hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
骨髄性白血病に対する分化誘導療法-新しいストラテジーの確立

今後、この実験系で細胞の寿命や細胞死、分化に関係する遺伝子を解析しそれらの発現制御法を検討する予定である。分化を誘導することにより癌細胞の増殖性や腫瘍性を喪失させようとする制癌の研究が,非リンパ球性白血病細胞を中心に行なわれ、さまざまな分化誘導物質が明らかにされてきた。トランス型のレチノイン酸(all-trans retinoic acid;ATRA)が急性前骨髄球性白血病(APL)患者に著効を示すことが明らかとなり分化誘導療法に光明を与えることになったが、その有効性はAPLに限局されており、患者数の多い骨髄芽球、単芽球の分化段階にある白血病に対しては、ATRAを含め有効な分化誘導剤は開発されていない。本研究では急性骨髄性白血病に対する分化誘導療法の新しいストラテジーを確立することを目的としてin vitro培養系でヒト骨髄性白血病細胞ML-1およびKG-1を顆粒球方向へ分化誘導することを試みた。その結果レチノイン酸とGM-CSFを併用すると顆粒球の特徴である分葉核あるいは桿状核をもった細胞が多数出現し、顆粒球がもつ表面抗原(CD15)が現われた。この時、C-mycやMybなどのがん遺伝子の発現が24時間以内に著しく低下し、DNA合成活性が著しく低下した。またアポトーシスを抑制するbcl-2遺伝子の発現が低下し、一週間後にはほとんど消失した。細胞死を起こしやすい状態になっていることが示唆された。今後、この実験系で細胞の寿命や薬剤感受性、マクロファージによる貧食などを検討していく予定である。トランス型のレチノイン酸(all-trans retinoic acid ; ATRA)が急性前骨髄球性白血病(APL)患者に著効を示すことが明らかとなり分化誘導療法に光明を与えることになったが、その有効性はAPLに限局されており、患者数の多い骨髄芽球、単芽球の分化段階にある白血病に対しては、ATRAを含め有効な分化誘導剤は開発されていない。本研究では急性骨髄性白血病に対する分化誘導療法の新しいストラテジーを確立することを目的としてin vitro培養系でヒト骨髄性白血病細胞ML-1を顆粒球方向へ分化誘導することを試みた。この時、C-mycやmybなどのがん遺伝子の発現が24時間以内に著しく低下し、DNA合成活性が著しく低下した。この分化過程における細胞周期関連遺伝子の発現変動を解析した。細胞周期制御の中心的役割を持つpRbが活性型の非リン酸化タイプに変換することが明らかになった。Cyclin D3とcdc25Aの発現が減少した。一方、7種のcdkインヒビターの発現変動は認められなかった。以上の結果より、この分化過程にはcyclin D3、cdc25Aの発現抑制とpRbの活性化が関与している可能性が示唆された。
モノクローナル抗CEA抗体を用いた腫瘍の局在診断に関する研究

抗CEAモノクローナル抗体による腫瘍の局在診断を企図して、CEA分子上の抗原決定基の異なる各種モノクローナル抗CEA抗体のCEA産生腫瘍への集積性を、in vitro,in vivo両面から検討した。〔方法〕用いた5種類の抗体はいずれもIgG抗体で、NFCA-common partに対する抗体F4-82,NFA-1-common partに対する抗体28AとF3-30,糖鎖部分と反応する抗体F4-11,CEAに特異的と思われる抗体F33-104とコントロールとして正常マウスIgGについて以下の実験を行った。培養大腸癌細胞(BM314,M7609)と上記抗体を種々の濃度で反応させ、RIA間接法で細胞膜への抗体結合能を検討するとともに、これらの抗体をI-125で標識し、培養細胞と反応させる直接法で、細胞との結合を検索した。上記2種類の細胞をヌードマウスの大腿皮下に移植して径約1cmの腫瘍を作成、I-125標識各種モノクローナル抗体を静注し、シンチグラフィと各臓器のRI測定を行った。〔成績〕in vitroでは、28Aが最も高い結合性を示し、つぎはF4-82であった。F4-11はほとんどコントロールのIgGと差を認めず、F33-104,F3-30がその中間の結合性を示した。両細胞系とも、また間接法、直接法ともにほぼ同様の成績が得られた。in vivoでは、F4-11を除きいずれの抗体も腫瘍への特異的な集積がみられた。各抗体の腫瘍集積性を注射後8日目の腫瘍/血液RI比でみると、F33-104が他の3つの抗体に比べ有意に高い集積性を示した。〔結論〕検討した5種類のモノクローナル抗CEA抗体は、F4-11を除いて2種類のCEA産生腫瘍にin vitro,in vivoとも特異的集積を示した。in vitroでは28Aが最も高い結合生を、in vivoではF33-104が高い集積性を示した。このようなin vitro,in vivoの解離に関しては、投与抗体の血中clearance,degradationを含めて検討を予定している。
古代象嵌技法の研究〜消し象嵌技法の復元実験的研究〜

平成12年度研究実績として、前年度に実施した復元実験を含む研究成果について、第22回文化財保存修復学会においてポスターセッションによる発表を行った。また、消し象嵌に関連する象嵌技法の調査の継続と、2年間の研究成果のまとめとして復元モデルの製作を実施した。文化財保存修復学会の発表では、11年度に実施したテストピースによる復元実験の成果を中心に発表を行った。テストピースは金糸象嵌と金アマルガムによる象嵌(金銷し)による2点と、銀糸象嵌と銀アマルガムによる象嵌(銀銷し)に、それぞれ金アマルガムと金箔による表面処理(金銷し)を実施した6点の合計8点を製作しており、ケイ光X線分析と電子線マイクロアナライザー、および電子顕微鏡による観察をそれぞれに実施した。その結果、銀アマルガムによる象嵌に金アマルガムによる表面処理を行ったテストピースが、最も遺物の分析結果に類似しており、調査対象遺物が消し象嵌技法であることをほぼ確定することが出来た。象嵌技法の調査については、永青文庫所蔵の金銀錯盤と筒の2点について調査する機会を得ることが出来た。2点とも中国の戦国時代の青銅器と酷似しており、特に筒のほうには金銷しによる滲みのような状態が所々確認出来た。また、調査対象資料に施された象嵌の文様が饕餐紋に類似していることが判明した。復元モデルの製作では、実際に遺物に施された状態に可能な限り近い状態で消し象嵌の復元を実施した。まず素環頭を含む柄の部分を復元し、鏨で溝を掘り、銀アマルガムによる象嵌を施し、その上に金アマルガムによる象嵌を施した。文様自体は柄の部分の鋸歯紋と素環部分の饕餐紋と考えられる文様の一部を復元した。製作したモデルは今後、資料としての活用を考えて、遺物と一緒に展示する予定である。平成11年度研究実績として、素環頭大刀の形状から見る製作時期の検討、中性子ラジオグラフィによる調査、消し象嵌に関連する象嵌技法の調査ならびに復元実験を行った。調査対象遺物は100cm以上で関が無く、内反り、環頭は共作り、環体は楕円形であるなどの弥生後期古墳時代前期の特徴を持ち、後漢代の資料との共通点も多く舶載品として考えられる。来年度では鉄分析による産地同定の調査も検討中である。象嵌部分の水銀の残存状態を確認するため、京都大学原子炉実験所において中性子ラジオグラフィを実施したが、残存状態が良好でないため確認するには至らなかった。象嵌技法については、研究当初は消し象嵌技法とは金もしくは銀をアマルガムにした状態で象嵌線に塗りこめ加熱、研磨することで象嵌を施す技術と考えていたが、調査を進めることで、銀象嵌に金鍍金を施す金銷しと呼ばれる技法も消し象嵌と呼ばれることが明らかになってきた。そこで、金工の専門家に依頼し復元実験を実施した。実験内容は、消し象嵌として調査対象遺物に施されていたと当初は考えていた金・銀合金のアマルガムによる象嵌、金もしくは銀アマルガムによる流し込み象嵌や線象嵌による銀象嵌に金鍍金あるいは金箔による表面処理を施した象嵌など13パターンの復元モデルを作成した。分析データ等は現在整理中のため、遺物との比較検討が出来ていない状態だが、12年度早々に第22回文化財保存修復学会においてその成果を発表する予定である。
ストレス情動記憶の想起による体温上昇メカニズムの解明

強い心理ストレスによる負の情動記憶は音や場所などの条件刺激によって想起されると、動悸や体温上昇といったストレス反応を引き起こし、心的外傷ストレス症候群の原因ともなる。研究代表者は、人の心理ストレスモデルである「社会的敗北ストレス」を受けたラットが翌日以降もストレスを受けていないにもかかわらず同じ時間に褐色脂肪熱産生が亢進し、体温が上昇する生理反応を見出した。本研究計画では、この想起ストレス性熱産生反応を駆動する脳の神経回路を明らかにする。研究代表者はこれまでの研究から、視床下部背内側部(DMH)から延髄縫線核(rMR)の交感神経プレモーターニューロンへの直接の興奮性の神経伝達が、ストレス性交感神経反応を駆動することを明らかにした。一方で、扁桃体に記憶された負の情動記憶は、ストレス反応を引き起こすことから、強い心理ストレスに伴う想起性体温上昇反応に扁桃体が深く関与するものと考えられる。そこで、本研究計画は心理ストレス記憶を想起した際の体温上昇メカニズムを明らかにすることを目的とし、情動記憶に関与する扁桃体からDMHーrMRへ情動信号を伝達する神経回路の解明を行う。免疫組織化学実験を用いた解剖学的解析を行った結果、前脳ニューロンからDMHへ投射する神経細胞群が心理ストレスによって活性化することが示唆された。続いて、前脳ニューロンからDMHへの直接の投射がストレス反応を惹起させるか検討するためこの神経経路を選択的に破壊するアデノ随伴ウイルスを前脳ニューロンへ注入したラットへ心理ストレスを与えるとストレス性褐色脂肪熱産生と体温上昇が強く減弱した。前脳ニューロン群は扁桃体と相互にネットワークを形成していることが報告されている。今後も引き続き、心理ストレスに伴う想起性体温上昇反応を惹起する神経回路の解析を継続し、将来的なストレス疾患の緩和に向けた応用研究へ発展させたい。強い心理ストレスは「情動記憶」として扁桃体へ記憶される。特に負の情動記憶は音や場所などの条件刺激によって想起されると、動悸や体温上昇といったストレス反応を引き起こし、急性ストレス疾患や心的外傷ストレス症候群(PTSD)の原因ともなる。申請者は、人の心理ストレスモデルである「社会的敗北ストレス」を受けたラットが翌日以降もストレスを受けていないにもかかわらず同じ時間に褐色脂肪熱産生が亢進し、体温が上昇する生理反応を見出した。この反応は心理ストレス記憶を想起した結果引き起こされているものと考えられ、本研究計画では、この想起ストレス性熱産生反応を駆動する脳の神経回路を明らかにする。申請者はこれまでの研究から、視床下部の背内側部から延髄縫線核の交感神経プレモーターニューロンへの直接のグルタミン酸作動性の神経伝達が、ストレス性の体温上昇、褐色脂肪組織における代謝性熱産生、頻脈などの交感神経反応を駆動することを明らかにした。一方で、扁桃体に記憶された負の情動記憶は、音や場所などの条件刺激によって想起され、動悸や体温上昇などといったストレス反応を引き起こすことから、強い心理ストレスに伴う想起性体温上昇反応に扁桃体が深く関与するものと考えられる。そこで、本研究計画は心理ストレス記憶を想起した際の体温上昇メカニズムを明らかにすることを目的とし、薬理学的機能抑制実験や光遺伝学の手法を取り入れ、情動記憶に関与する扁桃体から視床下部背内側部ー延髄縫線核経路へ情動信号を伝達する神経回路の解明を行う。想起ストレス性熱産生の神経基盤の解明により、PTSDや急性ストレス疾患などの発症基盤の理解を促進し、将来的なストレス疾患の緩和に向けた応用研究に寄与することを目指す。本研究は、強い心理ストレスによる負の情動記憶想起によって惹起される褐色脂肪熱産生と体温上昇の中枢神経回路メカニズムの解明を目的とする。平成28年度は想起ストレスによって活性化するニューロンの探索を行い、そのニューロンに対する薬理学的機能抑制実験を行う予定であった。本研究計画ではまず、心理ストレス性体温上昇を駆動する視床下部背内側部へ投射するニューロンが心理ストレスによって活性化するのか検討するため、視床下部背内側部へ逆行性トレーサーであるコレラトキシンbサブユニット(CTb)を注入したラットへ社会的敗北ストレスを与えた。その結果、CTbで可視化された前脳ニューロンの一部の細胞体に神経の活性化マーカーであるFosの発現が観察されたことから、この前脳領域から視床下部背内側部へ投射するニューロンが心理ストレスによって活性化することが示唆された。さらに、この前脳ニューロン群が褐色脂肪熱産生に寄与する部位であるかどうかを明らかにするため、麻酔ラットを用いたin vivo生理実験を行った。神経を活性化させる薬剤を上述した心理ストレスに関与すると予想される前脳領域へ注入し、褐色脂肪組織交感神経活動、褐色脂肪温度変化の観察を行なった結果、薬物の注入により褐色脂肪交感神経活動の上昇と、それに伴って起きる褐色脂肪温度上昇が確認された。次年度以降は、上記の実験で高い褐色脂肪交感神経活動の上昇を示した領域を中心に、薬理学的機能抑制実験や光遺伝学実験を行い想起記憶によって起こるストレス性体温上昇の神経回路メカニズムを明らかにする。

申請者は、人の心理ストレスモデルである「社会的敗北ストレス」を受けたラットが翌日以降もストレスを受けていないにもかかわらず同じ時間に褐色脂肪熱産生が亢進し、体温が上昇する生理反応を見出した。この反応は心理ストレス記憶を想起した結果引き起こされているものと考えられ、本研究計画では、この想起ストレス性熱産生反応を駆動する脳の神経回路を明らかにする。申請者はこれまでの研究から、視床下部の背内側部から延髄縫線核の交感神経プレモーターニューロンへの直接のグルタミン酸作動性の神経伝達が、ストレス性の体温上昇、褐色脂肪組織における代謝性熱産生、頻脈などの交感神経反応を駆動することを明らかにした。一方で、扁桃体に記憶された負の情動記憶は、音や場所などの条件刺激によって想起され、動悸や体温上昇などといったストレス反応を引き起こすことから、強い心理ストレスに伴う想起性体温上昇反応に扁桃体が深く関与するものと考えられる。そこで、本研究計画は心理ストレス記憶を想起した際の体温上昇メカニズムを明らかにすることを目的とし、薬理学的機能抑制実験や光遺伝学の手法を取り入れ、情動記憶に関与する扁桃体から視床下部背内側部ー延髄縫線核経路へ情動信号を伝達する神経回路の解明を行う。想起ストレス性熱産生の神経基盤の解明により、PTSDや急性ストレス疾患などの発症基盤の理解を促進し、将来的なストレス疾患の緩和に向けた応用研究に寄与することを目指す。本研究は、強い心理ストレスによる負の情動記憶想起によって惹起される褐色脂肪熱産生と体温上昇の中枢神経回路メカニズムの解明を目的とする。平成29年度は想起ストレスによって活性化するニューロンの探索を行い、その心理ストレス性褐色脂肪熱産生に関与する前脳ニューロン群を中心に、その上流にあると予想される扁桃体中心核とのネットワークを解剖学的解析や光遺伝学を用いて神経回路の特定を行う予定であった。これまでの研究から、逆行性トレーサーであるコレラトキシンbサブユニット(CTb)を注入したラットへ社会的敗北ストレスを与えた結果、CTbで可視化された前脳ニューロンの一部の細胞体に神経の活性化マーカーであるFosが発現していることを明らかにしてきた。このことから、この前脳領域から視床下部背内側部へ投射するニューロンが心理ストレスによって活性化することを見いだした。さらに、この前脳ニューロン群が褐色脂肪熱産生に寄与する部位であるかどうかを明らかにするため、麻酔ラットを用いたin vivo生理実験を行った。神経を活性化させる薬剤を上述した心理ストレスに関与すると予想される前脳領域へ注入し、褐色脂肪組織交感神経活動、褐色脂肪温度変化の観察を行なった結果、薬物の注入により褐色脂肪交感神経活動の上昇と、それに伴って起きる褐色脂肪温度上昇が確認された。今後は、上記の実験で高い褐色脂肪交感神経活動の上昇を示した領域を中心に、薬理学的機能抑制実験や光遺伝学実験を行い想起記憶によって起こるストレス性体温上昇の神経回路メカニズムを明らかにする。強い心理ストレスによる負の情動記憶は音や場所などの条件刺激によって想起されると、動悸や体温上昇といったストレス反応を引き起こし、心的外傷ストレス症候群の原因ともなる。
内部監査制度の実証的研究-日独米の国際的比較を中心として

本研究は,企業行動における秩序性,効率性ならびに公正性を確保するために企業自身が自主的監視機構として設置する内部監査機関の態様と活動の実態について,日本・アメリカ・ドイツの三ケ国におけるそれらを比較し,それぞれの特徴を分析することを目的としている。このような内部監査は,企業が自らの経営管理の必要から生じる内部的要請に応じて,法令等の強制によらず自主的に実施する監査であるから,それは最高経営者が有する監督職能の従業員への委譲によって派生したスタッフ活動である。今日,企業経営の国際化と企業活動の多国籍化に伴い,経営管理方法もまた国際的に共通化する傾向にあるが,これに伴い内部監査機関の態様と活動のあり方も同様の傾向にあるといえる(同質性)。しかし今一度詳細に見れば、それぞれの国の社会的・経済的・法規制的事情を反映した企業のガバナビリティのあり方が異なり,また監査役監査のあり方や外部監査としての公認会計士監査との関係の相違からも,企業における内部監査機関の態様と活動のあり方に相違かあることも事実である(異質性)。まず日本とドイツについてみれば,その異質性については,(1)内部監査部門の所属形態,(2)内部監査部門の人的規模,(3)内部監査部門と監査役監査の関係,(4)内部監査部門と外部監査人(公認会計士)の関係,等においてみられるが,それは各国における企業の経営体質の独自性,法的規制の特質などに起因している。それに対して同質性については,(5)監査の実施体制,-(a)監査チェックリスト・監査バンドブックの利用,(b)内部監査基程の決済・承認レベル,(c)検査テーマの決定方法,(d)監査基本計画書の最高承認者,(d)監査実施通知の名義,(f)内部監査の実施領域,(g)情報システムの専門家の配置,(f)監査チーム編成時の他部門への協力の依頼,(g)監査報告書の作成と配布-等においてみられる。次にアメリカについてみると,内部監査専門職の新規採用者数は減少傾向にあり,新規採用に際しても,他社で内部監査の経験を有するか,又は公認会計士の資格を有する者を外部から採用し,社内移動により採用する場合には,その前歴には経理,内部監査,コンピュータ処理技術保持者等が多い。また内部監査部門における在籍年数は長期化しており,内部監査部門は将来の管理者の訓練場所として活用されている。企業のトップ・マネジメントは内部監査部門の助言・勧告に対して柔順であり,会計・準拠性監査,業務監査を中心とする内部監査スタッフの社内における評判は概して良いものとなっている。1.アンケート調査票の作成(1)アンケート調査票の設計企業における自主的監査機構としての内部監査の活動状況について日本・米国・ドイツの三ケ国にまたがる実態調査を行うためのアンケート調査票の設計を行うべく、三ケ国に共通する基本的な質問項目と各国固有の事情を考慮した質問項目を、既存の文献・資料を参照しつつ立案するとともに、その現実適合性について検討した。

これにより、各国における内部監査の機構ないし経営組織上の位置付けについては、かなりの程度の類似性があると推定されたが、その具体的な活動状況ないし運営状況については、それぞれの社会的背景を反映した企業のガバナビリティの在り方に応じた差異があること、また、監査役監査や外部監査としての会計士監査の在り方との関連においても異なることが認識された。(2)アンケート調査票の確定これらの認識を十分にふまえつつ、アンケート調査票の最終案を三ケ国語で作成するとともに、特に英語とドイツ語によるアンケート調査票について不適切な表現がなされていないかどうかを検討した後、実際に送付するアンケート調査票を確定し、必要部数を印刷に付すこととした。2.アンケート調査票の送付先企業の選定と送付また、上記の作業と並行して、アンケート調査票を送付する日本・米国・ドイツの各国の企業について、内部監査部門を有すると考えられる企業を具体的にそれぞれの国毎に約200社を選定するとともに、その所在地を調査し、送付することとした。今年度は、アンケート調査標を選定した日・独・米企業に発送したが、回収率が悪い上に、阪神大震災によりデータが散乱して最終的な研究成果を発表できる状況ではない。そこで、日・独・米において、関西経済連合会、内部監査協会等によってそれぞれ独自になされている内部監査実態調査結果を、研究参加者両名が上記三か国に共通する調査項目について比較研究して、各国における内部監査部門の活動実態についての既発表調査を中心としてまとめた。(別添付冊子参照)それによると、アメリカの内部監査は比較的定型的に発展してきており、その萌芽期においては不正摘発的ないし検視的な監査の内容をもっていたが、やがて公認会計士による法定監査が制度化されることになると、その受け入れ体制の手段として内部監査による会計監査が主体となった。ところが、会社の規模が大きくなり、その経営活動範囲が広がるとともにその内容が複雑になるにつれて、経営管理手段としての内部監査の要請が高まり、その結果、業務監査領域の比重が高まり、それ以後さらに進展して、会計監査と業務監査を総合した経営監査が台頭して今日に至っている。その実態分析内容はつぎのとおりである。I.日・独内部監査制度の比較、(1)内部監査部門の人的組織構造、(2)内部監査部門の実施体制、(3)内部監査結果の報告、(4)内部監査部門・監査役・公認会計士の関係、II.独・米内部監査制度の比較、(1)内部監査部門の人的組織構造、(2)内部監査部門の監査領域、監査任務、監査権限、(3)内部監査の計画、実施ならびに報告書作成、III.まとめ、以上の既発表調査による実態分析結果と、研究参加者両名が行った実態調査結果を比較検討して、現代内部監査制度の実証的研究を行うことを最終的な研究課題としたい。
女性のライフステージと健康特性に基づいたヘルスプロモーション・モデルの開発

本年度は3年にわたる研究の最終年として、本年度までに収集した健診結果等の解析を行い、その分析結果および、先年度までの文献検討、保健師への聞き取り調査の結果明らかになったD町のヘルスニードを考慮し、平成15年度D町基本健康診査の際に、女性のヘルスプロモーションをサポートするための健康教育を行った。1.4年間の基本健康診査の解析結果過去4年間にわたり基本健康診査を継続受診した女性における健康調査データの縦断的解析を行った。すなわち、継続受診者の特性、および健診データ、日常生活習慣、自己健康度の推移と、これらの相互関連性について解析した。結果、D町に居住する女性のヘルスプロモーションを展開する上で、年齢階級別および日常生活習慣の内容別に、その方略を考えていく必要性が示唆された。年齢階級別に見ると働き盛りの中高年女性に対しては、家事と仕事の両立で忙しい女性の適切な睡眠時間の確保に努めるとともに、間食摂取とこれに連動する肥満傾向、および高脂血症を予防すること、高齢女性においては、鉄欠乏性貧血を予防するような日常生活習慣の確立と早期治療の促進であることが明らかになった。2.D町の女性のヘルスニーズを踏まえた基本健康診査時の健康教育就労や家事労働による負担が増大している壮年期中年期の女性の健康の維持増進に注目した健康教育を基本健時間を利用して実施した。基本健康診査の受診者はそうでないものに比べ、健康に対する関心が高い傾向にあると考えられるが、本研究の対象者も、通常から比較的健康に配慮している住民住民であったが、健康教育の後も今後注意すべきこととして、さらに自身、および家族の生活習慣に注目していく姿勢が示された。3.女性のヘルスプロモーション・モデル構築に対する示唆保健師に対する聞き取り調査や基本健康診査結果を解析した結果、子どもの就学以降、65歳に至るまでの間、この年代の女性(就労しているものを除く)を支えるための保健事業として一次予防に関わるものはほとんど無い。その生活習慣や健康状態は必ずしも好ましいものではない。これらの女性が「健やかな老い」を向かえ、また、主な家事担当者としてそれぞれの家庭におけるヘルスプロモーターとしての機能を果たしていくためにも、壮年期中年期の女性に対する啓蒙活動を含めたヘルスプロモーション活動を積極的に行っていく必要がある。また、これらの活動は、対象となる女性にのみ行うのではなく、その女性を支える配偶者や子ども等の家族を含めた、女性の周囲を巻き込んだ中で行っていくことが重要であろう。ヘルスプロモーション・モデル、女性のヘルスプロモーション・プログラムおよびライフステージやライフスタイルに関わる研究を中心に国内外の文献を収集し関連する概念について分析を行った。全体的に、ヘルスプロモーションの研究には、その概念を概要的に示したものや、実際に実施しているプログラムの紹介、評価を行ったものが多かった。各ライフステージ別に以下のようなヘルスプロモーションにおける特徴をまとめる。

30歳代:成熟期の女性のヘルスプロモーションに関する研究は、妊娠・分娩に関連したもの(妊婦教育、低出生体重児の出生の予防など)、慢性的な健康問題をかかえる子どものケアに関連するもの(子どもの健康問題の改善のための母親に対する介入など)の2群に分けられ、その結果から、個人に対する援助のみならずソーシャルサポートやセルフケアを促進するための環境の整備が重要であることが示唆された。4050歳代:女性の成人中期のライフステージについては、その生理的特性や健康リスクを把握し、家庭、職場、地域、社会等における生活や役割の実態、意識調査、健康支援活動等についての文献検索を行った。その結果、ライフスタイルの改善、キャリアアップ、他世代への援助などのスキルを支援すると同時にこれらのニーズを満たすための施策化、環境づくりがヘルスプロモーションに資することが示唆された。また、在宅ケアにおける介護者のヘルスプロモーションに関する海外の研究動向を概観すると、慢性疾患を抱える高齢者の家族介護者の燃えつき、抑うつ傾向が顕著で、役割期待の変更に伴う悲嘆のプロセスも伴った介護の要求のために、大変脆弱な状態にある。介護者に対する更なるヘルスプロモーション戦略が望まれている。65歳以上:主にこの年代に多く発生する生活習慣病を中心とした疾病予防、感染予防、転倒予防等、傷病の発生を予防することにより、高齢者の平均余命における健康度を維持し、QOLを高めるためのプログラムが多く示されていた。質的研究においては、主に高齢者のヘルスプロモーションの心理・精神的な側面が強調されており、量的研究においては、死亡率や受傷率などが評価指標として活用されていた。人口の高齢化とともに医療費が増大する中で、ヘルスプロモーション・プログラムの実施による、健康度の維持・増進は、ヘルスケアにおける重要な課題である。次年度以降、分析された各概念間の関連性を明らかにすることで概観枠組みを示すモデルの作成を試みる。女性の健康特性とライフステージに応じたヘルスプロモーションを検討するために、特に成人女性の健康特性を明らかにするための調査をS県D町において実施した。40歳以上の成人女性については、基本健康診査の実施時に、質問紙を用いたライフスタイルを中心とした健康に関わる調査を実施し、本人の了解が得られたものに関しては、健康診査の結果と併せて検討を行った。またその他の年代の女性の健康に関わる問題について、町および県の保健師に対して聞き取りを行なった結果、現在大きな問題となっている、育児を行なっている年代の母親の主に心身の負担に関わる質問を中心に、聞き取り調査を行なった。結果、40歳以上の女性の健康特性として、(1)4050歳代は、良好な健康状態を保持している者がいる一方、継続的な医療の必要は状態へ以降する可能性を持つ者が多い年齢群であった。(2)有訴率は、全ての年齢階級で全国より高く、特に、4050歳代でこの傾向があった。(3)50歳代の女性は、自覚的健康度が低い傾向が示された。(4)壮年期、特に40歳代は、他の年齢群と比較して生活習慣における健康配慮が乏しかった。(5)女性、特に4050歳代の女性は、睡眠時間が不足していた。
極低温電子顕微鏡を用いたチャネルタンパク質の構造と機能の研究

脳に優勢的に発現している水チャネルアクアポリン-4(AQP4)の水の透過の分子機構の解明を目的として、電子線結晶学に基づくAQP4の立体構造解析に取り組み、2.8Åの構造解析に成功した。この構造解析により、ポアを透過する8個の水分子の位置を特定した。当研究室ではAQP1の構造解析を報告した際、AQP1の水分子のみを選択的に透過する分子機構、hydrogen bond isolation mechanismを提唱した。しかし他のグループによって異なるモデルが提唱され論議を呼んでいた。今回本研究によってAQP4のボアの水分子の位置関係を特定することで、当研究室が提示したhydrogen bond isolation mechanismを強く支持する結果が示された。これらの研究成果をJournal of Molecular Biologyに発表した。また、AQP4に特異的な阻害剤の同定に取り組んだ。リコンビナントの系により発現・精製した水チャネルを人工脂質膜に再構成してプロテオリポソームを作製し、ストップトフロー光散乱法を用いて薬剤の効果を測定した。そして、炭酸脱水酵素阻害剤アセタゾラミド(AZA)がAQP4の水の透過を阻害し、かつAQP4と相同性の高い水チャネルAQP1の水の透過を阻害しないことを明らかにした。また、化学式がAZAと非常に似ており、同じ炭酸脱水酵素阻害剤ファミリーに属するメタゾラミド(MZA)が、AQP4とAQP1の水の透過を阻害しないことも明らかにし、AQP4に特異的に結合する化合物の鍵となる化学式を提示した。更に、AZAが濃度依存的にAQP4に結合し、かつその作用が可逆的であることを明らかにし、AZAがAQP4の特異的かつ可逆的な阻害剤であることを証明した。これらの研究成果はJournal of Structural Biology 166,16-21(2009)に掲載された。本研究は水チャネルアクアポリン-4(AQP4)の水の透過の分子機構を構造解析によって解明することを目的としている。この構造解析を極低温電子顕微鏡を用いた電子線結晶学によって行う。二次元結晶作製にはAQP4M23Ser111Glu変異体を用いた。膜タンパク質の二次元結晶化には、目的タンパク質の発現、精製、結晶化の3つの工程が必要であり、各工程における最適条件の検索を繰り返し行った。発現には組換えバキュロウイルスとSf9細胞による大量発現系を用いた。凍結割断法を用いてSf9細胞膜での変異体の発現状況を観察し、結晶性アレイ状の集合体の形成を確認した。精製を試みたところ、得られた変異体精製標品には凝集体が存在した。結晶性アレイ形成能を有するAQP4からは二次元結晶が得られることがわかっていた為(日本生物物理学会第43回年会発表(2005))、凝集体形成の原因は発現タンパク質ではなく精製条件にあると予想された。条件検討の結果、膜画分洗浄時に得られるペレットの分離方法を改良し、ニッケルキレートアフイニテイ精製溶出液のpHを調製することで凝集体が形成されなくなる事がわかった。二次元結晶化を行ったところ、得られた結晶化溶液にはタンパク質のみから成る凝集体が多く存在し、結晶は形成されなかったが、これは変異体タンパク質が脂質と混合されにくい為だとわかった。そこで結晶化に用いる脂質の種類や透析緩衝液の種類・pHを検討し、LPRや透析溶液のイオン種や濃度等を調製することで二次元結晶を作製することができた。今後は結晶の形成頻度を高めるため、更に条件検討を行う。また、産業技術総合研究所構造生理研究グループの佐藤主税博士との共同研究としてTRPC3チャネルの単粒子解析に取り組み、極低温電子顕微鏡像の撮影を担当した。この結果はJ.Mol.Biol.367(2007)に掲載された。アクアポリン-4(AQP4)は脳に優性的に発現している水チャネルであり、脳内のイオンや水分子のホメオスタシスの制御を担っていると考えられている。複数種の脳疾患との関連が報告されており、特に脳浮腫におけるAQP4の役割が詳細に解明されつつある。脳浮腫は主に2種類に分類されており、細胞障害性浮腫はAQP4の水の透過を阻害することで、血管原性浮腫は透過を促進することで症状が緩和されることが示唆されている。AQP4の水の透過速度上昇の分子機構を解明する為に、野生型よりも透過速度が速いとされるAQP4Ser111Glu変異体の二次元結晶化を行った。精製した変異体蛋白質は凝集体を形成しやすい性質であった為、発現条件・精製条件・結晶化条件の検討を行った。各工程で得られた情報に対してフィードバックをかけて最適条件を検索し、二次元結晶の作製に成功した。AQP4の阻害剤は脳浮腫の治療薬の候補として注目されている。精製蛋白質を脂質二重膜に再構成して作製したプロテオリポソームを用いたストップト・フロー光散乱法によってAQP4の水の透過速度を測定し、阻害剤の検索を行った。Sf9細胞と組み換えバキュロウイルスを用いてAQP4を発現させ精製を行った。均一のプロテオリポソームを作製することが必須であるため、希釈法と撹拌法を組み合わせた独自のプロトコルを確立し、AQP4の阻害剤の同定に成功した。そして、濃度依存的に阻害効率が変化すること、washoutを行うことにより阻害効果が失われることも明らかにした。

AQP4と同様の手法で発現・精製して作製したAQPプロテオリポソームに同定したAQP4阻害剤を投与して透過速度を測定したところ、AQP1に対しては阻害効果を持たないことがわかった。脳に優勢的に発現している水チャネルアクアポリン-4(AQP4)の水の透過の分子機構の解明を目的として、電子線結晶学に基づくAQP4の立体構造解析に取り組み、2.8Åの構造解析に成功した。この構造解析により、ポアを透過する8個の水分子の位置を特定した。当研究室ではAQP1の構造解析を報告した際、AQP1の水分子のみを選択的に透過する分子機構、hydrogen bond isolation mechanismを提唱した。しかし他のグループによって異なるモデルが提唱され論議を呼んでいた。今回本研究によってAQP4のボアの水分子の位置関係を特定することで、当研究室が提示したhydrogen bond isolation mechanismを強く支持する結果が示された。これらの研究成果をJournal of Molecular Biologyに発表した。また、AQP4に特異的な阻害剤の同定に取り組んだ。リコンビナントの系により発現・精製した水チャネルを人工脂質膜に再構成してプロテオリポソームを作製し、ストップトフロー光散乱法を用いて薬剤の効果を測定した。そして、炭酸脱水酵素阻害剤アセタゾラミド(AZA)がAQP4の水の透過を阻害し、かつAQP4と相同性の高い水チャネルAQP1の水の透過を阻害しないことを明らかにした。また、化学式がAZAと非常に似ており、同じ炭酸脱水酵素阻害剤ファミリーに属するメタゾラミド(MZA)が、AQP4とAQP1の水の透過を阻害しないことも明らかにし、AQP4に特異的に結合する化合物の鍵となる化学式を提示した。更に、AZAが濃度依存的にAQP4に結合し、かつその作用が可逆的であることを明らかにし、AZAがAQP4の特異的かつ可逆的な阻害剤であることを証明した。これらの研究成果はJournal of Structural Biology 166,16-21(2009)に掲載された。
転写因子WT1の造血幹細胞の増殖、分化の制御に果たす役割の解析

IL-3依存性に増殖するmyeloid progenitorcellである32D細胞は、G-CSFの刺激で完全に好中球まで分化するが、この32D細胞にWT1遺伝子を導入し、WT1を持続発現させたところ、G-CSF刺激による分化が抑制され、逆に、G-CSFの刺激によって増殖を始めた。G-CSFの刺激による増殖能は、導入したWT1遺伝子の発現量が高いものほど強く、増殖能と発現量は比例した。WT1遺伝子を高発現した細胞では、ベルオキシダーゼ遺伝子の発現がdown-regulationされず、分化が抑制されていることが示された。WT1遺伝子を発現して、G-CSFの刺激に反応して増殖している細胞では、Stat3α及びStat3βの両者の持続的な活性化が見られた。さらに、マウスの正常骨髄細胞に、レトロウイルスベクターを用いて、WT1遺伝子を導入し、WT1を持続発現させ、G-CSF存在下でコロニーアッセイを行ったところ、CFU-G,CFU-M;CFU-GMなどの顆粒球系コロニーの形成が、WT1遺伝子を導入していないコントロールに比し、著名に増加した。WT1遺伝子導入細胞とコントロールとのコロニー形成能の差は、G-CSF濃度が低い所(10ng/ml)で、最も顕著であった。これらの結果は、“WT1遺伝子は、造血細胞では、がん抑制遺伝子というよりも、むしろ、発がん遺伝子様の機能をもっていることを示唆し、WT1遺伝子がLeukemogenesisに重要な役割を果たしていることが示された。
複合音の知覚における部分音融合に音源の空間的分散が及ぼす影響

本研究は、複合音の知覚において、部分音の音源方向の空間的分散が聴取される音の融合感にどのような影響を及ぼすのかを検討することを目的として行われた。実験は、防響室内に着席した披験者の正面前方に1台の中央スピーカーとその左右および下方にそれぞれ4台の周辺スピーカーを設置する状況において実施された。すべてのスピーカーは披験者の聴取位置から等距離(100cm)に、隣接するスピーカー間のなす角度が13.7°となるように固定された。刺激音は、220Hzを基本周波数とし、第2倍音から第6倍音を部分音とする複合音であり、基本音およびお部分音の立ち上がり減衰時間は100ms、定常時間は600msであった。標準刺激は、基本音およびすべての部分音が発音および消音ともに同期するが、基本音および第3第6倍音が中央スピーカーより提示され、第2倍音は中央もしくは周辺のいずれかのスピーカーより提示された。比較刺激は、第2倍音の発音および消音が、0msから100msまで5ms単位で段階的に他音と非同期(遅延)するように設定され、基本音およびすべての部分音が中央スピーカーより提示された。測定は極限法により行われ、上昇系列あるいは下降系列において、1500msの刺激間間隔で対提示される標準刺激と比較刺激の融合感が比較された。披験者の反応の分析より、標準刺激に比べ融合感が低下すると判断された比較刺激の非同期時間には、第2倍音がいずれのスピーカーから提示された場合においても明確な差がないという結果が得られた。すなわち、消音および発音が同期する条件下では、部分音の音源方向が空間的に分散しても(本研究では最大54.8°)、同一方向から提示される場合と比較し、複合音の融合感が顕著に低下することはないということが明らかとなった。
基質結合部位近傍にアミノ酸置換を生じた第VII因子異常症の機能解析

FVII分子の触媒領域の基質結合部位近傍に新たなアミノ酸変異(FVIIG331Sホモ接合体例)をもつFVII異常症を見い出した。G331位をS、D、W、Fに置換した組み換え異常FVIIを作成し、TF存在下における基質との相互作用を解析した。400μg/mlに調整したwtFVIIおよびFVII331S、FVII331D、FVII331W、FVII331Fはヒト血漿中のFVIIcの146%、2.8%、5.0%、6.2%、3.6%であった。sTF存在下での野生型(wt)FVIIaによる合成基質のアミド分解(km=1.1mM)は変異型(mt)FVIIaと比較して有意の差はなかった。FXに対するwtFVIIaのKmとVmaxは各々33nMと0.0143/minであった。一方、FVII331Sは各々250nMと0.005/min、FVII331D:143nMと0.0033/min、FVII331W:500nMと0.0017/min、FVII331F:500nMと0.0017minであった。また、FIXに対するwtFVIIaのKmとVmaxは各々26.2nMと0.0083/minであった。FVII331SのKmとVmaxは各々340nMと0.0065/min、FVII331Dは330nMと0.0066/min、FVII331Wは500nMと0.0017/min、FVII331Fは500nMと0.0017minであった。コンピューターグラフィックスを用いた分子モデルではG331はC310-C329とD338との間に位置し、酵素の基質結合ポッケトの底にあり、G331とD338との間で適切な空間(5.88Å)をもって機能しているものと思われる。上記の成績より、異常FVIIはP1 siteに位置するD338との間の環境が変化し、高分子基質との結合に立体障害を生じて、ペプチド合成基質の認識や分解に関係しないものの、高分子基質との親和性の低下が機能異常の原因と考えられた。FVII分子の基質結合部位近傍に新たなアミノ酸変異(FVIIG331Sホモ接合体例)をもつFVII異常症を見い出した。400μg/mlに調整した野生型(wt)FVIIおよびFVII331S、FVII331D、FVII331W、FVII331Fはヒト血漿中のFVIIcの146%、2.8%、5.0%、6.2%、3.6%であった。wtFVIIaによる合成基質のアミド分解(km=1.2mM)は変異型(mt)FVIIaと比較してほとんど差異はなかった。FXに対するwt

FVIIaのKmとVmaxは各々33nMと0.0143/minであった。一方、FVII331Sは各々250nMと0.005/min、FVII331D:143nMと0.0033/minであった。また、FIXに対するwtFVIIaのKmとVmaxは各々26.2nMと0.0083/minであった。FVII331SのKmとVmaxは各々340nMと0.0065/min、FVII331Dは330nMと0.0066/minであった。コンピューターグラフィックスを用いた分子モデルではG331はC310-C329とD338との間に位置し、酵素の基質結合ポッケトの底にあり、G331とD338との間で適切な空間(5.88Å)をもって機能しているものと思われる。上記の成績より、異常FVIIはP1 siteに位置するD338との間の距離と環境が変化し、高分子基質との結合に立体障害を生じて、ペプチド合成基質の認識や分解に関係しないものの、高分子基質との親和性の低下が機能異常の原因と考えられた。
B型およびC型肝炎ウイルス受容体の解明

B型肝炎(HBV)ウイルスに対する受容体糖タンパク質を初めてヒト肝臓から分離精製することに成功した。先ず、標的細胞への結合および侵入に関与するHBV外皮タンパク質(HBs抗原)粒子を遺伝子工学的に調製し、これと結合するレセプターの超微量測定法を確立した。これは我々がすでにインフルエンザウイルス受容体の検索に開発した方法を応用したものである。その結果、ヒト肝のジョードサリチル酸ナトリウム(LIS)抽出液のシアロ糖タンパク質画分に強い結合活性を見いだした。種々のクロマトグラフィーにより微量成分の活性糖タンパク質をほぼ均一にまで精製することができた。本糖タンパク質はシアリダーゼまたは過ヨーソ酸処理することにより受容体としての活性を消失すること、タンパク分解酵素により徹底的に消化してオリゴ糖ペプチドとしても活性は保持されていることなどから、受容体活性はタンパク質部分でなくシアロ糖鎖に担われていることを見いだした。さらにヒト肝から受容体活性を持つシアロ糖ペプチドをほぼ純粋な形で分離することができた。グリコフォリンやフェツインなどにはHBVの結合活性が認められないことから、これらには無いユニークな糖鎖構造をしていることが示唆された。現在この糖鎖構造を解析中である。また,C型肝炎の受容体に関しては、ウイルスエンヴェロープタンパク質をコードするE,NS1/E2領域をカバーするタンパク質のCHO細胞およびバキュロウイルス系での発現系を利用してヒト肝から検索を始めたところである。
ジーンクラスタリング(遺伝子集積)による骨格筋分化制御機構の解明

骨格筋分化における遺伝子発現高次制御機構として、遺伝子集積現象について解析を行った。そのために、必要となるゲノムワイドでの遺伝子集積現象の解析系を新たに立ち上げ、その結果、骨格筋分化の極めて初期に染色体の特異的部位が、遺伝子集積を起こすことが明らかとなった。さらに、遺伝子集積を起こす因子群を複数同定し、その機能阻害により骨格筋分化が抑制されたことから遺伝子集積現象が、骨格筋分化の高次制御機構であることが示唆された。骨格筋組織をマウスより単離し、骨格筋幹細胞(筋サテライト細胞)および、骨格筋前駆細胞、成熟筋のそれぞれより核を単離を行った結果、核の不均質さが非常に顕著であったため、核単離技術を更に高め核ソーティング技術を開発した。筋組織をトリプシン等で酵素処理した後に、サイトカラシンD等を添加することにより核を取り囲むアクチン骨格の重合阻害による脱核を促し、核を生かしたまま単離させる技術を独自に開発した。さらに抽出した核を、FACSにて選別やprofile確認が可能なことを確認した。単離、分画した核からmRNAの回収、クロマチン構造の確認が行えることを確認した。成体組織及び胚性の双方の筋肉中よりPax3+/Pax7+の核、及びMyoD+の核などを分画し、3Cを用いた解析を行った結果、ジーンクラスタリングが分化の極めて初期より形成されていることを観察した。また、単離した核を用いたDNA FISHにより、骨格筋クレアチンキナーゼ遺伝子(ckm)、デスミン遺伝子のラベリングに成功し、近接頻度の定量化を進めた。更に、他の遺伝子についてもジーンクラスタリングを解析する為にin silicoでのプロモーター解析を進め、順次3C解析を行うためのゲノム情報の解析データベースの構築を行った。その結果、現在までに3C解析によりジーンクラスタリングが形成される箇所について、遺伝子の制御領域のなかでも幾つかの配列法則性があることを確認している。遺伝子発現最初の現象としてのジーンクラスタリングの初年度の計画を推進しつつ更に新たな展開がみる状況である。細胞の分化は,単一の遺伝子で制御されているのではなく,異なる発現制御をもつ多数の遺伝子がセットになり,大きなプログラムとして動くことで始めて可能になる。しかし,分化プログラムが成立するためには,そのさらに上流の複数の遺伝子にまたがる制御メカニズムが必要である.申請者は、骨格筋分化において、これらのイベントが特定遺伝子のみならず、複数のグループ遺伝子ごとに、まとまって各段階で同調的に制御されていることを見出し、ジーンクラスタリングと呼ぶ高次制御システムの解明を行った。骨格筋分化段階での遺伝子集積が起こるかを、3C解析を用いた分子生物学的な解析、及び、in situ DNAハイブリダイゼーションを用いた可視化を伴う細胞生物学的な解析の双方を用いて検討を行ったところ、分化の極めて早い段階においてジーンクラスタリングが形成されることを見出した。次に3Cアッセイを複数のゲノム上で解析することで、遺伝子集積がおこる領域を特定を試みたところ、ほとんどの場合、これら集積領域は遺伝子の制御領域に当たるプロモーター、エンハンサー領域に極めて限局されていることを明らかにした。さらに、遺伝子集積が起こる時期の培養細胞や、組織サンプルを用いて、MyoD結合タンパク質の探索をもとに遺伝子集積に関与する分子を生化学的に同定を試みたところ、少なくとも2種類の新規クロマチンリモデリング因子が関わっていること、これら新規クロマチンリモデリング因子は、従来のヒストン-DNA構造の制御ではなく、全く異なるメカニズムでジーンクラスタリングを誘導していることが明らかとなった。同定した分子をRNA干渉法を用いてノックダウンさせたところ、骨格筋分化が阻害されたことから、ジーンクラスタリング現象は分化現象において重要な位置を占めていることが示唆されている。
日本人のゲノムデータを活用した正則化回帰モデルによる慢性腎臓病の予測モデル構築

慢性腎臓病(CKD)の患者数は日本で約1,330万人に達していると推定されています。特にCKDを経て末期腎不全(ESRD)を発症した場合、日本の医療経済だけでなく、個人の生活の質にも大きな影響を与えることが想定されます。そのため、CKDの高リスク者を早期に発見し、進行を妨げることは、予防医学的な観点からも重要だと考えています。本研究では、日本人集団の遺伝子情報、血液検査値、アンケート調査などから、特殊な解析手法を適用することにより「解釈が容易かつ精度の高い」CKDの発症予測モデルを構築することを目的としております。現在、慢性腎臓病(CKD)の患者数は日本で約1,330万人に達していると推定されている。特にCKDを経て末期腎不全(ESRD)を発症した場合、人工透析による治療を要し、医療経済や個人のQOLにも大きな影響を与えるため、CKDの高リスク者を早期発見し、その進行を妨げることは、予防医学的な観点からも重要である。近年、ヒトの遺伝子と疾患との関連を網羅的に解析する研究手法(ゲノムワイド関連解析:GWAS)で同定された遺伝子変異を利用した疾患の予測モデルを構築する研究が盛んに行われている。しかし、現時点では、1)予測能が期待以上に改善しない、2)回帰係数の解釈が難しいなどの問題点が挙げられている。そこで、本研究では、大規模ゲノムコホート研究で得られた個人のゲノム情報、検査値および生活習慣データに、正則化回帰モデルと呼ばれる統計手法を適用することで、「解釈が容易かつ精度の高い」CKD予測モデルを日本人集団で構築することを目的としている。平成30年度は、質の低い遺伝的多型などを除外後、約12,000名の日本人および700万個のSNPsを対象としてモデルの構築を行った。アウトカムは、腎機能の指標である推定糸球体濾過量(eGFR)とした。モデルの性能評価には、二乗平均平方根誤差(RMSE)および実測値と推定値との回帰係数を用い、線形回帰と呼ばれる一般的な手法との性能を比較した。その結果、正則化回帰モデルである2つの手法(ラッソ回帰、エラスティック・ネット)では、従来用いられる線形回帰モデルよりも少ない変数で、線形回帰モデルよりも性能が改善されていた。対象者のゲノムデータを用いて、腎機能を推定する正則化回帰のモデル(リッジ回帰、ラッソ回帰、エラスティック・ネット)について予定通り解析を実施し、その精度についても評価が完了している。上記のように、我々は、3つの正則化回帰モデル(リッジ回帰、ラッソ回帰、エラスティック・ネット)による予測モデルを構築しているが、今後はその他の正則化回帰モデルについてもその精度を検証していく予定である。
タワー観測のネットワーク化による脆弱で巨大な熱帯泥炭炭素の動態解明

東南アジアの様々な熱帯泥炭生態系(未排水の泥炭林,排水された泥炭林,泥炭林の焼跡,ゴム園など)で,泥炭分解にともなうCO2放出量や生態系スケールでのCO2収支,水の流動にともなう炭素(溶存有機炭素)流出量などの観測を行った。その結果,泥炭の好気的分解の地下水位への依存性,泥炭分解がゴム園で大きいこと,地盤沈下に対する泥炭分解の寄与などが明らかになった。観測データを用いて陸域生態系モデルをカスタマイズし,ボルネオ島全域の熱帯泥炭生態系の炭素収支を評価した結果,年間のCO2放出量が1.8±12.9 Mt C ha-1 yr-1となった。サブテーマ1(タワー観測)では、インドネシアとマレーシアに分布する熱帯泥炭林の自然林、二次林およびオイルパーム園について、タワー観測サイトのデータを継続して収集した。得られたデータについて、炭素収支や気候、土地利用、環境攪乱(排水、火災など)の影響について解析を進めている。サブテーマ2(泥炭分解)では、インドネシア・中央カリマンタン州パランカラヤにある3つの植生区、すなわち、ほぼ未排水の自然林(UF)、排水された森林(DF)、排水後に焼失した後の再生林(DB)にトレンチングを施した「根切区」を平成25年9月に設置した。チャンバー法を用いた微生物呼吸(泥炭の好気的分解にともなうCO2発生に相当)の測定を開始し、毎月1回頻度で継続測定した。また同様に、マレーシア・サラワク州にあるオイルパーム園にも「根切区」と未処理の「対照区」を平成26年5月に設置した。合計16台のチャンバーを用いた自動開閉計測システムにより、微生物呼吸と土壌呼吸(微生物呼吸+根呼吸)による泥炭からのCO2放出速度の連続観測を開始した。サブテーマ3(炭素循環)では、パランカラヤのUF, DF, DBの3植生区それぞれに固定プロットを平成25年9月に設置し、プロット内にある立木について悉皆直径調査を行った。また各サイトにリタートラップを設置し、各月で変化する落枝落葉量を平成25年11月から継続調査している。サブテーマ4(生態系モデル)では、フィールドデータを用いて熱帯泥炭生態系サブモデルのパラメタライズを行った。サブテーマ1(タワー観測)では、インドネシア・リアウ州の劣化した泥炭地において降水量、水位、土壌水分などの水文・気象観測とボーエン比法を用いたフラックス観測を行った。観測データを用いて火災発生時の水文気象条件を解析した結果、平成26年2月の火災時には月降水量が4 mmと少なく、表層の土壌水分が体積含水量で0.05、地下水位は-150 cmを下回ったことが分かった。また北東季節風が強く、火災の延焼を広げたことが分かった。さらに衛星画像を用いて火災発生時期と場所を特定した。西カリマンタン州クブラヤ県のアカシア植林地にCO2/H2Oフラックスタワーを平成26年10月に設置し、観測を開始した。サブテーマ2(泥炭分解)では、パランカラヤにおけるCO2放出量は年平均で1.211.43 μmol m-2 s-1と求まった。サラワクのオイルパーム園についても土壌からのCO2放出量を継続調査した。この他、新たに中部カリマンタン州のゴム園(平成26年6月)に「根切区」と「対照区」を設置して同様の測定を開始した。パランカラヤでは3つのサイト各地に深さ45-70 cmの土壌断面を作成し、10 cm深度毎に泥炭試料を採取して炭素窒素含有量等を測定した。また、中部カリマンタン州およびリアウ州にて、森林伐採や火災前後の泥炭地下水中の溶存態有機炭素(DOC)の動態を調査した。DOC濃度・3次元蛍光法及び2次元核磁気共鳴(NMR)解析により、火災等の環境変化がDOCの質・量ともに影響を与えることが明らかになった。サブテーマ3(炭素循環)では、パランカラヤでの悉皆直径調査を反復し、期首と期末のバイオマスの差から植生の成長量(生産量、回復速度とも言い換えられる)を明らかにした。またリタートラップを継続調査している。サブテーマ4(生態系モデル)では,推定精度の向上に向けてフィールドデータを活用した熱帯泥炭生態系サブモデルの検証を行っている。サブテーマ1(タワー観測)では,インドネシア・中部カリマンタン州の撹乱の程度の異なる3つの泥炭生態系(森林2ヵ所と森林の火災跡地)においてCO2とエネルギーフラックスの観測を継続するとともに,1つのサイト(未排水の森林サイト)にCH4分析計を設置し,メタンフラックスの観測を始めた。また,インドネシア・リアウ州の劣化した泥炭地(エネルギーフラックスのみ),西カリマンタン州のアカシア植林地およびマレーシア・サラワク州の3サイト(オイルパーム園,自然林2ヵ所)においてそれぞれ観測を継続した。中部カリマンタン州の観測からは,森林の火災跡地で正味のCO2の吸収速度が増加するという結果が示唆されており,植生変化との関係を解析中である。サブテーマ2(泥炭分解)では,中部カリマンタン州の3つの泥炭生態系とゴム園において,泥炭土壌の根切り処理を行い,泥炭の好気的分解にともなうCO2発生量の観測を行った。ゴム園の結果から,土壌CO2フラックス(土壌呼吸)の年間値に占める泥炭分解と根呼吸の寄与が,それぞれ46,54%であることが示された。