hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
議員定数配分方法の理論と応用に関する研究

平成5年度における本研究の研究実績の概要は、以下のようにまとめることができる。(1)米、英、仏、独、伊等を中心とする欧米諸外国における選挙制度、議員定数配分方法を調査検討し、それらの歴史的変遷の推移と配分方法の系統学側面を整理した。(2)議員定数配分問題を数理計画理論における離散的最適化問題として定式化し、最適化問題の解法を実際にプログラム化した。さらにはこれらの問題をパーソナルコンピュータを用いて解き、最適解の特性を分析した。(3)これまでに提起された代表的な議員定数配分方法をプログラム化し、国勢調査に基づく実際のわが国の衆議院、参議院選挙区データを用いて定数配分値を試算した。(4)各種議員定数配分方法による定数配分の特性について、特に選挙区の大小に関わる"有利性"の問題を中心に比較分析を行った。(5)議員定数配分方法によって得られた配分解について、全域的最適化問題の最適解としての解釈を与え、それらに対する「公正」という側面からの評価基準を詳細に検討した。さらに配分解の特性としての総議員数特性、安定性、整合性等について分析を加えた。(6)「公正」、「平等」という側面から考えた場合、わが国に適用すべき望ましい選挙区議員定数配分方法について考察した。(7)小選挙区制と比例代表制について、選挙制度としての問題点を数理的観点から分析、整理した。平成4年度の研究については、以下の各項目を実施した。(1)欧米各国の議員定数配分方法の検討米、仏、独を中心とする欧米諸外国における議員定数配分方法の歴史的変遷の推移を概観した。(2)議員定数配分方法理論の研究成果のサーベイと分析配分方法理論に関する研究成果を最適化理論的側面に重点をおきつつ、サーベイした。(3)議員定数配分方法の最適化問題による定式化議員定数配分問題を数理計画理論における離散的最適化問題として定式化し、それらに対する最適解の特性を分析、検討した。また最適化問題の解法をプログラム化し、現有コンピュータを用いて解いた。(4)新たな議員定数配分方法の提起については、パラメトリック除数法と呼ばれる議員定数配分方法を提起し、その数理的特性等を調べた。この方法が議員定数配分方法としての公平性、選挙区の大きさに関する有利性、不偏性の観点からかなり望ましい特徴を有することが明らかになった。(5)わが国の衆議院、参議院選挙区データを用いた分析国勢調査に基く人口データを用いてわが国の衆議院、参議院選挙区データを整備した。(1)米、英、仏、独、伊等を中心とする欧米諸外国における選挙制度、議員定数配分方法を調査検討し、それらの歴史的変遷の推移と配分方法の統計学的側面を整理した。さらにはこれらの問題でパーソナルコンピュータを用いて解き、最適解の特性を分析した。
雄ラットのペニス勃起を制御する脳神経機構の研究

本年度、申請した「ペニス勃起による脳内c-Fos発現」に関する研究は、現在も進行中であり、また明確な結果を得ていない。この研究に関し、本年度は抗c-Fos抗体の選定、免疫組織化学の条件設定などに費やした。現在、良好な条件が見つかり、陰茎反射をさせた動物の脳組織の反応が終了した段階で、これから顕微鏡による観察、定量化を試みるつもりである。従って、この研究は、来年度にまたがって行うこととなるであろう。以上のc-Fos発現の研究と同時に、本年度は、ペニス勃起の延髄正中部の役割に関する研究を行った。延髄不確縫線核破壊は雄の性行動を強く抑制することが知られているが、我々はこの不確縫線核およびその背側部の内側縦束の2種類の破壊を作成し、それぞれ雄の性行動と発情雌と非接触刺激によって起こる自発性勃起とを調べた。その結果によると不確縫線核の破壊は、雄の性行動を抑制するが、非接触勃起の潜時を短くすることを、内側縦束破壊は非接触性勃起、性行動ともに抑制することがわかった。すなわち、不確縫線核は勃起に対しては抑制系として、性行動に対しては促進系として機能していると考えられ、相反する機能を担っていることになる。しかし、これらの領域は極めて近接しているため、現在、不確縫線核の破壊が内側縦束に侵襲し、その結果として性行動を抑制したという可能性を否定できない。そこで今後、この可能性を検討するとともに、勃起を抑制する内側縦束破壊がどのような投射系切断によるものかを、組織学的、行動学的に検討していきたいと考えている。
都市周辺部の地球環境資産の評価システムの構築と地域環境資産保全・活用手法

本研究は、過去から持続的に継承されてきた地球環境資産に着目し、首都圏において調査対象を選定したうえで、居住者や来訪者にとって必要とされる地域環境資産の意味づけ、存在評価ならびにその保全・活用モデルの構築を目的に実施した。具体的には、まず、1)多様な人間の生活空間と地域環境との関わりについて、戦後の都市化以降のながれを歴史的に検証することを通じて、地域環境の構造を把握するための方法論を整理した。つぎに、2)地域景観にたいする人間の評価内容を客観的に把握するための実験・分析手法について体系的に整理するとともに、3)地域景観を評価する主体内部における認識構造のメカニズムを認知科学的手法によりあきらかにした。これにより、地域環境計画の前提となる空間情報を主体の意識を通じて抽出・評価・解析するための基礎的技術を明確にした。そして、これらの手法をもとに、4)地域の環境資源を抽出、マッピング(2次元情報化)し、それらにたいする住民の認識と評価の実態を事例的に考察した。さらに、5)人間の温熱的感覚より地域環境の物理的側面を把握・評価するための新たな手法モデル-サーモスケープ・マッピング(34次元情報化)-を提案した。つぎに、いじょうにより把捉された地域の環境資源を実際に資産化(保全・活用)してゆくための手法の構築を目指して、6)地域環境資源の存続を担保するための法制度のあり方、および、7)地域環境資源を内部構造化するための空間計画手法の実際について、事例をあげて検証を行った。そして、最後に、8)法制度や空間計画設計技術を支援・補完するための社会的システム化-地域環境資産の自主的管理・運営システム-の方向性について提言を行った。なお、これらのプロセスにおける作業の効率化とデータの汎用性を高めるために、コンピュータを援用した画像入力、処理、出力のシステムを使用した。平成7年度は、過去から持続的に継承されてきた地域環境資産に着目し、首都圏において調査対象を選定したうえで、その抽出図を作成した。さらに、この抽出図を数値データ化し、それらを基礎とした資産評価のサブシステムの構築を、(1)資産の地域環境としての意味づけ、(2)地域環境資産へのアクセシビリティ、(3)土地利用の均衡性、の観点から行った。またこれらの作業に並行して環境資産の微細構造の実態を把握するために、(1)都市周辺部の緑被地、(2)平地林や里山の環境、(3)自然景観、などを具体的にとりあげ、環境生態学的な観点をふまえた情報収集と実態調査を行った。さらに、抽出された環境資産の解析評価の成果を地域環境要素へと還元するためのシステム解析を実施したが、そのプロセスにおいては大容量のデータ処理を行うことのできるパーソナルコンピュータを援用し、画像処理による解析評価を含め、各サーブシステムのオーバレイ手法による地域環境資産マップを作成するための基礎的な条件整理を整理した。各研究分担者による具体的な研究成果としては、地域環境資産の集積している様相を景相としてとらえるための論理的な枠組みの構築、都市周辺部に地域環境資産の評価手法を実用化するための検討課題、地域環境資産としての自然景観の評価手法の構築とその有効性の検証、小中学校における環境教育が実施されている自然環境の分布とその内容に冠する実態把握などがある。平成8年度には、これら具体的な環境資産を対象とした事例研究を蓄積するとともに、地域環境資産マップへの統合を行うための基礎的な方法論の検討を行うものとする。平成8年度は、まず、首都圏を調査対象として既に作成した地域環境資産抽出図の補完を目的として、適当な地方中核都市を選定したうえで特徴的な地域環境資産のサンプリングを実施した。

そしてそのうえで、典型的な地域環境資産については、事例をあげてその微細環境構造の実態の把握とそれらの意味論的評価をおこない、さらに抽出された地域環境資産を地域環境要素へと還元するためのシステム構築とその具体の手法(保全活用手法)の開発に向けた予備的な考察・検討を進めた(継続中)。具体的には、(1)歴史的な地域環境資産の存続を担保するための諸制度の実効性、(2)都市近郊丘陵地帯における地域環境資産を内部構造化するための新住宅団地の環境計画設計手法の可能性、(3)制度や計画設計技術を支援・補完するための自主的管理運営システムの方向性、の3つの視点からそれぞれ評価検証をおこない、公共、専門家、住民・団体等のからなる相互補完的な保全活用システムのあり方について基礎的な検討をおこなった。その結果、地域文化財やそれらをとりまく自然的環境に代表される地域環境資産を存続させてゆくためには、面的な開発規制を目的とする地域制緑地関連の規制制度の整備を基礎的な条件(必要条件)としつつも、それらを有効に機能させてゆくためには、自治体や近隣住民、市民活動団体における明確な環境イメージの構想力とそれらにもとづく地域環境資産の自主的な管理運営の体制(十分条件)が不可欠であることが推察された。また、都市近郊丘陵地帯における広域的な自然地に代表される地域環境資産のポテンシャルを高めるとともにそれらを当該開発において内部構造化し地域空間の総体を秩序づけるための新住宅団地のオープンスペース計画の手法について事例的に検討をおこないその有効性が検証された。本研究は、過去から持続的に継承されてきた地域環境資産に着目し、首都圏において調査対象を選定したうえで、居住者や来訪者にとって必要とされる地域環境資産の意味づけ、存在評価ならびにその保全・活用モデルの構築を目的に実施した。具体的には、まず、1)多様な人間の生活空間と地域環境との関わりについて、戦後の都市化以降のながれを歴史的に検証することを通じて、地域環境の構造を把握するための方法論を整理した。つぎに、2)地域景観にたいする人間の評価内容を客観的に把握するための実験・分析手法について体系的に整理するとともに、3)地域景観を評価する主体内部における認識構造のメカニズムを認知科学的手法によりあきらかにした。これにより、地域環境計画の前提となる空間情報を主体の意識を通じて抽出・評価・解析するための基礎的技術を明確にした。そして、これらの手法をもとに、4)地域の環境資源を抽出、マッピング(2次元情報化)し、それらにたいする住民の認識と評価の実態を事例的に考察した。さらに、5)人間の温熱的感覚より地域環境の物理的側面を把握・評価するための新たな手法モデル-サーモスケープ・マッピング(34次元情報化)-を提案した。つぎに、以上により把捉された地域の環境資源を実際に資産化(保全・活用)してゆくための手法の構築を目指して、6)地域環境資源の存続を担保するための法制度のあり方、および、7)地域環境資源を内部構造化するための空間計画手法の実際について、事例をあげて検証を行った。そして、最後に、8)法制度や空間計画設計技術を支援・補完するための社会的システム化-地域環境資産の自主的管理・運営システム-の方向性について提言を行った。なお、これらのプロセスにおける作業の効率化とデータの汎用性を高めるために、コンピュータを援用した画像入力、処理、出力のシステムを使用した。
嗅覚一次中枢嗅球における情報処理の構造的基盤解明

本研究では、1)機能的ユニットである嗅球糸球体における嗅入力、投射ニューロン、介在ニューロンの相互結合関係、2)糸球体外での介在ニューロンと投射ニューロンとの相互関係、3)これまでの研究で存在が示されている前脳基底部からのアセチルコリン・GABA系、脳幹部からのモノアミン系の嗅球への投射とその特異的な標的との関係の3点に絞り、定性的、定量的に形態学的に詳細に解析することで、嗅覚情報処理の初段階の構造的基盤を解明することを目的として解析を進めた。ニューロンの相互結合関係については特に、ニューロン間ギャップ結合の主体と考えられるギャップ結合蛋白connexin36遺伝子にレポーター遺伝子を挿入した遺伝子改変マウスすなわちヘテロマウス(Cx36+/-)を使用して、レポーターによる遺伝子発現を検討した。その結果、主ニューロン及び多様な局所回路ニューロンがconnexin36を発現していることが証明できた。一方、電子顕微鏡による解析はこれまでの連続切片-再構築法を更に進め、ギャップ結合を形成しているニューロンタイプの同定、特に、どのタイプのperiglomerular cellが関係しているのか、periglomerular cellと異なる介在ニューロンとして我々が示唆したニューロンの形態学的特徴の解明を進めた。また、ギャップ結合を形成している突起同士更に、それにシナプス結合している突起相互間で複雑な突起のネットワークとも言うべき局所回路網の一端を明らかにした。また、前脳基底部からのアセチルコリン・GABA系についてもBDAを用いたトレーサー実験を進めた。更に、嗅球からの出力についても多様性があることを逆行性トレーサーを用いた実験で明らかにした。
インドネシアのデングウイルスの蚊接種による分離と新分離株の分子遺伝学的解析

この調査はインドネシアにおけるデング患者よりウイルスを分離し,新鮮分離株について同定,型別を行う他,遺伝子RNA並びにウイルス構造蛋白の分子生物学的解析を行うことによって,ウイルスの基本的性状とその疫学的・臨床的関連を明らかにしようとするものである.このために,まず患者より可及的多数のウイルスの分離を目指し,ウイルスにとって最も自然であり,且つ分離効率の高いことが認められている蚊の直接注射法を用いる.分離ウイルスについては,各種の生物学的・免疫学的性状を究明すると共に最近進展した分子生物学的手法を用いて,遺伝子RNA,構造蛋白の解析を行う.これによって株間の微細な差異を明確にし,出来得れば臨床的差異や疫学的分布との相関性を明らかにすることを目的とする.このことは究極的には有効なワクチンの開発に連なる可能性があると考えられる.(1)オオカ(Toxorhinchites)を人工飼育し,これにデング熱(D)またはデング出血熱(DHF)患者の急性期血液を胸腔内注射して,ウイルスの分離を試みる.それと共に,デングウイルス(DV)接種蚊の各種組織を電子顕微鏡により観察してDVの蚊細胞親和性並びに感染の時間的経過を詳細に追求する.(2)DおよびDHF患者の各時期の血液を採取し,臨床血液学的の諸種研究を実施する.とくに出血・凝血機構の異常を重点的に観察することとし,血小板,プラスミン,トロンビン系の異常並びにその臨床症状及び臨床経過との関連を究明する.血液材料の一部はDV分離実験(上記および下記)に供する.(3)患者血液を細胞培養,特にDVに親和性の高いと考えられているハムスター腎細胞(BHK)およびヒトスジシマカ細胞(C6/36)に接種してDVの分離を試みる.分離されたDV株について各種ウイルス学的・免疫学的検査を実施することによってDVの同定並びに型別を決定する.(4)上記分離DVの代表的なものについて分子生物学的・分子遺伝学的研究を実施する.とくに遺伝子RNA並びにウイルス粒子構造及び非構造蛋白を抽出精製して,ヌクレオチド配列,アミノ酸配列を決定する.併せて上記RNA,蛋白の複製に及ぼす各種生物活性物質の影響を検討してウイルス増殖の機構を追求する.現在のところ,第(2)項の研究の大半を完了した.第(3)項については,数株のDVを分離し,それについて諸研究を続行すると共に,更に多数株の分離を予想している.第(1)項および第(4)項についてはインドネシアで予備的研究を実施したが,更に詳細な実験的研究を行うため,インドネシア研究者の了解の下に採取材料の半分を日本に持ち帰り,目下鋭意研究遂行中で,今後1年以内に完了の見込みである.この調査はインドネシアにおけるデング患者よりウイルスを分離し,新鮮分離株について同定,型別を行う他,遺伝子RNA並びにウイルス構造蛋白の分子生物学的解析を行うことによって,ウイルスの基本的性状とその疫学的・臨床的関連を明らかにしようとするものである.このために,まず患者より可及的多数のウイルスの分離を目指し,ウイルスにとって最も自然であり,且つ分離効率の高いことが認められている蚊の直接注射法を用いる.分離ウイルスについては,各種の生物学的・免疫学的性状を究明すると共に最近進展した分子生物学的手法を用いて,遺伝子RNA,構造蛋白の解析を行う.これによって株間の微細な差異を明確にし,出来得れば臨床的差異や疫学的分布との相関性を明らかにすることを目的とする.このことは究極的には有効なワクチンの開発に連なる可能性があると考えられる.(1)オオカ(Toxorhinchites)を人工飼育し,これにデング熱(D)またはデング出血熱(DHF)患者の急性期血液を胸腔内注射して,ウイルスの分離を試みる.それと共に,デングウイルス(DV)接種蚊の各種組織を電子顕微鏡により観察してDVの蚊細胞親和性並びに感染の時間的経過を詳細に追求する.(2)DおよびDHF患者の各時期の血液を採取し,臨床血液学的の諸種研究を実施する.とくに出血・凝血機構の異常を重点的に観察することとし,血小板,プラスミン,トロンビン系の異常並びにその臨床症状及び臨床経過との関連を究明する.血液材料の一部はDV分離実験(上記および下記)に供する.(3)患者血液を細胞培養,特にDVに親和性の高いと考えられているハムスター腎細胞(BHK)およびヒトスジシマカ細胞(C6/36)に接種してDVの分離を試みる.分離されたDV株について各種ウイルス学的・免疫学的検査を実施することによってDVの同定並びに型別を決定する.(4)上記分離DVの代表的なものについて分子生物学的・分子遺伝学的研究を実施する.とくに遺伝子RNA並びにウイルス粒子構造及び非構造蛋白を抽出精製して,ヌクレオチド配列,アミノ酸配列を決定する.併せて上記RNA,蛋白の複製に及ぼす各種生物活性物質の影響を検討してウイルス増殖の機構を追求する.現在のところ,第(2)項の研究の大半を完了した.第(3)項については,数株のDVを分離し,それについて諸研究を続行すると共に,更に多数株の分離を予想している.第(1)項および第(4)項についてはインドネシアで予備的研究を実施したが,更に詳細な実験的研究を行うため,インドネシア研究者の了解の下に採取材料の半分を日本に持ち帰り,目下鋭意研究遂行中で,今後1年以内に完了の見込みである.
高効率超小型アンテナの開発

本研究では、小型でありながら高効率を実現するアンテナの開発を行った。研究の結果、従来のパッチアンテナの1/4サイズでありながら、放射効率が90%以上ある円偏波アンテナの設計や、2つの携帯電話バンドとGPSバンドでそれぞれ直線と円偏波を送受信できるアンテナ、不平衡ー平衡変換に有効な構造のクロス形状のループアンテナへの組み込み、などに成功した。本研究で基本としたアンテナ構造は、クロスループ型と呼ばれ、研究代表者が発明した物である。この形状が小型であっても高効率を実現する鍵となっている事を明確化し、当初の目標を達成しただけでなく、円偏波の旋回方向が切り替え可能なアンテナの基本構造の発明にも至った。使用周波数の10分の1波長以下のサイズでありながら、半波長サイズ程度のアンテナと同等の特性を有する高効率超小型アンテナの開発を行っている。携帯電や無線LAN, GPSなどの多数の無線通信システムの周波数帯で同時に円偏波や直線偏波を放射するアンテナを、性能を維持しながら小型化する事で、無線通信技術の高度化を目指している。平成26年度は、研究代表者が発明したクロス形状のループアンテナ(CSA)の小型化と効率向上を通して、高効率小型アンテナの開発に取り組んだ。具体的には、まず、電磁界解析と、オシロスコープのリアルタイムスペクトラム機能を用いた測定に基づき物理的考察を詳細に行った。本考察より、CSAのインピーダンス調整に有効なエレメントとその形状、CSAの不平衡-平衡変換に有効なエレメントとその構造のそれぞれ特定および構成法を提案した。次に、これらの構成法を用いて、インピーダンス調整形状をCSA自体に取り入れてCSAを小型化し、また、更に、不平衡-平衡変換に有効な構造をCSAに組み込む事で、同軸ケーブルで直接給電しても高効率に給電ができる構造とした。最後に、共用ができる各周波数における放射効率改善に有効な構造の検討を行った。その結果、共用できる最も低い周波数帯の10分の1波長のサイズで、2つの携帯電話周波数帯と、GPS帯でそれぞれ直線と円偏波を送受信できるアンテナの開発に成功した。また、放射効率を80%以上へと向上させる事にも成功した。個人認証カードやスマートフォンなど無線通信技術の進化が進むにつれ、高性能な内蔵アンテナの必要性が高まっている。内蔵アンテナは、小型であることはもとより、小型でありながら高効率かつ高性能である必要性がこれまで以上に求められている。本研究では、小型でありながら、高効率で高性能なアンテナに関する研究を行っている。昨年度までに、使用周波数の10分の1波長以下のサイズでありながら、80%以上の放射効率を有する多周波・多偏波アンテナの開発に成功した。平成27年度は、まず、研究代表者が発明し昨年度までに開発したクロス型ループアンテナの更なる小型化に取り組んだ。検討の結果、従来の1/4のサイズで、同等の性能および効率を発揮する円偏波アンテナの設計に成功した。また更に、給電方法や周囲環境からの影響を極力受けない構造の小型アンテナの高効率化設計に取り組んだ。具体的には、パッチアンテナ構造とクロス形状の有効性の両者を取り入れた設計を試みた。その結果、従来のパッチアンテナの1/4サイズでありながら、放射効率が90%以上ある円偏波アンテナの設計に成功した。設計に成功したこれらのアンテナは、個人認証カードやスマートフォンなどへの内蔵用として試作し、その有効性について実証実験を行った。平成27年度における当初目標では、クロス型ループアンテナの更なる小型化と近接金属の影響を低減する構造設計を掲げていた。これらについては、当初見込まれていた目標値を遙かに超える成果が得られている。具体的には、平成26年度までに設計開発したアンテナの25%のサイズにまで小型化を達成している。更に、本アンテナの近傍に金属プレートを配置させる事で、近接金属の影響を低減さえることにも成功している。更に、今後の実用化を見込んだアンテナ開発をめざし、給電方法や周囲環境からの影響を極力受けないアンテナの設計開発にも成功することができている。これは、当初平成28年度の達成目標に掲げていた項目である。タブレットやスマートフォン、スマートウォッチが日常的携帯機器となった昨今、モバイル無線機器用の小型で高効率なアンテナの需要はますます増えている。本来、アンテナの大きさは、送受信する電波の周波数に依存することから、使用する周波数に応じて無線機器のサイズも変えるべきではあるが、消費者側の注目は、よりスマートで、小型・軽量のモバイル無線機器に集まる。そのため、性能を落としてもアンテナサイズを小さくせざるを得なかった。本研究では、小型でありながら高効率を実現する、これまでの常識を覆すアンテナの開発を行ってきた。昨年度までに、従来のパッチアンテナの1/4サイズでありながら、放射効率が90%以上ある円偏波アンテナの設計に成功した。本研究課題において、基本としているアンテナ構造は、クロスループ型と呼ばれ、研究代表者が発明した物である。実は、この形状が小型であっても高効率を実現する鍵となっている。そこで、本年度は、この鍵となる、クロスループ構造のメカニズムの解明をまず行い、その上で、更なる機能を発揮する小型高効率アンテナの開発を行った。研究の結果、クロスループ構造により、マイクロストリップ線路が生み出す物理現象の一種である、左手系線路と同等の現象が得られている事がわかった。つまり、クロスループ構造によって零次共振現象が生み出される事で、小型化に成功する事ができていたのである。また、ループ上を伝搬する電磁波の周波数分散特性から、右手系から左手系に切り替わる周波数が存在する事が分かった。

これを利用して、右旋回から左旋回へ円偏波の方向が切り替わるアンテナの開発に成功した。これは、最も簡便で小型高効率な両偏波切り替え可能円偏波アンテナといえる。本研究では、小型でありながら高効率を実現するアンテナの開発を行った。研究の結果、従来のパッチアンテナの1/4サイズでありながら、放射効率が90%以上ある円偏波アンテナの設計や、2つの携帯電話バンドとGPSバンドでそれぞれ直線と円偏波を送受信できるアンテナ、不平衡ー平衡変換に有効な構造のクロス形状のループアンテナへの組み込み、などに成功した。本研究で基本としたアンテナ構造は、クロスループ型と呼ばれ、研究代表者が発明した物である。この形状が小型であっても高効率を実現する鍵となっている事を明確化し、当初の目標を達成しただけでなく、円偏波の旋回方向が切り替え可能なアンテナの基本構造の発明にも至った。現在までに、当初計画通り目標を達成し、今後の検討に有効な検討結果が得られていることから、当初計画以上に進展していると区分した。平成26年度の当初目標は、研究代表者が発明したクロス形状ループアンテナ(CSA)のインピーダンス調整および平衡-不平衡変換に有効な構造について物理的な考察と実験的な検討を行うことで解明し、小型化、高効率化に有効な構造を見いだす事にあった。これらを明確に見いだす事に成功し、実際に、半波長程度のアンテナとほぼ同等のS11特性、偏波特性、放射特性を有する波長の10分の1程度のアンテナの構成に成功している。これらの事より、当初計画通りに目標を達成しているとした。更に、三周波で円偏波及び直線偏波が共用出来るアンテナも特性はそのままに、小型化、高効率化を達成することができている。またインピーダンス調整に用いた素子が放射特性の劣化を引き起こしている可能性を見いだし、放射特性を劣化させずインピーダンス調整が可能な装加素子の検討および、この素子を用いてアンテナ近傍に反射板を配置する構成についても検討が進んでいる。これらの事より、当初の計画以上に進展しているとした。開発したアンテナは、試作を行い、実験的にも、半端長程度の従来のCSAと同等の性能が得られている事を確認している。また、平衡-不平衡変換も十分に成されていることを実験的に確認し、同軸ケーブルにより直接高効率に給電できるアンテナであることも確認済である。今後は、これまでの成果である。(1)クロス型ループアンテナの小型化と近傍への金属プレートの配置に関する検討結果、および、(2)円偏波パッチアンテナの小型化と高効率化に関する検討結果の両者を組み合わせ、小型無線機器に内蔵した場合でも、良好な円偏波を高効率に放射するアンテナの設計と、実証実験を行う。電波工学、アンテナ・電波伝搬、マイクロ波・ミリ波・テラヘルツ波今後は、本年度実施した詳細な解析・分析結果を基に、クロス形状のループアンテナ(CSA)の更なる小型化、高効率化、そして、近接金属の影響の軽減に取り組む。
分子ラックピニオンギアとSlippy高速応答界面の原理

配向秩序を持つ液晶相では、分子の協同的な回転運動を電場印加や光照射によって誘起することができる。一方、セルに封じ込められた液晶分子は、容器の壁面上では分子の配向方向が束縛され、これをアンカリングと呼んでいる。アンカリングは、液晶ディスプレイの機能にとって本質的に重要かつ不可欠な要素となっているが、同時に界面上での分子回転運動を阻害するために、バックフロー(背流)と呼ばれる並進運動が励起され、配向回転によるディスプレイの機能を阻害する。本研究構想では、この現象を能動的に活用し、分子スケールの回転ー並進運動変換(分子ラック&ピニオンギア)の原理を研究し、自在に制御することを目的とした。長距離配向秩序を持つ液晶相では、分子の協同的な回転運動を電場印加や光照射によって誘起することができる。一方、液晶ディスプレイ用セルや光学セル内に封じ込められた液晶分子は、容器の壁面上では分子の配向方向が束縛されていて、アンカリングと呼ばれるこの界面分子束縛は、液晶ディスプレイの機能にとって本質的に重要かつ不可欠な要素となっている。しかしながら、この界面束縛は同時に界面上での分子回転運動を禁止するために、バックフロー(背流)と呼ばれる並進運動が励起され、ディズプレイの機能阻害になる。本研究構想では、この現象を能動的に活用し、分子スケールの回転ー並進運動変換(分子ラック&ピニオンギア)の原理を研究し、自在に制御することを目的とする。また、完全自由な液体界面を用い高速・低電圧駆動可能なSmC*(強誘電)液晶デバイスのプロトタイプを作成する。初年度である今年度は、巨視的相分離を用いた光励起法を用いて、対象となる界面を液晶中に作成することを実現した。固体である界面が、液体相で濡れることにより、分子運動が界面に拘束されないSlippery界面を実現できた。事実、試験用の液晶表示素子に液晶を封入して実験すると、しきい値電圧が1桁以上大幅に低減されていることが分かった。現在、応答速度の実測を行っている。次年度は、レーザー光を用いた光描画装置を開発し、適切なサイズのSlippery界面を自在に作成する方法を実現し、強誘電性液晶とブルー相でしきい値低減効果を実証する予定である。本提案における分子ラック&ピニオンの原理では、液晶秩序内に人為的に導入した界面の性質を制御することにより、液晶秩序のミクロな協同的分子回転運動と並進運動の動的結合を物理的に理解・利用して、分子回転制御と分子輸送との間の関係を制御する。一方、Slippy高速応答界面の原理は、界面の動的状態を制御し、完全フリーに回転できる界面とすることで、前述の分子ラック&ピニオンの原理の極限状態として実現される。我々は、(1)高分子界面膜/液晶に対する不純物/液晶分子の3つの組み合わせを最適化することで、温度による界面状態の変化、すなわち配向に対する回転束縛ー自由回転を自在に制御することに成功した。(2)高分子界面膜上にAzo基を有する分子を共結合することにより、UV光励起による回転束縛ー自由回転の界面状態スッチングに成功した。(3)上記2つのモデル的な界面を用いて、レオロジー測定、および、流れを可視化しながら、流動場下での液晶配向変化を直接観察することで、ラック&ピニオン効果についての基礎的な知見を得た。研究目的の1つである、"Slippery界面"を実現することができた。次年度は、計画通り、液晶の回転運動と並進運動の変換(ラックアンドピニオン)原理を実証すべく、実験装置の準備も進んでいる。ソフトマター物理学2つの外場(A:電場B:円偏光レーザー光照射)を用いて分子の回転運動を励起する。現在、完全なSlippery表面を実現しているので、高分子化や界面の液体の枯渇などを利用して、界面での分子の束縛力を連続的に制御する。粒子などのマーカーや蛍光退色を利用して、分子の並進運動を観測することで、ラックアンドピニオンの原理を実証する。

連続的に分子の束縛力を制御する方法としては、A:温度によるガラス転移、B:Azo分子混合系における光誘起液体ーガラス転移を用いる。これにより、分子回転運動を並進運動に自在に変換するトルクコンバーターを実現する。ガラス転移現象は古くから知られる動的な転移であるが、転移点近傍で粘性率が10数桁変化するため、本申請のトルクコンバーティングに最適な原理となるはずである。分子回転励起用のレーザーの波長・スペックの割り出しに時間がかかったため、機種選定が遅れて機器の調達ができなかった。最適波長や、必要な最低光強度についての知見を得たので、本年度早期に光励起分子配向回転のための装置を購入して、実験を進める。
集中治療室で鎮痛・鎮静管理を受けた重症患者の睡眠に関する研究

術後に集中治療室に入室し、昼は覚醒、夜は鎮静というJ-PADガイドラインに沿った鎮痛・鎮静管理を受けた患者は、集中治療室入室中だけでなく、一般病棟帰室後に戻った後も睡眠覚醒リズムがスムーズに戻るのかを明らかにすることを目的にした。心臓手術、消化器系がんで術後温熱療法、咽頭および下顎がんで皮弁再建術を実施した患者にマット型睡眠計(スリープスキャン(株)タニタ)を用いた夜間の睡眠状態、Visual AnalogScaleを用いた主観的睡眠感をICU入室中および病棟帰室後の1週間の期間に調査した。集中治療室でJ-PADガイドラインに沿って昼は覚醒、夜は鎮静という鎮痛・鎮静管理を受けても一般病棟に転棟後は睡眠状態が悪くなることがわかった。皮弁再建術を行った対象者は、入眠しているように見えても睡眠満足度は低いことが示唆された。平成30年度は、これまで得られたデータの分析検討を行い、3つの看護領域の学会で成果を発表した。データを分析し、成果発表を行うことができた。本研究は、『重症患者に対する痛み、不穏、せん妄管理のための日本版PADガイドライン』に沿って鎮痛・鎮静管理を実施された患者を対象に「ICU入室前」、「ICU入室中」、「一般病棟に移動した後」の睡眠・覚醒状態を明らかにすることを目的としている。対象はICUに入室する患者で鎮痛・鎮静管理を受ける者とする。入院後に研究協力の依頼を行い同意を得られたらマット型睡眠計を用いて手術前の睡眠状態を測定する。術後はICUに入室した後に、24時間の鎮静管理を実施中の睡眠状態を測定する。ICUから退室するときに鎮静管理は終了となり、一般病棟に移動した後の鎮静無しの睡眠状況を測定するという計画である。平成28年度は、研究代表者が所属する倫理審査と研究フィールドとなる大学病院の倫理審査を受けて承認を得ること、倫理審査を終えるまでの期間に測定方法の吟味を行い、倫理審査で承認を得られたら病棟の看護スタッフを研究協力者として研究組織体制を整備して、プレテスト行う予定であった。実際には、研究実施計画どおり研究代表者の所属する期間と研究フィールドである施設の倫理審査で承認を得ることができた。本来の実施計画では、2つの機関において倫理審査の承認を得て平成28年度末よりプレテストを実施する予定であった。しかし、プレテストを行う事が出来なかった。研究実施機関である大学付属病院の倫理審査に時間を要すると見込んでいたが、予想以上に倫理審査に要する期間がかかり、承認を得られたのがH28年度末になってしまったからである。その他に、研究代表者が年度初めに不慮のケガ療養していたため開始が遅れたことも理由の一つであったと考える。術後に集中治療室(ICU)に入室して持続的に鎮痛・鎮静管理を受ける患者の鎮痛・鎮静状況をマット型睡眠計および主観的指標を用いて評価することを目的とした。対象は、頸部がんで皮弁再建術、消化器系がんの温熱療法、CABGまたは弁形成術等の心臓手術を行った患者で同意を得られた者とした。緊急入室患者や認知機能障害のある患者は除いた。調査内容は、1基本属性、2マット型睡眠計(スリープスキャンSL-503(株)タニタ)を用いた睡眠測定、3ピッツバーグ睡眠質問票(18項目)、4OSA睡眠質問票MA版17項目、5疼痛の程度を0-10のNumeric Rating Scale、6睡眠感を0-100のVisual Analog Scale、7ICU入室中および一般病棟での苦痛および眠れない原因の聴取とした。データ収集方法は、同意を得た後の術前に2睡眠測定、3ピッツバーグ睡眠質問票(18項目)、4OSA睡眠質問票MA版17項目を実施した。術後はICUに入室している期間の2睡眠測定を行い、抜管後会話ができるようになった時点で4睡眠質問票および5苦痛、6睡眠感を聴取した。さらに、一般病棟へ移動後の1週間に同様の調査を行った。ICUでの鎮痛・鎮静管理の実際は、プロポフォール,デクスメデトミジン,フェンタニール使用(+鎮痛・鎮静剤併用)であった。一般病棟へ退室時はフェンタニールのみのケースが多かった。鎮静評価スケールRASSを4時間毎に実施し,日中はー10,夜間はー3ー4を目標に投与量の調節を行っていた。分析途中であるが、ICU入室中においては3剤が投与されていた人工呼吸器管理中は深めの鎮静が行われ、苦痛の語りが少なかった事から苦痛緩和ができていたと評価できる。プロポフォール中止後は不眠を訴える患者がいたことからデクスメデトミジンは入眠につながるとは限らないことが示唆された。昨年度は倫理審査で承認を得ることに時間がかかり、データ収集開始が遅れたが、その後は順調にデータ収集に入ることができた。がんという疾患であること、および高度な医療を受けること、手術直前の入院が多いこと、不安があり心理的に余裕がないこと等から不参加の意思表示が多かった。倫理的配慮から自由意思に基づいた参加の有無の意思決定をしていただくことを心掛けたため対象者数は予定よりも少なかったがおおむね順調と考えている。平成29年度で得られたデータの一部をまとめて、第45回日本集中治療医学会学術集会で発表を行った。

術後に集中治療室に入室し、昼は覚醒、夜は鎮静というJ-PADガイドラインに沿った鎮痛・鎮静管理を受けた患者は、集中治療室入室中だけでなく、一般病棟帰室後に戻った後も睡眠覚醒リズムがスムーズに戻るのかを明らかにすることを目的にした。心臓手術、消化器系がんで術後温熱療法、咽頭および下顎がんで皮弁再建術を実施した患者にマット型睡眠計(スリープスキャン(株)タニタ)を用いた夜間の睡眠状態、Visual AnalogScaleを用いた主観的睡眠感をICU入室中および病棟帰室後の1週間の期間に調査した。集中治療室でJ-PADガイドラインに沿って昼は覚醒、夜は鎮静という鎮痛・鎮静管理を受けても一般病棟に転棟後は睡眠状態が悪くなることがわかった。皮弁再建術を行った対象者は、入眠しているように見えても睡眠満足度は低いことが示唆された。平成30年度は、これまで得られたデータの分析検討を行い、3つの看護領域の学会で成果を発表した。データを分析し、成果発表を行うことができた。平成29年度より研究フィールドに出向き、研究計画について医師の協力を得てプレテストを実施している。今後は、プレテストの結果を基にデータ収集方法の最終確認をおこない、対象条件に合致した患者に調査を開始する予定である。手術前日に入院されるため、入院後に研究への協力依頼を行い、同意を得られた対象者にマット型睡眠計を用いて術前の睡眠測定と入院までの睡眠状況を把握するために睡眠質問票を用いて調査する予定である。さらに、同様の手順でICU入室中と一般病棟に移動した後の7日間の睡眠状態を測定する予定である。最終年度もデータ収集の継続を行い、蓄積されたデータを分析して学会で成果発表および論文投稿に努める予定である。平成28年度は、研究実施機関の倫理審査に時間を要した。倫理審査で承認を得てからでないと物品を購入するわけにはいかなかったから。昨年、テーマに関する知見の情報収集のために学会参加する予定であったが、倫理審査承認が予想より遅れたため学会参加を見送った。国内旅費50万を使用しなかった分が繰り越しになっている。平成30年度において、成果発表にかかる費用として使用していく。当初計画の中で国内・国際学会での成果発表を予定していた。しかし、データの分析吟身の追加を行ったことと看護領域の主たる国際学会は隔年ごとの開催となっており2018年度は開催されず2019年度開催されるため次年度に使用額を残し、International Council of Nurses Congress2019に演題応募した。倫理審査で承認を得られたことから、平成29年度は計画通り研究実施ができると考え、測定機器や学会参加などに使用する予定である。
社会・経済変動と家族観の変容のメカニズム:文化的発達研究の理論化に向けて

日本・韓国・中国・台湾の19502010年の小学校教科書に描かれた「家族」について、育児行動、親役割、家族内葛藤の観点から分析し、社会・経済の変動に伴う家族観の変容メカニズムについて考察した。また各国・地域の年代毎の教師に対する質問紙調査から、教科書に顕れた家族観と個人の家族観との関連性について分析した。これらの分析の結果、育児行動や親子関係に関する家族観の変化と、各国・地域毎の社会・経済変動の時期や内容との関連が示唆された。(1)本研究の目的は、東アジア諸国の第二次大戦以降の社会・経済変動と、人々が構築してきた家族観の変化との関連性とそのメカニズムを、教科書分析という手法を用いて明らかにすることである。(2)本研究の内容は大きく2点にまとめられる。(1)東アジア4ヶ国(日本・中国・韓国・台湾)の歴史的関係の中での社会・経済変動と、各国・社会全体の家族観との関連性を、4ヶ国の19502010年の国語教科書の内容を分析することで明らかにする。(2)各国・社会全体で共有する家族観と、各世代の個人が所有している家族観の発達との関連性について分析する。以上の分析を経て、文化的発達研究の理論化を試みる。(1)分析対象とする教科書と資料の収集・分析・結果1950年、1970年、1980年、1990年出版の東アジア4ヶ国の教科書の中で、日本と台湾の教科書と関連資料を両国の図書館にて収集した。さらに日本の教科書については、19502000年の時系列に沿って家族観と家族の関連領域である自己像についての分析を行った。台湾の教科書24冊分について翻訳を依頼し、翻訳が完成した物から分析に着手した。分析の結果、既に翻訳が済んでいる1960年と2000年の東アジア4ヶ国の教科書の家族観に関する再分析も含め、以下の考察が得られた。(1)教科書に描かれる家族内の子ども数について、その当時の実際の子ども数と比較すると、日本と中国においては、韓国と台湾に比べて理想と現実のずれが大きい傾向が見られた。(2)日本においては、時代によって変わらない「いい子」像が存在する一方で、期待される自己表出には、時代によって違いが見られ、社会・経済的な状況の変化の他に、日本では学習指導要領の変遷とも関連が見られた。(3)家族内の成員における男児選好の状況や、家族形態、家族内の性役割については、社会・経済変動によって変化している部分と変化していない部分があり、それらを整理することで、文化歴史的文脈の中で家族像が構築されていくことが示唆された。(2)海外の外国人研究協力者との打合せと学会での発表学会発表の場における日本国内外の外国人研究協力者との分析の打ち合わせ(インターネットでの常時打ち合わせも含む)を行うと共に、日本保育学会、日本心理学会、日本教育心理学会、International Congress of Psychology (ベルリン)において研究発表を行った。(1)分析対象とする教科書と資料の収集・分析・結果1950年、1970年、1980年、1990年出版の東アジア4ヶ国の小学校教科書の中で、韓国の教科書と関連資料を両国の図書館にて収集すると共に、韓国の教科書の翻訳を1980年のみ完了し、家族観と家族内の親子関係から見る自己像についての分析を行い、来年度の発表に向けての準備を行った。また中国の教科書については、1980年の分は入手済みであり、翻訳が終了しつつあるため、翻訳が終了したものから順次分析に着手した。今までの日本や台湾の教科書分析や、既に翻訳が済んでいる1960年と2000年の東アジア4ヶ国の教科書の家族観に関する再分析も含め、以下の結果と考察が得られた。(1)教科書に描かれる家族内の子ども数に関する時代的な変化の仕方は、国・地域によって異なり、その当時の社会・経済状況の変化との関連性が見られると共に、子どもにどのような価値を付与するかも変化している。日本では1960年までに子どもの価値が、経済的・実用的価値から精神的価値へと変化し、台湾では19601980年の間に大きく変化したと考えられる。(2)父親と母親の登場数の変化にも、各国・地域の産業構造の変化との関連性が見られ、特に父親に対する家族内での位置の変化と社会状況の変化との関連性が見られた。(3)国内の変化のみならず、台湾の分析結果に見られたように、国際情勢が各国・地域に与える影響の強さによっても、家族内の自己像が異なることが見いだされた。(2)海外の外国人研究協力者との打合せと学会での発表2009年春に中国に行く予定であったが、新型インフルエンザ流行のために中止になった。したがってインターネットでのやりとりを中心に、学会発表の場において日本国内外の外国人研究協力者との分析の打ち合わせを行った。それと共に日本心理学会、日本発達心理学会において成果報告を行った。

1.分析対象とする教科書と資料の収集・翻訳・分析・結果1950年2010年までに10年毎に刊行された東アジア4ヶ国の小学校教科書をすべて収集した。中国の人民教育出版社の協力も得て、入手困難であった文化大革命時代の教科書も入手することができた。また教科書及び社会経済変動との関係を調べるための歴史教科書関連の資料を、ドイツ・ブランシュバイクのゲオルクエカート国際教科書研究センターにて収集した。翻訳についても、韓国の1950年と韓国・中国・台湾の2010年の教科書を除き、翻訳を終了することができた。翻訳が終了したものから順次分析に着手した。昨年度は特に教科書に描かれた家族成員構成のあり方の変化のメカニズムについて分析したが、本年度は、親役割観の変化に焦点を当てて、変化のメカニズムを分析し、以下の結果と考察が得られた。(1)家族内における親役割観の変化は、特に父親において各国の産業構造の変化と関連があり、第一次産業から第二次・三次産業への移行時期の違いによって、父親の実際の世話に関する意識の変化に違いが見られた。(2)社会内における企業規模の違いも親役割観に違いをもたらす要因となっており、中小・家内企業の多さが、親の性役割観に違いをもたらしていた。(3)高等教育進学率増加の時期の違いや女性の就労状況の変化、保育施策等の違いが、教科書に反映された各国の家族観の変化の違いにも影響を与えていた。2.結果の公表以上の結果を、研究協力者と共に日本教育心理学会、日本発達心理学会において成果報告を行った。また国外の研究者も含めて2011年度国際学会にて発表すると共に、台湾での招待講演に向けて準備を進めている。1.分析対象とする教科書と資料の翻訳・分析・結果19502010年の日本、中国、韓国、台湾の小学校教科書を収集し、2000年出版まではすべて翻訳と分析作業を終了した。しかし、2010年の韓国と台湾の翻訳作業が一部終了しておらず、それを含めての分析作業をすることにより、戦後60年の家族観の変遷と文化比較を行うことが可能となる。特に本年度は日本、中国、台湾で得られた質問紙調査の結果も併せて、親子間の関係性についての分析を行った。本年度の研究成果は以下の3点にまとめられる。(1)日本、中国、韓国、台湾の4ヶ国とも親子関係に変化が見られ、上下関係から対等関係へと移っているが、特に日本の親子関係の変化は他の3ヶ国より先行してみられ、19801990年がその境目となる。(2)日本では少子化は親子関係を変えただけではなく、親の意識を変化させた。一方、台湾・韓国における少子化は、親に対する子どもの態度に影響を与えている。中国は少子化という社会状況というよりは、国家理念尊守をどの程度国家が強く国民に求めようとするかが、親子関係に影響を与えている。(3)社会構造の民主化や少子化が進むにつれて、子どもが親に対して対等の関係を持つようになる。以上の結果をもとに、今年度は最終年度であるため、社会・経済変動やそれに伴う産業形態、政治形態の変化と家族観に影響を及ぼすメカニズムについて分析考察を行った。2.結果の公表以上の結果を、研究協力者と共に日本発達心理学会、European Congress of Psychology、Asian Association of Social Psychologyにおいて成果報告を行った。
分子の部分光電離過程におけるしきい構造の研究

分子の第一イオン化ポテンシャル以上の内部エネルギーを持つ中性の高励起状態の存在と、その自動電離による光電離過程への大きな寄与とが、シンクロトロン放射光を用いた本申請者の近年の研究をはじめとする内外の研究により具体的に指摘されている。しかし、超励起状態の電子的あるいは振動・回転的な状態の違いによる光電離過程への寄与の大小についての知見は、簡単な分子についてさえ、ほとんど得られていない。本研究では電子的にも、振動・回転的にも励起したイオンをコアとする超励起状態の存在する電子的励起イオンの生成する電離閾値領域での発光励起スペクトルの観測を行うことにより、これらの超励起状態が純粋に電子的な緩和のみによって自動電離するか、核運動の緩和を伴う非断熱的自動電離であるのか、またそれらによってどの電子的イオン状態を生成するかなどについての具体的知見を取得し、分子の光電離過程における超励起状態とその光電離過程への役割を明らかにすることを目的とするものである。上記の目的に従い、筑波高エネルギー物理学研究所・放射光実験施設において標記の発光観測実験をCO,O_2,CO_2分子について行った。特にCO分子については、第2電離閾値近傍に存在し、このイオン状態をコアとする振動励起した超励起状態の自動電離過程を観測することに成功し、これらの超励起状態がコアイオンを終状態として自動電離する場合のみならず、エネルギー的には充分隔たりをもつ電子的基底イオン状態にたいしても、電子的緩和のみによる自動電離が起こり得ず、非断熱的な振動自動電離により、緩和することについての具体的な知見を取得し、標記の研究を予定通りほぼ遅滞なく行うことができた。
細胞培養によるショウジョウバエの生殖幹細胞とニッチの研究

有性生殖を行う多細胞動物における生殖系列の発生の遺伝的制御や生殖幹細胞の分裂・維持および分化のメカニズムは、発生生物学の中心課題のひとつである。ショウジョウバエの始原生殖細胞である極細胞は、卵後極で形成された後、胚内部へ陥入した後、胚背後部へ移動し、中胚葉性の細胞とともに、胚期の生殖巣を形成した後、分裂を再開する。われわれは、始原生殖細胞が生殖巣で分裂を再開するためのシグナル伝達経路を熱ショックタンパク質のプロモータを融合したGa14系統や、組織特異的に遺伝子を強制発現できるGa14系統を用い、卵巣性体細胞や始原生殖細胞で種々の成長因子を強制発現あるいはRNAiにより遺伝子発現を抑制させることにより、調べた。その結果、Winglessが再開のためのシグナルとして機能していること、さらには、その後の分裂にはTGF-bの一員であるDppが主要な成長因子として分裂を調節していることを明らかにした。また、キイロショウジョウバエの雄の生殖幹細胞やニッチ細胞であるハブ細胞を含む安定的な細胞株の樹立にも成功した。興味深いことに、この細胞株では、幹細胞の自己再生とともに精原細胞の不完全分裂も起こしていることがわかった。さらに、キイロショウジョウバエの近縁種であるオナジショウジョウバエや系統的に離れた種からも卵巣性の細胞株の樹立にも成功し、異種間で生殖幹細胞とこれらの体細胞との相互作用を調べ、これらの種間では、生殖細胞と体細胞が接着接合により、直接的に相互作用をすることを明らかにした。生殖系列の発生の遺伝的制御や幹細胞の分裂・維持および分化のメカニズムは、発生生物学の中心課題のひとつである。われわれは、始原生殖細胞や生殖幹細胞の分裂・維持機構を明らかにするために、キイロショウジョウバエの始原生殖細胞の分裂能の高い時期である幼虫の卵巣や大量の生殖幹細胞を効率よく採取するため生殖幹細胞が分化できない突然変異体bag-of-marbleの腫瘍化卵巣を培養した。その結果、幼虫の卵巣の培養では、将来ニッチを形成する端子やCap細胞の前駆細胞を含んでいて、安定的に始原生殖細胞が分裂・維持できる細胞株を得た。驚いたことに、これら体細胞と始原生殖細胞間では、成虫の卵巣小管の前端でみられる特別な微小空間であるニッチで見られるような、カドヘリンを介した結合がみられた。すなわち、in vitroで始原生殖細胞と体細胞がニッチと同様の相互作用をしていることがわかった。さらに、Gal4/UASsystemを用いて、生殖幹細胞の増殖因子であるDppや体細胞幹細胞の増殖因子であるHedgehogなどの成長因子を強制発現する卵巣性中胚葉性の細胞株も樹立することにも成功した。また、腫瘍化突然変異の卵巣を用いた場合、体細胞幹細胞由来の濾胞前駆細胞と生殖幹細胞が安定的に維持・増殖している非常にユニークな細胞株の樹立にも成功した。この細胞を調べた結果、成長因子であるDppを発現していることが分かった。培養した始原生殖細胞や生殖幹細胞が機能的に正常であるかどうかを微小細胞移植法により、確認する予定である。われわれは、始原生殖細胞や生殖幹細胞の分裂・維持機構を明らかにするために、キイロショウジョウバエ生殖幹細胞が分化できない突然変異体bag-of-marbleの腫瘍化卵巣を用い、生殖幹細胞を培養した。種々の成長因子を加えた培養条件から、生殖幹細胞の分裂や維持には、in vivoでの結果と同様に、Dppが効果的に働くことが明らかになった。そして、培養条件を検討し、成虫の体液を加えることにより、安定的に生殖幹細胞が分裂・維持できる細胞株fGS/OSSの樹立に成功した。また、fGS/OSSから、生殖細胞を取り除いた体細胞のみからなるOSS株の樹立にも成功した。これらの細胞株は、-70度で凍結保存可能であり、解凍後は、再び分裂を開始する。OSS細胞は、種々の特徴から、卵形成のときに、濾胞細胞を形成する体細胞幹であることが分かった。また、OSSと生殖幹細胞との細胞間では、カドヘリンなど接着接合の主要なタンパク質が蓄積され、成虫の卵巣小管の前端でみられる特別な微小空間であるニッチで見られるような、カドヘリンを介した結合がみられた。また、雌生殖幹細胞の主たる成長因子であるDppもOSSでは、強く発現していて、fGSでは、pMADが発現している。このことにより、両者間でDppシグナル伝達が起こっていることが明らかになった。さらに、OSS細胞と雄生殖幹細胞を共培養した結果、安定的な細胞株の樹立にも成功した。そして、この両者間でJAK/STATシグナル伝達が行われていることも明らかになった。

その結果、Winglessが再開のためのシグナルとして機能していること、さらには、その後の分裂にはTGF-bの一員であるDppが主要な成長因子として分裂を調節していることを明らかにした。また、キイロショウジョウバエの雄の生殖幹細胞やニッチ細胞であるハブ細胞を含む安定的な細胞株の樹立にも成功した。興味深いことに、この細胞株では、幹細胞の自己再生とともに精原細胞の不完全分裂も起こしていることがわかった。さらに、キイロショウジョウバエの近縁種であるオナジショウジョウバエや系統的に離れた種からも卵巣性の細胞株の樹立にも成功し、異種間で生殖幹細胞とこれらの体細胞との相互作用を調べ、これらの種間では、生殖細胞と体細胞が接着接合により、直接的に相互作用をすることを明らかにした。