hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
二重性とマルチスケール相互作用に着目した粒状体の流れのメカニズム解明

石礫型土石流の挙動把握は、減災の観点だけでなく、環境・生態系保全の観点からも重要な研究課題である。本研究では、粒子間の滑り・回転といったミクロな現象と流れ速度、応力、間隙比といったマクロ挙動とのマルチスケールの相互作用を解明するために、粒子が鎖状に連なり力を伝える応力鎖に着目する。流れ構造を可視化するために、数値解析手法や画像解析を用いた模型実験手法を開発した。また、応力鎖の発生・消滅といった粒子群のダイナミクスと流れの中に発生する波動との二重性を考慮して粒状体流れのメカニズムの解明にチャレンジする。さらに、未解明とされる、流れ中の大きな粒子の浮き上がり現象に新たな統一的説明の成功に挑戦する。本研究では,粒子間の滑り・回転といったミクロな現象と流れ速度,応力,間隙比といったマクロ挙動とのマルチスケールの相互作用を明らかにするために,複数の粒子が鎖状に連なり力を伝える応力鎖に着目した.流れの内部を可視化する方法を試みた.また,応力鎖の発生・消滅といった粒子群のダイナミクスと流れの中に発生する波動との二重性を考慮して粒状体流れのメカニズムの解明にチャレンジした.さらに,未解明とされる,流れ中の大きな粒子の浮き上がり現象に新たな統一的説明の成功に挑戦した.以下に主な検討内容を示す.1応力鎖の可視化を試み,応力鎖の三次元像を捉える挑戦的な試みをしたが,水分の量が少ない場合には音響では難しいことが分かった.別の方法を検討している.流れの速度は画像解析(PIV)で求め,流れの速度分布が三層構造になっていることが分かった。個別要素法解析の結果と組み合わせると,表層が早く,粒子衝突が中心であるとこと,中層は限界状態土質力学に従うともっとも密度が高く,粒子接点数も多いこと,下層は大きなせん断ひずみが発生しせん断層のようになり,応力鎖の発生源であり,ゆるくなっていることが分かった.2固・液相の二相相互作用を考慮した数値解析コードの開発を行い,GPGPUを用い計算の効率化を行った.3粒状体の流れ・堆積挙動,内部の応力波伝播挙動に及ぼす粒度や粒形,間隙水の有無,河床粗度,傾斜角の影響を検討した.数値解析結果から,流れの中に,スティックースリップに従う,流れがあることが明らかになった.模型実験と数値解析から,土砂移動の流下・堆積挙動,流れ中に発生する波動は,底面粗度・傾斜角の影響を強く受け,粒子特性の内の粒子形状は粒子間の噛み合わせによる回転抵抗が増加し,応力鎖の安定性に影響することが分かった.4単体物の衝突時の衝撃力伝播特性に及ぼす,応力波の伝播速度,載荷速度,質量の関係を示している.大きな運動エネルギーを持つ石礫型土石流(粒状体が主体の流れ)の挙動把握は,減災の観点だけでなく,環境・生態系保全の観点からも重要な研究課題である.本研究では,粒子間の滑り・回転といったミクロな現象と流れ速度,応力,間隙比といったマクロ挙動とのマルチスケールの相互作用を明らかにするために,複数の粒子が鎖状に連なり力を伝える応力鎖に着目した.流れの内部を可視化するために,数値解析手法や高密度高周波数音響トモグラフィを用いた模型実験手法を開発する.また,応力鎖の発生・消滅といった粒子群のダイナミクスと流れの中に発生する波動との二重性を考慮して粒状体流れのメカニズムの解明にチャレンジした.さらに,未解明とされる,流れ中の大きな粒子の浮き上がり現象に新たな統一的説明の成功に挑戦した.流れ断面は深さ方向に,S層(速くて緩く,衝突が卓越する表層),M層(比較的密で他の層よりも安定した構造を持つ中間層),B層(流れは遅いものの大きなせん断ひずみが発生し構造は不安定な底面層)の三層に分けられ,層境界は限界状態に達している遷移領域があることを発見した.粒子流れでは深さ方向に統一した構成モデルを考えるというよりも,粒状体のせん断挙動と粒子間の衝突挙動が,流れの境界条件に応じて発生すると捉える方が妥当であることが分かった.流れ中の大きな粒子の浮き上がりは,河床付近で安定してせん断変形が生じ発達した応力鎖が河床から表層方向に伸びるとともに,占有する空間の剛性が周辺に比べて高い大径粒子に応力鎖が集まる(応力集中する)ことによる押し上げ作用であることが分かった.適切な流速が生じ,表層が十分に緩い状態になり大径粒子の浮き上がりを妨げないことが必要条件と判明した.上記条件を満足するには,河床勾配が安息角程度であること,十分な河床粗度,大径粒子と周りの粒子径との比が必要であることが分かった.地盤工学検討項目については順調に進んでいる.

実験において,粒状の流れの可視化においては,音響トモグラフィの方法が不飽和帯や乾燥帯では難しいことから,平成26年度では,ほぼ飽和状態で実施するか,別の方法も含め合わせて検討することとした.実験において,粒状の流れの可視化においては,音響トモグラフィの方法が不飽和帯や乾燥帯では難しいことから,平成26年度では,ほぼ飽和状態で実施するか,別の方法も含め合わせて検討することとした.計画については,予定通り,1大きな粒子の浮き上がり、分級のメカニズムの解明と流れの中の二重性を応力鎖のダイナミクスから解明する。2応力鎖のダイナミクスと限界状態の概念を取り入れた流れのモデリングを行うさらに,粒子法などの連続体数値解析に導入し,実験結果との比較などから提案モデルの検証・修正を行う.それらの結果を,砂防分野の被害予測や新対策方法の提案に役立てる方法を考察する.3また,流れの到達距離や速度,衝突荷重に関する検討を行う.これについては,既に,平成25年度に落石のような単体物が様々なものに衝撃する現象の実験や解析を進めている.
心筋機能障害の成立における力学的負荷と循環自動調節能の意義について

目的:心筋機能の障害は心室における力学的負荷と冠循環の循環特性によって規定される。左冠動脈の灌流圧-血流量関係と心筋機能の関連性は良く知られているが、右冠動脈については詳細な検討は乏しい。本研究では右冠動脈における灌流圧と、右総冠血流量、放射性標識微粒子による心室壁の層毎の血流分布量、局所心筋機能との関係を麻酔開胸犬を用いて検討した。右冠動脈における自動調節能の有無、心筋機能と循環調節機構との相互関連性を明らかにせんとした。方法:成犬を麻酔下に開胸し、右冠動脈と頚動脈の間に自己動脈血灌流路を作製した。灌流路に狭窄を作り灌流圧を低下させ、血流量変化をカニューレ型電磁流量プローブで、局所血流量を放射性標識微粒子法で、局所心筋短縮能を超音波法で測定した。狭窄解放時の血流量増加を反応性充血と定義し、debt repaymentを測定した。結果:右冠動脈では灌流圧の低下に比例して流入血流量も直線的に減少した。灌流圧と右室自由壁全層、内膜側或いは外膜側血流量との間にも直線関係を認めた。灌流圧が低下しても内外血流分布比は約1であった。局所心筋短縮率は冠動脈圧が39mmHg迄は一定に保たれ、更に低い血圧では血圧に比例して短縮率も小さくなった。局所心筋短縮率が変化しない程度の灌流圧(60mmHg)で反応性充血の出現を認め、灌流圧の低下と共に増大した。(p<0.01)。考察:右冠動脈における灌流圧-血流量関係の直線性は自動調節能が弱いことを示唆している。左冠動脈系の知見と異る理由は心室自由壁の厚さが薄い事、右室門圧が低い事(左室の1/4)によると思われる。局所心筋短縮率は灌流圧が40%近くまで低下しても保たれており、心機能から見た右冠動脈は予備能の大きな循環系であると考えられた。今後、後負荷の影響、心ポンプ予備力を定量的に解明する予定である。(p<0.01)。
腸上皮・線維芽細胞におけるAngII受容体を介したCOX-2発現シグナル伝達経路

【結果】(1)一連の細胞株においてAT1が存在し、AT1プロッカー存在下においてAngII等の刺激によるCOX-2発現が減弱することが判明した。AT2の発現はRTPCRでは認められたものの、免疫染色やWestern blotで再現性のある結果は得られなかった。AngII刺激によるCOX-2誘導はERK、p38、JNKいずれのmitogen-activated protein kinaseのリン酸化によってもたらされており、それらの抑制でCOX-2発現が抑制されることが判明した。(2)同一回の実験系においてazoxymethane投与群の死亡例が多く検討対象マウス数が最大3と少ないため有意な結果は得られなかったが、AT1プロッカー投与群で大腸におけるaberant crypt foci数が平均12、対照群で平均18であった。【結論】腸上皮細胞にAT1、AT2が存在し、AngIIのみならずLPS等の刺激によるCOX-2誘導がAT1を阻害することで減弱、またin vivoでもazoxymethane投与によるaberant crypt foci誘導がAT1を阻害することで有意ではないが抑制される可能性が認められた。消化管発癌機構への関与が注目されていなかったAngiotensinシグナル系が大腸癌の発癌やその抑制に関わっていることが示唆された。上記内容の研究において、ヒトのサンプルは、大腸癌患者より摘出した大腸癌組織ならびに正常大腸組織を、説明を行い同意を文書で得た上で使用したものである。以下、ヒトのサンプルは、大腸癌患者より摘出した大腸癌組織、ならびに正常大腸組織を、説明を行い同意を文書で得た上で使用したものである。ヒト大腸癌組織、大腸癌細胞株、線維芽細胞株におけるAT1、AT2発現は、現在確認中である。ラット小腸上皮細胞株においてはAng II 10^<-8>Mの刺激においてCOX-2蛋白の発現が見られた。その発現はAT1ブロッカーの前処置により抑制されたが、AT2ブロッカー使用の有無に関係は認められなかった。このことはAng IIによるCOX-2の誘導はAT1を介して行われていることを意味するものと思われる。3.ヒト大腸腺腫、早期癌、進行癌におけるCOX-2発現を免疫組織化学染色法にて確認中である。
反応場に着目したpiRNA生合成過程の生化学的解析

piRNA生合成の最終過程となる3'末端の削り込み反応を担うエクソヌクレアーゼTrimmerを、CRISPR/Cas9を用いてノックアウトしたカイコBmN4細胞の樹立に成功した。その結果、本来28塩基程度の長さを持つ成熟piRNAはほとんど検出されなくなる一方で、32-42塩基程度のpiRNA前駆体と思われるものが蓄積することが確認された。そこで、それらのpiRNA前駆体様のRNAを次世代シーケンサーを用いて解析したところ、3'末端がウリジン(U)の手前で切断されたと思われるものが比較的多く含まれていることが判明した。また、piRNA前駆体のすぐ後から別のpiRNAが作られやすいことも明らかとなった。これらの特徴は、Trimmerノックアウト時に蓄積している32-42塩基程度のRNAが、Trimmerの上流で働くと考えられているエンドヌクレアーゼZucchiniの切断直後の産物であることを示唆していた。そこで、TrimmerノックアウトBmN4細胞から粗抽出液を調整し、試験管内でPIWIタンパク質に取り込ませた長いRNAに加えてみたところ、たしかに成熟体piRNAよりも少し長いところでRNAが切断されること、また、この切断は弱いながらもUの手前を好むことが確認できた。以上のことから、エクソヌクレアーゼTrimmerのノックアウト細胞抽出液を用いることによって、その上流ではたらくエンドヌクレアーゼZucchiniが生体内で本来持っている活性を忠実に再現できる試験管内系が初めて構築できた可能性が高く、今後piRNAの生合成過程を解析するに当たって有用なツールになると思われる。30年度が最終年度であるため、記入しない。
都市的生活様式とライフスタイルに関する研究

研究目的は、都市的生活様式とライフスタイルの関連を、理論的かつ実証的に明らかにすることであった。理論的側面については、初年度に8回の研究会をもち、都市的生活様式を都市生活における共同問題の共同処理に関する原則と規定し、専門処理への高度依存が現状における原則となっていることを確認した。またライフスタイルは、個人の生活における個別的課題の処理に関し、財を選好的に整序するパタンとして把握することが適当であると判断された。ここから、都市的生活様式とライフスタイルの関連は、諸個人の生活にみられる専門サ-ビスへの依存と、専門サ-ビスの主体的選好的利用という二つの側面に注目することによって明らかにされるものと推定され、実証的研究もこの点に焦点を合わせることになった。調査は、62年度63年度に練馬区光が丘の集合住宅地でまず施工された。いわゆる団地の方が、共同問題も見えやすく共同処理の過程も調べやすいと判断したためである。予想外の結果は、公団分譲・公団賃貸・都営の三種の団地間に、住宅階層とも呼ぶべき格差が存在し、共同処理のしかたにも差異がみられたことであった。ライフスタイルは基本的には学歴や態度決定地のような文化的要因との結びつきが強かったが、それでも住宅階層との関連を無視できず、諸個人の資産とライフスタイルとの結びつきを明らかにする必要にせまられた。63年度は、団地間の差異とともに、地域間の差異にも関心を拡げ、東京の下町、山の手、多摩地区の比較をおこなうため、台東・杉並・多摩の三地点で調査をおこなった。また63年度末から、資産とライフスタイルの関連を見るために、偏差値の異なる4年生大学の出身者に対する調査をおこない、高学歴ホワイトカラ-内部に、明らかに階層分解の生じていることを確認した。これらの調査結果の要約を報告書にまとめている。1.研究会活動...研究会は現在までで8回おこなっている.初期の研究会は都市的生活様式とライフスタイルの両概念を検討し,特に両概念を架橋するための枠組の整備に議論が集中し,一定の成果を得た.これをもとに調査地・調査方法・調査票の項目等が検討され,作業の重点は調査票の作製におかれるようになった.後期の研究会では,調査実施後の集計・分析に関する報告と検討を中心としておこなっている.この他,奈良女子大学文学部・新睦人教授を中心とする生活研究グループとの交流もおこない,仮説構成の面で見るべき成果をえることができた.2.調査...予備調査および施設利用に関する調査は,共同研究者の居住する札幌・東京・名古屋の各地域で実施したが,本研究が今年度,特に力を入れた主調査は,東京都練馬区光が丘における個別面接調査である.調査の主題は,専門サービスによる共同生活問題の処理と住民による処理行動とのバランスの保たれ方(狭義の生活様式),これらに対する住民の態度と参与活動(狭義のライフスタイル)を明らかにすることであった.光が丘パークタウン(186ha)は,現在も建設途上の棟を含むが,公団・都・公社の三者の共同・分担によるコミュニティ設計にもとづいて建設された中高層集合団地である点に特色がある.この点を考慮し,公団の分譲と賃貸,および都営の三棟の団地居住者を対象とする調査を実施し,この三団地の構成比率に一致するようなサンプルの抽出を試みた. 3.調査結果...サンプル数580,有効回収票442,(回収率76.2%)であった.対象者の属性のうち,階層関連の変数は,分譲・賃貸・都営によって有意な差を示し,専門サービスへの態度や住民による処理への参与にも,この差が鋭く反映していることがわかった.

そこで現在,住宅階層別の生活構造分析をおこなう必要が確認され,この分析を中心として共同的ライフスタイルを構想している.(1)前年度におこなった練馬区光が丘パークタウンの調査データを解析した。公団分譲・公団賃貸・都営という三種の集合住宅居住者が学歴・職業において明らかな差異を示し、住宅階層と呼びうるような住宅による階層分化が見られた。またこの階層性は個人の関係形成や空間利用に差異をもたらしていることも統計的には確認された。各集合住宅内の共同問題の処理に関しても差異がみられた。しかしこの処理への参加は階層性と相関をもたず、従来のライフスタイル(関係の選別・専門サービスに対する選好性)を仮りに個別的ライフスタイルと考えるならば、このライフスタイルとはやや異なり共同的ライフスタイル(共同問題の処理方法の選択性)と呼びうる部分が存在することを示しているように思われた。個別的ライフスタイルと共同的ライフスタイルの関連、共同的ライフスタイルと問題処理システムとの関連が追求された。(2)光が丘と似かよった調査を札幌市でおこないつつ、東京では、生活様式の地域差に焦点をあてた調査が計画され、研究会での議論をへて、台東区と杉並区において住民組織の比較研究および住民の社会参加に関する比較調査がおこなわれた。両地区あわせサンプル数600、有効回収票422(回収率70%)であった。第一次的関係への参与、集団参加、望ましい処理システムのイメージのいずれかにおいても明白な地域差がみられWクロスや回帰分析によっても階層効果とともに地域効果の存在することが確認された。(3)この結果の解釈は町の社会史的考察をぬきに不可能であり、参考とするため伝統型消費都市(金沢・伊賀上野)や資料の入手が保障されていた都市(宝塚)で聴き取り調査をおこなった。(4)大都市高学歴ホワイトカラー(昭40昭45年大卒)を対象とする留置調査をおこない(サンプル数800、回収率68%)、大学間格差=偏差値身分にもとづく階層分解の実態を明らかにするべく、現在解析中である。本年度は、3年間にわたる調査研究の最終年度であるため、次の三点を主な課題とした。(1)63年度末から実施している高学歴ホワイトカラ-に対する調査を終結させ、結果の解析をおこなうこと。(2)研究会を開き、これまでの調査結果や、地方都市で個別におこなってきた資料収集をまとめるための報告会とし、報告書作製へむけての準備をおこなうこと。(3)補足すべき解析をおこないながら、報告書を執筆し、印刷すること。(1)の高学歴ホワイトカラ-層の調査は、6263年度に実施した光が丘における調査の結果から、住宅階層の存在に注目したことにもとづき、大学の偏差値格差と資産とが、ホワイトカラ-層内部の分解にどの程度結びつき、またライフサイクルの差異を生みだしているか、この点を明らかにするものであった。解析結果は、8大学の出身者の職業上の地位に、有意な差異が認められること、しかし資産と職業威信とはストレ-トには相関せず、ライフスタイルの差異も、妻の学歴と資産との相関が高いことなどが明らかにされた。資産の中でも住宅の占める価値は高く、従来の学歴と職業および収入によって形成される階層の内部に、住宅状況に代表される資産価値にもとづく格差や、妻の学歴と高い相関をもつ情報アクセス度の差異、すなわちインフォメ-ション・リッチとプア-とも呼ぶべき格差が生じ、より細かな階層分解の生じていることが了解された。
VERAを用いた銀河系棒状構造の力学的検証

本研究の目的は、高精度天体位置計測のための望遠鏡VERAを用いた位相補償VLBI観測により、銀河系中心から約3kpcまでの領域の晩期型星および星形成領域に付随するメーザー源の絶対3次元運動を高精度で計測し、その測定結果と銀河系の動力学的な理論モデルとを比較することで、銀河系のバーポテンシャルの深さ・太陽系に対するバーの傾斜角など、銀河系の棒状構造に制限をつける事である。特に、運動学的に議論可能な精度で銀河系内のガスの絶対3次元運動を得るには、現時点において星形成領域に付随するメーザー源を用いた位相補償VLBI観測が唯一であり、運動学的な観点からのアプローチの一つとして重要な意味を持つ。この目的のために、昨年度は国内初の試みである6.7GHz帯メタノールメーザー源を用いた位相補償観測の試験として、もっとも明るい6.7GHz帯メタノールメーザー源の一つである大質量星形成領域W3(OH)に付随するメーザー源の年周視差・固有運動を得た。本年度はその成果をPASJから出版し、国内外の研究会でも成果発表を行った。本成果には、まだ観測例の少ない6.7GHz帯メタノールメーザー源の内部固有運動の検出も含まれており、大質量星形成領域の周辺環境を探るという観点でも重要な意味を持つ成果である。上記の経験を元に、2009年11月よりVERAを用いて、銀河系バー周辺領域の6.7GHz帯メタノールメーザー源を10天体観測してきた。2011年秋までの時点で、10天体中6天体の絶対3次元固有運動を3σ以上の精度で求めることができた。これらのデータ解析結果から得られた3次元運動と銀河の棒状構造モデル等と照らし合わせて非円運動成分を導き、これまでの銀河系に関する研究結果と矛盾しないバーの傾斜角35°が得られ、棒状構造の存在が3次元運動からも示唆される事を、国内外の研究会にて発表した。本研究の目的はメーザー源の絶対3次元運動を高精度で測定し非円運動成分を捉えることで、銀河系棒状構造の存在を力学的に示すことである。この目的のために、まずは最も明るく観測しやすい6.7GHzメタノールメーザー源の一つである大質量星形成領域W3(OH)を対象に試験観測し、年周視差及び絶対固有運動を求めた。得られた年周視差はπ=0.598±0.067秒角(誤差11%)であり、距離に換算すると1.67(+0.21/-0.17)kpcとなった。これは現状のVERAで太陽系から数kpcの範囲内の天体について6.7GHzメタノールメーザー源を用いた距離測定が可能であることを示している。この成果は、6.7GHzメタノールメーザー源の年周視差及び絶対固有運動計測結果としては、国内初であり、世界でも2番目の事例である。VERAで6.7GHzメタノールメーザー源の絶対位置計測が可能であることが証明されたところで、次の段階として、銀河系分子リング領域に存在すると考えられる6.7GHzメタノールメーザー源の内、どれがVERAで検出可能なメーザー源かを調べる観測を行った。その結果、Pestalozzi et al. (2005)の値で15Jy以上のフラックスを持つ75天体のうち35%にあたる26天体をVERAの最短基線に相当する1,000kmよりも長い基線で検出することができた。この検出率は今後VERAで対象天体を増やす際の目安となる。この観測で検出された天体の内、VERAで検出可能な絶対位置基準の連続波源も4°離隔以内に存在する絶対位置計測可能なメタノールメーザー源を10天体選出した。そして、複数天体の絶対固有運動計測に成功し、その結果に過去の観測結果も加え、銀河系棒状構造の入ったモデル(Sakamoto et al. 1999 ; Wada 1994)と比較し、観測結果をよく再現できることが示唆された。これは複数天体のメーザー源を利用して得られた銀河系ガスの3次元運動から銀河系棒状構造の存在を示唆した初めての例である。

上記の経験を元に、2009年11月よりVERAを用いて、銀河系バー周辺領域の6.7GHz帯メタノールメーザー源を10天体観測してきた。2011年秋までの時点で、10天体中6天体の絶対3次元固有運動を3σ以上の精度で求めることができた。これらのデータ解析結果から得られた3次元運動と銀河の棒状構造モデル等と照らし合わせて非円運動成分を導き、これまでの銀河系に関する研究結果と矛盾しないバーの傾斜角35°が得られ、棒状構造の存在が3次元運動からも示唆される事を、国内外の研究会にて発表した。
能力概念に定位した自由と責任の形而上学的基礎づけ

本年度の研究における最も重要な成果は、「自由意志と道徳的責任の概念的関係をどのようにして理解すべきか」という方法論的な論点における理解の進展である。本研究は、従来の自由意志論争において、自由意志と道徳的責任があまりに密接に結びつけられてきたことによって自由意志をめぐる論争が不当に歪められてきた、という点を解決すべき課題として定めた。本研究が提案した新しい方法論は、次の二つを基本指針とするものである。1道徳的責任概念とは独立に、自由意志についての日常的理解から出発して自由意志の形而上学を論じる。2「自由意志は道徳的責任の必要条件である」という従来自明視されてきたテーゼを、論証によって立証/反証すべき実質的な哲学的主張とみなす。1の指針に沿って自由意志を探求する方法論は、二つの実質的な帰結をもたらす。一つ目は、「自由意志と決定論の両立可能性」という、近年の自由意志論争においてしばしば軽視されてきた伝統的な論点の復権である。この論点は、自由意志についての日常的理解をふまえれば、自然主義的世界の中の人間像と合理的主体としての人間像という緊張関係にある日常的信念の対立を鮮明に反映した、きわめて重要な哲学的問題である。二つ目は、道徳的責任とは独立の観点から彫琢される自由意志の重要性や意義が、この方法論から示唆されることである。指針2について、筆者は自由意志と道徳的責任の連関を論証すべく、ハリー・フランクファートによる有名な思考実験を、ケーススタディとして定めた。本研究の成果は以下である。自由意志と道徳的責任は、「当非難性」を介して概念的に連関する。すなわち、行為者への道徳的に悪い行為に対する非難を正当に帰属するためには、その非難を行為者が避けることができたという「回避可能性」が必要であり、回避可能性は自由意志を含意する、という仕方で、自由意志は道徳的責任に必要だという主張が導出される。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最大の研究成果は、自由意志/道徳的責任の両立論的理論に対する最も強力な批判のひとつである「操作論証」(cf. D. Pereboom, Living Without Free Will)の体系的検討である。その成果は第10回応用哲学会年次大会にて口頭発表の形で発表された。具体的な内容は以下の二点にまとめられる。1操作論証の論証的構造を明らかにした。操作論証は(その提唱者も含め)両立論への論駁を意図するものと理解されてきたが、その理解は誤りである。というのも、両立論への「ノックダウン論証」として操作論証を理解する場合、論証は論点先取の誤りを犯すことを避けられないからである。むしろ操作論証は、両立論的理論のある種の「限界」を提示し、その対応を両立論に迫る挑戦と受け止められるべきである。2操作論証が両立論に突き付ける挑戦は、有名な「道徳的運」(moral luck)の問題と通底するものである。道徳的運の問題とは、行為者の性格形成や行為の決定要因の大部分は遺伝的要因や幼少期の環境的要因といった行為者のコントロール外のものに由来しており、その限りで、行為者の行為に責任を帰属したり非難を向けるのは不当である、という問題である。本研究の意義は、両立論理論が胚胎する本質的な限界を指摘したことにある。両立論は、決定論と自由意志/道徳的責任の両立性を主張する以上、道徳的運の問題を避けることができない。行為者の行為や人格を決定づける遺伝的、環境的要因は「構成的運」(constitutive luck)と呼ばれるが、従来の論争において両立論は、上述の運の問題を深刻視してこなかった。その理由は、これまで「運」ないし「ランダム性」はもっぱら量子的な物理的不確定性(非決定論)の文脈で論じられてきたからである。本研究は両立論の課題を構成的運の問題に定めた点で、論争的な重要性を持つと言える。本研究が当初の計画通り順調に進展したと判断する理由として、自由意志/道徳的責任の両立論理論に対する重要な批判である「操作論証」に関する研究の進展が挙げられる。筆者は操作論証がいかなる点で内在主義的な両立論の限界を指し示しているかを指摘し、同時に、操作論証の論証的構造に対する批判的検討をおこなった。その成果を第10回応用哲学会年次大会にて発表した(さらにその成果を発展させた論考を科学哲学会の機関誌『科学哲学』にて投稿する予定である)。他方、当初予期しなかかった研究の方向性の変化として、「個別理論の精緻化からメタ哲学的(方法論的)考察へ」の転回が挙げられる。本研究は道徳的責任の「内在主義」と「外在主義」の両面からの挟撃的分析に基づく両立論理論の構築という、いわば個別理論の精緻化を企図するものであった。だが研究を進めるうち、自由論/責任論の論争がしばしば「論争的ステイルメイト」に陥るという実情を深刻に受け止めるようになった。すなわち、自由論/責任論の論争には、「個別理論が仮に<理想的な>理論モデルを構築したとしても、対立論者はそれを受け入れないであろう」という性質があるという認識に至った。

以上の経緯から筆者は、個別理論の構築と対立理論の論駁に努めるのではなく、まずもって自由論における論争対立をいかにして適切に、有意義に理解するか、そしてどのような方法論で理論構築を目指すべきか、というメタ哲学的関心のもと、研究を進展させてきた。とりわけ筆者は、自由論における懐疑論的論証(G. Strawsonの「基本論証」)が認識論における懐疑論の論証構造と同型であるという着想を得た。現代認識論においてデカルト的懐疑論がどのような仕方で受容され、また克服されたかを手掛かりに、自由意志懐疑論に対する適切な応答の方法論を提案する趣旨の論考を日本哲学会の機関紙『哲学』に投稿する予定である。本年度の研究における最も重要な成果は、「自由意志と道徳的責任の概念的関係をどのようにして理解すべきか」という方法論的な論点における理解の進展である。本研究は、従来の自由意志論争において、自由意志と道徳的責任があまりに密接に結びつけられてきたことによって自由意志をめぐる論争が不当に歪められてきた、という点を解決すべき課題として定めた。本研究が提案した新しい方法論は、次の二つを基本指針とするものである。1道徳的責任概念とは独立に、自由意志についての日常的理解から出発して自由意志の形而上学を論じる。2「自由意志は道徳的責任の必要条件である」という従来自明視されてきたテーゼを、論証によって立証/反証すべき実質的な哲学的主張とみなす。1の指針に沿って自由意志を探求する方法論は、二つの実質的な帰結をもたらす。一つ目は、「自由意志と決定論の両立可能性」という、近年の自由意志論争においてしばしば軽視されてきた伝統的な論点の復権である。この論点は、自由意志についての日常的理解をふまえれば、自然主義的世界の中の人間像と合理的主体としての人間像という緊張関係にある日常的信念の対立を鮮明に反映した、きわめて重要な哲学的問題である。二つ目は、道徳的責任とは独立の観点から彫琢される自由意志の重要性や意義が、この方法論から示唆されることである。指針2について、筆者は自由意志と道徳的責任の連関を論証すべく、ハリー・フランクファートによる有名な思考実験を、ケーススタディとして定めた。本研究の成果は以下である。自由意志と道徳的責任は、「当非難性」を介して概念的に連関する。すなわち、行為者への道徳的に悪い行為に対する非難を正当に帰属するためには、その非難を行為者が避けることができたという「回避可能性」が必要であり、回避可能性は自由意志を含意する、という仕方で、自由意志は道徳的責任に必要だという主張が導出される。前述のとおり、両立論の最大の課題は、構成的運に基づく運の問題である。すなわち両立論者は、行為者の人格形成や行為を決定づける要因の大半は行為者のコントロール外のものに起因するにも関わらず、それでも行為者への帰責が正当化されることを説明する必要である。ここで正当化の鍵となるのは、行為者の自発的な「努力」が行為選択や人格形成に果たしうる役割を画定する試みである。筆者は上述の問題関心のもと、現代の「知能」研究と哲学的自由論とを接続するという着想を得た。知能研究においては、膨大な実験データの集積をもとに、人間の知能がどの程度遺伝によって決定され、どの程度家庭環境や教育によって決定されるかという問題が論じられている(「生まれか育ちか」論争)。従来の知能論争では、遺伝主義(hereditarianism)と環境主義(environmentalism)という二項対立図式のもと、人間の知能の個人差(ないし集団間の格差)のうち何割が遺伝的要因で何割が環境的要因に由来するか、という論点に終始してきた傾向がある。
排出二酸化炭素の地中処分とそれに伴う地盤変形抑制に関する基礎的研究

大都市部で排出される二酸化炭素をハイドレート化して地中に処分する方法ならびに,海底地盤内に二酸化炭素ハイドレートが形成された場合の海底地盤変形挙動を予測し,制御する方法について研究を行った。まず,最もよく知られているガスハイドレートであるメタンハイドレート(以下,MH)を例としてハイドレートのせん断特性について低温高圧小型三軸試験を用いて調べた。MHは低温・高圧になるほど最大圧縮強度は増加する圧力温度依存性を示し,MHの方が一般的な氷よりも圧縮強度が高いことが分かった。また,MHはわずかな温度変化でも圧縮強度が著しく低下すること,メタンガスが抜けることによってMHはハイドレートの構造が崩壊して,一般的な氷と同等の強度しか発揮しなくなることが分かった。次に,海底地盤の変形挙動については,昨年に引き続き大阪湾神戸沖で採取された不撹乱海底堆積粘土および再構成粘土を用いてひずみ経路制御方式の異方圧密試験を行い,自然堆積粘土地盤の圧密降伏特性について調べた。その結果,ひずみ経路制御方式においてKo圧密条件を再現した場合,ひずみ経路試験から得られた体積ひずみ(εv)-有効圧密圧力(p')関係は標準圧密試験から得られるe(εv)-log p'関係とほぼ一致する関係が得られ,体積ひずみが急増する応力(圧密降伏応力py')付近で圧密挙動が大きく変化することを明らかにした。このことから,ひずみ経路制御による圧密試験では従来の方式よりも簡単な方式でKo圧密試験が行え,しかも圧密降伏応力付近の圧密挙動を詳細に検討できた。また,不撹乱粘土と再構成粘土を比較した場合,両者の限界状態線(CSL)はあまり変わらないが,正規圧密線(NCL)は大きく異なり,不撹乱粘土の方がCSLとNCLの差は大きいことが分かった。これは不撹乱粘土の圧縮性が再構成粘土よりも大きいことやダイレイタンシー挙動の相違と関係することを明らかにした。大都市部で排出される二酸化炭素をハイドレート化して地中内に処分する方法ならびに,地盤内に二酸化炭素ハイドレートが形成された場合の地盤変形挙動を予測し,制御する手法について検討を行った。本年度は,特に二酸化炭素などのハイドレートが海底地盤内に形成された場合の海底粘土の変形挙動を把握することを目的として,神戸沖で採取された不撹乱沖積粘土のひずみ経路制御方式による異方圧密試験を行った。その結果,ひずみ経路制御方式による不撹乱沖積粘土の異方圧密試験では圧縮剛性が一旦低下した後,体積ひずみの増加とともに圧縮剛性は徐々に増加することが確認さた。さらに,不撹乱粘土の圧密変形挙動はひずみ増分比に依存し,先に述べた圧縮剛性の変化挙動はひずみ増分比が大きい場合に顕著であることがわかった。また,ガスハイドレート技術については,二酸化炭素ハイドレートよりも研究が進んでいるメタンハイドレートの文献を収集し,その生成・分解挙動について比較検討した。
酸素架橋多核混合金属錯体による炭化水素の酸素酸化

(1)スチレンの酸素酸化におけるμ-オキソ三核鉄(III)カルボキシラート錯体、[Fe_3 ^<III>O(O_2CR)_6(H_2O)_3]^+のカルボキシラート配位子の影響を調べた。酸化活性は溶解する錯体間には差はないが、エポキシド選択性はカルボン酸のpKa値が4付近のものが高かった。安息香酸カルボン酸のHammett値が0からやや負のカルボキシラート配位子が最高のエポキシド選択性(28%)を与えることが分かった。(2)μ-オキソ三核混合原子価金属アセテート錯体によるスチレンの酸化では、Fe_2 ^<III>Fe ^<II>、Co_2 ^<III>Co ^<II>がホモ原子価錯体に比べ活性、エポキシド選択性ともに優れていた。同様にV_2 ^<IV>V ^<III>錯体も活性、選択性ともに高かった。しかし、Mn_2 ^<III>Mn ^<II>は効果がなかった。3価の二核鉄に2価の異種金属(Mn,Co,Ni,Zn,Mg)を混合した三核金属アセテート錯体の中では、Zn錯体が活性、選択性ともに優れており、85°Cで選択性35%を与えた。Mn混合錯体には全く活性がなかった。Cr混合錯体では、Cr_2 ^<III>Fe ^<II>錯体がFe_2 ^<III>Zn ^<II>錯体に匹敵する活性、選択性を示した。(3)室温では酸化は遅く、通常70°C以上の温度域で反応が行われる必要がある。反応温度とともに酸化は加速されるが、95°Cで速度は一定になる。低温では錯体間に活性、選択性に差があるが、95°Cで差が消失する。エポキシド選択性は85-95°Cの範囲で最高が得られた。酸素圧を低下すると、酸化速度は低下するが、エポキシド選択性が向上した。Fe_2 ^<III>Zn ^<II>錯体では酸素圧が13kpa以下ではエポキシド選択性が50%を越えた。(4)Fe_2 ^<III>M^<II>O(OAc)_6(H_2O)_3(M=Fe,Mg,Zn,Mn,Co,Ni)をシリカに担持し、焼成して3金属が集合したリシカ担持酸化物触媒(担持率Fe基準で7.8wt%)を調製することを図り、1-ブテンの脱水素(573K)によるブタジエン合成を試みた。MがFeに比べ、活性が高いのはMn、Znで、Co,Niでは活性が変わらず、Mgでは全く活性を示さなかった。ブタジエン生成の選択率は、Zn(71%)が最高で、Fe(68%)、Co(67%)、Ni(53%)であった。(4)Fe_2 ^<III>M^<II>

O(OAc)_6(H_2O)_3(M=Fe,Mg,Zn,Mn,Co,Ni)をシリカに担持し、焼成して3金属が集合したリシカ担持酸化物触媒(担持率Fe基準で7.8wt%)を調製することを図り、1-ブテンの脱水素(573K)によるブタジエン合成を試みた。MがFeに比べ、活性が高いのはMn、Znで、Co,Niでは活性が変わらず、Mgでは全く活性を示さなかった。ブタジエン生成の選択率は、Zn(71%)が最高で、Fe(68%)、Co(67%)、Ni(53%)であった。1.酸素架橋三核金属カルボキシラ-ト錯体【M_3O(O_2CR)_6】L_n(M=Fe,Co,Cr,Mn,V,R=CH_3,CH_2Cl,CHCl_2,CCl_3,C(CH_3)_3,置換フェニル,L=H_2O,py)によるオレフィンの酸素酸化(60ー90°C)を行なった。neat系でのスチレン酸化の生成物は、スチレンオキシドと二重結合が開裂したベンズアルデヒドであった。Fe^<III>_3錯体におけるカルボキシラ-トの影響は、脂肪族系より芳香族系の方が酸化速度、エポキシド選択性に勝れ、芳香族カルボキシラ-トではハメットσ値がー0.1ー0.2の置換体がエポキシド選択性を高めた。Fe^<III>_2Fe^<II>とFe^<III>_3アセテ-ト錯体を比較すると、酸化速度、エポキシド選択性ともに混合原子価錯体の方が優れていた。混合金属、混合原子価アセテ-ト錯体では、酸化活性、エポキシド選択性両方にCo^<III>_2Co^<II>、Cr^<III>_2Fe^<II>、Fe^<III>_2Znの組合せが有効であった。Fe^<III>_2Mn^<II>は酸化活性を全く示さなかった。エポキシド選択性は85°Cで最高に達し、酸素圧の低下ともに向上し、Fe^<III>_2Znアセテ-トによる酸化は酸素圧13kPaでエポキシド選択率50%に達した。1ー,2ーメチル置換スチレンの酸化はスチレンに比べ酸化速度は低く、2ー置換体からはエポキシドが50%の選択率で得られたが、1ー置換体からは二重結合開裂生成物のみであった。トランスー2ーメチル置換スチレンはシス体より反応性が2.4倍高かった。2.【Fe^<III>_2M^<II>O(O_2CH_3)_6】(H_2O)_n(M^<II>=Zn,Mn,Fe,Co,Mg)をシリカに担持し、773Kで焼成した触媒による1ーブテンの酸化脱水素反応を行なった。MがFeのときに比べ、Mnでは活性は高いが、ブタジエン生成選択率が低下した。Znでは活性、選択性ともに優れ、Co,NiではFeと変らず、Mgでは脱水素活性を全く示さなかった。触媒前駆体における金属間の相互作用が影響することを示し、この効果がさらに顕著に現れる触媒反応を検討している。1触媒調整μーオキソ三核混合金属錯体、Fe^<III>_2M^<II>O(OAc)_6(H_2O)_3(M=Fe,Mg,Zn,Mn,Co,Ni,OAc=CH_3CO_2)の水溶液をSiO_2に含浸し、蒸発乾固した後、空気中773Kで4時間加熱処理して担持触媒を得た。対照触媒としてFe(NO_3)_3の水溶体から同様にして得たものを用いた。これらの触媒を用いて次の反応を行い多核金属錯体を触媒原料とする有効性を検討した。担持率はすべてFe基準で7.8wt%である。2 1-ブテンの脱水素反応(573K)MがFeに比べ、活性が高いのはMn、Znで、Co、Niでは活性が変わらず、Mgでは全く活性を示さなかった。ブタジエン成生の選択率は、Zn(71%)が最高で、Fe(68%)、Co(67%)、Ni(53%)であった。3ブタジエン水素化の(473K)MがFeの時、対照触媒に比べ8倍活性が高く、Mn、Znで4倍であったが、Mgでは0.3倍と活性が低下した。いずれも飽和炭化水素まで至らず、対照触媒が1ーブテン選択率50%以下であるのに対し、多核錯体を用いたものは51ー57%であった。4 CO酸化反応(473K)
遺伝子ネットワーク解明に向けた高機能性人工デコイ核酸の開発

デコイ核酸は、転写因子などDNA結合タンパク質の認識配列に見せかけ、本来結合すべきDNAとの結合を阻害する。これらデコイ核酸を活用することにより、特定の転写因子によって支配されていた複数の遺伝子発現を一挙に制御することが可能となり、遺伝子ネットワークの解明に向けた新たな突破口となることが期待できる。我々はこれまでに糖部立体配座を固定した新規なヌクレオシド類縁体(BNA)の開発を行ってきた。本研究では。これらヌクレオシド類縁体を高機能性素子として用いたデコイ核酸を各種合成し、それらの機能評価を行ない、以下のような成果を得た。[1]BNAをNF-κBの認識配列中へ導入し、合計9種の人工デコイ核酸(BNA-decoy)を合成した。[2]ゲルシフト法を用い人工デコイ核酸とNF-κBの相互作用について検討した結果、PMAもしくはTNF-αにより刺激したHeLa細胞の核抽出物中のNF-κBと数種のBNA-decoyが効果的に結合することを見い出した。[3]HeLa細胞にレポータープラスミドと共にBNA-decoyを導入し、レポーター遺伝子の発現制御を試みたところ、PMAもしくはTNF-α刺激により上昇した転写活性をBNA-decoyにより抑制することに成功した。これら転写抑制活性と上記のゲルシフト法の結果の間には明らかな相関が見られた。[4]NF-κBがアポトーシスからの回避に関わっていることから、アポトーシス誘導時のHeLa細胞におけるNF-κBの活性をBNA-decoyにより抑えたところ、PMAもしくはTNF-α刺激によるアポトーシスの誘導をこれら人工デコイ分子が顕著に促進するという非常に興味深い知見を得た。S-オリゴにかわる人工核酸をデコイ分子として用い遺伝子発現制御を達成した例はこれまでほとんど知られておらず、今回の成果は世界的にも非常に意義深いものであると言える。本研究では。
自己多血小板血漿療法の至適条件の解析

初年度は、腱付着部症の動物実験モデルの作成を確立した。すなわち、生後1618週の雄のウイスターラットの両側のアキレス腱付着部において、腱と脂肪体との間に、コラゲナーゼ500IUを、イソフルレンを用いた全身麻酔後に、それぞれ50 micro L注射し、その後、自発運動測定装置(スーパーメックスセンサ、室町機械)を用いて、夜間12時間の自発運動量を二日おきに測定し、注射後、約1ー2週間で、有意に自発運動量が低下することを見出し、腱付着部症の動物実験モデルの作成を確立した。運動量が低下した時期の踵骨を含むアキレス腱付着部の病理標本を作成し、HE染色標本において、腱付着部症特異的なmicro tearやlaminationなどの所見が腱付着部の腱実質部にみられることを確認した。さらに、TUNEL処理を行い、アポトーシス細胞数が有意に増加していたことを確認した。これらの所見は、臨床的にみられる腱付着部症の所見と一致することから、腱付着部症の動物実験モデルの作成を確立したと結論した。当初の計画、予定通りに研究は進行している。今後の研究内容は、当初の予定計画通りであり、血小板濃度の異なるPRPを作成し、腱付着部症の動物モデルに投与し、治療効果について評価・解析する予定である。当初の予定、計画通りに次年度に研究を実施するため。
がん関連線維芽細胞におけるメタロプロテアーゼの機能解析

がん関連線維芽細胞(cancer-associated fibroblast: CAF)とがん細胞の相互作用は腫瘍進展に大きく寄与することが知られている。本研究では、がん間質やCAFで発現するメタロプロテアーゼを網羅的解析した。これまでのデータベースを用いて、がん間質で種々のメタロプロテアーゼが高発現していることを明らかにするとともに、CAFで高発現するメタロプロテアーゼ候補分子を同定した。また、CAF由来エクソソームでは一部のメタロプロテアーゼが特異的に高発現していることも明らかとなった。以上の結果から、CAFにおけるメタロプロテアーゼ発現異常が腫瘍進展に関与している可能性が考えられる。がん組織は、がん細胞とそれを取り巻く間質成分から構成される。がん間質中の線維芽細胞はがん関連線維芽細胞(cancer-associated fibroblast: CAF)と呼ばれ、がん細胞とCAFの相互作用ががん幹細胞の維持、血管新生、転移などに大きく寄与することが示されている。申請者は、これまでにメタロプロテアーゼ活性ががん間質において線維芽細胞形質維持に関与することを明らかにしてきた。当該年度の研究では、ヒト癌組織より採取した癌間質あるいはCAFにおいて発現変動するメタロプロテアーゼ分子およびその阻害分子の同定を解析を行った。まず、ヒト浸潤性乳癌あるいは非癌乳腺間質からmicrodissection法により採取した癌および非癌間質組織におけるメタロプロテアーゼ関連分子の発現をmicroarray databaseを用いて解析したところ、乳癌間質において種々のメタロプロテアーゼ分子の発現が有意に上昇しているとともに、メタロプロテアーゼ阻害分子であるTIMP3の発現が有意に低下していることを見出した。また、ヒト肺癌組織より採取したCAFでは、同一患者の非腫瘍部より採取したコントロール線維芽細胞と比べて、種々のTIMP分子の発現が有意に低下していることが明らかとなった。以上の結果から癌間質におけるメタロプロテアーゼ発現・活性のバランスが腫瘍間質の維持に関与している可能性が示唆された。現在これらのデータをもとに、癌間質線維芽細胞特異的に発現が上昇するメタロプロテアーゼ分子を特定しつつあり、今後siRNAなどを用いて癌細胞との相互作用をさらに検討する予定である。がん組織中メタロプロテアーゼ(matrix metalloproteinase: MMPおよびa disintegrin and metalloproteinase: ADAM)の主要な産生源としてがん細胞により呼び寄せられた間質細胞に近年注目が集まっている。本年度、以前より行ってきたメタロプロテアーゼの内因性インヒビターであるTIMP (tissue inhibitor of metalloproteinases)欠損線維芽細胞の解析をすすめ、TIMP欠損線維芽細胞がメタロプロテアーゼ活性依存性にCAFに類似した活性化線維芽細胞様形質を示すとともに、種々の癌細胞における腫瘍形成や肺転移を促進することを報告した。また、ヒト癌組織由来CAFと正常線維芽細胞(normal tissue-associated fibroblast: NAF)の培養上清から精製したエクソソームのプロテオーム解析やイムノブロット法解析より、ヒトCAF由来エクソソームではADAM10の発現が上昇しているとともに、一部のTIMPの発現が低下していることがわかった。これらのデータから、CAF由来エクソソーム中ではメタロプロテアーゼ活性が上昇している可能性があり、今後CAF由来エクソソーム中メタロプロテアーゼを介したがん細胞との相互作用解析をさらに行っていく予定である。がん間質中の線維芽細胞はがん関連線維芽細胞(cancer-associated fibroblast: CAF)と呼ばれ、がん細胞とCAFの相互作用ががん進展に大きく寄与することが示されている。これまでに行ってきたmicroarray databaseの解析およびヒト癌組織より単離・培養したCAFを用いた解析から、CAFで特異的に高発現するメタロプロテアーゼ候補分子としてコラゲナーゼ分子を同定した。さらに最終年度にヒト肺癌組織検体を用いた免疫組織化学的解析を行い、標的コラゲナーゼは、がん細胞とともに一部の間質細胞で発現することを見出している。現在標的コラゲナーゼノックアウトマウスを用いたがんモデルの作製・解析を進めており、標的コラゲナーゼノックアウトマウスでは腫瘍形成能の低下傾向が見られており、間質細胞由来標的コラゲナーゼががん進展に関わる可能性が考えられる。一方、前年度より行ってきたヒトCAF由来エクソソームのプロテオーム解析では、ヒトCAF由来エクソソームにおいてADAM10 (a disintegrin and metalloproteinase-10)の発現上昇が見られる一方で、メタロプロテアーゼの内因性インヒビターであるTIMP (tissue inhibitor of metalloproteinases)の一部の発現が低下しており、CAF由来エクソソームではメタロプロテアーゼ活性が相対的に上昇している可能性が示唆される。CAF由来エクソソームを用いた質量分析法による解析は進行中であるが、近年担癌患者の血清中でエクソソーム中標的コラゲナーゼが増加している報告があり、今後CAF由来エクソソームの関与およびその役割について解析を進めていく予定である。

これまでのデータベースを用いて、がん間質で種々のメタロプロテアーゼが高発現していることを明らかにするとともに、CAFで高発現するメタロプロテアーゼ候補分子を同定した。また、CAF由来エクソソームでは一部のメタロプロテアーゼが特異的に高発現していることも明らかとなった。以上の結果から、CAFにおけるメタロプロテアーゼ発現異常が腫瘍進展に関与している可能性が考えられる。本研究では、これまでにmicroarray databaseおよびヒト癌組織より単離・培養したCAFを用いてCAF特異的に高発現するメタロプロテアーゼ分子を同定したほか、プロテオーム解析によりCAF由来エクソソーム中のメタロプロテアーゼやそのインヒビターの発現解析を進めてきた。今後これらの解析をもとに同定したメタロプロテアーゼ関連分子について、がん-間質相互作用に関わる生物学的機能の解析をすすめるとともに、分子病理診断の候補分子としての可能性を検討していく予定である。実験病理学今後、CAF特異的に高発現するメタロプロテアーゼ分子の生物学的機能解析をさらにすすめるとともに、ヒトCAF由来エクソソーム中メタロプロテアーゼとがん細胞との相互作用を明らかにする。また、これまでの解析をもとに同定したメタロプロテアーゼ関連分子について、分子病理診断の候補分子としての可能性を検討していく予定である。本研究では癌間質、特に癌間質線維芽細胞(CAF)で発現するメタロプロテアーゼ分子の機能解析に重点を置いており、これまでにmicroarray databaseおよびヒト癌組織より単離・培養したCAFを用いて、癌間質線維芽細胞で特異的に発現上昇するメタロプロテアーゼ分子を特定しつつある。ヒトCAFの採取については当大学外科学教室の協力のもと順調に進んでおり、解析に十分な量の検体数を確保することが可能と考えられる。また、次年度以降の実験計画に記載したCAF由来エクソソームについても、一部のCAFを用いては質量分析法にて解析を開始しており、当初予定していた実験計画の遂行は順調と考えている。ヒト癌組織より採取した癌間質あるいはCAFにおいて発現上昇するメタロプロテアーゼ分子に焦点を当て解析をすすめる。具体的には、shRNAやsiRNAを用いて同定したADAM/MMPをCAFで発現抑制し、線維芽細胞形質の変化や癌細胞への作用を検討する。通常培養下で細胞形質に変化のない場合には、種々のサイトカイン存在下での解析も行う。また、ヒトCAF由来エクソソームについても既に採取を開始しているが、エクソソーム中メタロプロテアーゼの生物学的機能についてさらに解析を行う。
挫傷脳における脳浮腫形成の機序:血液脳関門機成蛋白と細胞外マトリックスの変化

[目的]Matrix metalloproteinase(MMP)は、細胞外マトリックスの構成成分に作用するプロテアーゼである。MMPの過剰な活性は、血管内皮の基底膜を融解し、血液脳関門の破綻や白血球の遊走を引き起こす。中枢神経系では多発性硬化症の症状の増悪期や髄膜腫に伴う脳浮腫の発現に関与していることが報告されている。脳虚血再灌流モデルを用いた基礎研究では、MMP-9ノックアウトマウスにおいて血液脳関門の破綻が抑制されることが明らかとなっている。本研究では、ラット脳挫傷モデルにおいて、MMPの活性と血液脳関門の破綻、脳浮腫形成、運動機能との関係について調べ、MMP阻害剤がこれらにどのような影響を与えるか検討した。[方法]Wistar ratにcontrolled cortical impactdeviceを用いて定位的に脳挫傷を作成した。皮質脳挫傷部を採取して、MMP-9活性をgelatinzymography法で測定した。血液脳関門の破綻の程度は、EvansBlueの漏出により評価し、挫傷性浮腫は、dry/wetweightmethodにて評価した。運動機能の改善評価は、rotarodを用いた。MMP阻害剤を腹腔内投与し同様の検討を行ないその効果を判定した。[結果]MMP-9活性は、脳挫傷作成後3時間から出現し18時間で最大となった。EvansBlueの漏出は、作成3時間後から認められ6時間で最大となった。脳挫傷後の浮腫形成は、6時間後より急激に増加し24時間で最大となった。MMP阻害剤であるGM6001の腹腔内投与により、MMP-9活性、EvansBlueの漏出と挫傷性浮腫は有意に抑制されたが、運動機能の改善は認められなかった。[結語]脳挫傷後のMMP-9活性の上昇は、血液脳関門の破綻と脳浮腫形成に関わっている。MMP阻害剤の投与は、脳挫傷に対する新しい治療法になりえる。1.ラット脳挫傷モデルの作成ハロセン麻酔下に雄Wistarラット(n=22)を脳手術装置に固定して頭頂葉にControlled Cortical Impact Deviceを用い、脳挫傷を作成した。Bregmaの後方2.5mm、正中より外側3.0mmの位置に小開頭を行い打撃速度、変形深度を一定にして脳損傷をくわえることにより脳挫傷を作成した。一部のラットに大腿動脈からカニュレーションを行い、physiological parameterの測定をおこなうとともにH-E染色にて挫傷脳の組織学的検討をおこなった。2.血液脳関門透過性の評価脳挫傷作成後3,6,12,18,24時間後の受傷側半球からのエバンスブルーの漏出をmicroplate-fluorescence readerを用いて測定した。Sacrificeの2時間前に大腿静脈より2%エバンスブルー4ml/kgを投与し、それぞれのタイムポイントでハロセン麻酔下に開胸し、PBSで十分潅流した後に半球に分けて摘出した。冠状断で損傷部を観察するとエバンスブルーの漏出は挫傷脳皮質のみならず、直下の海馬にまでおよんでいた。Sham control群(18.6+28.8mg/g tissue)と比較し、作成3時間後よりエバンスブルーの漏出は認められ、6時間後でピークとなった(154.8+22.4)。エバンスブルーの漏出は受傷24時間でも認められた。