hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト胆管上皮培養細胞を用いたハイブリッド型人工胆管の作成-胆管閉鎖症を対象として

主に胆道閉鎖症を対象として,その根治術の際の胆道再建に有用となるヒト胆管上皮培養細胞を用いたハイブリッド型人工胆管の作製実現にむけ,昭和61年, 62年度両年にわたってヒト胆管(胆嚢)上皮の, in vitroにおける継代増殖条件を種々検討し,さらにTefron Gore-Tex等の人工素材への接着を検討した上で,ハイブリッド型人工胆管の試作を行う事を目的として研究を行った.手術によって得られた摘出胆嚢から正常ヒト胆嚢ヒ皮を分離し,その培養条件を検討した結果, Epiclermal, Growth, Factor, Fibroblast, Growth, Factor, Transferrinを添加する事及び,培養中に混入してくるFibroblastの2日間培養上清を添加する事によって,胆嚢上皮細胞が著明に増加し数回継代可能である事をみいだした.それに付随して行った肝細胞の増殖に関する基礎実験の結果,肝非実質細胞(類洞内皮細胞, Kupffer細胞,胆管上皮細胞など)と肝実質細胞とを混合培養する事により,双方の細胞が,それぞれの紙枠培養の時より数倍もの期間培養維持可能となるのみならず,細胞数が著明に増加する事から,細胞間相互作用が非常に重要な役割を果たしている事実が判明した.この混合培養の系をハイブリッド型人工胆管の内腔被覆細胞に応用しようと考え,細胞を混合培養系で人工素材に植えてみたが,良好な結果は未だ得られていない.今後,人工胆管の実現に向けて基礎的研究を継続するつもりである.主に胆道閉鎖症を対象として,その根治術の際の胆道再建に有用となるヒト胆管上皮培養細胞を用いたハイブリッド型人工胆管の作製実現にむけ,昭和61年, 62年度両年にわたってヒト胆管(胆嚢)上皮の, in vitroにおける継代増殖条件を種々検討し,さらにTefron Gore-Tex等の人工素材への接着を検討した上で,ハイブリッド型人工胆管の試作を行う事を目的として研究を行った.手術によって得られた摘出胆嚢から正常ヒト胆嚢ヒ皮を分離し,その培養条件を検討した結果, Epiclermal, Growth, Factor, Fibroblast, Growth, Factor, Transferrinを添加する事及び,培養中に混入してくるFibroblastの2日間培養上清を添加する事によって,胆嚢上皮細胞が著明に増加し数回継代可能である事をみいだした.それに付随して行った肝細胞の増殖に関する基礎実験の結果,肝非実質細胞(類洞内皮細胞, Kupffer細胞,胆管上皮細胞など)と肝実質細胞とを混合培養する事により,双方の細胞が,それぞれの紙枠培養の時より数倍もの期間培養維持可能となるのみならず,細胞数が著明に増加する事から,細胞間相互作用が非常に重要な役割を果たしている事実が判明した.この混合培養の系をハイブリッド型人工胆管の内腔被覆細胞に応用しようと考え,細胞を混合培養系で人工素材に植えてみたが,良好な結果は未だ得られていない.今後,人工胆管の実現に向けて基礎的研究を継続するつもりである.胆道閉鎖症を対象として、その根治手術の際の胆道再建に使用するヒト胆管上皮培養細胞を用いたハイブリッド型人工胆管の作製を目的とし、昭和61年度はその第一段階ともなるべき、ヒト胆管(胆嚢)上皮細胞のprimary cultureおよびその継代化の実現、及びその際の増殖因子について研究を行った。手術によって得られた摘出胆嚢から正常胆嚢上皮細胞の初代培養を行い、その増殖及び培養維持条件を検討した結果、ヒト胆嚢上皮は数回継代可能であり、Epidermal Growth Factorを添加する事により増殖する事、また、培養中に混入してくるfibroblastを分離し、その2日培養後の上清を胆嚢上皮培養系に加えると、胆嚢上皮細胞がさらに増殖する事が確かめられた。さらに、付随して行った肝細胞の増殖に関する基礎実験により、既知の液性の増殖因子以外にも、肝非実質細胞(類洞内皮細胞、Kupffer細胞など)を加えて混合培養する事により、肝細胞の増殖が促進される事が確認されたので、これらの事実を踏まえ胆嚢上皮細胞の培養方法を確立し、ハイブリッド型人工胆管の試作を行っていく予定である。培養胆嚢上皮細胞は、サイトカラシン染色、アルシアンブルー染色にて陽性を確認したが、さらに確実なcharacterizationを行ってin vivoで増殖させ、Tefron Gore-Tex等の人工素材への接着を検討したうえで、人工胆管を試作し、それを用いての実験動物への胆道再建実験を施行する予定である。
民族誌から読み解く土器型式変化の理論的研究

パプアニューギニアのイーストケープ地方およびセピック川流域における伝統的土器作りの製作者の聞き取り調査を通じて、土器型式の成立と型式の変革に関わる技術的要因と社会的メカニズムについて調査研究した。型式変遷の大きな原動力として、一部の主導的立場にある人の伝統的な世界観が他の製作者にも影響を与えている可能性が浮上した。土器型式は単に技術的側面だけで成立するのではなく、背後に土着信仰を含めて宗教的世界が大きく関わり、地域社会で共有される必要があり、それらの総合的文化・社会的脈絡のうちに成立し、変遷することが推察された。これは未開社会における理論的理解であり縄文式土器型式の研究にも重要な示唆を与える。土器型式がなぜ成立するのか、あるいはなぜ変化するのかの課題は、日本考古学の大きな課題であったが、今日まで十分に解明されたとは言い難い。本課題につき、申請者は2014年8月9日8月23日までの2週間、パプアニューギニアの東セピク州のミノウ村とコイワット村に出張して、土器製作に関する民族誌調査を実施した。ミノウ村はクウォマ族、コイワット村はサウォス族に属しており、素焼の土器を製作している。今までの調査により、土器型式が製作者たちの精神世界と強く関連することが推測されたので、ミノウ村の調査では、アパウ、ワサウ、アウマルなどの儀礼用土器の製作技法と製作中の呪術、儀礼性について調査した。それらは、ヤムカルトの参画者であり、しかもイエナ、ミンジャ、ノグイ階層という3階層の最高位ランクのノグイ階層の特定人物、しかも特定クランだけが製作できる。一部の成人しか参画できないヤムカルトの秘術性、呪術性、霊性(spirits)は、参画する個人の精神を強く規定しており、彼らが製作する土器は、ヤムカルトを背景として優れて呪術性と霊性が強いものになっている。製作者が土器を製作するときに、どのようなことを頭に描いているかを、製作現場で聞き取り調査した。製作者は社会秩序の安寧と豊穣を祈願するが、彼らの呪術・儀礼と、彼らが保有するトーテムや精霊が強く関与している可能性が高く、彼らは土器文様の中に、それらを巧みに織り込むのである。今回の調査では、今まで不明であった抽象的文様の図象上の意味と内容について詳しく聞き取ることができた。調査の結果、「トリの動脈」、「クモ」、「コウモリ」、「蝶々の卵」などの文様内容がデフォルメされていることを突き止めることができた。その文様がなぜ織り込まれるのかというと、それらは、彼らが呪術や儀礼などにおいて必要とするアイテムであり、それらを駆使して彼らは呪術、儀礼を執り行うのである。縄文時代の土器型式がなぜ一定の地理的分布域を形成するのか、またなぜ型式変化が惹き起こされるのかについては、考古学界では未だに明確な解答が得られていない。土器型式を成立させる人間の行動体系が明らかにされなかったことに原因がある。本研究では、過去にどのような縄文人の行動があったために、土器型式が成立したのかの社会的要因と背景を明らかにすること、また土器型式が変化する社会的背景について、その行動学的側面を現地の女性土器製作者の世界観や信仰から探るため、パプアニューギニアのイーストケープ地方に出かけ、民族考古学研究を実施した。2015年8月8日から8月22日までの2週間を使い、助手および大学院生を引率してパプアニューギニア、ミルンベイ州、イーストケープのケヒララ村、トパ村に滞在し、村々を巡り女性土器製作者の聞き取り調査と観察を通じて、上記の課題について調査した。イーストケープ地方の女性土器製作者には、誰もがその腕前を認める第一人者がいる。その老女D女史は、土器製作の優れた技術を高く評価され、自他ともに認める土器製作の第一人者である。彼女は土器の文様や装飾を自在に変えることができるのは自分だけだと豪語する。なぜ彼女だけが土器型式を変革でき、他の女性たちにはできないのか、また彼女に追随するのはなぜかについては全く不明であった。聞き取りを通じて彼女の持つ伝統的な世界観とか信仰が当該地域の社会の中で重要な意味を持っていることが予測された。それらは、伝統社会の中で保有され、外部には漏れにくい情報である。彼女は未開社会の原始的な信仰と世界観を知る第一人者であり、多くの女性土器製作者が彼女の土器型式変革に追随するのは、呪術や信仰、儀礼、祭祀などの伝統的世界観が今日でも生き続け、社会の中で重要な意味を持っているからであり、彼女はそれに関する知識の第一人者であるからだと予想された。本研究は、3年計画で実施しており、本年度調査はその中間に位置する。パプアニューギニアのミルンベイ州、イーストケープの滞在しながら、女性土器製作者の聞き取りを主に実施し、地域の大方の製作者に聞き取りを完了する段階にまで進展した。しかし、それは主に土器製作の技術的な話であったり、親族や婚姻についての事実関係を聞き出したにとどまる。土器製作の第1人者と言われるD女史については、自らが土器型式を変革できると豪語する理由を直接聞き出すことができていない。それは彼女自身が他言を憚る何事かを秘めているからだと推察される。おそらく葬送儀礼や儀礼、祭祀に関する多くの専門的知識が、彼女とわずかな仲間だけに限定され、同じ地域の女性仲間といえども、他言できない知識だからと推測される。

これらの情報は、本人からの聞き取り調査を通じても一向に明らかにできない領域なので、他の第3者を通じて聞き出すしかないが、未開社会の情報管理の厳格さなどを考えると、なかなか踏み込むことができない側面もある。これからの調査でも、それらの機密と考えられる情報に関しては、十分に慎重に対応し、地域社会との無用な軋轢が生じないように配慮する必要がある。今までの調査ではそれへの配慮を怠ることなく、相互の信頼関係を構築することができたので、順調に進展してきたと言える。これからも信頼関係を損なうことなく、研究に必要な情報を収集することに努める。それには男のインフォーマントを雇用するなどの工夫が必要で、しかも彼自身い迷惑が及ばぬように配慮するつもりである。2016年8月6日8月20日の間、パプアニューギニア、ミルンベイ州、イーストケープに出かけ、現地で民族誌調査を実施した。今回の調査には2つの目的があった。一つは今まで10数年にわたり聞き取り調査を実施してきた女性土器製作者に対して、最近の動向を聞き取ることであり、土器製作を継続しているかどうかを確認することであった。高齢の製作者も多いので、生存を確認することも含め、土器型式の変革をもたらすような大きな動向があったかを確認することであった。その折に今後の正式報告書の刊行に当たって、個々の土器製作者に面会し、製作者の顔写真、家系図、土器製作の経歴を掲載することの了解を取り付ける作業も併せて行った。これに関しては後日、学術書の刊行に際して大きな混乱を引き起こすことがないようにするための配慮で、製作者と個別の契約書を交わした。他の一つは、女性土器製作者のもつ世界観と関連して、先祖霊や精霊(Mimitua)、死霊と関わる信仰および呪術、魔術に関する調査である。60歳台の女性には依然として昔ながらの土着信仰を奉じるものがおり、今回の調査では、ベツツ在住のT女史にそれらについて聞き取り調査を実施した。イーストケープにはそのような土着の信仰に長けた女性が多数いる。土器製作者の中にも多数いるとの証言を得ている。彼女らはパロマ(魔女)と呼ばれ、幼少から特別の訓練を受けて成長するらしく、それらの訓練は彼女らの世界観の形成に大きな役割を果たしたと考えられる。土器型式の成立や変革に当たって、それらの女性たちの役割が大きいと推定されるので、今後の重要課題として位置付けたい。男性も含む地域の伝統的世界観、土着的信仰の在り方を究明するために、各世帯の敷地に祀られる石柱群(Gaima)の調査も今回の調査で推進することができた。パプアニューギニアのイーストケープ地方およびセピック川流域における伝統的土器作りの製作者の聞き取り調査を通じて、土器型式の成立と型式の変革に関わる技術的要因と社会的メカニズムについて調査研究した。型式変遷の大きな原動力として、一部の主導的立場にある人の伝統的な世界観が他の製作者にも影響を与えている可能性が浮上した。土器型式は単に技術的側面だけで成立するのではなく、背後に土着信仰を含めて宗教的世界が大きく関わり、地域社会で共有される必要があり、それらの総合的文化・社会的脈絡のうちに成立し、変遷することが推察された。これは未開社会における理論的理解であり縄文式土器型式の研究にも重要な示唆を与える。民族誌調査では、PNGのセピク川流域とミルンベイ州イーストケープの2か所を選んで調査しているが、両地域は共に素焼土器を生産する地域で、しかも単なる日常生活を超えた儀礼や呪術性との関わりで製作・使用されている。
Lipid Raftを介したT細胞活性化機構に対する高コレステロール血症の影響

ラフト(Lipid rafts)はスフィンゴ脂質(スフィンゴ糖脂質(GSL)とスフィンゴミエリン(SM))及びコレステロールより構成されている。ラフトの構造は細胞外の脂質濃度、特にコレステロール濃度に大きく影響されるものと考えられている。しかし、細胞外コレステロール濃度をどの程度変化させた時にラフトの構造変化が認められるようになるのかという基礎的な検討はなされていない。また、高コレステロール血症という細胞外環境のコレステロールが高い病態において、ラフトがどのように変化し、この変化が個体の免疫系にどのように影響しているのかは全く不明である。本研究においては、高コレステロール血症によってラフトの構造と機能がどのように変化するかを解析した。高コレステロール血症患者T細胞を刺激したところ、ラフトの細胞表面発現の指標であるガングリオシドGM1の発現上昇は認められ、これは正常群と有意な差は認められなかった。従って、刺激特異的なGM1発現上昇という点においては、高コレステロール血症は細胞膜ラフトに影響を与えないことが明らかとなった。一方、スフィンゴ脂質に関しても、それがT細胞膜ラフトの構造維持及び機能発現に重要かどうかはよく分かっていない。特定のGSLの生合成経路に欠損をもつT細胞株を樹立し、この細胞株のラフト機能及びTCRシグナル伝達の解析を進めた。GSL合成経路の酵素群のうちGM2/GD2合成酵素が欠損した変異細胞株・SGL-A5を樹立した。SGL-A5はGSL合成がGM3までで完全に遮断されており、GM2やGM1などの複合型ガングリオシドが欠損している。この変異株の機能を解析したところ、親株Jurkat細胞と比較して、刺激後の転写因子の活性化及びサイトカインの産生が510倍と顕著に増強した。すなわち、複合型ガングリオシド欠損によりT細胞の活性化は上昇することが判明した。T細胞の機能を支える細胞膜のRaftの構造は細胞外の脂質濃度、特にコレステロール濃度に大きく影響されるものと考えられている。しかし、細胞外コレステロール濃度をどの程度変化させた時にRaftの構造変化が認められるようになるのかという基礎的な検討はなされていない。また、高コレステロール血症という細胞外環境のコレステロールが高い病態において、Raftがどのように変化し、この変化が個体の免疫系にどのように影響しているのかは全く不明である。高コレステロール血症が免疫機能に及ぼす影響に関して、この病態では全身的な免疫応答は抑制されるという報告があるが、この現象がRaftに関連しているのか、またこれがどのような分子機構で起こっているのかは不明である。本研究においては、高コレステロール血症によってRaftの構造と機能がどのように変化するかを解析した。高コレステロール血症患者(血清総コレステロール値:230mg/dl以上)T細胞を抗CD3抗体と抗CD28抗体にて刺激したところ、Raftの細胞表面発現の指標であるガングリオシドGM1の発現上昇は認められ、これは正常群と有意な差は認められなかった。従って、刺激特異的なGM1発現上昇という点においては、高コレステロール血症は細胞膜Raftに影響を与えないことが明らかとなった。今後、GM1以外のRaft構成脂質に変化がないのかを、特にコレステロールの細胞表面発現の変化に焦点を絞って解析を進めていく。また、発現したRaftの機能についても、Raft凝集刺激に伴うシグナル伝達反応を解析することによって検討していく予定である。ラフト(Lipid rafts)はスフィンゴ脂質(スフィンゴ糖脂質(GSL)とスフィンゴミエリン(SM))及びコレステロールより構成されており、T細胞レセプター(TCR)シグナル伝達に重要な場を提供している。ラフト構成脂質のうちコレステロールの重要性はよく検討されている。

一方、スフィンゴ脂質に関しては、それがT細胞膜ラフトの構造維持及び機能発現に重要かどうかはよく分かっていない。本研究では、特定のGSLの生合成経路に欠損をもつT細胞株を樹立し、この細胞株のラフト機能及びTCRシグナル伝達の解析を進めた。GSL合成経路の酵素群のうちGM2/GD2合成酵素が欠損した変異細胞株・SGL-A5を樹立した。SGL-A5はGSL合成がGM3までで完全に遮断されており、GM2やGM1などの複合型ガングリオシドが欠損している。この変異株の機能を解析したところ、親株Jurkat細胞と比較して、刺激後の転写因子の活性化及びサイトカインの産生が510倍と顕著に増強した。すなわち、複合型ガングリオシド欠損によりT細胞の活性化は上昇することが判明した。今後は、ラフトの構造や機能への影響を解析することにより、GSLがT細胞活性化のどの経路・段階に重要な役割を果たしているのかを検討していく予定である。また、同酵素欠損マウスは既に報告されているが、リンパ球においたラフトの構造や機能にどのような影響が及んでいるのかの詳細な解析はされていない。したがって、この欠損マウスを用いてin vivoにおける複合型ガングリオシドのT細胞活性化及びラフト機能への役割を検討する。
自家癌任対するキラーT細胞(CTL)により癌免疫療法の開発と臨床応用

われわれは、腫瘍の拒絶,退縮に働く免疫学的エフェクター細胞の主役の一つが腫瘍に対するキラーT細胞(CTL)であることを明らかにしてきた。この事実を基に、担癌生体より得たリンパ球を,in vitroで、現在担っている腫瘍細胞で刺激培養することによって自己由来の腫瘍に対するCTLを特異的に活性化する新しい方法を開発した。この方法を用いて、ヒトの担癌生体に現在担っている腫瘍に対する自己のCTLをin vitroで誘導活性化し、再び担癌生体に戻し移入する癌に対するCTLの療法を原型を確立した。われわがヒトの癌免疫療法として新しく開発したCTL療法は、まず癌患者より現在担っている腫瘍細胞を外科的に切除した癌組織や癌性胸水あるいは腹水から採取し、一次培養で増殖させる。次に同一患者の末梢リンパ球(PBL)にマイトマイシンCで処理した自己腫瘍細胞を一定の比率で加え7日間PBLを刺激培養する。培養開始3日目にインターロイキン2(IL-2)を少量(TGP-3、12U/ml)加え、培養開始7日後に自己腫瘍に対するCTLが誘導活性化されているか否かを^<51>Cr標識的腫瘍細胞に対する細胞障害試験で確認する。この際、抗原刺激によって細胞障害活性が誘導され、IL-2を加えることによってその活性が増強されるとき、CTL療法が有効になることが明らかになった。誘導されたCTLは主にCD3、CD8陽性のT細胞であり、HLA classIに拘束性であることを明らかにした。特に、他の癌治療に抵抗性を示した皮下肉腫である類上皮細胞肉腫例においてCTL療法を施行した結果、CTLの活性の上昇とともに腫瘍の退縮を見、退縮中の生検の結果、癌組織中に小リンパ球の強い浸潤が見られ、免疫組織学的に浸潤リンパ球がCD3^+、CD8^+T細胞が支配的で、T細胞抗原受容体は大方TcRαβ鎖を持っていた。この事実は特異的CTLが腫瘍の退縮に直接働いている証拠を世界に初めて示したものである。
不眠症患者の時間認知機能に及ぼす脳機能学的病態メカニズムの解明

【研究目的】臨床では時間認知機能の障害ないし過剰亢進が想定される難治性の不眠症患者が存在し,病態メカニズムの解明が急がれている.本研究では,達成目標課題の一つである不眠症患者における主観的経過時間の生理的日内変動特性および障害特性の検討に関連して,不眠症患者のための時間認知評価プロトコルを構築し,不眠症患者の睡眠経過に伴う乖離異常の実態・障害特性を検討した.【研究方法】ICSD2nd(およびDSM-IV)により精神生理性不眠あるいは逆説性不眠症の基準を満たす成人患者15名および年齢と性別を一致させた健常者成人15名を対象とし,実験に関する十分な説明の後,書面による同意を得た.実験夜において終夜睡眠ポリグラフィ(PSG)による睡眠深度,睡眠量の客観的評価を行いながら,被験者の夜間自発的覚醒時(前半睡眠区間(FH)および朝の覚醒時(後半睡眠区間(LH)にそれぞれ暗下仰臥位状態で睡眠時間や睡眠感に関する主観的評価を行わせ,FHおよびLHでの時間認知比(主観的睡眠時間(分)/客観的睡眠時間(分)を主観的睡眠時間の指標として算出した.時間認知比および睡眠深度・睡眠量を健常者と不眠症者間で比較し,不眠症患者の睡眠経過に伴う乖離異常の実態・障害特性を把握した.【研究結果と考察】時間認知比は,不眠症群ではFH,LHともに過小評価され(<1)その程度に差がなかったが,健常者群ではFHでほぼ正確であった(=1)のに対し,LHで過小評価する(<1)という結果が得られた.総睡眠時間は,FHとLHの間で,また群間で差がなかった.しかし,不眠症群の徐波睡眠量は,FH,LH共にわずかに出現した程度であり健常者群のFHからLHにかけて有意に減少した生理的分布とは異なった.不眠症者では健常者と同様の客観的睡眠時間であるにもかかわらず,睡眠前半,後半共に過小評価し,睡眠の前半と後半で有意な変化が見られないという乖離の特徴が認められた.このことから不眠症患者においても徐波睡眠の強い関与が示唆された.今後,質問票で得られた他の主観的評価データ,PSGで得られた睡眠データの周波数解析などで更なる検証を進める予定である.研究課題に対するアウトカムが得られているため。今後も引き続き、研究課題遂行に向けて努める所存である。研究遂行にあたり、一部のデータ取得(不眠症患者)については、病状の悪化や患者様本人の意向などを考慮し、細心の注意をはかり、より慎重に取り組んでいる。そのため、データ取得には健常者以上に時間を要することが予想されるが、それらをふまえた研究計画をたてているため大幅な研究計画の変更はないと考えられる。【研究目的】臨床では時間認知機能の障害ないし過剰亢進が想定される難治性の不眠症患者が存在し、病態メカニズムの解明が急がれている。本研究では、達成目標課題1)である健常者、不眠症患者における主観的経過時間の生理的日内変動特性および障害特性の検討に関連して、主観的経過時間の日内変動特性を40-80分短時間睡眠覚醒スケジュール法により24時間以上にわたり評価し、睡眠時間・深度・量および生体リズム指標(深部体温・ホルモン)との関係を検討した。【研究方法】規則正しい睡眠習慣であることを確認した健常成人男性12名を対象とした。シールドルーム内において、40分の就床(睡眠)、80分の離床(覚醒)を繰り返し行わせる40-80分短時間睡眠覚醒スケジュール法を実施し、40分の就床区間終了時に主観的睡眠時間を評価させた。さらに客観的睡眠時間(Sleep Time: ST)と主観的睡眠時間(subjective Sleep Time: sub-ST)の差分(乖離の程度を示す)、すなわち睡眠中の時間認知機能の正確度(ΔST)とそれに関連する睡眠パラメータを検討した。実験中は全ての被験者に対し深部体温測定、ホルモン測定による生体リズム位相を判定するとともに、睡眠ポリグラフ記録を行い、睡眠ポリグラフ解析により睡眠・覚醒度を判定した。【研究結果と考察】STおよびsub-STはともに早朝に最長となる有意な日内変動を示し、すべての就床区間において被験者は睡眠時間を実際よりも過大評価していた(sub-ST>ST)。さらに、睡眠中の時間認知機能の正確度(sub-ST-ST)には有意な日内変動があり、正確度の高さとREM睡眠の出現率の増加及び徐波睡眠の出現率の減少との間に正の相関関係が認められた。この知見は、ヒトが睡眠中にも一定の精度で時間認知機能が作動していること、その正確度は生物時計とそれに連動した睡眠構築と関連する可能性を示唆している。本研究では、達成目標課題2)である健常者、不眠症患者における睡眠中の時間認知機能がはたらいている際の脳活動の特徴・領域を検討に関連して、近赤外線分光法(NIRS)および睡眠ポリグラフ測定法(PSG)の同時連続計測から,予定覚醒時刻に先行する睡眠中の脳血流量と睡眠構造の変化,関連する脳活動領域を同定した.【研究方法】規則正しい睡眠習慣であることを確認した健常成人15名を対象とし,実験に関する十分な説明の後、書面による同意を得た.

被験者は第1夜の順応夜(8時間睡眠)に参加した後、第2夜、第3夜において予定覚醒時刻(3時)に覚醒するよう指示した条件(リクエスト夜:自己覚醒条件),朝まで眠るよう指示した上で3時に覚醒させる条件(サプライズ夜:自然覚醒条件)の2つの条件夜にクロスオーバーで参加した.それぞれの条件夜で,覚醒時に主観的経過時間の評価および睡眠ポリグラフ測定(PSG)と近赤外線分光法(NIRS)の同時計測を行い,睡眠構造(睡眠深度、周波数領域)および睡眠中の脳血流量の変化、関連脳領域を同定した.【研究結果と考察】自己覚醒成功群は7名,不成功群は8名であった.各睡眠指標は,両条件,両群で有意差がなかった.リクエスト夜において成功群では20分前から覚醒に向けて右前頭葉領域に緩やかな脳血流量の上昇がみられたが,不成功群ではみられなかった.サプライズ夜では両群とも覚醒約20分前の脳血流量に上昇はなかった.本研究で得られた知見は,自己覚醒に右前頭葉領域の覚醒に先行した活性化が関与する可能性を示唆するものである.睡眠状態誤認や中途,早朝覚醒を繰り返す患者では何らかの機序で睡眠中に右前頭葉領域の過剰な活動が持続発現しているのかもしれない.今後患者を対象にした実証研究を進める予定である.【研究目的】臨床では時間認知機能の障害ないし過剰亢進が想定される難治性の不眠症患者が存在し,病態メカニズムの解明が急がれている.本研究では,達成目標課題の一つである不眠症患者における主観的経過時間の生理的日内変動特性および障害特性の検討に関連して,不眠症患者のための時間認知評価プロトコルを構築し,不眠症患者の睡眠経過に伴う乖離異常の実態・障害特性を検討した.【研究方法】ICSD2nd(およびDSM-IV)により精神生理性不眠あるいは逆説性不眠症の基準を満たす成人患者15名および年齢と性別を一致させた健常者成人15名を対象とし,実験に関する十分な説明の後,書面による同意を得た.実験夜において終夜睡眠ポリグラフィ(PSG)による睡眠深度,睡眠量の客観的評価を行いながら,被験者の夜間自発的覚醒時(前半睡眠区間(FH)および朝の覚醒時(後半睡眠区間(LH)にそれぞれ暗下仰臥位状態で睡眠時間や睡眠感に関する主観的評価を行わせ,FHおよびLHでの時間認知比(主観的睡眠時間(分)/客観的睡眠時間(分)を主観的睡眠時間の指標として算出した.時間認知比および睡眠深度・睡眠量を健常者と不眠症者間で比較し,不眠症患者の睡眠経過に伴う乖離異常の実態・障害特性を把握した.【研究結果と考察】時間認知比は,不眠症群ではFH,LHともに過小評価され(<1)その程度に差がなかったが,健常者群ではFHでほぼ正確であった(=1)のに対し,LHで過小評価する(<1)という結果が得られた.総睡眠時間は,FHとLHの間で,また群間で差がなかった.しかし,不眠症群の徐波睡眠量は,FH,LH共にわずかに出現した程度であり健常者群のFHからLHにかけて有意に減少した生理的分布とは異なった.不眠症者では健常者と同様の客観的睡眠時間であるにもかかわらず,睡眠前半,後半共に過小評価し,睡眠の前半と後半で有意な変化が見られないという乖離の特徴が認められた.このことから不眠症患者においても徐波睡眠の強い関与が示唆された.今後,質問票で得られた他の主観的評価データ,PSGで得られた睡眠データの周波数解析などで更なる検証を進める予定である.研究課題に対するアウトカムが得られているため。研究課題に対するアウトカムが得られているため。引き続き、研究課題遂行に向けて努める所存である。
分裂酵母の新規接合型への実験的アプローチ

本研究は分裂酵母(S. pombe)の接合フェロモンとその受容体に突然変異を導入することにより、変異型同士で認識可能になった新規接合型ペアを創出することを目的とする。これらが野生型ペアから完全に隔離されていれば、生殖隔離を実験室レベルで解析することが可能になる。前年度では、接合能欠損を持つ35種の変異型フェロモンを認識できるようになる変異型受容体を、大規模なスクリーニングにより4種単離した。それら受容体の変異点はF204L, F214S, E249F, E249Wで、それぞれ変異型フェロモンV5W, Y7A, M8W, M8Wを認識できるように変化していた。しかしこれらの受容体は、野生型フェロモンもまた認識でき、完全な生殖隔離を生じていなかった。そこで平成25年度では、部位特異的にF204, F214, E249残基に網羅的に変異導入を行った。それらを元に再度スクリーニングを行った結果、3組の野生型から隔離された新規接合型ペアの作製に成功した。これらの新規接合型ペアが野生型ペアとは生殖隔離されていることを示すために、染色体上の異なる部位に薬剤耐性遺伝子を挿入し、その薬剤マーカーの動きを追跡した。そこで野生型ペアと新規接合型ペアの合計4種(それぞれ異なる薬剤耐性遺伝子を付与)を混合し、二重薬剤耐性クローンの出現頻度を求めた。その結果から両ペア間の遺伝子交換はほとんど生じていないことが明らかになった。これらの成果を現在、論文に投稿準備中である。また分裂酵母フェロモンが接合の際、大きく二つの役割を持っていることを明らかにした。この事実は、分裂酵母においてフェロモンの適切な受容が姿生殖のためのバリアーになっていることを意味している。これらの結果は、平成25年7月に論文PLoS ONE誌にアクセプトされた。(抄録なし)(抄録なし)本研究は分裂酵母(S.pombe)の接合フェロモンとその受容体に突然変異を導入することにより、変異型同士で認識可能になった新規接合型ペアを創出することを目的とする。過去に第1段階として、9アミノ酸からなるフェロモンに網羅的に突然変異を導入し、全152種のミスセンス変異体のうち、35種において接合能が欠損することを見出した。そこで平成23年度では、第2段階として変異型受容体(GPCR)に突然変異を導入し、先程の35の変異型フェロモンを認識可能になる変異型受容体の探索を試みた。そして大規模なスクリーニングの結果、現在まで9つの求める変異型受容体が得られている。これらの接合可能な変異型フェロモン/受容体をもって、人為的な新規接合型の酵母の作製に成功したと言える。また得られた変異体の解析から、フェロモン/受容体タンパク質間の特異的な相互作用に必要なアミノ酸残基やドメインが少しずつ分かってきた。フェロモンに突然変異を網羅的に入れる研究において、接合能を失う変異は全てC末側半分の領域に見られた。そこでN末のアミノ酸を順に一つずつ削っていったところ、注目すべきことにN末側半分の領域は接合に必須ではないことが明らかになった。つまり、S.pombeにおいて受容体と作用する領域はフェロモンのC末側の5アミノ酸という非常に短い部分であることが示唆された(Seike etal. Genetics, in press)。この研究はまた、Gタンパク質共役型受容体とリガンドとの分子認識の理解に有用な情報を与えることが期待される。本研究は分裂酵母(S.pombe)の接合フェロモンとその受容体に突然変異を導入することにより、変異型同士で認識可能になった新規接合型ペアを創出することを目的とする。前年度では、第2段階として変異型受容体(GPCR)に突然変異を導入し、大規模なスクリーニングにより新規接合型ペアを複数取得した。平成24年度では、この得られた新規接合型ペアの特異性を詳細に調べた。その結果、わずかではあるが得られた変異型受容体は、野生型フェロモンに対する認識能が残っていた。そこで、さらにこれらの変異型受容体を鋳型に、部位特異的に突然変異導入を行い、野生型フェロモンに対する認識がなくなっているが、ある特定の変異型フェロモンを認識するものを作製することに成功した。これらの新規接合型ペアはフェロモンと受容体の特異性が変化することにより、野生型細胞とは交配できないことを観察している。適切なフェロモン受容が生殖のための障壁となっていることは、フェロモンを分泌できない細胞が合成フェロモンの十分な量の添加によっても、接合能が回復しない事実から明らかになっている(現在論文PLoSONE誌に投稿し、現在レビュアーの指示に従って改訂中)。このことはフェロモン/受容体間の特異性の変化だけで、生殖隔離が引き起こされることを意味する。現在、遺伝学的にもこれを証明するため、最終段階として両生殖群間の間で遺伝子の混合が生じないことを調べている。

本研究は分裂酵母(S. pombe)の接合フェロモンとその受容体に突然変異を導入することにより、変異型同士で認識可能になった新規接合型ペアを創出することを目的とする。これらが野生型ペアから完全に隔離されていれば、生殖隔離を実験室レベルで解析することが可能になる。前年度では、接合能欠損を持つ35種の変異型フェロモンを認識できるようになる変異型受容体を、大規模なスクリーニングにより4種単離した。それら受容体の変異点はF204L, F214S, E249F, E249Wで、それぞれ変異型フェロモンV5W, Y7A, M8W, M8Wを認識できるように変化していた。しかしこれらの受容体は、野生型フェロモンもまた認識でき、完全な生殖隔離を生じていなかった。そこで平成25年度では、部位特異的にF204, F214, E249残基に網羅的に変異導入を行った。それらを元に再度スクリーニングを行った結果、3組の野生型から隔離された新規接合型ペアの作製に成功した。これらの新規接合型ペアが野生型ペアとは生殖隔離されていることを示すために、染色体上の異なる部位に薬剤耐性遺伝子を挿入し、その薬剤マーカーの動きを追跡した。そこで野生型ペアと新規接合型ペアの合計4種(それぞれ異なる薬剤耐性遺伝子を付与)を混合し、二重薬剤耐性クローンの出現頻度を求めた。その結果から両ペア間の遺伝子交換はほとんど生じていないことが明らかになった。これらの成果を現在、論文に投稿準備中である。また分裂酵母フェロモンが接合の際、大きく二つの役割を持っていることを明らかにした。この事実は、分裂酵母においてフェロモンの適切な受容が姿生殖のためのバリアーになっていることを意味している。これらの結果は、平成25年7月に論文PLoS ONE誌にアクセプトされた。平成23年度では、接合能が欠損した変異型フェロモンを認識する変異型受容体のスクリーニングする予定であったが、計画通り行うことができた。そして現在まで求める変異型受容体を9個取得し、それらの変異部位をシークエンスにより全て特定した。平成24年度の計画としている野生型ペアと新規接合型ペアを混合培養し、生殖隔離を遺伝学的観点からも証明するという課題は現在準備中である。当初には予定になかったが、S.pombeの近縁種S.octosporusとのフェロモン/受容体遺伝子のキメラを作製することにより、フェロモンおよび受容体の認識特異性に重要なアミノ酸/ドメインを特定することに成功した。この成果は両者のフェロモンがお互いに別の種には機能しないことは、これらの種ではフェロモン系による生殖隔離が生じている可能性を強く示唆する結果である。(抄録なし)今後の研究の方向として、創出した新たな接合型ペアが野生型ペアから生殖隔離されていることを遺伝学的な手法でも証明し、野生型・変異型の両生殖群を同じフラスコ内で混合して長期培養し、これらのゲノム進化の様子を観察したいと考えている。また、S. pombeの近縁種のゲノム情報を解析して、自然界での種分化の過程において、今回人為的に起こしたような変異が生じた痕跡を見出したい。そしてフェロモンと受容体の特異性の変化が生殖隔離のトリガーとなったという一つの仮説を検証することで、生殖隔離のメカニズム解明に迫りたいと考えている。分裂酵母が持つ3本の染色体の異なる位置に薬剤マーカーを組み込み、野生型細胞と新規接合型細胞間の接合による組み換え頻度を定量的に調べる。
阪神大震災における都市マイノリティ層の生活対応

本研究の目的は、神戸市のインナーエリア地域に住む奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの都市マイノリティ層が阪神大震災で被災した中で生活復興を果たしていった過程を明らかにすることにあった。そこで、本研究では、1.昭和初期に重化学工業化が進んだ阪神都市圏の構造変容と、奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの都市マイノリティ層が流入してきた過程と生活のあり方を明らかにしていくことで、これら労働者の阪神都市圏における「定住」過程を明らかにし、次に、2.奄美地域出身者にしぼり、奄美地域の地域構造の変容を解明してしくことによって、奄美地域から大量の出郷者が生じた原因を明らかにした。さらに、3.奄美出郷者が神戸市に「定住」してきた過程を、奄美出郷者の同郷団体である「神戸沖洲会」の活動を通して明らかにし、4.神戸沖洲会の同郷団体の救援活動をとおして、震災直後の奄美出身者の生活対応を明らかにした。さらに、5.「神戸沖洲会員の生活と意識」は、現在の沖洲会活動のあり方を、会員調査を通して明らかにし、6.徳之島出身者であるM氏の生活史をみていくことで、奄美出身者の神戸「定住」過程を明らかにした。これらの分析をとおして本研究では、都市マイノリティ層が近代日本資本主義の構造的な特質のなかで現れた存在であること、またこれらのマイノリティ層の中にも構造的な格差が存在していること、その中で同郷性を媒介とした相互扶助がおこなわれており、この相互扶助を前提として高い神戸市への「定住」意識がみられること、その一方で世代間に生活意識の相違があることを明らかにした。本研究の目的は、明治末からゴム靴製造、マッチ軸工場、造船業を中心とした工業地域として発展を重ねてきた神戸市長田区に住む奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの低所得労働者層が阪神・淡路大震災で被災したなかでどのように生活復興をしていったかを明らかにすることにある。ところで、奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの都市下層マイノリティ層の震災からの生活復興を考える際、同郷集団や民族集団が大きな役割を果たしている。そこで、本年は住民個々の生活復興をめざした生活対応や同郷・民族集団の生活復興をめざした活動の特質を、住民個々の生活史や神戸市、長田区の地域形成過程をふまえながら明らかにしていく必要があると考え、1長田区を中心とした神戸市の社会構造・社会集団・社会関係に関する史的資料の収集、調査、2奄美地域、および鹿児島市においてこれら地域の地域構造を明らかにするための資料収集、聴き取り調査、3またこれらの人々の神戸市における生活基盤となった社会関係の形成過程を明らかにするために、奄美地域出身者の同郷集団及び在日韓国・朝鮮人の民族集団の聴き取り調査や、奄美地域出身者のおよび在日韓国朝鮮人の生活史調査、などをおこなった。これらを通して明らかになったのは、日本の産業化のなかで農民層分解を前提として形成されていった近代産業都市「神戸」の特殊性であり、その「神戸」の中で軽工業地帯として形成されていった長田区の特殊性である。またともに不安定就労に従事せざる終えなかった奄美、韓国・朝鮮出身者は「被差別者」としての同質性があり、ここに都市定住にあたって同郷団体に依存せざるを得ない側面があることが明らかになった。本研究の目的は、明治末からゴム靴製造、マッチ軸工場、造船業を中心とした工業地域として発展を重ねてきた神戸市長田区を中心とする地域に住む奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの都市マイノリティ層が阪神・.淡路大震災で被災した中でどのような生活復興を果たしていったかを明らかにすることにある。昨年度は、奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの同郷集団や民族集団の活動や、これらの団体に関わる人々の生活史などの聴き取りや地域資料の収集を行ない、これらの住民の特質や地域形成の特質を明らかにした。

本年度もこれらの調査を継続するとともに、こらの住民の震災被害やそこからの生活復興について、奄美地域出身者の同郷団体である神戸沖洲会の震災時における生活対応を事例的に明らかにした(西村雄郎・国場壱子「震災と同郷団体」岩崎信彦『阪神大震災と社会学』昭和堂1999年2月)。さらに、本年度はこれら都市マイノリティ層が形成されていった歴史的経緯を大阪市、神戸市を中心とする近代阪神都市圏都市形成過程との関わりの中で明らかにすることを目指して調査、資料収集を行なった。また、奄美出身者の出郷構造を明らかにするため、鹿児島市および奄美地域における資料収集をおこなった。これらの調査、資料収集を通して奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人といった都市マイノリティ層が近代日本資本主義の構造的な特質のなかで現れた存在であること、またこれらのマイノリティ層の中にも構造的な格差が存在していることが明らかになった。本研究の目的は、神戸市長田区を中心とする地域に住む奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの都市マイノリティ層が阪神・淡路大震災で被災した中でどのような生活復興を果たしていったかを明らかにすることにある。一昨年度は、奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの同郷集団や民族集団の活動や、これらの団体に関わる人々の生活史などの聴き取りや地域資料の収集を行ない、これらの住民の特質や地域形成の特質を明らかにした。昨年度はこれらの調査を継続するとともに、こらの住民の震災被害やそこからの生活復興について、奄美地域出身者の同郷団体である神戸沖洲会の震災時における生活対応を明らかにした(西村雄郎・国場壱子「震災と同郷団体」岩崎信彦『阪神大震災と社会学』昭和堂1999年2月)。本年度はこれら都市マイノリティ層が形成されていった歴史的経緯を大阪市、神戸市を中心とする近代阪神都市圏都市形成過程との関わりの中で明らかにするための調査、資料収集をおこなった。また、奄美出身者の出郷構造を明らかにするため、鹿児島市および奄美地域における資料収集を行なった。これを通して奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人といった都市マイノリティ層が近代日本資本主義の構造的な特質のなかで現れた存在であること、またこれらのマイノリティ層の中にも構造的な格差が存在していることが明らかになった(西村雄郎「阪神都市圏における流入労働者の『定住』構造」地域社会学会編『地域社会学会年報代第11集』ハーベスト社1999年5月)。さらに本年度は来年度に予定している奄美地域出身者に対する生活調査のために神戸市および沖永良部島における聴き取り調査を行った。研究初年度は、奄美地域出身者や在日韓国・朝鮮人などの同郷集団や民族集団の活動や、これらの団体に関わる人々の生活史などの聴き取りや地域資料の収集を行ない、これらの住民の特質や地域形成の特質を明らかにした。二年度はこれらの調査を継続するとともに、こらの住民の震災被害やそこからの生活復興について、奄美地域出身者の同郷団体である神戸沖洲会の震災時における生活対応を明らかにした(西村雄郎・国場壱子「震災と同郷団体」岩崎信彦『阪神大震災と社会学』昭和堂1999年2月)。昨年度はこれら都市マイノリティ層が形成されていった過程を阪神都市圏都市形成過程との関係の中で明らかにするための調査、資料収集を行なった。
海洋表層における微量元素の動態と生物利用能

西部北太平洋に降下する黄砂などの大気エアロゾルから溶け出す微量金属元素が、海洋植物プランクトンの増殖に及ぼす影響について調べた。大気エアロゾルがアジア大陸から北太平洋に輸送される過程で人為起源物質の影響を受けると、鉄など微量金属元素の溶解率が高くなり、溶解した鉄の濃度に応じて植物プランクトンの増殖が促進されること、火山灰も大気から海洋への微量元素の供給源として重要であることなどが明らかになった。西部北太平洋に降下したアジア大陸起源エアロゾルから、鉄やその他の必須微量元素が、生物に利用可能な形でどの程度供給されるのかを明らかにすることを目的として、海洋表層における微量元素の動態とその生物利用能の解明を進める。特に以下の3点に着目した研究を行う。(1)エアロゾルに含まれる微量元素の海水への溶解度を支配する要因は何か?(2)エアロゾルから溶出した微量元素は海水中でどのような物理的化学的形態をとるか?(3)植物プランクトンはどのような化学的形態の微量元素を利用し得るのか?これらにより、従来は定性的把握に留まっていた大気由来の微量元素の溶解度および生物利用能について、制御機構の理解を含めた定量的な評価を可能にし、親生物元素循環や生物ポンプの理解に新たな見地を与え、気候変動に対する海洋の応答予測に資する。1)エアロゾルに含まれる微量元素の海水への溶解度を支配する要因実験室でのフロースルーシステムを用いた黄砂エアロゾル標準粒子(CJ-2)の溶解実験を実施した。黄砂エアロゾル標準粒子から溶出する鉄の濃度は、人工海水滴下直後と滴下開始7時間後にピークを示し、その一部は直径0.1-0.4ミクロンの微細な粒子として存在した。黄砂エアロゾル標準粒子が海水と接触すると、まず粒子表面の反応性の高い鉄の溶解やコロイド態鉄の流出が起こり、その後、比較的反応性の低い鉄が溶存鉄ならびにコロイド態として徐々に流出すると推察される。また、西部北太平洋で採取した天然の黄砂エアロゾル試料を純水に溶解し、高分解能ICP質量分析計を用いた多元素同時測定について検討を行った。2)エアロゾルから溶出した微量元素の海水中における物理的・化学的形態大気から降下した鉱物粒子を起源とする微量金属元素の海洋表層での除去過程を明らかにするため、海水中の希土類元素の挙動について研究を行った。今年度は、西部北太平洋亜寒帯における植物プランクトンブルーム中の希土類元素の分別を解析した。生物起源粒子表面の有機物と希土類元素の錯生成により、除去過程を説明できることが明らかになった。3)植物プランクトンが利用する微量元素の形態親潮域の表層水を用いて5日間の船上培養実験を行い、黄砂エアロゾル標準粒子(CJ-2)と無機の硫酸鉄の生物利用能を比較した。現場植物プランクトンの増殖は、硫酸鉄添加により有意に促進され、特にChaetoceros属ケイ藻の応答が顕著であったが、黄砂エアロゾル標準粒子の添加に対する増殖応答は硫酸鉄添加区に比べて非常に小さかったことから、黄砂エアロゾル標準粒子から供給される鉄の生物利用能は硫酸鉄と比べてかなり低いと考えられる。今後、数週間スケールでの生物応答についても調べる予定である。黄砂標準試料を用いた溶解実験を行い、金属有機配位子が黄砂中の鉄の溶解に与える影響を調べた。10°C、24時間で溶解した黄砂中の鉄の量は、モデル配位子であるデスフェリオキサミン等を人工海水に添加した系と、無添加系の間で有意な差は認められず、また人工海水と西部北太平洋亜寒帯域表層より採取した天然濾過海水の間にも明瞭な違いがみられなかった。従って、海水中の金属有機配位子の存在が黄砂からの鉄の溶解を直ちに著しく促進する可能性はそれほど大きくないと考えられたが、海洋表層に降下した黄砂粒子は表層に数週間滞留するため、今後より長い時間スケールでの影響を把握する必要がある。南太平洋およびタスマン海の表層において、鉄、アルミニウム、マンガンの分布を調べ、その相違から微量金属元素の海洋表層への供給過程を検討した。アルミニウムの分布は大気を経由して輸送される鉱物粒子の降下量に対応しているが、マンガンの分布については、むしろ沿岸堆積物から水平輸送される過程が重要であることを示していた。鉄については、タスマン海では大気を経由した輸送過程が、南太平洋亜熱帯域では沿岸からの水平方向の輸送過程が重要であることが示唆された。海洋表層においては、微量金属元素分布の比較が、その輸送過程に関する知見を深める上で重要であることが明らかになった。東シナ海およびフィリピン海において、現場表層海水を用いた銅添加培養実験を実施し、植物プランクトンの増殖と銅有機配位子の生成に及ぼす影響を調べた。

東シナ海では銅添加の24時間後に、銅有機配位子濃度の上昇とシアノバクテリアおよび小型真核植物プランクトンの細胞密度の増加が観察されたことから、海洋表層への銅などの金属供給に対して、プランクトン群集は有機配位子生成などの応答を示し、表層水中における微量金属元素の化学的形態やその生物利用能を変化させ得ることが示唆された。黄砂が多く飛来する春季に沖縄辺戸岬、釧路、大槌、東京で大気降下物質を採取した。Total depositionfluxの平均値は、銅を除くすべての元素について辺戸岬で最も高かった。全濃度でみるとアルミニウムが最も高く、次いで鉄、チタンの順となった。全濃度に占める粒子態の割合は、アルミニウムと鉄に比べてチタンで低くなる傾向が認められ、アルミニウムと鉄については、試料のpHが高いほど粒子態の割合が高くなる傾向がみられた。亜鉛、カドミウム、鉛は、地殻中の濃度に対する濃縮率が高く、人為起源物質の影響を強く受けていることが示唆された。西部北太平洋亜寒帯域における大型粒子、コロイド粒子、溶存態の各種微量元素濃度の広域水平分布を明らかにするために、曳航式クリーン採水システムを用いた表面水の高密度サンプリングを実施した。また、海水中の微量金属元素の存在状態に関する基礎検討を行った。まず、海水中の鉄(II)を測定するため、ルミノール化学発光法を適用し、最適条件を検討した結果、50pMの検出限界を得た。この方法を琵琶湖において適用し、鉄(II)の鉛直分布を明らかにした。次に、海水中の亜鉛がどの程度有機錯体として存在するかを解明するため、配位子交換平衡-吸着カソーディックストリッピングボルタンメトリー法を用いて、亜鉛の錯化容量の測定法を検討した。春季に釧路等で採取した大気降下物質、洋上で採取した雨水およびエアロゾルを用いて、西部北太平洋亜寒帯の表層海水への添加培養実験を実施した結果、いずれも大型植物プランクトンの増殖を顕著に促進することが示され、植物プランクトン増殖量と溶存態鉄濃度の問に対応がみられた。また、人為起源物質由来の鉄は植物プランクトンによる利用能が高い可能性が考えられた。日本沿岸で採取した大気降下物質に含まれる微量元素の起源と溶解特性を調べた。Fe、Al、Tiなどが黄砂など地殻起源であったのに対し、Cu、Zn、Pb、Niは石炭・石油燃焼などに由来する人為起源の特徴を示し、Mn、Co、Cd、Thは人為起源物質が黄砂に付着するなどして地殻起源のものと一緒に輸送されてくると推察された。人為起源物質の影響を強く受けていると考えられる黄砂時以外の大気降下物質に含まれる微量金属元素は、黄砂時に比べて一般的に溶解し易く、Feの場合は溶存画分の割合が6%前後で、黄砂時の4倍程度高い溶解率を示すことが分かった。海水中の微量元素は様々な形態で存在するが、植物プランクトンに利用可能なFeと密接な関係があると考えられるFe(II)の分布と挙動を西部北太平洋亜寒帯域およびベーリング海において調べた。西部北太平洋亜寒帯域の表面水のFe(II)濃度は5-43pMと過表の報告値とほぼ同程度であった。Fe(II)は主に光還元で生成するが、その濃度と光量との明確な相関関係は見られず、20pM以上の濃度が12時間以上保たれていた。これは高緯度の低温環境下でFe(II)の酸化速度が遅くなるため考えられる。西部北太平洋から単離した珪藻株を用いて、大気降下物質に含まれる微量元素の生物利用能を比較検討した。珪藻の増殖速度は大気降下物質から溶け出した溶存Fe濃度と相関を示し、粒子態で残存するFeの大部分は植物プランクトンに利用されないと考えられた。