hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シングルタグ・ハイブリダイゼーション法を活用したマラリア遺伝子検査ツールの開発

本研究ではシングルタグ・ハイブリダイゼーション法(STH法)とクロマトPAS(Printed Array-Strip)を組み合わせた、マラリアの新たな遺伝子検査ツールの開発を試みた。Plasmodium属ミトコンドリアDNAのCytochromb geneを標的遺伝子とし、ヒト感染性マラリアの5種類を鑑別した。その結果、本法で設定どおりの陽性バンドが検出され、各種の鑑別が可能であった。次に混合感染を想定した実験を試みた。その結果、23種類の原虫gDNAを混合したサンプルでは明瞭な陽性バンドを検出することができたが、4種類以上になると非特異反応や、本来出現する陽性バンドの消失が生じた。本研究では、シングルタグ・ハイブリダイゼーション法(STH法)とクロマトPAS(Printed Array-Strip)を組み合わせた検査技術を用いて、マラリアの新たな遺伝子検査ツールの開発を目指している。本研究の目標は5種類のマラリア原虫を1本の検出ストリップ上で同時に同定する検査ツールを確立することである。平成26年度の研究ではPlasmodium属・ミトコンドリアDNAのCytochrom bを標的遺伝子としたプライマーを設計し、各種マラリア原虫の鑑別を試みた。平成27年度は原虫鑑別の特異度を上げる目的で、18s SSUrRNA geneを標的遺伝子とした新たなプライマーを設計し、STHークロマトPASを試みた。今回は全種共通の領域でForward primerを設計し、種特異的な領域でReverse primerを設計した。Forward primerにはビオチン標識を施し、各Reverse primerには以下のようなシングルタグを標識した:Universal (B1), P. falciparum (B2), P. vivax (B4), P. malariae (B5), P. ovale (B7), P. knowlesi (B8)。本研究ではB8タイプのストリップを用いて、(B1)にgenus Plasmodium、(B2)にP. falciparum、(B4)にP. vivax、(B5)にP. malariae、(B7)にP. ovale、(B8)にP. knowlesiが検出されるように設定した。PCRはP. yoeliiおよび5種のヒトマラリア原虫から精製したgenomic DNAをテンプレートとして用い、増幅産物をSTH-PAS法でクロマト展開した。その結果、各原虫種ともに、設定どおりの位置にバンドが検出された。当初の計画に準じ、おおむね順調に進展した。今年度は全種共通の遺伝子領域でForward primerを設計したことにより、PCR時のプライマー数が少なくなったため、プライマーダイマーの形成が抑制された。また、前年度のCytochrom bを標的遺伝子としたプライマーセットに比較して、検出の種特異性が増加した。本研究では、シングルタグ・ハイブリダイゼーション法(STH法)とクロマトPAS(Printed Array-Strip)を組み合わせた手技により、マラリアの新たな遺伝子検査ツールの開発を目指している。平成26年度の研究ではPlasmodium属・ミトコンドリアDNAのCytochrom b geneを、そして平成27年度は18s SSUrRNA geneを標的遺伝子としたプライマーを設計し、各種マラリア原虫の鑑別を試みた。両プライマーともにForward primerにはビオチン標識を施し、各Reverse primerには以下のようなシングルタグを標識した:Universal (B1), P. falciparum (B2), P. vivax (B4), P. malariae (B5), P. ovale (B7), P. knowlesi (B8)。その結果、両プライマーともに設定どおりの位置に陽性バンドが検出された。平成28年度は標的遺伝子をCytochrom b geneと決定し、混合感染を想定した実験を試みた。その結果、2種類の原虫gDNAを混合させた場合は、設定どおりの位置に明瞭な2本の陽性バンドを検出することができた。しかしながら、3種類以上の場合は、非特異反応の出現や、本来出現する陽性バンドの消失が生じた。したがって、現行のSTHークロマトPASでは、12種類のマラリア原虫種であれば同定可能であるが、3種類以上になると不具合が生じるため、さらなる条件検討が必要であった。これまで、標的遺伝子として2つの領域(Cytochrom b gene、18s SSUrRNA gene)のPCR増幅産物を比較検討した。両者ともに設定どおりの位置に陽性バンドが検出されたが、検出感度としてはCytochrom b geneの方が高感度であった。また、混合感染を想定した実験では2種類の混合であれば同定可能であるが、3種類以上になると非特異反応等の不具合が生じた。したがって、当初5種類のマラリア原虫を1本の検出ストリップ上で同時に同定することを目標としていたので、本研究の平成28年度終了時点における達成度は7割程度と考えられる。

平成26年度の研究ではPlasmodium属・ミトコンドリアDNAのCytochrom b geneを、そして平成27年度は18s SSUrRNA geneを標的遺伝子としたプライマーを設計し、各種マラリア原虫の鑑別を試みた。両プライマーともにForward primerにはビオチン標識を施し、各Reverse primerには以下のようなシングルタグを標識した:Universal (B1), P. falciparum (B2), P. vivax (B4), P. malariae (B5), P. ovale (B7), P. knowlesi (B8)。本研究ではB8タイプのストリップを用いて、(B1)にgenus Plasmodium、(B2)にP. falciparum、(B4)にP. vivax、(B5)にP. malariae、(B7)にP. ovale、(B8)にP. knowlesiが検出されるように設定した。その結果、両プライマーともに設定どおりの位置に陽性バンドが検出された。平成28年度は標的遺伝子をCytochrom b geneに変更し、混合感染を想定した実験を試みた。その結果、2種類の原虫gDNAを混合させたサンプルでは、設定どおりの位置に明瞭な2本の陽性バンドを検出することができた。しかし3種類以上になると、非特異反応の出現や、本来出現する陽性バンドの消失が生じた。そこで、平成29年度はプライマーの再構築や、PCR時のバッファー、マグネシウム濃度、増幅サイクル数、増幅温度等の再検討を行ったが、特に改善は認められなかった。本研究ではシングルタグ・ハイブリダイゼーション法(STH法)とクロマトPAS(Printed Array-Strip)を組み合わせた、マラリアの新たな遺伝子検査ツールの開発を試みた。Plasmodium属ミトコンドリアDNAのCytochromb geneを標的遺伝子とし、ヒト感染性マラリアの5種類を鑑別した。その結果、本法で設定どおりの陽性バンドが検出され、各種の鑑別が可能であった。次に混合感染を想定した実験を試みた。その結果、23種類の原虫gDNAを混合したサンプルでは明瞭な陽性バンドを検出することができたが、4種類以上になると非特異反応や、本来出現する陽性バンドの消失が生じた。当初の計画に準じ、おおむね順調に進展した。各種原虫特異的なタグ付プライマーを作成し、それらに適したPCR条件を確立できた。また、PAS法は従来のゲル電気泳動に比較して、高い感度でPCR産物を検出できることが明らかとなった。平成27年度に設計したプライマーにより、検出の種特異性は増加したが、検出感度については検討できなかった。したがって次年度は、各種原虫の標的領域の合成遺伝子を作成し、各種プライマーセットの検出感度を明らかにする予定である。また当初、計画していた、熱帯熱マラリア原虫の薬剤耐性に関わる遺伝子変異領域の検出については、着手できなかった。次年度は熱帯熱マラリア原虫の遺伝子変異領域の検出についても、視野に入れた実験を展開したいと考えている。
CT及びマイクロCTを用いた大腿骨の形態及び内部構造の観察による年齢推定法の検討

身元不明遺体などの個人識別には年齢・性別・身長推定などの法人類学的検討が必要で、大腿骨は身長推定や性別判定に有用な法医学実務上重要な骨のうちの一つであるが、大腿骨による年齢推定法は未だ確立されていない。本研究では、CT画像を用いて、大腿骨頭窩の形態及び大腿骨の内部微細構造を検討し、大腿骨の画像情報が年齢推定に応用可能性があるかどうか検討することを目的とする。
有限単純群に関連する離散的幾何の研究

2元体上のcodeからユ-クリッド空間のlatticeを構成する方法がいくつかあるが、それらの間の対応関係、非同値なcodeから非同型なlatticeが構成されるかという問題について、doubly even codeとeven latticeとの対応が次元が40以上の場合1対1であることを証明した。(北詰、近藤と共同の結果)codeの自己同型群は置換群、latticeの自己同型群は直行変換群であるのでcodeを取り扱う方が簡単であるというのが1つの視点であるが、1番有名なgolay codeとLeech latticeの対応が24次元であるので、残された小さい次元の場合が重要となり、現在それらの場合を調査中である。位数2と位数3の元で生成されて、それら2元の間の関係式の長さが30以下までの群の位数の有限、無限を判定できた。有限の場合はcoset enumerationにより位数は高々約3万であった。無限の場合は関係式が巾の形の場合2×2行列に埋込んでtraceを計算するRosembergerの方法を使い、他の場合は適当な部分群のア-ベリアンファクタ-が無限になることを見る方法を用いた。有限の場合は小さな群した現れなかったので、無限の場合でも有限のファクタ-の下が可換群又は自由群になるなど無限群の構造全体がわかる場合などもあって、今後残りの無限群についてその構造までしらべることが望ましいと思われる。計算機実験用として、coset enumerationと同時に部分群の基本関係を求めるアルゴリズム(Benson-Mendelsohnの方法)のプログラムを作成した。既にcoset enumerationおよび部分群の生成元と基本関係を求めるプログラムは作成、使用していたが、与えられた生成元は関する基本会計を求めることはできなかった。これにより与えられた生成元と基本関係をもとに別の生成元と基本関係に書きかえる計算実験が行えるようになった。
マルチエージェントシステムによる船舶航路評価ツールの開発

我が国のように四方を海で囲まれた国々にとって,安全かつ効率的な船舶航路の決定は極めて重要な問題である.従来,この問題は船舶に係わる工学的分野で扱われてきたが,航路の適切さや船舶間の相互作用に関する議論は不十分であった.そこで本研究では,知能情報学の立場から多船航路探索システムを提案した.計算機実験の結果,提案システムは実用的な船舶航路評価ツールとしての基本的な性能を備えていることが確認された.我が国のように四方を海で囲まれた国々にとって,安全かつ効率的な船舶航路の決定は極めて重要な問題である.従来,この問題は船舶に係わる工学的分野で扱われてきたが,航路の適切さや船舶間の相互作用に関する議論は不十分であった.そこで本研究では,知能情報学の立場から多船航路探索システムを提案した.計算機実験の結果,提案システムは実用的な船舶航路評価ツールとしての基本的な性能を備えていることが確認された.本研究は知能情報学と船舶工学間の技術交流を図る試みであり,『複数船舶が競合する海域での航路を決定するために,"航法(他船衝突予防のための国際規則)を組み込んだマルチエージェント強化学習システム"を実装し,実用的な船舶航路評価ツールの基礎を構築する』ことを目的とする.研究計画に従って,『2隻の船舶を対象とした船舶航路決定タスクについて航法を導入したマルチエージェント強化学習システム』を実現し,『複数船舶(10隻程度)を対象とした船舶航路決定タスクについて航法を導入したマルチエージェント強化学習システム』への拡張を行った.計算機実験の結果,航法の導入方法として衝突状況に応じた動的な衝突判定領域を設定するだけでは,妥当な航路の獲得および学習効率の点において深刻な性能不足が発生することが明らかとなった.そして,『動的な衝突判定領域の設定が受動的な航法の導入にすぎない』ために性能不足という問題が発生したという結論に達した.この問題を解決するために,航法に基づく衝突状況判定結果に従って船舶が取り得る行動を制限する方法を追加した.つまり,動的な衝突判定領域の設定が受動的な航法の導入であるのに対し,衝突状況判定結果に基づく行動選択制限は能動的な航法の導入であるといえる.行動選択制限によりシステムが学習すべき状態行動空間が削減されるため,必然的に学習効率の改善が期待できる.さらに,行動選択制限を適切に行うことにより航路獲得の見通しが良くなるため,航路獲得率の改善が期待できる.計算機実験の結果,航路獲得率および学習効率の両方で大幅な性能改善が確認され,航法を適切かつ能動的にシステムに取り入れることが実用的な船舶航路評価ツールの構築に不可欠であるという重要な知見が得られた.今後の課題としては,行動選択制限方法の改良および行動選択制限の強度に対するシステム性能の評価などが挙げられる.本研究は知能情報学と船舶工学問の技術交流を図る試みであり,『複数船舶が競合する海域での航路を決定するために,航法(他船衝突予防のための国際規則)を組み込んだマルチエージェント強化学習システムを実装し,実用的な船舶航路評価ツールの基礎を構築する』ことを目的とする.初年度は『航法をより能動的にシステムに取り入れることが実用的な船舶航路評価ツールの構築に不可欠である』という重要な知見を得た.そして,航法に基づく衝突状況判定に従って船舶が取り得る行動を直接制限することを提案した.ただし,この行動選択制限により航路獲得の見通しが大きく改善される可能性を見出せたものの,システムの十分な検証をするには至らなかった.そこで当該年度は初年度に提案したシステムをいくつかの現実的な多船航路探索問題に適用し,その性能を検証した.その結果,複雑な問題設定であるほど,行動選択制限の強制力を高めることが必要になることが判明した.しかしその一方で,行動選択制限の強制力を高めすぎたために航路獲得が不可能になるケースも確認された.この問題を解決するために,提案システムによる航路獲得過程を追跡した結果,行動選択制限だけでなく衝突状況判定の解除も同時に強化しなければならないことが明らかになった.そこで衝突状況判定の解除の条件として,"衝突状況判定からの乖離"を新たに導入した.その結果,『複数船舶(10隻程度)を対象とした船舶航路決定タスクについて航法を導入したマルチエージェント強化学習システムを実現する』という交付申請書の研究計画で示した目標を十分に達成できることを膨大なシミュレーション実験により確認した.本研究を通じて,提案システムを実用的な船舶航路評価ツールとして発展させる見通しがついた.今後の課題としては,さらに大規模な多船航路探索問題への対応および海上交通アセスメントツールとしての検討が挙げられる.
FCC金属とC_<60>結晶中の転位の挙動の比較

面心立方構造(FCC)を持つC60結晶の結晶欠陥の研究を行い、従来研究されてきた、FCC金属の転位の挙動を比較した成果を報告する。(1)C60とC70の結晶成長と成長転位の観察気相成長法によって育成した3-5mm程度の良質な結晶の結晶性を評価するためにエチピット法と放射光X線トポグラフによって転位の同定をおこなった。その結果、成長転位の密度は10^<3-4>cm^<-2>であり、結晶の端から導入されたすべり転位のバ-ガクベクトルbは1/2[110](b=10.0Å)であり、FCC金属のそれと一致した。(2)C60とC70結晶の硬さの温度依存性とすべり系の決定C60結晶のすべり系の決定をおこうために、微小硬度計によって200Kから500Kまでの温度範囲で硬さの測定をおこなった。その結果、これらの温度範囲ではそのすべり系はすべり面が(111)ですべり方向が[110]であることがわかった。このことはすべり系および転位の挙動はFCC金属とおなじであることがわかった。(3)C60結晶の光生成物と転位硬さの温度依存性で観察される400Kでの異常を説明するために光照射による硬さの変化をしらべた。C60結晶の硬さの光照射時間の依存性を観測した結果、室温では硬さは照射時間に強く依存して照射時間とともに増大した。しかしながら、500K以上では硬さは照射時間に関係なく変化しなかった。このことから硬さの異常は光生成物が表面近傍に生成され、表面が見かけ上硬くなることによるということがわかった。(4)結論以上のことから結晶のすべり系はその結合様式に関係なく結晶の構造にだけ強く依存した。しかしながら、硬さの温度依存性や光に対する効果はむしろ結晶構造ではなく、結合様式、分子自身の性質などに強く依存していることがわかった。FCC金属と同じ結晶構造をもつC_<60>結晶中の転位の研究を行ったので報告する。(1)結晶成長時に導入される転位C_<60>結晶は高温部約600Cで低温部約450Cの勾配を持った炉にC_<60>の粉末を真空封入したガラス管を高温部に置き、低温部で結晶成長させた。最初の結晶成長では0.5mmから1mmまでのC_<60>結晶を大量に得た。次にそれらC_<60>結晶を集めさらに高温部約570Cで低温部約530Cの勾配を持つ炉を使いさらに結晶成長させた。その結果、最大45mmの大きさと{111}ないしは{100}を癖壁面を持つ良質のC_<60>結晶を得た。この方法によって育成された結晶中の転位についてエッチピット法とX線トポグラフ法によって観察を行った。その結果、成長転位密度は10^4cm^<-2>で比較的均一に分布していた。X線トポグラフ法によって転位のバ-ガスベクトルの同定を行った結果、〈110〉系であることがわかった。(2)すべりによって導入される転位C_<60>結晶の塑性変形を研究するために微小硬度計によって硬さの温度依存性が観察された。それによると硬さは温度に強く依存し260K以下で温度の減少とともに硬さは急激に増加した。一方、高温では370K付近で極大ピークを持つ異常があらわれた。

すべり系は室温ではFCC構造の{111}〈110〉系であることがエッチピットによって確かめられた。260Kで相転移(FCC→SC)が観察されるにもかかわらず、すべり系は変化しなかった。また、高温側の異常もとくにすべり系の変化によって説明はつかないことがわかった。本年度行われた面心立方構造(FCC)を持つC60結晶と稠密六方構造(HCP)のC70結晶の結晶欠陥の研究の実績を以下のように報告する。(1)C60結晶とC70結晶の硬さの温度依存性とすべり系の決定C60のすべり系の決定をおこなうために、微小硬度計によって200Kから500Kまでの温度範囲で硬さの測定をおこなった。その結果、これらの温度範囲ではそのすべり系はすべり面が(111)ですべり方向が[110]であることがわかった。このことはすべり系および転位の挙動はFCC金属と同じであることがわかった。一方、C70結晶の硬さの温度依存性はHCP金属と同じであった。(2)C60結晶の光生成物と転位硬さの温度依存性で観察される400Kでの異常を説明するために光照射による硬さの変化をしらべた。C60結晶の硬さの光照射時間の依存性を観察した結果、室温では硬さは照射時間に強く依存して照射時間とともに増大した。しかしながら、500K以上では硬さは照射時間に関係なく変化しなかった。このことから硬さの異常は光生成物が表面近傍に生成され、表面が見かけ上硬くなることによるということがわかった。C70結晶はこのような光に対する敏感さはなく、光生成物の影響は考えられない。(3)結果以上のことから結晶のすべり系はその結合様式に関係なく結晶の構造にだけ強く依存した。しかしながら、硬さの温度依存性や光に対する効果はむしろ結晶構造ではなく、結合様式、分子自身の性質などに強く依存していることがわかった。
戦時期から復興期にかけての日本の大都市圏の変化に関する研究

戦時期から復興期にかけての大都市圏の変化を通勤流動や人口分布、都市計画の観点から検討し、1930年から55年の間に各大都市圏の通勤圏が大きく拡大したこと、人口分布が大きく変化したことなどを明らかにした。また、関係する時期の地形図を収集し、過去の市区町村のベクトル地図データを整備し、地形図を時系列的に閲覧するソフト「時系列地形図閲覧ソフト『今昔マップ2』」を、インターネットを通じて一般に公開した。本年度には、東京大都市圏・大阪大都市圏・名古屋大都市圏に関して、戦時期から復興期にかけての通勤流動と人口分布の変化を明らかにし、その前後の期間との変化を明らかにすることを目的とした。使用する資料として、まず通勤流動については、戦前期では1930年国勢調査、戦後では1955年国勢調査を使用した。1930年と55年の間には、国勢調査では通勤移動に関する調査は行われていない。そこで、大阪市の1941年の調査、堺市の1944年の調査など自治体が独自に行った調査を収集し、この大都市圏研究において空白とされてきた対象時期の通勤流動の実態を明らかにしようと試みた。さらに比較のために戦後の国勢調査による通勤流動も分析した。これらの分析の結果を要約すると、東京大都市圏の人口増減を調べると、戦前と戦後にかなりの断絶が見られ、疎開による郊外での人口増加が顕著に見られ、東京都区部の人口が戦前波に回復した1955年には、郊外の人口は戦前の人口を大きく上回っていた。さらに、1930年と1955年の国勢調査による東京都区部、大阪市、名古屋市の各中心市への通勤圏(1930年は通勤・通学圏)を比較した。その結果、1930年から55年にかけての拡大が顕著であり、1955年以降の拡大よりも顕著であった。この点から、現代の日本の大都市圏の形成過程において、戦時期から復興期にかけての拡大が非常に重要であると言える。本年度は、まず近畿・東海地方の戦前期の市区町村別ベクトル地図データを作成した。これは1920年代から40年代までの行政界の変遷を含むデータで、学術的な有用性は高い。次に、1944、45、46年に行われた人口調査のデータを使い、市区町村別の統計を整備した。また、戦時期から復興期にかけての都市計画について検討した。事例として、大正末に宅地開発を目的として設立された埼玉県の浦和耕地整理組合を取り上げた。そこでは、都市化の進展による宅地化目的の耕地整理事業の開始という一般的な目的とは別に、埼玉県・知事の強い意向が読み取ることができた。また、耕地整理後の土地所有関係を見ると、戸建住宅地区においても少数の地主が広い土地を所有しており、住民の多くは借地に居住していたことがわかった。その状況が変化するのは、戦後に出された財産税法である。これにより、高額所得者が財産税を支払うために土地を売却、あるいは大蔵省に物納した。物納された土地の多くはその後居住者に払い下げられた。これにより、戦前の借地・借家居住から、戦後の土地・建物とも自己所有の形態へと変化したプロセスを明らかにすることができた。さらに、戦時期に疎開空地として建物強制疎開が行われた地域の戦後の状況について検討した。埼玉県においては、疎開空地として指定された箇所は少ないものの、戦後も広幅員道路として残っている事例が見られた。一方東京では、疎開空地の大部分は建築物で埋められてしまった。新聞記事によると、埼玉県においては疎開空地の土地は買収されたのに対し、東京においては借地として借り上げられた形式となっていた。これにより、疎開空地の戦後の活用方法が異なったと推測される。
有用針葉樹種における遺伝子組換えを伴わないゲノム編集技術の確立

ゲノム編集とはゲノムDNAの狙った領域を特異的に改変できる技術である。本課題の目的は、直接導入法により、遺伝子組換え技術を介さずスギ等有用針葉樹種のゲノム編集を行う基盤技術の開発である。直接導入法は動物細胞では広く用いられているが、植物細胞は強固な細胞壁に囲まれているため、効率や再現性の面で問題がある。我々はCPP、特にタバコ培養細胞での効果が報告されている(Kimura et al., 2016, BBB )ポリヒスチジンペプチド(PHP)に注目し、ゲノム編集要素のスギ細胞への導入を試みている。本年度は、ゲノム編集要素Cas9にPHPを融合したリコンビナントタンパク質の調製方法を確立し、高濃度(1.2-5.2 mg/mL)のCas9-PHPを調製することが可能となった。このCas9-PHPはゲノムDNA切断活性を保持しており、直接導入試験への利用が可能であることが判明した。さらに、Cas9-PHPはスギの細胞内に移行していることが明らかとなった。ただ、現時点ではゲノム編集によるDNAの改変はみられていない。今後はCas9-PHPの導入量を増やすなどして、ゲノム編集試験を試みる。これと併行して、スギ細胞へのタンパク質導入効率を定量的に見積もる手法として、アデニル酸シクラーゼ(CyaA)の細胞内への導入を試みた。CyaAは細胞内ATPを基質としてcAMPとピロリン酸を生成することから、cAMPまたはピロリン酸を検出することにより細胞内に移行したCyaAタンパク質のみを定量できる。CyaA-PHPとスギ細胞を12時間共存培養することで、ピロリン酸量の増大が確認されたことから、CyaA-PHPの細胞内への移行が定量化できた。また、減圧処理や界面活性剤の添加によりピロリン酸量の増大が確認されたことから、これらの処理がCyaA導入効率の向上に有効であると推察された。当初の研究計画通り、ゲノム編集要素の核への移行が確認でき、次年度の実験を計画通り行うことができるため。直接導入によるタンパク質の導入効率を向上させる方法を探索する。Cas9等ゲノム編集に必要な要素を直接導入し、ゲノム編集試験を行う。ゲノム編集技術とは、ゲノムDNAの狙った領域のみを特異的に改変させる技術であり、ゲノム情報を活用した革新的な育種高速化技術として林木育種への利用が期待されている。しかし、植物でゲノム編集を適用して新しい系統を作出するためには、遺伝子組換えによりゲノム編集に必要な要素を遺伝子発現カセットの形でゲノムDNAに導入する必要があり、この導入遺伝子を除去するためには交配作業が必要である。幼若期間の長い樹木において、これらの作業は10年以上の長期間を要するため、現実的ではない。本課題は遺伝子組換えを伴わないゲノム編集技術をスギなどの有用針葉樹種で確立することが目的である。我々は膜透過性ペプチド(CPP)を利用し、ゲノム編集の要素(タンパク質およびRNA)を細胞内へ直接導入することで本課題の達成を目指している。本年度はゲノム編集の要素を直接導入する予備実験として、赤色蛍光タンパク質(RFP)の直接導入の最適化を目指した。RFPとCPPを融合させたタンパク質とスギの細胞を共培養し、細胞内のRFP蛍光を観察することでRFPの細胞内への取り込みを観察すると共に、蛍光プレートリーダーにより定量した。当初その取り込み効率は先行して行っていたタバコBY-2細胞のそれと比較して1/10程度であった。しかし、共培養の時間を延長することで、RFPの取り込み量はBY-2細胞のそれと同レベルにまで増加することが明らかとなった。さらに、ゲノム編集の要素であるゲノム切断酵素とCPPの融合タンパク質のリコンビナント発現系の最適化に成功し、次年度の実験に供することが可能となった。当初の研究計画通り、蛍光タンパク質のスギ細胞への導入条件の最適化に成功した。さらに、ゲノム切断酵素とCPPの融合タンパク質のリコンビナント発現系も確立でき、次年度の実験を計画通り行うことができるため。

CyaA-PHPとスギ細胞を12時間共存培養することで、ピロリン酸量の増大が確認されたことから、CyaA-PHPの細胞内への移行が定量化できた。また、減圧処理や界面活性剤の添加によりピロリン酸量の増大が確認されたことから、これらの処理がCyaA導入効率の向上に有効であると推察された。当初の研究計画通り、ゲノム編集要素の核への移行が確認でき、次年度の実験を計画通り行うことができるため。ゲノム編集要素のスギ細胞への直接導入を試みる。ゲノム編集はゲノム編集要素が核内に移行することで初めて起こるので、ゲノム編集要素が核内に移行していることを、ゲノム編集要素に付加した標識の観察により確認する。直接導入によるタンパク質の導入効率を向上させる方法を探索する。Cas9等ゲノム編集に必要な要素を直接導入し、ゲノム編集試験を行う。研究遂行のため共同研究者と鳥取県鳥取市での打ち合わせを予定していたが、お互い同じ学会に参加しており、会場にて打ち合わせも行ったことから、打ち合わせ回数が減り次年度使用額が生じた。これらは次年度の消耗品費に充てる。研究遂行のため、共同研究者と鳥取県鳥取市での打合せを予定していたが、お互いに同じ学会に出席していたことから、会場にて打合せを行うことができた。それにより打合せ回数が減り次年度使用額が生じた。
第3周期遷移金属-アルミニウム-炭素系上のL1_2-E2_1相の相安定性と機械的性質

第3周期遷移金属Mの組成を周期律表に沿って変化させたM:(Ti,Cr-Cu)-Al-C系におけるL1_2-E2_1相の相安定性と機械的性質を明らかにすることを目的とした.E2_1相の化学量論組成であるM:Al:C=3:1:1の合金はメカニカルアロイング(MA)後にホットプレスによる焼結により安定に得られ,これを用い実験を行った。相安定性として,以下を明らかとした.(1)L1_2-E2_1固溶体は遷移金属の組成でCr:Mn=1:2からCu:Ni=1:2まで連続的に存在する.ただし,(Fe,Co)-Al-C系ではB2(bcc)相の相安定性が高く,高温ではE2_1相は分解しやすくなる.(2)格子定数は合金組成変化と線形関係にあるが,詳細には遷移金属原子寸法と侵入型原子濃度に依存する.(3)遷移金属元素の電子数が少ないほどE2_1相中の飽和炭素濃度は高い.(4)これらの結果を基に,多元系Brewer型状態図であるPillar Diagram上にE2_1-L1_2相存在領域を記述した.E2_1相を含む合金の機械的性質は関して,以下を明らかとした.(1)降伏応力は室温では数GPaと高くかつそれが700°C程度まで保たれる.(2)400-800°C程度で強度の逆温度依存性が見られ,特にそれは加工硬化で顕著である.(3)室温でも多少の塑性変形能を有する.(4)高温では流動応力にひずみ速度依存性を有する.結晶構造の類似性から,E2_1合金の強度の逆温度依存性はL1_2のそれと類似する機構によるものと考えられる.これらより,E2_1M_3AlC基合金は構造用材料として有望であると結論できた.侵入型元素によるL1_2類似構造(E2_1)安定化と置換型添加元素によるL1_2安定化と比較するため,L1_2Al_3Tiと連続固溶体を形成すると思われるL1_2Zn_3TiをMAにより作製し,相安定性と機械的性質を調べた.既存の第3周期遷移金属(M)-アルミニウム(Al)-炭素(C)系状態図を基に、L1_2-E2_1相の相安定性を検討した。その結果・M:Al=3:1の組成においてL1_2相が安定に存在する領域はNi_3Al近傍のみであり、それ以外ではE2_1相が安定である。また、M:Al:C=2:1:1のH相との相安定性がL1_2-E2_1の相安定性に大きく寄与していることが示された。これを基に、本年度は(Mn,Fe)_3AlC,(Fe,Co)_3AlC,(Co,Ni)_3AlC,(Ni,Cu)_3AlC系について合金を作製し、相同定などの状態図的情報の収集を試みた。合金作製は原料粉末をE2_1相の化学量論組成であるM:Al:C=3:1:1に混合したのち、(1)真空溶解、(2)そのままホットプレスによる拡散-自已燃焼による合成,(3)メカニカルアロイング(MA)-焼結、の3種について検討し、またそれら合金のX線回折、組織観察および熱分析を行った。その結果、全ての配合組成についてただ一つのL1_2-likeの結晶構造が確認され、すなわちL1_2-E2_1の分離は見られず、したがってこの組成領域ではE2_1-L1_2相が連続する一つの相であることが確認できた。また、(1)では炭素が大きく偏析すること、(2)では割れが多く、したがって健全な試料を作製できず、また合金化も完全には行えないこと、(3)のMAによる合金化には3-7日程度の時間が必要であるが健全な試料を作製できることが明らかとなった。このため、今後の実験にはMAを用いる必要がある。いずれの手法にせよ、合金組成がE2_1相の化学量論組成の場合では単相とならず、主に炭素との2相か、さらなる相を含む3相となった.これはE2_1-L1_2相の安定組成領域が炭素不足側にあることを意味する。また、多くの合金で1200°C程度に固相反応が見られたが、この反応の詳細は検討中である。相安定性として,以下を明らかとした.(1)L1_2-E2_1固溶体は遷移金属の組成でCr:Mn=1:2からCu:Ni=1:2まで連続的に存在する.ただし,(Fe,Co)-Al-C系ではB2(bcc)相の相安定性が高く,高温ではE2_1相は分解しやすくなる.(2)格子定数は合金組成変化と線形関係にあるが,詳細には遷移金属原子寸法と侵入型原子濃度に依存する.(3)遷移金属元素の電子数が少ないほどE2_1相中の飽和炭素濃度は高い.

(4)これらの結果を基に,多元系Brewer型状態図であるPillar Diagram上にE2_1-L1_2相存在領域を記述した.E2_1相を含む合金の機械的性質は関して,以下を明らかとした.(1)降伏応力は室温では数GPaと高くかつそれが700°C程度まで保たれる.(2)400-800°C程度で強度の逆温度依存性が見られ,特にそれは加工硬化で顕著である.(3)室温でも多少の塑性変形能を有する.(4)高温では流動応力にひずみ速度依存性を有する.結晶構造の類似性から,E2_1合金の強度の逆温度依存性はL1_2のそれと類似する機構によるものと考えられる.これらより,E2_1M_3AlC基合金は構造用材料として有望であると結論できた.侵入型元素によるL1_2類似構造(E2_1)安定化と置換型添加元素によるL1_2安定化と比較するため,L1_2Al_3Tiと連続固溶体を形成すると思われるL1_2Zn_3TiをMAにより作製し,相安定性と機械的性質を調べた.
有機性廃棄物の炭化による再利用と炭素循環に関する研究

リサイクルされていない有機性廃棄物を従来のように埋立処分や焼却処分せずに,炭素材料に変換し,再利用すると,埋立地の寿命を延ばし,炭素材料中の炭素含有量に相当する二酸化炭素の排出量を低減することができる。一方,得られた炭素材料をゴムやプラスチックなどに添加すれば,高機能性複合材料へと変換することも可能である。つまり,地球環境保護という視点から,各種産業や一般の生活から排出される廃棄物を異なる産業における有価物に転換し再利用する循環型社会とすることが望ましい。本研究では,有機性廃棄物のゼロエミッション化を指向し,(1)炭化過程,(2)炭素利用過程,(3)炭素循環過程,に関する研究および技術開発を行った。コーヒー豆粕,モミ殻,焼酎蒸留残渣,小麦粕(ふすま)などの農業・食品廃棄物の再資源化技術の開発を行うために,廃棄物から炭素材料の製造を行い,得られた炭素材料の物性を測定した。その結果,炭素材料の収率はいずれの廃棄物でも炭化温度の増大にともない低下した。灰分は廃棄物の種類により差が認められ,特にコーヒー豆粕は最も低値となり炭素原料として優れていることがわかった。また,炭化温度が高温であるほど揮発分は減少し,固定炭素は増大した。比表面積の指標となるヨウ素吸着量も廃棄物の種類と炭化温度により差が認められた。さらに廃棄物由来の炭化物の利用法の一つとしてゴム材料への添加について検討した。一般にゴムの製造には,補強材としてカーボンブラックが添加されているが,この代替材料として廃棄物由来の炭素材料を用いてゴムを製造し,それらの物性を測定した。SBR100部に対して炭素を50部配合したが,混練時の分散および練り具合など,製造時の問題点は特になかった。また,引張強さを要求しない,たとえば自動車用カーペットや歩道橋の滑り止めに適用できることが明らかになった。
６－６型高圧発生装置を用いた新奇希土類プニクタイドの創製

新たな高圧合成システムを開発し、高圧環境下における試料の合成条件、単結晶育成条件を迅速に決定する技術を確立した。これにより、効率的な新物質探索が可能となった。新たに開発した高圧技術を駆使して、リン化合物、ヒ素化合物を中心とした新奇希土類プニクタイドの試料合成を行い、層状希土類リン化物やアルカリ土類金属元素を充填したリン系充填スクッテルダイト化合物の新物質を含む多くの純良試料の合成に成功した。さらに、本研究ではじめて合成に成功した新物質BaOs4P12, CaOs4P12, SrOs4P12が、いずれも新超伝導体であることを発見した。希土類プニクタイドは、重い電子状態、非BCS超伝導、多極子転移など強相関電子系に特有な多彩な異常物性を示す物質が多く含まれており、物性研究者にとって魅力的な物質群である。しかし、リン、ヒ素などの蒸気圧の高い元素と高融点の遷移金属元素、希土類元素の組み合わせからなるプニクタイドの合成は非常に困難である。特に、詳細な物性研究には不可欠な純良単結晶試料の育成は極めて困難である。このような物質の合成に高圧合成法は強力な試料合成手段の一つである。本研究では、新たな高圧合成システムを開発し、高圧環境下における試料の合成条件、単結晶育成条件を"その場観察"することにより決定し、迅速かつ効率的な新物質探索を可能にし、新奇希土類プニクタイドを創製し、特異な超伝導や磁性の発現を目指すことを目的としている。新たな高圧合成システムとして、既設の1段押しのキュービックアンビル型高圧発生装置(UHP-500、室蘭工業大学)に組込み用のアンビルガイド及び先端サイズ6mm角と4mm角の2種類の2段目アンビルを作製し、6-6型高圧装置を構築した。実際に、キュービックアンビル装置(UHP-500)に取付け、予備実験を行い、先端サイズ4mm角で8万気圧まで問題なく加圧されることを確認した。さらに、高エネルギー加速器研究機構(KEK)放射光利用施設(PF)に設置されているキュービックアンビル装置(MAX-80)に今回作製したアンビルとアンビルガイドからなる組立集合体を取付け、高温高圧下における試料合成過程のX線その場観察を行った。実験はスクッテルダイト化合物RhAs_3,BaRu_4As_<12>,および(Pr_<1-X>Ce_X)Ru_4P_<12>について、出発物質として、組成比どおりの元素粉末の混合物を用い、高圧力下の試料合成過程のX線その場観察を行い、最適な合成条件を決定した。希土類プニクタイドは、重い電子状態、非BCS超伝導、多極子転移など強相関電子系に特有の多彩な異常物性を示す物質が多く含まれており、物性研究者にとって魅力的な物質群である。本研究では、新たな高圧合成システムを開発することにより、高圧環境下における試料の合成条件、単結晶育成条件を迅速に決定し、効率的な新物質探索を可能にするシステムを構築する。さらに、開発したシステムを用いて、新奇希土類プニクタイドを創製し、特異な超伝導や磁性の発現を目指すことを目的としている。高エネルギー加速器研究機構(KEK)放射光利用施設(PF)に設置されているキュービックアンビル装置(MAX-80)に、本研究で構築した新たな高圧合成システム(6ー6型高圧装置)を組み込むことで、高温高圧下における試料合成過程のX線その場観察実験を効率的に行うことが可能となった。その結果、最適な試料合成条件を迅速に決定でき、CeやSmを含む充填スクッテルダイト化合物の純良試料が得られるようになった。また、いくつかの新規化合物の合成にも成功した。具体的にはアルカリ土類金属元素を含むP系充填スクッテルダイト、混合希土(ミッシュメタル)を充填したSb系充填スクッテルダイト化合物などを合成することに成功した。さらに、得られた試料の評価を行い、Baを含む新充填スクッテルダイト化合物が新超伝導であることを明らかにした。本研究で構築した新たな高圧合成システム(6ー6型高圧装置)で、設計どおりの圧力発生を確認したが、放射光施設におけるX線

その場観察実験では、いくつか問題点が見つかったので、その改良を行った。高エネルギー加速器研究機構(KEK)放射光利用施設(PF)に設置されているキュービックアンビル装置(MAX-80)に、改良した組立集合体を取付け、高温高圧下における試料合成過程のX線その場観察を行った。実験はSb系、As系の非充填スクッテルダイト化合物およびSmを含む充填スクッテルダイトリン化物について、出発物質として、組成比どおりの元素粉末の混合物を用い、高圧力下の試料合成過程のX線その場観察を行い、最適な合成条件を決定した。さらに、KEKにおけるX線その場観察実験により得られた情報を基に充填スクッテルダイト化合物の試料合成を行い純良試料の合成に成功した。希土類プニクタイドは、重い電子状態、非BCS超伝導、多極子転移など強相関電子系特有の多彩な異常物性を示す物質が多く含まれており、物性研究者にとって魅力的な物質群である。しかし、リン、ヒ素などの蒸気圧の高い元素と高融点の遷移金属元素、希土類元素の組み合わせからなるプニクタイドの合成は非常に困難である。特に、詳細な物性研究に不可欠な純良単結晶試料の育成は極めて困難である。このような物質の合成に高圧合成法は強力な試料合成手段の一つである。本研究では、新たな高圧合成システム(6ー6型高圧システム)を開発することにより、高圧環境下における試料の合成条件、単結晶育成条件を迅速に決定し、効率的な新物質探索を可能にする。さらに、開発したシステムを用いて、新奇希土類プニクタイドを創製し、特異な超伝導や磁性の発現を目指すことを目的とする。高エネルギー加速器研究機構(KEK)放射光科学研究施設(PF)に設置のキュービック・アンビルプレスに6ー6型高圧装置を組み込んだ高温高圧下X線その場観察実験技術を確立し、最適な試料合成条件を迅速に決定できるようになった。その結果、充填スクッテルダイト化合物CeFe4As12、GdFe4As12などの純良試料の合成、SrOs4P12などの新規化合物の合成に成功した。さらに、得られた試料について、さまざまな物性測定を行い、新たな知見を得ることができた。希土類プニクタイドは、金属ー絶縁体転移、非フェルミ液体的振舞、非BCS超伝導体、多極子転移など強相関電子系特有の多彩な異常物性を示す物質が多く含まれており、物性研究者にとって魅力的な物質群である。しかし、リン、ヒ素などの蒸気圧の高い元素と高融点の遷移金属元素、希土類金属元素の組み合わせからなるプニクタイドの合成は非常に困難である。特に詳細な物性研究に不可欠な純良単結晶の育成は、極めて困難である。このような物質の合成に高圧合成法は強力な手段の一つである。本研究では、新たな高圧合成システム(6-6型高圧システム)を開発することにより、高圧環境下における試料の合成条件、単結晶育成条件を迅速に決定し、効率的な新物質探索を可能にする。さらに、開発したシステムを用いて、新奇希土類プニクタイドを創製し、特異な超伝導や磁性の発現を目指すことを目的とした。6-6型高圧システムの技術開発を進め、その実験技術を確立した。この新システムを用いた高温高圧下X線その場観察実験を高エネルギー加速器研究機構などの大型放射光施設において実施し、多くの新物質開発につながる情報を得ることに成功した。これらの情報を基に大型プレスを用いた高圧合成法により、新規充填スクッテルダイト化合物BaOs4P12、CaOs4P12,SrOs4As12の合成に成功した。また、これらの化合物は新超伝導体であることを見出した。
失業をめぐる都市ガバナンスの史的研究―世界恐慌期ドイツを事例に―

本研究の目的は、世界恐慌期ドイツにおける失業者救済体制の変容とその帰結を都市ガバナンスの視角から考察し、危機下における都市社会の歴史的実態を解明することにある。分析視角の都市ガバナンスとは、ライヒ・都市自治体の政府部門、民間企業、ボランタリー組織の間の相互関係を通じて構築される都市秩序と定義する。この研究を通じて、国家だけではなく、都市自治体や民間組織などの多様な自立的組織によって構成される「福祉社会」の重層性を「都市ガバナンス」の視点から明らかにし、「長い20世紀」の歴史を把握する上での都市史研究の意義を問いかけることができよう。2年目にあたる2018年度はまず、前年度のドイツでの史料調査で収集してきた労働扶助に関する未公刊史料ならびに刊行史料の整理・分析を進めた。その中間成果を5月に大阪大学で開催された社会経済史学会第87回全国大会の自由論題セッションにおいて「危機下の社会国家と都市自治体ー世界恐慌期ハンブルクにおける雇用創出ー」として報告し、セッションで得られたコメントをもとに報告原稿に加筆修正を施し、『社会経済史学』に論説として投稿した。8月には再びドイツに赴き、ハンブルク国立図書館、ハンブルク州立公文書館、ハンブルク現代史研究所において、今後の研究の遂行に必要な未公刊一次史料および各種刊行史料の調査を行ってきた。この史料調査により、世界恐慌期のライヒ失業保険の制度改編をめぐるライヒや、自治体、自治体連合体の史料を収集することができた。年度の後半は、これら史料の整理・分析を進めるとともに、『社会経済史学』のレフェリーのコメントにもとづき投稿論文の改稿に取り組んだ。そして2019年3月にベルリンにおいて国際ワークショップを組織し、ドイツを含むヨーロッパ都市史の成果と日本都市史のそれといかに融合させるかについて討議した。2017年度からの2度にわたるハンブルクでの史料調査と、一橋大学の附属図書館および経済研究所資料室に所蔵されている刊行史料の整理・分析を進めることにより、恐慌期の失業者救済をめぐる都市ガバナンスを検証する上で重要な論点となる労働扶助およびライヒ失業保険制度の改編をめぐる都市とライヒ(中央政府)の関係を分析するために必要な定性的ならびに定量的データを得ることができた。その成果の一部をふまえた社会経済史学会での報告及び『社会経済史学』に投稿した論考の執筆作業を通じて、恐慌期の都市自治体による労働扶助が、一般に若年層と比較して労働能力の劣ると考えられる子持ち世代の公的扶助受給失業者の救済に主眼を置いていたことを明らかにした。このことは、恐慌期の都市の雇用創出を目的論的にナチス的福祉への前史としてのみ捉える従来の研究史のあり方に再考を促すことにつながる。以上より、本研究はまだ道半ばの状況にあるとはいえ、当初設定した研究視角にそって研究を進める基礎を固めることができ、その成果の一部を学会報告や論文の投稿を通じて公表することができたといえる。2019年度の前半は、引き続き今年度の史料調査で収集してきた史料の整理・分析を行うとともに、その成果を2019年10月に東北大学で開催される政治経済学・経済史学会秋季学術大会の自由論題セッションで報告する準備をする。そして同学会で得られたフィードバックをもとに、報告原稿に加筆修正を施して論文としてまとめるとともに、8月に再びドイツに赴き、ハンブルクを中心に史料調査を行い、今後必要となる史料の補完を行う予定である。この研究目的を果たすために、平成29年度はまず、近年ヨーロッパにおいて著しい研究の進展がみられる20世紀都市史の研究動向の把握につとめ、その成果は論考「近現代ヨーロッパ都市史における20世紀ー「モダニティ」の変容を参照軸としてー」として『歴史と経済』第237号に掲載された。8月にはドイツに赴き、ハンブルク国立図書館、ハンブルク州立公文書館、ハンブルク現代史研究所において、今後の研究の遂行に必要な未公刊一次史料および各種刊行史料の調査を行ってきた。この史料調査により、世界恐慌期の雇用政策として実施された失業扶助の運用実態をめぐるライヒや、自治体、自治体連合体の史料を収集することができた。年度の後半は、これら史料の整理・分析を進めた。その成果の一部を、2018年5月に大阪大学で開催予定の社会経済史学会第87回全国大会自由論題セッションにおいて報告することを申し込んでいたが、学会の審査をパスしたため、「危機下の社会国家と都市自治体ー世界恐慌期ハンブルクにおける雇用創出ー」として報告することが決定した。本研究では、上記の目的を達成するために、次の3つの視角を設定した:(1)失業状況と都市失業扶助の運営状況の総合的把握、(2)失業扶助をめぐる政策思想の検証、(3)個別都市の事例分析。ハンブルクでの史料調査と、一橋大学の附属図書館および経済研究所資料室に所蔵されている刊行史料の整理・分析を進めることにより、上記(1)(3)の分析に必要な定性的ならびに定量的データを得ることができた。

また、『歴史と経済』に掲載された論考の執筆作業を通じて、今後の研究課題の論点を長期的な視点から見直すことができた。以上より、本研究はまだ道半ばの状況にあるとはいえ、当初設定した研究視角にそって研究を進める基礎を固めることができたといえる。本研究の目的は、世界恐慌期ドイツにおける失業者救済体制の変容とその帰結を都市ガバナンスの視角から考察し、危機下における都市社会の歴史的実態を解明することにある。分析視角の都市ガバナンスとは、ライヒ・都市自治体の政府部門、民間企業、ボランタリー組織の間の相互関係を通じて構築される都市秩序と定義する。この研究を通じて、国家だけではなく、都市自治体や民間組織などの多様な自立的組織によって構成される「福祉社会」の重層性を「都市ガバナンス」の視点から明らかにし、「長い20世紀」の歴史を把握する上での都市史研究の意義を問いかけることができよう。2年目にあたる2018年度はまず、前年度のドイツでの史料調査で収集してきた労働扶助に関する未公刊史料ならびに刊行史料の整理・分析を進めた。その中間成果を5月に大阪大学で開催された社会経済史学会第87回全国大会の自由論題セッションにおいて「危機下の社会国家と都市自治体ー世界恐慌期ハンブルクにおける雇用創出ー」として報告し、セッションで得られたコメントをもとに報告原稿に加筆修正を施し、『社会経済史学』に論説として投稿した。8月には再びドイツに赴き、ハンブルク国立図書館、ハンブルク州立公文書館、ハンブルク現代史研究所において、今後の研究の遂行に必要な未公刊一次史料および各種刊行史料の調査を行ってきた。この史料調査により、世界恐慌期のライヒ失業保険の制度改編をめぐるライヒや、自治体、自治体連合体の史料を収集することができた。年度の後半は、これら史料の整理・分析を進めるとともに、『社会経済史学』のレフェリーのコメントにもとづき投稿論文の改稿に取り組んだ。そして2019年3月にベルリンにおいて国際ワークショップを組織し、ドイツを含むヨーロッパ都市史の成果と日本都市史のそれといかに融合させるかについて討議した。2017年度からの2度にわたるハンブルクでの史料調査と、一橋大学の附属図書館および経済研究所資料室に所蔵されている刊行史料の整理・分析を進めることにより、恐慌期の失業者救済をめぐる都市ガバナンスを検証する上で重要な論点となる労働扶助およびライヒ失業保険制度の改編をめぐる都市とライヒ(中央政府)の関係を分析するために必要な定性的ならびに定量的データを得ることができた。その成果の一部をふまえた社会経済史学会での報告及び『社会経済史学』に投稿した論考の執筆作業を通じて、恐慌期の都市自治体による労働扶助が、一般に若年層と比較して労働能力の劣ると考えられる子持ち世代の公的扶助受給失業者の救済に主眼を置いていたことを明らかにした。このことは、恐慌期の都市の雇用創出を目的論的にナチス的福祉への前史としてのみ捉える従来の研究史のあり方に再考を促すことにつながる。以上より、本研究はまだ道半ばの状況にあるとはいえ、当初設定した研究視角にそって研究を進める基礎を固めることができ、その成果の一部を学会報告や論文の投稿を通じて公表することができたといえる。
若年性関節リウマチにおける成長障害の病態-慢性炎症が骨・内分泌代謝に与える影響-

本研究の目的は,若年性関節リウマチJRAの成長障害において,慢性炎症病態が骨代謝や内分泌代謝に及ぼす影響を検討し,その機序を解明することである.1)JRAにおける成長障害疾患活動性が持続するJRA患児では成長障害が疾患活動期に一致して進行していた。このことはJRAの炎症病態そのものが経過とともに成長障害を誘導することを示している。2)JRAの成長率全身型及び多関節型JRAでは、活動期に著しく阻害されるが、疾患活動性が鎮静化するとむしろ成長にはcatch up現象がみられ、治療終了となった症例(寛解期)では、その成長率は健康小児と同等のレベルに戻っていた。一方、少関節型JRAではいかなる疾患活動性であっても成長障害はみられなかった。3)JRAの成長障害と成長関連因子血中のIGF-1及びそのcarruer蛋白であるIGFBP3レベルは活動期に低値であり、寛解期では正常化した。4)JRAにおける骨塩量dual energy X-ray absorptiometry(DEXA)法で見た橈骨骨塩量は、活動期には低値で非活動期には増加し、寛解期には正常となり、3群間に有意差を認めた。JRAの成長率はOCと有意な相関を示し、ヒアルロン酸とも弱い相関を認めた。また、GF-1、IGFBP3とも相関する傾向を認めたが有意ではなかった。本研究で、炎症病態の程度がJRAの成長障害や骨塩量減少と有意に相関することが明らかになり、その機序として、炎症病態下では特に骨芽細胞の増殖に関連するIGF-1/IGFBP3、成熟した骨芽細胞から産生されるオステオカルシンが抑制され、その結果、成長軟骨板の増殖伸展や骨形成が障害されることが示唆された。今年度は,JRAの成長率を成長因子や炎症病態との関連で検討し,下記の結果を得た.1.対象:ステロイド非使用の16歳未満のJRAで,活動に支障がない関節機能を保持し1年以上経過を観察し得た17例(平均年齢10歳,罹病期間3.6年).2.方法:JRAの1)年間成長率,2)成長因子(IGF-1,IGFBP3,Osteocal cin(OC)),3)橈骨骨塩量(DEXA法),4)炎症病態(赤値,CRP),5)関節炎マーカー(血清ヒアルロン酸),を測定し,活動期,非活動期,寛解期の3群で解析した.3.結果:1)少関節型では成長障害はみられなかった.以下は多関節型と全身型の結果を示す.2)成長率(平均SD):活動期で-3.9と低く,非活動期ではむしろ+4.1と高値となり,寛解期には-0.1と正常化した(P=0.04).3)成長因子(平均SD):IGF-1/IGFBP3値は活動期は低値であり(-4.5/-2.4),非活動期(-1.3/-1.7),寛解期(-1.0/-1.1)と次第に正常化した.4)骨塩量(平均%):活動期には低値で(67.6%),非活動期では増加し(87.9%),寛解期には正常(92.8%)化した(P=0.05).5)成長率との相関因子:OC(R^2=0.60,P=0.04)は有意に相関し,ヒアルロン酸(R^2=0.36,P=0.06)も相関傾向を認めた.IGF-1,IGFBP3は有意な相関はなかった.4.結論と考案JRAの成長障害は,炎症病態が軟骨骨芽細胞増殖に必用な成長因子(IGF-1/IGFBP3)や,骨形成を促進するOCの産生を障害して発生したものと考えられた.また,成長障害が炎症病態の程度とも関連したことは,骨代謝に関わる炎症性サイトカイン(IL-1,IL-6,TNF-α)が関与したことを示唆しており,来年度検討を進める予定である.本研究の目的は,若年性関節リウマチJRAの成長障害において,慢性炎症病態が骨代謝や内分泌代謝に及ぼす影響を検討し,その機序を解明することである.1)JRAにおける成長障害疾患活動性が持続するJRA患児では成長障害が疾患活動期に一致して進行していた。