hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高速・高分解能計測を実現する原子間力顕微鏡のナノスケールサーボ

本研究では超高速・高分解能な計測を実現する原子間力顕微鏡の実現を目的としている。原子間力顕微鏡は、計測試料の表面をナノスケールで計測できる装置である。原子間力顕微鏡は、生きている生体試料の観察を行える唯一の装置であり、生体試料の観察では、試料を傷めないような高速計測が必須だが,原子間力顕微鏡の計測時間は長いことが知られており、通常、数分十数分の計測時間がかかる。これまでに、オブザーバ、マルチレート制御、学習制御などのアドバンストな制御技術を投入することで、大幅な高速計測を実現できた。特に高速イメージングには避けて通れない、接触力の増加に対して、学習制御を取り入れたことにより、高速イメージング中においても接触力を抑圧できることを理論、実験の両面において示すことができた。今年度の取組みとして,原子間力顕微鏡のピエゾアクチュエータの高速化についてアドバンストな学習制御を提案した。通常の繰返し学習制御では,モデル化誤差がなかったとしても離散化により学習フィルタが位相誤差やゲイン誤差を持ってしまう。本研究では,マルチレート離散による安定な学習フィルタを用いて高速かつ安定に位置決めを完了させる手法を提案した。また,これまで有効な解決手法が確立されていない非最小位相連続時間系に対して,過渡中においても良好な追従特性を実現する2自由度制御系の提案を行い,実験により有効性を示した。従来法に対する改良点として,離散化により発生する不安定零点はマルチレート離散で対処し,連続時間の不安定零点は連続時間で設計された不安定な逆システムを安定なFIRフィルタで実現したことである。同手法は周波数応答を用いて設計するため設計手法が明確であり,これまで提案されてきている時間領域での設計のようなシステムの初期値に対する制約がなく,扱いやすいため今後の広い応用が期待されるものである。本研究の目的は、超高速・高分解能な計測を実現する原子間力顕微鏡(以下AFM)の実現である。特に、AFMは、生きている生体試料の観察を行える唯一の装置であり、生体試料の観察では、試料を傷めないような高速計測が必須である。しかしながら、AFMは計測時間は長いことが知られており、通常、数分十数分のオーダである。もちろん、これまでにもAFMを高速化する研究は報告されているが、ハードウェア的な観点からの取り組みが多く、制御工学の観点からアプローチは不十分であった。本研究では、ハードウェア構成は市販のAFMそのままに、ソフトウェアのみで高速AFMを実現させている。特に、これまで古典制御が中心であったAFMに、オブザーバ、マルチレート制御、学習制御などのアドバンストな制御技術を投入することで、大幅な高速計測を実現することができた。まず、前年度において、高速イメージングの基本となるオブザーバに基づく観察に成功した。同技術は、これまでのAFM計測技術にはない新しい手法であると認められ、さらに国内大手顕微鏡メーカの最新AFMに技術導入、および実用化されている。また、高速イメージングには避けて通れない、接触力の増加に対して、学習制御を取り入れたことにより、高速イメージング中においても接触力を抑圧できることを理論、実験の両面において示すことができた。
細胞間情報伝達物質の蛍光イメージングを可能にする機能性核酸センサーの開発

細胞間で行われる化学伝達物質放出現象は生体において極めて重要な役割を担っている。この細胞間における情報伝達物質の放出・拡散過程は詳細にはわかっていない。そこで、細胞膜上で行われる細胞間情報伝達物質の放出を分子レベルで可視化・解析するために、伝達物質の1つであるアデニンヌクレオチドの蛍光センシングが可能な核酸アプタマーセンサーを開発し、細胞間における情報伝達物質アデニンヌクレオチドの放出・拡散現象の観測に成功した。本研究の目的は、細胞膜上で行われる細胞間情報伝達物質の放出を分子レベルで可視化・解析するために、伝達物質の蛍光センシングが可能な核酸アプタマーセンサーを開発することである。細胞間で行われる伝達物質放出現象は生体において極めて重要な役割を担っている。この細胞間における情報伝達物質の放出・拡散過程は詳細にはわかっておらず、伝達物質の動態を分子レベルで可視化・解析することができれば未知の部分が多い細胞間情報伝達物質の作用の理解につながると考えられる。本研究では、核酸アプタマーセンサーを開発し、これまで困難であった細胞間情報伝達物質の分子レベルでの動態解析に挑戦している。昨年度は、アデニンヌクレオチド(Ade)アプタマーセンサーを用い、中枢神経系に存在するグリア細胞(アストロサイト)より、機械的刺激を受けた際に放出・拡散されるAdeの蛍光イメージングをおこなった。本年度は、機械的な刺激をうけたアストロサイトから観測されたAde放出が周囲の細胞に与える影響の同時観測についても検討をおこなった。アストロサイト表層にアプタマーセンサー(緑色)をアンカリングした後に、カルシウムイオン蛍光プローブ(赤色)を細胞内に導入した。その細胞に、機械的刺激を与えるとAdeの放出に同調するように細胞内のカルシウムイオンが増大していく様子が観察された。系時的な変化を解析すると、アプタマーセンサーの蛍光増強は素早くおこり、それ以降は数十秒にわたりゆっくりと減少していくことがわかった。同様にカルシウムイオンの増大も数十秒にわたって同調して起こっていた。通常の神経伝達物質では、秒やミリ秒といったタイムスケールで放出される。今回観測されたAde放出は数十秒にも渡る長時間の放出挙動を示す。これにより、Adeが通常の伝達物質とは異なり、周辺の細胞を長期的に活性化するような役割を担っていることが示唆された。細胞間で行われるドーパミンなどの伝達物質放出現象は生体において極めて重要な役割を担っている。本研究では、試験管内進化法を用い代表的な細胞間情報伝達物質に対する核酸アプタマーセンサーを開発し、これまで困難であった細胞間情報伝達物質の分子レベルでの動態解析に挑戦している。本年度は、既存のアプタマーセンサーであるATPアプタマーセンサーを用い、応答速度の評価、センサーの細胞への固定化法の検討、蛍光イメージング手法の検討をおこなった。その結果、ATP放出のタイムスケールを十分観測可能な応答速度を有していること、固定化法は脂質アンカー型の固定化が細胞種によらず効率が高いこと、高精度蛍光イメージングにより蛍光変化を検出できることが明らかとなった。開発した膜固定型アプタマーセンサーを用い、実際に中枢神経系に存在するグリア細胞より放出・拡散されるATPの蛍光イメージングをおこなった。機械的な刺激をうけたアストロサイトからのATP放出のリアルタイム蛍光イメージングに成功した。現在、観測されたATP放出現象のタイムスケールとATP放出が周囲の細胞に与える影響の詳細について検討をおこなっている。本研究の目的であった、細胞膜上で行われる細胞間情報伝達物質の放出を分子レベルで可視化・解析へ向け、本年度は、実際に細胞間で行われるATPなどの伝達物質放出現象を可視化・解析することに成功した。細胞間情報伝達物質の放出のイメージングへ向けた課題のいくつか(応答速度の評価、センサーの細胞への固定化法の検討、高精度蛍光イメージング)を解決することができた。これより、今後、特定の伝達物質に応答する蛍光アプタマーセンサーの開発に成功すれば、同様の手法・システムへ適用可能であり、基礎段階をクリアすることができたと考えている。本研究の目的である、細胞膜上で行われる様々な細胞間情報伝達物質の放出を分子レベルで可視化・解析へ向け、本年度は、実際に細胞間で行われるATPなどの伝達物質放出現象を可視化・解析することに成功している。今後、ATP以外の特定の伝達物質に応答する蛍光アプタマーセンサーの開発を進め、細胞間情報伝達物質の放出・拡散過程を分子レベルで可視化・解析することで、未知の部分が多い細胞間情報伝達物質の作用の理解につなげていきたいと考えている。

具体的には、標的である伝達物質の対象種類の拡大と解析にむけて、試験管内進化法(SELEX)を行い様々な伝達物質のアプタマーの取得を試みる。取得したアプタマーを蛍光センサー化した後に、本年度の評価系に適用し、十分な応答速度が得られているか、蛍光変化は十分かなどの検討を行い、細胞間情報伝達物質の放出の蛍光イメージングに適用していく予定である。研究費の使用計画としては、主に核酸購入費、試験管内進化法SELEXに必要な試薬および消耗品類、細胞実験や個体サンプル調整費、蛍光イメージングに関連する消耗品類に使用する予定である。
神経形成における集団的細胞運動を支える非筋型ミオシンのダイナミクスと機能

本研究では、ゼブラフィッシュの初期神経系(神経管)が構築される過程で起こる集団的細胞運動における非筋型ミオシンの実体と意義を明らかにするため、細胞生物学的解析と光学顕微鏡を活用した定量解析を行った。収斂運動における細胞と、前年度までに見出した細胞ー細胞外基質間におけるアクトミオシンの動態について解析を行った。単細胞レベルでの移植実験とスピンディスク共焦点顕微鏡を組み合わせたイメージング解析から、正中線に向かう収斂運動は一定ではなく、60ー70秒の周期性を有することが明らかになった。この周期性は細胞ー基質間で見られる周期的なアクトミオシンの動態と似ていることから、2者の間には時空間的・機能的関連性が示唆された。また興味深いことに周期的な収斂運動は近接する細胞間で同調しており、細胞間相互作用を介した調節機構の存在が示唆された。以上の結果から、神経管を形成する細胞の運動は細胞のそれまでの挙動と近接する細胞の挙動の周期性の2要素により、ある程度予測できるようになったと言える。今後は検証を重ね得られたデータから統計学的手法を用いて細胞の挙動を詳しく記述し予測性の向上を目指す必要がある。また周期的なミオシン動態の意義を明らかにする目的で、N-cadherinとVangl2のノックダウン実験を行った結果、上で述べたミオシン集積の周期性が損なわれた。2遺伝子は神経管形成に必須の遺伝子でありこれらの機能がミオシン動態を介したものである可能性がある。ミオシン集積が個々の細胞に与える影響についてはレーザー焼灼法とCALIで、ミオシン集積の分子機構については低分子量G蛋白質RhoファミリーとCa2+経路の機能解析とin vivo FRET解析により明らかにする予定であったが、条件検討を行う段階に留まったため次年度以降の課題としたい。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ゼブラフィッシュの初期神経系(神経管)が構築される過程で起こる集団的細胞運動における非筋型ミオシンの実体と意義を明らかにすることを目的とし、細胞生物学的解析と光学顕微鏡を活用した定量解析を行った。予備的実験で見出したミオシンの動態を定量的に解析するため、野生型又は恒常的活性化型ミオシン軽鎖のEGFP融合タンパク質の細胞内局在をスピンディスク共焦点顕微鏡で観察した。その結果、これまで着目していた細胞間接着部位での恒常活性化型ミオシンの集積の他に、細胞と細胞外基質の接着部位での野生型ミオシンの網状の集積を見出した。同様の集積はF-actinやミオシン重鎖のライブイメージングにおいても観察された。興味深いことに細胞ー基質間でのミオシン、F-アクチンの集積には60ー70秒の周期性があり、この周期性と収斂運動の間には関連性が見られた。次年度以降では遺伝子組換えゼブラフィッシュを作製し同様の解析を進めたい。並行して、本研究ではミオシンの集積が神経管形成において果たす役割について検討した。この目的のためにゼブラフィッシュのミオシン調節軽鎖4遺伝子に対するモルフォリノアンチセンスオリゴを作製しノックダウン実験を行ったが、神経管形成期に起こる異所的な細胞死により詳細な解析が困難になっている。変異型ミオシン軽鎖の導入では細胞分裂の異常を抑える必要があるが、これらの条件検討は次年度も引き続き行うこととする。当初に予定した計画の殆どについて研究を進めることができた。完了できなかった課題については次年度での条件検討により進展を目指す。

また、本研究の遂行過程で見出された周期的なアクトミオシンの動態は予期しなかったものであるが、脊椎動物の上皮性形態形成の理解に繋がる可能性が大きく、今後の発展が期待される。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の遂行過程で見出された周期的なアクトミオシンの動態は上皮性形態形成の理解に繋がる可能性が大きいため、当初予定していた細胞間接着におけるアクトミオシンの動態と共に詳細な解析を進めることとする。特に、異なるアクトミオシン動態の相互依存性、細胞動態との関連、また、細胞間でのアクトミオシン動態の同調性について着目した解析を進めたい。
間主観性の現象学と相対主義の問題

本研究は、フッサールを中心とする現象学的哲学における間主観性の探究を、他者と共同性をめぐるもっと広い問題連関へと置き直し、そこで最大の難関として現れる相対主義の問題を検討し、その解決を図る試みとしてのフッサール間主観性の現象学の可能性を見直そうとするものであった。本年度は、文化および歴史という、他者理解と相対主義の問題の拡がりのなかでもっとも重要と思われる、二つの領野において問題を検討し、フッサールがこれらの領野でいかにして、相対主義の問題提起を深刻に受け止めながらも、それを克服して行く道をさぐっていたか、を明らかにしようとした。こうして問題の裾野を広げると同時に他方では、フッサール間主観性の現象学の根幹を成している、時間・空間の問題にも立ち帰って、問題の核心を掘り下げて行き、とりわけフッサール空間の現象学が、カント空間論に対する批判とカント超越論哲学改造のなかからいかにして現れ、そしてそれがどのように間主観性の現象学へと繋がっていったかを解明しようとした。その一部は研究論文として発表された。以上の研究過程において、フッサール間主観性の現象学を「地平」の思想を中心に解明していくという、私の研究の基本方針が確立されて来た。次年度には、この基本方針に従って、これまでの研究成果をも纏めつつ、大きな研究成果を発表する予定であり、そのための科学研究費を申請している。なお、研究実施計画としては、当面必要なフッサール著作集(Bd.XIII-XV)についてテキスト・データベースを構築し活用することを挙げていたが、準備不足や途中でのさまざまな障害があって、やっとその一部が着手されたに止まった。これについては、単独でする作業の限界を痛感しており、次年度以降の課題としたい。
木星型惑星及びその衛星の内部構造に関する実験的研究

本研究では,木星型惑星と衛星の内部構造を明らかにすることを目的として, H_2OやNH_3を含む系の相平衡の実験を行った.実験方法は,ダイヤモンドアンビル高圧装置を導入し,相転移や融解の様子をその場観察し,高圧下でのX線回折によって相の同定を行うものである.ダイヤモンドアンビルによる発生圧力を測定するために,ルビー螢光法による圧力検出システムを自作した.以上の方法によって, H_2O-NH_3の二成分系の相関係の決定を常温のもとで約10GPaの圧力にわたって行った.高圧下での相の同定には,東大物性研の協力をあおぎ,回転対陰極強力X線を線源とし, SSD及びフィルム法の2つの方法を併用した.実験によって,宇宙存在度組成(NH_314wt%)の約295Kでのリキダスは,約1.2GPaであり,リキダス相は氷の高圧相ICEVI,そしてリリダスは約2.0GPaであることが明らかになった.高圧下でのX線回折の結果, NH_3-26.8wt%の組成においては,圧力約2GPaにおいて氷VI相からVII相への相転移が確認されたが,これと共存するアンモニア含有相の同定は,回折線の数が少ないためにできなかった.しかしながら, X線回折及び偏光顕微鏡観察によると,アンモニア含有相には, 4GPa以下で安定なものと,それ以上で安定なものの2種類が存在するようである.なお高温での実験を行うために, 200°C以上の発生可能な,外熱式加熱・測音装置を試作した.これを用いての高温での実験は,今後行うつもりである.以上の実験結果を用いると,現在の木星型惑星の衛星の内部の温度分布のもとでは,宇宙存在度組成において,氷の多型と部分溶融液としてのアンモニア溶液が共存する.このアンモニア水溶液は共有する氷よりも軽く生成後分離して上昇し,天体表面から宇宙空間に消散し安い.この過程の長期に及ぶ継続によって,現在の天体では, NH3(CH4など)の成分が除かれH2Oが主成分となっていると思われる.本研究では,木星型惑星と衛星の内部構造を明らかにすることを目的として, H_2OやNH_3を含む系の相平衡の実験を行った.実験方法は,ダイヤモンドアンビル高圧装置を導入し,相転移や融解の様子をその場観察し,高圧下でのX線回折によって相の同定を行うものである.ダイヤモンドアンビルによる発生圧力を測定するために,ルビー螢光法による圧力検出システムを自作した.以上の方法によって, H_2O-NH_3の二成分系の相関係の決定を常温のもとで約10GPaの圧力にわたって行った.高圧下での相の同定には,東大物性研の協力をあおぎ,回転対陰極強力X線を線源とし, SSD及びフィルム法の2つの方法を併用した.実験によって,宇宙存在度組成(NH_314wt%)の約295Kでのリキダスは,約1.2GPaであり,リキダス相は氷の高圧相ICEVI,そしてリリダスは約2.0GPaであることが明らかになった.高圧下でのX線回折の結果, NH_3-26.8wt%の組成においては,圧力約2GPaにおいて氷VI相からVII相への相転移が確認されたが,これと共存するアンモニア含有相の同定は,回折線の数が少ないためにできなかった.しかしながら, X線回折及び偏光顕微鏡観察によると,アンモニア含有相には, 4GPa以下で安定なものと,それ以上で安定なものの2種類が存在するようである.なお高温での実験を行うために, 200°C以上の発生可能な,外熱式加熱・測音装置を試作した.これを用いての高温での実験は,今後行うつもりである.以上の実験結果を用いると,現在の木星型惑星の衛星の内部の温度分布のもとでは,宇宙存在度組成において,氷の多型と部分溶融液としてのアンモニア溶液が共存する.このアンモニア水溶液は共有する氷よりも軽く生成後分離して上昇し,天体表面から宇宙空間に消散し安い.この過程の長期に及ぶ継続によって,現在の天体では, NH3(CH4など)の成分が除かれH2Oが主成分となっていると思われる.木星型惑星とその衛星は、【H_2】、H0、N【H_3】、C【H_4】などを重要な構成物質としている。これらの天体の内部構造と形成過程を論ずるために、本年度は、主として、水-アンモニア系の高圧下での相関係を解明するための実験を行った。高圧実験には、レバー式ダイヤモンドアンビル高圧装置を用い、常温で、100kbまでの圧力において、水-アンモニア系の相関係を明らかにすることを目的とした。圧力は、ルビー螢光法で決定し、高圧下での相の同定と相関係の決定には、偏光顕微鏡及び高圧下での粉末X線によるその場観察を併用した。粉末X線回折は、東大物性研の協力をあおぎ、SSD及びフィルム法の2つの方法を用いて行った。出発物質は、宇宙有在度に相当する水とアンモニアの質量比、約14wt%N【H_3】、及び27wt%N【H_3】の2種類の水溶液を使用した。アンモニア濃度の決定は、常温で水溶液の比重を精密に測定することにより行った。今回の実験の結果、水-アンモニア系において、宇宙有在度組成(【H_2】O-14wt%N【H_3】)、295Kでのリキダスは、約12kb、ソリダスは、約37kbであることが明らかになった。

高圧下でのX線回折の結果、常温でソリダスとリキダスの間の圧力(12kb<P<37kb)では、低圧測で、ICE【VI】、高圧側で、ICE【VII】が液と共有することが明らかになった。2固相共存領域(P>37kb)では、ICE【VII】の存在が、高圧X線によって、確認されたが、回折線の数と強度が不十分であったために、含水アンモニア固相の同定はできなかった。木星型惑星の衛星の推定内部温度と、今回の水-アンモニア系の相関係を比較すると、衛星表面では固相が安定であるが、衛星内部では、ICEの多型とアンモニアに富む液相(マグマ)の共有する部分熔融状態である可能性が高いことが明らかになった。
末梢血幹細胞移植を応用した虚血部血管新生療法の開発

最近、成人末梢血中の単核球の分画中に血管内皮細胞に分化しうる内皮前駆細胞が存在することが報告され、我々はウサギ骨髄細胞から分離された単核球から内皮前駆細胞が分化しうることや、ウサギ自己骨髄単核球を虚血下肢骨格筋内に移植すると、血管新生や側副血行路を有意に増強させることを発見した。この自己骨髄細胞移植は移植細胞の拒絶反応を無視することができるため、現在我々は内科的・外科的に治療困難なヒト閉塞性動脈硬化症(ASO)およびバージャー病患者例に対する臨床応用に取り組んでいるが、骨髄の採取は入院管理の上、全身麻酔下に行う必要がるため患者への侵襲がかなり強く、手技自体が患者や病状に不利益となる可能性もある。近年、自己幹細胞移植は骨髄移植から末梢血幹細胞移植へと変貌をとげつつあるため、本研究ではまずフェレーシスにより採取されてきたヒトの末梢血単核球細胞から内皮前駆細胞の分化誘導および単離が可能であるか否かの検討に加え、さらにそれらが虚血のもたらす組織環境の一つ"低酸素状態"により新生血管形成能力を増強するか否かについてin vitroおよびin vivoで検討した。1)ヒト末梢血より分離した単核球細胞をボイデンチャンバー内で低酸素状態下に培養した群と通常の酸素状態下に培養した群との間で内皮前駆細胞様接着細胞へ分化する程度を比較してみたところ、低酸素状態で培養した細胞の方が有意に増強されていた。2)分離した内皮前駆細胞様接着細胞から放出されたVEGFタンパク濃度や、内皮細胞の表面マーカーであるCD31やVEGFR-2の発現は低酸素状態により有意に増強されていた。3)T細胞免疫抑制ラットに作製した虚血下肢骨格筋内に低酸素状態下で分離した内皮前駆細胞様接着細胞を移植してみたところ、通常の酸素状態下で培養した細胞移植群に比べ明らかに新生血管形成が増強していた。以上の結果は、末梢血よりフェレーシスにて採取したヒトの末梢血幹細胞や単核球細胞をあらかじめ低酸素状態下で内皮前駆細胞や成熟内皮細胞に分化誘導させ、血管形成能力を増強させたうえでヒトの虚血肢へ自家移植することにより、さらなる新生血管形成効果が得られる可能性を示唆したものではないかと考えた。
虚血脳保護作用を有するサイトカインの細胞内情報伝達機構

我々はこれまでに、インターロイキン3(IL-3)やエリスロポエチン(EPO)、またはEpidermal growth factor (EGF)が脳虚血に対して保護的に働く事を報告してきた。同時にIL-3やEPOでは細胞死抑制遺伝子産物Bcl-X_Lの発現増強を介して神経細胞を強力に保護すことも報告した。IL-3,EPO, EGFはいずれもJak/Stat系を介して細胞内シグナル伝達を行うことが知られており、Stat3,やStat5によりBcl-X_Lが発現誘導され抗アポトーシスに働く事も知られている。そこで我々はまず、脳虚血時に実際にJak/Stat系の活性化が起こるかどうかをStat3のリン酸化抗体を用いて検討した。その結果Stat3のリン酸化が脳虚血後6時間目から虚血巣で著名に亢進する事をを認めた。更に免疫電顕によりリン酸化Stat3陽性細胞はすべて変性神経細胞である事を示し、Stat3の活性化は細胞死に関連する可能性を報告した。次いでStat3を組み込んだアデノウイルスベクターを作成し、初代培養神経細胞やダリア細胞にStat3のwild type(St3.Wt)やそのdominant negative type、及びレポータ遺伝子LacZ)を強制発現させ、その効果を検討した。その結果初代培養グリア細胞にSt3.Wtを強制発現させると明らかに細胞死が促進される事が分かった。そして細胞死に陥る直前にはグリア細胞でのbcl-xlの発現が低下している事とcaspase-3活性が上昇している事を示した。一方神経細胞に上記のウイルスベクターを用いて強制発現させても有意な変化は認められず、bcl-xlの減少も認めなかった。しかしながら強制発現後の神経細胞をマイクログリアと共培養すると、共培養後3日目にはSt3.Wtを強制発現させたニューロンで細胞死の促進効果が見られた。我々はこれまでに、インターロイキン3(IL-3) (J. Exp. Med, 188, 635-649,1998)やエリスロポエチン(EPO) (Proc. Natl. Acad. Sci. USA,95,4635-4640,1998)、またはEpidermal growth factor (EGF) (J. Cereb, Blood Flow Metab.,18,349-360,1998)が脳虚血に対して保護的に働く事を報告してきた.同時にIL-3やEPOでは細胞死抑制遺伝子産物Bcl-X_Lの発現増強を介して神経細胞を強力に保護すことも報告した。IL-3,EPO, EGFといったコロニー刺激因子はJAK/STAT系を介して細胞内シグナル伝達を行うことが知られており、STAT3,5によりBcl-X_Lが発現誘導され抗アポトーシスに働く事も知られている。前述のサイトカインや増殖因子のうちIL-3, EPOはSTAT5と、またEGFはSTAT1やSTAT3に関連することが報告されている。さらに最近STAT5の負の調節因子としてcytokine inducible SH2-protein-1 (CIS1)が見出された。CIS1はSTAT5によって転写誘導され、その後リン酸化されたIL-3受容体やEPO受容体と結合し、STAT5の活性化を阻害することが知られている。そこで我々はまず、脳虚血時に実際にJAK/STAT系の活性化が起こるかどうかをStatのリン酸化抗体を用いて検討した。マウス中大脳動脈永久閉塞モデルを用いて、虚血後経時的にStatのリン酸化の亢進の有無をWestern blottingにて検討した。その結果stat3のリン酸化が虚血後6時間目から虚血巣で著名に亢進する事を認めた。

また免疫染色によりリン酸化Stat3陽性細胞はneuronである事を認め、更に免疫電顕によりリン酸化stat3陽性神経細胞はすべて変性細胞である事を認めた。従ってリン酸化stat3は細胞死に関連する可能性を認め報告した(Neurosci Lett, 303:153-156,2001.)。現在我々はSTAT1,3,5やCIS1を組み込んだアデノウイルスベクターを作成し、初代培養神経細胞やグリア細胞にSTATやCISを強制発現させ、低酸素負荷に対する影響を調べようとしている。現在ウイルスベクターのうちSTAT1,3,CIS1,CIS3,Jabの作成と精製を終了し一部のベクターに関しては初代培養での検討を開始している。またラットやマウス脳にウイルスベクターを脳定位的に導入しSTATやCISを強制発現させ、脳虚血障害に影響を与えるかどうか検討するための予備実験を行っている。我々はこれまでに、インターロイキン3(IL-3)やエリスロポエチン(EPO)、またはEpidermal growth factor(EGF)が脳虚血に対して保護的に働く事を報告してきた。同時にIL-3やEPOでは細胞死抑制遺伝子産物Bcl-X_Lの発現増強を介して神経細胞を強力に保護すことも報告した。IL-3、EPO、EGFはいずれもJak/Stat系を介して細胞内シグナル伝達を行うことが知られており、Stat3やStat5によりBcl-X_Lが発現誘導され抗アポトーシスに働く事も知られている。そこで我々はまず、脳虚血時に実際にJak/Stat系の活性化が起こるかどうかをStatのリン酸化抗体を用いて検討した。その結果Stat3のリン酸化が脳虚血後6時間目から虚血巣で著名に亢進する事を認めた。更に免疫電顕によりリン酸化Stat3陽性細胞はすべて変性神経細胞である事を示し、Stat3の活性化は細胞死に関連する可能性を報告した。次いでStat3を組み込んだアデノウイルスベクターを作成し、初代培養神経細胞やグリア細胞にstat3のwild type(st3.Wt)やそのdominant negative type、及びレポータ遺伝子(LacZ)を強制発現させ、その効果を検討した。その結果初代培養グリア細胞にSt3.Wtを強制発現させると明らかに細胞死が促進される事が分かった。そして細胞死に陥る直前にはグリア細胞でのbcl-xlの発現が低下している事とcaspase-3活性が上昇している事を示した。一方神経細胞に上記のウイルスベクターを用いて強制発現させても有意な変化は認められず、bcl-xlの減少も認めなかった。しかしながら強制発現後の神経細胞をマイクログリアと共培養すると、共培養後3日目にはSt3.Wtを強制発現させたニューロンで細胞死の促進効果が見られた。
同一試薬によるマスキングと協同効果を利用したランタノイド(III)の抽出分離

本研究の目的にあう配位子をみつけるため、【i】)安息香酸のオルト位とフェニル酢酸のα位にキレート生成可能の官能基をもつ酸との水相内錯体の安定度定数をpH滴定法により測定した。また、【ii】)水相内で安定度定数が原子番号と共に増加する錯体を作る配位子が有機相内でランタノイド(【iii】)キレートと付加錯体を形成して抽出を増加させるか、その付加錯体生成定数は原子番号の大きさとどのような関係にあるかを調べた。【i】)安息香酸のオルト位に-OH基をもつサリチル酸,-O【CH_3】基をもつアニス酸-N【H_2】基をもつアントラニル酸との錯体の安定度定数を原子番号の関数として表わしたところ、その値もパターンも安息香酸錯体に類似しており、安定なキレートを作らないことがわかった。また、フェニル酢酸のα位に-【CH_2】OHをもつトロパ酸も同様であった。この結果はランタノイド(III)はカルボン酸とは安定な6員環を作らないためと説明できる。一方、α-オキシカルボン酸であるマンデル酸錯体の安定度定数は【i】)の各錯体の値よりずっと高く、しかも原子番号の増加と共に増加した。しかし、マンデル酸の-OHをこれより塩基性の高い-O【CH_3】におきかえたところ、安定度定数の値並びに原子番号の関数としてのパターンも安息香酸錯体と類似でサマリウム付近に極大値を示した。以上の結果から本研究の目的にあう配位子はα-オキシカルボン酸であり、キレート生成に関与しない基は電子をおしだす効果をもち、疎水性を高くする意味で炭化水素部分の大きいものがよいと結論された。【ii】)疎水性の高いα-オキシカルボン酸としてベンジル酸を選び、β-ジケトンの一つであるPTAキレートとの付加錯体形成を【^(139)La】,【^(152+154)Eu】,【^(174)Y】b放射性トレーサーを使って調べたところ、抽出の増加は原子番号が小さいものの方が大きく、この増加分はPTAとベンジル酸の混合錯体に由来するものでなく付加錯体生成によることがわかった。
患者紹介のシステムと効率に関する研究

目的:本研究は、高度医療を担う大学病院と患者紹介を基盤とする開放型病院の患者特性を紹介の有無別に比較することにより、患者紹介の得失を明らかにし、効果的で良質な医療連携システムの検討を目的とする。昨年度の診療特性の把握に加え、今年度は主に費用の分析を行った。対象と方法:病床数約千床の大学病院を1か月間に受診した紹介患者683名、非紹介患者740名(1/3無作為抽出)の初診後8か月間の保険点数を診療報酬明細書から調査した。同様に約300床の開放型病院における紹介群422名、非紹介群273名の医療費を分析した。結果と考察:大学病院の場合、紹介群は外来の総点数と1日当り点数が有意に多く(x^2検定p<0.005)、非紹介群は入院の総点数と1日当り点数が多い傾向にある。診療行為別に見ると、外来点数では紹介群で5割、非紹介群で3割が検査であり、紹介群で検査が有意に多い。入院点数では、非紹介群で注射が多く、非紹介群の入院1日当り点数は低点数と高点数の2峰に乖離する傾向にある。これを入院日数の長短で2群に分けると、紹介群の1日当り点数は長期群で注射が多く、非紹介患者では短期群で注射が多い。診療特性に加え費用面からも、紹介によらず大学病院を受診する患者には、軽症群、重症群とも称すべき性格を異にする患者の混在することが窺える。紹介の有無と病気の重軽とは必ずしも相関せず、患者紹介の推進には一次医療の充実が不可欠と考えられる。また、開放型病院では、紹介群は外来の総点数と1日当り点数(投薬、注射、検査、画像)が非紹介群より有意に多い。入院では、非紹介群で手術料の割合が3割と多い傾向にある。開放型病院は高次の入院機能を期待されているが、救急としての外来機能を担い、ここでは必ずしも高次の機能を発揮しえない状況にあることが窺える。効率的な医療連携の推進には、地域の救急医療体制の整備が欠かせない条件と考えられる。対象と方法:病床数約千床の大学病院を受診した新来患者1423名の新療録と紹介状を調査し、住所他、傷病名、重症度、臨床経過など患者の基本的事項を紹介の有無別に比較検討した。また、病床数330床の開放型病院の新来患者695名について、同じく紹介群と非紹介群のx^2検定を行い、紹介に係る患者特性を検討した。結果と考察:大学病院の紹介患者の割合は26%で、紹介群と非紹介群の性、年齢を同一に調整した対比較で有意差を認めるのは住所地、職業、傷病名、診療科、初診回数、退院先であり、入院日数、転帰、保険の種類などは有意差を認めない。大学病院は一次から三次まで多様な医療機能を果たし、以前の受診経験と近隣の居住が、紹介によらず大学病院を受診大きな動機となっている。注目される結果は、紹介の有無と病気の軽重とは必ずしも相関せず、紹介によらない患者が転症とは限らないことである。従って、医療連携の手段である患者紹介を推進するには、こうした患者の診療にあたるプライマリ・ケアの充実が欠かせない前提と考えられた。一方、開放型病院の紹介患者の割合は61%で、紹介群と非紹介群に有意差を認めるのは、年齢、初診回数、職業、傷病名、手術の有無、重症度であり、性、通院回数、入院日数、転帰、退院先などは有意差を認めない。開放型病院は紹介患者の診療を原則とし、紹介によらない患者の多くは救急患者であるが、この救急患者の多くは軽症の一次救急と考えられる。効率的な医療の実現に向けて、開放型病院は入院と検査を中心とした高度の医療機能を期待されているが、救急として引き続き外来機能を担い、この救急医療では必ずしも高次の機能を発揮しえない状況にあることが窺える。効率的な患者紹介システムの構築には、地域の救急医療体制の整備が欠かせない条件と考えられた。次年度は患者紹介のメリット、デメリットのバランスシ-トを費用の面からも検討する予定である。

これを入院日数の長短で2群に分けると、紹介群の1日当り点数は長期群で注射が多く、非紹介患者では短期群で注射が多い。診療特性に加え費用面からも、紹介によらず大学病院を受診する患者には、軽症群、重症群とも称すべき性格を異にする患者の混在することが窺える。紹介の有無と病気の重軽とは必ずしも相関せず、患者紹介の推進には一次医療の充実が不可欠と考えられる。また、開放型病院では、紹介群は外来の総点数と1日当り点数(投薬、注射、検査、画像)が非紹介群より有意に多い。入院では、非紹介群で手術料の割合が3割と多い傾向にある。開放型病院は高次の入院機能を期待されているが、救急としての外来機能を担い、ここでは必ずしも高次の機能を発揮しえない状況にあることが窺える。効率的な医療連携の推進には、地域の救急医療体制の整備が欠かせない条件と考えられる。
植物細胞の分化転換時に働く液胞内プロセシングの機構

高等植物の分化の柔軟性は細胞やオルガネラの分化転換能力に起因していると考えられる.植物の器官の可変性を細胞内のオルガネラの可変性としてとらえて,オルガネラの中でも特に形態的にも機能的にも大きく変動する液胞に着目して研究を進めた.高等植物の液胞は,貯蔵器官にみられるタンパク質蓄積型液胞と栄養器官にみられる分解型液胞の2種類に分類されている.本研究では,液胞の機能分子の活性化に関わる液胞プロセシング酵素(VPE;Vacuolar processing enzyme)の細胞分化転換時における発現制御機構の解明を目指して下記の解析を行った.液胞プロセシング酵素は様々な液胞タンパク質の成熟化に関与している酵素で,新規のシステインプロテイナーゼのファミリーを形成しているが,シロイヌナズナより単離した3種類のVPE(αVPE,βVPE,γVPE)遺伝子の解析から,このファミリーはさらに2つのサブファミリーに分けられ,βVPE遺伝子が種子と花粉に特異的に発現しているのに対し,αVPEとγVPEの遺伝子は栄養器官で発現することがわかった.このことは,βVPEがタンパク質蓄積型液胞で種子タンパク質の成熟化に関与し,αVPEとγVPEが分解型液胞で機能していることを示唆している.次いで,栄養器官型VPE_Sの生理学的な機能を明らかにすることを目標として,γVPEの酵素化学的な解析を行うとともに,詳細な発現様式の解析を行った.その結果,栄養器官型αVPEとγVPE遺伝子の発現が,若い健康な組織では観察されず,細胞死に至る組織などで強く発現するとともにサリチル酸処理や障害によっても発現が誘導されることがわかってきた.酵母細胞内で発現させたγVPEも貯蔵器官型VPEと同様にアスパラギン残基のカルボニル基側のペプチド結合を切断する活性を有していることが分かった.老化組織やストレスを受けた組織の液胞ではCysteine proteinasesが発現誘導されてくることが報告されているが,これらの加水分解酵素の活性化を伴う成熟化にγVPEが関与していることが強く示唆された.高等植物の分化の柔軟性は細胞やオルガネラの分化転換能力に起因していると考えられる.植物の器官の可変性を細胞内のオルガネラの可変性としてとらえて,オルガネラの中でも特に形態的にも機能的にも大きく変動する液胞に着目して研究を進めた.高等植物の液胞は,貯蔵器官にみられるタンパク質蓄積型液胞と栄養器官にみられる分解型液胞の2種類に分類されている.本研究では,液胞の機能分子の活性化に関わる液胞プロセシング酵素(VPE;Vacuolar processing enzyme)の細胞分化転換時における発現制御機構の解明を目指して下記の解析を行った.液胞プロセシング酵素は様々な液胞タンパク質の成熟化に関与している酵素で,新規のシステインプロテイナーゼのファミリーを形成しているが,シロイヌナズナより単離した3種類のVPE(αVPE,βVPE,γVPE)遺伝子の解析から,このファミリーはさらに2つのサブファミリーに分けられ,βVPE遺伝子が種子と花粉に特異的に発現しているのに対し,αVPEとγVPEの遺伝子は栄養器官で発現することがわかった.このことは,βVPEがタンパク質蓄積型液胞で種子タンパク質の成熟化に関与し,αVPEとγVPEが分解型液胞で機能していることを示唆している.次いで,栄養器官型VPE_Sの生理学的な機能を明らかにすることを目標として,γVPEの酵素化学的な解析を行うとともに,詳細な発現様式の解析を行った.その結果,栄養器官型αVPEとγVPE遺伝子の発現が,若い健康な組織では観察されず,細胞死に至る組織などで強く発現するとともにサリチル酸処理や障害によっても発現が誘導されることがわかってきた.酵母細胞内で発現させたγVPEも貯蔵器官型VPEと同様にアスパラギン残基のカルボニル基側のペプチド結合を切断する活性を有していることが分かった.老化組織やストレスを受けた組織の液胞ではCysteine proteinasesが発現誘導されてくることが報告されているが,これらの加水分解酵素の活性化を伴う成熟化にγVPEが関与していることが強く示唆された.高等植物は,置かれた環境の変化に対応するために細胞レベルで大きく変動する能力を持つ一方,発生の過程や感染防御の過程で一部の細胞を死に至らせる能力を備えている.このような植物細胞の分化の柔軟性は液胞の分化転換能力に負うところが大きい.本研究では,ストレスや老化時の細胞の液胞に現れる機能分子の活性発現の制御機構を明らかにすることを目標として下記の解析を行った.液胞プロセシング酵素(VPE;V__-acuolar p__-rocessing e__-nzyme)は様々な液胞タンパク質の成熟化に関与している酵素で,新規のシステインプロテイナーゼのファミリーを形成しているが,このファミリーはさらに2つのサブファミリー(種子タイプと栄養器官タイプ)に分けられる.本年度は,栄養器官のVegetative vacuolesにおけるVPEの機能を解明するために,アラビドプシスの3種類のVPE(αVPE,βVPE,γVPE)遺伝子のプロモーターにGUS遺伝子をつないだキメラ遺伝子をシロイヌナズナとタバコに導入し,それぞれの発現様式を解析した.その結果,βVPE遺伝子が種子と花粉に特異的に発現しているのに対し,αVPEとγVPEの遺伝子は栄養器官の老化時に発現が認められた.γVPE遺伝子は,タバコの葯の成熟過程で急激に退化していくことが知られているCircular cell clusterで顕著な発現を示した外,サリチル酸や傷害によって発現誘導がみられた.

この結果とVPEの基質特異性を考え合わせると,老化時に誘導されることが知られているCysteine proteinasesやPR proteinsの一つChitinaseや傷害抵抗性ProteinのProteinaseinhibitorなどのタンパク質の活性化を伴う成熟化にγVPEが関与していることが強く示唆される.即ち,細胞死に必須な加水分解酵素や様々な抵抗性遺伝子産物の活性発現をVPEが制御している可能性が示された.高等植物の分化の柔軟性は細胞やオルガネラの分化転換能力に起因していると考えられる.植物の器官の可変性を細胞内のオルガネラの可変性としてとらえて,オルガネラの中でも特に形態的にも機能的にも大きく変動する液胞に着目して研究を進めた.高等植物の液胞は,貯蔵器官にみられるタンパク質蓄積型液胞と栄養器官にみられる分解型液胞の2種類に分類されている.本研究では,液胞の機能分子の活性化に関わる液胞プロセシング酵素(VPE:Vacuolar processing enzyme)の細胞分化転換時における発現制御機構の解明を目指して下記の解析を行った.液胞プロセシング酵素は様々な液胞タンパク質の成熟化に関与している酵素で,新規のシステインプロテイナーゼのファミリーを形成しているが,シロイヌナズナより単離した3種類のVPE(αVPE,βVPE,γVPE)遺伝子の解析から,このファミリーはさらに2つのサブファミリーに分けられ,βVPE遺伝子が種子と花粉に特異的に発現しているのに対し,αVPEとγVPEの遺伝子は栄養器官で発現することが分かった.このことは,βVPEがタンパク質蓄積型液胞で種子タンパク質の成熟化に関与し,αVPEとγVPEが分解型液胞で機能していることを示唆している.次いで,栄養器官型VPEsの生理学的な機能を明らかにすることを目標として,γVPEの酵素化学的な解析を行うとともに,詳細な発現様式の解析を行った.3その結果,栄養器官型αVPEとγVPE遺伝子の発現が,若い健康な組織では観察されず,細胞死に至る組織などで強く発現するとともにサリチル酸処理や傷害によっても発現が誘導されることが分かってきた.酵母細胞内で発現させたγVPEも貯蔵器官型VPEと同様にアスパラギン残基のカルボニル基側のペプチド結合を切断する活性を有していることが分かった.老化組織やストレスを受けた組織の液胞ではCysteine proteinasesが発現誘導されてくることが報告されているが,これらの加水分解酵素の活性化を伴う成熟化にγVPEが関与していることが強く示唆された.
抗脳腫瘍化学療法剤の作用発現に関する基礎的研究

本研究の目的は、抗腫瘍化学療法剤の脳腫瘍細胞に対する殺細胞効果の機序を細胞蛋白(合成)、細胞骨骼の変化に視点をしぼり基礎的検討を行うにある。1.研究対象は我々のグループが以前より継続している脳腫瘍細胞に対する各種抗腫瘍剤(Lnf,PGを含む)の効果であり、これに今回の細胞蛋白の検討が加へられ現在進行中である。これまでの成果は手技、形態学的、細胞回転上の変化について文献(1,2,3,4,5.)に、また川上の本年度の論文(67)に詳しい。またPGについては小田の学会発表(1,2)にまとめ本年度欧州脳神経外科学会(1987.9.スペイン)発表3)の予定である。とくにPGでは最終的にDNAの障害を来すが、作用初期にはDNAの変化は一定でなく形態学的変化と共に細胞質の変化が認められ、本研究の材料の追試でも同様であった。2.本年度は上記の材料を用い(再試し)、先づGFAP,Vimentinをモノクロナール抗体を用い免疫組織学的染色(ABC法)による検討を行った。この詳細は本年度(1987)の脳神経外科学会、癌学会で発表予定である。VimentinはPhycaeryshin染色、GFAPはFITC染色で染色した。3.抗腫瘍剤の効果は、各々の作用機序によりその発現は異るが、【FCM_(12)】よる細胞回転をみるとS期に作用し、この部の減少とG2TM期に集積を示すが、核の変化の前に細胞質の変化が認められGFAP,Vimentinの染色の乱れ、減少となって表れた。」4.杭カルモデュリン抜体を用いてのカルモデュリンの免疫組織学的検討によれば抗腫瘍剤投与後の脱腫瘍細胞の経時的観察においてカルモデュリン染色性は低下し細胞増殖能と平行していると思われる。5.現在、Newofilament,Tubulas(マイクロ)に対する免疫電顕染色を検討中であるが、今後引き続き細胞蛋白,細胞骨骼の形態学的検討より抗腫瘍剤の作用機序を明らかにするが生化学的検討が必要。
被子植物雌蘂における花粉管伸長と受精様式の多様性と進化:特にブナ目について

被子植物の雌蕊における花粉管伸長の様式の多様性と受精様式について、特にブナ目のヤマモモ科、ブナ科、Tidodendraceaeについて研究を行った。その結果、花粉管は、胚珠の発生と成熟に伴い、柱頭から胚嚢まで3-5段階の断続的伸長によりただ1本に減数して受精すること、受精遅延と花粉管の断続伸長は雌雄配偶体(花粉管及び胚珠内胚嚢)の選抜に重要な役割を果たしていること、断続伸長における花粉管の休止位置は近い系統群内では一致していることが明らかになった。多くの被子植物では受粉から受精まで1-2日で終わるが、幾つかの植物群では、短くて4日、多くは4-5週間、長いものでは1年以上かかることが知られている。そうした植物の代表的なものとしてブナ目やガリヤ目などが知られている。それらの植物では、なぜ受精が遅れるのか?花粉管は受精の遅れの間にどこで何をしているのか?花粉管は雌蕊内でどのように誘導されているのか?それらの疑問に答えるための光学顕微鏡、蛍光顕微鏡、走査型電子顕微鏡などを使って、ブナ目を中心に研究し、ガリヤ目、本年度は、イヌブナ(ブナ目ブナ科)とトチュウ(ガリヤ目トチュウ科)について発表した。イヌブナでは、受粉時には胚珠は未成熟であり、胚珠が成熟し受精可能になるまで5週間かかる。柱頭で発芽した花粉管は胚珠の発生の進行とともに伸長し、珠柄と珠孔近くでの停止・再伸長を、胚嚢に達するまでに3段階の不連続伸長を示すことが明らかになった。その間、多数の花粉管が1本に減少し、子房内の6胚珠のうちただ1個とのみ受精する。一方、トチュウで、受粉時には胚珠は未成熟であり、花粉管は胚珠の発生とともに伸長し、受粉後11-13日間で受精に至る。その間、花粉管は胎座組織内、珠柄を経て珠皮先端組織内で停止する。従って、花粉管は受粉から受精に至るまでに、3段階の不連続伸長を示し、その間に受精する花粉管は1本のみに減少する。イヌブナでもトチュウでも、受精の遅れは、花粉管や受精する胚珠数の減少をともなうため、配偶体選抜に寄与していると考えられる。しかし、子房内における花粉管の停止位置、すなわち花粉管誘導位置は両者で大きく異なっており、それぞれ独立の進化したものと考えられる。多くの被子植物では受粉から受精まで12日で終わるが、幾つかの植物群では、短くて4日、多くは45週間、長いものでは1年以上かかることが知られている。そうした植物の代表的なものとしてブナ目が知られている。それらの植物では、なぜ受精が遅れるのか?花粉管は受精の遅れの間にどこで何をしているのか?花粉管は雌蕊内でどのように誘導されているのか?それらの疑問に答えるため、各種顕微鏡などを使って研究した。本年度は、主な成果としてティコデンドロン科(ブナ目)とオゼソウ属(単子葉植物サクライソウ目)について発表した。ティコデンドロン科は中米にただ1種分布するTicodendron in cognitumからなり、ブナ目の他の科と同様、受粉時にはまだ胚珠は成熟していない。花粉管は柱頭から胚嚢に到達するまでの間に4箇所(花柱内、子房上部の組織、珠柄内外、合点)で停止し、胚珠や胚嚢の発達に応じて、伸長と停止を繰り返す。このような受精遅滞と合点受精が雌雄選抜に役立つこと、5段階の花粉管伸長様式はモクマオウ科、ティコデンドロン科、カバノキ科(ここでは1段階喪失)の進化系列の特徴であることを明らかにした。また、オゼソウ属は日本固有のオゼソウ1種からなる属で、属としても、サクライソウ科(目)としても初めて受精に関わる生殖器官の発生研究を行った。この種には受精遅滞はない。しかし、胚珠の発生初期に珠心先端の表皮細胞の平層分裂により通称nucellar cap(珠心帽)が形成される。受精のために花粉管が珠心先端に到達する直前に、珠心帽の細胞は顕著に細胞質が豊富になることが明らかになった。このことから、珠心帽が花粉管誘導のための閉塞組織として機能していることを初めて明らかにした。これまでの研究によって被子植物では花粉管誘導の仕組みと受精様式が多様に進化していることが明らかになってきたが、まだごく一部の植物群でしか確認されていない。花粉管は雌蕊内でどのように誘導されているのか?それらの疑問に答えるため、各種顕微鏡などを使って研究した。本年度は、主な成果としてハスノハギリ科とモニミア科(クスノキ目)とショウブ科、サトイモ科、サクライソウ科(単子葉植物)について発表した。ハスノハギリ科とモニミア科も主に熱帯に分布する植物である。

これらの植物のembryologyの研究を通して、受粉時に胚珠が成熟していること、花粉管は珠孔受精であることなどを明らかにした。また、ショウブ科は単子葉植物の中で最も先に分岐した植物群で子房室内に下向きの直生胚珠をもっている。ショウブとセキショウの観察によって、花粉管は毛状に発達する内珠皮内層細胞と珠心先端表皮細胞によって誘導されることを明らかにした。サトイモ科は、ショウブ科に次ぐ原始的単子葉植物だが、珠心先端部の細胞(組織)が閉塞組織として花粉管誘導に関わっている可能性を明らかにした。更に、昨年研究したオゼソウ属に続いて、同じサクライソウ目に含まれるサクライソウ属の観察を行ったところ、サクライソウにはオゼソウに見られたような花粉管誘導のための閉塞組織として機能する珠心帽が形成されないこと、サクライソウでは胎座に閉塞組織が形成されることがわかった。このことから、近縁な植物であっても、サクライソウはオゼソウとは全く異なる花粉管誘導の仕組みが働いていることが明らかにした。
写真を媒介とした博物館を中心とするネットワーク形成と魚類研究への応用

本研究は、画像資料を媒介させて一般人と研究者間に情報ネットワークを形成させ、その成果を自然系博物館における研究活動に応用することを目的として実施された。ここでいう画像資料の大部分は、一般ダイバーが趣味として撮影している魚類の水中写真のことであり、ネットワーク形成による主たる成果とは、神奈川県立生命の星・地球博物館で稼働させている画像データベース、「魚類写真資料データベース」の構築である。構築された画像データベースは、実際に魚類の分類学的研究、生物地理学的研究、生態学的研究への応用が試みられた。一般ダイバーから魚類の水中写真を収集するため、1)ダイバーを対象とした普及講演、2)ダイビングショップやイベント会場でのリーフレットやちらしの配布、3)ダイビング関係の雑誌上での広報を行った。また、魚類の水中写真が自然系博物館における資料収集の対象として価値を持つことを魚類研究者に認知させるため、日本魚類学会での展示発表と同学会のシンポジウムでの講演を行った。実際にデータベース化された魚類の写真は、19951996年度が11085件、1997年度が5364件、1998年度が6005件で、合計22454件である。これらの写真に基づき、分類学の分野では、1)未記載種の発見、2)色彩変異の解明、3)成長過程に伴う色彩変化の解明、4)雌雄差の解明、生物地理学の分野では、1)地域別魚類目録の作成、2)日本初記録種の発見、3)熱帯・亜熱帯性魚類の北限記録の更新、生態学の分野では、1)出現時期の解明、2)生息場所の解明、3)遊泳姿勢や定位姿勢など、生息状況の解明などが行われた。一般ダイバーから魚類の水中写真を収集するため、伊豆半島沿岸に点在するショップ、ダイビング関係の出版社等の主催するイベント会場で、神奈川県立生命の星・地球博物館の「魚類写真資料データベース」を紹介したパンフレットの配布を行った。また、データベースを紹介する講演を八丈島、宮古島、東京都内等で行った。さらに、ダイバー向けの雑誌でデータベースの仕組みを紹介する記事を毎月掲載した。昨年度から当該年度にかけて収集された写真資料は約11000点で、そのうち約2600点は駿河湾に臨む大瀬崎(静岡県沼津市)で撮影されたものである。当該年度はこれらの写真に基づき同地の魚類目録を作成・公表した。この目録作成のために写真を提供したダイバーは35名あった。一方、博物館における魚類の写真資料(特に水中写真)の位置づけを明確にするため、1996年10月に北海道大学水産学部で開催された日本魚類学会年会において、展示発表(演題:魚類の水中写真の博物館における資料的価値と研究への応用例)を行った。一般ダイバーから魚類の水中写真を収集するため,伊豆半島沿岸に点在するショップや雑誌社主催のイベント会場で,神奈川県立生命の星・地球博物館の「魚類写真資料データベース」を紹介したパンフレットと,登録の際の詳細な方法を記載したちらしの配布を行った。ダイバーへの配布を依頼したショップは31店で,それぞれ100部ずつ配布した。また,データベースを紹介する講演を当館の他,静岡県伊東市,和歌山県串本町,小笠原諸島父島,伊豆大島等で行った。さらに,ダイバー向けの雑誌でデータベースの仕組みを紹介する記事を数回にわたり掲載した。当該年度に収集された写真資料は約4600点で,そのうち約1800点は相模湾に臨む熱海沿岸(静岡県熱海市)で撮影されたものである。この結果,現在までに収集された写真は累計で約18000点に達した。当該年度は熱海で撮影された写真に基づき,同地の魚類目録を作成,公表した。この目録には,20目83科267種および若干の未同定種が収録されている。