hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
天然変性タンパク質の相互作用解析による新規分子認識モデルの創成

本研究では、IDPと核酸間の相互作用のメカニズムの解明を目指し、ヒト由来のY-box binding protein 1 (YB-1)をモデル蛋白質として取り上げた。本研究における熱量解析の結果より、YB-1はC-term1をDNA結合部位として機能させていることが示された。一方、YB-1のCSD領域はRNAと特異的な相互作用をする部位であることが分った。これらの結論は、YB-1を欠損体から評価できたこと、さらに分子環境変化に基づく物理化学的解析によって明らかになったことがポイントとして挙げられる。このように、本研究課題に掲げた分子環境と分子認識との深い関連性を示唆する研究成果が得られた。当該年度では、熱力学的、及び分光学的手法を用いて、YB-1の核酸結合メカニズムを物理化学的に解析した。さらにYB-1の核酸結合部位を同定するために、YB-1の欠損体を作製し核酸との結合を調べた。既に結合することが分かっているY-box配列DNAの一本鎖(cY-box DNA)とYB-1の非翻訳領域RNA (YmRNA)を用いて等温滴定型熱量計ITCによる結合解析を行った。DNAとの結合実験より、DNAの主な結合部位はC末端領域(C-term1)であることが示された。一方RNAとの結合実験では、N末端領域(CSD)に対して強い発熱反応を示した。これはCSDがRNAとの結合に重要であることを示唆した。さらに塩濃度変化と比熱容量解析の結果より、C-term1とDNAは非静電的な結合で、疎水面からの脱水和が起きていることが示唆された。一方、CSDとRNA間の結合は静電的な特徴を有した特異的な結合である可能性が示された。本研究より、YB-1はDNAとRNAの結合に対して、それぞれC-term1とCSDが重要な結合ドメインであり、核酸間で異なる結合メカニズムを有していることが明らかとなった。DNAに対する非静電的な結合は、YB-1が二重鎖DNAをほどいて転写を抑制する機能と関与する可能性が考えられる。一方でCSDはRNAに対して特異的な結合を示し、mRNAに対する翻訳制御に関与しているかもしれない。このように、YB-1と核酸間の物理化学的な定量解析により、YB-1の分子レベルでの機能を明らかにすることに成功した。YB-1は核酸結合蛋白質であるため、精製する過程において核酸除去の工程が必須となる。可溶性画分にて発現したYB-1をヌクレアーゼ処理することにより、大腸菌由来の核酸(ゲノムDNAやmRNAなど)を断片化し、YB-1からの解離をしやすくした。ヒスチジンタグを付加しているため、Niアフィニティークロマトグラフィーによるタグ精製を行い、核酸を洗い流し、高効率の除核酸(A260/280 = 0.7程度)を行うことに成功した。続いてイオン交換カラムクロマトグラフィーにて再度精製を行い、夾雑蛋白質の分離を行った。精製後、SDS-PAGEにて目的蛋白質の純度をチェックし、90%以上の高純度で精製できていることを確認した。以上の工程を踏むことにより、YB-1を効率よく大量精製することに成功した。核酸結合蛋白質の精製において、核酸除去と効率的な精製プロセスの重要性が明らかとなり、今後の核酸結合型天然変性蛋白質に対する精製戦略の基盤が構築できた。調製したYB-1を用いて、既知のターゲット一本鎖DNAに対する結合解析を実施した。等温滴定型熱量測定を用いて、YB-1とDNA間の結合における熱力学的相互作用を評価したところ、YB-1はエンタルピー駆動型の相互作用であることが明らかとなった。一方、相補的な配列であるDNAに対する結合解析を行ったところ、両者では結合親和性の相違が観察された。したがってYB-1には塩基配列選択性が存在することが示され、その定量的解析に初めて成功した。YB-1の大量発現、そして精製方法を確立できた。さらに核酸との物理化学的な相互作用解析を行うために、等温滴定型熱量計による解析を実施し、そのパラメータ化にも成功した。以上の成果は、YB-1の分子環境変化における多角的な相互作用解析を遂行する上で重要な基盤となる。次年度では、以下のポイントに注視して、YB-1の相互作用メカニズムの解明に挑む。・DNAとRNAに対する相互作用解析を実施し、その結合メカニズムの相違点を議論する。・YB-1の機能ドメイン分割した変異体を数種作製し、核酸に対する結合領域の同定とその分子メカニズムを評価する。・分子環境変化(塩濃度、カチオン種、浸透圧)における相互作用特性を評価し、YB-1の分子認識における溶媒和変化の重要性とその拡張性を精査する。

次年度の研究費使用は以下のような計画を予定している。消耗品費:オリゴDNAやRNAの多角的な熱力学的解析を行うため、そのサンプル調製のための大量のオリゴ核酸の合成を必要とする(40万円)。また蛋白質の発現調製やその他関連試薬(15万円)、詳細な相互作用解析を主に行っていくためにITCやDSC関連試薬(20万円)、その他バッファー類、分光測定に必要な分光セルなどの消耗品を購入する。旅費等,その他:研究成果を積極的に発表するために、国内学会への参加する(20万円)。また学術論文への投稿費・英文校閲費(15万円)、文献収集・報告書作成等での印刷費を必要とする。
地方政府の行政広域化と財政ルールの実証研究

財政コモン・プール問題によって拡大する財政赤字に対処するための方策として、新たなる財政ルールを課すことが考えられる。そこで、本研究では、2007年度に施行された地方財政健全化法に焦点を当て、同法が施行以降に、都道府県がどのような財政行動をとったのかをFixed Effect SUR modelを用いて検証した。健全化法以降、地方団体のフローの財政指標である実質赤字比率や連結実質赤字比率は改善傾向にある一方で、ストックの財政指標である将来負担比率は悪化傾向にあることが明らかになった。これは、単年度主義が原則である地方団体の予算制度のもとで、健全化法によって新たに導入された財政指標の財政健全化基準及び財政再生基準を超えて中央政府の監視下に置かれることを避けたいという地方団体の財政調整行動を示すものである。研究結果は、2018年12月に「地方財政健全化指標における相互依存関係」という論文を査読付き学術雑誌である内閣府経済社会総合研究所『経済分析』に公表している。また、上記の論文を拡張したものとして、"The effects of the new fiscal rule and creative accounting"という論文を執筆した。これは、市町村が新しい財政ルールの施行後に、どのような財政行動をとったのかをSUR with DIDを使って検証したものである。分析結果より、平均的に、市町村は財政ルールの施行後に監視対象となる財政4指標は改善しているものの、監視対象となっていない公営企業への繰出金等の指標は増加していることが明らかになった。すなわち、監視対象となる指標を改善させるために、監視対象とならない指標の悪化を許容する状態にあったと考えられる。本論文は、ワーキングペーパーとして公表しており、適宜修正を重ねながら海外査読付き学術誌に投稿中である。当初の計画通り、おおむね順調に進展している。平成30年度はおもに調査と研究発表を多く実施した。今後は、平成30年度に実施した分析をもとに論文を執筆し、国際・国内学会で研究発表を複数回実施することを予定している。また、市町村合併時における共有財源問題の研究では、市町村が合併前に地方債の発行を増額したことは明らかになっているが、どのような公共サービスを増加したのかは明らかになっていない。従って、各公共サービスの費用項目に着目した追加的な分析を継続している。また、海外の研究者と意見交換をするため、オーストラリアにて開催予定のワークショップに参加することを予定している。国際学会等への海外出張の際、近年日本と諸外国との物価差が大きくなる傾向にあり、航空費や宿泊費が想定以上に必要となるケースが存在する。そのため、当初予定していた備品購入を次年度以降に遅らせることにより使用計画を変更することにした。
拡散的思考の支援を基盤としたアーギュメント生成を促進する学習環境の開発

本研究課題の学術的な「問い」は,学習者の拡散的思考を促進する学習環境とは何か,PCを中心とする学習環境によって学習者間の思考の共有は可能か,である。申請者は,ワークブック教材2種を開発し,中学生・高校生・大学生を対象に実験し,教材の構成原理と教育的効果との関連性を検討してきた。これまでに,それぞれの教材の利用により学習者の拡散的思考が促進されること,アーギュメント(意見文)生成時の学習者の思考に変化がもたらされることが示されている。その一方で,学習環境の適切性,個々の思考内容の共有化(協同学習)の可能性については未検討であった。そこで,これら2点を課題として本研究は進められる。
亜急性硬化性全脳炎の遺伝子治療法確立のための基礎的研究

亜急性硬化性全脳炎(SSPE)は麻疹ウイルスの遅発性感染によって起こる小児の進行性かつ致死性の疾患であり,効果的な新しい治療法の確立が切望されている。そこで,prodrug活性化遺伝子として大腸菌由来のcytosine deaminase (CD)をSSPEウイルス感染脳細胞に選択的に導入し,5-fluorocytosine (5-FC)をprodrugとして投与し,感染細胞を殺すという自殺遺伝子治療法の開発をめざした。まず,ウイルス感染細胞に選択的に自殺遺伝子を導入する方法を検討するため,green fluorescent protein(GFP)の発現を指標にその導入の選択性を評価した。GFP遺伝子発現ベクターを構築し,この発現プラスミドDNAをカチオン性脂質,さらにはリン酸カルシウム法を用いてトランスフェクションし,ウイルス感染細胞(syncytium focus)に選択的に蛍光発現がみられるかどうかで判定した。しかしながら,各種条件の検討に関わらず,カチオン性脂質による選択的導入には限界があることが判明した。今後は,プラスミドDNAに麻疹ウイルス抗体を結合させ,投与するか,あるいは,麻疹ウイルスミニゲノム中に自殺遺伝子を組み込みSSPEウイルス感染細胞でしか発現できないウイルスベクターを作製し,投与する方法が考えられる。現在,後者の方法を採用することで準備が進められている。一方,治療効果を評価するため,サイトカラシンD処理による擬似ウイルス粒子を作製してSSPEウイルス脳内接種を行い,我々が分離した大阪1,2,および3株について脳炎発症条件を検討した。数十から数百ウイルス粒子の接種でほぼすべてのハムスターが接種後4-16日で発症し,神経症状を呈して多くは1-2週間で死亡した。これにより遺伝子治療効果を見るためのSSPEモデル動物の作製が可能であることが判明した。この疾患への遺伝子治療の応用を考えた場合,ウイルス感染細胞に選択的に治療遺伝子を運搬するターゲティングの手段が不可欠であり,その遺伝子発現に伴う抗ウイルス効果や殺細胞効果によって感染の拡大を防ぐことが基本戦略となる。SSPEにおいては細胞融合能を持つSSPEウイルス感染脳細胞がターゲットとなる特徴を持つ。それゆえ,直接の殺細胞効果を期待するかわりにprodrug活性化(自殺)遺伝子発現べクターDNAを選択的に感染細胞に導入し,発現させ,その後,Prodrug投与で感染細胞を殺すという自殺遺伝子治療法がより安全と考えられる。そこでprodrugとして5-fluorocytosine(5-FC)を,prodrug活性化遺伝子として大腸菌由来のcytosine deaminase(CD)を用いたSSPEの新たな特異的治療法の開発をめざすこととした。今年度はウイルス感染細胞に選択的に自殺遺伝子を導入する方法を検討するため,green fluorescent protein(GFP)の発現を指標にその導入の選択性を検討することとした。まず,GFP遺伝子発現ベクターを構築した。この発現プラスミドDNAをリン酸カルシウム法や各種の力チオン性脂質(リポフェクトアミンプラス,リポフェクトアミン,リボフェクトエース,リポフェクチン,セルフェクチン)を用いてトランスフェクションし,ウイルス感染細胞(syncytium focus)に選択的に蛍光発現がみられるかどうかで判定した。しかしながら,今のところ,リボフェクトアミンプラス,リポフェクトアミン2000を試みたが,選択性は認められていない。今後,さらにリン酸カルシウム法や他のカチオン性脂質についても検討を加える予定である。

SSPEにおいては細胞融合能を持つSSPEウイルス感染脳細胞がターゲットとなる特徴を持つ。それゆえ,直接の殺細胞効果を期待するかわりにprodrug活性化(自殺)遺伝子発現ベクターDNAを選択的に感染細胞に導入し,発現させ,その後,prodrug投与で感染細胞を殺すという自殺遺伝子治療法がより安全と考えられる。そこでprodrugとして5-fluorocytosine(5-FC)を,prodrug活性化遺伝子として大腸菌由来のcytosine deaminase(CD)を用いたSSPEの新たな特異的治療法の開発をめざすこととした。まず,ウイルス感染細胞に選択的に自殺遺伝子を導入する方法を検討するため,green flhuorescent protein(GFP)の発現を指標にその導入の選択性を評価した。昨年度はGFP遺伝子発現ベクターを構築し,この発現プラスミドDNAをカチオン性脂質であるリポフェクトアミンプラス,リポフェクトアミン2000を用いてトランスフェクションし,ウイルス感染細胞(syncytium focus)に選択的に蛍光発現がみられるかどうかで判定した。今年度はさらにリン酸カルシウム法や他のカチオン性脂質(リポフェクトアミン,リポフェクトエース,リポフェクチン,セルフェクチン)についても検討を加えた。結果は実験によりばらつきがあり,遺伝子導入方法についてはさらに実験条件を検討する必要があると思われた。一方,SSPEモデル動物系樹立のため,サイトカラシンD処理による擬似ウイルス粒子を作製してSSPEウイルス脳内接種を行い,その発症条件を検討した。数十から数百ウイルス粒子の接種でほぼすべてのハムスターが接種後4-16日で発症し,神経症状を呈して多くは1-2週間で死亡した。これにより遺伝子治療効果を見るためのSSPEモデル動物の作製が可能であることが判明した。亜急性硬化性全脳炎(SSPE)は麻疹ウイルスの遅発性感染によって起こる小児の進行性かつ致死性の疾患であり,効果的な新しい治療法の確立が切望されている。そこで,prodrug活性化遺伝子として大腸菌由来のcytosine deaminase(CD)をSSPEウイルス感染脳細胞に選択的に導入し、5-fluorocytosine(5-FC)をprodrugとして投与し,感染細胞を殺すという自殺遺伝子治療法の開発をめざした。まず,ウイルス感染細胞に選択的に自殺遺伝子を導入する方法を検討するため,green fluorescent protein(GFP)の発現を指標にその導入の選択性を評価した。昨年度は結果に実験によりばらつきがみられたため,今年度はプラスミドDNAと各カチオン性脂質の量比を検討した。
テニス・サーブレシーブ時における不得手側ステップワーク改善を目指す装置開発

テニスにおけるサーブ・レシーブをする際、相手の打つサーブのコースに応じて瞬時に判断し、最初の一歩を適切に踏み出すためのトレーニング装置を開発することを目的とする研究を推進した。確実な成果として、本研究の基盤となる高度なLabViewプログラミング技術をマスターするとともに、さまざまなコースに打ち分けられたテニス上級者のサーブ場面を録画し、その映像をランダムに呈示するシステムを作成することができた。平成21年度は研究計画の初年度であり、その成果はおもに以下の三点に集約される。つまり、(1)テニスサーブ動作の撮影、(2)実験室・装置の構築、(3)LabVIEWプログラム開発能力向上のための研修参加、である。テニスサーブ動作の撮影では、テニスサーブ技術レベルの高いプレーヤーをモデルとして彼らにテニスサーブをさまざまなコースに打たせたときの動作およびボールの動きをレシーバー目線で撮影した。得られた映像は後に被験者にサーブのコースや速さを任意に設定し提供できるよう取捨選択され、本研究に必要なものだけがデータベース化された。実験室・装置の構築では、撮影したサーブ時のビデオ映像を被験者の後方から投射するため、天井付近にアングルで固定枠が作成されるとともにその場所に市販の液晶プロジェクターが設置された。またスクリーンの代わりに白いパネルボード(100インチ画面相当)が前方の壁に貼付された。投影試験の結果、計画どおり被験者の頭上から前方のパネルボードに投影可能であることが確認された。LabVIEWプログラム開発能力向上のための研修参加では、LabVIEWソフトの販売元である日本ナショナルインスツルメントが定期的に開催する有料研修会に参加し、LabVIEWによる基本的な操作方法およびデータ収集方法(プログラムの概要、付属デバイスのコントロール、AD変換の基礎知識など)について研修し、簡単なLabVIEWプログラムを作成できるまでに至った。平成22年度の本研究の主な実績として、大きく以下の二つがあげられる。ひとつは、さまざまな解析に必要となる情報処理能力の向上を目指したプログミング研修による成果である。もうひとつは、テニスプレーヤーが実際にサーブをした際の映像を記録し、本研究に必要な場面を切り出し編集したことである。それらの実績を以下に具体的に表す。1.LavViewbプログラミング技術の向上本研究において様々な場面において必要になるデータ取得・解析プログラムを作成するため、平成22年8月に開催されたLavViewbプログラミング技術講習会を受講した。その結果、データの連続的な収録とそれらを必要な形式で表示されるなど、無理なく扱えるようになり、LavViewbプログラミング技術向上は予定どおり進んでいる。ただし、現在のプログラミング技術では映像を同時記録するとともに瞬時に必要な映像を切り出し、その映像の情報にもとづいて次の指示を出すまでには達せず今後の課題である。2.テニスプレーヤーサーブ時の映像記録本研究で必要となるテニスプレーヤーがいろいろなコースに打ち分けたサーブ場面を録画し、データライブラリーに蓄積した。モデルは上級者および初心者に依頼し、それぞれのモデルにつき両サイドからのサーブをするよう指示するとともにサーブ時に狙うコースを指定し、1コースあたり30回のサーブを実施させた。その時の映像はレシーブする者が一般的に構える位置に設置されたビデオカメラにより録画された。撮りためたビデオ画像の中から本研究で使用する映像を選択し、計画書に記載した基準に従い、上級者のスピート豊かなサーブおよび初級者の緩いサーブをそれぞれのコース別に区分けをした。テニスにおけるサーブ・レシーブをする際、相手の打つサーブのコースに応じて瞬時に判断し、最初の一歩を適切に踏み出すためのトレーニング装置を開発するとともに、その効果について一般人の被験者を用いて検証すること目的とし、23年度の研究計画を4段階に分けて推進した。その結果は以下のとおりである。1.LabViewプログラミング技術の向上年に数回開催される無料の記述講習会参加を始め、日ごろから他の実験で使用する測定機器のシステムを自作するなどして、プログラミング技術向上に努めた。その結果、当該研究で必要となるレベルのプログラムを作成することができた。2.テニスサーブ時のビデオ画像の編集22年度に実施したテニス上級者のサーブシーンを特別なビデオ編集装置を用いることなく通常のパソコンを用いて編集し、各コースに打ち分けられたサーブシーン別に抽出した。3.ステップのオン・オフを検知する実験用特別シューズの作成ステップ状態を検知するためのセンサーとして、通常使用されているオン・オフスイッチを実験用特別シューズに埋め込んだ。ここで用いたシューズは市販のテニスシューズであり、サイズも各種そろえた。4.いろいろなテニスサーブ時のビデオ画像のランダム呈示システムの開発LabViewプログラミング技術を駆使し、抽出されたコース別サービスシーンをパソコン画面にランダムに呈示することができ、液晶プロジェクターを用いてスクリーンに投影することができた。
１分子制御化学を実現する１分子液滴反応場の創成

本研究では、研究代表者が提案した1分子制御化学の実現に向けて、超微量液体(流体)操作に適したナノ流体デバイスを用いて、1分子液滴反応場となるアトリットル(aL)液滴を形成する方法を創成した。具体的には、研究代表者が開発したNano-in-Nano集積化技術を用いて、ナノ流路内に超高精度の局所親水-疎水ナノパターン表面を構築することに成功した。この超高精度の局所親水-疎水ナノパターン表面を有するナノ流体チップを利用することで、気-液界面に発生するラプラス圧力差の原理に基づくアトリットル液滴の生成が可能であることを実験で明らかにした。本研究の目的は「1分子制御化学」の実現に向けて、超微量液体操作に適したナノ流体デバイスを用いて、1分子の輸送・混合・反応ができるようにするための1分子液滴反応場の創成である。ここで申請者が提案する「1分子制御化学」は、分子をビルディングブロックとして直接取り扱い、1分子単位で自由自在に輸送・混合・反応・分離する技術に基づく新たな化学である。この技術が実現すれば、多分子系を取り扱う従来の化学(または化学工学)の常識を覆す可能性もあり、本研究がこの究極のボトムアップ方法論に基づく新たな化学または分子科学の道を開く契機になることが期待される。平成26年度は、1分子液滴反応場を実現するためのナノ流体チップを設計し、その作製に必要である電子ビームリソグラフィや、フォトリソグラフィなどのプロセスと条件を検討し、アトリットル(aL)液滴を形成可能なナノ流体チップの作製に成功した。また、チップ内にある金ナノ表面に疎水性自己組織化単分子膜(Self-Assembled Monolayer;SAM)を配列し、局所的疎水性表面を構築した。チップ内直接に評価することが困難であるため、その疎水性表面の評価は同じ条件で基板上に形成した疎水表面を利用して接触角や、AFM、XPSの測定によって行い、接触角110°程度、なめらかな疎水性表面が作成できたことを明らかにした。また、チップ内でナノ流路の液相-気相界面に働くラプラス圧の理論値を試算し、アトリットル液滴作製実験時の目安とした。さらに、十字ナノ流路の横流路からは超純水を導入、縦流路からは上下から空気を導入し、それぞれの圧力を制御しながらアトリットル液滴の作製条件を検討した。本年度は、1分子液滴反応場の実現に取り組んだ。具体的には、十字ナノ流路を有するナノ流体チップを用いて、横方向のナノ流路につながる液体導入用マイクロ流路に超純水を毛細管力で導入し疎水性SAM界面(バルブ)で止める条件を検討した。さらに圧力コントローラーを用いて縦方向の空気導入用マイクロ流路から空気を導入し、流路内の液体を切り取り、アトリットル液滴(=1分子液滴反応場)の生成に挑戦した。結果について、最適化した実験条件を用いた場合、ナノ流路の付近にある疎水性SAM界面でナノ流体を止めることに成功した。同様の実験を数回行ったが、毎回同じ場所の疎水性SAM界面でナノ流体止まるという結果が得られた。これらの結果よりバルブとしての再現性が高いことが確認できた。また、流路内の液体切り取り実験を行ったが、縦方向のナノ流路にうまく空気が導入できなかった。流路内に何らかのつまりが生じていると考えられる。今後はその問題を解決し、切れ取り圧力の検討、液滴の作製、操作に取り組むことが必要である。平成26年度は、研究実績の概要で述べたように、1分子液滴反応場を実現するためのチップ作製に成功するとともに、ナノ流路内液相-気相界面の構築するための条件及びアトリットル液滴の作製条件を実験と理論計算の両方から明らかにすることができた。若干の方針の変更はあったものの、当初の目的はほぼ達成した。また、プロジェクトの目標をより早く実現するために、上述の当初の計画(static法)を推進しながら、新たなアトリットル液滴形成の方法(dynamic法)も提案して試した。Dynamic法では温度応答性の界面をナノ流路に構築し、温度変化でアトリットル液滴をスマート生成する。

ナノ流路内にある金表面に固定できるチオール基を持つ温度応答性ポリマーの合成は、可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合により既に成功している。現在、このポリマーを利用して温度によりナノ流体制御と液滴の作製に取り込んでいるところである。以上に基づいて、平成26年度は、当初計画以上に進展していると言える。許研究室HPには本研究の最新の研究結果に関して随時を発信しています。ナノ化学システム、1分子科学平成27年度は、アトリットル液滴生成ための液体切取り空気圧力と液滴制御ための作動圧力をさらに検討し、アトリットル液滴生成・制御の手法を確立する。次に、アトリットル液滴を用いた1分子液滴反応場の創成を目指す。1分子を含むアトリットル液滴生成を計算と実験の両面で検証することにより、1分子液滴反応場を作製する。順調に実現できれば、さらに、2つの1分子液滴の融合による1分子同士間の化学反応の実現と反応のキネティクスの解明に挑戦する予定である。
知の神話-ポール・ヴァレリーにおける科学的思考の誕生と進化(1880-1920)

科学が思想家に及ぼす影響とはどういうものなのか、また科学者の思考と思想家の思考の境界線はどこにあるのかといった問題を考えるという目的で、フランスの作家ポール・ヴァレリーの19世紀末から20世紀初頭にかけての科学的思考の進歩と変化を研究してまいりましたが、本年度はまず、フランスの国立図書館に保存されているヴァレリーの1895年発表の作品「レオナルド・ダ・ヴィンチの方法の序論」の草稿のコピーを入手して研究いたしました。この作品の中でヴァレリーは芸術家の精神活動と科学者の精神活動の類似性などについて論じていますが、このたび草稿のコピーを分析した結果、ヴァレリーがきわめて綿密な計画を練ってから執筆に着手したこと、とりわけ導入部の1、2ページは何回も書き直したことなどの創作過程が明らかになりました。他方で、昨年度はヴァレリーの1880年代から1900年代にかけての科学思想の受容を研究したことから、今年度は彼の1910年代の思想の受容を調べました。この時期、科学者の間で相対性理論や量子理論が熱心に議論されましたが、ヴァレリーが新しい理論にいちはやく興味を持ち、それに関連して時間や空間や原子について多数の考察をしていたことがわかりました。またそういった物理の知識から精神の領域を解明しようとしていたことも見受けられました。しかし、20世紀の物理は想像困難で予測不可能な世界観を提示し、時間や空間の観念を一変させてしまったことから、ヴァレリーが知の将来についてだんだんと懐疑的になっていったこともわかりました。この時期に発表された作品は数多くはありませんが、ヴァレリーはみずからの思索を一貫して「カイエ」-ノートブック-に記していたのでこれを研究いたしました。この時期の「カイエ」はまだ活字で出版されていないので、フランス国立科学研究所出版の複写版を読解いたしました。(784字)科学は近現代思想にどのような影響を及ぼしてきたのでしょうか。また、科学者と思想家の相違点はどこにあるのでしょうか。これらの問題を考えるうえで興味深いのは、フランスの思想家ヴァレリーの科学についての考察、とりわけ彼の科学批判です。そこで「カイエ」とよばれる彼の手記のなかにみられる多数の科学批判を分析したところ、彼が精神との関係で科学に関心を寄せ、かつ批判をしていることがわかりました。思想家にとって科学とは、認識のメカニズムの問題として考慮されていることが明確になりました。このヴァレリーの科学への関心はいつから始まったかという点については、今回ジュール・ヴェルヌの空想科学小説とヴァレリーの思想との比較によって、ヴァレリーが少年時代に読んだヴェルヌの小説の中ですでに科学的知識と科学的知性のイメージに親しんでいた可能性があることがわかりました。空想科学小説が思考の発展に果たしうる役割をあらためて確認できました。さらに、アインシュタインが相対性理論で時間と空間を融合したことは知られていますが、この相対性理論がフランスに紹介される以前にヴァレリーも独自の方法で時間と空間の融合をめざしていた点に興味を持ちました。いったいどのような経緯でヴァレリーがそれを試みるようになったのでしょうか。彼の省察の詳細な分析の結果、とりわけカントの「純粋理性批判」、ウェルズの『タイム・マシン』、ポワンカレの「科学の価値」などとの関係が浮き彫りになり、ヴァレリーがこれらの本の読書経験をもとに、時間と空間についての独自の思想をしだいに発展させていったことがわかりました。研究にあたっては、おもに上述の「カイエ」の活字版を使って、彼の1894年から1909年ごろまでの思想の変化を研究の対象といたしました。また、上に述べた作家の作品のほかに、アインシュタインの著作も研究し、当時の科学について知識を深めました。(796字)科学が思想家に及ぼす影響とはどういうものなのか、また科学者の思考と思想家の思考の境界線はどこにあるのかといった問題を考えるという目的で、フランスの作家ポール・ヴァレリーの19世紀末から20世紀初頭にかけての科学的思考の進歩と変化を研究してまいりましたが、本年度はまず、フランスの国立図書館に保存されているヴァレリーの1895年発表の作品「レオナルド・ダ・ヴィンチの方法の序論」の草稿のコピーを入手して研究いたしました。
自発的に「泳ぐ」液滴：パターン形成による運動機能獲得

多くの生物は体の形状を変形させることで自発的な運動をすることが出来る。しかし、生物・無生物に関わらず、変形に誘起された自発運動が持つ普遍的な性質は明らかになっていない。系統的に変形と運動の関係を調べるため、本研究では表面波に駆動されて高粘性流体中を泳ぐ液滴に対し、形状と運動の関係を網羅的に調べた。その結果、併進運動や自転運動などの運動は液滴上の定在波の形状の対称性の破れにより起こることが分かった。また、自己駆動粒子のモデル方程式を使うことで、泳ぐ液滴のダイナミクスだけでなく細胞運動を定量的に再現することが出来ることを示し、変形駆動の自発運動を統一的に記述できる可能性があることを示した。細胞運動に代表されるように、多くの生物は変形をしながら自発的に動き回ることが出来る。生物・無生物に関わらず外からの刺激を必要としない自発的運動をするためには、非対称な形状など、空間的な対称性の破れが不可欠である。私は粒子の形状の自発的対称性の破れと自発運動の間にある関係を実験的に明らかにすることを研究の目的としている。水よりも重く粘性の高いシリコンオイル上に水滴を乗せ垂直加振すると、水滴と空気の気液界面のみ共振を起こし、水滴上に局在した共振波(ファラデー波)を作ることができる。すると、ファラデー波が液液界面に作る表面波により、液滴は変形をしながら自発的に運動する。これまでの実験により液滴上のファラデー波の対称性が自発的に破れることで液滴の併進運動が起こることが示唆されていた。私はファラデー波の自発的対称性について調べるため、直方体容器中でのファラデー波について調べた。液滴と同程度の大きさの直方体容器に絵の具で白濁させた水を満たしたものを垂直加振し、固定境界条件でのファラデー波を起こした。このときのファラデー波の形状をレーザー変位計でスキャンすることで調べた。その結果、周波数を徐々に下げていくと、液滴上のファラデー波と同様にある臨界周波数以下でファラデー波の前後対称性が自発的に破れることがわかった。このことからファラデー波の自発的対称性の破れは、ファラデー波が狭い空間に閉じ込められていることにより起こっていることが分かった。私はさらにシリコンオイルの粘性が低い場合に見られる複雑な液滴運動について調べた。その結果、静止状態から往復運動、振動的直線運動への運動モード分岐が起こることを発見した。これらの複雑な運動はファラデー波の腹の数と対称性の破れが時間的に変化することで起こることが分かってきている。液面をレーザー変位計でスキャンすることで、液面の形状を測定する装置を作成し、臨界周波数以下でファラデー波の対称性が自発的に破れることを定量的に測定することができた。また、ファラデー波の振幅の空間分布を波数空間で表示すると、前後対称性の破れにかかわる成分が臨界周波数以下でスーパークリティカル分岐を起こすことを発見した。液滴の併進運動への分岐もスーパークリティカル分岐になっていることが分かっているため、この結果からも運動の分岐とファラデー波の対称性の破れが関連していることが示唆されている。シリコンオイルの粘性が低い場合に見られる複雑な液滴運動について測定し、相図を作成した。その結果、静止状態から往復運動、振動的直線運動への運動モード分岐を発見した。さらに、低粘度での液滴運動は温度に大きく依存することが分かってきており、温度が低くなると多角形運動が支配的になることも分かった。私は自発運動する粒子の形状と運動の間にある普遍的な関係を実験的に明らかにすることを研究の目的としている。私はこれまでシリコンオイル上の水滴を垂直加振することで水滴上に局在した共振波(ファラデー波)を作り、波の力により泳ぐ液滴を作成している。また、ファラデー波の空間対称性は直方体容器中など固定境界において周波数を下げることで自発的に破れることがわかっている。今年度は液滴上のファラデー波において、ファラデー波の腹の位置をつなぐ曲線の曲率の変化を調べた。その結果、液滴の併進運動の分岐点において曲率が0から有限の値を持つようになることを示した。これは、液滴においても固定境界の場合と同様にファラデー波の自発的対称性の破れが起こり、その結果として併進運動が現れることを示している。私はさらに変形する自己駆動粒子の持つ普遍性について調べるために、泳ぐ液滴に対して行っていた解析手法を用いて細胞運動の解析を行った。私はゲル上を運動する繊維芽細胞の形状をフーリエ展開し、形状の各モードと重心の速度の間の関係について調べた。その結果、繊維芽細胞の重心の速度は形状のモード2とモード3の時間微分の関数として表せることを見出した。また、得られた速度に関する関係式はアメーバ運動によって液体中を泳ぐ粒子の一般的な方程式と同様なものになっていることが分かった。私はこれまでに泳ぐ液滴のダイナミクスが、形状のフーリエモードの時間発展に基づくモデルを用いて説明できることを示しいる。

そのため、形状のフーリエモード解析が生物・無生物に関わらず運動と変形の関係を調べる上で有効であることが分かってきた。これまで固定容器中のファラデー波は波長が長くなることで自発的に形状の前後対称性を破ることを見出したが、実際に泳ぐ液滴に対しても同様の形状の前後対称性の破れがドリフト分岐点上で起こることを定量的に示すことができた。本研究の最終的な目標は無生物系の実験を通して細胞運動などの生物の自発運動に対する物理的な知見を深めることにある。今年度は実際に液滴の実験において行っていた形状のフーリエモード解析を繊維芽細胞の細胞運動に適用し、細胞の種類や置かれている環境によらず形状と運動の間に普遍的な関係がある可能性を示すことができた。さらに現在、泳ぐ液滴の現象論的なモデルである形状のフーリエモードの時間発展に基づくモデルを拡張すると細胞運動の統計的な性質が良く説明できることが分かってきている。これは形状のフーリエモードの時間発展に基づくモデルが無生物・生物を問わず一般的に適用できることを示唆している。多くの生物は体の形状を変形させることで、這う・泳ぐなど自発的な運動をすることが出来る。しかし、粒子形状の変形に誘起された自発運動において、変形と運動の間に普遍的な関係性があるかは分かっていない。本研究の目的は無生物系の実験を通して変形に誘起された自発運動に対する物理的な知見を深めることにある。今年度は泳ぐ液滴の集団運動について数値的に検証するため、変形する自己駆動粒子のモデル方程式に変形を考慮した排除体積効果を導入した数理モデルを使い集団運動の数値計算を行った。その結果、周期的境界条件では泳ぐ液滴のように短軸に向かって運動する粒子集団より線維芽細胞のように長軸に向かって運動する粒子集団のほうが高い配向秩序を示すことが分かった。一方、細長い流路においては短軸に向かって運動する粒子集団は高い配向性を持った集団運動をする一方、長軸に向かって運動する粒子集団は対流状の周期的な渦形成をすることが分かった。このように、形状と運動の関係、そして境界条件によって集団運動が大きく異なることが分かった。私はさらに生物・無生物系に関わらず変形に誘起された自発運動の持つ普遍的な性質を調べるために、ゲル上の線維芽細胞の形状と運動について詳細な解析を行った。その結果、線維芽細胞の形状と運動の間にある関係式が、流体中を伸び縮みによってアメーバ遊泳する粒子の運動の方程式と等価になることが分かった。これは伸び縮みによる自発運動が系の詳細によらない普遍性を持つことを示唆している。また、私はアメーバ遊泳による運動の方程式と変形する自己駆動粒子のモデル方程式を組み合わせることで、線維芽細胞の形状と運動の統計的な性質をほぼ全て定量的に説明することが出来ることを示した。このように、変形する自己駆動粒子のモデル方程式を使うことで、泳ぐ液滴のダイナミクスだけでなく細胞運動を定量的に再現することが出来ることを示した。多くの生物は体の形状を変形させることで自発的な運動をすることが出来る。しかし、生物・無生物に関わらず、変形に誘起された自発運動が持つ普遍的な性質は明らかになっていない。系統的に変形と運動の関係を調べるため、本研究では表面波に駆動されて高粘性流体中を泳ぐ液滴に対し、形状と運動の関係を網羅的に調べた。その結果、併進運動や自転運動などの運動は液滴上の定在波の形状の対称性の破れにより起こることが分かった。
飛沫蒸発フラックス計測システムの開発と都市における水収支の解明

本年度は主に,(1)スケールモデルサイトにおける遮断蒸発量の検討、(2)都市・森林キャノピーにおける遮断蒸発特性の差異の検討、(3)研究成果のとりまとめ、を行った。(1)スケールモデルサイトにおける遮断蒸発量の検討屋外スケールモデル実験場(日本工業大学敷地内:COSMO)における水収支の残差(流出-降雨)から求めた降雨中遮断蒸発の特性を詳細に検討した。COSMOにおけるRIは平均して降雨量の約6%であった。(2)都市・森林キャノピーにおける遮断蒸発特性の差異の検討COSMOにおける遮断蒸発量は森林域に比べて小さく,またRIと降雨継続時間や総降雨量との関係は見られなかった.一方,COSMOのRIは降雨初期に大きくなり,初期飽差,及びキャノピー貯熱量と強い相関があることが確認された.森林とCOSMOのキャノピー構造の違いがRI特性に違いを与えたと考え、i.表面積率(SAI)の違い、ii.スカラー粗度の違い、iii.キャノピー下の飛沫が蒸発し得る空間の有無、iv.キャノピー熱容量の差異について、それぞれ検討したところ、これらの要素が都市と森林での遮断蒸発特性の差異を説明する有力な候補であることがわかった。(3)研究成果のまとめ以上の研究で得られた成果は、土木学会、水文水資源学会、気象学会などで発表するとともに、国際ジャーナルWater Resources Researchに投稿を行った。本年度は主に,(1)降雨-流出過程を完全に閉じることが可能な屋外スケールモデル実験サイトで降雨中の遮断蒸発量の降雨強度依存性、気温依存性などを明らかにすること,(2)飛沫蒸発フラックスを直接的に計測する手法を確立すること,を目的として研究を行った.(1)水収支残差から求めた遮断蒸発量の基礎的検討既存の屋外スケールモデル実験場(日本工業大学敷地内)において遮断蒸発特性の基礎的検討を行った.50m×100mの敷地の一角(6m×6m)に集水域を設置し,流出量や降雨量を0.1mm精度でモニタリングした.そして水収支の残差(流出-降雨)から降雨中の遮断蒸発を定量的に求めた.2006年9月から翌年1月21日までに本サイトで得られた降雨数は32で,最大降雨強度にして0.1-13.1mmhour-1,総降雨量にして0.2-134.5mmまでと有意な幅を持った降雨イベントが得られた.一降雨中の遮断蒸発量は0-4.9mmであり,これらは飽差に大きく依存することがわかった.降雨開始時の飽差が大きくなるほど遮断蒸発量は増加する.(2)飛沫フラックス計測システムの構築粒径別測定が可能な雨滴粒子測定用パーティクルカウンターを購入し,超音波風速計と同期計測させることで渦相関システムを構築した.またこの飛沫フラックス計測システムを実際の都市キャノピーに適用し,都市域における粒子フラックスをモニタリングした.降雨時に飛沫量の増加傾向がみられることが明らかになったが、フラックスの定量評価に関しては来年度の課題である.本年度は主に,(1)スケールモデルサイトにおける遮断蒸発量の検討、(2)都市・森林キャノピーにおける遮断蒸発特性の差異の検討、(3)研究成果のとりまとめ、を行った。
事実認定の手続構造論と証拠構造論

再審における証拠構造論は弾劾対象の確認機能とともに明白性判断の過程を可視化・客観化する機能を担うものとして発展したが、明白性判断は実質的には有罪・無罪の実体判断と異ならないのだから、この証拠構造論は通常手続でも基本的に妥当するものと考えることができる。再審と通常手続との違いは、弾劾対象が前者においては確定判決の事実認定、後者においては検察官の有罪主張としての訴因事実という点だけである。しかし、この違いは、再審の場合は弾劾対象が確定的であるのに対して、通常手続の場合は弾劾対象が浮動性をもたざるをえないことを意味する。問題は、この相違の下で、通常手続において、いかなる根拠、いかなる形態において、証拠構造論を展開することができるかという点にある。経験深い弁護士の刑事弁護の実践を通して、こうした志向が正当性をもつことが本研究で確認されており、問題は理論的根拠とその具体的な論理にある。通常手続における証拠構造論の妥当根拠は、「疑わしきは被告人の利益に」の原則と証拠裁判主義に求めることができる。けだし、検察官が「合理的疑い」を超えて訴因事実の立証に成功したといえるためには、訴因事実を支える証拠上の構成(証拠構造)が被告人の弾劾に耐えて維持されたということを意味するほかないからである。むろん、この証拠構造には浮動性を認めざるをえないが、しかし、その最終的確定を論告の段階に求めれば、理論上も実際上も問題はない。そして、こうした証拠構造論が機能するためには、立証趣旨の拘束力の肯定と事前全面証拠開示が不可欠の前提となるが、これらの前提を満たすことは当事者主義そのものが要請するところである。そして、英米法でも、無罪評決指示制度に見られるように、証拠開示を前提として検察官の有罪主張の証拠構造の崩壊をもって「無罪」判決を行う制度が容認されているのである。本年度は、第一に、刑事再審における証拠構造論の機能を具体的再審事例に即して検証すること、第二に、この証拠構造論の通常手続での活用可能性を刑事弁護の活動実体を踏まえて検証することを研究計画の主眼とした。第一の課題については、最高裁名張決定を素材として検討した。その結果、明白性判断において証拠構造論がもつ総合評価の統制機能が再審実務では貫徹されていない状況があり、その原因が形式的平面的な証拠構造分析に終始していることにあること、そのことが明白性判断において旧証拠の不利益再評価をもたらし、確定判決の証拠構造と離れた裸の実体判断を追求する再審実務をもたらしていることが明らかとなった。名張決定をめぐる学説の状況をみた場合、この問題点を克服する証拠構造論は構築されてはおらず、確定判決の事実認定を支えた旧証拠群の有機的連関を解明する方向で証拠構造論を構築し、そのための具体的な証拠構造分析の手法を確立することが重要な課題であることが明らかとなった。第二の課題については、再審における証拠構造論を通常手続に活用することは、裁判官の自由心証を可視化・客観化する上で有効な手法であり、それが刑事弁護の実践の場面でも有効性をもつことが明らかとなった。その具体的活用形態は検察官の有罪主張の証拠構造を明らかにし、これを刑事弁護が弾劾する手続のあり方を構築するということになる。しかし、問題は検察官の有罪主張の証拠構造をいかなる手続で確認するのか(冒頭陳述か論告か、訴因変更との関係をどう考えるのか等)、検察官の有罪主張の証拠構造に拘束力をもたせることが理論的に可能なのかという点にある。これは証拠裁判主義をどう理解するか、あるいは挙証責任論との関係をどうみるか、さらには実体的真実主義をどう克服するのか等の刑事訴訟法の根本問題に関わる。

これらの点の検討が次年度の研究の重要な課題となる。本年度は、第一に、昨年度からの継続課題として、再審における訓拠構造論の通常手続への適川可能性を刑事弁護の実践を踏まえて検証すること、第二に、そうした適川可能性が当事者主義の訴訟構造の下に理輪的正当性をもちうることを比較法的視点から検証することを、研究計画の主眼とした。第一の点については、昨年度に引き続き刑事弁護に精通した弁護士へのインタヴュー調査を通して、証拠構造論の活用によって裁判官の自由心証の過程が可視化・客観化され、事実認定の適正化につながることが基本的に確認された。もっとも、証拠構造論が、事実認定の適正化につながるためには、立証趣旨の拘束力の承認が不可欠であるとともに、証拠開示が欠けている現在の刑事手続においては、起訴事実の背後にある「事件の構造」を見据えた証拠構造分析が不可欠であることが確認された。第二の点については、とりわけ陪審制度をとる英米法の当事者主義の訴訟構造の下では、当事者双方の冒頭陳述と弁論が陪審員に対する説得活動の中心を占めること、その前提には証拠開示が存在すること、証拠構造論の活用という志向は見られないことが明らかとなった。このことと比較すると、証拠構造論を活用した事実認定の適性化という志向は、判決理由制度を前提とした特殊日本的論理のようにみえる。しかし、英米法は、検察官立証終了段階での無罪評決指示制度が示唆するように、有罪主義の証拠構造を手続的に確認する制度をも採用しており、こうした制度の在在を直視するならば、証拠構造論を活用した事実認定の適正化への志向は、当時者主義刑事訴訟とは非整合的なものとして排斥される
常習者に対するポリグラフ検査-記憶想起の必要性-

研究目的本研究の目的は、複数の模擬犯罪を行わせた実験参加者に対して、模擬犯罪現場を提示した後にポリグラフ検査を行うことで、常習者に対する適切なポリグラフ検査の実施方法を検討することをであった。これまでのポリグラフ検査の実験室研究では、模擬窃盗課題によって盗んだ品物について質問するものが大半を占めていた。しかし、実務場面では、盗んだ品物は既に被検査者が認識してしまっている可能性が高く、そのような情報を質問項目として組み込むことは非常に困難である。研究方法すべての実験参加者は、2回の模擬犯罪課題を行った後にポリグラフ検査を受けた。1度目の模擬犯罪課題は、指定された場所から無施錠の自転車を盗んで買い物をしてくるという内容であった。2度目の模擬犯罪課題はワイヤーを壊して自転車を盗み、駅に遺棄するという内容であった。ポリグラフ検査直前に、どちらかの一方の犯罪現場の状況(自転車を盗んだ場所)を提示し、事件特定を行った。その後、ポリグラフ検査では、盗んだ自転車の種類だけでなく、実務におけるポリグラフ検査においてよく用いられる盗み方などの「行動」に関する内容について尋ねた。研究成果本研究の結果、記憶想起の必要なく、常習者を対象としてもポリグラフ検査において検出可能であることが明らかになった。これにより,常習者であっても,ポリグラフ検査は有効であることが示された。また,盗んだ品物の“種類"に関する質問では、実際に盗まれた品物の“種類"を正確に把握できていない実験参加者が複数いたことにより、検出精度が低下した。それに対して、模擬窃盗の際にとった一連の“行動"に関する質問では、すべての実験参加者が共通した認識を持っていた。現在実務におけるポリグラフ検査では,盗んだ品物に関する情報が一般に公開されている可能性が高いという理由から,物品に関する質問は避けるのが通例である。その代わりに,犯行時の“行動"についての質問が消去法的に採用されている。しかしながら,本研究によって, “行動"に関する質問こそが,常習者の検出に有効であることが明らかになった。本研究結果は,実務場面で消極的に採用されていた手法を再評価する必要性があることを示唆している。
先進的ゲノム編集技術を用いた難治性神経筋疾患に対する治療戦略

中枢神経系の変性疾患や筋ジストロフィーをはじめとする筋疾患はその原因が徐々に解明されつつあるが、多くの疾患において未だ治療法は確立されていない。一方2012年にCRISPR/Cas9が登場して以降ゲノム編集技術は急速なスピードで進歩を遂げ、疾患治療への応用にも大きな期待が持たれている。本研究の目的はCRISPR/Cas9とそれに関連した先進的ゲノム編集技術を用いて、これら難治性神経筋疾患に対する新規治療法開発のための基礎的研究を行う事である。これらのデータを蓄積することにより、将来的にヒトの同疾患に対する治療法開発に向けた新たな一歩を踏み出すことができるものと考えられる。
免疫担当器官の自律神経性調節機構の解明

1.免疫担当器官として脾臓に焦点をあて、体性感覚刺激が脾臓の免疫機能および血流に及ぼす影響とその自律神経性機序を、麻酔ラットを用いて解析した。胸部から後肢にかけての30分間のブラシ刺激(非侵害性刺激)は、脾臓NK活性および脾臓血流に有意な影響を与えなかった。後肢の30分間のピンチ刺激(侵害性刺激)は、脾臓NK活性を約70%に、脾臓血流を約80%に低下させ、脾臓交感神経活動を約140%に増加させた。後肢のピンチ刺激による脾臓NK活性低下反応は、脾臓交感神経の切断により消失した。また、脾臓交感神経の電気刺激は、脾臓NK活性と脾臓血流を低下させた。以上の結果より、後肢のピンチ刺激により脾臓交感神経を介して反射性に、脾臓のNK活性と血流が低下することがわかった。脊髄ラットでは、後肢のピンチ刺激により脾臓のNK活性の低下はみられないので、後肢刺激による体性一免疫反射は脳を介する反射であることがわかった。一方、腹部のピンチ刺激では、脊髄無傷ラットでも脊髄切断セットでも脾臓NK活性の低下が観察された。したがって、腹部刺激では、脊髄を中枢とする体性一免疫反射が作動することが明らかになった。2.さらに体性感覚刺激で種々の自律神経に誘発される反射性反応を解析した。体性感覚神経の電気刺激により、心臓交感神経や膀胱支配骨盤神経に誘発される反射電位の中枢内経路に一酸化窒素(NO)が関与すること、腎交感神経に誘発される反射の中枢内経路に一酸化窒素(NO)が関与すること、腎交感神経に誘発される反射の中枢内経路にNMDA受容体が関与することを明らかにした。本年度は免疫担当器官として脾臓に焦点をあて、1)体制感覚刺激による脾臓の血流調節機構、2)体性感覚刺激が脾臓を支配する交換神経活動に及ぼす影響、3)体性感覚刺激が脾臓リンパ球のナチュラルキラー(NK)活性に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。1)体性感覚刺激による脾臓の血流調節麻酔下の動物を用いて、身体の種々の部位への体性感覚刺激が脾臓血流に及ぼす影響を調べた。脾臓の局所血流量測定は経時的変化を測定できるレーザードップラー血流法を用いて記録した。非侵害性のブラシ刺激はどの部位でも脾臓の血流に影響を与えず、鍼刺激および侵害性のピンチ刺激では、腹部、顔、四肢への刺激で脾臓の血流は減少した。脾臓を支配する交換神経の電気刺激により脾臓の血流は減少した。したがって、体性感覚刺激により交感神経を介して脾臓血流が減少することが明らかになった。2)体性感覚刺激が脾臓の交感神経活動に及ぼす影響脾臓の遠心性交感神経活動は白金イリジウム電極を用いて導出した。麻酔下の動物において、脾臓支配の交感神経活動は、腹部、顔、四肢への鍼刺激および侵害性ピンチ刺激により亢進した。さらに意識下のラットを安定な状態に保持して脾臓支配の交感神経活動を連続的に記録する方法を開発し、意識下のラットにおいても、鍼刺激で脾臓支配の交感神経活動は亢進することがわかった。3)体性感覚刺激による脾臓の免疫機能の調節脾臓リンパ球のNK活性はYAC-1細胞を標的としたstandard chromium assayで測定した。

脾臓リンパ球のNK活性は後肢への侵害性のピンチ刺激によって低下した。この反応は脾臓支配の交感神経を切断することにより消失した。一方脾臓交感神経の電気刺激によりNK活性は低下した。したがって、侵害性体性感覚刺激により脾臓の交感神経活動の亢進を介してNK活性が低下することが明らかになった。本年度の研究に体性感覚刺激により脾臓の交感神経を介してNK活性が調節される事実が明かとなった。今後これまでの脾臓に関する研究に加えて、胸腺についても研究を進める予定である。免疫担当器官として脾臓に焦点をあて、体性感覚刺激が脾臓の免疫機能および血流に及ぼす影響とその自律神経性機序を解析した。麻酔ラットを用いて、体性感覚刺激が脾臓NK活性および脾臓血流に及ぼす効果を調べた。胸部から後肢にかけての30分間のブラシ刺激(非侵害性刺激)は、脾臓NK活性および血流に有意な影響を与えなかった。後肢の30分間のピンチ刺激(侵害性刺激)は、脾臓NK活性を67±8%に、脾臓血流を82±3%に低下させた。後肢のピンチ刺激は脾臓交感神経活動を143±15%に増加させた。また、脾臓の交感神経の電気刺激は、脾臓NK活性と脾臓血流を低下させた。脾臓の交感神経を切断すると、後肢のピンチ刺激による脾臓NK活性低下反応は消失した。以上の結果より、後肢のピンチ刺激により脾臓交感神経を介して反射性に、脾臓のNK活性と脾臓の血流が低下することがわかった。この体性-免疫反射の脊髄内経路を明らかにする目的で、脊髄切断ラットを用いて、体性感覚刺激の効果を調べた。後肢のピンチ刺激により、脊髄切断ラットでは脾臓のNK活性の低下はみられなかった。したがって、後肢刺激による体制-免疫反射は脳を介する反射であることがわかった。一方、腹部のピンチ刺激では、脊髄無傷ラットでも脊髄切断ラットでも脾臓NK活性の低下が観察された。したがって、腹部刺激では、脊髄を中枢とする体性-免疫反射が作動することが明らかになった。1.免疫担当器官として脾臓に焦点をあて、体性感覚刺激が脾臓の免疫機能および血流に及ぼす影響とその自律神経性機序を、麻酔ラットを用いて解析した。胸部から後肢にかけての30分間のブラシ刺激(非侵害性刺激)は、脾臓NK活性および脾臓血流に有意な影響を与えなかった。後肢の30分間のピンチ刺激(侵害性刺激)は、脾臓NK活性を約70%に、脾臓血流を約80%に低下させ、脾臓交感神経活動を約140%に増加させた。後肢のピンチ刺激による脾臓NK活性低下反応は、脾臓交感神経の切断により消失した。また、脾臓交感神経の電気刺激は、脾臓NK活性と脾臓血流を低下させた。以上の結果より、後肢のピンチ刺激により脾臓交感神経を介して反射性に、脾臓のNK活性と血流が低下することがわかった。脊髄ラットでは、後肢のピンチ刺激により脾臓のNK活性の低下はみられないので、後肢刺激による体性-免疫反射は脳を介する反射であることがわかった。2.さらに体性感覚刺激での種々の自律神経に誘発される反射性反応を解析した。体性感覚神経の電気刺激により、心臓交感神経や膀胱支配骨盤神経に誘発される反射電位の中枢内経路に一酸化窒素(NO)が関与すること、腎交感神経に誘発される反射の中枢内経路にNMDA受容体が関与することを明らかにした。