hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ExosomeによるOA早期マーカー探索と運動・栄養効果のモニタリング指標の確立

変形性関節症(OA)に対し、ハーブなどに含まれるカルノシン酸(CA)の効果をヒト滑膜・軟骨細胞を用いて検討した。CAはヒト滑膜・軟骨細胞において抗酸化酵素HO-1を活性化させ、さらに軟骨分解酵素などのOA関連遺伝子の発現を抑制した。CAが軟骨細胞においてOA様の変化を抑制する分子機構として、CAは軟骨恒常性を維持するmiR-140を活性化し、Bach1遺伝子の発現を抑制することでHO-1を活性化させることを見出した。今後、CAの効果をマウスレベルで検討することはOA予防に繋がることが期待される。初年度は、課題1.老化促進マウスにおける変形性関節症(OA)様変化を継時的観察、課題2.老化促進マウスのOA変化に対する運動・栄養素の効果について解析を行った。課題1.これまで、6ケ月齢の老化促進マウスはコントロールマウスと比較し、軟骨の変性が起こっていることが明らかとなっていた。しかし、何ヶ月齢から変性が起き始めているのか不明であったため、1ヶ月齢から継時的にサンプリングを行い、CTや各種染色法により軟骨変性の評価を行った。その結果、コントロールと比較し、老化促進マウスはXヶ月例あたりから軟骨変性が起き始めていることが示唆された。課題2.老化促進マウスのOA様変化に対し、まずは栄養素の効果から検討を試みた。我々は、これまでに抗酸化酵素ヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)の抑制因子であるBach1欠損マウスを用いた解析から、野生型に比べHO-1が高発現するBach1欠損マウスはOA様変化が抑制されることを報告している(Takada T et al., Arthritis Res Ther 2015)。このことから、抗酸化酵素HO-1を高めることが報告されていたハーブなどに含まれるカルノシン酸に着目し検討を行った。In-vitro実験系に置いて、SH-SY5Y細胞を用い、飢餓状態、酸化ストレスに対する保護効果を検討した。その結果、カルノシン酸はどちらのストレス下においても保護効果を示した(Shibata et al.,Int J Food Sci Nutr. 2016)。現在、カルノシンを投与した老化促進マウスの関節、他の組織を含めた老化の程度についても解析を行っている。これまで、老化促進マウスの関節などの継時的変化、また、それに対するカルノシン酸の効果について計画通りに進行している。運動による影響、およびExosomeの変化については若干解析が遅れているが、全体的に考えると計画通りに進展している。我々は、これまでに抗酸化酵素ヘムオキシゲナーゼ1(HO-1)の活性化による、OA抑制効果を報告した(Takada T et al., Arthritis Res Ther 2015)。そこで本年度は、HO-1の活性化に関する報告がある、カルノシン酸(CA)によるOAの予防効果とそのメカニズムに関して研究を進めた。ヒト関節軟骨細胞にIL-1βとCAを同時に添加し、細胞におけるOA関連遺伝子等の発現を検討した結果、IL-1β添加により軟骨分解酵素であるAdamts-5やMMP-13の発現は亢進されたが、CAを同時に添加した場合、それらの発現は抑制された。マウスより関節軟骨組織を採取し、同様の処理を行い、軟骨基質であるグルコサミノグリカン(GAG)の放出を定量した結果、CA存在下ではGAGの放出が抑制された。また、これらのメカニズムを明らかにするためにmicroRNA(miR)を解析した結果、miR-140がHO-1の抑制因子であるBach1を標的遺伝子としていることが明らかとなった。以上のことから、IL-1β誘導性のOA様状況下において、CAは軟骨の恒常性維持に重要なmiR-140を介してBach1の機能を抑制すること、そしてその結果、HO-1の活性化を誘導して関節を構成する細胞を保護するという新たな機序を明らかにした。今後は、OAマウスモデルに対しCA投与を行い、CAがサプリメントとしての効果を検討する予定である。その評価としてはmicroRNAを含むエクソソームに注目し、OA予防についてさらに研究を進めていきたい。当初計画していた患者の臨床サンプルからのExosomeに関しては、臨床サンプルによって粘性などの問題により、Exosomeの精製が困難なことから、患者由来細胞及び培養上清を中心として解析を進める。その他の研究計画には特に変更なく、計画を遂行していく。次年度は、申請者の研究機関の移動に伴い、不足する機器の購入等については考慮する必要がある。分子生物学運動器疾患研究計画どおり施行したが110,084円の繰越金が生じた。理由としては、年度変更に伴う当事者の研究機関の移動があげられる。当事者が新たな研究機関に移動することで、不足する機器が生じる。

そのため、使用予定額を使い切るよりは、繰越しを行い、不足する機器の購入費用に当てることが、より研究を推進する上で有効な手段であると考えられたため、この度は繰越しを行うこととした。研究機関の移動に伴い、研究計画を遂行する上で不足する機器の購入に使用する予定である。
多系統萎縮症の病理学的強調部位を決定する分子遺伝学的要因の検討

本邦の多系統萎縮症(MSA)症例における病理学的サブグループの内訳を明らかにする目的で,連続した50例のMSA剖検例において,既報の方法(Ozawa T, et al. Brain 2004 ; 127 : 2657-2671)を用いて黒質線条体優位型,オリーブ核橋小脳優位型,両病変同等型の分類を行った.検索した50例のMSA剖検例における病理学的サブグループの内訳は,黒質線条体優位型は18%,オリーブ核橋小脳優位型は40%,両病変同等型は42%であった.この結果は,日本人MSAでは臨床的にMSA-Cの頻度が優位であるとする報告を病理組織学的な観点から裏付けるものと考えられる.さらに,黒質線条体優位型の頻度が比較的高い英国人MSAにおける病理学的サブグループの内訳とかなり異なる結果となり, MSAサブグループの病変分布の特徴において,地域あるいは人種間の差違が存在する可能性がある.本邦の多系統萎縮症(MSA)症例における病理学的サブグループの内訳を明らかにする目的で,連続した50例のMSA剖検例において,既報の方法(Ozawa T, et al. Brain 2004 ; 127 : 2657-2671)を用いて黒質線条体優位型,オリーブ核橋小脳優位型,両病変同等型の分類を行った.検索した50例のMSA剖検例における病理学的サブグループの内訳は,黒質線条体優位型は18%,オリーブ核橋小脳優位型は40%,両病変同等型は42%であった.この結果は,日本人MSAでは臨床的にMSA-Cの頻度が優位であるとする報告を病理組織学的な観点から裏付けるものと考えられる.さらに,黒質線条体優位型の頻度が比較的高い英国人MSAにおける病理学的サブグループの内訳とかなり異なる結果となり, MSAサブグループの病変分布の特徴において,地域あるいは人種間の差違が存在する可能性がある.本邦の多系統萎縮症(MSA)症例における病理学的サブグループの内訳を明らかにする目的で,連続した50例のMSA剖検例において,既報の方法(Ozawa T, et al. Brain 2004;127:2657 -2671)を用いて黒質線条体優位型,オリーブ核橋小脳優位型,両病変同等型の分類を行った.検索した50例のMSA剖検例における病理学的サブグループの内訳は,黒質線条体優位型は18%,オリーブ核橋小脳優位型は40%,両病変同等型は42%であった.この結果は,日本人MSAでは臨床的にMSA-Cの頻度が優位であるとする報告を病理組織学的な観点から裏付けるものと考えられる.さらに,黒質線条体優位型の頻度が比較的高い英国人MSAにおける病理学的サブグループの内訳とかなり異なる結果となる結果となった,MSAサブグループの病変分布の特徴において,地域あるいは人種間の差違が存在する可能性がある.また,各病理学的サブグループにおける初発症状の解析結果では.オリーブ核橋小脳優位型では70%が小脳失調を初発症状としており,黒質線条体優位型では55%がパーキンソニズムを初発症状としていた.この結果は,終末像としての黒質線条体優位型病理の予測は,初発症状からは困難であることを示す.
量子効果によるスピン保存の研究

量子効果は通常デジタル情報処理においては不確定性原理のためにマイナスであるとされている。例えば、1つの電子スピンのメモリを想定すると、その緩和がexp(-γt)の形をとる限り、測定してリフレッシュしてもメモリ持続時間が長くなることはない。しかしながら、短い時間では指数関数型の緩和からのズレがありexp(-αt^2)となることが知られている。このことを用いて短い時間で測定(観測)を繰り返せば、いわゆる「量子ゼノン効果」によりズレが持続し、メモリを飛躍的に永くすることができる(例えばM. C. Fischer et. al. Phys. Rev. Lett. 87(2001)040402)。更に、量子情報処理で確立している量子誤り補正を応用することもできる。また量子情報処理と異なり、多数決処理のような手法と量子誤り補正との組み合わせにより全く新しいメモリ保持の可能性も開ける可能性がある。本研究では特に量子Zeno効果による電子スピンのデジタルなメモリ延伸の可能性を調べるために1スピンの非指数関数的減衰を観測することを目的とし実験的検討を行った。スピンの安定に存在する量子構造の形成を検討した。具体的にはSi不純物を添加した量子井戸構造の作製を行った。また、電極により量子ドット中の電荷状態を制御するために、量子ドットを含むダイオード構造を試作した。更に、bright excitonとdark excitonにより逆ラムダ遷移を実現するために、フォークト配置での励起子エネルギーの磁場依存性を測定し、2つの遷移間のエネルギー差が400μeV程度と非常に大きな中性励起子を選別することに成功した。
膵β細胞の分子マップ作成に関する国際共同研究

平成9年度には以下に示すような分子の機能解析を行った。膵β細胞のKATPチャネルはSUR1とKir6.2の2つのサブユニットから構成されインスリン分泌調節に重要な役割を果たしている。我々は、膵β細胞のK_<ATP>チャネルの生体での機能を直接的に明らかにする目的でKir6.2のdominantnegative変異体を膵β細胞に発現する遺伝子導入マウス(Tgマウス)を作製した。Tgマウスは新生仔期にヒトの新生児家族性低血糖症と類似した低血糖を示し、6週令以降では糖尿病を発症した。Tgマウスではグルコースによるインスリン分泌の障害を認め、膵β細胞のK_<ATP>チャネルがインスリン分泌の調節分子として不可欠であることが明らかになった。2)Noc-2のクローニングと機能解析膵β細胞からのインスリン開口放出において、細胞内Ca^<2+>の上昇は重要なシグナルである。このため膵β細胞にはCa^<2+>の変化を関知する分子が存在すると考えられる。神経終末では、rabphilin-3AはRab3Aの標的分子であり細胞内Ca^<2+>の上昇に伴うシナプス顆粒の開口放出に関与しているが、膵β細胞にもrabphilin-3Aに類似したRab3Aの標的分子が存在することが予想された。われわれは、rabphilin-3AのRab3A結合ドメインをプローブに、膵β細胞および内分泌細胞に発現する新たな分子Noc-2を単離した。Noc-2は302個のアミノ酸からなり、zinc-finger様構造を有していた。副腎細胞株であるPC12に成長ホルモンと共にNoc-2を共発現すると、高濃度^<K+>による成長ホルモン分泌を有意に促進させ、膵β細胞からのインスリンの開口放出を制御している可能性が示唆された。膵β細胞ATP感受性K^+チャネル(K_<ATP>チャネル)はグルコースによるインスリン分泌を調節する重要な分子である。最近、我々は膵β細胞のK_<ATP>チャネルは血糖降下剤であるスルホニール尿素の受容体(SUR1)と内向き整流性KチャネルサブユニットBIR(Kir6.2)の複合体であることを証明した。さらにヒトSUR1遺伝子とKir6.2遺伝子は第11染色体短腕11.5に隣接して存在することを示した。本年度ではKir6.2遺伝子とSUR1遺伝子の変異について検討を加えた。正常者70例とインスリン非依存性型糖尿病(NIDDM)200例でKir6.2遺伝子変異の検索を行った。Kir6.2には2種類の遺伝子多型性が認められたが、それらの多型性の頻度は正常者と日本人糖尿病の間で差が認められなかった。また、2種類のKir6.2とSUR1と再構築されたATP感受性Kチャネルの機能にも全く差が認められないことより、日本人に認められた2種類のKir6.2遺伝子がNIDDMの発症に寄与する可能性は少ないものと考えられる。一方、家族性低血糖症の1例においてSUR1遺伝子異常が認められた。SUR1を遺伝子工学の手法で、患者に認められた異常SUR1に類似したSUR1を人工的に作成し、Kir6.2と共発現させて、チャネルの機能を解析したところ、ATP感受性K^+チャネルでの特性が全く認められなかった。従って、SUR1遺伝子異常によりTRP感受性K^+チャネル機能異常を引き起こし、持続的なインスリン分泌をきたすことにより、低血糖症を招来することが示された。現在、Kir6.2遺伝子の変異を作成し、これをマウスに導入して機能解析を行っている。さらにKir6.2遺伝子破壊マウスも作成中である。

引き続きインスリン分泌に関与し、膵β細胞で発現する特異的遺伝子を検索し、より詳細な膵β細胞分子マップを作成する予定である。平成89年度には以下に示すような膵β細胞に発現する分子の単離と機能解析を行った。1) ATP感受性K^+チャネル(K_<ATP>)の構造・機能解析膵β細胞のK_<ATP>チャネルはインスリン分泌の調節に重要であると考えられている。我々は内向き整流性K^+チャネルメンバーであるKir6.2を単離し、膵β細胞のK_<ATP>チャネルがスルホニール尿素受容体(SUR1)とKir6.2から構成されていることを明らかにした。さらに、心筋、骨格筋、脳に発現しているスルホニール尿素受容体のイソフォーム(SUR2)を単離し、心筋骨格筋のK_<ATP>チャネルがSUR2とKir6.2により構成されることを示した。また、膵β細胞のK_<ATP>チャネルの生体内での機能を明らかにする目的でKir6.2のdominant-negative変異体を膵β細胞に特異的に発現する遺伝子導入マウス(Tgマウス)を作製した。Tgマウスは新生仔期にヒトの新生児家族性低血糖症と類似した低血糖を示し、6週令以降では糖尿病を発症した。これらの結果から、膵β細胞のK_<ATP>チャネルがグルコースによるインスリン分泌の調節に重要な役割を果たしていることが示された。さらにSUR1あるいはKir6.2の遺伝子異常は家族性低血糖症の原因となることを証明した。2) Noc-2の単離と機能解析膵β細胞からのインスリン開口放出に関与する分子は糖尿病発症の候補遺伝子である。われわれは、膵β細胞および内分泌細胞に発現し、ホルモンの開口放出に関与すると考えられる新たな分子Noc-2を単離した。Noc-2を副腎細胞株であるPC12に成長ホルモンとともに共出現すると、高濃度K^+による成長ホルモン分泌を有意に促進させることから、Noc-2は膵β細胞からのインスリン分泌を制御している可能性が示唆された。
学校給食におけるBSE問題と地元産食材料使用に関する実証的研究

現在、日本の学校給食は、成長期の多くの国民が経験するところとなっており、その食習慣形成に大きな影響を与えている。近年では、地元産や国内産食材料を使用する取り組みがすすめられている。牛肉も例外ではなかったがく2001年9月に日本国内で初めて発生したBSE(牛海綿状脳症)牛の結果、学校給食の現場では使用自粛などの対応を余儀なくされた。本研究はこうした状況の下で、和牛産地と乳用種肉牛産地を対象として、2001年前後における学校給食の地元産食材料、とりわけ牛肉およびその加工品の使用実態を明らかにし、今後の地元産食材料導入にあたっての諸条件、課題を実証的に明らかにすることを目的とした。その結果、次の諸点が明らかとなった。1.BSE問題の発生後、全国の約60%の学校給食が、牛肉および牛肉加工品の使用を自粛するようになった。もともと、1996年のO-157問題を契機として、学校給食現場では食品安全対策を強化していたとそこで、BSE問題後も迅速な対応をとった。しかし、使用自粛については地域によって強弱があった。2.ブランド和牛で知られる岩手県M地域においては、BSE問題が発生した直後、農協や自治体、獣医の協力の下でいち早く安全宣言を出した。乳用種肉牛産地の北海道においても、牛肉やその加工品など国産への切り替えが行われたが、その度合いは他の県よりも小さかった。学校給食関係者と地域農業との継続的な結びつきがこうした対応をもたらした。3.これからの学校給食に関わる栄養士は、地元産食材料を利用するための、生産者や農・漁協等との交渉・調整能力等が必要であるとともに、現場で食品安全問題が発生した際に迅速に対応できる能力も必要である。本年度は、学校給食運営におけるBSE問題の影響および地元産食材料使用の実態を明らかにするための予備作業として、関連諸機関への資料収集とヒアリング調査を実施した。資料収集については、学校給食およびBSE問題に関する文献、統計資料、新聞雑誌類の収集に努め、同時に北海道学校給食会、北海道庁・岩手県庁、大学研究機関等へのヒアリング、関連資料の収集を実施した。BSE問題については平成15年12月にアメリカ合衆国内にて新たな感染牛が発見されたこともあり、輸入牛肉に関する資料収集も同時に行った。予備調査については、平成15年9月に岩手県前沢町の学校給食センターに赴きヒアリング調査を実施した。その結果、前沢町は、BSE問題発生の際にいち早く前沢牛安全宣言を出し、地域住民、消費者への安心意識を高めていたこと、また学校給食への地元産牛の導入も積極的に行い、ステーキとして献立に取り入れていることが明らかとなった。地元産食材料の使用については、児童生徒に毎月配布する献立表の食材に、網かけ表示をして情報を提供している。さらに前沢町は「牛の博物館」という資料館を開設しており、前沢牛に関する歴史・現状を知るだけではなく、前沢町学校給食についての特別展示も行っていた。こうした取り組みによって地元産和牛の学校給食への利用増進、地元農業への理解促進をすすめていることが明らかとなった。前沢町に限らず岩手県は県あげて県産農林水産物の利用を推進しており、学校給食への利用についても積極的に推進していた。本年度は、学校給食運営におけるBSE問題の影響及び地元産食材料使用の実態を明らかにするために、酪農地帯へのヒアリング調査、関係諸機関での資料収集等を行った。ヒアリング調査は、酪農地帯である北海道浜中町で実施した。ここでは酪農生産の動向、牛乳・乳製品の販売先、酪農家の生活における牛乳、乳製品等の活用方法、BSE問題の発生と学校給食への影響などについて調査を行った。

その結果、第一に、多くの酪農家の牛乳出荷先は、浜中町に工場を有するT乳業であり、Tブランドとして牛乳やアイスクリームに加工、全国販売していることが分かった。他方、学校給食への牛乳供給は、同町内の小規模メーカーK乳業によって行われていた。しかしながら学校給食への牛肉の活用、さらに地元産食材料としての牛肉の利用は見られず、BSE前後においてもとくに変化がないことが分かった。この傾向は、浜中町と同じ酪農地帯である道東のT町からの資料収集、分析の結果においても同様であった。第二に、浜中町の酪農家では、自家用牛乳を活用しチーズ生産を始めた事例がいくつか見られた。中でも、O農場では数種類のナチュラルチーズを製造し、地元だけではなく、道内や全国の百貨店にも販売を広げていた。これは地元産食材料を、自ら加工し消費するという行動にとどまらない新たな動きといえる。この活動が今後、学校給食への酪農加工品提供に発展するならば、酪農地帯における新たな形態となるのではないかと考えられる。科研採択後に新たに発生した、アメリカ合衆国におけるBSE問題とアメリカ産牛肉の輸入禁止措置の経過も踏まえ、今後、いっそうの資料収集が必要であるとともに、学校給食への酪農加工品の導入実態を明らかにすることが必要であると考える。なお、今年度は、地元産食材料利用に関する学会報告を共同で行ったことを付記する。本年度は,学校給食運営におけるBSE問題の影響及び地元産食材料使用の実態を明らかにするために、次の研究活動をすすめた。第一に、北海道の学校給食における地元産食材料使用並びにBSE問題前後の牛肉使用に関する実態調査を行った。このためには、研究協力者の協力の下で、北海道学校給食会や北海道教育局などへのヒアリングを実施した。第二に、北海道でも代表的な牛肉産地でもある帯広市および道内各地から、給食献立表等を収集し比較分析を行った。この実施には主に研究分担者が依頼、収集、分析を行った。なお、資料分析では不充分な点は関係者からのヒアリングによって確認した。第三に、BSE発生前後の学校給食献立変化を確認するために、関連雑誌を利用した検討も行った。第四に、これまでの3年間の研究を総括するとともに、研究結果をとりまとめ、報告書の作成を行った。今年度明らかになったことは、次の諸点である。まず、北海道は牛肉産地であり、多くの学校給食で牛肉が使用されてきた。地元産牛肉の使用も拡大してきた際に、BSE問題が発生し自粛を余儀なくされたが、他県に比較してその度合いは緩やかであったことが明らかになった。次に、北海道は広いため学校給食会による野菜の共同購入はうまくいかず、保管・管理しやすい、にんじん・玉ねぎ等に限定されていた。他方、市町村レベルでは地元産を利用しようとする取り組みがすすんでおり、「北海道食育推進行動計画」の策定される今後、いっそうこの傾向がすすむことが示唆された。さらに、献立分析の結果明らかになったことは、もともと学校給食において牛肉使用は少なかったのではあるが、BSE後にさらに減少するという動きはそれほどでもなく、逆に牛肉使用を推進する動きが各地で確認された。
コンテキストアウェアモバイルインターネットアーキテクチャに関する研究

本研究の目的は,コンピューティングデバイスやネットワークリンクが多様化,遍在化する環境において,移動するユーザが所望のサービスをユーザの環境に最適な形態で享受し得る情報インフラを構築することである.具体的には,通信の途中であっても,ユーザが環境の変化にあわせて利用端末を変更できるサービスモビリティの実現に向けモビリティサポート技術を開発した.本モビリティサポート技術は,一つの端末に対してネットワークの達性を確保するターミナルモビリティサポート技術が主にネットワーク層の識別情報に基づいてモビリティをサポートするのとは異なり,ユーザが利用するアプリケーションサービスとの親和性が高いセッション層においてモビリティをサポートしている.さらに,サービスモビリティをユーザの置かれた状況に応じて行うために,ユーザのコンテキストを把握するシステムを構築した.特に,ユーザのコンテキストとして,無線ネットワークリンクの品質や位置情報,ユーザ自身のプレゼンス情報に注目し,これらの情報の取得分析機構を構築した.最後に,テストベッドネットワーク上にセッション層モビリティサポート機構とユーザコンテキスト把握機構を統合したシステムを構築し,その有用性を確認した.本研究の目的は,コンピューティングデバイスやネットワークリンクが多様化,遍在化する環境において,移動するユーザが所望のサービスをユーザの環境に最適な形態で享受し得る情報インフラを構築することである.具体的には,通信の途中であっても,ユーザが環境の変化にあわせて利用端末を変更できるサービスモビリティの実現に向けモビリティサポート技術を開発した.本モビリティサポート技術は,一つの端末に対してネットワークの達性を確保するターミナルモビリティサポート技術が主にネットワーク層の識別情報に基づいてモビリティをサポートするのとは異なり,ユーザが利用するアプリケーションサービスとの親和性が高いセッション層においてモビリティをサポートしている.さらに,サービスモビリティをユーザの置かれた状況に応じて行うために,ユーザのコンテキストを把握するシステムを構築した.特に,ユーザのコンテキストとして,無線ネットワークリンクの品質や位置情報,ユーザ自身のプレゼンス情報に注目し,これらの情報の取得分析機構を構築した.最後に,テストベッドネットワーク上にセッション層モビリティサポート機構とユーザコンテキスト把握機構を統合したシステムを構築し,その有用性を確認した.本研究の目的は、コンピューティングデバイスやネットワークリンクが多様化,遍在化する環境において,移動するユーザが所望のサービスをユーザの環境に最適な形態で享受しえる情報インフラを構築することである.今年度は,サービス切り替えの自由度をユーザに与えるセッション層モビリティサポート機構を開発しプロトタイプの構築,ならびにサービスハンドオフ機構実現のための基礎的検討を行った.1.セッション層モビリティサポート機構の開発サービスハンドオフ機構やパーソナルグリッド機構におけるリソース間のモビリティを実現するために,セッション層におけるモビリティサポート技術の開発を行った.セッション層モビリティサポート技術は,柔軟なサービスを連続して提供するために,ネットワークアドレスやアプリケーションの変化をセッション層において吸収する技術である.新たに開発したセッション層では,サービスをセッションIDにより識別し,各セッションIDにネットワークアドレスとアプリケーション情報の対応付けを行っている.また,本モビリティサポート機構のプロトタイプを作成することにより,モビリティサポートプロトコルを検証し,そのプロトコルの動作を確認した.2.サービスハンオフ機構とパーソナルメッシュ機構の基礎的検討現在の多くのネットワークサービスは,サービス・デバイス・リンクが固定的である.今年度は,様々なサービス・デバイス(端末)・リンクがユーザの周辺あるいはネットワーク上に遍在し,その中でユーザの嗜好や刻々と変化する周辺環境(コンテキスト)に応じて適切なものを選択するためのコンテキスト情報の収集に関する検討を行った.特にリンクの切り替えの判断指標を取得するために,現在急速に普及しているIEEE802.11bの電波強度測定ソフトウエアを開発した.また,ユーザのコンテキスト情報として位置情報を利用可能にするために,位置取得システムを新たに開発した.3.コンテキストアウェアモバイルインターネットテストベッドの構築コンテキストアウェアモバイルインターネットアーキテクチャコンセプトを実証するためのテストベッドを構築した.初年度は,本テストベッド上で,セッション層モビリティサポート機構の動作確認,無線LANの電波強度測定ソフトウエアの動作検証,および位置情報システムの動作検証を行った.本研究の目的は,コンピューティングデバイスやネットワークリンクが多様化,遍在化する環境において,移動するユーザが所望のサービスをユーザの環境に最適な携帯で享受しえる情報インフラを構築することである.今年度は,昨年度に引き続きセッション層モビリティサポート機構,サービスハンドオフ機構に関する検討を推し進めるとともに,各種機構の展開・改善,テストベッド上への実装を行った.また,各種機能の改善を図るためにテストベッド上で,動作確認,検証を行った.1.セッション層モビリティサポート機構の開発と実装昨年度検討を行ったセッション層モビリティサポート機構をセッション層ミドルウェアモジュールとして開発し,テストベッド上で動作検証を行った.動作検証の結果,サービスの切替の際にユーザビリティの低下が確認されたため,セッション層モビリティサポート機構の再設計を行った.具体的には,PDAなどユーザが所持するパーソナルデバイスからサービスハンドオフを制御する機構を新たに追加した.さらに,その動作を確認した.2.サービスハンドオフ機構におけるコンテキスト情報に関する検討サービスハンドオフ機構とパーソナルメッシュ機構の検討をさらに推し進め,テストベッド上に実装を行った.特に,サービスハンドオフを実現する上で必要不可欠なコンテキスト情報に関し,ユーザ自身でユーザの状況を入力するプレゼンス情報を交換し,複数の他ユーザのプレゼンス情報を自律分散的に分析しプレゼンスを合成する技術を新たに開発した.また,昨年度開発した無線ネットワークリンクの品質測定機構や位置情報取得システム,プレゼンス分析機構など,さまざまコンンテキストアウェア情報を統一的に管理する機構について検討をおこなった.

本研究の目的は,コンピューティングデバイスやネットワークリンクが多様化,遍在化する環境において,移動するユーザが所望のサービスをユーザの環境に最適な携帯で享受しえる情報インフラを構築することである.今年度は,昨年度検討を行ったコンテキストアウエアプレゼンス機構を発展させるとともに,本研究の最終年度として昨年度までに開発したセッション層モビリティサポート機構,パーソナルメッシュ機構,サービスハンドオフ機構,コンテキストアウエアプレゼンス機構をコンテキストアウエアモバイルインターネットテストベッド上に実装し,各種機構の統一した動作の実現ために各機構の改善を行い,最終実装とした.さらに,テストベッド上でコンテキストアウエアモバイルインターネットの動作を確認し,検証を行った.1.コンテキストアウエアプレゼンス機構の開発昨年度検討をおこなったプレゼンス情報の利用をコンテキストアウエアプレゼンス機構として開発を進め,実装を行った.2.コンテキストアウエアモバイルインターネットテストベッドにおける最終実装および動作検証昨年度まで検討を進めてきたセッション層モビリティサポート機構,パーソナルメッシュ機構,サービスハンドオフ機構,コンテキストアウエアプレゼンス機構をテストベッド上に展開し,動作検証を行った.動作検証においては,それぞれの機構が互いに連携して動作することを確認した.具体的には,ユーザがコンテキストに応じて,通信中に端末を切り替えるサービスモビリティの動作を検証した.
炭素質コンドライト中の有機高分子物質の構造の研究

1.炭素質コンドライトより有機高分子物質を分離するための酸処理による鉱物質物質の溶解除去に際して、超音波の照射、高速遠心機による有機高分子の沈澱を繰返し、さらに中間の残渣に蓄積された硫黄を有機溶媒で抽出除去することにより、従来にくらべてより高い回収率で、より高濃度の炭素質物質を得ることに成功した。2.ALH-77307(南極炭素質コンドライト)より上記の操作で得られた有機高分子物質をレーザーイオン化飛行時間型質量分析計により分析し、分子量が約3400であるという推定をすることができ、我々が先に熱分解生成物の分析その他の結果から提出した推定構造の妥当性を示すことができた。3.上記の残渣の赤外スペクトルを拡散反射型FT-IRの操置を使用して測定し、芳香族化合物特有の吸収を観測。この結果からも我々が先に提出した推定構造の妥当性を示すことができた。我々の提出した推定構造とは周辺部に欠陥を持ち、その欠陥部分の大きさが無視できない程度の大きさのグラファイト様単一平面分子である。
神経新生と神経回路網からみたうつ病の発症と病態に関する研究

神経回路網構築・神経可塑性変化における神経幹細胞の役割を検索する目的で、単層培養法改良法により胎齢13-14日のラット胎仔終脳から得た神経幹細胞を用いて、神経幹細胞の増殖・遊走・分化各機能への抗うつ薬・気分安定薬の効果を評価した。フルオキセチン,パロキセチンは0.1μMで、リチウム,バルプロ酸はそれぞれ300μM,30μMで有意な神経幹細胞分化促進効果を示し、この効果は気分安定薬に比べ抗うつ薬処置群で強かった。また、抑うつ気分や認知機能障害等うつ病と同様の臨床症状出現をみることが多くそのcomorbidityが注目されるアルコール依存症を比較疾患群として考慮し、エタノール投与により神経幹細胞から経細胞への分化が抑制されることを確認した。神経回路網の維持において神経幹細胞からの神経細胞新生と共に重要な役割を担う神経細胞の生存機能についても各薬剤の効果を検討した。1mMリチウム,0.1mMバルプロ酸処置群は30ng/mlのBDNF処置群と同様に、対照群に比べ有意な神経細胞生存機能増強効果を示した。一方、フルオキセチン,パロキセチン処置群では生存機能増強効果を認めなかった。次にこれらの分化促進や生存増強作用と関連する細胞内シグナル伝達系の同定を試み、抗うつ薬によるERKシグナルを介した神経幹細胞分化促進作用が抗うつ効果と、気分安定薬によるPI3K-Aktシグナルを介した神経細胞生存機能増強作用が気分安定効果の発現と、結びついている可能性が示唆された。ヒトでの病態理解への還元を目指す試みとして、海馬での神経幹細胞の増殖・生存の障害を認める精神疾患モデル動物ヘマーキング神経幹細胞を経静脈的に移植し、側脳室周囲および海馬領域への移行を確認した。更なる詳細な検討が必要ではあるが、神経新生障害が関連する病態に対し神経幹細胞移植が治療的役割を担う可能性が示唆された。うつ病の病態基盤を神経幹細胞の分化および新生神経細胞の発達とアポトーシスの観点から検索し、神経回路網の構築の過程での神経可塑性変化における神経幹細胞の役割を明らかにすることを目的に研究を進め、まず神経幹細胞の分化能への抗うつ薬・気分安定薬の効果を検討した。即ち、Gageらの単層培養法の改良法で胎齢13-14日のラット胎仔終脳より得た神経幹細胞を用いて、各薬物処置による神経細胞への分化能の変化を検索した。フルオキセチン,パロキセチンは0.1μMで、リチウム,バルプロ酸はそれぞれ300μM,30μMにおいて、有意な神経幹細胞分化促進効果を示した。この分化促進作用は、気分安定薬に比べ抗うつ薬処置群で強い傾向が認められた。また、抑うつ気分や認知機能障害等うつ病と同様の臨床症状出現をみることが多くそのcomorbidityが注目されるアルコール依存症を比較疾患群として考慮し、神経幹細胞へのアルコールの影響に関しても検討を加え、アルコール投与により神経細胞への分化が抑制されることを確認した。次に、神経回路網の維持において神経細胞の新生とともに重要な役割を担うと考えられる神経細胞の生存機能について、培養神経細胞に対して培地栄養因子の除去による障害を誘発し各薬剤を処置した際の細胞生存機能への影響を検討した。

一方、抗うつ薬(フルオキセチン,パロキセチン)処置群ではこのような生存機能増強効果は認められず、抗うつ薬による神経幹細胞の分化促進作用が抗うつ効果と、また、気分安定薬による神経細胞の生存機能増強・保護作用が気分安定効果の発現と結びついている可能性が示唆され、今後これらの作用メカニズムを更に詳細に検討する予定である。昨年度報告した抗うつ薬・気分安定薬が神経幹細胞の機能や神経細胞の生存に及ぼす影響について、その作用と関連する細胞内シグナル伝達系の同定を試みた。BDNFのシグナル伝達系の主要な分子であり、細胞の分化に影響するMAPキナーゼ系でMEKによりリン酸化をうけるERKと、神経細胞の生存機能に重要な役割をもつPI3キナーゼ系のAktに関し、アミトリプチリン(0.1μM)、フルオキセチン(0.1μM)、パロキセチン(0.1μM)、リチウム(1mM)、バルプロ酸(0.1mM)処置による変動を検討した。神経幹細胞における活性型(リン酸化)ERKのWestern blot法による評価において、気分安定薬に比べ、抗うつ薬処置群で、特にフルオキセチンとパロキセチンによるERKのリン酸化増強を認めた。この増強効果はMEK阻害剤により抑制された。昨年度も比較対照として検討したエタノール処置群ではリン酸化ERK発現の減弱を認めた。神経細胞におけるAktのリン酸化は気分安定薬バルプロ酸により増強された。バルプロ酸に比べリチウムのAktリン酸化増強作用は弱く、抗うつ薬ではアミトリプチリンの増強作用が強かった。これらのAktリン酸化増強効果はPI3K阻害剤により抑制された。以上より、抗うつ薬によるERKシグナルを介した神経幹細胞の分化促進作用が抗うつ効果と、気分安定薬によるPI3K-Aktシグナルを介した神経細胞の生存機能増強作用が気分安定効果の発現と結びついている可能性が示唆された。さらにヒトでの病態理解への還元を目指す試みとして、海馬での神経幹細胞の増殖・生存の障害を認める精神疾患モデル動物へマーキング神経幹細胞を経静脈的に移植し、側脳室周囲および海馬領域への移行を確認した。更なる詳細な検討が必要ではあるが、神経新生障害が関連する病態に対し神経幹細胞移植が治療的役割を担う可能性が示唆された。
グラフェン・ヘテログラフェンによる材料設計のための大規模量子化学計算法の確立

本研究では、グラフェンによる均一系・不均一系触媒反応を主な対象とした理論研究を行った。不均一系に対する成果として、グラフェンに担持されたプラチナクラスターによるCO酸化反応を量子化学計算により検討し、活性化エネルギーの低下が顕著に起こることを明らかにした。均一系に対する成果としては、グラフェンが関与する溶液内反応への量子化学理論の応用を広げるため、溶液内の熱力学量を高精度に算出する新規な量子化学手法である調和溶媒和モデル(Harmonic solvation model)を考案した。本研究課題は、グラフェン・酸化グラフェン系を志向した理論計算手法の開発・応用を行い、これらの炭素系化合物を含む触媒・電池材料の開発に役立てることにある。2013年度は、グラフェンを担体として用いた触媒反応の理論計算研究と、溶液内のグラフェンを取り扱う理論開発を実施した。グラフェンを含む触媒系の代表例として、Ptクラスターを担持したグラフェン・欠陥グラフェンによるCO酸化反応を理論的に解析した。量子化学計算を用い、分子状酸素と原子状酸素の二種による反応経路を検討したところ、グラフェンを含む場合は活性化エネルギーが大きく低下していることが示された。遷移状態の状態密度を詳細に解析したところ、グラフェンのπ軌道が重要な役割を果たしていることが示された。これらの結果から、グラフェンの特殊なπ電子構造は担持金属の触媒活性を高めるものと結論できる。次に、溶液系におけるグラフェン系を取り扱うための手法開発について述べる。グラフェン及び酸化グラフェンの持つ大きな利点の一つとして、化学修飾が容易である点が挙げられる。特に、水酸基を導入したグラフェンは水への溶解が容易になるため、電気化学への応用が拓けることになる。2014年度における成果の1つとして、このような溶液系を志向した新しい量子化学計算による自由エネルギー計算法「調和溶媒和モデル」を開発することができた。この手法では、これまで量子化学計算により定量的に算出することが困難であった溶液内のギブスエネルギーやエンタルピー・エントロピーを高精度に算出することが可能である。2014年度では手法の開発・小分子での検証を行い、本手法が優れた定量性を持つことが確認できた。2015年度では、手法のさらなる発展を目指し、グラフェンなどの巨大な分子を取り扱うことを目標とする。本研究課題では、グラフェンなどの炭素系材料の機能・物性およびその触媒担体としての性質を理論的に解明することを目的としている。その研究成果を、以下に列挙する。(1)グラフェンに担持されたPtクラスターによるCO酸化反応を量子化学計算により検討し、グラフェン担体が反応の進行にとって重要な役割を果たすことを示した。この成果に関しては学会発表を行っており、また学術論文を出版予定である。(2)本研究課題により得られた触媒化学の知見を活かし、アルミナに担持された様々な金属(Pt, Pd, Ru, Rh, Ni, Au)によるCO酸化反応を検討した。その結果、第一原理計算により算出されたエネルギー論を反応速度論や化学工学シミュレーションと統合することにより、理論のみから反応物転化率曲線を算出することが可能となった。この成果は、触媒活性の理論予測を一般に可能するうえで大きな進展といえる。本成果については学会発表・招待講演を行っており、また学術論文を出版予定である。(3)本研究課題に含まれている、溶液系の触媒反応への応用というテーマから派生した、溶液内化合物の熱力学量を算出する新しい手法「調和溶媒和モデル」は、本研究課題の重要な成果と言える。本年度においては、本研究課題と関連の深い、電気化学における基礎的な物理量である水素標準電極電位を量子化学計算から正しく算出することに成功した。この成果に関しては学術論文を出版済みである。上記の成果を活かし、新しい科研費研究課題「温度・圧力等の反応条件を取り込んだ理論化学による不均一触媒反応の機構解明(若手B, 16K17860)」への採択へとつなげることが出来た。本研究課題で取り扱ったグラフェンなどの炭素系担体による触媒反応も、この研究課題で対象とすることから今後もテーマの連続性を持って取り組む予定である。グラフェンを含む触媒系の反応を計画通り推進することが出来た。さらに、溶液系のグラフェンを取り扱うための新しい手法を提案することが出来た。これは当初には予定していなかった成果であり、大きな進展を得ることが出来たと言える。量子化学当初はグラフェンを含む触媒系の反応を中心的に検討する計画であったが、溶液系のグラフェンを取り扱うための新しい手法を提案することが出来たために、溶液系の理論計算について高い定量性を得る可能性が大きく広がった。このことにより、触媒系だけではなく電池材料の設計にも着手したい。計画段階においては、当該年度において研究補助者(大学生、複数)を雇用して研究補助に充てる際の人件費を計上していたが、補助者の学業上の理由により作業時期が次年度にずれ込んだため、人件費の支払いを次年度使用分として計上した。
不眠症の認知行動療法における段階的治療の構築

本研究では,先行研究および申請者の臨床実践のノウハウに基づいて「不眠の認知行動療法ウェブ版(web-CBTi)を開発し,web-CBTiの効果を検証するための無作為化比較試験を実施した。Web-CBTiは5週間プログラムであり,プログラム内容は,睡眠日誌の記録(Week 1),睡眠衛生指導(Week 2),漸進的筋弛緩法(Week 3),睡眠スケジュール法(Week 4,Week 5)とした。統制群は,単独では効果が低いとされる睡眠衛生指導を実施した。その結果,web-CBTiは睡眠衛生指導群と比べて不安(d = 0.23),うつ(d = 0.26)に小さな改善効果があることが分かった。【不眠の認知行動療法ウェブ版(web-CBTi)の開発】申請者がこれまで研究および臨床実践で行ってきた不眠の認知行動療法(CBTi)のノウハウと,ウェブ上でCBTiを行っている先行研究に基づいて「不眠の認知行動療法ウェブ版(web-CBTi)を開発した。プログラムは盲検化するため,web-CBTiにエントリーした時点で,コンピュータによって自動的に無作為化割付が行えるようにし,したがって,参加者は,Web-CBTi群か統制群のいずれかに割り振られるように設定されている。統制群は,単独では効果が低いとされる睡眠衛生指導を提供した。評価指標としては,不眠重症度尺度,抑うつ尺度,不安障害尺度,生活支障度尺度を用い,睡眠日誌はプログラム実施中は毎日記録をつけるようにした。プログラム完成後,原発性不眠症と診断された患者数名に対して当該プログラムを紹介し,承諾が得られた者にプログラムを提供し,使い勝手や不明点を聴取し,プログラムを適宜修正した。当該プログラムが完成したことで,他施設でも同様のプログラムの提供が可能となる。そのため,多施設共同研究が可能となり,サンプルサイズの確保が容易になる。【不眠の認知行動療法ウェブ版(web-CBTi)のランダム化比較試験の実施】申請者がこれまで研究および臨床実践で行ってきた不眠の認知行動療法(CBTi)のノウハウと,ウェブ上でCBTiを行っている先行研究に基づいて「不眠の認知行動療法ウェブ版(web-CBTi)を開発し,その有効性と妥当性を検証するための試験を開始した。評価指標としては,不眠重症度尺度,睡眠に関する非機能的信念尺度,抑うつ尺度,不安障害尺度,生活支障度尺度を用い,睡眠日誌はプログラム実施中は毎日記録をつけるように設定した。また,当院を除く7施設から,本研究の実施協力が得られており,すべての施設で倫理申請が受理されている。現在は,合計23例が当該プログラムにエントリーしており,目標症例数(n = 85)に到達するまで,参加者を随時募集している段階である。また,本研究は8施設による多施設共同研究であり,全施設から本研究の実施協力が得られており,すべての施設で倫理申請が受理されている。目標サンプル数は,各群25名であり,昨年度に引き続き募集を行った。その結果,2016年4月16日時点で67名がエントリーし,そのうち52名がプログラムを終了した。その時点で目標サンプル数に到達したため,募集を終了した。

Web-CBTiは5週間プログラムであり,プログラム内容は,睡眠日誌の記録(Week 1),睡眠衛生指導(Week 2),漸進的筋弛緩法(Week 3),睡眠スケジュール法(Week 4,Week 5)とした。統制群は,単独では効果が低いとされる睡眠衛生指導を実施した。その結果,web-CBTiは睡眠衛生指導群と比べて不安(d = 0.23),うつ(d = 0.26)に小さな改善効果があることが分かった。当初の計画通り,web-CBTiのランダム化比較試験を実施してはいるが,各施設の参加者人数は当初の予定より少ない状況である。臨床心理学すでに,プログラムの提供方法などを詳述したプログラム提供マニュアルを作成し,各施設のプログラムの提供者に実施手順を教えてある。また,また,各施設のプログラム提供者の実施上の疑問については適宜応対し,スムーズな実施をサポートしている。今後は,各施設での参加者募集を促すため,パンフレットを作成したり,ホームページに研究治験の案内を出す予定である。当初の計画通り,web-CBTiを開発し,数名の患者からプログラムの使用感を聴取した。ただし,本プログラムの効果を確認するため,数名の慢性不眠症患者を対象とした予備研究には至らなかった。以上のことから,本研究はおおむね順調に進展しているといえる。当初の計画では,当該年度にデータ収集がおおむね完了すると予想していたが,リクルートが遅れたため解析にまで至らなかった。そのため,予定していた解析に必要なパソコンや解析ソフトの購入,研究補助者への謝金などの経費が支出されなかった。本プログラムは多施設共同研究となるため,プログラムの提供者に実施手順を教える必要がある。そのため,参加者の包含基準と除外基準,プログラムの提供方法などを詳述したプログラム提供マニュアルを作成する。また,プログラム実践中の問題(例えば,エントリーできない,操作方法が分からない)については,メールアドレスを設定し,申請者が随時回答できるようにする。各施設には,対象者のエントリーや資料を管理するための研究補助者を配置する予定である。H27年度では,データ収集が終わると予想させるため,データ管理に必要なパソコン,データ解析ソフト,セキュリティソフトの購入,並びにデータ入力やデータ解析補助者への謝金に計上する予定で洗う。また,結果を公表するための旅費や論文投稿のための校閲費も計上する予定である。平成25年度に実施予定だったWeb-CBTiの予備研究の実施には至らず,購入を予定していた備品(アクチウォッチ,データ管理用PCなど)の購入を行わなかった。また,本研究は多施設共同研究であるが,Web-CBTiのプログラム提供には至らなかったため,研究補助者への謝金も発生しなかった。以上のことから,助成金が生じた。助成金は,当初購入予定であった備品の購入費,および多施設共同研究にかかる研究補助者への謝金として使用する予定である。
脂質代謝制御と新規代謝経路開拓による実用藻類および油糧生物での有用脂質生産

水酸化脂肪酸に他の脂肪酸がエステル結合した脂質であるエストライドは、化学的、薬理学的に優れた特性をもち、安定的な供給システムの構築が求められる。ツノケイソウは水酸化脂肪酸のリシノール酸をエストライド化してトリアシルグリセロール分子内に蓄積したことから、エストライド化酵素遺伝子をツノケイソウより同定し利用することを目的とする。ツノケイソウの脂質量全体を底上げするために、モデル緑藻の脂質蓄積抑制因子のツノケイソウのオルソログ遺伝子をゲノム編集によって遺伝子破壊する。油糧植物のナガミノアマナズナ種子および油糧酵母においてもエストライド化酵素を発現させ、多角的なエストライド脂質生産の基盤を整える。
機能的構造平衡のNMR解析による刺激に適合したキナーゼシグナル選別機構の解明

平成28年度は、キナーゼp38による基質選別のpH依存性を生化学的に解析した。基質MK2およびATF2を試料調製し、これら基質の混合条件において、p38によるこれら基質のリン酸化の相対的な効率を調べた。この結果、正常な細胞内を模倣した中性pH(7.5)の条件においては、MK2が独占的にリン酸化され、ATF2はほとんどリン酸化を受けないことが示された。これに対し、ストレス下の細胞内を模倣した酸性pH(6.7)の条件においては、MK2のリン酸化効率は中性pHの約半分にまで減弱し、代わってATF2のリン酸化がMK2と同等まで亢進することが明らかとなった。これは研究計画時より予想されていた、ATF2のp38に対する結合配列中のHis残基のプロトン化に伴う親和性上昇を裏付けるものである。この結果より、ストレスの影響が細胞内に浸透するに従いキナーゼp38による基質選別の特性が変化し、結果として細胞応答を切替え得ることが分子論的に実証された。さらに、pH低下に伴うp38によるATF2のリン酸化の亢進の分子機構を明らかとするため、両者の親和性のpH依存性を解析した。なお、p38のMK2に対する親和性は中性・酸性pHにてほぼ一定であることを以前の研究にて確認済みである。ATPアナログ非存在下および存在下において、それぞれ核磁気共鳴化学シフト摂動法および等温滴定熱量測定法によりp38のATF2に対する親和性を測定した結果、いずれの条件においても、中性から酸性pHへのpH変化に伴い、親和性は約6倍に増強されることが明らかとなった。したがって、p38による基質選別のpH依存性はATF2に対する親和性を介して調節されていることが示唆された。これらの考察を裏付けるため、現在、His残基に変異導入したATF2変異体を用いてp38によるリン酸化効率およびp38との親和性変化が失われるかを確認中である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
水田周辺の魚類のための上流傾斜隔壁魚道の開発

次に、H29年度の研究成果を「V字ノッチ傾斜隔壁魚道の隔壁形状と枚数が遡上率に与える影響について」と題して、平成30年度農業農村工学会応用水理研究部会講演会(名古屋)において口頭発表を行った。さらに、「V字ノッチ傾斜隔壁魚道の隔壁形状と枚数が魚類の遡上率に与える影響」をJournal of Rainwater Catchment Systemsに1/12に投稿した。現在査読中である。H30年度は、フナ類に比べて遊泳能力で劣るメダカ類やドジョウを対象として、3つの室内実験を実施した。実験1は、ドジョウの遡上実験を清水と濁水を用いて行い、遡上個体数に大きな差がないことを明らかにした。実験2は、突起物が付いた傾斜隔壁と付いてない傾斜隔壁を3枚ずつ設置した2つの実験装置を製作し、メダカ類を用いて遡上実験を実施した結果、突起物のある装置の方がメダカの遡上数を多くすることを確かめた。実験3はメダカ類を対象として、オリフィス(潜孔)を設置した隔壁を用いて遡上実験を行った。隔壁上下流の水位差が3cmを超えると遡上数は大きく低下することが明らかになった。また、水位差3cmにおいて、メダカ類がオリフィスを遡上する時間が0.110.38秒と極めて短時間で、最大遡上速度は約80cm/sと一般的な突進速度を超える速度で遡上していたことを確かめた。V字ノッチ全面傾斜隔壁(ノッチ角β=5゚)の隔壁傾斜角度はα=30、45、60°、流量は4段階(微小:1.62.0、小:5.15.2、中:9.5、大:14.4L/s)に変化させ、計12回の遡上実験を行った。供試魚は、水田周辺の魚類である、フナ属、ドジョウ、キタノメダカ、タモロコの4種を各10個体ずつ使用した(タモロコはα=45°の実験でのみ使用)。上下流の水位差は0.10mになるように下流水位を水路下流端の堰で調整し、1回の実験時間を19:00から翌日16:00までの21時間とした。α=30°の遡上実験の結果、メダカは4つの流量段階すべてで遡上率0%であった。ドジョウは流量微小で0%、小で10%、中で20%、大で0%、フナ属は流量微小で10%、小大では100%の遡上率であった。α=45°の遡上実験では、メダカは流量微小で0%、小で0%、中で10%、大で20%の遡上率であった。タモロコは微小50%、小大で100%と高い遡上率であった。ドジョウは微小0%、小大で40%、フナ属は微小0%、小、中で70%、大で80%の遡上率を得た。α=60°の遡上実験では、メダカは微小0%、小、中ともに20%、大10%であった。ドジョウは微小0%、小20%、中10%、大0%であった。フナ属は微小20%、小40%、中90%、大80%となった。各魚種の遡上率を目的変数、説明変数として水温、流量、隔壁傾斜角度を用いた重回帰分析を行った結果、フナ属ではα=30°、流量小大、ドジョウではα=45°、流量小、中、水温、メダカではα=60°、水温が遡上率に影響を与える変数に選択された。魚種ごとに有利な傾斜角度は異なることが明らかになった。予備実験を実施した結果から、各流量段階の実験時間を当初想定していた2時間ではなく、19:00から翌日16:00までの21時間とした。このため、平成27年度に当初予定していた、V字ノッチ全面傾斜隔壁、全面傾斜隔壁と部分傾斜隔壁の3種の隔壁の実験のうち、平成27年度は隔壁下流の右岸・左岸の両岸に緩流域が生じると考えられるV字ノッチ全面傾斜隔壁に研究を集約化し、ノッチ角β=5゚、隔壁傾斜角度α=30、45、60°の実験を実施した。総実験時間252時間(12実験×21時間)の遡上実験の結果、隔壁傾斜角度αが各魚種の遡上率に与える影響を明らかにすることができた。同時に、平成28年度以降に実施する予定であった8時間の隔壁遡上実験(実験群2)についても一部データを先取り収集できていると考えられることから、おおむね順調に進行していると判断した。ノッチ角β=30°、60°および隔壁傾斜角α=30°、45°、60°のV字ノッチ全面傾斜隔壁を1枚用いて、3段階の流量(1.701.97L/s、5.155.37L/s、9.249.51L/s)で、計18回の遡上実験を行った。供試魚は水田周辺の魚類であるフナ類、ドジョウ、キタノメダカの3種を各10個体使用した。隔壁上下流の水位差は0.10mとなるように水路下流端の水門で隔壁下流水位を調整し、1回の実験時間を19:00から翌日16:00までの21時間とした。