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ポール・クローデルと宣教

前年度の研究計画を延長し、外交官として非キリスト教圏の極東に長く滞在し、現地で布教活動に励む宣教師との交流を通して形成されるポール・クローデルの宣教観を検討する作業を継続した。それに並行して、政教分離が進行する第三共和政下に信仰を堅固なものとするべく同胞に向けて行った宣教行為の実践を把握する作業を行った。一つ目の作業に関しては、前年度に収集した史料と、今年度実施したバチカン福音布教省史料室、バチカン国務省史料室、バチカン福音布教省資料室にて収集した史料を基にして、クローデルと日本のカトリック宣教の問題を主題に論文を投稿した(論文2)。二つ目の作業に関しては、第一に、クローデルが外交官として行ったプロパガンダ著作物と、戯曲『1914年のキリスト聖誕祭の夜』を参照しつつ、作家における第一次世界大戦の意義と、戦争が作家の創作活動や信仰心に与えた影響を検討した(論文1、発表1)。この戦争の元凶を信仰の分裂に見出すクローデルは、「宣教=世界の統一を謳うカトリック信仰を世界各地にひろめること」にこそ平和実現の道があると考えていたことを確認した。第二に、1920年代にヨーロッパで起きた、「東洋」と「西洋」の差異や接近可能性を議論した<東洋/西洋>論争におけるクローデルの位置づけを検討した。当時、駐日フランス大使を務めていたクローデルは、日本やフランスにおいて<東洋/西洋>の差異や相似性を題材とした講演を行うことを求められたり、インタビューに答えるなど、「東洋」や「西洋」の紹介者としての役割を果たしていた。これらのインタビューや講演原稿、とりわけ「日本人の心を見る目」に注目し、世界各地に駐在して多様な文化を目にしてきたクローデルが、世界の単一性を信じる根拠のひとつに宣教を挙げていることを確認した。この成果は博士論文に組み入れたほか、来年度以降、論文を投稿する予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は主に資料調査と博士論文執筆に集中した。クローデルが日本大使時代に訪れた九州にて調査を実施し、宣教師の活動に関する資料を閲覧した。これらの調査の成果は現在投稿中の論文に反映させており、来年度、刊行される予定である。また、フランス、ナントのフランス外務省史料室に赴き、在外公館ごとに分類された史料を閲覧し、先行研究で言及されていない、クローデル自筆の外交史料を発見した。博士論文の第一部「クローデルと宣教師の交流」にこれらの調査の成果を反映させた。本年度は第一次世界大戦開戦100周年であったため、記念行事の開催や研究書の出版が相次いだ。そこで、「クローデルと戦争」を研究主題とした。第一に、フランス国立図書館、国立史料館にて史料調査を行い、未発表史料を発掘し、先行研究で正確に把握されたことのない開戦初期における外交官クローデルのプロパガンダ活動の実態を明らかにした。次に、プロパガンダ活動と創作活動を結びつける視点を提示すべく、日本フランス語フランス文学会秋季大会において、発表『宣教する「聖人」たちとポール・クローデルー第一次世界大戦期の詩作品から「繻子の靴」までの聖人像をめぐって』を行った。クローデルが極東を離れた1909年から1921年の間、異教の地にカトリックを根付かせる宣教の主題は一見、影を潜めるように思われるが、第一次世界大戦の元凶を信仰の分裂に見出す作家のプロパガンダ著作物と、文学作品を比較すると、世界を「宣教」する必然性の議論が同時代の戦争と密接に結びつきながら深化をみせている。これはクローデルにおいて「宣教」の主題が一貫して継続していることのあらわれであり、博士論文の射程を極東滞在時期に限定しなかった選択が妥当であることを確認した。これらの研究活動と並行し、宗教的な文学作品理解を深めるべく、パリカトリック学院神学部の聖書学の授業を受講し、好成績を収めた。

これらのインタビューや講演原稿、とりわけ「日本人の心を見る目」に注目し、世界各地に駐在して多様な文化を目にしてきたクローデルが、世界の単一性を信じる根拠のひとつに宣教を挙げていることを確認した。この成果は博士論文に組み入れたほか、来年度以降、論文を投稿する予定である。日本フランス語フランス文学会全国大会で口頭発表を行った。投稿済で来年度に発表予定の論文が2本あるほか、口頭発表の許可を得るなど、研究成果の発表準備は順調に進んでいる。また、国内外で資料調査を積極的に行い、先行研究において未発表の資料を発見し、大きな収穫があった。本年度の研究テーマであった、1.クローデルと宣教師の交流、2.フランスにおける「宣教精神」の高揚とクローデル、の2点についての調査は、ローマにおける調査を残す以外、ほぼ完了した。27年度が最終年度であるため、記入しない。来年度は引き続き、パリ第4大学提出予定の博士論文執筆を進め、完成させることを作業の中心とする。並行して、雑誌論文を執筆し、投稿するほか、研究発表も積極的に行いたい。また、パリカトリック学院で学んだことをもとに、クローデルの聖書註解のテクストと友人たちとの間で交わされる書簡を主に取り上げ、ヨーロッパの「外部」における異教経験が彼のキリスト教観に与えた影響を精査する(博士論文第三部「クローデルにおける比較宗教観」にあたる)。その上で、ヨーロッパの「外部」、クローデルにとって最後の極東体験にあたる駐日フランス大使時代(1921-1927)とその直後に執筆された戯曲『繻子の靴(1919-1924年執筆)』、『クリストファー・コロンブスの書物(1927年執筆)』を取り上げ、そこであらわされる宣教観に、クローデル自身の宣教師との交流の影響がどのようにあらわれているのか考察する(博士論文第四部「クローデルの文学作品における宣教師の表象」にあたる。)27年度が最終年度であるため、記入しない。
新しい子のう菌、担子菌を素材とした薬理活性物質の系統的探索

2.担子菌中、採集により相当量の天然子実態が入手できた数種につきマウスでの異常発現を指標に毒性検索を行い、新たに致死毒性が見出されたアシナガヌメリにつき毒性成分の単離を行い、HS-A、-B、-Cと仮称した物質を得た。HS-Aは近縁菌より細胞毒性成分として以前得られていたlanostane系トリテルペン3-acetyl-2-(3'hydroxy-3'-methyl)-alutaryl-crustulinolに一致し、新化合物HS-B、-Cも共に-Aに関する構造を有すると判明した。HS-A、-B、-Cの致死毒性は中枢神経作用性のものと考えられるが、消化器系への異常も見られたのでマウス小腸標本Magnus法で調べたところ、これら化合物は抗acetylcholine作用を有することが判明した。3.子のう菌、担子菌の免疫作用性成分の探索方法の検討については細胞性免疫系への影響をin vitroの条件で調べるリンパ球幼若化反応を一次検索に用い、二次検索としてin vivo条件で調べる遅延型過敏反応を用いる二段階選抜方式が探索方法として適当であると判明した。毒性の見出された菌中、これらの2種の菌につき、大量培養を行い、それぞれの毒性本体を解明する研究も開始した。主な毒性本体についてはE.hirayamaeでは7-epi-sclerotiorin,N.fischeriではfumitremorginsと判明したが、それぞれの菌について、他の毒性成分の共存する可能性が考えられたので、現在、それらを単離することを試みている。2.担子菌中、ニセクロハツ、ツキヨタケ、タマシロオニタケ、アシナガヌメリ等について、天然子実体の採集、菌体抽出エキスの作製、マウスに対する毒性試験を行った。その結果、アシナガヌメリに新たに致死毒性が見出された。本菌については尿素付与土壌から天然子実体を大量発生させる方法により材料を確保し、毒性本体を解明する研究も開始した。主な毒性成分はcrustulinol関連化合物と推定され、現在化学構造の詳細な検討を行っている。3.子のう菌、担子菌の菌体成分中から免疫系に作用する物質を探索するための生物試験法の一つとして、当初、マウス血清中の抗体量変動を調べる方法を検討し、ELISA法を採用したが、本法は手技が複雑であり、多数の検体のスクリーニング法としては適当ではないことが明らかとなった。それ故、より手技の複雑ではない方法として、遅延型過敏反応能の変化を測定する方法を次に採用した。cyclophosphamideをpositive controlとして測定条件を検討した。現在、本法を用いて担子菌について遅延型過敏反応作用物質の探索を行っている。1.子のう菌中、前年度までに痙攣性の他に、新たに催炎性の致死毒性成分の含有が示されたNeosartorya fischeriにつき催炎性の毒性本体の新物質を単離しNFAと仮称して、その構造の解明を行った。NFAはC_<23>H_<29>NO_7の黄色物質でNMRスペクトルデ-タや各種性状より、不完全菌代謝産物tenellin等に類似した平面構造を有することを明らかにした。2.担子菌中、前年度までに新たに毒性が見出されたアシナガヌメリにつき引続き毒性成分の単離を行い、HS-A、-B、-Cと仮称した毒性本体を得た。HS-Aは近縁菌より以前細胞毒性成分として得られていたlanostane系トリテルペン3-acetyl-2-(3′-hydroxy-3′-methyl)-glutarylcrustulinolに一致し、新化合物HS-B、-Cも共に-Aに関連する構造を有すると判明した。3.子のう菌、担子菌の免疫作用性成分の探索方法の検討については前年度に引続いて遅延型過敏反応を、又リンパ球幼若化反応を検討した。その結果、同じ細胞性免疫系への影響をin vitroの条件で調べるリンパ球幼若化反応を一次検索に用い、二次検索としてin vivo条件で調べる遅延型過敏反応を用いるのが探索方法として適当と判明した。
日本の食文化に根差したフラボノイドによる膀胱発がん抑制

ヒト膀胱癌細胞株T24、5637において、ルテオリン暴露下で増殖抑制効果を示し、フローサイトメトリーではアポトーシスの亢進が認められた。特定の細胞周期のarrestは認められなかったが、細胞周期関連タンパクのWestern blottingではp21の発現亢進ならびにCyclinA/D1の発現低下が認められた。またルテオリン暴露に伴い、細胞内ROSを評価するDCFH assayではROSが減少しており、還元型Thioredoxin活性を評価するthioredoxin assayからはthioredoxin活性の低下を認めた。BBN膀胱発がんラットでは全固定において膀胱がんの発生を認め、ルテオリン投与群の肝・腎では組織学的に明らかな障害を認めなかった。ルテオリン100ppm群では、腫瘍が増殖抑制される傾向を認め、またルテオリン20ppm、100ppm群では、扁平上皮細胞への分化が優位に多かった。膀胱腫瘍のTUNEL染色、p21免疫染色では3群間に差を認めなかったが、Ki67免疫染色において陽性率はルテオリン20ppm、100ppm群で優位に減少していた。またルテオリン100ppm群の18匹、Control群の10匹でルテオリンの血中・尿中濃度を測定したところ、尿中ルテオリンの代謝物質ルテオリングルクロニドの濃度が高い個体ほどKi67が低値を示すという相関が認められた(r=-0.41, Peasonの相関係数)。以上よりルテオリンは膀胱がんにおいて、有害事象を生じることなく増殖抑制効果を認めることが明らかになった。今後は増殖抑制メカニズムをin vivo、in vitroで検証し、その結果をもとにヒト検体においても検証していく予定である。in vitroの実験においては当初予定していた、増殖抑制効果や細胞周期、アポトーシスの評価をするだけではなく、酸化ストレスと体内の酸化ストレス調節機構の一つであるチオレドキシンに着目し、酸化ストレスを介した膀胱がんの抑制効果としての働きも確認できている。動物実験においては、マウスにBBN投与した膀胱発がんモデルを予定しそのプロトコールで施行したが、BBN投与期間の問題か膀胱がんがほとんど形成されておらずルテオリンの膀胱がんに対する効果が評価できなかった。そこで動物種をラットに変更し、BBNを投与する期間を4週から10週間に伸ばし、より膀胱腫瘍を形成するプロトコールで施行したところ、全例に腫瘍を形成した。発がんの抑制を証明することはできなかったが、BBN膀胱発がんラットの膀胱腫瘍を検証したところ増殖抑制の傾向を確認できた。また同時にルテオリンが有害事象をきたさないことも確認できた。免疫染色は現時点でin vitroで発現差を認めたものを検討しているが、今後新たな遺伝子やリン酸化シグナル等が同定されれば、適宜追加して検証していく予定である。また当初の予定にはなかったが、ルテオリンの吸収・代謝という点に着目し、ルテオリンのアグリコンならびに代謝物(グルコシド、グルクロニド)の血中・尿中濃度を測定した。このことより、ルテオリンのアグリコンだけではなく、ルテオリン代謝物のvivoにおける増殖抑制効果も評価することができた。in vitroにおいてはルテオリン暴露に伴うシグナル変化を検出するために、ヒト膀胱がん細胞株T24にルテオリンを暴露した細胞と暴露していない細胞との比較試験を検討している。まず両者から抽出したRNAを用いて、メッセンジャーRNAとマイクロRNAのマイクロアレイを予定している。またリン酸化シグナルを検出するために、両者から抽出したタンパクを用いてプロテオソーム解析を検討している。そしてこれらのデータを統合的に解析するためにIPA (Ingenuity Pathway Analysis)を行い、中心となっているシグナルならびに遺伝子候補を絞り込む。そしてシグナルならびに遺伝子を絞り込み、まずは公共のデータベースを用いて膀胱がんの予後に寄与する遺伝子かどうかを検証してから、実際に膀胱がん細胞株に対してノックダウンや過剰発現系を用いて細胞増殖などの細胞株における表現系を確認する。in vitroで優位な遺伝子ならびにリン酸化シグナルだと確証が得られたら、ヒト検体の検証を行う予定である。膀胱がん患者150名のデータベースをすでに作成しており、その解析に必要な倫理委員会の書類も取得済みである。絞り込んだ遺伝子やシグナル伝達に関わる分子の免疫染色を行い、その予後との相関を検証する。そしてどのような患者にルテオリンの効果があるかを統計学的に考察する予定である。またin vivoの実験として、ヌードマウスにラット膀胱がん細胞株BC31を皮下移植し、ルテオリンを混餌投与させた、皮下移植モデルでのルテオリンの効果の検証も行うことを予定している。

膀胱腫瘍のTUNEL染色、p21免疫染色では3群間に差を認めなかったが、Ki67免疫染色において陽性率はルテオリン20ppm、100ppm群で優位に減少していた。またルテオリン100ppm群の18匹、Control群の10匹でルテオリンの血中・尿中濃度を測定したところ、尿中ルテオリンの代謝物質ルテオリングルクロニドの濃度が高い個体ほどKi67が低値を示すという相関が認められた(r=-0.41, Peasonの相関係数)。以上よりルテオリンは膀胱がんにおいて、有害事象を生じることなく増殖抑制効果を認めることが明らかになった。今後は増殖抑制メカニズムをin vivo、in vitroで検証し、その結果をもとにヒト検体においても検証していく予定である。in vitroの実験においては当初予定していた、増殖抑制効果や細胞周期、アポトーシスの評価をするだけではなく、酸化ストレスと体内の酸化ストレス調節機構の一つであるチオレドキシンに着目し、酸化ストレスを介した膀胱がんの抑制効果としての働きも確認できている。動物実験においては、マウスにBBN投与した膀胱発がんモデルを予定しそのプロトコールで施行したが、BBN投与期間の問題か膀胱がんがほとんど形成されておらずルテオリンの膀胱がんに対する効果が評価できなかった。そこで動物種をラットに変更し、BBNを投与する期間を4週から10週間に伸ばし、より膀胱腫瘍を形成するプロトコールで施行したところ、全例に腫瘍を形成した。発がんの抑制を証明することはできなかったが、BBN膀胱発がんラットの膀胱腫瘍を検証したところ増殖抑制の傾向を確認できた。また同時にルテオリンが有害事象をきたさないことも確認できた。免疫染色は現時点でin vitroで発現差を認めたものを検討しているが、今後新たな遺伝子やリン酸化シグナル等が同定されれば、適宜追加して検証していく予定である。また当初の予定にはなかったが、ルテオリンの吸収・代謝という点に着目し、ルテオリンのアグリコンならびに代謝物(グルコシド、グルクロニド)の血中・尿中濃度を測定した。このことより、ルテオリンのアグリコンだけではなく、ルテオリン代謝物のvivoにおける増殖抑制効果も評価することができた。in vitroにおいてはルテオリン暴露に伴うシグナル変化を検出するために、ヒト膀胱がん細胞株T24にルテオリンを暴露した細胞と暴露していない細胞との比較試験を検討している。まず両者から抽出したRNAを用いて、メッセンジャーRNAとマイクロRNAのマイクロアレイを予定している。またリン酸化シグナルを検出するために、両者から抽出したタンパクを用いてプロテオソーム解析を検討している。そしてこれらのデータを統合的に解析するためにIPA (Ingenuity Pathway Analysis)を行い、中心となっているシグナルならびに遺伝子候補を絞り込む。
鉄道橋プレートガーダーの衝撃応答と放射音特性に関する研究

鉄道橋プレートガーダーを対象にして,列車通過時に発生するフランジ及びウェブプレートの衝撃振動を定量的に評価する方法を開発し,そこから放射される構造音の発生メカニズム及びその音響学的特性を解明した。得られた具体的な研究成果の概要は次のようである。(1)鋼鉄道橋の主要な構成部材であるI形プレートガーダー及び箱形プレートガーダーの固有振動を有限帯板法を用いて解析し,各基本振動モードと断面変形特性との関係を明らかにした。(2)列車走行によってプレートガーダーに発生する衝撃振動の定量的評価を有限帯板法を駆使したコンピュータ・シミュレーションによって行い,フランジ及びウェーブプレートの衝撃振動の発生メカニズムを解明した。(3)周期的軸圧縮力及び周期的曲げを受けるプレートガーダーの動的不安定現象をフランジ及びウェブプレートの局部変形との関係で把握できた。(4)プレートガーダーの衝撃振動に伴って,フランジとウェブプレートの局部振動から放射される構造音の橋梁周辺空間における音響場を解析した。(5)プレートガーダーモデルの室内衝撃実験により、有限帯板法による衝撃応答解析の有効性や音響場解析手法の妥当性を検証した。また,硬質ウレタンを添加したモデルの衝撃実験により振動及び騒音に対する低減効果を検討した。
神経反発因子セマフォリ3Aを用いた斬新で画期的なアレルギー性鼻炎治療の研究

神経反発因子であるSema3Aがヒト鼻粘膜にてアレルギー炎症に特異的に関与する分子ではなく、慢性炎症(鼻粘膜過敏症の病態)における神経の役割に関与するものと示唆された。本研究では、鼻アレルギーにおける斬新で効果的な治療方法の開発を目指し、ヒト鼻粘膜(アレルギーありの患者となしの患者)、ARの実験動物モデルを用いて、神経反発因子Sema3AのAR治療効果の検討を目的とする。まず、初めに行ったことは、鼻閉を訴え、治療として下甲介粘膜切除の適応があった患者より同意を得て切除を行った鼻粘膜、アレルギー(+)10例、アレルギー(-)10例を採取し、パラフィン切片ブロック、凍結切片用ブロック、またWestern Block, RT-PCR用凍結粘膜を準備した。行った実験として神経反発因子Semaphorin 3AとSema3Aのレセプターのneuropilin-1が血管新生を促進するVEGF(vasucular endothelial growth factor)のレセプターでもあるため、Sema3AがVEGFに対し拮抗作用を持つことから、Semaphorin 3A、neurophirin-1、VEGFR-1,2の発現を免疫組織染色にて同定した。Semaphorin 3A、neurophirin-1の発現は、それぞれ上皮細胞間領域、腺細胞間領域に認め、VEGFR-1,2の発現は主に腺細胞に認めた。アレルギー(+)群と(-)群とでの発現量の比較をおこなったが、現在Semaphorin 3Aは、アレルギー群に多く発現している傾向を認めたが統計学的有意差は認めていない。現在、メッセンジャーレベルでの解析、また、モデルマウスでの解析を行う予定である。「研究の目的」本研究では、鼻アレルギーにおける斬新で効果的な治療方法の開発を目指し、ヒト鼻粘膜を用いて、神経反発因子Sema3AのARへの関与の有無とその治療効果の検討を目的とする。「研究実施計画」次にメッセンジャーレベルでの解析を上記検体、分子を用いてRTPCR法にて解析したが、統計学的有意差は認めなかった。また、アレルギー(+)群の中でSema3Aとそのレセプターであるneurophirin-1、VEGFR-1,2との発現量の相関性を解析したが統計学的有意な相関はなかった。これら結果よりアレルギー(-)群となった検体もアレルギー以外の炎症があることが推察され、Sema3Aがアレルギー炎症のみならず鼻粘膜過敏症における神経の役割に関与していることが示唆される。そこで本年度は各検体の免疫染色における神経の上皮内への分布量とSema3Aのメッセンジャーレベル、タンパクレベルでの発現量の相関関係を解析する。鼻アレルギーの症状発現には鼻粘膜知覚神経の関与が重要であることが知られている。本研究では、鼻アレルギー(AR)における神経反発因子Sema3AのARへの関与の有無とその治療効果の検討を目的とする。アレルギー鼻炎(+)10例、アレルギー(-)10例の下甲介粘膜を採取し、パラフィン切片ブロック、凍結切片用ブロック、またWestern Block,RT-PCR用凍結粘膜を用いた。次にメッセンジャーレベルでの解析を上記検体、分子を用いてRTPCR法にて解析した。遺伝子レベルにてもそれぞれの分子にてアレルギー(+)群と(-)群とでの発現量の比較をおこなったが、統計学的有意差は認めなかった。マウスにおける同様の研究が、昨年他施設より施行され発表され、アトピー性皮膚炎と同様の結果でありアレルギー性鼻炎モデルマウスにて有意に神経反発因子Sema3Aの発現量の低下を認めた結果であった。しかし、我々のヒト鼻粘膜を用いた研究では両者に有意差はなかった。アレルギー(-)群となった検体もアレルギー以外の炎症があることが示唆され、ヒト鼻粘膜を用いた研究にてSema3Aがアレルギー炎症のみならず鼻粘膜過敏症における神経の役割に関与していることが示唆される。神経反発因子であるSema3Aがヒト鼻粘膜にてアレルギー炎症に特異的に関与する分子ではなく、慢性炎症における神経の役割に関与するものと示唆される。そこで本年度は各検体の免疫染色における神経の上皮内への分布量とSema3Aのメッセンジャーレベル、タンパクレベルでの発現量の相関関係を解析した。
環礁州島における海面上昇影響下での持続可能な国土維持に関する研究

平成21年度は現地地形変化における突発的な影響として台風に着目し,その解析を行った.また,得られた知見を考慮し,前年度までに構築した州島変化モデルを用いて,マジュロ環礁における持続的な州島保全対策の検討を行った.台風接近時における外力状態を把握するために,ECMWF再解析値を境界条件として用いて1991年11月に来襲した台風時の気象場・波浪場をそれぞれWRFおよびSWANを用い算定した.また,11月の平均的な境界条件下での計算も合わせて行った.これより,ローラ島ラグーンでは11月平均条件では有義波高は10cm未満であったのに対し,台風来襲時には最高で70cm程度となった.しかし,同経度における最沿岸点においては,11月平均条件による計算結果と同程度の有義波高であった.これより,極端に浅くなるリーフフラットの効果によって,台風来襲時においてもリーフの効果によってラグーン側海岸への入射波高は小さく抑えられていたことが示唆された.構築した地形変化モデルを用いた100年後までの地形変化予測結果から,環礁北部のラグーンに過堆積が生じることが明らかとなった.そこで,過堆積土砂を有効利用する目的に加え,生物的な土砂生産からの土砂供給・沿岸漂砂による運搬・堆積というプロセスを阻害せず,自然の土砂供給・運搬プロセスを生かした対策として養浜に着目し検討を行った.養浜実施の条件を汀線の後退量で分けて4つのシナリオを作成し検討した結果,40年後までは養浜材となる流出土砂が十分堆積しないために,対策無しの場合と同様に侵食量が増えていくものの,それ以降は流出土砂が堆積し始めることで養浜対策が実施可能となり,最終的に100年後における総侵食量を対策無しの結果と比較して70%程度に抑える結果となった.これより,マジュロ環礁内で生じる自然のプロセスのなかで入手可能な材料を用いた養浜はマジュロ環礁における持続的な州島保全対策の有効なオプションとなるものと考えられる.環礁における流動モデルの構築では,浅いリーフの効果を考慮するために,新たに浸水・干出計算を組み込んだ流動場モデルの構築を行い,単純なモデル州島における計算がおこなえる段階まで完成した.来年度ではより実地形に近い条件での計算を行い,州島地形への流動場が及ぼす影響についての検討を進めていく.また,マジュロ環礁における国土保全策の検討では,100年という長期間の計算が効率的に行えるように,前年度までに構築した州島変化モデルの改良を行い将来地形の予測計算を行った.また,これまで無視されていた地形変化と波浪場との相互作用を考慮する形にモデルを組み直した.改良された州島変化モデルを長期州島変化モデルと位置づけ,従来の州島変化モデルと実測断面地形変化から得られた土砂変化量との10年間での地形変化計算結果の比較を行ったところ,妥当な結果を得ることができた.州島保全対策の検討では,沿岸漂砂系からは外れた損失土砂に着目した.これらを有効利用した養浜対策について,長期州島変化モデルを用いて検討を行っている.得られた国土保全策の検討結果は現地の海岸管理計画へ反映されることが期待される.さらに,2008年8月に実施されたマジュロ環礁現地調査に参加し,流動モデルや州島地形変化計算モデルのさらなる発展に重要となる流速計データおよび海岸断面測量データを取得し,得られたデータの解析を行った.また,州島地形変化モデルや流動モデルの発展だけでなく,州島地形変化の時系列的な変化を把握する上でも非常に貴重なデータを取得することができた.来年度は,得られた調査データを考慮し,保全対策とその効果についての検討を行う.平成21年度は現地地形変化における突発的な影響として台風に着目し,その解析を行った.また,得られた知見を考慮し,前年度までに構築した州島変化モデルを用いて,マジュロ環礁における持続的な州島保全対策の検討を行った.台風接近時における外力状態を把握するために,ECMWF再解析値を境界条件として用いて1991年11月に来襲した台風時の気象場・波浪場をそれぞれWRFおよびSWANを用い算定した.また,11月の平均的な境界条件下での計算も合わせて行った.これより,ローラ島ラグーンでは11月平均条件では有義波高は10cm未満であったのに対し,台風来襲時には最高で70cm程度となった.しかし,同経度における最沿岸点においては,11月平均条件による計算結果と同程度の有義波高であった.これより,極端に浅くなるリーフフラットの効果によって,台風来襲時においてもリーフの効果によってラグーン側海岸への入射波高は小さく抑えられていたことが示唆された.構築した地形変化モデルを用いた100年後までの地形変化予測結果から,環礁北部のラグーンに過堆積が生じることが明らかとなった.そこで,過堆積土砂を有効利用する目的に加え,生物的な土砂生産からの土砂供給・沿岸漂砂による運搬・堆積というプロセスを阻害せず,自然の土砂供給・運搬プロセスを生かした対策として養浜に着目し検討を行った.養浜実施の条件を汀線の後退量で分けて4つのシナリオを作成し検討した結果,40年後までは養浜材となる流出土砂が十分堆積しないために,対策無しの場合と同様に侵食量が増えていくものの,それ以降は流出土砂が堆積し始めることで養浜対策が実施可能となり,最終的に100年後における総侵食量を対策無しの結果と比較して70%程度に抑える結果となった.

これより,マジュロ環礁内で生じる自然のプロセスのなかで入手可能な材料を用いた養浜はマジュロ環礁における持続的な州島保全対策の有効なオプションとなるものと考えられる.
消化器癌におけるインスリン様増殖因子活性化機構の解明と中和抗体による治療法の開発

がんの転移が成立するにはがんが周囲の微小環境にうまく適応する必要がある。大腸がんは肝臓に高率に転移し、肝転移の制御は大腸がんの治療において最も大きな課題である。われわれはがん細胞自身が分泌する酵素により活性化された肝由来のインスリン様増殖因子(IGF)が肝転移形成に重要な役割を果たし、中和抗体による治療標的となりうることを明らかにした。さらに活性化されたIGFを血中で評価する系を確立し、マウスモデルにおいて転移の形成とともに活性化IGFが上昇することを証明し、中和抗体治療におけるバイオマーカーとなりうることが示唆された。申請者らはIGF中和抗体のin vivoでの抗腫瘍効果を前立腺癌骨転移(Cancer Res 2004)、大腸癌肝転移(Clin Caner Res 2005)、多発性骨髄腫(Int J Cancer 2005)、乳癌骨転移(Clin Exp Metastasis 2008)、家族性大腸腺腫(Mol Cancer Ther 2010)において示してきた。これらの結果はいずれも腫瘍局所で活性化されたBioactive IGFが治療標的として有用であることを示している。一方、Bioactive IGFはIGF標的治療においてその効果や投与量および副作用を予測するための有力なバイオマーカーになると考えられる。Bioactive IGFの測定については、マウス血液では確立された測定法がなく、ヒト検体においても測定過程でIGFBPの影響を容易に受けるため、商業的なELISA法では、生体内における濃度を正確に評価することは困難と考えられた。申請者はIGF受容体過剰発現細胞を血液検体で刺激し抗リン酸化IGF受容体抗体を用いたウエスタンブロット法にてIGF受容体のリン酸化を検出しbioactive IGFを測定する方法を考案した。この方法はIGF受容体のリン酸化を指標としているため、bioactive IGFを正確に反映していると考えられる。詳細な検討の結果、EDTA血漿を用い検体の長期保存を避けることによりヒトおよびマウスのbioactive IGFを正確に検出することが可能となった(論文投稿準備中)。事実、非膵島細胞腫瘍性低血糖を呈した大腸癌の症例においてこの測定系を用いて、Bioactive IGF-2が増加していることを証明した(論文投稿中)。大腸癌は日常臨床上、遭遇することの多い頻度の高い癌種であるが、遠隔転移を来たした進行癌の予後はきわめて不良である。特に肝転移は大腸癌の予後を規定する最も重要な因子であり、これを制御することは大腸癌の内科的治療に残された最大の課題である。インスリン様増殖因子(Insulin-like Growth Factor, IGF)は肝臓で産生される主要な増殖因子であるが、肝細胞から産生された後、non-parenchymal cellから産生されるIGF結合蛋白(IGF Binding Protein, IGFBP)と結合して大部分が非活性型として存在する。したがってIGFが作用を発揮するためにはプロテアーゼによるIGFBPの分解が必須である。われわれは大腸癌の肝転移巣において、腫瘍細胞が産生するマトリックスメタロプロテアーゼ-7がIGFBP-3を分解する結果、肝転移巣周囲のIGFが活性化され、抗アポトーシス因子として作用することが、転移の形成に重要な役割を果たしていることを提唱してきた。freeIGFに対する中和抗体が肝転移を抑制した事実もこのメカニズムの正当性を支持する。しかしながら活性化された(free)IGFを直接評価した報告は少なく、IGFの分子標的としての有用性を証明するためにも、in vivoにおけるfree IGFの評価は必須であると考えた。そこでまずわれわれはマウス血清でIGF type1受容体(IGF-1R)過剰発現細胞を刺激し、抗リン酸化IGF-1R抗体を用いたウエスタンブロット法にて間接的ながらfree IGFを半定量化する系の構築に成功した。またその過程においてfree IGFは状況次第では容易にIGFBPから遊離し、採血方法(EDTA採血が必須)や保存期間(長期保存は避けたほうが良い)により無視できない影響を受けることを明らかにした。1IGFの活性化が転移の微小環境に依存していると考える以上、よりヒトに近くかつシンプルな肝転移モデルでの評価が望ましい。そのため我々はマウス肝由来のIGF-1のみを治療標的とするため(IGF-2は成人マウス肝臓ではほとんど発現がない)、IGF-1/2を発現しておらずIGF-1Rのみを発現しているマウス大腸がん細胞(CT26およびcolon26)をマウスに門脈注入し(脾臓は薬剤投与の経路として残しておくため)肝転移を作成することを試みた。しかしながら今のところ安定した肝転移を作ることに成功していない。2マウスの門脈は細く血流が豊富なため穿刺後の出血コントロールに難渋し、門脈注入の手技の習得に時間がかかった。

3KIRA変法でbioactive IGFを評価する場合、採血方法や保存方法により無視できないばらつきを生じることが明らかになり、その対処法を見つけるのに時間を要した。また当初の測定系においてはバックグラウンドが非常に高く出てしまい、その原因を究明するのに時間がかかった。(1)IGFの腫瘍局所における活性化が転移の微小環境に依存していると考えられる以上、よりヒトに近い肝転移モデルでの評価が望ましい。そのため我々はマウス大腸がん細胞(CT26およびcolon26)をマウスに脾注入し肝転移を作成することを試みている。しかしながら今のところ一定した肝転移モデルの構築に成功していない。(2)またCT26およびcolon26はIGFBP分解酵素であるMMP-7の発現がないことも確認されており、MMP-7に代わるIGFBP分解酵素の探索も必要と考えている。1現在、CT26およびcolon26の肝転移巣を培養系に戻し、再度肝転移を作成することを繰り返し、高転移株を作成中である。CT26およびcolon26を用いた肝転移モデルの作成がうまくいかない場合は、高転移株として樹立されているSL4細胞を用いることも考えている。一方でヒト大腸がん細胞株HT29をSCIDマウスに脾注して作成する肝転移モデルは安定した肝転移巣が得られることが知られている。HT29はMMP-7も高発現しており、免疫染色にて肝転移巣のIGF-1Rのリン酸化も確認されている。さらにIGF中和抗体による肝転移巣の縮小効果も証明されている。マウス大腸がん細胞を用いた系がうまくワークしない場合は、後者のモデルを用いて転移局所におけるIGFの活性化を証明したいと考えている。ただしHT29はautocrine的にhumanIGF-2が発現しており、実験系としては複雑になる。一方で血液採取を尾静脈からではなく、門脈もしくは上大静脈の肝静脈合流部あたりからマイクロカテーテルを用いて行い、より転移巣に近い部位の血液を用いて、bioactiveIGFの評価を行うことも予定している。2肝転移モデルにおいてIGFの活性化が証明されれば、より効果的に肝転移巣局所のIGFを中和する方法として中和抗体を経脾臓的に注入し、全身投与(尾静脈もしくは腹腔内投与)との比較実験を行う。この方法は臨床応用を考えた場合、血管カテーテル法を用いた経門脈投与として実現可能である。さらにbioactive IGFが治療効果や副作用を予測するバイオマーカーとなりうるかも評価したい。またIGFシグナルを遮断する場合、リガンドと受容体のどちらが分子標的として有用なのかを明らかにするため、IGF中和抗体とIGF-1R中和抗体との比較や併用も試みたい。(1)より安定してfree IGFを血漿から分画するためフィルターを用いた分子量分画や前処理として血漿からアルブミンやグロブリンを除去することも試みる予定である。(2)CT26およびcolon26を用いた肝転移モデルの作成がうまくいかない場合は、高転移株として樹立されているSL4細胞を用いることも考えている。一方でヒト大腸がん細胞株HT29をSCIDマウスに脾注して作成する肝転移モデルはすでに確立されている。
がん化学療法における心筋ミトコンドリアとオートファジーの制御による心不全治療開発

心疾患の終末期像である心不全は、いまだに最も予後が悪い病態の一つであり、有効な治療法の開発が待たれている。またがん患者の増加に伴い、がんと心不全両方の問題を抱える患者も増加している。我々はこれまでに、心不全の進展において、心筋ミトコンドリアの質とオートファジーの制御が重要な役割を担うことを報告してきた。また、がん化学療法における抗がん剤の心毒性は患者の予後に重篤な影響をもたらす。最近我々は、抗がん剤による心筋障害の早期に心筋オートファジーを惹起させると、酸化ストレスを抑えて心不全の進展を阻止できることを報告した。また、がん抑制遺伝子P53とその下流に位置するTP53-induced glycolysis and apoptosis regulator(TIGAR)が心不全の進展における心筋のエネルギー代謝に大きな影響を及ぼすことも報告した。しかしながら、どのような形の制御が心不全の進展阻止に効果的であるのか十分にわかっていない。そこで、本研究では、がんに関わる心筋障害の進展のメカニズムを、心筋ミトコンドリアの制御と酸化ストレス、オートファジー、エネルギー代謝に焦点を当てて薬理学的に検討し、効率の良い心筋保護の治療方法を探る。また、がん患者を対象とした観察型臨床研究を実施し、臨床展開を見据えた知見の獲得を図る。基礎研究では、まずは各種薬剤の影響等さけるためマウスの大動脈結紮による心不全モデルを用いて解析を進めている。これまでに報告してきたがん抑制遺伝子p53とTIGARのみならず、心筋エネルギー代謝に関わる新たなmoleculeを見つけてより心不全進展阻止に効果的な方法を探っている。臨床研究では、申請者が外来診療を実施する天理よろづ病院でがん患者に関する観察研究を行うが、すでに天理よろづ病院および天理医療大学倫理委員会の承認を得たうえで観察解析を進めている。昨年までに、心保護とエネルギー代謝に関係する新たなmolecule 9030617O03RiK (以下O03)をProteomicsとMicroarray法によって発見し、報告した。このO03はアミノ酸のL-体とD-体を相互変化させる酵素ラセマーゼの類であった。そこで、O03のknockout miceを作製し心筋アミノ酸量を調べたところ、哺乳類では通常存在しないD-体のアミノ酸が蓄積した。enzyme assayによって、このO03はD-グルタミン酸シクラーゼであることがわかった。以上から、哺乳類でもD-グルタミン酸に関する酵素が存在し、D-グルタミン酸シクラーゼを抑制すると心筋にD-グルタミン酸が蓄積、D-体アミノ酸代謝が心不全の進展に関与する可能性を発見した。次に、同じくマウスの大動脈結紮モデルにおけるmicroarrayとproteomics法で、不全心ではD-β-hydroxybutyrate dehydrogenase 1(Bdh1)の発現が上昇し、同時にケトン体酸化が亢進することを発見した。心臓特異的にBdh1を過剰発現するトランスジェニックマウスを作製し、不全心ではケトン体の酸化亢進を認め、ケトン体の酸化は酸化ストレスを軽減して心保護的に働くことを示した。さらに今年度、がん抑制遺伝子p53の下流に位置するTIGARが心不全の進展に従って増加することを報告した。TIGARのknockout miceを作製したところ、有意に心筋のエネルギー代謝と心機能が改善することを見出した。臨床研究では、数名の患者をリクルートし、現在検討中である。現時点では、全例で抗がん剤投与直後に血中および唾液中チオレドキシンが上昇するが次のクール前には元値に戻ること、顕性心不全を認めない症例でも心指標の上昇を認めるものがあることを確認している。これまでに、がん抑制遺伝子p53が心不全の進展における心筋エネルギー代謝に大きな影響を与えること、また心不全に関わるエネルギー代謝は糖代謝、アミノ酸代謝など多角的にミトコンドリアに影響することを示した。今年度はひきつづきp53-TIGARの系とD-amino acid oxidase(DAO)およびD-asparate oxidase(DDO)の系の研究を、遺伝子改変マウス等用いて進める。臨床研究では、現在までに得た結果をもとに、観察解析項目等の見直しを図る予定である。心不全の進展において、心筋ミトコンドリアの質とオートファジーの制御が重要な役割を担う。しかしながら、心筋オートファジーの惹起が、心不全の進展にkeyとなるミトコンドリアの質にどのように影響するのか、このような基礎研究成果がヒト臨床にどのように展開できるかは十分にわかっていない。そこで、本研究では、抗がん剤による心筋障害の進展のメカニズムを、心筋ミトコンドリアの質と酸化ストレス、オートファジーへの影響に焦点を当てて薬理学的に検討し、これらを制御する効率の良い心筋保護の治療方法を探る。また、がん患者を対象としたヒト観察型臨床研究を実施し、臨床展開を見据えた知見の獲得を図る。そのため、方法としては、実験動物を用いた基礎研究と、ヒト観察型臨床研究を並行して実施する。基礎研究では、主にマウスの大動脈結紮による心不全モデルを使い、ミトコンドリアの質について酸化ストレス、エネルギー代謝の観点から広く研究を進め、次年度以降の焦点であるオートファジー惹起に関する効率のよい心保護メカニズムを探る。

臨床研究では、天理よろづ病院および天理医療大学倫理委員会の承認を得るなどの倫理的準備のうえ、天理よろづ病院乳腺外科で外来化学療法を受けるがん患者をリクルートし、化学療法中の酸化ストレスや有害事象の評価と、心筋障害の出現時期と早期探知方法につき、観察を進める。基礎研究では心保護に関する2つのメカニズムを解明した。まず、マウスの胸部大動脈を結紮して心不全モデルを作製した。ProteomicsとMicroarray法によって心不全で有意に減少する未知のタンパク9030617O03RiK (以下O03)を発見し、これはアミノ酸のL-体とD-体を相互変化させる酵素ラセマーゼの類であることがわかった。次に、knockout miceを用いてO03がない状態での心筋アミノ酸量を調べたところ、哺乳類では通常存在しないD-体のアミノ酸が蓄積した。enzyme assayによって、このO03はD-グルタミン酸シクラーゼであることがわかった。以上から、哺乳類でもD-グルタミン酸に関する酵素が存在し、D-グルタミン酸シクラーゼを抑制すると心筋にD-グルタミン酸が蓄積、D-体アミノ酸代謝が心不全の進展に関与する可能性を発見した。次に、同じくマウスの大動脈結紮モデルにおけるmicroarrayとproteomics法で、不全心ではD-β-hydroxybutyrate dehydrogenase 1(Bdh1)の発現が上昇し、同時にケトン体酸化が亢進することを発見した。心臓特異的にBdh1を過剰発現するトランスジェニックマウスを作製し、不全心ではケトン体の酸化亢進を認め、ケトン体の酸化は酸化ストレスを軽減して心保護的に働くことを示した。臨床研究では、6名の患者をリクルートした。詳細は現在検討中であるが、現時点では次の事項がわかっている。全ての症例で早期からCD19リンパ球と免疫グロブリン等B細胞系の抑制を認めた。また、全例で抗がん剤投与直後に血中および唾液中チオレドキシンが上昇したが、ジクール前には元値に戻り、4週間を通しての有意な変化はなかった。全例で顕性心不全は認めなかったが、一部心指標の上昇を認め、早期から心障害を認知できる可能性を示した。心疾患の終末期像である心不全は、いまだに最も予後が悪い病態の一つであり、有効な治療法の開発が待たれている。またがん患者の増加に伴い、がんと心不全両方の問題を抱える患者も増加している。我々はこれまでに、心不全の進展において、心筋ミトコンドリアの質とオートファジーの制御が重要な役割を担うことを報告してきた。また、がん化学療法における抗がん剤の心毒性は患者の予後に重篤な影響をもたらす。最近我々は、抗がん剤による心筋障害の早期に心筋オートファジーを惹起させると、酸化ストレスを抑えて心不全の進展を阻止できることを報告した。また、がん抑制遺伝子P53とその下流に位置するTP53-induced glycolysis and apoptosis regulator(TIGAR)が心不全の進展における心筋のエネルギー代謝に大きな影響を及ぼすことも報告した。
抑制性ニューロン特異的遺伝子操作を容易にするトランスジェニックマウスの開発

脳は興奮性ニューロンと抑制性ニューロンから構成される神経ネットワークの集まりからできている。GABAニューロンとグリシンニューロンが抑制性ニューロンの代表であるが、両者とも比較的少数で散在しているので、生のスライス標本で同定するのは困難である。一方、様々な機能プローブや多種類の蛍光タンパク質が開発され、神経回路の研究に応用されている。しかし、特定のニューロンに限定して機能プローブや蛍光タンパク質を安定的に十分発現させることは容易ではない。そこで、本研究では抑制性ニューロンあるいはグリシンニューロンに機能プローブや蛍光タンパク質を発現させることを目的として、Cre/loxPシステムを利用した遺伝子改変マウスの開発を目指した。グリシントランスポーター2(GlyT2)遺伝子にCreレコンビナーゼ(Cre)遺伝子をノックインしたGlyT2-CreノックインマウスにおけるCre活性を確認するために、GlyT2-CreノックインマウスとlacZが発現するレポーターマウス(R26Rマウス)と交配した。得られた産仔の脳組織切片についてX-gal染色法で昨年度に続き検討した。その結果、脳幹、小脳、脊髄に強いlacZの発現が観察された。脳幹では、グリシンニューロンが豊富な前庭神経核や孤束核などにlacZの発現が観察され、小脳皮質では、顆粒細胞層、プルキンエ細胞層、分子層のいずれにもlacZの発現が観察された。脊髄では、後角や中間質などにlacZの発現が観察された。以上の結果は、Cre活性がグリシンニューロンにほぼ限局しており、GlyT2-Creノックインマウスがグリシンニューロン特異的遺伝子操作を容易にする遺伝子改変マウスであることを示唆する。24年度が最終年度であるため、記入しない。そこで、本研究では抑制性ニューロンあるいはグリシンニューロンに機能プローブや蛍光タンパク質を発現させることを目的として、Cre/loxPシステムを利用した遺伝子改変マウスの開発を目指している。グリシントランスポーター2(GlyT2)遺伝子にCreレコンビナーゼ(Cre)遺伝子をノックインしたGlyT2-CreノックインマウスにおけるCre活性を検討するために、GlyT2-CreノックインマウスとlacZが発現するレポーターマウス(R26Rマウス)を交配した。得られた産仔の脳についてX-gal染色法で検討した結果、脳幹と小脳にlacZの強い発現が観察され、Cre活性がグリシンニューロンに限局している可能性が示された。また、GlyT2-Creノックインマウスでは、Cre遺伝子が翻訳開始コドンのあるエクソン2に挿入され、GlyT2遺伝子がノックアウトされるように設計した。GlyT2-Creノックインマウスのホモ接合体(GlyT2ノックアウトマウス)では、生後18日までに全例死亡し、righting reflexの障害やhind limb claspingが観察され、グリシン神経伝達の障害による運動系の異常が示唆された。従って、GlyT2-Creノックインマウスは、脳の機能におけるグリシン神経伝達の役割を研究する上で有用な資材であることを明らかにした。GlyT2-CreノックインマウスにおけるCre活性がグリシンニューロンの豊富な脳幹と小脳で観察されたことで、GlyT2-Creノックインマウスが使用できる見通しが立った。

さらに、GlyT2-Creノックインマウスのホモ接合体がグリシン神経伝達の役割を研究する上で有用な資材であることを見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。GlyT2-CreノックインマウスにおけるCre活性がグリシンニューロン特異的であることを確認するためにレポーターマウスを利用した組織学的解析を進め、グリシンニューロンに機能プローブや蛍光タンパク質が発現させる系を樹立する。また、GlyT2-Creノックインマウスのホモ接合体を用いて運動におけるグリシン神経伝達の役割について明らかにする。一方、VGAT遺伝子とCre/loxPシステムを利用したトランスジェニックマウスを作製し、抑制性ニューロン全体に機能プローブや蛍光タンパク質を発現させる系を樹立する。
土壌動物による腐生食物連鎖と菌根食物連鎖のコントロールが樹木の成長に与える影響

本研究では,従来土壌系で重点的に測定されてきた落葉の分解から始まる腐生食物連鎖よりも植物(樹木)の根を経由した食物連鎖が重要であることを示し,土壌動物が根(菌根)を摂食することで樹木の成長がどのように促進されるのかを明らかにしようとした.主な成果は次の通りである.1.アカマツ・コナラ林で樹木の根経由の炭素が土壌呼吸に占める割合を推定した.土壌呼吸を野外とマイクロコズムで測定し,さらに細根の動態を測定することで,樹木の根経由の炭素移動が土壌呼吸のうち54から75%を占めることを明らかにした.したがって,土壌系における物質循環を考えるにあたり,根経由の炭素が土壌における生物活動の主要な部分を占めていることが明らかである.2.ババヤスデ科のミドリババヤスデ(Parafontaria tonominea Attems)が落葉だけでなく,土壌を摂食し,短期間に土壌中の窒素の無機化を促進し,カルシウムやマグネシウムといった栄養塩類の移動を促進していることを示した.ヤスデは腐生連鎖のメンバーであるが,土壌を摂食することは根由来の炭素を土壌微生物バイオマスを食べることで利用することができることが示唆され,土壌大型動物の根への依存性という問題点を指摘できた.3.アカマツにコツブタケを接種して菌根を形成させ,オオフォルソムトビムシに摂食させるモデル系を作成した.トビムシは菌根よりも栄養培地上のコツブタケを好み,生根を切断することでトビムシによる菌の摂食が増加した.このことは,野外での健全な菌根はトビムシに摂食されにくいが,枯死したりなんらかの原因で活性が落ちた際には摂食されることを示唆している.したがって,トビムシの摂食は機能を失った菌根を摂食し,無機化速度を高める可能性があり,食害よりも物質循環速度の増加を通して樹木の成長を促進すると考えられた.4.土壌動物を用いて重金属などの環境汚染を調ベるための方法について総説としてまとめた.ヨーロッパでのこれまでの研究は特定の種の反応だけを調べており,土壌動物群集全体や土壌系全体への影響を調べて評価する方法が必要であることがわかった.本研究では,従来土壌系で重点的に測定されてきた落葉の分解から始まる腐生食物連鎖よりも植物(樹木)の根を経由した食物連鎖が重要であることを示し,土壌動物が根(菌根)を摂食することで樹木の成長がどのように促進されるのかを明らかにしようとした.主な成果は次の通りである.1.アカマツ・コナラ林で樹木の根経由の炭素が土壌呼吸に占める割合を推定した.土壌呼吸を野外とマイクロコズムで測定し,さらに細根の動態を測定することで,樹木の根経由の炭素移動が土壌呼吸のうち54から75%を占めることを明らかにした.したがって,土壌系における物質循環を考えるにあたり,根経由の炭素が土壌における生物活動の主要な部分を占めていることが明らかである.2.ババヤスデ科のミドリババヤスデ(Parafontaria tonominea Attems)が落葉だけでなく,土壌を摂食し,短期間に土壌中の窒素の無機化を促進し,カルシウムやマグネシウムといった栄養塩類の移動を促進していることを示した.ヤスデは腐生連鎖のメンバーであるが,土壌を摂食することは根由来の炭素を土壌微生物バイオマスを食べることで利用することができることが示唆され,土壌大型動物の根への依存性という問題点を指摘できた.3.アカマツにコツブタケを接種して菌根を形成させ,オオフォルソムトビムシに摂食させるモデル系を作成した.トビムシは菌根よりも栄養培地上のコツブタケを好み,生根を切断することでトビムシによる菌の摂食が増加した.このことは,野外での健全な菌根はトビムシに摂食されにくいが,枯死したりなんらかの原因で活性が落ちた際には摂食されることを示唆している.したがって,トビムシの摂食は機能を失った菌根を摂食し,無機化速度を高める可能性があり,食害よりも物質循環速度の増加を通して樹木の成長を促進すると考えられた.4.土壌動物を用いて重金属などの環境汚染を調ベるための方法について総説としてまとめた.ヨーロッパでのこれまでの研究は特定の種の反応だけを調べており,土壌動物群集全体や土壌系全体への影響を調べて評価する方法が必要であることがわかった.1.島根大学附属三瓶演習林のアカマツ・コナラ林土壌における土壌動物群集を調べた。糸状菌食を行うと見られる動物群のうち主要な節足動物であるササラダニとトビムシの密度は1平方メートルあたりそれぞれ、2万と1万5千個体であった。2.土壌呼吸を林地で測定し、非破壊で採集した土壌コアを恒温器で培養することにより、土壌呼吸を根の呼吸、根圏微生物の呼吸および葉リターの分解によるび微生物の呼吸、根の分解による微生物の呼吸に分けた。3.この土壌での年間の土壌呼吸量は炭素量で約8トンであり、その半分が根の呼吸、根圏微生物と葉リターからの炭素放出が4分の1ずつと推定され、根の分解の寄与率はわずかであった。4.菌根菌の形態をミニライゾトロン(パイプ内部から土壌を観察する顕微鏡カメラシステム)を用いて観察する土壌に、アクリルの透明パイプを深さ25cmまで挿入した。5.顕微鏡カメラシステムで土壌を観察するために、側視アダプターを作成した。カメラの照明がアクリルに反射して観察がやりにくくなる障害が生じ、側視アダプターの反射鏡の角度調整が必要であった。