hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
チタン酸Ca-非晶質炭素複合物をナノフィラーとするライナー材の活性象牙質との反応

我々は新規生体材料として、チタン酸カルシウム-非晶質炭素複合物を開発した。本材料の歯科材料への応用を目的とし、物性、細胞反応、生体反応について検討した結果、優れた物性を示し、また、生体反応においても細胞活性を向上させることが明らかとなった。本成果から、本材料は歯科材料のみならず、医科領域への応用や、工業への応用も期待できる材料であると考えられた。本プロジェクトは、チタン酸カルシウム(CaTiO3)に非晶質炭素を含有させて開発した新規生体活性物質、チタン酸カルシウム-非晶質炭素複合物(CaTiO_3-C)の歯科用材料(裏装材・根充材・コンポジットレジンのナノフィラー等)への応用を目的としている。平成19年度は本研究テーマの1年目であり、CaTiO_3-Cナノ粒子の改良アルコキシド法による合成及び、その基本的な性質の解明を行った。1.EELS分析により、合成されたCaTiO_3-Cは結晶構造中に非晶質炭素を含んでいたことから、この物質は従来の乾式法により炭酸カルシウム(CaCO_3)と二酸化チタン(TiO_2)の混合粉末を1200°Cで加熱して作製される合成チタン酸カルシウム(ペロブスカイト、CaTiO_3)とは異なる、新規の複合物であることを明らかにした。2.EF-TEM分析により、CaTiO_3-C穎粒は直径10-20nmの微小結晶が固まった集合体(多結晶)であることを明らかにした。3.KUSA細胞を用いた細胞毒性実験により、CaTiO3-Cは細胞毒性が見られず、また石灰化を誘導することを明らかにした。4.骨誘導性生体活性材料の性質として重要な、負の表面電荷を持ち且つ長期にわたり溶解性が低いという性質に関するハイドロキシアパタイト(HA)との比較実験より、CaTiO_3-CはHAと同じく負荷電かつ、HAより低い溶解性を示すことを明らかにした。今後は、細胞および動物実験による骨誘導能反応試験等を実施する予定である。本プロジェクトは、チタン酸カルシウム(CaTiO_3)に非晶質炭素を含有させて開発した新規生体活性物質、チタン酸カルシウム-非晶質炭素複合物(CaTiO_3-C)の歯科用材料(裏装材・根充材・コンポジットレジンのナノフィラー等)への応用を目的としている。本年度は、アルコキシド法の改良を行い、特に加熱時間の違いによるCaTiO_3-Cの物性及び細胞に与える影響について検討を行った。加熱時間を30分、2時間、12時間の3条件でCaTiO_3-Cを作製、ジェットミルおよびフィルターを用いナノ粒子とし、SEMによる粒径計測、XRD、FT-IR解析を行った。SEM解析の結果、粒径は6001000nmであった。XRD解析では30分および2時間の条件で作製した粒子にCa_3CO_3のピークが確認されたが、12時間加熱した粒子にはCa_3CO_3はみられなかった。しかし、FT-IR解析では3条件の粒子にCO_3が確認された。また、骨原性細胞(KUSA cell)を用いて培養実験を行った。培地に各条件で作製した粒子を添加し、MTS assayによる細胞増殖、アルカリホスファターゼ(ALP)活性測定による細胞分化について検討した。培養実験ではMTS assayおよびALP活性ともに加熱時間による有意な差は認められず、高い値を示した。本研究結果から、アルコキシド法による加熱時間は30分で十分であり、本法により作製されたCaTiO_3-Cナノ粒子は細胞活性を向上させることを明らかにした。本プロジェクトは、チタン酸カルシウム(CaTiO3)に非晶質炭素を含有させて開発した新規生体活性物質、チタン酵カルシウム-非晶質炭素複合物(CaTiO_3-C)の歯科用材料への応用を目的としている。平成19年度は、CaTiO3-Cナノ粒子の改良アルコキシド法による合成及び、その基本的な性質の解明を行った。また平成20年度は、アルコキシド法の改良を行い、特に加熱時間の違いによるCaTiO3-Cの物性及び細胞に与える影響について検討を行った。平成21年度は、チタン酸カルシウム-非晶質炭素複合物(CaTiO3-C)の細胞反応、生体反応について検討した。具体的には、チタンプレートに本材をコーティングし、細胞への影響を培養実験により検討した。CaTiO3-C及びハイドロキシアパタイト(HA)コーティング溶液を作製し、我々が新規に開発したディッピング法、改良型熱分解法にてチタンプレートへのコーティングを行った。各コーティングプレート及びチタンプレート上でマウス骨芽細胞(MC3T3-E1)を培養した。細胞接着試験は、1、3、24時間後に評価し、CaTiO3-Cは、HAより接着能が高いことが示唆された。細胞増殖実験は、1,3,7日で細胞増殖能をMTSアッセイにて評価し、チタン>CaTiO3-C>HAの順で細胞増殖が減少したことが示唆された。

細胞分化能実験は1、3,7,14,21日でALP活性測定によって評価し、TiとCaTiO3-Cは、同様の高いALP活性を示した。以上の結果より、新規生体材料CaTiO3-Cは、HAと比較して細胞増殖能、細胞接着能、細胞分化能において優れた材料であると考えられ、歯科材料のみならず、医科領域への応用や、工業への応用も期待できる材料である。
インドネシアの金採掘が盛んな地域における水銀汚染の実態調査

インドネシアで小規模な金採掘が盛んな9州10地区で調査を実施した。この中で、中央スラウェシ州のパル市のポボヤ地区が、水銀汚染の影響が最も懸念される地区であったため、重点的に調査を実施した。大気中の水銀濃度は高濃度であり、水銀排水が流入するパル湾は漁業が盛んであることから、住民の健康影響が懸念される状況であった。中央カリマンタン州の湖で実施したコアサンプル中の年代測定と水銀濃度の関係から、1983年以降水銀濃度が上昇していることが分かった。また、年間の総排出量は、UNEP(国連環境計画)公表されている値よりも非常に多いと推計できた。インドネシアにおける金採掘が盛んな地域のうち、アチェ州チャランジャ地区(2010年7月29-30日)、ブンクル州ラボン地区(2011年3月6-8日)、西カリマンタン州ガバン地区(2011年3月11-12日)、北スラウェジ州タラワン地区とボランマンゴンドウ地区(2011年10月31日-11月2日)、中央スラウェジ州ポボヤ地区(2010年8月2-4日、10月28-29日)において、河川、河川底質、大気等の水銀汚染の実態調査をそれぞれの現地大学と共同で実施した。分析が終了しているアチェ州チャランジャ地区、北スラウェジ州タラワン地区、中央スラウェジ州ポボヤ地区の水銀濃度は、河川水で9-45ng/L、2-222ng/L、27-333ng/L、河川底質で0.04-0.25mg/kg、0.01-3.23mg/kg、0.04-0.56mg/kg、大気で、ND-1470ng/m^3、23-2590ng/m^3、ND-47200ng/m^3であった。北スラウェジ州ボランマンゴンドウ地区は、河川水が25-663ng/L、河川底質が0.15-1.75ng/Lであった。北スラウェジ州及び中央スラウェジ州で金精錬が行われている中心地区で高い値が検出されたが、河川水は日本の環境基準以下であった。中央スラウェジ州では金精錬現場と市街地が近接しており、大気中の濃度が高いことから健康被害が懸念される状況であった。また、ブンクル州では、金の精錬時に使用した高濃度の水銀を含んだ排水が水田の灌漑水として利用されていることから米への蓄積が考えられた。また、これらの調査時に、要請のあったアチェ州の国立シャクアラ大学、ブンクル州の国立ブンクル大学において、インドネシアにおける水銀汚染の実態と健康影響に関する特別講義を行ったが、水銀汚染に関する関心が高かった。24年度は、インドネシアの金採掘が盛んな、中央スラウェシ州パル市ならびにパプア州ティミカにおいて、調査を実施した。パル市では、河川、湾の水中水銀濃度と、パッシブサンプラーを用いた大気中のガス状水銀濃度を測定した。パル市では、金鉱石に直接水銀を添加し、金アマルガムを製造、その後バーナーで水銀を揮発させるという金精錬法を用いているが、その精錬所が730か所にもおよぶため、水銀の使用量が非常に多く年間180トンと推定される。河川水の濃度は、205320ng/Lと高いものの、日本の環境基準の500ng/Lよりは低かった。湾の濃度は河川水より低く6.082.8ng/Lであったが、魚等生態系への根濃縮が懸念される。大気中の水銀濃度は精錬所の集積するPoboya地区で最大47000ng/m^3、多くの住民が生活しているパル市街地でも1000ng/m^3を超えることがあった。ティミカではアメリカの精錬会社(Freeport-McMoRan Copper & Gold Inc.)がGrasberg鉱山から運搬してきた金鉱石の比重選別を行っており、選別後の排水が流下する河川敷において住民らが選別た漏れた砂金の採取をしている。砂金はティミカ市街のgold shopと呼ばれる精錬所に持ち込み、水銀を加えてアマルガムを製造しているが、砂金の状態にまで選別されているので、水銀の使用量は多くない。砂金を採掘している河川敷も精錬会社の私有地となっており、交渉はしたものの河川水の採取は許可が下りずにできなかった。一方、大気中の濃度は、市街地平均で7ng/m^3、最大で21ng/m^3と、バックグラウンドレベル(2ng/m^3)よりは高かったがパル市と比較するとはるかに低いレベルであった。これはパル市における水銀の使用量が非常に多いことが原因と考えられる。

昨年度までに調査を実施した地域の中で、大気や環境水中の水銀濃度が高かった中央スラウェシ州Palu市について再度調査を実施するとともに、南東スラウェシ州において調査を実施した。環境水中の水銀濃度に関して、南東スラウェシ州では7ppb程度と日本の環境基準の0.5ppbと比べても高濃度の河川の存在が明らかになった。Palu市の金採掘現場下流の河川では0.2ppb程度の濃度であり、これらが流入するPalu湾の魚中の水銀濃度は、最高値が0.22mg/kg、分析した3種類21個体中2個体で0.2mg/kg以上であった。EPAの摂食の目安が0.3mg/kgであり、これよりは低いものの湾内へ水銀が蓄積されている現状から考えて懸念される状況であった。大気中Hg(0)濃度に関しては、Palu市において水銀連続モニターを設置し水銀濃度の経時変化を調べた。またパッシブサンプラーとアクティブサンプラーを併用することにより、水銀の空間分布も把握した。次に流体解析ソフトウエアPhoenicsを使用し水銀の拡散シミュレーションを行うことによって、経時変化と空間分布とを再現した。その結果、シミュレーションでは、現地の大気中の水銀濃度に関して経時変化ならびに空間分布ともに実測値を再現することができた。このシミュレーション結果から水銀放出量を求めると、Palu市では年間約53トンもの水銀が大気中へ放出されていると推定された。水銀使用量は金採取のプロセスによって異なり、中央カリマンタン州などで用いられている川底などの泥をポンプで吸い上げて、荒い目の布上に砂金を捕集する方法よりは、中央スラウェシ州などで用いられているゴロンドンと呼ばれる回転ドラムを用い、金鉱石全量に水銀を添加して金を抽出するプロセスで水銀使用量が多いことがわかり、これらの方法を用いている同地区で河川や大気中の水銀濃度も高くなった。22年度のアチェ州、ブンクル州、西カリマンタン州、北スラウェジ州、中央スラウェシ州に加えて、パプア州においても調査を実施することができ、今まで報告がなされていない州でかつ金精錬が盛んな州での調査は、ほぼ全て1回は実施できた。24年度が最終年度であるため、記入しない。中央スラウェシ州のパル市が、最も汚染の進んだ地域であり、来年度も集中的に実施する。その他、現地での情報や要請に基づいて、汚染地域の調査も実施する。また、今年度、調査の許可が下りなかったパプア州については、政情が不安定でデモも頻発しているが、現地の状況を勘案しつつ、中央政府からの許可を得て、再度の調査を試みる。
アフリカ・サバンナ帯の民族知と変化する環境との相克

アフリカの現在は、蓄積された民族知(在来知識)と変化し続ける環境との相克の中にある。とくに過去数十年間、サハラ周辺をはじめとするサバンナ地域において、気候や地形、植生を中心とする自然環境の変動とともに、市場経済化や構造調整政策、複数政党制選挙の導入といった国家政策の転換、人口増加や都市化の進行、村落部における現金経済の流入といった社会・経済状況が大きく変化.し、人びとの生活基盤が揺らいでいる。本研究は、過去に生起した自然環境の変化と、国家レベルおよび地域・村落レベルの社会・経済環境の変化を視野に入れて、農耕民や牧畜民をはじめとする人びとがもっている、地生態的な諸条件と結びついた多様な民族知をまず掘り起こしてきた。次に、人びとが民族知を駆使して環境変化に対応している諸相を地域的な特性を踏まえた事例研究を重ね、それらの比較を通して自然と人間の関係性の深層にある民族および地域固有の論理体系を提示することを努めてきた。本研究では、アフリカの東西に広がるサバンナ帯での典型的な現象が見られる場所として西アフリカではニジェール共和国、中央アフリカではカメルーン共和国、東アフリカではケニア共和国を選び、民族知と環境変化との相克についてインテンシブな事例研究をおこない、その比較をおこなってきた。本研究の展望は、気候-大地-植生の諸変化を現地調査と衛星画像の解析から総合して環境変化を把握し、それを民族知と結びつけて、両者の間にひそむ緊張関係に注目し、現代の環境問題を視野に入れて考察し、民族知の再評価をおこなってきた。本研究の全体計画について研究分担者間の調整を行った。また本研究に新しく加えたセネガルでの研究を遂行するために、ダカール大学他関係諸機関と研究計画の打ち合わせを行った。以下、研究代表者および研究分担者それぞれの具体的な現地調査の概要を述べる。堀は、セネガルを中心に乾燥に伴う塩化作用や人口の集中に伴う地表面の環境変化に対する人間対応、Acacia albidaの生態を活かした土地利用の民族知に関する予察的調査を行った。篠田は、乾燥地域において、土壌水分は環境要素のなかでも特に重要なものであるが、これまでに行われた観測データは限られている。そこで、我々がこれまでに観測した詳細なデータを使って、アフリカのサヘル地域をはじとする乾燥地域に適した簡易な土壌水分モデルの作成を行った。知念は、ニジェールのニアメイ近郊の小流域において、ガリー侵食によって形成された涸れ川の形態変化と農民の土地利用についての現地調査を行った。また、表層地質調査と、農民の表層地質に関する民族知の体系を理解するための聴き取りも行った。高岡は、ケニアのメルー県中央部を中心とするケニア山北東麓の斜面において、LANDSAT(TM)画像による土地被覆分類を行い、現地調査で確認・修正を行った。農地に適さない北部サバンナ地域への近年の農地拡大の概況が把握できた。また、前回のエルニーニョによる大雨時(1997-1998年)を含む、過去10年間の農業生産の統計データをロケーションレベルで収集することに努めた。鹿野は、これまでに行った現地調査で収集した、ケニア北部の牧畜民サンブルの生業変容に関する資料の整理をおこなった。大山は、ニジェール中南部の調査地に気象観測機器を設置、的確に気候変動を把握する体制を整えることができた。また、農耕民ハウサの農耕様式と牧畜民フラニのウシ移牧に関する民族知とその実践について現地調査を実施した。研究の全体計画について本年度も分担者間の調整を行った。以下研究代表者および研究分担者それぞれの具体的な現地調査の概要を述べる。堀は、ニジェールを中心にAcacia albidaの生態を生かした農業の展開をニアメイ近郊の村で、民族知との関係で継続調査をおこなうとともに、この樹をより乾燥した北部域まで追跡して分布域を確認した。また、大山の調査地に赴き、調査内容について現地観察をおこない、今後の方向について再確認をおこなった。

このほか共同研究者ウッセイニと共同調査をおこなうとともに、調査内容について意見交換と今後のまとめの方針について再確認をおこなった。鹿野は、これまでの調査を行ってきたケニア北部の牧畜民サンブルの生業変容について、旱魃をはじめとする環境変化や民族知との関係の視点から継続調査をおこなった。知念は、ニアメイ近郊のクーテレ村、レレイ・ママニ・ニャレ村、チェチェギ村などにおいて、ガリー地形の変遷とガリー沿いの土地利用調査をおこなった。また、井戸水位(地下水位)の変動と井戸の表層地質断面について調査をおこなった。また、研究地域周辺での最近の研究動向と研究成果について、ニアメイ大学地理学教室スタッフと情報交換した。大山は、ニジェール中南部の調査地に設置してあった気象観測装置のデータの取り込みをおこなうとともに、継続観測のための装置の充実を図った。また、農耕民ハウサの農耕様式と牧畜民フラニの牛移牧に関する民族知とその実践について現地調査を行なった。篠田は、別件での長期海外出張と重なり今年度の現地調査をおこなう機会がなかった。そこで、これまでにおこなった現地調査によって得られた資料の分析をおこない論文にまとめた。高岡も今年度は別件の長期海外出張と重なったため、現地調査の機会はなかったが、調査地であるケニアのメルー県中央部のケニア山北東麓の斜面において、植生を中心とする環境利用とそれに関する民族知の継続調査に向けて準備をおこなった。今年度の現地調査は、堀・大山・知念・高岡が行い、他のメンバーと研究協力者Fall, O.は、資料の整理とまとめを行った。堀は、ケニアとカメルーン北部で、Acacia albidaの分布とその民族知と土地利用調査を行った。ケニアでは、南東部のタベタ周辺と北部のケリオバレーで存在を確認し、家畜の餌としての利用が主で、タベタで雨季直前の落葉を畑地の肥料として利用する例に出会った。カメルーン北部では、この樹の利用状況と農民の認識の聞き取りを行った。大山は、ニジェール中東部ハウサの農民の土地利用システムの調査を行った。とくに畑地への肥料の投入の量とその効果について検討した。知念は、ニジェールのニアメイ近郊で主に土壌侵食に対する農民の認識調査を行い、布状侵食や小規模な線的(リルやガリー)侵食は、細粒な粘土分や栄養分を畑地にもたらし歓迎されていた。農民が土壌侵食防止策を講じるのは、小ガリーの拡大段階である。雨季の風食は被害を招き、乾季の風は細粒な砂塵を畑地に貯め、栄養分となる考えが支配的であった。高岡は、ケニアのケニア山北東斜面地域で衛生画像解析のグランドトルースと、同地の森林局で伐採と植樹の聞き取りと資料収集を行った。前者は1987年2月と2002年2月撮影Land sat TMデータから植生指数(NDVI)を比較から、耕地拡大に伴う植生の増加または不変地域と、激減地域の存在が判明した。原因は現在解析中であるが、降水量の多寡と土壌条件(black cotton soil)が関係していると考えられる。耕作地内への植林と樹木伐採の資料から、降水量の異なる村ごとに樹木利用の樹種が異なり、樹木成長の良い地域では、樹木が農地改善の他に、木材や換金目的で植樹と伐採が積極的になされていることがわかった。
ダウンバーストの地表付近における速度場の解明

大気のメゾスケール異常流動現象の一つであるダウンバーストの被害の低減のために、ダウンバースト発生時における地上付近での速度場の統計的性質について、実験室モデルを用いた再現実験により解明することが目的とした.水蒸気をまったく含まない、「乾いた大気」を仮定し、スケールの大幅な相違を克服するために、実現象における渦拡散を実験室における分子拡散に対応付けることで無次元パラメータの一致を図った.静止した低密度流体中を一定量の高密度流体塊が落下し、水平面に衝突し発散するという系における、子午面速度分布を粒子画像流速計(PIV)を用いて計測し、同一条件下における多数回の試行によりアンサンブル平均を求めた.その結果をもとに、衝突前後の時間経過が下降期、衝突期および発散期に分類され、それぞれにおける乱流統計量の分布の特徴や乱流生成が検討した.さらに、ダウンバーストに伴われる大規模な循環流が従来の説とは異なり本質的に渦なし流れであること、衝突中に地面付近で新たに生成された渦層を巻き込みながら、渦度が中心部に集中した渦輪へと成長することを明らかにした.さらに、実際の大気観測結果と比較し、長さスケール、時間スケールおよび速度スケールを適切に対応付ければ、ある程度定量的にも、実現象を再現できることが示をした.最後に、得られた速度情報を用いてダウンバーストに遭遇した航空機が受ける風向と風速の時間変化および、運航時の危険度を表す指標として一般に用いられているF-factorを見積もり、航空機の安全運航システムの構築の基礎となる重要な情報を提供した.大気のメゾスケール異常流動現象の一つであるダウンバーストの被害の低減のために、ダウンバースト発生時における地上付近での速度場の統計的性質について、実験室モデルを用いた再現実験により解明することが目的とした.水蒸気をまったく含まない、「乾いた大気」を仮定し、スケールの大幅な相違を克服するために、実現象における渦拡散を実験室における分子拡散に対応付けることで無次元パラメータの一致を図った.静止した低密度流体中を一定量の高密度流体塊が落下し、水平面に衝突し発散するという系における、子午面速度分布を粒子画像流速計(PIV)を用いて計測し、同一条件下における多数回の試行によりアンサンブル平均を求めた.その結果をもとに、衝突前後の時間経過が下降期、衝突期および発散期に分類され、それぞれにおける乱流統計量の分布の特徴や乱流生成が検討した.さらに、ダウンバーストに伴われる大規模な循環流が従来の説とは異なり本質的に渦なし流れであること、衝突中に地面付近で新たに生成された渦層を巻き込みながら、渦度が中心部に集中した渦輪へと成長することを明らかにした.さらに、実際の大気観測結果と比較し、長さスケール、時間スケールおよび速度スケールを適切に対応付ければ、ある程度定量的にも、実現象を再現できることが示をした.最後に、得られた速度情報を用いてダウンバーストに遭遇した航空機が受ける風向と風速の時間変化および、運航時の危険度を表す指標として一般に用いられているF-factorを見積もり、航空機の安全運航システムの構築の基礎となる重要な情報を提供した.大気中のマイクロスケール異常流動現象の一つであるダウンバースト現象は、離着陸体制にある航空機、小型船舶、地上構造物などに突風による被害をもたらす。これを回避するためには、1)発生の予知と、2)発生時の速度場の予測が必要であるが、長期にわたる大掛かりな大気観測でも、サンプル数や空間分解能の制限のために、十分な統計情報が得られていない。ダウンバーストの発生は降水、相変化、熱移動など複雑な要因に支配されるが、一旦発生したダウンバーストが地表付近にもたらす風速の変化は、主に密度差による下降流とそれに随伴される渦輪の地面への衝突によって決まると考えられる。そこで、本研究では上記2)に着目し、単純化されたモデル実験装置を用い、地球流体(渦粘性基準)と同オーダーのレイノルズ数のもとでダウンバーストを繰り返し再現し、自然観測では不可能なアンサンブル平均などの統計的手法を用いて、速度場を明らかにすることを計画した。純水の入った水槽の上部に、一定体積の食塩水の入った円筒容器を設置し、底面のゴム膜を機械的に破ることにより食塩水を落下させ、100サンプルに対して鉛直断面におけるアンサンブル平均速度分布と渦度分布、同じくレイノルズ応力分布とその生成項を、粒子画像流速計を用いて測定した。その結果、非粘性的で大規模な循環流の発生と地表付近のせん断層の巻き込みによる渦輪への発達、下降風と水平風の最大速度の発生時刻と発生地点、下降期、衝突期、発散期それぞれにおけるレイノルズ応力とその生成項分布の特徴を明らかにすることができた。大気のメゾスケール異常流動現象の一つであるダウンバーストの被害の低減のために、ダウンバースト発生時における地上付近での速度場の統計的性質について、実験室モデルを用いた再現実験により解明することが目的とした.水蒸気をまったく含まない、「乾いた大気」を仮定し、スケールの大幅な相違を克服するために、実現象における渦拡散を実験室における分子拡散に対応付けることで無次元パラメータの一致を図った.静止した低密度流体中を一定量の高密度流体塊が落下し、水平面に衝突し発散するという系における、子午面速度分布を粒子画像流速計(PIV)を用いて計測し、同一条件下における多数回の試行によりアンサンブル平均を求めた.その結果をもとに、衝突前後の時間経過が下降期、衝突期および発散期に分類され、それぞれにおける乱流統計量の分布の特徴や乱流生成が検討した.

さらに、ダウンバーストに伴われる大規模な循環流が従来の説とは異なり本質的に渦なし流れであること、衝突中に地面付近で新たに生成された渦層を巻き込みながら、渦度が中心部に集中した渦輪へと成長することを明らかにした.さらに、実際の大気観測結果と比較し、長さスケール、時間スケールおよび速度スケールを適切に対応付ければ、ある程度定量的にも、実現象を再現できることが示をした.最後に、得られた速度情報を用いてダウンバーストに遭遇した航空機が受ける風向と風速の時間変化および、運航時の危険度を表す指標として一般に用いられているF-factorを見積もり、航空機の安全運航システムの構築の基礎となる重要な情報を提供した.
稲の出葉間隔を制御する形態形成学的機構の解明

イネの茎葉部および地下部の発育(分げつ芽や冠根の分化出現)は、母茎の葉の出現と同周期的に進行する。従って、葉の出現する速度は個体全体の生育のペースメーカであり、その遺伝的制御機構を明らかにすることはイネの発育制御上、重要である。本研究では、イネの葉が出現する速度(出葉間隔:ある葉が出現してから次の葉が出現するまでの時間間隔)の制御機構を明らかにするため出葉間隔の品種間差をもたらす遺伝子の染色体マッピングを試みた。材料としてIR36(インディカ稲、出葉間隔が極めて短い)とLemont(ジヤポニカ稲、出葉間隔が極めて長い)のF2(190個体)をポット栽培し出葉間隔を測定するとともにDNAを採取し、86個のDNAマーカーを置いて連鎖地図を作成し出葉間隔に関する量的形質遺伝子座(QTL)をマッピングした。その結果、第1、2、9、11染色体に計5個のQTLが検出された。これらQTLの寄与度は816%の範囲にあった。また、第9染色体のQTLを除きLemontの対立遺伝子が出葉間隔を延ばす方向に作用していた。これらの結果より、出葉間隔は、主動遺伝子ではなくポリジーン系によって制御されるものであることがわかった。なお。これらのQTLのうち、第1染色体に座乗するQTLはトウモロコシの突然変異体よりクローニングされた出葉間隔制御遺伝子terminal ear 1とシンテニーの関係にある領域に位置しており、その相同遺伝子がイネの出葉間隔の品種間差の原因の1つとなっている可能性が考えられた。なお。イネの茎葉部および地下部の発育(分げつ芽や冠根の分化出現)は母茎の葉の出現と同周期的に進行する。水稲品種IR36(改良インディカ稲、出葉間隔が極めて短い)とLemont(改良ジャポニカ稲、出葉間隔が極めて長い)とのF2集団200個体をポット栽培し出葉間隔を測定するとともに、DNAを採取した。ゲノム全域に約30cM間隔でRFLPマーカーを置き、出葉間隔に関する量的形質遺伝子座(QTL)をマッピングした。その結果第1、9、11染色体上に各1個、第2染色体に2個のQTLが検出できた。ただし、どのQTLも作用力はあまり大きくなく、出葉間隔はこれらの遺伝子の作用が集積することによって決まるものと見られた。なお、分げつ数のQTLを調べたところ、それらのいくつかは出葉間隔のQTLと同一領域に位置しており、出葉間隔の変異が上述の発育秩序を通して分げつ数を強く規定していることが確認された。なお、IR36とLemontのF1にIR36を反復親として戻し交配を2度行った系統を育成しているので、これらを用いてQTLのより高精度なマッピングを続行する予定である。

平成12年度に水稲IR36(インディカ稲、出葉間隔が極めて短い)とLemont(ジャポニカ稲、出葉間隔が極めて長い)のF2(200個体)をポット栽培し出葉間隔を測定するとともにDNAを採取し、45個のRFLPマーカーを置いて予備的な解析を行ったが、本年度はマーカー間隔を約20cM間隔まで補完し、出葉間隔に関する量的形質遺伝子座(QTL)のマッピングを完成させた。その結果新たなQTLも検出され、第9、11染色体上に各1個、第1、2染色体に2個のQTLが同定できた。また、これらのQTLのうちの1つは突然変異体よりクローニングされたトウモロコシの出葉間隔制御遺伝子とシンテニーの関係にある領域に位置しており、その相同遺伝子がイネの出葉間隔の品種間差の原因の1つとなっている可能性が考えられた。なお、これらのQTLは、同時に得られた分げつ数のQTLと同一領域に位置しており、出葉間隔の変異が上述の発育秩序を通して分げつ数を強く基底していることが確認された。
ナノプレートモデルを基盤とした界面ミクロ相分離の新理論モデルの構築

生体との親和性に優れたバイオマテリアルは今後の医療を支える重要な材料として広く研究されている。研究代表者のこれまでの研究ではバイオマテリアル界面に存在するナノメートルスケールの相分離構造がその機能に大きな影響を及ぼしていることを明らかにしてきた。そのような界面相分離構造の存在は日本のバイオマテリアル研究の権威である鶴田禎二博士が2010年に提唱した「ナノプレートモデル」により理論的に予測されている。本研究ではナノプレートモデルをさらに発展させた新理論モデルの構築を目的としている。具体的にはナノプレートモデルは相分離の割合を予測することが可能であるが、相分離構造のサイズは理論に含まれていない。本研究では新モデル構築のため、(A)ナノキューブのサイズ、(B)ナノキューブの界面エネルギー、(C)ナノキューブの分散エントロピーを導入する。ナノキューブのサイズや界面エネルギーをどのような値に設定するかは現実の系に則して決定する必要があるため、本年度はまず(A)ナノキューブのサイズに対応する界面構造サイズの実験的な制御を試みた。バイオマテリアルを構成する高分子の分子量や化学構造を変更し、その際の界面相分離構造のサイズを原子間力顕微鏡により定量した。結果としては予想に沿って界面相分離構造のサイズを制御することに成功した。さらに界面構造の変化に伴ってバイオマテリアル機能が大きく変化することも実験的に実証することにも成功した。これらの成果は複数の学術論文や学会発表を通して世間に発表し、大きな反響も頂いている。当初計画では本年度と次年度で界面相分離構造サイズの制御の実験的な制御を達成することを目的としていた。実際には本年度の成果として、高分子の分子量による界面相分離構造サイズの制御は予定に沿って成功し、さらにその界面構造の変化がバイオマテリアル機能に大きな影響を与えることも解明した。それらの成果は複数の論文や学会発表を通して報告も行っている。次段階である界面エネルギーによる界面構造の制御にも既に着手しており、当初予定に比べて順調に研究が進行していると言える。今後は高分子の化学構造を変えて界面エネルギーを変化させることによって、界面構造サイズを実験的に制御することを試みる。それが成功した段階で、実験的に決定した高分子設計の変化と界面構造の変化を、理論的にモデル中に導入する試みを行う。その試みは熱力学や計算科学を土台として行う予定である。さらに発展させた理論モデルを用いて実験結果を予測することまでを目標としており、それが達成できれば今後のバイオマテリアル設計のための重要な指針を打ち立てる成果に繋がると期待できる。高分子と水との相互作用解析を行うためのフーリエ変換赤外分光測定装置の購入を計画していたが、界面構造観察で期待以上の成果を上げられたため、本年度は界面構造観察に注力し、相互作用解析を行うには至らなかった。当初予定でも高分子と水の相互作用解析を中心的に行うのは第2年度以降を予定していたため、当初予定からの研究計画の大きな変更はなく、翌年度に繰り越して執行する予定である。
筋細胞が分泌するパラクリン因子による脂肪細胞分化調節機構の解明

<マイオスタチンがウシ脂肪前駆細胞分化に及ぼす影響>マイオスタチンはTGF-βファミリーに属する因子であり、主に筋肉で発現し筋肉成長を抑制すること、また3T3-L1脂肪前駆細胞の分化を抑制することが報告されていた。そこで本研究では、マイオスタチンがウシ脂肪細胞分化に及ぼす影響を検討した。脂肪細胞分化に重要な転写因子の発現パターンは、ウシ脂肪前駆細胞と3T3-L1脂肪前駆細胞とで異なっていた。しかし、マイオスタチンは3T3-L1脂肪前駆細胞における報告と同様に、PPARγとC/EBPαの発現低下を介してウシ脂肪前駆細胞分化を抑制し、また、この分化抑制作用は、マイオスタチンの結合タンパク質であるホリスタチンによって阻害されることが明らかとなった<アクチビンがウシ脂肪前駆細胞分化に及ぼす影響>昨年度の研究結果より、マイオスタチンと同じTGF-βファミリーに属するアクチビンは、3T3-L1脂肪前駆細胞の分化を抑制することが明らかとなった。そこで今年度は、アクチビンがウシ脂肪前駆細胞の分化に及ぼす影響について検討を行った。その結果、アクチビンもマイオスタチン同様、ウシ脂肪前駆細胞の分化を抑制し、ホリスタチンとの共添加によりその抑制効果が回復することが明らかとなった。また、ホリスタチンをウシ脂肪前駆細胞に単独添加したところ分化促進作用が認められた。さらにウシ脂肪前駆細胞はアクチビンおよびマイオスタチンを発現していることも確認された。このことから、ウシ脂肪前駆細胞で発現しているアクチビンまたはマイオスタチンが、通常状態ではその分化を抑制している可能性が示唆された。以上の研究より、生体内においては、筋細胞や脂肪細胞から分泌されるマイオスタチン、アクチビン、およびホリスタチンのバランスによって筋肉内脂肪前駆細胞の分化が制御され脂肪交雑形成に関与している可能性が示唆された。<筋細胞および脂肪細胞の分化に伴うアクチビン、フォリスタチン、およびアクチビンレセプターの発現変化>筋芽細胞のモデルとしてC_2C_<12>筋芽細胞を、脂肪前駆細胞のモデルとして3T3-L1脂肪前駆細胞をそれぞれ成熟な筋細胞および脂肪細胞まで分化させ、その過程で細胞を経日的に回収してRNA抽出を行い、RT-PCR法により分化に伴うアクチビン、フォリスタチンおよびアクチビンレセプターmRNA発現の変化を検討した。アクチビン、フォリスタチン、およびアクチビン1型レセプターは分化誘導後発現が減少したが、アクチビン2型レセプターは分化に伴う変化は認められなかった。このことにより、アクチビンは主に脂肪細胞の分化前に発現しその分化を抑制するが、その作用は分化の進行に伴い減少していくことが示唆された。<アクチビンによる脂肪前駆細胞分化抑制のメカニズムの解明>アクチビンが脂肪前駆細胞の分化を抑制する作用点を明らかにするため、まず、アクチビン添加時でのC/EBPβタンパク質の発現の変化をWestern blot analysisにより検討したところ、C/EBPβタンパク質の発現はmRNA発現同様、アクチビン処理の影響を受けなかった。従ってアクチビンがC/EBPβ発現に影響を及ぼさずにその下流で発現するPPARγおよびC/EBPα発現を低下させることより、アクチビンはC/EBPβの転写活性およびDNA結合能に影響を及ぼしている可能性が考えられた。そこでGel shift assayを行い、C/EBPβのDNA結合能を検討したところ、アクチビンによってC/EBPβのDNA結合能が低下していることがわかった。現在は、Reporter Assayを行いアクチビンによるC/EBPβの転写活性の低下について検討するとともに、脂肪前駆細胞の分化後期においてもアクチビンがC/EBPβの作用に影響を及ぼしているのかということについて検討を進めている。

以上の研究より、生体内においては、筋細胞や脂肪細胞から分泌されるマイオスタチン、アクチビン、およびホリスタチンのバランスによって筋肉内脂肪前駆細胞の分化が制御され脂肪交雑形成に関与している可能性が示唆された。
アトピー性皮膚炎,乾癬発症に関与する樹状細胞機能異常に関する解析

1)アトピー性皮膚炎患者と健常人の末梢血単球および樹状細胞の種々の刺激に対するサイトカイン産生の違いに関して健常人、アトピー性皮膚炎患者それぞれ13人に関して種々の刺激に対するサイトカインの産生量を測定した。a.アトピー性皮膚炎患者由来単球は、LPS刺激後のIL-10の産生が、健常人由来単球に比して有意に増加していた。一方、LPS刺激後のGM-CSFの産生は有意に抑制されていた。一方、IL-12p40の産生は、種々の刺激に対して健常人単球に比して有意に低下していた。しかし、IL-12p70の産生に関しては、有意差は見いだせなかった。b.アトピー性皮膚炎患者由来樹状細胞に関しては、LPSあるいは、抗CD40抗体刺激に対するIL-12p40およびP70の産生が、健常人由来樹状細胞に比して有意に低下していた。2)アトピー性皮膚炎患者と健常人の末梢血単球および樹状細胞の種々の刺激に対するco-stimulatory molecules発現の違いに関してa.アトピー性皮膚炎患者由来単球は、IL-4刺激に対してCD23分子の発現を健常人由来単球に比してより著明に増強した。b.アトピー性皮膚炎由来樹状細胞は、抗CD40抗体刺激に対して、健常人由来樹状細胞に比してCD83およびCD86分子の発現増強が有意に抑制されていた。3)アトピー性皮膚炎患者(9例)と健常人(13例)とのDC1とDC2の比較においては、アトピー性皮膚炎患者においてDC2の比率が増加していたが、統計的に有意差はなかった。以上の研究結果は、アトピー性皮膚炎患者においては、T細胞のみならず抗原提示細胞にもT細胞をTh2有意の細胞に誘導する作用が存在することが明らかとなった。また、これ以外に、我々は、アトピー性皮膚炎患者の尿中leukotriene E4の定量を行い、尿中leukotriene E4の値がアトピー性皮膚炎患者の病勢を推測する極めて有用なマーカーであることを見いだした。アトピー性皮膚炎患者末梢血単球、また、それらにGM-CSF,IL-4,あるいは更にTGF-b1を加えるこのにより得られる真皮樹状細胞、ランゲルハンス細胞様細胞に、実際にそれらの細胞が生体内で遭遇する可能性のある種々の刺激、1)細菌由来の抗原、スーパー抗原、lipopolysaccharide、真菌抗原2)TNF-a、IL-1bなどのサイトカイン刺激、3)CD40 ligandを介する刺激を加えて、それらの細胞がどの様な変化を示すかをCD23,co-stimulatory moleculesの発現、IL-10,IL-12などのサイトカインの分泌を検討し、それらの変化を健常人コントロールと比較した。その結果、a.アトピー性皮膚炎患者単球は、健常人対象と比較して、IL-4刺激に対するCD23分子の発現、TNF-α/IL-1βおよびSEA刺激に対するCD54分子の発現が増強していた。b.一方、アトピー性皮膚炎患者単球では、健常人に認められTNF-α/IL-1β刺激に対するCD86分子の発現増強が観察されなかった。c.アトピー性皮膚炎患者由来の樹状細胞においては、抗CD40抗体の刺激によるCD86分子の発現増強あるいはCD23分子の発現抑制効果が、健常人に比して低下していた。

d.単球よりのサイトカインの産生では、LPS刺激にともなうIL-10の産生が亢進し、また、IL-1βの産生は低下していた。e.一方、IL-12p40の産生は、アトピー性皮膚炎患者の単球は、種々の刺激に対して、正常人対象に比して低下していた。を明らかにした。1)アトピー性皮膚炎患者と健常人の末梢血単球および樹状細胞の種々の刺激に対するサイトカイン産生の違いに関して健常人、アトピー性皮膚炎患者それぞれ13人に関して種々の刺激に対するサイトカインの産生量を測定した。a.アトピー性皮膚炎患者由来単球は、LPS刺激後のIL-10の産生が、健常人由来単球に比して有意に増加していた。一方、LPS刺激後のGM-CSFの産生は有意に抑制されていた。一方、IL-12p40の産生は、種々の刺激に対して健常人単球に比して有意に低下していた。しかし、IL-12p70の産生に関しては、有意差は見いだせなかった。b.アトピー性皮膚炎患者由来樹状細胞に関しては、LPSあるいは、抗CD40抗体刺激に対するIL-12p40およぴp70の産生が、健常人由来樹状細胞に比して有意に低下していた。2)アトピー性皮膚炎患者と健常人の末梢血単球およぴ樹状細胞の種々の刺激に対するco-stimulatory molecules発現の違いに関してa.アトピー性皮膚炎患者由来単球は、IL-4刺激に対してCD23分子の発現を健常人由来単球に比してより著明に増強した。b.アトピー性皮膚炎由来樹状細胞は、抗CD40抗体刺激に対して、健常人由来樹状細胞に比してCD83およぴCD86分子の発現増強が有意に抑制されていた。3)アトピー性皮膚炎患者(9例)と健常人(13例)とのDC1とDC2の比較においては、アトピー性皮膚炎患者においてDC2の比率が増加していたが、統計的に有意差はなかった。以上の研究結果は、アトピー性皮膚炎患者においては、T細胞のみならず抗原提示細胞にもT細胞をTh2有意の細胞に誘導する作用が存在することが明らかとなった。また、これ以外に、我々は、アトピー性皮膚炎患者の尿中leukotrieneE4の定量を行い、尿中leukotriene E4の値がアトピー性皮膚炎患者の病勢を推測する極めて有用なマーカーであることを見いだした。
大腸癌肝転移巣における癌幹細胞

1998年2008年までに当科で切除術を施行した大腸癌肝転移症例103例を対象とし、CD44、CD133の発現を免疫染色を用い検討した。また、浸潤能、増殖能、抗癌剤耐性能を評価するためMIB-1,E-cadherin,ABC-G2の発現も検討した。CD44の発現率は58.7%で、CD133の発現は44.6%であった。肝転移巣におけるCD133の発現は独立予後規定因子であった(HR 0.320,p=0.0016)。肝転移巣CD133陰性群は有意にMIB-1indexが高く(p=0.003)、E-cadherinの発現が低かった(p=0.001)。大腸癌肝転移巣検体を用いて、1原発巣と転移巣で癌幹細胞マーカー発現が同一であるか、2転移巣での癌幹細胞マーカー発現は予後規定因子になり得るかを検討した。1998年から2008年までに当科で切除術を施行した大腸癌肝転移症例103例を対象とした。このうち44例は原発巣での評価も行った。CD44、CD133の免疫組織学的発現を検討した。また浸潤能、増殖能、抗癌剤耐性能を評価するためMIB-1、E-カドヘリン、ABC-G2の発現に関しても検討した。CD44の発現率は原発巣で41.4%、転移巣で58.7%であった。原発巣と転移巣で発現にmarginalな相関を認めた(r=0.250、p=0.071)。CD133の発現率は原発巣で53.6%、転移巣で44.6%であった。原発巣と転移巣で発現に相関は認めなかった(r=0.219、p=0.135)。肝転移巣のCD133発現は独立予後良好因子であった(Hazard ratio 0.320, p=0.0016)。肝転移CD133陰性群は陽性群に比し有意にMIB-1 indexが高く(61.6 vs 46.3%, p=0.003)、E-カドヘリン発現が低かった(29.3 vs 46.8%, p=0.001)。原発巣と転移巣でCD133発現に相関は認めなかった。肝転移巣のCD133陰性は予後不良因子であり、増殖能や浸潤能に関連している可能性があると考えられた。またCD133発現の腫瘍内の局在を検討したが、癌中央部と辺縁に発現の差はみられなかった。CD133陽性群と陰性群でプロテオーム解析をおこない、1681蛋白を抽出した。大腸癌肝転移巣における癌細胞マーカーの役割について検討した。CD133の発現は予後規定因子になるが(p=0.006)、CD44発現は予後には反映しなかった。一方で原発巣(いずれ肝転移を有することになった原発巣)のCD133とCD44発現は予後に寄与しなかった。CD44、CD133は原発巣と肝転移巣では発現強度が異なっていた。(CD44:r=0.0250 p=0.071 CD133:r=0.219 p=0.135)CD133発現陰性群と陽性群で比較すると、陰性群は陽性群にくらべ、浸潤能を示すE-cadherin発現が低(29.3%vs46.8% p=0.001)く、増殖能を示すMIB-1 index(61.6vs46.3 p=0.003)が高いことがしめされた。一方で抗がん剤耐性に関与するABCG2の発現は同程度であった。CD133陰性群と陽性群をプロテオーム解析すると、1681蛋白を抽出しえた。陰性群で発現が高いHigh-mobility group box 1 (HMGB)蛋白を抽出した。現在同たんぱくについて解析中である。HMGB1は細胞質と核に存在しそれぞれの発現で予後を検討すると予後が逆転することをみいだした。しかしプロテオーム解析上ではCD133陰性群と陽性群でHMGB1発現に差を認めたが、実際の確認実験では差を認めなかった。CD133発現の局在研究では、癌辺縁と中央部で発現に差は認めなかった。

原発巣と転移巣で発現に相関は認めなかった(r=0.219、p=0.135)。肝転移巣のCD133発現は独立予後良好因子であった(Hazard ratio 0.320, p=0.0016)。肝転移CD133陰性群は陽性群に比し有意にMIB-1 indexが高く(61.6 vs 46.3%, p=0.003)、E-カドヘリン発現が低かった(29.3 vs 46.8%, p=0.001)。原発巣と転移巣でCD133発現に相関は認めなかった。肝転移巣のCD133陰性は予後不良因子であり、増殖能や浸潤能に関連している可能性があると考えられた。CD133の機能解析のため、CD133陽性群と陰性群における様々な蛋白の発現について検討した。APKC,HMGB1,ビメンチンなどの蛋白の発現を検討したが、特に有意な所見は認めなかった。目的:大腸肝転移巣検体を用いて、1)原発巣と転移巣で癌幹細胞マーカー発現が同一であるか、2)転移巣での癌幹細胞マーカー発現は予後規定因子になり得るか検討を行った。対象と方法:1998年2008年までに当科で切除術を施行した大腸癌肝転移症例103例を対象とし、CD44、CD133の発現を免疫染色を用いて検討した。また、浸潤能、増殖能、抗癌剤耐性能を評価するためMIB-1,E-cadherin,ABC-G2の発現も検討した。103例中44例は原発巣での評価も行った。結果:CD44の発現率は原発巣で41.4%、転移巣で58.7%であった。原発巣と転移巣で発現にmarginalな相関を認めた(r=0.250, p=0.071)。CD133の発現は原発巣で53.6%、転移巣で44.6%で相関を認めなかった(r=0.219, p=0.135)。肝転移巣におけるCD133の発現は独立予後規定因子であった(HR 0.320,p=0.0016)。肝転移巣CD133陰性群は有意にMIB-1indexが高く(p=0.003)、E-cadherinの発現が低かった(p=0.001)。以上の結果から肝転移巣のCD133陰性は予後不良因子であり、癌細胞の増殖、浸潤に関連している可能性が示唆されため、肝転移巣におけるCD133の役割を解明するため、CD133陽性群と陰性群に発現している蛋白をプロテオーム解析により網羅的に解析した。プロテオーム解析の結果、1160の蛋白質が同定され、これらの候補蛋白群をネットワーク解析し、有力なシグナル経路の同定に成功した(Hypoxia関連pathway)。1998年2008年までに当科で切除術を施行した大腸癌肝転移症例103例を対象とし、CD44、CD133の発現を免疫染色を用い検討した。CD44の発現率は58.7%で、CD133の発現は44.6%であった。大腸癌肝転移の切除検体からの細胞株の樹立に難航し、その後のin vitroでの機能解析実験の進捗が遅れたため。またそれに伴い、並行して施行予定であったプロテオーム解析結果から選出した候補蛋白群の臨床検体における発現解析実験にも遅れを生じた。消化器外科学大腸癌肝転移の切除検体からの細胞株の樹立は引き続き行っていくが、前年度はそちらを優先したために研究に遅延が生じた。今後はプロテオーム解析結果を用いた発現解析実験にPriorityを置き、研究を進めて行く予定である。我々は既にプロテオーム解析から得た候補蛋白群をネットワーク解析し、有力なシグナル経路の同定に成功した(Hypoxia関連Pathway,未発表データ)。
迅速・簡便・高感度Cold-SSCP法を用いた癌・前癌病変遺伝子変異の解析

1.乳腺においては、腺偏平上癌の1例を解析した。ホルマリン固定パラフィン包埋組織の薄切切片から、腺癌、扁平上皮癌、脈管に浸襲した未分化癌および正常組織を採取した。脈管に侵襲した未分化癌をはじめとし、すべて2-4mm^2の微小病変を対象とし、K-ras exon 1,2、p53 exon5,6,7,8の領域について解析した。K-ras exon 1,2領域では遺伝子変異は認めなかったが、p53では、腺癌でexon5,7、扁平上皮癌でexon5,7,、脈管に侵襲した未分化癌でexon5,7,8の遺伝子異常を認めた。腺癌、扁平上皮癌、脈管に侵襲した未分化癌のp53 exon5の遺伝子異常はすべて異なったパターンを呈したが、exonではすべて同一パターンの遺伝子異常であった。これまでの比較的大きな組織量を用いた方法では困難であった同一腫瘍組織内における遺伝子上のheterogeneityの検討、更には組織型との詳細な比較検討も可能となった。膵臓においては、膵癌12例と膵ラ氏島腫瘍10例について検討した。ホルマリン固定パラフィン包埋組織の薄切切片から、腫瘍および正常組織を採取し、膵癌ではp53 exon5,6,7,8の領域、膵ラ氏島腫瘍ではK-ras exon1,2、p53 exon5,6,7,8の領域について解析した。膵癌では12例中9例'(75%)にp53の遺伝子変異を認めた。膵ラ氏島腫瘍では、10例中2例(20%)にK-rasの遺伝子変異を認め、10例中9例(90%)にp53の遺伝子変異を認めた。膵癌におけるp53の遺伝子変異はこれまでの報告(50-75%)と同様に比較的高頻度に認め、迅速、簡便な“cold-SSPP"法における検出感度の高さが証明された。膵ラ氏島腫瘍における癌関連遺伝子の変異についての報告は少なく、その関連は未だ明らかではない。今回の検討では高頻度にp53遺伝子の変異を認めており、p53遺伝子の膵ラ氏島腫瘍への関与が示唆された。今後、direct sequenceによる塩基配列の決定を行うとともに、更に膵癌、膵ラ氏島腫瘍などの癌関連遺伝子との関連を追求していく所存である。
3地点からの全天大気光撮像による極冠域電離圏広域イメージング観測

平成27年度10月からカナダ北部のイウレカにおいて観測を開始した全天大気光イメージャの運用を継続し,これまでで約3.5シーズンぶんの良好なデータを取得できている.これにより,既設の2台の全天イメージャ(カナダレゾリュートベイ,ノルウェーロングイヤービイエン)と組み合わせて,極冠域電離圏環境の広域イメージングを行い,極冠パッチや極冠オーロラなどの広域構造を可視化することにとりくんでいる.平成29年12月に,それまで順調に観測を行っていたイウレカのイメージャのCCDカメラの冷却機能が故障し,以降の観測が行えない状態になった.現地で観測所のメンテナンスをしているToronto大学のPierre Fogal博士と連絡を取りながら,修理のためにカメラを日本に積み戻す作業を行った.平成30年度は,10月にイウレカに渡航し,修理を行ったカメラを設置して観測を再開する作業を行った.観測の再開以降は大きいトラブルもなく順調に観測を行うことができている.この機器故障のため,連続観測が安定的にできていない時期が生じているものの,北米域の2地点(レゾリュートベイ,イウレカ)とヨーロッパ域(スバールバル)の1地点の計3地点からの極冠域電離圏大気光計測を実施した希有な広域データが3シーズンにわたって揃ったため,現在,これらの光学観測機器と,Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN)やEISCAT, AMISR (RISR-N)などの非干渉散乱レーダー,GPS全電子数観測といった電波による電離圏観測を組み合わせて,極冠域超高層大気現象の構造を広域に,かつ3次元的に明らかにするための研究を進めている.光学系,筐体,冷却CCDカメラ,光学フィルター,コントロールPCからなる全天イメージャシステムを完成させ,名古屋大学宇宙地球環境研究所においてテスト観測を行った後,2015年7月にカナダに空輸した.平成27年10月に研究代表者の細川がイウレカに出張し,全天イメージャの設置から観測データの確認までの全てを行うことができた.また,観測システムに対して日本から衛星インターネット回線を用いた接続が行えるような設定を行い,観測状況の確認が行える環境を構築した.平成29年12月にCCDカメラの冷却機能が故障したため,それ以降3月までの観測を行うことができなかったが,平成30年10月に再度イウレカに渡航し,イメージャ観測を再開することができている.観測はPCによる自動制御で行われており,観測をスタートした2015年10月下旬から2018年3月上旬までの3.5シーズン分に亘って良好なデータを取得することができている.既設の2台の全天イメージャ(レゾリュートベイ,ロングイヤービエン)も順調に観測を継続しており,現在,イウレカのデータを組み合わせた極冠域電離圏環境のグローバルイメージングに基づいた,極冠パッチや極冠オーロラの広域構造の研究を実施している.ただ,当初予定していた4シーズン分の観測データを得ることができていないため,研究期間を1年延長し,観測を継続することとした.一昨年度のCCDカメラの故障により当初目的としていた4シーズン分のデータを得ることができていないため,研究期間を1年延長し,2020年3月まで観測を行う予定である.カナダのイウレカには秋に渡航し,メンテナンス作業を実施する.また,ロングイヤービイエンに関しては,8月に渡航し観測システムのメンテナンスを実施する予定である.観測の実施と並行して,得られたデータの解析も進めていく.イウレカ,レゾリュートベイ,ロングイヤービイエンの3地点で同時にポーラーパッチが観測されている事例を抽出し,電離圏観測データと相互補完的に組み合わせることで,1)ポーラーキャップパッチの生成過程の理解:生成領域の空間分布,生成に寄与する物理過程の解明,2)ポーラーキャップパッチの輸送経路の把握:輸送経路の動的な追跡,背景対流との関連性の理解,3)ポーラーキャップパッチの特性変化の把握:輸送中の特性(密度・空間構造)の時間変化の理解,に取り組む予定である.また,2019年度は計画の最終年度であるため,成果の取りまとめも行っていく.具体的には,これまでに得られている,1)ポーラーキャップパッチ発生頻度のUT依存性に関する研究,2)ポーラーキャップパッチの特性の太陽風擾乱(共回転相互作用領域,コロナ質量放出)に対する依存性の解析,3)極冠オーロラの衛星・地上同時観測事例の解析などの研究テーマについて論文の形で成果を創出することを予定している.イウレカに新設する全天イメージャシステムの製作を,連携研究者の塩川・大塚が所属する名古屋大学太陽地球環境研究所において進め,観測システムは,光学系,筐体,冷却CCDカメラ,光学フィルター,コントロール用PCが組み上がり,観測を行える状態になっている.