hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体分子系を模倣した動的秩序をもつ人工分子の開発

この構造が定まった球状の糖鎖クラスターとアミロイドβとを混合しNMRで解析したところ,N末端を選択的に認識することがわかった.また,パーキンソン病の発症に深く関わっているα-シヌクレインタンパク質の認識機構も明らかにできた.生体内で生命活動を担っているパーツを,その生体機能を保ったまま人工分子に組み込んでつくった「サイボーグ超分子」の創製を達成できた.このサイボーグ超分子の概念のもと,M12L24球状錯体を2種類の異なる官能基で化学修飾し,異なる分子認識を1分子に集約した新たなサイボーグ超分子への展開をはかった.すなわち,無機物である酸化チタン表面を認識するペプチドアプタマーと,タンパク質であるストレプトアビジンを認識するビオチンをそれぞれ化学修飾した配位子(L1, L2)を合成し,これらを混合して用いることで,M12(L1)18(L2)6組成の球状錯体を構築した.この分子は,本来は互いに親和性が無い酸化チタンとストレプトアビジンとを強固に架橋接着する独特な機能を示すことを見いだした.当初に計画した研究目的,研究計画・方法は達成できた.さらに,挑戦的課題であるために発案時には予測し得なかったが,合成分子の構造評価や機能評価を,期待以上の質・高い完成度で達成できた.1.タンパク質輸送小胞を模倣した動的秩序化分子の合成研究に関して,同じ出発物質から異なる多面体骨格をうみだすための分子設計が必要であったが,配位子の折れ曲がり角度を調整するという基本指針はあったものの,具体的にその角度を決定することが難しかった.分子設計と有機合成を互いにフィードバックしながらスクリーニングすることで問題解決に至った.動的秩序化の過程で生じる中間体の分光学的観測・質量分析による追跡に成功し,3次元構造を予測できた.さらに,当初の予測を上回り,捕捉された中間体および最終生成物の構造を,単結晶X線構造解析により明瞭に決定できた.秩序の相転移現象の実証に至り,人工タンパク質輸送小胞の構築を明瞭に描き出せた.2.サイボーグ超分子の合成と生体関連機能の発現の研究に関して,生体由来の希少で分解しやすい糖鎖を用いて出発物質を合成する必要があり,非常に小さなスケールで温和な反応条件を見いだすことに苦労したが,当初の計画通りに研究を展開できた.しかし予想外に,糖鎖を連結した有機配位子とPd2+イオンとの秩序化がうまくいかず,問題が生じた.従来の一段階での秩序化を見直し,多段階の動的秩序化という新手法を考案することで望みの生成物を定量的に得る経路を確立でき,糖鎖クラスターがもつ凝集性タンパク質の選択認識という機能評価へと計画どおり展開できた.凝集性タンパク質は取り扱いが難しかったが,他班の共同研究者らとの密な研究討議を通して,アミノ酸残基レベルでの高分解能な相互作用機序の解明ができた.複数機関からの共同プレスリリースに至り,webニュースで紹介されるなど,社会的な興味もひく研究成果として完成をみた.本研究では,数十を超える相互作用がつくり出す多成分錯体を基軸に,その構築過程に動的な秩序形成を組み込むことを目的とする.これまでに,36の構成成分からなる球状錯体の構築過程を,精密に構造解析をしながら追跡することで,複数の中間体構造を経て時間展開とともに構造が切り替わる「秩序の相転移」とも呼ぶべき現象をみいだしてきている.さらに構成成分を多くすると,前人未踏の巨大多成分錯体が生成し,少しの構造的要因や外部環境の違いによって,秩序の相転移がうまれると考えられる.従来の取り組みにおいては構成成分数を倍にした72成分錯体の構築に成功している.本年度は,構成成分となる分子の堅さ/柔らかさ,という,動的な分子挙動の考察も含めた分子設計を行い,新たな90成分錯体の構築に成功した.
ウナギの飲水中枢の同定と腸管よりの飲水調節物質の単離・精製

海水ウナギは海水を飲み、それを腸から吸収することによって血液の恒常性を維持している。しかし、高濃度のNaClが腸に入ったのでは逆に腸から水が奪われ、脱水が進行する。海水ウナギの腸管内を等張マニトール液で潅流すると、一定速度で飲水するが、等張NaCl液を潅流すると飲水は抑えられる。この時飲水を抑えているのはCl^-で、Na^+は飲水促進した。腸にNa^+ないしCl^-が到達して、飲水行動が変化するまで20分以上を要するので、何らかのホルモン様物質が腸管より出ていると判断し、それを確かめるための実験系を確立した。後主静脈にカニューレを装着し、種々の物質を静脈に注入した。するとアンギオテンシンII(ANGII)、ヒスタミン(HA)、セロトニン(5-HT)、カルバコール、イソプロテレノール、プロラクチン、P物質によって飲水は促進され、心房性ナトリウム利尿ペプチド、バソトシン、ソマトスタチン、フェニレフリン、バソアクティブ腸管ペプチド、コレシストキニン、ペプチドYY、ウナギ腸管ペンタペプチド(EIPP)によっては抑えられた。これらの物質は血液中から効いているので、飲水中枢は血液・脳関門がルーズになっている場所だと判断し、エバンスブルーを血中に投与し、染色される脳部位を探した。延髄背側部、小脳腹側部、血管嚢の基部にあるニューロンがエバンスブルーで染まっていた。HAと5-HTの効果はANGIIを介することも見つけているので、蛍光標識したANGIIを脳切片に作用させると、延髄背側部と血管嚢の基部に、強く特異的に結合した。以上の結果から延髄背側部と血管嚢の基部にあるニューロンが飲水中枢の一部であると考えられる。今後はこれらのニューロンに微小電極を刺入し、上記の飲水調節因子を作用させたときの反応を調べ、飲水行動と結びつく反応を示すニューロンを同定する予定である。また以前に我々の研究室でウナギの腸管より単離したEIPPは飲水を抑えたが、腸管内をCl^-で潅流してもEIPPのピークをクロマトグラムの上で検出することはできなかった。血液中の飲水調節因子が作用する飲水中枢の入口は、1)血液・脳関門がルーズで、血液中の因子が容易に中枢神経に到達すること、2)その入口のニューロンはAngiotensin II (ANG II)を始めとする血中飲水調節因子に反応する、という性質を持つはずである。しかしウナギの場合ANG IIが飲水を惹起することは知られているが、それ以外の飲水調節因子についてはほとんど分かっていない。そこでウナギの後主静脈に種々の薬物を注入し、飲水行動の変化を調べた。ANG II以外にHistamine (HA)・Serotonin (5-HT)・Carbachol (CCh)・Isoproterenol (Iso : β-adrenoceptor agonist)は飲水を惹起し、心房性ナトリウム利尿ペプチドは飲水を抑えた。これは哺乳類の結果とよく一致し、ウナギの飲水が哺乳類とよく似た機構で調節されていることを強く示唆する。

上記以外にもProlactin・Substance P (SP)が飲水を惹起し、Vasotocin・Somatostatin・Phenylephrine (α_1-adrenoceptor agonist)・vasoactive intestinal peptide・Cholecysto kinin-8・Peptide-YY・Eel intestinal pentapeptideは飲水を抑えた。飲水誘導因子の内、HAと5-HTの効果は、CatoprilでANG IIの生成を抑えると完全に消失することから、ANG IIを介して現れていると考えられる。一方CChとSPはCaptopril存在下でも強く飲水を惹起した。従って飲水中枢には少なくともANG II・CCh・SPの独立した入力があると思われる。ANG IIの受容体を阻害することを試みたが、哺乳類で用いられているSaralasin・CV-11944・Losartanはいずれも無効で、ウナギのANG II受容体は哺乳類とはかなり異なっていることが考えられる。多くのペプチドが飲水を抑制したが、これらのペプチドの適当な阻害薬が見つからないので、飲水抑制の解析は進んでいない。ウナギでは、まだ脳地図もできていない状況なので、ニッスル染色による脳の組織像をやっと得たところである。今後は血管をIndian inkで染め、Evans blueで脳室周囲器官を染める予定である。海水ウナギは海水を飲み、それを腸から吸収することによって血液の恒常性を維持している。しかし高濃度のNaClが腸に入ったのでは逆に腸から水が奪われ、脱水が進行する。海水ウナギの腸管内を等張マニトール液で灌流すると、一定速度で飲水するが、等張NaCl液を灌流すると飲水は抑えられる。この時飲水を抑えているのはCl^-で、Na^+は飲水を促進した。腸にNa^+ないしCl^-が到達して、飲水行動が変化するまで20分以上を要するので、何らかのホルモン様物質が腸管より出ていると判断し、それを確かめるための実験系を確立した。後主静脈にカニューレを装着し、種々の物質を静脈に注入した。するとアンギオテンシンII(ANGII)、ヒスタミン(HA)、セロトニン(5-HT)、カルバコール、イソプロテレノール、プロラクチン、P物質によって飲水は促進され、心房性ナトリウム利尿ペプチド、バソトシン、ソマトスタキン、フェニレフリン、バソアクティブ腸管ペプチド、コレシストキニン、ペプチドYY、ウナギ腸管ペンタペプチド(EIPP)によっては抑えられた。これらの物質は血液中から効いているので、飲水中枢は血液・脳関門がルーズになっている場所だと判断し、エバンスブルーを血中に投与し、染色される脳部位を探した。延髄背側部、小脳腹側部、血液嚢の基部にあるニューロンがエバンスブルーで染まっていた。HAと5-HTの効果はANGIIを介することも見つけているので、蛍光標識したANGIIを脳切片に作用させると、延髄背側部と血液嚢の基部に、強く特異的に結合した。以上の結果から延髄背側部と血液嚢の基部にあるニューロンが飲水中枢の一部であると考えられる。今後はこれらのニューロンに微小電極を刺入し、上記の飲水調節因子を作用させたときの反応を調べ、飲水行動と結びつく反応を示すニューロンを同定する予定である。また以前に我々の研究室でウナギの腸管より単離したEIPPは飲水を抑えたが、腸管内をCl^-で灌流してもEIPPのピークをクロマトグラムの上で検出することはできなかった。
リガンド分子非依存性核酸医薬の新規開発

本研究では、リガンド分子を用いず2本鎖核酸医薬単独での有効性向上、並びにRNaseH非依存性の核酸医薬への応用を試みた。デュシェンヌ型筋ジストロフィーの原因遺伝子ジストロフィンに対するスプライシングスイッチ核酸医薬(SSO)のデザインし、2本鎖SSOでの有効性をin vitro, in vivoで検討した。対象となるジストロフィンmRNAでのエクソンスキッピング比率を検討したところ二本鎖SSOでin vitro, in vivoでのエクソンスキッピングを誘導することに成功した。従来の1本鎖であるアンチセンス核酸(ASO)に相補鎖核酸をハイブリダイズさせた全く新規の核酸医薬であるDNA/RNA2本鎖アンチセンス核酸(2本鎖ASO)を当教室では開発し、トコフェロール結合型2本鎖ASOではASO主鎖の有効性に影響を与えることなく相補鎖側にリガンド分子を結合することが可能となり、in vivoでED50が0.03mg/kgとほぼ世界最高の肝臓の内因性遺伝子の抑制効果を達成していた。一方で、以上の構造で用いた核酸医薬はRNase H依存性の核酸医薬に限られており、さらに有効性の向上にはリガンド分子の結合を要するため応用に限界が生じていた。本研究では、リガンド分子を用いず2本鎖核酸医薬単独での有効性向上、並びにRNaseH「非」依存性の核酸医薬への応用を試みた。デュシェンヌ型筋ジストロフィーの原因遺伝子Dystrophin(現在splicing制御の1種であるExon skippingによる臨床治験が進んでいる)に対するスプライシングスイッチ核酸医薬(SSO)のデザインし、2本鎖ASOでのをin vitro(筋細胞であるC2C12細胞へのトランスフェクション), in vivo(野生型マウスや病態モデルマウスであるmdxマウスの前脛骨筋に筋肉注射投与)で検討した。対象となるdystrophinでのRT-PCR法によるexon skipping比率を検討したところ二本鎖SSOでin vitro, in vivoでのexon skippingを誘導することに成功した。本研究で用いた核酸医薬によるexon skipping法によるデュシェンヌ型筋ジストロフィーは国内外で臨床治験が進んでおり、本研究による2本鎖ASOが治療薬実現に寄与すると考える。遺伝子治療
星間化合物の量子スペクトルのシュレーディンガー・レベルの計算

本研究は、シュレーディンガー方程式の正確な解法を星間分子群に適用し、精密な量子化学の立場から宇宙の物質科学の諸問題に取り組むことを目的としている。分子の量子効果が際立つ宇宙の極低温空間では、特に水素原子核の運動の量子効果を無視することができない。そのため、本年度は、原子核の運動を量子的に扱う正確なNon-Born-Oppenheimer (Non-BO)計算の開発とその応用を行った。最も簡単なNon-BO系であるH2+分子では、非相対論極限と言える世界一精密な解を、様々な電子・振動・回転基底励起状態に対して得ることができた。また、従来のBorn-Oppenheimer近似におけるポテンシャルカーブの問題点を解決する方法として、Non-BO波動関数から解析的なポテンシャルカーブを得る方法を発展させた。電子励起状態に対しては、複素座標変換法を応用し、実験でも得られていない原子核と電子の運動のカップリングに由来するNon-BOならではの共鳴状態を理論から提案した。D2+, T2+同位体では、この共鳴幅が大きくなり、この状態は長く存在しないことも分かった。一方、H原子核の1/9程度の質量のMu2+では、この共鳴状態自身が確認できなかった。また、一般分子に応用する計算手法を開発し、まずH2分子, LiH分子のNon-BO計算に応用した。電子基底状態に属する振動状態は、Adamowiczらによる精密な計算と絶対エネルギーでμHまで一致する結果を得た。また、電子励起状態に対する精密なNon-BO計算にも初めて成功した。今後、宇宙の観測や実験結果とも対応させ、理論を実用化していきたい。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、我々の研究グループが独自に開発してきた、シュレーディンガー方程式の正確な解法に基づく新しい量子化学理論を星間分子群に適用し、精密な量子化学の立場から宇宙の物質科学の諸問題に取り組むことを目的としている。精密な電子・振動・回転励起スペクトルや化学反応素過程の計算を行い、宇宙の分子進化の解明に向け第一原理に基づく信頼のおける基礎データを提供する。特に、量子的効果が際立つ極低温・極低密度の星間空間では、地球上の化学反応では熱雑音として無視できるレベルまで高精度に解く必要がある。本年度は、シュレーディンガー方程式の正確な解法を一般的な星間分子群に有用に適用するため、理論の開発者である中辻と共に、理論と方法論自身とシミュレーションプログラムの開発と発展に取り組んだ。星間分子として存在するC2H2(アセチレン), C2H4(エチレン), H2CO(ホルムアルデヒド)などの有機化合物の計算では、絶対エネルギーとしても化学反応を十分に議論できる精度(kcal/mol)の解を得ることができた。また、計算アルゴリズムの改良で、適用可能な分子系を飛躍的に拡大することができた。また、既存の精密な励起状態理論(SAC-CI理論)を宇宙で重要なカチオン種やアニオン種の電子励起スペクトルの計算に適用し、定量的に実験スペクトルを再現することができた。また、原子核の運動を量子的に扱うNon-Born-Oppenheimer (Non-BO)計算は、特に水素クラスターの関わる反応において、拡散やトンネル効果を伴う宇宙の化学反応では必須である。Non-BO計算の量子化学研究はこれまでほぼ皆無であるが、この計算を実現する計算プログラムの開発にも取り組んだ。平成26年度の主な目的は、星間分子群の精密な量子化学計算を実現する計算プログラムの開発であり、おおむね達成することができた。原子核の運動の量子効果を取り入れた水素クラスターの精密なNon-Born-Oppenheimer (Non-BO)計算プログラムは、さらに改良を重ねる必要があるが、平成27年度の目的であるC, N, Oを含む有機化合物の計算に繋げたい。

また、既存の精密な励起状態理論(SAC-CI理論)を用いた、カチオン種やアニオン種の電子励起スペクトルの計算は当初の目的以上の成果である。これらを勘案し、「2おおむね順調に進展している。」と自己評価した。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度に引き続き、原子核の運動の量子効果を取り入れた水素クラスターの精密なNon-Born-Oppenheimer (Non-BO)計算を展開し、C, N, Oを含む有機化合物の合成経路の精密計算にも取り組む。C, N, Oの原子核はH原子核に比べ重いため、それ自身の原子核の運動の量子効果は小さくなるが、水素原子の振動・回転運動とカップルし、複雑な電子・振動・回転構造を示すことが予想される。天文学の観測や極低温下の実験研究では、これらの分子の様々な測定が行われており、新たな振動・回転励起状態が多数報告されており、本研究により実験スペクトルの精密な理論的同定を行う。また、本学術領域の計画班や他の公募研究との連携を深めるため、分子進化のミクロ過程で重要な氷表面や塵表面の分子吸着や拡散過程を探求する。星間塵のアモルファス氷表面では、極低温下にも関わらず、水素分子のトンネル効果や拡散を経て各種の有機化合物が合成されることが知られているが、その量子論的メカニズムがはっきり分かっていない。本研究では、まず、MD計算等で確定されたアモルファス氷の構造をクラスターモデルでモデル化し、その表面の模擬環境での量子論的な反応ポテンシャルを計算する。また、星間分子雲のスペクトルとして測定されているDiffuse Interstellar Bandの分子同定を、高精度励起状態理論であるSAC-CI法を用いて計算を行う。本研究で得られる反応素過程の吸着エネルギーや拡散エネルギー等の知見を、マクロレベルの理論シミュレーションに応用できるようにデータを提供する。系に応じて適した量子化学計算理論を駆使し、本領域の発展に貢献していきたい。
部材損傷に着目したRCおよびSRC橋脚の統括的耐震安全性評価法の提案

研究内容土木分野におけるSRC部材の研究は少なく,橋梁・橋脚にSRC構造を用いた場合の地震応答性状や部材損傷メカニズムは明らかにされていない.そこで,本研究ではSRC柱の正負交番実験を実施し,荷重-変位関係,柱基部の曲率分布,軸方向鉄筋とH形鋼のひずみ分布などを詳細に測定した.さらに,軸方向鉄筋の座屈を修復限界状態,H形鋼の局部座屈を終局限界状態としたSRC柱の限界状態の設定とその変形性能評価に関する実験的・解析的検討を行った.研究成果1.H形鋼の割合が多いSRC柱では,かぶりコンクリートの剥落や軸方向鉄筋の座屈・破断後においても降伏荷重程度の水平耐力を有しており,RC柱と比較して優れた靭性能を示した.2.SRC断面からH形鋼を除いたRC断面に対して,研究代表者らが提案した軸方向鉄筋の座屈解析モデルを適用することで,SRC柱の実験時におけるかぶりコンクリート剥落点を精度良く評価できた.3.ファイバーモデルを簡易化することで,RCからSRC柱まで適用可能な簡便な履歴則による復元力モデルを提示した.4.コンクリートの拘束を考慮したシェル要素によるH形鋼にFEM解析を行うことで,正負交番荷重を受けるSRC柱に生じるH形鋼の局部座屈性状が概ね再現できた.5.FEM解析を介さない簡便な座屈解析モデルを提示した.さらに,これをSRC柱の靭性能評価法に適用した.6.逆L字形RC・SRC橋脚の地震応答解析を行った.逆L字形橋脚の耐震設計では,2軸曲げを考慮した3次元ファイバー解析が必要であることを示した.研究内容土木構造物を模したSRC柱の載荷実験は少なく,部材損傷メカニズムや部材降伏後のH形鋼とRC部分の一体性などの力学的特性は十分に解明されていない.そこで,本研究ではSRC柱の正負交番実験を実施し,荷重-変位関係,柱基部の曲率分布,軸方向鉄筋とH形鋼のひずみ分布などを詳細に測定した.さらに,軸方向鉄筋の座屈を修復限界状態,また,H形鋼の局部座屈を終局限界状態としたSRC柱の限界状態の設定とその変形性能評価に関する実験的・解析的検討を行った.研究成果1.H形鋼の割合が多いSRC柱では,かぶりコンクリートの剥落や軸方向鉄筋の座屈および破断後においても降伏荷重程度の水平耐力を有しており,紡錘形の履歴ループ形状を示すなど,RC柱と比較して優れた靭性能を示した.2.計測された柱高さ方向の軸方向鉄筋とH形鋼のひずみ分布を比較することで,部材降伏後の塑性変形において,H形鋼とRC部分は一体化していないことが示された.3.SRC断面からH形鋼を除いたRC断面に対して,研究代表者らが提案した軸方向鉄筋の座屈解析モデルを適用することで,SRC柱の実験時におけるかぶりコンクリート剥落点を精度良く評価できた.4.ファイバーモデルを簡易化することで,RCからSRC柱まで適用可能な簡便な履歴則による復元力モデルを提示した.5.作用軸力の小さいSRC柱では,H形鋼フランジの局部座屈が生じても脆性的な耐力低下は示さなかった.しかし,その後の十回程度の交番載荷にて,H形鋼フランジの破断に伴い脆性的に耐力を失った.6.汎用FEM解析プログラムを用いて,シェル要素によりモデル化されたH形鋼にコンクリートの拘束を考慮した座屈変形形状を与えることで,正負交番荷重を受けるSRC柱に生じるH形鋼の局部座屈性状が概ね再現できた.研究内容土木分野におけるSRC部材の研究は少なく,橋梁・橋脚にSRC構造を用いた場合の地震応答性状や部材損傷メカニズムは明らかにされていない.そこで,本研究ではSRC柱の正負交番実験を実施し,荷重-変位関係,柱基部の曲率分布,軸方向鉄筋とH形鋼のひずみ分布などを詳細に測定した.さらに,軸方向鉄筋の座屈を修復限界状態,H形鋼の局部座屈を終局限界状態としたSRC柱の限界状態の設定とその変形性能評価に関する実験的・解析的検討を行った.研究成果1.H形鋼の割合が多いSRC柱では,かぶりコンクリートの剥落や軸方向鉄筋の座屈・破断後においても降伏荷重程度の水平耐力を有しており,RC柱と比較して優れた靭性能を示した.2.SRC断面からH形鋼を除いたRC断面に対して,研究代表者らが提案した軸方向鉄筋の座屈解析モデルを適用することで,SRC柱の実験時におけるかぶりコンクリート剥落点を精度良く評価できた.3.ファイバーモデルを簡易化することで,RCからSRC柱まで適用可能な簡便な履歴則による復元力モデルを提示した.4.コンクリートの拘束を考慮したシェル要素によるH形鋼にFEM解析を行うことで,正負交番荷重を受けるSRC柱に生じるH形鋼の局部座屈性状が概ね再現できた.5.FEM解析を介さない簡便な座屈解析モデルを提示した.さらに,これをSRC柱の靭性能評価法に適用した.6.逆L字形RC・SRC橋脚の地震応答解析を行った.逆L字形橋脚の耐震設計では,2軸曲げを考慮した3次元ファイバー解析が必要であることを示した.
細胞放出性鋳型を用いた同種生体内biosheetによる機能的横隔膜の再生研究

生体内組織であるbiosheetによる横隔膜の修復、再生の研究を行った。家兎の背部皮下に鋳型を埋め込み4週後に鋳型周囲に形成されるbiosheeを採取した。家兎の横隔膜に欠損孔を作成し自己のbiosheetを移植した。移植3か月後の横隔膜ヘルニアの発生率は既存の横隔膜修復パッチより少ない傾向にあった。biosheetは本来の横隔膜と同等の破断強度を持ち、移植後さらに強度が増大した。さらに移植3ヵ月後に摘出したbiosheet上に免疫組織染色でdesminとSr-1に陽性を示す組織の形成を確認し、筋組織の再生を証明した。本研究によりbiosheetが横隔膜の修復、再生能を有することが示された。本研究は先天性横隔膜ヘルニアにおいて同種生体内で作成したbiosheetを用いて横隔膜の再生を試みる研究である。先天性横隔膜ヘルニアでは出生後まもなく手術が必要であるため、本研究の最終目標は同種生体内(親)で作製したbiosheetを別の個体(子)に移植して、横隔膜を再生することである。しかし、実験系を単純化し犠牲となる家兎を減らすためまずは自己の体内で作成したbiosheetを自己の横隔膜に移植し検討を行った。4週齢の家兎4羽の背部皮下に3cm四方の板状のシリコン製の鋳型を移植した。4週後に鋳型を摘出し表面に形成されたbiosheetを採取した。開腹により自己の左横隔膜に欠損孔を作り、ここに採取したbiosheetの移植を行った。biosheetは横隔膜の修復パッチとして機能し、その後、家兎は生存可能であった。移植後の呼吸器系への影響を胸部レントゲン写真で経時的に評価したいと考えていたが、設備上の問題で困難であった。biosheet移植8週後に移植したbiosheetを摘出し、現在摘出したbiosheetの組織学的評価、力学的強度の評価を行っている。一部に筋繊維様の構造が見られるが,免疫染色も含めて検討中である。本研究は先天性横隔膜ヘルニアの患児に対して体内の異物表面に形成される組織であるbiosheetを用いて横隔膜の修復と再生を試みる研究である。先天性横隔膜ヘルニアでは出生後まもなく手術が必要であるため、本研究の最終目標は同種生体内(患児の親)で作製したbiosheetを別の個体(患児)に移植して横隔膜ヘルニアを修復し、横隔膜を再生することである。我々は家兎のの横隔膜ヘルニアのモデルを用いて研究を行っている。はじめに、自己生体内で作製したbiosheetを横隔膜に移植し横隔膜の修復と再生が可能か検証した。開腹により自己の左横隔膜に1.5cm四方の欠損孔を作り、採取したbiosheetを移植して修復した。移植8週後に移植したbiosheetを摘出し評価した。一部に横隔膜ヘルニアの合併を認めたが、手術手技によるものと思われ、力学的強度も本来の横隔膜と同等またはより優れるものであった。組織学的評価では、biosheet上に横隔膜の筋組織に類似した組織の形成を認め、免疫染色(Desmin, Sr-1)で筋組織の再生が証明された。以上より家兎のモデルでは自己の体内で作製したbiosheetにより横隔膜の修復と再生が可能であった。今後は他己の家兎の体内で作製したbiosheetの移植により横隔膜の修復と産生ができるか実験を重ねる予定である。ウサギの自己の体内で作成したbiosheetを横隔膜に移植することで、横隔膜の欠損孔の修復が可能であり本来の横隔膜と同等の力学的強度が得られること、組織学的に横隔膜の筋組織が再生されることが証明された。先天性横隔膜ヘルニアでは出生後まもなく手術が必要であるため、本研究の最終目標は同種生体内(患児の親)で作成したbiosheetを別の個体(患児)に移植して横隔膜ヘルニアを修復し、横隔膜を再生することである。我々は家兎の横隔膜ヘルニアのモデルを用いて研究を行っている。平成27年度までは自己生体内で作成したbiosheetを横隔膜の欠損孔に移植する実験を行った。移植後3か月後の評価ではbiosheetにより横隔膜の修復が可能であり、力学的強度の評価により本来の横隔膜と同等、またはそれ以上の破断強度をbiosheetが有していることがわかった。さらに組織学的評価では免疫染色を用いてbiosheet上に筋組織が再生されることが証明された。。平成28年度は目標とする臨床応用に近づけるため、異なる個体内で作成されたbiosheetを移植し、横隔膜の修復や筋組織の再生が可能か検証した。横隔膜に1.5cmの欠損孔を作成し、他の個体内で作成したbiosheetを移植して修復し、3か月後に再度開腹して評価した。しかしながら、大半の症例で横隔膜ヘルニアの合併が見られbiosheetは菲薄化しており、拒絶反応が起こっているものと考えた。現在、移植前にbiosheetをエタノール処理するなどの工夫を加えて実験を継続中である。自己のbiosheetで横隔膜が修復でき再生されることを証明できた。

異なる個体間での移植は現在のところ実現していないが、工夫を加え実験を進めていく予定である。本研究は先天性横隔膜ヘルニアの患児に対して体内の異物表面に形成される組織であるbiosheetを用いて横隔膜の修復と再生を試みる研究である。先天性横隔膜ヘルニアでは出生後まもなく手術が必要であるため、本研究の最終目標は同種生体内(患児の親)で作成したbiosheetを別の個体(患児)に移植して横隔膜ヘルニアを修復し、横隔膜を再生することである。我々は家兎の横隔膜ヘルニアのモデルを用いて研究を行った。平成29年度は目標とする臨床応用に近づけるため、異なる個体内で作成されたbiosheetを移植し、横隔膜の修復や再生が可能であるか検証した。しかし、移植後3か月後には筋組織の再生は見られず、移植部に横隔膜ヘルニアが合併していた。biosheetに対する拒絶反応が起きているものと考え、エタノール処理をしたbiosheetを移植して実験を行った。現在、その結果を評価中である。生体内組織であるbiosheetによる横隔膜の修復、再生の研究を行った。家兎の背部皮下に鋳型を埋め込み4週後に鋳型周囲に形成されるbiosheeを採取した。家兎の横隔膜に欠損孔を作成し自己のbiosheetを移植した。移植3か月後の横隔膜ヘルニアの発生率は既存の横隔膜修復パッチより少ない傾向にあった。biosheetは本来の横隔膜と同等の破断強度を持ち、移植後さらに強度が増大した。さらに移植3ヵ月後に摘出したbiosheet上に免疫組織染色でdesminとSr-1に陽性を示す組織の形成を確認し、筋組織の再生を証明した。本研究によりbiosheetが横隔膜の修復、再生能を有することが示された。・biosheetを作成して横隔膜に移植し、横隔膜ヘルニアの修復パッチとして機能することが確認できた。・biosheet移植後8週まで家兎が生存可能であり、移植したbiosheetを回収し移植後の変化を評価することが可能となった。・予定していた胸部レントゲン撮影は困難であったが、実験計画に大きな影響はないと考える。今後は実際の先天性横隔膜ヘルニアの治療での応用を考慮し、他の個体の体内で作製されたbiosheetの横隔膜への移植する実験を行う予定である。他己のバイオシートで自己のものと同様に横隔膜の修復や再生が可能かを検証していく。biosheetを移植前にエタノール処理を行うなどの対策を行い、異なる個体間でbiosheetの移植により筋組織が再生されるかを証明する。また、現在のところは1.5cm大の小さな横隔膜の欠損孔の修復しか行っておらず、大きな横隔膜の欠損孔に対する修復を試みる予定である。再生医療・肉眼的、組織学的には筋組織の再生があったとしても量としては少ないと思われる。biosheet移植から摘出までの期間を長くし、再生組織が増加するかを検討したい。また、当初の研究計画にあるbiosheetに間葉系幹細胞を組み合わせた横隔膜再生も試みたい。・自己のbiosheetの移植が可能であったため、他己間での移植が可能か拒絶反応などの観点から実験し検証したい。当該年度の初めはまだ実験手技が十分に確立されていなかったこともあり、実験できた家兎の数が少なかったことや、学会や雑誌への発表が少なかったことがあげられる。
クロマグロ養殖とサンゴの共存・共栄への第一歩

近畿大学のクロマグロ養殖イケスは、奄美大島の花天湾にある。ここのイケスロープには、美しいサンゴが育っている。このクロマグロ養殖とサンゴ共存のメカニズムを物質循環の駆動力となる海洋細菌の動態とサンゴが大量に放出する粘液に注目して調べた。イケス周辺の「海水のみ」と「海水+粘液」を一定時間培養し、比較すると、「海水のみ」ではあまり細菌群集構造が変化しなかったが、「海水+粘液」ではその質も量も大きく変化した。近畿大学水産研究所奄美実験場のクロマグロ養殖イケスのロープには、美しい造礁サンゴが生育している。この造礁サンゴは大量の粘液を放出する。サンゴ粘液は周辺海水の100倍以上もの高濃度で有機炭素や窒素、リンを含み、高い密度で細菌群が存在し、周辺の細菌群の組成や活性に大きな影響を与えている。海洋細菌群は、養殖の残餌や排泄物等の有機物を分解・無機化を担っている。サンゴ粘液の影響を受ける細菌の群集構造を明らかにすることは、クロマグロ養殖-サンゴの共存関係を解明する一助となる。イケス周辺の天然海水のみの試料(SW)、天然海水にサンゴ粘液を1:1の比で加えた試料(SW+Mucus)、サンゴ粘液に滅菌海水を1:1の比で加えた試料(Mucus)を用意し、一定時間培養し、海洋細菌の群集構造の変化を比較した。SWにおける細菌群集構造は、培養の前後であまり変化しなかった。SW+Mucusの細菌群集構造は、培養前・後で大きく変化した。培養前のSW+Mucusは、SWの群集構造に似ていたが、培養後にはMucusに類似するようになった。これらの結果は、海水のみでは起こらない細菌群の変化をサンゴ粘液が促すことを示す。培養前・後においてSWで最も優占している細菌群は、クロマグロ養殖場水域で活発に増殖しており、現場の物質循環を駆動する重要な細菌種である可能性が高い。しかし、培養前のSW+Mucusでは確認できたこの細菌種が、培養後には確認できなくなった。サンゴ粘液は、ある種の細菌に抗菌作用を示す。培養後に確認できなくなったこの細菌種は、サンゴ粘液の抗菌作用により、増殖が抑制されたのかもしれない。これらの結果は、クロマグロ養殖場いけすロープ上のサンゴ周辺では、海水のみと異なり、粘液の影響を受けた独自の細菌群集構造が形成されており、物質循環過程に影響している可能を示す。養殖場海域の細菌群は、残餌や養殖魚の排泄物等の有機物を分解・無機化する重要な生物である。近畿大学水産研究所奄美実験場のクロマグロ養殖のいけすロープには、造礁サンゴが大量に生育している。これは世界的に見ても珍しい。この造礁サンゴは、大量の粘液を放出する。本研究では、クロマグロ養殖場とそこに生育するサンゴとの相互関係を、サンゴ粘液と海洋細菌群の動態に注目して解析した。比較対象として、全く養殖の影響のないサンゴ礁域(和歌山県串本町)でも調査・研究を行った。サンゴAcropora sp.とFavia sp.のサンゴ粘液を調査対象海域から採取した。粘液と海水の混合試料(MuS)、ろ過海水試料(MuFS:海水細菌を取り除いた試料)および海水試料(SW)を準備し、RI標識したチミジンで各試料における細菌増殖速度を測定した。その結果、Acropora粘液のMuS試料の細菌増殖速度は、MuFS試料とSW試料のそれを足したものよりも有意に速くなった(p < 0.01)。これは、Acropora粘液は海水細菌群の増殖を促したことを意味する。一方、Favia粘液のMuS試料の細菌増殖速度は、MuFS試料とSW試料のそれを足したものと、有意な差がなかった。これはサンゴ属の種類によって、海水細菌群に与える影響が異なることを示す。Acropora sp.のサンゴ粘液を用いて、上述の各試料において増殖が促される細菌群を、ブロモデオキシウリジンを用いて特定した。MuS試料の細菌群集構造は、MuFS試料とは全く異なり、SW試料と類似していた。MuS試料で増殖した細菌種として、未培養alphaproteobacterium 2種を特定した。これらの細菌種はサンゴ粘液によって増殖が促されている重要な細菌種であり、新規な知見となった。今後、これらの細菌種が果たす生態学的役割を明らかにする。「クロマグロ養殖とサンゴの共存・共栄への第一歩」というタイトルが示すように、海域に有機物負荷をかけるクロマグロ養殖と清澄な海域を好む造礁サンゴの共存は、通常難しい。この両者の共存が、本学水産研究所奄美大島実験場のクロマグロ養殖場では成立している。サンゴはムコ多糖類を主体とした粘液を多量に放出する。この粘液中には、周囲の海水とは異なる細菌群集が多量に存在する。

本研究では、クロマグロ養殖域の海水・サンゴ粘液それぞれの細菌群をメルクマールとして、他の物理・化学的な環境要因を合わせて解析し、クロマグロ養殖とサンゴの共存共栄を可能にする生態系メカニズム解明の端緒とする。調査は和歌山県串本町のサンゴ礁海域(魚類養殖なし)と鹿児島県奄美大島(クロマグロ養殖場)で実施した。サンゴ礁海域の細菌群の動態に関する研究では、その実験手法自体が確立されておらず、まずその確立が重要課題となった。初年度は串本町での実験を通して、サンゴ粘液採取法をはじめとする様々な研究手法の確立に成功した。クロマグロ養殖を行っている奄美大島での野外調査と環境試料の採取は、当初の予定通り5月と11月の2回実施した。採取した種々の環境試料はDNA抽出やフィルターろ過など使途に応じて前処理を施し、適切に保存している。平成23年度に確立した手法を用いて、今後解析を進めていく。本年度は、再現性の確認のため、昨年度と同じ手法で研究を遂行する。ただ、研究項目のうち、サンゴの分類と生産量の項目が十分とはいえない。分類については、Acropora sp.、Favia sp.、Goniastrea sp.がイケスロープでは優占し、特にAcropora sp.が目立って生育しているという目視観察に基づく評価は行っているが、定量的解析が不足している。本年度はこの項目も強化する。このような状況から、「概ね順調に進展している」と判断した。当初の予定通り、クロマグロ養殖の端境期の56月と繁忙期の1011月に奄美大島での野外調査を実施し、4月、8月、12月頃には串本町のサンゴ礁海域での野外調査を実施する。近畿大学水産研究所奄美大島実験場との協力体制も初年度に確立されたので、本年度は同様の調査手法により更に研究データの蓄積を図る。最終的に目指すのは、クロマグロ養殖海域の海水・サンゴ粘液それぞれの細菌群をメルクマールとして、他の物理・化学的な環境要因を合わせて考察することで、サンゴとクロマグロ養殖の共存共栄を可能にする生態系のメカニズムを明らかにすることである。具体的な調査研究項目は平成23年度と同様、次のとおりである:1)多項目水質計(水温、塩分、溶存酸素、クロロフィル、濁度)による鉛直プロファイルの作成、2)各水深での採水(有機物量測定用と細菌群集解析用)、3)海水の流向と流速の測定(小型メモリー流速計使用)、4)海底泥試料の有機物量と硫化物量の測定、5)サンゴ粘液試料の採取(有機物量測定用と細菌群集解析用)、6)細菌群集の構造解析:各種プローブを用いた蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)法及びPCR-DGGE(変性剤濃度勾配ゲル電気泳動)法による解析とブロモデオキシウリジン(BrdU)を用いた増殖活性を示した細菌群のDGGE解析、7)イケスロープ上のサンゴの分類と生息量の評価(スキューバダイビング法による目視観察及び直接計測)観測機器などの必要な備品類は全て初年度で揃え、また研究機関で元々保有しているため、次年度の研究費は全て、消耗品・調査旅費・実験補助の謝金・その他(機材搬送費)として使用する。初年度に採取・前処理・保存した環境試料に加えて、本年度採取する環境試料の解析が必要になるため、物品費はすべてDGGE解析などに用いる試薬類やガラス器具類などの消耗品になる。旅費は奄美大島や串本町への調査旅費になる。室内実験での環境試料の解析が本年度は増えるため、室内実験の補助者が必要になる。
肝・腎トランスポーターによる機能分担と活性調節に関する分子シンクロナイゼーション

1.肝・腎ふりわけのシンクロナイゼーション肝取り込みに働く有機アニオントランスポータ-(Oatp/OATP)の基質となるtemocaprilatやステロイドの硫酸抱合体やグルクロン酸抱合体は主に、Oat3により腎臓中へと取り込まれることが明らかになり、腎臓においてもamphipathicな有機アニオンの取り込みメカニズムが存在することが明らかとした。同じく側底膜側に局在するOat1は水溶性の低分子有機アニオンの種とした腎取り込みに関わることを明らかにした。排泄臓器の振り分けは、排泄・再吸収により決定されることが示唆された。尿細管を介した排泄は一部後述するRSTにより説明できると考えている。Oct1ノックアウトマウスを用いた解析から、metforminの薬効・副作用標的組織として重要であると考えられている肝取り込みは、Oct1により説明されることを明らかとした。2.異物排泄のシンクロナイゼーション脈絡叢上皮細胞の刷子縁膜にOatp3が発現し、ステロイドのグルクロン酸抱合体や胆汁酸など脂溶性の高い有機アニオンの、脳脊髄液中から脈絡叢内への取り込み過程に働いていることを見いだした。その基質選択性は、肝臓に発現しているOatp1と類似していた。水溶性の有機アニオンを輸送するOat3も同じく脈絡叢の刷子縁膜側に局在している。抗生物質の脳脊髄液中からの排泄について、同じく抗生物質を基質とするペプチドトランスポーター(PEPT2)との寄与率を評価した。cefaclorとcefalexinは構造が非常によく似ているものの(1官能基が異なるのみ)、脳脊髄液からの消失速度には顕著な違いが観察され、cefaclorの消失の方が早かった。阻害実験を行うと両化合物で、主として排泄に関与しているトランスポーターが異なっており、cefaclorはbenzylpenicillin感受性の、cefalexinはglysylsarcosine感受性のトランスポーターにより排泄されることが明らかになった。3.取り込み・排泄過程のシンクロナイゼーションの解析1ならびに2で解析した取り込みトランスポーターに対応する排泄側の分子として、Renal Specific Transporterに着目した。HEK293細胞を宿主細胞として安定発現系を作製し、輸送実験を行ったところ、膜電位に依存したp-aminohippurateの輸送活性を示し、生理的な条件下では俳泄側に働いていることが示唆された。近位尿細管の刷子縁膜への局在も、これを示唆している。1)ラットの尿中排泄には性差があることが知られているが、その分子的な詳細は明らかになっていない。本研究で用いた薬物(taurocholate, dibromosulfophtalein, zenarestat)のいずれの化合物についても血中濃度はさほど性差がない一方、腎排泄は雌が雄よりも顕著に大きかった。Zenarestaをモデル薬物として用いて薬物速度論解析を行った結果、再吸収過程に性差があることが示唆された。既知有機トランスポータ-の発現量を、雌雄で比較したところ、Oatp1,Oat2,Oat3に性差が見られた。雌の腎臓では、Oatp1の発現がmRNAレべル、蛋白レベルで見られなかった。一方、Oat2は雌の腎臓で発現していた。Oat3は腎臓の発現には性差が見られなかったものの、メス肝臓には発現していなかった。Oatp1は有機アニオンの肝取り込みにも関わるトランスポーターであり、尿中からの再吸収過程にシンクロナイズして、脂溶性の高い化合物の尿中排泄を低下させているものと考えられる。2)肝腎の振り分けの第一ステップとなる取り込み過程に関わるトランスポーターの基質選択性を比較し、肝腎の組織分布を決めるにあたり、重要な役割を果たすトランスポーターを明らかにすることを最終目標とした。既に腎側底膜に局在する有機アニオントランスポーターOat1,Oat3の遺伝子発現系と腎臓から調製した腎スライスを用いた研究により、Oat1が比較的低分子で水溶性が高いp-aminohippurateを、Oat3がpravastatinの取り込みに関わっていることを明らかにしている。この両有機アニオントランスポーターに焦点をあて、両トランスポーターの基質選択性と肝移行性を比較した。Oat1,Oat3を用いて輸送実験を行ったところ、pravastatin, ochratoxin A, temocaprilatなど肝臓へも分布する薬物の腎取り込みは、Oatl3により大部分説明できることが明らかとなった。現在、肝臓への組織取り込みクリアランスとの比較を行っている。3)Capecitabineは、5-Fuのプロドラッグであり、最終的に5-Fuとなるまでに3段階の活性化を受ける。dose-limiting toxicityである消化管障害と抗癌活性の支配要因を明らかにするために、生理的な薬物速度論モデルを構築した。その結果、癌細胞での活性化及び消失、更には癌細胞における血流であることが明らかとなった。Oct1ノックアウト

マウスを用いた解析から、metforminの薬効・副作用標的組織として重要であると考えられている肝取り込みは、Oct1により説明されることを明らかとした。2.異物排泄のシンクロナイゼーション脈絡叢上皮細胞の刷子縁膜にOatp3が発現し、ステロイドのグルクロン酸抱合体や胆汁酸など脂溶性の高い有機アニオンの、脳脊髄液中から脈絡叢内への取り込み過程に働いていることを見いだした。その基質選択性は、肝臓に発現しているOatp1と類似していた。水溶性の有機アニオンを輸送するOat3も同じく脈絡叢の刷子縁膜側に局在している。抗生物質の脳脊髄液中からの排泄について、同じく抗生物質を基質とするペプチドトランスポーター(PEPT2)との寄与率を評価した。cefaclorとcefalexinは構造が非常によく似ているものの(1官能基が異なるのみ)、脳脊髄液からの消失速度には顕著な違いが観察され、cefaclorの消失の方が早かった。阻害実験を行うと両化合物で、主として排泄に関与しているトランスポーターが異なっており、cefaclorはbenzylpenicillin感受性の、cefalexinはglysylsarcosine感受性のトランスポーターにより排泄されることが明らかになった。3.取り込み・排泄過程のシンクロナイゼーションの解析1ならびに2で解析した取り込みトランスポーターに対応する排泄側の分子として、Renal Specific Transporterに着目した。HEK293細胞を宿主細胞として安定発現系を作製し、輸送実験を行ったところ、膜電位に依存したp-aminohippurateの輸送活性を示し、生理的な条件下では俳泄側に働いていることが示唆された。近位尿細管の刷子縁膜への局在も、これを示唆している。
肺癌の浸潤、血管新生におけるRh0/ROCK系の果たす役割の検討

1肺癌の血管新生について:九州大学病院にて1989年から1993年までの間に手術を行なった66例の非小細胞肺癌症例について検討を行った。46例が男性、20例が女性。年齢の中央値は68歳(35-86歳)。肺癌の病期は1期33例、II期12例、III期15例、IV期6例であった。これらの検体についてMicro Vessel Density (MVD)とVEGFの発現に関してまず検討を免疫染色にて行なった。VEGFの発現とMVDは相関を示した。またVEGFの発現と予後との相関も認められた。RhoA/ROCKの腫瘍における発現とMVDに関しては今回は相関を認めなかった。2細胞株におけるRho/ROCK系の発現:肺癌由来の細胞株にてROCK1/ROCK2の発現をウェスタンプロッティングにて検討した。今回検討した細胞株にてROCK系は一定量以上発現していることが確認された。ROCK2に関しては細胞株による発現量の差は少なかったが、ROCK1に関しては細胞株によって発現量の差が認められた。またROCKの発現量と細胞の遊走能にはある程度の相関が認められた。3ROCK系をノックダウンするsiRNAの作成:ROCK1をノックダウンするsiRNAを作成した。肺癌細胞株へ遺伝子導入することにより50-80%の発現抑制が認められた。これらのsiRNAを用いて細胞の遊走能を検討したが、ROCK1の発現を低下させると肺癌細胞株の遊走能が低下することが確認された。肺癌の病期はI期33例、II期12例、III期15例、IV期6例であった。これらの検体についてMicro Vessel Density(MVD)とVEGFの発現に関してまず検討を免疫染色にて行なった。現在これらに加えてRho/ROCK系の発現を免疫染色にて検討中であり、Rho/ROCK系と血管新生、VEGFとの関連が明らかになると考えられる。2細胞株におけるRho/ROCK系の発現:肺癌由来の細胞株にてROCK1/ROCK2の発現をウェスタンブロッティングにて検討した。3 ROCK系をノックダウンするsiRNAの作成:ROCKをノックダウンするsiRNAを作成した。細胞株へ遺伝子導入することにより50-80%の発現抑制が認められた。これらのsiRNAを用いて細胞の遊走能を検討したが、ROCRの発現を低下させると細胞の遊走能が低下することが確認された。また現在siRNA発現プラスミドベクターを作成中である。これらを用いてin vivoの実験を行なう予定である。
大陸棚と外洋水の海水交換過程の研究

1.ウッズホール海洋研究所との共同研究(1)・木村龍治-J.A.Whiteheadの共同研究木村龍治は、1993年8月、ウズホール海洋研究所に滞在し、ホワイトヘッド氏と共同で、陸棚と外洋の間の海水交換の能率に関する理論的研究および実験を行った。陸棚上の冷水と外洋水の暖水の交換能率は陸棚の幅に依存する。陸棚の幅が内部変形半径より大きいと密度フロントが陸棚上に形成され、海水交換は著しく妨げられる。陸棚の幅が変形半径よりわずかに小さいときは、その幅と密度差に応じた海水交換が行われるが、その際は非線型効果(海水の慣性効果)が卓越する。定量的な海水交換量を求めるため、やや理想化した2層モデルを仮定して海水交換の非線型理論を構築した。その結果、自転効果が大きくなるにつれて陸棚の縁における冷水の厚さが小さくなり、それに応じて海水交換能率も悪くなることがわかった。理論で予測された現象が実際に生じるかどうか確かめるために、回転水槽内部に陸棚のモデルを作り、自転効果の卓越する条件下で、冷水と暖水の境界面の形を観察した。その結果、回転効果が小さい時は、理論と一致するが、回転効果が大きくなると、交換量が理論の予言より大きくなることがわかった。その理由は、フロントが前線不安定を起こして渦が発生するためと考えられる。杉本は、2月下旬にサンディエゴで開かれた米国陸水海洋学会Ocean Science Meetingに出席し、その中でのCOOP(Coastal Ocean Processes)ワークショップに参加した。本ワークショップは、7月中旬にポーランドで開かれた「風による陸棚域の輸送」に関する学際的研究のワークショップの成果を踏えて開かれたものである。Woods Hole海洋研究所のK.Brink博士やオールド・ドミニヨン大学のL.Atkinson教授達を中心とする米国の沿岸、陸棚の海洋研究者が、今後の数年間にどこに重点を置いて共同研究を展開するかについて議論された。それらの情報を収集するとともに、東シナ海など日本との共同研究の接点についても意見交換を行った。その後、ウズホール海洋研究所を訪門して、黒潮沿岸域の低次生産環境に関する杉本らの日本の研究状況を招介するとともに、P.H.Wiebe,C.Davis両博士等による米国東岸のジョージス・バンクの生態系変動に関する研究や、動物プランクトンの計測・解析手法開発等の進行状況について、新しい情報を収集した。さらに、J.A.Whitehead博士、S.Hongo博士、ウズホール海洋研究所長と今後の共同研究のポイントについて種々意見交換した。2.国際ワークショップとシンポジウム(1).根室ワークショップ中田は9月に根室で開かれた国際ワークショップに杉本らとともに参加し、米国西岸の沿岸湧昇生態等と黒潮沿岸域生態等の構造と長期変動過程に関する比較研究のポイントについて検討し、情報交換を行った。さらに、10月には、米国シアトルで開かれたPICES(北太平洋海洋科学機構)の会議に別途費用で参加し、ウズホール海洋研究所のP.H.Wiebe博士や、米国南西海区水産研究所のJ.Hunter博士らと会って、共同研究計画の具体化を検討した。(2).東大海洋研究所シンポジウム1月26日に「黒潮沿岸域の変動と海水交換、魚卵稚仔輸送」に関するシンポジウムを東大海洋研究所において開催し、陸棚と外洋との海水交換に関する問題を含めて、研究成果、今後の重要研究課題について、検討した。本成果は、月刊海洋科学に特集する予定である。

その後、ウズホール海洋研究所を訪門して、黒潮沿岸域の低次生産環境に関する杉本らの日本の研究状況を招介するとともに、P.H.Wiebe,C.Davis両博士等による米国東岸のジョージス・バンクの生態系変動に関する研究や、動物プランクトンの計測・解析手法開発等の進行状況について、新しい情報を収集した。さらに、J.A.Whitehead博士、S.Hongo博士、ウズホール海洋研究所長と今後の共同研究のポイントについて種々意見交換した。2.国際ワークショップとシンポジウム(1).根室ワークショップ中田は9月に根室で開かれた国際ワークショップに杉本らとともに参加し、米国西岸の沿岸湧昇生態等と黒潮沿岸域生態等の構造と長期変動過程に関する比較研究のポイントについて検討し、情報交換を行った。さらに、10月には、米国シアトルで開かれたPICES(北太平洋海洋科学機構)の会議に別途費用で参加し、ウズホール海洋研究所のP.H.Wiebe博士や、米国南西海区水産研究所のJ.Hunter博士らと会って、共同研究計画の具体化を検討した。(2).東大海洋研究所シンポジウム1月26日に「黒潮沿岸域の変動と海水交換、魚卵稚仔輸送」に関するシンポジウムを東大海洋研究所において開催し、陸棚と外洋との海水交換に関する問題を含めて、研究成果、今後の重要研究課題について、検討した。本成果は、月刊海洋科学に特集する予定である。初年度は、大陸斜面域の流動の力学と生物・化学的諸過程に関する学術的研究に焦点を合わせて、日米双方の研究情報の交換を行ない、問題意識の整理を行うとともに、共同研究計画を具体的に打ち合わせた。杉本は8月下旬にウッズホ-ル海洋研究所を訪門して、J.A.Whitehead,T.Joyce,P.Wiebe博士達と合い討論し、先方からは米国東岸の陸棚域とくにCape CodとGeoges Bank周辺域における流動と動植物プランクトンなどの物質輸送過程の最近の研究成果・手法の情報を得た。また、研究所内で東シナ海の陸棚縁辺域および相模湾,土佐湾をモデル海域とした,黒潮と陸岸地形との相互作用による沿岸から外洋への物質の輸送を明らかにするための予備実験を行った。野崎は8月中旬にウッズホ-ル海洋研究所を訪門して、SEEP(Shelf Edge Excharge Process)の研究者たちと会い、計画の進行状況に関する情報を取得した。さらに、ニュ-ハンプシャ-での米国化学者の会議に出席して、オ-シャン・マ-ジン過程のセッションで広く情報を取得した。藤本は、11月下旬に海洋科学技術センタ-において、センタ-発足20周年記念シンポジウムのため来日したC.Dormanウッズホ-ル海洋研究所長、S.Honjo博士等と会い、かつ、12月にウッズホ-ル海洋研究所を訪門して、G.M.Purdy博士らのグル-プとも会合を持って、大西洋のKane断裂帯およびその近くの大西洋中央海嶺を対象とした平成4年度以降の共同調査計画をより具体的に決定した。本年度はまず、ウッズホール海洋研究所のジョン・ホワイトヘッド博士を、8月18日9月1日の15日間招へいし、東大海洋研究所において、木村および杉本と主として、海水中に渦が発生するメカニズムに関する共同研究を行った。