hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
結像型X線マイクロトモグラフィーによる惑星間塵の超高分解能3次元構造の研究

標準サンプルを撮影することにより、CT再構成によって求められる物質の線吸収係数(CT値)の較正をおこない、CT像コントラストの定量的な議論を可能とした。また、FeのK吸収端(約7.1keV)付近のエネルギーでのX線高次光を除去するdetune法を確立した。これらを用いて、宇宙塵(惑星間塵、非溶融微隕石、宇宙塵スフェリュール)の撮影をおこなった。惑星間塵3次元外形のフラクタル次元は2.92-2.98となり、少なくとも一部はフラクラル的であることがわかった。惑星間塵と非溶融微隕石について、FeのK吸収端前後での撮影をおこない、差分法より定量的なFeの3次元分布を得ることに成功した。しかしながら、吸収端直上のエネルギーにおけるFeの濃集部からの蛍光X線に起因すると思われる像質の低下は、今後の課題である。また、宇宙塵スフェリュールの3次元外形がコンドリュールのものと定量的に類似しており、宇宙塵スフェリュールがコンドリュールと同様に高速回転していたことや、両者が同様のプロセス(おそらく衝撃波加熱)によって形成されたことが示唆された。結像型X線マイクロトモグラフィー装置について、昨年度問題となっていたフレネルゾーンプレートの安定性を解決し、惑星間塵の撮影をおこなった。個々の透視画像は極めて高分解な画像を得ることができたが、サンプルステージの回転にともなうサンプルの微動が、今回の超高分解能撮影では致命的な影響を与えることが判明した。現在、サンプルの微動を補正したCT再構成法を開発中である。昨年度改良をおこない高空間分解能(【greater than or equal】0.2μm)・広領域(2000x2000画素)撮影が可能となったSPring-8の投影型X線マイクロトモグラフィー装置を用いて、原始太陽系の始原的な情報をもつ宇宙塵およびスターダスト回収サンプル(彗星塵)の3次元構造を明らかにした。また、一部サンプルについては、FeのK吸収端を用いた差分法よりFeの3次元分布を求めた。宇宙塵の中で小さな惑星間塵(【less than or equal】数10μm)のうち無水惑星間塵は、彗星起源と考えられている。また、これに類似する大きな超炭素質微隕石(【less than or equal】数100μm)が最近発見された。超炭素質微隕石は、Feを含む珪酸塩と炭素質物質および空隙の微細な集合体中にFeに乏しい比較的大きな結晶が存在することがわかった。これらの特徴は無水惑星間塵と類似し、超炭素質微隕石の彗星起源の可能性が高くなった。超炭素質微隕石のフラクタル次元は2.7-2.8であり、ダスト形成時のフラクタル性を示唆している。NASAのスターダスト計画により2006年1月に地球に帰還した彗星塵サンプル(【less than or equal】数10μm)は、エアロジェル(低密度非晶質シリカ)中に回収されている。超音速で突入した粒子がつくった衝突痕を含むように切り取ったエアロジェルについて、模擬サンプルも含めてCT撮影をおこなった。
新規低分子化抗体フラグメントFv-claspの改良とその構造生物学への応用

研究代表者はこれまで,抗体のFv領域(VH,VL)に逆平行のコイルドコイル構造を形成するSARAHドメインを融合することで,二量体構造を安定化させた“Fv-clasp"という新規のフラグメント抗体フォーマットを開発してきた.Fv-claspは従来のフラグメント抗体と比べて,どんな抗体にも適用でき,熱安定性,結晶化能においても非常に優れた性質を有するが,抗体によっては大腸菌による生産効率が極めて悪いものがあることが欠点であった.そこで本研究ではFv-claspのデザインの改良に着手した.従来のFv-claspでは,VHとVLの両者にヒトMst1というタンパク質が持つSARAHドメインの配列を融合していたが,本研究では収率改善を目指し,Mst1に加え,ヒトMst2,ヒトRssf1,ヒトRassf5,ヒトSAV1が持つSARAHドメインの配列の融合を試し,最も安定なFv-claspが得られるSARAHドメインのペアを探索することにした.まず,上記5種のタンパク質由来のSARAHドメインの配列をVHとVLのそれぞれに融合した発現コンストラクトを作製し,全ての組み合わせについて網羅的に,動物細胞によるFv-claspの発現を確認した.その結果,従来のSARAHドメインの組み合わせよりも顕著に発現が良好なSARAHドメインの組み合わせを見出すことに成功した.そこで次に,動物細胞による発現が比較的良好だった複数のペアについて,大腸菌発現系を用いた試料の調製を行ったところ,SARAHドメインの配列を変更しても,従来のFv-claspと同様,いずれも簡単なプロトコルで試料を調製することができ,しかも,動物細胞における発現量と大腸菌発現系における試料の収量が相関することが分かった.これらの結果から,改良版Fv-claspに用いるべき最も良好なSARAHドメインのペアを決定することに成功した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
海洋性軟体動物中の元素濃度による環境アセスメント

海洋に生息する多くの無セキツイ動物はその体内に金属元素を特異的に濃縮することが知られているが、その詳細は明らかになっていない。本研究では数種類の無セキツイ動物の正常値を得ること、それらの正常値への海洋環境の影響を明らかにすることを目的にした。国内14ケ所から入手した23種の生物種の軟体部を主に光量子放射化分析法と中性子放射化分析法の二法で分析し、Ag,As,Br,Ca,Co,Cr,Cu,Fe,I,Mg,Mn,Mo,Na,Ni,Pb,Rb,Se,Sn,Sr,Znの20元素の濃度より以下の点が明らかになった。検討した生物種軟体部の共通点として、MgおよびRbの濃度は生物種や部位によらず各々10^3-10^4、1-10μg/gDW(乾燥重量)であった。Asの濃度範囲も狭いが、それ以外の元素濃度は2桁から3桁の幅を示した。同一海域の同一生物種で大きな個体差を示したものとして、ばかがい軟体部(Mn,Fe,Ca,Sr)、うに生殖腺(Ca,Cu,Fe,Mg,Mn,Na,Sr,Zn)があげられる。これらは性差に起因するものと思われる。同一種の生物で生息地域に起因すると思われる差異はアワビ中腸腺(Ni)イセエビエラ(As,Br,Ca,Fe,Rb,Se)、肝すい腺(Ag,Ca,Se)に見られた。これらの事より、アワビ、イワガキ、イセエビ、シャコエビなどのように、海底や岩礁に生息する生物種が環境の影響を受けやすいと思われる。今後、さらに異なる生息海域から採取されたアワビ、イワガキなどについて分析値を求めていきたい。また、イセエビにはおよそ100μg/gDW程度の非常に高濃度のヒ素が含まれていたり、イワガキやホタテガイの外套膜には数μg/gDWのAgが検出された。イセエビの高濃度のヒ素は海藻由来であると思われ、食物連鎖のなかでのヒ素の代謝と移動についての検討を行いたい。また生物体中のAgについての知見はほとんどみられないので、存在化学形や役割について検討していきたい。平成10年度北海道および宮城県近海の数箇所、新潟県佐渡島、および鹿児島県奄美大島近海で捕獲された貝類、カニ、エビなど数種類の無脊椎動物の軟体部にふくまれる元素濃度を光量子放射化分析法(PAA)、中性子放射化分析法(NAA)、原子吸光光度法(AAS)の三法で求めた。試料は貝類の場合は軟体部全部か、閉殻筋と中腸腺に、カニ、エビ類はエラ、肝膵腺、筋肉に分別した。凍結乾燥後にミルで粉末にして、PAA法およびNAA法の場合はそのまま照射して生成放射能から元素濃度を求めた。AAS法の場合はマイクロウエーブプロセッサーで酸分解後、溶媒抽出法で目的元素を分離して分析した。

PAA法ではAs,Br,Ca,Cu,Fe,I,Mg,Mn,Mo,Na,Rb,Sn,Znの13元素、NAA法ではAg,Co,Fe,Se,Znの5元素、AAS法ではCu,Fe,K,Ni,Znの5元素を分析することができたので、三法をあわせると18元素についての濃度を得ることができた。また、動物の種や臓器によって元素濃度の違いも明らかになってきた。平成11年度今年度に関しては試料入手可能な時期や照射のマシンタイムなどの時間的な制約上、分析試料の処理に用いる予定のロータースピードミルの納入が間にあわなかったため、一般的なミルを用いて試料を粉末にした。そこで、来年度は平成10年度に分析した数種類の試料をロータースピードミルで粉末にして元素を分析し、粉末作成に用いる器材の差異の有無を検討する。また、元素濃度に特徴がみられる試料については、他の海域で捕獲されたのものを分析し、海域の差異の有無を検討する。平成10年度に引き続き、海洋性無セキツイ動物の軟体部に含まれる元素濃度を求めた。分析方法は光量子放射化分析法、中性子放射化分析法および原子吸光光度法の三法を用いた。分析した試料は宮城県雄勝湾で採取されたバカガイ、宮城県山元町近海のホッキガイ、福島県相馬近海のアワビとガザミ、石川県輪島近海のアワビ、広島県能美島のマガキ、三重県鳥羽のイセエビ、鹿児島県奄美諸島のイセエビ、ゾウリエビ、セミエビ、ノコギリガザミ、アサヒガニ、モンガニであった。アワビについては筋肉と中腸腺、エビ、カニ試料については、エラ、筋肉、肝すい腺に分離して分析を行った。これら試料についてAg,As,Br,Ca,Co,Cr,Cu,Fe,K,I,Mg,Mn,Na,Ni,Pb,Rb,Se,Sn,Sr,Znの20元素の分析値を得た。前年度の結果とあわせることにより、生物種、器官、生息海域に関して元素濃度にいくつかの特徴が明らかになり、それらを以下に示す。(1)Rb濃度は種、器官、生息海域の差異がほとんどみられず、2-6μg/g(乾燥重量)の範囲にはいる。(2)アワビ中腸腺にはAg,As,Fe,Mn,Niが濃縮されている。また、Niには生息海域特異性がみられた。(3)筋肉に含まれる主な元素はCa,K,Mg,Naであり、重金属元素はほとんど検出されない。(4)エビ、カニ類の肝すい腺、エラにはAgが濃縮されている。(5)エビ、カニ類の多くはAsを濃縮している。これらの特徴のうち、アワビ、イセエビのヒ素濃度は摂取する海藻からの濃縮がひとつの経路として考えられる。
拡散強調画像分画成分抽出による三叉神経障害性疼痛の新たな評価法の開発

本研究は、MRIの中の、組織の状態を定量的に「見かけの拡散係数」として評価可能な拡散強調画像法を用いて、末梢神経の中の組織分画の抽出と評価を行うことを目的としている。末梢神経の評価は一般的に複数のボクセルの見かけの拡散係数の平均値であり、その中には拡散強調画像法の1ボクセルは複数の組織を含んだ複合体であり、その中には組織に由来した「組織分画」があると考えられ、それを抽出することによって、より詳細な末梢神経の評価が可能と考えている。この組織分画の抽出には、拡散強調画像法の重要なパラメータである、b値を変えた、複数の拡散強調画像データが必要である。この撮影には、データが多い分時間を要し、またb値が大きくにつれて、信号雑音比が小さくなる。さらに、患側と健側の対比を行うため、広い撮影領域を必要とし、関心領域(患部・対応する健側部分)を占めるボクセル数は少なくなってしまい、この結果データの信頼性が下がってしまう。これまで、得られたデータにおいて、この課題を解決すべく、フィルタリングや処理する領域のサンプリング法について検討を重ね、信頼度の高いデータ処理を目標に進めてきた。また、痛みについての評価に見識を深めるため、口腔顔面痛学会や歯科麻酔学会といった学会や痛みの研究会参加を行い、痛みの評価、種類、治癒傾向についてなど情報収集を重ねた。さらに、健常被験者に対象を限定化し、下歯槽神経血管束の高画質拡散強調画像に多変量解析のクラスタ解析を適用し、分画化をおこなった先行研究が現在投稿中である。新潟大学医歯学総合病院で患者さんが集まらず、そのデータの取得が遅れていた。さらに、研究協力者の所属異動のため、倫理申請の再申請が必要となった点から遅れている。よって、これまで得られたデータについて、より信頼性の高いものになるよう画像処理することを中心に進めていた。次年度は新潟大学医歯学総合病院でデータをさらに取得するために、倫理申請の再申請を進める。そして患者さん紹介の促進のために、周囲への協力を依頼する。また、雑音への対処として関心領域の決定法について改めて吟味し、その後、フィルタリング以外にも他の分析法を応用し、データの信頼性について検討していく予定である。本年度では、設備の補充と、得られたデータの質の検討を中心に行ったため、使用予定であった人件費や出張費の支出が抑えられた結果、次年度への繰り越しが生じた。使用計画として、今後データの質に撮影の段階からの検討があれば、正常被験者撮影のための謝礼に使用する予定である。
中世後期の山野紛争データベースの作成による地域社会形成に関する研究

本研究は、日本の中世後期における山野紛争のデータベースを作成し、公開することを主な目的とした。刊行されている史料集から山野紛争に関する史料を収集し、地名・紛争当事者・紛争原因・解決方法等についてのデータを抽出し、データベース化を行った。収集した関係史料は200点を超えるが、整理の結果138件のデータを得ることができた。データは、一覧表の形にして報告書において公開した。同時に適切な地域を選定したフィールドワークによって、紛争地域の歴史的背景をさぐることも行い、地域社会形成と紛争との関係について考察した。本研究の目的は中世の山野紛争関係史料をできる限り網羅的に収集し、データベースを作成することにある。それにより、中世社会の紛争と秩序形成がどのように関連しているのか、また村落・荘園・一揆・大名・国家権力がその問題についてどのような関係を取り結んでいるのかを考察する。先に交付を受けた科研費の成果として、すでに平安鎌倉時代のデータベースについては作成が終了している。この研究ではそれを継続し、南北朝期戦国時代までの関係史料のデータベース化を行う。具体的には、公刊されている都道府県史の中世資料編を基本データとして、4名の研究協力者(アルバイト)が分担して収集作業を実施した。その結果、青森・岩手・秋田・山形・福島・茨城・栃木・群馬・埼玉・千葉・東京・神奈川・山梨・新潟・富山・石川・福井・長野・静岡・愛知まで作業が終了し、96点の山野紛争関係史料を収集することができた。今後はさらに作業を継続し、次年度には近畿中国・四国地方を対象とする予定である。史料収集と平行して、特定の地域を限定し、周辺史料の調査やフィールド・ワークにより、地域から紛争と秩序形成の実態をさぐることも行った。今年度は、南山城・大和・伊賀国境地帯の調査を実施した。具体的には、京都府井出町高神社周辺・京都府木津川市涌出神社周辺・京都府南山城村田山地区である。この地域は京都近郊ということもあって山野の利用が進展し、紛争も勃発している。室町期には山城国一揆の中心地となっていて、紛争と宮座などの村落組織との関係や、惣国一揆との関係を知るためには適当な地域である。実際の現地調査では、高神社所蔵文書の撮影や、涌出神社周辺地域や田山地区の文書の所在調査や聞き取り調査を行った。次年度も、田山地区の宮本座文書の調査等を継続する予定である。具体的には、公刊されている都道府県史の中世資料編を基本データとして3名の研究協力者(アルバイト)が分担して収集作業を実施した。その結果、前年度分に加えて三重・和歌山・兵庫・鳥取・島根・香川・徳島・高知・愛媛・広島・山口・宮崎・大分まで作業が終了し、98点の山野紛争関係史料を収集することができた。今後はさらに作業を継続し、次年度には残りの九州近畿地方を対象とする予定である。今年度は、昨年度に継続し南山城・大和・伊賀国境地帯の調査を実施した。今年度は文書の撮影・調査を中心に南山城郷土資料館で調査を実施した。高神社文書の資料館寄託部分である中世の帳面類の調査と、資料館寄託の田山地区の宮座文書の調査を実施した。さらに南山城地区と比較するために、15世紀の紛争資料が残る、摂津・播磨国境地帯の淡河荘・山田荘地域の資料所在調査を神戸市立文書館で実施し、合わせて現地調査も行った。当該年度は研究の最終年度であり、史料収集作業については九州地域を中心に実施した。合わせて『南北朝遺文』から山野紛争関係史料を収集した。さらに、収集した山野紛争関係史料についてのデータベース化の作業を行った。収集した中世後期の山野紛争関係史料は200点を超えるが、関連文書を整理するとデータベースの件数として約140件のデータを得ることができた。データベースについては、一覧表に作成して報告書に掲載した。現地調査については、2年間にわたる調査・史料撮影等で研究の進展が見られた京都府井出町の高神社及び多賀地区を中心に実施した。高神社に所蔵される文永9年の「高神社造営流記」(山城郷土資料館寄託)によれば、隣郷との山野紛争の際に住民から「兵乱米」を徴収し、紛争解決後に蔵に納めて運用して造営を行ったことが記されている。高神社には文永以外にも戦国期の造営記録もあり、紛争と村落組織・地域社会との関係を考察するのに相応しい地域である。そこで、8月に宮座の構成や祭礼の現状、山の利用などについての集中的な聞き取り調査を行った。さらに10月には祭礼についての調査も実施した。調査で得られた史料や聞き取り調査の内容については報告書に掲載した。

山田荘・淡河荘関係についても神戸市文書館で近世の相論絵図についての調査・写真撮影を行い、合わせて近世初期の山野紛争に関する現地調査を実施して報告書に掲載した。研究会は4回実施し、12月の研究会ではヨーロッパ史との紛争に関する研究交流を行った。本研究は、日本の中世後期における山野紛争のデータベースを作成し、公開することを主な目的とした。刊行されている史料集から山野紛争に関する史料を収集し、地名・紛争当事者・紛争原因・解決方法等についてのデータを抽出し、データベース化を行った。収集した関係史料は200点を超えるが、整理の結果138件のデータを得ることができた。データは、一覧表の形にして報告書において公開した。同時に適切な地域を選定したフィールドワークによって、紛争地域の歴史的背景をさぐることも行い、地域社会形成と紛争との関係について考察した。山野紛争データベースの作成については、東北・関東・中部・近畿・中国・四国・九州地方の一部について、県史資料編を中心に山野紛争関係史料の収集が終了している。3年計画の2年目として順調だといえよう。また、フィルード・ワークについても南山城・大和・伊賀国境地帯について、山野紛争と村落との関係、宮座などの村落組織と惣国一揆の関係などについて調査が進められ、高神社文書、田山地区の宮座文書については撮影等の調査が終了している。さらに摂津・播磨国境地帯の紛争関係文書の所在調査と現地調査も終了している。日本史山野紛争データベースの作成については、大阪・京都・滋賀の県史類がない近畿の市町村史と残りの九州地方までを実施する。同時にデータの入力作業を行ってデータベースを作成し、報告書の形式で研究成果報告をすることを予定している。フィールド・ワークについては、昨年度と同様に南山城・大和・伊賀国境地帯の調査を継続し、特に木津川市涌出神社の宮座関係史料と現地調査を予定している。また、室町期に守護赤松氏を巻き込んでの激しい山野紛争を起こした、播磨国淡河荘・摂津国山田荘の国境地域の紛争に関わった荘官文書と、近世の山野紛争資料の調査及び現地フィールドワークを行うことで、南山城地域と比較的に考察して、研究をより立体的にすることにしたい。山野紛争データベースの作成については、東北・関東・中部地方の一部について、県史資料編を中心に山野紛争関係史料の収集が終了している。3年計画の1年目にしては順調だといえよう。また、フィルード・ワークについても南山城・大和・伊賀国境地帯について、山野紛争と村落との関係、宮座などの村落組織と惣国一揆の関係などについて調査が進められ、高神社文書については撮影等の調査が終了している。理由)旅費について400000円を計上していたが、予定していた研究者協力者が他の調査日程と重複したため、当該年度の旅費については、すべて使用できなかった。また謝金については、予定していた研究協力者1名が、所属大学での研究業務の都合上参加できなくなったため、1名分余ってしまった。山野紛争データベースの作成については、次年度に近畿中国・四国地方までを実施し、最終年度には残りの九州地方と収集したデータの入力作業によりデータベースを作成し、報告書の形式で研究成果報告することを予定している。フィールド・ワークについては、昨年度と同様に南山城・大和・伊賀
自動磁気細胞分離装置を用いた胃癌のセンチネルリンパ節微小転移検出

1.胃癌のセンチネルリンパ節の同定(1)RI法と色素法を併用し、胃癌のセンチネルリンパ節の同定とマッピングを行った。(2)対象:術前深速度が固有筋層までに止まると診断した原発性胃癌34例。(3)センチネルリンパ節の同定:術前日に内祝鏡を用いて粘膜下層に99m-Tm Colloidを注入し、術中ガンマプローブにてセンチネノレリンパ節を同定するRI法と、術中漿膜側よりindocyanine green25mg/5mlを注入し、着色したリンパ節を全てセンチネルリンパ節と見なして摘出し、転移の有無を検討する色素法を併用した。(4)結果:センチネルリンパ節は、32例(94.1%)で同定可能であった。同定されたセンチネルジンパ節の総数は87個で、1症例平均2.6個。そのうち、色素とRIの双方で同定されたもの23個(26.4%)、色素のみで同定されたもの24個(27.6%)、RIのみで同定されたもの50個(57.5%)であった。2群リンパ節がセンチネルリンパ節と同定されたものは6症例(18.7%)6個であった。センチネルリンパ節に転移を認めた症例は筋層に達した癌の1例のみであった。センチネルジンパ節には転移がなく、それ以外のリンパ節に転移を認めた2例は、いずれも進行癌で肉眼的にリンパ節転移陽性であった。(5)考察:RI法と色素法で、センチネルリンパ節の一致串は必ずしも高くなく、複雑なリンパ流上にあるセンチネルリンパ節の検索に双方を併用することは意義があると考えられた。また、肉眼的リンパ節転移陽性例はセンチネル理論が成り立たないと考えられた。2.胃癌のセンチネルリンパ節の術中転移診断(1)対象と方法:術中に同定したセンチネルジンパ節術中最大割面における迅速病理組織診およびリンパ節細切によるサイトケラチンを用いたタッチ細胞診およびPCR法を行った。(2)結果:研究期間中にセンチネルリンパ節への転移陽性例は認めなかった。(1)胃癌のセンチネルリンパ節の同定RI法と色素法を併用し、胃癌のセンチネルリンパ節の同定とマッピングを行った。現在までに、術前深達度が固有筋層までに止まると診断した31例の集積がある。センチネルリンパ節の同定は、術前日に内視鏡を用いて粘膜下層に99m-Tm Colloidを注入し、術中ガンマプローブにてセンチネルリンパ節を同定するRI法と、術中漿膜側よりindocyanine green25mg/5mlを注入し、着色したリンパ節を全てセンチネルリンパ節と見なして摘出し、転移の有無を検討する色素法を併用した。センチネルリンパ節は、28例(90.3%)で同定可能であった。同定されたセンチネルリンパ節の総数は75個で、1症例平均2.7個。そのうち、色素とRIの双方で同定されたもの16個(21.3%)、色素のみで同定されたもの22個(29.3%)、RIのみで同定されたもの37個(49.3%)であった。2群リンパ節がセンチネルリンパ節と同定されたものは6症例(21.4%)6個であった。

センチネルリンパ節に転移を認めた症例は筋層に達した癌の1例のみであった。センチネルリンパ節には転移がなく,それ以外のリンパ節に転移を認めた2例は、いずれも進行癌で肉眼的にリンパ節転移陽性であった。以上の結果から、RI法と色素法で、センチネルリンパ節の一致率は必ずしも高くなく、複雑なリンパ流上にあるセンチネルリンパ節の検索に双方を併用することは意義があると考えられた。また、肉眼的リンパ節転移陽性例はセンチネル理論が成り立たないと考えられた。(2)胃癌のセンチネルリンパ節の術中転移診断術中に同定したセンチネルリンパ節術中最大割面における迅速病理組織診およびリンパ節細切によるサイトケラチンを用いたタッチ細胞診およびPCR法の結果、現在までにセンチネルリンパ節への転移陽性例を認めていない。今後症例を増やし、検討を継続してゆく予定である。1.胃癌のセンチネルリンパ節の同定(1)RI法と色素法を併用し、胃癌のセンチネルリンパ節の同定とマッピングを行った。(2)対象:術前深達度が固有筋層までに止まると診断した原発性胃癌34例。(3)センチネルリンパ節の同定:術前日に内視鏡を用いて粘膜下層に99m-Tm Colloidを注入し、術中ガンマプローブにてセンチネルリンパ節を同定するRI法と、術中漿膜側よりindocyanine green25mg/5mlを注入し、着色したリンパ節を全てセンチネルリンパ節と見なして摘出し、転移の有無を検討する色素法を併用した。(4)結果:センチネルリンパ節は、32例(94.1%)で同定可能であった。同定されたセンチネルリンパ節の総数は87個で、1症例平均2.6個。そのうち、色素とRIの双方で同定されたもの23個(26.4%)、色素のみで同定されたもの24個(27.6%)、RIのみで同定されたもの50個(57.5%)であった。2群リンパ節がセンチネルリンパ節と同定されたものは6症例(18.7%)6個であった。(5)考察:RI法と色素法で、センチネルリンパ節の一致率は必ずしも高くなく、複雑なリンパ流上にあるセンチネルリンパ節の検索に双方を併用することは意義があると考えられた。2.胃癌のセンチネルリンパ節の術中転移診断(1)対象と方法:術中に同定したセンチネルリンパ節術中最大割面における迅速病理組織診およびリンパ節細切によるサイトケラチンを用いたタッチ細胞診およびPCR法を行った。(2)結果:研究期間中にセンチネルリンパ節への転移陽性例は認めなかった。
HCGホルモンの糖鎖を利用した霊長類の生殖戦略の解析-レクチンによる末梢血免疫細胞の母体血管機能制御機構-

妊娠中の末梢血単核球(PBMC)の機能変化とHCGのPBMC機能に対する効果を評価する目的で、非妊娠および妊娠初期、中期および末期の女性より同意のもとに末梢血を採取し、PBMCを単離培養後、培養液中のサイトカインを測定した。次にendothelial cells derived from human lung (ECDHL)を用いて単層培養し、これに上記に準じて単離したPBMCを共培養してECDHLとのdirect contactで培養液中への分泌が亢進する液性因子を検討して共培養後にPBMCとECDHLからmRNAを抽出して両細胞における遺伝子発現の変化をeNOSを含めて観察し、さらにPBMC単独またはECDHLとの共培養条件下にrecombinant HCG(1、10、100IU/ml)を添加し培養液中の産生量およびmRNA発現の変化を検討した。次に妊娠中のPBMCの機能変化とHCGのPBMC機能に対する作用を解析する目的で、PBMCをECDHLと共培養し、recombinant HCG(100IU/ml)を添加した群と無添加群との間においても共培養細胞での発現変化のあった遺伝子についてmicroarray法を用いてその検出を試みた。これらの結果、IL-8およびVEGFの産生がHCGの作用で増強すること、および実際に卵巣過剰刺激症候群の患者ではこれらの産生が亢進していることが示された。またHCGの作用に対するレクチン-グリカン系の関与について解析する目的で、種々のHCGホルモン関連分子のLH/HCG受容体を介した生物学的活性を体外受精-胚移植法時に患者同意のもと採取され、分離培養した顆粒膜細胞のプロゲステロン産生を指標に、PBMCのIL-8産生量を測定し評価したところ、HCGがレクチン-グリカン系を介して免疫細胞への生物学的活性を示していることが判明した。
小耳症軟骨細胞を用いて誘導した再生軟骨とその長期移植成績

2種類のヒト耳介由来軟骨組織(たち耳軟骨および小耳症軟骨)から単離した軟骨細胞を用いて軟骨再生誘導を試みた。実験1:培養したヒトたち耳軟骨細胞および小耳症軟骨細胞を生分解性高分子に播種し、無胸腺マウスの背部皮下に細胞・高分子の複合体を移植した。再生軟骨の形状、組織像およびmRNA発現の変化について比較検討した。【結果】(1)ヒトたち耳軟骨と小耳症軟骨における組織所見の比較:たち耳軟骨および小耳症軟骨の両群の細胞外基質内線維成分には、大量の弾性線維が含まれ、この性状によって耳介軟骨に特徴的な弾力性が付与された。(2)ヒトたち耳および小耳症軟骨細胞を用いた軟骨再生と長期移植成績:両群の複合体において、軟骨基質は経時的に強いサフラニンO陽性反応を示し、軟骨細胞から産生されるプロテオグリカンは、経時的に増加する傾向が示唆された。一方、軟骨の生成部位に一致して細胞を取り巻くように存在する網目模様を呈した弾性線維が観察され(Verhoff弾性染色)、経時的に増加する傾向が観察された。RT-PCR法により、両群において再生軟骨組織におけるmRNA発現(II型コラーゲン、Elastin、およびSox 5のmRNA発現)は経時的に増加傾向を示した。これらの結果より、再生軟骨組織における軟骨細胞および細胞外基質の成熟過程は、移植後の長期間に及んで進行していることが判明した。実験2:細胞増殖因子(OP-1)徐放化システムが再生軟骨組織に及ぼす影響について検討した。【結果】実験1と同様に作製した複合体に、細胞増殖因子(OP-1)徐放化システムを導入した。その結果、発現量は経時的に増加したが、実験1において認められた発現量に比較して差異は認められなかった。このことから、再生軟骨組織において細胞増殖性サイトカインであるOP-1を添加しても細胞外マトリックス形成が促進する所見は観察されなかった。これまでわれわれは、体内より採取が可能な軟骨(関節軟骨、肋軟骨、鼻中隔軟骨および耳介軟骨など)に注目し、動物(ウシ)由来の軟骨細胞をこれらの4部位から採取し、各軟骨細胞をin vitroにて培養して細胞増殖能および基質産性能を比較検討した。その結果、耳介軟骨細胞の基質には、(1)弾性繊維が大量に含まれる特徴を有していること、(2)正常耳介の軟骨基質に近似したmRNA発現が認められたこと、を報告した。さらに、in vivoで再生誘導した耳介形状軟骨の3次元形状の再現性および遺伝子発現の長期結果について検討した。その結果、耳介軟骨細胞から再生誘導された軟骨組織では、長期的に3次元形状および細胞外基質が維持されていることを報告した。これらの研究から、耳介の軟骨再生における至適細胞供給源として、耳介軟骨細胞が有力な候補となりえることが示唆された。一方、これまでの耳介形状軟骨の再生誘導に関する研究において、ヒト由来の軟骨細胞を用いた報告は数少なく、ヒト耳介軟骨細胞から耳介特有の質感を反映する軟骨再生が可能かどうか、さらに小耳症軟骨を細胞供給源として利用することは可能かどうかに関しては、未解決な問題として残されている。そこで本研究では、ヒト小耳症軟骨から単離した軟骨細胞をナノファイバーPGAと組み合わせて再生誘導を試み、再生軟骨の長期結果を検討する。コントロール群として、正常耳介軟骨の性状に近いヒトたち耳軟骨細胞を用いる。さらに本モデルに細胞増殖因子(OP-1)徐放化システムを導入し、OP-1による軟骨再生の促進効果について検討する。平成28年度の研究では、ヒトたち耳軟骨および小耳症軟骨細胞を単離・培養し、生分解高分子に播種した。長期移植成績の特徴を詳細に理解するため、無胸腺マウスの背部皮下に細胞・高分子(ナノファイバーPGA)複合体を移植して軟骨再生を誘導し、再生軟骨の形状、組織像、および遺伝子発現の変化について比較検討した。複合体の採取は、移植後5週目、10週目、20週目および40週目に行った。摘出標本について、(1)形状計測を行い、採取した再生軟骨組織の長さ(長軸方向)、幅(横軸方向)、厚さを計測した。(2)組織学的検索では、プロテオグリカン産生状況を調べるためにSafranin O染色、弾性線維を調べるためにVerhoeff染色を施した。(3)遺伝子発現では、再生組織における軟骨関連遺伝子(Type IIおよびIII Collagen, Elastin, Sox 5)の発現を、RT-PCR法を用いて解析した。さらに、in vivoで再生誘導した耳介形状軟骨の3次元形状の再現性およびmRNA発現の長期結果について検討した。これらの報告から、耳介の軟骨再生における至適細胞供給源として、耳介軟骨細胞が有力な候補となりえることが示唆された。

そこで、本研究では、ヒト耳介軟骨の性状に近いたち耳軟骨および小耳症軟骨の2種類のヒト耳介由来軟骨組織から単離した軟骨細胞を用いて再生誘導を試みた。平成28年度の実験実績では、培養したヒトたち耳軟骨細胞および小耳症軟骨細胞を生分解性高分子に播種した。長期移植成績の特徴を詳細に理解するため,無胸腺マウスの背部皮下に細胞・高分子の複合体を移植して軟骨再生を誘導し、再生軟骨の形状、組織像およびmRNA発現の変化について比較検討した。さらに平成29年度の実験実績では、軟骨再生に重要な役割を果たすサイトカインとしてOPー1を選択し、細胞増殖因子(OP-1)徐放化システムが再生軟骨組織に及ぼす影響について検討した。理由)平成28年度:ヒトたち耳および小耳症軟骨細胞を用いた軟骨再生と長期移植成績、について以下の点を明らかとした。1.ヒトたち耳および小耳症軟骨細胞を高分子に播種して、2群の複合体を作製した。複合体を無胸腺マウスの背部皮下に移植し、in vivoにおける再生軟骨組織の経時変化を、肉眼所見、組織学的、分子生物学的に検討した。その結果、両群のすべての複合体から、白く光沢があり、本来の高分子形状が比較的維持された再生軟骨が観察された。2.サフラニンO染色を用いた組織学的検索では、両群の複合体において、軟骨基質は経時的に強い陽性反応を示し、軟骨細胞から産生されるプロテオグリカンは、経時的に増加する傾向を示した。3.RT-PCR法により、軟骨関連遺伝子であるII型コラーゲン、Elastin、およびSox 5のmRNA発現の経時的変化を調べ、再生軟骨組織の制御機構を検討した。その結果、両群において、再生軟骨組織におけるmRNA発現は、経時的に増加傾向を示した。これらの結果より、小耳症軟骨細胞を細胞供給源とする再生軟骨の成熟過程は、正常軟骨と同様な過程を経て進行することが判明した。平成29年度:細胞増殖因子(OP-1)徐放化システムが軟骨再生に及ぼす影響平成28年度と同様に、2群の細胞・高分子の複合体を作成した。それぞれの複合体に細胞増殖因子(OP-1)徐放化システムを導入した。その後、無胸腺マウスの背部皮下に移植した。その結果、肉眼所見、組織所見、RT-PCR法による軟骨関連遺伝子(II型コラーゲン、Elastin、およびSox 5)のmRNA発現量に変化は認めなかった。このことから、再生軟骨組織において細胞増殖性サイトカインであるOP-1を添加しても細胞外マトリックス形成が促進する所見は観察されなかった。2種類のヒト耳介由来軟骨組織(たち耳軟骨および小耳症軟骨)から単離した軟骨細胞を用いて軟骨再生誘導を試みた。実験1:培養したヒトたち耳軟骨細胞および小耳症軟骨細胞を生分解性高分子に播種し、無胸腺マウスの背部皮下に細胞・高分子の複合体を移植した。再生軟骨の形状、組織像およびmRNA発現の変化について比較検討した。【結果】(1)ヒトたち耳軟骨と小耳症軟骨における組織所見の比較:たち耳軟骨および小耳症軟骨の両群の細胞外基質内線維成分には、大量の弾性線維が含まれ、この性状によって耳介軟骨に特徴的な弾力性が付与された。(2)ヒトたち耳および小耳症軟骨細胞を用いた軟骨再生と長期移植
悪性中皮腫の細胞表面巨大分子複合体による病態制御機構の解明

胸膜悪性中皮腫(MPM)は胸膜中皮細胞を発生母地とする極めて悪性度の高い腫瘍である。多くの新薬の臨床試験が行われているが、いまだ期待される新薬はない。われわれが開発発見したCD26分子及びCD26抗体に基づいた本研究により、MPMの治療抵抗性、浸潤転移などの臨床的特性が明らかになり、CD26及びその関連分子を中心としたMPMの浸潤転移機構を解明した。特にSSTR4、ペリオスチン、インテグリンを含むCD26分子複合体の詳細を解明し、細胞内及び細胞外を相互につなげるMPM細胞膜のプラットフォームの本体を明らかにした。その結果、MPMの病態解明及び新規治療薬開発の基盤を構築することが可能となった。(1)ソマトスタチン受容体(SSTR4)作動薬L803087とCD26抗体併用による悪性胸膜中皮腫(MPM)細胞の増殖・遊走・浸潤抑制効果を、in vitro及びin vivo実験により実証した。また、CD26とSSTR4によるMPM細胞の増殖・遊走・浸潤メカニズムを、変異削除体利用した分子生物学実験によって、解明した。これにより、MPM細胞の増殖・遊走・浸潤に機能する重要な分子であるCD26とSSTR4の機能的な結合ドメインが明らかとなり、分子標的薬の開発につながる成果を得ることが出来た。(2)SSTR4とともにCD26と相互作用する分子としてペリオスチンを同定した。ペリオスチンは、接着分子であるインテグリンを介して細胞浸潤機能を促進する細胞外マトリックス分子であるが、MPMにおける機能は不明であった。本研究において、CD26細胞内ドメインの発現レベルが異なる種々のMPM細胞株を用いて、CD26細胞内ドメインと相互作用してペリオスチンの転写を促進するシグナル分子を同定した。これにより、ペリオスチンがMPMの治療標的となる可能性が示された。(3)CD26分子を基点として、SSTR4、ペリオスチン、インテグリン、さらに、テトラスパニンファミリーのCD9分子が相互作用して、MPM細胞の増殖・遊走・浸潤を制御していることを解明した。以上の成果により、MPM細胞において、細胞膜上のCD26分子を中心としてインテグリンやペリオスチン、SSTR4を含んだ巨大分子複合体が明らかとなり、これら分子群によるMPM細胞の増殖・遊走・浸潤制御機構が明らかとなり、より有効な治療法が望まれる悪性中皮腫の新規治療開発につながる。計画初年度は、当初の予定通りin vitro実験での成果が得られた。これらの成果をもとに、次年度はin vivo実験により、CD26分子を中心とした悪性中皮腫の分子標的薬の実証を行う予定である。MPMの治療抵抗性、浸潤転移などの臨床的特性を明らかにし、CD26抗体の作用メカニズムと併用療法の分子標的探索を行うため、CD26及びその関連分子に焦点をあて、申請者がこれまで蓄積してきた基礎及び臨床データに基づき、種々のMPM細胞株によるin vitro、in vivo実験で解析して以下の成果を得た。[1] MPMにおけるCD26分子複合体の同定と細胞内シグナルの解析:CD26との結合が確かめられたソマトスタチン受容体及びペリオスチンの発現をRNAiで抑制し、CD26分子複合体による細胞増殖、遊走、浸潤の制御を実証した。また、これらタンパク質を恒常的にノックダウンした種々のMPM細胞株(ルシフェラーゼ遺伝子導入済み)を樹立し、マウスに移植してMPMの増殖や浸潤・転移をin vivo実験にて解析し、更に、これらの細胞株を移植したNOGマウスにCD26抗体、SSTR4作動薬を投与して、治療効果を証明した。以上により、CD26を中心とした分子複合体によるMPM浸潤促進作用の一連のメカニズムを解明し、CD26抗体と併用してMPMの治療効果を増強する併用薬を実証できた。[2] CD26を含む分子複合体の臨床的意義の解析:MPM手術検体を、について、CD26分子複合体の免疫組織染色を行って、[1]の結果を実証した。さらに、悪性中皮腫を中心とする疾患に対するト化CD26抗体臨床試験において、その治療効果を確認し、治療予測に使用可能な血清バイオマーカーを同定した。これらの研究成果は、欧米の専門誌に発表して評価を受けた。以上の研究成果により、CD26分子複合体を介してMPMの浸潤を促進する一連のメカニズムと、MPMの組織型と化学療法感受性、予後、進行度との関係を明らかにし、ヒト化CD26抗体の有効性が実証できた。(1)CD26との結合が確かめられたタンパク質の発現をRNAiで抑制し、CD26分子複合体による細胞増殖、遊走、浸潤の制御を実証する。

また、これらタンパク質を恒常的にノックダウンした種々のMPM細胞株(ルシフェラーゼ遺伝子導入済み)を樹立し、マウスに移植してMPMの増殖や浸潤・転移をin vivo実験にて解析する。さらに、これらの細胞株を移植したNOGマウスにCD26抗体、SSTR4作動薬を投与して、治療効果を証明する。以上により、CD26を中心とした分子複合体によるMPM浸潤促進作用の一連のメカニズムを解明し、CD26抗体と併用してMPMの治療効果を増強する併用薬を実証する。(2)MPMの増殖・遊走・浸潤を抑制する種々のSSTR4作動薬をスクリーニングするため、ソマトスタチン類似化合物ライブラリーを用いて、CD26分子をノックダウン或いはCD26抗体処理した細胞株に添加してin vitroスクリーニング実験を行う。in vitroスクリーニングで同定したSSTR4作動薬をMPM細胞を移植したNOGマウスにCD26抗体とともに投与して腫瘍形成能を解析する。(3)上記[で同定した分子の発現を臨床検体で免疫染色法により確認する。小児科学
サーカディアンリズム関連因子に着目した予測できない突出痛原因の解明と予防法の開発

本研究では、睡眠を始めとしたサーカディアンリズム関連因子と突出痛との関連性を明らかにすることを目的としている。平成30年度には多施設共同試験を継続的に進行した。平成29年度末から、共同研究実施施設を増加した結果、症例は着実に増えて平成30年度末の時点で当初の目標の半数程度に到達した。しかしながら、残りの研究期間が1年であることと、共同研究者の異動により症例集積ペースの今以上の増加が見込まれないことなどを考慮したところ、現実的には目標症例に到達はしていないが、現段階(50名、目標症例の50%)で中間的に解析を行うこととした。現在、予測できない突出痛の原因に関して、複数の観点から解析を進めているところである。共同研究担当者の異動により症例集積ペースの今以上の増加が見込まれず、当初の目標症例数(100例)を変更したため(目標50例)。残りの研究期間が1年であることと、共同研究者の異動により症例集積ペースの今以上の増加が見込まれないことなどを考慮したところ、現実的には、目標症例に到達はしていないものの現段階で中間的に解析を行うこととした。その結果を踏まえ、当初の予定通り、最終年度は突出痛原因解明に向けた薬学的介入に関する検討に着手する予定である。平成28年度には、以下のように、主に市立芦屋病院においてプロトコールの最適化を検討した後、臨床試験を開始した。また、多施設共同試験の準備を進めた。1.プロトコールの最適化および臨床試験の開始緩和ケアチームを交えたディスカッションを重ね、研究実施体制を整備するとともに、プロトコールの最適化を進めた。具体的には、痛みや睡眠に関する質問票における一部の回答項目を結果解析に差し支えない程度で省略および簡素化し、対象患者が回答しやすいように改善した。その後、若干名に対してではあるが、臨床試験を開始した。対象患者は、オピオイドによる疼痛コントロールが良好であるがん患者とした。そして、痛み(原因が明らかなもの、例えば、定期オピオイドの切れ目や体動に伴う痛みなどは除く)の出現時間やその程度を記録するとともに、アクチグラフや質問票による主観的/客観的な睡眠の評価、サーカディアンリズムの測定、病院不安抑うつ評価尺度による不安・抑うつ症状の評価、診療記録を用いた患者背景因子の調査を実施した。2.多施設共同試験の準備将来的に多施設共同試験へと展開していくために、平成28年度内に、2施設へ研究協力を依頼した。その内、1施設からは本研究協力への受諾が得られたため、平成29年度から当該施設においても臨床試験を実施する予定である。平成28年には、プロトコールの最適化を完了し、若干名ではあるが臨床試験を開始できた。さらに、試験参加者に対する、痛みや睡眠に関する質問票での調査やアクチグラフによるサーカディアンリズム測定、並びに、診療記録を用いた患者背景因子の調査は、滞りなく実施できることを確認できた。また、目標試験参加者数を確保するために、市立芦屋病院以外の施設へ本研究への協力をお願いし、平成29年度から新たに1施設が本研究に参加することとなった。平成29年度には多施設共同試験を開始した。当初は2施設から開始したが、目標症例数を集めるために徐々に協力していただける施設を増やしていき、平成29年度内では合計4施設において共同試験を実施できるに至った。そして、1年間を通して、疼痛評価(原因が明らかなもの、例えば、定時オピオイドの切れ目や体動に伴う痛みなどは除く)、アクチグラフや睡眠質問票による主観的/客観的な睡眠評価、サーカディアンリズム測定、病院不安抑うつ評価尺度による不安・抑うつ症状の評価、患者背景調査等を実施した。その結果、本臨床試験にエントリーした患者数は40名となった。目標症例数にまだ到達していないため、詳細な結果解析は行っていないが、調査票によって得られた疼痛に関するデータやアクチグラフにより得られた睡眠に関するデータは、随時、医師や看護師と共有し、治療方針を検討する情報の一つとなっている。また、希望のあった患者には、そのデータをフィードバックしており、その際の患者との会話を通して不眠の原因を評価し、必要に応じて処方薬の変更等の改善策を提案している。臨床試験自体は、平成28年度に最適化したプロトコールに基づき問題なく進行しているが、患者状態の急変や投与薬の変更等で選定基準を満たさなくなる患者が一定数存在し、1施設当たりの症例数の増加は望みにくいという課題が明らかになった。平成29年度には、多施設共同試験を円滑に開始することができた。しかしながら、目標症例数にはいまだ到達していない。これは、当初の予定よりも患者状態の急変や投与薬の変更等により対象基準を満たさなくなる患者が多かったことが原因であると考えられる。

しかしながら、残りの研究期間が1年であることと、共同研究者の異動により症例集積ペースの今以上の増加が見込まれないことなどを考慮したところ、現実的には目標症例に到達はしていないが、現段階(50名、目標症例の50%)で中間的に解析を行うこととした。現在、予測できない突出痛の原因に関して、複数の観点から解析を進めているところである。共同研究担当者の異動により症例集積ペースの今以上の増加が見込まれず、当初の目標症例数(100例)を変更したため(目標50例)。まずは、試験参加者数を増やし、解析に必要なデータを十分に収集することが重要であると考えている。そのため、現在、より多くの施設と共同試験を実施するための準備を進めている。得られた結果に対しては、主に多変量解析により、サーカディアンリズム関連因子と突出痛の関連性を検証する。その後、関連性が見られた因子に対する前向き介入試験を実施する準備を進める。対象患者数を増やし、解析に必要なデータを十分に収集することが重要であると考えている。1施設あたりの対象患者数を増やすのは困難であることが分かったため、より多くの施設と共同試験を実施できるように準備を進めている。得られた結果に対しては、主に多変量解析により、サーカディアンリズム関連因子と突出痛の関連性を検証し、その後は、関連性が見られた因子に対する前向き介入試験を実施する準備を進める。残りの研究期間が1年であることと、共同研究者の異動により症例集積ペースの今以上の増加が見込まれないことなどを考慮したところ、現実的には、目標症例に到達はしていないものの現段階で中間的に解析を行うこととした。その結果を踏まえ、当初の予定通り、最終年度は突出痛原因解明に向けた薬学的介入に関する検討に着手する予定である。当初の予定では、尿中メラトニンを測定するために物品費を多く計上していたが、平成28年度に実施したプロトコールの最適化により、尿中メラトニン測定にかかる予算が減少したため次年度使用額が生じた。当初の想定よりも1施設あたりの対象患者が少なくなったため、サーカディアンリズム測定にかかる物品代が減少し、次年度使用額が生じた。当初の予定では、尿中メラトニンの測定のために物品費を計上していたが、平成30年度の対象者では、尿中メラトニン測定に同意された患者がいなかったため、次年度使用額が生じた。差額は、引き続き多施設共同試験を推進するために必要な物品費(アクチグラフ、尿中メラトニン測定代など)に充てる予定である。多施設共同試験を推進するために必要な物品(アクチグラフ、アクチグラフ専用解析ソフトなど)の準備に充てる予定である。第2回芦屋病院緩和ケア勉強会発表演題「緩和ケアにおける客観的な予後予測法の開発」
沿岸流域における地下水流動にともなう浄化機能を考慮した窒素流出の定量化

最終年度である本年度は,主に,前年度までに得られた1)沿岸地下水中での窒素浄化機構の解明および2)窒素浄化能の算出の結果についてのまとめを行い,3)窒素流出を定量化することを目的とし,以下のとおりに実施した.1.地形勾配が急な瀬戸内海沿岸の農業流域に設置した観測井において,原位置脱窒実験を行った結果,流速が比較的遅い深度の地下水では,明瞭な脱窒が生じる傾向が確認されたのに対し,流速が比較的速い深度においては,そのような結果が確認されなかった.2.地下水流速の遅い中国黄河河ロデルタ地域において,地下水流動にともなう硝酸性窒素濃度および硝酸の窒素安定同位体比の変化を確認するとともに,観測井において原位置脱窒実験を行った.その結果,地下水流出域において明瞭な脱窒反応が生じていることが確認された.さらに,涵養域においても生じていることが明らかになった.これは,瀬戸内の急勾配流域とは明らかに異なる結果であり,脱窒反応が,地下水流速の影響を強く受けていることが明らかになった.3.帯水層の水理特性およびトレーサー法に基づき,試験流域の地下水流速を見積もるとともに,地下水中での硝酸性窒素濃度の変化を確認した結果,間隙流速およびダルシー流東と地下水中での硝酸性窒素濃度減少量との明瞭な負の相関が明らかになった.この結果は,地下水流速が小さな領域ほど,顕著な濃度減衰が生じることを示している.さらに,従来の研究結果を踏まえた考察から,流域スケールでは,流域の動水勾配および地形勾配と硝酸性窒素濃度減衰との明瞭な負の相関が確認でき,地形によってもおおむね硝酸性窒素濃度減衰を推定できることが明らかになった.また,以上の結果から,窒素減衰の生じない臨界地下水流速が定義された.本年度は,主に,沿岸地下水中での窒素浄化機構の解明を自的とし,以下のとおりに実施した.1.試験流域として,瀬戸内海沿岸の島嶼部に位置する農業流域を設定し,それらの流域において,沿岸地下水中で硝酸性窒素濃度の減衰が起こることを確認した.また,その現象には,海水等による希釈作用の影響のみではなく,脱窒による自然浄化機能が大きく寄与している可能性が高いことが明らかになった.2.(1)で得られたデータを基に,流域における窒素収支計算を行い,沿岸地下水中での硝酸性窒素浄化能の評価を行った.その結果,流域に対する肥料起源の窒素インプット量のうち約1040%が地下水中で消失していると見積もられた.3.試験流域において,地下水中での窒素安定同位体比の分布を確認した.その結果,深度約2030mの比較的深い地下水においては,沿岸域で,硝酸性窒素濃度の減少にともない同位対比が上昇する傾向がみられ,脱窒反応による同位体濃縮を示唆する結果を示した.また,同位体比の値から,試験流域における地下水中の窒素の起源は,主に化学肥料と家庭排水であることが推定された.4.以上の研究成果について,国内の学会(計3件),および国際会議(計1件)において発表を行った.以上の結果を踏まえ,2年目となる来年度は,今年度に引き続き,現地における地下水のモニタリングを行うとともに,現地試験による脱窒反応の検証およびモデル計算による地下水流動のシミュレーションを行い,窒素浄化過程の時空間的変動について,明らかにしていく予定である.本年度は主に,沿岸地下水中での窒素浄化機構の解明および窒素浄化能の算出を目的とし,以下のとおりに実施した.1.瀬戸内海沿岸の農業流域(計3流域)および中国の黄河流域の沿岸部を対象とし,現地調査および地下水の水質分析を行った結果,いずれも地下水流動にともなう硝酸性窒素濃度の減衰が確認された.これらの結果から,沿岸地下水中における窒素浄化作用の普遍性が示唆された.2.沿岸地下水の酸素および窒素安定同位体比の分布による検証を行った結果,硝酸性窒素濃度の減衰には,海水や降水等の混合による希釈のみではなく,脱窒作用による自然浄化が大きく寄与している可能性が高いことが明らかになった.特に,窒素安定同位体比は,硝酸性窒素濃度の減少にともない上昇する傾向がみられ,脱窒反応による同位体濃縮を示唆する結果を示した.3.沿岸部に設置した観測井において,トレーサー注入式現地脱窒試験を行い,脱窒作用の有無を確認するとともに,窒素浄化能の評価を行った.その結果いずれの試験地においても,地下水中で脱窒反応が生じていることが明らかになった.また,トレーサーとして注入された窒素量のうち,約5090%が脱窒により消失していると見積もられた.4以上の研究成果について,国際会議(計4件)国内の学会(計4件)および国内シンポジウム(計1件)において発表を行った.以上の結果を踏まえ,最終年度となる来年度は,沿岸地下水中における脱窒プロセスの普遍化を念頭、に置いた検証および解析を行っていく.具体的には,モデル計算等により地下水流動のシミュレーションおよび脱窒反応に関する地球化学的解析を行っていく予定である.最終年度である本年度は,主に,前年度までに得られた1)沿岸地下水中での窒素浄化機構の解明および2)窒素浄化能の算出の結果についてのまとめを行い,3)窒素流出を定量化することを目的とし,以下のとおりに実施した.1.地形勾配が急な瀬戸内海沿岸の農業流域に設置した観測井において,原位置脱窒実験を行った結果,流速が比較的遅い深度の地下水では,明瞭な脱窒が生じる傾向が確認されたのに対し,流速が比較的速い深度においては,そのような結果が確認されなかった.

2.地下水流速の遅い中国黄河河ロデルタ地域において,地下水流動にともなう硝酸性窒素濃度および硝酸の窒素安定同位体比の変化を確認するとともに,観測井において原位置脱窒実験を行った.その結果,地下水流出域において明瞭な脱窒反応が生じていることが確認された.さらに,涵養域においても生じていることが明らかになった.これは,瀬戸内の急勾配流域とは明らかに異なる結果であり,脱窒反応が,地下水流速の影響を強く受けていることが明らかになった.3.帯水層の水理特性およびトレーサー法に基づき,試験流域の地下水流速を見積もるとともに,地下水中での硝酸性窒素濃度の変化を確認した結果,間隙流速およびダルシー流東と地下水中での硝酸性窒素濃度減少量との明瞭な負の相関が明らかになった.この結果は,地下水流速が小さな領域ほど,顕著な濃度減衰が生じることを示している.さらに,従来の研究結果を踏まえた考察から,流域スケールでは,流域の動水勾配および地形勾配と硝酸性窒素濃度減衰との明瞭な負の相関が確認でき,地形によってもおおむね硝酸性窒素濃度減衰を推定できることが明らかになった.また,以上の結果から,窒素減衰の生じない臨界地下水流速が定義された.