hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ES細胞の組織分化誘導による胎生期再生医学

本年度は、昨年度に引き続き、注入用ES細胞株としてenhanced-green fluorescent protein遺伝子導入ES細胞を用いた。子宮外発生法によりES細胞をマウス胚へ導入し、導入後の細胞の生着とその後の動態について検討した。昨年確立した手技・条件に従い、妊娠13日および16日のJcl:ICRマウス胎児、各腹につき4から6匹に、数十から数百個のES細胞を50-100μm径のガラスミクロピペットを用いて注入した。注入部位としては、昨年検討した前肢芽皮下、脳室、眼に限定して、さらに検討を進めた。導入後、子宮外発生法にて発生を継続させた後、妊娠18日に胎児を得た。細胞を注入した胎児の生存率は、昨年までと同様に高率であった。胎児を実体顕微鏡下にUV灯下で肉眼的に観察し、蛍光を確認できる個体を確認した。しかし、肉眼にて確認が困難な例も多く、さらに実験個体の切片を作成し、抗EGFP抗体を用いて免疫染色することが解析の過程に必要であることが確認された。注入時のマーカーを目印にして免疫染色を施すことにより導入ES細胞の各部での生着が確認された。ES細胞の生着は、注入個体のほぼ全例に認められ、導入手技そのものは再現性をもって使用可能であることが確認された。EGFP陽性細胞の光学顕微鏡下での純形態学的観察では、現在までのところ明確な分化を示す細胞は確認できていない。今後、分化マーカーによる導入ES細胞の分化の詳細な検討と、さらに導入時期の早期化や成長因子などとの同時注入実験などによる分化促進を試みる必要がある。本年度は、実験系の確立のため、注入用ES細胞株の選択と注入用の調整、マウス胎児へのガラスミクロピペットによる細胞注入、細胞の胎児内での生着の肉眼的および組織学的確認、の各段階における条件設定に関する実験を行った。まず導入する標識ES細胞として、数種類の細胞を検討した結果、初期計画したガラクトシダーゼ遺伝子ではなく、enhanced-green fluorescent protein遺伝子導入ES細胞を用いる系を採用することに決定した。胎児への導入については、当教室にて確立し、既に多くの実験を行っている子宮外発生法を、本実験用にピペット径など微調整して用いた。妊娠13日および16日のJcl : ICRマウス胎児、各腹につき4から6匹に、数十から数百個のES細胞を50-100μm径のガラスミクロピペットを用いて注入した。注入部位としては、まず導入後細胞の生着を確認しやすいと考えられた前肢芽の皮下を用い、その他にも予備的実験として、脳室、眼、耳胞、肺、などに注入を試みた。その後、子宮外発生法にて発生を継続させ、基本的に妊娠18日に胎児を得た。細胞を注入した胎児の生存率は、従来の同法を用いた実験と同様、基本的に極めて高率であった。現在さらに実験個体の切片を作成して、抗EGF抗体による免疫染色にて細胞の生着の頻度、細胞の形態学的特徴などを確認・観察する実験を進めている。
白色腐朽菌による環境ホルモン分解機構の解明及び汚染土壌完全浄化菌の育種

高活性リグニン分解菌Phanerochaetesordida YK-624株を用いて、環境ホルモンの一種であるビスフェノールA(BPA)の分解を試みた。リグニン分解酵素産生培地においてBPAを処理すると、BPAは酸化重合された。一方、リグニン分解酵素非産生培地でBPAを処理すると、主たる代謝産物としてBPAの水酸化物を与えた。また本反応にシトクロムP450が関与していることが予想された。また、BPA混入土壌(100μg/g)をマンガンペルオキシダーゼ高生産株で処理したところ、培養5日間にてBPAの約90%が消失した。高活性リグニン分解菌Phanerochaee Sordida YK-624株による環境ホルモン類分解機構を解明し、汚染土壌完全浄化菌の分子育種を行うため、本年度はP. sordida YK-624株によるビスフェノールA(BPA)の分解を行い、その際生成する分解産物の同定を試みた。リグニン分解が効率的に起こる培地においてBPAを処理すると、主に2種類の化合物が生成しており、これらを精製し、各種機器分析(ESI-MS, NMR)により構造決定を行ったところ、ともにBPAの二量体であった。なお、これら化合物はP. sordida YK-624株の産生するリグニン分解酵素でも生成することが判明した。つまり、BPAは菌体外にてリグニン分解酵素の作用により一電子酸化され、二量体化することが初発の反応と予想された。しかしながら、減少したBPAが定量的に二量体に変換されていないことから、これら二量体を合成し、さらに分解実験を行ったところ、これら二量体も即時に分解される事が判明した。現在、BPA二量体分解時に生成する化合物の同定をおこなっているが、少なくとも重合反応は起こっておらず、低分子化していることがESI-MS分析により示唆されている。また、P. sordida YK-624株によるBPA分解時に特異的に発現しているタンパク質を検出するため、二次元電気泳動による解析を行い、BPA分解時に特異的に発現しているタンパク質数種を検出した。現在、これらタンパク質の同定を進めている。そこでリグニン分解酵素非産生条件下にてBPAを処理したところ、十分なBPAの減少が認められ、主な代謝産物としてBPA水酸化物(水酸基の導入部位は未決定)が得られた。そこで、本反応がシトクロムP450に依存しているのかどうか確認するため、シトクロムP450阻害剤(ピペロニルブトキシド)を用いてBPA分解実験を行ったところ、BPAの分解が阻害されたことから、BPAの水酸化にはシトクロムP450が寄与していることが示唆された。(1)リグニン分解酵素非産生条件下におけるビスフェノールA(BPA)の分解昨年度までの結果より、リグニン分解酵素産生条件下においてBPAは白色腐朽菌Phanerochaete sordida YK-624株により酸化重合されることが判明している。そこで、BPAの完全分解を目指して、リグニン分解酵素非産生条件下においてBPAがどの様に代謝されるか検討した。ポテトデキストロース(PD)液体培地においてBPA(0.5mM)を処理したところ、7日間処理で約60%のBPAが除去された。本培養系よりBPA代謝産物を精製・単離し、ESI-TOF-MS及び各種NMR分析に供した結果、4-(2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl)benzene-1,2-diolであることが判明し、BPAが水酸化されることが確認された。そこで本水酸化反応にシトクロムP450が関与しているかどうか確認するため、PD液体培地におけるBPA処理に及ぼすピペロニルブチキシド(PB)の影響を検討した結果、1mMPBの添加でBPAの代謝が大きく阻害されることが判明した。よって、本菌によるBPAの水酸化反応にシトクロムP450が関与していることが示唆された。(2)模擬汚染土壌の浄化木粉培地にて高発現するタンパク質遺伝子プロモーターとマンガンペルオキシダーゼ遺伝子を連結した遺伝子を導入したBM-65株(P.sordid YK-624株由来)を用いて模擬汚染土壌の浄化を試みた。ブナ木粉培地にて前培養したBM-65株を、同量のBPA混入土壌(100μg/g)と混合し、30°Cにて5日間静置培養を行った。その後、培養系全体よりBPAを抽出し、HPLCにて定量を行ったところ、BPAの完全消失が確認された。
線維症疾患特異的マクロファージSatM前駆体の探索による分化系譜の改編

全てのマクロファージ・単球、樹状細胞はMacrophage Dendritic cell Progenitor (MDP)から発生することが報告されている。しかし、MDPを移植しても末梢に分化した線維化に関わる新しいマクロファージであるSatMは出現しなかった。そこで、MDPのさらに一段階前の前駆体であるGranulocyte Macrophage Progenitor(GMP)をマウスに移植しfate mappingを行ったところ、末梢に成熟したSatMが出現した。この結果から、SatMはマクロファージ・単球でありながら、GMPの下流にあるMDP以外の前駆体から分化することが明らかとなった。GMPの下流に存在するSatM前駆体を同定するために、再度、骨髄中のSatMが発現しているマーカーを検討した結果、これまでのマーカーに加えて、新しくC5aRやFceRIが発現していることが分かった。そこでこれらのマーカーにSatMを分離するための既存のマーカーであるM-CSFR、Ly6Cを使用して、lineageーckitーの分画を分けた所、更に複数に分けることができた。それぞれの分画に含まれる細胞の形態をメイギムザ染色にて調べたところ、lineageーckitーをC5aR+M-CSF1R+Ly6CーFceRI+の分画に存在している細胞集団の形態が、末梢のSatMと似ていることが分かった。さらに、電顕や電顕トモグラフィーを用いた解析からも、2核様の形を所持していることが分かった。そこでlineageーckitーC5aR+M-CSFR+Ly6CーFceRI+前駆体を移植し、再度fate mappingの実験を行ったところ、末梢にSatMを確認することができた。以上の事から、この細胞がSatMの前駆体であることがわかり、SatM Progenitor (SMP)と定義した。これまで考えられていたマクロファージの分化の系譜とは異なる経路でSatMが分化してきていることを明らかにした。さらに、この細胞はNfil6の影響を受けて分化することが分かっているが、末梢ではSatMは完全に消失しているので、その作用点はその前駆体にあると考えられる。野生型とNfil6欠損マウスから回収したGMPやMDPの遺伝子発現はパターンはほとんど変化がなかったが、Nfil6-/-SMPの遺伝子発現パターンは、野生型と著しく異なっていることが明らかとなった。さらにバイオインフォマティックス解析を行ったところ、Nfil6-/-SMPでは細胞死に関わるパスウェイがおかしくなっていることが明らかとなった。そこで、培養したSMPをFACSにて確認した所、Nfil6-/-SMPでは死細胞が野生型よりも増えていることが確認され、さらに、分化能を調べるためにコロニーアッセイを行ったところ、野生型SMPと異なりNfil6-/-SMPは増殖したコロニーの形成がおこらなかった。これらの結果から、SMPでNfil6が作用することによりSatMが分化し、その分化した細胞が線維化発症に必須であることがわかった。これらの研究を論文として報告することができた(Satoh T et al 2017 NATURE)今回の実験の中でこれまで考えられてきたマクロファージの分化の系図とは異なる経路により細胞が分化していることが明らかとなった。そこで、1細胞シークエンスを用いることにより、これまで1集団と考えられていた他の前駆体もより詳細に分けれる可能性があると考えている。例えば、これまでは一種類として考えられてきたGMPであるが、Ly6CとFceRIとを用いることにより、3つの集団に分けることができた。そこで、マクロファージの前駆体集団であるMDPやリンパ球の前駆体集団であるCLP等々の集団もヘテロな集団であるかどうかを含めて、詳細に解析していく予定である。また今回の実験やこれまでの研究により、発見されて以来1種類しかないと考えられてきたマクロファージであるが、実際には我々の体内には疾患ごとに対応した様々なタイプのマクロファージ"疾患特異的マクロファージ"が存在していることが考えられ、それらは前駆体の段階で異なっていることを明らかにした。これらのサブタイプはその疾患特異性の高さから、それぞれの疾患特異的な細胞を標的として創薬を行えば、副作用の少ない薬の開発につながることも期待される。そこで今後は、病気ごとの新しいマクロファージサブタイプの同定を行っていく予定である。また新しくそれらが同定された場合、その分化の系譜の研究を行う。マクロファージの前駆体であるMDPを移植しても、末梢でのSatMが得られなかった。一方で、その一つ上流の前駆体集団であるGMPを移植したところ、分化したSatMが末梢でも観察された。したがって、SatMはMDPを介さずにGMP依存的に分化していると考えた。そこで、GMPが更にいくつかのサブグループに分類するためにGMP中のサブグループの中でSatM前駆体を含む集団を分類するマーカーを探索した。その前駆体は骨髄中のSatMが発現しているマーカーと共通の物を一部発現しているという仮定の下、骨髄中のSatMのマーカーを網羅的に探索した結果、これまでのマーカーに加え更に、FceRIやC5aR等が得られた。そこでこれらのマーカーを用いてGMPを分類した所、3つの分画に分けることができた。その中でもFceRI+ly6C-GMPを生体内に戻してfate mappingを行ったところ、末梢にSatMが得られた。さらにそのGMPの下流でSatMの前駆体に当たる細胞を探索した所、linease-ckit-C5aR+FceRI+Ly6C-

CD115+で表される集団の形態が核が2核様になっており、末梢のSatMと似ていることが分かった。そこで、この集団を生体内に戻してfate mappingを行ったところ末梢にSatMが得られたことから、これがSatMの前駆体(SatM progenitor (SMP))であることが分かった。野生型及びNF-IL6-/-マウス由来のSMPの遺伝子発現を比較した所、KOではcell deathに関わるpathwayに異常があることがわかった。以上の事から、NF-IL6がSMPで機能することにより、SatMが分化し、そしてこの細胞が線維化に寄与することが分かった。これまでの実験は研究室にあるBD社製のFACS機器を使用していたために、一度に染色できる細胞表面マーカーの数が少なく、前駆体の様な生体内に非常に少ない割合でしか存在しない細胞集団の解析が難しかった。しかし、導入したサーモフィッシャー社のAttune NxTを用いた細胞の解析が可能になり、このため一度に解析できる細胞表面マーカーの数が2倍になり、解析が非常にしやすくなった。これまで1種類と考えられてきたGMPがさらに複数に分かれることが本研究から明らかとなった。さらに、その中でもSatMの前駆体が出現するGMPの亜集団が存在していること、また、GMPの下流にあるSMPがSatMの前駆体であることを明らかにした。NF-IL6-/-マウスでは末梢ではSatMが消失しているために、この分子の作用点は前駆体にあると推測していた。SMPでの網羅的な遺伝子発現パターンを解析した所、MDP、GMPではNF-IL6欠損下でも異常は見られなかったが、SMPでは野生型と比較してその発現パターンが著しく異なっていたことから、NF-IL6の作用点はSMPであることが明らかとなった。このように、これまでそれほど多くないと考えられていた末梢の免疫細胞やその前駆体は、現在考えられている以上に亜集団に分けられると考えられる。全てのマクロファージ・単球、樹状細胞はMacrophage Dendritic cell Progenitor (MDP)から発生することが報告されている。しかし、MDPを移植しても末梢に分化した線維化に関わる新しいマクロファージであるSatMは出現しなかった。そこで、MDPのさらに一段階前の前駆体であるGranulocyte Macrophage Progenitor(GMP)をマウスに移植しfate mappingを行ったところ、末梢に成熟したSatMが出現した。この結果から、SatMはマクロファージ・単球でありながら、GMPの下流にあるMDP以外の前駆体から分化することが明らかとなった。GMPの下流に存在するSatM前駆体を同定するために、再度、骨髄中のSatMが発現しているマーカーを検討した結果、これまでのマーカーに加えて、新しくC5aRやFceRIが発現していることが分かった。そこでこれらのマーカーにSatMを分離するための既存のマーカーであるM-CSFR、Ly6Cを使用して、lineageーckitーの分画を分けた所、更に複数に分けることができた。
X線光電子分光法における波長可変化

本プロジェクトでは実験室において軽元素から重元素まで測定可能な新規X線吸収分光装置の設計・開発を行った。まず、軽元素の測定を可能にするためにターボポンプおよびロータリーポンプを用いた真空系の整備を行った。これにより装置各部の真空度はX線発生室が10^<-5>Pa台、分光室及び試料室が10^<-4>Pa台の高真空に保たれる。X線発生のためのX線管球には開放型のX線管球を用いた。これは低エネルギー領域でのEXAFS(Extended X-ray Absorption Fine Structure)スペクトルの測定を行うには、X線管球から放出される連続X線成分を使用する必要がある。しかしながら通常の封入型X線管球では低エネルギー側の連続X線成分はベリリウム窓に吸収されてしまう。そこで、通常の封入型X線管球のベリリウム窓を除き、装置と連動して真空引きを行うことにより、低エネルギー側で所望するX線強度を得ることが出来た。次に、幅広いエネルギー領域においてX線の単色化を行うため、分光結晶の選択を行った。一部の分光結晶については既にあるものを用い、足りないエネルギー領域をカバーするために新規に分光結晶を購入し、装置に組み入れた。しかしながら本装置ではヨハン型湾曲分光結晶を使用しており、それは大変高価なものである。そこで、湾曲分光結晶製作法及びその曲率評価法の確立のために、平らな分光結晶を購入し製作および評価を行った。評価の結果、製作した分光結晶は所定の曲率を有していることが解った。計測系では、透過法、蛍光収量法及び全電子収量法の3種類のX線吸収スペクトル測定法に対応するため新たな計測モジュールを購入し、計測したデータについてパソコンとの高速データ通信を行えるようにした。これらの整備により、実験室系で3種の測定法を選択でき、軽元素から重元素までの測定が可能であるX線吸収分光装置の組み立てを完成した。得られた基礎的データより所望したスペックは達成されたものと思われる。測定対象化合物であるマンガンシッフ塩基錯体および関連化合物の電子状態をDV-Xα法分子軌道計算によって求め、理論X線光電子スペクトルと実測スペクトルの比校により評価した。本研究課題において中心となる新規X線分析装置の開発は、次の2つの部分より構成されている。一つは、X線光源の改良であり、もう一つはそれに対応したX線光路系ならびに検出器の設計てある。当初の計画では、X線光源の改良をまず行い、その後X線光路系ならびに検出器の設計組立、調整、測定、データ解析、議論と進める手順であった。最も重要である波長可変化を行うためには、X線光源を現在用いているMg/AlデュアルX線管球からもっと強力な新規光源に変更する必要がある。発注予定の理学電機株式会社の事情により新規X線管球の開発製造にはかなりの時間が必要なことが明らかになった。そこで手順を改め、本年度は波長可変用X線光路系ならびに検出器の設計組立、調整を行うこととした。これに必要な部品(真空ポンプ・制御および解析用コンピュータ・分光結晶など)の性能を定め、組立を試みた。部品の現状にあわせて装置設計を部分的に変更し、取り扱いの簡便さを考慮した。

X線光源および分光器の一部については、ひとまず大阪電気通信大学所有の部品を転用して装置組立を完成させた。この設計変更により、他の部品を高性能化することができた。現在、基準物質による本装置の性能評価を行っている。来年度は、X線光源を本来の目的にあった性能を有するものに変更し、基準物質だけではなく、特異な配位構造や性質を有する金属錯体のスペクトルを測定する。分子軌道計算を用いたそれらの理論的解釈を進め、新規X線分析法の特徴を明らかにしたいと考えている。本プロジェクトでは実験室において軽元素から重元素まで測定可能な新規X線吸収分光装置の設計・開発を行った。まず、軽元素の測定を可能にするためにターボポンプ及びロータリーポンプを用いた真空系の整備を行った。これにより装置各部の真空度はX線発生室が10^<-5>Pa台、分光室及び試料室が10^<-4>Pa台の高真空に保たれる。X線発生のためのX線管球には開放型のX線管球を用いた。これは低エネルギー領域でのEXAFS(Extended X-ray Absorption Fine Structure)スペクトルの測定を行うには、X線管球から放出される連続X線成分を使用する必要がある。しかしながら通常の封入型X線管球では低エネルギー側の連続X線成分はベリリウム窓に吸収されてしまう。そこで、通常の封入型X線管球のべリリウム窓を除き、装置と連動して真空引きを行うことにより、低エネルギー側で所望するX線強度を得ることが出来た。次に、幅広いエネルギー領域においてX線の単色化を行うため、分光結晶の選択を行った。一部の分光結晶については既にあるものを用い、足りないエネルギー領域をカバーするために新規に分光結晶を購入し、装置に組み入れた。しかしながら本装置ではヨハン型湾曲分光結晶を使用しており、それは大変高価なものである。そこで、湾曲分光結晶製作法及びその曲率評価法の確立のために、平らな分光結晶を購入し製作及び評価を行った。評価の結果、製作した分光結晶は所定の曲率を有していることが解った。計測系では、透過法、蛍光収量法及び全電子収量法の3種類のX線吸収スペクトル測定法に対応するため新たな計測モジュールを購入し、計測したデータについてパソコンとの高速データ通信を行えるようにした。これらの整備により、実験室系で3種の測定法を選択でき、軽元素から重元素までの測定が可能であるX線吸収分光装置の組み立てを完成した。得られた基礎的データより所望したスペックは達成されたものと思われる。
嚥下困難者用介護食のテクスチャーデザインの基礎としての食品物性論的研究

味覚が類似し、テクスチャーの異なるゲルを用いて,国の「えん下困難者用食品」の基準中の方法に基づいた2-バイトTPA(Texture Profile Analysis)試験を行った。得られたTPA曲線から,3つのパラメータ「硬さ」、「付着性」、「凝集性」を求めた。また,超音波パルスドプラー法により、咽頭部通過時の食物の流速を測定した。また、ゲルの嚥下音測定を行った。試料の嚥下音波形から、喉頭蓋閉鎖に関わる時間t1、食塊流動時間t2、喉頭蓋開口に関わる時間t3が求められた。試料濃度の増加に伴い、t2は減少した。「硬さ」や食塊の見かけの粘度が大きい試料ほど、t2の値は減少する傾向がみられた。近年、社会の高齢化に伴い、誤嚥を起こす高齢者が増加しており、誤嚥に起因する誤嚥性肺炎は大きな問題となっており、増粘剤(トロミ剤)やゲル化剤を用いた介護食の開発が行われている。介護食の飲みやすさの評価は、一般に、TPA試験(Texture Profile Analysis)から求められるパラメータである「かたさ」(hardness)、「付着性」(adhesiveness)、「凝集性」(cohesiveness)である。この付着性が“べたつき"の尺度、凝集性が“まとまりやすさ"の尺度とされる。しかし、TPA試験から求められるパラメータがヒトの口腔内における食物・食塊の挙動とどの程度関連があるかの根拠は明らかでない。本研究では、各種液体、物理ゲルなどの食品モデル、市販の介護食やトロミ剤などについて、動的粘弾性、粘度、テクスチャー(TPA)などの機器測定、超音波パルスドプラー法を用いた咽頭部での流速測定を行う。それらの結果に、食品物性論的、食品物理化学・工学的考察を加え、嚥下困難者用介護食のテクスチャーデザインに定量的指針を与えることを目指す。本年度は、味覚が類似し、テクスチャーの異なるゲルを用いて、国の「えん下困難者用食品」の基準中の方法に基づいたTPA試験を行った。得られたTPA曲線から、3つのパラメータ「硬さ」、「付着性」、「凝集性」を求めた。また、同一のゲルを用いて、超音波パルスドプラー法により、咽頭部通過時の食物の流速を測定した。3つのパラメータの中では「硬さ」が、誤嚥リスクを予測しうると報告がある咽頭部最大流速Vmaxとの相関が最も高かった。試料濃度の増加に伴って、「硬さ」と咀嚼物粘度は共に増加したので、このことが「硬さ」とVmaxが相関する理由と考えられた。「硬さ」の値が数千N/m2以上では、Vmaxの値が誤嚥しにくいとされるヨーグルト程度となり、誤嚥の危険性がかなり低減することが示された。一方、「凝集性」は、咽頭部流速分布との相関が見られなかった。近年、社会の高齢化に伴い、誤嚥を起こす高齢者が増加しており、誤嚥に起因する誤嚥性肺炎は大きな問題となっており増粘剤(トロミ剤)やゲル化剤を用いた介護食の開発が行われている。介護食の飲みやすさの、評価は、一般に、TPA試験(Texture Profile Analysis)から求められるパラメータである「かたさ」(hardness)、「付着性(adhesiveness)、「凝集性」(cohesiveness)である。本年度は、多糖類ゲルを用いて、味覚は類似しているが、テクスチャーが大きく異なるゲルを調製し、TPA試験から求められるパラメータの中では「硬さ」が咽頭部最大流速との相関が最も高いことを明らかにした。また、咀嚼物粘度と咽頭部流速に相関が高いことが示された。さらに、簡便に嚥下過程のモニタリング手段として期待される嚥下音の測定を行い、求められる嚥下時間と咽頭部流速との関係についても検討を行った。その結果、食塊流動時間t2と咽頭部最大流速とに高い相関があることが見出された。近年,食物の嚥下の際に食塊が気管の方へいく誤嚥を起こす高齢者が増加しており,そうした嚥下困難者のための介護食の重要性が高まっている。申請者はこれまで,誤嚥と密接に関係すると思われるヒトの咽頭部における食塊の流速分布を人体に無害な超音波診断装置によるパルスドプラー法によって測定することを可能にしてきた。本研究では,食品物性論,食品物理化学および食品工学的視点から,嚥下困難者用介護食の物性と咽頭部における食塊の流速や流動時間との関係について検討し,嚥下困難者用介護食のテクスチャーデザインにおける指針を与えることを目的とする。

本年度は,嚥下に関する簡便な生体計測法である嚥下測定を行い,食品物性と嚥下時間との関係について検討を行った。試料としては,増粘剤,ゲル化剤,誤嚥しやすい水,誤嚥しにくいとされるヨーグルトを用いた。嚥下音測定は,咽頭マイクを喉に取り付け,試料を嚥下した際の音をICレコーダーで録音した。得られた波形データを, LabVIEWプログラムを用いて解析し,嚥下時間を求めた。嚥下音の波形は喉頭蓋閉鎖に関わる時間t1,食塊流動時間t2,喉頭蓋開口に関わる時間t3の3つの部位に分けられた。t1およびt3の値は,試料や嚥下量によらず,ほぼ一定であった。t2の値は水の方がヨーグルトより大きく,増粘剤溶液に関しては濃度増加に伴い減少してヨーグルトの値に近づいた。また,試料の嚥下量の増加に伴いt2の値は増加した。t2をずり速度25s-1における粘度に対してプロットすると,流動特性の異なる試料でも一本の曲線で整理できた。またゲル化剤に関して,t2は,申請者らがこれまで,誤嚥の危険性の指標になりうると報告してきた咽頭部最大流速と高い相関がみられた。以上から,食塊流動時間t2は嚥下特性の簡便な評価の尺度になりうることが示された。味覚が類似し、テクスチャーの異なるゲルを用いて,国の「えん下困難者用食品」の基準中の方法に基づいた2-バイトTPA(Texture Profile Analysis)試験を行った。得られたTPA曲線から,3つのパラメータ「硬さ」、「付着性」、「凝集性」を求めた。また,超音波パルスドプラー法により、咽頭部通過時の食物の流速を測定した。また、ゲルの嚥下音測定を行った。試料の嚥下音波形から、喉頭蓋閉鎖に関わる時間t1、食塊流動時間t2、喉頭蓋開口に関わる時間t3が求められた。試料濃度の増加に伴い、t2は減少した。「硬さ」や食塊の見かけの粘度が大きい試料ほど、t2の値は減少する傾向がみられた。本研究においては、(1) TPAの測定条件についての検討、(2)食品の物性・テクスチャーと咽頭部での食塊の流速との関係についての検討、(3)嚥下困難者用の介護食の物性指標に対しての提言の3つが柱となっている。本年度は、多糖類ゲルを用いて、味覚は類似しているが、テクスチャーが大きく異なるゲルを調製し、上述のように、TPA試験から求められるパラメータの中では「硬さ」が咽頭部最大流速との相関が最も高いことを明らかにしたことは大きな成果と考えられる。また、咀嚼物粘度と咽頭部流速に相関が高いことが示されたことも、昨年、別のゲルで確認されたことではあるが、成果の一つといえる。嚥下音測定についても、まだ予備実験の段階ではあるが、順調に進んでいる。食品工学25年度、26年度にTPA測定を行ったゲルに関して、レオロジー的観点から明確な物性値である動的粘弾性測定を行い,どの物性が咽頭部流速との関連が深いかについての検討を行う。また、「えんげ困難者食品」、「ユニバーサルデザインフード」など、市販されている嚥下困難者用介護食から、性状(ゲル、ゾル、不均質性など)の異なる食品を無作為に選んで、物性測定や咽頭部流速測定を行い、現行の基準の妥当性について検討し、物性基準についての提言を行う。さらに、嚥下音測定についても、詳細に検討を進める予定である。本研究においては、(1)TPAの測定条件についての検討、(2)食品の物性・テクスチャーと咽頭部での食塊の流速との関係についての検討、(3)嚥下困難者用の介護食の物性指標に対しての提言の3つが柱となっている。
抗体レパトア解析を用いた新たなワクチン有効性評価手法の開発

本研究では「経鼻および注射型不活化インフルエンザワクチンの2種類のワクチンの接種により誘導された抗体集団が異なる」という作業仮説に基づき、抗体機能および抗体遺伝子の両面からのアプローチにより、経鼻ワクチンおよび注射型ワクチンにより誘導された抗体集団(レパトア)を明らかにする。ワクチン接種者由来抗体のモノクローナルレベルでの抗体機能評価及び遺伝子解析に構築される抗体機能と遺伝子的特徴とが紐づけされたデータセットと、次世代シークエンスにより得られる網羅的な抗体遺伝子レパトア解析結果から網羅的かつ定量的な抗体機能データを作製し、二種類のワクチン接種により形成される抗体レパトアの評価・比較を行う。
凍結保存歯の歯根膜細胞は高い増殖能を維持できるか

歯の移植には健全な移植歯と移植床が同時に存在する必要があり、適応症が制限されるため、私たちは凍結保存歯の移植を検討し、これまでの研究において凍結保存歯の歯周組織が再生可能であることを明らかにしてきたが、歯周組織再生の遅延や緩慢な置換性歯根吸収がみられることがある。そこで凍結保存歯の歯根膜細胞の高い増殖能を長期間維持する凍結保存方法を検討した。4週齢雄性Wisterラットの大臼歯をプログラムフリーザーによる緩速凍結法、過冷却急速凍結法を用いて凍結し、一定期間凍結保存した後急速解凍して歯根膜細胞を分離、培養して増殖能を調べたところ、過冷却急速凍結群の増殖能が若干高いものの有意差はみられなかった。(1)凍結保存移植歯の作製と歯根膜細胞の培養1)凍結保存歯の作製:4週齢雄性ラットを用いた。どの操作もセボフルレンで麻酔導入後、抱水クロラールを腹腔内投与して麻酔を施し、十分に徐痛が得られた状態で行った。上顎第一、第二臼歯を抜歯後、培養細胞用凍結保存液による緩慢凍結法、ガラス化急速凍結法を用いて凍結し、-80°Cのディープフリーザおよび液体窒素でそれぞれ凍結保存を開始した。対照群には凍結しない上顎第一、第二臼歯を用いた。2)歯根膜細胞の培養(凍結保存歯群、非凍結保存歯群):凍結保存1、3か月間の凍結保存歯および凍結していない歯の歯根膜をTemmerman L (Cell Tissue Bank 2008)、Oh YH (Cyrobiol 2005)らの手法に準じて採取、歯根膜細胞を培養した。すなわち、歯根膜を歯根上方1/31/4部からNo.15メスで切離して、24 wellの培養ディッシュに培地(Opti-MEM培地: 1%ペニシリン/ストレプトマイシン、5%FCS含有)を入れ、expansion techniqueで培養した。基本的に2回目の継代時に獲得した細胞を実験に用いた。非凍結保存歯の歯根膜細胞は培養して増殖させたあと通法通り凍結保存した。(2)凍結保存歯の歯根膜細胞の増殖能の分析コロニー形成能の評価:(1)の2)で獲得した歯根膜細胞をTypeIVコラーゲン処理した100mmディッシュに1000個/で播種し、細胞の染色を行い12日目のコロニー数と細胞数を計測した。細胞寿命の評価:連続継代培養を細胞増殖が止まるまで行い、細胞寿命(population doubling)を計測した。緩慢凍結法、ガラス化法急速凍結法で凍結保存した歯の歯根膜細胞の増殖能は非凍結保存群と比較してほぼ同程度であった。歯の移植は有用な治療法であるが、健全な移植歯と移植床が同時に存在する必要があり、適応症が制限される。これまで凍結保存歯の移植を検討し、凍結保存歯の歯周組織が再生可能であることを明らかにしてきたが、ときに歯周組織再生の遅延や緩慢な置換性歯根吸収がみられることがある。本研究は凍結保存歯の歯根膜幹細胞を維持し、歯根膜細胞のアポトーシスを防ぐための凍結操作や保存液などの保存環境について検討し、歯根膜幹細胞の高い増殖活性能を長期間維持する凍結保存方法を確立することを目的としている。(1)歯の凍結保存と歯根膜細胞の培養の継続1)4週齢雄性ラットから上顎第一、第二臼歯を抜歯し、プログラムフリーザによる緩速凍結法、過冷却急速凍結法を用いて凍結し、-80°Cのディープフリーザおよび液体窒素でそれぞれ凍結保存を開始した。培養細胞用凍結保存液による緩慢凍結法、ガラス化法急速凍結法によって前年度凍結した歯はそのまま凍結保存を継続した。2)実験群としてプログラムフリーザによる緩速凍結法、過冷却急速凍結法で凍結した1、3か月間凍結保存歯、培養細胞用凍結保存液による緩慢凍結法、ガラス化法急速凍結法で凍結した6、9、12か月間凍結保存歯、対照群として凍結していない歯の歯根膜をそれぞれ歯根上方1/31/4部から切離して培養した。実験には2回目の継代時に獲得した細胞を用いた。(2)凍結保存歯の歯根膜細胞の増殖能の分析(1)の2)で獲得した歯根膜細胞をTypeIVコラーゲン処理した100mmディッシュに1000個/で播種し、細胞の染色を行い12日目のコロニー数と細胞数を計測した。連続継代培養を細胞増殖が止まるまで行い、細胞寿命(population doubling)を計測した。凍結保存群の歯根膜細胞の増殖能は非凍結保存群と比較すると低下していたが、凍結保存群間においては有意な差はみられなかった。間葉系幹細胞を低酸素状態で培養すると骨細胞への分化が亢進するという報告がある。そこで凍結保存歯を移植した際の歯根膜細胞による歯周組織再生能を促進するために、歯根膜幹細胞に対して骨分化誘導と低酸素処理を行い、その有効性を検討した。4週齢雄性ラットの上下顎から臼歯を抜去して歯根膜由来細胞を分離し、間葉系幹細胞としての特性を確認するために間葉系幹細胞マーカー、陰性マーカーについてのフローサイトメトリー解析を行ったところ、間葉系幹細胞マーカーは90%以上で発現しており、陰性マーカーの発現率は1%未満であった。

歯根膜幹細胞に対して低酸素処理を骨分化誘導と同時、骨分化誘導前、骨分化誘導後に行い、骨分化の指標としてRunx2、血管新生の指標としてVegfa、細胞誘導の指標としてCxcl12を使用し、定量的RT-PCR法でそれぞれの遺伝子発現量を計測した。低酸素処理を骨分化誘導と同時に行うとVegfaの発現は上昇したがRunx2の発現は低下した。低酸素処理を骨分化誘導前に行うとVegfaの発現は低下しRunx2の発現には変化がみられなかった。低酸素処理を骨分化誘導後に行うとVegfaの発現が上昇し、in vitroでの石灰化形成が骨分化誘導のみを行った群と比較して有意に亢進していた。低酸素処理の有無に関わらず骨分化誘導によりCxcl12の発現は低下した。以上により低酸素処理を骨分化誘導後に行うことで歯根膜幹細胞による骨を主体とする歯周組織の再生を促進する可能性が示唆された。歯の移植には健全な移植歯と移植床が同時に存在する必要があり、適応症が制限されるため、私たちは凍結保存歯の移植を検討し、これまでの研究において凍結保存歯の歯周組織が再生可能であることを明らかにしてきたが、歯周組織再生の遅延や緩慢な置換性歯根吸収がみられることがある。そこで凍結保存歯の歯根膜細胞の高い増殖能を長期間維持する凍結保存方法を検討した。4週齢雄性Wisterラットの大臼歯をプログラムフリーザーによる緩速凍結法、過冷却急速凍結法を用いて凍結し、一定期間凍結保存した後急速解凍して歯根膜細胞を分離、培養して増殖能を調べたところ、過冷却急速凍結群の増殖能が若干高いものの有意差はみられなかった。プログラムフリーザによる緩速凍結法、過冷却急速凍結法による凍結保存を開始したが、凍結期間がまだ1、3か月と短く、長期の凍結保存はこれからである。したがって、凍結保存歯の歯根膜細胞の増殖能の分析はまだ途中である。TUNEL法によるアポトーシス細胞の検出、歯根膜幹細胞の分布についての免疫組織化学的、酵素組織化学的検索を行うために順次標本を作製しているが、検索は途中である。また一時歯根膜細胞がこれまで通り育たなくなり、対照群の非凍結保存歯の歯根膜細胞の増殖能も低下した。口腔外科学まず非凍結保存歯の歯根膜細胞で培養条件を再度確認し、以前と同等に細胞が増殖する環境を整える。そしてプログラムフリーザによる緩速凍結法、過冷却急速凍結法を用いた凍結保存歯を6、9、12か月目にそれぞれ歯根膜細胞を採取して細胞増殖能を分析していくとともに、免疫組織化学的、酵素組織化学的検索のための組織標本を作製していく。培養細胞用凍結保存液による緩慢凍結法、ガラス化法急速凍結法を用いた凍結保存歯は24か月目に歯根膜細胞を採取して細胞増殖能を分析し、免疫組織化学的、酵素組織化学的検索のための組織標本を作製する。並行してアポトーシス細胞の検出、歯根膜幹細胞の分布の検索を進めていく。凍結保存歯の作製において培養細胞用凍結保存液による緩慢凍結法、ガラス化法急速凍結法による保存はおこなったものの、プログラムフリーザによる緩速凍結法、過冷却急速凍結法による凍結保存はこれからである。また凍結保存歯の歯根膜細胞の増殖能の分析までおこなったものの、TUNEL法によるアポトーシス細胞の検出、歯根膜幹細胞の分布についての免疫組織化学的、酵素組織化学的検索が途中である。実験用動物の飼育期間が短くなり、飼育費としての支出が予定より少なかったため。今後はラットの上顎第一、第二臼歯をプログラム
心血管系細胞におけるサイトカインの発現と病態への関与

研究成果の概要平成6年8年の3年間,文部省より科学研究費補助金(一般研究C)を受け,以下のような新知見を発表した。1.ラット胸部大動脈輪状標本を用いた生理学的手法、および、ラット培養血管平滑筋細胞を用いた生化学的手法にて各種炎症性サイトカインの作用を検討し、血管収縮反応の抑制に、IL-lβにおいては一酸化窒素(NO)-cGMPが、IL-6ではprostacyclin-cAMP系がそれぞれ関与することを明らかにした。また、IL-1βにおけるNO-cGMPの産生を誘導型NO合成酵素(iNOS)mRNAの発現のレベルで検討し、チロシンキナーゼが深く関わっていることを明らかにした。一方、IL-2およびIL-8は、共に影響を与えなかった。2.ラット培養心筋細胞および線維芽細胞におけるNO-cGMPの産生とiNOS mRNAおよびその蛋白の発現に対する各種サイトカイン(IL-1β,IL-2,IL-6,IL-8,TNF-α,TGF-β)の作用、さらに心筋細胞の収縮能をoptical-videoシステムにより検討し,IL-1βは心筋細胞におけるiNOS mRNAの発現を介してその収縮能に影響し、一方、線維芽細胞においてはその作用は認められなかった。3.IL-lβのNO産生におけるエイコサノイド代謝系、特に、リポキシゲナーゼ代謝系の関与についてラット培養血管平滑筋細胞を用いてiNOS mRNAの発現のレベルで検討しところ、IL-lβはNOおよびエイコサノイド両代謝系を亢進し、さらに5-リポキシゲナーゼ代謝産物であるLTD4が平滑筋細胞からのIL-lβによるNO産生をiNOS遺伝子の転写以降のレベルで修飾することを明らかにした。今後の研究課題として,サイトカインが受容体に結合後の細胞内シグナル伝達経路の解明と血管系細胞に対するサイトカインの生物学的作用が実際の臨床でどのような意義を持つかなどを明らかにしていく予定である。平成6年度に予定していた研究計画は、ほぼ達成でき、十分な成果を得ることが出来た.すなわち、(3)ラット培養心筋細胞およびメサンジウム細胞において、IL-1βは、NOおよびcGMPの産生を増強し、TGF-βはこの作用を阻害することを報告した(Life Sciences 55,1101-1108,1994 & Cyotokine 6;602-607,1994).3年継続研究の最終年にあたる本年度において予定していた研究計画はほぼ達成でき、以下のような新たな知見を発表した。(1)IL-1βによるNO産生におけるエイコサノイド代謝系、特に、リポキシゲナーゼ代謝系の関与についてラット培養血管平滑筋細胞を用いてiNOSmRNAの発現のレベルで検討しところ、IL-1βは、NOおよびエイコサノイド両代謝系を亢進し、特に、5-リポキシゲナーゼ代謝産物であるLTD4が平滑筋細胞からのIL-1βによるNO産生をiNOS遺伝子の転写以降のレベルで修飾することを明らかにした。(第60回日本循環器学会学術集会、大阪、1996)(2)ラット大動脈輪状標本を用いた生理学的手法、および、ラット培養血管平滑筋細胞を用いた生化学的手法にて各種炎症性サイトカイン(IL-1β,IL-2,IL-6,IL-8)の作用を検討し、IL-1βにおいてはNO-cGMPが関与し、IL-6ではprostacyclin-cAMP系が関与することを明らかにした。一方、IL-2およびIL-8単独では、共に影響を与えなかった。(第2回血管研究会、東京、1996)

(3)臨床例におけるサイトカインの病態生理学的役割についてのパイロットスタデイとして、各種心不全患者における血液中の各種炎症性サイトカイン濃度(TNFα,IL-1β,IL-2,IL-6)を測定したところ、それらの濃度と心不全の臨床的重症度とは相関しなかった。なお、感染症が心不全の増悪因子として影響を及ぼす例では炎症性サイトカインの内TNFα上昇が観察された。
光反射分光法によるタングステン表面吸着系の電子状態の研究

本研究の目的はブルースター角付近の二つの入射角でp偏光反射率の変化を測定して、表面に平行な電場に対する表面層の複素誘電率変化Δε_t=Δε_<1t>-iΔε_<2t>を決定し,Δε_<2t>から吸着によって誘起或いは抑制される表面の電子状態について知見を得ることである。まず,1024チャンネルのダブルフォトダイオードアレイを用いてリアルタイムで吸着過程の反射スペクトル変化を測定する系を構築した.これにより,可視領域(1000-400nm)では分解能2.4nmで0.2s程度,紫外領域(400-210nm)では分解能6nmで2S程度の露光でも,0.1%の反射率変化を測定できるようになった。W(100)の酸素吸着過程では,露出量と共に変化するΔε_<2t>スペクトルが測定された.0.5MLの被覆率において,光電子分光,逆光電子分光の結果から測定された抑制或いは誘記される電子状態に良く対応する結果が得られた.表面電子状態の異方性を検出するためには,当初の計画を変更してW(112)の酸素吸着系を用いた.W(100)の酸素吸着系とは異なるΔε_<2t>スペクトルが得られ,面方位によって表面電子状態が異なることが示された。しかし、回転型ホルダーで試料を清浄化することに成功しなかったので,W(112)面で異方性を検出するには至らなかった.W(112)の酸素吸着系では電子分光の結果が得られていないので,詳細な議論をするために現在バンド計算をおこなっている.本研究で使用した光反射分光法を用いれば,吸着過程における表面電子状態の推移がリアルタイムで明確に捕らえられるので,今後様々な表面吸着系の研究への適用が期待される。
黄砂発生源における地表面過程の研究-黄砂抑制政策への反映を目的として-

ダストの発生源であるモンゴル・中国の乾燥地域において,ダスト発生モニタリングに関する観測ステーションを設置し,春季における黄砂の発生と地表面の状態の関係に関するデータを得ることに成功した。その結果,黄砂の発生に対する植生(特に枯れ草)や土壌水分の効果が観測によって明らかにされるとともに,ダストの発生と地表面状態の関係について定式化し,黄砂被害の軽減資料として役立つ「黄砂ハザードマップ」の試作品を公表した。黄砂の発生自体を抑制するための提言の根拠となるレベルでの砂漠化地域における砂塵の舞い上がりと地表面状態の関係に関する研究を行うことを目的とする。黄砂発生源の中でも特に砂塵嵐の激しい、中国の荒漠草原地域(甘粛省・張掖市)およびモンゴルの自然植生(草原)地域(BayanUnjuul)を観測対象地域とし、研究を行う。研究の主な目的は以下の2点である。(1)砂塵(ダスト)の舞い上がりと地表面状態、特に植生被覆や土壌水分との関係を現場観測から得る。(2)観測によって得られた「点の地表面過程の情報」を面的に広げるためのリモートセンシング手法、すなわち黄砂発生源における地表面状況を独自にモニタリング(黄砂発生ホットスポットの特定)するためのプロダクトを開発する。1.ダストの発生源であるモンゴルの半乾燥地域において,ダスト発生モニタリングに関する機材を設置し,発生期間における観測データを得ることに成功した。植被率が7%(ここでは枯れ草)程度と低いにも関わらず,飛砂の臨界風速に対する効果は高く,植生のダスト発生に対する影響が大きいことが示唆された。つまり,枯れ草による物理的な飛砂防止効果が存在することが明らかになった。2.中国黄土高原を対象に,ダストの発生頻度(WMOによる世界気象観測報)と植被率(衛星データから算定),表層土壌水分(数値シミュレーションモデルから算定)との関係を検討した。その結果,植被率が18%,比体積含水率が0.2を超えるとダストの発生が抑えられることを明らかにした。3.地表面湿潤度の診断法として,衛星データと気象データを併用した新たなプロダクトを提示した、具体的にはこれまでの衛星による昼夜地表面温度差に熱収支モデルで計算した地表面温度を同化した指標であり,流域の土壌水分や蒸発散量の空間分布を細かなグリッドでモニタリングすることが可能になった。4.中国科学院・寒区旱区環境工程研究所において本科学研究費の研究に関する講演および調連研究者との共同研究に関するミーティングを行った。ダスト発生に関する地表面過程のモニタリングの重要性をカウンターパートに理解させ,来年度の10月に中国蘭州省の河西回廓にダスト発生モニタリングに関する機材を設置することを取り決めた。1. 2010年3月、中国甘粛省張掖市の荒漠草原にダスト発生モニタリングシステムを設置した。設置は中国科学院・寒区旱区環境工学研究藩の協力のもとで行われた。観測サイトは年降水量が150mmの半乾燥地帯であり、「河西回廊」と呼ばれるダスト発生源である。植被率は1020%であり、植生量とダストの発生の関係を探るうえで、興味深い場所であることが示唆された。2.ダストの発生と植被率の関係について定式化し、黄砂発生源である北東アジアにおける黄砂リスクの評価、黄砂被害の軽減および現場における砂漠化防止事業の基礎資料として役立っ「黄砂ハザードマップ」の試作品を公表した。3.ダスト発生時期における土壌表層の土壌水分をモニタリングするための指標を提示した。これは、衛星による地表面温度と熱収支モデルで計算された地表面温度を同化したものであり、モンゴルおよび中国黄土高原における黄砂発生時期の表層土壌水分を観測誤差の範囲内で再現することができた。4. MODIS衛星による昼夜地表面温度と熱収支モデルで計算された昼夜地表面温度を同化した指標NTDI(Normalized Temperature Difference Index)を用い、中国黄土高原における100km×100kmの地表面湿潤度の空間分布を作成した。NTDIは、従来よく用いられている正規化植生指標(NDVI)と比較して、土地被覆(水域、灌漑農地、天水農地、自然草地、裸地)による地表面湿潤度の違いを明確に表しており、地表面湿潤度のモニタリング方法として有効な指標であることが示唆された。1.モンゴル半乾燥地草原における2008年と2009年の現場観測データを用い、サルテーションの発生に対する植生(そのほとんどが枯れ草)の影響について解析を行った。植被率が約8%の2008年に対し、植被率が約19%の2009年はサルテーションの発生量が約500分の1と大幅に少なくなった。サルテーションの初動に対する臨界風速に関しても、2009年の方が大きな値となった。また、植生は粒径が130500μmの範囲の粒子を選択的にトラップしており、黄砂(ダスト)の発生に対して植生は効果的な抑止力を持つことが明らかとなった。2.黄砂の発生源である中国陜西省神木県六道溝

流域の自然草地において、2005年から2007年までの生長期における植生バイオマスに対する降水量や土壌水分の影響について検討した。根圏の土壌水分は降雨強度が大きいときに高く維持されており、バイオマスは総降水量よりもむしろ土壌水分と直接関係があることが示唆された。バイオマスのピーク値は7月から8月にかけての集中的な雨に強く影響された。地表面温度を用いた湿潤度指標の値を日々積算した総湿潤度とバイオマスとの相関は高く、総湿潤度が総土壌水分減少量の代替値に成り得ることが示唆された。本研究で得られたような植生の気候値に対するダイレクトな反応がこれからの黄土高原における黄砂抑制対策に活かされる必要があることを提示した。3.中国甘粛省張掖市の荒漠草原に設置されたダスト発生モニタリングシステムを用い、引き続き気象要素、土壌水分、ダスト濃度、サルテーション数の観測を行った。4.砂の物理的な挙動を明らかにするため、鳥取砂丘内にモニタリングシステムを設置した。具体的には、サルテーションの発生に対する土壌水分の影響を詳細に解明するのが目的である。1.北東アジア地域の北緯3545°・東経100115°を黄砂発生源のターゲットエリアと位置づけ,19932002年の10年間を対象に,春季(35月)におけるエリア内の砂塵嵐発生回数(DSF)と日本で観測される黄砂現象(YSP)との比較を行った。YSPはエリア内のDSFとの相関が高く,本研究で定義したエリア内の砂塵嵐が日本の黄砂現象に与える影響が大きいことが示された。DSFは7m/s以上と定義される強風の頻度と相関が高くなったが,エリア内の積雪および裸地の被覆率との間にも有意な相関が認められた。すなわち,エリア内における積雪の被覆率が大きくなるとDSFは減少し,裸地の被覆率が大きくなるとDSFは増加することが明らかとなった。2.サルテーションの発生に対する土壌水分の影響を詳細に解明するため,鳥取砂丘内にモニタリングシステムを設置した。その結果,日積算サルテーション数は,積算風力エネルギーの増加に伴い増加する傾向を示した。しかしながら,土壌水分がサルテーションの発生を抑制する効果を持っており,体積含水率が4%より小さいときは臨界風速(サルテーションが発生し始める風速)が4m/s前後,4%以上では臨界風速が急激に大きくなることが明らかとなった。3.中国甘粛省・張液市の荒漠草原(砂漠化指標植物が大半を占める)において気象要素,ダスト濃度,サルテーション数の観測を行い,ダストやサルテーションの発生の特徴および植生がそれらの発生に与える影響について解析を行った。その結果,20%の被覆率を持つ植生は104500μmの範囲の土壌粒子を効率的に補足しており,臨界風速も大きくなることが明らかとなった。
量子コホモロジーとミラー対称性の研究

まず,報告者の一般ミラー変換(generalized mirror transformation)に関する論文を大幅に改訂し,より一般の枠組みで一般ミラー変換が定式化できるように改良した.この論文は次年度に出版予定である.量子K理論の差分加群構造の今後の研究において,改訂で行った作業が役に立つと期待している.次に,量子コホモロジーにおける整構造・実構造の研究を行った.この研究はCoates・Corti・Tseng氏と共同で行ってきた量子コホモロジーの大域的な性質を調べる研究と密接にかかわっている.量子コホモロジーは一般には多次元の変形パラメータqを持つ可換環であるが,さらに量子コホモロジーは平坦接続を持ち,パラメータqの空間上にあるD加群を定める.量子コホモロジーにおける整構造・実構造とは,このD加群の定める局所系の実・整構造のことである.本年度はこの実・整構造が多様体のK群によって記述されることを見出した.ある多様体の量子コホモロジーを,パラメータqに関して解析接続することにより別の多様体(または軌道体)の量子コホモロジーが得られる,という現象は上記共同研究においてトーリックの例で観察されていた.報告者は,この大域的な量子コホモロジーの解析接続は,K群で与えられる量子コホモロジーの整構造を通じて,二つの多様体(または軌道体)のK群の同型から誘導される,という予想を提出した.この予想に基づくと,クレパント解消予想において,qが1の冪根に特殊化される理由が自然に説明できる.さらにトーリック軌道体の場合に,K群によって与えられる整構造はトーリックのミラーであるLandau-Ginzburg模型の自然な整構造に一致することを証明した.また量子コホモロジーにおける実構造はあるゆるい条件のもとで,極大体積極限の近傍でtt*幾何学を与えることを証明し,射影直線の場合に具体的にtt*幾何学のエルミート計量を計算した.まず,報告者の一般ミラー変換(generalized mirror transformation)に関する論文を大幅に改訂し,より一般の枠組みで一般ミラー変換が定式化できるように改良した.この論文は次年度に出版予定である.量子K理論の差分加群構造の今後の研究において,改訂で行った作業が役に立つと期待している.次に,量子コホモロジーにおける整構造・実構造の研究を行った.この研究はCoates・Corti・Tseng氏と共同で行ってきた量子コホモロジーの大域的な性質を調べる研究と密接にかかわっている.量子コホモロジーは一般には多次元の変形パラメータqを持つ可換環であるが,さらに量子コホモロジーは平坦接続を持ち,パラメータqの空間上にあるD加群を定める.量子コホモロジーにおける整構造・実構造とは,このD加群の定める局所系の実・整構造のことである.本年度はこの実・整構造が多様体のK群によって記述されることを見出した.ある多様体の量子コホモロジーを,パラメータqに関して解析接続することにより別の多様体(または軌道体)の量子コホモロジーが得られる,という現象は上記共同研究においてトーリックの例で観察されていた.報告者は,この大域的な量子コホモロジーの解析接続は,K群で与えられる量子コホモロジーの整構造を通じて,二つの多様体(または軌道体)のK群の同型から誘導される,という予想を提出した.この予想に基づくと,クレパント解消予想において,qが1の冪根に特殊化される理由が自然に説明できる.さらにトーリック軌道体の場合に,K群によって与えられる整構造はトーリックのミラーであるLandau-Ginzburg模型の自然な整構造に一致することを証明した.また量子コホモロジーにおける実構造はあるゆるい条件のもとで,極大体積極限の近傍でtt*幾何学を与えることを証明し,射影直線の場合に具体的にtt*幾何学のエルミート計量を計算した.