hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リウマチ滑膜細胞における高分子ヒアルロン酸のグリオスタチン抑制機序の解明

関節リウマチ(RA)治療は劇的に進歩し、発症早期からの抗リウマチ薬、生物学的製剤、低分子シグナル伝達阻害剤の導入により、治療は寛解をめざすものになった。しかしながら未だいずれの治療にも反応しない薬剤耐性難治性患者や、炎症が鎮静化されたにも関わらず骨びらんの進行がみられる患者が存在する。GLSはチミジンホスホリラーゼ活性をもち、in vivo、in vitroにおいて血管新生作用を有している。申請者らは、RAの発症に、GLSが密接に関与していることを初めて見いだした。すなわち、RA患者の関節液中には高濃度にGLSが存在し、血清GLS濃度はRAの病勢も反映している。ウサギを用いたin vivoの実験系にて、GLSの関節内投与によりリウマチ様の慢性滑膜炎と関節軟骨破壊が惹起されることを確かめた。またGLSは滑膜細胞に作用し、軟骨基質を破壊するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)群の発現を増強することを報告した。変形性膝関節症(OA)、RAの局所治療法のひとつに高分子ヒアルロン酸(HMW-HA)の関節内注射が広く行なわれている。ヒアルロン酸は分子量の違いによりその生理活性は大きく異なり、また細胞の種類によって作用が異なる。血管内皮細胞、軟骨細胞、マクロファージなどでは作用機序が明らかにされつつあるが、滑膜細胞に対する研究はいまだ少ない。本研究ではRAおよびOA由来の培養滑膜細胞を用いて、HMW-HAが血管新生因子を制御する機序を明らかにし、滑膜炎や関節破壊を防止する効果的かつ安全なHMW-HAによる局所治療方法を確立することを最終目標としている。RA患者の治療背景により滑膜細胞の増殖能が大きく異なる。本年度に得られた検体の多くが生物学的製剤が使用されており、高分子ヒアルロン酸処理に対するグリオスタチンの産生に個体差が大きく生じた。次年度はOA患者由来の滑膜を中心に培養し、研究を進めることとした。また生物学的製剤未使用RA患者の検体が入手できれば、さらにRA検体でも実験を繰り返す予定である。高分子ヒアルロン酸の分子量の違う製剤を用いて、TNFによるグリオスタチン産生誘導がどのような機序で起こるのかを検討する。またグリオスタチンと同様に血管新生作用としてはらたくVEGFにも着目し、高分子ヒアルロン酸がVEGFを抑制するか否かを観察する。今回の研究ではTNF刺激によってGLS誘導をかけているが、この誘導がcycloheximideによって抑制されることが、別の実験系で明らかとなった。JAK-STAT系を介した優出ではないかと推測し、JAK阻害剤を用いてGLS産生を観察したところ、GLSの抑制をみた。そこで今後はIL-6刺激下でのGLSの産生機序も明らかとし、そこに対する高分子ヒアルロン酸作用についても検証を試みる予定である。人工膝関節置換術、関節鏡視下滑膜切除術のさいに患者の承諾を得て採取した滑膜を培養し、3から9代継代し形態学的に均一な線維芽細胞様滑膜培養細胞(FLSs)の樹立、継代維持は安定供給されている。継代したFLSsは免疫組織学的手法にて表面マーカーを検討し、線維芽細胞様滑膜細胞であることを確認し、細胞の性質が変化ない事を適時確認している。

すなわち、RA患者の関節液中には高濃度にGLSが存在し、血清GLS濃度はRAの病勢も反映している。ウサギを用いたin vivoの実験系にて、GLSの関節内投与によりリウマチ様の慢性滑膜炎と関節軟骨破壊が惹起されることを確かめた。またGLSは滑膜細胞に作用し、軟骨基質を破壊するマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)群の発現を増強することを報告した。変形性膝関節症(OA)、RAの局所治療法のひとつに高分子ヒアルロン酸(HMW-HA)の関節内注射が広く行なわれている。ヒアルロン酸は分子量の違いによりその生理活性は大きく異なり、また細胞の種類によって作用が異なる。血管内皮細胞、軟骨細胞、マクロファージなどでは作用機序が明らかにされつつあるが、滑膜細胞に対する研究はいまだ少ない。本研究ではRAおよびOA由来の培養滑膜細胞を用いて、HMW-HAが血管新生因子を制御する機序を明らかにし、滑膜炎や関節破壊を防止する効果的かつ安全なHMW-HAによる局所治療方法を確立することを最終目標としている。RA患者の治療背景により滑膜細胞の増殖能が大きく異なる。本年度に得られた検体の多くが生物学的製剤が使用されており、高分子ヒアルロン酸処理に対するグリオスタチンの産生に個体差が大きく生じた。次年度はOA患者由来の滑膜を中心に培養し、研究を進めることとした。また生物学的製剤未使用RA患者の検体が入手できれば、さらにRA検体でも実験を繰り返す予定である。関節の構成細胞の一つである軟骨細胞に着目し、軟骨培養細胞でのGLSおよびMMPsタンパク発現の同定を行う。抗GLS抗体を用いて軟骨培養の細胞免疫染色を行い、GLSの産生を検討し、TNF-αとSp1阻害剤であるmithramycinにて前処置を行いその影響を評価する。さらにSp1 small interfering RNA (siRNA)を作製し、GLSの産生抑制効果を同様に検討する。Sp1はRAにおける骨軟骨破壊をもたらすMMPsの発現調節にも関与しており、軟骨細胞に豊富に存在するMMPsをSp1干渉にて制御できれば、さらなる抗リウマチ効果が期待される。Thymidine phosphorylase (TP)阻害剤(TPI)を用いた関節炎抑制を試みる。このTPIを用いて、TP酵素活性を阻害することが、RAの病態抑制に有用かを、in vitro、in vivoにて検討する。我々の以前の研究でTP酵素活性を持たないGLSがウサギ関節炎を惹起することを明らかにした。しかしすでに完成された関節炎に対するTPIの効果は検討していなかった。近年TPIを用いた大腸癌の抗腫瘍剤が上市され、その有効性が認識されている。そこでRA FLSsを用いてGLSによって誘導されるVEGFをはじめとした血管新生作用因子が、TPIによって抑制されるかを検討する。高分子ヒアルロン酸の分子量の違う製剤を用いて、TNFによるグリオスタチン産生誘導がどのような機序で起こるのかを検討する。またグリオスタチンと同様に血管新生作用としてはらたくVEGFにも着目し、高分子ヒアルロン酸がVEGFを抑制するか否かを観察する。今回の研究ではTNF刺激によってGLS誘導をかけているが、この誘導がcycloheximideによって抑制されることが、別の実験系で明らかとなった。
クォークグルーオンプラズマ中における非摂動的相関の研究

1 RHICにおいては、経験的に完全流体を仮定した流体計算、つまり粘性係数をゼロとおく近似を用いた流体計算によって観測量をよく説明できることが知られている。この事実は、クォークグルーオンプラズマは、強い相互作用の漸近自由性により弱く相互作用している系であるという期待に反する。また、RHICにおける異常に早い熱平衡への接近を説明するために、色磁場の不安定性がその機構として提案されてきた。我々は、この一見相反する二つの描像をつなぐ理論として、この色磁場による異常輸送機構により生ずる異常粘性が粒子間の衝突に起因する通常の粘性よりも卓越するために、弱結合でありながら粘性が完全流体的になることを提唱した。そして、通常は、流体のずれの大きさに対して一定値を取る粘性が、色磁場の大きさとメモリー時間を通じてずれに非線形的に依存するためにずれの大きさに対して一定値を取らず、ずれが増大するにつれて減少するという非ニュートン的振る舞いをすることを見出した2さらに、熱平衡状態におけるずれ粘性および体積粘性は、最近2つのグループにより、格子ゲージ理論を用いてゲージ場のエネルギー運動量テンソルのスペクトル関数の原点における傾きを求めることによって測定が行われたが、そのスペクトル関数の関数形が知られていないことや虚時間量から実時間量への解析接続の困難から、その値には未だに不定性があり、QCDにおけるそれらの値がAdS/CFT対応における強結合極限で期待される値に近いのかどうかという問題には決着がついていない。この問題を回避するため、我々は虚時間格子上で相関関数を計算することなしに直接粘性を計算する方法を考案し、その方法を実際の格子QGD計算に適用するための基礎研究を行った。1 QCD相図上には、その相転移が特異性を持たないcross overから、一次相転移に移り変わる点であるcritical end point (CEP)が存在する可能性が示されている。相転移論によれば、このCEP近傍における特異性は、3次元Ising模型と同じユニバーサリティに属する。この事実に基づいて、有効自由度が異なる2相間の相転移線上にCEPが存在する場合の一般的な状態方程式を導き、CEPは系の時間発展に際して、相図上でアトラクターとして働くことを見出した。更に、その状態方程式と時間的に定常でない系の臨界現象に対する一般論により、高エネルギー原子核衝突における揺らぎなどの観測量に対するCEPの影響などを議論し、通常信じられているCEPのsignatureは、それほど強く現れないこと、また、RHICにおいて観測されている異常に低いkinetic freezeout温度はこの枠組みで理解できること、などを示した。2 RHICにおいては、経験的に完全流体を仮定した流体計算、つまり粘性係数をゼロとおく近似を用いて観測量をよく説明できることが知られている。この事実は、クォークグルーオンプラズマは、強い相互作用の漸近自由性により弱く相互作用しているクォークグルーオン系であるという期待と反する。また、RHICにおける、異常に早い熱平衡への接近を説明するために、色磁場に対する不安定性がその機構として提案されてきた。我々は、この色磁場による輸送機構により、粘性係数が異常に小さくなることを示した。この研究は現在発表準備中である。1RHICにおいては、経験的に完全流体を仮定した流体計算、つまり粘性係数をゼロとおく近似を用いた流体計算によって観測量をよく説明できることが知られている。この事実は、クォークグルーオンプラズマは、強い相互作用の漸近自由性により弱く相互作用している系であるという期待と反する。我々は、この一見相反する二つの描像をつなぐ理論として、この色磁場による異常輸送機構により生ずる異常粘性が粒子間の衝突に起因する通常の粘性に対して優勢にあるために弱結合でありながら粘性が完全流体的になるという理論を提唱した。

そして、通常は、流体のずれの大きさに対して一定値を取る粘性が、色磁場の大きさとメモリー時間を通じてずれに非線形的に依存するために、ずれの大きさに対して一定値を取らず、ずれが増大するにつれて減少することを見出した。2非定常・非平衡カイラル場の時間発展の研究においてはコヒーレント状態を試行状態とする変分計算が広く行われてきたが、我々はコヒーレント状態を含む更に広い状態空間としてスクイズド状態を用い、さらに場の相関の生成とその時間発展を研究するため、並進不変性も仮定しない計算を行った。その結果、場の相関距離の増大には平均場を経由しない各モードの揺らぎ間の結合が重要であるということを見出した。これは今までに提唱されてきた増幅機構である、ロールダウン、パラメトリック共鳴のいずれにも該当しない新しい機構である。1 RHICにおいては、経験的に完全流体を仮定した流体計算、つまり粘性係数をゼロとおく近似を用いた流体計算によって観測量をよく説明できることが知られている。この事実は、クォークグルーオンプラズマは、強い相互作用の漸近自由性により弱く相互作用している系であるという期待に反する。また、RHICにおける異常に早い熱平衡への接近を説明するために、色磁場の不安定性がその機構として提案されてきた。我々は、この一見相反する二つの描像をつなぐ理論として、この色磁場による異常輸送機構により生ずる異常粘性が粒子間の衝突に起因する通常の粘性よりも卓越するために、弱結合でありながら粘性が完全流体的になることを提唱した。そして、通常は、流体のずれの大きさに対して一定値を取る粘性が、色磁場の大きさとメモリー時間を通じてずれに非線形的に依存するためにずれの大きさに対して一定値を取らず、ずれが増大するにつれて減少するという非ニュートン的振る舞いをすることを見出した2さらに、熱平衡状態におけるずれ粘性および体積粘性は、最近2つのグループにより、格子ゲージ理論を用いてゲージ場のエネルギー運動量テンソルのスペクトル関数の原点における傾きを求めることによって測定が行われたが、そのスペクトル関数の関数形が知られていないことや虚時間量から実時間量への解析接続の困難から、その値には未だに不定性があり、QCDにおけるそれらの値がAdS/CFT対応における強結合極限で期待される値に近いのかどうかという問題には決着がついていない。この問題を回避するため、我々は虚時間格子上で相関関数を計算することなしに直接粘性を計算する方法を考案し、その方法を実際の格子QCD計算に適用するための基礎研究を行った。
プロポフォール注入症候群治療戦略の探求-デクスメデトミジンの可能性を探る

プロポフォール注入症候群で認められる横紋筋障害の要因を明らかとするため、1%プロポフォール10 mg/kg/hr投与群(Prop群)と溶媒である10%脂肪製剤100 mg/kg/hr投与群(Lipid群)(両群間で投与される脂肪製剤量および組成は同内容である)にラットを分け、72時間の持続静注を行った。72時間後に心臓血を採取し、血清クレアチンキナーゼ値と血清ミオグロビン値から骨格筋障害の評価を行ったところ、Lipid群で血清クレアチンキナーゼ、血清ミオグロビン共に高値を示し、骨格筋障害が進行していることが明らかとなった。また、先行研究から脂肪製剤の過剰投与により様々な組織に脂質過酸化反応を引き起こすことが知られていたため、脂質過酸化反応マーカーである4-hydroxynonenalとmalondialdehydeを免疫組織染色およびWestern blotを用いて評価した。その結果、Lipid群でのみ4-hydroxynonenalとmalondialdehydeの上昇を認めた。ここまでの結果からプロポフォールの溶媒である脂肪製剤が脂質過酸化反応を介して骨格筋障害を引き起こしていると考えられた。本研究の結果のみからは、プロポフォール注入症候群で認められる横紋筋障害の原因が溶媒の脂肪製剤であるとは断言できないものの、可能性のある要因としてプロポフォールの溶媒にも視野を広げる必要があるのではないかと考える。プロポフォール注入症候群の一兆候である骨格筋障害に対して、可能性のある要因として溶媒である脂肪製剤を上げることができた。今後の計画として、脂質過酸化反応を抑制する試薬による介入を行い、骨格筋障害が軽減できないか探索を行う。脂肪製剤による脂質過酸化反応を抑制する物質として、ビタミンEが考えられる。その代表例として、α-トコフェロールが挙げられる。α-トコフェロールによる介入を行い、脂肪製剤による脂質過酸化反応および骨格筋障害が軽減できないか、検討を行う予定である。当該年度では、まずプロポフォール注入症候群の病態解析についての代表的な臨床徴候である横紋筋障害に焦点をあてて研究を開始した。Wistar maleラット(150-200g)の大腿静脈から中心静脈カテーテルを留置し、以下の4群に分けた。介入を行わない群(Naive群)、カテーテル挿入のみ行う群(Sham群)、1%プロポフォール10mg/kg/hrの投与を行う群(Prop群)、溶媒である脂肪性製剤100mg/kg/hrの投与を行う群;Prop群と同脂肪投与量(Lipid群)。72時間後、血清およびヒラメ筋を摘出し、血清クレアチニン値および血清ミオグロビン値を測定し、さらにヒラメ筋におけるスーパーオキサイド産生量を蛍光染色法を用いて、また脂肪酸化損傷マーカーである4-hydroxynonenalの発現を免疫染色法を用いて評価した。血清クレアチニン値および血清ミオグロビン値は、Lipid群で有意に高値を示し、さらにスーパーオキサイド産生量もLipid群で有意に高値を示した。また、ヒラメ筋における4-hydroxynonenal発現に関してもLipid群で増加していることが観察された。Prop群は血清クレアチニン値および血清ミオグロビン値の上昇は観察されず、スーパーオキサイド産生量増加と4-hydroxynonenal発現の増加も認めなかった。これらの結果から、プロポフォール注入症候群の病態として、プロポフォール製剤の溶媒として使用されている脂肪製剤自体が、酸化ストレス(脂質過酸化反応)を介して横紋筋障害をもたらし、プロポフォールはその抗酸化作用により横紋筋障害を軽減している可能性が示唆された。実験計画立案当初考えていた病態機序とは異なる結果が得られたが、これまで考えられてきたものとは異なるアプローチから病態を捉えた新規性の高い結果であった。今後は、酸化ストレスを軽減する試薬を用いた介入を行い、治療薬・予防薬としての可能性を探る段階であり、実験計画からの明らかな遅れはないと考える。

今後は、酸化ストレス(脂質過酸化反応)が横紋筋障害に関与していることを裏付けるデータを得るための研究を行うとともに、抗酸化物質を用いた介入を行って、プロポフォール注入症候群の予防薬・治療薬としての可能性について検討する予定である。脂肪製剤による脂質過酸化反応を抑制する物質として、ビタミンEが考えられる。その代表例として、α-トコフェロールが挙げられる。α-トコフェロールによる介入を行い、脂肪製剤による脂質過酸化反応および骨格筋障害が軽減できないか、検討を行う予定である。当初の予定よりモデルラットの作成で使用する持続静注用カテーテルの消費が少なかった。次年度でのラットモデル作成時に必要となる持続静注用カテーテルを今後購入する予定である。脂質過酸化反応を抑制する薬物学的介入を行うという計画を遂行出来ていないため、残額が生じた。平成31年度に、抗酸化物質であるα-トコフェロールによる介入を行う予定である。
１８世紀バスクの経済的自立性――北大西洋貿易圏における商業ネットワーク

1.本年度は、前半は日本にて研究を行い、9月からはバスク大学経済経営学部において研究を行った(2019年8月まで滞在予定)。2.まず、2018年4月には、若手研究者向けセミナー「Political Economies of International Commerce (国際商業における政治と経済)」において、ビルバオの商人であったガルドキ家のヨーロッパとアメリカを含めた貿易活動ついて報告した。3. 5月には英国キングス・カレッジ・ロンドンで行われた院生向けのKCL World History Student Conferenceにおいて、ビルバオとイギリス各港との貿易関係について報告した。4.同じく5月には、昨年度に行ったアメリカ合衆国での調査(2017年9月-10月、ボストン・ビバリー)の結果をもとにして、社会経済史学会全国大会にて報告を行った。ここでは、七年戦争期(1756-1765年)においても、ビルバオとニューイングランドの貿易はそれぞれの商人にとって互いに経済合理性に適ったものであったことを強調した。5. 8月には米国ボストンで行われた世界経済史家会議にてポスター報告を行い、ビルバオ=ニューイングランド間の貿易が、ただの経済関係ではなく、アメリカ独立戦争期には外交的要素を持ちうることを示した。6. 9月からは、バスク大学経済経営学部のXabier Lamikiz氏を受入教員とし、文書館での史料・文献調査を行った。これにより、研究対象の時期を18世紀後半全体へと広げることができるようになった。1.初年度よりビルバオ側とアメリカ側の貿易史料を組み合わせたmulti-archivalな研究を目指してきたが、本年度までに1756-1765年の期間の史料収集・考察、学会報告を行った。2.計画通りバスク大学での研究期間を利用して、既に1800年までの史料を収集した。これは、18世紀後半のビルバオの貿易状況を詳細に追うことができる成果であるだけでなく、2019年度に予定しているアメリカ合衆国での史料調査の基盤となった。1.引き続き2019年8月までは、バスク大学経済経営学部に客員研究員として滞在し、ビルバオとスペイン側の史料・文献調査を進める。2.初年度より研究の念頭に置いてきた、「大西洋での商業的関わりにおける18世紀後半のビルバオとニューイングランド(あるいはアメリカ東海岸都市)貿易の位置付け」を考える。このため、ニューイングランド側の貿易史料を、同じく18世紀末まで入手する必要があり、2019年度はフィリップス図書館(マサチューセッツ州ロウリー)、マサチューセッツ歴史協会(ボストン)において史料収集を行う。1.一国に収まらないアーカイヴリサーチを行うことでビルバオ商人の貿易を具体化するという計画に基づき、考察の対象としているガルドキ家最大の貿易相手として考えられるニューイングランド側の実態を明らかにした。2017年9月から10月に、ボストンのマサチューセッツ・ヒストリカル・ソサエティでマサチューセッツ税関における船舶リストを調査した。ビバリーのビバリー・ヒストリカル・ソサエティではガルドキ家の取引相手を知るために手紙のやりとりなどを記した史料を調査した。これにより、ニューイングランドの貿易記録と、ビルバオ商人の取引相手がボストン以北の港の商人たちであったことが判明した。研究成果については、2018年度に学会報告を行い論文として発表する予定である。2. 2016年2月から3月に収集したビルバオの徴税史料から抽出した貿易データを用いて、ビルバオ商人であるガルドキ家の貿易実態を明らかにした報告を、2017年6月に第22回ワークショップ西洋史・大阪で行った。この中で、ビルバオ商人は北西ヨーロッパとの貿易を主に行っていたが、ガルドキ家はタラ貿易を通して北アメリカとつながっていたことを強調した。これは2018年度前半に論文として投稿・発表する。3. 2017年12月に台湾國立大学で行われた国際学会の院生セッションでは、ビルバオ商人の北大西洋貿易について報告した。専門とする時代を超えてグローバルヒストリー研究者や経済史研究者と議論を行った。4. 2018年1月には、大阪大学とシンガポールの南洋理工大学と共同で行われた国際学会において、18世紀後半におけるビルバオ商人の商業活動のみならず、同じバスク地方にあるギプスコア商人のアジア貿易についての報告を行った。これにより、北大西洋におけるビルバオ商人の貿易活動やバスク人の商業活動と、アジア・インド洋・アフリカの海域史との比較可能性が示された。当初、初年度に研究予定であったニューファンドランドに関する調査を取りやめ、2年目以降に研究を行う予定であったニューイングランドを中心とした貿易の考察を進めた。ボストンやビバリーの文書館での史料調査を通して、ニューイングランド側みからみたビルバオとの貿易実態を明らかにすることができた。また、ビルバオ商人であるガルドキ家最大の取引相手であったイングランド側の商人像が明らかになった。ただ、ニューイングランド商人とビルバオ以外の貿易については考察を進めておらず、次年度以降の課題である。

4.同じく5月には、昨年度に行ったアメリカ合衆国での調査(2017年9月-10月、ボストン・ビバリー)の結果をもとにして、社会経済史学会全国大会にて報告を行った。ここでは、七年戦争期(1756-1765年)においても、ビルバオとニューイングランドの貿易はそれぞれの商人にとって互いに経済合理性に適ったものであったことを強調した。5. 8月には米国ボストンで行われた世界経済史家会議にてポスター報告を行い、ビルバオ=ニューイングランド間の貿易が、ただの経済関係ではなく、アメリカ独立戦争期には外交的要素を持ちうることを示した。6. 9月からは、バスク大学経済経営学部のXabier Lamikiz氏を受入教員とし、文書館での史料・文献調査を行った。これにより、研究対象の時期を18世紀後半全体へと広げることができるようになった。1.初年度よりビルバオ側とアメリカ側の貿易史料を組み合わせたmulti-archivalな研究を目指してきたが、本年度までに1756-1765年の期間の史料収集・考察、学会報告を行った。2.計画通りバスク大学での研究期間を利用して、既に1800年までの史料を収集した。これは、18世紀後半のビルバオの貿易状況を詳細に追うことができる成果であるだけでなく、2019年度に予定しているアメリカ合衆国での史料調査の基盤となった。1.本年度の研究実績を通して、(1)ビルバオとニューイングランドの関係が大西洋史の中にどのように位置づけられるか、(2)18世紀後半におけるビルバオのスペイン王国あるいはスペイン帝国内での位置を考える必要があることが明らかになった。2.(1)の点に関して、大西洋におけるビルバオの位置を考えるため、引き続きボストンで取得した船舶リストの調査を行う予定である。具体的には、ニューイングランドの西インド貿易について調査する予定である。これにより、スペイン帝国の中に収まらないながらも環大西洋経済圏と結びついていたことが明らかになると考えられる。3.平成30年度9月からは、バスク大学経済経営学部を拠点としながら1年間の在外研究を行う予定である。在外研究を通して、ビルバオにある2つの文書館(Archivo Foral de BizkaiaとArchivo Provincial de Vizcaya)にて貿易の数量データを集めるとともに、近世スペインの文書が所蔵されているスペイン国立シマンカス文書館での調査を行う。1.引き続き2019年8月までは、バスク大学経済経営学部に客員研究員として滞在し、ビルバオとスペイン側の史料・文献調査を進める。2.初年度より研究の念頭に置いてきた、「大西洋での商業的関わりにおける18世紀後半のビルバオとニューイングランド(あるいはアメリカ東海岸都市)貿易の位置付け」を考える。
哺乳動物網膜神経節細胞の軸索・樹状突起の再生・伸展過程

1.成熟ハムスタ-を用い、坐骨神経自家移植による網膜神経節細胞軸索の再生過程について、移植片断面の電顕的観察、抗ラミニン抗体の免疫組織蛍光法による光顕的観察を行った結果次のことが明らかとなった。(1)シュワン細胞の細胞質に囲まれて再生した脊髄軸索には正常と同様の厚い髄鞘を被ったもののほかに、中、小型の軸索径にあわせた髄鞘の再編成過程を示す像も観察された。無髄の再生軸索は群集することが多いが、それらのいずれもが必ずシュワン細胞の細胞質突起か基底膜に取り囲まれていた。(2)抗ラミニン抗体免疫反応陽性構造は、正常坐骨神経では規則正しい環状を呈するが、移植片では大小不整で不規則な配列を示し、いづれもシュワン細胞基底膜に相当するものと考えられる。2.成熟ラットの網膜損傷部に凍結処理によりシュワン細胞を死滅させて坐骨神経移動を行った場合と坐骨神経片にラミニン塗布を施して移植を行った場合とで、網膜軸索の再生伸展に差があるかどうか検討したところ、以下の結果を得た。(1)蛍光色素ロ-ダミンデキストランによる順行性標識法では、いづれの場合にも移植後2週間では移植片の強膜縫合部から2mm以上再生伸展した網膜軸索は殆どみられなかった。移植後1ケ月では、ラミニンを添加した場合のみ2mm以遠の部位で多数の再生線維がラベルされた。(2)移植片の中枢端にロ-ダミン-HRPを注入し逆行性標識された網膜神経節細胞を網膜全伸展標本上で観察したところ、ラミニン非処置群の網膜ではラベルされた神経節細胞は皆無であるのに対し、ラミニン処置群では条件によっては標識細胞が確認できた。しかし、a)動物の週齢、b)ラミニンの鮮度・濃度、c)移植後の経過時間などの条件の違いによりその結果にばらつきがあった。この研究では眼球の強膜損傷部に坐骨神経を挿入移植したため、限られた数の神経節細胞の軸索再生しか調べることができなかった。今後移動植片を視神経切断断端に縫合し、網膜全体に多くの細胞を再生させる方法も併用して再生神経節細胞の数をより定量的に検討する必要がある。本研究のこれまでの成果は、哺乳動物の網膜軸索再生過程に於けるシュワン細胞とその基底膜の重要性を確認すると共に、基底膜成分の一つであるラミニンがin vivoにおいても網膜軸索の伸展促進効果を持つ可能性を示唆している。今後、in vivoに於けるラミニンの軸索伸展促進効果を最善にし得る諸条件を明らかにしてゆく必要がある。
微細構造を有する沸騰伝熱促進面による高熱負荷対応小温度差熱交換に関する基礎研究

溶射被膜による沸騰伝熱促進面で観察された2つの特有な現象,飽和沸騰高乾き度での伝熱劣化,サブクール沸騰での限界熱流束向上,について実験的研究を行った.前者は,最も高い伝熱促進が得られた伝熱面についてのみ確認された.静電容量法によるボイド率計測結果から,活発な核沸騰域においてもドライアウト域が発生することを明らかにした.そのため,劣化後の熱伝達率は平滑面より高かったのである.後者では,核沸騰と膜沸騰の繰り返しによるボイド率変動と圧力変動が溶射面で顕著に発生すること,安定した膜沸騰に遷移する壁温への伝熱面構造の影響が小さいことを明らかにした.電子機器や電力機器の冷却,さらには排熱利用など熱利用効率の向上のためには小温度差での熱交換技術が必要であり,沸騰伝熱促進が求められる.研究代表者らは溶射加工で製作した多孔質伝熱面で核沸騰領域において平滑面に対し約10倍の伝熱促進効果が得られることを狭隘流路内熱伝達実験で明らかにしたが,一方で乾き度0.7あたりで熱伝達率が大きく低下する現象が確認された.熱伝達率は低下後も平滑面と同等もしくはそれ以上の値であったことから熱伝達率低下要因がドライアウトであるとは断定できなかった.溶射皮膜による伝熱促進効果は単相強制対流では得られなかったことから強制対流蒸発の場合,伝熱促進効果は失われ平滑面と同等になる,すなわち伝熱劣化はドライアウトではなく強制対流蒸発への沸騰形態の推移によると考えた.実用上,この熱伝達低下要因の解明と発生条件を明らかにする必要があることから,沸騰様式を明らかにするためボイド率の時間変化を計測した.平成24年度に製作した静電容量センサを用いてFC72沸騰二相流実験を行った.静電容量センサで液ホールドアップを計測するとともに,同じ乾き度の条件で断熱二相流と沸騰二相流の液ホールドアップを比較した.これは,液膜内における核沸騰の有無とその液膜構造への影響を評価するためである.その結果,溶射被膜では液ホールドアップは熱流束の影響を受け,沸騰二相流のほうが高くなった.一方,平滑面では熱流束の影響が小さかったことから,溶射被膜では沸騰開始過熱度が小さく高い乾き度,つまり薄い液膜厚さでも核沸騰が得られ,流路中央での気液間のせん断力が大きくなり,液が流路の両側に偏流して減速したため液ホールドアップが増大したと考えられる.特に,高い伝熱促進効果が得られた表面構造が細かい溶射皮膜では,核沸騰による高い熱伝達率が得られる流動条件であっても,部分的なドライアウトが観察された.溶射被膜による沸騰伝熱促進面で観察された2つの特有な現象,飽和沸騰高乾き度での伝熱劣化,サブクール沸騰での限界熱流束向上,について実験的研究を行った.前者は,最も高い伝熱促進が得られた伝熱面についてのみ確認された.静電容量法によるボイド率計測結果から,活発な核沸騰域においてもドライアウト域が発生することを明らかにした.そのため,劣化後の熱伝達率は平滑面より高かったのである.後者では,核沸騰と膜沸騰の繰り返しによるボイド率変動と圧力変動が溶射面で顕著に発生すること,安定した膜沸騰に遷移する壁温への伝熱面構造の影響が小さいことを明らかにした.電子機器や電力機器の冷却,さらには排熱利用など熱利用効率の向上のためには小温度差での熱交換技術が必要であり,沸騰伝熱促進が求められる.研究代表者らは溶射加工で製作した多孔質伝熱面で核沸騰領域において平滑面に対し約10倍の伝熱促進効果が得られることを狭隘流路内熱伝達実験で明らかにした.しかし,乾き度0.6から0.7において熱伝達率が大きく低下する現象が確認された.熱伝達率は低下後も平滑面と同等もしくはそれ以上の値であったことから熱伝達率低下要因がドライアウトでなく,強制対流蒸発への推移によると考えた.実用上,この熱伝達低下要因の解明と発生条件を明らかにする必要があることから,沸騰様式を明らかにするためボイド率の時間変化を計測した.作動流体が電気伝導度が低いFC72であることから,静電容量法を選択したが,誘電率も低いことから超高感度静電容量変換器を購入した.試験部は狭隘流路片面加熱で,水平配置・底面加熱とした.上部壁面にセンサー電極を設置,加熱面をアース電極として,流路の静電容量を計測した.検出器の分解能,誘電率を考慮し,センサー電極を設計するとともに,ノイズ低減のためシールド電極を設置した.平成24年度は計測点を加熱部最下流の壁温計測点とし,熱伝達率とボイド率の相関を評価した.作動流体の質量流束を一定とし,試験部の熱流束を変化させ,同じ乾き度の流れに対して非加熱を含めて熱流束の影響を評価した.実験結果より,溶射皮膜面の場合,乾き度が約0.4の流動条件では,加熱によってボイド率は高くなったが,熱流束の増大に対して極大値が存在し,それ以上の熱流束ではボイド率が低下した.

ボイド率の上昇は液膜流での核沸騰による液の加速と考えられるが,高熱流束では流路中央部での沸騰の促進により,液が流路の両端に偏流したためボイド率が低下したと考えられる.小温度差での熱交換技術を確立するには,沸騰伝熱促進が求められる.研究代表者らは溶射被膜による多孔質伝熱面で核沸騰領域において平滑面に対し約10倍の伝熱促進効果が得られることを明らかにした.しかし,乾き度0.6から0.7において平滑伝熱面にはみられない熱伝達率の低下を確認した.一方,サブクール沸騰では,溶射加工面の場合,比較的低い加熱量でも沸騰気泡核が形成されるため高い熱伝達率が得られること,平滑面より高い限界熱流束が得られることを確認した.そこで,溶射被膜での特徴的な現象として,高乾き度での伝熱劣化,高サブクール度での限界熱流束向上について,気液界面構造と熱伝達性能の相関について研究を行った.平成24年度には,誘電率が低い冷媒に対応でき,流体に非接触で計測可能な静電容量ボイドセンサを製作し,沸騰流のボイド率を計測した.平成25年度には,飽和沸騰高乾き度を対象とし,沸騰流での熱伝達率とボイド率,同じ乾き度の断熱二相流でのボイド率を計測,比較した.その結果,溶射被膜ではボイド率は熱流束の影響を受け,沸騰二相流のほうが低い値を示した.平滑面では熱流束の影響が小さかった.溶射被膜では沸騰核生成過熱度が小さく,薄い液膜厚さでも核沸騰が得られるため,流路中央での界面せん断力が大きくなり,液が流路の両側へ押しやられ,核沸騰による高い熱伝達率が得られる流動条件であっても,部分的なドライアウトが発生し,熱伝達率低下の要因となったことが明らかとされた.平成26年度には,サブクール沸騰でのDNBについて研究を行った.伝熱面にかかわらず,DNBにいたる直前,伝熱面近傍での蒸気泡合体による膜形成とその崩壊によるボイド率の大きな変動が観察された.蒸気膜の形成は局所ボイド率に依存しているが,完全に膜沸騰へ至る条件は伝熱面によらずほぼ同じ壁温であった.界面構造の制御によって限界熱流束向上が図れると言える.熱工学本研究の目的は,溶射皮膜による核沸騰伝熱促進面における沸騰現象の解明,特に,高乾き度強制対流での伝熱促進効果の低下,サブクール沸騰での限界熱流束向上効果を対象としている.いずれも流動形態に依存すると考えられるが,壁面を透明素材とした流動挙動の観察だけでは,膜厚方向の気泡および液膜構造の把握に対して不十分であった.研究対象の条件では沸騰現象は核沸騰支配であり,その場合,気泡の生成によって界面積濃度は高くなり液が加速されると考えられる.高乾き度の条件では液膜流内で核沸騰が得られるので,液膜を加速するとともに液滴飛散の増大につながる恐れがある.特に,溶射加工面では平滑面に対して高い熱伝達が得られていることから,その傾向が大きいと想定される.一方,サブクール沸騰の場合,溶射加工面では高熱流束条件でも沸騰気泡の合体による大気泡の形成が平滑面よりもされにくいため限界熱流束が向上したと考えられる.平成25年度は,高乾き度飽和沸騰での伝熱劣化現象に注目し,平成24年度に製作した静電容量プローブで高乾き度条件で実験を行った.沸騰挙動への伝熱面性状の影響,伝熱劣化の要因が明らかとされたことから現在の達成度は,概ね順調に進展しているとした.なお,平成25年度に得られた成果は2014年8月に開催される国際伝熱会議で発表する.本研究の目的は,溶射皮膜による核沸騰伝熱促進面における沸騰現象の解明,特に,高乾き度強制対流での伝熱促進効果の低下,サブクール沸騰での限界熱流束向上効果を対象としている.いずれも流動形態に依存すると考えられるが,壁面を透明素材とした流動挙動の観察だけでは,膜厚方向の気泡および液膜構造の把握に対して不十分であった.研究対象の条件では沸騰現象は核沸騰支配であり,その場合,気泡の生成によって界面積濃度は高くなり液が加速されると考えられる.高乾き度の条件では液膜流内で核沸騰が得られるので,液膜を加速するとともに液滴飛散の増大につながる恐れがある.特に,溶射加工面では平滑面に対して高い熱伝達が得られていることから,その傾向が大きいと想定される.
肺高血圧症におけるApelin陽性細胞の役割

肺動脈性肺高血圧症(Pulmonary Arterial Hypertension:PAH)は、予後不良の厚生労働省指定の難病で、約2500名の患者登録がなされており、適切な治療がなされないと右心不全から死に至る。現在認可されているPAH治療薬は血管拡張による肺動脈圧降下を目的とした対症療法的治療薬のみであり、新規治療法の確立が望まれている。本研究では、血管内皮の動態に着目し、マウスおよびラットの肺高血圧症モデルを用いて、肺高血圧症発症・重篤化メカニズムを解明し、将来的に肺高血圧症の新規診断法・治療法・予防法の開発を目指す。
微小粒子状物質（PM2.5）と粒子成分が不整脈発生や心拍変動に及ぼす影響

平成30年度は、東京、名古屋に札幌市を加えた3都市において、心拍変動と大気中微小粒子状物質濃度(PM2.5)の情報を用いた解析を行った。心拍変動の指標としては、装着時間(20時間以上)のRR間隔の平均(MEANNN)、標準偏差(SDNN)、高周波変動成分(HF)、低周波変動成分(LF)、超低周波変動成分(VLF)、極低周波変動成分(ULF)を用い、対数変換した値を用いた。また、値は年齢に依存するため、年齢・性別に層別化した解析を行い、線形回帰分析を行った。また、交絡因子として気象条件も統計モデルで調整した。結果は、PM02.5濃度の増加は、SDNNの低下と関連していることが東京、名古屋で見られたが、札幌市では明らかな何連はみられなかった。これは、PM2.5への曝露により心拍変動の低下がみられる、すなわち自律神経系への影響がみられることが示唆された。また、地域差は、地域の粒子成分の違いがかかわっている可能性がある。年齢別解析では、高齢者において関連がと良かった。30年度は新たに、これらの関連について共存汚染物質(オゾン、二酸化窒素、二酸化硫黄)をモデルに加えた解析を行ったが、関連の大きさに変化はみられなかった。また、今年度は対象者の情報として、対象者の加速度データの情報を加えた。本研究で用いる心拍変動は24時間平均である。心拍変動は、体動によっても影響を受けるため、加速度データを組み合わせ、臥位で過ごす時間も考慮した心拍変動の評価が可能となり、現在解析を続けている。これまでの解析から、心拍変動に影響を与える他の因子として、体動がかかわることがわかり、新たに体動に関する情報を追加した。これにより、心電計を装着している間の臥位になっている時間がわかるため、その情報を加えた解析をする予定である。対象者の情報に、体動および併存疾患の有無に関する情報が整備された。今後はその情報を考慮した解析を行う。本研究は、微小粒子状物質(PM2.5)とその成分の曝露が循環器疾患発症、ひいては生命予後に及ぼす影響のメカニズムを解明することを目的として、全国の参加医療機関で記録されたHolter心電図情報から得られる心拍変動指標とPM2.5及びその成分濃度との関連について検討する。今年度は、全国の常時監視測定局で観測されているPM2.5重量濃度の整備を行った。PM2.5成分濃度の連日測定をしている地域は非常に限られているため、2000年代初めから連日サンプリングを行っている名古屋市におけるPM2.5成分(イオン成分、炭素成分)の整備を行い、今年度は2009年度以降のサンプルを用いて成分分析を行った。また、全国のHolter心電図データベースのデジタルデータから、心拍変動解析を行い、心拍変動指標の抽出を行った。Holter心電図記録は、20歳以上の成人の記録で、かつ20時間以上の記録のあるもののみ対象とし、装着中の心拍変動指標(RR間隔の平均値(mean NN)、標準偏差(SDNN, SDANN)、周波数分析から得られる指標であるVLF, LF, HFなど)、不整脈の情報について抽出した。さらに、これらのデータのうち、比較的大きなサンプルサイズである札幌市、東京都、名古屋市(約22万件)における心拍変動指標とPM2.5重量濃度とのデータを結合し、探索的な予備解析を行った。心電図の指標をみると、洞調律以外に、心房粗動、慢性心房細動、発作性心房細動、ペースメーカー調律など、リズムの異常がみられるものが10%程度みられ、対象者属性が健常人だけでなく様々な心疾患をもつ患者集団が含まれているためと思われた。今後の解析では洞調律のみ対象とすることとした。心拍変動指標に大きなばらつきがみられた。また、高齢になるほどSDANNが低下、逆にmeanNNは増加した。また、気象条件と心拍変動指標値の散布図を作成した。高温や低温では心拍変動の値が変動するため、今後の解析では重要な交絡因子になると考えられた。現時点で、3地点(札幌、東京、名古屋)における心電図情報の整備、および環境因子の整備を終えており、データのクリーニングもほぼ終了したデータセットを作成している。また、これまでの文献的検討および予備解析から得られた情報より、考慮すべき交絡因子についても検討がされており、今後、大気汚染と心拍変動指標との関連についての解析を行う準備が整った。平成29年度は、前年度に引き続き名古屋市におけるPM2.5成分濃度の成分分析および、東京、名古屋、札幌を含む都市における心電図情報の整備を行った。また、東京と名古屋において、2010年4月2013年3月までのホルター心電図から得られた心拍変動に関する指標(RR間隔の平均値(meanRR),標準偏差(SDNN, SDANN),周波数解析から得られるHF, LF, VLF, ULFなど)とPM2.5重量濃度との関連について、線形回帰分析を用いて検討した。平成28年度の予備的解析結果に基づいて、統計モデルでは、気温と相対湿度を交絡因子として調整した。解析対象となるホルター心電図の情報について、年齢は20歳以上90歳未満、記録時間が18時間以上を抽出するとともに、心房細動や不整脈の多いものは除き、基礎調律が洞調律のもの(60674件)を解析対象した。

PM2.5濃度は、対象期間中に継続してPM2.5観測がされている測定局を1地点ずつ選び、それを曝露指標とした。対象期間中のPM2.5濃度は、東京では14.7μg/m3、名古屋では16.6μg/m3であった。都市別に解析したところ、東京においてPM2.5濃度の上昇は、SDNN, SDANN, ULFの低下と関連がみられ、その関連は72時間後までみられたが、名古屋では関連はみられなかった。性別、年齢区分別に層別化した解析を行ったところ、女性と高齢者(60-69歳)でその関連は強くみられた。上記結果より、PM2.5は心拍変動を低下させる可能性が示唆された。PM2.5曝露は、自律神経を介して循環器疾患の発症や増悪に関与する可能性が示唆された。PM2.5濃度重量濃度、成分分析と心拍変動情報の整備が順調に進み、関連についての解析が可能となった。また、過去の文献レビューより解析方法や交絡因子の情報について整備し、統計モデルについても確定した。平成30年度は、東京、名古屋に札幌市を加えた3都市において、心拍変動と大気中微小粒子状物質濃度(PM2.5)の情報を用いた解析を行った。心拍変動の指標としては、装着時間(20時間以上)のRR間隔の平均(MEANNN)、標準偏差(SDNN)、高周波変動成分(HF)、低周波変動成分(LF)、超低周波変動成分(VLF)、極低周波変動成分(ULF)を用い、対数変換した値を用いた。また、値は年齢に依存するため、年齢・性別に層別化した解析を行い、線形回帰分析を行った。また、交絡因子として気象条件も統計モデルで調整した。結果は、PM02.5濃度の増加は、SDNNの低下と関連していることが東京、名古屋で見られたが、札幌市では明らかな何連はみられなかった。これは、PM2.5への曝露により心拍変動の低下がみられる、すなわち自律神経系への影響がみられることが示唆された。また、地域差は、地域の粒子成分の違いがかかわっている可能性がある。年齢別解析では、高齢者において関連がと良かった。30年度は新たに、これらの関連について共存汚染物質(オゾン、二酸化窒素、二酸化硫黄)をモデルに加えた解析を行ったが、関連の大きさに変化はみられなかった。また、今年度は対象者の情報として、対象者の加速度データの情報を加えた。本研究で用いる心拍変動は24時間平均である。心拍変動は、体動によっても影響を受けるため、加速度データを組み合わせ、臥位で過ごす時間も考慮した心拍変動の評価が可能となり、現在解析を続けている。これまでの解析から、心拍変動に影響を与える他の因子として、体動がかかわることがわかり、新たに体動に関する情報を追加した。これにより、心電計を装着している間の臥位になっている時間がわかるため、その情報を加えた解析をする予定である。引き続きPM2.5の成分分析を行うとともに、PM2.5重量濃度と各心拍変動指標との関連について線形回帰分析を適用して、関連を検討し、曝露ー反応関係について明らかにしていく。必要に応じて、閾値を考慮したモデル、非線形モデルをあてはめる。大気汚染の影響にはラグ(遅れ)がみられる可能性もあるため、ラグを考慮した統計モデルを用い、かつ交絡因子(年齢、気象条件、他の共存汚染物質など)についても考慮する。さらに、成分分析の結果がある程度蓄積した段階で、PM2.5成分濃度と心拍変動指標との関係についての解析を行う。平成30年度は、名古屋市におけるPM2.5成分濃度と心拍変動指標との関連について、検討していていく。
地球周辺宇宙空間における無衝突プラズマ境界層の物理

地球周辺の宇宙空間には、太陽風と磁気圏の相互作用によって磁気圏境界面、前面の衝撃波、プラズマシート境界層、プラズマポ-ズ、等の無衝突プラズマ境界層が形成されている。境界層は特性の異なるプラズマの単なる接触面ではなく、ミクロな運動論的過程によって境界層を通してエネルギー・運動量・粒子の輸送が行われ、それが磁気圏全体のダイナミックスやエネルギー輸送を制御していると考えられている。本基盤研究の目的は、高時間分解能の「GEOTAIL」、「あけぼの」等の衛星観測結果を基にその物理過程を明らかにすることであった。本研究の活動は、個別的研究だけでなく、観測データ検討会と大小の研究会を通じて多くの研究者の周知を集め総合的な観点から研究を進めることを中心としてきた。また、このような総合研究を通じて若手研究者の養成をはかり、我が国における基礎科学研究のポテンシャルを上げることも重要課題の一つとした。その観点から見て、平成8年11月に石川県金沢市で開催された国際会議「磁気圏尾部研究の新たな展望」は、本基盤研究で得られた成果を中心とする討論の場として特に大きな効果があった。この3年間に出版された「GEOTAIL」関連の論文数は150編に上り、11項にはその中の一部の代表的なもののみにとどめる。多数の成果の中で特筆すべきことは、磁気リコネクション過程が磁気圏境界層やプラズマシート境界層の形成、境界層を通してのエネルギー・運動量・粒子の輸送機構、および磁気圏全体のダイナミックス、磁気圏嵐におけるエネルギー解放過程に重要な役割を果たしている観測事実が次々と発見されたことである。特に、粒子の3次元速度分布関数の高時間分解能の観測結果が粒子コード(Hybrid code、およびFu11 Partic1e Code)の計算機シミュレーションで再現できるようになり、従来のMHD的描像を越えて、粒子の輸送、加熱、加速の物理過程の研究の進展を大きく促した。大小の観測データ検討会・研究会(12回)を開いて、GEOTAIL観測結果から代表的なイベントを選び、磁気圏前面および尾部の磁気圏境界面、前面の衝撃波、プラズマシート境界層で生起している物理過程の研究が進められてきた。また、「あけぼの」とGEOTAILの合同研究会を開催し、共同研究テーマについて提案と討論を行った。そこで得られた新しい知見のうち、代表的なものを下記に列挙する。1.磁気圏境界面および尾部において磁気リコネクションの観測証拠が発見された。特に、プラズマモイドの中の詳細な電子・イオンの分布関数はその生成過程に対する重要な観測証拠とされている。また、プラズマシート境界層が時々slow-mode shockを形成していることが明らかにされた。このslow-mode shockの形成がプラズマシートの加熱過程の有力な候補であることが示唆され、その詳細な運動学的構造について研究が進められている。2.磁気圏のさまざま領域に特徴的なプラズマ波動の描像が明らかにされた。特に、静電的波動については、同時観測の粒子データとの相関関係が明らかにされ、計算機シミュレーションの結果と併せて波動粒子相互作用の研究が進展しつつある。3.太陽風磁場が北向きの時、近尾部プラズマシートに多量の低温プラズマが存在していることが発見された。その主成分はプロトンであるため、電離圏起源のものか太陽風起源のものかの決着は今のところ難しいが、太陽風起源とすると磁気圏境界層からの太陽風プラズマの輸送過程の役割が重要となる。いずれにしても、これは新しい問題提起となっている。

4.磁気圏前面の衝撃波の上流で観測される高エネルギーイオンの起源については、太陽風粒子の衝撃波加速説と磁気圏起源の粒子流出説の間に昔から議論の分かれるところであったが、前者の説を大きく支持する観測的証拠が得られた。大小の観測データ検討会・研究会を開いて、GEOTAIL観測結果から代表的なイベントを選び、磁気圏前面および尾部の磁気圏境界面、前面の衝撃波、プラズマシート境界層で生起している物理過程の研究が進められてきた。特に、11月に金沢市で開催された国際会議「地球磁気圏尾部研究の新たな展望」においては本科研費によって得られた成果が議論の中心的な役割を果たし、今後の当該分野の研究進展にインパクトを与えたと言えるであろう。また、米国およびロシアの衛星との共同観測けっかについての研究が芽生えてきた。代表的な研究成果を下記に列記する。1.昨年度の研究で芽生えた磁気圏境界面および尾部において磁気リコネクションの研究が一段と進展し、粒子加速・加熱過程のミクロな物理過程が明らかにされつつある。また、プラズマシート境界層におけるslow-mode shockおよびそのForeshock regionにおけるイオン加熱過程の詳細が明らかにされた。一方、米国のポーラー衛星やロシアのインターボール衛星との共同観測の結果、磁気リコネクションが磁気圏サブストームの発達過程において重要な役割を果していることが発見された。2.磁気圏遠尾部のマントル/ローブ領域において予想外に多量の電離圏起源の酸素イオンが太陽風起源のプロトンと共存していることが発見され、その詳細な解析の結果、酸素イオンは昼間側磁気圏境界面において太陽風磁気と結ばれた磁力線上にあることが明らかにされた。電離圏起源のイオンが磁気圏内に侵入してきた太陽風プラズマとどのようにして混合し、尾部に輸送されるか、その詳細は今後の重要な研究課題である。3.太陽風プラズマが磁気圏低緯度境界層から磁気圏内に侵入してくることが、昨年度に発見された近尾部プラズマシートにおける低温プラズマのソースであることが明らかにされた。従来、プラズマシートにプラズマを供給するプロセスとしては磁気リコネクションによるマントル/ローブからの供給が最有力と考えられてきたので、プラズマシートのプラズマの起源と輸送過程に新たな問題を提起している。これまでと同様に、大小の観測データ検討会・研究会を開いて、GEOTAIL観測結果および理論・シミュレーション結果に基づいて磁気圏前面および尾部の磁気圏境界面、前面の衝撃波、プラズマシート境界層で生起している物理過程の研究が進められてきた。特に平成10年度は、本基盤研究の最終年度として論文のとりまとめ作業に比重が置かれた。その詳細は別に出版される報告書を参照していただくとして、本基盤研究によって得られた成果を代表的にまとめると以下のようになる。1.磁気リコネクション過程が磁気圏境界層やプラズマシート境界層の形成、境界層を通してのエネルギー・運動量・粒子の輸送機構、および磁気圏全体のダイナミックス、磁気圏嵐におけるエネルギー開放過程に重要な役割を果たしている観測事実が次々と発見された。