hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
磁気共鳴画像法を用いた肩甲帯周囲筋の三次元定量的解析

肩関節疾患における患者の臨床症状や機能予後、手術適応や治療成績は肩関節周囲筋の筋状態に大きく左右される。本研究は患者に対して撮影された画像を詳細に解析し、肩甲帯の筋変性および機能障害を定量的に評価することを目的とする。肩腱板断裂の予後不良因子および治療成績不良因子として腱板構成筋の筋萎縮および筋脂肪浸潤が知られているにもかかわらず、現在までにその定量的評価は確立されていない。肩腱板断裂患者に対して撮影されたMRI画像を解析し、腱板構成筋全体の体積および脂肪含有率をそれぞれ評価する。各被験者により断裂している部位やその大きさ、また受傷や症状出現からの期間が異なるため、損傷部位とその程度により腱板構成筋がそれぞれどのように変化しているかを評価する。また筋萎縮および筋内脂肪浸潤は罹病期間が長くなると進行する。筋内脂肪浸潤は不可逆であると考えられ、手術により腱の連続性が修復されても回復しないとされている。保存的に加療された腱板断裂患者を計時的に評価し、どのような症例で筋萎縮および脂肪浸潤が進行するのか、どのような症例では変化しないのかを評価していく。また手術症例における術前および術後のMRI画像を比較し、定量解析した筋体積および筋内脂肪含有率が可逆的か不可逆的かを評価する。これらの評価により腱板断裂における手術の適応範囲や手術により機能改善が期待できる時期を明らかにしていく予定である。さらには肩関節疾患患者に対して撮影された画像を用いて、変形性肩関節症の骨形態の変化を評価し、肩関節不安定症患者における不安定感の定量的な評価も併せて行っていく予定である。現在までに40名に対して撮影されたMRI画像の解析を行い、筋内脂肪率は腱断裂が生じた筋において増加する傾向が認められた。また筋体積は広範囲断裂群において棘下筋が減少し、小円筋が代償性に増加する傾向を示していた。筋の総体積から脂肪を除いた純筋体積においてはその傾向が顕著となり、また棘上筋の純筋体積も減少していることが明らかとなった。その一連の成果を学会発表および論文投稿の形で報告している。変形性肩関節症においては骨欠損に伴い関節窩の形態が変化し、治療成績不良の原因となることが知られている。肩関節疾患患者に対して撮影された画像を三次元的に評価し、関節窩の捻転が後捻角および傾斜角の数値を変化させること、また病態によってその変化が異なることを明らかとし、その成果を論文の形で報告した。腱板断裂を認めたものの比較的臨床症状が軽度であったり、観血的手術を希望されないなどの理由で保存的に加療している腱板断裂患者の筋萎縮および脂肪浸潤の変化を経時的に評価し、どのような症例で変性が進行し、断裂がどの程度まで拡大しなければ変性は進行しないかを明らかにしていく。また手術症例における術前後のMRI画像を比較し、定量解析した筋萎縮および筋内脂肪浸潤が可逆的か不可逆的かを評価し、どの程度の変性ならば筋状態回復と機能回復が期待できるかを評価していく予定である。また、肩関節不安定症患者において外転外旋位で肩関節の不安定感が生じることが知られている。ただしこの動作により肩関節運動にどのような変化が生じているかは未だ不明である。連続的に画像を撮影する四次元CTを用いてこの肩関節不安定感を定量的に評価していく予定である。本研究は三次元シークエンスを用いて撮像された磁気共鳴画像法(MRI)画像を詳細に解析し、肩甲帯周囲筋全体の筋萎縮および筋脂肪浸潤を定量的に評価することを目的とする。

肩関節疾患における患者の臨床症状や機能予後、手術適応や治療成績は肩関節周囲筋の筋状態に大きく左右される。本研究は患者に対して撮影された画像を詳細に解析し、肩甲帯の筋変性および機能障害を定量的に評価することを目的とする。肩腱板断裂の予後不良因子および治療成績不良因子として腱板構成筋の筋萎縮および筋脂肪浸潤が知られているにもかかわらず、現在までにその定量的評価は確立されていない。肩腱板断裂患者に対して撮影されたMRI画像を解析し、腱板構成筋全体の体積および脂肪含有率をそれぞれ評価する。各被験者により断裂している部位やその大きさ、また受傷や症状出現からの期間が異なるため、損傷部位とその程度により腱板構成筋がそれぞれどのように変化しているかを評価する。また筋萎縮および筋内脂肪浸潤は罹病期間が長くなると進行する。筋内脂肪浸潤は不可逆であると考えられ、手術により腱の連続性が修復されても回復しないとされている。保存的に加療された腱板断裂患者を計時的に評価し、どのような症例で筋萎縮および脂肪浸潤が進行するのか、どのような症例では変化しないのかを評価していく。また手術症例における術前および術後のMRI画像を比較し、定量解析した筋体積および筋内脂肪含有率が可逆的か不可逆的かを評価する。これらの評価により腱板断裂における手術の適応範囲や手術により機能改善が期待できる時期を明らかにしていく予定である。さらには肩関節疾患患者に対して撮影された画像を用いて、変形性肩関節症の骨形態の変化を評価し、肩関節不安定症患者における不安定感の定量的な評価も併せて行っていく予定である。現在までに40名に対して撮影されたMRI画像の解析を行い、筋内脂肪率は腱断裂が生じた筋において増加する傾向が認められた。また筋体積は広範囲断裂群において棘下筋が減少し、小円筋が代償性に増加する傾向を示していた。筋の総体積から脂肪を除いた純筋体積においてはその傾向が顕著となり、また棘上筋の純筋体積も減少していることが明らかとなった。その一連の成果を学会発表および論文投稿の形で報告している。変形性肩関節症においては骨欠損に伴い関節窩の形態が変化し、治療成績不良の原因となることが知られている。肩関節疾患患者に対して撮影された画像を三次元的に評価し、関節窩の捻転が後捻角および傾斜角の数値を変化させること、また病態によってその変化が異なることを明らかとし、その成果を論文の形で報告した。腱板断裂を認めたものの比較的臨床症状が軽度であったり、観血的手術を希望されないなどの理由で保存的に加療している腱板断裂患者の筋萎縮および脂肪浸潤の変化を経時的に評価し、どのような症例で変性が進行し、断裂がどの程度まで拡大しなければ変性は進行しないかを明らかにしていく。また手術症例における術前後のMRI画像を比較し、定量解析した筋萎縮および筋内脂肪浸潤が可逆的か不可逆的かを評価し、どの程度の変性ならば筋状態回復と機能回復が期待できるかを評価していく予定である。
西欧中世における言語哲学の起源と展開

1西欧中世言語哲学の起源をめぐっては、(1)古代哲学に遡る流れとして、アリストテレスの論理学部門の仕事のみならず、ピュタゴラス派に遡源する数学・幾何学的探求の伝統、またパルメニデスのひたすら論理にのみ定位する議論の伝統を、通史的方法、および個別のトピックの研究を通して探った。また、(2)自然の生成消滅の背後にあり、それを支えるロゴスという考えの流れについても検討した。(3)これらの両面に関わって、ストア派論理学の役割を検討し、教父アウグスティヌスとストア派の論理学との連関について理解を深めた。さらに、これらと並ぶ起源として、(4)初期キリスト教思想の成立経過においてヘブライの言語理解を受け継いだ要素が浮かんだ。それは、(2)の流れと結びつけば、世界創造に先立つ神の内なるイデアといった思想になるが、さらには言葉の働きかける力や、コミュニケーションにおける言葉の働きについての思索が推定された(パウ口の思想等)。これは今後や研究課題でもある。2西欧中世言語哲学の展開をめぐっては、カロリンガ・ルネサンスにおいて、学校教育の整備に伴う、文法学と弁証学の擦り合わせの場において言語についての哲学的思索がはじまったこと、11世紀後半から12世紀にかけてのパリ周辺における展開が、学校教育の場における権力関係と結びついていること、言語を音声レベルで捉える傾向に対して、概念レベルの言語という理解が入ってきたのは、キリスト教の思想伝統からであること等の知見が得られ、あるいは深められた。また、言語理解が、神学上のさまざまな領域で、また学問論等に与えている影響についても個別研究を通して、知見が得られた。3言語哲学の流れを、その周辺ないし近接しているトピックとの繋がりで検討するために、分担者が行った遠近法を巡る思想史やエンブレムの思想史(記号一般の理解、図像学にも関係)について多くの知見を得た。1.分担者は各自のテーマに沿った研究を進め、その成果の集約と吟味のため、全体研究集会を1回、個別ないし小人数の討論を数回開催した。全体会における研究発表は次の通り。・神崎繁:概観ないしプラトンの反遠近法・加藤守通:プロタゴラスの論法について・樋笠勝士:ストアの言語論・今義博(研究協力者):マリウス・ウィクトリヌスにおけるesse哲学の成立・岩熊幸男: 12世紀アベラルドウス学派とその周辺の論理学註解写本群・山内志朗:存在の一義性に関する論理分析・伊藤博明:ルネサンスのヒエログリフ-'Festina lente'をめぐって2.個別の小研究会では、これらに加えて清水(カロリンガ・ルネサンスの言語哲学およびアンセルムスの言語哲学研究)、渡部(オッカムにおける形象不要論の意味)による発表および、加藤(和)、花井、山内の既発表論文が回覧され、吟味された。3.これらの個別研究は、それぞれ分担者たちによる検討と吟味を経てより完成したものとなって発表され、さらには欧文論文として国際学界に向けて発表される予定である(一部は既に発表され、あるいは完成原稿となってしかるべき機関に提出されている。)4.さらにこれら個別研究を基礎にして、本研究の課題である中世における言語哲学の起源と展開についての全体的見通しをたてることが次年度の大きな課題として、浮かびあがっている。5.本研究計画について、清水は海外出張(連合王国)により、P.ドロンケ教授、J.マレンボン博士、J.リスト教授(以上ケンブリッジ)、およびC.バーネット教授(ロンドン)のレビューを受け、今後の研究について有益な示唆を得ることができた。1.本年度は分担者各自のテーマに沿った個別の研究活動を中心とし、その成果の集約と吟味のため、全体研究集会を1回おこない、これを個別の意見交換によって補った。

・加藤和哉:スコラにおける学問と観想-トマス・アクィナスにおける知識論についての一考察・関沢和泉(協力者):学としてのGRAMMATICA-ダキアのボエティウスによる様態論のプログラム・三谷鳩子(協力者):トマスにおけるImago Dei概念の発展・今義博(協力者):エリウゲナにおけるtheophaniaの思想・清水哲郎:理性的独立的人間像から共に生きる人間像へ2.これらの個別研究の間の絡み合った連関が、討論を通して明らかになりつつあり、中世言語哲学の文法学・論理学領域における展開を中心としつつも、神学ないし伝統的キリスト教思想における意義に光があてられている。これらの検討は、更に次年度に引き継がれて、深められ、最終成果として結実するであろう。3.岩熊および清水は、1998年春パリのCNRSにて開催の研究集会にて、本研究に通じる流れに位置する研究発表を行ったが、それに基づく論文集が、各国諸研究者との検討を重ねた成果として刊行された。同論文集"Langage,sciences,philosophie au XII^e siecle"に至る研究作業もまた、本研究の本年度における成果の一つである。4.さらに、岩熊および清水は、平成12年度2月1-4日に、オーストラリアのシドニー大学にて開催された国際学会(ANZAMENS2000)にて発表し、同国およびニュージーランド、さらにはアメリカ合衆国等の中世史研究者と意見を交換した。これは、本研究を国際的な場で発信する有意義な機会となった。発表題目は次の通り:1.本年度は最終年度にあたるため、個別の研究発表会を一回行った他、研究のとりまとめのための相互の意見交換、共同の検討会を開催した。2.中世盛期における学問のあり方と、自由学芸(ことに人文三科)の言語哲学的思索への影響との連動について理解が深まった。神の全能や予定理解と様相論理学の連動をはじめとする神学と言語・論理理論との相互関係について、具体的に知見をえることができた。なお、本研究にとっては副産物であるが、12世紀パリの学校群の実情についての歴史的研究の可能性が、当時の論理学を中心とする写本群の考察を通して浮かんできた(岩熊)。3.中世哲学の源流である教父(ことにアウグスティヌス)とストア派の論理学との連関について確認した。しかしさらに、西洋中世における言語の哲学を追求していった結果、これまでは主として、ギリシア哲学(アリストテレスおよびストア派)に言語理解のルーツを求めてきたが、これとならんで、そもそも初期キリスト教の思想形成に遡る要素があって、そこに単なるギリシアの遺産を受け継いだというにとどまらない、活力の源があるのではないかという点が見えてきた(パウロの思想等)。初期キリスト教の思想形成自体がギリシア思想との応対を通して成ったものでもある。4.そこで、ギリシア的なものと出会った初期キリスト教思想形成途上の理論家たちが、どのように言語の問題に気付き、あるいはそれを梃子として思想形成をしたか、そしてそこで起きたことが、その後中世にいたる言語哲学の流れにおいてどのように働いているかを見定めることが今後の課題として抽出された。
吸入麻酔薬後のケモカインCXCL12-CXCR4発現不均衡と血管新生

吸入麻酔薬が一部のがん細胞の増殖を促すとする報告が増えるなか、その安全使用のための正確な基礎データの集積が各国で望まれている。また近年では血管新生を促すがん細胞は遺伝子の異常修飾を利用し一部のケモカイン遺伝子発現を抑え、生体内の新規の血管を誘導することが知られてきた。そこで本研究では吸入麻酔薬暴露後に血管新生を生じたマウス皮下腫瘍がこのようなケモカイン発現不均衡を生じたかどうかを検証をする。
資源投資におけるトレードオフ

卵や種子生産における大きさと数のトレードオフに関する理論的解析の多くは、卵や種子を一斉に生産することを仮定している。しかし、たとえばトンボのように、卵を少しずつ産んでいく動物も多い。また、花序を着ける植物で、開花時期にずれがある場合も、種子は順次に生産されることになる。本研究では、卵や種子を順次に生産するとき、大きさと数のトレードオフはどのようなものになるのかを解析した。また卵(種子)の定着総数が最大となる最適な卵(種子)の大きさも解析した。【仮定】親は、一定の貯蔵資源を使ってN個のコホートを生産する。貯蔵資源は、維持呼吸のため時間とともに目減りする。i番目のコホートはn(i)個の卵からなる。そして、時間t_s(i)に発生を開始し、時間t_c(i)に発生を完了する(発生時間t_c(i)-t_s(i)が長いほど卵は大きい)。卵の定着率は、卵の大きさのS字型の増加関数である。各コホートの卵数n(i)と発生開始時間t_c(i)は制約として決まっており、各コホートの発生完了時間t_c(i)とコホート数Nは戦略として変化するとする。【予測】トレードオフ:卵一つあたりの生産コストは、後期のコホートの卵ほど大きい。つまり、同じ大きさの卵を作るためには、後期のコホートの卵ほど費用がかかる。これは、後期のコホートのために資源をとっておくと、維持呼吸による資源の目減りの度合いが大きくなるからである。最適な卵の大きさ:最適な卵の大きさは、後期のコホートのものほど小さくなる。そして、単位体積あたりの維持呼吸速度が大きいほど、最適な卵の大きさは後期のコホートでより小さくなる。多くの生物で、大きな親ほど大きな種子(卵)を作るという一般傾向が知られている。しかしこの傾向は、最適な種子サイズは親の資源量に依存しない(Smith and Frewtell,1974)という予測に反する。この一般傾向を説明するためいくつかの仮説が提唱されているが、それらはいずれも、ある特定の生物のみに当てはまるものでしかない。種子の発達に及ぼす生理学的要因(資源吸収速度のシンク制約と維持呼吸による貯蔵資源の目減り)を考慮した種子生長モデルを提唱した。このモデルに、親組織(維管束の末端)からそれにつらなる種子への資源移動速度に制約があるという仮定を加えると、上記の一般傾向が説明できることを示す。また、カタクリを用いた予測の検証結果も行った。【仮定】貯蔵資源を用いてN個の種子を作る。各種子の資源吸収速度は、その時点での種子サイズsと、親組織からの資源移動速度の上限Lに依存する:ds/dt=Min[rs,L]-ms(rは正の定数、mは維持呼吸速度)。貯蔵資源を消費したら各種子の生長は終わり、その時点での大きさが最終的な種子サイズSとなる。種子の発芽定着率(Sに依存)×Nが最大となるSを計算した。【予測】Lが大きいほど最適な種子サイズS^*は大く、mが大きいほどS^*は小さい。つまり、大きな親はどLが大きく、mは親のサイズに依存しない(あるいは、正の依存性があったとしてもその依存性が小さい)ならば、大きな親ほど大きな種子を作る。【検証】Sakai(1998)のカタクリ果実の生長データを再解析し、モデルのパラメーターを推定した。その結果、大きな親ほどLは大きく、mは親サイズに依存しなかった。また、Lが大きい親ほど種子は大きく、mが大きい親ほど種子は小さかった。

これは、「大きな親ほどLが大きいために種子も大きくなる」という予測と一致していた。卵や種子生産における大きさと数のトレードオフに関する理論的解析の多くは、卵や種子を一斉も生産することを仮定している。しかし、たとえばトンボ゙のように、卵を少しずつ産んでいく動物も多い。また、花序を着ける植物で、開花時期にずれがある場合も、種子は順次に生産されることになる。本研究では、卵や種子を順次に生産するとき、大きさと数のトレードオフはどのようなものになるのかを解析した。また、卵(種子)の定着総数が最大となる最適な卵(種子)の大きさも解析した。【仮定】親は、一定の貯蔵資源を使ってN個のコホートを生産する。貯蔵資源は、維持呼吸のため時間とともに目減りする。i番目のコホートはn(i)個の卵からなる。そして、時間t_s(i)に発生を開始し、時間t(i)に発生を完了する(発生時間t_c(i)-t_s(i)が長いほど卵は大きい)。卵の定着率は、卵の大きさのS字型の増加関数である。各コホートの卵数n(i)と発生開始時間t_c(i)は制約として決まっており、各コホートの発生完了時間t_c(i)とコホート数Nは戦略として変化するとする。【予測】トレードオフ:卵一つあたりの生産コストは、後期のコホートの卵ほど大きい。つまり、同じ大きさの卵を作るためには、後期のコホートの卵ほど費用がかかる。これは、後期のコホートのために資源をとっておくと、維持呼吸による資源の目減りの度合いが大きくなるからである。最適な卵の大きさ:最適な卵の大きさは、後期のコホートのものほど小さくなる。そして、単位体積あたりの維持呼吸速度が大きいほど、最適な卵の大きさは後期のコホートでより小さくなる。
医療型障害児入所施設における親子入園プログラムの開発と評価：父親への支援

家族の中でも、児の養育に主に関わるのは母親であることが多い。しかし、在宅で障害児を養育していくためには、母親だけでなく、父親やきょうだい等他の家族員の協力が必要である。本研究では、家族の中でも特に父親に注目し、児の養育における父親の役割を明らかにし、親子入園プログラムにおける父親支援の方略を立てることを目的とする。在宅で障害児を養育している父親を対象に、半構造化面接を個別で行なった。面接では、インタビューガイドに沿って、児や家族の状況・児のケアで困難に感じること・困難なことへの対処を尋ねた。面接内容は承諾を得て録音し、逐語化した。児の養育における父親の役割に注目し、内容ごとにカテゴリー化した。本研究実施にあたり、事前に研究機関の倫理委員会から承認を得た。父親18名に半構造化面接を実施した。父親の年齢は30代から60代、面接時間は30分100分であった。日常ケアにおける母親との役割分担:仕事を終えて帰宅後あるいは休日は、母親に代わって父親が児のケアを行っていた。きょうだいのいる家族では、母親が児のケアに専念できるよう、父親がきょうだいを連れて外出することもあった。仕事の調整:児のケアが継続できるよう、就労時間を変更したり、介護休暇を利用したりしていた。職場の状況によっては、自営業に転職あるいは退職するケースもあった。行政機関への折衝:保育園の入園やバギーの助成申請などのために、母親や児と共に行政機関に出向き、家族の窮状やニードを切実に訴えて、行政側の対応を引き出していた。児の養育において父親が母親と協働している状況が明らかになった。今後は母親・父親間で協働するようになったプロセスや、その際の医療職者に対するニードを明らかにする必要がある。児童福祉法の改正に伴い、従来の母子入園に関して「親子入園」に名称を改めて、母親だけでなく父親も対象に含めるようになった。父親が入園することについて、施設スタッフに面接を行った。入園期間は6週間から8週間に及び、その間、児ともに施設で過ごすことになる。常勤の父親が実際に入園することは就業上難しく、母親と比べるとかなりマイナーなケースであった。その分、入園した父親は、育児に向けて前向きで熱心であった。また、どちらかの親(多くは母親)がずっと児とともに施設にいるのではなく、たとえば月曜から水曜・水曜から金曜というように曜日で母親と父親が交代で児に付き添う(入園する)ケースや、一日の中でも日中と夜間で母親と父親が交代するケースがあった。同時期に入園している母親(メジャーケース)は、親子教室や談話の際に、そのような育児熱心な父親(マイナーケース)の態度や行動を見聞し、自身の家庭とは異なる父親役割を知り、自身のパートナーに新たな役割を提案したケースがあった。また、従来の母親のみで構成されるグループでは、愚痴や悩みを共有するうちにかえって育児に対して後ろ向きになることもあったが、育児熱心な父親がグループに加わることで、グループ全体が前向きに児や家族に向き合えるようになったケースもあった。以上の結果から、父親が入園するようになって、母親のみの入園のときには考えられなかった前向きな効果が見られたと言える。一方で、同一家族内で母親と父親が交代しながら入園するケースが増えており、目の前にいる親だけでなく、もう一方の親も含めた継続支援の方法を模索していく必要がある。父親支援に向けたガイドライン作成に向けて、親子入園における、父親の実際の状況が把握できた。今年度は、児のケアや養育における父親・母親間の知識や技術、態度の差異に注目して、療育施設からのヒアリングや学会等での情報収集を行った。母親が熱心に児のケアや養育に関わるあまり、父親に自分と同様のケア役割を求めるケースがあった。父親は当該児だけでなく、他のきょうだいの世話や家事全般の必要性を認識しており、その役割遂行を自負する一方で、結果的に母親からの役割期待に一致しないケースがあった。実際の支援では、父親と母親間でケアの知識や技術の共有を図ることと併せて、父親と母親が互いの特性の差異を認めて理解していくプロセスが大切である。親子入園の場面では、入園期間中ずっと父親が入園しているケースは稀で、多くは母親と曜日・時間を決めて交代しながら児に同伴しているケースであった。親子入園スタッフから児のケアや訓練について指導を受けることにより、父親・母親がそれぞれで児のケア技術を向上・確立させていた。親同士のグループワークを通じて、児の障がいに対する受け入れができ、社会資源の利用知識が得られ、養育に関する自身の態度や信念を再考することができた。しかし、入園しているのは父親か母親のどちらかであるため、ケア技術の共有・統一を図ることと養育に関して父親・母親が互いに理解する機会をもつことが現状では難しい。そこで今後は、親子入園プログラムの中に、父親・母親が一緒に参加する「家族面談」や「家族間でのグループワーク」を体系的に組み入れていくことを提案していきたい。研究計画に沿って、親子入園における支援方略について多角的に検討をすすめることができた。医療型障害児入所施設における親子入園プログラムにおいて、父親への支援に向けたガイドライン作成にあたり、国内において情報収集を継続して行った。入園期間中ずっと父親が入園しているケースは稀で、母親と曜日・時間を決めて交代している父親が大半であった。親子入園スタッフから児のケアや訓練について指導を受けることにより、父親と母親はそれぞれで児のケア技術を向上・確立させていた。

親同士のグループワークを通じて、児の障がいに対する受け入れができ、社会資源の利用知識が得られ、養育に関する自身の態度や信念を再考することができた。しかし、入園しているのは父親か母親のどちらかであるため、両者間で、ケア技術の共有・統一と養育に関する相互理解が課題となっていた。時間的な制約があるなかで、敢えて家族面談をプログラムに組み入れる意義が示唆された。家族面談については国内より海外において盛んに報告がなされている。そこで、海外での実践例を探索するべく、米国の看護大学を視察した。プライマリケア領域におけるFamilynurse practionerからの実践報告を通じて、個々の家族員への介入にとどまらず、家族員間の役割調整を図り、家族全体がempowerされるための方略を得た。多様な家族状況に対して家族そのものの捉え方も含めて柔軟に対応していた。今後、父親への支援においても、家族面談をはじめとして、母親や他の家族員への介入を盛り込んだ、柔軟で実践的なガイドライン作成を検討していきたい。勤務先が異動となり、従来の学部教育のみならず、大学院や社会人教育、病院との連携業務等、今までと質の異なる多種多様な職務を担うこととなった。そのため、研究遂行にあてる時間が当初の想定より少なくなってしまった。家族の中でも、児の養育に主に関わるのは母親であることが多い。しかし、在宅で障害児を養育していくためには、母親だけでなく、父親やきょうだい等他の家族員の協力が必要である。本研究では、家族の中でも特に父親に注目し、児の養育における父親の役割を明らかにし、親子入園プログラムにおける父親支援の方略を立てることを目的とする。在宅で障害児を養育している父親を対象に、半構造化面接を個別で行なった。面接では、インタビューガイドに沿って、児や家族の状況・児のケアで困難に感じること・困難なことへの対処を尋ねた。面接内容は承諾を得て録音し、逐語化した。児の養育における父親の役割に注目し、内容ごとにカテゴリー化した。本研究実施にあたり、事前に研究機関の倫理委員会から承認を得た。父親18名に半構造化面接を実施した。父親の年齢は30代から60代、面接時間は30分100分であった。日常ケアにおける母親との役割分担:仕事を終えて帰宅後あるいは休日は、母親に代わって父親が児のケアを行っていた。きょうだいのいる家族では、母親が児のケアに専念できるよう、父親がきょうだいを連れて外出することもあった。仕事の調整:児のケアが継続できるよう、就労時間を変更したり、介護休暇を利用したりしていた。職場の状況によっては、自営業に転職あるいは退職するケースもあった。行政機関への折衝:保育園の入園やバギーの助成申請などのために、母親や児と共に行政機関に出向き、家族の窮状やニードを切実に訴えて、行政側の対応を引き出していた。児の養育において父親が母親と協働している状況が明らかになった。今後は母親・父親間で協働するようになったプロセスや、その際の医療職者に対するニードを明らかにする必要がある。親子入園における父親の状況について、当事者である母親や父親への面接を通じて、更に詳細に把握する。
歯周再生治療に有用な多層性幹細胞シート移植材の開発

本研究では、歯周組織欠損部への移植を目的に多層性幹細胞シート移植材の作製法を開発した。通常の培養では間葉系幹細胞はコンフルエントになると増殖を停止するが、TGF-β1とアスコルビン酸を添加すると、細胞は多層化した。さらにROCK阻害剤Y-27632を添加すると、TGF-β1による細胞シートの収縮は抑制され、シートは剥離しなくなった。多層化細胞シートは間葉系細胞の表面マーカーを保持しており、多分化能も有していた。このことから本多層化シートは歯周治療における細胞治療法に有用であると考えられた。歯周病の治療では歯周組織の再生が大きな目標である。既存の歯周再生療法は適応症が限られるため、新たな治療法の開発が望まれている。間葉系幹細胞(以下、MSCと略す)シートは歯周再生療法に有用な移植材と考えられる。移植効果を高めるために細胞を多層性に高密度に増殖させる必要がある。多層化増殖は、線維芽細胞では接着斑の形成に依存するが、MSCでは不明な点が多い。接着斑はTGF-β1の刺激によりROCKを介したアクトミオシン収縮性フォースが発生し形成される細胞付着装置である。そこで今回、細胞高密度化MSCシートを作製する目的で、コンフルエンスなMSCの増殖に及ぼすフォースと接着斑の働きについて調べた。コンフルエンスな健常ヒト骨髄由来MSCをTGF-β1添加の多層化培地(TAF培地と命名)で培養して、細胞数をDNA量の測定で、増殖をBrdUの取込みで解析した。その結果、TAF培地はMSCの増殖を刺激した。TAF培地にROCK阻害剤Y-27632を添加した条件[Y(+)]と添加しない条件[Y(-)]で培養すると、細胞数は2日目で差はなく、4日目でY(+)の方が多かった。Y(-)では接着斑が誘導され、4日目で細胞シートはウェルから剥離した。一方、Y(+)では接着斑形成が抑制され、4日目で細胞シートは剥離しなかった。以上のことから、フォースと接着斑はコンフルエンスなMSCの増殖に必要ではなく、むしろ細胞シートの剥離を誘発して増殖を抑制することが示された。従って、ROCK阻害剤を用いてフォースと接着斑を抑制すると増殖は抑制されず、細胞高密度化MSCシートが作製できる。今回の研究で多層性MSCシート移植材の作製方法が確立できたことは、今後のMSCを利用した歯周再生療法の開発にとって意義深い。しかし、MSCの多層化増殖を促進する因子については不明な点が多い。そこで今回、細胞高密度化MSCシートを作製する目的で、コンフルエンスなMSCの増殖に及ぼす増殖因子の効果を調べた。実験にはコンフルエントな健常ヒト骨髄由来MSCを用い、これをTGF-ss1、アスコルビン酸R、ROCK阻害剤Y-27632およびウシ胎児血清を添加した培地で培養し、インヒビターや中和抗体を用いた増殖抑制実験とリコビナント因子の添加実験によって増殖促進因子を同定した。細胞数はニュートラルレッドの取り込みで,増殖はBrdUの取り込みで解析した。増殖抑制実験の結果、TGF-ss1、FGF、PDGF及びIGF-Iのレセプターの抑制やactivin Aアンタゴニスト(follistatin)の添加は増殖を抑制した。血清の代わりにPDGF-BB,IGF-I及びactivin Aの添加は増殖を促進したが、それら単独または組み合わせでの効果はいずれも血清の効果に及ばなかった。以上の結果から,コンフルエントなMSCの増殖は複数の増殖因子(TGF-ss1、PDGF-BB、IGF-I、activin A)にょって促されることが示された。今回の研究成果は効率的な多層性MSCシート移植材の作製と、今後のMSCを利用した歯周再生療法の開発にとって意義深い。歯周組織の再生は歯周治療の大きな目標の1つである。間葉系幹細胞(以下、MSCと略す)シートは、MSCの持つ自己複製能と多分化能から、歯周再生療法に有用な移植材と考えられる。移植効果を高めるためには、細胞を多層性に高密度に増殖させる必要があるが、MSCの多層化増殖を促進する因子については不明な点が多い。そこで本研究では、細胞高密度化MSCシートを作製するために、コンフルエンスなMSCをさらに増殖させて多層化シートを作製する条件を調べた。

実験にはコンフルエントな健常ヒト骨髄由来MSCを用い、これをTGF-β1、アスコルビン酸R、ROCK阻害剤Y-27632およびウシ胎児血清を添加した培地で培養した。細胞数をニュートラルレッドの取り込みで,増殖をBrdUの取り込みで解析した結果、MSCシートは増殖を続け、多層化した。また、TGF-β1を添加することで接着斑の形成は抑制され、シートの収縮や剥離もみられなかった。多層化MSCシート形成後の細胞は、CD29、CD44、CD105、CD166陽性で、CD14、CD34、CD45陰性であり、間葉系幹細胞のマーカーを発現していた。また、この細胞を分化誘導培地で培養したところ、骨芽細胞系と脂肪細胞系の2つの系統の細胞に分化させることができた。これらのことから今回我々の作成した多層化シートに存在する細胞は、多分化能を維持していたと考えられる。今回の研究成果は、効率的な多層性MSCシート移植材の作製と、今後のMSCを利用した歯周再生療法の開発にとって意義深い。多層性MSCシート移植材の作製方法は確立できたが、動物実験モデルを用いたMSC幹細胞シートの移植実験の結果が得られていないため。24年度が最終年度であるため、記入しない。動物実験モデルを用いたMSC幹細胞シートの移植実験を実施して、歯周再生治療におけるその安全性と有用性を検討する。
ヒストリー的挙動を許容する可微分力学系の創発性の研究

本研究課題は,微分同相写像の創発性(emergence)である.特に,2次元多様体M上の微分同相写像で,Lebesgue測度が正であるMのある部分集合Uに対し,Uの要素を起点とする前方軌道の創発性がSup-Pとなる族を見つけることにあった.この研究は,P. Berge氏(2017)の研究が動機となっている.2019年3月に,同氏と同氏の共同研究であるS. Biebler氏が来日し,慶応大学で講演をした.本研究課題の研究代表者の相馬と研究者分担者の中野雄史氏(東海大学講師)は,彼らと直接情報の交換をすることにより,本研究課題の今後の研究方針を明確にすることができた.それを元にして,もう一人の研究分担者の桐木紳氏(東海大学教授)と共同で論文を作成することにした.これによって,本研究課題の初年度の目標がほぼ達成できたと言える.具体的には,次の定理が証明できた.【定理】微分同相空間Diff(M)内の任意のNewhouse開集合の稠密な部分集合Dで次の性質を持つものが存在する.「fをDの要素とするとき,M内にLebesgue測度正の部分集合が存在し,その部分集合の要素を起点とする前方軌道はpointwiseSup-P創発性をもつ.」2018年度の研究成果には,2次元微分同相写像のみでなく,m個の文字の両側無限列の空間X上の左フル・シフト写像に関する創発性の結果も含まれる.具体的には次の結果が得られた.これらの結果をまとめた論文は現在作成中であり,2019年度内に専門誌に投稿する予定である.本研究の主要な課題である,2次元微分同相写像の創発性に関し,基礎となる結果が得られた.研究の方針に主要な変更はない.2次元微分同相写像の創発性の創発性の研究を続けていく予定である.ただし,時間的に余裕があれば研究対象を3次元以上の微分同相写像にも広げていきたい.本研究課題は,微分同相写像の創発性(emergence)である.特に,2次元多様体M上の微分同相写像で,Lebesgue測度が正であるMのある部分集合Uに対し,Uの要素を起点とする前方軌道の創発性がSup-Pとなる族を見つけることにあった.この研究は,P. Berge氏(2017)の研究が動機となっている.2019年3月に,同氏と同氏の共同研究であるS. Biebler氏が来日し,慶応大学で講演をした.本研究課題の研究代表者の相馬と研究者分担者の中野雄史氏(東海大学講師)は,彼らと直接情報の交換をすることにより,本研究課題の今後の研究方針を明確にすることができた.それを元にして,もう一人の研究分担者の桐木紳氏(東海大学教授)と共同で論文を作成することにした.これによって,本研究課題の初年度の目標がほぼ達成できたと言える.具体的には,次の定理が証明できた.【定理】微分同相空間Diff(M)内の任意のNewhouse開集合の稠密な部分集合Dで次の性質を持つものが存在する.「fをDの要素とするとき,M内にLebesgue測度正の部分集合が存在し,その部分集合の要素を起点とする前方軌道はpointwiseSup-P創発性をもつ.」2018年度の研究成果には,2次元微分同相写像のみでなく,m個の文字の両側無限列の空間X上の左フル・シフト写像に関する創発性の結果も含まれる.具体的には次の結果が得られた.これらの結果をまとめた論文は現在作成中であり,2019年度内に専門誌に投稿する予定である.本研究の主要な課題である,2次元微分同相写像の創発性に関し,基礎となる結果が得られた.研究の方針に主要な変更はない.2次元微分同相写像の創発性の創発性の研究を続けていく予定である.ただし,時間的に余裕があれば研究対象を3次元以上の微分同相写像にも広げていきたい.2名のブラジル在住の研究者を招聘し,謝金を支払ったが,両名が途中,京都大学に招聘されたので,その期間の謝金が不要になった.2019年度に別の研究者を招聘して謝金に充てる予定である.
タクロリムス併用下の抗MRSA薬による腎機能障害のリスクの検討

【目的】タクロリムス(TAC)は、臓器移植後の免疫抑制剤の中で最も汎用される薬剤である。しかし、重大な副作用として腎機能障害があり、そのリスク回避のため血中濃度を厳密にコントロールする必要がある。一方、抗MRSA薬の一つバンコマイシン(VCM)もまた、重大な副作用として腎機能障害があり、その副作用回避のため、血中濃度測定によるコントロールが推奨されている。臨床上TACとVCMは併用されることが少なくない。これらの薬剤を併用している患者において、血中濃度を厳密にコントロールしているにも関わらず、腎機能障害を発症する例を経験することがあるが、これらの併用による腎機能障害のリスクを詳細に検討した報告はほとんどない。また、テイコプラニン(TEIC)は、一般的に腎機能障害が起こりにくいとされている薬剤であるため、TAC併用下でVCMの腎機能障害のリスクが増大すると仮定した場合、TEICがその代替薬として使用できる可能性も考えられる。本研究では、TACとVCM(TEIC)併用患者における腎機能障害のリスクを調査した。【方法】6年間の肝移植患者を対象にTACとVCM(TEIC)を併用している患者を当院診療録より調査した。透析患者や使用開始時に血清クレアチニン(Cre)2.0mg/dL以上の患者は除外した。腎機能障害はCreがベースより0.5mg/dL以上上昇、もしくは1.5倍以上上昇した場合と定義した。【結果】TAC使用下でVCM併用した患者はのべ53名、うち17名(32%)に腎機能障害を認めた。TEIC併用した患者はのべ27名、うち5名に腎機能障害(19%)を認めた。両者に有意差は認めなかった。VCM併用した患者を、腎機能障害を起こした患者と起こしていない患者の2群に分け、各薬剤の血中濃度を比較した。VCM血中濃度の初期値は、それぞれ平均17.2±10.4μg/mL、17.24±9.1μg/mLと差がなく、TAC血中濃度は、それぞれ平均9.4±8.4ng/mL、8.5±3.6ng/mLと有意差は認めなかった。【考察】今回の研究では、血中濃度と腎機能障害の相関、TEICの優位性を示すことはできなかった。一方でTAC使用下の患者においてVCMの使用を必要以上に躊躇する必要がないと考えられる。
リサイクリングMHCクラスII分子による抗原提示を利用した癌ワクチンの開発

腫瘍免疫の活性化には抗原提示細胞によるCD4+ T細胞への効率良い抗原提示が必須である。より少量の抗原でT細胞活性化をもたらす新しいワクチン設計のため卵白アルブミンの抗原エピトープを免疫グロブリンの抗原結合部位(相補性決定部位)に組み込んだ。既知のプロセシング経路と異なり、このエピトープは細胞表面上のリサイクリングMHCクラスII分子に直接結合し、エンドゾーム内でのプロセシング後にT細胞に提示されるように設計したものである。基盤C腫瘍免疫の活性化には抗原提示細胞によるCD4+ T細胞への効率良い抗原提示が必須である。平成20年、21年度計画では腫瘍抗原gp90のエピトープ検索を行う予定である。gp90は3つのドメインから構成される(gp70N:1-236,gp70C:237-439,p15E:440-638)。現在、個々のドメインを個別にCHO細胞で発現し、どのドメインが抗原性を有するのかを調べているところである。gp90全長のcDNAを用いてRT-PCR法でNドメイン(1-246)とCドメイン(223-448)のcDNAを作成し、ヒスチジン(His)タグ付の発現ベクターに組み入れた。シーケンスを確認後、G418存在下でStable transfectionを行った。細胞破砕液から各ドメインをニッケル-アガロースビーズで沈降し、SDS-PAGE、Western blotting(anti-His tag)を行ったところ、gp70Nドメインの発現は確認できたが、gp70Cは検出されなかった。これはgp90CのC末端側のArg439がタンパク分解酵素の標的部位であるため生合成の過程でHisタグがgp70Cから除かれたと考えられる。この問題を解決しgp70CドメインのCHO細胞へのトランスフェクト効率や発現をモニターするためにC末端側Hisタグではなく、N末端側にGreen Fluorescence Proteinを融合させたベクターを作成している。gp90Nに関してはコンホーメーションを変化させるために、すでにシステイン残基をアラニンに変異させ、抗原性を持つ変異ドメインを検索しているところである。当該年度は腫瘍抗原gp90のエピトープ検索と、そのエピトープを抗体分子の相補性決定部位CDRに組み込んだ癌ワクチンの作成を計画した。gp90の抗原性に関して、CT26細胞により部分的に折りたたまれたgp90分子種はCD4+T細胞ハイブリドーマを刺激するが、CHO細胞に産生され、密に折りたたまれたレコンビナントgp90はT細胞を刺激しなかった。しかし、抗原提示細胞をタンパク分解酵素阻害剤leupeptinで処理するとレコンビナントgp90でも幾分T細胞刺激が検出された。その抗原提示にはleupeptin濃度1.5mM、抗原パルス8時間後に抗原提示細胞のグルタルアルデヒド固定を必要とした。この結果はレコンビナントgp90がT細胞に提示されなかった理由が、後期エンドゾームなどでのタンパク分解酵素によるエピトープの破壊が起こったためである事を示す。gp90エピトープ検索は未だに困難を極めているが、この知見を利用する事によりレコンビナントgp90の全長を徐々に短くしてエピトープ候補を狭めていけると考える。この方法は他のMHC class II拘束性抗原にも応用可能であり、成功すれば免疫学への大きな貢献になると思われる。一方、ワクチン作成用抗体分子のH鎖とL鎖のcDNAをIRESベクターに組み込み、CHO細胞によるレコンビナントIgGの発現に成功した。次年度はCDRに卵白アルブミンのCD4+T細胞エピトープを組み込み、抗原提示細胞表面や前期エンドゾームに存在するリサイクリングMHCclass II分子により効率的に提示されるかどうか検討する。今年度は抗体分子の相補性決定部位CDRに卵白アルブミンのCD4+T細胞エピトープを組み込み、この蛋白が抗原提示細胞表面や前期エンドゾームに存在するリサイクリングMHCクラスII分子により効率的に提示されるかどうか検討した。抗体H鎖、L鎖の発現ベクターを構築し、そのH鎖のCDR3ループの中間に卵白アルブミン配列323-335(13アミノ酸残基)に相当する塩基配列を挿入した。このベクターを哺乳類細胞株2種と大腸菌に導入し、発現、精製した。現在それらの蛋白を用いて、B細胞株と卵白アルブミン特異的CD4+T細胞株による抗原提示とリサイクリングMHCクラスII分子の関与を分析中である。昨年度から検討していた腫瘍抗原gp90のエピトープ検索に関しては、gpNドメインの12個のシステイン残基を1つずつアラニンに変換し、folding(折れたたみ)を変化させた。gpCドメインは哺乳類細胞株では発現が見られなかったが、大腸菌にて発現が可能であった。しかし、これらの蛋白によるT細胞の刺激は認められなかった。今後2つずつシステイン残基をアラニンに変換させる。蛋白抗原のfoldingと抗原性の関係に関しては、gp90

産生細胞株に酸化還元酵素Ero1a(wildtype, dominant negative株)を遺伝子導入し抗原提示に対する影響を調べる為の予備実験を行ったが、抗原性への影響を確認できなかった。この理由として、Ero1a遺伝子導入の効率の低さが考えられた。今後は遺伝子導入の至適化を行い、蛋白抗原の抗原性に酸化還元酵素がいかに影響するか再検討する。本研究課題の追究は、リサイクリングMHCクラスII分子により提示される腫瘍抗原エピトープの周辺領域のfoldingを明らかにし、癌免疫療法用ワクチン開発に寄与するものである。基盤C
糖尿病患者に特有のサルコペニア発症・進展および転倒の規定要因：5年追跡調査

本研究は、糖尿病患者を対象に、アンケート用紙の記入、身体計測(筋力、骨格筋量、歩行速度等)、認知機能テスト等を実施する。そして、糖尿病患者の5年間の筋力(握力・膝伸展筋力)の推移より糖尿病の重症度と筋力・筋肉量の低下に加えて身体機能が低下した状態であるサルコペニアの進展状況との関連を年齢階級別に分析すること、サルコペニア発症と転倒経歴との関連を明らかにする。サルコペニアは骨格筋量の減少と筋力もしくは身体機能の低下により定義され、転倒・骨折による要介護の要因である。インスリン抵抗性や糖代謝異常を伴っている糖尿病患者は若年層でもサルコペニアが進展している可能性がある。したがって、糖尿病患者の筋力及び骨格筋量を年齢階級別に縦断的に検討し、筋力・筋量低下の関連要因を抽出することは、糖尿病患者におけるサルコペニアの予防、治療戦略を構築する上で不可欠である。本研究の目的は、糖尿病患者の5年間の筋力の推移より糖尿病の重症度とサルコペニアの進展状況との関連を年齢階級別に分析すること、糖尿病患者におけるサルコペニア発症と転倒経歴との関連を明らかにすることである。研究1年目は研究を実施するための物品購入、計画書の作成、フィールド調整を行う予定をしていた。フィールド調査および計画書の作成を行い、同年9月に当大学の倫理審査委員会に倫理審査申請を行い、同年11月に承認を得た。そして同年12月より調査対象者の選定を行い調査対象者への同意取得を開始した。また調査員へのトレーニングを並行して実施し、精度管理を行った。2019年1月から調査同意が得られた対象者に対し、身体計測、認知機能テスト等の調査を開始した。調査対象者には、通常の外来診察時に主治医より本研究への参加依頼の説明後、研究者より口頭と紙面で調査の説明を行い、同意書に署名を持って同意を得た。同意が得られた対象者には、次回の外来診察時に自記式質問紙の持参と身体計測を実施することを説明し、次回の外来診察前後に別室で身体計測、認知機能テスト、自記式質問紙の確認等を実施した。その結果、調査対象者485名中転医等の理由で追跡調査困難者は167名で、追跡率は66%であった。追跡可能者318名中2018年12月2019年4月の期間中で同意取得者は280名で、そのうち230名の本調査が終了している。2018年度は、本研究を行うための準備期間を予定しており、調査に必要な物品購入、計画書の作成、フィールド調整等を行った。調査の準備が整い、同年11月に当大学の倫理審査委員会の承認を得た。そして、同年12月から調査対象者への同意取得を開始し、2019年1月からは、同取得を得られた対象者に対して、身体計測、認知機能テスト等の調査を開始した。調査は順調に行うことができており、予定通り進展している本年度(2年目)の計画書としては、本調査の継続とデータ整理および解析、成果報告を予定している。本調査は引き続き実施し、12月までを予定している。また、合わせて、当大学附属病院の電子カルテ端末の診療記録から血液検査結果(血糖値、HbA1c等)、糖尿病の治療状況等の情報を抽出する。その後、収集した調査票のデータ入力、解析可能データとするための突合作業、データ整理、解析を行い、研究成果を論文化する予定である。申請者は、昨年度(1年目)に初めて研究を開始したため、収集した調査票のデータを解析可能データにするための突合作業、データ整理に時間を要することが予測される。また、収集した調査票のデータ入力作業にも時間を要することが予測されるため、できるだけ早く調査対象者のデータ収集を完了する必要があると考えている。今後は、同意が得られた対象者には、同意取得時に身体計測等の調査を可能な限り実施し、データ収集が完了するよう工夫をして行う。

また調査員へのトレーニングを並行して実施し、精度管理を行った。2019年1月から調査同意が得られた対象者に対し、身体計測、認知機能テスト等の調査を開始した。調査対象者には、通常の外来診察時に主治医より本研究への参加依頼の説明後、研究者より口頭と紙面で調査の説明を行い、同意書に署名を持って同意を得た。同意が得られた対象者には、次回の外来診察時に自記式質問紙の持参と身体計測を実施することを説明し、次回の外来診察前後に別室で身体計測、認知機能テスト、自記式質問紙の確認等を実施した。その結果、調査対象者485名中転医等の理由で追跡調査困難者は167名で、追跡率は66%であった。追跡可能者318名中2018年12月2019年4月の期間中で同意取得者は280名で、そのうち230名の本調査が終了している。2018年度は、本研究を行うための準備期間を予定しており、調査に必要な物品購入、計画書の作成、フィールド調整等を行った。調査の準備が整い、同年11月に当大学の倫理審査委員会の承認を得た。そして、同年12月から調査対象者への同意取得を開始し、2019年1月からは、同取得を得られた対象者に対して、身体計測、認知機能テスト等の調査を開始した。調査は順調に行うことができており、予定通り進展している本年度(2年目)の計画書としては、本調査の継続とデータ整理および解析、成果報告を予定している。本調査は引き続き実施し、12月までを予定している。また、合わせて、当大学附属病院の電子カルテ端末の診療記録から血液検査結果(血糖値、HbA1c等)、糖尿病の治療状況等の情報を抽出する。その後、収集した調査票のデータ入力、解析可能データとするための突合作業、データ整理、解析を行い、研究成果を論文化する予定である。申請者は、昨年度(1年目)に初めて研究を開始したため、収集した調査票のデータを解析可能データにするための突合作業、データ整理に時間を要することが予測される。また、収集した調査票のデータ入力作業にも時間を要することが予測されるため、できるだけ早く調査対象者のデータ収集を完了する必要があると考えている。今後は、同意が得られた対象者には、同意取得時に身体計測等の調査を可能な限り実施し、データ収集が完了するよう工夫をして行う。
地球環境の長期変動に伴う陸域生態系とその機能の変化に関するモデル研究

本課題では、数百年から数千年規模の長期にわたる生態系変動をシミュレートするモデルを開発し、過去の土地利用変化や気候変動が陸域の構造や機能に与えた影響を評価した。耕作地分布データや古気候再現データを入力データとして利用し、過去の生態系の生産力や炭素ストックに関する長期シミュレーションを実施した。過去の長期変動に基づいて、将来の地球環境変動に伴う生態系変化と人間社会への影響について考察した。平成26年度は長期シミュレーションのためのデータ収集及び陸域生物圏モデルの高度化を進めた。最終氷期(2万1千年前)から現在までの連続的な気候モデルシミュレーションに関する情報を収集し、米国NOAA Paleoclimatology Modelingや、米国NCARで実施されたTraCE-21kなどの情報を得た。TraCE-21kについては陸域生物圏モデルの入力として必要な気温、降水、日射などの主要要素についてデータを取得した。陸域生物圏モデルに関しては、VISITモデルの長期変動を決定する生理生態的プロセスについて検討を行った。植生分布の長期的移動速度は、IPCC第5次報告書などのまとめでは10年間で数km程度とされているが、2万年間では数百kmの移動が考えられるため、今後、生物圏モデルに導入すべきメカニズムと考えられた。過去2万年間の大気中の温室効果ガス濃度の変遷と、それに及ぼした農業など人間活動の影響について、従来の研究状況を検討した。耕作地の拡大に関してはオランダのHYDEなどの長期的なデータセットが存在するが、施肥量、潅漑、品種選択などの温室効果ガス放出に影響を与える可能性のある活動の扱いについてはより高度なモデル化が必要と判断された。また、人口が集中する都市域については、現在に関しては全球データセットが存在するが、過去の都市域の分布に関しては不確実性が大きく、翌年度以降の検討課題となった。平成27年度は長期シミュレーション実施に向けたデータ整備を中心に行った。昨年度までに収集したTraCE-21kやHYDEデータを精査し、データの形式を確認してVISITモデル入力用にデータ形式や単位変換などの加工を行った。合計20000年分以上の時系列データを使用するため、大量データの内挿や並び替えに時間を要した。長期シミュレーション上の課題の1つであった計算結果の検証に関しては、樹木年輪データの適用可能性に関する検討を進めた。樹木年輪データは、取得できる地域が温帯から亜寒帯の森林に限られるが、2000年以上の時系列を比較できる可能性があることが分かった。長期に見られる植生の移動をモデルで表現するため、植生の競争などを考慮した動態モデルの開発を進めた。近年の植生動態モデルの動向として、植物の形質の分布パターンに着目したアプローチが提唱されているので、それに基づく新規モデルの開発検討を進めた。過去の農業活動に伴う陸域からの温室効果ガス放出量の変化を長期的に再現することは、本課題の目標の一つであるが、今年度にモデルの推定結果を精査したところ肥料などに起因する一酸化二窒素の放出量変化に過小評価がある可能性が示された。その原因として、農耕地に投入する肥料量の変化や大気からの窒素沈着量の変化が、土壌無機窒素の現存量に正しく反映されていない可能性が考えられた。翌年度は、その部分を修正し、長期的な土地利用変化に伴う陸域起源の温室効果ガス放出を評価していく予定である。本課題と平行して、国際モデル相互比較プロジェクトであるCMIP6が進行しており、そこで作成された過去1000年分以上の土地利用・管理データを比較対象として参照することで、当初予定には無かった長期データの比較が可能となった。陸域モデルの構造的な課題がいくつか明らかとなり、それに対応する必要が生じたが、それは研究計画の一部であり、一酸化二窒素の問題のように予想外のものもあったとは言え概ね順調に進行したと言える。長期的なモデル推定結果の検証に樹木年輪データを使用することは、本年度に新たな取り組みとして開始したものであり、計画以上の成果をもたらすものと期待される。長期シミュレーションを実施するためのデータ整備と生態系モデルのコード改変を進めた。従来の生態系モデル(VISIT)コードでは200年程度までの計算期間を想定しており最長期間が固定されていた。今年度、計算の開始年と終了年を任意に設定できるよう改変を行い、数百年以上の計算に対応可能なようにした。試行として国際モデル相互比較実験であるISI-MIPで使用されている過去の長期計算用データを用いて600年以上の全球計算を行い動作確認を行った。ここでは複数の気候シナリオを用いて気候変動パスの違いが、生態系機能に与える影響が妥当に再現されることを確認し、その一部は論文発表を行った。本研究で使用する入力用データ整備としては、昨年度に引き続きTraCE-21Kプロジェクトによる気候モデルによる最終氷期以降のシミュレーションデータの変換作業を進めた。気候モデルの空間分解能は数百kmと粗いため、生態系モデルに合わせるよう線形内挿を行った。土地被覆データはHYDEデータの変換作業を進めた。このデータは農耕開始以来12000年間の耕作地分布を与えるが、時間間隔が100年以上と広く一定していないため時間内挿作業を行った。前年度からの懸案事項であった植生分布の変化に関しては、植生動態を表現するモデル利用に関する検討を進めた。