hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GMDH-typeニューラルネットワークスによるコンピュータ支援画像診断システム

本研究では、いろいろな種類の医用画像(MRI画像、X線CT画像、ディジタルマンモグラフィー、超音波画像、ディジタルX線画像など)に対して、対象となる医用画像の特徴に適したニューラルネットワークスの構造を、自動的に構成することができるGMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムを開発してコンピュータ支援画像診断へ応用した。GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムでは、シグモイド関数型ニューロン、ラジアルベース型ニューロン、多項式型ニューロンなどのニューロン構造を対象にして、対象となるの画像の特徴に最も適したニューロンの構造を自己選択し、これらの自己選択した多数のニューロンを組合わせて、ニューラルネットワーク構造を自己組織化する能力を備えている。さらに、多くの画像特徴量の中から、予測誤差評価基準(Akaike's Information Criterion(AIC)やPrediction Sum of Squares(PSS))を最小にするように、有益な入力変数のみを自己選択する能力を備えており、GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムは、複雑な特徴を有する医用画像を対象にしたコンピュータ支援画像診断への応用が容易である。本研究では、開発したGMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムを頭部MRI画像、胃X線画像、胸部X線CT画像などの医用画像に応用して、コンピュータ内部に各々の医用画像に適したニューラルネットワークスを自己組織化して、対象となる臓器の輪郭抽出を行った。さらに、GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムを乳がんの画像診断への応用を行っている。これは、医用画像としてマンモグラフィを対象にして乳がんの石灰化像の抽出である。従来から提案されているGMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムを発展させて医用画像診断支援に適したニューラルネットワークスの構造をコンピュータに自己組織化させる新しいアルゴリズムを開発した。そして、新しく開発したGMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムを医用画像診断支援(CAD)へ応用した。この改良形GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムは、多くの画像特徴量の中からニューラルネットワークスの自己組織化に有用な画像特徴量のみを自己選択する能力を備えており、さらに、ネットワークスの内部において有用な非線形入力変数を自己発生する能力を備えている。ニューラルネットワークスの構造は発見的自己組織化法に基づいて自己組織化され、汎化能力の大きな階層型ニューラルネットワークスを構成できる。本研究で対象とした医用画像は胃X線画像と頭部MRI画像で、改良形GMDH-typeニューラルネットワークスを用いて臓器の軟部組織の輪郭を自動抽出した。ニューラルネットワークスの入力変数としては、N×N画素近傍領域の画素濃度の基本統計量を用いた。そして、これらの中から有用な入力変数のみを自己選択させて画像診断支援を行うのに適したニューラルネットワークスの構造を自己組織化させた。自己組織化させた改良形GMDH-typeニューラルネットワークスを用いて臓器の軟部組織の輪郭の自動抽出を行い、本研究において開発した改良形GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムの医用画像認識に対する有効性を確認した。平成14年度において開発したGMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムをコンピュータ支援画像診断(CAD)へ応用した。GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムは、いろいろな種類の医用画像(MRI画像、X線CT画像、ディジタルマンモグラフィー、超音波画像、ディジタルX線画像など)に対して、対象となる医用画像の特徴に適したニューラルネットワークスの構造を、自動的に構成させることができるようになっている。平成15年度では、GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムにさらに改良を加えて、ラジアルベースニューラルネットワークスやシグモイド関数型ニューラルネットワークスに対して、対象となる画像の特徴に最も適したニューロン構造を自己選択し、これらの自己選択した多数のニューロンを組合わせて、ニューラルネットワーク構造を自己組織化する能力を持たせた。さらに、多くの画像特徴量の中から、予測誤差評価基準(Akaike's Information Criterion(AIC)やPrediction Sum of Squares(PSS))を最小にするように、有益な入力変数のみを自己選択する能力を持たせた。

このために、GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムは、複雑な特徴を有する医用画像を対象にしたコンピュータ支援画像診断への応用がさらに容易になった。この改良形GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムを用いて、胃X線画像と胸部X線CT画像を対象にして、コンピュータ内部に各々の医用画像に適したニューラルネットワークスを自己組織化させ、対象となる臓器の輪郭抽出を行った。さらに、改良形GMDH-typeニューラルネットワークスのアルゴリズムを乳がんの画像診断への応用を行っている。これは、医用画像としてマンモグラフィを対象にして乳がんの石灰化像の抽出である。
悪性腫瘍患者のマクロファージに着目した新規免疫モニタリング法の開発

ヒトマクロファージにおけるCD169陽性マクロファージが特異的に発現するバイオマーカーを探索するため、ヒト末梢血由来単球を対象とした培養実験を施行した。ヒト末梢血由来単球をGM-CSF存在下で1週間培養し、マクロファージに分化させ、IFNα刺激によりCD169を発現させたマクロファージと、CD169を発現させないマクロファージの両者においてマイクロアレイに網羅的解析を行った。その結果、CD169陽性マクロファージに特異的に発現する分子を複数同定し、そのうち特に差が大きかったCCL8とCXCL10について、大腸癌患者様の保存血清を利用して、これらのタンパク濃度の測定を行った。現時点の解析結果では、CD169陽性率とこれらのタンパク濃度との間に有意な相関はみられていない。新規バイオマーカーの候補になりうる分子を複数同定することができ、予定通り進展している。今後はおのおのの分子について、詳細に解析していく必要がある。大腸癌患者様や口腔癌患者様などの保存血清を対象として、CD169陽性マクロファージや臨床病理学的因子との統計解析を進めていくことを予定している。すでにこれらの研究計画について、研究倫理委員会からの承認を得ている。計画していた培養実験において、当初の計画に比べて費用がかからなかったため、その分を次年度以降の血清解析の研究対象拡大にて対応することにしたため。
金属積層造形技術の化学分析システムへの応用

本研究では多孔質金属のアプリケーションとして紙を基材とした分析システム(紙分析チップ)の検出用電極への応用を試みた。多孔質金属を紙分析チップの検出器として用いるためには多孔質金属の表面(空孔内の表面も含む)が金、もしくは白金である必要がある。そのため、本研究では多孔質金属膜への金コーティングを無電解めっき法により試みた。前処理として、エタノール、純粋の超音波洗浄を行い、その後酸洗浄を実施した。前処理した多孔質金属シートを無電解金めっきを行った。金の析出はめっき開始30分程度で開始した。めっき後の多孔質金属シートは全面に金が析出している様子が伺えたが、金が析出したのはほぼ表層のみであった。化学分析システムに利用するためには多孔質の空孔内の表面にも金がコーティングされている必要がある。これを達成するためには前処理やメッキ方法などの更なる検討が必要であると考えられる。また、今回の研究に用いた多孔質膜の材料はステンレスであった。ステンレスはめっきが難しい材料と言われているため、別の材料に変更することを検討する必要がある。また、本分析システムの実用性を改善するため、多孔質膜内を流れる試薬をコントロールするためのバルブの開発を試みた。その結果温度制御により開閉可能であり、多孔質膜に導入可能なバルブの開発に成功した。今後は本バルブの応答速度等の検証や多孔質金属膜やバルブを導入した化学分析システムの開発を目指す。本年度は、電極に求められる構造を検討するとともに、その構造を積層造形で作製する方法を検討した。電極の構造は、毛細管現象を発生させる穴があることと、反応場を稼ぐために比表面積の高い方が望ましい。構造の検討では、チタン合金の粉末焼結多孔質シートを用いた。多孔質シートは、気孔率が約60%であり、空隙の大きさは楕円近似すると長軸が37μm、単軸が19μmであった。積層造形では、昨年度は加工条件(投入エネルギー量)を変化させて空隙率を変化させることを検討した。しかし、毛細管現象を生じるほど微細な構造を得ることが難しかったため、本年度は水素化チタンを添加し、加熱時にガスを発生させて気孔を生成させるプリカーサ法を検討した。その結果、プリカーサ法を用い、かつ加工条件を最適化することにより、空孔の構造を制御できる可能性が示唆された。しかし、空孔サイズは今回検討した条件では粉末焼結多孔質シートの空孔サイズよりも大きく、今後検討が必要である。作製した造形物への金コーティングを試みた。当所の予定通り金コロイド液に浸漬し、加熱することで金ナノ粒子を固着させてコーティングすることを試みたが、造形物全体を被覆することは出来なかった。また、スパッタリングにより金のコーティングも試みたが、造形物表面しかコーティングできず、造形物内部をコーティングすることは難しかった。今後はメッキなどにより子ティングする方法を検討する。また、イムノクロマトグラフィーに電気化学的手法を導入する方法に関して、電極配置の関係や、ニトロセルロース内を流れる流体挙動に関して調査し、電気化学信号は時間の6乗根に反比例することがわかった。作製方法は当初の予定とは異なるが多孔質金属を作製し、次年度の予定である金のコーティング方法についての検討を開始した。また、イムノクロマトグラフィーに電気化学的手法を導入する際にはその電極配置や流体挙動の理解が重要である。多孔質電極の作製と並行して上記の点に関しても研究を進め、ニトロセルロース内を流れる流体挙動に関して調査し、論文報告した。多孔質金属シートを化学分析システムの検出器として用いるためにスパッタリング法により金コーティングを試みた。表面は金でコーティングされていたが、孔の内部の方まではコーティングされていなかった。本年度はメッキによるコーティングを行うことができなかったため、今後はメッキによってコーティングする方法を検討する。また、金コーティングは出来なかったが、多孔質金属膜を化学分析システムに導入するための測定冶具を作製し、ニトロセルロース膜を流れる緩衝液が多孔質金属膜を透過してもう一方のニトロセルロース膜に流れ込むかどうかを検討した。その結果、ポンプ等を用いなくても多孔質金属膜を緩衝液が透過して流れ込むことを確認した。このシステムを用いることで、多孔質金属膜が化学分析システムに利用できることがわかった。また、多孔質金属電極は用いていないが、本分析システムの実用性を改善するために測定条件の最適化や操作性の改善を試みた。それにより、性ホルモンの一つである硫酸エストロンを測定することに成功した。多孔質金属シートを化学分析システムの検出器として用いるための金コーティングには成功しなかったが、多孔質金属膜を化学分析システムに導入するための測定冶具を作製し、ニトロセルロース膜を流れる緩衝液を多孔質金属膜を透過させてもう一方のニトロセルロース膜に送液することに成功した。本システムを用いれば多孔質金属膜を化学分析システムに利用できるため、次年度で多孔質電極を作製したらすぐに測定に取り掛かることができる。また、多孔質金属電極は用いていないが、本分析システムの実用性を改善するために測定条件の最適化を行い、電気化学イムノクロマトグラフィー法により性ホルモンの一つである硫酸エストロンを測定することに成功した。

多孔質金属を紙分析チップの検出器として用いるためには多孔質金属の表面(空孔内の表面も含む)が金、もしくは白金である必要がある。そのため、本研究では多孔質金属膜への金コーティングを無電解めっき法により試みた。前処理として、エタノール、純粋の超音波洗浄を行い、その後酸洗浄を実施した。前処理した多孔質金属シートを無電解金めっきを行った。金の析出はめっき開始30分程度で開始した。めっき後の多孔質金属シートは全面に金が析出している様子が伺えたが、金が析出したのはほぼ表層のみであった。化学分析システムに利用するためには多孔質の空孔内の表面にも金がコーティングされている必要がある。これを達成するためには前処理やメッキ方法などの更なる検討が必要であると考えられる。また、今回の研究に用いた多孔質膜の材料はステンレスであった。ステンレスはめっきが難しい材料と言われているため、別の材料に変更することを検討する必要がある。また、本分析システムの実用性を改善するため、多孔質膜内を流れる試薬をコントロールするためのバルブの開発を試みた。その結果温度制御により開閉可能であり、多孔質膜に導入可能なバルブの開発に成功した。今後は本バルブの応答速度等の検証や多孔質金属膜やバルブを導入した化学分析システムの開発を目指す。コロイド法、スパッタリング法、めっき法等を用いて作製した多孔質金属への金や白金のコーティング法を確立する。また、電気化学イムノクロマトグラフィーに応用するための多孔質金属の造形についても、積層造形法やチタン合金の粉末燒結など、多角的な方向から最適な構造の多孔質金属の造形を目指す。多孔質電極を作製し、本年度に作製した分析システムに導入し、生体物質の分析を行う。そこで、従来の電極との比較を行い、多孔質金属膜を用いた電極の有用性を示す。多孔質金属体作製に関わる材料を所内予算で購入した材料で代用できたため、消耗品費が少なくなったため。また、進捗は順調であり、今後は条件出し作業が重要となってくるため、次年度にまとまった期間でテクニカルスタッフを雇用し、研究の迅速な推進を図りたかったため、無駄な予算の使用は控え、次年度に繰り越した。本研究計画2年目の予算使用額は当初の予定よりも多く使用しているが、1年目に生じた残額があったため、次年度使用額が生じた。最終年度は本年度と同様にテクニカルスタッフを雇用し、研究推進の迅速化を図る。上記のように材料は足りており、今後は条件出し作業が必要になってくるため、必要な期間テクニカルスタッフを雇用し、研究の迅速な推進を図る。
臨床心理学初学者のための家族療法(システミック療法)教育プログラムの構築

家族システミック療法について、わが国の臨床心理士は、どのような職業的ニーズから、また、どんな経路を辿って学びの途に着くかが英国の教育トレーニング制度との比較によって調査・研究された。その結果、(1)ロールプレイを用いた実践的経験、(2)家族療法に対する初期印象の影響力の強さ、(3)個人心理療法との共通点や他の家族療法流派との類似性を重視した学び(など)が、臨床心理学初学者の教育プログラムにとって重要であることが見出された。本研究は、3年間をかけて「臨床心理学初学者のための家族療法(システミック療法)教育プログラムの構築」を目指すものだが、具体的には、4つのテーマに分けて取り組むことで研究を推進する。とりわけ平成21年度は、「研究1:国内外で行われている家族療法教育研修システム/プログラムの比較検討」「研究2:初学者における家族合同面接の経験:臨床心理学の初学者は、家族合同面接の実践にあたってどのような困難を体験するかを家族との関係づくりとアセスメントの観点から明らかにする」に焦点を絞って調査・研究を推し進め、「研究3:経験を積んだ家族療法家における家族合同面接の経験」「研究4:初学者を対象とした家族療法(システミック療法)の教育プログラムの考案」については、平成22、23年度、本格的に取り組む準備として、予備的アンケート調査を実施した。まず研究1の国内外の教育研修プログラムの比較検討としては、比較的最近、カウンセラーの上位資格としてシステミックセラピストを位置づけ、研修訓練のカリキュラムを作り上げた英国の研修機関を複数視察して、質の高い学びを保証する条件と工夫について意見交換を行ってきた。成果は22年度の日本家族心理学会年次大会で発表する予定である。研究2については、合同面接ロールプレイという方法を活用し、初学者の実践困難性がどこに見出されるか、検討する研究では、経験15年のグループ、経験7年程度のグループを作って合同面接ロールプレイを実施し、登場人物にインタビューして振り返りデータを得た。平成22年度に詳細な分析、違いの検討を行ってゆく予定である。複数メンバーとの関係づくりという課題を乗り越えることが第一のステップ、持ち込まれた家族力動やコミュニケーションパターンに働きかけるスキルを身につけることが第二のステップになるが、第二のステップはシステミックなものの見方を柔軟に駆使することが必要で、そのあたりに学びの困難があるというのが、初年度の暫定的結論である。ひとまずの成果を紀要論文などにまとめた。本研究は、3年間をかけて「臨床心理学初学者のための家族療法(システミック療法)教育プログラムの構築」を目指すものだが、具体的には、4つのテーマに分けて取り組むことで研究を推進してきている。平成22年度は、「研究3:経験を積んだ家族療法家における家族合同面接の経験」に焦点化し、質問紙調査と面接調査を行った。この研究3は、「研究2:初学者における家族合同面接の経験:臨床心理学の初学者は、家族合同面接の実践にあたってどのような困難を体験するか」を明らかにし、最終目標である「研究4:初学者を対象とした家族療法(システミック療法)の教育プログラムの考案」を行うため、臨床経験豊富な協力者と初学者の学びの過程の特徴を明らかにするという意味で、比較データを抽出するための研究にあたる。平成21年度に行った予備的アンケート調査結果をもとに本調査を実施し、そのうえでより詳細なデータを得るため、12名の協力者を得てインタビュー調査を行った。結果は、平成23年度の日本心理臨床学会年次大会で発表することを計画している。研究2については、平成21年度に引き続き合同面接ロールプレイとIPR(対人関係プロセス想起法)による振り返りという方法を採用して、経験7年程度のグループを用いた合同面接ロールプレイの実施を継続した。ピボタルモーメント(転換点となる瞬間)と治療同盟の成立という二つの観点から分析する。成果を平成23年度日本家族心理学会年次大会で発表する予定である。最終年度である平成23年度は、臨床経験15年の初学者グループの協力を得て行う合同面接ロールプレイの実践を追加して行い、2群の違いという切り口で初学者が体験する家族療法(システミックセラピー)の修得の難しさを明らかにする。そのうえで、体験学習を主軸に据えた修得法へと設え、段階式の教育プログラムとして提案する予定である。2011年は、3年間の研究プロジェクトの最終年度にあたり、同時並行で進めてきたプロジェクトの追加研究と再分析、および成果の発表を行った。「臨床心理初学者のための家族・システミック療法教育プログラムの構築」を目指す本研究は、「研究1:諸外国の家族療法家養成・訓練システムの視察調査」「研究2:臨床心理初学者は家族合同面接をいかに経験するか」「研究3:臨床心理経験者は家族合同面接をいかに経験するか:(プロジェクト3-1)アンケート&インタビュー調査、(プロジェクト3-2)カップルセラピーのプロセス研究」「研究4:臨床心理初学者を対象とする家族システミック療法教育研修プログラムの提案」という4つの研究領域により構成されていた。そのなかでも、2011年度は集中的に研究3を深めた。(プロジェクト3-1)は、

研究開始当初から柱のひとつにしてきたプロジェクトで、(プロジェクト3-2)は研究が進展する中で、臨床心理経験者と初学者の中聞ステージのトレーニーに最適の体験的学習という位置づけで基礎研究と教育研修実践の両方の意味を兼ねたプロジェクトとして2010年度に着手した。(3-1)では協力者を新たに追加してアンケートとインタビューを実施し再分析した結果を報告書にまとめ、(2)はカップル面接を追加試行した上でIPR(Interpersonal Process Recall)を用いた合議制質的研究法により分析した。研究1から3の成果に基づいて、最終的に研究4における提案を行った。1.肯定的初期体験の意義と重要性、2.体験的学びの有効性、3.個人心理療法など他の臨床的アプローチとの違いより以上に共通性を示唆する形での統合的学びの不可欠性、4.臨床事例や現場の要請によって自ずと育まれる研修ニーズという4つが見出された結論であった。なお2011年度には、結果に関する学会発表、紀要と査読付きジャーナル誌への投稿を積極的に行い、3年間の成果を網羅した研究報告書を作成した。
東アジアにおける監督義務者責任の比較研究―日本法への示唆を求めて

今年度には、2018年8月24日から29日まで韓国(ソウル)を訪問し、9月2日から10日まで中国(北京、上海、福州)を訪問し、11月7日から11日まで台湾(台北)を訪問し、図書館などで文献資料を収集し、現地の研究者と本研究課題について検討を行い、2019年3月に日本で開催するシンポジウムのための打ち合わせを行った。2019年3月30日に中国上海交通大学法学院の其木提副教授、台湾大学法律学院の陳忠五教授、韓国大法院の高鉄雄裁判研究官を招聘して、「21世紀不法行為法研究会」との共催で、「東アジアにおける監督義務者責任の現状と課題」をテーマとするシンポジウムを開催し、各国の監督義務者責任の現状について検討し、その問題点と課題を明らかにすることができた。3人の報告の題名は、「中国の監督義務者責任の現状と課題ー侵権責任法第32条の解釈論を中心として」、「台湾における法定代理人責任の現状と課題」、「韓国における監督義務者責任の形成と展開」である。現地調査とシンポジウムにおける検討を通じて、中国、韓国と台湾においては、成年後見人(中国の監護人、台湾の法定代理人)が被後見人(中国と台湾の行為無能力者、制限行為能力者)の加害行為に対して、損害賠償責任を負うことになっているが、その責任の当否、とりわけ親族以外の第三者後見人に責任を負わせるこのと可否ないし当否については、あまり検討されておらず、実務においても事例ほとんどないことが分かった。現地調査とシンポジウムを通じて、中国、韓国と台湾の監督義務者責任の現状と問題点について、さらに深く理解し、今後の課題を明らかにすることができた。中国の監護人責任(監督義務者責任)については、法文上は親族以外の監護人(後見人)も被監護人の加害行為に対して責任を負うことになっているが、実務においてはその実例がほとんどないことが確認できた。また、2020年3月に立法府(全国人民代表大会)において審議予定の民法典不法行為編草案においては、監護人責任について現行法の規定を踏襲し、改正が予定されてないことが分かった。台湾の法定代理人責任(監督義務者責任)については、その重要な特徴である衡平責任の規定(187条の3項。同条1項と2項により法定代理人が責任を負わない場合でも、加害行為者と法定代理人および被害者の経済的状況を斟酌して、加害者側に損害賠償を命じることができる)は、ほとんど適用例がないことが確認できた。韓国の監督者責任については、認知症の高齢者(責任無能力者)が加害行為を行った場合、後見人がいるときは、後見人が監督義務者として損害賠償責任を負い、後見人がいない(後見の審判を受けていない)ときは、配偶者、父母の順に監督義務者としての損害賠償責任を負うになる(判例、慣習、条理による)ことが分かった。本研究の最終年度である2019年度には、上記の研究成果(現状の確認と問題点・課題の把握)に基づいて、今まで収集した資料とシンポジウムにおける報告および質疑応答を精査し、残された課題をより明確にしたうえで、中国、韓国と台湾に赴いて、文献資料を収集し、現地の研究者と検討を行う。最終年度には、実務における監督義務者責任の適用状況、とりわけ親族以外の第三者が後見人となる場合その監督義務者責任(有無)についての裁判例と学界の議論について調査研究を行う。本研究の最終的な成果は、研究代表者が所属する学会または研究会において報告し、さらに精錬して、論文にまとめて公表する。今年度には、2017年9月4日から8日まで、2018年2月21日から24日まで韓国(ソウル)を訪問し、2018年3月3日から10日まで中国(北京、延吉)、2018年3月12日から16日まで台湾(台北)を訪問し、図書館などで文献・資料を収集するほか、以下のような研究調査を行った。韓国については、延世大学の朴東ジン教授、呉ビョン哲(OH, Byoung Cheol)教授、成均館大学の鄭サンヒョン(SangHyun Jung)教授、方ジェホ研究員、東国大学の延基栄教授、中央大学の張在玉教授をインタビューし、韓国における監督義務者責任の現状、とりわけ成年後見法改正後の監督義務者責任の課題と問題点について調査をした。中国については、北京大学の常鵬オ教授、中国人民大学の丁相順教授、延辺大学の尹太順教授をインタビューし、中国の監督義務者責任の現状、とりわけ去年(2017年)に制定された民法総則における行為無能力者・制限行為能力者(責任無能力者ー未成年被監護人と成年被監護人)制度と監督義務者責任との関係について調査をした。台湾については、台湾大学の黄詩淳副教授、陳自強教授、陳忠五教授、中央警察大学の鄧学仁教授をインタビューし、台湾の監督義務者責任の現状、とりわけ成年後見制度改正後の親族以外の監護人(後見人)の監督義務者責任の適用状況および監督義務者責任における公平責任の適用状況について調査をした。今年度の研究調査を通じて、中国、韓国と台湾における監督義務者責任の現状を把握し、今後の研究のための基本的な資料を入手でき、次の段階の研究課題(各国法の問題点)を明確にした。また、各国の共同研究者との協力関係を確認することができた。

中国については、2017年に制定された民法総則は、行為能力制限制度について従来の制度を維持し、親族以外の者(個人または組織)も監護人(後見人)となり、被監護人の加害行為に対して責任(侵権責任法32条、無過失責任)を負うことになっているが、実務においては、親族が責任を負うのが一般的であり、非親族監護人が責任を負うのはあまりないことが分かった。韓国については、成年後見制度の改正により、日本と同じように親族以外の者も後見人になるが、特別法(精神保健法)により、後見人は被後見人の第三者に対する加害行為についての防止監督義務があり、被後見人の加害行為に対する損害賠償責任を負うことになっているため、その後見人の責任の当否が問題となっていることが分かった。台湾については、成年後見制度の改正により、日韓と同じく親族以外の者も後見人になり、被後見人の加害行為に対する損害賠償責任を負うことになっているが、実際には、親族が後見人になるのが一般的であり、被後見人の加害行為に対してその後見人である親族が損害賠償責任を負うことは、社会的に認められているため、後見人の損害賠償責任はあまり問題となっていないことが分かった。そして、監督義務者責任における衡平責任の規定(187条3項)は、ほとんど適用例がないようであった。今年度には、2018年8月24日から29日まで韓国(ソウル)を訪問し、9月2日から10日まで中国(北京、上海、福州)を訪問し、11月7日から11日まで台湾(台北)を訪問し、図書館などで文献資料を収集し、現地の研究者と本研究課題について検討を行い、2019年3月に日本で開催するシンポジウムのための打ち合わせを行った。2019年3月30日に中国上海交通大学法学院の其木提副教授、台湾大学法律学院の陳忠五教授、韓国大法院の高鉄雄裁判研究官を招聘して、「21世紀不法行為法研究会」との共催で、「東アジアにおける監督義務者責任の現状と課題」をテーマとするシンポジウムを開催し、各国の監督義務者責任の現状について検討し、その問題点と課題を明らかにすることができた。3人の報告の題名は、「中国の監督義務者責任の現状と課題ー侵権責任法第32条の解釈論を中心として」、「台湾における法定代理人責任の現状と課題」、「韓国における監督義務者責任の形成と展開」である。現地調査とシンポジウムにおける検討を通じて、中国、韓国と台湾においては、成年後見人(中国の監護人、台湾の法定代理人)が被後見人(中国と台湾の行為無能力者、制限行為能力者)の加害行為に対して、損害賠償責任を負うことになっているが、その責任の当否、とりわけ親族以外の第三者後見人に責任を負わせるこのと可否ないし当否については、あまり検討されておらず、実務においても事例ほとんどないことが分かった。現地調査とシンポジウムを通じて、中国、韓国と台湾の監督義務者責任の現状と問題点について、さらに深く理解し、今後の課題を明らかにすることができた。中国の監護人責任(監督義務者責任)については、法文上は親族以外の監護人(後見人)も被監護人の加害行為に対して責任を負うことになっているが、実務においてはその実例がほとんどないことが確認できた。また、2020年3月に立法府(全国人民代表大会)において審議予定の民法典不法行為編草案においては、監護人責任について現行法の規定を踏襲し、改正が予定されてないことが分かった。台湾の法定代理人責任(監督義務者責任)については、その重要な特徴である衡平責任の規定(187条の3項。同条1項と2項により法定代理人が責任を負わない場合でも、加害行為者と法定代理人および被害者の経済的状況を斟酌して、加害者側に損害賠償を命じることができる)は、ほとんど適用例がないことが確認できた。
人工多能性幹(iPS)細胞の間葉系幹細胞を経由した骨芽細胞への分化誘導法の確立

本研究では、iPS細胞を、開葉系幹細胞に分化させ、次いで骨芽細胞に分化させることによって効率のよい骨芽細胞への分化誘導法の確立を目的とした。TGF-β、レチノイン酸添加によって、間葉系幹細胞のマーカーの発現増加が観察された。次に、この間葉系幹細胞に骨誘導培地を添加することによって、骨芽細胞の分化マーカーの発現が上昇し、骨芽細胞への分化が促進されることが明らかとなった。また、ハイドロキシアパタイトなどのバイオセラミック上で培養すると、骨芽細胞の分化マーカーの発現が増強した。よって、iPS細胞を、間葉系幹細胞を経由させて、効率的に骨芽細胞に分化させられることが明らかになった。iPS(induced Pluripotent Stem)細胞を効率よく骨芽細胞へ分化させるプロトコールは未だ開発されていない。本研究では、iPS細胞を、一旦、間葉系幹細胞に分化させ、次いで間葉系幹細胞を純化・増殖させた後に、骨芽細胞に分化させることによって効率のよい骨芽細胞への分化誘導法の確立を目的としている。iPS細胞は、ヒトの皮膚の線維芽細胞にOct3/4,Sox2,Klf4の3遺伝子をレトロウイルスベクターによって導入したヒト人工多能性幹細胞株(RBRC-HPS0002)をRIKEN Cell Bankから入手し実験に使用した。iPS細胞は、マウス胎仔線維芽細胞にSV-40をトランスフェクトして不死化したMEF-1上でES細胞培養液(DMEM supplemented with 15%FBS,NEAA,L-glutamine,1%P/S,55mm b-mercaptoethanol and1,000 U/mL of LIF.)で培養維持した。iPS細胞の間葉系幹細胞への分化には、各種の骨髄ストロマ細胞(OP9、FS-1、HS-22など)をフィーダー細胞として利用する方法と細胞成長因子を利用する2つの方法を検討したが、細胞成長因子などの添加によってES細胞の間葉系幹細胞への分化の報告があるので、まず、この方法をiPS細胞に適用した。すなわち、TGF-βまたはレチノイン酸の存在環境下でiPS細胞の間葉系幹細胞への分化を評価した。TGF-β(20ng/ml)、レチノイン酸(0.5mM)添加によって、iPS細胞の増殖は影響を受けなかったが、間葉系幹細胞のマーカーとされているCD34、STRO-1の発現増加が観察された。現在、種々の濃度のTGF-βおよびレチノイン酸を添加することによって濃度依存性について検討中である。さらにiPS細胞の間葉系幹細胞への別の分化誘導方法として、骨髄幹細胞の分化・維持に骨の成分であるハイドロキシアパタイト(HAP)などのバイオセラミックスの分化促進作用が有効でことから、これらセラミックスによる分化誘導を考えている。そこで、現在、HAPやTCPなどのディスク状の試料を作製中である。口腔外科領域では、外傷や腫瘍の治療の結果として顎骨が欠損することが多く、その再建方法が大きな課題となっている。iPS(induced Pluripotent Stem)細胞は生体の全ての細胞に分化可能で、骨の再生・再建への応用が期待されている。しかし、iPSを効率よく骨芽細胞へ分化させるプロトコールは未だ開発されていない。本研究では、iPS細胞を、一旦、開葉系幹細胞に分化させ、次いで間葉系幹細胞を純化・増殖させた後に、骨芽細胞に分化させることによって効率のよい骨芽細胞への分化誘導法の確立を目的としている。前年度の研究で、TGF-β(20ng/ml)、レチノイン酸(0.5mM)添加によって、iPS細胞の増殖は影響を受けなかったが、、間葉系幹細胞のマーカーとされているCD34、STRO-1の発現が増加することを見出した。今年度は、これらの細胞成長因子・ビタミンによって間葉系幹細胞に分化させた細胞を、さらに骨芽細胞へ分化させる方法を検討した。この方法としてわれわれの独自の方法として、生体骨の微小環境を模倣したscaffoldを使用することにした。すなわち、人工骨として臨床応用されているハイドロキシアパタイト(HAP)と生体骨の組成に近い58%の炭酸基を含有するカーボネイトアパタイトをscaffoldとした。iPS細胞は、ヒトの皮膚の綿維芽細胞にOct3/4、Sox2、KIMの3遺伝子をレトロウイルスベクターによって導入したヒト人工多能性幹細胞株(RBRC-HPS0002)をRIK(EN Cell Bankから入手し実験に使用した。TGF-βおよびレチノイン酸添加によって、間葉系幹細胞に分化させて後、上記のバイオセラミック上で培養を続けた。その結果、骨芽細胞の分化マーカーであるアルカリホスファターゼ、type Iコラーゲンおよびオステオカルシンの発現が上昇し、骨芽細胞への分化が促進されることが明らかとなった。
ミクログリア異常活性化を終息させるポリアミンの新機能

スペルミジン(SPD),スペルミン(SPM)は各種中枢神経障害の病態において脳内濃度が上昇することのほか,細胞に対する様々なストレスに応答して誘導されることが報告されている。本研究では,神経細胞障害を引き起こすミクログリアの異常活性化におけるポリアミンの役割およびグリア細胞間でのポリアミン反応性の差異を解明する目的で,培養ミクログリアおよびアストロサイトに対するポリアミンの影響について検討した。ミクログリアのLPS刺激によるNO産生は,血清存在下でSPDおよびSPM添加により濃度依存的に減少し,10μMでほぼ完全に抑制された。同濃度域のSPDやSPMの添加24時間後には,細胞のミトコンドリア活性は顕著に抑制された。SPM添加24時間後には細胞核の凝集とともに著明な細胞死が観察され,TUNEL染色に対して陽性で,DNA断片化も起こっていた。アストロサイトでは同濃度域のポリアミンは有意な変化を示さなかった。このポリアミンの効果はポリアミン代謝酵素阻害剤であるアミノグアニジンだけでなく,Cys,N-アセチルCys,あるいは還元型グルタチオンによっても阻止された。細胞外ポリアミンの取り込み活性およびポリアミン代謝物であるH_2O_2に対する感受性はミクログリアとアストロサイトの間に著明な差は認められなかったが,アクロレインに対する感受性はミクログリアの方が顕著に高かった。ポリアミンは培養ミクログリアにアポトーシスを介した細胞死を誘発する。ミクログリアの細胞死にはポリアミン代謝産物のうち酸化的ストレスを発生するもの,特にアルデヒド類(アクロレイン)が関与する。培養アストロサイトはポリアミンによる細胞死に対し抵抗性であり,脳内における各種グリア細胞活性化の動静が,内在性ポリアミンにより制御されている可能性がある。ミクログリアの機能調節が神経変性疾患治療および悪化防止に重要な役割を果たすであろう。
フルオラスタグの特性を利用する生理活性ペプチドの液相コンビナトリアル合成

フルオラスタグによりエンコード化された生理活性ペプチド類の簡易液相コンビナトリアル合成を目的として研究を遂行し,アミノ酸N末端のフルオラス保護試薬の大量合成法を確立すると共に,高活性なペプチド縮合剤を開発した。また, Tenuecyclamide Bの全ての立体異性体をターゲットとした液相ミクスチャー合成の達成に向けて, N末端からの本天然物の合成ルートを確立した。フッ素含量の異なるフルオラスタグを異なるアミノ酸分子に組み込み,標識化能と効率的分離能を獲得させたアミノ酸ライブラリーを作成する。これらを出発原料として用いるエンコード化された生理活性ペプチドの液相コンビナトリアル合成の達成を目的として研究を遂行した。フルオラスとは,フッ素原子の特性を利用したケミストリーに用いられる言葉で「含フッ素化合物」と「フッ素を含まない化合物」の分子間相互作用に基づくケミストリーにおいて頻繁に使用されるキーワードである。我々はこのフルオラス性を利用した有機反応プロセスの簡略化を目的として「生理活性ペプチドの液相コンビナトリアル合成」に関して研究を展開し,今年度は以下の成果を得た。1.フルオラス液相コンビナトリアル合成で必要となる3種類のフルオラスアミノ酸保護試薬(f-FMOC試薬)の合成を行った。次にこれらを用いてフッ素含量の異なる単純なジペブチド保護体の合成を行い,フルオラスカラムを接続した高速液体クロマトグラフィーにより液相コンビナトリアル合成の可能性を調べた。その結果,作業仮説通り異なるフルオラスタグ保護体で保持時間に顕著な差が認められた。この結果は様々なフッ素含量のフルオラスFMOC試薬をアミノ酸保護試薬として用いれば,多様なペプチド類のエンコード化された液相ミクスチャー合成が可能であることを示唆している。現在,不斉点の絶対立体配置が全て異なる生理活性ペプチド立体異性体を一挙に合成するモデルシステムを検証している段階である。2.ミディアムフルオラスタグの特性を利用する向山縮合剤を合成した。本試薬は,反応前にはライトフルオラス試薬として振る舞うが,反応後には一転してヘビーフルオラス試薬として振る舞う新しい縮合剤である。この特性を利用し,反応終了後に少量の水を系内に添加するだけで目的生成物と試薬由来副生成物を簡便に分離できる縮合反応システムを達成し,本試薬がペプチド結合形成反応に効率よく応用できることを明らかにした。フルオラスとは,フッ素原子の特性を利用したケミストリーに用いられる言葉で「含フッ素化合物」と「フッ素を含まない化合物」との分子間相互作用に基づくケミストリーにおいて頻繁に使用されるキーワードである。フルオラスタグを有機分子に組み込むと,その分子は有機化合物や水と混ざりにくくなるが,フルオラス分子同士は親和性が高くなる。この性質を利用するとフルオラス分子を反応混合系から簡便に単離でき,さらにフルオラスタグのフッ素含量が異なる場合は,フッ素含量を反映してフルオラス分子同士さえも容易に分離することが可能になる。1.フルオラスエンコード法によるペプチドの液相コンビナトリアル合成では,フッ素含量の異なるフルオラスアミノ酸保護試薬(f-FMOC試薬)が必要になる。昨年度までにこのf-FMOC試薬の合成ルートは確立できたので,今年度はf-FMOC試薬の大量合成を行った。その結果,C_3F_7タグ,C_4F_9タグ及びC_6F_<13>タグを有するFMOC試薬をそれぞれ必要量確保することができた。2.各種アミノ酸のf-FMOC保護体の脱保護過程で副生するジベンゾフルベン体は、ハイドロボレーション及びアルカリ過酸化水素処理によりanti-マルコフニコフ型水和物を与え,f-FMOC試薬の原料としてリサイクルできることを明らかにした。フッ素含量の異なるフルオラスタグを,それぞれ異なるアミノ酸分子中に組み込み,分子標識化能と効率的分離能をアミノ酸分子に獲得させることで,エンコード化された生理活性ペプチドの液相コンビナトリアル合成が可能になるものと考え研究を遂行した。その結果,原料合成検討過程やフルオラスタグ化反応検討過程において以下の成果を得た。1.アミノ酸N末端のフルオラスタグ化試薬であるフルオラスFMOC試薬の大量合成ルートの最適化を詳細に検討した結果,再現性の高い極めて効率的なフルオラスFMOC試薬の合成ルートを確立することができた。2.フルオラスタグ化反応検討の二次的成果として,ラジカル種経由によるsp2炭素上への新規炭素-炭素結合形成反応を見いだした。本反応での特筆すべき点は,フェノール類の水酸基を保護することなく,かつフェノール類の芳香環炭素上に位置選択的に炭素-炭素結合を形成することができる点である。今後,scope & limitationを精査することにより一般性を調べるとともに,様々な化合物合成過程において本反応の応用を試みる。3.環境調和型フルオラスメタセシス触媒の開発に成功した。

本フルオラス触媒は,現在市販されているGrubbs-Hoveyda 2nd generation触媒よりも触媒活性が高いだけでなく,簡単に何度もリサイクル使用が可能である。メタセシス反応は炭素-炭素結合形成反応の極めて有用なツールの一つであり,今後合成化学分野での汎用を期待したい。本研究テーマは,研究成果の統合,及び再構築により更なる発展が期待できることから,研究計画最終年度前年度応募により新たな研究テーマとして応募したところ,基盤研究(C)(一般)(学術研究助成基金助成金)に新規採択された。科学研究費補助金の一部交付取消に伴い,平成23年4月1日4月28日までの研究実績概要を以下に記載する。昨年度までにフルオラス縮合試薬として,ミディアムフルオラス向山縮合剤(和光純薬コード:No.037-20913)を開発し,目的の縮合生成物と試薬由来副生成物を簡便に分離できる縮合反応システムを達成した。平成23年4月1日4月28日までの期間でペプチド結合形成反応を中心に本縮合反応系のscope&limitationを精査した。その結果,本試薬を用いる縮合反応はアミノ酸を含む様々な基質に適用することができ,アミド化反応,およびエステル化反応の何れにも幅広く使用できることが確認できた。また,反応後に副生する縮合試薬由来の副生成物は,オキシ塩化リンとトリフルオロメタンスルホン酸ナトリウムで処理することにより再びミディアムフルオラス向山縮合剤に再生できることも明らかにした。さらにペプチド結合形成反応における不斉中心のエピメリ化の影響について調べた結果,反応系内に添加する塩基の構造ならびにその塩基量制御によりエピメリ化を抑制できることも明らかにした。
アレルギー性疾患における制御性Ｔ細胞の機能異常の分子機構

喘息は、アレルゲンやウイルス感染により発症・増悪し、慢性炎症病態を一つの特徴とする。炎症の遷延化の原因として、免疫細胞を負に制御する制御性T細胞(Treg)の減少や機能障害が報告されている。喘息患者においてTregが機能障害に陥る機構に関しては、まだ不明瞭である。本研究は、Tregの機能障害の指標としてT細胞受容体(TCR)刺激下におけるCa2+応答性が有用であることを証明した。また、Ca2+応答性が細胞内の足場たんぱく質であるRACK1分子の発現亢進により生じることを新たに解明した。一方、マイクロアレイ解析によりTregの機能障害に関する新たな知見も得られた。制御性T細胞(Treg)は、アレルギー疾患においては、その特徴である免疫反応抑制能力やアナジー状態に異常が認められる。アナジー状態は、カルシウム依存的であり、正常な機能を有するTregは、T細胞受容体を介した刺激を加えても細胞外から細胞内へカルシウムは流入しない。しかし、一部のアレルギー患者では、このアナジー状態に異常が認められ、刺激に対しカルシウム流入が観察される。また、カルシウム流入が認められるTregは、増殖能が亢進し抑制活性も低下する。このような観点から、Tregのカルシウム応答性を解析することによりその機能を推測することが可能ではないかと考え研究を進めている。本年度は、喘息TregモデルJurka細胞株の東レ3Dジーンマイクロアレイ解析を行った。対照細胞(5G1)に比べカルシウム流入に関連する遺伝子群(Orai1, STIM1等)の発現には変化が認められなかった。ただし、小胞体上にあるカルシウムチャネルの一つであるイノシトール3リン酸受容体パラログであるITPR3の発現が、健常人TregモデルJurkat細胞株で発現が他の細胞群(5G1細胞、喘息Tregモデル細胞)に比べ高かった。ITP3Rは、小胞体から細胞質へカルシウムを放出するチャネルであり、Tregの細胞外からのカルシウム流入にも関与している可能性が示唆された。これまでの研究で、T細胞のカルシウム流入を制御していると推測しているRACK1は、従来の結果と一致し喘息Tregモデル細胞で発現が亢進していた。カルシウム流入関連分子以外では、喘息Tregモデル細胞で、DOPA decarboxylaseの発現が亢進し、CD71抗原が低下していた。これらの新たな知見に関し、Tregの機能における関連を検討する予定である。また、現在、マイクロアレイデータをさらに解析しているところである。制御性T細胞(Treg)の機能異常は、アレルギー疾患や自己免疫性疾患で報告されているが、Tregの機能にかかわる細胞内シグナルの詳細はいまだ明確にはなっていない。Tregの特徴は、その主たる免疫抑制能力とそれ自体のアナジー状態にある。機能異常の認められる細胞は、アナジー状態の破綻(Ca応答性)と免疫抑制能の低下が認められる。この2つの特性は連動しており、Ca応答性のメカニズムを解析すれば、免疫抑制能低下の一要因が解明できると考えている。本研究の主目的は、TregのT細胞受容体(TCR)刺激に応じたCa応答性の機構を解明することにある。TregにおいてCa応答性は、ORAI1やSTIM1からなるCa release-activated Ca (CRAC)チャネルが重要な役割をしているが、他のT細胞と異なりTCR刺激に対してCa低応答性を示す。しかし、喘息患者由来Tregでは、Ca応答性を示すように変化している。この機能変化は、Receptor for activated C kinase 1 (RACK1)タンパク質の発現増加によることを証明している。Prof. Hamm HEより供与していただいたGST-tagged RACK1発現ベクターを健常人TregモデルJurkat細胞にトランスフェクションしたところ、細胞の形態変化を観察した。現在、同条件にて細胞内のシグナル解析、mRNA発現解析等を行っている。この解析により、RACK1たんぱく質によるTregのCa応答性制御機構を推定できると考えている。また、平成24年度は、喘息TregモデルJurkat細胞株のマイクロアレイを行う予定であったが、現在、細胞培養等の条件を詳細に解析し、平成25年度に東レ3Dジーンマイクロアレイ解析を行うための準備を進めている。これまでの2年間の研究より、喘息患者末梢血より精製した制御性T細胞(Treg)は、T細胞受容体からの刺激に応じてカルシウム応答性を示し、免疫抑制活性も減弱しており、その機構に細胞内RACK1分子が関与していることを証明した。健常人及び喘息患者Treg Jurkat細胞モデルを用いた昨年度のマイクロアレイ解析により、研究目的として想定していなかった結果を見出した。抗酸化タンパク質のチオールペルオキシダーゼの1種であるペルオキシレドキシンの発現量が、喘息患者Treg Jurkat細胞モデルで低下していた。

この結果より、健常人Tregが酸化ストレス抵抗性を示し、喘息患者Tregモデルでは抵抗性が減弱していることが推測された。細胞は、炎症反応が起きている微小環境下では、酸化ストレスやpHの低下など様々な影響を受ける。その様な微小環境で機能するためにはTregも酸化ストレスに抵抗性を示す機構が必要であることは容易に推測できる。また、喘息患者では、炎症局所での酸化ストレス抵抗性減弱の為、Tregが十分に機能していないことが推測され、この機構を解明することは本来の目的とも乖離しておらず、Treg機能異常の一端であると考えられたため、最終年度は、Tregの酸化ストレス抵抗性に着目し研究を推進した。ペルオキシレドキシン(PRDX)は、哺乳類では6種類のアイソフォームが存在するが、PRDX2,3,4の発現低下がJurkat細胞モデル及び、喘息患者末梢血由来Tregで観察された。残りの3種に関しては、健常人と喘息患者で変化が認められなかった。末梢血由来Tregを過酸化水素により刺激したところ細胞内シグナル分子であるERKが、健常人由来Tregでは殆ど検出されなかったのに対し、喘息患者由来Tregでは容易にリン酸化され活性化されることが分かった。現在、このERKの活性化がアポトーシスシグナルを誘導するものか、サイトカイン等の産生を誘導するものかを解析中である。アレルギー、分子生物学、免疫学昨年度より、喘息TregモデルJurkat細胞のコンディショニングに手間取り、遅れているが、マイクロアレイ解析は本年度行うことができた。現在、アレイの結果の解析を行っている最中である。新たな指標になりそうな分子も検出されている。ヒト末梢血より得られるTreg細胞とは異なり、様々な環境による影響を受けていないモデル細胞株であるため、転写因子であるFOXP3の機能に依存した結果を反映するものと考えている。また、現在、RACK1の発現ベクターも準備ができており、高発現させることよるカルシウム流入に対する影響も解析中である。喘息TregモデルJurkat細胞の培養密度等により、FOXP3タンパク質の発現量が大きく変化し、その原因の一つに細胞内のプロテアソームが関与している可能性が示唆された。そのため、細胞ライセートの取り扱いやプロテアソーム阻害剤の使用等、様々な条件検討を行ったため、十分なFOXP3発現量を有する喘息TregモデルJurkat細胞を得るのに時間がかかった。そのため本年度に行う予定であったマイクロアレイ解析は、次年度に持ち越した。しかし、以上のことより、FOXP3が修飾を受けることによりプロテアソームで処理されやすくなることが判明した。新たなFOXP3たんぱく質の制御機構の一部である可能性が推測され、今後、さらなる解析を行う予定である。
ナノ粒子が誘起する局所膜電位増強で細胞膜にナノスケールの孔をあける挑戦

細胞にダメージを与えずに、細胞の中に化合物を効率よく送達できれば、究極の細胞内送達手法となる。本研究では、申請者が最近見出した「ナノ粒子が誘起する局所膜電位増強によって細胞膜にナノ細孔があく」新奇な現象を利用して、細胞にとって無痛針のような究極の低侵襲送達手法の萌芽に挑戦する。検討では、平面脂質膜法と顕微鏡観察を組み合わせた実験系を独自に構築して実験を行う。同時に、分子動力学計算でナノ粒子と細胞膜の界面電気現象を解析する。本研究は、この前人未踏のナノスケール細胞膜穿孔を、ナノ粒子が誘起する局所膜電位増強で実現する、これまでになかった独自の戦略・考え方に基づいた挑戦的研究である。
水系ネットワークにおける渓流魚の空間的動態と森林のパッチモザイク構造との関係

本研究では、天然林と人工林から成るパッチモザイク構造とサケ科渓流魚個体群の時空間的動態との関係を水系スケールで検討した。サケ科魚類の産卵場所は水系内で極めて不均一に分布するが、孵化した当歳魚の移動分散によって均一化がおこり、そのことが水系全体の効率的利用に帰結することが示された。その過程において、天然林パッチは当歳魚の初期成長を高める場として機能することが示唆された。本研究では、天然林(落葉広葉樹)と人工林(スギ、ヒノキ)から成るパッチ・モザイク構造が渓流魚(アマゴ)個体群の空間的動態(成長、移動・分散、繁殖)とどのように関わっているかを水系ネットワーク全体で捉えることを目的としている。2014年度は、愛媛県の石手川源流域に2つの調査流域を設定した(集水域面積2-3km2,総流路長2.4-2.5km)。一つは複数の治山ダムによって著しく分断化され魚類の移動に制限がある流域(分断水系)であり、もう一方は、分断化されていない流域(連続水系)である。両流域の流路全体を50 m区間に分割し(連続水系49区間,分断水系48区間)、各区間において、5月(当歳魚の新規加入時期)、7月、9月(繁殖期の前)にアマゴの個体数(標識調査を含む)に関する調査をおこなった。また、各区間の渓畔林タイプ(天然林/人工林)の特定を行うとともにいくつかの環境特性に関する調査も行った。まだ完全には解析していないが、連続水系では、新規加入時期である5月から繁殖期前の9月にかけて、高密度区間から低密度区間へと分散する明瞭な傾向が認められた。すなわち、水系全体での密度の均一化が起こっており、アマゴ個体群は水系全体を効率的に利用していることが示された。今後、この分散過程(均一化)と各区間の渓畔林タイプとの関連性を解析することにより、アマゴ個体群の動態における天然林パッチの機能を明らかにしていく予定である。分断水系においても同様な高密度区間から低密度区間への分散を示す傾向がみとめられたものの、移動阻害構造物によって水系全体の効率的利用が阻害されていることが示唆された。前年度から行っている予備的な調査結果も併せて、今回の知見の一部を日本魚類学会で発表した。2015年度は、それ以前から愛媛県の石手川源流域に設定されている調査流域(分断化された流域:総流路長2.4-2.5km)で調査を継続し、石手川での調査を完了した。「分断化されていない流域(連続水系)」1流域と「治山ダムによって分断化された流域(分断水系)」2流域の合計3流域それぞれの全体を流路長50m区間に分割し、各区間の環境特性(渓畔植生と河道特性)、および初夏から秋におけるアマゴの個体数動態に関するデータ2年分が得られたことになる。これらを解析し、連続水系ではアマゴ個体群が水系全体を効率的に利用しているが、分断水系では好条件の場所でも利用できないない区間が生じるために全体での個体数が低下することが示唆された。また、連続水系においては天然林が優占する区間でアマゴの減少率が低い傾向が見られた。上記の調査と並行して、愛媛県の仁淀川水系・黒川(天然林優占水系)に3つの調査地を設定した(総流路長0.6-1.4 km)。この地域にはイワナも生息しているので、アマゴとイワナ2種間の関係についても検討きるよう考慮して調査地を設定した。そして、石手川と同じ方法で調査を行うとともに、食性、成長と移動に関する調査も追加した。まだ十分に解析していないが、天然林優占水系であるこの地域では、アマゴ・イワナの動態と天然林/人工林との間に顕著な関係は見出されそうにない。また、アマゴとイワナとでは、初夏から秋への個体数の動態に違いがありそうに見えるが、今後の解析が必要である。これまでに得られた知見の一部を日本魚類学会で発表した。当初の予定では、申請期間中に得られるデータとして、石手川(人工林優占河川)での連続水系のデータ2年分、分断水系のデータ1年分、および仁淀川(天然林優占河川)でのデータ1年分を見込んでいたが、調査を前倒しで進めたため、2015年度までで石手川・連続水系、分断水系ともに2年分のデータを集めることができ、さらに、仁淀川でのデータ1年分のデータも採り終えている。仁淀川での調査は今年度(2016)も継続する予定であり、それが順調に進めば、申請期間中に、予定した3タイプの水系全てで2年分のデータを得られることになる。また、仁淀川の調査では、アマゴと移入イワナの種間関係という別の視点からの展開も加わる。このようなことから、当初計画よりも進展していることになるが、昨年と同様に、野外調査を優先しているために、既存データの解析が進んでいない。これら2つの側面を考え合わせると、「おおむね順調」と判断される。