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東アジアにおける繍仏の基礎的研究

本研究は刺繍により仏教尊像や仏教的主題を表現した繍仏について、図像・技法・様式を分析し、繍仏を総合的・体系的に捉えることを目的とするものである。この目的に則り、日本国内、国外の日本製作品(一部中国、朝鮮半島製)の所在情報を獲得し、同時に約80点について実見調査を実施した。奈良国立博物館とも共同調査を実施し、その成果は同館が2018年に開催する、繍仏を主要なテーマとする特別展にもいささかの寄与をすることとなった。研究代表者が2005年に刊行した書籍以降も、繍仏作品の新発見が相次ぐ中、本研究は新発見の作品を新たに位置づけるとともに、さらなる作品の新発見と報告、再認識を促す契機を作った。【1.国内外の繍仏の所在に関する情報収集】本研究は第一に、日本中世近世期および同時代東アジア繍仏の現存作例を掌握したうえで、重要と目される作例を可能な限り網羅的に調査することが大前提となる。そのため各種刊行物やウェブ上に公開されているデータを博捜、また国内外の関連分野の研究者に情報提供を呼びかけるなどの情報収集作業を精力的に行った。その結果、国内外に所在する繍仏に関する情報についてある程度網羅し、現時点での現存作例について再確認することができたと言える。【2.繍仏現存作例の作品調査】1によって得た情報を基に、国内に所在する日本中世近世期および同時期の中国の作例の実見調査を行った。この際、仏教的主題以外の刺繍作品もいくつか対象に加えることで、主に材質・技法の観点から繍仏の調査および分析を進めることができた。本年度はこれまで未調査の作品を中心に、米国4点、国内16点の作品を実見調査した。【3.繍仏現存作例にかかる詳細情報の基礎データ化】1,2によって得られた繍仏の現存作例に関する、法量・図像・材質・技法・銘文・箱書・関連情報などを整理し、成果報告書の刊行や公開に向け、基礎データを作成、さらにデータの充実を図った。情報をデータ化することにより、調査作例の図像・材質技法・様式をグルーピングすることが可能となり、地域的・時代的・主題的特色を総合的に踏まえた分析および来年度以降の調査研究課題を洗い出すことができた。約90件の作例について基礎データを作成した。研究2年目である本年度は、主として国内外に所在する中国の作例の実見調査を実施することで、図像・材質技法・様式の詳細な分析を行った。これらの調査によって得られた繍仏の現存作例に関する、法量・図像・材質・技法・銘文・箱書・関連情報などを整理した。主要な調査作品は以下の通りである。国宝刺繍如来説法図1幅唐時代8世紀(奈良国立博物館)、刺繍如来三尊図1幅唐時代8世紀(大英博物館)、刺繍幡残欠5点唐宋時代810世紀(大英博物館)、刺繍キリスト像2枚明時代17世紀か(V&A美術館)、刺繍種子文袈裟1領江戸時代末期近代(V&A美術館)繍幡残欠3点唐宋時代810世紀(V&A美術館)、刺繍千手観音菩薩図1幅南宋時代1213世紀(台北國立故宮博物院)、刺繍仙人図12幅明時代17世紀(台北國立故宮博物院)、刺繍咸池浴日図1幅南宋時代1213世紀(台北國立故宮博物院)、刺繍師普賢菩薩1幅清時代17世紀(台北國立故宮博物院)※台北國立故宮博物院所蔵作品は展示施設である九州国立博物館にて調査3年目にあたる本年度は、主として日本国内に所在する中世近世の繍仏作品について、実見調査を実施した。主要な作品は以下の通りである。刺繍釈迦三尊図(山梨・久遠寺所蔵鎌倉時代・14世紀)、刺繍阿弥陀三尊来迎図(山梨・九品寺所蔵室町時代・15世紀)、刺繍十羅漢図(福岡・個人蔵江戸時代・18世紀か)、刺繍釈迦誕生図(長崎・最教寺江戸時代もしくは中国清時代18世紀)、刺繍両界曼荼羅図(福井・西福寺南北朝時代・14世紀)、刺繍釈迦涅槃図(石川・弘願院江戸時代・天和3年=1683年)、刺繍阿弥陀三尊図(石川・西福寺平安時代・12世紀か)このうち、山梨・久遠寺所蔵の刺繍釈迦三尊図は、中尊釈迦如来、及び脇侍の騎獅文殊菩薩、騎象普賢菩薩のいわゆる釈迦三尊図が刺繍であらわされた作品であり、本調査とは別にプロジェクト責任者が調査に係わった結果、平成25年に山梨県指定文化財に指定された。今回改めてより詳細な事件調査と写真撮影を実施し、本件の刺繍技法が極めて緻密であり、また使用される色糸の数も多彩であり、また仏教絵画の画像としてみても、画風が整っていることから、現存する中世繍仏の中でも初期に属すると判断されることなどが確認された。海外に所在する作品の調査を計画していたが、日程など調整の不調により実施が不可能となった。また研究分担者1名が転職により研究計画から離脱することとなったため、計画どおりの遂行ができなかった。

刺繍により仏教尊像や仏教的主題を表現した「繍仏」について、日本中世近世期を中心に、同時期の中国や朝鮮半島など、東アジアの作例をも視野に収めつつ、現存作例の調査に基づいて図像・技法・様式を分析し、繍仏を総合的・体系的に捉えることを目的とするものであり、本年度も前年度に引き続いての実見調査と、最終年度であることを踏まえた整理を実施した。1前年度に続き、国内に所在する中世近世期の作品について実見調査を実施した。主な作品は以下の通りである。・刺繍阿弥陀三尊来迎図1幅(東京国立博物館所蔵)・刺繍種子三昧耶幡2流(東京国立博物館所蔵)・刺繍阿弥陀来迎図1幅(神奈川・清浄光寺所蔵)・刺繍阿弥陀名号1幅(神奈川・清浄光寺所蔵)・刺繍阿弥陀三尊来迎図1幅(神奈川・清浄光寺所蔵)・刺繍楊柳観音図1幅(京都国立博物館蔵)・刺繍種子阿弥陀四尊図1幅(京都・智恩寺)・刺繍釈迦涅槃図1幅(岐阜・恵那寺所蔵)・刺繍釈迦八相涅槃図(京都・天龍寺)1幅2チベットのラサ地区を中心に、密教寺院や博物館を訪れ、実見調査を行った。調査寺院や施設は以下の通りである。・デプン寺・ガンデン寺・セラ寺・葯王山・ポタラ宮・西蔵博物館・大昭寺(ラサ地区)・タシルンポ寺・シャル寺(シガツェ地区)・ミンドゥリン寺・サムイェー寺(ツェタン地区)研究代表者の平成28年4月1日付の人事異動により、勤務地を東京国立博物館より京都国立博物館へ移すこととなり、当初想定していた通常業務の内容・場所に大きな変更が生じた。このため、実見を伴う調査の計画を変更せざるを得ないこととなった。また調査を実施する過程で、従来未調査・未紹介の作品で、調査が必要と考えられる作品が複数存在することが判明した。以上の事由により、1年度の研究期間の延長を申請し承認を得たところである。本研究は刺繍により仏教尊像や仏教的主題を表現した「繍仏」について、日本中世近世期を中心に、同時期の中国や朝鮮半島など、東アジアの作例をも視野に収めつつ、現存作例の調査に基づいて図像・技法・様式を分析し、繍仏を総合的・体系的に捉えることを目的とするものであり、29年度も28年度に引き続いての実見調査と、最終年度であることを踏まえた整理を実施することができた。国内に所在する中世近世期の作品について実見調査を実施した。重要文化財刺繍阿弥陀三尊図(石川・西念寺蔵)、刺繍種子阿弥陀三尊図(大阪・金剛寺蔵、刺繍種子阿弥陀四尊図(京都・智恩寺蔵)、刺繍釈迦涅槃図(千葉・松翁院蔵)、刺繍釈迦涅槃図(岐阜・盛巌寺蔵)、刺繍釈迦八相涅槃図(京都・天龍寺蔵)、刺繍種子(滋賀・石道寺蔵)このうち刺繍釈迦涅槃図1幅(千葉・松翁院所蔵)は縦が3メートルを超える大型の刺繍涅槃図(江戸時代・17世紀)であり、浮世絵師として著名な菱川師宣とその父吉左衛門が共同制作した作品として、近年注目されている作品である。大型で全体像の写真撮影や調査が困難であったため、大型スキャナーを現地に設置し、高精細の画像を撮影した。なお本調査は千葉市美術館および国際浮世絵学会との共同調査として実施した。いくつかの作品については奈良国立博物館との共同調査を実施した。同館では平成30年度に、繍仏をメインテーマとする特別展が開催予定であり、展示予定作品に本研究調査の対象であった作品が多数ピックアップされ、また研究代表者も展覧会図録に論考を寄稿予定であるなど、展覧会の充実に大きく資するものとなったと考える。本研究は刺繍により仏教尊像や仏教的主題を表現した繍仏について、図像・技法・様式を分析し、繍仏を総合的・体系的に捉えることを目的とするものである。この目的に則り、日本国内、国外の日本製作品(一部中国、朝鮮半島製)の所在情報を獲得し、同時に約80点について実見調査を実施した。
ESR1アイソフォームによるエストロゲン感受性腫瘍の内分泌・化学療法耐性獲得機構

本研究では、エストロゲン受容体α(estrogen receptor α, ERα; ESR1)アイソフォームが、エストロゲン感受性腫瘍の悪性化に伴う内分泌・化学療法耐性獲得に関与するか検討を行うことを目的としている。ESR1アイソフォームの中で特にC末端欠損型ESR1変異体は恒常的転写活性化能とERアンタゴニスト耐性を保持するため、エストロゲン感受性腫瘍の内分泌・化学療法耐性獲得に寄与する最有力候補分子である。そのため、ESR1アイソフォームとしてC末端欠損型ESR1変異体を研究対象として研究を遂行している。当該年度は、C末端欠損型ESR1変異体の再解析と変異体の構造-転写活性化連関を解析した。C末端欠損型ESR1変異体の再解析により、乳がん由来細胞株から従来の1-2-3-4-cryptic exon型とは異なる1-2-3-cryptic exon型のC末端欠損型ESR1変異体を新規に同定し、その変異体がより強い恒常的転写活性化を示すことを見出した。この変異体遺伝子を乳がん由来培養細胞株であるMCF-7に導入し、変異体を安定に発現する細胞株を樹立した。安定発現細胞株を用いて細胞増殖能を解析したところ、変異体発現細胞株は変異体非発現細胞株と比較し、恒常的に細胞増殖能が亢進しており、その増殖能亢進はERアンタゴニストであるフルベストランに対して耐性を示した。また、人為的に作成した多種類のESR1コンストラクトを用いてエストロゲンの古典的および非古典的作用経路を解析した。この解析を通してC末端欠損型ESR1変異体の構造-転写活性化連関を解明するとともに、C末端欠損型ESR1変異体がエストロゲンの古典的経路だけでなく、非古典的経路を恒常的に活性化すること、さらに、全長型ESR1とは転写活性化プロファイルが異なることが判明した。当該年度の研究計画では、ESR1アイソフォームの機能解析を行うとともにESR1アイソフォームを発現する安定発現株を樹立し、ESR1アイソフォームが、培養細胞レベルで内分泌耐性及び化学療法耐性の獲得に寄与するか検討することを目的としていた。当該年度では、まず、より強い恒常的転写活性化能とERアンタゴニスト耐性を持つ新規C末端欠損型ESR1変異体を同定した。そして、乳がん由来細胞に安定的に導入し、細胞増殖能の解析を行ったところ変異体発現細胞の細胞増殖が、リガンド非依存性とERアンタゴニスト耐性を示すことが確認された。これらの結果から、恒常的転写活性化能とERアンタゴニスト耐性を持つC末端欠損型ESR1変異体の発現誘導は乳がん由来培養細胞レベルで内分泌耐性及び化学療法耐性の獲得に寄与することが示された。さらに、変異体の構造-転写活性化連関の解析からC末端欠損型ESR1変異体がエストロゲンの非古典経路も恒常的に活性化可能であることが判明した。C末端欠損型ESR1変異体の転写活性化プロファイルは、全長型ESR1のリガンド依存的転写活性化パターンと異なり、C末端欠損型ESR1変異体が、全長型ESR1とは異なる遺伝子発現カスケードを制御することが示唆された。以上より、当該年度は、計画通りに新規ESR1アイソフォームの機能解析を行い、ESR1アイソフォームの培養細胞レベルでの内分泌耐性及び化学療法耐性の獲得への寄与を同定し、さらに、ESR1アイソフォームの構造-転写活性化連関の解明を行うことができた。そのため、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。近年、ホルモン感受性腫瘍が上皮間葉転換を引き起こすことで、細胞接着能の喪失と遊走・浸潤能の獲得が行われることが示されている。本研究におけるC末端欠損型ESR1変異体の構造-転写活性化連関の解析からC末端欠損型ESR1変異体が制御する遺伝子発現カスケードが、全長型ESR1と異なることが示唆された。そのため、さらなるC末端欠損型ESR1変異体の機能解析とともに、C末端欠損型ESR1変異体を誘導した安定発現細胞株を用いて変異体により調節される一連の遺伝子発現カスケードを解析するとともにC末端欠損型ESR1変異体の発現が上皮間葉転換に関与するか検討を行うことを計画している。

また、人為的に作成した多種類のESR1コンストラクトを用いてエストロゲンの古典的および非古典的作用経路を解析した。この解析を通してC末端欠損型ESR1変異体の構造-転写活性化連関を解明するとともに、C末端欠損型ESR1変異体がエストロゲンの古典的経路だけでなく、非古典的経路を恒常的に活性化すること、さらに、全長型ESR1とは転写活性化プロファイルが異なることが判明した。当該年度の研究計画では、ESR1アイソフォームの機能解析を行うとともにESR1アイソフォームを発現する安定発現株を樹立し、ESR1アイソフォームが、培養細胞レベルで内分泌耐性及び化学療法耐性の獲得に寄与するか検討することを目的としていた。当該年度では、まず、より強い恒常的転写活性化能とERアンタゴニスト耐性を持つ新規C末端欠損型ESR1変異体を同定した。そして、乳がん由来細胞に安定的に導入し、細胞増殖能の解析を行ったところ変異体発現細胞の細胞増殖が、リガンド非依存性とERアンタゴニスト耐性を示すことが確認された。これらの結果から、恒常的転写活性化能とERアンタゴニスト耐性を持つC末端欠損型ESR1変異体の発現誘導は乳がん由来培養細胞レベルで内分泌耐性及び化学療法耐性の獲得に寄与することが示された。さらに、変異体の構造-転写活性化連関の解析からC末端欠損型ESR1変異体がエストロゲンの非古典経路も恒常的に活性化可能であることが判明した。C末端欠損型ESR1変異体の転写活性化プロファイルは、全長型ESR1のリガンド依存的転写活性化パターンと異なり、C末端欠損型ESR1変異体が、全長型ESR1とは異なる遺伝子発現カスケードを制御することが示唆された。以上より、当該年度は、計画通りに新規ESR1アイソフォームの機能解析を行い、ESR1アイソフォームの培養細胞レベルでの内分泌耐性及び化学療法耐性の獲得への寄与を同定し、さらに、ESR1アイソフォームの構造-転写活性化連関の解明を行うことができた。そのため、研究はおおむね順調に進展していると考えられる。近年、ホルモン感受性腫瘍が上皮間葉転換を引き起こすことで、細胞接着能の喪失と遊走・浸潤能の獲得が行われることが示されている。本研究におけるC末端欠損型ESR1変異体の構造-転写活性化連関の解析からC末端欠損型ESR1変異体が制御する遺伝子発現カスケードが、全長型ESR1と異なることが示唆された。そのため、さらなるC末端欠損型ESR1変異体の機能解析とともに、C末端欠損型ESR1変異体を誘導した安定発現細胞株を用いて変異体により調節される一連の遺伝子発現カスケードを解析するとともにC末端欠損型ESR1変異体の発現が上皮間葉転換に関与するか検討を行うことを計画している。研究成果:「整形外科学領域における逆転写ー定量PCR(RT-qPCR)法で使用する安定な参照遺伝子選択の重要性」の論文掲載料・論文別刷り代の請求が当該年度3月の予定であったが、印刷の遅れにより、4月以降の請求となったため、次年度使用額が生じた。「次年度使用額」は、当該論文の論文掲載料・論文別刷り代に充てる予定である。
氷温効果と過冷却状態の等価性に関する研究

0°Cより下の氷点直下前の温度つまり氷温温度に置き一種の冬眠状態にすると、食品の長期保存が可能であることが分かってきた。また、医学分野においては臓器の保存、移植に水の過冷却状態が重要な意味をもつ。このようにSuper Cooled Waterとその結晶化の問題は物理学の基礎的興味からだけでなく応用諸分野との関係において重要性が増している。本研究室ではこれらに関する予備的な実験を行い下記のような結果を得た。1. n-heptane中に微小水滴を懸濁させたものをガラス製の試験管に入れて試料とした。過冷却水エマルジョンの体積変化を測定したところ、水の純度に応じ、-32°Cから-8°C付近で過冷却水滴が氷に相転移する際の体積増加を観測した。2.直径1.4mmのサーミスタ温度計で水滴の温度をモニターしていたところ転移点で急激で大きな温度巾の昇温を捕捉した。巨視的水滴を用意する条件を見いだし、安定な過冷却水滴で実験することが可能となった。また、冷却器の発する騒音のでない無音冷却の方式を開発した。3.この環境で固化の瞬間をビデオ画像に捉えることに成功した。その際発生すると予想されるAE信号を捉えようと円筒型超音波受波子で信号検出を試みたが特性周波数帯にはそれらしきものは観測されなかった。本研究では、微小過冷却水滴が氷に相転移する瞬間の体積増と潜熱の吐出しを超音波AE信号と高速温度計で検出記録し、結晶化過程の時間推移を研究している。本補助金をかわきりにこの方向で今後も研究を進める予定である。ある種の食品を0°Cより下の氷点直前までの温度におくことにより、長期保存が可能であることが分かってきている。また医学分野においては臓器の保存、移植に大きく貢献する可能性が期待されておりこれらは氷温効果と呼ばれている。氷温効果に関する研究は、本来物理化学的手法で研究されるべき側面を有しているにもかかわらず、現象が極めて応用サイド領域で生じるため微視的理解が進んでいない。その原理的解明には1次相転移問題の応用的課題として取り上げることが1つのアプローチと考えられる。本研究では過冷却水滴に関して最低過冷却温度と、結晶化の実時間に着目して実験を行った。最低過冷却温度に対しては水の結晶化による体積変化から凍結温度を測定し、結晶化の実時間に対しては水滴の結晶化により発せられる弾性波を測定しその時間解析を行い、これらの実験により過冷却水滴の結晶化温度と、結晶化機構に関して研究した。体積変化は油中水滴型のエマルジョンを用いて測定し、水滴は38.3°Cから凍結が開始され40.8°Cですべての水滴が凍結した。結晶化時間は直径0.6mmの水滴からの弾性波を圧電センサーで受信し、キャリア周期54nsの自由減衰波形が観測された。さらに、凍結時の潜熱放出について興味ある結果が得られた。過冷却水においても液体状態から固体へ相転移するとき体積の膨張と潜熱の放出が見られるが、潜熱の放出は10度にものぼる温度上昇を伴い、その結果出来たばかりの氷が融解する。この断熱的瞬時凍結に伴う不安定性の繰り返しが高速温度計で観測された。これらの実験によって、過冷却水滴の時間的振舞いへの知見を深まると同時に氷温効果の原理的解明に一歩近づけるものと期待される。
半導体超構造に於けるスカーミオン (スピン・電荷結合励起)

近年の半導体工学の成果は目覚しく、半導体結合界面に高移動度をもつ2次元電子系の生成を可能にしている。2次元空間にはその位相的性質の特殊性に起因して不可思議な現象が起こり得る。例えば、平面電子は磁場中で磁束と結合してポーズ粒子に転換され単独で凝縮可能になる。具体的には量子ホール状態は単独電子の凝縮状態と考えられる。この結果、量子ホール系には巨視的コヒーレンスが発生し一般に位相的励起が存在する。スピン自由度を導入した時、昨年度提唱した改良複合ボソン理論に立脚してスピン・コヒーレンスが発生する事を示したのが第一の研究成果である。この様なコヒーレンス系に存在する位相的励起はスカーミオンである。元来、スカーミオンは核子を記述するために導入されたO(4)内部対称性をもつ非可換位相励起であるが、量子ホール系ではO(3)スピン対称性を持つ。スカーミオンは従来知られていた概念であるが、場の理論的に導いたのは初めてである。2次元電子系を二枚平行に近接して配置する事により強磁場中で2層量子ホール状態を実現できる。上記の解析を2層量子ホール系に拡張し新しい成果を得た。二層の自由度を擬スピンと呼ぶ。スピンと擬スピンの自由度がコヒーレントに絡み合ってSU(4)の自由度が実現し、その励起はSU(4)スカーミオンであることを改良複合理論に立脚して示した。これが第二の成果である。更に上記の理論的成果を検証するための実験を行なってもらった。実験は東北大学理学部超低温研究施設、同大学電気通信研究所高速知能システム研究施設およびNTT基礎研究所に依頼した。2層系で占有率υ= 2でSU(4)スカーミオンが存在する傍証を得た。又、2層系で層間コヒーレンスが存在する傍証も得た。以上の研究成果は、6編の国際的に著明な専門誌に発表し、又、3つの国際会議で発表した。特に、2000年アメリカ物理学会で招待講演を行なった。
化学療法に伴う末梢神経障害の尺度開発によるケアマネジメントの包括的評価

本研究の目的は,日本人に適した化学療法による末梢神経障害を計量的に測定する尺度開発を行い,ケアマネジメント介入を行うためのアプリ教材を開発することであった.文献検討と質的研究,専門家の判断を加え120項目の暫定版質問票を作成した.全国5か所において末梢神経障害を有する対象者327名から回答を得た.尺度開発の手順に従い分析を進めた.その結果,信頼性(α係数0.826)・妥当性が証明された4因子15項目からなる「化学療法に伴う末梢神経障害の包括的評価尺度」が完成した.また介入教材として「安全・安心の暮らしサポートアプリ」20分を作成した.今後はチームでのケアマネジメントをめざしている.本年度の研究目的は、文献およびこれまでの研究蓄積から、暫定版の尺度項目を抽出する。アジア圏を代表し、韓国の専門家から質問項目の妥当性に関して意見を聴取することであった。文献では、末梢神経障害を評価するアセスメントツールに利用されている内容と頻度を明らかにするために、日本文献を2004-2012年「がん、化学療法、末梢神経障害」で検索をかけ(1)テキスト17件(2)原著論文73件を整理した5その結果、日本では両者ともアセスメントツールとしてはNCI-ETCAE,DEB-NTCを複数利用していたが、そのほか、FACT/GOG-Ntx,自覚症状質問票、振動感覚計AU-02Bなどアセスメントツールには多様性があり統一されていない状況が明らかにされた。世界での原著論文はPubmedにて2008-2012年「peripheral neuropathy, Chemotherapy, Nursing」で検索をかけ11件が対象論文になった。その結果はアセスメントツールとしては、NCI-ETCAE,FACT/GOG-Ntxが使用されここでも統一されていない。尺度としではGOG-Ntxが使用され,その後2013年EuropeanからQLQ-CIPN20が新たに尺度開発された。これらの文献と質的帰納的に導きだされた内容から尺度項目を抽出した。その後、アジア文化圏である韓国の専門家から質問項目の妥当性について意見を聴取し、質問項目の再検討を行った。本年度の研究目的は,慢性の末梢神経障害包括的主観的尺度暫定版の作成,慢性の末梢神経障害包括的主観的尺度改定版の作成およびチームでのケアマネジメントに対する教材を作成することの3点であった.具体的には,1.慢性の末梢神経障害包括的主観的尺度暫定版(原案)の作成:文献検討と質的帰納的研究から導かれた慢性の末梢神経障害包括的主観的尺度の原案150項目を作成した.がん看護とがん医療の専門家による妥当性の検証1理論的概念枠組みの下位尺度名と質問項目があっているか(一致率)2質問の内容がわかりやすいか,表現方法などを検討した.尺度作成手順に基づき精度の高い130項目の暫定版尺度原案を完成させた.その際,類似の文化を持つ韓国において,がん看護専門看護師による妥当性についての意見を聴取し,質問票に反映させた.プレテストを経て,地域差・気候を考慮した全国2施設にて,調査を開始した.対象者の基準はエルプラットやタキサン系薬剤を6回以上使用し,慢性の末梢神経障害を有する者に対して,130項目からなる暫定版尺度の調査を行った.2.慢性の末梢神経障害包括的主観的尺度改定版の作成:暫定版について対象者100名のデータ収集を行い,項目分布等を検討し,質問項目を精選し40項目の改訂版案を作成した.対象者数を増加させるために2施設の倫理審査を加え,データ総数が300に達するまで調査を継続している.3.チームでのケアマネジメントに対する教材を作成・準備を行うことであったが,アセスメント指標の一つと考えていた尺度開発が途中で有り,2を優先させ調査を行っている.本研究の目的は,化学療法による末梢神経障害を計量的に測定する尺度開発を行い,ケアマネジメント介入に関して包括的(既存の主観的評価・開発した主観的評価尺度,理学的所見・ストレス測定などの客観的評価)評価のモデルを示し,効果的なマネジメントの提案を行うことである.そのため26年度は, 1.尺度開発のため対象者が300名になるよう対象者を増加させることであった.4施設で調査を進め, 26年度3月までに287名のデータ収集を行ったが,無回答等の理由から3件を削除し,有効回答284名であった.調査データの集積を進めていっている.また,データ数が目標に達しないため調査施設を1件追加し,目標数に達するようしている.また,目標数に達したらすぐに分析に取りかかれるようデータの精選を行い下記の統計ができるよう準備している.すなわち,1)項目の固定:項目反応分布・項目と全体相関の検討・因子負荷量0.4以下項目を除外する.2)信頼性の検討:(1)内部一貫性(内的整合性)Cronbacha係数,(2)折半法,3)妥当性の検討:因子妥当性など尺度開発の手順にそって信頼性と妥当性のある尺度を完成,(1)仮説的構成概念,構成概念妥当性,基準関連妥当性を検討する.2.ケアマネジメント介入に関して包括的評価のモデルを示す介入計画を作成介入の教材作成のシナリオ作成などに取り組み準備をしている.末梢神経障害を有する対象者がいる施設を選択した.

本研究の目的は,化学療法による末梢神経障害を計量的に測定する尺度開発を行い,ケアマネジメント介入に関して包括的(既存の主観的評価・開発した主観的評価尺度,理学的所見・ストレス測定などの客観的評価)評価のモデルを示し,効果的なマネジメントの提案を行うことである.1.末梢神経障害を計量的に測定する尺度開発は全国5カ所327名のデータを収集でき、1)項目の固定:項目反応分布・項目と全体相関の検討・因子負荷量0.4以下項目を除外する2)信頼性の検討:(1)内部一貫性(内的整合性)Cronbacha係数,(2)折半法3)妥当性の検討:因子妥当性などから分析した.その結果,4因子15項目からなる「化学療法に伴う末梢神経障害の包括的評価尺度」が完成した.Cronbach'sα=0.835で信頼性と妥当性が共に確保された.下位尺度は「手の巧緻動作障害4項目」「悪化による生活支障とその脅威5項目」「治療選択/マネジメントの自信3項目」「手掌/足底の感覚異常3項目」から構成され, Cronbacha係数0.7580.878である.本尺度は独創性が高く生活への影響や治療選択など主体的なマネジメントへの自信なども含まれる包括的な尺度が完成した.2.ケアマネジメント介入教材として,開発した尺度を利用し教育できる「安全・安心の暮らしサポートアプリ」約20分を作成した.今後はチームでのケアマネジメントを効果的に進める必要がある.本研究の目的は,日本人に適した化学療法による末梢神経障害を計量的に測定する尺度開発を行い,ケアマネジメント介入を行うためのアプリ教材を開発することであった.文献検討と質的研究,専門家の判断を加え120項目の暫定版質問票を作成した.全国5か所において末梢神経障害を有する対象者327名から回答を得た.尺度開発の手順に従い分析を進めた.その結果,信頼性(α係数0.826)・妥当性が証明された4因子15項目からなる「化学療法に伴う末梢神経障害の包括的評価尺度」が完成した.また介入教材として「安全・安心の暮らしサポートアプリ」20分を作成した.今後はチームでのケアマネジメントをめざしている.慢性の末梢神経障害が生じるレジメンは増加しているが,対象者の範囲を6クール以上化学療法が終了している者としているため,対象者が限定される.繰り返し治療を行っており対象者の人数が限られてしまう.27年度が最終年度であるため、記入しない。看護学調査施設を1カ所増加させたが,小規模施設における調査は効率性が悪い.そのためスタッフの協力は不可欠であり,調査施設における効率性について管理者や協力者と話し合い調査のためのシステムを円滑にする.質問項目を内容から尺度項目を抽出し、検討が行えたので概ね順調と判断する対象施設1カ所が対象者数を増加させるための改修工事を施工し調査が中断、また2施設の倫理審査委員会が暫定版の質問項目数が多く、承認の許可が遅れた。そのため対象者数が十分確保できず、目標の例数に達するまでに時間がかかっている。尺度の信頼性・妥当性の検証ができておらず、その後の計画であった尺度を使用した教材の着手が遅れている。27年度が最終年度であるため、記入しない。データ収集が300名に達しておらず,それを使用した尺度による教材作成が遅延しているためデジタル教材を作成する金額が持ち越しとなった.27年度が最終年度であるため、記入しない。
C-MYCとG1/Sチェックポイントタンパク質との相互作用による細胞周期調節作用

CDK inhibitor p21のc-Myc結合領域をベイトとした酵母Two-hybrid法により,新規p21結合タンパク質としてTOK-1を同定,cDNAクローニングした.TOK-1はスプライシングの違いにより,TOK-1α,-β,γが存在し,TOK-1αのみが直接p21に結合するが,-β,γも細胞内ではp21と複合体を形成し,核内で共局在していた.TOK-1αはp21のCdk2リン酸化活性抑制能を更に増強する因子であり,細胞周期のG1/Sに発現し,細胞周期のG1/S移行を負に調節していた.一方,TOK-1-βは細胞周期全般にわたり発現しており,Cdk2リン酸化活性抑制能はそれ事態であまり影響しない事から機能はまだ不明であるが,TOK-1α機能の何らかの調節を行なっていると考えられる.更に,TOK-1はリンパ腫原因遺伝子タンパク質PLZF,遺伝性乳がんに関与するBRCA2と結合する興味ある因子であることがあることが明らかとなった.TOK-1の更なる機能解析のために,TOK-1結合タンパク質cDNAのクローニングを行ない,骨髄性白血病の原因遺伝子産物であるPLZFを同定し,以下の結果を得た.1.TOK-1αはPLZFの9つ存在するZincfigerドメインの内,最小2つに結合した.2.TOK-1の3つのアイソフォームTOK-1α,-β,γの内,TOK-1αがPLZFに結合した.B.新規p21結合タンパク質TOK-1の同定とcDNAクローニングp21のc-Myc結合領域に結合するタンパク質としてTOK-1を同定し,そのcDNAをクローニングした.スプライシングの違いにより,TOK-1α,TOK-1βが存在し,TOK-1αのみがp21に結合した.TOK-1αはCDK2のタンパク質リン酸化機能抑制を更に促進する活性を有していた.TOK-1αの更なる機能解析を目的としてTOK-1α結合タンパク質をスクリーニングし癌抑制遺伝子機能を有すると考えられるPLZFを同定した.以上の事より,TOK-1αは細胞増殖に対し,負と因子として作用するらしく,正の因子であるc-Mycとの相関が今後の課題である.CDK inhibitor p21のc-Myc結合領域をベイトとした酵母Two-hybrid法により,新規p21結合タンパク質としてTOK-1を同定,cDNAクローニングした.TOK-1はスプライシングの違いにより,TOK-1α,-β,γが存在し,TOK-1αのみが直接p21に結合するが,-β,γも細胞内ではp21と複合体を形成し,核内で共局在していた.TOK-1αはp21のCdk2リン酸化活性抑制能を更に増強する因子であり,細胞周期のG1/Sに発現し,細胞周期のG1/S移行を負に調節していた.一方,TOK-1-βは細胞周期全般にわたり発現しており,Cdk2リン酸化活性抑制能はそれ事態であまり影響しない事から機能はまだ不明であるが,TOK-1α機能の何らかの調節を行なっていると考えられる.更に,TOK-1はリンパ腫原因遺伝子タンパク質PLZF,遺伝性乳がんに関与するBRCA2と結合する興味ある因子であることがあることが明らかとなった.TOK-1の更なる機能解析のために,TOK-1結合タンパク質cDNAのクローニングを行ない,骨髄性白血病の原因遺伝子産物であるPLZFを同定し,以下の結果を得た.1.TOK-1αはPLZFの9つ存在するZincfigerドメインの内,最小2つに結合した.2.TOK-1の3つのアイソフォームTOK-1α,-β,γの内,TOK-1αがPLZFに結合した.
概日リズム障害と気分障害を包括的にとらえたゲノム医学的研究

生体リズムの病態への関与が指摘されている気分障害の疾患脆弱性あるいは薬物反応性に関して、時計関連遺伝子との関連解析を行った。時計遺伝子機構の主要因子であるCLOCK遺伝子の多型と大うつ病性障害における抗うつ薬Fluvoxamineへの反応性との間に関連を見出した。また概日リズム機構の出力因子であるprokineticin 2の受容体遺伝子PKR2の多型と、大うつ病性障害および双極性障害の双方との間に関連を見出した。1)当院を受診しDSM-IVで診断された161名の双極性障害患者と192名の健常者、および2)当院を受診しDSM-IVで診断され、初診時に未治療でHamiltonうつ病評価尺度(HAM-D)スコアが12点以上の100名の大うつ病性障害患者を対象とし、倫理審査委員会の承認に基づいて説明と同意の上、遺伝子検体を得た。2)においては、Flivoxamine(FLV)を投与後8週間後にもHAM-Dを施行し、7点以下のものを寛解・それ以外を非寛解として2群に分けた。気分障害と概日リズム障害と双方に関与が示唆されている時計遺伝子CLOCKについて、HapMapから日本人におけるLDブロックを推測し、これに基づいて頻度の高い一塩基多型(SNP)をhtSNPとして選定し、更にこれまで概日リズムや気分に関与が報告されている3111T>C多型につき、RFLP法、ダイレクトシークエンス法(サイクルシークエンス法による)、Taqman法によってgenotypingを施行した。1)2)共に群間でアレルワイズとハプロタイプワイズ双方で関連解析を行った。(解析にはソフトウェアとしてPowerMarkerを使用した)。1)の双極性障害については有意な関連は認められなかったが、2)のFLV反応性に関してはhtSNPの1つに有意な関連が認めれた。なお、研究補助金は上記のサイクルシークエンス法、RFLP法、これらの基礎となるPCR法を行うための試薬などの消耗品の購入に活用された。当院を受診しDSM-IVで診断された147名の双極性障害患者と322名の大うつ病性障害患者、および360名の健常者を対象とし、倫理審査委員会の承認に基づいて説明と同意の上、遺伝子検体を得た。気分障害の治療薬であるリチウムあるいはバルプロ酸の時計遺伝子機構への作用点であることが判明している時計遺伝子Rev-erb α(NRD1)について、HapMapデータベースから日本人におけるLDブロックを推測し、これに基づいて頻度の高い一塩基多型(SNP)をhtSNPとして選定し(HAPLOVIEWを使用)、Taqman法によってgenotypingを施行した。得られた遺伝子型データを用いて双極性障害群あるいは大うつ病性障害群と健常者群との間でそれぞれアレルワイズとハプロタイプワイズ双方で関連解析を行った(解析ソフトウエアとしてSAS/Genetics、COCAPHASEを使用した)。双極性障害群、大うつ病性障害群共に、健常者群との間に有意な関連は認められなかった。双極性障害をI型とII型にわけたサブグループ解析でも健常者との間に関連は認められなかった。性別で分けたサブグループ解析では双極性障害の女性についてhtSNPの一つが有意水準に達したが、Bonferroni補正にて有意差は消失し、有意な関連とは判断できなかった。なお、研究補助金はTaqman法とこれらの基礎となるPCR法を行うための試薬などの消耗品の購入に活用された。1)当院を受診しDSM-IVで診断された151名の双極性障害患者と319名大うつ病性障害患者、340名の健常者、および2)当院を受診しDSM-IVで診断され、初診時に未治療でHamiltonうつ病評価尺度(HAM-D)スコアが12点以上の116名の大うつ病性障害患者を対象とし、倫理審査委員会の承認に基づいて説明と同意の上、遺伝子検体を得た。2)においては、Fluvoxamine(FLV)を投与後8週間後にもHAM-Dを施行し、7点以下のものを寛解・それ以外を非寛解として2群に分けた。時計遺伝子概日リズム機構の出力因子であることが近年判明し、かつ動物実験で不安・抑うつとの関連が指摘されているprokineticin 2(PK2)およびそのレセプター(PKR2)につき、HapMapデータベースから日本人におけるLDブロックを推測し、これに基づいて頻度の高い一塩基多型(SNP)をhtSNPとして選定し、Taqman法によってgenotypingを施行した。得られた遺伝子型データを用いて1)においては双極性障害群あるいは大うつ病性障害群と健常者群との間で、2)においては寛解・非寛解群との間でそれぞれアレルワイズとハプロタイプワイズ双方で関連解析を行った。PK2については双極性障害および大うつ病性障害いずれにおいても有意な関連は認められなかったが、PKR2については両疾患においてアレルワイズ・ハプロタイプワイズ双方で有意な関連が認められ、気分障害の病態への関与が示唆された。

FLV反応性については両遺伝子とも有意な関連は認められなかった。なお、研究補助金は上記のサイクルシークエンス法、Taqman法、これらの基礎となるPCR法を行うための試薬などの消耗品の購入に活用された。
視覚効果を考慮した3次元ポリゴン曲面形状の変分制御手法の研究

本年度は,前年度まで進めていた(1)3次元メッシュ形状のモーフィングと(2)形状変形を用いた地形図の多視点投影デフォルメ投影図生成についてのまとめを行うとともに,これらの課題に共通で必要となる(3)形状の位相骨格を記述するモデルについて研究を行った.まず,3次元メッシュ形状モーフィングを,時間軸を加えた4次元メッシュを用いて直接設計する手法の実現に関して研究を進めた.まず,2つの3次元メッシュ形状を補間するため,2つのメッシュの点-面,稜線-稜線,面-点という双対関係に着目して,その間に四面体を埋め込む手法を開発した.さらに,4次元メッシュ形状の臨界点に着目することで,位相(種数)の異なる3次元メッシュ形状間のモーフィングを実現し、さらにすべての3次元曲面の位相変化(生成・消滅・分割・併合)のパタンをすべて列挙することに成功した.上記と並行に,形状変形を用いた地形図の多視点投影デフォルメ投影図自動生成の研究も進めた.入力として与えられた標高データを,頂上・峠・谷底・尾根線・谷線を用いて解析し特徴領域に分割した後,特徴領域ごとの2次元投影図上における最適な視線方向と図における配置を自動計算するモデルを構築し、システムを実装した.さらに、Non-photorealisticrendering手法に基づいた,より人の手描きに近い地形図描画表現を実現した.上記2つの研究を橋渡しするものとして,形状の位相骨格を記述する手法についても研究を行った.この手法は、3次元メッシュモーフィングにおいては,その位相変化を記述する際の基礎的な道具として,多視点投影デフォルメ透視図自動生成においては,地形形状全体を特徴領域に分割する際の指標として,重要な役割を演じている.本研究では,この位相骨格のモデルをさらにボリュームデータの可視化に応用し,効果的な可視化画像を自動生成できることを示した.本年度は,3次元メッシュ形状のモーフィングと形状変形を用いた地形図の多視点投影デフォルメ投影図生成について研究を行った.まず,3次元メッシュ形状モーフィングを,時間軸を加えた4次元メッシュを用いて直接設計する手法の実現に関して研究を進めた.まず,2つの3次元メッシュ形状を補間するため,2つのメッシュの点-面,稜線-稜線,面-点という双対関係に着目して,その間に四面体を埋め込む手法を開発した.さらに,モーフィングの多重解像度設計を実現し,2つの3次元メッシュ形状を粗から密への表現系列に変換する機構を実現した.実際のモーフィングを表す4次元メッシュ形状は,局所平滑化フィルタリングを施すことで生成される.ここに幾何制約を課すことでモーフィングの補間を表す4次元メッシュの形を自由に制御できることが,本手法の特筆すべき点である.加えて,我々は4次元曲面の特異点の振る舞いを注意深く考察することにより,すべての3次元曲面の位相変化(生成・消滅・分割・併合)のパタンを実現する,位相を超えるモーフィングの機構も実現した.上記と並行に,形状変形を用いた地形図の多視点投影デフォルメ投影図自動生成の研究も進めた.すでに,入力として与えられた形状を,頂上・峠・谷底・尾根線・谷線を用いて解析し特徴領域に分割した後,特徴領域ごとの2次元投影図上における最適な位置と見られる方向を計算するモデルを構築し,プログラムとしての実装を終えている.本手法を用いたデフォルメ投影図は,ある程度人間の地形案内図を作成する際の意図を模倣することができ,現在さまざまな地形特徴に対してその効果を検証している.さらに,Non-photorcalistic rendering手法を用いた,より手描きに近い地形図描画表現や,視点が動的に変化した際progressiveに形状変形が起こす機構の実現が,今後の課題である.本年度は,前年度まで進めていた(1)3次元メッシュ形状のモーフィングと(2)形状変形を用いた地形図の多視点投影デフォルメ投影図生成についてのまとめを行うとともに,これらの課題に共通で必要となる(3)形状の位相骨格を記述するモデルについて研究を行った.まず,3次元メッシュ形状モーフィングを,時間軸を加えた4次元メッシュを用いて直接設計する手法の実現に関して研究を進めた.まず,2つの3次元メッシュ形状を補間するため,2つのメッシュの点-面,稜線-稜線,面-点という双対関係に着目して,その間に四面体を埋め込む手法を開発した.さらに,4次元メッシュ形状の臨界点に着目することで,位相(種数)の異なる3次元メッシュ形状間のモーフィングを実現し、さらにすべての3次元曲面の位相変化(生成・消滅・分割・併合)のパタンをすべて列挙することに成功した.上記と並行に,形状変形を用いた地形図の多視点投影デフォルメ投影図自動生成の研究も進めた.入力として与えられた標高データを,頂上・峠・谷底・尾根線・谷線を用いて解析し特徴領域に分割した後,特徴領域ごとの2次元投影図上における最適な視線方向と図における配置を自動計算するモデルを構築し、システムを実装した.さらに、Non-photorealisticrendering手法に基づいた,より人の手描きに近い地形図描画表現を実現した.上記2つの研究を橋渡しするものとして,形状の位相骨格を記述する手法についても研究を行った.この手法は、3次元メッシュモーフィングにおいては,その位相変化を記述する際の基礎的な道具として,多視点投影デフォルメ透視図

自動生成においては,地形形状全体を特徴領域に分割する際の指標として,重要な役割を演じている.本研究では,この位相骨格のモデルをさらにボリュームデータの可視化に応用し,効果的な可視化画像を自動生成できることを示した.
反転対称性の破れた強相関電子系のフェルミ面と二重空間群による対称化の理論的研究

固体の電子構造は、原子が周期的に並び、外殻軌道にある電子が重なり合うことから、エネルギーバンドを形成する。固体の空間反転対称性が破れた場合は、磁気的性質がなくても電子のもつスピン状態が分裂する。そのような特殊な状態を理論的に考慮して、反転対称性の破れた化合物の電子構造を第一原理計算できる相対論的バンド理論を構築した。いくつかの反転対称性の破れた化合物において、「金属の顔」であるフェルミ面の形状が角度分解光電子分光の実験で測定されたので、その特徴を理論計算から初めて解明した。今年度は、反転対称性のない結晶構造をもつ化合物の電子構造を計算できるように、ディラックの相対論的1電子方程式を基礎にした相対論的LAPW法を拡張した。このバンド理論では、反転対称性がないことによる効果は原子の配置による構造因子が複素数となり、スピン間に相対論的なエネルギー分裂を生み出すことである。そのことは非磁性状態であってもあたかも磁気分裂した効果(ラッシバ相互作用)を生み出す。ブリルアン・ゾーンにおける対称軸に依存して複素数の構造因子が現れるので、バンド構造に均一にスピン分裂が起こらないことがわかった。実際の系に対する応用として、空間反転対称性のない圧力誘起超伝導体CeIrSi3とその参照物質であるLaIrSi3の電子状態とフェルミ面の計算を実行した。最近、角度分解光電子分光法により常磁性状態におけるCeIrSi3とLaIrSi3の両方に対するバンド構造とフェルミ面を直接観測することに成功した。得られた測定結果をバンド計算結果と比較を行い、密度汎関数法の範囲内でもバンド分散やフェルミ面の形状を説明することが可能であることがわかった。特に、Ce化合物の4f電子状態がバンド電子ではなく、局在電子として振る舞う場合が多いが、CeIrSi3の場合にはフェルミ準位近傍のバンド分散がLaIrSi3と異なり、4f電子が5d電子と強く混成することでバンド電子としてフェルミ面に関与している。この結果は共鳴光電子分光によりCeIrSi3の4f電子に分散が観測されたことと最近のド・ハース-ファン・アルフェン効果のフェルミ面測定の結果と矛盾しないものである。反転対称性のない化合物は、原子の配置による構造因子が複素数となり、非磁性状態でもスピン間に磁気分裂したバンド構造をもつ。ディラックの相対論的1電子方程式を基礎にした相対論的LAPW法を拡張して、反転対称性のない結晶構造をもつ化合物の電子構造を計算できるように拡張した。今年度において、ZnOとFeSiおよびCoSiの空間反転対称性のない化合物のバンド構造の計算を実行した。最近、この3つの化合物に対して角度分解光電子分光法の測定が行われ、バンド分散の詳細について計算結果との比較・検討が急務となった。ZnOは酸素(0)の2pのバンドと亜鉛(Zn)の伝導バンド間にギャップの開いた絶縁体である。局所密度近似の計算で得られた酸素2pの価電子バンド構造は実験で観測された角度分解光電子スペクトルの分散を説明する。計算結果のバンド幅は測定結果よりも狭いが、一定の自己エネルギー補正を考慮すると定量的に一致したバンド構造が得られることがわかった。FeSiは近藤絶縁体に関する研究で知られている化合物である。角度積分型の光電子分光法の初期の実験において、近藤共鳴ピークと考えられる温度変化が観測され、狭いバンドと電子相関効果、モデル多体計算などで近藤半導体(絶縁体)が議論された。最近の角度分解光電子分光で、FeSiの電子構造は半導体的であり、価電子帯のバンド構造は計算結果から予測されたバンド分散をもつことが明らかになった。さらに、金属的なCoSiのバンド構造の計算結果は角度分解光電子スペクトルを非常によく説明する。つまり、近藤半導体と言われるFeSiやCoSiは「バンド描像」が成り立つ物質群であると言うことができる。
特殊イオンセンサ-による火口湖底噴火予知システムの構築

湖底噴火予知システムの構築目標として1)硝酸イオン電極による溶存ポリチオン酸イオンのモニタリング2)硫化水素ガス電極による溶存硫化水素のモニタリングのための全自動現場測定システムを作ることとした。1)の目標については、システム全体が稼動する段階に達し、郡馬県草津白根火山湯釜火口湖の岸にこのシステムを設置して実地観測を行った。自動車用バッテリ-による駆動期間である2カ月のうち、1カ月について観測デ-タを数回取ってその内容を検討した。イオンセンサ-としては市販の硝酸イオン電極および大阪工業試験所で試作された漆膜硝酸イオン電極を用いた。両イオン電極ともに感度、応答性能ともに充分目的に沿う性能を持つことが認められたが、酸性溶液による耐性が少ない点が大きな短所であることがわかった。このため湖水のポンプ吸み上げによる電極の試水浸漬時間の短縮を試みた。一応の作動と安定化を達成できたが、この方式では厳冬期には配水管の凍結を避けることが困難である。現在は電極の耐酸性の向上について研究を続けている。その方法として電極と試水をイオン交換膜で区切る技術の開発を行っている。2)の目標は市販の硫化水素ガス電極を強酸性湖水中の硫化水素検出用に改良しようというものである。この電極は元来空気中の硫化水素検出用として作られたものであるため、溶液に対しては出力電位の安定度が小さく、かつ内部液の寿命も短くなった。そこで内部液をクエン酸一クエン酸ナトリウム緩衝液に代えて見たところ、電位の安定性,測定濃度範囲の拡大、寿命が延びるなど大巾な改良が達成された。原理的には硫化水素の膜拡散検出法を採っているので溶液の他成分,例えばCO_2やSO_2ガスの影響はほとんど無い。全体のシステム完成までには致らなかったが、ポリチオン酸電極の耐酸性の向上が達成されれば完成される。
パイロット素子を表層に提示したウイルス様ナノスフィアによる遺伝子ターゲティング

1)ブロック共重合体の合成については、(1)DNA担持ミセルの特性解析用に、これまで本研究グループで合成法を確立し、様々な組成で構造制御が可能なポリエチレングリコール(PEG)-ポリリシンブロック共重合体(PEG-PLys)の調製、(2)パイロット素子をミセル表層に連結するために、PEG末端に定量的にアルデヒド基を有する末端反応性PEG-ポリ(ジメチルアミノエチルメタクリレート)ブロック共重合体(PEG-PDMAEMA)の新規合成、という二つのテーマを推進した。(1)については順調に合成が進捗し、様々なポリリシン鎖長を有し、かつ分子量分布の狭いブロック共重合体を得た。(2)については新たな合成法の確立が必要であった。そこで、酸処理によって容易にアルデヒド基に変換が可能なアセタール(3,3-diethoxy-1-propanol)の金属アルコキシドを用いて、逐次的にエチレンオキシドとDMAEMAの重合を行い、首尾良く目的のブロック共重合体を得ることに成功した。このブロック共重合体の末端アセタール基は弱酸処理によって定量的にアルデヒド基に変換されることも確認した。2) PEG-PLys,PEG-PDMAEMAのいづれの系においても、DNAとの会合によってミセル形成が確認された。特に、合成が先行したPEG-PLys系については、詳細な解析を行い、(1)粒径80nm程度、(2)ミセル化によって核酸分解酵素に対する耐性が飛躍的に向上、(3)PEGが外殻となり、荷電を有する内核を遮蔽するcore-shell構造を形成、といった物理化学的特徴が明らかとなった。さらに、この系について、ルシフェラーゼ活性より遺伝子発現効率を評価した。その結果、PLys鎖が長くなり、安定性が増すに徒って高い遺伝子発現効率が得られ、かつ、その効率は、現在広く用いられている遺伝子導入用カチオン性脂質集合体であるリポフェクチンを凌駕することも明らかとなった。
粒子フィルタを用いた積乱雲の発生・発達に関する不確実性の解明

本研究では、気象庁メソスケール非静力学モデルを用いた粒子フィルタ(NHM-PF)を開発し、積乱雲の発生・発達環境の非線形性・非ガウス性を調査することとなっている。H29年度中に100メンバーによるOSSEを実施して、正常動作を確認し、さらに積乱雲の発生・発達に伴って、環境場の確率密度が、雨のありなしに二分岐しているところから雨の多い領域へシフトしている知見を得られている。H30年度は、OSSEに用いるアンサンブルメンバー数を1000メンバーに増強して、より誤差の少ない確率密度分布を得ることとした。このために、初期値・境界値を100メンバーで作る共分散から生成する方法を考案した。OSSEでは、比較として同化を行わないアンサンブル(NoDA)を実行した。その結果、NHM-PFが良いパフォーマンスを示した。さらに確率密度がガウス分布に従っているかどうかを判定するために、ベイズ情報量規準を導入した。対流発生時のPDFでは、まず上昇流に非ガウス分布が見られ、ついで湿度、最後に温位、水蒸気が非ガウス分布へ変化していく様子が観察された。アンサンブル平均場、スプレッドと合わせて解析することで、上昇流が非ガウス分布のソースであることが結論づけられた。本研究が対象とする積乱雲などを精度よく再現するためには、データ同化において大規模環境場との相互作用を適切に扱う必要がある。そのための大気マルチスケールデータ同化の方法として、渦位を用いたアンサンブルカルマンフィルタを開発した。この方法では、ゆっくり変化する大規模場を渦位インバージョンで抽出し、積乱雲など時間スケールの短い小規模場との予測誤差相関を無視する。浅水モデルによるデータ同化実験から、小規模場の観測データが少なくてもサンプリングエラーが減少し、従来方法より高精度の解析値が得られることがわかった。平成30年度はOSSEの実施と疑似観測データ同化実験の必要性について行う計画であった。疑似観測データの生成とその同化については、実観測データ同化実験を行うこととして、その準備を行った。これは本研究の重要な柱である観測誤差の動的推定をOSSEでも実施し、その効果が確かめられたことに寄る。観測演算子の開発やフィルタの理論的背景として、書籍および解説論文を2編、出版し、4件の招待講演、8件の国際学会を含む研究発表を16件、行った。NHM-PFによる結果をとりまとめて、現在、米国気象学会へ論文を投稿し、またPVインバージョンを用いたアンサンブルカルマンフィルタの結果について、日本気象学会に論文を投稿中である。(1)投稿した論文について、受理に向けて作業を行う。(2)実観測データ同化実験に向けて、観測データの誤差相関やグルーピングなどについて検討する。(3)実験を実施し、OSSEで得られた結論が実世界においても同様であるか検討する。(4)PVインバージョンを用いたアンサンブルカルマンフィルタについて、本方法における小規模場の解析に粒子フィルタを組み込む可能性について検討する。本研究では、気象庁メソスケール非静力学モデル(JMANHM)を用いた粒子フィルタ(NHM-PF)を開発し、積乱雲の発生・発達環境の非線形性・非ガウス性を調査することを目的としている。平成29年度は、NHM-PFのシステム開発に当たる計画であった。まず、これまで雲解像4次元変分法同化システム用に開発された観測演算子をJMANHMへ移植実装を行った。実装した観測演算子は、二重偏波レーダー、GNSS可降水量、コンベンショナルデータなどである。これらにより観測誤差に関する調査が実施可能となったため、二重偏波レーダーデータに関して統計調査を行い、観測値において二重偏波パラメータ間に相関が小さいことを明らかにした(栗花と川畑、2018)。次に、JMANHMへ粒子フィルタを実装し、初期的動作確認を行った(川畑他、2017)。NHM-PFではフィルタ時にリサンプリングを行っているが、NHMにモデル誤差を含んでいないためにインフレーションを実施する必要がある。このインフレーションのための摂動として、事前にサンプルしておいた予報値の組み合わせから摂動を与えることとした。これによって概ねフィルタとしての性能が確保できる見込みとなり、観測システムシミュレーション実験(OSSE)を実施した(Kawabata et al. 2018)。このOSSEでは地上観測データを模したモデル最下層の気温、水蒸気、風のデータを積乱雲周辺に4点、レーダーを模した積乱雲内部の格子点24点における雨水量を、100メンバーによるアンサンブルを用いて同化した。何も同化しない場合と比べてRMSEが小さいなど、フィルタとして正常に動作していることが確認でき、さらに積乱雲の発生・発達に伴って、環境場の確率密度が、雨のありなしに二分岐しているところから雨の多い領域へシフトしていることが分かった。平成29年度はシステム開発のみの計画であったが、次年度に予定していたOSSEを実施することが出来、さらに本計画の主目的である積乱雲の発生・発達に関する確率密度の解析に着手することが出来た。観測演算子の開発やフィルタの理論的背景として、書籍および解説論文を3編、出版し、3件の招待講演、4件の国際学会を含む口頭を12件、行った。