hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脊髄損傷における自己修復機構の解明-内在性シュワン細胞の寄与-

本研究では、神経堤由来の細胞を標識できるトランスジェニックマウスに脊髄損傷モデルを作成することにより、損傷脊髄内におけるシュワン細胞の動態を経時的に評価した。末梢神経の損傷において、シュワン細胞が脱分化/再分化する現象はWaller変性の過程として認識されているが、中枢神経損傷におけるシュワン細胞の可塑性を評価した報告はない。損傷脊髄におけるシュワン細胞の動態を詳細に把握することにより、生体が本来備えている修復機構を明らかにし、中枢神経系の再生医療に結びつけることが本研究の目的である。本研究では、神経堤由来の細胞を標識するトランスジェニックマウス(PO-Cre/Floxed-EGFP)に脊髄損傷モデルを作成し、損傷脊髄内におけるシュワン細胞の動態を評価することが目的である。損傷モデルを作成する前に、PO-Cre成体マウスの正常脊髄におけるGFP陽性細胞の分布を評価した。その結果、脊髄後索におけるGFP陽性線維のうち、99.6%がPT97陽性の神経線維であり、そのうち88.6%がParvalbumin陽性の固有受容感覚神経線維であった。また脊髄後角において、大部分のGFP陽性の神経軸索がCGRP陽性の侵害受容性神経線維と一致していた。発生学的に、後根神経節由来の神経線維が脊髄に侵入することによってこれら感覚神経線維が生じることが知られている。従って、PO-Creマウスの正常脊髄でGFP陽性の神経線維が多数認められるのは胎生期に侵入してきた感覚神経線維であることが確認された。次にPO-Creマウスに対して脊髄損傷を起こすと、GFP陽性細胞が多数流入してくることが分かった。これは、損傷部に隣接する神経根より侵入する様子が組織学的にとらえられた。またflow-cytometryにて損傷後の血液中のGFP陽性細胞の有無を調べたが存在しなかったため、血液中から損傷部へ流入する可能性は否定された。さらに、侵入するGFP陽性細胞数は経時的に増えていくことが分かった。現在はこの細胞のcharacterizationを行っており、損傷脊髄においてどのように振る舞うかを今後評価する予定である。平成22年度までの研究から、PO-Creマウスの脊髄切断モデル作成後に、GFP陽性細胞が損傷内部へ流入してくることが分かったため、その細胞の特性を同定する研究を平成23年度に進めた。侵入するGFP陽性細胞のほとんどはシュワン細胞であった。.脊髄損傷後に、損傷部に隣接する神経根の中で、PO陽性の成熟シュワン細胞がp75陽性の未熟なシュワン細胞へ脱分化し、その未分化性を保ったまま損傷部へ侵入してくることが分かった。侵入するシュワン細胞は脱分化の際に発現するc-Junが陽性であり、シュワン細胞の脱分化をさらに細くするデータとなった。また、侵入するシュワン細胞は、細胞分裂マーカーであるBrdUおよびKi67陽性であり、分裂しながら損傷脊髄部へ流入してくることも分かった。侵入したシュワン細胞はその後、p75の発現が低下し、逆にPO陽性細胞の割合が増加していくことが分かった。すなわち、経時的にPO陽性の成熟シュワン細胞へ再分化することが明らかになった。再分化したシュワン細胞の役割を明らかにするために、組織学的評価をさらに進めた。すると、PO陽性GFP陽性の成熟シュワン細胞が損傷脊髄内でRT97陽性の軸索を髄鞘化しており、残存する神経軸索を髄鞘化して保護する役割があることが分かった。さらに電子顕微鏡を用いて観察すると、GFP陽性のシュワン細胞がその髄症の特徴であるラメラ構造を保持していることが明らかとなり、損傷脊髄における修復機構の1つとして、シュワン細胞の脱分化/再分化の可塑性が関わっていることが示唆刺された。
EBウイルス核蛋白変異体利用による潜伏感染機構解析

EBウイルスはヒトB細胞に潜伏感染し宿主に終生住み着くヘルペスウイルスであり、免疫抑制時に潜伏していたEBウイルスが様々の疾病や腫瘍の原因となると考えられる。本研究は、潜伏感染成立に必須のウイルス核蛋白EBNA-2、EBNA-LPに焦点を絞り、各核蛋白の機能解析を通してEBウイルス潜伏感染の機構解明を目的とした。すでに我々は、EBNA-2が転写活性化因子としてウイルスや細胞の遺伝子を活性化し、EBNA-LPはEBNA-2の転写活性化を促進する補因子機能を持つことを報告してきた。さらに昨年度までに、野生型の転写活性化補因子機能に対しドミナントネガティブ効果を持つEBNA-LP変異体を発見し、導入遺伝子量とドミナントネガティブ効果との相関を確認した。メカニズムの解析の過程でさらにEBNA-LP自体の多量体形成能とEBNA-2との相互作用能を見いだしたが、今年度は相互作用の領域を詳細に解析し、EBNA-2の酸性アミノ酸領域とEBNA-LPの作用が重要であることを明らかにした。これによりEBNA-2とEBNA-LPの相互作用が協調的転写活性化の基になっていることを初めて実験的に証明し報告した(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2004)。現在までに、EBNA-LP変異体を発現するEBウイルス感染細胞を樹立し、細胞増殖などの特徴および宿主細胞遺伝子の変化を検索しており、続々と興味深い結果を得つつある。また、本邦健常人のEBNA-2に対する抗体の保有状況を年齢別に詳細に検討した結果をまとめ報告した(Clin.Diag.Lab.Immunol.,2004)。さらに我々は転写活性化にドミナントネガティブ効果を持つEBNA-LP変異体の存在を発見したので、本年度はその変異体の解析と変異体利用のための準備実験に絞り、以下の実験結果を得た。(1)EBNA-2、EBNA-LPおよびEBNA-2依存プロモータを持ったリポーター遺伝子を共発現し、リポーターアッセイを行った。EBNA-LPドミナントネガティブの効果はEBNA-2を直接介していないことが示された。(2)導入遺伝子量をかえて発現強度をしらべたところ、ドミナントネガティブ効果は、変異体遺伝子導入量に相関しDose dependentであった。(3)EBNA-LPの一部領域とGST融合蛋白を多種類作り、これらとEBNA-LP発現細胞などのライゼートをつかったpull-downアッセイを行った。EBNA-2の転写活性化に重要な領域とEBNA-LP変異体が相互作用する結果が示された。(4)EBNA-LPはself-associationをすることが、免疫沈降実験などで示された。以上の結果より、補因子機能をあらわすためにはEBNA-LPの多量体形成が重要であることを意味していた。EBNA-2とEBNA-LP変異体の相互作用が見られることから、野生型では間接的相互作用が重要であることが示唆された。

すでに我々は、EBNA-2が転写活性化因子としてウイルスや細胞の遺伝子を活性化し、EBNA-LPはEBNA-2の転写活性化を促進する補因子機能を持つことを報告してきた。さらに昨年度までに、野生型の転写活性化補因子機能に対しドミナントネガティブ効果を持つEBNA-LP変異体を発見し、導入遺伝子量とドミナントネガティブ効果との相関を確認した。メカニズムの解析の過程でさらにEBNA-LP自体の多量体形成能とEBNA-2との相互作用能を見いだしたが、今年度は相互作用の領域を詳細に解析し、EBNA-2の酸性アミノ酸領域とEBNA-LPの作用が重要であることを明らかにした。これによりEBNA-2とEBNA-LPの相互作用が協調的転写活性化の基になっていることを初めて実験的に証明し報告した(Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2004)。現在までに、EBNA-LP変異体を発現するEBウイルス感染細胞を樹立し、細胞増殖などの特徴および宿主細胞遺伝子の変化を検索しており、続々と興味深い結果を得つつある。また、本邦健常人のEBNA-2に対する抗体の保有状況を年齢別に詳細に検討した結果をまとめ報告した(Clin.Diag.Lab.Immunol.,2004)。
置換アセチレンからの立体規則性リビングポリマーの合成と重合触媒の設計

高分子に優れた特性や機能を発現させるためには、分子量分布や立体構造を規制することが望ましいが、それらを同時に規制することは一般に困難である。本研究者らは置換アセチレンのリビング重合を達成したが、その立体特異性重合は困難であった。本研究では、置換アセチレンからの立体規則性リビングポリマーの合成の可能性について検討し、立体規制に有効な重合触媒の開発を試みた。以下に研究成果の概要を述べる。1.tert-ブチルアセチレンの立体特異性リビング重合の検討-tert-ブチルアセチレンの重合をMoOCl_4-n-Bu_4Sn-EtOH(1:1:1)触媒を用いてトルエン中、0°Cおよび-30°Cで行った結果、立体規則性リビングポリマー(M_w/M_n1.12,シス含量97%)が生成することが明らかとなった。ポリマーのシス含量は炭素13NMRにより評価した。この重合のリビング性は分子量分布が狭いまま分子量がモノマー消費量に比例して増大することから確認した。MoCl_5-n-Bu_4Sn-EtOH(1:1:1)触媒を用いた場合同様であるがやや劣る結果が得られた(M_w/M_n1.24,シス含量90%)。2.(σ-メチルフェニル)アセチレンの重合における分子量分布と立体構造の同時規制の可能性の検討-MoOCl_4-n-Bu_4Sn-EtOH触媒を用いてトルエン中、0°Cで(σ-メチルフェニル)アセチレンの重合を行い、生成ポリマーを解析したところ分子量分布がかなり狭く(M_w/M_n1.30)、シス含量が77%と比較的高いことが明らかとなった。-30°C+30°Cにおいて分散比は重合温度が低いほど小さくなるが、シス含量は0°C以下ではほとんど変化しなかった。以下に研究成果の要旨を述べる。1)tert-ブチルアセチレンの立体特異性リビング重合の検討-tert-ブチルアセチレンの重合をMoOCl_4-n-Bu_4-EtOH(1:1:1)触媒を用いて行った結果、立体規則性リビングポリマー(Mw/Mn1.12,シス含量97%)が生成することが明らかとなった。この重合のリビング性はトルエン中、0°Cおよび-30°Cにおいて分子量分布が狭いまま分子量がモノマー消費量に比例して増大することから確認した。MoCl_5-n-Bu_4Sn-EtOH(1:1:1)触媒を用いた場合同様であるがやや劣る結果が得られた(Mw/Mn1.24,シス含量90%)。この重合系の特徴として、狭い分子量分布と高いシス特異性以外に、大きい反応速度(0°Cで1分以内に反応が完了)およびやや低い開始剤効率([生長種]/[触媒]2%)がみとめられた。2)(o-メチルフェニル)アセチレンの重合における分子量分布と立体構造の同時規制の可能性の検討

-MoOCl_4-n-Bu_4Sn-EtOH触媒を用いてトルエン中、0°Cで(o-メチルフェニル)アセチレンの重合を行い、生成ポリマーを解析したところ分子量分布がかなり狭く(Mw/Mn1.30)、シス含量が77%と比較的高いことが明らかとなった。-30°Cおよび+30°Cで重合を行った結果分散比は重合温度が低いほど小さくなるが、シス含量は0°C以下ではほとんど変化しなかった。高分子に優れた特性や機能を発現させるためには、分子量分布や立体構造を規制することが望ましいが、それらを同時に規制することは一般に困難である。本研究者らは置換アセチレンのリビング重合を達成したが、その立体特異性重合は困難であった。本研究では、置換アセチレンからの立体規則性リビングポリマーの合成の可能性について検討し、リビング重合するモノマーおよび立体規制に有効な重合触媒の開発を試みた。以下に研究成果の要旨を述べる。1.リビング重合するモノマーの開発:オルト置換フェニルアセチレンのリビング重合性-フェニルアセチレン(PA)のオルト位に種々の置換基を導入し、MoOCl_4-n-Bu_4Sn-EtOH(1:1:1)触媒によるリビング重合に及ぼす影響を検討した。オルト置換基がないか小さい場合(例,PA,o-FPA,p-CH_3PA)リビング重合は起こらなかった。一方、かさ高いオルト置換基をもつもの(例,o-CF_3PA,o-Me_3SiPA)では理想的なリビング重合が進行した。このようにモリブデン触媒によるフェニルアセチレン類のリビング重合ではオルト置換基の立体効果が重要であり電子効果は影響しないことが明らかとなった。2.置換アセチレンの、MoOCl_4に基づく新しいリビング重合触媒系の開発-以前に開発したMoOCl_4-n-Bu_4Sn-EtOH(1:1:1)以外の新しい触媒を開発するために、共触媒としてEt_3Alを用いてリビング重合の可能性を検討した。MoOCl_4-Et_3Al(1:1)触媒では分子量分布の広いポリマーしか生成しなかった。そこでさらに第三成分としてEtOHを添加した。EtOH濃度の効果について検討したところ、その濃度が高くなるに従い、生成ポリマーの分子量分布が狭くなった。結果として、主触媒であるMoOCl_4に対して4倍量のEtOHを添加すると、分子量分布の非常に狭い(Mw/Mn<1.05)リビングポリマーが得られることが分かった。
ドイツ・ワイマール期における金融構造の地域的特質

前2年間で個別的に検討してきた西南ドイツの地域金融構造と貯蓄金庫史の研究を踏まえて、当年度では帝政期からワイマール期にいたる金融構造を総括した。その結果、次のような新たな論点と視角を得ることができた。1.ドイツの金融構造が同地域の産業構造と経済発展のあり方に深く関連していること、及び社会政策的見地から設立された貯蓄金庫が第一次大戦前には重要な金融機関になっていたことから、第一次大戦前のドイツ金融構造については、従来の独占形成の一元的視角だけでなく地域的階層的視角からも把握されるべきである。2.1907年恐慌とその後の金融諸改革、第一次大戦とインフレによって金融構造は大きく変化した。第一にカルテル体制を形成していたベルリン大銀行は、各地域の地方銀行と個人銀行を吸収合併して支店銀行体制を確立し、第二に貯蓄金庫は1921年までに法改正によって「銀行化」を完了した。20年代には階層性と地域性は徐々に解消した。3.相対的安定期にベルリン大銀行と貯蓄銀行は、従来の分業的関係から競争関係へと移行し、両者は預金の獲得と信用供与(顧客獲得)をめぐって激しく競争することになった。1931年の金融恐慌時には貯蓄銀行も混乱し、34年信用制度法によって規制を受けることになった。以上の個別的論点と視角は、いずれも従来の研究史からみれば新しい内容を持っているために、慎重に全体的意味付けを検討してきた。今回の研究成果報告書執筆を通じて構想をまとめ関連研究者の研究会で報告したが、それが一定の評価を得たので、今後報告書の内容を順次、論文と学会報告で公開していくことにしたい。なお、この研究テーマに関してはとくに貯蓄銀行史の課題を残したので、引き続き補助金を申請した。本研究課題と研究計画にしたがって、今年度は帝政期の西南ドイツにおける金融構造の地域的特質を地域工業化との関係で研究した。その結果、以下の諸点を明らかにした。1. 19世紀後半に始まる西南ドイツ・ヴュルテンベルクの工業化は主に綿工業と機械工業において展開したが、官営工場を除いて、これら部門の多くの産業企業は経営資金を自己調達しており、それで不足する場合は親戚知合い等を通じて調達していた。また外部から融資等を受ける場合でも、銀行の役割は小さかった。2.こうした産業金融の特質の理由は、何よりもヴュルテンベルクでは銀行の発達が遅れたことによる。19世紀後半に入ってもなお個人金融業者が支配的であり、産業との関係を主要業務とした銀行としては、1869年のヴュルテンベルク協同銀行が最初であり、結局第一次大戦まで同行のみが主要商業銀行であった。同行の証券発行引受先企業は一部を除いて多様であり、産業と企業の密接な関係を結論することは難しい。3.帝政期にベルリン大銀行の影響がヴュルテンベノルクに及ぶことは、なお一般的ではなかった。シュトゥットガルトに支店を置いたのはわずかにドレスデン銀行のみであり、また一部の個人金融業者が資本参加を受けたにとどまる。こうした経緯から、第一次大戦までは金融構造の地域性が残されていたと言える。4.西南ドイツの金融構造で見逃せないことは、貯蓄銀行と信用協同組合の比重の大きさである。預金量では明らかに商業銀行を上回っており、資金の貸付先はそれぞれ地域自治体と域内中小企業・農業経営である。以上の地域金融構造の特質は西南ドイツの地域工業化に深く関連していたと考えられる。なおこれらの内容については、次年度前半中に紀要論文として発表すべく現在投稿準備中である。

1.貯蓄金庫は18世紀末から19世紀初頭にかけて地方自治体によって貧民救済を目的として設立され、当初から幅広い社会層を預金者として取り込んで、工業化期には金融機関の中で最大の預金量を集中した。しかし、授信業務は主に不動産抵当貸付、自治体貸付、公債買付に限定されて産業へ向かわず、また信用払い取引も行なわれず、19世紀における貯蓄金庫の発展は工業化の進展にプラスに作用しなかった。2.1908年の帝国小切手法によって貯蓄金庫に振替取引と交互計算業務が認められ、ここから貯蓄金庫は銀行業務を開始して大きく発展し、信用銀行、協同組合と競争関係に入った。インフレ後に再び大量の預金を集めていた貯蓄金庫は、特に20年代後半には信用銀行と激しい対立を展開い、恐慌期の大統領緊急令によって自治体から分離して独立金融機関となり、その資金が自由に金融市場に流れ出ることになった。3.1934年の金融制度法によって貯蓄金庫は明確に総合銀行として承認されたが、他方でナチ党員が理事会に就任し、また預金量の約半分(1939年)を集中したことによって戦費調達機関に位置付けられて、戦時経済の枢要を担った。この点では、貯蓄銀行が同様の役割を演じた第一次大戦期との比較が興味深い。今年度は貯蓄銀行史を時代順に研究したが、各時期各地域の論点は金融史全体を見通した上で始めて評価されうるもので、個別論点の論文をこれまで発表できなかった。次年度の総括過程の中で包括的に発表したい。前2年間で個別的に検討してきた西南ドイツの地域金融構造と貯蓄金庫史の研究を踏まえて、当年度では帝政期からワイマール期にいたる金融構造を総括した。その結果、次のような新たな論点と視角を得ることができた。1.ドイツの金融構造が同地域の産業構造と経済発展のあり方に深く関連していること、及び社会政策的見地から設立された貯蓄金庫が第一次大戦前には重要な金融機関になっていたことから、第一次大戦前のドイツ金融構造については、従来の独占形成の一元的視角だけでなく地域的階層的視角からも把握されるべきである。2.1907年恐慌とその後の金融諸改革、第一次大戦とインフレによって金融構造は大きく変化した。第一にカルテル体制を形成していたベルリン大銀行は、各地域の地方銀行と個人銀行を吸収合併して支店銀行体制を確立し、第二に貯蓄金庫は1921年までに法改正によって「銀行化」を完了した。20年代には階層性と地域性は徐々に解消した。3.相対的安定期にベルリン大銀行と貯蓄銀行は、従来の分業的関係から競争関係へと移行し、両者は預金の獲得と信用供与(顧客獲得)をめぐって激しく競争することになった。1931年の金融恐慌時には貯蓄銀行も混乱し、34年信用制度法によって規制を受けることになった。以上の個別的論点と視角は、いずれも従来の研究史からみれば新しい内容を持っているために、慎重に全体的意味付けを検討してきた。今回の研究成果報告書執筆を通じて構想をまとめ関連研究者の研究会で報告したが、それが一定の評価を得たので、今後報告書の内容を順次、論文と学会報告で公開していくことにしたい。なお、この研究テーマに関してはとくに貯蓄銀行史の課題を残したので、引き続き補助金を申請した。
ブタ胚の非外科的移植における胚死滅と流産防止による受胎促進技術の開発

ブタ胚の非外科的移植では移植後23日目の排卵後6日目以降に胚が死滅する頻度が高いことが判明した。しかし、移植胚と人工授精胚におけるEGF様成長因子および受容体ファミリーの遺伝子発現に差は認められず、胚移植における早期妊娠喪失はこれらの遺伝子発現とは関連していないことが示唆された。アポトーシスを示す細胞の割合は移植胚では人工授精胚に比べ有意に高く、移植胚ではアポトーシスの出現頻度が高いことにより胚死滅が起きていることが示唆された。非外科的移植における移植胚数を増やすことで、受胎成立に必要な生存胚の数が確保され、受胎性が向上するものと考えられた。ブタにおける非外科的胚移植技術の高度利用のため、体外生産胚を用いて、移植した胚の死滅が起こりやすい時期と死滅に関与する因子の同定を行い、胚死滅率および流産率の低減による分娩率および産子数の改善を図り、生産現場で活用可能な胚移植技術を開発する。成分既知完全合成培地を用いて食肉処理場由来卵巣から採取したブタ卵子の体外成熟・体外受精・体外発生により体外生産胚を作製した。体外受精後5日目の体外生産胚盤胞25個は、子宮深部注入カテーテルを用いて排卵後4日目のレシピエントの子宮内へ移植した。胚移植後1および2日目に子宮灌流により胚を回収した。また、対照として人工授精を施した同時期の胚も同様に回収した。人工授精後に胚を回収したところ、排卵後56日目で黄体数(排卵数)に対して8593%の数の胚が回収され、ほぼすべてが正常な胚であったが、胚移植では移植胚数に対する胚の回収率は5163%と有意に低かった。また、回収胚のうち生存胚は4969%であり、変性胚が多かった。また、排卵後6日目に回収した生存胚の大きさは、胚移植では人工授精に比べ有意に小さく、この時期に胚の死滅が起こることが推察された。胚の孵化率を向上させることができる血清代替物(KSR)の体外発生培地への添加が体外培養中の胚の着床関連因子の遺伝子発現に及ぼす影響を調べた。すなわち、体外受精後5日目の体外生産胚盤胞はKSR添加あるいは無添加の体外発生培地で培養し、5、6および7日目にRNAを採取してEGF様成長因子およびErbB受容体ファミリーの遺伝子発現を定量的PCR法により定量した。体外発生培養における胚盤胞の孵化に伴ってErbB3の遺伝子発現量は増加し、KSR添加によってさらに増加することが判明した。前年度、体外発生培養胚では、胚盤胞の孵化に伴ってEGF様成長因子の受容体のひとつであるErbB3の遺伝子発現が増加することを見出したことから、胚盤胞の体外発生培地にErbB3のリガンドであるニューレグリンを添加して培養したところ、胚の生存性が向上することが判明した。ついで、体外受精後5日目の体外生産胚盤胞25個は、子宮深部注入カテーテルを用いて排卵後4日目のレシピエントの子宮内へ移植した。胚移植後1、2および3日目(排卵後57日目)に子宮灌流により胚を回収した。回収した胚は、それぞれの大きさを測定した。その結果、胚移植では移植後1日目の排卵後5日目に子宮から回収した胚の生存率は減少し、胚が孵化する排卵後6日目以降には胚の回収率も低下して、この時期に胚の死滅が起こることが推察された。しかし、子宮から回収した移植胚と人工授精胚におけるEGF様成長因子およびErbB受容体ファミリーの遺伝子発現に明らかな差は認められなかった。また、人工授精を施した豚の排卵後912日目のいずれかに持続性エストロジェン10 mgを1回投与処置した場合、排卵後910日目の処置は母体あるいは胎子に悪影響を及ぼす可能性が示唆されたことから、胚移植における持続性エストロジェン製剤の活用は効果的ではないと考えられた。前年度までに血清代替物であるKSRの添加は、胚の孵化を促進し、セリンプロテアーゼの1種であるウロキナーゼ型プラスミノーゲン活性化因子(uPA)の遺伝子発現を増加させることを明らかにしたことから、胚盤胞の体外発生培地にリコンビナントヒトuPAを添加して培養したところ、1μg/mL添加により無添加に比べ胚の孵化率や生存胚の細胞数を増加させるものの、別のセリンプロテアーゼであるトリプターゼに比べ、効果を示す添加濃度が10倍高いことが分かった。

ついで、人工授精を施したブタの排卵後4日目に胚移植カテーテル用いて子宮内に移植液のみを注入し、その1および2日後に子宮灌流により胚を回収した。胚の回収率(黄体数に対する回収胚数の割合)および生存率(回収胚数に対する生存胚数の割合)は、それぞれ9294%および8895%で、移植操作を実施しなかった対照区と同等であった。前年度までに、胚移植では移植後1日目の排卵後5日目に子宮から回収した胚の生存率は減少し、胚が孵化する排卵後6日目以降、胚の回収率も低下してこの時期に胚の死滅が起こることが推察されたが、人工授精を施したブタの排卵後4日目に胚移植カテーテル用いて子宮内に移植液のみを注入しても、人工授精胚の回収率および生存率の低下は認められず、移植操作は胚死滅を誘引しないことが判明した。当初の計画に沿い、体外生産胚の非外科的移植では、胚移植の翌日には胚死滅が起きていることを明らかにした。また、体外生産胚の体外培養において、胚の生存性を向上させる因子を見出したことから、研究はおおむね順調に進展している。ブタにおける非外科的胚移植技術の高度利用のため、体外生産胚を用いて、移植した胚の死滅が起こりやすい時期と死滅に関与する因子の同定を行い、胚死滅率および流産率の低減による分娩率および産子数の改善を図り、生産現場で活用可能な胚移植技術を開発する。成分既知完全合成培地を用いて食肉処理場由来卵巣から採取したブタ卵子の体外成熟・体外受精・体外発生により体外生産胚を作製した。体外受精後5日目の体外生産胚盤胞25個は、子宮深部注入カテーテルを用いて排卵後4日目のレシピエントの子宮内へ非外科的に移植し、移植後1日目に子宮灌流により胚を回収した。対照として人工授精を施したブタの排卵後5日目に子宮灌流により胚を回収した。回収胚の形態はGrade 14に分類した。回収胚はヘキスト、アネキシンVおよびヨウ化プロピジウムで蛍光染色し、移植胚のアポトーシスの出現頻度を人工授精胚と比較した。形態が良好(Grade1または2)な胚の割合は、移植胚では50%であり、人工授精胚(91%)に比べ有意に低かった。胚の総細胞数は、移植胚と人工授精胚で差を認めなかったが、アポトーシスを示す細胞の割合は回収胚全体および形態良好胚のいずれにおいても、移植胚では人工授精胚に比べ有意に高く、移植胚ではアポトーシスの出現頻度が高いことにより胚死滅が起きていることが示唆された。体外受精後5日目の体外生産胚盤胞25あるいは40個は、子宮深部注入カテーテルを用いて排卵後4日目のレシピエントの子宮内へ移植し、移植胚数による受胎成績の違いを比較したところ、移植胚数を40個とした場合の受胎率(70%)は25個(27%)に比べ有意に高かった。また、一腹あたりの平均産子数は多い傾向(7.0頭vs. 5.0頭)が認められ、移植胚数を増やすことにより、受胎成立に必要な生存胚の数が確保され、受胎性が向上するものと考えられた。ブタ胚の非外科的移植では移植後23日目の排卵後6日目以降に胚が死滅する頻度が高いことが判明した。しかし、移植胚と人工授精胚におけるEGF様成長因子および受容体ファミリーの遺伝子発現に差は認められず、胚移植における早期妊娠喪失はこれらの遺伝子発現とは関連していないことが示唆された。アポトーシスを示す細胞の割合は移植胚では人工授精胚に比べ有意に高く、移植胚ではアポトーシスの出現頻度が高いことにより胚死滅が起きていることが示唆された。非外科的移植における移植胚数を増やすことで、受胎成立に必要な生存胚の数が確保され、受胎性が向上するものと考えられた。当初の計画に沿い、体外生産胚の移植後の回収率および形態的な差異を明らかにした。
腎尿細管の構造と機能を制御する非中心体微小管の研究

微小管マイナス端に結合するCAMSAP3に変異をもつマウス(Camsap3-dcマウス)が、多発性嚢胞腎を生じることを見出し、解析を行っている。昨年度までの研究において、1) Camsap3変異による嚢胞腎は、尿細管の一部である近位尿細管が拡張して生じること、2)腎上皮細胞の微小管制御は、小腸上皮細胞とは異なり、CAMSAP3の機能が欠損しても一部の微小管が頂端ー基底の配向を保つことを明らかにした。平成30年度は、組織化学的な解析を進め、血液・尿の生化学検査を行い、以下の結果を得た。さらに、Camsap3ノックアウト(KO)マウスの作出が完了し、嚢胞腎の表現型を確認した。1.腎上皮細胞の微小管の量は、野生型・Camsap3-dcともに、近位尿細管より遠位尿細管で多かった。ダイナミックな微小管の指標となるチロシン化微小管の割合は、野生型に比べてCamsap3-dcの近位尿細管で高い傾向が見られた。2.細胞増殖マーカーの染色を行った結果、嚢胞を形成する上皮細胞では、細胞分裂が亢進していた。3.血液・尿の生化学検査を行った結果、Camsap3-dcマウスでは、カリウムおよびマグネシウムの腎臓における再吸収が低下する傾向があった。4.これまで解析に用いてきたCamsap3-dcマウスは、機能を欠く変異型のCAMSAP3タンパク質を発現する。小腸上皮細胞とは異なり、腎上皮細胞では、Camsap3-dcにおいても一部の微小管が配向を保っていた。このことから、変異タンパク質の表現型への影響を懸念し、Camsap3遺伝子領域を完全に欠失させた、Camsap3 KOマウスの作出を、理化学研究所との共同開発で進めていた。Camsap3KOマウスの作出が完了し、早稲田大学TWInsへの搬入を行った。繁殖を行いながら表現型を確認し、Camsap3KOマウスにおける多発性嚢胞腎の形成を確認した。組織化学解析、および、生理的機能への影響の検査を、おおむね予定通り進行している。理化学研究所と連携しての新規ノックアウトマウスの共同開発も、おおむね予定通りに完了した。早稲田大学TWInsへの当該マウスの搬入、表現型の確認を予定通り行った。1.腎嚢胞を形成する上皮細胞で、細胞分裂の亢進が見られる原因を追求する。細胞形態の変形の様子から、原尿の圧力によって尿細管が膨潤する可能性を考え、物理的な力により活性化する細胞分裂亢進のシグナル経路に着目した実験をおこなう。3.得られた実験結果を総合的に考察し、非中心体微小管が腎尿細管の構造と機能を制御するしくみについて、論文にまとめる。上皮細胞は、多くの臓器を構成する主要な細胞で、分泌や吸収、外界とのバリアなど、生体内で重要な役割を果たしている。その構造は、頂端ー基底という極性をもつ。上皮細胞内で微小管細胞骨格は、頂端ー基底軸に沿うように、一定の方向性をもって配向する特徴的な編成を示す。この特徴的な微小管編成は、上皮細胞が正しく機能するために重要であると考えられているが、編成の形成機序や、生理的機能については、いまだ多くのことがわかっていない。我々は、これまでに、腸上皮細胞において、頂端面に局在する微小管マイナス端結合タンパク質CAMSAP3が、上皮に特徴的な微小管編成に必須の因子であることを見いだした。昨年度までの研究から、Camsap3変異マウスにおいて、腎臓の構造異常(多発性の嚢胞腎)が新たにみつかった。本研究課題では、Camsap3変異によって生じる嚢胞腎形成のメカニズムを解明し、CAMSAP3が関わる上皮微小管編成の制御と生体内での役割を明らかにする。平成29年度は、1.組織レベルでの形態変化の解析と、2.生理的機能への影響の検査を行ない、以下の結果を得た。1.Camsap3変異によって生じる多発性の嚢胞腎は、尿細管の一部である近位尿細管の拡張によることが明らかになった。嚢胞を形成する細胞では、Camsap3変異をもつ腸上皮細胞と同様に、微小管の編成が乱れたが、小腸組織とは異なり、細胞接着部位の微小管は、頂端ー基底の配向を保っていた。このことから、小腸上皮と腎臓上皮では、微小管制御が異なることが示唆された。拡張した近位尿細管の細胞には、一次繊毛が存在し、一次繊毛の形成不全が原因とされる多発性嚢胞腎とは異なる機序での嚢胞形成が示唆された。2.野生型に比べて、Camsap3変異マウスでは、血糖値が高い傾向が見られた。尿サンプルについては、測定値が安定しないため、採尿条件の検討を行っている。理化学研究所CDBから、早稲田大学TWInsへのCamsap3変異マウスを含む研究材料の移転と、実験系のセットアップを行い、ほぼ予定通りに完了した。組織化学的解析、および、生理的機能への影響の検査(尿・血液生化学検査)を、おおむね予定通りに進行している。

昨年度までの研究において、1) Camsap3変異による嚢胞腎は、尿細管の一部である近位尿細管が拡張して生じること、2)腎上皮細胞の微小管制御は、小腸上皮細胞とは異なり、CAMSAP3の機能が欠損しても一部の微小管が頂端ー基底の配向を保つことを明らかにした。平成30年度は、組織化学的な解析を進め、血液・尿の生化学検査を行い、以下の結果を得た。さらに、Camsap3ノックアウト(KO)マウスの作出が完了し、嚢胞腎の表現型を確認した。1.腎上皮細胞の微小管の量は、野生型・Camsap3-dcともに、近位尿細管より遠位尿細管で多かった。ダイナミックな微小管の指標となるチロシン化微小管の割合は、野生型に比べてCamsap3-dcの近位尿細管で高い傾向が見られた。2.細胞増殖マーカーの染色を行った結果、嚢胞を形成する上皮細胞では、細胞分裂が亢進していた。3.血液・尿の生化学検査を行った結果、Camsap3-dcマウスでは、カリウムおよびマグネシウムの腎臓における再吸収が低下する傾向があった。4.これまで解析に用いてきたCamsap3-dcマウスは、機能を欠く変異型のCAMSAP3タンパク質を発現する。小腸上皮細胞とは異なり、腎上皮細胞では、Camsap3-dcにおいても一部の微小管が配向を保っていた。このことから、変異タンパク質の表現型への影響を懸念し、Camsap3遺伝子領域を完全に欠失させた、Camsap3 KOマウスの作出を、理化学研究所との共同開発で進めていた。Camsap3KOマウスの作出が完了し、早稲田大学TWInsへの搬入を行った。繁殖を行いながら表現型を確認し、Camsap3KOマウスにおける多発性嚢胞腎の形成を確認した。組織化学解析、および、生理的機能への影響の検査を、おおむね予定通り進行している。理化学研究所と連携しての新規ノックアウトマウスの共同開発も、おおむね予定通りに完了した。早稲田大学TWInsへの当該マウスの搬入、表現型の確認を予定通り行った。1. Camsap3変異マウスが嚢胞腎を形成するメカニズムを探る。多発性嚢胞腎が形成される原因として、一次繊毛の形成不全に起因するメカニズムが知られているが、Camsap3変異マウスが形成する嚢胞腎の細胞では、一次繊毛の形成が見られた。この結果は、Camsap3変異マウスでは、既知のものとは異なるメカニズムで、腎嚢胞が形成されると考えられる。今後は、細胞の形態異常があるか(管腔に面する頂端面の面積拡大があるか)、細胞分裂の亢進があるかの解析をおこない、Camsap3変異マウスが嚢胞腎を形成する機構を探る。培養細胞を用いた実験も併用した解析を行う。2.昨年度までに、電子顕微鏡観察をおこなっている。野生型とCamsap3変異マウスの尿細管上皮細胞における、細胞内の微細構造の差異を解析し、上皮細胞微小管の未知の役割について、新たな知見を得る。3. CAMSAP3が関わる上皮微小管編成の生理的機能について明らかにする。尿・血液生化学検査から精度の高い検査値を得るため、サンプル採取の条件を検討し、サンプル数を増やす。尿サンプルについては、採尿方法や時間帯、血清サンプルについては、絶食の有無による血糖値の検討を行う。4. Camsap3変異マウスは、nullではなく、Camsap3の機能領域である微小管結合部位を欠くCAMSAP3変異タンパク質を発現している。このため、現在、Camsap3遺伝子領域を完全に欠失させた、Camsap3 nullマウスを、理化学研究所BDRとの共同開発で新たに作出中である。Camsap3 nullマウスの作出・確認作業を継続し、表現型の確認を行う。
語基の音節構造と強勢パターンの分布：記述と理論的予測

本研究ではまず、語基の音節構造および強勢位置と、派生語の強勢パターンの関係について、これらの可能な組み合わせの中に見られる有標性(類型順序:T-Order)をコンピュータを用いて計算し、英語の中に存在するであろう上記の組み合わせの分布についての大まかな予測を試みた。続いて約28,400語について各語の音節構造・強勢位置・語基の音節構造・語基の強勢位置について、SOED CD-ROM版をもとに包括的な調査をし、データベースを作成した。最後にそれらの分布が前述の予測と一致を測れるかどうか、最適性理論(Optimality Theory)の枠組みで考察を行った。本研究の目的は、英語の派生語の強勢パターンの分布が、入力(語基)の音節構造の分布と一般的な音韻制約の階上類型(factorial typology)からどの程度予測可能であるか、を考察することである。本年度はまず、その前半部である派生語の実際の強勢パターンについて、筆者が以前行っていた研究(「英語接尾辞のクラス性と強勢付与に関する記述調査と部分配列理論による分析(課題番号:21520513)」,以下「前研究」)で得られた成果を用いて、そのパターンの分布が音韻制約の階上類型から予測される分布とどの程度一致するかについての考察を行った。その結果は、7月に韓国で行われた国際学会において口頭発表されるとともに、開拓社から出版された著書Patterns and Categories in English Suffixation and Stress Placement: A Theoretical and Quantitative Studyの一部として形に表すことができた。また、この理論的考察の基となっている部分配列理論の提唱者であるスタンフォード大学のArto Anttila准教授を勤務校に招聘し、理論的考察についての意見交換を進めることができた。また、同理論の進展に関して同准教授から有益な情報を得ることもできた。残された作業は、これらの予測を語基の音節構造の分布と組み合わせたときに、理論が予測する分布とどれぐらい一致するかを調べることである。その目的のため学生アルバイトを雇用し、語基の音節構造の分布についてデータベースへの入力を継続的に行った。本研究は、筆者が前年度まで行なっていた研究「英語接尾辞のクラス性と強勢付与に関する記述調査と部分配列理論による分析(課題番号:21520513)」(以下「前研究」)にその基盤を置く。この前研究は、英語の接尾辞ごとの語形成のパターンと強勢付与のパターンの分布が、実際にどのようなものであるかを記述することを目的の一つとしていた。本年度はこの前研究の成果を博士論文としてまとめあげ、筑波大学に提出し、受理された。またその研究成果について、および前研究と同じアプローチに基づく日本語における発展的な応用研究の可能性について、いくつかの学会・研究会で口頭発表を行った。また、この前研究で得られた調査結果をデータベース化する作業の最終調整も当該年度に行った。前研究は長期間に及ぶ記述調査に基づいたものであったため、データのまとめ方が一貫しておらず、本研究で適切に活用するためには一貫した形に修正する必要があった。この、膨大な個々のデータを一つ一つチェックして必要なものに修正を行う作業が、この1年でほぼ終了した。最後に、前研究で明らかになった英語の強勢に関する制約群を用いて、T-Order Generatorによってコンピュータ上で類型順序の計算を行った。その結果、論理的に可能な入力形と出力形のペアの中には、754個の含意関係があることがわかった。この含意関係はあるパターンが別のパターンより生じる確率が高いことを予測するものであるが、今後はその予測が正しいかどうかの検証を、上記のデータベースに基づいて行うことになる。本研究の目的は、英語の派生語の強勢パターンの分布が、入力(語基)の音節構造の分布と一般的な音韻制約の階乗類型(factorial typology)からどの程度可能であるか、を考察することにある。本年度は、実際の分布についての量的調査を行うため、筆者が以前行っていた研究(「英語接尾辞のクラス性と強勢付与に関する記述調査と部分配列理論による分析(課題番号:21520513)」)で作成した英語の強勢に関するデータベースをもとにして、それぞれの語彙の語基の情報を拡充する作業を中心的に行った。具体的には、個々の派生語の語基の音節構造と強勢パターンのデータについて、アルバイトを雇って入力作業を行った。その結果、総計26000語以上の語彙について入力作業をほぼ完了させることができた。これにより英語の派生語における強勢パターンと音節構造の分布の計量的な調査が可能になるが、今後はその精度を高めるため、入力したデータのチェックを行う必要がある。一方、理論的な考察を行う際に生じた派生的な問題として、制約の局所結合(local conjunction)に関する理論的な考察を、東北大学の菊池清一郎氏と共同で行った。

本研究の前提として制約が個別に順序付けされた際の階乗類型を仮定しているが、制約が局所的に結合されている場合にはまた別の類型が生じる可能性があるからである。この考察の結果は、後述の「雑誌論文」欄に記載の論文として発表された。また、昨年度出版した本研究の成果を含む著書が、第48回市河賞(語学教育研究所)および2014年度日本英語学会賞(著書)を受賞した。英語の強勢と接尾辞概ね予定通りに進行している。本年度の計画は、(1)強勢パターンの分布の調査,(2)その理論的考察と意見交換,(3)学会などでの成果発表,(4)データ入力の継続、であったが、その全てについて予定通り行うことができた。ただし、(3)について出版という大きな成果が得られた一方で、(4)については予定より作業が少々遅れがちである。これは主に学生アルバイトの手配が思ったほどできなかったことに起因しているが、それは就職活動の激化により学生の自由時間が減少したということと、留学する学生が増加したという、計画立案時には予測できなかった状況が生じたためである。この人材不足という点に関しては、設備や雇用規則の問題が有りなかなか対応が難しいが、次年度になるべく改善したい。概ね予定通りに進行している。24年度の計画は(1) T-Order Generatorによる英語強勢に関する類型順序のシミュレーションと、(2)英語強勢の包括的なデータベースの作成作業であったが、ともにある程度まとまった作業を完了させることができた。また理論研究のための前提となる分析について、博士論文という形でまとめることができた。欲を言えば、(1)に関しては有意味な類型順序の選定、(2)に関してはデータベースのさらなる拡充を行いたいところであったが、そこまでは至らなかった。上記の通り、データベースへの入力作業が若干遅れ気味であるため、アルバイトの雇用を一層促進したい。具体的には、(1)コンピューターの増設、(2)学生の雇用方法の効率化、という方策を取る。(1)に関しては、そもそも入力作業に用いるコンピューターが研究室に不足しているので、増設することで雇用できるアルバイトの人数を増やそうということである。(2)に関しては、これまでは常に作業できる学生だけを雇用して作業させていたが、就職活動などで研究室に来ることができなかった者も少なからずいた。そこであらかじめコンピューターの台数以上の学生を予備的に登録させておき、欠員が生じた際にはその予備の学生を招集することで作業の効率化を進めたい。本研究の目的は、語形成および音韻産出の入力形の分布(すなわち語基の形の分布)と、その出力形の分布(すなわち語形成および音韻産出の結果の分布)の関係を、理論的に考察することにある。上記の前研究が論文としてまとまり、データベースの形も整ったことで、この出力形にあたる部分の観察が終了したことになる。今後はこのデータベースに個々の語の入力形の情報を追加していき、入力形の分布を考察していくことになる。
球面螺旋座標を用いた全球大気シミュレーションコードの開発

動径基底函数(RBF)を用いた球面浅水波モデルに対し,いくつかの準一様節点を用いて標準実験を行い,節点配置が精度や保存性に与える影響について調べた。比較した準一様節点は,最小エネルギー節点(ME),正二十面体節点(NI),球面螺旋節点(SH)である。最小エネルギー節点は,電荷を配置して反復的に平衡状態を計算して求める。本研究では,先行研究の著者が計算した配置を利用した。正二十面体節点は正二十面体を再分割して得られる。非静力学大気モデルNICAMに用いられている,正二十面体から球面への投影による歪みをバネ力学で一様化したものを用いた。SHは両極を一つの曲線でつなぎ,螺旋上の節点間隔と螺旋の巻きと巻きとの間隔が等しくなるように生成する。3つの節点分布の一様性を理想的な積分重みからのずれを計算して比較した。MEには「傷」と呼ばれる非一様な領域が存在し,反復解が大域最小解に収束していないことが示唆された。NIは辺や面では誤差は小さいが頂点付近で誤差が大きい。SHの一様性は卓越しているが,螺旋の曲率が大きい極付近でやや誤差が大きいことが分かった。定常性を調べる実験では,SHとNIはMEと比較して誤差が小さくなる傾向が見られた。より現実的流れでは,誤差の差異は不明瞭であるが,保存性に顕著な差異が認められた。MEは,質量とエネルギー,渦度,発散全て他の節点と比較して大きく変動した。NIは質量の保存性は良好だが,エネルギーに振動が見られたが,渦度と発散の保存性が極めて高い。SHはどの変数も比較的保存性が良好である。標準実験の結果は,MEと比較してNIやSHが精度や保存性の点で優れていることを示している。SHは精度上の利点に加えて,NIとは異なり生成が容易で節点数に対する制約がなく,反復計算が不要である利点があるため,球面上の偏微分方程式を解くための節点として有用であると考えられる。球面展開に用いられるルジャンドル陪函数に関し,高階高次に適用可能な計算手法について精度を詳細に比較した。通常用いられる倍精度の3点漸化式を用いた手法では,1000を超える切断波数から精度が単精度程度まで低下し,およそ1700以上では精度が不十分であるためにルジャンドル変換が破綻する。精度低下の原因は,極付近で小さい余緯度の正弦が扇形ルジャンドル陪函数の漸化式において繰り返し乗じられるために生ずるアンダーフローである。単に4倍精度を用いるのは,問題の先送りに過ぎない上,計算時間が桁違いに遅い。高階高次に適用可能な計算手法として,倍精度の4点漸化式を用いたフーリエ法と拡張精度浮動小数点数(X数)の3点漸化式を用いた手法とがある。扇形ルジャンドル陪函数を用いないフーリエ法はアンダーフローが生じない優れた手法であるが,切断波数50001000で誤差が次数の3乗に比例して急増することが判明した。フーリエ法を再検討したところ,原因はルジャンドル多項式のフーリエ級数展開の係数の計算方法にあることが分った。高次において,フーリエ級数展開の係数をガンマ函数の漸近式を利用したものにしたところ,次数の平方根に比例する誤差に抑制することに成功した。改良されたフーリエ法とX数法とを精度と速度の観点から比較した。まず,各波数の振幅1が逆変換・順変換ののちに復元されるかというテストでは,切断波数10239を用いた場合フーリエ法の誤差がX数法の約半分であった。また完全正規化されたルジャンドル陪函数のすべての波数の和が切断波数+1の2乗になるという恒等式からの誤差を調べたところ,フーリエ法がX数法と比較して2桁程度精度が高く,フーリエ法の誤差は緯度に依存しないのに対し,X数法の誤差は極付近で増大することが分った。以上から精度の点ではフーリエ法が有利であると結論した。高速球面調和函数変換のアルゴリズムについて調査し,これを応用する場合の課題について検討した。検討の過程でルジャンドル陪函数の計算精度がその計算手法に依存することを改めて認識し,モデルの作成に優先して高階高次の場合の精度に関する調査を行うことにした。当初予定したモデルは完成していないが,ルジャンドル陪函数の数値計算法について高階高次の場合に精度を担保する重要な成果が得られたため,全体として順調であると判断した。平成27年度までの研究で高速球面調和函変換はアルゴリズムが複雑で,計算不安定を生じる部分があることが判明したため,平成28年度は球面螺旋格子の特性を生かした内挿アルゴリズムを開発した。球面螺旋座標は極から極までが1本の螺旋で結ばれており,その上に格子点が1次元的に配置されている。球面螺旋に沿う内挿は,螺旋上の隣接する格子点を複数選べば可能であることは自明である。螺旋上にない任意の点での内挿は,子午線上で行うこととした。まず,値を求める点の経度を通過する子午線と交差する螺旋の緯度を複数決定する。交差する点は,子午線上で値を求める点を挟むように選ぶ。交差する点は螺旋上にあるので,その値は上述の螺旋に沿う内挿を行なって求めることができる。さらに,これらを子午線上で内挿することにより,求める点での値が決定できる。

極付近では,極点や子午円に沿って極の向こう側で螺旋と交差する点を用いる。このアルゴリズムを用いて,球面上の2次元セミ・ラグランジュ移流モデルを構築した。内挿には,螺旋上,子午線上の双方に対して単調性を保証する1次元3次アルゴリズムを適用した。上流点探索は,流れが球面上に拘束されるという条件で反復解法を適用した。極を超えるガウス型の山を移流するテストを行なったところ,3次内挿を用いた既存の手法と同程度の精度が得られることが分かった。なお,時間刻み幅にクーラン数1を超える値を適用しても,安定的に時間積分が可能である。平成27年度に行った高階高次ルジャンドル陪函数の計算手法に関する研究発表や掲載された論文に対し,モデルの高解像度化を検討している複数の現業数値予報機関の担当者から問い合わせを受けた。日本地球惑星科学連合2016年大会では,測地学のセッションでポスター発表を行い,球面でのデータを扱う他分野の研究者と議論することができ,本課題で実施した研究成果の意義を実感することができた。申請時に構想した手法とは異なるが,2次元セミ・ラグランジュ移流モデルが完成した。既存手法に匹敵する精度を持ち,単調性を保ちながら安定して動作するモデルを簡潔なアルゴリズムを用いて構築できたことは一定の成果であると考える。このことから,全体としてはおおむね順調であると判断する。平成28年度に構築したセミ・ラグランジュ移流モデルに対し距離基底函数(RBF)による内挿を適用した。RBFは節点間のデカルト距離のみに依存する函数であり,ガウス型や多重二乗など様々な形状がある。RBFで函数を展開し,データが与えられた点での値が一致する節点法条件を課し,内挿行列を得る。球面上の2次元移流実験では,RBF内挿の導入により精度が格段に向上した。RBFは先行研究において格子状の構造を持たない節点上の2次元オイラー移流モデルとオイラー移流浅水波モデルに対しても適用されている。偏微分方程式を解くために必要な微分演算子は,RBFに対する微分を含む形で表すことができる。まず,RBFに基づく2次元オイラー移流モデルを構築し,移流実験において最小エネルギー節点と球面螺旋節点とを比較した。球面螺旋節点は最小エネルギー節点よりもやや精度が良く,遜色ないことが分かった。球面積分における重みが一様な重みからどれくらいずれているかを比較したところ,最小エネルギー節点では誤差の大きな領域が球面の複数の箇所に傷のように分布しているのに対し,球面螺旋節点では誤差が大きいのは極付近のごく限られた領域にだけであることが分かった。次にRBFに基づくオイラー移流浅水波モデルを構築し,浅水波標準実験で同様の比較を行った。定常流に対する実験では,移流実験同様に球面螺旋節点は最小エネルギー節点よりもやや精度が良い。山岳の周りの流れや惑星波,対流圏中層の解析場のようなより現実的な流れに対しては,差は顕著には現れないものの,遜色ない精度が得られることを確認した。球面螺旋節点の方が最小エネルギー節点よりも,はるかに生成が容易であるため,同程度の精度であれば球面螺旋節点が有利であると考えられる。球面螺旋節点の性質や他の準一様節点との比較,順調に行うことができた。一方,浅水波モデルによる実験はモデル構築の際,先行研究の論文中に一部不明点があり,導出を確認するのに時間を要した。そのため,成果発表が予定よりも遅れた。動径基底函数(RBF)を用いた球面浅水波モデルに対し,いくつかの準一様節点を用いて標準実験を行い,節点配置が精度や保存性に与える影響について調べた。