hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ES/iPS細胞を用いた腸‐肝薬物動態チップの開発と応用

哺乳類では、口から食物を摂取して消化された物質は腸において吸収・代謝されて、門脈を経由して肝臓へ運ばれる。肝臓は、運ばれてきた物質を代謝し、エネルギー源として貯蔵または全身へ循環したり、解毒・排出等、生命維持に必要な役割を担っている。創薬において、腸や肝における動態・代謝・毒性を調べることは必須であり、多くの動物実験や臨床試験を行っているのが現状である。そこで、本研究では、ES/iPS細胞から肝組織および腸管上皮組織を作製し、さらに、独自に開発したマイクロ流体デバイスで培養を行い、薬物代謝試験等に成功した。本成果は、動物実験代替法として大いに期待できる。本研究は、マウスES/iPS細胞から内皮細胞と肝細胞が機能的に共存した肝組織、腸管上皮組織、その他の組織の独立したマイクロ流体デバイスを連結して、動物実験代替法となる、代謝/修飾・排出/貯蔵をおこなう「腸-肝組織高性能薬物動態チップ」を構築し、最小哺乳類in vitroシステム(Minimal Mammal)の確立を目指している。今年度は、マウスES/iPS細胞由来肝組織のマイクロ流体デバイスを用いて、デバイス内にアンモニアを供給したところ、デバイスの出口から尿素を定量することに成功した。腸管上皮組織に関しては、まず、大腸癌由来腸上皮細胞株Caco-2細胞を入手し膜上で培養することにより細胞極性を確認した。さらに、膜上にCaco-2細胞を培養した上部から培地を添加し、膜の下に培地のプールをもち別途培地の流れを有するマイクロ流体デバイスを設計・開発した。さらに肝組織のデバイスと腸管上皮組織のデバイスの一体化したマイクロ流体デバイスも作製した(特許出願中)。これらのマイクロ流体デバイスにおいては、培地はシリンジポンプで供給するものであり、培地は循環せず、開放型である。これはアンモニアを尿素にして無毒化しても尿素を取り除くことができないからである。そこで、3として、腎機能をもたせた透析マイクロ流体デバイスを設計・作製した。尿素が取り除けることに成功し、1のマイクロ流体デバイスにおいて培地を循環型にできることが期待できる。マウスES/iPS細胞から内皮細胞と肝細胞が機能的に共存した肝組織、胆管上皮組織、その他の組織の独立したマイクロ流体デバイスを連結して、動物実験代替法となる、薬物の代謝・修飾・排泄・貯蔵を行う「腸・肝組織高性能薬物動態チップ」を開発し、最小哺乳類in vitroシステムの確立を目指している。今年度は、実用化を目指し、安定的な結果をえるための肝組織構築に集中して開発を行った。特に、実際の肝組織において肝細胞に次いで、主たる細胞である内皮細胞、星細胞、さらに、リンパ球を外部から導入した場合の肝組織構築の安定性を検討し、肝細胞と内皮細胞からなるin vitro肝組織に星細胞株を加えることにより、ネットワーク構造の長期安定化が示された。また、脾臓から調製したリンパ球をin vitro肝組織に加えて、アセトアミノフェンによる肝障害のレベルを調べたところ、リンパ球存在下の方がアセトアミノフェンに対する感受性が高くなったことが示され、毒性試験を行うに際し、肝細胞のみのi vitro試験では不十分であることが示された。さらに、マイクロ流体デバイスの構成システムの改良を行った。新たに、透析チップを新たに作製し、尿素が透析できることがわかった。現在、全てのチップの連結を検討している。マウスES/iPS細胞から内皮細胞と肝細胞が機能的に共存した肝組織、胆管上皮組織、その他の組織の独立したマイクロ流体デバイスを連結して、動物実験代替法となる薬物の代謝・修飾・排泄・貯蔵をおこなう「腸・肝組織高性能薬物動態チップ」を開発し、最小哺乳類in vitroシステムの確立を目指している。そのためには、細胞・組織側とデバイス側の両面からの開発が必要である。セルカルチャーインサートを用いて膜状に腸管上皮株化細胞Caco-2細胞を培養し、細胞の極性を検討したが、細胞間に生じる隙間を埋めることができなかった。本来、腸管上皮組織は腸管上皮細胞のみではなく杯細胞や樹状細胞も存在している。そこで、それらの細胞の代替となる細胞株を探索した。現在、腸管上皮細胞の極性培養は完成していない。また、マウスES細胞由来肝組織においては、培地中のグルコースレベルの調節がおこなうことが可能であることが確認された。組織培養系では、死細胞の浮遊により流路が詰まることが頻繁にあるので、毒性試験等への実用化には大きな問題がある。そこで、我々は、マイクロ流体デバイスの構造をさらに改良した。ただし、デバイスの連結部の水圧による漏れに対する対策が必要と思われる。当初の本提案には記載がないが、動物実験代替法を目指しているために、マウスES細胞から神経組織(神経細胞、オリゴデンドロサイト、アストロサイト等の共存)への分化誘導にも成功し、今後、肝組織ー腸管組織ー神経組織の一体となったマイクロ流体デバイスの開発をおこないたい。腸管上皮組織チップの極性培養に関しては未だ検討中であるが、腸管上皮細胞以外の細胞との共培養で解決できると思われる。当初の肝組織と腸上皮組織以外にも神経組織の系ができたので、本計画はさらに発展できる可能性が生じた。C2BBe1細胞を用いて、密着結合により多孔質膜上に隙間なく接着を維持でき、設計した流体デバイス上で培養することに成功した。マウスES細胞から腸管上皮組織への分化誘導も免疫染色および遺伝子発現において確認できた。嫌気性菌との共

培養のために、低酸素環境下やLPS含有培地での腸管上皮様組織の培養も可能であることがわかった。また、バクテリア用の培地と細胞用培地の流路と抵抗値を測定する電極を設けた流体デバイスを作製した。微生物と腸管上皮組織の共培養系としての応用が今後期待できる。個体に近い毒性・代謝試験を目指すために、in vitro心筋・肝・神経組織各々に薬剤による概日リズムを同調することに成功し、個体と同様な時間軸による毒性・代謝応答を示すことができた。さらに、24時間ごとに薬剤を添加することで7日間の概日リズムを安定的に形成させ、長期間の毒性・代謝試験を可能とすることができた。ES細胞由来神経組織(ニューロン、オリゴデンドロサイト、アストロサイトが共存)においてはβアミロイドの変性状態によるニューロンに対する毒性を示すことができた。さらに、アンモニア毒性では、ニューロンに対する毒性の他にアストロサイトの肥大化や線維化も観察できた。マウスES細胞由来の肝組織(内皮細胞と肝細胞等共存、微小胆管形成)では、細胞極性が構築できていることによる薬物代謝が確認でき、高性能な肝組織チップに成功した。腸管チップ、肝組織チップと神経組織チップを連結することを試みたが、流路の抵抗値を下げる工夫が必要で、循環することはいまだに成功していないので、今後の課題としたい。哺乳類では、口から食物を摂取して消化された物質は腸において吸収・代謝されて、門脈を経由して肝臓へ運ばれる。肝臓は、運ばれてきた物質を代謝し、エネルギー源として貯蔵または全身へ循環したり、解毒・排出等、生命維持に必要な役割を担っている。創薬において、腸や肝における動態・代謝・毒性を調べることは必須であり、多くの動物実験や臨床試験を行っているのが現状である。そこで、本研究では、ES/iPS細胞から肝組織および腸管上皮組織を作製し、さらに、独自に開発したマイクロ流体デバイスで培養を行い、薬物代謝試験等に成功した。本成果は、動物実験代替法として大いに期待できる。安定的な肝組織構築に進展が見られ、実用化にさらに近づいた。さらに、マイクロ流体デバイスもチューブの取り付けや流路の詰まりも改善ができ、順調に進んでいる。1腸管チップ:腸管上皮細胞で共培養するのに最適な細胞株を見出す。極性を均一にすることを検討する。2肝組織チップ:精製度が高く、成熟度も高い肝組織への分化誘導法を見出す。3神経組織チップ:神経組織による生化学的応答の計測法の確立をする。41から3の連結による薬物動態や毒性試験の確立を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。合成生物学毒性試験への実用化のために、標準化作業の検討が必要である。平成27年度は、すでに動物実験で多くの結果がある毒物を用いて、動物実験の代替になりうる結果を示すことに集中したい。また、マイクロ流体デバイス中で、現在の1週間から1か月への長期培養を目指す。肝組織および腸上皮組織のマイクロ流体デバイス、さらに透析マイクロデバイスも設計・作製でき、本研究に最低限必要な細胞やin vitro組織の準備もでき、順調に計画が進んでいる。
軟骨細胞特異的トランスジェニックマウスを用いた、転写因子Runx2の下流遺伝子機能解析

転写因子Runx2は,軟骨細胞の成熟を強力に促進することが知られている.Runx2ノックアウトマウスの軟骨細胞に,アデノウィルスを用いてRunx2を導入し,マイクロアレイ法によってRunx2の下流遺伝子を検索した結果,ムチン型糖鎖を形成するポリペプチドN-アセチルガラクトサミン転移酵素3(Galnt3酵素)をコードするGalnt3遺伝子が同定された。そこで本研究では,野生型マウスにおいてGalnt3は,胎生期12.5日以降の軟骨細胞に発現することがわかった.またII型コラーゲンプロモーターを用いて,軟骨細胞特異的にGalnt3を過剰発現させたトランスジェニックマウスを作製し,生体内の軟骨細胞におけるGalnt3の機能についてin vivoで検討した.なお,ここで用いたII型コラーゲンプロモーターは、静止軟骨細胞層,増殖軟骨細胞層および前肥大軟骨細胞層での外来遺伝子の発現を誘導することができる。Galnt3を軟骨細胞に過剰発現させたマウスは,軟骨細胞の形質獲得の遅延および,軟骨小柱構造の欠落を伴う成長板の短縮を認めた.また,軟骨細胞の成熟が遅延していた.軟骨細胞外基質においては,アグリカンコア蛋白及びグリコサミノグリカンの減少を認めた。さらに,BrduとTunel染色により軟骨細胞の細胞周期のS期及びアポトーシスが亢進していることが分かった。これらの結果より,Galnt3は,軟骨細胞基質の糖鎖構造の修飾を通して,軟骨細胞の凝集,分化,アポトーシスに関与することが明らかとなった。Runx2は軟骨細胞分化に重要な働きをしている転写因子であり、軟骨細胞の成熟を強力に促進することが知られている。胎生18.5日のRunx2ノックアウトマウスの軟骨細胞にアデノウィルスを用いてRunx2を導入し、DNAchipを用いて、Runx2のターゲット遺伝子を検索し、結果,ムチン型糖鎖を形成するポリペプチドN-アセチルガラクトサミン転移酵素3(Galnt3酵素)をコードするGaint3遺伝子が誘導された。最近,高りん酸血症や,関節周囲の腫瘍,塊状の石灰沈着物を特徴とする常染色体劣性遺伝疾患であるfamilial tumoral calcinosis (FTC)は、Galnt3がコードするタンパク質の突然変異により起こることが報告された。その報告の中で,ヒトの骨髄,腎臓,皮膚,膵臓などの組織においてGALNT3遺伝子が発現していることが明らかにされた。しかし,現在までに軟骨における(GALNT3遺伝子の発現についての報告はなく,マウスの軟骨においてもGalnt3遺伝子の発現を強く認めたという報告はない。そこで本研究では、野生型マウスにおいてGalnt3は胎生期12.5日以降の軟骨細胞に発現することがわかった。さらに、軟骨におけるGalnt3の機能を明らかにするため、二型コラーゲンプロモーターを用いてGalnt3を軟骨細胞特異的に発現させるトランスジェニックマウスを作成し、解析を行った。このトランスジェニックマウスは、出生時まで生存できたが、野生型マウスに比べ、軟骨小柱構造の欠落を伴う成長板の短縮を認めた。また軟骨細胞の成熟が遅延していた。軟骨細胞外基質においては,ムチン型糖鎖の増加およびプロテオグリカンの減少を認めた。これらの表現形により、Galnt3は軟骨の形成に関与していることが明らかとなった。
介護予防のための研究-老年者の活動能力低下と運動視機能及び身体運動機能の関連

地域在住高齢者の視機能とリスク要因を調査した。その結果, KVA, DVA, DP,瞬間視,眼球運動,夜間視力の加齢による変化とSVAの影響を統計的にリスクとして示すことができた。また,眼球運動以外の視機能の低下とバランス機能に相関関係があること,後期高齢者の転倒にはDPの低下, DVAの低下が関係していることがわかった。今後、老年者の活動能力と運動視機能および身体運動機能の因果関係を明らかにすることが課題である。研究の目的:視覚機能低下の関連要因として加齢,ADL,運動習慣などが報告されているが,今回は,特に運動視機能と運動習慣など活動状況との関連について検討した。研究方法:1.対象:ADL障害はなく,地域で暮らしている40歳以上で,研究への同意が得られた73名。2.調査方法及び内容:1)年齢,性別,既往歴,職業歴,運動歴などについて自記式調査を行う。2)静止視力(SVA),夜間視力,前後方向動体視力(KVA),横方向動体視力(DVA),深視力,瞬間視を測定する。3.倫理的配慮:研究参加者に本研究の目的等について書面と口頭で説明し,研究協力の同意を署名により得た。結果:1.対象の特性:男性25名女性48名,平均年齢70.85(SD8.53)歳2.視覚機能:SVAは中央値0.80,夜間視力は平均66.39(SD34.10)秒,KVAは中央値0.24,DVAは平均16.53(SD2.67)rpm,深視力は平均28.88(SD18.81)mm,瞬間視は平均9.36(SD2.96)点であった。測定不能者は,夜間視力で23名(31.5%),KVAで1名(0.01%),DVAで21名(28.8%),深視力で4名(0.05%)いた。3.運動視機能と関連する要因:各運動視機能を従属変数,SVA,年齢,職業歴,運動歴,眼疾患の有無を独立変数の多重ロジスティック回帰分析を行った。年齢とSVAは夜間視力,KVA,深視力に関連していた。深視力は「現在運動している」夜間視力は「現在仕事をしている」と関連していた。研究の成果:SVAと加齢の関連はすでに言われているが,運動視機能も年齢とともに低下していることがわかった。関連要因として年齢とSVAのほかに運動習慣,就業との関連が示唆された。今後、サンプルを増やし調査・分析する必要がある。尚,日本老年社会科学会第52回大会(平成22年6月16・17日)で発表予定。【研究目的】本研究では特に,転倒と運動視機能との関係について検討した。【研究方法】1.対象:眼疾患がなく,地域に在住している65歳以上で,研究への同意が得られた方170名。2.調査方法及び内容:1)年齢,性別,過去の転倒歴,活動能力(老研式活動能力指標)について自記式調査を行う。2)静止視力(SVA),前後方向動体視力(KVA),横方向動体視力(DVA),深視力,瞬間視,眼球運動,眼と手の協応動作,夜間視力を測定する。3.分析方法:各運動視機能,活動能力と転倒歴,転倒恐怖感の有無群での比較をMann-WhitneyのU検定を行った。【結果】1.対象の特性:男性67名,女性103名,平均年齢73.29(SD6.44)歳,過去の転倒歴あり40名(23.5%),無し121名(71.2%),無回答9名(5.3%),一年間の転倒歴あり21名(12.4%),無し139名(81.8%),無回答10名(5.9%),転倒恐怖感あり58名(34.1%),無し99名(58,2%),無回答13名(7.6%),活動能力平均12.28(SD1.272)。2.視覚機能について:対数SVAは平均-0.188(SD0.258),対数KVAは-0.684(SD0.259),DVAは平均18.51(SD6.06)rpm,深視力は平均29.5(SD20.45)mm,瞬間視は8.8(SD2.82)点,手と眼の協応動作139.54(SD20.49)秒,眼球運動は平均80.62(SD17.81)%,夜間視力90.7(SD66.8)秒であった。

3.転倒と運動視機能,活動能力との関係について:一年間の転倒有無群の比較では,瞬間視で有意差がみられ(p<0.05),眼球運動で有意傾向がみられた(p=0.057)。転倒恐怖感の有無群では,夜間視力で有意差がみられた(p<0.05)。転倒歴有無群では,DVAと活動能力で有意傾向がみられた(p<0.1)。【考察】視機能と活動能力の関係はすでに言われているが,今回の結果でも運動視機能やADLが影響していることが示唆された。また,転倒恐怖感には夜間視力が影響していることが示唆された。尚、第16回日本老年看護学会学術集会(平成23年6月16日・17日)で発表予定。【研究目的】地域在住高齢者がどの程度の静止視力および運動視機能を有しているのかを調査し,年齢による変化および視機能に影響を与えている要因を分析する。【研究方法】1.対象:年齢による変化を検討するために,地域在住の40歳以上の人321人。平均年齢67.27(SD10.38)歳。2.調査方法及び内容:1)年齢,性別,既往歴,活動能力(老研式活動能力指標)について自記式調査。2)静止視力(SVA),前後方向動体視力(KVA),横方向動体視力(DVA),深視力,瞬間視,眼球運動,夜間視力を測定。3.分析方法:各視機能と影響要因との関係をロジスティック回帰分析した。【結果】1.対象の特性:男性112人女性209人。眼疾患の有る者は35人(10.9%),全身性代謝性疾患が有る者は106人(33.0%)2.各視機能と影響要因の関係:1)SVAが0.5以下になるリスクは,4054歳に比して,6574歳には高くなり,75歳を超えると著高であった。2)運動視機能:KVAは4054歳の人と比較して55歳から不良になるリスクが高くなり,75歳を超えると著高であった。SVA,夜間視力,DVA,深視力,瞬間視は,65歳になると不良になるリスクが高まり,75歳を超えるとさらに高くなった。特にSVAは著高であった。眼球運動は75歳までは比較的保たれることがわかった。また,KVA,夜間視力および深視力はSVA 1.0以上と比較して,0.9以下になると不良になるリスクが高くなることが示唆された。特にKVAは著高であった。DVAおよび瞬間視はSVAが0.5以下になると不良となるリスクが高くなることがわかった。以上,SVAの低下が眼球運動以外のKVA,夜間視力,DVA,深視力,瞬間視の低下につながることがわかった。したがって,眼鏡などによってSVAの矯正を適正に行うことは非常に重要であるといえる。また,視機能は加齢に伴って低下することが確認された。
19世紀と20世紀初期のフランス体育書の文字列データによる体系的文献解題法研究

前回(昭和63平成2年度科研費一般C,No63580095)の研究成果を基礎にして,本研究のもとめを行い,つぎの研究成果をあげた。1.フランス語の体育史文献解題の客観性をより高めることを目的として,大容量の文字列データを分析する能力を持つコンピュータソフトプログラムに大幅な改良を加え《日本語ワードアナライズ》システムを完成した。これにより,大規模データのアナライズを,しかもその対象となるデータベースの書式からできるだけ解放されたデータ作成プロセスと一体化して実現することができた。特に,異語リストの比較プログラムを用いて本研究の最終目的である,文献解題法の検対を実行かることができたことは有力な成果の一つである。2.19世紀前半と20世紀前半のフランス体育書の校本データベースを構築かることができた。入力した文献は9著者76点,センテンスの合計で42,539,データサイズでは5,810,176バイトである。3.収集した3文字以上の異語91,967について,異語リストの検査による異語校正法を実験し,データ分析の対象としての体育史文献データベースの学術的確度を高める能率的効果的なデータ校正法であることを確認した。未校本の誤綴りを異語リストで校正した最高の結果は,97.38%から99.13%への向上であった。今回は被験者数が少なく,習熟度に大きな開きのあるケースとして実験したので,今後の課題としたい。4.従来から西洋体育史が記述したきたように,19世紀前半は近代的ジムナスティークの誕生の時期であり,20世紀はスポーツの時代といわれる事実について,19世紀前半の合本と20世紀前半の合本の異語比較によって具体的に実証できた。1.本年度の経過と成果本年度購入した富士通製FMタウンズとNEC製PCー9801VxIIを併用しながら、予備実験として、被験者2名フランス語キ-ボ-ド入力作業によってサンプルデ-タを作成し、その校正実験を行った。異語リストならび新彙頻度リストを出力し、その悉皆的検査における誤入力のケ-スのデ-タ化を実施し誤ワ-ドのデ-タファイルを作成した結果つぎの事実が判明した。(1)キ-ボ-ド入力作業で生じる誤入力ワ-ドの頻度はテキストの鮮明度に影響されることが多い。(2)修正実験での校正確度は習熟の度合いに関係なく約3%の残留誤ワ-ドとなった。(3)誤ワ-ドのリストでは頻度2以上の誤ワ-ドに若干の特徴が認められたが個人別の誤入力パタ-ンを特定できるほど有意な結果ではなかった。(4)誤ワ-ドを自動登録する校正専用プログラムを開発したが小規模デ-タでは上記のように有効に作動するが今後の大規模デ-タへの応用のためにはプログラムに改良を加える必要がある。2.システム関係での成果フランス語の特殊文記号のデ-タ変換作業過程は従来、外注によって行っていたが、FMタウンズの導入によってデ-タ作成・修正作業ラインの中に組み入れることができ、作業の能率化に役立っている。異語リストならびに語彙頻度リストの作成にはテキストデ-タ-ベ-ス作成・運用システム「TEXAS」(弘前大学清水明氏開発Ver.2.58)を新たに導入することによって、処理速度が飛躍的に向上した。但し本研究のNEC製PCー9801VxIIの設定環境上で、TEXASは大型デ-タの処理にメモリ-限度があるため分割処理の必要がある。1.フランス語の体育史文献解題の客観性をより高めることを目的として、大容量の文字列データを分析する能力を持つコンピュータソフトプログラムに大幅な改良を加え《日本語ワードアナライズ》システムを完成した。

これにより、大規模データのアナライズを、しかもその対象となるデータベースの書式からできるだけ解放されたデータ作成プロセスと一体化して実現することができた。特に、異語リストの比較プログラムを用いて本研究の最終目的である、文献解題法の検討を実行することができたことは有力な成果の一つである。2.19世紀前半と20世紀前半のフランス体育書の校本データベースを構築することができた。入力した文献は9著者76点、センテンスの合計で42,539、データサイズでは5,810、176バイトである。3.収集した3文字以上の異語91,967について、異語リストの検査による異語校正法を実験し、データ分析の対象としての体育史文献データベースの学術的確度を高める能率的効果的なデータ校正法であることを確認した。未校本の誤綴りを異語リストで校正した最高の結果は、97.38%から99.13%への向上であった。今回は被験者数が少なく、習熟度に大きな開きのあるケースとして実験したので、今後の課題としたい。4.従来から西洋体育史が記述してきたように、19世紀前半は近代的ジムナスティークの誕生の時期であり、20世紀はスポーツの時代といわれる事実について、19世紀前半の合本と20世紀前半の合本の異語比較によって具体的に実証できた。
照葉樹林文化圏におけるフロラと植物伝承利用の多様化の解析

昨年2017度より継続して、ミャンマー連邦共和国(以下ミャンマー)のシャン州、チン州、カイン州の各地域において植物相を解明するための植物インベントリーおよび当該地域の植物伝承利用について、地域住民が利用する植物を探査・収集した。これらの調査は、ミャンマー天然資源環境保全省森林局と協定を結び、同局森林研究所をカウンターパートとして共同で実施し、採集した標本のファーストセット、セカンドセットは、カウンターパート機関標本庫(RAF)に継続して配架している。2018年度は、フロラ解析のためのさく葉標本597点を収集し、また全標本からDNA実験用サンプルを収集した。これまで採集した標本について同定を進め、DNAバーコーディングでは、130試料の解析と同定を行った。また、チン州およびカイン州の調査では、ホームガーデンに栽培される植物について、チン族およびカレン族の生業と植物伝承利用について聞き取り調査をおこない、75点の資源植物を収集して同定を進めている。チン族が利用する薬用植物についての研究結果は、日本熱帯農業学会第124会講演会で口頭発表した。また、カイン州資源植物ハンドブックおよびチン州薬用植物ガイドブック製作のために、現地での情報収集を継続し、2019年度出版する目処がついた。なお、今年度は野外調査に加え、「遺伝子資源の利用から生じた利益の公正で衡平な配分」(ABS)ワークショップをカウンターパート機関と共同開催し、ミャンマー国の資源管理として伝統的智恵に係る国内法の整備状況等を調査し、またカイン州では、6月および8月にセミナーを開催し、カイン州の植物資源および分類・命名法について発表した。現地調査は予定通り実施され、聞き取り調査ともに順調であった。一方で、研究協定の再締結に時間を要し、懸案事項であったそれまで現地保管されていたさく葉標本の輸出許可が2018年12月におり、本研究課題にて採集された標本が2019年2月に日本に到着した。検疫終了後に、研究機関の標本庫に到着の見込みである。これにより、一部滞っていた同定を2019年度に開始することが可能となった。調査対象としたザガイン行政域ナガランドでの調査を2019年度に実施することで、概ね現地調査は計画通り。また、さく葉標本も到着したことから、これにより同定を進め、証拠標本に基づく成果発表を行う。ミャンマー連邦共和国(以下ミャンマー)、シャン州、チン州、カイン州の各地域において植物相を解明するために植物インベントリーを実施し、また当該地域の植物伝承利用について、地域住民が利用する植物を探索・収集した。これらの調査は、ミャンマー天然資源環境保全省森林局と研究協定を結び、同局森林研究所をカウンターパートとして研究所職員と共同で実施し、採集した標本のファーストセットはカウンターパート機関標本庫(RAF)に配架している。本年度の調査では、さく葉標本1175点を採集し、それらすべてのDNA分析用試料を収集した。また、これまでに収集されたさく葉標本の同定により対象地域のフロラの解明を進めた。チン州の調査からは、チン族が利用する薬用植物82種が明らかとなり、これらをまとめてリスト化した。シャン州の調査では、DNAバーコーディングを用いた同定を進め、食用・薬用・工芸用・木材源・その他(宗教儀式等)で利用する植物、277種を特定し、このうち、工芸用・木材源として利用する植物をまとめ学術論文として発表した。また林産資源の利用について日本熱帯農業学会第122回講演会で発表し、XIX International Botanical Congress. Shenzhen, Chinaでは、ミャンマーの植物相解明の研究史と近年実施したインベントリーの成果を発表した。これら学術的成果の公表に加え、ミャンマーにおける植物および人々の暮らしにある植物利用の多様性を、企画展「ミャンマー大紀行」を開催しわかりやすくパネル、写真、実物を用いて展示し、広く社会へ情報を発信した。研究協定の再締結に時間を要したため、現地調査・聞き取り調査は可能であったが、さく葉標本およびDNA分析用試料の輸出許可の申請が滞ったことから、本年度に採集した試料はすべて現地に保管されている。12月に研究協定締結が無事になされたことから、これら試料については許可を得て持ち出しをする目処がついた。既存の試料について同定ならびに伝承利用の情報をまとめ・整理すること、企画展にて成果の公表、情報公開をすることができた。カイン州の植物相に関することは、既存の情報が蓄積されていないことから、インベントリー対象エリアを絞る必要があること、またタイ国境付近山間地域への入域許可の取得が困難であることから、パアンおよびラインブエの両地域に絞り調査を行った。チン族が利用する薬用植物についての研究結果は、日本熱帯農業学会

第124会講演会で口頭発表した。また、カイン州資源植物ハンドブックおよびチン州薬用植物ガイドブック製作のために、現地での情報収集を継続し、2019年度出版する目処がついた。なお、今年度は野外調査に加え、「遺伝子資源の利用から生じた利益の公正で衡平な配分」(ABS)ワークショップをカウンターパート機関と共同開催し、ミャンマー国の資源管理として伝統的智恵に係る国内法の整備状況等を調査し、またカイン州では、6月および8月にセミナーを開催し、カイン州の植物資源および分類・命名法について発表した。現地調査は予定通り実施され、聞き取り調査ともに順調であった。一方で、研究協定の再締結に時間を要し、懸案事項であったそれまで現地保管されていたさく葉標本の輸出許可が2018年12月におり、本研究課題にて採集された標本が2019年2月に日本に到着した。検疫終了後に、研究機関の標本庫に到着の見込みである。これにより、一部滞っていた同定を2019年度に開始することが可能となった。既存の標本が蓄積されている、チン州、シャン州では計画通り成果が得られつつあることから、二年次はカイン州およびザガイン行政域で当該地域の植物相の特徴、ならびに伝承利用についての調査を実施する。また、ミャンマーのみならず、照葉樹林文化圏に該当する地域の伝承利用について既知情報・文献を収集整理する。調査対象としたザガイン行政域ナガランドでの調査を2019年度に実施することで、概ね現地調査は計画通り。また、さく葉標本も到着したことから、これにより同定を進め、証拠標本に基づく成果発表を行う。イギリスでの比較標本の閲覧によるカイン州標本の同定を計画していたが、標本のミャンマーからの輸出許可が遅延したことにより、比較標本の閲覧のための渡航を持ち越した。採集した標本の輸出許可が遅延し、到着が2019年2月となったため、比較標本閲覧のための渡航を再度延期した。
変異蛋白質のプロテアゾーム分解における糖鎖のトリミングの役割

日本における2家系のプラスミンインヒビター欠乏症(PI-Nara、PI-Okinawa)の遺伝子変異を有する発現するベクターを導入して樹立したstable cell lineを用いて一連のパルスチェイス実験を行った。細胞は正常および2種類の変異PI蛋白(PI-Nara、PI-Okinawa)を発現している。ハイマンノース型の糖鎖(Glu3Man9GlNac2)のうち、グルコースのトリミングをおこなうグルコシダーゼを阻害するcastanospermine (CAS)あるいは、マンノースのトリミングに関与するmannojirimycin (MNJ)を用いた。プロテアソームの阻害剤としては、ALLNやラクタシスチンを使用した。正常PI蛋白は2時間以内に細胞から分泌され、1時間で既に分泌された。一方、2種類の変異蛋白は細胞内に留まり、半減期は大体4時間であった。ALLNあるいはLCTを添加すると、変異蛋白の分解は著明に阻害された。dMMの阻害の程度はLCTと同程度であった。dMMとLCTとの同時添加では阻害は相加的ではなかった。これらの結果から、マンノースのトリミングを阻害しても、プロテアソームによる分解を阻害しても結果としては共通の経路で阻害がおこっていると推測された。プロテアソームはユビキチン化された蛋白を分解するが、変異PI蛋白はユビキチン化されていなかった。CSTによりグルコーストリミングが阻害すると分解は著明に亢進した。正常蛋白と比較して、変異蛋白はカルネキシン(CNX)との結合時間と結合量が多かった。CST添加では、正常及び変異蛋白ともCNXとの結合が阻害された。以上より、変異蛋白はマンノースがはずれる(トリミング)と分解が開始されること、分解はプロテアソームでおこることが明らかにされた。グルコーストリミングが阻害されてもマンノーストリミングはおこり、プロテアソームで分解されることも明らかにされた。
ニワトリ胚を用いた新規腎臓再生法の開発

Pax2やLim1といった、腎発生に必須な遺伝子を導入したヒト間葉系幹細胞を、ニワトリ胚内の時間的空間的に最適な環境に移植することで、尿管や集合管の原基である尿管芽に分化させることに成功した。哺乳類胚と比較してニワトリ胚は、胎生ではなく、比較的大きいため、移植実験が行ないやすい。さらに、腎発生に関わる遺伝子の発現パターンは、ヒトとニワトリでほぼ共通であることも確認した。このことは、ニワトリ胚がヒト腎臓を新生するための臓器工場として利用できることを示す。本研究は、胎生ではないため実験操作が容易なニワトリ胚内で、ヒト間葉系幹細胞(hMSCs)を尿管および集合管に分化させることを目的としている。これまでにLipofectamine2000(Invitrogen)を用いて、Pax2を導入したhMSCsを初期ニワトリ胚内の頸胸境界部に移植すると、ウォルフ管上皮に取り込まれることを示した。さらに、ニワトリ胚の発生を継続させた後に、蛍光実体顕微鏡で観察することにより、それらの細胞がどこに移動、分布するのかを調べたところ、ウォルフ管に取り込まれたhMSCsが、中腎の集合管細胞に分化することを確認した(未発表)。この結果は、hMSCsがウォルフ管細胞に正しく分化していることを強く示唆する。よって同様の方法で、尿管芽が発芽する部位であるウォルフ管尾端部にhMSCsを取り込ませることができれば、尿管芽をhMSC由来にできる可能性が高いと考えている。しかし現時点での問題点として、以下の2点が挙げられる。1.キメラウォルフ管に占めるhMSC由来細胞の割合が少ない。2.移植細胞の多くが、尿管芽原基領域の存在する頸胸部境界領域から最も遠いウォルフ管の尾端までは移動しない。これらを解決するために、以下のような研究計画をたてている。1.遺伝子導入方法や導入遺伝子の検討により、分化効率を改善させる。Nucleofection (Amaxa Biosystem, Cologne, Germany)や組換えレンチウイルスを用いた方法を検討する。Pax2だけでなくLIM1等の尿管芽の発生に必須な他の遺伝子を導入したhMSCsの移植も試みる。2.尿管芽形成予定部位の近傍にhMSCsを移植する。hMSCsからの尿管および集合管の分化誘導法を確立させた後、本研究と横尾らのネフロン新生プロトコールとを融合することにより、腎臓の全ての細胞をヒト由来の細胞に置き換え、免疫原性が問題とならない自己の腎臓を新生することを目指す。本研究は、胎生ではないため実験操作が容易なニワトリ胚内の時間的空間的に最適な環境に、ヒト間葉系幹細胞(human mesenchymal stem cells:hMSCs)を移植することで、尿管芽、さらには尿管および集合管に分化させることを目的としている。これまでに、Lipofectamine2000(in vitrogen)を用いて、GFPおよびウォルフ管や尿管芽の発生に必須な遺伝子であるPax2を共導入したhMSCsを、初期ニワトリ胚内の頸胸境界部に存在する、ウォルフ管および尿管芽原基領域に移植すると、ウォルフ管上皮に取り込まれることを示した。さらに、ニワトリ胚の発生を継続させた後に、蛍光実体顕微鏡で観察することにより、ウォルフ管に取り込まれたhMSCsが、本来の発生過程通りに、中腎の細胞に分化することも確認した(未発表)。よって同様の方法で、尿管芽が発芽する部位であるウォルフ管尾部にhMSCsを取り込ませることができれば、尿管芽をhMSC由来にできる可能性が高いと考えている。しかし、キメラウォルフ管に占めるhMSC由来細胞の割合が少ないこと、また移植細胞の多くが、移植部位からは最も遠い尿管芽発芽部位までは移動しないことが問題点であった。平成23年度の研究の結果、Pax2およびGFPを共導入したhMSCsは、必ずしもウォルフ管および尿管芽原基に移植されなくても、ウォルフ管が尾側に伸長しているより発生の進んだ時期において移植された場合にも、ウォルフ管に取り込まれうることを確認した。またこの方法により、より多くのhMSCsをウォルフ管の尾部に取り込ませることにも成功した(未発表)。ヒト間葉系幹細胞(human mesenchymal stem cells: hMSCs)を、胎生ではなく、比較的大きいため、移植実験が容易であり、また安価なニワトリ胚内の、時間的空間的に最適な環境に移植することで、尿管芽に分化させることが本研究の目的である。それが達成されれば、さらに発生を継続することにより、尿管芽に由来する尿管および集合管(集合管系)もhMSC由来にできることを示唆する。

我々は、尿管芽の発生に必須な遺伝子であるPax2を導入したhMSCsを、初期のニワトリ胚内の頸胸部に存在する尿管芽原基領域に移植すると、ウォルフ管、さらには尿管芽に取り込まれうることを報告した。さらに、Pax2と同様に尿管芽の発生に重要な遺伝子であるLim1を導入したhMSCsは、必ずしも尿管芽原基領域に移植されなくとも、より発生がすすんだ尿管芽が形成される直前の発生段階で移植されても、尿管芽に取り込まれうることを確認した。この工夫により、尿管芽に取り込まれるhMSC由来の細胞数を増加させることに成功した。本研究を発展させることにより集合管系の新生プロトコールを確立した後、横尾ら(Yokoo et al. PNAS 102:3296-300, 2005)のネフロン新生プロトコールと融合することにより、腎臓の全ての細胞をヒト由来の細胞に置き換え、免疫原性が問題とならない自己の腎臓(Whole kidney)を作製することが本研究の最終的な目的である。ヒト間葉系幹細胞(human mesenchymal stem cells:hMSCs)をニワトリ胚内の、時間的空間的に最適な環境に移植することで、尿管芽に分化させることを目的とする。それが達成されれば、さらに発生を継続させることにより、尿管芽に由来する尿管および集合管もhMSC由来にできると考えられる。これまでに申請者は、GFPおよび、ウォルフ管や尿管芽の発生に必須な遺伝子であるPax2を共導入したhMSCsを、ニワトリ胚内のウォルフ管および尿管芽の原基領域に移植することにより、hMSCがウォルフ管に取り込まれ、正しく分化することを示した。また、さらに発生を継続させると、ウォルフ管に取り込まれたhMSCsが本来の発生過程どおりに、中腎の細胞に分化することを確認した(未発表)。よって、同様の方法で、尿管芽が発芽する部位であるウォルフ管尾端にhMSCsを取り込ませることができれば、尿管芽をhMSC由来にできると考えられる。しかし、キメラウォルフ管に占めるhMSC由来細胞の割合が少ないこと、また移植細胞の多くが、移植部位からは最も遠い尿管芽発芽部位までは移動しないことが問題点であった。平成23年度の研究の結果、Pax2およびGFPを共導入したhMSCsは、必ずしも尿管芽原基領域に移植されなくても、より発生が進んだ、ウォルフ管が尾側に伸長している発生段階において移植された場合にも、ウォルフ管に取り込まれうることを確認した。さらに、平成24年度の研究の結果、尿管芽が形成される直前の発生段階で、Pax2と同様に尿管芽の発生に重要な遺伝子であるLim1を導入したhMSCsを移植することにより、尿管芽にhMSC由来細胞を取り込ませることに成功した(2012年米国腎臓学会にて発表)。hMSCsを尿管芽に取り込ませることが目的であるが、上記のとおり、尿管芽発芽部位であるウォルフ管の尾部にhMSCsを取り込ませることはすでに可能となっている。さらに発生を継続させて、尿管芽、さらに尿管や集合管への分化を試みる。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに、hMSCsを尿管芽の発芽部位であるウォルフ管に取り込ませることには成功していたが、平成24年度の研究の結果、当初の研究目的であるhMSCsを尿管芽に取り込ませることにも成功した。また、その結果を2012年米国腎臓学会にて発表した。尿管芽が形成される直前の発生段階で移植すれば、尿管芽のより多くの細胞をhMSCs由来にできる可能性が高いと考えられる。
氷、メタン、アンモニアの高温高圧分解実験による天王星と海王星のマントル構造の解明

本研究では、CO2レーザー加熱装置とブリュアン-ラマン散乱分光計測を組み合わせた複合計測システムを開発し、惑星内部環境下におけるアンモニアの弾性波速度計測とラマン分光分析を行った。高温高圧下のアンモニアのブリュアンスペクトル中に出現する、液体に由来する音速ピークの観察を基にして60 GPaまでのアンモニアの融点計測に成功した。約2000 K、40 GPa以上の温度圧力条件で低い音速を持つ新しい相を発見した。ラマン分析からその新しい相はイオン化していることがわかり、この相が超イオン相に相当することがわかった。超イオン相の縦波速度は液体と同等であることが示されたため、超イオン相は液体と同程度の弾性特性を持っていることがわかった。本研究で決定した融解曲線から惑星内部の温度圧力環境にアンモニアの超イオン相が存在することが明らかになった。したがって、超イオンアンモニアは天王星、海王星内部に存在しているが、この物質が液体と同等の弾性特性を持っていることから、超イオン物質は惑星深部の対流抑制に寄与していないことがわかった。氷惑星のもう一つの主要物質であるメタンは深部で水素とダイヤモンドに分解することがわかっている。この分解生成されたダイヤモンドがマントル深部に沈殿してダイナモ生成を妨げるような安定成層を形成している可能性が考えられる。このように本研究から、氷惑星の磁場生成メカニズムと関連する、重要な内部構造が明らかになった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。研究目的達成のために、今年度は実験環境の整備を主軸に研究を進める計画であった。今年度はその環境整備に加えて、高圧氷の融点決定にも成功しており、研究計画を上回る成果を挙げることに成功した。アンモニア、メタンガスを極低温の液体窒素で冷却して液化させ、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)内に導入して充填する低温充填装置の構築に成功した。試料の加熱光源として、透明試料の加熱にも有効なCO2レーザーを採用した。このレーザーの使用によって試料に化学反応を起こさずに安定した高温高圧条件の生成を実現できた。試料の分解及び融解挙動の分析として、構造解析のためのラマン散乱だけでなく弾性特性を決定できるブリルアン散乱計測も採用した。分子構造と弾性特性の両方の変化を同時に追うことで、融解及び分解挙動を多角的に判断できるようになった。熱輻射計測に加えて、ラマンのストークス-アンチストークス強度比の関係を用いた温度計測法を取り入れた。この手法の導入によって室温から温度算出が可能となり、加熱された試料の熱力学経路(温度圧力条件)の詳細を正確に決定できるようになった。上記の実験装置を用いて氷の融点計測を試みた。12 GPaまでの氷を加熱した時のラマンスペクトルとブリルアンスペクトルをそれぞれ同時に取得した。ブリルアンスペクトルでは融解が観察されると同時に液体に由来するピークの出現が明瞭に見られたため、この手法によって融解を判断できることが示された。さらに、ラマンスペクトル内の並進運動モードのストークス-アンチストークス強度比から試料の温度を加熱開始から観察することに成功した。融解直前の最高温度は、よく制約された融点(680 K)と非常によく一致していた。今後より高圧下で実験を行うことで不一致を見せる融解挙動が解決され、整備した実験環境の使用により本研究の目的が達成されることが期待される。本研究では天王星と海王星の深部に含まれる氷、アンモニア、メタンの高温高圧条件下における融解、分解挙動を明らかにし、氷惑星の内部構造を解明することが主目的として挙げられる。その目的達成のために、今年度は実験環境の整備を主軸に研究を進める計画であった。調査に必要な実験環境は主に以下の二つが挙げられる。(1)アンモニアやメタンなどの液体試料を封入する低温充填装置の整備。(2)試料の高温高圧条件下におけるスペクトル分析装置の整備。今年度は上記二つの環境整備に加えて、高圧氷の融点決定に成功しため、研究計画を上回る成果を挙げることに成功している。ブリュアン散乱及びラマン散乱分光計測に基づいたアンモニアの超イオン相の安定性と融点の実験的決定を目指した研究を行った。80 GPa、800 Kでアンモニアの弾性波速度の縦波速度成分の急激な落ち込みを発見した。これはプロトンの拡散の立ち上がりに伴う、超イオン相への一次相転移に由来すると考えられる。加えて、ブリュアン散乱スペクトル内で液体の縦波速度のピークを発見したことから、融解の発生を確認した。この手法に基づいて融点計測を行ったところ、40 GPaで融点の急激な上昇が見られた。これは、固体相(III)から超イオン相への一次相転移によってもたらされたと考えられる。40 GPaで観察された融点の急上昇は、アンモニアの融解曲線と天王星及び海王星の内部圧力温度曲線との交差をもたらし、これはアンモニアの超イオン相が氷惑星内部で安定であることを示唆する。水の超イオン相も氷惑星内部で安定であることが既に確認されているので、本研究結果と合わせて考慮すると、水とアンモニアの惑星比率で構成された混合物(水:アンモニア= 7 : 1)は氷惑星のマントル中では超イオン相として存在していることがわかった。この超イオン状態の混合物はマントル深部で安定成層を形成し、この安定成層が天王星と海王星で観測されている多重極磁場の生成に関与している可能性が高い。

今回の実験研究から、氷惑星で確認されている不可解な惑星内部磁場の形成メカニズムの解明に近づく重要な結果が得られた。アンモニアの高温高圧実験では、融点計測のみならず、ブリュアン散乱分光計測に基づいた、超イオン相の発見とその相転移メカニズムの決定にまで成功した。これは当初の予定を上回る成果である。一方、マントル物質とケイ酸塩鉱物との化学反応を調べる実験については、優先度がアンモニアよりも下回るため着手が遅れており、まだデータ取得に至っていない。本研究では、CO2レーザー加熱装置とブリュアン-ラマン散乱分光計測を組み合わせた複合計測システムを開発し、惑星内部環境下におけるアンモニアの弾性波速度計測とラマン分光分析を行った。高温高圧下のアンモニアのブリュアンスペクトル中に出現する、液体に由来する音速ピークの観察を基にして60 GPaまでのアンモニアの融点計測に成功した。約2000 K、40 GPa以上の温度圧力条件で低い音速を持つ新しい相を発見した。ラマン分析からその新しい相はイオン化していることがわかり、この相が超イオン相に相当することがわかった。超イオン相の縦波速度は液体と同等であることが示されたため、超イオン相は液体と同程度の弾性特性を持っていることがわかった。本研究で決定した融解曲線から惑星内部の温度圧力環境にアンモニアの超イオン相が存在することが明らかになった。したがって、超イオンアンモニアは天王星、海王星内部に存在しているが、この物質が液体と同等の弾性特性を持っていることから、超イオン物質は惑星深部の対流抑制に寄与していないことがわかった。氷惑星のもう一つの主要物質であるメタンは深部で水素とダイヤモンドに分解することがわかっている。この分解生成されたダイヤモンドがマントル深部に沈殿してダイナモ生成を妨げるような安定成層を形成している可能性が考えられる。このように本研究から、氷惑星の磁場生成メカニズムと関連する、重要な内部構造が明らかになった。初年度に実験に必要なセットアップを完了できたので、アンモニアの分解及び融解挙動を開発したシステムを使って調査する。融解挙動の不一致が見られる圧力領域である20 GPa以上の融点計測を目標に実験を行う。今年度からネバダ大学ラスベガス校と、高温高圧下のメタンとケイ酸塩鉱物との反応を調べる研究を開始する。ダイヤモンドアンビルセルとCO2レーザーを用いてメタンとケイ酸塩鉱物の混合試料に高温高圧条件を生成し、ラマン散乱とX線を用いて反応の詳細を調べる。アンモニアの高温高圧実験では、予想以上の成果をあげることに成功した。超イオン相の存在は水でも同様に予想されているため、水でも同様の実験を行い、超イオン状態を包括的に理解する研究を実施する。そして、マントル物質とケイ酸塩鉱物の化学反応を調べる研究も、同様の方法で引き続き行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
天然由来生体機能分子の効率的構築法の開発

(1)生物活性環状デプシペプチドポリオキシベプチン類、パプアミド類、ハリベプチン類の合成種々の非蛋白性アミノ酸を含み、ユニークな生物活性を有する天然由来環状デプシペプチドの合成研究を行った。この研究の中でアンチ型β-ヒドロキシ-α-アミノ酸が大量に必要になり、これまでに2種の動的速度論的分割を経由するα-アミノ-β-ケト酸エステルの効率的な触媒的不斉水素化反応の開発に成功した。すなわち、Ru-BINAP触媒とIr-MeO-BIPHEP触媒を用いる還元である。これらはいづれも極めて高いアンチ選択性で水素化反応が進行し、得られるアミノ酸の光学純度は最大95%eeに達する。ポリオキシベプチンAではアミノ酸Pip,OHMeProの合成にそれぞれジアステレオ選択的Diels-Alder反応、分子内アルドール反応を用い成功した。また、HOPipはリンゴ酸から誘導される環状ヒドラゾンのジアスレオ選択的ストレッカー反応を経由して合成した。パプアミドAでは立体化学不明の成分β-MeOTyrの絶対配置の決定を合成的に行った。そして、パプアミドBの環状デプシペプチド部分の合成にも成功した。最近、我々は抗炎症活性を有するハリペプチンAの全合成に成功した。(2)複素環合成を指向した連続反応の開発研究今回G-蛋白連結型レセプターアンタゴニストマルチネリンの合成を想定して、アリル位置換反応-ヒドロアシル化連続反応を検討し、この連続反応と等価なアリル位置換反応-Stetter連続反応の開発にはじめて成功した。我々のチアゾリニウム塩を用いる系では2種の反応系は相互に阻害すること無く、定量的に目的物を生成することが判明した。現在この反応を適用範囲、不斉触媒化を検討している。
日本の主要湖沼における環境変化とCharaceaeならびに油水植物の分布動態

塘路湖,屈斜路湖,支忽湖(北海道),小川原湖(青森県),十和田湖(秋田県,青森県),芦ノ湖(神奈川県),琵琶湖(滋賀県),鰻池(鹿児島県)の沈水植物とシャジクモ類の分布を調べた.シャジクモ類の生育と湖沼水質とには一定の関係が見られるとともに,湖底質の粒径や栄養塩と特に密接な関係が見られた.これまでに十分な調査がされていない小川原湖では、詳細な植生調査と簡易水質計を用いての環境測定を行った.小川原湖では沈水植物とシャジクモ類で21種の生育が確認された.それらの中にはツツイトモ,イトイバラモ,ヒメバイカモ,カワツルモ,リュウノヒゲモ等の絶滅危惧種が含まれている.小川原湖での植生調査結果を用いて主成分分析をした結果,第1軸は吸光係数や透明度と相関関係があり,水質を表す軸と考えた.エゾヤナギヨやハゴロモモ,クロモは水質悪化に対して耐性があると考えられた.鰻池ではかつて記録されたヒロハノセンニンモは発現されなかった.北海道の湖沼ではシャジクモ,ヒメフラスコモ,カタシャジクモが広く分布していた.十和田湖ではカタシャジクモとヒメフラスコモが生育していた.琵琶湖ではシャジクモ,オトメフラスコモ,ヒメフラスコモの生育を確認したが,低温の深水域でシャジクモ帯を形成するヒメフラスコモの存続が危ぶまれた.塘路湖,屈斜路湖,支忽湖(北海道),小川原湖(青森県),十和田湖(秋田県,青森県),芦ノ湖(神奈川県),琵琶湖(滋賀県),鰻池(鹿児島県)の沈水植物とシャジクモ類の分布を調べた.シャジクモ類の生育と湖沼水質とには一定の関係が見られるとともに,湖底質の粒径や栄養塩と特に密接な関係が見られた.これまでに十分な調査がされていない小川原湖では、詳細な植生調査と簡易水質計を用いての環境測定を行った.小川原湖では沈水植物とシャジクモ類で21種の生育が確認された.それらの中にはツツイトモ,イトイバラモ,ヒメバイカモ,カワツルモ,リュウノヒゲモ等の絶滅危惧種が含まれている.小川原湖での植生調査結果を用いて主成分分析をした結果,第1軸は吸光係数や透明度と相関関係があり,水質を表す軸と考えた.エゾヤナギヨやハゴロモモ,クロモは水質悪化に対して耐性があると考えられた.鰻池ではかつて記録されたヒロハノセンニンモは発現されなかった.北海道の湖沼ではシャジクモ,ヒメフラスコモ,カタシャジクモが広く分布していた.十和田湖ではカタシャジクモとヒメフラスコモが生育していた.琵琶湖ではシャジクモ,オトメフラスコモ,ヒメフラスコモの生育を確認したが,低温の深水域でシャジクモ帯を形成するヒメフラスコモの存続が危ぶまれた.シャジクモ類やヒルムシロ属の一部の種類については、同定が終わっていないので群落区分などはまだできていないが、北部の高瀬川放水路付近ではコアマモが、中部東岸ではヒメバイカモが、南部の砂土路川河口付近ではマツモが特徴的に分布していた。また群落の分布下限水深は北部の水域で5m、中部で3.54m、南部で2.53mとなり、北から南にかけて次第に浅くなる傾向が見られた。垂直方向に3点以上の照度の測定を行った14ヶ所での吸光計数を求めると0.33(1/m)から0.89の値の広がりをもち、北部で低く、南部で高い傾向を示し、濁度においても南部で高くなる傾向が見られた。逆に塩分濃度は北部では0.07%であったが、南部の水面では0.030.05%となった。こうした環境勾配は、上記の特徴的な種の分布や群落の分布下限水深の南北差をよく説明すると考えられた。小川原湖でのような密度の高い調査ではないが、日本の主要湖沼でのシャジクモ類の分布を把握するために、琵琶湖、中禅寺湖、猪苗代湖、十和田湖などでも、船上からの採取調査を行った。十和田湖などでは比較的多く見られたものの、猪苗代湖では発見できず、また琵琶湖ではシャジクモ帯と呼べるものの分布は、マキノ町地先の一部の地域を除き確認できなかった。日本の多くの湖沼でのシャジクモ類の消滅の可能性が報告されてもおり(野崎ら、1995)、今後、広範囲に調査を行う湖沼の選定が問題となっている。1.北海道の塘路湖,屈斜路湖等と鹿児島県の鰻池で現地調査を行った.分布調査には水中テレビカメラ等を用いた.2.北海道の湖沼の水質についてはTP,TN等の分析を行った.また,北海道で採取したシャジクモ類については目下同定中であるが,高等植物ではヒシ,ホザキノフサモ,エゾノミズタデ,センニンモ,セキショウモ,バイカモ,ヤナギモ等が採取された.屈斜路湖ではpH7.3や7.66が測定され,中性化しているとともに,シャジクモ類やバイカモの繁茂が観察された.3.鰻池では沿岸部を踏査し,沈水植物の発見につとめたが,採取されたのはホザキノフサモとエビモの2種類にすぎなかった.

船を用いて湖上6地点で透明度等の測定を行った結果,7.79.7mの透明度を記録し,かなり良好な水質環境であることがわかった.4.大阪自然史博物館に所蔵されている水草の標本を調べた結果,三木や土井によって1920年代から1930年代にかけて鰻池から12種類の沈水植物が採集されていることがわかった.これまで琵琶湖と鰻池でのみ記録されているヒロハノセンニンモをはじめ多くの種が鰻池から失われていることがわかった.こうした沈水植物の種類数の減少は,1970年代に見られた鰻池での富栄養化によると考えられた。5.前年に調査した湖沼で採取した標本の同定を行った結果,青森県の小川原湖ではシャジクモ,カタシャジクモ(ヒメカタシャジクモ?),オトメフラスコモ,エゾヒルムシロ,ホソバミズヒキモ,ツツイトモ,ヒロハノエビモ,エゾヤナギモ,センニンモ,リュウノヒゲモ,イバラモ,イトイバラモ,セキショウモ,クロモ,ハゴロモモ,マツモ,ヒメバイカモ,ホザキノフサモ,ヒメホタルイ,コアマモ,カワツルモの21種が生育することがわかった.シャジクモ類では十和田湖ではカタシャジクモ(ヒメカタシャジクモ?)とヒメフラスコモ,琵琶湖ではヒメフラスコモ,シャジクモ,オトメフラスコモの生育を確認した.これらの種類について植物体の成分分析を進めており,目下指標性の可能性を検討している.