hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アジア諸民族における遺伝的多様性保存・管理システムの開発

本研究では我々人類という一生物種の持つ遺伝的多様性を把握し、将来に遺すことを主たる目的とし、それに必要な保存・管理システムの開発をおこなっている。アジアの中の日本という立場から、アジアにおける「細胞・遺伝子銀行」を、既に得られている試料とあわせ、設立することを目指した。最終年度にあたる今年度は、リンパ球株化法の検討と、過去に収集された微量試料からのDNA抽出・増幅法の開発に加え、実際の細胞株化に力を入れた。今年度は6集団400株を樹立した。現在の技術では血液の保存条件により採血後6日でも100%の樹立率が可能となった。以上の結果、これまでに26民族1200検体、すなわち、アメリカ主導型で計画されているヒトゲノム多様性プロジェクトが目標とする1割以上をすでに達成したことになる。本研究は我々人類の持つ遺伝的多様性を把握し、将来に遺すことを目的とし、それに必要な保存・管理システムの開発を、アジアにおける「細胞・遺伝子銀行」を設立するという形で目指している。本年度は、(1)フィールド等で得られた試料の保存法の開発、(2)細胞を永久増殖系に移行させるまでの技術の改良とコスト減、(3)主としてアジア諸集団からの細胞の株化とDNA抽出、及び、性状解析をおこなった。すなわち、B及びTリンパ球の生存率をそれぞれ高く保つ抗凝固剤・緩衝液の組み合わせと保存条件の検討をおこない、長期にわたり保存する場合はクエン酸緩衝液にヘパリンを添加したものが細胞株化率を高く保てることがわかった。細胞株化にかかる費用は、材料とする血液量を減らし、リンパ球分離から細胞株樹立にいたるプロセスを単純化することによって従来言われていた費用の7分の1にまで落とすことができた。この方法を用いてアジアの集団より株化をおこなったところ効率よく200株の樹立をみた。昨年度に引き続き、リンパ球株化法の検討と、過去に収集された微量試料からのDNA抽出・増幅法の開発をおこなった。リンパ球株化法を工夫した結果、採血後1週間保存した血液からも90%の株化効率を得ることができた。また、用いる血液量は1ccまで節約することができた。費用の点に関しては、欧米で1検体当たり200ドルかかるところが、現在6000円代まで軽減された。このことは経費の点から未だこの領域に参入していない国内外の研究者にとって朗報である。以上の結果、これまでに20民族800検体、すなわち、アメリカ主導型で計画されているヒトゲノム多様性プロジェクトが目標とする1割近くをすでに達成したことになる。
口腔領域炎症性疾患における小胞体ストレスの役割の解明

口腔領域の粘膜は、常に温熱などの物理的ストレスや酸・アルコールなどの化学的ストレスに曝されており、そのストレスに応答するためのシステムが備わっている。中でもマクロファージの役割は重要で、その破綻は炎症性疾患の発症さらにはがん化につながる場合もある。細胞内のストレス応答として最も有名なものの一つが小胞体ストレスである。本研究では、マクロファージを用いて菌体由来の毒素の一つであるLPSによるストレス応答について検討した結果、マクロファージの機能と小胞体ストレスが密接に関連していることを明らかにした。口腔内は常に創傷・温熱刺激・細菌・ウィルス感染・異物接触などの危険に曝されており、難治性の口腔粘膜炎症を引き起こすことが多い。このような口腔内の慢性炎症は、ときとして口腔前がん病変(白板症・紅板症・扁平苔癬)、さらには発がんの原因になることもあり、その病態メカニズムを明らかにすることは重要である。最近の研究により、様々な炎症性疾患に共通に認められる組織、細胞内現象として、小胞体ストレスが注目されている。そこで本研究では、in vitroおよびin vivo炎症モデル実験系を用いて、炎症病態に関わる主要な細胞の一つであるマクロファージの分化・活性化・アポトーシスの分子機構を、小胞体ストレスシグナルの観点かち解明し、炎症性疾患の克服に繋げることを目的とし以下の実験を行った。<マクロファージの一生における小胞体ストレス誘導を検討>小胞体膜上受容体IRE1は、小胞体内腔に蓄積した不良タンパク質を感知して活性化し、そのリボヌクレアーゼ活性により、Xbp-1mRNA内の26塩基をスプライスする。その結果、コードされるXbp-1アミノ酸のフレームが変わり、成熟型Xbp-1が翻訳され転写因子として、小胞体シャペロン分子などを発現誘導する。この原理を応用して、IRE1の活性化依存的にGFPタンパク質を発現させることで、小胞体ストレスを可視化することに成功した。このシステムを用いて、次の項目における小胞体ストレス誘導の有無を定量的に検討した。そこで本研究では、in vitroおよびin vivo炎症モデル実験系を用いて、炎症病態に関わる主要な細胞の一つであるマクロファージの分化・活性化・アポトーシスの分子機構を、小胞体ストレスシグナルの観点から解明し、炎症性疾患の克服に繋げることを目的とする。1)In vivo急性・慢性炎症疾患マウスモデルの確立とマクロファージ特異的ノックアウトマウスを用いた検証初年度のin vitro実験系によって明らかにされた、マクロファージの分化・機能・アポトーシスと小胞体ストレスシグナルの関係をより生理的に検討するため、マウスを用いた炎症モデル実験系を確立し、野生型マウスとマクロファージ特異的ASK1・Derlin-1ノックアウトマウスの比較において次の点について評価し、一定の結果を得た。「マウス表皮創傷治癒モデル」「口腔粘膜創傷治癒モデル」「酢酸滴下による口腔粘膜炎症誘発モデル」「急性炎症としての敗血症モデル」口腔領域は、常に細菌、温熱刺激、物理的刺激、科学的刺激などの様々なストレスにさらされている。そのため、それに伴う炎症反応に重要な役割と担う貪食系細胞の役割が重要で、それによって口腔機能の維持が保たれる。その中でも、貪食細胞における小胞体の機能が極めて重要であるが、炎症反応に重要な役割を担う小胞体ストレスシグナルの重要性については、未だ詳細な研究がなされていない。平成26年度では、単球細胞およびマクロファージを用いて、炎症と小胞体ストレスシグナルの関係を検討した。さらに、小胞体ストレス関連分子、PERKノックアウト細胞やノックダウン細胞、Derlin-1ノックアウト細胞、ASK1ノックアウト細胞をもちいて、マクロファージにおける必要性、およびDerlin-1ノックアウトマウスを用いて、マウス疾患モデル実験により、小胞体ストレスの急性・慢性炎症における役割を検討した。26年度が最終年度であるため、記入しない。細胞生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、炎症性疾患の克服に向けて、小胞体ストレスの可視化を、特にマクロファージで可能にすることである。平成24年度の研究では、一実際に可視化に成功するとともに、同時に初代培養マクロファージの培養にも成功している。これらの技術開発は、当初の予定していたものに付け加えて行ったものであり、研究目標達成に向けて、計画以上に進展している。本研究の目標は、炎症性疾患の克服に向けて、小胞体ストレスの可視化を、特にマクロファージで可能にすることである。

平成24年度の成果、「実際に可視化に成功するとともに、同時に初代培養マクロファージの培養にも成功」に引き続き、平成25年度はノックアウトマウスを用いた検証を実施し、一定の結果を得ることが出来た。これらの研究実施内容は、当初の予定していたとおりであり、研究目標達成に向け、計画に従って順調に進展している。26年度が最終年度であるため、記入しない。技術開発を行った小胞体ストレス応答の可視化プローブを、実際に細胞に導入し、安定的に計測を可能にする点が今後の課題である。そのために、レンチウィルス、レトロウィルス等を用いて実施していく予定である。最終年度である平成26年度は、下記研究内容について推進する。「小胞体ストレス緩和化合物・アポトーシス阻害剤によるマウス病態改善」これまでの研究により、小胞体ストレスによってDerlin-1が発現誘導され、ERAD機能の上昇により、小胞体品質管理機構が保たれることが報告されている。そこで、Derlin-1プロモータ領域の下流でGFPを発現させる系を構築し、低分子化合物をin cellレベルでスクリーニングする。これにより得られたシード化合物をリード化合物へ改変する。一方、我々は既にASK1活性阻害剤を得ている。これら両化合物の、マクロファージ表現型への効果を検証し、マウス炎症モデル疾患を寛解させうる化合物の取得を目指す。
水圏多細胞生物共生、寄生微生物からの抗腫瘍物質の探索

本研究では、新しい抗腫瘍剤の効率的な発見を目指し、各種水圏生物より約1000株の微生物を単離培養し、代謝産物より、がん細胞に毒性を示す物質を単離した。その結果、13種類の既知化合物が同定され、8種類の新規化合物の存在が確認された。また化合物の活性評価系として多種培養細胞株を用いた毒性比較、評価系を確立した。この結果、新規化合物lentztrehaloseを発見し、protein phosphatase 2A特異的阻害物質rubratoxin Aについては、試薬としての市販化を実現させた。最終年度である今年度は、前年に引き続き水圏多細胞生物を採取し、それらに共生または寄生する菌の単離を行い、その培養抽出物より抗腫瘍物質の探索を行った。その一方で、海洋研究開発機構のグループとの共同研究により今後深海生物の入手が可能となる見通しとなり、予備試験としてまず深海底泥を塗布した培養プレートより28株の菌類を単離した。これらの培養抽出物のうち二点に特徴的な毒性パターンが確認された。活性成分の同定については今後の課題である。また、前年度より精製中であった分子式C28H47N9O13の化合物についてはferricrocinと同定した。本研究では、水圏多細胞生物に共生、寄生する微生物を単離、培養し、その代謝産物から新たな抗腫瘍物質を探索することを目的としてきた。期間全体を通して採取した24種類の宿主生物と深海底泥より合計約1000株の細菌および真菌類を単離した。それらの培養抽出物を52種類のヒトがん細胞株と数種類のマウス正常細胞群に対する細胞毒性評価系にあて、特徴的な毒性パターンを示すものに注目し、活性成分の単離、同定を試みた。その結果、13種類の既知化合物が同定された一方、HR-MS解析とデータベース検索の結果新規物質と考えられる化合物が8種類確認された。これらに関しては今後引き続き検討していく予定である。また、細胞毒性評価系の改良も適宜行い、その一環として各種市販化合物や天然化合物などの毒性パターンの評価も行ってきた。この過程でマウスでの実験で有望な抗腫瘍活性を示した新規物質lentztrehaloseを発見し、目下、特許申請、論文発表の準備中である。また、本研究者らがその作用を発見し、本研究でも評価対象としてきたプロテインフォスファターゼ2A特異的阻害物質rubratoxinAについては試薬としての市販化の実現につなげることが出来た。まず本研究を始めるにあたって、多種培養細胞パネルを用いたスクリーニングの妥当性を検討するために、微生物化学研究所所有の陸上微生物培養抽出物ライブラリーからの抗腫瘍物質の探索を行った。この結果、分子量444、分子式C17H32O13・2H2Oの新規トレハロース類縁化合物を発見した。本物質は、トレハロース分解酵素による分解を受けにくく、マウスでの抗腫瘍実験を行った結果、S-180細胞による腫瘍などに対して抑制効果を示した。本物質については現在、トレハロースを代替する物質としての有効利用をめざし、様々な形での利用法の検討を行うとともに、特許出願準備中である。また、本プロジェクトの課題である水圏微生物に関しては、当初の予定どおり、駿河湾などにおいて魚類2種、無脊椎動物17種、および海藻3種の水圏多細胞真核生物を採取し、それらに共生・寄生する細菌および真菌類約800株の単離、培養を行った。それらの抽出物ライブラリーをスクリーニングソースとして、52種類のヒトがん細胞と3ー5種類のマウス正常細胞群に対する細胞毒性を調べ、特徴的な毒性パターンを示す代謝産物の探索を行った。有望な活性が認められたサンプルについては、標準化合物との類似性を比較検討し、また活性成分を精製し、MSやNMR分析により同定を試みた。この結果、12種類のサンプルについてはそれぞれ既知物質が同定されたが、それら以外にHR-MS解析の結果導かれた分子式より新規物質と考えられる化合物が9種類確認された。このうち分子量717、分子式C28H47N9O13のペプチド化合物については50mgあまり精製し、現在構造解析と培養細胞に対する活性の検討を行っている。宿主水圏生物の採取、共生・寄生微生物の単離、培養、および多種培養細胞を用いたスクリーニングについて当初の予定通り行ってきた。抗腫瘍活性を示す成分として同定された化合物については既知物質が多かったが、今後の構造解析、活性評価が必要ではあるものの分子式レベルで9種類の新規化合物の存在も確認している。このうち分子量717の化合物については、構造決定や活性評価に必要な量の精製を終え、目下それらについて検討中である。本研究の過程で見いだされた新規化合物のうち、現在までにマウスでの動物実験による抗腫瘍効果の検討に至った物質は分子量444の化合物のみであったが、これに関しては幾つかの系において有望な抗腫瘍効果が確認された。

また派生的な結果ではあるが、本物質は分解酵素による分解を受けにくいトレハロース類縁体であることが示され、抗腫瘍物質としての開発以外に、保湿剤、凍結保護剤、あるいは甘味料としての開発の方向性も考えられたため、現在これら幾つかの視点からの開発も検討中である。また、これら以外の新規化合物についても順次、精製、構造解析、活性評価、および動物実験を流れ作業的に遂行していくことが可能な体制を整えたため、次年度の研究を円滑に遂行することができるようになった。以上のような経緯より、本研究に関してはおおむね順調に進展しているものと判断する。まずは、本研究で得られた分子量717の新規ペプチド化合物について、構造決定、作用機構解析、および動物実験などを順次すすめていく。また予備実験で得られた分子量444のトレハロース類縁体については微生物化学研究所知的財産情報部と外部企業などとの間で開発が進められる段階に入っているが、それら関係各所からの要請に応じて、本研究者が幾つかの追加実験を行う。本研究において存在が確認された他の9種の新規化合物についても、当初の計画どおり、上2つの化合物と同様、順次構造決定、活性評価、作用機構解析、および動物実験などを行っていく。また、常により良い抗腫瘍物質の発見、開発をめざし、本年と同様、新たな宿主生物の採取、共生・寄生微生物の単離、培養、およびスクリーニングも継続していく。本年度同様、微生物および培養細胞の培地、培地添加物、培養用のガラス、あるいはプラスチック容器・器具類を購入する。また、本年以上に有望化合物の大量精製が必要となってくるため、精製用カラム、樹脂、溶媒類の購入が必要となる。さらに、化合物の活性評価、作用機構解析において、各種の生化学、細胞生物学、あるいは分子生物学的実験が必要となるため、それらに必要な試薬類の購入にあてる。また、有望化合物については特許出願後に論文や学会での発表を予定しているが、その際の印刷費や旅費などにも充てる。また、より特殊な宿主生物の入手のために、漁業関係者などから協力を仰ぐ可能性も考えられるが、そのための謝金の支払いも多少予定している。
有機リン剤(農薬・神経剤)中毒に対する治療薬・予防薬の神経学的作用機序の解明

本研究ではラット海馬ニューロンを用いて,グルタミン酸興奮性シナプス伝達および神経細胞興奮性に対するパラオキソン(有機リン系コリンエステラーゼ阻害薬)および治療薬であるアトロピンおよびプラリドキシムの影響を検証した.パラオキソンは,興奮性シナプス伝達を抑制すると同時に神経細胞興奮性を増強させた.アトロピンおよびプラリドキシムは,これらのパラオキソンの影響を投与時期が早期である程強力に抑制した.本研究の目的は,有機リン剤によるChE阻害で生じた中枢神経系機能失調に対する各種中毒治療薬の失調回復作用の機序解析と有効性評価である.海馬スライス標本のCA1ニューロンおよび延髄スライス標本の呼吸ニューロンの機能に対するparaoxon(有機リン系ChE阻害薬)の影響を電気生理学的に明らかにし,これをChE阻害薬中毒の神経学的モデルとする.次にその影響に対する各種治療・予防薬(atropine:ムスカリン型ACh受容体遮断薬,pralidoxime:オキシム剤)の中毒作用抑制効果を検証し,治療作用機序の詳細を明らかにする.特に有機リン系ChE阻害薬投与と治療薬投与の時間的関係と治療薬の中毒作用抑制効果の関係を明らかにし,それぞれの治療薬あるいは予防薬としての効果および効果に及ぼす時間的要因を評価する.本研究ではラット海馬ニューロンを用いて,グルタミン酸興奮性シナプス伝達および神経細胞興奮性に対するパラオキソン(有機リン系コリンエステラーゼ阻害薬)および治療薬であるアトロピンおよびプラリドキシムの影響を検証した.パラオキソンは,興奮性シナプス伝達を抑制すると同時に神経細胞興奮性を増強させた.アトロピンおよびプラリドキシムは,これらのパラオキソンの影響を投与時期が早期である程強力に抑制した.平成19年度は,海馬スライス実験に加え、ラット摘出横隔膜神経筋モテルを用いた研究を関連・基礎研究として行った1)海馬シナプス実験グルタミン酸興奮性シナプスに対するparaoxonの影響を明らかにするため,海馬スライスを用いた電気生理学的実験を行った.電位記録には細胞外微小電極法を用いた.ParaoxonはCA1錐体細胞樹状突起上のグルタミン酸興奮性シナプス後電位を反映するfield EPSPを増大させ,またCA1錐体細胞体活動電位を反映するpopulation spikeに反復痙攣波を発生させた.これらはatropineの前投与により消失した.これらの成績は上記のfield EPSPやpopulation spikeの変化が,paraoxonのコリンエステラーゼ阻害作用により海馬スライス中に増加したアセチルコリンがムスカリン型アセチルコリン受容体を介して発生させたことを示す.2)神経筋接合部関連実験神経筋接合部に対するparaoxonとpralidoximeの相互影響を明らかにするため,ラット摘出横隔膜神経筋モデルの収縮実験を行った.接合部コリンエステラーゼに対するこれらの影響を,非脱分極性筋弛緩薬であるrocuroniumの濃度・反応曲線から定量評価した.Paraoxonは,筋収縮力を痙攣様に増大させた.低濃度(有効濃度以下)のrocuroniumは,このparaoxonによる筋収縮力増大を減弱させた.Rocuroniumは,筋収縮力を濃度依存性に抑制した.Paraoxoneはこのrocuronium濃度-反応曲線を右方移動させた.Pralidoxime前投与および同時投与はこのparaoxonによる右方移動を減弱させたが,pralidoxime後投与ではこの減弱効果は見られなかった.これらの成績は,paraoxonのコリンエステラーゼ阻害作用が非脱分極性筋弛緩薬の作用を減弱させること,およびpralidoximeは事前・同時投与でのみparaoxonによる筋弛緩薬作用性減弱を抑制することを示す.平成20年度は前年度に引き続き,グルタミン酸興奮性シナプス伝達に対するparaoxonの影響を明らかにするために海馬スライスを用いた電気生理学的実験を行った.電位記録は細胞外微小電極法(MEA system)を用い,Scheffer collateralを電気刺激(0.1Hz)して海馬スライスCA1領域に発生させたfield EPSP(以下,fEPSP;放線状層から記録,錐体細胞樹状突起上のグルタミン酸興奮性シナプス後電位を反映)およびpopulation spike(以下,PS;錐体細胞層から記録,錐体細胞体上の活動電位を反映)を同時記録した.ParaoxonはfEPSPを抑制した.またparaoxonはPSを変動(抑制あるいは増強)させ,一部のPSには痙攣波を続発させた.これらfEPSP抑制およびPS変動はwash outでは回復せず不可逆的であったが,atropineの前投与により消失した.これらの成績から,paraoxonのコリンエステラーゼ阻害作用により海馬スライス中に蓄積・増加したアセチルコリン(ACh)はムスカリン(M)型ACh受容体を介してグルタミン酸興奮性シナプス後電位を抑制するが,同時に神経細胞体興奮性を逆に増強するため,これら2者のバランスの結果として錐体細胞体での活動電位は変動(増強あるいは抑制の一方)を示すという機序が考えられる.ParaoxonのfEPSP抑制作用は,M1型ACh受容体(以下,M1型受容体)遮断薬(pirenzepine)前投与で完全に,またM3型受容体遮断薬(p-f-HHSiD)前投与では部分的に消失した.これらは,paraoxonによるグルタミン酸興奮性シナプス伝達抑制は,M1型およびM3型受容体を介することを示す.またM1型受容体遮断薬,M2型受容体遮断薬(methoctramine),M3型受容体遮断薬,M4型受容体遮断薬(tropicamide)の前投与はPS増強を消失させ,fEPSP変動とPS変動を平行化させた.

これらは,paraoxonによる神経細胞体興奮性増強はM1型,M2型,M3型およびM4型受容体を介することを示す.平成21年度は,有機リン系ChE阻害薬が興奮性シナプス伝達および神経細胞体興奮性に及ぼす作用に対するベラドンナ剤(atropine)およびオキシム剤(pralidoxime)の治療的影響を,ラット海馬スライスを用いた電気生理学的実験(MEA-細胞外微小電極法)を用いて検証した.電位記録は細胞外微小電極法(MEA system)を用い,Scheffer collateralを電気刺激(0.1Hz)して海馬スライスCA1領域に発生させたfield EPSP(以下,fEPSP;放線状層から記録,錐体細胞樹状突起上のグルタミン酸興奮性シナプス後電位を反映)およびpopulation spike(以下、PS;錐体細胞層から記録,錐体細胞体上の活動電位を反映)を同時記録した.ParaoxonはfEPSPを抑制した,またparaoxonはPSを変動(抑制あるいは増強)させたが,その変化は有意ではなかった.PSおよびfEPSPに対するparaoxonの作用は,atropine前投与および同時投与により抑制された,Atropine後投与は,fEPSPに対するparaoxonの作用を抑制したが,PSに対するそれには影響しなかった.Pralidoxime前投与は,PSおよびfEPSPに対するparaoxonの作用を抑制した.しかしpralidoxime同時投与および後投与は,PSおよびfEPSPに対するparaoxonの作用に影響しなかった.これらの実験結果は,atropineおよびpralidoximeは早期に作用させた方がより強くparaoxonのChE阻害作用を抑制できることを示しており,有機リン中毒に対するatropineおよびpralidoxime治療的投与が早期の方がより有効という臨床的事実と矛盾しない.平成22年度は,有機リン系ChE阻害薬が興奮性シナプス伝達および神経細胞体興奮性に及ぼす影響のバランスおよびそれらに対する刺激強度の影響の詳細を,ラット海馬スライスを用いた電気生理学的実験(MEA-細胞外微小電極法)を用いて検証した.電位記録は細胞外徴小電極法(MEA system)を用い,Scheffer collateralを電気刺激(0.1Hz)して海馬スライスCA1領域に発生させたfield EPSP(以下,fEPSP:放線状層から記録,錐体細胞樹状突起上のグルタミン酸興奮性シナプス後電位を反映)およびpopulation spike(以下,PS;錐体細胞層から記録,錐体細胞体上の活動電位を反映)を同時記録した.PhysostigmineはfEPSPを抑制し,またPSを変動(抑制あるいは増強)させたが,その変化はparaoxonによるそれらの変化と同様であった.PSおよびfEPSPは刺激強度に比例して増大したが,低刺激強度ではPSの増大率はfEPSPのそれを下回った.PSはfEPSP増大と平行して増大した.これらPS,fEPSPおよび刺激強度3者の関係は,paraoxon,atropineおよびpralidoxime前投与に影響を受けなかった.
地域集団における生活習慣関連疾患の包括的個別化予防を指向する分子疫学研究

2つの町の健診受診者1989人のうちで重要な情報に欠落のない1852人について、動脈硬化指標に与える飲酒の影響について解析を行った。男性では、飲酒量により4つのグループに分け、女性では飲酒量により3つのグループに分け、baPWVに与える飲酒の影響について、肥満度、喫煙習慣、運動習慣、治療の有無などの重要な交絡要因を調整して推定周辺平均値を求めた。男性では、最も飲酒量の多い群で有意なbaPWVの上昇との関連がみられた。また女性でも、やはり最も飲酒量の多い群で有意なbaPWVの上昇との関連がみられた。男性では先行研究と一致する結果となり、女性ではこれまで報告されていない関連性を観察することができた。頸動脈内膜中膜厚についても同様に、肥満度、喫煙習慣、運動習慣、治療の有無などの重要な交絡要因を調整して推定周辺平均値を求めた。その結果、男女ともに飲酒量グループとの関連性はみられなかった。ABI(ankle-brachial pressure index)については、0.9未満の低値を従属変数として、また肥満度、喫煙習慣、運動習慣、治療の有無などの重要な交絡要因を調整してロジスティック回帰分析を行った。男性の最も飲酒量の多い群では、ABI低値と負に関連する傾向を認めた。また、女性においては、最も飲酒量の多い群が、有意に負の関連を示した。今後、アルコール代謝酵素の遺伝子型と飲酒との交互作用について解析を行う予定である。飲酒と動脈硬化との関連性について、断面調査とはいえ大人数の、また2地域の人口移動の少ない地域において重要な知見が得られつつある。遺伝子型の解析を加えることにより、飲酒と動脈硬化との関連性について、より貴重な知見が得られると期待される。現在、重要なアルコール代謝酵素の遺伝子型の情報を含めた解析に着手しているが、さらに、数年間の動脈硬化度と飲酒、遺伝子型との関連についても解析の準備を進めている。地域住民1750人(男性773人、女性977人)を対象として、アルコール代謝酵素ALDH2およびADH1Bの多型の組み合わせ(AEの5タイプ)と飲酒量が血圧値に及ぼす影響について、年齢、BMI、喫煙、運動、治療の有無を調整因子として共分散分析を行った。男性では、。飲酒量は飲まない群と、飲む群を3分位で3群に分け、4群で比較を行った。男性においては、Bタイプ、Dタイプにおいて、飲酒量の増加とともに収縮期血圧値の増加がみられた。一方、Aタイプでは最も飲酒量の多い群で血圧値が低い傾向がみられた。女性は、飲まない群と飲む群は飲酒量で2群に分けて比較を行った。女性においては、Bタイプでは、飲酒量とともに収縮期血圧が増加する傾向がみられたが、他のタイプでは明確な傾向はみられなかった。今後さらに対象者数を増加させ、また他の循環器指標についての検討を行う予定である。大人数の対象者について、遺伝子型の解析を行い、生活習慣および様々な循環器指標と合わせたデータファイルができつつあるため。地域住民1750人のうち運動量を含めてすべての情報の得られた1571人(男691人、女880人)について解析を行った。運動量については、IPAQ質問紙法を用いて運動量の定量的評価を行った。動脈硬化指標及び関連する指標と運動量との関連性について、年齢、BMI、喫煙、飲酒、治療の有無で調整を行い共分散解析を行った。その結果、男性では、高感度CRPが、運動量高値群が運動量低値群にくらべて有意に低値を示した。一方女性では、HbA1c値が、運動量高値群が運動量低値群にくらべて有意に高値を示した。今後は、追跡調査により、運動量の変化を含めて、健康指標への影響の解析を行っていく予定である。大人数の対象者について、遺伝子型、生活習慣と、様々な循環器指標との関連性についての解析を実施できているため。

飲酒と動脈硬化との関連性について、断面調査とはいえ大人数の、また2地域の人口移動の少ない地域において重要な知見が得られつつある。遺伝子型の解析を加えることにより、飲酒と動脈硬化との関連性について、より貴重な知見が得られると期待される。今後も、引き続き対象者の増加をはかり、遺伝子型、生活習慣と、健康指標との関連性について、精度の高い解析を行っていく予定である。今後さらに、対象者数の増加を継続し、遺伝子型、生活習慣などの要因と健康指標との関連性について解析を実施していく予定である。現在、重要なアルコール代謝酵素の遺伝子型の情報を含めた解析に着手しているが、さらに、数年間の動脈硬化度と飲酒、遺伝子型との関連についても解析の準備を進めている。次年度使用額が生じたのは、次年度に遺伝子多型の解析および生理活性物質の測定を持ち越すことになったためである。(理由)次年度に、遺伝子多型の解析と生理活性物質の測定を持ち越すことになったためである。(計画)次年度に、次年度の交付金と合わせて、遺伝子多型の解析と生理活性物質の測定とを実施する。遺伝子型の影響の解析には、対象者の人数を増やすことが必要であり、そのために2019年度までかけて解析を継続する必要が生じたため。次年度に、次年度の交付金と合わせて、遺伝子多型の解析および生理活性物質の測定を行う計画である。
p53アデノウイルスベクターによるケロイドの遺伝子治療に関する基礎的研究

p53 cDNAのcoding resionをPCR法で増幅し、pBluescriptに挿入した。シークエンスの確認後、p53 cDNAを適当な制限酵素で切り出し、平滑末端とした後にCOS配列を含んだpAxコスミドベクターに結合した。シークエンスで挿入方向の確認をした後に、EcoT221切断済みアデノウイルスDNA-TPCとともに293細胞にリポフェクション法でco-transfectし、COS-TPC法による相同組換えを行った。2週後に変性を起こした293細胞を回収し、DNAを抽出し、p53 cDNAのアデノウィルスへの挿入を確認した(Axp53の完成)。大量に培養した293細胞にAxp53を感染させ、変性293細胞を回収。凍結融解法によりアデノウィルス粒子を遊離させ、塩化セシウム密度勾配法にてウイルス液の精製、濃縮を行った。これにより10^910^<10>PFU/mlのAxp53を得た。日本白色家兎の耳介内側面で軟骨の露出する開放創を作製し、自然治癒させた。創は3週日頃より上皮化し、4週日頃にはケロイド類似の病変を生じ、約7週目までの間に自然消失した。4週目に採取した標本の病理組織所見では、真皮内に線維芽細胞の増殖、血管新生などの所見は見られたが、ケロイドに特徴的な膠原線維の増殖はほとんど見られず、肉芽組織に近い所見であった。家兎の耳介内側面にケロイド類似病変を左右各2ヶ所、計4ヶ所作成し、1ヶ所は対照として、他の3ヶ所にはそれぞれ1×10^6、1×10^8・1×10^<10>PFU/mlのp53アデノウイルスベクターを局所注射した。対照部、アデノウイルスベクター注射部位は、1週目までにすべて潰瘍化し、病変の経過観察が不可能となった。家兎の耳介内側面の皮膚は極めて薄く、アデノウイルスベクターの作用で皮膚、皮下組織が壊死に陥ったと推測された。今後、濃度、投与量など再検討する必要性があると思われた。平成13年度はp53アデノウィルスベクターの作製と精製・濃縮とケロイド動物モデルの作製を行った。p53アデノウィルスベクターの作製:p53のcDNAをプラスミドに導入し,E.coliにtransfectさせ大量に培養・精製した。これをコスミドカセットに組み込みEco T221制限酵素にてE1部を切断したアデノウィルスベクターDNA-TPCとともに293細胞にco-transfectした。数日間培養し,homologous recombinationにより,P53がくみ組み込まれたアデノウィルスベクターを作成・分離した。これらのアデノウィルスベクターを293細胞に感染させ,大量培養を行い,293細胞を回収し,超音波処理にて破砕後,塩化セシウム密度勾配法にてウィルスを精製,濃縮を行った上でPBSに透析した。このようにしで得られたウィルス液は力価検定を行い,分注後超低温槽にて保存した。ケロイド動物モデルの作成:ケロイドの動物モデル作成は困難であるとされているが,ある程度の期間,ケロイド類似の病変を作成することは可能と考えられている。現在,日本白色家兎の耳介内側面にトレパンで大きさの異なる創面(直径6mm9mm)を作成し,自然治癒させることによりケロイド類似病変の作成を試みている。現在のところ,病変の発現が得られないため,創底部の軟骨膜除去を行うなど条件を変更し観察中である。病変発現後はH-E標本,組織免疫組織化学により繊維芽細胞の細胞密度,分裂活性などを人ケロイドと比較を行う予定である。

家兎の耳介内側面の皮膚は極めて薄く、アデノウイルスベクターの作用で皮膚、皮下組織が壊死に陥ったと推測された。今後、濃度、投与量など再検討する必要性があると思われた。p53 cDNAのcoding resionをPCR法で増幅し、pBluescriptに挿入した。シークエンスの確認後、p53 cDNAを適当な制限酵素で切り出し、平滑末端とした後にCOS配列を含んだpAxコスミドベクターに結合した。シークエンスで挿入方向の確認をした後に、EcoT221切断済みアデノウイルスDNA-TPCとともに293細胞にリポフェクション法でco-transfectし、COS-TPC法による相同組換えを行った。2週後に変性を起こした293細胞を回収し、DNAを抽出し、p53 cDNAのアデノウオルスヘの挿入を確認した(AxP53の完成)。大量に培養した,293細胞にAxp53を感染させ、変性293細胞を回収。凍結融解法によりアデノウィルス粒子を遊離させ、塩化セシウム密度勾配法にてウイルス液の精製、濃縮を行った。ごれにより10^910^10PFU/mlのAxp53を得た。日本白色家兎の耳介内側面で軟骨の露出する開放創を作製し、自然治癒させた。創は3週目頃より上皮化し、4週目頃にはケロイド類似の病変を生じ、約7週目までの間に自然消失した。4週目に採取した標本の病理組織所見では、真皮内に線維芽細胞の増殖、血管新生などの所見は見られたが、ケロイドに特徴的な膠原線維の増殖はほとんど見られず、肉芽組織に近い所見であった。家兎の耳介内側面にケロイド類似病変を左右各2ヶ所、計4ヶ所作成し、1ヶ所は対照として、他の3ヶ所にはそれぞれ1×10^6、1×10^8、1×10^10PFU/mlのp53アデノウイルスベクターを局所注射した。対照部、アデノウイルスベクター注射部位は、1週目までにすべて潰瘍化し、病変の経過観察が不可能となった。
授業諸要因の関連構造にもとづく授業モデルの開発に関する実験的研究

本研究の課題は、教授理論に含まれる諸概念の関連構造と子どもの経験や直観。教師の指示といった授業展開に含み込まれる授業諸要因の関連構造を相互に照応させて、授業の理論的モデルを構造することであるが、その過程で、以下のような成果と残された問題を明らかにしてきた。1・授業の理論的構造の構成について、私たちは、「自信」という要因を中心にした「授業の理論的構造」を構成してきた。しかし、私たちは、現実の授業過程に関する計画案を作成できる程度にまで「授業の理論的構造」を構成する仕事を展開しなければならないと考えている。2・二要因の間の媒介要因の設定が、いくつかの要因を関係づけ、関連構造を構成する場合の重要な鍵を握っている。私たちは「見通し」という要因を媒介項として設定し、授業に含みこまれ、あるいは関与している要因の関連構造を明かにした。3・要因のレベルの区分について、私たちは、a)素材などのような事物や活動をしめすレベル、b)直観、推論といったあるまとまりのある精神活動を示すレベル、c)自信などのように観察の困難なレベル、にさしあたり区分してきた。しかし、現在、私たちは授業の経過とともに諸要因の関連のあり方が複雑に関連し、同じ要因名でも単元展開の初期と後期では他の要因との関係のレベルが違うことに注目している。このような要因の発展という観点から要因のレベルを区分する必要も感じている4・私たちは、単元展開の全過程を分節化し、その分節ごとに個々の児童の表現活動にみられる授業諸要因のあり方を検討しつつある。そして、授業諸要因が緊密に関連している分節を取り上げ、その授業場面における関連構造と個々の児童の表現活動にみられる授業諸要因とを接合することによって、授業の構造をより全体的に解明できる、という見通しを持っている。授業諸要因を関連構造として抽出する媒介要因重要性、要因を顕在化するための実験計画、教授理論家の著作にみられる概念の関連構造と要因の関連構造の照応の問題について述べると次のようである。1.授業諸要因の関連構造を抽出する場合、2要因間を媒介する要因に注目することによって要因が構造的に抽出できる。授業諸要因の関連構造を抽出するために私達が計画した実験授業「野菜やくだもののもよう」において子どもが模様を構成していく制作過程は6つのタイプに分類できた。どのタイプでもイメ-ジの要因が関わっていて、模様の制作に重要な役割をはたしていた。模様を子どもが制作する過程に関わる要因としては、イメ-ジの他、操作、描いた対象の構造、技法(色の)選択、イメ-ジの変化、想起、経験、試行錯誤、目標、拡大、関係の検討、めだつ、背景、模様観など多様な要因がみとめられる。これらの要因は、例えば、描いた対象の構造と表現の要因の間を媒介するイメ-ジや想起といった要因に注目することによって、3つないし4つの要因を関係づけ、構造的に把握できる。2.当初、私たちは授業諸要因が限定的に現れる授業を計画した。そこでは分析的操作とか視覚化という子どもに共通の要因が強く現れた。次に、要因の範囲と種類を広げるために理科と図工のような一種の合科的な授業を計画した。そこでは要因の現れ方に個人差がでてくると共に通常表れにくい要因(例えば、Aという子どもがBという子どもの作品と性格を関係づける場合の性格のような要因)が現れてくる。3.模様の制作過程に関わる要因とブル-ナ-の著作に見られる概念との照応を試みたが、そこにはいくらかのズレがあった。

デザインや技能についての著作にみられる概念を補足的に照応しながら要因の関連構造を再構成する必要がある今年度の研究は、主にひとりひとりの子どもの学習過程に含まれ、あるいは関与している授業諸要因の抽出とその関係のある方(関連構造)の検討をおこなった。その研究により、次の成果を得た。1・授業諸要因による児童の個別性の検討前年度実施した研究授業(小学校6年図工「レリ-フ」、愛知県新城市立新城小学校、授業者:杉浦徹教諭)の過程に介在する要因の数や種類、また、それらの要因の関連のあり方に着目し、児童の個別性を3人の子どもについての事例分析を通して、明らかにしようと試みた(第39回中部教育学会で発表)。2・「見通し」という要因を中心とする関連構造の作成私たちは「見通し」という要因を中心に、それと関連する要因を抽出し、その関連のあり方を検討した。特くに、3人の子どもに関して詳しい事例分析をおこなった。私たちは「見通し」を「なんとかできそうだという心の動きないし感覚」であると考えている。この見通しという要因は自信を中心とした授業の理論的構造を構成するときに媒介項として設定した要因であり、また子どもが学習をすすめるうえでの中核的要因である。3・個々の児童の授業過程に見る授業諸要因と授業場面の授業諸要因の接合現在、私たちは、子どもの制作活動を含む全ての過程を分節化し、それらの分節にどのような要因が含みこまれあるいは介在しているのかを、幾人かの子どもの制作過程を中心に、検討している。次に、いくつかの要因が緊密に関連している分節を取り上げ、それぞれの子どもの制作過程に介在している要因の共通性、関連性を検討し、授業過程における授業諸要因の関連構造を全体的に構成できるという展望を持っている。
電磁コイルから生じる宇宙プラズマ抗力を用いた小型衛星の編隊飛行に関する研究

本研究では電磁コイルから生じる宇宙プラズマ抗力を用いた燃料が不要で重量が小さい新しい軌道制御手法を提案する事を目的とした。本研究では、最初に軌道上にて小型衛星が受けるプラズマ抗力について、小型衛星に搭載可能なサイズの磁気トルカから環境外乱に対して大きな力を出力可能かをPICシミュレータを用いて評価した。これにより空気抗力やJ2摂動に対して大きなプラズマ抗力を発生できる事が分かった。次に編隊飛行のための相対軌道制御則を構築し数値シミュレーションを用いて、プラズマ抗力を用いて2つの衛星における相対軌道を制御可能である事を確認した。近年注目を集めている小型衛星は低コスト、短い開発期間という利点から、多数の衛星を軌道上で編隊飛行させる多地点同時観測、継続地球観測といったミッションが提案されている。ところが小型衛星では、重量、スペース、推進薬(燃料)搭載や管理等のコストのため編隊維持に必要な推進器の搭載が困難である。従って、ほぼ全ての小型衛星が軌道制御能力を持たず編隊飛行を簡易に実現できない。本研究では電磁コイルから生じる宇宙プラズマ抗力を利用した燃料が不要で重量が小さい新しい軌道制御手法を提案する事を目的としている。平成27年度では軌道上プラズマ環境において衛星が磁場により受ける抗力についてPIC (Particle in Cell)法を用いた数値シミュレータを構築して検討を実施した。小型衛星で保持が可能な現実的な磁気モーメントで低軌道環境下において生じる抗力について評価を実施した。さらに軌道上環境モデルを実装した小型衛星の軌道姿勢シミュレータを構築し複数衛星間の簡易な相対軌道制御について検討を進めた。当初計画していたPICシミュレータの構築と軌道シミュレータを用いた検討を進めており概ね順調に進んでいる。平成28年度では、最初に軌道上にて小型衛星が受けるプラズマ抗力の昨年度の検討結果をもとに、小型衛星に搭載可能なサイズの磁気トルカから環境外乱に対して大きな力を出力可能かについて評価を実施した。これにより空気抗力やJ2項に対して大きなプラズマ抗力を発生できる事が分かった。次に軌道制御則検討のため、検討に用いる軌道シミュレータに地球磁場モデルであるIGRFモデルと宇宙プラズマの環境モデルであるIRIモデルを実装しシミュレータの精緻化を実施した。改訂したシミュレータを用いて簡易的な軌道制御則により、2つの衛星における相対軌道を制御可能である事を確認した。さらに磁気トルカによるプラズマ抗力の大きさに関する検討もPICシミュレータを用いて継続しており、外部磁場が存在する場合、姿勢角によってはプラズマ抗力が大きくなる可能性がある事が分かった。当初計画していた軌道制御則に関する検討を進めており概ね順調に進んでいる。本研究では電磁コイルから生じる宇宙プラズマ抗力を利用した燃料が不要で重量が小さい新しい軌道制御手法を提案する事を目的とした。本研究では、最初に軌道上にて小型衛星が受けるプラズマ抗力の昨年度の検討結果をもとに、小型衛星に搭載可能なサイズの磁気トルカから環境外乱に対して大きな力を出力可能かについて評価を実施した。開発したシミュレータを用いて簡易的な軌道制御則により、2つの衛星における相対軌道を制御可能である事を確認した。さらに磁気トルカによるプラズマ抗力の大きさに関する検討もPICシミュレータを用いて実施し外部磁場が存在する場合、姿勢角によってはプラズマ抗力が大きくなる可能性がある事が分かった。小型衛星では質量や電力の制約が厳しいため、できる限り小さな質量や電力で大きな抗力を発生させる必要がある。その際の様々なコイル形状やコイル中心に置く磁性体の種類、流す電流について、磁気解析FEMを用いた電磁コイル最適設計について検討を行う。さらに磁気トルカの出力を変化させる事により相対軌道をより短時間で制御する方法について制御則の検討を進める。軌道シミュレータを用いて軌道制御則の構築と制御精度の向上を目指す。本手法が有効である軌道パラメータ範囲についても明確化する。

また、プラズマ抗力について再検討し地球磁場が存在する場合について考慮する。航空宇宙工学本年度研究を進めるにあたり、他研究室の借用など大学内での研究物品を有効利用する事により、予定より少ない研究費で研究を進める事ができた。平成28年度、平成29年度と実験等を実施する予定であり、実験結果によっては当初の予定より多くの費用を要する可能性がある。本年度生じた費用は実験材料、計測機、準備費用に用いる予定である。
ナノ微細構造に基づく人工異方性媒質の製作とその光デバイス・光記録媒質への応用

本研究の目的は、ナノメートルサイズの超微細構造を用いることにより、目的に応じた複屈折性や多色性をもつ種々の人工異方性媒質を製作する技術を確立し、それを用いた光集積回路技術や高密度光記録媒質を開発することにある。本年度は、主に応用面での研究を行い、人工異方性媒質として誘電体交互多層膜を用いた偏光スプリッタと島状金属薄膜を用いた波長多重・偏光多重光記録媒質について研究を進め、以下の成果を得た。まず、誘電体交互多層膜を用いたY分岐導波路型偏光ビームスプリッタについては理論的な研究を継続して進め、特に分岐部の前に誘電体交互多層膜から鳴るプリズムを挿入した素子について、外部クラッドを持たない、より実現可能な構造について理論検討を行い高い偏光分離特性が期待できることを示した。また、石英とアルミナからなる誘電体交互多層膜の試作を継続して行い、現在、その複屈折の大きさをより簡単に測定できるよう測定装置を改良中である。次に、波長多重光記録媒質については、人工異方性媒質の1つである島状金属薄膜をCD-Rの光吸収層と反射層を兼ねた光記録層として用いて、レーザ照射によるディスク基板の局所的溶融変形を用いた光多重記録が可能であることを実験的に示した。この結果、以前実験的に示したものより、短波長域でお互いの記録波長が近い光記録媒質も実現可能であることが明らかになった。また、理論的な検討を行い、可視領域で島状銀薄膜を用いて、最低でも45波長の多重記録が可能であることも明らかになった。一方、偏光多重光記録媒質については、その材料となる傾斜微粒子分散薄膜の分光特性について、薄膜や粒子の構造と偏光特性の関係について理論的に明らかにした。現在は、偏光多重光記録媒質として最適な薄膜構造の範囲について検討を進めているところである。本年度は、人工異方性媒質として主に誘電体交互多層膜とポーラス構造誘電体薄膜を研究対象とし、以下の成果をあげた。まず、ポーラス構造誘電体薄膜を用いた導波路型偏光子の設計と理論解析を行った。陽極酸化法で製作アルミナ膜や同種の方法で製作された石英膜は、薄膜内部に薄膜面に垂直な方向に無数のナノスケールの空孔をもち、これが原因で大きな複屈折を示す。このような薄膜を光導波路のコア上に装荷した導波路型偏光子の設計例を示し、素子長10mm程度で、消光比20dB以上の素子が製作可能であることを示した。また、誘電体交互多層膜を用いたY分岐導波路型偏光ビームスプリッタについても理論的な研究を行い、Y分岐の一方に誘電体交互多層膜を装荷した素子と、分岐部の前に誘電体交互多層膜からなるプリズムを挿入した素子の2種類の構造の素子を提案し、各々理論的に良い特性が期待できることを示した。

一方、実験面では、高周波スパッタリング法を用いて、石英とアルミナからなる誘電体交互多層膜の試作を行い、その複屈折の大きさを光弾性法に基づいて測定した。その結果、ほぼ理論通りの複屈折性を持つ媒質を試作できていることが分かった。また、偏光多重光記録媒質の材料となる傾斜微粒子分散薄膜の試作のための装置の作製をすすめているところである。本研究の目的は、ナノメートルサイズの超微細構造を用いることにより、目的に応じた複屈折性や多色性をもつ種々の人工異方性媒質を製作する技術を確立し、それを用いた光集積回路技術や高密度光記録媒質を開発することにある。本年度は、主に応用面での研究を行い、人工異方性媒質として誘電体交互多層膜を用いた偏光スプリッタと島状金属薄膜を用いた波長多重・偏光多重光記録媒質について研究を進め、以下の成果を得た。まず、誘惑体交互多層膜を用いたY分岐導波路型偏光ビームスプリッタについては理論的な研究を継続して進め、特に分岐部の前に誘電体交互多層膜から鳴るプリズムを挿入した素子について、外部クラッドを持たない、より実現可能な構造について理論検討を行い高い偏光分離特性が期待できることを示した。また、石英とアルミナからなる誘電体交互多層膜の試作を継続して行い、レーザを用いた測定の結果、ほぼ理論通りの複屈折がえられれている事を確認した。次に、波長多重光記録媒質については、人工異方性媒質の1つである島状金属薄膜をCD-Rの光、吸収層と反射層を兼ねた光記録層として用いて、レーザ照射によるディスク基板の局所的溶融変形を用いた光多重記録が可能であることを実験的に示した。この結果、以前実験的に示したものより、短波長域でお互いの記録波長が近い光記録媒質も実現可能であることが明らかになった。また、理論的な検討を行い、可視領域で島状銀薄膜を用いて、最低でも45波長の多重記録が可能であることも明らかになった。一方、偏光多重光記録媒質については、その材料となる傾斜微粒子分散薄膜の分光特性について、薄膜や粒子の構造と偏光特性の関係について理論的に明らかにした。この成果を踏まえ、今後は偏光多重光記録媒質として最適な薄膜構造の範囲について検討を進める予定である。
人間活動が低湿地生態系に及ぼす影響

(1)多摩川中流域の植物群落分布図を作成し、人間の影響を考察した。湿性立地に対する人間干渉の増大は群落組成の単純化と本来の立地に結びついた群落の数を少くする方向に働いていることが明らかになった。東京湾へのCOD,N,Pの流入負荷量を見積った結果、1日当りCOD300t,N320t,P26tであり(1989)、多摩川からの負荷は全体の3.8%に過ぎなかった。多摩川河口干潟おける硝酸還元・脱窒速度は178umol/m^2/hであった。多摩川河口域では合成洗剤起源の直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩(LAS)は、夏季には殆ど全てが、冬季には約80%が主として微生物分解により水中から除去されることが明らかにされた。多摩川河口沖では植物プランクトンによる有機炭素および有機窒素の生産量は、それぞれ1,880gC/m^2/yr,281gN/m^2/yrと推算された。(2)霞ヶ浦湖岸のアシ帯の残存状況およびアシへの付着藻類の現存量と組成を調査した。高浜入最奥部と新利根川河口の妙岐の鼻地区にのみ比較的良好に保たれたアシ原が残存していた。また、江戸崎入り水草帯の調査区および人為水路での調査により、硝酸塩と亜硝酸塩の変動は岸に近いヨシ帯で大きく、沖側のアサザ帯で小さく、温室効果ガスである一酸化二窒素濃度の変動には湖水の流れが重要因子であることが明らかにされた。(3)低湿地生態系の微生物活性について、河川水からは有機物が、河口からは海水が供給され、海水と淡水が混合する汽水域を対象に、温室効果に関連する硫酸還元菌とメタン生成菌の相互作用を検討した。メタン生成量は硫酸イオン含量と対応し、硫酸イオンが多いと硫酸還元が盛んとなりメタン生成量が減少する逆比例関係にあることを明らかにした。また、ソンクラ湖湖底堆積物の陸地還元の可能性を検討した。重粘土は電気伝導度が高いため除塩の必要があるが、除塩後の重粘土質堆積物の乾土効果は高く、客土として利用できることを示した。本研究は、湖沼ならびに河川周辺に発達する低湿地生態系の構造と機能に及ぼす人間活動の影響を明らかにすると共に、近年における人間活動の拡大に伴ない干拓などにより干陸化が行われた場合、干陸化が土壌への影響を通じて生態系にどのような変化をもたらすかを明らかにすることを目的として行なっているものであり、ユネスコ「人間と生物圏(MAB)」計画の1990年代の新しい研究オリエンテ-ション(2)「人間活動の影響下の資源の管理と修復」に沿うものである。以下に要約する本年度の成果は、3年計画の研究の初年度のものである。(1)霞ケ浦では、高浜入りにおけるアオコの発生状況の指標として、主として藍藻に含まれるフィコシアニン色素に着目してその分析法を検討し、HPLC蛍光検出法を開発した。アオコは風によって湖岸帯に吹き寄せられて分解するが、この色素をその指標として用いることの可能性について検討を継続している。(2)霞ケ浦のアシ帯における栄養塩の動態を明らかにするため、まずアシ帯の分布状況を調査し、図にまとめた。また、14測点で採水ならびに付着藻類採集を行ない、水質とクロロフィルa__ー濃度を測定すると共に藻類の種類組成を調べた。(3)多摩川およびその支流(南浅川、野川)において水質と水中生物(水草、付着藻類など)の現存量を測定した。また、多摩川を通して東京湾へ共給される有機物および栄養塩の量を見積り、その意義を検討した。(4)河口域低湿地の泥炭/酸性硫酸塩土壌の微生物活性について予備的調査を行なった。(5)中海干拓地において土壌の発達過程を調査し、干陸過程の進行に伴ない、まず化学的酸化によるバイライトからの硫酸生成が認められ、土壌の酸性化につれて生物的酸生成が進行することを明らかにした。(1)霞ケ浦では湖北西岸一帯(出島村域)および東岸(玉造麻生町)のアシ帯は殆ど消失し、他の地域でも群落の著しい損傷が認められた。前年度に引続きアシ帯の付着藻類(主に珪藻類)の調査を実施し、解析を進めている。(2)多摩川中流部の河川敷にはオギ群集、ヨシ群集、ツルヨシ群集、オオイヌタデ群集、オオバコーカゼクサ群集、アキメヒシバーオヒシバ群集、メドハギーヨモギ群集、イタドリ群集、アキノエノコログサーコセンダングサ群集、ギシギシーナガバギシギシ群集などが分布しており、このうちオオバコーカゼクサ群集とアキメヒシバーオヒシバ群集はグランドや公園など人為的に原地形を改変・造成した所に成立している。また、一部地域のヨシ群集を除き、ヒメガマ、コガマ、サンカクイ、マコモなどの挺水植物は殆ど認められなかった。このため、水中の栄養塩、有機物、無機物などの水質浄化に及ぼす河川敷植物群落の影響は小さいものと考えられる。(3)多摩川河口域においては、潮位の上昇に伴い底層水の塩分は上昇し、硝酸態窒素濃度の変化と良い対応を示した。間隙水については、干出時には硝酸態窒素濃度は0-5mm層で最も高く、15-29mm層以下では殆ど検出されなかった。アンモニア態窒素濃度は表層で低く、深さとともに上昇した。