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私生活の自由を確保する「カップル」保護の法理論:法律婚の相対比を通じて

本研究は、非婚カップルの法的扱いと婚姻法のあり方・婚姻法理論は表裏一体であることから、その双方を検討対象としつつ、カップル形態が多様化する現代に見合う、カップルをめぐる新たな法秩序・法理論の構築を目的とするものであり、本年度が最終年度の2年目にあたる。昨年度から引き続き、今年度9月まで、近年、婚姻関連法の改正などのダイナミズムが見られるフランスでの在外研究を行った。その結果、フランスでは、婚姻(法律婚)の本質は、子どもを産み育てるための基本単位、(夫婦とその子どもから成る)「家族」の基盤に求められる(したがって婚姻の異性愛性、内縁・パックスと親子法制との区別が帰結される)という伝統的考え方がある一方、近年では、そういった生殖の側面にとらわれない、婚姻の個人的・精神的次元の強化も確認される(これらについては、判例評釈、立法紹介の形で原稿を執筆し、現在校正段階である)。他方、離婚の容易化、共同親権の徹底、嫡出子・非嫡出子区別の撤廃などは、婚姻の特殊性・独自性を失わせるもののようにも見えるが、カップル関係と親子関係とを一体に規律する制度は、婚姻に留保されている。では、日本の文脈ではどうなのか。これを明らかにするため、フランス在外研究から帰国した本年度後半は、日本の婚姻・内縁をめぐる総合的な裁判例分析により、日仏での「婚姻」概念の相違に迫った(北海道大学法学研究科に、「事前審査論文」として提出した)。本研究の成果は、さらに検討を重ねたうえで、近日中に博士論文として完成させ、公表する予定である。本研究は、わが国における曖昧な婚姻法・婚姻法理論と、それに引き寄せる(あるいは突き放す)形での非婚カップル保護理論への問題意識から、カップル形態が多様化する現代に見合う、カップルをめぐる新たな秩序・法理論の構築を目的とするものである。本年度は、まず年度当初に、本研究の第一段階である、フランスにおける非婚カップル保護理論の研究の成果を公表し、(1)法における「カップル」関係の取り扱いの特微を解明すること、(2)日仏間の法的・文化的・社会的相違に着目することを通して、日本におけるカップル保護法構造の特徴を体系的に把握することが、今後の課題となることを明らかにした。第一の点に関しては、カップル関係解消の際の特殊性を知る手がかりとして、契約交渉破棄事例の研究を行い、双方に共通して、「信頼」の裏切りが鍵となることが示唆されたが、法における「カップル」関係の特徴の解明は、この方向からの研究のみでは不十分である。このため、カップル関係のキーワードなると思われる「性」をめぐる知見について、法学にとどまらず、多様な分野から吸収しているところである。その「性」が具体的に法的問題として表れる1つの例が、同性カップルの法的承認や同性婚の問題であり、これについても文献の渉猟を進めているところである。第二の点については、本年度半ばより、フランスにおいて在外研究をすることにより、日仏間の相違を今まで以上に認識し、日本法の特徴や問題点を見出してきているところである。当初から、今年度はインプットの年と位置づけていたが、その通り、今年度は多くの知見を吸収することができた。来年度は、それらの知見を踏まえて、成果の具体化を意識しながら、研究に取り組む予定である。
新しいタイプのポリシアル酸:動物界における存在・構造・分布・機能の研究

[1]新規シアル酸KDNは、1996年度本研究者らにより魚卵糖タンパク質の微量構成成分として発見され、これまでに細菌、無脊椎動物および下等脊椎動物由来の複合糖質にKDNをもつものが存在することが明らかにされている。本研究ではKDNが哺乳動物の糖脂質および糖タンパク質の構成成分として存在することを明らかにした。(1)オリゴKDNに特異的なモノクロン抗体およびKDNに特異的な酵素KDNase免疫組織化学的方法により、ラットの各組織にKDNが存在することを証明した。更に、ラット組織ホモジネート中に、複数種のオリゴKDN含有糖タンパク質が存在することを、Western blot/免疫染色法により証明した(チューリッヒ大学・Roth教授との共同研究)。(2)pmolレベルのKDNを他のシアル酸と分離定量する事の出来る蛍光検出HPLC法を確立した。この方法は、湿重量100mgのラット各器官の糖タンパク質および糖脂質中のシアル酸とKDNを定量する事が可能で、他のシアル酸に対するKDNの存在比は組織によって異なることが示された。(3)哺乳動物におけるKDNの存在を更に確実に証明するために、豚腎および豚胸腺からKDN含有糖ペプチドを単離部分精製し、HPCL法およびGCL法によりKDNの存在を明らかにした。また、豚組織の緩和酸加水分解物からKDNを単離し、HPDL、GCL、NMRおよびFAB-MS法により確実に同定した。(4)ヒト肺ガン細胞にKDNが存在することを、HPCL法により証明した(Roth教授との共同研究)。[2]N-グリコシド型糖鎖に結合した新規ポリシアル酸の構造解析と生物界分布。従来ポリシアル酸結合糖タンパク質としてよく知られている胎児型NCAMのほかにもオリゴシアル酸を結合する糖タンパク質が動物界に存在することを見いだし、その検出および分布方法を確立した。
神経系における"エンドカイン"の役割と炎症性・変性疾患の解析

神経変性疾患における核の役割は、最近注目を集めている。本研究では、"エンドカイン"としての肝癌由来増殖因子(HDGF)の発現について、マウスにおける細胞内局在を検討し、さらに筋萎縮性側索硬化症モデルマウスを利用して、神経変性疾患における役割について検討した。その結果、細胞核におけるHDGF発現能力の個体差・細胞間差、そして細胞種による反応性の違いが、変性疾患の進展と関連する可能性が考えられた。今年度は、HDGFの発現を決める因子および作用機序を解明する目的で、まず培養細胞を使った過剰発現系と発現抑制系の確立に取り組んだ。通常のトランスフェクションによる発現系では、トランスフェクション自体によって発現が増減する分子とくにサイトカインがあることや細胞毒性の問題があるため、テトラサイクリンをoffにすることで、HDGF発現を誘導し過剰発現する系を、神経細胞に近いPC12細胞を使用し確立した。この系では、NGFを加えると細胞の分化を誘導できるので、HDGFの役割を増殖細胞と分化細胞の2つの系で検討できるメリットがある。一方、HDGF発現抑制系についても、毒性等を軽減する目的で、siRNAのテトラサイクリンによる誘導あるいは、siRNAを発現するプラスミドの安定発現系の確立を目指して、15種類のプラスミド、3種類の細胞系を試みたが、ウエスタンブロットや免疫染色にて70%以上の抑制を再現よく示すものは皆無であった。このことは、HDGFのある特殊性を示すものと考えられる。今後は、siRNA自体の導入を検討し、HDGF過剰発現系と抑制発現系を使いマイクロアレイによる網羅的解析を行う予定である。HDGF(肝癌由来増殖因子)は、生存に不可欠と考えられ、細胞の生存と深く関与していると考えられていたが、ノックアウトマウスの作成が報告され、発生に不可欠ではないという論文が発表された。従って過剰発現系や抑制系の解析よりも、神経変性疾患(筋萎縮性側索硬化症モデルマウス)におけるHDGFの発現に関しての検討を優先させた。正常マウス腰髄(41週令)におけるHDGFの免疫反応性は、その程度に個体差があるものの、共通して、主に後角や中心菅付近の小型神経細胞の核を中心に強陽性の細胞を多数認めた。一方、体性運動神経細胞群よりなるRexed第IX層における神経細胞核の免疫反応性は比較的弱いことが明らかになった。モデルマウス(38週令)腰髄においても、正常マウスと同様にHDGFの免疫反応性の程度に個体差をみとめた。また、運動神経細胞数が高度に減少しているにかかわらず、ほとんどのマウスにおいてRexed第IX層におけるHDGF陽性の運動神経細胞核が目立った。また、HDGF強陽性のグリア細胞も認められた。興味ある結果は、個体差があること、変性が進行すると強く発現する細胞の種類に変化があることである。我々の結果は、後天的な神経変性疾患においては、HDGFは、細胞の生死に深く関与していることを支持していると考えられた。また、変性疾患と炎症という観点からみると、中枢神経系細胞におけるHDGF発現能力の個体差が、炎症反応の個体差を意味し、生存期間と関与しているかどうかという点に興味がもたれる。
消滅の危機に瀕するダパ語方言の記述研究

ダパ語は中国西南部の少数民族地帯において約8千人の人々によって話される言語である。書記体系はない。近年、ダム建設による移住や急速な漢語化など、社会的環境変化に伴い、消滅の危機に瀕している。一部の方言については、語彙集や文法概説など部分的な研究がなされているものの、文法の全容を記述した文法書や、全方言を視野に入れた方言資料集などは存在しない。ダパ語とはどのような言語か、それを明らかにするには、今、十分な調査研究を実施する必要がある。本研究課題は、ダパ語方言資料のドキュメンテーション、文法の包括的記述、方言分布の歴史的形成過程の検討を行い、ダパ語の全体像を明らかにしようとするものである。書記体系はない。
医学教育アウトカム評価法としてのカルテピアレビューシステムの開発

日本の医学教育においてほとんど行われていないアウトカム評価法の開発を目的とした。過去5年間に研究協力病院の内科外来を新患受診し、後期研修医が診療し、最終的に入院となった患者112名の外来診療録を、4名の評価者が、評価表(記載の有無:3段階評価14項目、診療内容:5段階評価15項目)に基づいて評価した。評価者の相の級内相関係数の平均測定値は0.917(95%信頼区間,0.912-0.921)で、信頼性の高いアウトカム評価法が得られた。教育の評価には、インプット評価(どのような教育が施されているか)、アウトプット評価(終了時にどのような能力が獲得されたか)、アウトカム評価(どのような人材を生み出したか)の3種類がある。日本の医学教育において、前二者はなされているが、アウトカム評価はほとんどなされていない。そこで、アウトカム評価法の一つとして、「診療録ピアレビューシステム」の開発を計画した。具体的には、1)信頼性の検討(後方視的研究および前方視的研究)、2)妥当性の検討(前方視的研究)、3)実際のアウトカム評価、4)日本の医学教育のアウトカム評価の継続的システムの構築、の4段階を計画した。まず、長大な計画のため、国内外の識者を訪問し(マイアミ、東京、京都など)、種々のsuggestionsを得た。それに基づき、将来的なシステム構築を見据え、「各カルテコピーを評価者へ持参する形式」から「評価者が各病院に赴いてカルテを閲覧する形式」への変更を決定した。次に、東北大学病院内にコアメンバー委員会(7名で構成)を設置した(事前に依頼していた候補者の移動《教授として転出》等の理由で数か月遅れた)。次に、コアメンバー委員会で評価者の候補を挙げ、全国各地(鹿児島、東京、倉敷、熊本など)を依頼して回り、最終的に東北地方外の3名の総合診療医から承諾を得た。さらに、東北地方の研究協力病院を3つ選定した(事前に依頼していた協力病院から『電子カルテへの移行時期』等の理由から承諾を得られなかったこともあって数か月遅れた)。以上、後方視的な信頼性の検討の準備が整い、平成23年度は、サンプル診療録を用いてトライアルを行った上で、実際に診療録のレビューを行う予定である。日本の医学教育において、インプット評価・アウトプット評価はなされているが、アウトカム評価はほとんどなされていないため、アウトカム評価法の一つとして、「診療録ピアレビューシステム」の開発を計画した。平成22年度に、コアメンバー委員会を設置し、研究協力病院(東北地方の3病院)と評価者(東北地方以外の総合診療医3名)を選定した。平成23年度は、評価表(診療録記載の3段階評価14項目、診療内容の5段階評価17項目)を作成し、サンプル診療録を用いてトライアルを行った上で、実際に後方視的な信頼性検討を行った。対象は、過去5年間に研究協力病院の外来を新患受診し、後期研修医が診療し、最終的に入院となった患者51名(疾患名を問わない)の外来診療録とし、3名の評価者が別々に研究協力病院を訪れて診療録を評価した。事前に東北大学病院および全研究協力病院の倫理委員会の承認を得た。全51例の平均点±標準偏差、最低点最高点(127点満点)は、85.0±7.5(評価者A:76.7±8.2、53100、評価者B:92.3±9.1、66117、評価者C:85.8±11.7、65112)であった。intra-class correlationの平均は0.53±0.12で、記載評価では、「家族歴」(0.69)が最も高く、「現症」(0.54)は中等度で、「現病歴」(0.36)は低かった。内容評価では、「EBMに従っているか」(0.74)が最も高く、「鑑別診断に必要な症状を聞いているか」(0.55)・「鑑別診断に必要な項目を診察したか」(0.56)は中等度で、「重要な鑑別診断が抜けていないか」『(0.36)、が最も低かった。以上の結果より、より高い信頼性を得るためには、評価基準・評価項目の修正が必要と考えられた。平成24年度は、第二段階として前方視的な信頼性の検討および妥当性の検討を計画している。日本の医学教育において、インプット評価(どのような教育が施されているか)・アウトプット評価(終了時にどのような能力が獲得されたか)はなされているが、アウトカム評価(どのような人材を生み出したか)はほとんどなされていない。

平成23年度に実施したpilot studyの結果は、級内相関係数は中等度(平均値0.53±0.12)で、評価者間での基準の違い・一部の評価項目の不適切さが指摘された。平成24年度は、上記結果を踏まえて、基準となるべくモデル症例を作成し、評価表を改訂し、症例数・評価者数を増やして、再度信頼性検討を実施した。過去5年間に研究協力病院(東北地方の4病院)の内科外来を新患受診し、後期研修医(卒後310年目)が診療し、最終的に入院となった患者112名(消化器30、循環器30、呼吸器12、その他40名)の外来診療録を、評価者(東北地方以外の総合診療医4名)が、病院を別々に訪れて、評価表(記載の有無:3段階評価14項目、診療内容:5段階評価15項目)に基づいて評価した。事前に東北大学病院および全研究協力病院の倫理委員会の承認を得た。平均所要時間は1260±103分(11701405、1症例あたり11.3分)であった。全112例全29項目の平均点は84.1±7.7(54-108)であり、評価者の相の級内相関係数の単一測定値は0.733 (95%信頼区間, 0.720-0.745)、平均測定値は0.917 (95%信頼区間, 0.912-0.921)であった。評価項目に対しておこなった因子分析の結果,6因子(病歴聴取、身体診察、臨床推論、治療とアウトカム、レトリック、患者関係)が確認された。以上より、信頼性の向上が認められ、医学教育のアウトカム評価に適用しうるシステムと考えられた。研究実績の概要に述べたように、コアメンバー委員会を設置するにあたって、事前に依頼していた候補者の移動(教授として転出)等があっため、結成が数か月遅れた。また、研究協力病院を選定するにあたって、事前に依頼していた協力病院から「電子カルテへの移行時期」等の理由から承諾を得られなかったことがあって数か月遅れた。他は概ね順調である。24年度が最終年度であるため、記入しない。若干の遅れはあったものの、研究実績の概要に述べたように、後方視的な信頼性解析で極めて有用なデータが得られており、これをもとに前方視的な信頼性の検討および妥当性の検討を計画している。具体的には、5月中に3名の評価が集まり評価基準・評価項目の修正を加え、6月に東北大学病院および各協力病院の倫理委員会に前方視的研究(信頼性および妥当性の検討)の承認の申請を行う。78月から前方視的な対象の登録を行い、12月に実際の診療録のレビューを行い解析する。
光ビ-ト分光による超高分解能ブリュアン-レイリー散乱法の開発

我々は最近、ブリュアン散乱を光ビ-ト分光を用いて測定することに世界ではじめて成功した。この方法により、これまでのフォノン伝搬の測定精度を2桁以上向上させることができる。本研究の目的は、光ビ-ト分光ブリュアン・レイリー散乱法の周波数帯域および検出感度の向上を測り、まったく新しい光散乱測定法を完成させることにある。これまでの研究において、装置の高性能化として高出力アルゴンイオンレーザーと高感度広帯域フォトダイオードを導入し、さらに光学系の最適化をはかることによって測定周波数帯域を1.7GHzにまで拡張することができた。また熱フォノン共鳴というまったく新しいフォノン測定法を開発することにより、レーザービーム幅によって制限される原理的な周波数分解能を越えてフォノンの伝搬定数を測定することができるようになった。これらの改良により、当初計画していた性能を有する測定システムを構築することができた。さらに完成した装置を用いて様々な興味ある系についてブリュアン散乱測定を行った。その成果は以下のようにまとめることができる。(1)光ビ-ト分光ブリュアン散乱法によって熱的非平衡系の測定を行い、非平衡系の統計力学を実験的に検証することを試みた。広い試料空間にわたって、各部の温度を精密に制御できるセルを試作した。これによって定常的な熱流を形成し、熱流とフォノンのカップリングによるブリュアンスペクトルの非対称性を検出した。(2)フォノンのコヒーレント長が試料サイズより大きい系についてのブリュアン散乱測定を行い、フォノンが試料の幾何学的形状を感じて共鳴現象を起こすことを発見した。この特異なエネルギースペクトルは、熱フォノンの位相の相関長を考慮することによって説明することができた。(3)液晶性分子の分子配向がローカルなずり流れと結合することにより生じる特異な光散乱スペクトルを測定し、液晶相転移に関する知見を得た。最近我々はブリュアン散乱光を光ビート法により分光する試みに世界で初めて成功した。これは古典的なファブリペロー分光計による従来のブリュアン散乱法の分解能を2桁近く高め、測定の精度と信頼性を大幅に向上させる画期的な技術である。ブリュアン散乱法とは、物質中に存在する熱フォノンによる光散乱の検出測定によってフォノンの位相速度と寿命を測定するもので、GHz域の高速音波緩和過程や相転移現象のダイナミクスなどを調べる、非常に重要な物性研究手段である。これによってこれまで測定不可能であったフォノンと分子配向やエントロピー流とのカップリングなど広い時間域にわたる物質中のダイナミックな相互作用が研究できる。本研究の目的は、この方法の周波数帯域および検出感度向上を進め、まったく新しい光散乱測定手法を完成させることである。これによってHzから数10GHz全域にわたる総合的な動的光散乱スペクトロスコピー技術が確立されることになる。本年度は、光ビート分光ブリュアン散乱法の高感度化と広帯域化を目標に装置の改良を行った。光学系におけるミラーの数などを極力減らすことによって、散乱光と参照光のコヒーレンシを向上させた。その結果、従来散乱光強度が小さく測定できなかった固体試料についてのブリュアンスペクトルを測定することに成功した。また、過冷却状態の液体の高周波フォノン測定を行い、ガラス転移に関する重要な知見を得た。また、偏光変調によるまったく新しい光ヘテロダイン系を考案、製作した。これによって分散系などこれまで迷光が大きく光散乱測定が困難であった試料でのブリュアン散乱測定が可能となった。この光学系を用いて微小領域内の熱フォノンがトラップされる様子を初めて観察した。われわれは最近、ブリュアン散乱を光ビ-ト分光を用いて測定することに世界ではじめて成功した。

この方法により、これまでのフォノン伝搬の測定精度を2桁以上向上させることができる。本研究の目的は、光ビ-ト分光ブリュアン・レイリー散乱法の周波数帯域および検出感度の向上を測り、まったく新しい光散乱測定法を完成させることにある。昨年度までの研究によって、おおむね当初計画していた性能を有する光散乱測定システムを構築することができた。本年度は、完成した装置を用いて様々な興味ある系についてブリュアン散乱測定を行った。その概要を以下にまとめる。(1)光ビ-ト分光ブリュアン散乱法によって熱的非平衡系のフォノン伝搬測定を行い、非平衡系の統計力学を実験的に検証することを試みた。広い試料空間にわたって、各部の温度を精密に制御できるセルを試作した。これによって定常的な熱流を形成し、熱流とフォノンのカップリングによるブリュアンスペクトルの非対称性を検出した。(2)フォノンのコヒーレント長が試料サイズより大きい系についてのブリュアン散乱測定を行い、フォノンが試料の幾何学的形状を感じて共鳴現象を起こすことを発見した。この特異なエネルギースペクトルは、熱フォノンの位相の相関長を考慮することによって説明することができた。(3)液晶性分子の分子配向がローカルなずり流れと結合することにより生じる特異な光散乱スペクトルを測定し、液晶相転移に関する知見を得た。
解適合格子を用いたマルチスケール海洋大循環モデルの開発

本年度においては、計画停電や博士論文執筆といった事情を考慮して、数値モデルを用いた長期間の計算は実施せず、既存のデータの解析を主に行った。解析に使用したデータはOFES(Ocean general circulation model For the Earth Simulator)ハインドキャストデータである。解析対象としたのは、当初の計画通り黒潮と黒潮続流の経年変動である。特に注目した現象は、黒潮続流10年規模振動と、OFESハインドキャストデータ固有の特徴である黒潮と黒潮続流のカップリング(黒潮大蛇行と黒潮続流南北移動の同期)である。黒潮続流全体としての経年変動は北東太平洋に端を発する傾圧ロスビー波が変動のタイミングを決めている。しかし、黒潮続流上流部は渦活動が活発であり、東方から伝搬してくる傾圧ロスビー波の変動と黒潮続流上流部の変動の間の関係は必ずしも一定ではない。本研究では黒潮続流下流域周辺海域の大規模SSH場(傾圧ロスビー波)変動と、黒潮続流上流部平均緯度変動の時間差を解析することで、黒潮続流か流域と黒潮続流上流域の変動の時間差に経年変動があることを示した。つまり、黒潮続流上流部の変動には、傾圧ロスビー波の伝搬それ自体だけでなく、渦活動に伴う渦位輸送が重要である。また、この結果から、OFESハインドキャストデータにおける黒潮と黒潮続流のカップリングには、黒潮続流上流部周辺海域における渦活動が関連している可能性が考えられる。OFESハインドキャストデータを用いて黒潮続流10年規模振動と力学的状態の遷移に関する解析を行った。具体的には黒潮続流上流部周辺大規模SSH場を強度と対称性という2つの指標により表現し、それらと黒潮続流上流部平均緯度変動の関係を調べた。この解析については黒潮続流上流部周辺海域の大規模SSH場の物理的意味について今後考察を加える必要がある。成果1:衛星海面高度計による観測データをwavelet解析し、その結果を基に北太平洋を対象とする非構造格子を作成した。中規模現象が卓越している北西太平洋では解像度約10km、亜熱帯循環西部では同30km、亜熱帯循環東部では同90kmというように、海域に応じた解像度のスムーズな変更を実現した。成果2:海洋大循環モデルFVCOM用に、新たな圧力勾配項のコーディングを行った。オリジナルのコーディングでは水平方向に密度一様な場合の誤差が大きくなるという問題があったが、変更後により解消された。成果3:FVCOMを用いて、成果1で紹介した北太平洋モデルの計算コストを見積もった。使用可能な計算機資源で1年分の積分を行うには2週間必要であり、数十年単位の計算を行うことは現実的ではないことがわかった。計算領域を縮小するか、1.5層モデルによる解析のみを行うなど、計算コストを削減するための対策が必要である。成果4:海洋大循環モデルOFESのハインドキャスト計算結果において、黒潮10年規模振動と黒潮続流10年規模振動が同期していることを発見した。実観測で確認されている黒潮続流10年規模振動とOFESで再現されている黒潮続流10年規模振動のメカニズムが同じかどうか、検討する必要があると考えられる。
MAPキナーゼの核移行の生理的意義

MAPキナーゼの変異遺伝子を、強力な発現プロモーターであるelongation factor promoterの下流に組み込んだ発現プラスミドを作成し、Swiss3T3、PC12およびMDCK細胞に導入した後、G418に対する薬剤耐性を指標に遺伝子が導入された細胞を選別した。変異体の発現量をウエスタンブロッティング法により解析した結果、Swiss3T3およびPC12細胞では変異体の発現量が少ない細胞株しか得られなかったが、MDCK細胞については内在性のMAPキナーゼ量の数倍程度変異体が発現している細胞株を幾つか得ることができた。2.HGF刺激によるMAPキナーゼの活性と局在性の変化の解析MAPキナーゼの変異体が多く発現しているMDCK細胞株において、HGF刺激によるMAPキナーゼの活性化と分散運動促進の程度について解析を行なった。その結果、ATP結合部位に変異を導入してキナーゼ活性を無くした変異体が発現している細胞において、(1)HGF刺激により活性化されたMAPキナーゼの24時間後の脱リン酸化がやや遅れる、(2)HGF刺激による分散運動がやや遅れる、などの傾向が見られ、この変異体が発現量によりDominant Negative Mutantとして働き得る可能性が示唆された。次に、MAPキナーゼの局在性の変化について蛍光抗体法により解析したところ、用いたすべての点変異体で野生型と同様にHGF刺激による核移行が観察された。これより、(1)MDCK細胞ではHGF刺激によりMAPキナーゼが核移行すること、(2)核に移行するMAPキナーゼそれ自体の活性の有無は核移行に関与しないこと、が明らかになった。
モデル実験による底づけ付加の再現と地層流体の移動特性の解明

付加体における断層形成と応力分布の動的変化付加体はプレート収束帯に分布する地質体で、その分布はM8クラスの巨大地震を引き起こす地震発生域と対応することが指摘されている。付加体中には、多数の低角逆断層(スラスト)を含むことが知られており、このような逆断層の存在やその活動性は、地震発生帯である付加体の力学場を理解する上で重要な要素であると考えられる.本研究では数値シミュレーションによって、付加体の成長過程を再現し、付加体内の逆断層の形成・活動過程と応力の関連性について検討した。本研究の結果、付加体の成長過程において、まず堆積層が海溝に近づくにつれて、最大圧縮応力軸は水平方向に反時計回りに傾動し、主応力比は増加する。このような応力状態でフロンタルスラスト(前縁衝上断層)が形成される。しかし、フロンタルスラストの形成および活動に伴って、主応力軸は回転し、主応力比は減少する。その結果フロンタルスラストの活動度は低下する。フロンタルスラストの活動なしでは沈み込みにともなう応力を解消できなくなるので、応力がさらに海側の堆積層内に伝播し、新たな断層の形成に発展する。一方、付加体の内部では、強度の低下している既存の断層面が、主応力比上昇時に再活動する。これにより、付加体内部では固着強度を失った地質の破壊強度(摩擦滑り)を超えた主応力比は維持できないため、比較的等方的な応力状態に保たれる。すなわち、付加体先端域において、フロンタルスラストによって、等方的な応力を有する付加体と異方的な応力状態にある海洋底堆積層とに区分されていることが明らかになった。本研究課題の第1年次の研究実施状況として主なものを以下の3点を上げる事ができる。1.デコルマにおける摩擦特性変化が付加体上部の構造に与える影響についての検討研究課題第1年次の本年度は、デコルマの物性変化と底付け付加とを直接結びつける前に、底付け付加がおきる付近で同様に観察される序列外スラストとデコルマの物性変化との関連性について検討した。本年次の研究結果から、沈み込み方向に向かってデコルマでの地層水の脱水が進み結果としてデコルマ沿いの摩擦が上昇すると仮定した場合、天然の付加体で観測されるのと同様の序列外スラストが形成される事が明らかになった。これはデコルマ沿いの摩擦が上昇することによって、プレートの沈み込みに伴う圧縮力が海溝側に伝わらず付加体内の変形を進めるため、既存の断層が不活性になり新たに序列外スラストを形成するためであると考えられた。2.海洋掘削によって取得された付加体浅部での流体移動に対するガスハイドレートからの検討付加体内の地層流体の移動特性の理解のために、一昨年度に行われた統合国際深海掘削計画(IODP)による熊野灘沖南海トラフ付加体の掘削データの解析を行った。本年次は掘削データから、付加体上部に堆積層を形成する前弧海盆における地熱構造とガスハイドレートの濃集状況に関する解析を行った。3.陸上の付加体露頭におけるせん断帯の岩石変形の観察現在も活発に形成され続けている付加体の多くは海底に分布するが、陸上においてかつての付加体を観察することができる。三浦・房総半島もそのような場所の一つである。本年次は房総半島の保田付加体にて天然の付加体内に存在する変形様式を観察した。付加体内の構造形態の変化は、地震発生帯の上限(海側の端)と関係があることが指摘されている。このような付加体内部の構造形態の違いは、付加体内の応力と物性によって決定されていると考えられる。我々は、数値シミュレーションにより付加体の形成過程を再現し、付加体内の応力分布を時系列的に調べた。本研究から,付加体の形成過程を再現し、内部の応力状態を計測することによって、フロンタルスラスト形成時の力学環境を明らかにした。まず、堆積層が海溝に近づくにつれて、最大圧縮応力軸は水平方向に回転し、主応力比は増加する。このような応力状態でフロンタルスラストが形成される。しかし、フロンタルスラストの形成及び活動に伴って、主応力軸は回転し、主応力比は減少する。変化した応力場ではフロンタルスラストの活動度は低下してしまう。フロンタルスラストの活動なしでは、沈み込みに伴う応力を解消できなくなるので、応力がさらに海側の堆積層内に伝播する.本研究では付加体先端を対象としたが,今後さらに陸側の領域における変形構造と応力の関係を明らかにする.自己組織化マップ(SOM)とk-means法を用いて,堤防縦断方向に取得された複合物理探査データから,堤防内の土質性状を分類する手法を提案した.解析結果は,開削,ボーリング調査により推定されている堤防内の土質分布を良く表わしていた.また,解析結果における各分類クラスの有する物理探査データを読み取る事で,各クラスが表す土質性状をある程度推察することが可能であることが示された.本手法を用いれば,多数種の複合物理探査から,客観性の高い土質性状の分類を行うことが可能となる.この解析手法は,今後シミュレーションで取得される複数種のデータ解析を行う上で用いられる予定である.付加体における断層形成と応力分布の動的変化付加体はプレート収束帯に分布する地質体で、その分布はM8クラスの巨大地震を引き起こす地震発生域と対応することが指摘されている。

付加体中には、多数の低角逆断層(スラスト)を含むことが知られており、このような逆断層の存在やその活動性は、地震発生帯である付加体の力学場を理解する上で重要な要素であると考えられる.本研究では数値シミュレーションによって、付加体の成長過程を再現し、付加体内の逆断層の形成・活動過程と応力の関連性について検討した。本研究の結果、付加体の成長過程において、まず堆積層が海溝に近づくにつれて、最大圧縮応力軸は水平方向に反時計回りに傾動し、主応力比は増加する。このような応力状態でフロンタルスラスト(前縁衝上断層)が形成される。しかし、フロンタルスラストの形成および活動に伴って、主応力軸は回転し、主応力比は減少する。その結果フロンタルスラストの活動度は低下する。フロンタルスラストの活動なしでは沈み込みにともなう応力を解消できなくなるので、応力がさらに海側の堆積層内に伝播し、新たな断層の形成に発展する。一方、付加体の内部では、強度の低下している既存の断層面が、主応力比上昇時に再活動する。これにより、付加体内部では固着強度を失った地質の破壊強度(摩擦滑り)を超えた主応力比は維持できないため、比較的等方的な応力状態に保たれる。すなわち、付加体先端域において、フロンタルスラストによって、等方的な応力を有する付加体と異方的な応力状態にある海洋底堆積層とに区分されていることが明らかになった。
農業廃棄物の太陽熱利用乾燥置に関する研究

太陽熱利用乾燥装置を試作し、農業廃棄物の乾燥装置としての性能について実験を行い、実用性を検討した。まず太陽エネルギを熱変換して、効率よく利用するためには装置の構造がどうあるべきかについて検討を進め、各地の大学並びに農業試験場等の太陽熱利用装置の見学を行い、文献等を収集して参考にした。装置の設計諸元を決定するため、模型の透明ドラムを用いて、ドラム内の廃棄物の挙動を調べた。廃棄物として家畜糞を供試して実験を行ったが、廃棄物の物性により挙動は異なった。しかしいずれの場合もドラム直径が小さいとドラムの回転により造粒作用を受け、球状に塊りやすいことが判明した。また予備実験等により得られている気象データを基に、ドラムを覆うプラスチックハウスの容量やブロワ風量を検討した。これらの調査,実験及び計算結果を総合検討して乾燥装置の試作機を設計し製作を行った。試作機の性能を実験的に検討するため、装置各部に各種計測器を組み入れた。特にブロワ風量は装置の集熱及び乾燥性能に大きな影響を与えるため、計測精度を上げて測定する必要からデジタルマノメータを組み入れて風量測定を行った。乾燥実験を始める前に本装置の集熱特性を調べるため、日射量,装置各部の温度,風量,吸気及び排気温度などを測定した。この結果、ほぼ設計通りの集熱効率が得られることが判明したが、発生する温熱空気の総熱量は気象条件に大きく支配されるので、実用化するためには別途集熱コレクタを設置するか、ボイラ等の補助熱源を組み込む必要がある。現在、農業廃棄物として家畜糞尿を供試して乾燥実験を行っており、その成果については取りまとめて学会誌で発表する予定である。
量子重力における時空の特異点近傍の幾何学の研究

時空の幾何学を決定する一般相対性理論における重力の理論を量子力学を用いて[重力の量子論」又は「量子重力理論」に構成することは、現代の理論物理学の主要課題の一つである。二宮は、川合光(高エネルギー研・教授)及び北沢良久(東工大・理・助教授)と共に本研究計画において過去数年の間、くりこみ群とε展開に基づく統計力学的な場の理論の方法を応用して量子重力理論を構成する研究を行い、国内及び海外において注目されるいくつかの結果を得てきた。私の研究の特色はアインシュタインの重力理論がくりこみ可能となる2次元時空の近くの2+ε次元においてくりこみ群を用いて統計学的場の理論によって研究し、得られた結果を現実の4次元時空に拡張する、というものである。平成8年度には主として2つの方向において研究を大きく進展させることができた。第一の進展は、前年度までに得られた2+ε次元の時空における重力の理論が、場の量子論として矛盾のないものであること、つまり、くりこみ可能であることを厳密に証明できたことである。微小距離における量子重力理論のもともとの作用関数はDiffeomorphism不変性を有さず、体積保存Diffeomorphismに対してだけ不変である。しかし、量子補正を加えて得られる物理的な作用関数はDiffromorphism不変性を有し、かつ、くりこみ可能となる。これによって、我々が提案した微小距離あるいは高エネルギーにおける量子重力理論を応用して、時空の量子論的な性質を分析することが可能となった。第2の進展として、北沢良久氏と共同でこの我々の量子重力理論を用いて、宇宙誕生の瞬間のビックバン特異点近くの時空の性質を詳細に分析することにより、短距離に長さが変化すると時空は自己相似的であるというスケール則が成立することを見出した。以上の成果を足掛かりに、これから本格的に現実の4次元の量子重力を構成する研究に進む予定である。
長期シナプス伝達増強における神経終末からのグルタミン酸遊離促進機構

海馬における長期シナプス伝達増強(LTP)は記憶・学習のモデルとして研究されてきたが、このLTP形成過程において逆行性伝達物質の関与が重要とされてきた。今回、ラット海馬から通常型(P2)・大型(P3)シナプトゾーム分画を調製・灌流し、神経終末に対するこれらの逆行性伝達物質候補の一酸化窒素やアラキドン酸の直接的影響を検討した。シナプトゾームは蔗糖およびフィコールにより遠心分離・調製したのち、フィルター上でクレブス・リンゲル液にて灌流した。非刺激時には、P2およびP3分画からグルタミン酸(Glu)、アスパラギン酸(Asp)、γアミノ酪酸(GABA)がそれぞれ、毎分、mgタンパク当たり、104、20、37ピコモル、および85、25、17ピコモル遊離していた。2分間の高カリウムによる脱分極刺激でそれらの遊離がそれぞれ3.6、2.8、1.9倍、および4.5、3.4、2.8倍に増加した。灌流液中に一酸化窒素を遊離するニトロプルシド、膜透過性サイクリックGMPおよびアラキドン酸(0.11mM)を混在させても、これらの遊離を増強しなかった。従って、海馬のLTPにおいては、神経終末からの伝達物質遊離増加を伴わない可能性が示唆されたので、薄切片におけるアミノ酸遊離に対するこれら候補物質の影響を検討した。ニトロプルシドは脱分極刺激時のGlu遊離を有意に増加した。また、あらかじめ海馬切片に電気刺激を与え、LTPを形成した状態でシナプトゾームを調製すると、P2・P3分画ともにGlu遊離増加が認められた。以上により、LTPの形成には神経終末への逆行性伝達物質の直接刺激のみならず、高次の神経構造やグリアなどの関与が不可欠であると考えられた。
敗血症におけるバソプレッシン投与に対する心筋の反応性の検討

動物敗血症モデルとICUでの敗血症性ショック患者に対しvasopressin投与による心筋収縮能変化の関連を調べた。動物敗血症モデルでは、摘出した心室の細胞収縮及び細胞内Ca2+濃度の測定を行った。また、患者では心機能変化を3D経食道エコーを用いて調べた。いずれもvasopressin投与と心筋の収縮率との間に相関関係は認められなかった。しかしながら、動物敗血症モデルでのある個体ではvasopressinの濃度依存性に心筋の収縮を変化させることが示唆された。本研究は敗血症におけるvasopressin投与に対する心筋の反応性を解明することを目的とする。基礎研究ラットより心臓を摘出し、左心室の細胞懸濁液を作成した。細胞収縮及び細胞内Ca2+濃度の測定は、それぞれの濃度のvasopressin(0,0.1,1,10,100,1000nmol/L)を溶解したHEPES溶液で還流した状態で測定した。細胞収縮の測定は、4秒毎(0.25Hz)にパルス幅4msec、閾値の1.5倍の電圧で収縮を誘発させ、細胞の両端の長さを持続的にvideo motiondetectorで記録した。細胞内Ca2+濃度の測定は、単離した細胞をLamininでコーティングしたchamberに付着させ、30分間34μMのCa2+蛍光色素であるfluo-3AMが含まれたHEPES溶液で感作処理した後、細胞に485nmの励起光を照射し、530nmの蛍光を蛍光顕微鏡システムを使用し測定した。現在、同一個体から得られた検体に対する結果の再現性が得られない状況にあり、心筋の単離条件やHEPES溶液の還流条件を調整している。臨床研究ICUで敗血症性ショックに対しvasopressin投与を開始された患者の心機能変化を観察した。エンドトキシン血症の重症度を測定するためにエンドトキシン活性を測定し、敗血症の重症化のリスクを区分した。3D経食道エコー装置を用い、心室壁を16分割し収縮力の変化を調べた。現在、5症例に対し検証を行ったが、エンドトキシン活性と心筋収縮能変化に明らかな相関を認めていない。症例によっては敗血症性ショックにうっ血性心不全を合併していることに起因していると考えられる。今後、BNPも測定してサブグループ化し、症例数を増やして検証して行く。細胞収縮の測定は、プラチナ電極を用いて4秒毎(0.25Hz)にパルス幅4msec、閾値の1.5倍の電圧で収縮を誘発させ、細胞の両端の長さを持続的にvideo motiondetectorで記録した。エンドトキシン血症の重症度を測定するためにエンドトキシン活性(EA、endotoxin activity)を測定し、敗血症の重症化のリスクを区分した。エンドトキシン活性による重症度リスクとvasopressin投与前後の3D経食道エコーから得られる心筋収縮能変化の関連を調べた。敗血症におけるvasopressin投与に対する心筋の反応性を解明した。基礎研究動物敗血症モデルとしてcecal ligation and puncture(CLP)ラットを実験材料とし、摘出した左心室の細胞懸濁液を作成して細胞収縮及び細胞内Ca2+濃度の測定を行った。プラチナ電極を用いて誘発させた細胞の収縮率は、還流液中のvasopressin濃度との相関関係は認められなかった。しかしながら個体によっては濃度依存的に増加傾向を示すものもあり、モデルの敗血症の重篤度によって変化があることが示唆された。細胞内Ca2+濃度の測定は、fluo - 3AMが含まれたHEPES溶液で感作処理した後、蛍光顕微鏡システムを使用し測定した。vasopressi濃度の違いで蛍光強度に差を認めることはできなかった。

今回の研究の限りでは心筋の収縮に関してvasopressinの関与は明らかにされなかったが、その問題点としてCLPラットが均一の敗血症状態にならなかったこと、蛍光測定システムにおいて細胞への試薬の取り込みが不十分であったことなどが考えられた。臨床研究ICUで敗血症性ショックに対しvasopressin投与を開始された患者の心機能変化を観察した。エンドトキシン活性を測定し、敗血症の重症化のリスクを区分した。エンドトキシン活性による重症度とvasopressin投与前後の3D経食道エコーから得られる心筋収縮能変化の関連を調べたが、vasopressin投与による血圧の変化は認められても心筋収縮能変化をvasopressin投与によるものと認めることはできなかった。臨床においては、敗血症と同時に心不全・呼吸不全・腎不全などの合併症を生じているため、また、治療で他の強心剤が投与されている状況でエンドトキシン活性とvasopressin投与による心筋収縮変化を捉えきることはできなかった。臨床研究において敗血症リスク区分がエンドトキシン活性だけで規定されるものではなく、同時に心不全・呼吸不全・腎不全などの合併症を生じているため、vasopressin投与による心筋収縮変化の関連を捉えることが容易ではない。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画に沿って症例数を追加し、サブグループ化して関連を検討を行う。
衛星データシミュレータを用いた雲解像モデル検証手法の開拓（国際共同研究強化）

平成30年度10月5日から10月29日までの一か月弱のあいだフランス気象力学研究所(ピエールマリーキュリー大学内、パリ第5区)に滞在した。平成29年度に続く二回目の訪問で、共同研究者Sandrine Bony博士と研究進捗について議論を重ねた。議論の主題はおもに、Bony博士および英国レディング大学のChris Holloway准教授らとともに進めつつある熱帯対流雲の自発的凝集化(Convective Self-aggregation)の衛星観測検証と、米国マイアミ大学Brian Mapes教授とともに新たに着手した熱帯亜熱帯境界の動態解明である。前者の対流雲自発的凝集化とは、当初広域に無秩序に散在していた積乱雲が時間を経るに従い自ずと結集して巨大な対流雲システムとその周囲の乾燥した快晴域へと一方的に分化する現象であり、数値モデルシミュレーション研究で発見されて以来多数の既存研究により理解が進みつつあるが、現実大気で同様の現象が実際に確認されるかについてはまだ統一的な見解が得られていない。現在私たちはBony博士らが提案した自発的凝集化の定量化指標(SCAI)を用いて、衛星データ解析において自発的凝集化の兆候を調査しその物理メカニズムを探究しており、本課題終了後も引き続きBony博士らとの密接な連携のもと研究を継続する。熱帯亜熱帯境界の動態解明については、今後また別プロジェクトの一環として深化させていく予定である。なお平成30年度パリ滞在中には、パリ高等師範学校のCaroline Muller博士の招きにより同校でセミナー講演を行うとともに、ピエールマリーキュリー大学を会場に開かれたGEWEX (全球水エネルギー循環観測計画)UTCC PROES(対流圏上層雲および対流プロセス評価研究)会合に出席し、研究成果発表を行った。内定年度:2015本研究課題遂行のための海外渡航は、2017年度上半期に決定しており、2017年4月末時点ですでに在外での研究を開始している。2016年度は渡航前の準備段階として、滞在先のフランス国立研究センター(CNRS)気象力学研究所(LMD)のSandrine Bony博士らと連絡を取りつつ、予備的なデータ解析に着手した。具体的な内容は以下のとおりである。まず、熱帯対流雲の自発的凝集化(Self-aggregation)を衛星観測データから抽出する客観的な判定基準としてLMDの研究グループによって開発されたSCAI(simple convective aggregation index)データを入手した。SCAIは、静止衛星赤外輝度温度をもとに降水システムの数や間隔を求め、それをもとに対流雲の凝集化の度合いを評価するパラメータである。SCAIデータに研究代表者がこれまでに開発したコンポジット解析手法を応用し、熱帯降雨観測衛星(TRMM)データとの複合解析をもとに自発的凝集化が降水システム発達前後の数時間から数日程度のあいだに、どのような時間変化を示すかを調査した。自発的凝集化を対象とした既存研究は、数十日にわたる長期的な変動に着目したものに限られ、個々の対流システムのライフサイクルに近い短期変動に着目した点が本研究の特色である。現時点で得られた感触では、一日前後の時間スケールでは既存研究で指摘されたような自己凝集化の傾向を認めることは難しい。これが明快に説明できる現象なのか、またはSCAIという特定の指標に内在する問題点か、今後さらなる検討の必要性がある。2016年度は本格的な国際共同研究開始前の予備研究であり、海外の共同研究者とはメールで連絡を取り合いつつ徐々に研究を進めてきた。渡航後に速やかに研究を開始するための準備としては、研究はおおむね順調な進展を見ていると判断される。本年度は4月中旬に共同研究先のフランス気象力学研究所(LMD)に渡航し、9月下旬まで滞在した。現地共同研究者のSandrine Bony博士とは滞在中毎日のように情報交換を行い、頻繁に研究成果の議論を行うことができた。渡航後すぐに熱帯対流雲発達前後に現れる上層雲の放射効果に着目した衛星データ解析に着手し、対流強化に先立ち発達する上層雲の温室効果が対流力学に積極的な影響を与えている示唆を得た。この衛星観測データの解釈にあたり簡便な概念モデルを構築し、放射効果が浅い上昇流の強化を通じて短時間で対流発達に貢献している理論的可能性を裏付けることに成功した。この結果はJournal of the Atmospheric Sciencesに投稿し、2018年4月号に出版された。フランス滞在期間中、研究成果の発表のため平成29年5月英国レディング大学を訪れてセミナーを行うとともに、同年7月にはデルフト工科大学(オランダ)で開催された国際会議で招待講演を行った。なお、LMDではBony博士のほかClaudia Stubenrauch博士らとも研究の親交を深め、並行して新たな共同研究の可能性を模索した。帰国後も引き続き研究成果の公表に積極的に取り組み、平成29年10月に米国コロラド州立大学大気科学科でセミナー講演、同年12月には米国地球物理学連合(AGU)秋季大会でのポスター発表などを行った。国内では平成30年3月福岡大科にて開催された熱帯気象研究会で口頭発表を行った。フランスLMDではほぼ予定通りの期間研究滞在を実施し、実りある共同研究を進めることができた。当初の想定では、滞在中に意見交換を行ったアイディアをシーズとして帰国後も含めた1年ほどの期間で論文執筆を行い、平成30年度早々に論文投稿を考えていたが、研究成果が想定以上順調に整い、平成29年度中に執筆・投稿が実現し、以後査読プロセスも順調に捗ったためすでに論文が出版されている。

また、主共同研究者のBony博士以外にもLMDのStubenrauch博士や英国レディング大学のHolloway博士など複数の海外研究者と共同研究のプロジェクトが立ち上がり、計画を超える規模の国際共同研究が進みつつある。平成30年度10月5日から10月29日までの一か月弱のあいだフランス気象力学研究所(ピエールマリーキュリー大学内、パリ第5区)に滞在した。平成29年度に続く二回目の訪問で、共同研究者Sandrine Bony博士と研究進捗について議論を重ねた。議論の主題はおもに、Bony博士および英国レディング大学のChris Holloway准教授らとともに進めつつある熱帯対流雲の自発的凝集化(Convective Self-aggregation)の衛星観測検証と、米国マイアミ大学Brian Mapes教授とともに新たに着手した熱帯亜熱帯境界の動態解明である。前者の対流雲自発的凝集化とは、当初広域に無秩序に散在していた積乱雲が時間を経るに従い自ずと結集して巨大な対流雲システムとその周囲の乾燥した快晴域へと一方的に分化する現象であり、数値モデルシミュレーション研究で発見されて以来多数の既存研究により理解が進みつつあるが、現実大気で同様の現象が実際に確認されるかについてはまだ統一的な見解が得られていない。現在私たちはBony博士らが提案した自発的凝集化の定量化指標(SCAI)を用いて、衛星データ解析において自発的凝集化の兆候を調査しその物理メカニズムを探究しており、本課題終了後も引き続きBony博士らとの密接な連携のもと研究を継続する。熱帯亜熱帯境界の動態解明については、今後また別プロジェクトの一環として深化させていく予定である。なお平成30年度パリ滞在中には、パリ高等師範学校のCaroline Muller博士の招きにより同校でセミナー講演を行うとともに、ピエールマリーキュリー大学を会場に開かれたGEWEX (全球水エネルギー循環観測計画)UTCC PROES(対流圏上層雲および対流プロセス評価研究)会合に出席し、研究成果発表を行った。2017年4月から9月までフランスに滞在し本格的な国際共同研究を開始している。今後は、予備研究で見られた自己凝集化の観測的指標SCAIの有用性を含め、衛星観測データに熱帯対流雲の自己凝集化の兆候を読み取ることができるか、できないとすれば既存研究との整合性はどうなっているか、さらなる検討を行う。平成30年度は出版済みの研究成果をさらに発展させ、熱帯収束帯(ITCZ)の周縁部で発達する雲対流の強化メカニズムの解明など新たな関連課題に取り組んでいく予定である。この課題は、米国Miami大学Brian Mapes教授と別途進めている研究成果と密接に関連しており、国際共同研究の新しい展開を拓くもの捉えている。また、平成29年度に滞在したLMDを平成30年度10月に再び訪れ、現地で3週間ほどBony博士らとの共同研究をさらに深める計画を進めている。