hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報処理教育における学習者の「自信度」向上支援システムの提案

学習者に,自らの技能として情報技術を取捨選択し,活用していくきっかけを与える教育は重要であると考えられる。本研究では,学習者の学びたいという内的欲求を探るための手段として,パソコン利用に対する「自信度」向上を支援するための仕組みを作り上げることを目的とした。研究では,パソコンを使う20の実務作業を設問項目として「自信度」を測定する調査用紙を作成し調査を行った。結果として,実務的利用をイメージしながらパソコンを利用することで「自信度」が向上し,積極的な姿勢が身につくことを明らかにした。また,高校の情報教育担当教員に対して情報教育の教育方針を調査することで,大学教育で実務を意識した実践的な内容を期待していることが明らかとなった。得られた知見をもとに,情報リテラシー教育において,実務的な利用イメージを意識させ,継続的なパソコン利用を持たせるための授業モデルを提案した。具体的には,アルバイト先の商品PR活動,専門教育を想定した統計データの処理など,学習者が身近に感じられ,将来的な利用を想定できる課題設定とした。そして,課題完成イメージを構築させ,必要となる操作技術を学習者のスキルレベルに合わせて設定させることで,学習の「自由度」を大きく設定した。これにより,習熟度に格差のある集団でも,各自のスキルに合わせて課題を進めさせることができた。また,支援システムとして,コミュニケーションボードを設け,教員や学習者同士で継続的利用を意識させた。さらに,設定した目標達成に積極的に取り組めるよう,教員が学習者の設定した目標に対する到達点をポイント化してフィードバックするようにした。これにより,学習者に自らの目標達成を自主的に進めようという気持ちを持たせることができた。これらの支援システムを活用することで,学習者の「自信度」を大幅に上昇させ,学習者間のスキル格差を縮小することができた。情報処理教育では,教育環境を整えて先端の情報技術を教育することは,情報爆発時代を生き抜いてゆくために重要なことであると考えられる。しかしながら,全ての教育機関が最新の情報機器を導入し,学習者に提示できる環境を保持することは難しい。一方,早期からの教育へのコンピュータ導入が当たり前となっている現在では,情報技術を自らの技能として取捨選択し,活用できるような人材を育成する教育も重要となっている。筆者は,学習者の学びたい欲求を引き出し,満足させることに重点を置き,情報活用能力の自主的向上を手助けするような学習支援システムの構築を目指している。本年度は,学習者が情報処理教育に対して自信を深めたり積極性を高めたりする要因を掴むため,授業実践を通した学習者の実態調査を行ってきた。実践のフィールドとして情報リテラシー科目を取り上げ,コンピュータに対する学習者の自信の度合いや積極性を高めることを目指した授業デザインを行った。また,学習者が将来のコンピュータ活用をイメージできるよう,実務に即したテーマも取り入れた。アンケート調査として,コンピュータを利用する作業場面をイメージしながら回答させる設問を用意し,場面ごとの意識の変化を実践前と実践後で比較した。結果として,入学時のコンピュータに対する利用経験に関係なく,必要となる操作技術を選択させて課題を遂行させることで,自信や積極性が向上することが明らかとなった。この成果は,11月に九州大学で開催された,平成17年度情報処理教育研究集会において発表を行った。また,半年間の岡山へ内地留学を行い,専門的知識の提供を受けながら教育方法論についての調査,研究を行った。平成18年度は,質的調査法による面接や観察を取り入れて,自信や積極性の程度が変化する瞬間や場面を掴み,学習支援システムに盛り込んでいく予定である。
痛くない歯科治療に関する総合的研究-レーザーによる不顕性露髄時の歯髄の変化-

目的無痛歯科治療の一環として、噴射切削装置による偶発露髄を惹起した場合の歯髄の変化は、既に報告した。今回は歯科用レーザー装置による、偶発露髄を惹起した場合の歯髄の病理組織学的変化を究明する目的で実験を行った。方法実験動物(成犬)にペントバルビタールの静脈麻酔を施した後、歯に対してEr:YAGレーザーを用いて、先端出力100mJ/pulse,10ppsに設定し、充分な注水下に、5級窩洞を形成した。次いで窩底部を穿孔し、露髄面を作成した。その後実験を1)そのまま放置したもの、2)水酸化カルシウム製剤カルビタールで直接歯髄覆罩の後酸化亜鉛ユージノールセメントで封鎖したもの、3)ライナーボンドIIレジンで直接覆罩し、クリアフィルAPXレジンで封鎖したもの、4)4META/TBBレジン(スーパーボンドC&B)にて封鎖したもの、の4群に分けた。術後1日14日30日後、実験動物を屠殺した。実験歯を固定後、硝酸エタノールで脱灰、パラフィンに包埋し、6μmの切片とし、H・E複染色を施し、顕微鏡下で観察し、歯髄組織の状態について比較判定を行った。実験例数は38例である。エアータービンに330カーバイトバーを用いて露髄面を作成して同様の処置を施した10をコントロールとした。結果実験群1(11例)では不良が100%であった。実験群2(11例)では、良好72,2%、概良27,2%であった。実験群3(9例)では、良好66.6%、概良22.2%11.1%であった。実験群4(7例)では、良好71.4%、概良14.2%、不良14.2%であった。考察実験群2では、歯髄組織の治癒を認め良好な結果を得ることができた。実験群3および4では、実験2より劣るものの、多くの症例が修復に向かっていた。実験1では、歯髄は壊死におちいり、あるいは強度の炎症性反応を示し、修復は認められなかった。結論無痛歯科治療に有効な歯科用レーザー装置によって露髄を惹起した場合、水酸化カルシウム製剤、あるいは接着性レジンの適切な応用によって、歯髄組織の保護が可能であることが判明した。[目的]無痛歯科治療の一環として,歯科用レーザーによる窩洞形成時に偶発露髄を惹起した場合の歯髄組織の病理組織学的変化を究明する目的で実験を行った。[方法]実験動物(成犬)にペントバルビタールの静脈麻酔を施した後,歯に対してEr;YAGレーザーを用いて,先端出力100mJ/pulse,10ppsに設定し,十分な注水下に,5級窩洞を形成した。次いで窩底部を穿孔し,露髄面を作成した。露出した歯髄表面を10%次亜鉛素酸ナトリウム,次いで3%過酸化水素水による洗浄の後,0.02%アクリノール溶液で洗浄した。その後実験群を1)そのまま放置したもの,

2)水酸化カルシウム製剤カルビタールで直接歯髄覆罩の後酸化亜鉛ユージノールセメントで封鎖したもの,3)ライナーボンドIIレジンで直接覆罩し,クリアフィルAPXレジンで封鎖したもの,4)4-META/TBBレジン(オルソマイトスーパーボンド)にて封鎖したもの,の4群に分けた。術後14日及び30日間実験動物を飼育後,ペントバルビタールナトリウムの過剰投与により実験動物を虐殺した。実験歯を10%中性緩衝ホルマリンで固定後,硝酸エタノールで脱灰,パラフィンに包埋し,6μmの切片とし,H・E複染色を施し,顕微鏡下で観察し,歯髄組織の状態について比較判定を行った。[結果]実験群1)では,全例歯髄に壊死におちいっていた。実験群2)及び3)では,歯髄は修復に向かうものと炎症性の反応を示すものがほぼ同数であった。実験群4)では,大部分の症例は修復し良好な成績が得られた。[考察]水酸化カルシウム製剤を用いた実験群2)では良好な結果が得られたが,実験群2)及び3)に関してさらに症例数の追加と実験日数の延長を行い,結論を出したい。[目的]無痛歯科治療の一環として,歯科用レーザー及び噴射切削装置による窩洞形成時に偶発露髄を惹起した場合の歯髄組織の病理組織学的変化を究明する目的で実験を行った。1.レーザーを用いた実験実験動物(成犬)に静脈麻酔を施した後,歯に対してEr;YAGレーザーを用いて5級窩洞を形成し,窩底部に穿孔し,露髄面を10%次亜鉛素酸ナトリウム,3%過酸化水素水,0.02%アクリノール溶液で洗浄した。そして実験群を1)そのまま放置,2)水酸化カルシウム製剤で直接覆罩,3)ライナーボンドIIレジンで直接覆罩,4)4-META/TBBレジンで直接覆罩の4群に分けた。術後14日及び30日で組織標本としてH・E染色を施し鏡検し,歯髄の状態を判定した。症例数は40例である。[結果]実験群1)では,全例歯髄壊死であった。実験群2)3)4)では,修復し良好な成績が得られた。[考察]水酸化カルシウムを用いた実験群2)及び3)4)のレジン群で良好な結果が得られたが,さらに症例数の増例と実験日数の延長を行い,最終結論を出す予定である。2.噴射切削装置を用いた実験[方法]実験動物(成犬)に対して麻酔を施した後,噴射切削装置(KCP-1000型)を用いて歯を切削して露髄させた。露髄面に対して1)水酸化カルシウム製剤で直接覆罩,2)ライナーボンドIIレジンで直接覆罩の2実験群に分けた。術後760日で組織標本として鏡検した。実験例数は146例である。[結果]実験群2)は実験群1)よりやや劣るものの大部分の症例で良好な治癒が認められた。[考察]噴射切削装置による露髄後,水酸化カルシウム製剤を用いれば良好な結果が得られることが判明した。また不顕性露で露髄に気付かずライナーボンドIIを用いた場合にも,歯髄組織の保護は可能である。[目的]無痛歯科治療研究の一環として、噴射切削装置による偶発露髄を惹起した場合の歯髄の変化は、即に報告した。今回は歯科用レーザー装置による、偶発露髄を惹起した場合の歯髄の病理組織学的変化を究明する目的で実験を行った。[方法]実験動物(成犬)にペントバルビタールの静脈麻酔を施した後、歯に対してEr ; YAGレーザーを用いて、先端出力100mJ/pulse,10ppsに設定し、十分な注水下に、5級窩洞を形成した。次いで窩底部を穿孔し、露髄面を作成した。露出した歯髄表面を10%次亜鉛素酸ナトリウム、次いで3%過酸化水素水による洗浄の後、0.02%アクリノール溶液で洗浄した。
肺高血圧症における血管外膜およびvasa vasorumの役割解明と治療応用

肺動脈性肺高血圧症では肺血管の内膜肥厚、線維化・中膜の平滑筋層肥大・叢状病変などの像が組織学的変化として病態の進行とともに認められる。このような異常は心不全の増悪を引き起こし、予後に大きく影響している。小児期の肺高血圧症は、特発性・遺伝性・先天性心疾患を原因とするものなどが原因として挙げられる。これらの肺血管組織所見は類似し、共通の発症機序も示唆されている。血管内中膜の組織学的変化に比較して血管外膜の病変進行や病態への作用に関する研究は現在までにほとんど報告が無い。本研究では肺高血圧病変における血管外膜の影響に注目し、外膜における微小血管(vasa vasorum)の増生、炎症細胞・線維芽細胞の浸潤などによる肺高血圧症病態進行に対する作用機序を検討し、治療応用の開発を目的とした。また、当施設で入院加療を施行した小児心疾患症例において充分な説明を行い了解を得て、肺動脈をoptical coherence tomography (OCT)を用いて観察した。肺高血圧症においては、内中膜の肥厚に加え血管外膜の線維化が認められた。これらの変化はOCTによってもほぼ全症例で組織性状の観察が可能であった。また、継続して観察可能であった肺高血圧を呈する症例の血管病変は、肺血管拡張剤使用や病態改善とともに改善傾向が認められるものがあった。さらに、血管外膜におけるvasa vasorumは肺血流量低下や低酸素血症を有する症例、体肺側副血管が多い症例で豊富に認められることが確認された。これらの組織学的変化は、肺血管のリモデリング、血管機能不全、肺血管コンプライアンス低下などを惹起して肺循環不全を招くことが示唆された。乳幼児期、小児期における肺高血圧症には、特発性・遺伝性・先天性心疾患を原因とするものなどが挙げられる。これらの肺血管組織所見は類似し、共通の発症機序も示唆されているため、2013年の第5回肺高血圧ワールドシンポジウムでの分類では肺動脈性肺高血圧症の項に分類されている。病態の進行とともに内膜肥厚、線維化・中膜の平滑筋層肥大・叢状病変などの像を呈する病変が認められ、心不全の増悪を引き起こし予後に大きく影響している。しかし、内中膜に比較して血管外膜の病変進行や病態への作用に関する研究はほとんど無い。当施設で入院加療を施行した小児心疾患症例において充分な説明の後で了解を得て、肺動脈をoptical coherence tomography (OCT)を用いて観察した。OCTによって、ほぼ全症例で組織性状の観察が可能であった。肺高血圧を呈する症例の血管病変の観察と肺血管拡張剤使用や病態改善、増悪の経時的変化を観察できるものと考えている。さらに、本研究の主テーマである血管外膜、vasa vasorumが明瞭に描出できることを確認し、今後は定量化していくことを考えている。さらに、基礎実験研究に関しては今後すすめていく予定である。コントロール(正常肺動脈圧)ラットおよび肺高血圧ラットにおける肺動脈外膜の病理組織学的変化、血管内皮前駆細胞、マクロファージ、炎症所見の比較検討、モノクロタリン投与または低酸素暴露によって肺高血圧を呈したラットの肺血管組織を摘出し、血管外膜の病理学的変化について観察する。小児心疾患症例におけるoptical coherence tomography (OCT)を用いた肺動脈壁の観察では、肺高血圧が重症である症例ほど肺動脈内中膜の肥厚と外膜の発達およびvasa vasorumの増生が認められるという実験前の予想に沿った結果が得られてきている。今後は、これらを定量化することをすすめていきたい。肺高血圧症の組織学的変化は病態の進行とともに内膜肥厚、線維化・中膜の平滑筋層肥大・叢状病変などの像が認められ、心不全の増悪を引き起こし予後に大きく影響している。小児期の肺高血圧は、特発性・遺伝性・先天性心疾患を原因とするものなどが挙げられる。血管内中膜の組織学的変化に比較して血管外膜の病変進行や病態への作用に関する研究はこれまでにほとんど無い。さらに、本研究の主テーマである血管外膜、vasa vasorumは、体肺側副血管が多い症例では豊富に認められることが確認された。さらに、基礎実験研究に関しては、コントロール(正常肺動脈圧)ラットおよび肺高血圧ラットにおける肺動脈外膜の病理組織学的変化、血管内皮前駆細胞、マクロファージ、炎症所見の比較検討、モノクロタリン投与または低酸素暴露によって肺高血圧を呈したラットの肺血管組織を摘出し、血管外膜の病理学的変化について観察する。

これまでに得られた研究データとしては、肺高血圧症を呈する小児心疾患症例におけるoptical coherence tomography (OCT)を用いた肺動脈壁の観察では、肺高血圧が重症である症例ほど肺動脈内中膜の肥厚と外膜の発達およびvasa vasorumの増生が顕著であるという所見である。さらに、我々は体肺側副血管が豊富な症例では、vasa vasorumが顕著に認められるということを新たに発見した。高血圧ラットを用いた基礎研究でも類似の結果が得られ、さらに詳細な定量化ができるか否かをすすめていくことの必要性の確証が得られた。肺動脈性肺高血圧症では肺血管の内膜肥厚、線維化・中膜の平滑筋層肥大・叢状病変などの像が組織学的変化として病態の進行とともに認められる。このような異常は心不全の増悪を引き起こし、予後に大きく影響している。小児期の肺高血圧症は、特発性・遺伝性・先天性心疾患を原因とするものなどが原因として挙げられる。これらの肺血管組織所見は類似し、共通の発症機序も示唆されている。血管内中膜の組織学的変化に比較して血管外膜の病変進行や病態への作用に関する研究は現在までにほとんど報告が無い。本研究では肺高血圧病変における血管外膜の影響に注目し、外膜における微小血管(vasa vasorum)の増生、炎症細胞・線維芽細胞の浸潤などによる肺高血圧症病態進行に対する作用機序を検討し、治療応用の開発を目的とした。また、当施設で入院加療を施行した小児心疾患症例において充分な説明を行い了解を得て、肺動脈をoptical coherence tomography (OCT)を用いて観察した。肺高血圧症においては、内中膜の肥厚に加え血管外膜の線維化が認められた。これらの変化はOCTによってもほぼ全症例で組織性状の観察が可能であった。また、継続して観察可能であった肺高血圧を呈する症例の血管病変は、肺血管拡張剤使用や病態改善とともに改善傾向が認められるものがあった。さらに、血管外膜におけるvasa vasorumは肺血流量低下や低酸素血症を有する症例、体肺側副血管が多い症例で豊富に認められることが確認された。これらの組織学的変化は、肺血管のリモデリング、血管機能不全、肺血管コンプライアンス低下などを惹起して肺循環不全を招くことが示唆された。コントロール(正常肺動脈圧)ラットおよび肺高血圧ラットにおける肺動脈外膜の病理組織学的変化、血管内皮前駆細胞、マクロファージ、炎症所見の比較検討を行う。モノクロタリン投与または低酸素暴露によって肺高血圧を呈したラットの肺血管組織を摘出し、血管外膜の病理学的変化について観察する。Vasa vasorumの発達、炎症細胞やマクロファージ、筋線維芽細胞の増生などの所見について検討する。コントロール(正常肺動脈圧)ラットおよび肺高血圧ラットにおける肺動脈外膜の病理組織学的変化、血管内皮前駆細胞、マクロファージ、炎症所見の比較検討、モノクロタリン投与または低酸素暴露によって肺高血圧を呈したラットの肺血管組織を摘出し、血管外膜の病理学的変化について検討する予定である。小児心疾患症例における血管外膜のOCT所見を引き続き検討していく。
マルチモデルアプローチによる大気組成データ同化研究

データ同化による大気組成濃度・排出量の推定精度に対しては、同化手法・衛星データの選択・取り扱いのみならず、予報モデルの性能が影響を及ぼす。しかし、技術的な制約により、これまでの研究ではその影響は明らかにされていなかった。本研究では、異なるモデルに実装可能な最先端のデータ同化スキームを3つの化学輸送モデルに適用した。衛星観測データを同化し得られた解析結果を比較し、予報モデル性能が大気組成データ同化解析に及ぼす影響を明らかにした。今後必要となる観測網についてもデータ同化計算から考察し、異なる予報モデルを用いて整合する結論が得られるかを検証した。データ同化による大気組成濃度・排出量の推定精度に対して同化手法・衛星データの選択・取り扱いのみならず、予報モデルの性能が影響を及ぼす。しかしながら、様々な技術的な制約によりこれまでの研究ではその影響は明らかにされていない。本研究では異なるモデルに実装可能な最先端のデータ同化スキームを3つの化学輸送モデルに適用し、予報モデル性能が大気組成データ同化解析に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。この目的を達成するために、本年度は以下の研究に取り組んだ。1.データ同化スキームの高度化:高精度なデータ同化解析のためにはデータ同化の基本的技術の改良が重要である。これまでに大気組成に特化したデータ同化スキームを独自に開発してきているが、更なるスキームの高度化を図った。具体的には、リトリーバル原理に基づく高度な観測演算子を開発し、最新の衛星観測観測情報を適切に同化可能とした。また、観測データの品質管理手法についても見直した。2.解析化学種の拡張:これまでの研究では、オゾン・窒素酸化物・一酸化炭素を主な解析対象としてきた。本研究では、それらに加えてホルムアルデヒド観測情報を同化対象にできるかについて検討を行った。3.複数の化学輸送モデルに同一のデータ同化スキームを導入する作業に着手した。CHASERに加えて成層圏の化学過程を含むMIROC-Chemに対して導入を完了した。当初計画通り、1.データ同化スキームの高度化を実現し、2.解析化学種の拡張に向けた考察を実施し、3. 2つの化学輸送モデルに同一のデータ同化スキームを導入する作業を完了した。当初本年度の作業として計画していた米国で開発されている化学輸送モデルに対する導入作業は完了していないが、導入に向けた検討を進めている段階にあり、全体として研究は概ね順調に進んでいる。本研究では異なるモデルに実装可能な最先端のデータ同化スキームを3つの化学輸送モデルに適用し、予報モデル性能が大気組成データ同化解析に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。複数の化学輸送モデルに同一のデータ同化スキームを導入する作業を進めた。前年度までにCHASERおよびMIROC-Chemへの導入を完了していたが、本年度は3つ目のCTMとなるGEOS-Chemに対する導入を完了した。将来4次元変分法によるデータ同化結果との比較を可能とするために、最新のアジョイントモデルベースのモデルバージョンを予報モデルとして採用し、空間分解能4x5度で、データ同化を行わないモデル予報結果、データ同化を行なった解析値についてオゾンの3次元分布を独立観測データを用いて検証した。また、各種データ同化統計値も詳しく調査し、性能の評価と改善を繰り返した。モデルの最適化についてはモデル開発元である米国研究機関(ハーバード大学およびNASA JPL)と情報交換し効果的に作業を進めることができた。同時に、データ同化の性能を見直し改善するために、衛星リトリーバルを開発している米国研究機関(NASA JPL)の研究者と連携して、対流圏オゾンプロファイルを改善するためのアルゴリズムの開発と検証に共同で取り組んだ。当初計画通り、これまでに、(1)データ同化スキームの高度化を実現し、(2)解析化学種の拡張に向けた考察を実施し、さらに本年度は、(3)3つの化学輸送モデルに同一のデータ同化スキームを導入する作業を完了した。これらの作業を進めるとともに、衛星リトリーバル開発機関と共同で対流圏オゾンプロファイル推定の改善に向けた議論と新たな情報処理技術の導入を終えており、全体として研究は概ね順調に進んでいる。これまでに作成したデータ同化システムについて、詳細な性能評価を進めてきた結果を反映して、最終段階となるデータ同化モジュールのアップデートを適用した。最終版のデータ同化モジュールをGEOS-Chem、CHASER、MIROC-Chemという3つの異なる化学輸送モデルに適用してデータ同化システムを構築し、それを用いた対流圏大気物質の再解析計算を実施した。再解析計算の結果は、衛星・航空機・ゾンデ・地上観測などの各種独立観測データと比較し、各システムの性能を詳しく検証しデータ同化解析におけるモデル性能の重要性を調査した。その結果、特に上部対流圏・下部成層圏のオゾンについては再現性のモデル間の差異が大きいが、衛星によるプロファイル観測情報を同化することでモデル性能に依存しない解析場を整合的に作成可能であることが明らかとなった。一酸化炭素についても、排出量をデータ同化で修正することでモデルに依存せずに、観測とよく一致しシステム間で整合する解析場を作成可能であった。一方、対流圏化学で中心的な役割を果たすOHラジカルについては、モデル間での差異が大きく、複数化学種のデータ同化後においても違いが多く残った。OHラジカルは各種物質の大気中での寿命に作用するため、推定される物質の排出量はOHラジカルの違いに応じて大きなものとなった。

システムに依存しない排出量情報を提供する上で、OHラジカルの整合的な解析が重要であり、今後のシステム開発に対する重要な示唆を得た。また、3つの異なるモデルを用いて観測システムシミュレーション実験(OSSE)を実施する枠組みを考察し、衛星観測およびOSSE実施の中心機関であるNASAおよびESAとの連携を強化することができた。日本国内における今後の衛星計画の推進に役立てるべく、JAXAとの情報交換も進めた。データ同化による大気組成濃度・排出量の推定精度に対しては、同化手法・衛星データの選択・取り扱いのみならず、予報モデルの性能が影響を及ぼす。しかし、技術的な制約により、これまでの研究ではその影響は明らかにされていなかった。本研究では、異なるモデルに実装可能な最先端のデータ同化スキームを3つの化学輸送モデルに適用した。衛星観測データを同化し得られた解析結果を比較し、予報モデル性能が大気組成データ同化解析に及ぼす影響を明らかにした。今後必要となる観測網についてもデータ同化計算から考察し、異なる予報モデルを用いて整合する結論が得られるかを検証した。3つの異なる化学輸送モデルへの同一データ同化モジュールの導入を進めそれぞれのデータセットを用いて過去10年間の長期計算を実施する。再解析計算結果は、衛星・航空機・ゾンデ・地上観測と比較し、濃度の水平・鉛直分布の季節・経年変動を、全球の地表から下部成層圏について、再現性を比較・検証する。排出量の推定値は先行研究による値と比較し、本研究による変更点を明らかにする。同時に観測網に関する考察に取り組む。既存の観測網による情報は特定の領域・高度で不足している。今後の実施が期待される観測の中でも宇宙ステーションと静止衛星からの観測に着目し、3つの異なるモデルを用いて観測システムシミュレーション実験(OSSE)を実施する。OSSEでは想定される真の大気の状態と解析を比較し、想定した観測が大気環境解析に及ぼす影響を調査する。実験結果をもとに今後の実際の観測計画に活かすべく議論を進める。これまでに同一データ同化モジュールを3つの異なる化学輸送モデルに適用して開発したデータ同化システムを用いて、対流圏の大気物質について過去10年間の長期計算を実施する。再解析計算結果は、衛星・航空機・ゾンデ・地上観測などの各種独立観測データと比較する。その上で、濃度の水平・鉛直分布の季節・経年変動を、全球の地表から下部成層圏について、再現性を比較・検証する。排出量の推定値はボトムアップおよびトップダウンによる先行研究による値と比較し、本研究による変更点を明らかにする。
金鉱山由来水銀ホットスポットにおけるメチル水銀動態モデル構築のための現地調査

2018年10月12日から10月15日の行程で,研究代表者の矢野がインドネシアのマナド市を訪問し,サムラツランギ大学のHerawaty Riogilang博士と前年度の調査結果の報告,ならびに2018年度の調査計画についての打合せを実施した.日程調整を行い,2017年度と同様に3月に現地調査を実施することと決まった.また,予備日を使って,Totok川とBuyat川上流に位置する小規模金鉱山周辺から河口までの区間で河道での堆積物を採取できる地点の選定を行うこととした.また,計2回日本側メンバーによる研究打合せを実施し、方針を確認した.2019年3月21日から3月27日の行程で,日本側メンバー3名でマナドを訪問し,第2回の現地調査を実施した.前年度利用した観測船が修理中とのことで,今回はより小さい型の漁船をチャーターしたが,小型であることから海象の影響を受けるため,予定日を1日ずらしての調査となった.そのため,当初の予定日(3月23日)は,Totok川とBuyat川における金鉱山周辺の視察と鉱山から河口までの間での底質サンプリング地点の選定をおこなった.その結果,適地の選定ができ,それぞれの河川で45箇所の採泥を次年度に実施する計画を立てた.翌,3月24日に早朝から午後3時頃まで対象海域である半閉鎖性内湾のTotok湾と開放性内湾のBuyat湾において,それぞれ5箇所の観測地点を設定し,表層水(海面下6m)と底層水(海底上12m)から1Lの海水サンプリング計20サンプルの採水を行った.また,多項目水質計により塩分・水温・溶存酸素濃度などの鉛直分布測定を実施した.採水サンプルは日本へ持ち帰り測定した.昨年同様,Totok湾がBuyat湾より高い水銀濃度を示したが,これは水銀の流出が多いためであると推測された.当初の計画通り,国内メンバーとの研究打合せ,対象フィールドであるインドネシアのスラヴェシ島マナドのサムラツランギ大学メンバーとの研究打合せと現地視察,ならびに第2回現地調査と河川流域の調査地点選定を順調に遂行することができており,おおむね順調に研究が進展していると判断できる.最終年(2019年度)で,計2回程度の現地調査を実施する予定である.うち1回では,対象海域であるBuyat湾とTotok湾において底泥のサンプリングを行い,底泥中水銀濃度の測定を実施する.さらに,Buyat川とTotok川の流域内で河道周辺の堆積物採取を行い,残留水銀濃度の測定を加えて実施する計画である.これまでの2年間で実施した現地調査では,海水サンプリングと塩分・水温等の測定を行ったが,雨季に近いシーズンであったものの顕著な密度成層構造は確認されなかったことから,当初想定していた河川水の流入に起因する海水中水銀のメチル化現象の確認が確実にできるように雨季を狙った観測計画を立てる予定である.2017年11月16日から11月20日の行程で,調査実施エリアとなるインドネシアのマナド市にあるTotok湾とBuyat湾ならびに両湾に注ぐ河川の流域の視察,ならびに研究協力者のサムラツランギ大学Herawaty Liogilang博士との研究打合せを行った.観測船の確認や船長との協議により現地調査における実施可能性の検討を行った.また,の現地視察の結果を受けて,2017年12月28日に国内メンバーによる第1回研究打合せを実施し,現地調査の計画の詳細を調整した.2018年3月11日から3月18日の行程で第1回現地調査を以下の通り実施した.今回は対象海域である半閉鎖性内湾のTotok湾と開放性内湾のBuyat湾において,それぞれ5箇所の観測地点を設定し,表層水(海面下6m)と底層水(海底上12m)からニスキン採水器により1Lの海水サンプリングを実施した.よって,計20サンプルの採水を行った.また,採水と同時に持参した多項目水質計により塩分・水温・溶存酸素濃度などの鉛直分布測定を実施した.観測地点には持参したハンディGPSであらかじめ設定した座標位置へ誘導した.観測地点の水深は持参した超音波式測深機で測定した.採水サンプルは,観測終了後直ちに0.4μmのガラスファイバーフィルターを用いて濾過を行い,その後高濃度の硫酸(H2SO4)を3mL添加して常温で日本へ持ち帰った.濾紙についても参考資料として持ち帰った.使用した容器は酸処理したガラス製容器である.帰国後,海水中の総水銀濃度とメチル水銀濃度の測定を行った.得られた結果としては,Totok湾において総水銀濃度が0.40-1.50ng/L,メチル水銀濃度が0.02ng/L以下,一方,Buyat湾では総水銀0.34-0.66ng/L,メチル水銀濃度が0.02ng/L以下となっており,閉鎖性の強いTotok湾で高濃度であった.当初の計画通り,国内メンバーとの研究打合せ,対象フィールドであるインドネシアのスラヴェシ島マナドのサムラツランギ大学メンバーとの研究

打合せと現地視察,ならびに第1回現地調査を順調に遂行することができており,おおむね順調に研究が進展していると判断できる.2018年10月12日から10月15日の行程で,研究代表者の矢野がインドネシアのマナド市を訪問し,サムラツランギ大学のHerawaty Riogilang博士と前年度の調査結果の報告,ならびに2018年度の調査計画についての打合せを実施した.日程調整を行い,2017年度と同様に3月に現地調査を実施することと決まった.また,予備日を使って,Totok川とBuyat川上流に位置する小規模金鉱山周辺から河口までの区間で河道での堆積物を採取できる地点の選定を行うこととした.また,計2回日本側メンバーによる研究打合せを実施し、方針を確認した.2019年3月21日から3月27日の行程で,日本側メンバー3名でマナドを訪問し,第2回の現地調査を実施した.前年度利用した観測船が修理中とのことで,今回はより小さい型の漁船をチャーターしたが,小型であることから海象の影響を受けるため,予定日を1日ずらしての調査となった.そのため,当初の予定日(3月23日)は,Totok川とBuyat川における金鉱山周辺の視察と鉱山から河口までの間での底質サンプリング地点の選定をおこなった.その結果,適地の選定ができ,それぞれの河川で45箇所の採泥を次年度に実施する計画を立てた.翌,3月24日に早朝から午後3時頃まで対象海域である半閉鎖性内湾のTotok湾と開放性内湾のBuyat湾において,それぞれ5箇所の観測地点を設定し,表層水(海面下6m)と底層水(海底上12m)から1Lの海水サンプリング計20サンプルの採水を行った.また,多項目水質計により塩分・水温・溶存酸素濃度などの鉛直分布測定を実施した.採水サンプルは日本へ持ち帰り測定した.昨年同様,Totok湾がBuyat湾より高い水銀濃度を示したが,これは水銀の流出が多いためであると推測された.当初の計画通り,国内メンバーとの研究打合せ,対象フィールドであるインドネシアのスラヴェシ島マナドのサムラツランギ大学メンバーとの研究打合せと現地視察,ならびに第2回現地調査と河川流域の調査地点選定を順調に遂行することができており,おおむね順調に研究が進展していると判断できる.残りの2年間(平成3031年度)で,計3回程度の現地調査を実施する予定であるが,特に平成30年度においては,対象海域であるBuyat湾とTotok湾において底泥のサンプリングを行い,底泥中水銀濃度の測定を実施する.さらに,Buyat川とTotok川の流域内で河道周辺の堆積物採取を行い,残留水銀濃度の測定を加えて実施する.平成29年度(平成30年3月)に実施した現地調査では,海水サンプリングと塩分・水温等の測定を行ったが,雨季に近いシーズンであったものの顕著な密度成層構造は確認されなかったことから,当初想定していた河川水の流入に起因する海水中水銀のメチル化現象の確認が確実にできるような観測計画を作成する必要がある.最終年(2019年度)で,計2回程度の現地調査を実施する予定である.うち1回では,対象海域であるBuyat湾とTotok湾において底泥のサンプリングを行い,底泥中水銀濃度の測定を実施する.さらに,Buyat川とTotok川の流域内で河道周辺の堆積物採取を行い,残留水銀濃度の測定を加えて実施する計画である.これまでの2年間で実施した現地調査では,海水サンプリングと塩分・水温等の測定を行ったが,雨季に近いシーズンであったものの顕著な密度成層構造は確認されなかったことから,当初想定していた河川水の流入に起因する海水中水銀のメチル化現象の確認が確実にできるように雨季を狙った観測計画を立てる予定である.
光合成・光化学系IIの分子構築

光合成・光化学系IIの分子構築の解明にむけて、以下の解析が行われた。(1)結晶化を目標に、好熱性ラン藻から光化学系II標品を純化する方法を確立した。(2)種々の架橋剤を用いて、光化学系II複合体を構成するサブユニット間や、光化学系II反応中心を構成するD1-D2タンパク質間の近接関係を明らかにした。また、化学修飾剤を用いる解析で、マンガンの結合に関係していると思われるヒスチジンやカルボキシル基の存在を明らかにした。(3)単離した光化学系II反応中心について、光誘起FT-IR差スペクトル法を用いてP-680の構造を解析し、P-680三重項状態は非対称な二量体クロロフィル上の一方の分子上に偏在することを明らかにした。また、この際の両クロロフィル分子の水素結合特性とD1, D2タンパク質のアミノ酸配列から、P-680の構造モデルを提出した。(4)光化学系II反応中心の結晶化条件を、界面活性剤の構造を中心に解析し、また、光化学系IIに関連する33kDaのタンパク質やアロフィコシアミンの結晶化を行い、後者についてはその精密な分子構造を決定した。(5)光化学系II反応中心D1サブユニットのC-末プロセシングに関与する酵素の純化に成功し、その遺伝子の同定と塩基配列の決定を行った。また、単離したプロテアーゼとD1タンパク質のC-末に相当するオリゴペプチドを用いて、酵素の基質認識機構を解析した。(6)D1タンパク質をコードする遺伝子(βsbA)の特定の部位にin vitroでランダムな変異を入れ、強光下でスクリーニングすることにより、数種の光耐性シアノバクテリア(Synechocysis PCC 6803株)を得た。本研究では、あらゆる手法を総合して光化学系IIの分子構築を解明することを目標としている。この目標にそって、今年度に得られた主な成果は以下の通りである。1)光化学系II反応中心、酸素発生能のあるコア複合体および33kDaマンガン安定化タンパク質の結晶化に成功した(但し、構造解析のためにはまだ改良が必要である)。2)単離した光化学系II反応中心について、光誘起FT-IR差スペクトル法を用いてP-680の構造を解析し、P-680三重項状態は非対称な二量体クロロフィル上の一方の分子上に偏在することを明らかにした。また、この際の両クロロフィル分子の水素結合特性とD1,D2タンパク質のアミノ酸配列から、P-680の構造モデルを提出した。3)EPR飽和法を用いて、P-680^+とMn-ラクスターおよびキノン・鉄複合体(受容体)との間の距離を明らかにした。4)諸種の光化学系II標品について、架橋剤を用いる解析から、構成ポリペプチド間の位置関係および各ポリペプチドの配向を明らかにして、光化学系IIの全体としての構造に関して多くの新知見を得た。5)Ca^<2+>除去系II膜標品を閃光照射し、Mn原子のX線吸収端近傍構造(XANES)の変化を測定したところ、最初の閃光ではK端エネルギーが約1eV増加するが、以後は数回の閃光照射によってK端が0.9eV増加するにとどまり、そこで飽和した。このことからCa^<2+>除去系IIでは最初の閃光ではMnが1電子酸化されてS_2が生成するが、以降の閃光ではMnあるいはその配位子が徐々に酸化を受けるのみで、その先の反応は停止することがわかった。

6)psbI,psbH,psbKなど、光化学系IIの小ポリペプチドを挿入失活させることにより発現をおさえた変異株を作成し、これらの遺伝子の産物の機能を解析した。光合成・光化学系IIの分子構築の解明にむけて、以下の解析が行われた。(1)結晶化を目標に、好熱性ラン藻の数種について光化学系II標品を純化する方法を確立した。(2)種々の架橋剤を用いて、光化学系II複合体を構成するサブユニット間や、光化学系II反応中心を構成するDI-D2タンパク質間の近接関係を明らかにした。また、化学修飾剤を用いる解析で、マンガンの結合に関係していると思われるヒスチジンやカルボキシル基の存在を明らかにした。(3)パルスEPR法等により、電子伝達に関与する常磁性分子間の距離を決めるなど、構造的な新たな知見を得た。また、FTIR法により、Mn-クラスターとタンパク質、カルシウム、水分子等との相互関係を明らかにした。P-680の三重項状態のFTIRによる解析から推定されたクロロフィル分子とD1タンパク質との水素結合を証明するため、Chlanydomonasを用いて形成転換株が作出された。(5)光化学系II反応中心の結晶化条件を、界面活性剤の構造を中心に解析し、また、光化学系IIに関連する33kDaのタンパク質やアロフィコシアミンの結晶化を行い、後者についてはその精密な分子構造を決定した。(6)光化学系II反応中心D1サブユニットのC-末プロセシングに関与する酵素の純化に成功し、その遺伝子の同定と塩基配列の決定を行った。また、単離したプロテアーゼとD1タンパク質のC-末に相当するオリゴペプチドを用いて、酵素の基質認識機構を解析した。(7)D1タンパク質をコードする遺伝子(psbA)の特定の部位にin vitroでランダムな変異を入れ、強光下でスクリーニングすることにより、数種の光耐性シアノバクテリア(Synechocystis PCC 6803株)を得た。
利用者目線に立つ中近世ヨーロッパ私法――「実務向け文献」と実務テクニックの研究

本研究は1318世紀ヨーロッパの私法を、近代法理論を過去に投影するのでなく当時の利用者目線に立って描き出すことを目指す。実務向け手引書や書式集、その内容たる実務テクニック(書面作成の技法や戦術的アドバイス)を分析し、当事者のコストの最小化が目指され、実務の積み重ねが近代に向けた法の発展に大きく寄与したことに光を当てる。実用的な法知識が早くから広く社会に浸透したことが、ヨーロッパの法文化を今日に至るまで他地域と大きく異なるものにしたことを示し、法実務と法理論の関係、そして「法を市民に近づける」ことを考えるために有益な知見を導き出してみたい。
テンソルくりこみ群によるＣＰ（Ｎ－１）モデルの相構造の解析

本研究では2次元のCP(N-1)モデルの相構造の解析を行った。このモデルはQCDと似た性質を持ち、ラグランジアンの中にCP対称性を破るθ項を含む。しかし、θ項を含む系では複素作用問題が生じ、QCDの数値計算でよく用いられているモンテカルロ法の適用が困難となる。そこで本研究では、複素作用問題の新たな回避策として、テンソルくりこみ群(Tensor renormalization group、以下TRG)という手法を用いた。TRGはモンテカルロ法のような確率的手法を用いないため複素作用問題が生じない。完成させたい相図は、CP(N-1)モデルに含まれる2つのパラメータβとθで張られる空間である。実際の解析ではN=2の場合のCP(1)モデルについて行い、βが小さい領域から順に調べた。1年目は、β≦0.8の領域のCP(1)モデルの相構造をTRGを用いて解析した。連続極限でCP(1)モデルと等価な理論であるO(3)モデルがθ=π上でギャップレスになるというHaldane現象から、θ=π上に2次相転移が存在すると考えられる。これまでの解析では、β=0.0ー0.8においてθ=π近傍のトポロジカル感受率を計算することで、β≦0.3において1次相転移、0.4≦βにおいて2次相転移という結果が得られた。さらに、βに対し臨界指数が変化する振る舞いが生じ、先行研究による解析と似た結果となった。2年目は、より高精度の解析を行うため、Full environment truncation(FET)によるTRG(以下TRG+FET)の実装を行った。TRG+FETではTRGが苦手としている臨界領域での計算精度を向上させることが分かっている。現在、2次元の古典イジングモデルを用いてコードの確認ができたため、今後はこの手法をCP(1)モデルに適用し、より高い精度で2次相転移近傍を解析することを目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。QCDのトイモデルである2次元のCP(N-1)モデルの相構造の解析を行っている。しかし、θ項を含む系に対して格子QCDの数値計算でよく用いられるモンテカルロ法を適用する場合、複素作用問題が生じ、その適用が困難となる。そこで本研究では、複素作用問題の新たな回避策として、テンソルくりこみ群という手法を用いた。テンソルくりこみ群は、近似の誤差を制御、推定しながら分配関数を計算する手法であり、モンテカルロ法のような確率的手法を用いないため複素作用問題が生じない。実際の解析はN=2の場合のCP(1)モデルについて行い、βが小さい領域から順に調べる。先行研究では既にモンテカルロ法を改良した方法でCP(1)モデルの解析がされており、θ=π上において、β≦0.5では1次相転移、0.5≦β≦1.6では2次相転移が起こるという結果が得られている。さらに、0.5≦βの領域では臨界指数が連続的に変化するという振る舞いが生じたが、数値誤差が影響している可能性が指摘されている。この領域を複素作用問題の生じないテンソルくりこみ群を用いて再解析し、先行研究の結果を検証することを目指す。テンソルくりこみ群の解析に必要となる分配関数のテンソルネットワーク表示については、我々が既に求めていたものを用いた。1年目は、β≦0.8の領域のCP(1)モデルの相構造をテンソルくりこみ群を用いて解析した。まずβが小さい強結合領域では、テンソルくりこみ群による結果が強結合展開による先行研究の結果と一致することを確認した。これにより複素作用問題が生じる系においてもテンソルくりこみ群による解析が有効であることが分かった。θ=π上での相転移の次数を調べるため、β=0.0-0.8においてθ=π近傍のトポロジカル感受率を計算した。これにより、β≦0.3において1次相転移、0.4≦βにおいて2次相転移という結果が得られた。この2次相転移の存在は、連続極限でCP(1)モデルと等価な理論であるO(3)モデルがθ=π上でギャップレスになるというHaldane現象を反映していると考えられる。さらに、βに対し臨界指数が変化する振る舞いが得られ、先行研究による解析と似た結果となった。しかし、この結果はテンソルの足の自由度の打ち切りから生じる誤差を含んでいるため、今後は足の次元を増やした際の収束を調べる必要がある。また、より高精度の解析を行うため、Loop-TNRという手法の実装を行った。Loop-TNRではエンタングルメントフィルタリングとループ最適化という手順を踏むことで、テンソルくりこみ群ではくりこむことのできなかった近距離相関を適切に処理することができる。これにより、Loop-TNRはテンソルくりこみ群が苦手としている臨界領域での計算精度を向上させることが分かっている。この手法をCP(1)モデルのθ=0の場合に適用して比熱の計算を行った。ループ最適化におけるテンソルのアップデートの回数を増やすことで、テンソルくりこみ群の解析では大きかった比熱の揺らぎを抑えることができた。

しかし、θ項を含む系では複素作用問題が生じ、QCDの数値計算でよく用いられているモンテカルロ法の適用が困難となる。そこで本研究では、複素作用問題の新たな回避策として、テンソルくりこみ群(Tensor renormalization group、以下TRG)という手法を用いた。TRGはモンテカルロ法のような確率的手法を用いないため複素作用問題が生じない。完成させたい相図は、CP(N-1)モデルに含まれる2つのパラメータβとθで張られる空間である。実際の解析ではN=2の場合のCP(1)モデルについて行い、βが小さい領域から順に調べた。1年目は、β≦0.8の領域のCP(1)モデルの相構造をTRGを用いて解析した。連続極限でCP(1)モデルと等価な理論であるO(3)モデルがθ=π上でギャップレスになるというHaldane現象から、θ=π上に2次相転移が存在すると考えられる。これまでの解析では、β=0.0ー0.8においてθ=π近傍のトポロジカル感受率を計算することで、β≦0.3において1次相転移、0.4≦βにおいて2次相転移という結果が得られた。さらに、βに対し臨界指数が変化する振る舞いが生じ、先行研究による解析と似た結果となった。2年目は、より高精度の解析を行うため、Full environment truncation(FET)によるTRG(以下TRG+FET)の実装を行った。TRG+FETではTRGが苦手としている臨界領域での計算精度を向上させることが分かっている。現在、2次元の古典イジングモデルを用いてコードの確認ができたため、今後はこの手法をCP(1)モデルに適用し、より高い精度で2次相転移近傍を解析することを目指す。今後は、Loop-TNRをθ=π近傍の解析に適用することで、2次相転移近傍をより高精度で解析することを目指す。これにより、1次相転移から2次相転移に切り替わる点をより高精度に決定できる可能性がある。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞膜ムチン型糖鎖の生合成と細胞の脱組織形成能に関する研究

1.組織形成と細胞膜糖蛋白質糖鎖構造-ラット能肺肝腎脾筋肉の各組織のアスパラギン(Asn)結合糖鎖は、基本的に高マンノース型や複合型2本鎖を主体とし、各臓器により複合型3本鎖、4本鎖やシアル酸フコース、α-ガラクトース、hisecting N-アセチルグルコサミン、N-アセチルラクトサミン含量に差がみられいた。この臓器間の糖鎖構造の差は、臓器特異性を示すと共に、臓器を構成する細胞群の多様性に由来する可能性もある。一方細胞間接着の認められる島形成型腹水肝癌AH7974細胞は、複合型3本鎖、4本鎖の高分岐化高分子量化した糖鎖を主体とし、これは癌性変化によるものと考えられた。これに対し、細胞間接着の消失したAH414細胞は、AH7974細胞同様の癌性変化による高分岐化、高分子量化糖鎖の増大が認められたが、これ以外にフコシル化混成型糖鎖の出現が認められた。混成型糖鎖は高マンノース型から生じ、α-mannosidaseIIの作用を経て複合型へ移行するので、AH414細胞ではα-mannosidaseIIの作用しない糖鎖生合成経路が活性化されていると考えられる。2.細胞膜のムチン型糖蛋白質の解析-シアル酸残基を標識した糖蛋白質の低密度WGAカラムへの結合量は、AH414細胞でその35%とAH7974細胞正常肝の2倍、5倍と多角、アルカリ処理で糖鎖を遊離し、プロナーゲ消化でも高分子ペプチドとして存在する事から、ムチン型糖鎖が高密度に存在する糖蛋白質であくと推定された。遊離したムチン型糖鎖の60%はシアル酸を含む酸性糖鎖で、GalNAC,Galβ1→GalNAC、Galβ1→(GlcNACβ1→)GalNACの基本構造から成っていた。3.糖転移酵素活性-正常肝、両腹水肝癌細胞のミクロソーム画分を用いて、Asn-結糖鎖ムチン型糖鎖合成に関与するガラクトース転移酵素を測定すると両腹水肝癌で活性は上昇し、特にAH414細胞でムチン型酵素活性は正常肝、AH7974細胞の2-3倍増大していた。今後この様な混成型糖鎖ムチン型糖鎖を発現する細胞膜の糖蛋白質の同定が、その機能と関連して重要と思われる。1組織形成細胞における糖鎖構造の解析一雄ラット脳,肺,肝臓,腎臓,脾臓,筋肉の各組織に於けるアスパラギン結合糖鎖構造を解析した.この結果,各臓器には高マンノース型や複合型2本鎖糖鎖が主として見出されたが,特に脳と腎臓では複合型3, 4本鎖の含量も高かった.

一方,シアル酸,フコース, α-ガラクトース, bisecting N-アセチルグルコサミン, N-アセチルラクトサミン含量に,各臓器間で著しい差が見出された.臓器間で見出された糖鎖構造の違いは,各臓器を構成する細胞群の多様性による可能性も考えられる.更に各臓器には高マンノース型糖鎖が多く,これらが細胞内膜系糖蛋白質に由来している可能性も検討する余地がある.又,ムチン型糖鎖は絶対的存在量が少なく,解析に至っていない.2.腹水肝癌細胞の糖鎖構造の解析-ラットA.7974, AH414細胞の粗細胞膜画分のアスパラギン結合糖鎖は,正常肝に較べ分岐化した複合型3, 4本鎖の増加が見られた.更に細胞間接着の見られない自由型AH414細胞の方が,細胞同士が接着し島形成型のAH7974細胞に較べ,複合型3, 4本鎖により多くのシアル酸が結合している事や,更にN-アセチルラクトサミンを含む糖鎖が多い傾向が見出された.又,高密度WGA-Sepharaseカラムを用い,ムチン型糖鎖構造を解析中である.3.正常肝,腹水肝癌細胞の糖転移酵素活性の比較-これ迄の知見に基づき,正常肝, AH7974, AH414細胞のホモジェネートを酵素源とし,アスパラギン結合糖鎖のN-アセチルグルコサミン(GlcNAc-)残基とムチン型糖鎖のN-アセチルガラクトサミン(GalNAc-)残基へのガラクトース転移酵素活性を測定した.両腹水肝癌細胞は正常肝に較べ, GlcNAc-へは約2倍の,しかしGalNAc-へはAH7974で1.5倍, AH414で3倍の活性上昇が観察された.今後正常肝,肝癌,両腹水肝癌細胞を用い,これらの糖転移酵素活性の上昇とムチン型,アスパラギン結合型糖鎖の相対量を検討し,細胞の癌化,脱組織化と糖鎖構造の変化を明らかにしてゆく.1.ラット正常肝、腹水肝癌の細胞膜糖蛋白質のAsn結合糖鎖の構造解析-他の臓器同様、正常肝の糖鎖は複合型2本鎖、高マンノース型糖鎖が主体であるのに対し、腹水肝癌の糖鎖は複合型3本鎖、4本鎖の高分岐化糖鎖とこれらにN-アセチルラクトサミンの繰り返し構造をもつ糖鎖であり、典型的な糖鎖の癌性変化を示す結果であった。しかし、細胞間接着が消失したAH414細胞にはフコシル化混成型糖鎖が特徴的に見出され、全体の37%を占めた。この糖鎖は細胞間接着が認められるAH7974細胞で14%、全ての細胞が接着をしている肝細胞で6%であった。この事から、細胞間接着の消失と、細胞膜糖蛋白質糖鎖として混成型糖鎖の発現が相関すると考えられる。又、糖鎖生合成機序の面から、混成型糖鎖は高マンノース型から生じ、α-mannosidaseIIの作用を経て複合型へ移行するので、混成型、複合型糖鎖を主体とするAH414細胞では、α-mannosidaseIIの作用する系としない系が存在し、しない系の経路がこの細胞で拡張していると推定される。2.細胞膜ムチン型糖蛋白質及びその糖鎖構造の解析-シアル酸残基を標識した膜糖蛋白質を、低密度WGAカラムで選択的にムチン型糖蛋白質を分画すると、AH414細胞で全標識糖蛋白質の35%がAH7974細胞で19%が、正常肝7%がカラムに結合した。このWGA結合シアロ糖蛋白質はアルカリ処理で糖鎖を遊離する事、又、プロナーゼ消化後もBio-GelP-10カラムでvoidに溶出される事から、この糖蛋白質はペプチド骨格に、ケチン型糖鎖が密に結合していると推定された。ムチン型糖鎖の構造解析をCarlson法又はAmamo法で標識した糖鎖を用いて行うと、GalNAcot,Galβl→GalNAcot,Galβl→(GlcNAcβl→)GalNAcotと推定され、その約60%がシアル酸を含む賛成糖鎖であった。これ以外に高分子の糖鎖も存在したが、微量で解析に至っていない。以上の所見から、細胞間接着の消失と細胞膜糖蛋白質糖鎖の混成型化及び高密度シアリルムチン型糖鎖の発現が相関すると思われる。