hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家畜の雄性不妊症を引き起こす精子の受精機能不全に対する分子標的治療法の開発

家畜繁殖の最初のステップである体内受精が成功するためには,精子は正確なタイミングで受精能力を発現しなければならない。本研究では,家畜の雄性低繁殖症を引き起こす時期尚早な精子の受精能力の発現を分子レベルで抑制するための有効なターゲットを,細胞内情報伝達系や糖代謝制御系の中核分子に見出した。また雄性低繁殖症雄個体由来の精子での構造的脆弱性にタンパク質のチロシンリン酸化不全が関与することを示唆した。精子sACの分布観察と機能解析:48kDaおよび70kDaの2種類のsACアイソフォーム(truncated forms)を特異的に認識するマウス抗組換えブタsAC抗体を作製することができた。この抗体を用いた間接蛍光抗体法により,ブタ精子においてsACは主に頭部赤道節と頚部に分布することを明らかにした。また精子頭部のsACがNaHCO3処理により活性化されると,キャパシテーションや先体反応に必須の細胞内カルシウムイオン濃度の上昇が促進されることを示した。なおウシのsACについてはcDNA配列解析および精巣でのmRNA発現解析が概ね終了し,抗体作製のための組換えsACの合成に着手している。精子のカルパインとHSPの分布観察と機能解析:ブタ精子先体に存在するカルパインのプロテアーゼ活性を細胞膜透過性阻害剤(25μM)により抑制したところ,cAMP依存的な先体反応を示す精子の割合が有意に低下した。この結果から,ブタの低受胎性の一因である時期尚早な精子の自発的先体反応を抑制するためのターゲット分子に先体のカルパインがなりうると推察した。またHSPについてはウシおよびブタの精子での分布状態の観察に適した抗体を得るための反応特異性に関する実験を継続している。ウシの繁殖能力診断:本年度に兵庫県立農林水産技術総合センターにおいて生産された種雄牛候補の雄個体すべてにおいて繁殖能力は正常で,不妊雄ウシは見られなかった。その他:外因性グルコースにブタ精子でのcAMP依存的な先体反応やハイパーアクチベーションを抑制する作用を見出したが,この結果は糖代謝系の構成分子が分子標的治療法のターゲット分子になる可能性を示唆している。・sAC断片型フォームを特異的に認識するマウス抗ウシsAC抗体を作製することができた。この抗体を用いた間接蛍光抗体法により,ウシ精子ではsACは主に頭部赤道節,頚部および鞭毛主部に分布することを明らかにした。他方,機能解析のための細胞内カルシウムイメージングを凍結保存精子を用いて実施したが,炭酸水素イオン添加前の段階でのFluo-3/AMの蛍光バックグランドが高く,炭酸水素イオン添加による効果を明確に捕らえるのが困難であった。現在は凍結保存精子に対するFluo-3/AMの好適導入濃度を検討するとともに,新鮮精子での再検討の準備を進めている。・cAMP依存性のハイパーアクチベーション(HA)を示すブタ精子の中片部ではAMPKが活性化していることを明らかにした。またAMPKの活性化にはPKAの関与が必要であること,および培養液にAMPK阻害剤を添加すると運動精子率の有意な低下を引き起こすことなく,HAの発現が強く抑制されることを指摘した。これらの結果はブタ精子の受精にAMPKが関与することを示唆している。・(ブタ精子)カルパイン阻害剤にはcAMP依存的なHAの発現を抑制する効果が認められた。他方,液状保存に伴う自発的な先体反応の発生状態については観察の実施が遅れているため,その発生状態に一定の傾向を見出せていない。(ウシ精子)8頭の雄の凍結精子を3回洗浄後に培養液に再浮遊したところ,うち4頭の精子では耐凍能が低く,著しい先体の損傷が認められた。そこでカルパイン阻害剤に関する実験を一時中止して,低耐凍能精子の詳細な観察を実施したところ,凍結前の段階で先体のリン酸化タンパク質は著しく減少していることが判明した。このリン酸化タンパク質は治療法開発のためのターゲット分子になりえると期待される。・次年度の課題のための実験材料として,数頭の低繁殖症雄ウシ由来の凍結精子を作製した。カルシウムシグナリングの遮断による精子の自発的先体反応抑制法の開発・CaCl_2無添加培養液に黒毛和種凍結精子を再浮遊された場合,一部の低繁殖症雄個体での精子頭部内Ca^<2+>濃度は正常繁殖能力区よりも高かった。この結果から,少なくとも一部の低繁殖症黒毛和種雄個体では融解直後の精子において細胞内ストアからのCa^<2+>の放出が起こっていると考えられる。・黒毛和種凍結精子を再浮遊させる培養液からCaCl_2を除去したり,培養液にCa^<2+>キレート剤EDTAを添加したりすると、低繁殖症雄個体での凍結精子の自発的先体反応が効果的に抑制された。・ブタ射出精子を卵黄無添加の希釈液中で2日間冷却処理すると,精子頭部で先体反応様の形態変化が見られるが、精子浮遊液へのカルパイン阻害剤VIの添加によりこの形態変化は抑制される傾向にあった。

・以上の結果は,家畜の雄性低繁殖症に関係する精子の自発的先体反応を抑制するための最も有効な分子標的がCa^<2+>シグナリング構成分子であることを示唆している。低繁殖症固体由来の精子での先体チロシンリン酸化タンパク質の減省メカニズムの解明・低繁殖症個体由来の精子の先体で減少するチロシンリン酸化タンパク質はSperm Acrosome Associated 1(SPACA1)であった。SPACA1遺伝子について,精巣でのmRNA発現量は個体の繁殖能力に関わりなくほぼ一定で,mRNAの塩基配列にも低繁殖症と関連する異常は認められなかった。また精子のSPACA1タンパク質の含量にも個体差はほとんど見られなかったが,精子先体前部に分布するチロシンリン酸化型SPACA1タンパク質は低繁殖症の個体で少なかった。さらにSPACA1タンパク質でのチロシンリン酸化型の割合は低いが,このSPACA1タンパク質でのチロシンリン酸化を正しく行えないことが低繁殖症の一因であると推定された。
日本産ヒトデ類の分類学的研究

日本列島周辺の浅海から深海に及ぶ広大な領域から10、000点近いヒトデ類標本を得た。標本シリ-ズは11群に整理して分類学的研究を行なった。成果の要旨は次の通りである。(1)蒼鷹丸(水産庁・東海区水研)シリ-ズより、17科・51属・83種;(2)陽光丸・調水丸(同庁・西海区水研)シリ-ズより、8科・13属・14種;(3)開洋丸(同庁・西海水研)シリ-ズより、6科・14属・17種;(4)熊野灘方面シリ-ズより、14科・37属・62種;(5)奄美・沖縄諸島方面シリ-ズより、10科・22属・32種;(6)個人(A)シリ-ズより、12科・47属69種;(7)個人(B)シリ-ズより、10科・28属・40種;(8)個人(C)シリ-ズより、6科・12属・15種;(9)個人(D)シリ-ズより、6科・10属・17種;(10)九大天草臨海実験所シリ-ズとして、9科・17属・22種;(11)東大総合研究資料館シリ-ズとして、9科・14属・20種が得られた。本研究によって得られたヒトデ類は総計、5目、7亜目、22科、16亜科、85属、169種となった。別に、日本産ヒトデ類の分類学的研究に必要と考えられる196文献の検索をも行なった。なお、報告書中に結果を取り入れてはいないが、宮内庁・生物学研究所、東大海洋研究所、日本大学においても所蔵標本の調査研究を行なった。本研究を通じて、2ー3の新属、20種以上の未記載種が発見された。それらの新種報告は現在準備中である。成果については、更に追加デ-タを加え、改めて標本写真を付したモノグラフ型式のものとして発表する予定である。いずれにせよ、本研究は、調査した海域の広さ、地点数と標本数の多さ、得られた種の多様さと数において、日本産ヒトデ類の画期的な分類学的研究となったものと確信している。本年度のフィールドワークは、豊後水道両岸(国東、日豊海岸、宇和海、西海、竜串方面)、瀬戸内海西部(伊予灘、中島方面)、紀伊水道(室戸、宍喰、海南、白浜、串本)、駿河湾(大瀬崎)、相模湾東部(城ケ島沖、三崎、葉山)、房総半島南部(安房小湊)、本州北西部(深浦)で行った。標本採集と調査の方法としては、小型漁船による底引き、仕掛網、ドレッジ、スキューバダイビング、及び徒手によった。その際得られた標本の分類学的研究結果と生物地理学的考察は現在、取りまとめ中である。一方、デスクワークとして、相模湾とその近海を対象として、これまでに既に収蔵している次の様な標本シリーズの調査を行った:(A)

蒼鷹丸(水産庁・東海区水研)が1956年から1977年まで、22年間にわたって、相模湾全域及び相模灘の陸棚漸深海底帯域(水深201,540m)よりビームトロール、ドレッジによって採集した標本、約1,000点。(B)東大三崎臨海実験所において、1932年から1989年の間に沿岸域陸棚上部域(水深7120m)より得られている標本、約200点。(C)小型漁船によって、沿岸域陸棚上部域(水深10450m)より採集された標本、約50点。(D)スキューバダイビングによって、沿岸域(水深320m)より得られた標本、約40点。(E)その他の標本、約300点。これらの標本の分類学的研究の結果として、7目、13科、40属、78種が査定された。その内、次の属に属する7種は未記載種であった。Dipsacaster、Astropecten、Solaster、Pteraster。この他に、研究協力者(佐波)と共同で熊野灘の浅海陸棚斜面域(水深約400m)より得られた標本に基づき、55種の分類学的リスト作成を試みた。なお、明年度もほぼ同様の方法で研究を進めたいが、分類学的知見がより深まるに伴い、形態学のみならず、アイソザイムの電気泳動パターン解析によるアプローチをも研究協力者(松岡)と準備中である。本年度はまず、蒼鷹丸(水産庁・東海区水研)、臨海丸(東大・三崎臨海)、諸底引き網・カゴ漁船(長井漁協ほか)及び筆者自身の採集になる2,000点以上の未調査のヒトデ類標本の分類学的研究を行い、その結果の一部を「未発表の標本シリ-ズに基づく相模湾とその近海におけるヒトデ相の研究」として、4月に動物分類学会において報告した(重井・佐波、1989)。春秋期にかけては、奄美大島・加計呂麻島、沖縄・慶良間諸島の潮間帯水深約15m帯のヒトデ類を調査・収集(スキュ-バダイビングによる)して、同海域未記録種10を含む39種を得た。その内の2種は新種、7種は日本未記録種で、大きな収穫であった。その結果は10月に日本動物学会で、「奄美・琉球諸島の浅海産ヒトデ相の研究」と題して報告した(重井・佐波、1989)。同学会においては別に「相模湾のウニ相とヒトデ相の比較研究と分類学史」についても報告した(重井、1989)。その他の棘皮動物関連研究として、8月に「日本産ウニ類の分類学的研究からの海洋生物地理学へのアプロ-チ」(英文)を報告した(重井、1989)。また、平成2年3月には「ウニ初期胚の温度感受性と繁殖期との関連(及び地理的分布との関連)」(英文)が出版されることになっている(藤沢・重井、1990)。更に「日本周辺陸棚産のウニ類」(和・英両文)の発行も間近かである(重井、1990)。なお、研究経費の費目別使用内訳について、「設備備品費」は計画調書の通り0円、標本収集調査と分類整理のための「旅費」と「謝金」には予定より多額を要したので、主として「その他」の費目から振り替えた。本年度を通じ、分類整理に関しては佐波征機氏(三重県立伊勢高校教諭)、標本収集とフィ-ルド調査については楚山勇氏(水中生物写真家;スキュ-バダイバ-)の貢献が特に多大であった。その他、伊藤勝敏、藤田敏彦、雨宮昭南、鈴木克徳ほかの諸氏の助力をも得た。平成2年度は研究代表者の勤務先の変更(東京大学より京都工芸繊維大学へ転任)により、計画の一部の変更を余儀なくされた。しかし、共同研究者である佐波正機(伊勢高校教諭)の協力により、新たな標本シリ-ズの収集と整理、及びそれらの分類学的研究を昭和63年度、平成元年度に引き継いで積極的に進めることが出来た。結果として、日本列島周辺海域を広く蔽い、また浅海から深海に及ぶ帯域から得られた10、000点近いヒトデ類標本を基にした分類学的成果をまとめ、平成3年3月末日をもって報告書作成を完了した。この報告書中には、(1)蒼鷹丸(水産庁・東海区水研)シリ-ズによる、17科・51属・83種;(2)陽光丸・調水丸(同庁・西海区水研)シリ-ズによる、8科・13属・14種;(3)開洋丸(同庁・西海水研)シリ-ズによる、6科・14属・17種;(4)熊野灘方面シリ-
非A非B型肝炎患者血清中の肝炎関連核酸の研究

われわれは非A非B型肝炎患者血漿から遺伝子工学的手法を駆使して、患者血清を抗体として用いたイムノスクリ-ニング法により12個の非A非B型肝炎に特異的なCDNAクロ-ンの分離に成功した。これらのクロ-ンのうちクロ-ンNo.14は114塩基、38アミノ酸からなり、きわめてC型肝炎ウイルス(HCV)感染に特異的にかつ高感度に検出される。最近、HCVの構造蛋白領域の遺伝子構造が明らかにされ、クロ-ン14の配列はHCVのコア蛋白コ-ド領域と相同性を有し、その発現産物に対する血中抗体(有馬14抗体)は一種のHCVコア抗体であることが明らかにされた。本年度はクロ-ン14によりコ-ドされるアミノ酸配列を人工合成あるいは大腸菌に発現された組換え蛋白を抗原に用いた有馬14抗体の酵素抗体法(ELISA)による測定系を確立し、C型肝炎の抗体診断における有用性を検討した。また、ポリメラ-ゼ・チエイン・リアクション(DCR)を用いたHCV遺伝子の検出も行ないHCV抗体の測定結果と比較検討した。合成ペプチドを抗原に用いたELISAによる有馬14抗体の測定では非A非B型肝疾患に特異的に検出され、すでにC型肝炎の抗体診断に用いられているCー100抗体とは一部解離した結果がえられた。特に、献血者および血友病患者ではHCVのコア蛋白を認識する有馬14抗体の方が、非構造蛋白領域を認識するCー100抗体より明らかに検出率が高かった。さらに、Cー100抗体陰性で有馬14抗体のみ陽性の症例において、60%以上の高率にPCR法でHCV RNAが検出され、有馬14抗体のC型肝炎の血清診断における有用性が確認された。現在、HCVの構造蛋白コ-ド領域を含むHCV関連CDNAクロ-ンを新たに多数得ており、それらのクロ-ンの有用性を検討中である。C型肝炎ウイルス関連抗体の測定が可能となり、現時点では抗体陽性者はC型肝炎ウイルス(HCV)保有者と考えられている。しかし抗体検出はウイルス感染症の影の部分をみており、本当にウイルスが存在するのか否か知るためにはウイルス遺伝子を直接検出する必要がある。本年度は研究者のみがはじめて得ることに成功したHCV遺伝子の一部のクロ-ン14及びフロ-ン18について慢性肝炎患者血清中にこれに対応する遺伝子が存在するか否か検討した。チンパンジ-におけるHCV感染実験から血清中のウイルス量は10^310^5CIU/mlと考えられ、B型肝炎ウイルスに比較しその量は極微量であると思われる。そのためHCV遺伝子検出にPCR(polymerase chain reaction)法を用いた。患者血清からのRNAの抽出は、既報のHCV遺伝子クロ-ニングを行った際用いた方法により行った。即ち血清12mlを遠心して得た分画にブアニゾン・チオンアネ-ト溶液を加え、ホモジネ-ト後イソプロピ-ルアルコ-ルで沈殿させ、さらにエタノ-ルで再沈殿させた。これを少量のDWに溶解し、逆転写酵素を用いてRNAよりcDNA合成を行った。PCRに用いるセンス、アンチセンスプライマ-は前回クロ-ニングしたクロ-ン14、クロ-ン18の遺伝し配列をもとにしてDNA合成機により合成した。増幅産物はアガロ-スゲルで電気泳動後エチジウムブロマイドにより確認した。上記の方法で各種肝疾患においてHCVーRNAの検出を行ったところ、多数のクロ-ン14抗体陽性のC型肝炎患者に予想される長さのバンドが確認できた。

またクロ-ン14抗体陰性例の中にもバンドが確認できるものも存在した。今回行ったPCR法を用いたHCVRNAの検出によりキャリア-と考えられるクロ-ン14抗体陽性例のみならず、抗体陰性例にもウイルスRNAが存在する可能性が示されHCVウイルスの存在診断には遺伝子レベルでの解析を要すると考えられた。われわれは非A非B型肝炎患者血漿から遺伝子工学的手法を駆使して、患者血清を抗体として用いたイムノスクリ-ニング法により12個の非A非B型肝炎に特異的なcDNAクロ-ンの分離に成功した。これらのクロ-ンのうちクロ-ンNo.14は114塩基,38アミノ酸からなり、きわめてC型肝炎ウイルス(HCV)感染に特異的にかつ高感度に検出される.最近、HCVの構造蛋白領域の遺伝子構造が明らかにされ、クロ-ン14の配列はHCVのコア蛋白コ-ド領域と相同性を有し、その発現産物に対する血中抗体(有馬14抗体)は一種のHCVコア抗体であることが明らかにされた。本年度はクロ-ン14によりコ-ドされるアミノ酸配列を人工合成あるいは大腸菌に発現させた組換え蛋白質を抗原に用いた有馬14抗体の酵素抗体法(ELISA)による測定系を確立し、C型肝炎の抗体診断における有用性を検討した。また、ポリメラ-ゼ・チェイン・リアクション(PCR)を用いたHCV遺伝子の検出も行ないHCV抗体の測定結果と比較検討した.合成ペプチドを抗原に用いたELISAによる有馬14抗体の測定では非A非B型肝疾患に特異的に検出され、すでにC型肝炎の抗体診断に用いられているCー100抗体とは1部解離した結果がえられた.特に、献血者および血友病患者ではHCVのコア蛋白を認識する有馬14抗体の方が非構造蛋白領域を認識するCー100抗体より明かに検出率が高かった。さらに、Cー100抗体陰性で有馬14抗体のみ陽性の症例において、60%以上の高率にPCR法でHCV RNAが検出され、有馬14抗体のC型肝炎の血清診断における有用性が確認された。
牛、豚、鶏糞堆肥化からの亜酸化窒素発生特性と硝酸菌添加による抑制効果の検証

亜硝酸蓄積に起因する亜酸化窒素(N_2O)発生を抑制する亜硝酸酸化促進法の適応可能範囲を決定するため、ウシ、豚、鶏糞の堆肥化処理における窒素遷移と硝化細菌の動態を調査した。豚糞堆肥化では亜硝酸蓄積が生じ、亜硝酸酸化促進法によって効果的にN_2O発生量を削減できた。一方、牛糞では堆肥化の過程で完全な硝化が速やかに回復し、また、鶏糞では硝化作用自体が起こらず、そのため亜硝酸酸化促進法を適応してもこれらの家畜糞堆肥化ではN_2O抑制効果は小さいと考えられた。本研究は、家畜糞の堆肥化処理において温室効果ガスである亜酸化窒素(N_2O)の発生機序に及ぼす畜種の影響と、豚糞堆肥化で確認された硝酸菌(亜硝酸酸化細菌)接種によるN_2O抑制法の他畜種糞堆肥化への適応可能性について検討することを目的にしている。本年度は、カロリーの少ない牛糞の堆肥化(高温)発酵を実験管理下で再現するために、100L容発酵リアクター(大容積により保温性が向上)を収納できる揮散物質測定チャンバーを作成し、牛糞堆肥化試験で装置の性能評価と、N_2O発生における豚糞堆肥化との違いについて検証した。生牛糞を水分調整した後リアクターに充填し、チャンバーからの排気中ガス濃度を連続測定した。発酵温度は開始2日間で70°C付近まで上昇し、低カロリーの牛糞でも良好な高温発酵を再現できた。発酵温度はその後低下していき、14日目以降は原料の切返しを行っても温度は上昇しなくなった。N_2Oの発生は、堆積直後と第1回目(7日目)の切返し後に高いピークを形成したがその後減少していき、14日目(第2回切返し)以降は発生が終息した。硝化細菌の推移では、初発時原料中にアンモニア酸化細菌と亜硝酸酸化細菌が共に高い菌類レベル(10^6個/g堆肥)で存在していたが、7日目には亜硝酸酸化細菌のみ検出限界(10^2個/g堆肥)以下まで減少した。しかし、14日目には亜硝酸酸化細菌数が105個まで速やかに再増殖しており、豚糞堆肥化で観察される亜硝酸酸化細菌の極端な増殖遅延とそれによる亜硝酸態窒素の蓄積、および堆肥化後半での顕著なN_2O発生はこの牛糞堆肥化試験では観察されなかった。このことは、亜硝酸酸化細菌接種によるN_2O抑制法は牛糞堆肥化ではその効果が現れにくいことを示唆している。ただし尿の混入などによって原料中の窒素含量が多くなる場合は、豚糞と同様に、牛糞堆肥化においても硝化阻害が起こる可能性がある。家畜排せつ物の堆肥化処理から発生する亜酸化窒素(N_2O)について、畜種毎に発生特性を把握し、総N_2O発生量のうち亜硝酸蓄積に起因する部分が大きいもの関しては、亜硝酸酸化細菌の添加によるN_2O抑制法の適応可能性について検証することになっている。小・中規模堆肥化試験を実施した結集、牛ふん堆肥化については高温発酵後速やかに亜硝酸酸化細菌が増殖するため豚ぷんのように長間亜硝酸蓄積が継続する様子は見られず、亜硝酸酸化細菌添加によるN_2O抑制効果も小さくなった。また鶏糞については150日以上にわたる長期後熟試験を継続しているが、硝化細菌の増殖や硝酸塩(亜硝酸と硝酸を含む)の蓄積はほとんど観察されておらず、そのためN_2Oの発生はそもそも大変起こりにくい類の堆肥化であると考えられた。最も亜硝酸畜積が起こりやすく、また、微生物添加による削減効果も顕著であるのが豚ぷんであるが、今回、亜硝酸蓄積がN_2Oだけでなく一酸化窒素(NO)等の他の窒素酸化物の発生も促進していることが確認され、温室効果とオゾン層破壊を持つN_2Oだけでなく、酸性雨や光化学スモッグの原因物質である窒素酸化物の発生抑制にも微生物(亜硝酸酸化細菌)添加法が効果的であることがわかつた。畜種毎に見られるN_2O発生特性の違いは、もともとそれぞれの蓄糞が持っているアンモニウム熊窒素生成可能量に関係していると考えられる。すなわち、鶏糞においてはアンモニウム含量が非常に高いため、そもそも硝化が起こらずにN_2Oが生成されず、牛ふんでは比較的低いアンモニウム含量ため硝化阻害効果が小さく、完全硝化が速やかに回復して(亜硝酸蓄積も長期化せず)後熟期におるN_2O発生量が少なくなることが示唆された。そのため、アンモニウム生成可能量とガス生成の関係について検証し、微生物添加法の適応可能範囲をアンモニウムの生成能を指標に確定する必要がある。堆肥化処理において亜硝酸蓄積に起因するN_2Oの発生を抑制する亜硝酸酸化促進法の適応可能範囲を明らかにするため、堆肥化過程の窒素遷移とN_2O生成に重要な影響を及ぼすアンモニウム生成能について検証を行った。

牛ふん堆肥化では、豚ぷん堆肥化で観察されたような亜硝酸酸化細菌の大幅な増殖遅延は起こらず、そのため堆肥化後熟期のN_2O発生量は微量であった。一方、鶏ふんではN_2O生成の起点となる硝化作用自体が起こらず、堆肥化期間全体を通して発生するN_2O量は非常に少なくなった。このような畜種毎に異なる窒素遷移とN_2O生成に関する特徴は、排泄物がもつ活性窒素放出能の違いに起因すると考えられたため、培養試験により、微生物分解によって生成される最大アンモニウム態窒素(NH_4^+-N)量を測定した。豚ぷんでは有機物(OM)1gあたり6.3±1.8mg(平均±標準偏差)のNH_4^+-Nが生成された。牛ふんでは、アンモニウム生成能は0.5±0.4mg NH_4^+-N/g OMとなり、一方、鶏ふんでは25.8±8.4mg NH_4^+-N/g OMとなった。鶏ふんは尿が尿酸の形でフンと一緒に排泄されるため窒素含有量が高く、生成されるNH_4^+-N量が著しく多くなり、そのため遊離NH_3によって硝化が完全に阻害されたものと考えられた。鶏ふんとは逆に、牛ふんでは硝化細菌の活動を阻害するほどのNH_4^+-Nは生成されず、そのため速やかに完全硝化が復活するものと考えられた。以上の結果から、亜硝酸酸化促進法は牛ふんと鶏ふんでは豚ぷんほど効果は期待できないこと考えられた。しかし排泄物中の窒素量は飼料により大きく影響されることから、全ての牛ふんと鶏ふんについて亜硝酸酸化促進法の適応可能性を否定するものではない。また、豚ぷんに近いアンモニウム生成能を示す他の有機性廃棄物の堆肥化においても亜硝酸酸化促進法が適応できる可能性あると考えられる。
胃壁細胞基底側膜ナトリウム・カリウム輸送機構の胃酸分泌および細胞保護における役割

今回、胃酸分泌における胃壁細胞基底側膜Na・K輸送機構の役割を明らかにする目的で、摘出胃標本を用いてそれら輸送機構に作用する化合物の胃酸分泌に対する作用を検討した。本研究の結果を次に2点に要約した。1.Kチャネルの役割:非選択的Kチャネル遮断薬であるTEAはbethanechol刺激およびhistamine刺激酸分泌を抑制した。一方、A23187あるいはDBcAMP刺激に対してはなんら作用を示さなかった。小コンダクタンス型Ca活性化Kチャネル遮断薬apamin、あるいはATP感受性Kチャネル遮断薬glybenclamideはいずれの刺激酸分泌に対してもなんら影響を示さなかった。今回の検討の範囲内では刺激酸分泌とKチャネルの関連性は認められなかった。2.Na,K-ATPaseの役割:Na,K-ATPase阻害薬であるouabainは刺激酸分泌を抑制した。しかし、その作用態度は酸刺激薬の種類によって若干異なっていた。すなわち、bethanechol誘起酸分泌に対しては投与直後から抑制を示し、histamine誘起酸分泌に対しては一過性に増大させ、それに続き抑制した。また、DBcAMP刺激においてもhistamineと同様な結果が得られた。このouabain投与直後に観察される一過性増大は、atropineの前処置によって消失した。非刺激状態の胃標本においてもouabainを投与すると胃酸分泌が引き起こされた。Ouabain誘起酸分泌はtetrodotoxin、atropineの前処置によって完全に消失した。摘出胃標本における今回の結果より、ouabainは胃壁細胞に働き胃酸分泌を抑制する作用と、迷走神経節前線維に働き内因性acetylcholine遊離を介して胃酸分泌を増大する作用を併せ持つことが示唆された。Ouabainは内因性に存在することが見い出され本態性高血圧との関連で注目されているが、今回の知見は生理学的状態あるいは病態時における内因性ouabainの胃への影響を考える上で興味深い。
脂肪ならびに軟骨組織特異的にヒトGH遺伝子を発現させた遺伝性侏儒症ラットの開発

遺伝性侏儒症ラット(dr)は本邦で発見されたGH単独完全欠損症のモデル動物で,天然に存在するGH・IGF-1のK/Oラットである.本研究者はdrの遺伝子異常を同定し,下垂体特異的にヒトGH遺伝子を発現させ,drでのヒトGHの脈動的分泌と成長の完全回復を報告した.本研究では,脂肪細胞・軟骨細胞の発生・分化と機能にあたえるGHの組織特異的影響を明らかにするため,drに着目し,ヒトGH遺伝子を脂肪細胞や軟骨細胞などに特異的に発現させ,その生物作用を検討した.ヒトLeptin遺伝子上流域-2.4kbpとヒトGH遺伝子2.1kbpのキメラ遺伝子(Lep-hGH)の調製した.dr未受精卵子に直接,Lep-hGHキメラ遺伝子(4.5kbp)とdr凍結精子混合液を顯微注入しLep-hGH-dr生体個体を作出した.hGH遺伝子は脂肪組織とそれ以外は精巣・卵巣に強発現した.胃体部,副腎,腎臓などには少量のhGHが発現していた.血中にhGH蛋白が検出された(hGH:8.1-949.1pg/ml).これらTgラットは対照のdrと比較し,体重は生後2ヶ月で1.31.5倍,体脂肪は140-150%の増加を示した.一方,Tg飼育室全体がマイコプラズマ(M.pulmonis)によって感染されたため,本lep-hTg-drは全頭屠殺処分され,その後の解析ならびにα1c-hGH-drの作出はやむを得ず中断した.従って,今回の成績からは1)ヒトLeptin遺伝子転写開始点より-2.4kbp上流域promoterを用いると,ほぼ脂肪細胞に特異的なヒトGH遺伝子を発現させうること,2)予想に反して,Lep-hGH-drは肥満を示すことが明らかとなった.今回の肥満はヒトGH遺伝子発現量が十分でないためなのか,流血中の微量のhGHが体脂肪増加に作用したのかは今後の検討課題である.遺伝性侏儒症ラット(dr)は本邦で発見されたGH単独完全欠損症のモデル動物で,天然に存在するGH・IGF-1のK/Oラットである.本研究者はdrの遺伝子異常を同定し,下垂体特異的にヒトGH遺伝子を発現させ,drでのヒトGHの脈動的分泌と成長の完全回復を報告した.本研究では,脂肪細胞・軟骨細胞の発生・分化と機能にあたえるGHの組織特異的影響を明らかにするため,drに着目し,ヒトGH遺伝子を脂肪細胞や軟骨細胞などに特異的に発現させ,その生物作用を検討した.ヒトLeptin遺伝子上流域-2.4kbpとヒトGH遺伝子2.1kbpのキメラ遺伝子(Lep-hGH)の調製した.dr未受精卵子に直接,Lep-hGHキメラ遺伝子(4.5kbp)とdr凍結精子混合液を顯微注入しLep-hGH-dr生体個体を作出した.hGH遺伝子は脂肪組織とそれ以外は精巣・卵巣に強発現した.胃体部,副腎,腎臓などには少量のhGHが発現していた.血中にhGH蛋白が検出された(hGH:8.1-949.1pg/ml).これらTgラットは対照のdrと比較し,体重は生後2ヶ月で1.31.5倍,体脂肪は140-150%の増加を示した.一方,Tg飼育室全体がマイコプラズマ(M.pulmonis)によって感染されたため,本lep-hTg-drは全頭屠殺処分され,その後の解析ならびにα1c-hGH-drの作出はやむを得ず中断した.従って,今回の成績からは1)ヒトLeptin遺伝子転写開始点より-2.4kbp上流域promoterを用いると,ほぼ脂肪細胞に特異的なヒトGH遺伝子を発現させうること,2)予想に反して,Lep-hGH-drは肥満を示すことが明らかとなった.今回の肥満はヒトGH遺伝子発現量が十分でないためなのか,流血中の微量のhGHが体脂肪増加に作用したのかは今後の検討課題である.平成15年度は本研究費の交付が平成15年11月となったため、当初の予定が遅れ、キメラ遺伝子の調製と遺伝子導入のみを行った。軟骨細胞特異的遺伝子のひとつ、ヒトα1-collagen遺伝子の上流域-5.2kbpをヒトゲノム情報に従い、特異的なオリゴprimerを設計し、PCRで増幅し、pGEMベクターに組み込み、PCRクローニングを行った。さらに、PCRクローニングした遺伝子断片の塩基配列を確認したのちに、ヒトGH遺伝子(2.1kbp)に接合し、キメラ遺伝子を調整した(α1c-hGH)。同様に、ヒトleptin遺伝子の上流域-3.2kbpをヒトゲノム情報に従い、pGEMベクターにPCRクローニングを行った。さらに、PCRクローニングした遺伝子断片の塩基配列を確認したのちに、ヒトGH遺伝子(2.1kbp)に接合し、キメラ遺伝子を調整した(lep-hGH)。次に、上述のキメラ遺伝子を宮崎医科大学内の動物実験施設ならびに岡崎国立共同研究機構の生理学研究所にて、既報のごとく、SD♀ラット受精卵に、微小ガラス管を用いて顕微注入した(Tg-SD)。従って、本年度の研究経費は当初の予定通り、PCR cloningとTg動物の作出・飼育・管理のための消耗品費が主体である。その内訳は1)それぞれのキメラ遺伝子の作製、SDラット受精卵へキメラ遺伝子の注入などの薬品費、2)動物購入・飼育と管理維持費が大半を占めた。

平成16年度に2つの遺伝子、ヒトα1-collagen遺伝子とヒトleptin遺伝子のそれぞれ上流域数kbpをヒトゲノム情報に従い、特異的なオリゴprimerを設計し、PCRで増幅し、pGEMベクターに組み込み、PCRクローニングを行った。うち、ヒトLeptin遺伝子上流域-3.5kbpとヒトGH遺伝子2.1kbpのキメラ遺伝子(Lep-hGH)の調製はうまくいき、両遺伝子の接合部のsequenceも確認した。H17年度前半までに遺伝性侏儒症ラット(dr)の生殖細胞系列に組み込むためには、Wild typeの対照SDラット受精卵への注入(Lep-hGH-SD)、drとの交配(Lep-hGH-SD/dr)という間接的手法ではなく、drの受精卵に、キメラ遺伝子を注入し、効率よく、Lep-hGH-drを作出する方法に変更した。幸い、凍結ラット精子とキメラ遺伝子混合物を未受精ラット卵子に顯微注入する方法が確立された(Mol.Reprod.Dev.69:153 158,2004)。そこで、dr未受精卵子に直接、Lep-hGHキメラ遺伝子(7.6kbp)とdr凍結精子混合液を顯微注入したところ、遺伝子注入を行った207個のdr卵子より、38匹のdr個体を作出した。一方、ヒトα1-collagen遺伝子の上流域-5.2kbpをヒトゲノム情報に従い、特異的なオリゴprimerを設計し、PCRで増幅し、pGEMベクターに組み込み、PCRクローニングを行った。さらに、PCRクローニングした遺伝子断片の塩基配列を確認したのちに、ヒトGH遺伝子(2.1kbp)に接合し、キメラ遺伝子を調整した(α1c-hGH)。注入直前に本キメラ遺伝子のsequenceを確認すると、ヒトα1-collagen遺伝子の上流域-5.2kbpとヒトGH遺伝子2.1kbp接合部の不具合が判明したため、再度、より短い-2kbpから-3kbp上流域とヒトGH遺伝子の接合を試みた。Ligationに手間取っているため、cloningの手法を再考し、新たなcloinig手法を用い、再度、調整中である。本α1c-hGHキメラ遺伝子も上述の凍結dr精子との混合液を直接、drの未受精卵に顯微注入することにより、α1c-hGH-drを作出しうるものと期待される。従って、本年度の研究経費は当初の予定通り、PCR clningとTg動物の作出・飼育・管理のための消耗品費が主体である。その内訳は1)それぞれのキメラ遺伝子の作製、SDラット受精卵へキメラ遺伝子の注入などの薬品費、2)動物購入・飼育と管理維持費が大半を占めた。平成17年度ではヒトleptin遺伝子転写開始点より上流域に2つの遺伝子、ヒトα1-collagen遺伝子とヒトleptin遺伝子のそれぞれ上流域数kbpをヒトゲノム情報に従い,特異的なオリゴprimerを設計し,PCRで増幅し、pGEMベクターに組み込み、PCRクローニングを行った。うち、ヒトLeptin遺伝子cloningはH16年度の転写開始点より上流域-3.5kbp遺伝子断片キメラにかえて,leptin遺伝子転写開始点より,2.4kbpの遺伝子断片+ヒトGH遺伝子2.1kbpのキメラ遺伝子(Lep-hGH,4.5kbp)を再調整した.dr未受精卵子に直接、Lep-hGHキメラ遺伝子とdr凍結精子混合液を顯微注入したところ、22匹のdr個体(FO)を得た。うち,4匹のF0にLep-hGH遺伝子の組み込みを認めた.dr♀と交配したが,うち1匹は不妊であった.のこる3匹のF1より,さらにF2を得た.平成17年5月30日の定期検査にて,当該Tgラットの飼育室全体がMycoplasma pulmonisに汚染されていることが判明した.
創作活動に3DCGゲームを加えることの効果分析

本研究では、「たたかえ僕らのシャドウロボ」ワークショップの体験者を通じて創作活動に3DCGゲームを導入すること影響についての検証をおこなった。本研究の遂行にあたり、作品分析するシステムとワークショップのポータルサイト、そしてこれらの履歴データを格納するシャドウロボDBMSをそれぞれ開発した。収集した履歴データを分析した結果、ワークショップの満足度に関しては、TVゲームや運動、アトラクションが好きな体験者と間に弱い相関があった。そして、絵を描くことが好きなこととワークショップの満足度に強い相関があった。また、絵に対する興味が強いほど、作品を丁寧に制作する傾向があることが解った。初年度は研究実施計画に従い、研究代表者ら以外の第3者でも本システムを利用したワークショップの開催が可能となるように本システムの設置・運営マニュアルを制作した。また、お絵描きデータと創作活動と相関を分析するためにお絵描きデータを量的に評価できる作品分析プログラムを開発した。これらの制作と開発に平行して全国の科学体験イベントや、百貨店、地方イベントなどで、本システムを利用したワークショップを6件(延べ28日間)実施し、新たに1247名が本システムを体験した。これらのワークショップのうち2件は、研究代表者らが設営のみを実施し、運営に関しては、制作したマニュアルに従い、現地のスタッフでシステム運営をすることができた。このことから、運営マニュアルがあれば、研究代表者らがイベント会場に赴くことなく本システムを利用したワークショップの実施ができる可能性が高いことが示された。また、開発した作品分析プログラムにおいては、これまでのワークショップで蓄積された子ども達の作品の中から無作為に選んだ100件の作品を利用して作品の特徴量による分析を実施した。その結果、子ども達のお絵描きパターンが5種類程度に大別できるとことがわかった。しかしながら、アンケートで取得した属性情報と作品の制作時間、そして、お絵描きの分析結果の間には現状では、相関を見いだすことができなかった。今後は、28年度で制作するDBMSに格納される他のデータを交え更なる分析を実施したい。27年度においては、研究計画にあるように、予定通りシステムの運営マニュアルの制作と、作品分析プログラムの開発をした。現在は、シャドウロボシステムで取得できるモーションデータやゲームスコア、プレイ回数などの履歴データとアンケートやお絵描きデータなどのユーザデータを格納するDBMSの設計と本システムの貸し出し管理が実施できるポータルサイトの構築を進めている。本研究では、創作活動に3DCGゲームを加えることの効果を分析するために、我々が開発したペーパークラフト制作と身体動作によるゲーム体験を融合させた「たたかえ!!ぼくらのシャドウロボ」ワークショップの活動を利用している。研究計画の2年目である2016年度では、本ワークショップの体験者がワークショップ後にペーパークラフトの制作をしているかどうかを調査するため、本ワークショップのポータルサイトを構築した。ポータルサイトでは、本ワークショップの体験者に配布したユーザIDを入力することで、ワークショップの様子やワークショップ中に作成したお絵描きデータなどが閲覧可能となる。このポータルサイトでは、アクセスしてきた体験者のユーザIDやポータルサイトの閲覧履歴を取得することが可能となっている。また,ポータルサイトにユーザー登録を行い、自宅で制作したペーパークラフトロボットの写真をサイトにアップすることによって、ワークショップで体験したゲームに関連するコンテンツをダウンロードすることが可能となる。こうしたポータルサイトへのアクセス回数や、作品のアップロード、コンテンツの使用などの履歴を各体験者のワークショップ体験後の活動履歴として扱い3DCGゲームが創作活動にどのような効果を与えているかを今後分析していく予定である。このサイト構築に並行して、2016年度では、小学校7カ所、科学館2カ所でワークショップを実施し、計892名の体験者にユーザIDを配布した。これにより配布したユーザのポータルサイトへのアクセス率は14%程度であることがわかった。これまで、当初の計画通りにシステムとワークショップの運営マニュアルと作品分析プログラムおよび、ポータルサイトの構築した。これによりワークショップ体験者のワークショップでの活動データとワークショップ後にポータルサイトにアクセスしてきた体験者の閲覧履歴が収集できる環境が整った。今後はワークショップとポータルサイトを通じて収集したデータを分析し、本研究の目的である、創作活動にゲームを導入することの効果について分析・検証をする予定である。ワークショップに対するアセスメントは、体験状況をビデオ撮影し、後ほどテキストコーディングによってリスト化しない限り、その全貌を把握することは困難であった。そこで、本研究では、ワークショップでの創作活動と体験ゲーム、そして、ワークショップ後のフォローをデジタルデータとして取得できるワークショップをデザインし、その履歴データを分析することで、創作活動であるお絵描きに体験ゲームを取り入れることの影響を明らかにすることを試みた。最終年度では、小学校や科学館、教育イベントにおいて計10回のワークショップを実施し、計1028件のアンケートデータを収集した。これにより研究活動期間で取得したワークショップ履歴データは、延べ2066人分となった。収集した履歴データを分析し、体験者の属性情報と履歴データから相関分析した結果、ワークショップの満足度に関しては、TVゲームや運動、アトラクションが好きな体験者と間に弱い相関がみられた。また、体験ゲームとワークショップの満足度に関しては、体験ゲームのスコアやプレイ時間、移動量において、弱い相関が見られた。Webサイトに作品を投稿したユーザの履歴データ特徴を分析したところ、絵を描くことが好きなこととワークショップの満足度に強い相関があり、絵に対する興味が強いほど、作品を丁寧に制作する傾向があることが分かった。一方で、今回のデータ分析では、お絵描き活動と体験ゲーム、そして、ワークショップの満足度などの間に相関はみられなかった。これは、お絵描き活動の積極性を可視化できるデータの取得ができなかったためただと考えられる。

今後は、お絵描きの活動量が体験ゲームのパラメータとして扱われるようなゲームにすることで、体験者のワークショップへの積極的関与度をデータとして取得し分析する予定である。本研究では、「たたかえ僕らのシャドウロボ」ワークショップの体験者を通じて創作活動に3DCGゲームを導入すること影響についての検証をおこなった。本研究の遂行にあたり、作品分析するシステムとワークショップのポータルサイト、そしてこれらの履歴データを格納するシャドウロボDBMSをそれぞれ開発した。収集した履歴データを分析した結果、ワークショップの満足度に関しては、TVゲームや運動、アトラクションが好きな体験者と間に弱い相関があった。そして、絵を描くことが好きなこととワークショップの満足度に強い相関があった。また、絵に対する興味が強いほど、作品を丁寧に制作する傾向があることが解った。これまで開発してきたシャドウロボシステムでの3DCGゲーム部は、Kinect1を利用していたが、Xbox360の生産終了に伴い、今後、Kinect1を入手することが困難になる見込みである。28年度では、システムの貸し出し管理体制を整え、29年度から本格的にシステムの貸し出しを開始しユーザデータの収集を予定しているため、3DCGゲーム部の実装をKinect2へ移行させる予定である。また、ポータルサイトやDBMSの開発を進めながら、今年度も平行してワークショップを実施し、現場の意見を取り入れながら制作したマニュアルのブラッシュアップする予定である。また、これらの研究の進展で得られた成果は逐次国内外の会議等で発表を行う。2016年度では、ワークショップの体験者がワークショップ終了後にワークショップ内容に回帰できるポータルサイトを構築した。しかしながら、そのアクセス率は14%と高いとは言えない数値となっている。この数値を向上させるために、ポータルサイトで公開するコンテンツの充実を図る予定である。ワークショップ体験後のアンケートから、多くの体験者がワークショップ中に制作したロボットのお絵描きを利用して、自宅でもゲームを体験したいと考えていることが判明している。これらの要求を満たすために、ワークショップで制作したお絵描きデータを利用したゲームを制作し、ポータルサイトで公開する予定である。また、ポータルサイトへのユーザの投稿をSNSと連動し、ポータルサイトに投稿された情報が他のSNSに投稿されるように実装することでアクセス率を高める予定である。
家畜の糞線虫の消化管からの排除における粘膜型肥満細胞の役割

イヌの糞線虫(Strongyloides stercoralis)、ウシの糞線虫(S.papillosus)、ブタの糞線虫(S.ransomi)の成虫をW/Wマウスと対照の+/+マウスの十二指腸に外科的に移入し虫体の排除にかかる期間を比較したところ、S.stercoralisの排除には肥満細胞欠損のW/Wの方が+/+マウスより明らかに長期間を要した。一方、S.papillosusやS.ransomiの場合には両マウス間で著明な差がみられず、きわめて短時間のうちに虫体が排除された。このうちS.papillosusについてはマウス以外の齧歯類でも調べたところ、スナネズミやハムスターにおいてよく定着することがわかった。しかし、定着後に宿主消化管の麻痺性イレウスを引き起こし、宿性が死亡することから、現在その原因を究明中である。また同時進行していたスナネズミ腸管粘膜肥満細胞のトリプターゼと2種のキマ-ゼのcDNAクローニングに成功した。その配列と発現部位をマウスやラットのそれと比較すると、スナネズミのものは結合組織型のプロテアーゼに相当するもので、RNAブロットでも皮膚、粘膜共に同じプロテアーゼが検出された。上述のようにS.papillosusやS.ransomiの排除には肥満細胞以外の別の機構が介在している可能性が示唆された。我々の今までの研究結果からネズミ糞線虫もハムスターから排除されるときには杯細胞のムチンにより排除され得ることがわかっている。このように、同種の寄生虫でも宿主が異なるとエフェクターが本来と異なる利用のされ方をする可能性があることから、今回のように通常の宿主-寄生虫の組み合わせ以外の寄生虫を移入した場合、宿主が別の機構を動員して寄生虫を排除している可能性が考えられる。当初計画のうち、イヌの糞線虫(Strongyloides stercoralis)、ウシの糞線虫(S.papillosus)、ブタの糞線虫(S.ransomi)の成虫をW/W^Vマウスと対照の+/+マウスの十二指腸に外科的に移入し虫体の排除にかかる期間を比較したところ、S.stercoralisの排除には肥満細胞欠損マウスであるW/W^Vの方が+/+マウスより明らかに長期間を要した。一方、S.papillosusやS.ransomiの場合には両マウス間で著明な差がみられず、きわめて短期間のうちに虫体が排除された。現在、排除のメカニズムを詳細に調べるために両マウス小腸の粘膜肥満細胞と杯細胞の数および性状を組織化学的に検討中である。また同時進行していたスナネズミ腸管粘膜肥満細胞のトリプターゼ(gMCT)のcDNAクローニングに成功した。cDNAは810bpのオープンリーディングフレームを有し全長1219bpであった。gMCTのmRNAの発現をスナネズミの組織別に見ると、腸管粘膜に最も多く、皮膚や舌の筋肉中には非常に少なかった。我々の今までの研究結果からネズミ糞線虫もハムスターから排除されるときには杯細胞のムチンにより排除され得ることが解っている。したがって、肥満細胞以外に杯細胞の数的変化はもちろんムチン糖鎖の変化を見ることによってマウスの粘液による防御にもラットと同じく多様性を見つけることができるかもしれない。

イヌの糞線虫(Strongyloides stercoralis)、ウシの糞線虫(S.papillosus)、ブタの糞線虫(S.ransomi)の成虫をW/Wマウスと対照の+/+マウスの十二指腸に外科的に移入し虫体の排除に掛かる期間を比較したところ、S.stercoralisの排除には肥満細胞欠損のW/Wの方が+/+マウスより明らかに長期間を要した。一方、S.papillosusやS.ransomiの場合には両マウス間で著名な差がみられず、きわめて短期間のうちに虫体が排除された。このうちS.papillosusについてはマウス以外の齧歯類でも調べたところ、スナネズミやハムスターにおいてよく定着することがわかった。しかし、定着後に宿主消化管の麻痺性イレウスを引き起こし、宿主が死亡することから、現在その原因を究明中である。また同時進行していたスナネズミ腸管粘膜肥満細胞のトリプターゼ(gMCT)のcDNAクローニングに成功した。cDNAは810bpのオープンリーディングフレームを有し全長1219bpであった。gMCTのmRNAの発現をスナネズミの組織別に見ると、腸管粘膜に最も多く、皮膚や舌の筋肉中には非常に少なかった。上述のようにS.papillosusやS.ransomiの排除には肥満細胞以外の別の機構が介在している可能性が示唆された。我々の今までの研究結果からネズミ糞線虫もハムスターから排除されるときには杯細胞のムチンにより排除され得ることがわかっている。このように、同種の寄生虫でも宿主が異なるとエフェクターが本来と異なる利用のされ方をする可能性があることから、今回のように通常の宿主-寄生虫の組み合わせ以外の寄生虫を移入した場合、宿主が別の機構を動員して寄生虫を排除している可能性が考えられる。
人間-環境系のデザインを支援するインタラクティブな設計環境の開発に関する研究

21世紀を迎えて、大量生産・大量消費を基調としたデザインが行き詰まり、ポスト工業化社会にふさわしいデザインのあり方が重要な課題となっている。こうした局面におけるデザインの役割は、新しい事物を創り出すよりも、人間と環境との豊かな関係を構築することにある。本研究の目的は、こうした「人間-環境系のデザイン」の基本原理を明らかにすると共に、それを支援する「インタラクティブな設計環境」を開発することにある。主な研究成果は次の通りである。1.与条件を問い直すところから始めて、つくられたものが実際に使用され、その結果がデザインにフィードバックされていくマクロなプロセスの事例(ライフサイクルやメンテナンスを考慮したデザイン、漸進的に成長していく都市景観のデザイン、シリーズやプロトタイプのデザインなど)を収集し、人間-環境系のデザインの基本原理を探求した。2.人間-環境系のデザインの事例として、多種多様な要素の集合からなる都市景観のデザインプロセスを取り上げ、そのプロセスを支援するインタラクティブで領域指向的な設計環境が備えるべき条件を明らかにした。3.都市景観デザインは既存の都市景観に何らかの変更を加えることであることから、その変化を検討するために、都市景観に関するデータベースを構築した。4.アクション(設計すること)とリフレクション(考えること)を有機的にリンクすることにより、コラボレーションによるデザインを可能にする協調的設計環境の開発を推進した。5.歴史都市・京都の都市景観のデザイン問題とりあげ、協調的設計環境を活用して、都市景観デザインのケーススタディを展開した。21世紀を迎えて、大量生産・大量消費を基調としたデザインが行き詰まり、ポスト工業化社会にふさわしいデザインの役割が注目されるようになっている。そこでは、新しい事物を創り出すよりも、多種多様な要素の関係をデザインすることにより、生活の質の向上をもたらすことが求められている。本研究の目的は、a.こうした人間-環境系のデザインの基本原理を明らかにすると共に、b.それを支援するインタラクティブな設計環境を開発することである。本年度の研究成果は次の通りである。(1)人間-環境系のデザインの基本原理の解明;ケーススタディの分析を通して、与条件を問い直すところから始めて、つくられたものが実際に使用され、その結果がデザインにフィードバックされていくマクロなブロセスの仕組みを明らかにした。(2)インタラクティブな設計環境の開発プログラムの策定;人間-環境系のデザインの領域として、多種多様な要素の集合からなる(歴史都市・京都と現代都市・東京の)都市景観をとりあげ、領域指向設計環境(domain-oriented design environment)の開発プログラムを作成した。(3)領域指向設計環境のためのデータベースの構築;都市景観デザインは、既存の都市景観に何らかの変更を加えることである。そこで環境形成の営みによって景観がどのように変化するかを検討するために、都市景観に関するデータベースを構築した。(4)GIS・CAD・CGを活用したシミュレーション・システムの構築;CAD・CGのソフトウエア、GIS(地理情報システム)を導入して、多くの主体のコラボレーションによる都市景観デザイン(保存・再生・創造を含む)を展開することを可能にするシミュレーション・システム(設計環境の主要なツール)の開発を進めた。21世紀を迎えて、大量生産・大量消費を基調としたデザインが行き詰まり、ボスト工業化社会にふさわしいデザインのあり方が重要な課題となっている。1.与条件を問い直すところから始めて、つくられたものが実際に使用され、その結果がデザインにフィードバックされていくマクロなプロセスの事例(ライフサイクルやメンテナンスを考慮したデザイン、漸進的に成長していく都市景観の、シリーズやプロトタイプのデザインなど)を収集し、人間-環境系のデザインの基本原理を探求した。2.人間-環境系のデザインの事例として、多種多様の集合からなる都市景観のデザインプロセスを取り上げ、そのプロセスを支援するインタラクティブで領域指向的な設計環境が備えるべき条件を明らかにした。

3.都市景観デザインは既存の都市景観に何らかの変更を加えることであることから、その変化を検討するために、都市景観に関するデータベースを構築した。4.アクション(設計すること)とリフレクション(考えること)を有機的にリンクすることにより、コラボレーションによるデザインを可能にする協調的設計環境の開発を推進した。5.歴史都市・京都の都市景観のデザイン問題とりあげ、協調的設計環境を活用して、都市景観デザインのケーススタディを展開した。