hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細菌病に抵抗性を有するイネ・トマトと異種病原の相互反応

1.イネ白葉枯病の病原細菌であるXantomonas campestris pv.oryzae(X.o.)T7174株とイネ疑似紋枯病の病原糸状菌であるRhizoctonia oryzae(R.o.)をイネ4品種に同時に接種した。この4品種はX.o.T7174株に対する抵抗性の程度が異なっている。その結果、4品種における、両病原体の病斑の大きさは、それぞれを単独に接種した場合に比較して大差なく、相互に影響は認められなかった。2.ナス科植物Solanum toxicariumLam.台木に接いだトマトはPscudomonas solanacearum(P.s.)8224の感染に対して抵抗性を示す。この抵抗性の機構を調べるために、P.s.8224を自根トマトとS.toxicariumのそれぞれに刺針法で接種した。接種後1、10、35日目に、接種部を含む茎と上方の茎の断片を採取し、茎に接種した細菌が組織内で増殖し上方へ移行したかどうかを選択倍地で調べた。接種後1日目にS.toxicariumの茎内のP.s.8224の細菌数はトマトを上回ったが、10、35日目と日数が経過するに従い、S.toxicariumの細菌数は次第に減じたのに対し、トマトにおける細菌数は急激に上昇してS.toxicariumを上回った。ネコブセンチュウMeloidogyne incognitaを施用したトマトは根部に小型の根こぶを形成したが、これら根こぶを伴った根部にはP.solanacearumに対する抵抗性が誘導された。一方のS.toxicariumではM.incognitaによって根こぶは形成されず、続くP.s.8224の侵入を受けた。トマトを接いだS.toxicariumにP.s.8224を断根接種した場合、接種20日目において細菌はS.toxicarium台木からのみ検出され、トマト穂木からは検出されなかった。これらの結果は、S.toxicariumがP.s.8224の侵入と、次第に減少する傾向はあるにしても、細菌の増殖を阻止することはせず、一方では、何らかの機構で台木S.toxicariumから穂木トマトへの細菌の移行を阻止していることを示唆している。栽培トマトをナス科植物Solanum toxicariumに接木すると、青枯病および線虫病に対する複合病害抵抗性が付与される。両病原体は土壌中で根圏より感染し得るが、ここでの抵抗性が、初期浸入の際に発現するのか、あるいは浸入後の植物体内における増殖抑制にあるのかを明らかにするために以下の実験を行った。感受性トマト(品種:強力米寿)、S.toxicarium及び両植物を穂木、台木として用いた2種類の接木植物にトマト青枯病細菌(Pseudomonas solanacearum)を接種し、それぞれの植物に外部病徴、茎組織の内部状態、細菌の増殖を、肉眼、光顕および電顕で観察した。接種方法は、抵抗性発現の場を明らかにする目的から、従来の断根接種法に加え、両植物の茎接合部の下方1cmに、菌泥を穿針接種した。

その結果、“S.toxicarium台木-トマト穂木植物"に断根接種した場合には、感染が認められなかったが、同植物の台木に穿針接種した場合には、接種5日後に、処理した9個体のうちの4個体の穂木トマトに萎凋症状が認められた。また、“トマト台木-S.toxicarium穂木植物"の台木トマトに穿針接種した場合は、接種3日後に、処理8個体のうちの4個体の穂木S.toxicariumに、トマトに類似した萎凋症状が認められ、萎凋の認められなかった個体においても、茎内部には褐変が生じていた。さらに、接木処理を行っていないS.toxicarium単独の茎に穿針接種した場合にも、萎凋や内部褐変が認められ、褐変を呈した茎組織の光顕、電顕観察により、細胞間隙での細菌の存在が認められた。これらの結果により、S.toxicariumの青枯病抵抗性は、根部組織において発現するものと推論した。今後は、線虫に対しても同様の実験を行い、複合抵抗性の機作を明らかにしたい。また次年度は、白葉枯病抵抗性イネ系統、白葉枯病細菌ならびに疑似紋枯病菌の相互作用に関する研究をも行う予定である。イネ白葉枯病細菌(Xant omonas campestris pv.oryzae,Xo)に対して抵抗性の程度が異なる4品種のイネに、本細菌と疑似紋枯病菌(Rhizoctonia oryzae,Ro)が複合感染した場合のXo病斑を単独感染のそれと比較した。藩種43日後のイネの葉鞘部にRoを接種、17日後に全ての接種株に紋枯病徴を認めた後、Ro接種部位の上部20cmにXoを接種した。その結果、Xo感受性の金南風において、単独感染よりも病斑の進展が速いことを認めた。しかしXo感受性品種IR8や抵抗性品種黄玉および中国45号では、単独感染と複合感染の間に差を認めなかった。ナス科植物Solanum toxicariumをトマト台木に用いることにより、Pseudomonas solanacearum(Ps)による青枯病および線虫病に対する複合抵抗性が付与されることが知られている。両病原体は土壌中で根圏より感染し得るが、試験的にPsを土壌を経由せずS.toxicariumの茎部に直接穿針接種したところ、トマトに接種した場合と同様の褐変症状が生じた。この原因を知る目的でS.toxicariumとトマトそれぞれにPsを穿針接種し、植物体内での細菌の動向を選択培地法により経時的に調べたところ、接種2日後には接種部位から上方(3cmごとに3ブロックを調査)の茎内の生菌数は、トマトよりもS.toxicariumにおいて高かった。その後トマトにおける生菌数が急激に増加するのに対し、S.toxicariumの茎内では次第に減少し接種35日目にはほとんど検出されなくなった。このことから、S.toxicariumでの茎内褐変は、非新和性の関係にあるPsに対する過敏感反応の結果生ずるものと推察された。また根こぶ線虫汚染土壌にS.toxicariumとトマトを個別に移植し、20日後にPsを断根接種したところ、S.toxicariumには根こぶが形成されず茎内にPsの検出を認めた。これに対しトマトでは根こぶが形成された半面茎内へのPsの侵入を認めず、根こぶ形成がPsに対する侵入抵抗性を付与するものと推察した。
視床下部由来Na^+、K^+-ATPase抑制因子の本態性高血圧症における役割の解明

我々は生細胞(ヒト赤血球)への^3Hウアバイン結合抑制活性を指標とするNa^+、K^+-ATPase抑制因子の検査方がこれまで使用されている方法のなかで、感度・選択性の面から優れていることを見い出した。この方法に基づき、ヒト尿およびイヌ血液から高速液体クロマトグラフィーを活用する分離法にて、Na^+、K^+-ATPase抑制因子を単一ピークにまで精製すること成功した。精製物質はヒト赤血球への^3Hウアバイン結合の競合的・可逆的抑制因子であり、ヒトリンパ球にも同様に作用する。またジギタリスの生物学的特性(イヌ腎Na^+、K^+-ATPase酵素活性の直接抑制、ラット脳レナプトゾームへの^3Hウアバイン結合の抑制、ヒト赤血球へのウアバイン感受性^<86>Rb取りこみの抑制)を満足した。Na^+、K^+-ATPase抑制因子の標的臓器として重要と考えられる血管平滑筋細胞と腎尿細胞いにおいても作用を発揮し、前者ではNa^+、K^+-ATPase特性を抑制し、^<45>Ca流入亢進、^<45>Ca流出抑制、細胞内遊離Ca^<21>濃度上昇をもたらした。後者では^3Hウアバイン結合を抑制した。以上の成績から、我々が精製した物質はNa^+、K^+-ATPaseの生体内リガンドとして機能している可能性が大きい。また本物質は哺乳類視床下部に存在することが確かめられ、予備的な結果では視床下部から遊離される成績も保っている。また入院患者を用いた臨床成績ては、高食塩食摂取に伴い、本物質のヒト尿中への排泄量が著増することが確認され、Na利尿因子として挙動する可能性が大きい。今後、本物質の科学構造の決定とその生理作用の解明が課題として残されている。また、上に述べた物質と同じジキタリス様活性を有するが、極性の異なるNa^+、K^+-ATPase抑制因子もヒト尿から精製しており、同様な課題が残されている。食塩と本態性高血圧症との関係を解く鍵となる物質として注目されている内因性ジギタリス様物質の精製・同定とその作用の検討を行った.指標としては,感度・特異性の面からヒト赤血球に対する^3Hウアバイン結合抑制活性を用いた.ヒト尿(20トン)から,吸着,ゲル濾過,高〓〓体クロマト(逆相およびゲル濾過)の順に精製した.本物質は逆相HPLCよりアセトニトリル18%〓溶出され,ウアバインとほぼ同一の極性で,ジゴキシン・アルドステロンよりは極性が高い.ゲル濾過での挙動から,分子量はアンジオテンシシンII(1046),ウアバイン(584)より小さく,タウリン(125)よりは大きい.実際, FAB質量分析の結果から,分子量343と考えられる.紫外吸収パターンは187nmに極大を有するが, 200nm以上では明らかなピークを認めない. NMR分析を行ったが,極めて少量のため,正確な構造は同定できなかったので,現在,大量精製中である.本物質はヒト赤血球のみならずヒトリンパ球への^3Hウアバイン結合を抑制し,その作用は競合的かつ可逆的である.本物質はジギタリスの他の作用,すなわち分離したNa^+, K^+-ATPase酵素活性への直接抑制,ヒト赤血球でのウアバイン感受性^<80>Rb uptrke抑制などの作用を合わせ持っている.

また高濃度ではジゴキシン抗血清との交又活性を示す.標的臓器として重要な血管平滑筋細胞,腎尿細管細胞においても作用を認めた.前者ではウアバイン感受性Na^+, K^+-ATPaseの抑制とともにCa流入亢進とCa流出抑制がもにらされ, Blausteinらの説に合致する成績が得られた.後者では, ^3Hウアバイン結合およびウアバイン感受性^<80>Rb uptrkeの抑制が認められた.本物質は既報通りイヌ血漿,ラット血漿,ウシ血漿,ウシ視床下部,ウシ副腎,ラット視床下部に存在していることを確認している.また下垂体腫瘍細胞(AtT20細胞)でも産主,分泌していると考えられる.食塩と本態性高血圧症との関係を解く鍵となる物質として注目されている視床下部由来Na^+、K^+-ATPase抑制因子の精製、同定とその作用の検討を行った。生細胞(ヒト赤血球)への^3Hウアバイン結合抑制活性を指標とする検定法が種々の検定法のなかで感度・選択性の二つの面から優れていることを見い出した。この方法を利用して、ヒト尿(およそ100トン)から高速仮体クロマトグラフィーを活用する分離手段にて、Na^+、K^+-ATPase抑制因子を単一ピークにまで精製することができた。逆相ODSカラムから18%アセトニトリルで流出される極性の高い物質と、31%アセトニトリルで流出される極性の低い物質の二種が認められた。いずれも、イヌ腎Na^+、K^+-ATPase酵素活性の直接抑制、ラット脳シナプトゾームへの^3Hウアバイン結合の抑制、ヒト赤血球へのウアバイン感受性^<86>Rb取りこみの抑制などのジギタリス様生物活性を示した。前者では抗ジゴキシン抗体との交叉活性は軽微であったが、後者では著明な交叉活性を示した。紫外吸収パターンは前者ではジギタリスに特有な220nmのピークは認めなかったが、後者には存在していたペプチターゼに対する反応から、両者とも非ペプチドであり、特に後者は、ジゴキシンと構造が極めて類似する可能性が大きい。両者ともウサギ大動脈の張力を増加させたが、特に前者ではラット血首平滑筋細胞内遊離Ca^<2+>濃度も上昇させた。両者とも腎尿細管細胞のNa^+、K^+-ATPase活性を抑制した。以上より、二種のNa^+、K^+-ATPase抑制因子がヒト体内では産生され、Na^+、K^+-ATPaseの生体内リガンドとして作用している可能性が大きい。両物質の最終構造の同定については、核磁気共鳴などを応用して検索中である。
原子核乾板による暗黒物質の検出　－グランサッソー地下における本格展開－

超高解像度の原子核乾板により、宇宙の暗黒物質の衝突によって生じる100nm長の反跳原子飛跡をとらえ、反跳方向の偏りを検出する事により、暗黒物質の直接検出を行う実験を推進している。本研究では、原子核乳剤製造装置を、LNGS地下に設置し、乳剤の製造・塗布・照射・現像を地下で一貫して行う体制を構築、低BGで背景事象の理解を進める。また並行して解析システム系の実装・運用を行い100 g級実験を遂行、世界初となる方向感度を持った探索による暗黒物質への制限を与えると共に、DAMA実験が信号を捕らえたとクレームしている領域をカバーする本格物理実験への課題を洗い出す。今年度は、LNGS地下で建設中のNEWSdm実験地下ファシリティの整備、低BG環境の構築を継続しておこなった。またグランサッソー地下へ持ち込む乳剤製造装置の制作・組み立てを名古屋でおこなった。中性子BGの計測関連では、HTS搭載による反跳飛跡検出アルゴリズムの高速化を図った。暗黒物質プロトタイプ実験に関しては、グランサッソー地下で10g規模の照射を行い現状のバックグラウンドレベルを測定した。また並行して信号/バックグラウンド選別に関して、過度の定着により、信号の飛跡は消滅するが、バックグラウンドは消えないことを確認し、この特徴を用いて逆に信号/バックグラウンドを選別するという手法を新たに発明し、方向性探索において世界最高感度を達成できる見込を得て、現在その評価を行っているところである。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
概日性リズムおよび超日性リズムにより見た床下部下垂体機能の発達生理学的研究

成長ホルモン,性腺刺激ホルモン,テストステロン、170Hプロゲステロン,コルチゾルの24時間自然分泌リズムを検討した。また成長のリズムとして未熟児の体重増加速度についてもその特徴を知ることが出来た。その概要は以下のごとくである。1.成長ホルモン,性腺刺激ホルモンの間欠的分泌は幼児期からすでに存在し、縮日(超日)リズムの周期は成長ホルモンで約3時間,性腺刺激ホルモンでは約2時間半であった.2.下垂体性小人症では前葉ホルモン複合不全の例では成長ホルモン,性腺刺激ホルモン間欠的分泌が不明瞭になり,縮日性リズムの障害が推定された.これに対し成長ホルモン単独欠損症では,成長ホルモンの濃度が1ng/ml以下の低値を示す例にも明らかな間欠的分泌があり,縮日リズムの周期もほぼ3時間を維持していた.3.ゴナドトロピンの概日性リズムは思春期の遥か以前から存在し,前思春期にいたり間欠的分泌の振幅増加によって昼夜の差が増幅されることを明らかにした。この概日性リズムは成長ホルモンのリズムとは必ずしも一致しないことをタ-ナ-症候群で確認した.他方,成長ホルモン分必障害があると,ゴナドトロピンの概日性リズムの出現が遅れるので,成長ホルモンとなんらかの関係があると考えられた.4.テストステロンには幼児期から男女を問わず,昼間は低値で深夜に最大になる概日リズム存在する。この概日リズムをゴナドトロピンとくにLHと比較すると約8時間の位相の遅れがある。幼児期にテストステロンの概日リズムが認められなかった例は、思春期年齢になっても二次性徴が発現しなかった。テストステロンの概日リズムは、正常な性成熟を予知する指標になることを知った。5.治療中の先天性副腎過形成で170Hプロゲステロンの日内リズムを見ると、思春期前にはコルチゾル(20mg/m^2、分23)とフロリネフの併用だけで、170Hプロゲステロンは24時間を通じて低値のままに留まるが、思春期に入ると投与量を増やしても深夜から早朝の170Hプロゲステロン上昇を抑制することはできない。本症のコントロ-ルが思春期に悪化する原因はコルチゾルの不足ではなく、今後ゴナドトロピンとの関係を検討する必要がある。6.未熟児・新生児の体重増加速度には約11日周期の長日リズムがあり、これは栄養摂取量、保育手技とは独立した固有のリズムと考えられた。体質性低身長10例、成長ホルモン欠損症8例、タ-ナ-症候群8例について24時間にわたり成長ホルモン、性腺刺激ホルモン、テストステロンの自然分泌を検討することができた。また先天性副腎過形成2例については、170Hプロゲステロン、コルチゾルの分泌状態を観察し得た。

1.成長ホルモン、性腺刺激ホルモンの間歇的分泌は4歳の幼児でも明瞭に認められ、超日性リズムの周期は成長ホルモンで約3時間、性腺刺激ホルモンでは約2時間半であった。2.下垂体性小人症では前葉ホルモン複合不全の例では、成長ホルモン、性腺刺激ホルモン間歇的分泌が不明瞭になり、超日性リズムの障害が推定された。これに対し成長ホルモン単独欠損症では、成長ホルモンの濃度が1ng/ml以下の低値を示す例でも明らかな間歇的分泌が認められ、超日性リズムの周期もほぼ3時間を維持していた。3.男子のテストステロンには間歇的分泌は認められず、超日性リズムの存在を確認することはできなかった。しかし明らかな昼夜リズムがあり、昼間のレベルが10ng/dl以下の低値をしめす思春期前でも、夜間は25ng/dl以上となることが明らかになった。4.治療中の先天性副腎過形成の患者2例のうち、1例ては24時間を通じて170Hプロゲステロンは低値のままであったが、他の1例では血清コルチゾルが1μg/dl以下になるとその3時間後から170Hプロゲステロンが上昇しはじめることを確認した。ハイドロコルチゾンを1日朝夕2分服すると、170Hプロゲステロンが上昇しはじめる時刻は午後3時と午前2時であった。タ-ナ-症候群および先天性副腎過形成患者の成長ホルモンを測定し、これを昨年度に行った体質性低身長の患者の成績と比較し、成長ホルモン分泌リズムを中心に検討した。タ-ナ-症候群の成長ホルモン分泌ピ-ク数は24時間当り8.1個で、体質性低身長の8.6個と同等であった。しかし、タ-ナ-症候群には、成長ホルモンの平均値および分泌ピ-ク高さ共に昼夜の差が認められず、夜間の平均値およびピ-ク高さは体質性低身長よりも低値であった。とくに夜間の平均濃度と骨年齢の間には負の相関があった。タ-ナ-症候群の成長ホルモン分泌リズムの特徴は、超日性リズムは保たれているにかかわらず、概日性リズムに異常があって夜間の成長ホルモン分泌増加が認められず、さらに夜間の成長ホルモン分泌が加齢とともに低下する点にある。ゴナドトロピン分泌の概日性および超日性リズムは正常に維持されているので、成長ホルモン分泌リズムの異常はゴナドトロピンとは独立のものと解釈できる。先天性副腎過形成については昨年度の170Hプロゲステロン測定に引き続き成長ホルモンを測定した。先天性副腎過形成では夜間の成長ホルモン平均濃度が低く、昼夜リズムが失われていた。とくに入眠直後のピ-ク高さが低い点に特徴があった。しかし、24時間のピ-ク数には体質性低身長の患者と差はなかった。タ-ナ-症候群および先天性副腎過形成に共通する所見として、概日性リズムに異常があり、超日性リズムは正常に維持されていた。平成元年度および2年度に引き続き体質性低身長、成長ホルモン欠損症、タ-ナ-症候群および先天性副腎過形成患者の成長ホルモン、性腺刺激ホルモンおよびテストステロンの分泌リズムを中心に検討し、さらに未熟児・新生児の体重増加についても検討した。1.成長ホルモン:約3時間周期の超日(縮日)リズムをもつ間欠的分泌で構成されている。この分泌リズムは成長ホルモン欠損症でも保持され、成長ホルモン分泌不全は間欠的分泌の振幅の提下によるものであることが明らかになった。間欠的分泌が障害されるのは、分娩障害あるいは脳腫瘍による複合型下垂体機能障害に限られていた。思春期年齢に達したタ-ナ-症候群では夜間の上昇が認められず、これが思春期の成長促進現象の欠如の一因になっていると解釈された。2.テストステロン分泌リズム:昼間に低く、深夜に上昇する概日リズムが幼児期から認められる。
水素ラジカルによる特異な分解反応の制御に関する基礎研究

本研究課題"水素ラジカルによる特異な分解反応の制御に関する基礎研究"は、申請者がその現象を発見し原理を解明した下記の成果に基づいている。すなわち、真空中での窒素レーザー光照射による水素ラジカルを発生させ、その水素ラジカルがタンパク質と結合するとペプチド主鎖(-CHR-CO-NH-CHR-)のカルボニル酸素と結合し、アミド結合(NH-CHR)を特異的に分解る(J.AM.Soc.Mass Spectrom.,12,1044(2001))。その機構は現在、水素ラジカル機構としてタンパク質のアミノ酸配列解析に応用され、主要な国際学術専門誌、国際学会、専門書等に引用されている(Chem.Rev.103,427(2003);Anal.Chem.77,172(2005);ASMSConference,WOA,USA(2007);F.H:iHenkamp:"MALDI MS",Wiley-VCH(2007);Mass Spectrom.Rev.,26,672(2007)など)。本研究では、"水"と"超音波"を組み合わせ、安価で安全な新たな水素ラジカル発生法の探索、水素ラジカル反応の評価系の確立、新規反応の探索を目的として以下の成果を得た。1.水のみではヒドロキシラジカル(HO・)による酸化反応が優先したが、水素ラジカル発生試薬を添加すると加水分解が優先した(論文発表準備中)。2.反応評価試薬としてペプチドACTH18-39が適すること、その評価解析システムにはレーザー脱離イオン化質量分析が適することを確立した。3.分解反応による微量生成物の質量分析計測の際、セリンを添加するとシグナル強度(S/N)が10100倍に増強する現象を発見した。以上の成果は、学会発表および国際学術専門誌に発表することができた。本研究では,水中で発生する水素ラジカルを用いて有害化学物質などを分解するために,"超音波"と"水"を組み合わせた水素ラジカル発生デバイスの作成を目的としている.特に平成18年度は,水素ラジカルの発生を検出し得る反応評価システムを確立するために基礎的データを集積した.水素ラジカルH・の発生とそれによる反応の進行評価システムとして,ペプチドにおいて原理が解明されている開裂現象(M.Takayama : J.Am.Soc.Mass Spectrom.,12(2001)420-427,1044-1049)を利用した.すなわち,ペプチド主鎖(-C_α-CO-NH-C_α-)のカルボニル酸素原子上に水素ラジカルが結合すると,カルボニル炭素原子上に不対電子を有するペプチドラジカルが生成し,アミド結合(NH-C_α)が特異的に開裂した反応生成物が生成する.ペプチドを用いた本反応系を水素ラジカル発生の検出評価システムに採用したところ,超純水と超音波の組み合わせでは,水素ラジカル付加に由来するアミド結合開裂による生成物の他に,予期しなかったペプチド結合(CO-NH)の加水分解を示す1質量違いの生成物も同時に検出された.分解物の検出には分光蛍光光度計の他にレーザー脱離質量分析計を使い,生成物の1質量単位の違いまで厳密に計測でき,水素ラジカルの発生を検出し得る反応評価システムを確立することができた.基礎的データとして,超音波照射時間と反応物の分解の程度および生成物の収量との関係,水分子の開裂に由来するヒドロキシラジカルHO・による酸化生成物の生成条件,および構造未決定であるが再現性の高い副生成物の生成条件を得ることができた.以上の成果は,平成19年度に開催される国内外の学会で発表,および論文を国際雑誌に投稿発表する予定である.本研究課題

"水素ラジカルによる特異な分解反応の制御に関する基礎研究"は、申請者がその現象を発見し原理を解明した下記の成果に基づいている。すなわち、真空中での窒素レーザー光照射による水素ラジカルを発生させ、その水素ラジカルがタンパク質と結合するとペプチド主鎖(-CHR-CO-NH-CHR-)のカルボニル酸素と結合し、アミド結合(NH-CHR)を特異的に分解する(J.Am.Soc.Mass Spectrom.,12,1044(2001))。その機構は現在、水素ラジカル機構としてタンパク質のアミノ酸配列解析に応用され、主要な国際学術専門誌、国際学会、専門書等に引用されている(Chem.Rev.103,427(2003); Anal.Chem.77,172(2005); ASMSConference,WOA,USA(2007);F.Hillenkamp:"MALDI MS",Wiley-VCH(2007);Mass Spectrom.Rev.,26,672(2007)など)。本研究では、"水"と"超音波"を組み合わせ、安価で安全な新たな水素ラジカル発生法の探索、水素ラジカル反応の評価系の確立、新規反応の探索を目的として以下の成果を得た。1.水のみではヒドロキシラジカル(HO・)による酸化反応が優先したが、水素ラジカル発生試薬を添加すると加水分解が優先した(論文発表準備中)。2.反応評価試薬としてペプチドACTH18-39が適すること、その評価解析システムにはレーザー脱離イオン化質量分析が適することを確立した。3.分解反応による微量生成物の質量分析計測の際、セリンを添加するとシグナル強度(S/N)が10100倍に増強する現象を発見した。以上の成果は、学会発表および国際学術専門誌に発表することができた。
地球環境変動によるアジア沿岸大都市の水システムの安全性と安定性への影響評価

平成16年度は、ベトナムのホーチミン市内の洪水が頻発する地域において、洪水時に氾濫する汚濁河川中の感染性微生物に関する調査を行った。その結果、ホーチミン市内を流れる汚濁河川中の大腸菌やウイルス濃度は、日本の下水と同じ程度であることが確認された。平成17年1月から2月にかけて行ったジャカルタ市を流れる最大河川のChiliwung川沿いの洪水被害地域の調査結果を行い次の結論を得た。1)洪水被災地区の主な水源は浅井戸地下水であり、洪水により大腸菌などの汚染を受けていた。2)住居に流れ込んだ洪水は、そこに長時間にわたって滞留し、大腸菌などの指標微生物濃度も、Chiliwung川の濃度よりも高かった。3)洪水被災地域では、被害を免れた地域に比べて、下痢症などのほか、皮膚病やインフルエンザなどの罹患率が高かった。これらの結果から、ジャカルタのような沿岸大都市における洪水は、溺死などの直接的な被害に加えて、住民に長期間の避難生活を強いるうえ、健康被害も惹起していることが確認できた。平成17年度はホーチミン市内の洪水頻発地域において、ジャカルタと同様な調査を行い、洪水による健康被害を確認した。平成18年度はホーチミン市内を流れるサンゴン川流域とそこに流れ込む運河の水質及び底質の調査を行った。サンゴン川には河口堰はなく、潮位の変動を受けて流れの方向が大きく変化する。一方、ホーチミン市には下水の処理施設はなく、家庭排水及び工業排水は一部簡単な処理を受けただけで市内の運河へと排出され、それはやがてサイゴン川へと流れ込む。このため、潮位の変動により汚濁した水が逆流し、ホーチミン市の取水点まで到達していることが示された。今後、地球規模の環境変動により海面水位が上昇すると、ジャカルタやホーチミンなどの沿岸都市は、洪水が頻発し、汚濁した洪水により多くの健康被害が出ることが予測された。平成16年度は、ベトナムのホーチミン市、インドネシアのジャカルタ市において、洪水と市民の衛生状態についての調査を行った。ホーチミン市では、海水潮位の上昇と降雨により毎年のように洪水が発生する。同市を流れるドンナイ川の河口部には防潮堤が無く、潮位の上昇によって市内の運河や下水道の水位が上昇し、排水が極めて困難になる。このような地区で降雨が起こると、洪水となって市内の交通を麻痺させるほか、市民生活に重大な影響を与えている。しかし、洪水の水位は平均30cm程度であり、特に被害の大きいところでも1m程度とあまり大きくない。洪水地域の住民の健康実態調査では、洪水地域と洪水を免れた地域とを比較すると明らかに下痢症などの健康被害状況に違いが見られた。ジャカルタでは同市を流れる最大河川のChiliwung川沿いの洪水被害地域を対象として調査を行った。調査対象となったマイユ地区では、2005年1月19日未明から大規模な洪水被害が発生し、我々調査グループは19日から29日にかけて現地を調査し、洪水の被害状況、水質、住民の健康状況についてのデータを得た。この地域は、川沿いから幹線道路までの区間であるが、この間の地盤の高低差が大きく、川沿いの地区では1階天井の上まで完遂する被害にあった。このため、この地区だけで約1万5千人の住民が避難した。住民の健康に対するリスクは、洪水水位が低下した後、避難所から自宅に戻って洪水の始末をしている時期が最も高い。2005年1月の洪水では、洪水発生2日後には最大冠水地域でも、洪水水位が50cm程度に低下した。

このため、子供を含む住民が洪水の中に入って、通行し、ごみの始末などを行っている。洪水中には汚水が混じっており、大腸菌などが高濃度で検出される。平成17年度は、平成17年1月から2月にかけて行ったジャカルタ市を流れる最大河川のChiliwung川沿いの洪水被害地域の調査結果を取りまとめ、以下の結論を得た。・洪水被災地区の主な水源は浅井戸地下水であり、洪水により大腸菌などの汚染を受けていた。それに比べて、水道水質は良好であった。・Ciliwung川は上流から下流にかけてし尿や排水による汚染を受けており、大腸菌やウィルスの濃度が高かった。しかし、住居に流れ込んだ洪水は、そこに長時間にわたって滞留し、大腸菌などの指標微生物濃度も、Ciliwung川の濃度よりも高かった。これは、洪水によりトイレなどの汚物が流れ出している可能性を示唆していた。・洪水被災地域では、被害を免れた地域に比べて、下痢症などのほか、皮膚病やインフルエンザなどの羅患率が高かった。これらの結果から、ジャカルタのような沿岸大都市における洪水は、建造物などに対する物理的な被害や、溺死などの直接的な生命に対する損害のほかにも、住民に長期間にわたる避難生活を強いるほか、健康被害も惹起していることが確認できた。また、平成17年度はベトナム・ホーチミン市において、同市内を流れるサンゴン川流域とそこに流れ込む運河の水質及び底質の調査を行った。サンゴン川には河口堰はなく、潮位の変動を受けて流れの方向が大きく変化する。一方ホーチミン市には下水の処理施設はなく、家庭排水及び工業排水は一部簡単な処理を受けただけで市内の運河へと排出され、それはやがてサイゴン川へと流れ込む。このため、サイゴン川の水質汚濁を引き起こし、更には、潮位の変動により汚濁した水が逆流し、ホーチミン市の取水点まで到達していることが示された。また、市内を流れる運河の水も、潮位の変動に合わせて水質が変化し、特に上げ潮の時間帯には、汚濁した水が滞留するため、大腸菌やウィルスなどの汚濁が悪化することが示された。平成16年度は、ベトナムのホーチミン市内の洪水が頻発する地域において、洪水時に氾濫する汚濁河川中の感染性微生物に関する調査を行った。その結果、ホーチミン市内を流れる汚濁河川中の大腸菌やウイルス濃度は、日本の下水と同じ程度であることが確認された。平成17年1月から2月にかけて行ったジャカルタ市を流れる最大河川のChiliwung川沿いの洪水被害地域の調査結果を行い次の結論を得た。1)洪水被災地区の主な水源は浅井戸地下水であり、洪水により大腸菌などの汚染を受けていた。2)住居に流れ込んだ洪水は、そこに長時間にわたって滞留し、大腸菌などの指標微生物濃度も、Chiliwung川の濃度よりも高かった。3)洪水被災地域では、被害を免れた地域に比べて、下痢症などのほか、皮膚病やインフルエンザなどの罹患率が高かった。これらの結果から、ジャカルタのような沿岸大都市における洪水は、溺死などの直接的な被害に加えて、住民に長期間の避難生活を強いるうえ、健康被害も惹起していることが確認できた。平成17年度はホーチミン市内の洪水頻発地域において、ジャカルタと同様な調査を行い、洪水による健康被害を確認した。
大規模分散並列処理に基づく統計的機械翻訳

本年度は、(1)階層的な句に基づく翻訳手法の高度化(須藤,渡辺,塚田)、および(2)半教師あり学習に基づく言語情報解析法の研究(鈴木,藤野,磯崎)の二つの課題に取り組んだ。研究課題(1)として,本年度はNTTの研究費によって開発した高次元素性を活用した翻訳手法を,評価型ワークショップIWSLT2008のタスクで評価した.昨年度も高次元素性を活用するアプローチでIWSLT2007に参加したが,今年は文脈情報を含むより高度な素性の活用を検討した.昨年度は翻訳デコーダと密に結合した学習器によって,高次元素性を扱ったが今年より柔軟な素性の扱いを優先し,翻訳結果を再順序付けする学習器で高次元素性を扱うアプローチをとった.最終的に、中英チャレンジタスクにおいて,我々は他チームの1/101/100の量の学習データ(対訳コーパス)で、11チーム中,3位相当の成績を達成することができた.研究課題(2)としては,昨年度考案した「半教師あり学習法」による固有表現抽出器などのスケーラビリティの確認をさらなる大規模学習データで確認した.昨年度は10億語を超える学習データを利用した実験を行い,その成果は今年度ACL-2008に採録されたが,今年度はデータをさらに増やして40億語近いデータでも実験を行った.その結果,性能がさらに向上することを確認した.この他,NTTの研究費で考案した半教師あり学習に基づく文書分類法を、公開データ(報道記事,NTCIRタスク)で評価し,有効性を確認した.本年度は,(1)分散計算環境を活用した高次元素性に基づく識別モデル学習法の開発(塚田,渡辺),および,(2)分散計算環境を活用した半教師あり学習に基づく言語情報解析法の開発(磯崎,鈴木,藤野,須藤)の二つの課題に取り組んだ。研究課題(1)は,従来の手法と比較して桁違いの高次元素性を活用することで,翻訳精度を向上させることを目指している。統計モデルの学習に必要な計算量は従来の数倍にもなるが,本科研費の助成のもとに構築された分散計算機環境を活用することで,評価実験が可能となった。NTTの研究費によって開発された高次元素性に基づく翻訳手法を国際的な評価型ワークショップIWSLT2007(International Workshop on Spoken Language Translation)のタスクで評価した。その結果,テスト条件にマッチした開発セットを利用することで,世界トップレベルの翻訳精度が得られることを確認した。研究課題(2)は,高次元素性の一つとして利用可能な言語情報を高精度に解析することを目指している。言語情報解析器を統計的な手法で構築するためには,言語情報のラベルが付与された学習データが必要である。一般に,このような学習データの構築は困難であり量は限られている。そこで,膨大なWebデータなどのラベルなし学習データを併用する半教師あり学習の手法について研究を進めている。本年度は,NTTの研究費で開発された半教師あり学習法を,分散計算環境を利用して大規模なラベルなしデータを利用した場合に,どれくらいの精度向上が得られるかを明らかにした。その結果,ラベルなしデータを増やせば増やすほど性能が向上し,10億語のラベルなしデータを用いた時点で,国際的なベンチマークテストにおけるトップスコアを達成することができた。研究課題(1)として,本年度はNTTの研究費によって開発した高次元素性を活用した翻訳手法を,評価型ワークショップIWSLT2008のタスクで評価した.昨年度も高次元素性を活用するアプローチでIWSLT2007に参加したが,今年は文脈情報を含むより高度な素性の活用を検討した.昨年度は翻訳デコーダと密に結合した学習器によって,高次元素性を扱ったが今年より柔軟な素性の扱いを優先し,翻訳結果を再順序付けする学習器で高次元素性を扱うアプローチをとった.最終的に、中英チャレンジタスクにおいて,我々は他チームの1/101/100の量の学習データ(対訳コーパス)で、11チーム中,3位相当の成績を達成することができた.研究課題(2)としては,昨年度考案した「半教師あり学習法」による固有表現抽出器などのスケーラビリティの確認をさらなる大規模学習データで確認した.昨年度は10億語を超える学習データを利用した実験を行い,その成果は今年度ACL-2008に採録されたが,今年度はデータをさらに増やして40億語近いデータでも実験を行った.その結果,性能がさらに向上することを確認した.この他,NTTの研究費で考案した半教師あり学習に基づく文書分類法を、公開データ(報道記事,NTCIRタスク)で評価し,有効性を確認した.
世界の231の国・地域を対象とした国際貿易に伴う金属資源の移動量と需給構造の解析

経済発展に伴う資源利用と環境影響の拡大が危惧されている。本研究では、全世界を対象としたグローバル規模でのマテリアルフロー分析により、資源(鉄、アルミニウム、銅、鉛、亜鉛、ニッケル等)の需給構造と共に、多地域産業連関分析の手法を応用することで、消費がサプライチェーンを通じて誘引する資源採掘量を明らかにした。更に、鉱山活動の影響の把握のために、衛星画像解析を用いた土地改変量の計量手法を提案すると共に、事例解析を通じて改変の要因の特定を進めた。資源管理方策としては、天然資源からの脱却をすすめるために、物質循環の閉ループ化による資源散逸の回避、更には、資源産出国における保全活動等を論じた。世界的な持続可能な資源管理への関心の高まりを背景に、本研究では、サプライチェーンを通じた各国間の繋がりを把握する事を目的に、世界の231の国と地域を対象として、国際貿易を介した金属資源(Fe,Cu,Niなど)の移動量を同定すると共に、資源利用とその需給構造の解析に取り組む。また、特徴的な資源(Ni等)を対象に取り上げて、衛星画像解析にて、資源採掘に伴う土地改変量(Land use, TMR)の推計に取り組む。更に、2つの解析結果を組み合わせる事により、資源利用に伴いサプライチェーンを通じて誘発される土地改変量の解析に取り組む。平成26年度の成果は以下である。物質フロー・サプライチェーンの解析については、ニッケルおよび鉄のサプライチェーンについて、資源利用に伴う土地改変量の分析を念頭に入れて、データの細分化・精緻化、カットオフ等の検証を進めた。世界全体の貿易に伴う国際フロー量を同定と解析を進めることで、サプライチェーンを構成する主要な国や貿易品目を明らかにした。さらに、日本の最終需要が誘発する国際フロー量の解析に着手した。鉱山活動に伴う土地利用の解析については、日本の主要なニッケル原料の調達国であるニューカレドニア、インドネシア等を対象として、鉱山の操業時期や衛星画像の有無、統計情報の有無などを基に、対象とする鉱山の選定、衛星画像の選定、解析対象期間の選定を進めるとともに、主要なニッケル酸化鉱の産出国であるニューカレドニアの鉱山を対象として、衛星画像解析に着手した。また、特徴的な資源(Ni等)を対象に取り上げて、衛星画像解析にて、資源採掘に伴う土地改変量(Land use,TMR)の推計に取り組む。平成27年度の成果は以下である。物質フロー分析については、Ni,Cu,Feを対象として、物質フロー・国際サプライチェーンの推計を実施した。更に、ニッケルについては、GLIOモデルを適用することで、2005年を対象として日本の経済活動が国際サプライチェーンを通じて誘引する資源採掘量の推計を実施した。衛星画像解析については、これまで実施してきた衛星画像解析によるニッケル採掘に伴う土地改変面積の推計結果について、実際の鉱山の設計情報等と照らし合わせることで、その結果の確認を行った。その結果、現在検討対象としているニッケル鉱山については特に大きな問題はないものの、鉱山現場の地質的環境によっては難しい場合があることを確認した。また、世界に分布するニッケル鉱山を対象に、解析対象となりえる鉱山の画像検索と選定に着手した。物質フロー・サプライチェーンデータの精緻化等については、連携している他プロジェクトとの基盤データの共有と情報交流を進めることにより、より効率的にデータの整備・精緻化を進めることができた。これにより、経済活動に伴う資源採掘量の推計、衛星画像解析による土地改変量の推計に注力して研究を実施することができた。一方で、両者について、学術的な価値を高めるためには、より詳細な解析やデータの精緻化などに加えて、更なる妥当性の検証の必要性について外部有識者より指摘を受けた。世界的な持続可能な資源管理への関心の高まりを背景に、本研究では、サプライチェーンを通じた各国間の繋がりを把握する事を目的に、世界の231の国と地域を対象として、国際貿易を介した物質の移動量(グローバルマテリアルフロー)を同定した上で、需給構造と経済活動に伴う誘発採掘量の推計に資するモデル設計、更には、衛星画像解析による採掘活動に伴う土地改変量の分析手法の確立を目指した。また、事例解析として、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、鉛、亜鉛のグローバルマテリアルフローを解析すると共に、特徴的な資源(Ni等)を対象に取り上げて、衛星画像解析による資源採掘に伴う土地改変量の推計に取り組んだ。平成28年度の主な成果の概略は以下である。物質フロー分析については、上記の6物質を対象物質として世界各国での資源採掘量およびグローバルマテリアルフローに関するデータを整備した。また、多地域産業連関分析モデルであるGLIOモデルを適用することで、日本の国内最終需要および輸出が誘発する国・地域別の資源採掘量を同定した。これにより、日本の経済活動が世界全体の資源採掘に対してどの程度の影響を与えているかを把握することが可能となった。衛星画像解析については、鉱山周辺の衛星画像および鉱山の生産統計をもとに、採掘活動に伴う土地改変量の解析手法を確立すると共に、日本の主要な取引国であるニューカレドニアの複数のニッケル鉱山を対象とする事例解析を通じて手法的な課題を整理した。また、世界の全てのニッケル鉱山を対象として、年代別の生産量情報および衛星画像の有無に関するデータを整備した。

本研究により、世界全体および日本の経済活動が誘引する資源採掘量の解析手法および鉱山活動に伴う土地改変量のモニタリング手法の確立が達成できた。これにより、注視すべき経済活動や他国への影響、鉱山活動の状況などの把握が可能となった。経済発展に伴う資源利用と環境影響の拡大が危惧されている。本研究では、全世界を対象としたグローバル規模でのマテリアルフロー分析により、資源(鉄、アルミニウム、銅、鉛、亜鉛、ニッケル等)の需給構造と共に、多地域産業連関分析の手法を応用することで、消費がサプライチェーンを通じて誘引する資源採掘量を明らかにした。更に、鉱山活動の影響の把握のために、衛星画像解析を用いた土地改変量の計量手法を提案すると共に、事例解析を通じて改変の要因の特定を進めた。資源管理方策としては、天然資源からの脱却をすすめるために、物質循環の閉ループ化による資源散逸の回避、更には、資源産出国における保全活動等を論じた。物質フロー・サプライチェーンデータの精緻化等については、連携している他プロジェクトとの基盤データの共有と情報交流を進めることにより、より効率的にデータの整備・精緻化を進めることができた。その結果、27年度に実施予定であった日本の最終需要により誘発されるフロー量等の解析にも着手することができた。また、土地利用の解析についてもリモートセンシングを活用することで鉱山活動に伴う土地利用の変遷を同定することが可能であることが概ね明らかとなった。一方で、両者について、学術的な価値を高めるためには、より、詳細な解析やデータの精緻化などを進める必要性が求められると認識している。物質フロー・サプライチェーンの解析については、時系列での推計を含めて、データの整備・精緻化と解析を進める。これにより、国際的な資源の需給構造の変遷、国・地域ごとの資源の需要量の変遷などについての解析を進める。衛星画像解析については、これまで進めてきたニッケルに関する土地改変面積の推計を進めると共に、より一般的にどのような鉱山に対してこの手法が適用可能かなどの検討を進める。更に、ニッケルを事例として、年代ごと・鉱山ごとに解析対象となりえる衛星画像の有無や緯度経度情報などのリスト化を進める。産業エコロジー国際サプライチェーンの解析については、引き続きNi、Fe、Cu等の金属を中心にデータの整備・精緻化と解析を進める。また、GLIO(Global Link Input-Output Model)を用いて、国際サプライチェーンの構造情報と国内の産業構造情報との接続と解析にも取り組む。これにより、国際サプライチェーンを通じた資源利用量・資源移動量に対する日本の最終需要等により誘発される資源利用量・移動量の寄与分を明らかにすると共に、日本の資源需給構造の解析を進める。土地利用の解析は、前年度に選定した鉱山を対象として、リモートセンシング技術を応用することで鉱山活動に伴う土地利用状況の変化を定量化する。
1923年関東地震の大規模余震群による本郷での観測記録のアーカイブ化と地震動評価

1923年関東地震の余震のうち連携研究者が所属する機関で保有している13個の余震記録を整理し、地動を推定した。ついで、大規模な余震の一つである1924年1月15日に発生した丹沢を震源する地震の震源モデルを復元地動を参考に求めた。さらに、この震源モデルから首都圏各地の広帯域の地震動を予測した。その大きさは現行設計レベルよりも概ね小さいものであることが分かった。また、数値実験により今村式2倍強震計の飽和記録の復元の精度を確認した。本研究で取り扱う地震記録のうち,今村式2倍強震計によるものの多くは飽和していている.飽和している記録の復元とその精度については,これまでに評価されてはいるが,検討の量は十分ではなかった.そこで,衝突をモデル化した数値実験を行い,復元精度を確認した.その結果,地動速度が10cm/s以下であれば,衝突モデルは妥当と考えられ,復元した記録の振幅は±15%の範囲で正解と一致することが分かった.また,数値実験は正弦波加振であるが,復元した記録の位相は理論値と良く一致していた.この結果については,現在論文投稿の準備を行っている.実際の記録については,記録精度や処理方法などに問題が多く,数値実験の結果をそのまま用いられる訳ではないが,大規模余震記録の多くは,十分な精度で復元可能であると判断できた.一方で,1924年1月15日に神奈川県西部で起きたマグニチュード7.3の地震(丹沢地震)の震源モデルを,観測記録や震度分布などを踏まえて作成した.さらに,この震源モデルを用いて東京周辺における地震動を計算した.この作業を通じて,本研究の数値計算に一環して用いる予定の地下構造の妥当性が確認できた.また,大規模余震の記録を観測したもう一台の強震計である教室強震計の特性について検討し,これまで用いられていた減衰定数をやや小さくした方が妥当であることが示唆された.当初の計画ではマグニチュード6程度の余震記録全てのアーカイブ化を行う予定になっていたが,それは行っていない.ただし,この作業はそれほど難しいものではなく,今後挽回が可能であろう.逆に,当初予定になかった数値実験の実施は今後の研究に非常に有益であると判断しており,総合的には順調に実施していると言えよう.今年度は1924年1月15日に神奈川県西部で起きたマグニチュード7.3の地震(丹沢地震)を中心に研究を行った.昨年度は初動から主要動にかけての経時変化が説明できる震源モデルを提案したが,今年度はこれを後続位相を含めた波形全体が説明できるモデルに改良した.また,得られた震源モデルを用いて経験的グリーン関数法により首都圏各地の地震動を推定した.その結果は報告されている震度と調和的であり,報告されている震度5の領域では計測震度が4.5程度となった.一方,長周期地震動が問題となる地点においては,3次元有限差分法と経験的グリーン関数法とのハイブリッド法により地震動を算出した.その結果は,応答スペクトルにおいてレベル1相当の地震動であることが分かった.以上の地震動評価結果については,現在論文投稿の準備を行っている.また,この地震を観測した3つの地震計,今村式2倍強震計,教室強震計,Ewing型強震計の記録を比較した.3つの地震計にはそれぞれ欠点があるものの,適切な処理を行えば3者の記録は良く対応することが分かった.このことは,今村式2倍強震計の飽和の復元精度,教室強震計の固有振動数と減衰定数,およびEwing式強震計の起動時間に目処が立ったことを意味し,今後,他の地震の記録を利用する際に大変有益な情報が得られたと考えている.一方,今村式2倍強震計による飽和した記録の復元精度は昨年検討し,今年度は学会発表を行った.その際の質疑に対応し,内容を更に洗練した.現在,成果を論文としてまとめている.前年度に引き続き, 1924年1月15日に神奈川県西部で起きたマグニチュード7.3の地震(丹沢地震)による地震動を検討した.今年度は,当時の震度観測点における地震動を推定し,さらに計測震度を算出した.算出した値と報告されている震度と比較し,震源モデルおよび計算方法の妥当性を示した.地震動予測に当たっては,観測点の地下構造を推定し,さらに非線形効果を等価線形として扱った.これまでの検討により,丹沢地震による首都圏の地震動の概要は明確になったと考えている.一昨年度から検討していた,今村式2倍強震計による飽和した記録の処理については,飽和のモデルについて再検討を行った.記録の飽和は記録針部分が減衰装置に衝突するために生じるが,数値的検討においてはこの衝突をバネとダッシュポットでモデル化している.これまでは,バネとダッシュポットの係数は比較的少ない数の試行錯誤から定めていたが,試行錯誤を系統的に行い,より尤もらしい値を求めた.

その結果は,これまで使用していた値と大きく違わなかった.また,数値実験上では,飽和した記録の復元は適切に行われることを再確認した.地震動記録をアーカイブ化し,公表するにあたり,地震記象の処理方法を文章としてまとめた.具体的には,選択した地震のリスト,すす描きの記象からの数値化方法,円弧補正の内容,地震計の特性などを整理した.また,同一地震を2つの地震計で観測したものについては,両者が対応することを示した.
水分代謝と環境適応の総合的解析

本研究は、体液の調節に関し、生体レベルの解析から細胞レベルまでの研究を手掛けている研究者が集い、情報交換並びに討議を通じて体液調節機構の総合像と環境適応における役割について検討することにあった。またこれらの討議を通じ、ともすれば細分化する各自の研究の位置づけを明確にし、それぞれの研究を深化させるための場とすることが出来た。まず研究の開始にあたり、平成7年8月に第1回目の班会議を2日間にわたって開催し、各班員のそれまでの研究のまとめを紹介すると共に、情報の交換、ならびに将来の研究に関する討議を行った。なお参加した研究者の専門分野としては、体液変化の受容機構に関し、容積受容器ならびに浸透圧受容器に関する研究、調節機構として、口渇および飲水行動と交感神経による腎機能調節機転、水分代謝と体温調節との関連、体液調節の中枢機序、比較生理学的な視点からの研究を加えて研究を進めた。各班員の研究テーマは、以下の通りである。視床下部体液調節系と内分泌環境(本間信治、赤石隆夫)、水分代謝の予測制御とネガテイブフィードバック(細見弘、森田敬之)、中枢性体液調節へのサイトカインの関与(河南洋)、水分代謝の神経生物学的研究(河田光博)、水分代謝における浸透圧受容性神経回路(根来英雄)、運動の水分代謝に及ぼす影響(能勢博)、ヒトの口渇・飲水行動と体液量(白木啓三)、水分代謝の比較生理学(竹井祥郎)、脳内浸透圧受容メカニズムの分子生理機構(山下博)、水分代謝と循環調節(森本武利)。平成8年11月には、2年間の研究成果を持ち寄って、第2回目の班会議を開催し、2日間、十分の時間を掛けた討議を行うと共に、今後の研究の発展に関する討議を行うことが出来、有益であった。平成7年8月31日-9月1日に京都において班会議を開催し、各班員の今日までの研究の纏めを紹介し、同時に各々の研究に対し、それぞれの立場から情報の提供および討議を行った。従来各個に体液調節機転に関する研究を進めて来た生理学者が一堂に会し、それぞれ1時間の持ち時間で今までの各自の研究について報告し、またそれぞれの情報を交換すると共に将来の研究方向について討議することが出来、その成果は大きかった。それぞれの研究成果としては、中枢性体液調節へのサイトカインの影響、ことにIL-1βによる飲水行動および尿ナトリウム、カリウム排泄の抑制反応にAV3V等の関与すること(河南)、頚下浸水による体液量の変化(白木)、比較生理学的考察より、アンギオテンシンIIは水分の保持に必要であること、ANPはナトリウムの排泄に関与すること(竹井)、ラットにおいて、正中視索前核がADH分泌に関与していること(根来)、肝門脈系のナトリウム受容器が体液調節の予測制御系として働くこと、エストロゲンがAVP分泌に抑制的に作用すること(赤石)、SON神経細胞への浸透圧の作用は前および後シナプス性に作用すること(山下)、ステロイドホルモンが受容体を介し神経細胞や内分泌細胞の細胞死、形態形成、その他多様な作用をもつこと(河田)、水分代謝と循環調節の接点としての中心静脈圧の重要性(森本)などが報告された。現在、その成果をふまえて各自の研究を進めている。平成8年度には、出来るだけ遅い時期を選び、2年間の研究成果を持ち寄り、再度十分の時間を掛けた討議を行うことを予定している。平成8年11月29日-30日に京都のおいて班会議を開催し、各班員の2年間の研究の纏めを報告し、同時にそれぞれの立場から情報の提供および討議を行った。

それぞれ1時間の持ち時間で各自の研究について報告し、また十分の討議をすることが出来、将来の研究について討議することが出来、その成果は大きかった。それぞれの研究成果としては、AVP分泌調節機構に対するEstrogenの影響の解析により、EstrogenがAVP分泌細胞およびAV3Vニューロンの浸透圧感受性閾値を低下させることを明らかにしたほか、飲水時の胃電図による解析の可能性を報告した(本間、赤石)。体液Naバランスの恒常性維持における、肝-腎反射の解析より、体液調節系にはnegative feedforward機構が働くことを明らかにした。(森田、細見)ラットの中枢性体液調節におけるIL-1 βの役割を、飲水行動、心血管系と腎排泄機能および脳内のノルアドレナリン動態について解析し、交感神経系の活性化による尿中へのNa, K排泄量の減少、AV3V、腹部迷走神経の関与等を明らかにした。(河南)、頚下浸水による体液量の変化の血液密度ならびに電解質の連続測定法による解析(白木)、ANPおよびAGIIの構造と機能を比較生理学の視点から解析し、C型ナトリウム利尿ヘプチド(CNP)が祖先型で、BNPは陸上動物型、VNPは水生動物型であること(竹井)、ラットにおいて、正中視索前核がADH分泌に関与していること(根来)、PVNおよびSONの神経分泌ニューロンが直接浸透圧変化を関知する機構ならびに脳室周囲器官とのニューロンネットワークを介して体液浸透圧の情報を統合する機構に付いて、スライス標本のパッチクランプ法等による解析を行い、さらに遺伝性多飲マウスの遺伝子解析による検討を進めた。(山下)、AVPが脾臓でも産生され、血球分化に関与していること、グルココルチコイドが発生初期の神経組織発生のコントローラーとして働く可能性などを明らかにした。(河田)、脳脊髄液浸透圧の体温調節反応に及ぼす影響(能勢)、水分代謝と循環調節の接点としての中心静脈圧および血液浸透圧の役割(森本)などが報告された。