hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔機能・形態の発育を担う顎顔面骨格筋局所に発現するアミノ酸センサーの役割

近年、小児の健やかな成長のために噛む・飲みこむ・話すなどの口腔機能の重要性が認識され関心が高まっている。また適切な口腔機能を営むためには機能的形態を獲得する必要があるが、頭蓋・顎顔面の形態的特徴は遺伝的要因だけでなく、構成する骨の成長や骨同士の相互作用、さらには骨に付着する骨格筋などの影響を強く受ける。特に歯列形態においては、外側から頬筋や口輪筋など口腔周囲筋からバクシネーターメカニズム(頬筋機能機構)といわれる外圧が加わり、内側から舌筋による内圧が加わり、上下的に咬合力が加わっていることにより、歯列弓はそのバランスの取れたところに位置していると考えられている。しかしながら口腔の機能や形態に与える顎・顔面骨格筋の役割には依然として不明なことが多い。うま味受容体Tas1r1/Tas1r3は味蕾に発現しアミノ酸を認識するだけでなく、小腸粘膜上皮細胞や骨格筋に発現しアミノ酸代謝に関与すると言われているがその役割には不明な点が多い。まずTas1r1とTas1r3の両方とも骨格筋に発現することを確認した。またTas1r1とTas1r3は骨格筋幹細胞のサテライト細胞、筋芽細胞株C2C12細胞にも発現し、分化とともにその発現が上昇した。オートファジーは飢餓状態を生き抜くために自己消化することで栄養源を確保していると一般には理解されているが、飢餓状態にした骨格筋線維ではオートファジー関連遺伝子の発現が上昇するとともにTas1r1とTas1r1とTas1r3の発現が低下した。Tas1r1/Tas1r3はmTOR1を活性化してAutophagyを抑制することが知られているため、飢餓を認知したTas1r1/Tas1r3は自身の発現を減少させることでAutophagyを活性化し骨格筋タンパク質を分解することで血中にアミノ酸を供給している可能性がある。C2C12細胞とマウスサテライト細胞を用いた実験を計画通りに遂行することができ、Tas1r3 floxマウスの作製も完了したため。Tas1r3 floxマウスとPax7CreやMCK-Creマウスと交配し、サテライト細胞および骨格筋細胞特異的うま味受容体ノックアウトマウスを得る。それらマウスを用いて、定常状態、カルディオトキシン誘導性骨格筋再生、除神経性骨格筋萎縮モデルを作製し、骨格筋代謝におけるうま味受容体の役割を検討する。予定していたよりも順調に研究が進んだため、薬品や消耗品などの使用が当初に予定していた額に比べて少なくなったことにより、次年度使用額が生じた。生じた次年度使用額は計画を前倒しして「成長後の骨格筋代謝の解析」に関する研究を進めるための研究打ち合わせ旅費、および薬品や消耗品等に使用する予定である。
貴金属元素をプロモーターとした超高活性酸化触媒の開発

自動車や塗料工場などから排出される炭化水素類やCOの触媒燃焼反応に対して,低温域での飛躍的な活性向上が望まれている.そこで,本研究では,貴金属と遷移金属酸化物から成る触媒に着目し,遷移金属酸化物がもつ触媒機能を極微量の貴金属元素添加により飛躍的に増幅させることを検討した.代表的な成果としては次の三点である.(1)高い酸化能を有するMn修飾六方晶YbFeO3(Mn-YbFeO3)に極微量の貴金属種(PdやRu)を担持した触媒がCO酸化およびC3H6燃焼に対して極めて高い活性を示し,それらの触媒活性は高表面積Al2O3担持貴金属触媒より優れていた.いずれの場合も,ごく微量の貴金属種がCOおよびC3H6の吸着を促進させ,Mn-YbFeO3の高い酸化能を効果的に引き出していることを明らかにした.(2)当研究室が開発した高い酸素貯蔵能を有するSr3(Fe0.8Ni0.2)2O7にPdを担持した触媒は自動車排ガス浄化触媒として有効に作用することを見出した.本材料では,担体上のPd種がNO還元を促進させることで,触媒反応に有効に作用する固体内酸素欠陥サイト数が飛躍的に増大することを明らかにした.(3)優れた酸素貯蔵能を示すCa2AlMnO5+dを自動車触媒の担体として用いることでPd/Al2O3触媒では達成することが出来ない触媒活性を引き出すことにも成功した.従来まで,Pd等の貴金属種が反応基質の吸着や活性化等の触媒作用を一手に担っていたため,触媒担体の設計としては貴金属種の凝集を防ぐという機能に着目されてきた.しかし,本研究では,高い酸化還元能を有する担体が苦手とする機能(基質吸着能等)を貴金属種で補うことに成功し,触媒全体の活性が飛躍的に向上することを明らかにした.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。自動車や塗料工場などから排出される炭化水素類やCOの触媒燃焼反応に対して,低温域での飛躍的な活性向上が望まれている.本反応に対して有効に作用する触媒としては,担持貴金属触媒以外に,Co3O4のような単独遷移金属酸化物触媒やぺロブスカイト型構造を有するLaMnO3のような金属複合酸化物触媒が知られている.しかし,既に燃焼機能が高い材料である遷移金属(複合)酸化物に貴金属種を担持した触媒の研究は,それほど多くないのが実情である.そこで,本研究では,貴金属と遷移金属酸化物から成る触媒に着目し,遷移金属酸化物がもつ触媒機能を極微量の貴金属元素添加により飛躍的に増幅させることを検討している.28年度では,CO燃焼に対して優れた活性をもつMn修飾六方晶YbFeO3(Mn-YbFeO3)に微量(0.5 wt%)のPdを担持させることで,2.0 wt% Pd/Al2O3触媒より優れた触媒活性を示すことを見出した.in-situ XAFSの結果から,CO酸化において高い活性を示したMn-YbFeO3には,低温で還元されやすいMn種が多量に生成していることを明らかにした.また,少量のPdを担持させることで,このMn種の還元は低温で劇的に進行することが認められた.in situ IR測定から,Pd種はCOの吸着を促進させるプロモーターとしての役割も果たしていることを明らかにした.すなわち,CO酸化に高活性なMn種の助触媒としてPdが有効に寄与していると結論付けた.上述の成果の他に,0.5 wt% Cu/Al2O3触媒に僅か0.01 wt%(100ppm)のPdを担持させることで,COおよぶC3H6の燃焼活性が飛躍的に向上することも見出した.28年度はMn修飾六方晶YbFeO3触媒(Mn-YbFeO3)およびAl2O3担持遷移金属触媒への貴金属添加効果および基質適用性の検討を進める研究方針を立てていた.Mn-YbFeO3触媒に対しては,上述したようにMn-YbFeO3の高い酸化能をPd種が増幅させることを明らかにした.さらに,高活性Mn種は,有機溶媒中での高温反応を利用したソルボサーマル法で顕著に生成し,その構造自体も明らかにすることができた.このようにPdの添加効果だけでなく,高活性Mn種の生成手法および構造まで昨年度見出せたことは,当初の計画以上に進展した成果といえる.さらに,Mn-YbFeO3へのPd担持効果はCOおよびC3H8燃焼には有効であるが,不飽和炭化水素であるC3H6の燃焼には顕著な効果が見られないことも28年度明らかとなった.この点を明らかに出来たことは基質適用性拡大という観点において大きな知見であり,初年度の研究成果としては概ね順調に進展していると判断される.シンプルかつ比較的耐熱性が高いAl2O3担体を用いた研究成果としては,0.01wt% Pd/0.5 wt% Cu/Al2O3が高い燃焼活性をもつことを見出した.一方で,他の遷移金属に対するスクリーニングは現段階において十分とは言えない.しかしながら,0.01 wt%(100ppm)のPd担持で飛躍的に活性の向上を実現できたことは,予想外の成果であった.

そのため,Al2O3担持遷移金属触媒の系統的な検討は少し遅れているものの,Al2O3担体の検討も概ね順調に進展していると判断される.自動車や塗料工場などから排出される炭化水素類やCOの触媒燃焼反応に対して,低温域での飛躍的な活性向上が望まれている.本反応に対して有効に作用する触媒としては,担持貴金属触媒以外に,Co3O4のような単独遷移金属酸化物触媒やぺロブスカイト型構造を有するLaMnO3のような金属複合酸化物触媒が知られている.しかし,既に燃焼機能が高い材料である遷移金属(複合)酸化物に貴金属種を担持した触媒の研究は,それほど多くないのが実情である.そこで,本研究では,貴金属と遷移金属酸化物から成る触媒に着目し,遷移金属酸化物がもつ触媒機能を極微量の貴金属元素添加により飛躍的に増幅させることを検討している.28年度および29年度において,Mn修飾六方晶YbFeO3担持Pd触媒(Pd/Mn-YbFeO3)が高いCO酸化能を示すこと,およびCu/Al2O3触媒担持Pd触媒(Pd/Cu/Al2O3)がC3H6およびCO酸化に対して有効であることを見出した.また,当研究室が開発した高い酸素貯蔵能を有するSr3Fe2O7上に極微量のPdを担持させることで,固体内酸素イオンが劇的に低温で放出することも明らかにした.そこで,最終年度では,Mn-YbFeO3およびCu/Al2O3担持貴金属触媒に対する担持貴金属効果に関して,operando XAFSやin situ FT-IR等の「その場」分光解析法を駆使して,基質に対する反応機構の差異を明確にし,貴金属種の本質的な役割を明確にする.また,これらまでに得られた知見を活かし,高温かつ高流速条件下においても耐えうる新規触媒材料の開発を目指す.これまでは,Mn修飾六方晶YbFeO3触媒(Mn-YbFeO3)およびAl2O3担持遷移金属触媒への貴金属添加効果および基質適用性の検討を主に行ってきた.Mn-YbFeO3触媒に対しては,上述したようにMn-YbFeO3の高い酸化能をPd種が増幅させることを明らかにした.さらに,高活性Mn種は,有機溶媒中での高温反応を利用したソルボサーマル法で顕著に生成し,その構造自体も明らかにすることができた.このようにPdの添加効果だけでなく,高活性Mn種の生成手法および構造まで見出すことに成功した.さらに,Mn-YbFeO3へのPd担持効果はCOおよびC3H8燃焼には有効であるが,不飽和炭化水素であるC3H6の燃焼には顕著な効果が見られないことも28年度明らかとなった.そこで,29年度において,基質範囲適用性を検討したところ,C3H6酸化にはRu担持が有効であることを明らかにした.このように,担体と貴金属種の組み合わせについては多くの知見が得られてきた.また,比較的耐熱性が高いAl2O3を用いた研究成果としては,0.01 wt%Pd/0.5 wt% Cu/Al2O3が高い燃焼活性をもつことを見出した.しかしながら,0.01 wt%(100 ppm)のPd担持で飛躍的に活性の向上を実現できたことは,予想外の成果であった.Mn-YbFeO3は酸素貯蔵能を有することから,新規酸素貯蔵材料の開発および触媒担体機能についても,研究当初から検討を進めてきた.その結果,当研究室が開発した高い酸素貯蔵能を有するSr3Fe2O7上にごく少量のPdを担持することで酸素放出温度が劇的に低温化することを明らかにした.燃焼反応に対する酸素貯蔵材料の担体機能の解明に関しては,少し遅れているものの,新規酸素貯蔵触媒や関連する酸素還元能に関する電気化学的特性などの研究も概ね順調に進展していると判断される.自動車や塗料工場などから排出される炭化水素類やCOの触媒燃焼反応に対して,低温域での飛躍的な活性向上が望まれている.そこで,本研究では,貴金属と遷移金属酸化物から成る触媒に着目し,遷移金属酸化物がもつ触媒機能を極微量の貴金属元素添加により飛躍的に増幅させることを検討した.
小学校体育科における運動アナロゴンによる体つくり運動の体系化

本研究は,小学校体育科における低・中学年の「体つくり運動」の授業を改善・充実するために有効な資料を提示することを目的とした。実態調査から明らかとなった課題を踏まえ,後々の体育学習に役立つ学習内容を持つ運動(遊び)と教材構成を運動アナロゴンの視点から検討して教材プログラムを作成した。作成した教材プログラムは児童への学習指導を通して実践的に評価した。その結果,教材プログラム及びその構成は,体つくり運動の学習指導に有効であるとともに,教員研修にも有効に活用できることが明らかとなった。子どもの体力・運動能力の低下が注目されるようになり,その改善策として子どもの発達段階に応じた「体つくり運動」の研究及び授業実践が強い関心を集めている。従来,学習指導要領の例示に基づく教材配置から学習活動を推進・充実する工夫が行われてきたが,その多くが個々の動きの学習を集めて「構成化(体力トレーニング)」しようとする傾向が強く,学習内容の意味付けや発展可能性については着目されてこなかった。そこで,本研究では,小学校体育科における「体つくり運動」の授業を改善・充実するために,研究者によって開発された教材及び学習指導モデルを,運動アナロゴンの視点から修正・体系化して構築することを目的とした。初年度である平成27年は,学習指導の大きな体系を運動アナロゴンの視点から設計するために,(1)「コアな運動」を配列した学習指導モデルの開発に向けたプログラム(プロトタイプ)をスポーツ運動学の視点から作成,(2)複数の学校現場,N県体力向上事業及び教員研修講座等の機会を活用してプログラムを実践,(3)実践の観察(印象分析)に加え,子どもと教員の双方へのアンケート及び質的インタビューから,子どもにとって魅力的な運動にするためのプログラム構成の有効性と改善点を検討した。(4)実践の観察(印象分析)から,プログラムを5層構成化することで,「学習の勢いと良い雰囲気をつくり出せること」に加えて,「運動発生を促せること」が確認され,動きの学習に対して有効に働いていることが明らかとなった。アンケート分析では,採用した運動に違和感なく楽しく取り組めたことで,「子どもにとって魅力的なプログラムであること」が明らかとなるとともに,改善点の示唆も得られた。今後の課題として,動き方の質的評価の方法について検討を進める必要性が明らかとなった。この研究成果は,「日本スポーツ教育学会第35回記念国際大会」において発表した。平成27年度は,「コアな運動」を配列した大きな体系を構築することに向けたプログラム(プロトタイプ)の作成と成果検証に取り組んだ。まず,「体つくり運動」における学習のスポーツ運動へのつながりや発展可能性を文献レビュー及び教員・学識研究者への質的インタビューから確認して,学習のゴールとなる運動の抽出と,その中核的な動感を持つ「コアな運動」を配列した大きな体系を検討した。その上で,研究者によって開発された教材群をもとに運動アナロゴンの視点から学習指導モデル(プログラム)を作成した。N県内の複数の小学校でプレ実践を行ったところ,子どもの実態として動きの学習に向けた動感が育っていない事例が確認された。そこで,プログラムを5層構成化するとともに,学習の道しるべとなる教材配列へと再構成して,学校現場,N県体力向上事業及び教員研修講座等で実践した。実践の観察(印象分析)に加え,子どもと教員の双方へのアンケート及び質的インタビューから,子どもにとって魅力的な運動にするためのプログラム構成の有効性と改善点の検討を行うことができた。研究の2年目となる平成28年度は,多層化された学習指導モデルを開発するために,(1)前年度に実施した小学生による実践の映像から,学習目標とする動き方への中核的な連関(運動感覚)を持つ「コアな運動」の学習における典型的なつまずき及び原因を特定する印象分析を行い,(2)つまずきを解消するための練習課題(教材)を検討・開発して,子どもの運動能力に応じた適切な学習活動となるよう3つのステージを設けて位置づけた。(3)小学校教員に対する実態調査から,体つくり運動で取り上げる運動(遊び)が後々の体育学習につながる学習内容を持つことへの認識が不足しており,特に徒手で行う運動(遊び)で何を取り上げたらよいか分からないという問題が確認された。そのため,「徒手で行う運動(遊び)」を出発点とする学習教材(プログラム)をスポーツ運動学に基づく5層構成化の視点から作成し,複数の学校現場・N県体力向上事業等の機会を活用して実践した。(4)実践の印象分析から,運動アナロゴンの活用には「身体との対話(自分の運動をとらえ返す経験)」の学習を充実させた上で,「体育学習につながりをもつ運動アナロゴンを選択」して配置することが有効であることが確認された。学習者(子ども)へのアンケート分析からも,教材構成内容の充実によって動きの学習が触発されたことが確認された。また,小学校教師によるプログラム実践後のアンケートから,「教材づくりに関する認識の転換」が確認されるとともに,改善点の示唆も得られた。今後の課題として,開発された学習教材(プログラム)を小学校体育科(低・中学年)の単元の中で検証していく必要性が確認された。これらの研究成果の一部は,「日本スポーツ教育学会第36回学会大会」において発表するとともに,『体育科教育65(1)』において紹介した。平成28年度は,多層化された学習指導モデルを開発することに向けた教材の作成と成果検証に取り組んだ。

その中で当初の計画に沿って,コアな運動の学習に現れる典型的なつまずきを解消するための練習課題を検討・開発するとともに,子どもの運動能力レベルに応じて階層化されたステージを設けることができた。これらの学習教材(プログラム)は,学校現場・N県体力向上事業等の機会を活用して実践することを通して,子どもにとって魅力的なコンテンツにするためのプログラム構成の有効性と改善点の検討を行うことができた。開発してきた学習教材(プログラム)は,小学校体育科(低・中学年)の単元の中で検証していくことが必要となるが,その課題については次年度に引き継ぐため,当初予定していた進度及び達成度はおおむね順調と考えている。研究の最終年度となる平成29年度は,前年度までの研究成果を踏まえ,低学年から高学年へと展開される体つくり運動の「大きな体系」の構築及び多層化された学習指導モデルの開発を進めて,特に領域のスタートとなる低・中学年(単元)の作成に取り組んだ。教育現場で有用とされるプログラム・教材開発とするために,小学校教員の実態調査及び児童(学習者)の発達段階に応じた運動能力の実態を観察把握(印象分析)しながら実践的に検討を進めた。小学校教員の実態調査を行う中で,とくに多様な動きをつくる運動遊びにおける「徒手で行う運動遊び」の教材づくりが困難となっている問題が確認された。この問題を解消化するために「徒手で行う運動遊び」に焦点化した学習教材(プログラム)をスポーツ運動学に基づいた5層構成化の視点から作成し,複数の学校現場・N県体力向上事業等の機会を活用して実践した。実践では促発志向分析(観察・交信・代行・処方)を通して学習指導を行い,実践の印象分析から児童の形成位相はなじみの地平にあって違和感や嫌悪感なく学習活動に取り組んでいること,運動の発生様相として偶発位相にあることが確認された。また,児童の記述したアンケート分析からも,教材構成内容が運動発生の触発につながったことが確認された。小学校教師によるプログラム実践後のアンケートから,学習教材(プログラム)の有効性が確認されるとともに,改善点の示唆も得ることができた。今後の課題として,開発された学習教材(プログラム)を小学校体育科(低・中学年)の単元の中で実践的に検証していく必要性が確認された。これらの研究成果の一部は,「日本スポーツ教育学会第37回学会大会」において発表するとともに,『小学校体育ジャーナル(87)』において紹介した。本研究は,小学校体育科における低・中学年の「体つくり運動」の授業を改善・充実するために有効な資料を提示することを目的とした。実態調査から明らかとなった課題を踏まえ,後々の体育学習に役立つ学習内容を持つ運動(遊び)と教材構成を運動アナロゴンの視点から検討して教材プログラムを作成した。作成した教材プログラムは児童への学習指導を通して実践的に評価した。その結果,教材プログラム及びその構成は,体つくり運動の学習指導に有効であるとともに,教員研修にも有効に活用できることが明らかとなった。平成27年度に続き,大きな体系の構築を進めるとともに授業単元の作成を行う。学習指導モデルの開発には,子どもの発達段階に応じた運動能力の実態を把握しながら検討を進めることが重要になる。
家蚕の不眠致死変異体に関する遺伝・生理学的研究

1.幼虫期発育に関する変異・探索(木原・河口)(1)1雑種系統から自然突然変異として不眠蚕を見いだした。(2)来歴の異なる3系統から自然突然変異として3種類の遺伝的不眠蚕を見いだし、これを系統化した。(3)種々のニトロソ化合物を用いて不眠蚕の誘発を試みたが突然変異体を得ることが出来なかった。2.幼虫初期発育変異体の遺伝的分析(土井良・木原)(1)第4連関群に所属することが判明していたk不眠蚕(nm-k)の座位を決定するために3点実験を行い、座位(28.6)を決定した。(2)自然突然変異として得た不眠蚕(仮称nm-x)の連関検索を行い、第12連関群に所属することを明らかにした。(3)盧不眠蚕(nm^n)の連関検索を行い、第11連関群に所属することを明らかにした。(4)ついで3点実験を行い、座位を11.6と決定した。3.不眠蚕の生化学的分析(藤井・土井良)遺伝的不眠蚕は体液タンパク質の発現からみて発育不全型と老化型の2型に分類できることを既に明らかにしている。本研究で見いだしたnm-x、盧不眠蚕(nm^n)と石河不眠蚕(nm-i)の体液タンパク質を電気泳動で分析した結果、(1)nm-iとnm-xは共に同じ蛾区に分離する正常蚕に比べ、若齢体液タンパク質(PYL-A群, PYL-B群)成分の濃度が高く、貯蔵タンパク質(SP-1,SP-2)は低く、発育不全型に類別させた。nm^nは正常蚕に比べ若齢体液タンパク質の濃度が低く、体液タンパク質の発現は既知の不眠蚕のものとは異なっていた。(2)若齢体液タンパク質の種々のクロマトグラフィで分離を試みたが単離することが出来なかった。
Wntシグナルを活性化し増殖させた歯髄幹細胞と歯の硬組織は骨補填材になりうるか？

骨再生のための足場としては脱灰していない象牙質が一番細胞増殖、接着の面で優れていた。Wntシグナルを活性化した歯髄細胞の細胞増殖能はコントロールに比べて優れており、それに伴い石灰化量も多かった。免疫不全マウスの背部皮下への移植実験では骨組織の形成が確認できたが、コントロールと比べて有意な差をもって多くの硬組織を形成したとは言えなかった。細胞が局所にとどまるために何らかの方策が必要であると考える。顎口腔領域の手術において術後に骨欠損を生じることは多い。骨欠損部の再建には、現時点では骨髄を含んだ自家新鮮骨がもっとも優れていると考えられている。しかし、自家新鮮骨の利用には、骨組織採取のための新たな手術侵襲を要するという欠点がある。そこでわれわれは歯髄細胞に着目した。歯髄細胞は骨髄と同じように幹細胞を含み、生体内でも培養皿上でも骨芽細胞へ分化しうる細胞だと認識されている。われわれの歯科口腔外科外来では日常的に埋伏智歯が抜歯され、その抜去歯は医療廃棄物として破棄されている。歯には歯根膜細胞、歯髄細胞などの幹細胞を含む細胞成分と骨の硬組織の主成分であるハイドロキシアパタイト(HA)が豊富なエナメル質や象牙質が含まれており、骨組織再生に必要な3つの要素である足場、細胞、成長因子のうち足場と細胞がそろっている。そこで抜歯した埋伏智歯を骨補填材料として利用することを目的として、研究を立案した。われわれはこれまでに歯髄と歯の硬組織を用いて骨補填材として利用できないかどうかを検討してきた。しかしながら1本の歯の歯髄からは採取できる細胞数が極端に少なく、わずかな骨形成しか確認できなかった。古典的Wntシグナル経路を活性化することは骨量を増加させる。これは間葉系幹細胞を増殖させさらに骨芽細胞への分化を誘導するからである。そこで歯髄細胞においてWntシグナルを活性化させるGSK3β阻害剤を添加することで幹細胞の増殖と、骨形成が促進されるかどうか、また歯の硬組織とともにマウスに移植を行い、効果的に骨形成がおこるのかどうかを評価する。歯髄細胞は骨髄と同じように幹細胞を含み、vivoでもvitroでも骨芽細胞へ分化しうる細胞だと認識されている。古典的Wntシグナル経路を活性化することは骨量を増加させることが知られている。これは間葉系幹細胞を増殖させさらに骨芽細胞への分化を誘導するからだといわれている。そこで本研究では、歯髄細胞において古典的Wntシグナルを活性化させるGSK3β阻害剤を添加することによって幹細胞の増殖がおこるかどうかを確認し、その後実際に骨形成が促進されるかどうかを確認した。また歯の硬組織とともにマウスに移植を行い、効果的に骨形成がおこるのかどうかを評価した。歯科口腔外科Wntシグナルを活性化することによって歯髄幹細胞の増殖能や骨芽細胞への分化誘導能が進むかどうかは検討できたが、骨再生のための足場としての歯の硬組織の形態がどのような形が望ましいのかについては、現時点で評価できていない(想定していた2形態に明らかな差を認めなかった)。平成26年度に予定していた、in vivo実験(免疫不全マウス背部皮下や頭頂骨の欠損部への移植実験)を行う。また、骨再生の足場としての歯の形態に差がないのであれば、想定していた2形態ともにin vivo実験を行い、実際の骨誘導能、骨伝導能を確認することとする。
肺気腫の発症に関与する遺伝子の解明

TGF-β1は、種々の細胞の増殖・分化、細胞外マトリックス産生、アポトーシス、さらに免疫機能に関与するサイトカインで、肺実質における肺気腫性変化と、気道におけるリモデリングの双方に関与している可能性がある。COPDの中で肺気腫に注目し、70名の肺気腫患者と99名の喫煙歴のある健常者との間で、TGF-β1遺伝子に存在する一塩基多型(SNPs)の頻度を比較検討した。8つのSNPs(rs2241712、rs1982072、rs1800469、rs1982073、rs2241716、rs4803455、rs6957、rs2241718)について、TaqManプローブとリアルタイムPCRシステムを用いてタイピングを行った。その結果、年齢、性別および喫煙歴の補正により、肺気腫とrs6957およびrs2241718との間に有意な相関を認めた。ハプロタイプの解析では、Haplotype 3の頻度について肺気腫群と対照群との間で有意な差を認めた。さらに、肺気腫群の呼吸機能データにおいて、気管支拡張薬吸入後の予測1秒量およびCOPDの重症度と、rs1800469およびrs1982073との間に有意な相関を認めた。以上から、日本人における肺気腫の発症にTGF-β1遺伝子が関与する可能性が示唆された。2.ラット肺気腫モデルにおけるプロスタサイクリンの予防効果肺気腫の原因として、慢性炎症、蛋白分解のアンバランス、酸化ストレスおよびアポトーシスなどが考えられている。プロスタサイクリンは抗炎症作用を有し、アポトーシスを抑制する。我々はプロスタサイクリン類似薬のべラプロスト・ナトリウム(BPS)を用い、煙草抽出液によるラット肺気腫モデルにおける予防効果を検討した。その結果、BPSは肺胞の拡大と破壊を抑制し、肺気腫の発症を予防した。BPSはアポトーシス、MMP-2およびMMP-9の活性化、TNF-αおよびIL-βの誘導を抑制し、抗酸化力を正常化した。さらに、BPSの肺気腫抑制効果は容量依存的であった。BPSは様々な経路を通じて肺気腫の発症を防止する可能性が示唆され、臨床応用に道が開かれる結果となった。TGF-β1は、種々の細胞の増殖・分化、細胞外マトリックス産生、アポトーシス、さらに免疫機能に関与するサイトカインでる。COPDの中で肺気腫に注目し、70名の肺気腫患者と99名の喫煙歴のある健常者との間で、TGF-β1遺伝子に存在する8つの一塩基多型(rs2241712、rs1982072、rs1800469、rs1982073、rs2241716、rs4803455、rs6957、rs2241718)の頻度を比較検討した。Toll-like receptorsは肺の様々な細胞に発現し、自然免疫に関与している。中でもTRL4は活性酸素産生を調節し肺構造を保持していると考えられており、TLR4遺伝子多型とCOPDの関連について検討した。COPD群151例と対照群98例との比較でTLR4の遺伝子多型の頻度に有意差を認めなかったが、肺気腫群71例と対照群98例の比較で、1箇所の一塩基多型(rs11536889)の遺伝子頻度に有意な差を認めた。この結果、肺気腫の発症とTLR4遺伝子多型が関連している可能性が示唆された。
哺乳類の神経ネットワーク形成における、細胞内カルシウム放出チャネルの存在意義

細胞質におけるカルシウム濃度は百種類以上の蛋白質分子の活性制御機構に関与しており、その時間的・空間的制御は細胞機能に必須である。中でも,イノシトール1,4,5三リン酸受容体(IP_3受容体)は小胞体からのカルシウム放出を担う主要なチャネル蛋白質であり,様々な情報伝達系に関与している。哺乳類の神経ネットワーク形成において,このチャネル蛋白質の機能に依存した細胞の運動や形態制御が重要であると示唆する知見は数多いが,その寄与の程度はほとんどの場合不明である。そこで本研究では,神経細胞における主要なサブタイプであるタイプ1 IP_3受容体の活性制御機構を明らかにするとともに,三種類存在するIP_3受容体サブタイプ全てを,特定の神経細胞で欠損するマウスの作製を行った。前者の研究からは,小胞体内腔におけるタイプ1 IP_3受容体を複数同定し,それらがこの受容体の成熟や機能を調節することを見出した。後者の研究ではまず,タイプ1 IP_3受容体の開始コドンを含むエクソン両端に1oxP配列を挿入したマウスの作出に成功した。このマウスと,大脳興奮性神経細胞にのみCreリコンビナーゼを発現するEmx-Creマウスの交配を行い,この神経細胞特異的にタイプ1 IP_3受容体を欠損するマウスを作製した。現在,このマウスの解析,及び,他のサブタイプ欠損マウスとの交配を行っている。さらには,タイプ3 IP^3受容体ノックアウトマウスを用い,神経成長因子(NGF)依存的なDRGの軸索伸長に対してIP_3受容体からのカルシウム放出が負の制御を行うことを明らかにした。これは,従来の薬理学的手法を用いた結果と相反するものであり,その分子機構解明により軸索伸長における新たなモデルの提唱につながり得るものであると考えている。細胞質おけるカルシウム濃度は百種類以上の蛋白質分子の活性制御機構に関与しており、その時間的・空間的制御は細胞機能に必須である。中でも、イノシトール1,4,5三リン酸受容体(IP_3受容体)は小胞体からのカルシウム放出を担う主要なチャネル蛋白質であり、様々な情報伝達系に関与している。哺乳類の神経ネットワーク形成において、このチャネル蛋白質の機能に依存した細胞の運動や形態制御が重要であると示唆する知見は数多いが、その寄与の程度はほとんどの場合不明である。そこで本研究では、三種類存在するIP_3受容体サブタイプ全てを、特定の神経細胞で欠損するマウスの作製を目指している。タイプ1IP_3受容体の欠損マウスは致死であるため、神経細胞種特異的にタイプ1IP_3受容体を欠損するマウスの作製を行った。今年度までに、タイプ1IP_3受容体の開始コドンを含むエクソン両端にloxP配列を挿入したマウスの作出に成功した。現在、大脳興奮性神経細胞にのみCreリコンビナーゼを発現するEmx-Creマウス(理化学研究所より入手済み)と交配を行っている。一方、タイプ3IP_3受容体ノックアウトマウスを用い、神経成長因子(NGF)依存的なDRGの軸索伸長に対してIP_3受容体からのカルシウム放出が負の制御を行うことを明らかにした。これは、従来の薬理学的手法を用いた結果と相反するものであり、その分子機構解明により軸索伸長における新たなモデルの提唱につながり得るものであると考えている。

前者の研究からは,小胞体内腔におけるタイプ1 IP_3受容体を複数同定し,それらがこの受容体の成熟や機能を調節することを見出した。後者の研究ではまず,タイプ1 IP_3受容体の開始コドンを含むエクソン両端に1oxP配列を挿入したマウスの作出に成功した。このマウスと,大脳興奮性神経細胞にのみCreリコンビナーゼを発現するEmx-Creマウスの交配を行い,この神経細胞特異的にタイプ1 IP_3受容体を欠損するマウスを作製した。現在,このマウスの解析,及び,他のサブタイプ欠損マウスとの交配を行っている。さらには,タイプ3 IP^3受容体ノックアウトマウスを用い,神経成長因子(NGF)依存的なDRGの軸索伸長に対してIP_3受容体からのカルシウム放出が負の制御を行うことを明らかにした。これは,従来の薬理学的手法を用いた結果と相反するものであり,その分子機構解明により軸索伸長における新たなモデルの提唱につながり得るものであると考えている。
がん幹細胞特異的発現トランスポーターを標的とした化学療法の基盤構築

栄養要求性の変化に応答する生理的輸送体とがん増殖・進展との関係が検討された。アンドロゲン不含培地で培養されたヒト前立腺癌由来LNCaP細胞において、dehydroepiandrosterone sulfate(DHEAS)を認識する有機アニオン輸送体OATP1A2の発現が増加した。OATP1A2発現抑制により、細胞増殖、コロニー形成および浸潤能に対するDHEASの効果は有意に減少した。さらに、アンドロゲン不含培地においてOATP1A2に輸送される抗がん剤メソトレキセートに対する感受性が増加したため、OATP1A2は新しい去勢抵抗性前立腺癌治療の開発に有用であることが期待された。がん幹細胞は腫瘍形成、細胞増殖、浸潤・転移に重要な役割を果たすため、がん幹細胞を治療標的とした化学療法の開発は急務である。がん幹細胞特異的に発現するSLCトランスポーターの機能調節やそれを利用した薬物送達法の開発は、がん幹細胞標的化の有効な手段となり得る。従って、本研究では、がん幹細胞特異的に発現するトランスポーター遺伝子の同定とその役割を解明することにより新しいがん幹細胞標的化を志向した化学療法の基盤研究を行うことを目的とする。白血病細胞をモデルとして、その幹細胞画分に発現するアミノ酸トランスポーターやその他のSLCトランスポーターの発現解析や機能同定などを提案した。幹細胞の純化および分析には、特別なフローサイトメーター(ソーター機能付き)が必要であり、当初は国立医薬品食品衛生研究所安全性生物試験研究センターとの協力で行う予定であったが、実験の遂行には国立医薬品食品衛生研究所へ頻繁に行き来する必要が生じ、計画通りに進んでいないのが実情である。一方で、本申請でがんの増殖に関わるSLCトランスポーターの探索を掲げているおり、ホルモン依存性前立腺癌細胞において、有機酸トランスポーター(OATP)がアンドロゲン枯渇下で発現が増加し、OATPの基質である抱合型アンドロゲンの輸送が顕著に増加することから、去勢抵抗性細胞増殖にOATPが関わることを発見し報告した。前立腺癌細胞の転移や再発と去勢抵抗性とは密接な関係があるため、本発見は幹細胞標的化のための化学療法を構築する上で重要な示唆を与える。腫瘍組織が僅かながん幹細胞から発生する「がん幹細胞仮説」に基づけば、がん幹細胞を死滅させない限り、癌の再発や転移を防ぐことはできない。本研究においては、栄養要求性の変化に応答して発現が変動する生理的輸送体とがんの増殖との関係が検討された。申請において、主にアミノ酸などの内因性物質輸送体の探索が計画されたが、これまでに前立腺癌細胞の増殖におけるアンドロゲン前駆物質dehydroepiandrosterone sulfate (DHEAS)を輸送する有機アニオン輸送体(OATP)の役割について成果が得られた。ヒト前立腺癌由来LNCaP細胞をアンドロゲン枯渇下で培養した結果、OATP1A2など複数のOATP分子の発現及び[3H]DHEAS取込みが増加した。OATP1A2発現抑制により、細胞増殖、軟寒天培地上でのコロニー形成およびin vitro浸潤能に対するDHEASの効果は有意に低下した。したがって、前立腺癌細胞はOATP1A2発現を増加させ、DHEASを積極的に取込むことによりアンドロゲンを補充し、自身の増殖・進展を促すことが示唆された。さらに、OATP1A2はmethotrexateなどの抗がん剤の細胞内蓄積を促進するため、アンドロゲン枯渇下におけるLNCaP細胞のmethotrexateに対する感受性を検討した結果、methotrexateの細胞毒性が増強されることが判明した。一方で、LNCaP細胞におけるOATP1A2の発現は、アンドロゲン受容体シグナルに負に制御されることが示唆された。以上のことから、前立腺がんにおいては、アンドロゲンレベルの低下に応答して、OATP1A2の発現高い腫瘍形成能を有した細胞が選択されることが示唆された。本研究の成果は、OATP1A2を標的とする化学療法は新しい去勢抵抗性前立腺癌治療に資すると期待される。従って、本研究では、がん幹細胞特異的に発現するトランスポーター遺伝子の同定とその役割を解明することにより新しいがん幹細胞標的化に向けた化学療法の基盤研究を行うことを目的とする。本目的を達成するため、白血病細胞をモデルとして、その幹細胞画分に発現するアミノ酸トランスポーターやその他のSLCトランスポーターの発現解析や機能同定などを提案した。

幹細胞の純化および分析には、特別なフローサイトメーター(ソーター機能付き)が必要であり、当初は国立医薬品食品衛生研究所安全性生物試験研究センターとの協力で行う予定であったが、実験の遂行には国立医薬品食品衛生研究所へ頻繁に行き来する必要が生じ、計画通りに進んでいないのが実情である。そこで、金沢大学がん進展制御研究所に設置されている機器が利用可能であると判断されたため、その協力を得て研究を推進できるように手配した。具体的な研究成果としては、癌の増殖に重要なSLCトランスポーターとして、アミノ酸トランスポーター以外にホルモン抱合体を輸送する有機酸トランスポーターがホルモン依存性前立腺癌の増殖に役割を果たすことが判明した(現在論文投稿準備中)。ホルモン枯渇化においてその発現が有意に増加するため、細胞内で代謝され男性ホルモンとして利用される副腎ホルモンの硫酸抱合体の供給調節に重要な役割を果たすと考えられる。今後は、幹細胞標的化のための化学療法を構築する上で標的候補分子として今後検討に加えていく予定である。薬学研究代表者らは、マウス白血病由来幹細胞において、栄養シグナルに重要なアミノ酸を輸送するトランスポーターが果たす役割とその発現変動を明らかにすることを提案した。しかし、上述したように、幹細胞の調製に必要な実験体制が十分でないために研究の達成度は当初の予定よりも遅れていた。しかし、がんの増殖に関わるSLCトランスポーターとしてホルモン依存性前立腺癌細胞において、有機酸トランスポーター(OATP)を同定できたことから、今後腫瘍形成能を有するOATP分子の役割解明が進み、当初の目的が達成されると期待される。研究代表者らは、がん幹細胞特異的に発現するトランスポーター遺伝子の同定とその役割を解明することによって、新しいがん幹細胞標的化に向けた化学療法の基盤を構築することを研究目的としている。この目的を達成するために、平成23年度は、マウス白血病由来幹細胞において、栄養シグナルに重要なアミノ酸を輸送するトランスポーターが果たす役割とその発現変動を明らかにすることを提案した。しかし、上述したように、幹細胞の調製に必要な実験体制が十分でないために研究の達成度は当初の予定よりも遅れている。また、同時に本申請でがんの増殖に関わるSLCトランスポーターの探索を掲げているが、ホルモン依存性前立腺がん細胞において、有機酸トランスポーター(OATP)がその候補として浮上したことは大きな収穫である。今後は金沢大学がん進展制御研究所に設置されている機器を利用し、前立腺癌の腫瘍形成能とOATP分子の関係について研究を展開する。前立腺癌幹細胞におけるOATP分子の発現についても、研究対象として実験を遂行し、当初の予定通り癌幹細胞におけるSLC輸送体の標的としての意義を明確化する。前立腺癌幹細胞分画にはSP以外にも様々な抗原マーカーが使用可能であり、本学の施設によっても十分に検討出き、研究をさらに推進が出来ると考える。当初、本研究では、がん幹細胞の研究が最も進んでいる白血病をモデルとして、1)SP細胞や幹細胞マーカーを指標に純化される細胞分画においてアミノ酸トランスポーターの役割解明、2)幹細胞増殖に関わるSLCトランスポーターの探索を提案した。
基本転写因子TFIIDに支配される標的遺伝子群の網羅的単離とそのプロモーター特性

TATAボックス/イニシエーター等のコアプロモーター構造を認識する基本転写因子TFIIDは、転写開始前複合体のアッセンブリーに際して核となる分子であり、転写調節因子から受け取った信号を転写量の増減へと変換する上で中心的な役割を果たす。我々はTFIIDサブユニット(TAF)の生体内機能について解析を進める過程で、yTAF145のN末端に存在するTBP機能阻害領域(TAND;TAF N-terminal domain)がTFIIDによる転写活性化の分子スイッチとして機能する可能性を見い出した。またコアプロモーターの認識能に異常をきたすyTAF145点変異体(N568Δ,T657K)を新たに単離し、認識配列を決定するべく詳細なエレメントマッピングを進め、これらの変異株においてはTATAボックス以外のコアプロモーターエレメントの認識に異常が見られることを示した。一方、上記ΔTAND株についてゲノムスケールで標的遺伝子を探索したところ、再現性のある14個の候補遺伝子を見出した。標的遺伝子の数が見かけ上極めて限られているのは、他の転写因子複合体が転写活性化においてTFIIDと重複した役割を果たすためと考えられる。またN568Δ,T657K株についてもアレイ解析を行い、それぞれ約240個、約500個の標的候補遺伝子を同定した。またN568Δ株については約240個、T657K株については約500個の候補遺伝子を同定したが、このうち170個が共通であり、残り70個、330個についてはそれぞれの変異株に特異的であった。すなわち少なくとも170+70+330=570個の遺伝子の発現が、何らかの形でyTAF145の中央領域の機能に依存するものと考えられる。
アジア・ネットワーク経営のための子会社管理会計システムの研究

本研究の目的は、日本企業にみられるアジア地域でのグローバル・ネットワークにおける子会社管理のための会計システムの理論と実務を明らかにすることである。このことに向けて、経営と会計の文献研究とアジア地区企業調査を行った。これにより、アジアでのグローバルかつ包括的なマネジメント・コントロールの実施が確認されたが、これは、海外企業に比較して、多くの日本企業特有の条件から、本社による、より強力な人的かつ金額的なコントロールが必要となることに起因することが明らかとなった。本研究では、近年、製造業を中心に、世界における企業活動の拠点ともなっている、アジア地区の企業経営に焦点を合わせている。ここで、アジア地区の企業は、日本や欧米企業の子会社として運営されることが多いが、これは多国籍企業の子会社であることから、この各子会社はアジアを中心にネットワーク化した状態で業務活動を行っている。このアジア中心のネットワーク化した企業経営のための管理会計システムの全容を明らかにすることが本研究の課題である。この課題を解決するため、本研究では、理論と実務という企業経営を分析するための両輪ともいえる2つの視点から検討を行うこととした。本研究は3年間で行う研究であるが、研究計画では、第1年度である本年度は、理論と実務の両者の研究基礎を構築することとした。計画通り、理論面では、益々進展する国際経営の現状を著作物を中心に研究することができた。また管理会計研究でも、最新の文献を中心として、海外事業のコントロール・システムとしての管理会計を再検討することができた。実務面では、次年度は、海外子会社企業の訪問調査を行うこととしているが、そのための調査内容について、中国及びフランスの海外の研究者と調整することができた。このことで、海外企業のコントロール・システムの特徴として予想される点や、それを明らかにするために調査を行うべき項目などを整理することができた。これについては、本年度、研究成果として論文を公表することができた。また、海外研究者とは、今後行う調査についての協力を得られることなども確認できた。このように、本年度は、今後の研究の方向性と実施可能性を確立することができた。本研究では、製造業を中心に、世界の工場とも言えるアジア地区に集積する日本の多国籍企業の経営管理システムを課題としている。アジア地区の日本企業は、日本に本社を置く各社の子会社形態をとることが多い。しかも、これら子会社は、中国が典型的な立地国であるものの、それ以外の国へも急速な移転を見せている。このため、子会社企業は網の目のように連携することとなり、これは、研究課題名の通り、アジアを中心とするネットワーク化での企業経営となっており、このタイプの経営の巧拙が企業の最終業績に多大なる影響を及ぼすことが明らかとなっている。このような状況で、日本企業が、経営コントロールのため、どのような管理会計システムで、この複雑なネットワークを管理しているかを解明するのが研究の中心である。本年度は、研究年度の2年目に当たり、第1年度で構築した理論的基礎に基づいて、企業実務の本質を訪問調査することを目指した。ここでコントロール・システムについては、バランス・スコアカードからも理解できるように、財務と非財務の両者が重要である。そのため、本年度、予算を代表とする財務コントロール、さらには人事を代表とする非財務手法によるコントロールの両面を検討することとした。海外訪問調査は、経済情勢の影響などから受け入れ企業探索困難にて今年度実施を見送った。ただし、過去のアジア地区の子会社インタビュー調査や日本でのインタビューにより、非財務的なコントロールとしての、子会社への管理職配置の現状を明らかにした。これについては、国際共同研究を行っているフランスの大学所属の研究者とともに共著論文として出版できた。引き続き、財務的なコントロールについて、社外秘事項も多いが、管理会計システムとして最重要であることから、協力が得られる海外子会社を訪問し研究成果とする予定である。研究課題名「アジア・ネットワーク経営のための子会社管理会計システムの研究」とあるように、本研究では、アジア地域内において、網の目のごとく張り巡らされた日本企業子会社の管理会計システムに関する研究である。そして、この研究では、国際経営や管理会計などの理論研究を基盤としながら、日本企業に関する実務調査により、その実態を把握することで、過去の実態を明らかにし、今後の企業発展のための管理会計モデルを提示することである。理論研究に関しては、日本企業のアジア地区への経営展開が一段と加速する状況から、これをどのように組織、管理するかについて研究を行った。この組織と管理の問題については、本社と子会社とのマネジメント・コントロールとして検討することが、経営学及び管理会計の両面から重要であることが明らかとなった。このマネジメント・コントロールでは、これを広義にとらえ、管理会計のみならず、人的コントロールなども含めた広範なコントロール・システムとして、それを認識することの必要性が明らかになった。よって、本研究では、人事管理的な側面にも踏み込み、どのような業務と職位の人間を本社から派遣し、それをどのような会計的な尺度で評価するかを検討した。このような理論研究を基盤として、過去に行ったアジアに所在する企業訪問調査結果について、日本企業のコントロール実務に関する分析を行った。そこでは、従来のマネジメント・コントロールが、より階層的になり、コントロールのメカニズムが複雑になることから、アジアに展開するグローバル企業の困難な状況が明らかになった。そのような複雑なネットワークをコントロールするために、地域統括会社の利用が1つの大きな意味を持つこととなる。本研究により、本社による、地域統括会社、現地子会社という上位と下位の多層的ネットワーク関係のコントロール・システムを明らかにすることができた。

本研究の目的は、日本企業にみられるアジア地域でのグローバル・ネットワークにおける子会社管理のための会計システムの理論と実務を明らかにすることである。このことに向けて、経営と会計の文献研究とアジア地区企業調査を行った。これにより、アジアでのグローバルかつ包括的なマネジメント・コントロールの実施が確認されたが、これは、海外企業に比較して、多くの日本企業特有の条件から、本社による、より強力な人的かつ金額的なコントロールが必要となることに起因することが明らかとなった。本研究は交付申請の研究目的に基づいた研究進捗を目指している。この3年間の研究期間中に、本研究は理論研究と企業を対象とする実務調査からなるものとしている。ここで、第2年度は、第1年度の理論研究の成果を基盤として、実務に目を向けた研究に移行することとした。この第2年度について、関連企業の協力あれば、海外実務調査を目指したが、困難に直面した。そこで、これを以前のアジアの企業インタビュー調査資料、さらには日本企業本社調査などの形で補うことで、本研究が目指す日本企業の管理会計システムの実像の重要部分を描き出すことができた。このことから、上記の評価が相当すると判断した。最終年度には、引き続き実務調査を実施し、この全容を明らかにすることとしたい。管理会計本研究は、第1年度に理論研究を中心とした企業実務調査の基礎構築、第2年度は、アジア地区子会社企業の実務状況の明確化を目指している。この2年間で当初予定の通り、アジア企業のネットワークの実態を把握できた。最終年度は、交付申請によるように、最終成果提示の年として、ネットワークに基づく子会社管理会計の全貌を明らかにする。これをより説得力あるものとするために、社内秘的なことから困難多いものの、関係各位の協力を得て、アジア地区子会社を訪問してインタビュー調査したい。当初、交付申請した研究の目的では、最終的に、アジア所在の日本の多国籍企業の海外子会社のネットワーク経営において、どのような管理会計システムが適用されているかの現状と今後に向けて、理論と実務の両者を検討することにある。このため、第1年度は、理論では、国際経営と管理会計の両面を研究基礎として文献研究を中心に、研究基礎を確立することとした。これについては、論文として公表できたことから明らかな通り、順調な研究進捗状況にある。また、実務面では、海外研究者との打ち合わせなど行ったことから、次年度予定する調査のための核心部分について明らかにすることができた。これは最終成果のための重要な仮説であり、次年度以降の順調な研究推進のための足掛かりとなった。研究期間の第2年度にあたる今年度は、アジア地区の各国に所在する日本企業子会社を訪問する予定であった。ここでは、コントロール・システムとしての管理会計システムの実践についてインタビューし、その本質を探究する予定であった。
北半球の気候に影響を与えるノルウェー海周辺での水蒸気輸送・降水・気象擾乱の研究

北半球の気候問題や地球規模でのエネルギー循環や水蒸気循環を理解する上で、北極圏に位置しながら厳冬期においても海氷に覆われないノルウェー海の存在は重要かつ特異な役割を果たしている。中緯度帯に起源を持つ暖かい気団は冷たい北極気団とノルウェー海付近で接し傾圧帯を形成する。この海域での大気は海氷に覆われていない海面から大量の熱と水蒸気の供給を受けて下層を不安定化し、時にはポーラーローと呼ばれる小規模ながら激しい低気圧を発生させる。これらの気象擾乱の活動や構造、また降水特性を調べるため、2001年9月から2004年8月までの約3年間、ノルウェー海の孤島ベアーアイランド(Bjornoya)(74°30'N,19°01'E)のノルウェー気象局測候所に北大理学研究科のXバンド鉛直ドップラーレーダーを設置してデータを取得した。この海域で年間を通して降水現象のレーダー観測は初めてである。現在まで、得られたデータから降水量の空間分布を推定するため、レーダー反射強度(Z)と降水強度(R)の関係式(Z-R関係式)や降水強度と落下速度(V_p)の関係式についても調べ、観測期間中の降水強度の高度分布や鉛直積算含水量を推定した。また、レーダーデータと比較をする観測値として6時間毎に観測されているベアーアイランド測候所の値を用いて検討した。その結果、比較に用いた降水データの時間分解能や冬季間の飛雪などの観測誤差を考えると、今回得られた観測データから特別にZ-R関係式を導出して降水強度を推定するよりは、降雨の場合の一般的なZ-R関係式を用いて降水強度を推定し、レーダーからのドップラー速度を用いて降雨か降雪かを判定し、レーダー反射強度と落下速度の関係式を用いて含水量に変換する方法が妥当であることが分かった。この方法を用いて3年間の観測期間の降水量と時間積分含水量を見積もった。また、スバルバール諸島ニーオルスン基地(78°55' N,20°25'E)における国立極地研究所の鉛直ドップラーレーダーによる降水強度の比較も行った。一方、フィンランド北極域のフィンランド気象局ソダンキラ北極研究センターにおいて、4冬季間の降雪粒子、エアロソル粒子の観測の他、北極域における積雪の圧密過程、圧縮粘性率の観測も行い興味ある結果が得られた。2001年度の「北半球の気候に影響を与えるノルウェー海周辺での水蒸気輸送・降水・気象擾乱の研究」の現地観測は、以下の4課題について行われた。1.「ノルウェー・ベアーアイラインド島(北緯74°30′、東経19°01′)における鉛直ドップラーレーダー観測」2001年9月5日成田空港からデンマーク・コペンハーゲン→ノルウェー・オスロを経てノルウェー・トロムソの北部管区気象台長ヘルゲ・タンゲン氏及び気象台職員を交えて観測の打ち合わせを行った。9月13日トロムソからベアーアイランド島に向い、先に輸送しておいた北大の鉛直ドップラーレーダーや秋大のマイクロ波放射計等の設置、調整を行った。