hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オートファジーとヒト膵島アミロイド蛋白を中心とした糖尿病発症機序の解明

糖尿病発症にオートファジーとヒト膵島アミロイド蛋白(hIAPP)の関与が示唆されているため、その関連を検討した。コントロールマウスと比較して膵β細胞特異的オートファジー不全マウスでは耐糖能障害が認められ、hIAPPノックインによりさらなる増悪が認められた。膵β細胞株およびhIAPPノックインマウスにおいて膵β細胞の増殖抑制が認められ、インスリン受容体のリン酸化が減弱していた。膵β細胞におけるhIAPPによるインスリンシグナルの抑制が耐糖能障害の機序の一つと考えられた。テトラサイクリン誘導性Atg7ノックダウンINS-1細胞を用いて、膵β細胞におけるautophagy不全によるIAPP蓄積を検証するため、以下の実験を行った。まずヒトIAPP発現プラスミドを作成し、HEK293T細胞へのヒトIAPPの導入を行った。quantitive RT-PCRによりHEK293T細胞へのヒトIAPPの導入が確認されたが、WesternBlotting(WB)による蛋白発現の確認ができなかった。いくつかの抗体を試してみたが検出することができず、陽性コントロールであるはずの膵β細胞株のIAPPも検出することができなかった。WBによる検出を断念し、ELISA、免疫染色による検出を検討することとした。次に上記作成したプラスミドのINS-1細胞への導入を試みた。複数の導入方法を試みたが、mRNAレベルにおいてヒトIAPPの発現が認められず、プラスミドを用いた導入は困難であると考えられた。そこでヒトIAPP発現ウイルスを作成しINS-1細胞への導入を試みたが、導入効率と細胞毒性の許容できる条件が得られず、INS-1細胞へのヒトIAPP導入は困難と判断した。そこで既報においてヒトIAPPペプチドをINS-1細胞の培養液中に加えると、ヒトIAPPペプチドがINS-1細胞に取り込まれる事が報告されているため、ヒトIAPPペプチドを投与がINS-1細胞に与える影響についての検討を行うこととした。ヒトIAPPをINS-1細胞に投与し、quantitive RT-CRおよびWBによりIL-1βの発現量の変化を評価したが、有意な差は認められなかった。次に分泌されたヒトIAPPが周囲マクロファージに与える影響を評価するため、マクロファージ細胞株およびマウス腹腔内マクロファージにヒトIAPPを投与し、IL-1βの発現を評価したが、こちらも有意な差は認められなかった。昨年度の検討においてヒトIAPPによる膵β細胞からのIL-1β産生亢進が認められなかった。そこで追加の検討としてIL-1受容体抗体によるIL-1β阻害実験を行った。ヒトIAPPによるオートファジー不全膵β細胞株(APKDβ)の増殖抑制はIL-1受容体抗体により阻害されなかった。膵β細胞からのIL-1βがオートクラインで関与する可能性は低いと考えられた。既報において膵β細胞より分泌されたヒトIAPPがマクロファージからのIL-1βの分泌を促進すると報告されており、マクロファージから分泌されたIL-1βが膵β細胞障害を引き起こすかの検討を行った。IL-1βをAPKDβに投与しても膵β細胞株の増殖抑制は認めらず、我々の系においてオートクライン・パラクラインの両面からIL-1βの関与は低いものと考えられた。APKDβにヒトIAPPペプチドを負荷した際にAKTおよびERKのリン酸化の抑制が認められた。またヒトIAPPペプチドによるAPKDβの増殖抑制を評価した際に増殖因子としてグルコースおよびインスリン負荷を行っていたため、AKTおよびERKの上流としてインスリンシグナルの関与を考慮した。APKDβではヒトIAPPペプチドによりインスリン受容体のリン酸化の抑制が認められた。追加の検討としてヒトIAPPノックインマウスの膵島を単離しインスリンシグナルの評価を行った。ヒトIAPPノックインマウスの膵島では野生型マウスと比較して、インスリンとグルコースによるインスリン受容体のリン酸化が有意に抑制されていた。ヒトIAPPペプチドによるAPKDβの増殖抑制のメカニズムとしてインスリン受容体レベルにおけるインスリンシグナル抑制の関与が示唆された。今後、ヒトIAPPがインスリンシグナルを抑制するメカニズムの検討を行い、ヒトIAPPが膵β細胞障害を引き起こすメカニズムの一端を明らかにしていく。代謝内分泌内科学今までにメカニズムを説明しうるようなデータは得られていないが、当初予定していた平成25年度の研究実施計画における検討項目に関しての検討はすべて行うことができている。具体的には平成25年度の検討項目としてautophagy不全によるIAPP蓄積の評価とIAPPによる膵β細胞障害のメカニズム解析の一部を予定していた。autophagy不全による膵β細胞におけるIAPP蓄積の評価に関しては蛋白レベルでのIAPPの評価が困難であり、また当初予定していたテトラサイクリン誘導性Atg7ノックダウンINS-1細胞株へのヒトIAPP導入が困難であった事からIAPP蓄積の評価は現段階では困難と判断した。今後、ELISA、免疫染色を用いてヒトIAPPノックインautophagy不全マウスの単離

膵島を用いた検討を考慮する事とした。メカニズム解析に関してはIL-1βを介した作用を中心に検討を行い、研究実績の概要に示したように有意なデータは得られなかったが、概ね予定していた検証を行うことができた。IL-1β関与の検討の追加としてIL-1β中和抗体などでIL-1βを阻害することにより細胞増殖・アポトーシス・GSISに与える影響を確認しIL-1βの関与の有無をより確定的なものとする。膵島内マクロファージの関与の検討の追加として、ヒトIAPP負荷マクロファージ細胞とautophagy不全INS-1細胞の共培養を行い、細胞増殖、アポトーシス・GSISおよびIL-1β阻害の検討を行い、マクロファージの関与の有無をより確定的なものとする。IL-1βの関与が想定されるようであれば、β細胞特異的オートファジーノックアウト・ヒトIAPPノックインマウスに抗IL-1β中和抗体または受容体阻害剤を投与し、耐糖能の変化を評価しin vivoでの検討も行う。IL-1βの関与が認められない場合には、毒性オリゴマーによるミトコンドリア・リソソームの膜障害およびオートファジー不全による障害細胞内小器官のクリアランスの低下による障害ミトコンドリア・リソソームの蓄積を想定し、電子顕微鏡などによるミトコンドリア、リソソーム障害の有無に関して評価し検討を行う。上記にて膵β細胞特異的オートファジーノックアウト・ヒトIAPPノックインマウスにおける耐糖能障害を説明しえない場合には、ヒトIAPPがオートファジーに影響を与える可能性について検討する。オートファジーはわずかな活性の残存にてその機能を発揮することが示唆されており、ヒトIAPPが残存するオートファジー活性を抑制することで耐糖能障害を増悪させている可能性を検討する。
中高生年代の能動的居場所に関する学際的研究―ナナメの関係の観点から―

中高生年代の能動的居場所に関して、ナナメの関係の観点から、調査・研究を行った。本研究課題では、第一に、ナナメの関係と同年輩の友人関係との質的差異について、TEMを用いて検討した。結果、ナナメの関係を持つことが自我発達にポジティブな影響を及ぼしていると推察された。第二に、学校における居場所形成に関するアメリカの実践の我が国への導入について、海外の知見をもとに検討した。結果、日本における、PBISの第1層支援および第2層支援の導入にかかわる展望を示した。中学生・高校生年代を対象とした能動的居場所形成に関する調査,質的検討を行った。具体的には,以下について調査,検討を行った。1)中学生・高校生年代を対象とした能動的居場所形成について,ナナメの関係に着目し,フィールド調査を行い,エスノグラフィの手法を用いて,中学生・高校生年代を対象とした能動的居場所おいて形成されるナナメの関係の質的検討を行った。結果,それぞれのエピソードに共通してみられるのは,高校生と大学生スタッフが,両者とも敬語等を使わず同等にしゃべっている点である。また,フィールドノーツ3で見られているように行動にも両者ともに遠慮がない点も特徴的である。一方で,フィールドノーツ2で観察されたように,進路について話す際には,敬語等は用いない同等のような関係ではあるが,「相談」を持ちかけており,ナナメの関係が推察された。1)ナナメの関係と同年輩の友人関係との質的差異について,高校生および大学生に対し、半構造化面接およびTEM(複線径路・等至性モデル)(※),両者に差異があることが明らかにされた。具体的には,能動的な居場所でかかわった「ナナメの関係」が,中高生の自我発達を促進させ,ナナメの関係の影響を受けた進路選択を行っていることが明らかにされた。同年輩ではこの関係性はみられなかった。※TEM(複線径路・等至性モデル)とは、データの分析及び記述に関する方法であり、時間を捨象することなく、多様な経験の径路を提示するという理念を基盤とする、質的研究法の一つである。以上の研究実績から,学校を含めた地域環境において,中学生・高校生年代の居場所づくりにかんして,「ナナメの関係」が有用な意味を持っていることが明らかにされた。今後,「ナナメの関係」を用いた教育的実践について検討をしていく必要がある。おおむね順調に進展しているが,業務との兼ね合いで大々的なフィールド調査を行うことが難しい状況にある。しかながら,申請者は,能動的居場所形成の関係者と密に連絡を取り合っており,大幅な変更はせず,計画通りに進めている。27年度が最終年度であるため、記入しない。子ども・環境学、青年心理学、教育心理学、臨床心理学質問紙調査の協力校との調整を第一に検討しなければならない。調査協力校の変更等も視野に入れ,対応していく予定である。また,質的なデータをより綿密にすることにより,全体計画の研究の質の担保につなげていく予定である。また,必要に応じて,調査協力者からアドヴァイス等を受け,適宜研究計画を調整していく予定である。
リンク機構を有する流体慣性ダンパによる建築物の制振に関する研究

本研究は低層の軽量構造物の耐震安全性を向上させるための制振構造システムを提案し、その有効性・実用性を明らかにすることが目的である。提案するデバイスは負剛性を発現する流体慣性ダンパに油圧式リンク機構による変形分布制御機構を持たせたものであり、負剛性により変形低減効果と加速度低減効果のトレードオフの関係を緩和することで高い制振効果を得られることが特徴である。また、上記の制振効果を高めるために試作したデバイスの単体加力試験を繰り返し行い、その性能の高度化と機構の設計手法の整備を行った。最後に、小型および大型構造の振動台実験により提案する構造システムが意図通りの制振効果を発揮することを明らかにした。本研究では、木造、軽量形鋼造(薄板も含む)による低層戸建住宅・共同住宅を主な対象として、それらの耐震安全性を向上させるための制振構造システムを提案し、その有効性・実用性を実験的・解析的に明らかにすることを目的としている。提案する構造システムは、油圧式のリンク機構に、負剛性を発現するオイルダンパとしての機能と構造各部の変形分布の制御機能とを併せ持たせるものである。大地震を対象として建築物に制振システムを適用する場合に、変形抑制効果と加速度応答低減効果とが互いにトレードオフの関係を有することが一般的な傾向であるが、本開発ダンパは負の剛性を発揮することでその弱点を大幅に緩和することができる。また、システムの基本となる油圧機構が単純で小型であるために、既往のダンパシステムよりコストを抑えることが可能であるため、建物を長期間安全に利用するための技術の一つとして有望である。平成26年度の研究では(1)液体慣性ダンパの基本性能を検証することと、(2)油圧式リンク機構の設置によりもたらされる建築物の制振効果を明らかにすること、また、(3)ダンパの効果を高めるためのダンパ仕様を定性的かつ定量的に明らかにする事であった。(1)については、試作ダンパに対する実験結果に基づいてダンパの力学モデルを考案し、その減衰特性、慣性質量効果、リンク効果を検討し、特に、ダンパに封入する流体の密度を高めるために適した各種高密度流体を封入した場合の効果の違いを実験・解析により明らかにした。リンク効果は異なるシリンダの油室間を結ぶチューブの長さや剛性の影響も受けるため、高い効果を得るためにその適切な仕様の決定方法についても定式化した。リンク機構は建物の中の異なる部位、例えば上下の層間であるとか異なる構面間であるとかの変形割合を一様に設定可能な事を小型振動台実験により検証した。昨年度は、リンク式流体慣性ダンパが発揮する抵抗力に関して、粘性減衰力に対する慣性力の比率を高めることでダンパの特徴的な力学特性である負剛性を顕在化させて構造物へのパッシブ制振効果を高めることを考えた。この比率をダンパ性能の高度化の指標とし、ダンパの構造、流体特性の調整等々体系的に検討した。小型ダンパの単体加力試験及び同ダンパを設置した小型2層鉄骨フレームの振動台実験を行い、基本アイデアの正しさを検証した。ダンパに封入する流体の密度を上げることで慣性力の効果を大きくすることが可能であり、流体が流れるチューブに硬い素材を用いることで大きな抵抗力を発揮できることを明らかにした。変位の反転時に荷重変位関係に見られる荷重の増加は油撃によるものであることを明らかにし、油撃の影響も考慮してダンパ剛性の負勾配を評価することでダンパの性能を定量的に評価できることを示した。このように改造したダンパを上下何れかの層に損傷が集中するように設計された小型2層鉄骨造フレームに設置して実施した振動台実験より、ダンパのリンク効果により各層の変形を一様化できること、また、慣性質量効果により上階の応答加速度を低減できることを確認した。2基のシリンダで発生する抵抗力の総和により荷重変形関係を評価するならば、ダンパは先に述べたように負の剛性を明確に発揮するが、個別のシリンダごとに荷重変形関係を評価するとその剛性は各層のダンパごとに異なることも分かった。このことから、ダンパの荷重変形関係が発揮する見かけの剛性は慣性力だけでなくリンク機構が発揮する抵抗力にも依存すると推測し、主構造の剛性分布とダンパの発揮する見かけの傾きの関係を解析的に検討することでその傾向を把握した。本研究では、木造、軽量形鋼造(薄板も含む)による低層戸建住宅・共同住宅を主な対象として、それらの耐震安全性を向上させるための制振構造システムを提案し、その有効性・実用性を実験的・解析的に明らかにすることを目的とするものであった。具体的には油圧式のリンク機構に、負剛性を発現する慣性力を発生する機能と構造各部の変形分布を適正に制御する機能とを併せ持たせるものであるが、小型のダンパの制作により基本性能を把握して当初の目標が実現されることを確認するとともに、さらにその性能を向上させるために、流体の密度やリンク用のチューブの長さや硬度を調整してその効果を検証した。最終的な目標は、極めてまれに発生する強い地震動の作用に対しても建物の崩壊を防ぐ構造システムを構築することであるが、現時点では、小型の建物モデルを用いて、大きな塑性変形を伴わない範囲で目標が達成されることを確認できたにとどまっている。大きな塑性変形も許容する建築物に制振システムを適用する場合に、変形抑制効果と加速度応答低減効果とが互いにトレードオフの関係を有することが一般的な傾向であるが、提案するシステムではダンパに負の剛性を付与することでその弱点を大幅に緩和できることを既に解析ならびに小型試験体による実験で確認できた。

最終年度には中型の振動台を利用して、実寸法の建物モデルを用いて目標とする制振効果が発揮されることを検証する。本年度は、2層建物モデルの振動台実験によりリンク式慣性質量ダンパの有効性を検証した。摩擦式エネルギー吸収機構を内蔵する耐力壁を組み込んだ薄板軽量形鋼造は極めて強い地震動の繰り返し作用に対しても力学特性の劣化度が低いことを確認していることより、同構造を主構造として約1/2スケールの小型2層試験体の上下両層間にリンク式ダンパを設置して変形分布の一様化に有効であることの実証を目的とした。実験に先立って、解析により構造特性と入力地震動の多様な組み合わせを検討した。本年度は熊本地震が発生して同じ地域内で震度7クラスの地震動が連続して発生する可能性もあることが確認されたため、同地震において記録されたJMA熊本_NSおよびKiK益城_EWの記録地震動による加振も加えた。低レベルのホワイトノイズ加振の結果からはダンパのリンク効果により1次の伝達関数のピーク値が下がるとともに2次の振動成分がほとんど消えるなど予想通りの効果が確認された。しかしながら、極めて強いレベルの地震動入力時にはリンク性能の発揮度合いが低い結果となったため試験後にダンパのみの性能を再検証したところ、試験体へのダンパ設置作業に作動油内に空気が混入して2本のシリンダ間のリンク剛性が低下したためであると原因を特定することができた。この影響を考慮した解析結果は実験結果とよく整合することを確認した。再構築した力学モデルを用いて、ダンパが想定した力学特性を発揮するものとした場合の検討によれば、提案する構造システムがリンク効果による変形分布制御と慣性質量効果による負剛性制御による絶対加速度応答低減効果をともに期待できる構造システムであることを確認した。なお、制振構造では1階床の加速度応答は地震動の加速度と同じになるが、同じく申請者が開発中の滑り基礎構造と併用することで、そのような難点を克服できることも本実験では併せて実証した。本研究は低層の軽量構造物の耐震安全性を向上させるための制振構造システムを提案し、その有効性・実用性を明らかにすることが目的である。提案するデバイスは負剛性を発現する流体慣性ダンパに油圧式リンク機構による変形分布制御機構を持たせたものであり、負剛性により変形低減効果と加速度低減効果のトレードオフの関係を緩和することで高い制振効果を得られることが特徴である。また、上記の制振効果を高めるために試作したデバイスの単体加力試験を繰り返し行い、その性能の高度化と機構の設計手法の整備を行った。最後に、小型および大型構造の振動台実験により提案する構造システムが意図通りの制振効果を発揮することを明らかにした。26年度の研究実施目標の(1)、(2)、(3)の何れについても試作したダンパに対する繰り返し加力実験により、目指す制振効果が達成可能であることを明らかにした。(1)については、試作ダンパに対する実験結果に基づいてダンパの力学モデルを考案し、その減衰特性、慣性質量効果、リンク効果を検討し、適切なパラメータを選択することで、目的に応じたダンパの設計が可能な事を示した。特に、ダンパに封入する流体の密度を高めるために適した各種高密度流体を封入した場合の効果の違いを実験・解析により比較検討し、コスト面での採算性についても指標が得られたた。
統合失調症の分子病態の解明

統合失調症と特定の薬物が引き起こすそのモデルが一定の発達段階以降に出現することに着目し、本症に関連する新しい候補分子として、動物に脳から、このモデルの成立時期以後に、これら薬物によって異常を示す遺伝子を発見した。また、統合失調症で機能不全が推測されるNMDA型グルタミン酸受容体を賦活する作用と、統合失調症とそのモデルを改善する作用をもつ脳のD-セリンの代謝を調節するメカニズムを調べ、関連の新たな分子・細胞を見出した。これらは、統合失調症の分子異常の解明や治療法の開発に役立つ重要な所見と考えられる。統合失調症様異常発現薬によりラットまたはマウス大脳新皮質で臨界期以降に発現誘導される、統合失調症関連候補遺伝子として、昨年度以前に検出したmrrt1(methamphetamine(MAP)-responsive transcript 1)とprt1(phencyclidine(PCP)-responsive transcript 1)の他に、mrrt3およびprt4を新たに同定した。prt1に関しては薬理学的解析を続け、統合失調症との関連を支持する所見を得た。mrt1は、統合失調症モデル動物の前脳部で発現が増加するため、前脳部選択的にmrt1を過剰発現するマウスを作製し病態を解析中である。また、精神疾患患者血液DNAを用い、mrrt1とprt1のヒト相同遺伝子と統合失調症との関連を検討した。一方、大脳新皮質に加えて視床が、統合失調症様異常発現薬に対し臨界期までに著明な応答変化を示すことを見出し、本研究からも、統合失調症における両脳部位の重要性が支持された。視床では、臨界期以後に統合失調症様異常発現薬への異常応答を示す遺伝子prt5およびprt6を検出した。さらに、共同研究では、PCPにより発現が変化する分子として検出したTLSが、mRNAのスパインへの移送やスパインの形態調節に関与することが示唆された。D-セリン関連分子としては、D-セリンにより選択的に発現が誘導され、脳選択的発現とD-セリンと酷似した脳内分布を示すdsr-2(d-serine responsive transcript-2)遺伝子を、ラット大脳新皮質からクローニングした。また、D-セリンの細胞内レベルや蓄積を減少させるdsm-1(d-serine modulator-1)遺伝子も単離した。現在、個体における機能を明らかにする目的で、これら遺伝子のノックアウトマウスを作製中であり、ヒト相同遺伝子の統合失調症との関連性についても検討を始めた。統合失調症様異常発現薬により、ラットまたはマウスの大脳新皮質あるいは視床で臨界期以降に発現誘導される、統合失調症関連候補遺伝子として、これまでに検出してきた、prt4(phencyclidine(PCP)-responsive transcript4)、prt5、prt6などについて、薬理学的解析を行い、統合失調症の病態への関与が支持された。すなわち、prt4は細胞マトリックス蛋白をコードするCCN1であることがわかり、大脳新皮質において、生後56日齢で見られるPCPによる発現誘導は生後8日齢では認められないこと、および成熟期にはPCPの他に、選択的NMDA受容体遮断薬のdizocilpineやMAPの投与によっても発現が著明に増加することが明らかになった。また、prt5およびprt6も同様の薬理学的反応性を示し、視床において、生後56日齢で見られるPCPによる発現誘導は生後8日齢では認められず、成熟期にはPCPの他に、選択的NMDA受容体遮断薬のdizocnpineやMAPの投与によっても発現が増加した。一方、上記と同様に研究代表者らがクローニングしてきた、1)mrt1(methamphetamine(MAP)-responsive transcript1)、2)発達にともなって基礎的発現が変化することを見出した成熟型mRNAをコードし、統合失調症との連鎖が報告されている22番染色体長腕にマップされるCDCrel-1遺伝子、3)prt1、4)D-セリンの細胞内レベルや蓄積を減少させるD-セリン関連分子のdsm-1(d-serinemodulator-1)などの統合失調症関連候補遺伝子の、各ヒトorthologueについて、統合失調症を対象としたケースーコントロール研究を行った。また、dsm-1やmrt1のノックアウトマウスを作製中である。本研究では、発達神経科学的視点から精神機能に関与する新規分子あるいは既知分子の新規脳内機能を見出すことにより、統合失調症の分子病態を明らかにすることを目的としている。すなわち、統合失調症とそのモデルと考えられる統合失調症様異常発現薬による精神症状や動物の行動異常が、一定の発達期(臨界期)以降に出現することから、一群の統合失調症は、特定の神経回路に含まれる分子カスケードの機能的発達の障害に起因すると仮定し、本症の関連候補分子として統合失調症様異常発現薬への応答や基礎的発現が臨界期と関連した変化を示す分子を探索する。

一方、研究代表者らが統合失調症状の動物モデルを改善する内在性物質であることを発見したD-セリンが、上記の臨界期以降に成熟動物型の脳内分布が出現する発達変化を示す特徴があることから、以上の候補分子と内在性D-セリンの代謝・機能関連分子の、統合失調症患者における、1)ゲノム遺伝子の変化、および2)相互作用の異常を検索する。(1)leiomodin 2 (Lmod2)のラットorthologであること、(2)従来報告のなかった脳での発現が前核群を中心とした視床選択的にみられること、(3)成熟期にはPCPの他に選択的NMDA受容体遮断薬のdizocilpineでも同様の発現誘導が生じるが、(5)ドーパミン作動薬のmethamphetamine (MAP)による発現増加の程度はこれより小さく、PCP誘発性の発現上昇はドーパミン遮断薬前投与により部分的に抑制されることなどが明らかになった。これらの結果から、視床のprt5 (Lmod2)発現細胞が統合失調症関連回路の一部を構成することが示唆された。また、MAPに発達依存的応答を示すmrt1のトランス下ニックマウスの作出と行動解析および細胞内D-セリン量を変化させるdsm-1 (d-serine modulator-1)遺伝子の統合失調症および双極性障害との相関解析を行った、本研究で主要な課題の一つとして、統合失調症では、細胞外D-セリンシグナルの減弱によりNMDA型グルタミン酸受容体機能が低下する可能性があることに注目し、D-セリンシグナルを調節する分子細胞メカニズムの検討を行っている。キノリン酸によって神経細胞体を選択的に破壊した内側前頭葉皮質では、注入1週間後の組織中および細胞外液中のD-セリン濃度が著明に低下した(-60%以上)。不可逆的グリア選択的毒素のα-アミノアジピン酸を注入した1週間後には、D-セリン濃度が対照群の85%に減少した。さらに、in vivoにおいて、α-アミノアジピン酸を灌流すると、細胞外D-セリン濃度が軽度ながら有意に低下した(-10%)。これらの所見から、D-セリンの細胞内外の濃度は、グリアとニューロンの双方によって調節されていることが支持された。一方、統合失調症や薬物性の本症様の精神症状が思春期以降に発症し、これら薬物による動物のモデルも一定の発達段階(臨界期)以降に成立することに着目し、統合失調症関連候補遺伝子として、本症様異常発現薬により、ラットまたはマウスの大脳新皮質あるいは視床で臨界期以降に発現誘導される遺伝子を検索している。このうち、NMDA受容体遮断薬phencyclidine(PCP)に発達依存的に応答する、prt5(PCP-responsive transcript 5 : Leimodin 2(Lmod2))遺伝子について、脳では、基礎的発現・PCP投与後の増加ともに、ほぼ視床に限局しており、Lmod2発現細胞は統合失調症障害される神経回路の一部を構成すると推測された。prt1(SAP97)遺伝子は統合失調症との有意な関連を示した。また、ドーパミン作動薬methamphetamine(MAP)に発達依存的応答を示すmrt1(MAP-responsive transcript 1)の前脳部選択的に過剰発現するマウスの行動学的特徴の解析を開始した。本年度は、平成20年度までと同様に、次の2つの主要テーマに関する研究を続け発展させた:
末梢神経過誤再生に対する新しい治療法の開発

反回神経切断モデルに対するPGAコラーゲンチューブ(ナーブリッジ)の単独使用による治療効果に関して、直接神経縫合した群と比較検討を行い、PGAコラーゲンチューブ単独使用による有髄神経の再生本数および喉頭筋萎縮予防効果を確認し、報告した。神経再生がPGAコラーゲンチューブ(ナーブリッジ)を用いることで改善しているにも関わらず、機能改善が起こらない原因は、反回神経の過誤再生が起こっているものと思われた。過誤再生を克服するため、PGAコラーゲンチューブを足場として感覚、自律神経の再生阻害をすると考えられる阻害薬を投与し、チューブ単独使用群と比較し検討した。本年度はまず反回神経切断し、反回神経を縫合することにより過誤支配モデルを作成し過誤支配の評価方法について検討した。これらのモデルに対して喉頭の開大筋(後輪状披裂筋)および閉鎖筋(甲状披裂筋)へ神経トレーサーを挿入し運動神経の終着である疑核での過誤支配を確認した。また自律神経、感覚神経のトレーサーの終着である迷走神経節へのトレーサーの迷入も確認した。以上より過誤支配の原因としてかかげていた1運動神経線維に感覚神経線維、自律神経が迷入することによる過誤再生および2運動神経線維同士での非選択的再生による過誤再生を確認した。また、新たな過誤再生の治療法を確立するために、治療薬投与の足場としてPGAコラーゲンチューブ(ナーブブリッジ)を切断部に挿入し再生が正常に起こるかどうかを検討した。組織学的には、直接反回神経を縫合した群と比較しチューブ挿入群の方が神経再生の軸索配列や末梢側における神経の太さや軸索数において改善が見られたが、喉頭の運動に関しては両者ともに機能改善は認めなかった。これは神経再生において過誤支配を改善しなければ反回神経において機能回復は得られないためと考えられた。今年度は反回神経過誤再生の治療の足場となるPGAコラーゲンチューブ(ナーブリッジ)の単独使用による基礎データをとった。神経の再生を形態学的評価、喉頭筋萎縮予防効果、電気生理学的評価、喉頭運動評価を行い、直接神経縫合した群と比較検討を行った。PGAコラーゲンチューブ単独使用による有髄神経の再生本数および喉頭筋萎縮予防効果は確認できたが、喉頭の運動および電気生理学的改善は単独使用では認めなかった。神経再生がPGAコラーゲンチューブ(ナーブリッジ)を用いることで改善しているにも関わらず、機能改善がないことからも、反回神経の過誤再生が起こっているものと思われる。(この結果に関しては、ボストンで行われたAmerican Laryngological Association's 2015 Spring Meetingにて報告。現在論文投稿中である)過誤再生の原因として、運動神経と感覚、自律神経との過誤再生が起こるため、運動機能が改善しないという仮説を証明し、改善するため、現在、PGAコラーゲンチューブを足場として薬物投与や、遺伝子導入を行い、有効な治療法などがないかを検証中である。神経再生がPGAコラーゲンチューブ(ナーブリッジ)を用いることで改善しているにも関わらず、機能改善が起こらない原因は、反回神経の過誤再生が起こっているものと思われ、特に運動神経と感覚、自律神経との過誤再生が起こることが、運動機能が改善しない一因と考えられる。そこでこの仮説を証明し、それを克服するため、PGAコラーゲンチューブを足場として感覚、自律神経の再生阻害をすると考えられるTrkA blockerを投与し、チューブ単独使用群と比較し検討した。その結果、チューブ単独群と比較して、麻痺側声帯の運動、反回神経の再生本数および神経線維径の改善を認めた。電気生理学的にも伝導速度は両群で有意な差は認めなかったが、麻痺側喉頭筋の活動電位の振幅や呼吸性同期筋電図の同期の改善を認めた。今後はこの結果を報告するとともに、効果のメカニズムについて作用部位や時間などを評価していく予定である。また、この研究は平成28年度の基盤C反回神経過誤再生に対する新しい治療法の開発(16K11252)において研究を継続していく予定である。過誤再生の原因として、運動神経と感覚、自律神経との過誤再生が起こるため、運動機能が改善しないというう仮説を証明し、改善するため、現在、PGAコラーゲンチューブを足場として、感覚神経再生阻害因子と考えられるTrkA inhibitorを投与して実験中である。まだ、PILOT STUDYの段階であるが、完全ではないが喉頭の動きと、電気生理学的回復を確認している。今後は頭数を増やして評価するとともに、過誤再生に関しては神経トレーサーを用いて迷走神経節および疑核を評価していく予定である。耳鼻咽喉科➀運動神経と感覚、自律神経の過誤再生に対しては現在TrkA inhibitorを用いて現在検証中である。

また、同時に2運動神経同士の過誤再生に関しては、今後、Motor Target-Derived Neurotrophic Factorと考えられる神経栄養因子を導入するため、センダイウイルスやアデノウイルスなどにレポーター遺伝子導入したものを用いて、神経や筋への導入の確認を行っていく予定である。神経再生がおこっている(神経がつながっている)にも関わらず機能回復が起きない理由として1運動神経線維に感覚神経線維、自律神経が迷入することによる過誤再生および2運動神経線維同士での非選択的再生による過誤再生による可能性があることが検証できた。また、過誤再生の評価方法に関しては神経トレーサーを用いて、疑核および迷走神経節を評価することができた。筋電図に関しては呼吸性の同期に関しては機能回復がほとんど見られていないため確認はできてはいないが、神経伝導速度などに関しては評価できた。組織学的検討に関しては喉頭の筋繊維の組織学的比較や切断神経末梢側の軸索数や径などの比較を行うことにより評価が可能となった。以上より評価系についてはほぼ確立し、当初の仮説も確証が得られた。今後はこの仮説に対して治療方法を確立していく必要があり、まずその第一歩として国内初の神経再生チューブ(ナーブブリッジ)を用いてその治療効果を検討している。現在のところ、機能回復には至っていないが、組織学的には神経再生された末梢側の軸索数およびその太さにおいて改善を認めており、今後過誤再生の程度に関しても評価していく予定である。本実験に加えて予備実験も行なっているため前年度確立した過誤再生の評価方法を用いて来年度は神経再生チューブ単独での過誤支配の改善の検討と神経再生チューブ内へのNGF-TrkA blocker投与における1の感覚神経、自律神経の迷入を阻害することによる治療法の確立を目指す。特にNGFは神経再生においては重要な役割をしていることからその阻害は感覚神経の再生のみならず、運動神経の再生にも影響を及ぼす可能性はあり、NGF-TrkA blockerのなかでも感覚神経に発現が優位なTrkA blockerを用いて障害部位(チューブ内)での感覚神経の再生を促す。本年度予定していた実験も併せて行うため試薬を中心に適宜購入予定である予備実験の段階から本実験へ進む過程であったため今後、本実験に入るため、適宜購入予定
現代インドネシア社会におけるインド文化の受容

研究代表者小池と研究分担者内藤は、平成11年9月に短期間インドネシアにおいて現地調査を実施し、インドネシアにおけるインド映画の受容の歴史などについて基本的な資料を収集している。現段階での主要な研究成果として以下のことが指摘できる。インドネシアでは1950年代よりインド映画が数多く二級の映画館(一級の映画館では欧米の映画が上映された)で上映され、インドネシアの庶民の間で圧倒的な人気を誇った。インド映画の輸入については、二人の南アジア系インドネシア人(ともに1943年にインドネシアで生まれた),Raam Jethmal PunjabiとGobind Tejomal Samtaniが大きな役割を果たした。二人の父親は現パキスタン出身の織物商人であった。二人は映画の輸入から映画製作に転じ、それぞれ独自に映画プロデューサーとしての地位を確立した。その後、90年代に入って映画が斜陽産業となり、テレビが大衆文化の中心としてインドネシアで発展していくとともに、二人は映画制作からテレビドラマ制作と道を歩み、インドネシアのテレビ界で大きな成功をおさめた。とくに、Raam Punjabiは「テレビドラマの王」と呼ばれる存在である。二人は南アジア系であっても、彼らが作るテレビドラマはインド色のまったくない純然たるインドネシアの大衆娯楽であり、その点がインドネシアで成功を収めた理由となっている(ただし、技術者のなかには二人がインドから呼んだものもいる)。二人の軌跡をたどることで、インドネシアの大衆文化の世界でプロとして成功を収めた南アジア系移民の姿を知ることができる。二人の成功の背景には、本国との人的ネットワークの活用があると考えられる。また、研究分担者小林は、文献研究にもとづいて、古代インド文学の東南アジア、特にインドネシアにおける影響と受容に関する基礎的研究を行なった。
単一細胞シークエンスデータに基づく細胞社会学のための情報手法の開発とデータ解析

炎症記憶の形成過程を細胞や分子レベルでの細胞間相互作用として解明を目指し、数千個の細胞からなる炎症組織の構成細胞について、定性的・定量的情報を「細胞状態変数」として収集蓄積、統合するために必要な手法の開発とそれを用いた実際のデータ解析を進めた。単一細胞プロファイルに基づく、「炎症の場」としての細胞社会の記述を可能とすることを目指し以下のように研究を進めた。(1)単一細胞トランスクリプトーム動態の解析・モデリングのための単一細胞遺伝子発現プロファイルデータ解析手法の確立と解析(池尾)。データ解析のための解析フローの確立を進めると同時に、クラスタリング手法の改良を行い再現性と分離性の改善を行った。(2)細胞集団の動態モデルの構築に向けて、様々な情報学的手法とシミュレーションを用いたモデル構築のための手法のモデル構築へ応用(太田)。RNA-seqデータから突然変異情報を抽出し遺伝子変異に基づく細胞系譜作成を試行し、評価を行った。(3)各細胞状態に対応するマーカー遺伝子候補の抽出とそれらの機能情報に基づく炎症記憶形成における役割の推定と検証(渡邊)。各細胞の特徴配列抽出のための手法を開発し、実際のデータに対して細胞分類、新規細胞の特徴づけを進めた。(4)機械学習モデルから炎症細胞へ遷移する細胞の予測(小倉)。機械学習を用いて、細胞の分類を行い細胞の遷移を遺伝子発現による細胞系列の分類手法の試行を進めた。また、計画班を中心にA01,A02の各グループに対して、データ解析の支援を開始した。(1)単一細胞トランスクリプトーム動態の解析・モデリングのための単一細胞遺伝子発現プロファイルデータ解析手法の確立と解析(池尾)、(2)細胞集団の動態モデルの構築に向けて様々な情報学的手法とシミュレーションを用いたモデル構築のための手法のモデル構築へ応用(太田)、(3)各細胞状態に対応するマーカー遺伝子候補の抽出とそれらの機能情報に基づく炎症記憶形成における役割の推定と検証(渡邊)、(4)機械学習モデルから炎症細胞へ遷移する細胞の予測(小倉)について研究を進めた。その結果、単一細胞遺伝子発現データ解析のための新しいクラスタリング方法を含め、細胞特徴配列抽出、細胞分類などのための解析フローの作成を終了し、パイプライン化と自動化を進めている。この過程で従来問題であった発現プロファイルによるクラスタリングの非収束の問題を解消し、新しいクラスタリング手法(UMAP)を導入し、統計的テストを行うことによりクラスタリング結果の定量的な信頼性の指標を確立した。また、これらの技術に基づいて各研究グループに対するデータ解析支援を開始し、遺伝子発現プロファイルによる細胞系譜の作成を開始し、それぞれの疾患における状態遷移の動的分子ネットワーモデルの構築に取り掛かった。また、細胞系譜作成のために遺伝子発現プロファイルの遷移に加えて、従来の集団遺伝学や生物進化の研究で用いられてきた分子系統、集団進化モデルを応用し、単一細胞シークエンスデータからの突然変異サイトの抽出と変異に基づく細胞分類、系譜作成を検討開始した。加えて、遺伝子発現プロファイルを用いた細胞分類、同定手法の研究を進め、遺伝子発現から新規細胞軍の抽出を行う解析フローの開発と検証を行うとともに、合わせて共発現パタンから新規複合体タンパク候補を推定する手法の開発も同時に行った。以上の成果を踏まえて現在の進捗状況は計画通りであり、概ね順調に進展していると判断した。遺伝子発現プロファイルによる細胞系譜の作成と分子ネットワークの遷移モデル作成を進め、遺伝子発現データに加えてゲノム配列情報やその他の病理学データを統合することにより、マーカー候補遺伝子の疾患への関与の機能アノテーション及び作用モデルの構築を行う。具体的には、1. Single cell遺伝子発現データを用いた遺伝子発現ネットワークの推定(池尾)。機械学習に代表されるモデルに依存しない解析方法を検討していく。他計画班グループと協力して、遺伝子レベルの細胞集団解析結果と他の領域の結果を統合し整合性を持たせるように、データの再構築とモデリングを進める。遺伝子レベルのデータに他グループの情報を連結し統合することを行い、その次の統合解析とモデリングを行う。2.分子系統、集団進化モデルを用いた炎症細胞社会遷移モデルの構築(太田)体細胞突然変異の結果生じた幹細胞集団のモザイシズムは遺伝子プールにおける多型のアナロジーであり、幹細胞から分化した細胞の系列は系統のアナロジーとみなすことが出来る。幹細胞は活性化後自己増殖と分化のいずれかの道筋をたどることになるので、前者は集団レベルの、後者は種分岐レベルの現象のアナロジーとみなし、分子系統と集団進化モデルを必要に拡張及び改変することで、炎症細胞社会遷移モデルの構築を継続して行う。3.遷移マーカー遺伝子が炎症細胞への遷移に対する影響解析(渡邊)。細胞間の類似・非類似、あるいは、分類の基準を定める。その基準・手順に基づき各細胞種や状態の判別を行い、それが組織学的に妥当であるかをA01およびA02の関係者と検討し、妥当なものとなるまで基準の改定を行う。4.構築した機械学習モデルから炎症細胞へ遷移する細胞の予測(小倉)機械学習による細胞プロファイリング手法から、実際に炎症細胞へ遷移する細胞の予測を行う。各計画班と連携してデータの収集を測る。炎症記憶の形成過程を細胞や分子レベルでの細胞間相互作用として解明するために、数千個の細胞からなる炎症組織の構成細胞について、定性的・定量的情報を「細胞状態変数」として収集蓄積、統合するために必要な手法の開発とそれを用いた実際のデータ解析を進めた。単一細胞プロファイルに基づく、「炎症の場」としての細胞社会の記述を可能とすることを目指し、相関する遺伝子について、相互作用の総体を炎症組織変化として記述するための方法論の検証と開発を進めた。

また、必要な手法の確立と解析フローの構築のために、他の班と協力して上記のモデルから予測できる結果が得られるかを検討した。平成29年度は、(1)単一細胞トランスクリプトーム動態の解析・モデリングのための単一細胞遺伝子発現プロファイルデータ解析手法の確立と解析(2)細胞集団の動態モデルの構築に向けて、様々な情報学的手法とシミュレーションを用いたモデル構築のための手法のモデル構築へ応用、(3)各細胞状態に対応するマーカー遺伝子候補の抽出とそれらの機能情報に基づく炎症記憶形成における役割の推定と検証を進めるにあたって、特に基本となる数千細胞の大規模単一細胞トランスクリプトームデータの解析に必要な手法の開発と検証を進めた。さらに、将来の細胞社会学のためのスタンダードとしての解析パイプラインの構築、整備を進めるとともに、大規模データ解析の効率化に努めた。(1)に関しては、初期値依存性の問題を解消して安定的な特徴遺伝子の抽出とクラスター群の特定を行う手法の開発を進めた。(2)では、細胞集団の判別のために、配列上の変異を用いて細胞系譜を判定する手法の検討を開始した。(3)では、実際のデータを用いて、それぞれの細胞を特徴づけるマーカー遺伝子の抽出条件の検討を進めた。また、学習アルゴリズムによる細胞クラスタリング手法の研究にも着手した。当初計画どおりに29年度の研究を進めた。当初計画における(1)単一細胞トランスクリプトーム動態の解析・モデリングのための単一細胞遺伝子発現プロファイルデータ解析手法の確立と解析では、従来の解析手法の検証と検討を進め、クラスタリングにおける初期値依存の問題を解消するための解析フローの設計と検証を進めた、(2)細胞集団の動態モデルの構築に向けて、様々な情報学的手法とシミュレーションを用いたモデル構築のための手法のモデル構築へ応用では、細胞社会モデル構築のための単一細胞トランスクリプトームデータにおける体細胞変異情報を利用した細胞系譜解析手法への利用の検討を開始した。(3)各細胞状態に対応するマーカー遺伝子候補の抽出とそれらの機能情報に基づく炎症記憶形成における役割の推定と検証に関しては、実データにおけるエラーもしくは未分類細胞の存在と判別のための手法の検討を進めた。また、細胞クラスタリングのために学習アルゴリズムに基づく手法の検討と条件検定を進めた。炎症記憶の形成過程を細胞や分子レベルでの細胞間相互作用として解明を目指し、数千個の細胞からなる炎症組織の構成細胞について、定性的・定量的情報を「細胞状態変数」として収集蓄積、統合するために必要な手法の開発とそれを用いた実際のデータ解析を進めた。単一細胞プロファイルに基づく、「炎症の場」としての細胞社会の記述を可能とすることを目指し以下のように研究を進めた。(1)単一細胞トランスクリプトーム動態の解析・モデリングのための単一細胞遺伝子発現プロファイルデータ解析手法の確立と解析(池尾)。
転移性肺腫瘍における癌免疫微小環境の時間空間的多様性の解明

転移性肺腫瘍に対する新たな治療戦略の構築するために、本研究では原発巣・転移巣における時間空間的多様性を明らかにし、個々の腫瘍における癌微小環境および免疫逃避メカニズムを描出することを目指す。次世代シーケンシングデータを活用し、個体内での癌のクローン進化を推測する。また、癌免疫応答の状態や増殖・代謝に関して評価し、その制御法について検討する。マウスを用いた動物実験も併せて肺転移組織のデータ収集を行い、頑健な評価法・解析法を確立することを目指す。そして最終的にヒト検体での解析応用を目指す。
近世日本における子どもの労働に関する教育史的研究

本研究は、近世社会の家族の中で展開される日常的営為において、子どもの労働がどのように位置付けられていたのかを考察することにより、近世における子どもの存在状況ならびに子ども像の特質を明らかにすることを目的とする。研究の方法は、(1)日常の家族労働において、子どもの労働はどのように期待されたのか。(2)それは家族を中心とした具体的な生産プログラムの中にどのように位置付けられているのか。(3)家族内労働に子どもを参加させる大人の意識の教育性はどのようなものであり、近世社会の教育的思惟のなかにどのように位置付けられるのか。以上の三点である。本研究は文献史料に基づく実証的研究であり、史料収集が必須の作業である.三ヵ年計画の研究において、諸種の資料を収集したが、そのなかでもとりわけ農書を中心に、そこに現われた子どもの存在状況及び労働に関する記述の分析をすすめた。その理由は、農書には家の後継者育成との関連から、農民としての生き方や在り方、家業経営を支える子どもの労働の在り方などの記述が展開されているからである。このような研究を通して、(1)小規模の家族労働力による農業経営が一般的になりつつあった近世社会においては、子どもの労働に大きな期待が寄せられたこと、(2)子どもの労働は補助的ではあるが、家族労力中心の農業経営において欠かせないものとなっていたこと、(3)子どもにとって労働能力を身につけることは、村において一人前の人間と認められるために何よりも必要なことであったことが文献実証的に明らかになった。以上の三点である。1、本研究は、近世社会の子どもを家族労働の担い手として把握し、近世家族の多様な日常的営為のなかでの子どもの労働の位置づけの考察を通して,近世における子どもの存在状況ならびに子ども像の特質の解明を目指した.2、研究を進めるにあたり、まず先行研究を調査し本研究の課題の意義の確認からはじめた。1950年代の初めに小川太郎はその著「日本の子ども」において、これまでの歴史叙述には子ども像の歴史的な変遷への着目が不十分であることを問題としたが、このような情況は近年大きな変容を見せつつある。すなわち社会史研究の盛行と相俟ち、子どもを対象に据えた教育史研究が登場し、子どもへの関心が多様に論じられ始めたのである。とはいえ、それでもなお本研究の提示する「働く子ども」という視点が見落とされていることが指摘される。伝統社会における子どもの存在状況は、労働との関係において初めてその本質が明らかになるのであり、家業とのかかわりに注目して子どもの労働の諸相の解明を目指す本研究の課題の意義を確認した.3、本研究に有効な文献史料として当初想定した史料群は、(1)近世文芸作品、(2)近世の教訓書、教養書、実用書、(3)近世農書の三群である.本年度はこの内の(1)(2)を中心とし、あわせて近世社会の政治・風俗・民衆意識に関する刊行史料を収集した.4、次年度は以上の史料の分析と考察を進め、あわせて第3群の近世農書とその関連史料の収集を行う計画である.本研究は、近世社会の家族の中で展開される日常的営為において、子どもの労働がどのように位置付けられていたのかを考察することにより、近世における子どもの存在状況ならびに子ども像の特質を明らかにすることを目的とする。研究の視点は(1)日常の家族労働において、子どもの労働はどのように期待され、(2)それは家族を中心とした具体的な生産プログラムの中にどのように位置付けられているのか、(3)家族内労働に子どもを参加させる大人の意識の教育性はどのようなものであり、近世社会の教育的思惟のなかにどのように位置付けられるのか。以上の三点である。本研究の基本的な研究方法は、文献史料に基づく実証的方法であり、史料収集が必須の作業である。

三ヵ年計画の二年次にあたる本年度は、昨年度収集した近世文芸作品、教訓書などを対象に、そこに現われた子どもの存在状況及び労働に関する記述の分析をすすめる一方、労働と子どもとの関わりがより明確に伺える近世の農書を収集し、その分析をすすめている。一例として文化年間に、大洲藩士の井口亦八が農民の厳しい労働生活を共感を込めて記した農村生活の見聞記を見ると、「おとこ、おうな、老、ワかき年の齢にしたかひ相応のいとなみをしぬ」、「老若き其ほどほどになす業もいとしけけれやしつの世渡り」(『農家業状筆録』文化年間)とあり、近世農業が女性や老人、子どもの労働力を必須の前提とし、家族全員がそれぞれの仕事に従事することで経営体としての家の運営が可能であったことが知られる。このような記述を手がかりに、家業とのかかわりに注目して子どもの労働の諸相をとらえ、伝統社会における子どもの存在状況と子ども像の解明をすすめている.本研究は、近世社会の家族の中で展開される日常的営為において、子どもの労働がどのように位置付けられていたのかを考察することにより、近世における子どもの存在状況ならびに子ども像の特質を明らかにすることを目的とする.研究の方法は、(1)日常の家族労働において、子どもの労働はどのように期待されたのか.(2)それは家族を中心とした具体的な生産プログラムの中にどのように位置付けられているのか.(3)家族内労働に子どもを参加させる大人の意識の教育性はどのようなものであり、近世社会の教育的思惟のなかにどのように位置付けられるのか.以上の三点である.本研究は文献史料に基づく実証的方法であり、史料収集が必須の作業である.三ヵ年計画の最終年度にあたる本年度は、これまで収集した諸史料の内、農書を中心に、そこに現われた子どもの存在状況及び労働に関する記述の分析をすすめてきた.農書には家の後継者育成との関連から、農民としての生き方や在り方、家業経営を支える子どもの労働の在り方などの記述が展開されている.これらを通して、(1)小規模の家族労働力による農業経営が一般的になりつつあった近世社会においては、子どもの労働に大きな期待が寄せられたこと、(2)子どもの労働は補助的ではあるが、家族労力中心の農業経営において欠かせないものとなっていたこと、(3)子どもにとって労働能力を身につけることは、村において一人前の人間と認められるために何よりも必要なことであったことが文献実証的に明らかになった.
由良湾における海域環境調査とシミュレーションに関する研究

今年度の研究では、昨年度に引き続き由良湾域の水質を定期的に調べることによって海域環境の季節変化や、計測項目の主成分分析や回帰解析によって海域の環境特性を詳細に調べることができた。これは、本研究を実施する以前から、断続的に行ってきた調査結果を、本研究によって生かすことが出来た顕著な結果である。また、前年度までの研究でクロロフイルの分布を非接触で計測できることを確かめたが、今年度は、その結果を他のセンサーを使った計測結果と定量的に比較して、その有用性を示すと共に、得られたクロロフイル分布の空間スケールを画像解析から求め。3050m程度のスケールが有意であることを確かめた。この結果は、これをトレーサの一種と考えた速度の画像計測、いわゆるPIVのために有用であり、その結果カメラ画像を地図画像に変換してPIVを適用する手法を開発した。また、海域環境のシミュレーションは、陸域からの負荷も考慮した生態系モデルを作って実際の計測値と比較検討し、構築されたモデルの利用法方法について検討した。その結果、新しい研究課題として、環境因子の短時間変化を簡単なモデルで求め、これを新しいモニタリング手法とすることが得られた。本研究による基礎的な研究から十分な成果が得られ、今後はさらに展開していく課題が明らかになったことは、当初の目的が十分達せられたものと判断できる。今年度の研究課題のうち、由良湾内の水質に関する調査については、夏以後ほぼ毎月実施できたので、クロロフィル、窒素、リン、DOなどの季節変化を明らかにすることができた。また、サーモグラフィによる温度計測や赤外線写真などの調査結果から、2種類の光学フィルタを使った分光画像によってクロロフィルの非接触計測が行えることを明らかにし、この画像を使って湾内流の計測ができることを明らかにした。次に、生態系モデルに関する検討としては、陸域からの負荷を求めるためにタンクモデルを使う試みを行った。襲来は森林から負荷の表現に使われてきたこの手法を市街地域からの生活排水や工場排水負荷についてもタンクモデルを使う試みを行った。その結果得られた負荷を、海域に関する生態系モデルに対する境界条件の一つに考えてシミュレーションを実施した。また、湾内の流れに関しては、CFDを使って非定常流れを計算し計測結果とも比較検討した。