hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
頭頸部癌の浸潤転移におけるMTI-MMPと接着因子CD44の相互作用に関する研究

【方法】MT1,2,3-MMPS及びMMP-2の頭頸部扁平上皮癌細胞株における発現の差異,ヒト頭頸部扁平上皮癌組織標本における発現とその局在および臨床病理学的因子との相関を明らかにすることを目的として,Northern blotting,免疫組織化学,in situ hybridizationおよび統計学的手法による検討を行った。さらに頭頸部扁平上皮癌におけるCD44変異体CD44v6およびCD44v2の発現についてまず臨床的特徴との相関を検討した。手術摘出臨床材料を用いてCD44v6、およびCD44v2に対するモノクローナル抗体で免疫組織学的検討を行った。さらにin vitroにおいて頭頸部扁平上皮癌培養細胞を用いてCD44v6中和抗体添加による癌浸潤能の変化について検討を行った。【結果】頭頸部癌細胞株におけるMT1,2,3-MMPおよびMMP-2のmRNA発現を調べた。4.5kbのMT1-MMP mRNAは5種すべての細胞株において発現していたのに対し,3.6kbのMT2-MMP mRNAはHO-1-N-1における僅かな発現のみにとどまり,12kbのMT3-MMP mRNAの発現はいずれにも認められなかった。一方3.1kbのMMP-2 mRNAはMT1-MMPに比べ相対的に弱いながらすべての細胞株に発現していた。癌組織標本における相対的mRNA発現レベルと臨床病理学的因子との関係を検討した。MT1-MMP mRNAの発現レベルは頚部リンパ節転移陽性群の方が頚部リンパ節転移陰性群に比べて有意に高かった(p=0.0081)。一方MMP-2 mRNAには有意差は認められなかった。T分類との間にはMT1-MMP, MMP-2いずれにも相関は認められなかった。また分化度に関してはMT1-MMP, MMP-2ともにG3+G2(低+中分化型)群においてG1(高分化型)群に比し発現レベルが高い傾向を示したが有意差は認められなかった。頚部リンパ節転移を目的変数とした多変量ロジスティック回帰の結果,唯一MT1-MMP mRNA発現が独立危険因子と判定された。一方、頭頸部扁平上皮癌113例の原発巣のCD44免疫組織学的検討では、CD44v6の発現の低下が頸部転移率と、またCD44v2の発現の低下が予後の低下と正の相関を示した。CD44v6については、さらに新鮮凍結標本を用いてELISA法にてCD44v6蛋白を定量し、有意にCD44v6蛋白の低下が頸部転移率と相関することを証明した。頭頸部扁平上皮癌培養細胞4種を用いたIn vitroの検討ではCD44v6中和抗体添加により2種のcell lineにおいてコラーゲンゲル内への浸潤細胞数が増加する傾向が認められた。しかし、癌細胞運動能、増殖能には影響を示さなかった。【今後の展望】MT1-MMPの発現は頭頸部癌の転移能と相関し、CD44v6、v2の発現は生物学的悪性度の指標になり局所浸潤能との関係が注目される。今後これらの相互作用について検討して行く予定である。

CD44v6については、さらに新鮮凍結標本を用いてELISA法にてCD44v6蛋白を定量し、有意にCD44v6蛋白の低下が頸部転移率と相関することを証明した。頭頸部扁平上皮癌培養細胞4種を用いたIn vitroの検討ではCD44v6中和抗体添加により2種のcell lineにおいてコラーゲンゲル内への浸潤細胞数が増加する傾向が認められた。しかし、癌細胞運動能、増殖能には影響を示さなかった。【今後の展望】MT1-MMPの発現は頭頸部癌の転移能と相関し、CD44v6、v2の発現は生物学的悪性度の指標になり局所浸潤能との関係が注目される。今後これらの相互作用について検討して行く予定である。【方法】まずMT1,2,3-MMPs及びMMP-2の頭頸部扁平上皮癌細胞株における発現の差異,ヒト頭頸部扁平上皮癌組織標本における発現とその局在および臨床病理学的因子との相関を明らかにすることを目的として,Northern blotting,免疫組織化学,in situ hybridizationおよび統計学的手法による検討を行った。さらに頭頸部扁平上皮癌におけるCD44変異体CD44v6およびCD44v2の発現についてまず臨床的特徴との相関を検討した。手術摘出臨床材料を用いてCD44v6、およびCD44v2に対するモノクローナル抗体で免疫組織学的検討を行った。さらにIn vitroにおいて頭頸部扁平上皮癌培養細胞を用いてCD44v6中和抗体添加による癌浸潤能の変化について検討を行った。【結果】頭頸部癌細胞株におけるMT1,2,3-MMPおよびMMP-2のmRNA発現を調べた。4.5kbのMT1-MMPmRNAは5種すべての細胞株において発現していたのに対し,3.6kbのMT2-MMPmRNAはHO-1-N-1における僅かな発現のみにとどまり,12kbのMT3-MMP mRNAの発現はいずれにも認められなかった。一方3.1kbのMMP-2mRNAはMT1-MMPに比べ相対的に弱いながらすべての細胞株に発現していた。癌組織標本における相対的mRNA発現レベルと臨床病理学的因子との関係を検討した。MT1-MMP mRNAの発現レベルは頚部リンパ節転移陽性群の方が頚部リンパ節転移陰性群に比べて有意に高かった(p=0.0081)。一方MMP-2 mRNAには有意差は認められなかった。T分類との間にはMT1-MMP,MMP-2いずれにも相関は認められなかった。また分化度に関してはMT1-MMP,MMP-2ともにG3+G2(低+中分化型)群においてG1(高分化型)群に比し発現レベルが高い傾向を示したが有意差は認められなかった。頚部リンパ節転移を目的変数とした多変量ロジスティック回帰の結果,唯一MT1-MMP mRNA発現が独立危険因子と判定された。一方、頭頸部扁平上皮癌113例の原発巣のCD44免疫組織学的検討では、CD44v6の発現の低下が頸部転移率と、またCD44v2の発現の低下が予後の低下と正の相関を示した。頭頸部扁平上皮癌培養細胞4種を用いたIn vitroの検討ではCD44v
Ir,Rh錯体によるプロチック分子の活性化と触媒反応への応用

1.[IrCl(cod)]_2とBINAP(パーアリールジホスフィン配位子)より得られる錯体の構造は、塩素架橋2核イリジウム(I)錯体である。さらに、パーアリール型ジホスフィン配位子として1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene、パーアルキル型(例えば、Bis(dicyclophosphino)butane)や電子的にパーアリールとパーアルキル型の中間に位置すると考えられるdiphosを配位子に用いた場合、同様の塩素架橋型2核イリジウム(I)錯体であることがスペクトル的に明らかとなった。3.イオン性ヒドリド(メトキソ)ニ核イリジウム三価錯体は、メタノールを水素源とするアルキン化合物の優れた水素移動型還元反応の触媒前躯体として機能する。アルキン化合物はシスーオレフィンを経てトランス-オレフィンとなり、最終的にアルカンまで還元される。とりわけ、メタノールを水素源とする水素移動型還元反応は珍しい反応例である。4.[{Ir(binap)(H)}_2(μ-O_2CR)_2(μ-Cl)]Cl(R=Me,Ph)はプロキラルイミン類の不斉水素化(>94%ee)の優れた触媒前躯体として機能する。光学活性アミンの製造法で特許を獲得した。5.イオン性ヒドリド(ヒドロキソ)ニ核イリジウム三価錯体によるニトリルの水和反応の触媒となる。その最適化について、現在引き続いて検討している。1.ジホスフィン配位子としてBPBP(2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl),DPPF(1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene,DPPB(1,4bis(diphenylphosphino)butane),DIOPを有する、中性2核イリジウム(I)錯体を合成した。X一線構造解析した[IrCl(binap)]_2の構造と同様の中性2核イリジウム(I)錯体である。パーアリールジホスフィン配位子有する[IrCl(binap)]_2は容易にメタノール、水、カルボン酸やチオールなどプロトン性分子を活性化し、定量的に塩素架橋を持つ、イオン性ヒドリド(メトキソ)、(ヒドロキソ)、(カルボキシラート)、(チオラート)二核イリジウム三価錯体[{Ir(binap)(H)}_2(μ-ER)_2(μ-Cl)]Cl(ER=OMe,OH,OCOMe,SPh,etc)となった。2.イオン性ヒドリド(メトキソ)二核イリジウム三価錯体は、メタノールを水素源とするアルキン化合物の優れた水素移動型還元反応の触媒前駆体として機能する。アルキン化合物はシス-オレフィンを経てトランス-オレフィンとなり、最終的にアルカンまで還元される、また反応系に存在する中間体を単離し、反応経路を調べた。1.パーアルキルやパーアリールジホスフィン配位子を有する、イリジウム(I)錯体を合成した。特に、[IrCl(binap)]_2の構造をX-線構造解析で明らかとなった。同様に、今回合成したイリジウム(I)錯体塩素架橋型中性2核イリジウム(I)錯体である。さらに、パーアリールジホスフィン配位子有する[IrCl(binap)]_2は容易にメタノール、水、カルボン酸やチオールなどプロトン性分子を活性化し、定量的に塩素架橋を持つ、イオン性二核イリジウム三価錯体[{Ir(binap)(H)}_2(μ-ER)_2(μ-Cl)]Cl(ER=OMe,OH,OCOMe,SPh,etc)となることをX-線構造解析的及びスペクトル的研究で構造を明らかにしてきた。さらに、ポリファンクショナルプロトン性分子をも活性化させることを見出した。

2.イオン性ヒドリド(メトキソ)二核イリジウム三価錯体は、メタノールを水素源とするアルキン化合物の優れた水素移動型還元反応の触媒前駆体として機能する。アルキン化合物はシス-オレフィンを経てトランス-オレフィンとなり、最終的にアルカンまで還元される。とりわけ、メタノールを水素源とする水素移動型還元反応は珍しい反応例である。3.イオン性ヒドリド(ヒドロキソ)二核イリジウム三価錯体によるニトリルの水和反応の最適化については現在引き続いて検討している。4.反応活性な中性2核イリジウム(I)錯体はPPh_3,PCy_3やP(OPh)_3など中性配位子と反応し、単核イリジウム(I)錯体或いはOPhの芳香族環が酸化的付加したヒドリド(III)錯体が生成することを見出した。さらに、初歩的結果であるが、単核イリジウム(I)錯体はプロキラルイミンの不斉水素化の良好な触媒となり、今後の展開が期待できる。
P波振動極性の統計的性質とそれを考慮した高感度地震検出手法の開発

P波振動極性の統計的性質■P波振動方位角は震央の方角と概ね一致しているが、特定の震央方位のときだけ著しい乖離を示している例があった。これは地震波速度構造の水平不均質によって説明できる。地震以外でも直線的振動が出てしまう問題があったが、地震時特有の高角の振動のみを地震検出に用いることで回避した。高感度地震検出手法の開発■2011年3月の岐阜県飛騨地方周辺の地震波形連続データに極性解析を施し、各観測点の結果から逆算して震央を推定することで地震検出を試みた。その結果、気象庁カタログに載っている地震の44%を検出することに成功した。まず、振動極性解析を連続データに適用するためのプログラムを作成した。これを、Hi-netの地震波形連続データに適用した。岐阜県飛騨地方において、2011年東北地方太平洋沖地震の影響で地震活動が活発だった2011年3月11日から同年同月31日までの期間を対象とした。その結果、地震検出に関係する問題点が明らかとなった。地震が発生すると、直達波の後のコーダ波にも直線的な波群が検出されてしまい、その振動方向には大きなばらつきがあった。また、何らかの原因で単色ノイズが生じている場合は、地震が発生していない場合でも、信号の直線性が高く評価されてしまう問題があった。そこで、手法の改良を検討し、実装した。コーダ波については、振幅が減少している場合の直線的信号は地震検出の際には無視することにした。また、地震以外のものと思われる雑信号で直線的なものが出る場合はその伏角が30度未満になることが多く、深さ数km以深の地震ではより高角になることから、伏角30度未満のものを地震検出の際に除外することとした。これらの改良を踏まえて、再度解析を実施し、各種地震カタログと照らし合わせた。その結果、気象庁一元化震源カタログに掲載されている地震の44%を検出することができた。しかし、京都大学防災研究所上宝観測所による詳細なカタログと比べると22%程度しか検出できなかった。整合フィルタ解析による結果とは8%しか一致しなかった。結果を詳細に検討すると、検出が成功しやすい場合としにくい場合があるようで、これを踏まえてさらに手法を改善していく必要がある。なお、本研究の成果は日本地震学会2013年秋季大会で公表した。今年度は、昨年度発見した解析上の問題点を解決するべく、研究を進めた。単色ノイズの問題を回避するために、複数の周波数帯での解析結果を統合することを試みた。まず、フィルタバンク方式によって得られた複数の周波数帯の波形について、極性解析を行う。そこで、多くの周波数帯で直線的な信号を検出した場合のみ、震央推定に用いることにする。ただし、それらの方位が互いにずれていることがありうるので、その整合については検討を要する。地震計設置方位のずれや水平方向の地震波速度不均質構造の影響などによって、P波振動方向とP波到来方向にずれが生じることがあるが、その校正方法についても検討した。これまでは、気象庁一元化震源カタログに掲載されている既知の小地震を使用して、P波の振動方向と到来方向のずれを評価して、その平均値を校正に使用していた。しかし、振動方向と到来方向のずれは地震ごとにばらついている上に、到来方位ごとに系統的にずれている。これを整理しないと、校正には使えない。これら方位データの扱いには方向統計学の手法を応用して整理した。26年度が最終年度であるため、記入しない。震源地震学26年度が最終年度であるため、記入しない。地震検出手法を実際のデータに適用するところで、直線性を出してしまう単色ノイズなど、これまで想定していなかった問題が多数生じた。このようなノイズは常時出ているわけではなく、特定の短時間のデータ解析では見つからなかった。これは長時間のデータを解析することで初めて明らかになったものである。そのため、地震検出手法の確立には至っていない。単色ノイズやコーダ波などの問題を踏まえて、地震検出手法を改良する。具体的には、複数の周波数帯で振動極性解析を実施し、その結果を統合することで、単色ノイズの影響を除外することができると考えられる。そのような方針で手法を組み立て、実装する。複数の周波数帯の結果を統合することで、より確かな地震検出が実施できることが期待できるが、実データでそれが成功するかどうか確認する。
呼吸筋不全の人間工学的療法

昭和63年度より平成2年度までの3年間に亘り呼吸筋不全症例のquality of Lifeの拡大さを目的とし人間工学的治療機器として携帯用酸素濃縮装置および携帯用体外式demand型人工呼吸の開発を行った。さらに前記2機種の併用効果についての臨床的検討から呼吸筋不全による慢性呼吸不全に対する在宅ケア-の有力な医用機器としての有用性が認められた。1.携帯用酸素濃縮装置キャパスタンク式圧力センサ-を内蔵する呼吸同調装置を併設し、濃縮装置の定常流の増加によりSaO_2の改善がみられた。2.携帯用体外式demand型人工呼吸器本装置はchestwall suit,呼吸同調装置および駆動機構を有する本体部分よりなる。電源もAC、DCバッテリ-および自動車バッテリ-のいずれもが可能で、肩かけまたは付属のキャリア-で楽に移動できる重量(約6Kg)となっている。慢性呼吸不全例を対像に本装置の換気補助効果を検討し、呼吸因難度(Bors score)SaO_2およびV^^・O_2/V^^・Eの改善など本装置の有効性が認められた3.携帯用酸素濃縮装置と携帯用体外式demand型人工呼吸器の併用解果慢性呼吸不全を対象に携帯用酸素濃縮装置のみによる1時間の吸入を行いSaO_2の改善を検討し、次いで同一症例に呼吸同調装置を共用した携帯用体外式demanda型人工呼吸器を併用し検討を行った。携帯用体外式demand型人工呼吸器併用前のSaO_2に比較し使用後著明な改善が認められ、呼吸筋不全に対する前記2機種の有機的な総合使用による併用効果が確認された。尚、携帯用酸素濃縮装置は医療機器として平成2年10月17日、厚生省の薬事法により承認され、同時に携帯用体外式demand型人工呼吸器は平成2年12月13日、日本国特許庁より特許の公告を得ている。1.携帯用酸素濃縮装置:本年度は主にわれわれの開発した機種の自動車内使用についての臨床治験を行った。在宅酸素療法施行中の慢性呼吸不全患者を対象とし、自動車内空気を換気した場合と、換気をしない場合について走行中の酸素濃縮装置からの酸素吸入の効果を検討した。自動車内で酸素濃縮装置を使用した際、車内空気を換気しない場合走行後対象例のPaO_2は7.49.2Torr程度低下した。この低下の要因として車内空気の酸素濃度の低下による濃縮酸素濃度の低下が示唆された。一方、自動車内を換気し車内空気の酸素濃度が低下しない場合には、PaO_2は自動車走行後有意の変化を示さず、自動車内での酸素濃縮装置使用の慢性呼吸不全を対象とした臨床的な有用性が示唆された。2.携帯用換気補助装置:本年度は主にわれわれの開発した機種について健常例を対象とし換気補助効果を検討した。安静換気時、吸気抵抗負荷時および吸気抵抗負荷条件下における本装置による陰圧補助呼吸時の3時相において検討した。なお吸気抵抗負荷値は最大努力性吸気時に発生する口腔内圧陰圧度の約15%を発現する程度の抵抗値とした。transdiaphragmatic pressureは吸気抵抗負荷時に上昇、本装置による補助呼吸によって吸気抵抗負荷時に比し、補助呼吸時200500mLの増加がみられた。本装置の補助呼吸効果の判定パラメーターとして新たに設定したV_T/Pdi(diaphragmatic index、mL/cmH_2O、単位Pdiに対する吸入気量)は、補助呼吸時約2倍以上の増加を示し、本装置による換気補助の有効性が認められた。呼吸筋不全の人間工学的療法として昭和63年度より携帯用酸素濃縮装置および携帯用体外式demand型人工呼吸器を開発・臨床応用を行って来た。以下に2機種について本年度の研究成果を述べる。

1.携帯用酸素濃縮装置本装置の臨床効果の改善を目的とし、キャパスタンス式圧力センタ-を内蔵する呼吸同調装置を併設した。本センサ-のトリガ-レベルは0.4mmH_2Oで、かつ設定された時間以上有効な信号が制御装置に伝達されない場合、バルブが開放され、濃縮器から定常流に切りかわる安全システムも取り入れている。呼吸同調装置の併用により濃縮装置の定常流、4L/分より6L/分以上の増加がみられ、同時に現在在宅酸素療法施行中の慢性呼吸不全例においても動脈血酸素飽和度は約5%の増加がみられ、臨床的有用性が確認された。2.携帯用体外式demand型人工呼吸器本装置はchestwall suit、呼気・呼気感知センサ-および駆動機構を有する本体部分よりなる。本年度はさらに呼気・呼気感知センサ-として前述したキャパスタンス式圧力センサ-を併用し、電源もAC、DCバッテリ-および自動車バッテリ-のいずれもが使用可能となっている。又肩かけまたは付属のキャリア-で楽に移動できる重量(約6kg)となっている。自動車走行中における評価は呼気抵抗負荷条件下で自動車バッテリ-を動力源として本装置を装置し、主にBorg score(呼吸困難の評価)によって効果判定を行った。健常者の呼気抵抗負荷条件下で本装置使用によって換気量の増加、Borg scoreの改善、換気酸素利用率の改善がみられ、一方自動車走行中においても同様の効果がみられ、本装置が呼吸筋不全の人間工学的治療機器として有効であることが確認された。前年度(平成元年)携帯用酸素濃縮装置に試作した呼吸同調装置は鼻カニュ-レに取り付けたビニ-ルチュ-ブを経由する圧力式で、吸入圧のトリガ-レベルは-0.4cmである。吸気圧の感知により、バッファタンクのバルブが開放し、呼気時相にバッファタンク内に貯留された濃縮気が吸気開始時に流出し、流量の増大がはかられる仕組みとなっている。本同調装置を前年度開発した携帯用換気補助装置に共用し、当科において呼吸不全を主病変とし、現在在宅酸素療法施行中の慢性呼吸不全例、10例を対象とし、2機種の臨床的な併用効果を検討した。対象とした10例の内別けは、肺結核後遺症4例、慢性肺気腫3例、肺癌術後2例、間質性肺疾患1例である。先ず対象例に携帯用酸素濃縮装置のみによる1時間の吸入を行い、パルスオキシメ-タ-によるSaO_2の改善を検討した。SaO_2は空気呼吸時、平均80.3%であったが、吸入後85.5%と約5%の増加が認められた。次に同一症例に呼吸同調装置を共用した携帯用換気補助装置を併用し、同様の検討を行った。携帯用換気補助装置使用前のSaO_2は平均85.5%であったが、併用後94.3%とSaO_2の著明な改善が認められた。その結果本研究によって開発した2機種の有機的な綜合使用による呼吸筋不全に対する臨床併用効果が確認された。同時にBorg scoreによる自覚的な呼吸困難度の改善もみられ、今後慢性呼吸不全症例に対する在宅ケア-の有力な医用機種として期待される。尚、携帯用酸素濃縮装置は医療機器として、平成2年10月17、厚生省の薬事法により承認され、同時に携帯用換気補助装置は平成2年12月13、日本国特許庁より特許の公告を得ている。
変動電場による磁気共鳴温度画像(Thermal MRI)の開発

本研究の目的は、生物、医学上重要となっている生体内の温度分布を、磁気共鳴の方法を用いて非侵襲的に測定する新たな方法を開発するための基礎的検討を行うことである。磁気共鳴法を用いた生体内の温度の測定方法としては、水のケミカルシフト、縦緩和時間、拡散速度の温度依存性を利用したものが提案されてきた。本方法は、生体の誘電率の温度依存性に着目し、温度による誘電率の変化をイオン密度変化として捉え、変動電場によりイオンが移動するときに作る局所磁場を、MRIの信号強度に反映させることを基本原理とする。平成9年度は昨年度の研究成果を踏まえて基礎的な核磁気共鳴実験度平行して、変動磁場の改良を行った。変動電場の強度や、周波数を上げると適切なフィルタリングが期待できず、効果的な電源のイズの抑制は困難であった。特に装置は既存のMRI装置Omega-CSI4.7T(ブルカ-社製)を用いて、変動磁場内でMRIを計測可能なコイルを作成した。このコイルを用いて塩化ナトリウムや塩化カリウム水溶液などを対象に、振動電場を与えたときの信号変化を調べた。振動磁場の強弱による明らかな信号の変動は観測されなかった。また本年度は温度をコントロールした水を環流したガラス管を試料に通し、試料内に温度勾配を作成した。この温度勾配を測定するために水の領域選択磁気共鳴スペクトルを用いて測定し、温度勾配を確認した。しかし、変動電場の強度や、周波数を変えても適切なフィルタリングが得られず、効果的な電源のイズの抑制は困難であった。このため、変動磁場による磁気共鳴温度(Thermal MRI)画像の妥当性について十分な検討は行うことができなかった。方法は、生体の誘電率の温度依存性に着目し、温度による誘電率の変化をイオン密度変化として捉え、変動電場によりイオンが移動するときに作る局所磁場を、MRIの信号強度に反映させることを基本原理とする。平成8年度は変動電場の強さと周波数がイオンに及ぼす影響を計算を行った結果、この変動磁場の作るイオン振動が発生する磁場はかなり微少であることがわかった。このため、より強力な変動磁場を発生させるべく、小さな変動電場発生装置の作成した。さらにこの中に置いた試料のNMR信号をとることが出来るようなRFコイルを作成し、既存の実験用RMI装置Omega-CSI4.7T(ブルカ-社製)を用いて、電解液を試料として変動電場下での基礎的なMRI実験を試みた。変動電場を発生させるべく高い電圧をかけると電源のイノズがNMR信号に重なり、NMR信号の計測が困難であった。この電源ノイズを減少させるべく変動電場発生装置の改良を検討した。この結果、電源を直流電源にする事が必要であると結論した。今後、この電源の改良と、変動電場の最適化を検討することが必要であると考えた。これらの検討については平成9年度に行う。
コロイド系における相平衡と多分散性効果

(1)コロイド系における多分散性効果の理論的研究は最近注目されつつあるものの、多分散性を持つ系の固有の複雑さのためにあまり進んでいない。この種の研究は、主として、多成分流体におけるOrnstein-Zernike(OZ)方程式の解析解に基礎を置くモデルによって議論がなされてきた。この関連で本研究ではまず、任意サイズの粒子から成り、任意個の成分を持つ粘着剛体球湯川系におけるOZ方程式の解析解の研究を行った。その結果、Mean Spherical Approximation(MSA)における解析解を導き出すことに成功した。この解はサイズ多分散性及び相互作用多分散性の解析的研究に役立つと考えられる。(Mol.Phys.89(6)(1996)1755.)(2)相互作用多分散性を持つ剛体球湯川流体の熱力学的性質における多分散性効果を、同一サイズ剛体球系の場合について研究した。我々が以前に得ていた、多成分剛体球湯川系におけるOZ方程式のMSA解析解(Mol.Phys.71(1990)145)を使って状態方程式の解析的モデルを導出し、それに基づいて系の臨界点近傍の熱力学的振る舞いにおける多分散性効果を研究した。特に、等温圧縮過程における系の安定性が相互作用多分散性パラメータの増加にどのように影響されるか、臨界点は同パラメータにどのように依存するかなどを詳しく調べた。一般にMSAは静的構造因子の長波長極限の値から決まる圧縮率がエネルギーから決まるものと一致しないなどの理論的無矛盾性において不満足はあるが判定量的には受け入れられており、興味ある結論を得ているといえる。(印刷中:Mo1.Phys.90(1997))(1)コロイド系における多分散性効果の理論的研究は最近注目されつつあるものの、多分散性を持つ系の固有の複雑さのためにあまり進んでいない。(印刷中:Mo1.Phys.90(1997))
酵素反応性色素液体：酵素・タンパクの極限感度・高速１ステップ分析デバイスへの展開

本研究は、まず免疫測定で用いられる重要酵素であるALPを選択的かつ高コントラストに検出できる「酵素反応性色素液体」を開発し、これとPVCからなる可塑化PVC膜を用いて、変色を利用したALPの画像検出を行う。次に、マイクロ分析デバイスへの「酵素反応性色素液体」製PVC膜の固定、ハイドロゲル膜の積層、及び可溶性酵素標識抗体膜の固定により、高コントラスト画像検出型1ステップ免疫測定デバイスを開発する。
唾液分泌における傍細胞輸送の駆動力と細胞内信号による調節

傍細胞水/溶質輸送がどのような駆動力で維持されるか、またいかなる細胞内信号で制御されるかを明らかにするため、摘出血管灌流ラット顎下腺を用い実験した。細胞内cAMP濃度を増加させる刺激は、タイト結合を開き、静水圧を駆動力として少量の傍細胞水輸送を起こした。一方、細胞内Ca濃度を増加させる刺激もタイト結合を開き、灌流圧を駆動力として傍細胞水分輸送を起こすが、未知の駆動力も働き大量の傍細胞水輸送となった。本研究は、傍細胞輸送がどのような駆動力で維持されるのか、またどのような細胞内信号で制御されるかを明らかにすることを目的とし摘出血管灌流ラット顎下腺を用い実験した。平成20年度に実施した内容は、1)コントロール刺激としてカルバコールを行い、これに対し種々の刺激薬が、灌流液から唾液中への色素移行(細胞内を通過しない蛍光色素Lucifer Yellow,mw=520を用いた)と水分分泌をどのように変化させるかを評価した。その結果、大きい分子を通過させる経路と小さい分子を通過させる経路の制御が異なる漢方薬を見いだした。2)灌流顎下腺の動脈側と静脈側に酸素電極を設置し、酸素消費を測定した。酸素消費は色素分泌とほぼ並行して増減し、ウアバインに感受性があることから、刺激時に傍細胞輸送系が活性化され優位になるが、劣勢な経細胞輸送機構に依存している可能性が高いことが、示唆された。3)灌流動脈圧を計測する測定系を立ち上げた。組織重量1gあたり10ml/minの流速で血管灌流を行うと、約120-160mmHgの流入圧であるが、カルバコールで刺激すると100mmHgまで低下し刺激中は一定値を保った。流速を6ml/minから25ml/minの間で変化させると80-250mmHgの間で流入圧が変化した。流速と流入圧の関係から、流路抵抗を計算するとカルバコール刺激時に流路抵抗が低下していた。一定流速の血管灌流唾液腺で初めての知見である。また流速を増加させると、唾液分泌速度も増加した。これは流速を上昇させると組織圧が上昇し傍細胞経路輸送の駆動力になったことを示唆するが、さらなる実験が必要である。4)連携研究者/海外の研究協力者と共同研究を進め、タイト結合の凍結割断標本観察/SEM観察、細胞内Ca測定、傍細胞輸送の静水圧による駆動の可能性を検討した。本研究は、傍細胞輸送がどのような駆動力で維持されるのか、またいかなる細胞内信号で制御されるかを明らかにするため、摘出血管灌流ラット顎下腺を用い実験した。平成21年度に実施した内容は、1)灌流動脈圧を計測する測定系により、流速を6ml/minから25ml/minの間で変化させ、80-250mmHgの間で流入圧が線形的に変化することを測定し、流速と流入圧の関係から入力抵抗とゼロフローでの圧力(毛細管圧)を求めた。種々のカルバコール濃度に対して入力抵抗は用量依存的に減少したが、ゼロフロー抵抗は一定であった。このデータを基に分泌刺激中に流速を変化させることで静水圧が変化することになる。この静水圧変化は唾液分泌速度を変化させた。灌流圧に応じて、水分泌も蛍光マーカー(細胞内を通過しないLucifer Yellow, mw=520)分泌も変化し、傍細胞輸送の駆動力に静水圧が寄与することが判明した。2)灌流液から唾液中への色素移行とCaの関係を種々の分泌刺激薬で調べた。その結果、傍細胞輸送はCa依存性であることが判明した。3)ムスカリン受容体刺激でNOが産生され血管抵抗が低下し血流を増加させる機構が提示されていた。L-NAME=0.3mMを与えると圧は140mmHgから180mmHgに上昇したが、CChにより111±9mmHgに低下し,L-NAMEがない場合の103±5mmHgに対し有意差はなく、分泌刺激中の動脈圧はNOには依存しないことが判明した。5)国内国際学会で成果を発表した。傍細胞輸送の駆動力に静水圧が寄与するか否かを細胞内信号を変え検討した。摘出血管灌流ラット顎下腺を用い、灌流動脈圧を測定しながら、灌流流速を変化させ、水分泌速度、蛍光マーカー(Lucifer Yellow)の分泌を測定した。細胞内Ca濃度を増加させるカルバコール刺激下で、1)灌流流速を変化させ、毛細管床の静水圧を上昇させた場合、蛍光色素分泌速度が静水圧に比例して増加した。

2)高静水圧では水分分泌は比例して増加しなかったが、低圧側の測定では水分泌速度と静水圧は比例し、高圧では水がリークする可能性が示された。即ち、唾液水分分泌のうち大部分を占める傍細胞輸送はa)灌流圧が駆動力になり溶媒が起動することにより起こる。b)溶媒移動に牽引され水と溶質が移動すると結論された。一方、細胞内cAMP濃度を上昇させタンパク分泌を誘発させるイソプロテレノール刺激では、3)水分分泌は殆ど誘発されなかったが、灌流速度の増加によりわずかな水分分泌が観察された。4)灌流腺を共焦点レーザ顕微鏡ステージにおき、蛍光マーカー(ローダミンデキストラン)を灌流し高速でスライスし、1秒の時間間隔で細胞間隙と分泌細管の3次元像を再構成した結果、蛍光マーカーがイソプロテレノール刺激によりタイト結合を越えて分泌細管に入ることが明確になった。これらの結果、c)細胞内のCa濃度及びcAMP濃度の増加により、タイト結合の開放により、傍細胞水輸送が可能になり、静水圧が一部駆動力として水分輸送を起こしている。d)細胞内のCa濃度上昇では、静水圧増加に加えて別の水輸送駆動力が働いていると結論できた。
住民の主体形成とコミュニティソーシャルワークを展開するシステムの促進要因分析

本研究は、住民の主体形成を図りコミュニティソーシャルワーク実践を促進していくために必要な要因を明らかにすることを目的として、4自治体を選定しヒアリング調査等を行った。その結果、「小地域担当専門職チームの配置」により地域住民の生活課題に即して住民の主体形成を図り、専門職との協働による地域生活支援が促進されることが明らかとなった。しかし一方で、この方法では専門職の地域を捉える視野が狭くなりやすいため、同時に全体を見渡す役割を持った専門職の配置が必要であることや、適切な専門機関につないでいく機能も不可欠であることが明らかとなった。従って本研究の成果として、住民の主体形成を図りながらコミュニティソーシャルワークを展開していくためには、小地域を担当する第一線のチームと広域的なエリアを対象としたスペシャリストチームによる二層システムの構築が必要であることが明らかとなった。本研究では、コミュニティソーシャルワーク(以下CSW)を個別支援と地域支援の統合とそれを具現化するソーシャルサポートネットワーク形成と捉え、こうしたCSWめ展開には、各専門職の属人的要素とトステムという構造的要素が複雑に絡み合っており、そしてまた住民自身の主体の程度が地域の福祉力としてCSW実践に大きな影響を与えているとの仮説に立っている。本研究ではCSW実践を促進する要因分析を目的として、これまで先駆的にCSWに取り組んできた長野県茅野市と富山県氷見市、さらには同規模の自治体として秋田県湯沢市、埼玉県日高市を選定し、フィールド調査を実施するものである。今年度は主に福祉専門職を対象としてヒアリングを行った。その結果、CSW実践を展開するシステムとして例えば長野県茅野市では市内を4地区に分け、それぞれに保健福祉サービスセンターを設置し専門職チームを配置することにより、以前に比べて多問題家庭への対応等が行いやすくなっている反面、市全域を見渡して必要な社会資源の開発等の取り組みにつなげていく点においで課題があることが明らかとなった。こうしたことから、専門職チームの小地域配置制は、個別支援における多職種連携では効果的であるが、広域的な観点からサービス開発につなげていく機能をシステムとして備えておく必要があると言える。また、住民主体による地域福祉活動が曽かな地域では、単に熱心な住民が多いということではたく、住民が学習する機会を積極的に作り出していることも明らかとなった。すなわち地域を基盤とした福祉教育が不可欠であり、そうした福祉教育の機会と地域の生活課題を結びつけていくことがCSWを担う専門職に求められる役割であると言える。コミュニティソーシャルワークは、生活課題を抱える本人や家族に対する個別援助と、その人々が暮らす地域へのアプローチを統合的に展開するものである。こうしたコミュニティソーシャルワーク実践の展開には、各専門職の属人的要素とシステムという構造的要素が複雑に絡み合っており、また住民自身の主体形成の程度が地域の福祉力に影響を与えている。そこで本研究ではこうした実践を促進するために何が必要となるのかをヒアリング調査によって明らかにすることを目的とした。そのためコミュニティソーシャルワーク実践を先駆的に展開している長野県茅野市などで調査を行い、その結果、コミュニティソーシャルワーク実践の核となる「ネットワーキング」に関して、地域住民との連携や多様な専門職の連携を促進する要因として「小地域担当専門職チームの配置」が有効な方策として確認することができた。特に社会福祉協議会職員と他の専門職がチームを形成することにより、地域の個別課題に即した福祉教育等によって住民の主体形成が図られていた。しかしながら一方で、この方法における課題も明らかとなった。例えば自分達が担当する地域状況については地域アセスメントや住民との関係形成等に努めるが、他の地域が見えなくなり広域的な視点から社会資源の開発等について考えにくくなることや、チームが全ての問題に対応できるわけでなく、しかるべき専門機関に適切につなぐ機能が必要なこと等である。そのため、専門職チームを小地域に配置する一方で、全体を見渡す役割を持った専門職の配置が必要であり、また小地域を担当する第一線チームと広域的なエリアを対象としたスペシャリストチームによる二層システムの構築が必要であることが本研究を通して明らかとなった。
マイクロアレイによる肺癌のメチル化網羅的解析と診断・治療のターゲットの検討

DNAメチル化をはじめとするエピジェネティクな変化は、癌化において癌抑制遺伝子の不活性化などをとおし重要な働きをしている。申請者らはこれまでにマイクロアレイを用いたDNAメチル化の網羅的解析技術を用いて肺癌でメチル化の変化を示す遺伝子をみいだしてきている。これらにはmiR-29などをはじめmicroRNA(miRNA)がコードされる領域が多く含まれている。miRNAと癌との関連は近年、重要な話題のひとつであるとともに、それが小分子であることから治療への可能性を秘めた注目すべき研究対象である。しかしながら逆に不安定な小分子のRNAであるがゆえ臨床サンプルを用いた研究、診断の対象としてむつかしい。そこで本研究ではmiRNA自体ではなく、それをコードする安定なDNAのメチル化を対象として網羅的解析をおこなった。miRNAコード領域の上流25kbを含むアレイを用いて解析をおこなったところmiR-29をはじめ多くの領域で癌においてメチル化の変化がおこっていていることがわかり、癌におけるmiRNA解析の有用なツールとなることがわかった。そこで本研究ではmiRNA自体ではなく、それをコードする安定なDNAのメチル化を対象として網羅的解析をおこなう。また癌でメチル化されていたmiR-29はターゲットがDNAメチル化酵素のDnmt3であり癌細胞に導入すると癌抑制遺伝子が脱メチル化されることがわかっている。そこで癌化においてmiR-29の発現が減少したためDnmt3が増し、miR-29遺伝子がメチル化され不活性化するというフィードバック制御が存在する可能性がある。このことは逆にmiR-29を一時的に導入してやればDnmt3が抑制され、内在性のmiR-29遺伝子が活性化、さらには癌抑制遺伝子が活性化することを示唆する。そこでこの可能性を検証するとともに遺伝子治療の可能性を検討した。その結果、miR-29の細胞への導入によりmiR-29転写調節領域のメチル化の変化はおこらず、フィードバック制御仮説はなりたたないことがわかった。そこで今後は、他の転写調節領域でメチル化の変化があったmicroRNAについて肺癌細胞への遺伝子導入あるいはLNA,siRNAなどによる遺伝子抑制により細胞増殖、アポプトーシスなどの機能を解析する。またこれらのmicroRNAについてターゲット解析ソフトや、miRNAを導入した細胞の遺伝子発現マイクロアレイ解析を併用してターゲット遣伝子を同定する。
初発未服薬統合失調症と終末糖化産物の関連研究

2018年度は研究計画に則り対象患者のリクルートを行ったが、下記に述べる通り、同意説明を行う段階で、初発未服薬という事情もあり、患者の精神状態が安定していないことが多かった。そのため、リクルートは当初の予想を超えてかなり難航しており、ある程度落ち着いた段階での説明および同意にならざるを得ず、未服薬患者に加えて、初発後の服薬1ヶ月以内という患者を含めることとした。研究計画では、50名の対象患者登録を見込んでいたが、現在までに、研究対象となりなおかつ登録できた患者数は5名であった。内訳は女性3名、男性が2名である。そのうち2名の女性は、家庭の事情もあって縦断追跡ができず、フォローアップからは脱落しているが、ベースラインにおける血漿中ペントシジンおよび血清ピリドキサール濃度はいずれも健常者レベルであった。男性2名のうち1名の血漿中ペントシジンおよび血清ピリドキサール濃度もいずれも健常者レベルであった。以上の3名は、腎機能障害や糖尿病など、カルボニルストレス関連分子の共同に影響を与える身体合併症は有していない。臨床症状、食事や運動との関連性については、Nが少ないため解析を実施できていない。なお、残りの2名(女性1名、男性1名)については、フォローアップの同意も得られており、今後は随時ペントシジン、ピリドキサールを含むカルボニルストレス関連分子の挙動を検証していく予定である。併せてPANSS、GHQ28、BDHQやIPAQなどの臨床症状、健康指標、食事や運動の評価指標を取得し、総合的な関連性を実施する。本研究計画に則り、2018年度は対象患者リクルートを行ったが、初発患者および未服薬患者に対する説明と同意について、対象患者の状態が不安定なこともあり、順調なリクルートとは言い難い。2019年4月からは、近隣精神科病院のフェローにリクルートの協力をお願いするとともに、共同研究を実施している他院でのリクルートも積極的に行っていく方針である。当初の見込みより症例登録が難航し、登録数が少なかったために生じたものと考えている。次年度は今年度分の症例登録数も併せたリクルートを達成するために、近隣精神科病院のフェローに協力をお願いするとともに、共同研究機関である他の精神科病院およびクリニックでの症例リクルートに尽力する方針である。
転写因子のモジュール・ドメイン構成とシグナル認識

本研究で明らかにしたことは、(1)転写因子のモジュール構成と機能相関、(2)プラスチドの転写産物IRF170がコードするタンパク質がホメオドメインとの類似性をもつこと、(3)逆転写酵素はRNaseHドメインと他のドメインとの融合型であるが、ドメイン融合が起きるために必要だったと推定されるアミノ酸置換の位置と数、の3点である。各項の内容は以下の通りである。(1)蛋白質のDNAへの結合は、まずリン酸基に結合し、それから塩基特異的な結合部位を探すと考えられている。塩基特異的な結合には、共通のモジュールが用いられている例が多々ある。リン酸基との結合もまた、モジュールによって担われているか?そうであるなら、リン酸基結合モジュールには共通の立体構造が存在するか?DNAとの複合体として立体構造が判明している転写因子群を対象して研究を行った結果、転写因子は塩基を特異的に認識する塩基認識モジュールと、リン酸基を非特異的に結合するリン酸基結合モジュールとの組み合わせとして構築されていることが、明らかになった。また、原核生物由来の2種類の転写因子と真核生物由来のDNAポリメラーゼとの間に、立体構造がよく似ていてリン酸基との相互作用の様式が同じリン酸基結合モジュールが見つかった。この結果はモジュールのかき混ぜの痕跡であろう。(2)はIRF170がプラスチドの分化を制御していることを示唆した。また、IRF170はらん藻にも存在することから、ホメオドメインによる遺伝子発現の制御は真核生物と原核生物の分岐以前から存在していたことが示唆された。(3)RNaseHドメインと単独ドメイン型であるRNaseHIとの構造比較を行った結果、ドメイン接触部位で最低14個の適応的なアミノ酸置換が必要であったことが示された。
生命システムの生成と制御モデル

本研究の目的は、デカルト=ニュートン以来の近代的な「機械論的世界観」のもとで行われてきたこれまでの生命研究の限界を越えて、新たなパラダイムのもとで生命活動をより近似的に捉えるための概念を構想することにある。フィードバック学習理論では説明不可能な、身体運動に見られるカオス現象やゆらぎなどの実例をあげ、これらの解釈には今日既存の生理学、生体力学などの「サイバネティクス」的な身体観では限界があることを指摘する。その上でプリゴジンやハ-ケンを始めとする散逸構造やシナ-ジェティクスなどの、いわゆる「自己組織化」現象から身体コントロールのための柔軟な秩序の発生の可能性を模索する。さらに決定論、因果論を越えるために先験的に自明な「主体」概念ではなく、生成し続けることで維持される動的な秩序モデルを構想し、マトゥラ-ナの「オートポイエ-シスシステム」理論の批判的検討を行なう。最後に、これらの新たな方法によって、身体運動をより生命活動に近似させて記述することに成功した場合に可能となる新たな展望について論じる。そこにはなお依然として、(1)生体内感覚情報と生体外観察情報のパラレリズムと、(2)生命の不可逆性による一般化の困難、という二つの問題が残ることになる。
磁気圏-電離圏複合系の電磁エネルギー伝送路としての低緯度電離圏の役割の定量的研究

内部磁気圏や磁気圏尾部へのエネルギー伝送経路としての中低緯度電離圏の役割を検証するために、地磁気急始やサブストームなどの宇宙天気事象時にHF Dopplerサウンダーにより観測された低緯度電離圏電場と赤道ジェット電流の相関解析をおこなった。低緯度電場と赤道電流の間に高い相関があることを示し、昼間だけでなく夜間でも高緯度から中低緯度へ高速で電磁エネルギーが伝送され、夜側赤道電離圏にジェット電流を流すことを明らかにした。特に、数分周期の地磁気脈動電場の解析から太陽天頂角に依存する定量関係式を導き、電場観測がない過去の磁気嵐等の低緯度電離圏電場の推定を可能にした。低緯度HF Dopplerサウンダー(HFD)が観測した夜側低緯度電離圏電場とグローバル磁力計データを解析し、地磁気急始(SC)、地磁気脈動(PC5)、準周期DP2変動、及びサブストーム時の低緯度電離圏電場と赤道電離圏電流の間に強い相関があることを見いだした。主に以下の4点の成果を得た。1. 35例の孤立型サブストームの開始時に東向き過遮蔽電場が強まることを見いだした。過遮蔽電場強度は平均で1.5 mV/mであり、昼側赤道磁場変動とよく一致した。2.夜側中低緯度のポジティブ・ベイ(PB)が磁気赤道で低緯度より大きいことを発見した。赤道PBに過遮蔽電場による電離圏電流効果が重畳したことを示す。PBの平均的緯度変化を考慮した補正を行った結果得た赤道電離圏電流は、東向きで低緯度HFD電場と非常に高い相関(係数0.92)を示した。サブストームの領域2型沿磁力線電流が昼側カウンタージェット電流と夜側赤道電離圏電流と繋がることを初めて示した。3. DP2地磁気変動に伴う低緯度電離圏電場の地方時依存性を調べるために、昼間に位置するアフリカ磁気赤道でDP2が観測された10数例を抽出し、午後から夕方のHFDデータを解析した。この結果、夕方の電場の向きが昼間と同じである結果を得た。この特異な地方時依存性は1事例の報告があるのみで詳細は不明であったが、本研究で20-21磁気地方時まで観測されることを示した。4. PC5には、極域電離圏から伝搬する電場と磁気圏から圧縮性磁気流体波(MHD波)で伝搬する電場が重畳すると考えられている。2種の電場を分離するために、低緯度で圧縮性MHD波の磁場が卓越するSCを10数例解析し、磁気圏圧縮が10分程度継続する場合に、低緯度電離圏は逆に上昇することを確認した。この結果はMHD波の電場が電離圏で卓越するとの従来の通説と一致せず、新たな問題を提起した。1.平成26年度に明らかにした磁気嵐SC時の電離圏の上昇運動を起こす電場を、グローバルMHDシミュレーションで再現されたSC電場と比較解析し、この電場が磁気流体波動ではなく電離圏電流に伴うポテンシャル電場であることを見出した。同時に、電場のeveninganomalyが電離圏電気伝導度の非一様性とホール効果による電位分布の地方時非対称性に起因することが明らかになった。この成果を論文にまとめて、米国地球物理学会誌に発表した。2.継続時間の短い事象の方が電離圏の組成変動の効果を受けにくいことから、地磁気脈動(周期:300-600秒)に注目し、中緯度電離圏電場と赤道電離圏ジェット電流の定量的な関係式の導出を試みた。解析した事象は、電離圏電場と赤道磁場の変動が高い相関係数(0.8以上)を維持して日没を挟んで10時間継続しており、両者の比が太陽天頂角に依存する関係式dH=49.9*E*(cosA)**0.62 (dH:EEJの地磁気変動, E:中緯度電場, A:太陽天頂角)で表されることを見出した。Anderson et al., 2002以来、電場とEEJの定量的関係が研究されて来たが、太陽天頂角依存性を示した初めての結果である。この関係式から赤道のCowling電気伝導度を推定し、11 MLTに約120mho、14-16 MLTでは約60mho、さらに18 MLTで3 mhoを得た。また、夜の時間帯では約310mhoの間の値となった。見積もりしたCowling電気伝導度の値は、Tsunomura [1999]のモデル計算値とよい一致を示した。このPC5磁気脈動の電場は、平成26年度にサブストームの解析で得た電場の約1.5倍であった。サブストームのように事象の継続時間が長い場合、電離圏組成の変動の影響を受け、電離圏の上下運動が抑制されることを示す結果である。1.平成26年度に得られた、HFドップラーサウンダー(HFD)で観測される電離圏の上下運動から電離圏における圧縮性MHD波の電場の寄与に関する解析結果を今年度米国地物学会誌に発表した。2. HFDによる電場観測の精度を検証するにあたり、2003年10月に発生した極から中低緯度赤道までグローバルに長時間継続して発生した赤道ジェット電流(EEJ)のPC5地磁気脈動の事例に着目して解析を行なった。

これにより、年度当初に検討していた方法より、統計的に高い精度で電場とEEJの定量的関係式を得た。この関係式から、多点の赤道の磁場観測から電場強度を計算し、電場強度の地方時分布を推定する見通しを得た。3.上記PC5地磁気脈動の事例について、朝夕にROCSAT衛星で同じ周期性の電場変動が観測され、ROCSAT衛星の電場の南北成分とHFDの東西向き成分からDP2型の電場の空間分布を推定出来ることを確認した。ROCSAT衛星がHFD観測点を通過する時間帯の電場の東西成分を用いて、HFDの電場強度の定量的な評価を実施中である。太陽風エネルギーによる宇宙天気擾乱時の電磁エネルギーが磁力線に沿って極域電離圏に伝搬し、さらに中低緯度の電離圏(電離圏と地面の間)を経由して内部磁気圏に流入するという仮説を立て、これを検証するために、低緯度で実施されているHF Dopplerサウンダーによる電場変動と極-赤道地磁気ネットワーク観測による磁場変動の相関解析をおこない、地磁気急始、地磁気脈動など短時間変動とサブストーム、磁気嵐など長時間変動事象について電場の定量的評価をおこなった。磁気急始時に磁気圏が圧縮され、圧縮性磁気流体波が低緯度電離圏へ到達した時、一般に考えられていた電離圏の下降運動ではなく、上昇運動することを見いだし、この運動を起こす電場が極域電離圏から電流とともに低緯度へ瞬時伝搬した電場であることを示した。この成果を2016年に論文(Kikuchi他JGR2016)として公表した。サブストーム時には、領域2型沿磁力線電流による過遮蔽電場が赤道でカウンタージェット電流を流す(Hashimoto他2011)が、HF Doppler解析をおこなった結果、過遮蔽電場が夜間の低緯度電離圏を上昇させるほか、夜間赤道電離圏に東向きジェット電流を流すことを見いだした。過遮蔽電場と赤道電流の関係を定式化し、論文をJGR誌に投稿した(Hashimoto他2017)。Pc5地磁気脈動に対しても同じ解析をおこない、低緯度電場と赤道ジェット電流の定量的関係を太陽天頂角の関数として得た。この成果の論文を準備中である。磁気嵐の電場については、チェコの研究グループのデータ提供を受け、チェコの夕方から台湾、日本の真夜中過ぎに磁気嵐主相に伴う強い対流電場が発達することを見いだした。現在、詳細な解析を実施中であるが、初期的な成果を国内外の学会で公表した(AGU,AOGS)。内部磁気圏や磁気圏尾部へのエネルギー伝送経路としての中低緯度電離圏の役割を検証するために、地磁気急始やサブストームなどの宇宙天気事象時にHF Dopplerサウンダーにより観測された低緯度電離圏電場と赤道ジェット電流の相関解析をおこなった。低緯度電場と赤道電流の間に高い相関があることを示し、昼間だけでなく夜間でも高緯度から中低緯度へ高速で電磁エネルギーが伝送され、夜側赤道電離圏にジェット電流を流すことを明らかにした。特に、数分周期の地磁気脈動電場の解析から太陽天頂角に依存する定量関係式を導き、電場観測がない過去の磁気嵐等の低緯度電離圏電場の推定を可能にした。申請時に2、3事例のHFドップラーサウンダー(HFD)データ解析から得られた初期結果が、今年度の研究で多数の事例により確認できた。さらにHFDの電場データ解析の過程で、当初予想しなかった以下の2つの電場特性の一端が明らかとなり、今後の課題として発展させる見通しを得た。1サブストームにともない夜側電離圏で東向き赤道ジェット電流が強まる。2低緯度でDP2電場のEvening anomalyが21磁気地方時まで存在する。加えて、太陽風動圧の上昇により磁気圏が圧縮される際にHFDで観測される電離圏の上下運動から、電離圏における圧縮性MHD波の電場の寄与の有無を検証できるという着想に至った。