hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
江戸・東京の木簡研究の基盤形成

これまで研究が進んでいなかった江戸・東京の木簡について、木簡学、日本近世史、日本近代史、歴史考古学の各分野の研究者が協力して、継続して研究を推進していくためのネットワークづくりを行った。木簡は紙の史料とは用途が異なり、紙の史料によってこれまで明らかにされてきた分野とは異なることがらを明らかにできる素材である。江戸時代の木簡を活かした新たな研究の例として、食文化や贈答習慣の一面を明らかにできた。今後も、さまざまな分野に取り組んでいくことが可能である。また、今後の研究の進展のために、江戸・東京の木簡のデータベースを構築した。これから継続して入力作業を進め、公開を目指したい。本研究においては、日本近世史・日本近代史の文献史学の研究者と、これまで日本古代の木簡を対象として発展してきた木簡学の研究者が研究分担者となり、さらに日本近世の歴史考古学を専門とする研究者に研究協力者として参加してもらうことによって、東京都で出土した江戸時代の木簡、および明治時代初期の木簡を対象として、どのような視点から研究を進展させることが可能であるかという点を探ってきた。平成25年度においては、4度の集まりを持ち意見交換をすることができたが、このように日本史の中でも幅広い時代の研究者が集まり、かつ考古学の研究者といっしょに議論を行う機会じたいが、これまでほとんどなかったことであり、こうした集まりそのものが、地域的には限定して江戸・東京の木簡を対象とはしているが、広く日本の木簡の研究全体の中でも、初めての協業の試みと言うことができるだろう。この点で、平成26年度以降に研究を広げて進めていくための中核となる集まりを作ることができたと考えている。また、平成25年度においては、今後の研究のためにはデータベースを作成することが必要であることを参加メンバーどうしで確認し、どのような様式のデータベースにするのが適当であるかという点について、議論を重ねてきた。さらに、それらの議論を踏まえて、試験的にデータベースの見本を作成してみることとし、対象となる木簡資料群をしぼって、見本を作成する作業まで取り組むことができた。平成26年度に改良を重ねていくための下地ができたと考えている。また、実際の木簡資料について検討していく前段階として、参加メンバーが共通する知識を持つようにあらかじめ議論を重ねておく必要があったが、じっくり時間をかけて議論をする機会が4度持てたことは大きい。平成26年度に向けての準備として、着実に組織作りを進めることができた。本研究においては、日本近世史・日本近代史の文献史学の研究者、日本古代の木簡を主に発展してきた木簡学の研究者が研究分担者となり、日本近世の歴史考古学を専門とする研究者に連携研究者として参加してもらっている。平成25年度には、研究組織を立ち上げるとともに、継続的な研究の推進のためにどのような体制で行うのがよいかを考え、また研究協力を依頼していく外部の研究者とのネットワークを作ることができた。こうしたメンバーで研究打ち合わせを行っていく中で、今後の研究のためにデータベースの作成が必要であることを共通認識とすることができ、どのような様式のデータベースにするのが適当であるかを検討して、入力データの項目などの検討を主に行い、サンプルとなる入力作業に取りかかることができた。平成26年度には、中央区教育委員会の埋蔵文化財調査担当者の協力を得て、中央区の文化財倉庫で2度の調査を行った。近世・近代木簡の調査研究の現状と、資料の実物の保管状況を実地で見聞することによって、現状について理解を深めることができた。また、木簡の実物を調査することによって、近世木簡に特有の分析上の注意点など、研究組織全体であらためて認識を共有し理解を深めることができた。そしてこうした調査の経験を踏まえた上で、東京都23区内の木簡出土量の全貌を確認し、出土点数が最も多く、また資料の情報公開も進んでいる中央区を優先してデータベース入力作業を進めることとした。この作業は現在継続中である。また、ここまで研究組織で議論してきた今後の江戸・東京木簡の研究の方向性について、木簡学会の平成26年度研究集会において研究代表者と連携研究者が口頭報告を行い、全国の研究者と意見交換を行った。本研究の意義と現状を理解してもらうことができたことは、今後の発展に向けての大きな成果である。平成27年度には、前年度までに検討した江戸・東京の木簡研究の現状と現段階における研究上の課題について、論考をまとめて専門雑誌『木簡研究』に対して、研究代表者の鐘江と連携研究者の石神が投稿した。どちらも、前年度の木簡学会研究集会における口頭報告を基にしたものである。このことは、木簡学会に所属している全国の研究者に対して、江戸・東京木簡の研究を進展させることの重要性を訴えるとともに、今後の研究遂行への理解と協力を得る上で、重要な布石となった。3年間をかけてきたが、挑戦的萌芽研究として、今後に研究を発展させていくための礎を形にすることができた。また、平成27年度年度内には3回の研究会合を持ち、今後の研究の方向性について検討を進めた結果、今後は港区汐留遺跡出土の木簡群を対象として重点的に検討を進め、近世・近代の木簡群を対象とした代表的な事例研究として成果をまとめることを目指すことにした。この研究には今後数年の時間がかかるため、本研究課題でのメンバーを中心に、継続して研究会を開きながら検討を進めることにしている。さらに、上記のような事例研究と並行して、資料の全貌を把握していくために、データベースの構築についても引き続き取り組んだ。

平成27年度は汐留遺跡の報告書を対象として取り組み、『汐留遺跡I』について終えた。また、東京都23区のうち最も出土点数の多い中央区の遺跡についてもデータ集成を行ったが、これは報告書2冊分程度にとどまった。長期的課題となるが、今後も継続してデータベース作成作業を進める予定である。これまで研究が進んでいなかった江戸・東京の木簡について、木簡学、日本近世史、日本近代史、歴史考古学の各分野の研究者が協力して、継続して研究を推進していくためのネットワークづくりを行った。木簡は紙の史料とは用途が異なり、紙の史料によってこれまで明らかにされてきた分野とは異なることがらを明らかにできる素材である。江戸時代の木簡を活かした新たな研究の例として、食文化や贈答習慣の一面を明らかにできた。今後も、さまざまな分野に取り組んでいくことが可能である。また、今後の研究の進展のために、江戸・東京の木簡のデータベースを構築した。これから継続して入力作業を進め、公開を目指したい。今後の研究の中核となる組織を作ることについては、十分にその目的を達成できている。現在の研究組織で連絡をとりながら、外部の研究者と協力して研究を発展させるための下地が作れたとが最大の成果である。江戸・東京の木簡を対象としたデータベースについて、その構築を研究の目的としているが、現在までに、どのような入力データ項目が必要か、またどのような資料群から作業を進めるべきかという点の検討は、おおむね終えることができた。資料全体の点数が膨大で、また入力対象となるデータも多くの報告書に分散しているため、その全貌を把握し指針を定めることが継続的な作業のために重要であった。この作業自体は、本研究課題の後も何らかの形で継続していかなければならないので、その未来までを見据えて方針を確定しておくことが研究じたいの価値の上で最も重要な点であり、慎重に取り組んできた結果として、時間をかけたものである。研究の現状における問題点と今後の方向性について、その見解をまとめて学会で報告し、全国的にその問題意識を提示することができた。木簡学会での報告によって、全国の研究者が注目し、また新聞報道などで一般にもこの分野の研究進展の必要性を訴えることができたことは大きく、今後の研究進展のための布石として重要な成果であったと考える。一方で、事例研究を進め、その成果をまとめた個別研究の形で論考を発表していきたいと考えていたが、それは学会での口頭報告の内容として盛り込むことはできたものの、活字化して公表するまでには至っていない。このことはできるだけ早い機会に達成していきたい。日本の木簡研究および日本古代史今後の研究の推進方策としては、まずデータベース作成作業をさらに進めていくことが必要と考えている。平成25年度に試作として取り組んだものの、平成26年度はその方向性を検討することに時間を費やしてしまい、作業自体はそれほど進めることができないままに終わってしまった。しかし、対象とする地域を、現在の行政区画ごとの木簡出土量の多い順に進めていくことに定めたため、今後は中央区を最初に終えられるように、取り組んでいく。
分化した隕石母天体および月の表層地殻の形成史

ユークライト隕石は太陽系最古の火成岩で、小惑星ベスタの表層地殻を起源とする。ガブロ的ユークライトは、粗粒組織や全岩組成から、地殻深部で固化した集積岩であると考えられている。他方、玄武岩質ユークライトは、表層に噴出した溶岩が固まったものであり、ほとんどすべてが熱変成作用や衝撃変成作用を受けている。本研究では、ガブロ的ユークライトも、表層で形成された玄武岩質ユークライト同様、衝撃変成作用や再結晶作用を受けた岩石であることが明らかになった。放射年代、地球化学的データーと鉱物に記録された熱衝撃履歴を詳細に比較検討すると、母天体地殻形成直後の冷却中に、衝突の影響が母天体の地殻地下深部まで及んだことがわかった。これは、最近の望遠鏡観測で明らかになったベスタ表面の衝突クレータリングによる地質学的不均質性と非常に調和的である。Yamato86032は、月高地起源の複雑な角礫岩組織をもつ隕石である。この角礫岩は複数回の角礫化を経て形成された。この隕石にはKREEP成分がほとんど含まれないことから、月の裏側起源であると考えられている。この隕石に含まれるいくつかの火成岩の岩石片の鉱物組成は、月探査機によって回収された月の表起源の斜長岩のものとは異なるトレンドを示すものが見つかった。この発見によって、月の裏側の火成岩種は多様である可能性があることがわかった。これは、月の裏側地殻は、これまで言われてきた大規模マグマ大洋によるものより、もっと複雑な火成プロセスを経て形成されたかもしれないことを示す。メソシデライト(ニッケル鉄と珪酸塩の混合物)の玄武岩質包有物は、ユークライトに岩石学的に類似している。これまで、これら二つの隕石は、別々の小惑星起源であると考えられていた。本研究では、最近見つかったドファー007と呼ばれる隕石が、これらの両方の性質を持つユニークな隕石であることを発見した。ドファー007は、ある種のユークライトのように岩石(珪酸塩)のポリミクト角レキ岩であり、その中の主要な岩石片の岩石組織や希土類元素の含有量は集積岩ユークライトに非常に類似することを明らかにした。この岩石片に含まれる輝石やテーナイトの鉱物学的特徴から、この隕石は高温(1000°C)で急冷(>10°C/yr)され、また、低温(700-300°C)で徐冷(1-10°C/Ma)されたことがわかった。また、珪酸塩部分に、通常ユークライトにはみられないテーナイト(鉄ニッケル相)が含まれ、また、普通ユークライトの数十倍の親鉄元素を含有する。これらの特徴は、メソシデライトものに類似する。以上の結果から、ドファー007隕石の母天体は、ユークライトやメソシデライトの母天体に似た発達史を形成した可能性があることがわかった。ほとんどすべての玄武岩質ユークライトは、熱変成作用を受け、この熱変成作用は母天体地殻形成中に起こったと考えられている。初期に噴出した玄武岩が後期に噴出した玄武岩によって埋没し、埋没した玄武岩は、内部からの熱で変成作用を受けたと考えられる。本研究では、変成度の異なる3つのユークライトの全岩組成と、過去の文献データーと比較し、変成度と全岩組成の比較を行った。現在のところ、明確な関連性は見られなかった。これは、ユークライト隕石の岩石学的成因が複雑であったこと、また、変成度の解釈(変成温度・期間・衝撃変成作用の影響など)に問題があったためであると考えられる。
保険会社の国境を跨ぐ事業再編と課税に関する比較法分析

本課題研究は、保険会社が企業グループを組成し国境を跨いで事業展開する場合に、各国の税制がその事業戦略に作用する局面に着目し、保険会社グループの法人所得課税上の問題を比較法分析に基づき研究するものである。研究初年度である平成30年度は、ドイツの研究機関Max Planck Institute for Tax Law and Public Finance(以下MPIという)に滞在し研究する機会を得た。その機会を活用し、本課題研究の基礎研究として、保険会社のグループ間金融・資本取引に係る法人税法上の取扱いに関する日本とドイツの制度を中心に比較分析することに主眼を置いた。MPI滞在中、ドイツを含む欧州の研究者や実務家にヒアリング調査をすることによって、本研究テーマに関する有益な情報・文献の提供を受けることができた。また、IFA(International Fiscal Association)年次総会をはじめ、研究分野に関連する学会等に積極的に参加し、参加者と意見交換をするとともに、本研究に必要な情報・資料収集をした。平成30年度の研究の具体的内容としては、特にドイツ法人税法上の1支払利子控除制限規定(Zinsschranke)、および2資本収益に関する特別規定を取り上げ、保険会社の特殊性がそれぞれの制度に影響を及ぼしているのか否か、影響がある場合にはその背景・制度設計などを分析した。中間報告として、平成30年11月に1をテーマに、平成31年3月に2をテーマにして研究会報告をした。研究会での議論を反映させた研究成果として、1について平成31年3月に論文「所得課税と支払利子控除制限ードイツの制度を中心にー」(立命館経済学第67巻第5・6号243頁から259頁)を公表した。2に係る研究成果については、平成31年度(令和元年度)中に公表する予定である。現在までの研究はおおむね順調に進んでいる。法人税法上の利子控除制限規定の比較法分析は、オランダなどドイツ以外のEU加盟国の動向も分析する予定であったが、各国の制度改正が進行途中であったため、平成30年度は経過を追うに留まった。平成30年度内に解決できなかった問題については、引き続き平成31年度(令和元年度)以降に取り組む予定である。平成31年度(令和元年度)は、恒久的施設(permanent establishment)の問題について検討を進める。すなわち、保険会社の所得への課税管轄を決定するためには、保険会社の特殊な業態および各国の規制を踏まえて進出先国でのPE(恒久的施設)該当性を検討する必要がある。その分析の手がかりとして、保険税(insurance premium tax)における固定的施設(fixed place)該当性に関する欧州裁判所での最近の判決例が参考になると考えているため、その検討を行う予定である。この点に関しては、平成30年度中にすでに一部資料を収集済みである。引き続き、国内外の図書館・研究機関で本課題研究に関係する文献・資料の収集をするとともに、研究の適当な時期に関大租税法研究会等で研究報告をし、そこでの議論を本研究課題に反映させ、成果論文を作成する。

その分析の手がかりとして、保険税(insurance premium tax)における固定的施設(fixed place)該当性に関する欧州裁判所での最近の判決例が参考になると考えているため、その検討を行う予定である。この点に関しては、平成30年度中にすでに一部資料を収集済みである。引き続き、国内外の図書館・研究機関で本課題研究に関係する文献・資料の収集をするとともに、研究の適当な時期に関大租税法研究会等で研究報告をし、そこでの議論を本研究課題に反映させ、成果論文を作成する。(理由)平成30年度は、物品購入に予定した支出を要しなかったため次年度使用額が生じた。(使用計画)次年度使用額は、平成31年度(令和元年度)に予定している出張のための経費および図書購入費用等に充当する予定である。
風化・侵食速度が山地小流域の水文地形プロセスにおよぼす影響

本研究の目的は,小流域の長期的な風化速度・侵食速度を定量し,風化-侵食システムと水文地形プロセスの関連を議論することである.主な結果は以下の3点である:(1)足尾山地の小流域を対象にTCN法を適用して得られた過去1万年程度の削剥速度を最近10年間の現地観測結果と比較して,約100年サイクルで生じる土石流イベントがこの地域の地形変化において重要であることを指摘した.(2)北アルプス芦間川の花崗岩流域を対象にTCN法と地球化学物質収支法を適用し,長期の化学的風化速度を定量した結果,削剥速度の大きな領域(>500mm/kyr)において,物理的侵食が化学的風化に対して卓越することが明らかとなった.(3)阿武隈高地の花崗岩流域を対象に地球化学物質収支法を適用し,長期的な削剥速度に対して化学的風化速度が占める割合を求めたところ,その値は74%と高い値を示した.これは短期的な観測に基づく既存の報告(17%)よりも大きく,この地域の削剥に対して化学的風化が重要な役割を果たしていることが明らかとなった.本研究の目的は,小流域の長期的な風化速度・侵食速度を定量し,風化-侵食システムと水文地形プロセスの関連を議論することである.主な結果は以下の3点である:(1)足尾山地の小流域を対象にTCN法を適用して得られた過去1万年程度の削剥速度を最近10年間の現地観測結果と比較して,約100年サイクルで生じる土石流イベントがこの地域の地形変化において重要であることを指摘した.(2)北アルプス芦間川の花崗岩流域を対象にTCN法と地球化学物質収支法を適用し,長期の化学的風化速度を定量した結果,削剥速度の大きな領域(>500mm/kyr)において,物理的侵食が化学的風化に対して卓越することが明らかとなった.(3)阿武隈高地の花崗岩流域を対象に地球化学物質収支法を適用し,長期的な削剥速度に対して化学的風化速度が占める割合を求めたところ,その値は74%と高い値を示した.これは短期的な観測に基づく既存の報告(17%)よりも大きく,この地域の削剥に対して化学的風化が重要な役割を果たしていることが明らかとなった.現在の水文地形学において,侵食・風化速度や水文地形プロセスが基盤岩石によって異なっていることは知られている.しかし,両者を結びづける研究事例が非常に少ない状況にある.本研究の主目的は風化・侵食速度のバランス,水文地形プロセス,谷の発生条件の相互関係を明らかにすることである.具体的には,次のテーマの解明を試みる: (A)阿武隈山地のカコウ岩流域では,風化制約・運搬制約のどちらの条件にあるか?, (B)足尾山地の堆積岩流域では風化制約・運搬制約のどちらの条件にあるか?, (C)カコウ岩流域と堆積岩流域では基盤岩石の風化に対する抵抗性にどの程度差異があるのか?平成20年度の研究実施計画は(1)小流域での短期観測での短期侵食速度測定, (2) TCN法に基づく長期侵食速度測定, (3)小流域での水質測定による溶出量測定, (4)微量元素濃度分析による長期風化速度推定に着手することである.それぞれ予定通り着手したが,いずれも観測・分析に時間の要するものが大半のため,現在も分析中の状態にある.計画(1)について8年間の掃流土砂流出量データから足尾山地のチャート流域の方が砂岩流域に比ベて10倍以上侵食速度が速い傾向が得られているが,最終的な値は浮遊土砂測定の結果によって多少変化する可能性がある.計画(4)の微量元素濃度分析による長期風化速度推定については,長野県松本市のカコウ岩流域を対象に分析を行い,流域の起伏量に応じて風化速度が変化する傾向が得られているが,現状では測定誤差が大きいため,その影響を減らしたうえで最終確定値を報告する予定である.本研究の主目的は異なる基盤岩石からなる山地小流域において,水文地形プロセスの観測とTCN年代法や地球化学的物質収支法を組み合わせることで,風化・侵食速度,水文地形プロセス,谷の発生条件の相互関係を明らかにすることである.平成21年度の研究計画は(1)加速器質量分析(AMS)による長期侵食・風化速度測定,(2)各水文観測・風化実験の継続である.足尾山地の各試験流域で採取された土砂について,AMSによる侵食速度の測定を実施し,最近数万年間の平均侵食速度の値を得ることに成功した。このデータと現在実施している水文地形プロセスの観測結果と比較することにより,これらの流域で長期間にはたらいた主要な侵食プロセスを解明する.長野県松本市のカコウ岩流域で土砂を採取し,XRFによる化学成分分析を実施した.得られたデータをすでに取得済みの長期侵食速度のデータと照らし合わせることで,風化速度の推定を行った.その結果,起伏の小さい小流域で全削剥の6割程度の高い割合が化学的削剥によってなされることが明らかとなった.さらに,小流域の平均傾斜が増加するとともに,化学的削剥速度が全削剥速度に占める割合(CDF)が著しく減少することを突き止めた.本研究の主目的は異なる基盤岩石からなる山地小流域において,水文地形プロセスの観測とTCN年代法や地球化学的物質収支法を組み合わせることで,風化・侵食速度,水文地形プロセス,谷の発生条件の相互関係を明らかにすることである.平成22年度の研究計画は(1)堆積岩山地の侵食速度と水文地形プロセスの解明,

(2)花崗岩山地の風化・侵食速度の解明,(3)野外実験による風化に対する抵抗性の評価である.堆積岩山地(栃木県鹿沼市)においてTCN法によって求められた最近1万年間の平均侵食速度と,最近10年間の現地観測で得られた土砂流出量と比較した.その結果,数10年サイクルで生じる小規模な土石流がこの地域の侵食に大きく寄与していることが明らかとなった.一方,花崗岩山地(長野県芦間川)ではTCN法による10Be濃度測定とXRF分析によるTi濃縮率に基づき長期化学的風化速度を推定した.その結果,既存研究での指摘とは異なり,侵食速度の大きな領域(500mm/Kyr以上)では,化学的風化が全削剥に対して占める割合が低下することが明らかとなった.さらに,阿武隈山地の野外風化実験サイトにおける現地観測により,各サイトの風化環境が解明され,従来の実験で得られた結果と比較することにより,岩石による風化速度の差異を説明できることが示唆された.
ポルフィリンチューブの合成と機能

ピリジン架橋β,β-2重架橋ニッケルポルフィリンを構造単位として環状4量体を合成した。得られたポルフィリンナノバレルは、内部の空隙にC60を内包することが可能であり、そのX線結晶構造解析にも成功した。2重架橋ポルフィリン3量体の高効率合成法を開拓し、種々の金属錯体の構造と物性を明らかにした。ニッケルポルフィリンベルト2量体の合成をBuchwald触媒を用いて行ったところ、収率が85%に大幅に向上した。同様な方法をニッケルポルフィリンベルト3量体に適用したところ、やはり収率が66%と向上した。2量体は、トリフルオロ酢酸と濃硫酸により、脱ニッケル化させ、対応するフリーベースを定量的に得た。これらに亜鉛を配位させて、対応する亜鉛ポルフィリンベルト2量体を得た。3量体を同じ条件で反応させると両端のニッケルがはずれた化合物H2-Ni-H2が得られた、すこし脱メタル化の条件を強めるとすべてのニッケルがはずれた3量体が得られ、これは亜鉛3量体に変換された。これらの化合物を1H NMRや結晶構造解析で詳しく調べたところ、中央のポルフィリンがニッケル錯体の場合は、シン体のみであるのに対し、亜鉛錯体やフリーベースの場合は、シン体とアンチ体の混合物であることが分かった。これまでに、鈴木ー宮浦カップリングを利用して、ピリジン架橋のβ,β-2重架橋ニッケルポルフィリン(ポルフィリンベルト)の2量体や3量体の合成をおこない、その曲がった分子構造をX線結晶構造解析で明らかにした。これらのポルフィリンリガンドにPd(II)塩を作用させるとパラジウムがポルフィリンのメゾ位のCーH結合活性化を経て、ポルフィリンピンサー化合物が生成することも見いだした。これらのポルフィリンピンサー化合物では、電子共役が強まり、2光子吸収断面積が2倍に増強されることも明らかにした(JACS, 132, 11868 (2010))。また、これら成功を踏まえ、同様の分子内環化により、環状ポルフィリン4量体の合成にも成功した。即ち、テトラホウ素化ポルフィリンを合成し、これを2,6-ジブロモピリジンと鈴木ー宮浦カップリングさせテトラキスブロモピリジルポルフィリンを合成した。続いてこれらのホウ素化化合物と臭化物のクロスカップリングにより、ポルフィリンチューブが10%の収率で再現性よく合成できた。その結晶構造解析にも成功しトルエン中でC60を大きな会合定数(Ka = 5.3 x 105 M-1)で補足することも明らかにした(JACS, 132, 16356 (2010))。このポルフィリンチューブやそのフラーレンとの会合体の光誘起電子移動や電荷分離過程は、極めて興味深いが、中心金属がNi(II)でd-電子の影響があり、光物性の測定に向いていなかった。また、脱ニッケル化は、大きく歪んだポルフィリン骨格のためか、非常に難しく成功していなかった。そこで、銅ポルフィリンで同様の反応を試み、脱金属化を経て、ポルフィリンチューブのフリーベースの合成を行った。ポルフィリンチューブは、腕のいい博士研究員でさえ非常に苦労して合成していたが、触媒の量や純度を工夫することによって再現性良く合成することが可能になり、安定供給できるようになった。現在段階的逐次合成に着手しておりこれに成功すれば大量供給も可能になる。側鎖のアリール基を3,5-di-tert-butylphenyl基から2,6-dimethoxy-4-ethoxycarbonylphenyl基に代えることで、側鎖にカルボキシル基を有するポルフィリンチューブの合成を行い、無極性溶媒中でカルボキシル基の水素結合相互作用により高分子状ポルフィリンチューブの生成を行う。この自己集積化の可逆性を利用して、高分子ポルフィリンチューブへの長い分子の取り込みや、物質移動などについて検討する。研究費は、主に上記の合成に用いる試薬やガラス器具の購入、X線結晶構造解析装置の消耗品、成果報告のための学会旅費などに充てる。
高速ビジュアルフィードバックのための超並列・超高速画像処理

本研究では,研究代表者らが開発した1msビジュアルフィードバックシステムの開発を行った実績に基づき,ビジュアルフィードバックを高速化する上で必要とされる高速な画像処理アルゴリズムの開発を目的とする.特に,画像情報が非常に冗長であるという超並列・超高速ビジョンの特徴に焦点を絞り,超並列・超高速ビジョンに適した画像処理アルゴリズムの体系化,及びこれらのアルゴリズムを用いた,高速かつインテリジェントなビジュアルフィードバックを実現することを目的とする.平成10年度は、平成9年度の研究において開発されたアルゴリズムを,研究代表者らが既に開発している1msビジュアルフィードバックシステム上で動かし,それらの動作の確認及びその評価を行った.さらに開発されたアルゴリズムをもとにした直線抽出アルゴリズムの研究を進めた。具体的には以下の手順に従った研究を行った.1)平成9年度開発した画像処理アルゴリズムが実際のシステムで動作することを確認した.2)システム上での動作の結果に基づき,アルゴリズム及びシステムの評価を行った.3)具体的なタスクとして、高速対象追跡及びマニピュレータを用いた高速把握実験を実現した。4)高速ビジョンの特性を利用した直線抽出アルゴリズムの開発を行った。本研究では,研究代表者らが開発した1msビジュアルフィードバックシステムの開発を行った実績に基づき,ビジュアルフィードバックを高速化する上で必要とされる高速な画像処理アルゴリズムの開発を目的とする.特に,画像情報が非常に冗長であるという超並列・超高速ビジョンの特徴に焦点を絞り,超並列・超高速ビジョンに適した画像処理アルゴリズムの体系化,及びこれらのアルゴリズムを用いた,高速かつインテリジェントなビジュアルフィードバックを実現することを目的とする.平成9年度は,超高速ビジョン画像の統計的解析及びそのモデル化を行った上で,いくつかの超並列・超高速ビジョンのための画像処理アルゴリズムを提案し,実際のシステムを想定したコンピュータシミュレーションを行った.また,それらのアルゴリズムの体系化を行った.具体的には,1)画像解析及びシミュレーションためにワークステーションを導入し,開発環境を整備した.2)超高速ビデオカメラの画像を用いて(フレームレート1kHz),ワークステーション上で超高速ビジョン画像の統計的解析を行った.3)統計的解析の結果をもとに,超高速ビジョンの特徴を表す画像モデルを構築した.4)構築した画像モデルで表される画像に適した具体的な画像処理アルゴリズムをワークステーション上で開発し,実際のシステムを想定したコンピュータシミュレーションを行った.5)超並列・超高速ビジョンに適した画像処理アルゴリズムの体系化を行った.本研究では,研究代表者らが開発した1msビジュアルフィードバックシステムの開発を行った実績に基づき,ビジュアルフィードバックを高速化する上で必要とされる高速な画像処理アルゴリズムの開発を目的とする.特に,画像情報が非常に冗長であるという超並列・超高速ビジョンの特徴に焦点を絞り,超並列・超高速ビジョンに適した画像処理アルゴリズムの体系化,及びこれらのアルゴリズムを用いた,高速かつインテリジェントなビジュアルフィードバックを実現することを目的とする.平成10年度は、平成9年度の研究において開発されたアルゴリズムを,研究代表者らが既に開発している1msビジュアルフィードバックシステム上で動かし,それらの動作の確認及びその評価を行った.さらに開発されたアルゴリズムをもとにした直線抽出アルゴリズムの研究を進めた。
血管炎発症モデルにおけるCX3C-ケモカイン,Fractalkineの関与

Fractalkineは活性化血管内皮細胞上に発現する膜型ケモカインである.我々はfractalkine receptor (CX3CR1)を世界に先駆けて同定し,CD14+単球,CD16+NK細胞,CD8+T細胞上に発現していること,およびfractalkineが従来のケモカインと異なり接着分子として作用することを報告した(Imai, Cell91:521-530,1997).咋年度に引き続き,LPS投与によるマウス血管炎モデルあるいはMRL/lprマウスにおける抗fractalkine抗体による血管炎予防効果の検討を行った.単球やNK細胞と血管内皮細胞との接着や内皮傷害の基礎的検討により,1)可溶型fractalkineは単球のfibonectinやICAM-1に対する接着をも増強した.2)fractalkine遺伝子導入したECV細胞株を用いた検討より,細胞膜上に発現したfractalkineが有意に単球やNK細胞の接着を増強した.3)fractalkineは濃度依存性にNK細胞の抗腫瘍細胞殺傷能を増強し,fractalkine発現ECV細胞やヒト胎児血管内皮細胞を著明に傷害した.4.マウス腹腔内にLPSを500μg投与すると,ほぼ前例がエンドトキシンショックと全身臓器の血管炎を発症し死亡するが,抗fractalkine抗体を24時間前およびLPSと同時に腹腔内投与すると,70%のマウスが生存した.これらの結果は,炎症に伴い産生されたサイトカインにより活性化した血管内皮細胞がfractalkineを発現し,単球やNK細胞の接着を誘導し血管炎を誘導していることを示している.抗fractalkine抗体は,この作用を抑制し,血管炎発症を阻止しうる可能性を強く示唆している.fractalkineは活性化血管内皮細胞上に発現する膜型ケモカインである.我々はfractalkine receptor (CX3CR1)を世界に先駆けて同定し,CD14+単球,CD16+NK細胞,CD8+T細胞上に発現していること,およびfractalkineが従来のケモカインと異なり接着分子として作用することを報告した(Imai, Cell 91:521-530,1997).今年度は,LPS投与によるマウス血管炎モデルあるいはMRL/lprマウスにおける抗fractalkineによる血管炎予防効果を検討するための基礎的検討を行った.単球やNK細胞と血管内皮細胞との接着や内皮傷害におけるfractalkineの関与を検討した結果,1)可溶型fractalkineは単球のfibonectinやICAM-1に対する接着をも増強した.2)ECV細胞株にfractalkine遺伝子を導入したtransfectantを作成し,単球やNK細胞との接着を検討したところ,細胞膜上に発現したfractalkineが有意に細胞接着を増強することを認めた.さらに,fractalkineのNK細胞活性化効果を検討したところ,3)fractalkineは濃度依存性にNK細胞の抗腫瘍細胞殺傷能を増強した.4)この作用増強は,NK細胞からの顆粒放出増強によることが明らかとなった.5)実際に,fractalkine発現ECV細胞やヒト胎児血管内皮細胞を標的細胞とした実験系により,NK細胞がfractalkine発現血管内皮細胞を著明に傷害することを見いだした.この結果は,炎症に伴い,産生されたサイトカインにより活性化した血管内皮細胞がfractalkineを発現し,単球やNK細胞の接着を誘導し,自身が傷害されていることを強く示唆するものと考えられた.Fractalkineは活性化血管内皮細胞上に発現する膜型ケモカインである.我々はfractalkine receptor (CX3CR1)を世界に先駆けて同定し,CD14+単球,CD16+NK細胞,CD8+T細胞上に発現していること,およびfractalkineが従来のケモカインと異なり接着分子として作用することを報告した(Imai, Cell91:521-530,1997).咋年度に引き続き,LPS投与によるマウス血管炎モデルあるいはMRL/lprマウスにおける抗fractalkine抗体による血管炎予防効果の検討を行った.単球やNK細胞と血管内皮細胞との接着や内皮傷害の基礎的検討により,1)可溶型fractalkineは単球のfibonectinやICAM-1に対する接着をも増強した.2)fractalkine遺伝子導入したECV細胞株を用いた検討より,細胞膜上に発現したfractalkineが有意に単球やNK細胞の接着を増強した.3)fractalkineは濃度依存性にNK細胞の抗腫瘍細胞殺傷能を増強し,fractalkine発現ECV細胞やヒト胎児血管内皮細胞を著明に傷害した.4.マウス腹腔内にLPSを500μg投与すると,ほぼ前例がエンドトキシンショックと全身臓器の血管炎を発症し死亡するが,抗fractalkine抗体を24時間前およびLPSと同時に腹腔内投与すると,70%のマウスが生存した.これらの結果は,炎症に伴い産生されたサイトカインにより活性化した血管内皮細胞がfractalkineを発現し,単球やNK細胞の接着を誘導し血管炎を誘導していることを示している.抗fractalkine抗体は,この作用を抑制し,血管炎発症を阻止しうる可能性を強く示唆している.
ＳＨＨ、ＦＧＦシグナルバランスから理解する四肢の多様性

本研究は、手足の形態形成において重要な2つのシグナルタンパク質、SHHとFGFに着目し、両者のバランスの生物種による違いが手足の形態差、特に指の本数の多様性や手足の体サイズに対しての相対的な大きさの多様性をもたらしているのではないかという仮説のもと進められた。具体的にはSHH、FGFシグナル強度を変化させるような操作実験を行った。まずFGFのSHHに対する作用を明らかにするために、FGFを多孔質ビーズに染みこませ間充織(側板中胚葉)に外的に添加したところ、Hoxd10の発現を誘導し、Tbx2発現を抑制することが示された。肢芽の遺伝子発現操作実験系と肢芽の培養実験系を用いることで、Hoxd10はShh発現を誘導し、Tbx2はShh発現を抑制することを明らかにしており、これらの実験によってFGFのSHHに対する作用因子に大きく迫ることができた。しかし、この実験系ではShh発現を誘導するには至らなかったため、FgfがShhを誘導する際にはさらなる必須因子の関与が考えられる。FgfはShh発現に対して抑制的と考えられるEtv4/5の誘導を行うことが知られており、FGFはSHHの誘導と抑制の両者からなる複雑なShh発現制御ネットワークを形成していると考えられ、これが両者のシグナルバランスの構成要素の一部であると考えられる。さらにSHH側に対する操作として、Shhを誘導するHoxd10、抑制するAlx4を強制発現し、Shh発現領域(SHHシグナルの作用領域)の拡大、縮小を試みた。結果は期待通りのものであったが、発生の進行とともに、影響が緩和される様子が観察された。この時、SHHシグナルの乱れをFGFシグナルが補正している可能性が高い。これらの内容を含む研究成果を、Shh発現開始メカニズムを明らかにした論文としてまとめ、Developmental Dynamicsに投稿し、受理された。28年度が最終年度であるため、記入しない。SHH、FGFシグナルバランスから四肢形態の多様性を理解するためには、SHH、FGFどちらかのシグナル強度を人為的に操作して、もう一方のシグナル強度の変化を定量的に測定する必要がある。そのため私は肢芽間充織という広い環境の一部分でのみ発現しているSHHシグナルの強度を操作する、すなわちshh遺伝子発現を操作することとした。その目的を達成するため、私は個体での解析(In ovo実験系)に取りかかると同時に、個体の細胞を単離後に培養するIn vitro実験系による解析の確立に取りかかった。In ovo実験系ではshh遺伝子発現の限局を維持したまま、その領域を変化させるため、shh遺伝子発現制御を行う上流遺伝子の過剰発現を試みると同時に、shh遺伝子発現制御配列を組み込んだshh遺伝子発現レポーターウイルスを感染させることで安定的にshh遺伝子発現を可視化することを目指した。しかし、shh遺伝子発現領域と一致するようなレポーター活性が安定して見られなかった。これは制御配列が短すぎたことが理由であると考えられる。ウイルスコンストラクトを用いる場合はこれ以上制御配列を長くすることが出来ないので、別の方法を模索中である。In vitro実験系では肢芽の細胞を単離し、細胞用のエレクトロポレーターを使って遺伝子発現コンストラクトを導入する。その後、遺伝子発現の変化を定量RT-PCRによって測定する。このIn vitro実験系では、個体での解析に比べて肢芽細胞における遺伝子導入の効率と実験の再現性が大きく改善し、応用性も非常に優れている。今後はIn vitro実験系で様々な解析を行い、その結果をIn ovo実験系へと応用する。平成27年度は、2つの重要な国内外の学術会議・学会へ参加し、これまでの研究成果の発表とこれからの研究における情報収集を行った。安定した遺伝子導入法と考えられたRCASウイルス感染法による、In ovo実験系において、レポーターウイルスが思ったように機能しなかったことと、複数の遺伝子発現ウイルスベクターを導入するための条件検討に予想以上の時間を費やしたため、未だ明確な結果を得られていない。

結果は期待通りのものであったが、発生の進行とともに、影響が緩和される様子が観察された。この時、SHHシグナルの乱れをFGFシグナルが補正している可能性が高い。これらの内容を含む研究成果を、Shh発現開始メカニズムを明らかにした論文としてまとめ、Developmental Dynamicsに投稿し、受理された。In vitro実験系を用いることで、FGFシグナル強度はFGF組換えタンパクの培地内における濃度という形で容易に操作することが出来る。今後はこの技術を用いて、FGFシグナル強度が変化した場合のSHHシグナル強度(shh遺伝子発現量)及び、それをもたらす上流遺伝子発現量の変化を定量的に示し、SHH、FGFシグナルバランスをもたらしている複雑な遺伝子間相互作用を理解する。その後In ovo実験系へと立ち戻り、個体においてもIn vitro実験系で想定された変化が起きるかどうか明らかにする。以上全ての実験結果をまとめて、論文を発表する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ランダムなグラフの構造とその上の確率・量子モデル

ランダムなグラフを含む種々のグラフ上の離散時間・連続時間量子ウォークの推移確率の解析を行った.離散時間量子ウォークはヤコビ行列の固有空間解析を詳しく行うことで,対象とするグラフごとの推移確率の長時間平均に関する極限定理を示した.連続時間量子ウォークについてはラプラシアン行列の固有空間解析を通じて,グラフの局所的な性質が推移確率の挙動に与える影響を明らかにした.ランダムでないグラフ上の量子過程の研究として行った,パス(有限個に頂点を制限した一次元格子)上の離散時間量子ウォークの解析に関する論文がQuantum Information Processing誌に採録された.この研究成果をさらに拡張すべく,研究を引き続き行っている.また,関連する研究として,glued tree(根つき有限d-分木の葉をランダムにつなぎ合わせたグラフ)上の離散時間量子ウォークの解析を,今野紀雄氏(横浜国立大学)・瀬川悦生氏(東北大学)・Xin-Ping Xu氏(蘇州大学:中国)と行っており,現在その成果を論文にまとめている.両者共に,時間発展作用素の固有空間解析において第二種チェビシェフ多項式と呼ばれる直交多項式が重要な役割を果たしており,出発点への再帰確率が頂点数を無限大にする極限で正の値に留まる現象(出発点への局在化)が証明された.前者の結果に関して,2012年11月24日から26日に岡崎にて開催された国際会議でポスター発表し,2013年1月10日に米国・サンディエゴにて行われた米国数学会のスペシャルセッションにて口頭発表(招待講演)した.なお,このスペシャルセッションにはco-organizerとしても参加した.ランダムなグラフに関係する解析として,林幸雄氏(北陸先端大)らと,ランダムな長方形分割によって生成される長方形の面積分布に関する研究を行い,その成果をまとめた論文がPhysica A誌に採録された.この結果の応用例として,人口分布等を考慮した通信経路の設計問題などがあり,工学的応用も期待される.また,論文準備中であるが,ランダムなグラフの工学的応用として,センサネットワークの通信経路設計プロトコルの研究も現在行っているところである.ランダムでないグラフ上の量子過程の研究として行った,glued tree(根つき有限d-分木の葉をランダムにつなぎ合わせたグラフ)上の離散時間量子ウォークの解析に関する,今野紀雄氏(横浜国立大学)・瀬川悦生氏(東北大学)・Xin-Ping Xu氏(蘇州大学:中国)との共著論文が, Entropy誌に採録された.また,Xin-Ping Xu氏・Xiao-Kun Zhang氏(蘇州大学)・今野紀雄氏(横浜国立大学)との共同研究として行った,パス(有限個に頂点を制限した一次元格子)上の離散時間量子ウォークの解析に関する論文がAnnals of Physics誌に採録された.両者共に,時間発展作用素の固有空間解析において第二種チェビシェフ多項式と呼ばれる直交多項式が重要な役割を果たしており,前者では出発点への再帰確率が頂点数を無限大にする極限で正の値に留まる現象(出発点への局在化)が証明され,後者では,時間発展作用素を定義する際に使用するコインの種類によって,頂点数を無限大にする極限での確率分布に差異が生じることを論じた.一方,ランダムなグラフ上の量子過程に関わる研究として,研究対象としているランダムなグラフである,しきい値モデルを含む有限グラフのクラスに対して有効な,時間発展作用素を定義する際に用いられるgraph Laplacianの分解方法を提案することにより,他の全ての頂点と繋がっている頂点から出発する量子ウォークは必ず局在化を起こすことを示した.この結果に関して,2013年6月19日に九州大学にて行われた「量子ウォーク数理の新展開:物質制御への応用」にて,2014年1月17日に米国・ボルチモアにて行われた米国数学会のスペシャルセッションにてそれぞれ口頭発表(招待講演)した.ランダムなグラフを含む種々のグラフ上の離散時間・連続時間量子ウォークの推移確率の解析を行った.離散時間量子ウォークはヤコビ行列の固有空間解析を詳しく行うことで,対象とするグラフごとの推移確率の長時間平均に関する極限定理を示した.連続時間量子ウォークについてはラプラシアン行列の固有空間解析を通じて,グラフの局所的な性質が推移確率の挙動に与える影響を明らかにした.ランダムでないグラフ上の量子過程の研究として,パス(有限個に頂点を制限した一次元格子)上の離散時間量子ウォークの解析を今野紀雄氏(横浜国立大学)・瀬川悦生氏(東京大学)と行い,一次元円環に1本の弦を追加したグラフ上の連続時間量子ウォークの解析をXin-Ping Xu氏(蘇州大学:中国)・今野紀雄氏(横浜国立大学)と行った.両者共に,時間発展作用素の固有空間解析において第二種チェビシェフ多項式と呼ばれる直交多項式が重要な役割を果たしている.前者のパス上の離散時間量子ウォークの解析では,出発点への再帰確率が頂点数を無限大にする極限で正の値に留まる現象(出発点への局在化)が証明された.これは,通常の一次元格子(無限系)では見られない現象である.この結果に関して,2011年11月7日10日にスペイン・バレンシアにて行われた国際会議にて発表し,この成果をまとめた論文を学術誌に投稿中である.後者の一次元円環に1本の弦を追加したグラフ上の連続時間量子ウォークの解析では,これまで行われていなかった当該グラフのラプラシアンの固有空間解析を行った.その結果,一次元円環と当該グラフとでは最大固有値が本質的に異なっており,その違いにより一次元円環では見られなかった出発点への局在化が当該グラフで見られることを示した.また,当該グラフは複雑ネットワークで扱われる(変形)

Watts-Strogatzモデルの特別な場合にも対応しており,シミュレーションにより示唆された現象の一部を解析的に示したことにもなる.この成果をまとめた論文はPhysical Review A誌に採録された.両者とも,有限グラフ特有の現象を解析的に示した結果であり,ランダムなグラフを含めた有限系での解析の今後の展開が期待される.ランダムでないグラフの上の量子ウォークの時間発展作用素の解析に時間が掛かっているが,ランダムなグラフに関する理論的・数値的知見も積み上がりつつある.ランダムでないグラフの上の量子ウォークの時間発展作用素の解析に予想以上に時間が掛かり,ランダムなグラフ上の確率・量子過程の解析にそれほど取組めていない.ランダムでないグラフ上の量子ウォークの解析を引き続き進めるとともに,その他の確率・量子過程に関する検討も進める.また,ランダムなグラフの工学的応用も視野に入れた研究を行っていく予定である.ランダムでないグラフ上の量子ウォークの解析を引き続き進めるとともに,その他の確率・量子過程に関する検討も進める.また,ランダムなグラフの隣接行列・ラプラシアンの解析に取り組みたい.本年度は効率的に研究費を執行したため,次年度使用額128,308円を繰り越すこととなった.次年度も本年度同様効率的な執行を心がけながら,研究に必要な知見を得るために,セミナーや研究会において専門的知識を教授して頂きたいと考えている.そのための,旅費や謝金に研究費の一部を充てる.また,書籍購入費や自身の出張費にも研究費を充てる予定である.本年度はセミナーの時間調整等がうまくいかず,研究者招聘等が予定通りに進まなかった.その分と次年度請求分の経費の一部を,8月に京大数理研で予定している研究会の講演者招聘等に充てる予定である.また,本年度同様,書籍購入費・出張費に残りの研究費を充てる予定である.
合成スメクタイトを用いた皮膚再生用軟膏の開発

○研究目的本研究課題ではスメクタイトのゲル化挙動,ゲル化スメクタイトの表皮ブドウ球菌に対する抗菌性を明らかにし,皮膚治療への適用を目指した軟膏の開発を目的とした。○研究方法1.スメクタイトのゲル化挙動の解析:顕微赤外分光高度計(FT-IR)及び顕微レーザラマン分光計(Raman)による測定によって解析を行う予定であったが、機器の不調でRamanによる測定が行えなかったため今回はFT-IR及びXRDにより解析を行った。2.ブドウ球菌に対する抗菌活性評価:種々の濃度のスメクタイトゲル溶液を調製して、調製したゲル溶液と細菌懸濁液を混合して培地に植菌する。所定時間培養した後,形成したコロニー数を計測し,生存率を算出した。3.皮膚治療適用の検討:抗菌試験結果に基づきスメクタイトの濃度を決定し,動物実験用スメクタイトゲルを調製する。ラットの真皮層を切開・剥離して、スメクタイトゲルを塗布したラット、スメクタイトゲルを使わないControlラットの2種類を用意する。数週飼育した後に剥離部の炎症状態および治癒状態を観察し,皮膚治療への適用の検討を行った。○研究成果2. Controlとの比較を行い、スメクタイトゲル溶液を混合したサンプルの細菌増殖が抑制されているのを確認した。このことからスメクタイトには抗菌性があると考えられる。この抗菌性について調べるため、細菌吸着試験に用いる菌液を用いた培養実験を行い、細菌吸着効果を示唆する結果が得られた。3.動物実験経過後、スメクタイトを塗布した場合、感染症や瘢痕硬縮は確認されずControlより短期間で創部が治癒することが確認された。このことから、狭領域の創傷・熱傷治療にスメクタイトを適用することによって瘢痕組織を形成しない創傷治療が実現可能であることが判明した。
中耳・副鼻腔における炎症の遷延化と粘膜修復機構に関する基礎的研究

申請者は20ng/ml TNF-α(炎症性サイトカイン)と1μMレチノイン酸(粘膜分化に必須の栄養素)とともに中耳粘膜細胞を培養することによって多数の杯細胞を誘導する炎症性杯細胞化生モデルを確立した。この系でMath1(杯細胞発生時に杯細胞への分化を決定する転写因子)を遺伝子導入すると、さらに多くの杯細胞を誘導することができることから、Math1は炎症による杯細胞化生においても中心的な役割を果たしていると考えられる。さらに、Math1は主にレチノイン酸により活性化され、EGF(表皮成長因子)受容体のチロシンキナーゼ阻害剤(AG1478)により有意に抑制されることを発見した。Math1やEGF受容体チロシンキナーゼの制御により杯細胞化生を予防する治療が開発できると考えられる。申請者は20ng/mlTNF-αと1μMレチノイン酸の両者を隔日投与しながら中耳粘膜細胞を2週間培養することによって多数の杯細胞を誘導するモデルを確立している。さらにこの系でMath1を遺伝子導入すると、さらに多くの杯細胞を誘導することができる。TNF-αは炎症性サイトカインであるので、これは杯細胞化生のモデルになると考えている。また、Math1は杯細胞発生時に杯細胞への分化を決定する転写因子であるが、炎症による杯細胞化生においても中心的な役割を果たしていると思われる。このモデルを使用し、DNAマイクロアレイを行って、杯細胞化生に特徴的なムチンの発現やシグナル伝達経路を解析した。その結果、Math1の遺伝子導入により、MUC2、5ACの発現が上昇した。TNF-αやレチノイン酸投与により、これらのムチン遺伝子の発現がさらに上昇することはなかった。Math1がこれらのムチン発現において重要な役割を果たしていると思われる。我々はHT29(ヒト大腸癌細胞株)にMath1遺伝子導入してムチン発現に関する検討を行い、MUC2, MUC5ACの発現を確認している(differentiation投稿中)。また、AKT3の発現はMath1の遺伝子導入やTNF-α、レチノイン酸の単独投与でで軽度上昇し、Math1, TNF-α、レチノイン酸を同時に作用させると飛躍的に上昇した。また、AKTの上流に位置するPI-3Kの発現に関しても同様の結果が得られた。さらに、杯細胞分化の指標となるTFF3の発現においても同様の結果が得られた。従って、杯細胞化生にはPI-3K/AKT経路が重要な役割をはたしており、おそらく、この経路はTFF3の発現を制御していると考える。申請者は20ng/ml TNF-α(炎症性サイトカイン)と1μMレチノイン酸(粘膜分化に必須の栄養素)とともに中耳粘膜細胞を培養することによって多数の杯細胞を誘導する炎症性杯細胞化生モデルを確立している。このモデルを使用し、主要な分子の誘導機序や、杯細胞化生に特徴的なシグナル伝達経路を解析した。その結果、Math1は主にレチノイン酸により活性化され、EGF(表皮成長因子)受容体のチロシンキナーゼ阻害剤(AG1478)により有意に抑制されることを発見した。しかしながら、EGFレセプターのリガンドであるEGFはMath1を活性化することができないため、リガンド非依存的な経路によりMath1が活性化されていると考えられる。EGF受容体チロシンキナーゼの制御により杯細胞化生を予防する治療が開発できると考えられる。
窒息屍内臓うっ血の成因

われわれは、窒息屍モルモット内臓うっ血の成因を種々の方法で検討した。即ち、肺動脈、毛細血管のノルアドレナリンによる痙攣あるいは収縮のために静脈性うっ血が生じていることを明らかにした。窒息時に増量したヒスタミンによるH_1レセプタ-関与の内皮細胞依存性拡張が生じている可能性を確認した。次に、肺以外の臓器うっ血状態の検討の結果、脾臓の含血量が減少し、腎臓の含血量が増加することが明らかになった。血管動態の検討の結果、脾臓中心動脈および脾柱静脈の収縮および腎小葉間静脈および皮質、髄質毛細血管の拡張が窒息時に認められた。さらにアドレナリンが脾臓では脾中心動脈、脾柱静脈および脾洞内皮細胞内に、腎臓では小葉間動脈内皮細胞内に認められた。さらに窒息屍脾洞収縮のメカニズムを検討すべくその収縮能がいわれているアクチオミオシンの存在を検討した。その結果脾洞内にアクチオミオシンの存在は確認されなかった。アドレナリンが脾洞内皮細胞内に取り込まれたとき杆状細胞自身がその形を変化させるメカニズムを今後検討することにより窒息うっ血時の血液貯蔵臓器としての脾臓の役割を明瞭にすることがこれら窒息屍内臓うっ血の成因解明には必要である。腎臓に関してはアンギオテンシンIIが関与している可能性が取り込み量の増加により考えられた。われわれは、これまでに窒息屍モルモット肺うっ血の成因を種々の方法で検討してきた。即ち、窒息屍肺の顕著なうっ血をその含鉄量から明らかにし、さらに絞死肺では、肺動脈収縮比あるいは肺毛細血管および肺静脈の短経を計測することにより肺動脈や肺毛細血管の痙攣あるいは収縮のために静脈性うっ血が生じていることを明らかにした。また、これらはノルアドレナリンが死戦期に肺動脈及び肺毛細血管の内皮細胞に侵入し、痙攣あるいは収縮を生ぜしめているのを蛍光組織化学法、電顕酵素抗体法(PAP法)、オートラジオグラフィおよびラジオアッセイで確認した。肺静脈に関しては、窒息時に増量したヒスタミンによるH^1レセプター関与の内皮細胞依存性拡張が生じている可能性を抗ヒスタミン抗体を用いた電顕酵素抗体法およびラジオアッセイで確認した。次に、肺以外の臓器におけるうっ血の状態を明らかにするために、^3Hーwaterを呼吸停止時に投与、心停止時に各種臓器を採取し、サンプルオキシタイザーおよび液体シンチレーターを用い分布状態を測定した。その結果、後頭打撲群に比較して脾臓の含血量が減少し、肺、腎臓の含血量が増加することが明らかになった。また、^3Hーadrenalinおよび^3Hーnoradrenalinを呼吸停止時に投与、心停止時に各種臓器を採取し、その分布状態を検討した。その結果窒息屍脾臓の収縮にはアドレナリン関与の可能性が考えられた。今後脾臓収縮部位の検討および計測をメルコックス樹脂を用いて脾臓血管鋳型を作成し、収縮部位を明らかにすると同時に墨汁注入脾臓血管光顕標本で血管径の計測も行なう。またその収縮に関与していると思われるアドレナリンの脾臓血管における局在性を免疫電顕酵素抗体法をもちいて検討し脾臓収縮のメカニズムを解明する予定である。われわれは、これまでに窒息屍モルモット内臓うっ血の成因を種々の方法で検討してきた。即ち、窒息屍肺の顕著なうっ血をその含鉄量から明らかにし、さらに絞死肺では、肺動脈や肺毛細血管の痙攣あるいは収縮のために静脈性うっ血が生じていることを明らかにした。また、これらはノルアドレナリンが肺動脈及び肺毛細血管に侵入し、痙攣を生ぜしめているのを確認した。肺静脈に関しては、窒息時に増量したヒスタミンによるH_1レセプタ-関与の内皮細胞依存性拡張が生じている可能性を確認した。