hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マングローブの組織培養に関する研究

これまで培養細胞がえられたという報詰のなかった,マングローブについてカルスの誘導を試み,誘導技術の確立と,再分化条件について検討をおこなった。供試したマングローブはRhizophoraceae(ヒルギ科)の3樹種(Kandelia Candel,Rhizophora stylosa,Bruguiera,gymnorrhizaで,まずカルスを誘導する際に用いる部位の検討をおこなった。沖縄本島億首川のK.candel(メヒルギ)自生地から,propagule(発芽種子)を採種し,また同じ生息地から持ち帰ったpropaguleを水耕で培養した幼植物から葉のapical merystem及びroot merystemをえ,細胞培養の供試材料とした。ホルモンは2,-4DとKinetinとし,それぞれ5^*0-5,5^*10-6,5^*10-7Mの濃度でMurasige Skoog寒天培地を調製した。Apical merystemは置床後わずか褐変・壊死し,root merystemは完全な殺菌ができず雑菌の汚染が認められたが,ropaguleからカルスの誘導が確認された。R.stylosa(ヤエヤマヒルギ)の場合は,幼苦なpropa-guleをもちいた場合のみ,特定のホルモン濃度の組み合せからカルスの誘導が確認された。B.GYMNORrhiza(オヒルギ)からのカルス誘導実験でも,成熟したproraguleより,発芽後数cmのもののほうが雑菌の汚染がすくなく,確実にカルス誘導ができた。以上,カルス誘導に供試したRhizophoraceaeのマングローブ3種類では,いずれもpropaguleの未熟個体の成功率がたかく,terminal merystemやrootmerystemでは,消毒の影響によって組織の褐変や壊死がおこり,成功率はきわめて低かった。propaguleからは確実にカルスの誘導が可能となった。R.stylosaを供試材料として,培養細胞を得,継代培養の培地で増殖させたのち,2,4-DまたはIAAとKinetinとを組み合わせて,再分化実験をおこなった。この実験は4回おこなったが,数個の不定芽を得ることができた。さらに継続して再分化実験をおこなっている。従来,マングロ-ブの組織培養に成功した研究は皆無であった。その理由はマングロ-ブの芽にある生長点が通常の植物にくらべて小さいこと,根端の生長点も小さくかつ潮間帯の泥中にあるために微生物の汚染度が高く,生長点培養が困難であったことが理由にあげられる。しかも種子は樹上で発芽するために,種子からも培養細胞を得るのが困難であった。本研究では,芽,根端の成長点について,先ず細胞培養を試みたが,従来と同様に成功しなかった。その原因には,生長点の分裂組織が小さく,移植後直ちに壊死するか,微生物の汚染を回避するための殺菌操作が激烈で,分裂組織を含む周囲の細胞が壊死すること,が理由としてあげられる。そこで次に,マングロ-ブの特殊な種子の繁殖形態に注目し,培養細胞の誘導を試みた。マングロ-ブの種子は樹上で発芽し,1020cmの大きさの幼植物(以下propaguleとする)になるまで母樹から栄養を受け取り生長する。この根端部分は表皮が厚く,過激な殺菌操作にも耐えられる。

propaguleからカルスを誘導する着想を得,先ず顕微鏡観察を行ない,propaguleの根端に当たる部分に多数の側根の生長点が存在することを確認した。カルス誘導の供試材料は西表島に自生するR.stylosa,B.gymnorrhizaおよびK.candelのpropaguleで,1992年2回現地で樹上から採集したものを用いた。propaguleをエタノ-ル,塩化ベンザルコニウム,次亜塩素酸ソ-ダの順に殺菌処理し,23mm厚のディスクに切りわけ切断面を寒天培地に置床した。寒天培地にはLS培地を用い,ホルモンは2,4ーDとkinetineもしくはBAPとをそれぞれ5×10(ー5,ー6,ー7M)の濃度で組合せた。カルスの誘導を確認したホルモンの組合せは,2,4ーDのー5,ー6Mとkinetineのー6Mであった。他の組合せではカルスが認められなかった。この誘導実験は合計5回繰り返し,十分な再現性を持ち,細胞塊は速やかに増殖することを確認した。これまで培養細胞がえられたという報告のなかった、マングローブについてカルスの誘導を試み、誘導技術の確立と、再分化条件について検討をおこなった。供試したマングローブはRhizophoraceae(ヒルギ科)の3樹種(Kandelia candel,Rhizophora stylosa,Bruguiera gymnorrhizaで、まずカルスを誘導する際に用いる部位の検討をおこなった。沖縄本島億首川のK.candel(メヒルギ)自生地から、propagule(発芽種子)を採種し、また同じ生息地から持ち帰ったpropaguleを水耕で培養した幼植物から葉のapical merystem及びroot merystemをえ、細胞培養の供試材料とした。ホルモンは2,-4DとKinetinとし、それぞれ5^*10-5,5^*10-6,5^*10-7Mの濃度でMurasige Skoog寒天培地を調製した。Apical merystemは置床後わずか数日の間に褐変・壊死し、root merystemは完全な殺菌ができず雑菌の汚染が認められたが、ropaguleからカルスの誘導が確認された。R.stylosa(ヤエヤマヒルギ)の場合は、幼若なpropa-guleをもちいた場合のみ、特定のホルモン濃度の組み合せからカルスの誘導が確認された。B.gymnorrhiza(オヒルギ)からのカルス誘導実験でも、成熟したpropaguleより、発芽後数cmのもののほうが雑菌の汚染がすくなく、確実にカルス誘導ができた。以上、カルス誘導に供試したRhizophoraceaeのマングローブ3種類では、いずれもpropaguleの未熟個体の成功率がたかく、terminal merystemやroot merystemでは、消毒の影響によって組織の褐変や壊死がおこり、成功率はきわめて低かった。propaguleからは確実にカルスの誘導が可能となった。R.stylosaを供試材料として、培養細胞を得、継代培養の培地で増殖させたのち、2,4-DまたはIAAとKinetinとを組み合わせて、再分化実験をおこなった。この実験は4回おこなったが、数個の不定芽を得ることができた。さらに継続して再分化実験をおこなっている。
回転系における熱対流と平均流の相互作用に関する研究

熱対流は大気現象において大きな役割を担っており、気象に大きな影響を与える。台風や前線などの極端気象現象においては、背景場の水平シアの効果が重要であるが、水平シア流中の熱対流に関する基礎的な研究は少ない。そこで本研究は、主に系の回転と水平シア流のみを仮定した非常にシンプルな数値モデルを用いて、水平シアと熱対流の相互作用について調べてきた。平成22年度までに、回転軸が傾いた系におけるsin型水平シア流と熱対流の相互作用について、回転軸の傾き、テイラー数、およびレイリー数の3パラメータをスイープして数値実験を行い、大規模な東西ロール状対流によって平均流が非常に強く加速されるレジームが存在することを初めて示し、その加速メカニズムも明らかにした。この成果をまとめた論文は平成22年12月にFluid Dynamics Researchに投稿した。平成23年度に入り論文を改訂・再投稿し、最終的に平成23年11月に掲載された。上記論文の改定作業と並行して、平成23年度は南北方向に無限領域の境界条件を課した熱対流モデルの構築に取り組んだ。本研究のこれまでのモデルは南北方向に周期境界条件、さらに初期にsin型水平シア流を維持する強制項を課してきたが、現実大気への応用を考えると、ベータ効果の導入による自発的な平均流生成を調べる意義は大きい。そこで本研究は、指導教官である石岡圭一准教授が開発した「無限領域のスペクトル法」を用いてベータ効果を導入したモデルの作成を試み、東西一様の二次元モデルまで完成させた。ただ、平均流が自発的に生成されるかどうかを調べるには3次元モデルでの計算が不可欠であり、本研究はまずその足掛かりを築いたと言える。そこで本研究は、主に系の回転と水平シア流のみを仮定した非常にシンプルな数値モデルを用いて、水平シアが熱対流に及ぼす影響を調べている。平成21年度は、Hathaway&Somerville,1987(惑星大気の低緯度域における熱対流とsin型水平シア流の相互作用について数値計算により調べた先行研究)の検証を目的とした修士論文の研究をさらに発展させた。修士論文では1通りに固定していた実験パラメータ(回転軸の傾き・回転角速度・上下面の温度差)を様々に変えて数値計算を行い、平均流加速の様子がどのように変化するか等について調べた。その結果、修士論文で提唱した杉綾模様のロール状対流による平均流加速は常に起こるものではなく、各実験パラメータに大きく依存していることが分かった。一方で、杉綾模様のロール状対流による平均流加速だけでなく、あるパラメータ領域においては、大規模な東西ロール状対流による非常に大きな平均流加速が存在することが新たに明らかになった。解析の結果、この大規模な東西ロール状対流は安定定常解であることが示された。今後は、この大規模な東西ロール状対流による平均流加速のメカニズムや、パラメータ空間における存在範囲を明らかにする予定である。平成22年度は、回転軸が傾いた系におけるsin型水平シア流と熱対流の相互作用について、回転軸の傾き(緯度)、テイラー数(系の回転の強さに対応)、およびレイリー数(上下面の温度差に対応)の3つのパラメータをスイープして数値実験を行った。その結果、平成21年度に示した杉綾模様のロール状対流によって平均流が加速されるレジームだけでなく、大規模な東西ロール状対流によって平均流が非常に強く加速されるレジームが存在することを初めて示した。また、その加速メカニズムについても明らかにし、回転軸が傾いていることおよび水平シアが存在することの両方が加速に重要であることを示した。本論文の成果は木星・土星などの惑星大気の縞状構造の成因解明にも繋がる可能性がある。この成果を英語論文にまとめ、平成22年12月にFluid Dynamics Researchに投稿した。

上記論文の改定作業と並行して、平成23年度は南北方向に無限領域の境界条件を課した熱対流モデルの構築に取り組んだ。本研究のこれまでのモデルは南北方向に周期境界条件、さらに初期にsin型水平シア流を維持する強制項を課してきたが、現実大気への応用を考えると、ベータ効果の導入による自発的な平均流生成を調べる意義は大きい。そこで本研究は、指導教官である石岡圭一准教授が開発した「無限領域のスペクトル法」を用いてベータ効果を導入したモデルの作成を試み、東西一様の二次元モデルまで完成させた。ただ、平均流が自発的に生成されるかどうかを調べるには3次元モデルでの計算が不可欠であり、本研究はまずその足掛かりを築いたと言える。
環シナ海・日本海諸民族の音声・映像資料の再生・解析

1.北里蝋管レコードの音声再生と内容解析円筒状蝋管レコードから音声再生を行なうための触針式及びレーザー光反射利用の非接触式による再生装置を試作し,それを用いた信号検出を行ない,二つの再生方法を比較した.これら再生装置を用いて,北里蝋管240本の再生に成功した.再生・復元されたテープに基づき,台湾高砂族・フィリピン諸族の言語及び民族音楽の内容解析と照合を行ない,一部について文字化・採譜に成功した.アイヌ関係は,現地のアイヌの人と接触し解析した.2.浅井映像資料の再生・復元と解析写真ネガはすべて拡大焼付を行ない, 8ミリ及び16ミリムービーフィルムはビデオフィルムに切換えを行なった.再生・復元された写真ネガ及びムービーフィルムを解析クループと共同作業により編集し,さらに戦前現地で詳しく調査を行なったことのある故老に尋ねることによって,それらが撮影されたおおよその場所・年月を明らかにした.また,内容の解析を行なった.3.浅井レコード,民族学振興会レコードの音声再生と内容解析円盤レコードからの音声再生のための触針式及びレーザー光回折利用の非接触式による再生装置の試作を行ない,それらを用いて音声検出を行なった.一般に古いレコードからの再生音には種々の雑音が含まれ,それらの低減処理の研究を行なった.内容の解析は部分的に終アレ,レコードの大部分は現在死滅してしまった平埔族の言語,歌謡を録音したものであり,世界に二つとない貴重な資料であることが明らかとなった.4.今後の課題:本研究の成果をふまいて,次の研究が今後に期待される.(1)音声再生の実用装置への発展,(2)雑音低減法の系統的研究,(3)音声資料の再生完了とそれとの解析,(4)映像資料の整理・調査を深め,それをもとに本として出版することである.1.北里蝋管レコードの音声再生と内容解析円筒状蝋管レコードから音声再生を行なうための触針式及びレーザー光反射利用の非接触式による再生装置を試作し,それを用いた信号検出を行ない,二つの再生方法を比較した.これら再生装置を用いて,北里蝋管240本の再生に成功した.再生・復元されたテープに基づき,台湾高砂族・フィリピン諸族の言語及び民族音楽の内容解析と照合を行ない,一部について文字化・採譜に成功した.アイヌ関係は,現地のアイヌの人と接触し解析した.2.浅井映像資料の再生・復元と解析写真ネガはすべて拡大焼付を行ない, 8ミリ及び16ミリムービーフィルムはビデオフィルムに切換えを行なった.再生・復元された写真ネガ及びムービーフィルムを解析クループと共同作業により編集し,さらに戦前現地で詳しく調査を行なったことのある故老に尋ねることによって,それらが撮影されたおおよその場所・年月を明らかにした.また,内容の解析を行なった.3.浅井レコード,民族学振興会レコードの音声再生と内容解析円盤レコードからの音声再生のための触針式及びレーザー光回折利用の非接触式による再生装置の試作を行ない,それらを用いて音声検出を行なった.一般に古いレコードからの再生音には種々の雑音が含まれ,それらの低減処理の研究を行なった.内容の解析は部分的に終アレ,レコードの大部分は現在死滅してしまった平埔族の言語,歌謡を録音したものであり,世界に二つとない貴重な資料であることが明らかとなった.4.今後の課題:本研究の成果をふまいて,次の研究が今後に期待される.(1)音声再生の実用装置への発展,(2)雑音低減法の系統的研究,(3)音声資料の再生完了とそれとの解析,(4)映像資料の整理・調査を深め,それをもとに本として出版することである.1.北里蝋管レコードの音声再生:円筒状蝋管レコードから音声再生を行うための触針式及びレーザー反射非接触式による再生装置を試作し、それを用いた信号検出を行い、二つの再生方法を比較した。これら再生装置を用いて、北里蝋管240本の再生に成功した。再生された音声資料には、次の内容を含むことが判明した。日本関係:民族音楽30本、言語談話資料16本、民族音楽と談話資料5本;高砂諸族(台湾):民族音楽51本、言語談話資料9本、民族音楽と談話資料4本;フィリピン関係:民族資料16本、言語談話資料24本、民族音楽と談話資料15本。この他にアイヌ16本、ギリヤーク1本、オロッコ1本、無録音(あるいは不明)52本。これら再生内容の解析が次年度の課題である。2.浅井映像資料の再生・復元:写真ネガはすべて拡大焼付を行い、8ミリ及び16ミリムービーフィルムはビデオフィルムに切換えを行った。これら復元資料の解析は次年度の研究課題となるが、そのための予備調査(日本領台当時に平埔族の研究を行った人の掘り起こし)を行った。3.浅井レコード、民族学振興会レコードの音声再生:円盤レコードからの音声再生のための触針式及びレーザー反射による非接触式による試作器の研究を行った。触針式の場合は通常の再生方式が採用できたが、レーザー反射式による非接触式の場合にはレーザー反射光の検出方法に特別な工夫をほどこして音声再生に成功した。これら再生音声の内容解析は次年度の課題である。4.再生・復元した音声・映像資料の内容

解析:アイヌ関係資料に関しては現地のアイヌの人と接触しつゝ解析を進めており、台湾高砂諸族及びフィリピン諸族関係資料の解析に関しては解析のための人の発掘調査を行い次年度で研究を行う予定である。
中国浙江省農村に生きる口承文藝―泰順と舟山の布袋木偶戯比較研究

中国浙江省舟山では一人遣い指人形芝居『月唐演義』を3日、以前と合わせて約20日分、全編のほぼ半分を録画し、また『粉粧楼』「胡奎売人頭」の段も2日で上演してもらい録画した。一方、伴奏もすべて一人で行う、より古い形式で上演される温州地区蒼南県の一人遣い指人形で、『粉粧楼』を4日20時間、『月唐演義』「李白出考」を2日10時間、泰順県でも『月唐演義』を1日上演してもらい、録画した。これらの録画記録を比較検討した結果、伴奏が別に加わる舟山では、人形は動きが細やかで上演の重要要素であるが、蒼南や泰順では棒に挿した人形を並べるだけの場面も多く、人形は補助で語りが主で、講史との関係がよりはっきりと窺えた。今年度の調査もすべて中央大学非常勤講師瀬田充子氏の協力を得て、二人で行った。8月に一週間中国舟山群島に調査に行った。民間文芸家協会会長の張堅氏にコーディネイトを頼み、舟山島以外での、人形芝居の状況調査を六横島で行った。侯雅飛氏には、二日間で前年度蒼南の調査で演じてもらった「粉粧楼」から「胡奎売頭」の段を上演してもらった。非物質文化遺産に関する法律の影響で、公開上演ははばかられるため、侯雅飛氏の自宅マンションでの上演となった。即興の上演内容に、ほかの観客がいない状況が、影響を及ぼしているようである。これについては、内容を精査して調査している。一方、週末に侯雅飛は、舟山の中心定海の東大街広場で人形芝居を上演しており、近所の老人が家族連れで見ていた。これは、地元政府の肝いりで行われていることが分かった。帰国後、指導の院生、舟山出身の毛久燕氏に、侯雅飛の「粉粧楼」上演記録の概要を整理をしてもらった。中国の春節後の機会を選び、温州大学の林亦修教授にコーディネイトを依頼し、2月中旬に一週間、温州地区の蒼南、平陽と泰順で調査した。温州大学院生でビン南語を解する林小ブンさんに現地語通訳を頼み、平陽と泰順で一人遣い布袋戯を見た。平陽では老人協会主催で50人くらい見に来ており、「十二紅」を一週間演じ続けるという。泰順雅陽では、やはり地区で舞台を設営していたが、観客は十人ほどしかいない。郭子儀を上演していたが、30分ほど演じては休みが入り、熱演とは言い難い。3年前に見た人形遣いは、舞台が壊れたので、上演をやめた、といい、その人形を引き継いだ、という。前回よりかなりさびれている様子がうかがえた。郭子儀の上演台本(登場人物、事件の名前だけを書いたメモのようなもの)を見せてもらい、写真にとる。泰順の一人遣い人形芝居は、どうやら存廃の危機に瀕していることがわかった。本研究は、伴奏、語り、人形遣いすべてを一人でこなし古い形態をとどめる泰順の人形芝居を、彫刻を施した美しい舞台で、二から三人の伴奏を従えて演じられる舟山の人形芝居と比較検討することにより、一人遣い人形芝居と伝統的語り物、講史との関わりを探ろうとした。しかし調査対象に予定した泰順の人形遣いは、手持ちの舞台が壊れたのを潮に廃業してしまい、一人遣いに限れば、泰順の伝統はほぼ失われた。一方、隣接する蒼南県の一人遣いは、舞台と人形を大きくするなどの工夫が功を奏し、非物質文化遺産にも指定されて盛況である。そこで蒼南で「粉粧楼」全編4日間20時間で演じてもらい、舟山の「粉粧楼」の上演と比較した。また、舟山で以前録画した「月唐演義」を蒼南でも二日分上演してもらい、最終年度は、蒼南と泰順および舟山での上演記録の整理を行った。蒼南の上演内容は、調査時に方言通訳をしてくれた温州大学院生林小ブン氏を8月に招き、セリフの確認、小説との比較検討を行った。10月には、温州博物館副館長の楊思好氏を招き、共同研究者の瀬田充子氏と共に、蒼南一人芝居の上演内容、歴史等について4日間研究会を実施した。10月14日には、楊思好氏と立教大学の細井尚子氏、中国華東師範大学の陳勤建氏を招き、橋谷英子司会で、新潟大学で「今も生きる伝統的人形芝居ー中国浙江省の指遣い人形ー」と題して国際シンポジウムを開催した。浙江指遣い人形の源流と考えられる福建省泉州の人形芝居と戯神について、漁民の暮しと人形芝居の関わり、非物質文化遺産保護運動との関係、将来展望について、三年間の調査成果もふまえ、討議した。3月に補充調査で蒼南を再訪、「月唐演義」の李白登場部分について、蒼南と泰順の簡単なは上演台本をもとに検討した。舟山との比較を含め、語り物と人形芝居の関係について、2014年度中にまとめる予定である。

一方、伴奏もすべて一人で行う、より古い形式で上演される温州地区蒼南県の一人遣い指人形で、『粉粧楼』を4日20時間、『月唐演義』「李白出考」を2日10時間、泰順県でも『月唐演義』を1日上演してもらい、録画した。これらの録画記録を比較検討した結果、伴奏が別に加わる舟山では、人形は動きが細やかで上演の重要要素であるが、蒼南や泰順では棒に挿した人形を並べるだけの場面も多く、人形は補助で語りが主で、講史との関係がよりはっきりと窺えた。今年度の調査はすべて中央大学非常勤講師瀬田充子氏の協力を得て、二人で行った。8月12日から19日に舟山を訪ねた。舟山を代表する一人遣い人形芝居(布袋戯)の一座侯家班に「郭子儀」戯の続きを三日間上演してもらい、録画記録を作成した。侯家班の主伴奏で、二胡の名手として名高かった顧国芳氏が9月に急逝されたため、従来の侯家班としては、これが最後の上演で、貴重な記録となった。中国では6月に、外国人の調査はすべて許可申請を要するとする非物質文化遺産保護に関する法律が施行されたため、地元の文化館館長に協力を要請していた泰順での調査は、予定通りの実施が難しくなった。9月6日から13日、温州地区を訪ねた。泰順県を管轄する温州地区の民間文芸家協会会長潘一鋼氏の助言を受け、とりあえず今年度は温州大学の協力を得られる蒼南県に調査地を変更することにした。蒼南県で予備調査をして、今後の調整を行った。2月10日から19日に蒼南県に行き、一人遣い布袋戯で「粉粧楼」全編を4日間一日二場約5時間ずつで上演してもらい、録画記録を作成した。「粉粧楼」は舟山の侯家班の上演記録をすでに一部所持しているので、比較研究の材料を得ることができた。蒼南県郊外の村の廟で上演してもらったので、多い時は60人以上の村人が観劇に訪れた。子どもははしゃぎ、出店も出て、芝居を楽しむコミュニティーがここではまだ生きていることを確認できた。また上演の前後には巨大な爆竹が鳴らされ、田公元帥と呼ばれる芝居の神さまが民衆を教化する言葉を幕間に述べることも確認できた。ビン南語による上演をはじめ、福建の人形芝居との関係、糸操り人形との関係、温州の他の芸能との関係についても基礎的知見を得ることができた。舟山との上演形態の違いも確認した。3月には瀬田充子氏と今年度の調査の総括を行い、特に「粉粧楼」については、原作の小説との比較検討を行った。浙江省舟山と温州地区蒼南、平陽、泰順でそれぞれ人形芝居を見た。非物質文化遺産について、原則外国人だけの調査は認めなくなっているので、思い通りに上演を依頼したり見学ができない。しかし、初年度に蒼南で一人遣い布袋戯の「粉粧楼」全編4日分上演してもらった記録があり、今年度、同じ演目を舟山の侯雅飛にも上演してもらったので、比較研究の材料はそろった。泰順の一人遣い布袋戯は、常に移動して上演しているので、連絡をつけるのが難しかったが、今回は芸人の連絡網を頼って、上演現場に行けた。希望していた人形遣いはすでに廃業していたが、現状確認と、彼らの上演メモを写真撮影できた。郭子儀戯上演も一部録画できたので、舟山のものとの比較材料は手に入った。中国の非物質文化に関する法律制定という悪条件下にあり、予定していたものより少なくなったが、比較研究をまとめるための基本資料はそろえられた。東日本大震災による予算措置で、使用できる研究費が当初制限されたため、夏季の調査日程を一部短縮した。人形芝居が最も盛んに上演されるのは、春節後5日目から元宵節までで、人々の暮らしに生きる人形芝居の状況を把握するためには、この時期の調査が必須であるが、今年度は春節が1月25日と早かったため、授業期間中で出張に出られず、残念ながらこの貴重なチャンスを生かせなかった。中国で非物質文化遺産保護に関する法律が施行され、外国人の調査は許可申請が必要になったため、23年度は泰順県での調査はあきらめ、代わりに温州大学の協力を得て蒼南県に調査地を変更した。
がん治療と組織再生の高次機能を備えた統合型複合多孔質材料の開発

従来のがん治療法である手術療法、化学療法、放射線療法にはそれぞれ問題点が指摘されている。手術療法では、切除した組織が欠損したままでは患者のQOLが低下してしまう。化学療法、および放射線療法には副作用の問題がある。本研究ではこのような問題を解決するため、がん組織を手術で切除した後も、残存または転移したがん細胞を死滅させるとともに、切除部位の組織再生も促す多孔質材料を開発し、その機能を評価する。
計算の哲学―様々な展開に向けて―

本研究では,「計算の哲学」プロジェクトの展開として,様々な分野とのつながりを追求することを目的としたが,中でも物理学に関わる部分について成果を上げた。小澤,中原,小嶋,細谷による物理学に直接つながる内容については大きな成果をあげた。特に小澤の量子集合論,中原の量子計算,細谷の弱値,小嶋の双対性といった部分が深い関わりがあることがわかった。また論理においては,三好の圏論的量子論理の考察は細谷の弱値とのつながりが深いことがわかり,また新たにホモトピー型理論の有効性を見出した。郡司は生物現象において,矢田部は矛盾許容論理において,檜垣はフランス哲学や日本哲学において,本プロジェクトとの関連を深めた。小澤はハイゼンベルク不確定性原理の破れおよび小澤の不等式の成立を光学的偏光測定で観測するための理論を構築した。戸田山は自然計算するシステムの物質レベルからの進化の帰結として科学の発生を捉えるためのリサーチプログラム(「科学の科学」)の青写真を、カントが純粋理性批判で行った議論を、自然化・歴史化・社会化することで構想した。中原は研究協力者のYidun Wan博士および大学院生と量子系の時間発展のもとで不変に保たれる「力学的不変量」を利用して,断熱時間発展を超える量子制御の研究を行った。特に今年度は4準位系の制御を,Lie代数su(4)を使って分類した。小嶋は,複数の「慣性系=参照基準系」を一度に導入し,その相互関係を統制することで,対象系のintrinsicな性質を明らかにするのが「相対性理論」の本質だが,一つの対象系が持ち得る=複数の動力学の相互関係を統制することによって,局所ゲージ不変性やくりこみ,熱力学的性質の本質に迫れることを見出した。檜垣は,今年度は自分に関わりのあるフランス現代思想、身体論、認識論という観点や、そこでの偶然性や現実性という様相に関わる部分から、当該科研に連関する研究をおこなった。郡司は動的な双対性と思弁的実在論の関係を構想し,研究発表を行った。三好はAbramsky-Coeckeの量子論の圏論的な定式化とJacobsの圏論的量子論理との関係について小澤の測定理論を組み込むことを念頭に計算的観点から研究を行った。矢田部は矛盾許容論理の計算的な性質について研究を行った。また研究協力者の細谷は弱値の数学定式化を整備した。小澤はハイゼンベルク不確定性原理の破れおよび小澤の不等式の成立についての理論に対する異論に反証し、また量子集合論による定式化の考察を発展させた。戸田山は自然化を推し進めることにより哲学の全体像を見直す著書を上梓した。中原は、ノイズの影響下での高精度の量子ゲートの実装、すべての量子ビットが同じエラーを受けるときの量子誤り訂正、および非断熱量子制御の研究を行った。量子誤り訂正の理論では、ユニタリー群のテンソル積を既約分解し、その重複度が最大の規約表現を用いた符号化と、最大ではないが再帰的に量子回路が構成できる符号化の両方を研究した。また、非断熱量子制御では、力学的位相を完全に消去し、幾何学的位相(Aharonov-Anandan位相)のみで量子ゲートを構成した。小嶋は、複数の参照基準系での現象記述から一意的帰結を抽出する機構が周知の「相対性」だが,時間発展と対称性変換の重複等に由来する動力学指定の不定性の扱いには,これと双対な関係に立つ「動的相対性」が必要であることを見出した。檜垣は、ドゥルーズを中心とするフランス現代思想、身体論、認識論および、そこでの偶然性や現実性という様相に関わる部分から研究を行った。三好は研究協力者の細谷のアイデアを元に弱値の圏論的考察を行った。またホモトピー型理論に基づく新しい数学の基礎についてこのプロジェクトの観点からの考察を行った。矢田部は、非古典的な真理概念について循環性の見地から研究を行った。構成主義的な素朴集合論で真理述語を定義可能であり、それを使用し縮約規則がある程度シミュレートできることを示した。また、その結果と関連し、自然数の集合の確定性についての結果をまとめ、論文として出版した。また、非標準的な真理理論を研究し、循環性により似た非確定性現象が起こることを示した。小澤は量子集合論によって量子力学の確率解釈を系統的に拡張する方法を明らかにした。それにより量子力学の観測命題のなす言語が射影値真理値及び成立確率を変えずに量子集合論の言語に埋め込めることを示した。またその埋め込みによりボルンの公式が量子集合論から自然に導かれること、及び2つの量子物理量の値が一致する確率が一般的に定義できることを示した。中原は、Noiseless Subsystem/Decohorence Free Subspaceの研究を行った。またエラーの存在下で正確なゲート操作を実現するComposite Pulseの研究を行った。小嶋は、非対称等質空間を対称空間にするには「対称完備化」が必要であるが、その解明に成功した。この意味で圏論的量子論は,局所ゲージ不変性が自然に備わっていることが明らかになった。三好は双方向の情報変換の圏論的モデルについてCSCAT2015において講演した。戸田山は「計算可能な関数」という概念を題材に、数学の実験哲学が可能だとしたらどのようなものでありうるかを考察し、

実験哲学が哲学的概念分析の理念に対してもつ正負のインパクトとされるものが、哲学とはいかなる営みかということについての誤解の上に成り立っていることを明らかにした。矢田部は昨年度の結果を応用し、古典的な真理理論を循環性の見地から分析を行い、証明論的意味論の立場を余帰納法の考え方で拡張することで、真理概念を論理結合子と見なせることを示した。郡司はトークンとタイプの一般的概念としてモノとコトを構想し、その両者の間の動的インターフェイスとして形成される意識や全体性について認知や群れ形成を題材にモデル化やデータ解析を進めた。思弁的実在論との関連も明らかにした。檜垣はドゥルーズ哲学の検討を通じて生物学と哲学及び計算の科学についての検討を継続しており海外研究発表や外国語での論文投稿などを行った。小澤は,量子論理では,含意の選択に任意性があり,佐々木含意,対偶的佐々木含意,相関論理的含意の3種が適切な候補とされている.本研究では,それぞれの含意に基づく量子集合論を展開し,量子集合論内の実数の全体は一致するが,その順序関係がそれぞれの含意によって異なることをその操作的解釈とともに明らかにした.中原は,2015年度は非断熱量子制御の研究を主に行った.Demirplak, Rice, Berryらによって開発された非断熱量子制御の方法を冷却原子のスピン制御に用いて,渦のトポロジカル生成における原子数の減少を抑制した.しかし量子計算への応用はまだ見いだせない.また,球面tデザインを専門とする代数学者と,スピンのMajorana表示の研究をはじめ,今後その一般のsu(n)への拡張を模索している.幾何学者とFinsler幾何学の量子制御への応用に関して共同研究を始めた.三好は新しい数学の基礎として期待されるHomotopy Type Theory (HoTT) / Univalent Foundation of Mathematics(UniMath)がコンピュータ科学でも有効であることを認識し,パッチ理論に引き続いて,複雑な双方向コミュニケーションの記述に適用する研究を行っている。また,弱高次元圏論におけるBataninの定義とLeinsterの定義の微妙な違いを明確化することについて一定の寄与を示した(CT2016で講演予定)。郡司は,内包と外延の双対性に外部が潜在するという形式で、観測が潜在する物理過程を構想し、これをもとに生物の群れや行動、認知過程の実験やモデル化を行った。またこのようなアプローチが、自然主義的二元論を乗り越える、汎心論でもない、中立一元論として展開されることにおいて、意識の科学という擬似問題が解決される道筋を示した。檜垣はドゥルーズ哲学の国際学会を主催し,生物学の哲学および計算の科学についての検討を継続しており,海外研究発表や外国語での論文投稿なども精力的に行った。本研究では,「計算の哲学」プロジェクトの展開として,様々な分野とのつながりを追求することを目的としたが,中でも物理学に関わる部分について成果を上げた。小澤,中原,小嶋,細谷による物理学に直接つながる内容については大きな成果をあげた。特に小澤の量子集合論,中原の量子計算,細谷の弱値,小嶋の双対性といった部分が深い関わりがあることがわかった。また論理においては,三好の圏論的量子論理の考察は細谷の弱値とのつながりが深いことがわかり,また新たにホモトピー型理論の有効性を見出した。
大学の環境人材育成における現場体験に関する実践研究―レジリアンス育成とアンラーン

大学のESDとして実践が広がる環境人材育成の事例に対する批判的検討を通じ、特にそのなかで推進される「現場体験」の意義や課題と、現場体験にもとづく教育と専門的・科学的教育との衝突を乗り越えるために学生や教員が経る「アンラーン(unlearn)(学びほぐす・学び捨てる)」の過程を明らかにした。さらに、それが学生と地域のレジリアンス(変化に適応してストレスから速やかに回復する能力)の育成につながるという仮説にもとづき、グローバル教育としての多様な現場体験や学生交流の可能性を示し、今後の課題として「現場型グローバル人材育成」による大学のESD構築を提案した。本研究は、近年大学のESDとして実践が広がる環境人材育成の事例を批判的に検討し、特にその多くが推進する「現場体験」について、現場「についての」「を通じた」教育から現場「のための」教育へ発展させる必要性と、学生と地域の「レジリアンス育成」、従来の専門的・科学的教育との衝突を乗り越える「アンラーン(unlearn)」の過程に着目しつつ、意義と課題を明らかにすることを目的とする。上記目的の達成に向けて、今年度は下記を実施した。1.文献レビュー:「高等教育の環境教育・ESD」「現場と教育・学習」「体験(経験)教育(学習)」「レジリアンス」「知のあり方(ローカルな知とアンラーン)」等の視点から先行研究を検討し、議論の枠組を形成した。2.大学の環境人材育成事例の調査:ESDの10年における重点的取組の一つとされる文科省戦略的環境リーダー育成拠点形成事業について、各実施大学の報告書や発表資料等から、実施体制や教育内容におけるESDとしての可能性と課題を分析した。3.上記事例関係者への聞き取り:上記事業のもと東京農工大学が実施する環境人材育成プログラムの関係教員・学生・修了生を対象に半構造化インタビューを行い、「現場体験」の意義や課題と、「現場のための教育」と専門教育との衝突やそれを乗り越える「アンラーン」のプロセスと課題に関して聞き取りを行った。4.23で得られたデータの分析:上記で得た発言等についてコーディングと分類化によって「現場体験」の意義と課題に関する考え方や視点を抽出・整理した。5.研究経過・成果の発表:以上の経過や成果について、共生社会システム学会誌(7月)、日本社会教育学会6月集会、世界環境教育会議(6月)、日本環境教育学会年次大会(7月)、日本社会教育学会年次大会(9月)等で発表した。くわえて、複数の論文を投稿中である。本研究は、大学のESDとして実践が広がる環境人材育成の事例を批判的に検討し、特にその多くが推進する「現場体験」について、現場「についての」「を通じた」教育を超え、現場「のための」教育へ発展させることの重要性と、そうした教育と専門的・科学的教育との衝突を乗り越えるために学生や教員が経る「アンラーン(unlearn)」の過程、それを通じた学生と地域のレジリアンス(変化に適応してストレスから速やかに回復する能力)育成の可能性と課題を明らかにすることを目的とした。最終的に、以下の成果を達成することができた。1)大学の環境人材育成事業を通じたESDの可能性と課題の提示:「国連ESDの10年」における重点的取組とされた文部科学省「戦略的環境リーダー育成拠点形成事業」について、各実施大学の実践を横断的に検証し、実施体制や教育内容におけるESDとしての可能性と課題を提示した。2)大学のESDとしての環境人材育成における「現場体験」と「アンラーン」の意義と課題の提示:「現場(と教育・学習)」「体験(経験)教育(学習)」「レジリアンス」「知のあり方(ローカルな知とアンラーン)」等の視点から先行研究を検討し構築した枠組をもとに、上記事業における実施大学の教員・学生を対象に実施した聞き取りを分析し、「現場体験」の意義や課題と「アンラーン」のプロセスについて検討し、求められる対応を提案した。3)大学のESDとしての「現場体験」を通じたレジリアンス育成に関する可能性と課題の提示:大学教育に「現場体験」を組み込み「アンラーン」を促すことで学生と地域のレジリアンスが育成されるという仮説を、学生・修了生への聞取りから検証し、特にグローバル教育としての多様な現場体験や学生交流が生む可能性を示した。次の段階として、今後の研究において「現場型グローバル人材育成」による大学のESD構築を目指すことを計画している。環境教育、社会教育、国際教育、持続可能な開発のための教育(ESD)上記のとおり、目的達成へ向け、関連テーマにおける文献レビューを行い、環境人材育成事業における実践事例を横断的に調査するとともに、そのうち一事例の関係者への聞き取りを実施し、それらを通じて得られたデータを分析して批判的に検討して、そうした調査の経過や成果を複数の学会発表や学会誌を通じて公表することができたことから、当初予定していた活動が概ね順調に進展したといえる。

しかし、当初想定していた「現場体験を、現場『のための』教育へ発展させることによって学生と地域のレジリアンス(変化に適応してストレスから速やかに回復する能力)育成が進展する」という仮説について、特にローカルな知と普遍的な知の衝突、それを乗り越えるアンラーンの過程に着目して説明するという計画については、研究を進める中で、アンラーンの過程について事前に想定していなかった状況があることがわかり、その状況がレジリアンス育成につながる可能性と課題についてさらに検討を深める必要性が生じた。このため、アンラーンが現実に学生や教員、教育機関や地域のレジリアンスを育む可能性と課題に関する検討と、その結果に関する学会発表や論文執筆は、計画を変更して次年度に行うこととした。次年度は、最終年度となることから、「現場体験を、現場『のための』教育へ発展させることによって学生と地域のレジリアンス(変化に適応してストレスから速やかに回復する能力)育成が進展する」という仮説の検証を具体的に進め、結論を構築する。今年度の研究活動の中で明らかとなってきた、アンラーンの過程における状況について、さらに修了生を中心とした聞き取りやその結果の分析を進める。その際、今年度新たに導入したデータ分析ソフトウェアを活用する。その上で、そうしたアンラーンの状況が現実に学生や教員、教育機関や地域のレジリアンスを育む可能性と課題について、具体的に検討を進めることとする。また、そうした研究活動の経過と成果は、引き続き学会発表や学会誌で公表し、他の関連研究者と共有し、議論を深める。今年度中に、聞き取り結果を「現場のための教育」を通じたレジリアンス育成、特にローカルな知と普遍的な知の衝突、それを乗り越えるアンラーンの過程に着目しつつ分析し、その結果を発表する予定であったが、アンラーンの過程について、事前に想定していなかった状況があることが明らかとなり、計画を変更してその状況がレジリアンス育成につながる可能性と課題の検討を深める必要が生じたため、未使用額が生じた。聞き取り結果における、ローカルな知や普遍的な知の衝突、アンラーンの過程に関するより詳細な分析と、そのようなアンラーンが現実に学生や教員、教育機関や地域のレジリアンスを育む可能性と課題に関する検討と、その結果に関する学会発表や論文執筆を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとする。
グルコース刺激による、インスリン分泌顆粒の細胞膜ドッキングと膜融合の連関機序

低分子量GTPase Rab27aとそのエフェクターgranuphilinは、分泌顆粒の細胞膜ドッキングに必須の分子である。我々はその機序として、granuphilinが、顆粒膜上のRab27aと細胞膜上のSNAREタンパク質syntaxin-laを架橋するためであることを提唱している。驚くべきことにgranuphilinによる細胞膜ドッキング過程は、顆粒の膜融合過程を抑制する。この知見は、分泌小胞の細胞膜ドッキングは次の膜融合過程を準備するために必須で、刺激に応じて開口放出する小胞はあらかじめ細胞膜にドッキングしたものである、とするこれまでの通説をくつがえすものであった。そこで顆粒の細胞膜ドッキングと膜融合過程がどのように関連するのかを調べるため、野生型、Rab27a変異型、granuphilin欠損型の各マウスから膵β細胞を単離し、蛍光タンパク質EGFPを融合したインスリンをコードするアデノウィルスを感染させて顆粒を可視化し、インスリン顆粒の開口放出動態を全反射顕微鏡で観察した。その結果、顆粒の細胞膜ドッキングや細胞内分泌に異常のある変異細胞だけではなく、野生型細胞においても、非ドッキング顆粒の開口放出が刺激後早期に認められ、顆粒の定常的な細胞膜ドッキングは膜融合には必須ではなく、むしろこれを抑制する、という我々の仮説が実証された。またRab27aは、granuphilinを介さずに、顆粒を細胞膜近傍にリクルートする働きがあることがわかった。インスリン顆粒の細胞膜ドッキングと膜融合の関係を直接観察するために全反射顕微鏡の系を確立した。すなわちインスリン-EGFP融合タンパク質をコードするアデノウイルスをマウス膵β細胞に感染し、顆粒を可視化し、細胞膜近傍の顆粒の開口放出をフラッシュ現象としてとらえる。この系を用いて、まず正常膵β細胞において、KClおよびグルコース刺激がどのように顆粒を開口放出させるのか、その違いを明らかにした。すなわち前者はドッキング顆粒のみ開口放出させるが、後者はドッキング顆粒のみならず非ドッキング顆粒を開口放出させた。これまで申請者らは、低分子量GTPase Rab27aとそのエフェクタータンパク質Granuphilinがインスリン顆粒の細胞膜ドッキングに関与することを示してきた。現在、Rab27a遺伝子の変異したashenマウス、Granuphilin遺伝子を欠損させたノックアウトマウスに由来する膵β細胞で同様の実験を行い、これらの遺伝子産物が刺激依存性の分泌過程にどのような役割を果たしているかを調べている。またRab27aタンパク質が細胞内で主としてGTP結合型として存在していることを見出しているが、その活性制御機構について解析を行っている。一方、Granuphilin遺伝子の発現に、膵β細胞の分化に関わる転写因子MafAが関与することを示し、本遺伝子の膵β細胞特異的な発現の分子基盤が解明された(Cell Metabolism発表)。申請者らは,低分子量GTPase Rab27aのエフェクター蛋白質granuphilinが,インスリン分泌穎粒の細胞膜ドッキングに必須であることを,granuphilinノックアウトマウス膵β細胞の解析により証明した。驚くべきことにドッキング顆粒の消失にもかかわらず,本マウスのインスリン分泌量は亢進し,耐糖能は改善していた。これまで分泌小胞の細胞膜ドッキングは次の膜融合反応を準備するための過程と考えられてきたため,この知見は予想外であった。そこで分泌穎粒の細胞膜ドッキングと膜融合の関係を調べるために,膵β細胞にインスリン-GFPをコードするアデノウィルスを感染させて,細胞膜直下の分泌穎粒の動態を全反射顕微鏡で解析した。その結果,正常細胞,granuphiliniノックアウト細胞ともに,グルコース刺激後早い時期より細胞膜より離れた部位の顆粒の開口放出が認められた。またノックアウトマウス細胞では刺激前の基底状態でも非ドッキング穎粒の開口放出増加が検知された。これらの知見は,少なくともインスリン穎粒の開口放出において,細胞膜ドッキングは必須の過程ではなく,むしろ膜融合を一時的に抑制することを示している。

granuphilinと相互作用する分子として,syntaxin-la,Munc18-1,細胞膜リン脂質などが知られているが,変異体解析により,これら分子間相互作用のいずれが顆粒の細胞膜ドッキングや膜融合抑制に重要かを,現在,研究中である。
糖尿病末梢神経症に及ぼす高血圧および高脂血症の影響

片腎摘出による軽度高血圧や高脂肪食投与による高トリグリセリド血症の糖尿病性末梢神経猜変への影響を検索するために、糖尿病WBN/kobとZDFラットを用いて検討した。その結果、月腎摘出や高脂肪食投与では、軽度の高血圧や高脂血症は誘導できたが、神経伝導速度や末梢ネ目経の病変形成を増悪する効果はほとんどなかった。このことから、軽度の高血圧や高トリグリセリド血症は、糖尿病性末梢神経症に及ぼす影響は軽微であることが明らかとなった。1.高脂肪食投与による高脂血症WBN/kobラットの作製10週齢のWBN/kobラットにアロキサンを単回静脈内投与し、糖尿病を誘発した。高脂肪・高ショ糖食(F2HFHSD)を30週間摂取させる高脂肪食投与群とスタンダード食を摂取させる対照群の2群構成とした。10週おきに血糖、尿糖、血中トリグリセリド、LDLコレステロール、インスリン濃度の測定をおこなった。糖尿病および高脂血症を発症している10週齢のZucker diabeticfattyラットをもちいて、高脂肪・高ショ糖食を30週間摂取させる高脂肪食投与群とスタンダード食を摂取させる対照群の2群構成とした。3.高脂肪食投与による高脂血症WBN/kobラットの解析3.1血液、血圧、尿の分析いずれの群ともに高血糖、高尿糖を持続した。高脂肪食を投与した群の中性脂肪は有意な高値を示したが、コレスレテロール値には著変はなかった。血圧は高脂肪職群は変化しなかったが、対照群では加齢性に上昇した。3.2後肢末梢神経の運動神経伝導速度の測定運動神経伝導速度は両群間に有意な差はなかった。3.3末梢神経病変の光学顕微鏡による定性的および半定量的解析坐骨神経、脛骨神経、腓腹神経のときほぐし標本による髄鞘及び軸索病変の解析において両群ともに軽度な髄鞘病変を認めたが、両群間に有意な差はなかった。高脂肪食を投与した群は、いずれも一般状態の悪化により瀕死期での安楽殺ないし死亡したため、以後の解析を継続することができなかった。意義今年度は解析途上で明確な結果を得ていないが、高脂血症を示す動物に更に重度の高脂血症を食事性に誘発することは非常に困難であることが明確となった。1.片腎摘出WBN/kobラットの作製10週齢のWBN/kobラットにアロキサンを投与し、糖尿病を誘発した。13週齢で片腎を摘出し30週間標準食を摂取させるアロキサン腎摘群と摘出しないアロキサン対照群およびアロキサンを投与せず片腎を摘出した腎摘群の3群構成とした。2.片腎摘出ZDFラットの作製糖尿病を発症している10週齢のZDFラットをもちいて、13週齢で片腎を摘出し30週間標準食を摂取させる腎摘群と摘出しない対照群の2群構成とした。3.片腎摘出WBN/kobおよびZDFラットの解析3.1血液、血圧、尿の分析アロキサンを投与せず片腎を摘出した腎摘群以外の動物は高血糖、高尿糖を持続した。WBNの腎摘群ではアルブミンおよびタンパク尿排泄が増加した。血圧はZDF腎摘群においてZDF対照群よりも高値を示した。WBNでは加齢性に上昇したが、群間に差はなかった。3.2後肢末梢神経の運動神経伝導速度の測定WBNでは腎摘群に比べてアロキサン投与腎摘群と対照群で有意な低値を示したが、アロキサンを投与した2群間での差はなかった。ZDFの2群は低値を示したが、群間には差はなかった。3.3末梢神経病変の光学顕微鏡による定性的および半定量的解析坐骨神経、脛骨神経、腓腹神経のときほぐし標本および準超薄切片標本による髄鞘及び軸索病変の解析において、WBNのアロキサン投与の2群ともに軽度な髄鞘病変を認めたが、両群間に有意な差はなかった。意義今年度は解析途上で明確な結果を得ていないが、片腎摘出による軽度の高血圧の誘導では、末梢神経には顕著な変化を示さない可能性がある。1.片腎摘出WBN/kobラットの末梢神経病変の光学顕微鏡による定性的および半定量的解析坐骨神経、脛骨神経、腓腹神経のときほぐし標本および準超薄切片標本による髄鞘及び軸索病変の解析において、WBNのアロキサン投与の2群は、対照群である腎臓摘出のみを施した対照群と比べるとともに軽度な髄鞘病変を認めたが、アロキサン投与の2群間に有意な差はなかった。

くわえて、脛骨神経おいて、神経経繊維束の径、髄鞘の厚さ、軸索の径、神経内膜の面積などを形態計測し、病変を半定量的に解析した結果、WBNのアロキサン投与の2群は腎臓のみを摘出した対照群と比べると軸索の萎縮が明らかであったが、アロキサン投与の2群間に有意な差はなかった。2.片腎摘出ZDFラットのの末梢神経病変の光学顕微鏡による定性的および半定量的解析高血糖とともに高脂血症を自然発症するZDFラットに片腎摘出による軽度の高血圧を誘導し、その坐骨神経、脛骨神経、腓腹神経の準超薄切片標本による髄鞘及び軸索病変の解析したが、ZDFの2群ともに軽度な髄鞘病変を認めたが、両群間に有意な差はなかった。このことから、片腎摘出による軽度の高血圧は、糖尿病性末梢神経症に及ぼす影響は軽微であることが明らかとなった。
ウマ歯冠セメント質を用いたセメント質特異的タンパク質の同定

歯周組織の修復にとって、セメント質は、重要な働きをしている。しかし、その機構解明の研究は進んでいない。佐原らは、セメント質の修復機構の研究を形態学的方法で進めており、その過程で、ウマ臼歯歯冠は、セメント質がエナメル質を完全に被覆し、セメント質は、歯冠全体の70%を占めていることを確認した。歯牙修復機構解明に向け、ウマ歯冠セメント質を材料にして、EDTA溶出タンパク質の研究をした。陰イオン交換クロマトグラフィーならびに、セファデックスG-150クロマトグラフィーによる分離は困難であったが、唯一、ヒドロキシアパタイトクロマトグラフィーにより分画することができた。これをさらに、SDS-PAGEで分画し、30kDaタンパク質を得た。このタンパク質の部分アミノ酸配列を分析した結果(ペプチド1:QDTGPRGPRGPAGP、ペプチド2:GXRGFSLDGVK)、プロコラーゲンα1鎖のN-末端から、115128番目ならびに266277番目のペプチドと8293%のホモロジーを示した。しかし、もうひとつのペプチド3(GYEFVITEHXLA)は、プロトカドヘリン18(マウス)と最も高いホモロジーを示し、ヘプタペプチド部分で85%であった。この分子は、I型コラーゲンの分解産物か、プロコラーゲンα1遺伝子から、異なるスプライシング過程を経て生成したか、あるいは新奇な分子の可能性が考えられた。現在まで、歯牙組織でのプロトカドヘリン18の存在は示されておらず、本報告が歯牙組織で初めて、その存在を示唆した。プロトカドヘリンは、中枢神経系の構築時や、形態発生時に高発現し、それらの生命現象に深く関与している、カルシウム依存性細胞接着タンパク質であることを考えると、このプロカドヘリン様物質がセメント質の修復に関与する可能性が高いと考えられる。目的:我々は、ウマの歯冠ではセメント質がエナメル質を覆う形で形成され、歯冠全体の70%を占めることを報告した。一方、骨、エナメル質ならびに象牙質には特有のタンパク質が存在することが示されている、そこでセメント質にも特異的タンパク質が存在するものと考え本研究を始めた。方法:ウマ顎骨ならびにウマ臼歯歯冠を材料とし、付着軟組織を取り除き骨はそのまま、歯冠はセメント質をくり貫き細紛とする。各種のプロテアーゼインヒビターを加えたトリス酢酸緩衝液(pH7.4)=A bufferで一夜、4Mグアニジン/A bufferで一夜を2回攪拌抽出後、0.5M EDTA/A bufferで抽出した。透析、濃縮処理後、EDTA画分とした。結果:1.両組織とも乾燥重量に対し約0.5%のタンパク質がEDTAで可溶化した。2.骨EDTA画分の抗体でIgG-Sepharoseを作製した。骨EDTA画分の約90%が不溶性抗体に結合したのに対し、セメント質EDTA画分はまったく結合しなかった。この結果からセメント質EDTA画分は骨と免疫学的に異なることが明らかになった。3.セメント質のEDTA画分の二次元電気泳動(IPG,SDS-PAGE)では、pI35の領域に510の銀染色陽性のスポットが形成され、骨EDTA画分の結果と類似していた。4.Hydroxyapatiteクロマトでは,10mMリン酸,pH6.8で骨EDTA画分は100%吸着するのに対して、セメント質EDTA画分は未吸着物質が存在した。未吸着、50mM

溶出フラクションのSDS-PAGE、CBB染色の結果、骨とセメント質の50mM溶出フラクションは、類似したタンパク質バンドを示した。一方セメント質の未吸着フラクションには主に3つのタンハクバンドを同定した。考察:組織学的に同定されているように、セメント質タンパク質は骨と非常に類似していることが生化学的分析の結果からも示された。しかし免疫学的な相違が示され、またHydroxyapatiteクロマトグラッフィーでも骨とは異なるタンパク質の存在が示された。今後これらのタンパク質の分析、同定を試みる。目的:我々は、ウマの歯冠ではセメント質がエナメル質を覆う形で形成され、歯冠全体の70%を占めることを報告した。一方、骨、エナメル質ならびに象牙質には特有のタンパク質が存在することが示されている、そこでセメント質にも特異的タンパク質が存在するものと考え本研究を始めた。方法:ウマ顎骨ならびにウマ臼歯歯冠を材料とし、0.5M EDTA/トリス酢酸緩衝液で抽出し、EDTA可溶画分を材料とした。二次元電気泳動、ヒドロキシアパタイトカラムクロマト、イミノアフィニティーを行い分画し、アミノ酸組成ならびに部分ペプチドのアミノ酸配列分析をした。結果:1.EDTA可溶性タンパク質はpI35に分布しておりヒドロキシアパタイトと結合して存在していたことが推定できる。2.SDS-PAGEではシャープなバンドにならない、これはプロテオグリカンが多形化しているためだと推定されたので、ヒドロキシアパタイトクロマト後、SDS-PAGEでさらに分画した。分子量30kDaと35kDaのスポットのタンパク質バンドの抗体を作製し、イミノアフィニティクロマトなどで精製し得られたタンパク質を、エドマン法による分析の結果、I型コラーゲンのN末端のプロコラーゲン部分ならびにプロトカドヘリン18の配列を含んでいた。考察:この時点でセメント質特有のタンパク質は同定できなかった。線維化されていないコラーゲンI型のN末端部分が石灰化組織に残存することが推定された。また脳細胞に多く存在し分化に関与すると考えられているプロトカドヘリンが象牙質に存在することが推定される。これらの役割に関しては継続的研究が必要である。