hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
革新的な核融合炉点火領域を目指した超高密度プラズマの生成と制御

本研究では、大型ヘリカル装置実験で得られた高密度高性能プラズマの閉じ込め特性をモデル化し、物理相似性を利用して自己燃焼プラズマへ外挿することによって、在来の制御熱核融合の点火シナリオよりも高密度低温で点火を行うシナリオの実現可能性を示した。このような高密度点火シナリオは、プラズマ中心部に直接燃料を供給することが条件となるが、運転温度や核融合出力を低減させることが出来るため、プラズマ対向材料への高熱負荷などの困難な工学的要求を緩和させることが可能である。本研究は在来型の高温低密度での制御熱核融合点火のシナリオとは異なった超高密度低温で点火を行う科学的モデルを提示することを目的としており、従来の温度2億度、密度150兆個/ccという点火条件の目安に対して、工学的要求を画期的に下げることのできる温度8000万度、密度600兆個/ccという革新的な制御熱核融合点火シナリオの提示を目指す。超高密度低温での炉心プラズマは、深刻な壁熱負荷を軽減させ、核融合反応生成物であるアルファ粒子を含めてプラズマの閉じ込め特性に優れた革新的な運転領域を可能とし、核融合実証炉の実現への要件を緩和しうる。本研究では高性能固体水素ペレット入射装置を開発し、大型ヘリカル装置に導入する。固体水素ペレット入射を用いた高温プラズマへの粒子供給実験を行うことによって、超高密度プラズマの定常保持実証と密度限界の同定を行う。実験データの取得、解析に当たっては理解及びモデルの外挿性を担保することに留意し、半経験的な相似則を導きだすことによって、核融合プラズマにおける燃焼シナリオを提示できるものとする.本研究では、大型ヘリカル装置実験で得られた高密度高性能プラズマの閉じ込め特性をモデル化し、物理相似性を利用して自己燃焼プラズマへ外挿することによって、在来の制御熱核融合の点火シナリオよりも高密度低温で点火を行うシナリオの実現可能性を示した。内部拡散障壁による超高密度プラズマの定常保持実証と密度限界の同定に取り組む為に,最大20連発の射出が可能な固体水素ペレット入射装置を完成させ,大型ヘリカル装置で生成されるプラズマを対象としたペレット入射による超高密度プラズマ維持実験を開始した.密度信号を参照してペレットの入射タイミングを実時間帰還制御することによって,粒子供給過多によるプラズマの放射崩壊を避けつつ,内部拡散障壁による超高密度プラズマを維持することに成功した.この実験結果は,中心粒子供給を行うことによって,超高密度プラズマを準定常的に保持できることを実証しており,超高密度低温での制御熱核融合点火領域の運転法につながるものである。中心粒子供給特性を支配する固体水素ペレットの溶発挙動を定量的に明らかにする為に,溶発プラズモイドからの発光スペクトルを求める理論計算コードを構築した.本計算コードでは,バルマー線の輻射再吸収に関する効果の組み込みを行っており,観測されるバルマー線強度比と比較することにより,プラズモイドの温度・密度といった内部情報だけではなく,2次元イメージング計測のみでは計測できなかったプラズモイドの体積も推定することを可能とした.プラズマ非接触化によるプラズマ対向機器への熱負荷低減に関しては,これまでの実験において,外部摂動磁場印加とガスパフによる周辺粒子供給制御によって再現性良く制御できることを示してきた.新たに導入した超音速ガスパフを用いて局所的かつパルス的な周辺粒子供給を行うと,さらに効率良く周辺プラズマ温度のみを低下させることが可能となり,プラズマ非接触化の制御がより容易になると同時に,粒子供給過多によるコアプラズマへの悪影響を低減させることが可能となった.また,周辺プラズマ中における不純物の空間分布を測定し,モデリングによる不純物輸送予測の妥当性を確認した.内部拡散障壁による超高密度プラズマの準定常維持条件を調べる為に、スクリュー押出し方式連続ペレット入射装置と20連発パイプガン式固体水素ペレット入射装置を相補的に用いて、超高密度プラズマの準定常維持に及ぼすペレット粒子侵入深さの影響を調べた。この実験により、超高密度プラズマを準定常維持する為には、高速かつ大サイズのペレット入射によるコアプラズマへの直接粒子供給が本質的であることを明らかにした。また、ペレット入射タイミングの実時間制御の参照信号として、参照信号として制動放射光強度を用いることによって、安定した密度の実時間制御ができることを確認した。さらに精密な密度制御のためにレーザー干渉計による密度信号を用いる検討を始め、この信号の不安定性に対する解決に取り組んだ。プラズマ対向機器への熱負荷低減に関しては、不純物(ネオン)ガスによる放射冷却を利用したプラズマ非接触化実験を系統的に行い、プラズマ対向機器へ流入する熱の20%を放射によって散逸させ、機器へ直接流入する熱負荷を低減できることを実証した。また、周辺密度が高い内部拡散障壁による超高密度プラズマでは、プラズマの外向きの流れに伴う粘性によってネオンガスがコアプラズマ部へ流入することが妨げられるため、ネオンガス印加に伴うコアプラズマの閉じ込め特性劣化は見られないことを明らかにした。実験で得られた高密度を維持した準定常放電のパラメータから、核融合炉における運転シナリオを外挿するための検討を始めた。プラズマの閉じ込め特性を律速する加熱パワーや磁場強度といったパラメータでプラズマの閉じ込め特性を規格化することによって導いた無次元量による物理相似性から、核融合炉におけるプラズマパラメータを外挿し、固体水素ペレットの溶発モデルと組み合わせることによって、ペレット粒子供給による燃焼制御のモデル化に着手した。

核融合炉における運転シナリオを策定するため,粒子供給シナリオの実現可能性を確認するシミュレーション計算を進めた.本シミュレーションでは物理相似性により,大型ヘリカル装置(LHD)で得られた高性能高密度プラズマのパラメータから核融合炉における条件を外挿し,自己燃焼プラズマの定常維持に必要となるペレット粒子供給条件を探索した.その結果,既存のペレット入射技術で実現可能な1500m/s以下のペレット入射速度でも,自己燃焼プラズマを維持するための粒子供給が可能であることを示した.一方,先進的な高速ペレット入射を想定したプラズマコア部への直接粒子供給では,良い閉じ込め特性が期待できる反面,30%もの核融合出力変動を引き起こす可能性があることを指摘した.燃料供給シナリオの予測精度を上げるために,ペレットの溶発とプラズマへの均質化動態を記述する理論モデルの構築をすすめた.プラズマ立上げ時の外部加熱によって発生する高エネルギー粒子による固体水素の溶発促進の影響をモデル化し,LHDにおけるペレット入射実験を良く再現できるスケーリング則を導いた.さらに,ペレット溶発後の均質化過程に関して,磁場構造の三次元性を考慮した理論モデリングを行い,ペレットによる粒子供給分布を予測する計算コードを開発した.LHD実験における実効的粒子供給分布を定量的に再現できることを確認し,核融合炉における粒子供給シナリオ策定に使用できることを示した.プラズマ対向機器における熱負荷低減のために,プラズマ周辺部を効率良く冷却する試みとして,超音速ガス流による粒子供給実験を行った.従来型ガスパフ法に比べて2倍程度高い粒子供給効率が得られ,周辺プラズマ密度を極端に上昇させる様な粒子供給が可能であることを実験的に示し,プラズマ対向機器の熱負荷低減を実現するために必要な周辺プラズマ冷却特性を有することを明らかにした.内部拡散障壁を有する高密度高性能プラズマの閉じ込め特性を、LHD実験によって得られた成果から物理相似性によって自己燃焼プラズマへ外挿し、核融合炉における粒子供給シナリオの実現可能性を検討した。実験結果と整合したモデルによるシミュレーション計算の高度化を行い、在来型の高温低密度での制御熱核融合点火のシナリオとは異なった超高密度低温で点火を行うために必要な粒子供給条件を調べた。その結果、固体水素ペレット入射による粒子供給法を用いて、尖塔化密度分を持つ高密度自己燃焼プラズマを定常維持できる事を示した。このような尖塔化分布した高密度プラズマを用いた場合、平坦密度分布では15 keV必要であった中心温度を10 keVまで減少させ、より低温領域での自己燃焼プラズマの保持が可能であることを示した。更に自己燃焼プラズマの保持に最低限必要な核融合アルファ出力を1 GWから0.75 GWまで減少させることが可能となり、プラズマ対向材料への熱負荷低減等の工学的要求低減の可能性が示された。一方で、核融合出力の変動を抑制しつつ尖塔化密度分布を実現するためには、現在のペレット入射技術を大きく超える20 km/s以上の超高速入射が条件となり、ペレット入射技術の画期的な進展が求められる。
固定資産税制度を活用した地方都市の市街地集約化とまちなか再生手法の確立

本研究は、人口と税収の減少が懸念される地方都市を対象に、税収の確保策を検討した。固定資産税収の過去の推移を分析した結果、郊外部での宅地面積・木造住宅床面積の増加が著しく、市全体で宅地評価額が大幅に下落しており、この傾向が継続した場合の2030年の固定資産税収の減少量を予測した。次に、これまで郊外部で9年間に増加した木造住宅による開発を都市中心部の非木造建築物に誘導した場合の効果を検証し、固定資産税収の下落を押さえる効果を確認した。中心部での開発誘導は、地区の宅地評価額の低下を防ぐとともに、非木造建築物による税収増加にもつながるため、固定資産税収確保に有効であることが明らかとなった。初年度である平成27年度は、「固定資産税収の確保」分野では、研究対象7都市(線引き都市:高知、長岡、松本、沼津、非線引き都市:上田、伊勢、沖縄)について、まず税務担当課に協力を依頼し、平成27年1月1日現在の課税関連地区別データ(課税土地面積,課税宅地面積,各評価額合計,各課税標準額合計,木造・非木造・建物用途別課税延床面積,各決定価格)を入手した。次に、開発等により集計単位である地区が変更されている場合は、過去と比較可能なように過去に遡って地区の統廃合を行った。すでに所有していた評価替え年度である平成18年、同21年、同24年の3時点データに、新規入手データを加えることで、4時点(9年間)のデータベースを構築し、市街地4区分別の税収推移を分析した。また、「屋外駐車場の制御」分野に関しては、研究蓄積がある長岡市のまちなかに着目し、敷地単位での屋外駐車場の存在量を地区別に把握した。「まちなか居住推進策の検討」分野では、長岡市を対象として、戸建て住宅からの世帯分離による人口減少と住宅そのものの滅失がまちなかの人口減少要因であることを解明した。「郊外部の税制と土地利用規制」分野では、明石市を事例に生産緑地地区の指定に向けた取り組みを分析した。加えて、農業側の制度を活用した土地利用の適正化方策の課題を整理した。年度末には、これらのデータ分析結果に基づき意見交換するとともに、次年度以降の研究計画について協議した。研究実績の概要で示した通り、「固定資産税収の確保」分野、「屋外駐車場の制御」分野、「まちなか居住推進策の検討」分野、「郊外部の税制と土地利用規制」分野、それぞれで初年度に想定した内容の研究を実施できている。平成28年度は、前年度に研究対象7都市(線引き都市:高知、長岡、松本、沼津、非線引き都市:上田、伊勢、沖縄)から入手した最新の課税関連地区別データ(課税土地面積,課税宅地面積,各評価額合計,各課税標準額合計,木造・非木造・建物用途別課税延床面積,各決定価格)を加えた平成18年度から平成27年度までの4時点(9年間)のデータベースを用いて、市街地4区分別の税収推移を分析した。さらに、その結果から、トレンドによる将来の税収を予測した。そして、平成18年度から平成27年度までに郊外部で増加した木造住宅床面積を中心市街地内の非木造住宅に転換させた場合の税収変化を推計し、市街地集約化の効果を検証した。また、「屋外駐車場の制御」分野に関しては、研究蓄積がある長岡市のまちなかに着目し、敷地単位での屋外駐車場の存在量を地区別に把握するとともに、駐車場から多用途へ転換した敷地を抽出し、その特徴(敷地面積、敷地形状、用途地域、前面道路幅員他)を整理した。また、駐車場の利活用を目指した公営駐車場の活用実態についてまとめた成果を学会で発表した。「まちなか居住推進策の検討」分野では、長岡市を対象として、マンションの立地動向を把握した上で、国勢調査のデータから入居者の特徴を解明した。また、まちなか居住推進策としての雁木設置状況とその活用保存策を検討した成果、ならびに、空き家の解体除去に関する知見をまとめ成果を都市計画学会で発表した。「郊外部の税制と土地利用規制」分野では、前年度の明石市を事例とした生産緑地地区の指定に向けた取り組みの結果を踏まえて、農業側の制度を活用した開発抑制方策の課題を整理した。年度末(H29.3)には、長岡市に集合して、これらのデータ分析結果に基づき意見交換するとともに、最終年度の研究計画について協議した。研究実績の概要で示した通り、「固定資産税収の確保」分野、「屋外駐車場の制御」分野、「まちなか居住推進策の検討」分野、「郊外部の税制と土地利用規制」分野、それぞれで初年度に続き、中間年度も想定した内容の研究を実施できている。「固定資産税収の確保」の視点については、研究対象7都市(線引き都市:高知、長岡、松本、沼津、非線引き都市:上田、伊勢、沖縄)から入手した平成18年度から平成27年度までの4時点(9年間)の課税関連地区別データ(課税土地面積,課税宅地面積,各評価額合計,各課税標準額合計,木造・非木造・建物用途別課税延床面積,各決定価格)を用いて市街地4区分別の税収推移を分析し、その結果からトレンドによる将来の税収を予測した。さらに同期間内に郊外部で増加した木造住宅床面積を中心市街地内の非木造住宅に転換させた場合の税収変化を推計し、市街地集約化の効果を検証した。最終年度はこの研究成果を都市計画学会で発表し、議論を深めた。さらに、都市計画の視点から見た固定資産税収の確保の重要性について書籍を出版した。

また、「屋外駐車場の制御」分野に関しては、研究蓄積がある長岡市のまちなかに着目し、敷地単位での屋外駐車場の存在量を地区別に把握するとともに、駐車場から多用途へ転換した敷地を抽出し、その特徴(敷地面積、敷地形状、用途地域、前面道路幅員他)を整理した。さらに駐車場から多用途へ転換された敷地の土地所有者を対象とした調査を実施し、その理由と転換効果を解明した。この動きを加速させることで、税収確保とまちなか居住推進方策の検討と連携させる重要性を指摘した。「まちなか居住推進策の検討」分野では、長岡市を対象として、マンションの立地動向を把握した上で、国勢調査のデータから入居者の特徴を解明した。さらに新規郊外住宅地に居住地を選択した世帯に対して、アンケート調査を実施し、まちなか居住の可能性を検証した。「郊外部の税制と土地利用規制」分野では、和歌山市及び甲府市の調整区域開発、明石市を事例とした生産緑地地区の指定に向けた取り組みの結果を踏まえて、農業側の制度を活用した開発抑制方策の課題を整理した。本研究は、人口と税収の減少が懸念される地方都市を対象に、税収の確保策を検討した。固定資産税収の過去の推移を分析した結果、郊外部での宅地面積・木造住宅床面積の増加が著しく、市全体で宅地評価額が大幅に下落しており、この傾向が継続した場合の2030年の固定資産税収の減少量を予測した。次に、これまで郊外部で9年間に増加した木造住宅による開発を都市中心部の非木造建築物に誘導した場合の効果を検証し、固定資産税収の下落を押さえる効果を確認した。中心部での開発誘導は、地区の宅地評価額の低下を防ぐとともに、非木造建築物による税収増加にもつながるため、固定資産税収確保に有効であることが明らかとなった。初年度の成果をもとに、「固定資産税収の確保」分野では、まず、構築したデータベースを活用し、建築活動の推移、地価・固定資産税評価額変動を基に設定したシナリオ別に長岡市と上田市について固定資産税収を推計する。ここでは、目標年次を国立社会保障・人口問題研究所が最新の将来世帯数を発表している2035年とする。この2市での推計結果が求められ次第、全体会議を開催し、その妥当性を全員で確認するとともに、シナリオの微修正を行う(ここまでの成果について学会発表する)。その後、他の5市にも同様の手法を展開し、地方都市における地価の推移、固定資産税収の推計値を具体的な数値として示すことにより、対応の必要性と、対応策を具体的に示す。「まちなか居住推進策の検討」分野では、税収が減少している地区の居住実態を踏まえて、人口減少要因を解明し、人口増加策を検討する。ここでは、類型化された区分に応じて典型地区を抽出し、具体的な施策の展開可能性を考察する。また合わせて、その施策による税収変化を確認する。この成果は、北陸発まちなか居住協議会で発表し、まちなか居住担当課の意見を収集する。「屋外駐車場の制御」分野では、地権者が建物を除去し、その跡地利用として屋外駐車場を選択するのは、土地保有リスク(固定資産税+管理費+雑費)に比べて、リターン(収入)が多いことに起因するため、初年度で得られた屋外駐車場の存在量を踏まえて、ここでは、高度利用が可能な「まちなか」で、屋外駐車場の増加を防ぐ固定資産税のあり方を検討する。「郊外部の税制と土地利用規制」分野では、郊外部の開発は、各種規制を受けながらも、様々な緩和策や、抜け道などを活用して展開されている。初年度に得られたデータから、新たな開発が選択されないような税制のあり方を検討すると共に、既存の集落等は維持保全できる施策を検討する。
地域社会と大学 -地方都市における大学立地の影響評価

地方圏に大学設置が進んだ時期としては、現在は戦後の新制大学設置の時期についで2度目のピークにある。平成12年度には全国の360の自治体に600余りの大学が存在する。本研究では、地方都市における大学立地の影響の分析とその評価を考察することを目的に、(1)地方大学と立地する地方都市の事例調査、(2)2市に立地する3大学についての市民意識調査、(3)大学教員対象調査、(4)学生対象調査、(3)大学が立地する全国の360自治体対象のアンケート調査を実施した。主な研究成果としては、地方都市においては大学立地の影響が大都市に比べて大きいが、その機能を十分に生かしきれてないこと、大学の設置時点で自治体が期待したことは経済波及効果や地域の人材育成など具体的な効果であるが、実際に効果があったという評価は、教育機能や地域イメージの向上など文化的側面が多いこと。市民の大学に対する期待は、普遍的な学問研究の価値やイメージの向上にあること、地方大学では、教員は地域貢献に役割を果たそうと努力しているけれども、教員が地元に期待されていると考えている項目に対する市民の期待は小さいことなどである。大学の教員や学生の地域との関係は、大学の設置経過年数や研究分野、規模に応じて異なるが、一般に、市民との関係では薄いといえる。それでも関係性において大学の歴史的発展や地域ごとの特色に応じた多様性が観察された。地域社会と大学とのかかわりについて、平成12年度前期においては、大学が立地している二つの地方都市について、市民と大学とのかかわりついての市民意識調査を実施した。さらに、後期には、当該の地方都市に立地するB、C2大学の学生および教員に対して地域とのかかわりについての質問紙調査を実施させていただいた。これによって、2地域について当該の市民、学生、教員のそれぞれについてほぼ統一した形式でのデータをうることができ、総合的な比較分析が可能となった。以上の比較研究に関して、分析は未完ながら成果の発表として福岡県立大学公開講座において、木下、中村、文屋が、それぞれ「総論・大学と地域社会」「地域社会における学生生活」「『地域社会と大学』に関する田川市民意識調査結果」として中間報告を行った。総合的には、大学の規模に、地域社会の認知度が相関していること、学生の好感度は逆に学生数が少ない方が好感度が高いことなどが指摘できる。また、地域住民の期待としては、望ましい大学像として、どちらかといえば地域課題に限定した研究より、広く真理の探究にむけた研究に期待が大きいこと、教員も研究分野と地域貢献とのバランスは重要であるが、地域の期待と教員の意識に大きな開きはないことなどが指摘できるだろう。後期には、事例調査として、地方都市に立地する6つの大学にヒアリングを実施したほか、機会を捉えて、長崎市、多摩地域、広島市などの視察をおこなった。4年制大学の本部及びキャンパスの立地する基礎自治体は、現在、360市区町村ある。このすべての自治体に対し、地元に立地する大学に関するアンケート調査を実施した。本年度は、以上の5種類の調査を実施し、13年度は、分析および研究成果の発表に取り組む予定である。地方都市における大学立地の影響の分析とその評価を考察することを目的に、研究の初年度(平成12年度)において、以下の各種調査を実施した。(1)大学の立地する地方都市のうち代表事例を訪問ヒアリングする事例調査(2)二つの地方都市、3大学について市民、教員、学生の総合比較調査i地域社会と大学に関する市民意識調査2件2市ii地域社会と大学に関する学生対象調査3件3大学iii地域社会と大学に関する調査-教員-3件3大学(3)大学の立地する全国の自治体360区市町村企画課を対象とするアンケート調査以上の調査結果をもとに、最終年度(平成13年度)において結果の分析及び報告書の作成を行った。

主な研究成果としては、地方都市においては大学立地の影響が大都市に比べて大きいが、その機能を十分に生かしきれてないこと、市民の大学に対する期待は、普遍的な学問研究の価値やイメージの向上にあること、教員や学生の地域との関係は、大学の設置経過年数や研究分野、規模に応じて異なること、その意味において歴史的に地域ごとの多様性が観察されたことなどである。
高速その場反転プラウの試作研究

1.高速その場反転プラウの模型設計を行った。○斜めコールタ(円板コールタ)の中心位置を発土板の後場に揃えると、安定した反転を実現できることが判明した。2.高速その場反転プラウの圃場実験用試作機を完成し、畑地にて圃場実験を実施した。○れき土の慣性を用いることにより、模型と同様に発土板と斜めコールタのみの組み合わせで、設計走行速度1.9m/sにて安定したその場反転を実現した。○耕幅360mmに対し、耕深160mmまでその場反転を確認したが、これ以上の耕深についてはトラクタの能力の限界で実験ができなかった。○走行速度を1.64m/sまで落としても、れき土の側方移動量はほとんどなく、反転も完全であった。○走行速度が1.2-1.4m/s程度になると、表面上は反転が完了しているように見えたが、斜めコールタ側のれき土が半分しか反転しなかった。○走行速度が0.6m/s程度になると、れき土の側方移動量が大きく、もはやその場反転とはいえず、斜めコールタ側のれき土は反転されずに残った。あるいは、全く反転が実現されずに切削されたれき土全体がそのまま残った。○れき土の前方移動量は90mm以下で、従来のプラウの場合と比べてほぼ無視できる量であった。○各部品に作用する力は、走行速度よりも耕探に影響を受けた。○各部品の側方力は全体で釣り合っていなかったので、トラクタ運転の勝手は良くなかった。この点の解決のため、斜めコールタの寸法・探さや、刃板の設計に検討の余地が残された。本年はまず既に完成していた圃場用の実機があったので,研究実施計画の内容を実施する前に、これを農場にて供試することから開始した。土槽実験用の研究実施計画に準じた測定を行う予定であったが、実際に走らせてみると詰まりを生じることはないものの,耕深を極端に小さく設定した場合を除き,全く反転が行われずにそのままれき土が上昇するだけであることが判明した。対処的に押さえロールなどを取り付けてみたが,かえって構造を複雑にしただけで扱いが困難となった。そこで予定の実験計画に立ち返り,模型を用いた土槽実験にて,その場反転ができる土壌条件と作業条件を絞り込むことから着手しなおした。また土槽も2.3m/sまでの速度が出せるように安全装置の改良を行った。設計パラメータの範囲や各部品の配置などを変えながら実験を繰り返した結果,次の結果を得た。○れき土の反転の途中で投てきを行う形式を取ることにより,従来のその場反転プラウに必要とされた副発土板は速度範囲の条件付で省略することができる。これにより普通のプラウと同等程度の犂体長を実現することができ,実用性が高い実機を設計できる見通しが立った。○主発土板の向いに配置する斜め円板コールタの役割は極めて重要で,自由回転により縦切削抵抗を軽減する働きよりも,自身の回転を用いることで上昇しつつあるれき土に変形および回転作用を与えて設計どおりの軌跡を通らせる働きを重視し,設計パラメータに取り込む必要がある。○土壌条件については連続的なれき土ができる条件でその場反転が十分可能のみならず、従来その場反転で詰まりを生じやすいといわれた断続的な土塊ができる条件でも問題なく実現可能であった。ただし種々の土塊の形すべてに対応できるかは現在実験中である。なお本年度研究実施計画にあった各種作業状態の評価については現在実験を進行中で次年度始めには完了し,再び圃場実験に移る予定である。
計算科学的手法を用いた知性的光脳機能計測

脳に近い神経末端がin vivoで直接計測可能である眼底をターゲットとし、そこにおける神経構造・および、血管構造の可視化をこころみた。本目的のために、スペクトル領域の光干渉を用いて眼底の三次元構造を無侵襲・in vivoで計測可能である、フーリエドメイン光コヒーレンストモグラフィー(スペクトラルドメイン光コヒーレンストモグラフィー装置)を作成した。筑波大学において開発された当該装置を元に、株式会社トプコンの協力により、臨床試験可能な改良型を作成し、京都大学医学部においてその臨床評価を行った。また、本装置は本年夏を目処に製品版が一般に市販される予定である。筑波大学および京都大学における臨床試験により、眼底における視神経繊維層の3次元in vivo観察に成功した。当該部位の2次元観察は、従来市販の光コヒーレンストモグラフィー装置により可能であったが、本研究により、臨床において初めて安定した3次元観察が可能になった。また、同装置を改良した周波数走査光コヒーレンストモグラフィー装置を開発し、人皮膚小器官の可視化を行った。さらに、本装置により撮影された情報を高速自動評価するためのアルゴリズムの開発を行った。また、光コヒーレンストモグラフィー撮影時に、焦点深度外で画像がぼける問題の詳細を解析し、その現象を数値的に補正するアルゴリズムの開発をおこなった。本アルゴリズムをin vivo人前眼部に適用し、十分に問題解決能力があることを確認した。神経内部を伝達する電気信号、及び、それにより誘起される屈折率変化を実時間に計測することを目的とし、高速なフーリエドメイン光コヒーレンストモグラフィー(OCT)システムを作成した。本システムはスペクトル領域でOCT信号を計測することで、OCT計測のために必要な軸方向走査を回避し、また、各計測システムを同期させることで高速なOCT計測を可能にしている。これにより、1024pix×514pixの高解像度生体断層画像の秒間10フレームという高フレームレートで計測が可能となった。また、本システムは、4万ライン/秒での奥行き方向の高速一次元計測も可能としている。さらに、本システムは非接触、非破壊での生体内部計測を可能としており、これにより、神経組織内部での奧行き方向の信号伝達が直接的に実時間で計測可能になるものと思われる。また、上記システムと並行し、空間的に高精度な生体計測を目的とし、ドイツStuttgart大学と共同で動的収差補正システムの開発を行った。本年度はその一環として、極めて少ない付加的な光学装置、及び、計算時間で光波面の収差量を同定する手法を開発した。また、その波面評価手法を用いて動的に収差を補正する共焦点顕微鏡のプロトタイプを作成した。このシステムを用いることで、球面収差を誘起するような屈折率不整合媒質の下部に存在する物体の表面を球面収差を動的に補正しながら計測することに成功した。神経内部を伝達する信号を可視化することを目的とし、フーリエドメイン光コヒーレンストモグラフィー装置の開発・改良を行った。開発改良に関しては、以下の方針に従った。(1)高感度化:非常に微弱な脳内の神経伝達信号を計測するために、システムの高感度化をめざした。(2)高速化:脳内の高速な信号伝達を計測するため、高速計測可能なフーリエドメイン光コヒーレンストモグラフィーシステムの開発をめざした。まず、(1)の高感度化に関しては以下のような改良を行った。(a)取得された光コヒーレンストモグラフィー画像の、位相情報まで用いた複素数値処理手法を開発した。(b)機材の再選定、最適化によるシステムロスの軽減により、実機の感度を理論感度ちかくまで向上させた。(c)システムのベースとなる干渉計を従来のフリースペース型から光ファイバー型に置き換え、横方向の解像度向上、および、コンフォーカル効果による感度の向上を行った。結果、本年度開始時点では80dB程度であったシステム感度を93 dBまで向上させることに成功した。次に(2)に関しては、以下の改良により対処した。(a)システム制御用のエレクトロニクスの改良による高速化を行った。(b)ラインフィールドコンフィギュレーションと呼ばれる新しい光学スキームを開発し、これにより、横方向の機械的走査なしに2次元断層画像の計測を可能にし、結果、システムの高速化を行った。まず、(a)により、今年度開始時で毎秒18枚だった断層計測速度を毎秒36枚まで向上させた。また、(b)により、480KHzの高速なAスキャンを実現した。

さらに、本装置により撮影された情報を高速自動評価するためのアルゴリズムの開発を行った。また、光コヒーレンストモグラフィー撮影時に、焦点深度外で画像がぼける問題の詳細を解析し、その現象を数値的に補正するアルゴリズムの開発をおこなった。本アルゴリズムをin vivo人前眼部に適用し、十分に問題解決能力があることを確認した。
東シナ海流れ藻の起源とＦａｔｅ

東シナ海では、流れ藻はサンマ等の産卵基質、ブリ等の稚魚の生息場となっている。研究船による2010-2012年の各2-3月に流れ藻の目視・採集調査を行い、流れ藻がアカモクというホンダワラ科海藻のみによって構成されていること、黒潮前線から西の大陸棚上に主に分布することを明らかにした。東シナ海沿岸のアカモクの分布を、中国、台湾、韓国の研究者と調べ、アカモクの遺伝子情報を蓄積し、出版した。流れ藻の食物連鎖や生物相、浮遊期間を調べた。数値モデルでアカモクに見立てた粒子の時間を遡る追跡実験により、中国沿岸がアカモクの起源と推定した。着底トロールにより流れ藻が海底に堆積していることを明らかにした。東シナ海流れ藻の起源とその運命(Fate)を探るためには、東シナ海における流れ藻の分布とその移動経路を明らかにする必要がある。そこで、九州以南と沖縄本島の西側の日本のEEZ海域を対象として、東シナ海の流れ藻の分布とその季節的な変化を調べるために、平成22年10月と平成23年2月に研究船淡青丸を用い、洋上から、目視観察を行うとともに、流れ藻の採集を行い、種の同定を行った。平成22年10月の調査では、東シナ海の黒潮の影響する高水温域においても流れ藻が出現した。出現した流れ藻を採集したところ、熱帯性のホンダワラ類で、流れ藻の海藻は長さが20cm以下と非常に小さいという特徴があった。このことから、10月に日本の東シナ海のEEZに出現する流れ藻は、台湾やフィリッピンから供給されている可能性が示唆された。平成23年2月の調査でじは、アカモクのみが東シナ海の大陸棚の縁辺から大陸側にかけて多く分布していた。また、成熟した個体も採集されたことから、比較的水温の高い海域が産地ではないかと推定された。アカモク流れ藻の移動を知るために、GPS付漂流ブイ等で標識した流れ藻を放流し、移動経路を追跡している。これらのデータは現在解析中である。なお、2月の流れ藻と一緒に魚類はほとんど採集されなかった。今まで、5月のアカモク流れ藻の起源として浙江省が考えられたが、2月のアカモク流れ藻の起源については、さらなる調査が必要であることが明らかになった。東シナ海における流れ藻はアカモクという海藻1種で構成されており,本研究では,その流れ藻の起源を明らかにするのを目的の一つとしている.2010年に青島の中国科学院海洋研究所所蔵の標本から大連にアカモクが生息することが判明し,東シナ海に面する大連におけるアカモクの分布を確認するため調査が必要となった.平成24年11月22日に京都大学大学院農学研究科助教鯵坂哲朗氏と日本を発ち.翌11月23日に大連海洋大学海洋環境科学部において,張国勝教授と面会し,我々訪問前の11月15日と11月20日に,大連東部で事前に採集してもらったホンダワラ類を調べ,採集されたホンダワラ類がアカモクであることを確認し,大連周辺にアカモクが存在することを確認した.採集されたアカモクは,形態およびDNA分析のために,他の採集された海藻とともに持ち帰った. 11月24日は,大連周辺の日本人のアクセスが可能な旅順周辺の海岸を張国勝教授と一緒に調査を行った.25年度には,アカモクの繁茂期である5ー6月に大連のアカモクの藻場でアカモクの分布の潜水調査することにした.2010年から2012年の毎年の2-3月に出現する東シナ海の流れ藻の分布を調べ,インドネシアのバリで2013年4月21日から26日に開催された第21回International Seaweed Symposiumにおいて口頭およびポスターで2件発表するとともに,Journal of Applied Phycologyに投稿し,2本の論文が出版された.また,東シナ海沖合の流れ藻の構成種(ほぼ100%)であるアカモクの北東アジアにおける現在の分布が,地球温暖化によってどのように変化するかについて,IPCCのA2シナリオに基いた2050年および2100年の表面水温予測から,検討した.それらの結果を,2013年6月17日から6月21日まで香港大学で開催された第7回International Conference on Marine Pollution and Ecotoxicologyでポスター発表をした.さらに,7月1日から7日に中国,大連海洋大学を訪問し,張澤宇教授と大連周辺のアカモクの分布調査を行った.海底に固着しているアカモクは発見できなかったが,流れ藻になったアカモク数個体を採集できた.7月におよそ1mの茎部長があることから,秋期に成熟する可能性が認められた.

また,流れ藻を構成するホンダワラ類の起源を,生育場所の影響を反映すると考えられる炭素窒素安定同位体比を用いて推定できるかについて検討した.2010年から2012年の2-3月の学術研究船淡青丸を用いて行った東シナ海の流れ藻の分布調査結果について海洋環境との関係から検討した。その結果、2-3月には大陸棚上に広く分布する傾向が毎年認められ、中国沿岸から輸送される。しかし、2012年では、強い高気圧性渦が1月頃から台湾北東部に継続して分布したこと、冬季季節風の風向が、通常北東の風向が北であったことから、台湾や沖縄で大量のアカモク流れ藻が漂着した。これらの結果を、Journal of Applied Phycologyに2本の論文として2014年に出版した。また、東シナ海沖合の流れ藻(ほぼ100%)であるアカモクの北東アジアにおける現在の分布に及ぼす地球温暖化の影響を、IPCCのA2シナリオによる2050年および2100年の表面水温予測から検討した。その結果、2100年には東シナ海においてアカモクは分布しないこと、また、代替となる熱帯性ホンダワラ類も広範囲に分布しなくなること、水温上昇でブリの産卵場(春季表面水温19°C前後)の移動が生じるが、ブリ稚魚の生息基質となるアカモク流れ藻との遭遇が困難になることを明らかにした。これらの結果をMarine Pollution Bulletinに論文として2014年に出版した。2014年10月および2015年3月に広東海洋大学・中国海洋大学と共同で中国湛江市のNaozhou島のアカモク藻場の現場調査を行った。海底に固着しているアカモクは発見できなかったが、3月には流れ藻になって海岸に打ち上げられているアカモク個体を採集した。湛江市は香港よりも西にあり、海南島の東北に位置する。今後、広東海洋大学に依頼し、アカモク分布調査を継続することになった。本科学研究費に基づいて行った一連の研究を月刊海洋誌に特集号「流れ藻の起源とfate:その生態・分布・輸送」として2015年5月に出版する。26年度が最終年度であるため、記入しない。水産海洋学26年度が最終年度であるため、記入しない。海南島から大連の中国大陸沿岸,台湾,九州,沖縄の東シナ海に面した各地で,アカモクの存在の有無の調査を行い,アカモクの標本を採集し,ミトコンドリアDNAのCox3による、流れ藻のアカモクとの類縁関係の調査を進めている.現在までの結果では,流れ藻と九州,中国大陸の南部のアカモクに比較的強い類縁関係がみられることが判った.試験的に実施した,東シナ海での流れ藻の漂流シミュレーションでも,流れ藻の起源が中国大陸であることが示されているので,これらの結果から流れ藻の起源が中国大陸であることを示しており,当初の目標を達成しつつある.今年度は国際学会で多数の報告を行ったほか,論文を3報出版することができたこと,東京大学大気海洋研究所共同利用シンポジウムなど国際において7件の報告を行うことができたことは,大きな成果である.
概念ブレンディング理論の存在証拠に関する基礎研究

昨年度に引き続き、今年度も、広い意味での言語現象に焦点を充てながら、Fauconnier & Turnerによって提唱された「概念ブレンディング理論」の更なる収束証拠の探求を試みた。特に、今年度は、昨年度提示した「融合指示」の照応現象が、英語の照応現象全体においてどのように位置づけられるのかという探求課題を設定し、認知言語学(あるいは認知意味論)の理論的枠組みの中でその探求を試みた。具体的には、英語学とその関連分野で発表された学術論文や学術文献で紹介される英語の具体的な名詞類照応の事実を網羅的に整理・把握するとともに、それらの背景に存在する認知メカニズムを特定する中で、認知言語学における統一的な照応解釈理論としての「文脈指示の照応論」の構築を試みた。一般に、これまでの認知言語学における照応研究は、(i)情報分割を得意とするメンタル・スペース理論に基づく照応論、(ii)文脈喚起と指示探索を得意とする参照点モデルに基づく照応論、そして、(iii)[本研究が焦点化してきた]融合指示の関係を取り扱う概念ブレンディング理論に基づく照応論の、大きく分けて3つの方向性が提示されてきたと言える。しかし、これらの照応論は各々が独立に提示されてきた都合上、各々の照応論間の繋がりが不明確なままであり、また全ての照応論を包括する統一的な照応論の構築に向けての方向性も未だ開拓されるに至っていないのが現状である。このような状況に対して、本研究で提示した「文脈指示の照応論」は、認知言語学の学術領域において、上記の3つの照応理論を包括できる、経験的にも認知的にもより自然な照応解釈理論として提案することができる。加えて、昨年度に引き続き、概念ブレンディング理論について議論した学術文献を国内外から収集することで、概念ブレンディング理論の収束証拠をより包括的に整理することにも努めた。本研究では、広い意味での言語現象に焦点を充てて、Fauconnier & Turnerによって提唱される「概念ブレンディング理論」の更なる収束証拠の探求を試みた。具体的には、以下の3つの観点から、上記研究課題を遂行した。(1)英語と日本語の言葉遊び現象を題材に、言葉遊び現象と概念ブレンディングの関係性について考察を加えた。その結果、言葉遊びの認知プロセスには(特にユーモア効果の導出において)概念ブレンディングという一般認知能力が密接に関わっている可能性があることを示唆した。(2)英語の照応現象を中心に、文脈指示における概念ブレンディングの重要性について探求した。先ず、伝統的な言語学において仮定される同一指示という文脈自由的で形式的な照応概念では、英語のなぞなぞやジョーク等に見られる融合指示の代名詞解釈を説明できないことを指摘し、文脈依存的で概念的な「文脈指示」というもう1つの照応概念が必要であることを提案した。また、認知言語学において提唱される意味構築という考え方に基づき、文脈指示の照応現象を説明しようとするLangackerの参照点モデルやFauconnierのメンタル・スペース理論においても、各々のモデルに課される能力故に、英語のなぞなぞやジョーク等に見られる融合指示の代名詞解釈を行うのには幾分不備のあるモデルであることを明らかにした。その上で、融合指示の現象を率直な形で取り扱うためには、概念ブレンディング理論が有益な視点を提供できることを示唆した。加えて、融合指示の現象は言葉遊びに限定されるものではなく、通常言語においても頻繁に観察されるものであることも明らかにした。(3)これまで国際的に、そして日本国内で発表された概念ブレンディング理論の収束証拠を探求した文献を収集し、概念ブレンディング理論の収束証拠を認知領域ごとに整理したリストを作成した。
Dok類縁アダプター分子による細胞機能調節機構

チロシンキナーゼは細胞外環境からの情報が細胞内シグナルへと変換される際に必須のシグナル分子であり、その多くはドッキング蛋白質と呼ばれるアダプター分子をリン酸化することによって細胞内シグナルを適切に制御している。申請者らは新規ドッキング蛋白質としてDok-1を発見し、その類縁分子であるDok-2と共にサイトカイン受容体やLPS受容体の下流において、骨髄球細胞の造血や自然免疫応答の恒常性の維持に必須のシグナル分子として機能していることを解明してきた。そこで、本基盤研究においては、T細胞におけるDok-1/2の機能について検討し、両者がT細胞受容体シグナルの抑制因子であり、獲得免疫の負の調節因子として機能していることを明らかにした。また、この抑制機能にはC末端領域にあるSH2結合配列が不要であることから、既知のアダプター分子としての機能とは異なる作用機構が予見された。さらに、Dok-1/2と同じく血球に高発現するDok-3については、Dok-1/2とは異なり、そのチロシンリン酸化によってGrb2と会合することにより、間接的にRasの活性化を阻害し得ることを解明した。既に、Dok-1/2/3三重欠損マウスの樹立にも成功し、造血系細胞に高発現するDok類縁分子全体の機能解析を進めている。他方、我々は新規のDok類縁分子としてDok-7を同定し、それが、筋特異的な受容体型チロシンキナーゼであるMuSKの活性化因子として機能し、MuSKと同じく、神経筋接合部の形成に必須であることを発見した。さらに、神経筋接合部の形成不全を伴う肢帯型の先天性筋無力症がdok-7遺伝子の両アレル生の変異によって発症することを世界に先駆けて解明した。これらの発見は、細胞内因子による受容体型チロシンキナーゼの活性化と言う未知の分子機構の存在を意味するだけではなく、今までその原因が不明であった筋無力症の診断法を提示し、また、その治療法開発の基盤となる重要な知見である。チロシンキナーゼは細胞外環境からの情報が細胞内シグナルへと変換される際に必須のシグナル分子であり、その多くは、ドッキング蛋白質と呼ばれるアダプター分子をリン酸化することによって細胞内シグナルを適切に駆動している.申請者らは新規ドッキング蛋白質としてDok-1を発見し、Dok-1とその類縁分子であるDok-2がサイトカイン受容体や抗原受容体、LPS受容体(TLR4)の下流において、Ras-Erkシグナル系の抑制を通じて、骨髄球造血や自然免疫応答の恒常性の維持に必須のシグナル分子として機能していることを解明してきた(J.Exp.Med,2004、J.Exp.Med.,2005)。そこで、本年度はT細胞におけるDok-1/2の機能について検討し、それが、T細胞を介した獲得免疫機構においても負の調節因子として機能していることを明らかにした。また、Dok-1/2と共に血球系細胞に高発現する類縁分子であるDok-3を含めた三重欠損マウスの樹立については、次年度での解析が可能な段階にまで進めている。他方、Dok-1/2によるRasの抑制に重要なrasGAPをリクルートしないDok-3の作用機構については、そのチロシンリン酸化に応じて会合する分子としてGrb2を同定し、Dok-3がGrb2/Sos複合体によるRasの活性化を阻害することでRasの抑制因子として機能し得ることを明らかにした(Genes Cells 2006)。

また、非造血系細胞については、筋肉特異的な発現を示す新規のDok類縁アダプター様分子を同定し、それが筋管における細胞骨格系の制御に重要であることを示すと共に、その遺伝子欠損マウスの樹立にも成功した。これらの成果に立脚し、当該アダプター分子の生理機能の少なくとも一部が次年度の解析によって解明されるものと予想している。さらに、線虫において同定したRasの活性化に重要なDok類縁分子についても、それが、卵形成における第一減数分裂前期の進行に必須であることを解明している。チロシンキナーゼは細胞外環境からの情報が細胞内シグナルへと変換される際に必須のシグナル分子であり、その多くは、ドッキング蛋白質と呼ばれるアダプター分子をリン酸化することによって細胞内シグナルを適切に制御している。申請者らは、新規ドッキング蛋白質として発見したDok-1とその類縁分子であるDok-2がサイトカイン受容体やB細胞抗原受容体、LPS受容体(TLR4)の下流において、Ras-Erkシグナル系の抑制を通じて骨髄球系細胞の造血や自然免疫応答の恒常性の維持に必須のシグナル分子として機能していることを解明してきた。さらに、本年度の研究においては、Dok-1/2がT細胞受容体(TCR)シグナルに対しても抑制的に機能し、獲得免疫の負の調節因子として機能していることを明らかにした。興味深いことに、両分子のTCRシグナルに対する抑制機能にはC末端側のSH2結合配列は不要であった。この知見は、従来知られているアダプター分子としての機能とは異なる、新たなDok-1/2の作用機構を意味するものと言える。また、既に、Dok-1/2/3三重欠損マウスの樹立にも成功し、造血系細胞に高発現するDokファミリー分子全体の機能解析を進めている。他方、我々は新規のDokファミリー分子としてDok-7(MSAPより改称)を同定し、それが、筋特異的な受容体型チロシンキナーゼであるMuSKの活性化因子として機能し、MuSKと同じく、神経筋接合部の形成に必須であることを発見した。さらに、神経筋接合部の形成異常を伴う肢帯型の先天性筋無力症がdok-7遺伝子の両アレル性の変異によって発症することを世界に先駆けて解明した。これらの発見は、細胞内因子による受容体型チロシンキナーゼの活性化と言う未知の分子機構の存在を意味するだけでなく、今までその原因が不明であった筋無力症の診断法を提示し、また、その治療法開発の基盤となる重要な知見である。
補体分子群によるシナプス除去の新規時空間メカニズム解明

これまで補体C1qを介する自然免疫古典経路がシナプス除去に関与することが示唆されていたが、どのシナプスを除去するべきか時空間的な認識機構は不明であった。本研究では補体C1qだけではなく、シグナルの下流の着目の幅を広げて検討を行った。C1qに加えC1r,sを含めたC1複合体を再構成したが、神経細胞への結合はC1q単独の場合と差異がなかった。興味深いことにC1qは特定の糖鎖パターンを認識する抗体によるシグナルと一致し、糖鎖を切断する酵素により消失した。一方でシナプス形成の制御分子開発として、人工的興奮性シナプス形成分子の詳細な解析を行うと同時に、シナプスを除去する分子をデザインし性状解析を行った。<補体分子群によるシナプス除去>C1qKOマウス、C3KOマウス(以下、補体KOマウス)を用いて生化学および免疫化学的手法により内因性のC1q、C3の局在を検出する方法を確立すると同時に、C1q、C3以外の自然免疫古典経路の制御分子や補体受容体などをクローニングし過剰発現実験系を行う準備を整えた。C1qの脳内における分布を解析したところ、海馬CA2に特徴的な発現を示していたが、CA2に入力する興奮性・抑制性・コリン作動性プレシナプスの数は補体KOマウスで変化は見られなかった。小脳、バレル皮質において生じるについてシナプス除去においても、異常は見られなかった。一方、網膜神経節細胞から外側膝状体へのシナプスについては補体KOマウスでシナプス除去がわずかに低下していた。In vitroでのシナプス除去の分子メカニズム探索のために、グリア細胞による貪食アッセイを評価する実験系を作製した。補体KOマウス由来のミクログリアの貪食能を野生型と比較して、ビーズおよびシナプトソームの貪食能が低下している可能性が示唆された。さらにC1qファミリーの補体分子群をコートしたビーズの貪食能を評価したところ、初代培養グリア細胞に含まれる細胞による顕著な貪食性を示す分子が発見された。<シナプス形成の制御分子>海外との共同研究により、人工的に興奮性シナプス形成を生じさせる制御分子(シナプスコネクター)として作製した。シナプスコネクターはプレ・ポストシナプスの受容体に対する結合特異性を有し、AMPA受容体を過剰発現した非神経細胞に対して小脳顆粒細胞のプレシナプスが集積させることを観察した。さらに小脳くも膜下腔にシナプスコネクターを投与すると、小脳平行線維-プルキンエ細胞間のシナプス喪失により運動失調を呈する変異マウスの運動失調が回復した。補体C1qの神経細胞への結合を検討するために、過剰発現C1qを濃縮し、初代培養神経細胞に処理したところ神経細胞の一部のコンパートメントへの結合が見られた。補体C1qはC1複合体として自然免疫古典経路を動かすので、C1rおよびC1sの濃縮タンパク質または精製タンパク質を添加し、C1複合体を再構成させて神経細胞への結合を観察したところ、C1q単体での結合と差異を認められなかった。また、内因性C1qの結合も培養神経細胞実験系で観察された。内因性のシグナルにC1rやC1sなどのシグナルが共局在するかは確認できていないが、シグナルの下流であるC3は観察されていない。興味深いことに、C1qは特定の糖鎖パターンを認識する抗体によるシグナルとは一致し、またその糖鎖を切断する酵素処理によりC1qのシグナルが消失したことから、C1qは特定の糖鎖に対して単独で結合しうるものと思われた。人工的興奮性シナプス形成分子(シナプスコネクター)によるin vivoでの詳細な機能解析を行った。小脳平行線維-プルキンエ細胞間のシナプス喪失により運動失調を呈する複数種類の遺伝子改変マウスにおいて、小脳へ投与により運動失調が回復することが確認され、電子顕微鏡による解析からシナプス形成の部分的な回復が確認された。また、シナプスを積極的に貪食させる制御分子としてシナプス接着分子の細胞外ドメインと補体C3dgをつなげたキメラタンパク質のデザイン、および、シナプス形成を解除する制御分子としてCbln1の部分ドメイン発現系を構築した。課題1について、実験系の確立のうち過剰発現・精製および内因性の検出系を確立することができた。シナプス除去を検出する系については、脳の各部位および神経細胞分散培養系について様々な条件での検討を行ってきたが、最適な検出系を見いだせていない。メカニズム探索については、C1qが神経細胞に結合する条件を最適化できていないものの、candidate approachによりC1q受容体の候補が見つかった。

またグリア細胞による貪食能を評価するアッセイ系を構築でき、補体KOマウス由来のミクログリアによる貪食に異常が見られる実験結果を得ていることから、ミクログリアが「いつ」「どのように」除去すべきシナプスを認識して貪食するかというメカニズムに迫ることができると考えている。さらに他の補体分子群についても貪食マーカーとなりうる分子が発見され、補体ファミリー分子によるシナプス除去への新たな知見を得つつある。課題2について、シナプス形成の制御分子の作製・評価については共同研究の成果もあり、詳細な検討が行われた。シナプス形成を生じさせる分子の特徴を解析し、結合特異性とシナプス形成を生じていることがin vitroで確かめられた。さらにin vivoにおいても作製したシナプス形成分子の投与により、シナプス喪失に伴う運動失調を回復させることが観察された。以上の研究状況から、概ね順調に進展していると思われる。分子細胞生物学<課題1>シナプス除去を検出する系をin vivo、in vitroにおいて確立するために、プレシナプス分子のみに着目せず、樹状突起形成やスパイン密度を測定する。海馬CA2やバレル皮質における神経細胞を子宮内電気穿孔法や遺伝子銃を用いて標識し、形態学的に変化を検出する。またミクログリアのシナプトソーム貪食については変化を検出できているので、ミクログリアと神経細胞との共培養により、生きているシナプス貪食をin vitroで観察できる実験系を作製する。メカニズム探索については、C1qが神経細胞に結合する条件を引き続き探索する。方策としてはC1q単独での結合ではなく、C1r,C1sなどの古典経路に必要な分子を処理することでC1複合体としての相互作用を観察する。candidate approachにより見つかったC1q受容体の候補について、その機能を年次計画の通り検討する。またグリア細胞による貪食能に影響する可能性のある新規の補体分子群について、分子メカニズムおよび生理学的な意義を遺伝子抑制・過剰発現により検討する。<課題2>継続してシナプス形成の制御分子の評価を行う。特に電気生理学的にシナプス形成を生じているのか、可塑性は有しているのか、といった詳細な検討を行う。形成制御分子についてはさらに改良を加えた分子を作製・解析を行う。除去制御分子についても作製を行い機能評価を行う。研究計画時点で購入予定であった備品について、本研究とは目的の異なる研究室の別の予算で購入されることとなり差額が生じた。差額については実験の効率化を図るべく今年度の消耗品に計上したほか、次年度に繰り越すことで継続的な申請計画遂行を行えるように次年度使用額を生じさせることとなった。翌年度分として1,877,397円は物品費(消耗品)として計上し、抗体や消耗品、特に動物管理費などの経費に用いる。76,650円は旅費として計上し、国内学会の参加経費に用いる。
白内障発生要因に関する研究-グルタチオン-S-トランスフェラーゼの遺伝的型との関連-

白内障発生の要因としては、紫外線、活性酵素、過酸化脂質、などの他、ステロイドなどの樣々な化学物質への暴露などの関与も非常に大きいとされている。その際、同一様環境下にても白内障が発生する固体と発生しない固体が存在することが知られている。特にグルタチオン-s-トランスフェラーゼ(外因性毒性物質をグルタチオン抱合い解毒する酵素)(以下GST)には遺伝子欠損に基づくアイソザイム不活性型が存在する。そこで本研究に於いては、果たしてこの様な疾患感性の違いがGST1欠損者とGST1保持者に依る外因性物質に対する代謝能力の相違に関連するものか否かを分子生物学的手法用いて検索した。原因の明らかな白内障を除いた、老人性白内障患者(138名)及び、同地域、同年齢域の白内障非発生者(62名)合計200名を対象とした。対象者の血液よりDNAを抽出し、GST1遺伝子欠失の解析をPCR(polymerase chain reaction)法により行った。健常者と白内障患者に於けるGST1陰性者の分布を比較検定した結果、白内障患者には有意にGST1遺伝子の欠損者が多いことが判明した。尚、健常者におけるGST1遺伝子の欠損者の割合は酵素染色法での割合とほぼ同様であった。今後、分子遺伝学的手法を用いればGSTのみならず他の酵素に関する水晶体自体の危険因子の検索が可能になり、白内障発生原因である多数の内的因子の一つ一つが解明できる可能性があると思われる。この研究成果を昨年Investigative Ophthalmolopy and Visual Science誌に投稿したところ1回目の査読結果が返却され、H6年2月にrevised manuscriptを送付した。