hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎疾患における抗炎症性マクロファージの誘導と治療応用

本研究は実験的腎疾患における抗炎症性マクロファージの誘導機序を解明し、その応用による新しい治療法の開発を目指すものである。In vitroで誘導した抗炎症性マクロファージの特徴を明らかにし、実験的糸球体疾患への細胞移入によるin vivoでの病変進展の抑制効果に関する検証を行った。また、ヒト糸球体腎炎を含む腎疾患の疾患活動性とマクロファージの形質との関係を検討し、腎生検病理組織診断におけるマクロファージの形質の観察の重要性を確認した。In vitroで誘導した抗炎症性マクロファージの特徴を明らかにし、実験的糸球体疾患への細胞移入によるin vivoでの病変進展の抑制効果を検証している。また、ヒト糸球体腎炎を含む腎疾患の疾患活動性とマクロファージの形質との関係を明らかにし、腎生検病理組織診断におけるマクロファージの形質の観察の重要性を明確にすることを目的に研究を行っている。今年度は1)種々のヒト糸球体腎炎での疾患活動性とマクロファージの浸潤の重要性について検討を進めた。ヒト糸球体疾患、特に糸球体腎炎を主体にマクロファージの重要性を検討した。CD68でマクロファージを同定し、CD163でM2マクロファージを、HLA DRを用いてM1マクロファージを染色している。M2マクロファージが有意なマクロファージ浸潤を認める場合には糸球体内皮細胞傷害は比較的軽度であるのに対し、M1マクロファージが有意に係蹄内へ浸潤している疾患では、糸球体内皮細胞傷害が高度となり壊死性病変を形成することを確認した。M1マクロファージ以外にMPO陽性マクロファージも壊死性病変との関連が示唆され、そのマクロファージの特徴についても検討を行っている。2) In vitroで骨髄細胞からマクロファージを誘導する方法はすでに成功し手法が確立した。その誘導マクロファージをもちいて、誘導過程でスタチンを投与し、抗炎症性マクロファージへの分化手法についてさらなる検討を進めるとともに、誘導マクロファージの特徴に関する検討を行っている。3)腎炎とヒト末梢血でのマクロファージの特徴を検討する目的で、日本医科大学および日本医科大学付属病院における倫理委員会より研究の申請許可を得て、現在症例実績の蓄積が進んでいる。本研究は実験的腎疾患における抗炎症性マクロファージの誘導機序を解明し、さらに抗炎症性マクロファージによる新しい治療への応用を目指すものである。In vitroで誘導した抗炎症性マクロファージの特徴を明らかにし、実験的糸球体疾患への細胞移入によるin vivoでの病変進展の抑制効果を検証するとともに、ヒト糸球体腎炎を含む腎疾患の疾患活動性とマクロファージの形質との関係を明らかにし、腎生検病理組織診断におけるマクロファージの形質の観察の重要性を明確にすることを目的に研究を行った。まず、種々のヒト糸球体腎炎での疾患活動性と浸潤マクロファージの形質について検討した。CD68でマクロファージを同定し、さらにCD163でM2マクロファージを、HLA DRを用いてM1マクロファージを同定した。M2マクロファージが有意な浸潤を認める場合には糸球体内皮細胞傷害は比較的軽度であるのに対し、M1マクロファージが有意に係蹄内へ浸潤している疾患では、糸球体内皮細胞傷害が高度となり壊死性病変を形成することが確認された。M1マクロファージ以外にMPO陽性マクロファージも壊死性病変との関連が示唆され、そのマクロファージの特徴についても検討した。マクロファージのフェノタイプと腎障害・腎組織障害の関連について研究結果をまとめて学会報告を行った。次に、In vitroで骨髄細胞からマクロファージを誘導し、抗炎症性マクロファージへの分化手法・条件設定を検討するとともに、誘導されたマクロファージの特徴に関する検討を行った。誘導された抗炎症性マクロファージを実験腎炎ラットへ細胞移入を行い、腎組織傷害への関与を検討している。最後に、ヒトにおける腎炎と末梢血でのマクロファージの特徴を検討する目的で、日本医科大学および日本医科大学付属病院における倫理委員会より研究の申請が許可され、現在症例実績の蓄積が進んでいる。本研究は、実験的腎疾患における抗炎症性マクロファージの誘導と機序を解明し、その応用による新しい治療法の開発を目指す。in vitroで誘導した抗炎症性マクロファージの特徴を明らかにし、実験的糸球体疾患への細胞移入によるin vivoでの進展の抑制効果を検証する。今年度は、1)種々のヒト糸球体腎炎での疾患活動性とマクロファージの浸潤の重要性について検討を進めた。

CD68でマクロファージを同定し、CD163でM2マクロファージを、HLA DRを用いてM1マクロファージを染色している。多くの糸球体腎炎では、疾患の活動性が高度になるに従い、糸球体内皮細胞障が強くなるが、その際には糸球体内へのマクロファージ浸潤が高度であることを確認した。そのマクロファージの性質についての検討を進めている。2) In vitroでのマクロファージを誘導し、その過程でスタチンを投与し、抗炎症性マクロファージとの関連について検討を進めている。マクロファージの誘導中にスタチンを用い、また、マクロファージの誘導後にスタチンを添加した環境で培養し、誘導されたマクロファージの性質も検討している。3)ヒトの末梢血でのマクロファージの特徴を検討する目的で、日本医科大学病院での臨床研究のための実験計画書を倫理委員会に申請中で、現在、承諾されるのを待っている。本研究は実験的腎疾患における抗炎症性マクロファージの誘導機序を解明し、その応用による新しい治療法の開発を目指している。In vitroで誘導した抗炎症性マクロファージの特徴を明らかにし、実験的糸球体疾患への細胞移入によるin vivoでの病変進展の抑制効果を検証する。また、ヒト糸球体腎炎を含む腎疾患の疾患活動性とマクロファージの形質との関係を明らかにし、腎生検病理組織診断におけるマクロファージの形質の観察の重要性を明確にすることを目的に研究を進めている。1)種々のヒト糸球体腎炎での疾患活動性とマクロファージの浸潤の重要性について検討が進んでいる。マクロファージ浸潤を認めるヒト糸球体腎炎で、M2マクロファージが有意な場合には糸球体内皮細胞傷害は比較的軽度であるのに対し、M1マクロファージが有意な疾患では、糸球体内皮細胞傷害が高度となり壊死性病変を形成することが示された。M1マクロファージ以外にMPO陽性マクロファージも壊死性病変との関連が示唆され、そのマクロファージの特徴についても検討を行うとともにさらなる症例数の蓄積を進めており順調に研究が進行していると考える。2) In vitroで骨髄細胞からマクロファージを誘導する方法はすでに成功し手法が確立した。その誘導マクロファージをもちいて、誘導過程でスタチンを投与し、抗炎症性マクロファージへの分化手法についてさらなる検討を進めるとともに、誘導マクロファージの特徴に関する検討を行っている。3)腎炎とヒト末梢血でのマクロファージの特徴を検討する目的で、日本医科大学および日本医科大学付属病院における倫理委員会より研究の承認を得て、現在症例実績の蓄積を進めており、おおむね順調に研究が進んでいると考える。本研究は、実験的腎疾患における抗炎症性マクロファージの誘導と機序を解明し、その応用による新しい治療法の開発を目指す。in vitroで誘導した抗炎症性マクロファージの特徴を明らかにし、実験的糸球体疾患への細胞移入によるin vivoでの進展の抑制効果を検証する。また、ヒト糸球体腎炎を含む腎疾患の疾患活動性とマクロファージの性質との関係を明らかにし、腎生検病理組織診断におけるマクロファージの形質の観察の重要性を明確にすることを目的に研究を行っている。1)種々のヒト
ビス(オルガノチオ)メタンの単座, キレートおよび架橋配位金属錯体

(b)は溶液中動的な挙動を示すが, -50°Cでは固定化され, 1HNMRにおいて2本のメチルシグナルが観察された.また,分子量測定(CH_2Cl_2)から単量体であることが判明したので,配位子S-SはそれぞれPd中心に単座配位していると考えられる.2.PtCl_2(Bu^tCN)_2を出発錯体として用い, Pdの場合と同様にしてS-S, S′-S′と反応させ,それぞれ1:1および1:2錯体を得た. Ptの場合の反応はより長時間が必要であった.また, S′-S′の場合には還流温度(C6H6)が必要であった. PtCl_2(S′-S′)錯体は1:1錯体では唯一可溶性で,分子量測定の結果二量体構造をとっているものと思われる.3.1で単離したPd(II)錯体(a)に窒素下, CH_2Cl_2中, -60°CでPd(0)錯体, Pd_2(dba)_3・CHCl_3(dba=ジベンジリデンアセトン)を反応させ,反応後の溶液を低温で処理したのち,赤紫色固体として, Pd(I)二核錯体, Pd_2Cl_2(S-S)_2(c)を得た.cは固体状態では空気中,室温で安定であるが,溶液中では不安定で容易に分析する.温度可変1HNMRの測定をしたところ, -50°Cではメチル,メチレンシグナルがそれぞれ2本づつ観測され,固定したスペクトルが得られたが, -30°Cではまずメチレンシグナルの合体がみられ,次いで0°Cでメチルシグナルが合体することが明らかになった.(b)は溶液中動的な挙動を示すが, -50°Cでは固定化され, 1HNMRにおいて2本のメチルシグナルが観察された.また,分子量測定(CH_2Cl_2)から単量体であることが判明したので,配位子S-SはそれぞれPd中心に単座配位していると考えられる.2.PtCl_2(Bu^tCN)_2を出発錯体として用い, Pdの場合と同様にしてS-S, S′-S′と反応させ,それぞれ1:1および1:2錯体を得た. Ptの場合の反応はより長時間が必要であった.また, S′-S′の場合には還流温度(C6H6)が必要であった. PtCl_2(S′-S′)錯体は1:1錯体では唯一可溶性で,分子量測定の結果二量体構造をとっているものと思われる.3.1で単離したPd(II)錯体(a)に窒素下, CH_2Cl_2中, -60°CでPd(0)錯体, Pd_2(dba)_3・CHCl_3(dba=ジベンジリデンアセトン)を反応させ,反応後の溶液を低温で処理したのち,赤紫色固体として, Pd(I)二核錯体, Pd_2Cl_2(S-S)_2(c)を得た.cは固体状態では空気中,室温で安定であるが,溶液中では不安定で容易に分析する.温度可変1HNMRの測定をしたところ, -50°Cではメチル,メチレンシグナルがそれぞれ2本づつ観測され,固定したスペクトルが得られたが, -30°Cではまずメチレンシグナルの合体がみられ,次いで0°Cでメチルシグナルが合体することが明らかになった.
シラク政権下における美術館構想-ケ・ブランリー、ルーヴルを事例に

博物館学的アプローチによる本研究によって、シラク政権下に設立された、アフリカ、アメリカ、オセアニア、アジアのオブジェを展示するルーヴル美術館の「パヴィヨン・デ・セッション」やケ・ブランリー美術館のみならず、国立移民史博物館もまた、多文化社会を構築するための、シラクの強いイニシアティヴによって作られたものであることが判明した。そして、彼の構想の全体像への解明に向けた今後の継続的調査によって、さらなる展開の可能性のあることが明らかとなった。平成21年度においては、まず東京を中心とした国内の図書館や民族学博物館、または書店を通じて研究課題に関する資料を収集した。さらに、平成22年3月8日から29日にかけてロンドン、パリに出張した。ロンドンでは主に、ケ・ブランリー美術館と同様、「非西洋」に関する膨大なコレクションを常設展示している大英博物館や自然史博物館を見学した。その目的は、ルーヴル美術館やケ・ブランリー美術館の展示のコンセプトや方法との比較を行うためであり、この見学は研究課題を、美術館学的視点から考察するうえで非常に有意義であった。すなわち前者は「歴史的・人類学的資料」であるのに対し、後者は「造形芸術作品」としての展示であることが明らかとなった。また、パリでは、日本で入手困難なルーヴル美術館やケ・ブランリー美術館、そして、ジャック・シラク政権下の文化政策に関する文献資料を入手する一方で、ルーヴル美術館の「アジア、アフリカ、オセアニア」の新ギャラリーやケ・ブランリー美術館を見学し、展示のコンセプトや方法を考察する手掛かりとした。また、建築も視野に入れるため、ケ・ブランリー美術館を担当した建築家ジャン・ヌーヴェルによるその他のパリの公共建築(カルティエ財団美術館、アラブ世界研究所)も見学することができ、それらに共通する建築家の芸術や異文化、また自然に対するとらえ方を知るうえで非常に参考になった。以上の調査・研究の過程で、より客観的な視点にたつためには、美術館側から発信する情報のみならず、来館者側からの視点も等しく不可欠であると思われ、ガラスのピラミッド完成から現在に至るまでのルーヴル美術館の人館者数の大幅な増加の要因について、来館者側から考察した。その内容については、松岡智子「ルーヴル美術館と<観衆>についての試論」(『倉敷芸術科学大学紀要第15号』15-26頁、2010年3月)を参照されたい。前年度に引き続き、本年度も日本では入手困難な文献資料、とりわけルーヴル美術館とケ・ブランリー美術館に関するものや、シラク政権下における文化政策に関する資料の収集を継続的に行った。それらに基づく研究成果の一部は、論文「ジャック・シラクの美術館構想に関する一考察」(『倉敷芸術科学大学紀要』第16号、2011年)文で紹介している。本稿では最初に、起源であるパリの人類博物館(1881年設立)と植民地博物館(1931年設立)からケ・ブランリー美術館設立(2006年)に至る経緯について、主にルーヴル美術館を含めた、パリの美術館・博物館再編との関係からたどってゆく。また、その前段階として2000年、ルーヴル美術館内のパヴィヨン・デ・セッションに、人類博物館と、前述した植民地博物館を改編させたアフリカ・オセアニア美術館の所蔵品を中心としたギャラリーが設立された経緯についても言及した。そして、これらの構想から実現に至るまで、ジャック・シラクの強い意志と、フランス共和国大統領としての政治力が関与していたことを明らかにし、そうしたシラクの動機について、「非ヨーロッパ」の文明や美術に幼少期から強い関心をもった精神的側面から考察した。さらには今回の調査で初めて見学した、フランス中部に位置するシラク大統領美術館(2006年設立)もまた、彼が常に主張する「文化を超えた対話」のための行動の軌跡を贈呈品によって紹介するもので、我が国ではあまり知られていないが、シラクの思想を理解するうえで非常に重要な美術館であると言える。そして、アフリカ・オセアニア美術館を閉館させ、内部をリニューアルして2007年に開館した国立移民史博物館(起源は植民地博物館)もまた、現代フランス社会の諸相を反映させた、シラク政権下におけるもう1つの美術館として位置づけるべきであると理解した。平成21年度より、ルーヴル美術館内のアフリカ・アジア・オセアニア・アメリカ美術のギャラリー「パヴィヨン・デ・セッション」とケ・ブランリー美術館を出発点として、シラク政権下における美術館構想の研究に着手し、現在に至っており、その結果、パリの国立移民史博物館もまた、シラク前大統領が構想実現に向けて指揮していた、もう1つのミュージアムであることが判明した。この博物館は、1931年に開催されたパリ植民地博覧会のために建設された、植民地博物館の建物を使用した国立アフリカ・オセアニア美術館を、再度リニューアルし、2007年にオープンしたのち、移民の所有物や歴史的資料の常設展示の他、現代作家による美術展や、移民に関する企画展も開催されている。また、他にも演劇、フェスティバル、講演会などを随時行ったりするなど、活発に活動を続けており、移民についての関心を高めることを目的とし、かつ芸術性を備えたミュージアムとしては、フランスでは最初のものである。

筆者は文献資料と現地調査に基づき、設立までの経緯と、常設展示室の展示方法や展示資料の内容の概要についての論文を作成し、このような博物館が設立されるに至った政治的・社会的背景についての考察を試みた。シラク政権下に構想された以上の3つの事例は、<非ヨーロッパ>、<移民>という「他者」化を超え困難な課題ではあるが、文化主義的「統合」への実践的活動に着手し始めた、21世紀に向けてのフランスの実験的試みでもあり、ミュージアムの新たな可能性を模索するものとして、博物館学、文化政策、また人類学、美術史、社会学における学際的かつ超領域な研究の事例としても重要であると考えられる。
１９５０～１９７０年代の高知県における市町村民運動会の社会的機能に関する研究

1950年代、「昭和の大合併」後、地域住民の融和を図ることを目的に、市町村民運動会が開始された。県行政は、運動会で実施する種目を提案したり、自治体に配置した体育指導委員に運営を担わせるなど、市町村民運動会の開催を推進した。初期の段階では、地区対抗方式による運営方法のために、住民間の対抗意識が助長され、トラブルが問題となる。主催者は、トラブルを防ぐために、娯楽性の強い種目を取り入れたり、採点方法を工夫するなどして、円滑な実施を図った。このような運営上の工夫もあって、この時期に市町村民運動会は地域に定着する。第二次世界大戦が終わり、戦争と南海地震による災難を乗り越えて、1950年11月23日、高知市主催の「市民大運動会」が始まっている。当日はたいへん盛り上がり、この運動会は恒例化し継続されていった。一方で、各校区では住民主体の「区民運動会」が盛んに開催されていた。1957年9月、高知県教育委員会健康教育課は、「市町村民運動会案」を公表する。この年の7月、同課は各市町村に体育指導委員を配置し、社会体育の推進体制の整備に着手した。その一環として、増え始めた市町村民運動会の「ひな形」を示し、「社会体育」としての意味を持つ地域スポーツイベントとしての定着を図った。「運動会案」には具体的な種目名があがっており、100メートル走、リレー、マスト登り、職域別・年齢別リレー、学童リレーなどの競技的な種目の他に、「おしどり二人三脚」「ロマンス競走」「借物競走」「樽ころがし」「民謡踊」「仮装行列」「応援団コンクール」「タイつり」といった娯楽的要素の強い種目も並んでいる。高知市では40人の体育指導委員が任命されているが、委員は各校区から選出されており、県の示したような運動会が展開されていたことが想像できる。しかし、実際には、多くの運動会で得点を巡るトラブルが起きていた。1960年代、ある小学校区の運動会で、判定を巡っていさかいが起きた。酒の勢いもあって大げんかとなり、翌年から運動会が開催されなくなった。2年ほどして再開したが、地区対抗形式の競技方法を止めている。得点を巡るトラブルは運動会にはつきもので、県内各地で住民同士のけんかが絶えなかった。得点に関わるトラブルが生じた校区では地区対抗形式を止めたが、トラブルが起きなかった校区や地区対抗形式にこだわり続けた校区では、得点制の運動会の競技方法を継続した。そういった校区では、体育指導委員のトラブルを避けるための努力は並大抵ではなかった。高知県で実施されてきた市町村民運動会の萌芽期となる1950年代の運動会について、各市町村でいつ頃からどのようにして始まり、どのような発展を遂げたかを明らかにすることを目的に研究を進めた。平成24年度は高知新聞から市町村民運動会に関する記事を収集するとともに、高知市の広報を資料に、高知市主催の運動会について調査を行った。1950年代の高知県における市町村民運動会の実施状況については、高知市の他、現在の室戸市、南国市、安芸市、佐川町、東洋町、香南市、仁淀川町、四万十町で開催されていたことが確認できた。高知市主催の運動会は、1950年11月23日の「市民体育祭」の中で初めて開催されている。「戦災に次ぐ震災の悪条件を克服して立ちあがりつつある現在の市民が和気あいあいのうちに高知市を再建し明朗な市民生活を樹立するため、その気力と体力を振起し、教養と品位を高めようとするものでありまして、全市民の老も若きもこの一日を楽しもう」というのが市民体育祭の趣旨で、「市民大運動会」もこの趣旨に沿っている。「市民大運動会」は小学校区対抗で、「対抗競技」と「余暇競技」に分かれている。「対抗競技」では、リレーの他、綱引きや玉入れ、マスト登り、「鯛釣競争」「箸けん競争」「スプーン競争」が行われ、競技ごとに1位7点、2位以下5点、4点、3点と得点が与えられた。一方、「余暇競技」では、「パン食い競争」「紙風船送り」「親子孫リレー」「煙草火つけ競争」といった種目が並んでいるが、得点は与えられない。当日は早朝から大勢の市民が集まり、市設陸上競技場のスタンドは選手や応援団、観客で埋まり、たいへんな盛り上がりだった。この運動会は恒例化し、「市民のよきリクリエーション」「市民待望の市民運動会」として定着し継続されていった。平成26年度は主として、1940年代後半から60年代にかけての高知新聞記事に見られる運動会について資料収集と分析を行った。本研究においてすでに明らかにしてきたように、「昭和の大合併」を経て1950年代に各地で市町村民運動会が開始されたが、それ以前から高知県内では学校主催の運動会だけでなく、さまざまな形態の運動会が開催されていた。

例えば、室戸町(現室戸市)で漁業組合や警察、電気局、工場、商店が合同で運動会を開いた記事が、終戦後間もない1945年12月2日の新聞に掲載されている。また、佐川町では青年団が同月に運動会を開催した。1946年になると、学校の運動会が再開され、地区運動会の記事も見られるようになる。それらの中には、「復活」と冠された運動会もあり、記事からは戦後復興期に人々が運動会の再開を心待ちにしていたことがうかがわれる。地区運動会は、戦前から高知県の地域文化として地域に根付いており、人々に親しまれていた。その機能が知られていたからこそ、「昭和の大合併」を経て新しい自治体が誕生し、その住民たちの親和性を高めることを目的に、新しい市町村民運動会が誕生したのである。高知市では、1948年に「市民大運動会」が文化祭の一事業として開催され、以後、毎年の恒例行事となった。各校区でも運動会が行われるが、もめ事が多く、ある校区では1960年代になって大きなけんかが発生し、その後数年間運動会を中止したこともあったという。3年間の研究成果は、平成27年3月に韓国ソウル市の中央大学校で開催された日本スポーツ産業学会スポーツ産業史専門分科会の韓・日スポーツ研究者交流研究発表会において、「1950・60年代の高知県における市町村民運動会の社会的機能」というテーマで発表した。体育史平成25年度は、学生指導や学内業務に費やす時間が多く、研究のための時間が不足した。そのため、高知市の運動会の調査に集中せざるを得ず、県内各市町村の運動会の資料収集が思うように進んでいない。しかし、県内の各市町村の広報の記事を部分的ではあるが収集することはできており、平成26年度中には計画通りに研究を進めることができると考えている。平成24年度は、高知新聞や市町村が発行した広報から、運動会の記事を収集することを主な目的とした。資料は順調に収集できている。ただ、高知県東部地域を主たる調査地域と想定していたが、東部地域全域を網羅的に調査することはできなかった。しかし、高知市については、1950年からの広報をデータで入手でき、詳細に調べることができた。また、1960年代の運動会についての貴重な証言も得ることができており、おおむね順調に進展していると評価している。これまでの作業に引き続いて、資料調査を実施し、資料収集につとめる。高知新聞の記事については、前半までに資料収集をすませて、記事目録を作成する。市町村広報については、所在は明らかになっているので、早期に不足している資料を集める。また、当時の関係者もわかっているので、聞き取り調査を進める予定である。さらに、国立国会図書館をはじめ、高知県以外の図書館に所蔵されている資料の収集にあたり、市町村民運動会についての全国的な動向の把握に努める。平成24年度に引き続いて、同様の資料調査を実施し、資料収集に努める。高知新聞記事については、1960年代から1970年代を調査対象期間とし、できれば収集を終えたい。市町村広報については、東部地域の残りの市町村の他、西部地域を対象に調査を進める。できれば、高知県中部地域についても資料収集を行いたい。仁淀川町池川地区の運動会のプログラムが残っていることが判明したので、年代ごとの種目の分析も進めたいと考えている。さらに、国立国会図書館の他、首都圏の図書館において文献調査を行い、市町村民運動会に関する全国的な動向についても把握に努める。
炭素ラジカル種の簡便な発生法およびそれを利用したカップリング反応の開発

前年度までに,アリールGrignard反応剤が,遷移金属の助けを借りずにハロゲン化アリールおよびアルケニルとカップリングを起こすことを報告していた.この種の有機金属化合物を用いるクロスカップリング反応が,遷移金属触媒なしで進行することを示した初めての例である.今年度は,アリール亜鉛化合物も遷移金属の助けを借りずにハロゲン化アリールやアルケニルとクロスカップリングを起こすことを明らかにした.アリールGrignard反応剤を用いる反応と比べて官能基選択性に優れており,エステルやシアノ基のような求電子性官能基をもつアリール亜鉛化合物やハロゲン化アリールも反応に用いることができる.25年度が最終年度であるため、記入しない。25年度が最終年度であるため、記入しない。ハロゲン化アリールのようなsp2-炭素求電子剤はSN1反応やSN2反応を起こせないので,これらを置擁反応に用いるには,反応の収支としては酸化も還元も起こっていない場合にも,低原子価遷移金属などによって還元することで活性化する必要がある.特にアリールメタルとのカップリング反応によるビアリール合成には,パラジウムなどの遷移金属触媒の利用が必要不可欠となっている.ハロゲン化アリールを1電子還元によって活性化することも可能で,これを置換反応に利用した例としてSRN1反応がよく知られているが,アリールメタルなどのsp2-炭素求核剤との反応に応用した例はなかった.今回,ヨウ化アリールとアリールGrignard反応剤の間のクロスカップリング反応がSRN1機構と類似の機構で遷移金属触媒を用いることなく進行することを明らかにした.この方法を用いれば,様々なビアリールが概ね90%以上の高収率で得られる。また,これとは別のビアリール合成法として,入手容易なアリールボロン酸をアリール源とする,宮能基選択性の高い反応の開発にも成功した.鉄触媒およびtert-ブチルペルオキシド存在下,アリールボロン酸とアレーンの酸化的カップリング反応が進行し,種々のビアリールが得られる.3価の鉄錯体とtert-ブチルペルオキシドから生じたtert-ブトキシラジカルがアリールボロン酸を電子酸化することで生じるアリールラジカル中間体を経由して反応が進行することも明らかにした.前年度までに,アリールGrignard反応剤が,遷移金属の助けを借りずにハロゲン化アリールおよびアルケニルとカップリングを起こすことを報告していた.この種の有機金属化合物を用いるクロスカップリング反応が,遷移金属触媒なしで進行することを示した初めての例である.今年度は,アリール亜鉛化合物も遷移金属の助けを借りずにハロゲン化アリールやアルケニルとクロスカップリングを起こすことを明らかにした.アリールGrignard反応剤を用いる反応と比べて官能基選択性に優れており,エステルやシアノ基のような求電子性官能基をもつアリール亜鉛化合物やハロゲン化アリールも反応に用いることができる.当初の計画通り,ハロゲン化アリールおよびアリールボロン酸からのアリールラジカルの効率的な発生法を開発し,これらをビアリール合成に結びつけることに成功した.25年度が最終年度であるため、記入しない。遷移金属触媒を用いないハロゲン化アリルのクロスカップリング反応は,アリールGrignard反応剤以外の有機金属化合物との反応に適用範囲を拡大していく計画である.予備的な検討で,既にかなりめ程度まで拡げられる見通しが立っている.今後は反応機構を明らかにしていき,その知見を基に,さらに効率のよい反応系の開発や適用範囲の拡大に繋げていく予定である.アリールボロン酸の電子酸化によってアリールラジカルを得る手法についても,鉄触媒だけでなく,同様に安価で入手容易な銅などを触媒とする反応系を検討していくことを計画している.25年度が最終年度であるため、記入しない。
デスク・トップ型超高速スパッタ装置の試作と金属-半導体相転移の研究

この2年間に得た成果を以下にまとめる。1.デスク・トップ型直流超高速スパッタ装置を独自のコンセプトのもとに設計し試作した。ターゲットはわずか直径30mmとし、大学の研究室にあるアーク熔解装置で簡単に作製出来るようにしたことと、0.5mmに達する厚膜を連続自動運転により3日以内で作れるようにしたことである。この装置はプロジェクトの1年目終了の時点で完成した。2.1992年度(平成4年度)の研究は完成したスパッタ装置の性能テストから開始した。種々の調整を繰り返した後、初期の目標と要求を全て満たすレベルまで装置をもってくることに成功した。3.この新しく試作した装置を用いて0.3mm厚のV_<50>Si_<50>アモルファス厚膜を作ることが出来た。この原子構造をX線及び中性子線回折で調べている。またその結果の信頼性をチェックするためメカニカルアロイング法で合成した試料について得られた結果と比較している。電気抵抗や低温比熱の測定も開始し、現在データが蓄積されつつある。4.金属-半導体相転移近傍におけるアモルファス及び準結晶の電子輸送機構を研究した。電子拡散係数Dと、フェルミ準位における状態密度の自由電子値に対する比を表わすg値を使って、これまでのデータを矛盾なく説明することが出来た。この研究を通じて金属-半導体相転移近傍における原子構造と電子構造のさちなる蓄積が急務であることが認識された。本研究で新しく試作したスパッタ装置はこれら基礎データを生み出すことを約束していると信じている。アモルファス固体の研究は金属と半導体のそれぞれの分野でこれまでほとんど独立に発展して来た。金属と半導体では原子の結合形態が異なるため発現する電気的性質は大きく異なる。アモルファス固体は急冷法や固相反応で非平衡相として得られるので条件を選ぶことで金属と半導体がぶつかり合う境界組成領域でもアモルファス化することが可能である。この領域では金属結合と共有結合の異質な結合形態が競合することになる。一方、伝導電子はこの領域で局在の傾向を強め金属-半導体相転移を起こす。本研究はこのような金属-半導体相転移における原子構造と電子構造の関係を系統的に調べることを目的としている。この目的を達成するために平成3年度にはデスクトップ型超高速スパッタ装置の設計と製作に全力を傾注した。製作はワ-ルドエンジニアリング社に依頼した。現在、アモルファス膜の作製に成功しているが最高のスパッタ速度が300Å/分であり目標値の約1/3で低速している。この研究を遂行する上で中性子回折と低温比熱の測定が不可欠であるがそのためにスパッタ装置で3日間かけて0.5グラムの試科を要求される。この目標達成のための改良を平成4年度に行なうこととした。一方、金属-半導体相転移の研究対象としてV-Si系を選んだ。現在この系のアモルファス相をメカニカルアロイング法で作製することに成功している。このアモルファス試科を用いて相転移の研究を現在進行させている段階である。アモルファス金属とアモルファス半導体の境界領域では原子構造にもまた電子構造にも特異な現象が起ることが期待されている。しかし、このような組成領域ではアモルファス相を大量に製造出来る液体急冷法が適用出来ない。我々は机の上に乗る小型でかつ簡便な仕様を誇るいわゆるデスク・トップ型超高速スパッタ装置を独自の方法で試作することを提案し、金属一半導体境界領域におけるアモルファス固体を厚膜として作製することを試みている。この装置を駆使してアモルファス固体の原子構造と電子構造を統一的に理解しようとするものである。平成4年度には平成3年度末に完成したスパッタ装置の特性評価の研究から始めた。特殊マスフローコントロールシステムやサブストレート回転機構を導入し、無人運転化に成功した。

現在金属元素としてVを、半導体元素としてSiを選び、VーSiの合金ターゲットを50at%Si及び90at%Si組成で作製しアモルファス厚膜を作製しているところである。すでに50at%Siアモルファス相の電気抵抗及び中性子回折による原子構造のデータを測定しはじめており、今後貴重なデータが蓄積されていくと考えている。合金系としてはVーSiの他にVーGe,さらに我々の研究室で液体急冷法や蒸着法で実績を挙げているAgーCuーGe系についてアモルファス相を作製し金属一半導体領域の電子散乱機構について明らかにしていく予定である。
筋緊張性ジストロフィーの発症分子メカニズムの研究

今年度は、筋肉の維持に対する低分子量熱ショックタンパク質一般の重要性を検討することを主に進めた。具体的には、これまでに同定されてきている哺乳動物のsHSPファミリーメンバー6種のうち5種(レンズ特異的といわれるαA-crystallinを除く)に関して、そのcDNAおよび抗体を準備し、筋肉をキーワードとしてこれらすべてを対象とした基本的な定性(発現の組織分布、筋分化にともなう発現誘導の有無、相互作用、筋肉内での会合状態、熱ショックに対する初期応答、および後期応答、筋培養細胞中での局在)を系統的に進めた。特に、これまで塩基配列しか報告されていなかったHSPB3についてもそのクローニングと抗体作成を行い、初めて基本的な定性を進めた。その中で以下の諸結果が得られた(現在、論文を投稿中)。1)5種すべてのsHSPが、程度の差はあれ、筋肉に高い特異性をもって高濃度に発現している。特に、MKBP,HSPB3の発現は基本的に骨格筋、心筋にしかみられず、これらの組織における機能的重要性が示唆された。2)5種sHSPsがそのアミノ酸配列の相同性にも関わらず、互いに非常に選択性のある相互作用を示す。さらに心筋可溶性画分を生化学的に解析した結果、5種のsHSPが、主としてHSP27/aB-crystallin/p20、およびMKBP/HSPB3からなる2種の独立した、相互排除的な会合体として存在してしることが示された。発現の特異性から、後者の複合体は非筋細胞にはない筋特異的なsHSPsystemを構成していると考えられる。また、このMKBP/HSPB3はともに、、熱応答性(発現誘導、およびトランスロケーション)が他のsHSPに比べ低いことも明らかとなり、これらが慢性的なストレスを受ける筋肉において構成的に働いていることも示唆された。本研究は、筋緊張性ジストロフィー(DM)の原因タンパク質、DMキナーゼが筋肉における新規の低分子量熱ショックタンパク質(sHSP)、MKBPと相互作用するという事実に基くものである。今年度はこの相互作用がDMの発症機構にいかに関わっているのかを明らかとすべく実験を進め、以下に示すような結果を得た。1.in vitorのリン酸化実験系において、1)MKBPはDMキナーゼの基質とはならず、むしろその活性化因子として働くこと、2)この作用は、MKBPのDMキナーゼ・キナーゼ領域に対する特異的なシャペロン活性によるものであることを明らかとした。また、免疫組織学的研究から、内在性MKBPがDMPKが局在すると報告されている神経筋接合部に濃縮していること発見し、MKBPとDMPKの相互作用が生体内でも起こっているとを裏付けた。2.一方で、新規タンパク質であるMKBPの定性についても同時に進め、1)熱処理にともなう後期応答として、MKBPのタンパク質の増大がみられること(但し、この熱応答は他のsHSPと異なり、翻訳レベルの応答である)、2)sHSPの特徴的な初期応答である熱処理後の不溶性画分への速やかな移行を、MKBPも示すこと(但し、その熱感受性は既知のものの中で最も低いこと)、などを明らかとした。また、MKBPが、筋肉細胞可溶性画分中で既知のsHSPsが形成する大きなヘテロ複合体とは異なる独立した複合体を形成していることも発見した。以上の結果をもとに、1)MKBPは筋肉細胞内で既知のsHSPが構成するものとは独立したユニークなストレス応答系を形成しており、2)DMキナーゼはこのMKBPによって活性化されることを通じて、筋肉のストレス耐性に寄与していること、3)さらにDMの発症はこの機構の乱れに基づく筋肉への障害の蓄積によるという仮説を論文化し発表した。
代数多様体の整数論の研究

代数体における類体論や岩澤理論らの深い整数論を,素体上有限生成な体や,代数体上の代数多様体に拡張することは,数論の多くの問題の背後にそのような体や多様体が存在していることによって,大変重要である。まず類体論であるが,加藤和也は,高次元局所体の類体論の理論を保型形式のゼ-タ関数の値と結びつけた、また斎藤毅氏は,以前加藤が得ていた類体論の高次元化の応用としての代数曲面のl進層の理論(オイラ-・ポアンカレ標数の公式)を,任意の次元の代数多様体上のl進層に拡張した。また岩澤理論については,加藤は円分体の岩沢主予想を,代数多様体の岩澤主予想に拡張した。これは,最近発展した,局所体上の代数多様体のP進ホッジ理論を岩沢理論と結びつけたものであり,SーBloch氏と加藤の,代数多様体やモチ-フの玉河数の研究を拡張したものである。またこれは類体論の一般化を使った,保型形式のゼ-タ関数の値の研究と関係し,保型形式の岩沢理論の研究の発展をうながすものである。代数多様体の数論の研究では,藤原一宏はア-ベル多様体のモジュライ空間の整数環上のコンパクト化を得たのち,その手法でDrinfeld加群のモジュライ空間のコンパクト化を研究しその研究は完成しつつある。また中村は代数多様体の基本群について精密な結果を得た。川又・中山は代数多様体の分類・特異点の研究を進め,その研究は上述の数論的な代数多様体の研究と結びつき影響を与え合いつつある。
血流影響下での同種心臓弁・血管移植後石灰化に対する炭酸ランタンによる抑制法の検証

【背景】若年者への心臓弁血管ホモグラフト移植後は、グラフト石灰化促進による耐久性の問題が未解決である。今回、腎不全治療薬のリン酸バインダー(炭酸ランタン)によるグラフト石灰化抑制効果を、血流影響化のウサギ大動脈移植モデルで検証した。【方法】ドナー大動脈をレシピエント頸動脈へ移植し8週後に犠牲死した。炭酸ランタン含有飼料を術後1,2,4,8週間投与し、通常飼料を投与した対照群と比較した。【結果】対照群に比べランタン群では2週以上投与でグラフト石灰化が抑制された一方で、8週投与群では成長障害が認められた。【結語】移植後急性期に限定したリン抑制は副作用なくホモグラフト石灰化を抑制できる可能性がある。本研究は、成長期の若年者へ移植された同種心臓弁・血管(ホモグラフト)の石灰化を、若年ウサギを用いた血流影響下での動物実験で証明し、炭酸ランタンの石灰化抑制効果を検証することである。先行研究では、成長期の若年者へ移植されたホモグラフトは石灰化を伴う変性が術後早期に現れ、耐久性に問題があり、成長期特有の高リン血症が移植グラフトの石灰化促進の原因であることを、ラットの大動脈皮下移植モデルを用いて証明した(山内らJTCVS 2013)。また、腸管からのリン吸収を抑制するリン酸バインダーとして臨床使用されている炭酸ランタンが、ホモグラフトの石灰化抑制効果を有することをラット大動脈皮下移植モデルで証明した(木下らAATS 2010)。これらの研究成果を元に以下のことを検証する。11羽のNew Zealand White Rabbit(ドナー、生後7週)から腹部大動脈および下行大動脈をホモグラフトとして摘出し、2羽のJapanese White Rabbit(レシピエント生後7週)の頸動脈に移植した後、通常飼料で飼育することで、ホモグラフト石灰化促進の血流影響下モデルを確立する。飼育期間を2週・4週・8週・12週の群をそれぞれ3匹ずつ作成し、その後犠牲死させ、血中カルシウム・リン濃度の測定、ホモグラフトの病理学的評価、ホモグラフト石灰化の定量評価(原子吸光度法)を行う。適切なホモグラフト石灰化促進モデルの週数を決定する。2炭酸ランタンの経口投与により、若年齢レシピエント(Japanese White Rabbit)のホモグラフト石灰化の抑制効果および有害事象の有無を検証する。炭酸ランタンを1%・3%・5%の濃度含有させた飼料を作成し、ホモグラフト移植の術前・術後にウサギに与え、1で決定した週数飼育した後に犠牲死させ、上述の血液検査、病理学的評価、石灰化の定量評価を同様に行う。2016年3月末日時点で、上記研究実績の概要における1の段階が終了した。これまでに、1羽のNew Zealand White Rabbit(ドナー)から腹部大動脈および下行大動脈を摘出し、2羽のJapanese White Rabbit(レシピエント)の頸動脈へそれぞれ移植し、レシピエントを通常飼料による飼育で2週×7羽、4週×5羽、8週×4話、12週×6羽の計22羽を生存し得た。尚、ウサギはストレスや環境変化に極めて弱いため、この経過中に14羽のレシピエントのウサギが死亡している(生存率61%)。生存し得た上記22羽のレシピエントのウサギから血液検査(血清カルシウム濃度、リン濃度)・病理学的検査・原子吸光度法によるグラフト中のカルシウム含有量の測定が終了し、若年ウサギの血流下ホモグラフト石灰化モデルに適正な週数は4週または8週と考えられた。それぞれにメリット・デメリットが考えられるため、上記研究実績の概要における2の段階では、4週と8週いずれの週数でも検証を行う方針となった。本研究は、成長期の若年者へ移植された同種心臓弁・血管(ホモグラフト)の石灰化を、血流影響下での動物実験で証明し、先行研究で有効性が示唆されている炭酸ランタンの石灰化抑制効果を検証するものである。成長期の若年者へ移植されたホモグラフトは石灰化を伴う変性が、術後早期に現れ耐久性に問題があるとされ、その原因として、成長期特有の高リン血症が移植グラフトの石灰化を促進すること、またリン酸バインダーである炭酸ランタンが、ホモグラフトの石灰化抑制効果を有することを申請者らはラット大動脈皮下移植モデルで証明した。今回我々は以下のことを検証する。2リン酸バインダーである炭酸ランタンの経口投与により、若年齢レシピエントのホモグラフト石灰化の抑制効果および有害事象の有無を検証する。炭酸ランタン含有飼料を術前・術後にウサギに与え、術後一定期間飼育後に犠牲死させ血中カルシウム・リン濃度の測定、ホモグラフトの病理学的評価、ホモグラフト石灰化の定量評価(原子吸光度法)を行う。これらの結果に基づいて、若年ウサギ血流影響下モデルにおける炭酸ランタンのホモグラフト石灰化抑制効果および有害事象を検証する。3上記2により得られた炭酸ランタンの投与量・投与期間を参考に、ヒトへの臨床応用を目指してミニブタで同様の実験を行う。若年ミニブタを用いて、下行大動脈ホモグラフト移植手術を行い、周術期に炭酸ランタンを投与する。一定の観察期間の後に、犠牲死させ血中カルシウム・リン濃度の測定、ホモグラフトの病理学的評価、ホモグラフト石灰化の定量評価(原子吸光度法)を行う。2017年3月現在、上記研究実績の概要における2の段階まで終了した。2では観察期間を術後

8週間・飼料の炭酸ランタン飼料含有量を5%で統一し、コントロール群12羽、炭酸ランタン飼料1週+通常飼料7週(L1N7)群13羽、L2N6群10羽、L4N4群8羽、L8群7羽に分類した。血液検査(血清カルシウム濃度、リン濃度)・病理学的検査・原子吸光度法によるグラフト中のカルシウム含有量の測定、体重増加、大腿骨骨密度・骨強度試験、ヘマトクリット値測定が終了し、本モデルにおいて合併症が少なく最も治療効果の得られる炭酸ランタン飼料期間は術後2週間(L2N6群)であることが示された。若年齢レシピエントに移植後の大動脈ホモグラフトにおいて石灰化を伴う変性が促進し早期グラフト不全に陥ることは臨床的に問題であり、若年齢故の成長に伴う生理的高リン血症が石灰化促進の一因であること、また、慢性腎不全に伴う高リン血症治療薬である炭酸ランタンがラット皮下移植モデルにおいて移植後グラフト石灰化抑制効果があることが、これまでの研究で分かっていた。今回、グラフトに血流を維持し、より臨床に近いモデルを用いて、炭酸ランタンによる移植後グラフト石灰化の抑制効果を検証した。血流モデルとして若年齢ラットは血管が細すぎて吻合困難であることから若年齢ウサギを使用し、当初予定していた腹部大動脈への吻合は侵襲が大きい為、レシピエントの頸動脈へ大動脈の移植を行い血流グラフトモデルを作成した。その結果、移植後期間に応じてグラフト中膜石灰化が促進し血流影響下の大動脈石灰化促進モデルを完成した。続いて、炭酸ランタン含有飼料を周術期に与えたウサギでは移植後2週、4週、8週のランタン投与群でグラフト石灰化が抑制された。しかし移植後8週の炭酸ランタン投与群では成長障害や貧血が生じ、リン抑制の副作用が顕著であった。副作用なくグラフト石灰化を効果的に抑制するには、移植後2週から4週間の投与が望ましいとの結果であった。この結果を踏まえ、より臨床に近いモデルとして若年ブタの下行大動脈移植モデルを作成した。ドナーブタから下行大動脈を摘出し、研究計画では新鮮グラフトとしてレシピエントに移植することになっていたが、実臨床により近づける目的でグラフトをプログラム冷凍し1ー2週後にレシピエントの下行大動脈に左開胸下で移植した。移植後8週でグラフト摘出し、移植グラフトの石灰化が促進されていることを確認し、ブタ大動脈移植後石灰化モデルを確立した。さらに炭酸ランタンを実臨床で用いられる用量でブタに投与しその効果を検証中である。【背景】若年者への心臓弁血管ホモグラフト移植後は、グラフト石灰化促進による耐久性の問題が未解決である。今回、腎不全治療薬のリン酸バインダー(炭酸ランタン)によるグラフト石灰化抑制効果を、血流影響化のウサギ大動脈移植モデルで検証した。【方法】ドナー大動脈をレシピエント頸動脈へ移植し8週後に犠牲死した。炭酸ランタン含有飼料を術後1,2,4,8週間投与し、通常飼料を投与した対照群と比較した。【結果】対照群に比べランタン群では2週以上投与でグラフト石灰化が抑制された一方で、8週投与群では成長障害が認められた。【結語】移植後急性期に限定したリン抑制は副作用なくホモグラフト石灰化を抑制できる可能性がある。今後は、レシピエントのウサギに通常飼料を与える群と炭酸ランタン含有飼料を与える群を作り、炭酸ランタンのホモグラフト石灰化抑制効果を検証していく。
光化学をプローブとする層状固体表面での分子配向の制御と設計

はじめに本研究計画では、粘土層間に吸着した分子個々のコンフォメーションの検討、それらの分子集合体としての配向挙動を既知の光化学反応をプローブとして解明し、粘土あるいは修飾粘土を光化学反応媒体として利用する方法論を検討した。実験粘土鉱物としては、協和化学工業KK製ハイドロタルサイト(アニオン交換容量、350meq/g)を用いた。オレフィンカルボン酸やベンゾフェノンカルボン酸の粘土へのインターカレーションはゲスト分子の水溶液と粘土粉末を70°Cで一夜加熱撹拌して行った。光照射は、試料を水に懸濁し、パイレックスフィルターを通して高圧水銀ランプで行う。反応後、濃塩酸で粘土を分解後ジアゾメタンでエステル化して塩化メチレンで抽出、クロマト分析する。吸着粘土粉末のX線回折、吸収・発光スペクトル分析により、吸着状態を解析した。結果と考察ジフェニルベンゾフェノンカルボン酸を増感剤としてスチルベンカルボン酸の異性化を行うと、溶液中でのシス体収率は67%だが、粘土に吸着させると17%と大きく低下する。増感剤のETは約63kcal/molでシス体(約50kcal/mol)、トランス体(約60kcal/mol)のいずれの異性体へも三重項エネルギー移動が可能である。したがって、粘土層間では吸着分子の自由空間の制約により、シス体への異性化が起こり難くなった。次に、桂皮酸やスチルベンカルボン酸を粘土層間に吸着させて、直接光照射すると、高効率・高選択的な光シクロ二量化が観察される。エキシマー経由の光二量化が起こり、syn-HHとsyn-HT二量体が得られる。基質の種類、交換容量、共吸着物の有無によりその選択性は制御可能であり、吸着配向を反映した二量体を与える。また、ベンゾフェノンカルボン酸を共存させて桂皮酸の光増感反応を行うと、エキシマー経由と同様の生成物であるsyn-HH二量体を与える。この二量体の生成は興味深く、芳香族ケトンの励起一重項による増感が起こったものである。この過程の直接観測を今後行えば、直接の証拠が得られる。
土壌-植物系時空間モデルの構築と対話型ほ場管理システムの開発

本研究の研究期間内において以下のような成果を得た。1.土壌パラメータのセンシングとマッピングシステムの開発トラクタ搭載型の光反射スペクトルによるリアルタイム土中光センサを開発した。これは、土中にセンサープローブ゚を貫入させ、土中の光反射スペクトルを連続的かつ安定して実時間計測することが可能である。同時に位置も計測できる。観測深さは1540cmである。光波長範囲は4001700nmの可視及び近赤外の領域であり、単波長相関解析の結果、土中水分、有機物含有量、硝酸態窒素、EC、pHの推定可能性を得た。一方、土壌パラメータの空間分布を500点/10a程度の精度で行い精密農業として要求されるサイトサイズ゙を決定した。2.作物管理機械運用システムの最適化手法の提案機械運用システムを汎用のパーソナルコンピューター上で駆動する対話型のソフトウエアとして実現し、作物管理システムでは、天候予測をファクターとした、機械運用管理意志決定システムとして構想された。3.雑草系の群落競争モデルの提案カバークロップ(シロクローバ)と雑草の競争関係についての特徴を圃場実験から明確にし、カバークロップの密度効果の定量化、シロクローバ・雑草系の群落競争モデルの提案を行った。これは、2種のロトカーボルテラ競争モデルを改良した非対称の競争モデルであった。得られたモデルは圃場実験結果の競争関係の特徴を良く表現できていた。4.画像情報による管理システムのための植物群落識別地被植物群落(クローバとイネ科雑草の混合した植生)の画像を不規則テクスチャとして扱い、「クローバ卓越」「イネ科雑草卓越」「裸地」を識別する手法を提案した。その結果、教師用のグリッド自体では98%の正答率を得た。また、両者が混在する画像を分割したテスト用データでは、88%が人の目視判定と一致し、一致しないものは殆ど群落の境界に由来するものであった。画像により、両植生の勢力分布図を自動作成する可能性が得られた。以上の研究成果を纏めて、報告書を出版した。本研究では、精密圃場管理という新しい農法に注目し、その精密圃場管理の中核の一つは土壌パラメータのセンシングとマッピングである。そこで、日本の畑と水田における土壌パラメータの時空間変動の解明とマッピング技術の確立のために、さらに、精密圃場管理の基礎とする最適なサンプリングサイズを見出すために、畑と水田における土壌の硝酸態窒素(NO3-N)、電気伝導度(EC)及びpHという三つのパラメータの時空間変動を調査し、比較した。その結果、畑の早期の肥料不足と追肥によって引き起こされたNO3-Nの激しい変動が見られると同時に、その変動は作物の行列に沿う方向(以下縦方向という)と作物の行列に垂直な方向(以下横方向という)の間に顕著な差異のないことも明らかになった。また、トウモロコシを収穫してから、平均値の上昇に伴い、変動も再び大きくなった。この結果によって、播種する前に畑をマッピングする必要があり、作物の成長中に土壌の状態に応じて追肥をやる必要性があることも分かった。一方、土壌が深くなるほどNO3-Nの含有量が増えていくという従来の結論を示したほかに、水田の縦方向と横方向の間に顕著な差異のあることが明らかになった。この結果は水田における精密圃場管理の基礎になると思われる。

雑草-作物群落の競争モデルを構築した。基礎モデルとしてロトカ-ボルテラモデルを使用したが、従来のものに対して空間占有による発生機会の喪失のメカニズムを表現しうるように変更した。モデルのシステムパラメータは過去2年間のほ場実験により決定した。さらに、結合格子モデルをロトカ-ボルテラ方程式を基礎式として構築し、空間的な植物群落の時間発展をモデル化した。本年は数値実験段階であるが、空間パターンの発達過程が明りょうに観察された。一方、土壌パラメータの空間分布の地理統計学的解析を行った。硝酸態窒素成分の空間分布データに、中心極限定理を適用しサンプリングサイズと空間内土壌パラメータ平均値の推定誤差の関係を実験的にあきらかにした。さらに、分布パターンの深度方向・時間方向の相関解析を行った。本研究の最終年度として、研究実施計画に基づいて以下の3項目についてその成果を得た。1.土壌パラメータのリアルタイムセンサの開発トラクタ搭載型の光反射スペクトルによるリアルタイム土中光センサを開発した。これは、土中にセンサープローブを貫入させ、土中の光反射スペクトルを連続的かつ安定して実時間計測することが可能である。同時に位置も計測できる。観測深さは1540cmである。光波長範囲は4001700nmの可視及び近赤外の領域であり、単波長相関解析の結果、土中水分、有機物含有量、硝酸態窒素、EC、pHの推定可能性を得た。2.雑草系の群落競争モデルの提案カバークロップ(シロクローバ)と雑草の競争関係についての特徴を圃場実験から明確にし、カバークロップの密度効果の定量化、シロクローバ,雑草系の群落競争モデルの提案を行った。これは、2種のロトカーボルテラ競争モデルを改良した非対称の競争モデルである。得られたモデルは圃場実験結果の競争関係の特徴を良く表現できていた。3.画像情報による管理システムのための植物群落識別地被植物群落(クローバとイネ科雑草の混合した植生)の画像を不規則テクスチャとして扱い、「クローバ卓越」「イネ科雑草卓越」「裸地」を識別する手法を提案した。その結果、教師用のグリッド自体では98%の正答率を得た。また、両者が混在する画像を分割したテスト用データでは、88%が人の目視判定と一致し、一致しないものは殆ど群落の境界に由来するものであった。画像により、両植生の勢力分布図を自動作成する可能性が得られた。以上の研究成果に前年度までの成果を加えて、報告書を出版した。