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社会資本システムの整備における最適料金制度の研究

本研究では、高速交通システムの料金制度に関する研究から始まり、社会資本の便益測定を基礎とした社会資本整備に於ける最適運営のあり方および料金制度の問題について研究を進めた。初年度では、高速交通システムの料金制度分析、バリアフリー投資の便益測定を行い、2年目には国際会館の便益測定、市町村合併の効率性の分析、最終年度には文化社会資本の便益測定の問題を研究した。主たる研究の成果概要は以下の通りである。1.文化社会資本の便益測定と最適支出計画の研究社会資本の中でも、高付加価値、知識集約型財の生産にとって重要な役割を果たし始めている文化社会資本の便益測定と料金体系の基礎となる最適支出計画の研究を進めた。特に、無形文化社会資本の一つである国際文化交流は、文化影響力の拡大という効果を通じて、産業活動に影響を及ぼしていると考え、国際交流の文化影響力拡大効果を通じた便益測定をカナダ・米国で行った。調査は、カナダ・米国内での郵送方式による調査票配布の他、日本文化に関するイベント会場での調査票配布を通じて行っている。なお、郵送方式での調査票の配布および、調査票の回収は、米国内での会社に業務委託を行って進めた。調査の結果は、「文化影響力のマーケット拡大効果-無形文化社会資本の経済価値測定-」という論文としてまとめている。2.国際会議場の便益測定国際会議場の便益測定に関する研究を進め、「国際会議場の便益測定と国際会議場戦略」という論文としてまとめている。3.市町村合併の経済分析市町村合併の経済分析を進め、「市町村合併の評価手法に関する研究」という論文としてまとめている。1.理論モデルの構築3地域を結ぶ高速道路・有料道路の管理と運営を考察するために、その分析の最も基礎になる理論モデルを構築した。そこでは問題を3つの範疇に整理しており、これら範疇に基づいた理論モデルを構築している。そのすべてがきわめて抽象的で単純な地域経済構造を想定しているにもかかわらず、理論モデルの解析的分析が困難であり、シュミレーションモデルを構築した。2.シミュレーション・モデルの構築理論モデルの解析的分析における困難は、最小二乗法など伝統的な計量経済学の手法を用いて本研究を進めることを困難なものにする。しかしながら、この研究分野において、一般均衡論的な分析を継続することは十分に意義がある。そこで、われわれは、応用一般均衡分析(Applied General Equilibrium Analysis)という手法を採択することにした。この分析に必要なプログラムはすでに作成されており、ベンチマーク・テストの結果も出ている。3.社会資本の便益測定社会資本の料金体系を設定する上で、社会資本が生産している便益測定が必要である。本研究では、国際会議場およびバリアフリー関係社会資本の便益評価をアンケート調査によって行った。2001年度における研究の経過は次のとおりである。本年度は、社会資本の料金形成の基礎的データを与えるため、社会資本の運営効率およびソフト的社会資本のもたらす便益測定に関する調査・研究を進めた。1.国際会議場の便益測定本調査では、京都国際会館の便益を測定すると共に、欧州における先進的会議場での現状と会議場稼働率向上のための戦略について調査を行った。2.保育所サービスの効率性分析本調査では、京都市公立保育所の保護者を対象に、保育所サービスに対する満足度調査を行い、効率的運営のための保護者調査の果たす役割について明らかにした。3.バリアフリー投資の便益測定本調査では、京都市住民を対象にバリアフリー投資に対する支払い意志額を推定し、便益推定を行った。4.市町村合併の効率性評価本調査では、篠山市住民を対象にアンケート調査を実施し、市長村合併の効率性を測定した。平成14年度の研究実績は次の通りである。1.文化社会資本の便益測定と最適支出計画の研究本年度は、社会資本の中でも、高付加価値、知識集約型財の生産にとって重要な役割を果たし始めている文化社会資本の便益測定と料金体系の基礎となる最適支出計画の研究を進めた。

特に、無形文化社会資本の一つである国際文化交流は、文化影響力の拡大という効果を通じて、産業活動に影響を及ぼしていると考え、国際交流の文化影響力拡大効果を通じた便益測定をカナダ・米国で行った。調査は、カナダ・米国内での郵送方式による調査票配布の他、日本文化に関するイベント会場での調査票配布を通じて行っている。なお、郵送方式での調査票の配布および、調査票の回収は、米国内での会社に業務委託を行って進めた。調査の結果は、「文化影響力のマーケット拡大効果-無形文化社会資本の経済価値測定-」という論文としてまとめている。2.国際会議場の便益測定平成13年度に続き、国際会議場の便益測定に関する研究を進め、「国際会議場の便益測定と国際会議場戦略」という論文としてまとめている。3.市町村合併の経済分析平成13年度に続き、市町村合併の経済分析を進めた。研究成果は、「市町村合併の評価手法に関する研究」という論文としてまとめている。
肝細胞癌におけるlncRNAによる癌幹細胞制御メカニズムの解明と治療への応用

本研究の目的は、NEAT1によるOXPHOS制御の検証と、これを介したhepCSC制御メカニズムの解明である。さらにこのメカニズムに基づいた、新たな治療法の開発も目的としている。具体的には以下の項目について検討する。2 NEAT1によるOXPHOS制御を介したhepCSC制御メカニズムの解明4ヒト肝細胞癌組織におけるNEAT1・OXPHOS関連酵素・UCP2の発現と病態解析本研究の目的は、NEAT1によるOXPHOS制御の検証と、これを介したhepCSC制御メカニズムの解明である。2 NEAT1によるOXPHOS制御を介したhepCSC制御メカニズムの解明4ヒト肝細胞癌組織におけるNEAT1・OXPHOS関連酵素・UCP2の発現と病態解析
構造色発現現象により水素結合形成を検知するソフトマテリアルの創製

これまでの研究において、環境に応じて大きさや形が変化するソフトマテリアル(ゲル)に構造色発現機能を付与することを試みてきた。高分子鎖が化学的に架橋された三次元網目構造の隙問に溶媒を蓄えた状態にあるゲルを用いると、環境に応じたゲルの大きさの変化(長さ、体積、重さ)を観測することで、ゲルを構成する一本一本の高分子の溶液中での振る舞い(広がり方)を解析できる。従来、非常に困難であった溶液中における高分子鎖の振る舞いを観測することが、ゲルとして扱うことで非常に容易になったのである。つまり、ゲルはフラスコ内で生じている分子レベルの挙動を肉眼で観測できるようにする材料であると考えている。この考えをさらに発展させるために、光の波長レベルの微細周期構造を刻み込むことで、体積の変化を構造色の変化としで捕らえられることを見出した。長さ、体積、重さを測定する場合は環境に伴って生じるゲル内の変化の平均を観測していたが、構造色を示すゲルを観測することでゲルの微細な部分における変化がより詳細に観測できるようになった。このような変化に伴う情報量の増大は、フラスコ内の環境変化に対応した情報をダイナミックに伝えてくれる。"フラスコ内で生じている分子レベルの挙動を、ゲルという材料を通して肉眼で見ることで理解できるようにしたい"という哲学が、本研究提案の根底にある。本研究では、"様々な構造色を付与したゲルの研究"を通して分かった知見を基に、特定分子との間に、水素結合、双極子-イオン結合、共有結合を形成することで膨潤度を変化させるゲルを構築し、その構造色変化として捕らえることのできるバイオ・ケミカルセンサーの構築を遂行した。その結果、特定のイオンおよびグルコースを検知して、構造色を変化させるゲルを構築することができた。本センサーに利用する構造色変化を利用した光学的検知方式は、従来のセンサーのようなデバイスに大きな電圧を負荷する電気化学的方法や強い光源を利用した方式とは異なり、デバイスにおけるエネルギーのやりとりがほとんどないことから、省電力で材質安定性の高いシステムの開発が可能となる。これまで、機能性モノマーと認識させたい分子(ターゲット分子)との間に水素結合を形成させた状態で架橋剤とともに重合させたゲルは、ターゲット分子の濃度に依存して収縮時の膨潤度が変化することが分かってきた。つまり、この化学ゲルはターゲット分子との間に形成される水素結合が、その体積変化という現象へ情報が変換されるわけである。また、最近の私の研究の中で、光の波長よりも細かい規則構造を化学架橋ゲルに刻み込むと、その体積変化に連動して、ゲルから特定の波長の光が散乱される(構造色を示す)ことを発見した。上記の二つの現象を組み合わせることで、ゲルと特定の分子との水素結合形成をゲルによる発色現象という形で可視化されるソフトマテリアルの構築を行うことが可能となると考えられた。本研究では、分子間水素結合形成を可視光にて感知できるソフトマテリアルの開発に取り組んでいる。昨年度における一年間に得られた結果としては、特定の環境(温度、溶媒組成、pHなど)において、任意の波長の光を反射して色を示すようなゲルの調製に取り組んだ。その結果、光の波長と同程度の大きさの球状シリカからなるコロイド結晶を鋳型にすると、ゲルを調製する際のモノマー濃度、架橋剤濃度、およびその比率を変えるだけで、異なる色を示すゲルが得られることを明らかにしてきた。さらに、環境の変化に応答するような官能基を有するゲルとすることで、環境変化に伴う色変化を示す材料となることも分かってきた。本年度においては、特定の分子を水素結合を介して認識できるようなモノマーもしくはモノマー群からなるサイトを形成することを行い、水素結合の形成に伴い、色調に変化を来すようなソフトマテリアルの開発に取り組む予定である。

本センサーに利用する構造色変化を利用した光学的検知方式は、従来のセンサーのようなデバイスに大きな電圧を負荷する電気化学的方法や強い光源を利用した方式とは異なり、デバイスにおけるエネルギーのやりとりがほとんどないことから、省電力で材質安定性の高いシステムの開発が可能となる。
視聴覚-反応系障害者用検査・訓練システムの開発

従来心理学が提供してきた心理学的検査法や訓練法は、反応系も含めた多様な障害を併せ持つ対象者には不充分であったし、検査者側の労力や時間の負担も大きかった。本研究では、これらの問題点に対処しうる検査・訓練システムを設計・試作し、対象者に対して実際の適用を試みた。試作された検査・訓練システムは,コンピュータ制御により検査・訓練の自動化・所要時間の短縮化が可能であり、結果の分析もその場で瞬時に行える。また、視覚刺激、音声刺激など多様な刺激呈示、反応に対するフィードバックが可能であるばかりでなく、被験者に要求する反応も、容易なものを採用している。また、現場の検査者のプログラミングに対する負担を無くすため、基本プログラムのモジュール化等、ソフトウェア開発の際にも、様々の配慮がなされた。実際に開発され、試用された検査・訓練プログラムは、主として、麻痺の認められる脳障害者等の視空間認知の異常に対するものであったが、この範囲内では、本検査・訓練システムは充分に有用性を示したと言えよう。これまで、コンピュータを用いた検査・訓練は非人間的であり、被験者の動機づけを著しく下げるとの指摘もなされてきたが、本研究の結果をみる限り、検査・訓練の流れに充分な注意を払い、刺激呈示や要求する反応の様態を考慮し、充分なフィードバックを与えるならば、このような問題は生じないと思われる。長所としての、検査・訓練時間、結果の分析の時間の短縮化は予想通りであった。ただプログラミングに際しての上記の配慮の必要性は今後もしばらく変らないであろう。また、装置の規模、可搬性については、かなり問題が残っている。前年度に試作した検査・訓練装置のためのプログラムを数本作成し、健常成人、脳傷害者、行動異常が認められる児童等に適用してみた。作成したプログラムの内容は、視野検査をかねた視知覚運動協応のスクリーニングテストプログラム、半側性無視、その他空間視の異常を検査するためのテストプログラム、位置、斜線等の弁別に関する検査および訓練プログラム、刺激として用いる画像データ、音性データを扱うための基本システムプログラムなどであった。反応系に障害を持つ被験者を対象とすることを前提として、これらのプログラムはいずれもタッチパネル上の刺激を直接指あるいは手で触れる反応を検知するように構成してあり、タッチパネルの画面角度も調整可能となっている。実際の検査・訓練等の結果をみると、本検査・訓練システムは、その有用性を充分に示したと言えよう。まず第1に、刺激呈示、反応検知、最終的な結果の分析などが、すべて自動的にかつ瞬時に行なえるので、検査・訓練が非常に簡便に実施でき、データの保存整理にも都合がよかった。第2に要求する反応が被験者にとって容易であり、反応に対するフィードバックが豊富かつ遅延なく返されるので、被験者の動機づけを比較的高い状態に保つことができた。まだ、一度作成したプログラムについて刺激の差し換えを行う場合には、プログラム言語に関する知識をあまり持たない現場の検査者でも容易に行なえるようなシステムが可能になった。この点に関しては、モジュール化されたプログラムパーツをシステムとして提供できるよう、一層の蓄積が必要であろう。充分な入出力機能を装備しようとしたため、装置の可搬性がかなり低下したことは問題点として残った。
患者の自殺を体験した精神科看護師のメンタルヘルスケアプログラムの開発

精神疾患は自殺の主要なリスク因子であるため、精神科の看護師は患者の自殺に遭遇する割合が高く、自殺事故の当事者となった看護師に対する心理的ケア(ポストベンション)は看護師の精神保健対策として重要である。一方、遺族や医療者に対するポストベンションの取り組みや研究はわが国のみならず世界的にも遅れている。それゆえに本研究では、患者の自殺を経験した精神科看護師に対するメンタルヘルスケアプログラムの開発・普及を目指す。全国の精神科病院に対して実態調査を行い、メンタルヘルスケアの実施状況を明らかにするとともにプログラムの試案を開発することを目的とする。
ヒト病原性RNAウイルスのゲノム間協調がウイルス生存に果たす役割に関する研究

RNAウイルス疑似種集団内のバリアントを網羅的に解析するため、2005年から2013年にかけて仙台で分離されたヒトメタニューモウイルスの臨床分離株12株について、次世代シークエンサーを用いて解析した。各株培養上清を超遠心により濃縮し、ペレットからウイルスRNAを回収した。ライブラリはNEXT Ultra RNA prep kit(NEB)により調整し、解析にはMiSeqを用いた。その結果、全12株の遺伝型を同定し、そのうち11株の全長ゲノム配列を同定した。また、同定された塩基配列を基に系統解析を実施し、これまで報告のある日本分離株との系統関係を明らかにした。次にウイルス集団内のバリアント解析を実施し、10%以上集団内に含まれるアミノ酸バリアントを網羅的に検索した。その結果、複数のウイルス株でG遺伝子、SH遺伝子の順にバリアントの数が多い傾向を認めた。また、塩基レベルの解析では宿主デアミナーゼ酵素(APOBEC3G、ADARなど)の作用を示唆するデータが得られた。今回の研究成果により、ヒトメタニューモウイルス疑似種集団内に存在するバリアントの網羅的なリストが得られた。これはバリアント間の協調現象を機能的に解析していくための基礎データとして有用である。またヒトメタニューモウイルス疑似種集団はG遺伝子およびSH遺伝子領域に豊富にアミノ酸バリアントを含むことが明らかになった。特にG蛋白質はヒトメタニューモウイルスの抗原性にも関与するエンベロープ糖蛋白質であり、そのバリアントが集団内に存在することが抗原性の迅速な変化に寄与している可能性が示唆される。また、本来は抗ウイルス因子である宿主デアミナーゼがウイルスの進化に与える影響についても今後検討したい。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
カゴ状結晶の原子充填効果と微視的電子状態との関係

本研究では、カゴ状結晶におけるゲスト原子の役割に注目し、原子充填効果と微視的電子状態との関係及びその物性への影響について調べた。その結果、高圧下で合成した充填スクッテルダイト化合物(La, Ce) Fe_4Sb_<12>では、常圧下合成の試料に比べて希土類サイトの充填率が増加することにより、LaFe_4Sb_<12>では強磁性量子臨界点に近づくこと、及びCeFe_4Sb_<12>ではCeの4f電子と伝導電子との混成効果が強まることを明らかにした。本研究では,充填スクッテルダイト化合物のカゴ状構造内でのゲスト原子の役割に注目し,原子充填効果と微視的電子状態との関係及びその物性への影響について調べている。具体的には,充填率の異なる試料についてNMR測定を行い,それらの微視的電子状態の特徴について調べている。本年度は,近藤半導体として知られるCeOs_4P_12の微視的電子状態を調べた。CeOs_4P_12について,高圧及び常圧下で合成した試料でCeの充填率に大きな差異は見られていないものの,常圧下合成の単結晶の電気抵抗率が高温領域では金属的振る舞いを示すことが明らかとなり,半導体的に振る舞う高圧合成試料とは大きく異なるため,^31P-NMR測定により核スピン-格子緩和率1/T_1を調べた。その結果,両試料とも1/T_1は半導体的で,エネルギーギャップの大きさも電気抵抗率から評価された値と同程度である一方で,単結晶では低温での不純物による緩和の寄与が小さく,電気抵抗率の振る舞いの違いの原因としては,ごく微量の常磁性不純物によるものであることを明らかにした。現在,CeFe_4Sb_12やPrFe_4Sb_12の原子充填効果,及びRFe_4Sb_12(R=希土類)やR_xCo_4Sb_12(R=La,Pr,Sn)の同一の母格子に対するゲスト原子充填効果についても調べており,その結果とも比較しながら,カゴ状結晶への原子充填効果とその微視的電子状態との関係について,引き続き研究中である。本研究では、充填スクッテルダイト化合物のカゴ状格子内でのゲスト原子の役割に注目し、原子充填効果と微視的電子状態との関係及びその物性への影響について調べている。具体的には、充填率の異なる試料の核磁気共鳴測定から、それらの微視的電子状態の特徴について調べている。本年度は、高圧下合成により充填率を高めたCeFe_4sb_<12>について^<121/123>Sb-NQR測定を行い、常圧下合成試料との微視的な電子状態の違いについて調べた。その結果、高圧下合成試料では常圧下合成試料に比べてスペクトル幅が非常に鋭く、電子状態がより均一であることを示した。また、核スピン-格子緩和時間T1の温度依存性から評価したエネルギーギャップの大きさが大きく、高充填率によりCeのf電子と伝導電子の混成効果が強くなっていることが明らかになった。一方、高圧下合成試料と常庄下合成単結晶で電気抵抗率の振る舞いが大きく異なるCeOs_4P_<12>について、31P-NMR測定を行い、エネルギーギャップの大きさはあまり変わらず、不純物による影響の違いであることを示唆した。現在、R=Laを中心に他の希土類系RFe_4Sb_12における原子充填効果や、同一の母格子[Co_4Sb_<12>]に対するゲスト原子充填効果についても調べており、その結果などと比較しながら、カゴ状結晶へのゲスト原子充填効果とその微視的電子状態との関係およびその物性への影響について、引き続いて研究中である。本研究では、熱電変換材料の候補物質と考えられ、多彩な物性を示す充填スクッテルダイト化合物のカゴ状格子内のゲスト原子の役割に注目し、原子充填効果と微視的電子状態の関係およびその物性への影響について調べた。具体的には、充填率の異なる試料の核磁気共鳴測定を行い、それらの結果を比較しながら、系の微視的電子状態の特徴について調べた。本年度は、高圧下合成法により内包イオンサイトの充填率を高めたR_xFe_4Sb<12>(R=La,Ce)についてSb核の核四重極共鳴測定を行い、常圧下合成試料との微視的電子状態の違いについて調べた。その結果、高圧下合成試料では常圧下合成試料に比べてスペクトル幅が非常に鋭く、充填率の向上によって電子状態がより均一になることを示した。また、LaFe_4Sb_<12>については、

核スピン-格子緩和時間T_1の温度依存性から、強磁性的スピンゆらぎが低温で増大していることを示し、その温度依存性から、充填率の向上により強磁性量子臨界点に近づいていることが分かった。一方、CeFe_4Sb_<12>については、LaFe_4Sb_<12>とは対照的に、充填率上昇によって電気抵抗率の温度変化が著しく変化し、常圧下合成試料では金属的電気伝導を示すのに対して、高圧下合成試料では低温で半導体的に振る舞う。T_1は混成ギャップにより高温領域で指数関数的な温度依存性を示し、その温度依存性から評価したエネルギーギャップが、高圧下合成試料では常圧下合成試料に比べて大きく、充填率の上昇によりCeの4f電子と伝導電子の混成効果が強くなっていることを明らかにした。今後の展開としては、現在研究を行っている、非充填型スクッテルダイトCoSb_3と充填型R_xCo_4Sb_<12>(R=La,Pr,Sn)との微視的電子状態の比較から、同一の母格子[Co_4Sb_<12>]に対するゲスト原子充填効果について、引き続き明らかにする予定である。
炭素-ケイ素σ軌道を含む新しい共役電子系の創製

我々は、ケイ素などの14族元素がβ位のπ電子系やヘテロ原子からの電子移動を強く促進することを見出し、この効果を電子移動における14族元素のβ効果と呼んでいるが、この14族元素のβ効果を利用した新しい共役電子系、すなわち炭素-ケイ素σ軌道を含む共役電子系への応用を考えた。我々はケイ素原子の電子移動促進能力に着目し、それを利用した新しい電子供与体の開発に着手した。これまで、代表的な電子供与体であるTTFやその類似化合物を用いた超伝導性分子錯体の研究は活発に行われているが、全く新しい原理と構造に基づく非TTF系電子供与体の開発は比較的立ち遅れている。まず、1,3-benzodithioleの様々な誘導体を合成し、その電子供与能力を分子軌道計算および酸化電位により評価した。1,3-Benzodithioleに対してケイ素原子を1つ導入すると約0.3Vの酸化電位の低下がみられた。また、ケイ素原子を2つ導入すると約0.4Vの酸化電位の低下がみられた。ケイ素上の置換基も電子供与能に影響を与えることが明らかとなった。水素原子はアルキル基と同等であるが、ケイ素上のフッ素原子は酸化電位を著しく上昇させることがわかった。また、スズ原子の導入はケイ素原子よりもはるかに酸化電位を低下させることが明らかとなった。以上のようにケイ素原子の導入によって電子供与体の電子供与能が著しく向上することが明らかとなった。次に、我々は全く新しい形式の電子供与体の開発に取り組んだ。具体的には、優れた電子供与体として知られているジベンゾTTFの一重結合を1,3-ジシラシクロブタンに置き換えた化合物を新しい電子供与体の候補として設計した。半経験的分子軌道計算を行ったところ、そのHOMOレベルはジベンゾTTFのものよりも高く、電子供与能力が高くなっていることが示唆された。現在は、目的化合物およびその誘導体の一般的合成法の開発を行っている。本年度の研究によって、ケイ素置換ベンゾジチオールが優れた電子供与体になることが明らかとなった。
ヒト胎児性癌新規マーカーDNMT3Lの機能解析とその臨床応用

われわれは精巣腫瘍のもつ生物学的特性としてステムネス(幹細胞性)とエピジェネティックスに着目し、研究を進めてきた。シスプラチンを用いた化学療法によりほとんどの転移性精巣腫瘍において完治が得られるようになってきた。しかしながら依然としてあらゆる治療に抵抗性を示す精巣腫瘍症例が非セミノーマの中に存在する。胎児性癌成分は非セミノーマ成分の幹細胞的役割を担っており、胎児性癌が分化をすることにより化学療法抵抗性を示す可能性が示唆される。胎児性癌はステージが低くても転移、再発率の高く、精巣腫瘍の中で悪性度が高い組織型であるため、胎児性癌の制御は精巣腫瘍の臨床において重要な課題である。われわれは、本研究課題を通じて、DNMT3L蛋白がヒト胎児性癌の増殖に必須の分子であること、また胎児性癌に特異的な新規マーカーとなりうることを見出した(Clin Cancer Res 2010)。さらに、ヒト精巣腫瘍における幹細胞遺伝子の果たす役割を検討するために胎児性癌に対するSOX2の抑制効果についても検討した。その結果、胎児性癌に発現する幹細胞遺伝子SOX2をターゲットとした非セミノーマ精巣腫瘍の治療モデルをIn vitro, In vivoで示した(J Urol 2012)。また精巣腫瘍のゲノム全体のプロフィールを探索するためにゲノムの大半を占める繰り返しDNA配列のエピジェネティックスに関する包括的解析についても検討した。その結果精巣腫瘍には体細胞由来の癌とはことなるゲノムの脱メチル化維持機構が存在することが示唆された(Mol Carcinogenesis 2012)。これらの知見をもとに、精巣腫瘍の化学療法感受性や多分化能といった興味深い生物学的特性を始原生殖細胞や胚性幹細胞にみられる弛緩したクロマチンという観点からの総説を記した(Int J Urol 2012)。精巣腫瘍のエピジェネティックス維持機構の解明を臨床応用への重要な課題と捕らえ、精巣腫瘍固有のメチルトランスフェラーゼの異常を検索する中でDNMT3L蛋白がヒト胎児性癌にきわめて特異的な新規マーカーであることを見出し、DNMT3Lの抑制により胎児性癌にアポトーシスを誘導できることがわかった(Clin Cancer Res 2010)。転移性精巣腫瘍の多くは化学療法と手術療法による集学的治療によって治癒可能であるが、20%に難治症例が存在する。この際に胎児性癌をいかにコントロールできるかが治療の成否を握っている。DNMT3Lが特異的に高発現している胎児性癌由来細胞株をもちいてDNMT3Lと結合する蛋白の質量分析(MS/MS)を行った。この結果いくつかの結合タンパク質の候補としてVASA遺伝子が考えられた。VASAは生殖細胞特異的に発現するDEAD-box型RNAヘリカーセで生殖細胞の発生・分化に必須であることが知られており、精巣腫瘍の新規マーカーおよび精巣腫瘍のエピジェネティックス維持機構における役割について検討中である。さらに野生型胎児性癌細胞株とDNMT3Lノックダウン細胞において発現遺伝子の差異について次世代シーケンサーでの比較を行っている。一方精巣腫瘍についてLINE1,Alu領域でのメチル化での解析を網羅的に施行した。その結果、精巣腫瘍には体細胞由来の癌とは異なるレトロトランスポゾンのメチル化プロフィールが観察された。LINE1においてはセミノーマ、非セミノーマともに高度に脱メチル化されていた。またAlu配列においてはセミノーマ、非セミノーマとの間にメチル化パターンの差異を認めた。さらに精巣腫瘍固有のレトロエレメント脱メチル化パターンは精巣の発生した残存周囲精巣にも認められた。今年度は転移性精巣腫瘍の新たな治療モダリティを模索するためにおこなった研究により以下の実績が得られた。

転移性精巣腫瘍の多くは化学療法と手術療法による集学的治療によって治癒可能であるが、20%に難治症例が存在する。こういったケースでは化学療法にも放射線療法にも抵抗性となり最終的に死に至るケースがいまだに少数例ではあるが存在する。胎児性癌はこういった難治症例の起点となる多分化能をもった癌細胞であり、適切に胎児性癌をいかにコントロールできるかどうかは難治性精巣腫瘍を治癒に持っていけるかどうかの分岐点になりうるクリティカルな問題である。われわれは胎児性癌に発現している幹細胞遺伝子であるSOX2に着目し胎児性癌細胞でSOX2をノックダウンすることによる抗腫瘍効果の検討をIn vitro, In vivoの両面から検討した。その結果、SOX2をノックダウンすることにより胎児性癌細胞にアポトーシスを誘導できることがわかった(J Urol 2012)。さらに精巣腫瘍においてセミノーマと非セミノーマの間に存在するメチル化の差異が、その多くはレトロトランスポゾンを中心としたLINE1やAlu遺伝子とよばれるジャンク遺伝子のメチル化プロフィールによって規定されていることを報告した(Mol Carcinogenesis 2012)。またこれら精巣腫瘍のエピジェネティックスに関して国際誌に総説を記し、ここでは精巣腫瘍の化学療法感受性や多分化能といった興味深い生物学的特性を始原生殖細胞や胚性幹細胞にみられる弛緩したクロマチンという観点からの解明も試みた(Int J Urol 2012)。最終年度は精巣腫瘍における幹細胞遺伝子の発現や幹細胞類似のエピジェネティックプロフィールが精巣腫瘍の化学療法感受性を規定する因子となっている可能性について検討をおこなった。まず、われわれはDNMT3L蛋白がヒト胎児性癌にきわめて特異的な新規マーカーであることを見出し、DNMT3Lの抑制により胎児性癌にアポトーシスを誘導できることを証明したが、この胎児特異的メチルトランスフェラーゼが精巣腫瘍の分化にどのように関わりをもつかについて最終年度は研究を進めた。予備実験により胎児性癌細胞株が溶媒基剤であるDMSO (Dimethyl Sulfoxide)にさらされると分化の乱れがおこり本来胎児性癌が発現しているDNMT3Lの発現が著しく減弱することがわかった。このため基礎実験にて各種の分化マーカーを同様の実験系で検討したところ以下の結果が得られた。DNMT3Lの減弱の呼応して幹細胞遺伝子であるSOX2およびNANOGも発現の減少を認めた。さらにTRA-1,ファイブロネクチンの発現誘導もみられた。しかしヴィメンチンの発現は減少を認めた。これらの結果からDMSOは胎児性癌に対して一定の分化誘導の方向に働くことが予想されたが、正常な分化ではなく異常分化の方向へ誘導されていることが推測された。さらにDMSO添加時にCDDPに対する抗がん剤感受性の変化を検討したところあきらかにDMSO添加によりCDDPの耐性が現れることが確認された。さらにこれらの変化にはゲノム全体のメチレーションプロフィールを伴うことも確認された。
エビデンスに基づいた家庭訪問実践力の発達曲線と発達の類型化－新人保健師を対象に－

就業経験のない自治体に勤務する新人1年目の保健師の家庭訪問の実践能力を明らかにすることを目的とした。家庭訪問の評価(36項目)を質問紙調査票を用いて4か月ごとに3回の縦断調査を郵送法で行った。指導者の評価から、信頼関係構築に関する項目はI期から評価は高かった。1年間の家庭訪問の評価の推移では、I期とII期で有意差があったのは9項目で、訪問前は支援計画立案、訪問場面は技術知識の提供、支援・保健指導、訪問後は支援内容の評価などであった。II期とIII期では有意差のある項目は1項目であった。入職1年目の前半での成長の大きさとその時期の教育の重要性が示唆された。、新人保健師の成長を客観的な数量データを用いて縦断的に観察し、家庭訪問の能力を発達曲線として明らかにすることを目的に質問紙調査を行った。最初に、保健師の家庭訪問および実践能力の発達について、国内外の文献を検討し、調査内容の精選を行った。対象は4都道府県を対象地域とし、自治体に勤務する就業1年目の保健師と新人保健師の指導者で協力の承諾が得られた80組であった。調査はID管理による調査票を用い、年間3回実施した。調査内容は、新人保健師には、個人属性、保健師教育での家庭訪問経験、月別の家庭訪問事例、家庭訪問についての自己評価、自由記載等を尋ね、指導者には個人属性、新人保健師の家庭訪問についての評価、自由記載等を尋ねた。1回目調査は新人77人、指導者72人から有効回答があった。新人保健師は、女性91%、平均年齢25.4歳、所属は市町村52%、教育背景は大学卒81%、看護職経験あり34%であった。基礎教育で単独訪問の経験なし68%、継続訪問の経験なし52%であった。就職後の訪問件数の平均は4か月の合計で11.5件(最少0ー最大52)であった。指導者からみて「少しの助言でできる」以上の割合を基準とすると、評価が高かったのは傾聴姿勢、共感姿勢、身体的医学的アセスメントであり、低かったのは社会資源のアセスメントと活用、事例と地区活動の関連の理解であった。2回目調査は新人74人、指導者71人の有効回答があった。平均訪問件数は、4か月の合計が17.5件(最少0ー最大72)で、訪問形態の内訳は見学0.3件、同伴4.7件、単独12.4件であった。1回目調査の結果を日本公衆衛生看護学会で発表した。また、国際学会にて先行した研究での保健師の対人支援能力について発表を行い、家族支援の実態について情報収集を行った。平成28年度は文献検討を基に、就業1年目の新人保健師の家庭訪問の実態が量的に明らかになることを優先して新人保健師用の調査票を作成した。また、新人保健師の到達度をできるだけ客観的に評価できることを意図して、指導者保健師への調査をペアで行うこととした。調査フィールドとの交渉に関しては、都道府県(以下、県とする)の保健師業務を所管する部署の統括者に研究の説明と調査協力を行い、調査対象者への依頼の手順を確認した。個人情報保護のため、調査協力依頼を行う過程は、名簿を把握している県の担当部署からとした。一部、市町村に該当者の有無について、直接確認を行った。同意書にて同意が得られた80組が対象となった。第1回調査を8月に、第2回調査を11月に、第3回調査を3月に縦断調査として実施した。第3回調査は回収中である。データの分析については、新人保健師と指導保健師それぞれに解析を行っている段階である。新人保健師については、第1回、第2回の調査について、月別の訪問件数を訪問形態別に算出し、活動の実態を数量的に明らかにした。また、家庭訪問に対する自己評価は相対的には肯定的でやや高い傾向にあった。指導者の新人保健師の家庭訪問に対する評価は、姿勢や態度面では高い評価をしていたが、社会資源のアセスメントや活用、地区活動との関連では、新人の能力は課題があるというものであった。指導者の経験年数や所属によっても一部の項目では有意な差が認められた。第1回目の調査結果は、第5回日本公衆衛生看護学会学術集会(仙台市)で発表し、就業間もない時期における新人保健師の家庭訪問における課題を提示した。第2回目の調査結果は、学術集会に投稿中である。平成29年度は、平成28年度に実施した3回の縦断調査の結果を分析し、学会発表を行った。自治体に勤務する保健師経験のない新人保健師の家庭訪問能力の到達度について、就業12か月後である3月の段階(III期)での指導者の評価は以下のとおりであった。家庭訪問の評価項目36項目を5段階で評価した結果、「安定してできる」および「ほぼ一人でできる」の割合が50%以上の項目は10項目で、信頼関係の構築や身体的アセスメント、主体性や価値観の尊重などであった。「多くの助言を必要とする」割合が30%以上の項目は7項目あり、近隣地域や社会資源のアセスメント、総合的な判断、計画の再調整などであった。家庭訪問の評価の合計点は最小65点、最大165点を示し、都道府県と市町村で有意な差はなかった。訪問前の計画、訪問後の記録を指導している割合は50%以上だった。

1年間の家庭訪問の評価の推移では、I期(7月評価)とII期(11月評価)で有意差があったのは、訪問前アセスメントの家族関係、支援計画立案、訪問場面での技術知識の提供、支援・保健指導、社会資源の活用、訪問後の支援内容の評価、事例と地区活動の関連の理解、セーフティネット機能の理解などであった。II期とIII期では、訪問場面における関係機関連絡で有意差があり、いずれも少しの助言でできる以上の割合は増加した。指導者から見た自信はI期からII期で有意に高くなり、楽しさはII期からIII期で有意に高くなった。また、指導者の指導に対する認識を質的に分析した結果、【保健師に必要となる主体性を育てる】【専門職としての保健師を育てる】などは全期でみられた。【保健師を育てるための適切な指導を行う難しさに悩む】【指導をとおして指導内容や新人へ困惑が生じる】は、最初と後半では内容が変化していた。新人1年目の保健師の家庭訪問の能力の到達実態と課題が明らかになった。就業経験のない自治体に勤務する新人1年目の保健師の家庭訪問の実践能力を明らかにすることを目的とした。家庭訪問の評価(36項目)を質問紙調査票を用いて4か月ごとに3回の縦断調査を郵送法で行った。指導者の評価から、信頼関係構築に関する項目はI期から評価は高かった。1年間の家庭訪問の評価の推移では、I期とII期で有意差があったのは9項目で、訪問前は支援計画立案、訪問場面は技術知識の提供、支援・保健指導、訪問後は支援内容の評価などであった。II期とIII期では有意差のある項目は1項目であった。入職1年目の前半での成長の大きさとその時期の教育の重要性が示唆された。、平成29年度は、すべての調査が終了し、3回の調査を通してのデータのクリーニング、途中脱落のケースやペアリングができないケースの取り扱いについても検討を行い、最終のデータベースの確定を行う。研究目的としていた、新人1年目の保健師の成長を客観的な数量データを用いて縦断的に分析し、家庭訪問の能力を発達曲線として作成する予定である。家庭訪問に関する能力の評価については、指標の扱いについて検討し、総合的な能力得点の算出の可能性を探索する。また、能力の構造化を試み測定のための指標の代表性を検討する。さらには、新人保健師と指導保健師の評価の相違を確認し、客観的な評価と主観的な評価についても検討する。新人保健師の家庭訪問能力に関連する要因についても検討を行う。新人保健師の家庭訪問能力の育成は、家庭訪問に限らず保健師としての基本的な対人支援能力、地域に出向くアウトリーチの能力、保健師としてのアイデンティティ形成など重要なかつ基本的な能力の育成の基盤になる能力である。新人保健師の人材育成のあり方を検討するためには貴重なデータであるため、積極的に学会発表を行い、論文にて公表する予定である(投稿先は検討中)。学会発表は、日本地域看護学会第20回学術集会(大分市)、第76回日本公衆衛生学会総会(鹿児島市)、第6回日本公衆衛生看護学会学術集会(大阪市)を予定している。さらに、調査協力機関に対しては、本調査結果の概要を報告書としてまとめて送付する予定である。新人保健師の家庭訪問についての詳細な実態は、現任教育プログラムを再検討する上での一助となると考えられる。公衆衛生看護学3月に研究補助員を雇用し、調査票の発送および整理と入力を行ったが、支払いの時点で残金が不足していた。そのため、3月分の謝金については、次年度予算と合わせて支払うこととなった。よって、残金が生じた。未払いの謝金を平成29年度予算と合わせて支払いに充てる。
都市上空の気温鉛直分布観測による都市冷却プロセスの解明

本研究により京都市上空では、午後最高気温を記録してから、日没にかけて、地表付近の大気から冷えるのではなく、まず境界層全体の温度が低下し、その後、境界層上部は冷却が停止して徐々に成層構造を作っていくプロセスが明らかになった。これは、大気自身が放射で冷却されていることを示している。この原因として、大気全層のバランスに強く効く波長帯と、境界層のバランスに効く赤外線の波長帯が異なることによるものと思われる。当初計画では,22年度中に新型繋留気球を開発して,23年度以降に本格的な観測を行う予定であったが,22年度に係留気球の設計を大幅に見直したため,計画は若干遅れている.設計を見直した点は2つあり,一つは揚力を得る翼として,当初はある程度浮力が得られる大きなものを考えていたが,気温の変動に伴う内部圧力の変動で,所定の形状を維持することが難しく,そのため繋留を始めた時点では正常に機能していた翼が時間がたつとうまく機能しなくなることが判明した,そこで,翼の形状を大幅に変更して,あらかじめかなりの高圧でガスを封入できる構造とした.もう一つは,これまで安定化のためにつけていた翼の上反角を逆に下反角としたことである.グライダーなどの飛行体は通常安定化のために上反角を付けている.この係留気球もこれに習って上反角を付けていたが,実験の結果,上反角を付けるとかえって不安定化する傾向が見られた.そこで,力学的に詳細な検討を加えた結果,自由に飛行するグライダーと異なり,繋留線で繋留された飛行体の場合,上反角をつけると姿勢が崩れた際にかえって繋留点から離れる(繋留線を傾ける)方向に力が働いてしまうことが判明した.そこで,角度を逆向きにして安定化させる設計に変更した.このような変更を施した試作機を22年度に試験飛行させ,おおむね予想通りの結果を得ているが,この試験飛行では急遽設計変更をしたため,機体の強度不足のため,試験中に機体が破損してしまった.現在,強度を上げた機体を製作中である.近年、ヒートアイランドなど都市サイズの気象現象が社会問題化し、ニュース番組などでも頻繁に取り上げられるようになってきた。しかし、その実態を把握するための観測データは驚くほど少ないのが実情で、主観的な報道が先行しているのが現状である。特に、都市上空の情報は完全に欠落しており、詳細なメカニズムを考える上で大きな障害となっている。また現在、都市気象の研究でよく使われる数値モデルの基礎となっている観測、理論に関する知識は、「過去の時代」のものであり、このような数値モデルに全面的に依存した研究は極めて危険と言わざるを得ない。都市気象に関する知識は、現在の観測、実験及び理論的バックグラウンドの上に、.再構築することが不可欠であり、そのためには、これまでの観測とは異なる方法で現実の大気を観測する必要がある。本研究では、上空の観測からヒートアイランド現象の実態、特に都市の冷却プロセスの解明を目指す。昨年度までの観測により、少なくとも京都市上空では、午後最高気温を記録してから、日没にかけて、地表付近の大気から冷えるのではなく、まず境界層全体の温度が低下し、その後、境界層上部は冷却が停止して徐々に成層構造を作っていくプロセスが明らかになった。これは、これまでの一般的な考え方とまったく異なっている。これまでは、地表面が冷えることにより、その直上の大気が冷却され、それが徐々に拡散することで、夜間の安定成層構造を作るとされていた。しかし、我々の観測では、逆に境界層上部から成層構造が形成されて徐々に下に降りてくる。これは、少なくとも、大気を冷やす冷源が地表付近ではないことを示している。本研究は、上空の観測からヒートアイランド現象の実態、特に都市の冷却プロセスの解明を目指すものである。一般的に、大気全層の放射平衡を考えた時に、大気の冷却率は2°C/日程度で、時定数は約1ヶ月程度であると考えられてきたが、観測された大気境界層内の冷却率は一桁大きく、時定数は1桁小さい。放射平衡を考える時には、大気全層を光学的厚さ約1であると考えて大気を扱うため、これをそのまま境界層に適用すると、光学的厚さが約0.1ということになる。

しかし、実際には境界層内では水蒸気の吸収帯などでの光学的厚さはかなり厚く、この波長帯での熱収支が境界層の気温変化に大きく効いているものと思われる。さらに、都市部では日中に地表面が極めて高温になってしまうことが、大気の温度構造に大きく影響するが、この原因が都市部では地表面のサイズが大きく、このスケール効果によって、郊外に比べて表面温度が高くなることが明らかになった。当初、予定していた繋留気球による観測は難航しているが、山の山麓を利用した観測により、研究遂行に必要なデータは得られつつある。そのデータは、これまでの常識を覆すもので、新たな冷却メカニズムの存在を示唆している。さらに、このデータ解析から、冷却プロセスの概略が明らかになりつつある。このようなことから、当初の計画年度内にそのプロセスがほぼ明らかにできるものと考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、主として山麓を使ったデータを中心にデータ解析を行うとともに、大気の放射特性の基本的性質を調べる。特に、これまでの放射の研究は主に定常(平衡)状態に関するものであったことに着目して、時間変化する強制力にたいする応答特性を調べることで、都市上空の大気の冷却メカニズムを解明する。
湿害によるダイズの吸水機能低下とアクアポリンの関係解明に向けた基礎的研究

本研究では湿害によるダイズの吸水阻害機構に関わる基礎的知見を得るため、吸水に関わる膜タンパク質アクアポリンに着目し、アクアポリンと吸水阻害の関係について検討を行った。ダイズの根では19のアクアポリン遺伝子が発現し、その中でも最も発現量の多い9つの主要アクアポリン遺伝子は湛水処理により半分程度まで発現量が低下したことから、アクアポリン発現量の低下が湛水処理による根の吸水阻害の要因の1つとなっている可能性が示唆された。本研究では、湿害によるダイズの吸水阻害のメカニズム解明に向けた基礎的知見を得ることを目的として研究を行う。具体的には根からの吸水と密接に関連するアクアポリンに着目し、ダイズアクアポリン遺伝子の種類や局在、冠水ストレスに対する発現量の変動を明らかにする。本年度は、遺伝子の種類や数を明らかにし発現解析のためのプライマーセット作成を行うとともに、根の水透過性測定手法の構築に向けて準備を進めた。データベースを探索した結果、ダイズの細胞膜型及び液胞膜型アクアポリン遺伝子の数はそれぞれ23種類ずつであることが分かった。本申請課題が採択される直前の2013年2月に中国の研究グループがダイズアクアポリン遺伝子の同定について報告したが、その結果とほぼ一致した。中国グループは細胞膜型遺伝子を22種類を報告したが、本研究では、もう1種類比較的発現量が多く重要な遺伝子を見出したため、細胞膜型の遺伝子数を23種類とした。液胞膜型23種類も含め、全46種類のアクアポリンについて、個別に遺伝子発現解析を行うためのプライマーセットを作成した。これらを用いて、ダイズの各器官のcDNAを鋳型としてリアルタイムPCRを行い、増幅効率が100±5%の範囲にあるもののみを合格とし、範囲に収まらないセットについては配列を設計し直した。なお、ダイズのどの器官でも発現量の低い5種類の遺伝子は対象から除いた。その結果、41種類のうち2種類を除いて上記の範囲に収まるプライマーセットの作成に成功した。増幅効率がほぼ100%のこれら遺伝子については、代表となる1遺伝子に対象を絞り、発現コピー数定量のための検量線を作成した。増幅効率の異なる2種類の遺伝子については、個別に検量線を作成した。また、根の水透過性については、プレッシャーチャンバー法を用いた測定を試み、比較的安定して出液速度を測定できることを確認した。具体的には、根で多く発現するアクアポリンに着目して土壌の過湿ストレスに対する発現量の変化を解析するとともに、根の水透過性との関係性を明らかにする。昨年度までに水透過性に寄与する可能性がある46種類のアクアポリン遺伝子を特定し、これら遺伝子の発現量解析手法を構築したため、今年度はポット栽培及び圃場で育成したダイズの様々な部位における遺伝子発現量を測定した。アクアポリンの種類により発現する部位が異なり、第2複葉展開中の幼植物の根では19のアクアポリン遺伝子が10万コピー以上(根のtotal RNA1μgあたり)発現していたが、このうち8遺伝子は100万コピー以上の高いレベルで発現していた。この8遺伝子のうち1つはほぼ根特異的に発現する遺伝子であった。ポットと圃場の両サンプルにおける各アクアポリン遺伝子発現の器官特異性はほぼ同様であった。根の水透過性測定手法の構築に関しては、昨年度はプレッシャチャンバーを用いて静水圧に依存した水透過性の測定手法を試みたが、今年度はさらに根圧に依存した水透過性の測定方法についても検討を行い、安定した出液速度や導管液の浸透圧が維持される条件等について明らかにした。具体的には、根の水透過性を制御する膜タンパク質アクアポリンに着目し、土壌の過湿ストレスがアクアポリン発現量に及ぼす影響と根の水透過性の変化との関係を明らかにする。昨年度までに根の水透過性測定手法を確立するとともに、ダイズの46種類の細胞膜型及び液胞膜型アクアポリンの中から根で高いレベルで発現する89種類の主要遺伝子を特定した。そこで今年度は、過湿ストレスに対する根の水透過性の変動と上記遺伝子発現量の変動との関係を解析した。ダイズを直径9cmのポットに播種し人工気象室内で生育させ、第2複葉展開期にポット全体を湛水に沈めることにより過湿処理を行った。対照区は土壌が乾燥しない程度に定期的にじょうろで灌水した。水透過性の指標となる根表面積当たりの溢泌液量は、湛水処理2650時間後に処理区が対照区の半分以下に低下したが、処理98時間後には湛水処理区で回復が見られた。根における主要なアクアポリン遺伝子発現量は処理50時間後に湛水処理区が対照区の4090%程度まで低下し、処理98時間後でも回復しなかった。このことから、過湿ストレスによるアクアポリン発現量の低下が根の水透過性の低下に関わっている可能性が示唆された。一方、長期間の過湿ストレスによる根の水透過性の回復はアクアポリン発現量とは相関がなかった。処理98時間後の湛水処理区個体では、対照区個体や処理50時間後の個体と比較して茎下部から不定根の伸長が多数観察されたことから、根の水透過性の回復には破生通気組織等の発達など根の形態的な変化が関わっているものと推察された。

本研究では湿害によるダイズの吸水阻害機構に関わる基礎的知見を得るため、吸水に関わる膜タンパク質アクアポリンに着目し、アクアポリンと吸水阻害の関係について検討を行った。ダイズの根では19のアクアポリン遺伝子が発現し、その中でも最も発現量の多い9つの主要アクアポリン遺伝子は湛水処理により半分程度まで発現量が低下したことから、アクアポリン発現量の低下が湛水処理による根の吸水阻害の要因の1つとなっている可能性が示唆された。各アクアポリン遺伝子の器官別発現パターンを明らかにし、根からの吸水を担うアクアポリン遺伝子候補が定まった。また根の水透過性測定手法についても、昨年度の静水圧に依存した水透過性に加えて、今年度は根圧に依存した水透過性の測定手法についても目途がたったため、当初予定通り進展していると考えた。農学研究は順調に進捗しているため、当初予定通り平成27年度はダイズの湿害誘導処理が根のアクアポリン遺伝子発現と根の水透過性に及ぼす影響を明らかにするとともに、両者の関係性について検討を進める。本年度の目的であるデータベースからの遺伝子探索、遺伝子発現解析のためのプライマーセット構築、定量解析のための検量線作成、根の水透過性測定手法の構築に向けた準備が順調に進捗したため、当初予定どおり進展していると考えた。次年度使用額211,653円は、研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度の研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。研究は順調に進捗しているため、当初予定通り平成26年度はダイズ各アクアポリン遺伝子の時期別・器官別発現パターンを詳細に解析するとともに、根の水透過性測定手法の構築を進める。平成27年度は、ダイズの湿害誘導処理が根のアクアポリン遺伝子発現と根の水透過性に及ぼす影響を明らかにするとともに、両者の関係について検討を進める予定である。次年度使用額211,653円は、主としてダイズ栽培及び土壌の過湿処理のための消耗品費、サンプリング後の分析のために必要な試薬費及び人件費の一部として使用する予定である。次年度使用額282,902円は、研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度の研究費と合わせて、研究計画遂行のために使用する。次年度使用額282,902円は、主として分析のために必要な試薬費及び人件費の一部として使用する予定である。
石英系光ファイバの水素による環境脆化と水素存在状態解析

1.石英系光ファイバの水素環境における環境脆化特性従来、石英系光ファイバは水環境に曝されることにより、脆化することが報告されている。本研究では、金属の水素脆化として知られている水素による石英系光ファイバの脆化特性を評価した。その結果、真空環境において約1300MPaの環境強度を有するファイバが、大気環境に曝されることにより約980MPaの環境強度へ急激に低下する。その後、水素環境に保持することにより、4週間で約650MPaまで徐々に環境強度が低下する。さらに、水素を吸蔵させたファイバを水素環境中と窒素環境中で環境強度試験を行うと、水素環境中での強度低下が大きい。以上のことから、石英系光ファイバは、水素環境において環境脆化を起こすことを見出した。2.石英系光ファイバ中の水素存在状態解析昇温脱離法(TDS)を用いて、水素環境に保持した石英系光ファイバ中の水素存在状態を解析した。水素環境に保持したファイバから、200°C付近で放出される水素が検出される。このファイバに吸蔵された水素は、保持時間とともに増加する。真空保持のファイバでは、水素の放出が全く認められなかったことから、この200°C付近で放出される存在状態の水素が、ファイバの環境脆化に直接影響を与える因子である。この200°C付近で放出される水素は、ファイバ中において水素分子としてSiO_2格子内に存在する水素である。以上のことから、石英ガラスファイバの環境脆化は、従来から報告されていた水による脆化だけでなく、200°C付近で放出される水素分子を吸蔵して環境脆化を起こすことが判明した。その結果、真空環境において約900MPaの環境強度を有するファイバが、大気環境に曝されることにより約500MPaの環境強度へ急激に低下する。その後、水素環境に保持することにより、4週間で約300MPaまで徐々に環境強度が低下する。以上のことから、石英系光ファイバは、水素環境において環境脆化を起こすことが判明した。2.石英系光ファイバ中の水素存在状態解析従来、石英系光ファイバは水環境に曝されると、Si-OH結合を形成し、表面エネルギーが低下することが原因で、脆化することが報告されている。本研究では、昇温脱離法(TDS)を用いて、水素環境に保持した石英系光ファイバ中の水素存在状態を解析した。その結果、TDSで昇温することにより、200°C付近にピークを持つ水素放出が認められた。また、水環境に保持したファイバにおいては、水素の放出はやはり認められず、一方、100°C、300°C、550°Cに水の放出が認められた。よって、水素環境保持によるファイバの環境脆化は、水環境保持による環境脆化と異なる因子、異なる機構で起こることが判明した。
フィブリン接着剤の実験的網膜裂孔に対する影響について

家兎眼の硝子体中にフィブリン接着剤を0.2ml注入し細隙灯顕微鏡および倒像鏡にて、前房の炎症反応および硝子体と眼底を観察した。術翌日、前房には僅かに炎症細胞が認められたが、4日以降は消退した。フィブリン析出や著明な結膜充血、毛様充血、角膜浮腫、白内障などは特に観察されなかった。硝子体中に注入した接着剤は注入後より吸収傾向にあり、10日から2週間で観察されなくなった。実験的網膜裂孔作製眼では、網膜裂孔縁は硝子体側に立ち上がり周囲には限局性の網膜剥離が観察された。また、裂孔縁が翻転し、拡大傾向を認めるものもあった。空気置換眼やSF_6ガンタンポナ-デ眼においても同様の結果が得られた。フィブリン接着剤使用眼では、裂孔縁は網膜色素上皮に接し、立ち上がり現象は認められなかった。また裂孔縁から裂孔底に向かって膜状組織を認めるものもあった。全例で裂孔周囲の網膜剥離は発症せず、裂孔の拡大傾向も認められなかった。光顕観察において、フィブリン接着剤注入眼では、接着剤の周囲にリンパ球やマクロファージ様の細胞が少数認められた。接着剤の吸収後はこれらの炎症細胞は検出されなかった。また、全経過を通じて、網膜には異常所見は観察されなかった。実験的網膜裂孔縁作製眼では裂孔縁および剥離した網膜下に網膜色素上皮由来と思われる円形の色素細胞が少数認められた。接着剤使用眼では、裂孔縁は網膜色素上皮層に接しており、接着剤周囲に円形の色素細胞や色素を有しないマクロファージ様の細胞が少数認められた。以上の結果より、フィブリン接着剤の眼内使用における安全性と、実験的網膜裂孔の閉鎖効果が確認され、フィブリン接着剤の網膜剥離治療に対する有効性が示唆された。