hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無意識の獲得と変容:多重自動性モデルの提案

自己制御に伴う心的機能の働きを、意識的な自覚を伴う過程と伴わない過程に分類し、それらの過程の協働という観点からモデル化した。また、目標志向行動と誘惑や衝動の抑制に関する顕在指標と潜在指標を、直接比較可能な形で計測するための新たな測定法が開発された。一連の実証研究を通じて、意識的な体験の生起には、意識的な自覚の外で働く自動的な過程が、重要な役割を果たしていることが示唆された。本研究の初年度にあたる平成22年度には、主に多重自動性モデルの精緻化、および、モデルの妥当性の検証(予備実験と本実験)が進められた。研究の第一段階として、多重自動性モデルの理論的な枠組みを精緻化させ、このモデルの枠組みに沿って自動性研究の知見を分類することが試みられた。自動性研究の主要な理論、知見、および問題点などの把握を目的としたレビューである。これらの一部は、心理学評論(『無意識の認知,行動,動機づけ:同化効果と対比効果のメカニズムと調整要因』、印刷中)、書籍(『自己制御における意識と非意識の役割』風間書房)としても発表されることが決定している。また、専門知識の提供を円滑に仰ぐために、この分野の第一線で活躍する国内外の専門家たちとの相互連携体制の構築が進められた。このために、申請者は年間10回以上の国内出張および海外出張を重ね、実験の実務的な手続きの調整を行った。また、多重自動性モデルの妥当性を検証するために、11月と1月には予備調査および2つの実験が実施された。従来使用されていた潜在態度指標(AMP:感情誤帰属手続き)の不明瞭な点である効果のメカニズムに着目し、これを明確にするために、個人差との関連を考慮した実験室実験が大学生56名を参加者として行われた。さらに、デフォルト効果と自動性および統制性との関連を明らかにするために、大学生120名を対象とした実験が行われた。いずれも、本研究の目的である無意識の変容と獲得の解明に有用な示唆を与えるものと考えられる。これらの実験の成果は、来年度に開催が予定されている国内外の学会や、学術誌での発表に向けて現在準備中である。平成23年度前半には、前年度の成果(多重自動性モデルとその調査データ)に基づいて導かれた新たな仮説を検証するための一連の研究が実施された。前年度に開発された新たな測定法(改訂感情誤帰属手続きなど)や、新たな実験手法(ボーガスプライミングなど)を組み合わせた一連の実証研究を通じて、自己制御における種類の異なる自動性の働きを東洋文化圏(日本など)と西洋文化圏(オランダなど)で比較することにより、文化依存性/文化独立性(通文化性)の観点から、生得的な自動性と獲得された自動性の特徴の違いについて検討が行われた。多重自動性モデルに基づけば、生得的な自動性は文化を問わず一定の結果を導くが、獲得された自動性は文化に応じて異なる結果を導くと考えられる。一連の研究の結果、心的過程には文化を問わず同様の結果をもたらす経路と、文化に応じて結果が異なる経路が存在し、生得的な自動性は意識的にアクセス可能な文脈情報に影響されない頑健な特徴を持つが、獲得された自動性は意識的にアクセス可能な文脈情報の変化に柔軟に対応する性質を持つことが示唆された。平成23年度後半には、これまでの研究の成果がまとめられ、国内外の学会、学術雑誌、著書などを通じた報告が行われた。多重自動性モデルに基づけば、生得的な自動性は意識的な統制が困難である特徴を持つが、獲得された自動性に関してはその限りではないと考えられる。このような新たな視点に基づいた、研究成果は3本の学術論文にまとめられ、その一部は、Consciousness and Cognitionに掲載が決定している。また、従来の動機づけ研究における位置づけに関しては、著書『モティベーションをまなぶ12の理論』(金剛出版)にまとめられた。日本心理学会第75回大会では、これまでの研究では困難であるとされてきた、自動性を統制するための筋道を示すことを目的としたワークショップが行われた。日本社会心理学会第52回大会、ならびに米国性格社会心理学会第13回大会(Society for Personality and Social Psychology)では、これまでの研究では扱われることのなかった、自動性に基づく決定が意識的体験に及ぼす影響に関する報告が行われた。
ヒト末梢血白血球を用いた新たな分娩予測マーカーの開発

【目的】早産は大きな問題であり、適切な治療のための分娩予測が望まれているが、陽性的中率が高い検査はない。我々は分娩機序のなかで子宮や胎盤などへの白血球浸潤が重要であることに着目し、妊娠週数が進むに従い白血球遊走数が漸増すると仮定し、白血球組織侵入アッセイモデルを用いて分娩時期予測ができるかどうか全妊娠期間を通じて検討した。【方法】Neuro probe社のmultiwell chemotaxis chamberを用いた。この装置では下段の物質に誘導され、上段の細胞は下段に侵入する。全妊娠期間中に5回(1st、2nd、3rd trimester、陣発時、産褥3日目)採血を行い、チャンバーの上段には妊婦末梢血から得られた白血球10万個、下段には満期産経腟分娩で娩出した卵膜から得られた抽出液を入れた。アッセイ終了後に下段の溶液を採取し、白血球及びその分画や組成をフローサイトメトリーによってカウントした。【結果】白血球遊走数は2nd trimesterが1st trimesterに比べ有意に増加した(p=0.03)。また仮定に反して、白血球遊走数は2nd trimesterが3rd trimesterに比較し有意に増加していた。また、今回の実験では3rd trimesterと陣痛発来時の白血球遊走数に有意差は認めなかった。遊走した白血球は約80%以上が顆粒球であり、その中でもCD11b陽性細胞が約95%と大部分を占めていた。その割合は妊娠期間に限らず一定していた。【結論】妊娠週数の変化で白血球は特異的に性質を変え、卵膜抽出液に対し、漸増ではなく、特に2nd trimester(と陣痛発来時)でCD11b陽性細胞が多く遊走した。研究期間の前半はまず基盤研究として、1血液検体収取および保存方法、2血液検体からの白血球の精製とmRNAの抽出測定系の二つを確立すること、並行して切迫早産患者検体の採取を継続的に行うことを計画していた。平成28年度、正常経腟分娩後に採取された40名の胎盤から採取した溶液を集め、混合することにより大きなストックを作成し、目標数を超える検体収集を行えた。胎盤から5cm×5cm大の卵膜および絨毛組織の一部を採取し4mlの培養液(DMEM)と共にホモジナイズを行った。20,000G、2時間、4°Cによる遠心分離した上清を後述のアッセイに使用するまで-80°Cで保存した。ストックを作った後に初めて白血球の採取を始め、その都度アッセイを施行するため、血液と胎盤は原則として違うヒトから採取した。また同時にmRNA測定用の凍結組織を採取した。また、妊婦健診・分娩前後の際の定期採血(妊娠10週前後に1回、妊娠26週前後に1回、妊娠36週前後に1回、入院時に1回、産褥3日目に1回、切迫早産入院中に適宜)の際に同時に採取し、白血球組織侵入アッセイに用いた。同時にmRNA測定、血清分析用の血液も計10 ml程度採取した。現在は、白血球組織侵入アッセイを用いて妊娠経過中の末梢白血球活動性の曲線(leukocyte migration curve)を作成し、妊婦それぞれのmigration curveから、正期産・早産の両方において分娩に至るまでの遊走白血球数の増加指数、cut-off値を割り出すための解析を行っている最中である。平成28年度から29年度前半計画であった、血液検体収取および保存方法、血液検体からの白血球の精製とmRNAの抽出測定系が平成28年度でおおむね完了した。また、検体収集が順調であるため、当初の予定を早めて白血球組織侵入アッセイを開始し妊娠経過中の末梢白血球活動性の曲線(leukocyte migration curve)を作成することができた。分娩機序のなかで子宮や胎盤などへの白血球浸潤が重要であることに着目し、妊娠週数が進むに従い白血球遊走数が漸増すると仮定し、白血球組織侵入アッセイモデルを用いて分娩時期予測ができるかどうか全妊娠期間を通じて検討した。Neuro probe社のmultiwell chemotaxis chamberを用いた。全妊娠期間中に5回(1st、2nd、3rd trimester、陣痛発来時、産後3日目)採血を行い、チャンバーの上段には妊婦末梢血から得られた白血球10万個、下段には満期産経腟分娩で娩出した卵膜から得られた抽出液を入れた。白血球遊走数は2nd trimesterが1st trimesterに比べ有意に増加した(p=0.03)。

現時点での結果のまとめとしては、妊娠週数の変化で白血球は特異的に性質を変え、卵膜抽出液に対し、漸増ではなく、特に2nd trimester(と陣痛発来時)でCD11b陽性細胞が多く遊走したということになる。白血球遊走数が安定して測定できているため、当初の予定通りの検体数を用いて研究を継続できている。2nd trimesterが1st trimesterに比べ有意に増加するという仮説通りの結果を得られた一方で、また仮説に反した白血球遊走数は2nd trimesterが3rd trimesterに比較し有意に増加するという次期研究につながる結果を得ることができた。【目的】早産は大きな問題であり、適切な治療のための分娩予測が望まれているが、陽性的中率が高い検査はない。我々は分娩機序のなかで子宮や胎盤などへの白血球浸潤が重要であることに着目し、妊娠週数が進むに従い白血球遊走数が漸増すると仮定し、白血球組織侵入アッセイモデルを用いて分娩時期予測ができるかどうか全妊娠期間を通じて検討した。【方法】Neuro probe社のmultiwell chemotaxis chamberを用いた。この装置では下段の物質に誘導され、上段の細胞は下段に侵入する。全妊娠期間中に5回(1st、2nd、3rd trimester、陣発時、産褥3日目)採血を行い、チャンバーの上段には妊婦末梢血から得られた白血球10万個、下段には満期産経腟分娩で娩出した卵膜から得られた抽出液を入れた。アッセイ終了後に下段の溶液を採取し、白血球及びその分画や組成をフローサイトメトリーによってカウントした。【結果】白血球遊走数は2nd trimesterが1st trimesterに比べ有意に増加した(p=0.03)。また仮定に反して、白血球遊走数は2nd trimesterが3rd trimesterに比較し有意に増加していた。また、今回の実験では3rd trimesterと陣痛発来時の白血球遊走数に有意差は認めなかった。遊走した白血球は約80%以上が顆粒球であり、その中でもCD11b陽性細胞が約95%と大部分を占めていた。その割合は妊娠期間に限らず一定していた。【結論】妊娠週数の変化で白血球は特異的に性質を変え、卵膜抽出液に対し、漸増ではなく、特に2nd trimester(と陣痛発来時)でCD11b陽性細胞が多く遊走した。さらに、Boyden chamberによる縦方向の白血球遊走だけでなく、TAXI-Scanを用いて水平方向の白血球遊走を観察し、分娩前後の白血球遊走能の違いをサンプルを追加し、検討していく予定である。上記結果の再現性を確認する作業を継続して行っていく。また、国際学会での発表や論文投稿に向けた準備を進めていく予定である。物品費、旅費がともに予定額を下回ったため次年度使用額が生じた。サンプリングが予定より順調に行え、短期間で多くの検体を同時に処理できたことが試薬使用量が予定より少なくなった理由である。本年度は研究の進捗が順調であったため、当初の予定より早期に測定を完了することができたため次年度使用額が生じた。次年度では研究成果を発表する機会を多く得られることによる旅費の使用および、論文査読結果による追加研究などで使用する予定である。次年度は研究成果の報告のために、国際学会を含め複数の学会に参加する予定となっている。また、消耗品についても追加で補充が必要であるため、次年度使用額を活用して購入する予定である。
美術著作物(Kunstwerke)保護法制の歴史的・比較法的研究

本研究は、歴史的視点と比較法的視点から、美術著作物の保護法制のあり方を探究することを課題とした。第一に、特に京都の伝統産業を素材とし、その所産としての美術的創作物(織物・染織・書画など)と西欧から移植された著作権法制との関わりの解明に重点を置いた。資料の収集・分析と関係者へのインタビューを含む実態調査を通じて得られた結論は以下の通りである。日本の伝統的産業諸分野において、その秩序には近世に発達した「仲間法」的な構造が貫徹しており、その創作物の権利関係は第一次的には同業者間の内部的規制によって規律されていた。出版業においては、この内部的規範を基礎とし当時の出版技術との連関の下に、近代的意義における著作権と類似しつつまた多くの点で異質な、独特な「板株」の権利構造が成立していた。このような構造は、明治維新後、いわゆる株仲間廃止後も、同業組合を中心とする業界内秩序を生み出し、明治30年代の知的財産法制整備以後も一定程度機能し続けてきた。著作権法と意匠法との狭間に置かれた応用美術の権利保護は、このような業界内秩序によって補完されており、現在においても、業界内の紛争解決に貢献している日本染織意匠保護協会の活動もこのような観点から注目される。しかしこうした構造が、将来における知的財産制度全般においても妥当するか否かは確言できない。将来の制度設計に関し本研究では第二に、美術著作物をめぐる内外の判例の収集・分析と、またマルチメディアの発達にともなう著作権法制の問題点の摘出・分析を行った。「板株」の事例も示唆するようにメディアの技術的条件は制度設計に大きな影響を及ぼしうる。高度情報化社会が生じ出す新たな著作物とその利用形態に応じた権利保護システムに関して、本研究では一定の制度設計の提案をも準備したが、その具体化はなお今後の動向をふまえ慎重な検討を積み重ねる必要がある。歴史的研究に関しては、美術的著作物を扱う日本の伝統産業における権利意識や権利保護の仕組みについて、文献資料の収集と分析を通じて、解明作業が進んでいる。ここに見られる特性は、前近代の産業における同業組合的(「仲間法」的)規制が、権利関係の基本的調整機能を果たしてきた実態であり、明治以後における著作権法制(ならびに、工業所有権法制)の展開過程においても、とくに明治三二年法における国際的基準の導入までは、依然として強い影響力を発揮し続けていた事実である。したがって日本の著作権法制、とりわけ伝統産業と関わる分野におけるその形成過程の分析においては、前近代における業者間内部の自主的な法規制の構造の解明が鍵を握ると見なすことができる。比較法的研究に関しては、わが国ならびに諸外国における判例の収集・調査とそのデータ・ベース化が順調に進行中である。これにもとづく紛争の類型化とその解決策のあり方の探求の作業も並行して進められている。著作権法と意匠法との交錯領域である応用美術の分野における両法制の機能不全というべき事態の存在の析出は、本研究の対象とする問題の本質の解明に資するものといえよう。こうした著作権法制を原点から検証し直す作業の基礎の上に立って、現代のマルチメディアの発達にともなう著作権法制の未来像の検討作業を進めている。マルチメディアソフトの制作に既存の著作物を利用するケースにおける権利処理の問題は、当面において解決を求められている具体的問題の典型例であるが、ここでも単なる経済効率的アプローチにのみ依拠することなく、常に著作権保護の原点に立脚した解決と制度設計とが求められていることの確認がなされている。本研究は、歴史的視点と比較法的視点から、美術著作物の保護法制のあり方を探求することを課題とした。

第一に、特に京都の伝統産業を素材とし、その所産としての美術的創作物(織物・染織・書画など)と西欧から移植された著作権法制との関わりの解明に重点を置いた。資料の収集・分析と関係者へのインタビューを含む実態調査を通じて得られた結論は以下の通りである。日本の伝統的産業諸分野において、その秩序には近世に発達した「仲間法」的な構造が貫徹しており、その創作物の権利関係は第一次的には同業者間の内部的規制によって規律されていた。出版業においては、この内部的規範を基盤とし当時の出版技術との関連の下に、近代的意義における著作権と類似しつつまた多くの点で異質な、独特な「板株」の権利構造が成立していた。このような構造は、明治維新後、いわゆる株仲間廃止後も、同業組合を中心とする業界内秩序を生み出し、明治30年代の知的財産法制整備以後も一定程度機能し続けてきた。著作権法と意匠法との狭間に置かれた応用美術の権利保護は、このような業界内秩序によって補完されており、現在においても、業界内の紛争解決に貢献している日本染織意匠保護協会の活動もこのような観点から注目される。しかしこうした構造が、将来における知的財産制度全般においても妥当するか否かは確信できない。将来の制度設計に関し本研究では第二に、美術著作物をめぐる内外の判例の収集・分析と、またマルチメディアの発達にともなう著作権法制の問題点の摘出・分析を行った。「板株」の事例も示唆するようにメディアの技術的条件は制度設計に大きな影響を及ぼしうる。高度情報化社会が生み出す新たな著作物とその利用形態に応じた権利保護システムに関して、本研究では一定の制度設計の提案をも準備したが、その具体化はなお今後の動向をふまえ慎重な検討を積み重ねる必要がある。
ショウジョウバエをモデルとしたステロイドホルモンによるアポトーシス誘導機構の解析

ステロイドホルモンは発生、ホメオスタシスおよび細胞死に重要な役割を担うが、ステロイドホルモンによるアポトーシス誘導機構についてはよくわかっていない。ショウジョウバエでは、昆虫のステロイドホルモンである変態ホルモン、20-Hydroxyecdysone(HE)の生体内濃度の変化によって細胞死が制御されると考えられている。申請者は、ショウジョウバエ幼虫の中枢神経系から特殊な方法で細胞株を樹立した。そこで、ショウジョウバエの胚、幼虫型、成虫型の神経系細胞由来細胞株と考えられる細胞株を用い、20-HEの添加または除去により細胞死が誘導される系を確立し、ステロイドホルモンによる細胞死誘導機構を解析した。ステロイドホルモンは転写因子として機能するが、ショウジョウバエ細胞死関連遺伝子の発現も、20-HEによって制御されていることが、まず明らかとなった。細胞死関連遺伝子のうち、reaper, hidの発現量は20-HEによって変化することがわかったが、増加・減少の様子は細胞種によって異なり、しかも、20-HEを加えた時に細胞死関連遺伝子の発現が上昇するものと減少するものがあることがわかった。しかし、細胞死が誘導される時には、共通に両者の発現星が増加した。さらに、20-HE受容体、EcR-A,Bの発現量も細胞種によって異なっていることが明確となり、RNA interference法を用いた結果、EcR-Aを介して細胞死は抑制され、EcR-Bによって細胞死は促進されると考えられ、受容体の種類によって細胞死がコントロールされている可能性が示唆された。さらに、細胞死関連遺伝子によるアポトーシスの機構についても検討を行った。ステロイドホルモンは発生、ホメオスタシス、さらに細胞死に重要な役割を担うことが示されてきた。しかし、ステロイドホルモンによるアポトーシス誘導機構については未だよくわかっていない。ショウジョウバエでは、昆虫のステロイドホルモンである変態ホルモン、20-Hydroxyecdysone(HE)の生体内濃度の変化によって細胞死が制御されていると考えられている。申請者らはショウジョウバエ幼虫中枢神経系から特殊な方法で細胞株を樹立し、ステロイドホルモンによるアポトーシスのカスケードを明らかにすることを目的としている。1.ショウジョウバエの胚期におこる細胞死は20-HEの生体内濃度が上昇した時期に、一方、変態期での細胞死は、ほぼ完全に低下した時期におこることが報告されており、細胞種によって、ホルモン反応性が異なると考えられる。そこで、DNAの断片化の検出およびcaspase-3活性を指標に、ショウジョウバエの胚、幼虫型、成虫型神経系細胞株において、20-HEの添加または除去によって細胞死が誘導される系を確立した。2.ステロイドホルモンは核内受容体と複合体を形成し、転写因子として機能することから、ショウジョウバエ細胞死関連遺伝子(reaper, hid, grim)の発現量の変化をNorthern blot法により調べた。その結果、少なくともreaperとhidの発現は20-HEによって制御されていることが明らかとなった。発現量の変化は細胞種によって異なっていたが、細胞死が起こる時には、共通に両者の発現量が増大した。3.ショウジョウバエでは20-HE受容体としてEcR-A,B1,B2が同定されているが、用いた細胞種によって発現している受容体の種類が異なることがわかった。したがって、20-HEによる細胞死の制御には、受容体の種類による制御機構の違いがあることが推定されたステロイドホルモンは発生、ホメオスタシスおよび細胞死に重要な役割を担うことが示されてきている。申請者らは、ショウジョウバエ幼虫の中枢神経系から特殊な方法で細胞株を樹立した。

ショウジョウバエの胚期に起こる細胞死は20-HEの生体内濃度が上昇した時期に、また変態期での細胞死は、ほぼ完全に低下した時期に起こることが報告されている。このような相違は、細胞種によるホルモン反応性の違いを示していると考えられる。そこで、ショウジョウバエの胚、幼虫型、成虫型の神経系細胞由来細胞株と考えられる細胞株を用い、20-HEの添加または除去により細胞死が誘導される系を確立した。この系を用いてステロイドホルモンによる細胞死誘導機構を解析した。ステロイドホルモンは核内受容体と複合体を形成し、転写因子として機能するが、ショウジョウバエ細胞死関連遺伝子の発現も、20-HEによって制御されていることが明らかとなった。細胞死関連遺伝子のうち、reaper, hidの発現量が20-HEによって変化することがわかったが、増加・減少の様子は細胞種によって異なっていた。しかし、細胞死が誘導される時には、共通に両者の発現量が増加することがわかった。さらに、20-HE受容体、EcR-A,Bの発現量も細胞種によって異なっていることが明確となり、RNA interference法を用いた結果より、EcR-Aを介して細胞死は抑制され、EcR-Bを介して細胞死は促進されると考えられた。ステロイドホルモンは発生、ホメオスタシスおよび細胞死に重要な役割を担うことがわかっているが、ステロイドホルモンによるアポトーシス誘導機構については未だよくわかっていない。ショウジョウバエでは、昆虫のステロイドホルモンである変態ホルモン、20-Hydroxyecdysone(HE)の生体内濃度の変化によって細胞死が制御されると考えられている。申請者は、ショウジョウバエ幼虫の中枢神経系から特殊な方法で細胞株を樹立した。そこで、ショウジョウバエの胚、幼虫型、成虫型の神経系細胞由来細胞株と考えられる細胞株を用い、20-HEの添加または除去により細胞死が誘導される系を確立し、ステロイドホルモンによる細胞死誘導機構を解析した。ステロイドホルモンは転写因子として機能するが、ショウジョウバエ細胞死関連遺伝子の発現も、20-HEによって制御されていることが、まず明らかとなった。細胞死関連遺伝子のうち、reaper, hidの発現量は20-HEによって変化することがわかったが、増加・減少の様子は細胞種によって異なり、しかも、20-HEを加えた時に細胞死関連遺伝子の発現が上昇するものと減少するものがあることがわかった。しかし、細胞死が誘導される時には、共通に両者の発現量が増加した。
細胞表層提示技術を用いたコリネ菌によるバイオナイロン生産プロセスの開発

本研究では、バイオリファイナリー実現に向け、Corynebacterium glutamicum(コリネ菌)における細胞表層提示技術の開発及びそれを用いたバイオナイロン生産プロセスの開発を行った。まず、コリネ菌が有する細胞表層に局在するタンパク質をアンカータンパク質とした、コリネ菌における新規細胞表層提示技術の開発を行った。細胞壁に局在する種々のPorin(PorB,PorC,PorH)をアンカータンパク質として用い、Streptococcus bovis 148株由来のα-アミラーゼ(AmyA)をPorinのC末端に融合させ、免疫抗体染色によるAmyA表層発現の確認を行った。その結果、AmyAの細胞表層への局在が確認された。また、Porinを用いてAmyAを細胞表層に提示した菌体を培養し、その培養上清及び菌体を用いてそれぞれのAmyA活性の測定を行った。その結果、AmyA活性は上清からは検出されず、菌体からのみAmyA活性が検出された。これらのことから、PorB,PorC,PorHをアンカータンパク質として用いることで、目的タンパク質を強固に細胞表層に固定化することが可能なコリネ菌における新規細胞表層提示技術の開発に成功した。この技術は、セルラーゼといったセルロース糖化酵素の固定化など、コリネ菌を用いたバイオ変換プロセスにおいて非常に有用なツールとして期待される。次に、コリネ菌を用いたナイロンの原料として利用可能なγ-アミノ酪酸(GABA)の生産を目指した。Lactobacillusbrevis IFO12005からグルタミン酸をGABAに変換するグルタミン酸脱炭酸酵素(GadB)のクローニングを行った。今後、このgadB遺伝子をグルタミン酸発酵菌であるコリネ菌に導入することで効率的なGABA生産が期待される。
肥満細胞由来キニノーゲンによる炎症とその抑制―抗アレルギー新薬の開発―

著者らはこれまでに、唾液腺、口腔粘膜等口腔領域に出現する肥満細胞に注目し、この細胞の有する生理活性物質について検討した。その結果、ラットの上記組織に存在する肥満細胞並びに腹腔より得た肥満細胞はいずれも高分子型キニノーゲンおよびTIキニノーゲン(それぞれHKG、T-1KG)を発現し、これらKG蛋白質を細胞内分泌顆粒に貯蔵していることを明らかにした(平成12-13年度)。一方、KGは唾液腺実質に局在するとの報告もあるが、正常ラットにおいて我々は肥満細胞以外にKGの存在を明らかにする事はできなかった。他方、炎症との関連でKG遺伝子プロモーター領域には炎症性サイトカインであるIL-6等の応答エレメントが存在するため炎症時に誘導される事が知られている(急性期蛋白質)。しかし、全身性の炎症が唾液腺等の外分泌腺においてもKGをはじめCRPやSAP等の急性期蛋白質を誘導するかどうかは不明である。平成14年度はToll like receptorを発現しているC3H/HeNマウスおよびその変異体であるC3H/HeJを用いてLPSによる炎症性サイトカインの唾液腺における誘導を調べた。In vivoにおいてLPSは投与3-6時間後に唾液腺で炎症性サイトカインであるIL-1βを強く、またTNF-αとIL-6を弱くが誘導する事を見いだした。IL-6の誘導は肝臓と異なり、唾液腺では著明ではなかった。15年度はIL-1βは顎下腺の顆粒性導管に局在すること、および35kDaの前駆体分子に対応するmRNAが存在するが、35kDa蛋白質はWestern blotにより検出されず、17kDaの活性型として存在することが明らかになった。顎下腺の顆粒性導管にはEGFやNGFと共に、mK1、mK9、mK13、mK22など数種類のカリクレインが存在することが知られている。マクロファージより調製した35kDaIL-1β蛋白質とこれらの純化カリクレインをインキュベートしたところ、上記カリクレインのうちmK13のみが17kDaの活性型IL-1βを与えた。現在mK13による35kDa IL-1β切断部位を検索中である。有害微生物などの主たる進入路の一つである口腔には確実な防御システムが要求される。本研究により「口腔-唾液腺経路(Oral cavity-salivary gland axis)」を経た防御システム、炎症修復機構が存在する可能性が示唆された。申請者らはこれまでに、特に唾液腺、口腔粘膜等口腔領域に出現する肥満細胞に注目し、この細胞の有する生理活性物質について検討した。その結果、ラットの上記組織に存在する肥満細胞並びに腹腔より得た肥満細胞はいずれも高分子型キニノーゲンおよびTIキニノーゲン(それぞれHKG、T-1KG)を発現し、これらKG蛋白質を細胞内分泌顆粒に貯蔵していることが明らかにした。

一方、炎症との関連でKG遺伝子プロモーター領域には炎症性サイトカインであるIL-6等の応答エレメントが存在するため炎症時に誘導される事が知られている(急性期蛋白質)。しかし、全身性の炎症が唾液腺等の外分泌腺においてもKGをはじめCRPやSAP等の急性期蛋白質を誘導するかどうかは不明であった。13年度はこれらの問題に取り組み、テルペンチンのみならずLPSによっても投与24時間後に唾液腺、涙腺等においてKG、CRP、SAPが誘導されること、それに先立つ3-6時間頃、炎症性サイトカインであるIL-1β、IL-6、TNF-αが誘導される事を見いだした。14年度はLPS刺激から急性期蛋白質誘導に到る経路を生化学的、生理学的、分子細胞生物学的に明らかにする。著者らはこれまでに、唾液腺、口腔粘膜等口腔領域に出現する肥満細胞に注目し、この細胞の有する生理活性物質について検討した。その結果、ラットの上記組織に存在する肥満細胞並びに腹腔より得た肥満細胞はいずれも高分子型キニノーゲンおよびTIキニノーゲン(それぞれHKG、T-1KG)を発現し、これらKG蛋白質を細胞内分泌顆粒に貯蔵していることを明らかにした。一方、KGは唾液腺実質に局在するとの報告もあるが、正常ラットにおいて我々は肥満細胞以外にKGの存在を明らかにする事はできなかった。一方、肥満細胞には結合組織型および粘膜型の2種が存在することが知られており、前述の唾液腺肥満細胞は前者に該当する。後者は小腸等に多数見いだされている。そこで平成14年度は、粘膜型肥満細胞にKGが発現しているかどうかを肥満細胞欠損ラット(W/Wラット)を用い、RT-PCR、並びに免疫組織化学法により検討を加えた。その結果、粘膜型肥満細胞もKGを発現していることが明らかになったが、発現分子種はHKGおよび低分子型キニノーゲン(LKG)であった。他方、炎症との関連でKG遺伝子プロモーター領域には炎症性サイトカインであるIL-6等の応答エレメントが存在するため炎症時に誘導される事が知られている(急性期蛋白質)。しかし、全身性の炎症が唾液腺等の外分泌腺においてもKGをはじめCRPやSAP等の急性期蛋白質を誘導するかどうかは不明である。平成14年度はToll like receptorを発現しているC3H/HeNマウスおよびその変異体であるC3H/HeJを用いてLPSによる炎症性サイトカインの唾液腺における誘導を調べた。In vivoにおいてLPSは投与3-6時間後に唾液腺で炎症性サイトカインであるIL-1βを強く、またTNF-αを弱くが誘導する事を見いだした。肝臓と異なり、唾液腺ではIL-6は有意には誘導されなかった。15年度はIL-1βより唾液腺で誘導される蛋白質を検索する予定である。私たちはこれまでに、唾液腺、口腔粘膜等口腔領域に出現する肥満細胞に注目し、この細胞の有する生理活性物質について検討した。一方、KGは唾液腺実質に局在するとの報告もあるが、正常ラットにおいて私たちは肥満細胞以外にKGの存在を明らかにする事はできなかった。他方、唾液腺はこれら炎症生蛋白質以外に、サイトカインも産生している。
エーテル環構築を伴うセグメント連結法を用いた生理活性天然物の収束的合成

海洋生物が生産する二次代謝物は、強力な生理活性を有することから医薬品のリード化合物として注目を集めている。しかし、これらの化合物は天然からの入手が極めて困難であり、化学合成による試料供給が求められている。また、その特異な構造は合成化学者にとっても魅力的なターゲットである。本研究では、分子内アリル化を活用した収束的分子構築法を用い、これら海洋産生理活性天然物の合成について検討した。近年、海洋生物が生理活性天然物の宝庫として注目を集めている。中でも渦鞭毛藻類が生産するポリ環状エーテルは、その特異な構造と生理活性から多くの化学者の注目を集めてきた。その一つであるシガトキシンは食物連鎖によって食用魚に蓄積され、年間五万人以上という大規模な食中毒を引き起こす。一方、類似の構造を有するタムラミドAは、他のポリ環状エーテルの活性を阻害するものの、全く毒性を示さない。これらポリ環状エーテルは神経細胞のイオンチャンネルに作用していると考えられており、その活性発現機構について興味が持たれているとともに、チャンネル研究のための分子プローブとしても注目されている。しかし、多くは超微量成分であるため、十分な研究が行われていないのが実情である。また、最近になって海綿の一種から単離されたエニグマゾールAは新規なホスフォマクロライド構造であり、様々なヒトガン細胞に対して顕著な増殖阻害活性を示すことから新規な医薬品リード化合物として興味が持たれている。本研究では、分子内アリル化反応によるエーテル環構築を伴うセグメント連結法を基盤とし、これら希少天然物の効率的な全合成を目指す。これによって、分子の複雑さや希少性のため活用が困難であった生理活性天然物を効率的に化学合成し、その量的供給を実現することができる。これに成功すれば、有機合成化学の分野だけでなく、関連領域の発展に大きく貢献することができる。すなわち、分子プローブ創成や標的タンパクの同定および活性発現機構の解明が可能となり、さらには生体機能解明や新規な治療薬開発への応用など、様々な分野への波及効果が期待できる。本研究では、分子内アリル化反応によるエーテル環形成を伴う収束的な分子構築法を基盤とし、これら希少天然物の量的供給を目指す。欧米では、複雑な構造を有する天然物を基盤とする医薬品開発研究がすでに本格化しており、我が国においても新規な医薬シーズを発掘していくためには、分子の複雑さにとらわれない、力量ある分子構築法の確立が重要な課題となっている。本研究によって化学合成による高活性な天然物の実用的合成法を確立することができれば、分子プローブ創成や標的タンパクの同定および活性発現機構の解明が可能となり、さらには生体機能解明や新規な治療薬開発への応用など、様々な分野への波及効果が期待できる。渦鞭毛藻類が生産するポリ環状エーテルの一つであるシガトキシンは、食物連鎖によって大規模な食中毒を引き起こす。一方、タムラミドAは、他のポリ環状エーテルの活性を阻害するものの全く毒性を示さないことから、これらの化合物の活性発現機構について興味が持たれている。また、海綿から単離されたマクロライドであるダクチロライドやエニグマゾールは、様々なヒトガン細胞に対して増殖阻害活性を示すことから新規な医薬品リード化合物として興味が持たれている。これらの化合物は天然からの入手が極めて困難であり、十分な研究が行われていない。そこで本研究では、分子内アリル化反応によるエーテル環形成を伴う収束的な分子構築法を基盤とし、これら希少天然物の量的供給の確立を目指して検討を行った。本年度はまず、シガトキシンCTX3CのH-M環部について大量供給可能な合成ルートの確立を目指した。このセグメントの合成においては、鍵段階の基質となるアリルスズ部分の導入が低収率であり、全合成に必要な量的供給の大きな障害となっていた。種々検討した結果、新たにエステル化を経由する合成法を開発することでこの問題を解決し、H-M環部の効率的合成ルートを確立することができた。次にダクチロライドの合成について検討を進めた。この化合物はエキソメチレンTHP環を有するマクロライドであり、多数の二重結合を有する点も特徴的である。本研究では、合成前駆体であるアルコール部分とカルボン酸部分をそれぞれ立体選択的に合成した後、分子内アリル化を用いたTHP環構築を伴う手法によってこれらのセグメントを連結した。最後にマクロラクトン化と官能基変換を行うことでダクチロライドの収束的全合成を達成することができた。エニグマゾールに関しては、アルコールセグメントおよびオキサゾール部分をそれぞれ立体選択的に合成することに成功した。

海洋生物が生産する二次代謝物は、強力な生理活性を有することから医薬品のリード化合物として注目を集めている。しかし、これらの化合物は天然からの入手が極めて困難であり、化学合成による試料供給が求められている。また、その特異な構造は合成化学者にとっても魅力的なターゲットである。本研究では、分子内アリル化を活用した収束的分子構築法を用い、これら海洋産生理活性天然物の合成について検討した。これまでの研究において、標的化合物の一つであったタムラミドAについてその全合成を完了している。この成果は、我々が用いているポリ環状エーテル合成法が有効な方法であることを示すものである。シガトキシンCTX3Cについては、既に合成を完了しているABCDE環部およびHIJKLM環部についてさらなる検討を行い、より効率の良い合成ルートを確立することができた。これによって、全合成に必要な量の合成中間体を供給することができる。また、合成した両フラグメントを連結するためのモデル実験としてEFGH環部の合成について検討し、候補となる複数の合成ルートを確立することができた。海洋産のマクロライド類については、それぞれ重油夫な合成中間体の立体選択的合成をほぼ完了しており、連結についての検討を行う段階にある。有機合成化学シガトキシンCTX3Cについては、A-E環部フラグメントについては現時点で十分な量を合成することができているが、H-M環部については大量合成の途上であり、これをまず終了させる。同時に、両フラグメント連結のためのモデル実験であるEFGH環部の合成について得られたデータを分析し、最適なルートを用いて実際の全合成に活用する。そのためには、ごく小スケールでの反応操作が行えるかが重要な評価ポイントになる。次に海洋産マクロライドである。エニグマゾールおよびダクチロライドの合成を進める。これらの化合物については、合成中間体の合成をほぼ完了しているが、立体選択性や収率の点でまだ改良の余地が残されているため、条件検討を重ねて最適なルートを確立する。エニグマゾールについてはオキサゾール環部分の効率的な合成、ダクチロライドについては分子に多数存在するオレフィンの立体制御が現時点での課題であり、これらを解決しつつ全合成を目指す。本年度の大きな研究成果の一つとして、タムラミドAの全合成を達成した。この化合物は2010年に赤潮原因渦鞭毛藻Kareniabrevisより単離された、アセトアミド基とジエナール側鎖を有する新規な7環性のポリ環状エーテルである。これまでの研究において、ABC環およびFG環セグメントの立体選択的合成を完了していたので、本研究においてはそれらセグメントの連結と側鎖導入について検討した。まず、分子内アリル化法と閉環メタセシスを用いた手法により両フラグメントを連結、母骨格である7環性エーテル構造を効率よく構築することに成功した。続いて側鎖部分の導入を行った。特徴的なアセトアミド基はCurtius転移反応によって導入し、共役ジエン部分は二度のWittig反応を行うことで構築した。
室温原子層堆積法を用いたナノ微粒子スーパーアトム作製法の研究

原子層堆積はウェハ上に薄膜を形成する方法として使われる。これを使ってナノ微粒子に自由に金属酸化物をつけることで、ナノ特有の量子サイズ効果に異種の表面物性をあたえることができ、新機能物質の創生につながる可能性がある。本研究では、室温原子層堆積法でナノサイズのコアシェル微粒子の作製を目指した。その結果、100nmの粒径を持つ金ナノ微粒子上で酸化チタンを室温被覆することに成功し、膜厚も数十nmレベルで調整できる可能性を見出した。さらに、副成果として、ナノ薄膜の酸化チタン薄膜トランジスタが非常に高い紫外感度をもつことを見出した。本ALD技術は新機能ナノ材料開発研究での活用が期待される。本研究では、従来全く未踏であった微粒子上の室温原子層堆積法の開発に取り組み、酸化物による超格子ナノ粒子、酸化物スーパーアトムの作製を試み、可視光応答光触媒、磁気誘導光触媒粒子、3Dプリンタ造形用の高感度微粒子材の可能性を見出す研究である。本年度では、ナノ微粒子をコアにその表面に均一に酸化物薄膜を形成する室温原子層堆積装置の開発を行った。ここでは、ナノ微粒子表面での適切な酸化反応を起こす誘電体バリア放電型の酸化源と、微粒子を保持しながら撹拌機能をもつ反応容器を組み合わせ、微粒子用の室温原子層堆積装置を開発した。さらに、同酸化源は、大気圧ベースでも表面酸化が可能であることがわかり、大気圧での製膜の可能性を見出すに至った。実際の試験として、ロータリーポンプによる真空ベースではあるが100nm径の金ナノ粒子に酸化チタンを数nmから数十nmで自在調整して製膜できることを見出した。さらに、撹拌が微粒子の凝集を抑制することも明らかになった。ナノサイズの微粒子に酸化物半導体膜を自在調整してつけることができることから、量子サイズ効果を有する光機能微粒子や、センサー用途の微粒子チャネル膜としての利用が期待される。本研究の途中過程で、SnO2の原子層堆積についても検討し、テトラメチル錫の酸化物表面への飽和吸着、さらにプラズマ励起水蒸気による酸化過程を評価し、酸化錫の室温原子層堆積が可能であることを見出した。酸化錫は臭いセンサや分子吸着センサとしての機能微粒子膜の製造に活用する予定である。本研究でナノ微粒子用の原子層堆積法を開発する上で、当初はジェット渦を活用するものを検討してきたが、設計を見直し、撹拌型とすることで当初予定していたナノ微粒子上の原子層堆積を実現するに至った。したがって、計画以上に進行していると判断した。本研究では、従来未踏のナノ微粒子上の室温原子層堆積法の構築に取り組み、酸化物による超格子ナノ粒子、酸化物スーパーアトムの作製を試み、高感度センサーマテリアル、可視光応答触媒、3Dプリンタ造形用の機能ナノ粒子の可能性を検討する研究である。本年度では、これまで構築してきたロータリーポンプ真空ベースの室温原子層堆積法を活用し、Auナノ微粒子を原料として、酸化物半導体である酸化チタンを最大数十ナノメートルレベルで均一被覆することに成功している。また、微粒子をサセプタ表面に固着させながら、メカニカルスクレーパーで攪拌することで、微粒子の凝集を防ぎながら、酸化物半導体を被覆できることを明らかにした。さらに、ナノ微粒子を有機溶媒で回収し、濃縮して、エレクトロスプレー法による基板塗布をする方法を検討し、同微粒子をチャネル膜とするデバイス製造法の検討を進めた。本研究の副成果ではあるが、酸化チタン以外の酸化物として、SnO2の室温原子層堆積も検討し、0.0139nm/cycleの製膜速度を実証した。製膜の制御性を高めるために、反応のモデル化を試みた。さらに室温製膜でありながら、半導体として機能すること、さらに薄膜トランジスタとしての利用可能性も明らかにすることができた。室温製膜であるために、界面での固相拡散を抑え、急峻な界面を実現できる可能性がある。本研究ではナノサイズ微粒子の酸化物によるコアシェル構造を作製する方法の開発研究であるが、本研究により、ナノ粒子製造とそのデバイスプロセスについて、モデルとなる製造手法を獲得できたと考えられ、上記機能粒子の創生研究の端緒となったと考えられる。今後、機能性ナノ微粒子として、酸化物半導体で被膜された金属微粒子を製造し、新規物性の確認研究を進めていく。研究を通して、スーパーアトムの実現の可能性を明らかにしていく。ナノテクノロジー当初ナノ微粒子用の原子層堆積装置の開発において、ジェット式の装置をベースに検討していたが、研究を進めていく過程で、同方法にくらべ撹拌型の方が優れていると判断し、設計を変更して研究を進め、物品費が余る形になった。

H28年度においては、前年度開発したナノ微粒子用の原子層堆積装置を活用し、コアシェル微粒子の製造方法の研究をすすめる。さにら前年度に繰り越した499,279円も活用し、酸化チタンと酸化鉄によるコアシェル微粒子の試作とデバイス応用研究にも取り組む。
浸潤細胞を使って脳梗塞を救う

ラット虚血脳中心部にマクロファージ様細胞が浸潤、集族し、その多くはanti-ionized calcium-binding adaptor molecule 1(Iba1)(マクロファージ/マイクログリアのマーカー)ならびにNG2コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(オリゴデンドロサイト前駆細胞のマーカーで幹細胞に出現するとされる)が陽性であることから、我々はBrain Iba1+/NG2+Cells(BINCs)と名付けた。この細胞は、虚血後3日目より出現し7日目をピークとしており、増殖能が高かった。NG2の多様な作用から、神経保護的に働いている可能性を示した。次に、同じモデルへの虚血後2日目の5FU注入により、これらの細胞浸潤を抑制すると、生食注入群より虚血性壊死巣が拡大するが、Iba1+/NG2+細胞を虚血脳に5日目に直接注入することで、壊死範囲の縮小が得られることを示した。さらに、その機序として神経栄養因子の分泌による可能性があることを明らかにした。ラット局所脳虚血モデルのin vivo実験で、虚血中心部にIbal(マクロファージ/マイクログリアのマーカー)陽性細胞およびNG2コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(オリゴデンドロサイト前駆細胞マーカーで神経幹細胞にも発現するとされる)陽性細胞が出現することを観察し、これらの細胞の中には両者が陽性の細胞が多数含まれることを明らかにした。つまり、虚血中部に新淳してくるマイクログリアが多能性神経前駆細胞の役割を有する可能性を示した。そこで、虚血脳においてマイクログリアの果たす役割(多能性幹細胞として)を明らにするため、各種神経細胞への分化能について名種抗体を用いて経時的に観察した。そして以下の結果を得た。1)ラット虚血脳中心部に浸潤するマクロファージの多くは、IbaiおよびNG2を発現した。これらの細胞は、NG2/Ibal^+細胞やNG2^+/Ibal細胞と区別するために、BINCs(brain Ibal^+/NG2^+cells)と名付けた。2)この脳のIbal^+/NG^2+cellsに増殖性で、数のピークは虚血後7日目であった。3)電子顕微鏡による観察により、NG2は多くのphagosomesとirregular-shapedor renifrm heterochromatin-richnucleiをもった細胞(単球/マクロファージの特徴)のプラズマ膜に沿って局在していることを見いだした。4)NG2のイムノブロットの結果、NG2にはBINCsで発現され分子量300kDaを有するものと、対側脳でみられる分子290kDaを有するものの2つのタイプが存在していた。この結果は、BINCsは変性ないし壊死細胞呑食機能のみならず、虚血中心部の治癒および再生機転への関与を示唆していると考えられた。一過性90分中大脳動脈閉塞ラットモデルにおいて、中大脳動脈領域に大きな虚血性病変が形成されるが、そこには7日目をピークとしてマクロファージ様細胞が多数集族している。それらの多くはマクロファージマーカーのIba1、オリゴデンドロサイト前駆細胞マーカーのNG2を発現する。それゆえ、これらの細胞をBINCS(Brain Iba1+/NG2+Cells)呼ぶ。このBINCSの意義について以下の検討を行った。1)BINCSの由来についての検討2)虚血脳に浸潤するBINCSの意義についての検討虚血負荷2日目に5FUを注入することにより、虚血負荷7日目の脳ではBINCSの集族が著明に減少し、虚血性壊死巣の拡大と死亡ラット数が増加した。一方、虚血負荷2日目に5FUを注入したラットの虚血部に分離したBINCSを移植することで、虚血病巣の範囲が著明に縮小した。3)BINCSの神経細胞保護的因子発現の検討4)免疫染色による組織学的検討免疫組織学的検討で、IGF-1を発現するBINCSは、ラットだけではなく、人の梗塞脳にも認められた。これらの結果から、虚血脳に集族するBINCSは、骨髄由来であり、虚血脳に有利に働き、少なくとも一部は神経保護因子の分泌によることが明らかになった。

ラット虚血脳中心部には、マクロファージ様細胞が浸潤、集族するが、その多くはanti-ionized calcium-binding adaptor molecule1(Iba1)(マクロファージ/マイクログリアマーカー)並びにNG2コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(オリゴデンドロサイト前駆細胞マーカーで幹細胞に出現)が陽性であることから、これらをBrain Iba1+/NG2+Cells (BINCs)と名付けた。この細胞は、虚血負荷後3日目より虚血中心部に出現し、7日目をピークとしており、細胞増殖能が高かった。イムノブロットによる検討から、虚血中心部にみられる分子量300kDaと虚血の対側脳にみられる分子量290kDaの2種類のNG2のあることが判明した。また、グリーン蛍光蛋白移植ラットを用いた骨髄移植実験で、BINCsが骨髄由来であることが明らかになった。虚血負荷2日目に5FUを腹腔内投与(100mg/kg)すると、生食注入群に比して7日目に浸潤するBINCsが激減し、14日目の摘出脳では梗塞による壊死領域が拡大して、高頻度にラットが死亡した。そのモデルの虚血脳内にBINCsを虚血負荷5日目に注入すると、14日後に摘出した脳では、壊死領域が縮小し、死亡するラットもなかった。壊死脳容積を全脳で算出すると、虚血+5FU投与+BINCs注入群は、虚血+5FU腹腔内投与群に比して有意に脳損傷が少なく、コントロール群(虚血+生食腹腔内投与)と同等であった。また、定量的RT-PCRの結果、BINCsはbFGF,BMP2,BMP4,BMP7,GDNF,HGF,IGF-1,PDGF-A,VEGF関連のmRNAを発現し、ことに、IGF-1mRNAを高いレベルであった。これらの結果より、骨髄由来のBINCsは、神経保護的作用を有しており、これは神経保護因子の分泌を介する可能性が示された。
養液栽培法の原理に基づく東南アジア低湿地での新しい野菜栽培技術の開発

本研究は、熱帯、亜熱帯域の未利用の低湿地で根菜類の栽培を行うための根域ガス環境改善法の開発を目的としたものである。(1)低湿地圃場において、土壌の通気性を高めるために、土壌畝内に有孔プラスチックパイプを埋設した通気区と、通気区と同様の形状の畝をもつ対照区を設け、両区でサツマイモ、ニンジンの生育特性および収量を比較した。通気区および対照区とも栽培期間を通じ、畝間を水深2cmに湛水し、湿潤状態とした。通気区でのサツマイモ塊根およびニンジン貯蔵根の収量は対照区の4.4および1.7倍になった。(2)低湿地圃場において、土壌の通気性を高めるため、熱帯、亜熱帯地域において入手が容易な稲藁、麦藁、籾殻あるいは籾殻くん炭を塊として畝内に埋めた区(非混合区)、それらを土壌と混合した区(混合区)およびそれらを畝内に入れない区(対照区)を設け、サツマイモ、ニンジンを栽培た。畝間は水深2cmに湛水し、湿潤状態とした。サツマイモでは、籾殻くん炭が塊根の肥大に最も有効であり、籾殻くん炭非混合区の収量は全ての区の中で最大となり、対照区の6倍となった。ニンジンでは、籾殻くん炭非混合区の根長、根茎が最大となり、貯蔵根の乾物重は対照区の2倍となった。この結果は、個体あたりの葉面積が対照区の約2倍となり、単位葉面積あたりの純光合成速度が1.4倍に増加したことが一因である。また、籾殻くん炭非混合区の畝内CO2濃度は、対照区の1/2となり、根域ガス環境が改善された。(3)籾殻くん炭の最適埋設量について検討した。畝の中央部に畝の断面積の約20%の籾殻くん炭を塊として埋設することによって、最大の収量が得られた。(4)以上、低湿地圃場において、籾殻くん炭を土壌と混合せずに塊として畝内に埋めることによって、根域土壌の通気性が改善され、サツマイモおよびニンジンの収量が高まることを明らかにした。まず、低湿地での野菜栽培方法を開発するための基礎的検討を行った。低湿地圃場において、土壌の通気性を高めるため、土壌畝内に有孔プラスチックパイプを埋設した(通気区)。通気区と同様、通常の形状の畝(対照区)を低湿地圃場に設け、両区でのサツマイモの生育特性および収量を比較検討した。通気区および対照区とも栽培期間を通して、畝間を湛水状態(水深20mm)にした。通気区の塊根の生体重、乾物重および最大直径は、それぞれ3.6倍、4.4倍および1.7倍になった。他方、通気区の塊根以外の根の生体重および乾物重は、対照区の約半分であった。通気区の地上部生体重および乾物重、茎長および葉面積は、対照区の1/22/3であった。通気区の地上部/地下部の乾物重比は、対照区の1/10であった。

通気区の収穫指数(塊根乾物重/全乾物重)は57%であり、対照区の4倍であった。低湿地圃場で畝間が湛水状態でも、土壌の通気性を高めることのより、サツマイモ塊根の成育を促進できることが明らかとなった。次に、低湿地圃場において、土壌の通気性を高めるため、熱帯、亜熱帯地域において入手が容易である稲藁、麦藁、籾穀籾あるいは籾穀燻炭をそれぞれ塊として(Mass区)、あるいは土壌と混合して(Mix区)、畝内に埋設した。植物体全体の乾物重は、籾穀を用いたMass区で最大となった。Mass区の地上部乾物重は、対照区の0.7倍となった。しかし,籾穀を用いMass区の地下部および塊根乾物重は、それぞれ対照区の4倍および5倍となった。Mass区およびMix区のパーセント含水率および地上部/根の乾物重比率は対照区より小さかった。籾穀を用いたMass区の塊根/全体の乾物重比率(61.4%)は、対照区の4.4倍となった。Mass区のサツマイモは、対照区に比べて、可食部の比率が高く、非可食部の比率が小さくなった。本研究は、熱帯、亜熱帯域の未利用の低湿地で根菜類の栽培を行うための根域ガス環境改善法の開発を目的としたものである。(1)低湿地園場において、土壌の通気性を高めるために、土壌畝内に有孔プラスチックパイプを埋設した通気区と、通気区と同様の形状の畝をもつ対称区を設け、両区でサツマイモ、ニンジンの生育特性および収量を比較した。通気区および対照区とも栽培期間を通じ、畝間を水深2cmに湛水し、湿潤状態とした。通気区でのサツマイモ塊根およびニンジン貯蔵根の収量は対照区の4.4および1.7倍になった。(2)低湿地園場において、土壌の通気性を高めるため、熱帯、亜熱帯地域において入手が容易な稲稾、麦藁、籾殻あるいは籾殻くん炭を塊として畝内に埋めた区(非混合区)、それらを土壌と混合した区(混合区)およびそれらを畝内に入れない区(対照区)を設け、サツマイモ、ニンジンを栽培した。畝間は水深2cmに湛水し、湿潤状態とした。サツマイモでは、籾殻くん炭が塊根の肥大に最も有効であり、籾殻くん炭非混合区の収量は全ての区の中で最大となり、対照区の6倍となった。ニンジンでは、籾殻くん炭非混合区の根長、根茎が最大となり、貯蔵根の乾物重は対照区の2倍となった。この結果は、個体あたりの葉面積が対照区の約2倍となり、単位葉面積あたりの純光合成速度が1.4倍に増加したことが一因である。また、籾殻くん炭非混合区の畝内CO2濃度は、対照区の1/2となり、根域ガス環境が改善された。(3)籾殻くん炭の最適埋設量について検討した。畝の中央部に畝の断面積の約20%の籾殻くん炭を塊として埋設することによって、最大の収量が得られた。(4)以上、低湿地園場において、籾殻くん炭を土壌と混合せずに塊として畝内に埋めることによって、根域土壌の通気性が改善され、サツマイモおよびニンジンの収量が高まることを明らかにした。