hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
各種心筋症の診断および臨床像における心筋病理組織評価の有用性の検討

各種心筋症の診断および臨床像における心筋病理組織評価の有用性の検討について行っているが、特殊な心筋症の診断や、心筋症様の病態を呈していてもそれ以外の疾患が原因であることが心筋生検で判明した症例などがあり、心筋生検の有用性と心機能低下を生じる病態解明について研究を進めることができた。以下に、各年度の研究実施計画のないように沿って研究実績の概要を説明する。1)平成29年度の検討について:現在までラミン心筋症の遺伝子解析を行い3例確定診断ができ、それらについて論文投稿中である。また、たこつぼ心筋症について1例の剖検例がみつかり、その症例と心筋生検施行例4例について検討中である。高齢者での不整脈源性右室心筋症でもプラコグロビン低下がみられた症例報告が受理された。また、褐色細胞腫による心筋症病態について、カテコラミン心筋症について検討でき症例報告が受理された。現在、研究症例100例ついて、免疫染色のための未染色標本を各10枚ずつ準備し、心筋症全体についての免疫染色による検討を進めている。2)平成30年度の検討について:内科治療にて心不全がある程度コントロールされた症例で、心筋生検所見と心肺運動負荷試験での検討で、心筋生検での心筋細胞の筋原線維の粗鬆化による空胞変性が運動耐容能低下に関連があることが分かり、現在論文作成中である。また、内科治療にて心不全がある程度コントロールされず心臓再同期療法が施行された症例での心筋生検標本所見の検討では、無効例では、心筋脱落と線維化が問題であることが判明し、さらに免疫染色での検討を進めている。それぞれの検討で免疫染色の進捗がやや遅れている。今まで心筋生検を施行した症例で、今回の研究について該当する症例100例について、免疫染色のための未染色標本を各10枚ずつ準備がようやく終了した。現在、免疫染色に使用する抗体を購入し、染色準備をしているが、よい抗体を見つけるのに時間がかかっているため、研究がやや遅れている。研究に使用する抗体についてそれぞれ数種類購入し、条件設定や希釈濃度について検討を進め、使用できる抗体を見つけて、各種染色を行うようにする。ヨーロッパ心臓血管病理協会の心内膜心筋生検のコンセンサス(Leone O, et al. Cardiovasc Pathol 2012; 21: 245-74)が、我が国においても有用であるかを検討するために、当院で心筋生検を行ったり、心臓血管外科で心筋切除の病理組織所見について、通常染色に加え、免疫染色や電顕所見について検討することとし、現在、通常染色標本での病理組織所見について、心筋細胞肥大・変性・筋原線維の粗鬆化、間質の線維化、細胞浸潤、小血管病変などについて検討している。また、電顕標本についても検討している。また、以下の疾患を検討するための免疫染色を施行するために必要な以下の抗体を購入した(ジストロフィン心筋症、ジストロフィン染色:ミトコンドリア心筋症、凍結切片においてsuccinate dehydrogenase, cytochrome oxidase染色;ラミンA/C関連心筋症、ラミンA/C染色;不整脈源性右室心筋症、プラコグロビン染色)。次に、これらの病理所見が臨床的に、治療の決定や、予後予測に有用であるかについて検討するため、各症例の臨床データ、臨床経過や治療経過について診療録を用いて検討している。現段階で約50例の心筋症が当てはまることがわかり、臨床データ解析、治療経過と予後について、通常染色での病理所見を検討している。また、これらの症例の心筋生検標本から、免疫染色用の未染スライドを各10枚ずつ作成した。現在、免疫炎色の準備中であるが、各種抗体の免疫染色の条件設定を行っている。電顕標本についても、現在確認中である。また、心筋症が疑われる症例について、できるだけ心筋生検を行い、心筋症と診断された症例について、家族歴を有する場合は、可能な限り遺伝子解析を行うようにしており、その結果待ちとなっている。心筋症については、診断が難しい場合があり、その後の経過中に確定診断がされたり、病理組織を詳細に検討し診断名が訂正されることがある。このため、特発性拡張型心筋症と診断されていた症例の中に、二次性高血圧(サブクリニカルクッシング症候群)であったり、慢性心筋炎であることが判明した例があった。また、肥大型心筋症においても、アミロイドの沈着もみられ、合併であるのか、実はアミロイドーシスの初期であるのか、診断に苦慮する症例も含まれていた。このため、再度今までのデータを再確認し、診断名について検討中である。このため、症例の選別に時間を要しているため、進行が遅れている。

高齢者での不整脈源性右室心筋症でもプラコグロビン低下がみられた症例報告が受理された。また、褐色細胞腫による心筋症病態について、カテコラミン心筋症について検討でき症例報告が受理された。現在、研究症例100例ついて、免疫染色のための未染色標本を各10枚ずつ準備し、心筋症全体についての免疫染色による検討を進めている。2)平成30年度の検討について:内科治療にて心不全がある程度コントロールされた症例で、心筋生検所見と心肺運動負荷試験での検討で、心筋生検での心筋細胞の筋原線維の粗鬆化による空胞変性が運動耐容能低下に関連があることが分かり、現在論文作成中である。また、内科治療にて心不全がある程度コントロールされず心臓再同期療法が施行された症例での心筋生検標本所見の検討では、無効例では、心筋脱落と線維化が問題であることが判明し、さらに免疫染色での検討を進めている。それぞれの検討で免疫染色の進捗がやや遅れている。今まで心筋生検を施行した症例で、今回の研究について該当する症例100例について、免疫染色のための未染色標本を各10枚ずつ準備がようやく終了した。現在、免疫染色に使用する抗体を購入し、染色準備をしているが、よい抗体を見つけるのに時間がかかっているため、研究がやや遅れている。平成29年度で行うべきことで、まだ施行されていない症例について、今後、残り50例の診断名の再確認を行い、免疫染色の準備を進める。また、平成30年度の予定である研究については、以下のとおりである。1)内科的治療で心不全がある程度コントロールされた症例での検討として対象症例を確定し、これらの心肺運動負荷試験データと、心筋生検所見を通常染色で検討し、その対比を行い、運動耐容能と心筋病変の関連を検討するようにする。さらに、免疫染色を施行したり、電顕所見についても検討し、これらと運動耐容能についても検討する。2)当科で、内科的治療で心不全のコントロール不良で心臓再同期療法が施行された症例で心筋生検が施行されている対象症例を確定し、まずは、通常染色で心筋病理所見について検討する。また、免疫染色や電顕所見での検討を行う。さらに、臨床データを予後と検討し、responderとnon-responderについても比較検討する。これらの検討を行い、病理所見が、心筋症の予後や治療法決定に有用であるかを検討する。研究に使用する抗体についてそれぞれ数種類購入し、条件設定や希釈濃度について検討を進め、使用できる抗体を見つけて、各種染色を行うようにする。
血管内皮機能保持における内皮由来過分極因子による代償機構の検討

Dahl食塩感受性ラットの腸間膜動脈では、高食塩負荷により一酸化窒素(NO)を介した弛緩反応が障害されていた。一方、内皮由来過分極因子(EDHF)による過分極・弛緩反応は高食塩負荷後も減弱しておらず、EDHFはNOを介した反応の障害を代償し、内皮機能の保持に関与していると考えられた。さらに、高食塩負荷状態下では、BKCaチャンネルが活性化されることでEDHFが保たれている可能性が示唆された。6週齢の雄性Dahl食塩感受性ラットに、0.1%低食塩食または8%高食塩食を12週齢まで6週間負荷した。摘出腸間膜動脈リング標本において、等尺性収縮法を用いて、acetylcholine(ACh)による内皮由来過分極因子(EDHF)を介した内皮依存性弛緩反応、一酸化窒素(NO)を介した内皮依存性弛緩反応、levcromakalim(ATP感受性Kチャンネル開口薬)による内皮非依存性弛緩反応を検討した。6週間の食塩食負荷後、収縮期血圧は高食塩群で低食塩群に比し有意に上昇した。AChによる内皮依存性弛緩反応には群間で差を認めなかった。しかし、プロスタノイドとNOを阻害した条件下でのAChによるEDHFを介した内皮依存性弛緩反応は、高食塩群で低食塩群に比し有意に増強していた(最大弛緩;66±4vs.50±3%,;p<0.01;n=12-14)。一方、AChによるNOを介した内皮依存性弛緩反応は高食塩群で低食塩群に比し有意に減弱していた(最大弛緩;60±4vs.80±1%;p<0.001;n=8-9)。Levcromakalimによる内皮非依存性弛緩反応には群間で差を認めなかった。以上の結果より、Dahl食塩感受性ラットの腸間膜動脈では、高食塩負荷によりNOを介した弛緩反応が障害されるが、EDHFによる弛緩反応が代償的に亢進することで内皮機能が保持されていることが明らかとなった。本年度の研究より、食塩感受性高血圧病態下においては、EDHFが内皮機能障害の進展を抑制し、血管の恒常性維持に重要な役割をはたしている可能性が示唆された。この代償機構に破綻を来せば、内皮機能障害が更に進展し、心血管病のリスクを高めることが予測される。従って、NOを介する反応が障害される病態においてEDHF反応が代償的に亢進する機序を解明することは、心血管病予防・治療の観点から極めて重要と考えられる。6週齢のDahl食塩感受性ラットに、0.1%低食塩食または8%高食塩食を12週齢まで6週間負荷した。摘出腸間膜動脈において、acetylcholine(ACh)によるEDHFを介した過分極および弛緩反応を、微小電極法および等尺性収縮法を用いて検討した。さらに、NOを介した内皮依存性弛緩反応、levcromakalimによる内皮非依存性弛緩反応についても検討した。収縮期血圧は高食塩群で低食塩群に比し有意に上昇した。しかし、AChによるNOを介した内皮依存性弛緩反応は高食塩群で低食塩群に比し有意に減弱していた(最大弛緩;60±4vs.80±1%;p<0.001;n=8-9)。一方、AChによるEDHFを介した内皮依存性弛緩反応は、高食塩群で低食塩群に比し有意に増強しており(最大弛緩;66±4vs.50±3%,;p<0.01;n=12-14)、EDHFを介した弛緩反応の増強は、高コンダクタンスのカルシウム依存性カリウムチャンネル(BKCa)阻害剤であるiberiotoxin存在下で消失した。AChによる内皮依存性過分極反応には群間で差を認めなかったが、過分極反応は高食塩群でのみiberiotoxin処置で減弱する傾向にあった。以上、Dahl食塩感受性ラットの腸間膜動脈では、高食塩負荷によりNOを介した弛緩反応が障害されていた。一方、EDHFによる過分極および弛緩反応は高食塩負荷後も減弱しておらず、障害されたNOの代償機構としてEDHFが内皮機能保護的に作用していると考えられた。
時空の安定性とダークエネルギーモデル/修正重力理論構築の基礎研究

一般相対論における正質量定理の証明の一つに逆曲率流を用いるものがある。逆曲率流は空間を指数関数的に増大する面積で葉層化を指す。この逆率流の下で、ホーキングの準局所質量の単調性が示されることが正質量定理の証明の肝である。今年度はこの拡張、すなわち修正重力理論やダークエネルギーにフィットするような逆曲率流の修正の可能性について吟味を開始した。まずは、ヒントを得るために、静的ブラックホールの唯一性定理の証明、特にIsraelやRobinsonによるものを再吟味することにした。その証明の中では質量に関係する量が登場するが、逆曲率流ではなく調和関数一定面による葉層化が採用されている。調和関数の利用が正質量定理の新しい証明に有効な可能性がある。そこで鍵を握るのがいくつかの発散恒等式である。それは、ある幾何学量から構成されたカレントの発散をとったものが、非負になるという形をなしている。しかし、その発散恒等式の系統的導出はこれまで明らかでなかった。そこで、我々はその発散恒等式の系統的導出を試み、部分的成功するに至った。具体的には、カレントを定義する際に、いくつかの未知関数を導入し、その発散が非負になるための条件を見出した。その条件とは未知関数がある常微分方程式を満たすことである。まとめると、ある常微分方程式を満足する関数を係数に持つカレントの発散をとると、非負になることがわかった。これはある量の単調性を表し、正質量定理の新しい証明へのヒントを提供していると考えられる。周辺の関連テーマで興味深い成果を得ることができた。この結果は本テーマへの重要なヒントになる可能性がある。前年度に得た発散恒等式で現れた常微分方程式は偏微分方程式に拡張される結果も得ている。そこで更なる一般化を目指し、背後に潜む原理の追及を試みたい。そして、正質量定理の証明で現れる空間の葉層化へのヒントを探る。正質量定理の応用の一つしてペンロース不等式やブラックホールの唯一性定理があげられる。本年度はこれらに焦点をあて研究を行った。ダークエネルギーの候補としてスカラー場がしばしば登場するが、本研究では共形スカラー場の場合のブラックホール解(BBMB解)に焦点を当て、この解の唯一性について議論を行った。その結果、光の円軌道からなる面(photon sphere)の外側の時空がBBMBのそれと一致することを証明することができた。この証明の中でペンローズ不等式の類似式が登場する。通常、ペンローズ不等式は事象の地平面に対して成り立つが、いまの系ではphoton sphereに対して成り立つことがわかった。これをきっかけに一般の時空においてもphoton sphereが存在するような時空において、その面の面積に上限が存在するのではないかと着想するに至った。そこでブラックホールの外側の強重力場の特徴つけを行うため、ある条件を満足する2次元面の導入を行い、緩捕獲面と呼ぶこととした。この緩捕獲面はSchwarzschild時空における光の円軌道の内側を幾何学的に記述したものになっている。我々はこの面の面積に上限があることを証明することに成功した。また、上限値の値をとる場合、Schwarzshild時空になることがわかった。当初の主題である正エネルギー定理からダークエネルギーの模型構築に迫る課題を詰めていく際に、その周辺の応用を試みることで技術を獲得できることがある。今年度はダークエネルギーと共存するブラックホールを動機に研究を推進した結果、予想以上に興味深い結果を得ることができた。一方で、主題の準備を行うべく数学者との勉強会の開催を行い、専門知識の習得を行った。ダークエネルギーの候補としてしばしばとりあげられるスカラー場、特に共形スカラー場に焦点をあて、そのスカラーヘアを持つブラックホールの唯一性の吟味を正質量定理を用いて行った。その結果、ブラックホールの外側に存在するphoton sphereと呼ばれる面の外側において時空の唯一性を証明することができた。同時に、多重photon sphereが存在しないことも証明できた。従って、共形スカラー場が存在し、photon sphereを持つ静的時空はBBMB解と呼ばれる時空のみであることになる。ブラックホール時空の唯一性の証明において、ブラックホール表面である事象の地平面の存在が重要であったことを考えると、極めて想定外の結果である。また、証明において共形変換後の質量がゼロとなる時空に対して正質量定理を適用する。この正質量定理が適用できた、という点が重要である。ダークエネルギーが存在する系においても、適当な変換を施すことで時空の安定性が保証される可能性がある。一方で、強重力場を特徴付けるために前年度導入したloosely trapped surface(LTS)と閉じた光の軌道との関係を探るため、transversely trapping surface(TTS)を提案し、LTSとTTSとの関係を議論した。これらの研究は理論に直接依存しないため、ダークエネルギーや修正重力理論に対しても成り立つ結果である。重力波の検出以降、強重力場の研究が重要となっている。そこで本テーマと関係あるが、当初予定していた通り、応用面に焦点を当てることにした。

まずは、ヒントを得るために、静的ブラックホールの唯一性定理の証明、特にIsraelやRobinsonによるものを再吟味することにした。その証明の中では質量に関係する量が登場するが、逆曲率流ではなく調和関数一定面による葉層化が採用されている。調和関数の利用が正質量定理の新しい証明に有効な可能性がある。そこで鍵を握るのがいくつかの発散恒等式である。それは、ある幾何学量から構成されたカレントの発散をとったものが、非負になるという形をなしている。しかし、その発散恒等式の系統的導出はこれまで明らかでなかった。そこで、我々はその発散恒等式の系統的導出を試み、部分的成功するに至った。具体的には、カレントを定義する際に、いくつかの未知関数を導入し、その発散が非負になるための条件を見出した。その条件とは未知関数がある常微分方程式を満たすことである。まとめると、ある常微分方程式を満足する関数を係数に持つカレントの発散をとると、非負になることがわかった。これはある量の単調性を表し、正質量定理の新しい証明へのヒントを提供していると考えられる。周辺の関連テーマで興味深い成果を得ることができた。この結果は本テーマへの重要なヒントになる可能性がある。昨年度導入した緩捕獲面に関連する諸性質の研究を中心に突破口を開くことを試みる。その際に、正エネルギー定理の証明の改善を行うことと同等の作業が必要になることが予想される。同時に数学者との勉強会を継続し、技術をより洗練化したものにする。当面重力波に関連する強重力場の幾何学的性質の解明に焦点を当てる。本題へのヒントも研究遂行下も必ず存在するはずであり、臨機応変に対応する。前年度に得た発散恒等式で現れた常微分方程式は偏微分方程式に拡張される結果も得ている。そこで更なる一般化を目指し、背後に潜む原理の追及を試みたい。そして、正質量定理の証明で現れる空間の葉層化へのヒントを探る。昨年度ipad proを購入する予定だったが、周辺研究者の使用状況の検討に時間を要したため。ノートパソコン購入予定のため。情報収集のための旅費を確保するため。
異種生体弁架橋剤としてのエポキシ化合物の抗石灰化効果に関する基礎的研究

血栓形成の少ない代用心臓弁として重用されている異種生体弁(Bioprosthesis)は、動物組織の異物/免疫反応を除外するため予めグルタルデヒド処理が施されている。しかしながら、コラーゲン架橋剤としてのグルタルデヒドは(1)石灰沈着をうけやすい。(2)「なめし」により弾力性が失われ自然弁とは異なる弁挙動をとる。そのための耐久性に劣るという欠点がある。これに対しエポキシ化合物はコラーゲンの架橋反応様式が理論的に石灰沈着をうけつけない事、そして生体組織本来の柔軟性や弾力性を損わないという特徴を持つとされる。本研究では動物実験によってこのようにな特性を評価し、グルタルデヒドに代る新しい異種生体弁処理手段の可能性を探った。基礎実験として、ブタ大動脈弁をエポキシ化合物(商品名:デナコール)で処理したあと幼児ラットの皮下に移植した。416週間後に回収しカルシウム沈着量を測定した。非処理の自然弁には1mg乾燥組織片中平均0.4μgの極微量のCaイオンを含むが、エポキシ処理組織片は移植後平均1.0μg内外にとどまっており、実質的に石灰沈着は受けていないことが知られた。一方グルタルデヒド処理を行った組織片は平均90170μgに達する高度の石灰沈着を認めた。引っ張り強度試験(Tensile strengtl)ではエポキシ処理弁はグルタルデヒド処理弁に勝る強度と弾力性を保持することが確定された。以上の基礎的実験データから、エポキシ化合物はグルタルデヒドに比べ理想的なコラーゲン架橋剤といえる。臨床応用に至る第二段階の研究として現在心臓循環モデルを用いた水力学的弁機能、及び加速疲労耐久性試験、さらに動物心臓内への移植実験を立案、一部はすでに進行中である。
ケミカルバイオロジーを応用した次世代型歯周組織再生治療薬のシーズ開発

本研究では、次世代型の新しい歯周組織再生治療薬のシーズを見出すことを目的として、マウスin vivoにおいて歯周組織再生治療薬FGF-2による再生標準化モデルを構築するために、実験条件の比較検討を行った。さらに、in vitro培養細胞を用いたFGF-2機能制御分子のスクリーニング系を構築した。将来的に同スクリーニング系を組み合わせることにより、低分子化合物ライブラリ等を用いた網羅的なFGF-2機能制御因子のスクリーニング系を確立し、次世代型の歯周組織再生治療薬の開発に向けた基盤構築を行いたい。FGF-2再生標準化モデルの確立へ向けた研究1)FGF-2マイクロインジェクションのタイミング選定:マウスの上顎大臼歯への絹糸結紮による実験的歯周炎モデルにおいて、結紮後、2週間で絹糸を除去し、その後、破壊された歯周組織の再生をマイクロCT解析による歯槽骨再生を基準として、経日的に解析した。次に、同モデルにおいて、絹糸除去と同時に、FGF-2をマイクロインジェクションし、その組織再生誘導作用を対照群と比較検討したところ、FGF-2投与によって、歯槽骨再生が阻害されることが明らかとなった。これは、局所の炎症状態が強い場合、FGF-2により誘導される新生血管により炎症反応が増強された結果でることが推測された。2)FGF-2基剤の選定:ポリ乳酸(PLA)あるいはPBSを基剤としたFGF-2製剤をマイクロマイクロインジェクションした。その結果、PLAは粘度が高すぎるためマイクロインジェクション操作には、不向きであることが明らかとなった。3)歯槽骨再生評価時期の選定:絹糸除去、FGF-2投与後、21日(絹糸結紮日から)および28日(絹糸結紮日から)において経日的にマイクロCT解析を行い、最も効果の高い解析時期について評価した。4)in vitro再生モデル:in vitroにおけるFGF-2再生モデルを構築するために、歯根膜細胞、歯肉上皮細胞、歯肉線維芽細胞、骨芽細胞等の何れの細胞が有効であるかを培養実験等により比較検討した。1)マウス実験的歯周炎モデルにおける解析:in vivoスクリーニング系を構築するために、マウスにおけるFGF-2局所投与のタイミングと濃度を決定することを目的として、絹糸結紮による実験的歯周炎を惹起し、同歯周炎部にリコンビナントFGF-2を局所投与した。すなわち、マウスの上顎第2大臼歯へ絹糸を結紮した。14日間の留位後、絹糸を除去し、局所の急性炎症の消退を図るために、除去後、2日あるいは3日経過した後に様々な濃度もリコンビナントFGF-2を歯周炎局所にマイクロインジェクションした。絹糸結紮から21日目に同マウスにおける歯槽骨の再生量を、マイクロCTにより解析した。その結果、絹糸除去から局所投与まで2日あるいは3日の間隔をあけることで、FGF-2投与が局所炎症を増悪させることは回避されることが示唆された。また、歯槽骨再生には、濃度0.05%のFGF-2が適性であることが示唆された。FGF-2と結合能を有するPLAP-1分子を利用して、PLAP-1を欠損した胎児由来線維芽細胞(PLAP-1KO MEFs)および同分子を発現している野生型MEF(WT MEFs)に対して、標識されたリコンビナントFGF-2を作用させ、細胞表面上に結合するFGF-2量をフローサイトメーターにて定量化することで、FGF-2作用因子のスクリーニング実験系の構築を試みた。その結果、細胞表面に結合するFGF-2量は、WT MEFsと比較して、PLAP-1KO MEFsでは、低下していることが明らかとなり、様々なタンパク・分子にて前処理したMEFs細胞を用いて、標識FGF-2の同細胞表面への結合量を比較検討することで、FGF-2制御因子のスクリーニング系が構築できる可能性が示唆された。in vivoおよびin vitroにおけるFGF-2再生標準化モデルに関して、概ね計画通りに達成できている。歯周病学前年度の実験解析を継続することで、in vivoにおけるFGF-2再生モデルの確立を進めていく。特に、マイクロインジェクションするFGF-2の濃度について、様々な濃度を試すことにより、歯周組織再生に最も効果的な濃度を選定する予定である。さらに、in vitroモデルにおける最適なターゲット細胞を決定し、同細胞における化合物のスクリーニング実験系構築を目指したい。細胞培養実験に使用する実験試薬および培養用プラスチィック器具の購入費用として計画していたが、当該の培養実験を実施しなかった。次年度に実施する細胞培養実験に必要な実験試薬の購入に使用する計画である。
バイオマス造林樹種ヤナギの高い二酸化炭素吸収能の機構解明

寒冷な地域における木質バイオマスエネルギー作物として、海外では、ヤナギの短伐期栽培が取り組まれている。我々は、北海道においてオノエヤナギ(Salix sachalinensis Fr. Schm)とエゾノキヌヤナギ(Salix pet-susu Kimura)の短伐期栽培の可能性を評価するために試験を行っている。成長や生理生態学的特性に両ヤナギの間に大きな違いはみられなかた。両ヤナギは、葉に多くの窒素を持った。葉の窒素の大部分が光合成系の酵素に配分されるため、高い光合成能力を持つと考えられた。ヤナギの高いバイオマス生産を導くメカニズムを解明し、より高度にその能力を発揮させるために生理生態学的特性を調べた。現在、北海道では高い生産性と幅広い立地適応性からエゾノキヌヤナギとオノエヤナギが選ばれている。土壌が乾燥していない条件下で、両種の間にガス交換特性(光合成速度、気孔コンダクタンス)に違いは見られなかった。純光合成速度は20 μmol m-2 s-1を超えるものが見られた。気孔コンダクタンス(気孔の開き具合)は0.5 mol m-2 s-1を超えるものが見られた。これらの値は同地域に生育する落葉広葉樹の値と比べて1.52倍の値である。これらヤナギの高い成長速度は、この高いガス交換特性に起因することが考えられた。気孔を大きく開くと、蒸散により多くの水分を葉から失われて行くので、湿潤な土壌条件が生育期間を通じて得られることが高い成長速度を得る条件で、そのような場所への植栽が、バイオマス収量を上げるために重要であると考えられた。今回の測定では、大気の乾燥と気孔コンダクタンスの関係に両種に違いは見られなかった。他の樹種より高い光合成能力を発揮できるメカニズムを、葉の解剖学的特性から解明していく必要がある。本研究で得られた成果は、第125回日本森林学会大会(埼玉ソニックシティ、H26.03)で報告した。研究の目的は、北海道において、その高い生産性からエゾノキヌヤナギとオノエヤナギがバイオマス生産樹種として着目されている。高いバイオマス生産を導くメカニズムを解明し、より高度にその能力を発揮させるための基礎的知見として生理生態学的特性を明らかにする。本年度の実施事項は、北海道下川町のヤナギ栽培試験地の維持管理と微気象観測センサー(日射強度、雨量、気温、湿度、土壌水分、風速)を設置し、成育環境条件を把握できるようにした。また、これまで成育しているヤナギとは別に、本研究用に新しく穂木を植栽した。札幌市豊平区羊ヶ丘にある森林総研北海道支所苗畑においても、同様の微気象観測センサーを設置し、下川町の植栽地との環境条件の違いを把握できるように準備した。支所苗畑においては、2011年春に穂を挿し着け成長させた。2012年春に挿し着けた個体半分の伸びた枝を全て刈り取り(台切りし)、萌芽枝を成長させる個体を作った。萌芽枝個体と1年枝から続けて成長させた個体を用いて、8月にガス交換速度の日変化を日の出から日の入りまで、携帯型光合成蒸散測定装置(LI-6400)を用いて測定した。結果として、成長量(バイオマス量)、ガス交換特性にエゾノキヌヤナギとオノエヤナギの間に大きな違いはなかった。エゾノキヌヤナギは、オノエヤナギと異なり、葉の裏面に多数の毛を持ち、両種で環境応答に違いがあることを予測した。両樹種とも、最大純光合成速度は1520μmol m-2 s-1と他の広葉樹種と比べて高い値であった。両樹種とも、Ball-Berry indexと気孔コンダクタンス(大気環境と気孔の開き具合)の関係、台切り処理の有無で違いは見られない等、今回の試験では両種の間に生理生態的特性に違いを見いだせなかった。木質バイオマス資源作物としてエゾノキヌヤナギとオノエヤナギが着目され、試験栽培が行われてきた。この試験により、1年で6.513.2ton/ha(乾燥重量)の高いバイオマス収量が得られることがわかってきた。しかし、これらヤナギの高いバイオマス収量や樹種・クローン間差をもたらす要因が明かにされていない。本研究では、生理生態学的側面からヤナギの種特性を評価することを目的とし、成果は、その能力を維持増進させるための栽培管理や植栽管理や栽培場所選定に利活用する。北海道下川町に挿し穂で増殖したオノエヤナギ6クローン、エゾノキヌヤナギ10クローンを用いた。光合成特性(ガス交換特性)を明らかにするために携帯型光合成蒸散測定装置を用いて切り枝法により葉内CO2濃度と光合成速度の関係の測定を行った。また、測定した葉は、実験室に持ち帰り、窒素濃度の分析、形態観察を行った。

比較として、同所的に成育する落葉広葉樹シラカンバ、ミズナラも同様の測定を行った。両ヤナギ樹種とも、枝の伸びは、1日あたり平均1.33.0cm、葉の数は、平均1.11.5枚と大きな成長を示した。両ヤナギの純光合成速度、蒸散速度は、(シラカンバとミズナラと比べて)高かった。両ヤナギの葉内CO2濃度と純光合成速度の関係は、初期勾配(Vcmax)が急で、少しの気孔開度の増加で光合成を速くできることがわかった。葉の窒素濃度とVcmaxの関係は正の相関関係がみられた。窒素濃度は、シラカンバ、ミズナラの場合23%と普通の樹木葉で見られる値であったが、ヤナギの値は、35%と高い値を示した。結論として、ヤナギの旺盛な成長は、葉に多くの窒素を分配し高い光合成能を持つことが起因していることがわかった。速い光合成速度と速い蒸散速度の発揮させるためには、窒素肥料を与え、湿潤な土地への挿しつけが高い収量を得るために重要であることがわかった。樹木生理生態学測定が気象条件に左右されることから、予定通りに行かないことがあった。植栽時期の異常気象(少雨)により、植栽した穂木が生育しなかったため、一部予定していた実験ができなかったが、これまでに育成実験していいる個体を用いて、おおむね本年度必要なデータは得た。最終年にあたるため、葉の解剖学的特性を含め、3年間の成果をまとめる方法に研究を進める。今年度は、ヤナギにとってストレスの無い条件下での測定データが採取できたので、次年度は、土壌乾燥時や大気乾燥時(大気飽差が大きい時)等、ストレス環境下での生理反応の環境応答性を明らかにする。札幌市羊ヶ丘の森林総合研究所の苗畑のヤナギと実際の栽培事業候補地である北海道下川町の栽培地のヤナギの成長差やその原因を調べる。当年度必要な物のうち、効率的に利用できたから。センサー類は、劣化するため新しく購入する必要があるのでその費用にあてる。北海道下川町の試験地の維持管理、測定のために旅費が必要である。今年度設置したセンサーの一部が破損したので新たに購入する。測定分析のための試薬を購入する。
廃棄物ゼロをめざした地域資源環境型社会システムの構築

【研究目的】屋久島ではこれまで産業及び生活から発生する廃棄物は焼却もしくは埋立てを行ってきた。しかし、環境保全の関連から産業廃棄物ならびに生活廃棄物の処理に対して大きな課題を抱えている。ここは(1)農業、水産業及び生活から発生する廃棄物の処理に困難をきたしていること、(2)屋久島は閉鎖系の環境にあること等が大きな理由である。屋久島における「ゼロエミッション構想」の実現に向け、「廃棄物ゼロをめざした地域資源循環型社会システム」を構築するためにパイロットプラントを設置し、循環型社会システムの構築を目標とした。1.屋久島に設置したメタン発酵-炭化システムのパイロットプラントは日量0.7トン(古紙、生ごみ、家畜糞)を処理できる。これより創製されるエネルギー(メタンガス70Nm^3)を創製し、これらのプラントに電力供給する。メタン発酵残さはコンポスト(180トン)の原料もしくは炭化物45kg(農業資材、建築資材)が創製できる。なお、森林資源(間伐材、製材端材等)は炭化物の原料として創製される。2.産業・生活複合化廃棄物等回収型処理システムによる新エネルギー及び各種エコマテリアルの創製技術を活用し、メタン発酵により発生したメタンガスをエネルギー化し、工場内の装置の動力源とし、発酵残さは炭化することにより建築資材、農業資材への活用が可能であることを明らかにした。以上のように、平成10年度以降に提案した「廃棄物ゼロをめざした地域資源循環型社会システムの構築」と「屋久島エコタウン構想」が平成11、12年度の科学研究費の調査研究成果にもとづき、企業、鹿児島大学および屋久町の共同研究により平成12年度中にパイロットプラントを設置できた。したがって、12年度末よりパイロットプラントによる実証実験を開始、実用化に向けた準備に入る。これで文部省科学研究費特定領域研究は終了するが、平成13年度に申請してある科学研究費が交付されれば継続可能となる。しかし、最悪の場合で大学、企業等の研究費で継続し、屋久島におけるゼロエミッションを平成15年までにパイロット事業は完結させる。その後、日本だけでなく、海外に向けての情報および技術発信を目標とする。
骨髄性白血病多量発現遺伝子の解析

急性骨髄性白血病細胞株HL60よりつくられたcDNAライブラリ-を用いて約5000クロ-ンをスクリ-ニングし、白血病細胞に多量発現され、正常顆粒球に微量発現される数個の遺伝子を得た。これらクロ-ンの1つ、FD3Aの全核酸配列を決定し、この遺伝子がミトコンドリアNADH脱水酵素サブユニット2(ND2)遺伝子であることを確認した。また多数の白血病細胞で確かに急性骨髄性白血病の多量発現遺伝子であることを確認した。さらにこのND2遺伝子の正常ミトコンドリア遺伝子からの核酸配列の変異も数個確認できた。ND2遺伝子のクロ-ニング及びシ-クエンシングに成功した後、HL60細胞を用いた種々の発現実験を行った。この結果ND2遺伝子はphorbol myristate acetate(PMA)やdimethylsulfoxide(DMSO)によるHL60細胞の分化誘導により発現が低下すること、またウシ胎児血清の除去によるS期細胞の減少と再添加によるS期細胞の増加の全経過中にその発現が殆ど変化しないことが明らかとなった。こことよりND2遺伝子は、より分化に関係した発現パタ-ンをとると考えられた。さらに、代表者らによってクロ-ン化されたサイモシンβ_4遺伝子の発現をND2遺伝子の発現と比較するため骨髄性白血病細胞株HL60K562での発現を検討したが、この遺伝子はND2と異なり、未分化段階では発現が低く、分化途上で著明に発現の亢進する遺伝子であることを見出した。我々は遺伝子操作技術を応用し、白血病細胞株からつくられたcDNAライブラリ-を用いて白血病細胞と正常細胞からそれぞれ得られたmRNAよりcDNAプロ-ブをつくり、スクリ-ニングして白血病のマ-カ-となりうる遺伝子をクロ-ニングしてその特徴を検討している。平成元年度には、急性骨髄性白血病細胞株HL60よりつくられたcDNAライブラリ-を用いて約5000クロ-ンをスクリ-ニングし、数個の白血病細胞に多量発現され、正常顆粒球に微量又は、全く発現されないいくつかの遺伝子を得た。これらクロ-ンの1つ、FD3Aの全核酸配列を決定し、この遺伝子がミトコンドリアunidentified open reading frame2(URF2)遺伝子であることを確認した。また多数の白血病細胞でこの遺伝子が確かに急性骨髄性白血病のdifferentially expressed geneであることを確認した。さらにこのURF_2geneの正常ミトコンドリア遺伝子からの核酸配列の変異も数個確認できた。以上より平成元年度に予定された当初の計画は達成されたと考える。学術上の問題としてミトコンドリアの遺伝子発現が悪性細胞、ことに急性骨髄性白血病で多量発現されるということは次の2点できわめて興味深い。第一は、白血病細胞におけるミトコンドリアの電子伝達や酸化的リン酸化がその細胞特性と関与する可能性があるという点、第二は、顆粒球系白血病細胞のcell lineageに特殊なミトコンドリア遺伝子の活性化が関与することによりヒトの核遺伝子がミトコンドリアを制御する可能性があるという点である。これらは全く新しい研究的な分野をひらく可能性があると考えられる。さらに、急性リンパ性白血病細胞より分離されたサイモシンβ、遺伝子の骨髄性白血病細胞と骨髄性白血病由来の細胞株における発現機序の検討も合せて進行中である。

この結果ND2遺伝子はphorbol myristate acetate(PMA)やdimethylsulfoxide(DMSO)によるHL60細胞の分化誘導により発現が低下すること、またウシ胎児血清の除去によるS期細胞の減少と再添加によるS期細胞の増加の全経過中にその発現が殆ど変化しないことが明らかとなった。このことよりND2遺伝子は、より分化に関係した発現パタ-ンをとると考えられた。さらに、代表者らによってクロ-ン化されたサイモシンβ_4遺伝子の発現をND2遺伝子の発現と比較するため骨髄性白血病細胞株HL60、K562での発現を検討したが、この遺伝子はND2と異なり、未分化段階では発現が低く、分化途上で著明に発現の亢進する遺伝子であることを見出した。
放射線照射が頚部血管に与える影響に関する研究

頭頚部悪性腫瘍に対する放射線治療の副作用として唾液腺障害や下顎骨骨壊死等はしばしば注目されるが,中等度以上の太さを有する血管への影響に関する臨床的検討はほとんど行われていない。そこで,口腔領域に悪性腫瘍(扁平上皮癌)を有し放射線治療を受けた症例を対象に,超音波ドプラ法を用いて頚動脈に対する放射線障害の有無に関する検討を行った。対象とした症例数は19例,年齢は59歳から85歳(平均71歳),腫瘍の発生部位別では下顎歯肉癌5例,口底癌4例,頬粘膜癌4例,舌癌5例,口腔咽頭部癌1例であった。原発巣に対する照射線量は30から75Gyであった。測定は照射直前および照射後1から9か月後に行い,総頚動脈の血流の最高速と最低速の比,動脈分岐部の血管腔閉塞率を計測した。過去の検討では照射後の急速な血栓形成が報告されているが,本研究では照射後の著明な血栓形成は観察されなかった。それとは対称的に血管閉塞率は34%から26%に減少し血流量は631ml/minから66ml/minに増加,血流速比は4.1から3.8に減少した。本研究結果より,放射線照射後には頚動脈の血管抵抗が低下し血流量が増加すること,すなわち放射線照射は頚部血流動態に対して良好に作用する可能性が考えられた。症例数は少なく断定は困難であるが,時には致死的である頚部血管血流障害の改善に対する放射線照射の有効性を示唆する非常に有意義な結果が得られた。今後,症例数を増加させて検討を深めていく予定である。
テルル含有化合物半導体の新合成法に関する研究

本研究は有機金属化合物を出発原料とするVI族元素、S、Te、Seを含有する化合物半導体の新しい合成法の開発を目的として実施したものである。VI族元素を構成元素とする化合物半導体は成分元素の蒸気圧が高いため、これまでの高温合成法では化学量論的に過剰あるいは不足の状態になり易く、材料物性を精密に制御することが困難である。このため、合成プロセスの低温化と組成制御のための新しい方法の開発が望まれている。本研究ではマイクロエレクトロニクス分野においてシリコンで代替できないすぐれた半導体として不可欠な位置を占めているテルル化物を200500°Cで得ることができる有機金属熱分解法について新規な合成法の確立を目標に研究を行った。金属のテルル化物はカルコゲン化合物の一種であり、バンド・ギャップ・エンジニアリング、ジオメトリ・エンジニアリングなどマイクロエレクトロニクスにおいて大きな注目を集めている。これらの材料機能を最適化するためには2元、3元あるいは4元などの化合物の探索が必要である。研究では液相をプレカーサとする化合物半導体テルル化物の新規な化学合成法の開発が行われている。とくに、本方法を可能にする溶液状原料の調製法が詳細に研究された。溶液状原料はスピンコータなどによってin situに酸化物膜として基板上に固定した後、加熱還元処理することによってテルル化物に変換された。CdTeについて工業化に必要な基礎データを確立した。本方法によれば成分元素の拡散がほとんど生じない低温で合成が可能であるため、多元素系においても精密な組成制御が可能になる。申請期間においてはCdTeをモデル物質として新規合成法の確立をはかったが、化合物半導体としてCdTe同様すでに赤外線センサとして実用化されているPbTeについての予察的な研究も進め、その結果についても報告している。本研究は化合物半導体をシリコン半導体技術と整合利用することを究極の目的としている。そして、シリコン上に形成される化合物は通常気相法によって合成されるが、本研究はシリコン上にオンチップで化合物半導体を形成する新しい方法の開発を目指している。化合物半導体を有効に利用するためには、固溶系、非固溶系を含めて多種、多様な化学組成を要求される。材質としての均一性を安価に実現する方法として液相由来の粒子状原料を使用する印刷法をあげることができる。本研究ではテルル化カドミウムを取り上げ、印刷法に適した粒子レベルで均一なナノサイズ、テルル化カドミウム粒子の合成法について研究した。酢酸カドミウム二水和物と四塩化テルルを出発原料として、金属アルコキシドを合成した後、その加水分解生成物であるテルル酸カドミウムを水素気流中で還元する方法によりテルル化カドミウムを合成する方法について検討を行った。酢酸カドミウムニ水和物を130°Cで真空乾燥し、無水酢酸カドミウムとする。また、四塩化テルルとナトリウムエトキシドをトルエン溶媒中で反応させることによりテルルエトキシドを合成する。得られたテルルエトキシドと先に調製した無水酢酸カドミウム、そしてナトリウムエトキシドを化学量論で反応させ、カドミウムテルルエトキシドを合成した。これを加水分解することによって非晶質、ナノ粒子のテルル酸カドミウムを得た。ナノ粒子テルル酸カドミウムをエチルセルロースをバインダー、テレピネオールをビヒクルとしてペースト化し、ソーラガラス基板上に印刷塗布、これを水素気流中、300°C以上で熱処理することによってテルル化カドミウム膜が作成できることを明らかにした。本方法によるテルル化

カドミウム膜の合成は高純度化が容易であり、また他のテルル化物との混晶系や、チタン酸バリウムなどの強誘電体酸化物とのナノ複合体膜の低温合成に道を拓くものである。平成13年度はテルル化物としてPbTeについて検討した。Pbアルコキシド合成をPb塩とNaアルコキシドとの置換反応により行うとNaが不純物として不可避的に随伴することが知られている。そこでLiN(SiCH_3)_2を置換塩基とする新規な合成法を検討し、金属アルコキシド均一溶液を得る方法を確立した。反応式を次に示す。この方法においても平成12年度で実施したCdTe合成の場合と同様、化合物半導体の構成元素であるPbとTeの両ソース原料の共存下での塩基置換反応では前駆体均一溶液を得ることはできず、上に示したように反応を逐次的に行うことが必要であった。得られたPbTe(OBu^n)_6溶液を分子前駆体として400°Cの低温で結晶性PbTeが合成できることを確認した。本方法の特徴は半導体材料の特性劣化の原因となるNaのコンタミネーションを避けることができることに加えて、金属ビスアミド溶液のアルコリシスによって金属アルコキシド溶液を調製するためアルコキシキ基選択に対するプロセスの柔軟性が極めて高いことが特徴である。金属塩化物とリチウムビストリメチルシリルアミドの反応による金属ビスアミドの合成反応は生成する金属ビスアミドが合成溶媒に可溶であるときには容易に進行する。四塩化テルルとリチウムビストリメチルシリルアミドの反応はこのような例であり、副生成物の塩化リチウムを分離、除去することによって純度の高いテルルビスアミドを得ることができ、テルル化鉛合成のテルルソースとして用いることができる。一方、塩化鉛とリチウムビストリメチルシリルアミドの反応による鉛ビスアミドの合成は、生成する鉛ビスアミドの良溶媒がないため、原料の塩化鉛上に析出し、鉛ビスアミドの合成反応が進行しないため不可能である。このため、平成14年度においてはテルル化鉛合成の観点からテルルビスアミド共存下での鉛・テルルビスアミドの可溶性について詳細に検討した。合成溶媒にかなり溶解することが分かり、鉛ビスアミドとテルルビスアミドの共存反応系をテルル化鉛合成に最適化する実験を行った。その結果、1.4ジオキサン-ジエチルエーテル混合溶媒系において金属鉛(あるいはテルル)濃度が凡そ0.017mol/l以下であれば鉛・テルル比1:1の金属ビスアミド溶液の調製が可能であることを明らかにした。そして、鉛・テルルビスアミド混合溶液、並びにこの溶液のアルコリシス反応によって得た鉛・テルルブチキシド混合溶液の加水分解によってテルル化鉛前駆体粉末を合成し、この前駆体粉末の大気雰囲気下および水素気流中での加熱処理によるテルル酸鉛およびテルル化鉛生成について明らかにした。その結果、アモルファス前駆体粉末を400°C、水素気流中で熱処理することによって単相のテルル化鉛が合成できることを明らかにした。
下半身陽圧負荷装置を用いた歩行運動が下肢痛を有する高齢者の運動機能に及びぼす影響

【目的】下半身陽圧負荷(LBPP)を用いた体重免荷トレッドミルは、浮力により下肢荷重量を調整することが可能であり、下肢痛や下肢筋力低下を有する者でも快適に歩行運動が実施可能である。しかし、この装置を用いた歩行運動が運動機能の向上に寄与するかどうかは未だ不明である。本研究では、LBPPを用いた歩行運動が膝関節痛を有する高齢者の運動機能の向上に寄与するかどうか検討した。【方法】過去に変形性膝関節症の診断をうけ、日常的に膝痛を有する高齢者9名が本研究に参加した。研究期間は、baselineから6週間の非トレーニング期間とその後6週間の介入期間で構成した。歩行運動は、体重の20%の免荷を行い、実施可能な早歩きまでトレッドミル速度を速め、その運動を1回10分間、2セット、週1回実施した。なお、事前に体験させたLBPPによる体重支持下での歩行運動で、1名は膝の違和感が残存していたが、膝痛を訴える者はいなかった。測定項目は、baseline、6週後、12週後に、膝関節痛の程度(VAS)、変形性膝関節症患者機能評価尺度(JCOM)、等尺性膝伸展筋力、10m歩行時間(通常、最速)、time up and goテスト(TUG)を実施した。【結果】研究期間中に、運動誘発性不整脈の出現にて研究を中止した1名、非疼痛側の脱力が出現した1名を除外した7名(男性2名、疼痛側;右脚6名、両側1名)で解析を行った(中央値,範囲;年齢65歳, 58-79歳;罹病期間5年, 6か月-6年; VAS 3.5, 0.8-7.3 ; JCOM 23, 9-41)。VASは、baselineおよび6週後と比較し、12週後に有意に低下した(p<0.05)。JCOMはbaselineおよび6週後に比べて、12週後に低下したが有意差は認めなかった(p>0.05)。TUGはbaselineおよび6週後に比べ、12週後に有意に向上し(p<0.05)、歩行能力の向上を認めた。【結語】LBPPによる体重免荷トレッドミルでの歩行運動は、膝関節痛を有する高齢者の歩行時痛の軽減と歩行能力の向上に寄与する。
北極国際法秩序の構想：科学・環境・海洋・組織

本研究は、北極域に適用される国際規範・組織形成の急展開を「北極国際法秩序の構想」として体系的に提示することを試み、我が国北極国際法研究を飛躍的に進展させることを目的とする。そのため、1北極科学協力協定、2北極海における国際法の展開、3AC組織化の動向とオブザーバー制度の展開、4北極資源開発に関わる国際法につき研究する。12及び3については、2018年11月発刊の書籍、稲垣治・柴田明穂編著『北極国際法秩序の展望:科学・環境・海洋』としてその研究成果を公表した。この書籍は、我が国では初めて、北極に関わる国際法政策論点を包括的に分析する研究書である。国内外の専門家及び本研究プロジェクトの代表者及び分担者が協力して、第1部「北極国際法秩序の現状と課題」、第2部「日本とロシア:北極国際法秩序への貢献」、第3部「北極海法秩序をめぐる制度枠組」、第4部「北極科学、先住民と国際法の展開」と題して、北極国際秩序の将来像を描いている。更に、2019年4月発刊の英書籍、Akiho Shibata, et al., Emerging Legal Orders in theArctic: The Role of Non-Arctic Actors (Routledge)を発刊した。この書籍は、2018年10月の中央北極海公海漁業協定を詳細に分析し、北極評議会の組織的・機能的展開を具体例と共に分析するなど、この分野での最先端研究書となっている。4については、2018年12月に「北極資源開発の持続可能性と国際法」と題する国際シンポジウムを、内外の専門家を集結して開催することができ、そこでの研究報告をベースにして、極域分野では最高峰の国際雑誌Polar Record誌の特別号発刊の承認を得ている。これまでの研究を体系的にまとめて報告する機会として2019年12月の極域法シンポジウム特別セッション設置が確定している。上記実績の概要でも述べたとおり、5年間の本研究計画の前半及び後半の研究課題のうち1から3まではほぼ達成されている。4についても、査読の結果、国際雑誌特別号の設置の承認を得ており、今後、研究代表者を中心に執筆及び編集が進められ、2019年度中には具体的な成果として公表される予定である。また、これまでの研究成果を体系的に再評価し、次の研究課題へと結びつける道筋もついている。具体的には、2019年12月にオーストラリアで開催される第12回極域法国際シンポジウムで特別セッションを設置し、そこで研究成果報告を行う。さらに、同特別セッションでのフィードバックを踏まえて、本研究プロジェクトの集大成となる2020年11月神戸にて開催する第13回極域法国際シンポジウムの開催とそこでの研究報告の準備も、着実に進められている。これまでの研究成果を体系的にまとめ、世界の学術界から評価・批判を得るために、2019年12月タスマニア・ホバートで開催される第12回極域法国際シンポジウムにおいて、北極国際法に関する特別セッションを立ち上げ、ここにおいて内外の専門家を集め、これまでの研究成果を報告しフィードバックを得る。現時点では、報告者として研究代表者に加えて、分担者1名、過去に神戸で開催した国際シンポジウムに出席した海外の研究者1名、国内外の若手研究者2名を派遣する予定である。さらに、上記フィードバックを得ながら、本研究の集大成の場として位置づけている、2020年11月神戸で開催する第13回極域法国際シンポジウムの準備を始める。具体的には、国際シンポジウムの研究企画を進め、会議登録・ペーパー提出サイトなどを構築し、アジアで初めて開催される同シンポジウムでの本研究成果の発表を盛大にアピールする。そのため、本研究は北極評議会(AC)の動向を反映して2段階に分けて展開する。第1段階は、2015-17年AC議長国・米国が力を入れる1北極科学協力条約作成と2北極地域海化構想を重点的に考察する。また、ACの枠外で展開する中央北極海(CAO)での漁業管理条約の交渉過程もフォローする。後半第2段階では、3AC組織化の動向とオブザーバー制度の展開と4北極環境法秩序形成の動向を重点的に考察する。初年2016年度の研究は、交付申請書の記載どおり、まず第一に、北極評議会科学協力タスクフォース(SCTF)で交渉されていた新条約、北極国際科学協力促進協定案につき、その交渉過程や各条文案を一次資料に基づき詳細に検討し、その中間報告を査読付き国際ジャーナルに、研究代表者とその指導学生との共著論文として発表した。その後の交渉の進展をも加味したより実質的な学術的考察を、4回の国際ワークショップで報告し、その一部を大学紀要に日本語で公表した。第二に、交付申請書の記載どおり、2016年7月に北極海における新たな法秩序形成の動向につき包括的に考察する国際シンポジウム「The Future Design of the Arctic Ocean Legal Order」を開催した。研究代表者、研究分担者の一部が報告を行うと共に、ロシア、米国、ノルウェー、カナダから招へいした北極海洋法研究の第一人者からも報告がなされ、それらを研究代表者がセンター長を務める極域協力研究センター・ワーキング・ペーパー・シリーズとして公刊した。

本研究は、研究代表者が代表を務める挑戦的萌芽研究(南極条約体制を中心に研究)及び文部科学省北極域研究推進プロジェクトArCSとの相乗効果もあり、2016年度一年間で、我が国の北極国際法研究を飛躍的に進展させることができた。第一に、我が国では初めてとなる、北極国際法秩序の現状とその将来的動向につき包括的に考察した研究論文集、柴田明穂編著『北極国際法秩序の展望:科学・環境・海洋』が『神戸大学国際協力論集』第24巻1号特集号として発刊された。ここに、柴田明穂「北極:国際科学協力推進のための独自の法域」、西本健太郎「極海コード採択後の北極海航路の規制」、D.ヴァンダーズワーグ「北極海のガバナンス:揺れ動く海の姿、霞む水平線」が収録されている。この特集号は、我が国における今後の北極国際法研究の土台となるであろう。本研究は、北極域に適用される国際規範・組織形成の急展開を「北極国際法秩序の構想」として体系的に提示することを試み、我が国北極国際法研究を飛躍的に進展させることを目的とする。そのため、本研究は北極評議会(AC)の動向を反映して2段階に分けて展開する。第1段階は、2015-17年AC議長国・米国が力をいれる1北極科学協力協定の締結と2北極海における国際法の展開を重点的に考察する。またACの枠外での展開する中央北極海(CAO)での漁業管理条約の交渉過程をフォローする。後半第2段階では、国連持続可能な開発目標(SDGs)の北極における達成を目標とするAC議長国・フィンランドの意向を踏まえて、3AC組織化の動向とオブザーバー制度の展開、4北極資源開発を念頭に、北極先住民の権利や文化を守りつつ、また北極の脆弱な自然環境と両立しうる北極における持続可能な資源開発における国際法の役割と、そこにおける日本を含むアジア諸国の関与のあり方につき研究する。本研究2年目となる2017年度の研究実績は、当初の研究計画以上の進展を得ることができた。まず上記1については、2017年5月協定文公表と共に世界で初めてとなる同協定を国際法的に分析する論文を公表し、また一般向けにも記事を発表した。上記2の新しいCAO漁業管理協定(2017年実質妥結)に関しては、2017年12月神戸大学で開催した国際シンポジウムにおいて、日本、EU、そしてロシアの研究者・実務家から報告を得て最新情報を得ると共に、これら研究成果を含む英文書籍の出版につきRoutledge社から契約を得た(2019年春出版予定)。また、上記1及び2の研究成果を含む、本研究の初年度に開催した国際シンポジウムでの研究報告を掲載した和文書籍『北極国際法秩序の構想:科学・環境・海洋』(東信堂)の出版に漕ぎ着けた(発刊は2018年6月末予定)。上記実績の概要でも述べたとおり、5年間の本研究計画の前半第1段階の研究は、すでに2年目にしてほぼ達成されており、その成果も和文書籍(2018年6月発刊)と英文書籍(2019年春頃出版予定)にて公表されることが確定している。さらに、研究計画後半第2段階の研究、具体的には研究テーマ3となる北極評議会(AC)の組織化とオブザーバー制度の研究についても、2017年12月国際シンポジウムですでに取り組んでおり、その研究成果も上記英文書籍に掲載されることが確定している。