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超越数の代数的・解析的研究

1.当研究費補助金を運営その他の費用として、平成8年12月に学習院大学で行われた第5回超越数論研究集会では、3名の外国人研究者を含む15名の講演者により、超越数論の種々の結果の紹介や新しい研究の発表があり、非常に有意義な会であった。その研究集会の主なテーマは(1)Mahler関数理論の新しい分野への応用、(2)指数関数型不定方程式、(3)Nesterenko理論による新しい試み、(4)G関数論の拡張の試み、等があげられる。当研究費補助金によって、今回も上記研究集会の報告集を出すことができた。2.代数体上で定義された多重級数に関する研究において新たな結果を得た。これは、代数体の整イデアルに関する指数和をもとに新しい多重級数を定義し、その代数的・解析的性質を探求したものであり、様々な数の代数的独立性や級数の超越性の判定に有効であると思われる。この多重級数は、Grossencharacterに関する代数体のゼータ関数と密接な関係を持ち、それを用いて、多重級数の変換公式、すなわち“関数等式"を証明することができた。これらの成果は三井孝美によって論文に經められた。1.今年度行われた学会、シンポジウム、研究集会等において、超越数論の研究発表、情報交換、交流および資料収集の面で多くの成果があった。2.特に、平成8年9月に東京都立大学で行われた学会では、Mahler関数についての新しい成果が発表され、関連する問題が討議された。3.次に、当研究費補助金を運営その他の費用として、平成8年12月に学習院大学で行われた第5回超越数論研究集会では、3名の外国人研究者を含む15名の講演者により、超越数論の種々の結果の紹介や新しい研究の発表があり、非常に有意義な会であった。4.これまでの研究集会と同じく、当研究費補助金によって、今回も上記研究集会の報告集を出すことができた。なお、文献集も作成する予定である。1.平成9年度に行われた学会、シンポジウム、研究集会等において、超越数論の研究発表、情報交換、交流および資料収集の面で多くの成果があった。この研究は、指数関数から定義されたある種の2重級数の一般化への試みであり、実際には、代数体の整イデアルに関する指数和をもとに定義された新しい多重級数の、代数的・解析的性質に関するものである。これらの性質は、様々な数の代数的独立性や級数の超越性の判定に応用されるものと期待される。この多重級数は、Grossencharacterから得られる代数体上のゼータ関数と密接な関係を持ち、したがって、ゼータ関数の諸性質が利用可能である。とくに、代数体が総実あるいは総虚の場合に、ゼータ関数に関するHecke-Rademacherの交換公式から、多重級数の積分表示を与え、これを用いて、多重級数の変換公式、すなわち“関数等式"を証明することができた。
東アジアの法の発展と日本法―東アジア法学の構築と日本法研究の再位置付けをめざして

本研究の目的は、東アジアを中心とするアジア諸国の近年の法の展開を分析し、その特徴や今後の発展の方向性を模索するとともに、アジア法の展開の中での日本法の位置づけを考察し、アジア法研究の新たな地平を開くことである。「司法システム」「少子高齢社会」「金融資本市場」「情報・通信」の4テーマにつき、代表者・分担者が東アジア諸国(中国・韓国・台湾・香港・シンガポール等)および欧米のアジア法研究者と連携して研究を進めた結果、上記目的は概ね達成された。本研究は、東アジアを中心とするアジア諸国の近年の法の展開を、これらの国々の研究者と欧米のアジア法研究者等との連携作業により分析し、その特徴や今後の発展の方向性を模索するとともに、アジア法の展開の中での日本法の位置づけを考察し、それを通してアジア法研究の新たな地平を開くことを目的とする。この目的達成のために、平成25年度においては、以下のような研究活動を実施した。1.前年度に引き続き、4つの班(司法システム・少子高齢社会・金融資本市場・情報通信)ごとに文献・資料等の収集や情報・知見の集積を進めた。東アジアを中心とする地域、日本および欧米主要国の1990年代以降の法の展開について、法学に直接関係するものだけでなく、政治的要因、経済・社会的要因、文化・宗教的要因等を探るのに必要な文献・資料の収集に努め、その整理・分析を行った。2.前年度に引き続き、海外(韓国、香港、シンガポール、アメリカ、フランス、ドイツ等)に赴いて調査・資料収集・シンポジウム等への参加および報告を行った。また、韓国・中国・アメリカから複数の研究者を招いて情報・意見の交換、シンポジウム、セミナー、研究会、共同研究を実施した。3.上記「1.」「2.」で得られた研究成果を論文等で公表した。図書として長谷部恭男著『憲法の円環』(岩波書店、全263頁)、藤田友敬編『アジア太平洋地域におけるロッテルダム・ルールズ[』(商事法務、全458頁)の2冊を公刊した他、雑誌への論文掲載や国内外での招待講演を多数行った(後掲「13.研究発表(平成25年度の研究成果)」参照)。1.本研究は、東アジアを中心とするアジア諸国の近年の法の展開を、これらの国々の研究者と欧米のアジア法研究者等との連携作業により分析し、その特徴や今後の発展の方向性を模索するとともに、アジア法の展開の中での日本法の位置づけを考察し、それを通してアジア法研究の新たな地平を開くことを目的とする。2.上記研究の目的の達成のために、3年度計画の初年度である平成24年度においては、以下のような研究活動を実施した。1本研究計画の柱となる、わが国、東アジア諸国、欧米主要国のそれぞれについて、司法システム、少子高齢社会、金融資本市場、情報・通信に関連するものを中心としつつも、それに限定することなく、本研究で取り扱う各国の法の沿革、基本的な法制度その他上記の分野と関連する制度等に関するものをも含めて可能な限り幅広く図書・雑誌・その他の文献資料等を幅広く収集した。また、海外の資料の収集や海外の研究者との連携に必要な研究インフラの第1次的な充実のためにPC等の購入を行った。2研究代表者、複数の研究分担者および研究協力者が、米国の国際学会や韓国・台湾で開催された国際会議・セミナー等へ出席するとともに、欧米・韓国・台湾の研究機関や大学に赴いて講演、研究発表および現地に滞在しての研究活動を実施した。また、韓国・台湾から研究者を招聘して、高齢化と介護の問題に関する日韓台の3国の比較法研究セミナーを開催するともに、このセミナーに招聘した韓国の若手研究者が、セミナー後に本研究科に短期滞在して研究分担者とともに研究活動を行っている。さらに、フランスの日本法研究者を招いて、フランスの研究者の目から見た日本の民法史に関する研究会を開催した。3今年度の研究の成果の一部は、すでに研究代表者および研究分担者によって論文や学会報告等の形で公表されるに至っている(後出の研究発表欄参照)。1.研究遂行およびとりまとめのための情報・文献・資料等の収集東アジアを中心とする地域の国々、およびわが国と欧米主要国に関連する文献・資料等を収集、整理した。2.海外での調査・資料収集・海外研究者との連携海外に赴いて東アジアを中心とする地域の法の発展の動向に関する調査等を行った(研究代表者:D.H Foote教授<ミネアポリス・ワシントン>、研究分担者:藤田友敬教授<シンガポール・マカオ・ウィーン>、松原健太郎教授<パリ>)。米イリノイ大学からMatthew W. Finkin教授を招聘して研究会を開催したほか、台湾と韓国から研究者を招いて日韓台社会保障法シンポジウム「世代間公平と社会保障」を、中国・香港・韓国・シンガポール・ポルトガル・ハンガリーから研究者を招いてコンファレンス「国際物品売買契約に関する国際連合条約とアジアの契約法」を開催した。また、韓国明海大学法科大学から研究者を2回招いて共同研究を行った。

3.東アジアを中心とする地域の法の発展と日本法の位置づけについての研究作業前年度までの研究作業の成果を元に、4つの班の構成員が、それぞれのテーマについての東アジアを中心とする地域における法の発展の動向、その意義、特徴等を抽出するための分析・検討を行った。また、東アジアを中心とする地域の中における日本法の位置づけ、同地域の1990年代以降の法の発展に照らしてみた日本法の発展の特徴等の分析を行い、本計画のとりまとめを目的とした研究作業を実施した。4.研究会等の開催と本研究のとりまとめ収集した文献・資料等の分析や海外調査等の結果の検討を行い、その成果を研究会・シンポジウム等で報告し(上記2.参照)、意見交換・討論を行った。その成果を踏まえ、研究代表者の統括の下で研究分担者各々が本研究計画の成果のとりまとめを行った結果、日本法研究の持つ新たな境地を開くという目的は概ね達成されたと思われる。26年度が最終年度であるため、記入しない。法社会学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究計画の主要な柱は、次の3つである。1,わが国、東アジア諸国、欧米主要国の法制度等に関する図書、雑誌その他の文献資料を幅広く収集すること2,研究代表者、研究分担者および研究協力者が東アジア諸国や欧米主要国に赴いて現地の研究者との研究交流等を行い、連携を構築・深化させること3,東アジア諸国や欧米の研究者を招いて研究会・セミナー・シンポジウム等を行うとともに、共同研究を進めること研究実績の概要欄に記載したとおり、今年度もこれら3つの柱それぞれについて、ほぼ計画に沿った形で研究活動を実施することができたと考えている。また研究成果も後出の研究発表欄に記載したとおり、順調に公表している。以上に鑑みると、本研究計画はおおむね順調に進展していると評価できる。研究計画の主要な柱は、わが国、東アジア諸国、欧米主要国の法制度等に関する図書、雑誌その他の文献資料を幅広く収集すること、研究代表者、研究分担者および研究協力者が東アジア諸国や欧米主要国に赴いて現地の研究者との研究交流等を行い、連携を構築あるいは深めること、東アジア諸国や欧米の研究者を招いて研究会・セミナー等を行うとともに共同研究を行うことであるが、研究実績の概要欄に記載の通り、今年度は、これらの主要な柱のそれぞれについて、ほぼ計画に沿った形で研究活動を実施することができたと考えている。また研究成果も後出の研究発表欄掲記のとおり、順調に発表してきている。以上に鑑みると、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。これまでのおおむね順調な研究の進展をベースに、収集した文献・資料等の分析や海外調査等の結果の検討を行う。そして、司法システム・少子高齢社会・金融資本市場・情報通信の各班ごとに研究会等を開催してその成果を報告するとともに、意見交換・討論を行う。また、東アジア諸国から研究者を招いてシンポジウムやセミナーを開催する。研究代表者が全体を統括しながら、1990年代以降の東アジアを中心とする地域の法の展開の状況とその特質等の分析と、それに照らしてみた日本法の1990年代以降の発展の意義・特徴を分析し、アジア法の今後の研究の方向と、日本法研究がこれから有する意義についてのとりまとめを試みる。そして、この作業を通して、日本法研究の持つ新たな境地を開くことをめざす。
口腔常在菌が腸管自然免疫に及ぼす影響

本研究は、口腔常在菌と腸管上皮細胞との相互作用を解析するために、小腸上皮を構成し、αディフェンシンを分泌するパネト細胞を含む細胞株の樹立を目指した。通常の上皮細胞の初代培養法で平面培養を行ったところ、通常の上皮細胞の形態を持つ細胞の培養は成功したが、顆粒を持つパネト細胞は得られなかった。次にマウス小腸オルガノイド培養法を行い、得られたオルガノイドがパネト細胞の機能を維持しているのかを解析した。平成22年度は「口腔細菌の腸管への影響」を検討するために,マウス上皮細胞の初代培養法を確立を目ざし、以下の実験を行った。(1)CD-1マウス胎生17日から小腸組織を採取し、長軸方向に開き、HBSSに浸した状態で約1mmの長さに切り刻み、洗浄後、培養液(DMEM-10%FBS)で37°C、5%CO2で培養した。2日ごとに培地を交換した。培養した組織を位相差顕微鏡で観察した。培養後3日目から小腸組織の周辺に紡錘状の形態をした細胞の増殖が観察された。5日後には小腸組織の裏側に紡錘状細胞に囲まれて、多角形の細胞が増殖してきた。(2)マウス小腸組織から得られた培養細胞の免疫染色:上皮細胞のマーカーとしてサイトケラチン抗体(Wide spectrum Cytokeratin)とEカドヘリン抗体、間葉系細胞のマーカーとしてα-SMA抗体、ビメンチン抗体を用いて免疫染色を行った。結果、紡錘状の細胞はα-SMAが陽性、あるいはビメンチンが陽性だったことから間葉系細胞だと考えられた。また、多角形の細胞は細胞質がサイトケラチン陽性で細胞膜はEカドヘリン陽性だったことから上皮細胞だと考えられた。(3)本研究では小腸上皮細胞株の樹立を目的としているため、間葉系細胞が混在している細胞集団から上皮細胞のみをセルソーターを使用した分離を試みた。培養開始14日目に増殖した細胞を回収し、Eカドヘリン抗体で染色した。その後、セルソーターでEカドヘリン陽性分画をソートし、培養を行った。結果、ソート後、培養皿に接着した細胞は少なく細胞増殖が見られなかった。今後、ソーティング時の細胞数の検討、ソーティング後の培養液の検討等を行い、マウス小腸上皮細胞株の樹立を引き続き試みる。平成23年度は、22年度から引き続き「口腔細菌の腸管への影響」を検討するために、マウス上皮細胞の初代培養法を確立を目指した。細胞株樹立のため、以下の方法を数回試みた。胎生17日のCD1マウスから小腸組織を採取し、これを約1mmの長さに切り刻み、洗浄後、培養液(DMEM-10%FBS)で37°C、5%CO2で培養した。培養5日後に、小腸組織の裏側に紡錘状細胞に囲まれて、多角形の細胞が増殖してきた。そこで増殖してきた細胞の免疫染色を行った(上皮細胞のマーカーとしてサイトケラチン抗体(Wide spectrum Cytokeratin)とEカドヘリン抗体、間葉系細胞のマーカーとしてα-SMA抗体,ビメンチン抗体を用いた)結果、紡錘状の細胞はα-SMAが陽性、あるいはビメンチンが陽性の間葉系細胞だった。また、多角形の細胞は細胞質がサイトケラチン陽性で細胞膜はEカドヘリン陽性だった。この上皮細胞と間葉系細胞の混在している状態から上皮細胞のみを回収して培養するために限界希釈法を用いてクローニングを行った。限界希釈法でクローニングした細胞を免疫染色にて評価したところ、得られた細胞は全てα-SMAが陽性、あるいはビメンチンが陽性である間葉系細胞だった。いずれの場合も同様の結果だった.そこで次に、培養液に腸管上皮細胞の増殖に有利になるようにEpidermal Growth Factor(EGF)、WntのアンタコニストであるRoof-plate-specific Spondin-1(R-Spondin)そして、ROCK inhibitorを加えて上記の方法と同様にCD1マウス小腸より培養を行った。結果、サイトケラチン陽性でEカドヘリン陽性の細胞数が無添加の場合と比較して増加していた。この細胞群を限界希釈法にてクローニング中である。口腔常在菌や歯周病菌などの病原菌の腸管上皮への影響を解析するために、マウス小腸上皮細胞の培養法の確立、特にαディフェンシンを分泌するパネト細胞の株化を目標とした。マウス上皮細胞の初代培養:CD1マウス胎生17日から小腸組織を採取後、培地(DMEM-10%FBS)で37°C、5%CO2で培養して得られた初代細胞群は線維芽細胞などの間葉系細胞と共に上皮細胞形態を示す細胞も多く含まれた。しかし、細胞内に顆粒を持つパネト細胞の形態を示す上皮細胞は観察できなかった。

そこで、次にオルガノイド培養を試みた。小腸オルガノイド培養:マウスCD1から小腸組織を採取し、縦切開、絨毛除去、EDTA処理後、陰窩部位を組織より分離した。分離した陰窩をマトリゲルに包埋し、EGF、Noggin、R-spondin1を含む無血清培地で37°C、5%CO2で培養した。培養1日目には陰窩は円状を示し、培養4日目には管腔状で陰窩領域と絨毛領域をもつ小腸オルガノイドに成長した。その後、成長オルガノイドは7日毎に継代を行い2ヶ月以上の長期培養が可能だった。パネトの細胞同定:オルガノイドの陰窩領域先端部には顆粒を細胞内に持つ細胞が多く見られた。この細胞内に顆粒を保持する細胞がパネト細胞かを知るために、パネト細胞顆粒に特異的に存在するクリプチンを免疫染色にて検出を試みた。結果、顆粒内は染色されオルガノイド陰窩部にパネト細胞が存在していることが示された。以上、本研究により得られたオルガノイド・パネト細胞を用いることで様々な菌種との相互間関係を解析できる可能性が示された。マウス小腸上皮細胞の培養法の確立を目指し様々な培養条件を検討している。未だ上皮細胞株の樹立は達成出来ていないが、培養液へのサイトカイン数種の添加による条件検討により進展してきている。24年度が最終年度であるため、記入しない。現時、進行中の培養条件下による上皮細胞群をクローニングし、早急にマウス腸管上皮細胞を樹立する。また今後、コラーゲンゲル、マトリゲル等の基質上でのオルガノイド培養も進める予定である。細胞株が樹立出来たら、歯周病原因菌または各種細菌由来抗原(LPS,Lipid A、muramyl dipeptide、lipoteichoic acid等)を細胞に曝露しdefensin family遺伝子発現Toll様受容体(TLR)遺伝子発現を解析する。手法としては、細胞よりtotalRNAを抽出後、リアルタイムPCR法で各遺伝子発現量を解析する。
生活の質を考慮した生態系サービスの評価方法に関する学際研究

本研究によって、六甲山系の生態系を調査対象フィールドとし、生態学的研究による生態系サービス源の可視化とデータ集約を通じて、生態系サービス評価を行った。特に評価主体の多様性に注目し、自然経験の消失といった都市特有のライフスタイルの変化がもたらす生態系サービス評価への影響が明らかにされた。また、生活の質に注目した心理学的要素を取り入れた生態系サービス評価として定量的な評価を行った。その結果、心理学的測度と厚生測度の相違、環境や生態系の認知プロセス、都市化とライフスタイル変化を考慮することが、生態系サービス評価において重要であることが示された。本研究は、六甲山系の生態系を調査対象フィールドとし、(1)生態学的研究によって当該地域の生態系の実態調査、(2)経済学的枠組に基づく生態系サービス評価、そして(3)心理学的枠組にもとづく生態系サービス評価を通じて、生態学・経済学・心理学を統合するようなあらたな包括的な生態系サービス評価手法を開発に取り組んだ。平成27年度は、生態系サービスの供給源として、当該フィールドの森林・緑地の生態系に焦点を当て、自然環境データの収集や解析を行い、GISを通じて社会心理データと結合させ、統合的な分析を行った。本地域に残存する自然・人工地のタイプと分布を可視化するために、六甲山およびその南・南東に広がる大都市部(神戸、芦屋、西宮、尼崎市)と北・北東の農村部(神戸市北区、三田、西宮市、宝塚市)の植生図と土地利用図を用いて独自に地図情報化した。これにあわせて、土地利用の変化があたえる生態系への影響を分析した。こうした都市化が与える生態系への影響については学会発表などを通じて成果を発信しながら、データベースを拡充した。また、社会心理分析として、当該フィールドにおける経済・心理学的調査から生活満足度や精神的健全性のデータを自然生態系データに統合し、両者の関係を分析した。これらの分析も学会発表で成果を発信した。本研究は、経済学、生態学、心理学の融合的研究として、それぞれの学会で発表し、生態系サービス評価手法としてのオリジナリティや有効性が評価された。平成27年中の成果は英文学術論文としてまとめ、現在査読付き雑誌に投稿し審査中であり、平成28年度にはそれら成果も実績として現れてくると予想される。当初の計画通り、従来の経済学的生態系サービス指標を批判的に検証し、近年の心理学的成果を取り入れた枠組みに展開しつつ、当該調査フィールドにおいて自然生態系データの収集も順調に進展しており、初年度として、経済学、生態学、心理学を融合させた分析の初期結果を提示し、学会等でそれぞれの分野の専門家からも斬新性と有用性が認められた。平成27年度は、森林・緑地を主たる調査分析対象としたが、順調に進展したため今後は水域についても対象とできるように推進方策を前向きに再検討された。本年度は、昨年度に研究を進めた経済学、生態学、心理学の学際的検討に基づき、社会調査を実施した。これにより自然科学的データだけでは把握しきれない都市域の生態系サービスに関するデータを収集し、GISによって一元的に集約し、統合的な研究が行えるようになった。そうしたデータを、統計学・計量経済学的な方法に基づいて分析し、広い分野で検討されうる形式で取りまとめた。この研究により、これまでにない都市生態系サービスの学際的な視点での評価結果を得ることができ、複数の論稿にまとめて学会や学術誌で発表した。いずれも高い評価を得て、学会賞が授与された。本研究で構築された分析枠組みは今年度作成したデータセットは情報量が非常に豊富であり、まだ多くの分析すべき事項があり、平成29年度において分析を完了させ、3年間の研究成果として学術論文、学会発表として発信していく。当初の計画通り、経済学、生態学、心理学を融合した都市生態系サービス評価の方法論的枠組みの構築が進んでおり、それに基づいたデータ収集も実施できた。こうした研究進捗に沿ってまとめられた論文は、学会等でも高く評価され、学会等でそれぞれの分野の専門家からも斬新性と有用性が認められた。こうしたことから、当初の研究計画が順調に実現されていると考えられる。最終年度にあたる本年度は、これまでに構築した自然科学的また社会・心理学的データを集約するかたちで作成したGISデータベースを用いて、都市生態系に対して、伝統的な厚生測度にもとづく環境経済学的手法による評価と、生活の質に関わる生活満足度を利用したLife Satisfaction Approachによる評価の差異を定量的に分析した。この研究により、第一に非厚生要素や心理的要素を考慮することが評価結果に大きな差異をもたらすことを定量的に確認した。その結果から、伝統的な厚生測度による評価値に比較して、非構成要素・心理的要素を加味することによって評価結果は大きくなる傾向が見出された。第二に、その乖離の原因として、評価者の認知プロセスが影響をもたらすことを明らかにした。定量的評価において、評価対象としての都市緑地に関する物理的客観量を導入した場合と、認知プロセスを経て形成される主観的緑量を導入した場合に、主観性が評価結果に有意な影響をおよぼすことを明らかにした。

その際に、森林緑地のタイプが主観量を規定することも合わせて分析された。第三に、都市のライフスタイルの変化が、住民が自然に関わる経験の消失につながることを通じて、生態系サービス評価が低く見積もられる傾向を見出した。第四に、本研究期間を通じて構築した都市生態系の学際的評価手法を、巨大都市と森林・緑地が共存している都市事例としてシンガポールに適用し、都市と生態系の共生における環境認識が果たす役割の重要性を明らかにした。以上の研究により、都市生態系サービス評価において心理的要因を考慮する意義が示唆された。一連の分析結果は、複数の学術論文として国際雑誌に投稿され、一部は公刊された。また国内・国際学会等でも発表された。本研究によって、六甲山系の生態系を調査対象フィールドとし、生態学的研究による生態系サービス源の可視化とデータ集約を通じて、生態系サービス評価を行った。特に評価主体の多様性に注目し、自然経験の消失といった都市特有のライフスタイルの変化がもたらす生態系サービス評価への影響が明らかにされた。また、生活の質に注目した心理学的要素を取り入れた生態系サービス評価として定量的な評価を行った。その結果、心理学的測度と厚生測度の相違、環境や生態系の認知プロセス、都市化とライフスタイル変化を考慮することが、生態系サービス評価において重要であることが示された。これまでのところ概ね順調に進展していることから、当初の計画に沿って推進する。平成28年度は、当該調査フィールドのデータをさらに拡充する。具体的には生態系データとして森林・緑地の属性別分類や生物多様性に関する情報をデータベースに取り入れるとともに、水域生態系データへと広げる。特に、都市化による生態系への影響を可視化し、環境経済学的評価ならびに生活の質の評価のためのアンケート調査の基礎となる自然科学的知見を提出する。一方で、社会心理データについては新生態系パラダイム(New Ecological Paradigm)の観点を取り入れた調査票を設計し、可能な限り回答者の居住環境や生活環境を取り入れた社会調査を実施し、データベースに統合する。そして自然生態系データと社会心理データを合わせて分析することで、自然生態系と社会経済の相互依存・相互作用についての総合的理解に基づく生態系サービス評価を行う。平成28年度に作成した都市生態系サービス評価のためのデータセットは非常に情報が豊かであるため、引き続きの分析作業を要するため、平成29年度前半はその解析作業に時間とエフォートを割く。また研究最終年度にあたるため、本研究課題として取り組んだせいかを集大成し、都市化による生態系への影響を可視化し、環境経済学的評価ならびに生活の質の評価研究を取りまとめ、自然共生社会の実現に向けた政策的含意の研究も行う。そうした成果を国内外に向けて発信する。環境経済学平成27年度に計画していた社会調査票作成についてアルバイトを雇用せずに済み、一部を旅費その他研究の推進に使用したが残額が発生した。平成28年度に実施した社会調査の実施額に変動が生じたことから当初計画よりも少ない費用で研究が進められた。しかし調査内容自体は非常に有用なデータの収集につながり、当初の計画に支障は発生しなかった。
中学化学分野におけるリスクアセスメントに基づく批判的科学リテラシーの育成

本研究では、米国科学教材SEPUP(Science Education for Public Understanding Program)の中の「しきい値と毒性(Thresholds and Toxicology)」を中心に選択理科で18名の3年生を対象に授業実践した。この教材は、意思決定のスキル向上を図り、科学的原理や証拠を活用する能力を育成したり、現実社会で直面するよう課題を生徒に与えたりしている。この教材では、まず、クエン酸水溶液の濃度を変えて味覚テストを行う。人はそれぞれ基準が違うので、生徒は実際に清涼飲料水をつくる際には、どの濃度にするかということを考えさせる。そして、プレテストとして、咳止めシロップをどれだけ服用するかを考えさせる課題がある。清涼飲料水とは違い、咳止めシロップでは副作用というリスクが伴うので、生徒には咳止めシロップの服用量と患者の症状や副作用に悩む患者数との関係のデータを見ながら、自分の考えを示すことになる。正解は1つだけではなく、生徒は科学的証拠を示して、トレードオフによる意思決定をする。その後、トレードオフするためのスキル向上を図るトレーニングを幾つか行った。その後で、ポストテストとして、育毛シャンプーの使用量について考えさせた。ここでは、使用量を増やすことによって、育毛効果が現れるが、かゆみや目眩といった副作用が出る他にすべて髪の毛がなくなるというリスクがある。生徒には、科学的証拠を示して解答させた。評価は、SEPUPにある評価基準に基づき5段階(レベル04)で行った。結果は、ポストテストで解答のレベルを上げた生徒が多く、レベル4の評価の生徒は、プレテストでの2人から、ポストテストでの5人へと増加したことによって、批判的科学リテラシーの育成に有効であると考えられる。しかし、ポストテストでもトレードオフできない生徒(レベル2以下)も8人いた。生徒の中には、「トレードオフが難しかった」との感想もあり、これらの生徒に対しては、課題に対しての思考場面でのきめ細かなサポートが今後の課題である。
米軍統治下沖縄における社会政策の再検討 ―「救済」の視点から―

本研究は、米軍統治下沖縄における社会政策の再検討を通して、米軍統治および、1972年に実施された日本への施政権返還が沖縄にもたらした影響、そして「復帰」運動の意味を、社会福祉という最も住民の日常生活に密着した次元から捉え直すことを目的としている。また、沖縄における包括的な社会福祉制度の不在を補完するように機能していた沖縄内外、官民によって繰り広げられた様々な「救済」「援助」運動を合わせて検討することで、領導的主権に還元されえない米軍統治の多重的・多層的な諸相を読み解いていく。
オンコセルカ3種の感染に対するブユおよびヌカカの感受性の検討

吸血性昆虫ブユとヌカカの牛のオンコセルカ3種に対する感受性の有無について検討するため、大分および熊本の牛舎において年間を通じた調査をおこなった。また、東北の岩手、本州の静岡、山口、九州の福岡、鹿児島でも調査をおこなった。牛を吸血に飛来したブユ10数種のうち5種にオンコセルカの第3期幼虫が見いだされた。Onchocerca sp.にはキアシツメトゲブユ、ヒメアシマダラブユ、アオキツメトゲブユ、ダイセンヤマブユの4種が感受性を示した。O.gutturosaに感受性を示したのは、キアシツメトゲブユだけであった。さらにO.lienalisにはヒメアシマダラブユ、キュウシュウヤマブユ、ダイセンヤマブユの3種が感受性であった。一方、非感受性であることが確認されたのは、O.sp.にたいしてはキュウシュウヤマブユ、O.lienalisにたいしてはキアシツメトゲブユの各1種である。仔虫の取り込みと胸部における未発育仔虫の有無を検討した結果、キュウシュウヤマブユはO.sp.の仔虫を全く摂取していなかった。一方、キアシツメトゲブユでは、O.lienalisと思われる仔虫の摂取は見られるが、胸部での発育が阻害されているように思われた。仔虫のブユ胸部への実験的移注でもキアシツメトゲブユではO.lienalisは発育しなかった。ヌカカについては調べた8種とも牛のオンコセルカには感受性を認められなかった。ニワトリヌカカにはO.lienalisに似た第3期幼虫が見いだされたが、第1期幼虫の大きさや酸性フォスファターゼの活性部位の違いから牛のオンコセルカとは別のフィラリアと思われた。以上のように、ブユの種によって牛のオンコセルカに対する感受性が異なること、また一部のブユ種では同一ブユ種でも別のオンコセルカ種にたいしては異なる感受性を示すことが明らかになった。しかし、このような感受性に差をもたらすメカニズムについては、今後の研究課題として残された。ブユのオンコセルカ感染にたいする感受性の種間差を把握するために、大分、熊本、鹿児島、福岡、山口、岩手および神奈川の牛舎で彩集されたブユ成虫を解剖し、どのブユ種にどのオンコセルカ種の幼虫が感染しているかを検討した。その結果、5種のブユが牛のオンコセルカ3種のいずれかに感受性があることが分かった。大分では、3種のオンコセルカが見いだされているが、ここではS.bidentatumがオンコセルカ3種のうちtypeIとIIには感受性を示すが、typeIIIには非感受性であること、S.arakawaeはtypeIとIIIに、またS.aokiiはtypeIに感受性を示すことが分かった。熊本では、typeIとIIIが見いだされているが、ここでもS.bidentatumはtypeIのみに感受性を示し、typeIIIには非感受性であった。一方S.kyushuenseはtypeIIIに感受性でtypeIには非感受性であった。岩手では熊本と同様にtypeIとIIIが見いだされたが、ここではS.daisenseが両者に感受性を示したが、S.aokiiはtypeIにのみ感受性が見られた。他の地域のブユについては、現在解剖中である。ヌカカについては、大分の牛舎で彩集したC.arakawaeからオンコセルカと思われる感染幼虫を得たが、形態計測の結果、鳥寄生性のEufilariaらしいことが分かった。

実験感染については、これまで、約50頭の屠殺された牛を調べ、感染を確かめたがオンコセルカの感染密度が低く、まだ十分な材料を得ていない。現在、継続中である。ブユのオンコセルカ感染にたいする感受性の種間差をあきらかにするために、大分と熊本の牛舎において毎月採集したブユ成虫の解剖を行い、仔虫の取り込みとその後の発育の有無について調べた。その結果、大分においては、S.arakawae,S.bidentatumおよびS.aokiiの3種でXおよびYの両タイプの仔虫がとりこまれていた。また、S.nikkoemseではYタイプの仔虫のみが摂取されていた。熊本では、S.arakawaeとS.bidentatumでは両タイプが、S.kyushuenseとS.aokiiでYタイプのみが取り込まれていた。また、これらの4種とS.quinquestriatumとからセタリアの仔虫がみいだされた。フイラリア陽性ブユのうち胸部に未発達の仔虫を有していたかどうかについて、気温条件が仔虫の発育に適している5月から11月までに採集されたブユについて調べた結果、大分ではS.bidentatumとS.arakawaeが、また熊本ではS.bidentatumが、いずれもYタイプの未発育仔虫を有していた。これらの結果から、ブユの感受性の違いはS.kyushuenseでは仔虫の摂取の段階で、一方、S.bidentatumなどでは仔虫を摂取した後の発育の段階において発現されていることが示唆された。仔虫の実験感染は、S.bidentatum,S.aokii,およびS.arakawaeについておこなったが、Xタイプの仔虫の発育は前2種に、Yタイプの発育はS.arakawaeにみらえた。ニワトリヌカカから見出されたフィラリア幼虫は、発育第一期において酸性フォスファターゼの活性部位がブユから見いだされた幼虫における活性部位と異なったことから、第一期幼虫の大きさの違いとあわせて、牛に寄生するオンコセルカとは別の種と考えられる。牛舎で採集された他の7種のヌカカからはフィラリア感染は認められなかったことから、牛のオンコセルカにたいする感受性は無いものとおもわれた。
メルカプト基の酸化を伴う層状複水酸化物へのインターカレーション

様々な濃度、温度、pH条件でメルカプトカルボン酸水溶液とMg-Al系層状複水酸化物を反応させ、最適反応条件を検討した結果、いずれの化合物も60°C、24hではほぼ定量的に反応が進行することがわかった。固体^<13>CNMRメルカプト基の隣の炭素が大きく高磁場シフトした。また、Ramanスペクトルによるとυ(S-H)が消失し、新たにυ(S-S)のバンドが現れたことから、いずれの化合物でもメルカプト基の酸化を伴うインターカレーション起こっていることが明らかとなった。また、層間では、酸化された化合物の両末端のカルボン酸が、上下の水酸化物層を架橋する形で配列していることが明らかとなった。メルカプト基の酸化は、層間の塩基性環境下で起こっていることを示している。メルカプト基の酸化反応は、水溶液中では起こらないことが知られており、狭い層問でこの触媒反応が初めて可能となったことがわかった。LDH層問のジスルフィド結合は,Hg^<2+>とAg^+に対して選択的な吸着を示し、その特性は層間のジスルフィド化合物により、大きく変化した。特に、Hg^<2+>に対して高い吸着能を示し、1時間以内にほぼ定量的に吸着できることがわかった。また、Ag^+に対して多少時間がかかるが、Hg^<2+>と同等の吸着能を示すことがわかった。その吸着サイトは、-S-S-で、金属イオンと1:1の結合をしている。このことは、固体^<13>CNMRスペクトルおよびラマンスペクトルからも確認できた。また、各種メルカプトカルボン酸についてその吸着能を比較すると、必ずしもS-S-サイトの数に比例せず、このような変化が、LDH層間のジスルフィド結合周囲の空隙の分布度合いによると考えられ、LDH層間が選択的反応場として利用できる可能性を示唆している。三年計画の初年度は、インターカレーション化合物を系統的に合成した。ゲスト化合物として各種メルカプトカルボン酸(メルカプトコハク酸、3-メルカプトプロピオン酸、システイン、4-メルカプト安息香酸など)、ホスト化合物としてMg-Al系層状複水酸化物(イオン交換容量3.67mmol/g)を用い、ホストの構造とゲスト分子の違いによるインターカレーションの有無を検討した。得られた複合体をXRD,solid-state NMR,Raman,FT-IRによりキャラクタリゼーションを行った。固体^<13>C NMRメルカプト基の隣の炭素が大きく高磁場シフトした。このことは、対応するジチオ化合物(3,3'-ジチオジプロピオン酸、2,2'-ジチオジ安息香酸、シスチリなどのインターカレーションによっても確認できた。来年度は、どのような過程で酸化反応が進行しているのかをFT-IR, NMRなどを用いて詳細に検討する予定である。

三年計画の二年目の本年は、インターカレーション化合物を系統的に合成し、どのような過程で酸化反応が進行しているのかをFT-IR, NMRなどを用いて詳細に検討した。様々な濃度、温度、pH条件でメルカプトカルボン酸水溶液とMg-Al系層状複水酸化物を反応させ、最適反応条件を検討した結果、いずれの化合物も60°C、24hではほぼ定量的に反応が進行することがわかった。得られた複合体をXRD, solid-state NMR, Raman, FT-IRによりキャラクタリゼーションをした結果、いずれの化合物でもメルカプト基の酸化を伴うインターカレーション起こっていることが明らかとなった。また、層間では、酸化された化合物の両末端のカルボン酸が、上下の水酸化物層を架橋する形で配列していることが明らかとなった。このことは、対応するジチオ化合物(3,3'-ジチオジプロピオン酸、2,2'-ジチオジ安息香酸、シスチン)などのインターカレーションによっても確認できた。また、この過程を^<13>CNMRによりモニターしたところ、反応溶液中には、ジチオ化合物由来のNMRスペクトルは確認できず、モノマーのメルカプトカルボン酸由来のピークのみが観測された。このことは、メルカプト基の酸化は、層間の塩基性環境下で起こっていることを示している。メルカプト基の酸化反応は、水溶液中では起こらないことが知られており、狭い層間でこの触媒反応が初めて可能となったことがわかった。来年度は、得られたメルカプトカルボン酸インターカレーション化合物の応用の可能性のひとつとして重金属イオンの吸着特性について検討を行う。三年計画の最終年度の今年は、得られたメルカプトカルボン酸インターカレーション化合物の応用の可能性のひとつとして重金属イオンの吸着特性について検討を行った。メルカプトコハク酸をインターカレートしたMg-Al系層状複水酸化物を吸着剤として、様々な金属イオン(Hg^<2+>,Ag^+,Cu^<2+>,Pb^<2+>,Cd^<2+>など)の吸着特性を調べ、金属イオン吸着の選択性について検討した。LDH層間のジスルフィド結合は,Hg^<2+>とAg^+に対して選択的な吸着を示し、その特性は層間のジスルフィド化合物により、大きく変化した。特に、Hg^<2+>に対して高い吸着能を示し、1時間以内にほぼ定量的に吸着できることがわかった。また、Ag^+に対して多少時間がかかるが、Hg^<2+>と同等の吸着能を示すことがわかった。その吸着サイトは、-S-S-で、金属イオンと1:1の結合をしている。このことは、固体^<13>C NMRスペクトルおよびラマンスペクトルからも確認できた。また、各種メルカプトカルボン酸についてその吸着能を比較すると、必ずしもS-S-サイトの数に比例せず、このような変化が、LDH層間のジスルフィド結合周囲の空隙の分布度合いによると考えられ、LDH層間が選択的反応場として利用できる可能性を示唆している。
ヒト臍帯血由来肝幹細胞の同定と致死的肝疾患に対する細胞移植療法の開発

我々は当該研究において、ヒト臍帯血由来細胞(UCB cells)を用いて、表面抗原によって分取したUCB cellsから、培養及び移植によって臍帯血由来肝幹細胞を同定し、機能的肝細胞に分化誘導して移植に用いる方法を開発する研究を行い、その成果として下記を得た。まず、CD45、CD34、c-metなどの細胞表面抗原を用いて、cell sorter(FACS)でUCB cellsを分取し、これをアルブミン産生能・アンモニア代謝能を有する肝細胞が誘導されうるFGF-1、FGF-2、HGF、SCF、LIFを添加した培養系で培養した。その結果、CD45陽性細胞かつLineage marker陰性細胞からアルブミンを発現する細胞を培養系によって得た。またその画分を詳細に追求した結果、高純度に分取したCD34陽性細胞のみを培養しても、アルブミン陽性細胞が誘導されうることを見いだした。次に、マウス肝及び血清におけるヒト特異的遺伝子・蛋白発現を検出することによって、移植マウスに臍帯血由来細胞が生着したか否かを評価した。その結果、CD34陽性細胞のみを移植しても、マウス血中にヒトアルブミンが検出され、臍帯血由来肝細胞が出現することを見いだした。さらに、慢性的な肝障害をおこしたマウスにUCB cellsを移植すると、成熟肝細胞と同様に、薬物代謝・アミノ酸代謝などの機能的な肝細胞関連遺伝子を発現するように分化したことが明らかになった。これらの結果から、ヒト臍帯血由来細胞は肝疾患に対する移植細胞供給源になりうる可能性が示された。本研究の成果は、臍帯血を用いた肝再生医療の実現化に向けた基盤となるものであり、当初の目的を達成したものと考えられる。我々は当該研究において、ヒト臍帯血由来細胞(UCB cells)を用いて、表面抗原によって分取した臍帯血由来細胞を肝障害モデル動物に移植することで、臍帯血由来肝幹細胞を同定し、さらに高純度に分取した肝幹細胞を機能的肝細胞に分化誘導して移植に用いる方法を開発する研究を行い、今年度の成果として下記を得た。1.ヒト臍帯血由来・肝幹細胞の同定:まず、CD45、CD34、c-metなどの細胞表面抗原を用いて、cell sorterで臍帯血細胞を分取し、これをUCB cellsからアルブミン産生能・アンモニア代謝能を有する肝細胞が誘導されうるFGF-1、FGF-2、HGF、SCF、LIFを添加した培養系で培養した。その結果、CD45陽性細胞、Lineage marker陰性細胞からアルブミンを発現する細胞を得た。またその画分を追求した結果、高純度に分取したCD34陽性細胞のみを培養しても、アルブミン陽性細胞が誘導されうることを見いだしたの結果より、これらの画分の細胞を肝障害マウスに移植する実験を行い下記の結果を得た。2.移植マウスの解析:マウス肝及び血清におけるヒト特異的遺伝子・蛋白発現を検出することによって、移植マウスに臍帯血由来細胞が生着したか否かを評価した。その結果、CD45陽性細胞、Lineage marker陰性細胞のみを移植しても臍帯血由来肝細胞が出現することを見いだした。3.新規移植モデルの開発:NOD/SCIDマウスに肝障害を与えて移植する新規の動物モデルの開発に着手した。Retrorsin前処理+CCI4連続投与モデルにおいて、従来の2-AAF/PHモデルに比べて生着率が高くなり、今後の解析にfeedbackすることとした。これらの結果に基づいて、今後はCD34陽性・陰性細胞画分を新規開発した移植モデルに移植することによって、肝幹細胞の細胞生物学的解析を進めてゆく予定である。

我々は当該研究において、ヒト臍帯血由来細胞(UCB cells)を用いて、表面抗原によって分取したUCB cellsから、培養及び移植によって臍帯血由来肝幹細胞を同定し、機能的肝細胞に分化誘導して移植に用いる方法を開発する研究を行い、その成果として下記を得た。まず、CD45、CD34、c-metなどの細胞表面抗原を用いて、cell sorter(FACS)でUCB cellsを分取し、これをアルブミン産生能・アンモニア代謝能を有する肝細胞が誘導されうるFGF-1、FGF-2、HGF、SCF、LIFを添加した培養系で培養した。その結果、CD45陽性細胞かつLineage marker陰性細胞からアルブミンを発現する細胞を培養系によって得た。またその画分を詳細に追求した結果、高純度に分取したCD34陽性細胞のみを培養しても、アルブミン陽性細胞が誘導されうることを見いだした。次に、マウス肝及び血清におけるヒト特異的遺伝子・蛋白発現を検出することによって、移植マウスに臍帯血由来細胞が生着したか否かを評価した。その結果、CD34陽性細胞のみを移植しても、マウス血中にヒトアルブミンが検出され、臍帯血由来肝細胞が出現することを見いだした。さらに、慢性的な肝障害をおこしたマウスにUCB cellsを移植すると、成熟肝細胞と同様に、薬物代謝・アミノ酸代謝などの機能的な肝細胞関連遺伝子を発現するように分化したことが明らかになった。これらの結果から、ヒト臍帯血由来細胞は肝疾患に対する移植細胞供給源になりうる可能性が示された。本研究の成果は、臍帯血を用いた肝再生医療の実現化に向けた基盤となるものであり、当初の目的を達成したものと考えられる。
光感受性筋線維の開発とマイクロマシンデバイスへの応用

従来の分化誘導因子や誘導法を用いて形成されるmyotubeは刺激に対する応答性が低いことが知られている。そこで昨年度までに開発に成功した遺伝子組み換え技術を用いて光受容イオンチャネルchannelrhodopsins(ChRs)を導入することで光刺激操作を可能にした培養骨格筋を用いて、分化培養中における継続的な光刺激の効果を検証した。すると、光刺激トレーニングを与えたグループのmyotubeにはサルコメア構造が明瞭に見られ、出現率はトレーニングを与えないコントロール群に対して有意に増加した。またその効果はChRを発現するmyotubeのみに特異的であることが確認された。次に刺激に対する応答を観察すると、収縮応答するmyotubeが有意に増大することが分かった。これに対して、ChRsを活性化しない赤色光(605nm)刺激では促進効果は認められず、光照射による細胞毒性も認められなかった。また光刺激の総照射時間を一定にし、刺激間隔を0.1Hz、0.01Hz、0.0011Hzと変化させるとその効果は抑制された。よって、一定の周期的なリズムを持った刺激(1Hz)が効率的に収縮能を有する筋線維へと成熟させることが示唆された。また光刺激トレーニング時に各種ブロッカー(TTX、nifedipine、thapsigargin)を投与して薬理学的な検討を行った結果、その効果は抑制されることが分かり、細胞内カルシウムイオンの変化が関与していることが示唆された。さらに本研究成果を神経筋疾患の研究に応用することで、障害を受けた神経・筋機能を補完・回復・再建させる治療法の基盤技術の確立を目指す研究に着手した。神経や筋肉を刺激するには従来、電気的な方法が主に用いられてきた。しかし電気刺激法は時間・空間的な分解能が低い点、電場が不均一である点、侵襲的な金属電極を用いる点などが欠点として挙げられる。また筋組織を動力源(アクチュエータ)として利用する場合、その収縮機構をどのように時間・空間的に制御して正確に駆動させるかという課題がある。そこで本研究では遺伝子組み換え技術を用いて生物界に存在する光受容イオンチャネルchannelrhodopsin-2(ChR2)遺伝子を筋芽細胞に導入することで、光で筋発生プロセスに分化の制御および筋肉の収縮活動を直接的に操作できる光感受性筋肉の創製を目的としている。本年度は遺伝子導入方法ならびに分化誘導方法の最適化、電気生理学的な検証や運動解析による光応答特性の検証を行った。実験方法はレトロウイルスベクターを用いてChR2-venus恒常発現株を作製し、野生型筋芽細胞株との共培養および分化誘導によって細胞融合を引き起こし、多核のmyotubeを形成させた。共焦点顕微鏡観察によってmyotube形質膜上へのChR2-Venusの発現が組織学的に確認された。さらにChR2を発現したmyotubeに青色光(470nm)を照射すると、光照射に同期した光電流が観察され、さらに光に応答した活動電位の発生が認められた。また成熟したmyotubeには筋収縮の最小単位であるサルコメア構造が観察された。光照射に対する筋収縮運動を解析すると、青色光のパルス照射に同期した単収縮または強縮が誘発され、その収縮パターン、収縮量ともに電気刺激による応答との差異は認められなかった。上記のように、世界に先駆けて創出に成功した光感受性の培養骨格筋細胞は非接触かつ遠隔操作で細胞に刺激信号を与えることができ、非侵襲的に随意性の収縮活動を誘発することができ、動力駆動源としてのバイオアクチュエータへの応用や筋発生における筋分化モデル、筋変性を伴う筋疾患等の細胞治療への応用が期待できる。筋細胞を刺激して活動を誘起することや筋発達を促進するには従来、金属電極を用いた電気的な方法や力を負荷する機械的な方法、分化誘導因子などを用いた化学的な方法などが用いられてきた。これらの刺激法は容易に時間パターンをコントロールすることができるが、特に空間的な分解能が得られないという問題があった。また目的の細胞のみならず、周辺の細胞や組織に対しても影響を与えてしまう欠点がある。本研究では昨年度と本年度初めまでに生物界に存在する光受容イオンチャネルであるchannelrhodopsin(ChR)遺伝子を筋芽細胞に導入し、光を用いて筋収縮活動を直接的に制御することに成功した。これらの成果をまとめ、生命工学分野の学術誌(Biotechnology and Bioengineering)に投稿し、採択された。また学会と研究会合わせて3件の成果発表を行った。さらに得られた本技術を応用し、筋肉の発生・分化プロセスに着目して研究を発展させた。骨格筋は成長過程において未分化な筋芽細胞が分裂を繰り返して増殖した後、細胞同士が融合して大きな多核細胞を形成する。そこで分化誘導後の筋管細胞に対して、培養下で光のパルス照射刺激を与えて、その効果の検証を行った。分化培養中に断続的な光刺激を与えることで、筋収縮の最小単位であるサルコメア構造の構築の促進が認められた。さらに運動解析を行うと、刺激に対して高い収縮能を獲得していることが認められた。これは筋分化プロセスにおける細胞自律的な分化を光学的に誘導、制御できることを示唆している。

すると、光刺激トレーニングを与えたグループのmyotubeにはサルコメア構造が明瞭に見られ、出現率はトレーニングを与えないコントロール群に対して有意に増加した。またその効果はChRを発現するmyotubeのみに特異的であることが確認された。次に刺激に対する応答を観察すると、収縮応答するmyotubeが有意に増大することが分かった。これに対して、ChRsを活性化しない赤色光(605nm)刺激では促進効果は認められず、光照射による細胞毒性も認められなかった。また光刺激の総照射時間を一定にし、刺激間隔を0.1Hz、0.01Hz、0.0011Hzと変化させるとその効果は抑制された。よって、一定の周期的なリズムを持った刺激(1Hz)が効率的に収縮能を有する筋線維へと成熟させることが示唆された。また光刺激トレーニング時に各種ブロッカー(TTX、nifedipine、thapsigargin)を投与して薬理学的な検討を行った結果、その効果は抑制されることが分かり、細胞内カルシウムイオンの変化が関与していることが示唆された。さらに本研究成果を神経筋疾患の研究に応用することで、障害を受けた神経・筋機能を補完・回復・再建させる治療法の基盤技術の確立を目指す研究に着手した。本年度の計画であった光感受性筋肉の開発に成功し、その成果の学術誌発表まで達成した。さらに開発した技術を応用し、当初の研究計画になかった筋肉の発生・分化プロセスに関する研究に新たに展開・発展することができている。開発に成功した光で操作することができる筋肉をアクチュエータの駆動源として利用することで、本研究課題の最終目標であるマイクロマシンへの応用を検討する。また開発した技術を用いて筋肉の発生・分化プロセスにおける分子生物学的研究についても研究を推進させる。
大規模大気の鉛直流.冷熱源の分布と水蒸気画像の対応の研究

大気大循環の特に熱帯における循環場を見ると、ハドレー循環から期待される南北循環だけでなく、それに匹敵する規模の東西循環(ウォーカ-循環)が存在する。さらに、そのような大規模循環場の季節変化をもたらす要素としてのモンスーン循環が複雑に入り組んでいる。これらの循環は基本的に熱対流であり、従って鉛直流によって特徴付けられる。本研究では地球大気系の大規模構造のなかでも特に重要なハドレー循環、ウォーカ-循環、モンスーン循環を励起す熱源や鉛直流と水蒸気画像の対応関係を調べた。水蒸気画像が示す水蒸気量の濃淡と大気大循環の鉛直流場の関係を理解することは、水蒸気画像の有効利用のうえで重要であるが、これまであまりなされていなかった。本研究では、1995年に打ち上げられたひまわりによる全球水蒸気画像のアニメーションを、全期間について詳しく解析した。その結果、水蒸気画像の濃淡が鉛直流場と密接に関係があることが確認された。中緯度高圧帯の乾燥域や、温帯低気圧の背後から侵入するドライイントルージョンの他、ブロッキング高気圧域で見られる広域下降流は、まさに地球規模のダウンバーストのような特徴を示していることが明らかになった。本研究の結果は今後、水蒸気画像から大気の鉛直流や冷熱源を知るうえでの重要な資料となるであろう。また、得られた結果は衛星観測による熱源の分布を検証する重要な資料となるであろう。