hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
トロンビン受容体を標的とする新規肺高血圧治療法の開発

ラットを用いて肺高血圧症のモデルを作製し、トロンビン受容体PAR1の拮抗薬の治療効果を評価したところ、肺高血圧の指標である右心室収縮期血圧が優位に低下し、右室肥大、肺動脈中膜肥厚病変形成が抑制され、生存率も改善された。この肺高血圧治療効果は、PAR1拮抗薬を、肺高血圧モデルの病態が完成した後に投与するよりも、モデル作製開始時から投与しておいた場合の方が顕著であった。さらに、PAR1遺伝子を欠損するマウスを用いて、肺高血圧モデルを作製したところ、右室収縮期血圧が低下し、右室肥大や肺微小血管の筋性化(肺高血圧症で認められる肺血管血管病変の一つ)が抑制された。すなわち、PAR1の阻害は、肺高血圧の有効な治療手段となることが示唆され、新たな肺高血圧治療法の開発につながる結果が得られた。PAR1は、トロンビンのみならず他の蛋白質分解酵素によっても活性化される。肺高血圧の病態においてPAR1を活性する蛋白質分解酵素については今回の研究からは明らかにできない。血液凝固系の中では、トロンビンの他に第X因子と第VII因子が活性化することが報告されている一方で、蛋白質分解酵素活性を有する第IX, XI, XII因子には受容体を活性化させる作用は報告されていない。本研究では、第XI因子の血管作用について、培養平滑筋細胞を用いて検討した。その結果、第XI因子は、トロンビンと同様の仕組みでPAR1を切断し、活性化することが明らかとなった。その結果、電位作動性L型カルシウムチャネルを介して、細胞外からのカルシウム流入を引き起こし、細胞内カルシウムシグナルを発生させ、平滑筋細胞の遊走能を高めることが明らかとなった。この現象は、肺高血圧の血管病変形成に関与する可能性があるが、肺高血圧症の病態形成に第XI因子が関与するかは今後の研究が必要である。モノクロタリン法によりラット肺高血圧モデルを作製し、血行動態解析、病理解析を行い、有効な肺高血圧モデル作製に必要なモノクロタリン皮下注の用量(60 mg/kg)と病態完成までの期間(23週)を確定した。さらに、摘出肺灌流標本を作製し、トロンビン受容体刺激薬による昇圧反応が、モデル動物で亢進していることを明らかにした。また、正常肺動脈におけるトロンビン受容体PAR1の発現レベルは、体循環系動脈(頸動脈、大腿動脈、上腸間膜動脈、腎動脈)よりも有意に高く、モノクロタリンモデルにおいて有意に亢進することを、リアルタイムPCR解析において明らかにした。平成28年度の研究において、モノクロタリン誘発肺高血圧ではトロンビン受容体の発現とトロンビン受容体を介した肺動脈収縮反応性が亢進しているとする初めての知見が得られた。また、正常の肺動脈においてトロンビン受容体の発現が体循環系動脈における発現よりも高いという新たな知見は、これまで申請者が明らかにしていた、トロンビンに対する収縮反応に関する肺動脈の特性を裏付ける知見となった。トロンビン受容体PAR1の遺伝子欠損マウスを導入し、モデル実験に使用するためのホモノックアウトマウスを供給する体制を整えた。培養平滑筋細胞A7r5において、凝固第XI因子がトロンビン受容体PAR1を活性化し、カルシウムシグナル伝達を引き起こすことを世界で初めて明らかにした。肺高血圧症の病態において凝固活性が亢進している。この研究成果は、肺高血圧症の病態形成に関わる新たな因子の発見につながる成果ととらえられる。培養内皮細胞を用いて、トロンビンが引き起こす内皮バリアー機能障害の初期時相に、低分子量G蛋白質RhoAとその下流のシグナル伝達因子Rhoキナーゼが関与することを、HMG-CoA還元酵素阻害剤とRhoキナーゼ阻害剤を用いて明らかにした。肺高血圧モデル実験によりトロンビン受容体の発現と機能(肺動脈収縮作用)が亢進していることを世界で初めて明らかにしたこと、内皮バリアー障害の初期時相にRhoAおよびRhoキナーゼが関与することを明らかにしたこと、PAR1ノックアウトマウスの繁殖体制を整えたことから、本研究課題が研究計画に沿って順調に進展していると判断した。一方、凝固第XI因子が平滑筋細胞において、トロンビン受容体PAR1を活性化して、細胞内にカルシウムシグナルを発生させるという世界初の知見は当初予想していなかった画期的な成果である。トロンビン受容体PAR1ノックアウトマウスを安定的に繁殖される体制が整えた。野生型およびPAR1ノックアウトマウスを用いて低酸素(10%酸素)下に飼育して、低酸素誘発肺高血圧モデルを作成し、病態解析を行った。その結果、PAR1ノックアウトマウスにおいて、右室収縮期圧、右室肥大、肺細動脈の筋性化病変が軽減していたことを見出した。肺高血圧の発症におけるPAR1の役割を支持する遺伝学的な証拠が得られた。モノクロタリン誘発肺高血圧モデルラットにおいて、PAR1拮抗薬の投与により、中膜肥厚病変が軽減することを明らかにした。モノクロタリン皮下注直後からPAR1拮抗薬を投与する場合の方が、モノクロタリン投与2週後の肺高血圧病態が完成した後からPAR1拮抗薬を投与する場合よりも軽減作用は大きいことを見出した。平成29年度の成果により、2つのモデルにおいて肺高血圧の病態形成におけるトロンビン受容体PAR1の関与が明らかとなり、PAR1拮抗薬は新たな肺高血圧治療薬としての有効性が示唆された。培養平滑筋A7r5細胞において、凝固第XI因子がトロンビン受容体PAR1を介して、主にカルシウム流入により細胞内カルシウムシグナルを発生させることを明らかにした。

このカルシウム流入には、電位作動性L型カルシウムチャネルCav1.2が関与することを、薬理学的阻害剤およびRNA干渉法による発現抑制により明らかにした。トロンビンが引き起こす内皮バリアー障害が、HMG-CoA還元酵素阻害剤シンバスタチンおよびRhoキナーゼ阻害剤Y27632による抑制される際に、2016年に申請者が世界で初めて見出したバリアー障害の初期に認められる細胞辺縁部のアクチン形成が抑制されていることを明らかにした。計画通りにモノクロタリン誘発肺高血圧モデルラットおよび低酸素誘発肺高血圧モデルマウスの研究を実施し、肺高血圧病態形成に及ぼすPAR1拮抗薬およびPAR1遺伝子ノックアウトの効果を解析することができた。なお、血液凝固第XI因子の平滑筋作用とそのメカニズムの解明は、当初予想していなかった画期的な発見である。ラットを用いて肺高血圧症のモデルを作製し、トロンビン受容体PAR1の拮抗薬の治療効果を評価したところ、肺高血圧の指標である右心室収縮期血圧が優位に低下し、右室肥大、肺動脈中膜肥厚病変形成が抑制され、生存率も改善された。この肺高血圧治療効果は、PAR1拮抗薬を、肺高血圧モデルの病態が完成した後に投与するよりも、モデル作製開始時から投与しておいた場合の方が顕著であった。さらに、PAR1遺伝子を欠損するマウスを用いて、肺高血圧モデルを作製したところ、右室収縮期血圧が低下し、右室肥大や肺微小血管の筋性化(肺高血圧症で認められる肺血管血管病変の一つ)が抑制された。すなわち、PAR1の阻害は、肺高血圧の有効な治療手段となることが示唆され、新たな肺高血圧治療法の開発につながる結果が得られた。PAR1は、トロンビンのみならず他の蛋白質分解酵素によっても活性化される。肺高血圧の病態においてPAR1を活性する蛋白質分解酵素については今回の研究からは明らかにできない。血液凝固系の中では、トロンビンの他に第X因子と第VII因子が活性化することが報告されている一方で、蛋白質分解酵素活性を有する第IX, XI, XII因子には受容体を活性化させる作用は報告されていない。本研究では、第XI因子の血管作用について、培養平滑筋細胞を用いて検討した。その結果、第XI因子は、トロンビンと同様の仕組みでPAR1を切断し、活性化することが明らかとなった。その結果、電位作動性L型カルシウムチャネルを介して、細胞外からのカルシウム流入を引き起こし、細胞内カルシウムシグナルを発生させ、平滑筋細胞の遊走能を高めることが明らかとなった。この現象は、肺高血圧の血管病変形成に関与する可能性があるが、肺高血圧症の病態形成に第XI因子が関与するかは今後の研究が必要である。モデル動物実験では、確立したモノクロタリン誘発肺高血圧モデルを用いて、トロンビン受容体拮抗薬の予防的効果と治療的効果を検証する。実際の肺高血圧治療への応用を目指してて、モデル動物において有効な投与量、投与方法を確立する。さらに、VEGF受容体阻害剤を用いた別の肺高血圧モデルを用いて、トロンビン受容体の阻害薬の治療効果の普遍性を検討する。安定供給体制が整ってPAR1ノックアウトマウスを用いて、肺高血圧モデルを作製し、病態形成に及ぼす影響を解析する。
光合成酸素発生系Mnクラスターの構造と機能の研究

Mnクラスターの磁気相互作用の理論的な解析:4核MnクラスターのMnイオン間の磁気的相互作用(S_2状態)の可能な全ての組み合わせについて、数値計算によりクラスターのエネルギーを算出した。マルチライン信号の磁気的性質とXAFS実験から報告されているMnクラスターの性質、i)1から3個のdi-μ-oxoで架橋されたMn(III)-Mn(IV)ユニット(-250cm^<-1>)を持つ、ii)基底状態と励起状態のエネルギー差が30cm^<-1>、の条件を満足する全ての組み合わせを抽出した。提案されているMnクラスターのモデルが持つ磁気相互作用が、得られた可能な組み合わせを満足するか否かを検討する事により、モデルの妥当性を評価した。配向マルチラインS_2信号のシュミレーション解析:薄膜上に配向した光化学系II膜断片についてチラコイド膜法線方向にたいする角度依存性S_2マルチラインスペクトルを精密に測定した。得られたスペクトルについてMn(III)イオンの異方性を考慮にいれた非線形最小2乗法によるシュミレーション解析を行い、超微細結合定数とその異方性を決定した。また、S_2状態のMnクラスターの酸化状態はMn(III,IV,IV,IV)と推定された。強い異方性を持つMn(III)イオンの超微細結合テンソルの主軸の向きより、Mnクラスター系のg-値の主軸のz方向とチラコイド膜法線方向のなす角度は50度と推定された。この結果はdi-μ-oxo架橋したMn(III)-Mn(IV)ユニット面がチラコイド膜法線方向と40度の角度をなすことを示している。配向試料のEXAFS測定により報告されている2.7AMn-Mnベクトルがチラコイド膜法線方向となす角度を考慮することにより、酸素発生系Mnクラスター中のdi-μoxo架橋したMn(III)-Mn(IV)ユニットの空間配置を決定した。
痴呆症の診断における尿中ウリナスタチン測定の意義

ヒト尿中のウリナスタチン(UT)とα1-ミクログロブリン(α1M)が痴呆性疾患とどのように関係しているかについて検討した。その結果、1)尿中のα1M量、UT量および両物質量比はアルツハイマー型痴呆患者群、脳血管性痴呆患者群とその対照群において、そのいずれの二群間においても差を認めなかった。2)アルツハイマー型痴呆患者群、脳血管性痴呆患者群および痴呆を有しない対照群とも尿中のα1MとUTの排泄量の間には正の相関が存在した。回帰曲線の勾配はアルツハイマー型痴呆患者と脳血管性痴呆患者の間に有意差を認めなかったが、両痴呆群の回帰曲線の勾配は痴呆を有しない対照群の勾配とは異なることを認めた。3)α1MとUTの排泄量比と痴呆の評価点、日常生活動作能力評価尺度との関係をみるとアルツハイマー型痴呆ではスコアの低いほど排泄量比は増加するのに対し、脳血管性痴呆ではスコアの低いほど排泄量比は低下し異なったパターンが認められた。4)高度な痴呆を示す患者においてその罹病期間とα1MとUTの排泄量比の関係においてアルツハイマー型痴呆では罹病期間が長いほど排泄比は低下したが、脳血管性痴呆患者では低下しなかった。5)アルツハイマー型老年痴呆患者において、α1Mの排泄量は痴呆の重症度をよく反映することを認めた。これらの成績から尿中のα1MおよびUT量の相互の関係、排泄量比のパタン,α1Mの排泄量の変化を知ることは痴呆の有無、型および進行状況をしる生化学的指標になる可能性をもつことを見い出した。我々はトリプシン阻害活性をもち、ウリナスタチン抗体と反応する物質がマウスの尿、腎臓、肝臓、脳に存在することを見いだした。特に脳では、アルツハイマー型老年痴呆患者で変性がみられる大脳皮質や海馬ではその含有量も高く、局在細胞が錐体細胞であることを明らかにした。ウリナスタチンのアミノ酸配列はアルツハイマー型老年痴呆の老人斑並びに神経原線維変化の主要構成成分である、アミロイド-β-蛋白の前駆体で蛋白分解酵素阻害活性を示す部位の配列とよく一致していることから、アルツハイマー型老年痴呆及び脳血管性痴呆の患者の尿中のウリナスタチン排泄量を測定することを試みた。その際、ウリナスタチンの前駆体蛋白より生じるα1-ミクログロブリンの排泄量についても検討することとした。アルツハイマー型老年痴呆(21例)、脳血管性痴呆(18例)と診断のできた患者及び同年配で中枢機能に障害をもたないヒト(14例)の随意尿を用いてウリナスタチンとα1-ミクログロブリンの排泄量を検討した。その結果、(1)痴呆患者と正常対照群との間に尿中蛋白プロフイルでは変化が見られないこと、(2)ウリナスタチンとα1-ミクログロブリンの尿中排泄量の間にはいずれの群においても正の高度な相関が認められること、(3)ウリナスタチンとα1-ミクログロブリンの尿中排泄量はともに脳血管性痴呆の重症度とは関係しないこと、(4)アルツハイマー型老年痴呆患者ではウリナスタチンの排泄量よりも、α1-ミクログロブリンの排泄量の方が重症度をよく反映することなどを見いだした。両物質の量的変化がアルツハイマー型老年痴呆にのみ特異的なのかどうか、痴呆の発症と両物質との関係の解明などが検討すべき点として残された。ヒト尿中のウリナスタチン(UT)とα1-ミクログロブリン(α1M)が痴呆および精神神経疾患とどのように関係しているかについて検討した。

その結果、1)アルツハイマー型痴呆患者群、脳血管性痴呆患者群および痴呆を有しない対照群とも尿中のα1MとUTの排泄量の間には正の相関が存在した。回帰曲線の勾配はアルツハイマー型痴呆患者と脳血管性痴呆患者の間に有意差を認めなかったが、両痴呆群の回帰曲線の勾配は痴呆を有しない対照群の勾配とは異なることを認めた。2)α1MとUTの排泄量比と痴呆の重症度をしめすスコアとの関係をみるとアルツハイマー型痴呆ではスコアの低いほど排泄量比は増加するのに対し、脳血管性痴呆ではスコアの低いほど排泄量比は低下し異なったパターンが認められた。3)高度な痴呆を示す患者においてその羅病期間と排泄比の関係においてアルツハイマー型痴呆では羅病期間が長いほど排泄比は低下したが、脳血管性痴呆患者では低下しなかった。4)パーキンソン氏病患者においては両物質の排泄量の間には相関性が認められなかった。5)精神分裂病および気分障害患者群において尿中のα1MとUTの排泄量の間には正の相関が存在した。回帰曲線の勾配は精神分裂症患者と正常対照群との間に差異を認めなかったが、気分障害患者群の回帰曲線の勾配は対照群の勾配とは異なる傾向をもつことを認めた。これらの成績から尿中のα1MおよびUT量の相互の関係は痴呆の有無、型によりまた精神疾患によって異なる可能性をもつことを見い出した。
女性農業従事者における農業労働と生活の再生産労働の経済的評価に関する研究-農業ジェンダー統計をツールとして-

平成14年度は,本研究の初年度にあたった。研究実績は下記の通りであった。1,第一に,すでに公表されている、女性あるいはジェンダー視点をもつ農業統計を生産している機関を示し,第二に,そこで生産された女性あるいはジェンダー視点での農業統計の一覧を調査名を中心に把握しうる限り提し,第3に,政府農業統計ではあるが,農業センサスのような大規模中枢統計ではなく,中規模政府統計をとりあげてジェンダー視点からの検討を行った。これらについては,2002年度GSG(ジェンダー統計研究グループ)第1回研究会(2002.7,東京,法政大学)で粕谷が報告後,粕谷・伊藤の連名で「ジェンダー視角からみた農業統計再考(その1)」と題して『昭和女子大学女性文化研究所紀要』No.29(2002.9)に掲載された。2,前述の「ジェンダー視角からみた農業統計再考(その1)」の続編として,直接的政府統計とはいえないが,農水省の委託調査と農水省の補助事業を含む農水省関連団体・機関の調査から,筆者の研究テーマの関連で重要な統計調査をとりあげ,ジェンダー視点から検討し評価を試みた。これらについては,経済統計学会第46回全国総会(2002.9,札幌,北海学園)で,「農業統計におけるジェンダー視角の拡大に向けて-紹介と検討-」と題して粕谷が報告し,粕谷・伊藤の連名で「ジェンダー視角からみた農業統計再考(その2)」と題して『昭和女子大学女性文化研究所紀要』No.30(2003.3)に掲載された。3,上述,「ジェンダー視角からみた農業統計再考(その1)」および同「(その2)」による検討に加え,統計に関する国際的展開を前提にして,「統計の品質」論や,統計の利用者と生産者の連携,さらには統計と政策との連携などをも視角に入れながら検討を行った。特に数値目標の設定と監視への統計利用の最前線は,国連「ミレニアム開発目標」(Millennium DevelopmentGoals:MDGs)として示されている。国連食糧農業機関は,世界食料安全保障委員会を開催し,その内容を「世界食料サミットとミレニアム開発目標」と題して掲載しており,日本の農業統計においても,統計と政策の連携,特に数値目標の設定と監視への統計利用という「ミレニアム開発目標」的視点が重要であることが明らかとなった。これらについては,「農業統計におけるジェンダー視角の拡大に向けて-紹介と検討-」(粕谷2003.3)と題して『統計学』No.84に掲載された。
科学教育用粒子加速器の研究

高等学校の実験教材となる、「電子サイクロトロン共鳴(ECR)よるプラズマ発生装置」の開発を研究目的とした。本研究では、プラズマチェンバーを石英ガラスパイプ(Φ90.8 L295mm)とするため、真空の止め方を考慮してフランジの設計をおこなった。また、プラズマ閉じ込め磁場をソレノイドコイルによるミラー磁場とするため、Poisson Superfishを用いて磁場解析をおこなった。解析のための諸条件として、高等学校での実験教材であることから装置の安全面を重視し、高周波電源に用いるマイクロ波を2.45GHz(共鳴領域の1次モード875G)とし、コイルの電流を16Aとした。コイルヨーク(鉄製)を、厚さ10mm、内径110mm、外径320mm、幅50mmのドーナツ状で、内側に5mmのギャップを設けることで、コイルの巻数576Turn、磁場強度550G(min)-1000G(max)を実現した。これまで研究してきた実験装置では、プラズマチェンバーが金属製であったため、多くの生徒が同時にプラズマを観察することができなかったが、石英ガラスパイプにしたことで解消された。また、固定磁極からソレノイドコイルに変更したことで、磁場の変化に対するプラズマ状態の変化を測定することが可能となり、実験の深化が期待できる。今後の課題とすれば、コイルの電流密度が3.02A/mm2であることから、空冷では1時間でコイル温度が57.8°Cとなるため、コイルヨークに水管を設けるなどの改善が必要である。核融合などに代表される次世代エネルギーに携わる科学者や技術者の育成は急務であり、高等学校からのプラズマ実験や関連する基礎理論・技術の学習は不可欠と考えられることから、高等学校において利用可能な「科学教育用粒子加速器の研究」は意義のあるものと思われる。
III族クラスタ系物質の物質探索

廃熱を電気エネルギーに変換することができる熱電変換材料の新しい性能向上設計指針を提案し、アルミ系正20面体準結晶に適応して指針の有効性を確かめた。Β菱面体晶ボロンおよびα正方晶ボロンでは、正20面体クラスターに属さないサイトの原子が抜けて、ドープ電子を自己補償することを発見した。一方、正20面体クラスターのみで構築されるα菱面体晶ボロンでは自己補償が起きず、Liドープにより超伝導が発現した。本研究の目的は、これまで築いてきたユビキタス元素であるBとAlの正20面体クラスター固体の統一的描像をさらに進めつつ物質探索を行うことである。具体的には、下記の3つの方向から研究を行っている。1)正20面体の対称性が高いことから電子状態の縮重度が高くなり、フェルミ・エネルギーでの状態密度が高くなる可能性があり、これは超伝導にとって有利な状況で、超伝導転移温度Tcの高い超伝導体を探索する。2)正20面体の対称性が周期性と共存できないことから、複雑構造固体となる。これは、ナノスケール(クラスターベース)の複合材料と考えられ、単純構造固体では共存できない物性を併せ持つ可能性がある。単純構造固体では共存しない低い熱伝導率κ、高い電気伝導率σ、大きなゼーベック係数Sを併せ持ち、大きな熱電性能指数(Z=S^2σ/κ)を持つ可能性が予想され、新しい熱電変換材料を開発する。3) III族のクラスターは、固体中でも、孤立クラスターとしても、正20面体以外の構造を持ち得るので、これらの物質開発も行う。具体的には、正20面体の対称性が非常に高いことから電子状態の縮重度が高くなり、フェルミ・エネルギーでの状態密度が高くなる可能性であり、これは超伝導にとって有利な状況で、超伝導転移温度Tcの高い超伝導体を探索する。本年度は、蒸気拡散法によるMgドープに用いる密封坩堝を石英からステンレスに替えることにより、β菱面体晶ボロンの単位胞当たりMg原子8個(電子16個)までのドープに成功した。電子8個で内因性アクセプター準位(IAL)は完全に埋められたが、IALの上に欠陥生成に起因する局在準位が生成した。フェルミ準位はこの局在準位に捕らえられてしまい、金属転移も超伝導転移も起こらなかった。一方、このような複雑構造固体は、ナノスケール(クラスターベース)の複合材料と考えられ、単純構造固体では共存できない物性を併せ持つ可能性がある。単純構造固体では共存しない低い熱伝導率κ、高い電気伝導率σ、大きなゼーベック係数Sを併せ持ち、大きな熱電性能指数(Z=S^2σ/κ)を持つ可能性が予想され、新しい熱電変換材料を探索する。本年度は、新しく提案した設計指針(Weakly Bonded Rigid Heavy Clusters、WBRHC)により、AlPdRe準結晶中のクラスター間の結合を弱めるために、ReのFe置換およびAlのGa置換を行い、熱電性能の向上に成功した。本研究の目的は、これまで築いてきたユビキタス元素であるBとA1の正20面体クラスター固体の統一的描像をさらに進めつつ物質探索を行うことである。具体的には、正20面体の対称性が非常に高いことから電子状態の縮重度が高くなり、フェルミ・エネルギーでの状態密度が高くなる可能性であり、これは超伝導にとって有利な状況で、超伝導転移温度T_cの高い超伝導体を探索する。本年度は、昨年度のMgドープに続き、蒸気拡散法によるLiドープを行い、β菱面体晶ボロンの単位胞当たりLi原子17個(電子17個)までのドープに成功した。Mgドープと同様に内因性アクセプター準位の上に欠陥生成に起因する局在準位が生成し、フェルミ準位はここに捕らえられてしまい、金属転移も超伝導転移も起きなかった。一方、このような複雑構造固体は同ナノスケール(クラスターベース)の複合材料と考えられ、単純構造固体では共存できない物性を併せ持つ可能性がある。本年度は、新しく提案した設計指針(Weakly Bonded Rigid Heavy Clusters、WBRHC)により、AIPdRe準結晶中のクラスター間の結合を弱めるために、昨年度までのReのRuやFe置換に続き、AlのGa置換を行い、熱電性能の向上に成功した。ボロンの孤立クラスター生成では、4重極イオントラップを使って、水素数の違いにより、正20面体と平面クラスターを作ることに成功した。

本研究の目的は、これまで築いてきたユビキタス元素であるBとAlの正20面体クラスター固体の統一的描像をさらに進めつつ物質探索を行うことである。具体的には、正20面体の対称性が非常に高いことから電子状態の縮重度が高くなり、フェルミ・エネルギーでの状態密度が高くなる可能性であり、これは超伝導にとって有利な状況で、超伝導転移温度T_Cの高い超伝導体を探索してきた。本年度は、昨年度までに明らかになったβ菱面体晶ボロンの自己補償が正20面体クラスター以外のクラスターで起きていたことから、正20面体クラスターのみで構成されるα菱面体晶ボロンへのLiドープを行った。α菱面体晶ボロンの結晶粒を覆っていた第2相を除去することによりLiドープに成功し、超伝導が発現した。一方、このような複雑構造固体は、ナノスケール(クラスターベース)の複合材料と考えられ、単純構造固体では共存できない物性を併せ持つ可能性がある。単純構造固体では共存しない低い熱伝導率κ、高い電気伝導率σ、大きなゼーベック係数Sを併せ持ち、大きな熱電性能指数(Z=S^2σ/κ)を持つ可能性が予想され、新しい熱電変換材料を探索してきた。本年度は、新しく提案した設計指針(Weakly Bonded Rigid Heavy Clusters、WBRHC)により、昨年度までのAlPdRe準結晶に代わり、AlPdMn準結晶中のクラスター間の結合を弱めるために、AlのGa置換を行い、ZT=0.26までの熱電性能の向上に成功した。さらに、準結晶の関連物質であるAl_2RuのAlをGaに置換することで、ZTの最大値を0.5にまで向上させることに成功した。1)自己補償の解明:自己補償が単体の結晶で観測されたのは本研究のβ菱面体晶ボロンが初めてであるが、α正方晶とアルミ系正20面体クラスター固体でも起きていることが確かめられ、正20面体クラスター固体に普遍的な現象であることが明らかになった。2)新超伝導体の検証:イオン打ち込み施設を使ってα菱面体晶ボロンにLiを打ち込み、蒸気拡散法とは別の方法で新超伝導体を作製することを試みた。目標濃度まで打ち込んだ直後は結晶が壊れてアモルファスになっており、急速アニールによりα菱面体晶が回復するがLiが拡散し目標濃度を大きく下回ってしまい、超伝導は発現しなかった。B_2O_3のMg還元によるアモルファスボロンの作製にはある程度成功したが、α菱面体晶が作製できるほど良質のものは得られなかった。3)Al系準結晶・結晶の金属結合-共有結合転換と熱電材料:MEW/Rietveld法の適用できない準結晶中の結合強度は陽電子消滅率によって評価し、MEM/Rietveld法による近似結晶中の結合強度分布と併せて、本質的に近似結晶より熱電性能が高くなると予想される準結晶のさらなる熱電性能向上を目指した。BTiRu系において新しい準結晶を発見した。4)水素化Bクラスターのσ結合-π結合転換とドーパント打込み:四重極(多重極)イオントラップを用いて、水素数の異なるクラスターを作ることに成功した。クラスターのσ結合-π結合転換の様子を、水素数を変えたクラスターの分子軌道計算により明らかにした。5)Ga系、In系狭ギャップ半導体における熱電材料開発(追加):すでにZTが0.5に達しているこの系のホール係数を測定し、電気伝導率とゼーベック係数がキャリア密度と共に系統的に変化することを明らかにした。本研究の目的は、これまで築いてきたユビキタス元素であるBとAlの正20面体クラスター固体の統一的描像をさらに進めつつ物質探索を行うことであった。さらに、正20面体以外の多面体を持つクラスター固体にまで探索範囲を広げた。
高精製およびリコンビナント骨形成因子の硬組織補填用生体材料への複合応用

平成9年度は研究実施計画書で申請した高精製骨形成因子の調整を行った。この精製したBMPで誘導される骨は、骨基質に富み、同量のリコンビナント・ヒトBMP-2の約10倍の骨誘導活性を示した。平成10、11年度は、リコンビナント・ヒトBMPを用いて、筋肉内、皮下、骨内、皮弁内の各組織に埋入し、安定した骨誘導が得られることを確認した。また硬組織補填用生体材料、即ちハイドロキシアパタイト(HAP)およびチタン製歯科インプラントと複合して、HAPはラット下腿筋肉、ウサギ下顎骨に埋入し、3週間後摘出して検定を行った。さらにチタン製歯科インプラントはイヌ下顎骨に埋入し、3週間後、3ヵ月後に摘出して検討を行った。結果は、多孔性HAPと複合した場合、軟X線撮影ではHAPの内外に不透過像を示し、組織所見ではHAPの孔内壁に沿って骨梁形成が見られ、その内側では骨芽細胞と脂肪髄を含む骨髄組織がみられた。インプラントとの併用では、そのフィクスチャーのスレッド間の骨形成が組織学的に確認され、インプラント表面と新生骨との接触率がBMPで促進され、さらにその所見に一致して強固な結合力が早期に得られることが確認された。これらの結果から、BMPは臨床を想定した場合、これらの生体材料に対し複合応用が十分可能であり、広範囲の骨欠損への応用では、HAPは賦形材料として有用であること、またインプラントとの併用では、1次手術と2次手術の期間を大幅に短縮し得ることが示唆された。一方、他のサイトカイン(bFGF)とrhBMP-2の併用では、低濃度bFGFでは骨誘導能の促進を認め、また高濃度bFGFでは反対に骨誘導能の抑制を認めた。今後は、安定な骨誘導能の増強効果を発現するbFGF濃度を定量し、臨床での応用が可能であるかを検討する予定である。平成9年度の研究実施計画書で申請した高精製骨形成因子の調整を行った.高精製BMPは,牛長管骨骨皮質より抽出した粗精製BMPをゲル濾過クロマトグラフィーおよびハイドロキシアパタイト高速液体クロマトグラフィーを用い,単離精製した.単離精製したBMPの骨誘導活性は,タイプIコラーゲンを担体として,2,10,50μgの同BMPをそれぞれラット下腿筋肉内に埋入し,3週後摘出して組織学診査,アルカリフォスファターゼ活性およびカルシウム含有量を調べた.この結果,この精製したBMPは,骨基質に富み,同量のリコンビナント・ヒトBMP-2の約10倍の骨誘導活性を示した・この精製したBMPおよびリコンビナント・ヒトBMPを用い,平成10年度から各種サイトカインを用いて,骨誘導活性の相乗効果の有無を検索すると同時に,硬組織補填用生体材料と複合して,骨誘導活性を調べる予定である.平成9年度は研究実施計画書で申請した高精製骨形成因子の調整を行った.この精製したBMPは,骨基質に富み,同量のリコンビナント・ヒトBMP-2の約10倍の骨誘導活性を示した.平成10年度は,この精製したBMPおよびリコンビナント・ヒトBMPを用い,硬組織補鎮用生体材料,即ちハイドロキシアパタイト(HAP)および歯科用チタンインプランと複合して,ラット下腿筋肉、ウサギ下顎骨にそれぞれ埋入し,3週間後摘出して検定を行った.

結果:多孔性HAPと複合した場合,軸X線撮影ではHAPの内外に不透過像を示し,組織所見ではHAPの孔内壁に沿って骨梁形成がみられ,その内側では骨芽細胞と脂肪髄を含む骨髄組織がみられた.インプラントとの併用では,そのネジ山に沿って良好な骨梁形成がみられ,骨との機械的結合力の増加がみられた.これらの結果からBMPは,これらの生体材料に対し複合応用が可能であることが確認された.また臨床を想定した場合,広範囲の骨欠損へのBMPの応用では,HAPはframing materialとして有用であること.またインプラントとの併用では,1次手術と2次手術の期間を大幅に短縮し得ることが示唆された.一方,サイトカイン(bFHF)とrhBMP-2の併用では,低濃度bFGFでは相加効果を認め,また高濃度bFGFでは抑制効果を示した.現在,相加および抑制効果発現をするbFGF濃度を定量中である.平成9年度は研究実施計画書で申請した高精製骨形成因子の調整を行った.この精製したBMPで誘導される骨は,骨基質に富み,同量のリコンビナント・ヒトBMP-2の約10倍の骨誘導活性を示した.平成10,11年度は,リコンビナント・ヒトBMPを用いて,筋肉内,皮下,骨内,皮弁内の各組織に埋入し,安定した骨誘導能が得られることを確認した.また硬組織補填用生体材料,即ちハイドロキシアパタイト(HAP)およびチタン製歯科インプラントと複合して,HAPはラット下腿筋肉,ウサギ下顎骨に埋入し,3週間後摘出して検定を行った.さらにチタン製歯科インプラントはイヌ下顎骨に埋入し,3週間後,3か月後に摘出して検討を行った.結果は,多孔性HAPと複合した場合,軟X線撮影ではHAPの内外に不透過像を示し,組織所見ではHAPの孔内壁に沿って骨梁形成がみられ,その内側では骨芽細胞と脂肪髄を含む骨髄組織がみられた。インプラントとの併用では,そのフィクスチャーのスレッド間の骨形成が組織学的に確認され,インプラント表面と新生骨との接触率がBMPで促進され,さらにその所見に一致して強固な結合力が早期に得られることが確認された.これらの結果から、BMPは臨床を想定した場合,これらの生体材料に対し複合応用が十分可能であり,広範囲の骨欠損への応用では,HAPは賦形材料として有用であること,またインプラントとの併用では,1次手術と2次手術の期間を大幅に短縮し得ることが示唆された.一方,他のサイトカイン(bFGF)とrhBMP-2の併用では,低濃度bFGFでは骨誘導能の促進を認め,また高濃度bFGFでは反対に骨誘導能の抑制を認めた.今後は,安定な骨誘導能の増強効果を発現するbFGF濃度を定量し,臨床での応用が可能であるかを検討する予定である.
がん選択的多機能性エンベロープ型ナノ構造体の開発とがん遺伝子治療への応用

我々は、多機能性エンベロープ型ナノ構造体(MEND)の開発に成功し、細胞膜透過機能を有するオクタアル,ギニン(R8)修飾したR8-MENDは、培養細胞系においてアデノウイルスと同等の遺伝子発現を示すことを明らかにした(Khalil,et al.Gene Ther.2007)。さらに、in vivoでがん組織選択的な遺伝子デリバリーシステムを開発するために、がん組織内で特異的に発現するペプチダーゼ(MMP)により切断されてPEGを脱離し、がん細胞内へ侵入するという新しい戦略(PEG-peptide-DOPE(PPD)-MEND)を設計し,本コンセプトが機能するかをin vitro系で検証した。その結果、PPD-MENDはMMP依存的にPEGが解離し、高い遺伝子導入を誘起できることが明らかとなった。さらに、本PPD-MENDをマウスに静脈内投与すると、血中滞留性を示すと同時に、腫瘍組織へ有為な送達が可能であり、in vivoにおける遺伝子発現にも成功した(Hatakeyama,et al.Gene Ther.2007)。さらに、PPD-MENDにsiRNAを搭載し、in vivoで腫瘍組織へ標的化可能、かつ、がん細胞で発現している遺伝子(ルシフェラーゼ遺伝子)を選択的にノックダウンすることにも成功した。本、PPD-MENDに抗腫瘍効果を誘起するsiRNAを搭載することにより、がん治療への道が拓かれることが期待できる。本申請研究は、安全性と有効性の面からウイルスベクターを凌駕する人工遺伝子デリバリーシステムを開発し、がんの遺伝子治療のための基盤技術を開発することを目的とする。本申請研究では、これまでの研究成果に基づいて、R8-MENDとTf/PEG/GALA-MENDの長所を統合し、in vivoで腫瘍組織へ標的化可能、かつ、がん細胞で高い遺伝子発現できる環境応答型MENDを開発し、がんの遺伝子治療へ応用することを目的とする。腫瘍組織で選択的にPEG鎖が切断されるように設計したMEND (PPD-MEND)を設計し、がん組織選択的に高い遺伝子発現能力を有するMENDを構築し、in vivo遺伝子ベクターとしてがん遺伝子治療へ応用することを目的とした。(1)PPD-MENDの構築:プラスミドDNAをポリカチオンでコンデンスし、MMPで切断可能なPPD-MENDの構築に成功した。(2)in vivoにおける腫瘍組織への送達と遺伝子発現抑制の解析:担がんマウスにおいて、PPD-MENDを静脈内投与し、遺伝子発現活性を測定した。その結果、PPDとPEGを50:50で調製したMENDが最も高い遺伝子発現活性を示すことが明らかとなった。本研究は、Gene Therapyに採択された。(3)in vitroにおけるsiRNA搭載MENDの開発:GALAをエンドソーム脱出素子として用いることにより、血清存在下でも遺伝子発現抑制が可能な改良型MENDの開発に成功した。
現実のような操作が可能な仮想立体裁断システムに関する研究

本研究は立体裁断の仮想化を目指している.衣服の製造工程は,デザイン画の描画,デザイン画に基づいた型紙の作成,生地の裁断によるパーツ作成,パーツの縫製による組み立て,などから構成されている.この中で本研究では主に型紙設計の部分を扱う.立体裁断では適当な大きさに切った四角い布片を人台などに当て,必要に応じて切れ目を入れて立体形状である人台表面に沿わせる.型紙部分のマーキングを行い平面に展開することで型紙形状が得られる.立体裁断を仮想空間内で行うためには,立体裁断の要素をモデル化することが必要である.これまでに布,手,人台などシステムの構成要素をモデル化した.布は質点とばねとでモデル化され,力学的な数値計算によって形状が計算される.布モデルの操作については,現実世界での手指の動きをセンサによって捉え,その動きを仮想空間の手のモデルの動きに反映することで実現している.人台モデルは布モデルを当てる土台であり,実物の形状計測データより作成する.2018年度は基本的な仮想立体裁断システムをARシステムとして構築した.これまではディスプレイ上に画像を表示するシステムであり,布モデルを手のモデルで操作することだけができるシステムであった.このシステムでは,人台モデルに布モデルを沿わせ,ダーツを入れて型紙を製作する機能は備えていなかった.今回はディスプレイ表示のシステムをAR環境に移植した.また,上記の機能を追加することで,システム内で型紙作成の手順を完結できるシステムとした.さらに,このシステムで作成した型紙に基づいて現実の衣服を作成し,人台に着装することによってシステムの検証を行った.その結果,妥当な形状の衣服を作成できることが確認された.また同時に,ダーツや型紙の輪郭線の形状など,改良が必要な事項を認識することができた.今後は,これらの改良点についてシステムの更新を行う予定である.理由“研究実績の概要"の項で述べたように,これまでに布,手,人台などシステムの構成要素が個々にモデル化されている.システムはAR(バーチャルリアリティ)環境の中に構成されるので,これらの要素を組み込む作業を進めており,ほぼ計画に沿って推移している.仮想立体裁断の基本的な拡張現実システム(ARシステム)を構成した.このシステムのユーザはヘッドマウントディスプレイ(HMD)を装着し,仮想空間内で矩形の布モデルからペンシルスカートの型紙を作成することができる.はじめに矩形の布モデルを人台のモデル表面に写像する.さらに、写像された布モデルのダーツ部分は,ベジエ曲面を用い布モデル本来の長さとなるように浮き上がらせる.布モデルのこの浮き上がった部分を,手のモデルによって操作してダーツを取る.布モデルの不要な部分を切り取り,布モデルを平面に展開することによって型紙の形状を得ることができる.このシステムでは現実世界の手指の動きを捉えるインターフェースとして,手指専用のモーションキャプチャシステムを用いている.このシステムには赤外線カメラも備えられているため,これをHMD内に投影することで簡易的なARを実現している.しかし,仮想空間内に人台のモデルが表示されていても、システムの操作時に手指の動きに制約がないと,操作中に手指のモデルはいくらでも人台モデルを突き抜けて動くことができる.そのため,昨年度から現実の人台を設置し,手指の動きを制限する事を検討してきた.現システムの手指専用のセンサは赤外線を用いているため,前方に人台が存在すると赤外線の反射の影響で,手指の動きの検出に支障をきたすことが判明した.そのため,グローブ式のセンサを用意し,これを用いて操作性の向上したシステムの構築を試みている.以上より2018年度は全体的にほぼ計画に沿って研究が進められている.上述のように2018年度には立体裁断の基本的なシステムの構築を行った.しかし,現状では特定の服種(ペンシルスカート)の作成しか行うことができない.本システムで様々な服種の作成を可能とするために,システムの拡張が種々必要である.第一に,布モデルの操作性の問題がある.これにはいくつかの要因が関係している.ひとつには,布の特性の問題である.布モデルは現実の布と比較すると柔らかく感じられる.この解決のためには,力学計算の高速化が必要であり,計算法やアクセラレータの利用などの検討が必要である.他の問題は,ダーツなどの操作時の精度である.本システムの操作精度は布モデルのメッシュの細かさに依存する.操作の状況に応じたメッシュサイズの動的な変更の検討が必要である.さらに他の問題として,上記の現実と仮想の人台の重ね合わせがあり,これを実現することによって操作性の向上が期待される.また,現システムではダーツの設定は特定の場所の特定の方向に限定されている.衣服設計においては,服種によって様々な位置や方向にダーツを設定できることが必要である.本システムにおいてもこれを一般化する必要がある.そのためには,人台の基準線の設定や,布モデルの配置を一般化する必要がある.さらに任意の位置や方向にダーツを設定するためのインターフェースも必要となる.さらに型紙の外形の輪郭線を決定する方法を定める必要がある.上衣の場合には襟周りや袖周り,下衣の場合には股部分で型紙を切り取る必要があるが,現システムではこれらに対応していない.

そのためには,人体基準点,袖ぐり・襟ぐりなどの線の決定方法,型紙の切り取りと展開方法などの決定と実現が必要となる.そのためには先ず,人台に肩先点などの人体上の特徴点の位置を決定し,襟ぐりなどの線を定義する方法を定め,それらに沿った機構をシステムに組み込むことが必要となる.本研究は立体裁断の仮想化を目指している.衣服の製造工程は,デザイン画の描画,デザイン画に基づいた型紙の作成,生地の裁断によるパーツ作成,パーツの縫製による組み立て,などから構成されている.この中で本研究では主に型紙作成部分を扱う.立体裁断では適当な大きさに切った四角い布片から型紙を作成する.布片を人台などに当て,必要に応じて切れ目を入れ立体形状である人台表面に沿わせる.型紙部分のマーキングを行い平面に展開することで型紙形状が得られる.立体裁断を仮想空間内で行うためには,立体裁断の要素をモデル化することが必要である.これまでに布,手,人台などシステムの構成要素をモデル化した.布は力学的にモデル化され数値計算によって動的に形状が計算される.現実世界での手指の動きをセンサによって捉え,その動きを仮想空間の手のモデルの動きに反映する.人台モデル化は布モデルを当てる土台となっている.29年度は仮想立体裁断システムに適切な機器の検討を行った.仮想空間の人台表面で手のモデルを用いて布モデルの操作を行う場合,手のモデルを操作する現実の手指の動きが制約されないので,手のモデルが人台に入り込んでしまうことが避けられない.そのため操作性が損なわれないように,現実の世界に人台を置き,そこに仮想の人台を重ねて操作する環境を構築したい.このためにはAR(拡張現実感)技術が適しており,そのための機器を探索したが,適切なものを見いだすことができなかった.そのためセンサーにより捉えられた画像をVR(仮想空間への没入)内部に投影することによって代替することとした.さらに現実世界の人台と仮想世界の人台モデルとの重ね合わせの検討を行った.さらに計算の高速化のための計算内容と高速化の検討,および計算結果の検証のための布変形計測についての検討も行った.立体裁断システム自体の構築を行っている.“研究実績の概要"の項で述べたように,これまでに布,手,人台などシステムの構成要素が個々にモデル化されていた.システムはVR(バーチャルリアリティ)環境の中に構成されるので,これらの要素を組み込む作業を進めており,ほぼ計画に沿って推移している.インターフェースの検討を行っている.システムの操作性を確保するためにAR機器の利用を検討したが,現状ではセンサーとVR機器の組み合わせで代用している.立体裁断システムでは,現実の手指を人台の表面で動かすことで仮想的な布モデルの操作を行う.このとき人台からの赤外線の反射が,現実の物体と仮想的なモデルとの重ね合わせに影響を及ぼすことが明らかとなった.このことは当初は想定されておらず,来年度以降の計画に影響する可能性もある.数値計算に関する検討状況は以下の通りである.布モデルを手指のモデルの動きにリアルタイムで追従させるためには力学計算はできるだけ高速で実行できることが望ましい.いくつかの対応策のひとつとしてアクセラレーターによる高速化の検討を行っている.このためには計算内容を把握し,その内容に応じた対策を講じる必要があり,そのための分析と対応策の検討を行っている.着装シミュレーションの検証の状況は以下の通りである.シミュレーションにより予測された衣服形状の正確さを検証することが必要となる.
Club細胞の運命転換に着目した前癌病変の起源細胞の同定及び発生機構の解明

癌の発生母地である扁平上皮化生は、分化細胞が別の分化細胞へ運命転換する現象であるが、その起源細胞及び発生機序は不明瞭である。私達は、マウス生体内で、Notchシグナル標的遺伝子の不活性化により、気管Club細胞が基底細胞へ運命転換することを見出した。そこで、本研究では、Club細胞の基底細胞への運命転換が、扁平上皮化生及び化生病変による発癌(扁平上皮癌)に関与するかを細胞系譜解析と単1細胞遺伝子発現解析を用いて検証することを目的とした。本研究の知見は、恒常性及び発癌(扁平上皮化生及び扁平上皮癌)におけるClub細胞の運命転換の理解と扁平上皮化生予防に着目した新規癌治療の基盤形成につながる。
遠隔測定による水圏生物の環境履歴と回遊経路の解析に関する研究

平成8年度には,耳石などを中心とした硬組織内微量元素分析による,個体が経験した環境履歴について解析を行った.また,平成9年度にはこの実験と平行して,マイクロデータロガによる魚類の行動解析も試みた.最初の段階では,耳石に含まれる微量元素濃度のレベルが分からなかったため,高性能の分析機(PIXE)を用いた.その結果,環境履歴を解析する際に注目する元素として,Srが適当であるとの結果を得た.さらに遠隔測定解析の対象魚種としては,淡水域と海水域とで生活を行うサケ・マス類がSr濃度変化に急激な相違が見い出せるため,適当であることがわかった.サクラマスについて,いつ淡水域から海洋にくだり,さらに再び産卵のため河川にもどるのかを推定することが可能となった.実験は平成8年度には富山県神通川で,また平成9年度には神通川と同時に,青森県老部川に帰る個体についても解析を試みた.これらの研究と同時に,サケ・マスが母川を識別する機構を推定するため,水深と水温が記録できるマイクロデータロガを,母川回帰したサクラマスに装着し,再度海洋に放流して回収を試みたが失敗した.マイクロデータロガによる魚類の回遊行動は,イナダを用いて行った実験により成功した.これは10月から11月に相模湾で行ったものであり,総計12個体から2ないし3カ月間,5分あるいは20分間隔で資料を得ることができた.これらの成果はいくつかの学会誌に報告し,成果の一部として取りまとめた.また,平成9年度には安定同位体比による,食物連鎖網を通してみた環境履歴解析も試み,個体群識別が可能なことを見い出した.これらの研究は新たな展開が期待されるため,さらに平成10年度科学研究費として申請を行った.平成8年度には,耳石などを中心とした硬組織内微量元素分析による,個体が経験した環境履歴について解析を行った.また,平成9年度にはこの実験と平行して,マイクロデータロガによる魚類の行動解析も試みた.最初の段階では,耳石に含まれる微量元素濃度のレベルが分からなかったため,高性能の分析機(PIXE)を用いた.その結果,環境履歴を解析する際に注目する元素として,Srが適当であるとの結果を得た.さらに遠隔測定解析の対象魚種としては,淡水域と海水域とで生活を行うサケ・マス類がSr濃度変化に急激な相違が見い出せるため,適当であることがわかった.サクラマスについて,いつ淡水域から海洋にくだり,さらに再び産卵のため河川にもどるのかを推定することが可能となった.実験は平成8年度には富山県神通川で,また平成9年度には神通川と同時に,青森県老部川に帰る個体についても解析を試みた.これらの研究と同時に,サケ・マスが母川を識別する機構を推定するため,水深と水温が記録できるマイクロデータロガを,母川回帰したサクラマスに装着し,再度海洋に放流して回収を試みたが失敗した.マイクロデータロガによる魚類の回遊行動は,イナダを用いて行った実験により成功した.これは10月から11月に相模湾で行ったものであり,総計12個体から2ないし3カ月間,5分あるいは20分間隔で資料を得ることができた.これらの成果はいくつかの学会誌に報告し,成果の一部として取りまとめた.また,平成9年度には安定同位体比による,食物連鎖網を通してみた環境履歴解析も試み,個体群識別が可能なことを見い出した.これらの研究は新たな展開が期待されるため,さらに平成10年度科学研究費として申請を行った.遠隔測定による魚類の回遊経路解析と、その個体が経験したと思われる環境履歴解析については3通りの方法を計画にあげた。負荷型の方法としての回遊経路測定については、アカウミガメをもちいた人工衛衛星信機による回遊経路の測定、ブリをもちいたマイクロデータロガによる環境履歴記録の測定である。また、無負荷型環境履歴解析法として魚類耳石内微量元素分析と筋肉内定同位体比分析を行った。人工衛星送信機は、アカウミガメについて行い産卵終了後の雌、産卵期に日本列島に接近する雄1の計3頭について、それぞれ3カ月(雌)と8カ月(雄)間の回遊経路が確認できた。ブリについては10尾に深度及び温度記録計を装着し、6尾から2-3カ月後に回収することができた。また、環境履歴解析は、マダイ、スルメイカ、サクラマス、ビワコオオナマズについて耳石内微量元素分析が行われ環境の内水温との関係が解析されている。筋肉内定同位体比は同じくビワコオオナマズについて行われた。結果の概要は以下の通りである。アカウミガメの雌は2頭ともに、産卵が終了するとただちに東シナ海にもどった。回遊経路は2頭でまったく異なった様相を示し、1頭は日本列島に沿って黒潮の北側の縁辺部を、またもう1頭は南におり、黒潮のさらに南側縁辺部を移動した。ブリは日中は深い水深でジッとしていたが、夜間には表層を活発に遊泳する様子が示された。環境履歴解析の結果からは、サクラマスの遡上時期が耳石内のSr濃度の急激な変化から解析可能であることがわかった。さらに、スルメイカでは、捕獲された水域の鉛直的な水温分布とSr濃度とが直線関係で近似できることを明らかにした。平成8年度には,耳石などを中心とした硬組織内微量元素分析による,個体が経験した環境履歴について解析を行った.

また,平成9年度にはこの実験と平行して,マイクロデータロガによる魚類の行動解析も試みた.最初の段階では,耳石に含まれる微量元素濃度のレベルが分からなかったため,高性能の分析機(PIXE)を用いた.その結果,環境履歴を解析する際に注目する元素として,Srが適当であるとの結果を得た.さらに遠隔測定解析の対象魚種としては,淡水域と海水域とで生活を行うサケ・マス類がSr濃度変化に急激な相違が見い出せるため,適当であることがわかった.サクラマスについて,いつ淡水域から海洋にくだり,さらに再び産卵のため河川にもどるのかを推定することが可能となった.実験は平成8年度には富山県神通川で,また平成9年度には神通川と同時に,青森県老部川に帰る個体についても解析を試みた.これらの研究と同時に,サケ・マスが母川を識別する機構を推定するため,水深と水温が記録できるマイクロデータロガを,母川回帰したサクラマスに装着し,再度海洋に放流して回収を試みたが失敗した.マイクロデータロガによる魚類の回遊行動は,イナダを用いて行った実験により成功した.これは10月から11月に相模湾で行ったものであり,総計12個体から2ないし3ヵ月間,5分あるいは20分間隔で資料を得ることができた.これらの成果はいくつかの学会誌に報告し,成果の一部として取りまとめた.また,平成9年度には安定同位体比による,食物連鎖網を通してみた環境履歴解析も試み,個体群識別が可能なことを見い出した.これらの研究は新たな展開が期待されるため,さらに平成10年度科学研究費として申請を行った.