hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写因子CREB3L3による複合的な生活習慣病改善に関わる新規因子の同定

WTマウス、CREB3L3 Tgマウス、FGF21 KOマウス、CREBH Tg FGF21 KOマウスに高脂肪高ショ糖食を摂取させ、食餌誘導性の肥満を発症させた。CREB3L3 Tgマウスでは体重増加の抑制を示すのに対し、CREB3L3 Tg FGF21 KOマウスではその効果を示さなかった。それゆえ、FGF21がCREB3L3による肥満抑制に大きく関与することが示された。脂肪組織重量の変化はCREB3L3→FGF21の経路が関与することを示す結果であった。皮下脂肪では熱産生の律速遺伝子UCP1の発現がCREB3L3 Tgマウスで見られており、白色脂肪組織のベージュ化(褐色脂肪化)が脂肪重量、体重減少に関わったと考えられた。この効果もCREB3L3 Tg FGF21 KOマウスでは観察されておらず、FGF21の関与が大きいことが示された。さらに白色脂肪組織おけるマクロファージの浸潤の抑制がCREBH Tgマウスで観察できており、このことがインスリン感受性の改善に寄与したと推察できる。しかしながら、CREB3L3 Tg FGF21 KOマウスでもインスリン感受性の改善効果は維持されていた。この原因となるCREB3L3が制御する肝臓で発現する遺伝子を網羅的解析から探索したところKisspeptinが候補として抽出できた。CREB3l3 Tg FGF21 KOマウスにKisspeptin RNAiアデノウイルスを投与し、ノックダウンするとインスリン感受性亢進が部分的にキャンセルされ、糖代謝の改善にKisspeptinが関連する可能性を示す結果を得た。プロモーター解析からKisspeptinはCREB3L3により発現が調節されることを明らかにし、CREB3L3はFGF21、Kisspeptinを介し、肥満、糖尿病の病態を改善することを明らかにした。CREB3L3の脂質代謝制御メカニズムに関する報告はあるが、肥満や糖代謝に関する機能や、誘導・活性化因子については不明な点が多い。本研究では、肝臓でCREB3L3を過剰発現するトランスジェニックマウスを用いて、食餌誘導性の肥満および糖尿病における機能およびメカニズムを明らかにし、かつ、CREB3L3の誘導・活性化因子を評価・探索する。本研究によって、CREB3L3の誘導・活性化により新たな生活習慣病を包括的に予防・治療することが可能になることが考えられる。CREB3L3はFGF21の発現を誘導することで糖・脂質代謝を改善することを報告している。CREB3L3過剰発現にFGF21 RNAiでFGF21をノックダウンさせると脂質代謝の改善は消失したが、糖代謝の改善は影響しない結果を得ていた。本課題では遺伝子改変マウスを使い、上記結果を確認し、味解であった糖代謝への影響の分子メカニズムを明らかにすることを目的とした。CREB3L3 TgマウスとFGF21 KOマウスを交配し、CREB3L3 Tg FGF21 KOマウスを作製した。高脂肪・高ショ糖食を負荷するとCREB3L3Tgマウスで見られた体重増加の抑制が見られなくなった。脂肪組織重量の増加の抑制にはCREB3L3-FGF21の経路が関わることが明らかとなった。しかしながら、やはり、糖代謝に関わる点についてはインスリン負荷試験でのCREB3L3 TgマウスのWTマウスと比較した改善効果がCREB3L3 Tg FGF21 KOマウスでも見られた。網羅的な遺伝子解析から新たなCREB3L3の標的遺伝子を同定し、その分子のアデノウイルスRNAiを作製した。現在、CREB3L3 Tg FGF21 KOマウスへ作製したアデノウイルスを投与し、その効果を検討している。CREB3L3の糖代謝改善に機能する可能性のある標的分子を新たに同定し、その機能を現在、解析している。WTマウス、CREB3L3 Tgマウス、FGF21 KOマウス、CREBH Tg FGF21 KOマウスに食餌誘導性の肥満を発症させるため、高脂肪高ショ糖食を摂取させた。同様な変化が皮下脂肪、精巣周囲脂肪、褐色脂肪組織の重量でも観察できており、脂肪組織重量の変化はCREB3L3→FGF21の経路が関与することを示す結果であった。皮下脂肪では熱産生の律速遺伝子UCP1の発現がCREB3L3 Tgマウスで見られており、いわゆる拍脂肪組織のベージュ化(褐色脂肪化)が見られており、これが脂肪重量、体重減少に関わったと考えられた。しかしながら、CREB3L3 Tg FGF21 KOマウスでもインスリン感受性の改善効果はキャンセルされなかった。

CREB3l3 Tg FGF21 KOマウスにKisspeptin RNAiアデノウイルスを投与するとインスリン感受性亢進が抑制でき、糖代謝の改善にKisspeptinが関連する可能性を示す結果を得た。CREBHによる食餌誘導性の肥満、糖尿病の改善のメカニズムとして、FGF21 KOマウスを使い、その作用点を明らかにした。糖代謝に対する改善はFGF21を介したものではないことも明らかにできた。この糖代謝改善作用に関わるCREBHの標的遺伝子の一つとしてKisspeptinが候補になる可能性を示唆できた。WTマウス、CREB3L3 Tgマウス、FGF21 KOマウス、CREBH Tg FGF21 KOマウスに高脂肪高ショ糖食を摂取させ、食餌誘導性の肥満を発症させた。CREB3L3 Tgマウスでは体重増加の抑制を示すのに対し、CREB3L3 Tg FGF21 KOマウスではその効果を示さなかった。それゆえ、FGF21がCREB3L3による肥満抑制に大きく関与することが示された。脂肪組織重量の変化はCREB3L3→FGF21の経路が関与することを示す結果であった。皮下脂肪では熱産生の律速遺伝子UCP1の発現がCREB3L3 Tgマウスで見られており、白色脂肪組織のベージュ化(褐色脂肪化)が脂肪重量、体重減少に関わったと考えられた。この効果もCREB3L3 Tg FGF21 KOマウスでは観察されておらず、FGF21の関与が大きいことが示された。さらに白色脂肪組織おけるマクロファージの浸潤の抑制がCREBH Tgマウスで観察できており、このことがインスリン感受性の改善に寄与したと推察できる。しかしながら、CREB3L3 Tg FGF21 KOマウスでもインスリン感受性の改善効果は維持されていた。この原因となるCREB3L3が制御する肝臓で発現する遺伝子を網羅的解析から探索したところKisspeptinが候補として抽出できた。CREB3l3 Tg FGF21 KOマウスにKisspeptin RNAiアデノウイルスを投与し、ノックダウンするとインスリン感受性亢進が部分的にキャンセルされ、糖代謝の改善にKisspeptinが関連する可能性を示す結果を得た。プロモーター解析からKisspeptinはCREB3L3により発現が調節されることを明らかにし、CREB3L3はFGF21、Kisspeptinを介し、肥満、糖尿病の病態を改善することを明らかにした。肝臓の培養細胞を用いてCREB3L3の遺伝子発現や活性化を、CREB3L3は栄養飢餓時に誘導・活性化することを鑑み、栄養飢餓時に血液中や肝臓中で変化する因子や、生活習慣病改善効果が報告されている化合物を中心に評価・探索する。細胞レベルでスクリーニングしたCREB3L3を誘導・活性化する物質を、マウス個体に投与し肥満抑制効果や糖代謝改善効果を評価する。また、CREB3L3ノックアウトマウスにも投与しその物質による病態改善効果がCREB3L3によるものであることを示す。今後はCREB3L3によるKisspeptinの発現制御の詳細をプロモーター解析から明らかにしていく。Kisspeptinの作用機序とCREBHによる肥満改善作用がオーバーラップする点を明確化する。さらに肥満・糖尿病モデルであるob/obマウス、db/dbマウスとCREB3L3 Tgマウスを交配し、それぞれのマウスの病態を改善するかを検討する。その際にはFGF21、Kisspeptinによる作用に着目し解析を行う。
都市開発におけるコミュニティ資源：国際比較研究

イタリア,フィリピンおよび日本を対象として,市場経済,政府,及びコミュニティの間の諸関係を分析し,環境保全と経済開発を両立させる新しい都市計画を提示した。具体的には,「局地的市場圏」の連鎖を活用することによって,グローバル化にともなう無秩序な「市場化」に対抗するという,社会関係を核とした有機農業関係者の戦略である。そこでは,農村,都市を問わず,参画者全員が,市場や国家からの適度な距離を維持しつつ,環境保全の便益を享受し得る。現代の地方分権化の流れの中では,地方政府が「参加型有機認証制度」の促進や慣行農業に対する一定の規制についての裁量を有することになるため,その実効可能性は高い。我々が、日本、イタリア、フィリピンの比較を行う際に、有益な都市開発のモデルと考えているのはイタリアの事例である。本年度は、イタリアにおける現地調査からイタリア都市開発の基本仮説を検討することを出発点とした。その仮説は、「コミュニティと政府の緊密な連繋の下,市場圧力を共同で規制し,景観保護と経済発展の両立を可能にした。コミュニティの政策への参画により,画一的政府規制(simplification)による都市機能の麻痺を回避できた。」というものである。連繋研究者の村松とともに、研究代表者松原、研究分担者中西がイタリアを訪れ、以下のような実態調査を実施した。すなわち、イタリアにおいても注目すべき都市開発が行われてきたトリノ市、ミラノ市、ボローニャ市を選択し、地方政府とコミュニティの関係について、トリノ工科大学都市論センター、ミラノ工科大学都市工学研究室、ボローニャ大学における専門家からのヒアリングと市長オフィスの関係者やコミュニティ活動者へのインタビューを通じて、地方政府の介入の方策と景観保護のための具体的取り組みを明らかにし、仮説を傍証するに必要な一次資料を入手することができた。そこから明らかになったのは、都市開発における社会ネットワークを活用したコミュニティとの連繋の確保の重要性であり、それを前提として、強力な地方政府の介入の成功が実現しているということである。これに対して、フィリピンでは,市場経済と政府部門が弱いため,人々が無秩序な開発を行っているように見えるが、社会ネットワークにもとづくコミュニティの規制が働いているというという暫定的な仮説を立て、研究分担者中西が次年度のための予備的調査を実施した。本年度は、市場主導の日本、政府主導のイタリアとは対照的な、フィリピンの事例について、研究分担者の中西とともに、研究代表者松原と連繋研究者村松が実態調査を実施し、「市場経済と政府部門が弱いため,人々が無秩序な開発を行っているように見えるが、コミュニティの規制が働いている」という基本仮説についての検証を行った。具体的には、フィリピン大学人文社会学部の専門家とともに、マニラ市、マラボン市、ビガン市を選択し、村会議員や市長など行政側のインフォーマントとともに、スモーキー・マウンテンをはじめとするインフォーマル・セトゥラーやカトリック教会関係者への聞き取りを実施し、前年度のイタリアにおける調査で明らかになった都市開発における地方政府とコミュニティの連繋の重要性の観点から、仮説を再検討した。その結果、イタリア同様に、ビガン市については、観光資源保護という観点から、官民が一体となり、特定地域における景観保全に力を注いでいるものの、多くのばあいは、基本仮説のとおり、コミュニティの規制によって、住民の立場からの無秩序な混乱を防ぐメカニズムが働いていることがあきらかになった。本研究の目的は,日本,フィリピン,イタリアの比較研究を通じて,市場経済,政府,コミュニティの関係に着目し,環境保全と経済開発を両立させる新たな都市計画を検討することであるが,本年度は,フィリピンのマニラ首都圏における有機農産物市場の形成過程とマラボン市における農村と都市の間の社会関係の調査から,「局地的市場圏」の連鎖によって,農村と都市をむすぶ新しい都市開発の可能性を抽出することができた。すなわち,農民団体とそれをサポートするNGOが直接,都市富裕層の有機農産物の需要を喚起して市場圏を拡大し,それによって地方政府の政策を動かす事例を発見することができたのである。それは,中部ルソン地方(ヌエバ・エシーハ州),南タガログ地方(ラグナ州)および西ビサヤ地方(西ネグロス州)に観察することができる。これらの市場圏の拡大は,地方政府に有機農業重視の戦略転換への圧力を与えつつある。こうした動向は,日本の有機農業で発展し,世界的に広まった「提携」関係とIFOAMが中心となって発展しつつある「参加型有機認証制度」(Participant Guarantee System)を活用することをとおして,より深化することが予想される。社会関係を有する都市住民と農村生産者の関係をつうじて,都市住民の「嗜好」の変化を漸進的に実現することが可能であり,それは有機農産物の「市場圏」の拡大をもたらし,最終的には政府への申し立てを可能にし,都市計画の変更を迫るというものである。

以上の仮説は,イタリア中部地方のマルケ州における有機農業の発展過程の調査における有機農業生産単位への集中的なインタビューによって,イタリアをはじめとする欧州の有機農業の発展経路にも適用可能であることが,あきらかになりつつある。これまでの農村と都市の間の社会関係に着目した実態調査から,「局地的市場圏」の連鎖によって,農村と都市をむすぶ新しい都市開発の可能性を予想することができた。フィリピンでは,農民団体とそれをサポートするNGOが直接,都市富裕層の有機農産物の需要を喚起して局地的な比較的小規模の市場圏を拡大し,地方政府に有機農業重視の戦略転換への圧力を与えつつある。こうした動向は,日本の有機農業において発展した「提携」関係と,IFOAMが中心となって発展しつつある「参加型有機認証制度」(Participant Guarantee System)の双方を活用することによって,より強化されるであろう。本年度は,この仮説について,イタリアのベネト州,フィリピンの南ダバオ州,ラグナ州,および日本における中部地方を対象に,農村と連繋した地方都市の発展過程について,有機農業のネットワークが有する意義を捉えるべく実態調査を実施した。この結果,有機農業における多品種少量と多様性重視の特性が,市場メカニズムにおける画一化の諸力に抗する状況を,社会ネットワークが支持していることがあきらかになった。こうして,一般に,有機農業参画者のすべてが,市場や国家からの適度な距離を維持しつつ,便益を享受する環境を実現し得る環境が整えられつつあることが示唆される。これは,とくにフィリピンでは地方分権化の流れの中で,有利に作用している。州政府の裁量によって「参加型有機認証制度」の促進や慣行農業に対する一定の規制が行われるようになったのである。この有機農業に固有のメカニズムは,グローバル化におけるローカル化の新しい論理を示すものであり,環境保全を実現する新しい都市計画の実現に向けて大きな意義を有していると考えられる。26年度が最終年度であるため、記入しない。2013年の超大型台風ヨランダが東ビサヤ地方にもたらした被害は甚大であり,当初の予定を変更し,中部ルソンおよび南タガログの両地方としたものの,同様に豪雨などの被害があり,必ずしも思い通りの調査実施とはならなかった。しかしながら,マニラ首都圏のマニラ市,マラボン市と地方をむすぶ社会関係から「都市」建設におけるオールタナティブな市場の役割についての重要性を確認できた。それは,イタリアのマルケ州における農村と都市の間の関係の発展を理解する上で,大きな役割を持つことがあきらかになった点で,大きな収穫を得ることができた。経済政策本研究は,市場経済,政府,コミュニティの関係に着目し,環境保全と経済開発を両立させる新たな都市計画を検討するものである。本年度までの研究によって,「有機農業」の発展が農村と都市のコミュニティをむすび,都市住民の「嗜好」の変化と局地的市場圏の連鎖をもたらし,新しい都市開発政策を提示し得ることがあきらかになりつつある。
母斑性基底細胞癌症候群におけるアポトーシスおよび癌化機構の解明

一方、放射線照射後の細胞応答能についての解析も行った。放射線照射後のPTCHタンパクの細胞内分布について共焦点レーザー顕微鏡を用いて解析し、PTCHタンパクが放射線照射前後で細胞質内に分布している成果を得た。放射線照射後のMAP kinase cascadeの亢進させるWestern blotの結果を得て、現在阻害剤cyclopamineによるシグナル伝達抑制を試みている。またPTCHタンパクを強制発現すると細胞がアポトーシスを来たして細胞死が誘導されることが知られている。2量体形成性タンパクである14-3-3 proteinの拮抗薬は腫瘍を縮小させる効果が報告されておりその臨床応用が米国を中心に行われているため、本タンパクが疾患で果たす役割についても検討し学会で報告した。母斑性基底細胞癌症候群(以下NBCCS)は、基底細胞母斑、顎骨内嚢胞、椎骨肋骨異常、大脳鎌石灰化、手掌足底皮膚小陥凹等を呈する神経皮膚症候群であり、その原因遺伝子は体節極性遺伝子であるPTCHであることが知られている。平成15年度は当初提出計画どおり、主にNBCCS患者における遺伝子解析を中心に研究を進めてきた。日本人家系でのPTCH遺伝子解析は筆者が最初に行ったが(1999)、今年度はNBCCS患者6名のPTCH遺伝子変異の同定に成功しその成果をすでに公表した(Hum Mutat.2003 21:451-2)。この報告の中で我々は従来行われてきたPCRの方法を改変してダイレクトシークエンス法を用いることにより、従来30%程度とされたPTCH遺伝子変異検出率を75%まで高められたことを報告した。この高変異発見率は検査方法の相違なのか、また人種差によるものなのか今後の症例の集積を待ちたいと考える。またNBCCS患者の中に潰瘍性大腸炎の合併例があることを見出し、PTCH遺伝子変異とともに報告した(Am J Med Genet.2003;121A:65-8)。潰瘍性大腸炎は高発癌性炎症性腸疾患であるがその機序は不明であるため、PTCHタンパクが含まれるヘッジホッグシグナリングの関与の可能性が示唆された。さらにPTCH遺伝子の上流にCGGトリプレットリピートが存在し、転写活性に影響を及ぼしていることを見出して報告した(J Hum Genet.2004 in press)。これはPTCHが転写活性レベルで発現が調節されていることを示す初めての報告であった。このようにして平成15年度はNBCCS患者の遺伝子解析を中心に行いすでに3報報告した。現在は引き続きNBCCS患者におけるアポトーシスおよび発癌機構の解明について、放射線照射実験を継続中でありこれらも近日中に成果公表の予定である。(790字)一方、放射線照射後の細胞応答能についての解析も行った。(800字)
死戦期に発現する遺伝子発現に基づくForensic pathogenesis

脳と心臓で死戦期に発現される諸抗原の分布や特徴を用いて法医病理診断に役立てようと試みた。認知記憶障害患者では、海馬歯状核分子層に複合糖鎖の沈着が観られること、脳と心臓で虚血再潅流が起こるとそれぞれの障害が高度となること、脳での低酸素関連抗原(HIF1α)の発現は死戦期の長さで多くなること、凍死防御抗原であるRBM3抗原は、血管拡張因子としても働くこと、頸部圧迫による死亡事例では、黒質細胞の細胞核にRBM3の発現が特異的に観られることを見いだした。ヒトの死を学問とする法医学では、ヒトの死戦期の細胞変化を具現化出来ことがその個性である。ヒトの死を惹起する心臓と脳の死戦期の細胞変化に興味を持ち研究を継続している。これまで、死戦期の生じる細胞内変化は、死体現象として認識されるより高度で且つ死後にも保存され、生体内変化と同様に非常に顕著且つ高度であることを示してきた。研究初年度は、心筋と小脳での変化を検討した。心臓の検索では、慢性的虚血状態で死亡された老女の例を主として検討したところ、虚血に関わる諸抗原が発現されていた。このことは、これまでの検討結果と幾分相違していた。すなわち、これまでの凍死例や一酸化炭素中毒例での検討では、発現に順序が見られ、RBM3やCIRBPが早期から発現されていた。一方、虚血に関連して発現されるとこの分野で、世界的に、認識されているHIF1αやSIRT1の発現が見られない状態であった。虚血状態が慢性化するとこれまでいわれていたHIF1αやSIRT1も発現されるが、比較的短期間の虚血状態では、発現されない。今後の虚血変化の研究に変更を生じることを示唆する結果であった。急激な脳虚血を引き起こしていたと思われる頸部圧迫に起因する死亡例の各例に於いて、小脳プルキンエ細胞にRBM3やCIRBPの発現が見られたが、HIF1αやSIRT1ノ発現は、全くといっていいほどに見られなかった。これらの2系統の検討から、虚血研究には、従来のHIF!α関連抗原に加えて、RBM3などの検討も加える必要があるとの結論を得た。法医学は、ヒトの死に関して、死のメカニズム、死戦期の状況を精査する学問である。人の死に関しては、人での検証が必要である。今回我々は、ヒト組織を用いて、ヒトの死に深く関わっている脳・心関連を検討し、法医病理学検索に新しい考え方を導入したい。解剖事例で収集・積み重ねてきたヒト脳と心臓組織を用い死戦期の脳・心臓の連携を細胞レベルまで明らかにすることが目的である。病理所見を元に以下の点に着目し免疫組織化学的検討を加え、RNA integrity、RNA western blot分析により発現を確定し、死戦期の虚血等による影響を明らかにした。縊頸、絞頸、扼頸、酸欠、気道閉塞などのいわゆる法医学成書による外窒息状態と一酸化炭素中毒などによる内窒息状態での上記諸遺伝子の動きを検索し、脳と心臓における、Forensic pathogenesis的解釈を可能した。Hypoxiaでは、すなわち、気管支喘息、溺水、空気中低酸素状態(酸欠)等では、脳循環が保たれていることが、Ischemiaとは違うところである。IschemiaとHypoxiaでの脳所見の相違も検索を行い、各種疾病、死因別、状態別に脳の変化、特に小脳の変化を捉え、死戦期の長さと小脳変化が相関するか否かを検討した。ヒトの死と死戦期の状況を把握するため、様々な死亡事例で脳や心臓で死戦期に発現される諸抗原の動態を考察し脳と心臓で死戦期に発現される諸抗原の分布や特徴を用いて法医病理診断に役立てようと試みた。海馬歯状回顆粒細胞層の分子層のレクチンやコンドロイチン硫酸などの抗複合糖鎖抗体に反応する所見を見いだし、認知記憶障害患者では、海馬歯状核分子層に複合糖鎖の沈着が観られることが確認できた。死戦期の長さと顆粒細胞の減少程度に相関関係が観られ、低酸素関連抗原(Hypoxia inducing factor 1 alpha)の大脳黒質周辺での発現も同様に死戦期の長さと相関するという結果が得られたことより脳と心臓で虚血再潅流が起こるとそれぞれの障害が高度となること、脳でのHypoxia inducing factor 1 alphaの発現は死戦期の長さで多くなることも確認できた。頸部圧迫死でのRBM3の反応が顕著だが、心筋梗塞死では反応は陰性か弱く、その他の死因ではRBM3の反応を示すものも見られたが弱かったこの結果より頸部圧迫による死亡事例では、黒質細胞の細胞核にRBM3の発現が特異的に観られることを見いだされた。

脳と心臓で死戦期に発現される諸抗原の分布や特徴を用いて法医病理診断に役立てようと試みた。認知記憶障害患者では、海馬歯状核分子層に複合糖鎖の沈着が観られること、脳と心臓で虚血再潅流が起こるとそれぞれの障害が高度となること、脳での低酸素関連抗原(HIF1α)の発現は死戦期の長さで多くなること、凍死防御抗原であるRBM3抗原は、血管拡張因子としても働くこと、頸部圧迫による死亡事例では、黒質細胞の細胞核にRBM3の発現が特異的に観られることを見いだした。全心臓や全脳の虚血状態での細胞内変化を免疫組織化学的方法で具現化した。虚血状態の細胞内で発現される虚血関連蛋白(HIF1αやSIRT1関連抗原)とHIF1αと独立した状態で発現されるRBM3,CIRBPの発現を検討すると、虚血継続期間が長い個体では、両者とも顕著に発現が見られるが、短時間の例では、後者の発現が見られるのみであった。今後の推進方法:大脳では、部位ごとに虚血に対する抵抗性が相違していることがいわれているが、脳死と植物状態などに見られるごとく、臨床的画像検査あるいは解剖学的経験則からの説明があるのみで有った。研究を継続して、大脳皮質部と脳幹部、小脳プルキンエ細胞などでの虚血関連抗原の全脳虚血時の発現状態の相違点を検索し、死亡直前の急性虚血状態の存在の有無を明らかに出来る方法を開発したい。脳・心関連に係る検討臨床では、心筋梗塞や脳梗塞、脳障害時に脳機能保護を目的に低体温療法を用いられているが、低体温が心臓に及ぼす影響には関心が払われていない。予備的検討では、低体温で、心筋のダメージが予想に反し顕著であることを確認しているため(文献7)、臨床に比して凍死体を取り扱うことが多い法医学からさらなる検討を加え、臨床医学に注意を喚起する。脳・心関連に関して、頭蓋内出血、脳虚血、頭部損傷時に左心室不全が生じることが広く知られている。血管拡張や血管新生に関与する新たな物質の同定:通常、Hypoxi・ischemic組織では、HIF-1αが発現、更に、VEGFが発現され、e-NOsが血管拡張に関与することとされている。また、SIRT1は、p53やHSPの発現に関与することがいわれ,上述のHIF-1αとVEGFの仲立ちをするものともされている。これまでの我々の予備的検討で、抗VEGFやe-NOs抗体と反応性が非常に類似する抗体をいくつか見出している。血管拡張関連のこれまで見見出されていないPathwayの存在を示すものと考えられる。さらなる検討を続け、新規物質の発見を行いたい。併せて、心筋虚血後は線維化で、脳虚血はほぼ脳組織の壊死から空洞化となるメカニズムの違いも明らかにしたい。臨床応用に連なるものと考えている。以上の研究成果は、第100次日本法医学会で発表する。法医学Hypoxiaでは、すなわち、気管支喘息、溺水、空気中低酸素状態(酸欠)等では、脳循環が保たれていることが、Ischemiaとは違うところである。IschemiaとHypoxiaでの脳所見の相違も検索しなければならない。解剖検査で死戦期の状況が把握できれば、死亡までの時間などが推定されることとなり、加害者の行為力の推測に連なる。各種疾病、死因別、状態別に脳の変化、特に小脳の変化を捉え、死戦期の長さと小脳変化が相関するか否かを検討する。
ヒト中枢神経系の発生および形成障害におけるアポトーシス発現に関する遺伝子学的研究

発生過程において神経細胞の数は過剰に産生され、シナプス結合が完成されたのち減少することが知られている。一方、中枢神経系にも生理的に起る細胞死あるいはアポトーシスが報告されている。神経細胞分裂期以降で、このアポトーシス発現の正常発達脳との違いが形成異常脳をもたらす大きな要因の一つであると推察される。そこで、神経細胞の発生各時期でアポトーシスによって生じるDNA fragmentを組織形態学的、遺伝子学的に調べた。対象は、胎生6週から38週の神経病理学的に異常のない24例で、ホルマリン固定パラフィン包理および凍結ヒト胎児脳を用いた。これら各週数について1ないし5例の前頭葉の皮質および側脳室周囲を調べた。アポトーシスの形態学的評価のため、in situ labeling法(TUNEL法)を行い、アポトーシス発現の分布を発達的に検討した。また、対象の胎生20週および36週の凍結脳からDNAを抽出し、Y.Gavrieliらの方法に準じDNA電気泳動をした。その結果、TUNEL陽性細胞は皮質では各週齡で2-3%の細胞にみられた。胎生22から24週で比較的多く、8%の細胞にみられた。また側脳室周囲では、胎生28週以降多くみられた。DNA電気泳動によるladder patternが得られ、TUNEL陽性細胞はアポトーシスと考えられた。胎生22週以降の神経細胞は組織化される時期で、この頃に最も多くのTUNEL陽性細胞が観察された。これは、生理的に神経細胞数が減少しているものと考えられる。すなわち、発生過程における神経細胞数の減少は、その大部分がアポトーシスによるものと推察される。ヒト正常発達脳での生理的神経細胞死の観察は今までの報告になく、新たな知見である。これらの研究成果は、論文投稿準備中である。また現在、形成異常脳でのアポトーシス発現を調べ、その病態解明へと展開している。
個票データの開示とプライバシー保護に関する統計的分析および我が国における実際

前年度の理論的考察に基づき、今年度は実際のデータセットのマイクロレベルデータが公表可能であるか否かを検討した。データセットは主として家計調査を用い、個体識別と予測識別の二つの観点からリスクの評価を行った。その結果以下のような結論が得られた。1.「家計調査報告」から「地域コード」や「世帯人数」など8つの変数をキ-変数として選択した。それらをすべて組み合わせると、何らかの秘匿手段を講じなければ公表できないことがわかる。2.秘匿手段としてよく用いられるtop-coding,bottom-coding,そしてlocal suppressionなどをキ-変数に適用したが、その秘匿効果は大きくない。3.キ-変数のいくつかを完全に削除することを考えた結果、データセットが公表可能となるには、「世帯人数」を含め少なくとも2つのキ-変数を削除すべきであることがわかる。4.適当な抽出率で部分標本を採る。ある一定の標本数を確保するためには、たとえ部分標本を採ったにしても何らかの秘匿措置を講じなければならないことがわかる。5.結局安全なデータセットを得るためには、標本率を0.5とし、「世帯人数」もしくは2変数を同時に削除するべきであることがわかる。6.データセットに識別開示の危険性がないことが確認された後、「所得」、「土地・家屋に対する借金の返済」などの5変数について予測開示の危険性を検討した。その結果、すべての変数について予測開示の心配がないことがわかった。以上の実験結果をまとめ、キ-変数のうち「世帯人数」を削除し、抽出率50%の部分標本を採ることにより、家計調査の結果は個体識別の心配も予測開示の心配もなく公表可能であるという結論を得た。
嗅球のニューロン構成解析：糸球体近傍ニューロン群の再考

嗅覚一次中枢主嗅球は感覚情報処理及び成体ニューロン新生のモデルとして広く解析されている。しかし、嗅球のニューロン構成はまだ不明な点が多いのが現状である。情報処理の機能的単位と考えられている糸球体の近傍ニューロン、特にドーパミン-GABA糸球体近傍ニューロン(DA-GABA JG)について形態解析を進めた。DA-GABAJGは多様で、糸球体にタフト様の突起を有する典型的な傍糸球体細胞、樹状突起と考えられる突起を横に伸ばし複数の糸球体を通過しているニューロンも見られた。一方、optical fractionator定量解析でCRニューロンとSCGNニューロンの差異がより明確になった。本年度はドーパミン-GABA共発現糸球体近傍ニューロンDA-GABA JG cellsの解析と定量解析システムStereoinvestigatorを用いたoptical fractinatorによる糸球体近傍ニューロン群の定量解析を進めた。イタリアFerrara大のDr. O. Belluzziがtyrosine hydroxylase-GFPマウスの嗅球スライスにおいてパッチクランプ法でbiocytin標識したDA-GABA JG cellsを供与してもらい、共焦点レーザー顕微鏡で形態学的解析を進めた。典型的な傍糸球体細胞と考えられるニューロンから、突起を糸球体層に長く伸ばし、明らかに古典的な傍糸球体細胞とは異なる形態を示すニューロンまで、かなり多様な形態を示すニューロン群が標識された。しかし、多くの標識ニューロンはスライス表面近くに存在しており、そのため突起の一部が明らかに切断されており、ニューロンの全体像の把握は困難であった。今後の方針を検討する必要があると思われた。一方、optical fractinatorによる糸球体近傍ニューロン群の定量解析はカルシウム結合タンパクsecretagogin含有ニューロン、calretinin含有ニューロン等いくつか条件を満たす標本が出来て、何例かの解析を進めることができた。しかし、装置の中核となるXYステージコントローラーの不具合が生じ、装置の更新を余儀なくされた。更新後は極めて良好に作動することが確認できたので、今後解析を進めることができると思われる。また、化学的性質に基づいて分類された糸球体近傍ニューロン群の発生時期及び成体での神経新生を検討するためのtymidineアナログBrdU、EdUを投与したマウスも何例か固定し、解析を開始した。装置の更新をしたマイクロブライトフィールド社製Stereo investigatorシステムを使用して、マウス嗅球糸球体近傍ニューロンのoptical fractionator定量解析を進めた。特に、カルシウム結合タンパクcalretini含有傍糸球体細胞とsecretagogin含有糸球体近傍ニューロンの解析に重点を置いた。これまでの蛍光多重免疫染色の結果から、両者はある程度の共存関係があることを明らかにしていたが、嗅球糸球体層の総数を比較したところcalretinin含有傍糸球体細胞はsecretagogin含有糸球体近傍ニューロンの3倍程度もあり、両者はかなり異なったニューロングループと考える必要があることが示されつつある。また、ドーパミン-GABA糸球体近傍ニューロンについては糸球体内の突起があまりに密集して個々のニューロンの突起の形態が明らかにできなかった。しかし、以前の実験で作成していた鼻孔閉鎖により機能的に入力除去した嗅球のtyrosine hydroxylase免疫染色標本を再検討したところ、いくつかの例で、ドーパミン-GABA糸球体近傍ニューロンが散在して個々のニューロンの突起がかなり明確に観察できることに気が付いた。そこで、鼻孔閉鎖マウスを作成し、嗅球ドーパミン-GABA糸球体近傍ニューロンの形態解析を開始した。装置の更新で定量解析が進めるようになり、それまでに作成していた標本の解析が進んだ。ドーパミン-GABA糸球体近傍ニューロン(DA-GABA JGニューロン)についていくつかの方法で形態解析を進めた。まず第1は、鼻孔閉鎖による機能的入力除去を行った嗅球での解析を行った。機能的入力除去によりドーパミン合成酵素チロシン水酸化酵素TH陽性ニューロンが減少する。そのため嗅球の部位によっては比較的少数の残存したTH陽性ニューロン個々の突起が区別できる。このような嗅球を用いてニューロン形態の解析、特に、糸球体内での突起の詳細な解析が行えるようになった。以前の実験から得たラットの機能的入力除去嗅球のTH陽性ニューロンと新たに実験したマウスの機能的入力除去嗅球のTH陽性ニューロンの両者を比較しながら解析を進めた。鼻孔閉鎖による機能的入力除去により残存しているTH陽性ニューロンは多様であるが、明らかに糸球体にタフト様の突起を有するいわゆる傍糸球体細胞PGcellと考えられるニューロンも観察できた。第2に、生体で脳定位固定装置を用いてトレーサーとしてビオチン化デキストランBDAをごく少量、電気泳動的に嗅球糸球体層に限局して注入し、嗅球糸球体近傍のニューロンを標識した。やはり多様なニューロン群が観察でき、蛍光多重染色によりTH陽性ニューロンも確認できた。その中には傍糸球体細胞PGcellとは異なり、樹状突起と考えられる突起を横に伸ばし複数の糸球体を通過しているニューロンも見られた。実験手法により観察されやすいニューロン群が異なるようで、いくつかの手法を組み合わせて多様なニューロン群を解析する必要性が示唆された。情報処理の機能的単位と考えられている糸球体の近傍ニューロン、特にドーパミン-GABA

糸球体近傍ニューロン(DA-GABA JG)について形態解析を進めた。DA-GABAJGは多様で、糸球体にタフト様の突起を有する典型的な傍糸球体細胞、樹状突起と考えられる突起を横に伸ばし複数の糸球体を通過しているニューロンも見られた。一方、optical fractionator定量解析でCRニューロンとSCGNニューロンの差異がより明確になった。本年度の計画の中心の一つであったoptical fractinatorによる定量解析が、装置の不具合により予定どうりに進めることができなかった。装置の更新により定量解析は再び可能となったが、更新にある程度の時間を要したため、計画に若干の遅れを生じることとなった。calretinin含有傍糸球体細胞とsecretagogin含有糸球体近傍ニューロンの関係を共存の率も含めて定量的に明らかにする。そのためには蛍光多重免疫染色標本のoptical fractinator解析を計画している。また、鼻孔閉鎖マウスでの嗅球ドーパミン-GABA糸球体近傍ニューロンの形態解析を進める。更に、150ミクロン厚の固定した嗅球スライスを蛍光免疫染色した後に、蛍光顕微鏡下で脂溶性蛍光色素(DiI等)を陽性細胞内に注入する実験を進めることで、個々の陽性ニューロンの細胞体・突起の形態に明らかにする。神経解剖optical fractinatorによる定量解析を進めるとともに、新たに発見されたカルシウム結合蛋白secretagogin陽性ニューロンの突起の糸球体コンパートメントとの関係、及び、tymidineアナログBrdU、EdUを投与したマウスの解析を進める。本年度は研究は順調に進行したが、前年度の機器の不具合に伴い計画全体としては少し遅れ、本年度のみではその挽回ができなかった。そのため順調に進んだ場合に計画していた物品の購入・実験補助員の募集も遅れ、その結果として次年度に経費を使用することとなった。解析装置の中核となるXYステージコントローラーの不具合が生じ、装置の更新を余儀なくされ経費の多くを費やした。そのために計画していた実験補助員の募集をあきらめたために残額が生じた。計画全体をさらに加速して進めるために全体的な上乗せ分として用いる予定である。装置の更新後良好に作動するので、昨年やや遅れていた実験を進めるために全体的な上乗せ分として用いる予定である。
H/H-MCAマイクロアレイを用いた食道癌治療法決定システムの開発

今回我々は未知の遺伝子を含め、高メチル化/低メチル化異常を網羅的に解析する新たな手法を開発した。本研究には食道がんの治療効果に関連性のある新たなメチル化異常遺伝子を同定すべく、食道がん6症例(放射線化学療法前/後の腫瘍部/非腫瘍部生検12サンプル)を用い、CYP26C1遺伝子を網羅的メチル化解析から同定した。検証セットである食道がん34症例(124サンプル)を用い解析を行ったところ、CYP26C1遺伝子のメチル化は非腫瘍部と比較して有意に腫瘍部に高メチル化を認めた。聖マリアンナ医科大学生命倫理委員会(ヒトゲノム・遺伝子解析研究部会)において本研究内容の承認を得た後、解析とした。まず、6症例のペアサンプル(癌部、非癌部)をテストセットとして用い、gDNAをメチル化シトシン感受性制限酵素で処理した後、Cy3,Cy5でラベリングしH/H-MCA Microarray法にて網羅的DNAメチル化解析を行った。癌、非癌部でメチル化に差のある候補遺伝子群のなかでCYP26C1を選択、定量性に優れるBisulfite-Pyrosequence法にて6ペアサンプルにおける結果の再現性を解析した。結果、良好な結果を得ることができたため、検証セットである34症例(124サンプル)を用い、検証解析を行うこととした。興味深いことに数症例では非癌部においてもCYP26C1のDNA高メチル化を認めていることが判明し、さらに癌部、非癌部の両部位において放射線化学療法後に有意なCYP26C1メチル化レベルの低下を認めることが判明した(癌部:p<0.01(45.1+18.3 to 31.6+14.9)、非癌部:p<0.0001(43.8+10.3 to 50.5+13.8)。食道扁平上皮がんは多中心性発がんの特徴を持つことが既に知られており、癌部は内視鏡検査時に行われるルゴール染色で不染帯として認識される。しかしながら非癌部もルゴールに不染となり、病理組織学的にも低異型度の変化を認めることはしばしば臨床の場で経験される。今後CYP26C1のメチル化が機能的に何を意味するのかを解析する必要があるが、既に非癌部がもつ悪性化へのポテンシャルとCYP26C1メチル化の関与が推測され、食道がん患者の治療方針を決定する上で、癌部のみの局所治療(外科治療やESD)もしくは全身放射線化学療法(CRT)の選択基準のひとつにCYP26C1のDNAメチル化が追加される可能性が推測される。食道がん放射線化学療法前後の癌部および周辺非癌部生検組織を用いたH/H-MCAMicroarray解析および、Pyrosequencing解析により「CYP26C1」遺伝子の同定に成功した。また、通常遺伝子広範囲において高メチル化を示すLINE-1のメチル化レベルが癌部において低下することが、予後、治療抵抗性と相関する可能性から、検証セットによる解析を行った。結果、CYP26C1遺伝子の異常メチル化は癌部において高頻度に高メチル化を示すものの、治療奏効性との相関性は認めなかった。LINE-1も同様に治療奏効性との相関を認めなかった。しかしながら、CYP26C1,LINE-1ともに放射線化学療法前の時点で、癌部だけでなく非癌部においても高メチル化を示す症例では、有意に治療後で(癌部、非癌部とも)メチル化レベルの低下を認めていることが分かった。このことから、組織学的には癌でなくとも、非癌部の一部に遺伝子レベルで癌化のポテンシャルを持っている部位が存在し、同部位に対する放射線化学療法は、EMRや手術治療など局所治療後の再発を予防する意味で重要な可能性が示唆された。網羅的なメチル化マイクロアレイ解析を行った後、クラスター解析によりCYP26C1遺伝子の同定がなされた。本遺伝子は、薬剤代謝に関連が示唆され、治療効果予測との関連性に期待をもてる可能性があるものの、その遺伝子機能の詳細報告は極めて少ない。しかしながら、この解析結果はテストセットサンプルだけでなく、臨床検証セットである食道がん34症例(放射線化学療法前/後の腫瘍部/非腫瘍部生検124サンプル)においても同様に、CYP26C1遺伝子のメチル化は非腫瘍部と比較して有意に腫瘍部に高メチル化を認めた(p<0.04,T:60.7±7.6,ADJ:44.5±11.5)。興味深いことにいくつかの症例では、非腫瘍部においても高メチル化異常を呈しており、腫瘍部と非腫瘍部ともにメチル化レベルの低下が確認された(t:p<0.01(45.1±18.3 to 31.6±14.9),ADJ:p<0.0001(43.8±10.3 to 30.5±13.8))この研究結果を以下の学会にて報告した。渡邊嘉行、伊東文生第62回日本電気泳動学会総会シンポジウム
陽子ビームを用いた歯質中の微量フッ素分布測定

日本原子力研究所、高崎研のシングルエンド加速器を用い、フッ素分布測定法の開発を行なった。1.7MeVに加速した陽子をマイクロビームラインで1μmに収束し、歯に照射した。ビームは静電場により曲げられ、縦横80μm程度の領域を走査し、元素分布の測定を行なった。照査される歯は、4μmのアラミド膜を介し、大気中に置かれた。歯質中のカルシウム濃度は真空槽中に置かれたSi(Li)検出器でカルシウムからのK-X線強度を測定することにより、フッ素濃度は大気中に置かれた大型BGOガンマ線検出器により、^<19>F(p,α)^<16>O反応からのガンマ線を測定することにより求めた。フッ素濃度は、組成が歯とほぼ同じで、フッ素濃度が判っているフロロアパタイトを歯と同じように照射することにより較正した。本研究では歯のような厚い試料測定中のビーム量を測定する新しい方法として、30秒に一回、ビームを横に大きくずらし、銅箔に照射し、銅のK-X線強度を測定する方法を開発した。ビーム強度の絶対値は、ファラデーカップを用いビーム電流を積分しながら、銅のK-X線強度を測定することにより較正した。これにより、ビーム量の絶対値測定が可能となり、元素濃度の絶対値を測定することができるようになった。本研究ではフッ素を徐放する充填材を歯に充填し、どのようにフッ素が歯に浸透するかを測定した。測定の結果、歯質と充填物との境界の6μmほどの狭い領域にフッ素濃度の高い領域があることが測定された。その分布は充填物を入れる前の酸処理によりより多く、やや内側に分布することがわかった。これは、これまで行われてきた10μm程度の分解能での測定では見ることのできなかった構造である。今後これまでの成果をもとに、さらに、さまざまな条件で充填した歯の測定を行なっていく予定である。ビームは静電場により曲げられ、縦横0μm程度の領域を走査し、元素分布の測定を行なった。照射される歯は、4μmのアラミド膜を介し、大気中に置かれた。歯質中のカルシウム濃度は真空槽中に置かれたSi(Li)検出器でカルシウムからのK-X線強度を測定することにより、フッ素濃度は大気中に置かれた大型NaI(T1)ガンマ線検出器により、19F(p,α)160反応からのガンマ線を測定することにより求めた。ビーム強度は、30秒に一回、ビームを横に大きくずらし、銅箔に照射し、銅のK-X線強度を測定することにより求めた。今年度の測定の結果、歯質と充填物との境界の6μmほどの狭い領域にフッ素濃度の高い領域があることが測定された。これは、これまで行なわれてきた10μm程度の分解能での測定では見ることのできなかった構造である。

今年度の実験により、見たい領域を選ぶ手順、濃度の絶対値校正方法の確立がなされたので、今後さらに改良を加えながら、実際の歯の測定を行なっていく事が可能となった。日本原子力研究所、高崎研のシングルエンド加速器を用い、フッ素分布測定法の開発を行なった。1.7MeVに加速した陽子をマイクロビームラインで1μmに収束し、歯に照射した。ビームは静電場により曲げられ、縦横80μm程度の領域を走査し、元素分布の測定を行なった。照査される歯は、4μmのアラミド膜を介し、大気中に置かれた。歯質中のカルシウム濃度は真空槽中に置かれたSi(Li)検出器でカルシウムからのK-X線強度を測定することにより、フッ素濃度は大気中に置かれた大型BGOガンマ線検出器により、^<19>F(p,α)^<16>O反応からのガンマ線を測定することにより求めた。フッ素濃度は、組成が歯とほぼ同じで、フッ素濃度が判っているフロロアパタイトを歯と同じように照射することにより較正した。本研究では歯のような厚い試料測定中のビーム量を測定する新しい方法として、30秒に一回、ビームを横に大きくずらし、銅箔に照射し、銅のK-X線強度を測定する方法を開発した。ビーム強度の絶対値は、ファラデーカップを用いビーム電流を積分しながら、銅のK-X線強度を測定することにより較正した。これにより、ビーム量の絶対値測定が可能となり、元素濃度の絶対値を測定することができるようになった。本研究ではフッ素を徐放する充填材を歯に充填し、どのようにフッ素が歯に浸透するかを測定した。平成12年度の測定の結果、歯質と充填物との境界の6μmほどの狭い領域にフッ素濃度の高い領域があることが測定された。その分布は充填物を入れる前の酸処理によりより多く、やや内側に分布することがわかった。これは、これまで行われてきた10μm程度の分解能での測定では見ることのできなかった構造である。今後これまでの成果をもとに、さらに、さまざまな条件で充填した歯の測定を行なっていく予定である。
降雨レーダ信号に及ぼす後方散乱エンハンスメントの影響に関する研究

本研究では、地球規模の気候変動に大きな影響をあたえる降雨と電磁波の相互作用に着目し、理論的に予想される多重散乱効果によって生ずる後方散乱エンハンスメントが及ぼすミリ波帯レーダ受信機への影響について検討した。まず、往復路の相互作用を考慮した散乱プロセスを取り入れて、放射伝達方程式を修正する形で後方散乱強度を導けるかどうか検討したが、受信位置が完全に後方以外には、送受信間に非対称な位置関係により容易には導けない事が分かり、50GHz帯のミリ波レーダを立ち上げ、後方散乱の実験装置の性能を評価することに重点を置いた。システム全体の校正を行った後、多重散乱過程を分離できるかどうか実験を行った。その結果、時間分解能3nsec程度で、個々の散乱プロセスが分離でき、精度の高いレーダであることを確認できた。次に、上空からの降雨分布を測定の際に、海面からの反射エコーの影響を調べるために、海面の波などを想定した粗さによる影響を調べた。測定の結果、平坦な表面とは異なるパルス波形、特に表面と散乱体とを経由する2回の散乱において、位相の変化が原因と思われるパルス波形の変化が得られた。降雨によるエンハンスメントによる影響は、光の散乱の場合とは異なり、受信する視野角が広くなっており、後方の非常に狭い角度内でおこる現象の観測は、極めて困難であることが分かった。従って、室内の実実験条件の制約等からエンハンスメントを測定する角度は極めて小さく、角度の分解能をあげる必要があるため、伝搬距離を増やすなど更な工夫が必要であると考える。雨、雲、霧等を含むランダム粒子による電磁波の散乱問題は、マイクロ波レーダをはじめとする各種リモートセンシング等の実際的な問題に密接に関連している。本研究では、ランダム粒子による電磁波の散乱問題の中で、主として地球規模の気候変動に大きく影響を与える降雨と電磁波との相互作用を理論・実験の両面から検討し、理論的に予想される多重散乱効果によって生ずる後方錯乱エンハンスメントが及ぼすミリ波帯レーダ受信強度への影響について明らかにする。多重散乱問題を取り扱うのには、電波の偏波状態を完全に記述できるストークスベクトルを採用し、このストークスベクトルに対する時間項を含む放射伝達方程式を基本式とする方法が一般的であるが、通常用いられるこの方程式では、後方散乱のエンハンスメントが組み込まれてこない。そこで、散乱プロセスを取り入れて、放射伝達方程式を修正する形で後方散乱強度が導けるかどうか検討を行った。その結果、受信位置が完全に後方(散乱角が180度)の場合には、このような取り扱いも可能である事が分かった。しかしながら、完全に後方ではないバイスタチックのような位置に対して、放射伝達方程式に基づく方法では、送受信間の非対称な位置関係により非常に困難である。更に重要なことは、エンハンスメントに寄与する往復路の相互作用を考慮した散乱プロセスを導入しないと、電磁波の相反性が成り立たない事がわかった。このことを確かめる為に、擬似的に降雨モデルを作成し、ミリ波電波での散乱実験での検討を一部行う予定である。本研究では,電磁波のリモートセンシング問題において,主として地球規模の気候変動に大きく影響を与えている降雨と電磁波との相互作用を理論・実験の両面から検討し,多重散乱効果によって生ずる後方散乱エンハンスメントが及ぼすミリ波帯レーダ受信強度への影響について明らかにすることである。昨年度は,放射伝達方程式をもとに理論的にエンハンスメントの効果を組み入れる式を主として検討してきた。今年度は,散乱実験を実証するために50GHz帯のミリ波レーダを立ち上げ,その実験装置の性能を評価することに重点をおいた。装置の性能を試すために,校正方法の手順を最初に確認した。この校正にあたって,測定すべき散乱物体を置く地点にアルミ平板をおき,この平板による反射を基準として,ネットワークアナライザとアンテナ送受信部を含むシステム全体の校正を行った。この校正後,基本的形状をした物体による散乱特性,特に多重散乱過程を分離して測定できるかについて,集中的に実験を行った。

その結果,時間分解能3nsec程度で,個々の散乱プロセスが分離でき,極めて精度の高いレーダであることを確認した。性能試験の結果,幾つかの散乱過程が分離・区別して把握できるので,さらに物体をいろいろ組み合わせた散乱モデルに対する実験の検討もしている。この中で,レーダに及ぼす多重散乱に関連する現象を見出すことを行う。しかる後,擬似降雨モデルでのエンハンスメントの影響に関する実験を行い,受信強度の同一偏波成分と交差偏波成分も測定する予定である。電磁波のリモートセンシング問題において、降雨粒子による電磁波の散乱現象のより詳細な解明は、地球規模の気候変動に大きな影響を与える降雨分布を正確に把握する上で必要である。昨年度からの50GHz帯ミリ波レーダによる散乱実験では、装置の校正と性能評価を継続し、複数散乱体からの多重散乱の測定が出来るかどうかに重点をおいた。その結果、単一散乱体からのクリーピング波などの測定は、分解能の関係で困難であるが、異なる散乱体間の多重散乱は可能であることが示された。今回の実験では、上空からの降雨分布を調べる際に海面からの反射エコーが混在し、その海面と降雨との相互作用の影響を検討するため、表面として、海面の波などを想定した粗さのある表面を模擬的に作り、その表面近くに置かれた円柱散乱体からの散乱パルス波形を測定して粗さによる影響を調べた。測定の結果、平坦な表面とは異なるパルス波形、特に表面と散乱体とを経由する2回散乱において、位相の変化が原因と思われるパルス応答波形の変化が得られた。更に、窓関数の選び方を含む信号処理の方法等により、微小信号の検出、分離に対する方法の検討も必要であると思われる。本研究の主目的である降雨によるエンハンスメントによる影響は、光の後方散乱の場合とは異なり、受信する視野角が広くなっており、後方の非常に狭い角度内でおこる現象の観測は、極めて困難であることが分かった。従って、室内の実験条件の制約等から、エンハンスメントが測定できる角度は極めて小さく、角度の分解能をあげる必要があるため、伝搬距離を増やす等、更なる工夫が必要であると考える。