hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
任意形状を持つ底面境界による砕波の特性とその統一的取り扱いに関する研究

1.孤立波の砕波指標の定式化とその一般的取り扱い:一様斜面,ステップおよび潜堤に入射する孤立波の砕波の有無,砕波点位置および砕波限界波高を与える指標が,水深の変化率と入射波の非線形性指標との比に基づくパラメータによって定量的かつ統一的に取り扱えることを明らかにした。2.台形潜堤による孤立波の砕波と内部特性:砕波限界波形および水粒子速度に関する水理実験結果との比較によって,BIMによる数値解が砕波限界時の波形だけでなく内部特性に対しても実験結果と一致することを実証するとともに,これを基に砕波形式と内部特性の関係を調べ,砕波形式の差異が内部特性において特に顕著となることを示した。3.波頂からのジェット放出過程における内部特性とその極値:砕波限界後のジェット放出過程における内部特性と砕波形式の関係および水粒子速度や加速度の最大値の発生点の位置を明らかにするとともに,これらの極値と砕波形式指標との関係の定式化を行い,これによって所定の入射波高の孤立波の下で生じる水粒子速度および加速度の極値の推定が可能となることを示した。4.孤立波による衝撃砕波圧と砕波形式の関係:水理実験によって,衝撃砕波圧が封入空気塊を通して砕波形式と密接に関わっていることを明らかにした。5.砕波による波高減衰と砕波形式の関係:砕波後の波高減衰は巻き砕波の場合に著しく,透過率も0.2程度まで低下し,砕波形式指標との間に一義的関係であることを水理実験によって明らかにした。1.孤立波の砕波指標に定式化とその一般的取り扱い境界積分法(BIM)によって,一様斜面,ステップおよび潜堤の3通りの底面形状での孤立波の砕波に至る伝播シミュレーションを系統的に行ない,このときの波形変化および砕波指標が水深の変化率と入射波の非線形性指標との比に基づくパラメータによって定量的かつ統一的に取り扱えることを明らかにした.また,一様斜面とステップによる孤立波の砕波限界波形を比較し,砕波点に至るまでの水深変化の総量が等しい場合には,底面形状に関係なく波形の一致が見られることを見い出した.これによって,これまでほとんど進展がなかった任意の底面境界上での砕波問題に対する定量的取り扱いが大きく進むことになった.2.ステップによる孤立波の砕波形式の定量的評価砕波形式は砕波による波圧や越破量に重大な影響を及ぼすが,その定量的取り扱いは一様斜面上の砕波を除いて皆無であった.代表者らは,砕波限界波形に対する砕波形式の定量的指標を提案すると同時に,これをステップによる砕波に適用し,その砕波形式を入射波高とステップの高さの関数として表示することに成功した.これによって,ステップに対する入射波に対して砕波限界波高だけでなく砕波形式の予測も可能となっている.3.台形潜堤による孤立波の砕波と内部特性BIMによる数値解の内部特性に対する精度を検証するために,水理実験を行ない,台形潜堤による孤立波の砕波限界時の水粒子速度の実験結果との比較によって,BIMによる数値解が砕波限界時の波形だけでなく内部特性に対しても実験結果とほとんど一致する結果を与えることを実証した.これによって,これまで未解明であった砕波形式と内部特性の関係を初めて明らかにした1.孤立波の砕波指標の定式化とその一般的取り扱い:一様斜面,ステップおよび潜堤に入射する孤立波の砕波の有無,砕波点位置および砕波限界波高を与える指標が,水深の変化率と入射波の非線形性指標との比に基づくパラメータによって定量的かつ統一的に取り扱えることを明らかにした.2.台形潜堤による孤立波の砕波と内部特性:砕波限界波形および水粒子速度の水理実験結果との比較によって,BIMによる数値解が砕波限界時の波形だけでなく内部特性に対しても実験結果と一致することを実証するとともに、この結果を基に砕波形式と内部特性の関係を調べ、砕波形式の差異が内部特性において特に顕著となることを示した.

3.波頂からのジェット放出過程における内部特性とその極値:砕波限界後のジェット放出過程における内部特性と砕波形式の関係および水粒子速度や加速度の最大値の発生点の位置を明らかにするとともに,これらの極値と砕波形式指標との関係の定式化を行い,これによって所定の入射波高の孤立波の下で生じる水粒子速度および加速度の極値の推定が可能となることを示した.4.孤立波による衝撃砕波圧の砕波形式の関係:水理実験によって,衝撃砕波圧が封入空気塊を通して砕波形式と密接に関わっていることを明らかにした.5.砕波による波高減衰と砕波形式の関係:砕波後の波高減衰は巻き砕波の場合に著しく,透過率も0.2程度まで低下し,砕波形式指標との間に一義的関係があることを水理実験によって明らかにした.
音楽教育における創作指導を簡易・実質化するためのデザイン可能な電子楽器教材の開発

前年度の調査や機能検討を経て、今年度は、デザイン可能な電子楽器教材の実現に向けたインタフェースの開発とワークショップを用いた教材の評価を行った。まず、デジタルファブリケーションを用いた凹凸マーカと高精細な圧力センサによるデザイン可能な電子楽器インタフェースを同学の博士課程学生と共同で開発した。その結果、実装の簡易性を損なうことなく、様々なジェスチャ認識を可能とする自由度が高いデザインスペースを実現した。加えて、日常物と組み合わせることでタンジブルなフィードバックもデザイン可能となった。次に、大学生向けワークショップを用いて開発したデザイン可能な電子楽器インタフェースの検証を実施した。ワークショップは、東京大学の学部生・大学院生・研究員・教員8名が参加し、2日間合計約6時間で行われた。1日目にデザイン可能な電子楽器インタフェースの仕組みの説明と、アイディエーションを行った。2日目にインタフェースの開発と創作した音楽の演奏発表を実施した。短時間のワークショップであったが、参加者全てが、1システムにより取得できるパラメータの理解と活用、2様々な素材を組みわせた多様なインタフェースデザインの実現、3短時間でのプロトタイピングと演奏の実現を達成した。成果物の分析やインタビュー調査の結果、デザインの簡易性と高い自由度を実現していることが確認された。今後は、最終年度の成果を教育工学分野の論文誌に投稿予定である。さらに、本システムを用いた教育実践研究を継続し、本研究を進展させていきたいと考えている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、(1)音楽創作学習の有効性に影響を与える要因の調査と機能検討、(2)音楽創作学習の有効性を高める電子楽器のデザインと開発の二段階で計画されで、本年度は(1)の調査設計と実施まで行った。初年度である本年は、音楽教育における創作指導を簡易・実質化するための電子楽器教材を研究対象にするにあたり、本年度はコンピュータ・電子楽器を用いた音楽制作の調査と機能検討に取り組んだ。まず、音楽制作の現場でお互いの感性やスキルを活かしながら協働的に音楽を制作する活動が広がりをみせていることから、音楽創作用電子楽器教材の機能検討としてタブレットを用いた協働音楽制作ワークショップを実施した。その結果、初心者が多く含まれる教育現場に向けた電子楽器教材のデザインを検討する上で、協働音楽制作は有効であるという知見を得た。さらに本研究では習熟度や専門性の差がある場合でもコラボレーションできる電子楽器教材を目指すため、これまで実施されてこなかった専門家・非専門家の協働音楽制作に焦点を絞り、調査を行った。その調査方法として、専門家と非専門家のペアが一定の期間内で協働音楽制作を行い、データ収集を行った。今後、非専門家と専門家の遠隔地コラボレーションの有効性に影響を与える要因を分析し、電子楽器教材に反映する。平成29年度は、(1)音楽創作学習の有効性に影響を与える要因の調査と電子楽器教材の機能検討を計画していたが、おおむね予定通り進展した。データ収集は終わったが、要因の分析が残ったため、次年度に行う。機能検討に向けた協働音楽制作ワークショップも計画より多くの参加者に向けて実施できたため、多くの知見を得ることができた。平成30年度は、予定していた通り、(2)音楽創作学習の有効性を高める電子楽器のデザインと開発を行う。また開発した電子楽器教材の有効性を評価するためのワークショップを実施する予定である。
摘出標本におけるプロスタグランジンの痛み反応増強作用に関する電気生理学的研究

ブラジキニンなどの発痛物質により惹起こされる痛み反応がプロスタグランジン(PG)により増強されるいわゆる痛み反応増強作用のメカニズムを明らかにするため摘出中枢標本を用いて検討した.発痛物質にはカプサイシンを,摘出標本としては摘出脊髄および摘出脊髄一尾標本を用いた.〔摘出脊髄一尾標本における成果〕13日令ラットから摘出脊髄一尾標本を作製した.脊髄と尾を別々の灌流槽に固定し,酸素を十分含んだ人工脳脊髄液を56ml/minの速度で灌流した.尾に少量のカプサイシン(0.52μM,100200μl)を灌流適用すると侵害反射の一つと考えられる脱分極性の反射電位が腰髄筋前根から細胞外電極を介して記録された.この反射電位は適用するカプサイシンの量に応じて増減した.また,この電位は尾の灌流液中に予め1μM4μMのPGE_1あるいはE_2を適用することにより著しく増強した.しかし, PGD_2,PGF_2およびPGI_2の前処置では何ら影響が認められなかった.〔摘出脊髄における成果〕PGの痛み反応増強作用は一次知覚ニューロンの末梢端でみられる現象である.しかし, ,知覚ニューロンの末梢枝は極めて細く,また組織中分布も複雑なため末梢端でPGの作用を検討することは不可能であった.そこで今回は一次知覚ニューロンのもう一つの側枝すなわち中枢枝の終末に対するPGの作用を検討し,末梢端でみられる現象を類推した.新生ラットの摘出脊髄に10nM1μMのPGを適用すると脱分極性の電位変化が腰髄節の後根から記録された.脱分極の大きさはPGE_1>PGE_2>PGF_<22>>PGD_2の順であった.PGE_1およびPGE_2による脱分極は外流にTTXを添加したり,あるいはCa濃度を0.1mMに下げシナプス伝達を抑制した条件下でも認められた.以上の結果からPGの痛み反応増強作用は一次知覚ニューロン末梢端の脱分極に由来するものと思われる.ブラジキニンなどの発痛物質により惹起こされる痛み反応がプロスタグランジン(PG)により増強されるいわゆる痛み反応増強作用のメカニズムを明らかにするため摘出中枢標本を用いて検討した.発痛物質にはカプサイシンを,摘出標本としては摘出脊髄および摘出脊髄一尾標本を用いた.〔摘出脊髄一尾標本における成果〕13日令ラットから摘出脊髄一尾標本を作製した.脊髄と尾を別々の灌流槽に固定し,酸素を十分含んだ人工脳脊髄液を56ml/minの速度で灌流した.尾に少量のカプサイシン(0.52μM,100200μl)を灌流適用すると侵害反射の一つと考えられる脱分極性の反射電位が腰髄筋前根から細胞外電極を介して記録された.この反射電位は適用するカプサイシンの量に応じて増減した.また,この電位は尾の灌流液中に予め1μM4μMのPGE_1あるいはE_2を適用することにより著しく増強した.しかし, PGD_2,PGF_2およびPGI_2の前処置では何ら影響が認められなかった.〔摘出脊髄における成果〕PGの痛み反応増強作用は一次知覚ニューロンの末梢端でみられる現象である.しかし, ,知覚ニューロンの末梢枝は極めて細く,また組織中分布も複雑なため末梢端でPGの作用を検討することは不可能であった.そこで今回は一次知覚ニューロンのもう一つの側枝すなわち中枢枝の終末に対するPGの作用を検討し,末梢端でみられる現象を類推した.新生ラットの摘出脊髄に10nM1μMのPGを適用すると脱分極性の電位変化が腰髄節の後根から記録された.脱分極の大きさはPGE_1>PGE_2>PGF_<22>>PGD_2の順であった.PGE_1およびPGE_2による脱分極は外流にTTXを添加したり,あるいはCa濃度を0.1mMに下げシナプス伝達を抑制した条件下でも認められた.以上の結果からPGの痛み反応増強作用は一次知覚ニューロン末梢端の脱分極に由来するものと思われる.
高等植物のタンパク質の旅路とその運命?細胞内小胞輸送ネットワークから考える?

タンパク質は、小胞体で合成された後、細胞内小胞輸送経路に従って、目的地まで運ばれて初めて正しく機能することができる。高等植物細胞においては、細胞内小胞輸送経路は高度に発達いることが知られているが、小胞輸送経路の詳細に関しては、その多くが不明である。我々は、高等植物の小胞輸送経路を分子レベルで解明することを目的として、輸送小胞が標的膜と融合するときに働くSNARE分子に注目して研究を進めている。現在までに、シロイヌナズナのゲノム中に存在するSNAREをコードする遺伝子の転写産物全て(54種類)をRT-PCR法にてクローニングすることに成功した。その後、それらのGFP融合タンパク質あるいはYFP, RFP融合タンパク質を発現するベクターを構築し、それらをシロイヌナズナ培養細胞に、一過的に発現させることにより、細胞内における局在を全て明らかにした。今回、特に、ポストゴルジ網(TGN, early endosome, late endosome, vacuole)に存在するSNARE分子の全容が明らかになった。それによると植物のTGNは動物、酵母などとは違い、ゴルジ体と離れて存在すること、TGNに存在するSNARE、AtVTI11とAtVTI13は、それぞれ細胞膜、液胞膜にも存在し、ゴルジ体以降の輸送経路がTGNで分岐しているらしいこと。Late endosomeと液胞膜には同じSNAREが存在するが、early endosomeには違った種類(Vamp727)が存在することなどがわかった。また、early endosome, late endosomeに存在するRabタンパク質Ara7,Ara6との局在をリアルタイムで観察し、同時に比較することにより、early endosomeが連続的に成熟することによりlate endosomeへと変化することを明らかにした。本研究計画では、モデル植物であるシロイヌナズナを用いて、膜輸送における各オルガネラ膜の動態を明らかにすることを目指してきた。本年度は以下のような成果を得た。(1)高等植物はその細胞内に高度に発達したオルガネラ(細胞内小器官)を持ち、小胞輸送によりたえず物質交換が行われている。小胞輸送において輸送小胞と標的オルガネラ膜との膜融合は非常に重要な反応の一つであり、SNARE分子が特異的な膜融合を担うタンパク質として知られている。シロイヌナズナのゲノム中から54種類のSNARE分子をコードする遺伝子を単離し、RT-PCR法によりそれらの遺伝子の組織的発現を解析した。その結果、1遺伝子を除く53種類の遺伝子がほとんどすべての組織で発現していた。次に、細胞内局在を調べるために、それぞれのSNARE分子とGFPとの融合タンパク質を発現するプラスミドを構築し、それらをシロイヌナズナ培養細胞に導入後、共焦点レーザー顕微鏡により観察した。その結果、6種類の小胞体に局在するSNARE分子、9種類のゴルジ体に局在するSNARE分子、7種類のトランスゴルジ網に局在するSNARE分子、2種類のエンドソームに局在するSNARE分子、21種類の細胞膜に局在するSNARE分子、9種類の液胞膜に局在するSNARE分子を明らかにした。これらの結果は、植物細胞における複雑な小胞輸送経路とその機能を理解する上で非常に重要な成果と考えられる。(2)細胞内小胞輸送に伴うオルガネラ膜の動態は、近年、蛍光タンパク質とレーザー顕微鏡等の開発により明らかになりつつあるが、ポストコルジ・ネットワークにおいてはほとんど知られていない。そこで、上記(1)の成果から得られたトランスゴルジ網、細胞膜、エンドソームに局在するSNARE分子とGFPとの融合タンパク質を発現する遺伝子組み換え植物を作成した。現在、詳細な膜動態を解析中であるタンパク質は、小胞体で合成された後、細胞内小胞輸送経路に従って、目的地まで運ばれて初めて正しく機能することができる。
高エネルギー落雷に注目した日本周辺の雷活動の気候学

上位10%の落雷エネルギーを持つ落雷を「強い落雷」,全落雷数に占める強い落雷の割合をS比と定義し,全球・領域規模の落雷気候学の研究を行った.全球的に見ると,落雷頻度が低(高)い領域ではS比の値が高(低)くなる特徴があった.S比が40%以上の領域は50-60°N/Sの海洋上に分布し,冬期の夜間早朝に落雷が増加した.また,シベリアでもS比は30-40%と高く,夏期の日中に落雷が増加した.日本周辺でも落雷頻度が低い領域ではS比の値が高い.S比の高い関東地方の春期は,強い落雷の多くは正極雷であった.一般に,正極雷は高い落雷エネルギーを持つため,正極雷の割合がS比の大きさに関係していると考えられた.H26年度は,主に,高エネルギー落雷(>4500J:以降,HE落雷)に注目した雷気候学の研究を行った.その結果,日本周辺では冬期の北緯45-55度帯の海洋上において落雷頻度は少ないが,HE落雷の出現する割合が高いことが分かった.また,関東地方では夏期の熱雷に伴う落雷は発生頻度が非常に高いのに対してHE落雷の割合が低く,逆に,春期の積乱雲に伴う落雷の発生頻度が低いのに対してHE落雷の割合が高いことを示した(Iwasaki, 2014).これは季節や領域により,積乱雲内部の大気電気的特徴が異なることを意味しており,そのメカニズムを探るために,H27年度以降では関東地方の落雷を伴う積乱雲の事例解析を行う予定である.更に,解析領域を全球に広げて落雷気候学の解析を行った.その結果,日本周辺の北緯45-55度帯ではHE落雷の割合が高かったが,これは南北半球の同じ緯度帯における海洋上に共通する特徴であることが分かった.更に,Tibet高原は陸域で唯一HE落雷の割合が高い領域であることも明らかにした(Iwasaki,2015) .Tibet高原における落雷頻度や落雷エネルギーの強さは,標高によって大きく変動する.local規模で定義した高原の標高よりも,0.5-1.0km高い標高で,落雷頻度と落雷エネルギーは最大になる傾向が認められた.特に,落雷エネルギーが最大になる標高は,4-8月の期間で変動しないことから,季節変化に伴う気温変動は,落雷エネルギーが最大になる標高には影響しないことが分かった.また,H27年度から行うHE落雷を伴う積乱雲の事例解析には,docomo社提供の落雷データを利用することにした.予備解析用データを購入し,全球落雷データや信頼性の高いF社落雷データと比較し,雲間放電に関しては信頼度は低いが,対地落雷については解析に充分使える事を確認した.H27年度は,日本周辺の高エネルギー落雷(>4500J:HE落雷と略記)の気候学・気象学的特徴を解明するための基礎研究として,次に示す2項目の研究を行った.1) H26年のWWLLN全球落雷データの解析から,春期の東日本では雷活動は余り活発ではないが,HE落雷の占める割合が高いことが分かっていた.このHE落雷の特徴を調べるために,WWLLN落雷観測網では計測されていない極性情報を含む落雷データをdocomo社から購入した(2014-2015年4-5月).この二つの落雷データの比較の結果,WWLLNデータのHE落雷とdocomoデータの正極雷とが一致する割合が高いことが明らかになった.一般に,負極雷に比べて,正極雷に伴う落雷エネルギーが大きいことが知られている.東日本の春期雷では正極雷の発生確率が高いため,それに対応して,HE落雷の割合も高くなると考えられる.今後は,過去の正極雷に関する先行研究の成果を参考にしながら,正極雷が多く発生する積乱雲と余り発生しない積乱雲についての事例解析を行う予定である.2) WWLLN落雷データを使って,関東地方の夏期落雷の統計的解析を行った.落雷頻度は光量強度70mm/hに強い降水頻度と高い相関があった(r> 0.73).[落雷回数÷70mmh以上の降水回数]の値を「落雷効率」と定義すると,積乱雲活動が活発な14-17時には落雷効率は低く,17-20時に高くなることが分かった.つまり,日中の積乱雲は雷を発生し難く,夕方-夜間の積乱雲は雷を発生し易い傾向があること意味している.H28年度は,この発雷効率に注目して,偏波レーダーを用いた積乱雲の事例解析を予定している.また,上記の研究と平行して,HE落雷の割合が高いチベット高原やヒマラヤ山脈の落雷気候学についての研究を行い,日本周辺の特徴と比較を行った.H27年度から,国土交通省のX-rainデータを利用して,偏波レーダーを使った雷雲の事例解析を開始することになっていた.しかし,一般研究者へのX-rainデータ公開が予定よりも遅れたので,H27年度は偏波レーダーの解析よりも,関東地方の落雷気候学の研究を優先した.そのため,当初の研究計画と比較すると,雷雲の事例解析の研究は遅れている.

しかし,関東地方の落雷気候学の研究を優先した結果,関東地方の雷雲では17-20時に積乱雲に発雷効率が高まることが分かり,偏波レーダーを用いた事例解析において注目すべき点が明確になった.そのため,総合的に見て,順調に進展していると言える.H28年度は,日本周辺の高エネルギー落雷(>4500J:以降,HE落雷と略記)の気候学・気象学的特徴を解明するための基礎研究として,次の3項目について研究を行った.1)過去の研究成果(西部ヒマラヤの春期雷・チベット高原の落雷特性・日本の春期雷・関東地方の落雷効率など)について,論文を完成させた.チベット高原の落雷特性については,J. Meteorological Society of Japanに掲載されている.2)中心気圧が950hPa以下になった発達した153個の台風について,台風に伴う雷活動に関して調査を行った.台風のinner core領域の落雷頻度は,台風の中心気圧が極小に達する前に,最大に達する傾向が認められた.極小に達した後にも落雷頻度が突発的に高まる時期があるが,このとき,再解析データから求めた500ー200hPaの大気安定度が低下する事例が多かった.台風の発達過程と落雷頻度には,何らかの関係が認められるが,その実態はデータ不足から明らかにできなかった.今後,GPM dPRで観測された台風について,降水の3次元構造と落雷の位置についても解析を進める予定である.なお,HE落雷の割合については,個々の台風による変動が大きく,明瞭な傾向は認められなかった.3)国土交通省X-rainの偏波情報から,落雷を伴う積乱雲内部の霰(あられ)分布情報を求めるための作業を開始し,今後,積乱雲に伴う霰分布と落雷効率との関係の解析を進める予定である.上位10%の落雷エネルギーを持つ落雷を「強い落雷」,全落雷数に占める強い落雷の割合をS比と定義し,全球・領域規模の落雷気候学の研究を行った.全球的に見ると,落雷頻度が低(高)い領域ではS比の値が高(低)くなる特徴があった.S比が40%以上の領域は50-60°N/Sの海洋上に分布し,冬期の夜間早朝に落雷が増加した.また,シベリアでもS比は30-40%と高く,夏期の日中に落雷が増加した.日本周辺でも落雷頻度が低い領域ではS比の値が高い.S比の高い関東地方の春期は,強い落雷の多くは正極雷であった.一般に,正極雷は高い落雷エネルギーを持つため,正極雷の割合がS比の大きさに関係していると考えられた.科研費予算で整備した全球落雷データを使い,日本周辺の雷気候学についての論文を投稿した(Iwasaki 2014).それに加えて,計画にはなかった全球規模の落雷を解析対象とした研究も行い,南北半球の高緯度(45-55度)とTibet高原でHE落雷の割合が非常に高いことを明らかにした(Iwasaki 2015).現在は,Tibet高原における数10kmスケールの地形と落雷エネルギーの関連,および,Himalaya山脈における冬から春にかけての落雷増加メカニズムについての論文を執筆中である.つまり,雷気候学の研究については,計画以上の成果が得られている.また,偏波レーダーを使った雷を伴う積乱雲の事例解析については,諸般の事情により申請書の計画には書かれていない国土交通省のX-rainデータ(公開準備中)を利用することになった.更に,雷解析には極性情報が含まれるdocomo社の落雷情報を利用することとなり,他社の落雷データとの比較も済ませており,2年目後半から始める予定の事例解析の準備も計画通りに進んでいる.国土交通省のX-rainデータを入手して,発雷効率が低い日中の積乱雲と発雷効率の高い17-20時の積乱雲に雲物理学的構造と発達過程の違いに注目して解析を行う.それにより,二つの時間帯において積乱雲内で形成される霰の分布・量の違いを明らかにして,発雷機構との関係について議論を行う.同時に,全球の落雷気候学についての論文(ヒマラヤ山脈における落雷頻度の春期極大)と関東地方の春期雷・夏期雷の気候学についての論文を執筆し,学術雑種に投稿する.気象学
新たなDrug Delivery Systemを活用した特異的分子標的癌治療法

がん治療における薬剤,遺伝子の有効性を高める方法として,マイクロスケールの運搬体(マイクロバブル)と低出力の超音波を用い,がん組織に選択的に薬剤,遺伝子を送達するソノポレーション法が注目されている.申請者らはこれまで,同法を用い,in vitro, in vivoの実験系で,癌細胞や担癌マウスの癌組織へ抗癌剤や癌抑制遺伝子を導入し,導入効果の増強を認め,新たな抗癌剤治療のmethodとして有用であることを示してきた.平成2829年度は,扁平上皮癌の表面に過剰発現している上皮成長因子受容体(EGFR)に対する抗体(抗EGFR抗体)を新規マイクロバブル(帝京大学薬学部生物薬剤教室より供与)に結合させ,抗EGFR抗体修飾マイクロバブル(直径1.5μm)を開発した.同バブルを用い,抗癌剤のターゲティング型ドラッグデリバリーシステムの確立を目指した.in vitro, in vivoの実験系で癌細胞に低濃度のbleomycinを導入したところ,癌細胞への導入効果の増強を認めた(Hirabayashi F, Iwanaga K, et al. PLOS ONE, 12(9) 2017).癌治療における薬剤、遺伝子の有効性を高める方法として,ナノ・マイクロスケールの運搬体を利用して病巣に選択的に薬剤を送達することを目的とするターゲティング型DDSがある。申請者は、これまで医療用に用いられる程度の出力の超音波とナノ・マイクロバブルを併用することにより、癌細胞や担がんマウスへ薬剤を導入する方法(ソノポレーション法)を改良させてきた。また、ある微小粒子A,Bを特異的に癌細胞内に導入することで、癌細胞を標的とした新規抗癌治療の開発をすすめている。超音波のキャビテーション効果を用いて微小粒子A,BをCa9-22細胞、HSC-3細胞へ導入を試みたが著明な抗腫瘍効果が認められず、さらなる検討が必要となった。上記微小粒子と抗体修飾マイクロバブルなどとの併用により、抗腫瘍効果の増強を図る。新規マイクロバブルによる導入効果の増強や、マイクロバブルへの抗EGFR抗体の付着、および同マイクロバブルを用いた抗癌剤導入による癌細胞の致死活性効果の増強を認め、おおむね順調に進展している。がん治療における薬剤、遺伝子の有効性を高める方法として、ナノ・マイクロスケールの運搬体を利用して病巣に選択的に薬剤を送達することを目的とするターゲティング型DDSがある。申請者は、これまで医療用に用いられる程度の出力の超音波とナノ・マイクロバブルを併用することにより、がん細胞や担がんマウスへの薬剤を導入する方法(ソノポレーション法)を改良させてきた。頭頸部癌では、Epidermal Growth Factor Receptor(EGFR)が高発現している。申請者らは昨年度までに、抗EGFR抗体修飾マイクロバブルを作製し、in vitroの系で同バブルと超音波の併用でヒト歯肉扁平上皮癌細胞株Ca9-22細胞に低濃度の抗癌剤(ブレオマイシン)を導入した。コントロールとして抗体を付着していないマイクロバブル、IgG抗体付着マイクロバブルを使用した。EGFR-MBを用いたソノポレーション法では,より低濃度のBLMでも著明な癌細胞増殖抑制効果が認められ,癌細胞にアポトーシスが誘導されていることが確認できた.つぎに、Ca9-22細胞を接種した担癌マウスを作製し、抗EGFR抗体修飾マイクロバブルを用いたソノポレーション法の腫瘍に対する治療効果を評価した。低濃度のBLMとEGFR-MB,ソノポレーション法を併用した担癌マウスでは,処置後28日目において腫瘍の増殖抑制を認めた.ソノポレーション法にEGFR-MBを併用することにより,効率よく抗癌剤を導入することが可能であった.本手法は口腔癌に対する新たな特異的治療ツールとなり得る可能性が示唆された.in vivoの実験系で新規マイクロバブルを用いた抗癌剤導入による抗癌効果の増強を認めたため、進展はしている.代表者の所属研究機関が昨年の4月から変更となり、実験環境の整備等にやや難航している。がん治療における薬剤,遺伝子の有効性を高める方法として,マイクロスケールの運搬体(マイクロバブル)と低出力の超音波を用い,がん組織に選択的に薬剤,遺伝子を送達するソノポレーション法が注目されている.申請者らはこれまで,同法を用い,in vitro, in vivoの実験系で,癌細胞や担癌マウスの癌組織へ抗癌剤や癌抑制遺伝子を導入し,導入効果の増強を認め,新たな抗癌剤治療のmethodとして有用であることを示してきた.平成2829年度は,扁平上皮癌の表面に過剰発現している上皮成長因子受容体(EGFR)に対する抗体(抗EGFR抗体)を新規マイクロバブル(帝京大学薬学部生物薬剤教室より供与)に結合させ,抗EGFR抗体修飾マイクロバブル(直径1.5μm)を開発した.同バブルを用い,抗癌剤のターゲティング型ドラッグデリバリーシステムの確立を目指した.in vitro, in vivoの実験系で癌細胞に低濃度のbleomycinを導入したところ,癌細胞への導入効果の増強を認めた(Hirabayashi F, Iwanaga K, et al. PLOS ONE, 12(9) 2017).EGFRを高発現する細胞と発現しない細胞の共存培養を行い、同様に薬剤や遺伝子の導入を行い、その特異性を検討する。また、癌細胞に特異的なリガンドとしてトランスフェリン(TF)などをマイクロバブルに修飾させ、抗癌剤等を癌細胞に選択的に導入させる。さらに、微小粒子と超音波、近赤外線光を用いた癌細胞致死活性効果を調べる。今年度の4月から所属研究機関が九州歯科大学から東北大学に変更になり、前研究室で使用していた超音波発振装置が使えない状態。

今年度の繰越分で超音波発振装置を購入する予定。九州歯科大学との共同研究で、in vivoの実験系で新規マイクロバブルを用いた抗癌剤導入による抗癌効果の増強を認めたため、進展はしている。代表者の所属研究機関変更先の東北大学では、以前使用していた超音波発振装置が使えず、また、実験環境の調整整備等に時間がかかり、次年度使用額が生じた。次年度使用額で超音波発振装置を購入する予定。その他の機器はそろっているが、前研究室の九州歯科大学と連携して研究を進める予定。
2003年宮城県北部の地震による地震災害に関する総合的調査研究

2003年7月26日、旭山撓曲の地下浅部で中規模地震(M6.4)が発生し、前震、本震、最大余震と一日に3回連続震度6強の揺れを記録した。この地震による被災地の範囲は狭いものの、全壊898棟、半壊2,183棟に上る家屋被害とともに、地盤の液状化やがけ崩れによる被害が多く生じた。674名の負傷者(うち重傷50名)を出し、多くの被災者が避難所生活を余儀なくされた。本研究では、この地震による家屋被害・地盤災害・人的被害の原因を究明するとともに、震源断層と地表付近の活断層・地質構造とがどのように関連しているかを地盤調査により明らかにした。地震防災に関連する諸分野の連携により総合的な調査研究として地震被害調査と震源断層・地殻構造調査を行い、以下に示す研究成果をまとめた。まず、地震被害調査にっいては、1)地震動特性と被害の関係調査、2)過去の地震被害との比較調査、3)構造物と地盤の被害調査、4)人的・生活関連被害調査についての研究成果をまとめた。主な調査として震源域におけるアンケート震度調査に基づく地震動と被害の関係などを整理し、局所的には震度7の領域があったこと、家屋の構造被害は建設年代とともに小さくなるが、家具の転倒など室内被害は建設年代によらないことなどが分かった。また、震源断層と震源域の構造調査については、1)反射法地震探査と地形調査による震源断層の調査、2)余震観測による震源断層付近の地殻構造の調査、3)GPSによる余効的地殻変動観測、4)強震観測による地殻および基盤構造の調査についての研究成果をまとめた。主な調査結果として、反射法地震探査により、須江丘陵東縁に西傾斜の断層が発見され、これのは余震分布から推定される震源断層に一致することが分かった。したがって、今回の地震は活断層として知られていた旭山撓曲が活動したものではなく、活断層とは認定されていなかった地質断層で発生したものであると結論づけられる。平成15年7月26日の宮城県北部の地震では、建築構造物についてはRC構造の柱のせん断破壊や木造家屋などに大きな被害が生ずるとともに、地盤の液状化やがけ崩れによる被害も多く生じた。今回の地震のような内陸の浅い地震は日本全国どこでも起こる可能性があり,被害の原因を解明することは非常に重要である。本調査研究では,地震被害調査と震源断層の形状と震源域の構造の調査の2本立てで調査を行った。地震被害調査に関しては、地震動特性と被害の関係調査として、観測された地震動の破壊力特性の検討を行うとともに、震源域とその近傍における墓石調査やアンケート震度調査(地震記録が得られていない震源域での震度推定のために行ったもので,調査用紙に趣旨を記載し同意を得ている)等から、被災地における地震動の強さを推定し、被害との関係を検討するとともに、過去の地震被害との比較調査として、1978年宮城県沖地震や2003年5月の宮城県沖の地震などの過去の被害地震と、今回の地震との地震動分布・被害分布の比較調査を行った。また、構造物と地盤の被害調査として、建築構造物や土木構造物、液状化地盤やがけ崩れの調査を行い、地震動の調査のデータを活用して、強震動による被害発生のメカニズムを検討し、それによる災害の軽減策を検討した。

さらに、人的・生活関連被害調査として、人的被害の発生要因を分析し、地震動の大きさや家屋被害との関係を調査するとともに、災害医療体制の調査を行う。また、生活関連調査として、長期避難者に対する対応状況などに関する調査を行った。震源断層の形状と震源域の構造の調査に関しては、まず、旭山澆曲を横断する測線における反射法地震探査と変動地形調査を行い、既存の活断層等の活構造及び地下の震源断層との関係を明らかにした。また、余震観測による震源断層近傍の地殻構造の調査震源域近傍での臨時地震観測を行い、余震の精密な分布を決定することにより、本震の震源断層の深部形状を解明するとともに、震源域近傍でのGPS臨時観測にもとついて、余効的地殻変動の有無を調査し、浅い内陸の地震による地殻内変形と広域歪場との関係を解明する。本震による地殻変動と余効的変動との関係を解明した。さらに、強震動の生成機構解明のため、本震の記録を用いた波形逆解析により本震の震源過程を明らかにする。とともに、余震観測や微動観測から地下構造の評価を行った。
前駆脂肪細胞増殖因子の発現制御と肥満発症に関する栄養生化学的研究

肥満という身体状況を基盤として糖尿病、高血圧、高脂血症、動脈硬化症など多くの病態が発症し(肥満症と呼ばれている)、また増悪することは良く知られた事実である。このような疾患の予防・治療には、肥満つまり脂肪組織の過形成の改善や抑制が本質的に重要であることが指摘されてきている。本研究においては、上記のように肥満発症のカギを握るであろう前駆脂肪細胞増殖因子(PAGF)に関して、その発現制御機構をPAGF遺伝子の解析並びに実験動物を用いてin vivoでの食品摂取によるPAGFの発現誘導に関して遺伝子、タンパク質、活性レベルでの多面的な解析を行い、肥満症予防・改善のための新しい基礎研究の方向性を提示することを目的とした。その結果、マウス脂肪組織cDNAライブラリーからPAGFcDNAをクローニングし塩基配列及びアミノ酸配列を決定し、PAGFcDNAプローブ並びにPAGF抗体の利用を可能にした。さらにマウスなどの実験動物を用いた個体レベルでの食品成分摂取によるPAGF発現調節機構について、前記脂肪細胞増殖活性(DMAへの[3H]チミジンの取り込みで測定)、PAGFタンパク量(PAGF抗体によるウエスタンブロット)ならびにPAGFmRNAの解析等によって、食事性脂肪酸がPAGF発現調節を介した肥満発症に深く関連していることを明らかにした。
界面活性剤を用いた樹枝状結晶成長における異法性遷移形態の研究

樹枝状結晶の成長形態は非線形・非平衡現象に基づくものであり、特に拡散場の造る形態形成の代表例である。塩化アンモニウム水溶液から成長する4回対称性をもつ樹枝状結晶は過飽和度の増加に伴い、先端成長方向が〈100〉から〈110〉へ転移し、その遷移領域で複雑な先端分岐成長形態を示す。〈110〉成長を混在させながら全体として〈100〉方向に成長する遷移領域の低過飽和度側では、先端成長速度が時間的に振動し、振動周期が過飽和度の上昇とともに減少するのに伴って平均成長速度が減少する規則的先端分岐成長が観察される。これは、樹枝状結晶の形態と結晶を取り巻く濃度場とが相互作用して振動系が形成されていることを示している。他方、我々が今までに行ってきたモデルシミュレーションで用いたラプラス場は、拡散方程式の時間項を無視した場合であり、上記の相互作用も無視されていることになる。しかしながら、界面律速過程による異方性を考慮することによって、異方性混在形態や異方性中間形態、更にはフラクタル形態など、2つの異方性が関係する多様な成長形態が現れている。本研究では、界面活性剤を混入した塩化アンモニウムの過飽和水溶液を用いて結晶成長の異方性を制御し、異なる異方性が関与する結晶成長形態を観測する実験をおこなった。高精度の温度制御によって安定化された試料室内で、塩化アンモニウム40°C飽和水溶液に添加する界面活性剤の量を変化させて実験をおこなった。その結果、低濃度の界面活性剤では〈100〉方向に成長する拡散律速形態、高濃度の界面活性剤では〈111〉方向に成長する界面律速形態の樹枝状結晶成長が観測された。また、中間領域では〈110〉成長を含む、異なる異方性が関わる複雑な成長形態が観察された。シミュレーション結果との比較検討により、界面活性剤の量を変数にして異方性遷移形態の相図を作成した。
内臓感覚呈示による胎動呈示可能な妊娠体験システム”ＭｏｍｍｙＴｕｍｍｙ”の開発

妊婦体験システムMommyTummyを提案する。MommyTummyは成長していく胎児の重さ、温かさ、胎動などの成長過程を呈示し、妊産婦が受ける身体的負担と胎児が成長する喜びを擬似体験することができる。妊婦の「辛さ・大変さ」「喜び」を擬似体験することによって「助け合いの大切さ」「生命の尊さ」「親への感謝」を感じさせることを目指す。我々は胎動提示ベルト制作にあたり、Weinsteinの研究をもとに,更に腹部の触覚精度を部位別に明らかにするため,腹部の触二点弁別閾を測定した。腹部を3つの部位に分け、極限法を用いて二点弁別閾を測定した。2点の刺激の最小単位を10[mm]とし,部位ごとに±5[mm]の範囲で20代前半の男女4名を被験者とし予備実験を行った.妊婦体験システムは服の上から着用するため本実験においても服着用のもとに実験を行った。この実験によると着衣状態での腹部の2点弁別閾は5cmであった。このことから、胎動提示ベルトを作成するにあたり各アクチュエータ設置間隔を5cmに設定すればよいことが明らかになった。また、研究実施計画書に従いウェアラブル化について検討を行った。現在、胎動の提示には、エアコンプレッサを用いてエアアクチュエータを膨張させることで胎動を提示している。このため、胎動ベルトと制御ボードの間には複数のワイヤで接続されている。我々は、振動子を用いることで胎動の全身運動を再現することに成功している。しかしながら、屈曲運動の胎動の提示には工夫が必要な状態である。また、現在、ウォータヒータで温めた温水を注入し循環させることで体験者に体温提示を行っていたが、シートヒーターを用いたとしても同等の効果が得られることが解明された。温水を注入する方式よりも安価でロバストな構造にすることが可能になった。しかしながら、本システムでは、温水を注入することで育っていく胎児の重さを提示しているため、完全なウェアラブル化には問題が残る。作成したプロトタイプを用いて全国15カ所で展示をおこなった。2年度目の体験者数は366名(男性:192名、女性:174名)であった。初年度の体験者と合わせると総体験者は1093名(男性:640名、女性:453名)になった。最終年度は、妊婦体験ジャケットの評価を行った。我々は市町村で開催されている両親学級や父親学級に対して積極的に開発した妊婦体験ジャケットを用いての評価実験を持ちかけた。しかし既に従来の助産師会への両親学級の依頼が決定しており我々のシステムを用いての実験を行う余地はなかった。また、ある市町村では参加者全員の同意の上での実施であれば可能との回答を得たが、参加者全員の同意を得ることができなかった。そこで我々は、市町村の両親学級ではなく、民間で運営されているマタニティイベントなどに積極的に参加を行った。最終年度でのマタニティイベントでは13件の展示を行い、体験者数は718名(男性497名女性221名)であった。多くの体験者に対して開発を行った妊婦体験ジャケットの体験を行うことができた。しかし、展示を行ったマタニティイベントでは現在妊娠中の夫婦の夫がほとんどであり、みずから体験を申し出た出産経験者の体験者は年間を通じて5名のみであった。たとえ擬似妊婦体験だとしても「あの辛い思いは二度としたくない」というのが本音のようであった。そのため開発を行った妊婦体験システムが本来の妊娠経験に近いものなのかという評価を厳密に行うことはできなかった。しかしながら5名の出産経験者の多くは実際の胎動に似ているとのアンケート評価も得られた。Virtual Realityの意味は「みかけや形は原物そのものではないが、本質的あるいは効果としては現実であり原物であること」と定義されている。われわれは妊産婦の身体的負担、そして命を宿す喜びを体験することにより、妊産婦の大変さを理解し優しく接することができる世の中を作ることを目的にしている。この効果を目的とするならば手段や提示する方式は必ずしもリアルである必要はないという知見を導きだすことができた。初年度は、研究実施計画に従い妊婦体験システムのプロトタイプ(胎動ベルト、妊婦ジャケット、制御モード)の制作をおこなった。胎児の胎動を腹部に呈示する胎動ベルトには、46個のエアアクシュエータを組み込み、時間差で動作させることにより仮現運動を作り出している。また、妊婦時に乳房が大きくなることが知られている。妊婦ジャケットにバルーンを用いることにより乳房の膨らみを作り出している。作成したプロトタイプを国内外様々な24カ所で展示をおこなった。一年間の総体験者数は727名(男性:448名、女性:279名)であった。日本国内の展示では、男性の体験者は、自ら進んで体験して来るのではなくパートナーや妻や子供の勧めで、しぶしぶ体験していたという例が多く見られた。

一方、海外での展示では、男性が自ら進んで体験する姿が多く見られた。SIGGRAPH2011においては5日間の展示中、体験者は269人(男性157人、女性112人)であった。海外での男性の体験者の割合が圧倒的に高く妊婦に対する関心の高さが伺える結果となった。また、ABCテレビ(アメリカ)などのテレビ局(8件)、また各種新聞社(4件)からの取材を多く受ける結果となり、本研究に対するメディアの関心の高さを伺える結果となった。また、体験時やWebにおいて「妊婦に対するアンケート調査」をおこなった。市町村が行なっている両親学級において約40%近くが「参加したことがない」との回答を得た。また参加者の内の約60%近くが「妊婦体験ジャケットを着用したことがない」との回答を得た。多くの両親学級において妊婦体験ジャケットの普及が進んでいない現状があきらかになった。初年度の遅れを取り戻しおおむね順調に進展しているといえる。また、研究実施計画書に従いウェアラブル化について検討を行っている。現在、胎動の提示には、エアコンプレッサを用いてエアアクチュエータを膨張させることで胎動を提示している。このため、胎動ベルトと制御ボードの間には複数のワイヤで接続されている。我々は、振動子を用いることで胎動の全身運動を再現することに成功している。しかしながら、屈曲運動の胎動の提示には工夫が必要な状態である。また、現在、ウォータヒータで温めた温水を注入し循環させることで体験者に体温提示を行っていたが、シートヒーターを用いたとしても同等の効果が得られることが解明された。温水を注入する方式よりも安価でロバストな構造にすることが可能になった。しかしながら、本システムでは、温水を注入することで育っていく胎児の重さを提示しているため、完全なウェアラブル化には問題が残る。このため体験初期時からのウェアラブル化は断念し、胎児成長後にケーブル類の切り離しを行うことでウェアラブル化を図ることにする。研究計画において、腹部内臓感覚呈示メカニズム解明のための2点弁別域実験を計画していたが、プロトタイプの制作の遅れから実験まで行えていないのが現状である。しかしながら、初年度においての体験者の総数が727名と多くプロトタイプの検証実験としては十分な数を満たしているともいえる。最終年度は、研究実施計画書に従い制作した妊婦体験システムの評価を行う。既存の妊婦体験ジャケットは、子育て応援セミナや助産法の学習時などに病院などで用いられており、それらに変わるシステムとして運用と評価を行う。妊娠体験者を対象に、検証実験(アンケート調査、インタビュー調査)を行い改良版の問題点と改良を行う予定である。検証実験は被験者に目的を説明、同意のもとで調査を行う。また、実験で得られた個人データは第三者へ漏れることのないように厳重に管理し、本研究課題以外で用いることはしない。データの扱いは、個人情報保護法令に準拠する。また、学校や教育機関においても命の大切さを学ぶ教育などで用いていく。さらに、Mommy Tummyを用いることでどのようなコンテンツを享受することができるのかを探る。初年度におこなった体験会において、家族連れの体験者から「子供用ジャケット」の制作の要求が多く寄せられた。
量子電磁気学による束縛状態の研究

1,ミューオニウムの超微細構造に関する理論計算ミューオニウム(正電荷ミューオンと電子の束縛状態)の基底状態における超微細構造へのα(Zα)^3補正項を求めるため、NRQED理論に基づく計算を行なった。ここでαは微細構造定数で、Zは正電荷ミューオンの電荷をZe,Z=1と表したことによる。この項に寄与するさまざまの過程のうち2光子交換過程の相対論的な運動量補正の項を計算した。この項を解析的に求めることに成功し、リーディングの赤外発散が相殺することを示した。残りのネクストリーディングの赤外発散はその他の過程からの寄与と相殺するはずであり、確認のための計算が現在進行中である。2,6次真空偏極の2通りの評価:厳密式V.S.パデ近似電子の6次真空偏極の効果は、厳密式として多次元積分で表すことができる。もちろんこの積分を解析的に実行することは困難であり、通常はモンテカルロ数値積分による評価が行われるが、精度の桁落ちの激しい難しい数値計算である。そこで数値計算の信頼度を確認するために、電子の6次真空偏極をパデ近似を用いて表したものを用い、両者を使用した場合の物理量の違いを評価してみた。物理的に最も興味のある対象として、ミューオンの異常磁気能率、および、ミューオン水素原子の2P-2Sラムシフトへの真空偏極の効果を数値的に求めた。結果として、(1)モンテカルロ積分を倍精度で行う場合は、サンプリングの数を十分に増やせば両者の値はいずれの物理量でもよく一致すること、(2)モンテカルロ積分を倍々精度で実行すれば桁落ちの問題はほぼ回避できること、などが判明した。この項にはさまざまの過程からの寄与があるが、その大半の計算を終えることができた。残りの寄与は、2光子交換過程の相対論的な運動量補正の項からくることも判明し、現在はこの部分の寄与を求めている。また、1997年には最新の実験値が報告され、その誤差に到達するためには、α(Zα)^3補正項を求めれば十分であることが判明した。また、Zが大きいところでのZαの巾展開によらない計算もいくつか報古されており、それらの計算結果の正しさを検証するするためにも、α(Zα)^3の項のみを取り出して求める必要がある。来年度も引続き、この補正項を求めるための計算を行なう予定である。2,ミューオン水素原子のラムシフトに関する理論計算ミューオン水素原子(陽子と負電荷ミューオンの束縛状態)の2P-2Sラムシフトへの、電子による6次の真空偏極の寄与を求めることに成功し、理論値の最大誤差を取り除いた。このラムシフトの理論値と推進されている実験の値とあわせると、陽子の荷電半径を正確に決められることになる。陽子の荷電半径は、基本的な量でありながら、その精密測定が難しく、これまで色々な値が共存していた。それが10倍以上の精度で決められることは、素粒子物理だけでなく、原子物理、核物理の発展にとっても重要な寄与である。
現代海洋国際法の思想と構造

3年間にわたる研究では、主として次の二つの観点から、研究課題の解明に努めた。第一は、国連海洋法条約を軸としながら形成・展開している現代海洋法秩序の構造的な特色を析出することである。具体的には、船舶航行制度に関する諸問題、ならびに、海洋資源開発に関する諸問題の検討を行った。前者に関しては、無害通航制度と武装強盗・海賊の規制問題に焦点を当てた研究を行い、国連海洋法条約の実施過程においては、条約をベースにしながらも、航行の権利に対する合理的な規制の試みが徐々に強まっている傾向を明らかにした。後者に関しては、大陸棚制度に焦点を当てた研究を行い、大陸棚の定義と外縁画定の課題については、大陸棚限界委員会の活動が、実際には国家間の海洋境界画定紛争など、国連海洋法条約上は全く予見していない問題に関して、影響を及ぼす可能性と危険性のあることを明らかにした。第二は、海洋法思想の新展開とも評し得る新たな動き、具体的には、海洋保護区(Marine Protected Areas, MPA)をめぐる動きをフォローし、MPAの国際法上の位置づけを試みることであった。MPAは、国際海洋法と国際環境法の両分野に関係をもつ、国際法思想の新しい潮流である。MPAの主張の背後には、海洋の生物多様性の保護という課題がある。注視すべきは、21世紀に入り、公海上にもMPAを設定すべきだという主張が強められていることである。かかる主張は、公海自由の原則と正面から抵触するものであり、MPAをめぐる動き如何によって、海洋秩序の抜本的な再編が促進される可能性もある。本研究では、MPAに関係する一般多数国間条約、地域条約、主要国の実行を整理すると共に、公海MPAの主張が生まれてくる経緯とかかる主張の法的問題点を検討し、MPAが現在の海洋秩序に及ぼす影響を分析した。今年度においては、研究目的の一つとして掲げていた、国連海洋法条約を軸としながら形成・展開している現代海洋法秩序の構造的な特色を析出する作業に取り組むことに集中した(もう一つの目的である、海洋法の思想史研究は十分にはなし得なかったので、次年度以降の課題としたい)。今年度、本研究課題に取り組み印象的であったのは、現代海洋法秩序の形成・展開のテンポは想像以上に早く、しかも、かつては考えられなかった新たな諸要素を取り込みながら、深化を遂げつつあるという点である。端的にいえば、現代海洋秩序は、海洋の環境および生態系保護との諸課題と連動しながら、新たな次元における展開を見せつつある。そこには、しかし、海洋における「自由」から「規制」へと流れる、海洋法思想の連続的な発展過程が浮き彫りにされている。鍵となる新しい概念は「海洋保護区」(Marine Protected Areas、MPA)である。MPAは、海洋のいずれかの部分において設定され、そこにおける人間の活動を様々に規制しようとするものである。元来、MPAは、国家領域の中に設けられる保護区の一種であったが、20世紀末以降、領海外の200カイリ水域やさらには、国家の管轄権の限界を超える海域(すなわち公海)上にMPAを設定しようとする動きが顕著である。なぜ公海上かといえば、脆弱な海洋の生態系を保護するためには、世界の海洋の広範な部分にMPAを設定する必要があると考えられるようになっているからである。MPAは、航行の自由、漁業の自由など、およそ人間のあらゆる活動を規制の対象としている。MPAの設定に伴い、国際環境法の基本原則のいくつかも、その見直しやさらなる発展を迫られつつある。ここに、国際海洋法と国際環境法との交錯・融合という注目すべき現象が現れている。

今年度は、現代海洋法の展開課程で鍵を握ると思われる、MPAなる概念のもつ意義と問題点を多面的に検討した。今年度においても、昨年度と同様に、研究目的の一つとして掲げている、国連海洋法条件を軸としながら形成・展開している現代海洋法秩序の構造的な特色を析出する作業に取り組むことに集中した。具体的には、二つの柱を立てて、研究を遂行した。一つは、船舶航行制度に関する諸問題の検討であって、無害通航制度の多面的な検討ならびに武装強盗・海賊の規則課題の検討を中心に行った。このために、中国(上海水産大学と清華大学)に研究調査のための出張を行い、中国ならびにアジア諸国における実行を調査するとともに、中国の国際法研究者および政府関係者と意見交換を行った。これらの検討や調査を通じて明らかになりつつある点は、国連海洋法条約の関連規定の解釈が多様であって、国家実行も一様ではないということであるが、他方で、顕著な傾向として見て取ることのできる点は、条件をベースにしながらも、航行の権利に対する合理的な規制の試みがしだいに強まっているということであった。もう一つの柱は、海洋資源開発に関する諸問題の検討であって、大陸棚制度、深海底制度、漁業資源の保存と管理に関する制度に焦点を当てて、海洋秩序の到達点の解明に努めた。ただし、今年度にもっとも時間を割いたのは、大陸棚制度に関する問題の検討であって、具体的には、大陸棚の定義と外縁画定の課題について、大陸棚限界委員会の活動をみながら検討を深めた。大陸棚の定義は、実は極めて難解であること、大陸縁辺部の外縁が距岸200海里よりも沖合に拡がっている国の場合、大陸棚限界委員会に申請を行うことになっているが、この申請が近隣諸国との大陸棚境界画定の紛争に影響を及ぼす可能性のあることなどを明らかにしつつ、国連海洋法条約の運用における今後の課題を明確にした(田中則夫「科学的知見で外縁画定-国連・限界委の情報審査」月刊『エネルギーレビュー』二〇〇五年一月号所収参照)。昨年度と同様、今年度も十分にはなし得なかったのは、海洋法の思想史研究を深める作業である。最終の年度である次年度の課題としたい。今年度においても、国連海洋法条約を軸としながら形成・展開している現代海洋法秩序の構造的な特色を析出する作業に取り組むことに集中した。具体的には、「海洋保護区(MPA)」の検討に、特に時間を割いた。MPAは、国際海洋法と国際環境法の両分野に関係をもつ、国際法思想の新しい潮流であり、今後の海洋秩序再編の鍵を握る概念でもある。MPAは、海洋の特定の区域において設定され、そこにおける人間の活動を様々に規制しようとするものである。MPAの主張の背後には、海洋の生物多様性の保護という課題がある。注視すべきは、21世紀に入り、国家管轄権の限界を超える海域、つまり公海にもMPAを設定すべきだという主張が強められていることである。かかる主張は、公海自由の原則と正面から抵触するものであり、MPAをめぐる動き如何によって、海洋秩序の抜本的な再編が促進される可能性もある。2005年10月には、豪州で「第1回国際海洋保護区会議」が開催されたので、そこへも出席し調査を行った。今年度は、MPAに関係する一般多数国間条約、地域条約、主要国の実行を整理すると共に、公海MPAの主張が生まれてくる経緯とかかる主張の法的問題点を検討し、MPAが国連海洋法条約を軸とする海洋秩序に及ぼす影響を分析した。