hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
縮小社会下の日本型まちづくりの水平展開による、 新たなコモンズ形成の地域間比較研究

当初、私はより実践的なまちづくり論の展開のために、内発的発展論が重視する「内部」のみではなく、まちづくりのノウハウを持ち全国に展開するNPOのような「外部」との関係に注目すべきだと考えていた。しかしながら、近年の新しいまちづくりの事例研究を通じて、これまでまちづくりの担い手と見なされていなかった「周辺部」に注目する必要性に気がついた。北九州市の事例に見られるようにこのような「周辺部」から新しい担い手=新たなコモンズがうまれ、縮小社会下の日本において注目するべき新たなダイナミズムを生んでいると言える。本年度は、香川県高松市丸亀町商店街、大分県豊後高田市の昭和のまちづくり、竹田市のまちづくり、帯広市の中心市街地の活性化およびまちづくり会社、熊本市の商店街およびまちづくり会社、長崎市の中心市街地、東京都中延商店街、早稲田商店街、滋賀県長浜市、兵庫県神戸市新長田商店街のフィールドワークおよび、四国の学生団体と大分の学生団体へのヒヤリングを行った。本年度はこれまで調査を行ってきた海外(アメリカ、中国)のまちづくり会社の事例をまとめる機会を得たので、当初の調査計画とは異なり、これまで研究を行ってきた日本のまちづくり会社を中心とした中心市街地の成功事例である、滋賀県長浜市、香川県高松市の事例と比較する事で、日本的まちづくりの特徴を描き出し、次年度以降の新たなフィールド調査における比較調査の視点を明確にする事とした。日本と中国のまちづくり会社は、アメリカと比較した場合、実際の現場でまちづくりを実施する役割と、全体計画を立て関係する諸団体のネットワーク化や資金確保、進捗のマネジメントなどを行う中間支援業務が分離せず、その一切をまちづくり会社に負わせているが故にうまく行かないことが明らかになった。このことが、日本における都市再生が1事例に成功に終わり、水平転換してゆかない要因であると思われる。次年度は、長浜、高松の事例に比べると、当初から水平転換・全国展開を意識しているまちづくり組織の調査を行う事で、日本のまちづくりの強みを活かしつつ、水平展開する可能性を探ってゆきたい。本年度は、熊本市の商店街およびまちつくり会社、福岡市の中心市街地、大牟田市・荒尾市の中心市街地、長野県下諏訪町の御町商店街が行った秋葉原駅周辺高架下の「2K540」でパイロット店、北海道ニセコ町のまちづくり活動、富山市の中心市街地およびまちづくり会社、金沢市の学生を中心としたまちづくり活動、滋賀県長浜市の中心市街地およびまちづくり会社、震災関係として宮城県女川町のコンテナ商店街へのヒヤリングおよびフィールドワークを行った。これまでは縮小する既存市街地をフィールドとして、日本人を中心とするまちづくり活動を対象とした新たなコモンズ形成にむけての比較研究を想定していたが、本年度、新たに、震災で壊滅的被害を受け、いわばマイナスからのまちづくり活動を行っている宮城県女川町のコンテナ商店街と、多くの外国人が流入することでまちづくり活動があらたな動きをみせている北海道ニセコ町において、研究する機会を得ることが出来た。強制的な形で極端な縮小を経験した地域と、それとは対極にグローバル化により拡大社会を経験しつつある地域を比較対象にいれることで、最終年産に向けて、より普遍性の高い比較モデルづくりに考えている。また、富山市、金沢市では学生を中心としたまちづくり活動を積極的に行おうとしていた。これは大学の地域貢献活動といったある種の政策と連携した全国的な傾向でもあるので、水平展開が行われ新たなコモンズ形成の可能性を持っているのと同時に、現状では、単なる大学の地域貢献アピールにとどまり、地域活性化や新たなコモンズ形成には結びつかない可能性を含んでいる点を指摘した。本年度は、熊本市の商店街およびまちづくり会社、富山市のまちづくり会社およびまちづくり会社が主催する「学生まちづくりコンペティション2012公開プレゼンテーション」、愛媛県伊予市双海地域の任意団体「まちづくり学校双海人(ふたみんちゅ)」、北九州市が主催する「リノベーションスクールin北九州」・北九州市立大学が主催している学生によるまちづくり活動、北海ニセコ町のまちづくり活動、札幌市の札幌大通りまちづくり会社へのヒヤリングおよびフィールドワークを行った。富山市は改正まちづくり三法下の先進事例として名高く、行政とまちづくり会社のパートナーシップにより路面電車整備を核としたコンパクトシティを推進しているが、その一方でまちづくり会社が主導し、これまでは必ずしもまちづくりの担い手ではなかった大学生を対象とするまちづくりコンペを行うことで、新しいまちづくりの担い手づくりを進めていた。同様の傾向は各地で見られ、北九州市のリノベーションスクールや北九州市立大学の学生のまちづくり活動がまちづくり会社と連動する形で実施されており、新たなコモンズ形成の可能性が見出せた。また、地方のまちづくりでは、日本一の夕日のまちとして名高い双海町では、合併によりこれまでの行政主導のまちづくりが難しくなり、新なに任意団体が作られ、これまでとは異なったまちづくりの担い手による新たなコモンズ形成の萌芽が見られている。

これまでの成功事例といわれてきたまちづくり活動において、縮小社会に対応した、従来とは異なった担い手づくりが積極的に行われており、これらは今後の新しいまちづくり潮流=新しいコモンズ形成ではないかと考えている。本年度、新たな研究対象として、被災地域である宮城県女川町コンテナ商店街と、グローバル化を経験している北海道ニセコ町を組み入れたことにより、これまでの研究モデルめ修正が必要となり、理論化が遅れている。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでは、日本人を中心とする衰退しつつあるコミュニティを対象とするまちづくり活動のみを対象としていたが、その周辺部分である、震災による急激な衰退と、逆にグローバル化による拡大を経験しているコミュニティを研究対象にすることで、これまでのモデルをより普遍性の高いモノに洗練させてゆく。
社会資源を活用した町型子ども・子育て支援ネットワークのあり方に関する研究

人口、15,000人弱、首都圏周縁の中山間地にあるB町では、ニュータウン創成、医療費無償化等子育て支援策に力を入れ、A県下でも一つのモデルとなっている。諸施策が充実している一方、市民の自発的活動が見えづらかった。今回、幼児と小学校6年生までの児童の保護者を主な対象に、グループインンタビューと数量調査を実施し、研究成果として子どもや高齢者、近在する大学の学生等、多世代が集い、豊かな自然を活用し、子育てや多様な活動をする場と機会をつくり、この活動拠点に中心的人材を配置するという一つの展望となる仮設を立てることができた。内容:昨年度実施したB町の9団体,68名に対するグループインタビューの分析結果をもとに、1幼児期の遊び場、2子育て中の母親の働き方、3子育てで一番大切に思っていることの3点で都心部と比較するとB町としての特徴があった。これらの具体的調査過程、内容、分析について『社会資源を活用した町型子ども・子育て支援ネットワークのあり方に関する研究報告書1』2014/8に記載済みである。25年度はグループインタビューによるデータ分析を基にベネッセ等、既存の調査票も組み入れ数量調査票を作成し、実施、集計した。ただ、当初計画していた父母、その他の保護者という三対象の調査票作成を取りやめ、末子の保護者対象に一本化した。変更した理由は、前後して国主導による行政のひとり親家庭調査や次世代育成支援計画調査が実施され、調査対象の町民の調査拒否反応、負担軽減を考慮した。行政との話し合いで行政の調査結果を提示していただくこと、調査に行政の協力も欠かせないことがその背景の理由である。意義:行政による調査はあくまで「子育て支援」の諸サービス策定面に焦点が当たっているのに対し、本研究は、良くも悪くも、地域住民の地域での暮らしと子育てを総合して考えている視点から地域を基盤にした子ども・子育て支援ネットワークや支援システムを展望しようとする。重要性:家族と地域の人々の結びつきや人間関係の価値観が、この50年、大きく変化している状況もにらみ、「子ども・子育て」を地域を基盤とし、地域自体の展開を探る意義とそこから見えてくる子ども・子育て支援システムについて将来展望も組み込み、考える視点の重要性を問いたい。内容:A県B町(人口約1万5千弱現在)における次世代育成支援行動計画前期は、国・県の支援施策、事業等の助成を受け、進められてきた経緯がある。そこで今回の研究目的である、「町型の子ども・子育て支援システムの新たな展開」を展望するための基礎資料の一つとしてグループインタビューによる質的研究を実施した。調査対象を子育て支援サービス利用者群とサービス提供者群(専門職者群と市民活動者群の2群から成る)に分け、それぞれ4、2、3団体の計9グループに対し調査を実施した。意義:B町は、ここ20年来人口減少をたどる自治体であり、当然出生率も県内で最下位に近いところを低迷してきた。少子化対策等、国の施策を実施するだけでなく、町環境を自覚し、町民みずからの参加を活性化する活動と計画を改めて町独自に発想する視点も重要になる。今回、グループインタビュー法を用い、町の子ども・子育てに関わる関係者、計68名が調査協力者として参加し、具体的な発言をし、改めて町の子ども・子育て支援について考える機会となった。重要性:行政、公私の市民活動を含め、児童分野、特に就学前児童の分野も、先を行く高齢者分野同様、生活を支える新たな協力・連携システムづくりがなくては、そこで生活する市民にとって生活に密着した利便性に欠ける。B町は、A県の中央に位置する中山間地で農業を主とする自然環境豊かな町である。国の施策が全国的に大網を掛けるものであるとしても、各市町村独自の社会・経済・産業、文化等の特色を活かし、新たな時代と社会環境に相応しい、独自の多様なシステム開発による協力、連携のあり方を展開することが重要になる。多世代市民が参加しやすいシステムづくり原案を提示したい。最終年度研究の成果:平成26年度は、前年度グループインタビュー調査の成果について分析、検討を重ねた。それをもとに0歳小学校6年生までの児童の保護者を対象に数量調査を実施した。健康福祉課、教育委員会の協力を得て幼稚園、保育所、小学校、つどいの広場、子育て支援センター、健康診査会場にて配布し、留置き、一部郵送にて507票を回収した。調査票は、子どもの遊びや習い事、子育て支援の必要性、ワーク・ライフ・バランス感覚、子ども・子育て観、参加してみたい「子育て支援」、B町の環境、資源の活かし方の6項目について質問した。単純集計後、クロス集計、因子分析をした部分とグループインタビュー結果と突き合わせ、最終的な結果を考察し、報告書としてまとめている。

研究期間全体を通じて実施した研究の成果:若い世代の流出により人口減少が進んでいるB町では、ここ20年来、行政も各種子ども用手当について充実させてきたが、子どもの預け先は、保育所も30%弱であるが、他サービスが少ないので父母の両親、配偶者、親族に協力をしてもらっている。祖父母との同居率は10%台で予想以上に、子育て世代の核家族化は進んでいるので、ワーク・ライフ・バランス感覚の分析では、母親は子どもを安心して預けられれば働きたいという意識は高い。保護者の子ども観が、人と生活を共にするための常識をまず大切に考えているものの、幼児期に家の外で他の同年齢、異年齢の子と遊ぶ機会や場所が少ないこと、自然環境が豊かであるのに、それと触れ合って遊べる手だてや幼児を含め、子どもたちが集い、遊ぶ場が少なく、身近に子どもが出会い、遊べる空間を求める意見が特徴的であった。ハードな子育て支援はかなり充実しているが、将来の課題は、豊かな自然環境を活かして、かつ、多世代で子育てし易い、町民の多世代が協力してつくる人的支援ネットワークづくりが課題となる。ソーシャルワーク平成25年度中の到達点、数量調査データ分析は、単純集計のグラフ化まで進み、統計分析を始めている。当初の計画設定が少し不十分であり、協力をいただく町教育委員会や幼稚園、保育所等とのスケジュール合わせもあって、調査実施は4か月ほど先送りとなった。現在、数量調査結果を報告書2としてまとめつつある。これまでのところでグループインタビューの分析がやや遅れたこと、数量調査実施時期が予定よりも遅れたが、研究全体の進行に大きな影響はない。研究全行程の6割が充分な結果を得て終了している。今後は結果データの統計分析(共分散分析を中心に)を6月8月に実施し、印刷予定の報告書2を研究当初から本研究に関心を示し、ご協力をいただいている行政や関係団体へ配布し、将来的なB町における子ども・子育て支援システムや支援ネットワークの展開についてご意見をいただく会を設定する。9月以降は、質的調査であるグループインタビューの分析結果と量的調査の数量調査結果、共分散分析結果を参照しながら、B町の歴史、社会・経済環境、住民の意識を視野に入れて、B町における住民の子ども観、子育て支援の展開とのその視点、方向性、具体的な行政、住民活動のあり方について見解を得て最終報告書としてまとめ、当初の目標どおりの成果を得られると考えている。関係部署の協力度:研究目的の趣旨からすると町行政、教育担当課、社会福祉担当課等の協力は欠かせない。これがなければ、この研究自体始まらないと考えていた。幸い研究代表と研究分担者5人の所属する短期大学教育センターは平成17年の準備段階からB町のひろば事業設立と開始に協力し、平成20年、ひろば事業開設後、その運営を町から委託されてきた。そのような事前の関係が良好であったこともあり、大学学長から町長への依頼状も受理され、関連担当課の町健康福祉課課長、教育委員会委員長にも最初の調査実施要領等の説明会開催後、面談のうえ了承していただき、ここまでは順調に進んできている。調査実施状況と達成度:当初の計画にしたがって、町の教育・福祉システム、サービスを中心に関わる人々にできるだけグループインタビューに参加してもらい、気の置けない雰囲気の中で参加者が日頃思っている率直な意見を出してもらうように努めた。
住環境改善がもたらす健康影響シミュレーション手法の開発

本研究では住環境改善がもたらす健康影響シミュレーション手法の開発を行う。年齢、性別、既往歴、生活習慣、居住環境などによって同じ住環境改善対策を実施しても発現する効果は個々人で異なるため、まずは個人レベルで健康影響をシミュレーションするモデル(個人モデル)をプロトタイプとして開発する。その後、世帯構成人員数や居住家屋の構造などを加味して個人レベルの便益を世帯ごとに集計する世帯モデルを開発する。同様に、市区町村、都道府県、全国レベルの便益を推計できるマクロモデルを開発する。
網膜動脈閉塞症に対する水素水点眼の臨床応用

水素含有点眼薬の効果を検討するために日本医科大学付属病院、薬物治験審査委員会の承認を得て、臨床試験を開始した。目標症例数として、30名を設定したが、10名と十分な症例数を満たさなかった。網膜動脈閉塞症は、元々の患者数が少なく、血栓溶解療法を必要とするプロトコールに参加できない高齢者が多数いた。さらに治療前に再疎通しているもの、血栓溶解薬の治療後も再疎通をしていないものもおり、臨床的に多岐に渡る。今回、著効例はいたものの、コントロール群との有意な差は認めなかった。今後症例数を着実に増やし、検討を行う予定である。本研究の目的は、水素を用いた、網膜動脈閉塞症の新規治療法の確立である。これまで網膜動脈閉塞症による虚血に対しては血栓溶解療法が行われてきたが、虚血-再灌流障害に対する治療は皆無であったため、新しい治療法の確立が必要と考えられる。ラットの実験において水素を点眼として投与することで網膜へ直接デリバリー出来る事が分かった。眼表面のみにさらし体内へ投与しないことでより安全性が高く、副作用の危険が非常に低いと考えられる。本目的は臨床応用実施に向けた計画である。日本医科大学付属薬物治験審査委員会にてPhase I安全性試験の承認を得て行い、特に副作用を認めなかった。続いてPhase I Iとして、物治験審査委員会の承認をえて、臨床試験を開始している。ラットの実験において水素を点眼として投与することで網膜へ直接デリバリー出来る事が分かり、網膜動脈閉塞症モデルにおいて、網膜神経保護効果を認めた。そこで臨床応用として今回の計画に至った。まず、日本医科大学付属病院、薬物治験審査委員会の承認を得て、健常ボランティアを対象とした安全性試験を行った。細隙灯顕微鏡検査、角膜染色検査と共に投与1時間後は点眼自体の影響で角膜びらんが生じたが、投与1日後には上皮の修復でほとんど角膜びらんは認められなかった。その他特に副作用事象を認めず、水素含有点眼薬の安全性に特に問題はないと考えられた。これを受けて、水素含有点眼薬の効果を検討するために日本医科大学付属病院、薬物治験審査委員会の承認を得て、臨床試験を開始した。網膜動脈閉塞症には、元々の患者数が少ない。さらに網膜中心動脈閉塞症と網膜動脈分枝閉塞症があり、また治療時に再疎通しているもの、血栓溶解薬の治療後も再疎通をしていないものもおり、臨床的に多岐に渡る。日本医科大学付属病院薬物治験審査委員会にてPhase I安全性試験の承認を得た。特に副作用を認めなかった。続いて、Phase IIとしても、薬物治験審査委員会にて承認を得て、臨床試験を開始した。症例をエントリーし、検討を行っていく予定である。虚血再灌流症例をエントリーし、検討を行っていく予定である。購入予定の消耗品が40円より高額なため、次年度購入予定とした。393円、残額として残った。消耗品購入予定。次年度、使用する予定である。
意味的構造に基づく幾何形状の中立軸変換

本年度は、意味的構造の抽出のためのクロージング手法の高速化および、距離場を用いた中立軸抽出に関する研究開発を実施した。これまで開発してきた、測地線に基づくモルフォロジー操作では、各前景ピクセルに対してモルフォロジー操作を行う領域を計算していたため、膨大な計算時間が必要となり、大規模な3次元形状に対して現実的な時間で計算することは困難であった。そこで、クラスタリングに基づく高速化手法を開発した。近接するピクセルに対して定義される局所領域は近似している点に着目して、入力形状をクラスタリングし、各クラスタに対してモルフォロジー結果を合成することでピクセルごとに計算し場合と同等の結果を高速に計算できるように手法を改良した。また後者では、距離場を用いた新しい中立軸計算方法を開発した。手法は、板状形状の裏面およびおもて面からの距離場をそれぞれ計算し、距離値が一致する箇所に等値面生成手法を拡張したポリゴン化手法を適用して中立面を計算する。本研究ではこれを網膜の厚み解析に応用し、病的近視の症状検出に利用できる可能性を示すことができた。提案手法をより一般化させることによって高品質な中立面を抽出できることが期待できる。以上の研究により、形状がもつ微細な構造の除去を制御できるようになり、物体の大まかな構造を抽出できるようになった。これは計算機内で処理が困難な複雑な計測情報の利用を促進する可能性を有している。2次元画像を対象とした,大域的特徴を保持したモルフォロジー操作を開発した.従来のモルフォロジー操作における膨張操作は,物体の構造を反映しない方法であったため,予期しない箇所が膨張処理で接続されることがあった.本研究では,モルフォロジー対象となる領域を対象ピクセルからの測地線距離によって定義し,幾何学的に近接しつつも離れている箇所とのモルフォロジー操作による結合を防ぐ新しいモルフォロジー手法を提案した.これにより,内部空洞が多く含まれるような形状であっても,微細な穴を埋めつつも物体の大まかな特徴を失わない穴埋め(クロージング処理)を実現した.さらに得られた結果に中立面抽出アルゴリズムに適用することで,本研究で想定した意味的中立面抽出を2次元画像に対して計算できることを確認した.実験では,フラクタル曲線の1つである,ヒルベルト曲線状の画像に対して提案手法を適用し,パラメータを制御することで,異なるレベルの中立軸が計算できることを確認した.また,クロージング処理の逆操作であるオープニング処理も同様に記述できることを確認した.さらに,提案アルゴリズムの一般化および高速化に対して検討を行った.その結果,提案したアルゴリズムは,3次元以上に一般化できることを確認するとともに,前景ピクセルの境界のみ計算すれば,所望の結果が得られることを確認した.これは計算量を大幅に削減できることが期待でき,高速化が期待できる.本年度想定していた2次元手法を開発できただけでなく,その一般化も定式化され,3次元化に見通しが立った.本年度は,昨年度開発した,2次元画像に対する大域的な特徴を保持したモルフォロジー操作手法を3次元に拡張した手法を開発した.3次元画像においても2次元画像に対する手法と同様に,局所的なモルフォロジー操作を各ピクセル(ボクセル)に注目して行う.この時,モルフォロジー操作が影響する範囲を注目ピクセルとの離散的な測地線距離によって定義し,クロージング操作を適用する.これによって,大域的特徴が損なわれるような穴埋めを防ぐことが可能となる.各ピクセルに対して計算した結果を論理和操作によって結合することによって,大域的な特徴を保持しつつ,局所的な位相構造を取り除いた形状が生成できる.3次元化にあたっては,計算量が2次元の場合と比較して膨大となるため,計算量の削減が重要な問題となる.本研究では,局所的なモルフォロジー操作が必要となる対象が境界ピクセルのみであることを見つけ,それに基づく最適化を行なった.このモルフォロジー操作によって,多孔質形状など位相的に複雑な形状の位相構造を大域的な構造を崩さず単純化できるようになる.この単純化された形状に対して中立軸変換手法を適用することによって,入力3次元形状の大域的な構造に基づく中立軸が計算可能となる.提案手法を用いず中立軸変換を行うと,位相構造に忠実な中立軸を生成するため,非常に複雑なものとなる.特に3次元形状の場合は,2次元形状と異なり,ユーザーによる修正がほぼ困難である.本年度の成果によって,複雑な3次元構造の大域的な特徴を抽出できるようになった.当初計画していた通り,3次元形状に対する手法を開発したため.今年度は,入力形状の概形を抽出する部分で利用している測地線距離を用いた局所領域抽出に基づく拡張クロージング操作を整理するとともに,クロージング操作の対となる操作であるオープニング操作に対して同様の拡張が可能であることを示した.具体的には,オリジナルのオープニング操作がクロージング操作によって記述できる点に着目し,拡張したオープニング操作を拡張クロージング操作によって定義した.従来のオープニング操作は,構造要素の大きさによっては,厚さが薄い線状の特徴を消去しやすいという問題点がある.一方,拡張したオープニング操作は,大きな構造要素を用いても,このような特徴を保持しやすいことがわかった.この性質は,工業用CT画像のようにノイズが多く含まれる画像に対して形状の特徴を保持しつつ不要な微細なノイズを除去するのに利用できることを示唆している.

意味的構造をもった中立軸抽出において,抽出した概形の品質は重要な要因であり,CT画像に含まれるノイズが概形抽出時に残っていると,そのあとの中立軸抽出に直接影響を及ぼす.一方,このような処理を,概形抽出の前処理として利用することができれば,ノイズがない概形を抽出しやすくなる.その結果,最終結果である意味的構造をもった中立軸抽出の品質向上に貢献することが期待できる.以上の成果は,国内学会で発表済であるあるとともに,来年度開催される国際会議(査読あり,採択済み)で発表する予定である.現職の雇用形態により,当初予定していたエフォート率を割り当てることができなかったため.本年度は、意味的構造の抽出のためのクロージング手法の高速化および、距離場を用いた中立軸抽出に関する研究開発を実施した。これまで開発してきた、測地線に基づくモルフォロジー操作では、各前景ピクセルに対してモルフォロジー操作を行う領域を計算していたため、膨大な計算時間が必要となり、大規模な3次元形状に対して現実的な時間で計算することは困難であった。そこで、クラスタリングに基づく高速化手法を開発した。近接するピクセルに対して定義される局所領域は近似している点に着目して、入力形状をクラスタリングし、各クラスタに対してモルフォロジー結果を合成することでピクセルごとに計算し場合と同等の結果を高速に計算できるように手法を改良した。また後者では、距離場を用いた新しい中立軸計算方法を開発した。手法は、板状形状の裏面およびおもて面からの距離場をそれぞれ計算し、距離値が一致する箇所に等値面生成手法を拡張したポリゴン化手法を適用して中立面を計算する。本研究ではこれを網膜の厚み解析に応用し、病的近視の症状検出に利用できる可能性を示すことができた。提案手法をより一般化させることによって高品質な中立面を抽出できることが期待できる。以上の研究により、形状がもつ微細な構造の除去を制御できるようになり、物体の大まかな構造を抽出できるようになった。これは計算機内で処理が困難な複雑な計測情報の利用を促進する可能性を有している。今後は,定式化させた3次元化手法を実装するとともに,多様な例題を適用することで,提案手法の評価を進めていく予定である.提案手法を利用した解析メッシュ生成への応用や,点群など他の形式への拡張に取り組む予定である.雇用形態の制約により割り当てられるエフォート率が限られるため,外部の専門家との協業を推進する.実際に,提案手法の数学的な裏付けや応用展開に関して位相幾何学の専門家との共同研究を開始した.所属機関の異動に伴う業務内容の変更により,予定していた学会発表に伴う出張がなかったため.現在の雇用形態上,十分なエフォートを割り当てることができなかったため,当初予定していた国際会議発表を次年度に延期したため.次年度に国際会議に発表予定であるため,その旅費として主に使用する予定である.繰越分については,学会発表のための出張に使用する予定である.
大立体角スペクトロメーターによるハイパー核の研究

本年度は3年次に亘る計画の初年度にあたり、各部の設計・試作・試行が進んだ。各プログラム毎の研究実績は以下のとおりである。(1)超電導トロイダルスペクトロメーター電磁石の設計製作トロイダル電磁石の磁場設計・強度設計などを終了し、超電導コイル・クライオスタット・電源等を東大中間子科学実験施設より発注し納入された。(2)超電導電磁石冷却系の設計電磁石冷却の方式を種々検討の上、二相流による強制冷却の方式を採用することに決定し、設計を完了した。次年度以降製作にかゝる。(3)多重データー集積処理の為のリフトウェアの開発現在進行中の実験を対象に解析プログラムを整備した。(4)データー処理集積システムの整備当初の計画を一部変更しデータ集積処理システムの整備を早く進めることにし、VAXステーション【II】システムを購入し、CAMACシステムをつけると共にVAXによるネットワーク構成の準備を始めた。(5)スペクトロメーター検出器系の整備トラッキングチェンバーの整備に先立ち小型チェンバー試作を行ったレンヂテレスコープ用光電子増倍管を購入し品質併別を始めた。(6)既存スペクトロメーターによるハイパー核実験の遂行高エネルギー研12GeV陽子シンクロトロンにおいて既設のビームラインならびにスペクトロメーターを用いて、ストップK法によるハイパー核実験を行ない、物理の成果を挙げると共に実験方法の改善策などについての知見を深めた。
磁気圏尾部構造のモデリングとプラズマ波動伝搬の研究

本研究では、MHDシミュレーションによる磁気圏尾部領域の磁場および電子密度のモデルを用いて、様々なプラズマ波動のレイトレイシングを行い、磁気圏尾部領域、特に、磁力線再結合によって生成されるプラズモイドの周辺およびその内部でのプラズマ波動伝搬特性を明らかにした。先ず初年度において2次元のプラズモイド形成のMHDシミュレーションモデルに基づいてレイトレイシングを実行し、次年度において2次元モデルを用いて行った解析を3次元モデルに拡張して、より現実的なモデルのもとでレイトレイシングを行う事ができるようにした。従来のレイトレイシングの手法では、電子密度および磁場密度のモデルは数学的な関数として定義されていたが、本研究では空間格子点上に定義された離散的な磁場および電子密度の値から、任意の点における磁場と電子密度の値、およびそれらの空間微分値を内挿法により求めるプログラムを新たに開発し、それに基づいてプラズマ波動レイトレイシングプログラムを実行した。磁気リコネクションが起こっている領域にプラズマ波動の励起源を想定して、3次元空間のあらゆる方向にレイを伝搬させて波動エネルギーの空間広がりの様子をレイ分布という形で求めた。これは3変数関数であり、それを効率よく可視化する手段が必要になるが、3次元グラフィックスシステム(AVS)を用いて、磁気圏尾部領域の空間構造とレイ分布を解析するプログラムモジュールを開発し、これにより、2次元モデルでは分からなかったY方向の伝搬特性を明らかにすることができた。特に、Rモードの電磁サイクロトロンモードの伝搬において磁力線とY方向に特異な伝搬を示すものが見つかっている。今後の研究課題としてレイ分布を周波数および励起源の位置および形状を変化させてることによりダイナミックスペクトルを作成して、科学衛星GEOTAILによるプラズマ波動観測と比較してゆく必要がある。磁気圏尾部におけるプラズマ密度と磁場のモデルを作成するためにMHDシミュレーションを行い、この数値モデルに基いてUHR波、ホイッスラーモード波、LHR波、アルフベン波等の電磁波のレイトレイシングを行った。先ず、MHDシミュレーションでは、磁気圏尾部における磁気リコネクションの過程を再現して、その非線形過程における代表的な磁場及びプラズマの構造に対して上記のレイトレイシングを行い、これらの波動伝搬特性を明らかにした。磁気リコネクションを再現するMHDシミュレーションでは、異常電気抵抗を電流の関数として仮定してリコネクションを引き起こしている。そこで、その異常電気抵抗の大きい領域を波動の発生領域と過程して、存在可能なプラズマの各モードに対して、あらゆる伝搬角およぎ周波数を初期値として多数のレイトレイシングを実行し、プラズマ波動の空間分布を表すレイ分布を求めた。さらに、人工衛星の軌道を想定して衛星のプラズマ波動観測器で得られる波動スペクトルのシミュレーションを行い、実際のGEOTAIL衛星で得られた波動スペクトルとの比較を行い、プラズマ波動観測を基にして磁気圏尾部の空間構造を推定することを試た。また、電磁波の発生にはプラズマの温度異方性が必要であることから、磁気リコネクション過程におけるイオンの速度分布関数の変化を求めるためにハイブリッドコードによるシミュレーションも行った。この結果、磁気リコネクションに伴いX点の近傍に、イオンの温度異方性が現れることが明らかになった。以上のシミュレーション結果のデータ解析およびグラフィック出力には、設備備品として購入したXターミナルが極めて有効に利用された。特に本年度は、昨年度において2次元モデルを用いて行った解析を3次元モデルに拡張して、より現実的なモデルのもとでレイトレイシングを行う事ができるようにした。

空間格子点上に定義された離散的な磁場および電子密度の値から、任意の点における磁場と電子密度の値、およびそれらの空間微分値を内挿法により求めるプログラムを新たに開発し、それに基づいてプラズマ波動レイトレイシングプログラムを実行した。磁気リコネクションが起こっている領域にプラズマ波動の励起源を想定して、3次元空間のあらゆる方向にレイを伝搬させて、波動エネルギーの空間広がりの様子をレイ分布という形で求めた。これは、f(x,y,z)の3変数関数であり、それを高率よく可視化する手段が必要になるが、3次元グラフィックスシステム(AVS)を用いて、磁気圏尾部領域の空間構造とレイ分布を解析するプログラムモジュールを開発し、これにより、2次元モデルでは分からなかったY方向の伝搬特性を明らかにすることができた。特に、Rモードの電磁サイクロトロンモードの伝搬において磁力線とY方向に特異な伝搬を示すものが見つかっている。レイ分布を周波数および励起源の位置および形状を変化させてることにより、擬似的なダイナミックスペクトルを作成して、科学衛星GEOTAILによるプラズマ波動観測と比較してゆく必要があるが、これは今後の課題として残されている。
神経自家移植による直腸癌手術後自律神経機能再現に関する基礎的研究

目的現在、比較的早期に発見された直腸癌の外科治療では、術後の機能保持を考慮した骨盤内自律神経温存手術が推奨されているが、進行した症例では癌の根治性を考え温存手術を放棄せざるを得ない場合がある。そこで、本研究では、進行癌術後の機能保持を目的に、失われた骨盤内自律神経機能を自家神経移植によって早期回復維持させる新しい手術方法開発の妥当性を明らかにするための基礎的研究である。方法と結果(1)自家移植された神経の生着と神経路の再生を確認する目的で、膀胱壁よりTranssynaptic retrograde transporterであるTetanustoxin C fragmentを取り込ませたところ移植群において2ないし3週間後に移植された神経を通って逆行性に仙髄の副交感節前神経細胞が染色された。(2)神経自家移植2ないし3週間後では、膀胱機能の回復は認められなかった。(3)神経自家移植5ないし6週間後、移植された神経によってほぼ正常時の膀胱機能(律動的膀胱収縮)に近いが機能回復温存が認められた。まとめ術後の機能回復に神経置換自家移植が極めて有用である可能性が示唆できた。今後の課題として、NGFやFGFに代表される神経栄養因子が局所投与や神経栄養因子を誘導する合成化合物の全身投与による神経移植機能回復促進効果について検討したい。平成7年度の研究経過小動物(ラット)を使い、免疫神経組織化学的手法と電気生理学的手法を用い移植神経の生着と機能の再現の検証を行い下記の知見を得た。(1)骨盤内臓神経の一部を切断、切除し、同部位に腓腹神経を置換自家移植した神経移植群において移植された神経の生着と神経路の再生を確認する目的で、膀胱壁よりTranssynaptic retrograde transporter(神経細胞追跡標識物質)であるTetanus toxin C fragmentを取り込ませたところ神経移植群において23週間後に移植された神経を通って逆行性に仙髄の副交感節前神経細胞がTetanus toxin C fragmentによって染色された。(2)正常時の排尿機能が移植された神経によってどの程度温存されるか正常、神経切除非移植群、神経移植群の3者において膀胱内圧、括約筋活動等を電気生理学的(cystometric investigation)に比較検討した結果、神経自家移植56週間後、移植された神経によってほぼ正常時の膀胱機能(律動的膀胱収縮)に近い機能回復温存が認められた。切除された自律神経の機能回復のために同部位への神経自家移植によって自律神経機能を再現、保持させるという腹部消化器外科分野において、今までにない全く新しい発想による癌の根治性の確保と自律神経機能温存の両者の両立を図る手術法の開発のための基礎的基盤の確立が本研究の目的ですが、小動物ラットを使用した実験成績からは、術後の排尿機能回復に神経置換自家移植が極めて有用である可能性が十分示唆できた。しかし、性機能回復については小動物による検討では不十分な評価しか得られなかった。したがって大動物を使用しての検討が不可欠であると考えられた。大動物(犬)を使い、擬似的な直腸癌手術(直腸切除と神経移植)を行い神経移植を伴う直腸癌手術に対する手技の習熟と術後の自律神経機能(排尿)の回復過程の観察(免疫神経組織化学的手法と電気生理学的手法)を行い、移植神経の生着と機能を検証した。(1)骨盤内臓神経の一部を切断、切除し、同部位に腓腹神経を置換自家移植した神経移植群を作成。移植された神経の生着と神経路の再生を確認する目的で、膀胱壁より神経細胞追跡標識物質を取り込ませ移植された神経繊維を通って逆行性に脊髄の神経細胞を標識する時期を検討した結果、移植後5週目で仙髄に少数の標識細胞が認められたが、その数は不十分であった。(2)正常時の排尿機能が移植された神経によってどの程度温存されるか正常、神経切除非移植群、神経移植群の3者において膀胱内圧を電気生理学的(cystometrix investigation)に比較検討した結果、移植後第10週目では全く膀胱機能の回復は認められなかった。20週目での検討で、わずかながら回復が認められたが、膀胱機能としては不十分であった。

小動物ラットを使用した実験成績からは、術後の排尿機能回復に神経置換自家移植が極めて有用である可能性が十分示唆できた。しかし、大動物による検討では不十分な評価しか得られなかった。したがって大動物を使用しての再検討が不可欠であると考えられた。
内分泌細胞の増殖と機能の制御における各種成長因子の役割についての研究

内分泌組織細胞の増殖や機能の発現に対する各種成長因子の作用について検討した。ブタ甲状腺細胞にはインスリン様成長因子IGF-I、及びIIの受容体が存在し、これに対応してIGF-Iは細胞増殖やDNA合成を促進した。DNA合成促進作用はEGFにより相乗的に増加した。IGFはTSHによるcAMP産生を促進しなかったがTSHによるヨード取りこみや有機化を促進することが判明した。更にIGFはサイログロブリン合成も促進することを明らかにした。同様の結果はラット甲状腺細胞で確認された。ヒト甲状腺細胞にもIGF-I及びIIの受容体が存在し特に乳頭癌では受容体の増加が産生し抗IGF-I受容体によりその増殖は阻害された。この細胞ではIGF-IのmRNAの発現も認められた。以上の結果よりヒト甲状腺癌細胞の一部ではIGF-Iがオートクリン因子として増殖に関与する可能性が示唆された。患者甲状腺組織中のIGF-I濃度やその結合蛋白も癌組織で高値を示した。更に末端肥大症患者における甲状腺腫の大きさと血中IGF-I濃度は相関することも判明しIGF-Iは甲状腺細胞の増殖と機能に関与することが示唆された。このほかEGFとTGF-αは甲状腺の増殖を促進するが分化機能を抑制すること。一方TGF-βは低濃度で甲状腺細胞の増殖とヨード取りこみを抑制すること、この作用はcAMPを介さないことが判明した。他の成長因子PDGF、FGFは増殖や分化機能に影響を与えなかった。副甲状腺細胞にもIGF及びEGF受容体が存在し両者とEヒト副甲状腺細胞のDNA合成を促進し、またFGFも同様の作用を示した。下垂体細胞株(ラット)に対してもIGF-Iは増殖を促進しGH分泌を抑制した。以上多数の成長因子が内分泌細胞の増殖や機能に影響を与えることが判明した。甲状腺の機能がTSHによって調節されていることは周知の事実である。しかし甲状腺細胞の増殖に対するTSHの効果は一定していない。最近TSH以外の成長因子が甲状腺細胞の増殖やヨード代謝に影響を与えることが判明しつつある。我々は培養ブタ甲状腺細胞を用いてインスリン様成長因子であるIGF-Iの作用について検討した。ブタ甲状腺をディスパーセで処理し、F-12培地で単層培養をおこないIGFの細胞増殖,DNA合成,ヨード代謝に対する作用をみた。IGF-Iは生理的な濃度で甲状腺細胞のDNA合成,細胞増殖,RNA合成,蛋白合成を促進した。MSAやインスリンも同様な作用を示したがその力価はIGF-Iの1%以下であった。甲状腺細胞にはIGF-Iに特異的な受容体が存在し、MSAやインスリンは弱い親和性をもってIGF-Iに競合した。標識IGF-Iを用いたオートラジオグラフィーによって甲状腺細胞の受容体はタイプIのIGF-I受容体を有することが判った。DNA合成や細胞増殖に対してIGF-IとEGFの間には著明な相乘作用が認められたが、この作用は互の受容体を介するものではなかった。IGF-I受容体は他の細胞の場合と同様に、IGF-Iにより下方調節される。ブタ甲状腺のDNA合成に対してTSHは促進作用を示さなかった。培養甲状腺細胞とEGFを3日間反応させると、TSHによるヨードの取りこみやその有機化は完全に抑制されるがIGF-Iと共に培養した場合にはTSHに対するサイクリックAMP産生,ヨード取りこみ,ヨード有機化はいずれも影響されなかった。以上の結果から、ブタ甲状腺においてはTSHよりもIGF-Iが主要な増殖促進因子であると思われた。今后は他の成長因子について同様の検討を行なう予定である。

更に他の内分泌組織についても各種成長因子の作用を検討する。我々は培養ブタ甲状腺細胞にインスリン〓成長因子,IGFーIの受容体が存在すること,IGFーIは甲状腺細胞のDNA合成,細胞増殖を促進すること,その作用はEGFによって増強されること,IGFーIはTSHによる分化機能発現には影響を与えないことを見出した.今年度はトランスフォーミンググロースファクター,TGFの甲状腺細胞増殖と機能に対する効果を検討した.予備検討の結果で,甲状腺組織中にTGF〓活性のあることを確認したからである.TGFにはαとβの2種類がある.我々はTGFαがEGFと同〓に培養甲状腺細胞の増殖を促進するとともに,TSHによって誘導されるヨード代謝,すなわちヨード取りこみと有機化を抑制することを発見した.この作用の一部はTSHによるcAMP産生を抑制するためと考えられた.しかしTGFαはフォルスコリンや8ーブロモcAMPによるヨード代謝をも抑制した.したがってTGFαはcAMP以降の機構にも作用すると考えられた.一方TGFβはIGFーIやEGFによるDNA合成を強く抑制した.更にTSHによるヨード代謝をも強く抑制した. TGFαと異なりTGFβはTSHによるcAMP産生に影響を与えなかった.TGFβはフォルスコリンや8ーブロモcAMPによるヨード取りこみや有機化をPMの濃度で抑制することが判明した.したがってTGFβは主としたcAMP産生以後の機構を抑制することによりヨード代謝を阻害すると考えられた. TGFβの生理的意義は現在不明である.しかし最近リンパ球が活性化されるとTGFβが分泌されることが明らかにされた.したがって自己免疫性甲状腺疾患など甲状腺内のリンパ球が刺激される場合にはTGFβがTSHによる甲状腺機能の調節を修飾する可能性が考えられた.以上我々はTSH以外の多数の因子が甲状腺細胞の増殖や機能の調節に関与する可能性を示した.培養ブタ甲状腺細胞を用いて各種成長因子の甲状腺細胞の増殖と機能に対する効果を検討した。インスリン様成長因子IGF-Iが増殖に対して促進作用を示すことは前年度までに明らかとなったが、更にIGF-IがTSHによるヨード取りこみを相乗的に増加させること、またIGF-IはサイクリックAMPによるヨード取りこみをも増加させることが判明した。IGF-IはTSHによるサイクリックAMP産生を増強すると共にcAMP以降の機構にも作用して分化機能発現を促進すると思われる。ヒト甲状腺細胞についても同様な所見が得られた。またヒト甲状腺癌にはIGF-I受容体が存在すること、培養ヒト甲状腺細胞はIGF-Iに反応してDNA合成が増加することも判明した。ヒト甲状腺癌細胞の一つを株化したところこの細胞は培把中にIGFを分泌することを見出した。IGF-IのcDNAをプローブとしてノザンブロットを施行したところこの細胞ではIGF-IのmRNAが発現していることが判明した。多数例のヒト甲状腺癌の組織IGF-I含量も正常部位に比して増加していた。したがって甲状腺癌の増殖は自から産生するIGFーIによって刺激されていることが示唆された。
アンドロゲン親和性蛋白の性状

1.アンドロゲン・レセプタ-の部分精製と性状ヒト前立腺の手術材料により、DNAセフアロ-ズおよびアンドロゲン・アフィニティゲルを用いて約1300倍以上の部分精製をおこない、分子量45Kのアンドロゲン・レセプタ-の断片を得た。アメリカで発表されたcDNAから推定されたレセプタ-の構造と対比すると、45Kの断片はDNAおよびステロイドと結合する部分をもつ長さと考えられた。アメリカとの共同研究により、アンドロゲン・レセプタ-のモノクロナル抗体を用いてヒト前立腺肥大症や癌における存在を検索した。アンドロゲン・レセプタ-は腺細胞、前立腺癌細胞及び間質細胞の核に局在していたが、いずれの細胞の細胞質にはみられなかった。癌においては、組織学的分化変とレセプタ-をもつ細胞の比率が逆比例関係にあった。2.アンドロゲン親和性蛋白の性状ヒト前立腺にはプロゲスチンと高親和性結合を示す蛋白が多くみられる。本蛋白はヒト子宮にあるプロゲステロン・レセプタ-とは異なる蛋白であることを見出した。組織学的にR1881を用いて観察出来るR1881結合蛋白は、プロゲスチン結合蛋白が大部分であると推測された。R1881結合蛋白は前立腺癌に対する内分泌療法の反応性や予後と相関するので、臨床的には有用であるが、生理的役割は不明である。がん遺伝子産物であるrasP21は前立腺癌によく発現しているが、この発現とR1881結合蛋白との間には関係がみられなかった。1.アンドロゲンレセプターの精製と性状他のステロイドレセプターの構造が決定していくなかでアンドロゲンレセプターのみは解明されず,これは不安定性による.したがって効率のよい分離手段を検討した.いくつかのアンドロゲンアフィニティゲルを比較し, 17のエポキシプロピルジヒドロテストステロンと結合したチオプロピルセフアローズが適することを見出した.アンドロゲンレセプターと共有結合させるリガンドとして,ブロモアセトキシジヒドロテストステロンがよいことがわかったが,粗分画では非特異結合をみるため部分精製してから反応させる必要があった.これらをふまえて,前立腺肥大症のサイトゾールよりDNA結合物質を除去し,硫安沈澱,アフィニティクロマトグラフィー, DNAセファローズクロマトグラフィーにより1300倍精製をおこなった.分子量は大部分45K,一部90Kであった. (Endocrinol,Jpn 1988発表予定).2.アンドロゲン親和性蛋白の精製と性状研究者の研究室において,マウス・シオノギ癌115およびそのサブラインCS2,ラット・ダニングR3327前立腺癌およびそのサブラインCUBを維持している.もとのアンドロゲン依存癌はアンドロゲンレセプターをもつが, CS2とCUBは前者にレセプター,後者にレセプターと異なるアンドロゲン親和性蛋白をみとめ,これらはアンドロゲン非依存性増殖をしめす.CUBの結合蛋白は親和性がレセプターと同じく高い.精製は困難であったが, 40ー50Kの蛋白とみられた.1.アンドロゲン・レセプタ-の部分精製と性状ヒト前立腺の手術材料より、DNAセファロ-ズとアンドロゲン・アフィニティゲルを用いて約1300倍以上の部分精製をおこない、分子量45Kのアンドロゲン・レセプタ-の断片を得た。昨年度アメリカにおいて発表されたDNAの構造から推定したアンドロゲン・レセプタ-の構造から考えて、45Kの蛋白はアンドロゲンやDNAと結合する部分をもった長さといえる。本蛋白のブロモシアンによる分解産物はN末端加マスクされて分析不可能であった。今年度アメリカで作られたアンドロゲン・レセプタ-のモノクロナル抗体を贈与された。アメリカとの共同研究の結果、この抗体を用いてアンドロゲン・レセプタ-を検索した。ヒト

前立腺肥大症や癌において、レセプタ-は上皮および間質の核に局在し、細胞質にはみられなかった。またレセプタ-のみられる細胞の比率は、癌において組織学的分化度と逆比例していた。2.アンドロゲン親和性蛋白の性状プロゲスチン結合蛋白はヒト前立腺に多く存在している。これがヒト子宮にあるプロゲステロン・レセプタ-と異なった結合蛋白であることを見出した。組織化学的にR1881を用いて観察している蛋白は、主としてこのプロゲスチン結合蛋白である。本蛋白の生理的意義は不明であるが、臨床的には前立腺癌内分泌療法反応性と相関し、また生存率とも比例するので有用である。rasp21は前立腺癌でみられるオンコジン産物であるが、この発現とR1881結合蛋白とは関係がみられなかった。
自己由来細胞組み込み型新規人工再生粘膜の開発〜完全なる口腔粘膜再生を目指して〜

本研究では、現在までに得られた様々な知見をもとに人工粘膜下組織の開発を行い、現在までに作製・臨床応用を行っている人工培養口腔粘膜に組み込むことで、完全に患者自身の細胞成分のみから成る倫理面・安全面においてより完璧な人工口腔粘膜の開発を行うことを目的としている。われわれはこれまでに、人工粘膜下組織開発の一環として、独自の手法にて作製・臨床応用してきた人工口腔粘膜移植後の創傷治癒過程について、成熟した上皮と同等の機能を営んでいることを明らかにした。粘膜下組織として導入する材料については、現在すでに臨床の場で用いられている生分解性の高分子材料をはじめとして、口腔粘膜という軟組織を構築するにふさわしい弾性や耐久力、操作性を兼ね備えた生体材料の研究および開発を行ってきた。その結果、開発したいくつかの最適な生体材料に、最適な細胞微小環境となるべき基底膜を組み込むため、従来の研究手法にさらに、細胞工学的な手法を加えて人工粘膜下組織を開発・完成させ、それを従来までにわれわれが行っている手法に導入することで、完全患者由来成分のみを用いた人工粘膜の再生を本研究の最終目標とする。現在は、従来までの手法を踏襲することで、口腔粘膜組織より上皮細胞成分を単離し、最適な生体材料への組み込みを行い、組み込まれた細胞成分の活性等について生化学的な分析を行い、経時的に生体組織の一部として機能していることを明らかにした。今回の研究結果から得られた成果は、患者自身の細胞のみによる口腔粘膜再生に大きく寄与するものと考えられている。本研究において、現在までに得られた様々な知見をもとに人工粘膜下組織の開発を行い、現在までに作製・臨床応用を行っている人工培養口腔粘膜に組み込むことで、完全に患者自身の細胞成分のみから成る倫理面・安全面においてより完璧な人工口腔粘膜の開発を行うことを目的とする。われわれは現在までに、人工粘膜下組織開発の一環として、独自の手法にて作製・臨床応用してきた人工口腔粘膜移植後の創傷治癒過程について実際の移植後の組織を用いて研究を行ってきた。その結果、人工口腔粘膜として移植された上皮細胞は、移植後正常な上皮細胞と同等の代謝機能を獲得し、外的異物への免疫防御応答を行うと同時に、移植創部の神経再生に必要な神経再生因子の産生を行うなど、成熟した上皮と同等の機能を営んでいることを明らかにした。粘膜下組織として導入する材料については、現在すでに臨床の場で用いられている生分解性の高分子材料をはじめとして、口腔粘膜という軟組織を構築するにふさわしい弾性や耐久力、操作性を兼ね備えた生体材料の追究および開発を行う予定である。開発した最適な生体材料に、最適な細胞微小環境となるべき基底膜を組み込むため、従来の研究手法にさらに、細胞工学的な手法を加えて人工粘膜下組織を開発・完成させ、それを従来までにわれわれが行っている手法に導入することで、完全患者由来成分のみを用いた人工粘膜の再生を本研究の最終目標とする。現在は、従来までの手法を踏襲することで、口腔粘膜組織より上皮細胞成分を単離し、各種生体材料への組み込みを行っている過程である。今後、組み込まれた細胞成分の活性等について生化学的な分析を行う予定である。本研究では、現在までに得られた様々な知見をもとに人工粘膜下組織の開発を行い、現在までに作製・臨床応用を行っている人工培養口腔粘膜に組み込むことで、完全に患者自身の細胞成分のみから成る倫理面・安全面においてより完壁な人工口腔粘膜の開発を行うことを目的としている。われわれはこれまでに、人工粘膜下組織開発の一環として、独自の手法にて作製・臨床応用してきた人工口腔粘膜移植後の創傷治癒過程について、成熟した上皮と同等の機能を営んでいるごとを明らかにした。

その結果、開発したいくつかの最適な生体材料に、最適な細胞微小環境となるべき基底膜を組み込むため、従来の研究手法にさらに、細胞工学的な手法を加えて人工粘膜下組織を開発・完成させ、それを従来までにわれわれが行っている手法に導入することで、完全患者由来成分のみを用いた人工粘膜の再生を本研究の最終目標とする。現在は、従来までの手法を踏襲することで、口腔粘膜組織より上皮細胞成分を単離し、最適な生体材料への組み込みを行い、組み込まれた細胞成分の活性等について生化学的な分析を行い、経時的に生体組織の一部として機能していることを明らかにした。今回の研究結果から得られた成果は、患者自身の細胞のみによる口腔粘膜再生に大きく寄与するものと考えられている。
アルミニウムイオンによる根の伸長阻害のターゲット部位の特定

本研究では、酸性土壌の主要ストレス因子であるアルミニウムイオンの毒性による根の伸長阻害のターゲット部位を細胞レベルで明らかにすることを目的としている。アルミニウムイオンは細胞壁に高い親和性を有し、細胞の吸水成長を阻害すると考えられているが明確な証拠はない。いっぽう、アルミニウムイオンは細胞内には透過しにくく、細胞内の生理機能へ与える影響は比較的少ないとされている。そこで、細胞の伸長が阻害されている細胞での細胞内の生理的状態を調べる目的で、個々の細胞レベルで生理活性をモニタリングできる蛍光プローブを細胞にロードして観察を行った。その結果、細胞の伸長がほぼ停止した段階でも、細胞のバイアビリティは保持されており、アルミニウムイオンははじめに細胞の外側に作用して細胞壁の伸長などを阻害することが示唆された。さらにミトコンドリア活性をモニタリングできる蛍光プローブを用いた観察では、バイアビリティの低下以前に、ミトコンドリアの分極度合いが低下することが見出された。このことはアルミニウムイオンが細胞内に侵入して引き起こされたものか、あるいは細胞表面からのシグナル伝達などによって制御されているものである可能性も示している。また、X線分析により細胞表面の元素分布を調べた結果、アルミニウムの集積とともにカルシウム含量の著しい低下が観察された。これは細胞壁に多量に含まれるカルシウムがアルミニウムによって置換された結果と考えられた。以上のように、本研究ではアルミニウムイオンのターゲット部位は細胞の内外に複数存在し、同時多発的に阻害を受けている可能性が示された。本研究では、酸性土壌の主要ストレス因子であるアルミニウムイオンの毒性による根の伸長阻害のターゲットを細胞レベルで明らかにすることを目的としている。アルミニウムイオンは植物細胞の細胞壁に高い親和性を有し、そのことにより細胞壁の正常な伸長がアルミニウムイオンにより阻害されると推測されている。しかし現時点では、in vivoでの細胞壁成分とアルミニウムイオンとの結合体などの直接的な証拠は見つかっていない。またアルミニウムイオンは、微量でも細胞の伸長を強く阻害し、実際の土壌など環境レベルに近いアルミニウムイオン濃度での実験においては細胞に分布したアルミニウムをin vivoで捕らえるのは手法的に困難である。そこで、まず、個々の細胞のアルミニウムイオンストレス下での伸長の過程を細胞形態に着目して連続的に追跡することによって、間接的にアルミニウムイオンの影響を知ることを試みた。そのためには、個々の細胞レベルでの連続観察が可能なビデオマイクロスコープを採用し、植物体を垂直に保ったまま、根の表面の細胞の身長をモニターした。この際、細胞の形態を明確に観察し、かつ細胞のviabilityを同時に観察するために、いくつかの蛍光プローブを投与し、蛍光連続観察を行った。その結果、アルミニウムイオンストレス下では、細胞のviabilityが完全に失われる以前に細胞の伸長速度が低下し、ひきつづいて一部の細胞には細胞内部の構造に変化が認められた。このことから、アルミニウムイオンはまず細胞壁に結合し直接的に細胞伸長を阻害している可能性が示唆された。今後は細胞1個づつにアルミニウムイオンを作用させてその伸長を追跡することにより、さらに細胞壁とアルミニウムイオンとの関連を明らかにする予定である。