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近代歴史授業論史研究

本研究の目的は,わが国の明治期における近代歴史教育の成立・展開過程を,準備期(明治5年13年),成立期(明治13年23年),確立期(明治23年33年),完成期(明治33年45年)の4期に時期区分を行い,各時期の歴史教育関係の文献収集に基づいて,各時期の歴史授業論の構造を系統的に解明していくことである。本研究の成果として新たに得られた知見は,以下の3点である。第1は,明治期を中心とした近代歴史授業論は,大きくみると,歴史授業論がまだ意識されず暗記注入の一斉教授が行われていた準備期,歴史授業構成を行う際の根拠となる目標論・内容構成論・教授方法論がばらばらではあるが主張され始める成立期,「教育的歴史」として人物を中心に道徳性を育成する歴史授業論が提唱される確立期,歴史学の成果と心理学・教育学の成果の両方を取り入れた本格的な歴史教育独自の「人物学習」として整備される完成期というように展開していることである。第2は,近代歴史授業論の展開過程は,(1)近代国家を担う国民(臣民)の育成という目標を達成する歴史授業論の構築,(2)国民(臣民)の育成に必要な歴史認識と実践的資質を統一的に育成する歴史授業論の構築,(3)このような目標論・内容構成論に基づく歴史教育独自の教授方法論を備えた歴史授業論の構築,以上の3つの歴史的課題を克服していく過程であったととらえることができることである。第3は,完成した近代歴史授業論の特質は「人物学習」であり,それは,目標論としては近代国家を担う国民(臣民)に必要な歴史確認と態度の統一的形成,内容構成論としては人物中心の内容構成,教授方法論としては人物の行為の共感的理解という歴史教育独自の教授方法からなっていたことである。平成6年度の研究では,そのうちの準備期及び成立期に焦点をあてて,準備期・成立期の歴史教育関係の文献・資料の調査・収集,文献・資料に基づく準備期・成立期の歴史教育実践と歴史授業論の分析,分析結果に基づく準備期・成立期の歴史授業論の特質の抽出とその歴史的評価,以上の3点について研究を行った。平成6年度の研究の結果として,次のような知見が得られた。準備期は歴史授業論の模索期であり,歴史授業の実践化という課題に応えるために,この時期の歴史教科書に基づいた実践が試みられたが,それは教科書の叙述を暗唱するだけにとどまるものであり,歴史授業構成上の諸決定の根拠となる授業論としては,歴史教育目標論,歴史内容構成論,歴史教授方法論ともに未完成であったこと。また,成立期においては,歴史教育の目標,内容構成,教授方法を整備するというこの時期の課題に応えるために,小学校教則綱領による歴史教育目標論,三宅米吉に代表される文明史観に立つ歴史内容構成論,開発主義による歴史教授方法論が提起され,これらを総合した歴史授業論によってこの時期の歴史教育実践を説明することができるように,近代歴史授業論として一応の成立をみたが,目標論・内容構成論・教授方法論が一貫したものとしてはまだ確立していないこと。

なお,準備期及び成立期の歴史授業論の歴史的評価については,明治期全体を考察した後に再度行うことが必要であるため,この問題についての考察は,平成7・8年度の研究において,さらに補っていきたい。本研究の目的は,わが国の明治期における近代歴史教育の成立・展開過程を,準備期(明治5年13年),成立期(明治13年23年),確立期(明治23年33年),完成期(明治33年45年)の4期に時期区分を行い,各時期の歴史教育関係の文献収集に基づいて,各時期の歴史授業論の構造を系統的に解明していくことである。平成7年度の研究では,そのうちの確立期(明治23年33年)に焦点をあてて,確立期の歴史教育関係の文献・資料の調査・収集,文献・資料に基づく確立期の歴史教育実践と歴史授業論の分析,分析結果に基づく確立期の歴史授業論の特質の抽出とその歴史的評価,以上の3点について研究を行った。平成7年度の研究の結果として,次の3つの知見が得られた。第1は,目標論・内容構成論・授業方法論が一貫した歴史授業論の確立とその実践化という確立期の課題に応えるために,小学校教則大綱による「国民タルノ志操ヲ養フ」という道徳性を重視した歴史教育目標論,人物中心による歴史内容構成論,ヘルバルト主義5段階教授法による歴史教授方法論が提起されていたこと。第2は,それらを統合した「教育的歴史」による歴史授業論がこの時期に確立していること。その代表的な人物は,本荘太一郎であり,この時期の人物中心の歴史教育実践は,「教育的歴史」による歴史授業論によって説明することができること。第3は,確立期の歴史授業論の特質は,道徳教育としての歴史教育,規範としての歴史教育,国家主義的歴史教育であったこと。なお,確立期の歴史授業論の歴史的評価については,明治期全体を考察した後に再度行うことが必要であるため,この問題についての考察は,平成8年度の研究において,さらに補っていきたい。平成8年度の研究では,そのうちの完成期(明治33年45年)に焦点をあてて,完成期の歴史教育関係の文献・資料の調査・収集,文献・資料に基づく完成期の歴史教育実践と歴史授業論の分析,分析結果に基づく完成期の歴史授業論の特質の抽出とその歴史的評価,以上の3点について研究を行った。平成8年度の研究の結果として,次の3つの知見が得られた。第1は,わが国の歴史教育独自の授業論の構築とその実践化という完成期の課題に応えるために,歴史学の成果と心理学・教育学の成果の両方を取り入れた本格的な「人物学習」が提唱され,歴史授業論として完成してきたこと。第2は,このような「人物学習」としての授業論を構築した代表的人物は,斎藤斐章や大元茂一郎などであり,その授業論は,時代の歴史発展に果たした人物の問題解決的行為を追体験する過程を通して,人物の行為の目的・意図・動機とその意味・意義を理解させるものであったこと。第3は,完成期の歴史授業論の特質は,目標論では歴史認識の内容とともに方法的能力の重視,内容構成論では人物中心の内容構成の整備,教授方法論では確立期のヘルバルト主義の形式的五段階教授法から人物の行為の共感的理解という歴史教育独自の教授方法への発展であったこと。なお,平成6年度8年度の研究のまとめとして,研究成果報告書を作成した。
ペットショップの特異な個体群－外来巻貝の移入リスクの評価

外来生物は移入先の生態系に甚大なダメージを与えることから、世界中で大きな問題となっている。淡水河川に移入した外来生物については、その移入ルートの1つに観賞用水槽(アクアリウム)が挙げられることがある。しかし、その多くは推測の域を出ず、実際にペットショップに流通している対象生物の遺伝的背景を調査し、在来河川への移入リスクを評価した例はこれまでほとんどない。そこで、本研究ではアクアリウムで維持される特異な個体群の遺伝的背景を解明することを目的に、主に無脊椎動物の巻貝を対象とし、国内ペットショップ内に生息する外来種の種組成と移入ルートの推定そして在来河川への適応性の検討を行う。
ナノテクノロジーを利用する無機イオン分離計測技術の簡素化に関する研究

本研究は、産業排水や環境水に含まれる微量無機イオン類の簡素な分離濃縮及び計測技術の開発を目的とし、これらの技術の中核となる選択的認識と応答機能を持った新規な分離計測用材料をナノテクノロジー関連技術を用いて検討する。すなわち、(1)有機無機複合構造を創成できるゾルーゲル法、(2)ラングミュアブロジェット膜などの自己組織化法、及び、(3)ナノポア多孔質材料の高分子グラフト法等、により微細粒子や平板状材料の内部や表面をナノサイズで化学修飾し、無機イオン応答性をもつ新しい材料を創製する。ついで、こうして得られる材料をもとに、特定の無機イオンに対する迅速な分離濃縮と簡素な計測技術を新規に開発する。今年度は、これまでのガラスプレートの表面を活性化させ、分子認識性試薬をラングミュアブロジェット(LB)法によりガラスプレートに累積被覆した分子認識性膜状材料を開発する手法を継続して検討し、その結果、長鎖アルキル型アゾ色素と長鎖の側鎖を持つ高分子とによるLB膜を累積しだガラス板材が良好なカドミウム検知材料になることがわかり、その反応機構の詳細について検証した。研究の成果は、国際的な評価の高いアメリカ化学会の分析化学学術誌であるAnalyticalChemistryに掲載が許可されている。さらに、基材としてポリ塩化ビニルシートを利用し高分子を利用しない作成法についても検討し、同じく良好な計測材料になることも確かめ、この材料の特性についても詳細を明らかにしだ。これらの成果もAnalystなど一流分析化学国際誌に投稿済みである。まだ、ポリスチレン微細ビーズについてクロロメチル化及びアミノメチル化により化学修飾して機能性分子によるグラフト化が可能な材料とし、これに金属イオンと選択的に反応する色素系キレート試薬などの機能性試薬を化学結合させることで、分子認識性多孔質微細粒子材料を合成した。これらの分子認識特性についても、反応機構や表面処理方法について検討を行い、化学センサー材料として利用可能であることを示した。すなわち、(1)有機無機複合構造を創成できるゾル-ゲル法、(2)ラングミュアブロジェット膜などの自己組織化法、及び、(3)ナノポア多孔質材料の高分子グラフト法等、により微細粒子や平板状材料の内部や表面をナノサイズで化学修飾し、無機イオン応答性をもつ新しい材料を創製する。今年度は、ガラスプレートの表面を活性化させることにより反応性を高める手法について検討し、活性化した表面を機能性試薬で修飾する手法を検討した。すなわち、分子認識性試薬をラングミュアブロジェット(LB)法によりガラスプレートに累積被覆した分子認識性膜状材料を開発し、その認識特性を明らかにした。その結果、長鎖アルキル型アゾ色素と長鎖の側鎖を持つ高分子とによるLB膜を累積したガラス板材が良好なカドミウム検知材料になることがわかり、これについて、今年度特許出願を行った。同様に、基質としてポリ塩化ビニルシートを利用し高分子を利用しない作成法についても検討し、同じく良好な計測材料になることも確かめた。また、ポリスチレン微細ビーズについてクロロメチル化及びアミノメチル化により化学修飾して機能性分子によるグラフト化が可能な材料とし、これに金属イオンと選択的に反応する色素系キレート試薬などの機能性試薬を化学結合させることで、分子認識性多孔質微細粒子材料を合成した。これらの分子認識特性について、現在評価確認中である。

まだ、ポリスチレン微細ビーズについてクロロメチル化及びアミノメチル化により化学修飾して機能性分子によるグラフト化が可能な材料とし、これに金属イオンと選択的に反応する色素系キレート試薬などの機能性試薬を化学結合させることで、分子認識性多孔質微細粒子材料を合成した。これらの分子認識特性についても、反応機構や表面処理方法について検討を行い、化学センサー材料として利用可能であることを示した。
造血幹細胞に発現する新たな増殖関連表面分子の検索

本研究ではまず造血幹細胞、特にCD34陽性細胞のhomotypic aggregationに関与する細胞表面分子群を発現クローニング法を用いて検索し、その中から増殖に関与する分子を同定し、さらその分子の機能を増殖、分化、またシグナル伝達等の観点から解析を行うことを目的とする。新規の細胞表面分子の検索は、造血幹細胞の増殖、分化機構の解明に役立ち、さらに造血器腫瘍、ことに白血病細胞起源の詳細な診断、遺伝子治療などの治療への応用につながると考える。まずCD34陽性の白血病細胞株(KG-1など)や造血器腫瘍患者骨髄血のCD34陽性細胞よりmRNAを抽出し、オリゴdT及びランダムプライマーを用いてcDNAに逆転写した。これらを有核細胞発現プラスミドに組み込み、発現ライブラリーを作成した。これら発現ライブラリーを電気穿孔法を用いてCOS-7細胞に遺伝子導入を行い、CD34陽性細胞と反応する細胞群をパニング法の変法により濃縮した。この系を用いてKG-1の発現ライブラリーからCD34陽性細胞に結合する分子をコードするcDNAを2個単離した。このcDNAの塩基配列を決定し、既知の遺伝子と比較検討した。その結果このcDNAはCD54(ICAM-1:intercellular adhesion molecule 1)遺伝子の一部と同一で、新規の遺伝子ではなかった。今後も引き続き残りのcDNAの解析を行なう予定である。また他の細胞の発現ライブラリーから、この系を用いてCD34陽性細胞に結合する分子をコードするcDNAを単離することも計画している。分裂後も他の分裂した細胞と接着しながら分裂を続ける現象、homotypic aggregationに関する接着分子の研究はリンパ球を中心に行われているが、この様な観点からの未分化多能性である造血幹細胞の細胞表面分子の検索は無いに等しい。本研究では造血幹細胞、特にCD34陽性細胞のhomotypic aggregationに関与する細胞表面分子群を発現クローニング法を用いて検索し、その中から増殖に関与する分子の同定を目的とする。この分子の機能を増殖、分化、またシグナル伝達等の観点から解析を行う。これまで(平成8年度)の研究経過ではまず正常人、寛解中の造血器腫瘍患者から採取した骨髄血から、抗CD34抗体結合磁気ビーズを用いてCD34陽性細胞を選別した。これらの細胞やCD34陽性の白血病細胞株(KG-1など)よりmRNAを抽出し、オリゴdT及びランダムプライマーを用いてcDNAに逆転写した。これらを有核細部発現プラスミドに組み込み、発現ライブラリーを作成した。これら発現ライブラリーを電気穿孔法を用いてCOS-7細胞に遺伝子導入を行い、一過性に発現させる系を完成した。現在CD34陽性細胞と反応する細胞群をパニング法の変法により濃縮する系を検討中である。CD34抗体を固相化したシャーレにCD34陽性細胞(プライマリ-細胞、白血病細胞株)を添加して結合させ、さらに発現ライブラリーを一過性に発現したCOS-7細胞を添加し、その後の洗浄条件を検討中である。分裂後も他の分裂した細胞と接着しながら分裂を続ける現象、homotypic aggregationに関する接着分子の研究はリンパ球を中心に行われているが、このような観点からの未分化多能性である造血幹細胞の細胞表面分子の検索は無いに等しい。これまで(平成8、9年度)の研究経過ではまず正常人、寛解中の造血器腫瘍患者から採取した骨髄血から、抗CD34抗体結合磁気ビーズを用いてCD34陽性細胞を選別した。これら発現ライブラリーを電気穿孔法を用いてCOS-7細胞に遺伝子導入を行い、一過性に発現させる系を確立した。

CD34陽性細胞と反応する細胞群をパニング法の変法により濃縮する系をほぼ完成した。現在この系を用いてCD34陽性細胞に結合する分子をコードするcDNAをクローニングを試みている。今後も引き続き、これらの系を用いてCD34陽性細胞のhomotypic aggregationに関与する細胞表面分子群を検索する。
膵腺房細胞からインスリン分泌細胞への分化転換メカニズムの解明

インスリンを分泌する細胞を人工的に作製することは糖尿病の根治療法の開発に結びつく可能性があり社会的意義は大きい。研究代表者はすでに、膵臓で最も大量に存在する腺房細胞(消化酵素を産生・分泌する細胞)をインスリン分泌細胞へ変化させることに成功していたが、本研究ではそのメカニズムを解析し、細胞同士の接着が一旦破壊されて再度形成されることが、細胞特性の変化をもたらす原因であることを初めて明らかにした。膵腺房細胞がin vitroでインスリン分泌細胞へ分化転換できることは、我々がその直接的証拠について既に報告しているる。今年度は、健常動物だけでなく糖尿病状態にある動物の膵腺房細胞も同様の分化転換を生じることができるかについて検討を行った。その結果、ストレプトゾトシンによって膵β細胞を破壊したインスリン依存型糖尿病マウス及び、自然発症1型糖尿病モデルであるKDPラットの膵腺房細胞からもインスリン分泌細胞を誘導することができた。また、このとき、膵発生初期に見られる転写因子の発現誘導が認められ、インスリン以外のホルモン(グルカゴン、ソマトスタチン、膵性ポリペプチド)を発現する細胞も誘導された(Am J Physiol,2007)。さらに、膵臓を消化して腺房細胞を単離する操作を加えることによって、EGF受容体とその下流にある細胞内シグナルが活性化されることを見出した。EGF受容体の活性を抑制するとインスリン分泌細胞への分化転換は抑制されたことから、膵腺房細胞からインスリン分泌細胞への分化転換にはEGFシグナルの活性化が必須であることが判明した。これらの結果は、健常マウス、糖尿病マウスのいずれにおいても全く同様であった。また、細胞内シグナルの一部を遮断することによって、脱分化は生じるが分化転換は完了しない状態を誘導することが可能となった。現在、さらに詳細なメカニズム解析を進めているところである。本年度は、膵腺房細胞における分化転換メカニズムを明らかにする目的で種々の細胞内シグナル経路阻害薬の影響を検討した。その結果、PI3キナーゼ経路の遮断にことによってインスリン分泌細胞への分化転換が阻害されることを見出した。興味深いことに、このとき、アミラーゼの発現は激減して腺房細胞としての表現型を失うものの、分化途上の膵臓で見られるHNF6,Foxa2,Nkx2.2,Hes1などの転写因子の発現が誘導されており、未分化膵細胞の特性を備えた細胞に脱分化した可能性が高いと考えられた。さらに、膵腺房細胞がインスリン分泌細胞に分化転換するときには細胞間接着が回復してspheroid状の細胞塊を形成するが、脱分化状態にとどまるときにはspheroidを形成しない。これに着目して、細胞間相互作用と分化転換の関係について検討した結果、単離膵腺房細胞のspheroid形成には、E-cadherinとβ-cateninの発現増強及び分解抑制による細胞接着(cadherin-mediated cell-cell adhesion)の回復が必要であり、E-cadherinによる細胞接着をその中和抗体を用いて阻害すると、分化転換が著しく抑制されることを発見した。これは、E-cadherinによる細胞間接着が膵腺房細胞の分化状態を制御していることを示す証拠であり、また同時に、インスリン分泌細胞誘導に細胞間相互作用が重要な役割を演じていることを示す結果でもある。単離した膵腺房細胞をin vitroでEGF存在下に浮遊培養するとspheroidを形成してインスリン分泌細胞へ分化転換することをすでに検証していたが、本年度はそのメカニズムについて細胞内シグナルと細胞間接着に着目して解析を行った。種々の阻害薬を用いた検討から、ホスファチジルイノシトール3リン酸キナーゼ(PI3K)阻害薬であるLY294002を添加して培養した場合には、spheroidが形成されず、分化転換も生じないことを見出した。このとき、アミラーゼの発現など、腺房細胞としての機能は喪失しているが、膵臓の発生に重要な転写因子の発現誘導が見られたことから、未分化膵細胞の特性を有する細胞へと脱分化しているものと考えられた。興味深いことに、PI3Kを阻害した条件では、Eカドヘリンとβカテニンの分解が認められ、このことがspheroidが形成されないことの要因であると判明した。さらに、βカテニンシグナルを阻害するICAT(inhibitor of beta-catenin and TCF4)をアデノウイルスを用いて強制発現すると、脱分化誘導の指標の一つであるHNF6の発現が強く抑制される一方、インスリンやグルコキナーゼなど膵β細胞に特徴的な遺伝子の発現が増強される傾向が認められたことから、βカテニンシグナルは単離膵膵腺房細胞の脱分化に作用すると考えられた。すなわち、細胞間接着の破壊と再構成が膵腺房細胞からインスリン分泌細胞への分化転換において、きわめて重要な役割を演じていることが明らかとなった。
神経細胞のK+チャネル密度と性質を調節する分子機構に関する研究

電位依存性K+チャネルは神経細胞の発火パターンを決定する極めて重要なイオンチャネルであり、K+チャネルの機能の分子的基盤の解明は神経科学に於ける最重要課題のひとつである。K+チャネルの機能を決定する因子はチャネル密度、チャネルの電位依存性、およびチャネルのキネティックスである。神経細胞は適切にこれらの因子を調節して正常な神経機能を実現しているが、その調節の実態に関して不明な点が多い。脱分極で活性化されるK+チャネルはイオンポアを形成するαサブユニットの4量体で構成されるとされているが、近年、βサブユニットもクローニングされ、その機能的な役割が研究されている。実際の神経細胞において、各サブユニットがどのようにチャネルの密度や性質に関与するのかを調べるために、それぞれのサブユニットの発現量を変化させて、チャネルの機能を調べる必要がある。そのため、人工的に培養神経細胞に各サブユニット遺伝子を導入することも考えられるが、本研究では、発達過程において単一神経細胞におけるK+チャネル各サブユニットの発現レベルの変化とK+チャネル電流の変化を定量的に調べ、その二者の関係から、K+チャネルの密度や性質の調節にαとβサブユニットの関与を明らかにする新しいアプローチを提案し、この提案を線条体コリン作動性細胞を用いて検証することを研究目的とした。同一細胞のサブユニットの発現量とK+チャネル電流の測定するには、本研究代表者が近年行われてきた定量的単一細胞RT-PCR法とパッチクランプ法の組み合わせを用いた。本年度では、電気生理学的な研究で、モデルとして用いている線条体コリン作動性細胞におけるK+電流の発達を調べると同時に、Kv4.2mRNAの発現レベルを単一細胞レベルで定量化した。その結果、線条体コリン作動性細胞におけるA電流の増加と共に、Kv4.2mRNAの発現レベルが増加したことが明らかになった。
腫瘍微小環境における血管細胞、がん細胞の相互遺伝子発現制御システム解明

がん微小環境を構成する微小血管内皮細胞に発現する転写因子GATA2に着目し、GATA2 knockdown条件下での全ゲノム発現アレイと全ゲノム上で転写因子GATA2の結合している領域を探し出す.GATA2-ChIP-seqを用い、微小血管内皮細胞でGATA2が存在している意義付けを調査した結果、GATA2は内皮としての機能維持に重要な遺伝子(内皮特異的因子)のほとんどの制御領域に結合していること、実際にGATA2が結合することでそのターゲット遺伝子において発現上昇していることが明らかとなった。特に新規GATA2依存性の内皮特異的因子エンドムチンを見出し、これがないと増殖因子依存性の血管の遊走能、3次元管腔構造形成能に支障が生じてくることを見出した。さらにゲノムワイドChIP-seqとchromosome conformation capture(3C)アッセイからエンドムチンの転写開始点近傍と139kbp上流の遠く離れた領域にGATA2が強く結合し、これらの領域が、エンハンサーとしてのヒストン修飾を受けてGATA2依存的に内皮細胞特異的なクロマチン高次構造を取ることで内皮特異的にエンドムチン発現が生じることを初めて明らかにした。一方、GATA2がないと逆にTGF-β,snail,slug,HMGA2,SM-actinの発現上昇が生じることが全ゲノム発現アレイから認められ、このことは内皮マーカーと間葉系マーカーを用いた免疫染色とFACSデータからも確認された。即ち、安定的に分化した微小血管内皮細胞でもGATA2がなくなると、内皮としての特質が失われ、一部、内皮-上皮形質転換(EndMT)が生じることを明らかにした。
多剤耐性緑膿菌の発生進展メカニズムの解明と検査診断、感染制御への応用

多剤耐性緑膿菌(multi-drug resistant Pseudomonas : MDRP)の院内感染とその制御は臨床上大きな課題となっている。MDRPの感染経路予防策やカルバペネム系抗菌薬使用制限など様々な方策が導入されているが、決定的な有効手段はない。アミノグルコシド(AGs)耐性は治療経過中多段階の過程を経て生じ、その際薬剤排出ポンプ(Mex pump : MexAB-OprN, MexEF, MexXY)の出現が注目されている。この耐性発現を解析するため、H20年の当院重症熱傷患者から分離された緑膿菌臨床菌株を用い、既知の薬剤排出ポンプの発現の有無と薬剤感受性の関係をみた結果に基づき、H21年度以降当院で検出された耐性緑膿菌について耐性関連遺伝子を解析した。薬剤排出ポンプの発現はRT-PCR法とウエスタンブロット法を用い、その他の耐性関連遺伝子{D2ポーリン欠損,aac(6')-Ib, gryA, gryB, parC, parE, 16SrRNA)はRT-PCR法で検出した。メタロβラクタマーゼ(MBL)産生の確認は、2-メルカプトプロピオン酸(2-MPA)使用のdisk拡散法で行った。臨床分離株のほとんどは、遺伝子型が異なっていても始めにMBLによりカルバペネム系とニューキノロン系薬が耐性となり、その後AGs系薬の継続使用中、MexAB-OprN MexEF発現を経て、MexXY発現することによってMDRPになった。この現象は、創部のみならず喀痰、尿、血液培養中から検出された耐性緑膿菌にも同様にみられた。他の耐性遺伝子の出現、D2ポーリンの欠損は認められなかった。一方、MBL非産生MDRPはトブラマイシン感受性で、MexXYは発現せず、MexAB-OprNとMexEFの発現亢進およびaac(6')の発現によりMDRPとなることが判明した。また、耐性緑膿菌を含め緑膿菌の環境衛生にUVCパルス波が非常に有効であり、13秒で全て死滅することを確認した。多剤耐性緑膿菌(multi-drug resistant Pseudomonas: MDRP)の院内感染とその制御は臨床上大きな課題となっている。アミノグルコシド(AGs)耐性は治療経過中多段階の過程を経て生じ、その際薬剤排出ポンプ(Mex pump: MexAB-OprN, MexEF, MexXY)の出現が注目されている。この耐性発現を解析するため、H20年の当院入院患者から分離された緑膿菌臨床菌株を用い、既知の薬剤排出ポンプの発現の有無と薬剤感受性の関係をみた。薬剤排出ポンプの発現はRT-PCR法とウエスタンブロット法を用い、メタロβラクタマーゼ産生の確認は、2-メルカプトプロピオン酸(2-MPA)使用のdisk拡散法で行った。当院熱傷センター臨床分離株は、まずメタロβラクタマーゼによりカルバペネム系とニューキノロン系薬が耐性となり、その後AGs系薬の継続使用によってMexAB-OprN MexEF発現を経て、MexXY発現することによってMDRPになった。一方内科病棟株にMexXYは発現せず、MexAB-OprNとMexEFの発現亢進によりMDRPとなった。MDRPの検出部位は重症熱傷患者では創部で、AGsの組織移行性や標的部位の環境が影響していることが予測された。臨床上観察された本現象について、現在実験的に菌の発育環境を変化させ確認中である。また、臨床検体の耐性獲得機構にMex pump以外の因子(遺伝子)の影響について検索中であり、Mex pump(特にMexXY)を含めた多剤耐性に最も関与する遺伝子の候補を割り出し、来年度以降、迅速検査の作成に着手する予定である。治療関連事項として、緑膿菌に有効な生薬の検索を行った。使用した生薬は、感染症に有効との記載のあるもので、地楡、板藍根、黄連、大黄、烏梅、蒲公英、知母、黄苓、金銀花、ドクダミの10種類を煎じて抽出し血液寒天培地に緑膿菌とともに培養した。この内、烏梅と知母では、緑膿菌の生育が抑制されることが判明した。来年度は、2種の生薬について作用機序や使用法について詳細を検討する。重症熱傷患者において多剤耐性緑膿菌(multi-drug resistant Pseudomonas : MDRP)の出現は、患者治療のみならず院内感染対策上大きな問題である。特に、アミノグルコシド(AGs)耐性は治療経過中多段階の過程を経て生じ、その際薬剤排出ポンプ(Mex pump : MexAB-OprN、MexEF、MexXY)の出現が注目されている。H20年9月からH21年12月までに当院入院患者創部から分離された緑膿菌臨床菌株37株(MDRP25株、2剤耐性株12株)を用い、既知の耐性遺伝子(メタロβラクタマーゼ:MBL、oprD欠損など)、薬剤排出ポンプの発現の有無と薬剤感受性の関係を調べた。MDRPは、イミペネム(IPM)とシプロフロキサシン(CPFX)、アミカシン(AMK)への感受性により確認した。菌の相同性はrep-PCR法を用いて解析した。

oprD欠損はPCR法、薬剤排出ポンプ(mexAB、mexCD、mexEF、mexXY)の発現はRT-PCR法、薬剤排出ポンプの発現量はウエスタンブロット法を用いて確認した。MBL産生は、2-メルカプトプロピオン酸(2-MPA)使用のdisk拡散法でスクリーニング後、PCR法で遺伝子型をみた。MDRP株全株でMBLのVIM1型獲得と、MexAB-OprN、MexEF、MexXY3ポンプの発現が認められ、oprD欠損とmexCDの発現は全ての株で認められなかった。通常の臨床経過では、まずMBLを獲得、MexAB-OprN、MexEFの発現によりIPMとCPFX、AGs系薬のうちのゲンタマイシン(GM)が耐性となった。その後MexEFの発現が増加してトブラマイシン(TOB)にも耐性となり、最終的にAMKにも耐性のMDRPになった。MBL獲得後すぐにGMとAMK耐性になるもTOBは感受性のままで、後にTOB耐性を獲得した株が見られた。この場合、当初から3ポンプの発現がみられTOB耐性にはMexEFの発現増加に関連がみられた。また、熱傷創部から連続して採取した検体にて、感受性緑膿菌がMBLを獲得した後最終的にAMKに耐性となる過程で、Mexポンプの発現様式に変化がみられた。MexEFの発現上昇はTOB耐性化への関与が、また、AMK耐性株でのみ認められたMexXYの発現は、AGs系薬剤高度耐性化への関与が示唆された。臨床菌株において、MexXY発現の経時的なモニタリングはMDRP進展の経過を知る上で重要であると考えられた。多剤耐性緑膿菌(multi-drug resistant Pseudomonas : MDRP)の院内感染とその制御は臨床上大きな課題となっている。MDRPの感染経路予防策やカルバペネム系抗菌薬使用制限など様々な方策が導入されているが、決定的な有効手段はない。アミノグルコシド(AGs)耐性は治療経過中多段階の過程を経て生じ、その際薬剤排出ポンプ(Mex pump : MexAB-OprN, MexEF, MexXY)の出現が注目されている。この耐性発現を解析するため、H20年の当院重症熱傷患者から分離された緑膿菌臨床菌株を用い、既知の薬剤排出ポンプの発現の有無と薬剤感受性の関係をみた結果に基づき、H21年度以降当院で検出された耐性緑膿菌について耐性関連遺伝子を解析した。薬剤排出ポンプの発現はRT-PCR法とウエスタンブロット法を用い、その他の耐性関連遺伝子{D2ポーリン欠損,aac(6')-Ib, gryA, gryB, parC, parE, 16SrRNA)はRT-PCR法で検出した。メタロβラクタマーゼ(MBL)産生の確認は、2-メルカプトプロピオン酸(2-MPA)使用のdisk拡散法で行った。臨床分離株のほとんどは、遺伝子型が異なっていても始めにMBLによりカルバペネム系とニューキノロン系薬が耐性となり、その後AGs系薬の継続使用中、MexAB-OprN MexEF発現を経て、MexXY発現することによってMDRPになった。この現象は、創部のみならず喀痰、尿、血液培養中から検出された耐性緑膿菌にも同様にみられた。他の耐性遺伝子の出現、D2ポーリンの欠損は認められなかった。一方、MBL非産生MDRPはトブラマイシン感受性で、MexXYは発現せず、MexAB-OprNとMexEFの発現亢進およびaac(6')の発現によりMDRPとなることが判明した。また、耐性緑膿菌を含め緑膿菌の環境衛生にUVCパルス波が非常に有効であり、13秒で全て死滅することを確認した。
先天性有機酸血症における新しい診断システムに関する研究

先天性有機酸血症の診断には、患者尿中の有機酸を正確に検出,分析さらには定量することが何より重要であるが、従来、我が国で最もよく施行されてきた有機溶媒抽出法は極性の高い有機酸では抽出効率が低く、先天性有機酸血症の診断上、誤診につながる問題たとえばプロピオン酸血症におけるメチルクエン酸の見落としなど決定的に重要なリスクを有していた。また従来のマニュアルによる有機酸分析ではどうしても、人為的な見落としやその他のミスなどが生じることやマニュアルゆえの所要時間の長さも問題であった。今回はこれらの問題を一挙に解決するため、尿中有機酸の抽出に最もすぐれた効率を有する珪酸カラム液体分配クロマトグラフィー法とガスクロマト-質量分析法にリバースサーチ法を組み合わせることにより、尿中有機酸検出のための優れた分析および診断システムを確立することができた。さらにこの診断システムを用いて、国内外よりの依頼検体を分析し、多くの先天性代謝異常症を診断することができた。また有機溶媒抽出でごく少量のメチルマロン酸を尿中に排泄する患者や、3-ヒドロキシプロピオン酸を排泄する患者でメチルクエン酸は増加していないことの確認や、チロジン血症1型が疑われる患者でのサクシニルアセトンの有無の確認など診断上、重要な場合に本診断システムが最終判断上、有用であった。本診断システムをすべての尿サンプルに用いることはできなくても、この診断システムをスクリーニング診断用のウレアーゼ処理法による分析結果の再確認として使用することにより、所要時問の短縮および診断の精度の向上などが期待され、今後、さらに国内外よりの診断依頼に対応してゆく予定である。先天性有機酸血症の診断および病態研究のためには、何よりも尿中有機酸の正確な分析、測定が不可欠である。我が国で従来、施行されてきた有機溶媒抽出法は極性の強い有機酸の抽出には不敵で、しばしば診断の見逃しなど重大な欠陥を有することがあきらかになっている。たとえばプロピオン酸血症におけるメチルクエン酸の見落としは診断および出生前診断上で、致命的診断ミスを与えることになる。このことに関連して、我々は有機溶媒抽出で見逃されたプロピオン酸血症が、珪酸カラム液体分配クロマトグラフイ-ではきちんと診断できることを確認した。一方、先天性代謝異常症への認識の向上にともない、我々の施設における分析検体数は、年々増加しつつあり、従来のマニュアル分析では次第に対応できなくなりつつある。これらの問題を解決するため、我々が従来用いて来た珪酸カラム液体分配クロマトグラフィーによる尿中有機酸の抽出に、リバースサーチ法を組み合わせることにより、より正確な有機酸の分析および所要時間の短縮化が可能となるので本研究を実施した。本年度は正常人コントロールの尿中有機酸につき、どのような種類の有機酸がどの程度排泄されているかを検討するためコントロール尿を収集し、従来の有機溶媒抽出法で抽出した後、我々の開発したリバースサーチ法でどの程度の有機酸および関連物質が捉えられるかを検討した。その結果、正常コントロール尿で役30種類の有機酸を含む代謝物質を同定、分析することができた。また、リバースサーチ法は自動的に代謝産物を分析同定するので人為的なミスがなく、また有機酸血症の診断上、信頼できる分析システムであることを確認した。前年度までにリバースサーチシステムがほぼ完成したので、このシステムを用いて国内外より依頼された先天性代謝異常症疑いのある患者尿を分析検討した。その結果プロピオン酸血症、メチルマロン酸血症、グルタル酸尿症II型、HHH症候群、OTC欠損症、マルチプルカルボキシラーゼ欠損症などを新たにスクリーニング診断するという大きな成果を挙げることができた。すなわちこれらの疾患のマーカー代謝産物の検出に本システムは有用であり、しかも人為的な操作を加えずに自動的にこれらのマーカー代謝産物を分析さらに同定することが証明された。この方法により人為的操作上のミスをなくすことができ、しかも時間の節約も可能となった。

前述6疾患6名の患者は本システムによりスクリーニング診断された後、新生児メチルマロン酸血症患者の1名を除き、ただちにビオチン投与や食事療法をスタートし順調に経過している。シンガポール国立小児病院より分析依頼され、診断されたマルチプルカルボキシラーゼ欠損症は、その後東北大学病態代謝成澤邦明教授によりホロカルボキシラーゼ欠損症と診断され、遺伝子解析も進行中である。ビオチンの効果判定につきシンガポールより送付される尿を用いて共同研究中である。珪酸カラム液体分配クロマトグラフィーと本リバースサーチシステムを用いる有機酸血症の診断システムは、我々独自の方法で国内外にも類がなく優れた分析方法であり、先天性有機酸血症をふくむ代謝異常症の診断のみならず、病態解明などにも大きな威力を発揮するものと期待される。さらに今後分析検体数を増し、よりすぐれた正確な分析を施行できるよう努力したい。前年度に引き続き、先天性有機酸血症の疑いのある患者尿を、すでに確立した分析システムで分析した。その結果、国外よりの依頼検体を含む尿サンプルより、チロジン血症や先天性胆汁酸代謝異常症、2ケトアジピン酸尿症を含む疾患を診断し、さらには軽度のメチルマロン酸の増加を示した症例の確認などに本診断システムを応用することができた。また、我々は尿中有機酸の前処理に、尿中の尿素をウレアーゼ酵素で処理し、その後尿を直接、乾固,誘導体化する方法や、従来最もよく用いられている有機溶媒抽出法、さらには珪酸カラム液体分配クロマトグラフィーなどと本診断システムを組み合わせて、どの方法が最も優れた診断システムであるかの検討を行った。その結果、最初の予想どおり、珪酸カラム液体分配クロマトグラフィーと本診断システムの組み合わせが、現時点で最も優れた有機酸血症の診断手段であると考えられた。その後、本診断システムを用いてホロカルボキシラーゼ合成酵素欠損症のビオチンヘの反応性の効果、HHH症候群での食事療法と尿中代謝産物との関係などについて現在さらに検討中である。また3-ヒドロキシプロピオン酸が持続的に尿中に排池されているが、メチルクエン酸の排泄状態が有機溶媒抽出では確認できない症例の場合、メチルクエン酸が真に尿中に増加しているかどうかの確認は、診断上決定的に重要であるが、この場合にも珪酸カラム液体分配クロマトグラフィー法と本診断システムを役立てることができ、今後判断に苦慮する場合の大きな情報源になるものと考えられる。先天性有機酸血症のGC/MSによる化学診断では、豊富な経験が要求されるが、本診断システムはこれらのマニュアル診断での見落しを防止することができ、また時間の短縮化にも有用であると考えられた。
生命倫理問題におけるソフトローの意義と実態に関する研究

本研究は、先端医療技術が提起する倫理的問題に関し規制手段として用いられることの多いソフトローについて、その意義と実態の解明を課題とした。研究成果は次の3点に見出される。第1に、ソフトローは法としての実効性が弱い法ならざる法であるが、倫理的原理に支えられた公正な秩序形成への法の側からのコミットメントである。第2に、ソフトな法規制は多層的法体系の中でハードローと構造的に連関し、多元的社会における法秩序形成の1つの手段である。しかし第3に、ソフトであるがゆえに法内容に曖昧さが残り、法実現の過程で微細な非倫理が紛れ込む危うさを常に孕む。生命倫理ソフトローに関する研究の端緒として更なる解明を課題とする。後述のように、研究初年度は事情により所期の研究計画をほとんど進めることができなかった。研究実績としては、医療実務研究者を招き次の研究会を行ったことである。京都府立医科大学助教、福本環氏「成人期女性のリプロダクティブヘルス/ライツ研究ー性暴力被害者支援に関してー」(2014年3月13日(木)13:3016:00、立命館大学衣笠キャンパス学而館第2研究会室にて)。報告内容は成人期女性のリプロダクティブヘルス実現への諸方策に関するものであったが、母体保護法による中絶の医療的対応、とくに中絶同意とそれに関する実証研究についても詳細にふれられた。生命倫理問題に対する医療現場の実態を知る上で有益であった。また、当研究会には研究分担者、研究協力者、およびテーマに関心を持たれた医療法務研究者と法実務家の出席があり、質疑応答を通してたいへん興味深い情報交換が行われた。この研究会のほか、2013年度は、課題研究遂行に向けた準備として、テーマに関係する欧語研究文献の収集、研究情報の検索と整理を容易にする情報機器の購入などを行った。生命倫理ソフトローに関する研究であるが、後述の通り、2014年度は13年度に続き大学内外の役職で多忙多端であったため、研究推進に時間をとること殆どできず、テーマに関する研究論文など文献の収集と、年度末に研究会を1回実施することができたのみである。研究会では、刑事法務にも携わる実務家弁護士にハイブリッド型行政規制の理論と実務について、また若手法哲学研究者には診療ガイドラインと医療ソフトロー規制の問題について、それぞれ講演および研究報告していただくことができ、各内容をもとに立場の異なる出席者間で意見交換を行い、生命倫理ソフトローの意義と実態について検討を行った。生命倫理ソフトロー研究に関し2015年度は次の3点を上げておくことができる。1.医学臨床研究倫理の指針順守に関わるパネルディスカッションが国立医大主催で行われ、パネリスト委嘱を受けて議論に参加した(11月京都/2月東京)。倫理不正の構造的要因としての利益相反と研究データの改ざん・捏造等の問題は患者の自己決定および人格的利益保護に関わる生命倫理の問題と直接関係するわけではないが、「臨床」の倫理問題として構造的に関連していることが明らかになった(生命倫理と医療倫理の連関)。2.法科大学院における講義「生命倫理と法」において、医療倫理4原則と生命倫理の基本原理「人間の尊厳」との関係について立ち入った考察を行った。倫理的規制ソフトローの規範体系上の位置づけに一定の見通しがもてるようになった。3.大学院法学研究科における修士論文指導の関係で、法的責任判断要素としての因果関係について基礎理論的考察の展開に与した。現代法の全体的展開動向と法規範の競合・複雑化の中で、法的均衡をさぐる司法的判断には「相当性」規準が不可欠であること。これは、経験則を介してソフトローの在り方を左右する1つの規範原理でもあるとの知見を得た。生命倫理ソフトローに関する本研究ではこれまで、基礎的理論研究について、上述の通り一定の洞察にもつながる考察が進められてきているように思われる。他方、その実態解明については、診療ガイドラインやハイブリッド規制に伴う実際上の問題を除き、直接の規制対象となっている医療行為について、現状把握の課題がいまだに残っている。本研究は、先端医療技術が提起する倫理的問題に関し規制手段として用いられることの多いソフトローに焦点を合わせ、その意義と実態の解明を課題とした。生命倫理に関する基礎法学研究の1つとして、理論と実態の両面からアプローチしようと企図したものである。研究責任者および研究分担者・協力者をめぐる事情変化の中で、研究は必ずしも計画通り進められたわけではないが、少なくとも次の3点において成果を見ることができよう。第一に、研究テーマに関する資料収集を通じ、とりわけ近年、洋語文献の中に生命倫理ソフトローの研究が増え、また、医療のみならず環境、経済、労働など様々な領域のソフトローに一般理論的探究を試みる研究論文も出てきている。それらを確認することができた。第二に理論面では、ソフトローが法と社会の連結子であり、同時に法の側から一定の方向づけを伴う秩序づけのコミットメントになっていることが明らかになった。それは単に法のソフトな秩序づけ機能として評価しうるだけでなく、法と社会の接点においていかに規範秩序が形成されるか、また、法の規範枠組みが人々の規範意識とどのように構造的につながっているかの解明に手がかりを与える。ソフトロー研究は、法と経験則、法と倫理の関係の解明に資するものとなる。第三に、様々な研究会および医療機関へのヒアリング調査を通して、ソフトロー規制の有効性と危うさに接することができた。ソフトローは規範的秩序づけの試行錯誤過程を表すものであるが、微妙な倫理問題を孕むがゆえに、その実態が十分明らかにされないという問題もある。

それはまた、アーキテクチャーやハイブリッド規制など規範形態の多様化に関わる現象とも関連している。こうした知見は法の新しい展開を示すとともに法の構造的理解に新しい地平を開くものともなる。研究成果の公表(学会発表と論文刊行の予定あり)を含め引き続き研究の進展を期したい。本研究は、先端医療技術が提起する倫理的問題に関し規制手段として用いられることの多いソフトローについて、その意義と実態の解明を課題とした。研究成果は次の3点に見出される。第1に、ソフトローは法としての実効性が弱い法ならざる法であるが、倫理的原理に支えられた公正な秩序形成への法の側からのコミットメントである。第2に、ソフトな法規制は多層的法体系の中でハードローと構造的に連関し、多元的社会における法秩序形成の1つの手段である。しかし第3に、ソフトであるがゆえに法内容に曖昧さが残り、法実現の過程で微細な非倫理が紛れ込む危うさを常に孕む。生命倫理ソフトローに関する研究の端緒として更なる解明を課題とする。研究の遅れは主に学内外の役職が予想外に重かったことによる。2013年度から2年間、本務大学で図書館長を、また私立大学図書館協会では会長を務めた。学内の館長職務は通常業務のほか、大阪茨木キャンパス開設に伴う新図書館建設(2015年4月開館)ならびに京都衣笠キャンパスの新図書館建設(2016年4月開館予定)の具体化に関する各種会議主宰等の特別な役務があった。また私立大学図書館協会では、全国533大学図書館加盟の協会全体の総会、研究大会、常任幹事会、役員会とともに、会長として、東地区部会・西地区部会の同様活動への出席義務をも負い、国内各地への出張が度重なった。学部および大学院での授業ノルマをこなしながらの役職業務であったため、予定していた研究論文の執筆も断念せざるをえないほど、研究に時間をとることが難しかったためである。生命倫理ソフトローの実態解明を進め、本研究のまとめを行わなければならない。実態解明には、利用現場からソフトロー実現の実際に関する情報を得るとともに、規制担当官庁への聴き取り調査をも併せて行なう。そして、本研究に一定の区切りをつけるため、上記実態調査で明らかになる問題点を踏まえて、生命倫理ソフトローの機能と位置づけについて、論文の形で研究の成果をまとめることにしたい。法哲学上述の学内外の役職は2014年度末で任期満了。2015年度は普通の教授職に戻るため、大学および大学院における教育に多くの時間をとらなければならないが、できる限り研究の推進を図ってゆくこととしたい。生命倫理ソフトローの意義と実態に関する研究であるので、本年前半期には遅れている実態調査を行う。また、後半期では、医療とは異なる他の分野のソフトローとの関連をも視野に収めながら、研究会を実施して、本研究の成果を何らかの形でまとめられるようにしたい。所属大学における学内行政上の役職(図書館長)および学外役職(私立大学図書館協会会長)の初年度と重なり、2つの図書館創設、規程改正など、諸課題への取り組みに相当の時間を要し、本テーマ研究はほとんど進めることができなかった。
分子伝熱解析による分子線エピタキシ(MBE)超精密加工メカニズムの解明

本研究では,分子線エピタキシ(Molecular Beam Epitaxy;MBE)による平面創成について,シリコン(Si)基板上にSiをホモ・エピタキシャル成長させる実験を行い,その創成メカニズムを明らかにしている.ここでは,基板温度は一定で,分子線入射量を変えた実験を行い,創成面性状を調べた.実験条件は基板温度を600°Cおよび800°Cで一定とし,分子線入射量を成膜厚さに換算して0.005,0.01,0.02nm/sと変化させて実験を行った.いずれの場合も成膜厚さが約35nmとなるように成膜時間を設定した.RHEEDによる観察から,本実験の条件内では結晶性に分子線入射量は影響しなかった.原子間力顕微鏡による表面幾何形状の観察から,基板温度600°Cではもとの基板の平坦度と同程度か改善されているが,分子線入射量による違いは見られなかった.基板温度800°Cではもとの基板には見られなかったステップ状の創成面が観察され,入射量の増加につれてステップの段差の大きさに変動はないが,ステップの間隔が減少していった.また,このステップの水平部は,600°Cでの創成面よりも良好な平坦度をもっていた.本研究の結果,基板温度と分子線入射量は各々創成面性状を変化させるが,独立変数ではなく,平坦で結晶性に優れた創成面を得るには,基板温度と入射量の両方を適切に選択する必要があり,本研究の条件では,基板温度600°C,入射量0.005nm/sが最適値であることがわかった.本研究では,分子線エピタキシ(Molecular Beam Epitaxy;MBE)による平面創成について,シリコン(Si)基板上にSiをホモ・エピタキシャル成長させる実験を行い,その創成メカニズムを明らかにしている.ここでは,基板温度は一定で,分子線入射量を変えた実験を行い,創成面性状を調べた.実験条件は基板温度を600°Cおよび800°Cで一定とし,分子線入射量を成膜厚さに換算して0.005,0.01,0.02nm/sと変化させて実験を行った.いずれの場合も成膜厚さが約35nmとなるように成膜時間を設定した.RHEEDによる観察から,本実験の条件内では結晶性に分子線入射量は影響しなかった.原子間力顕微鏡による表面幾何形状の観察から,基板温度600°Cではもとの基板の平坦度と同程度か改善されているが,分子線入射量による違いは見られなかった.基板温度800°Cではもとの基板には見られなかったステップ状の創成面が観察され,入射量の増加につれてステップの段差の大きさに変動はないが,ステップの間隔が減少していった.また,このステップの水平部は,600°Cでの創成面よりも良好な平坦度をもっていた.本研究の結果,基板温度と分子線入射量は各々創成面性状を変化させるが,独立変数ではなく,平坦で結晶性に優れた創成面を得るには,基板温度と入射量の両方を適切に選択する必要があり,本研究の条件では,基板温度600°C,入射量0.005nm/sが最適値であることがわかった.
精密宇宙観測および素粒子論に基づく初期宇宙進化の探求

近年、Planck衛星等の精密な宇宙観測から、宇宙の様々な局面が明らかにされてきている。本研究では、特に、現在の宇宙の構造の「種」となる初期密度揺らぎに焦点を当て、その生成機構、また、初期密度揺らぎを用いて初期宇宙進化史を探査することをテーマに研究を進めた。宇宙観測データ、および、素粒子論から示唆される初期宇宙シナリオに基づき、現時点でどのような初期宇宙進化シナリオが考えられるか詳細に検討した。また、将来の宇宙観測で、どのようにして、密度揺らぎの起源、初期宇宙進化を明らかにしていくかに関しても研究を行った。平成24年度も引き続き、初期宇宙進化を密度揺らぎを用いて探る研究を行った。特に、複数のスカラー場が密度揺らぎを獲得するような模型について、揺らぎの非ガウス性、重力波などに焦点を当てて、研究を行った。まず、等曲率揺らぎの非ガウス性について、WMAP衛星のデータから制限を求めた。等曲率揺らぎはアクシオン模型やカーバトン模型などで生成される可能性があり、その非ガウス性を調べる事により、初期宇宙のシナリオに制限を与えることができる。我々は、等曲率揺らぎが断熱揺らぎと相関を持つ場合、持たない場合の両方について、その非ガウス性に対する制限を調べた。その結果、WMAP衛星のデータにより、それらの揺らぎがガウス的である場合と矛盾しない、という制限を得た。この制限は、初期宇宙の様々なシナリオに対する制限として有用である。また、原始重力波の観測から、初期宇宙の熱史を探る研究も行った。宇宙初期に振動するスカラー場が宇宙を支配する時期が存在すると、重力波のスペクトルに特徴的な痕跡を残す。我々は、将来のDECIGOなどの重力波実験と、将来のCMBの観測を合わせた場合に、インフラトン場、およびインフラトン場以外の(宇宙を一時的に支配する)スカラー場の再加熱温度に対して、どの程度の制限が得られるかについて詳細に調べた。そして、初期宇宙の熱史を調べる際、重力波実験とCMBの観測は互いに相補的であることを、具体的な解析を行うことにより示した。さらには、宇宙密度揺らぎに生成メカニズムについて、新たな模型を提案した。この模型は、従来議論されてきたカーバトン模型、modulated reheating模型のシンプルな拡張になっており、さらには、この研究で議論した定式化は、これらの模型を含む一般的なモデルに有用である。昨年3月に宇宙背景放射の温度揺らぎに関するPlanck衛星からの結果が公表されたため、特に、その結果を受けて、初期宇宙の現象、特に初期密度揺らぎの生成メカニズムに関して、どのような意味をもたらすかについて研究を行った。初期揺らぎの起源として、主に考えられてきたのはインフレーションを起こすインフラトン場の量子揺らぎである。しかしながら、宇宙初期にインフラトン場以外のスカラー場が存在した場合、そのようなスカラー場も量子揺らぎをもち得る。そのようなインフラトン場以外のスカラー場が揺らぎの起源を担うようなモデルとして、curvaton mechanismやmodulated reheatingなどがある。これらの模型で生成される初期揺らぎの性質は、インフラトン場から生成される初期揺らぎと異なるため、宇宙背景放射の揺らぎなどの観測から得られる初期揺らぎの制限を用いることにより、これらの模型を峻別できる可能性がある。我々は、Planck衛星から得られた初期揺らぎのスケール依存性、非ガウス性、重力波の振幅などに対する制限を用いて、上記のcurvaon modelやmodulated reheating modelなどの所謂spectatorfield modelにおいて、どのようなパラメタ領域が許されるか、議論した。特に、Planck衛星による非ガウス性の制限は以前に得られていたWMAPからの制限よりも厳しくなったが、我々は一般的なspectator field modelのパラメタ領域がどのように制限されるか議論し、どのような模型が好まれるか調べた。その他、Planck衛星の結果が密度ゆらぎにおけるループ効果に対して、どのような制限を与え得るかについても研究を行った。昨年度は、初期揺らぎの非ガウス性、及びそのスケール依存性、等曲率揺らぎ、原始重力波などを用いた初期宇宙のシナリオの検証について多角的に検討した。初期宇宙のシナリオを検証していく上で、初期密度揺らぎを調べることは大変重要である。初期密度揺らぎの生成メカニズムとしては、インフレーションを起こすインフラトン場の量子揺らぎが候補として知られているが、その場合、生成される密度揺らぎの性質はほぼガウス的になる。近年の観測で、密度揺らぎのガウス性は精度良く観測されるようになってきているが、例えば、WMAP衛星からの非ガウス性に対する制限の中心値は多少ガウス的なものから外れており(ただしガウス的な揺らぎも現在のところ観測とは矛盾しない)、もし、揺らぎがある程度非ガウス的なものであれば、他の揺らぎの生成メカニズムを考える必要がある。