hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ケメリンと他のアディポカインの相互作用の解析によるウシ体脂肪蓄積と脂質代謝の解明

本研究では、Chemerinについて離乳期と乳牛の泌乳期の代謝移行期における生理的機能を解明することを目的とした。肝臓におけるChemerinのタンパク質発現は離乳後に低下していたが、Chemerinは離乳期のインスリン分泌調節には関与せず、肝臓におけるプロピオン酸からの糖新生を調節した。乳牛ではChemerinの肝臓における発現量および血中量は分娩直後に低下していたが、この変化は肝臓の糖新生調節に直接的には関与しないことが明らかになった。以上のことから、ウシにおいてChemerinの発現・分泌は代謝移行期にダイナミックに変化し、脂質代謝または糖代謝の調節に関与することが明らかになった。本研究は、ウシ体脂肪蓄積におけるケメリンの生理学的な役割を解明するために、1)アディポカインによるウシ脂肪細胞のケメリン発現量への影響と、2)黒毛和種牛のケメリンのコード領域内のSNPsを同定し、枝肉形質および筋肉内脂肪酸組成に与える影響、3)黒毛和種牛の20日齢および80日齢時に肝臓バイオプシーを行い、得られた肝臓組織からケメリンの遺伝子発現量を調査した。1)TNF-α、アディポネクチン、レプチンおよびケメリン(アナログペプチド)で黒毛和種牛の培養脂肪細胞を24時間刺激したところ、TNF-α、アディポネクチンとケメリン刺激によりケメリンのmRNA発現上昇が確認された。しかし、レプチン刺激によるケメリンmRNA発現への影響は確認されなかった。2)黒毛和種牛(n=234;去勢牛162頭、雌牛72頭)の筋肉組織と第67胸椎間の切断面の胸最長筋から筋肉内脂肪組織をサンプリングし、SNP(一塩基多型)と脂肪酸組成分析および産肉成績への影響を解析した。ケメリン遺伝子のコード領域内において計5箇所のSNPが発見され、統計解析が可能であった3箇所のSNP(c.12A>G (4aa), c.276C>T (92aa), c.321A>G (107aa))と枝肉形質および筋肉内脂肪組織中の脂肪酸組成との関連性を調べた。また、この3つのSNPは全てアミノ酸配列の変化を伴わない同義置換であった。統計解析を行った結果、c.276C>T (92aa)のSNPとBMS(牛脂肪交雑基準)や肉の色沢、肉のきめなどの枝肉形質との間に相関関係が見られた。さらに、c.276C>T (92aa)のSNPと相関関係のあった全ての形質が、CCの個体においてCTの個体よりも優れていた。3)ウシの肝臓組織において20日齢から80日齢にかけてケメリンの遺伝子発現に上昇傾向が見られた。本年度はウシ培養肝臓細胞と脂肪細胞におけるケメリンの作用機構を明らかにするために、ケメリン受容体と糖代謝・脂質代謝に関連する遺伝子の発現量を調査した。1)ウシの代謝が大きく変化する離乳前後の肝臓に注目し、ケメリン遺伝子およびタンパク質の発現を調節する因子について調査した。ウシケメリン抗体を用いて、脂肪組織と肝臓組織で分子量16kDaのケメリンタンパクの発現を確認した。ウシの初代培養肝細胞において、プロピオン酸添加によるケメリンの遺伝子発現には変化が見られなかったが、インスリン添加によるケメリンの遺伝子発現量は、離乳前後の肝細胞において有意に抑制された。さらに、インスリン刺激区での細胞質内のケメリンタンパク質発現は変化しなかったが、培地中のケメリンタンパク量は有意に抑制された。以上のことより、離乳前後でケメリンの遺伝子発現量が変化し、体内での糖代謝と深く関係する因子であることが示された。2)ウシ乳腺上皮細胞株(MAC-T細胞)を培養し、1)ケメリン受容体であるCMKLR1、CCRL2のmRNA発現、2)TNF-αおよびアディポネクチン刺激時のCMKLR1とCCRL2のmRNA発現量、3)ケメリン刺激時の糖代謝・脂質代謝に関連する各遺伝子のmRNA発現量を調査した。結果として1)MAC-T細胞においてCMKLR1とCCRL2の発現が確認された。2)TNF-α刺激によりCMKLR1発現は低下し、CCRL2発現は上昇した。アディポネクチン刺激によりCMKLR1発現は低下した。3)ケメリン刺激によりSCD-1およびGLUT1、INSR、IRS1発現が上昇した。【結論】ウシ乳腺上皮細胞はケメリン受容体を発現しており、ケメリンは乳汁合成に重要な脂質合成やグルコース取り込み、インスリンシグナルを調節する可能性が示された。本研究では、泌乳期の乳腺組織と離乳前後の肝臓組織においてケメリンとその受容体の発現量を調査した。1)泌乳期・乾乳期の乳牛におけるケメリンとその受容体(CMKLR1、CCRL2、GPR1)の遺伝子発現変化を検討し、生体内におけるケメリンの役割の解明を試みた。泌乳期(初・中・後期)または乾乳期のホルスタイン種乳牛より乳腺組織をサンプリングし、qRT-PCRによりケメリンおよびその受容体のmRNA発現量を測定した。また、ホルスタイン種乳牛4頭から定期的(分娩予定4週前4週後)に肝臓を生検し、上記と同様の解析を行った。乳腺におけるケメリン、CMKLR1およびCCRL2発現量は泌乳期に比べ乾乳期において有意に増加した。

周産期の肝臓においてCMKLR1発現量は分娩10日前・10日後において有意に増加していた。以上より、乳牛においてケメリンは周産期の肝臓の代謝調節ホルモンと乾乳期の乳腺におけるケモカインとしての役割を持つことが示唆された。2)離乳前(1.5ヶ月齢、n=6)または離乳後(3.5ヶ月齢、n=8)の黒毛和種牛(雄)より、肝臓、脂肪組織(皮下、腸間膜、腎周囲、精巣周囲)、腰最長筋をサンプリングし、mRNAまたはタンパク質発現量を解析した。ChemerinのmRNA発現量は腸間膜脂肪組織において離乳前と比較して離乳後に増加した。Chemerinのタンパク質発現は肝臓において離乳後に顕著に減少したが、腸間膜脂肪組織では変化が無かった。また、ケメリン受容体のmRNA発現量についてはCCRL2およびGPR1が肝臓において離乳後に増加した。本研究では、Chemerinについて離乳期と乳牛の泌乳期の代謝移行期における生理的機能を解明することを目的とした。肝臓におけるChemerinのタンパク質発現は離乳後に低下していたが、Chemerinは離乳期のインスリン分泌調節には関与せず、肝臓におけるプロピオン酸からの糖新生を調節した。乳牛ではChemerinの肝臓における発現量および血中量は分娩直後に低下していたが、この変化は肝臓の糖新生調節に直接的には関与しないことが明らかになった。以上のことから、ウシにおいてChemerinの発現・分泌は代謝移行期にダイナミックに変化し、脂質代謝または糖代謝の調節に関与することが明らかになった。ウシケメリンの分泌調節機構を明らかにするために、平成26年度は培養肝臓細胞と乳腺細胞において実験を進めてきた。ウシケメリンの分泌細胞である肝臓細胞において分泌調節因子の探索を行い、インスリンによって調節されることを解明した。乳腺細胞においてはケメリンによって脂質と乳タンパク質合成を促進することが明らかにした。このように多数の研究成果と知見を得ることが出来たため、当初の計画とおり進展していると判断した。27年度が最終年度であるため、記入しない。動物生理学平成25年度と平成26年度の結果を踏まえ、離乳前後の血液中のケメリンの分泌量を解析し、ウシ体脂肪蓄積におけるケメリンの生理的な役割について検討する予定である。ウシのケメリン分泌機構と生理的な機能を明らかにするために、平成25年度に計画した実験行った。ウシ培養脂肪細胞においてケメリンの発現量を調節するアディポカインの因子を特定した。ケメリン遺伝子に存在する一塩基多型(c.12A>G (4aa), c.276C>T (92aa), c.321A>G (107aa))が、枝肉形質および筋肉内脂肪組織中の脂肪酸組成と関係があることを明らかにした。黒和種牛の離乳前後においてケメリン遺伝子発現量が増加することが判明された。このように多くの知見を得ることが出来たため、当初の計画とおり進展していると判断した。平成25年度の結果を踏まえ、平成26年度にはウシ培養肝細胞と乳腺上皮細胞においてケメリンの発現量と分泌に関わる遺伝子を詳細に解析する。また、タンパク質の発現量と分泌を調べるために、作成済みのウシケメリン抗体を検証する予定である。
計量魚探データ解析手法の高度化

本研究は計量魚探技術の高精度化とデータ解析手法の簡素化を目的としている.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.1.ネットワーク分散型計量魚探データ解析システムの試作.高性能ワークステーションおよび複数のパソコンをネットワーク化し,計量魚群探知機や航海計器出力をデータ集録しながらワークステーション上でデータ解析を行う並行処理を実現した.データ解析では積分データから生物密度の鉛直断面図(svエコーグラム)を描画したり,エコーグラム上の特定の領域を選別したりする会話型の処理機能を持たせた.2.海底エコー処理の高度化.船体動揺などで海底のエコーレベルは著しく変動するが,海底のエコー波形の特徴は変わらない.そこで海底エコー波形の変曲点を検出し,これを海底信号として使用することにより,海底至近距離の高精度測定が可能となった.3.幼稚魚の音響散乱特性の測定.有鰾魚の稚魚は魚探周波数で共振を含む複雑な音響散乱特性を呈する.このことが音響による成魚の現存量推定に無視できない誤差となって現れる.3魚種,6体長クラス,4周波数で稚魚のターゲットストレングスを測定し,その特性を明らかにした.4.ソナーエコー処理の高度化.漁業用ソナーでは2次元画像しか得られないが,多数の画像を処理することによって,立体的な魚群形状,分布位置,行動を解析することができる.音響資源調査におけるソナー利用の有効性を示した.5.計量魚探キャリブレーション手法の改善.較正球を用いた計量魚探のキャリブレーション手法の技術的問題点を改良した.6.音響資源調査の効率化.国内の調査船によるスケトウダラ音響資源調査に参加し,調査コースや積分層設計の改善とデータ収集の効率化を行った.とくに,現場調査で記録すべき調査野帳の書式の提案,資源量地図作成のための海域の区画化,衛星画像や海水温データの集約化など,適切な指針を与えた.本研究は計量魚探技術の高精度化とデータ解析手法の簡素化を目的としている.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.1.ネットワーク分散型計量魚探データ解析システムの試作.高性能ワークステーションおよび複数のパソコンをネットワーク化し,計量魚群探知機や航海計器出力をデータ集録しながらワークステーション上でデータ解析を行う並行処理を実現した.データ解析では積分データから生物密度の鉛直断面図(svエコーグラム)を描画したり,エコーグラム上の特定の領域を選別したりする会話型の処理機能を持たせた.2.海底エコー処理の高度化.船体動揺などで海底のエコーレベルは著しく変動するが,海底のエコー波形の特徴は変わらない.そこで海底エコー波形の変曲点を検出し,これを海底信号として使用することにより,海底至近距離の高精度測定が可能となった.3.幼稚魚の音響散乱特性の測定.有鰾魚の稚魚は魚探周波数で共振を含む複雑な音響散乱特性を呈する.このことが音響による成魚の現存量推定に無視できない誤差となって現れる.3魚種,6体長クラス,4周波数で稚魚のターゲットストレングスを測定し,その特性を明らかにした.4.ソナーエコー処理の高度化.漁業用ソナーでは2次元画像しか得られないが,多数の画像を処理することによって,立体的な魚群形状,分布位置,行動を解析することができる.音響資源調査におけるソナー利用の有効性を示した.5.計量魚探キャリブレーション手法の改善.較正球を用いた計量魚探のキャリブレーション手法の技術的問題点を改良した.6.音響資源調査の効率化.国内の調査船によるスケトウダラ音響資源調査に参加し,調査コースや積分層設計の改善とデータ収集の効率化を行った.とくに,現場調査で記録すべき調査野帳の書式の提案,資源量地図作成のための海域の区画化,衛星画像や海水温データの集約化など,適切な指針を与えた.従来処理速度の制約からハードウェアで行っていたエコー積分処理をソフトウェア化して融通性を増すために、計量魚群探知機の量子化データをイーサーネットインターフェースを介してワークステーションへ転送した。そしてその高詳細ディスプレイ上への高分解能カラーエコーグラムの表示を実現した。さらにそのエコーグラムをマウスとキ-パッドで会話的かつグラフィカルに選別しながら、エコー積分処理や魚数換算を行うソフトウェアを作成中である。このソフトウェアにより、再積分処理やターゲットストレングス等のパラメータの事後入力が容易に出来るようになり、結果の信頼性が向上する事になる。現在使われている計量魚群探知機が最も不得手としているのは底魚の調査である。計量魚群探知機を用いた底魚調査の問題点として、海底検出の不安定さと測定不能域(デッドゾーン)の存在があげられる。従来行われている海底検出法はエコーレベルによるものであり、これは突然の海底の隆起や濃密魚群の出現に対して不安定であるため、より信頼性の高い海底判別アルゴリズムの開発を行った。また魚群探知機において探知の死角となる海底直上のデッドゾーンによる誤差およびその補正法の理論的解析を行った。現在それらのソフトウェア化を行っている。今後はTS分布、周波数比較、信号の統計的特性およびエコーグラフの影像的特徴から魚種判別のための類別ウィンドウの表示や資源量マップの表示が容易にでき船上においてその評価が可能になるような総合的データ解析ソフトウェアに発展させる。本研究は計量魚探技術の高精度化とデータ解析手法の簡素化を目的としている.本年度の研究実績の概要は以下の通りである.1.ネットワーク分散型

計量魚探データ解析システムの試作.高性能ワークステーションおよび複数のパソコンをネットワーク化し,計量魚群探知機や航海計器出力をデータ集録しながらワークステーション上でデータ解析を行う並行処理を実現した.データ解析では積分データから生物密度の鉛直断面図(SVエコーグラム)を描画したり,エコーグラム上の特定の領域を選別したりする会話型の処理機能を持たせた.2.海底エコー処理の高度化.船体動揺などで海底のエコーレベルは著しく変動するが,海底のエコー波形の特徴は変わらない.そこで海底エコー波形の変曲点を検出し,これを海底信号として使用することにより,海底至近距離の高精度測定が可能となった.3.幼稚魚の音響散乱特性の測定.有鰾魚の稚魚は魚探周波数で共振を含む複雑な音響散乱特性を呈する.このことが音響による成魚の現存量推定に無視できない誤差となって現れる.3魚種,6体長クラス,4周波数で稚魚のターゲットストレングスを測定し,その特性を明らかにした.4.ソナーエコー処理の高度化.漁業用ソナーでは2次元画像しか得られないが,多数の画像を処理することによって,立体的な魚群形状,分布位置,行動を解析することができる.音響資源調査におけるソナー利用の有効性を示した.5.計量魚探キャリブレーション手法の改善.較正球を用いた計量魚探のキャリブレーション手法の技術的問題点を改良した.6.音響資源調査の効率化.国内の調査船によるスケトウダラ音響資源調査に参加し,調査コースや積分層設計の改善とデータ収集の効率化を行った.とくに,現場調査で記録すべき調査野帳の書式の提案,資源量地図作成のための海域の区画化,衛星画像や海水温データの集約化など,適切な指針を与えた.
YIG薄膜を用いたマイクロ波・ミリ波集積回路素子に関する研究

1.まえがきイットリウム・鉄・ガ-ネット(YIG)を薄膜を用いた静磁波デバイスの研究が行われているが,その中でも遅延線は基本デバイスである.従来までこの静磁波遅延線は線状または2本のマイクロストリップ線路からなる入出力トランスジューサで構成されていたが,本研究はこのトランスジューサ構造に代わってYIG薄膜上にマイクロストリップ線路で入出力端子を構成した新しいタイプの静磁前進体積波遅延線を提案している.2.分散曲線マスクウェル方程式に静磁近似を適用し,複素テンソル透磁率を有するフェライトスラブ内の界を求め,磁壁その他の境界条件を適用して分散関係式(複素超越方程式)を求める.この分散関係式を数値的に解き,各周波数における伝搬定数(位相定数、減衰定数)を求め、この線路の伝送特性を理論的に明らかにした.3.実験結果厚さ100μm,長さ17mmの薄膜を用いて遅延線を試作したところ,2.94GHzで0.8μsec以上の遅延特性が挿入損失21dB,伝搬損失34dB/μsecの低損失で観測された.4.まとめ従来の分離された入出力トランスジューサを用いた遅延線に代わってマイクロストリップ線路で入出力端子を構成した静磁波遅延線を新たに提案した.その結果,挿入損が少なく長い遅延特性を得る等良好な特性が得られた.このようなマイクロストリップ線路を用いた遅延線はバルク状YIGでは実現できないYIG薄膜独特の構造であることから,この構造を基礎とした新しいタイプの静磁波デバイスの発展が今後期待できる.1.まえがきイットリウム・鉄・ガ-ネット(YIG)を薄膜を用いた静磁波デバイスの研究が行われているが,その中でも遅延線は基本デバイスである.従来までこの静磁波遅延線は線状または2本のマイクロストリップ線路からなる入出力トランスジューサで構成されていたが,本研究はこのトランスジューサ構造に代わってYIG薄膜上にマイクロストリップ線路で入出力端子を構成した新しいタイプの静磁前進体積波遅延線を提案している.2.分散曲線マスクウェル方程式に静磁近似を適用し,複素テンソル透磁率を有するフェライトスラブ内の界を求め,磁壁その他の境界条件を適用して分散関係式(複素超越方程式)を求める.この分散関係式を数値的に解き,各周波数における伝搬定数(位相定数、減衰定数)を求め、この線路の伝送特性を理論的に明らかにした.3.実験結果厚さ100μm,長さ17mmの薄膜を用いて遅延線を試作したところ,2.94GHzで0.8μsec以上の遅延特性が挿入損失21dB,伝搬損失34dB/μsecの低損失で観測された.4.まとめ従来の分離された入出力トランスジューサを用いた遅延線に代わってマイクロストリップ線路で入出力端子を構成した静磁波遅延線を新たに提案した.その結果,挿入損が少なく長い遅延特性を得る等良好な特性が得られた.このようなマイクロストリップ線路を用いた遅延線はバルク状YIGでは実現できないYIG薄膜独特の構造であることから,この構造を基礎とした新しいタイプの静磁波デバイスの発展が今後期待できる.
LIF法による高圧力プラズマプロセスの計測

1.プラズマを利用したCVDプロセスやエッチングプロセスにおいて、通常反応ガスは不活性ガスで希釈して用いる。高圧力プラズマプロセスにおいても同様で、高圧力プラズマ中での反応ガス分子の分解過程および反応過程を知るためには、まず不活性ガスのみによるプラズマの性質を正確に把握していなければならない。そこで本研究では、まず既存の大気圧プラズマCVD装置を使用し、発光分光法により不活性ガス(ヘリウム、アルゴン等)の高圧力プラズマ中における種々の中性ラジカルの計測を行った。その結果、一般的な低圧プラズマと異なり、大気圧プラズマ中では、存在する中性ラジカルの種類がある程度限定されることがわかった。また、アルゴンプラズマはヘリウムプラズマに比べて安定に維持することが困難であった。高圧力プラズマのガス温度およびプラズマ中の中性ラジカルの電子状態は、プラズマへの投入電力,プラズマの圧力,電源周波数,インピーダンスマッチング回路,電極の形状および材質等の諸条件により左右されると考えられる。高圧力プラズマを低温プロセスに応用する上では、特にプラズマのガス温度をできる限り低く抑えることが重要であるが、電極間の電界により加速されたイオンが電極表面に入射することにより発生する二次電子は、プラズマのガス温度を上昇させる最大の要因であると考えられる。そこで、プラズマの低温化に最も効果があると思われる電極表面の絶縁皮膜がある場合とない場合で、プラズマのインピーダンスの測定を行い、プラズマ中の荷電粒子の相対量の比較を行った。その結果、電極表面を絶縁することにより二次電子の発生量が減少し、プラズマのガス温度は下がることがわかった。1および2の結果に基づき、実際に不活性ガスと反応ガスの混合ガスによる高圧力プラズマを用いた成膜実験およびエッチング実験を行った。その結果、不活性ガスとしてヘリウムを用いると、反応ガス濃度が濃くてもプラズマが安定に維持でき、成膜および加工が正常に行えるのに対し、アルゴンを用いた場合では反応ガス濃度が濃いとプラズマがアーク放電的な放電形態となり、特性に優れた膜や加工表面は得にくいことがわかった。したがって、高圧力プラズマプロセスにおいて使用する不活性ガスとしては、ヘリウムが有効であることがわかった。
微生物代謝過程を考慮した海洋生物化学循環モデルの開発と原生代海洋環境変動の解明

本研究は,原生代の海洋化学組成と微生物生態系の群集構造およびその活動との関係について,海洋生物化学循環モデルを用いて明らかにしようとするものである.貧酸素条件にある海洋での主要生元素の循環に加えて微量生元素循環と微生物代謝過程を詳細に考慮した全く新しい数値モデルを開発し,当時の海洋一次生産性とその律速因子および微生物生態系の群集構造,ひいては大気海洋酸化還元状態の安定性の解明を目指す.当該年度においては,当初の達成目標である「原生代の海洋一次生産性の制約と栄養塩循環の動態」を明らかにするため,これまでに開発した海洋生物化学循環モデルを用いて詳細な検討を行った.原生代海洋における海洋一次生産性やその律速因子についてはこれまでほとんどわかっておらず,当時の大気海洋系における酸化還元状態やその安定性の解明において重要な課題となっている.そこで,昨年度までに開発を行ってきた海洋生物化学循環モデルを用いて,地質記録を制約条件とした統計手法(モンテカルロシミュレーション)を適用することで,当時の海洋一次生産の制約を試みた.地質記録に基づく海水中の硫酸イオン濃度を制約条件として課すことで,モデルが含む不確定なパラーメータについて大規模かつ系統的な感度実験を実施した.その結果,当時の海洋一次生産は現在のたかだか10ー20%程度,大気海洋系への遊離酸素放出率は現在の25%程度であったことなどを初めて明らかにすることに成功した.この結果は,当時の大気酸素濃度が現在よりもずっと低いレベルに維持されていたことに合理的な説明を与えるものである.さらに,原生代の大気メタン濃度についても推定を行ったほか,全球酸化還元収支についても総合的な描像を得ることに成功した.本研究は,原生代の海洋化学組成と微生物生態系の群集構造およびその活動との関係について,海洋生物化学循環モデルを用いて明らかにしようとするものである.貧酸素条件にある海洋での主要生元素の循環に加えて微量生元素循環と微生物代謝過程を詳細に考慮したまったく新しい数値モデルを開発し,当時の海洋一次生産性とその律速因子および微生物生態系の群集構造,ひいては大気海洋酸化還元状態の安定性の解明を目指す.当該年度においては,微量生元素として最も重要な鉄について,そのモデル化を試みた.まず,還元的海洋中で蓄積した溶存態2価鉄が,海洋有光層に達した場合に酸化鉄へと酸化される過程を計算するスキームをモデルに導入した.この際,酸化鉄がリンを吸着除去する特性に着目し,海洋有光層でリン枯渇が生じることを数値実験において確認した.この結果は,鉄に富んだ原生代海洋中での生物生産律速因子としてのリンの重要性を示すものであり,当初の仮説を支持している.この結果を踏まえ,より詳細な海洋鉄循環を扱うスキームの開発を行った.具体的には,水柱での酸化鉄の沈降過程や,鉄還元反応,黄鉄鉱の形成反応などである.これらについては,計算時間等の問題があることが判明したので,数値解法の安定性や計算コストの削減方法の検討を行っている.一方で,次年度に実施予定であった海洋生態系モデルの開発にも着手した.メートルスケールの空間解像度で,海水の酸化還元状態や栄養塩状態に応じた生態系構造や主要元素の物質循環を模擬可能なモデルの開発に成功した.溶存態鉄が海洋表層で酸化され,それに伴い形成された酸化鉄にリンが吸着除去される過程はモデル化し,すでに計算結果も得られている.したがって,海洋鉄循環についてのモデル開発の第一段階は順調に進んでいる.ただ,他のいくつかの海洋鉄循環プロセスについては,扱うべき化学反応系の方程式の性質上,現実的な計算時間で安定に計算可能な数値解法の模索が必要なことが判明した.それについては引き続き次年度の課題とする.その一方で,当初は次年度に実施予定であった海洋生態系モデルの開発にも着手し,すでに基本的なモデル構造の開発を完了した.今後,海洋有光層内の酸化還元条件や栄養塩濃度に応じた生態系構造や主要元素の物質循環について数値実験を行う予定である.以上のことから,全体としてはおおむね順調に進展しているものと判断する.本研究は,原生代の海洋化学組成と微生物生態系の群集構造およびその活動との関係について,海洋生物化学循環モデルを用いて明らかにしようとするものである.貧酸素条件にある海洋での主要生元素の循環に加えて微量生元素循環と微生物代謝過程を詳細に考慮した全く新しい数値モデルを開発し,当時の海洋一次生産性とその律速因子および微生物生態系の群集構造,ひいては大気海洋酸化還元状態の安定性の解明を目指す.当該年度においては,まず昨年度開発を行った海洋鉄循環に関するモデル計算で得られた知見と,昨年度から開発に着手した酸素非発生型光合成細菌を基礎とする生態系モデルの知見を基に,海洋鉄循環がグローバルな物質循環へどのような寄与を果たしうるのかについて全球酸化還元収支モデルによる検討を行った.有光層アノキシア条件下での鉄酸化光合成細菌の活動や鉄還元菌による有機物の分解をはじめとした微生物代謝過程を考慮した海洋物質循環モデルと大気化学モデルを結合し,海洋中鉄濃度の変化に応じてどのような生態系の応答が生じるのかを調べた.その結果,海洋中鉄濃度の増減は,鉄酸化光合成細菌の活動を通して大気組成(とりわけ,温室効果気体であるメタンの供給率を通じた大気中メタン濃度)に強く影響する因子であることを見出した.この発見は,微量生元素と微生物生態系および気候形成の間に密接な関係があることを初めて指摘したもので,論文にまとめてNature Geoscience誌に発表した.

平成28年度に開発を行った海洋鉄循環に関するモデルの知見と,海洋生態系モデルの知見を統合することで,本研究計画の最終目標である地球表層圏の酸化還元状態の安定性解析に関する知見を得ることに成功した.遊離酸素の効果や鉄=硫黄循環を包括的に考慮した上での再検討は平成30年度の課題とする.このように,酸素=鉄=硫黄循環の完全な実装には至っていないが,基本的モデル構造の開発は完了しており,数値解法の安定性や計算コストの削減の検討を進めることで達成可能と思われる.また,MoやZnといった微量生元素の導入のための文献調査も進めている.以上のことから,全体としてはおおむね順調に進展しているものと判断する.本研究は,原生代の海洋化学組成と微生物生態系の群集構造およびその活動との関係について,海洋生物化学循環モデルを用いて明らかにしようとするものである.貧酸素条件にある海洋での主要生元素の循環に加えて微量生元素循環と微生物代謝過程を詳細に考慮した全く新しい数値モデルを開発し,当時の海洋一次生産性とその律速因子および微生物生態系の群集構造,ひいては大気海洋酸化還元状態の安定性の解明を目指す.当該年度においては,当初の達成目標である「原生代の海洋一次生産性の制約と栄養塩循環の動態」を明らかにするため,これまでに開発した海洋生物化学循環モデルを用いて詳細な検討を行った.原生代海洋における海洋一次生産性やその律速因子についてはこれまでほとんどわかっておらず,当時の大気海洋系における酸化還元状態やその安定性の解明において重要な課題となっている.そこで,昨年度までに開発を行ってきた海洋生物化学循環モデルを用いて,地質記録を制約条件とした統計手法(モンテカルロシミュレーション)を適用することで,当時の海洋一次生産の制約を試みた.地質記録に基づく海水中の硫酸イオン濃度を制約条件として課すことで,モデルが含む不確定なパラーメータについて大規模かつ系統的な感度実験を実施した.その結果,当時の海洋一次生産は現在のたかだか10ー20%程度,大気海洋系への遊離酸素放出率は現在の25%程度であったことなどを初めて明らかにすることに成功した.この結果は,当時の大気酸素濃度が現在よりもずっと低いレベルに維持されていたことに合理的な説明を与えるものである.さらに,原生代の大気メタン濃度についても推定を行ったほか,全球酸化還元収支についても総合的な描像を得ることに成功した.海洋鉄循環モデルの開発において、安定かつ低計算コストが実現可能なスキームの導入や、取り扱う反応系の精査,近似手法の導入等の検討を行う.
組織体刑事責任論の新展開-同一視説・代位責任の克服と国家機関責任の追及-

本研究は,研究代表者が単独で,2年間で実施するものであり,本年度はその2年目,最終年度に該り,以下の通りに3段階での研究を計画・実施した。1)第1段階としては,先ず,税法等に含まれる一群の両罰規定の近時の判例・有力学説による解釈論を批判的に分析・検討し,ペーパーに纏めることを開始したが,完成するに至らなかった為,内容をやや詳細に成果報告書に記述した。遅延は,以下に述べる組織体責任論への近時の原理的批判の分析・検討とそのペーパー化を優先した為である。並行させたコモン・ウェルス諸国における組織体刑事責任論研究の動向把握は,現地調査を予定したオーストラリア及びニュージーランドでの資料収集・学者等からの意見聴取を実りあるものとする為の準備に終始することとなったが,コーポレート・カルチャー論等の所謂主観責任論の展開の上で有益な議論が行われていることが明らかとなった。2)第2段階は,オーストラリア及びニュージーランドにおける現地調査により,法人ないし組織体処罰及び国家機関処罰について我が国で知られていない資料の収集・学者等との意見交換を行うこと,及び,それらを通じた文献資料では把握できない問題点・メリットの認識を目的とした。法人ないし組織体処罰に関しては,予想通りの資料・情報を得られたが,国家機関処罰については当地においても政治的スタンスの差異等で広範な見解の分布が存することを認識させられた。また,オーストラリアの場合,各州と国との関連で我が国には存しない問題点・理論的特徴のあることが認識された。機会を捉えて,これらについて纏め,論じる予定である。アメリカ合衆国における国家機関処罰の動向と対照すべき立法動向の提示ということになる。アメリカ合衆国での近時の反組織体刑事責任論(個人責任追及論)の動き,組織体に対するプロベーション等の刑罰論の動き等については,我が国の研究の進展との関係で学習するに止まった。3)第3段階は,本研究の一応の取り纏めであり,独占禁止法の執行問題等と関連して組織体刑事責任への刑罰論的アプローチが近時に見られる等の点に注目しつつ,先ずは大局的に組織体刑事責任論の動向について振り返ることを目的としたが,個人責任原理との牴触等をいう近時の組織体責任論への原理的批判に鑑みて,その批判的検討・組織体責任論擁護のペーパーを至急纏めた。そのような動向の社会経済的あるいは政治的インプリケーションの分析を急ぎたい。本年度研究計画は、3つの段階を予定していた。第1段階は、研究代表者が80年代末に行った両罰規定解釈論を基とする組織体刑事責任論研究以降の両罰規定解釈論並びに組織体刑事責任論の展開を、同期間中に示された判例等も追いつつ纏め、批判的に総括することを目標とした。

両罰規定解釈論の展開については、最高裁判所平成9年10月7日判決を契機に、税法等における解釈の独自性を-立法趣旨等を援用しつつ-強調する有力な立場が見受けられることを確認した上、その理論学的問題点を明らかにし、また、そのような立場は、個人責任類似構成か客観責任構成のいずれかを試みる近時の組織体刑事責任論の展開方向とは無縁なものであることを確認した。この点については、早急にペーパーにして公表する予定である。組織体刑事責任論の展開としては、近時の動向の継続と刑罰論・制裁論での動きに注目すべきものがあることが確認された。第2段階は、90年代以降の我が国で行われた組織体刑事責任論の比較法的研究を手掛に、アメリカ合衆国、ドイツ、フランス等の理論状況を分析し、第1段階で明らかにされる我が国の理論状況の前提的視座や法的擬制との相違とその認識の程度等に基づく成果の利用可能性を検討することを目標とした。各国いずれも着実な理論学的展開が見られるが、ドイツでの意思決定機関の構成員の刑事責任に関する理論学的研究に注目すべきところがある他、特にアメリカに関しては、組織的責任論自体に対する実効性等の観点からの批判が再び強まっていること、反論を通じた新たな理論展開が見られること等、相変わらず反面教師として注目すべき動向が確認された。なお継続的検討を要するが、その中から利用可能な視座が見出されるように思われる。第3段階は、来年度に行う研究の謂わば準備として、オーストラリア、ニュージーランド等における組織体刑事責任に関する実定法の調査・研究、基本的文献における理論状況の学習等を行うことを目標とした。予期に反して、資料等の検索・入手等に手間取り、十分な調査・学習を果たし得なかったが、これらの国を研究する主目的である国家機関の刑事責任の問題については、第2段階の研究でも一応の成果を上げることができ、これに基づくペーパーが近時公刊される予定である。本研究は,研究代表者が単独で,2年間で実施するものであり,本年度はその2年目,最終年度に該り,以下の通りに3段階での研究を計画・実施した。1)第1段階としては,先ず,税法等に含まれる一群の両罰規定の近時の判例・有力学説による解釈論を批判的に分析・検討し,ペーパーに纏めることを開始したが,完成するに至らなかった為,内容をやや詳細に成果報告書に記述した。遅延は,以下に述べる組織体責任論への近時の原理的批判の分析・検討とそのペーパー化を優先した為である。並行させたコモン・ウェルス諸国における組織体刑事責任論研究の動向把握は,現地調査を予定したオーストラリア及びニュージーランドでの資料収集・学者等からの意見聴取を実りあるものとする為の準備に終始することとなったが,コーポレート・カルチャー論等の所謂主観責任論の展開の上で有益な議論が行われていることが明らかとなった。2)第2段階は,オーストラリア及びニュージーランドにおける現地調査により,法人ないし組織体処罰及び国家機関処罰について我が国で知られていない資料の収集・学者等との意見交換を行うこと,及び,それらを通じた文献資料では把握できない問題点・メリットの認識を目的とした。法人ないし組織体処罰に関しては,予想通りの資料・情報を得られたが,国家機関処罰については当地においても政治的スタンスの差異等で広範な見解の分布が存することを認識させられた。また,オーストラリアの場合,各州と国との関連で我が国には存しない問題点・理論的特徴のあることが認識された。機会を捉えて,これらについて纏め,論じる予定である。アメリカ合衆国における国家機関処罰の動向と対照すべき立法動向の提示ということになる。
広範骨欠損に対する遺伝子治療:臨床的に実現性におる遺伝子デリバリーシステムの開発

重篤な外傷や悪性腫瘍の摘出、骨感染症等で生じる広範な骨欠損に対する治療法は難渋することが多いが、近年、骨再生を促進する因子の臨床応用が期待されている。しかし現実には従来の遺伝子導入法には免疫反応や発ガン性など種々の問題点を含有することが明らかになってきた。そこで我々は免疫原性やゲノム組み込みがなく、繰り返し投与が可能で、かっ高効率に導入可能な細胞遺伝子治療の可能性について模索してきた。そのためにまずアデノウィルスを用いて線維芽細胞にBMP-2を持続的に発現させてやることで移植細胞のみならず、宿主由来の非骨原性細胞を骨芽細胞に誘導せしめることが可能であり、かつ自然治癒不可能な骨欠損部の修復に応用可能であることを見出した。また、実際に臨床応用可能な遺伝子デリバリーシステムを開発するため、最新の電気的遺伝子導入システム「Nucleofector」で従来のアデノウィルス系に匹敵する治療効果が得られるかどうかを判定した。このシステムは最近開発されたもので、厳密なパルス波制御と特殊な緩衝液で、目的遺伝子をプラスミドの状態で核内に高発現させることが可能である。LacZ発現ベクターをマウス線維芽細胞に同システムで遺伝子導入し、3日後にLacZ染色を行ったところ、80%以上の高効率で導入されることが判明した。我々の考案しているシステムは線維芽細胞を用いる細胞遺伝子治療であり、この線維芽細胞は皮膚から比較的容易に採取でき、かつ大量に増幅可能である。骨形成促進因子BMP-2を持続発現させてやれば、一部は骨芽細胞や骨細胞にトランスディファレーション可能であり、骨修復効果も期待できる。重篤な外傷や悪性腫瘍の摘出、人工関節のリビジョン、骨感染症等で生じる広範な骨欠損に対する治療法として遺伝子治療の応用が期待されている。しかし従来からのアデノウィルスやレトロウィルスを用いた発現系は種々の問題が指摘されており、今後免疫原性やゲノム組み込みがなく、繰り返し投与が可能で、かつ高効率に導入可能な細胞遺伝子治療遺伝子導入方法の開発が望まれている。本研究課題で我々は、最新の電気的遺伝子導入システム「Nucleofector」もしくはHVJ-エンベロープベクター法で従来のアデノウィルス系に匹敵する治療効果が得られるかどうかを調べた。まず新生児マウス皮膚を細切し、培養ディッシュ上で線維芽細胞を遊離培養した。これに対し石原産業から供与されるセンダイウィルスを不活化させたHVJ-エンベロープベクター法を用い、EBV-ori/EBNAを組み込んだLacZの発現ベクターの遺伝子導入効率の至適化実験を行った。またNucleofectorを用いた最適パルス条件を検討した。アデノウィルス発現系と比較するといずれも50%前後の確立で導入可能であることが確認できた。そこでマウス頭蓋骨骨欠損部への移植実験を行った。デルママンチを用いて、一側のマウス頭頂骨に径4mmの円形の骨欠損部を作成し、BMP-2を組み込んだプラスミドを上記方法で遺伝子導入した線維芽細胞を吸収性スキャフォールドであるPGSに付着させた後、移植した。現在経時的な骨再生過程をレ線学的、組織学的に追跡中である。そこで我々は免疫原性やゲノム組み込みがなく、繰り返し投与が可能で、かつ高効率に導入可能な細胞遺伝子の可能性について模索してきた。そのためにまずアデノウィルスを用いて線維芽細胞にBMP-2を持続的に発現させてやることで移植細胞のみならず、宿主由来の非骨原性細胞を骨芽細胞に誘導せしめることが可能であり、かつ自然治癒不可能な骨欠損部の修復に応用可能であることを見い出した。

また、実際に臨床応用可能な遺伝子デリバリーシステムを開発するため、最新の電気的遺伝子導入システム「Nucleofector」で従来のアデノウイルス系に匹敵する治療効果が得られるかどうかを判定した。このシステムは最近開発されたもので、厳密なパルス波制御と特殊な緩衝液で、目的遺伝子をプラスミドの状態で核内に高発現させることが可能である。LacZ発現ベクターをマウス線維芽細胞に同システムで遺伝子導入し、3日後にLacZ染色を行ったところ、80%以上の高効率で導入されることが判明した。我々の考案しているシステムは線維芽細胞を用いる細胞遺伝子治療であり、この線維芽細胞は皮膚から比較的容易に採取でき、かつ大量に増幅可能である。骨形成促進因子BMP-2を持続発現させてやれば、一部は骨芽細胞は骨細胞にトランスディファレーション可能であり、骨修復効果も期待できる。
EC市場統合の産業連関分析

1993年1月からEC市場統合がスタートしているが、EC諸国は実際には、それ以前から始まった不況を脱しきれずにいる。本研究の最終的な目的は、この市場統合による輸出入構造の変化が、EC諸国の生産や雇用に与える潜在的な効果を推定することにある。そのためにまず、EC諸国間の最新の産業連関構造を明らかにする必要があった。EC諸国を含めた多国間産業連関表が平成5年度に通産省から公表されたので、これを用いて、日本及びアメリカとの関連でEC3国(ドイツ、フランス、イギリス)の輸出入による生産連関構造の分析をおこない公表した。最終需要の生産誘発効果やユニット・ストラクチュア分析などによって、アメリカへの依存の方が大きい産業もあるものの、全体としてはEC諸国間の緊密な中間財依存構造がみられることが明らかにされた。続いて、統一的フォーマットとして公表されているものとしては最新の1985年産業連関表を用いて、1975年1985年の接続分析をおこない、EC諸国の連関がどのように推移してきているかを分析した。この分析は特にEC域内からの輸入マトリックスを用い、域内への依存構造の推移を明らかにした点に特徴をもっている。さらに、市場統合の潜在効果を推計するための産業連関表として、EC7カ国(ドイツ、フランス、イギリス、イタリア、オランダ、デンマーク、アイルランド)をリンクした1985年国際産業連関表を試作し、付加価値税の接近化に関する若干の分析をおこなった。ベルギー表の公表が遅れているため含まれていない点、輸入がCIF価格評価にとどまり生産者価格評価ではない点など、未だいくつかの問題を抱えているが。これらの改善をおこなった上で再度いくつかのシミュレーション分析をし、公表する予定である。
ヨーロッパ統合過程とドイツ経済の空間構造

本研究の目的は、ドイツに焦点を合わせながら戦後ヨーロッパ経済空間の統合と分化との緊張関係を総体的に把握することにあり、以下のような具体的な成果を生みだすことができた。1.まず、EUの地域政策(とくにInterreg)とエウレギオ(Euregio)に関する分析作業により、ライン河水系を軸とする原経済圏のそれぞれの輪郭を、部分的にではあれ確定することができた。2.エウレギオの一つ、COMREGIO(Kommnale Arbeitsgemeinschaft der Groβregion Saar-LorLuxRheinlandPfalz)の分析の進展により、モーゼル・ザ-ル原経済圏の検出に成功しえた。もって、ライン河水系を川河軸とする諸原経済圏の分布を解明できたことは、ヨーロッパの統合過程に伏在する地域問題の歴史的独自性を把握する上で、重要な意義を持つ。3.1995年のオーストラリアのEU加盟は、ヨーロッパの東西軸としてのド-ナウ河の地政学的重要性を復活させた。その結果、ヨーロッパの南北軸としてライン河との相互作用が、ヨーロッパの統合過程に複雑な影響を及ぼすことになった。この観点から、マイン・ド-ナウ運河の建設に当たってきたライン・マイン・ド-ナウ株式会社(RMDミュンヘン)の経営史的分析を一層深め、ヨーロッパ統合過程分析に新しい視点を導入することができた。また、水力発電所の建設、経営にも当たるRMDの企業・経営形態分析を通して、ヨーロッパ統合過程の一局面としてのエネルギー供給網構築過程を明らかにすることができた。4.ヨーロッパ統合過程において生みだされた多様な領域・非領域経済空間に総点検を施し、また、ライン河上流・下流域をそれぞれ代表する多国籍企業の立地政策の分析を通して、「本来の経済地域」の多元性の下での原経済圏の位置を明らかにすることができた。2.Interregに呼応して各地に形成された国境を挟む地域の自発的な地域間協力組織であるエウレギオ(Euregio)についても、これの連合組織AEBR(Association of European Border Regions)の本部(ドイツのグロナオ)から、1994年6月現在、42を数えるEuregioの所在地の一覧を入手し、これに基ずいて各Euregioに資料を請求したところ、本年3月までに20以上のEureigoから回答があった。目下これの分析作業を急いでいる。EU次元とEuregio次元の地域政策と地域動態の分析により、EUを核とする西ヨーロッパ空間の構造解明の手掛りをすでにかなりの程度得ることができた。3.ドイツ経済の空間構造については、これが1990年の統一によって新しい局面を迎えたこと、これが西ヨーロッパ統合の拡大・深化の基本動向の中で実現したこと、後者がそもそも連合軍によるドイツ占領政策の延長としての西ドイツの西ヨーロッパ化を図るヨーロッパ共同政策として発足したものであること等に留意するならば、連合軍によるドイツの分割占領の意義を改めて検討する必要がある。そこで、米英占領地区の地域政策に関する原資料の入手を図り、その分析に着手したところである。来年度はこの作業も本格化したい。1.本研究の目的は、ドイツに焦点を合わせながら戦後ヨーロッパ経済空間の統合と分化の緊張関係を総体的に把握することにあり、第二年目も、まず第一年目のinterregとEuregioに関する分析作業を続行した。とくにライン河の支流モーゼル川とザ-ル川にまたがるCOMREGIO(Kommunale Arbeitsgemeinschaft der GroBregion Saar LorLuxRheinlandPfalz)の資料の分析により、これが一つの原経済圏の存在を示していることをほぼ突き止めることができた。ライン河水系を河川軸とする原経済圏の分布を具体的に明らかにする点で、一歩進みえたことは今年度の収穫であった。

2.オーストリアがEUに加盟したことにより、ド-ナウ河流域がヨーロッパの東西軸としての重要性を増している。その点で、1992年のマイン・ド-ナウ運河の完成は画期的意義を持つ。そこで同運河の建設に当ってきたライン・マイン・ド-ナウ株式会社(RMDミュンヘン)の経営史的分析を施すことにより、第一次大戦後および第二次大戦後のド-ナウ河の地政学的意義を、新しい観点から明らかにすることができた。また、RMDは水力発電所の建設・経営にも当ってきた電力会社であり、RMDの経営史的分析を通してヨーロッパ電力供給網の構築に関する分析の手がかりを得ることができた。3.ドイツ経済の空間構造については、第二次大戦後の連合軍によるドイツ分割占領と、1990年の「ドイツ統一」とを対比して、東西ドイツそれぞれの内部的地域分化と東ヨーロッパの西ヨーロッパ化の動きとが密接に関連していることを、かなりの程度に明らかにすることができた。1.本研究の目的は、ドイツに焦点を合わせながら戦後ヨーロッパ経済空間の統合と分化との緊張関係を総体的に把握することにあり、最終年度は従来の作業の仕上げを行い、いくつかの具体的な成果を生みだすことができた。まず、EUの地域政策(とくにInterreg)とエウレギオ(Euregio)に関する分析作業により、とくにライン河氷系を軸とする原経済圏のそれぞれの輪郭確定を、部分的にではあれ行うことができた。3.1995年のオーストラリアのEU加盟は、ヨーロッパの東西軸としてのド-ナウ河の地政学的重要性を復活させた。その結果、ヨーロッパの南北軸としてのライン河との相互作用がヨーロッパの統合過程に複雑な影響を及ぼすことになった。この観点から、マイン・ド-ナウ運河の建設に当たってきたライン・マイン・ド-ナウ株式会社(RMDミュンヘン)の経営史的分析を一層深め、ヨーロッパ統合過程分析に新しい視点を導入することができた。また、水力発電所の建設・経営にも当たるRMDの資本関係・経営分析を通して、ヨーロッパ統合過程の一局面としてのエネルギー供給網構築過程を明らかにすることができた。4.ヨーロッパ統合過程において生みだされた多様な領域・非領域経済空間に総点検を施し、また、ライン河上流・下硫部をそれぞれ代表する多国籍企業の立地政策の分析を通して、「本来の経済地域」の多元性の下での原経済圏の位置を明らかにすることができた。
マルチレベルの政治制度が政党政治に及ぼす影響に関する包括的比較研究

なぜ政党政治は機能しなくなりつつあるのか。あるいは政党政治を機能させてきた条件とは何か。本研究では各国の政党が直面する危機の大きな一因として、マルチレベルの政治アリーナにおける政治制度間の(ミス)マッチがあるのではないかと考え、その検証を試みる。具体的には中央政府と地方政府、超国家政府で性格の異なる選挙制度、執政制度が採用され、異なる競争環境にさらされることが、政党組織を弱体化してきたのではないか、またそうした(ミス)マッチは、近年各国で地方分権化やEUへの集権化が各国で進む中でより強まったのではないかと考え、マルチレベルの諸政治制度の組み合わせが政党システムや政党組織に及ぼす影響を分析する。
咀嚼におけるヒト頭蓋骨の外力および応力の実験的解析

本研究の目的は、現生のヒトの頭蓋骨形態・構造を力学的機能の観点から解明することにある。まず3名の男性健常者において、硬いものを食べさせたときの実際の咀嚼運動を三次元動作分析システムを使用して記録し、また、自作の咬合力計を使用して各歯における咬合力の測定と同時に筋電計を使用した咬筋・側頭筋の筋電図の記録を行ない、さらに骨組織から発生する骨ピエゾ電気の測定を、顔面骨の頬骨弓、鼻根部において行なった。その結果、咀嚼運動に関しては、どの被験者においても硬い食べものを臼歯の位置にもっていくためにさまざまな運動を行なうが、上下の歯が食物をつぶしはじめると、下顎の咬合面は上顎の咬合面に対してほぼ垂直に近付き、咬合面がほとんど接触する位置にくると、すりつぶし動作が観察された。咬合力と咀嚼筋の筋電図との関係に関しては、活動電位の積分値と咬合力の大きさは比例することが確かめられた。左右どちらか一方の臼歯で咬合力計を徐々に強く噛んでいった場合、咬合力がほぼ4kgfを過ぎてから、側頭筋の活動電位の積分値の増加率は咬合力を測定している側の方が大きく、反対側は小さかったが、咬筋に関しては、増加率の左右差はほとんどみられなかった。ピエゾ電気の測定からは、圧縮応力が強い部分では負の電位が、引張応力が強い部分では正の電位が記録された。次に、実際に歪みゲージを顔面部に張りつけた頭蓋骨に人工の下顎、側頭筋そして咬筋を取り付け、上記の生体における実験の結果をもとに、各歯毎に6kgfの咬合力となるように荷重し、その時の主歪の大きさと方向を測定、算出した。その結果、前頭部における歪はあまり大きくならず、これは前頭部が垂直に近いためと考えられ、また、どの歯に荷重した場合でも主歪の大きさと方向には著しく変化がなく、このことからヒトの顔面頭蓋は、咀嚼に対してすでにかなり適応していると考えられる。そのため本年度は、まず健常者において実際に咀嚼運動を行なわせたときの咬合力の測定、咬筋・側頭筋の筋電図および骨組織から発生する骨ピエゾ電気そして顎運動の記録を行なった。咀嚼に関与する筋は他に外側、内側翼突筋があるが、両者は顎の内側にあるため表面電極による筋電図に測定はできなかった。しかしこれらの筋力の咀嚼に対する貢献度はあまり大きくないと考えられるので前記の2つの筋電図のみの測定を行なつた。骨ピエゾ電気の測定は顔面骨(頬骨弓、前頭骨、鼻根部など)を主に、下顎枝後縁、下顎体下縁にも電極を貼りつけハイインピーダンスアンプを使用して行なった。顎運動の測定は本年度購入に三次元動作分析システムを使用した。ここでは三次元的に軽量材で結合した標点セットを製作し、下顎切歯および上顎切歯に固定し、咀嚼運動を行なわせた。また、咀嚼運動を行なわせているときの咬合力の測定は、ストレインゲージを貼りつけた音叉型の咬合力計および圧力センサー型の咬合力計を自作し、これらを切歯から大臼歯まで上下の各歯間を移動させながら行なった。

以上の記録はすベて同期させた。その結果、顎関筋では自由度5の運動が可能なため、実際の咀嚼運動でも顎はかなり複雑な運動をかなり速い周期で行なっており、これは咀嚼筋の周期運動によって行なわれていることが確認できた。また咬合力の強さに応じて骨ピエゾ電気の発生も変化し、また測定部位による差が見られたが、これに関しては目下解析中である。本年度では、前年度に行なった生体における実験で得られた咀嚼時の筋電図、咬合力のデータをもとに、ヒトの晒し頭蓋骨に咬合力に相当する荷重を加え、頭蓋骨のうち、とくに顔面頭蓋に生じる応力を測定し、ヒトの顔面骨の形態の応力に対する適応を調べた。実際にはまず、生体において左右の側頭筋および咬筋に筋電図を記録するための電極を張りつけ、自作した音叉型咬合力計を左右の切歯から第2大臼歯にいたるそれぞれ各1本の歯において、010kg重の範囲で1kg重毎に力を変えながら咬ませ、その時の筋電図も同時に記録した。これらの筋電波形の積分値を求め、これを筋力に相当するものとみなし、左右の側頭筋と咬筋におけるその比率を、上記のすべての場合において求めた。次に、晒した頭蓋骨において、側頭筋と咬筋を模した皮革を相当する起始の位置に貼りつけた。さらに顔面頭蓋の適当な位置65カ所に3軸ロゼッタ型ストレインゲージを貼りつけ、高速ディジタル測定器の195チャンネル分に接続した。一方、頭蓋骨に取り付けた左右の側頭筋と咬筋の停止がロードセルを組み込んだ状態で設けられた下顎を製作した。また、歯を荷重する部分にもロードセルを取り付け、咬合力も測定した。これら5このロードセルも上記の高速ディジタル測定器に接続した。生体における4本の筋の活動電位の積分値の比率を再現するように各筋の張力を調整し、その時の顔面頭蓋の歪を測定し、主応力の大きさと方向を求めた。その結果、顔面頭蓋の形態は、咀嚼に適応した構造をしているということが判明した。すなわち、ヒトでは突顎の程度が弱いため、下顎のてこのアームの長さが短く、とくに臼歯で咬むときは、てこのアーム長がほとんど0になるので、咀嚼筋の起始の構造もそれほど頑丈でなくてもよくなっている。また、額が垂直に近いため、骨質が薄くても前頭面における曲げに対しては非常に頑丈な構造となっている。