hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心不全進展時における高親和性β受容体,βアレスチン,及びβ受容体キナーゼの役割

雑種犬9頭を麻酔し,無菌的に大動脈圧および左室圧測定用カテーテルと右室ペーシング用のワイヤーを植込み,右室高頻度刺激(240bpm)を行わない犬(2頭),および刺激1日目(3頭),1週目(2頭),4-7週目(2頭)の犬のisoproterenolに対する心筋反応性(左室dP/dt)を無麻酔覚醒状態にて測定した.その結果,ペーシング1日目よりisoproterenolに対する左室dP/dtの反応性は進行性に低下した(+4671±242→+1872±149→+1719±137→+1316±89mmHg/sec).【平成13年度】ペーシング1日目より進行性に高親和性β受容体数(45±4→26±6→18±3→9±3fmol/mg),およびアデニル酸シクラーゼ活性(104±4→74±10→69±5→49±3pmol cAMP/mg/min)は低下した.リアノジン受容体はペーシング1日目より減少したが進行性ではなかった(1013±25→808±42→826±53→782±61fmol/mg).総β受容体数およびGs蛋白は変化しなかった.心機能障害時,isoproterenolに対する心筋反応性の低下が心筋β受容体細胞内情報伝達経路のどの因子と最も相関するかを調べた結果,高親和性β受容体数と最もよく相関していた(r=0.72,P<0.01).
シガトキシン３Ｃの収束的全合成研究

シガトキシン3Cは、渦鞭毛藻が産生し強毒性を示す希少天然物で、熱帯・亜熱帯地域で頻発する自然毒食中毒「シガテラ」の原因物質である。本化合物はAM環までの13個の環状エーテルと30個の不斉中心を持つ巨大で複雑な梯子状分子である。本研究ではシガトキシン3Cの効率的な合成方法の開拓を目指した。先に構築困難な中員環(E、F、I環)を合成し、短段階で簡便な合成が望ましい収束的連結の終盤では、環化容易な6・7員環を構築する方法を採用した。即ちAB環とEF環からABCDEF環を、I環とL環からIJKL環を合成し、それらを連結することで全合成を狙った。まず、はじめにABCDEF環の合成を行った。AB環は当研究室で既に確立した手法を用いて合成した。一方でEF環は既に筆者によって合成が達成されていたものの、極めて再現性が乏しい段階がいくつか存在していたためその解決を行った。更に合成したAB環とEF環をアニオンカップリングで連結し、還元的エーテル化によりC・D環を構築することでシガトキシン3Cの半分以上を占めるABCDEF環の合成を達成した。IJKL環の合成は当研究室にて達成されているため、次にABCDEF環とIJKL環の連結およびG・H環の構築を目指した。H環はエポキシアルコールの6-exo環化により構築し、G環は還元的エーテル環化により構築する予定である。この方法は当研究室の過去の検討(Tetrahedron, 2006, 62, 7408)に基づくが、エポキシドの前駆体であるZ体の3置換オレフィンの合成が未解決の課題であった。この解決のため筆者は、(1)アルキンとアルデヒドのアニオンカップリングによるセグメントの連結、(2)イノンのヒドロスズ化、(3)有機銅試薬によるメチル基の導入、を用いたZ体の3置換オレフィンの構築方法を、単純基質を用いて開発した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
海洋深層水の機能発現メカニズムの解明と水の構造制御による高品質植物生産

1.水の分子運動に及ぼす無機塩の影響超純水に対する無機塩の影響を明らかにするため、Mg^<2+>、Ca^<2+>、Na^+、K^+のそれぞれのイオン濃度を1.3ppmに調整した。その結果、イオンの種類によってTSDC緩和ピーク値は異なり、イオン半径の小さいものは緩和ピーク温度が高温側にシフトすることが示された。これは水和により、イオン近傍の水が拘束され、分子運動は低下していることを意味する。さらに^1H-NMR回転相関時間と緩和ピーク温度との関係について調べたところ、緩和ピーク温度は回転相関時間と対応する関係が得られ、回転相関時間が長い水分子は、緩和ピーク温度も高温側にシフトすることが判明した。2.深層水の構造解析脱塩水の界面動電処理水は全試験水の中で緩和ピーク温度が最も高温側にシフトした。このことから界面動電処理による脱塩水の水分子の構造単位は、水道水と比べて水素結合の強い構造の存在を示唆した。3.培養液の液質制御による生育効果の検証インキュベータ内に恒温槽を設置して、その中の養液栽培装置を置き、送水ポンプ(流量10l/min)で培養液を循環供給させる方式により生育比較を行った。苗は深層水希釈水で生育させたものを用い、培養液はみかど水耕1号、2号を配合して初期pHを6.0、ECを3.0dS/mに調整し、界面動電処理培養液と未処理培養液(対照区)の2試験区を設けた。各培養液は1週間毎に交換した。栽培期間中の培養液粘度は処理区<対照区であり、界面動電処理により培養液粘度は低下し、とくに移植3週目で最大0.008mPa・sの差が生じた。また処理区の培養液はPHの変動が少なく、吸収量も1.2倍増となることが判明し、高品質植物生産にむけた深層水添加培養液の管理システムの基礎が提示できた。NFT水耕栽培試験システムを用い、標準培養液に海洋深層水を添加して、塩ストレスを施した深層水区との培養液の物理・化学的性状について調べ、根の物質吸収との関係について検討した。1.試験期間中のpHは対照区(8.278.97)に比べ深層水区(7.918.68)では0.280.36程低く推移した。深層水区の培養液吸収量は、対照区に比べ61%程度であった。深層水区の濃度(ppm;Mg^<2+>:215、Ca^<2+>:157、Na^+.:1725、K^+:183)は対照区に比べそれぞれ13倍、2倍、172倍、1.2倍であるが、イオン吸収量はMg^<2+>、Na^+では深層水区>対照区であり、Mg^<2+>(9.5倍)、Na^+(116倍)であるが、逆にK^+、Ca^<2+>では対照区>深層水区であり、K^+(0.7倍)、Ca^<2+>(0.6倍)であった。2.培養液粘度と根の吸収量との関係では、両区とも0.1%有意水準で負の相関が認められた。深層水添加培養液は浸透ポテンシャルの低下させ、粘度の増加による根における通導抵抗を増加させた。一方、植物体の浸透圧調節機能の発現の点からは、深層水添加培養液は有効に作用するものと期待できた。

3.TSDC緩和ピークはイオンの影響を選択的に受けることから、TSDCによって評価されたピーク値は、水分子集団の特徴を捉えていると示唆された。4.深層水の緩衝能に注目し、TSDCを用いて水分子の構造解明に関わる基礎実験を行った。さらに深層水添加培養液に対する界面動電処理(緩和処理)による制御効果を明らかにするため、培養液粘度と根における物質吸収機能および良質苗生産への検証を行った。1.水の分子運動に及ぼす無機塩の影響超純水(Millipore製,EC=0.025μS/cm)に対する無機塩の影響を明らかにするため、(MgCl_2,CaCl_2、NaCl、KCl)を添加してMg^<2+>、Ca^<2+>、Na^+、K^+のそれぞれのイオン濃度を1.3ppmに調整した。その結果、イオンの種類によってTSDC緩和ピーク値は異なり、イオン半径の小さいものは緩和ピーク温度が高温側にシフトすることが示された。これは水和により、イオン近傍の水が拘束され、分子運動は低下していることを意味する。さらに^1H-NMR回転相関時間と緩和ピーク温度との関係について調べたところ、緩和ピーク温度は回転相関時間と対応する関係が得られ、回転相関時間が長い水分子は、緩和ピーク温度も高温側にシフトすることが判明した。2.深層水の構造解析脱塩水、脱塩水の緩和処理水、蒸留水、水道水、超純水につき、それぞれサンプリング後12時間経過した水を対象として測定を行った。水は動的構造を有し、時間とともにゆらいでいるが、水質の違いによる水の状態変化が現れた。すなわち、水道水、蒸留水、超純水の緩和ピーク温度は類似していることから、水の分子状態も類似していると推定された。一方、脱塩水は高温側にシフトし、とくに脱塩水の緩和処理水は全試験水の中で緩和ピーク温度が最も高温側にシフトした。このことから緩和処理により水分子は拘束され、分子運動性は低下し、脱塩水の水分子の構造単位は、水道水と比べて大きな構造の水の存在を示唆した。3.表面張力の比較イオン量の多い深層水は表面張力値が相対的に小さい傾向にあるが、トレースミネラルの影響も考えられた。表面張力の変化には溶出イオン及びイオン濃度も関わることが推測された。1.根による物質吸収速度の評価根による物質Mの吸収速度Qs(mgh^<-1>)を評価するため、任意のインタバル時間Δt(h)で循環経路(栽培ベッド、貯留タンクなど)中の培養液をサンプリングし、そのインタバル間の循環経路中における根による吸収と補給経路によって行われる補給による物質Mの収支に基づき、根による物質Mの吸収速度Qsを評価した。2.緩和処理による培養液の液質制御法水道水等の水質制御法として用いられる界面動電処理システムを採用し、培養液の液質制御法につき検討した。粒状セラミックスの界面動電処理システムは、充填槽にセラミックスを挿入し、下方から上方の液流を与えて、セラミックスを流動させながら原液を通過させる方式である。3.培養液の液質制御による生育効果の検証インキュベータ内(蛍光灯20W3本を使用、室温25°C)に恒温槽(型式:T-22L)を設置して、その中の養液栽培装置(縦53cm×横36cm×高さ19cmの容器上に定植パネル(定植孔直径2.5mm、孔間隔2.0cm×3.5cm、孔数40)を置き、送水ポンプ(流量10ι/min)で培養液を循環供給させる方式により生育比較を行った。苗は深層水希釈水で生育させたものを用い、培養液はみかど水耕1号、2号を配合して初期pHを6.0、ECを3.0dS/mに調整し、緩和処理培養液と未処理培養液(対照区)の2試験区を設けた。各培養液は1週間毎に交換した。栽培期間中の培養液粘度は緩和処理区<対照区であり、緩和処理により培養液粘度は低下し、とくに移植3週目で最大0.008mPa・sの差が生じた。ECの平均値(標準偏差)は緩和処理区で2.89(0.07)dSm^
始原生殖細胞の増殖におけるチロシンキナーゼ型レセプターの役割

がん原遺伝子でチロシンキナーゼ型レセプターをコードするc-Kitと、そのリガンドのS1因子が、発生過程で起こる始原生殖細胞の増殖停止とテラトーマの発症にどの様に関与するかを調べるために、これらを過剰発現するトランスジェニックマウスを作ることを試みた。そのために、生殖細胞で特異的に発現するoct-3遺伝子のプロモーターにc-kitのcDNAを、生殖細胞やそのまわりの細胞などで発現するEF-1α遺伝子のプロモーターにS1因子cDNAをつないだキメラ遺伝子を作り、それぞれ受精卵に導入してトランスジェニックマウスを得た。現在これらのトランスジェニックマウスの生殖巣組織の観察と、始原生殖細胞の培養を試みている。また始原生殖細胞の増殖制御に関係する新しいチロシンキナーゼ型レセプター遺伝子のクローニングを試みた。EG細胞のmRNAを材料に、キナーゼの保存配列に対するプライマーを使ってRT-PCRを行い、EG細胞や生殖巣などで特異的に発現する4種類のキナーゼ遺伝子(GCK1、2、3、4)をクローニングした。このうちGCK1、2は新しいセリン/スレオニンキナーゼを、GCK3はPolo like kinaseをコードし、またGCK4はトリv-rykと相同性のあるタンパク質をコードする事がわかった。さらにGCK2はcDNAライブラリーから、ほぼ全長をコードする3.4KbのcDNAを得、その配列から非レセプター型のセリン/スレオニンキナーゼをコードすることが明らかになった。今後、これらの遺伝子産物と生殖細胞の増殖、分化やテラトーマの発症との関連を、トランスジェニックマウスと遺伝子ターゲッティング法により解析する予定である。
客観的な舌筋力評価の新たな測定方法に関する研究

本研究は、舌を硬口蓋に押し付けた時のオトガイ部の筋活動に着目し、生体組織硬度計を用いて、オトガイ部の筋硬度を測定し、簡便かつ速やかな定量的舌筋力評価方法を確立することが目的である。第一段階として、筋硬度を計測する際の測定者内と測定者間の信頼性を検証した。その結果、一定の再現性が得られ、舌の安静時と舌を硬口蓋に押し付けた時のオトガイ部の筋硬度に有意な増加を認めた。次に、一般的に用いられている舌圧測定器を使用し、その舌圧の測定値とオトガイ部の筋硬度の値との関連を検証した。舌圧測定器の測定値と筋硬度の値には、有意な正の相関が認められ、オトガイ部の筋硬度から舌圧が推定できる可能性が示された。平成26年度は、高齢者を対象とする前段階として、2種類の生体組織硬度計を購入しの測定精度検証を行った。また、測定精度の高かった筋硬度計を使用し、検者間、検者内の再現性と妥当性を検討した。測定精度検証は、測定者5名,健常被験者10名とし、各測定者は被験者に対してオトガイ舌骨筋の硬さを測定する方法とした。オトガイ舌骨筋の測定部位には、加賀谷らのモーターポイントを参考に印をつけた。硬さ測定には,測定精度が高かった筋硬度計(PEK-MP)を使用した。被験者には、頭頸部の動きが出ないような端座位姿勢をとらせた。測定は,安静時、最大舌圧時とも測定者が各々5回ずつ行うよう、すべてランダムに行い、統計学的解析は,安静時と最大舌圧時の比較に対応のあるt検定、測定者内と測定者間の信頼性は級内相関係数(ICC)を用いた。その結果、安静時と比較して、最大舌圧時では筋硬度の有意な増加が認められた。測定者内信頼性は、5回の平均測定値で、安静時はICC=0.88-0.93、最大舌圧時はICC=0.46-0.91であった。測定者間信頼性は、5回の平均測定値で、安静時はICC=0.76-0.86、最大舌圧時はICC=0.45-0.81であった。最大舌圧時と比べて安静時で高い信頼性を認めた理由として最大舌圧時の筋硬度自体のばらつきの影響は否定できないが、安静時と比較し最大舌圧時の筋硬度に有意な増加を認めたことからオトガイ舌骨筋の筋硬度を用いた舌筋力評価の検証を継続する意義が示されたと考えている。平成26年度は、生体組織硬度計の測定精度の検証を行った、その有用性が明らかとなったため、平成27年度は、前年度行った生体組織硬度計の測定精度の検証について、第21回日本摂食嚥下リハビリテーション学会で報告した。また、実験としては、従来、臨床で用いられている舌圧測定器を使用し、その舌圧の測定値とオトガイ部の筋硬度の値との相関関係を検証した。対象は、書面及び口頭で同意を得られた健常成人11名とし、測定には筋硬度計(PEK-MP)、舌圧測定器(TPM-01)を用いた。安静時、最大舌圧時、最大舌圧の2/3、最大舌圧の1/3の力で舌圧測定器のバルーンを舌で口蓋に押し付けている時のオトガイ部の筋硬度を計測した。舌圧と筋硬度の関連はピアソンの相関係数を用いて検討した。また、単純直線回帰分析により、舌圧と筋硬度の回帰関数を求めた。その結果、舌圧測定器を使用した舌圧と筋硬度計を使用したオトガイ部の硬度の間には、有意な正の相関(p<0.05)が認められ、また、オトガイ部の筋硬度から舌圧が推定できる可能性が示された。オトガイ部の筋硬度は舌を口蓋に押し付ける力と関連があり、筋硬度計を用いたオトガイ部の筋硬度の測定は、舌圧の機能評価として代用可能であることが示されたと考えている。従来より舌機能の評価で使用されている舌圧測定器を購入し、舌圧測定器を使用した時の値と生体組織硬度計の値との相関関係を検討した所、オトガイ部の筋硬度は舌を口蓋に押し付ける力と関連があり、生体組織硬度計を用いたオトガイ部の筋硬度の測定は、舌圧の機能評価として代用可能であることが示された。現在では、健常者での評価のみであるため、高齢者での評価を進めなければならない。平成27年度は、従来、臨床で用いられている舌圧測定器を使用し、その舌圧の測定値とオトガイ部の筋硬度の値との相関関係を検証し、平成28年度、前年度行った生体組織硬度計を用いた舌筋力評価と舌圧測定器での舌圧との関係について第22回日本摂食嚥下リハビリテーション学会で報告した。健常成人を対象とし、生体組織硬度計を用いたオトガイ部の筋硬度の測定は舌圧の機能評価として代用可能であることが示されたため、高齢者、もしくは嚥下障害を有する症例を対象者として実験を行う予定である。本実験を遂行するため、対象者が通うリハビリテーション医療特化型施設の管理者に本実験内容を説明し了承を得た。また、高齢者を対象とし、舌筋力トレーニング用具を用いて、舌筋力強化練習を行い、生体組織硬度計を用いて舌機能の経過を評価、検討していく予定である。

昨年度は大学業務の増加を予見しておらず、予定していた実験を進めることが出来なかった。本実験の対象者が通うリハビリテーション医療特化型施設の管理者に本実験内容を説明し、実験遂行の了承を得ているため、実験の準備が整い次第進めていく。本研究は、舌を硬口蓋に押し付けた時のオトガイ部の筋活動に着目し、生体組織硬度計を用いて、オトガイ部の筋硬度を測定し、簡便かつ速やかな定量的舌筋力評価法を確立することが目的である。平成27年度には生体組織硬度計を用いた定量的舌筋力評価法の測定者の検者間、内の信頼性について実験し、再現性と妥当性を得た。また、舌の安静位置のオトガイ部と硬口蓋に押し付けた時のオトガイ部の筋硬度を測定し比較すると、有意な差が認められたため、定量的に舌筋力が評価できることを証明した。平成28年度には、従来、臨床で用いられている舌圧測定器を使用し、その舌圧の測定値と生体組織硬度計を用いたオトガイ部の筋硬度の値との相関関係を検証した。その結果、舌圧測定器を使用した舌圧と筋硬度計を使用したオトガイ部の硬度の間には、有意な相関が認められ、オトガイ部の筋硬度から舌圧が推定できる可能性が示された。平成29年度は、前年度の学会で報告した健常成人の実験と同様な方法で、高齢者および嚥下障害を有する症例を対象として実験を行った。高齢者および嚥下障害を有する症例を対象としての実験を遂行中であるが、測定データが根拠あるデータとなるよう、現在も対象者を増やしている。また、健常成人を対象とし、生体組織硬度計を用いたオトガイ部の筋硬度の測定は舌圧の機能評価として代用可能であることが示唆されたが、以前に行った健常成人の対象人数が少ないため、対象者を増やし比較検討中である。本研究は、舌を硬口蓋に押し付けた時のオトガイ部の筋活動に着目し、生体組織硬度計を用いて、オトガイ部の筋硬度を測定し、簡便かつ速やかな定量的舌筋力評価方法を確立することが目的である。第一段階として、筋硬度を計測する際の測定者内と測定者間の信頼性を検証した。その結果、一定の再現性が得られ、舌の安静時と舌を硬口蓋に押し付けた時のオトガイ部の筋硬度に有意な増加を認めた。次に、一般的に用いられている舌圧測定器を使用し、その舌圧の測定値とオトガイ部の筋硬度の値との関連を検証した。舌圧測定器の測定値と筋硬度の値には、有意な正の相関が認められ、オトガイ部の筋硬度から舌圧が推定できる可能性が示された。生体組織硬度計を購入し、測定精度検証を行った結果、計測値の信頼性を得ることができため舌筋力評価の検証を継続する意義が示された。今年度は、前年度に行った、舌圧測定器を使用時の舌圧の測定値とオトガイ部の筋硬度の値との相関関係についての研究発表を行う予定である(第22回日本摂食嚥下リハビリテーション学会)。さらに、高齢者を対象とし、生体組織硬度計を使用した舌筋力評価法で若年健常者との比較・検討を行う予定である。今年度は、高齢者を対象とし、生体組織硬度計を使用した舌筋力評価法で若年健常者との比較検討を行う予定である。また、舌筋力トレーニング用具を用いて、高齢者の舌機能の経過を評価、検討していく予定である。また、本研究で得られた成果をまとめ、関連学会誌に投稿する予定である。摂食嚥下リハビリテーション今年度は、前年度行った生体組織硬度計の測定精度検証についての研究発表を行う予定である(第21回日本摂食嚥下リハビリテーション学会)。また、舌筋力や舌圧測定で従来用いられている、舌圧測定器、舌筋力計を使用し、舌圧測定器や舌筋力計の使用時におけるオトガイ舌骨筋の筋硬度を測定する予定である。上記の実験を行うことで、舌圧や舌筋力をオトガイ舌骨筋の筋硬度で数値化できると考えている。さらに、若年健常者と高齢者を対象とし、筋硬度計を使用した舌筋力評価法で比較・検討を行う予定である。舌筋力トレーニング用具を選定中であり、未購入である。舌筋力トレーニング用具を購入し、高齢者を対象とした実験を行う予定であったが、学内業務の多忙により実験を遂行できなかった。
ネットワーク上のランダムウォークの被覆時間の研究

b分木の上を動く単純ランダムウォーク(SRW)の局所時間(SRWが各点を訪問する頻度を表す量)の極大値統計を解析した.より具体的には,深さnのb分木上でSRWを十分長い時間だけ走らせ,その時刻におけるn世代目の各点の局所時間を考える. n世代目の集合上での局所時間の極大値と極大値をとる点の位置を司る点測度を考える.b分木の深さnを無限大にとばすとき,この点測度があるランダムな点測度(Cox過程)に収束することを示した.特に局所時間が極大値をとる点の分布が臨界的ランダム乗法カスケード測度と呼ばれるランダム測度によって特徴付けられることがわかった.その系として, nを無限大にとばすとき,局所時間のn世代目全体の上での最大値から適当な値を差し引いた量の分布が,非自明な分布(ランダムなシフトを持つGumbel分布)に収束することを示した.確率変数の重要なクラスとして「対数相関を持つ確率変数」があり, b分木上のSRWの局所時間はその1例である.対数相関を持つ広いクラスの確率変数の極値統計は類似した性質を持つだろうと予想されており,分枝Brown運動,分枝ランダムウォーク, 2次元離散Gauss自由場などの代表的なモデルでは詳しい研究がすでに行われており,予想されている類似性が厳密に示されている.本研究の新しい点は,局所時間の極値統計が分枝Brown運動などのモデルと同様な性質を持つことを初めて示した点である.本研究では,局所時間の分布が0次元Bessel過程の分布で記述できるという事実に着目し, 2次元離散Gauss自由場の極大値統計の研究で開発された手法を援用した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.2次元以上の立方格子上で優臨界相ボンドパーコレーションを考え,立方体内の最大クラスター上のランダムウォークの被覆時間を精密に評価した.その結果,次元が3以上の場合,最大クラスターの被覆時間は,通常の立方体の被覆時間とは異なるオーダーであることを示した.2次元の場合では, 2つのモデルの被覆時間は同じオーダーであることも示した.優臨界相パーコレーションクラスターと立方格子の2つのモデルでは,それらの上のランダムウォークの多くの性質が類似していることが知られている.このように, 2つのモデルの類似性を示す先行研究が多い中で, 3次元以上の場合で被覆時間に関して2つのモデル間に明確な差異があることを示したことが本研究の重要な点である.上記の結果の証明では,最大クラスター上の任意の2点間の有効抵抗を評価して,既知である被覆時間と有効抵抗の関係式を援用することによって,最大クラスターの被覆時間を評価した.この有効抵抗の評価自体, 3次元以上では新しい結果である.2次元の場合では先行結果があるが,その証明内で不明確な箇所が見つかった.本研究ではその箇所を別証明を与えることで補った.この結果について論文執筆を行い,学術誌に掲載が確定した.2.2次元格子内のボックス上のランダムウォークを考え,局所時間のレベル集合のサイズをある条件の下で精密に評価した.その結果,局所時間のレベル集合のサイズに現れる指数は,対応するGaussian freefieldのそれと非常に近いが異なる値であることがわかった.ランダムウォークの局所時間とGaussian freefieldは類似した性質をもつことが知られているが,今回の結果ではこの2つのモデル間に微妙な差異があることを明らかにした.今後,今回課した条件を緩め,上記のモデルの局所時間の最大値を精密に評価する予定である.2次元離散トーラス上の単純ランダムウォーク(SRW),すなわち各ステップで移動先を隣接点から等確率で選ぶランダムウォークを考え, SRWが初めてすべての点を訪問したときの時刻(被覆時間)を定数倍した時間だけ走らせる.その時刻におけるSRWの局所時間(SRWがある時刻までに各点を何回訪問したかを表す量)の最大値・最小値の第1次オーダーを係数も含めて精密に評価した.さらに局所時間が最大値あるいは最小値付近の値をとる点の個数を精密に評価した.b分木の上を動く単純ランダムウォーク(SRW)の局所時間(SRWが各点を訪問する頻度を表す量)の極大値統計を解析した.より具体的には,深さnのb分木上でSRWを十分長い時間だけ走らせ,その時刻におけるn世代目の各点の局所時間を考える. n世代目の集合上での局所時間の極大値と極大値をとる点の位置を司る点測度を考える.b分木の深さnを無限大にとばすとき,この点測度があるランダムな点測度(Cox過程)に収束することを示した.特に局所時間が極大値をとる点の分布が臨界的ランダム乗法カスケード測度と呼ばれるランダム測度によって特徴付けられることがわかった.その系として, nを無限大にとばすとき,局所時間のn世代目全体の上での最大値から適当な値を差し引いた量の分布が,非自明な分布

(ランダムなシフトを持つGumbel分布)に収束することを示した.確率変数の重要なクラスとして「対数相関を持つ確率変数」があり, b分木上のSRWの局所時間はその1例である.対数相関を持つ広いクラスの確率変数の極値統計は類似した性質を持つだろうと予想されており,分枝Brown運動,分枝ランダムウォーク, 2次元離散Gauss自由場などの代表的なモデルでは詳しい研究がすでに行われており,予想されている類似性が厳密に示されている.本研究の新しい点は,局所時間の極値統計が分枝Brown運動などのモデルと同様な性質を持つことを初めて示した点である.本研究では,局所時間の分布が0次元Bessel過程の分布で記述できるという事実に着目し, 2次元離散Gauss自由場の極大値統計の研究で開発された手法を援用した.「研究実績の概要」に記載したようにEisenbaum-Kaspi-Marcus-Rosen-Shi(2000)の結果によりSRWの局所時間とGFFは密接に関連しており,両者は様々な面で類似していることが先行研究により知られているが,両者の差異を表す性質はあまり知られていない.そこで本研究では2次元SRWの局所時間の最大値と2次元GFFの最大値に関して定量的な差異を見出すことを目的とし,研究の結果として両者の第1次オーダーの係数に差異が現れることを示した.このように当初の目的を達成できたため,「おおむね順調に進展している」と判断した.27年度が最終年度であるため、記入しない。現在までに2次元SRWの局所時間の最大値の第1次オーダーを係数も含めて精密に評価した.今後の研究課題としてさらに第2次オーダーを精密に評価するという課題がある.このような最大値の第2次オーダーを精密に評価する研究は様々なモデルで行われており,「研究実績の概要」に記載した2次元GFFについてはBramson-Zeitouni(2012)がそのような研究を行っている.他にも直線上をBrown運動しながら分裂を繰り返すモデルである「分枝Brown運動」(Fisher-Kolmogorov-Petrovski-Piscounov方程式という偏微分方程式との関連が知られており重要視されている)やその離散版である「分枝ランダムウォーク」のモデルでもそれぞれBramson (1978), Addario-Berry-Reed (2009)により同様な研究が行われている.そこでこれらの先行研究で用いられた手法を援用して2次元離散トーラス上のSRWの局所時間の最大値の第2次オーダーを精密に評価することが今後の課題である.立方格子上の優臨界相パーコレーションクラスターの被覆時間の正しいオーダーを評価し,通常の立方体の被覆時間との相違点を示せたことは大きな進展である.しかし,その被覆時間の分布がある値に集中しているかや,パーコレーションクラスター上のランダムウォークが訪れにくい点の特徴づけなどといったより深い結果を得ることはできていない.2次元格子上のランダムウォークの研究では,局所時間のレベル集合をある仮定の下で評価できたが。その仮定を外すこと.局所時間の最大値を評価することなどの課題が依然として残っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。2次元トーラス上のランダムウォークの局所時間と被覆時間, 2次元格子上のGaussian freefieldの解析手法では類似点が多いことが知られている.そこで, 2次元トーラスの被覆時間や2次元格子上のGaussian freefieldの先行研究で使われている手法を援用して, 2次元トーラス上のランダムウォークの局所時間の最大値とレベル集合のサイズを精密に評価し,さらに局所時間の大偏差に関する研究を推し進める.優
全部床義歯補綴の難易度・補綴効果・予後を左右する要因の解析と予測

全部床義歯補綴の難易度、補綴効果、予後を左右すると考えられる要因を解析するために181人の無歯顎患者のデータ収集を行った。術前術後の治療効果を適切に判定するための評価項目として、全部床義歯に関するアンケートと無歯顎患者の口腔関連QOLアンケート(OHIP-EDENT日本語版)を製作しその信頼性と妥当性を検討した。統計的に精度が高くかつ臨床的に意義のある解析を実施するための基盤を構築することができた。全部床義歯はその維持安定を被圧縮性に富む顎堤粘膜に負うため、これらの条件によってその難易度が大きく変化する。さらに、上下顎堤間の大きな空間の中に人工歯の配列位置や適切な研磨面形態、床縁の位置が設定されるため、義歯の形態は各患者間で、あるいは術者の技量によって非常にバリエーションが大きいものとなり、それらが義歯の予後に大きく関わる。それに加え、高齢患者が多いことによる全身状態の影響や認知症などの義歯受容能力の影響により治療を受けることができる能力にばらつきがある。このように全部床義歯補綴の難易度・補綴効果・予後を左右する要因は多様で、それぞれの要因の変動幅も大きい。本研究は、これらの多数の要因を整理し、相互関係を明確にし、全部床義歯補綴の効果や予後を正確かつ定量的に予測できる手法を確立することを最終目的とする。初年度は、D6学生臨床実習試験ケースの患者、および全部床義歯補綴学分野に所属する歯科医師が担当する無歯顎患者に対して以下の項目のデータを蓄積した。A.口腔内の診査無歯顎顎堤の断面形態、幅、粘膜の厚み、フラビーガムの有無、唾液分泌量、口蓋隆起・下顎隆起の有無顎関節症状オーラルディスキネジア義歯使用経験、今までに製作した全部床義歯の個数B.旧義歯の評価、1.義歯満足度評価用アンケート2.咀嚼力判定用ガム(消耗品請求)による咀噛能力測定色彩色差計(CR-13,コニカミノルタ、現有設備)を用いて測色, CIE-LAB標色系4にて記録後,赤みを表すa*値を評価に用いる。3.プレスケールによる咬合力・咬合バランスの測定C.新義歯の評価新義歯装着・調整終了後に旧義歯に実施した項目について同様に調査する。加えて新義歯製作開始から装着までの治療回数、装着から調整終了までの調整回数および期間全部床義歯はその維持安定を被圧縮性に富む顎堤粘膜に負うため、これらの条件によってその難易度が大きく変化する。21年度は前年に引き続き、D6学生臨床実習試験ケースの患者、および全部床義歯補綴学分野に所属する歯科医師が担当する無歯顎患者に対して以下の項目のデータを蓄積した。A.口腔内の診査無歯顎顎堤の断面形態、幅、粘膜の厚み、フラビーガムの有無、唾液分泌量、口蓋隆起・下顎隆起の有無顎関節症状オーラルディスキネジア義歯使用経験、今までに製作した全部床義歯の個数B.旧義歯の評価、1.義歯満足度評価用アンケート2.咀嚼力判定用ガム(消耗品請求)による咀嚼能力測定色彩色差計(CR-13,コニカミノルタ、現有設備)を用いて測色,CIE-LAB標色系4にて記録後,赤みを表すa*値を評価に用いる。加えて新義歯製作開始から装着までの治療回数、装着から調整終了までの調整回数および期間全部床義歯はその維持安定を被圧縮性に冨む顎堤粘膜に負うため、これちの条件によつてその難易度が大きく変化する。

このように全部床義歯補綴の難易度・補綴効果・予後を左右する要因は多様で、それぞれの要因の変動幅も大きい。本研究は、これらの多数の要因を整理し、相互関係を明確にし、全部床義歯補綴の効果や予後を正確かつ定量的に予測できる手法を確立することを最終目的とする。22年度は前年に引き続き、D6学生臨床実習試験ケースの患者、および全部床義歯補綴学分野に所属する歯科医師が担当する無歯顎患者に対して以下の項目のデータを蓄積した。A.口腔内の診査:無歯顎顎堤の断面形態、幅、粘膜の厚み、フラビーガムの有無、唾液分泌量、口蓋隆起・下顎隆起の有無顎関節症状オーラルディスキネジア義歯使用経験、今までに製作した全部床義歯の個数B.旧義歯の評価1.義歯満足度評価用アンケート2.咀嚼力判定用ガム(消耗品請求)による咀嚼能力測定色彩色差計(CR-13,コニカミノルタ、現有設備)を用いて測色3.プレスケールによる咬合力・咬合バランスの測定C.新義歯の評価新義歯装着・調整終了後に旧義歯に実施した項目について同様に調査し、新義歯製作開始から装着までの治療回数、装着から調整終了までの調整回数および期間について評価し難易度を表す指標を検討評価した。
ワイドレンジ2色可変SFG分光装置の開発と極限界面計測技術への展開

界面に存在する分子からの分子振動を選択的に見ることのできる和周波発生(SFG)分光法を改良し、測定できる赤外領域を長波長領域に広げ、さらに可視光を波長可変にすることで、高感度な新規界面計測法の開発を目視した。長波長領域に存在する分子振動を捉えることで硫酸水溶液表面やイオン液体をはじめ、界面における多彩な分子の挙動を明らかにし、また可視光を変えて測定することでカーボンナノチューブあ有機ELの界面での特異的な電子挙動の観察に成功した。本年度は現有するSFG計測装置に、別途設置した光パラメトリック発振/増幅装置、及び紫外励起光発生のための二倍波発生装置を取り付け、赤外光との時間的・空間的同期を取るように光学調整を行った。本年度は、まず可視領域の波長可変化を目標としてシステムを再構築をおこなった。さらに測定できる赤外領域のワイドレンジ化を行い、1000cm-1までの低波数領域でのSFGの測定を可能にし、4000から1000cm-1の広い領域でSFGの測定が可能となるようにシステムの再構築を行った。このSFG測定装置を用いて、側鎖構造を変えた種々の水溶性-疎水性ブロック共重合体の表面構造を測定し、末端基置換による表面構造、それに由来する表面物性についての定量的な検討を行った。また刺激応答性高分子ポリ(イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAM)表面及び水中での温度変化による界面での高分子の分子構造の温度応答性を内部全反射SFGで観測した。定量的な解析により側鎖イソプロピル基の配向を決定し、温度による界面の親水化-疎水化の挙動が、下限臨界溶液温度以上での疎水基のバルクへの潜り込みによって引き起こされるのではなく、PNIPAM/水界面での水和一脱水過程により起こっており、主として隣接した高分子鎖の分子間の水素結合形成によって引き起こされる主鎖の構造変化によって引き起こされていることを突き止めた。また、ワイドレンジ化した赤外領域を利用し、1200l000cm-1の低振動数領域のSFG測定を試みた。対象としては常温で液体であるイオン性液体を取り上げ、[BMIM]OTf、[BMIM]TFSIや、アルキル鎖長を変えた種々のイオン性液体の表面構造について、それまで不明であった表面でのアニオンの挙動を解明し、その特異な表面構造を明らかにした。さらにこれまで幾つかの構造が提唱されていた硫酸水溶液について、表面での酸解離はバルクとはほぼ等しいがその配向はバルクとは全く異なることを明らかにした。これらの結果については、2006年9月のアメリカ化学会での招待講演、2006年12月の分子研研究会での招待講演などで発表を行った。本年度はSFG計測装置に使用する励起用可視光として、光パラメトリック発振/増幅装置を使用し、可視光の波長可変化を行った。また昨年度行った赤外領域のワイドレンジ化により1000cm-lまでの領域で順調に稼動している。本システムについては「和周波発生分光装置及びそれを使用した界面の振動分光法」として本年度特許出願を行った。このSFG測定装置を用いて、有機-無機ハイブリッド材料表面構造を測定し、無機材料のハイブリッド化による表面組成の変化をSFGで観測した。さらに低振動数領域のSFGの利点を活用して、これまでその構造について様々な構造が提唱されていた硫酸水溶液について、バルクの硫酸濃度を変えたSFGを測定することにより、表面での酸の第一解離はバルクとはほぼ等しい濃度で起こっているがその表面における配向はバルクの結晶構造とは全く異なることを初めて明らかにした。また本研究により開発した2色可変SFGを用いて単層カーボンナノチューブのSFG測定を試みた。誘電体基板上では単層カーボンナノチューブからのSFGシグナルは全く観測されないが、金属基板上ではナノチューブに特徴的なグラファイト構造由来のSFGシグナルが明瞭に観測され、これはナノチューブ/金属界面におけるナノチューブと金属との相互作用がナノチューブの振動に影響を及ぼし、振動の選択則が変わったためにSFGで観測されたことを示唆している。可視光波長を変えて測定を行うとラマンで見られるナノチューブの励起波長依存性とは異なる挙動が観測され、カーボンナノチューブと金属との界面の相互作用を知る手法として2色可変SFGが非常に有効な手法であることを示した。本年度はSFG計測装置に使用する励起用可視光の光源として使用している、光パラメトリック発振/増幅装置の発振効率を向上させるため、LBO結晶の交換を行った。これによりこれまでの波長可変領域をさらに伸張させ、2倍波発生装置を使用して紫外領域まで励起光を伸張させることが可能になった。このSFG測定装置を用いて、金属基板上の単層カーボンナノチューブの2色可変SFGスペクトルの測定に成功した。

単層カーボンナノチューブ/金属界面における界面電荷移動作用によりG-バンドの構造がSFGで観測できることを明らかにし、さらに2色可変SFGにより、SFGで観測されているG-バンドがナノチューブの光学遷移から半導体ナノチューブの吸収帯と共鳴していることを突き止めた。この成果は国内、国際会議において発表を行った。また有機EL素子において、主に電子輸送層に用いられるtris-(8-hydroxyquinoline)aluminum(Alq_3)と金属との界面について、2色可変SFGの測定を行った。Alq3の第一吸収帯は390nm付近に極大が存在するがSFGの波長をこの吸収帯に合わせることで明瞭な2重共鳴効果を確認できた。金属の種類を変えると、この共鳴条件が変化することを確認できた。さらに埋もれた界面の測定として、Alq3上に金属膜を蒸着した状態で2色可変SFGの測定に成功した。Al/Alq3界面のSFGスペクトルはAlq3/Alの場合とは大きく異なっており、界面での相互作用の存在を強く示唆している。またAlとAlq3の間にLiFを挿入した試料においてはそれまでのスペクトルには見られなかった新たなピークが観測されており、Liドープ、もしくはAlq3の酸素や窒素原子とLiとの相互作用の存在を強く示唆している。この成果については国内の学会において成果発表を行った。
ユニットポリイオンコンプレックスを起点とする標的組織特異的核酸デリバリーへの挑戦

本研究の目的は、がんを中心に様々な生体内組織へと核酸医薬をデリバリーする材料・技術を確立することである。2017年度までに、1分子の核酸医薬(small interfering RNA (siRNA)やアンチセンス核酸)と12分子の機能性高分子材料から形成されるユニットポリイオンコンプレックス(以後ユニットPIC)を創製することで、脳腫瘍を含む種々の腫瘍モデルへ核酸医薬を効率良くデリバリーすることに成功した。そこで2018年度は、抗腫瘍効果を含む詳細な生物活性評価を行った。具体的には、長鎖非翻訳性RNA(lncRNA)を標的とするアンチセンス核酸をユニットPICに内包し、脳腫瘍同所移植モデルへとデリバリーしたところ、i)脳腫瘍組織における標的lncRNAに対する強力なノックダウン効果に加え、ii)幹細胞性に関連する遺伝子発現の減少、iii)神経分化に関連する遺伝子発現の増加が認められた。その結果、脳腫瘍組織の縮小に加え、脳腫瘍モデルマウスの生存率が劇的に延長することが明らかになった。一方、リガンド分子を導入して特定の細胞表面を認識する「アクティブターゲティング戦略」に向けて、がん幹細胞表面に過剰発現するグルコーストランスポーター1(Glut-1)に結合するグルコースリガンド搭載ユニットPIC(Glu-uPIC)を新たに創製した。この際、1粒子当たりのグルコースリガンド搭載数を増やすために、複数のGlu-uPICを無機ナノ粒子(NP)表層に結合したGlu-uPIC/NPを調製した。その結果、Glu-uPIC/NPはがん幹細胞を多く含む腫瘍モデルに対する効果的な集積挙動を示し、アポトーシスを誘導するsiRNAをデリバリーすることで有意な抗腫瘍効果を示すことが明らかになった。当初の計画通り、核酸医薬を内包したユニットPICをコア技術として展開することで、がんを中心に標的組織に対する優れた核酸医薬デリバリーを実現しつつある。その結果として、脳腫瘍同所移植モデルに対する強力な抗腫瘍効果および延命効果を得ることに成功している。さらに、グルコースリガンドを搭載することでがん幹細胞に対する選択性を改善することにも成功している。以上より、順調に研究が進展しているものと判断される。今後も、核酸医薬内包ユニットPICをコア技術と位置づけ、さらなる機能改善に向けた材料・技術開発に取り組む。具体的には、コンジュゲート型核酸を含む核酸医薬自体の構造改変、がん以外の標的組織への核酸医薬デリバリーに向けたサイズチューニング、およびユニットPICヘの外部刺激応答性の付与を検討する計画である。
即時フィードバック装置を活用した医師のコミュニケーション能力育成の包括的支援

本研究では、より精緻で効果的なフィードバックを学生が受けられるシステムを情報通信技術及び教育方法の両面から開発し、現在行なわれている医療面接実習に導入した。その上で、他分野にも応用可能な、コミュニケーション能力一般の育成を支援するシステムの開発を行った。その結果、実習映像と評価、そして評価の理由の記述を結びづけて学習者に提示できる本システムは、医療面接実習における医学生、及び模擬患者の標準化トレーニングに有効であることが示された。また、教員養成などの他分野でも同様の有効性が確認された。平成22年度の研究成果として、論文誌2件、国際会議発表2件、国内会議発表2件があった。主要な研究成果の具体的な内容としては以下が挙げられる。・デジタルペンを含む、多様な複数のメディアからの情報量が大きい入力を同時に記録中の複数の映像とを結びつける新しい技術を開発し、その成果を発表した。・本研究で提案したシステムは、医学教育のみならず、一般的なコミュニケーション教育にも活用できる。具体的には、ミュージックセラピィにおける振り返りへの応用、大学学部学生のためのプレゼンテーショントレーニングへの応用を示した。・本研究で提案したシステムを用いて、OSCE(客観的臨床能力試験)のための模擬患者標準化を目的としたトレーニングを行ない、その成果を発表した。これらの成果から導き出される本研究の意義を述べる。医療面接OSCEでは、試験の客観性を担保するために、模擬患者の標準化が要求される。ここでの標準化とは、異なる複数の医学部学生の同一内容の質問に対して、異なる模擬患者が同一の回答を提供することである。本研究では、開発したシステムを標準模擬患者の養成に用いた。その結果、従来の模擬患者養成法と比較して、7名中7名全員が標準化に役立ったと回答している。他の成果としては、システムの拡張性を大幅に広げたことである。これまでシステムは、クリッカーとカメラ2台から得られた映像の結びつけしかできなかった。本研究では、入力メディア種類と数の制限とカメラ台数の制限を無くすことに成功した。平成23年度の研究成果として、論文誌2件、国際会議発表2件、国内会議発表2件、著書1件があった。・複数のデジタルペン(手書きPad)入力を読み取り、そのリアルタイム評価と記述を、録画中の映像に結びつける新しい技術を開発し、その成果を発表した。具体的には、小学校教師による児童の行動観察の振り返りへの応用、大学学部学生のためのプレゼンテーショントレーニングへの応用を示した。・本年度に開発したシステムを用いて、OSCE(客観的臨床能力試験)のための模擬患者標準化を目的としたトレーニングを行ない、その成果を発表した。最も重要な成果としては、システムで振り返りに役立つ情報収集をより詳細なもの忙した点が挙げられる。それゆえ、利用者はあるシーンが良いか改善可能かは理解できたが、それがどのような視点から成された評価か、あるいはどのような理由から成された評価かが判らなかった。本研究では、使用者の手書き情報から、評価情報自動認識するとともに、記述情報もビデオと結びつけることに成功した。これにより、従来のチェックシートをわずかな変更で振り返りに利用できるようになっただけでなく、評価者の視点や評価理由も振り返り時に共有できるようになった。平成24年度の研究成果として、論文誌1件、国際会議発表1件、国内会議発表4件、紀要3件があった。そのうち国際会議発表では、Outstanding Poster Awardを受賞した。・医学部OSCE(客観的臨床能力試験)のための標準模擬患者の育成を目的として、開発したシステム、すなわち手書き入力機能を組み込んだPF-NOTEを実際に適用し、文脈の中で質問に対して同一の回答をする能力が育成されるという成果を発表した。・言語聴覚士の訓練において、模擬患者育成とOSCEのための学生トレーニングにPF-NOTEを活用し、その有効性を示した。・本研究で開発したシステムは、医学教育のみならず、一般的なコミュニケーション教育にも活用できる。具体的には、子育て支援の応用、教職を目指す学生のための模擬授業振り返りなどへの応用を示した。最も重要な成果としては、これまで開発してきたシステムが、本質的に学習者にどのようなポジティブな影響を及ぼせるかが明らかになった点である。このことにより、実際にどのように授業や演習の中で使用すれば、より効果的な学習成果が得られるかが明らかになった。具体的には、パフォーマンスのフィードバックをする際に、そのフィードバックの根拠となる映像、そしてその評価を同時に学習者に開示することにより、証拠に基づくパフォーマンス改善の、焦点化された議論が可能となる。

一方で、本システムの使用による学習者へのインパクトが大きいために、必ずポジティブなフィードバックも与えるなど、学習者への精神的な配慮が必要であることも明らかになった。震災にも関わらず、物的な被害が少なかったために、研究を順調に進展させることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在のところ計画は順調に進展しており、特に計画の変更あるいは問題点は無い。よって、当初の計画に従って研究を進める。
分布限界域に生育するマングローブの生理生態特性とストレス応答の評価

マングローブは熱帯から亜熱帯地域の河口汽水域に広がる樹木群の総称であり、津波被害の軽減効果や生産性も高く評価されるにも関わらず、世界各地で衰退が報告されており、現存するマングローブ林の保護や再生への取り組みが東南アジアを中心に試みられている。しかし、マングローブ林の潮汐や塩分濃度などの物理環境条件のわずかな違いがその生育に影響を及ぼすため、その生理生態的特性を明らかにすることを目的とし、マングローブ樹木の蒸散特性とストレス応答を二つの異なるサイトにて明らかにすることを試みた。対象地には、比較的健全個体が残る健全区と、枯死個体が目立つ衰退区の二箇所のプロットを設置し、樹液流計測、水ポテンシャル測定、光合成測定を行った。8月の最大樹液流速は衰退区で67.55±13.08 g m-2 s-1,健全区で45.32±13.73 gm-2 s-1となっており、衰退区の方が大きかった。日中の水ポテンシャルは衰退区で-3.07MPa,健全区で-3.47 MPaであった。光合成モデルの適用により求められたJmaxは衰退区と健全区でそれぞれ86,87 μmol m-2 s-1、Vcmaxは60,59 μmolm-2 s-1であり、両区の間で大きな違いはみられなかった。現在までのところ、個体の生理状態については、健全区よりも衰退区でとくに悪化しているという結果は得られなかった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。生育環境の変化に伴うマングローブ林の衰退が懸念されている。特に日本のマングローブ林は分布北限にあたり、その保全管理が重要な課題となっている。本研究では、億首川河口のマングローブ林において、メヒルギ、オヒルギ、ヤエヤマヒルギの生理生態学的特徴を調べて、高い土壌塩分濃度環境における各樹種の成長戦略を解明し、各樹種の生育環境への適応やマングローブ林構成樹種の分布要因を樹木生理生態の視点から明らかにすることを目的とする。樹液流速はオヒルギがメヒルギの約2倍大きかった。樹液流速には潮汐に伴う水位変動の影響はなく、飽差よりも日射と良い相関を示した。これは本調査地の気温、飽差の日変化が小さく、日中の最大飽差も小さいため、飽差の影響を受けにくいためであると考えられる。また、本研究で得られた日単木蒸散量は、既存のマングローブ植物の蒸散量に対して小さかった。また、オヒルギ、ヤエヤマヒルギの葉のサンプルにおいて、個葉形態の計測を行ったところ、乾重あたりの葉面積(SLA; m2 kg-1)には、明瞭な樹種間差はなかった。乾重あたりの含水率は異なる耐塩特性を持つヒルギダマシに比べると、オヒルギ、メヒルギで大きかった。炭素の安定同位体比はメヒルギが一番大きく、オヒルギ、ヤエヤマヒルギの順に小さくなっていたことから、水利用効率がメヒルギで高く、オヒルギ、ヤエヤマヒルギの順に小さいことが明らかとなった。これまでに、3種の中ではヤエヤマヒルギ、オヒルギ、メヒルギの順に耐塩性が高いと報告されていることから、今回の結果による水利用効率の違いは耐塩ストレスによる違いである可能性が高いと考えられる。今年度は、産休・育休のため、当初の予定よりも研究遂行期間が短くなったこと、及び8月より1年間は調査地の観測メンテナンスが困難となり、そのあいだのセンサー劣化による長期データの取得が難しいと考えられたことから、今年度から開始する予定であった現場での長期観測を延期せざるを得なかった。しかし、事前サンプリングを行い、個葉形態および炭素の安定同位体比の分析による結果を得ることができた。さらに、メヒルギ、オヒルギの各5本ずつで樹液流速の事前観測を行っており、このデータ解析からも興味深い結果を得ることができた。したがって、当初の予定は変更せざるを得なかったものの、一定の成果を得ることができたと考える。マングローブは熱帯から亜熱帯地域の河口汽水域に広がる樹木郡の総称であり、津波被害の軽減効果や生産性も高く評価されるにもかかわらず、世界各地で衰退が報告されており、現存するマングローブ林の保護や再生への取り組みが東南アジアを中心に試みられている。しかし、マングローブ林の潮汐や塩分濃度などの物理環境条件は場所によって大きく異なるため、その生理生態学的特性を明らかにするためには様々な場所や条件でのデータの蓄積が重要である。そこで本研究では、マングローブ樹木の蒸散特性とストレス応答を明らかにすることを目的とした。対象地では上流部のダム設置等の環境改変によって年々枯死個体が増加傾向にある。従って、比較的健全個体が残る上流部と枯死が目立つ中流部の二箇所にプロットを設置し、樹液流速を開始した。樹液流速は両プロット共に観測地の日射に伴って日変化し、冬季で気温が低かったこともあり、2012年の樹液流速に比べると半分程度の流速であった。樹液流速にはサイト間に差は見られなかった。葉の水ポテンシャルは明け方でも-1MPa程度となっており、低い値を示していたが、日中、明け方共にサイト間での違いは見られなかった。

葉面積やSPAD値、LMAなどの個葉の形態特性についても調査を行ったが、今回の冬季のデータからは、プロット間の生育状況の違いと関連するような事象は見られなかった。来年度は成長期である夏に同様の調査を行う予定である。対象地である金武町億首川河口のマングローブ林は、上流部のダム設置等の環境改変によって年々枯死個体が増加傾向にあり、また新たな道路の建設など開発が今もなお進んでいる段階であり、申請時に比べてますます衰退傾向にある。また、申請時にはオヒルギに加えてメヒルギ、ヤエヤマヒルギも見られたものの、減少傾向にありオヒルギが優先する林分となっている。従って、当初は3樹種の予定であった研究対象をオヒルギ1樹種に絞り、比較的健全個体が残る上流部と枯死が目立つ中流部の二箇所に樹液流計測プロットを8m四方で設置するように変更した。また、樹液流計測においては電力消費が激しいものであるため、当初は、ソーラーパネルを設置するなどして長期観測を予定していた。しかし、工事などで人の出入りが多いなど設置が難しく、安定的な電力の確保が困難となったため、約40日の集中観測に変更した。代替措置として、電力消費が少ない樹体の含水率を調べるセンサーと成長量を調べるデンドロメータを設置した。上記のような変更点があったにもかかわらず、今年度行った樹液流計測においては順調にデータを取得することができ、夜間も樹液流速が生じている可能性が示唆されるなど、1年目にして大変興味深い結果を得ることができた。その他の観測についても順調に調査を進めることができたことから、概ね順調に進展していると判断した。マングローブは熱帯から亜熱帯地域の河口汽水域に広がる樹木群の総称であり、津波被害の軽減効果や生産性も高く評価されるにも関わらず、世界各地で衰退が報告されており、現存するマングローブ林の保護や再生への取り組みが東南アジアを中心に試みられている。しかし、マングローブ林の潮汐や塩分濃度などの物理環境条件のわずかな違いがその生育に影響を及ぼすため、その生理生態的特性を明らかにすることを目的とし、マングローブ樹木の蒸散特性とストレス応答を二つの異なるサイトにて明らかにすることを試みた。対象地には、比較的健全個体が残る健全区と、枯死個体が目立つ衰退区の二箇所のプロットを設置し、樹液流計測、水ポテンシャル測定、光合成測定を行った。8月の最大樹液流速は衰退区で67.55±13.08 g m-2 s-1,健全区で45.32±13.73 gm-2 s-1となっており、衰退区の方が大きかった。日中の水ポテンシャルは衰退区で-3.07MPa,健全区で-3.47 MPaであった。光合成モデルの適用により求められたJmaxは衰退区と健全区でそれぞれ86,87 μmol m-2 s-1、Vcmaxは60,59 μmolm-2 s-1であり、両区の間で大きな違いはみられなかった。現在までのところ、個体の生理状態については、健全区よりも衰退区でとくに悪化しているという結果は得られなかった。本研究では、(1)単木・個葉スケールにおけるガス交換特性と、(2)各マングローブ樹種の形態的特徴について調べ、生理生態学的特徴と形態的特徴との関連、および物理環境因子との関連性を明らかにする。また、(3)浸透調節物質による耐塩性メカニズムを明らかにし、本試験地において現時点での高塩分ストレスの影響について考察する。このうち、軸となる内容1のガス交換特性の観測については、長期・短期ともに今年度やる予定であったが育休取得により延期した。これは、復帰予定である来年度の9月より、蒸散量観測システムの構築・観測開始を速やかに開始する。また、現地の潮汐、土壌の水分・塩分・溶存酸素状態の観測システムを構築し、速やかに開始する。