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近代日本における企業家の社会史－政治・経済・文化－

第一に、安川・松本家の事業展開について、1)第一次世界大戦・戦後の安川・松本家の資産運用の詳細、2)基幹会社である明治鉱業が大正時代に進めた朝鮮半島での鉱山・農場経営の展開、3)大正昭和初期の日中合弁会社九州製鋼の経営状況、製鉄・製鋼業の動向との関連、安川・松本家における同社の意味が検討され、明治後期から大正・昭和初期にいたる安川・松本家の事業展開や経営状況が子細に、また一貫したかたちで明らかになってきた。第二に、政治史では1)「地方財閥」系列企業の「会社議員」に注目するという新しい視点で地域政治と「地方財閥」の関連が明らかにされた。2)膨大な麻生家文書の調査の端緒を開き、特に「安川氏福岡市立候補に関する書類」により、大正6年の第13回総選挙における福岡市選挙区の動向について、安川擁立をめぐる麻生太吉等と安川・松本の交渉を中心に検討された。これらに他の関係者の資料や新聞資料が加わって、他に類例のないほどの密度で大正時代の福岡市の政治状況や政治動向を明らかにできる。第三に、近年企業家の美術品収集や茶の湯愛好など文化史的役割に注目した研究が進展しているが、本研究では1)安川敬一郎の美術品収集と安川家の伝来作品、2)安川の能楽愛好・支援、3)企業家などが先駆的に担った近代の旅行文化について検討した。いずれも他の企業家や同時代人との比較も含めて、さらなる研究の発展が求められる。第四に、日記を欠き、資料的制約の大きい安川の青年時代について、後の回顧的文章の語りに注目して接近し、伝記的研究の可能性を追求した。以上のように、地方企業家から「地方財閥」に成長した安川敬一郎および安川・松本家について多面的な視点・分野で研究を進展させることができた。研究成果を報告書216頁にまとめた。今後それらを総合・発展させて、安川敬一郎の伝記的研究・総合的研究のさらなる進展を期したい。日本近現代史・地域史メンバー間において、確かな手ごたえをもって研究の進展が見られる場合と、そこまでにはまったくいたらない場合と、メンバー間の進行状況にかなりの差がある。全体として論文などのかたちで研究成果を公表するにはいたっていない。また前年度概要調査を実施した松本家資料の詳細調査を行うことはできなかった。「遅れ」の最大の理由は、研究代表者の日比野利信が博物館学芸員として北九州市制50周年記念と銘打った3つの展覧会を中心的に担当したこともあって、主として時間的制約によって、共同研究を推進し、あるいは自身の研究を大きく展開することができなかったことが大きい。本共同研究の基礎作業・基盤整備については、松本家資料の整理をはじめ計画通りに進行した。また、安川の日中合弁事業や美術品収集、避暑旅行については新しい知見を得ることができた。しかし、それ以外にメンバーがそれぞれ分担している研究課題については、報告できるような具体的な成果を得るにはいたっていない。その最大の理由は、研究代表者の日比野が博物館学芸員として常設展の改装と特別展の実施を中心的に担当し、共同研究を主導・推進していくための時間を確保できなかったことにある。本研究の基本資料である安川家資料(収集美術品を含む)のさらなる整理・研究を行うとともに、松本家資料の詳細調査を確実に実施して目録を完成させる。ほかの安川・松本家資料についてもできるかぎり探索する。麻生家文書をはじめ他の企業家や政治家の関係資料についても漏れのないように調査を行う。以上の成果を報告書に反映させて、今後の研究活用に資する。各メンバーの研究を継続実施し、成果を報告会で確認した後、文章化して報告書に反映させる。それにより、本研究の到達点と課題を明確にして次の研究に備える。安川家資料と松本家資料について詳細な調査を行い、データベースを完成させる。他の関係資料について、九州グループと関東グループそれぞれ調査を行う。
新規糖結合蛋白ガレクチン9による乳癌転移抑制機構:肥満細胞の関与

我々はβガラクトシド結合蛋白ガレクチン9が、乳癌においてリンパ節転移よりも正確な転移予知因子であることを乳癌手術症例87例におけるガレクチン9発現と遠隔転移との関連から見いだした。すなわち、カプランマイヤー法による非転移累積生存率はガレクチン9陽性症例の方が陰性症例より有意に良好であった(p=0.0001)。さらにリンパ節転移陽性症例においてもガレクチン9が陽性であれば非転移累積生存率は低く、リンパ節転移陰性症例との差を認めなかった。ガレクチン9の転移抑制機能を調べるために、ガレクチン9遺伝子乳癌細胞をヌードマウスに移植したところ、腫瘍細胞は凝集して増殖したが、コントロールベクターを導入した細胞は硬癌様に間質内に浸潤したことから、ガレクチン9は細胞凝集を誘導することで転移を抑制する可能性が示唆された。一方ガレクチン9導入細胞により構築された腫瘍内および周囲にはガレクチン9を高濃度に含んだ肥満細胞が多く存在していたことから、肥満細胞が有するガレクチン9の効果について検討したところ、ヒトリコンビナントガレクチン9は乳癌細胞株のアポトーシスを誘導した。ガレクチン9遺伝子の乳癌細胞株への導入により癌細胞の浸潤に関与する接着因子ビトロネクチンやラミニンなどとの接着を阻害し、癌細胞の血管内皮への着床に関与する4型コラーゲンとの接着も抑制した。これらの結果よりガレクチン9は乳癌細胞の凝集やアポトーシスを誘導し、かつ間質への浸潤や血管内皮への着床を抑止することで転移を抑制する可能性が示唆された。我々はガラクトシド結合蛋白ガレクチン9が、乳癌においてリンパ節転移(n因子)よりも正確でかつ浸潤抑制機能を有する転移予知因子であることを乳癌手術症例67例におけるガレクチン9発現と遠隔転移との関連から見いだしたが、今回症例数を87例まで増やして検討した。その結果、ガレクチン9陽性率は54%で、遠隔転移症例22例中19例はガレクチン9陰性であった。またKaplan-Meier法による非転移累積生存率もガレクチン9陽性症例の方が陰性症例より有意に良好であった(p=0.0001)。さらにリンパ節転移陽性症例においてもガレクチン9が陽性であれば遠隔転移率はリンパ節転移陰性症例との差を認めなかった。多変量解析においてもCoxの比例ハザードモデルでは相対危険率はn因子よりも高く(14.1vs5.3)、かつn因子とは独立していた。ガレクチン9の転移抑制機能を調べるために、ガレクチン9遺伝子を導入した乳癌細胞をヌードマウスに移植したところ、腫瘍細胞は凝集して増殖したが、コントロールベクターを導入した細胞は硬癌様に間質内に浸潤したことから、ガレクチン9は細胞凝集を誘導することで転移を抑制する可能性が示唆された。また分子レベルでガレクチン9の細胞凝集誘導機能を明らかにするためにガレクチン9と糖鎖結合性を有する分子を同定した。一方ガレクチン9導入細胞により構築された腫瘍内および周囲にはガレクチン9を高発現した肥満細胞が数多く存在していたことから、現在ガレクチン9による肥満細胞遊走活性を検討中である。
緑藻アオミドロの接合を誘発する要因の探索－教材化と分類の見直しを目指して―

糸状の群体を形成する接合藻のアオミドロ属は淡水域に幅広く分布している。アオミドロは異なる2つの群体が接合する有性生殖を行い、その接合過程は性の分化の始まりを考えさせる科学教材として有用である。しかしながら、本属の分類形質でもある接合を誘発する要因の探索は困難であり、本属に関する優れた生態学的研究の多くは種が不明なままに行われてきた。本研究では、数種のアオミドロを対象として、野外個体群の増殖、生殖、衰退の過程を詳細に記録することに成功した。その結果、これまで室内培養株を用いた研究で主要な要因と思われていた窒素欠乏よりも、水温、光環境といった気象要因の季節変化が重要であることが示唆された。1.アオミドロ接合の教材化2012年度の研究においてアオミドロの1種Spirogyra variformis TRANSEAUの詳細な接合過程を顕微鏡写真で記録することに成功した(Nozaki, 2013)。この写真を用いて、理科生物の生殖、特に有性生殖における性の分化を学ぶ教材開発を行った。平成25年度の高等学校理科「生物I」の教科書7社では、同型配偶子による有性生殖の教材として、接合藻4属が取り上げられていた。内訳は、単細胞のクラミドモナス(Chlamydomonas)が3社、糸状藻のアオミドロ(Spirogyra)2社、ヒビミドロ(Ulothrix)、アミミドロ(Hydrodictyon)がそれぞれ1社であった。教材としてクラミドモナスが優勢であった。これはクラミドモナスが生物学研究で多用されるモデル生物であり、その生活史がきちんと把握されているためであると考えられた。そこでクラミドモナスとアオミドロを比較しながら大学生への有性生殖の説明を行い。アオミドロの教材としての価値を検討した。その結果、2つの細胞が全く同じ役割で接合するクラミドモナスに対して、細胞質を排出する細胞と、受け取る細胞に分かれているアオミドロの接合は、性の分化が感じ取れるという点で大学生には理解しやすいことが示唆された(野崎, 2014)。2.アオミドロの接合の誘発と分類の見直し2012年度に続き、愛知県を中心にアオミドロの採集を繰り返し、その生息地の水環境と細胞の外部形態の記載を行った。しかしながら、培養に適した株が見つからず、接合の誘発実験は思うように進めることができなかった。DNA解析(16sRNA)による形態分類の見直しについても、分析委託先の機器の不安定さが原因となり、2012年度の結果から進めることができなかった。しかしながら、年度終了間際の2014年3月に静岡県浜松市尾奈で採取したアオミドロが水温変化で接合する傾向を見せたため、この株に注目して研究を進めている。1.アオミドロ(Spirogyra属)の採集:在勤地の愛知県を中心に45ヶ所で採集を行った。44ヶ所の内、滋賀県の琵琶湖(3ヶ所)、香川県高松市(1ヶ所)、高知県高知市(5ヶ所)を含んでいる。アオミドロの分布と水環境との関係をまとめてみると、おおよそ、水温は10°C以上(この水温であれば冬季でも繁茂している)、電気伝導度は810mS/m以上、溶存態窒素0.5 mg/L以上の水域に生息するようであった。淡水域の藻類の成長を律速することが多いリン酸態リンは、測定限界である0.03 mg/L以下である琵琶湖北湖でも採集されたことから分布を決定する要因にはなり得なかった。pHについても、特に有意な関係は見られなかった。2.アオミドロの接合調査:2012年3月12日に福井県敦賀市中池見湿地で採集されたアオミドロは、採集地の水質に比べて溶存態窒素濃度、電気伝導度が低い名古屋市の水道水中で培養したところ、採集から1週間後から接合を開始し、ほぼ1ヶ月で完熟した接合胞子を得ることに成功した。この間の形態変化は鮮明な顕微鏡写真で記録し、原記載との比較検討からSpirogyra variformsであると同定することができた。アオミドロの種類ごとの生息地の環境特性や接合形態の時間的推移は、これまでに詳細な記録が無く、この結果を論文として投稿、受理された(Nozaki, 2013)。3.アオミドロ培養系の確立:2012年にアオミドロの接合を人為的に誘発する(確率40%)研究が出版され、その検討も含めて仕切り直しとなった。4.アオミドロのDNA塩基配列を用いた地理的変異の解析:16ヶ所から採集した試料を用いて予備的な解析を行った。

興味深い結果として、琵琶湖北湖の試料では、全く同じ形態ながら北部と南部では遺伝的差異が見られた。湖内で地理的変異が生じている可能性が示唆された。1.アオミドロの接合を誘発する要因としての窒素欠乏への疑問アオミドロ(Spirogyra属)やミカヅキモ(Closterium属)に代表される接合藻は、生息環境の悪化に伴い、有性生殖の出発点となる接合を開始するとされている。接合を誘発する要因としては、主要な栄養分である窒素の欠乏が有力とされている。しかしながら、人為的に接合を誘発させる研究は、栄養豊かな培地で繁殖させた培養株を用いたものが大部分であり、自然界で同様の結論が得られるかどうかは不明であった。そこで、野外から採集したアオミドロの1種、Spirogyra variformis TRANSEAUを用い、実験室での接合の誘発、野外の個体群動態を合わせて研究を行った。その結果、S. variformisは、溶存態窒素濃度の増減に関係なく接合を生じ、群落が消失することが観察された。本種は、窒素欠乏が接合の誘発要因では無いことが示唆された(野崎,2015a)。2.理科の生殖の学習における教材としてのアオミドロの有用性の検証前年度に考案した学習プログラム(野崎,2014)を用い、小学校教員養成課程の理科の授業で大学生に「生殖」の授業を実践した。その結果、異なる糸状体が接合管を伸ばして結ばれ、どちらか一方の細胞質が、もう片方の細胞に流れ込んで受精するというアオミドロの生殖形態は、人間や身近な哺乳動物の生殖形態と共通点が多く見られ、生殖における性の分化を考えさせる教材としてアオミドロが適していることが明らかになった(野崎,2015b)。アオミドロは接合を人為的に誘発させることが困難であるため、接合過程や胞子の形態を詳細に記載した事例は少ない。そこでS.variformisを用いて詳細な記載を行った(Nozaki,2015c)。科学教育研究実績の概要2で説明した通り、アオミドロ接合の人為的誘発の研究、および分類の見直しの研究が遅れている。前者は接合しやすい株の採集に手間取っていたこと、後者は、DNA分析の機器の不備であった。そのため、2013年度は、2012年度の研究成果を持ちいて教材化の検討を中心に実施した。当初、2012年度に計画していたアオミドロ培養系の確立は達成できなかったが、他の項目は、ほぼ達成できたと評価している。特に、予備的に実施したアオミドロのDNA塩基配列の解析結果からは、琵琶湖北湖という狭い空間においても地理的隔離、そして遺伝的変異が生じている可能性が示唆され、アオミドロという一般的にはコスモポリタンとされる緑藻類が実は遺伝的に多様であるという分類学的に興味深い結果が得られた。アオミドロの分類は、接合の形態と接合胞子の形状から分類されてきたが、遺伝情報との対応が必要となることがわかった。また、2012年3月に福井県敦賀市の中池見湿地で得られた試料からは、接合の一連の形態変化を時系列的に写真に記録することに成功し、これを大学の教職課程の「理科」の授業で教材として利用することができた。アオミドロの教材化研究の発端が実現できたことも自己評価している。この結果は英文のショートノートとして受理されている(Nozaki, 2013)。なお、DNA塩基配列の結果からは、わずか2.5ヘクタールの中池見湿地においても、35種類のアオミドロが生息している可能性が示唆されている。
アトムプローブ法によるLPSO濃化元素のMg中における拡散係数測定

本研究では、シンクロ型LPSO構造を持つMg合金の代表例としてMg-Zn-Yの合金を念頭におき、Mg中のZn、Yの拡散係数を最新のレーザーパルス局所電極型アトムプローブを用いて求める。具体的な研究の流れは以下の通りである。1、拡散対試料の作製。2、アトムプローブ用試料作製:アトムプローブ測定試料形状は先端が数十nmの細い針状である。蒸着したZnやYとMgの界面部分を針の先端領域にもってくる必要がある。この作業は集束イオンビーム加工装置(FIB)に具備されている走査型電子顕微鏡(SEM)観察しながら針加工を実施する。SEMで確認しながら、界面が針状試料の先端から50100 nm程度内に含まれるように試料を作製する。3、アトムプローブ測定条件の最適化:測定データのS/N比はアトムプローブの測定条件(測定温度、レーザーパワー)によって大きく左右されるため、測定条件の検討を繰り返し行い、S/N比を向上させる。4、Mg中のZn、Yの粒内拡散係数の決定:アトムプローブ測定によってアトムマップ取得し、アトムマップから求めた濃度分布から、粒内の拡散係数を求める。上記1、2、3、4、までの一通りの実験作業行い、拡散対試料作製部分以外はうまくいくことが確認できた。拡散対試料作製に関しては、電解研磨でMg表面処理を行っても、すぐに表面が酸化してしまい、アトムプローブ測定で、薄い表面酸化膜層が検出された。また劈開することで酸化膜のない表面を得ようと試みたが、液体窒素温度ではMgは脆性破壊しないことがわかった。今年度、蒸着チェンバー内でArスパッタ装置を導入することで、表面酸化膜を除去し、その場で蒸着しようとしたが、密着性に問題があった。電子ビーム溶解ではなくスパッタリングで蒸着を行った結果、密着性のよい拡散対試料が作製でき、アトムマップを得ることができ、拡散プロファイルを得ることができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。1、拡散対試料の作製:十分な焼鈍を行った純Mg試料にZnやYを電子ビーム溶解を用いた蒸着装置で蒸着する。その後、焼鈍を行いMg中にZnやYを拡散させる。針状試料の加工は、アトムプローブ評価の成否を決める最も重要な技術の一つである。今後の対策も見え、来年度それを実行する。拡散対

試料作製に関しては、電解研磨でMg表面処理を行っても、すぐに表面が酸化してしまい、アトムプローブ測定で、薄い表面酸化膜層が検出された。また劈開することで酸化膜のない表面を得ようと試みたが、液体窒素温度ではMgは脆性破壊しないことがわかった。今年度、蒸着チェンバー内でArスパッタ装置を導入することで、表面酸化膜を除去し、その場で蒸着しようとしたが、密着性に問題があった。電子ビーム溶解ではなくスパッタリングで蒸着を行った結果、密着性のよい拡散対試料が作製でき、アトムマップを得ることができ、拡散プロファイルを得ることができた。様々試した結果から、拡散対試料作製が簡単ではないことがわかった。Mg表面の酸化膜はMg中へ拡散する時の障壁となるため、取り除く必要がある。しかしMg表面が酸化しやすく取り除くことが困難であり、蒸着チェンバー内において低温でMg試料にハンマーで衝撃を与え、劈開面を作製することで解決しようとしたが、延性破壊を起こすためそれも困難であることもわかった。この問題の解決方法については、見当がついており、この試料作製問題さえ解決できれば他はうまくいくことは確認してある。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度の結果から、拡散対試料作製にとって重要な清浄Mg表面を得ることが難しいことがわかった。そこで今年度、蒸着チェンバー内でArスパッタ装置を導入することで、表面酸化膜を除去し、その場で蒸着することで、理想的な拡散対試料を作製しようとする。その後のアトムプローブ用試料作製、アトムプローブ測定条件の最適化、アトムプローブデータからの拡散係数導出過程については、検討を終えており、試料作製問題さえ解決できれば他はうまくいくことは確認してある。
高速AFMによる膜タンパク質の機能動態観察のための中空平面膜基板の開発

電子線リソグラフィーと収束イオンビーム(FIB)を用いて固体基板に直径100nmのナノ開口アレイを製作し、ナノ開口を脂質二重膜で封止することができた。また、紫膜でナノ開口を封止することで、中空膜でバクテリオロドプシン2次元結晶を高速AFMで高解像観察することに成功した。さらに、直径100nmのガラスあるいはポリスチレンビーズを鋳型としてシリコーンゴム(PDMS)に多数のナノ開口を簡便に製作することにも成功した。基板支持膜に再構成されたイオンチャネルKcsAの四量体と拡散ダイナミクスを高速AFM観察することにも成功した。今後、KcsAを中空膜に再構成し機能動態の高速AFM観察を行っていく。本年度は、電子ビーム(EB)リソグラフィー及び収束イオンビーム(FIB)を用いて基板へのナノ開口パターンの形成を試みた。EBリソグラフィーではアルミ蒸着ガラス基板へ、直径約50nmの開口パターンを形成し、光学顕微鏡/AFM複合機で開口形成の確認を行った。その結果、光学顕微鏡で透過光を確認できた位置でも、AFM像では開口が確認できず、残留レジスト膜により開口形成の歩留まりが良くないことがわかった。FIBでは、シリコン基板に直径約100nm程度の開口パターンを形成できる事を確認した。開口パターン形成後の膜タンパク質の高速AFM観察に向けて、カリウムイオンチャネルKcsAのマイカ基板上での観察を行った。その結果、高速AFMで膜中のKcsA四量体を解像でき、膜内核酸運動を観察できることを確認できた。昨年度に引き続き、電子ビーム(EB)リソグラフィー及び収束イオンビーム(FIB)を用いてナノ開口パターンの形成を試みるとともに、膜タンパク質が埋め込まれた脂質膜のナノ開口上への展開と高速AFM観察を行った。また、短時間で多数のナノ開口を作製するために、マイクロビーズとポリマーを用いたナノ開口作製法も検討した。FIBにより直径100nm程度の開口をシリコン基板に再現性よく製作することができ、そこにバクテリオロドプシン2次元結晶が埋め込まれた紫膜の展開を行った。基板全面とはいかなかったが、一部の開口上に紫膜が吸着し、開口直上でもバクテリオロドプシンの2次元結晶を観察できることを確認した。一方、FIBを用いてアレイ状にナノ開口を多数形成するためにはに長時間を要するするために、より簡便に多数の開口を作製する方法の検討も行った。直径100nmのガラスビーズをガラス基板に散布し、その上にPDMSを塗布して、ガラスビーズを鋳型としてPDMS表面にナノ開口を多数形成できることを確認した。また、PDMSに形成した開口でも紫膜が吸着し、高速AFMで2次元結晶を観察することができた。今後、作製したナノ開口にイオンチャネルKcsA等を再構成した脂質膜を展開することで、脂質膜内外のイオン濃度を制御した状態でのタンパク質機能動態の観察に適用していく。電子ビームリソグラフィーによる開口パターン形成が当初予定より遅れており、直径が50nm程度の開口を効率よく形成することができていないため。生物物理学収束イオンビームによる酸化膜付きシリコン基板への開口パターン形成を進める。開口パターンの作成の後、脂質二重膜の張り付けと、蛍光色素の封入により開口の密封度を蛍光顕微鏡で検査する。また、開口径が数十nm程度のガラスニードル先端への脂質膜の張り付けも試みる。開口への膜の張り付け法を確立した後、イオンチャネルKcsAを再構成した脂質膜を用いて、高速AFM観察を進める。当初予定していた成果発表の旅費及び人件費を今年度は支出しなかったため。本年度は高速AFM観察の頻度が増えると予想されるため、AFMカンチレバー購入に繰越分も含めて使用する。
同位体選択的レーザー光脱離を用いたコンパクト化汎用加速器質量分析法の開発

高アバンダンス感度を維持しながら低加速・小型なAMSを実現する方法として、加速器入射前の試料負イオンにレーザーを照射し、目的のイオン以外を中性化する同位体選択的レーザー光脱離(Isotope-Selective Laser Photodetachment: ISLP)を利用したAMSを提案した。核分裂生成物の1つである長半減期放射性核種^Iの分析を念頭に、光脱離用レーザー光源として高繰り返し率・注入同期チタンサファイアレーザー、また負イオン源として、レーザーアブレーションを用いたヨウ素パルス負イオン源を開発し、光脱離実証実験をもとに本手法に基づく低エネルギーAMSの技術的成立性を示した。本研究は、加速器質量分析法(AMS)にレーザー共鳴イオン化質量分析(RIMS)の原理を導入することで、AMSの本来の性能を保ちつつ、その弱点である装置規模のコンパクト化と汎用性を高める要素技術の開発、具体的には、コンパクト・高繰り返し率・注入同期型高分解能波長可変チタンサファイアレーザー(Ti:S)光源の独自技術をべースに、高効率で重元素まで適用可能な同位体選択的レーザー光脱離負イオン源の原理実証とプロトタイプの設計・試作、及び既設AMSに本イオン源を導入した分析能の実験的評価により、コンパクトながら汎用性の高い低エネルギーAMSの技術的成立性の検証を目的としている。平成21年度は、本研究の立ち上げとして、以下の同位体選択的レーザー光脱離基礎実験の準備を行った。(1)レーザー光源部の整備・既設Ti:Sレーザーシステムをベースに、高出力化、高繰り返し率(10kHz)化を図るため、新たに高出力Nd:YAGレーザーを導入し、基本特性を評価した。・高出力、高繰り返し率のパルスレーザー発振のもとで、狭帯域化(20MHz)を実現するため、波長可変DFB半導体レーザーをシード光源として利用する注入同期のための光学系を設計・試作した。・両者を組み合わせ、高出力・高繰り返し率・狭帯域の波長可変Ti:Sレーザー光源システムを構築し、基本性能の確認を行った。(2)レーザー光脱離基礎実験系の詳細設計・レーザーアブレーションでパルス的に負イオンを発生する方式を採用し、既設飛行時間型質量分析装置の部分改修による基礎実験チェンバーの詳細設計を行った。・種々の元素の原子・分子に対する光脱離関連研究の調査・検討を行い、シミュレーション計算により、本研究の実験系で実施可能な測定条件を明らかにした。本研究では、当研究グループが独自に有するコンパクト・高繰り返し率・注入同期型高分解能波長可変チタンサファイアレーザー光源の技術を用い、高効率で重元素まで適用可能な同位体選択的レーザー光脱離負イオン源(負イオン源内で妨害となる同重分子・原子イオンのレーザー光脱離による除外)の原理実証とプロトタイプの設計・試作、及び加速器質量分析装置への導入を検討し、コンパクトながら汎用性の高い低エネルギーAMSの技術的成立性を検証することを目的としている。平成22年度は、同位体選択的レーザー光脱離基礎実験のために下記の2項目の開発を進めた。(1)同位体選択的レーザー光脱離を用いた加速器質量分析(LP-AMS)のための同位体選択的レーザー光脱離用レーザー光源(波長406nm)について、要求性能の詳細検討を行い、スペクトル線幅100MHz以下、光子密度7×10^<18>photons/cm^2以上のパルスレーザー光源が必要であることを示した。これを満たす狭帯域・高繰り返し率チタンサファイアレーザーについて、共振器内第二高調波発生法の開発を行い、上記性能を有するレーザーパルスが得られる見込みが得られた。(2) LP-AMSに求められるパルス負イオン源についてレーザーアブレーションによる生成法の開発を進め、パルス幅およそ300nsのヨウ素負イオンパルス生成に成功した。基礎実験装置の基本特性の確認を行い、負イオンパルス生成のアブレーション閾エネルギーを対象に、実験条件の最適化を行った。本研究では、加速器質量分析法(AMS)に同位体選択的レーザー光脱離の原理を導入することで、AMSの本来の性能を保ちつつ、その弱点である装置規模のコンパクト化と汎用性を高める要素技術開発を目的としている。平成23年度は、同位体選択的レーザー光脱離を用いたAMS概念の基礎実験のため、レーザーアブレーションパルス負イオン源と飛行時間型質量分析装置を組み合わせた負イオン光脱離基礎実験装置を製作し、予備的な実験検討を行った。本手法で用いる同位体選択的レーザー光脱離を実現するための基本構成要素であるレーザーアブレーションパルス負イオン源について、ターゲット物質を従来のヨウ化銀(AgI)からヨウ化アンモニウム(NH_4I)に変更した結果、放出特性を大きく改善することができた。具体的には、負イオン放出の閾レーザーエネルギーは増加するものの、長時間安定にヨウ素パルス負イオンの得られることを確認し、ヨウ素負イオンのレーザー光脱離断面積の系統的な測定に向けた最適条件の探索がなされた。

また、同位体選択的光脱離AMSの有用性について、基礎実験結果をもとに予備的な検証を行った。レーザーアブレーションパルス負イオン源と光脱離用波長可変チタンサファイアレーザー光源を組合せて同位体選択的レーザー光脱離AMSを構成する場合、例えば、今般の福島第一原子力発電所の過酷事故に伴うフォールアウトにより土壌中に沈着した^<129>I分析に対して、101000s程度の測定時間で分析可能という見積もりが得られた。本研究では、加速器質量分析法(AMS)に同位体選択的レーザー光脱離の原理を導入することで、AMSの本来の性能を保ちつつ、その弱点である装置規模のコンパクト化と汎用性を高める要素技術開発を目的としている。本研究の最終年度にあたる平成24年度は、昨年度までに構築した光脱離基礎実験装置を用いて、レーザーアブレーションパルス負イオン源により生成されたヨウ素負イオンパルスに光脱離用レーザーパルスを照射することで、負イオン信号の減少を確認し、ヨウ素パルス負イオンに対するパルスレーザーを用いた光脱離を実証した。また、ヨウ素負イオンの光脱離断面積の系統的な測定には、高繰り返し率で発振パルスジッター少ないパルスレーザーを用いる必要があることが明らかとなった。これらの結果と昨年度までの基本構成要素についての実験データをもとに最適分析条件を選定し、既設AMSへの搭載することを念頭に置いた設計指針と基本性能の評価を行った。レーザーアブレーションを用いて生成されたヨウ素パルス負イオンを予備加速にて50keVビームにし、注入同期チタンサファイアレーザーの第二高調波によって光脱離を行うことで、電荷剥ぎ取り前後のヨウ素イオンの価数としてー1価から+3価を用いた場合でも妨害イオンの影響を低減でき、分析効率は既存のAMSと同程度ながら加速電圧を1 MV程度にまで低減できる見込みが得られ、本低エネルギーAMSの技術的成立性が確認された。本手法で用いる構成要素の基礎特性を明らかにするなど、本手法の技術的成立性の検証に向け、着実な進展が見られる。しかしながら、平成21年度に導入した(光脱離のための波長可変チタンサファイアレーザー用励起光源)に不具合があり、長時間の定常運転が難しい状態にある。このため、基礎実験にて検証する項目の選択と集中を図り、当初の研究目標の達成を目指す予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終年度にあたる今年度は、(1)ヨウ素負イオンのレーザー光脱離断面積の系統的な測定と評価、(2)ヨウ素を対象とした同位体選択的レーザー光脱離実験データに基づく分析条件の最適化、および(3)既設AMSへの搭載することを念頭に置いたビームラインを実験データに基づき設計検討し、本低エネルギーAMSの技術的成立性を検証する。
癌と脂質-癌の発生、増殖および転移における脂質代謝に注目して-

癌の発生、増殖および転移と脂質代謝について飽和脂肪酸としてステアリン酸(C18:0)、ω-6およびω-3系多価不飽和脂肪酸として各々リノール酸(C18:2)、エイコサペンタエン酸(C20:5EPA)の高純度エチルエステルを、5%の割合で市販半合成無脂肪食に添加投与し、その影響を検討した。1.Sprague-Dawley系雌ラットを用いたN-nitroso-N-methylurea誘発乳癌において、EPAは他の脂肪酸と比較し、癌発生率、腫瘍重量、腫瘍個数において抑制効果を示した。リン脂質組成においてEPAは、アラキドン酸等のω-6系脂肪酸と置換していることが示唆された。現在我々は、PGs等のアラキドン酸代謝物質の変化を検討している。2.Donryu系雄ラットを用いたazoxymethane誘発大腸癌において、EPAはリノール酸と比較し、癌発生率、一匹あたりの腫瘍個数を有意に抑制した。リン脂質組成において癌化に伴い両群においてアラキドン酸の増加を認めたが、その代謝産物であるプロスタグランディンE×_2 (PGE×_2)含量は正常粘膜と比較し、リノール酸で増加し、EPAで増加が抑制された。以上の結果よりEPAが癌化に伴うPG合成促進を抑制することにより、発癌を抑制するものと示唆された。また大腸癌の発癌促進因子として知られる胆汁酸は、その作用機序としてPGを介しornithine decarboxylase (ODC)活性を増加させることによるとの報告もあり、現在その検討を行なっている。3.EPAはまた発癌が完了した移植腫瘍(Lewis肺癌)の増殖・転移に対しても抑制的に作用することが判明し、その作用機序として脂肪酸組成の変化による膜流動性、透過性の変化等による物理的および蛋白リン酸化等の膜の情報伝達の機能的変化、PGを含め細胞増殖因子の変化、ODC活性を介するDNA・RNA合成の変化、栄養学的な細胞環境因子の変化、免疫系への関与等が考えられ、各方面からのアプローチが必要と思われる。癌の発生、増殖および転移と脂質代謝について、市販合成食に飽和脂肪酸としてステアリン酸(C18:0)不飽和脂肪酸としてリノール酸(C18:2,ω-6)およびエイコサペンタエン酸(C20:5,ω-3)の各エチルエステルを5%の割合で添加した飼料を作成し(以下S群,L群,E群という)各種脂質の影響を検討した。(1)発癌について:SD系雌ラットを用いMNU静注後の乳癌の発生を上記3群の脂肪食間で検討したところ、腫瘍触知までの期間に差は認められなかったが、腫瘍発生率,剖検時の腫瘍重量および個体当りの発生腫瘍数においてE群は他の2群に比し低値を示した。腫瘍の病理組織像ならびに脂質の生化学的検討は目下進行中である。(2)腫瘍増殖について:C57BLマウスを用い同系移植腫瘍であるLewis肺癌(3LL)を背部皮下に移植した。一定期間後剖検により腫瘍を摘出してその湿重量を測定したところE群においては他の2群に比し低値を示した。さらに生化学的には肝では食餌性脂肪を反映しL群ではω-6系,E群ではω-3系脂肪酸が増加したが、腫瘍組織ではリン脂質画分において肝組織と比較してS群,L群でω-6系脂肪酸が減少し、とくにE群ではω-3系脂肪酸が減少した。

以上よりEPAはアラキドン酸と競合的に拮抗腫瘍増殖因子とされるプロスタグランディンの合成を修飾することが示唆された。(3)転移形成について:C57BLマウスを用い3LLを足蹠皮下に移植して腫瘍形成同肢を切断して腫瘍を切除した。その後上記3群の飼料を投与して一定期間後剖検により肺転移形成を肉眼的肝転移結節数および肺湿重量より検討したところE群はこれを有意に抑制した。この成績は食餌性脂肪酸によって癌細胞膜の脂質構成が変化しこれが膜流動性の変動に影響を与えることにより血行性転移が修飾されるものと考えられる。発癌に及ぼす各種脂質の影響を検討する目的で無脂肪半合成食にステアリン酸(C18:0),リノール酸(C18:2)及びエイコサペンタエン酸(C20:5)の各エチルエステルを5%の割合で添加した3群(以下それぞれS群, L群, E群)の食餌を作成して実験期間中ラットを飼育した.1.ニトロソウレア誘発乳癌の発癌に及ぼす各種脂質の影響について6週令のSD系雌ラットを用い生後50日目にNMU5mg/100g体重を尾静脈より静注して各群における腫瘍発現を検討した.触診における腫瘍発現時期は3群間で差はなかったが剖検時のラット当りの平均腫瘍量及び個数はS群11.7g, 3.7個, L群11.4g, 5.1個, E群2.9g, 2.3個であり,病理組織学的乳癌発生率はそれぞれ91.3%, 94.4%, 66.7%でE群に有意の発癌抑制が認められた. (第46回日本癌学会総会にて発表)2.アゾキシメタン誘発大腸癌における脂質代謝について5週令の呑竜系ラットを用い6週令より体重kg当りAOM7.4mg/週を計11回皮下投与した. 15週めに剖検し大腸腫瘍及び正常大腸粘膜を採取し組織脂肪組成及びプロスタグランジン(PG)含有量を測定した.脂肪酸組成ではリン脂質画分において腫瘍組織中のC16:0, C18:1, C20:4の相対的増加とC18:2の相対的減少が各群に認められたが特にL群では他の2群に比しC20:4の有意の増加を認めた.一方腫瘍組織中PG含有量はPGE及びPGF2αそれぞれS群32.9, 20.8, L群45.8, 24.6, E群8.9, 12.4ng/g湿重量とE群において有意の低値が認められた. (第46回日本癌学会総会にて発表)これらの成績はE群が他の2群に比し低発癌率を示した(第44回日本癌学会総会にて発表)機序として食餌性のC20:5はPG合成阻害作用を有し大腸発癌を抑制する可能性が示唆される.癌の発生、増殖および転移と脂質代謝について飽和脂肪酸としてステアリン酸(C18:0)、ω-6およびω-3系多価不飽和脂肪酸として各々リノール酸(C18:2)、エリコサペンタエン酸(C20:5EPA)の高純度エチルエステルを、5%の割合で市販半合成無脂肪食に添加投与し、その影響を検討した。1.)Sprague-Dawley系雌ラットを用いたN-nitroso-N-methylurea誘発乳癌において、EPAは他の細胞酸と比較し、癌発生率、腫瘍重量、腫瘍個数において抑制効果を示した。リン脂質組成においてEPAは、アラキドン酸等のω-6系脂肪酸と置換していることが示唆された。現在我々は、PG_S等のアラキドン酸代謝物質の変化を検討している。2.)Donryn系雄ラットを用いたazoxymethan'e誘発大腸癌において、EPAはリノール酸と比較し、癌発生率、一匹あたりの腫瘍個数を有意に抑制した。
短時間エネルギー消費量をヒューマンカロリメーターで高精度に測定する方法の開発

ヒューマンカロリメーター(HC)による短時間エネルギー消費量(EE)測定における精度向上を目的に、HC内でダイナミックに変化するガス濃度を模擬する高精度ガス噴出装置を製作し、噴出精度を評価した。ガス噴出実験を行い、HCによる短時間EE測定における精度向上方法について検討した。より高精度にガス噴出を行うためには、1)ガス噴出装置の噴出量の確認、2)ガス噴出装置の流量変換値の微調節、3)噴出流量入力ソフトウェアにおける操作性の向上が必要であることがわかった。【概要】ヒューマンカロリメーター(HC)により測定される短時間(1530分)エネルギー消費量(EE)の測定精度評価システム構築のため、高精度ガス噴出装置の仕様を決定、製作した。【背景】HCは、ガス採取用マスク等を装着することなく、日常生活に近いスタイルでのEEを測定する装置であり、生活習慣病予防等に関連する貴重な基礎データを提供している。しかし、HCは1日24時間にわたる長時間のEEを高精度に測定するが、測定原理上、短時間(1530分)のEEを正確に測定することが困難な欠点があり、HCでの短時間EEの高精度測定が国際的にも求められている。【本年度の実績】本年度は、身体活動によりダイナミックに変動するガス濃度を模擬する高精度ガス噴出装置を製作した。ガス噴出装置には、1)マスフローコントローラ(MFC)、2)MFCの流量を制御するプログラム調節計、3)プログラム調節計への噴出流量をパソコン上で設定する流量入力ソフト、3)噴出した流量の値を出力する表示装置、4)噴出ガス(N2、CO2混合ガス)が含まれる。本ガス噴出装置はHCの測定精度を評価するものであるため、高い妥当性および再現性が要求される。このため、装置の仕様について、業者とともに検討を重ね、噴出流量の誤差5%以下とする仕様を実現した。【今後の計画】ガス噴出装置を用いて、HCにより測定される短時間EEの精度を評価する。【概要】ヒューマンカロリメーター(HC)により測定される短時間(1530分)エネルギー消費量(EE)の測定精度評価システム構築のため、昨年度製作した高精度ガス噴出装置を用いて、ガス噴出実験を行ない実験データを蓄積、新たなデータ処理方法の検討を行なった。本研究は独立行政法人国立健康・栄養研究所の協力のもとに行った。【本年度の実績】本年度は、1)昨年度製作した高精度ガス噴出装置の動作確認、2)ガス噴出装置を用いた複数回のガス噴出実験の実施、3)HCでのEE算出のための新たなデータ処理方法の検討を行なった。煩雑な操作が誤作動の原因となるなど、ガス噴出装置において幾つかの改良すべき点がみつかった。取得した実験データは、現在、解析中である。HC(国立健康・栄養研究所)での既存のEE算出方法に、国際的に複数施設のHCに用いられているHenningら(1996年)の方法を組み合わせたデータ処理方法を検討した(引き続き検討中)。【今後の計画】本研究課題最終年度である来年度は、1)ガス噴出装置の改良、2)ガス噴出実験を繰り返し行ない実験データを蓄積、3)HCによる短時間EE測定の精度評価システムの確立、4)研究成果の公表を行なう。【研究の背景・目的】ヒューマンカロリメーター(HC)は、フェイスマスク等の呼気採取用機器を装着することなく、日常生活に近いスタイルでのエネルギー消費量(EE)を測定する装置であり、生活習慣病予防に関連する貴重な基礎データを提供している。しかし、HCは1日24時間の長時間にわたるEEを高精度に測定するが、測定原理上、短時間(1530分)のEEを正確に測定することが困難な欠点があり、HCでの短時間EEの高精度測定が国際的にも求められている。本研究では、人のCO2排出を模擬するためCO2ガス噴出装置を製作し、HCでの短時間EE測定精度の評価・向上行うことを目的とする。【本年度の研究概要】本年度は、昨年度までに独自開発したガス噴出装置を用いて、CO2ガスを矩形波でHC内に噴出する実験を繰り返し行い、データを蓄積・解析した。噴出時間を30分、20分、10分と短縮し、HCにおける時間分解能を検討した。いずれの噴出時間においても、噴出したCO2ガス量(ガス噴出装置により測定)に対する回収量(HCにより測定)、つまりCO2回収率が85%(本来100%となるべきところ)であった。この原因を調査するため、1)ガス噴出装置の噴出量の確認、2)デジタル・マスフローコントローラーのコンバージョンファクター(流量変換係数)の調節、3)噴出流量入力

ソフトウェアにおける操作性の向上を進めることとした。【今後の研究計画】科学研究費補助金としての本研究課題は本年度で最終年度であるが、今後はこれまでの研究結果を踏まえて、独自研究として上記の1)3)を実施する。
日本近世における民衆教育史研究のため伊勢国の寺子屋・私塾・郷学校の実態の調査研究

平成元年度の課題研究にもとづく調査研究の実績概要は以下の通りである。1.伊勢国内に存在した寺子屋・私塾・郷学校の概要について『三重県教育史』第1巻の巻末一覧表の709事例をもとに、あらたに刊行された市町村史誌の記述を加え、独自に調査した筆子塚・顕影碑等の内容を含めて伊勢国の寺子屋・私塾・郷学校の実態調査結果として表にまとめた。2.伊勢国飯高郡塚本村に存在した寺子屋「寿硯堂」に学んだ子どもたちのうち、塚本村の子どもたちの実態についえは先年度において明らかにしたので、隣村の船江村の子どもたちを中心に実態を究明し、塚本村の事例と同様、江戸や大阪・京都に年季奉公人として出国していく姿を解明した。論文「近世の寺子屋教育ー近世社会の子どもの姿」として発表。3.伊勢国松坂は江戸店や京都・大阪に本店等をもつ豪商が多数存在していたが、松坂周辺農村は伊勢商人としての自立をめざす奉公人の供給地でもあったが、飯南郡射和村の事例をもとに幕末の村の奉公人の出入りを知ることのできる奉公人帳や、人口の出入りの概要をとらえるために射和村の宗旨人別帳などの村方文書を調査し目録としてまとめた。4.伊勢国の寺子屋の教育内容が伺われる寺子屋で使われた従来物等の教科書類を三重郡菰野の吉沢村野呂家文書をもとに調査し目録化した。5.伊勢国北部の菰野藩の藩儒として出仕した農民出身の文人南川金渓をとり上げ、金渓の生涯を「南川家小伝・先府君行状」に、儒者・文人としての活動を「金渓雑話」全三巻「閉散余録」に、藩主の侍講として江戸に出府した1年間の儒医としての生活を「金渓東遊日誌」をもとに研究し明らかにして第33回教育史学会において「伊勢国の文人南川金渓の研究」として発表した。6.伊勢国を中心に信濃国・美濃国等の農村史料調査結果を冊子にした。昭和63年度の研究課題にもとづく調査研究の進展の実態概要は以下のとおりである。1.伊勢国飯高郡塚本村所在の寺子屋『寿硯堂』の事例寛政四年から25年間存在した寺子屋であるが、この寺子屋の特徴は江戸へ木綿を出荷する都市松坂の商品生産経済の浸透と影響をつよく受けていて、周辺農村の分解が進展し、農業以外の現金収入の可能性も高い故に全階層の子弟の入門がみられるのであるが、もうひとつの特徴として「寿硯堂」修了後、13才ごろになると全入門者の25%ほどが国内又は他国へ奉公に出ていく。しかもそれは江戸店をもって本家を松坂におく三井・長谷川などの伊勢出身の豪商の店へ奉公人として地縁・血縁関係をもとにして年季奉公し、商人としての自立をめざして子飼いの奉公人教育をうけることとなる。三井家の事例の場合、三井江戸店、大坂、京都の両替店などに奉公した16人中9名判明し、7名は史料的制約などにより判明しなかった。9名のものは三井家に入ってからの状況は三井文庫所蔵の「年数控」「手代元手甲渡控」などから判明し、たとえば佐波久吉は佐波久五郎と改名し文化元年より大坂本店に勤め文化14年に死亡して勤続15年により香典銀1貫500目を与えられていることなど判明した。2.「寿硯堂」入門者山口彦次郎の事例大坂三井店に奉公しながら伊勢の国学者本居大平と交流をもち大坂の文人との交流の媒介者として活躍し、後伊勢国へもどり志村家に養子として入って本居らと共に学問交流し著書などあらわした文人の存在3.伊勢国菰野藩儒者南川金渓と菰野藩内寺子屋教科書の発掘南川金渓自身の著書『金渓雑話』『閑散余録』『東遊日録』の発見4.伊勢国飯南郡射和村所蔵の文書より射和村の奉公人帳の調査伊勢国の一村から他国へ流出する奉公人の動態について調査研究平成元年度の課題研究にもとづく調査研究の実績概要は以下の通りである。

4.伊勢国の寺子屋の教育内容が伺われる寺子屋で使われた従来物等の教科書類を三重郡菰野の吉沢村野呂家文書をもとに調査し目録化した。5.伊勢国北部の菰野藩の藩儒として出仕した農民出身の文人南川金渓をとり上げ、金渓の生涯を「南川家小伝・先府君行状」に、儒者・文人としての活動を「金渓雑話」全三巻「閉散余録」に、藩主の侍講として江戸に出府した1年間の儒医としての生活を「金渓東遊日誌」をもとに研究し明らかにして第33回教育史学会において「伊勢国の文人南川金渓の研究」として発表した。6.伊勢国を中心に信濃国・美濃国等の農村史料調査結果を冊子にした。
中生代以降の内生二枚貝類の形態および古生態の進化

本研究は,中生代以降の内生二枚貝類の形態および古生態の進化を,現生二枚貝の生態と形態の関係についての研究と,化石二枚貝の形態と産状の研究に基づいて復元しようとするものであった。平成5年度のみの採択となり,また研究代表者が在外研究で不在となるため,計画を大幅に縮小し,特異な適応を遂げたナミノコガイとキュウシュウナミノコガイを中心とする現生二枚貝の混入行動と形態についての観察を高知県興津郡の小室の浜で実施した。その結果,これら外洋に面した砂浜に適応したナミノコガイ科二枚貝が,殻をそのサイズのわりに厚くさせ,安定性を確保していること,強力な足を持ち,急速な埋没や洗い出しに対し,対処する能力が高いことが明らかになった。また,これらの低質内に潜る貝類の観察法として,海水と屈折率が同じ氷晶石をくだいた砂を用いると,軟X線などの特殊な装置を用いなくても観察が可能なことを確かめた。この方法は,今後,二枚貝に限らず内生型の底生動物の観察に幅広い応用が期待される。一方,研究分担者を中心に,これまで行ってきた中生代の二枚貝化石群集の記載および総括を行い,その結果は5報の原著論文として報告した。この作業の中で,淡水性の二枚貝であるTrigonioidesが,生息位置で保存された産状が発見された。現生の淡水二枚貝の生態との類似から,この方向が古流向を示すことが推定され,古地理の復元にも役立つことが示された。今後は,これらの断片的な情報を総合し,中生代以降の二枚貝についての通覧し得る形のまとめを行うことが必要である。
外傷性脳浮腫の発生機構に関する実験的研究

頭部外傷、脳内血腫あるいは脳梗塞時に赤血球の溢血に伴って、neuropil内において、ヘモグロビンから鉄イオンが遊離することやヘモジデリンが蓄積することが知られているが、その際、組織学的に浮腫、macrophagesによるphagocytosisやcavitary necrosisが続行する。また、実験的に、ラット脳軟膜下に鉄塩を注入すると、組織学的に浮腫が2時間までに発生し、48時間にわたり持続することが知られている。われわれは、そのさいに、過酸化脂質(マロンジアルデヒド)の形成が促進されることを明らかにし、Feイオンによって発生するfocal vasogenic edemaの発現機構にはFeイオンを介して発生する活性酸素(・【O_2】H,・OH)が関与する可能性を示唆したが、最近5、5-dimethyl-1-pyrroline-1-oxide(DMPO)をトラッピング剤として使用し、ESRにより、脳組織中のhydroperoxy(・【O_2】H)radicalを測定することに成功した。本報告においては、まずラット左大脳皮質にFeイオン(Fe【Cl_3】液)を注入後、Chan and Fishman(1980)の方法に従って活性酸素を測定しFeイオン注入5分及び15分後において対照群に比し有意に増加していることを認めた。ついで、DMPOにアダクトさせた・【O_2】HをESRにより測定し、Feイオン注入5分後においてすでに過剰の・【O_2】H radicalの発生することを見出すとともに、過剰な過酸化脂質が生成され、長期にわたって増加が認められることを明らかにした。また、Feイオン注入6時間後に【Na^+】,【K^+】-ATPaseが注入側において有意に活性低下することが認められたが、この活性低下は脳浮腫発生の機構に直接結びつくものと考えられた。
蛍光画像処理法による免疫応答の研究

蛍光画像処理法による免疫応答の研究のため、免疫細胞の情報伝達過程を3次元レベル、リアルタイムで機能解析するシステムの開発を行った。まず、共焦点紫外レ-ザ-顕微鏡を開発し、紫外領域の共焦点蛍光顕微鏡像の測定を可能にした。具体的には、325nmのヘリウム・カドミユウムレ-ザ-を励起光源とする、紫外共焦点レ-ザ-顕微鏡を開発し、免疫細胞内の生化学的反応をミリ秒単位、かつ、3次元レベルで機能解析するシステムの確立に成功した。そして、開発した手法を用いて、免疫細胞(B細胞、T細胞、好塩基球)の抗原刺激に伴う、カルシウムシグナルを単一細胞レベルで機能解析した。その結果、単一のB細胞(Bリンパ球)を用いてカルシウムシグナルの脱感作機構を解明した。次に、B細胞初期分化過程の研究に、画像処理法を適用し、成熟B細胞と未成熟B細胞の間のカルシウムシグナルの伝達様式の差異を解明した。また、未成熟B細胞に特異的に存在する8HS20の遺伝子産物(蛋白質)は、未成熟細胞に特有なカルシウムシグナルの要因ではないことも明らかにした。さらに、好塩基球やリンパ球の抗原刺激に伴うカルシウムシグナルの細胞内の不均一性を明らかにするとともに、抗原刺激にともなうこれらの細胞のカルシウムシグナルが細胞質だけでなく、核にまで伝達されていることを示した。その際、DNAに特異的に結合する蛍光色素を用いて、核のイメ-ジンングを行うことにも成功した。そして、カルシウムイメ-ジングと核のイメジングがよく対応していることを示した。これらの結果は、免疫細胞の抗原刺激の際に、カルシウムイオンが核内のサ-ドメッセンジャ-として働いている可能性を示唆した。蛍光画像処理法により、免疫細胞のカルシウムシグナルの解析から、免疫応答機構を追究した。蛍光画像処理法は個々の細胞のカルシウムシグナルの測定と細胞内カルシウムイオンの空間分布を測定できる。そこで、まず、B細胞(BAL17細胞株)の単一細胞レベルでの脱感作の研究を行った。BAL17の細胞膜には2種類の抗原レセプタ-(IgM,IgD)が存在する。特異抗原でそれぞれのレセプタ-に刺激を与えると,細胞内カルシウムイオンの濃度上昇が起こる。しかし、一方のレセプタ-を刺激後、もう一方のレセプタ-を刺激しても、脱感作が起こっており、カルシウムシグナルは観察されなかった。その原因として、プロテインキナ-ゼCの負のフィ-ドバック作用が考えられた。そこで、プロテインキナ-ゼCを細胞膜から取り除き、同様の実験を行った。その結果、脱感作が解除され、2度の刺激に応答するB細胞が存在することを明らかにした。このように、画像処理法により、1個の細胞を用いて脱感作の現象を解析できることを初めて明らかにした。また、画像処理法の特色を利用し、ヘルパ-T細胞と抗原提示細胞の相互作用や、キラ-T細胞と標的細胞の相互作用の追究も併せて行った。一方、1個の細胞内の反応を詳細に解析しようとすると、通常の蛍光顕微鏡の画像処理法では問題があることも分かってきた。それは、通常の蛍光顕微鏡は焦点深度が甘いので、細胞内の局所部位での反応を正確に測定することができない。そこで、共焦点レ-ザ顕微鏡による細胞内カルシウムシグナルの追究を試みた。その結果、刺激応答に伴う免疫細胞内(T細胞、B細胞、好塩基球)のカルシウムイオン動態の空間分布を明らかにすることに成功した。そして、刺激の際のカルシウムシグナルが細胞質だけでなく核まで伝達されていることを好塩基球やB細胞で明らかにした。まず、共焦点紫外レ-ザ-顕徴鏡を開発し、紫外領域の共焦光蛍虫顕微鏡像の測定を可能にした。

具体的には、325nmのヘリウム・カドミュウムレ-ザ-を励起光源とする、紫外共焦点レ-ザ-顕微鏡を開発し、免疫細胞内の生化学的反応をミリ秒単位、かつ、3次元レベルで機能解析するシステムの確立に成功した。そして、開発した手法を用いて、免疫細胞(B細胞、T細胞、好塩基球)の抗原刺激に伴う、カルシウムシグナルを単一細胞レベルで機能解析した。その結果、単一のB細胞(Bリンパ球)を用いてカルシウムシグナルの脱感作機構を解明した。次に、B細胞初期分化過程の研究に、画像処理法を適用し、成熟B細胞と未成熟B細胞の間のカルシウムシグナルの伝達様式の差異を解明した。また、未成熟B細胞に特異的に存在する8HS20の遺伝子産物(蛋白質)は、未成熟細胞に特有なカルシウムシグナルの要因ではないことも明らかにした。さらに、好塩基球やリンパ球の抗原刺激に伴うカルシウムシグナルの細胞内の不均一性を明らかにするとともに、抗原刺激にともなうこれらの細胞のカルシウムシグナルが細胞質だけでなく、核にまで伝達されていることを示した。その際、DNAに特異的に結合する蛍虫色素を用いて、核のイメ-ジシングを行うことにも成功した。そして、カルシウムイメ-ジングと核のイメジングがよく対応していることを示した。これらの結果は、免疫細胞の抗原刺激の際に、カルシウムイオンが核内のサ-ドメッセンジャ-として働いている可能性を示唆した。