hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
廃棄される柿の蔕の天然資源としての可能性に関する研究

柿蔕は、柿蔕湯あるいは柿蔕単味で柿蔕液として、民間薬としてばかりでなく医療現場でも吃逆の治療に使われているが、調製の煩雑さから抗精神病薬や抗痙攣薬等が適応外で使用されている例が多く、より安全で有効性の高い治療薬の開発が望まれる。しかし、吃逆はマウス・ラットでは観察されず、基礎研究が困難であることから、柿蔕の作用メカニズムも有効成分も未解明で、臨床現場における症例が貴重な情報源となると考えられる。そこで、柿蔕液の調製や服用法に差が有る数施設を対象に、吃逆発症患者に対する使用実態調査を行った。調査が完了した症例数が充分ではないものの、化学療法を施行している患者において、服用する柿蔕量が多く濃度が高いと有効性が高い傾向が見られ、副作用は特に認められなかった。また、柿蔕液服用後、原因が除かれないためか再発することがあっても、効果は速やかであることから、漢方薬を基にしながらも頓用での服用が適していると推察された。このことからも、動物実験における活性評価の指標として、脳内神経伝達物質が適すると考えられた。柿蔕液経口投与後のラット脳脊髄液中神経伝達物質の測定を行ったところ、対照群と比べて、Arg・Glu・GABA濃度に差が認められなかったが、短時間で一過性のGlyの低下やAspの低下傾向に加え、ドパミンの代謝物であるDOPACとHVA濃度の上昇が確認された。今後、臨床現場で行った調査結果から吃逆の発症原因と考えられた薬剤が本研究で見出された要因に対して及ぼす影響を参考に、吃逆を改善する柿蔕成分の探索を行うとともに、吃逆治療薬として適した柿の品種や採取時期についても検討する予定である。臨床薬剤学より活性が高い柿蔕から活性物質を単離するために、様々な産地・品種の柿を探索の対象とするばかりではなく、入手がし易い完熟期に加え、商品として流通しない摘果時の柿の蔕も試料としたいと考えた。しかし、当初柿の蔕の入手を予定していた静岡県農林技術研究所果樹研究センターの協力が得られず、各柿の産地のJAや個人的な知り合いを通し、農家にご協力を頂いて柿の入手を行ったことにより、柿の収集とその後の処理に、当初考慮していなかった多大な時間を費やした。また、吃逆が一般的な実験動物(マウス・ラット)では再現できないため、臨床症例から活性成分を探索のための情報を得たいと考え、柿蔕液を投与された吃逆発症患者を対象に、医療施設での調査を行うことにした。しかし、研究協力が必須であった医療施設の薬剤部の理解を得ることに加え、研究機関では無い一般病院の倫理委員会から研究承認を得るのに長期間を要し、本年度中に調査を開始することが出来なかった。また、サンプルの収集や調査研究の開始に時間を要したことで、探索の指標となる神経伝達物質を特定するための動物実験条件の再検討が十分に行えなかった。更に、選択した神経伝達物質の一つであるsubstance PのERISAによる測定系に問題がある(Clin Vaccine Immunol. 13(11),1197-203(2006))ことが分かり、LC-MS/MS法での測定を試みたが、感度が十分でなく測定対象試料(血液・脳脊髄液)への応用は困難であったことや、柿葉や未熟果に比べ柿蔕に関する研究報告が少なく、動物実験条件の再検討に必要な情報が乏しかったことも研究の遅延に影響した。1.沼津市立病院にて柿蔕液服用による治療効果の前向き調査を開始することは出来たが、24年度に、吃逆を発症し治療を受けた入院患者数が少なく、自己評価表を用いて追性調査が出来た患者が3名だけであったため、その評価には至らなかった。2.柿蔕投与により、対照としたGPでは認められないCSF中HVA濃度の上昇を認めたが、脳内アミノ酸については再現性の良い結果が得られず、柿蒂の活性成分を分離するための指標を確定するには至っていない。
プラダー・ウィリー症候群の表現型を規定する遺伝要因に関する研究

本研究は原因遺伝子が未だ特定されていないプラダー・ウィリー症候群(Prader-Willi syndrome : PWS)の発症メカニズム解明に向け、ヒト患者検体の遺伝学的解析からPWSの表現型を規定する遺伝要因の検討を目的に解析を進めている。昨年度までにDNAアレイ解析を実施し78例中21例に1Mb以上の微細コピー数異常を同定している。染色体微細コピー数異常が同定された症例の表現型解析では、PWSの一症状である乳児期筋緊張低下や精神発達遅延など一部共通した表現型と併せ、染色体微細コピー数異常の同定された21例により詳細な表現型解析を行い包括的な論文の作成準備を進めた。またPWSの有力な責任遺伝子の候補である核小体低分子RNAの1つHBII-85の解析法確立に向けた取組みでは、HBI-85が機能するために必要なターゲット遺伝子を探索した。微細コピー数異常の同定された全領域で神経特異的発現に関係する遺伝子の抽出を試みたが、様々な領域に共通しない微細染色体コピー数異常が同定されており共通性を見つける事は出来なかった。さらに本研究では約27%(21/78)に微細コピー数異常を同定し、精神遅滞など一般の体系的な解析報告の10-15%程度の同定より高い頻度で染色体微細コピー数異常が検出されている。よってPWS様表現型は微細染色体異常のハイリスク要因である事が示唆され、臨床遺伝学において重要な情報を発信できた。またPWSと同じく染色体15q11.2を責任領域とする親由来が異なり発症するAngelman症候群(Angelman Syndrome ; AS)で同様のDNAアレイ解析および表現型解析を実施し、33例中4例(約12%)の微細コピー数異常を同定した。ASでの微細コピー数異常症例は、一般的な報告と同じ程度の頻度であった。この結果は今年度の国内外2つの遺伝学会で成果発表を行っている。本研究は原因遺伝子が未だ特定に至っていないブラダー・ウィリー(Prader-Willi syndrome:PWS)の発症メカニズム解明に向け遺伝学的解析を行い、特にヒト患者検体の解析からPWSの表現型を規定する遺伝要因を検討する事を研究目的とし進めている。今年度の研究計画は、臨床症状より疑われ遺伝学的にPWSが否定された症例においてDNAアレイ解析および表現型調査を行い、染色体微細コピー数異常の同定を行う事を目標とした。併せて染色体微細コピー数異常を認めた症例において表現型解析を行い、十分な遺伝型表現型の検討を行う事も目標と設定した。DNAアレイ解析を全例に対して実施した結果、78例中に21例において、IMb以上の微細コピー数異常を同定した。内訳はPWS様表現型を呈することが既に報告されているコピー数異常が3例、精神遅滞などの原因であることが報告されているコピー数異常が12例、精神遅滞や自閉症などの疾患感受性が報告されているコピー数異常が3例であった。残り3例はこれまでに報告のないコピー数異常であり、良性のコピー数多型としての報告と一致しない位置であった。また両親の検討が可能であった10例は全てde novoの異常であった。これらの染色体微細コピー数異常が同定された症例の表現型解析を行ったところ、PWSの一症状である乳児期筋緊張低下、精神発達遅延がほぼ全例で認められた。男児例では停留睾丸も併せて呈していた。さらに3歳以降では乳児期症状と併せ肥満症状を呈する例が増えていた。現在これらのまとめの論文作成を行っている。これら21例中に新規性の富む7p15微細染色体欠失症候群および5q31.3微細欠失症候群を同定し、詳細な遺伝型解析に加え過去の症例との比較検討などの表現型解析を行い、論文報告を行った。

またPWSと同じく染色体15q11.2を責任領域とする親由来が異なり発症するAngelman症候群(Angelman Syndrome ; AS)で同様のDNAアレイ解析および表現型解析を実施し、33例中4例(約12%)の微細コピー数異常を同定した。ASでの微細コピー数異常症例は、一般的な報告と同じ程度の頻度であった。この結果は今年度の国内外2つの遺伝学会で成果発表を行っている。本研究で同定した21例の中で、特に新規性の富む微細染色体異常として7p15欠失症候群および5q31.3欠失症候群を同定した。7p15欠失症候群においては、本例の解析の結果からHOXA13遺伝子ハプロ不全と欠失領域に存在するその他の遺伝子欠失との組み合わせにより、臨床的に認識可能な症状を示す疾患である事を提案し、これらをまとめた論文を作成し掲載が受理されている。また5q31.3欠失症候群は疾患概念が十分に確立していない疾患である。本研究で同定した2例の5q31.3欠失症候群症例から疾患概念の確立および候補遺伝子の同定を行うことができ、これらをまとめた論文を作成し掲載が受理されている。よって今年度は研究計画に沿い実験も進み、その中から論文も2本報告する事が出来ており、順調に進展していると考える。本研究で施行したDMアレイにより21例の微細染色体異常例を同定し詳細な表現型解析を行っている。これらの症例はPWSと類似した表現型を呈する事が表現型解析より明らかとなり、同定された微細染色体異常領域内ではPWSの表現型を規定する遺伝要因が含まれる可能性が示唆される。またPWSの責任遺伝子は現在も不明であり、有力な候補遺伝子はsnoRNAの1つであるHBII-85と考えられている。これは単独では機能せず相補的な遺伝子と相互作用し機能する事が示唆されている。HBII-85の単独欠失によりPWSの表現型を呈する事は報告されており、これよりHBII-85の相補遺伝子異常でもPWSと類似した表現型を呈すると仮定する。そこで今年度同定した微細染色体異常例に対し、その領域に位置する遺伝子のin sihco解析を行い、PWSの病態へ関連する可能性のある遺伝子を評価する。併せてPWSの候補遺伝子として注目されているHBII-85の機能解析施行を目標とし、ノーザンプロット法などを用いた解析を計画している。
アスペルガー症候群における《無意識的知覚》能力の神経科学的解明

アスペルガー症候群患者は、同年齢の健常者と同等な知能を有していながら、重篤な社会的コミュニケーション能力の障害を呈する。本研究では、成人アスペルガー症候群患者における、閾値上および閾値下呈示された社会的コミュニケーション情報認知能力を検証した。その結果、成人アスペルガー症候群患者における表情認識方略の特殊性を明らかにしたほか、異種感覚間統合能力を反映する事象関連電位成分の同定に成功した。アスペルガー症候群患者における社会的コミュニケーション能力障害の病態に関する研究は数多い。しかし、その研究のほとんどは、児童期青年期前期の発達途上のアスペルガー症候群患者を対象としており、成人アスペルガー症候群患者の表情・音声認知能力に関しては、未だ不明な点が多いのが現状である。そこで、成人アスペルガー症候群患者における、閾値上および閾値下呈示された社会的コミュニケーション情報認知能力を、行動実験及び非侵襲的脳機能計測により検証することを目的として本研究を実施した。本年度は、視覚的に呈示された社会的コミュニケーション情報認知能力を検証するため、a)行動課題による表情認知能力計測及びb)閾値下呈示された表情刺激に対する事象関連電位(ERP)計測を実施した。実験a)では、モーフィング技術を用いて作成した中間的な感情強度をもつ表情・音声刺激に対する感情カテゴリー判断課題成績を、成人アスペルガー症候群患者と健常統制群間で比較した。呈示した表情・音声刺激に含まれる感情カテゴリーは、喜び、怒り、悲しみの3種類であった。また、表情は画像の上下を反転させた倒立条件と、通常の向きの正立条件の2条件で呈示した。実験の結果、喜び、怒りの表情認識においては、有意な群間差は見出されなかったが、画像倒立による悲しみ表情の認識成績の低下が、対照群に比べ疾患群で有意に小さかった。一方、実験b)では、感情カテゴリーが長潜時のERP成分に与える影響が両群で異なる傾向にあった。これらの結果は、閾値上・閾値下呈示された表情刺激の認識において、成人アスペルガー症候群患者が健常者とは異なる認知方略を用いている可能性を示唆している。アスペルガー症候群は、自閉症スペクトラムと呼ばれる発達障害の一類型である。アスペルガー症候群患者は、同年齢の健常者と比べて同等な知能を有していながら、重篤な社会的コミュニケーション能力の障害を呈する。国内外の研究者により、その病因・病態解明の努力が続けられており、自閉症の関連遺伝子は明らかにされつつあるが、アスペルガー症候群にみられる社会的コミュニケーション能力障害の神経基盤の全貌は未だ明らかになっていない。これを踏まえ、本研究では、アスペルガー症候群における社会的認知障害は、閾値下での社会的コミュニケーション情報処理障害に由来するとの仮説を検証することを目的とし行動・脳機能計測実験を実施した。今年度は、閾値下提示された表情情報と、音声情報との異種感覚統合能力の評価系確立を目的として、事象関連電位計測を実施した。具体的には、両眼視野抑制法により表情刺激を提示すると同時に、情動的音声を提示した。同音声刺激の感情カテゴリー判断を行っている際の事象関連電位を64ch多チャンネル脳波計により計測した。分析では、後側頭部電極において、刺激提示律約250msに記録された陽性成分振幅を分析した。その結果、閾値下提示した表情画像と、音声刺激の感情カテゴリーが一致している時、不一致の場合に比較して、同陽性成分の振幅が有意に増大した。この結果は、同陽性成分が健常者における閾値下提示された表情情報と、感情的音声の異種感覚統合能力を反映することを示唆している。現在、同成分を指標として、成人アスペルガー症候群における異種感覚情報能力の検討を進めている。
酸化チタン光励起超親水性及び超撥水性複合面を利用した相変化伝熱の促進

物体の表面は,その微細な構造,不均一性,汚れなどにより濡れ性が非常に異なる.物体表面の濡れ性は,相変化伝熱に大きく影響している.これまでの研究において,広範囲に接触角を変化させ,種々の相変化伝熱実験を行ってきた.この研究では、酸化チタンによる光励起超親水面と接触角が非常に大きい超擾水加工面を複合させた伝熱面を用いてプール沸騰実験を行い,この伝熱面の特異な性質を見出し,最終的には,高密度化が進む電子デバイスの沸騰冷却に応用しようというものである.この目的を達成するために,超撥水・超親水部分を複合させた種々のパターン作成を試みた.超撥水・超親水の複合伝熱面作成では,伝熱面基材が銅であるため,酸化チタン薄膜が不安定となる.それを避けるために最初にスパッタリングによりチタン薄膜を成膜した後,酸化チタン薄膜を成膜した.その後フォトリソグラフィ手法によりフォトレジストをパターニングし超撥水メッキを施す予定であったが,酸化チタンの強力な酸化力のためフォトレジストが分解された.そのためフォトリソグラフィ手法が使えず,厚さ0.5mmの金属板にφ3mm(pitch=4),φ4mm(pitch p=5),φ6mm(pitch=7)の3種類のスポット状の穴を設け,直接マスクとして使いスパッタリングにより酸化チタンを成膜した.酸化チタンは不導体であるため,超撥水めっきした場合酸化チタン上にはメッキされないと考えていたが,実際には全面がメッキされた.(メッキ会社もこの原因はわかっていない)このため超撥水・超親水複合面は作成できなかったが,酸化チタンをスポット状にスパッタリングしたのみの伝熱面を用い低熱流束から限界熱流束近傍までのプール沸騰実験を行い,その特性を調べた.その結果,スポット径が大きいほど限界熱流速は大きくなることがわかった.物体の表面は,その微細な構造,不均一性,汚れなどにより濡れ性が非常に異なる.物体表面の濡れ性は,相変化伝熱に大きく影響している.これまでの研究において,広範囲に接触角を変化させ,種々の相変化伝熱実験を行ってきた.この研究では、酸化チタンによる光励起超親水面と接触角が非常に大きい超擾水加工面を複合させた伝熱面を用いてプール沸騰実験を行い,この伝熱面の特異な性質を見出し,最終的には,高密度化が進む電子デバイスの沸騰冷却に応用しようというものである.この目的を達成するために,超撥水・超親水部分を複合させた種々のパターン作成を試みた.超撥水・超親水の複合伝熱面作成では,伝熱面基材が銅であるため,酸化チタン薄膜が不安定となる.それを避けるために最初にスパッタリングによりチタン薄膜を成膜した後,酸化チタン薄膜を成膜した.その後フォトリソグラフィ手法によりフォトレジストをパターニングし超撥水メッキを施す予定であったが,酸化チタンの強力な酸化力のためフォトレジストが分解された.そのためフォトリソグラフィ手法が使えず,厚さ0.5mmの金属板にφ3mm(pitch=4),φ4mm(pitch p=5),φ6mm(pitch=7)の3種類のスポット状の穴を設け,直接マスクとして使いスパッタリングにより酸化チタンを成膜した.酸化チタンは不導体であるため,超撥水めっきした場合酸化チタン上にはメッキされないと考えていたが,実際には全面がメッキされた.(メッキ会社もこの原因はわかっていない)このため超撥水・超親水複合面は作成できなかったが,酸化チタンをスポット状にスパッタリングしたのみの伝熱面を用い低熱流束から限界熱流束近傍までのプール沸騰実験を行い,その特性を調べた.その結果,スポット径が大きいほど限界熱流速は大きくなることがわかった.
消化器癌に対するDNA修復異常に立脚した治療戦略の構築

アルキル化剤に対する修復遺伝子(MGMT)とミスマッチ修復遺伝子(hMLH1)発現欠失は、種々の癌においてみられる。本研究は、消化器癌を対象にMGMT, hMLH1遺伝子の発現プロファイルに基き、アルキル化抗癌剤への感受性を予測し、個別化抗癌剤治療を構築することを目的とした。1(平成15年度)胆道癌細胞株を用い、MGMT/hMhH1発現とアルキル化抗癌剤との感受性比較を解析した。MGMTとhMhH1の発現パターンにおいてMGMT(-)/hMLH1(+)を示す胆道癌細胞は、MGMT(+)/hMLH1(+)株、MGMT(-)/hMLH1(-)株に比し、アルキル化剤MNUに顕著な感受性を示した。また、ヌードマウス皮下腫瘍に対してもMGMT(-)/hMLH1(+)株はアルキル化抗癌剤DTICに高感受性を示し、MGMT/hMLH1発現パターンに立脚した個別化癌化学療法が臨床応用可能であることを立証した。さらに、低濃度シスプラチンがMGMT遺伝子発現を転写レベルで抑制することを見出し、MGMT(+)の癌をアルキル化抗癌剤感受性癌へと変換させる新たなbiochemicalmodulation療法のモデルも考案した。2(平成16年度)臨床応用への一貫として、胆道癌組織におけるMGMT遺伝子メチル化をメチル化特異的PCRにて解析、MGMTメチル化がMGMT発現低下と正相関を示すことを解析した。この知見はMGMTメチル化が胆道癌の悪性度の指標となるだけでなく、アルキル化抗癌剤感受性マーカーとして臨床応用できることを示唆した。3(平成17年度)hMLH1(-)胆道癌が塩酸イリノテカンに高感受性を示す事を従来の感受性試験で解析し、hMhH1siRNA導入実験にて直接証明を行った。これにより個別化に応用できる選択薬剤の選択肢を増やした。一方では、5FU感受性を左右するDPD遺伝子が胆道癌細胞株においてエピジェネテイック機序によるサイレンシングを受けることにより5FUに高感受性を示すことを立証した。さらに胃癌においてはCHFR遺伝子メチル化とタキサン系抗癌剤への感受性が正相関することをも明らかにした。これらの知見はさらなる感受性マーカーの発見へと繋がった。今後は、薬剤感受性を左右するこれらの遺伝子の発現やメチル化を癌患者の切除組織を用いて解析し、個別化抗癌剤治療の実現に向け、本研究をさらに押し進めていく予定である。MGMTはアルキル化剤により引き起こされるDNAメチル化に対する修復酵素遺伝子であり,その発現欠失はDNAにGC/AT点突然変異を惹起し,発癌や癌の進展に関与することが知られている.

我々はこれまでにアルキル化剤に暴露されうる胆管癌,胆嚢癌,肝細胞癌,胃癌において,免疫組織染色により,MGMT発現欠失は癌の悪性度と予後に強く相関することを見出した.また,肝細胞癌においてMGMT発現はpromoter領域の高メチル化によるepigenetic機構により制御されることを明らかにした.以上より,MGMT発現欠失による癌悪性化の機序として,genetic異常(遺伝子変異の蓄積),epigenetic異常(同時性のDNAメチル化)の2経路を推測し,胆道癌切除症例を用いて,遺伝子変異解析(K-ras,p53,p16,β-catenin)およびpromoter高メチル化(hMLH1,E-cadherin,p16,DAPK)の解析を行った.その結果,MGMT発現は癌関連遺伝子のGC/AT点突然変異,および広範囲の癌抑制遺伝子におけるpromoter高メチル化群と相関を示し,両者の蓄積が癌悪性度増強の一因となる機序が立証された.さらにMGMTと共にミスマッチ修復遺伝子hMLH1,hMSH2の発現を検討した結果,その発現欠失の併存により胆管癌,胆嚢癌,胃癌においてさらに悪性度を増幅し予後不良となることを明らかにした.これはミスマッチ修復による遺伝子変異のアポトーシス誘導機構が失活するためと考えられるため、これをふまえて癌治療の個別化への試みとしてMGMT(-),hMLH1(+)の胆嚢癌細胞株がアルキル化抗癌剤に対し高感受性を示すことをin vitroとin vivoで示した.MGMT(+)に対してはCDDP投与によりMGMT発現が抑制され、先行投与によるアルキル化抗癌剤の感受性増強効果を立証した.さらなる個別化を検討中である。本年度はMGMTおよびhMLH1の発現パターンを感受性マーカーとした至適抗癌剤の選択に関する研究を押し進めた。まず、胆道癌細胞株を用いたin vitro実験において、MGMT(-),hMLH1(+)を示す胆道癌がアルキル化抗癌剤に高感受性を示すことを立証し論文投稿した。また、シスプラチン(CDDP)はMGMT(+)細胞株に対し、転写抑制機序によりMGMTの発現を抑えることを明らかにした。これはCDDPがMGMT抑制作用を介し、MGMT発現が保持された癌に対し、アルキル化抗癌剤への感受性を獲得させるという新規moduration therapyの可能性を示唆する結果であり、論文発表した(Oncology reports 2005 in press).これらのin vitro解析によりMGMTおよびhMLH1発現のパターンに基づいた至適抗癌剤選択をさらに細分化した。一方、臨床への応用にむけ胆道癌、肝臓癌、胃癌、大腸癌手術標本のMGMT, hMLH1メチル化解析をプロスペクテイブに押し進めている。MGMT, hMLH1のメチル化頻度は各臓器でそれぞれ30-50%程度認められ、in vitro研究での結果を踏まえた個別化抗癌剤治療の実践準備が整いつつある。さらなるデータの蓄積を行っていく予定である。本年度は、MGMTおよびhMLH1発現パターンに立脚した個別化治療戦略をさらに臨床応用へ押し進める一貫として、胆道癌組織におけるMGMTおよびhMLH1遺伝子のメチル化をメチル化特異的PCR法にて解析し、MGMTメチル化を発端とした胆道癌悪性化機序を立証した。さらにMGMTメチル化がMGMT発現低下と正相関を示すことを証明した。この知見は実際の臨床サンプルを用いて、予後不良因子でもあるMGMTメチル化がアルキル化抗癌剤感受性マーカーとして臨床応用できることを示唆した。
高出力ノーマリオフ型GaNMISFETの作製評価の研究

p-InGaN/AlGaN/GaN MISFET新構造を提案し、しきい値電圧として1. 2Vのノーマリオフ動作を実現した。さらに1nm厚のGaN薄層をp-InGaN capとAlGaNの間に挿入することにより、InGaN中V字型欠陥発生を抑制し、ゲートリーク電流の低減を実現した。ゲート絶縁膜としては原子層堆積Al-2O-3とHfO-2を比較検討し、Al-2O-3の方が素子特性の点で優れていることを示した。またゲート絶縁膜形成前の硫化アンモニウム処理が、またオーミック電極用合金処理の前にゲート絶縁膜を形成するgate firstプロセスが過渡応答抑制に有効であることを示した。高い電流駆動能力を実証済みのhigh-k HfO_2をゲート絶縁膜とするAlGaN/GaN MOSFETにおいて、大きなゲート電圧で相互コンダクタンスg_mが低下する原因およびしき値電圧がバイアスストレス後の時間に依存して変化する原因を検討した。その結果、HfO_2/AIGaN界面に深い準位が存在する場合、大きなゲート電圧ではこの深い準位に電子が捕獲され、チャネルの電子濃度が増加しないことがg_m低下の原因であることを明らかにした。またバイアス印加後のしきい値電圧変化にはミリ秒以下の早い変化、数秒数10秒の中ぐらいの早さの変化、1時間以上の遅い変化が存在すること、これらは0.4eV程度、0.77eV,1.6eV程度の3種類の界面準位を考慮することによって説明できることを、解析とデバイスシミュレーションにより明らかにした。以上のようにMOSFETでは酸化膜/半導体界面の特性が重要であることから、界面評価を開始し、ターマン法による界面準位密度評価技術を立ち上げた。本技術を用いて界面準位を評価したところ、レーザ蒸発法で作製したHfO_2の方が原子層堆積法で作製した膜よりも、界面準位密度が少ない傾向があることが分かった。high-k HfO_2をゲート絶縁膜とするAlGaN/GaN MISFETが高い電流駆動能力を有することをこれまでの研究で実証してきたが、HfO_2ではゲートリーク電流が大きいという課題があった。そこでAlGaNとの伝導帯不連続が大きくゲートリーク電流の低減が期待できるAl_2O_3膜を検討した。その結果、Al_2O_3の方が、ゲートリーク電流が小さくできることを実証した。界面の結晶品質もAl_2O_3の方が良好であることを容量-電圧特性から確認したがまだ不十分であった。その原因としてAlGaN表面の酸化の可能性を指摘し、その対策として硫化アンモニウム(NH_4)_2S処理を検討した。硫化アンモニウム中のS原子が酸素原子と置換し、酸化膜の除去、酸化の抑制が期待される。MOSダイオードの容量-電圧特性の測定により界面準位の低減を確認した。本結果に基づき、AlGaN/GaN MISFETを作製し、大きなゲート電圧でドレイン電流が飽和するドレィン電流の上詰まりを、(NH_4)_2S処理により低減できることを実証した。ノーマリオフ化に向けては、有効性を確認済みのInGaN/AlGaN構造においてゲートリーク電流が大きい理由について、微小ショットキゲートの電流-電圧特性評価、透過電子顕微鏡観察等により詳細に検討し、InGaN/AlGaNヘテロ構造に特有の結晶欠陥が原因となっている可能性を見出した。この欠陥の低減のため、InGaN/AlGaNにGaN薄層を挿入するInGaN/GaN/AlGaN構造を提案し、結晶を準備した。大きなゲート電圧を印加可能なAlGaN/GaN MOSHFETにおいて、Al_2O_3ゲート絶縁膜形成前のプロセスであるオーミック合金処理時の残留酸素によるAlGaN表面酸化、あるいは窒素空孔生成がAl_2O_3/AlGaN界面準位密度の増大、ドレイン電流-ゲート電圧特性におけるドレイン電流のヒステリシスの原因となっているとの予測のもと、その対策としてAl_2O_3ゲート絶縁膜形成をオーミック合金処理前に行うgate firstプロセスを考案し、素子作製により、Al_2O_3/AlGaN界面準位密度の低減と、MOSHFETのドレイン電流-ゲート電圧特性におけるドレイン電流の上詰まりを改善した。前年度界面準位密度低減法としてその有効性を確認した(MH_4)_2S処理について、その原因を解明すべく結晶表面のX線光電子分光を実施し、(MH_4)_2S処理資料における酸素ピークの低減を確認し、界面準位密度低減が、(NH_4)_2S処理による酸化膜除去によることを明らかにした。

またノーマリオフ化に有効なp-InGaN cap層構造において、ゲートリーク電流が大きい原因がAlGaN上InGaN capのV字型表面欠陥にあることを解明済みであったが、対策としてp-InGaNとAlGaNとの間に1nmという薄層GaNを挿入する方法を考案し、本構造におけるTEM観察により表面欠陥の抑制を確認した。さらに本結晶を用いてp-InGaN/GaN/AlGaN/GaN HFETを作製し、p-InGaN/GaNのない場合に較べて1.4Vのしきい値電圧シフトとノーマリオフ動作を確認するとともに、ゲートリーク電流の低減を実現した。
インターフェロン・サイトカインの抗癌作用の研究

本研究では、癌抑制遺伝子としての機能も有するインターフェロンによって誘導される2-5A合成酵素の解析、およびその他のサイトカインの化学発癌に及ぼす影響の検討を行った。1.2-5A合成酵素の生体機能の解析:2-5A合成酵素の生体における機能を明らかにするために遺伝子欠損マウスの作製を企画した。マウス2-5A合成酵素にはL2,L3の2種類が存在することが知られているため、機能の主要な部分を担うと考えられているL3単独のノックアウト(KO)マウス、およびL2,L3ダブルKOマウスの作製を試みた。L3単独KOについては相同組換え体ES細胞クローンが得られ、現在生殖系列に組み込まれるかどうかキメラマウスを交配して確認中である。L2,L3ダブルKOについては現在までに1463クローンを解析したが、相同組換え体は得られていない。今後、L3KOマウスについては生殖系列に組み込まれ次第、変異マウスの性状解析を行い、L2L3ダブルKOマウスについてはターゲティングコンストラクトを改変して組換え体を得る予定である。2.化学発癌に及ぼすサイトカインの影響:IFN-γ、TNF-αKOマウスに化学発癌剤のメチルコラントレン(MCA)を皮下投与し発癌試験を行った。TRA+DMBA塗布による皮膚発癌試験においては、TNF-αKOマウスで乳頭腫の発生が抑制されることが以前に報告されているが、今回の皮下組織における発癌試験では逆にTNF-αKOマウスでも発癌率の上昇が見られた。発癌率は野生型<TNF-αKO<IFN-γKOであった。現在、発生腫瘍の組織学的検索を行っている。
血液凝固第八因子の活性化におけるホスファチジルセリンの役割

ホスファチジルセリン(PS)はプロトロンセビナーゼ複合体(血液凝固第V因子、第X因子、プロトロンビン)およびXase複合体(血液凝固第VIII因子、第VII因子、第IX因子)の活性発現に必須の補助因子である。しかし、リン脂質は常に分子集合体を形成し、また非特異的に様々な蛋白質に結合するために、どのようなメカニズムで血液凝固反応に関わるのかを従来の研究手法により解析することは困難であった。本研究では、免疫化学的手法を駆使することによりリン脂質分子の機能発現のメカニズムにアプローチした。具体的には、まず生体内の蛋白質と同様にPSをきわめて特異的に認識するモノクローナル抗体の作製を行い、リン脂質認識に関わる部位の分子構造の解析を行った。さらに抗体分子の抗原結合部位の構造を認識するモノクローナル抗体群(抗イディオタイプ抗体)を作製し、そのなかで活性化にPSを特異的に要求する生体内蛋白質(プロテインキナーゼC)と交叉するクローンの検索を行った。このようにして、PS認識部位に対するモノクローナル抗体(ある意味でPSの分子イメージを有する抗体)を樹立し、血液凝固因子上のリン脂質認識に関わる部位の解析を行った。その結果、血液凝固第八因子上にホスファチジルセリンが特異的に結合する部位が存在することを明らかにした。さらに同様のリン脂質認識構造が血液凝固第V、IX、Xおよびプロトロンビンのいずれにも共有されることが示された。また抗イディオタイプ抗体をプローブとして、凝固第V因子上のPS認識部位の同定を行った。また、抗イディオタイプ抗体はPS分子の分子イメージを表現していると考えられるが、本研究で作製された抗イディオタイプ抗体は、プロトロンビン複合体活性を促進するのに対し、Xase複合体の活性は逆に阻害することが明かとなった。このことは、抗イディオタイプ抗体は、一方では血液凝固反応のアゴニストとして働き、また一方では凝固の阻害剤として働くことを示している。これらの知見は、リン脂質を標的とした新たな血液凝固反応の制御薬、血栓症の治療薬を開発する糸口を示すものである。本年度は、血液凝固第VIII因子の活性化におけるホスファチジルセリンの役割について、以下の2点に着目し研究を進めた。1)第VIII因子活性に及ぼすリン脂質構造活性相関第VIII因子の活性化に要求されるリン脂質構造活性相関を、非天然の合成脂質アナログを含めた各種リン脂質について検討した。その結果、第VIII因子はその活性化にホスファチジルセリンを特異的に要求し、さらに新たに合成したホスファチジルセリンアナログであるホスファチジル-D-セリン、およびホスファチジル-L-ホモセリンでは、全く活性化されないことから、ホスファチジリセリン分子の構造をきわめて特異的に認識している事が明かとなった。同様のホスファチジルセリン特異的要求性は血液凝固第V因子活性化の場合にも観察された。2)ホスファチジルセリン特異的認識ペプチドモチーフの同定ホスファチジルセリンを特異的に認識するモノクローナル抗体の構造解析の結果、抗体分子のH鎖CDR3領域がホスファチジルセリンの特異的認識に重要であることが示された。

合成ペプチドを用いた解析から、上記H鎖CDR3ペプチドのみで抗体分子と同様にホスファチジルセリンに特異的に結合することが示され、H鎖CDR3配列がホスファチジルセリンを特異的に認識するペプチドモチーフを形作っていることが明かとなった。さらにH鎖CDR3配列を特異的に認識する抗イディオタイプ抗体を用いた解析から、第VIII因子、第V因子およびプロテインキナーゼCが抗体分子と同様のホスファチジルセリン特異的認識モチーフを有し、同部位を介してホスファチジルセリンと特異的に相互作用していることが明かとなった。1)第V因子活性に及ぼすリン脂質の構造活性相関血液凝固第V因子はそのアミノ酸配列およびドメイン構造がきわめて第VIII因子と類似しており、またその活性化にホスファチジルセリンを必要とすることが知られている。そこで、第V因子活性化に要求されるリン脂質の構造活性相関を解析したところ、第VIII因子の場合と同様にホスファチジルセリンの構造をきわめて特異的に認識することが明かとなった。2)血液凝固第V因子上のホスファチジルセリン結合部位の解析これまでのホスファチジルセリン結合に関わる抗イディオタイプ抗体を用いた解析から、血液凝固第VIII因子のほかに第VIII因子ときわめて類似した構造および機能を有する血液凝固第V因子上にも同様のホスファチジルセリン結合部位が存在することが明かとなった。また、上記第V因子は牛血清からの大量精製が可能である故、本年度は、牛血清から大量精製した第V因子をもちいて、同蛋白質の臭化シアンあるいは各種のプロテアーゼによるペプチドフラグメントを作製し、抗イディオタイプ抗体によるホスファチジルセリン結合部位のマッピングを行こなった。その結果、血液凝固第V因子のL鎖上に、2つの異なったリン脂質認識部位が存在することが明かとなった。リン脂質認識部位の構造は、1つは、ホスファチジルセリンを極めて認識し、いま1つは、ホスファチジルセリンを含む酸性リン脂質を広く認識するものであることが示された。現在、リコンビナントL鎖を作製し、更に詳細なマッピングを継続中である。本年度のホスファチジルセリン特異的抗体のリン脂質認識部位に体する抗オディオタイプ抗体を用いた免疫化学的手法により血液凝固第V因子上に特異性の異なるリン脂質結合部位、即ちホスファチジルセリンに特異的に結合する部位と酸性リン脂質に結合する部位が存在することが明らかにされた。このような2つの結合部位の区別は従来行われてきた手法では非常に困難なものであり、これらの結果は免疫化学的手法の有用性を示すものである。また、本研究で用いた抗イディオタイプ抗体がプロテインキナーゼCを始めとする様々な生体内蛋白質とも交叉することから、リン脂質結語部位の構造が様々な蛋白質により共有されていることが明らかとなった。また、抗イディオタイプ抗体はホスファチジルセリン分子の分子イメージを表現していると考えられるが、本研究で作製された抗イディオタイプ抗体は、プロトロンビン複合体活性を促進するのに対し、Xase複合体の活性は逆に阻害することが明かとなった。このことは、抗イディオタイプ抗体は、一方では血液凝固反応のアゴニストとして働き、また一方では凝固の阻害剤として働くことを示している。これらの知見は、リン脂質を標的とした新たな血液凝固反応の制御薬、血栓症の治療薬を開発する糸口を示すものである。
標的遺伝子組換えによるグリア細胞特異的内向き整流カリウムチャネルの解析

1)K_<AB>-2チャネルゲノム遺伝子の構造解析:マウスゲノムライブラリーよりK_<AB>-2ゲノム遺伝子を単離し、その構造解析を行った。K_<AB>-2遺伝子はエクソン1及び2からなり、蛋白コーディング領域にはイントロンが存在しないことを明らかにした。現在、エクソン1上流のプロモーター領域の解析、さらにK_<AB>-2遺伝子の染色体マッピングを行っている。2)K_<AB>-2チャネルを発現しないノックアウトマウスの作成:上記遺伝子を利用してターゲティングベクターを作製した。今後は、このベクターをES細胞に導入し相同組み換えの生じている細胞をサザングロット法により選別する。得られた細胞を宿主胚盤胞に注入し、偽妊娠雌マウスの子宮内に移植することによりキメラマウスを得る。これらのキメラマウスを使い、相同組み換えが生じているノックアウトマウスを得る。
小型魚類の定量的フェノーム解析を基盤とした化学物質の発生毒性評価と作用機序解明

本研究計画は、化学物質リスク評価分野において重要視される発生毒性の新たな動物実験代替モデルであるゼブラフィッシュ胚を用いて、社会的・学術的に関心の高い環境汚染物質の毒性評価と作用機序解明を試みる。このため、1胚発生期の曝露で発生毒性を引き起こす化学物質は何か?またその標的器官はどこか?2発生毒性に至るAOPは何か?3AOPにおけるKey Eventは何か?4in vivo・in silicoの統合アプローチにより未試験化合物のin vivo発生毒性をin silico解析で予測できるか?を明らかにする。
直接的触媒的不斉反応による4置換炭素の構築と錯体高次構造機能の制御

私は前年度までにβ,γ-不飽和エステルを求核剤とした直接的触媒的不斉マンニッヒ型反応の開発、及びγ-ブテノライドをジエノラート源とする直接的触媒的不斉ビニロガスマンニッヒ型反応の開発に成功している。これらの反応は系中で直接的に生成したジエノラートを経由し、αあるいはγ付加選択的に進行するものである。私は今年度もジエノラートの反応性を高度に制御した反応の開発に取り組むこととし、β,γ-不飽和エステルを求核剤とした直接的触媒的アルドール反応を含むDynamic Kinetic Asymmetric Transformation(DYKAT)の開発を行った。これまでに開発されてきた直接的触媒的不斉アルドール反応では、逆反応であるレトロアルドール反応が収率、エナンチオ選択性の低下を引き起こすことが多く、これを防ぐことが鍵となっていた。私はこの直接的触媒的不斉アルドール反応における潜在的な欠点であるレトロアルドール反応を活用し、α-アルキリデンβ-ヒドロキシエステルの触媒的不斉合成法を確立することを計画した。具体的には系中でβ,γ-不飽和エステルとアルデヒドから生じたアルドール中間体から不斉触媒によってエナンチオマー選択的な異性化を起こすことを目的とし、種々の触媒系を検討した。その結果Ba(O-1Pr)_2/Binol錯体を触媒として、DME中で反応を行うと、望みの成績体が極めて高いエナンチオ選択性で得られてくることがわかった。この反応条件は脂肪族アルデヒドを含む種々の基質に適用可能であった。また、詳細な反応機構解析の結果、本反応がDYKATによって進行していることが確認された。(1)これまでの研究において、中国の完全甘ガキの交雑第一世代を用いたsuppression subtractive hybridization (SSH)法で単離し、その発現解析からタンニン生合成系との関与が示唆されているflavonoid 3-0-galactosyltransferase(F3GalTase)について、融合タンパク質を発現させ、精製の後、catechinを含めた様々な基質をもちいてin vitroでのアッセイをおこない、酵素の性状解析を行った。F3GalTaseは効率よくanthocyanidinsとflavonolsを基質としたものの、catechin類の配糖は検出できなかった。次に、タンニン生合成の鍵酵素であるANRについても同様に融合タンパク質を誘導、精製してanthocyanidin配糖体を基質とするか否かを調査したところ、アグリコンに関しては活性を持つもの、配糖体に対しては活性を持たなかった。カキの果肉にはanthocyaninが蓄積しないことから、カキのF3GalTaseはおそらくin vivoでflavonolsの配糖を行っていると考えられた。さらに中国および日本の完全甘ガキ、非完全甘ガキにおいて、これまでその存在が報告されていないflavonolsをHPLCで分析したところ、日本の甘ガキはほとんどflavonolsを蓄積しないのに対して、中国の甘ガキ、渋ガキはある程度のflavonolsの誘導体を蓄積していた。また、中国の甘ガキは渋ガキと主生成物が異なっており、これにF3GalTaseの発現差が関与する可能性が考えられた。これらの結果から、中国の完全甘ガキにおいてこれまで単離された遺伝子の中で最も発現差の大きいF3GalTaseが直接タンニンの生合成に関わらない可能性を示唆しており、これまでの研究結果と併せて考えると、中国の完全甘ガキにおけるタンニン生合成の抑制は生合成を行う酵素遺伝子の発現量低下などの直接的要因によるものではない可能性が考えられた。一方、日本の完全甘ガキについては遺伝子群のQT-PCR解析により転写因子であるMYB等を含めた遺伝子群の発現の劇的な低下がタンニン生合成を直接的に減少させていることを明らかにした。私は前年度にβ,γ-不飽和エステルを求核剤とした直接的触媒的不斉マンニッヒ型反応の開発に成功している。これはジエノラートを経由し、α付加選択的に進行する反応であるが、ジエノラートがγ付加選択的に進行する反応も興味が持たれる。β,γ-不飽和エステルを求核剤とした場合はγ付加選択性を発現するのは困難であったため、γ-ブテノライドをジエノラート源とするγ付加選択的な直接的触媒的不斉マンニッヒ型反応の開発に焦点を切り替えた。初期検討の結果、ランタントリフレート、TMEDA、PyBox配位子からなる錯体が高いジアステレオ選択性でγ-ブテノライドとイミンの間のマンニッヒ型反応を触媒することがわかった。しかしながら収率、エナンチオ選択性には未だ改善の余地があったため、さらに検討を重ねたところ、ブレンステッド酸の添加が反応結果に大きな影響を及ぼすことが判明した。種々のブレンステッド酸を試した結果、トリフルオロメタンスルホン酸(TfOH)が最も良い結果を与えることがわかった。本反応条件はエナミドへと異性化しやすい脂肪族アルデヒド由来のイミンに対しても適用可能であり、良好な収率とエナンチオ選択性を与えた。次にTfOHの役割を解明すべく、NMR解析を行った。するとTfOHはランタントリフレートに配位しているTMEDAをプロトン化し、PyBoxの配位を促進していることが示唆された。今後はさらなるエナンチオ選択性の向上と、基質適用範囲の拡大を目標とする。またβ,γ-不飽和エステルを求核剤とした直接的触媒的不斉アルドール反応の開発にも取り組む予定である。

私は前年度までにβ,γ-不飽和エステルを求核剤とした直接的触媒的不斉マンニッヒ型反応の開発、及びγ-ブテノライドをジエノラート源とする直接的触媒的不斉ビニロガスマンニッヒ型反応の開発に成功している。これらの反応は系中で直接的に生成したジエノラートを経由し、αあるいはγ付加選択的に進行するものである。私は今年度もジエノラートの反応性を高度に制御した反応の開発に取り組むこととし、β,γ-不飽和エステルを求核剤とした直接的触媒的アルドール反応を含むDynamic Kinetic Asymmetric Transformation(DYKAT)の開発を行った。これまでに開発されてきた直接的触媒的不斉アルドール反応では、逆反応であるレトロアルドール反応が収率、エナンチオ選択性の低下を引き起こすことが多く、これを防ぐことが鍵となっていた。私はこの直接的触媒的不斉アルドール反応における潜在的な欠点であるレトロアルドール反応を活用し、α-アルキリデンβ-ヒドロキシエステルの触媒的不斉合成法を確立することを計画した。具体的には系中でβ,γ-不飽和エステルとアルデヒドから生じたアルドール中間体から不斉触媒によってエナンチオマー選択的な異性化を起こすことを目的とし、種々の触媒系を検討した。その結果Ba(O-1Pr)_2/Binol錯体を触媒として、DME中で反応を行うと、望みの成績体が極めて高いエナンチオ選択性で得られてくることがわかった。この反応条件は脂肪族アルデヒドを含む種々の基質に適用可能であった。また、詳細な反応機構解析の結果、本反応がDYKATによって進行していることが確認された。
気象衛星ひまわり8号データを用いた農地モニタリングと作物用水量の推定

(1)生育状況の地上検証データ取得:前年度に引き続き、山梨県内の複数の農地(水田:甲斐市,北杜市、ぶどう:甲府市)を対象とし、インターバルカメラによる作物生育状況の連続静止画撮影(1日間隔)を行うとともに、画像解析(Green Chromatic Coordinates, VI-Greenの抽出)により生育状況の時間変化を抽出した。(2)衛星データ処理システムの検討:千葉大学環境リモートセンシング研究センターが提供している「ひまわり8/9号フルディスク(FD) gridded data」より、可視・近赤外バンドのデータを取得・処理方法について検討を行った。本研究で対象とする日本の農地は、一区画当たりの面積が小さいため、衛星画像の正確な位置合わせが必要となるが、本データセットは、すでに精密幾何補正が施されており、本検討に適したデータと言える。その一方で、フルディスク(地球全体の半球)のためデータ容量が膨大となることから、処理の効率化・高速化に向けたシステムの改善も必要となることが明らかとなった。(3)数値モデルによる農地水収支の検討:山梨県のブドウ栽培農地を対象として、ブドウ農地水文モデル(VSIM)を用いた生育状況及び水収支の再現・推定を実施した。また、実測土壌水分ならびに前述のインターバルカメラによる作物生育状況の記録結果とモデル計算結果との比較を行い、モデルの妥当性を確認した。また、水田の作物用水量推定を目的として、国際連合食糧農業機関(FAO)により開発され様々な地域での適用実績を有するCROPWATモデルのテストランを実施した。当初計画通り、数値モデルによる検討に着手するとともに、生育状況の地上検証データ取得や衛星データの処理についても実施できた。衛星データ処理の部分については、処理効率の向上や初年度に検討したダウンスケーリング手法との連動などの課題も明らかとなったが、この点については最終年度に引き続き検討を行うことで解決できる見通しである。本年度からの継続課題に取り組むとともに、研究成果の最終とりまとめを行う。具体的には、処理した衛星データ、地上検証データ、モデル計算結果等を整理し、アーカイブするとともに、研究成果報告書を作成する。また、研究成果を論文としてまとめ、国内外の学術雑誌に投稿する予定である。(1)コンポジットによる雲除去処理の有効性に関する検討:甲府地方気象台の日照時間データ(10分値)を用いて、異なる期間(110日)に対する「晴れ間」の観測頻度を抽出することで、適切なコンポジット期間の選択に関する検討を行った。その結果、曇天日が多くなる梅雨期(6月)においても23日間のうちに少なくとも20分程度の晴れ間の生起が期待されることが明らかとなった。ただし、より安定した(1時間を超えるような)晴天期間と広域の雲無し画像を得るためには、もう少し長い期間のコンポジットが必要である。このことから、広域(例えば山梨県全域をカバーするような領域)において、ひまわり8号データから雲除去画像を作成する場合には、5日程度のコンポジット期間が必要になると考えられる。(2)高解像度衛星情報を用いたひまわり8号データのダウンスケーリング手法の検討:ひまわり画像から抽出される植生指標の空間的なダウンスケーリングの手法について、既往研究のレビューを行うとともに、山梨県を含む日本全域で適用可能な方法の選定を行った。その結果、高解像度土地利用データを用いた方法や、高解像度衛星画像(Sentinel-2など)をもとにパンシャープン技術を応用する方法などが候補となることが明らかとなった。これらの手法の実装については、次年度継続して検討を行う予定である。(3)生育状況の地上検証データ取得:山梨県内の複数の農地(水田:甲斐市,北杜市、ぶどう:甲府市、もも:南アルプス市)を対象とし、インターバルカメラによる作物生育状況の連続静止画撮影(1日間隔)を行うとともに、画像解析(Green Chromatic Coordinatesの抽出)により生育状況の時間変化を抽出した。さらに、測器(MIJ-15LAI弐型)による葉面積指数LAI及びNDVIの地上観測を実施した。本年度は、以下3つの検討項目を実施する計画となっていたが、全ての項目についてほぼ予定していた内容を実施できた。特に(3)については、機材の準備や観測サイトの選定などにおいて時間を要する場合も起こり得ると考えていたが、大きな問題・障害は発生せず、当初予定していた以上の成果を得ることが出来た。(1)コンポジットによる雲除去処理の有効性に関する検討(2)高解像度衛星情報を用いたひまわり8号データのダウンスケーリング手法の検討(3)生育状況の地上検証データ取得(1)生育状況の地上検証データ取得:前年度に引き続き、山梨県内の複数の農地(水田:甲斐市,北杜市、ぶどう:甲府市)を対象とし、インターバルカメラによる作物生育状況の連続静止画撮影(1日間隔)を行うとともに、画像解析(Green Chromatic Coordinates, VI-Greenの抽出)により生育状況の時間変化を抽出した。

(3)数値モデルによる農地水収支の検討:山梨県のブドウ栽培農地を対象として、ブドウ農地水文モデル(VSIM)を用いた生育状況及び水収支の再現・推定を実施した。また、実測土壌水分ならびに前述のインターバルカメラによる作物生育状況の記録結果とモデル計算結果との比較を行い、モデルの妥当性を確認した。また、水田の作物用水量推定を目的として、国際連合食糧農業機関(FAO)により開発され様々な地域での適用実績を有するCROPWATモデルのテストランを実施した。当初計画通り、数値モデルによる検討に着手するとともに、生育状況の地上検証データ取得や衛星データの処理についても実施できた。衛星データ処理の部分については、処理効率の向上や初年度に検討したダウンスケーリング手法との連動などの課題も明らかとなったが、この点については最終年度に引き続き検討を行うことで解決できる見通しである。平成30年度は、ひまわり8号データの解析(植生指標の抽出及び空間的ダウンスケーリング)を本格化するとともに、数値モデルによる作物用水量の推定に着手する。また、生育状況の地上検証データ取得を継続し、衛星データとの比較・検証も行う。なお、地上検証データの取得(現地観測)については、悪天候等の影響で計画通りに実施できない可能性も考えられることから、最終年度(平成31年度)に予備観測期間を設けることで不測の事態にも柔軟に対応できると考えている。本年度からの継続課題に取り組むとともに、研究成果の最終とりまとめを行う。具体的には、処理した衛星データ、地上検証データ、モデル計算結果等を整理し、アーカイブするとともに、研究成果報告書を作成する。また、研究成果を論文としてまとめ、国内外の学術雑誌に投稿する予定である。