hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バイオロギング－リアルタイムグレイジング解析を用いた砂漠化プロセスの解明

モンゴルでは民主化以降,ヤギの飼育頭数が年々増加し,過放牧による草原の砂漠化が危惧されている.過放牧による砂漠化プロセスを明らかにするためには,家畜による草原資源の利用実態を把握しなればならない.しかしながら家畜による草原資源の利用実態は不明な部分が多く,過放牧による砂漠化プロセスは明らかにされていない.この問題を解決するためには,家畜の行動を時系列的に直接観察する必要がある.そこで本研究はバイオロギングを用いて家畜の喫食行動を時系列で記録し,ヒツジとヤギによる過放牧による資源利用を検証することを目的とした.調査地はモンゴルの首都ウランバートルから西に約95 kmにあるフスタイ国立公園周辺である.家畜をワイヤーで繋いだ放牧範囲を調査プロットとし,各プロットにヒツジまたはヤギを1頭ずつ配置した.ウェアラブルカメラを家畜の下顎に取り付け,家畜がどの植物を選択しているのかを1秒単位で記録した.ヒツジとヤギが餌資源として選択した植物種について集計したところ,放牧開始後1時間で最もよく食べていた種はAllium bidentatum(ネギ科ネギ属)であった.しばらくするとArtemisia frigida(キク科ヨモギ属)を食べるようになったが,Stipa krylovii(イネ科ハネガヤ属)は優占種であるにもかかわらずほとんど食べていなかった.モンゴルでは過放牧になると優占種がS. kryloviiからA. frigidaになることが報告されている.この理由としてA. frigidaがS. kryloviiよりも家畜の嗜好性が低いので,過放牧になると残されたA. frigidaが優占するためと考えられていた.しかしながら,本研究では家畜がA. frigidaを利用しており,モンゴル草原における新たな過放牧による砂漠化プロセスの可能性が示唆された.放牧圧354頭/haおよび796頭/haにおけるヒツジのグレイジング定量化を行った.放牧試験は5か所で行い,それぞれに植生調査枠を設置して,放牧前(0 h),放牧後約6時間(6 h),放牧後約12時間(12 h)で調査を行った.すべての種をリストアップし,それぞれの種について草丈および被度を測定し,乗算値を推定地上部現存量(E-AGB)とした.資源選択性の検証にはManlyの選択性指数を用いた.2016年6月の調査では,2 m区におけるE-AGBは,放牧6 hで51.7%減少し,放牧12 hで77.8%減少した.3 m区におけるE-AGBは,放牧6 hで64.5%減少し,放牧12 hで74.8%減少した.すべての放牧試験区において,0 hと6 hおよび0 hと12 hの間に有意差が認められた(P < 0.01).一方で,各放牧時間における家畜および放牧密度の違いによるE-AGBの差は認められなかった.放牧6 hにおいて資源選択性は認められたが,放牧12 hにおける資源選択性は認められなかった.2016年9月の調査では,2 m区におけるE-AGBは,放牧6 hで52.6%減少し,放牧12 hで64.1%減少した.3 m区におけるE-AGBは,放牧6 hで46.1%減少し,放牧12 hで58.7%減少した.すべての放牧試験区において,0 hと6 hおよび0 hと12 hの間に有意差が認められた(P < 0.01).一方で,各放牧時間における家畜および放牧密度の違いによるE-AGBの差は認められなかった.また,放牧6 hおよび放牧12 hにおける資源選択性は認められなかった.本研究の結果から,放牧密度に関係なく放牧6 hでE-AGBの半分以上を食べ,放牧12 hでE-AGBの約7割を食べていることがわかった.喫食行動による植生喪失は地上部現存量の約7割程度であると考えられた.予定通りに本年度の野外調査を完了し,植生データに関する解析が終わっている.現在は,ウェアラブルカメラで撮影した動画解析を進めている.植物の判別が難しい場面もあるのでなかなか思うように進まないところもあるが,おおむね順調に進展していると判断した.調査サイトを5つ設置し,各サイトで2頭のヤギ(メス・4歳)を用いて放牧試験を行った.2 mのワイヤーで繋いだ放牧範囲(12.56 m2)と3 mのワイヤーで繋いだ放牧範囲(28.26 m2)を調査プロットとし1頭ずつをそれぞれの調査プロットに配置した.各調査プロットに1 ×1 mの枠を2つ設置し,放牧試験前(0 h),放牧後約6時間(6 h),放牧後約12時間(12 h)に植生調査を行った.枠内に出現したすべての種をリストアップし,それぞれの種について草丈および被度を測定した.ヤギ2 m区における推定地上部現存量は,放牧6 hで51.5%減少し,放牧12 hで59.6%減少した.ヤギ3 m区における推定地上部現存量は,放牧6 hで47.9%減少し,放牧12 hで56.9%減少した.すべての放牧試験区において,0 hと6 hおよび0 hと12 hの間に有意差が認められた(P < 0.01).一方で,各放牧時間における家畜および放牧密度の違いによる推定地上部現存量の差は認められなかった.

カメラによって撮影されたヤギが餌資源として選択した植物種を,放牧1時間ごとに集計した結果,放牧後1時間の喫食行動で最も選択していた種はAllium bidentatum(ネギ科ネギ属)で選択性を示す資源利用率は64.7%であった.これに次いでHaplophyllum dauricum(ミカン科ハプロフィルム属),Convolvulus ammanii(ヒルガオ科ヒルガオ属)を選択し,それぞれの資源利用率は16.3%と8.4%であった.放牧後1時間で利用した植物種は13種であったが,資源利用率の上位3種だけで89.4%を占めていた.放牧開始から1時間が経過した後は餌を食べる勢いが減少し,食事時間も約3分の1に減少した.2017年は干ばつの影響が大きかったため,植物の同定が困難であった.そのため1回目の調査データは同定作業が続いているもののデータ収集は行えており,2回目の調査は比較的順調に分析が進められているため,おおむね順調に進展していると判断した.モンゴルでは民主化以降,ヤギの飼育頭数が年々増加し,過放牧による草原の砂漠化が危惧されている.過放牧による砂漠化プロセスを明らかにするためには,家畜による草原資源の利用実態を把握しなればならない.しかしながら家畜による草原資源の利用実態は不明な部分が多く,過放牧による砂漠化プロセスは明らかにされていない.この問題を解決するためには,家畜の行動を時系列的に直接観察する必要がある.そこで本研究はバイオロギングを用いて家畜の喫食行動を時系列で記録し,ヒツジとヤギによる過放牧による資源利用を検証することを目的とした.調査地はモンゴルの首都ウランバートルから西に約95 kmにあるフスタイ国立公園周辺である.家畜をワイヤーで繋いだ放牧範囲を調査プロットとし,各プロットにヒツジまたはヤギを1頭ずつ配置した.ウェアラブルカメラを家畜の下顎に取り付け,家畜がどの植物を選択しているのかを1秒単位で記録した.ヒツジとヤギが餌資源として選択した植物種について集計したところ,放牧開始後1時間で最もよく食べていた種はAllium bidentatum(ネギ科ネギ属)であった.しばらくするとArtemisia frigida(キク科ヨモギ属)を食べるようになったが,Stipa krylovii(イネ科ハネガヤ属)は優占種であるにもかかわらずほとんど食べていなかった.モンゴルでは過放牧になると優占種がS. kryloviiからA. frigidaになることが報告されている.この理由としてA. frigidaがS. kryloviiよりも家畜の嗜好性が低いので,過放牧になると残されたA. frigidaが優占するためと考えられていた.しかしながら,本研究では家畜がA. frigidaを利用しており,モンゴル草原における新たな過放牧による砂漠化プロセスの可能性が示唆された.カメラデータの解析に想定以上の時間がかかることが明らかになってきた.動画解析は高度な技術と専門知識が必要なため,外注することができない.自らの動画分析にかけるエフォートを高めて推進していきたい.高速で動く喫食行動を秒単位で解析することや,ヤギが食べている種類を同定するという極めて高度な技術を要するため,カメラデータの解析作業に時間は掛かっている.研究のオリジナリティを高めるためには重要であるが,あまりにも時間がかかるため解析方法の工夫が必要である.そこで2018年度はカメラデータの解析では,AIを用いた画像認識モデルを作成できないか検討したい.海外調査費用が予定よりも多くなったため1回分の調査費用の増加分を運営費交付金(別予算)で支出したが,清算後,事前計算との差額が生じたため.(理由)海外調査費用が予定よりも多くなったため1回分の調査費用の増加分を運営費交付金(別予算)で支出したが,清算後,事前計算との差額が生じたため.(使用計画)
金融危機発生メカニズムと世界経済の構造変化に関する統計的モデリング

観測値の欠落や裾が重い分布をもつ金融市場の動向を把握するため分布フリーインデックス構築法を開発した.商品性から信用リスクの尺度とみなされるCDSに同構築法を適用して金融危機の波及効果を検証した.さらに,GDP成長率にも適用し,地域別GDP成長率および世界経済成長率のトレンドを検出した.地域別ソブリンCDS分布フリーインデックスと併せて動向を検証した結果,世界的経済危機においてソブリンリスクのピークアウトが経済成長のボトムアウトを先行したことや一連の金融危機を境に世界経済の構造が大きく変化したことがわかった.多様な金融市場や経済指標に分布フリーインデックス構築法を適用し,その有効性を確認した.研究の初年度である今年度は,研究の基礎固めに努めた.具体的には,次の作業を同時に進めながら,解析手法を検証した.1.先進国,新興国など世界各国の経済統計とさまざまな金融市場価格の時系列データの整備が進行中である.特に経済指標データは国ごとにその加工の定義に注意した.信用あるデータベンダーとオンラインデータサービスを契約し,ホームページでの研究成果の公開とその定期的な更新を視野に入れたデータベースおよびシステムを構築中である.2.経済指標データは月次または四半期ごとの頻度が多く,一方金融市場価格は日次で採録するが,両者の情報をできる限り取り入れるために,頻度の異なるデータの統計的統合手法の開発に向けて先行研究を検証した.3.金融危機およびバブルに関する理論的研究や各国の実証研究,また関連する論文から解析方法を検証した.また,予備的な分析としてウェーブレット解析を併用した景気循環の統計的分析法の開発に着手した.4.本研究の研究体制で前に開発した価格分布依存型ソブリンCDSインデックスによるソブリンリスクの動向はホームページで公開中であり,その推移の情報と世界の経済情勢を留意しながらより良い解析方法を検討した.本研究の意義は,2008年の世界的経済危機をもたらした従来の景気循環にない急激な環境変化について,理論的裏付けに拘らないデータに基づいた統計的手法で解析を行い,従来の経済学に基づいた方法と比較することで総合的に有益な情報を抽出することであり,さらにはマクロ経済指標と金融市場価格を混合した解析はデータの加工方法および頻度の違いの問題があるが,頻度の高い情報をできるだけ取り込むためにこの問題に取り組み,統計的な枠組みにおいて統合した分析手法の構築を目指すことである.研究2年目の今年度は,昨年度に引き続いて研究環境の整備を中心に研究をさらに発展させた.1.先進国,新興国など世界各国の経済統計とさまざまな金融市場価格の時系列データを収集し,収集できないデータはオンラインデータサービスの契約を更新した.有能な人材を雇用し,蓄積した大量の過去データを解析向けに整備した.このため,更新作業を効率的に行うことができるようになった.2.経済指標データは月次または四半期ごとの頻度が多く,一方金融市場価格は日次で採録するが,両者の情報をできる限り取り入れるために,頻度の異なるデータの統計的統合手法の開発を検証した.3.金融危機およびバブルに関する理論的研究や各国の実証研究から解析方法を検証した.ウェーブレット解析や時系列解析に基づいた景気循環の分析法や不動産市場に用いられる分析手法の検討など研究の幅を広げた.4.本研究の研究体制で開発したさまざまな価格分布にも対応できるインデックスの構築法を金融市場および経済指標に適用し,金融発生メカニズムに関して知見を深めた.5.本研究の研究体制で開発したCDSインデックスはホームページで公開しているが,それに加えて研究成果の公開とその定期的な更新を視野に入れシステムを構築中である.本研究の意義は,2008年の世界的経済危機をもたらした従来の景気循環にない急激な環境変化について,理論的裏付けに拘らないデータに基づいた統計的手法で解析を行い,従来の経済学に基づいた方法と比較することで総合的に有益な情報を抽出することであり,さらにはマクロ経済指標と金融市場価格を混合した解析はデータの加工方法および頻度の違いの問題があるが,頻度の高い情報をできるだけ取り込むためにこの問題に取り組み,統計的な枠組みにおいて統合した分析手法の構築を目指すことである.研究3年目の今年度は,昨年度整備したデータベースおよび先行研究の検証に基づいて,研究の成果をまとめる方向の検討にはいった.1.昨年度に拡充したデータベース(先進国,新興国など世界各国の主要な経済統計とさまざまな金融市場価格の時系列データ,およびオンラインデータサービスの提供による収集困難なデータ)を定期的に更新して最新のデータベースを維持することに努め,タイムリーな分析環境を整えた.これによりさまざまな研究手法の検証を実施することができた.2.これまでの研究手法を拡張し,さまざまな実証研究を行うことで手法の有効性を確認し,これらの成果をまとめた形で著書を執筆することができた.3.本研究の研究体制で開発した分布フリーインデックスおよび研究成果をホームページで公開し,定期的な更新を視野に入れたシステムの構築を検討した.4.本研究のデータベースでは,月次または四半期ごとの経済指標データに対して金融市場価格は日次で採録しているが,両者の情報をできる限り取り入れるために頻度の異なるデータの統計的統合手法の開発の検証を行った.5.金融危機およびバブルに関する理論および実証の先行研究から,現象の特性を把握する統計的モデリングの可能性を検証した.

不動産市場や企業業績を考慮した株式市場分析など研究の範囲を広げた.本研究の意義は,2008年の世界的経済危機をもたらした従来の景気循環にない急激な環境変化について,理論的裏付けに拘らないデータに基づいた統計的手法で解析を行い,従来の経済学に基づいた方法と比較することで総合的に有益な情報を抽出することであり,さらにはマクロ経済指標と金融市場価格を混合した解析はデータの加工方法および頻度の違いの問題があるが,頻度の高い情報をできるだけ取り込むためにこの問題に取り組み,統計的な枠組みにおいて統合した分析手法の構築を目指すことである.これまでの研究手法を拡張しさまざまな実証研究を行うことで手法の有効性を確認し,成果をまとめて著書を執筆することができた.また,不動産や株式のローカルな市場からの情報を取り入れるためにさまざまな解析方法を検討し,研究の幅を広げた.さらに統合的なモデリングを行うために,月次または四半期ごとの経済指標,日次の金融市場データといった頻度の異なるデータに基づく情報を統合する手法の開発を検討している.また,オンラインデータを取り込んでモデルにあてはめる更新システムについてはデータのフォーマットを重視して自動化するデザインの検討を進めている.これらの研究を集約させることが今後の課題として残っている.研究最終年度である今年度は,本研究で開発した研究手法の有効性を確認した.分布フリーインデックス構築法を世界各国のソブリンCDSに適用し,地域別ソブリンリスク分布フリーインデックスを構築し,最近の新興国ソブリンリスクの低下が検出された.世界各国の経済成長率に適用して構築した経済成長率分布フリーインデックスによって,先進国と新興国の経済成長の二極化が検出された.また,さまざまな満期の日本のCDS価格に適用した分布フリーCDSインデックスにより,情報をバランスよく集約した基調的な信用リスクを計測した.今年度6月の英国のEU離脱の是非を問う選挙および11月の米国大統領選挙といったイベントがあった際,日本をはじめ他国の金融市場に同時に起こった反応から各国の政治リスクの台頭が金融市場に影響を及ぼしたと推測されたが,関連データを入手し,統計的解析により日本への影響を検証した.補助事業期間全体を通しては,先進国,新興国など世界各国の経済統計と金融市場価格等の大規模なデータをインターネットやオンラインデータサービスを通して収集して統合・整備し,実証研究を行った.これにより,研究手法を拡張して手法の有効性を確認し,成果をまとめる形で著書を執筆した.本研究の意義は,2008年の世界的経済危機をもたらした,従来の景気循環にない急激な環境変化について,観測データに基づいたデータ駆動型の統計的手法で解析を行い,従来の理論に基づいた方法と比較して総合的に有益な情報を抽出し,統計的な枠組みにおいて統合した分析手法を構築することである.目的はおおむね達成したが,経済指標と金融市場価格といった頻度の異なるデータの統計的統合手法の開発に関する問題点が明らかになり,多様なリスク要因の波及が急速に世界中に拡大する傾向が高まったことからさらに大規模な情報の集約が必要となったこと等,今後の課題も明確にすることができた.観測値の欠落や裾が重い分布をもつ金融市場の動向を把握するため分布フリーインデックス構築法を開発した.商品性から信用リスクの尺度とみなされるCDSに同構築法を適用して金融危機の波及効果を検証した.
鶏における高血糖値の維持機構の解明

本研究は、ニワトリが血糖値を高く維持しているメカニズムと意義、および血糖値が高いにもかかわらず血管障害が起こらない理由を生化学的・分子生物学的レベルで解明することを目的として、採卵鶏(白色レグホーン)およびブロイラーを供試して検討を行った。特に、胚発生の後期から孵化後にかけて血糖値の上昇や関連する糖新生酵素活性の変動が見られるので、この時期における解析に重点を置いた。昨年度の検討において、卵黄に豊富に存在する脂肪酸を原料にして糖新生を行うグリオキシル酸回路の存在を示唆する結果が得られたので、本年度はこの酵素系の存在を明らかにするための検討を行った。この酵素系を構成する酵素のうち、イソクエン酸リアーゼとリンゴ酸シンターゼについて、微生物や高等植物等で明らかにされている遺伝子配列を元にして系統的にプライマーを作成し、孵卵中のニワトリ胚およびニワトリ血液から得られたcDNAおよびゲノムDNAを試料として、この2種類の酵素のPCRによる増幅を行い、その塩基配列の解析とcDNAクローニングを行った。また、組織切片上で酵素反応を行い、電子顕微鏡を用いてリンゴ酸シンターゼ活性の検出を行った結果、ニワトリ胚の肝細胞および腎臓の尿細管細胞において、ペルオキシゾームに限局して活性を見いだした。これらの結果から、ニワトリ胚においてグリオキシル酸回路が実際に機能していることが示唆されたため、免疫組織化学およびin situ hybridizationについても検討を行った。また、解糖系酵素であるグルコキナーゼのcDNAクローニングについても検討を進め、ニワトリの血糖値を高く設定するサーモスタットのメカニズムの解明を目指した。ヒトで高血糖性の血管障害の原因物質として知られている糖化タンパク質やメイラード反応後期生成物の検出をニワトリ胚において試みたが、いずれも陰性であった。本研究は、鶏が血糖値を高く維持しているメカニズムと意義、および血糖値が高いにもかかわらず血管障害が起こらない理由を生化学的・分子生物学的レベルで解明することを目的とし、採卵鶏(白色レグホーン)およびブロイラーを供試して検討を行っている。また、胚発生の後期から孵化後にかけて血糖値の上昇や関連する酵素活性の変動が見られるので、特にこの時期における解析に重点を置いている。本年度は、卵黄に豊富に存在する脂肪酸を原料にして糖新生を行う「グリオキシル酸回路」の存在を証明するため、グリオキシル酸回路酵素の反応実験を行った。その結果、同回路酵素の一つであるイソクエン酸リアーゼ活性が、孵化の6日前に肝臓と腎臓で上昇し、その後、孵化後にかけて減少すること、この酵素は成鶏ではみられないことがわかった。また、同様の酵素実験を試験管内ではなく直接鶏の組織切片上で行う系についても条件検討を行った。また、並行して同回路酵素であるイソクエン酸リアーゼとリンゴ酸シンターゼのcDNAクローニングを進めた。また、血糖値の維持には血糖値をいくつに設定するかというサーモスタットにあたる機能が必要である。これには解糖系酵素であるグルコキナーゼが関わっていると考えられるので、鶏グルコキナーゼのcDNAクローニングも進めた。さらに、細胞への血糖取り込みを担う糖輸送担体(GLUT)の検出をPCR法およびラットのGLUTに対する抗体を用いたウェスタンブロット法で試み、GLUT2およびGLUT4に関して検出が可能になった。一方、ヒトで高血糖性の血管障害の原因物質として知られている物質である糖化タンパク質やメイラード反応後期生成物が鶏に存在するか否かを、ヒトにおける常法を援用して測定を試みたが、いずれも陰性であった。方法論的な問題点も考えられるため、今後検討していくこととした。
伊勢湾流域圏を対象とした水系総合モデルの開発と感度解析

伊勢湾には,木曽三川をはじめとた7つの河川が流入し,水量・水質の両面から陸上の多様な人間活動が伊勢湾に影響を及ぼしている.陸と海との統合的な水管理,ということが言われて久しいが,そのことを現実のものとするためには,多くの科学的知見の蓄積が必要である.本研究では,伊勢湾流域圏を対象として,陸と海とのつながりを定量化することを目的として,流域の水・水質を表現することのできるモデルを構築した.その結果,降雨時に伊勢湾流域に輸送される物質量が重要な割合を占めており,平常時における水質のみでは,海洋への負荷量が過小評価になることが確認され,短期間における水質変動を正確に定量することの重要性が示された.平成25年度には、水系総合モデルの構築へ向けて、(1)伊勢湾流域の水文モデルの構築、(2)流域の河道追跡モデルの構築、(3)伊勢湾の流動モデルの構築、(4)月1回程度の河川水質の補助的観測、および(5)温暖化シナリオのダウンスケーリングを行った。陸面モデルにおいては、気象、標高、土地利用、土壌、地質、営農実態、ダム運用実態、河川流量、河川水質、等の既存データの収集を行い、モデル実行に必要となるデータセットの作成を行い、一通りのデータセットを完成した。あわせて、SWATモデルおよびPnetBGCモデルを用いた森林・農地・都市域の水文モデルの第一世代モデルの構築を概ね終了することができ、現在モデルの再現精度の検証を進めている。次に、河道追跡モデルの構築および伊勢湾の流動モデルについては、陸面モデルと同様に、河道断面データおよび海底標高データの収集を行い、モデル実行に必要となるデータセットを作成した。現在モデルの実行を進めており、こちらも再現精度の検証を進めている。加えて、平行して月1回程度の頻度で実施した河川水質の補助的観測では、pH,水温、EC、DO、主要イオンおよびDOCの測定を行い、現在得られたデータの解析を進めている。最後に、温暖化シナリオのダウンスケーリングでは、力学的ダウンスケーリングを実施するにあたってのアルゴリズムプログラムのコーディングおよび温暖化シナリオデータの収集と整備を行った。平成26年度は、平成25年度に収集したデータをもとに、SWATモデルを用いて伊勢湾流域の水文・水質モデルのキャリブレーションを行った。主要な7河川(木曽三川、鈴鹿川、雲出川、櫛田川、宮川)の観測流量を用いた流量キャリブレーションを実施し、また、全窒素、全リンの数値シミュレーションが可能となった。また、ROMSを用いて、伊勢湾内の流動場および低次生態系のシミュレーションを実施することが可能となった。流域の流量については、概ね良い再現性を得たが、流域により再現性の精度には相違もある。流域内の人工構造物や農業利用等の影響を考慮して、より精度を上げていくことが課題である。また、流域からの窒素、リンについては、実データによるキャリブレーションを行い、再現性の確認を行うことが課題である。平成27年度は、第1に、前年度までに構築した陸面モデルの精緻化を実施した。新たに考慮したのは、農業用の取水量、および、施肥量および大気からの窒素供給量である。これらを考慮して河川流出量および河川における窒素濃度の再現を試みた。実測データを用いたキャリブレーションの結果、モデルの構造上考慮されていない領域における脱窒を考慮することの必要性が示唆された。第2に、力学的ダウンスケーリングによる温暖化シナリオA1B2090年代のもとでの伊勢湾流域圏における気象データを構築した。空間解像度は2km、時間解像度は1日である。その結果、平野部、高山地域において温暖化の影響が顕著に表れ、流出への影響という観点からは、梅雨時期における平野部における降水量の増加が著しいことが明らかになった。第3に、海洋モデルであるROMSと陸面モデルとを結合したシミュレーションを行い、陸面からの入力に対する海洋の応答を検討した。その結果、降雨時の短時間における淡水の流入と栄養塩の流入が、伊勢湾における物理的、生物的挙動に大きな影響を及ぼしうることが示唆された。第4に、温暖化シナリオのもとでの気象データを入力データとして、陸面モデルと海洋モデルとを結合させて数値シミュレーションを実施し、現在の気候条件下(20012010年)でのシミュレーション結果と比較検討を行った。その結果、温暖化のもとでの降水量の増加が、伊勢湾における物理的、生物的状態にも影響を及ぼしうることが示唆された。伊勢湾には,木曽三川をはじめとた7つの河川が流入し,水量・水質の両面から陸上の多様な人間活動が伊勢湾に影響を及ぼしている.陸と海との統合的な水管理,ということが言われて久しいが,そのことを現実のものとするためには,多くの科学的知見の蓄積が必要である.本研究では,伊勢湾流域圏を対象として,陸と海とのつながりを定量化することを目的として,流域の水・水質を表現することのできるモデルを構築した.その結果,降雨時に伊勢湾流域に輸送される物質量が重要な割合を占めており,平常時における水質のみでは,海洋への負荷量が過小評価になることが確認され,短期間における水質変動を正確に定量することの重要性が示された.陸域モデルのキャリブレーション、海洋モデルの構築は概ね完了させることができたが、前年度からの課題であった生態系モデルの構築が若干遅れている。主たる遅延の理由は、データ収集や、モデル構築に時間を要している点にある。

水文学若干の遅れはあるものの、概ね順調に進んでいるため、当初予定の通りに、研究課題を推進していく予定である。申請時の研究計画では、初年度に、陸面の水文モデルおよび海洋の物理モデルに加えて、生態系モデルの構築にもおおよその目処をつける予定であったが、実際には生態系モデルを完成させるところにまでは至らなかった。主たる理由は、既存データの収集に見積もった以上の時間を要したことにある。データ収集、データ入力に必要となる旅費、人件費、謝金への支出が予定より少なかったため。上記のように、若干の遅れが見られるものの概ね順調に進んでいるため、当初の予定通りに、研究課題を推進していく予定である。平成27年度には、モデルの精度向上のため、より充実した既存データの収集、および、集中的なデータ入力などが必要となるため、これらの目的のために、旅費、人件費、謝金を充当する予定である。データ収集やデータ入力に必要と見込んだ人件費・謝金への支出の必要が生じなかったため。平成26年度は、モデルの検証のために、多くの人手を要する予定である。そのため、前年度に生じなかった人件費・謝金への支出の繰り越し額とあわせて、当該年度予定の人件費・謝金を、このために支出する予定である。
組織の超微細化による複合材を含む材料のハイブリット化と界面制御

構造用先端材料の開発においては、力学的特性を向上させることがまず第一に重要である。本研究では、その向上のための手法として現在最も注目されている組織の超微細化に焦点を合わせて、その実験的検討を超高圧電子顕微鏡法を用いて行った。具体的には2300Kまで加熱可能な高温ステ-ジを備えた超高圧電顕を用いて、αーAl_2O_3(アルミナ)とHfO_2(ハフニア)の焼結過程をその場観察した。得られた結果は以下のようにまとめられる。約1800Kまでの温度では、Al_2O_3粒の焼結の進行に伴いHfO_2はその表面を移動して互いに合体する。そのため、Al_2O_3粒間のギャップはHfO_2粒により埋められ、気孔の発生やAl_2O_3粒自身の粒界移動が抑制される。試料温度が1850K付近になると、Al_2O_3の粒界移動が活発となり、Al_2O_3粒界上のHfO_2粒はAl_2O_3粒内に閉じ込められる。共晶温度(2163K)近くになると、HfO_2のAl_2O_3粒への固溶が顕著となる。1800K以上の高温で生ずるαーAl_2O_3粒とHfO_2粒の焼結過程を電子顕微鏡による直接観察によって解明したのはこれが初めてである。本研究により、αーAl_2O_3粒とHfO_2粒の焼結プロセスが解明された。ここで得られた知見より、この系で微細な組織を得るためには、焼結はAl_2O_3の粒界移動が活発となる1850K以下で行う必要がある上に、HfO_2を均一に分散させることが重要であることが判明した。
Dual Energy CTとMRIによる腹部大動脈瘤破裂リスク評価法の開発

中膜、外膜レベルのマクロファージ(MΦ)の局在を超常磁性酸化鉄(SPIO)造影剤を用いたMRIで評価した。腹部大動脈瘤に対し開腹手術を行う症例を対象とし、手術予定日の2日前にSPIO造影剤を投与した(SPIO群)。control群も登録した。術中に瘤壁を採取し、SPIO群ではex vivo MRIを施行した。採取した標本はHE染色、ベルリンブルー染色(BB)、免疫組織化学(CD68)、そして、BBとCD68の二重染色で染色した。MΦ陽性の症例において、総MΦ数とBB陽性MΦ数をカウントし、その割合を分析した。また、BB陽性面積とBB陽性MΦ数の相関、中膜、外膜レベルのBB陽性面積とMRIのROIの相関を分析した。SPIO群は15例、control群は6例であった。MΦを平均1個/視野以上認めたものはSPIO群に7例、control群は全例でありそれぞれ、SPIO(M+)群、control(M+)群とした。総MΦ数は両群に差はなかったが、総MΦ数に対するBB陽性MΦの割合は、SPIO(M+)群で有意に大きく(p<0.01)、SPIOのMΦ内への取り込みが示唆された。また、SPIO(M+)群のBB陽性面積とBB陽性MΦ数を分析すると、順位相関係数(τ)= 0.58、p<0.01と有意な正の相関を認めた。さらに、BB陽性面積とMRIのROIを分析した。SPIO群において、MΦの存在する瘤壁ではMΦの分布とMRIのT2*強調像の分布間に相関がみられた。SPIOが中膜および外膜のMΦに取り込まれることを確認した。これを利用して、中膜および外膜に存在するMΦの分布とex vivoMRIシグナルの有意な相関関係を明らかにし、将来MRIで瘤壁MΦの局在診断が可能であること示した。in vivo MRIへ応用することで瘤拡大因子の解明や、新たな指標に繋がる可能性がある。現在の腹部大動脈瘤治療ガイドラインによると、人工血管置換術やステントグラフト内挿術などの外科的治療の適応は、動脈瘤最大径や拡大速度に基づいている。これは、最大径や拡大速度と破裂リスクとの関連が示されたためである。しかしながら、拡大速度の予測は現状では不可能であり、大動脈瘤径が小さくても破裂に至った症例や、逆に大きな動脈瘤でも破裂せず経過する症例も認められることから、瘤径のみで手術適応判断を行うのは十分ではない。特に腹部大動脈瘤の多くは高齢者に認められるが、高齢者は手術リスクが高いため不必要な手術治療を回避するという観点からも、瘤径より正確に破裂リスク評価が可能な画像診断法の確立が望まれている。本研究の目的は、3テスラMRIを用いて破裂リスクの高い腹部大動脈瘤の画像所見の特徴を明らかにすることである。そのため、本研究では、1腹部大動脈瘤の術前画像診断、2腹部大動脈瘤壁切除標本の採取、3腹部大動脈瘤壁の病理組織診断、4瘤壁の病理所見とMRI画像所見の対比を行い、病理組織所見をMRIにて画像化する事を第一に行う。本研究で行う超常磁性酸化鉄製剤(SPIO: superparamagnetic iron oxide)による造影MRI検査を行うため、現在、東北大学倫理委員会にて審査を行っている。画像診断を行うために必要な機材の準備(画像解析用パソコン、画像解析ソフト)や、腹部大動脈瘤壁の病理診断の条件設定、また、腹部大動脈瘤壁のMRI画像診断の条件設定を行っている。本研究を行うために必要な画像診断として、単純、及び造影MRI検査を行う必要がある。使用する造影剤は超常磁性酸化鉄製剤(SPIO:superparamagnetic iron oxide)である。SPIO造影MRIは腹部大動脈瘤の診療には保険適応ではないため、SPIO造影MRI検査を行うために、倫理委員会への申請が必要であり、東北大学倫理委員会で審査中である。腹部大動脈瘤の形成拡大機序は未だ解明されていないことが多いのが現状である。その中でマクロファージが動脈瘤の形成、進展過程において一定の役割を果たしていると考えられている。これはマクロファージが動脈壁の中膜や外膜に浸潤し、MMP (matrix metalloproteinases)と総称される一連の蛋白分解酵素を分泌し、中膜や外膜の繊維製結合組織を破壊し、動脈の張力が失われて瘤形成につながるというものである。マクロファージの分布や繊維製結合組織の菲薄化を画像診断できれば正確な破裂リスクや拡大評価が可能になると考えられる。MRI造影剤のひとつであるSPIO造影剤は時間をかけてマクロファージに取り込まれることが知られている。本研究はSPIOMRI画像と病理組織診断の相関を明らかにすることである。今年度は症例蓄積を行っている。術前にMRIを2日に分けて撮影し、術中に瘤壁採取を行い、病理標本のマクロファージの分布を調べ、MRI画像と対比している。目標症例数には達していないが、着実に症例数を増やしている。来年度最終年には蓄積した症例を集計し、解析を行う予定である。目標症例数には達していないものの、着実に症例数を増やしている。緊急手術ではMRI撮影が難しいため、すべての開腹手術で施行できていないのが現状である。

これは、最大径や拡大速度と破裂リスクとの関連が示されたためである。しかしながら、拡大速度の予測は現状では不可能であり、大動脈瘤径が小さくても破裂に至った症例や、逆に大きな動脈瘤でも破裂せず経過する症例も認められることから、瘤径のみで手術適応判断を行うのは十分ではない。特に腹部大動脈瘤の多くは高齢者に認められるが、高齢者は手術リスクが高いため不必要な手術治療を回避するという観点からも、瘤径より正確に破裂リスク評価が可能な画像診断法の確立が望まれている。本研究の目的は、3テスラMRIを用いて破裂リスクの高い腹部大動脈瘤の画像所見の特徴を明らかにすることである。そのため、本研究では、1腹部大動脈瘤の術前画像診断、2腹部大動脈瘤壁切除標本の採取、3腹部大動脈瘤壁の病理組織診断、4瘤壁の病理所見とMRI画像所見の対比を行い、病理組織所見をMRIにて画像化する事を第一に行う。MRI造影剤のひとつであるSPIO造影剤は時間をかけてマクロファージに取り込まれることが知られている。本研究はSPIOMRI画像と病理組織診断の相関を明らかにすることである。今年度は症例蓄積を行っている。術前にMRIを2日に分けて撮影し、術中に瘤壁採取を行い、病理標本のマクロファージの分布を調べ、MRI画像と対比している。病理標本とMRI画像には呼吸や心拍動によるアーチファクト、ホルンリンの固定など、様々な変形要素があり、両者の比較検討をおこなっているが、最終年度に間に合わず、延長申請をしている。今は解析の段階である。1術前に撮影したMRI画像、2標本のMRI画像、3固定後の標本を比べることを目標としている。これらはまったく同じ形にはなり得ず、1は体動、腸管運動、呼吸変動や心拍動による変形、2は標本周囲の液体の流動、3はホルマリン固定による縮小などの影響を受けている。これらの変形を是正し許容しながら解析を行っており、難渋している。中膜、外膜レベルのマクロファージ(MΦ)の局在を超常磁性酸化鉄(SPIO)造影剤を用いたMRIで評価した。腹部大動脈瘤に対し開腹手術を行う症例を対象とし、手術予定日の2日前にSPIO造影剤を投与した(SPIO群)。control群も登録した。術中に瘤壁を採取し、SPIO群ではex vivo MRIを施行した。採取した標本はHE染色、ベルリンブルー染色(BB)、免疫組織化学(CD68)、そして、BBとCD68の二重染色で染色した。MΦ陽性の症例において、総MΦ数とBB陽性MΦ数をカウントし、その割合を分析した。また、BB陽性面積とBB陽性MΦ数の相関、中膜、外膜レベルのBB陽性面積とMRIのROIの相関を分析した。SPIO群は15例、control群は6例であった。MΦを平均1個/視野以上認めたものはSPIO群に7例、control群は全例でありそれぞれ、SPIO(M+)群、control(M+)群とした。総MΦ数は両群に差はなかったが、総MΦ数に対するBB陽性MΦの割合は、SPIO(M+)群で有意に大きく(p<0.01)、SPIOのMΦ内への取り込みが示唆された。また、SPIO(M+)群のBB陽性面積とBB陽性MΦ数を分析すると、順位相関係数(τ)= 0.58、p<0.01と有意な正の相関を認めた。さらに、BB陽性面積とMRIのROIを分析した。
ナノカーボンネットワークの電子物理解明とその応用

単層CNTネットワークにより形成された薄膜トランジスタ(TFT)について、ゲートによる電界制御とCNT-CNT間トンネル伝導を考慮した簡単なTFTドレイン電流モデルを考案した。モデルは試作したTFTのドレイン電流実測値とよく一致し、その妥当性を検証した。単一シートで高い吸収率を実現するために要求される材料の複素誘電率を検討し、空隙率が大きい不織布をCNT分散液で染色する方法を開発した。本年度は、(1)単層カーボンナノチューブ(CNT)ネットワークにより形成された薄膜トランジスタ(TFT)のモデル化を具体化するとともに、TFTを作製し、電流-電圧特性を測定することによりモデルを検証すること、(2) CNTネットワークの新たな展開として全く新しい情報処理形態を探索することを目的として研究を進めた。具体化したモデルの概要は以下の通りである。(a) CNTの状態密度とフェルミ分布関数によりキャリア密度を計算。(b)三次元ポアソン方程式を数値計算し、ゲート電圧に対するCNT-CNT間の電位差の変化を表す近似式を求める。(c)電荷中性条件によりCNTのポテンシャルを決定する。(d) (b)のCNT-CNT間の電位差を考慮したCNT-CNT間トンネル電流とCNT中の電流とが等しくなるようにフェルミ準位を決定する。モデル検証のため、SiO2/Si基板上に半導体率99%のCNT分散液をスピンコートしTFTを作製し、電流-電圧特性および低周波領域における電流雑音を測定した。その結果、電流-電圧特性の測定値と計算値は良く一致し、TFT特性向上のための指針が明確になった。また、低周波領域における電流雑音は1/f特性を示し、Hoogeの経験則に従っていることを明らかにするとともに、上記モデルを援用して雑音係数を求めた結果、Hoogeの経験値と良く一致した。以上のことから、提案したTFTモデルが妥当であり、TFT開発に有益であると結論付けた。目的(2)に関しては、ネットワークの性質がCNT-CNT接合で決まることがTFTモデルより明らかになったので、可逆的なネットワーク構造変化をもたらす手段について検討を進めた。上記目的以外の成果として、多層CNTを分散した抄紙の複素誘電率をVバンドにおいて測定し、これまでにテラヘルツスペクトロスコピーにより測定されてCNTのプラズマ周波数などの物性値とMaxwell-Garnettモデルを用いることにより実測値を説明できることを明らかにした。本研究課題の最初の年度として、ナノカーボンネットワークの電子物理を解明するために、カーボンナノチューブ(CNT)ネットワークのモデル化を行うことを目的に設定した。研究を推進し、以下の成果をあげた。(1)これまで種々CNT複合材料の導電率の温度依存性の測定結果から、CNTネットワークの電気伝導がCNT-CNT間接合の揺らぎ誘起トンネル現象(FIT)により決定されると推定している。この推定にもとづき、CNT-CNT間接合幅を縮小することにより低抵抗化を試みた。紫外線硬化樹脂を用いた簡単なプレス加工により単層CNT膜のシート抵抗が一桁低下すること、FITモデル計算からCNT-CNT間接合幅が減少していることを明らかにした。この結果は、FIT伝導という推定を支持するものであるとともに、ITOに替わる透明導電シートへの応用も視野にはいるものである。(2)多層CNT Buckypaperの導電率の温度依存性を測定した結果、FIT伝導とグラファイト的な伝導を考慮することにより実験結果を説明できることを明らかにした。(3)これまでにテラヘルツスペクトロスコピーにより測定されてCNTのプラズマ周波数などの物性値を精査することにより、多層CNT分散紙のKバンドにおける誘電率の測定値はMaxwell-Garnettモデルにより説明できる。(4)カーボン繊維の前駆体にCNTを添加することにより、グラファイト化が促進され導電率が向上することを明らかにした。本研究は、カーボンナノチューブ(CNT)ネットワークの電子伝導機構および電磁波応答機構を解明するとともに、それらの知見をもとに、これまで得られていない誘電率を持つ材料の創出、その電磁波吸収体への応用を目的とする。初年度には、CNTネットワークの電気伝導がCNT-CNT間接合の揺らぎ誘起トンネル現象により決定されるとの推定のもと、紫外線硬化樹脂を用いた簡単なプレス加工によりCNT-CNT間接合幅を縮小させた結果、単層CNT膜のシート抵抗が一桁低下し、トンネル伝導をほぼ実証した。また、多層CNT分散紙の誘電率測定値はこれまでにテラヘルツスペクトロスコピーにより測定されてCNTのプラズマ周波数などの物性値とMaxwell-Garnettモデルにより説明できることを示した。次年度は、単層CNTネットワークにより形成された薄膜トランジスタ(TFT)について、ゲートによる電界制御とCNT-CNT間トンネル伝導を考慮した簡単なTFTドレイン電流モデルを考案した。さらに、TFTのドレイン電流で観測される低周波領域1/f雑音特性について、上記モデルを援用して雑音係数を求めた結果、Hoogeの経験値と良く一致した。最終年度は、CNTネットワークで構成される新たな複合材料の創出と電磁波吸収体への応用研究を行った。

従来の電磁波吸収体は磁性体あるいは導電体を積層した構造が採られてきた。しかしながら、構造が複雑であり、広帯域特性を実現することが難しいなどの課題があった。このため、単一シートで高い吸収率を実現するために要求される材料の複素誘電率を検討し、誘電率実部が1.0 (空気)に近い損失材料が理想的であることを明らかにした。このような複素誘電率を実現するために、空隙率が大きい不織布をCNT分散液で染色する方法を考案した。半導体集積回路提案したモデルは、一部で極単純な数値計算を必要とするが、CNT TFTのドレイン電流実測値と良く一致するだけでなく、1/f雑音特性とも符合した。TFTの特性向上には、バンドギャップがそろったCNTを使用すること、CNTのバンド化を避けて孤立分散させること、金属CNTによる導電パスが形成されない範囲でゲート長を短縮してCNT-CNT接合数を減少させること、などの指針がこのモデルから得られ、極めて有意義なモデルを提案できた。CNTネットワークの新たな展開として全く新しい情報処理形態を探索する研究に関しては、基礎検討段階にある。当初目標に掲げた項目以外に、多層CNT分散抄紙のVバンドにおける複素誘電率を測定し、Maxwell-Garnettモデルにより説明できるという知見を得た。当初計画においては、CNTネットワークのモデルとして、CNT-CNT間力を考慮して計算機上で仮想的にCNTネットワークを形成、このCNTネットワークについて揺らぎ誘起トンネル(FIT)モデルを用いてCNT-CNT接合抵抗を算出し、抵抗回路網からCNTネットワーク全体の導電率を、容量回路網からCNTネットワーク全体の誘電率を算出することを想定していた。しかしながら、このような大規模計算を行わなくても、多層CNT分散紙のKバンドにおける誘電率の測定値はMaxwell-Garnettモデルにより説明できることがわかった。さらに、文献で報告されている単層CNTネットワークにより形成された薄膜トランジスタ(TFT)の特性がバルク半導体(例えばシリコン)で形成されたMOSFETの特性と同様なのはなぜか、実効的な移動度はどのように決まるのかを考察した結果、比較的簡単なモデルにより説明できる見通しが得られた。これらの知見はCNTネットワークの物理を理解する上では当初計画のモンテカルロ解析より有効であり、かつ計算コストははるかに低く、極めて有意義なものである。平成26年度:可逆的なネットワーク構造変化をもたらす手段の導入による極めて小型のパケットスイッチ、ニューラル処理的な情報処理、熱雑音などによる伝導パスの確率的変化を利用した情報処理など全く新しい情報処理形態を引き続き探索する。また、CNTネットワークの有する特異な電磁物性を活用して電磁波吸収体などのEMC用新規材料設計法を提案する。平成25年度:単層CNTネットワークにより形成された薄膜トランジスタのモデル化を具体化する。
臓器特異的ジーンタゲッティング法による小胞体ER-60の生理機能に関する研究

肝臓特異的なER-60のノックアウトにより、肝臓での膜糖たんぱく質の構造形成が部分的に遅滞することを見いだした。このため、高脂肪食による高度肥満にすると、ER-60の欠失により肝臓で小胞体ストレスが惹起されやすくなることを示した。脳特異的なER-60の欠失により、ER-60によるアルツハイマー病の原因タンパク質であるアミロイドβの毒性抑制作用の検証を試みるとともに、ER-60とアミロイドβとの複合体の構造解析に成功した。本年度は既に開発した肝臓特異的なノックアウトマウスを繁殖させた。通常の条件では野生型とノックアウトマウス間で生殖能、成長、運動能力等に差は認められず、肝臓特異的ER-60のノックアウトは致命的な影響を動物に与えないことが明らかとなった。雄9週齢の野生型あるいは肝臓特異的ノックアウトマウスに4週間あるいは30週間高脂肪食を与えた。4週間摂取では、ノックアウトマウスの血中トリアシルグリセロール量が野生型に比して有意に低いことが明らかとなった。30週間高脂肪食摂取では、ノックアウトマウスで体重の増加が野生型より低い傾向があった。しかし、血中の肝障害及び脂質代謝パラメーターにはほとんど差がなかった。さらに、肝重量、脂肪肝の程度、グルコース負荷後の血中グルコース取り込み能も両動物で有意な差は見られなかった。これらの結果から、肝臓でのER-60の欠損は高脂肪食ストレス下で決定的な影響を与えないことが明らかとなった。ER-60は糖タンパク質のジスルフィド結合形成を行うプロテインジスルフィドイソメラーゼファミリーであることが明らかにされてきたが、本結果は肝臓ではER-60に代替して作用する他の機構が存在することを示唆している。さらに、アデノウイルス随伴ウイルスを用いたER-60ノックダウン系の構築を行った。本系は成長したマウスに使用可能であるため、代替機能の発達がない条件でのER-60欠失の影響の解析が可能となった。本年度は4週間あるいは30週間普通食あるいは高脂肪食を与えた野生型あるいは肝臓特異的ノックアウトマウス(オス)肝臓の、小胞体分子シャペロンのタンパク質およびmRNAレベルの解析を行った。4週間摂取では、高脂肪食により代表的分子シャペロンBiPのタンパク質量が低下した。野生型とノックアウトマウス間で分子シャペロンのタンパク質量に差は見られなかった。一方、カルレチキュリン、ERp72、PDI、P5のmRNA量はノックアウトマウスでのみ高脂肪食で増加した。30週間の食餌接種実験では、野生型、ノックアウト型ともにBiP、カルネキシン、カルレチキュリン、ERp72、P5のタンパク質量が減少することを見出した。このうちBiP、カルレチキュリン、P5はmRNA量も低下していた。一方、mRNA量の低下の程度は野生型に比してノックアウトマウスで緩やかであった。また、肝臓タンパク質のプロテオーム解析により、複数の膜結合型糖たんぱく質の量が野生型に比してノックアウトマウスで減少していることを明らかにした。これらの結果から、ER-60の欠損により肝臓で合成された一部の膜たんぱく質の構造形成効率が低下することが推定された。そして、高脂肪食摂取により小胞体分子シャペロンの発現量が低下するが、この状況下ではER-60の欠失により小胞体ストレスが惹起されやすいため小胞体ストレス応答シャペロン遺伝子の発現が野生型に比して高くなることが示唆された。ER-60のアミロイドβペプチド結合領域であるbb'ドメインの結晶を作製し、単独およびアミロイドβの結合最小単位ペプチドとの複合体の構造解析を行った。この解析により分解能1.8Aの解析データが得られ、アミロイドβと推定される電子密度が存在するbb'領域が同定された。(1)10xP配列で挟まれたゲノム領域がCreリコンビナーゼを発現するアデノ随伴ウイルスの感染により脱落することを利用して、flox/floxマウスの脳の左半球にCreリコンビナーゼを発現するアデノ随伴ウイルスを注射し、4週間後に注射部位でER-60の発現低下を認めた。同様の処理を行ったflox/floxマウスの脳にアミロイドβペプチドを注射し、脳組織への影響を検討した。(2)ER-60のアミロイドβペプチド結合領域であるbb'ドメインと結合最小単位ペプチドとの複合体結晶を作製し、SPring-8でのX線結晶構造解析により分解能1.38Åの解析データが得られ、アミロイドβと推定される電子密度がbb'の境界に存在するトンネルの入り口付近に見いだされ、一定の立体構造を持ったアミロイドβペプチドをER-60が結合するのではなく、フレキシブルな構造のアミロイドβペプチドとの会合・解離を繰り返すことによりその線維化を阻害するというメカニズムの提唱に至った。この成果は、小胞体分子シャペロンの基質認識に関する始めての知見である。(3)ob/ob

マウスの脳を免疫組織染色法により観察し、大脳皮質でER-60の発現量が低下していることを明らかにした。(4)ob/obマウス及びdb/dbマウスの脳及び肝臓におけるER-60以外の小胞体分子シャペロンの発現の低下、及びob/obマウスへのレプチンの腹腔内投与による小胞体分子シャペロンの発現誘導を見いだした。これらの結果から、病的肥満で起こるレプチン抵抗性やインスリン抵抗性により小胞体の分子シャペロン量が低下することが示唆された。さらに、30週間の高脂肪食摂取条件では、野生型マウスに比較してノックアウトマウスの肝臓で小胞体分子シャペロン発現量が高く、ER-60の欠損により肥満状態で肝臓に小胞体ストレスが生じやすいことを明らかにした。(5)プロテオーム解析を22年度に引き続き行い、肝臓で複数の膜結合型糖たんぱく質の量がノックアウトマウスで減少していることを明らかにした。