hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
DNA修復欠損マウスの精子形成不全における修復ネットワーク機構の解析

エラー!DNA修復欠損マウスの精子形成不全とDNA修復ネットワーク異常との関係に着目し、精巣の遺伝的安定性を維持するDNA修復ネットワークを解明するため、以下の実験を行い結論を得た。12ケ月令DNA修復欠損マウス精巣からRNAを抽出し、DNA修復関連遺伝子[塩基除去修復(BER)、ヌクレオチド除去修復蛋白質(NER)、損傷乗り越え修復蛋白質(TLS)、ミスマッチ修復(MMR)等]の発現をDNA microarrayで網羅的に解析したところ、各修復関連遺伝子の発現異常を検出した。これらの遺伝子の発現の変化を確認するため、RT-PCR (reverse transcription PCR)、免疫染色、Western blotting, Real-time PCR等で解析中である。同時に、DNA修復欠損マウス精巣に酸化的DNA損傷を積極的に蓄積させ精子形成異常を生じる実験条件を、予備的に検討して最適な条件を見いだしたので、現在、個体数を増やして確認中である。その条件で、上記の同様の解析を行う。また、NERを欠損したXPGマウスにおいても、精巣発育不全や卵巣発育不全を生じることが明らかになり、現在、精巣・卵巣の時期特異的な蛋白質の発現を解析中である。今回、電顕の染色剤として白金ブルーの染色特性が明らかになったことで、今後、白金ブルーを用いて精子形成過程の細胞の染色体を特異的に染色し、精子形成不全の病態に迫れる可能性がある。上記の実験からDNA修復欠損マウスの精子形成不全とDNA修復ネットワーク異常との関係を理解し、精巣の遺伝的安定性を維持するDNA修復ネットワーク機構が解明される。DNA修復欠損マウスの精子形成不全とDNA修復ネットワーク異常との関係に着目し、精巣の遺伝的安定性を維持するDNA修復ネットワークを解明するため、以下の実験を行い結論を得た。酸化的DNA損傷の生化学的解析から、対照群に比べ加齢したDNA修復欠損マウス精巣に、酸化的DNA損傷が多く蓄積することが示されていた。この実験をコンファームするため、免疫染色の諸条件を検討していたが、マウス臓器の固定・処理方法に問題があることが判明し、再度、戻し交配をしたDNA修復欠損マウスを加齢させて再実験を行った。マウス系統の遺伝的背景のばらつきのためか、生化学的解析とは異なる結果を得たので、現在、更に戻し交配の進んだマウスを用いた実験を計画中である。また、現在、12ヶ月令DNA修復欠損マウス精巣からRNAを抽出し、DNA修復関連遺伝子[塩基除去修復(BER)、ヌクレオチド除去修復蛋白質(NER)、損傷乗り越え修復蛋白質(TLS)、ミスマッチ修復(MMR)等]の発現をDNA microarrayで網羅的に解析中である。各遺伝子発現の変化を、RT-PCR (reverse transcription PCR)、免疫染色、Western blotting等で確認する予定である。上記実験からDNA修復欠損マウスの精子形成不全とDNA修復ネットワーク異常との関係を理解し、精巣の遺伝的安定性を維持するDNA修復ネットワーク機構が解明される。12ヶ月令DNA修復欠損マウス精巣からRNAを抽出し、DNA修復関連遺伝子[塩基除去修復(BER)、ヌクレオチド除去修復蛋白質(NER)、損傷乗り越え修復蛋白質(TLS)、ミスマッチ修復(MMR)等]の発現をDNA microarrayで網羅的に解析したところ、各修復関連遺伝子の発現異常を検出した。これらの遺伝子の発現の変化を確認するため、RT-PCR(reverse transcription PCR)、免疫染色、Westernblotting, Real-time PCR等で解析中である。

また、NERを欠損したXPGマウスにおいても、精巣発育不全や卵巣発育不全を生じることが明らかになり、現在、精巣・卵巣の時期特異的な蛋白質の発現を解析中である。上記の実験からDNA修復欠損マウスの精子形成不全とDNA修復ネットワーク異常との関係を理解し、精巣の遣伝的安定性を維持するDNA修復ネットワーク機構が解明される。
動脈硬化症患者に於ける脆弱性の評価・検討とその指標の臨床応用

既に動脈硬化病変が存在する中高年者を対象としてVulnerable Plaque, Vulnerable Bloodを有するVulnerable Patientsを評価・同定するための新たな臨床マーカーの確立を目的とし、更にこれらの臨床マーカーを用いて種々の動脈硬化治療戦略が脆弱患者安定化、冠動脈疾患・心血管イベント抑制をもたらす"安定化療法"として有効であるか臨床的検討を行った。超音波検査において低エコー輝度プラーク(echolucent plaque)は脆弱なプラークとして認識される。我々は非高脂血症冠動脈疾患患者において、スタチンによる積極的脂質低下療法が脆弱頸動脈プラークを安定化させ得るかについて頸動脈超音波検査にて検討した。スタチン群ではecholucentプラークのエコー輝度が有意な増加を示し、プラーク安定化が認められたが、ダイエット群では認めなかった。スタチンを用いた積極的脂質低下療法は非高脂血症冠動脈疾患において、約6ヶ月という短期間から脆弱プラーク安定化に効果的であることが明らかとなった。非侵襲的で繰り返し行うことができるIBSを用いた頸動脈エコー検査により、動脈硬化病変の質的評価を定量的に行う事は、high riskな動脈硬化患者の治療、管理にあたって有用であると考えられた。我々は人血中にCD144陽性血管内皮細胞由来microparticles(CD144-EMP)が存在することを示し、この血中マーカーが冠動脈血管内皮細胞機能障害の程度と良好な相関があることを示し、糖尿病患者でその血中レベルが上昇している事を明らかにした。このCD144-EMPレベルは糖尿病患者に於いて有意な独立した冠動脈疾患の危険因子である事が明らかとなった。冠動脈疾患患者において、血中CD144-EMPレベルを測定し23年間の脳・心血管疾患予後を検討した。血中CD144-EMPレベルは、将来の心事故発生において古典的冠動脈疾患危険因子とは独立した有意な予測因子となる事が明らかとなった。非高脂血症冠動脈疾患患者60名をダイエット群30名とプラバスタチンを投与するスタチン群30名に分け、頸動脈プラークエコー輝度をintegrated backscatter(IBS)解析にて定量化測定し、プラークの最大intima-media thickness(プラークIMTmax)、各脂質パラメータ、high-sensitivity CRPの変化を観察した。平均6.2ヶ月の観察期間においてスタチン群ではT-CHO、LDL-C、hs-CRPは有意に低下し、ダイエット群ではT-CHOのみが中程度低下した。スタチン群ではecholucentプラークのエコー輝度が有意な増加(c-IBS:-18.5 to -15.9 dB)を示し、プラーク安定化が認められたが、ダイエット群では認めなかった(-18.2 to -18.9 dB)。プラークIMTmax値は両群とも変化しなかった。更にT-CHO、LDL-C変化量とc-IBS変化量には有意な負の相関を認めた。スタチンを用いた積極的脂質低下療法は非高脂血症冠動脈疾患においても、約6ヶ月という短期間から脆弱プラーク安定化に効果的であることが明らかとなった。

血管内皮細胞障害は、心血管イベントのリスクファクターである事が示されており、我々は人血中にCD144陽性血管内皮細胞由来microparticles(CD144-EMP)が存在することを示し、糖尿病患者でその血中レベルが上昇している事を明らかにした。このCD144-EMPレベルは糖尿病患者に於いて有意な独立した冠動脈疾患の危険因子である事が明らかとなった。本研究では、既に動脈硬化病変が存在する中高年者を対象としてVulnerable Plaque, Vulnerable Bloodを有するVulnerable Patientsを評価・同定するための新たな臨床マーカーの確立を目的とし、更にこれらの臨床マーカーを用いて種々の動脈硬化治療戦略が脆弱患者安定化、冠動脈疾患・心血管イベント抑制をもたらす"安定化療法"として有効であるか臨床的検討を行った。超音波検査による頸動脈-動脈硬化病変評価の臨床応用:・ストロングスタチンであるatorvastatin投与によるスタチン治療によってより強力な脂質低下療法を行った際に、実質的LDLコレステロール低下効果とスタチンの多面的効果の代表とされるhs-CRP低下について、頸動脈プラーク質的変化に及ぼす影響を検討した。頸動脈プラークエコー輝度改善においてはhs-CRP変化ではなく、より強力なLDLコレステロール低下自身が関与していることが示された。より強力なLDLコレステロール低下療法は、日本人においてプラークをさせた。(論文作成中)血管内皮細胞障害を反映する指標としての血管内皮細胞由来微小粒子(Microparticles : EMP)検討:熊本大学病院循環器内科に入院した冠動脈疾患患者において、血管内皮細胞障害を反映する血中CD144-EMPレベルを測定し23年間の脳.心血管疾患予後を検討し起血中CD144-EMPレベルは、将来の心事故発生において古典的冠動脈疾患危険因子とは独立した有意な予測因子となる事が明らかとなった。(学会発表、論文作成中)生体内血小板活性化評価指標としての血小板由来微小粒子(PMP)の検討:生体内血小板活性化を示す血中PMPレベルは、冠動脈疾患患者で上昇していることが明らかになったが、この上昇が糖尿病患者において、冠動脈疾患を発症する前に既に上昇しており、この上昇において血中レムナントリポタンパク(RLP-Cho)レベルが有意な寄与因子となり、フィブラートで治療することによりこの血小板活性化が改善する事が示された。(Eur Heart J 2006)
日本語の文脈依存性に関する理論的実証的研究

本研究の各研究分担者の研究の概要をあげ、その後で全体の総括をすることとする。まず西光は日本語は英語と比べて談話構造において繰り返しが多く、多義性が高いことをさまざまな現象で示し、その原因について考察をすすめた。柴谷はパラメ-タ理論による日本語の対照統語論の研究を言語類型論の立場から批判し、日英語だけでなく、世界中の諸言語を考慮に入れる必要を唱えた。また日本語の受身表現を類型論の立場から分析し、世界の諸言語における日本語の受身表現のしめる位置を明らかにした。田窪は文脈のための言語理論を開発し、理論的土台を提供した。田窪と木村は中国語、日本語、英語、フランス語の三人称代名詞の対照研究を行い、日本語の三人称代名詞が未発達であることが文脈依存性によるものであることを考究した。益岡は日本語特有であるといわれ、なかなか本質をとらえ難い「のだ」構文を先行の諸説を踏まえ、独自の機能分析を行った。林は日本語、フランス語、ル-マニア語の遊離構文の対照研究を行った。金水は談話における指示詞の機能と述語の意味層に考察を加え、日本語の文脈依存性による説明を試みた。田窪、益岡、金水はそれぞれ日本語のモダリティの諸側面を考究し、文脈依存性との相関関係を明らかにした。また研究協力者として、中川正之は中国語は文脈依存度において、日本語と英語の中間であることを諸現象の観察によって示した。当初の目的である、諸言語との対照によって、日本語の文脈依存度が高いことを相対的に示すことについては、さまざまの現象について、詳細で微細な考察が進められ、相対度を持ったパラメ-タを各言語に設定するための見通しがたった。さらに考察の対照とする現象と言語の範囲を増やし、パラメ-タ設定を精密化し、最終的な理論体系をうち立てる土台ができたといえよう。特に会話方策と談話構造と語用論に関する対照研究の必要性が大きく注目されるさらなる考究の必要な分野として、本研究の結果、明らかになった。また文脈の理論および文脈依存性のモデル化についても全体像が見えてきた。平均月1回のペースで研究分担者および協力者による研究発表会をも日本語、英語、フランス語、ルーマニア語、中国語、朝鮮語等に関する対照研究の立場から文脈依存性の検討を重ね、次第に問題点が明らかにされていった。特に目立つ結果としては日本語のモーダリティの研究で新知見が得られた。認知スタイルと談話構造の相関関係についても日本文学の英訳をデータに用いることによって新境地を切り拓くことができた。またトピックを表示するとされる遊離表現を英語、フランス語、ルーマニア語、日本語で比較対照することによって微細な違いが明らかになった。単一言語においても、異なる時代の日本語の文法体系を比較対照することによってそれぞれの時代の体系の全体的傾向も明らかになった。当初の狙い通りに比較対照という手段によって、ともすれば単一の言語の記述においてラベル貼りに終わってしまう点を是正し、微妙なところまで追求することができたといえる。もちろん少数の問題しか取り上げられなかったので、課題としてはこのような方法を言語体系全体に及ぼさねばならないが、細かい観察が必要となるので時間をかけなければならない。年度末にそれらの成果を報告論集として出版したので、おなじような研究者がふえることが望まれる。本年度の各研究分担者の研究の概要をあげ、その後で全体の総括をすることとする。

まず、西光は日本語は英語と比べて多義性が高いことをさまざまな現象で示し、その原因について考察をすすめた。柴谷はパラメ-タ理論による日英語の対照統語論の研究を言語類型論の立場から批判し、日英語だけでなく、世界中の諸言語を考慮に入れる必要を唱えた。田窪と木村は中国語、日本語、英語、フランス語の三人称代名詞の対照研究を行い、日本語の三人称代名詞が未発達であることが文脈依存性によるものであることを考究した。益岡は日本語特有であるといわれ、なかなか本質をとらえ難い「のだ」構文を先行の諸説を踏まえ、独自の機能分析を行った。金水は談話における指示詞の機能と述語の意味層に考察を加え、日本語の文脈依存性による説明を試みた。また研究協力者として、中川正之は中国語は文脈依存度において、日本語と英語の中間であることを諸現象の観察によって示した。当初の目的である、諸言語との対照によって、日本語の文脈依存度が高いことを相対的に示すことについては、さまざまの現象について、詳細で微細な考察が進められ、相対度を持ったパラメ-タを各言語に設定するための見通しがたった。さらに考察の対照とする現象と言語の範囲を増やし、パラメ-タ設定を精密化し、最終的な理論体系をうち立てる土台ができたといえよう。特に会話方策と談話構造と語用論に関する対照研究の必要性が大きく注目されるさらなる考究の必要な分野として、本研究の結果、明らかになった。
固定化RNA選択法を用いたRNA酵素機能構造の解析

RNA酵素(リボザイム)とは、その活性に蛋白質性因子の関与を必要とせず、RNA単独で、RNA鎖切断等の蛋白質酵素様の触媒活性を示すRNA分子の総称である。本研究は、我々の開発した固定化RNA選択法を用いて、全く任意の配列を持つRNA集団から、切断活性を持つRNA酵素のみを分離し、それらの構造を解析することにより、RNA酵素の構造と触媒活性との相関関係を解明することを目的としたものである。我々は、ミニハンマーヘッド型RNA酵素を母体とし、保存配列が含まれるステムII領域の14塩基全てを、任意な配列にしたRNA集団(つまり基質と水素結合を形成する領域以外は、全て任意な配列を持つ4^<14>=2.7X10^8種類からなるRNAの集団)より、基質RNAに対する切断活性を持つRNA分子を、固定化RNA選択法を利用して分離する事を行った。7回の固定化RNAによる選択、及びPCRによる増幅サイクルを繰り返したところ、選択されてきたRNA集団に基質RNAを切断する活性が検出された。そこで、そのRNA集団から、RT-PCRによって個々のRNAのcDNAを作製し、そのうちの40クローンについて構造を解析した。その結果、基質RNAに対して切断活性を示すクローンは、1塩基のみ異なる3種類の塩基配列を持つことが明らかになった。これらの3種類のRNA酵素は、全て典型的なハンマーヘッド型リボザイムの保存配列と同一の配列を含んでいた。また、全く独立に、再度固定化RNAによる選択を繰り返したが、切断活性を持つRNA酵素としては、1回目の選択実験と同一の配列を持つクローンのみが得られた。これらの結果は、用いた基質RNAに対して、切断活性を示すRNA酵素の触媒部位には、典型的なハンマーヘッド型リボザイムの保存配列が必須であり、その他の構造をもつRNA酵素は存在しない可能性を示唆している。
世界の水資源の持続可能性評価のための統合型水循環モデルの構築

水と食料、両者の持続性をグローバルスケールで議論可能とし、さらに、今後懸念される世界の水問題に対して国際社会がとるべき施策に資するように、統合型水循環モデルの各要素モデルの精緻化、高精度化を図り、さらにサブモデルとして窒素循環・水質、ダム・発電用水、深層地下水資源のモデルを新たに開発した。本研究課題の目的は、水と食料両者の持続性をグローバルスケールで議論できるように、さらに今後懸念される世界の水問題に対して国際社会がとるべき施策に資するように、これまで開発してきた統合型水循環モデルをより発展的に構築することである。統合型水循環モデルは大きく自然系水循環モデル、人間系水利用モデルに分けられ、それらのモデルに関して精緻化、高精度化を図り、さらに、両者を結びつけるサブモデルとして窒素循環・水質、ダム・発電用水、深層地下水資源のモデルを新たに開発し、全体を統合したモデルシステムを構築する。この統合型水循環モデルを20世紀の100年分について日単位で実行し、水・エネルギー収支、水循環、水利用の推定を行い、検証データを用いてその適合性を確認するとともに、主要なフィードバック過程や、ダム貯水池の効果、人口や経済発展、土地利用変化がグローバルな水循環と水利用にどの程度インパクトを与えてきたのかを定量的かつグローバルに明らかにする。さらに温暖化に伴う気候変動に伴うグローバルな水循環・水資源の将来像を明らかにする。本研究では、2012年ごろに発表される予定のIPCC第5次報告書への貢献を念頭に置き、水と食料、両者の持続性をグローバルスケールで議論できるように、さらに今後懸念される世界の水問題に対して国際社会がとるべき施策に資するように、これまで開発してきた統合型水循環モデルをより発展的に構築し、この統合型水循環モデルを20世紀の100年分について日単位で実行し、主要なフィードバック過程や、ダム貯水池の効果、人口や経済発展、土地利用変化がグローバルな水循環と水利用にどの程度インパクトを与えてきたのかを定量的かつグローバルに明らかにすることを目的とする。さらに国家的規模で行われる温暖化シミュレーションモデルへの採用を目指し、グローバル水循環・水資源の将来像を明らかにすることを目指す。本年度は、各要素モデルの高度化および検証データの収集を進めた。統合型水循環モデルは大きく自然系水循環モデル、人間系水利用モデルに分けられ、自然系水循環モデルでは入力データの高精度化を進め、また安定同位体比を利用した表層流と基底流の分離や乾燥・半乾燥域での表層浸透の定式化に向けた陸面水文モデルの改良を進めた。人間系水利用モデルでは、国別統計値を基にするマクロ取水量推測モデルと、都市毎の詳細情報を用いるミクロ取水量推測モデルを用い、過去数十年の取水量変化トレントの再現実験と検証を行い、工業用水・生活用水モデルの改良を進めるとともに、工業用水・生活用水・農業用水モデルの改良と検証用パラメータとして過去の人口、GDP、取水量、エネルギー消費量、等々の様々な統計値を収集・整理し、データベース化を進めた。さらに、両者を結びつけるサブモデルとして、窒素循環・水質、ダム・発電用水、湖沼・地下水資源、農業灌漑のモデルの開発・改良を進めた。本年度は、各要素モデルの精高度化および検証データの収集を継続し、統合化を行った。統合型水循環モデルは大きく自然系水循環モデル、人間系水利用モデルに分けられ、自然系水循環モデルでは入力データの高精度化を進め、国際湖沼データベースを基に湖沼数を増やすとともに湖沼による流出の時間遅れのモデル化を検討し、乾燥・半乾燥域での表層浸透の定式化及び山岳氷河プロセスのモデル化を行った。人間系水利用モデルでは、国別統計値を基にするマクロ取水量推測モデルと、都市毎の詳細情報を用いるミクロ取水量推測モデルを用い、過去数十年の取水量変化トレンドの再現実験と検証を行い、工業用水・生活用水・農業用水モデルの改良と検証用パラメータとして過去の土地利用、人口、GDP、取水量、エネルギー消費量、等々の様々な統計値を収集・整理し、データベース化を進めた。さらに、両者を結びつけるサブモデルとして、窒素循環・水質、湖沼・地下水資源、農業潅漑のモデル、水位確保を目的関数とする発電用水ダムの操作アルゴリズムの開発・改良・適用・検証を進めた。本研究課題の目的は、より適切に世界の水資源の持続可能性の評価ができるような統合型水循環モデルの構築にある。

統合型水循環モデルは大きく自然系水循環モデル、人間系水利用モデルに分けられ、自然系水循環モデルでは、同位体循環を陸面水文過程に組み込み表層流と基底流の分離を行なった。また、浸潤前線畳み込みモデルの導入による乾燥・半乾燥域での表層浸透の定式化を行い、雪氷プロセスの精度向上とユーラシア大陸河川の水源となっている山岳氷河の陸面水文過程への導入を行った。さらに、主要な湖沼データセットの整備を行い全球1kmグリッドでの水関連土地被覆データセットの整備を進めた。人間系水利用モデルでは、農業モデルは熱帯・亜熱帯域から資料を収集し、また施肥の影響、各国の農業技術のレベルなどもパラメータとして組み込みモデルの一層の精度向上を行った。また、統合型水循環モデルに向けた生活用水使用量の将来予測手法の開発を行い、生活用水使用量算出モデル、水質汚濁負荷算出モデルを開発した。さらに、virtual water tradeの評価手法の開発を進め、また工業製品に関する水のライフサイクルアセスメント手法を開発した。両者を結びつけるサブモデルは、大量の肥料散布と工業・生活排水に起因する河川水および土壌水中の窒素汚染についてのモデル開発を進めた。また、貯水池操作モデルの開発・改良を推進した。さらに、これまで全球スケールでは扱われなかった動的な地下水過程モデルを陸面水文モデルに結合した。データベースの整備では、様々な統計値を収集・整理し、グローバルスケールで衛星プロダクトとの気候値の比較を徹底的に行った。将来予測の入力データの整備については、月平均気温と月合計降水量に関してこれまでに用いられている出力値直接補正手法を整理し、それらに改良を加えたものの検証および予測値の傾向の把握を行った。本研究課題の目的は、より適切に世界の水資源の持続可能性の評価ができるような統合型水循環モデルの構築にある。本年度は、各要素モデルの高度化を継続し、検証データの整備を行った。各要素モデルの高度化に関しては、リモートセンシングデータを活用し全球での農事暦作成を行った。さらに各メッシュにおける多様な作物分布を考慮しうるパラメータの整備をした。この結果、乾季の灌漑要求水量の解析精度が向上し、灌漑取水を考慮した乾季河川流量精度が大きく向上した。水質汚濁負荷算出モデルに関しては、グリッドごとに生活系汚濁負荷による濃度上昇量を算出して、生活系水利用による水環境への影響が大きくなると予想される地域を推定した。都市用水の分類に関しては、工業用水の将来使用量推計モデルについて国毎の水利用効率の特徴を調べ、産油国とそれ以外の国で水利用効率が異なることがわかった。国内の各工業用水の業種毎の排水量および栄養塩負荷に関する資料と共に、海外における業種別の排水量、水質に関するデータ収集を行い、工業用水の水環境への負荷の検討を始めた。検証データの整備に関しては、中国の現業地上気象観測所の日照時間等の日ごとの観測値に基づき、各地点位置での1971年以降の全天日射量(地上下向き短波放射フラックス)を推定した。そして、NASA Langley Research Centerが気象衛星観測データに基づいて作成したSRB(Surface Radiation Budget)データを相補的に利用し、CMIP3の大気海洋結合モデルによる20世紀再現実験(20c3m)の地上下向き短波放射の気候値を検討した。
精子発生過程における精細管上皮周期形成機構とアンドロゲン受容体の関与

マウス精細管上皮周期の形成に対する、アンドロゲン(Leydig細胞)、アンドロゲン受容体(Sertoli細胞、精祖細胞)の関与について検討した。2Sertoli細胞,精祖細胞および筋様細胞におけるアンドロゲン受容体蛋白及びmRNAの発現を検討した。精祖細胞とSertoli細胞のアンドロゲン受容体蛋白の発現を,共焦点レーザ顕微鏡法,画像解析法を用いて数値化したところ,精細管上皮周期に依存して発現レベルが変動していた。1、2から,Leydig細胞から分泌されるアンドロゲン量及び精細管内の各細胞のアンドロゲン感受性は,精巣内で一様ではなく,局所的に変動している可能性が示唆された。3精巣組織切片を用い,隣接する精細管のstage頻度の分布から,精巣内における精細管上皮周期の配列がランダムではなく,特定stageの精細管が隣接して存在することが有意に多いことを見い出した。4精巣の連続切片を作製、立体再構築し、精上皮周期の3次元的な配列(いわゆるspermatogenic wave)について検討した。マウス精巣の精上皮周期は精細管の折れ曲がりごとに、精上皮周期stageの進行が逆転し、一定の領域でspaermatogenic waveの進行方向が一致する現象が認められた。これらのことから、アンドロゲンを含む精細管周囲の局所的因子により精上皮周期の進行が調節されていることが強く示唆された。本年度は,ライディッヒ細胞のホルモン合成と隣接する精細管の精上皮周期との関連につき検討した。ホルモン合成能の指標として,ステロイドホルモン代謝に関わる水酸化ステロイド脱水素酵素(HSD)の酵素活性を酵素組織化学的に検出した。3βHSD,17βHSD及び11βHSD酵素活性検出に2mMdehydroisoandrosterone,testosterone及び11β-dehydroxyandrostendioneを基質としてそれぞれ用い,マウス精巣の未固定クリオスタット切片と反応した。いずれの酵素活性も精巣の間質にのみ検出された。各精細管に隣接する間質のライディッヒ細胞塊毎に平均染色強度を数値化したところ,17βHSD,11βHSD活性はステージ67の精細管近傍で最も強く,ステージ1012,12で弱かった。一方,3βHSD活性にはこの変化は認められなかった。更に17βHSDに関して,精巣での発現が知られる17βHSDtype3及びtype4mRNA発現をin situ hybridization法にて検出した。cDNAよりdigoxigenin標識cRNAを作製しプローブとして用いた。17βHSD type3mRNA発現はライディッヒ細胞にのみ強く認められ,一方,type4mRNAは精細管内の各細胞にも発現していた。このことから,酵素組織化学的に検出した17βHSD活性は主に17βHSDtype3に由来する反応と考えられる。17βHSD活性強度の変化は,ライディッヒ細胞のホルモン合成能に影響を与え,これに伴いアンドロゲン分泌量も変化すると推測される。ライディッヒ細胞のアンドロゲン分泌量は,隣接する精細管の精上皮周期と連動して変化し,精細管上皮周期形成に関与すると考えられる。
2歳児向け五感を用いた食育（日本版サペレメソッド）の開発

「いろいろなものをバランスよく食べる」ためには子どもの頃からの食習慣の確立が重要である。しかし、給食ではひと昔前の「残さず食べる」の原則から一変し、現在は無理強いせずに事前に量を調整して「食べたいものだけを食べる」傾向になっている。欧州では肥満児の増加などを背景として2000年頃から野菜や果物を題材にしたサペレメソッドを就学前の早い時期に導入するという取り組みが始まっている。今回、我々は最も効果的な2歳児を対象にした日本版サペレメソッドを開発し、健康的な食材そのものを自ら積極的に食べる意欲や行動の効果を検証する。
鉄鋼精錬用生石灰の冶金物理学的特性に関する研究

石灰石が我が国産出の唯一の鉄鋼製錬用資源であることに着目し、その最適な製造・使用方法に関し提言することを目標に研究を実施してきた。昨年度迄の研究により、原石の結晶粒度の大きいもの(10100μm)は低温域焼成(900°C)でも良好な水和性試験値が得られ、一方、結晶粒度の小さいもの(1-10μm)は、高温域焼成(1100°C)によって初めて良好な値が得られることが明らかになった。又、同じ軟焼石灰でも、水和性試験の初期値が良好なものがそうでないものに比較し、塊状石灰への溶鉄中硫黄の浸透が著しいことを見出した。本年度は以上の結果の機構を明らかにすると共に、FeO含有製鋼スラグへの滓化について研究した。1.生石灰の水和性及び溶鉄中硫黄との反応性を支配している因子上記の特性と最も関係があるのは、生石灰の比表面積の大小でなく、結晶粒界に主として存在する(粒内にも一部存在する)巾1μmオーダー以上の大きなき裂である。つまり、原石の結晶粒度の大きいものは、各結晶粒が焼成によって收縮し、粒界及び粒内に大きなき裂を生じやすい。一方、結晶粒度の小さいものは、高温域焼成によって初めて大きなき裂を生じる。そしてこのき裂の有無と塊状生石灰への溶鉄中硫黄の浸透及び生石灰粉による溶鉄脱硫試験結果とは良く対応した。すなわち、水和反応及び溶鉄との反応に関し、巾1μmオーダー以上のき裂は反応界面として重要な役割を有している。2.塊状生石灰のFeO含有製鋼スラグへの滓化前述した水和性試験初期値の異なる軟焼石灰2種類と硬焼石灰をCaO39%,Si【O_2】41%,FeO20%,温度1500°Cの溶滓中に回転浸漬し、Ca/Feの変化を原子吸光光度法により測定した。その結果、測定値にバラツキはあるものの、硬焼石灰の溶解速度が最も遅く、水和性初期値の良好な軟焼石灰が最も滓化が良い結果を得た。
分裂期微小管とダイナミンの結合を制御する新規メカニズムの解明

分裂期微小管のダイナミクスの制御機構の解明を目的として,分裂期微小管とダイナミンの結合を制御する新規機構の解明を試みた。その結果,ダイナミンは(2)間期細胞内でSNX9と結合すること(3)微小管結合部位はプロリンリッチッドメインであること(4)ダイナミックな微小管と結合することを明らかにした。本研究は、ダイナミンと微小管の結合が細胞周期でどのように制御されているのかを明らかにすることを目的としている。そこで、(1)ダイナミンのリン酸化および結合蛋白質の同定、(2)リン酸化や結合蛋白質によるダイナミンと微小管の結合制御、(3)ダイナミンのリン酸化と結合蛋白質の相互関係、の検討を計画した。平成21年度は、(1)ダイナミンのリン酸化および結合蛋白質の同定を行った。A.間期、分裂期特異的なダイナミンのリン酸化の探索GST-dynamin-741-870を大腸菌で発現させ、間期あるいは分裂期の細胞抽出液によりGST-dynamin-741-870のリン酸化を行った。その結果、分裂期抽出液によるダイナミンのリン酸化活性が間期抽出液よりも非常に高いことを明らかにした。質量分析から、分裂期抽出液によるダイナミンのリン酸化部位は、738-753の中に含まれることを明らかにした。さらに、分裂期抽出液によるダイナミンのリン酸化は、cdc2キナーゼやRhoキナーゼの阻害剤により抑制されることを明らかにした。B.ダイナミン結合蛋白質の探索間期のHeLa細胞抽出液とGST-dynamin-741-870を用いてpull downアッセイを行った。その結果、GST-dynamin-741-870に結合する特異的な3本のバンド(150, 75, 70kDa)を得た。質量分析により、150kDaはintersectin、75kDaと70kDaはsorting nexin 9 (SNX9)であると同定した。ダイナミンがRhoキナーゼによりリン酸化されることは本研究で初めて明らかにした。また、ダイナミンとintersectinやSNX9の結合は既に知られているが、これらの結合がダイナミンと微小管の結合を阻害するかは調べられていない。従って、これらをさらに解析することにより新しい知見が得られると考える。本研究は,細胞周期依存的なダイナミンと微小管の結合制御を明らかにすることを目的としている。そこで,(1)ダイナミンのリン酸化および結合蛋白質の同定,(2)リン酸化や結合蛋白質によるダイナミンと微小管の結合制御,(3)ダイナミンのリン酸化と結合蛋白質の相互関係,の検討を計画した。平成23年度は,計画(2)についてin vitroでの検討を行うために,細胞内でのダイナミンと微小管の結合様式をin vitroで再現することを試みた。まず,全長ダイナミン,ダイナミン-(1-786),ダイナミン-(1-745)及びそれぞれのGTPase不活性型の計6種類のダイナミンについて微小管とのco-sedimentation assayを行った。どのダイナミンも微小管非存在下で沈殿するため,微小管との結合を判断できなかった。次に,ダイナミン-(714-870)、-(714i786)および-(787-870)の3種類のダイナミンについて微小管とのco-sedimentationassayを行った。ダイナミン-(714-870)は30%結合することが確認できた。一方,ダイナミン-(714-786)及び-(787-870)は微小管と結合しない(5%以下の結合)ことが明らかとなった。このことから,ダイナミンPRDは微小管と結合するが,ダイナミンPRD領域のみでは細胞内でのダイナミンと微小管の結合制御を再現できないことが明らかとなった。さらに,GTPase領域とPRD領域を融合させたダイナミン変異体を用いて微小管とのco-sedimentatioh assayを行ったが,この変異体も全長ダイナミンと同様にダイナミンのみで沈殿するため,微小管との結合を判断することができなかった。以上のことから,co-sedimentation以外の方法で微小管とダイナミンの結合を調べる必要があることが明らかとなった。本研究は、細胞周期依存的なダイナミンと微小管の結合制御メカニズムを解明することを目的としている。平成24年度は、以前に同定したダイナミン結合蛋白質のSNX9に注目して,ダイナミンのC末領域がダイナミンと微小管の結合を阻害するメカニズムの解明を試みた。【1.ダイナミン結合蛋白質とダイナミンの細胞内での結合】ダイナミン結合蛋白質であるSNX9の抗体を用いて免疫沈降を行った結果,ダイナミンが共沈した。これは、HeLa細胞内でダイナミンとSNX9が複合体を形成していることを示している。【2.全長ダイナミンの精製】微小管と微小管結合蛋白質の一般的な結合実験は、微小管を超遠心により沈殿させたときに共沈する蛋白質を結合蛋白質とする実験系が用いられる。

しかし、以前、私達が大腸菌を用いて作製した全長ダイナミンは、ダイナミンのみで沈殿してしまうため、微小管との結合実験を行うことができなかった。そのため、精製度が高くダイナミンのみで沈殿しない全長ダイナミンの精製を試みた。今回,コムギ胚芽無細胞タンパク質生産法を用いて全長ダイナミンを精製した結果、大腸菌で精製したときよりも分解物の少ない精製度の高いダイナミンが精製された。現在,精製した全長ダイナミンと微小管の結合実験を行っている。【3.ダイナミンと微小管の結合様式について】微小管結合型変異体のダイナミン-2-(1-786)を発現させたHeLa細胞のライブイメージングにより、ダイナミン-2-(1-786)が微小管の伸長端に局在していること、その局在はEB1やEB3と隣接していることを明らかにした。また、この局在は微小管の安定化剤であるパクリタクセル(タキソール)により抑制されることから,ダイナミンはダイナミックな微小管にのみ結合することが示唆された。この実験系を用いて、SNX9がダイナミンと微小管の結合に及ぼす影響を検討中である。平成22年度の途中から産前/産後/育児休暇のため研究を中断していた。平成23年度の6月から研究を再開したが,研究に費やせる時間が当初の予定より少なくなってしまったため、研究の進行が遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画(2)-B結合蛋白質によるダイナミンと微小管の結合制御平成21年度の研究成果よりダイナミン結合蛋白質として同定されたIntersectin-1とSNX9について、下記の実験を行う。1.細胞内でダイナミンと結合していることを証明する。2.Intersectin-1およびSNX9をノックダウンしたときのダイナミンの局在を観察する。3.Intersectin-1およびSNX9をノックダウンしたときの微小管の動態を観察する。1については、卒業研究生の卒論テーマとしているため、卒業研究生が実験を実施する。2および3については、研究代表者本人が実験を実施する。
加工食品に添加されるナノ粒子状物質の全身性免疫変容作用についての研究

食品添加物として一般的に用いられている、ナノ粒子サイズの酸化チタン(20nmおよび200nm)を添加した動物実験固形飼料を、B6C3F1雌マウスに50日間にわたって自由摂取させた。安楽死後、脾臓を摘出し単離浮遊脾細胞を調整し、基礎的な免疫応答を評価した。LPS刺激リンパ球幼若化応答において、優位差が認められなかったものの濃度依存的な抑制が認められた。ナノ粒子酸化チタンが食品添加物や薬剤カプセルなどに一般に持ちいらていることから、食の安全の観点からも消化管免疫などの局所免疫応答についてのさらなる検証が必要と考える。粒径20nmおよび200nmの酸化チタン(ルチル型)を動物飼料に、0.5および5mg/gとなるように均一に混入した実験用固形飼料を作成した。無添加固形飼料をコントロールとして、B6C3F1雌性マウスに50日間自由摂取させた。曝露期間終了後にマウスを二酸化炭素深麻酔下にて安楽死させ、脾臓を得て単離浮遊細胞とし以下の実験に用いた。一般的な免疫応答試験として、抗体産生応答、リンパ球幼若化応答、細胞表面マーカー解析を行った。抗体産生応答は、酸化チタンナノ粒子の粒径200nm、20nmのそれぞれ0.5および5mg/gの各群において、対照群との間に有意な差は認められなかった。経気道曝露によるナノ粒子の生体内への侵入が100nmを境界として観察されるとの報告があることから、リンパ球幼若化応答について、酸化チタンナノ粒子の粒径20nmのそれぞれ0.5および5mg/gの各群について影響を解析したところ、LPS刺激において優位性は見られなかったものの曝露濃度依存的に脾臓リンパ球の増殖活性の抑制が見られた一方、ConA刺激においては影響がなかった。また、胞表面マーカーにおいてCD4/CD8比率は酸化チタンナノ粒子の粒径20nmのそれぞれ0.5および5mg/gの各群について影響は見られなかった。以上より、ルチル型酸化チタンの20nm径のナノ粒子の経消化管曝露による全身性免疫応答にたいして大きな影響は見られなかった。しかし、Bリンパ球増殖活性が抑制される傾向があった。実験動物の個体数が多く、曝露期間が長いなどの場合に有意な傾向が観察される可能性もある。また、消化管免疫応答などの局所性免疫応答についても検証する必要があろう。安全と考えられて食品添加物として用いられているが、より詳細な検証を行うことが、食の安全のためには必要と考える。
口腔癌のゲノム異常解析を用いた5-FU耐性化機構の解明と集学的個別化治療への応用

本研究において、われわれは口腔扁平上皮癌(OSCC)における5-FU耐性と関連のある新規分子を同定するために、2年間をかけて5-FU耐性の口腔扁平上皮癌細胞株を樹立し、cIAP2の過剰発現が5-FU耐性の一因となることを見出した。さらに、口腔扁平上皮癌患者の組織標本における免疫組織化学的検討により、腫瘍のcIAP2発現上昇がOSCC患者の5-FU耐性と予後不良につながることを証明した。【背景と目的】5-フルオロウラシル(5-FU)は、様々な固形癌の治療に用いられる抗癌剤であり、口腔扁平上皮癌(OSCC)の治療においても重要な役割を担っている。5-FUをベースとした集学的治療は、多くのOSCC症例に高い治療効果を示す一方、いくらかの症例は治療に対する抵抗性を示す。一方、5-FUの抗腫瘍効果は、主としてDNA合成阻害によってもたらされると考えられ、TSとDPDは、5-FU代謝の観点より耐性のメカニズムに関わることが示唆されている。しかしながら、詳細な5-FUの耐性のメカニズムについては十分な解明がなされていないため、OSCCの5-FU耐性のメカニズムを明らかにするために本研究を行った。【材料と方法】舌癌由来の口腔扁平上皮癌細胞株SASを用いて実験を行った。我々は、DMEM中で培養中のSASに、5-FUを加えて0.1μg/mlより段階的に濃度を漸増させ、持続的に作用させた。その結果、5-FUの最終濃度が2.0μg/mlでも安定して増殖する5-FU耐性株SAS/R2.0を樹立し、その後の解析に用いた。樹立した耐性株の5-FU耐性度の評価は、IC50による親株との比較によって行った。【結果】SAS/R2.0は親株と比べて耐性度が5.6倍を示した。RT-PCRによる遺伝子レベルの解析結果では、TS,DPD,MDR-1,cIAP2の遺伝子発現が親株よりも上昇していた。一方、ウエスタンブロット法によるタンパクレベルの解析では、TSとcIAP2のタンパク発現が親株よりも上昇していた。5-FU刺激によって誘導されるアポトーシスの発現程度についてTUNEL法にて解析を行った結果、耐性株(1.2%)は、親株(8.7%)と比べてアポトーシスの抑制が起こっていた。【結論】OSCCにおける5-FU機構は、5-FUの代謝調整に加えて、アポトーシス抵抗性が関与していることが示唆された。【背景と目的】口腔扁平上皮癌における5-フルオロウラシル耐性は治療の治療の障害であるが、その耐性化メカニズムは十分に解明されていない。本研究では、そのメカニズムを明らかにする目的で行った。【材料と方法】われわれは口腔扁平上皮癌細胞株SASより5-フルオロウラシル耐性株SAS/FR2を樹立し、両者にcDNAマイクロアレイ解析を行い、耐性株に高発現したcIAP2に着目した。siRNAによって耐性株のcIAP2発現を低下させると5-フルオロウラシルに対する感受性、アポトーシス実行タンパクであるカスパーゼの活性、およびアポトーシスの評価を行った。さらに、5-フルオロウラシル併用の術前化学放射線療法後に手術を行った口腔扁平上皮癌患者54例について、治療前の組織標本を用いてcIAP2に対する免疫組織学的染色を施行した。【結果】SAS/FR2は親株に比べて5-フルオロウラシル処理にて高い抗アポトーシス活性を有していた。siRNAを用いたin vitroでのcIAP2抑制実験ではSAS/FR2の5-フルオロウラシルに対する感受性が増加し、カスパーゼの活性とアポトーシスが増大していた。さらに、患者検体におけるcIAP2の高発現は5-フルオロウラシル併用化学放射線療法後の組織学的効果と相関を認めた。Cox回帰分析では、cIAP2の発現状態と化学放射線療法に対する反応が有意な予後因子であった。【結論】これらの結果は、cIAP2が口腔扁平上皮癌患者の5-フルオロウラシル感受性と予後のバイオマーカーとなりうる可能性をもち、治療のターゲットとして有用りうることを示している。
DNAの修復機構をマーカーとした新しいインターフェロン治療の開発

本研究は、臨床使用されているインターフェロン(IFN)のなかで、肝癌を最も強く予防できる可能性が明らかになってきたIFNβ(ベータ)の発癌防御機構を解析し、実効性の高い予防医療を確立することを目的とした。我々は代表的ながん抑制遺伝子であるyclin-dependent kinase(CDK) inhibitor(p21)の発現異常が、肝がん発症とその予防の鍵を握る遺伝子であることを明らかにした。更に我々は、IFN-βがp21の細胞内局在を核優位な局在に変化させることによって、本来の細胞増殖抑制作用を回復させて、肝発癌予防に関与することを見出した。(Liver International 2013, In press)。このように、本研究によって、B型肝炎ウイルスによってもたらされる肝細胞内でのp21の発現異常が,最終的に肝発癌を誘発する1つの機構であると考えられた.またIFN-βは,この様な分子機構の抑制によって発癌を予防することが示唆され,臨床応用への道筋が開かれたと考えられる。本研究は、臨床使用されているインターフェロン(IFN)のなかで、肝癌を最も強く予防できる可能性が明らかになってきたIFNβ(ベータ)の発癌防御機構を解析し、実効性の高い予防医療を確立することを目的とする。我々は高肝発癌モデルであるHBx遺伝子トランスジェニックマウス(HBx-Tg)を用いた解析で,インターフェロン(IFN)-βは細胞増殖やDNA合成を抑制することで,HBx誘導性肝発癌を制御することを示した(J Hepatol.2008).さらに,Microarray解析の結果,HBx-Tgで有意に増強していたcyclin-dependent kinase(CDK)inhibitor(p21)mRNA発現が,IFN-β投与によって減少することが判明した.つまり,p21はHBxの肝発癌機構において重要な役割を担う分子であると示唆されたが,分子学的意義については不明であったため、in vivoとvitroの両面から,HBx肝発癌およびそれに対するIFN-βの制御機構について解析した.その結果、HBx-Tgでp53非依存的にp21発現増強が認められ,一方IFN-β投与HBx-Tgではp21の減衰が確認された.また,cyclin DおよびCDKなどの細胞増殖因子がHBx-Tgで微増し,さらにprotein kinase C(PKC)の活性化も認められた。この様な細胞増殖を促すと考えられる分子動態は,IFN-β処理によって抑止されることが確認された.また、DNA障害の修復機構に関与するATMのシグナル伝達機構がHBxによって障害され、IFN-βによって改善した.このようにHBxによってもたらされる肝細胞内でのp21、ATM発現異常が,最終的に発癌へ導くと考えられた.IFN-βは,この様な分子機構の抑制によって発癌を抑えることが示唆され,臨床応用の面でその抑制修飾は肝発癌に対するより強力な制御療法となり得ると考えられた.本研究は、臨床使用されているインターフェロン(IFN)のなかで、肝癌を最も強く予防できる可能性が明らかになってきたIFNβ(ベータ)の発癌防御機構を解析し、実効性の高い予防医療を確立することを目的とする。我々は高肝発癌モデルであるHBx遺伝子トランスジェニックマウス(HBx-Tg)を用いた解析で,インターフェロン(IFN)βは細胞増殖やDNA合成を抑制することで,HBx誘導性肝発癌を制御することを示した(J Hepatol.2008).さらに,Microarray解析の結果,HBx-Tgで有意に増強していたcyclin-dependent kinase (CDK) inhibitor (p21) mRNA発現が,IFNβ投与によって減少することが判明した.つまり,p21はHBxの肝発癌機構において重要な役割を担う分子であると示唆された。しかしながらp21は一般的には癌抑制遺伝子であり細胞増殖抑制作用を有する。このような、これまでに確立されたデータとは相反する結果の機序を解明するため、p21に対するHBxの作用およびそれに対するIFNβの働きについて解析した.その結果、HBxの作用によってp21は本来存在するべき核内から細胞質へ移行するが、IFNβの作用によってこの細胞質に存するp21が本来の存在部位である核内に移行することが確認された。p21Siを導入したHBx細胞ではコントロ-ルSiRNAを導入した細胞に比して細胞増殖の抑制が観察された。

これは、通常は細胞増殖抑制的に作用するp21がHBxの作用によって細胞質に移行し、むしろ細胞増殖促進的に働くことを示唆するものである。免疫沈降反応によってHBxは細胞増殖促進作用を有するPKCαと連動していることが示され、更にIFNβはPKCαを抑制することによってp21の細胞内局在を制御していることが示された。このようにHBxによってもたらされる肝細胞内でのp21の発現異常が,最終的に発癌へ導く1つの因子であると考えられた.IFNβは,この様な分子機構の抑制によって発癌を抑えることが示唆された。本研究は、臨床使用されているインターフェロン(IFN)のなかで、肝癌を最も強く予防できる可能性が明らかになってきたIFNβ(ベータ)の発癌防御機構を解析し、実効性の高い予防医療を確立することを目的とした。我々は以前,インターフェロン(IFN)-βが細胞増殖やDNA合成を抑制することで,HBx誘導性肝発癌を制御することを示した(J Hepatol. 2008).我々はさらに代表的ながん抑制遺伝子であるcyclin-dependent kinase(CDK) inhibitor(p21)の発現異常が、肝がん発症とその予防の鍵を握る遺伝子である可能性をつきとめた。興味深いことに、癌抑止遺伝子であるp21は肝がんの発症過程においてその発現が亢進し、IFN-βによる肝がん予防に際しては逆に減少しており、あたかも発癌促進的に働いていた。そこで我々はp21の細胞内局在と細胞増殖の関係に着目して解析したところ、p21はHBxの作用によって本来の癌抑制作用を発揮する核内から細胞質に局在の変化が起きており、それによって細胞増殖を促進していることが示された。驚くべきことにIFN-βはp21の細胞内局在を核優位な局在に変化させることによって、本来の細胞増殖抑制作用を回復させて、肝発癌予防をすることが判明した。(Liver International 2013, In press)。これに着想を得て、肝がん細胞をまずIFN-βで処理しp21を核内優位の局在に変えておくと、シスプラチンなどの抗がん剤の効果が顕著に増強することが見出された。このように、本研究によって、B型肝炎ウイルスによってもたらされる肝細胞内でのp21の発現異常が,最終的に肝発癌を誘発する1つの気候であると考えられた.またIFN-βは,この様な分子機構の抑制によって発癌を予防することが示唆され,臨床応用への道筋が開かれたと考えられる。本研究はIFNβによるDNA修復機構の活性化という事象に着目し、ウイルス肝炎による肝発癌において評価の定まらないIFN少量持続療法に明確な結論をもたらし、より効果の高い治療法を提供できることを目指したものである。しかし、解析の途中にIFNβによる癌抑制遺伝子p21の抑制という一見パラドキシカルに見える変化を見出したため、これに焦点を絞って研究した結果、IFNβが、さらにp21の細胞内局在を変化させ、本来の活性部位である核内に移行させることによって発癌予防効果を発揮することを見出した。機序の解明に一定の成果を得たことにある程度の自己評価を与えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究によってIFNβによる発癌予防効果にポジティブな結論が得られたと考えている。
プラズマ・バブルの出現予報にむけて:生成から消滅までの時間変化と空間変化の解明

米国のボストンカレッジに約1年間滞在することにより、最新の衛星であるC/NOFS衛星のデータ及び中南米に展開される電離圏地土観測網を用いて、太陽活動度極小期におけるプラズマバブルの事例解析を行った。プラズマバブルとは磁気赤道域の電離圏に現われる電子密度減少領域であり、出現後、レイリー・テイラー不安定性により成長し、高高度(800km)にまで達する。また、その出現には、日々変動などの複雑な変動が見られ、生成過程には電離圏電場や電子密度などが複雑に寄与していると推測される。C/NOFS衛星とは2008年に米国によって打ち上げられた低緯度電離圏観測衛星であり、近地点では電離圏ピーク高度(約400km)における電子密度等を観測している。本研究では、C/NOFS衛星による電子密度データと地上GPS受信機による電離圏全電子数のデータを用いて、プラズマバブルが高度400kmにまで達しない事例を初めて発見した。次に、地上観測網データを用いて、この低高度プラズマバブルの生成機構の考察を行った。中南米に展開される地上GPS受信機網データを用いると、電離圏全電子数の緯度方向の分布を明らかにすることができる。このデータを用いて、低高度プラズマバブルが出現した日に、赤道異常が未発達であったことを明らかにした。つまり、未発達な赤道異常が低高度プラズマバブルの形成に寄与していたことが示された。この成果は、米国内で行われた学会において発表された。また、論文にも投稿の予定である。プラズマ・バブルの発生機構および、生成から発達・消滅までの時間・空間変化の解明を目的とし、(1)プラズマ・バブルの東西空間分布とその特性長の解明および(2)プラズマ・バブルの到達高度に関する研究を行った。(1)では、地上GPS受信機データを用いて明らかにしたプラズマ・バブルの東西方向の特性長について解析・考察を行った。解析の結果、400kmという特性長が明らかになった。このことから、プラズマ・バブルの出現が大気重力波の寄与とプラズマ速度のシアの影響を受けていたという考察を行った。これらの成果を投稿論文にまとめ、Journal of Geophysical Researchに投稿した。(2)では、緯度方向に展開された地上GPS受信機データを用い、プラズマ・バブルの出現頻度の緯度(高度)依存性を調べた。また、プラズマ・バブルの到達高度を決定付けるパラメータとして考えられる赤道異常の電子密度極大高度(緯度)に注目し、その緯度(高度)とプラズマ・バブルの出現した緯度(高度)との比較を行った。赤道異常の電子密度分布に関しては、低軌道衛星TIMED搭載のGUVIによる夜間大気光撮像データを用いた。解析の結果、赤道異常の電子密度極大位置が観測点よりも高緯度(高度)にある場合のプラズマ・バブルの出現頻度は、その逆の場合の出現頻度の5倍以上であることがわかった。この結果は、赤道異常の電子密度極大緯度(高度)が高い場合、赤道域での電離圏東向き電場が強く、レイリー・テイラー不安定性が起こりやすかったこと、および、電子密度極大緯度が高緯度(高度)にあることで、高緯度(高度)までレイリー・テイラー不安定性が成長しやすかったことを示唆している。これらの成果を学会において発表した。