Ito)の発現低下を主機序とする活動電位延長を起こっていることを確認した。予備研究として、活動電位を短縮する薬物(K_<ATP>チャネル開口薬:ニコランジル・メキシレチン)の投与実験を行い、急性期の活動電位短縮と慢性期の心機能改善を確認した。Ito遺伝子(Kv4.2,KChiP2)導入のためのプラスミド(ベクターはpIRES-hrGFP-1a)を作成し、NIH3T3細胞、oocyteへのItoチャネルのtransfectを確認できたが、Gene-gunによるラット心筋表面への打ち込みでは十分なチャネル発現を得ることが出来ず、心筋の活動電位を変化させるには至らなかった。予備研究において、急性期の活動電位を修飾することで心不全を治療する可能性を示すことが出来たが、Gene-gunによる遺伝子移入には限界があり、今後はチャネルをtransfectした細胞の移植など、チャネル再生のための新たな方法論を検討する必要があると考えられた。
ウォータージェット手術法の臨床適応にかんする研究

申請者は微少なノズルの先端より高圧の水を噴射させ,これを手術操作に応用するウォータージェット手術装置について,昭和59年度補助金で基礎的研究,昭和60年度補助金において臨床応用可能な装置についての研究を行い,実用性の高いウォータージェット手術装置の開発に成功した.本研究はこれまでの成果を基に,手術操作時における血管や神経の剥離,リンパ節郭清および創傷洗浄効果など,ウォータージェット法を用いた手術適応について検討を加えることにある.実施した研究は新たに臨床用として開発した消毒・滅菌およびシステムの組立が容易な装置を用い,1.新しいシステムの性能,耐久性および安全性についての検討2.家兎・イヌ等実験動物において臓器内血管や神経剥離作用,リンパ節郭清効果など,急性実験的研究3.臓器の創傷治癒について慢性生存実験による組織学的検討これらの結果から組織切開や臓器の切断においてウォータージェット手術法は他の手術法(電気メス,レーザーメス)と比し組織の炭化や凝固壊死が無く創傷治癒も従来の手術法に比してもほぼ同様であることが判明した.本法は対象臓器組織と索状体(血管ほか)の弾力性,硬度差を利用して実質臓器などの切離を行うものであり,肝硬変症を併発している対象では適応外と考えられていた.しかし肝硬変症を有する肝癌の部分切除術においても血管の残存は非常によく出血は非常に少なかった.このことから,対象組織に僅かな弾力性や硬度差が存在しさえすれば,本ウォータージェット手術法が応用可能であり,その適応は広いものと考えられた.多くの研究者によって本ウォータージェット手術法の検討がなされうる機会を提供するため,昭和63年1月22日学士会館(本郷)で研究報告を行った.申請者は微小なノズルの先端より高圧の水を噴射させ,これを手術操作に応用するウォータージェット手術装置について,昭和59年度補助金で基礎的研究,昭和60年度補助金において臨床応用可能な装置についての研究を行い,実用性の高いウォータージェット手術装置の開発に成功した.本研究はこれまでの成果を基に,手術操作時における血管や神経の剥離,リンパ節郭清および創傷洗浄効果など,ウォータージェット法を用いた手術適応について検討を加えることにある.実施した研究は新たに臨床用として開発した消毒・減菌およびシステムの組立が容易な装置を用い,1.新しいシステムの性能,耐久性および安全性についての検討2.家兎・イヌ等実験動物において臓器内血管や神経剥離作用,リンパ節郭清効果など,急性実験的研究3.臓器の創傷治癒について慢性生存実験による組織学的検討これらの結果から組織切開や臓器の切断においてウォータージェット手術法は他の手術法(電気メス,レーザーメス)と比し組織の炭化や凝固壊死が無く創傷治癒も従来の手術法に比してもほぼ同様であることが判明した.本法は対象臓器組織と索状体(血管ほか)の弾力性,硬度差を利用して実質臓器などの切離を行うものであり,肝硬変症を併発している対象では適応外と考えられていた.しかし,肝硬変症を有する肝癌の部分切除術においても血管の残存は非常によく出血は非常に少なかった.このことから,対象組織に僅かな弾力性や硬度差が存在しさえすれば,本ウォータージェット手術法が応用可能であり,その適応は広いものと考えられた.多くの研究者によって本ウォータージェット手術法の検討がなされうる機会を提供するため,昭和63年1月22日学士会館(本郷)で研究報告会を行った.申請者は微少なノズルの先端より高圧の水を噴射させ,これを手術操作に応用するウォータージェット手術装置について,昭和59年度補助金で基礎的研究,昭和60年度補助金において臨床応用可能な装置についての研究を行い,実用性の高いウォータージェット手術装置の開発に成功した.本研究はこれまでの成果を基に,手術操作時における血管や神経の剥離,リンパ節郭清および創傷洗浄効果など,ウォータージェット法を用いた手術適応について検討を加えることにある.実施した研究は新たに臨床用として開発した消毒・滅菌およびシステムの組立が容易な装置を用い,1.新しいシステムの性能,耐久性および安全性についての検討2.家兎・イヌ等実験動物において臓器内血管や神経剥離作用,リンパ節郭清効果など,急性実験的研究3.臓器の創傷治癒について慢性生存実験による組織学的検討これらの結果から組織切開や臓器の切断においてウォータージェット手術法は他の手術法(電気メス,レーザーメス)と比し組織の炭化や凝固壊死が無く創傷治癒も従来の手術法に比してもほぼ同様であることが判明した.本法は対象臓器組織と索状体(血管ほか)の弾力性,硬度差を利用して実質臓器などの切離を行うものであり,肝硬変症を併発している対象では適応外と考えられていた.しかし肝硬変症を有する肝癌の部分切除術においても血管の残存は非常によく出血は非常に少なかった.このことから,対象組織に僅かな弾力性や硬度差が存在しさえすれば,本ウォータージェット手術法が応用可能であり,その適応は広いものと考えられた.多くの研究者によって本ウォータージェット手術法の検討がなされうる機会を提供するため,昭和63年1月22日学士会館(本郷)で研究報告を行った.1.本研究実施以前に用いていたウォータージェット手術システムはジェット流圧が変動しない定圧型のものであった。一方新たに開発したシステムは低い定圧成分に脈動圧を重乗する定圧重乗型脈動ジェット流方式である。平均平を等しく設定した脈動型ウォータージェットシステムは従来の定圧型と比較すると、臓器の切離、血管の剥離効果に優れることが判明した。

そこで本システムにおける最適脈動成分の検討を行い、本年度購入分については再度システム設計を行い新しいタイプのシステムを購入した。2.ウォータージェットの噴射停止時(スイッチの閉鎖状態)におけるシステムの安全性および耐久性を向上させるため、駆動源であるモーターの回転制御とジェット流の再循環回路を新たにシステムに加えた。これらにより、導水系やハンドピースに加わる水圧が緩和され、安全性、耐久性を向上し得、さらに給水系の水消費量が従来の【1/2】【1/3】に減少させることが可能となった。3.本法は対象臓器組織と索状体(血管ほか)の弾力性、硬度差を利用して実質臓器などの切離を行うものであり、肝硬変症を併発している対象では適応外と考えられていた。しかし、肝硬変症を有する肝癌の部分切除術においても血管の残存は非常に優れ、出血が非常に少なかった。このことから、組織内に僅かな弾力差や硬度差か存在すれば、本法が適応であり、その適応は広いものと考えられた。4.本研究の目的はウォータージェット手術法の臨床適応に関するものである。このことから本法に関する研究会を設立し、早期(研究年度内)に多数の研究者による検討を仰ぐことも一つの方法と考えた次第である。そして、討論された内容を更に深く検討し、適応を模索してゆく予定である。
微小神経電位プローブに向けた超高密度アナログフロントエンドアレイ

脳神経電位計測システムを体内に埋込むことが出来るまで小型に実現することは、Brain-Machine Interface(BMI)実現のための重要な要素技術となる。本研究は、そのような応用に向けた電極アレイのための、超高密度信号処理回路の開発を目的としており、提案する新規デジタル補正技術に基づくアナログ回路の高精度化手法について、その指導原理を明らかにした後、神経電位アンプやA/D変換器への適用し、LSI試作・評価を通じて低消費電力化、小型化、高精度化を実証した。また、これらを基盤としたアレイLSIの設計・試作も行っており、今後の応用計測や実用化研究への発展が期待される。微小神経電位計測電極アレイに向けたアナログフロントエンド(AFE)のための、低電力・小型化回路技術の創出を目的に、当該年度においては主に下記4点の要素回路の開発を行った。(1)低電力、小型、低雑音アンプ、(2)低電力、高精度アナログ・デジタル変換器(ADC)、(3)高性能化のための安定化電源回路、(4)上記を統合したAFEアレイシステムオンチップ(SoC)の設計以上の各要素技術においては、低消費電力化と小型化を同時に達成可能な、新しい概念のデジタルアシスト技術を適用しており、その有用性を試作ICの測定を通じて確認している。特に当初計画していなかった(4)の、(1)から(3)の要素技術を統合したシステムオンチップ(SoC)開発も同時に進めており、問題点や課題の抽出に早期にとりかかれている状況である。本研究は、微小神経電位計測電極アレイのための超高密度信号処理回路(アンプやAD変換器などから成るアナログフロントエンド:AFE)のアレイ化実現に向けた回路技術の創出を目的としており、特に、低電力化・小型化に焦点を当て研究開発を推進するものである。従来のAFEは、製造ばらつきに起因する誤差を除去するための補助回路が必要であり、これが低電力化・小型化の妨げとなっていた。本研究では、アンプ回路中のトランジスタを分割し適応的に最適な組合せに再構成されるアーキテクチャを新規に開発し、チップ試作を通じてその有効性を確認した。また、AD変換器の検討に関しては、内部で利用される重要な要素回路である比較器の高精度化に取り組み、AD変換器の精度(オフセット電圧)を4倍以上改善する「時間領域信号処理」を適用したキャリブレーション手法を提案し、チップ試作・評価を通じてその有効性を確認してきた。さらに、前年度から前倒しで設計・検討を進めてきたADCや電源回路等も統合した、アレイ型AFEシステム・オン・チップ(SoC)の開発に関しては64chAFEアレイを設計・チップ試作している。以上の要素技術開発からシステム開発までを通じて、(1)時間領域アナログ信号処理技術と(2)データ圧縮技術に関する新たな研究の展開を見出したこともひとつの成果であり、脳神経電位計測SoCのさらなる高機能化、高性能化、応用実験に向けて取り組むことが期待される。アナログ・デジタル集積回路設計本年度(初年度)はAFEアレイのための要素技術開発のみを計画していたが、これらと並行して統合システム開発も行った。これにより、多チャンネルアレイ化システムを実現する上での課題や問題点を具体的に抽出することが出来るようになると考えられ、より、今後の研究開発の確度を高めることが可能になると期待できる。今後は本年度設計した要素回路及びAFEアレイSoCの計測を行い、適宜成果発表すると共に、ここで得た知見を以って、当初の予定通りAFEアレイSoCの設計開発を引き続き行い、年度末の実測評価を目指す。具体的には下記の通りである。(1)アンプ、ADC等要素回路技術の高性能化・最適化設計、(2)各種要素技術を統合したAFEアレイSoCの設計、(3)各種回路の評価購入した設備(ワークステーションHP社製Z820/CT)が予算申請当初の見積から価格が低下していること、また、評価基板製作におけるディスカウント等により差額が生じた。差額分については電子部品等の消耗品や研究成果発表のための旅費等へ補填する予定である。
ラット神経膠腫モデルによるB7遺伝子ワクチン療法の基礎的研究

神経幹細胞に特異的に発現している中間径フィラメントの一つnestinは正常脳組織では血管内皮細胞などにまれに発現しているのみであるが、神経膠腫では腫瘍細胞や内皮細胞に強く発現し、悪性度が高くなるに比例して発現率も高くなる。このnestin promoterを組み込んだ発現ユニットをアデノウイルスに組み込み、腫瘍摘出腔内に投与すれば神経膠腫細胞に選択的な遺伝子発現が期待される。ただし、nestinの転写活性は比較的低いと予想されるため、直接このpromoterで蛋白質を発現しても十分な遺伝子発現は期待しがたい。そこで、遺伝子転写のon-offを行うシステムとして東京大学医科学研究所斉藤泉博士らが開発したcre-loxPシステムを用いた。rat genomic libraryよりcloningしたrat nestin promoter,enhancerをrecombinaseCreの上流に組み込んだadenovirus vectorと、現在最も強力なpromoterの一つであるCAGpromoterの下流にloxPによるon-off領域、ついで、lacZ遺伝子を組み込んだアデノウイルスを作成した。これらのアデノウイルスを、ヒトglioma細胞に二重感染させ、X-Gal染色で遺伝子発現を評価した。Northern blotで、nestinが高発現しているglioma細胞(U251,KG-1C,NGM5)では、高い遺伝子発現が見られたが、nestinがほとんど発現していないglioma細胞(U87,NP-2,LN-Z318,T98G)では、弱い遺伝子発現しか認めなかった。従って、このアデノウイルス二重感染法を用いることにより、nestinを発現しているglioma細胞に特異的な遺伝子治療や、神経幹細胞に特異的な遺伝子発現等への応用の可能性が示唆された。神経膠腫に特異的に発現している中間径フィラメントの一つnestinは正常脳組織では血管内皮細胞などにまれに発現しているのみであるが、神経膠腫では腫瘍細胞や内皮細胞に強く発現し、最も悪性の神経膠芽腫で最も強く発現している。このcre,loxpそれぞれを有するアデノウイルスを二重感染させると、nestinを発現している細胞のみで、creが発現し、これによってもう一方のアデノウイルスのloxpにはさまれた、stopcodonが取り除かれ、強力なCAG promoterによって目的とする遺伝子が強力に、かつ特異的に発現されることが期待される。
サルモネラ菌迅速高感度検出のための基礎研究

食品中の細菌は、貯蔵および加工中に種々のストレスを受け損傷している。損傷菌は選択培地で増殖させることが出来ないため、検出する際には栄養豊富な非選択培地で十分培養し、損傷から回復させる必要がある。しかし、回復に時間がかかり、回復が不十分であると菌数を過小評価してしまう恐れがある。本研究では食中毒菌を迅速かつ確実に検出するため、Salmonella enteritidis(SE)の加熱損傷菌を用いて、回復機構について検討した。この最適条件で加熱したSEの、非加熱、加熱直後、液体培地中で回復1時間目の菌体からそれぞれ調製した菌体の全タンパク質の2次元電気泳動を行い、回復時に特異的に発現する7種のタンパク質のスポットを見いだした。これらのうちの2種についてはN末端アミノ酸配列が決定でき、相同性検索の結果、タンパク質伸長因子およびピルビン酸キナーゼであることがわかった。加熱または酸化ストレス誘導性遺伝子88種について転写量を比較した。非加熱菌体、加熱損傷菌体、TSB回復菌体のRT-PCR産物量を比較すると、TSB回復菌体で特異的に多く転写されていたと思われる遺伝子が31種検出された。さらに、この31種の遺伝子について上記3種の菌体に緩衝液回復菌体を加え、各RT-PCR産物量を比較すると、TSB回復菌体において顕著に転写産物量が増加していたと思われる遺伝子は10種(mreB、clpX、hslU、lon、ppiD、ahpC、ahpF、katG、grxA、hslJ)検出された。これらの遺伝子はSEがTSB中で回復する際に、特異的に発現する遺伝子である可能性が高いと考えられた。本研究では食中毒菌を迅速かつ確実に検出するため、Salmonella enteritidis (SE)の加熱損傷菌を用いて、回復機構について検討した。まず、種々のpH条件下で加熱して、SEの損傷菌(選択培地ではコロニー形成できないが、栄養豊富な培地ではコロニー形成する)の生成を調べた結果、pH6,55°C,10分間の加熱により損傷菌の生成率がもっとも高かった。この前後のpHおよび加熱温度条件では、損傷菌の生成率は低かった。現在同様に処理した菌体から調整したtotal RNAから、RT-PCRによりEscherichia coliおよびS.typhimuriumで知られている、42種の加熱ストレス誘導遺伝子転写産物の検出を試みている。本年度は、遺伝子の発現について調べるため、加熱処理した菌体から調製したtotal RNAから、RT-PCRによりEscherichia coliおよびS.typhimuriumで知られている、加熱または酸化ストレス誘導性遺伝子88種について転写量を比較した。

非加熱菌体、加熱損傷菌体、TSB回復菌体のRT-PCR産物量を比較すると、TSB回復菌体で特異的に多く転写されていたと思われる遺伝子が31種検出された。さらに、この31種の遺伝子について上記3種の菌体に緩衝液回復菌体を加え、各RT-PCR産物量を比較すると、TSB回復菌体において顕著に転写産物量が増加していたと思われる遺伝子は10種(mreB、clpX、hslU、lon、ppiD、ahpC、ahpF、katG、grxA、hslJ)検出された。これらの遺伝子はSEがTSB中で回復する際に、特異的に発現する遺伝子である可能性が高いと考えられた。今後は、まず、これら遺伝子の中で、過酸化水素スカベンジャーをコードしているkatG,ahpCおよびahpFの遺伝子破壊株をそれぞれ調製して、加熱損傷回復時の役割を明らかにする予定である。
鳥類・齧歯類における共感性ミラーニューロンの探索

共感性に関連するミラーニューロンを探索するための行動学的・生理学的な要素技術の確立を進めた。齧歯類についての研究では、ラットに認知バイアス課題を課し、情動伝染の内的過程を計測することに成功した。実験に先立ち、ラットが電気ショックなど不快な文脈で発する22kHzの鳴き声を10分間呈示すると、罰回避のレバーを押す傾向が有意に高くなった。また、交尾などの快文脈で発する50kHzの鳴き声の呈示後では、餌を得るレバーを押す傾向が有意に高くなった。これらの結果から、ラットはコミュニケーション音を聞くことで、それが発せられる文脈の情動状態になることが示唆される。さらに、22kHzや50kHzのコミュニケーション音声を呈示することで、前帯状皮質から記録される局所電場電位が強くなることがわかった。これに対応するように、扁桃体ではノイズ呈示などの嫌悪事態と22kHz音声と両方に対応する神経細胞があったが、報酬呈示と50kHz両方に応答する神経細胞は確認できなかった。鳥類についての研究では、ブンチョウを飼育し、快情動(メスの交尾受入時など)において発せられるトリルと不快情動(縄張り争いなど)において発せられるトリルを録音することができた。これらの音声は、ラットで用いたような認知バイアス課題の計測に利用できる。快情動では帯域が狭く繰り返しの遅いトリルが、不快情動では帯域が広く繰り返しの早いトリルが記録された。これらの2つの状況下でのトリルには明らかな音響学的差異があり、2つの音響パラメータで線形分離が可能であった。さらに、ブンチョウの高次聴覚野に電極を刺入し、純音刺激やトリル刺激に対するミスマッチ陰性電位を記録することができた。以上のように、研究は順調に進んでいたが、研究代表者が平成29年度採択の新学術領域代表者となったため、本プロジェクトは同年6月29日をもって終了となった。29年度が最終年度であるため、記入しない。オペラント条件づけでラットを訓練し、ある信号音が呈示されたら右側のレバーを押して餌を得ること、もう1つの信号音のもとでは左側のレバーを押して罰(白色雑音)を回避することを学習させた(左右は任意)。これらの中間の曖昧音を出すと、ラットは左右のレバーをほぼ同じ比率で押した。さらに、ブンチョウの高次聴覚野に電極を刺入し、純音刺激やトリル刺激に対するミスマッチ陽性電位を記録することができた。齧歯類(ラット)を用いた研究については、認知バイアス課題による情動伝染過程についての論文(Saito et al, 2016)、および局所電場電位によるコミュニケーション音声への応答に関する論文(Saito & Okanoya, 2017)を、海外の査読付き学術雑誌に掲載することができた。どちらも世界に先駆ける報告である。これらは、初年度としては十分以上の成果であると言える。鳥類(ブンチョウ)を用いた研究については、認知バイアス課題に適切である刺激を記録することはできたが、これを用いたオペラント訓練には至らなかった。いっぽう、自由行動下のブンチョウの高次聴覚野からミスマッチ陰性電位を記録出来たのは大きな成果である。これらの成果については、できるだけ早い時期に論文化する必要がある。鳥類の行動課題の遅れを除けば、全般に期待以上の進捗が得られた。これらの成果にもとづき、次年度は予定していたミラーニューロンの探索を開始することが可能である。以上の判断にもとづき、進捗は当初計画以上であると言える。

さらに、22kHzや50kHzのコミュニケーション音声を呈示することで、前帯状皮質から記録される局所電場電位が強くなることがわかった。これに対応するように、扁桃体ではノイズ呈示などの嫌悪事態と22kHz音声と両方に対応する神経細胞があったが、報酬呈示と50kHz両方に応答する神経細胞は確認できなかった。鳥類についての研究では、ブンチョウを飼育し、快情動(メスの交尾受入時など)において発せられるトリルと不快情動(縄張り争いなど)において発せられるトリルを録音することができた。これらの音声は、ラットで用いたような認知バイアス課題の計測に利用できる。快情動では帯域が狭く繰り返しの遅いトリルが、不快情動では帯域が広く繰り返しの早いトリルが記録された。これらの2つの状況下でのトリルには明らかな音響学的差異があり、2つの音響パラメータで線形分離が可能であった。さらに、ブンチョウの高次聴覚野に電極を刺入し、純音刺激やトリル刺激に対するミスマッチ陰性電位を記録することができた。以上のように、研究は順調に進んでいたが、研究代表者が平成29年度採択の新学術領域代表者となったため、本プロジェクトは同年6月29日をもって終了となった。鳥類のオペラント条件づけによる認知バイアス課題の確立、およびそれに基づく情動伝染の計測が喫緊の課題である。快情動・不快情動に対応した音声録音をしているが、コミュニケーション文脈での発声であるため、雑音が多い。音声自体は単純な周波数変調音なので、録音できた音声にもとづき、人工音を合成して使用することを検討している。鳥類、齧歯類とも、無線による局所電場電位およびその加算で得られるミスマッチ陰性電位を得ることには成功している。しかしミラーニューロンの探索が究極の目標であるので、単一細胞記録を確立する必要がある。齧歯類(ラット)については、32チャンネルの記録システムを立ち上げる過程にある。鳥類(ブンチョウ)については、4チャンネルx2の記録システムを立ち上げる過程にある。以上のように、本研究課題は、共感性のミラーニューロンを探索するという当初目標に順調に近づいていると言える。29年度が最終年度であるため、記入しない。
ハビタットの時間的変化と昆虫類の生息の関係性の解明とエコロジカル・デザイン手法

震災1年後の2012年以降継続している気仙沼市舞根地区の津波跡地の湿地環境でのトウホクサンショウウオの卵のう分布およびトンボ相の種組成・分布の経年変化のモニタリングを実施した。トウホクサンショウウオの卵のうは全域で280対が確認され,前年度に比べて減少した。2012年度以降の変動については,汽水化による産卵環境の縮小により2013年には産卵数が大きく減少したが,2014年から2016年までは産卵数は徐々に増加し,2017年以降は再び減少している。これらの原因は植生遷移や湿地の乾燥化,埋立てといったハビタットの消失・縮小が要因である。卵のう確認数は前年度(1年前)および4年前の卵のう数と有意な正の相関,2年前の確認数と有意な負の相関が見られた。トンボ類の種数は37種であった。α多様性は徐々に2015年までは増加傾向にあったが、近年の調査では攪乱依存種が減少傾向にある。特に初期はβ多様性が高かったが,現在は環境の均一化に伴って減少していることが明らかになった。UAVによる空撮で取得したRGB画像及び近赤外域を含むマルチスペクトル画像から,ハビタットのアーカイブ化として,SfMによりオルソ画像合成とNDVI分布図を作成し,ハビタットの変化状況を把握した。高茎草本の被覆が拡大により湿地内の植生は均一化しつつあること,ヨシが集中する箇所の縁辺部では活性度が高い一方,中心部では活性が低いことが明らかになった。また,3Dスキャナを用いた樹林内の湿地の点群を取得し,樹林構造と詳細地形を把握した。旧版地形図と植生図,人口予測データを用いて,過去100年間のハビタットの変化と将来起こり得る災害被害を推定し,シナリオ分析から被害軽減のための移転,グリーンインフラとしての遊水地整備による費用対効果を算出した。洪水被害では空き家を利用した移転策で被害をゼロにすることができることが明らかになった。好適な対象地を対象に研究を進められており、期待している結果が得られている。国際学会(ICLEE)での研究発表を1報行ったほか,関係論文5編の投稿準備を進めている。グリーンインフラストラクチャーとしての土地利用再編による,Eco-DRR効果を推定する手法を提示した。本件について国際誌への投稿準備を進めている。ハビタットのアーカイブ化に関連して、ドローンを用いた空撮,及びマルチスペクトルセンサーを用いた植生解析の基盤データが完成し,GISを用いたハビタットマップの作成を進めている。3Dスキャナを用いたハビタットアーカイブを試験的に実施し,課題と可能性を整理できた。生物多様性との関係性を明らかにするためのアーカイブ化とデータ取得手法について,新年度中に提示することを目指している。ハビタットと生物多様性の時間変化に関するデータの蓄積は進んでおり,得られたデータを基に分析を進めるとともに,論文投稿,学会発表を随時行っていく。ハビタットアーカイブ化の手法については課題と可能性が得られたため,追加・新規の調査を実施する予定であるため,早期の研究実施を目指している。グリーンインフラストラクチャーとしての土地利用再編とハビタット組成に関する研究についてはおおよそ期待する結果が出たため,論文投稿,学会発表を随時行っていく。ジャカルタで調査したトンボ類の種数及びSimpson指数とハビタットの組み合わせ及び不均一性を表す指数の関係をGLMMで分析した結果、前者の指数がより高い相関を示すことが明らかになった。一定の空間内に複数のハビタットが存在し、かつ相互が近接した土地利用におけるトンボ類の種の豊富度・多様度が高くなる傾向を示すものであり、生物多様性を向上させる土地利用・ハビタット構成に視座を与える結果である。東日本大震災の津波浸水域の湿地環境においてトウホクサンショウウオの産卵数及びトンボ類の種組成の経年変化が明らかになった。トウホクサンショウウオは2013年以降産卵数を増やしていたが、2017年は産卵数が微減した。GLMMによる過去の産卵状況との関係性を分析した結果、1シーズン前(前年度)及び4シーズン前の産卵数が正の効果を及ぼす一方で、2シーズン前の産卵数、特に死亡した卵嚢数が負の効果を及ぼすことが明らかになった。トンボ類の種組成については2015年まで種数が増加していたが、2016年以降は減少傾向にある。特に、攪乱直後は対象域全体でβ多様性が高かったものの、徐々に低下してきており、特定種の分布に偏りが出始めている。乾燥化や復旧事業などの人為的改変によってハビタットが減少していることの影響が示唆される。都市河川におけるハグロトンボの移動・分散に与える影響をGLMMで精査した結果、樹木や構造物による河川水面の陰被覆、高水敷の面積、河川から100m範囲の樹林地面積率がハグロトンボの移動距離に正の影響を及ぼしていることが明らかになった。一方で、繁殖・産卵行動に必須のマイクロハビタットが存在するほど移動率が下がることが示唆された。都市河川を主軸としたエコロジカル・ネットワークを構築する際は、堤外地の河川環境の条件を向上させることはもちろん、堤内地や周辺環境の整備を一体的に行う必要性が示された。申請者の所属変更やステークホルダーとの調整、予定調査地の大幅な人為改変が施されたことなどから、計画段階で想定していた調査計画に沿って研究が進められていない。

しかしながら、別の好適な対象地を対象に研究を進められており、期待している結果が得られている。また、関係する論文が1編採択されたほか、関係論文5編の投稿準備を進めている。また、ハビタットのアーカイブ化に関連して、ドローンを用いた空撮、及びマルチスペクトルセンサーを用いた植生解析を進めており、研究成果として分析結果を新年度中に提示することを目指している。震災1年後の2012年以降継続している気仙沼市舞根地区の津波跡地の湿地環境でのトウホクサンショウウオの卵のう分布およびトンボ相の種組成・分布の経年変化のモニタリングを実施した。トウホクサンショウウオの卵のうは全域で280対が確認され,前年度に比べて減少した。2012年度以降の変動については,汽水化による産卵環境の縮小により2013年には産卵数が大きく減少したが,2014年から2016年までは産卵数は徐々に増加し,2017年以降は再び減少している。これらの原因は植生遷移や湿地の乾燥化,埋立てといったハビタットの消失・縮小が要因である。卵のう確認数は前年度(1年前)および4年前の卵のう数と有意な正の相関,2年前の確認数と有意な負の相関が見られた。トンボ類の種数は37種であった。α多様性は徐々に2015年までは増加傾向にあったが、近年の調査では攪乱依存種が減少傾向にある。特に初期はβ多様性が高かったが,現在は環境の均一化に伴って減少していることが明らかになった。UAVによる空撮で取得したRGB画像及び近赤外域を含むマルチスペクトル画像から,ハビタットのアーカイブ化として,SfMによりオルソ画像合成とNDVI分布図を作成し,ハビタットの変化状況を把握した。高茎草本の被覆が拡大により湿地内の植生は均一化しつつあること,ヨシが集中する箇所の縁辺部では活性度が高い一方,中心部では活性が低いことが明らかになった。また,3Dスキャナを用いた樹林内の湿地の点群を取得し,樹林構造と詳細地形を把握した。旧版地形図と植生図,人口予測データを用いて,過去100年間のハビタットの変化と将来起こり得る災害被害を推定し,シナリオ分析から被害軽減のための移転,グリーンインフラとしての遊水地整備による費用対効果を算出した。洪水被害では空き家を利用した移転策で被害をゼロにすることができることが明らかになった。好適な対象地を対象に研究を進められており、期待している結果が得られている。国際学会(ICLEE)での研究発表を1報行ったほか,関係論文5編の投稿準備を進めている。グリーンインフラストラクチャーとしての土地利用再編による,Eco-DRR効果を推定する手法を提示した。本件について国際誌への投稿準備を進めている。ハビタットのアーカイブ化に関連して、ドローンを用いた空撮,及びマルチスペクトルセンサーを用いた植生解析の基盤データが完成し,GISを用いたハビタットマップの作成を進めている。3Dスキャナを用いたハビタットアーカイブを試験的に実施し,課題と可能性を整理できた。生物多様性との関係性を明らかにするためのアーカイブ化とデータ取得手法について,新年度中に提示することを目指している。得られたデータを基に分析を進めるとともに、論文の投稿を随時行っていく。また、これまで得られた知見に加えて、新しい視座を得られる可能性がある項目については、追加・新規の調査を実施する予定である。