hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腸管における発達段階特異的ビタミンD作用機構の解明

本研究では、腸管におけるビタミンD受容体(VDR)遺伝子の発達段階特異的発現制御機構の解明を試みた。すでに我々は、ヒトVDR遺伝子のプロモーター解析により、腸管特異的エンハンサー領域を同定し、ホメオボックス遺伝子であるCdx-2がVDR遺伝子の小腸での発現に重要は働きをしていることを明らかにした。同定したヒトVDR遺伝子の腸管特異的エンハンサー配列を含む合成DNA断片およびコア配列に変異を導入した合成DNAをビオチン化し、離乳後(3週齢)のラット小腸粘膜から抽出した核蛋白質と反応させ、アビジンビーズを用いてエンハンサー配列に結合する因子群の精製を行った。精製した核タンパク質画分をそれぞれ2次元電気泳動で分離し、銀染色法にて染色後、得られたスポットのパターンを2次元ゲル解析ソフトで解析した結果、複数の異なるスポットを得た。これらスポットを解析した結果、小腸上皮細胞特異的発現を示すKruppel-like factor 4[KLF4]を見出した。そこで、VDR遺伝子プロモーター活性に及ぼす影響をルシフェラーゼ法により検討した結果、KLF4タンパク発現量に依存したVDRプロモーター活性の上昇が確認された。また、デリーション解析の結果、KLF4は、VDRプロモーター上のSp1結合領域(GC-box)に結合し、転写調節することが明らかになった。さらに、ヒト大腸癌由来上皮細胞株、Caco-2細胞を用いてCdx-2抗体による免疫沈降を行った結果、KLF4の共沈が確認された。しかしながら発達段階におけるKLF4発現をノーザンブロット法により確認した結果、離乳期前後においては変動しなかった。TGFやWntによりリン酸化修飾されることから、離乳後のVDR発現上昇は、Cdx-2およびKLF4のタンパク修飾が重要である可能性が考えられる。以上のことより、KLF4はVDR遺伝子発現調節因子であり、Cdx-2と協調的に腸管特異的発現を制御することが明らかになった。また、Cdx-2、KLF4およびVDRは、発癌制御に関わることが知られていることからCdx-2およびKLF4はVDRを介したビタミンDよるカルシウム吸収作用だけでなく癌抑制作用においても重要であると考えられる。すでに我々は、ヒトVDR遺伝子のプロモーター解析により、腸管特異的エンハンサー領域を同定し、ホメオボックス遺伝子であるCdx-2がVDR遺伝子の小腸での発現に重要な働きをしていることを明らかにした。同定したヒトVDR遺伝子の腸管特異的エンハンサー配列を含む合成DNA断片およびコア配列に変異を導入した合成DNAをビオチン化し、離乳前(2週齢)、離乳後(3週齢)のラット小腸粘膜から抽出した核蛋白質と反応させ、アビジンビーズを用いてエンハンサー配列に結合する因子群の精製を行った。その際、変異プローブを用いて非特異的因子を除去した。得られた抽出タンパク質を用いてウエスタン解析を行った結果、離乳後小腸核タンパク抽出画分において腸管特異的転写因子Cdx-2を確認した。しかしながら、ラット小腸よりラットCdx-2 cDNAをクローニングし、発達段階におけるCdx-2 mRNA発現をノーザンブロット法により確認した結果、Cdx-2 mRNA発現は離乳期前後においては変動しなかった。また、早期離乳および高カルシウム食摂取ラット小腸においては、VDR、カルシウム結合蛋白(CaBP-9k)の発現は有意に変動したが、Cdx-2においては発現の変化は見られなかった。このことから、Cdx-2は離乳応答性転写因子群の一つであるが、その機能調節に関わる因子が存在する可能性が示唆された。そこで、離乳前後のラット小腸粘膜よりビオチン化DNAを用いて精製した核タンパク質画分をそれぞれ2次元電気泳動で分離し、銀染色法にて染色後、得られたスポットのパターンを2次元ゲル解析ソフトで解析した結果、複数の異なるスポットを得た。今後、プロテオーム解析による腸管特異的因子群の同定および、Cdx-2と相互作用する因子の解析を予定している。

さらに、ヒト大腸癌由来上皮細胞株、Caco-2細胞を用いてCdx-2抗体による免疫沈降を行った結果、KLF4の共沈が確認された。しかしながら発達段階におけるKLF4発現をノーザンブロット法により確認した結果、離乳期前後においては変動しなかった。TGFやWntによりリン酸化修飾されることから、離乳後のVDR発現上昇は、Cdx-2およびKLF4のタンパク修飾が重要である可能性が考えられる。以上のことより、KLF4はVDR遺伝子発現調節因子であり、Cdx-2と協調的に腸管特異的発現を制御することが明らかになった。また、Cdx-2、KLF4およびVDRは、発癌制御に関わることが知られていることからCdx-2およびKLF4はVDRを介したビタミンDよるカルシウム吸収作用だけでなく癌抑制作用においても重要であると考えられる。
蓚酸カルシウム結石発生メカニズムに関する分子生物学的検討

これまでに蓚酸カルシウム結石形成ラット腎においてsyndecan-1(HSPG)が組織内で強く発現していること証明し報告してきた。そこで我々は、蓚酸カルシウム結石形成ラット腎において合成オリゴDNAプローブを利用した非放射線性in situ hybridization法にてsyndecan-1(HSPG)のm-RNAの局在を検討した。プローブはアンチセンスプローブと陰性対照としてセンスプローブを使用し、m-RNAの保存度を検討するため陽性対照として28S-rRNAプローブを使用した。その結果、非結石腎と結石腎との比較において結右腎の特に遠位尿細管上皮において強いシグナルが見られ、syndecan-1(HSPG)の発現が有意に亢進していることが昨年の実験で確認し得た。今年度もさらにこの実験を繰り返しおこなっていったところ、結石形成腎において糸球体の一部(主にたこあし細胞)とさらには近位尿細管の一部にも有意なシグナルが見られた。このことは、これまでわれわれが考えていたsyndecan-1(HSPG)が、結石形成に最も関連していると思われる遠位尿細管および集合管にのみ発現しているのではなく、糸球体や近位尿細管のレベルにおいてもHSPGは結石形成に何らかの関連があるものと思われた。さらにもうひとつの実験として培養細胞を用いた実験をおこなった。MDCK細胞(イヌの遠位尿細管上皮細胞でsyndecan-1(HSPG)はない)と我々が樹立したsyndecan-1(HSPG)m-RNAをMDCK細胞に遺伝子導入しヒトsyndecanを強制発現させる細胞を用いてIn situ hybridization法の実験をおこなった。この結果MDCK細胞の細胞質内にヒトsyndecan-1 m-RNAが発現していることを確認した。今後はこれらの結果をもとに、この物質が結石形成機転に対してどのような役割を担うのかを解明する上で、さらに遺伝子・蛋白レベルでの解析を行っていく予定である。これまで我々は、蓚酸カルシウム結石形成ラット腎においてsyndecan-1(HSPG)が組織内で強く発現していることを証明し、報告してきた。そこで、尿路結石抑制物質の一つであるsyndecan-1(HSPG)をcodeする遺伝子が、腎組織のどの部位に発現するかということを"in situ hybridization"を用いて行った。蓚酸カルシウム結石形成腎のパラフィン切片を用いて、合成オリゴDNAプローブを利用した非放射性in situ hybridization法にてsyndecan-1(HSPG)のmRNAの局在を検討した。プローブはアンチセンスプローブと陰性対照としてのセンスプローブを使用し、mRNAの保存度を検討するための陽性対照として28S rRNAプローブを使用した。あらかじめプローブにはチミン二量体を標識しておき、UV照射することによりプローブはT-Tダイマー化され抗原性標識物質(ハプテン)として働く。その結果、結石形成腎において遠位尿細管(特に結石形成が見られるところ)の上皮細胞に強いシグナルが見られ、syndecan-1(HSPG)の発現が有意に亢進しているものと思われた。この結果は、HSPGの発現亢進が結石形成と密接に関連しており、今後はこの物質が結石形成機転に対しどのような役割を担うのか解明する上で、尿細管上皮を用いた研究へと発展することが期待される。平成13年度は、もうひとつの結石形成に関連するinhibitorであるbikuninについても同様の検討を重ねるとともに、培養細胞を用いた解析もあわせて行う予定である。
友敵感情論を基軸とした「共通感覚」の倫理学の構築：シンパシーからテレパシーへ

本研究の第三年度となる平成30年度の研究実績は、主に以下の二つの視点から、「共通感覚」の倫理にとっての歴史的および理論的な諸展開を解明したことにある。1.共通感覚の他者論:共通感覚論の射程を政治哲学の問いとして展開した哲学者にハンナ・アーレントがいる。その政治的判断力論には、共通感覚を、理念の統整的使用を超えて共同体感覚の基盤に据えてしまうことで、共同体の他者を恣意的に排除しかねないという問題がある。対して晩年の『精神の生活』に見出される「思考の風」の契機は、判断力が働く手前の没利害的な前提をつくり出すことで、判断力が基盤とする共通感覚にとって不可視の他者を垣間見させることを可能にするのである(学会発表「政治的判断力はなぜそう呼ばれるのかーアーレントの判断力論再考」)。2.共通感覚に伏在する信の感覚。本研究の共通感覚論にとっての特権的な参照項であるジャック・デリダの思想をとりあげ、デリダの脱構築がいかなる歴史的前提に基づいているのかを解明した(学会発表「Confronting the Lutheran Legacy of Deconstruction: Heidegger, Derrida, Nancy」)。脱構築はハイデガーの解体概念を経由してルターの「十字架の神学」によるdestructioに遡る。このことが共通感覚論研究にとって意味するのは、共通感覚の歴史にはキリスト教の伝統に特有の信の感覚が組み込まれており、宗教の回帰が取り沙汰される現在、キリスト教の脱構築が、その信の共通感覚の他者にとって必須となるということである。その他関連する研究として、デリダとドゥルーズの哲学の比較研究を通した生の感覚の解明、また翻訳として、アメリカの哲学者スタンリー・カヴェルの未邦訳文献を紹介し、ウィトゲンシュタイン後期哲学以後の美学=感性論の問いの地平に光を当てようとした。後記するように、国際学会での発表、書籍での論考といったかたちで、成果を出すことができた。これは当初の計画で考えられていた水準をおおむね達成するものとなっている。研究は順調に進展しており、特記すべき問題等は生じなかったため、当初の研究計画通りに推進させる予定である。本研究の初年度である26年度の研究実績は、主に以下の二つの視点から、「共通感覚」の倫理学にとっての予備的な諸前提を解明したことにある。第一に、共通感覚としての政治的情動の基礎をなす、いわば世界感覚に関して、西洋哲学史に見られる人間/動物の区分の再検討を通じて、両者の対照とこの区分に潜む歴史的偏見を解明した(論文「人間/動物のリミトロフィー」)。動物的貧しさにこそ世界経験の「本質的な震撼」を見出すというハイデガーの議論は、動物的な「貧しさ」の気持ちのうちに、むしろ人間以上に「豊か」で濃密な情動的経験の可能性をみてとることができた。しかし、そこに人間中心主義的な価値秩序への批判、動物的生の一種の理想化のような論点が引き出されるにしても、ハイデガーが動物的生の本質の分析に入り込むにつれてますます浮き彫りになるのは、人間がそこに到達することの不可能性であり、人間とその他の動物との決定的な差異にほかならない。第二に、共通感覚を形成する親密性に関して、アリストテレスの友愛論を取り上げ、ジャック・デリダとジョルジョ・アガンベンの立論の対比から、友愛の本質をなす、慈愛の非対称性を解明した(国際学会での発表"Towards Another Aristotelian Tradition of Friendship")。『ニコマコス倫理学』の子どもを養子や里子に出す母親の例が示唆しているのは、そのさいには、アリストテレスの公式的な友愛論が理想としていたような相互的で平等な友愛の分かち合いはないという点である。そこからアリストテレスに見いだされるもうひとつの友愛論が指し示すのは、いわば「死者への愛」という不在の対象への友愛を、友愛の可能性の条件として思考しているということである。つまり、死者をも愛することのできる一方的な友愛がなければ、友愛の本質は思考不可能なままにとどまるのである。後に示すように、図書での論考、学術雑誌の寄稿、国際学会や全国規模の学会といったかたちで、成果を出すことができた。本研究の第二年度となる平成29年度の研究実績は、主に以下の二つの視点から、「共通感覚」の倫理にとっての歴史的および理論的な諸条件を解明したことにある。第一に、共通感覚論にとっての歴史的に特権的なトポスとしてカント哲学をとりあげ、その系譜を再構成した(論文「フランス語圏のカント受容ー「人間」以後の超越論哲学の行方」)。フランス語はカントが受容されたはじめての外国語だが、その背景と展開にはドイツ哲学とフランス哲学との対質があり、20世紀後半のカント受容とその展開として『判断力批判』の再読が決定的な重要性をもつ。本論文では、その再読の焦点は崇高論を中心とした感性論の再構成にあるということが示され、それを通じて本書の美感的感性論が、共通感覚論としてたんに友敵感情を媒介する調和の役割を果たすのみならず、まったき他者へと自己感情を開放する「不調和の調和」の可能性をもつということが見通された。第二に、本研究の共通感覚論にとっての特権的な参照項であるジャック・デリダの言語論とその家族論とをとりあげ、共通感覚の倫理学にとっての諸前提を解明した(論文「差延、あるいは差異の亡霊ージャック・デリダによるソシュール再論」および「家族への信ー

デリダと絆のアポリア」)。本研究にとってこれらの論文がもつ価値は、ひとつには、デリダのいう「差延」がコミュニケーション中心的な言語観を覆すものであり、そこから、本研究がテレパシーと呼ぶ感性的次元への問題提起が開かれることになるということ、もうひとつには、デリダが、他者との社会的紐帯の根本として家族共同体における「信」の感情に論及しており、家族形態の変容に応じて共通感覚の基礎としての「信」の感情が再定義されるということである。後記するように、書籍での論考、学術雑誌の寄稿といったかたちで、成果を出すことができた。これは当初の計画で考えられていた水準をおおむね達成するものとなっている。本研究の第三年度となる平成30年度の研究実績は、主に以下の二つの視点から、「共通感覚」の倫理にとっての歴史的および理論的な諸展開を解明したことにある。1.共通感覚の他者論:共通感覚論の射程を政治哲学の問いとして展開した哲学者にハンナ・アーレントがいる。その政治的判断力論には、共通感覚を、理念の統整的使用を超えて共同体感覚の基盤に据えてしまうことで、共同体の他者を恣意的に排除しかねないという問題がある。対して晩年の『精神の生活』に見出される「思考の風」の契機は、判断力が働く手前の没利害的な前提をつくり出すことで、判断力が基盤とする共通感覚にとって不可視の他者を垣間見させることを可能にするのである(学会発表「政治的判断力はなぜそう呼ばれるのかーアーレントの判断力論再考」)。2.共通感覚に伏在する信の感覚。本研究の共通感覚論にとっての特権的な参照項であるジャック・デリダの思想をとりあげ、デリダの脱構築がいかなる歴史的前提に基づいているのかを解明した(学会発表「Confronting the Lutheran Legacy of Deconstruction: Heidegger, Derrida, Nancy」)。脱構築はハイデガーの解体概念を経由してルターの「十字架の神学」によるdestructioに遡る。このことが共通感覚論研究にとって意味するのは、共通感覚の歴史にはキリスト教の伝統に特有の信の感覚が組み込まれており、宗教の回帰が取り沙汰される現在、キリスト教の脱構築が、その信の共通感覚の他者にとって必須となるということである。その他関連する研究として、デリダとドゥルーズの哲学の比較研究を通した生の感覚の解明、また翻訳として、アメリカの哲学者スタンリー・カヴェルの未邦訳文献を紹介し、ウィトゲンシュタイン後期哲学以後の美学=感性論の問いの地平に光を当てようとした。後記するように、国際学会での発表、書籍での論考といったかたちで、成果を出すことができた。研究は順調に進展しており、特記すべき問題等は生じなかったため、当初の研究計画通りに推し進める予定である。研究は順調に進展しており、特記すべき問題等は生じなかったため、当初の研究計画通りに推進させる予定である。
「対抗文明」としての「大東亜共栄圏」の政治経済学的・外交史的研究

本研究の最終年度にあたる平成15年度も14年度に引き続き、書評論文「書評:秋田茂・籠谷直人編『1930年代のアジア国際秩序』」(『史林』85巻3号、平成14年)に記した見取図に従い、複数の論文執筆準備を進めた。第一の成果は、15年10月18日につくば国際会議場で開催された日本国際政治学会「歴史としての日中戦争」部会において、「満州事変から『大東亜戦争』へ-汎アジア主義の政治経済史」と題して報告を行ったことである。アジアで大英帝国・大日本帝国を周縁から支えたインド人・台湾籍民・華僑等の政治経済活動と東アジア通商圏再編が汎アジア主義の台頭に影響を与えたことを実証的に論じ、NGOとしての大亜細亜協会、ディアスポラ・サバルタンによる帝国への影響、通商活動とナショナリズム・地域主義との関係等理論的検討も行った。第二の成果は、12月20日に北海道大学学術交流会館で開催された国際シンポジウム「いま国連の役割を考える-歴史との対話」の「国際機関の形成過程」部会において、'Race, Religion and "Responsibility for Civilization"'と題する報告を行ったことである。そこでは、満州事変への対応をめぐり国際連盟の基盤となった西洋主義的価値観と対抗したアジア主義の特徴について理論的な整理を行った。第三の成果は、16年1月14日に京都大学人文科学研究所で開催された人文社会研究プロジェクト研究会(寵谷代表)において、「高橋財政下の帝国経済再編と植民地体制優位競争-汎アジア主義の朝鮮・台湾における経済的基盤」と題する報告を行ったことである。ここでは、高橋財政下における経済ナショナリズムや経済再編の進む植民地における汎アジア主義の台頭を政治経済史的に分析した。残念ながら最終年度前年の継続申請が認められなかったため、本研究は論文完成を見ぬままひとまず終了したが、その後平成16年度基盤研究B「植民地台湾をめぐる中国ナショナリズム、日本の汎アジア主義、台湾人ナショナリズム」が採用されたため、「台湾要因」を中心に汎アジア主義の分析を今後も継続する。初年度である12年度はまず、英国で収集した公文書館やイングランド銀行等の史料を分析に耐える形に整理することを始めたが、膨大なため整理作業は6割程度しか進まなかった。平行して史料の分析を始めたが、その作業も5%程度しか進んでいない。これと平行して、英国側史料から得られた視角によって浮かんできた日本の「アジア主義」の実態が如何なるものであったかを検証するために、外交史料館、国会図書館新聞資料室、紡績協会、東洋紡資料室、神戸大学経済経営研究所新聞記事文庫、近畿大学、大阪大学経済学部等において資料を収集し、それらの整理も開始した。これら史料から当面得られたイメージの大まかな鳥瞰図をまとめるために、英国で作成したメモを参考にしながら、「『大英帝国』から見た『大東亜共栄圏』--『汎アジア主義』と大連・神戸・天津」と題する研究会報告を、北海道大学政治研究会(1月19日)、東京大学政治史研究会(1月27日)において行い、議論から多くを学んだ。また、関連する先行業績や活字史料を広く検討すると共に、隣接分野を研究している来日中のアントニー・ベスト(英国LSE)、王建朗(中国社会科学院)、林満紅(台湾中央研究院)らを北大に招き、本研究に関して大いに議論し、情報交換を行った。

これらの作業を通じて、「大英帝国」は自らのアジア植民地支配を脅かす存在として「汎アジア主義」を強く警戒していたこと、実際に満州事変後の日本で「アジア主義」(実際には「汎亜主義」と「東亜主義」に分けられる)が対外的にも国内的にも大きな役割を果たしたこと、それらは貿易摩擦・アジア通商網再編等の経済問題と深く結びついていたこと、などが具体的な政治史的文脈の中で明らかになった。本研究の第2年度である13年度においては、主に二つの作業を予定していた。英国で収集した公文書館等の史料整理を進めることと、英国側の情報を通じて浮き上がってくる問題についての日本側の実態が如何なるものであるかについての材料収集及びその解析である。前者については、ほとんど進まなかったというのが実情である。一方後者については、外交史料館所蔵の資料を中心にかなりインテンシブな材料集めとその検討が出来、重要な論点も明らかになってきた。東北大学に所蔵されていた「汎アジア主義」に関する史料収集も進めることが出来た。アジア通商に関する何人かの重要な政治経済的人物のご遺族からは、興味深い聞き取りを行い、貴重な資料の閲覧も許された。また、刊行準備を進めていた単著『財界の政治経済史』の原稿が13年秋に一応完成したが、当初その中の一章として予定していた、「汎アジア主義」の背景としての東アジア通商システムの再編成についての章は、書き上げてみたものの、本全体の構成から浮くように思われたために、結局その簡単な要旨だけを残しただけで、削ってしまった。しかしこれらの作業を通じて得られた自分なりのテーゼを、14年発行予定の京都大学『史林』に、秋田茂・籠谷直人編『1930年代のアジア国際秩序』(渓水社、2001年)に関する比較的長い書評論文として掲載することとなった。以上の作業を通じて明らかになったのは、「汎アジア主義」の形成において通商問題や経済的ネットワーク、特に台湾商人・インド商人等の日英両帝国の担い手が重要な役割を果たしたこと、しかし経済的実態と政治的認識とは直接結びつくのではないので両者の関係をきちんと解明することが必要であることであった。本研究の第3年度にあたる14年度は、昨年度執筆した、秋田茂・籠谷直人編『1930年代のアジア国際秩序』(渓水社)についての書評論文(『史林』85巻3号、2002年5月)に記した大まかな見取り図に従って、研究の各章にあたる個々の論文の執筆及びその準備を進めている。その中で、「大東亜戦争」への過程を満州事変以後の「汎アジア主義」成長の過程と捉え、特に台湾要因及びインド要因に注目しながら、日英間の政治経済圏争奪が「大東亜共栄圏」形成へと向かう動きを政治経済的に描くという方向性が、少しずつ明確になり始めた。14年度に行った作業は、以下の通りである。まず第一に、14年10月に刊行した単著『財界の政治経済史』第五章第一節において、満州事変以降の日本が「大東亜戦争」へと傾斜していく流れを「汎アジア主義」化の過程として捉える観点を提示し、続く第二節・第三節でこの観点に基づいて財界の外交との関わりを対英関係、対中関係に分けて分析した。実は当初の草稿では、この章で本格的に「汎アジア主義」化の過程について詳述する予定であったが、この著書全体のバランスの問題と、本研究自体が未だ熟していないという判断とから、禁欲し、ほんのさわりだけを記述するに止めた。
地域防災に対する学校の役割と防災教育の教材開発に関する研究

平成13年3月24日に発生した「芸予地震」によって大きな被害を受け、近くの学校を借りて学校生活を約1年間おくった松山市立湯築小学校と校舎を提供した松山市立東雲小学校の児童・保護者・教職員の身体的、精神的ストレスや生活状況調査と地震による通学路の被害状況調査を実施した。さらに、「阪神・淡路大震災」後における学校の役割と問題点について神戸市の教師からの聞き取り調査や各地の避難場所・避難所と通学路・避難路および学校の役割調査、学校校舎の耐震診断と耐震補強実施状況調査をおこなった。調査の結果、「芸子地震」による被害が大きくなかったことが幸いして、児童や保護者に目立ったストレス症状はみられなかった。しかし、通学距離の延びた湯築小学校児童は、当然のことながら「朝、しんどくなる回数は増えた」や「身体がだるいと思う回数は増えた」と回答する割合が多かった。また、両校の児童とも「遊び場が狭くなった」と不満を持つ者の割合が多かった。こうした点に関し、両校の教職員と保護者が自校の伝統を守りつつ協力しあい、児童のストレスを緩和させる指導・教育をおこなった。その結果、「思いやり」や「助け合う」、「感謝の気持ち」の大切さが理解され、両校の児童にとって「友達が増え」、楽しく、思い出深い学校生活となった。一方、時間の経過とともに「地震への関心」が薄れ、学校の耐震診断すらほとんどおこなわれておらず、食料品や水などの備蓄、避難路(通学路)の整備が非常に遅れている。学校は児童・生徒にとって安全な場所でなくてはならない。また、学校は災害時の避難場所・避難所となる場所でもある。災害や防犯に配慮した建物整備と防災教育の充実が急がれる。本年度は、実施計画通り以下の調査・研究を行った。1、愛媛県松山市周辺地域に被害をもたらせた「平成13年芸予地震」の被害状況調査の整理と児童・保護者・教職員の身体的、精神的ストレス及び生活状況調査。2、芸予地震における愛媛県下の住宅被災及び応急危険度判定についての調査・研究。3、校舎が破損したため、建て替えまでの約1年間を近くの松山市立東雲小学校を間借りして授業を行った松山市立湯築小学校での防災教育について調査・研究。4、「阪神・淡路大震災」後における学校の役割と問題点についての兵庫県神戸市の教師からの聞き取り調査。5、愛媛県下の8市4町と神戸市での避難場所と通学路・避難経路及び学校の役割の調査。6、国立教育政策研究所や教科書研究センター等の施設が所蔵している日本で発行された教科書(明治期から今日まで)を調査し、災害・防災に関する記述の内容についての分析。現在までに明らかになってきたことは、地震で被災しても時間とともに急速に「地震への関心度」が低下してゆくこと、したがって防災教育はなおざりにされること、避難路の整備が非常に遅れていること、学校が避難場所になっているがほとんど食料品などの備蓄がおこなわれていないこと、ひとたび学校が被災者の生活の場になれば学校としての機能を回復させるのは至難の業であること、などが明らかになってきている。これらをさらにデータ的に補強しつつ、防災や防災教育に有効な教材開発にあたり、教育現場で実践できるものにしてゆきたい。
関節力学機能解析ロボットシステムの開発と靭帯再建術の評価・改善

1)生体関節力学機能解析ロボットシステムの開発生体関節力学試験用ロボットシステムの開発のため,既設の6軸アクチュエータ(現有設備)を用い,6軸力センサの信号を取り込むハードウエア及びソフトウエアを構築し,生体関節と人工関節の3次元的な力学挙動を調べることの可能なロボットシステムを開発した.試験関節とロボットシステムの位置関係を求めるために,レーザー式デジタイザーを開発し,骨の特徴点をデジタイズして,両者に固定された座標系の相対的な位置・姿勢関係を求める手法を開発した.ロボットシステムをスレーブ状態にしてレーザースポットを合わせるだけでデジタイズできる仕組みとした.制御システムの構築においてOSにリアルタイムリナックスを使用する予定であったが,ライセンスの問題が生じたため,リアルタイムリナックスと同種で,Windowsとの互換性の高いKNOPPIXを搭載したコンピュータシステムを開発した.軸のトルク制御を10msec以下で繰り返す,クローズド制御ループを持った制御ソフトウエアを開発した.さらに,力制御をベースとした位置制御を開発し,各軸に対して位置制御と力制御のどちらかを選択できる,位置/力のハイブリッド制御機構を構築した.これらのソフトウエアの開発にあたって,関節の機構記述あるいは力関係の記述については,本研究代表者の過去の論文を参考にした.2)関節力学試験ロボットシステムを用いてイヌ膝関節,ブタ膝関節の力学試験を行い,システムの性能を評価した.力学試験として,他動的屈曲動作,回旋動作,前方引き出し動作,圧縮動作等を行い,関節の変位を求めた.その結果,過去の報告に近い動作が得られたことを確認した.システムの性能が高いことが分かった.ヒト膝関節を用いた実験を行い,膝に前方力が加わった状態では前十字靭帯内のIntermediate bundleに大きな張力が発生していることがわかった。1)新式生体関節力学機能解析ロボットシステムの開発生体関節力学試験用ロボットシステムの開発のため,既設の6軸アクチュエータ(現有設備)を用い,6軸力センサの信号を取り込むハードウエア及びソフトウエアを構築した.制御システムの構築においてOSにリアルタイムリナックスを搭載したコンピュータシステムを開発し,軸のトルク制御を数msec以下で繰り返す,クローズド制御ループを持った制御ソフトウエアを開発した.さらに,力制御をベースとした位置制御を開発し,各軸に対して位置制御と力制御のどちらかを選択できる,位置/力のハイブリッド制御機構を構築した.これらのソフトウエア開発にあたって,関節の機構記述あるいは力関係の記述については,本研究代表者の過去の論文を参考にした.2)予備実験・システムの特性評価関節試験を行う前に,ロボットシステムそのものの静的特性を評価した.曲面形状を有する,固定された金属板上をロボット先端に取り付けられたプローブが力一定でなぞる作業を行わせた.その際に,曲面の法線方向を力データのみから求め,その情報を元にプローブの方向を微調整するアルゴリズムを構築した.試験の結果,力及びモーメントは目標値から10%以内に収まっていることを確認した.しかし,単純なP制御では制御値の誤差が無視できず,実際の試験で問題となることが予想された.そこで,微分および積分要素を備えたPID制御アルゴリズムの開発を行った.動物膝を用いて,制御システムの基本性能を調べた.少なくとも,マニピュレータの剛性等には問題のないことを確認した.1)生体関節力学機能解析ロボットシステムの開発

生体関節力学試験用ロボットシステムの開発のため,既設の6軸アクチュエータ(現有設備)を用い,6軸力センサの信号を取り込むハードウエア及びソフトウエアを構築し,さらに改良を加えた.制御システムの構築においてOSにリアルタイムリナックスを使用する予定であったが,ライセンスの問題が生じたため,リアルタイムリナックスと同種で,Windowsとの互換性の高いKNOPPIXを搭載したコンピュータシステムを開発した.軸のトルク制御を10msec以下で繰り返す,クローズド制御ループを持った制御ソフトウエアを開発した.さらに,力制御をベースとした位置制御を開発し,各軸に対して位置制御と力制御のどちらかを選択できる,位置/力のハイブリッド制御機構を構築した.これらのソフトウエア開発にあたって,関節の機構記述あるいは力関係の記述については,本研究代表者の過去の論文を参考にした.また,膝関節座標系を膝に固定するためのレーザー式デジタイザーを開発した.2)予備実験・システムの特性評価ロボットシステムを用いてイヌ膝関節,ブタ膝関節の力学試験を行い,システムの性能を評価した.力学試験として,他動的屈曲動作,回旋動作,前方引き出し動作,圧縮動作等を行い,関節の変位を求めた.その結果,過去の報告に近い動作が得られたことを確認した.システムの性能が高いことが分かった.1)生体関節力学機能解析ロボットシステムの開発生体関節力学試験用ロボットシステムの開発のため,既設の6軸アクチュエータ(現有設備)を用い,6軸力センサの信号を取り込むハードウエア及びソフトウエアを構築し,生体関節と人工関節の3次元的な力学挙動を調べることの可能なロボットシステムを開発した.試験関節とロボットシステムの位置関係を求めるために,レーザー式デジタイザーを開発し,骨の特徴点をデジタイズして,両者に固定された座標系の相対的な位置・姿勢関係を求める手法を開発した.ロボットシステムをスレーブ状態にしてレーザースポットを合わせるだけでデジタイズできる仕組みとした.制御システムの構築においてOSにリアルタイムリナックスを使用する予定であったが,ライセンスの問題が生じたため,リアルタイムリナックスと同種で,Windowsとの互換性の高いKNOPPIXを搭載したコンピュータシステムを開発した.軸のトルク制御を10msec以下で繰り返す,クローズド制御ループを持った制御ソフトウエアを開発した.さらに,力制御をベースとした位置制御を開発し,各軸に対して位置制御と力制御のどちらかを選択できる,位置/力のハイブリッド制御機構を構築した.これらのソフトウエアの開発にあたって,関節の機構記述あるいは力関係の記述については,本研究代表者の過去の論文を参考にした.2)関節力学試験ロボットシステムを用いてイヌ膝関節,ブタ膝関節の力学試験を行い,システムの性能を評価した.力学試験として,他動的屈曲動作,回旋動作,前方引き出し動作,圧縮動作等を行い,関節の変位を求めた.その結果,過去の報告に近い動作が得られたことを確認した.システムの性能が高いことが分かった.ヒト膝関節を用いた実験を行い,膝に前方力が加わった状態では,前十字靭帯内のIntermediate bundleに大きな張力が発生していることがわかった.
３次元太陽フレア数値シミュレーションによる粒子加速モデリング

太陽フレアに伴う粒子加速数値モデリングを行った。我々は太陽フレア噴出を高分解能3次元磁気流体シミュレーションで再現し、3次元非定常な磁気リコネクションと電流シートの乱流構造、そしてその中の小さなプラズモイド生成を解明した。小さなプラズモイドの運動は局所的に電場を強め、粒子を加速する。またグローバルな磁束管噴出速度の変化も粒子加速に影響する。テスト粒子計算で乱流電流シート内の加速過程や、噴出磁束管中を伝わりながらの加速過程を発見した。また磁気リコネクションのフラクタル性により冪分布スペクトルを自然に説明できることを示した。さらに電波観測と比較し、数値モデルの検証を行った。平成25年度は、3次元磁気流体(MHD)シミュレーションによる3次元太陽フレア噴出とそれに伴う非定常磁気リコネクションのシミュレーション結果の解析を行った。そして、その解析結果を科学論文にまとめて出版した。また3次元磁気流体シミュレーション結果中にテスト粒子を注入し、その振る舞いを調べた。そしてその結果と太陽電波観測による粒子観測との比較を行い、論文投稿の準備をしている。太陽フレア3次元シミュレーションでは、磁束管噴出(コロナ質量放出)に伴うグローバルなエネルギー解放と、同時にその下に形成される電流シートが不安定性で分裂することによって非定常なエネルギー解放を誘導し、ミクロな粒子加速が起きることを明らかにした。グローバルな磁束管噴出は、初期の捻じれが強いほど3次元的な磁気力を受けて加速され、その結果、速いエネルギー解放と大きな電場増幅を引き起こす。一方で電流シートの細分化による小規模な磁束管噴出は、電流シートを乱流的にし、より短時間より局所的な電場増幅を引き起こした。各電場増幅は磁束管噴出と同期しており、磁束管の大きさに応じて電場増幅の時間スケールも決まることがわかった。これらは粒子加速過程の理解にとっても重要である。さらにテスト粒子を入れた結果、乱流的な3次元電流シート内で間欠的に様々な高さで粒子が加速されるのを示した。これらの結果は、太陽電波バーストとして観測される加速電子の振る舞いと非常によく似ている。チェコのオンドレヨフ電波観測所にて観測された電波スペクトルを用いて、統計的に加速電子の振る舞いを解析し、得られたテスト粒子の振る舞いとの比較を行った。本研究では、太陽フレア中で起こる非定常磁気リコネクションを3次元磁気流体シミュレーションによって再現し、さらにテスト粒子シミュレーションを行うことで、非定常性で生じるプラズモイド噴出やマルチ衝撃波に伴う統計的(多段階)粒子加速について解析することを目指す。粒子は陽子、電子それぞれの加速過程について別の方法で計算し、短時間における加速過程と、磁気ループ補足を考慮した長期変動過程と両方を調べる。平成24年度は3次元磁気流体(MHD)シミュレーションによる非定常3次元太陽フレア・磁気リコネクションのシミュレーションコード開発を行い、太陽フレア中の3次元的な電流シート形成と磁束管噴出のダイナミクスのシミュレーションを実現することに成功した。ここでは非定常プラズモイド噴出の2次元MHDシミュレーションを3次元方向に一様に拡張したモデルを採用した。初期条件としてフォースフリーなコロナ磁場を仮定し、その中のヌル点に磁束管を配置することで平衡かつ不安定な状態ができる。この磁束管の中心部分を少し持ち上げることで、磁束管は平衡状態を失い浮上を始める。高解像度でシミュレーションすることで、3次元電流シートの小さな構造(プラズモイドの形成と噴出)を計算することに成功した。また、磁束管の磁場強度を保ちながら縦横磁場比といった物理パラメータや空間分解能を変化させた結果、噴出時の磁束管の捻じれのダイナミクスやリコネクション磁場構造の違いなどが発見された。さらに計算結果の電場磁場データをもとに、陽子をテスト粒子としてコロナ中に注入し、粒子の大まかな軌道とエネルギーの時間変化を調べた。粒子加速過程に関しては論文を出版したほか、3次元磁束管噴出の論文も現在投稿しており、国内国外学会にて発表を行った。太陽フレア数値モデリングにより、太陽フレアの非定常かつ3次元的なエネルギー解放を解明しつつ、その中でのダイナミックな粒子加速過程を調査してきた。さらに電波・硬X線観測との比較から本モデルの検証を行い、粒子加速を含めた太陽フレアの基礎物理過程の解明が本研究の目的である。特に間欠的な短時間加速(1秒以下)と磁気ループ捕捉による長時間加速(1-10分)の違い、陽子(イオン)と電子の加速の違いを明らかにすることが重要であり、本年度は電流シート中での陽子の間欠的な加速の他、磁気ループの捕捉陽子の運動をより長時間で追尾した。ピッチ角の大きな高エネルギー陽子は磁気ループに捕捉されてバウンス運動を繰り返す。電子に関してはまだ計算途中であり、今後継続して解析を行う予定である。また研究期間

途中にチェコ共和国Ondrejov観測所に2カ月滞在し、太陽電波大家のKarlicky教授とBarta研究員らの協力のもと、高時間分解能太陽電波スペクトルと本研究結果とを比較する機会を得た。電波では、閉じた磁場に捕捉された電子ビーム群が上(もしくは下)方向にゆっくり移動するのが観測され、数値シミュレーションで示された電流シート中の小さな磁束管(プラズモイド)運動と間欠的な加速機構との関連性を裏付けた。さらにプラズモイドの噴出速度と粒子加速(観測的には硬X線・電波放射)との時間相関を発見し、観測理論の両者で比較した。最後に本研究結果を総括して国内国外の学会にて招待講演および成果発表を行い、電波・硬X線観測との比較研究に関して科学論文投稿・出版し、残りに関しても現在投稿・改訂作業を行っている。太陽プラズマ物理本研究課題は主に、13次元太陽フレアの数値(磁気流体)シミュレーション、2テスト粒子計算を用いた粒子の加速過程解析、3得られた数値シミュレーション結果と太陽観測との比較、の3つである。平成24-25年度で計画していた1の太陽フレア噴出のモデリングはほぼ完了し、論文出版と国内外の学会での成果発表を行っている。現在2と3に取り組んでいるところであり、ほぼ順調に進んでいると言える。2ではラーマー半径の大きな陽子についてテスト粒子シミュレーションを行った。一方で電子のテスト粒子シミュレーションは未実施であり、長期変動の計算もまだ未達成の平成26年度の課題として残っている。3では、チェコのオンドレヨフ電波観測所で撮られた太陽電波バーストと加速粒子シミュレーションの比較を行っている。現在論文投稿準備中である。また、昨年は「ひので」衛星観測運用に参加し、フレア観測プログラムを作成・実施してフレア観測に成功することができた。これらと数値シミュレーションとの比較を今後行う。平成24年度は3次元磁気流体(MHD)シミュレーションによる非定常3次元太陽フレア・磁気リコネクションのシミュレーションコード開発を行い、太陽フレア中の3次元的な電流シート形成と磁束管噴出のダイナミクスのシミュレーションを実現した。また、高解像度シミュレーションや磁場縦横強度比を変えた異なる物理パラメータによるシミュレーションも行った他、テスト粒子計算にも取り組んだ。これらは当該年度に予定した内容であり、だいたい達成されつつある。また国内国外学会における発表も積極的に行い結果をアピールしている。一方で、研究を進めていくなかで電流シートを分解するために予想以上に高分解能の計算が必要であったり、大容量データの解析が大変である点、また現モデルでは考慮していなかった磁束管内の高密度プラズマが面白い振る舞いをしている観測例を発見し、そのモデル化に取り組んだ結果予定していたよりも時間がかかり、当初予定していた熱伝導の効果を考慮した彩層蒸発を含む太陽フレアのシミュレーションコード開発まで達成することができなかった。これについては平成25年度に継続して研究開発を行う必要がある。
大腸癌切除検体内貯留血のリキッドバイオプシーを用いた再発診断精度向上に関する研究

現状では、大腸癌を治癒切除した後の個々の再発リスク診断を行うことが困難であるため、術後補助化学療法を適切な患者に投与することが必ずしも容易ではない。再発リスク診断の精度向上のため、大腸癌切除検体内の貯留血を用いてリキッドバイオプシーを行い、大腸癌が血行性転移を起こしていく動的変化を数値化し、本法の再発率診断精度向上における有効性を明らかにする。
不確実性下の国際経済統合に関するマクロ・シミュレーション分析

応用一般均衡モデル等を用いたシミュレーション分析の手法を適用して、日本を含む世界経済が直面する喫緊の課題について分析を行った。そこでは、震災や農産物の生産性ショック、あるいは、直接投資の急減のような不確実性を考慮して、様々な経済活動が受ける影響や、貿易自由化のような政策的対応の効果を計量的に明らかにした。また、政策課題に関するシミュレーション分析だけでなく、そこで用いる応用一般均衡モデルのようなモデルの性質を明らかにし、その分析の妥当性や用いるデータ(産業連関表)や仮定するパラメータ(代替の弾力性)から受ける影響を再検討することも行った。本年度は,主に,各国経済のインフラの効果をグローバル経済の文脈で捉えるためにマクロ分析に注力した.たとえば,先年の東日本大震災後の日本の電力危機によって,どの程度中国進出が加速されるか,また,それによってどれだけ国内産業が「空洞化」するかを分析した.動学的な世界貿易の応用一般均衡(CGE)モデルを構築して,そこでは日本から中国への進出が重要な要素となるため,逐次動学モデルの中に内生的なFDIを導入した.この分析の結果,鉄鋼,非鉄金属,窯業等の電力多消費型の産業についてはFDIを通じて中国への移転が促進され,その一方で,しばしば高度で付加価値の高い産業として注目される,輸送機械,電子機器,機械部門といった電力消費が比較的少ない部門については,国内生産が増加するといったことが明らかにされた.FDIがしばしば空洞化の元凶のように問題視される.これは確かに窯業や非鉄金属のような電力多消費型の産業に当てはまるが,他の部門についてはむしろFDIが加速することで国内生産も増加することがわかった.こうしたCGEモデルを構築する際には,産業連関(IO)表が重要なデータであるが,これは作成に手間がかかり,刊行頻度が高くないために,刊行されたときにはすでに数年前のデータとなっている.こうした数年前の古いIO表をもとに,最新のデータを追加して最近の年次のIO表を推定することがある.この推定されたIO表には誤差が含まれる,この推定されたIO表を用いてCGEモデルを構築してモデル分析した場合には,予測誤差も発生する.こうした誤差の程度や,その誤差を小さくする手法について日本の接続IO表を用いて分析を行なった.その結果,最小自乗法ではなく,クロスエントロピー法を用いるとIO表の予測誤差を小さくできるが,その効果はCGE分析における予測誤差にはあまり影響しないことが明らかにされた.本年度は、応用一般均衡モデル分析の基礎的な研究について重点的に研究活動を行った。1つには、応用一般均衡モデルを構築する際に用いる産業連関表の推定誤差と、それによって生じる応用一般均衡分析の予測誤差の程度を明らかにした。この研究成果は産業連関分析に関する国際学会で口頭報告される一方で、学術雑誌Economic Modellingにも掲載された。もう1つは、応用一般均衡モデル分析に関するテキストブックの刊行である。まず日本語版については、初版出版後10年が経過したことから、この改訂版を出版する計画を進めた。具体的には、動学モデルに関するものなど、いくつか新しいトピックを加えつつ、視覚的によりわかりやすい説明を加えた。草稿は出版社に提出され、2015年度中の刊行を予定している。英語版については、初版ではハードカバー版のみであったが、ペーパーバック版も刊行されて、読者の手に届きやすくなった。最後に、中国語版が出版されて、全部で3カ国語でこのテキストブックが刊行されることとなった。研究期間の最終年度に当たって、応用一般均衡分析の手法を用いて、4つの主要な研究成果をあげた。1つめは、主要農産物(コメ、小麦、大豆、トウモロコシ)の生産性ショックが発生した場合に日本経済が受ける影響を計測し、貿易自由化がそのショックを和らげ、食料安全保障に貢献することを示した。2つめは、日本による対中海外直接投資が減少したリーマンショックのような状況を再現して、直接投資の減少が日本と中国に与える影響を分析した。そこでは世界経済モデルをさらに精緻化して、直接投資を陽表的にモデル化した。すなわち、日本から中国への直接投資を通じて資本が日中間で移動する。また、中国国内で、中国の国内企業と日系の現地法人が競合する。さらには、中国で生産されたものが日本国内に輸入される、いわゆるブーメラン効果を考慮したという点で新しい分析手法となっている。3つめは、台湾北部を想定して、大震災が発生した場合に台湾経済、とりわけ、その主要産業たる半導体や電気・電子部品産業が受ける影響を明らかにした。そこでは、市・郡単位で示される台湾の震災評価データベースの情報を元に、震災の直接的影響を、労働と資本がそれぞれ減少する形でモデル化する。加えて、東日本大震災後の原発停止のような状況を考えて、台湾のすべての原発が停止し、火力発電に代替される(化石燃料の投入が増える)ことを想定する。これら3種類のショックの個別の影響と、すべてが発生した複合災害の影響を測った。以上の3つの研究は、いずれも査読付き英文学術雑誌に受理された。最後に、これらの研究で用いられる応用一般均衡モデルに関する教科書を東京大学出版会から刊行した。このテキストは、2004年に第1版を刊行したものであるが、その後の研究成果の蓄積を反映して、とくに、動学的応用一般均衡モデルやシミュレーション分析の手法とデザインについての知見を加えた。

そこでは、震災や農産物の生産性ショック、あるいは、直接投資の急減のような不確実性を考慮して、様々な経済活動が受ける影響や、貿易自由化のような政策的対応の効果を計量的に明らかにした。また、政策課題に関するシミュレーション分析だけでなく、そこで用いる応用一般均衡モデルのようなモデルの性質を明らかにし、その分析の妥当性や用いるデータ(産業連関表)や仮定するパラメータ(代替の弾力性)から受ける影響を再検討することも行った。応用一般均衡モデルに関する教科書について、英語のペーパーバック版、中国語版等が出版されて、当初の計画以上に研究成果の発信が進んでいる。応用一般均衡分析穀物の生産性変動と貿易自由化に関する研究論文を改訂して学術雑誌に再度投稿し,掲載することを目指す.また,応用一般均衡分析に関する教科書の改訂版について,出版社と連絡を取りながら発行する作業を進める.当初計画していたような、動学的応用一般均衡分析モデルの構築が順調に進んで、それを用いた分析も学術雑誌に掲載されたため。データ収集と原稿作成補助のために雇用する予定であったアルバイト代が,出版計画が次年度にまたがることになったために,当初の想定よりも少なくなった.海外直接投資を応用一般均衡分析モデルに組み込んだ先進的なモデル分析をさらに進める。とくにこれは、中国経済と日本経済の間の関係を計量的に示すことにつながるであろう。一方で、細江・我澤・橋本(2004)による応用一般均衡分析モデルに関する基礎的な書籍については、出版後、約10年を経過したこともあり、一部、更新したり、新しい内容を追加するべきときに来ている。そのため、この書籍の改訂版を用意することを目指したい。応用一般均衡分析に関する教科書の改訂版を次年度に発行する予定にしている.このための校正等の作業のための費用に充てる.年度当初計画していたよりも海外出張費を中心に旅費が安価で済んだ.その一方,計画していた現地調査等があまり進まなかったこともあり,旅費の支出が計画よりも少なくなった.平成26年度に於いては,研究成果がまとまり次第,積極的に学会報告等を行って昨年以上の研究成果に関する情報発信に努めていきたい.また,書籍の刊行のために必要な校正作業等のアルバイト代に充てることにする.
腸内細菌叢の変化によるAhR ノックアウトマウスの回盲部での発癌促進機構

Aryl hydrocarbon receptor(AhR)は、ダイオキシン類などの芳香族炭化水素の受容体として働き、核内に移行して転写因子として機能する分子である。近年、AhRノックアウトマウスの回盲部に大腸炎を伴いながら腫瘍が発生することが報告された。本研究は、この腫瘍発生に対する腸内細菌叢の影響、特にEnterotoxigenic Bacteroides fragilisの腸管感染が腫瘍発生を促進するか否かの解析を目的とする。本研究により腸管の炎症性発癌におけるAhRと腸内細菌との関連を解明し、ヒトの炎症性腸疾患からの発癌における腸内細菌叢の制御による予防の糸口となることが期待される。
ミクロ熱励起・ミクロ温度計測による新しい細胞機能解析法の開発と応用

本研究により、細胞一個の温度変化を検出し、測定する技術を開発した。この技術は、我々が近年開発したミクロ温度計を基にしている。ミクロ温度計とは、細く引き伸ばして先を閉じたガラスキャピラリーの内部に、蛍光色素であるEuropium(III)thenoyltrifluor oacetonatetrihydrateを閉じこめたものである。Ca2+担体のイオノマイシンをHe肱細胞に作用させると、細胞外から細胞質へのCa2+の流入と細胞内小胞から細胞質へのCa2+の流出により、細胞内Ca2+濃度が上昇する。我々は単一HeLa細胞を対象にミクロ温度計を用いることで、この細胞内Ca2+濃度の上昇から若干の遅れを持って、細胞が熱を発生することを見出した。この時間遅れは細胞外Ca2+濃度と逆相関しており、さらにタブシガルギンを用いて細胞内小胞に存在するCa2+盛TPaseの機能を阻害すると、イオノマイシンの作用により細胞内Ca2+濃度は上昇するものの、温度の上昇が抑制された。以上の結果は、細胞内小胞のCa2+-ATPaseの酵素活性が熱発生を導いたことを強く示唆している。本研究が、単一細胞における熱発生の研究に新たな道を開いたと言える。また本研究で用いたミクロ温度計は、脳スライスのような対象物を用いた実験において非常に有効に利用できる技術である。なぜなら本技術をこれら実験対象となる臓器へ応用すれば、その箇所の温度を、従来用いられている電気的、化学的、光学的手法から得られる生理的パラメータと同時に測定することができ、それらの相関を見ることが可能だからである。本年度は、新規に開発してきたミクロ温度計を利用し、単一HeLa細胞内Ca^<2+>濃度の変動に伴う温度変化を捉え、細胞活動に伴った細胞からの熱発生を単一細胞レベルで検出することを目指した。以下その結果を箇条書にする。1.ミクロ温度計は、マイクロピペットに閉じ込めた蛍光色素Europium-TTA(Eu-TTA)の蛍光強度変化を利用して温度を計測する方法である。したがって温度とCa^<2+>濃度との時間的関係を調べるには、蛍光色素Eu-TTAとカルシウム指示薬fluo-4を同時に観察する必要がある。そこで水銀ランプからの励起光をパソコンで制御されるフィルターホイールにより交互に入れ替え二つの色素を順番に励起し、像を1つのCCDカメラでとらえた。これにより、温度と細胞内Ca^<2+>濃度とをほぼ同時にビデオレートで観察することができた。2.強力なイオン透過担体であるイオノマイシンにより、細胞内Ca^<2+>濃度を任意のタイミングで上昇させることができた。まず細胞外にCa^<2+>が存在するときにイオノマイシンを作用させると、細胞内Ca^<2+>濃度が上昇し、それに伴いEu-TTA蛍光強度の減少、すなわち温度の上昇が観察された。3.細胞を予めタプシガルギンで処理すると、細胞内小胞からCa^<2+>が漏れ出す。その後にEGTAを加えた細胞外液中でイオノマイシンを作用させると、細胞内Ca^<2+>濃度に変化は見られず、またEu-TTAの蛍光強度にも変化は無かった。4.以上2及び3の結果は、Ca-ATPaseの作用として説明できる。イオノマイシンにより上昇した細胞内Ca^<2+>濃度を正常値まで下げるために、Ca-ATPaseはATPのエネルギーの一部を利用してCa^<2+>を細胞質中から細胞内小胞へ汲み上げる。その過程における余剰エネルギーが熱として発散したと考えられる。