hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
虹彩由来の組織幹/前駆細胞・不死化細胞・iPS細胞を用いた網羅的網膜再生研究

虹彩由来組織幹/前駆細胞の維持培養法として,iPS細胞の培養で使用するコーティング剤と阻害剤を組み合わせることで,組織幹/前駆細胞に発現するマーカーを長期的に発現・維持させることができた。虹彩由来iPS細胞、虹彩由来不死化細胞について、新たに開発した2段階式分化誘導法を用いることで神経細胞や網膜神経細胞に特異的なマーカーを発現する細胞に分化させることができた。これらの分化した細胞は、生理学的な神経伝達機能を有する神経細胞であった。また、由来細胞の異なるiPS細胞を比較したところ、虹彩由来iPS細胞の方が神経細胞としての形態や維持培養が良好であった。本研究では、これまで我々が報告した虹彩に存在する虹彩由来組織幹/前駆細胞、虹彩由来不死化細胞および虹彩由来iPS細胞を用いた網膜神経細胞への分化機構を明らかにするトランスレーショナルリサーチとしての網羅的網膜再生の基礎研究である。平成26年度において、1)虹彩組織由来iPS細胞の安定的な作出方法とクローニング方法を確立し、ヒト虹彩組織由来iPS細胞株(虹彩iPS細胞)を樹立させた。虹彩iPS細胞は、無フィーダーで維持培養されており、アルカリフォスファターゼ陽性、iPS細胞作出時に導入した遺伝子の一部(SOX2など)が発現保持されている。継代数を数十継代行っても細胞の形態は大きく変化することはなかった。次に、虹彩iPS細胞を従来の無血清浮遊培養法(Sphere法)による神経幹/前駆細胞への前分化誘導を行うと、ほとんどの細胞が死滅した。そこで我々は、細胞を接着させたままの状態で神経幹/前駆細胞に前分化誘導できる培養条件を確立しつつある。2)我々がこれまでに作出したSV40とGFPを連結した不死化Vectorを導入した細胞は、他の不死化遺伝子導入Vectorとは異なり、細胞増殖ができることはもちろん、培養条件を変えることで細胞を分化させることができるものである。ただし、一時的に遺伝子は導入されるが、安定化する前に導入遺伝子の発現が減衰してしまうことため、安定発現細胞を得られる確率は低かった。そこで導入効率と安定発現効率を向上させるため、プロモーターをCMVからEF1αに置換したVectorを作出した。このVectorを用いて、新たに虹彩由来不死化細胞の作出に取り組む。本研究では、これまでに我々が独自に樹立・報告した虹彩に存在する虹彩由来組織幹/前駆細胞、虹彩由来不死化細胞および虹彩由来iPS細胞を用いた網膜神経細胞への分化機構を明らかにするトランスレーショナルリサーチとしての網羅的網膜再生の基礎研究である。1)平成26年度に引き続き、平成27年度は新規樹立したヒト虹彩組織由来iPS細胞株(虹彩iPS細胞)のiPS細胞として多分化能をテラトーマ形成実験や細胞凝集体による三胚葉への分化を証明した。さらに昨年度からの課題であった接着培養による神経幹/前駆細胞への前分化誘導に成功し、神経幹/前駆細胞のマーカーであるNestinやMusashiを強発現する細胞の作出に成功した。さらに神経細胞への分化誘導にも一部で成功しており、網膜神経細胞マーカーやを発現する細胞が作出できつつある。また、一部の細胞にて神経細胞に発現するNaチャネルの測定を行ったところ、弱いながらもNaチャネルを発現している細胞が存在することが明らかとなった。2)安定発現不死化細胞株を作出するため、平成26年度に構築したEF1αによるVectorを用いて新たに虹彩由来不死化細胞の作出に成功した。虹彩組織由来iPS細胞とは異なり、無血清浮遊培養を行うことで神経幹/前駆細胞のマーカーであるNestinやMusashiを強発現する細胞の作出に成功した。今後、さらに網膜神経細胞への分化誘導を行っていく。3)虹彩由来組織幹/前駆細胞の維持培養法を検討し、SSEA-4やCD29を強く発現維持できる培養条件の確立に成功した。今後、より効率的に神経幹/前駆細胞や網膜神経細胞に分化できるかどうかを比較検討していく。虹彩由来iPS細胞株、虹彩由来不死化細胞株が順調に樹立され、それぞれの細胞株において神経幹/前駆細胞のマーカーであるNestinやMusashiを強発現する細胞の作出に成功した。また、培養条件の改良によって虹彩由来組織幹/前駆細胞において、有用な組織幹/前駆細胞のマーカーであるSSEA-4やCD29を強く発現し、維持することができるようになった。これは、これまで困難であったin vitroにおいて組織幹/前駆細胞を維持培養できるようになったことでもあり、将来、自己の組織幹/前駆細胞を用いた再生医療への応用も期待できる。本研究は、これまでに我々が独自に樹立・報告した虹彩に存在する虹彩由来組織幹/前駆細胞、虹彩由来不死化細胞および虹彩由来iPS細胞を用いた網膜神経細胞への分化機構を明らかにするトランスレーショナルリサーチとして、再生医療などへの応用性や可能性をもつ3種類の細胞を網羅的に利用して取り組む網膜神経の再生に関する基礎研究である。1)本研究期間において新たに樹立したヒト虹彩組織由来iPS細胞を用いて、より詳細なクローニングを行い、最も増殖能と未分化能が維持された虹彩由来iPS細胞株を樹立した。樹立した虹彩iPS細胞株をEB体(細胞凝集体)形成実験を行い、三胚葉へ分化することを確認した。

次に接着培養法にて新たな2ステップの分化誘導方法を樹立した。分化誘導の1段階目において、神経幹/前駆細胞マーカーであるNestin、Musashiを強発現する細胞に分化させることができた。次に2段階目の分化誘導法にて複数の神経細胞マーカーを発現する細胞に分化誘導させることができた。これらの細胞を、電気生理学的手法であるホールセルパッチクランプ法にて検証したところ、神経細胞に特異的に発現するナトリウムチャネルの発現を発現する神経細胞であった。2)平成27年度に新たに作出した虹彩由来不死化細胞を用いて、虹彩由来iPS細胞同様に神経細胞への分化誘導を行った。新たに作出した虹彩由来不死化細胞は、独自に開発した不死化細胞作出vectorにて作製しており、遺伝子導入前の細胞が元来から有しているDNAを損傷させることなく、現在の研究では機能していないDNA領域に不死化遺伝子を導入できる。虹彩由来iPS細胞と同様に神経細胞への分化誘導が可能であったと考えられる。3)虹彩由来組織幹/前駆細胞の維持培養法を検討した。複数の阻害剤を組み合わせることにより、さらに安定した虹彩由来組織幹/前駆細胞を培養することに成功した。虹彩由来組織幹/前駆細胞の維持培養法として,iPS細胞の培養で使用するコーティング剤と阻害剤を組み合わせることで,組織幹/前駆細胞に発現するマーカーを長期的に発現・維持させることができた。虹彩由来iPS細胞、虹彩由来不死化細胞について、新たに開発した2段階式分化誘導法を用いることで神経細胞や網膜神経細胞に特異的なマーカーを発現する細胞に分化させることができた。これらの分化した細胞は、生理学的な神経伝達機能を有する神経細胞であった。また、由来細胞の異なるiPS細胞を比較したところ、虹彩由来iPS細胞の方が神経細胞としての形態や維持培養が良好であった。虹彩組織由来網膜幹/前駆細胞の培養条件の絞り込みが進捗していること、より効率的な分化能を有する不死化細胞を作出するVectorの構築ができたこと、ヒト虹彩由来iPS細胞(虹彩iPS細胞)の安定的な作出方法とクローニング方法を確立させたこと、虹彩iPS細胞から神経幹/前駆細胞への接着培養法での分化誘導方法を確立しつつあることなど、平成26年度に予定していた研究課題をおおむねクリアしており、順調に進捗していると考えている。現状において、大きな課題および修正点はない。平成28年度では、以下の課題を中心に実験に取り組む。1)虹彩由来iPS細胞株から網膜神経細胞への分化誘導、さらに神経細胞の生理的機能についてパッチクランプ法を用いた解析を継続していく。2)虹彩由来不死化細胞株についても虹彩由来iPS細胞株と同様に網膜神経細胞への分化誘導と生理的機能評価を行う。3)虹彩由来組織幹/前駆細胞においては、これまでの培養条件との比較検討を行う。分子細胞生物学(眼科・再生)平成27年度では、以下の課題を中心に実験に取り組む。1)ES細胞やiPS細胞の培養法を模して、虹彩組織由来網膜幹/前駆細胞の効率的かつ未分化状態を維持できる培養条件をさらに検索する。2)新しいVectorを用いた虹彩由来不死化細胞の作出に取り組む。
異なるデザインの医療用・介護用ユニフォームに対する患者と要介護者の心理的評価

異なるデザインの医療用・介護用のユニフォームを産婦人科病棟の看護師ならびに介護施設(通所)の職員に着用してもらい、患者と高齢者がどのような印象を抱くか調査した。医療用、介護用ともに「思いやり・癒し」の評価が高いのは、高明度の暖色系の色彩で、「責任感・信頼感」の評価が高いのは、白や寒色系の色彩と襟のあるデザインであった。高齢者は、職員の存在が目立つものを好ましいと評価した。看護師を対象にした調査では、好ましいと思うユニフォームを着用した看護師ほど、仕事に対するやりがいが強くなり、ストレスを感じなかった。患者に思いやりを感じさせるユニフォームは、看護師の心理にもプラスの効果をもたらした。【介護服について】人口の急速な高齢化が進む中で、介護サービスの必要性が高まっている。本研究では表現メディアとしての介護服に着目し、要介護者や介護者にとって最適な介護服のデザインを明らかにするために、まず全国の介護老人福祉施設と介護老人保健施設を対象に介護服の実態調査を実施した。調査対象は、全国の介護老人福祉施設と介護老人保健施設471施設で、平成25年9月10月に郵送法で行った。調査内容は、所在地、職員数、入所定員数、介護服に対する施設側(着せる)の視点5項目、採用している介護服、介護服に対する介護職員(着る)の視点3項目、介護服に対する要介護者(見る)の視点5項目、今後の介護服について2項目である。分析は、単純集計で行った。調査の結果全体の78.2%の施設は、介護服を指定し、85.2%は、介護服を魅力ある施設作りの一要素ととらえていた。採用している介護服の多くは、無地のポロシャツとパンツであった。全体の80.2%は、介護服の採用に職員の意見を取り入れ、素材では、速乾性、伸縮性、透け防止を、動きやすさでは、ゆとりに配慮していた。要介護者の視点からは、清潔なイメージを与える、利用者に安全である、信頼される、他の職種と識別しやすい、日常生活の場を意識させるようにの順で配慮されていた。具体的には、主に色とスタイルによる配慮であった。全体の48.6%は、介護服の検討を予定していた。今後、介護者と要介護者の視点からのデザインの検討が求められる。【看護服について】近年、看護服のデザインは多様化している中で、患者に「責任感や思いやり」をイメージさせるものが求められる。特に、小児科においては威圧感を与えないようなデザインが求められる。そこで、長崎市内の小学校において、平成25年9月10月に配票留置法により、小学生400名を対象に調査を実施した(現在分析中である)。小児病棟では、外来や入院中の小児患者の不安やストレスを軽減するために、病院内に玩具や本を置いたプレイルームを整備したり折り紙教室を行うなど様々な取り組みがなされている。村田(1995)によると運動規制・隔離による治療上の行動制限による小児患者のストレス度は、対人関係の範囲・家族の付き添い度・援助度と負の相関関係があり、対人関係の重要性を指摘している。本研究では、表現メディアとしての医療用ユニフォームに着目した。服装を介したコミュニケーションには、対人関係の内容や在り方についての情報を伝達する機能がある。そこで、小児患者と看護師間によりよい対人関係をもたらす医療用ユニフォームを検討するために異なる8色のユニフォームに対し、小児が抱く印象にどのような違いがみられるか明らかにすることを目的とした。小学5年生111名を対象に、異なる8色の医療用ユニフォームにどのような印象の違いがみられるか調査した。看護服として好ましい割合が高いのは、明るい青紫、やわらかい緑、白であった。医療用ユニフォームとしての好ましさについて、8サンプル間に有意差がみられた(p<.001)。明るい赤紫について男女間に有意差がみられ、女児の方が好ましいと回答する割合が高かった(p<.05)。病気や治療に対する不安の程度とユニフォームの好ましさには関連はみられなかった。小児が「安心感」と「思いやり」を抱くものは、8色のうち明度の高いユニフォームであった。ユニフォームの印象は、色相よりも明度に影響されることが示唆された。本研究結果は、歯科医院での成人患者を対象にした研究(庄山2013)と同様の結果であった。小児の年齢には幅があり、低年齢児の調査は難しいが、小学高学年になると成人と同様の印象を持つことが認められたことから、小児科のユニフォーム選択においては、色彩のもつイメージに配慮する必要がある。[最終年度]急速な高齢化に伴い、介護サービスを利用する高齢者が増加している。自宅での介護を望む高齢者も多く、介護施設では自宅にいるような雰囲気が求められる。そこで、対人関係の内容やあり方についての情報を伝達する機能をもつ介護服に着目した。前年度に実施した介護服の全国調査を基に、介護施設職員に異なる7色のポロシャツを着用してもらい、施設利用者を対象に印象を調査した。同色相で明度の異なる3色では、高明度の評価が高かった。「思いやり・癒し」の評価が最も高いのは高明度の暖色系、低いのは低明度の寒色系であった。「責任感・信頼」の評価が高いのは、高明度の寒色系であった。[期間全体(最終年度前)]1全国の介護施設を対象に介護服の実態調査を行った。85.2%の施設は、介護服を魅力ある施設作りの一要素と捉えていた。

介護服の多くは、上衣はポロシャツで下衣はパンツであった。要介護者に清潔感や信頼のあるイメージを与え、日常生活を意識させるように介護服の色に配慮されていた。2患者と看護師間によりよい対人関係をもたらす看護服のデザインを検討するために、産婦人科病棟の看護師に異なるデザイン9種の上衣と白のパンツを着用してもらい入院患者と看護師を対象に印象を調査した。上衣の生地は無地と花柄で、色彩は白と高明度の青、赤紫、赤である。衿は、Vネック、クルーネック、シャツカラー3種である。患者への調査では、「親しみ・癒し」の評価は、無地より花柄が高く、小花柄より大花柄が高かった。「責任感」の評価は、白無地の次に寒色系の大花柄が高かった。衿付きの上衣は、「責任感」を高く評価された。看護師への調査では、やりがい感が強くなりストレスを感じなかった群は、着用した看護服を「癒す感じ、安心を与える、落ち着かせる」と評価した。患者に思いやりを感じさせる看護服は、看護師の心理にもプラスの効果をもたらすことが明らかとなった。異なるデザインの医療用・介護用のユニフォームを産婦人科病棟の看護師ならびに介護施設(通所)の職員に着用してもらい、患者と高齢者がどのような印象を抱くか調査した。医療用、介護用ともに「思いやり・癒し」の評価が高いのは、高明度の暖色系の色彩で、「責任感・信頼感」の評価が高いのは、白や寒色系の色彩と襟のあるデザインであった。高齢者は、職員の存在が目立つものを好ましいと評価した。看護師を対象にした調査では、好ましいと思うユニフォームを着用した看護師ほど、仕事に対するやりがいが強くなり、ストレスを感じなかった。患者に思いやりを感じさせるユニフォームは、看護師の心理にもプラスの効果をもたらした。25年度は、介護服の実態について、全国の介護保険施設である介護老人福祉施設と介護老人保健施設を対象に調査し、分析を行った。26年度は、25年度に実施した小児を対象にした看護服についての印象評価に関する調査結果を分析し、さらに産婦人科の看護師に異なるユニフォームを着用してもらい、入院中の妊婦を対象にして、印象評価に関する調査を実施することができた。介護服に関する印象評価に関する調査は未実施であるが、看護服については、すべての診療科を対象にしたフィールド調査を終えることができたため、「おおむね順調に進展している」といえる。環境デザイン今後は、異なるデザインの介護服を実際に介護老人福祉施設と介護老人保健施設の介護職員に着用してもらい、要介護者を対象に印象評価に関する調査を実施し、介護職員および要介護者によりよい人間関係をもたらす介護服について分析する。また、看護服については、ユニフォームが着用者の心理にもたらす影響という視点から調査を実施する。介護服の研究を進めるにあたり、全国の介護老人福祉施設と介護老人保健施設における実態調査を終えた。(2014.5の家政学会発表予定)この調査結果をもとに27年度に実際の施設において、様々なデザインの介護服を着装いただき評価する予定である。26年度は、そのための準備を予定している。さらに、看護服に関する研究では、小児科において求められる看護服のデザインについて、小学生を対象にした評価を終えたので、おおむね順調に進んでいると評価した。
住宅における通風の計画および温熱効果に関する総合的研究

イ.通風の温熱効果通風の主目的である温熱効果を調べるために、通風住戸と非通風住戸との温熱環境の同時実測調査および被験者を用いた温熱感覚申告実験を行なった。通風住戸と非通風住戸の間にはPMVで2前後の相違が見られる。特に外気温が2830°Cの時には通風住戸びは約70%が快適域に入り、通風の効果が著しい。実測値から求めた室内外気候容素間の回帰式を利用して、外気温と外部風速をパラメータとした通風室内のPMVを求めるノモグラムを作成した。SET*など他の温熱指標のノモグラムも同様に作成できる。快適感は温冷感および気流感との相関が高い点が通風室内の特徴である。相互相関を調べたところ、快適感は風速の変化に対する追随がよいことがわかった。2.集合住宅における通風計画集合住宅の縮小模型を用いて、通風計画を住棟配列計画および住戸平面計画の点から風洞実験により検討した。住棟配列計画については縮率1/400の板状建物群模型を用いて、主に通風の駆動力となる建物の前後差圧を測定した。主なパラメータは建物高さ(3通り),容積率(5通り),配列方伝(2通り),風向(3通り)で、アプローチフローのべき指数は1/4,乱れの強さは25%である。住戸平面計画に関しては縮率1/5の単室模型および2室模型を用いて主に室内気流速分布について測定した。3.通風利用の可能性都市における通風利用の可能性を検討するために、5年間のAMeDASデータを用いて、海岸都市を中心とした全国主要20都市の風環境を昼夜に分けて解折した。海岸都市の大半において、昼間は海寄りの、夜間は陸寄りの風向の卓越が著しい。海岸都市では、住棟方向を考慮することにより、昼間は海寄りの風を通風に利用できる。
データ圧縮とパターン照合に基づく高速機械発見システムの開発

本研究では,高速な機械発見システム開発のために以下の3つの項目について研究し,多くの成果を得た。・テキスト圧縮とパターン照合文法変換に基づく圧縮法に焦点をあて,効率的な圧縮アルゴリズムを開発した。これらを基盤技術として用いながら,圧縮文字列照合問題に取り組み,効率的な圧縮文字列照合アルゴリズムの開発に成功した。・テキストと半構造データの高速処理テキストデータの高速処理のために,索引構造の開発を行った。部分文字列パターンに対する索引構造として接尾辞木とDAWGが知られている。そこで,両方の性質を持つCDAWGに着目し,オンライン線形時間CDAWG構築アルゴリズムを開発した。これに基づき,スライド窓に対応したCDAWG構築アルゴリズムを考案し,テキストデータ圧縮に活用した。また,日本語テキストなどアルファベットサイズの大きなテキストデータに適した新たな索引構造を与え,その有用性を示した。一方,部分列パターンの照合のための索引構造である部分列オートマトンについて解析し,部分列パターン発見の高速化に関する知見を得た。さらに,十数年ものあいだ未解決であった語接尾辞木のオンライン線形時間構築アルゴリズムを考案した。半構造データの高速処理のために,ビット並列化技法に基づく高速木パターン照合アルゴリズムを開発した。・パターン発見と情報抽出大量のデータから現実的な時間内に有用な規則を抽出するパターン発見アルゴリズムに関して,様々なパターン族についてそれぞれ独自の高速アルゴリズムを開発した。また,形式的体系(EFS)の質問学習や半構造データからの知識発見に関する研究も行った。これらのアルゴリズムを実働化しそのパフォーマンスを評価した。以上の研究で得られた成果を統合し,計算機上に高速な知識発見システムを構築した。言語データおよび文学作品データに適用し,言語学および文学の専門家の立場から有効性を検証した。本研究では,データ圧縮という古典的研究分野に「機械発見処理の高速化」という新しい価値基準を導入し,この視点から,データ圧縮で用いられる各要素技術の再評価を行い,機械発見システム構築のための基礎技術を確立することを目的とする.本研究では,対象を,陽には構造をもたない文字列データに絞り,文字列データを対象とした機械発見の問題を扱う.データ圧縮と機械発見を統一的に扱うために,文字列記述の形式的体系を導入し,このもとで,機械発見に必要な文字列処理問題の計算量を解析してその階層を究明する.また,実用的に有用なクラスに関して,文字列パターン照合や文字列データ圧縮の分野の最新の結果を積極的に取り入れ,高速な知識発見アルゴリズムを開発することを目指す.本年度は,まず,与えられた正例と負例から,それを弁別するパターンを発見する問題に取り組んだ.この問題は多くのパターン族に対してNP困難であることが知られているが,実用的時間内に計算を完了させるための方法を確立するために研究を行っている.特に,パターン文字列とテキスト文字列との照合にある程度のミスを許した柔軟な照合である近似文字列照合や任意の文字に合致するドントケア記号,任意の長さの任意の文字列に合致するワイルドカードを含むパターンに関する発見の問題に取り組み,高速パターン照合技法と枝刈り手法によって,実用的アルゴリズムを開発した.また,半構造データからの知識獲得のため,XML文書に対する高速な検索方式を開発し,その技術を発展させて集計処理,変換/整形のための効率のよい方法を開発した.既存のシステムとの比較によりその有効性を検証した.さらに,医薬品名データを対象とした類似文字列照合問題に取り組み,ヒューマンエラーを誘発する類似薬名対を抽出するために有効な類似性指標を設計し,その評価をあたえた.本年度は昨年に引き続き,圧縮データに対する高速パターン照合アルゴリズムの開発とそのパフォーマンスの解析について研究を行なった.

特に,パターン文字列とテキスト文字列との照合にある程度のミスを許した柔軟な照合である近似文字列照合や正規パターンとの照合に力点をおいて理論を展開した.また,検索を前提とした新たなデータ圧縮法の開発に取り組み,実用的観点から新たな圧縮法を案出した.一方,知識発見システムに使用される学習機能についてデータ圧縮とパターン照合の観点から定式化を行ない,学習可能性の解明と,効率のよい学習アルゴリズムの開発を行った.テキストデータの特徴を抽出するために,パターン言語を基盤とした知識の表現体系を利用し研究を行なった.また,Web上に氾濫するHTML文書およびXML文書などのいわゆる半構造テキストデータを対象とした知識発見方式を開発した.さらに,帰納推論に基づく知識発見方式を開発した.そしてこれらのアルゴリズムを実働化しそのパフォーマンスを評価した.特に,本手法を言語データに適用し,人文科学の専門家の立場からその有効性を検証した.最終年度である本年度は,昨年度までの成果をふまえ,圧縮データに対するパターン照合アルゴリズムおよびパターン発見アルゴリズムの開発とそのパフォーマンスの解析について研究を行なった.特に,Web上に氾濫するHTML文書およびXML文書などのいわゆる半構造テキストデータに対する高速パターン照合処理について,理論と実用の両面から研究を行ない,大量の質問を高速に処理できる新しい方式を確立した(竹田,石野).また,高速化を目的とした半構造データの圧縮方式を確立した(坂本,竹田,篠原).一方,知識発見システムに使用される知識発見機能についてデータ圧縮とパターン照合の観点から定式化を行ない,各種のパターン族に対するパターン照合問題およびパターン発見問題に関する計算量階層の解明と,効率のよいパターン発見アルゴリズムの開発を行った(篠原).そしてこれらのアルゴリズムを実働化しそのパフォーマンスを評価した(全員).特に,本手法を言語データおよび文学作品データに適用し,言語学および文学の専門家の立場からその有効性を検証する(南里一郎,南里智子).以上の研究で得られた成果を統合し,計算機上に高速な知識発見システムを構築した.
肝腫瘍に対するレーザー温熱療法:単独療法および既存療法との併用効果に関する研究

本年度はレーザー温熱療法におけるレーザー光そのものの細胞抑制効果に関する検討、並びに無水エタノール局注療法との併用効果について検討を行った。近年、レーザー温熱療法後、早期にミトコンドリアの形態的変化が生じるとの報告が見られるが、担当研究者らはレーザー光照射によるミトコンドリアの変化を生化学的に証明する目的で、ラット肝由来のミトコンドリアに対しNd-YAGレーザー、及びアルゴンイオンレーザーを照射しその後のミトコンドリア呼吸調節率の変化を求めた。その結果、ある程度強いレーザー光ではミトコンドリア呼吸活性が抑制された。このことよりレーザー温熱療法時のプローブ近傍では温熱効果のほかに、レーザー光独自の効果が付加されることが強く示唆された。無水エタノールが組織脱水固定効果のほかに微小血栓形成、血管に対する直接的な傷害などによる局所の組織血流減少効果を併せ持つことに着目し、エタノール局注後にレーザー温熱療法を施行する新しい方法を考案し、その効果を検討した。ラットの実験腫瘍を用いた検討ではレーザー温熱療法単独あるいは無水エタノール局注単独に比較し有意な腫瘍成長の抑制が得られた。
対称空間の構造論の応用

全測地的かつ等長的はめ込みのp調和写像としての安定性がpが十分大きいとき極小多様体としての安定性と同等であることを長野らが見つけた.対称空間の圏内で豊富な実例をそれは提供することになる。はめ込みの代わりに沈め込みとすると問題が遥かに解決困難だが目下鋭意研究中である.その場合には対称空間論が驚くべく多様かつ重要な例を提供する.2階の階別リー環の完全な分類を金行が行なった.それは複数の包合的自己同型が特性で対称空間の構造論に密接に関係する見込みである.加藤は,3次元以上のコンパクト複素多様体に複素共形構造があるとき,ワイル曲率を使ってコホモロジークラスの系列を定義し,通常のチャーンクラスとの密接な関係を発見し,複素共形構造の存在から生ずるチャーンクラス相互の関係式を加藤は求めた.また彼は2次元以上のコンパクト複素多様体と単純正規交差因子とに対して決まる対数的Chernクラスを求めた.3次元のカラビ・ヤウ多様体のある拡張に対しても変形の倉西空間が滑らかであることを並河が証明した.拡張した空間は高々ターミナル特異点を持つ代数多様体で構造層が標準束の層の整数倍に同型なものである.またカラビ・ヤウ多様体の変形における豊富錐体の行動も調べた.有限古典群の組合せ理論よりEulerの諸恒等式が自然に導かれることを筱田は示した.双曲・双曲型偏微分方程式の特異摂動に関するアプリオリ評価を内山が行なった.全測地的かつ等長的はめ込みのp調和写像としての安定性がpが十分大きいとき極小多様体としての安定性と同等であることを長野らが見つけた.対称空間の圏内で豊富な実例をそれは提供することになる。はめ込みの代わりに沈め込みとすると問題が遥かに解決困難だが目下鋭意研究中である.その場合には対称空間論が驚くべく多様かつ重要な例を提供する.2階の階別リー環の完全な分類を金行が行なった.それは複数の包合的自己同型が特性で対称空間の構造論に密接に関係する見込みである.加藤は,3次元以上のコンパクト複素多様体に複素共形構造があるとき,ワイル曲率を使ってコホモロジークラスの系列を定義し,通常のチャーンクラスとの密接な関係を発見し,複素共形構造の存在から生ずるチャーンクラス相互の関係式を加藤は求めた.また彼は2次元以上のコンパクト複素多様体と単純正規交差因子とに対して決まる対数的Chernクラスを求めた.3次元のカラビ・ヤウ多様体のある拡張に対しても変形の倉西空間が滑らかであることを並河が証明した.拡張した空間は高々ターミナル特異点を持つ代数多様体で構造層が標準束の層の整数倍に同型なものである.またカラビ・ヤウ多様体の変形における豊富錐体の行動も調べた.有限古典群の組合せ理論よりEulerの諸恒等式が自然に導かれることを筱田は示した.双曲・双曲型偏微分方程式の特異摂動に関するアプリオリ評価を内山が行なった.
前庭神経核における虚血性神経細胞障害とその可塑性

[目的]椎骨脳底動脈領域の虚血によりめまい・平衡障害が生じるその詳細な病態について解明するために、低酸素性脱分極を呈した後の前庭神経核ニューロンの長期応答の電気生理学的特徴を調べた。[方法]動物を脳定位固定装置に固定し回転刺激装置に乗せた後、可動式あるいは固定式ワイヤ電極を脳地図にしたがってマイクロマニュピレーターを用いて正確に前庭神経核に刺入した。その後、回転刺激装置あるいはアイソレーターを接続した電気刺激装置で末梢前庭を刺激することにより同定された単一ニューロン活動を動物頭部に固定された凹型ICソケットに電解効果トランジスタを装着した前置増幅器につないで差動記録、主増幅器で増幅、オシロスコープで観察した後、スパイクカウンターを通してレクチコーダーで記録した。低酸素を3分間負荷し、記録したニューロンの反応を検討した。なお実験終了後には脳幹切片をクリオスタットで作成し染色することにより記録部位を確認した。[結果]低酸素負荷を行うとニューロン発火は著明に増加(低酸素性脱分極:HD)を示した後、減少し、最終的に消失した。その後の回復の様式は、負荷前と同じレベルに回復(NC)、負荷前のレベルより増強した回復(Post Hypoxic Potentiation : PHP)、負荷前のレベルより抑制された回復((Post Hypoxic Depression : PHD)の3種類のパターンに分類された。PHPはHDのピークが高いほど多くに認められた。これにはHD現象を引き起こすグルタミン酸の関与が示唆された。結論前庭神経核ニューロンの低酸素性長期応答は障害後の可塑性を表すものと思われるが、HDの強さに応じて変化したことから、HD現象を引き起こすグルタミン酸が関与していることが示唆される。[目的]椎骨脳底動脈領域の虚血によりめまい・平衡障害が生じるその詳細な病態について解明するために、今回の研究では、低酸素性脱分極を呈した後に前庭神経核ニューロン自体が長期的にどのように応答するのか、電気生理学的手法を用いて調べた。[結論]HD後の3種類のパターン(NC, PHPおよびPHD)で示された前庭神経核ニューロンの長期的応答は、低酸素性障害後の可塑性を表しているものと思われ、遅発性に生じるめまいの発症に関与していることが示唆された。[目的]椎骨脳底動脈領域の虚血によりめまい・平衡障害が生じるその詳細な病態について解明するために、今回の研究では、低酸素による前庭神経核ニューロンの長期的反応の電気生理学的特性を調べた。

その後、回転刺激装置あるいはアイソレーターを接続した電気刺激装置で末梢前庭を刺激することにより同定された単一ニューロン活動を動物頭部に固定された凹型ICソケットに電解効果トランジスタを装着した前置増幅器につないで差動記録、主増幅器で増幅、オシロスコープで観察した後、スパイクカウンターを通してレクチコーダーで記録した。グルタミン酸レセプター拮抗薬を微小電気泳動法によりニューロンに直接投与し、低酸素性遅発性反応に対する影響を調べた。なお実験終了後には脳幹切片をクリオスタットで作成し染色することにより記録部位を確認した。[結果]グルタミン酸レセプター拮抗薬は低酸素性脱分極を抑制し、さらに、前年度に見出された低酸素によるニューロンの遅発性反応のうち増強を示すパターンを減少させた。[結論]低酸素性障害後の可塑性を表している前庭神経核ニューロンの長期的応答は、グルタミン酸により制御されていることが推察される。[目的]椎骨脳底動脈領域の虚血によりめまい・平衡障害が生じるその詳細な病態について解明するために、低酸素性脱分極を呈した後の前庭神経核ニューロンの長期応答の電気生理学的特徴を調べた。[方法]動物を脳定位固定装置に固定し回転刺激装置に乗せた後、可動式あるいは固定式ワイヤ電極を脳地図にしたがってマイクロマニュピレーターを用いて正確に前庭神経核に刺入した。低酸素を3分間負荷し、記録したニューロンの反応を検討した。結論前庭神経核ニューロンの低酸素性長期応答は障害後の可塑性を表すものと思われるが、HDの強さに応じて変化したことから、HD現象を引き起こすグルタミン酸が関与していることが示唆される。
分子固体におけるメチル基部分重水素化による配向秩序化に関する構造熱科学的研究

本研究では,メチル基を部分的に重水素化することで誘起される分子固体の物性変化を調べ,回転対称性を失ったメチル基の配向秩序化メカニズムの解明を目指している.昨年度までの研究で,様々な化合物(4-メチルピリジン,2,6-ジクロロトルエン,2,6-ジブロモトルエン,トルエン,ヨウ化メチル,メタノール)のメチル基部分重水素化物が,低温(40K以下)でメチル基の配向秩序化に伴う過剰熱容量を示すことを明らかになった.過剰熱容量は,3準位のショットキーモデルで解析され,3つのメチル基配向に相当する3準位スキームの決定に成功した.また,赤外吸収測定によっても,同様の3準位を確認した,ここで注目されたのが,3準位の間隔が化合物によって大きく異なる(2,6-ジクロロトルエン:ΔE3meV,メタノール:ΔE1meV,ヨウ化メチル:ΔE<100μeV)点であり,本年度は,これらの3準位のエネルギー間隔を決定する要因を明らかにするために,量子化学計算による解析を行った,計算にはGaussianパッケージを用い,密度汎関数法による単分子の基準振動解析およびゼロ点エネルギーの計算を行った.また,半経験分子軌道法による結晶中の(分子間相互作用を考慮した)ゼロ点エネルギーの計算も行った.基準振動解析の結果,メチル基が非対称な官能基に結合している場合は,部分重水素化メチル基の分子内配向に依存して基準振動の座標が変化して,各振動モードの振動数がメチル基配向ごとに大きく異なることが明らかになった.また,同様の理由で,ゼロ点エネルギーもメチル基配向に大きく依存することが示され,実験的に観測された3準位が,3つのメチル基配向におけるゼロ点エネルギー準位であることが明らかになった.本年度の成果により,これまで蓄積してきた一連の実験結果を矛盾なく説明することが可能になり,部分重水素化メチルの配向秩序化のメカニズム解明に向けた大きな進歩が得られた.1.研究の背景と目的分子凝縮系の基礎研究において,分子の対称性と物性の関りは大変興味深い.われわれは,メチル基の対称性と分子固体の熱力学的な性質との関りに注目してきた.メチル基(-CH_3)は3回の回転対称性を有するが,部分的に重水素化したメチル基は(-CH_2D,-CHD_2)対称性をもたない.したがって(十分高温では),後者は前者よりもR ln3だけ大きな回転エントロピーを有する.熱力学第3法則によれば,(平衡状態が捉えられている限り)このエントロピー差は絶対零度に至る過程で何らかの形で解放されなければならない.これまでの研究で4-メチルピリジン,2,6-ジクロロトルエン,2,6-ジブロモトルエン,トルエンのメチル基部分重水素化物が低温(40K以下)でこのエントロピー解放に伴う過剰熱容量を示すことを明らかにしてきた.本研究では,このような過剰熱容量がどのような温度域で,どのような形で現れるかをより詳細に調べた.2.研究成果ヨウ化メチルおよびメタノールについて,メチル基重水素化率の異なる4試料(-CH_3,-CH_2D,-CHD_2,-CD_3)の熱容量測定(0.35-300K)を行った,また,以前に測定した化合物を含めたすべての化合物(6種)の赤外吸収分光測定(温度域:6-100K,波数域:400-4000cm^<-1>)も行った.ヨウ化メチルでは,部分重水素化物の過剰熱容量を5K以下に見出した.この値は,他の化合物より著しく小さい.メタノールの過剰熱容量は20K以下に現れ,その形状は(片方の準位が2重縮重した)2準位系ショットキーモデルで説明された.得られたエネルギー準位は,異なる配向におけるメチル基の回転的振動の基底準位に対応すると解釈された.赤外吸収分光測定の結果は,この解釈を支持するものであった.これらの結果より,過剰熱容量の現れる温度域(すなわち各配向におけるエネルギー準位差)が,メチル基の結合している官能基の形状(とりわけその対称性)に大きく依存することが明らかになった.本研究では,メチル基を部分的に重水素化することで誘起される分子固体の物性変化を調べ,回転対称性を失ったメチル基の配向秩序化メカニズムの解明を目指している.昨年度までの研究で,様々な化合物(4-メチルピリジン,2,6-ジクロロトルエン,2,6-ジブロモトルエン,トルエン,ヨウ化メチル,メタノール)のメチル基部分重水素化物が,低温(40K以下)でメチル基の配向秩序化に伴う過剰熱容量を示すことを明らかになった.過剰熱容量は,3準位のショットキーモデルで解析され,3つのメチル基配向に相当する3準位スキームの決定に成功した.また,赤外吸収測定によっても,同様の3準位を確認した,ここで注目されたのが,3準位の間隔が化合物によって大きく異なる(2,6-ジクロロトルエン:ΔE3meV,メタノール:ΔE1meV,ヨウ化メチル:ΔE<100μeV)点であり,本年度は,これらの3準位のエネルギー間隔を決定する要因を明らかにするために,量子化学計算による解析を行った,計算にはGaussianパッケージを用い,密度汎関数法による単分子の基準振動解析およびゼロ点エネルギーの計算を行った.また,半経験分子軌道法による結晶中の(分子間相互作用を考慮した)

ゼロ点エネルギーの計算も行った.基準振動解析の結果,メチル基が非対称な官能基に結合している場合は,部分重水素化メチル基の分子内配向に依存して基準振動の座標が変化して,各振動モードの振動数がメチル基配向ごとに大きく異なることが明らかになった.また,同様の理由で,ゼロ点エネルギーもメチル基配向に大きく依存することが示され,実験的に観測された3準位が,3つのメチル基配向におけるゼロ点エネルギー準位であることが明らかになった.本年度の成果により,これまで蓄積してきた一連の実験結果を矛盾なく説明することが可能になり,部分重水素化メチルの配向秩序化のメカニズム解明に向けた大きな進歩が得られた.
地域と学校の情報発信機能を高めるための参画型ホームページ作成支援システムの開発

地域の教育力を高めるための有効な手段の1つとして、インターネットの利用が考えられる。そのためにはインターネットを単なる情報収集ツールとしてだけでなく、情報発信及びコミュニケーションツールとして活用する必要がある。学校の役割についても、学校が地域における情報発信基地としての機能が注目され、地域社会との連携が期待されている。本研究では、まず、地域における「まちづくり」と「総合的な学習」との連携をはかる学習者参画型Webページ作成の実践を進めた。さらに、Webページを介して、地域の人々が様々な活動を気軽に交流したり、「まちづくり」を進める「Webコミュニティ」の構築を構想し、三重県四日市市桜地区をそのモデル地区として「桜Webコミュニティ」の活動を推進してきた。また、地域における「まちづくり」と学校における「地域学習」を結び合わせるには、パソコンの基本操作やWebページ作成等を内容とするパソコン講座を地域のセンターや学校で開催してきた。児童生徒を対象としたパソコン授業、学校教職員を対象とした学校でのパソコン講習会、地域住民を対象としたパソコン講習会は、大学からノート型パソコンや情報機器を出前する形式で行われ、研究者らは「まちづくり」や「総合的な学習」に関連した作品をWebページ化し、地域や学校から学習成果を情報発信する活動を支援してきた。本研究は、地域における「まちづくり」と学校における「地域学習」を結びあわせ、それらの活動を「参画型ホームページ」を作成して支援するシステムを開発することである。本年度は初年度であるが、主な経過と得られた成果は以下の通りである。1.まちづくりの活動事例および地域学習の実態調査現在、三重県において、すでに行われているまちづくりや地域学習の中で、特に優れたものや特徴的なものを調査し、分析した。「津のまちづくりゼミ」とコンタクトを取り、連携を検討した。2.「ホームベージ作成支援システム」の開発ホームページ作成のために、望ましいハードウェア、ソフトウェア環境の整備をはかった。ここで、最も重視すべき条件は、「わかりやすさ・使いやすさ・移動に便利」とした。ノート型パソコン、デジタルカメラ、ホームベージ作成ソフトなどを整備して、使いやすい環境づくりをした。2.まちづくり活動および地域学習に関するホームベージの試作支援筆者の担当する教育工学関連授業において、「まちづくり活動の紹介」をテーマにホームベージ試作を行い、公開した。内容は多様であるが、いずれも数回の取材にもとづいて作られており、活動の中心人物の人柄や生き方から学ぶことが多いという感想はほぼ共通している。本研究では、地域における「まちづくり」と学校における「地域学習」を結び合わせ、それらの活動を支援する出前型「情報発信支援システム」の開発を進めた。「まちづくり」の活動事例および地域学習の実態調査に関しては、俳聖松尾芭蕉の偉業・俳句作りを通して「まちづくり」を進める三重県上野市や、環境問題にとり組む四日市市などを訪れ、資料の収集を行い、実態を明らかにした。「まちづくり・人の輪づくりを応援するホームページ」については、大学での教育工学関連授業や研修会において、ホームページの作成を継続し、その成果を公開するとともに、「学習者参画型ホームページ」の作成上のノウハウを蓄積してきた。地域と学校の情報発信機能を高めるために、ノートパソコンや他の情報機器を三重県内の学校や公民館等に持ち込み、出前型の「ホームページ作成講座」を平成12年11月2月に数回実施した。その講座を実施するために、簡易マニュアルやホームページのサンプルを作成し、できるだけ短い時間でのホームページ作成を可能にした。また、上記の研究・実践を遂行する中で、情報発信の促進をはかるためにボランティアベースの支援グループを組織し、メーリングリストによる情報交換を行い、学校・地域からの情報発信をサポートした。さらに、学校の生徒・教職員、地域住民がインターネット上で情報を提供・発信できる「参画型Webデータベース」として、「芭蕉俳句データベース」「まちづくり実践データベース」を試作した。

さらに、Webページを介して、地域の人々が様々な活動を気軽に交流したり、「まちづくり」を進める「Webコミュニティ」の構築を構想し、三重県四日市市桜地区をそのモデル地区として「桜Webコミュニティ」の活動を推進してきた。また、地域における「まちづくり」と学校における「地域学習」を結び合わせるには、パソコンの基本操作やWebページ作成等を内容とするパソコン講座を地域のセンターや学校で開催してきた。児童生徒を対象としたパソコン授業、学校教職員を対象とした学校でのパソコン講習会、地域住民を対象としたパソコン講習会は、大学からノート型パソコンや情報機器を出前する形式で行われ、研究者らは「まちづくり」や「総合的な学習」に関連した作品をWebページ化し、地域や学校から学習成果を情報発信する活動を支援してきた。
「血液凝固第7因子産生がん」の概念確立と高凝固性マイクロパーティクルの解析

生理的には肝細胞特異的に産生される血液凝固第VII因子(fVII)が様々ながん細胞で異所性に産生され,かつ微小な細胞膜成分(マイクロパーティクル)に組み込まれて,血液凝固反応を惹起する能力の極めて高い物質として周囲の環境に放出されること,低酸素環境でこのマイクロパーティクルの放出が増加すること明らかにした.更に,低酸素条件における異所性fVII産生の特徴的な遺伝子発現誘導メカニズムの一端を明らかにした.厳しい環境にがん細胞が適応して生き延びるメカニズムの一つである可能性があり,がん治療の標的分子機構としても注目している.生理的には肝細胞特異的に産生される血液凝固第VII因子(fVII)が様々ながん細胞で異所性に産生され,かつ微小な細胞膜成分(マイクロパーティクル)に組み込まれて,血液凝固反応を惹起する能力の極めて高い物質として周囲の環境に放出されること,低酸素環境でこのマイクロパーティクルの放出が増加すること明らかにした.更に,低酸素条件における異所性fVII産生の特徴的な遺伝子発現誘導メカニズムの一端を明らかにした.厳しい環境にがん細胞が適応して生き延びるメカニズムの一つである可能性があり,がん治療の標的分子機構としても注目している.本年度は、血液凝固第VII因子(fVII)の発現を、外科切除乳がん症例での免疫染色で解析した。fVIIタンパク質は、発現強度の差はあるものの解析例のほとんどすべてで検出可能であった。また、乳がん組織の周囲に浸潤性に集まっているマクロプァージと考えられる炎症細胞にも強いfVIIの発現が見られ、腫瘍細胞自身が産生する異所性fVIIのみならず、炎症細胞由来のfVIIも腫瘍細胞膜表面上で組織因子TFと複合体を形成し機能する可能性が示唆された。また、異所性にfVIIを発現する腫瘍細胞は、TF-fVIIa複合体を含む極めて高い凝固能を持つマイクロパーティクル(MP)を産生することを、臨床的に血栓塞栓症の合併率が高いことで知られるヒト卵巣明細胞腺癌細胞や、ヒト乳がん細胞の培養上清を用いたEACS解析などで明らかにした。MPの腫瘍細胞からの遊離自体が、低酸素濃度や、血清を除いた低栄養の培養条件下で亢進することが示唆された。更に、腫瘍細胞により異所性に産生されるfVIIを制御する可能性を探る実験を進め、異所性に発現する場合は、生理的な肝臓での発現とは異なり、転写の補活性化因子であるヒストンアセチル化酵素(HAT)p300, CBPがFVIIプロモータに特異的に結合することを見出した。また、カレー粉の主成分でありp300阻害剤として機能するクルクミンで細胞を処理することにより異所性FVII遺伝子発現を選択的に抑制することに成功した。クロマチン免疫沈降、ウエスタンブロット、Xa generationアッセイなどの実験よりクルクミンはp300のFVIIプロモータへの結合を妨げ、fVIIの産生に続く細胞表面におけるTF-fVII複合体形成を阻害することが明らかとなった。我々は,肝細胞以外での異所性血液凝固第VII因子(fVII)発現の1パターンとして,がん細胞が陥る,低酸素・低栄養状態でfVIIの発現が誘導されることを見出している.fVIIには抗アポトーシス作用が知られており,この厳しい細胞環境にがん細胞が適応して生き延びるメカニズムの一つである可能性があり,がん治療の標的分子機構としても注目している.本年度は,この低酸素・低栄養状態でのfVII遺伝子発現誘導機構を,卵巣の明細胞癌細胞株を用いて詳細に解析した.その結果,このfVII遺伝子の低酸素応答メカニズムには,通常と異なる特徴があることが解った.(1)低酸素+無血清の培養条件では,それぞれ単独の時に比べて相乗的に遥かに高い発現誘導が起こること,(2)通常の低酸素応答でみられる「遺伝子発現調節領域のhypoxia responsive element(HRE)にhypoxia inducible factor1(HIF1)α-HIF2β複合体が結合し転写を促進する」機構ではなく,HIF2α-SP1複合体を介するHRE非依存性の機構であること,(3)ヒストンアセチル化で誘導される通常の遺伝子発現とは全く逆にヒストン脱アセチル化酵素histone deacetylase4(HDAC4)をpromoter領域にrecruitすることに伴うヒストン低アセチル化状態に依存すること,である.また,実験に用いたがん細胞を免疫不全マウスへ移植したゼノグラフトの免疫染色で,ピモニダゾールで染色される腫瘍の低酸素領域でのHIF2α, fVII蛋白発現を確認している.現在,無血清の培養条件との相乗効果に関わる分子メカニズムの解明を進めて,特定のシグナル伝達機構が関与することを見出しており,抗がん剤耐性を示す卵巣明細胞癌の新規治療標的分子機構としてのcharacterizationを進めている.我々は,肝細胞以外での異所性血液凝固第VII因子(fVII)発現の1パターンとして,がん細胞が陥る,低酸素・低栄養状態でfVIIの発現が誘導:されることを見出している.fVIIには抗アポトーシス作用が知られており,この厳しい細胞環境にがん細胞が適応して生き延びるメカニズムの一つである可能性があり,がん治療の標的分子機構としても注目している.

本研究の初年度,次年度の研究では,低酸素・低栄養状態でのfVII遺伝子発現誘導機構について,低酸素+無血清の培養条件での相乗的発現誘導効果があること,HIF2α-SP1複合体を介するHRE非依存性の機構であること,ヒストン低アセチル化状態に依存すること,を明らかにした.本年度は,更にこの新しい遺伝子発現誘導機構の解析を進めて,通常の遺伝子発現誘導と異なる脱アセチル化を引き起こす分子としてclass II histone deacetylaseのHDAC4がプロモータ領域にrecruitされてくることを見出した.また,この相乗的なfVII遺伝子発現活性化にはmammaliantarget of rapamycin(mTOR)を介する情報伝達経路が必要であることを明らかにした.これらの結果は,従来の抗がん剤治療とHDAC4 inhibitorやmTOR inhibitorの併用により,抗がん剤によるストレス状態下にあるがん細胞に対してより高い治療効果が得られる可能性を示すものである.今後は,fVII遺伝子と同様な低酸素+無血清の培養条件での相乗的発現誘導を示す遺伝子群を明らかにして,抗がん剤耐性を示す卵巣明細胞癌の新規治療法の開発につなげたいと考えている.
降水同位体観測による台風や豪雨をもたらす水蒸気の起源解析

台風によって日本にもたらされる水蒸気の起源を推定するために,降水同位体比の観測データと同位体モデルを利用し,台風が日本にもたらす水蒸気の起源解析を試みた.その結果,沖縄・九州・関東の順に台風時の降水同位体比は月平均値より低下することが観測された.これは,沖縄と九州では低緯度起源の水蒸気が長距離輸送されてレインアウト効果によって降水同位体比は低くなるが,関東では日本近海で蒸発した高い同位体比を持つ水蒸気の寄与が多いため低下しないことが明らかとなった.さらに当初計画を発展させ,日本全域における降水同位体比の詳細な時空間分布を,既存データや2013年集中観測により日本で初めて明らかにした.台風や豪雨によって多量の水蒸気が日本にもたらされるが,その水蒸気がどの海域から蒸発したのか(起源)を明らかにするため,水の相変化によって変化する降水の安定同位体比を利用して,同位体大循環モデルや色水解析の結果を検証する.そのため,既存の降水同位体比データを収集して,日本全域における過去の降水同位体比の空間分布と季節変動を明らかにした(田上ほか,2013).その結果,梅雨季には熱帯域からの水蒸気フラックスが大きく,日本全国で酸素安定同位体比の変動が小さかった.秋季にも台風によって同位体比の低い降水が特に西日本や沖縄にもたらされており,夏季と秋季には緯度効果(高緯度ほど降水同位体比が低くなる効果)が認められないことが初めて明らかになった.また,これまで研究代表者が観測を続けてきたインドネシアとパラオの降水同位体比を用いて,熱帯太平洋域における降水同位体の季節変動と水蒸気起源の変遷を明らかにした(Rusmawan et al., 2013).その結果,降水同位体比の季節変動はアジアーオーストラリアモンスーンによって,半年周期パターン,反モンスーンパターン,モンスーンパターンの3つに分類できることを示した.以上の研究成果によって,日本と熱帯太平洋域での同位体大循環モデルや色水解析の結果について検証することができた.さらに,2013年1月から12月まで日本全国での降水同位体比の一斉集中観測を行い,約60地点分,約2000個の降水サンプルを収集しており,約30%の分析が終了している.他のプロジェクト研究や個人研究による降水同位体比データも収集し,最終的には120地点以上の月データを収集することができた.台風によって日本にもたらされる水蒸気の起源を推定するために,降水同位体比の観測データと同位体モデルを利用し,台風が日本にもたらす水蒸気の起源解析を試みた.その結果,沖縄・九州・関東の順に台風時の降水同位体比は月平均値より低下することが観測された.これは,沖縄と九州では低緯度起源の水蒸気が長距離輸送されてレインアウト効果によって降水同位体比は低くなるが,関東では日本近海で蒸発した高い同位体比を持つ水蒸気の寄与が多いため低下しないことが明らかとなった.さらに当初計画を発展させ,日本全域における降水同位体比の詳細な時空間分布を,既存データや2013年集中観測により日本で初めて明らかにした.台風や豪雨によって多量の水蒸気が日本にもたらされるが,その水蒸気がどの海域から蒸発したのか(起源)を明らかにするため,水の相変化によって変化する降水の安定同位体比を利用して,鉛直1層の同位体大循環モデルや水蒸気の起源解析モデルの結果を検証する.これまで研究代表者が熱帯アジア域で降水同位体観測を続けてきたインドネシア,パラオ,石垣島,熊本での観測を継続および更新した.2012年9月には石垣島,2013年2月にはパラオに観測出張して,降水サンプルおよび気象データの回収を行った.また,インドネシア海洋大陸における降水サンプルについても,約40地点の降水サンプルを入手できるように,インドネシア気象庁(BMKG)との共同研究を開始した.さらに,日本全域における降水同位体比の空間分布と季節変動を明らかにするため,全国約100地点に降水サンプリングを依頼し,2013年1年間の集中観測を行っている.これによって,世界で初めて日本の降水同位体比の時空間変動が明らかとなる.モデル研究としては,同位体循環モデルの計算機環境を整えるために,JRA40再解析データや全球同位体再解析データなどをダウンロードし,シミュレーションのためのハードディスクを整備した.全球同位体循環モデルは,1979年から2010年までの計算を終了した.その結果を検証するため,ベトナム,バングラディシュ,ジャカルタでの集中観測を対象として,降水安定同位体比の季節変動や日変動を明らかにし,モデルとの比較を行った.その結果,ベトナムとバングラディシュの降水同位体比は同位体循環モデルで再現できたが,ジャカルタはうまく再現できなかった.これは,低緯度の熱帯域ではモデルのグリッド内での局地循環により,対流性降水量の再現が難しいためと考えられる.台風や豪雨によって多量の水蒸気が日本にもたらされるが,その水蒸気がどの海域から蒸発したのか(水蒸気の起源)を明らかにする方法は確立していない.そこで,水の相変化によって変化する降水の安定同位体比を利用して,同位体循環モデルや水蒸気の起源解析を検証した.インドネシア,パラオ,石垣島など日本各地において降水の安定同位体の観測ネットワークを構築し,日単位での降水同位体比の観測を行った.その結果,インドネシア海大陸と日本全国において,同位体比の季節変化や水蒸気起源の変遷を明らかにした.