hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
洋上風力・波力エネルギーの予測可能性評価

最終年度および研究期間全体を通じて、(i)全球の洋上風力・波力エネルギーの数値予測システムの構築と予測実験を行い、予測結果の解析を行った。さらに、(ii)波力エネルギーの長期特性についてのデータ解析を行った。(i)の数値予測システムの構築では、世界の主要な現業気象局によって行われている気象予測のアーカイブデータ(THORPEX Interactive Grand Global Ensemble)と波浪モデル(WaveWATCH III)を用いた。波力エネルギーの予測は、気象予測によって得られた海上10mの風で波浪モデルを駆動して行った。一方、10mの海上風速と波浪モデルで推定された海面粗度を用いて、対数則を仮定してハブ高さ(海上から80m)での洋上風力エネルギーを推定した。本課題では、六つの気象局による予測データを用いて、2008年から2012年まで1日1回10日先までのエネルギー予測を行った。結果の解析では、「予測のリードタイム」、「予測の誤差」、「予測のばらつき(不確実性)」を定量的に明らかにすることで、現状の洋上風力・波力エネルギーの予測可能性について、基本的な情報を整理した。解析結果を取りまとめ、国際誌に投稿し、受理された。また、海洋エネルギーに関する講習会の講師として本研究成果を紹介した。(ii)の波力エネルギーの長期特性についてのデータ解析は、「日本沿岸・近海の波力エネルギー分布の再推定」(科研費基盤研究(C) 25340131、H25-27、代表者:佐々木亘)と本課題にて行い、波力エネルギーの長期特性が大気再解析データに同化されるデータによって大きく変わる事実を国際誌に投稿、受理された。
スフィンゴ脂質変動によるＡβ蛋白のリソソーム系への輸送切替と分解亢進

スフィンゴ脂質はシグナル分子あるいは膜構成分子として機能している。スフィンゴ脂質代謝の異常や変動がアルツハイマー病などの神経変性疾患において観察されている。本研究ではセラミド代謝系を薬理学的に変動させた細胞、セラミドキナーゼをノックダウンさせた細胞、セラミドキナーゼノックアウトマウスなどを用いて薬理学的作用を観察した。アミロイドペプチドは、神経細胞だけではなく、グリア細胞などの他の細胞にも取り込まれ、各種の応答を引き起こす。また末梢系の免疫担当細胞や線維芽細胞など多くの細胞系においてもアミロイドペプチドは取り込まれ、炎症性サイトカインの放出などの細胞活性化や、あるいはアポトーシス、ネクローシスなどの細胞死を促進する。本研究では、線維芽細胞をモデル細胞として用い、アミロイドペプチドによる細胞死を観察した。この際に、各種のセラミド代謝酵素の阻害薬を共存させ、その薬理学的効果を検討したところ、D609という薬物がアミロイドペプチド毒性を減少させることを見出いだした。本薬物は、スフィンゴミエリン合成酵素阻害薬であるため、細胞内でセラミドレベルを増大させる。セラミドをスフィンゴシンに変換する酵素セラミダーゼを阻害する薬物は、セラミドレベルを増大させると考えられるが、細胞保護作用を示さなかった。現在、保護作用を有するD609の薬理作用の詳細を検討中である。アミロイドペプチドの凝集性(オリゴマー化)の違いを検討したが大きな差異は観察されなかった。セラミドキナーゼの神経の分化・生存・機能に対する作用ををノックダウン細胞などで観察したところ、神経伝達物質の放出を制御している結果を得た。また本酵素が細胞内でユビキチン化され、プロテアソーム、リソソーム(あるいはオートファジー)による二重の分解制御を受けていることを見出した。ノックアウトマウスの行動にも、疾患誘発時に異常が観察された。交付申請書に記載した平成29年度の研究実施計画に沿って研究を実施した。研究テーマ1)及び2)アミロイドbetaのモノマー・オリゴマー体、エンドサイトーシスに関する研究を以下のように行った。アミロイドbeta (Abeta1-42)を溶解しただけの溶液はモノマー体であり、37oCで48時間転倒混和処理を行うとオリゴマー体を形成する。線維芽細胞をモデル細胞として用い、両者の細胞障害性を24時間後に比較したところ、モノマー体アミロイドbetaもオリゴマー体も顕著な細胞障害性を示し、10 micro Mで有意な障害性を示した。ニーマンピック病やゴウシェ病治療薬として臨床で使用されているグルコシルセラミド合成酵素の阻害剤を処理したところ、単独で低濃度から細胞毒性を示す薬剤と高濃度で初めて細胞毒性を示す薬剤の2群に分類された。現在、グルコシルセラミド合成酵素阻害剤とアミロイドbetaの併用効果を検討している。さらにこの研究の過程で、プロテイナーゼ活性型受容体を刺激した場合に、ある種のグルコシルセラミド合成酵素阻害剤がミトコンドリア活性を増大させ細胞生存増強作用を示すことを見出した。現在、他のスフィンゴ脂質代謝の変動、細胞内コレステロール変動が細胞生存に与える効果を、アミロイドbetaの併用と合わせて検討している。蛍光性セラミド関連物質とアミロイドbetaの取り込みアッセイの検討を行なっており、今後のエンドサイトーシス経路の解析に用いる予定である。研究テーマ3)アミロイドbetaの分解に関して、リソソーム内蛋白分解酵素の阻害剤を用いて、アミロイドbetaの細胞障害性を検討した。分解酵素の阻害剤がアミロイドbetaの分解を減少させ、細胞毒性の増強が観察されるのではないかと期待したが、現時点では効果が観察されていない。交付申請書に記載した研究の達成度に関する自己点検、自己評価ではおおむね順調に進展していると考えている。モデル細胞としてヒト由来の2種の線維芽細胞を用いアミロイドbetaの細胞障害性を明らかにできた点は大きいと考えている。アルツハイマー病などの神経変性疾患では、最終的に神経細胞の障害が観察されるが、発症前、発症途上のプロセスでは、グリア細胞(アストロサイト、ミクログリア、オリゴデンドロサイトなど)や血管内皮細胞や血管壁由来の線維芽細胞などの関与が指摘されているからである。グリア細胞と同様に線維芽細胞も各種のサイトカイン、栄養因子を生成し、これら細胞群の異常活性化が神経変性を誘導すると考えられる。株化された線維芽細胞ではスフィンゴ脂質代謝酵素のいくつかの欠損株が得られており、標的遺伝子のノックダウンや導入も、神経細胞やグリア細胞に比べ容易、効率的に行えるという利点がある。この特徴を平成30年度の研究に生かせると考えている。オリゴマー体アミロイドbetaだけではなくモノマー体アミロイドbetaも細胞障害性を示した理由としては24時間のアミロイドbeta処理中に、細胞存在下でオリゴマー体形成を起こしていたと推察された。この細胞存在下でのオリゴマー体形成が、細胞膜上(あるいは細胞膜中)のスフィンゴ脂質あるいはコレステロールレベルによってどのように変化するかを明らかにできれば、アミロイドbetaと他の会合分子(受容体など)との相互作用の解析に生かせると期待された。平成29年度研究ではアミロイドbetaの細胞内輸送、分解に与えるスフィンゴ脂質、コレステロールの影響に関して大きな差異が見出されていない、あるいはまだ検討が不足している。平成30年度にさらに検討する。

アミロイドペプチドは、神経細胞だけではなく、グリア細胞などの他の細胞にも取り込まれ、各種の応答を引き起こす。また末梢系の免疫担当細胞や線維芽細胞など多くの細胞系においてもアミロイドペプチドは取り込まれ、炎症性サイトカインの放出などの細胞活性化や、あるいはアポトーシス、ネクローシスなどの細胞死を促進する。本研究では、線維芽細胞をモデル細胞として用い、アミロイドペプチドによる細胞死を観察した。この際に、各種のセラミド代謝酵素の阻害薬を共存させ、その薬理学的効果を検討したところ、D609という薬物がアミロイドペプチド毒性を減少させることを見出いだした。本薬物は、スフィンゴミエリン合成酵素阻害薬であるため、細胞内でセラミドレベルを増大させる。セラミドをスフィンゴシンに変換する酵素セラミダーゼを阻害する薬物は、セラミドレベルを増大させると考えられるが、細胞保護作用を示さなかった。現在、保護作用を有するD609の薬理作用の詳細を検討中である。アミロイドペプチドの凝集性(オリゴマー化)の違いを検討したが大きな差異は観察されなかった。セラミドキナーゼの神経の分化・生存・機能に対する作用ををノックダウン細胞などで観察したところ、神経伝達物質の放出を制御している結果を得た。また本酵素が細胞内でユビキチン化され、プロテアソーム、リソソーム(あるいはオートファジー)による二重の分解制御を受けていることを見出した。ノックアウトマウスの行動にも、疾患誘発時に異常が観察された。平成30年度では、平成29年度に得られた成果を生かしながら、テーマ1)2)3)を継続させて発展させる。スフィンゴ脂質代謝酵素の変異細胞が入手可能なこと、遺伝子欠損・導入の効率が良いなどの線維芽細胞の利点を生かし、グルコシルセラミドやガングリオシドなどのスフィンゴ糖脂質代謝系だけでなく、スフィンゴシン・スフィンゴシン-1-リン酸、セラミドキナーゼ・セラミド-1-リン酸、スフィンゴミエリン合成系などの代謝系変動と、アミロイドbetaの細胞障害性との関連を検討する。また、コレステロールを含まないLDL-deficient mediumで細胞を培養しアミロイドbetaの細胞障害性とスフィンゴ脂質の関連を検討する。アミロイドbetaの細胞内での移動、エンドサイトーシス系の研究に関してはリサイクリングエンドソームなどを介した細胞内ベジクル輸送に対するスフィンゴ脂質の役割を検討する。私達は、スフィンゴミエリンなどの細胞内輸送が、細胞内コレステロール含量の増大とグルコシルセラミド含量の低下で障害されることを見出している。その際に得られた知見、方法を応用して、アミロイドbetaの細胞内輸送、特にリソソームへの輸送亢進などの条件を見出したい。平成30年度からは、テーマ1)2)3)の研究の継続と発展に加えて、テーマ4)として痴呆症モデルマウスを用いて、スフィンゴ脂質と神経変性との関連を個体レベルで検討する。
メタボリックシンドロームと地球温暖化の連関を基軸とした省CO2モデル保健事業

メタボリックシンドロームは糖尿病や心血管病など生活習慣病の根幹をなす重要な病態である。過度の肥満者では食事由来の燃焼CO2排出増加と1回換気量の増大が見込まれることから、メタボリックシンドロームが身近なところでCO2排出や地球温暖化と連関している可能性が窺われる。しかし、メタボリックシンドローム者のCO2排出とエネルギー代謝について論及した研究は少ない。本研究では、職域健診受診者を対象にメタボリックアナライザーを用いて酸素摂取量・基礎代謝量を測定し、推定CO2排出量を算出した。日常活動量を加算して年間CO2排泄量を推定すると、非メタボ群に対しメタボ群では有意に過剰であり、身近な温暖化対策としてのガソリン約12lの節減に相当することが判った。推定CO2排泄量を加味したエネルギー代謝の評価は、肥満対策を目指した保健指導に役立つと考えられる。地球温暖化現象が深刻な環境問題として取り上げられているところであるが、二酸化炭素排泄量の少ない地域社会構造への転換を図るべく、国民一人ひとりの意識に強く働きかけて自主的なCO2削減策行動に結び付けていくことが肝要である.一方、メタボリックシンドロームは2型糖尿病に移行しやすい予備軍であることと心血管病を高率に合併することで生活習慣病の根幹をなす重要な病態と考えられているが、従来から試みられている生活習慣への予防介入対策は主として食事療法や運動療法による減量効果といった方法論をとるものが多いものの、エネルギー代謝によって影響される人体からのCO2排泄について論及したものは極めて少ない.そこで<、減量を中心とした肥満対策および予防的アプローチが、地球温暖化という喫緊の課題を含んだ綜合的な環境対策にも寄与できるのでないかと考え、その実行可能性を探索するための予備調査を行った.県下の1000人規模の企業事業所をモデル事業に選定し、職域検診の活用と職場健康管理室の協力のもとに生活習慣に介入する新しい省CO2型モデル保健事業を展開した.健診受診者の中からBMI25以上の男性320例、平均年齢42.6歳(2064歳)、平均BMI27.6(25.041.4)を抽出した。メタボリックシンドロームの合併率は43.1%であった.体重,安静時換気量,呼吸回数、活動度から1日CO2排泄量を予測し、6%の体重減少による年間CO2排泄量の削減効果をシュミレーションした.6%の体重減少が達成された場合の、肥満者一人当たりの年間CO2排泄削減量は平均21.3kgと予測された.この値は身近な温暖化対策としての暖房温度を1度低く設定(エアコンで年間169日稼動として試算)した時の節減量に相当することが判った.メタボリックシンドロームは糖尿病や心血管病など生活習慣病の根幹をなす重要な病態と考えられているが、従来から試みられている予防介入対策は主として食事、運動、減量に視点を置いている。地球温暖化現象が深刻な環境問題として取り上げられているところであるが、国民一人ひとりの意識に強く働きかけて自主的なCO2削減策行動に結び付けていくことが肝要である。しかし、人体からのCO2排出とエネルギー代謝について論及したものは極めて少ない。そこで、肥満対策および予防的アプローチが地球温暖化という喫緊の課題を含んだ綜合的な環境対策にも寄与できるのでないかと考え、その実行可能性を探索するための予備研究を行った。県下のS企業事業所をモデル地区に選定し、職場健康管理室の協力のもとに生活習慣に介入する新しい省CO2型モデル保健事業を展開した。健診受診者の中からメタボリックシンドローム合併者19名および非合併者20名を抽出し、熱量計MedGemを用い酸素摂取量から安静時代謝率およびCO2排出量を算出した。安静時代謝率はHarris-Benedict式による推定値と個々の例で+26%から-33%の差を認め、非メタボ群の推定値はより低くでることが示された。年間安静時CO2排出量予測値は非メタボ群に比してメタボ群で+8.6%の増大を示した。非メタボ群に対するメタボ群での年間総CO2排出量は平均17kgの過剰と予測され、この値は身近な温暖化対策として1人当たりの年間ガソリン消費の2.9%節減に相当することが判った。メタボリックシンドロームは2型糖尿病に移行しやすい予備軍であることと心血管病を高率に合併することで、生活習慣病の根幹をなす重要な病態と考えられている。

過度の肥満者では食事由来の燃焼CO2排出増加と1回換気量の増大が見込まれることから、CO2排出が地球温暖化と連関している可能性が窺われる。肥満者が減量などの行動変容を起こすためには、対象者の関心度、モチベーション、個々の目標に対する自己効力感の程度などが大きくかかわっているといわれている。そこで、メタボリックシンドロームを対象とした保健指導の減量効果をセルフエフィカシーの観点から検討する目的で、K事業所に勤務するメタボリックシンドロームと判定された男性従業員90名から、途中転出やデータ脱落例を除き、6か月間の支援介入を実施し得た66例(年齢3559歳、平均46.7歳、平均体重77.3kg、平均BMI26.2)を解析対象とした。一般性セルフエフィカシー尺度(GSES)標準化得点は行動変容ステージ(無関心期、関心期、準備期、および実行期+維持期)に伴って高値を示す傾向がみられた。下位尺度では、行動の積極性と抗失敗不安にその傾向が高くみられた。保健指導により1kg以上の減量効果が達成された群は、そうでなかった群に比してGSES標準化得点が有意に高く(53.5vs.47.2、p=0.029)、下位尺度における能力の得点が有意に高かった(2.4vs.1.6、p=0.042)。以上の結果から、保健指導における減量効果には、自己効力感およびその因子構造の関わりが示唆された。
鍼灸刺激の転写因子NFkBを介する局所炎症・免疫機転への分子メカニズムの解明

鍼灸刺激が皮膚局所あるいは遠隔臓器に及ぼす影響は未だ不明な点が多い。本研究では鍼灸刺激の炎症機転に及ぼす影響を検討した。マウス正常皮膚では鍼刺激が局所皮膚組織に及ぼす影響は炎症に関してはほぼ無かった。一方で炎症性腸疾患モデル動物を用いた検討では、鍼+通電刺激が腸炎症を軽減し、鍼刺激の同疾患に対する有用性を示唆できた。メカニズムとして鍼刺激が自律神経系を介して腸管運動を抑制し炎症を改善する可能性が考えられた。さらに灸による熱刺激での炎症惹起は筋再生促進や創傷治癒促進効果を有する可能性が示された。東洋医学領域では、正常組織では炎症を惹起する方向・炎症部位では炎症を緩和する方向というbiphasicな反応様式が報告されているが、西洋医学的観点からは理解し難く、その証明はこれまで非常に曖昧であった。本研究では鍼灸刺激の炎症機転に関し、分子生物学的手法を用いて転写因子NFkBを軸としたメカニズム解明を目的としている。1)鍼+通電刺激したマウス正常皮膚・筋肉組織では免疫組織学的検討にて鍼刺入部周囲に若干のマクロファージ等炎症細胞の遊走・ICAMの弱発現を認めるものの、NFkBの発現確認は困難であった。また鍼深度による変化は組織学的評価では確認できなかった。一匹の皮膚・筋肉組織からのmRNA・蛋白・核蛋白の採取は微量であり、RT-PCR・ELISA等困難であり、各群数匹をまとめての評価を実施中である。正常組織では軽度の炎症を惹起する可能性があり、軽度の創傷治癒・褥瘡治癒などには有効であることが示唆され、補完医療としての可能性を探るため、褥瘡モデルを用いた検討を来年度行いたい。2)セロトニン惹起炎症モデルでは、NFkB・各種サイトカインの発現が増強するが、臨床評価上(大腿部の腫脹)、鍼+通電刺激による炎症抑制は明らかではなく、鍼深度による差異も認められなかった。鍼+通電刺激の変化をとらえるには、炎症を軽度とする炎症モデルの設定が必要と考えられ、至適条件を現在検討している。3)これらを踏まえ、(1)in-situ hybridizationを用いた切片上でのmRNA発現レベルの評価・(2)数匹まとめた群間の評価をreal-time PCR, ELISAを用いて実施・(3)変化をとらえやすい至適炎症モデルの確立と同モデルへの鍼+通電刺激によるNFkB活性化・各種サイトカイン発現レベルへの影響の検討等を実施中であり、来年度継続して検討予定である。また、現実的に補完医療となる可能性が考えられる褥瘡モデルでの鍼刺激の効果についても新たに検討を加えたい。(1)炎症筋肉に対する灸による熱刺激が炎症・筋肉再生に及ぼす影響鍼灸刺激の局所への影響として、疾患により炎症を抑制・惹起と両面があるとされ、biphasicで曖昧である。我々は塩酸ブピパカイン筋注モデルを用いて灸刺激の影響を検討している。炎症惹起と同時に灸刺激を間欠的に3回実施。筋肉において、IL-1β,IL-6のmRNA発現はブピパカイン単独群より灸介入群で上昇していた。筋芽細胞のマーカーであるPAX7もmRNA発現、転写因子Myo-Dの発現も灸介入群で亢進し、さらに1週間後の組織学的検討にてコンパートメントを維持した筋肉の再生亢進が確認できた。灸刺激による間欠的Heat shockは、炎症を初期段階で惹起することで再生促進に繋がり、炎症抑制による治療効果ではないことが示唆された。(2)炎症性腸疾患(IBD)モデルに対する鍼刺激の影響鍼刺激の遠隔臓器に及ぼす影響もまたメカニズムは解明できていない。欧米では代替・補完医療としてIBDに対して鍼治療が比較的ポピュラーであるが、DSS飲水腸炎モデル動物を用いた基礎実験にて鍼刺激の影響を検討した。DSS負荷と同時に鍼刺激を実施し、10日目に影響を検討した。IBDの病態を示す臨床症状スコアDAI(Disease activity index)は鍼介入群で有意に低下し、特に便性状・血便のスコアで有意差を認めた。大腸長には有意差はなかったが、組織学的検討にて、マクロファージの浸潤・接着因子ICAMの発現が抑制されている傾向にあった。現在IL-1β,IL-6,TMF-α,NFkBの発現・転写活性について検討中である。遠隔臓器へ鍼刺激が影響するのは自律神経系を介すると考えられる。交感神経活性化による腸症状を鍼による副交感神経活性化による腸管運動抑制が炎症抑制につながる可能性が示唆されるが、さらなる詳細な検討が必要である。本研究では鍼灸刺激の炎症機転に関し、分子生物学的手法を用いて各種病態に及ぼすメカニズム解明を目的としている。

1)鍼刺激したマウス正常皮膚・筋肉組織では免疫組織学的検討にて鍼刺入部周囲に若干のマクロファージ等炎症細胞の遊走を認めるものの、NFkB等の分子マーカーの発現確認は困難であり鍼深度による変化は確認できなかった。鍼刺激が正常皮膚組織に及ぼす影響は炎症に関してはほぼ無いと思われる。3)灸刺激による筋肉再生・創傷治癒促進作用:一方、灸刺激はheat shockであり、鍼刺激より強く局所炎症機転に関与すると考えられる。塩酸ブピパカイン筋肉注射による筋挫滅モデルにて灸刺激が、IL-6発現亢進を介して筋芽細胞のマーカーであるPax7のmRNA発現を亢進させ、病理学的検討でも灸刺激群での筋再生促進が認められた。創傷治癒モデルでも、蛋白分解酵素の発現亢進及びα-SMA陽性細胞の早期出現が認められ、灸刺激は肉芽組織の促進分解を促進することが示唆された。当初予定していた炎症モデルにおいて鍼灸刺激の抗炎症作用は認めなかったため、モデルを変更している。現在は塩酸ブピパカインモデルを用い、炎症の間欠的惹起が筋肉再生を促進するという仮説が証明されつつある。現在、転写因子MyoD,NFkBを軸として鍼灸刺激・炎症・筋肉再生の関連を検討しており、当初の仮説はnegativeであり、モデル・仮説をアレンジしたため、若干の遅れが生じた。24年度が最終年度であるため、記入しない。塩酸ブピパカインモデルは再現性の高い炎症と筋肉挫滅が見られ、実験系は安定している。鍼刺激では各種炎症マーカー・筋再生に影響がなかったため、Heat shockとして灸刺激を用い、間欠的なHeat shockが筋肉再生を促進させることを示し、現在詳細を検討中である。炎症マーカーとして、IL-1,IL-6,NFkB、筋肉再生マーカーとしてMyoD,Pax7などの発現を検討している。今後、各種分子生物学的手法を用いた実験系で本検討を継続し実施する。
バイオミメティクスを応用した次世代型フロアブルコンポジットレジンの開発

現在市販されているコンポジットレジンの多くは,透明性と色調が異なる数十種類のペーストで構成されており,これを積層することで色調適合性が得られるように設計されている。一方,コンポジットレジンの明度と彩度をコントロールして歯の色を再現するためには,歯科医師の知識とともに経験が必要であり,十分なチェアタイムを費やしたものの,満足のいく審美性が得られない症例も少なくない。そこで,バイオミメティクス(生物模倣)である構造色を応用することで,単一ペーストでありながらも,多様な症例に対して色調適合性を示すフロアブルコンポジットレジンの開発を目指す。
ラグランジ的追跡法による火山灰とシラスの河川内堆積分布と河川氾濫危険地域の予測

河川を模擬した実験装置の製作と対応する数値計算コードの作成は、実際の河川は曲っていたり、狭くなったり、幅広くなったり、深くなったりしているので困難である。そこで、先ず第一段階として、曲りのない2次元流路の実験装置と対応する計算コードを完成させた。曲りのない2次元流路は実際の河川でも存在するが、河川内に岩、堤防、橋の存在は流れの2次元性を失う。従って、そのようなものがない一様断面の流路を作製した。また、流体が流路内を流れる際、その2次元性が十分保持されるように流路上部にサージタンクと整流格子を取り付け、流れをCCDカメラを用いてモニターし、その画像を収録して画像処理した。作成した計算コードを使用して、2次元開水路に橋脚(解析では、これを2枚のプレートで模擬している)が存在する場合の流動特性を計算した結果、レイノルズ数が小さい場合、堆積物の後方に対称な渦が存在し、この渦は時間が経過しても変化しない。また、この様な挙動はレイノルズ数が増加しても大きくは変化しなかった。一方、プレート間距離を広げた場合、低レイノルズ数領域の流れは先の結果とほぼ同じであったものの、橋脚後方に形成された渦はレイノルズ数の増加に伴い振動し、時間の経過と共に規則的に振動を始めることが分かった。このような流動特性は、プレート間に発生する渦の特性によって影響されることが数値解析と可視化実験で明らかとなった。河川氾濫を引き起こす河川の現地調査をした結果、河川下流域での河川改修は終了し、流路幅、深さが改善されていることが確認された。一方、河川中流域、上流域では、まだ改修工事が継続されているが、豪雨にも耐えうるだけの流路幅の改善がなされていることが分かった。また、流体が流路内を流れる際、その2次元性が十分保持されるように流路上部にサージタンクと整流格子を取り付け、流れをCCDカメラを用いてモニターした結果、流れの2次元性は十分に保持的ていることが確認された。作成した計算コードを使用して、2次元開水路に堆積物が存在する場合の流動特性を計算した結果、レイノルズ数が小さい場合、堆積物の後方に対称な渦が存在史、この渦は時間が経過しても変化しない。一方、堆積物の後方に形成された渦は、レイノルズ数の増加に伴い振動し、時間の経過と共に規則的に振動を始めることが分かった。このような流動特性は、堆積物の幅と2次元開水路幅の比によって異なることが分かった、即ち、2次元開水路幅に比べて堆積物の幅が著しく小さくない場合、流れは開水路と堆積物の間を通る際に拘束される傾向が見られる。ここで計算を行なった堆積物の形は長方形としたが、これを実際の形状に近い菱形で行うことを計画している。河川橋脚を模擬した実験装置の製作と対応する数値計算コードを完成させた。曲りのない2次元流路に橋脚が存在する場合の流れの可視化結果と数値解析結果を得た。特に、流体が流路内を流れる際、その2次元性が十分保持されるように流路上部にサージタンクと整流格子を取り付け、流れをCCDカメラを用いてモニターしながら、流れの様子を記録した。

作成した計算コードを使用して、2次元開水路に橋脚(解析では、これを2枚のプレートで模擬している)が存在する場合の流動特性を計算した結果、レイノルズ数が小さい場合、堆積物の後方に対称な渦が存在し、この渦は時間が経過しても変化しない。また、この様な挙動はレイノルズ数が増加しても大きくは変化しなかった。一方、プレート間距離を広げた場合、低レイノルズ数領域の流れは先の結果とほぼ同じであったものの、橋脚後方に形成された渦はレイノルズ数の増加に伴い振動し、時間の経過と共に規則的に振動を始めることが分かった。このような流動特性は、プレート間に発生する渦の特性によって影響されることが数値解析と可視化実験で明らかとなった。河川氾濫を引き起こす河川の現地調査を行った結果、河川下流域での河川改修は終了し、流路幅、深さが改善されていることが確認された。一方、河川中流域、上流域では、まだ改修工事が継続されているが、豪雨にも耐えうるだけの流路幅の改善がなされていることが分かった。
実験的荷重同定法を用いたCFRP構造物の動的応答の推定法の開発

航空宇宙分野で近年広く活用されているCFRP(炭素繊維強化プラスチック)構造物に異物が衝突した際の動的応答(変位,ひずみなど)を,構造に内蔵させたセンサからの計測情報より推定する手法の開発を行った.本手法では,異物衝突による衝撃荷重の作用位置と時間履歴をセンサ応答から同定し,同定荷重を用いて構造物に生じる変位・ひずみを推定する.なお,衝撃荷重の同定および動的応答の推定には,作用した荷重と構造物の応答を関係づける実験的変換行列を用いている.本手法の妥当性は,インパルスハンマで打撃したCFRP積層板の動的応答を推定する実験により検証した.本研究課題である「実験的荷重同定を用いたCFRP構造物の動的応答の推定法」の目的は,CFRP構造物に内蔵させたセンサからの計測情報を用い,構造物に異物が衝突した際の動的応答の推定手法を確立することである.本手法は,異物衝突により構造物に作用した衝撃荷重をセンサ応答より同定し,同定荷重を用いて構造物の動的応答を推定する二つの工程によって構成される.平成26年度は,「構造物に作用する荷重の同定法」および「同定荷重を用いた動的応答推定法」の数値実験を行うためのコンピュータプログラムを,有限要素法を用いて作成した.コンピュータによる数値実験の目的は,最終目標とする実験による本手法の妥当性の検証に対して有用となる知見を収集することである.まず,「構造物に作用する荷重の同定法」で考慮する衝撃荷重の数を検討した.本手法では,構造物に作用する未知の荷重分布を,構造物全体に対して規則的に配置した点に作用する多点衝撃荷重によって模擬している.そこで,荷重分布を十分に近似できる衝撃点数の検討を行った.なお,良好な荷重同定結果を得るために必要となるセンサ数についても一緒に検討した.続いて,「同定荷重を用いた動的応答推定法」で用いるモデルの作成方法について検討した.同定荷重から構造物の動的応答を求めるためのモデルは,最終的には実験データに基づいて作成するが,採用予定の作成方法は有限要素解析のように構造を要素に分割する必要がある.そこで,構造物の動的応答を精度良く再現するために要求される要素分割の細かさを数値解析でも検討した.数値実験を行った成果として,実験による検証で重要となるパラメータを選定するにあたって有用な予備知識を得ることができた.本研究課題である「実験的荷重同定法を用いたCFRP構造物の動的応答の推定法の開発」は,異物が衝突した際のCFRP構造物の動的応答を,構造内の複数点で計測したセンサ応答から推定する手法の確立が目的である.本手法は,異物衝突により構造物に作用した衝撃荷重をセンサ応答より同定する作業と,その同定荷重を用いて構造物の動的応答を推定する作業の二つによって構成される.平成27年度は「構造物に作用する荷重の同定法」および「同定荷重を用いた動的応答推定法」の妥当性を実験により検証した.まず,「構造物に作用する荷重の同定法」の実験では,2軸ひずみゲージを貼付したCFRP積層板をインパルスハンマで打撃し,得られた計測情報から衝撃の作用位置・荷重履歴を同定した.なお,本研究では,衝撃荷重とセンサ応答を関係づける実験的変換行列に基づいた同定法を採用している.衝突する異物の大きさ・質量・剛性などが同定精度に与える影響を明らかにするため,大きさ・質量が異なる二種類のインパルスハンマを用い,剛性の異なる複数の先端チップを装着して同定実験を行った.続いて,「同定荷重を用いた動的応答推定法」の実験では,衝撃荷重とCFRP積層板の面外変位を関係づける実験的変換行列を作成し,任意の衝撃が作用したときの面外変位の分布を変換行列と計測荷重を用いて推定可能か検証した.また,推定した面外変位からKirchhoffの平板理論に基づいてひずみの推定値を求め,ひずみゲージより得られた計測値と比較した.平成27年度の研究成果は,これまでコンピュータによる数値実験でしか示せていなかった「構造物に作用する荷重の同定法」および「同定荷重を用いた動的応答推定法」の妥当性が実験でも確認されたことである.研究実施計画では,本手法において重要な二つの要素である「構造物に作用する荷重の同定法」および「同定荷重を用いた動的応答推定法」の妥当性の検証を数値解析(平成26年度に実施)と実験の両方で行うことが平成27年度までの目標であった.本年度の研究活動では実験による検証に従事した.当初の計画との相違点をあげると,「構造物に作用する荷重の同定法」の実験で多点衝撃を扱わずに,大型インパルスハンマによって作用させた分布荷重で検証を行ったことである.実際の異物衝突で作用する荷重は構造物に点ではなく面で作用すると考えられるため分布荷重の同定に変更した.平成27年度に計画していた「荷重同定法および動的応答推定法の実験による検証」を遂行できており,その成果も十分に得られていることから,本研究は順調に進捗していると考える.本研究課題「実験的荷重同定法を用いたCFRP構造物の動的応答の推定法の開発」の目的は,異物が衝突した際のCFRP(炭素繊維強化プラスチック)構造物の動的応答(変位,ひずみなど)を,構造に内蔵されたセンサからの計測情報より推定する手法の確立である.

本手法では,異物衝突により構造物に作用した衝撃荷重をセンサ応答より同定し,その同定荷重より構造物の動的応答を推定する.最終年度である平成28年度は,これまで個別に扱ってきた「構造物に作用する荷重の同定」と「荷重が作用する構造物の動的応答推定」を組み合わせ,研究の集大成として「実験的荷重同定法を用いたCFRP構造物の動的応答の推定法」の妥当性を実験により検証した.供試体はCFRP積層板とし,荷重は大型インパルスハンマで作用させた.なお,打撃実験は剛性の異なる先端チップを装着して複数回行った.本実験では,まず,構造物に貼付された2軸ひずみゲージからの計測情報を用い,荷重とひずみ応答を関係づける実験的変換行列に基づいて,大型インパルスハンマによって作用した荷重が多点衝撃荷重として同定される.続いて,その同定荷重と,荷重ー面外変位の実験的変換行列を用いることで構造物の面外変位の時間履歴を推定し,さらにKirchhoffの平板理論に基づいてひずみの推定値を求めた.推定した応答は,センサで実測された値と比較することにより,その精度を検証した.本年度の成果は,本研究で提案した「実験的荷重同定法を用いたCFRP構造物の動的応答の推定法」の妥当性を実験で確認できたことである.航空宇宙分野で近年広く活用されているCFRP(炭素繊維強化プラスチック)構造物に異物が衝突した際の動的応答(変位,ひずみなど)を,構造に内蔵させたセンサからの計測情報より推定する手法の開発を行った.本手法では,異物衝突による衝撃荷重の作用位置と時間履歴をセンサ応答から同定し,同定荷重を用いて構造物に生じる変位・ひずみを推定する.なお,衝撃荷重の同定および動的応答の推定には,作用した荷重と構造物の応答を関係づける実験的変換行列を用いている.本手法の妥当性は,インパルスハンマで打撃したCFRP積層板の動的応答を推定する実験により検証した.本研究課題の平成26年度の研究実施計画では,「構造物に作用する荷重同定法」および「同定荷重を用いた動的応答推定法」の有限要素解析による数値実験を目標としていた.本年度の研究活動により,数値シミュレーションによって「実験的荷重同定を用いたCFRP構造物の動的応答の推定法」を検証するための環境を構築することができた.目標で挙げた本手法を構成する二つの要素の個々の妥当性だけでなく,両方を組み合わせた際の妥当性も数値実験により確認できるようになった.なお,作成したコンピュータプログラムは,入力を実験データに変更して微修正を加えれば,将来実施する実験による本手法の検証への転用も可能である.数値実験の結果からは,荷重分布を近似するために必要な点衝撃の数,動的応答を推定するための実験的モデルを作成する際の要素分割の細かさ,使用するセンサ数など,検証実験の参考にするための様々なパラメータや知見を得ることができた.以上より,平成26年度の目標としていた「有限要素解析による数値実験」を遂行できており,その成果も十分に得られていることから,本研究課題の現在の進行状況は順調であると考える.平成28年度は,当初の予定どおり,これまで個別に実証した「構造物に作用する荷重の同定法」および「同定荷重を用いた動的応答推定法」を組み合わせて「実験荷重同定法を用いたCFRP構造物の動的応答の推定法」を確立し,その妥当性および精度を実験により明らかにする.また,課題の最終年度につき,研究成果のまとめ作業にも注力する.構造ヘルスモニタリング平成27年度は,当初の予定どおり,数値実験によって得られた結果を参考にしつつ,「構造物に作用する荷重の同定法」および「同定荷重を用いた動的応答推定法」の実験による検証に着手する.「構造物に作用する荷重の同定法」の実証のため,ひずみゲージを貼付したCFRP積層板を対象に,多点衝撃荷重同定実験を行う.
げっ歯類および霊長類脊髄損傷に対する神経堤幹細胞移植治療の確立

神経堤幹細胞は成体の皮膚や骨髄から回収でき、また神経細胞へ分化するため、損傷脊髄に対する移植細胞の供給源として期待される。本研究では、マウス脊髄損傷モデルに神経堤幹細胞を移植したところ、移植細胞は損傷脊髄内で生着し、神経細胞へ分化することが明らかになった。また移植細胞は腫瘍化せず、神経堤幹細胞移植の安全性も確認された。さらに霊長類であるサルや人からも神経堤幹細胞の回収に成功した。【目的】中枢神経系の再生を目指した移植材料として神経幹細胞が注目されているが,臨床応用を考えた場合技術的・倫理的問題が障害となる可能性がある.そこで我々は,自家組織由来の細胞供給源としてニューロンやシュワン細胞へ分化する神経堤幹細胞に着目した.本研究では,神経堤細胞を標識するPO-CreおよびWnt1-Cre/loxp-EGFPマウスを用い,皮膚,後根神経節,骨髄より神経堤幹細胞を回収しその特性の違いを比較検討し,さらに損傷脊髄に対する移植を行い、その効果を組織学的に検討した。【方法】1)各組織由来神経提幹細胞の培養: Flow cytometryを用いて各組織におけるGFP陽性細胞の回収・培養を行った.2)各組織由来神経提幹細胞における分化能の検討:形成された細胞塊を分化誘導し,各組織間での分化傾向を比較検討した.3)遺伝子解析: RNAレベルでの神経堤マーカーの発現を検討した.4)神経堤細胞の移植:マウス第10胸髄レベルに圧挫損傷(60Kdye)を加え、損傷後9日目に各組織由来の神経堤幹細胞を移植し、組織学的評価を行った。【結果】成体における皮膚,後根神経節,骨髄よりGFP陽性細胞回収すると神経堤由来の細胞塊が形成された.各細胞塊を一定の条件下で培養すると、その多分化能や自己複製能は後根神経節由来の神経堤幹細胞で有意に高いことが分かった。さらに、神経堤細胞の未分化マーカーであるSox10やp75の発現も由来する組織間で相違があり、神経堤幹細胞における組織特異性が明らかとなった。移植した神経堤細胞は損傷脊髄内でニューロン、シュワン細胞へ分化していた。【考察】神経堤幹細胞は胎生期に神経管より遊走し,成体に至るまで胚葉を超えて各組織に潜伏しており,骨髄等において胚葉転換と表現されている組織幹細胞の多くが実は神経堤由来であることが示唆された.また移植された細胞は神経系細胞へと分化しており、脊髄損傷に対する神経堤幹細胞移植の可能性が示唆された.中枢神経系の再生を目指した移植材料として神経幹細胞が注目されているが,臨床応用を考えた場合技術的・倫理的問題が障害となる可能性がある.そこで我々は,自家組織由来の細胞供給源としてニューロンやシュワン細胞へ分化する神経堤幹細胞に着目した.本研究では,神経堤細胞を標識するPO-CreおよびWnt1-Cre/loxp-EGFPマウスを用い,皮膚,後根神経節,骨髄より神経堤幹細胞を回収しその特性の違いを比較検討し,さらに損傷脊髄に対する移植を行い、その効果を組織学的に検討した.成体における皮膚,後根神経節,骨髄よりGFP陽性細胞をフローサイトメトリーを用いて回収すると神経堤由来の細胞塊が形成された.各細胞塊を一定の条件下で培養すると、その多分化能や自己複製能は後根神経節由来の神経堤幹細胞で有意に高いことが分かった。神経堤幹細胞は胎生期に神経管より遊走し,成体に至るまで胚葉を超えて各組織に潜伏しており,骨髄等において胚葉転換と表現されている組織幹細胞の多くが実は神経堤由来であることが示唆された.また移植された細胞は神経系細胞へと分化しており、脊髄損傷に対する神経堤幹細胞移植の可能性が示唆された。
生態系間ネットワークと食物網の精査による藻場の生態系サービスの包括的評価

人類に恩恵をもたらす生態系の機能を生態系サービスと呼ぶ.藻場などの沿岸域生態系の生態系サービスは,地球上の全生態系の中で,最も高い経済価値を生み出すと試算されている.しかしながら,沿岸域生態系における生態系サービスは,未評価の機能も多い現状にある.本研究では,沿岸域生態系の生態系サービスの包括的評価を目的に,定量的な魚類採集と食物網解析から,移動性資源の生産に対する沿岸域生態系の貢献度評価,資源生物の生産に餌料生物として間接的に貢献する低次生物群の評価を実施する.また,藻場の生態系サービス時空間変動を解析するため,気候区分や卓越する海流が異なる環境条件において調査を行う.研究計画にもとづき, 2013年4-7月の期間に黒潮域,親潮域,対馬暖流域の卓越する日本国内のアマモ場,カリフォルニア海流の卓越する米国オレゴン州のアマモ場にて,小型の巻き網を用いた魚類の定量採集と環境調査を実施した.魚類生産の評価や成長解析を行うために必要な耳石日周輪解析に用いる魚類をエタノール保存した.採集地域間や東西太平洋間における生態系サービスの評価を行うために,採集された魚類の種同定,全長,湿重量を計測した.また,水温,塩分,動物プランクトンの採集,藻場の繁茂状況調査を実施した.これまでに行ってきた研究成果として,藻場の優占種であるシロメバル稚魚の減耗率と藻場の被食シェルターとの関係及びその季節変動を調査した研究が,学術雑誌に受理された.(抄録なし)人類に恩恵をもたらす生態系の機能を生態系サービスと呼ぶ.藻場などの沿岸域生態系の生態系サービスは,地球上の全生態系の中で,最も高い経済価値を生み出すと試算されている.しかしながら,沿岸域生態系における生態系サービスは,未評価の機能も多い現状にある.本研究では,沿岸域生態系の生態系サービスの包括的評価を目的に,定量的な魚類採集と食物網解析から,移動性資源の生産に対する沿岸域生態系の貢献度評価,資源生物の生産に餌料生物として間接的に貢献する低次生物群の評価を実施する.また,藻場の生態系サービス時空間変動を解析するため,気候区分や卓越する海流が異なる環境条件において調査を行う.研究計画にもとづき, 2013年4-7月の期間に黒潮域,親潮域,対馬暖流域の卓越する日本国内のアマモ場,カリフォルニア海流の卓越する米国オレゴン州のアマモ場にて,小型の巻き網を用いた魚類の定量採集と環境調査を実施した.魚類生産の評価や成長解析を行うために必要な耳石日周輪解析に用いる魚類をエタノール保存した.採集地域間や東西太平洋間における生態系サービスの評価を行うために,採集された魚類の種同定,全長,湿重量を計測した.また,水温,塩分,動物プランクトンの採集,藻場の繁茂状況調査を実施した.これまでに行ってきた研究成果として,藻場の優占種であるシロメバル稚魚の減耗率と藻場の被食シェルターとの関係及びその季節変動を調査した研究が,学術雑誌に受理された.(抄録なし)
観光資源の発掘・再評価 -機械学習による写真共有SNS分析を軸として-

本研究の目的は「未知の観光資源を発掘する」とともに「既知の観光資源の再評価を実施する」ための体系的な手法を開発することである。この目的を達成するための手段として本論ではInstagramに代表される写真共有SNS (Social Networking Service)へ投稿された大量の写真データを対象とした分類・分析実施手法を提案する。さらにこの分析結果を利用した観光客誘致施策立案手法の開発を目指す。観光客が写真共有SNSに投稿している大量の写真群は、訪問地域に対する観光客の興味・関心の発露といえる。このためこれらの写真を分析することは観光誘致施策立案にとって有用である。
非接触での分布触覚提示によるインタラクションの研究

超音波による空中触覚提示技術は、原理的には人間の運動を拘束することなく、刺激部位や力の空間分布を任意に変化させることを可能にするが、現時点ではごく狭いワークスペースでの実証実験が済んでいるに過ぎない。本研究では、まず着座した状態で手が届く領域内で、任意の位置、タイミングに多様な力分布を与えることができる触覚提示環境を実現する。そのシステムを用い、触覚が生み出す感性的効果を解明するとともに、3次元インタフェースとコミュニケーションの新しい姿を提案する。基盤研究(S)交付内定に伴い、本課題が廃止されるまでの研究期間においては、研究実施計画に従って、以下の開発を行った。まず「空中超音波基礎デバイスの開発」においては、本研究の基盤となる空中超音波フェーズドアレイ(AUPA)の設計を行った。大規模フェーズドアレイを実現するための基本ユニット、すなわち19cm×15cmの領域を1ユニットとしてそれを自由に接続・拡張でき、かつ各素子が1usの精度で同期動作できるデバイスの設計を行った。各ユニットにはプロセッサが搭載され、ユニット間の通信容量も従来のものより大幅に強化されている。「軽量薄型の実用デバイス設計」においては、将来の実用化を目指した薄型の超音波デバイスの設計に着手し、理論計算・シミュレーションまでを行った。「3次元ユーザインタフェース」においては、VR型UIの基礎検討を目的とした裸眼3次元空中映像提示装置の開発に着手し、その一次試作を行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ステロイドホルモン及びTGF-βによる骨シアロタンパク質の転写の調節

1,骨芽細胞培養系にステロイドホルモン(グルココルチコイドまたはビタミンD_3)を添加後,RNAを抽出し,ノーザンブロットを行った結果,グルココルチコイド(デキサメサゾン)は骨シアロタンパク質(BSP)の転写を促進し,逆にビタミンD_3は抑制することが判明した.2,グルココルチコイドの効果がmRNAの安定性に関与するかどうかを,RNA合成阻害剤を用いて検討したところ,グルココルチコイドは安定性には影響しないことが明らかになった.3,BSPのcDNAを用いて,BSP遺伝子上流域(プロモーター)のクローニングを行い,約3000bpの塩基配列の決定を行ったところ,TATAボックスおよびCATボックスの塩基配列が逆方向であること,ビタミンD_3レセプター結合部位(VDRE)がTATAボックスと重複していること,転写開始の約1000bp上流にグルココルチコイドレセプター結合部位(GRE)が存在することが判明した.4,BSPプロモーター中のGREをアイソトープで標識し,ゲルシフトアッセイにてグルココルチコイドレセプターとの結合性の検索を行った結果,両者が結合し,その結合がコンセンサスGRE配列と競合することが明らかになった.5,ルシフェラーゼベクターに,種々の長さに調節したプロモーター遺伝子を挿入し,骨芽細胞様細胞(ROSI7/2.8cells)の中へDEAE-dextran法にてトランスフェクションしたところ,GREを含むコンストラクトをデキサメサゾンで刺激すると,ルシフェラーゼ活性の上昇が認められた.以上の結果より,BSPプロ-モーター中のGREを介してグルココルチコイドによる転写の調節が行われていると考えられた.1,骨芽細胞培養系にステロイドホルモン(グルココルチコイドまたはビタミンD_3)を添加後,RNAを抽出し,ノーザンブロットを行った結果,グルココルチコイド(デキサメサゾン)は骨シアロタンパク質(BSP)の転写を促進し,逆にビタミンD_3は抑制することが判明した.2,グルココルチコイドの効果がmRNAの安定性に関与するかどうかを,RNA合成阻害剤を用いて検討したところ,グルココルチコイドは安定性には影響しないことが明らかになった.3,BSPのcDNAを用いて,BSP遺伝子上流域(プロモーター)のクローニングを行い,約3000bpの塩基配列の決定を行ったところ,TATAボックスおよびCATボックスの塩基配列が逆方向であること,ビタミンD_3レセプター結合部位(VDRE)がTATAボックスと重複していること,転写開始の約1000bp上流にグルココルチコイドレセプター結合部位(GRE)が存在することが判明した.4,BSPプロモーター中のGREをアイソトープで標識し,ゲルシフトアッセイにてグルココルチコイドレセプターとの結合性の検索を行った結果,両者が結合し,その結合がコンセンサスGRE配列と競合することが明らかになった.5,ルシフェラーゼベクターに,種々の長さに調節したプロモーター遺伝子を挿入し,骨芽細胞様細胞(ROSI7/2.8cells)の中へDEAE-dextran法にてトランスフェクションしたところ,GREを含むコンストラクトをデキサメサゾンで刺激すると,ルシフェラーゼ活性の上昇が認められた.以上の結果より,BSPプロ-モーター中のGREを介してグルココルチコイドによる転写の調節が行われていると考えられた.
静脈皮弁の実験的研究

われわれは、これまでに通過静脈皮弁の生着の有無について検討してきたが、その生着には皮弁側には皮弁内の血管網の性状、移植側には動脈に近い特殊な皮下静脈の性状が関与するものと思われた。また、同皮弁の生体顕微鏡的観察から移植直後から静脈皮弁内には静脈から拡散する血流が確かに存在するものの、その血流は非常に不規則であり、極めて不安定な血行動態を示すことが判明した。しかしながら、静脈自体のterritoryが不明確なため、われわれは新たに実験モデルを作製し1本の通過静脈が生着させることのできる面積や幅について検討を加えた。実験結果から、一本の静脈で生着する幅は、1.1±0.45cm,この生着幅は周辺からの血行に影響されることが統計的に証明された。今回新しく作製された静脈皮弁の実験モデルは生着幅、面積を定量でき、しかも同皮弁の生着に関与する種々の因子を検討する基礎モデルともなると思われる。実験1:当初予定した実験1(静脈皮弁の血管茎となる静脈の走行による生着率の差異について)は血管茎となる静脈に変位が多く、各家兎において一定の実験的手技が得られないためやむえなく中止した。実験2:移植床静脈の検討家兎15羽を使用して気管切開を施行しハロセンによる吸入麻酔下に夏目製作所から購入したヒ-トプレ-トを使用し体温を一定とし、循環動態を安定化した。その後、左耳中央に、3×4.5cmの通過静脈皮弁を作成しまず通過静脈の静脈血流量を電磁流量計で測定した。その結果、本皮弁の通過静脈の血流量は4.58±2,23 ml/min/100mg,同じ静脈を用いて静脈血圧は7.6±2.919.8±2.66mmHg,静脈圧差は2.2±0.42mmHg.であった。この結果、通過静脈には早期より血流が存在しまた脈圧を有する特殊な静脈であることが判明した。同時に測定した静脈内酸素分圧は70.02±8.51mmHgで、対象とした大腿静脈と比して高値を示した。実験3.静脈皮弁の生体顕微鏡的観察家兎20羽を使用し、静脈皮弁を作成した後に、耳介後面の皮廣と軟骨とを切除することにより、静脈皮弁の早期楯環動態を生体顕微鏡下に観察した。われわれの実験モデルで静脈皮弁の早期循環動態が観察可能であったが、その血行動態は極めて不安定なものであった。そのほとんどが、細静脈間血流であり、一部に動静脈吻合を介しての正常血流も認められた。このことは、静脈血自体で皮弁が栄養されていることを示している。これまでに、静脈皮弁内の徴小循環系を直視下で観察した報告はなく、実験2とあわせて新しい知見と考えられる。われわれは、これまでに通過静脈皮弁の生着の有無について検討してきたが、1本の通過静脈が生着させることのできる面積や幅については依然不明であった。それらを定量的に知る事が出来れば、臨床的に有意義であるばかりか、その生着に関する種々の要素を検討することが出来る。実験には成熟白色家兎の両耳を使用し、耳背側の外側縁に軟骨面を移植床とする3.0×3.0cmの1本の通過静脈を含む通過静脈皮弁を作製した。実験1:中心動脈結紮群(周辺血行不良群)実験2:皮弁周辺血行に操作を加えない状態において、1本の通過静脈で生着し得る皮弁面積について検討、この際、実験1と対比して周辺血行の静脈皮弁に及ぼす影響についても検討を行なう。(検索方法)実験1、2とも、2週間後に皮弁の生着状態を肉眼的、Microangiogram、組織学的に行なう。(結果)Group 1ーBの結果より、一本の静脈で生着する幅は、1.1±0.45cmであり、Group 1ーBと2ーBとの間に有意差(P<0.05)を認めた。しかしながらその生着する面積(生着率)については有意差を認めなかった。即ち、静脈皮弁の生着幅は周辺からの血行に影響されるが、生着面積(生着率)には影響しない。これは、皮弁自体の静脈のteritoryが曖昧なことや、皮下静脈を血管茎とすることからくる血流量の不安定さから皮弁生着面積の実測値が拡散した事によって統計学的に有意差が出なかったのではないかと考えている。