hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
保型表現とL函数の特殊値

保型表現に付随するL函数の特殊値と保型形式の周期との関係について研究した。LapidとMaoによって予想されたWhittaker周期の明示公式を、偶数次ユニタリ群の場合にいくつかの条件を満たす保型表現について証明した。さらに、その証明で重要な役割を果たした局所等式を用いることでこの場合の形式次数予想を証明した。また、古澤昌秋氏(大阪市立大)との共同研究によって、Siegel保型形式に付随するL函数の中心値とspecial Bessel周期とを結ぶ明示公式を証明することができた。SO(n,2)とGL(2)のテンソル積L函数の特殊値の代数性を考察するために、このL函数を含む特殊直交群とGL(n)とのテンソル積L函数の積分表示を考察した。このL函数についてはD.Ginzburg、S.Rallis、D.Soudryにより積分表示が与えられていたが、彼らの考察を一般化する事に取り組んだ。この取り組みの結果として、Kato-Murase-SuganoによるBessel modelの公式を用いることで、分裂型の直交群の場合に不分岐計算が、彼らのものと比べて大幅に簡易化できることが分かった。また、このL函数のn=3の場合として考えられるGSp(4)とGL(2)のテンソル積L函数に関して、特殊値の代数性の証明を完成させ投稿した。これは筆者の以前の結果の大幅な一般化である。この結果に関して、ドイツのMathematisches Forschungsinstitut Oberwolfachで開催されたワークショップ「Modular Forms」において講演を行った。GSp(4)とGL(2)のテンソル積L函数についてはp進L函数の構成についても考察した。E.EischenによるGU(n,n)のp進Siegel Eisenstein測度に関する結果を用いれば、シンプルな場合にp進L函数の構成が可能であることが分かった。上記の研究と平行して、p進体上のGL(2n,E)のユニタリタイプの表現に関して、(GL(2n,F),1)-モデルとWhittakerモデルの間の積分変換を考察した。ここでEはFの二次拡大。これは、メタプレクティックタイプの場合のLapid-Maoの結果の類似である。この研究に関してE.Lapid氏を訪問し研究連絡を行った。E.LapidとZ. Maoは市野ー池田予想の類似として、Whittaker周期の明示公式を予想した。LapidとMaoはメタプレクティック群の場合には、アルキメデス素点上での適当な仮定の下で予想を証明している。本研究では偶数次ユニタリ群の場合にLapidとMaoの予想を考察した。この場合には、LapidとMaoはGlobal Descent mapの既約性を仮定した時に、彼らの予想が適当な局所体上の適当な等式へと帰着できることを証明した。取り組みの結果として、この既約性を証明することができた。さらに、この既約性の帰結として、Genericな保型表現に関するRigidity Theoremや、局所逆定理を証明する事も出来た。局所逆定理は局所Langlands対応の一意性を導くなど、p進簡約群の表現論において非常に重要な結果である。Lapid-Maoの予想を適当な局所体上の等式へと帰着できたので、その局所等式の証明に向けた準備として、Lapid-Maoの証明に倣いモデルの変換公式に取り組んだ。実際、E/Fを非アルキメデス局所体の二次拡大とした時に、GL(2n, E)のtempered表現に関して、その(GL(2n, F), 1)-モデルとWhittakerモデルの間の同型写像を積分により明示的に構成した。また、Lapid-Maoによって示され、局所等式の証明で重要な役割を果たした函数等式の類似を証明する事が出来た。Lapid-Maoの予想において、局所等式への帰着の証明における仮定をはずせたことは、Lapid-Maoの予想の解決に向けた大きな進展である。また、その証明の結果として当初予期していなかった局所逆定理を証明できたことは、本研究のみならず、p進簡約群の表現論においても意義深い。さらに、モデルの変換公式はLapidとMaoの局所等式の証明において非常に重要な役割を果たしており、それが証明できたことはLapid-Maoの予想の解決への大きな進展であると同時に、p進調和解析においても重要な結果である。また、古澤氏との共同研究ではBoecherer予想の解決へ向けた大きな足がかりを得た。E. LapidとZ. Maoにより準分裂簡約群上の保型形式に対して、そのWhittaker周期の明示式が予想されている。前年度の研究において、偶数次ユニタリ群の場合に、この予想を局所体上の適当な等式(局所Lapid-Mao予想)へと還元することができた。本年度は、前年度に得られたモデルの変換公式や局所逆定理を用いることで、p進体上の偶数次ユニタリ群に対して、局所Lapid-Mao予想を証明することができた。この証明の途中では、p進体上でのユニタリ群の許容表現のベースチェンジの明示的な記述、また準分裂簡約群上のBessel函数を定義するための適当なユニポテント積分のStabilityも得られている。Lapid-Mao予想に関しては、p進体上の偶数次ユニタリの場合に局所Lapid-Maoの予想の証明を完成させることができた。また、古澤昌秋氏との共同研究においては、適当な条件のもとで、SO(2n+1)xSO(2)の場合にRefined Gross-Prasad予想を証明することができた。

前年度の結果と合わせることで、Siegel保型形式に関するBoecherer予想を証明することができた。両研究ともに論文は現在執筆中であはるものの証明は完成しており、両研究はL函数の特殊値、また周期との関係についての研究において重要な進展であり、計画以上の進展と言える。本年度は主にLapidとMaoによって予想されたWhittaker周期の明示公式を偶数次ユニタリ群の場合に取り組んだ。LapidとMaoによりこの予想は適当な局所体上の等式に還元されることが証明されており、本年度はこの局所等式の証明に取り組んだ。本年度の結果として、分裂しない非アルキメデス素点上では、この局所等式を一般に証明することができた。また、アルキメデス素点上では離散系列表現の場合に局所等式を証明することができた。これらから、分裂素点、アルキメデス素点、基礎体に関する適当な仮定の下では、LapidとMaoによって予想されたWhittaker周期が証明できた。アルキメデス素点上での局所等式の証明では、この局所等式を平賀、市野、池田らによって予想された形式次数予想との同値性を示す事に得られた。この場合には、形式次数予想が知られていたため、その帰結として、局所等式をえられたが、非アルキメデス素点上では逆にこの同値性とLapid-Maoの局所等式を用いることで、偶数次ユニタリ群の場合に形式次数予想が証明できた。これらの結果をまとめた論文を現在執筆中である。形式次数予想の証明においては、志村型の局所ゼータ積分に付随する局所ガンマ因子の解析が必要である。本年度の結果として、この局所ガンマ因子とLanglands-Shahidi法により定義される局所ガンマ因子とが適当な正規化の下では一致することを証明した。この結果は形式次数予想の証明において重要であるだけでなく、p進調和解析においても基本的な結果である。この結果をまとめた論文も現在執筆中である。保型表現に付随するL函数の特殊値と保型形式の周期との関係について研究した。LapidとMaoによって予想されたWhittaker周期の明示公式を、偶数次ユニタリ群の場合にいくつかの条件を満たす保型表現について証明した。さらに、その証明で重要な役割を果たした局所等式を用いることでこの場合の形式次数予想を証明した。また、古澤昌秋氏(大阪市立大)との共同研究によって、Siegel保型形式に付随するL函数の中心値とspecial Bessel周期とを結ぶ明示公式を証明することができた。特殊値の代数性はそのL函数の数論的応用において基本的な役割を果たす。そのため、GSp(4)とGL(2)のテンソル積L函数の特殊値に関する結果を一般化できたことは今後の応用において重要である。さらに、このL函数についてp進L函数の構成の可能性を見いだせたことも重要である。一方、特殊直交群とGL(n)とのテンソル積L函数の不分岐計算に関しても、統一的な方法で取り組みへの足がかりを得たことは、今後の一般化において有用である。また、モデルの変換公式に関しても今後の研究の発展が期待できるため、研究の達成度は高いと思われる。引き続き偶数次ユニタリ群の場合にLapid-Maoの予想に取り組む。
水産上有用種を用いた氷冷採卵法の構築-雌親魚を氷水に浸すと放卵する-

前年度までにメダカでは氷冷処理(0°C、1分45秒)により、高効率(処理個体の82%)で放卵を誘起可能であることを見出した。一方、熱帯性の種であるゼブラフィッシュは低温耐性が乏しく、マイルドな処理では放卵に至らないこと、逆に強い処理を加えると斃死してしまうことを確認した。そこで今年度はまずアユを用いて同様の氷冷処理を試みた。本実験では産卵期に自然排卵したアユ親魚(18度で飼育)を0°Cで1-3分間の様々な時間、氷冷処理を施し、その後急速に18度に戻す処理を行った。しかし、これらの処理により自ら卵を放卵する個体は全く見られなかった。なお、これら一連の氷冷処理に伴い、ゼブラフィッシュで見られたような処理個体の斃死は認められず、その後も特段に生残率が低下するような現象は見受けられなかった。次に海産魚のニベを用いて同様に氷冷処理を試みた。本実験では雌親魚を14時間明期、10時間暗期、さらに26°Cで飼育することで自然排卵を誘起し、排卵が確認された個体を用いて氷冷処理を施した。これには0°Cでの氷冷処理を1分から5分間の様々な期間行い、その後急激に26度の飼育水に戻す処理を施した。しかし、いずれの処理区においても放卵は認められず、氷冷処理の有効性は確認できなかった。また、これらの処理を施した雌親魚のかなりの個体が処理後24-28時間程度で斃死してしまったため、本処理方法は少なくともニベには不適であることが明らかとなった。申請者は、メダカを氷冷後に、飼育水へと戻すことで放卵の誘発が可能であるこを見出した。さらに、これらの処理を等張液中で行えば、受精能を保持した卵を採取できることも明らかにした。そこで、初年度はこれら一連のプロセスの条件の至適化を試みた。その結果、下記の方法論で6割以上の処理個体から放卵を誘発可能であり、さらに得られた卵は正常に発生することを見出した。産卵効率を至適化するために、蘇生用生理食塩水の温度(15°C、20°C、25°C、30°C)、氷冷水温(0°C、4°C)、さらに氷冷する時間(30秒、1分30秒、3分間)の条件検討を行った。各実験における雌メダカの生残率、放卵する個体の割合、一個体あたりの産卵数、さらに得られた未受精卵の受精率と孵化率を比較し、最も効率的に産卵を誘発することができる氷冷条件を決定した。最後に、本研究で至適化された条件により得られた未受精卵にヒメダカ精子を人工授精し、得られた次世代の発生速度を解析した。さらに、これらの次世代個体のDNA量解析を行い、核相を調査した。雌メダカの氷冷条件を至適化した結果、放卵する個体の割合が最も多かったのは、氷冷を0°Cで1分30秒間行い、その後25°Cの生理食塩水で蘇生した区であった(放卵個体率;63%)。さらに得られた未受精卵を人工授精に供したところ、正常に発生し(孵化率;94.8%)、外部形態および核相に異常は認められなかった。以上のように、親魚を氷冷することで、効率的に未受精卵を得る技術の開発に成功した。メダカにおける氷冷産卵誘発条件については、至適化することに成功した。申請者は、メダカを氷冷後に、飼育水へと戻すことで放卵の誘発が可能であるこを見出し、前年度までに放卵誘発の条件の至適化を試みた。その結果、放卵する個体の割合が最も多かったのは、氷冷を0°Cで1分30秒間行い、その後25°Cの生理食塩水で蘇生した区であることを見出してきた(放卵個体率;63%)。本年度にこれらの条件のうち氷冷時間をさらに詳細に検討した結果、氷冷時間を1分45秒に伸ばすことで、放卵成功個体の出現頻度を82%にまで上昇させることに成功した。また、これらの方法で作出した次世代個体は、正常に発生、成長し、正常な妊性を保持した成魚へと育ちうることを確認した。一方、本技法の汎用性を確認するべく、コイ科のゼブラフィッシュを用いて第一に氷冷麻酔の条件を検討した。水温26度で飼育したゼブラフィッシュを10ー20度の種々の水温の水槽へと移槽した結果、水温16度の水槽に移した際に、効率よく麻酔をかけられることが明らかとなった。またこれらのゼブラフィッシュを再び26度に戻した場合でも、斃死個体はほとんど出現しなかった。そこで、次に排卵が確認された雌のゼブラフィッシュを用いて放卵誘発実験を試みた。具体的には16度の水槽内で1分間、1分30秒間、2分間、それぞれ低温麻酔を施し、その後、急激に26度に戻すという操作を行ったが、いずれの条件においてもメダカで確認されたような放卵現象を確認することができなかった。なお、14度以下の水温で低温麻酔を施した場合、その蘇生率が大幅に低下したため、処理水温を下げるという刺激を加える実験については断念せざる終えなかった。メダカを用いた実験は極めて再現性もよく、前年度より高効率な放卵誘発条件を見出すことができた。

しかし、本法を他種に応用した場合の効果が現段階では得られていない。ゼブラフィッシュにおいては、十分な反復数をもって、種々の条件での処理を施したが、親魚の生残率を犠牲にせずに放卵誘発を可能にする条件を見出すことができなかった。現在、アユ、ニベでの検討を開始しており、これらの魚種についての条件検討を次年度中には完成させたい。前年度までにメダカでは氷冷処理(0°C、1分45秒)により、高効率(処理個体の82%)で放卵を誘起可能であることを見出した。一方、熱帯性の種であるゼブラフィッシュは低温耐性が乏しく、マイルドな処理では放卵に至らないこと、逆に強い処理を加えると斃死してしまうことを確認した。そこで今年度はまずアユを用いて同様の氷冷処理を試みた。本実験では産卵期に自然排卵したアユ親魚(18度で飼育)を0°Cで1-3分間の様々な時間、氷冷処理を施し、その後急速に18度に戻す処理を行った。しかし、これらの処理により自ら卵を放卵する個体は全く見られなかった。なお、これら一連の氷冷処理に伴い、ゼブラフィッシュで見られたような処理個体の斃死は認められず、その後も特段に生残率が低下するような現象は見受けられなかった。次に海産魚のニベを用いて同様に氷冷処理を試みた。本実験では雌親魚を14時間明期、10時間暗期、さらに26°Cで飼育することで自然排卵を誘起し、排卵が確認された個体を用いて氷冷処理を施した。これには0°Cでの氷冷処理を1分から5分間の様々な期間行い、その後急激に26度の飼育水に戻す処理を施した。しかし、いずれの処理区においても放卵は認められず、氷冷処理の有効性は確認できなかった。また、これらの処理を施した雌親魚のかなりの個体が処理後24-28時間程度で斃死してしまったため、本処理方法は少なくともニベには不適であることが明らかとなった。本技術は雌メダカからの採卵に伴う併死のリスクがなく、氷冷後に蘇生するという単純な操作だけで未受精卵を得ることが可能である。また、複数の雌メダカを同時に氷冷処理することで、一度に多くの未受精卵の採取も可能となる。今後は本法を利用することで、容易に一対一交配を行うことが可能となり、メダカ代理親魚技法に用いる不妊宿主の大量生産が簡便化されることが期待される。また、次年度は実際の養殖対象魚種を用いて本法の応用が可能であるかを明らかにしていく予定である。上述の通り、ゼブラフィッシュでは低温刺激による放卵誘発が可能になっていない。メダカとゼブラフィッシュでの結果しか得られていないため、結論を得るには時期尚早であるが、一つの仮説としては低温麻酔ではなく、あくまでも氷冷麻酔での処理が重要である可能性が考えられる。したがって、次年度は氷冷麻酔で斃死しない魚種であるアユとニベに焦点を絞って条件のさらなる探索を進めていきたい。ニベの産卵誘発実験が、活魚の手配上、行うことができなかったため。ニベを用いた実験を行うため、次年度使用額をニベの飼育に用いる。
地球中心核条件における超高圧超高温実験：鉄‐軽元素合金の融解相関係の決定

地球中心核は、酸素、珪素、炭素、水素、硫黄のうち1または数種類を含む鉄合金からなると考えられている。しかし、いまだにどの元素がどれだけ核中に含まれているかは明らかにされていない。この問題に対する有力なアプローチの一つは、「地球の冷却に伴い、外核の結晶化により内核が成長してきた」ことに注目し、結晶化の際の相平衡関係から核の軽元素を議論することである。鍵となる重要な観測事実は「外核(液体)中の軽元素量>内核(固体)中の軽元素量」である。核の軽元素は、結晶分別作用によりこの観測を満たすような鉄合金を作らなければならない。そこで、内核-外核境界において軽元素がどのように分別されるかを明らかにするために鉄-軽元素系の融解相関係を知る必要がある。今年度は主に軽元素の候補の一つである硫黄に着目し、レーザー加熱式ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いて250万気圧・3000度以上の超高圧超高温実験を行い、Fe-S系における相平衡関係を明らかにした。さらに、実験回収試料の化学組成分析を行うことにより、固体鉄中への硫黄の溶解度を決定することが出来る。その結果、250万気圧においては、固体鉄中には硫黄は1wt%以下しか溶け込まず、共融系であることが示唆される。内核-外核境界に相当する温度圧力条件(330万気圧約5000度)まで同様の相平衡関係が維持されるとすれば、硫黄は内核の主な軽元素ではないことが予想される。一方、第一原理計算によると、内核-外核境界に相当する温度圧力条件ではFe-S系は連続固溶体をとることが予想されている。さらに高圧高温で相平衡関係を引き続き調べる必要がある。
サリチル酸配糖化酵素を分子標的とした新規プラントアクチベーターの探索

抵抗性誘導剤(プラントアクチベーター)は植物の免疫力を活性化することで病害防除効果を発揮する薬剤である。植物免疫を司るホルモンであるサリチル酸(SA)に糖を付加して不活性化するサリチル酸配糖化酵素(SAGT)を阻害すると免疫応答を増強できる。そこで本研究ではシロイヌナズナのSAGTを用いたSAGT阻害剤の標的ベース探索を行った。東京大学創薬機構が保有する約21万個の化合物から、SAGT阻害剤12個の同定に成功した。それらはシロイヌナズナ培養細胞の免疫応答を活性化した。現在、植物体への抵抗性誘導能と阻害定数の同定を進めている。植物における機能が証明されたものを特許化し、実用化の可能性を検証する。病害抵抗性誘導剤(プラントアクチベーター)は植物が持つ免疫力を活性化することによって病害防除効果を発揮する薬剤である。殺菌性農薬のように薬剤耐性菌によって効果が打破されない持続性、並びに農薬の散布量や回数を減らすことができる環境負荷低減効果を併せ持つことが特徴で、次世代型の植物保護手法として期待される。代表者は、独自の細胞ベースアッセイ法による化合物ライブラリーの探索から抵抗性誘導活性をもつ7個の植物免疫プライミング剤(インプリマチン)を単離した。そして、その一部が植物免疫ホルモンであるサリチル酸に糖を付加して不活性化するサリチル酸配糖化酵素(SAGT)を阻害して薬効を発揮することを突き止めた。そこで本研究では、実用化が期待されるレベルの強力なSAGT阻害剤の単離同定を目指し、シロイヌナズナのSAGTの一つであるUGT76B1を用いた標的ベース探索を進めている。本年度は、酵素による配糖化の進行具合を蛍光基質によって間接的に定量検出できる反応系(Kumagai et al., AnalBiochem, 2014)を用いたハイスループットアッセイ系を確立した。具体的には、ヒスチジンタグを融合させたシロイヌナズナのサリチル酸配糖化酵素の一つであるUGT76B1タンパク質を大腸菌によって発現精製し、384プレートを用いたSAGT酵素反応におけるコントロール値から算出されるS/B比、CV値、Z'値が基準をクリアするように、緩衝液組成、酵素量、時間、温度等を最適化するバリデーション作業を行った。そして東京大学創薬オープンイノベーションセンター(OCDD)の9,600個のコアライブラリー(終濃度10microM)のHTSを実施して30%以上活性を阻害するヒットを63個得た。現在、HPLCを用いた反応基質の定量によって、再現性と擬陽性排除を目的とした2次スクリーニングを行っている。薬剤耐性菌によって効果が打破されない持続性と環境負荷低減効果を併せ持つ次世代型の植物保護手法として期待される。そこで本研究では、さらに強力なSAGT阻害剤の単離同定を目指し、シロイヌナズナのSAGTの一つであるUGT76B1を用いた標的ベース探索を行う。昨年度、配糖化反応を蛍光検出するアッセイ系を用い、9,600個の低分子多様性有機化合物ライブラリー(終濃度10μM)のHTSから30%以上活性を阻害する1次ヒットを63個得た。今年度は、HPLCを用いた2次スクリーニングを行い、40%以上の酵素阻害活性を示す3個の2次ヒットを得た。これらについて、シロイヌナズナのもう一つのSAGT(UGT74F1)に対する影響を調べたところ、全てが阻害活性を示した。つぎにシロイヌナズナの培養細胞が非親和性の斑葉細菌病菌の感染に対して誘導する過敏感細胞死への影響を調べたところ、2つが濃度依存的な細胞死の活性化を示したが、1つは活性を示さなかった。培養細胞で活性を示した2つの薬剤について、ミナトカモジグサへの噴霧処理を行い、紋枯病菌の接種実験を行ったところ、これらは共に抵抗性誘導効果を示した。これまでに、9,600個の低分子多様性有機化合物ライブラリー(終濃度10&#181;M)を用いたSAGT阻害剤探索のパイロット実験から2個の候補化合物を得た。そこで今年度は210,560個の化合物のHTSを実施した。35%以上の阻害率を示す

1次ヒット302個から、検出系の阻害剤を除く125個が2次ヒットとして得られた。次にこれらについて、もう一つのSAGTであるUGT74F1、他の物質を基質とする2つの配糖化酵素をそれぞれ用いて5濃度系列4反復で実験を行い、各酵素に対する阻害の有無と50%阻害濃度を調べた。結果として、UGT76B1とUGT74F1のみを阻害するSAGT特異的阻害剤が28個、UGT76B1特異的阻害剤が2個得を同定することができた。これらはこれまでに単離した候補薬剤より強力な阻害剤を含んでおり、大幅な探索規模の拡大から当初予想したよりも有望な候補薬剤を得ることができた。今後はこれらの植物体での抵抗性誘導効果について検証実験を進める。探索規模の大幅な拡大に成功し、そこから当初予想したよりも大幅に強力な活性を有する候補薬剤を得ることができた。病害抵抗性誘導剤(プラントアクチベーター)は植物の免疫力を活性化することで病害防除効果を発揮する薬剤である。代表者は、独自に探索同定した植物免疫活性化剤の一部が植物免疫ホルモンであるサリチル酸(SA)に糖を付加して不活性化するサリチル酸配糖化酵素(SAGT)を阻害して薬効を発揮することを突き止めた。そこで本研究では、さらに強力なSAGT阻害剤の単離同定を目指し、シロイヌナズナのSAGTの一つであるUGT76B1を用いたSAGT阻害剤探索の標的ベース探索を行った。9,600個の低分子多様性有機化合物ライブラリー(終濃度10μM)を用いた探索から2個の候補化合物を得た。これらのうち1個はシロイヌナズナの斑葉細菌病と、ミナトカモジグサの紋枯病に対する抵抗性を誘導した。しかし残念ながら再合成品は効果を示さなかった。当初の化合物標品に活性本体が含まれると推察されたが、標品の追加入手が不可能であり当該物質は同定できなかった。別途、昨年度までに約21万個のライブラリーからUGT76B1とUGT74F1のみを阻害するSAGT阻害剤を28個、UGT76B1特異的阻害剤を2個同定していたが、それらについてSA以外を基質とする配糖化酵素であるUGT72B1とUGT84B1を用いた特異性検証を行い、各々11個、2個に絞り込んだ。さらにシロイヌナズナ培養細胞における免疫活性化能を検証し、植物細胞でも機能する候補として各10個、2個を特定した。そこから薬剤を追加入手可能なものとして最終候補は各5個、2個なった。これらのUGT76B1に対するIC50値は250nMから14μMである。現在、植物における抵抗性誘導能と阻害定数の同定による阻害様式の決定を進めている。植物における機能が証明されたものについては特許化して実用化の可能性を検証する。抵抗性誘導剤(プラントアクチベーター)は植物の免疫力を活性化することで病害防除効果を発揮する薬剤である。植物免疫を司るホルモンであるサリチル酸(SA)に糖を付加して不活性化するサリチル酸配糖化酵素(SAGT)を阻害すると免疫応答を増強できる。そこで本研究ではシロイヌナズナのSAGTを用いたSAGT阻害剤の標的ベース探索を行った。東京大学創薬機構が保有する約21万個の化合物から、SAGT阻害剤12個の同定に成功した。それらはシロイヌナズナ培養細胞の免疫応答を活性化した。現在、植物体への抵抗性誘導能と阻害定数の同定を進めている。
ヒト・エピソーマルｉＰＳ細胞を用いた歯の再生に向けた基盤技術の開発

本研究では、歯周組織由来細胞からヒト・エピソーマルiPS細胞を樹立し、歯の再生を目指した基礎技術の開発を行った。細胞シーズの探索として、既に我々が樹立したヒト歯髄細胞由来iPS細胞に加えて、歯根膜細胞、歯乳頭細胞、歯小嚢細胞由来のエピソーマルiPS細胞を樹立した。ヒト歯髄由来iPS細胞を用いてテラトーマを形成した結果、三胚葉性の組織像が認められた。マウスiPS細胞由来の神経堤様細胞にPax9発現プラスミドを導入した結果、DMP1の発現が亢進した。また誘導したマウスiPS細胞由来神経堤様細胞を用いてスフェロイドを形成した結果、歯胚間葉細胞で発現が認められる転写因子の発現が亢進した。種々の原因による歯の欠損が認められる患者に対して矯正歯科治療を行う場合、最終的に歯の欠如部を人工材料によって補う必要のある症例が少なくない。しかし近年、組織から採取した細胞を用いて人工歯胚を再生する研究が進み、歯の欠損部へ再生歯を移植するという歯の再生医療実現への期待が高まってきている。本研究では、将来の臨床応用を目標として、ヒト歯性細胞からヒト・エピソーマルiPS細胞を樹立し、歯胚形成細胞への分化誘導が可能な細胞シーズを確保し、これを用いて器官原基法によるヒト人工歯の作製を実現することを目的とした。我々は、本研究において樹立したヒト歯髄細胞由来のエピソーマルiPS細胞の性質評価を、昨年度に引き続き行った。テラトーマの形成実験を行った結果、三胚葉性の組織像を示す構造物を含む、ヒト・エピソーマルiPS細胞由来のテラトーマが形成された。また、歯の再生医療実現を目指した細胞シーズのさらなる探索として、ヒト歯髄細胞以外の歯性細胞由来エピソーマルiPS細胞を作製した。すなわち、矯正歯科治療のために抜去された歯から、歯根膜細胞、歯乳頭細胞、および歯小嚢細胞を採取し、細胞を増殖させた。それらの細胞にエピソーマルプラスミドを遺伝子導入することにより、ヒト・エピソーマルiPS細胞を樹立した。本研究により得られた種々のヒト歯性細胞から樹立したエピソーマルiPS細胞の歯性細胞への分化能を解析することにより、効率的な歯胚形成細胞シーズの確保と、それらを用いた人工歯作製技術の確立が期待される。しかし近年、組織から採取した細胞を用いて人工歯胚を再生させる研究が進み、歯の欠損部へ再生歯を移植するという歯の再生医療実現への期待が高まってきている。本研究では、将来の臨床応用を目標として、ヒト歯根膜、歯髄細胞からヒト・エピソーマルiPS細胞を樹立し、これに歯胚上皮・間葉に特異的な遺伝子を導入することにより、歯胚形成細胞へと分化誘導して細胞シーズを確保し、これを用いてヒト人工歯の作製を実現化することを目的とする。我々は、矯正歯科治療のために抜去された歯の歯髄を採取し、細胞を増殖させた。Okita, Yamanakaら(Nat Methods, 2011)の方法に従い、エピソーマルプラスミドをヒト歯髄細胞に遺伝子導入して、ヒト・エピソーマルiPS細胞を樹立した。樹立したヒト・エピソーマルiPS細胞がES細胞と類似した遺伝子発現パターンを有することを確認するために、ES細胞のマーカー遺伝子として知られるOct3/4、Sox2、Fgf4、Nanogなどの発現をRT-PCRにより解析したところ、いずれの遺伝子も発現が認められた。また、ES細胞特異的抗原として知られる、SSEA-4タンパク質の発現を、免疫蛍光染色により解析したところ、その発現が認められた。これらの結果から、我々が樹立した歯髄細胞由来のヒト・エピソーマルiPS細胞はES細胞に類似した多分化能を有していると考えられる。今年度の研究は、再生歯作製のための細胞シーズが獲得できた点で意義がある。今後、樹立したヒト・エピソーマルiPS細胞を用いて、人工歯作製技術の確立を目指す。平成24年度の計画である、ヒト・エピソーマルiPS細胞の樹立とその多分化能の評価を達成し、今後の再生歯胚作製に用いる細胞シーズが獲得できたため。天然の歯胚の発生において、上皮細胞と間葉細胞による上皮間葉相互作用が重要である。そこで今後の研究では、口腔組織の記憶を維持したヒト・エピソーマルiPS細胞から上皮および間葉細胞の誘導を目標とする。

そのために、遺伝子導入、サイトカインの添加などの種々の条件を検討し、効率の良い上皮および間葉細胞の誘導方法の確立する。得られた上皮および間葉細胞をコラーゲンゲル内で再構成させ、3次元的に培養することによりヒト人工歯胚を作製する。その後人工歯胚を器官培養、あるいは免疫不全動物への腎皮膜下あるいは顎骨移植し、再生歯の発生を促す。発生した再生歯をパラフィン包埋した後、組織切片を作製し、組織学的に解析する。また、再生歯の萌出まで観察した後、再生歯を3D-CT撮影し、既に申請者が所有する画像解析ソフトウェアを用いて3D-CT画像を3次元構築し、定量的形態計測を行う。再生歯作製技術の開発に至るまでの過程において、エピソーマルiPS細胞由来の上皮と間葉細胞の再構成による方法の他に、ヒト口腔粘膜上皮細胞とiPS細胞由来間葉細胞の再構成なども検討する予定である。また、Hes1遺伝子の導入により、iPS細胞から上皮および間葉細胞の運命決定の振り分けが可能になる可能性についても、検討する予定である。該当なし
代数多様体の整数論的研究

K3曲面はAbel多様体と同様に小平次元が0でBatyrev-Maninの幾何学的不変量が0の曲面ではあるが、その上には有理曲線や楕円曲線が沢山存在し、その上の有理点分布を調べることは、Abel多様体に比べはるかに難しい。さてK3曲面の例は色々有るが、最も理論的に扱い易そうなのは、Abel曲面を自己同型群{±1}で割って得られるKummer曲面である。そこで森田はAbel曲面の2次元コホモロジーに関するTateの予想を証明し、Kummer曲面の2次元コホモロジーを調べた。また佐藤はKummer曲面の有理点分布の研究を行い、有理曲線上にある有理点分布の漸近分布を求めた。中村は有限体およびP-進整数環上の高次元形式群の特性多項式と、虚二次体の量指標とAbel多様体の関係を研究した。小田はトーリック幾何の研究を行い、とくに従来あまり研究の対象となっていなかった超平面配置に関連した問題を研究した。石田はMumfordの意味での偽射影平面が、少なくとも3個ある事を証明した。伊藤は標数が5以上のextremal楕円曲面のMordell-Weil群の構造を求め、塩田徹治氏の超特異曲面の単有理性予想の例を作った。梶原は半安定曲面族の一般ヤコビ多様体のコンパクト化および退化Abel多様体のMumfordの構成の対数スキームへの一般化を研究した。堀田は実簡約群の指標の特異性と原始イデアルの特異多様体の関係を主に研究した。宇澤はp-進対称空間のカルタン分解の精密な形の予想を作り、また非平衡格子モデルでの双対性と普遍性の研究を行った。板東は安定正則ベクトル束のEinstein-Hermite metricの退化を研究し、そのモジュライのコンパクト化を構成した。
蝸牛循環障害、音響性障害の成因の解明と治療に関する研究

1.我々は以前よりフリーラジカル、一酸化窒素、グルタミン酸が虚血性内耳障害の主要障害因子であることを示してきたが、まず、これらの因子の虚血性内耳障害の進行機序への関与を検討した。その結果、虚血中の求心性神経障害にはグルタミン酸が強く関与し、再灌流時の外有毛細胞障害にはフリーラジカル、一酸化窒素が強く関与することが判明した。2.フリーラジカルによる、音響性内耳障害での外有毛細胞障害の進行にp38MAPKが関与することを証明し、本酵素の阻害薬によりその障害進行が抑制されることを示した。3.音響性障害に対し、現在頻用されているステロイド製剤の治療効果について検討した。メチルプレドニゾロンを音響障害マウスに投与し、その治療効果を検討したところ、強大音響負荷前、直後の投与では著明な内耳保護効果を有するものの、強大音響負荷後のメチルプレドニゾロンの内耳治療におけるtherapeutic time windowは比較的狭いことが判明した。また、他のステロイド製剤であるdehydroepiandrosterone sulfateの音響性内耳障害に対する保護効果を確認した。4.内耳音響性障害に対する新たな治療薬剤の検討を行った。非ステロイド性消炎鎮痛薬ではリポキシゲナーゼ(LOX)、シクロオキシゲナーゼ(COX)の選択的阻害薬を検討したところ、LOX及びCOX1選択的阻害薬は内耳保護効果を有するが、COX2選択的阻害薬は内耳音響性障害に影響を与えなかった。またimmunophilinに関し、FK506,cyclosporinがそれぞれ内耳音響性障害に保護効果を有することが判明した。
金属イオン依存的に凝集するモデルペプチドを用いたAβの毒性発現機構の解析

近年、アミロイド-β(Aβ)が神経細胞毒性の強いオリゴマーを形成することが注目されている。また、アルツハイマー病(Alzheimer disease, AD)の発症に脳内の金属イオンが関与すると考えられてきたが、Aβのオリゴマー化や繊維形成への影響を適切に評価できる実験系は構築されておらず、相関関係は未だ不明である。これまでに、金属イオンの共存により特異的に凝集するAβ1-29を見出した。本研究では、Aβ1-29を用いてAβの神経細胞毒性発現機構を明らかにすることを目的とする。本研究の遂行によりAD発症における脳内金属イオンの役割の理解が進み、ADの治療や予防に貢献できるものと期待される。
インスリンと運動が脳の血糖取り込みに及ぼす影響

脳の血糖取り込み機能は認知能力をはじめとした脳機能に重要である。脳の血糖取り込み機能の解明と改善方法を探るために、本研究ではインスリンや運動が脳の血糖取り込みを促進する可能性を検討した。ラットの血液や脳室内にインスリンを投与したところ、脳の各部位における糖取り込みの上昇は認められなかった。一方、30分間の中強度運動によって脳の糖取り込みは上昇したが、120分間の運動では上昇は認められなかった。このように、脳の血糖取り込みにインスリンが関与している可能性は低い。一方、運動は脳の血糖取り込みを増加させる。しかし、運動が長時間に及ぶと、一旦、上昇した脳の血糖取り込みが低下する可能性がある。インスリンは骨格筋に作用すると、普段は筋細胞内部に存在している糖輸送担体(GLUT4)を細胞膜表面に移行させることで、血糖取り込みを活発化させる。取り込まれた血糖は筋グリコーゲンとして貯蔵される。ところで、脳にもインスリン受容体やGLUT4が発現しており、また、グリコーゲンも貯蔵されている。そこで、脳も筋と同様にインスリンの働きによって血糖を取り込み、取り込んだ血糖を脳グリコーゲンとして貯蔵する可能性について検討した。ラットの頚静脈に留置したカニューレを通じて0.5U/kg体重のインスリンならびに0.15mmol/kg体重の2-deoxyglucose(2DG)を血管内に注入した。30分後に脳の各部位を摘出して、2DG6Pの蓄積量を測定することによって脳の糖取り込み速度を評価した。血中へのインスリン投与はヒラメ筋の糖取り込み速度を有意に上昇させたが(P<0.01)、脳の各部位の糖取り込み速度を上昇させなかった。さらに、側脳室に留置したカニューレを通じて20mUのインスリンを脳室内に投与した直後に血管内に2DGを投与して脳の糖取り込み速度を測定した。しかし、脳室内にインスリンを投与しても、脳の各部位における糖取り込み速度の上昇はみられなかった。ところで、生理的濃度のインスリンで脳の糖取り込みは最大に達していて、インスリンを投与しても脳の糖取り込みは上昇しないが、インスリンを欠乏させると糖取り込みが低下する可能性が考えられる。そこで、ラットの脳室内にインスリン作用をブロックするワートマニンを0.1mmol投与した後に脳の糖取り込み速度を評価した。しかし、ワートマニン投与によって、脳の各部位における糖取り込み速度の変化はみられなかった。今後はラットから摘出した海馬を試験管内でインスリンに暴露する実験系を用いて、インスリンが脳の糖取り込みに及ぼす直接効果について検討する。28年度には、「脳も骨格筋と同様にインスリンの働きによって血糖を取り込んでいる」との可能性について検討した。ラットの頚静脈に留置したカニューレを通じて2-deoxyglucose(2DG)を血管内に注入することで脳の糖取り込み速度を評価する方法、また、ラットの側脳室内にインスリンを投与する方法の実施には繊細な技術を要するものの、すでに前任校の新潟医療福祉大学でこれらの技術を確立していた。そこで、分担研究者の増田紘之助手(新潟医療福祉大学)と協力することで必要な実験を円滑に行うことができた。実験結果としては仮説どおりの結果を得ることはできなかったが、進捗状況は「おおむね順調に進展している」と評価している。現在、ラットから摘出した海馬を試験管内でインスリンに、直接、暴露することで脳の糖取り込みが上昇するか検討する実験を準備している。この実験を行うことで、インスリンが脳の糖取り込みにに及ぼす効果についてはほぼ明確にできると考えている。29年度には、幼若ラットから摘出した海馬を試験管内でインスリン(2mU/mL)に暴露した際に、海馬の2-deoxy glucose(2DG)取り込み速度が上昇するか検討した。その結果、インスリン効果は検出されなかった。28年度の結果とあわせると、インスリンが脳の血糖取り込みを亢進させる可能性は低いと考えられる。さらに、29年度には、運動が脳の血糖取り込みに影響を及ぼす可能性について検討した。11週齢のWistar系雄性ラットにトレッドミルを用いて漸増負荷運動を行わせながら、頚静脈に留置したカニューレを通じて採血を行い血中乳酸濃度の測定を行った。その結果、分速17.5mがラットの乳酸閾値(LT)であることが明らかとなった。次に、ラットに分速17.5m(LT強度)で30分間あるいは120分間のトレッドミル走行を負荷して、その直後にカニューレを通じて0.15mmol/kg体重の2-deoxy glucose(2DG)を頚静脈内に注入した。30分間経過後に脳の各部位を素早く摘出し、2DG6Pの蓄積量を測定することで脳の糖取り込み速度を評価した。30分間のLT運動は小脳、脳幹、海馬、および視床下部の糖取り込みを1.21.3倍に上昇させた(P<0.05)。一方、120分間のLT運動では脳の各部位における糖取り込みの上昇は認められなかった。運動が長時間に及ぶと血糖値が低下するとともに糖質コルチコイドの分泌が高まる。この糖質コルチコイドが脳の血糖取り込みを抑制する可能性が考えられる。そこで、合成糖質コルチコイドであるデキサメタゾンを蒸留水に混合させて2日間自由摂取させたラットの糖取り込みを評価した。その結果、糖質コルチコイドは脳の各部位における糖取り込みに影響を及ぼさなかった。運動中、血糖値の低下にともなって脳の血糖取り込みが低下する生理的意義と機序については今後の検討課題である。

脳の血糖取り込み機能の解明と改善方法を探るために、本研究ではインスリンや運動が脳の血糖取り込みを促進する可能性を検討した。ラットの血液や脳室内にインスリンを投与したところ、脳の各部位における糖取り込みの上昇は認められなかった。一方、30分間の中強度運動によって脳の糖取り込みは上昇したが、120分間の運動では上昇は認められなかった。このように、脳の血糖取り込みにインスリンが関与している可能性は低い。一方、運動は脳の血糖取り込みを増加させる。しかし、運動が長時間に及ぶと、一旦、上昇した脳の血糖取り込みが低下する可能性がある。28年度には、インスリンを脳室内に投与しても脳の糖取り込み速度が上昇するとの実験結果を得ることはできなかった。29年度には、ラットから摘出した海馬を試験管内でインスリンに、直接、暴露することで脳の糖取り込みが上昇するか検討する実験を準備している。この実験を行うことで、インスリンが脳の糖取り込みにに及ぼす効果についてはほぼ明確にできると考えている。さらに、29年度には、脳の血糖取り込みに対する運動の急性ならびに慢性効果について検討する。そこで、ラットをトレッドミルを用いて低強度(乳酸閾値未満)、中強度(乳酸閾値レベル)、高強度(乳酸閾値以上)のそれぞれの走行速度で30分間運動させたときの脳の糖取り込み速度について検討する。また、運動時間を120分間に増加させたときの脳の糖取り込み速度について検討する。そして、最も糖取り込み速度の上昇が顕著な運動条件を選択して、その運動を4週間トレーニングとして行ったときの脳の糖取り込み速度やGLUT4発現量の変化についても検討する。なお、予備実験として、トレッドミルを用いたラットの漸増運動負荷試験を行い、17.5m/分がラットの乳酸閾値であることを確認している。運動生理学代表者の川中が福岡大学に転任して間もないこと、また、実験室スペースが確保できていないことから(現在、福岡大学当局に実験スペースの増加を申請中)、脳の糖取り込み測定試験のセットアップが行えなかった。脳の糖取り込み試験自体は、川中の前任校であり、共同研究者の増田紘之助教が所属する新潟医療福祉大学で行うことができたが、セットアップにかかる費用を消費することができなかった。代表者の川中が所属する福岡大学にて、脳の糖取り込み測定試験をセットアップする。繰越額はそのための費用にあてる。
長期オンサイトモニタリング手法の確立と面源負荷解析数値モデルの検証に関する研究

平成19年度に実施した研究,得られた知見は以下の通りである.【分析技術】本年度は渓流水の硝酸分析を目的としたU-MFIAオンサイト分析システムの改良と最終的な凍結等の対策を行った.硝酸分析カラムの長寿命化と目詰まり回避のための空隙等価径の増大は,検出感度の低下(溶質分散の抑制)と背反関係にあり,様々な充填剤径と充填方法を検討したものの,平均的な硝酸塩濃度が0.5ppm以下の山林渓流水では1週間程度までの寿命が限度であった.より汚濁の進んだ河川水であれば溶質分散の増大を許容できるので,必ずしもその応用途に制限が加わるものではないが,UMFIAによる硝酸塩分析は,現段階では,連続モニタリングよりはサンプリングプログラムを搭載した効率的なオートサンプラーとの組合せに適しているといえる.また凍結に対しては気温がマイナス5度までの凍結に耐え現地観測が可能となったが,それ以下では依然凍結が生ずるが,有害物質を含まない廃液を直接渓流河川に戻してやることで,通年観測が可能になると結論できる.【解析】最終年度も昨年に引き続き,面源負荷量の不偏推定について検討を加え,検討結果を学会発表した.海外で利用される汚濁負荷関連のモデルにおいても,モデルの構造や適用法それ自体よりも,この問題が需要内儀を持っているからである.本年度はBeale比推定法によってBootstrap法に基づいた区間推定を行った.これは現在最も偏りの少ない推定値を与える方法と考えられる組合せであったが,実際には十分な期待値で信頼区間を推定できないことが明らかとなった.今後,実用的な区間推定法とそれを与えるための現実的なサンプリング法の開発が,数値モデルの高度化の前に必須であり,検討が望まれる.平成17年で得られた成果は、以下の通りである.《現地観測システムの改善》【分析技術】現在奈良県五條市で稼働しているFIP水質モニタリング装置にUMFIA分析ユニットを追加し,Na、K、Cl、NO3-N(硝酸)を分析項目としている.UMFIAの分析項目であるNO3-N(硝酸塩)に微流量型ペリスタポンプ(Ismatec IPC-N8)を1台導入し,現在消費電力並びに現地での連続分析試験を継続して行っている.溶融シリカキャピラリーとFIA採水機の結合部から,銅カドミウムカラムにかけての目詰まりの対策を行っているところであり,UMFIAの微量分析特性と現地連続モニタリングの要求のバランスをとっているところである.【凍結対策】凍結防止のため温水の不凍液を装置の主要部分に循環させる「凍結防止装置」を導入した.電力消費試験を行い,システム全体の使用電源容量を確認した.年度末に,太陽電池パネルの設置を行い,動作試験を行っている.【電力の確保】観測を行っている奈良県の山林流域に、太陽電池パネルとチャージコントローラーを追加した電源システムを新たに構築した.現地補充型の電源システムとすることで、メンテナンス労力の削減と更なる電力確保を実現した.《解析》本システムで得られたデータを元に,山林からの溶存態イオン流出総量の推定精度に関して検証を行った論文を発表した(アクセプトされ掲載待ちの状態).又現在この観点では少ない取得データに基づく推定精度について,新たな方法論を提案すべく準備中である平成18年度に実施した研究,得られた知見は以下の通りである.【分析技術】本年度は渓流水の硝酸分析を目的としたU-MFIAオンサイト分析システムの改良を行った.現地に持ち出す前に,温度変化を想定した定量精度検証試験を行ったところ,良好な結果が得られた.カラムの寿命から,連続観測期間は1週間強であった.現地にて本システムを適用したところ,実際に洪水時の濁水となった渓流水の分析時に,微細なCu-Cd還元カラムでの10μm以下の懸濁物質による流路目詰まりが認められた.このため室内にシステムを持ち帰り,現地の洪水時渓流水を想定した濁水現地試料水を基に,検証試験を行った.この結果,カラム内のCu-Cd粒径の最小粒径を規定することで,目詰まりを回避できることがわかった.しかしながらカラム内流路径の増大とそれによる比表面積の減少のため,カラム分散の増大による検出感度の低下とカラム寿命の短命化が明らかとなった.この点については至急改良試験を追加し,再度現地に適用する計画である.【解析】本年度はこれまで得られているデータをもとに,オンサイト分析法の構築方法とその結果についての論文発表を行った.また,海外でのモデル解析例を検討する前に,そもそも面源負荷量の推定精度に疑義が付され,その良好な推定法が求められている状況であることが明らかとなったため,この点について検討を加え,三報の論文を公表した.この結果,従来我が国で標準的に用いられているLQ式法による推定値はバイアスが大きく利用すべきでないこと,良好な推定値はBeale比推定法,良好な信頼区間はBootstrap法により推定できることを示唆した.今後,その実データに対する適用結果と,より広範な適用指針を公表する予定である.平成19年度に実施した研究,得られた知見は以下の通りである.【分析技術】本年度は渓流水の硝酸分析を目的としたU-MFIAオンサイト分析システムの改良と最終的な凍結等の対策を行った.硝酸分析カラムの長寿命化と目詰まり回避のための空隙等価径の増大は,検出感度の低下

(溶質分散の抑制)と背反関係にあり,様々な充填剤径と充填方法を検討したものの,平均的な硝酸塩濃度が0.5ppm以下の山林渓流水では1週間程度までの寿命が限度であった.より汚濁の進んだ河川水であれば溶質分散の増大を許容できるので,必ずしもその応用途に制限が加わるものではないが,UMFIAによる硝酸塩分析は,現段階では,連続モニタリングよりはサンプリングプログラムを搭載した効率的なオートサンプラーとの組合せに適しているといえる.また凍結に対しては気温がマイナス5度までの凍結に耐え現地観測が可能となったが,それ以下では依然凍結が生ずるが,有害物質を含まない廃液を直接渓流河川に戻してやることで,通年観測が可能になると結論できる.【解析】最終年度も昨年に引き続き,面源負荷量の不偏推定について検討を加え,検討結果を学会発表した.海外で利用される汚濁負荷関連のモデルにおいても,モデルの構造や適用法それ自体よりも,この問題が需要内儀を持っているからである.本年度はBeale比推定法によってBootstrap法に基づいた区間推定を行った.これは現在最も偏りの少ない推定値を与える方法と考えられる組合せであったが,実際には十分な期待値で信頼区間を推定できないことが明らかとなった.今後,実用的な区間推定法とそれを与えるための現実的なサンプリング法の開発が,数値モデルの高度化の前に必須であり,検討が望まれる.
ケニア都市貧困世帯におけるバイオマス燃料消費に関する意思決定と森林保全

本研究では,ケニア国ナイロビ市に位置するキベラスラムを対象として,貧困世帯における燃料消費の特徴と木炭リサイクル燃料(以下ブリケット)の調理用燃料としての普及可能性について考察することを目的とした.申請者による世帯行動調査結果からは,木炭と中心として,灯油,ブリケットなどが,それぞれの特性を活かし,その利用場面ごとの目的に応じて,複合的に利用されていることが明らかとなった.これらの世帯における燃料消費実態から,燃料消費と家計属性の関係,燃料の消費組合せのパターンの存在,及び,燃料間の代替・補完関係を線形回帰モデルにより分析した.具体的には,世帯人数と所得レベルが各燃料に対する消費支出に関する意思決定に大きな影響を与えていることが明らかとなった.また,燃料消費における組合せのパターンから,ブリケットは木炭と代替関係にあること,また,灯油とブリケットには代替関係がないことが定量的に明らかとなった.次に、以上のような顕示選好としての燃料消費実態の分析を発展させるためには,選択実験による表明選好としての消費者評価分析により上記3燃料間の代替関係・補完関係を考察することが有効である.具体的に,燃料間の代替関係を指摘できることに加え,女性が世帯主である家計においては木炭とブリケットが灯油よりも相対的に選好されること,また,熱量当たりの価格で評価したブリケットの選択確率(他財の同価格を平均値の水準に固定した場合)は同価格と反比例の結果となるが,その程度は極めて小さいことが明らかとなった.本研究により,関連の先行研究に対し,相対的に貧困レベルの甚だしい家計の燃料消費行動の実態を補完する分析結果が示された.また,これらの結果からは,森林破壊等の環境問題を議論する場合に必要な知見として,発展途上国の都市部における燃料消費の実態が詳細に提示された.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。申請者は,ケニア都市貧困世帯における燃料消費行動分析をおこなっている.具体的には,木炭等の木質バイオマス燃料と他燃料における代替性あるいは補完性を定量的に明らかにすることを課題としている.平成26年度前期(4月9月)には, USDA Forest Service(アメリカ合衆国農務省林野局)のRocky Mountain Research Station (RMRS)にて,インターンシップを行った.滞在期間中は,受入研究者であるDr. Samuel A Cushmanの指導のもと,木質バイオマス熱分解ストーブに関する文献調査やレビュー論文執筆に従事した.申請者の研究対象である木質バイオマス燃料の先進的な運用事例として,米国の木質バイオマスの運用や利用推進に関する取り組みを学んだ.このことは,単なるケーススタディとしてだけでなく,申請者が取り組む途上国における木質バイオマス利用の運用の実態や普及段階を相対的に評価するための比較研究対象として役立つことが期待される.また,米国の国立研究機関での研究補助業務を遂行するなかで,農林業研究に関する先進的かつ実践的なスキルを習得することができた.さらに,国外の新しい環境に身をおくことで,語学力やコミュニケーション能力の向上など,研究者としての教養を深める契機とすることができた.インターン終了後は,前年度に収集したデータの分析,論文執筆作業を行った.木質バイオマスを含む3燃料を対象とした選択実験の結果から,各燃料に対する消費者行動とその特徴を明らかにした.また価格条件による市場競争力のシミュレーシヨン分析をおこなった.このことから,都市部貧困層が,木炭やそのリサイクル燃料等の木質バイオマスに対し,どのような価値評価を行っているかを定量的に解明し,燃料間の代替可能性についての議論を進めている.本研究では,ケニア国ナイロビ市に位置するキベラスラムを対象として,貧困世帯における燃料消費の特徴と木炭リサイクル燃料(以下ブリケット)の調理用燃料としての普及可能性について考察することを目的とした.申請者による世帯行動調査結果からは,木炭と中心として,灯油,ブリケットなどが,それぞれの特性を活かし,その利用場面ごとの目的に応じて,複合的に利用されていることが明らかとなった.これらの世帯における燃料消費実態から,燃料消費と家計属性の関係,燃料の消費組合せのパターンの存在,及び,燃料間の代替・補完関係を線形回帰モデルにより分析した.具体的には,世帯人数と所得レベルが各燃料に対する消費支出に関する意思決定に大きな影響を与えていることが明らかとなった.また,燃料消費における組合せのパターンから,ブリケットは木炭と代替関係にあること,また,灯油とブリケットには代替関係がないことが定量的に明らかとなった.次に、以上のような顕示選好としての燃料消費実態の分析を発展させるためには,選択実験による表明選好としての消費者評価分析により上記3燃料間の代替関係・補完関係を考察することが有効である.具体的に,燃料間の代替関係を指摘できることに加え,女性が世帯主である家計においては木炭とブリケットが灯油よりも相対的に選好されること,また,熱量当たりの価格で評価したブリケットの選択確率(他財の同価格を平均値の水準に固定した場合)は同価格と反比例の結果となるが,その程度は極めて小さいことが明らかとなった.本研究により,関連の先行研究に対し,相対的に貧困レベルの甚だしい家計の燃料消費行動の実態を補完する分析結果が示された.また,これらの結果からは,森林破壊等の環境問題を議論する場合に必要な知見として,発展途上国の都市部における燃料消費の実態が詳細に提示された.26年度が最終年度であるため、記入しない。

2013年4月から半年間,米国にて研究インターンに参加したため,当初の計画よりも遅れが生じている.しかしながら,この経験から得た知職やスキルは博士論文研究への理解を深化させただけでなく,研究者としての教養を深める契機となったと感じている.家計調査データをもとに.引き続き燃料消費行動分析を進める.また,年度後半にはケニアにて共同研究者とのミーティングとフィールド調査を予定している.