hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シェ-グレン症候群患者単核球移入後のSCIDマウスにおける病態の解析

1.SCIDマウスの組織学的検索では、NNL群以外で、腹腔リンパ節の腫脹と肝臓、腹腔内に腫瘍組織を認めた。病理組織学的に腫瘍構成細胞は異型性を示す大型細胞とblasticな中型細胞からなり、肉芽腫の形成などを示さないことから形態学的にnon-Hodgkin typeの悪性リンパ腫と診断した。2.SCIDマウス各臓器でのサイトカイン発現の検討では、腫瘍を認めたマウス各臓器において、IL-6は肝臓、リンパ節、腹腔内腫瘍組織に強い発現がみられ、脾臓で弱く、腎臓では認められなかった。また、IL-1beta,TNF,ADFもIL-6と同様に強い発現が認められた。3.SCIDマウス血清中のヒト免疫グロブリン量の検出では、SGL群では注入後2週目から上昇を認め、6週目で急激に上昇した。SPL群では6週から上昇を認め、9週目で急激な上昇を認めた。NPL群では2週目から9週目まで緩やかな上昇を認めたが、NNL群ではほとんど変化なく低値を示した。4.SCIDマウス末梢血MCにおけるEBVの量的推移では、患者唾液腺MCでは明らかなEBVを認めたが、マウス移入後、減少傾向を呈し、4週目以後上昇傾向を示した。SPL,NPL群では、末梢血MCでは極めて少数または検出不可能であったが、7週目よりHLA-DQalphaと共に上昇傾向を示した。NNL群ではEBVは認められず、HLA-DQalphaも移入後から減少し、3週目では消失した。また、SCIDマウス肝臓に見られた腫瘍組織ではいずれも強いEBVとHLA-DQalphaのシグナルを認めた。以上の事から、本疾患に認められるにpolyclonal B-cell activationにEBVやEBV感染に伴う様々なサイトカインの関与が示唆され、加えてSCIDマウスはEBV感染によるB細胞の病的変化を把握するための動物モデルとして有用であると考えられた。
環境温変化に伴う体温調節系と心循環器系の相互相関

筋交感神経活動MSNAと皮膚交感神経活動SSNAの共通性・相違性を明確化するために,環境温の変化を外乱とした体温調節機構応答を解析した.自律神経の変動計測にはmicroneurographyによりMSNAとSSNAを同時測定した.従来の研究で明らかとなった体温調節能の優劣(環境温変化に対する核心温変化の一定性)は交感神経反応が大きくMSNAとSSNAが共通性を持つことが重要であり,互いにたfeedbackあるいはfeedfoward系の一部として相補的に連携する,つまり体温調節は閉ループ制御だけでは機能せず,開ループ制御も兼備する必要がある.本研究ではこの機能を安静時におけるMSNAとSSNAとの相互相関のタイムラグの対称性を優劣の指標とした.8名の被験者に人工気候室内で両側の脛骨神経からMSNAとSSNAを同時記録し,室温25°C,15°C,40°Cの各環境で20分間滞在した際の相互相関と最大エントロピー法による周波数を解析した.体温調節能の優劣によらず各環境下において,心拍周期,呼吸周期,10秒(Mayerリズム),20秒周期のリズムに同期するスペクトルピーク(SP)が認められた.体温調節能優良者は心拍周期成分以外ではMSNAとSSNAに共通性を有していた.寒冷時にはMSNA, SSNAともに亢進し,Mayerリズムと同期した.暑熱時では心拍・呼吸由来周波数でSPの増大が認められた.暑熱下においてはMayerリズムが著現したが,循環血漿量減少により心循環器系が支配的になるためと推測された.体温調節能不良者は,暑熱下の各SSNAスペクトル帯域での分散が大きく,心循環器系成分に同期するSSNAのSPは体温調節能の優劣で異なっていた.心拍および20秒周期に同期するMSNAのSPは体温調節能の優劣により差異を生じ,SSNAによる末梢血管調節性放熱に依存することが示唆された.筋交感神経活動MSNAと皮膚交感神経活動SSNAの共通性・相違性を明確化するために,環境温の変化を外乱とした体温調節機構応答を解析した.自律神経の変動計測にはmicroneurographyによりMSNAとSSNAを同時測定した.従来の研究で明らかとなった体温調節能の優劣(環境温変化に対する核心温変化の一定性)は交感神経反応が大きくMSNAとSSNAが共通性を持つことが重要であり,互いにたfeedbackあるいはfeedfoward系の一部として相補的に連携する,つまり体温調節は閉ループ制御だけでは機能せず,開ループ制御も兼備する必要がある.本研究ではこの機能を安静時におけるMSNAとSSNAとの相互相関のタイムラグの対称性を優劣の指標とした.8名の被験者に人工気候室内で両側の脛骨神経からMSNAとSSNAを同時記録し,室温25°C,15°C,40°Cの各環境で20分間滞在した際の相互相関と最大エントロピー法による周波数を解析した.体温調節能の優劣によらず各環境下において,心拍周期,呼吸周期,10秒(Mayerリズム),20秒周期のリズムに同期するスペクトルピーク(SP)が認められた.体温調節能優良者は心拍周期成分以外ではMSNAとSSNAに共通性を有していた.寒冷時にはMSNA, SSNAともに亢進し,Mayerリズムと同期した.暑熱時では心拍・呼吸由来周波数でSPの増大が認められた.暑熱下においてはMayerリズムが著現したが,循環血漿量減少により心循環器系が支配的になるためと推測された.体温調節能不良者は,暑熱下の各SSNAスペクトル帯域での分散が大きく,心循環器系成分に同期するSSNAのSPは体温調節能の優劣で異なっていた.心拍および20秒周期に同期するMSNAのSPは体温調節能の優劣により差異を生じ,SSNAによる末梢血管調節性放熱に依存することが示唆された.ヒトにおける交感神経活動は,末梢神経中において直接観察することが可能となり,筋支配の交感神経活動,筋交感神経活動(MSNA)と皮膚支配の交感神経活動,皮膚交感神経活動(SSNA)がある.MSNAは,骨格筋内細動脈の括約筋を支配し,血圧調節に重要な役割を果たす.また,血圧低下に対し賦活化,上昇に対し抑制され,圧受容器反射の支配下にあるとされている.一方,SSNAは,汗腺と皮膚血管の括約筋を支配し,体温調節に重要な役割を果たす.この両者において交感神経の中枢性支配があるとされ,ストレス,情動により両交感神経活動は増加するため,MSNAとSSNAには共通部分があると推測されている.体温調節能には暑熱反応と寒冷反応があり,暑熱反応に関しては,発汗機能皮膚血管拡張などにより対応し,寒冷反応に関しては,皮膚血管収縮,ふるえ,代謝亢進などにより反応する.そこで,安静時における共通性の探索より,このような環境温が変化したことによる体温変化時における検索によった解析を行えば,MSNAとSSNAの共通性,相違性が,より明確化する,換言すれば,交感神経活動の地域性がそれぞれ不明瞭化あるいは反対に明瞭化することが予測される.そこで,本年度の研究においては,寒冷曝露を核温変化より生じせしめ,その下降・上昇時におけるMSNAとSSNAの時系列解析を行うための基礎実験として両者の同時記録,中立温・安静時における両者の比較を行った.その結果,両者間には,呼吸の成分のリズムが存在することが判明した.

さらにSSNAと核心温との記録をもとに両者間には約8分の時間差が存在することが明らかとなった.これはSSNAにおけるさらに長い周期を示唆するものであり,寒冷曝露時における血管収縮を司るSSNAの重要性が強調された.ヒトにおける交感神経活動は,末梢神経中において直接観察することが可能となり,筋支配の交感神経活動,筋交感神経活動(MSNA)と皮膚支配の交感神経活動,皮膚交感神経活動(SSNA)がある.MSNAは,骨格筋内細動脈の括約筋を支配し,血圧調節に重要な役割を果たす.また,血圧低下に対し賦活化,上昇に対し抑制され,圧受容器反射の支配下にあるとされている.一方,SSNAは,汗腺と皮膚血管の括約筋を支配し,体温調節に重要な役割を果たす.この両者において交感神経の中枢性支配があるとされ,ストレス,情動により両交感神経活動は増加するため,MSNAとSSNAには共通部分があると推測されている.体温調節能には暑熱反応と寒冷反応があり,体温変化時における検索によった解析を行えば,MSNAとSSNAの共通性,相違性が,より明確化する,換言すれば,交感神経活動の地域性がそれぞれ不明瞭化あるいは反対に明瞭化することが予測される.そこで,昨年度の研究において実施した寒冷曝露を核温変化より生じせしめ,その下降・上昇時におけるMSNAとSSNAの時系列解析を行うための基礎実験として両者の同時記録,中立温・安静時における両者の比較の例数を増やした.その結果,両者間には,呼吸の成分のリズムが存在することが判明し,さらにSSNAと核心温との記録をもとに両者間には約8分の時間差が存在することが明らかとなった.これはSSNAにおけるさらに長い周期を示唆するものであり,寒冷曝露時における血管収縮を司るSSNAの重要性が強調された.一方,MSNAのなかにも血管収縮性交感神経活動成分としての呼吸成分,10秒リズム成分,およびvasomotionと思われる1分前後の成分が明らかとなった.筋交感神経活動MSNAと皮膚交感神経活動SSNAの共通性・相違性を明確化するために,環境温の変化を外乱とした体温調節機構応答を解析した.自律神経の変動計測にはmicroneurographyによりMSNAとSSNAを同時測定した.従来の研究で明らかとなった体温調節能の優劣(環境温変化に対する核心温変化の一定性)は交感神経反応が大きくMSNAとSSNAが共通性を持つことが重要であり,互いにfeedbackあるいはfeedfoward系の一部として相補的に連携する,つまり体温調節は閉ループ制御だけでは機能せず,開ループ制御も兼備する必要がある.本研究ではこの機能を安静時におけるMSNAとSSNAとの相互相関のタイムラグの対称性を優劣の指標とした.8名の被験者に人工気候室内で両側の脛骨神経からMSNAとSSNAを同時記録し,室温25_,15_,40_の各環境で20分間滞在した際の相互相関と最大エントロピー法による周波数を解析した.体温調節能の優劣によらず各環境下において,心拍周期,呼吸周期,10秒(Mayerリズム),20秒周期のリズムに同期するスペクトルピーク(SP)が認められた.体温調節能優良者は心拍周期成分以外ではMSNAとSSNAに共通性を有していた.寒冷時にはMSNA,SSNAともに亢進し,Mayerリズムと同期した.暑熱時では心拍・呼吸由来周波数でSPの増大が認められた.暑熱下においてはMayerリズムが著現したが,循環血漿量減少により心循環器系が支配的になるためと推測された.
抗老化食品因子とその誘導体の評価実験への線虫モデルの導入と作用機構の究明

線虫をモデル生物として使用し種々の機能性食品因子について寿命延長効果の有無を探査し、トコトリエノール、アスタキサンチン、セサミン、ビフィズス菌細胞壁に寿命延長効果のあることを明らかにした。これらの物質は熱や紫外線照射あるいは化学物質による酸化ストレスそして細菌感染に対する線虫の耐性を高めた。加齢に伴う運動性の低下も抑制した。ストレス耐性に与える効果は被験物質ごとに異なり、生体防御シグナル伝達経路に変異のある線虫を用いて作用機構を調べたところ、インスリン/IGF経路によるもの、p38 MAPK経路によるもの、両経路によるものなど、その作用機構もそれぞれに異なることが明らかになった。本研究は、抗老化や免疫栄養(Immunonutrition)に有効な機能性食品因子をin vivo試験でスクリーニングするためのモデルとして線虫の可能性を検討し、栄養学、農学および薬学研究者の知識統合により、新たな機能成分の探索とその作用機構を解明することを目的とする。24年度は、前年に開発した線虫のための経口投与法を用いて抗酸化性物質として知られる市販の各種化合物、分担研究者から提供された種々のポリフェノール重合体について線虫に対する効果を調べた。その結果、これまでに発見した乳酸桿菌、ビフィズス菌、δ-トコトリエノールやγ-トコフェロール、アスタキサンチン、セサミンの他に新たにナリンギン重合体が線虫に対して長寿効果を示した。しかしながら、再現性と安定性について検討の余地が残された。ビフィズス菌については、その細胞壁とプロトプラストの両方に長寿効果を有する物質が含まれていた。その作用機構をDNAマイクロアレイなどの分子生物学的解析により探ったところ、カロリー制限による寿命延長ではなく、転写因子のSKN-1を介して生体防御機構を賦活し長寿をもたらしていることが示唆された。しかし、その他の抗酸化化合物による寿命延長では、カルボニルタンパクやリポフスチンなど酸化ストレス指標で対照群との間に差が認められなかった。体外から投与した抗酸化物質は、むしろプロオキシダントとして酸化ストレスを与え、ホルミシス効果により寿命を延長しているものと推察される。以上の成績は、第2回モデル宿主国際会議でも評価され、Travel Awardを受賞した。米国の学会でも講演に招かれるなど、学術的に重要な成果として受け入れられつつある。25年度は、これまでに長寿効果を発見し確認できた食品因子のうち、セサミンとアスタキサンチンの作用機構を探った。セサミンは、寿命延長のみならず過酸化水素やパラコートなどの酸化剤あるいはレジオネラ感染などに対する抵抗性も付与した。DNAマイクロアレイとRT-PCRなどの分子生物学的解析により探ったところ、p38MAPK経路とインスリン/IGF経路を介してそれぞれの転写因子SKN-1とDAF-16を動員し、生体防御機構を賦活することで長寿をもたらす可能性が示された。アスタキサンチンも寿命延長以外にレジオネラ感染と熱ストレスに対する耐性を高める効果を示したが、その効果がdaf-16変異体では見られなくなったのに対しskn-1変異の影響は受けなかった。アスタキサンチンはセサミンと異なりもっぱらインスリン/IGF経路を介して作用していると推察される。両化合物ともに、カルボニルタンパクやリポフスチンなどの酸化ストレス指標では対照群との間に差が認められなかったことから、これらは単純に抗酸化物質として作用して長寿をもたらすのではないようだ。23年度は、線虫を免疫栄養モデルとして確立するための経口投与法を完成させ論文発表した。さらに、この方法を用いて抗酸化性物質として知られる市販の各種化合物、分担研究者から提供された種々のポリフェノール重合体や漢方製剤から抽出精製した抗酸化物、また水溶性化処理を加えた脂溶性抗酸化物について線虫に対する効果を調べた。その結果、トコトリエノール、γ-トコフェロール、アスタキサンチン、コエンザイムQ10などが線虫に対して長寿効果を示した。ビフィズス菌は、その細胞壁とプロトプラストの両方に長寿効果を有する物質が含まれていた。上記の抗老化物資の作用機構を探る目的で産卵能力や成長に与える影響を見たが、これを阻害する傾向は認められなかった。したがって、カロリー制限による寿命延長ではないと考える。物理化学的

ストレスや感染ストレスに対する抵抗性を賦活し、運動性を保持する効果が認められるが、化合物の種類によってそれぞれ異なっていた。したがって、これらの長寿効果は異なる機構によると推察され、DNAマイクロアレイなどの分子生物学的解析を行ったところ、その効果が転写因子DAF-16に依存する物質と依存しない物質に大別された。以上の成績は、抗老化食品因子や免疫栄養研究モデルとしての線虫の有効性を示しており、国際誌「Biogerontology」の総説で大きく取り上げられた(Ottaviani et al. 2011)。24年度には米国の学会にも招かれており、学術的に重要な成果として受け入れられつつものである。申請書の24年度の計画では、1抗老化成分の探索、2老化指標の測定・比較、3作用機構の究明となっている。1については6種の抗酸化物質が線虫に対して長寿効果を発揮すること、乳酸菌の細胞壁と細胞質の両方に同様の長寿効果があることを発見した。2では、老化指標として運動性、カルボニル化タンパク、リポフスチン、生体防御機能を測定し、乳酸菌が線虫の老化を抑制して寿命延長していることを示す所見が得られた。3に関しては、DNAマイクロアレイやRT-PCRそして変異体を用いた解析を実施し、これまで発見した長寿効果を有する物質の多くがDAF-2やDAF-16あるいはSKN-1を介して効果を発揮していることを明らかにできた。申請書の23年度の計画では、(1)抗老化成分の探索、(2)老化指標の測定・比較、(3)作用機構の究明となっている。(1)については5種の抗酸化物質が線虫に対して長寿効果を発揮すること、乳酸菌の細胞壁と細胞質の両方に同様の長寿効果があることを発見した。(2)では老化指標の測定によって乳酸菌が線虫の老化を抑制して寿命延長していることを示唆し、(3)として計画通りDNAマイクロアレイによる解析を実施できた。上記のように2324年度の計画が予定通り進行したので、申請書の24年度以降の研究計画に従って今後は長寿効果を有する化合物の探査を継続するとともに、先に発見した化合物が線虫の寿命を延長させる機構の究明により多くの力点を置くこととする。レポーターアッセイなども既に一部実施したので、25年度は特に干渉RNA法による作用機構の探求に向けて予備実験を行い、26年度以降の研究へと繋げる準備とする。上記のように23年度の計画が予定通り進行したので、申請書の24年度以降の研究計画に従って今後は長寿効果を有する化合物の探査を継続するとともに、先に発見した化合物が線虫の寿命を延長させる機構の究明を目指す。また、化合物を併用した場合の効果についても検討する。なお、研究分担者である福岡大学の高田教授が保有する脂溶性抗酸化物の水溶性誘導体については、線虫への経口投与用マイクロカプセルへの封入が困難なことが判明したため本実験系への適用を一旦中止することとした。該当なしすべて物品費として支出予定。
小児悪性脳腫瘍における癌抑制遺伝子の解析

以上の結果より、Medulloblastomaなどの小児悪性脳腫瘍では高頻度にp53遺伝子の変異が認められ、細胞増殖能との相関が示されたが、患者の生命予後、再発までの期間、治療に対する反応性との間に明らかな相関は認められなかった。その反面、high-affinity NGF-Rであるtrk遺伝子はMedulloblastomaの細胞分化機構に関与しており、さらにその発現と生命予後との間に相関が認められた。以上の観点から今後Medulloblastomaの分化誘導療法において、trk遺伝子を標的とした研究を進める必要性が示唆された。1)、種々の小児悪性脳腫瘍の組織を採取し、蛋白レベルでmutant p53遺伝子産物の発現を解析したが、medulloblastomaで約34%、ependymomaで約22%、他のgliomaで約47%に変異p53遺伝子産物を認めた。正常脳組織及びgliosisにおいてはmutant type p53遺伝子産物は認められなかった。同時に増殖関連抗原を認識するMIB1抗体の反応性を検討したが、MIB1陽性組織で変異p53遺伝子産物の発現率が高く、変異p53発現と増殖能との関連が示唆された。gliomaにおいては変異p53遺伝子の発現とgliomaの悪性度に相関性を認め悪性gliomaでその陽性頻度が高かった。2)、medulloblastoma手術材料より株化培養細胞を樹立したが(MED-3)、この細胞においても他のglioma細胞株と同様にwild type p53遺伝子が欠失しており、codon273に変異を生じていた。このMED-3細胞はヌードマウス可移植性であり、神経系及びグリア系への分化傾向を有していた。1)、種々の小児悪性脳腫瘍組織の採取を行い、蛋白レベルでmutant type p53遺伝子産物の発現を解析したが、medulloblastomaで約34%、ependymomaで約22%、他のgliomaで約47%に変異p53遺伝子産物の発現を認めた。さらにmutant p53遺伝子のoligonucleotide probeを用いたin situ hybridization法によるmessenger RNAの局在とmutant type p53遺伝子産物の局在は相関していた。なお正常脳組織においてはmutant type p53遺伝子産物は認められなっかった。2)、mutant type p53遺伝子産物の発現と、MIB1を用いた増殖能の関連を検討すると、MIB1陽性率の高い腫瘍組織でmutant type p53遺伝子産物の発現を高率に認めた。3)、MedulloblastomaにおいてはNerve growth factor receptor(NGF-receptor)の発現が認められるが、NGF-receptor陽性medulloblastoma細胞ではNGF処理により細胞増殖の抑制と細胞分化の誘導が認められた。さらにNGF-receptor陽性medulloblastomaでは陰性症例に比べてその予後は良好であった。3)、変異p53遺伝子の発現を認めたmedulloblastomaでは、NGF-receptor陰性症例を多く認めた。以上の点よりmeulloblastomaにおいては、その増殖、分化、及び予後に対して、NGF-receptor及び変異p53遺伝子が相反する機能を担っていることが推測された。以上より、Medulloblastomaの分化誘導療法において、trk遺伝子を標的とした研究を進める必要性が示唆された。
糸球体における血管内反増殖の調節とその糸球体肥大に及ぼす影響

まず、以前よりVEGF/VPEの発現が知られている糸球体上皮細胞でのVEGF/VPF mRNAの発現の調節を検討した.我々が開発した糸球体上皮細胞の培養系とRT-PCRの方法を用い、VEGF/VPFのmRNA発現を定量的に検討した.培養糸球体上皮細胞では多量のVEGF/VPFのmRNA発現が見られた.他の細胞系でVEGF/VPF発現を促進するとされているTPAの影響をみたが、特に変化は見られなかった.また、糸球体上皮細胞を障害し、in vivoでは糸球体硬化をもたらすことが知られているpuromycin aminonucleosideの影響を見たが、これも特に変化が見られなかった.同様にin vivoでの検討を行なった.正常動物ではVEGF/VPFmRNAは糸球体と同様尿細管にも多量の発現が認められた.puromycin aminonucleoside腎症の実験モデルで腎内のVEGF/VPFmRNA発現の調節を検討したか、正常動物との差異は認められなかった.以上のように我々の検討からは糸球体硬化にVEGF/VPFが関与している事を積極的に示唆する結果は得られなかった.まず、以前よりVEGF/VPEの発現が知られている糸球体上皮細胞でのVEGF/VPF mRNAの発現の調節を検討した.我々が開発した糸球体上皮細胞の培養系とRT-PCRの方法を用い、VEGF/VPFのmRNA発現を定量的に検討した.培養糸球体上皮細胞では多量のVEGF/VPFのmRNA発現が見られた.他の細胞系でVEGF/VPF発現を促進するとされているTPAの影響をみたが、特に変化は見られなかった.また、糸球体上皮細胞を障害し、in vivoでは糸球体硬化をもたらすことが知られているpuromycin aminonucleosideの影響を見たが、これも特に変化が見られなかった.同様にin vivoでの検討を行なった.正常動物ではVEGF/VPFmRNAは糸球体と同様尿細管にも多量の発現が認められた.puromycin aminonucleoside腎症の実験モデルで腎内のVEGF/VPFmRNA発現の調節を検討したか、正常動物との差異は認められなかった.以上のように我々の検討からは糸球体硬化にVEGF/VPFが関与している事を積極的に示唆する結果は得られなかった.
反芻動物の糖代謝調節におけるGLP-1とグレリンの正味作用量と周産期における意義

消化管ホルモンであるGLP-1は小腸から分泌されインスリン分泌促進作用を有する。GLP-1は,インスリンを介して間接的に糖代謝を調節していると考えられていたが,近年,直接的な糖代謝調節作用を有していることがinvitro実験系において明らかになってきた。本年度は,反鯛動物の糖代謝調節に重要な器官である肝臓に焦点をあて,動脈差法によるnet flux,薬物代謝学的手法であるfirst pass effect(初回通過効果)を用いて,糖代謝に及ぼすGLP-1の正味作用量について検討し,以下の結果を得た。2.肝門脈および肝静脈の血流量はDEIと正の相関があった。3.GLP-1は,DEIの増加に伴い門脈系内臓組織および総内臓組織からの放出量および肝臓での取込量が増加した。4.インスリンは,DEIの増加に伴い門脈系内臓組織および総内臓組織からの放出量が増加したが,肝臓での取込量は変化しなかった。以上より,エネルギー摂取量の変化に対する肝臓での反応はGLP-1とインスリンで異なることが示された。GLP-1の末梢血中濃度は,栄養状態と正の相関を示すことが一般的に知られており,このことは,本研究結果と一致するものであった。しかし,同様の作用を有するイシスリンとGLP-1の肝臓での取込量が負の相関関係を示したことから,GLP-1はインスリンが不足した際の代替として作用している可能性が考えられた。消化管ホルモンであるGLP-1は小腸から分泌されインスリン分泌促進作用を,グレリンは胃から分泌されGH分泌促進作用をそれぞれ有する。これらホルモンは,インスリンやGHを介して間接的に糖代謝を調節していると考えられていたが,近年,直接的な糖代謝調節作用を有していることがin vitro実験系において明らかになってきた。しかし,in vivo実験系でのこれらホルモンはインスリンやGHを分泌するため,糖代謝に及ぼす直接的な作用は明らかにされていない。そこで本研究は,反芻動物の糖代謝調節に重要な器官である肝臓に焦点をあて,静動脈差法によるnet flux,薬物代謝学的手法であるfirst pass effect(初回通過効果)を用いて,糖代謝に及ぼすGLP-1とグレリンの正味作用量について検討した。本年度は,ホルスタイン種雄育成牛を用いて,グレリンの肝臓での正味取込量について以下の結果を明らかにした。1.グレリン産生組織を含む門脈系内臓組織からのグレリンの正味放出量は,可消化乾物摂取量(DMI)および可消化エネルギー摂取量(DEI)との間に正の相関が示された(DMI:r=0.636,DEI:r=0.629,P<0.01)。3.グレリンの門脈系内臓組織からの放出量に対する肝臓での取込量の割合は,68.5±15.4%であった。4.肝臓から末梢組織へのグレリンの正味放出量は,DMIおよびDEIとの間に負の相関が示された(DMI=r=-0.540,DEI:r=-0.587,P<0.05)。グレリンの末梢血中濃度は,栄養状態と負の相関を示すことが一般的に知られており,このことは,本研究結果と一致するものであった。しかし,グレリン産生組織から分泌された直後のグレリンの正味放出量は,DMIやDEIと正の相関にあるという,末梢血中とは異なる結果を得た。この相違は,肝臓での正味取込量が,DMIやDEIと正の相関であることに起因していると考えられた。
高精細歯科用3次元CT像の画像処理に基づく歯周硬組織構造の3次元的解析

画像処理による歯槽骨吸収の計測及び定量化に関する一考察として,歯の周囲の歯槽骨吸収を3次元CT像から計測する手法を提案した.歯周ポケット深さの測定及び歯槽骨吸収量推定のための臨床的な手技であるプロービングに類似した,垂直的な計測を計算機上で仮想的に歯全周に対して行うことで,歯肉に阻害されずに直接歯槽骨吸収量を計測でき,かつ歯の隣接する位置においても計測が可能となった.こうした特徴は従来のプロービングでは成し得なかった利点であり,3次元画像の画像処理によって初めて可能となった.今後の歯槽骨吸収,またその主な原因である歯周病の診断,治療において大きく貢献するものである.また歯の周囲における歯槽骨吸収に加え,複数の歯根をもつ歯においては歯根の間の歯槽骨吸収を計測することも必要である.これまで根分岐部吸収の診査方法は2次元レントゲン像による観察と分岐部へのプローブの水平的な挿入が主であり,空間的な広がりを直接観察することは困難であった.そこで歯科用CT像を画像処理することによって根分岐部の吸収を計測,可視化し,対象歯及び歯根に対する根分岐部吸収の位置と分布を直感的に把握できる手法を開発した.これによって吸収の程度と位置の把握が容易となり,治療法決定に役立つと考えられる.ノイズ及びアーチファクトの多い歯科用CT像から効率よく歯顎部組織を抽出する手法についても検討した.比較的ノイズに頑健な動的輪郭法に,強いエッヂが隣接するという歯顎部CT像特有の問題に対処するようエッヂ方向を考慮したエネルギー関数を導入し,歯質領域抽出手法を構築した.ノイズや隣接エッヂの影響を低減した領域抽出が可能であった.これらの手法が対象とする歯周組織構造の大きさからも,十分な精度を実現するためには約0.1mmの解像度を持つ高精細歯科用CTは不可欠であった.画像処理による歯槽骨吸収の計測及び定量化に関する一考察として,歯の周囲の歯槽骨吸収を3次元CT像から計測する手法を提案した.歯周ポケット深さの測定及び歯槽骨吸収量推定のための臨床的な手技であるプロービングに類似した,垂直的な計測を計算機上で仮想的に歯全周に対して行うことで,歯肉に阻害されずに直接歯槽骨吸収量を計測でき,かつ歯の隣接する位置においても計測が可能となった.こうした特徴は従来のプロービングでは成し得なかった利点であり,3次元画像の画像処理によって初めて可能となった.今後の歯槽骨吸収,またその主な原因である歯周病の診断,治療において大きく貢献するものである.また歯の周囲における歯槽骨吸収に加え,複数の歯根をもつ歯においては歯根の間の歯槽骨吸収を計測することも必要である.これまで根分岐部吸収の診査方法は2次元レントゲン像による観察と分岐部へのプローブの水平的な挿入が主であり,空間的な広がりを直接観察することは困難であった.そこで歯科用CT像を画像処理することによって根分岐部の吸収を計測,可視化し,対象歯及び歯根に対する根分岐部吸収の位置と分布を直感的に把握できる手法を開発した.これによって吸収の程度と位置の把握が容易となり,治療法決定に役立つと考えられる.ノイズ及びアーチファクトの多い歯科用CT像から効率よく歯顎部組織を抽出する手法についても検討した.比較的ノイズに頑健な動的輪郭法に,強いエッヂが隣接するという歯顎部CT像特有の問題に対処するようエッヂ方向を考慮したエネルギー関数を導入し,歯質領域抽出手法を構築した.ノイズや隣接エッヂの影響を低減した領域抽出が可能であった.これらの手法が対象とする歯周組織構造の大きさからも,十分な精度を実現するためには約0.1mmの解像度を持つ高精細歯科用CTは不可欠であった.
悪性リンパ腫の臨床病理学的・分子病理学的および生物学的研究

悪性リンパ腫体系化の一環として、当該期間内にT/NK細胞腫瘍のみならずB細胞腫瘍まで拡大した。B細胞腫瘍では節性のマントル細胞リンパ腫、節外性の粘膜関連リンパ組織型リンパ腫、T/NK細胞腫瘍ではCD56陽性血管中心性リンパ腫と鼻咽頭領域T/NK細胞リンパ腫を中心として解析を試みた。マントル細胞リンパ腫でのCylin D1の発現を分子生物学的および抗Cylin D1抗体を用いた免疫組織科学的手法により評価し、RNAレベルでの過剰発現と核陽性所見が有為に相関することを明らかにした。さらにリンパ腫400例以上についても免疫組織学的に検討し、核陽性例がマントル細胞リンパ腫にほぼ限定されることを見出した。また、胃原発リンパ腫80例を粘膜関連リンパ組織型リンパ腫を中心として臨床病理学的に検討を加え、単に組織像だけではなく臨床病態においても明確な特徴を示す4群に大別し得ることを明らかにした。また、この群別はp53,bc1-2の発現頻度と相関した。さらにリンパ腫全体におけるCD56陽性リンパ腫の頻度を明らかにし、その多くがNK細胞由来の可能性があり、一部の症例ではEpstein-Barr virus(EBV)が関与することを示した。現在、EBVが高率に関与する鼻咽頭領域T/NK細胞性リンパ腫についても検討を進めつつある。本研究により日常診断のレベルで分子病理学的腫瘍単位とも見做し得るCyclin D1過剰発現リンパ腫の把握が可能となった。その臨床病理学的特徴と意義については幾つかの不明な点があり、今後の早急な解析が必要性である。また、胃原発リンパ腫およびNK細胞リンパ腫の臨床病理学的特徴の解明は今後の分子病理学的、細菌学的研究における基盤となるものと考えられた。また、本研究の過程で悪性リンパ腫の周辺に位置するいわゆる境界領域リンパ増殖病変の詳細な解析の必要性が痛感され、次年度以降に鋭意検討を加える予定である。マントル細胞リンパ腫を中心とする非ホジキンリンパ腫におけるcyclin D1の発現を分子生物学的、免疫組織科学的に評価し、RNAレベルでの過剰発現と抗cyclinD1抗体による組織学的な核陽性所見が有為に相関することを明らかにし得た。さらに非ホジキンリンパ腫200例以上について抗cyclin D1抗体による染色所見を検討した結果、核陽性例がマントル細胞リンパ腫にほぼ限定され、細胞質における染色特性が節性リンパ腫と節外性リンパ腫では異なることを見出した。研究の課程で、節外性リンパ腫に胚中心細胞由来のリンパ腫が極めて稀であり、胃リンパ腫の群別がp53,bcl-2の発現頻度と相関することを明らかにした。また、非ホジキンリンパ腫全体におけるCD56陽性リンパ腫の頻度を明らかにし、その多くがnatural killre細胞由来の可能性があり、一部の症例ではEpstein-Barr virusが関与することを示した。本研究により日常診断で分子病理学的腫瘍単位とも見做し得る"cyclin D1 over-expression lymphoma"の把握が可能となったが、その臨床病理学的意義は明らかではなく予後あるいは治療反応性を中心とした臨床病態の早急な解析の必要性が痛感された。

一方、cyclin DIの発現の有無とその細胞内局在がリンパ腫組織型間で比較的多様であることが示されたが、その生物学的意義は今後検討されるべき問題と考えられた。また、胃原発リンパ腫群別の臨床病理学的妥当性を明らかにし得たことは、今後の分子病理学的、細菌学的研究における基盤となるものと考えられた。前年からの研究を継続しマントル細胞リンパ腫(B細胞性)の解析を進めると共に、平成7年度に新たに節外性の鼻咽頭領域T/NK細胞リンパ腫を中心とした解析を試みた。マントル細胞リンパ腫に高率に認められるCyclin Dlの過剰発現が抗cyclinDl抗体を用いた免疫組織学的手法により検出し得ることを明らかにした。これを基盤として非ホジキンリンパ腫400例以上について抗Cyclin D1抗体による染色所見を検討した結果、分子病理学的腫瘍単位と見做し得るCyclin D1過剰発現リンパ腫36例を見出した。その多くがマントル細胞リンパ腫に相当し5年生存率11%と極めて予後不良であった。現在、それらの生物学的特性に関する本邦での確定的データの樹立を目指し、全国主要施設からCyclin Dl過剰発現リンパ腫100例以上の集積とその解析に向けて検討を進めつつある。また、鼻咽頭領域T/NK細胞リンパ腫31例についてEpstein-Barr virus(EBV)の関与を含め臨床病理学的、分子生物学的に検討を加えた。対照としてEBVを検索した約300例以上の非ホジキンリンパ腫と比較し、極めて高率なEBVの関与(84%)が認められた。その特異な臨床病態と併せT/NK細胞腫瘍全体の中で特異な位置を占めることが明らかとなった。小数ながらEBVの関与しないblastic/monomorphic NK-cell lymphomaに相当する腫瘍も含まれ、研究を継続中である。さらに、研究の過程で悪性リンパ腫そのものからその周辺に位置する境界領域的リンパ増殖病変の疾病単位としての本態の解明との必要性が痛感され、今後これらも対象として研究を展開する予定である。
加速イオンビームを用いた電極表面のIn-Situ測定

電析反応が進行中の電極面へ、加速したプロトンなどのイオンビームを裏面から照射することにより、PIXE、RBSなどの原理にもとづいて、電析表面の元素分析や電析膜の厚み測定を、In-Situの状態で連続的に行っていく新しい手法を考案し、銅、鉄、ニッケル・コバルト合金の電析を例にとって、実験的にその可能性を示すことができた。また、その間、(1)有機膜状に金属を蒸着した薄膜電極の作製(2)上記電極を装着した液循環型電解槽の開発(3)ビーム系統における、3000Paから10^<-4>Paへの作動排気系の開発など、ハード面での多くの成果も得ることが出来た。近年、エレクトロニクス、エネルギ-等々のあらゆる分野で、金属材料の機能性向上にむけて多くの努力が重ねられてきており、中でも、金属表面の高機能化をめざした電解メッキ技術はめざましい進歩をとげている。このような目的には、単一金属のメッキではもはや対応しきれず、多くの場合、複合メッキに活路が求められている。複合メッキ、とりわけ合金メッキの研究では、電析初期過程での電極表面状態を時々刻々InーSituで測定する技術の開発が望まれる。このような観点から、上記目的に適したイオンビ-ムの開発から始まって、InーSitu測定用電解装置の試作までの研究をすすめ、測定システム全体を成功裡に構成することができた。この測定システムの概略は以下の通りである。Van de Graaff型加速器で2MeVに加速したプロトンビ-ムを、電析反応が進行中の、金とクロムを重ねて蒸着した有機薄膜カソ-ドに背面から照射する。このとき、カソ-ド上に析出した元素は励起され、特性X線を放射する。このX線のエネルギ-をSi(Li)半導体検出器で測定すれば、電析元素の定性・定量がリアルタイムで行えるわけである。この測定システムを用いて、NiーCo合金の電析初期過程の共折比をリアルタイムで追跡した。電解浴中のNi:Coの比にかかわらず、電析のきわめて初期の段階から、合金中の共析比はNi:Co=1:1になるという、きわめて興味ある事実が見出された。一方、上記手法による測定結果をラジオトレ-サ-法による電極反応解析結果と組み合わせて考察をすすめるための基礎研究の一環として、放射性同位元素^<59>Feを含んだFeの電析反応についても実験を行い、次年度以降の研究に対する予備的知見を得ることもできた。近年、エレクトロニクス、エネルギー等々のあらゆる分野で、金属材料の機能性向上にむけて多くの努力が重ねられてきており、中でも、金属表面の高機能化をめざした電解メッキ技術はめざましい進歩をとげている。複合メッキ、とりわけ合金メッキの研究では、電析初期過程での電極表面状態を時々刻々In-Situで測定する技術の開発が望まれる。このような観点から、本報告者らは、上記目的に使用するイオンビームの開発から始まって、In-Situ測定用電解装置の試作までの研究をすすめ、測定システム全体を成功裡に構成することができた。Van de Graaff型加速器で2MeVに加速したプロトンビームを、電析反応が進行中の、金とクロムを重ねて蒸着した有機薄膜カソードに背面から照射する。このとき、カソード上に析出した元素は励起され、特性X線を放射する。このX線のエネルギースペクトルを測定していけば、電析元素の定性・定量がリアルタイムで行えることになる。この測定システムを用いて、Ni-Co合金の電析初期過程の共析比をリアルタイムで追跡することができたが、一方、さらに測定精度をあげるためには、電極部を貫通して電解液中に進入してくるイオンビームによって励起されるNiやCoから放射される特性X線を的確に評価し、その分だけ測定値を補正してやる必要がある。本年度はこの問題に集中的に取り組み、電解液からの影響にもとずく測定値のずれを定量的に評価することができるようになった。また、ことで開発したIn-Situ測定の手法を溶融塩系からの電析反応の解析に適用するための基礎研究も行い、本法適用の可能性を確かめることができる。近年、エレクトロニクス、エネルギー等々のあらゆる分野で金属材料の機能性向上に向けて多くの努力が重ねられてきており、中でも、金属表面の高機能化をめざした電解メッキ技術はめざましい進歩をとげている。複合メッキ、とりわけ合金メッキの研究では、電析初期過程での電極表面状態を時々刻々In-Situで測定する技術の開発が望まれている。

このような観点から、本報告者らは、上記目的に使用するイオンビームの開発から始まって、In-Situ測定用電解装置の試作までの研究をすすめ、測定システム全体を成功裡に構成することができた。この測定システムの概略は以下の通りである。Van de Graaff型加速器で2MeVに加速したプロトンビームを、電析反応が進行中の、金とクロムを重ねて蒸着した有機薄膜カソードに背面から照射する。このとき、カソード上に析出した元素は励起され、特性X線を放射する。このX線のエネルギースペクトルを測定していけば、電析元素の定性・定量がリアルタイムで行えることになる。この測定システムを用いて、Ni-Co合金の電析初期過程の共析比をリアルタイムで追跡することができたが、一方、イオンビーム照射時に固体格子欠陥の生成・消滅によって観測される発光のスペクトルを解析することで、さらに有益な情報の得られる可能性があるとの観点から、モデルを実験として、同じ装置構成によって固体酸化物にイオンビームを照射し、発光スペクトルを測定・解析することに成功した。この成功によって、電極表面のIn-Situ測定シグナルに発光スペクトルを導入できるという見通しを得ることができた。
アイロニーと認識に関する認知語用論的研究

アイロニーについて、現時点(2019.04.01)では「アイロニーの話者は、発話時点の話者以外の誰かに帰属される思考に対して乖離的態度を表現する」(Wilson 2009)という言語学的定義が広く受け入れられている。しかしこの定義は、Yoshimura (2013)の「帰属否定」の事例をもアイロニーだと誤って予測する一方、ギリシア悲劇等の「事の成り行き」に感じるアイロニー性(本稿ではストーリー・アイロニーと呼ぶ)を説明できない。本研究は、どのような対象にせよ、アイロニー性を認識する限りにおいては何らかの共通点があると仮定し、何が私たちにアイロニー性を認識させるのか、アイロニー性の解明を最終目標とするものである。平成30年度は、研究の最新情報を入手する過程で、河上(2018)『アイロニーの言語学』が出版され(10/29)、その知見に示唆を得て、ストーリー・アイロニーの分析を先に行うことにした。河上(2018)は、擬態の有無、偽善型/偽悪型、意図性、同時性等の要素によって多様なアイロニー現象を分類し、アイロニーの本質は認識の「外観・先行認識と実体・現実認識の反対関係的な偽の構造」であり、本研究の言うところの「ストーリー・アイロニー」にも適用可能であると主張する。それがアイロニーの根本的特性かどうかを見極めるため、平成30年度はストーリー・アイロニーを対象にその検証作業に取り掛かった。データ収集に時間を必要としたが、ストーリー・アイロニーの場合には、河上の言う上記の認識の「反対関係的な偽の構造」に加えて、少なくとももう一つの追加的特性が必要であることを突き止め、その明確な規定について仮説を立て現在検証中である。河上理論の「先行認識」とSperber and Wilson分析の「帰属性」は並行し、両者の比較は、アイロニー性解明に示唆的で、その全体像があきらかになりつつある。研究の最新情報を入手する過程で、河上(2018)『アイロニーの言語学』が出版され(10/29)、その知見に示唆を得て、ストーリー・アイロニーの分析を先に進めた結果、データ収集に時間がかかったが、全てのアイロニー現象に共通する特性と、ストーリーにアイロニー性が認識される際の追加特性が必要であることが明らかになり、その特性規程の仮説を検証中であるり、順調に進んでいる2019年6月9日から14日に香港で開催される国際語用論学会で成果発表を行う。引き続きストーリーアイロニーが持つ特性を特定し、アイロニー発話(ことばのアイロニー)の特性規程に進んで、両者を比較することによって、アイロニー性の認識プロセスと全体像解明を進める。
量子グラフにおける特異節点の数理

一次元量子可解系であり、単電子デバイスの数学的モデルでもある「量子グラフ理論」にあって、量子グラフの素要素である「特異節点」の散乱行列の数理的解析と分類を行い、それが含意する物理的性質の解明を行った。その過程でモデュラー交換対称性を持つユニタリーかつエルミートな行列の数学的特徴づけと分類、具体的な構成法について、幾つかの定理を発見した。応用として、外場によって制御可能な量子流束を持つ量子グラフによる「量子フィルター」の模型を考案した。1量子グラフを用いたスペクトルフィルターのうちで、エネルギー閾値を超えた側でフラットな透過特性を持つものの一般型を発見した。これは前年度に発見した外線数n=4の特異節点のある星形グラフをn>4の任意の外線数に一般化したものである。この問題が、散乱行列としてエルミートかつユニタリーなnxnの正方行列で、トリビアルなものを除いて最も多く0の要素を持つものを探す数学的問題に帰着できる事を示し、実際にそのようなものを構成する処方を示した。2外線数n=4の特異節点を持つ量子グラフで、特異節点の特性を支配するパラメータを連続的に変える事で全体でひと繋がり、または2つに分離した線からなるトポロジカルに異なる形状を滑らかに結びつける事が出来る事を示した。そしてそのようなパラメータの変化で異なった形状を経過してもとの方に戻るループを作り、そのループの上での量子グラフのスペクトル構造の変化を調べたところ、パラメータの周回後、エネルギー順位が入れ替わる、いわゆるエキゾチックな量子ホロノミー現象が存在する事を発見した。量子グラフを用いたスペクトルフィルターとして、外部よりの電圧印加によるコントロールが可能なタイプのものを考案した。これは量子散乱の一般論ではよく知られている「閾値共鳴散乱」現象を利用する事より達成された。外線3本が一つの接点で交わる「N=3星状グラフ」の一本の外線(3とする)に一定のポテンシャルを加えた系を考え、接点を残る二本の外線(1および2とする)間の透過が極めて小さいようなFulop-Tsutsui型相互作用に選んでおく。すると外線1より入射した量子粒子は、ほとんどの入射エネルギーでほぼ全反射、ないしは反射と3への透過の組み合わせになるが、入射エネルギーがポテンシャルに等しい値の近辺にある時のみ「閾値共鳴」の現象によって1から2への透過がおこり、このときの透過率の最大値は1(完全透過)となる事実を解析的計算により発見した。ついで「N=4星状グラフ」の四本の外線(1、2、3、4とする)のうちで1から2への透過が極めて小さく3、4への透過が大きい「エキゾティックな」Fulop-Tsutsui型相互作用が選べる事を示した。これの外線3に一定のポテンシャルを加えた系を考え、外線1から外線2への透過をみると、入射エネルギーがポテンシャルに等しい値の近辺にまでは一定の程度(最大で1/4の透過率)の1から2への透過がおこり、ポテンシャルエネルギーを超えると急速にゼロになる事を発見した。ここでは外線4が一種のドレインとして働いている。これらの系の精査とン=5以上への一般化も行い、実現可能性の高い量子トランジスター素子のモデルとしての「制御可能量子スペクトルフィルター」に道を開いたと考える。1.量子グラフ特異節点でのスケール不変な散乱行列のなかで、節点から出る端子の交換に対して「モデュラー対称」なもの、すなわち散乱振幅の絶対値が交換対称なものを考えて、その物理的性質を詳細に調べた。それが「自由接続」条件から「無反射等透過」にいたるあらゆる領域を滑らかにつないで記述する事を見出した。2.上記の交換対称なスケール不変な特異節点を記述するものを数学的にみると、「エルミートにしてかつユニタリー」な次数nの正方行列のうちで、モデュラー対称なサブクラスを列挙分類する問題である事を見た。ここで行列を特徴づける量として、行列の対角要素と非対角要素の大きさの比d、対角要素中の正であるものの数np、の二つがあつことを見た。このサブクラスが、d=1、d=0の特殊な場合として、それぞれアダマール行列、カンファレンス行列を含む事を見出した、モデュラー対称なユニタリーかつエルミートな行列が、次数nを定めたときに、いかなるdで存在するか、そのようなもののうちで実なものは、いかなるdで存在するか、という問題が、アダマール予想の問題の一般化した設定になっている事を見出した。数理物理・物性基礎前年度の発見の幅広い数学的一般化を行う事が出来た。その過程でエルミートかつユニタリーな行列についての数学的知見を得る事が出来た。量子グラフにおけるエキゾティックな量子ホロノミーという、新しい組み合わせのある事を見つける事が出来た。

個別の系の手探りの検討から始めた研究であったが、初年度である平成24年度に、当初の大目標であった「制御可能な量子素子の祖型」としての量子グラフ系の提案を「閾値共鳴」という予想外の現象を用いて実現する事ができた。その系の数学的中小モデルを超えた実現可能性の検討も行い、さらには数学的一般化にも道を開く事ができた。これまで発見された量子グラフの量子素子絵の応用の可能性を、解析的手法、数値的手法の併用により更に探求してゆく。また周期的構造をもつ量子グラフにについての萌芽的新知見を得たので、これについても追求して行きたい。平成24年度の研究成果である制御可能なこの系の詳細な性質の検討が今後の大きな課題に浮上した。これを当初の目標であった「量子素子の数学的一般理論の探求」、そして量子フィルターへの量子ホロノミー現象の応用をはじめとした応用発展の研究と並んで推進したい。これまでは主に解析的研究が主であったが、本年度はより複雑な形状のグラフ系の研究にも注力するため、数値的研究に重きを置く予定である。当初の計画通り、数値的研究の推進のための高速電子計算機の購入に1/3ほどの予算を充て、1/3ほどを研究連絡や学会参加のための旅費、残り1/3を研究図書やソフトウェアをはじめとする消耗品と論文の出版比に当てる予定である。
砂州掘削による樹木生育基盤撹乱の誘発と低水路管理に向けての基礎研究

わが国の礫床河川の多くは低水路の極端な河床低下と植物繁茂した砂礫州との比高増大により,河道内樹林化や砂州・みお筋の固定,水衝部の形成が治水上の問題となっている.本研究では,中小洪水を比高の高い砂州の内部に導く砂州掘削路を設けることにより,洪水撹乱を誘発して,1砂州上の樹木生育基盤の撹乱(樹林化の抑制),2砂州・低水路河床の大きな高低差(横断比高)の解消,3低水路線形の変更(屈曲した低水路流れによる水衝部形成の是正)をねらい,その効果評価を通じて洪水のダイナミズムを利用した新たな河道管理手法の提案を行うものである.本研究では,中小洪水を比高の高い砂州の内部に導く砂州掘削路を設けることにより,洪水撹乱を誘発して,1砂州上の樹木生育基盤の消失(樹林化の抑制),2砂州・低水路河床の大きな高低差(横断比高)の解消,3低水路線形の変更(屈曲した低水路流れによる水衝部形成の是正)をねらうことで低水路管理につなげようとしている。研究対象河川である渡良瀬川礫床区間では,平成18年度以降に複数箇所の砂州内において掘削路の設置を行ってきた.すなわち,(a)赤岩地先狭窄部下流の中州の掘削路,(b)桐生大橋地先左岸砂州の掘削路,(c)昭和橋地先右岸砂州の掘削路,(d)松原橋地先右岸砂州の掘削路,(e)緑橋地先砂州の掘削路である.また,屈曲した低水路蛇行区間の水衝部対策として(f)錦桜橋河道直線化整正(流路に張り出した砂州の掘削と蛇行低水路の埋め戻し)を実施した.これらの地点においてこれまでの洪水経験が周辺地形変動に与えた影響を横断測量結果,レーザープロファイラー測量結果をもとに整理し考察した.その結果,(e)を除くいずれの砂州掘削も効果的に横断比高の解消,樹林化抑制を促していることが現地調査から確認できた.しかしながら細粒分の流出に伴って砂州掘削路河床の粗粒化が進行し,洪水かく乱の影響が鈍化してきている.そこで,掘削路内の横侵食から樹木生育基盤のかく乱の誘発を検討した.掘削路においてトリガーを設置して交互砂州,複列砂州を形成させ,これによる地形変化を河岸浸食モデルを取り込んだ平面2次元河床変動数値解析から検討し,掘削路内流量規模,掘削路幅,縦断勾配および河床材料をパラメタとして効果的な樹木生育基盤のかく乱を生む砂州掘削のあり方を検討した.また,砂州上での河床低下・河床上昇による樹木の流失・侵入イベントを取り込んだ平面2次元河床変動数値解析から砂州上の樹林化の進行と比高拡大の素過程を明らかにした.本研究では,中小洪水を比高の高い砂州の内部に導く砂州掘削路を設けることにより,洪水撹乱を誘発して,1砂州上の樹木生育基盤の撹乱(樹林化の抑制),2砂州・低水路河床の大きな高低差(横断比高)の解消,3低水路線形の変更(屈曲した低水路流れによる水衝部形成の是正)をねらい,洪水のダイナミズムを利用した新たな河道管理手法の提案を行うものである.利根川水系渡良瀬川礫床区間において複数箇所の砂州内において掘削路の設置し,その効果評価を検討した.以下に得られた知見をまとめる.1)いずれの掘削路においても1の効果が認められた。砂州上では低水路に比べ河床材料が細粒であるため,掘削路に導かれた洪水流によって河床材料の移動が容易に生じる.とくに植物生育基盤を構成する細粒分(砂・シルト)が流出することで植物の侵入・定着を遅らせている.2)一部の掘削路では上流端付近から下流にかけて河床低下傾向にあり,これは低水路からの土砂供給が少なく,一方掘削路河床からの細粒分輸送が活発に起こるため流砂の非平衡性から河床低下が生じたものと推測された。砂州の河床低下は残存根茎の流失を伴う有意な地形撹乱であり,また2の効果である横断比高の解消につながることを示した.3)3については,平成25年9月16日出水による撹乱を通じ,(c)での掘削路でその効果を検討した.掘削路が主流化するにつれて,分担流量が増大して掘削路の側岸侵食が誘発され,横侵食により砂州の撹乱効果が認められた.同時に,掘削路の主流化に伴って屈曲化した低水路の深掘れ部が砂州により埋め戻されて,水衝部が緩和される効果も発現した.4)掘削路内での横侵食に伴って砂州が形成される.そこで掘削路においてトリガーを設置して交互砂州,複列砂州を形成させ,その影響を河岸浸食モデルを取り込んだ平面2次元河床変動数値解析から検討し,樹木基盤の撹乱を誘発する水理条件を求めた.わが国の礫床河川の多くは低水路の極端な河床低下と植物繁茂した砂礫州との比高増大により,河道内樹林化や砂州・みお筋の固定,水衝部の形成が治水上の問題となっている.