hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
海色衛星観測と生態系モデルによる一次生産者群集構造と海洋二酸化炭素分圧との関係

人工衛星から観測される情報を利用して、1998年から2009年までの全球規模における海洋二酸化炭素分圧(pCO_2)および植物プランクトンの群集構造間の関係を調べた。各植物プランクトングループに対するChlorophyll-a量(Chla)とpCO_2の各時間偏差の間には、亜寒帯と亜熱帯を分ける前線域で負の相関が全グループにおいて見られた。一方、pCO_2と、各グループが全Chlaへ占める割合の間での相関は、上記と同様に前線域で強いものの、グループによって相関の仕方が異なった。平成22年度の計画には、全球衛星海洋変数(例:Sea Surface Temperature SST,植物プランクトンChlorophyll-a濃度Chla,Mixed Layer Depth MLDなど)とTakahashi etal(DSRII,56,554-577,2009)によって得られる海洋二酸化炭素分圧(pCO2)との関係を、統計解析手法を使って定量化した。重回帰分析を用いて得られた、上記海洋変数とpCO2との線形関係は強くなく、別の方法を使わなければならないことが分かった。よって、より高度の統計的手法(主成分分析)を用いてこれらの関係を調べた。主成分の計算を利用して得られる海洋変数とpCO2との間の関係より、pCO2をそれら海洋変数から再現できる可能性が示され、結果として、全球に対してpCO2の時系列データを海洋変数から作成することができた。ただし、海洋変数のうち、混合層深度(MLD)は、気候値としてのデータしかなく、pCO2の時系列作成には不適切であった。よって、MLDの代わりに、時系列として衛星データがある有光層深度を用いてpCO2時系列を作成した。有光層深度は、衛星海色データのインバージョンアルゴリズムを利用して求めた。MLDを使用して計算されたpCO2と有光層を使用して計算されたpCO2は、ほぼ変わらず、本研究における手法においては、MLDを有光層深度で代用できることが分かった。モデルにおいては、生態系モデルの改良を行ない、栄養塩取り込み過程を新たに組みんだモデルの過去再現実験を開始した。平成23年度は、(1)全球衛星海洋変数(例:海面水温SST,Chlorophyll-a濃度Chla,混合層深度MLD)とTakahashi et al(2009)によって得られる海洋二酸化炭素分圧(pCO2)との関係を、前年度とは異なる統計解析手法を使って定量化し、pCO2の時系列を作成すること、(2)再現されたpCO2とPFTデータセットやモデルを使って、海洋生態系のpCO2の変化との関係を統計解析しながら、気候変動指標(例:ENSO指数,インド洋ダイポール指数,北大西洋振動指数)との関連を考察すること、を行なった。解析の結果、主成分分析を応用しすることによって、上記の海洋変数からTakahashiらのpCO2をよく再現できることを確認した。また、主成分分析を利用して衛星データより得えらた全球pCO2の時系列と、全球植物プランクトンの群集構造(PFTs)の時系列や気候変動指標の時系列との関係を解析したところ、pCO2と大型の植物プランクトンに良い負の相関がみられた。逆に、pCO2と小型の植物プランクトン群集の間には、正の相関がみられた。pCO2と気候変動指標との相関は、MEIにおいて相関係数が南半球において最大で0.47ほど得られる程度であった。この結果を理解するためのモデルを利用した解析に先立ち、栄養塩取り込み過程を忠実に再現および最適にパラメタリゼーションされたモデルを用いて過去再現実験を行ない、モデルと衛星観測で得られる生態系構造を比較した結果、両者は全球規模では概ね似た傾向を示した。そこで、モデルで得られたpCO2とPFTsの関係を調べたところ、衛星データ解析と同様な結果が得られるのが確認できた。このモデルによれば、小型の植物プランクトンが優先するところでは、pCO2に対して植物プランクトン以外の原因による生物地球科学的あるいは物理的影響が大きいことが示唆された。
金属間化合物TiAlの低酸素分圧下における酸化挙動の解明

金属間化合物TiAlは大気中ではAl_2O_3の連続性が少なく、TiO_2の混合した酸化皮膜を形成し著しく酸化されるが、これを10^3Pa程度の低酸素分圧下で熱処理すると、表面に連続したAl_2O_3皮膜が形成され、耐酸化性は大きく改善される。この機構を明らかにするため、酸素固溶度の高い純Tiの低圧酸化と比較しながら、熱天秤による連続酸化挙動の観察および低圧酸化後の生成相に関するX線回折を行った。その結果、低圧酸化後の試料ではTi-Al系の状態図にはないが最近その存在が報告されているZ相に相当する回折線が観察され、Al欠乏層として酸素固溶度の高い相が形成されることが明らかとなった。すなわち、TiAlを低酸素分圧下で酸化するとAl_2O_3の生成に伴い、Al欠乏相としてZ相が形成され、ここに酸素は多量に固溶されるため、TiO_2の生成が阻止されるものと考えられる。また、低圧下では窒化物が生成せず、これも連続したAl_2O_3層の形成を容易にしているものと思われる。この結果はAl欠乏相として酸素固溶度の高い相は形成されない高Al濃度の金属間化合物、TiAl_2およびTiAl_3の場合には低酸素分圧下熱処理による耐酸化性改善効果は認められないことからも確認された。また、低酸素熱処理後の試料表面にビッカース微小硬度計を利用し、50g1kgの荷重で圧痕をつけ、SEM観察した結果、圧痕内には亀裂が見られるが、周辺への影響はなく、皮膜はかなり安定であると推測された。さらに、このような圧痕のある試料を繰返し酸化した場合でも耐酸化性改善効果は圧痕のない場合とほとんど差はなく、皮膜は外部からの損傷に対して安定であることを確認した。これは圧痕部では外部から加えられた変形により表面付近に転位が導入され、Al_2O_3が生成しやすくなり、酸化皮膜の修復機能が働くためと推測される。金属間化合物TiAlを大気中で酸化するとAl_2O_3の連続性が少なく、TiO_2の混合した耐酸化性のない酸化皮膜を形成する。しかしTiAlを低酸素分圧下で熱処理すると、表面に連続したAl_2O_3皮膜が形成され、耐酸化性は大きく改善される。この時の圧力はTiO_2やAl_2O_3の平衡解離圧よりはるかに高い10^<-3>Pa程度で十分である。純Tiは酸素を多量に固溶し、10^<-3>Pa程度の比較的高い圧力でも酸化物を形成せず、酸化は長時間にわたって直線則を示す。TiAlでも同様な現象が起こる可能性がある。本研究ではまず、熱天秤を用いてTiを大気中と低圧下で酸化し、大気中では酸化はほぼ放射線則に従うのに対し、低酸素圧下ではTiO_2は形成されず、直線則に従うことを確認した。次にTiAlを大気中と10^<-3>Pa程度の真空中で連続酸化し、酸化後の試料のX線解析を行った。その結果、TiAlの低圧酸化は初期に直線則を示すもののその時間は短く、その後放射線則に従った挙動を示した。さらに時間が経過すると、酸化速度はより小さくなった。酸化後の試料からはAl_2O_3のみが検出され、TiO_2は認められなかった。

また、Ti-Al系の状態図にはないが、Al欠乏層として最近その存在が報告されているZ相に相当する回折線が観察された。このZ相はα_2相よりも酸素濃度が高く、大気中酸化よりも純酸素中で形成されやすいと報告されている。これらを考えると、TiAlを低酸素圧下で酸化するとAl_2O_3の生成に伴い、Al欠乏相であるZ相が形成され、ここに酸素は多量に固溶されるため、TiO_2の生成が阻止されるものと考えられる。酸化初期に観測される直線則は試料全面がAl_2O_3で覆われるまでの過程、放射線則はAl_2O_3層の成長とともに、Al欠乏相であるZ相へ酸素が固溶される過程、その後はAl_2O_3層によって酸化の進行が抑制されると考えられる。また、低圧下では純酸素中と同様、窒化物が生成せず、これもTiAlの表面への連続したAl_2O_3層の形成を容易にしているものと思われる。金属間化合物TiAlは大気中では著しく酸化されるが、これを低酸素分圧下で熱処理すると、表面に連続したAl_2O_3皮膜が形成され、耐酸化性は大きく改善される。Al_2O_3皮膜の生成には低圧酸化中にAl欠乏相として酸素固溶度の高いZ相が形成されることが大きく寄与していることを昨年度の研究で明らかにした。本年度の研究では、Al欠乏相としてどのような相が形成されるかで耐酸化皮膜が生成するか否かが左右されることを確認する目的で、Ti-Al系のAl高濃度の金属間化合物を溶製し、低圧下で酸化し、その後の酸化挙動を大気中酸化の場合と比較検討した。その結果、Al欠乏相として酸素固溶度の高い相が形成されないAl高濃度試料では低酸素分圧下熱処理による耐酸化性改善効果は認められず、未処理の試料と繰返し酸化挙動に変化はなかった。この結果からも低酸素分圧下熱処理で保護性の高い連続で緻密なAl_2O_3層が形成されるためにはZ層のような酸素固溶度の高い相が大きな役割を果たすことが確認された。また、このようにして形成された保護相の安定性を調べるため、低酸素分圧下熱処理後の試料表面にビッカース微小硬度計を利用し、50g1kgの荷重で圧痕をつけた。この表面近傍をSEM観察した結果、圧痕内には亀裂が見られるが、周辺への影響はなく、皮膜はかなり安定であると推測された。また、このような圧痕のある試料を繰返し酸化した場合でも耐酸化性改善効果は圧痕のない場合とほとんど差はなく、皮膜は外部からの損傷に対して安定であることを確認した。これは圧痕部では外部から加えられた変形により表面付近に転位が導入され、Al_2O_3が生成しやすくなり、酸化皮膜の修復機能が働くためと推測される。
原爆傷害調査委員会が実施した遺伝学調査における助産婦の活動

原爆傷害調査委員会(ABCC)は、広島、長崎に原爆が投下された以後、原爆による放射線の健康影響について長期的に調査を行った米国の調査研究機関である。本研究で対象とする遺伝学調査は、ABCC設立草創期の最大の調査であり、日本人医師、看護婦、助産婦などが実施した。申請者はこれまで、遺伝学調査における医師、看護婦の活動を明らかにしてきたが、助産婦の活動については先行研究からも十分に検討されていなかった。そこで、本研究はABCCの遺伝学調査に関連する日米の公文書、遺伝学調査を実施した当事者の書簡等私的文書とABCCに協力した助産婦の面接調査を併せて分析を試みる。
IMP肺シンチグラムを用いたBPDの肺間質障害の半定量的評価法の確立

IMP肺シンチグラムをのべ7人のBPD患児に施行した。各症例で、ほぼ同時期にXe局所肺機能検査とMAA肺血流シンチグラムを施行して、比較検討した。1.IMP肺シンチグラムの初回循環像(first pass image)は、肺血流動態を反映していると考えられているMAA肺血流シンチグラムの所見との間に差異が認められたが、RI形態の相違によると考えられた。2.IMP肺シンチグラムの静態像とTime Activity Curveにより、肺毛細血管障害を評価して、肺間質障害を半定量的に推定することが目的のひとつであったが、症例数が少なく、この目的は達成し得なかった。しかも胸部単純X線写真上の異常所見が残存している症例ばかりであったため、呼吸障害も依然認められており、詳細な評価が行えなかった。しかし、呼吸障害の程度、換気・血流障害の程度、形態的異常の程度を比較検討し、本法の肺間質障害の評価の有用性について確信した。3.同一症例においてIMP肺シンチグラムを経時的に2回施行して経過観察を行った。検査所見も、呼吸障害の程度も明かな変化は認めなかった。更なる経時的経過観察の必要を感じた。
格差社会におけるリスク生徒の学力・進路保障の研究－カナダの包括的支援と比較して－

2018年度は、カナダ、ノバスコシア州での調査結果をまとめた。同州での調査により、カナダの中でもノバスコシア州における子どもの貧困問題は依然として深刻であり、国からの給付の増額に対して他州の子どもの貧困率が反応して低下したのに対して、ノバスコシア州のそれには効果が確認できなかったことを明らかにした。また、2010年に州都のハリファックスに設立されたパスウェイズ・トゥ・エデュケーションで実施されている低所得コミュニティの子どもに対する支援状況について報告した。さらには、これまでの同州の教育成果の現実として、カナダ全体の平均をみても、他州との比較でみても、国際比較においても、子どもの発達や種々のテストの結果が劣っていることを認めざるを得ない状況がある。このような現状に鑑み、同州では「移行タスクフォース」が結成された。このタスクフォースには、同州の教育について、将来的には特に中等後教育への移行とキャリア選択についての助言をするように期待がかかっている。また、省庁を横断した貧困と闘うためのブループリントを作成するうえで、州内のコミュニティに対して貧困削減のための参加の機会を提供している。つまり、コミュニティが実践的なプログラムや取組みを提案し助成金を申請することができる。このような実践は2021年以降の貧困削減のブループリント中に対策の1つとして反映される。カナダの下院が全会一致で貧困削減を提案して以来30年が経過したものの、ノバスコシア州は子どもの貧困率を見る限り、他州に遅れをとっている。子どもの学習機会や進学機会を十分に保障するような人生早期に配慮したプロジェクトや取組みが評価され採択されることによって、同州のブループリントに重要な1つの貧困削減対策の指針として取り入れられることが期待される。2018年度10月から、通常の授業、学務に加えて、東洋英和女学院大学に設置された研究不正問題に関する調査委員会の委員長の重責を負うこととなり、2018年度後半から2019年度はじめにかけて多忙を極めた。当初、2018年11月2019年1月の間の適切な時期にはカナダで現地調査を行う予定をしていたものの、調査委員会での作業が佳境を迎えるにつれ、調査、研究の進行に支障をきたした。そのため、1年間の補助事業期間の延長を申請することとし、それが認められた。したがって、本研究課題の進捗状況は遅れていると言わざるを得ない。1年間の補助事業期間の延長が認められたため、2019年度には調査、研究計画を見直し、遅れているカナダでの現地調査を実施する。具体的には、ケベック州での貧困削減対策と子どもの学習機会、進学機会の保障を支援するパスウェイズ・トゥ・エデュケーションの現地調査を行う。ケベック州はカナダの中でも、子どもの貧困問題に対する取組みが相対的に進んでいる。この実態を考察し、その改善の要因について分析する。また、ケベック州では大学進学を実現するためには、子どもたちはまずはセジェップという2年間のいわゆる予備課程に進まなければならない。このような予備課程を経ての大学進学は、カナダの他州の実情とは異なっている。したがって、中等後教育への進学はこのハードルをまずは越えなければならない。このための支援についてパスウェイズ・トゥ・エデュケーションの取組みを考察し、ケベック州の教育制度に基づく学習支援について明らかにする。平成28年度はカナダ・オンタリオ州のキッチナーのパスウェイズを訪問し、2つの低所得コミュニティにおいてパスウェイズ・プログラム実施現場を観察した。2つのコミュニティはキングスデイルとシャンドレ-モアであり、2007年にプログラムの実施母体をコライゾン(Carizon)に置いて支援が開始された。コライゾンはおよそ60年に渡って、キッチナーとその周辺地区で子ども、青年、高齢者、家族、移民など様々な困難を抱えた人々にカウンセリングや活動機会を提供し、住民の健全健康な生活を推進してきた。パスウェイズ・プログラムによる支援が実施されている2つのコミュニティのうち、キングスデイルはカナダへのニューカマーが多いコミュニティであり、もう1つのシャンドレーモアは南米から移民し、何世代もの間貧困の中にいる住民が多い。パスウェイズ・キッチナーでは、2つのコミュニティの生徒が直面する問題を理解し、プログラムによる支援によって生徒の自己肯定感を高めるよう努めている。2007年の支援開始時には、100人の生徒が支援に参加したが、2016年現在では602人の生徒が参加している。決められた地理的範囲内に居住する生徒の90%以上が参加している。キッチナーでプログラムに参加している生徒は、その社会的、経済的、文化的な不利にもかかわらず、学業上の成功を収めつつあり、不利を抱えていない生徒とのギャップを縮めつつある。パスウェイズ・キッチナーのスタッフによると、プログラムによる支援が子どもの貧困を解決するすべてではないが、重要な一部であると考えている。さらに、京都市の勧修中学校での学習会は従来の3年生のみの支援に加え、1、2年生も支援対象となり、学習会が定着しつつある。学習上の効果のほか、ボランティアとの関わりが形成され始めており、学校での授業中の学習姿勢にも変化が現れつつある生徒もいることが確認できた。パスウェイズ・トゥ・エデュケーションのプログラムを実施しているコミュニティとして、オンタリオ州内のキッチナーを訪問し、プログラム実施現場を観察することができた。キッチナーでは、2つの低所得コミュニティの生徒を支援対象としており、この2つのコミュニティの住民にはそれぞれ異なった特性があり、パスウェイズ・キッチナーでは、その住民の社会的、文化的特性に合わせたボランティア構成をしている。

パスウェイズ・プログラムが、コミニティごとの特性を考慮した支援体制をとる努力をしていることが理解でき、このような知見が得られたことは有益であった。また、パスウェイズ・プログラムの実施母体となっているコライゾンは、プログラムを実施する以前から長期に渡ってすでにその周辺地域において子ども・青年・家族・高齢者・移民を対象とした様々な支援活動を行っており、支援団体として地域社会における安定的な地位を維持している。このような地域社会における支援組織や団体が住民の日常生活の中に定着し、多様な支援や活動機会を提供している状況を観察できたことも意義深い。京都市の勧修中学校では、これまでの学校長が他の中学校に異動となり、年度初めには学習会の継続に関して多少の不安が生じたものの、新学校長の下でこれまでどおり継続が可能となり、学校側の協力が得られた。地域住民による支援内容にも向上が見られるなど、全体としては学習会の進展があったと言える。地域住民のボランティアとしての意欲も高く、さらなる支援内容や方法の向上が期待できることが分かった。平成29年度には、カナダ・ノバスコシア州の地域基盤の包括的支援について調査を実施した。ノバスコシア州の子どもの貧困率は20%を超えており、2014年の同州の報告書によると、カナダ10州のうちで3番目に高く、カナダ全体の平均をも上回っている。ノバスコシア州の州都であるハリファックスの世帯の食料上の不安定さはカナダの他の33都市部地域と比べても最も高い。今回の調査はハリファックスにおいてパスウエィズ・トゥ・エデュケーション(Pathways to Education,以後、パスウェイズ)が学習支援を行っている現場を観察し、スタッフに聞き取りを行った。調査地の州都ハリファックスの子どもの貧困率は2014年の報告書では18.6%であり、州内では相対的に低い。同州の子どもの貧困率は深刻と言える。パスウェイズ・ハリファックス(Pathways Halifax)は2010年にスプレイフィールド地域にチェブクト(Chebucuto)という既存の地域支援組織を支援プログラム実施母体として設立された。支援対象範囲の多くの中等学校の生徒が参加しており、平日の時間帯を3区分して、学習支援を行っている。生徒たちはどの時間帯に学習に来るのも自由であるため、放課後直後の時間帯が最も参加が多く混雑する。参加している生徒たちによると、パスウェイズによる支援が非常に役立っているという。課題としては、学習支援が行われているパスウェイズの場所が交通事情が必ずしも良いとはいえず、支援ボランティアの採用には困難を伴うことである。また、京都山科の勧修中学校での学習会は、1年生からの参加者も増え、生徒たちの居場所としての位置をも築きつつある。この学習会の恒常的課題は学校管理に関わることにある。支援が校内で行われているために、毎年度末の教員異動に影響され、支援に対する理解と協力を毎年度初めに確認する必要がある。
新型高性能マイクロチャンネル熱交換器の実証研究

液体二酸化炭素により冷却する蒸気タービンの復水器を対象として、二相流間の新型高性能マイクロチャンネル熱交換器の流路最適化と設計を行い、試験体を作成して、その性能を実験的に検証した。受熱側・与熱側それぞれの三次元熱流動解析と可視化実験から最適化された流路形状試験体を用い、超臨界二酸化炭素/水間伝熱流動試験装置の試験より、高い総括伝熱係数が得られ、凝縮・沸騰二相流間の熱交換器として、新型高性能マイクロチャンネル熱交換器の優位性が明らかとなった。発電所の復水器で発生する水蒸気凝縮熱は環境に廃棄されている。この排熱を利用する新型排熱回収システムでは、復水器の冷却熱媒体として圧力が約6MPaで温度が約20°Cの液体CO_2を用いる。この復水器は、耐圧性、コンパクト化、高性能化を図るためにマイクロチャンネル型(MCHE)とする。本研究は、このMCHEを開発し、性能を実験的に検証するものであり、今年度は、流路構造の最適化のために、沸騰二相流と凝縮現象の可視化実験を中心に行なった。以下に本年度の成果を示す。(1)マイクロチャンネル流路の最適化本MCHEの熱流動形態の特徴は沸騰二相流と凝結という点である。沸騰二相流に関しては、下面から加熱できるマイクロチャンネル流路伝熱プレート試験体を製作し、最上層のプレートには観測窓を設け、上部から高速ビデオカメラで二相流の流動挙動を観察した。気泡がトレーサとなり、流動状況が良く観察できた。流路内における二相流の流動状況は、単相流での3次元熱流動解析結果と類似していることが確認できた。そこで、単相流解析において好適と判断されたS字型フィンを配置する流路形状において流動状況を観察した。その結果、この流路構造では、二相流圧損の主原因となる渦を生成せず、スムーズで安定に流れる事が確認できた。凝縮に関しては、下面から冷却できるマイクロ流路伝熱プレート試験体を製作し、最上層のプレートには観察窓を設け、上部から高速ビデオカメラで凝縮伝熱プレート表面における凝縮形態(滴状凝縮の発生・成長、凝縮液の流動)の観察を行なった。観察結果から、水平面に対して傾斜したフィンを凝縮面に加工した流路構造では、多くの凝縮面で滴状凝縮となり、凝縮液の凝縮面への滞留が少なく、スムーズで安定に流れ、多くの凝縮量を確保できる見通しを得た。(2)マイクロチャンネル熱交換器試験体の設計前(1)項の沸騰二相流流路と凝縮面で観察した流路構造に基づき、沸騰/凝縮を伴うMCHE試験体の設計を行った。今年度は従来型の円管方式の熱交換器の試験と評価およびMCHE型熱交換器試験体の製作と実験を行った。(1)円管流路形状熱交換器の評価伝熱形態が簡明な円管形状の熱交換器による伝熱実験とその評価を行なった。試験部は円筒形容器内に螺旋状の円管を設置したもので、容器は内径260mm、高さ430mm、円管は内径7.13mm、肉厚1.2mm、長さ8.5mである。流体条件は管外の水蒸気は圧力3.5kPa4.OkPaの飽和状態で、管内CO_2の熱交換器入口条件は圧力5.8MPa6.1MPaのほぼ飽和状態で、出口は約5°Cの過熱状態である。試験は定常状態で行った。試験データはCO_2及び水蒸気側の圧力と温度がパラメータとなる。試験データはCO_2の熱交換器入ロクオリティと交換熱量及び総括伝熱係数で評価した。交換熱量と総括伝熱係数は共にCO_2の入ロクオリティが小さい程大きくなる。計算に用いた伝熱モデルは水蒸気凝縮に修正Nusseltの膜状凝縮熱伝達、CO_2の沸騰に修正Kattanの式を、蒸気単相流にDittus-Boelterの式を用いた。その結果、総括伝熱係数に関して、実験値と計算値はほぼ±5%で評価でき、計算結果の最大値は約26kW/m^2Kと従来の水冷却の復水器の場合より1桁大きい値となった。又、熱流速の最大値は約59kW/m^2で必要となる伝熱面積は従来の復水器の半分程度で可能ということが分った。(2)マイクロイチャンネル熱交換器試験体(MCHE)の製作と試験前年度の成果を基にMCHEを製作し試験を行った。試験体の材質は銅で、形状は幅120mm、長さ320mm、厚さ14mmの直方体である。水蒸気凝縮面は傾斜角60゚、幅1mm、高さ1.5mmのフィン形状。CO_2流路は幅0.88mm、長さ4.8mm、深さ0.94mmのS字型フィンが配列されている。試験は復水器内の水蒸気雰囲気中に熱交換器を設置し、内部にCO_2を流して熱交換させた。

データは復水器への気体リークによる水蒸気凝縮部で不凝縮性ガスの影響を受けており、この影響を最小限にすることが課題点である。マイクロ流路の最適化として、新規の流路形状に関してCFDによる計算を行い、既存のエコキュートとの比較検討を行った。熱交換器の水側流路にはS字フィン型流路を用い、S字フィンの大きさを炭酸ガス-水の給湯器用に再設計した流路形状を用いた。炭酸ガス側の圧力損失を低減するために、流路形状を変更し、流路の深さを0.94mmとし、フィン長さを4.8mm、形状全体の幅を67.98mm流路部分全体の幅を約58mmとして計算を行った。運転条件は運転圧力(炭酸ガス側:9.2MPa,水側:市水圧)、入り口温度(炭酸ガス側:88度,水側:9度)、出口温度(炭酸ガス側:12.3度,水側:65度)、流量(炭酸ガス側:61.0kg/h,水側:69.0kg/h)、圧力損失(炭酸ガス側:150MPa,水側:16MPa、交換熱量(炭酸ガス側:4.5kW(放熱85W),水側:4.5kW)とて計算した結果、入口温度から炭酸ガス側と水側の温度差を総括伝熱係数に対して、量子化することによって必要伝熱面積を求めた。その結果、設計された流路形状に対して既存のものより熱交換器のサイズは約41%の大きさとなり、圧力損失は炭酸ガス側で現行の熱交換器の約60%、水側は約30%となることが示され、新規流路形状の有効性を実証することができた。沸騰/凝縮二相流間伝熱流動モデルの構築として、流路がS字型フィンから構成された新型マイクロチャンネル熱交換器(MCHE)の流体解析を行った。フィンの先端が円く、流路断面が矩形と半円の新型MCHEのFLUENT用メッシュ分割データを作成しその流体解析を行うことによって両者を比較評価した。その結果半円の新型MCHEはフィンの先端が鋭い矩形のメッシュに比べメッシュ数が約4.6倍必要となり、矩型と半円型のNusselt数を比較し、ケースの形状による熱伝達率の違いを確認した。
レーザMBE法による遷移金属酸化物人工格子の創成とその物性

従来、各々独立に研究が行われてきた誘電体、磁性体、超伝導体等の機能性酸化物を、遷移金属酸化物としてひと纏まりにとらえ、これらの電気・磁気的特性を統一的に解釈することを目的として以下の研究を実施した。(2)レーザアブレーションを用いたMBE成膜法による人工格子の形成。先ず誘電体同士、磁性体同士等の組み合わせによる人工格子を形成し、電気・磁気特性の評価を行った。磁性体人工格子として、磁化特性の向上を狙った歪磁気人工格子や、SrCoO_3(強磁性)/SrMoO_3(常磁性)超格子により、積層周期-磁化率から磁性発現の最小サイズを検証した(3)複合機能人工格子の創成。強誘電体/強磁性体等を組み合わせた新材料を創成した。人工格子を形成する層の組成および厚さを変化させたときの、電気・磁気特性(誘電率、磁化率の温度変化等)の変化を調べた。さらに積層周期の変化に対応する物性測定により、誘電体の電子分極および磁性体のスピンとの相関距離を明らかにした。(4)計算化学による材料設計。分子動力学計算によるペロブスカイト結晶構造変化(構造相転移)を検討した。そして従来経験法則によってのみ知り得た結晶構造および物性を計算化学的手法により予測可能とする。(1)対象材料の選定。ペロブスカイト構造を持つ遷移金属酸化物の中で、人工格子を形成させる為、格子定数、熱膨脹係数等のパラメータを考慮してヘテロ成長が期待される組み合わせを選定した。具体的には誘電体;MTiO_3(M=Ba,Sr,Ca,Pb),ZrPbO_3,LiNbO_3(ペロブスカイト類縁)、磁性体;M'FeO_3,M'MnO_3,M'CoO_3(M'=Ba,Sr,Ca,La etc.)を選定した。
次世代シーケンスを用いた日本人１型糖尿病における新規感受性ＳＮＰの同定

日本人において、1型糖尿病の感受性遺伝子として、HLAクラスII遺伝子と弱い非HLA遺伝子がいくつか報告されている。24候補遺伝子についての次世代シーケンスを用いたバリアントのスクリーニングにより、アミノ酸置換を伴うバリアントが56個同定され、そのうちの34個が低頻度バリアントであった。当科および共同研究施設の706症例および863例のコントロールについて関連解析を行い、GLIS3遺伝子のA90 8Vバリアントが1型糖尿病に抵抗性であることを見いだした。白人以外では1型糖尿病に関連する低頻度バリアントは初めての報告である。日本人において、1型糖尿病の感受性遺伝子として、HLAクラスII(DRB1、DQB1)遺伝子以外に、インスリン(INS),CTLA4,IL2RA,ERBB3,CLEC16Aなどの遺伝子が報告されている。しかし明らかになった非HLA感受性遺伝子の効果は弱く,他にも多くの非HLA1型糖尿病感受性遺伝子が存在していると考えられる。昨年度の研究実績に記載した1型糖尿病候補遺伝子の次世代シーケンサーによるリシーケンス解析に引き続いて、全ゲノムのエクソーム解析を行った。当科の1型糖尿病患者群(157症例)と健常対照群(96例)について、複数例のゲノムDNAを等量混合したプールDNA(患者群3または4例ずつ43プール、対照群8例ずつ12プール)を用意し、各プールからエクソームキャプチャーとシーケンス解析をおこなった。エクソームキャプチャーにはIllumina TruSeqおよびNimbleGen SeqCap EZをもちいた。シーケンス解析にはIllumina HiSeq2000を用いた(マルチプレックス、100 bpシングル)。各プールについて平均6,000万リード(60億塩基)のリードを得た。BWAをもちいてリードをリファレンスゲノムにマップし、SAMTOOLSによりバリアントを検出した。非同義置換あるいはストップコドン変異をもたらすバリアントについて、全プールを統合して患者群と対照群それぞれのアレル頻度を算出し、患者群・対照群間における関連解析を行った。有意差レベルが高いバリアントを選別し、さらに多数例(合計1600例以上)について、関連解析を施行中である。日本人において、1型糖尿病の感受性遺伝子として、HLAクラスII(DRB1、DQB1)遺伝子以外に、インスリン(INS), CTLA4, IL2RA, ERBB3, CLEC16Aなどの遺伝子が報告されている。そのため、次世代シーケンスを用いた変異・多型解析を1型糖尿病候補遺伝子(非HLA)について行い、日本人1型糖尿病感受性への関与を検討した。1型糖尿病96症例と健常コントロール96例について、等量のゲノムDNAを48例ずつ混合した4つのpooled DNAを作成した。INS、CTLA4、IL2RAなどの既知の感受性遺伝子とAIRE、WFS1などの候補遺伝子を合計24遺伝子ピックアップし、各遺伝子のエクソン領域のPCR増幅産物をpooled DNA毎にすべて混合した。各々について次世代シーケンス解析を行い、バリアントの検出を行った。24遺伝子中の18遺伝子において、アミノ酸置換を伴うSNPが合計56個同定され、そのうちの34個が低頻度バリアント(対照におけるMAF<0.05)であった。得られたバリアントについて、当科および共同研究施設の症例・対照について関連解析を行い、GLIS3遺伝子のA908Vバリアントが1型糖尿病に抵抗性であることを見いだした(Haldane's odds ratio = 0.046, p = 8.21 x 10-4, andpc = 2.22 x 10-2)。今後、さらに全エクソーム解析による感受性/抵抗性バリアントの同定を行いたい。最近になり、白人において多くの非HLA感受性遺伝子が明らかになり、日本人においてもインスリン遺伝子(INS)、CTLA4、IL2RA、ERBB3、CLEC16Aなどとの関連が判明している。しかしながら、明らかになった非HLA感受性遺伝子の効果は弱く、関連の原因となっている遺伝子あるいは多型も明確ではない。

次に、Illumina Genome Analyser IIxによる次世代シーケンス解析を行い(76bpシングル)、得られたリードからvariant(SNP)の検出を行った。24遺伝子中の18遺伝子において、アミノ酸置換を伴うSNPが合計57個同定され、そのうちの38個(67%)がrare variant(対照におけるMAF<0.05)であった。得られたvariantについて、当科および共同研究施設の症例・対照について関連解析を行いつつある。次世代シーケンスは膨大な配列データが一挙に得られ、変異・多型を網羅的に解析する有力な手法であり、特にrare variantの解析に有効と思われる。エクソーム解析からは非常に多くの塩基配列が得られるが、そのアノテーション・アーチファクトの除去などが予想以上に困難であることが判明し時間がかかったが、多数例での関連解析に現在進んでおり、研究期間内に新規の感受性バリアントが同定できることを期待している。次世代シーケンスの有効性が確認され、すでに候補遺伝子においてアミノ酸置換を伴うSNPが多数同定されている。予定通り最終年度である平成25年度で終了する予定である。得られた成果により、新たな研究課題の申請を検討する。今後、多施設共同研究により、多数例での関連解析を行い、感受性あるいは抵抗性SNPの同定を進める。同時に、ゲノムワイドのエクソーム解析技術が進展していることから、当科の症例100例200例について、全遺伝子を対象とした次世代シーケンス解析を行う。特に、ナンセンス変異などの重篤な影響をもたらすvariantの検出を行う。多数例でのバリアントを同定するための試薬代に使用する。関連解析のためのSNPタイピング、およびエクソーム解析の受託費に充当する。なお、ゲノムワイドのエクソーム解析に提出するサンプルの選別・前処理に時間を要したことから、本年度の研究費の一部を次年度の研究費と合わせてエクソーム解析の受託費に使用する予定である。
血管・リンパ管新生過程における細胞相互シグナルとその修飾機構の分子病理学的解明

脈管(血管・リンパ管)新生での細胞間相互の情報伝達機構、細胞の機能変化、さらに脈管新生を基盤とする病態(血管新生病など)の解明と治療法の開発は極めて重要かつ緊急課題である。本研究では、動脈硬化、血管炎、血管新生病(腫瘍・糖尿病)あるいは臓器・組織虚血と側副血行路発達、リンパ管新生に関する分子病態の検討から、血管病変進展において脈管(血管・リンパ管)新生関連因シグナルが病態形成に中心的役割を果たしていることが明らかになった。本研究では、血管病変進展における脈管新生関連因子のシグナルの意義を検討した。まずSNP解析により脳梗塞関連遺伝子として既に明らかにしている(PKCη、apelin/APJ)について、VEGFとの関連を検討した結果、HUVECにおけるVEGF刺激はPKCη、apelinの発現を誘導した。VEGF刺激によるPKCη発現誘導は、アクチノマイシンDで解消されるため、mRNAの分解抑制ではなく転写亢進と考えられる。この作用はVEGF受容体2を介しており、PMA刺激にて誘導が再現されることから、VEGF受容体下流でPKC経路の関与が推測された。また低酸素環境での内皮細胞のPKCη発現は、HIF-1の直接的作用というよりは、VEGFによる間接的作用によることが示唆され、脳梗塞関連遺伝子の発現制御に、VEGFが中心的役割を果たしていることが明らかになった。さらにCAWS誘発マウス冠動脈炎(川崎病動物モデル)において抗VEGF-A、TNFα抗体が病変を軽減したことから、VEGF-Aは川崎病の病態のキーレギュレーターであり、治療標的としての有効性を明らかにした。一方、血管・リンパ管療法の成熟過程に重要なAng-1/Tie-2シグナルについて、血管内皮/平滑筋細胞相互作用にTie-2の産生にAKTシグナルとMAPKシグナルの相反作用が、さらに炎症性刺激などに応じたADAM、TIMP-2/3の活性バランスのもと細胞表面のTie-2シェディングが調節され、生じた可溶型分子が内皮のAng-1シグナルを修飾する事が判明した。脈管(血管・リンパ管)新生過程での細胞問相互の情報伝達機構の解明と、血管壁細胞やリンパ管内皮細胞の機能変化、さらにそれを基盤とする分子病態の解明と治療法の開発は極めて重要かつ緊急課題である。本研究では、脈管(血管・リンパ管)新生関連因子による細胞問相互作用に注目し、特に内皮細胞機能変化および周皮細胞との相互作用動態がもっ病理学的意義を検討した。主な成果は以下の通りである。(1)ヘムオキシゲナーゼ(HO)-1が冠動脈硬化の防御・促進両面の因子である可能性を示唆した。(2)血管新生阻害因子PEDFは、神経細胞ではAIF活性化を抑制して抗アポトーシス作用を発揮することを明らかにし、網膜色素変性治療の医学的根拠を実証した。(3)実験的川崎病モデル(CAWS誘発マウス冠動脈炎動物モデル)にて、VEGF-Aが、TNFαと同様に炎症増悪の病態の鍵を握る制御因子であり、治療標的としての有効性を実証した。(4)マウス虚血下肢モデルにおける下肢脱落救済にVEGFを介したPIGF発現の増1幅が重要なこと、また糖尿病下肢ではスタチン投与による内皮細胞保護が、PDGF-Bシグナルとは独立して血流改善に補完的かつ有効に機能することを明らかにした。(5)周皮細胞を伴う血管構造維持に内皮細胞におけるAKTシグナルとMAPKシグナルの相反バランスで調節されている事を解明した。加えて、内皮-周皮細胞間の情報伝達に重要なTie-2/Angシグナルが、発現制御のみならず、ADAMやTIMP-2/3の受容体分解制御機構によっても行われていることを示した。(6)リンパ管内皮マーカーであるポドプラニンの肺扁平上皮癌における発現の有無が、リンパ管新生因子VEGF-C発現の変化を招来し、リンパ節転移に関与することを臨床および分子細胞生物学的に証明した。
心血管系における過大侵襲に対するストレス応答の分子基盤の解析

アンチトロンビンIIIによるトロンビン分解作用は良く知られているが、最近、アンチトロンビンが血小板に直接作用し、その凝集活性を抑制するこが報告されたが、その機序の詳細は明らではない。今回、アンチトロンビンIIIの血小板機能に及ぼす直接作用およびその作用機序を検討した。本解析により、アンチトロンビンIIIがADP刺激による血小板活性化において直接作用し、その凝集および顆粒分泌反応を抑制することを明らかとした。この結果より抗炎症・抗動脈硬化作用を示す可能性を示した。外的環境変化に対し生体は迅速に応答・適応し、そのホメオスターシスを維持する。これら環境要因の変化に対する生体の応答反応をストレス応答と呼んでいるが、ストレス応答の際、組織・細胞レベルで誘導される一連の蛋白質が誘導されることが知られ、これをheat shock protein (HSP)あるいはストレス蛋白質と総称している。HSPはその分子量によって、高分子量HSPと低分子量HSPの2つのグループに分けられている。高分子量HSPは生体防御において分子シャペロンとして中心的役割を果たすことがよく知られている。一方、HSP27は低分子量HSPファミリーの一員であり、血管平滑筋および血小板を含む種々の組織に存在することが報告されている。しかしHSP27の生理的および病態における役割の詳細は未だ明らかとされていない。血小板は血管が損傷を受けると速やかに粘着・凝集反応を起こし、この結果、血栓が形成され血管損傷部位が塞がれる。このような生理的な止血機構において血小板が中心的な役割を担っていることは周知のことである。一方、種々の病態において病的な血栓形成がその発症のトリガーであると考えられており、この病的血栓形成においても血小板が重要な役割を果たしていると推測されている。しかし、その病的血栓形成の機序の詳細は未だ明らかではない。今回、血小板におけるHSP27及びそのリン酸化の役割を明らかとする目的で検討した。その結果、血小板活性化物質であるADP刺激による血小板活性化においてHSP27のリン酸化は血小板凝集反応ではなく血小板α顆粒及びdense顆粒からの分泌反応と著明に相関することを明らかとした。これら環境要因の変化に対する生体の応答反応をストレス応答と呼んでいるが、ストレス応答の際、組織・細胞レベルで誘導される一連の蛋白質が誘導されることが知られ、これをheat shock protein(HSP)あるいはストレス蛋白質と総称している。HSP27は低分子量HSPファミリーの一員であり、血管平滑筋および血小板を含む種々の組織に存在することが報告されている。この生理的な止血機構において血小板が中心的な役割を担っていることは周知のことである。今回,フィブリン活性化抑制物質であるアンチトロンビンIII(AT-III)の血小板に対する作用機序を解析することによって,凝固異常に対する新たな予防,治療法を確立することを目的として検討した。その結果、AT-IIIはヒト血小板に直接作用し,p44/p42 MAPKおよびp38 MAPKを介したHSP27のリン酸化を抑制し,ADP刺激によるplatelet-derived growthfactor-AB及びserotoninの顆粒分泌とsoluble CD40 ligandの遊離を抑制することを明らかとした。これら環境要因の変化に対する生体の応答反応をストレス応答と呼んでいるが、ストレス応答の際、組織・細胞レベルで誘導される一連の蛋白質が誘導されることが知られ、これをheat shock proten(HSP)あるいはストレス蛋白質と総称している。

一方、種々の病態において病的な血栓形成がその発症のトリガーであると考えられており、この病的血栓形成においても血小板が重要な役割を果たしていると推測されている。しかし、その病的血栓形成の機序の詳細は未だ明らかではない。
修辞学の世俗化と崇高の問題

本研究においては、17世紀から18世紀にかけて修辞学理論が変化する過程を、批判的に検討した。具体的には、17世紀後半からフランスにおいて数多く出版された修辞学関連文献を、ボワローとロンギノスの「崇高論」の受容、修辞学における「エネルギー」概念の発展、文化的ナショナリズムの問題など多角的視点によって分析し、その変化の内実と背景を明らかにした。最終的な成果としては、修辞学を啓蒙期という特定の時代的コンテキストに位置づけることにより、「言語」と「言語」を司る審級となる「法」の問題という、人文学における最重要課題に取り組み、雑誌論文6本と著書(共著書等含む)4本を発表した。研究方法としては、2008年度、2009年度ともに8月に長期出張を行い、フランス国立図書館で調査を行ったほか、慶應義塾大学図書館等国内の大学図書館に所蔵されている資料を用いて考察を深化させた。本研究は、17世紀から18世紀にかけて修辞学理論が変化する過程を、批判的に検討することを目指している。具体的には、17世紀後半からフランスにおいて数多く出版された修辞学関連文献を、ボワローとロンギノスの「崇高論」の受容、感覚論哲学の発展などの多角的視点によって分析し、その変化の内実と背景を浮かび上がらせることが目的である。本年度の研究は、以下の2つの方法にもとづいている。1、8月に長期出張をおこない、パリ国立図書館において17-18世紀の修辞学関連文献を調査、分析した。(その成果として、別記論文・図書、「近代国家の成立と教養教育-高等教育に関する社会史的考察」、『教養とは何か』等を執筆した。)2、18世紀におけるフランス語修辞学の発展において、思想的背景として重要な役割を果たした「崇高」、「エネルギー」の概念について考察をおこなった。その内容は以下のように要約される: 18世紀における思想的鍵概念の一つとして知られる「エネルギー」については、ミシェル・ドロンの『エネルギーの概念(1770-1820)』が知られている。しかしながら、ドロンの研究が18世紀後期から革命期にかけての文学作品を対象にした文学研究であるのに対し、本研究では、「エネルギー」概念の科学史的考察を含めて、近代思想史の発展に「エネルギー」を明確に位置づけることを試みた。特に、17世紀後半から19世紀にかけて、イギリスとフランスにおいて出版された辞書・辞典の項目を比較検討することによって、「エネルギー」概念の発展を実証的に検証した。(その成果は、2009年2月、マサチューセッツ工科大学(PSFCセンター主催・JST協賛)における招待講演で、「A History of "Energy" in Modem Age」という題目にて発表した。講演の内容は、2009年度中に、書籍として出版される予定である。)本研究においては、17世紀から18世紀にかけて修辞学理論が変化する過程を、ボワローとロンギノスによる「崇高論」の受容、感覚論哲学の発展、文化的ナショナリズムの問題など多角的な視点によって分析した。今年度は、8月に3週間、フランス国立図書館で調査を行ったほか、慶應義塾大学図書館等の資料を用いて考察を深化させた。具体的には、修辞学を「崇高」、「エネルギー」といった鍵概念を手がかりに、特定の時代的コンテキストに位置づけることにより、「言語」と「言語」を司る審級となる「法」の問題という、人文学における最重要課題に取り組んだ。1、「エネルギー」概念については、まず、昨年度のMITにおける研究発表にもとづき、共著書を執筆した。さらに専門的な考察の成果として『アリーナ』に論文を投稿した。この論文の要点は以下のように要約される。「17世紀には、ロゴスすなわち神のことばが自然の原理としての「エネルギー」を構成すると考えられており、人間が「ことば」を用いるときにするべきことは、ただそこにある「もの」をあるがままに正確に書き写すこと、語り手と読み手を透明なコミュニケーションで結ぶことであった。一方、18世紀には、修辞学的訓練をとおして、人間の「ことば」も「エネルギー」を生み出すことができると考えられるようになった。」2、「文化的ナショナリズム」の問題については、日本ケルト学会において研究発表を行い、論文を執筆した。この論考の要点は以下のように要約される。「18世紀フランスにおいて発展した近代修辞学は、英語圏に移入された。

英語修辞学教科書において反復された、「『オシアン』は崇高である」という言説は、フランス修辞学における「コルネイユ、ラシーヌは崇高である」という言説と等価の行為、すなわち『オシアン』を国民的叙事詩として称賛し、民族のアイデンティティを保証する文学として承認させる行為であった。」
中山間地域の林地保全を目指した太陽光パネルの配置

太陽光発電施設の建設ラッシュが起きている。一方,里山風景の中に設置された大規模太陽光パネルは景観を大きく損なう。急傾斜地の森林を皆伐して設置すれば,ゲリラ豪雨と相まって斜面崩壊をまねいて甚大な災害を引き起こす可能性がある。本研究では中山間地域の林地保全を目指した太陽光パネルの配置を目的に研究を行なう。三重県を対象に,太陽光パネルが設置されやすい立地条件,太陽光パネルが里山景観に影響を与える立地条件,防災上,太陽光パネルの設置が危険な立地条件を明らかにし,Marxanを用いて適切な配置の提案や監視強化スポットの検出し,それらの情報を活用してドローンとGISを使って設置状況管理システムを開発する。
ニューロメジンUの内分泌代謝並びに睡眠・覚醒における役割の解明

申請者らはこれまでリガンド不明なオーファン受容体の内因性リガンド探索を続けてきた。その課程でこれまで不明であったニューロメジンUの受容体の同定に成功した。ニューロメジン受容体の同定により、ニューロメジンUの生理機能の解明が進み、申請者らはこれまでにニューロメジンUが摂食行動並びにエネルギー代謝機構やストレス反惹起に重要な役割を果たしていることを報告してきた。本研究を通じて、申請者らは作製したニューロメジンU欠損マウスが肥満を呈し、遅発性の糖尿病中高脂血症を引き起こすことを解明した。その原因としてはニューロメジンU欠損マウスの摂食量の増加に加え、行動量の低下、並びに基礎代謝の低下が関与することを明らかにした.また、ニューロメジンU欠損マウスでは脳内摂食関連ペプチドのうち摂食抑制効果を持つ、POMCやCRFの減少が見られ、これらの発現低下が肥満の原因であることが判明した。多くの摂食・エネルギー代謝関連物質は脂肪より分泌されるレプチンの調節下にあると報告されているが今回、我々はニューロメジンUがレプチン調節系とは独立してエネルギー代謝機構に働くことも発見した(投稿中)。更に申請者らはニューロメジンU並びにニューロメジンU受容体が生体内リズムを司る視交叉上核に存在することより、ニーロメジンUの睡眠・覚醒調節機能への関与について解析した。正常ラットでは視交叉上核の内因性ニューロメジンU自体も分泌リズムを持って機能し、さらに、ニューロメジンUを脳室内投与すると生体内リズムの変化が起きることも判明した(業績1)。以上かちニューロメジンUは内因性の生体内リズム振動体であることが示唆された。また、ニューロメジンU欠損マウスは著しいリズム障害を呈することも明らかとなった。このようにニューロメジンUは摂食・エネルギー代謝機構や睡眠・覚醒調節機構に重要な神経ペプチドであることが判明した。摂食行動と生体内リズム調節機構は密接に関連しているもののその詳しい機序についてはまだ不明な点が多い。さらなる研究によるこれらの機構の解明を行う予定である。ニューロメジンUは1985年に子宮収縮アッセイを用いて豚の脊髄から単離されたペプチドで2000年には2つのレセプターが同定された。ニューロメジンU1受容体は消化管をはじめ末梢組織で、ニューロメジンU2受容体は主に視床下部室傍核や海馬領域で発現していることが明らかになった。従来より視床下部室傍核は摂食調節や自律神経系を調節する中枢として知られており、海馬は記憶・学習に深く関与する部位であると報告されている。このような背景のもとに申請者らはニューロメジンUによる摂食抑制作用やエネルギー代謝亢進、自律神経の活性化や視床下部-下垂体系の活性化、ストレス行動の惹起などのこれまで知られていなかった機能を報告してきた。申請者らは本年度中に新たに次のような実験を行った。1,ニューロメジンUのラット脳室内投与にて日内リズムの位相の変位を明らかにした。また、今まで報告はなかったが、ほ乳類にて日内リズムを司るといわれている視床下部視交叉上核にニューロメジンUとニューロメジンUの受容体の発現を同定した。更にニューロメジンU欠損マウスを作出し、その解析により、これらのマウスでは日内リズムの消失がみられることを突き止めた。以上より、ニューロメジンUが日内リズムを制御する上で重要な分子であることが証明された。2,ニューロメジンUを脳室内に投与すると摂食抑制作用が現れる。このメカニズムを更に追究するためにニューロメジンU欠損マウスを用い,内分泌・代謝機構を解析した。ニューロメジンU欠損マウスにおいては明らかな肥満を呈し、摂食量の増加、運動量の低下などを認めた。さらに病理学的には脂肪肝や高脂血症もみられ人間における肥満モデルとなりうることが判明した。これらより、ニューロメジンUは内因性の抗肥満ペプチドであることが示唆された。本年度の研究からニューロメジンUは食欲抑制作用を有するだけではなく、代謝・エネルギー調節や日内リズムの構築に様々な面から深く関与することが判明した。以上により今後、ニューロメジンU関連の病態の解明や臨床への応用が期待される。

更に申請者らはニューロメジンU並びにニューロメジンU受容体が生体内リズムを司る視交叉上核に存在することより、ニーロメジンUの睡眠・覚醒調節機能への関与について解析した。正常ラットでは視交叉上核の内因性ニューロメジンU自体も分泌リズムを持って機能し、さらに、ニューロメジンUを脳室内投与すると生体内リズムの変化が起きることも判明した(業績1)。以上かちニューロメジンUは内因性の生体内リズム振動体であることが示唆された。また、ニューロメジンU欠損マウスは著しいリズム障害を呈することも明らかとなった。このようにニューロメジンUは摂食・エネルギー代謝機構や睡眠・覚醒調節機構に重要な神経ペプチドであることが判明した。摂食行動と生体内リズム調節機構は密接に関連しているもののその詳しい機序についてはまだ不明な点が多い。さらなる研究によるこれらの機構の解明を行う予定である。
遺伝子損傷と突然変異の分子基盤

遺伝現象に関する基本的な概念である突然変異は、遺伝子の損傷、すなわちDNAの化学的、物理的な変化によって引き起こされる。遺伝子の損傷から変異に至る過程については、多くの研究者によって研究されてきた。逆に、突然変異を測定することによって変異作用、遺伝子損傷作用を持つ物質を検出することも広く行われている。このような突然変異の研究は、現在我が国において大変盛んになり、変異原物質の検出、DNA付加体の同定、DNA上の変異箇所の決定、修復酵素の機構解明、変異修飾因子の発見など、多くの成果を上げつつある。しかし、変異原物質の研究と、分子生物学的手法による変異の誘導メカニズムや修復酵素の研究との連係が不十分であった。そこで、本研究では、遺伝子損傷性物質の検出と連係して、突然変異の過程の分子レベルでの解明を行うことを目指し、各分野の専門家が集まり会議を行った。(1)変異作用、遺伝子損傷作用の検出系について、(2)DNA損傷が変異に固定される過程の解析、(3)変異の生成に影響を与える因子の基礎的研究、の3つの大きな項目について、有意義な討論がなされた。また、平成5年1月末には、公開シンポジウムを行い、最近の研究成果と問題点について公開の場で討論し、今後の研究の進め方などについて多くの示唆が得られた。本研究班は、次年度の重点領域研究への採択を目標として設定されたものであり、そのための討議を行った。