hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臓器移植の免疫抑制療法におけるオーダーメイド医療確立のための基礎的研究

従来の画一的であった腎移植の免疫抑制療法で、個々の患者に最適なオーダーメイド医療確立することを目的に研究を行った。腎移植後4年以上を経過した患者で、免疫抑制剤血中濃度と薬剤代謝に関与する遺伝子型から、血中濃度対投与量比についての相関は得られなかった。また、遺伝子多型、血中濃度、免疫抑制状態の検討、至適濃度の検討、至適な組み合わせの検討、免疫応答性の変化の検討で、有意な結果を得ることが出来なかった。対象患者を増やし、遺伝子多型の解析を増やし、免疫抑制状態測定の精度を上げ、さらなる検討が必要と思われた。(1)薬剤代謝に関与する遺伝子多型解析臓器移植後の免疫抑制剤の主体であるカルシニューリン阻害剤の代謝酵素であるP450のサブタイプCYP2C19の遺伝子多型を解析し、合わせて、細胞膜での薬剤の能動輸送に関与するMDR1(multidrug registance)遺伝子多型の解析を行った。本年度は、このシステムを立ち上げ、移植患者での解析の前に、健常者での解析が出来ることを確認した。(2)至適免疫抑制剤の選択(3)至適血中濃度の決定(2)の方法により決定された至適免疫抑制剤の至適濃度を決定するため、ドナー特異的なリンパ球増殖反応と非特異的なリンパ球増殖反応で比較した。この結果から、ドナーに特異的な免疫反応を抑制するのに適切な免疫抑制剤の濃度が推測でき、この比較により、至適血中濃度を決定に結びつくものと考えた。しかし、前記、MLRとFCM検査の開始に時間を要し、健常者で測定してものの、患者での検討には至らず、次年度の研究に引き継ぐこととした。(4)至適な免疫抑制剤の組み合わせの決定当初、本年度に施行する予定であったが、前記同様、次年度の研究に引き継ぐこととした。(1)薬剤代謝に関与する遺伝子多型解析臓器移植後の免疫抑制剤の主体であるカルシニューリン阻害剤の代謝酵素であるP450のサブタイプCYP2C19の遺伝子多型を解析し、合わせて、細胞膜での薬剤の能動輸送に関与するMDR1(multidrug registance)遺伝子多型の解析を前年度と同様に引き続き行った。(2)至適免疫抑制剤の選択個々の腎移植患者の免疫抑制剤感受性試験として、当初予定して前年度に本研究で開始した蛍光色素CFSEを用いる方法が安定した結果を得られなかったことから、米国でコマーシャルベースて市販されているImmuKnowに変更し、ImmuKnowのシステムを用いて定量的に解析した。この解析は、当院臨床検査科に設置されている蛍光測定装置を用いて行った。このシステムが実際の患者で免疫抑制状態を定量的に安定して測定出来ることを確認した。本年度は、本システムの導入にあたり、蛍光測定装置などの測定条件の決定に時間を要した。(3)至適血中濃度の決定(2)の方法により決定された至適免疫抑制剤の至適濃度を決定するため、拒絶反応を抑制するのに適切な免疫抑制剤の濃度が推測でき、至適血中濃度を決定に結びつくものと考えた。しかし、前記、ImmuKnowを用いた免疫抑制状態の定量的測定の開始に時間を要し、健常者で測定したものの、患者での検討には至らず、次年度の研究に引き継ぐこととした。従来の画一的であった腎移植の免疫抑制療法を、患者ごとに異なる免疫抑制剤の至適血中濃度や至適組み合わせ、更に、年齢や移植後の年数を加味した、個々の患者に最適な免疫抑制剤投与法を確立するための、基礎的な検討を行うことを目的とした。この検討をもとに、腎移植における免疫抑制療法を、オーダーメイド医療として確立することを、最終的な目的とした。腎移植後の免疫抑制剤の主体であるカルシニューリン阻害剤の代謝酵素であるP450のサブタイプCYP2C19の遺伝子多型と、細胞膜での薬剤の能動輸送に関与するMDR1(multidrug registance)の遺伝子多型の解析を既に行っている腎移植後の外来患者60名を対象とした。対象患者の免疫抑制状態は、ImmuKnowを用いて免疫応答性を定量的に解析した。免疫抑制剤血中濃度とCYP2C19、MDR1の遺伝子型から、Concentration/Doseの関係を解析したが、明確な相関は得られなかった。遺伝子多型、血中濃度、免疫抑制状態についての検討では、ImmuKnowの測定結果から、免疫抑制剤の至適濃度を検討したが、測定結果にバラツキが多く、有意な結果は得られなかった。

至適な免疫抑制剤の組み合わせを検討するため、種々に免疫抑制剤の組み合わせの患者の免疫応答性を解析したが、有意な結果は得られなかった。また、経年的、実年齢による免疫応答性の変化を解析したが、有意な結果は得られなかった。これまでの研究では、遺伝子多型とConcentration/Doseについて相関が得られていたが、今回は得られなかったことは、今回の対象とした患者が移植後4年以上を経過していることが1つの要因と考えられた。他に免疫応答性について有意な結果が得られなかったのは、ImmuKnowの測定自体の問題も考えられるが、同様に移植後数年を経た患者であることも一因と考えられた。腎移植における免疫抑制療法を、オーダーメイド医療として確立するためには、対象患者を増やし、遺伝子多型の解析を増やし、免疫抑制状態測定の精度を上げ、さらなる検討が必要と思われた。
直装式作業機のトラクタへの曲線追従制御

曲線作業時でもロータリ作業機のような直装式作業機がトラクタの運動に追従できる自動制御システムを構築することを目的とする。トラクタの曲線作業の軌跡の沿って作業機が左右へ揺動するような装着装置を開発するものである。標準のロータリ作業機を用いて,種々の作業速度および旋回半径における曲線作業を行い,3点リンクや作業機に掛かる負荷の変化を測定した。作業速度,エンジン回転速度,ロワーリンクの応力,作業機の鉛直方向位置を計測する装置を構築した。作業機を左右に揺動できる装着装置を設計および試作した。試作機は,装着装置の一端を油圧シリンダで駆動する方式とした。そのシリンダは,トラクタの油圧取出口から油圧動力を取り出し,方向制御電磁弁を介して駆動した。3点リンクに掛かる負荷や前輪操舵角の量に応じて,揺動角をコントロールできる機構とした。今後は,構築した曲線作業が可能な直装式作業機の幾何学的モデルと試作機による実測値とを詳しく検討する。曲線作業時でもロータリ作業機のような直装式作業機がトラクタの運動軌跡に追従するための自動制御システムを構築することが本研究の目的である。初年度として,市販されているトラクタおよびロータリ作業機を用いて曲線作業を行った場合,実際に直進作業と比較して,3点リンクや作業機に掛かる負荷がどのように変化するのか測定することが必要となる。このため,15PSの小型トラクタを供試して3点リンクの下部リンクおよびロータリ作業機のサイドカバーにひずみゲージを取り付け,荷重データの収集装置を構築した。種々のトラクタの作業速度および旋回半径におけるデータの収集を行うことが可能になった。実験用作業機による実証試験を今後進めることを考え,センサやアクチュエータの設置を検討した。前輪の蛇角,トラクタと作業機の相対角度,作業速度等のセンシングが必要となるため,蛇角および作業機の角度検出にはポテンショメータ,車速にはロータリエンコーダ式回転計で左右のトラクタ後車軸の回転速度を計測する。これらデータの入出力にはノートパソコンを使用するものとした。また,自動追従制御理論の設計を行うため,曲線作業が可能な直装式作業機の幾何学的モデルを構築し,定常円旋回が可能な自動追従制御のための基礎理論の導出を検討した。
ヒト・マラリア原虫の赤血球内寄生を支える膜分子基盤に関する研究

昨年までの研究により、我々は、原虫外膜系の形成と宿主血球膜へのタンパク輸送に、小胞輸送系が関与する直接的証拠を世界ではじめて見いだした。すなわち、小胞輸送に必須なN-ethylmaleimide sensitive factor(NSF)のP.falciparum原虫ホモログ(PfNSF)を同定し、これが原虫膜外に放出されることを証明した。本年度はこの成果をさらに押し広げ、この新しい輸送形式の概要を明らかにするとともに、その分子機構を解明するためのプローブを作成した。すなわち、(1)感染赤血球膜のノブ構造にPfNSFとともにerythrocyte membrane protein 1(EMP1)が局在することを証明した。また、感染赤血球膜の細胞質にPfNSFとEMP1を含むエンドソーム様構造が存在することを見出した。従って、原虫はPfNSFなどの小胞輸送装置を原虫外に分泌し、エンドソーム様構造体を介して、EMP1を赤血球膜まで小胞輸送しているものと考えられる。今後はその各プロセスに関与する因子を同定することが重要である。(2)現在、PfNSFの分泌とエンドソーム様オルガネラ、原形質膜への組み込み過程を可視化することで、輸送過程の全貌を明らかにしようとしている。このためGFP-PfNSFの原虫発現プラスミドを作成した。現在、その輸送過程の可視化にとりくんでいる。(3)また、タンパク輸送機構にvacuolar ATPase subunitであるproteolipidが関与する可能性を検討している。そのため、P.falciparumのvacuolar proton ATPase subunitcをコードするcDNAをクローン化した。酵母遺伝学を用いた解析から、このcDNAが確かにproton channelを構成することを証明した。PfNSHと同様にGSP-Pf-proteolipidの発現プラスミドを構築した。現在、原虫内での発現の輸送の検出を試みている。以上のように原虫体から感染赤血球膜へのタンパク輸送が本質的に小胞輸送系で行われていることを示すより直接的な証拠を得ることができた。タンパク輸送に関与する新しいエンドソーム様オルガネラの発見は、原虫が細胞外に小胞輸送の全装置をおき、輸送していることを示すものである。これはこれまでの「小胞輸送」にはみられなかった新しい概念である。今後は作成したプローブを用い、輸送過程をより詳細に解析する。さらに、この輸送に関わる新しい因子も同定したい。
古細菌ゲノムの体系的・網羅的機能解析を支援する逆遺伝学的方法論の開発

1.相同組換えによる1ステップ遺伝子破壊実験系において,破壊株の出現頻度を10^3-10^4cfu/μgDNA程度にまで高めることができた.古細菌Aeropyrum pernixゲノム上には7つのメチル化修飾酵素遺伝子があるが,それらすべてを組換えタンパク質として調整し混合した.その酵素混合物により導入するDNA断片を予めメチル化処理することにより宿主の制限修飾系バリアを効果的に乗り越えることが可能となった.2.古細菌ゲノム特有のorphan genesのうち,無作為に選んだ約90の遺伝子に対してその破壊を試みた.現在までに67の遺伝手破壊株が作製できた(全ORFの2.6%にあたる).これらの破壊株について,表現型の評価(増殖温度,低温ショック応答,UV感受性,栄養要求性,増殖基質の資化性,各種阻害剤の影響)を進めている.ΔAPEO461株がUV高感受性であること,さらにはゲノム上に人為的に導入した二本鎖DNA切断(DSB)を修復できないことが明らかになっている.3.A.pernix集団内で,ゲノム上の特定の遺伝子の構造に多型を形成させる可動遺伝因子として"動くイントロン(mobile intron)"を発見した.その伝播戦略に必須な因子として,イントロン自身にコードされる部位特異的DNAエンドヌクレアーゼを二つ同定した(I-Ape IおよびI-Ape II).これらは20塩基前後の二本鎖DNA塩基配列を認識・切断するrare-cutting enzymeであった.この二つの酵素は,ゲノム地図作製等に有用であると考えられることから,宝酒造から市販されることが決定されている.4.産業上有用な種々の酵素のゲノム規摸での探索とそれらの生化学的性質の解析を並行して進めた.現在までに,未報告の5塩基対の配列を認識する新規制限酵素ApeKI(遺伝子はAPE0558)や分泌型セリンプロテアーゼ(APE0263)をはじめとする17種の酵素の解析を終えた.いずれも高い安定性を有しており遺伝子工学,食品加工,臨床検査等の分野で実用可能と考えられる1.相同組換えによる1ステップ遺伝子破壊実験系において,破壊株の出現頻度を10^3-10^4cfu/μgDNA程度にまで高めることができた.古細菌Aeropyrum pernixゲノム上には7つのメチル化修飾酵素遺伝子があるが,それらすべてを組換えタンパク質として調整し混合した.その酵素混合物により導入するDNA断片を予めメチル化処理することにより宿主の制限修飾系バリアを効果的に乗り越えることが可能となった.2.古細菌ゲノム特有のorphan genesのうち,無作為に選んだ約90の遺伝子に対してその破壊を試みた.現在までに67の遺伝手破壊株が作製できた(全ORFの2.6%にあたる).これらの破壊株について,表現型の評価(増殖温度,低温ショック応答,UV感受性,栄養要求性,増殖基質の資化性,各種阻害剤の影響)を進めている.ΔAPEO461株がUV高感受性であること,さらにはゲノム上に人為的に導入した二本鎖DNA切断(DSB)を修復できないことが明らかになっている.3.A.pernix集団内で,ゲノム上の特定の遺伝子の構造に多型を形成させる可動遺伝因子として"動くイントロン(mobile intron)"を発見した.その伝播戦略に必須な因子として,イントロン自身にコードされる部位特異的DNAエンドヌクレアーゼを二つ同定した(I-Ape IおよびI-Ape II).これらは20塩基前後の二本鎖DNA塩基配列を認識・切断するrare-cutting enzymeであった.この二つの酵素は,ゲノム地図作製等に有用であると考えられることから,宝酒造から市販されることが決定されている.4.産業上有用な種々の酵素のゲノム規摸での探索とそれらの生化学的性質の解析を並行して進めた.現在までに,未報告の5塩基対の配列を認識する新規制限酵素ApeKI(遺伝子はAPE0558)や分泌型セリンプロテアーゼ(APE0263)をはじめとする17種の酵素の解析を終えた.いずれも高い安定性を有しており遺伝子工学,食品加工,臨床検査等の分野で実用可能と考えられる
パピローマウィルスE6・E7遺伝子導入膵管上皮細胞を用いた膵癌発生機構の解析

(1)単層培養膵管上皮細胞の確立ラット膵管を材料とした膵管上皮細胞の単層培養技術を確立し、さらにヒト膵管を用いた場合の最適培養条件の検討に取り組んだ。ヒト検体の採取機会が少なかったこと、提供されたヒト検体は採取後かなり時間が経過している場合が多かったこと、などから今回の検討ではヒト膵管上皮細胞は単層培養されなかった。今後もヒト検体を用いた検討を継続し、単層培養を確立する予定である。(2)組換えアデノウイルスベクターの作成細胞死を回避する機能を持つ遺伝子(bc1-2、bc1-XL)、細胞増殖を促す働きを持つ遺伝子(膵癌の80%で検出される変異型k-ras遺伝子)を組み込んだアデノウイルスの作成を293細胞を用いたCOS-TPC法にて試みた。Bcl-XLを組み込んだアデノウイルスについては、細胞に感染させることにより蛋白が発現することをWestern blottingにて確認し、さらにbio-activityをbio-assay(細胞にウイルスを感染させてbcl-XLを発現させることによって、細胞が細胞死を惹起しにくくなることを確認する)にて評価した。具体的には、このウイルスを癌細胞株に感染させることによって抗癌剤シスプラチンに耐性になることを確認した。Bc1-2および変異型k-ras遺伝子を組み込んだウイルスに関しては、クローンは得られたものの、クローンを293細胞を母地として増殖させてウイルス液にする段階で、タイターが上がらないという現象が起こることが確認された。今後、293細胞で十分なウイルス増殖が得るためには、CRE-loxP systemなどのconditional expression systemを用いて作成する必要があると考えられた。本年度は膵管上皮細胞の培養に要する基礎技術の確立と組換えアデノウイルスベクターの作成を目的とした。下記の遺伝子導入に用いる膵管上皮細胞の培養については、ラット膵管を材料として、膵管上皮細胞の単層培養を行う諸条件(膵管のプリパレーション、培養メディウムの選定、最適なメディウム添加物の藻類と濃度)を調整し、その系がほぼ確立された。また、ヒト膵管上皮細胞の培養を目標として、ヒト検体入手後の処理手順(検体の採取および保存法、検体処理を無菌的条件下で行う方法等)につき検討についても検討中である。組換えアデノウイルスベクターの作成については、細胞死を回避する機能を持つ遺伝子(Bcl-2、Bcl-XL等)、細胞増殖を促す働きを持つ遺伝子(膵癌の80%で検出される変異型k-ras遺伝子)を組み込んだウイルスを作成した。現在は作成したアデノウイルスのbio-activityをbio-assay(細胞にウイルスを感染させることによって細胞内にウイルスに組み込んだ遺伝子の蛋白が発現することを確認する)の評価中である。今後、この組換えアデノウイルスベクターを用いて前述の培養細胞に遺伝子導入し、長期培養の可能な細胞群を得る。さらにこれらの細胞について遺伝子変異および蛋白発現量の変化を検討し、トランスフォームの有無との相関、組胞の形態・形質との関連につき検討する。またヒト線維芽細胞では変異型k-ras遺伝子の導入によりp53およびp16蛋白が増加することが報告されており、この点についても検討予定である。【研究結果】(1)単層培養膵管上皮細胞の確立ラット膵管を材料とした膵管上皮細胞の単層培養技術を確立し、さらにヒト膵管を用いた場合の最適培養条件の検討に取り組んだ。(2)組換えアデノウイルスベクターの作成

細胞死を回避する機能を持つ遺伝子(Bcl-2、Bcl-XL)、細胞増殖を促す働きを持つ遺伝子(膵癌の80%で検出される変異型k-ras遺伝子)を組み込んだアデノウイルスの作成を293細胞を用いたCOS-TPC法にて試みた。Bcl-XLを組み込んだアデノウイルスについては、細胞に感染させることにより蛋白が発現することをWestern blottingにて確認し、さらにbio-activityをbio-assay(細胞にウイルスを感染させてBcl-XLを発現させることによって、細胞が細胞死を惹起しにくくなることを確認する)にて評価した。具体的には、このウイルスを癌細胞株に感染させることによって抗癌剤シスプラチンに耐性になることを確認した。Bcl-2および変異型k-ras遺伝子を組み込んだウイルスに関しては、クローンは得られたものの、クローンを293細胞を母地として増殖させてウイルス液にする段階で、タイターが上がらないという現象が起こることが確認された。これらの遺伝子が発現してしまうために、293細胞では十分なウイルス増殖が得られない可能性が考えられることから、CRE-loxP systemなどのconditional expression systemを用いて作成する必要があると考えられた。
指向性をもつビーム放射分光法によるメゾスケール乱流の二次元空間構造の研究

大型ヘリカル装置(LHD)でビーム放射分光を使い、プラズマ密度揺動の2次元構造を明らかにした。観測領域をスリット状にすることで、径方向又はポロイダル方向の「指向性感度」を上げた密度揺動計測を行うことができた。LHDの高ベータプラズマ実験において、磁気プローブ信号をリファレンスとして観測された密度揺動との時空間相関を取った結果1.5kHzと3kHzの揺動に時空間相関が観測された。ポロイダル方向にはExB回転方向の揺動の伝播が観測され、この揺動は周辺高調波振動(Edge Harmonic Oscillation : EHO)であることが検証された。本研究では、大型ヘリカル装置に径方向とポロイダル方向への指向性をもつビーム放射分光(beam emission spectroscopy)装置を取り付け、プラズマのメゾスケール乱流の二次元空間構造を明らかにすることを目的とする。ビーム放射分光とはプラズマ中に入射された中性粒子ビームがプラズマ中のイオンと衝突して電子が励起され、その電子が下位順位に落ちるときに発する光(Hアルファ光)の時間変化から、プラズマイオン密度の揺動を計測しようとするものである。この光はビーム速度に対応したドップラーシフトを持つので、ドップラーシフトがほとんどないバックグランドのHアルファ光から、分光的手法で分離が可能である。ビーム放射分光は、中性粒子ビームと視線との交点における局所のイオン密度揺動が計測できるという利点があるが、計測の空間分解能程度の波長(端数)より、大きなスケールの揺動しか計れない。ブラッグ反射を利用した揺動計測が小さいスケールの揺動、すなわちミクロスケール乱流を計測するのに向いているのに対し、ビーム放射分光はむしろ揺動のスケール長が大きいメゾスケール乱流の計測に向いている。ビーム放射分光システムは発光させる為の中性粒子ビーム、プラズマのポロイダル断面の像を取り込む為の二次元光ファイバー、揺動信号を取り込む為の検出器からなる。本年度は、ビーム放射分光システムの中心となるファイバーを購入し、プラズマの径方向1m、ポロイダル方向で15cm程度のプラズマのイメージを空間分解能約1cmで計測可能な光学系が整った。本研究では観測領域をスリット状にする。横スリット状の場合はポロイダル方向の波に対する感度が向上、縦スリット状の場合は径方向の波に対する感度を向上させる事ができる。このようにして、径方向又はポロイダル方向の「指向性」をあげることができる。本年度はビーム放射分光システムを使いビーム放射分光システムで実際の計測を行った。空間分解能は約1 c mでプラズマの径方向1 m、ポロイダル方向で15 cm程度のプラズマの密度揺動のイメージが得られた。従来のビーム放射分光システムとは異なり、本研究では観測領域をスリット状にして、(横スリット状の場合:径方向の波に対する感度が減少、ポロイダル方向の波に対する感度が向上、縦スリット状の場合:ポロイダル方向の波に対する感度が減少、径方向の波に対する感度が向上する)計測を行うことを目的にシステムが設計されている。八木アンテナで電場受信の指向性と感度が向上するのと同様に、多段のスリット状に観測点を配置する事で、径方向又はポロイダル方向の「指向性」をあげた密度揺動計測をすることができた。ビーム放射分光システムは波長の短い乱流揺動の計測に用いられることが多いが、ヘリカルプラズマではそのヘリカル形状故に視線方向の積分効果が大きく短波長の密度揺動が観測できない。そこで、周波数を下げて長波長の密度揺動に焦点をしぼって計測を行った。本サイクルの実験においてビームのオン・オフモジュレーションに伴い、ビーム放射光のみが正確に検出されているかを確かめた。ビーム入射のタイミングの信号を取り出して解析を行った。まずフーリエ解析を行ったところ、高周波数成分が計測限界以下になっている事が解った。次に、磁気プローブの信号をリファレンスとして、時空間相関を取った結果1.5kHzと3kHzの揺動に時空間相関が観測された。ポロイダル方向にはE×B回転に伴う揺動の伝搬が観測されているが、径方向には顕著な伝搬が観測されていない。また磁気プローブの振動と強い相関がある等の点から、この揺動は周辺高調波振動(Edge Harmonic Oscillation :EHO)である事が検証された。

ビーム放射分光は、中性粒子ビームと視線との交点における局所のイオン密度揺動が計測できるという利点があるが、計測の空間分解能程度の波長(端数)より、大きなスケールの揺動しか計れない。ブラッグ反射を利用した揺動計測が小さいスケールの揺動、すなわちミクロスケール乱流を計測するのに向いているのに対し、ビーム放射分光はむしろ揺動のスケール長が大きいメゾスケール乱流の計測に向いている。ビーム放射分光システムは発光させる為の中性粒子ビーム、プラズマのポロイダル断面の像を取り込む為の二次元光ファイバー、揺動信号を取り込む為の検出器からなる。従来のビーム放射分光システムでは観測領域が円形なので、その径方向の波に体する感度とポロイダル方向の波に体する感度が同じになってしまう。本研究では観測領域をスリット状にして、(横スリット状の場合:径方向の波に対する感度が減少、ポロイダル方向の波に対する感度が向上、縦スリット状の場合:ポロイダル方向の波に対する感度が減少、径方向の波に対する感度が向上する)計測を行う予定である。八木アンテナで電場受信の指向性と感度が向上するのと同様に、多段のスリット状に観測点を配置する事で、径方向又はポロイダル方向の「指向性」をあげた乱流計測をすることができると期待される。本年度は大型ヘリカル装置(LHD)でビーム放射分光システムを使いプラズマの密度揺動のイメージ計測を行った。従来のビーム放射分光システムとは異なり、本研究では観測領域をスリット状にして、(横スリット状の場合:径方向の波に対する感度が減少、ポロイダル方向の波に対する感度が向上、縦スリット状の場合:ポロイダル方向の波に対する感度が減少、径方向の波に対する感度が向上する)径方向又はポロイダル方向の「指向性」をあげた密度揺動計測を行うことができた。ビーム放射分光システムは波長の短い乱流揺動の計測に用いられることが多いが、ヘリカルプラズマではそのヘリカル形状故に視線方向の積分効果が大きく短波長の密度揺動が観測できない。そこで、周波数を下げて長波長の密度揺動に焦点をしぼって計測を行った。本サイクルの高ベータプラズマ実験においてビームのオン・オフモジュレーションに伴い、ビーム放射光のみが正確に検出されているかを確かめた。ビーム入射のタイミングの信号を取り出して解析を行った。まずフーリエ解析を行ったところ、高周波数成分が計測限界以下になっている事が解った。次に、磁気プローブの信号をリファレンスとして、時空間相関を取った結果1.5kHzと3kHzの揺動に時空間相関が観測された。ポロイダル方向にはE×B回転に伴う揺動の伝搬が観測されているが、径方向には顕著な伝搬が観測されていない。また磁気プローブの振動と強い相関がある等の点から、この揺動は周辺高調波振動(Edge Harmonic Oscillation :EHO)である事が検証された。これらの結果をまとめ、Review of Scientific Instrumentsに論文を投稿した。26年度が最終年度であるため、記入しない。プラズマ物理26年度が最終年度であるため、記入しない。ビーム放射分光システムの中心となるファイバーを購入し、プラズマの径方向1m、ポロイダル方向で15cm程度のプラズマのイメージを空間分解能約1cmで計測可能な光学系が整った。
合体生成高ベータ球状トカマクのマクロ-ミクロスケール加熱構造の解明

本研究では磁気リコネクションを核融合研究に応用した、トロイダルプラズマの合体過程における加熱を焦点として、東京大学の実験室プラズマと世界最大の球状トカマク実験MASTで連携しながら研究を推進し、エネルギー解放の起点となるX点近傍まわりのミクロな領域において極度に局在化した電子加熱が存在すること、合体下流においてイオンがグローバルに加熱されることを明らかにした。東京大学では、リコネクション磁場の直接測定と合わせて、さらに詳細な空間分布測定を推進し、アウトフローが合体生成された球状トカマクの閉じた磁気面上でとらえられ、リング状の加熱分布構造を形成する様子をクリアにとらえることに成功した。「合体生成高ベータ球状トカマクのマクロ-ミクロスケール加熱構造の解明」に取り組む本研究課題では、従来の36点の2次元イオンドップラートモグラフィ計測の空間分解能を向上させ、磁気リコネクションのX点近傍のミクロな加熱構造および、球状トカマク立ち上げシナリオとして重要な、リコネクションアウトフローの合体下流における熱化・輸送過程までを含めたマクロな加熱構造を明らかにすることを目的としている。研究初年度となる2015年度は、本研究計画の基盤をなすイオンドップラー分光計測システムの分解能拡充に着手した。従来主力計測として用いてきた36チャンネルのイメージング分光計測では、分光器のスリット手前にコア系230μmのファイバーアレイを1列に並べる方式を用いてきたが、こうした従来の手法では分光器スリット高さの制約により空間分解能の向上とファイバーコア径のトレードオフで使用可能チャンネル数が制約される問題があったため、英国カラム研究所の荷電交換分光システムで実績のあるマルチスリット分光方式を採用し、コア径400μmのファイバー96本を32本x3列で構成することにより、多チャンネル・大コア径化を同時に達成した。システム開発と並行し、2015年度はMAST共同実験のトモグラフィ計測データ解析およびTS-3装置(当初のTS-4から変更)における予備実験を実施した。磁気リコネクションのX点近傍に分解能を集中した実験において、MASTではリコネクションアウトフローのエネルギーが合体下流で熱化し、再結合磁場が形成する同一磁気面状で閉じ込められることでリング状の加熱構造を形成する現象および、X点近傍にアウトフロー加速チャンネルを示唆する微細構造の形成が確認された。TS-3では、さらにその構造がガイド磁場の効果による傾く現象が初めて確認され、ガイド磁場極性・強度・Massに依存する特徴が明らかにされた。2015,2016年度の2年計画で遂行する本研究では、研究初年度はその核となるハードウェア環境の整備として、従来の36点の2次元イオンドップラートモグラフィ計測の空間分解能の96CHへの増段として、近年英国カラム研究所等で用いられているマルチスリット分光方式の新しい分光システムの開発に取り組んだ。年度途中、研究代表小野の基盤S採択(15H05750)・TS-4装置アップグレード工事開始に伴い、計測対象のプラズマパラメータレンジ変更および、当初の想定外の補助が受けられるようになったため、年度前半は研究計画を一部修正し、g=3600L/mmのVPHグレーティング導入は見送りツェルニー・ターナー分光器を使用し、またマルチスリット方式(32CHx3列=96CH)のファイバーバンドルの列間隔は可変とできるよう設計の修正を行った。これに伴い、当初9月納品予定の資材調達が年度後半までずれ込んだが、年度末段階では当初の計画通りの調達を完了した。初期結果ながら、磁気リコネクションのX点近傍のミクロな領域におけるガイド磁場の影響を示唆する加速構造検出など新しい成果が得られ始め、年度末段階ではおおむね計画通りの段階に到達した。当初の計画仕様と比較すると、マルチスリット分光システムの列間隔可変機構が付加できたことで、さらなる多チャンネル化の可能性を残すことができており、来年度はさらなる進展が期待される。研究初年度は当初論文成果は特に計上していなかったが、英国カラム研究所のMAST装置における大型リコネクション実験のトモグラフィデータ解析において特に進展がみられ、Physical Review Letters誌論文採択、プラズマ核融合学会の第20回学術奨励賞受賞、国内外における招待講演など、当初の計画にはなかった各種論文・対外発表などの進展がみられた。本研究課題では、トーラスプラズマ合体法を用いた高ベータ球状トカマク生成実験の基盤となる物理過程である、磁気リコネクションを介したエネルギー解放現象について、東京大学TS-3/UTST実験および、英国カラム研究所における世界最大の大型球状トカマク合体実験と連携し、磁力線がつなぎ変わるX点近傍のミクロな領域および、リコネクションアウトフローが散逸するマクロな領域双方における、加熱構造の詳細を明らかにすることを目的として2年計画で研究を実施した。本研究の遂行にあたり、従来7×5点の2次元計測として運用してきたイオンドップラートモグラフィによるイオン温度計測の空間分解能拡充に着手した。MAST・UTSTでは径方向1次元に空間分解能を集中した32CH・50CH分光システムを整備してMASTの1次元高精細トムソン散乱計測による電子温度・密度計測と連携した実験を実施。一方、TS-3では新しい技術としてマルチスリット分光技術(詳細は成果報告書に記載)を導入して計測点数を96CHまで拡張することにより、プラズマ放電の再現性を必要としない新しい高精細2次元計測を開発した。同実験研究は、とりわけMASTにおける国際共同研究において大きな進展が得られた。合体下流におけるグローバルなイオン加熱に加えて、とりわけ新しい成果としてX点近傍のミクロな領域に局在化した電子加熱構造、再結合磁場がなす磁気面上における閉じ込めを反映したリング状のイオン加熱構造、そして同構造の電子-イオンエネルギー緩和時間以上の閉じ込めによるエネルギー緩和過程(X点近傍におけるイオン加熱・合体下流の磁気面における電子加熱)が初めてクリアにとらえられた。

MAST実験では合体中のリコネクション磁場計測不在の課題があったが、東京大学における局所磁場計測と合わせた実験により同シナリオ通りの構造形成が確認され、順調に研究遂行を完了した。本研究では磁気リコネクションを核融合研究に応用した、トロイダルプラズマの合体過程における加熱を焦点として、東京大学の実験室プラズマと世界最大の球状トカマク実験MASTで連携しながら研究を推進し、エネルギー解放の起点となるX点近傍まわりのミクロな領域において極度に局在化した電子加熱が存在すること、合体下流においてイオンがグローバルに加熱されることを明らかにした。東京大学では、リコネクション磁場の直接測定と合わせて、さらに詳細な空間分布測定を推進し、アウトフローが合体生成された球状トカマクの閉じた磁気面上でとらえられ、リング状の加熱分布構造を形成する様子をクリアにとらえることに成功した。2016年度は、2015年度に未開発の流速計開発および、1度の放電でプラズマ全体を一度に網羅できるポロイダル平面切断型の新しいトモグラフィ計測の開発に着手するとともに、2015年度の研究計画修正で生じた96CHからのさらなる多チャンネル化の可能性開拓に取り組む。研究代表小野の基盤S(15H05750)計画との連携の関係で、年度初頭はTS-3装置シャットダウンPF・TFアップグレード工事、新オペレーション構築から開始されるため、年度前半は計画に左右されないポロイダル平面切断型の新しいトモグラフィ解析コードの開発および(4-8月)、対応したトモグラフィ計測系用の新しい集光用光ファイバーバンドルの整備(4-5月)・ポロイダル集光系およびフランジの整備を行う(5-8月)。年度中盤、高出力リコネクション装置TS-Uの実験環境が整ってきたところ順次実験投入を開始し、インフロー駆動率、ガイド磁場条件、リコネクション磁場強度、平衡磁場強度の各種スキャンの実施により、リコネクション加熱の各種条件依存性を調査する。その成果は新実験のオペレーション最適化に還元し、単にリコネクション加熱の最大化のみならず、閉じ込めまで考慮した最適運転シナリオの開発に取り組む。英国のMAST共同研究者らが始める新しい合体実験ST40計画とは随時密に連携をとり、相互の最新成果のフィードバックも得ながら高ベータ球状トカマクの合体生成シナリオの最適化を目指す。2016年度は本研究課題では最終年度にあたるため、7-12月にかけては進展状況の積極的な対外発表を開始する(米国物理学会、IAEA-FEC国際会議、プラズマ核融合学会等)。合体加熱実験の本質である磁気リコネクションの専門家からの助言も得ながら、年度後半から徐々に成果を査読付き学術論文誌に投稿し、研究成果のまとめを開始する。
明治期女性教育にみる〈知〉の継承に関する研究

本研究の目的は、明治期の女性教育の内実を明らかにすることである。2010年度2013年度研究期間中の成果は、1.「〈知〉の継承からから考える明治期の女性教育ー先駆者の気概に学ぶー」と題した『文部科学教育通信』(ジアース教育新社)誌上での連載(全14回中、本研究期間分は10回)、2.近代における中世文学の再生に関する論文の執筆、3.1に大幅な加筆を行い『烈女伝ー勇気をくれる明治の8人ー』として三弥井書店より刊行した。本研究は、女性教育を<知>の継承という観点から捉え、社会文化史、政治思想史における「女訓」という歴史的視座の有効性を考えるとともに、明治期に行われた「女性教育の内実」と「教育という営為」を、天皇・皇后側近、政府首脳、民間三者のありかたと、彼らが編纂した教材、読み物、表象により明らかにすることをめざす。初年度にあたる平成22年度は、2月より『文部科学教育通信』誌上で連載を開始した「<知>の継承から考える明治期の女性教育一先駆者の気概に学ぶ-」において、明治という時代に、学ぶことによって自らの可能性と人生とを切り開こうとした女性たちの姿を、とくに漢学との関わりから明らかにした。具体的には、明治期の女性教育において主導的役割を果たした美子皇后、皇族・華族との繋がりを活かしつつ私立学校を創設した跡見花膜、福岡の地で、頭山満ら後に政治結社(玄洋社)を設立する若者たちを教え鍛えた高場乱、殖産興業・富国強兵を掲げた明治政府が、外貨獲得と欧米の先進技術導入のために設立した富岡製糸場で工女として働き、その記録を残した和田英、結婚によりアメリカに渡り、夫亡き後、コロンビア大学で講師として日本文化を教えた杉本鉞子を取り上げた。彼女たちは、日本の近代化の時にあたって、それぞれの形で、新たな世界へと一歩を踏み出した。そのとき彼女たちを支えたのは、平仮名による『女大学』の世界だけではなかった。営々と続く学問の世界、すなわち女性には遠いと思われていた漢学の世界もまたあったことを、資料とともに考察、指摘した。2年目にあたる平成23年度は、韻文および書簡文範による教育という面から、明治期女性教育の特徴と、主として中世期からの<知>の継承について考察し、その成果を以下2篇にまとめ、公表した。1女子用書簡文範の鼇頭と軍記物語-『通俗書簡文』を手がかりとして-明治期に多く作られた女性向け書簡文範のひとつで、樋口一葉晩年の作として広く読まれた『通俗書簡文』を取りあげ、一葉による本文と、それとは別に設けられた鼇頭とにより創造された書簡文範という世界と、そこに引かれた中世軍記物語の存在および果たした役割から、近代における中世文学再生の意味を、戦時下の女性像という観点から論じた。2道歌の効用-『月庵酔醒記』と福羽美静にみる明治期女性教育明治天皇の侍講で、美子皇后にも近く仕えた福羽美静による女性向け韻文教育について考察した。具体的には、中世末から近世期にかけて多く作られたいろは歌をはじめとする道歌の世界と、その教訓性を受け継ぐかたちで福羽が実践した、韻文の反復愛唱による女性教育の事例を紹介し、その有効性を論じた。また、平成22年度「文部科学教育通信」連載「<知>の継承から考える明治期の女性教育-先駆者の気概に学ぶ-」をもととした一般向け書籍の出版を企画した。(最終年度内に出版の予定)本研究は、女性教育を〈知〉の継承という観点から捉え、社会文化史、政治思想史における「女訓」という歴史的視座の有効性を考えるとともに、明治期に行われた「女性教育の内実」と「教育という営為」を、天皇・皇后及びその側近、政府首脳、民間それぞれのありかたと、彼らが編纂した教材、読み物、表象等により明らかにすることをめざすものである。最終年度にあたる平成25年度は、これまでの研究成果をふまえつつ、平成22年度「文部科学教育通信」(ジアース教育新社)に連載した「〈知〉の継承から考える明治期の女性教育ー先駆者の気概に学ぶー」に大幅な加筆を行い、『烈女伝ー勇気をくれる明治の8人』として三弥井書店より刊行するに至った。同書では、内容理解に役立つ約70点に及ぶ図版資料を掲載し、平易な表現を用いることで、若い世代にとっての読みやすさを心がけた。全223頁の内容は以下の通りである。

「偉人伝を超えてーはじめに」、第一章「学びたい!をあきらめない東京女子師範学校第一回生青山千世」、第二章「明治新政府にもの申す皇后の家庭教師若江薫子」、コラム1「女性と手紙樋口一葉のかくれたベストセラー『通俗書簡文』」、第三章「近代女性の『鑑』となる宮中のたましい美子皇后」、第四章「学校経営に戦略を!跡見女学校創設者跡見花蹊」、コラム2「女訓書の系譜秋篠宮紀子さんに贈られた『からすまる帖』」、第五章「荒くれ反骨男たちを鍛える興志塾塾頭高場乱」、第六章「殖産興業を担う富岡製糸場工女和田英」、コラム3「海外に紹介された少女ちりめん本の世界」、第七章「日米文化の架け橋となるコロンビア大学講師杉本鉞子」、第八章「大胆に率直に自己の意志を示す初代婦人少年局長山川菊栄」、「手渡されたメッセージ結びにかえて」。3年目にあたる平成24年度は、平成22年度「文部科学教育通信」に連載した「〈知〉の継承から考える明治期の女性教育ー先駆者の気概に学ぶー」を基とした一般向け書籍の出版計画を進め、本研究の最終年度である平成25年度に、三弥井書店より、『私の未来をきりひらくー挑戦した明治の女性たちー』(仮題)を出版することとした。そこで本年度は、同書で取り上げる次の8人に関する資料調査を行うとともに、前半4人の評伝部分とコラムの一部を執筆した。1学びたい!を諦めないー東京女子師範学校第一回生:青山千世/コラム:女性と手紙明治のベストセラー樋口一葉『通俗書簡文』、2明治新政府にもの申すー皇后の家庭教師:若江薫子/コラム:女訓書の系譜秋篠宮紀子さんに贈られた『からすまる帖』、3近代女性の「鑑」となるー「宮中のたましい」:美子皇后/コラム:女性と歌美子皇后と道歌、4学校経営に戦略を!跡見女学校創設者:跡見花蹊/コラム:女性と習字花蹊先生と岡本かな子、5荒くれ反骨男たちを鍛えるー興志塾塾頭:高場乱/コラム:女性と漢学志士と生きた女性たち、6殖産興業を担うー富岡製糸場工女:和田英/コラム:女性と家〈母〉の教え、7日米文化の架け橋となるーコロンビア大学講師:杉本鉞子/コラム:女性と友情サムライの娘たち、8大胆に率直に自己の意志を示すー初代労働相婦人少年局長・山川菊栄/コラム:女性と政治「なぜ」を問い、女性たちをつなぐ当初の計画通り、本年度は、韻文および書簡文範を取りあげることで、明治期女性教育の特徴とその内実を、資料により具体的に指摘するとともに、<知>の継承という面では中世期との密接な関連を指摘、論文化した。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、研究最終年度にあたる平成25年度内の書籍出版に向けて、資料調査、および原稿執筆を行い、その達成度はほぼ計画通りであった。但し、書籍の原稿執筆を研究の中心に据えたため、本年度については、研究業績を論文等の形で公開すことはできなかった。初年度の成果をもとに、主として一般を対象とした明治期女性教育に関する書籍を刊行することとなった。(発刊は最終年度、出版社は三弥井書店の予定)。そのため、当初予定していた資料調査とそのデータベース化については、書籍執筆に関わる資料を中心とすることとした。平成25年度、三弥井書店から出版予定の『私の未来をきりひらくー挑戦した明治の女性たちー』(仮題)のための資料調査、原稿執筆、編集作業を行う。
医薬品のラセミックスイッチを指向した効率不斉合成プロセスの開発

本研究では、各種ラセミ医薬品のラセミックスイッチに寄与すべく、反応機構を基に設計合成した超効率不斉制御能を持つ三環性"屋根付き"不斉補助剤やその開環により得られる"屋根付き"β-アミノアルコール・アミノチオールやジアミン系不斉配位子の効率よい触媒的合成手法を開発するとともに、この特異な不斉空間に基づく完壁な不斉制御と高い汎用性の点に主眼を置き、評価できる高効率不斉合成プロセスの確立を目的とした。(1)触媒的不斉化による"屋根付き"不斉源の簡易合成:簡単な複素5員環体と環状ジエン類との環化付加体の効率よい触媒的光学分割プロセスとしてオキサザポロジリン/ボランを用いる不斉脱アセチル化手法を開発した。本触媒手法が簡便な光学分割あるいは不均斉化法として複素環系不斉補助剤の簡易合成に共通に適用できることを実証し、ほぼ完壁な不斉制御能を示す"屋根付き"人工不斉源の簡易合成プロセスの開発に成功した。(2)"屋根付き"ビシクロ骨格系不斉配位子を利用した効率不斉触媒プロセスへの展開:上記複素環系不斉補助剤の開環により立体遮蔽効果の高い"屋根付き"構造のアミノアルコール、ジアミン、アミノチオール系不斉配位子を各種合成した。不斉金属触媒反応系へ適用して、有用性・特異性を明らかにした。i)オキサザボロリジン/ボラン系によるケトン類の不斉還元への利用(2-アミノアルコール系不斉配位子)ii)4,5-ジアルコキシ-2-イミダゾリドンの多目的不斉合成子の合成(2-アミノアルコール系不斉配位子)iii)不斉Ru(II)触媒によるケトン類の水素移動型不斉還元への利用(1,2-ジアミン系不斉配位子)iv)Pd(II)錯体によるアリルアセテートの不斉アルキル化への利用(2-アミノチオール系不斉配位子)v)Cu(II)触媒による不斉Diels-Alder反応への利用(2-アミノチオール系不斉配位子)本研究では、各種ラセミ医薬品のラセミックスイッチに寄与すべく、反応機構を基に設計合成した超効率不斉制御能を持つ三環性"屋根付き"不斉補助剤やその開環により得られる"屋根付き"β-アミノアルコール・アミノチオールやジアミン系不斉配位子の効率よい触媒的合成手法を開発するとともに、この特異な不斉空間に基づく完壁な不斉制御と高い汎用性の点に主眼を置き、評価できる高効率不斉合成プロセスの確立を目的とした。i)オキサザボロリジン/ボラン系によるケトン類の不斉還元への利用(2-アミノアルコール系不斉配位子)ii)4,5-ジアルコキシ-2-イミダゾリドンの多目的不斉合成子の合成(2-アミノアルコール系不斉配位子)iii)不斉Ru(II)触媒によるケトン類の水素移動型不斉還元への利用(1,2-ジアミン系不斉配位子)iv)Pd(II)錯体によるアリルアセテートの不斉アルキル化への利用(2-アミノチオール系不斉配位子)v)Cu(II)触媒による不斉Diels-Alder反応への利用(2-アミノチオール系不斉配位子)本研究では、反応機構を基に設計合成した超効率不斉制御能を持つ三環性"屋根付き"不斉補助剤やその開環により得られる"屋根付き"不斉配位子の効率よい触媒的合成手法を開発し、評価できる高効率不斉合成プロセスを確立することで医薬品のラセミックスイッチに寄与する事を目的としている。今年度は簡単なヘテロ5員環化合物に共通に適用できる不斉機能化手法を基盤として、ヘテロ環系人工不斉源や多官能性キラル合成子を簡便に創製し、効率的な触媒的不斉合成プロセスの開発を鋭意検討した。(1)"屋根付き"不斉源の簡易合成:オキサザボロリジンによる触媒的不斉脱アセチル化を利用した速度論的不斉化により,立体配座固定の堅固な構造と嵩高さに特徴をもつ複素環系"屋根付き"不斉源の簡易合成に成功した。(2)多官能性キラル合成子の開発:ジアミン類のキラル合成子、4,5-ジメトキシ-2-イミダゾリジノンの両対掌体を、オキサザボロリジンによる触媒的不斉脱アセチル化を利用した不均斉化により効率良く合成した。(3)"屋根付き"双環系不斉配位子を利用した効率不斉触媒プロセス:"屋根付き"β-アミノアルコール(チオール)やジアミン体及びその誘導体が、i)

Ru(II)錯体を触媒とした水素移動型不斉還元反応、ii)Cu(II)錯体を触媒とした不斉Diels-Alder反応、iii)Pd(II)錯体を触媒とした不斉アルキル化反応の各反応において不斉配位子として有効である事を見出した。本研究では、反応機構を基に設計合成した高い不斉制御能を持つ"屋根付き"不斉源の効率良い調製手法を開拓し、この特異な不斉空間の利用を広く展開し、改善が強く求められているラセミ医薬品のラセミックスイッチに向けた応用展開を主目的としている。本年度は、昨年度までに確立した"屋根付き"不斉源の簡易大量合成手法により得られたこれら人工不斉源を利用した触媒的高効率キラル合成プロセスの開発に特化して精査し、以下のような成果を得た:(1)アリルアセテートの触媒的不斉アルキル化:三環性"屋根付き"2-チアゾリジノン体より短工程で調製可能な"屋根付き"2-イミノチオエーテル体が不斉配位子として、パラジウムを利用したアリルアセテートの触媒的不斉アルキル化反応において有効に機能し、高い反応活性及びエナンチオ選択性で目的物を与える事を見出した。また、本反応においては塩基及び溶媒によってその反応性が大きく変化することも併せて明らかにした。(2)不斉Diels-Alder反応:先述の"屋根付き"2-チアゾリジノン体より誘導合成した2-チアゾリン系二座配位子は、ルイス酸触媒不斉Diels-Alder反応における不斉配位子として、有効に機能することを見出した。また、本配位子は対応する2-オキサゾリン類似体に比しても格段に高い立体選択性を示し、本配位子の優位性を示した。(2)水素移動型不斉還元反応:三環性"屋根付き"2-イミダゾリジノン体の開環体であるN-トシル-"屋根付き"cis型ジアミン体を不斉配位子としたRu(II)錯体は、ギ酸塩存在下アリールケトン類を高エナンチオ選択的に効率良く還元することを見出した。本触媒は既出の野依型Ru錯体よりも高活性であるとともに、立体障害の大きいアリールケトン類においては反応活性・エナンチオ選択性ともに凌駕した。
ジョーズの謎：ホホジロザメの子宮内環境の解明と人工哺育技術の開発

本研究は、国際的に保護対象種とされるホホジロザメの人工哺育をめざし、子宮内の胎仔を人為的に育成する環境を再現することを目的としている。2018年度は、ホホジロザメおよび本種の近縁種であるネズミザメの子宮を用いて、子宮内の基礎的情報の収集を主として調査を実施した。ホホジロザメに近縁なネズミザメ目魚類の子宮サンプルを採集するため、2019年度8月から12月にかけて、宮城県気仙沼魚市場においてネズミザメ妊娠個体のサンプリングを実施した。妊娠中期以降と思われるメス個体および胎仔については、過去2年間の調査によりサンプル採取を終えたが、妊娠初期のサンプル採取は次年度に持ち越しとなった。これまでの調査により、1)東北地方沿岸ではおよそ9月以降に交尾、妊娠が開始され、3ー4月にかけて出産を行うこと、2)妊娠後期の子宮はホホジロザメのものと類似していること、3)妊娠期間が半年程度と極めて短いこと、4)子宮内の環境や子宮上皮組織についてもホホジロザメと類似することが判明した一方、ネズミザメの妊娠期間が他のサメ類と比較しても非常に短いこと、および妊娠初期の組織分泌による栄養供給が無い(あるいは極端に短い)ことが示唆された。また、妊娠後期(卵食後)の表面での酸素交換効率を推定によると、他種のサメの250倍から400倍にも達し、魚類の鰓に匹敵する能力をもつことが明らかになったことから、胎仔への十分な酸素供給が行われていると考えられる。これまでの研究で得た知見に基づき、子宮内環境に近似する浸透圧、pH、溶存物質をもつ人工的な子宮内液を調整し、妊娠後期の子宮内環境を滅菌状態で再現した“人工子宮"に関して、既に設計を終了し、今後妊娠後期の環境を再現した人工子宮の制作を実施する。本研究は、ホホジロザメの人工哺育をめざし、子宮内の胎仔を人為的に育成する環境を再現することを目的としており、生理学的研究や生態学的研究に基づく基礎的知見の収集と、それを応用した人工子宮の完成を目指している。過年度の研究により、妊娠後期の子宮内環境に関する基礎的知見はほぼ得られており、発生後期の胎仔を哺育するための子宮環境については再現が可能な状況にある。妊娠後期のネズミザメ類の子宮上皮組織は、胎仔の衝撃吸収と内液への酸素供給に特化しており、それらの機能と無菌環境の再現による人工子宮装置の制作を開始している。一方、ホホジロザメ自体の採集は非常に困難であるため、今年度は宮城県気仙沼市におけるネズミザメ(多数)、および沖縄におけるアオザメ(1個体)の採集を行い、ホホジロザメの代替となるサンプルを用いて研究を進めた。また、ホホジロザメへのアーカイバルタグの装着についても、現状では装着機会に恵まれないため、今後とも情報収集に取り組む予定である。2019年度の方針として、ネズミザメをモデルとした繁殖生理学的研究、およびホホジロザメの繁殖生態学的研究、人工哺育装置の開発、以上の3つの課題を中心に研究を行う予定である。具体的計画として、1)妊娠初期のネズミザメの子宮サンプルを得るためサンプリングを継続、妊娠初期の子宮内環境について基礎的知見を得る。2)これまで得られたデータをもとに、子宮内環境を得るための液体の開発、人工子宮、哺育装置の制作を行い、2019年7月を目途に比較的入手しやすい任意の種を用いた飼育実験を行う。3)ホホジロザメの混獲個体が得られた場合を想定し、ポップアップアーカイバルタグの装着、個体の保定作業、放流作業に関わる機材の準備を行う。混獲が無い場合にはタグ装着実験を行えない場合がありうるため、その場合は生理学的データに基づき子宮内の環境再現を最優先として研究を実施する。また、研究成果の公表については、ネズミザメ類の子宮に関する調査結果、近縁種であるアオザメ、メガマウスザメまでを含めた研究比較の論文公表、および沖縄美ら海水族館で開催される企画展にて人工子宮装置を展示し、研究成果の一般への普及、知見の還元等を予定している。当該年度は、ホホジロザメおよび本種の近縁種であるネズミザメの子宮を用いて、子宮内の基礎的情報の収集を主として研究を実施した。本研究課題採択後、8月よりネズミザメ目魚類の子宮サンプルを採集するため、毎月1度の割合で宮城県気仙沼魚市場においてサンプリングを実施した。8月から12月にかけては、ネズミザメの妊娠メス個体が確認されなかったが、1月以降に妊娠中期以降と思われるメス個体および胎仔のサンプル採取を経時的に行うことができた。この期間に採取された胎仔は、すでに卵食を行うステージに達していたため、妊娠初期のサンプル採取は次年度に持ち越しとなった。当該年度の調査によりネズミザメ類は、1)東北地方沿岸ではおよそ9月以降に交尾、妊娠が開始され、3ー4月にかけて出産を行うこと、2)妊娠後期の子宮はホホジロザメのものと類似していること、3)妊娠期間が半年程度と極めて短いこと、4)子宮内の環境や子宮上皮組織についてもホホジロザメと類似することが判明した。組織や子宮内の液体の分析は今後行い、結果が得られ次第人工子宮環境の再現を試み、育成装置の設計につなげる予定である。