hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鳥類摂食関連遺伝子のクローニング及び中枢神経系での制御機構に関する研究

ニワトリレプチン受容体に対するモノクローナルを作製し、3種類の抗体を得ることに成功した。この抗体を用いて免疫学的手法によるニワトリレプチン受容体の検出を行い、以下を明らかにした。1)それぞれの抗体を用いたウエスタンブロット解析により、ニワトリレプチン受容体はいずれも約200kDaのタンパクとして検出され、本研究で得られたモノクローナル抗体はレプチン受容体のlong isoformに特異的に反応する事が明らかになった。2)免疫組織化学法により、ニワトリレプチン受容体が脳内に広く分布し、特に視床下部領域に多く存在することを明らかにした。3)ニワトリ脈絡叢ではレプチン受容体mRNA発現が高い事が明らかにされているが、脈絡叢では本抗体と反応する細胞が非常に少なく、ニワトリでも哺乳類で明らかにされているshortisoformに相当するmRNA及びタンパクが存在している可能性が強く示唆された。ニワトリオレキシンcDNAのクローニングと、遺伝子発現について検討を行った。ニワトリオレキシンcDNAは658bpのクローンとして得られた。ニワトリと他の動物種のオレキシン前駆体タンパク質との間の相同性はアミノ酸レベルで約55%であった。ニワトリオレキシンmRNAは視床下部で発現が認められ、特に視索前野での高かった。しかし他の脳部位ではオレキシンmRNA発現は認められず、視床下部領域で特異的に発現しているタンパクであることを明らかにした。哺乳類においてオレキシンは摂食を刺激する事が明らかにされているが、生理的にほぼ絶食状態にある抱卵期のニワトリ視床下部領域のオレキシンmRNA発現は他の時期と変化がないことを明らかにした。ニワトリレプチン受容体(cObR)cDNAは約3.5kbのタンパク質翻訳領域を持つ3.9kbのクローンとして得られた。塩基配列から予想されるアミノ酸配列は哺乳類のレプチン受容体と約50%の相同性を有し、サイトカイン受容体ファミリーに共通して認められるWSXWSモチーフ、細胞内情報伝達に必須であるとされているボックス1、2及び3は種をこえて高度に保存されていた。哺乳類のレプチン受容体は細胞内領域の長さが異なる数種類のisoformが存在しているが、細胞内情報伝達に関与するのは、ボックス1、2及び3を完全に有する受容体(long formあるいはsignaling form)のみであることが明らかにされている。今回得られたクローンはそのlong formに相当していた。RNase ptotection assayの結果、cObR mRNAは解析した組織すべてにおいて発現が認められたが、得に脳、卵巣でのmRNA発現量が高かった。小腸において性成熟後にcObR mRNA発現量の増加が認められたが、それ以外の組織において、性成熟に伴うcObR mRNA発現に差は認められなかった。これと同様の結果は未成熟雌鶏にエストロゲンを投与することにより再現された。脳、卵巣での高いmRNA発現は、ニワトリにおいても哺乳類と同様に摂食やステロイドホルモン産生の調節に関与していることを示唆している。また小腸におけるObR mRNA発現がエストロゲンにより変動することから、小腸上皮での食物の吸収がエストロゲン-レプチンによる制御を受けている可能性を示している。
肝細胞癌の低酸素応答特性に基づいたTACE/Metformin併用療法の有用性

肝細胞癌(HCC)に対する肝動脈化学塞栓療法(TACE)後においては、その手技中に生じる低酸素環境が腫瘍細胞の治療抵抗性獲得に寄与し、さらには塞栓後の生残細胞からの幹細胞能の誘導にも関与していることが近年明らかとなってきた。局所再発を抑制してHCC患者の長期生存を達成するため、TACEの局所制御効果を高めることが課題となる。前年度までに、HepG2細胞が低酸素下ではCDDPの濃度依存性抗腫瘍効果を減弱することを明らかにした。MetforminのHepG2細胞への毒性を評価するためMTSアッセイを行った結果、通常酸素下(21% O2)、低酸素下(1% O2)のいずれにおいても2mMまでは毒性を認めず、5mMで有意に細胞生存率が低下した。また、通常酸素下においてはCDDP単独とCDDP+1mMのMetformin併用で生存率に差はなく、いずれも濃度依存性の毒性を示した。一方、低酸素下ではCDDP単独では細胞毒性を認めなかったが、Metformin併用で濃度依存的に生存率が低下した。ほかにSAS、Ho-1-u-1、A549、HSC4、HUH-6細胞を用いて同様の評価をおこなったところ、SAS、Ho-1-u-1においてMetforminは低酸素細胞に対するCDDPの毒性を有意に増強した。ほかの3種でも同様の傾向がみられた。アポトーシス解析では、通常酸素下でCDDP単独とMetformin併用とでアポトーシス細胞の割合は変化しなかったが、低酸素下でCDDP単独に比べてMetformin併用はアポトーシス細胞を有意に増加させた。Metforminは、低酸素細胞におけるCDDP抵抗性を減弱することが明らかになった。本研究の目的は、「TACEとともにCDDPとMetforminを併用することでCDDPの抗腫瘍効果を高め、TACE後の局所再発を抑制することが可能であることを明らかにすること」である。これを達成するために必要な研究小課題として、当初、1CDDPおよびMetforminの細胞内ROS量への影響の評価、2CDDPおよびMetforminによる抗腫瘍効果の検討、3TACE/Metformin併用療法による再発抑制効果の評価、という3点を明らかにすることとして挙げた。今回、Metforminが低酸素細胞におけるCDDP抵抗性を減弱することが明らかになった。小課題2についてはおおむね達成できたが、1についてはデータの収集と解析をすすめているところである。また、3については実験条件の検討をしている段階であり、確立までには至っていない。総合的にはやや遅れていると判断する。研究の目的達成のため、引き続きCDDPおよびMetforminの細胞内ROS量への影響の評価と抗腫瘍効果の検討を行う。具体的には、フローサイトメトリーにて細胞内ROS量の測定とMetforminの抗腫瘍効果発現経路を明らかにするためウエスタンブロット解析も行う。さらに、全身麻酔下に家兎の肝左葉へVX2腫瘍細胞を移植し、家兎VX2腫瘍モデルを作製してin vivo実験を行う。肝細胞癌(HCC)に対する肝動脈化学塞栓療法(TACE)後においては、その手技中に生じる低酸素環境が、腫瘍細胞の治療抵抗性獲得に寄与し、さらには塞栓後の生残細胞からの幹細胞能の誘導にも関与していることが近年明らかとなってきた。本研究ではまず、HepG2細胞の増殖能に対する低酸素の影響を、トリパンブルー色素排除試験で評価した。HepG2細胞は、通常酸素(21% O2)下の培養では時間に依存して生細胞数が増加したが、低酸素(1% O2)下では12時間までは正常酸素下と同等であるものの、24、48時間でも12時間時点とほぼ同等の細胞数にとどまった。フローサイトメトリーで細胞周期解析を行ったところ、24または48時間低酸素下で培養した細胞ではG1期細胞の割合が増加していた。次に、CDDPの抗腫瘍効果に対する低酸素の影響をアポトーシス解析にて評価した。CDDPを0、1、5μMでそれぞれ培地に投与し、正常酸素下で24、48時間培養すると、CDDP濃度に依存してアポトーシス細胞は有意に増加した。しかしながら、低酸素環境下ではこのようなCDDPの濃度による抗腫瘍効果の増強は認められなかった。CDDPはTACEでよく用いられる薬剤であるが、今回、低酸素腫瘍細胞はCDDPの濃度依存性抗腫瘍効果を減弱することが明らかとなった。今回、低酸素腫瘍細胞はCDDPの濃度依存性抗腫瘍効果を減弱することが明らかとなった。一方で、細胞内ROS量の評価については、現在、予備実験にて実験条件を試行錯誤している状況である。肝細胞癌(HCC)に対する肝動脈

化学塞栓療法(TACE)後においては、その手技中に生じる低酸素環境が腫瘍細胞の治療抵抗性獲得に寄与し、さらには塞栓後の生残細胞からの幹細胞能の誘導にも関与していることが近年明らかとなってきた。局所再発を抑制してHCC患者の長期生存を達成するため、TACEの局所制御効果を高めることが課題となる。前年度までに、HepG2細胞が低酸素下ではCDDPの濃度依存性抗腫瘍効果を減弱することを明らかにした。MetforminのHepG2細胞への毒性を評価するためMTSアッセイを行った結果、通常酸素下(21% O2)、低酸素下(1% O2)のいずれにおいても2mMまでは毒性を認めず、5mMで有意に細胞生存率が低下した。また、通常酸素下においてはCDDP単独とCDDP+1mMのMetformin併用で生存率に差はなく、いずれも濃度依存性の毒性を示した。一方、低酸素下ではCDDP単独では細胞毒性を認めなかったが、Metformin併用で濃度依存的に生存率が低下した。ほかにSAS、Ho-1-u-1、A549、HSC4、HUH-6細胞を用いて同様の評価をおこなったところ、SAS、Ho-1-u-1においてMetforminは低酸素細胞に対するCDDPの毒性を有意に増強した。ほかの3種でも同様の傾向がみられた。アポトーシス解析では、通常酸素下でCDDP単独とMetformin併用とでアポトーシス細胞の割合は変化しなかったが、低酸素下でCDDP単独に比べてMetformin併用はアポトーシス細胞を有意に増加させた。Metforminは、低酸素細胞におけるCDDP抵抗性を減弱することが明らかになった。本研究の目的は、「TACEとともにCDDPとMetforminを併用することでCDDPの抗腫瘍効果を高め、TACE後の局所再発を抑制することが可能であることを明らかにすること」である。これを達成するために必要な研究小課題として、当初、1CDDPおよびMetforminの細胞内ROS量への影響の評価、2CDDPおよびMetforminによる抗腫瘍効果の検討、3TACE/Metformin併用療法による再発抑制効果の評価、という3点を明らかにすることとして挙げた。今回、Metforminが低酸素細胞におけるCDDP抵抗性を減弱することが明らかになった。小課題2についてはおおむね達成できたが、1についてはデータの収集と解析をすすめているところである。また、3については実験条件の検討をしている段階であり、確立までには至っていない。総合的にはやや遅れていると判断する。研究の目的達成のため、平成29年度に引き続き、CDDPおよびMetforminの細胞内ROS量への影響の評価と抗腫瘍効果の検討を行う。具体的には、フローサイトメトリーにて細胞内ROS量の測定を行い、CDDPにMetforminを併用した場合のアポトーシス解析も行う。さらに、今後in vivo実験を行うにあたって、全身麻酔下に家兎の肝左葉へVX2腫瘍細胞を移植し、家兎VX2腫瘍モデルを作製する。研究の目的達成のため、引き続きCDDPおよびMetforminの細胞内ROS量への影響の評価と抗腫瘍効果の検討を行う。具体的には、フローサイトメトリーにて細胞内ROS量の測定とMetforminの抗腫瘍効果発現経路を明らかにするためウエスタンブロット解析も行う。
ID識別型超音波発信機を用いたタイ国メコン川におけるメコンオオナマズの追跡

絶滅の危機に瀕したメコンオオナマズの保護に資するため,タイ国メコン川において養殖メコンオオナマズにID識別型超音波発信機を装着して放流し,追跡した。2004年7月に,4尾(全長76.582.5cm,体重4.65.7kg)の腹腔内にID識別型超音波発信機(CodedV16,Vemco)を埋め込み,ナコンパノム近郊のメコン川に放流した。ミャンマーとの国境に近い上流のチェンコーンからラオスとの国境に近い下流のコンチアムまでのタイ国内を流れるメコン川全流域に7台の設置型受信記録機(VR1,Vemco)を設置し,放流後の移動を追跡した。放流直後,供試魚は約1週間にわたって放流地点周辺にとどまったが,その後移動を開始し,1尾が1.9日後に40km上流まで,さらに4.7日後に100km上流まで移動した。移動速度は21km/日であったが,それ以上上流に移動することはなかった。さらに詳細な移動状況を把握するために,4尾(全長76.584.0cm,体重4.95.8kg)の腹腔内に水深センサー付超音波発信機(CodedV16P,Vemco)を埋め込み,放流地点の上流40kmと100kmに設置した2台の設置型受信記録機(VR2,Vemco)により移動中の遊泳水深を記録した。40km上流の受信機により約10分間にわたって1尾の遊泳水深が記録され,メコンオオナマズは水深112mの範囲で鉛直移動を伴いながら移動していたことが明らかとなった。昨年度までに得られた結果と併せると,養殖メコンオオナマズは放流後,上流に移動する傾向があり,その移動範囲は最大で約100km,移動速度は約20km/日,移動中に鉛直移動を伴うことが明らかとなった。平成15年5月7日から30日にかけて現地調査を行った。タイ東北部に位置するナコンパノム内水面水産試験場において,メコンオオナマズ人工繁殖魚10尾の腹腔内にID識別型超音波発信機を装着し,5月11日にナコンパノム近郊のメコン川流域に供試魚を放流した。あらかじめ現地の研究者に依頼して,タイ北部のメコン川流域最上流部に位置するチェンコーン,タイ東北部のメコン川最上流部近傍のサンコーン・シーチェンマイ,放流地点であるナコンパノム,タイ国内のメコン川流域最下流部に位置するコンチアムの計5カ所に設置型受信機を設置しておいた。平成15年7月22日から8月5日にかけて,現地調査を行った。受信機の各設置地点を巡り,受信記録のダウンロードと内部電池交換等のメンテナンスを行った。平成15年12月10日から23日にかけて,成果発表と現地調査を行った。11日から13日にかけてはバンコクで開催されたSEASTAR2000 4^<th> Workshopに参加し,メコンオオナマズに関する特別セッションにて成果を発表した。引き続き現地調査を行い,前回と同様に受信機の各設置地点を巡り,受信記録のダウンロードと内部電池交換等のメンテナンスを行った。放流地点に設置した受信機の記録を見ると,2尾が放流直後に,8尾が12日後に受信範囲外に移動した。210日後に4尾が,6月と8月にそれぞれ1尾ずつが再び放流地点で確認されたが,その後,いずれの受信機においても個体は確認されていない。放流から710日後に50100km上流で,のべ4尾がタイまたはラオスの漁業者の刺し網により捕獲された。上流への移動速度は最大で14km/dayと見積もることができる。メコンオオナマズ人工繁殖魚の上流へ移動する傾向と高い遊泳能力が確認されたと共に,メコン川における漁獲圧の高さを示す結果となった。

昨年度までに得られた結果と併せると,養殖メコンオオナマズは放流後,上流に移動する傾向があり,その移動範囲は最大で約100km,移動速度は約20km/日,移動中に鉛直移動を伴うことが明らかとなった。
戦前期サハリン島をめぐる国際関係史

本研究は、日ソ間でたびたび領土をめぐる係争が発生した20世紀前半のサハリン島について、現地の住民および行政の動向から、日ソ両国それぞれの内政、日ソ間の外交、それらをめぐる国際関係に至るまで、多様な層の事象を一つの連続体として捉え、それぞれの実態とその相互連関を明らかにしようとするものである。日露関係史としてのみならず、20世紀前半の世界史全体の中にサハリン島を位置付け、単に当事国間のパワーポリティクスとしてではなく、多面的な国際関係の中での領土の問題と、それが現地の政治や社会に与える影響をとらえることを目的としている。
地域専門機関とインフォーマル組織との組織間ネットワーク力尺度の開発

本研究では、地域の専門機関とインフォーマル組織との組織間ネットワーク力を測定する尺度を開発することを目的とした。本研究では、地域専門機関として、地域包括支援センターに焦点を当てた。概念の明確化、アイテムプールの作成、項目の選定、尺度の妥当性の検証の手順を踏み、インフォーマル組織(「民生委員」、「町会・自治会」、「ミニデイ・サロン」、「高齢者クラブ(老人クラブ)」)との関わりの段階毎に、それぞれ1723項目が含まれた尺度が完成した。今後、尺度の実用可能性や妥当性の検討を十分に行っていく必要があるものの、実践活動上の意義が高い尺度が作成された。地域包括支援センターをはじめとする専門機関と、民生委員、町会・自治会等のインフォーマル組織との協働は、地域住民のヘルスプロモーションやCommunity Buildingを実践していく上で重要となってくる。しかしながら、その評価方法論は未確立であり、喫緊の課題である。本研究は、地域の専門機関とインフォーマル組織との組織間ネットワーク力を測定する尺度を開発することを目的とし、組織間ネットワークの評価方法論の確立を目指すものである。平成22年度には、組織間ネットワークに関する概念の明確化を行い、その妥当性を検討するために先駆的にインフォーマル組織との関係構築を行っている地域包括支援センター職員を対象に面接調査を行った。さらに、明確化した概念を基に、地域の専門機関とインフォーマル組織との組織間ネットワーク力を測定する尺度開発のためのアイテムプールを作成した。面接調査の結果、地域専門機関である地域包括支援センターとインフォーマル組織との組織間ネットワークには、3つの段階性(「顔見知りになり、お互いの存在を認識し合う段階」、「お互いの役割について理解する段階」、「お互いに役目を持ち、協働する段階」)があることが伺われた。アイテムプールの作成には、地域包括支援センター職員に対するフォーカスグループインタビューを行い、「民生委員」、「町会・自治会」、「ミニデイ・サロン」、「高齢者クラブ(老人クラブ)」の4つの地域インフォーマル組織と地域包括支援センターとのネットワーク構築に必要な考えや意識、具体的な行動について尋ねた。挙げられた項目は、ネットワーク構築の相手であるインフォーマル組織毎に、3つの段階性に基づき分類を行った。平成23年度には、このアイテムプールを用い、信頼性、妥当性の確保できた尺度の完成を目指す。平成22年度には、組織間ネットワークに関する概念の明確化を行い、明確化した概念を基に、地域の専門機関とインフォーマル組織との組織間ネットワーク力を測定する尺度開発のためのアイテムプールを作成した。平成23年度は、アイテムプール項目を選定すること、ならびに地域包括支援センター職員に使用してもらうことで、尺度の信頼性および妥当性を検討することを目的とした。項目は、「民生委員」、「町会・自治会」、「ミニデイ・サロン」、「高齢者クラブ(老人クラブ)」の4つの地域インフォーマル組織と地域専門機関とのネットワークを設定し、前年度明らかになった組織間ネットワーク構築の3つの段階(「顔見知りになり、お互いの存在を認識し合う段階」、「お互いの役割について理解する段階」、「お互いに役目を持ち、協働する段階」)を想定し分類した。項目の選定は、地域包括支援センター職員や行政保健師の協力を得た。選定された項目は、2回にわたり、地域包括支援センターに配布され、項目に対する意見を得た。これらの過程を経た結果、各インフォーマル組織について各段階に、それぞれ1723項目が含まれた尺度が完成した。更なる妥当性の検討は必要であるが、これまで実践現場で使用可能なツールは存在しなかったことを鑑みると本研究で行った尺度開発は実践的意義が高く、同時に評価方法論の構築の一助となり得ることから、学術的意義も高いと考えられる。
迅速に進行するリン酸基転移反応の中間体ダイナミクスを可視化する分析技術の創出

生体内にはヒスチジンやアスパラギン酸のリン酸化を介した情報伝達機構がある。それらのアミノ酸のリン酸化型は化学的に不安定で加水分解されやすくリン酸基転移反応のダイナミクスを捉えることが困難だった。ATPアナログのATPgammaSを用いたin vitro反応では,チオリン酸化ヒスチジンやチオリン酸化型アスパラギン酸が生成し,それらは加水分解を受けにくい。リン酸基親和性電気泳動法のPhos-tag SDS-PAGEを用いて,チオリン酸化型タンパク質を分離し,これまで解析できなかった不安定化学種を持つリン酸基転移反応のダナミクスを解析した。生体内には,ヒスチジンやアスパラギン酸のリン酸化を介した情報伝達機構がある。しかし,それらのリン酸基は化学的に不安定で多くは一過性の中間体である。しかし,ATPのアナログであるATPγSを用いたチオリン酸化反応を利用し,加水分解反応を受けにくい中間体を生じさせることで,これまでに不明であったタンパク質リン酸基転移反応中間体の存在を発見したり,その反応速度論を理解することが期待できる。本研究では,申請者らが独自に開発したフォスタグ(Phos-tag)技術を駆使し,チオリン酸化反応を追跡することが可能な分析技術を開発する。まず,チオリン酸化タンパク質を生体内の環境に近い条件で分離,濃縮する方法を確立する。申請者はこれまでに生理的(中性)pHでリン酸基を捕捉するというPhos-tagの特性を利用したリン酸親和性クロマトグラフィー法を開発している。ATPγSではγ位に結合した硫黄が通常のATPにおける酸素と比較して構造的に大きいが,Phos-tagとの親和性があることを明らかにした。クロマトグラフィー法において,分離,濃縮が可能であるかどうかを検討している。また,Phos-tag SDS-PAGE法を用いて,生体内で起こりうるリン酸基転移反応の中間体の可視化を試みている。これまでに,大腸菌のヒスチジンキナーゼを用いたin vitroアッセイでは,ATP,あるいはATPγSのどちらを用いたキナーゼ反応においても,リン酸化した基質をシフトアップバンドとして分離し,可視化することに成功している。これまで迅速に進行する反応において,捉えることができなかった中間体を可視化することを目的としている。生体試料においてごく微量にしか存在しないリン酸化タンパク質を生体内の環境に近い条件で濃縮することは非常に有用な手法となる。そうした観点から,申請者はこれまでに生理的(中性)pHでリン酸基を捕捉するというPhos-tagの特性を利用したリン酸親和性クロマトグラフィー法を開発している。ATPγSではγ位に結合した硫黄が通常のATPにおける酸素と比較して構造的に大きいが,Phos-tagとの親和性があるかどうかを調べた。ATPγSは培地中に添加しても細胞に取り込まれないため,チオリン酸化タンパク質を生体内で生じさせることはできず,検証のための試料の作成が課題となった。しかし,新鮮な細胞抽出液にATPγSを添加することで,細胞内のキナーゼ活性によって,多くのタンパク質がチオリン酸化することを確認した。そして,その反応物をPhos-tagクロマトグラフィーにかけ,チオリン酸化タンパク質が捕捉されるかどうかを検討した。チオリン酸化タンパク質の検出には,サンプルをPNBMでエステル化してから抗チオリン酸エステル抗体を用いた。その結果,チオリン酸化タンパク質はPhos-tagクロマトグラフィーによって捕捉されることを確認した。これは植物や細菌の細胞内で主要な機構であるが,真核生物においてもこれらの残基のリン酸化がいくつか報告されている。しかし,それらのリン酸基は,化学的に不安定で,多くは一過性の反応中間体である。そこで我々は,ATPのアナログであるATPγSを用いたチオリン酸化反応を利用し,加水分解反応を受けにくい安定な中間体を生じさせることで,これまで不明であったタンパク質リン酸基転移反応の中間体の存在を発見したり,その反応速度論を理解することをができるのではないかと考えた。本研究では申請者らが開発したフォスタグ(Phos-tag)技術を用いて,チオリン酸化反応を解析する方法を開発する。まず,フォスタグを用いたリン酸基親和性クロマトグラフィー法を用いて,リン酸化タンパク質と同様にチオリン酸化タンパク質も分離,濃縮できるかどうかを検討している。チオリン酸化タンパク質が捕捉できることを確認したが,捕捉の効率を改善する必要がある。リン酸化タンパク質とチオリン酸化タンパク質を全て捕捉し,それ以外のタンパク質を極限まで排除するための条件の検討を行っている。また,キナーゼやフォスファターゼの中には,基質のリン酸基を一時的に自身が受け取り,ヒスチジンやアスパラギン酸にかぎらず,リン酸化した中間体を生成するものがある。そのようなキナーゼやフォスファターゼを研究のコントロールとして,リン酸化反応中間体を安定に得ることができるかどうかを検討している。これについては,リン酸基親和性電気移動法であるPhos-tag SDS-PAGEを用いて,その反応中間体を分離,検出できるかどうかを検討する。最終的には,種々のPhos-tag技術を包括的に用いて,一時的で不安定な存在である酵素反応中間体の検出や解析に使える方法を開発したい。リン酸基供与体としてのATPγSは細胞に取り込まれないため,リン酸化反応はin vitroで行った。新鮮な細胞抽出液にATPγvSを加えると,含有されるリン酸化酵素によっていくつかの細胞内タンパク質はチオリン酸化されることを確かめた。それらのタンパク質が何であるかは,未知である。

また,その反応後にリン酸基親和性クロマトグラフィー法であるPhos-tag agaroseビーズを用いて生成されたチオリン酸化タンパク質の捕捉を試みたところ,リン酸化タンパク質と同様に捕捉されることがわかった。検出は,溶出した試料をPNBMでエステル化してから抗チオリン酸エステル抗体を用いた。しかし,全てのチオリン酸化タンパク質が捕捉されることはなく,わずかにスルーしたものもあった。一方で,チオリン酸化あるいはリン酸化タンパク質以外のタンパク質も捕捉されていた。したがって,全てのチオリン酸化タンパク質を捕捉し,それ以外のタンパク質を極限まで排除するように条件を検討しなければならない。チオリン酸化タンパク質は,リン酸化タンパク質と非リン酸化タンパク質と比較して微量なので,捕捉したものを解析できるレベルの量にするためには,クロマトグラフィーの性能を向上させる必要がある。また,タンパク質フォスファターゼPTP1Bは,基質のリン酸基を一時的に自身のシステインに転移させ,反応中間体を生成することが報告されているが,PTP1Bのリン酸化中間体を生成させることができるかどうかを検討している。検出は,リン酸基親和性電気泳動法Phos-tag SDS-PAGEを用いる。一時的に生成するリン酸化反応中間体の検出や解析のために,種々のPhos-tag技術を包括的に適用したいと考えて,研究を進行している。生体内には,ヒスチジンやアスパラギン酸のリン酸化を介した情報伝達機構がある。これは植物や細菌の細胞内で主要な機構であるが,真核生物においてもこれらの残基のリン酸化がいくつか報告されている。しかし,それらのリン酸基は,化学的に不安定で,多くは一過性の反応中間体である。そこで我々は,ATPのアナログであるATPγSを用いたチオリン酸化反応を利用し,加水分解反応を受けにくい安定な中間体を生じさせることで,これまで不明であったタンパク質リン酸基転移反応の中間体の存在を発見したり,その反応速度論を理解することをができるのではないかと考えた。本研究では申請者らが開発したフォスタグ(Phos-tag)技術を用いて,チオリン酸化反応を解析する方法を開発することを目的とする。フォスタグを用いたリン酸基親和性クロマトグラフィー法を用いて,リン酸化タンパク質と同様にチオリン酸化タンパク質も分離,濃縮できるかどうかを検討した。チオリン酸化タンパク質が捕捉できることを確認したが,捕捉の効率を改善する必要がある。リン酸化タンパク質とチオリン酸化タンパク質を全て捕捉し,それ以外のタンパク質を極限まで排除するためには,担体へのPhos-tag担持量の増加や,クロマトグラフィー操作の条件の検討が必要である。
小分子活性化に要求される錯体電子状態の解明

本研究目的は、金属による炭化水素C-H活性化の表面モデルとして、金属-金属結合上に橋かけ配位した炭化水素配位子の結合状態と構造を明らかにせんとするものである。まず複核錯体と単核錯体の間で配位子の配位状態を比較する目的で、単核金属への配位状態が比較的広範囲に検討されているアリル配位子が複核金属に配位するパラジウム系錯体の一般的合成法を確立することにした。種々検討の結果、二価のπ-アリルパラジウムハロゲン化物やスルフィド錯体とゼロ価パラジウムエチレン錯体との反応が、多種類のアリル骨格を持つ二核橋かけアリル錯体を良好な収率で与えることが判明した。またゼロ価パラジウム錯体としては単離したものではなく反応系中で発生させるだけでも同様に好い結果を与えた。次にアリル基の置換基の電子的効果が、橋かけ配位の安定性にどのような影響を与えるかを調べるために、二核錯体と単核錯体間のアリル配位子の交換平衝を利用して、二核錯体に対する異なるアリル基の相対配位性を定量的に検討した。その結果、より電子吸引性置換基を持つアリル基ほど二核パラジウムに強く配位することが判明した。これは、比較的電子密度が高いパラジウム-パラジウム結合から電子不足型アリル基への電子の流れが効果的に働くからであろう。次に溶液中での二核アリルパラジウム錯体の構造をNMRスペクトルで詳細に検討した。興味あることに、アリル基の1位に、メチル基、クロロ基、フェニル基があると、これらはアリル骨格の中央水素のアンチ位に位置することが判明した。単核錯体では、通常これらの置換基は、シン位にあることが知られており、二核錯体におけるこの特異な構造には、上に述べた電子構造の特徴と立体効果とが反映されているものと思われる。
非ニュートン流体の粘性指状体における界面の不安定成長現象とそのフラクタル特性

本研究ではHele-Shawセルと呼ばれる2枚の平行平板間に高粘性流体を充填したものに,低粘性流体を注入したときに生じる粘性指状体の成長現象について考察した.非ニュートン流体の粘性指状体はガス・アシスト・インジェクションという成形過程において観察されている.ここでは低粘性流体に空気を,高粘性流体に非ニュートン流体である高分子溶液を使用して実験を行った.高分子流体はポリアクリルアミド水溶液とカルボキシメチルセルロース水溶液の2種類の水溶液を使用した.これらはともに粘度のせん断速度依存を持つ.また前者は強い曳糸性を示すが,後者はそのような性質は持たない.実験の結果,非ニュートン粘性指状体を高粘性流体に用いた場合には,ニュートン流体の場合にはみられない現象が観察された.ここで得られた結果は以下の通りである.(1)ニュートン流体の場合には指状体が密な構造を取るのに対して,,非ニュートン流体の場合には,せん断粘度のshear-thinning性が'遮蔽'の効果を増大するために粘性指状体は分岐を繰り返しながら成長し,その構造は開いた構造を取る.次元解析の結果から,これがフラクタル構造であることが分かった.(2)指状体の界面では引っ張り変形が生じており,ポリアクリルアミド水溶液のように,流体がstretch-thickening性のような伸長粘度特性を有する場合には,見かけの表面張力が増大し,界面の安定性が促進されることが分かった.本研究ではHele-Shawセルと呼ばれる2枚の平行平板間に高粘性流体を充填したものに,低粘性流体を注入したときに生じる粘性指状体の成長現象について考察した.非ニュートン流体の粘性指状体はガス・アシスト・インジェクションという成形過程において観察されている.ここでは低粘性流体に空気を,高粘性流体に非ニュートン流体である高分子溶液を使用して実験を行った.高分子流体はポリアクリルアミド水溶液とカルボキシメチルセルロース水溶液の2種類の水溶液を使用した.これらはともに粘度のせん断速度依存を持つ.また前者は強い曳糸性を示すが,後者はそのような性質は持たない.実験の結果,非ニュートン粘性指状体を高粘性流体に用いた場合には,ニュートン流体の場合にはみられない現象が観察された.ここで得られた結果は以下の通りである.(1)ニュートン流体の場合には指状体が密な構造を取るのに対して,,非ニュートン流体の場合には,せん断粘度のshear-thinning性が'遮蔽'の効果を増大するために粘性指状体は分岐を繰り返しながら成長し,その構造は開いた構造を取る.次元解析の結果から,これがフラクタル構造であることが分かった.(2)指状体の界面では引っ張り変形が生じており,ポリアクリルアミド水溶液のように,流体がstretch-thickening性のような伸長粘度特性を有する場合には,見かけの表面張力が増大し,界面の安定性が促進されることが分かった.
Catalytic topoisomerase II阻害剤に対する耐性機構の研究

(2)complex安定化能は耐性機序に関与していない。(3)Pgp,mrp等細胞膜輸送の変化による耐性ではない。(4)topo II活性は低下し、topoI活性は上昇した。(5)Topo IIのpromotorにpoint mutationがあった。(6)同調培養細胞を用いた細胞周期の観察から、topo II阻害剤により選択的G2/M期の移行が阻害されるが、耐性細胞ではその作用が弱い。この際p34 kinase活性は亢進していた。(7)耐性細胞ではp53wtタンパクの発現が低下していた。(8)p21タンパクの発現は不変であった。(9)この際、耐性細胞ではM期のchromatinの不整、topII局在の不均-化がみられ、(10)しかし、これまでのpreliminaryな実験でG2/M regulatorsの14-3-3,Chk1の発現に差はなく、P53wtをtransfectionしても耐性細胞株に感受性の増強は認められなかった。(11)耐性細胞でのG2/M checkpoint regulators特にChk25発現と耐性の関係の検討したが、感受性株と差はなかった。上記の結果から、耐性細胞では、top II阻害剤の抗癌剤耐性機構にP21を介さず、P53を介したG2/Mcheck-point機構が正常に作用せず、M期におけるchromatinの凝集時の構造タンパクとしてのtop IIの作用に異常を来している可能性が示唆された。その作用機序についてなお詳細な検討が必要である。抗癌剤であるtopoisomerase II(Top II)阻害剤は従来、DNAとtopo IIと間に共有結合を形成し、この三者によるcleavable complexesがtopo IIの酵素活性(DNAの転写、複製)を阻害するとされてきた。よってtopo II耐性の作用機序としてcomplex形成能の低下が主に検討されてきた。しかし、complexを安定化させた後、これらの薬剤(complex-stabilizing topo II inhibitors)がいかなる機序で細胞死をもたらすかは不明であった。われわれはDNAとcleavable complexを形成しない新しい種類のtopo II阻害剤(catalytic type topo II inhibitors)のひとつであるmerbarone(MB)に対する耐性培養細胞株を世界で初めて樹立した。Catalytic inhibitorsに対する耐性を考察することはcomplex安定化作用以外の新しいtopo IIの酵素作用、topo II阻害剤に共通する新しい耐性機構を解明する手掛かりとなる。そこで樹立した耐性細胞を用いて親株と比較したところ、(1) complex-stabilizing inhibitorsにも交叉耐性があり、topo I阻害剤の中でSN-38に特異的に交叉耐性がある。(4)topo II活性は低下し、topo I活性は上昇した。(5)Topo IIのpromotorにpointmutationがあった。(6)同調培養細胞を用いた細胞周期の観察から、topo II阻害剤により選択的にG2/M期の移行が阻害されるが、耐性細胞ではその作用が弱い。この際p34^<CdC 2>kinase活性は亢進していた。(9)この際、耐性細胞ではM期のchromatinの不整、topII局在の不均一化がみられ、(10)しかし、これまでのpreliminaryな実験でG2/M regulatorsの14・3-3,Chk1の発現に差はなく、p53wtをtransfectionしても耐性細胞株に感受性の増強は認められなかった。以上の所見を得た。

TopII阻害剤の抗癌剤耐性機構にP21を介さず、P53を介したG2/M checkpoint機構が正常に作用せず、M期におけるchromatinの凝集時の構造タンパクとしてのtopIIの作用に異常を来していることを明らかにした。その作用機序についてなお詳細な検討が必要である。
ホルマリン保存試料中の薬物分布－代謝物・分解物の予測・検索データベースの構築－

複数の保存期間における保存肝のホモジネート、その保存液ならびに薬物標準品を添加したホルマリン保存液について、液液抽出したものとQuEChERS法抽出後にCaptivaNDLipidsを通過させたものを分析試料としてQTOF-LC/MS測定した。MassHunter上で液液抽出の保存液で13か月までクエチアピン(QTP)、クロルプロマジン(CLP)、クロルプロマジンS酸化物とレボメプロマジンS酸化物が検出された。QuEChERS法抽出の肝と保存液ではスルピリドとQTPが検出され、精密質量よりQTP酸素付加体と考えられるピークが2本確認された。CLPとレボメプロマジン(LVP)について、それぞれの酸素付加体と組成式が同一で保持時間(RT)の異なるピークが2本検出され、RTの速いピークがS酸化物の標準品とRTが一致したため他方は水酸化物と考えられた。QTP酸素付加体についてはS酸化物あるいは水酸化物のいずれかであると考えられた。室温で5年保存した標準薬物のホルマリン液中からもQTP、LVPとそのS酸化物が検出された。またQTOFデータの一部をACD/MetaSenseで解析した。予測されたQTP芳香環の水酸化物や酸化物が代謝物の候補として挙げられ代謝マップが自動描出された。ホルマリン保存肝および保存液中の薬物について、液液抽出ならびにQuEChERS法抽出を実施したものを分析試料としてQTOF-LC/MS測定した。これまでGC-MS分析でホルマリン保存試料から検出されなかった薬物を検出できた。さらにこれらのデータをの一部をACD/MetaSenseを用いて代謝物解析することにより代謝物の候補を挙げることができた。QTOF-LC/MSデータとGC-MSデータについて引き続きソフトウェアACD/MetaSenseを用いた解析を行う。これまでの解析で代謝物の候補として挙げられた物質のうち購入により標準品が入手可能なものについて同様に肝存在下にて保存実験を行い解析する。既存及び新規獲得した蓄積データの解析には当初の予定より多くの時間が必要であるため新たな肝保存実験を実施せず既存の保存肝を用いた処理に切替する予定である。解析データの最適化のため、MetaSenseおよびMassHunterを用いた薬物代謝物解析を、当初計画していた「現有データのLC-MSMSデータおよびGC-MSデータ」から「新規QTOFデータおよびGC-MSデータ」を用いることに変更した。このためQTOFデータの新規獲得が必要となった。QTOF測定用試料作製にあたっては、本計画に先立ちホルマリン保存(保存期間1、3,6,13か月)していた肝とその保存液を用いて薬物ならび代謝物の抽出を行った。肝からの抽出を行うにあたり、次年度に計画していた抽出法の改良の検討の一部を実施した。抽出にはほう酸緩衝液と1-クロロブタンを用いた液-液抽出とQuEChERS法を用いた。保存から抽出までの期間が現有データと異なるためこの比較の目的でGC-MS測定も実施した。QTOF測定は薬物と予想される代謝物の一部の標準品についても実施しMassHunter上にそのデータベースを構築した。ホルマリン保存肝中の薬物と代謝物の一部をスクリーニングしたところいずれの期間においてもS酸化物が検出された。QTOFデータ獲得までに時間を要したため解析は当該データベースを用いてのみ実施した。MetaSenseにてインタクトの肝、保存1か月の肝およびその保存液のQTOFデータにおける薬物の一部とそのS酸化物について解析したところ自動解析が起動せず原因を究明中である。マニュアルによる解析は可能であった。標準薬物の経時的濃度変化の観察と代謝物ならびに分解物の出現を観察するために肝ミクロソーム最適種CYPを文献調査により検討したところ、複数の薬物ではCYP2D6が適していると考えられたが、これを用いたホルマリン中の薬物保存実験は未遂である。QTOFデータ取得にあたり次年度実施計画していた抽出法の改良の検討を最優先で実施したためである。代謝物解析に用いるデータをQTOFデータに変更したため、このデータの新規取得までに大幅な時間を要したため。肝ミクロソームを用いたホルマリン中の薬物保存実験は未遂であるが、QTOF測定試料作製にあたり、次年度に計画していた抽出法の改良の検討が最優先の検討事項となったため。

ホルマリン保存肝および保存液中の薬物について、液液抽出ならびにQuEChERS法抽出を実施したものを分析試料としてQTOF-LC/MS測定した。これまでGC-MS分析でホルマリン保存試料から検出されなかった薬物を検出できた。さらにこれらのデータをの一部をACD/MetaSenseを用いて代謝物解析することにより代謝物の候補を挙げることができた。新規取得したQTOFデータならびにGC-MSデータについて各ソフトウェアでの代謝物解析を継続していく。QTOFデータについてはMetaSensenにおける自動解析が遂行されるよう検討を重ねる予定であり、当初の計画よりも時間を要するものと予想される。今年度に前倒して実施したQuEChERS法による抽出での回収率の算出等も実施する。肝ミクロソーム下のホルマリン保存薬物の観察についてCYP選択が絞り切れない場合には、肝存在下でホルマリン保存した薬物の観察に変更する場合がある。QTOF-LC/MSデータとGC-MSデータについて引き続きソフトウェアACD/MetaSenseを用いた解析を行う。これまでの解析で代謝物の候補として挙げられた物質のうち購入により標準品が入手可能なものについて同様に肝存在下にて保存実験を行い解析する。既存及び新規獲得した蓄積データの解析には当初の予定より多くの時間が必要であるため新たな肝保存実験を実施せず既存の保存肝を用いた処理に切替する予定である。代謝物解析ソフトウェアMetaSemseの導入時期を変更したため。本ソフトウェアで解析するデータのうちLC-MSMSデータをQTOFデータに変更したため、本ソフトウェアは次年度(2018年度)中に購入予定である。既存の他のソフトウェアを用いて解析する場合でも、複数の薬物や代謝物の標準品が必要となるためこれらの購入に充てる予定である。代謝物解析ソフトウェアMetaSemseを今年度に導入したため。本ソフトウェアでQTOFデータ等を解析することにより解明されうる代謝物の標準品を購入しなかったため。これらの標準品は次年度(2019年度)中に購入予定である。
進行性前立腺がんにおける転写因子OCT1の治療抵抗性獲得機序の解明とその臨床応用

私たちはこれまでの一連の研究で、前立腺がん進行の中核をなすアンドロゲン受容体(AR)シグナル経路に重点をおき、1)転写協調因子OCT1によるAR協調作用と進行への関与、2)新規AR標的遺伝子群による前立腺癌増殖促進作用、ならびに3)前立腺がん細胞増殖抑制効果のある中分子ポリアミド製剤の開発を世界に先駆けて報告している。本研究はこれら研究をさらに発展させ、患者由来多剤耐性前立腺がん培養システムを駆使して進行性前立腺がんにおける転写協調因子OCT1を中心としたARシグナル経路を探求し治療抵抗性獲得機序を解明する。
出土木材の保存処理に及ぼす水中保存中の劣化とその抑制

1)前年度に引き続き,屋外と屋内における試験環境下で出土木材の水中保存中の劣化を追跡調査した.発生した微生物を顕微鏡を用いて同定することを試みたが,現段階では,菌種およびバクテリアの種の同定には至っていない.2)材質分析の結果は,いずれも水中保存中に劣化が進行することを示した.特に表面からの劣化の進行が,水中保存中において,いわば「材がやせていく」という現象を如実に示すものである.また,顕微鏡による細胞壁の劣化状態の観察から,種々の微生物による様々な劣化形態が認められた.3)水中保存中の出土木材に存在する微生物を単離し,培養することを試みたが,単離法ならびに培養条件の設定に難があり,培養には至っていない.現在,種々の防腐剤の投入による腐朽の抑制が検討されている.しかし,それらについては薬害や有効性に依然として種々の問題を有しているのが現状である微生物の同定とあわせ,単離・培養の問題を解決することで,出土木材を水中保存中において劣化させる微生物の生息条件を知り,その上で水中保存の良好な条件を設定することが可能となるものと思われる.出土木材を水中保存するための試験環境を設定し,微生物同定と材質試験の予備的な実験を行った。その結果,試験環境として屋外と屋内の2カ所を設定した。屋内については,さらにコンテナ中と岡田が開発したパック中の2条件を設定することとした。これらの試験環境のうち,屋外環境下では,種々の水棲生物(昆虫)の存在が確認され,微生物の発生が充分に推測された。一方,屋内とパック中においては,明瞭な変化は今のところ認められていない。また,長期間,水中保存されていた材を走査型電子顕微鏡で観察したところ,腐朽菌の菌糸とバクテリアの存在が確認された。出土木材は,その劣化が決して一様ではないこと,ならびにその劣化程度を実験前に把握することが困難である(非破壊的に材質を調査することが困難である)ことから,実験結果の再現性と普遍性に問題を有している。これらの問題については,以下の2つの方法により解決したいと考えている。すなわち,1)試料の数をなるべく多くとり,得られた結果を統計的に整理する,2)出土木材の細胞壁の密度を1.35-1.55g/cm^3として,浮力法により最大含水率と容積密度を測定し,劣化程度の尺度とする,という2点である。材質試験のうち,強度試験としては,試料を比較的調製しやすいことから縦圧縮強さの試験を行うこととした。成分分析は,リグニン,セルロースならびにヘミセルロースの主要成分とアセチルブロマイド不溶成分(腐植成分と仮定)を定量し,さらに糖組成分析を行うこととした。縦圧縮強さは劣化の進行とともに低下すること,およびそれに対応する成分組成の変化が確認された。1)前年度に引き続き,屋外と屋内における試験環境下で出土木材の水中保存中の劣化を追跡調査した.発生した微生物を顕微鏡を用いて同定することを試みたが,現段階では,菌種およびバクテリアの種の同定には至っていない.2)材質分析の結果は,いずれも水中保存中に劣化が進行することを示した.特に表面からの劣化の進行が,水中保存中において,いわば「材がやせていく」という現象を如実に示すものである.また,顕微鏡による細胞壁の劣化状態の観察から,種々の微生物による様々な劣化形態が認められた.3)水中保存中の出土木材に存在する微生物を単離し,培養することを試みたが,単離法ならびに培養条件の設定に難があり,培養には至っていない.現在,種々の防腐剤の投入による腐朽の抑制が検討されている.しかし,それらについては薬害や有効性に依然として種々の問題を有しているのが現状である微生物の同定とあわせ,単離・培養の問題を解決することで,出土木材を水中保存中において劣化させる微生物の生息条件を知り,その上で水中保存の良好な条件を設定することが可能となるものと思われる.
西南日本のオフィオライトからみた古海域の復元

1.蛍光X線分析装置による岩石の主要元素および微量元素定量分析のシステム化を行った。2.イオン交換樹脂による元素分離技術と蛍光X線分析を併用した希土類元素分析法を新たに確立した。この方法による検出限界は0.10.4ppmであった。3.京都府舞鶴市・大江町地域夜久野北帯の地質調査,構造解析および同位体岩石学的を実施し,夜久野北帯が北側の秋吉帯下見谷層にナップとして重なる事,夜久野北帯の岩石のRb-Sr全岩アイソクロン年代が約320Maと約150Maに分かれる事,さらにこれらの岩石が成熟した島弧起源である事を明らかにした。このことから,舞鶴帯周辺の古海域が衝突した古島弧-背弧盆系として復元された。4.岡山県新見-足立地域の大江山オフィオライトの地質調査,構造解析および同位体岩石学的研究を実施し,この地域の大江山オフィオライトが秋吉帯古生層の上にナップとして重なる事,Sm-Nd全岩アイソクロン年代が約550Maである事,N-MORB起源である事を明らかにした。550Maの年齢は古太平洋の起源に関連して中部太平洋超プリュームの活動史を明らかにする上で大江山オフィオライトが重要な存在である事を示している。5.熊本県山鹿市地域の山鹿変斑れい岩体とその周辺の変成岩類の地質調査,構造解析および地球化学的な分析を実施し,この地域に下位から三郡帯周防変成岩類,秋吉帯非変成古生層,山鹿変斑れい岩と重なるパイルナップ構造の発達している事を明らかにした。特に,この地域での非変成古生層の存在は,本研究により初めて明らかになった。また,成果1,2に基づく全岩化学分析により,山鹿変斑れい岩がマントルの部分溶融度が中程度のプレート内火成作用に起源を持つ,主として沈積岩相からなるオフィオライトである事を明らかにした。
河川構造物周辺の流れと地形変化に関する予測シミュレータの高度化と体系化

本研究では,流れの3次元性や非定常性が強い水制,橋脚等の河川構造物周辺の流れ場を対象とし,河川洪水流解析において汎用されている平面2次元モデルに流れの局所的変化の影響をモデル化して組み込むことで,複雑な流れ場にも適用できるよう計算技術の高度化を図った.また,3次元数値解析も別途実行し,平面2次元,3次元モデルの現象への適用性を総合的に考察した.流れのモデルと平衡・非平衡流砂モデルを用いて水制周辺の局所洗掘と湾曲水路の河床・河道変動等に関する数値解析を行い,数値解析モデルの適用性について検証した.本研究では,流れの3次元性や非定常性が強い水制,橋脚等の河川構造物周辺の流れ場を対象とし,河川洪水流解析において汎用されている平面2次元モデルに流れの局所的変化の影響をモデル化して組み込むことで,複雑な流れ場にも適用できるよう計算技術の高度化を図った.また,3次元数値解析も別途実行し,平面2次元,3次元モデルの現象への適用性を総合的に考察した.流れのモデルと平衡・非平衡流砂モデルを用いて水制周辺の局所洗掘と湾曲水路の河床・河道変動等に関する数値解析を行い,数値解析モデルの適用性について検証した.河川構造物周辺の流れと局所洗掘現象は,一般に流れの3次元性,非定常性が強く,現象が複雑であるため,こうした現象を精度良く予測するには,用いる流体解析モデルと河床変動モデルの選定が重要である.そこで,これまで開発してきた3次元流れ解析モデルと平衡・非平衡河床変動モデルを適用して水制周辺の局所洗掘に関する数値解析を行い,結果を比較することで,予測シミュレータの体系化について検討した.その結果,砂粒の平均移動距離を表すstep lengthに流れの局所的変化を考慮した非平衡流砂モデルが現象を良好に再現できることを示した.また,洗掘孔形状に対するモデルパラメータと空間スケールの依存性について考察し,非平衡流砂モデル中のパラメータであるstep lengthが空間的に一様な場合には,平衡・非平衡流砂モデルにおいて洗掘孔形状が同じになる可能性を指摘した.一方,土砂輸送過程の基礎的な知見を得るために,小規模河床波の形成,遷移過程に関する模型実験を実施し,路床勾配の変化に伴って河床波が遷移することを確認した.さらに,鉛直加速度を考慮した1次元水深積分モデルと非平衡流砂モデルを組み合わせ,小規模河床波の遷移過程を予測できる数値解析モデルを開発するとともに,河床波の発達・変形過程を再現するにはstep lengthの取り扱いに注意を要する必要があることがわかった.以上の結果から,流れ構造と土砂輸送特性が複雑な河川構造物周辺の地形変化を予測するには,土砂の輸送過程を詳細に表現した非平衡流砂モデルを適用する必要があると考えられる.水深積分型モデルは河川洪水流解析において実用的に汎用されているが,河川構造物周辺では一般に流れの3次元性や非定常性が強く,またそれに伴って土砂輸送過程も複雑であるため,平均流として取り扱う従来の水深積分型モデルでは現象を再現できない.こうした現象を精度良く予測するには,用いる流体解析モデルと土砂輸送モデルの選定が重要となる.本研究は流れの局所的変化を組み込むことで積分型モデルの適用範囲を拡張するとともに,積分型モデルと3次元モデルの現象への適用性について考察することを目的としたものである.まず,積分型モデルの高度化として,鉛直加速度を考慮した水深積分モデルと非平衡流砂モデルを組み合わせ,前年度実施した小規模河床波の形成・遷移過程に関する実験の再現計算を行った.さらに,土砂輸送モデルの適用性を検証するため,平衡・非平衡流砂モデルを用いて湾曲水路における河床・河道変動解析を行った.その結果,土砂を崩壊させる安息角と非平衡流砂モデル中のモデルパラメータである平均step lengthを調整することで,平衡流砂モデルよりも非平衡流砂モデルを用いたほうが精度の良い結果が得られることを示した.一方,3次元数値解析モデルについても同様に高度化を行い,掃流砂のみを対象としていたモデルに浮遊砂を考慮することで土砂輸送過程を詳細に表現した.水深積分型モデルは河川洪水流解析において実用的に汎用されているが,河川構造物周辺では流れの3次元性や非定常性が強く,またそれに伴って土砂輸送過程も複雑であるため,平均流を仮定した従来の水深積分型モデルでは現象を再現できない.こうした複雑な現象を精度良く予測するには,適用する流体解析モデルと土砂輸送モデルの選定が重要となる.本研究は,流れの局所的変化を組み込むことで積分型モデルの適用範囲を拡張するとともに,積分型モデルと3次元モデルの現象の再現性について考察することを目的としたものである.積分型モデルの高度化として,河川構造物の前縁に発生する馬蹄形渦のモデル化を理論的に考察した.具体的には,流れの加速・減速効果を加えた運動方程式と水深平均渦度方程式を連立して解くことで底面流速を精度良く評価した.導かれたモデルを角柱周辺の流れ場に適用し,3次元数値解析結果と比較することでモデルの妥当性を検証した.今回のモデル化では,3次元数値解析結果と比べて角柱前面での渦のスケールが主流方向に若干長く,横断方向に若干小さかった.また,横断方向流速が小さかったために,結果として,水はね効果も小さくなり,馬蹄形渦下流側の流れの再現性も十分でなかったが,水深積分型モデルでも馬蹄形渦の発生を概ね再現できることを示した.一方,掃流砂と浮遊砂を考慮して土砂輸送過程を詳細に表現した3次元数値解析モデルを用いて,水制周辺の河床変動解析を行い,水制周りの局所洗掘を再現できることを確認した.