hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
心不全の発症・進展における心筋ミトコンドリア鉄恒常性の役割の解明

ミトコンドリア鉄代謝異常は酸化ストレスを介して心不全を発症・進展させうるが、詳細は未だ不明な点も多い。本研究では、種々の心不全モデルにおける心筋ミトコンドリア鉄含有量の評価と、収差補正走査型電子顕微鏡Titanを用いたエネルギー分散X線分光法(EDS)によるミトコンドリアにおける鉄のマッピングを試みた。左室収縮能が低下する心不全モデルであるドキソルビシン心筋症マウスでは、生化学的手法で定量した心筋ミトコンドリア鉄含有量が増加していたが、EDSによる鉄のマッピングではミトコンドリアクリステ上には鉄のシグナルはむしろ少なく、特定の領域への鉄の集積や凝集は認めなかった。以上より、ドキソルビシン心筋症ではミトコンドリアにおいて活性酸素産生を触媒する遊離鉄が増加していることが示唆された。次に、左室拡張障害を呈する肥満2型糖尿病ラット(OLETF)では、非糖尿病コントロール(LETO)に比べ酸化ストレスを反映する過酸化脂質の増加を認めたが、ミトコンドリア鉄含有量やEDSによる鉄のマッピングは両群で差を認めなかった。以上より、OLETFの心筋酸化ストレス亢進は、ミトコンドリア鉄代謝とは独立した機序であることが示唆された。最後に、SDラットを5/6腎摘した腎不全モデル(SNx)における心筋ミトコンドリア鉄代謝を検討した。血液ヘモグロビン濃度、血清鉄、不飽和鉄結合能は、腎筋膜のみ剥離したShamに比べSNxで有意に低値であったが、心筋鉄含有量はミトコンドリア分画および細胞質分画の両方で両群に差を認めなかった。血液中の鉄の変化は必ずしも心筋内の鉄の変化を反映せず、臨床応用可能な心筋ミトコンドリアの鉄評価方法の確立が重要であることが示唆された。以上を踏まえ、今後は患者の心筋生検標本でミトコンドリア鉄定量とマッピングを試み、ミトコンドリア鉄代謝異常が関与する心不全の患者像を明らかにしていきたい。ミトコンドリアにおける鉄代謝異常は、細胞障害性の強い活性酸素種の産生と関連し心不全の治療標的となりうると考えられるが、心筋ミトコンドリアにおける鉄代謝の詳細は未だに不明な点が多い。本年度は、収差補正走査型電子顕微鏡Titanを用いたエネルギー分散X線分光法(EDS)により、鉄デキストラン2週間投与による鉄過剰マウスおよびドキソルビシン心筋症マウスにおけるミトコンドリアの鉄のマッピングを評価することで、従来困難であった心筋ミトコンドリアの鉄の局在について検討した。鉄過剰マウスでは、Ferrozin法により生化学的に定量評価した心筋ミトコンドリア分画における鉄の含有量は、コントロールマウスに比して有意に増加していたが、EDSによる鉄のマッピングでは、鉄はミトコンドリアにおいて特定の領域に凝集することなく、コントロールマウス同様にクリステおよびマトリックス内に多く局在した。以上より、少なくとも数週間のミトコンドリア外からの鉄の増加に対して、適切な鉄輸送システムにより、ミトコンドリアにおいて細胞障害性の活性酸素種を触媒しうる鉄の凝集を回避していることが示唆された。一方、ドキソルビシン心筋症マウスでは心筋ミトコンドリアにクリステの減少を認めたが、構造的な変化とEDSによる鉄の分布に明らかな関係性を認めず、特定の領域への鉄の凝集も確認できなかった。今後、ミトコンドリア鉄のトランスポーターであるABCB8ノックアウトマウスの心臓や、心筋症患者の検体を用いて、ミトコンドリアの鉄の分布、形態異常、心機能との関連を明らかにしていきたい。収差補正走査型電子顕微鏡Titanを用いたエネルギー分散X線分光法(EDS)によるミトコンドリアの鉄の評価法は順調に進んでいる。今年度はミトコンドリア鉄代謝の障害と構造異常、小胞体ストレスやオートファジーとの分子的な関連についても検討する予定である。

血液中の鉄の変化は必ずしも心筋内の鉄の変化を反映せず、臨床応用可能な心筋ミトコンドリアの鉄評価方法の確立が重要であることが示唆された。以上を踏まえ、今後は患者の心筋生検標本でミトコンドリア鉄定量とマッピングを試み、ミトコンドリア鉄代謝異常が関与する心不全の患者像を明らかにしていきたい。研究は概ね予定通り進んでおり、今年度は研究計画書の通り、ミトコンドリア鉄代謝障害と細胞死、オートファジーとの関連について、更に研究を進める予定である。電子顕微鏡Titanの使用料が予定よりも安く済んだこと、電子顕微鏡標本作成にかかる費用が抑えられたことが挙げられる。費用が削減できた分、次年度使用予定の分子アッセイのための試薬、動物購入費、情報交換・成果発表のための出張旅費に充てる予定である。
塩性湿地堆積物を用いた太平洋沿岸域の古地震周期復元とそれに対する海岸環境の応答

平成14年度は,5月8月の4ヶ月間,英国北西部と北東部,米国・アラスカ州南岸塩性湿地群,米国・ワシントン州とオレゴン州において,古地震周期復元のための比較試料採集を行った.英国,米国・アラスカ州,オレゴン州においては,地震に伴った海水準変動の復元データベース作成の一環として表層堆積物の採取と植生調査を行った.採取した試料は,現地の研究者と共同で処理を行い,そこに含まれる珪藻類の組成変化を明らかにした.その結果,海水準変動の際に大きなノイズとなりえる数種を検出することができた.これは研究代表者が北海道で明らかにしてきた結果と同調的であり,日本で得られた結果は汎世界的なものであると考えられた.この作業と併せて,オレゴン州の塩性湿地において,ボーリングコア試料を採取し珪藻分析を行った.珪藻分析の結果をもとに,transfer function法を用いて海水準の定量復元を行った結果,層序境界付近において(1)隆起,(2)急激な沈降,(3)(2)の沈降後の回復(隆起の揺り返し),というサイクルが確認された.このサイクルのうち「(2)急激な沈降」と同時期に津波起源と考えられる異常な砂層が検出されたため,このサイクルは調査地における過去の地震性地殻変動の履歴であると考えられた.英国・米国で得られた結果を参考に,北海道東部の堆積物においても同様の傾向が見られるかどうかを検証するために,transfer function法による海水準の定量復元を行った.その結果,過去3000年間において北海道東部では,1緩やかな沈降,2沈降後の急激な隆起,が繰り返されていることが確認された.津波堆積物の存在などから,この繰り返しも地震性地殻変動によるものと考えられたが,同時にアメリカ西海岸と北海道では観測される変動形式が大きく違うことも確認された.平成14年度は,5月8月の4ヶ月間,英国北西部と北東部,米国・アラスカ州南岸塩性湿地群,米国・ワシントン州とオレゴン州において,古地震周期復元のための比較試料採集を行った.英国,米国・アラスカ州,オレゴン州においては,地震に伴った海水準変動の復元データベース作成の一環として表層堆積物の採取と植生調査を行った.採取した試料は,現地の研究者と共同で処理を行い,そこに含まれる珪藻類の組成変化を明らかにした.その結果,海水準変動の際に大きなノイズとなりえる数種を検出することができた.これは研究代表者が北海道で明らかにしてきた結果と同調的であり,日本で得られた結果は汎世界的なものであると考えられた.この作業と併せて,オレゴン州の塩性湿地において,ボーリングコア試料を採取し珪藻分析を行った.珪藻分析の結果をもとに,transfer function法を用いて海水準の定量復元を行った結果,層序境界付近において(1)隆起,(2)急激な沈降,(3)(2)の沈降後の回復(隆起の揺り返し),というサイクルが確認された.このサイクルのうち「(2)急激な沈降」と同時期に津波起源と考えられる異常な砂層が検出されたため,このサイクルは調査地における過去の地震性地殻変動の履歴であると考えられた.英国・米国で得られた結果を参考に,北海道東部の堆積物においても同様の傾向が見られるかどうかを検証するために,transfer function法による海水準の定量復元を行った.その結果,過去3000年間において北海道東部では,1緩やかな沈降,2沈降後の急激な隆起,が繰り返されていることが確認された.津波堆積物の存在などから,この繰り返しも地震性地殻変動によるものと考えられたが,同時にアメリカ西海岸と北海道では観測される変動形式が大きく違うことも確認された.
ラテンアメリカ地域における「先住民性」についての民族誌的研究：コスタリカを中心に

本研究は、2015年8月の憲法第一条改正による「多文化・多民族国家」宣言以降のコスタリカを主な調査地としながら、同国、ひいてはラテンアメリカ地域における「先住民(インディヘナ)」という範疇が、人びとの間でどのように意味付けられているのかを民族誌として描くものである。そしてその描写をとおして、同地域の多くの国々(とりわけコスタリカ)において根強い「先住民」と「非先住民」との間に明確な境界線を引くことが可能だという暗黙の了解に対して、「先住民性」というものがいかにダイナミックに構築されているのかを明らかにすることを試みる。
視野融合とウェアラブルデバイスを用いた低侵襲手術の統合的教育システムの開発

当研究では、感覚融合のひとつである「視野共有手法」と「ウェアラブルデバイス」を用いて、低侵襲外科手術の統合的なトレーニングシステムの開発を目的としている。熟練外科医の「非言語的な“コツ"」を効率的に伝達できるシステム構築を目指して、追体験型手術トレーニングシステム「追いトレアドバンス」を開発し、その有効性を確認することができた。また、低侵襲手術の統合的な教育・コミュニケーション支援システムの開発のために、HoloLens(Microsoft社)を用いたシステム開発を進め、手術中の効率的な教育的コミュニケーションを可能とするアプリケーションのプロトタイプを開発した。当研究では、「視野の融合」と「ウェアラブルデバイス」を用いて、低侵襲外科手術手技の統合的なトレーニングシステムを開発・構築する。低侵襲外科手術は、動きの制限される鉗子を使って限られた狭い空間の中で剥離操作や縫合結紮を行うため、高度な技術が要求される。その技術を効率よく伝達するためのトレーニングシステムの開発が主な目的である。われわれは、執刀医坂井(京大)・スコピスト小濱(京大)・助手1名により施行・撮影されたアニマルラボにおける腹腔鏡下S状結腸切除術を用いて、教材を作成した。具体的には、手本となる手術動画である前述の腹腔鏡下S状結腸切除術を、約30秒から5分程度の10の工程に分解し、これに従来からわれわれが用いている「視野合成法」で学習者の鉗子がモニター上で重畳できるようにした。手術中に手術用スコープが動くことによって画面の見え方は変化するが、これは手本動画撮影時にスコープに位置センサーを装着して経時的に変化するスコープ先端の位置を3次元的に記録し、トレーニングシステム(「追いトレアドバンス」と命名)に組み込んだ。これにより、学習者が手本動画をモニターに映して自分の鉗子を重ねあわせて熟練者の鉗子の動きをスムーズに追いかけていき、あたかも自分が熟練者になって手術しているような没入感を得ることができる。これが、鉗子操作の繊細な動きを言葉によらずに習得できる良い方法であると考えている。実際にこれを研修医4名(腹腔鏡下S状結腸切除未経験の医師)に使用、トレーニングさせたのちに、アニマルラボでS状結腸(腹腔鏡)の手術を施行させたところ、4人とも鉗子操作の手順接続がスムーズになり、役立ったと回答した。これについては、別紙記載の日本外科学会や日本臨床外科学会で発表した。また、このような視野融合システムの3D化も行い、これは日本バーチャルリアリティ学会論文誌に発表した。平成27年度の研究実施計画のなかで、1「視野の融合」を用いたシミュレーションによるトレーニング、においては、おおむね達成できていると考える。すなわち、ブタを用いたS状結腸切除術(腹腔鏡)での指導者の剥離操作を編集した手本動画を作製し、この動画をトレーニング装置の学習者のモニター上に重ねて表示できるようにセットアップ、学習者が低侵襲手術における剥離操作をシミュレーションする(熟練者の鉗子操作を追いかけるようになぞる)ことができるようにトレーニングシステム「追いトレアドバンス」を設計した。これを実際に学習者に使用してもらって、アニマルラボにおける実際の手術も施行させ、その使用感や今後の改善点なども情報収集した。2「視野の融合」を用いたリアルタイム手術支援モデルの構築に関しては、現在システムを構築中である。学習者が実際にブタの手術を行っているモニターに、指導者の鉗子の動きをリアルタイムに映しながら指導できるように設計しているが、学習者の実際の手術モニターにどの程度まで指導者の鉗子を重畳して映すのか、条件検討を行っている。34のロボット支援手術におけるシステムや、ウェアラブルデバイスを用いたシステムについては、現在システム設計の段階である。当研究では、「視野の融合」と「ウェアラブルデバイス」を用いて、低侵襲外科手術の統合的なトレーニングシステムの開発を目的としている。高度な技術が要求される低侵襲外科手術の熟練した技術を、いかに効率よく電タスできるシステムを構築するか、がカギとなる。平成27年度には、アニマルラボでのブタ腹腔鏡下S状結腸切除術の動画を用いて、トレーニングの教材を作製した。この教材は、手術動画を約30秒から5分の、複数の工程(10個)に分解し、視野合成法を用いてシーケンシャルに学習者のモニター上に提示する。手本動画の熟練者の鉗子の動きを追いかけるように、学習者が鉗子を動かすことで、まるで自分が実際の手術をしているような没入感が得られ、熟練者の操作をそのまま体得することが可能となる。平成28年度は、このトレーニングシステムの学習効果の評価を行った。このシステムを用いてトレーニングを行ったグループ(4名)と、通常のトレーニング(トレーニングボックスなど)を行ったグループ(4名)の、アニマルラボにおけるブタの腹腔鏡下S状結腸切除術の技術点数評価(3名の日本内視鏡外科学会技術認定医による8名の学習者のブタ手術の点数評価)を行い、比較した。すると、この追体験型トレーニングシステムを用いてトレーニングを行ったグループの方が高得点である傾向にあり、有効性を確認することができた。アニマルラボでこのシステムの有効性が示されたため、実際のヒトの手術で教材作製することとした。京都大学病院の倫理委員会の適正な審査を受けたのち、実際のヒトの腹腔鏡下S状結腸切除術で熟練者(執刀医坂井)の動画を撮影、同時にスコープの経時的位置情報を光学的および磁気的に記録した。

撮影した動画の分節化と編集作業、およびスコープの位置情報と実際の手術進行とをズレのないように調整する作業を終了し、まもなくプロトタイプが完成する予定である。平成28年度の研究実施計画の中で、「視野の融合」を用いたシミュレーションによるトレーニングにおいては、おおむね順調に進展していると考えられる。すなわち、昨年度にブタ腹腔鏡下S状結腸切除術の追体験型トレーニングシステム(“追いトレアドバンス"と命名)を作製し、今年度は定量的な評価を行ってその有効性を示すことができた。それを踏まえて、適正に研究の倫理性を担保しながら、実際のヒトの腹腔鏡下S状結腸切除術で同様のトレーニングシステムを作製開始し、現在プロトタイプ完成の最終段階にある。「視野の融合」を用いたリアルタイム手術支援モデルの構築に関しては、平成28年度はプロトタイプを作製して実際のアニマルラボで動作確認を行ったものの、まだ動画のリアルタイムでの転送と重畳に改善の余地があり、現在調整中である。ロボット支援手術に関するシステムや、ウェアラブルデバイスを用いたシステムについては、従来の腹腔鏡下手術のトレーニングシステムが一定程度完成したのちにシステム設計を進めていく予定である。ウェアラブルデバイスについては、現在腹腔鏡下手術の統合的な支援システムの開発のために、様々な入力形式を持つHoloLens(Microsoft社)を用いたシステムを設計しており、ソフトウェアの開発を進めている段階である。当研究では、感覚融合のひとつである「視野共有手法」と「ウェアラブルデバイス」を用いて、低侵襲外科手術の統合的なトレーニングシステムの開発を目的としている。熟練外科医の「非言語的な“コツ"」を効率的に伝達できるシステム構築を目指して、追体験型手術トレーニングシステム「追いトレアドバンス」を開発し、その有効性を確認することができた。また、低侵襲手術の統合的な教育・コミュニケーション支援システムの開発のために、HoloLens(Microsoft社)を用いたシステム開発を進め、手術中の効率的な教育的コミュニケーションを可能とするアプリケーションのプロトタイプを開発した。低侵襲外科手術に必要な熟練技術のうち、「非言語的な“コツ"」を効率的に伝達できるシステム構築を目指してきた。平成2728年度の成果として、アニマルラボでのブタ腹腔鏡下S状結腸切除術の動画を用いたトレーニング教材を作製(追体験型トレーニングシステム「追いトレアドバンス」)し、その有効性を確認することができた。また、適切な倫理性を担保しながら、実際のヒトの腹腔鏡下S状結腸切除術における熟練者の手技の動画を用いて、教材の作製を開始した。平成29年度は、引き続き重畳画像・音声解説の調整や、動きの多いスコープの再現のための経時的3次元的軌跡や画角の調整を行っており、まもなくプロトタイプが完成する予定である。今後、これの臨床的な有用性を評価する。さらに胃癌や食道癌手術について同様の教材作製を行うべく倫理申請を行い、動画撮影の準備を進めている。
難治性白血病マウスモデルの構築と新規治療法の開発

本研究では、難治性白血病遺伝子Evi-1を骨髄細胞に導入し、半固形培地上で長期間の培養を可能とする実験系(colony replating assay)を確立した。この実験系を駆使して、MLL転座型融合遺伝子によりEvi-1が活性化されること、Evi-1がPbx1およびAkt/mTorシグナル経路を活性化すること、Evi-1がヒストンメチル化酵素やポリコーム複合体と結合することを見出した。さらに、これらの因子の機能を阻害することにより、Evi-1高発現白血病細胞のコロニー形成能が低下することを明らかにした。これらの結果は、難治性白血病に対する新規分子標的療法開発のための基盤となる貴重な成果と考えられる。本研究では、既存の抗がん剤では治癒が困難な難治性造血器腫瘍のモデルを確立し、そのモデルを駆使して新たな分子標的療法の開発につなげることを目的としている。今回は、難治性白血病で高頻度に活性化されている転写因子Evi-1に着目し、Evi-1をマウス骨髄細胞に導入することにより半固形培地上で長期間の培養を可能とする実験系(colony replating assay)の確立を試みた。通常の骨髄細胞は培養を続けるうちに分化してコロニー形成能を失うのに対し、Evi-1を導入した骨髄細胞は半永久的なコロニーを形成能を獲得した。これは難治性で知られるEvi-1高発現白血病の病態をin vitroで再現したアッセイ系と考えられ、治療標的の探索などに極めて有用であると考えられる。次に、やはり難治性白血病との関連が知られているMLL転座型融合遺伝子がEvi-1を直接活性化することを発見した。このMLLによるEvi-1の活性化は造血幹細胞では顕著であるが、分化した骨髄前駆細胞では軽度であり、白血病細胞の起源により特定の転写プログラムが活性化されることも明らかとなった。また、Evi-1の下流標的遺伝子として造血系転写因子Pbxl、Evi-1と結合して転写制御に関わる因子として複数のヒスンメチル化酵素(SUV39H1, Gga)を同定した。さらに、前述のcolony replating assayとshRNAを用いた遺伝子発現抑制法を組み合わせ、Pbx1やヒストンメチル化酵素の発現抑制によりEvi-1高発現骨髄細胞のコロニー形成能が低下することを見出した。本研究では、難治性白血病遺伝子Evi-1を導入した骨髄細胞を半固形培地上で培養する実験系(colony replating assay)を用いて、Evi-1により活性化されるシグナル伝達経路について解析した。通常の骨髄細胞は培養を続けるうちに分化してコロニー形成能を失うのに対し、Evi-1を導入した骨髄細胞は半永久的なコロニー形成能を獲得する。Bvi-1高発現細胞ではAkt/mTor経路が活性化されており、またラバマイシンなどのAkt/mTor経路阻害剤を添加することにより、そのコロニー形成能が低下した。次に、Evi-1がAkt/mTor経路を活性化する分子機構について解析を進め、Evi-1がPtenの発現抑制を介してこの経路を活性化することを見出した。Evi-1によるPtenの発現抑制には、Evi-1とポリコーム複合体との結合が重要な役割を果たしており、shRNAの手法を用いてEZH2などのポリコーム複合体をノックダウンすることによっても、Evi-1高発現細胞のコロニー形成能が低下した。さらに、Evi-1を導入した骨髄細胞をレシピエントマウスに移植し、白血病のモデルマウスを作製した。Evi-1導入骨髄細胞を移植したマウスは、半年以上の潜時を経て白血病を発症した。発症したマウスから白血病細胞を採取し、ラパマイシンもしくはコントロールとともに2次移植したところ、ラパマイシン投与下では白血病発症が有意に遅延した。これらの実験系は、難治性で知られるEvi-1高発現白血病の病態をin vitroおよびin vivoで再現したアッセイ系と考えられ、今後の研究に極めて有用である。また、Akt/mTor経路やポリコーム複合体は、Evi-1関連白血病に対する有望な治療標的になり得ると考えられる。
統合的リスク理論の構築とリアルオプション評価問題への応用

本研は,広範な応用性を有する統合的リスク理論の基礎を与え,その定量化を行うための強力な計算機シミュレーションツールの開発を行うと共に,リアルオプション評価問題への実用的応用を行うことを目的とするものである。まず,既存のリスクの解釈を拡張し,その具体的な評価を行うために,高速モンテカルロ法の基本的枠組みを与え,その実効性を検証した。この方法は,Levy過程が駆動する確率システムを対象に, Levy-Itoの分解表示に基づく確率測度変換法を適用したものである。次に,リアルオプションへの応用研究をいくつか遂行し,提案するリスク理論,解析手法等の有効性について考察を行った。統合的リスク理論およびその定量的解析手法の構築を主題として,以下のような研究成果を得た。[1]まず,リアルオプションへの応用を念頭において,既存のリスク理論における「リスク」の解釈を拡張し,ファイナンスを含めた種々の企業運営,経済的観点を考慮に入れたシステムの安全運営などにも適用し得るように,基本理論の拡張整備を行った。具体的には,リスクへの対処法を,保有(具体的な方策を適用しない),移転(保険契約やリスクの証券化などを通じて他に移転する),制御(直接的なリスクの抑制方策を適用)の3種に分類し,種々の分野におけるリスク解析がこの3種の組み合わせによって総括的に把握し得ることを確認した。[2]次に,[1]で定量化の基本方針を与えたリスクの具体的な評価を行うための確率モデルの構築のための理論的整備を行なった。リスクの評価を与える確率モデルは,リスクの時間変動を取り扱えるようにするために,確率微分方程式に基礎を置くものとし,さらに,様々なシステムに汎用的に対応し得ることを要請するために,リスクの原因となる種々の不確実要因に対する数学モデルである「駆動雑音」のタイプはできるだけ広くカバーし得るように基礎理論の整備を行なった。具体的には,ウィーナー過程,2重確率ポアソン過程,それらの複合雑音,をシステムの基本駆動雑音として取り入れた。さらに,一般のレビイ過程への拡張や,空間的不規則要因の導入の検討も行なった。[3]研究代表者のこれまでの研究成果に基づき,ギルサノフ・メイヤーの定理に立脚した確率測度変換法を活用し,[1][2]で構成した確率モデルの定量解析,およびリスクの数値評価のための高速シミュレーションスキームを構築し,いくつかの例題への適用を通じて,有効に機能することが確認できた。[4]リアルオプションと深い関連を有する,信用リスクに関するいくつかの間題に本提案手法を適用することを試みた。[1]平成18年度の研究で定量化の基本方針を与えたリスクの具体的な評価を行うための確率モデルの構築のための理論的整備を行なった。リスクの評価を与える確率モデルは,リスクの時間変動を取り扱えるようにするために,確率微分方程式に基礎を置くものとし,さらに,様々なシステムに汎用的に対応し得ることを要請するために,リスクの原因となる種々の不確実要因に対する数学モデルである「駆動雑音」のタイプを,レビイ過程のある種のクラスにまで拡張し,定式化を含め基礎的事項の整備を行った。[2]研究代表者のこれまでの研究成果に基づき,ギルサノフ・メイヤーの定理およびデルバエンの提案する測度変換に立脚した確率測度変換法に基づく高速シミュレーション手法を活用し,[1]で構成した確率モデルの定量解析,およびリスクの数値評価のための重点サンプリングシミュレーションスキームを構築し,いくつかの例題への適用を通じて,有効に機能することが確認できた。[3]リアルオプションと深い関連を有する,地震リスク評価のための高速シミュレーション手法の改良,および気温デリバティブによるガス会社の冬季リスクヘッジ問題,などへの応用を行った。平成20年度の研究を通じて得られた主な結果は以下の通りである。1.平成19年度までの研究結果に基づき,Levy過程が駆動する確率システムに対して,その解過程の初到達問題を効率よく解くための高速モンテカルロ法の基本的枠組みを与えることができた。本研究での提案手法は,Girsanov変換に基づく手法,Delbaen-Haezendonck変換に基づく手法の延長線上に位置し,Levy過程に対するLevy-Itoの分解表示に基づいて,これらの確率測度変換法をハイブリッド形式で融合させたものである。さらに,変換された測度下で,デフォルトなどのリスク生成事象がおよそ50%程度生起するという制約条件下で,最も効率的な測度を選定する手法について新たな知見を得ることができた。2.こういった基本枠組みの,実用的応用に向けての具体的な対応法として,非白色雑音が入力されるシステムと,定常的な応答挙動が得られるシステムに対して,部分的な拡張を試みた。

前者は耐震リスクを評価する上で既観測のスペクトルを取り入れるために必要となる問題であり,後者は工学上の問題でもしばしば見られるものであることから,実用的にも非常に意義深い。またいくつかの数値例を通じて,提案拡張手法が有効に機能することを確認することができた。3.リアルオプションへの応用を念頭に,平成18年度から,3つの基本的アプローチにより遂行してきた研究を総括した。ここで対象とした応用研究の第一は,確率制御理論を用いて企業の資産運用の最適化を論じるもので,本研究ではシステムへの雑音の一般化という観点から,二重確率Poisson過程が駆動するシステムの1つの重要な例である,保険会社の資産運用を対象とした。将来にわたる保険料率の変更および配当支払い率の変更という意志選択を対象に,評価リスクをいわゆる現在価値法により定量化している点で,リアルオプションの1つの例であり,これまでにあまり研究されていないPoisson型の雑音を対象としている点に特長がある。第二はリスク証券化の代表的な例である住宅ローンの証券化に対する考察であり,やはりPoisson型の雑音が駆動するシステムによりモデル化した上で,トランシェの最適比率を定めるための基本理論を与えてある。第三は,いわゆる非金融デリバティブを対象とした研究で,ここでは気温に基づく天候デリバティブについての基本的な考察を与え,その価格付けを行なうにあたって,上述の最適測度変換法の考え方を直接援用し,いわゆる非完備市場においても中立測度が一意に定められる手法の新たな提案を行なった。これらはすべて広義のリアルオプションに属するものであり,本研究のアプローチでこれらを総括的に取り扱い得ることが明らかとされたことになる。
肝硬変症における肝切除術後の形態的肝再生および機能的肝再生についての検討

【目的および方法】正常ラット(NORM)と四塩化炭素(C-LC)およびthioacetamide(T-LC)による肝硬変ラットでHigginsらの方法で2/3肝部分切除術を施行し、形態的および機能的肝再生を経時的に比較した。C-LCは四塩化炭素とフェノバルビタールの経口投与で、T-LCはthioacetamideの飲水で作成した。2/3肝部分切除術を施行し、前、直後、1,2,3,5,8および21日の各時点で形態および機能的肝再生を評価した。形態的肝再生は肝重量比、肝組織あたりのDNA含量および肝組織のPCNA陽性率で評価した。機能的肝再生はICG(0.5mg/kg)負荷時の消失率(ICG-k値)、およびアミノピリン(8mg/kg)の静脈投与によるクリアランス(CLamp)をガスクロマトグラムにより測定し評価した。【結果】LC(C-LC,T-LC)では肝機能総量は低下していた。LCではモデルにより肝葉の変形のため切除肝重量比が一定しなかったが、T-LCはヒトの肝硬変に形態的に近似していた。NORMは機能的肝再生は形態的再生に遅れた。LCでは形態的肝再生はNORMに比べて緩徐であり、機能的肝再生が形態的再生に先行した。【考案】C-LC,T-LCはともに薬剤による肝硬変モデルであり薬剤の中断による肝細胞の機能回復を考慮しなくてはならない。しかし、本研究の結果はウイルス性肝硬変でもウイルスが完全に排除された場合に、肝部分切除による肝再生刺激により肝機能が改善される可能性が示唆される結果と考えられた。しかし、肝再生の過程はこの期間では終了していないと考えられ、より長期的な評価が必要と考えられた。1、肝硬変症ラットモデルの作成および肝硬変症ラットモデルの評価ラットで、フェノバルビタールと四塩化炭素の経口投与による方法と、チオアセタマイドの経口投与による方法で肝硬変症モデルを作成した。作成率はチオアセタマイド法が良く、肉眼的にはmicronodularな肝硬変症であった。現在臨床で経験する肝硬変の多くを占めるC肝炎ウイルスによる肝硬変症に形態的にも血液生化学的にもモデルとして適当と考えられた。2、肝硬変症ラットモデルの肝機能総量の測定法の確立ラットにおいて、インドシアニングリーン(ICG)の消失率をヒト用の指尖モニター(ICG clearance meter-RK-1000)を利用し非観血的な測定手技が確立できた。アミノピリンとアンチピリンを同時に負荷を施行し、血清をガスクロマトグラムにて測定し、クリアランスを算出することにより肝機能総量の定量的検討が可能であった。これらにより、フェノバルビタールと四塩化炭素による方法と、チオアセタマイドによる方法の両肝硬変ラットモデルで共に、ICG消失率の低値と、アミノピリンとアンチピリンクリアランスで表される肝機能総量が低値であることが定量的に示された。3、肝硬変症ラットモデルの肝部分切除後の形態的な肝再生の計測法の確立肝硬変ラットモデルでの形態的な肝再生を、肝重量、DNAの量、3[H]-thymidineの取り込み、PCNA染色による標識率で形態的肝再生を評価した。肝重量、DNAの量では肝臓の変形の為に評価法として問題点があった。3[H]-thymidineの取り込みは肝硬変ラットモデルで有意に低値であり肝硬変ラットモデルでの肝部分切除後の形態的肝再生の遅延が定量的に評価できた。【目的および方法】正常ラット(NORM)と四塩化炭素(C-LC)およびthioacetamide(T-LC)による肝硬変ラットでHigginsらの方法で70%

肝部分切除術を施行し、形態的および機能的肝再生を経時的に比較した。C-LCは四塩化炭素とフェノバルビタールの経口投与で、T-LCはthioacetamideの飲水で作成した。70%肝部分切除術を施行し、前、直後、1、2、3、5および8日の各時点で形態および機能的肝再生を評価した。形態的肝再生は肝重量比およびPCNA陽性率で評価した。機能的肝再生はICG(0.5mg/kg)負荷時の消失率(ICG-k値)、およびアミノピリン(8mg/kg)の静脈投与によるクリアランス(CLamp)をガスクロマトグラムにより測定し評価した。【結果】LC(C-LC,T-LC)では肝機能総量は低下していた。LCではモデルにより肝葉の変形のため切除肝重量比が一定しなかった。NORMは機能的肝再生は形態的再生に遅れた。LCでは形態的肝再生はNORMに比べ緩徐であり、機能的肝再生が形態的肝再生に先行した。【考案】C-LC,T-LCはともに薬剤による肝硬変モデルであり薬剤の中断による肝細胞の機能回復を考慮しなくてはならない。しかし、本研究の結果はウィルス性肝硬変でもウイルスが完全に排除された場合に、肝部分切除による肝再生刺激により肝機能が改善される可能性が示唆される結果と考えられた。【目的および方法】正常ラット(NORM)と四塩化炭素(C-LC)およびthioacetamide(T-LC)による肝硬変ラットでHigginsらの方法で2/3肝部分切除術を施行し、形態的および機能的肝再生を経時的に比較した。2/3肝部分切除術を施行し、前、直後、1、2、3、5、8および21日の各時点で形態および機能的肝再生を評価した。形態的肝再生は肝重量比、肝組織あたりのDNA含量および肝組織のPCNA陽性率で評価した。機能的肝再生はICG(0.5mg/kg)負荷時の消失率(lCG-k値)、およびアミノピリン(8mg/kg)の静脈投与によるクリアランス(Clamp)をガスクロマトグラムにより測定し評価した。しかし、本研究の結果はウイルス性肝硬変でもウイルスが完全に排除された場合に、肝部分切除による肝再生刺激により肝機能が改善される可能性が示唆される結果と考えられた。しかし、肝再生の過程はこの期間では終了していないと考えられ、より長期的な評価が必要と考えられた。
地域の気候と災害の特性に適応した伝統民家・集落の熱環境デザイン手法

本研究では、地域特性や民家・集落特性の異なる9地域を調査対象地域として選定している。平成30年度は、当初の年次計画に従い、茨城県南地域において第3次本調査を、山形県最上地域および鹿児島県奄美地域において第2次本調査を、福島県会津若松地域および長崎県対馬地域において第1次本調査を、岐阜県飛騨北部地域および大分県南地域において概観調査を実施した。茨城県南地域では、水害常襲地域である利根川および小貝川沿岸地域を調査対象地域として選定し、伝統民家の水防対策に関する現況調査を実施した。水屋・水塚の現存・消失状況を把握した結果、治水事業の進展や都市化の影響を受け、地域固有の伝統的な防災デザイン手法が消失傾向にあることが明らかになった。山形県最上地域については、薪ストーブを使用している住宅を対象として行った室内温熱環境の実測調査の結果を分析した。その結果、薪ストーブ使用時に形成される室内温熱環境について平均気温、気温変動幅、上下温度分布といった基本的な特性を明らかにし、森林資源の調達が比較的容易である農山村地域において薪ストーブが冬季の暖房手段として有効であることを示した。鹿児島県奄美地域については、夏季の温熱環境および紫外線環境に関する分析を行った。その結果、大木の緑陰では熱ストレスが大きく緩和されることが明らかになり、加計呂麻島における大木の配置に関する現地調査を行った。福島県会津若松地域では、屋敷森と水路を有する伝統的な集落を調査対象地域として選定し、夏季における小気候調査等を行った。長崎県対馬地域では、群倉が形成されている伝統的な集落を調査対象地域として選定し、冬季における小気候観測調査等を行った。岐阜県飛騨北部地域および大分県南地域では、調査対象の選定を行った。関連地域として山形県飯豊町に形成される散居村に着目し、伝統民家等に関する現地調査を行った。当初の年次計画通り、調査対象とする9地域の内、茨城県南地域において第3次本調査を、山形県最上地域および鹿児島県奄美地域の2地域において第2次本調査を、福島県会津若松地域および長崎県対馬地域の2地域において第1次本調査を、岐阜県飛騨北部地域および大分県南地域の2地域において概観調査を実施することができた。茨城県南地域における研究成果の一部については、日本生気象学会雑誌において査読付き論文として掲載された。茨城県南地域、宮城県牡鹿半島地域、山形県最上地域、長崎県対馬地域および鹿児島県奄美地域の5地域における研究成果の一部については、第57回日本生気象学会大会および第42回人間-生活環境系シンポジウムにおいて発表した。また、概観調査を実施した岐阜県飛騨北部地域および大分県南地域の2地域では、具体的な調査対象の確認・選定を行うことができ、次年度以降の研究推進環境を整備することができた。2019年度においては、当初の年次計画に従い、各地域における第4次本調査、第2次本調査および第1次本調査を実施する予定である。具体的には、茨城県南地域において第4次本調査を実施する予定である。福島県会津若松地域および長崎県対馬地域において第2次本調査を実施する予定である。そして、岐阜県飛騨北部地域および大分県南部地域において第1次本調査を実施する予定である。宮城県牡鹿半島地域、山形県最上地域、福島県阿武隈地域および鹿児島県奄美地域に関しては本調査を遂行したが、研究成果の取りまとめにあたり必要に応じて追加調査を行う予定である。なお、自然災害や天候不順等の不測の事態が発生した場合には、柔軟に計画を修正・変更するとともに、必要に応じて調査対象地域を適宜追加する。平成28年度は、当初の年次計画に従い、茨城県南地域、宮城県牡鹿半島地域および福島県阿武隈地域において第1次本調査を、山形県最上地域および鹿児島県奄美地域において概観調査を実施した。茨城県南地域では、地域の郷土資料を対象とした文献調査と、現地調査を行い、伝統的な民家・集落に継承された熱環境デザイン手法や防災デザイン手法を把握した。その結果、水屋・水塚の周囲に生垣を配置するなど、地域の気候と災害に適応した複合的デザイン手法に基づく民家・集落の住環境形成手法の実例を把握した。宮城県牡鹿半島地域では、防風を兼ねた防潮林に関する現地調査を行った。また、津波被害が比較的軽微であった漁村集落において歴史的建造物の残存状況や街並み構成要素の把握を行った。福島県阿武隈地域では、タバコヤと屋敷森(イグネ)を対象とした調査を行った。片曽根山麓の集落における主屋および付属屋の外観調査を行い、土壁のタバコヤのデザインについて開口部や屋根材に着目して実態を把握した。夏季においてタバコヤを対象とした室内温熱環境の実測調査を行った。また、イグネの分布状況に関する現地調査等を行うとともに、冬季に屋外温熱環境の実測調査を行い、イグネの防風効果の検証を試みた。山形県最上地域および鹿児島県奄美地域では調査対象民家・集落の確認・選定を行った。さらに、山形県最上地域に関しては、薪ストーブの利用に関する実態について現地調査を行った。その結果、薪ストーブの利用が森林資源の維持管理や雪害対策と関連した伝統的な熱環境デザイン手法として位置付けられる可能性が確認された。鹿児島県奄美地域では伝統的な民家・高倉やソテツバテを対象とした室内・屋外における体感温度評価を試みるとともに、サンゴの石垣や伝統的な生垣に関する現地調査を行った。

当初の年次計画通り、調査対象とする9地域の内、茨城県南地域、宮城県牡鹿半島地域および福島県阿武隈地域の3地域において第1次本調査を、山形県最上地域および鹿児島県奄美地域の2地域において概観調査を実施することができた。ただし、宮城県牡鹿半島地域で調査対象の一つとして位置付けていた防潮林については、牡鹿半島一帯の広域概観調査の結果、今次津波による被害状況が当初予想以上に甚大であることが確認された。すでに研究計画を若干修正して柔軟に対応しており、全体的な研究遂行上は大きな問題ではない。概観調査を実施した2地域においては、具体的な調査対象集落の確認・選定と現地での協力体制の構築を行うことができ、次年度以降の研究推進環境を整備することができた。本研究では、地域特性や民家・集落特性の異なる9地域を調査対象地域として選定している。平成29年度は、当初の年次計画に従い、茨城県南地域、宮城県牡鹿半島地域および福島県阿武隈地域において第2次本調査を、山形県最上地域および鹿児島県奄美地域において第1次本調査を、福島県会津若松地域および長崎県対馬地域において概観調査を実施した。茨城県南地域では、連続的な屋敷森による伝統的な景観が形成されているつくば市洞下集落と、「イキグネ」と呼ばれる高生垣による伝統的な景観が形成されている石岡市大増集落を調査対象地域として選定し、小気候観測調査等を実施した。調査結果に基づき、夏季における伝統的な緑化デザインによる暑熱環境を緩和する効果等について検証した。宮城県牡鹿半島地域では複数の漁村集落を調査対象地域として選定し、小気候観測調査等を実施した。調査結果に基づき、漁村集落の立地と冬季の季節風の風向・風速との関係等について分析した。福島県阿武隈地域では片曽根山麓を調査対象地域として選定し、付属屋や屋敷森に関する現地調査等を行った。調査結果に基づき、生業の変化と気候への適応が集落景観形成に与えた影響等について分析した。山形県最上地域では地域型住宅に関する現地調査等を行った。調査結果に基づき、現代の地域型住宅のデザインと伝統的な町家住宅や農家住宅との関係等について分析した。また、薪ストーブを使用している住宅を対象として室内温熱環境の実測調査を行った。鹿児島県奄美地域ではサンゴの石垣や伝統的な生垣等を対象とした屋外熱環境の実測調査を行った。また、加計呂麻島須子茂集落における生垣景観等に関する現地調査を行った。福島県会津若松地域および長崎県対馬地域では調査対象集落の選定を行った。当初の年次計画通り、調査対象とする9地域の内、茨城県南地域、宮城県牡鹿半島地域および福島県阿武隈地域の3地域において第2次本調査を、山形県最上地域および鹿児島県奄美地域の2地域において第1次本調査を、福島県会津若松地域および長崎県対馬地域の2地域において概観調査を実施することができた。茨城県南地域、宮城県牡鹿半島地域、福島県阿武隈地域、山形県最上地域および鹿児島県奄美地域の5地域における研究成果の一部については、2017年度日本建築学会大会、第56回日本生気象学会大会、第41回人間-生活環境系シンポジウム、21st International Congress of Biometeorologyにおいて発表した。
SSC運動理論を応用した子どものための新しい体力づくり法の開発

本研究では、思春期にある中学生を対象にして、身長および体重から見た発育特性と垂直跳およびリバウンドジャンプ能力の発達との関連性について縦断的に検討した。中学1年生から3年生までの男女計192名を対象にして、8ヵ月間に渡って3週間に1回ごとに計9回、身長、体重、垂直跳(CMJ)、リバウンドジャンプ(RJ)の測定を行った。クラブ活動による実施状況や通学方法などについては、質問紙法によって調査した。その結果、身長および体重とCMJによる変化量との間には、男子では有意な正の相関関係が存在したことから、CMJは形態的な発育発達に伴って増大することが認められた。一方、身長および体重とRJ指数・接地時間・跳躍高の各変化量との間には、有意な相関関係がなかったことから、CMJとは異なり、RJは形態的な発育発達に影響を受けて変化するものではないことが認められた。そこで、運動経験に関する要因がリバウンドジャンプ能力の発達に及ぼす影響について検討した。まず、バス群・自転車群・徒歩群の通学方法に分けて比較すると、自転車群は、RJの接地時間が増長し、徒歩群は逆に短縮しており、それらの間には有意差が認められた。また、クラブ活動に注目すると、バドミントン群は、他の群に比較してRJの接地時間が短縮し、RJ指数も向上した。これらのことから、リバウンドジャンプ能力は、形態的な発育発達には影響されないが、運動経験の特性に大きく影響されることが認められた。本研究結果から、垂直跳の能力は思春期による身長や体重という形態的な要因の発育発達に大きく影響されるが、リバウンドジャンプ能力はこれらには影響されないことが明らかになった。このリバウンドジャンプ能力を向上させるためには、特別な運動経験を体育の授業などを通して、学校生活の中に取り入れる必要がある可能性が示唆された。申請者は、これまでにスポーツ選手を対象にしたStretch-Shortening Cycle運動の遂行能力(SSC運動の遂行能力)を測定する機器を開発し、その測定評価法を確立してきた。本研究では、まず始めにスポーツ選手の方法論を応用して、子どものSSC運動の遂行能力を測定できるシステムを開発した。計測システムは、縄跳び運動と同様な連続リバウンドジャンプをマットスイッチ上で行わせ、接地と離地の時間を計測し、それをもとに接地時間と跳躍高およびパワー指数を算出し、リアルタイムに表示するものである。また、簡単に携帯ができるように軽くしかもバッテリを搭載したものを製作し、いつでも、どこでも、簡単に計測ができるシステムにした。このシステムの妥当性を検証するために、最も精度よく力の計測ができるフォースプレートを同時に用いて接地時間と跳躍高およびパワー指数を算出し、このシステムから得られたデータと比較した。その結果、今回開発したシステムは、スポーツ科学の研究を行うために十分の精度を有しているとともに、高い信頼性のある機器であることが実証できた。次に、思春期後期男子生徒145名を対象にして、SSC運動の遂行能力を計測するとともに、各種のジャンプ能力および疾走能力を測定し、それらの項目間の相互関連性について検討した。疾走能力には、スイング型のジャンプ力、ピストン型ジャンプ力、SSC運動の遂行能力、脚筋力の順に高い相関関係が認められ、それぞれの項目はより重要性の高い項目順に配列できることが明らかになった。また、疾走能力を加速力と全速力に分けて検討すると、前者の能力にはピストン型のジャンプ力およびSSC運動の遂行能力が、後者の能力にはスイング型のジャンプ力が大きく影響していることが認められた。これらの結果は、体育授業において、SSC運動の遂行能力を高める授業プログラムを立案するための原則やその方向性について考える場合に有益な知見になるものである。スポーツ選手を対象にしたStretch-Shortening Cycle exercise(以降,SSCと略す)のトレーニング理論を子どもの体力づくりに応用すれば、子どもの健全な発育発達を促す運動プログラムを構築できる。本年度は2つの課題を達成した。第一に、思春期前期にある中学生に関するSSC能力の実態を、形態や体力要因との関係を考慮しながら把握することができた。思春期にある中学生のSSC能力は、垂直跳により評価されるパワーとは異なり、身長や筋量の向上などの発育発達の影響を受けないものであることが認められた。また、この能力は通学手段の違いや運動経験の違いによって大きく左右されるスキル性の高い(神経系の要因)ものであることが認められた。これらのことは、思春期にある中学生には、形態の影響を受けないSSC能力を向上させるための運動プログラムを適応させる必要があることを示唆するものである。第二に、発育発達の要因が影響しなくなっている思春期後期にある高校生についても、SSC能力を向上させることができるとともに、それは人間の基礎運動能力である走能力を改善することに繋がることを把握できた。走能力を加速能力と全速能力に構造化すると、加速能力には両脚同時SSC運動が,全速能力には片脚交互SSC運動がそれぞれ構造的に関係していることが認められた。これらのことは、思春期後期にある高校生には、様々な種類のSSC運動をその目的に応じて構造的に適応させる必要があることを示唆するものである。

その結果、身長および体重とCMJによる変化量との間には、男子では有意な正の相関関係が存在したことから、CMJは形態的な発育発達に伴って増大することが認められた。一方、身長および体重とRJ指数・接地時間・跳躍高の各変化量との間には、有意な相関関係がなかったことから、CMJとは異なり、RJは形態的な発育発達に影響を受けて変化するものではないことが認められた。そこで、運動経験に関する要因がリバウンドジャンプ能力の発達に及ぼす影響について検討した。まず、バス群・自転車群・徒歩群の通学方法に分けて比較すると、自転車群は、RJの接地時間が増長し、徒歩群は逆に短縮しており、それらの間には有意差が認められた。また、クラブ活動に注目すると、バドミントン群は、他の群に比較してRJの接地時間が短縮し、RJ指数も向上した。これらのことから、リバウンドジャンプ能力は、形態的な発育発達には影響されないが、運動経験の特性に大きく影響されることが認められた。本研究結果から、垂直跳の能力は思春期による身長や体重という形態的な要因の発育発達に大きく影響されるが、リバウンドジャンプ能力はこれらには影響されないことが明らかになった。このリバウンドジャンプ能力を向上させるためには、特別な運動経験を体育の授業などを通して、学校生活の中に取り入れる必要がある可能性が示唆された。
深層海水の環境復元に関する新規プロキシとしての宝石サンゴ骨格中微量元素の研究

本年度は水深200 mと600 mから採取した宝石サンゴの微量元素を測定した.骨軸の微量元素含量が海水環境(水温,pHや栄養塩)を反映するかを検証するため,これまでに測定した宝石サンゴ(水深400 m)のデータと比較した.水深200 mから採取された試料のBa含量は400-600 mから採取された宝石サンゴのよりも低い値を示した.海洋中の溶存Ba濃度は水深とともに高くなる栄養塩型のプロファイルを持つ.宝石サンゴ骨格のBa含量が海水中の溶存バリウム濃度によって規定されるとすると,宝石サンゴ骨軸のBa含量は栄養塩濃度を反映する可能性が示唆された.その他の元素(ホウ素,ナトリウム,ストロンチウム,ウランなど)についても水深が異なるサンプルで比較し,海洋環境との関連性を検証した.本年度は宝石サンゴ骨格の炭素・酸素同位体比を測定した.海洋生物が形成する炭酸カルシウム骨格の酸素同位体比は水温と塩分の指標となりうる.水深400 mから採取した個体の炭素・酸素同位体比は2‰程度のばらつきを示した.年間を通じて水温・塩分がほぼ一定の環境で生育した個体で炭素・酸素同位体比のばらつきが認められたことから,宝石サンゴの炭素・酸素同位体比は水温・塩分以外の影響(例えば成長速度など)の影響を受ける可能性が示唆される.NanoSIMSを使った宝石サンゴ骨格の化学分析で利用する標準物質として,炭酸カルシウムの結晶を無機的に合成した.ケイ酸塩ゲル内で合成を進行させることで,結晶の成長速度を小さくした.合成したCaCO3結晶に微量元素が均質に分布しているかNanoSIMSを使って検証した.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。沖縄近海で採取された宝石サンゴ(Corallium conojoi)の骨格中微量元素の2次元分布を明らかにした.宝石サンゴ骨格の成長軸に対して垂直に切断し,切断面の微量元素(マグネシウム,硫黄など)とカルシウムのカウント比(Mg/Ca, S/Caなど)をElectron Microprobe Analyzer(EPMA)で分析した.宝石サンゴ骨格の中心部でマグネシウムが高濃度,硫黄が低濃度だった.また,Mg/Caが低いリング状の層が中心部から縁辺部まで同心円状に複数観察された.S/Caも同心円状の分布を示したが,Mg/Caが低濃度の層でS/Caが高濃度だった.同じ試料の骨格表面の構造を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した.NanoSIMSを使って宝石サンゴ骨格中のハロゲン(フッ素,塩素など)を定量するため,フッ素と塩素の分布が均一な炭酸カルシウム標準試料を作成した.出発物質として高純度の炭酸カルシウムに少量のフッ化ナトリウム,塩化ナトリウムを混合した.ピストンシリンダーを使って出発物質を高温高圧下(1000度, 1GPa)で24時間保持した後,室温まで急冷した.得られた炭酸カルシウム結晶のF/CaとCl/Ca(カウント比)をNanoSIMSで測定し,フッ素と塩素の均一性を評価した.深海に生息する宝石サンゴ骨格を過去の環境復元に利用できるか検討することを目的とし、(1)宝石サンゴ骨格の化学分析と(2)炭酸カルシウムの無機合成実験を行った。(1)採用2年目はハワイ周辺の深海から採取された試料の化学分析を主に行った。採取には遠隔無人探査機が利用されたため、正確な緯度経度と水深が記録されている。宝石サンゴ骨軸の成長軸に対して垂直に切断し、Electron Probe Micro Analyzer (EPMA)を使って切断面のマグネシウムや硫黄などの分布を観察した。その結果、従来報告されていたマグネシウムと硫黄の年輪状の分布パターンに加えて、マグネシウムが濃集した約100マイクロメートルのトゲ状構造が骨軸の中心付近に観察された。マグネシウム濃度が高い構造は骨片で、成長過程で骨片の一部が骨軸に沈着すると示唆される。骨軸と骨片は形成の過程が異なるため、微量元素の濃度差は生育環境ではなく生物的な影響に起因すると考えられる。これらの結果は、宝石サンゴを古環境復元に利用する際は骨片を避けた分析が必要なことを見出した点で意義がある。EPMAで骨片の有無を確認した後、NanoSIMSを使って宝石サンゴの微量元素を高解像度で分析した。年輪と関連した変動を示すマグネシウムと硫黄に加えてフッ素、塩素、ホウ素などを約5マイクロメートル間隔で分析した。その結果、フッ素と塩素の濃度も周期的な変動を示すことが明らかとなり、これらの元素濃度は環境変化を記録している可能性があり重要性が高い。(2)無機合成実験を行い、炭酸カルシウムを合成した。宝石サンゴ骨軸は厚い生体組織に覆われていることから、化学組成や物理的性質(粘性など)が海水とは大きく異なる母液中で骨軸が形成されているかもしれない。今後はこれまでと異なる合成方法も検討する必要がある。採用2年目は宝石サンゴ骨格の化学分析をこれまでより多角的に行い、新規的な知見を集積できた。また、採取地点の記録がある試料を入手できたため、微量元素の分析結果と生育環境の比較をより精密に行うことが可能となった。2年目の途中までに得られた研究成果を国際学会で発表した。年輪と対応しない元素濃度の濃淡が観測され、骨軸への骨片の吸着が示唆された。