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プラズマ照射液腹腔内投与による癌性腹膜炎制御への挑戦

プラズマを照射した培養液(プラズマ照射液:plasma activated medium (以下PAM))は,胃癌および膵癌細胞株において抗腫瘍効果を認めた.正常細胞株は癌細胞株と比較し,PAMに対する感受性が低く,PAMに対する抵抗性を示した.マウスモデルにおいても,PAMの抗腫瘍効果を確認した.PAMは最適な条件下において選択的な癌細胞に対する抗腫瘍効果を示すことから,プラズマ照射液による治療は,胃癌および膵癌治療において有望な治療法となる可能性がある.プラズマを照射した培養液(プラズマ照射液:plasma activated medium(以下PAM))が、卵巣癌,膠芽腫,胃癌に対して抗腫瘍効果を有することが確認されている。これまでに4種類の膵癌細胞株に対するPAMによる抗腫瘍効果と、2種類の胃癌細胞株を用いてPAMとpaclitaxelの併用効果について検証を行った。膵癌(PANC-1,Capan-2,BxPC-3,MIA Paca-2)の4つの細胞株と正常細胞株(膵管上皮細胞:HPDE6/7)を用い、様々な細胞数を設定しプラズマ照射時間も15分と変化させ、PAM投与24時間後WST-1 assayにて細胞障害性を調べた。PAMによる細胞障害性メカニズムについて検討するため、細胞の形態変化,Caspase3/7活性についても調べた。いずれの膵癌細胞株も1000細胞数では照射時間1分のPAMで抗腫瘍効果を認めた。5000,10000と細胞数が増加すると照射時間1分のPAMでは細胞株によってその感受性に差異を認めた。細胞数が増加しても照射時間を延長させることで全ての細胞株で抗腫瘍効果を認めた。一方、正常細胞株は癌細胞株と比較しPAMの感受性が低く、PAMに抵抗性があることが確認された。PAM投与後、癌細胞株はPAMにより、核の濃縮,細胞の縮小,細胞膜の空胞形成といったapoptosisに特有の形態変化を認め、形態変化を来した細胞に一致してCaspase3/7の活性化も確認した。以上からPAMは膵癌細胞株においても選択的な抗腫瘍効果を認め、apoptosisが誘導されたことを確認した。胃癌細胞株(SC-2-NU,AGS)を用いたPAMとpaclitaxelの併用効果は、Control群,PAM単独群,PTX(5ng/ml)単独群,PAM/PTX併用群の4群に分け細胞増殖能試験を行い検証した。SC-2-NU株では、併用群は各々単独群と比較して有意に細胞増殖を抑制することが示された。一方AGS株においては、併用群において増殖抑制効果が高い傾向にあったが有意差は認められなかった。本実験での2剤の併用効果は相加的な効果は存在すると考えられたが、相乗効果の存在を示すには至らなかった腹腔内投与時に最も播種性病巣の形成能力がある細胞株の選出,腹腔内投与時の癌細胞数,腹腔内投与時に使用するPAMのプラズマ照射時間の設定など、腹膜播種モデルの作成, PAMの治療効果を検証する上での様々な条件設定に予想以上の労力と時間を要している。これまで我々は、プラズマを照射した培養液(プラズマ照射液:plasma activated medium (以下PAM))の抗腫瘍効果は、活性酸素種によるアポトーシス誘導がその主体をなすことを、胃癌及び膵癌細胞株において示してきた。さらにヒト膵癌細胞株においてはマウス異種皮下腫瘍モデルに対する、PAMの局所注射により、腫瘍増大を抑制することを示してきた。一方で、生体内には活性酸素種による抗腫瘍効果が緩衝されるシステムの存在が示唆され、腹膜播種治療へPAMを用いる場合、より強力なPAMの生成が必要になる可能性が考えられた。そこで我々は、胃癌細胞株(SC-2-NU, AGS)を用いて、PAMを生成する際の各種条件(プラズマの照射距離及び時間、プラズマ照射を受ける液体の体積)の変化が抗腫瘍効果に与える影響、また腫瘍の進展、転移等に関連する癌細胞の遊走能及び接着能にPAMが与える影響について検討した。より長時間、より近接した距離でのプラズマ照射を行うことにより、抗腫瘍効果の高いPAMの作成が可能であり、その他の条件が同一であれば、照射を受ける液体の体積が少ないほうが、より抗腫瘍効果の高いPAMを生成することが可能であることをMTS assayを行い証明した。遊走能については、wound healing assayを行いPAMの存在下において有意に細胞の遊走が低下することが示された。また浮遊状態とした胃癌細胞株(SC-2-NU, AGS, GCIY-EGFP)を短時間(5分間)PAMに暴露することにより、著明に接着能が低下することがadhesion assayにて示された。これらin vitroの実験結果をもとに作成した強力なPAMを用い、蛍光標識胃癌細胞株を使用して、マウス腹膜播種モデルにおける、PAMの腹腔内投与の効果を検証した。治療開始15日目の時点で、播種の形成率はcontrol群100%、PAM投与群20%と播種形成の抑制効果を認め、さらに治療期間中において、PAMの腹腔内投与による有害事象を思わせる所見は認めなかった。プラズマを照射した培養液(プラズマ照射液:plasma activated medium (以下PAM))は,胃癌および膵癌細胞株において抗腫瘍効果を認めた.正常細胞株は癌細胞株と比較し,PAMに対する感受性が低く,PAMに対する抵抗性を示した.マウスモデルにおいても,PAMの抗腫瘍効果を確認した.

PAMは最適な条件下において選択的な癌細胞に対する抗腫瘍効果を示すことから,プラズマ照射液による治療は,胃癌および膵癌治療において有望な治療法となる可能性がある.PAMによる細胞障害メカニズムの解析を進めていく予定である。消化器外科学腹腔内投与時に最も播種性病巣の形成能力がある細胞の選出,腹腔内投与時の癌細胞数,腹腔内投与時に使用するPAMのプラズマ照射時間の設定など、腹膜播種モデルの作成やPAMの治療効果を検証する上での様々な条件設定に予想以上の労力と時間を要したため、予定通りに検証出来なかった項目があるため未使用額が生じた。マウス癌性腹膜炎モデルによるin vivo実験を行う上で、用いる癌細胞株,癌細胞数,使用するPAMなどの条件設定を確定する。条件が整った上でPAMによる治療効果は、治療後の腹腔内の観察,生存期間の比較によって検証する。また癌細胞株に対してGFP遺伝子導入を行い、体外的イメージングによる治療効果判定が可能であるかについても検証する予定である。
財務制限条項の役割に関する包括的実証研究

本研究の目的は,財務制限条項(債務契約に付される「約束事・誓約」のうち,特に借り手企業の財務諸表ないし会計情報に依拠したもの)の実態,影響,役割について実証分析を通じて理論的に解明することを目的とした。その結果,抵触時の態様として,日本では契約を見直すというよりも表向きにはシンプルに返済が猶予される傾向にあることが示された。しかし,条項抵触にはその後の企業行動を暗黙裡に制限するという意味において実質的な罰則が存在することを示すことも確認された。このことから,直接的な制限を契約上,設けることが少ない一方で,条項抵触が債権者に対し借り手の活動を制限する有効な機会を提供していると結論付けた。本研究は、金融機関と借り手企業の間で結ばれる債務契約で設定される「財務制限条項(financial covenants)」の役割について,実証的に検証することを目的としている。そこでは,借り手企業が財務制限条項に違背した場合,金融機関は「期限の利益を失わせる(つまり,全額返済をせまる)」権利を持つが,日本ではこうした抵触時のペナルティを看過する場合が多い。では,なぜ抵触しても「トリガー」として必ずしも機能しない財務制限条項を設定するのか。平成27年度ではまず、先行研究を整理し、かつ問題意識を広く共有するため、わが国における財務制限条項の現状と課題について論文を公表した(中村亮介・河内山拓磨(2015)「日米比較からみる財務制限条項の現状と課題」『企業会計』第67巻第6号,pp.61-67。)そこでは、米国と日本とでは財務制限条項の使われ方が大きく異なっていることを示した。具体的には、財務制限条項の種類について、米国では多様な財務制限条項が利用されるが、日本では純資産維持条項と利益維持条項の組み合わせが1つの「型」として存在すること、そして抵触時の態様として即座に返済を求めない点で日米は共通しているが、米国では再交渉という形で対処するのに対して、日本では契約を見直すというよりもシンプルに返済が猶予される傾向にあることである。また、借り手企業の投資行動に注目し、それが財務制限条項の抵触によって影響を受けるかどうかを検証した(河内山拓磨・中村亮介(2015)「財務制限条項への抵触が企業の投資行動に及ぼす影響」日本会計研究学会第74回全国大会自由論題報告,神戸大学。)そこでは、条項の抵触によって、特に固定資産売却収入を控除した純投資額に鋭い落ち込みが観察された。この他、関連研究として著書(分担著)1冊、論文1本、学会報告2回の成果を挙げた。計画書では、平成27年度に学会報告を1回行い,論文1本を発表することを目標としたが、結果、著書(分担著)1件、論文2本、学会報告3回の成果を挙げた。以上より、進捗状況としては、当初の計画以上に進展していると判断できる。本年度は,昨年度に行った実態調査をもとに仮説を構築し,会計行動・経営者行動・ディスクロージャーに分けて財務制限条項の役割をパネルデータから実証的に検証することを目的とした。まず,財務制限条項の抵触というイベントに株式市場がどのように反応するかを検証した「財務制限条項への抵触の公表に対する株式市場の反応」(『會計』第190巻第2号,111-125頁,河内山拓磨氏との共著)を発表した。また,財務制限条項が借り手企業の投資行動にどのように影響するかを検証した「財務制限条項への抵触が企業の投資行動に及ぼす影響」『インベスター・リレーションズ』第10号,33-52頁,河内山拓磨氏との共著)も発表した。さらに,財務制限条項が借り手企業の負債コストにどのように影響するかを検証した「財務制限条項への抵触が企業の負債コストに及ぼす影響」(日本会計研究学会第75回全国大会自由論題報告,静岡コンベンションアーツセンター,河内山拓磨氏との共同発表)を学会にて発表した。以上3件の論文・学会報告を通じて,財務制限条項が様々なステークホルダーに重大な影響を及ぼしていることを学界に発信した。加えて,財務制限条項と同じく企業の契約との関わりで重要性の高い報酬契約について考察した「業績連動型報酬制度をいかに機能させるかー実証研究の展開を踏まえて」(『企業会計』』第68巻第5号,44-54頁。)も公表した。そこでは,株価ベースの報酬のウエイト,経営者による利益調整への対処,事後的清算問題への対処,の3点について検討することが必要という結論に至った。研究計画上,本年度は学会報告を2回,論文を2本発表すると記述したが,実際は学会報告を1回,論文を4本,著書(分担著)を1冊,公表することとなった。したがって,おおむね順調に進展していると判断した。平成29年度は,まず財務制限条項が借り手企業の会計行動に及ぼす影響について検証した「財務制限条項と利益調整行動ー負債契約仮説の再検討ー」(『會計』第192巻第9号,80-94頁,河内山拓磨氏との共著)を公表した。また,財務制限条項への抵触が借り手企業の資金調達活動に影響を及ぼすことを示した「財務制限条項への抵触が企業の負債コストに及ぼす影響」(『経営財務研究』第37巻第1・2号,2-27頁,河内山拓磨氏との共著)を発表した。そして,研究期間全体を通じて実施した研究の成果を,著書『財務制限条項の実態・影響・役割ー

債務契約における会計情報の活用ー』(中央経済社,河内山拓磨氏との共著)として発表した。そこでは,日本における財務制限条項が,その内容に画一性が認められ,抵触時に明示的な罰則が科せられることが少ないとされる一方で,借り手企業の状況に応じて債務契約に財務制限条項を付けるか否かが決定されており,その結果,条項抵触および条項情報の開示内容が各ステークホルダーの行動に広く影響を及ぼしている,と結論付けた。このことは,日本における財務制限条項が各ステークホルダー間の利害対立の調整もしくは債権者へのコントロール権の移転という本来の役割を果たしている可能性を提示するものである。本研究の目的は,財務制限条項(債務契約に付される「約束事・誓約」のうち,特に借り手企業の財務諸表ないし会計情報に依拠したもの)の実態,影響,役割について実証分析を通じて理論的に解明することを目的とした。その結果,抵触時の態様として,日本では契約を見直すというよりも表向きにはシンプルに返済が猶予される傾向にあることが示された。しかし,条項抵触にはその後の企業行動を暗黙裡に制限するという意味において実質的な罰則が存在することを示すことも確認された。このことから,直接的な制限を契約上,設けることが少ない一方で,条項抵触が債権者に対し借り手の活動を制限する有効な機会を提供していると結論付けた。先行研究の整理および財務制限条項データベースの構築は概ね済んだので、以降は実務家へのヒアリングおよびデータ分析を行うことにより、論文執筆に注力する。あわせて、期限である来年度末までに、財務制限校に関する著書を完成させる目途をつけたいと考えている。今後は,研究計画通り,これまでに行った研究を踏まえて最終的に,どのような財務制限条項によって債権者および経営者のエージェンシーコストを最小化されるか,そしてどのようなディスクロージャー制度にすることが望ましいかを考察し,その成果を学会報告,論文にて公表することとする。さらに,著書として出版する準備を進める。会計学27年度に購入するはずであった海外の債務契約に関するデータベースについて、その利用が28年度以降になることとなったために、その分の使用予定額を繰り越すこととなった。これまでの実証結果をアウトプットする論文の執筆に注力していたため,海外の財務制限条項のデータベースの購入(70万円)が遅れ,当該年度の実支出額が少なくなった。27年度に購入するはずであった海外の債務契約に関するデータベースを購入する。海外の財務制限条項のデータベース(70万円)について,契約を行っている最中であり,これに支出する。
精巣腫瘍高転移細胞株に高発現する分泌蛋白SERPINE2の抗体作製及び機能解析

我々が以前に報告した精巣腫瘍における転移促進遺伝子SERPIEN2につき、機能解析を目指し抗体作成を試みた。しかしながら、本研究ではSERPINE2を安定的に発現する細胞株を樹立することには成功したものの、動物実験においても臨床検体を用いた検討においてもSERPINE2が精巣腫瘍の転移促進因子として機能することを示唆する結果は得ることができず、抗体作成まで至らなかった。我々はヒト精巣腫瘍における転移促進因子の同定を目指し研究を行っているが、以前に報告した研究の中で我々はヒト精巣腫瘍セミノーマ由来株であるJKT-1及びその高転移変異株であるJKT-HM用い、JKT-HMの培養上清中に含まれる分泌蛋白遺伝子SERPINE2がJKT-1マウス皮下投与モデルにおいて、リンパ節転移を促進している可能性を見出した。この研究の中で、SERPINE2の一時的ノックダウン及び強制発現を実験手法として行ったが、より確実な結果を得る事を目的としてまずSERPINE2安定発現JKT-1の樹立を行った。我々はこの1年間で遺伝子工学的手技を用いて、SERPINE2安定発現JKT-1を5株作成することに成功した。遺伝子導入のセレクションにG418を用いたが、至適濃度の設定に難渋したために強制発現株を樹立することに非常に時間を要した。これらの強制発現株についてのin vitroにおける増殖能や浸潤能についての評価は現在行っているところである。また同時にSEPINE2ポリクローナル抗体の作成を行う予定としていたが、前述した強制発現株の樹立に時間を要したために、これについてはまだ実験の途中段階である。今年度は強制発現株を用いたin vivoの実験及びSERPINE2ポリクローナル抗体の作成を行い、抗体の作成が可能となれば、精巣腫瘍臨床検体を用いたSERPINE2の発現様式についての検討を加える予定としている。我々はヒト精巣腫瘍における転移促進因子の同定を目指し研究を行っており、以前にヒト精巣腫瘍セミノーマ由来株であるJKT-1及びその高転移変異株であるJKT-HM用い、JKT-HMの培養上清中に含まれる分泌蛋白遺伝子SERPINE2がJKT-1マウス皮下投与モデルにおいて、リンパ節転移を促進している可能性を見出した。本年度は、まず昨年度に樹立したSERPINE2安定発現JKT-1を用い、これをヌードマウスに皮下移植することによるリンパ節転移の評価および尾静脈投与することによる肺転移の評価を行ったが、いずれの実験系においてもSERPINE2強制発現JKT-1群において、コントロール群に比し有意な転移の促進を認めなかった。SERPINE2強制発現JKT-1のin vivoにおける有意な転移促進効果を認めなかったため、抗体作成に先立ち臨床凍結検体におけるmRNAレベルでのSERPINE2の発現様式を検討したが、SERPINE2の発現と診断時転移の有無について、統計学的に有意な相関を得ることができなかった。この結果を踏まえ、抗体作成および臨床検体における免疫組織学的評価によるSERPINE2発現様式の検討を断念し、本研究を終了した。
ミトコンドリアに対するミオグロビンの相互作用と筋細胞内の効果的な酸素供給システム

骨格筋の酸素供給機構とその規定因子については不明な点が多い。本研究では、骨格筋内の酸素貯蔵体として知られているミオグロビン(Mb)がミトコンドリアの呼吸活性に直接的に関与しているのではないかと考え、筋収縮中の筋細胞内酸素濃度(Mbの飽和度に基づく)やMbからの酸素供給量、あるいはまた摘出骨格筋についてミトコンドリアに近傍するMbについて検証した。検証の結果、筋酸素摂取量とMbからの酸素供給量との間には密接な関連性が存在すること、また、ミトコンドリアの近傍にはそれと相互作用するMbが存在することによってミトコンドリアの呼吸亢進に対応している可能性が示唆された。我々は、骨格筋内の酸素貯蔵体として知られているミオグロビン(Mb)に注目して、Mbに結合した酸素の利用動態を検出するシステムを構築した。その結果、Mbに結合した酸素は、収縮開始とともに解離することが明らかとなり、Mbが単なる酸素貯蔵体としてではなく、骨格筋組織の酸素供給機構の一部として機能している可能性が示唆された。また、この現象から、Mbの飽和度を定量化することによって細胞内酸素環境を知ることができると考えた。補足的に不活動に伴う筋萎縮(ミトコンドリアの容量低下)と細胞内酸素分圧の変化について検討した。また、前述のMbを介した酸素供給を説明するメカニズムの検討として、ミトコンドリアとの関連性について検討した。まず、ラットからの摘出筋の各画分におけるタンパク解析を行った。その結果、ミトコンドリア画分にもMbが存在する可能性があった。この事実の再検証のために組織学的にも検討を進めている。さらに、上記の課題をより詳細に進めるための骨格筋培養細胞のシステム構築に着手した。引き続き、筋組織・培養細胞系にてMBとミトコンドリアの相互関係について検討を進める予定である。なお、第16回日本運動生理学会大会にて、本研究の成果の一部に対して若手研究者最優秀賞を戴いた。その他の成果についても、2009年に行われる国際学会や国内学会に発表し、専門学術誌への投稿を予定している。実験の結果、Mbに結合した酸素は収縮開始とともに解離し、それに付随して、細胞内の酸素分圧が急進的に低下することが明らかとなった。このことから、細胞内にMbが存在することによって細胞内外の酸素濃度勾配が拡大し、細胞内への酸素流入が促進されるのかもしれない。こうしたMbの振る舞いは、Mbが単なる酸素貯蔵体としてではなく、骨格筋組織の酸素供給機構の一部として機能していることを示唆する。また、こうした筋収縮時に見られるMbの即時的な酸素解離現象が、Mbとミトコンドリアとの密接な関連性に起因すると考えた。そのことを検証するために、ラットからの摘出筋の各画分におけるタンパク解析を行った。その結果、ミトコンドリア画分にもMbが存在した。さらに、ミトコンドリア画分に検出されたMb量は、よりミトコンドリアの多い骨格筋に多く検出される傾向にあった。この生化学的解析は組織化学的観察でも一致した。引き続き、筋組織・培養細胞系にてMbとミトコンドリアの特定タンパクとの相互関係について検討を進める予定である。我々は、骨格筋内の酸素貯蔵体として知られているミオグロビン(Mb)に注目して、筋収縮時の細胞内貯蔵酸素(Mbに結合した酸素)の動態を検出した。実験の結果、Mbに結合した酸素は筋収縮開始とともに解離し、それに付随して細胞内酸素分圧が急進的に低下することが明らかとなった。こうしたMbの現象の背景には、Mbとミトコンドリアとの密接な相互作用が起因すると予想した。そのことを検証するために、ラット摘出骨格筋の各画分におけるタンパク質解析を行った。その結果、本来、細胞質画分に存在するはずのMbがミトコンドリア画分にも存在した。また、運動トレーニングを課した骨格筋、Cast材で固定した骨格筋では、ミトコンドリア画分に存在するMb量が増減する傾向にあった。

こうした状況下でのMbからの酸素供給量もやはり増減していることから、in vivoに見られるMbからの酸素供給量は、Mbとミトコンドリアの相互作用によって引き起こされている可能性が示唆される。この相互作用の有無を検証するために、培養細胞を用いてMbの安定過剰発現細胞を構築すべくMb発現ベクターを作成した。今後、これを用いてMbの局在性や相互作用するミトコンドリアタンパク質の同定、呼吸活性の変化について検討を進める予定である。
中国工業合作運動史の研究

(1)本年度は、それまでの私の工業合作運動研究をふまえて、論文「工業生産合作社の展開と農村工業」を予定通り発表し、研究開拓的に30年代の工業生産合作社の理論、推進機関、江西、江蘇、浙江、河北等の実態、及び抗日戦争時期の工業合作運動との継続性と差異を明らかにすることができた(この際、『江西民国日報』の読み込みも行なった)。この結果、中国工業合作運動の背景、及びその開始までの歴史をほぼ解明できたのみならず、特に信用合作社史研究に偏ってきた合作社研究に、合作社の中で先進的役割を担ってきた工業生産合作社史を付け加え、合作社を総合的に解明できる条件を創ったと考えている。(2)また、工業合作運動指導者で、経済学者としても著名な陳翰笙氏へのインタビュー、西北工業合作運動の社員、見習工へのインタビューの内容も雑誌に発表し、工業合作運動を分析する際の新たな材料を提供した。(3)資料の調査、収集は東洋文庫、外交史料館、長崎大学東南アジア研究所、山口大学経済学部東亜経済研究所等で行ない、これらの機関が所蔵する形で入手した史料で、今回の研究を充実させ、さらに発展できる基盤を確立した。(4)「実施計画」の予定通り、オリジナルに『中国工業合作運動関係資料目録・・・』も作成した(これまでこうした目録がなく極めて不便であった)。これは将来の工業合作運動研究者にも極めて役立つものである。(5)以上のように、ほぼ計画通り、研究を進めることができたが、ただ「川康区における工業合作運動は複雑で、実証、史料分析に手間どり、論文は6,7割の完成で、機構等、不明点が残り、まだ脱稿、発表には至っていない。さらに研究を進め、近い将来、発表したい。
軟質軽量構造用材料のレーザ合金化法による表面改質

本研究では軟質軽量構造用材料としてのAlやMgの厚膜表面硬化法を開発することを目的としている。このため高出力のレーザビームを用いてこれら軟質材料の表面層を数mmの深さにわたって局部的に溶融し、その溶融部に各種金属・セラミックス物質を供給することにより、この表面溶融凝固層に硬い金属間化合物やセラミックス粒子を分散凝固させる方法並びに得られた合金化・複合化層の硬化特性および耐摩耗特性について検討を行った。得られた主な結果は次のとおりである。(1)Al合金A5083およびMg合金AZ31の板表面を5KWCO_2レーザビームにより溶融し、同時にそこに粉末塗布法により金属粉末やセラミックス粉末を供給して、その表面にこれら粉末との合金化層やセラミックス分散複合化層を形成できることを明らかにした。(2)適正合金化・複合化層を得るための粉末供給量とレーザ照射条件との関係を粉末の種類、粒度およびAlおよびMg合金ごとに明らかにした。(3)金属粉末とセラミックス粉末の複合添加方法を開発した。(4)得られた合金化・複合化層の形成組織、硬さ、耐摩耗性を評価した。(5)以上の結果をもとに、耐摩耗性に優れた合金化・複合化層を得るためのレーザ照射条件及び合金化・複合化物質の種類、その添加量を明らかにした。
ゲージ理論数値実験ツールの開発

ゲージ理論は物質の基本的相互作用を記述する理論であり、物性理論などでも有効な記述法になっている。ゲージ理論の解析には数値シミュレーションが強力な手法となっている。しかし、技術の進歩により、数値計算の専門家以外が使いにくいものになってしまっている。本研究計画では、数値計算の専門家ではない研究者が、自分の研究にゲージ理論のシミュレーションを使うことができる環境の構築を目指した。そのために、プログラムの中身はブラックボックスとはせず、またライブラリーの提供ではなく、各研究者が自分で必要なコードを組み立てるためのツールの集合体とした。国内で利用され、利用者の声を聞いて改良を行っている。場の量子論は、現代物理学の基礎的な理論で、素粒子、原子核、物性論などで広く使われている。特に格子ゲージ理論は、ゲージ対称性を厳密に保ったまま場の量子論に必須の紫外切断が導入され、数値シミュレーションによる非摂動的解析が可能であり、素粒子論、原子核理論における協力な研究手法となっている。本研究の目的は、これまでに開発して広く使われているLTK(Lattice Tool Kit)を基に、数値シミュレーションの非専門家でも場の量子論の数値的研究が可能な環境を構築して提供することである。この目的のために、(1)コード全体を整理統合し、利用方法を分かりやすく説明したマニュアルを整備、(2)最新の場の量子論の数値シミュレーション技法のうち汎用性の高いものを導入する、(3)いろいろな計算環境でコードが利用できるように整備する、の3点を進めて行く。当該年度では(1)特殊なものを除き、汎用性の高いものを残し、全体のディレクトリ構造の再検討を行い、(2)これまで2種類のフェルミオンしか含まれていなかったコードを、任意の数のフェルミオンが取り扱えるようにrHMC(有理ハイブリッド・モンテカルロ)アルゴリズムを入れ、また多くの分野で重要になる複素化学ポテンシャルを導入した。特に虚数化学ポテンシャルの場合は、それをトポロジカルな境界条件と読み替えることによりヒッグス系の研究に利用可能である、またこれまでの共役勾配法(CG)に基づく大規模線形計算コードをより高速なbiCGコードに入れ替えた、(3)広く使われているgfotranで全てのコードが実行可能なように整備を行った。現代の素粒子論の標準理論は、すべて場の理論の形で定式化されている。近年、コンピュータの発展と相まって、数値シミュレーションが場の理論を研究するための強力な手法となってきた。特に量子色力学(QCD)は、その強い結合定数と、高い非線形のために、数値的計算がほとんど唯一のアプローチとなっている。また、原子核理論はハドロン物理学としての側面が重要となり、そのための第一原理計算としての格子QCDに対する期待は高い。本研究は、ゲージ理論の数値シミュレーションの経験は無いが、自分の研究の道具として使いたい研究者が実際にシミュレーションを行うための環境を整備することを目的としている。具体的には1) Lattice Tool Kitと名付けたプログラム群を整備する、2)その背景と使い方を分かりやすく説明するドキュメントを整備する、3)新しいアルゴリズム、新しい計算機アーキテクチャに対応するの諸点を進めた。現在、Lattice Tool Kitは、純ゲージ系、フェルミオン計算、HMC型シミュレーションから構成されている。これに、エラー解析をするためのコードを付けている。実際に利用した研究者の意見から次のバージョンではどのような点の改良が必要か検討した。その結果、格子のサイズなどは3つの部分で共用しているが、どれかで直すと別のものに影響が出て混乱するなどの意見が得られた。また、数値シミュレーションの世界的専門家にコードを見てもらい、より効率的なコードに変更可能な部分を調査してもらった。格子ゲージ理論は、場の量子論を数値的に研究するための基本的枠組みであり、一方、場の量子論は原子核、物性理論など広い分野で強力な研究手法となっている。特に、高速な計算機が研究室レベルで広く導入されることで、より現実的なシミュレーションが可能になってきている。しかし、格子ゲージ理論は複雑な体系でもあるため、その計算機コードは複雑であり開発には膨大な時間が必要となる。数値解析の手法についての不安もあり、多くの研究者は自ら数値シミュレーションを行うことには抵抗が大きい。本研究では、基本的なシミュレーションコードを部品として提供し、利用者はそれを組み合わせていくことで自身の問題を解決できるようにする。計算科学におけるPSE(Problem Solving Environment、問題解決環境)の指針に従い、ライブラリーの集合体ではなく、内部をユーザが自由に分析・改変できるホワイトボックス型のシステムとする。初年度である平成23年度は、利用者が実際に使うときに何を困難に感じるかを分析し、より使いやすいように全体の構成を検討した。

また、フェルミオン系の計算のスピードを向上させるために、もっとも計算時間が必要な線形計算部の共役勾配法(CG)の改良版であるBiCGStabの取り込みを検討した。さらに、近年大きな進歩があり、将来的に重要となると思われる有限密度系のシミュレーションのために、フェルミオン行列の固有値計算部を整備した。当初の計画では、先駆的なマルチコアプロセッサー、CELL/B.E.(セル・ブロードバンド・エンジン)を主なターゲットにする予定であったが、マルチコアプロセッサーは大きな進展をみせ、CELL/B.E.は現在最先端ではなくなっているため、FX10などの最新のマルチコアプロセッサーに対して汎用コードの開発を行うことにした。新たに取り入れたrHMC、複素化学ポテンシャルコードについて、複数の計算環境で精度、効率を調査する上記の計画をほぼ実施した。ただ、プログラム整備を補助してくれる方に、全体のコードの構造を理解していただくために時間を必要としたため、コードの整備が一部遅れている。コードの中心部の構造がほぼ固まったので、それに合わせたマニュアルの準備を行う。最新のマルチコアプロセッサーの動向とその上での効率のよいコードの動向を調査し、実装を行う。当初の予定通り、多くの人が使いやすい環境を実現することを目指し、直感的に理解できるプログラム構造の構築と、マニュアル整備を開始する。また、必要度が高い分野は何であり、どのような研究が重要となっていくのかについても調査を行う。当初はマルチコアー計算環境としてCELL/B.E.(セル・ブロードバンド・エンジン)を購入しその上での汎用コードの開発を行う予定であったが、最新のマルチコアの進展と多様な機種が利用可能になってきたことを考慮して今後より普及することの予想される機種を調査し、その上で開発を行う。このために、調査(旅費、専門的知識の提供)、研究室レベルで導入可能なマルチコア環境の購入に昨年度の未使用額と合わせた研究費を使用する。調査のための旅費。プログラム整備の補助者への謝金。
水環境中ヒ素の簡易定量に向けた新規蛍光プローブの開発

本研究では水環境中ヒ素の簡易定量に向け、新規ヒ素特異的蛍光プローブの開発と性能評価を目的とし研究を行った。プローブの合成に取り組んだ結果、ボロンジピロメテン母骨格ジクロロ体の合成と、金属リガンドの導入に成功した。しかしながら、続く最終段階での目的物であるプローブの合成には至らなかった。研究の過程において、優れたプローブ母骨格を探索するために水環境中の溶存腐植物質との相互作用を調べた。その結果、特定のプローブ母骨格と溶存フミン酸とが特異的に相互作用することを明らにした。ヒ素(As)は水環境中に存在する極めて毒性の高い汚染物質であり,世界中の人々の健康リスクを高めている.しかしながら高選択的かつ高感度なヒ素簡易分析法は考案されていない.応募者は最近,蛍光プローブが重金属の簡易分析法に有効であることを実証した.本研究の目的は,水環境中ヒ素の簡易定量に向け,新規ヒ素特異的蛍光プローブを開発することである.具体的には(1)ヒ酸(AsO43-)を特異的に認識し,蛍光特性を変化させる蛍光プローブを開発する,(2)開発した蛍光プローブの性能評価を行う.この蛍光プローブが開発できれば,簡易にヒ素濃度を定量することができ,汚染の早期発見や水環境中ヒ素の動態解明にも貢献するものと考える.本年度はヒ素特異的蛍光プローブの合成スキームの構築に取り組んだ.その結果,蛍光プローブ母骨格候補であるボロンジピロメテンを合成することに成功した.また,実際の水環境試料へ適用することを考慮し,蛍光プローブ母骨格を数種類用い,水環境中の溶存有機物の影響を調べた.その結果,蛍光プローブ母骨格内の特定の官能基と腐植物質とが特異的に相互作用することが明らかとなった.また,内部フィルター効果は見られなかった.国外において,2014年12月に国際会議であるIWA 7th International Young Water Professionals Conferenceにて口頭発表を行った.また,国内では2014年9月に第17回日本水環境学会シンポジウムにて口頭発表,2014年12月に第51回環境工学研究フォーラムにて口頭発表,2015年3月に第49回日本水環境学会年会にて口頭発表,以上3件の口頭発表を行った.ヒ素(As)は水環境中に存在する極めて毒性の高い汚染物質であり,世界中の人々の健康リスクを高めている.しかしながら高選択的かつ高感度なヒ素簡易分析法は考案されていない.応募者は最近,蛍光プローブが重金属の簡易分析法に有効であることを実証した.本研究の目的は,水環境中ヒ素の簡易定量に向け,新規ヒ素特異的蛍光プローブを開発することである.具体的には(1)ヒ酸(AsO43-)を特異的に認識し,蛍光特性を変化させる蛍光プローブを開発する,(2)開発した蛍光プローブの性能評価を行う.この蛍光プローブが開発できれば,簡易にヒ素濃度を定量することができ,汚染の早期発見や水環境中ヒ素の動態解明にも貢献するものと考える.本年度も昨年度と同様,ヒ素特異的蛍光プローブの合成に取り組んだ.また,昨年度に合成したボロンジピロメテンとは別の蛍光プローブ母骨格であるフルオレセインとローダミン6Gを用い,水環境中の溶存有機物との相互作用を調べた.これは実際の水環境試料へ適用する場合に,溶存有機物との相互作用により分析への阻害が考えられるためである.溶存有機物として腐植物質であるフミン酸ならびにフルボ酸を試験に供した結果,フミン酸によるローダミン6Gの蛍光消光作用が大きかった.これはカチオン性のローダミン6Gとフミン酸との静電相互作用により生じ,疎水性斥力により強固になるためだと示唆された.本研究成果は2015年11月に国際誌であるWater Research誌に掲載された.本研究では水環境中ヒ素の簡易定量に向け、新規ヒ素特異的蛍光プローブの開発と性能評価を目的とし研究を行った。現時点で,ヒ素認識部位の合成が終了していない.27年度が最終年度であるため、記入しない。環境工学引き続き蛍光プローブの開発に取り組む.蛍光プローブができ次第,性能評価(光物理特性の評価,ヒ酸との滴定実験等)を行う.27年度が最終年度であるため、記入しない。
温暖化と関連した沿岸生物多様性モニタリングサイトの選定―黒潮流域に注目して

本研究は、気候変動による海洋生態系の変化を効率的に把握できる基準を策定するために、九州東岸地域(種子島、宮崎県、大分県)において潮の満ち引きの影響がある場所に生息する魚類とカニ類の種構成の緯度的な変化について岩礁と河口干潟環境で複数地点を調査した。その結果、種子島においては亜熱帯種・熱帯種の割合が他の地域に比べて高くなり、岩礁域では熱帯種の割合が北上するにつれ減少する傾向が見られた。しかし河口干潟域ではこのような変化はほとんど見られなかったことから、河口干潟域は生物相の緯度的変化の把握に適していないが、潮間帯岩礁域の動物群集に関しては、緯度的な階層構造が明確に見られることが確かめられた。本研究は、黒潮流域では水温上昇による南方種の移動が起こりやすいこと、および黒潮流域の水温分布の階層構造に注目し、沖縄から房総半島にいたる黒潮流域の複数地点の潮間帯性の魚類・貝類群集の構造を明らかにし、この流域の中でも大隅諸島から東九州の沿岸域が温暖化に関連した沿岸生物相の長期モニタリングを行うのに適した地域であることを示すことを目的としている。当初の計画から変更した項目は下記の2点である:1.(調査地点)平成27年度は、交付内定後の予算配分を留意し、当初から注目していた大隅諸島海域から東九州の沿岸に調査地点を絞って調査を行い、調査期間は春季と秋季とした;2.(調査対象)当初は調査対象を岩礁性海岸としていたが、河口の干潟域も対象に加え、対象生物群には甲殻類も追加することで、合計で2種の沿岸の環境と3つの分類群で比較検討を可能にし、温暖化影響モニタリング適正評価をより多角的に行えるように調査内容を改良した。上述の通り、当初の計画よりも調査範囲は限定されたものの、環境や生物群を広めたことで、より多角的な視点から温暖化と生物相変化のモニタリングの指針策定に貢献することを可能とした。平成28年3月31日現在の時点で2つの沿岸環境(岩礁・干潟)において生物相調査が完了した季節、地点は以下の通りである:岩礁春季、大隅諸島;干潟秋季、大隅諸島・宮崎県串間市・宮崎県宮崎市・宮崎県延岡市・大分県杵築市;干潟春季、大隅諸島。順次、調査の際に採集された生物の同定・計数を開始しており、岩礁と干潟、春季と秋季、魚類と無脊椎動物による緯度的分布パターンの違いが明らかになりつつあり、今年度予定通り調査が進めば、いずれの環境で、いずれの時期に、いずれの生物群を対象にするのが温暖化による生物相の変化の把握に適しているのか、この指針を構築できることが期待できる。気候変動による生態系の変化の一つとして、緯度的な生物相のシフトが挙げられる。この変化をいち早く把握するためには、効率的にサンプリング可能な生物群集と、できるだけ限られた範囲で緯度的な生物相の変化がみられる地域を特定する必要がある。本研究は、潮間帯性動物群集に注目し、大隅諸島を含む九州東岸地域が温暖化による沿岸生物相の変化を効率的かつ継続的に把握するためのモニタリングサイトとして適した場所であるかを検証するものである。種子島、宮崎県、大分県を対象地域とし、沿岸の岩礁と河口干潟で緯度的に異なる4および6地点をそれぞれ設定し、潮間帯にできるタイドプールで魚類と甲殻類の定量的なサンプリングを行った。この調査は、低水温期の後(春季)と高水温期の後(秋季)双方で行い、どちらの時期で動物群集の緯度的な変化がみられるかも検討した。採集された動物は、各種の分布情報に基づき生物地理学的なカテゴリーに分け、生物相の緯度的な変化の指標とした。具体的に魚類は、冷温帯種、暖温帯種、熱帯種の3通りに、甲殻類は冷温帯種、広域分布種、暖温帯種、亜熱帯種、熱帯種の5通りに区分された。調査の結果、全ての動物群、環境、時期において、種子島においては亜熱帯種、または熱帯種が他の地域に比べてその割合が高くなった。緯度的な生物地理カテゴリーの変化については、秋季の岩礁域では魚類、甲殻類共に熱帯種の割合が緯度的に北上するにつれ減少する傾向が見られたが、河口干潟域では、いずれの時期、いずれの動物群においても緯度的な階層構造はほとんど見られなかった。以上の結果から、河口干潟域は生物相の緯度的変化の把握に適していないが、潮間帯岩礁域の動物群集に関しては、緯度的な階層構造が明確に見られることが確かめられた。今後は黒潮の流路等、東九州の沿岸環境の年変動に影響する要因と潮間帯岩礁域の動物群集の関係について詳細な調査が必要である。

平成28年度は岩礁・干潟共に大隅諸島から東九州の4または5地点で残りの季節の生物相調査を進め、得られたサンプルを同定・計数し、今年度後半にはこれらの数値を解析し、結果をまとめる方針である。28年度が最終年度であるため、記入しない。沿岸生態学28年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞膜マイクロドメインを介する心筋保護作用に高血糖が及ぼす影響

コントロール群および虚血再潅流前に吸入麻酔薬イソフルランにて30分間刺激を与えたプレコンディショニング群(Anesthetic Preconditioning: APC群)。また、グルコースを静注することで高血糖マウスモデル(血糖600 mg/dL)を作成し、APC刺激を加える群(高血糖コントロール群・高血糖APC群)、これら4群のマウスの摘出心を調べる。カベオリン-3の活性をイムノブロッティング法にて確認した結果、APC群においてはカベオリン-3が増加していることが明らかになった。しかしながら、高血糖APC群においてはカベオリン-3の活性化が認められなかった。さらに、カベオリン-3のノックアウトマウスを使って同様の実験を試みた。その結果、カベオリン-3ノックアウトマウスにおいてはカベオリンの活性化は認められなかった。野生型マウス・カベオリン-3ノックアウトマウスのコントロール群・APC群・高血糖コントロール群・高血糖APC群に対して虚血再灌流実験を行い、心筋梗塞サイズを測定した結果、APC群のみにおいて、心筋梗塞サイズの減少を認めた。また、単一遊離心筋細胞にカベオリン-3を過剰発現させた群(Adv.Cav-3群)において、細胞生存率を対照群と比較検討した。対照群はlacZコントロールウイルスを使用する(Adv.LacZ群)。さらに、Adv.Cav-3群及びAdv.LacZ群において高グルコース濃度培養液にインキュベートし、各群の比較検討した。Adv.Cav-3群において心筋保護作用が現れたが、高血糖状態におけるAdv.Cav-3群においては心筋保護作用が認められなかった。これらのことから、虚血再灌流障害に対する心筋保護作用のメカニズムに細胞膜マイクロドメインが重要な役割を演じていることが明らかになった。マウスを人工呼吸下に開胸、血行動態を測定しながら、心臓冠動脈を30分間閉塞し、2時間の再潅流を行った(コントロール群)。心臓を取り出し、スライスし、再染色後心筋梗塞サイズを測定した。虚血再潅流前に吸入麻酔薬イソフルラン(1.0 MAC)にて30分間APC刺激を与えた場合、心筋保護作用が認められた(APC群)。また、グルコースを静注することで高血糖マウスモデルを作成し、心筋梗塞サイズを比較検討した(高血糖コントロール群・高血糖APC群)。その結果、高血糖によってAPCの心筋保護作用は消失した。また、心筋梗塞サイズの評価は梗塞域の測定のみならず、心筋のダメージを定量的に示す血漿トロポニン-I濃度も測定し、梗塞サイズの結果を確証すると同様の結果が得られた。In vitro遊離心室筋細胞を用いた低酸素実験を行った。マウスの摘出心をランゲンドルフ酵素法にて灌流、得られた遊離心室筋細胞をラミニンを用いてディッシュに接着させた。通常培養液(グルコース濃度5.5 mmol/L)を「グルコースなし」のものに置き換え、特殊チャンバーを用い、1時間低酸素状況(95%N2, 5%CO2)に暴露することで心室筋細胞に虚血状態をつくりだした。その後1時間通常の培養状態に戻すことで再灌流状態とした。細胞をトリパンブルー染色することで死亡細胞と正常細胞を区別し、生存率を割り出した。APC群では、イソフルラン1.0MACにて30分間刺激を与えることで、生存率がコントロール群に比べ上昇し、APCによるプレコンディショニング作用が明らかになった。同様の実験を高グルコース濃度培養液に一日インキュベートした心室筋細胞において行った場合には細胞生存率は改善せず、APCの心筋保護作用が棄却された。高血糖モデルにおいてAPC刺激による心筋保護作用が抑制されるという結果を得、研究の進捗は順調と思われる。また、交付申請書に記載した「研究実施計画」通りに進捗していることから、おおむね順調と思われる。吸入麻酔薬であるイソフルランには心筋保護効果があることが知られているが、そのメカニズムの全容は明らかではない。申請者はこれまで、この心筋保護作用が細胞膜マイクロドメインを起点に発現していることを明らかにしてきた。また近年、これらの心筋保護作用が、血糖値によって影響されることも明らかになってきた。そこで本研究は、細胞膜マイクロドメインを介するイソフルランの心筋保護作用に高血糖がどのように影響するかマウスモデルを用いて明らかにすることで、心筋保護経路の解明に寄与することを目的とする。当該年度においては、マウスin vitro遊離心筋細胞を用い、低酸素モデルにて心筋細胞死亡率が吸入麻酔薬による刺激APCにより低下することを明らかにする実験と細胞培養液を高血糖にすることで、心筋細胞の死亡率がどのように影響を受けるかを調べる実験。さらに、高血糖モデルマウスの各群について、細胞膜マイクロドメインを介するメカニズムについて検討した。その結果、吸入麻酔薬イソフフランを前投与した群では、心筋細胞の死亡率が低下した。また、高血糖にして同様の研究を行うと、APCの心筋保護作用が棄却された。次に各群のマウスの摘出心に対し、カベオリン-3の活性をイムノブロッティング法にて確認した。その結果イソフルランによってカベオリン-3のタンパク活性が上昇することが明らかとなった。加えて、高血糖状態の心筋に対しイムノブロッティング法にてカベオリン-3の活性を調べてみると、タンパク活性を確認することができなかった。これらのことより、高血糖状態における吸入麻酔薬の心筋保護作用と細胞膜マイクロドメインとの関係に相互作用がある可能性が示唆された。

実験計画書にある通りの進捗具合でありおおむね順調に進行していると言える。コントロール群および虚血再潅流前に吸入麻酔薬イソフルランにて30分間刺激を与えたプレコンディショニング群(Anesthetic Preconditioning: APC群)。また、グルコースを静注することで高血糖マウスモデル(血糖600 mg/dL)を作成し、APC刺激を加える群(高血糖コントロール群・高血糖APC群)、これら4群のマウスの摘出心を調べる。カベオリン-3の活性をイムノブロッティング法にて確認した結果、APC群においてはカベオリン-3が増加していることが明らかになった。しかしながら、高血糖APC群においてはカベオリン-3の活性化が認められなかった。さらに、カベオリン-3のノックアウトマウスを使って同様の実験を試みた。その結果、カベオリン-3ノックアウトマウスにおいてはカベオリンの活性化は認められなかった。野生型マウス・カベオリン-3ノックアウトマウスのコントロール群・APC群・高血糖コントロール群・高血糖APC群に対して虚血再灌流実験を行い、心筋梗塞サイズを測定した結果、APC群のみにおいて、心筋梗塞サイズの減少を認めた。また、単一遊離心筋細胞にカベオリン-3を過剰発現させた群(Adv.Cav-3群)において、細胞生存率を対照群と比較検討した。対照群はlacZコントロールウイルスを使用する(Adv.LacZ群)。さらに、Adv.Cav-3群及びAdv.LacZ群において高グルコース濃度培養液にインキュベートし、各群の比較検討した。Adv.Cav-3群において心筋保護作用が現れたが、高血糖状態におけるAdv.Cav-3群においては心筋保護作用が認められなかった。これらのことから、虚血再灌流障害に対する心筋保護作用のメカニズムに細胞膜マイクロドメインが重要な役割を演じていることが明らかになった。引き続き、in vitroの高血糖、遊離単一心筋細胞を用いた研究を行っていく。さらに、ノックアウトマウスを用いた虚血再灌流実験を行うことで、細胞膜マイクロドメインを介するメカニズムについて考察していく。今後はノックアウトマウスを使いながら、上記と同様の研究を行うことで吸入麻酔薬の心筋保護作用に対する細胞膜マイクロドメインとの関係をより明確にする予定である。さらに、マウス・カベオリン-3 DNAを基にアデノウイルスを作成し、精製ウイルスを用いて単一遊離心筋細胞にカベオリン-3を過剰発現させ、その細胞の高血糖が及ぼす影響について明らかにしていく。平成30年度3月納品となり支払いが完了していないため、次年度使用額が生じた。(使用計画)平成26年度4-5月に支払完了予定である。
九州地方における中世キリシタン学校の研究

昭和59年度,昭和60年度,昭和61年度と3ヵ年間にわたって、九州地方のキリシタン学校に関する資料を収集し、それらを整理および分析した。本年度は、九州地方以外の安土,高槻,京都,大坂,山口などに設立されたキリシタン学校に関する資料を収集するとともに、キリシタン研究者および教育学者などの先行研究を詳細に検討した。その研究成果「キリシタン学校史の研究(-)」(『福岡教育大学紀要』第36号第4分冊)を発表した。これからも、初等教育機関,中等教育機関,高等教育機関,その他専門教育機関と、その研究成果を紀要および雑誌に発表していく予定である。これらの学校を分析する場合、つぎの諸点に基ずき行なう。(一)学校の設置位置,設置数。(二)学校の設置期間。(三)学校の配置図。(四)学校の施設,設備,財政などの規模。(五)教職員および児童・生徒の数,出身階層。(六)学則、学科課程、修業年限。(七)卒業後の動向。(八)その他近い将来、『キリシタン学校の研究』として原稿をまとめ、出版する予定である。(三)学校の配置図。(七)卒業後の動向。
海水流動の数値シュミレーションの海洋工学への応用に関する研究

上記の研究者らは、かねてより海水流動の数値シュミレーションを精力的に行ってきた。司会、数値シュミレーションの有効性を真に検討するためには、現実のフィールド・データと比較検討し、シュミレーション結果の妥当性を検討することが、最も重要である。このような目的から、東京湾追浜沖に係留されている海洋空間利用のための実験供試浮体(通称メガフロート浮体,長さ300m,幅60m,深さ2m,喫水0.5m)まわりの海水の温度および塩分濃度の連続計測した(現在も計測は継続中)。計測は平成8年8月初旬から開始したので、19ヵ月に及び、貴重なデータが取得できた。海洋計測の結果、判明した事柄は以下の通りである。(1)追浜沖に係留された長さ300程度の浮体では、浮体の存在が周囲の海水流動に与える影響は小さく、浮体の中央と浮体外の2点での水温や塩分濃度の変動は、浮体の存在する海域に卓越する潮汐等による基本流場に支配されている。(2)夏季の成層期に、東京湾西岸(横須賀横浜)で表層近くの水温が約6°C、急降下し、かつ、塩分濃度が約3.5psu急上昇する現象が、計測期間中、数回認められた。これは西日本に台風が接近したときに東京湾では10m/sを超える南南西の風が連続的に吹送することによる沿岸湧昇の結果、東京湾内の下層にあった水温の低くかつ塩分濃度の高い海水が表層近くにもたらされた結果と予想した。これらの事実を踏まえ、数値シュミレーションを行ったところ、浮体周辺の海水流動の基本的な特徴がシュミレーションで再現できること、沿岸湧昇により観測された水温および塩分の急変が定量的に説明できることなどを明らかにした。上記の研究者らは、かねてより海水流動の数値シミュレーションプログラムを開発し、その有効性を検証しつつあった。しかし、真に、数値プログラムの有効性、妥当性を検証するためには、現実のフィールド・データと計算結果との比較検討が最も重要である。このような目的から、本年度は、東京湾追浜沖に係留されている海洋空間利用のための実験供試体(通称メガフロート浮体、長さ300m、幅60m、喫水0.5m)まわりの海水温度、塩分の連続計測している。すでに本年度中に約7カ月分の連続データが取得ずみである。これらのデータは別途計測されている海水の流速データとともに、数値プログラムの検証に使われる。本格的な検証作業は、本研究の最終年度である次年度に行う。海洋計測の結果、判明した事柄は以下のとおりである。(1)追浜沖に係留された長さ300m程度の浮体では、浮体の存在が周囲の海水流動に与える影響は小さく、浮体の中央と浮体外の2点での水温や塩分の変動は、浮体周囲に存在する潮汐等による基本流場に支配される。(2)追浜沖の水温の垂直分布は、主として太陽の日射、東京湾から流入する潮流等によって支配されている。上記の研究者らは、かねてより海水流動の数値シミュレーションを精力的に行ってきた。司会、数値シミュレーションの有効性を真に検討するためには、現実のフィールド・データと比較検討し、シミュレーション結果の妥当性を検討することが、最も重要である。このような目的から、東京湾追浜沖に係留されている海洋空間利用のための実験供試浮体(通称メガフロート浮体,長さ300m,幅60m,深さ2m,喫水0.5m)まわりの海水の温度および塩分濃度の連続計測した(現在の計測は継続中)。

計測は平成8年8月初旬から開始したので、19カ月に及び、貴重なデータが取得できた。海洋計測の結果、判明した事柄は以下の通りである。(1)追浜沖に係留された長さ300程度の浮体では、浮体の存在が周囲の海水流動に与える影響は小さく、浮体の中央と浮体外の2点での水温や塩分濃度の変動は、浮体の存在する海域に卓越する潮汐等による基本流場に支配されている。(2)夏季の成層期に、東京湾西岸(横須賀横浜)で表層近くの水温が約6°C、急降下し、かつ、塩分濃度が約3.5psu急上昇する現象が、計測期間中、数回認められた。これは西日本に台風が接近したときに東京湾では10m/sを越える南南西の風が連続的に吹送することによる沿岸湧昇の結果、東京湾内の下層にあった水温の低くかつ塩分濃度の高い海水が表層近くにもたらされた結果と予想した。これらの事実を踏まえ、数値シミュレーションを行ったところ、浮体周辺の海水流動の基本的な特徴がシミュレーションで再現できること、沿岸湧昇により観測された水温および塩分の急変が定量的に説明できることなどを明らかにした。