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拡張された自然神学の具体化としての「科学技術の神学」─東アジアの文脈で─

まず、科学技術の文脈であるが、2018年度は科学技術の中でも、特に、原子力、脳科学、AI、遺伝子工学といった現代において問題化しつつある諸問題について、宗教思想(特にキリスト教思想)との関係性という視点から、口頭発表と論文執筆を行った。最大のポイントは、科学技術がもたらしつつある人間理解(人格概念)の変容と宗教思想における人間理解との関連、つまり、両者の人間論の中に見出されるということである。これはまさに、今後の「科学と宗教」関係論の出発点となるべきものなのである。次に、東アジアの文脈であるが、ここについても、本年度はこれまでの研究の集約が試みられた(その結果、研究経費における旅費と人件費・謝金が支出ゼロとなり、その分、研究の集約(データベース構築)と研究成果刊行とに関わる「その他」が膨らむことになった)。それは、『東アジア・キリスト教研究とその射程』としてまとめられたが、中心は、無教会キリスト教におかれている。特に、矢内原忠雄については、その原子力論が論じられたが、それによって、科学技術と東アジアの二つの文脈を結びつけることが可能になった。本研究の目的は、科学技術と東アジアという二つの文脈を結びつけることによって、「科学技術の神学」を構想することであったが、その最終成果の一端は、矢内原の原子力論に示されている。平成28年度は、海外(東アジア)でのフィールド調査に代えて、研究代表者が企画に関与した国際研究会などの機会に、海外と国内の研究者との意見交換や討論を行った。近年、このような国際研究会などの実施に関わることが少なくなく、その一方でまとまった海外や国内の調査を実施する日程を確保することが難しくなる傾向にある。今後は、長期的な日程調整を行い、フィールド調査を積極的に実施できる体制を整えたいと考えている。平成29年度は、海外(東アジア)でのフィールド調査に代えて、研究代表者が企画に関与した研究会などにおいて、海外と国内の研究者との意見交換や討論を行った。近年、海外からの研究者を招いて研究会を行うことが少なくないが、その一方で海外や国内のフィールド調査を実施するためのまとまった日程を確保することが難しくなる傾向にある。むしろ今後は、中国や韓国からの留学生の協力によって、東アジアの研究動向の把握に努めたい。国内については、日程調節を行い、短期間であっても成果の出るような研究調査を行いたい。また、平成30年度は研究の締めくくりの年度となるので、研究成果の刊行を含めて、研究の集約を行い、今後の研究の展開に繋げたい。
AlGaN系窒化物半導体の非極性面結晶成長に関する研究

深紫外光デバイスへの応用が期待されている波長250から300nmをターゲットとした受発光素子の開発を目指して,高Al組成のAlGaN膜について転位密度が10^7cm^<-2>台以下の高品質な結晶の成長技術の確立を目的とした.AlGaN系デバイスの高性能化には,下地層として多く用いられているAlN膜の高品質化が必須であるが,AlN成長では横方向成長速度が小さいために高品質化が困難である.そこで,サファイア界面での成長制御の重要性に着目し,高品質なAlN膜を得るために有効な界面初期核制御を行い,さらには,高品質なAlN膜上AlGaN膜が得られる方法を検討することを2011年度の具体的研究計画とした.サファイア基板上AlN膜の高品質化に向けて,成長温度を変化させたAlN核形成層について,X線回折測定法,X線光電子分光法,X線反射率法,原子間力顕微鏡観察により詳細に評価したところ,サファイアとAlNの間に界面層であるAlONを形成することが明らかとなり,その界面層は成長温度が上がるにつれて形成が顕著であることが分かった.同時に,成長温度変化により核形成層のグレインサイズ,tilt揺らぎ,及び界面層を制御出来ることから,その後形成するAlN膜の結晶性,極性も制御可能であることを見出した.最適な条件を検討した結果,螺旋転位密度が10^6cm^<-2>台前半の結晶性が良好,且つ表面平坦性の良好なAlN膜を得ることが出来,高品質で平坦なAl極性のAlN膜を得るには,インバージョンドメインの消滅と,tilt揺らぎの小さな核形成層の形成という,界面での制御が重要であることが示された.AlGaN系深紫外デバイス応用のための下地層であるAlN膜の結晶成長において,界面制御に関する知見を得、高品質なAlN膜を得ることが出来た.しかしながら,AlGaN膜の伝導性制御を実現するまでは至らず,課題が残った.深紫外光デバイスへの応用が期待されている波長250から300nmをターゲットとした受発光素子の開発を目指して,高Al組成のAlGaN膜について転位密度が10^7cm^<-2>台以下の高品質な結晶の成長技術の確立を目的とした.AlGaN系デバイスの高性能化には,下地層として多く用いられているAlN膜の高品質化が必須であるが,AlN成長では横方向成長速度が小さいために高品質化が困難である.そこで,サファイア界面での成長制御の重要性に着目し,高品質なAlN膜を得るために有効な界面初期核制御を行い,さらには,高品質なAlN膜上AlGaN膜が得られる方法を検討することを2011年度の具体的研究計画とした.サファイア基板上AlN膜の高品質化に向けて,成長温度を変化させたAlN核形成層について,X線回折測定法,X線光電子分光法,X線反射率法,原子間力顕微鏡観察により詳細に評価したところ,サファイアとAlNの間に界面層であるAlONを形成することが明らかとなり,その界面層は成長温度が上がるにつれて形成が顕著であることが分かった.同時に,成長温度変化により核形成層のグレインサイズ,tilt揺らぎ,及び界面層を制御出来ることから,その後形成するAlN膜の結晶性,極性も制御可能であることを見出した.最適な条件を検討した結果,螺旋転位密度が10^6cm^<-2>台前半の結晶性が良好,且つ表面平坦性の良好なAlN膜を得ることが出来,高品質で平坦なAl極性のAlN膜を得るには,インバージョンドメインの消滅と,tilt揺らぎの小さな核形成層の形成という,界面での制御が重要であることが示された.AlGaN系深紫外デバイス応用のための下地層であるAlN膜の結晶成長において,界面制御に関する知見を得、高品質なAlN膜を得ることが出来た.しかしながら,AlGaN膜の伝導性制御を実現するまでは至らず,課題が残った.
戦国大名の港町支配に関する研究

尾道・明石・白潟・安来・杵築およびその他の諸港湾を主対象として、それぞれの内部構造を明らかにするとともに、それらと戦国期権力との関係性について検討した。また、西日本海を主対象として、中世を通じた広域的な交流や日常的な流通の拡大をふまえて、港町とその後背地域の発展や変化について検討し、戦国大名と港町との関係性や、戦国大名が港町を掌握することの意味について、明らかにした。平成21年度においては、研究実施計画の前半部分にあたる各港町の内部構造の検討を中心に進めた。まず、中世山陰水運を特徴づける宍道湖・中海沿岸地域について、白潟と安来の景観復元作業を進め、杵築についてもその構造的特質について再検討を試みた。また、瀬戸内海地域では、尾道と鞆の形成過程について、特に空間構造の特質や変化の様相を追究した。西国の港町に関しては、文献史料の制約があるためこのような基礎的な検討自体が少なかった。港町の基本的な骨格は近世に完成されており、中世以前との間に大きな懸隔がある場合が支配的であることは、中近世移行期の沿岸部に大きな変動があったことをうかがわせるものであり、その具体的様相を引き続き解明していくことは、日本列島全体の歴史を考える上で欠かすことのできないものと考えられる。さらに、研究実施計画の後半部分にあたる周辺地域・海域における港町の位置づけに関する検討については、温泉津やその周辺港湾のみならず、中近世移行期の日本列島全体の変動に関わる、鉱山都市石見銀山について、16世紀後半における居住者の実態を追究した。その結果、16世紀において石見銀山に関わる人々の移動・移住がきわめて広域的であったこと、本拠を確保したまま鉱山都市に居住する多くの人々が、秀吉の大陸侵攻に伴う大規模増税の中で翻弄されたことが、江戸時代の鉱山や鉱山政策の特質に大きな影響を与えたことを明らかにした。このような視点をふまえることが、当該期港町の全体的な存在形態や諸権力との関係を明らかにするためには、不可欠であると考えられるので、引き続き検討を深めたい。平成22年度においては、研究実施計画の前半部分にあたる各港町の内部構造の検討と、研究実施計画の後半部分にあたる周辺地域・海域における港町の位置づけに関する検討を、並行して進めた。まず、研究実施計画の前半部分については、中世山陰水運を特徴づける宍道湖・中海沿岸地域について、白潟・安来・杵築の景観復元作業をさらに進めるとともに、馬潟および中世府中周辺の歴史的位置づけに関する検討を行った。また、古益田湾の中須遺跡などの発掘成果に関する情報収集を行い、現地の実情および研究状況にもとづく検討を行った。瀬戸内海域では、明石浦周辺の港の配置およびその役割の変化について検討を行った。さらに、研究実施計画の後半部分については、備後国鞆と日本海側の港湾との関係について、近世史料による検討を行った。また、足利義昭が鞆を基盤に政権奪回をはかった経緯や理由、および家臣団・経済基盤の実像について再検討した。さらに、島根半島から石見銀山にかけての地域を主対象として、16世紀後半の毛利氏による地域支配において、実質的な部分を担った毛利元就直臣層の動向を明らかにすることを通じて、諸港湾とその周辺地域をどのようにして把握しようとしていたのか、検討を行った。1《各港町の内部構造の検討》(1)町の空間構造とその変化尾道・明石・白潟・安来・杵築を素材として、近世初期の史料を中心に検討した。1415世紀に群小港湾の中から拠点的港湾都市が形成され、16世紀はその全盛期であったこと、17世紀には港湾機能が収歛されて近世的港町が形成されること、を明らかにした。(2)町を構成する社会の構造とその変化、諸権力との関係尾道町豪商の自立性、杵築町の秩序の混乱などを事例に、戦国大名による港町支配がきわめて難しいものであったことを明らかにした。2《周辺地域・海域における港町の位置づけに関する検討》(3)後背地域との結び付きの実相とその変化1415世紀頃に形成された拠点的港湾都市は、たとえば島根半島の場合、杵築と出雲平野、白潟と意宇・島根・秋鹿郡周辺、安来と能義郡・伯耆国日野郡などの後背地域とそれぞれ強いつながりを持っていた可能性があること、16世紀の巨大都市石見銀山への求心性は、後背地としての側面を併せ持つ広大な地域を作り出したことを指摘した。(4)港町相互の関係など広域的な交流の様相とその変化、そのそれぞれについて諸権力との関係戦国大名権力が港湾都市を重視したのは、税収の問題のみならず、港湾都市間の関係性を無視しえず、それぞれの後背地域社会をとらえる地域支配の要として、避けて通れなかったためと考えられる。しかし、権力が港湾都市をとらえるためには都市の秩序を維持することが不可欠であるにもかかわらず、既存の秩序維持のみに拠る限りでは、都市の発展は望めない。戦国大名権力による都市支配関係史料の少なさは、その矛盾の反映ではないかと思われる。
建築物緑化の環境改善能の定量と環境影響評価手法の確立

屋上緑化の効果についての科学的な解明は、建築物内外の温熱効果や工法などの一部の研究成果に限定されている。本研究はシバやセダム等の屋上緑化向け植物の光合成能力の調査と炭素固定能の定量化、土壌中の炭素量の測定、大気粉塵(AMP)の土壌中への蓄積量を計測した。得られたデータを用いてCO2 Payback Timeを算出したところ、12.2年で二酸化炭素削減効果が屋上緑化システム製造時の二酸化炭素排出量を上回ることが明らかとなり、屋上緑化は、二酸化炭素の削減に効果があることが初めて数値化され、その環境改善効果が示された。建築物緑化の環境改善能を定量化するために緑化植物の生理生態的特性と炭素固定の定量化と植物の固定能力の違いを明らかにするために以下の実験を行なった。1)光合成速度の調査:建築物緑化(屋上緑化)に用いられているシバおよびセダム、タマリュウについて、個葉の光合成速度を調査し、環境改善能の定量化のための基礎的知見を得ることを目的とした。実験植物は、コウライシバ、メキシコマンエングサ湿潤区、メキシコマンネングサ乾燥区を設けた。その結果、メキシコマンネングサは、湿潤区、乾燥区ともに誘導型CAM植物であることが示された。2)数種の緑化植物の炭素固定能の定量化:シバ4種(コウライシバ、ヒメコウライシバ、ティフトン、トールフェスク)、タマリュウ1種、セダム2種(メキシコマンエングサ、キリンソウ)を用いて炭素固定能の定量化を行なった。セダムは、無灌水区、乾燥区と湿潤区を設けた。その結果、同じセダム類であっても、メキシコマンネングサは乾燥に伴い純同化速度と葉面積比が減少したことにより炭素固定能が減少した。一方、キリンソウは純同化速度の減少することによって炭素固定能が減少することが明らかになった。一年間あたりの炭素固定量を定量化したところ、シバ4種(コウライシバ、ヒメコウライシバ、ティフトン、トールフェスク)はタマリュウ、セダム2種(メキシコマンエングサ、キリンソウ)に比べ高くなった。タマリュウとセダム2種はシバより炭素固定量は低いが同程度であることが明らかになった。さらに、緑化土壌の物理性および化学性の違いが、緑化植物の炭素固定能とその量に影響を及ぼしていることを明らかにした。本研究により、建築物緑化における緑化植物の炭素固定能と固定量を定量化したことで、建築物緑化(屋上緑化)における炭素削減効果の定量化が可能になると考えられた。今年度中に完了させる予定であったシバ類、タマリュウ、セダム類を含めた建築物緑化(屋上緑化)向け植物の光合成能力の調査と炭素固定能の定量化、土壌中の炭素量の測定等が完了した。本研究の目的である建築物緑化の新たな環境改善能を示し、ライフサイクルアセスメントへの適用可能な基礎データの収集が概ね順調に進んでいる。セダムは,乾燥条件下でCAM型光合成を示すが,一方で数種のセダムは湿潤条件下でC3型のガス交換を示す誘導型CAM植物と考えられている.これら生理的応答は,CO2固定能などの環境改善能に大きな影響を及ぼすものと考えられるが,屋上緑化において,それら生理的特徴と環境改善能の関係に関する研究は行われてこなかった.本研究では,セダムを含む屋上緑化主要植栽植物の生理形態的特徴とCO2固定能を調査し,その関係性について数値化を試みた.その結果,湿潤かつ栄養条件に富んだ環境下において,広く用いられているセダム5種は,明期にC3型のガス交換を示し,他の緑化植物と同程度もしくはそれ以上の光合成速度および蒸散速度を示すことが明らかとなった.また,このような生理形態的応答により,閉鎖環境下(湿潤かつ栄養条件に富んだ環境)では,セダム2種のCO2固定能はC4植物であるコウライシバよりも高い値を示した.これらのことから,セダムを植栽した屋上緑化は,湿潤かつ栄養条件に富んだ環境下において,C4植物を含む他の緑化植物を植栽した屋上緑化と同等の環境改善能を示すと考えられた.一方で,現行の薄層型屋上緑化では,セダム2種はコウライシバよりも低いCO2固定能を示した.これは,貧栄養条件下における成長速度が暖地型シバの方が,セダムよりも高かったためと考えられた.これらのことから,暖地型シバがCO2固定能に優れる植栽植物であると考えられ,セダムは,灌水区と低頻度灌水区でCO2固定能および生理形態的特徴に違いがなかったことから,最低限の灌水管理で湿潤管理下と同等のCO2固定能が期待できると考えられた.また,セダムを植栽した屋上緑化のCO2固定能の向上のためには,灌水管理に加え,施肥管理を行うことが重要であることが示された.当初,今年度中に完了させる予定であった大気汚染物質の分析に関しては,機器の不具合により,すべての分析項目を完了させることはできなかった.しかし,分析機器の部品類の交換,メンテナンス等はすべて終了しているため,研究期間内には完了することを見込んでいる.また,建築物緑化に用いられる資材等の製造時のCO2排出量についても,一部データの収集が終了していないが,こちらに関しても研究期間内に完了できる見込みである.建築物緑化の環境改善能を定量化するため、異なる施工年(0年、5年、12年、15年)の同一仕様の屋上緑化システムの大気汚染物質の定量化を試みた。大気粉塵(APM)はNOx、SOxと並び、代表的な大気汚染物質とされている。

わが国においても近年PM2.5 (APMのうち粒子径< 2.5マイクロメートルの微粒子)による健康被害が懸念されている。APMには金属元素が含まれており、屋上緑化の芝地土壌に蓄積された元素を定量化することで、屋上緑化によるAPM捕捉効果を解明した。分析はLi, Na, Mg, Al, K, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, Cu, Zn, Ga, As, Se, Rb, Sr, Ag, Cd, In, Cs, Ba, Tl, Pb, Bi, Uを指標として、前年度にサンプリングし、調整済みの試料として植物体と土壌(有機土壌層と軽量土壌層)を用いて分析した。その結果、分析元素は統計処理によって、K、Cu、Zn、Pbが抽出され、特にCu、Zn、Pbは施工年数が経過するごとに有意に蓄積量が増加する傾向が確認され、大気浄化能力(APM補足効果)を有することが示された。また、Kは肥料として施用されることから、施工初期から高い傾向が示された。また、本研究とこれまでに得られたすべてのデータをライフサイクルアセスメント(LCA)解析ソフトに入力し、CO2 Payback Timeを算出したところ、10年以内に二酸化炭素削減効果が屋上緑化システム製造時の二酸化炭素排出量を上回ることが明らかとなり、屋上緑化は二酸化炭素削減に貢献すると考えられた。屋上緑化の効果についての科学的な解明は、建築物内外の温熱効果や工法などの一部の研究成果に限定されている。本研究はシバやセダム等の屋上緑化向け植物の光合成能力の調査と炭素固定能の定量化、土壌中の炭素量の測定、大気粉塵(AMP)の土壌中への蓄積量を計測した。得られたデータを用いてCO2 Payback Timeを算出したところ、12.2年で二酸化炭素削減効果が屋上緑化システム製造時の二酸化炭素排出量を上回ることが明らかとなり、屋上緑化は、二酸化炭素の削減に効果があることが初めて数値化され、その環境改善効果が示された。当初の実験計画どおりに研究を進める予定である。今後は建築物緑化の環境改善能の定量化をさらに進めるべく、大気汚染物質の屋上緑化土壌への蓄積量を分析し、異なる指標での建築物緑化の環境改善能の数値化を進めて行きたい。建築物緑化の環境改善能の定量化を進めるため,窒素の動態や大気汚染物質の屋上緑化土壌中の蓄積量について,さらに詳細に研究を進めて行く予定である.様々な観点・尺度から建築物緑化における環境改善能の定量化をはかり,数値化を進めて行く予定である.本研究の最終年度にあたるため,不足データを収集し,建築物緑化における総合的な環境影響評価手法の構築を目標に研究を進め,CO2 payback Timeを算出する予定である.園芸学
造影マルチスライスCTによる3次元胃壁血管抽出画像の開発および胃癌診断への応用

動脈優位相における造影MDCTを用いた胃癌の造影剤増強効果と病理所見との対比では、腫瘍の増強効果は組織型、血管新生、間質量の程度、脈管侵襲の有無など)と関連することが示唆された。胃壁血管抽出画像を利用した早期胃癌の検討では、強く増強される病変はそうでない病変と比べ、深達度が深く、組織型は未分化型腺癌を含有、脈管侵襲陽性のものが多く、内視鏡的粘膜切除術の適応とならないものが多かった。進行胃癌では腫瘍の増強効果は血管新生と脈管侵襲と関連が強く、強く増強される病変はそうでない病変と比べ術後にリンパ行性・血行性転移の頻度が高く予後も不良であった。造影MDCTから得られた高精度容積データを用いて動脈性の腫瘍増強効果を評価することで、腫瘍のもつ病理学的悪性度を推測し、治療適応の決定、予後の推測に際し付加情報をもたらす可能性が示唆された。1) 3次元胃壁血管抽出画像(WC法)の開発:造影MSCT画像を用いて胃壁における正常部と腫瘍部における深さ-濃度曲線を作成し、正常部と腫瘍部が胃壁内で最大濃度差を示す深度を求めることにより、WC法の画質向上のための最適な抽出深度を設定する。正常胃壁は部位に関わらず1.875mmの深さで最大濃度を示す一峰性の"深さ-濃度曲線"を呈した。胃壁内とみなせる深さ1.875-3.750mmにおいて腫瘍と正常部に濃度差を認めた。この情報によりWC法の画質向上が期待される。2) 3次元胃壁血管抽出画像(WC法)を用いた胃癌検出能の検討:術前に造影マルチスライスCTが行われ、なおかつ術後病理組織と対比可能な胃癌患者を対象として胃癌の検出能の検討を行った。病変部を盲検化された専門医2名が(1)5mm厚の軸位横断像のみ,(2)MPR, VE, SSD法の追加,(3)MPR, VE, SSDとWC法の追加,以上3条件で,胃体部前・後壁,胃角前・後壁,前庭部前・後壁の6部位で病変の存在診断能と読影者間の一致率を算出した。結果は、(1),(2),(3)の条件のAUCは,読影者1で(1):0.60±0.05(NS),(2):0.70±0.05(p=0.0001),(3):0.80±0.04(p=0.0001),読影者2で(1):0.55±0.05(NS),(2):0.73±0.05(p=0.0001),(3):0.77±0.04(p=0.0001)で,いずれも3次元表示の追加で病変部の検出率は向上,WC法の追加でさらに向上した。読影者間の一致率(weitedκ)は,(1):0.43±0.07,(2):0.53±0.09,(3):0.73±0.07であった。従来の3次元表示法にWC法を追加すると早期胃癌の病変部の検出は向上することが示唆された。造影3次元CTにおける胃癌の増強効果と病理学的因子との関連について;病理学的に胃癌と診断された62例66病変(早期癌:43,進行癌:23,平均径36mm)。発泡剤,鎮痙剤,経静脈性高濃度造影剤を用いた64列MDCTで胃全体を含む動脈優位相の容積データを収集、ワークステーション上で3次元胃壁血管抽出画像(WC法)を作成し、軸位横断像、光学内視鏡像と比較読影した。WC法上の腫瘍の増強効果を濃染群(正常粘膜よりも濃染する病変)と非濃染群(正常粘膜と同等ないし低吸収を呈する病変)に分類し、専門医2名の合議制で腫瘍の増強効果を判定した。切除標本を抗CD34抗体で免疫染色を行い、1名の病理医が腫瘍内のmicrovascular density(MVD)を計測した。WC法上の腫瘍増強効果と肉眼・病理組織所見(深達度、腫瘍の局在、大きさ、脈管侵襲、MVD)を比較解析した。

結果は正常胃壁に比べ増強効果を認めた病変は49%であり,深達度m:15%,sm:62%,mp以深:78%、大きさ1cm未満:0%,12cm:21%,2cm以上:64%で、深部浸潤、大きな病変が増強される傾向にあった。単変量解析では、深達度sm以深、大きさ2cm以上、脈管侵襲陽性、WVD高値の胃癌において有意に増強効果された(p<0.05)。造影3次元CTにおける進行胃癌の増強効果と臨床病理学的因子との関連について造影MSCT動脈優位相における進行胃癌の造影剤増強効果の意義を臨床病理学的に明らかにするため、病理学的に進行胃癌と診断された41例について腫瘍の増強効果の程度と病理学的因子との関連、術後の再発率、予後の解析を行った。発泡剤,鎮痙剤,経静脈性高濃度造影剤を用いた64列MDCTで胃全体を含む動脈優位相の容積データを収集、ワークステーション上で3次元表示画像を作成した。各腫瘍について腫瘍(tumor;t)、正常胃壁(normal wall ; n)のCT値を計測し、各腫瘍のt/n比を腫瘍増強効果の指標として用いた。t/n比の平均値をカットオフ値として、対象を2群(高吸収群、低吸収群)に分類し、病理切除標本における腫瘍径、組織型、深達度、発育形式、間質量、リンパ管侵襲、静脈侵襲の有無、抗CD34抗体による腫瘍内のmicrovascular density (MVD)について多変量解析を行い、さらに術後の再発率、予後について単変量、多変量解析を行った。結果は高吸収群を規定する病理学的因子は豊富な腫瘍内MVD、リンパ管侵襲陽性であった。高吸収群は低吸収群と比べ術後にリンパ行性転移または血行性転移を来たすものが有意に多く、無再発生存期間は高吸収群が低吸収群と比べ不良であった。また、コックス比例ハザードモデルのよる多変量解析では、t/n比(1.1≦)、リンパ節転移数(3≦)、年齢(60≦)が独立した予後因子であった。
新規非ペプチド型アンジオテンシンⅡタイプⅠ受容体選択的作動薬の開発

AT1受容体は、心血管系疾患の発症・進展に強く関わっており、Biased ligandsの概念を用い心不全治療薬を開発する。AT1受容体をターゲットとした適切な心不全治療薬は、Gタンパク質共役経路は阻害し、βアレスチン経路を作動する非ペプチド型AT1受容体選択的作動薬(Biased ligands)を既存のARBの特許に抵触しないように注意しながらデザインし合成する。心不全モデルにより有用性を検証し、また、新規作動薬がどの細胞内シグナルを伝達しているかを確認し、心不全に効果的なシグナルのみ選択的に伝達しているかを実証する。
植物の屈性現象機構解明に関する生物有機化学的研究

植物の光屈性および重力屈性現象機構を解明するために、種々の植物からこれらの屈性制御に関わる物質の単離・構造決定を行い、それらの作用機構を解明した。両現象ともこれまでは植物ホルモンの偏差分布によって起こるとされたCholodny-Went説で説明されて来た。しかしながら今回の研究において、それ以外の屈性制御物質の偏差分布により起こるとするBruinsma-Hasegawa説を支持する結果が得られた。植物の具備する屈性現象については、これまで「オーキシンが上側から下側へ移動(重力屈性)または光側から影側に移動(光屈性)することによって屈曲する」というCholodny-Went説によって説明されてきた。しかしながら近年、「オーキシンの横移動は全く起こらず、光側組織で成長抑制物質が生成され光側組織の成長が抑制される結果、光方向に屈曲する」という新しい光屈性の仮説(Bruinsma-Hasegawa説)が提唱され、重力屈性についても同様に成長抑制物質が関与することが示唆された。当研究室のこれまでの研究において、光受容体による光屈性刺激の感受から光屈性制御物質の生成経路、光屈性制御物質の化学構造や光屈性に伴う動態について明らかにしてきた。一方で、重力屈性制御物質も見出してきた。そこで本研究では、光側(上側)組織で生成された光(重力)屈性制御物質が最終的に細胞伸長を抑制するまでの機序を分子及び細胞レベルから解明することを目的に研究を行った。まずダイコン芽生えの光屈性制御物質であるMTBIとraphanusaninについてThiolaneを出発原料として短行程でこれらの化合物の全合成を行うことに成功した。また、これらの化合物を用いて光屈性制御活性(屈曲活性試験、Tissue print法、リグニン化試験、セクションテスト)を行い、顕著な活性を有することを見出した。さらにこれらの化合物の合成中間体を用いて構造活性相関を行い、活性に重要な構造部位を特定した。一方で、トウモロコシ芽生えを用いて重力屈性制御物質の探索を行い、Benzoxazinoid化合物であるDIMBOAやMBOAを見出した。これらの化合物を用いて重力屈性制御活性(屈曲活性試験、Tissue print法、リグニン化試験、セクションテスト)を調べた結果、これらの化合物に顕著な活性があることを明らかにした。当初予定していたダイコン芽生えの光屈性制御物質であるMTBIとRaphanusaninの全合成に成功した。また、これらに顕著な光屈性制御活性のあることを見出した。これらの化合物を用いて重力屈性制御活性を調べた結果、これらの化合物に顕著な活性があることを明らかにした。光や重力に対して植物が屈性する現象である「光屈性」や「重力屈性」のメカニズムとして、これまで「オーキシンが光側から影側に移動(光屈性)または上側から下側へ移動(重力屈性)することによって屈曲する」というCholodony-Went説によって説明されてきた。しかしながら近年、「オーキシンの横移動は全く起こらず、光側組織で成長抑制物質が生成され光側組織の成長が抑制された結果、光方向に屈曲する」というBruinsma-Hasegawa説が提唱された。そこで本研究では、ヒマワリ(Helianthus annuus L.)芽生えから光屈性制御物質としてポリアセチレン化合物を、ゴマ(Sesamum indicum)芽生えの光屈性制御物質としてナフトキノン化合物およびエンドウ(Pisum sativum L.)芽生えからは光屈性制御物質としてトリプトファン誘導体を単離構造決定した。また、これらの化合物を用いて光屈性制御活性(屈性活性試験、Tissue print法、セクションテスト等)を行い、顕著な活性を有することを見出した。さらに、トウモロコシ芽生えの光ならびに重力屈性制御物質であるDIMBOAの蛍光プローブを用いた実験において、DIMBOAの局在部位を特定した。一方で、エンドウ芽生えの重力屈性現象について、野生株と突然変異体の芽生えを用いた観察実験から、それぞれの屈性現象の違いを明らかにした。また、両者の抽出物のHPLC分析において変動するピークを見出し、そのピークに相当する物質を単離構造決定した結果、β複素環アラニン化合物であることを明らかにした。このβ複素環アラニン化合物を用いて、重力屈性制御活性(片側投与実験、屈性活性試験、Tissue print法、セクションテスト等)を行い、顕著な活性を有することを見出した。今回、新たにヒマワリ、ゴマ、エンドウから光ならびに重力屈性制御物質を見出すことに成功した。また、当初予定していた屈性制御物質の蛍光プローブを用いて屈性制御物質の局在部位を特定することに成功した。植物の光[重力]屈性(以下、重力屈性を[ ]で示す)機構は、「オーキシンが光側[上側]から影側[下側]に移動することによって屈曲する」というCholodony-Went説が支持されてきた。一方で、「オーキシンの横移動は全く起こらず、光側組織で生成した成長抑制物質によって光方向に屈曲する」というBruinsma-Hasegawa説が提唱され、本説が重力屈性機構にも関与していることを見出して来た。そこで本研究では、光照射や重力刺激による植物芽生えの屈曲角度や光側[上側]および影側[下側]の成長率を調べた。その結果、植物の種類によって屈性現象が異なることを見出した。

また、トウモロコシ芽生えの光屈性制御物質DIMBOAやMBOAについて重力屈性における経時変化を調べた結果、重力刺激においてもこれらの化合物が変動することを明らかにした。さらに、エンドウ芽生えからは光屈性制御物質としてindoline-2-carboxylic acidを、重力屈性制御物質としてβ-(isoxazolin-5-on-2-yl)-alanineを見出した。また、屈性制御活性(屈性活性試験、Tissue print法、セクションテスト)により、いずれの化合物にも顕著な活性が認められた。一方で、ヒマワリ芽生えから新たに8-epixanthatinおよびtomentosinを単離した。これらの化合物には、顕著なオーキシン極性移動阻害活性が認められたため、光屈性制御物質による光屈性機構以外にこれらの内生オーキシン極性移動阻害活性物質の作用により、屈曲が引き起こされるという新たな機構を示した。さらに、ダイコン芽生えの光屈性制御物質であるMTBIおよびraphanusaninについて構造活性相関を行った結果、母核部分は活性発現に重要であるが、末端のS-メチル基の部分は活性にはあまり影響を及ぼさないことを見出した。植物の光屈性および重力屈性現象機構を解明するために、種々の植物からこれらの屈性制御に関わる物質の単離・構造決定を行い、それらの作用機構を解明した。両現象ともこれまでは植物ホルモンの偏差分布によって起こるとされたCholodny-Went説で説明されて来た。しかしながら今回の研究において、それ以外の屈性制御物質の偏差分布により起こるとするBruinsma-Hasegawa説を支持する結果が得られた。全合成で得られたダイコン芽生えの光屈性制御物質であるMTBIとRaphanusaninならびにトウモロコシ芽生えの光・重力屈性制御物質であるDIMBOAとMBOAの植物体内での分布や局在を蛍光プローブ法やイメージングMS法で調べていく予定である。全合成で得られたダイコン芽生えの光屈性制御物質であるMTBIとRaphanusaninやエンドウ芽生えの重力屈性制御物質であるβ複素環化合物について植物体内での分布や局在を蛍光プローブ法やイメージング法を用いて調べて行く予定である。天然物化学
肝がんの分化多様性におけるエピゲノム制御システムの意義の解明

一般に哺乳類正常発生での多岐にわたる細胞系譜への分化はGeneticではなくEpigeneticな遺伝子発現機序で決定される。多様なEpigenetic修飾による遺伝子発現の変化は、がん細胞においても分化状態などに影響し、その生物学的特性を変化させうる。慢性障害肝におけるがん化が肝細胞の脱分化を伴うことは、胎児性タンパクであるAFPが肝がんの腫瘍マーカーであり、慢性障害肝でも上昇していることからも明らかである。最近では肝細胞がんの組織の中に、胆管細胞系譜の性質をもつがん細胞が混在している、さらには経過中に胆管細胞のマーカーが二次的に出現し、同時にがんの悪性度が増加するなどの臨床上の知見が得られている。しかしながら、いわゆる脱分化、分化転換といわれる現象と寄与する分子機構に関しては不明な点が多い。本研究では、肝がんの分化多様性におけるエピゲノム制御システムの意義の解明を目指す。がんのtumor herterogeneityは実臨床における化学療法における治療反応性の不均一性の原因であり、その分子機序解明は重要である。近年の肝がんのゲノムリシークエンスにより、肝がんの様々な変異が同定されたが、それぞれの変異は様々な細胞内シグナルや制御機構に影響し、細胞分化異常にも寄与すると考えれられる。本研究は肝がんの遺伝子変異が肝がんの分化の不均一性形成に影響を及ぼすかどうかについて、その分子機構を含めて検証する。そのために脂肪肝からの肝がん自然発生Alb-PIK3CATgマウスを含めた遺伝子改変マウスモデルを用いて解析する。独自に作成した脂肪肝からの肝がん自然発生Alb-PIK3CATgマウスを用いて解析を行っている。前研究でAlb-PIK3CATgマウスではCD44陽性肝細胞がKDM3Aヒストン脱メチル化酵素依存的にAP-1シグナルで誘導され、腫瘍形成能を有することを報告した。その幹細胞分画の肝腫瘍形成と分化における遺伝子変異の意義の解析を進める。
生体分子を有するポリマーの疎水性相互作用を利用した特異な細胞接着基質の構築

細胞膜表面のガラクトース転移酵素を介した細胞接着や細胞移動などを引き出すために、ポリスチレン上にウリジン、ガラクトース、N-アセチルグルコサミンを配し、それらのポリマーおよびコポリマー上での細胞機能を調べた。ガラクトース転移酵素を細胞膜表面に有する3T3-L1線維芽細胞は、ウリジンを有するポリスチレン上に強く接着した。これに対して、ガラクトースを有するポリスチレンやN-アセチルグルコサミンを有するポリスチレン上には接着しなかった。一方、3T3-NIH線維芽細胞では、ウリジンを有するポリスチレン上に強く接着するほか、N-アセチルグルコサミンを有するポリスチレン上にも接着した。生体内において細胞外マトリックス上のN-アセチルグルコサミンに細胞接着が起こることから考えて、3T3-NIH細胞のほうが正常な振る舞いであると思われる。そこで、3T3-L1細胞の細胞接着評価系の培地中にUDPを共存させたところ、N-アセチルグルコサミンを有するポリスチレン上にも3T3-L1細胞が接着するようになった。このことは、UDPがガラクトース転移酵素のコンホメーションを変化させ、N-アセチルグルコサミンに対する親和性を向上させたものと考えられる。可溶化したガラクトース転移酵素のN-アセチルグルコサミンに対する親和性がウリジンによって増大することからも、細胞表面のガラクトース転移酵素が細胞接着に関っていることがわかる。グルコースを有するポリスチレン表面への3T3-L1細胞の接着は、N-アセチルグルコサミンを有するポリマーの場合と比較して劣った。しかしながら系内にα-ラクトアルブミン(10^<-5>mg/ml)が存在すると、細胞は仮足を伸ばしてよく接着するようになった。α-ラクトアルブミン濃度が1mg/ml以上では、再び丸くなって接着細胞数が減少した。また、グルコースを有するポリスチレン表面に対しては、UDPの添加によっても同様の効果が観察された。即ち、10^<-4>mMのUDP存在下において、3T3-L1細胞は仮足を伸ばして良く接着した。さらに、ウリジンとポリスチレンとの結合の種類を変えても細胞接着には影響しないこと、細胞表面にガラクトース転移酵素を有する他の細胞も接着することなども見出した。

α-ラクトアルブミン濃度が1mg/ml以上では、再び丸くなって接着細胞数が減少した。また、グルコースを有するポリスチレン表面に対しては、UDPの添加によっても同様の効果が観察された。即ち、10^<-4>mMのUDP存在下において、3T3-L1細胞は仮足を伸ばして良く接着した。
Simulation-drivenに基づく建物形状最適化に関する研究

随伴変数法を用いた逆解析をCFD解析に適用することで、比較的短時間の中で、現状の設計案の物理面での性能を向上させることが可能であると考えられる。本研究では、設計における随伴変数法を用いた逆解析の効果的な適用方法について開拓し、新たな設計手法として提案することを目的として、以下の4点につき検討した。(1)建物形状の最適変形システムの構築、(2)通風性能向上を目的とした建物形状の最適化、(3)通風性能向上を目的とした空堀形状の最適化、(4)歩行域における強風低減を目的とした建物形状の最適化平成26年度は主に以下の2点についての検討を実施した。1建物形状の最適変形システムの構築CFD順解析および逆解析とCADの変形機構を連携した建物形状の最適変形システムのプロトタイプを構築した。本システムは一部は手動であるものの、風の流れに合わせて、半自動的に建物形状を変形させる。形状変形には、Rhinoceros(Robert McNeel & Associates社)上で動作するプラグインであるGrasshopperを使用した。CFD解析及び逆解析には、FlowDesinger10 Enterprise版((株)アドバンスドナレッジ研究所)を使用した。まず、CFD解析を実施して現状の流れ場を確認した後に逆解析を実施する。逆解析を実施することで、建物のどの部分を削ると建物前面道路を風が流れやすくなるかについて、効果の大小を示す形状感度の算出が可能となる。この形状感度に比例係数をかけた値だけ建物形状を削るが、予め変形処理を組み込んだGrasshopperに形状感度データを読み込ませることで半自動的な形状変形の実行が可能となった。このCFD解析+逆解析と形状変形を繰り返すことで、通風面に関して建物形状が順次最適化されていく。2通風性能向上を目的とした建物形状の最適化上述のシステムを用いて、単純形状のモデルに対して通風性向上を目的とした建物形状の最適化を行い、風の流れに合わせて建物形状を変形させる手法の有効性を確認した。変形を行わない「基本モデル」、1度の逆解析をもとに変形した「第1変形モデル」、2度の逆解析をもとに変形した「第2変形モデル」、逆解析での削減量と等価な体積を一律セットバックにより変形した「一律変形モデル」の4種を比較した結果、逆解析に沿った変形の方が建物前面道路における風速の向上が見られ、提案手法の有効性が確認できた。(1)建物形状の最適変形システムの構築本検討では翼形状の最適化の概念を建築の設計に応用して、環境性能の面から建物の全体形状を半自動的に最適化するシステムの開発を目的とする。形状変形には、CADツール(RhinocerosおよびGrasshopper)とCFD・逆解析ツール(FlowDesinger10)を使用することで、CFDとCADを連携した建物形状の半自動的最適変形システムのプロトタイプを構築した。(2)通風性能向上を目的とした建物形状の最適化(1)で構築した最適設計システムを用いて、建物間の道路空間の通風性能向上を目的とした形状最適化について、特に壁面変形の再現性を考慮して格子数3,000万(構造格子)とした解析を実施した。同じ変形量でも逆解析を利用して変形したモデルの建物間風速の方が高くなり、提案手法の有効性を確認できた。(3)通風性能向上を目的とした空堀形状の最適化通風性能向上を目的とした空堀形状の最適化を行い、逆解析の有効性について検証した。構造格子を使用する為に斜面が階段形状となるが故の影響により、一部、変形前後で評価領域内風速が低下したものと見られる結果もあるが、一定の有効性が見られた。(4)歩行域における強風低減を目的とした建物形状の最適化高層建物のビル風低減について、逆解析による隅切り箇所を決定する手法を提案し、検討を行った。ネスティング使用時におけるCFD解析の収束の方向について課題が残るが、形状最適化としては一定の有効性を確認した。(1)建物形状の最適変形システムの構築、(2)通風性能向上を目的とした建物形状の最適化、(3)通風性能向上を目的とした空堀形状の最適化、(4)歩行域における強風低減を目的とした建物形状の最適化平成26年度の研究が順調に進んだ理由としては、1科研費により高負荷計算用のワークステーションを導入できたこと、2研究協力者のバックアップにより多くの議論や、使用ソフトウェアの改修を、適宜行いながら研究を遂行できたこと、3大学院生の努力により、建物形状の最適変形システムについてはイメージに近いものが順調に開発でき、更に、多数の解析を実施できたこと、があげられる。

結果として、平成26年度は、凸型形状の代表形状として直方体建物を対象に、計算精度、格子数などを様々変えながら、そもそも逆解析が有効であるか、また、どの点に気を付けるべきかなど、多数の知見を得ることができた。凸型形状と凹型形状の両方について逆解析の有効性が確認できれば、大概の形状に応用することが可能と考えられるが、凹型形状の代表形状として空堀形状の最適化についても検討を着手した次第である。この点については平成27年度に成果を示すことができるよう、研究を遂行していく予定である。建築環境工学上述の空堀形状の最適化について検討を進めると共に、周辺建物の影響を含めた検討を行う予定である。また、平成26年度に抽出した課題の解決を図る。現状の課題の一部と、当座の解決策(案)を以下に示す。・段差の前後では、段差をなくすように促す高い感度が算出される問題点がある。現状の構造格子では斜面であっても段差ができやすいため、段差のできにくいカットセルや非構造格子の適用を検討する。・形状変形を繰り返す差異に、制約なしに変形を進めると形状が消滅したり、大きくなりすぎる可能性があり、適切な変形量の制約条件を設ける必要がある。・CFDの流出側の境界条件による形状感度の算出結果の際について、原因を追究する。・構造格子を前提とした場合、形状最適化には2,000万を超える大規模格子が必要とされる可能性がある。大規模格子を使用した際のCFD解析の知見は存外に少なく、そもそものCFD解析を順調に収束させる方法について、パラメーターを調整しながら検討する。交付額についてはおよそ使用したが、当初の予定と異なり人件費についての使用がなく、また、旅費が幾らか少なく済み、若干の未使用分が生じた次第である。平成27年度の学会、研究打ち合わせ等における交通費としての使用を予定する。また、解析の数を現状以上に行う場合、計算機の搭載メモリ・HDDに多少の不安が残るため、予算上可能な範囲で、計算機オプションの増強を図る次第である。
WCRP/GEWEX第2期のアジアにおける研究推進と国際共同研究の企画立案

本研究の目的は、地球的視点でも最も重要、かつ緊急のアジア地域における水循環変化の長期観測と機構解明、および、それらにもとづく予測研究を推進するGAME(アジアモンスーンエネルギー・水循環研究観測計画)第2期の総括を行うと同時に、今後の研究・観測体制や国際共同研究の枠組みづくりの検討を、アジア各国の研究者と国際科学パネルや国際研究集会などを通して行うことであった。本研究ではまず、GAME最終年度にあたり、総括の研究集会と、ポストGAMEに向けた新たな国際共同研究プロジェクトの策定に関わる会議を国内で何回か行った。これらの議論も踏まえて、GAMEの科学的成果を総括するとともに、ポストGAME計画の国際的な検討を目的としたGAME国際科学パネル会議とGAME国際研究集会を、2004年12月に京都で開催した。科学パネル会議には12カ国から50数名の研究者、専門家が出席し、今後のアジアにおける共同研究について、熱心な議論が行われ、ポストGAME計画の立案について合意された。また、国際研究集会では、150近い研究発表が180名の参加の下に活発に行われ、これまでのGAME関連の研究結果と、今後の研究の展望、方向等について、非常に活発な議論が行われた。これらの会議には本研究予算の一部を用いた。また、ポストGAME研究計画に関連した打ち合わせのため、国内の関係研究者のこれらの会議への招聘なども本研究で行った。
高齢者介護施設における慢性感染症要介護高齢者の受け入れ体制モデルの構築

本研究の目的は,高齢者介護施設において,慢性感染症を有しながら支援を必要とする要介護高齢者を受け入れることができる条件を明確にするとともに,慢性感染症要介護高齢者を受け入れるための体制モデルを構築することである.高齢者介護施設では非医療者が中心となって介護活動が行われており、感染症の知識や感染対策が定着しづらいことが様々な研究で明らかにされている.しかし,感染対策は知識だけではなく,価値観や生活習慣など個人に帰する要因が関係しているため,個人の感染症への差別や偏見によらず,慢性感染症要介護高齢者に適切な支援が行えるような高齢者介護施設での受け入れを促進するための体制を構築する一助とする.本研究の目的は,高齢者介護施設において,慢性感染症を有しながら支援を必要とする要介護高齢者を受け入れることができる条件を明確にするとともに,慢性感染症要介護高齢者を受け入れるための体制モデルを構築することである.高齢者介護施設では非医療者が中心となって介護活動が行われており、感染症の知識や感染対策が定着しづらいことが様々な研究で明らかにされている.しかし,感染対策は知識だけではなく,価値観や生活習慣など個人に帰する要因が関係しているため,個人の感染症への差別や偏見によらず,慢性感染症要介護高齢者に適切な支援が行えるような高齢者介護施設での受け入れを促進するための体制を構築する一助とする.
舌機能測定から導き出される摂取可能食品の客観的評価法

物性の異なる10種類のゼリーのスクイージングによる破砕限界を個人のスクイージング(舌による押しつぶし)能力と考え,舌圧測定システムを用いたスクイージング中の舌圧発現(以下機能時舌圧)に加え,「緊張時の舌の硬さ」,「弛緩時の舌の硬さ」および現在上市されている舌圧測定器(Oralize,JMS社)から得られる計測値(以下最大舌圧)との関係を分析することにより,摂食嚥下障害患者に対する食形態の調整にとって有用な知見を得ることを目指している.物性の異なる10種類のゼリーのスクイージングによる破砕限界を個人のスクイージング(舌による押しつぶし)能力と考え,舌圧測定システムを用いたスクイージング中の舌圧発現(以下機能時舌圧)に加え,「緊張時の舌の硬さ」,「弛緩時の舌の硬さ」および現在上市されている舌圧測定器(Oralize,JMS社)から得られる計測値(以下最大舌圧)との関係を分析することにより,摂食嚥下障害患者に対する食形態の調整にとって有用な知見を得ることを目指している.
自己免疫病における制御性T細胞の役割とそれを用いた治療に関する研究

転写因子FOXP3を発現するCD25+CD4+制御性T細胞(以下、制御性T細胞)は、自己抗原、外来抗原に対する免疫寛容を誘導し、自己免疫病、炎症性疾患の発症を抑制するTリンパ球である。本研究では、ヒトの制御性T細胞を、細胞表現型と抑制機能によってサブポピュレーションに分け、それぞれの分化動態と機能について解析した。その結果、FOXP3、細胞表面分子CD25、CD45RAの発現程度によって、FOXP3発現CD4+T細胞を3群に分別できることを示した。その内、ナイーブ制御T細胞とエフェクター制御性T細胞は、FOXP3、CD25、CD45RAいずれの発現程度も異なり、どちらも試験管内で抑制活性を示した。一方。FOXP3を低発現するCD4+T細胞は抑制活性を示さず、様々な炎症性サイトカインを産生し、活性化あるいはメモリー様T細胞であった。エフェクター制御性T細胞はナイーブ制御性T細胞から分化し、活発な増殖能を示した後、アポトーシスによって死んでいく。この分化経路は、NoD.SCIDマウスにヒト末梢血を移入した実験でも確認でき、試験管内のみならず、個体レベルでも同様と考えられた。さらに、様々な病的状態における制御性T細胞サブポピュレーションの動態を解析した結果、細胞性免疫の異常が重要と考えられるサルコイドーシスではエフェクター制御性T細胞が増殖しており、活動期にあるSLEでは、ナイーブ制御性T細胞およびFOXP3低発現活性化/メモリー様T細胞の有意な増殖が見られた。以上の結果から、FOXP3を発現する制御性T細胞サブポピュレーションは生理的、病的状態において異なる動態をとると考えられる。この知見は、免疫疾患における制御性T細胞動態の解析に重要であるのみならず、制御性T細胞を標的とした免疫応答制御法を開発する上で有用である。FOXP3+CD25+CD4+制御性T細胞(以下、制御性T細胞)は、自己抗原、外来抗原に対する免疫寛容を誘導し、自己免疫病、炎症性疾患の発症を抑制するTリンパ球である。制御性T細胞による免疫抑制は細胞表面分子を介した細胞間直接相互作用によるものである可能性が高い。しかしながらその分子基盤はまだ明らかにされていない。本研究では、制御性T細胞を顕微鏡下で可視化し、免疫抑制時の細胞間直接相互作用を、形態変化を指標に実時間で解析する。また質量分析法をもちいて制御性T細胞の表面に特異的に存在する分子群を同定する。本年度、制御性T細胞の可視化を目指して、制御性T細胞、エフェクターT細胞および抗原提示細胞を、それぞる異なる蛍光色素で標識し、顕微鏡下で可視化する条件を設定し、共焦点顕微鏡・ビデオ装置による細胞相互作用を実時間で解析するための諸条件を検討した。その結果、制御性T細胞は、抗原提示細胞と活発な相互作用を示し、その接触面には様々な機能分子(T細胞抗原レセプター、接着分子など)の集積が見られた。また、電子顕微鏡による解析でも同様の知見が得られた。現在、どのようなT細胞上の細胞表面分子が関与するかを解析するため、ヒト末梢血中白血球から細胞膜分画を精製し、質量分析装置で発現タンパクを解析中である。一方。
回帰数列における差分方程式の非線形化と超越数

回帰数列における諸性質を調べ、数列の極限の数論的性質や回帰数列の定義漸化式の一般化について考察するということが本研究の課題であったが、実際に本年度に得た結果はその課題まで達したものではなく、むしろこのような回帰数列の研究に必要な部分空間定理と呼ばれる定理を一般化するという基礎的な近似不等式の確立であった。部分空間定理はRothの定理とよばれるディオファントス近似の高次元版であるが、この定理は考えている空間の次元と一次独立な線形方程式の個数が一致した場合に用いられるが、線形方程式の個数が空間の次元より多い場合については、定量的な情報は何も求められていなかった。研究代表者はこの計算をおこないRu-Wongの1991年の結果の定量版にあたるものを得た。また無理数を有理数で近似するというRothの定理について、Rothの定理よりある部分の評価は悪くなるが定数項がeffectiveになる近似をPade'近似を用いて得るNesterenkoの補題を精密化し、円分多項式型のディオファントス方程式に整数解が有限個しかないという結果をT.N.SHOREYと共同で得た。
発達期の生育環境による生体リズム異常のエピジェネティックス

多くの精神疾患の原因は、遺伝的素因(脆弱性)と環境因子により規定されている。今回、遺伝的要素が強いとされる概日リズムが発達期の生育環境により影響を受けるかどうかを検証する。今回、遺伝的に均一な脆弱なマウスが飼育時のエピジェネティック効果により、異常を顕現するのかを検証した。遺伝的に脆弱な時計遺伝子を持つ仔マウスの行動リズムは、母親の行動リズム異常により異なった。この研究は、発達期の飼育環境が、生体リズム発振機構に影響を与えることを示唆しており、発達期の生体リズム環境の確立の重要性を示している。ヒトの概日リズムは、思春期になってはじめて確立されると言われ、胎児期、発達段階の小児期には、まだ発達段階に止まる。そのためか、小児の睡眠覚醒リズム障害は、正常小児でも見られる一般的な現象であり(25%)、発達障害児にはもっと多く、特に、自閉症スペクトラム(ASD)やFragileX症候群(FXS)ではきわめて普遍的に存在し(60ー95%)、治療上も、そのケアする家族にとっても大問題となっている。今回、強固な遺伝子制御を受ける概日リズム系が、生育環境によるエピジェネティック変異を受けるかどうかを検証した。我々は、遺伝的に脆弱な時計遺伝子を持つ仔マウスが、育児期に正常行動リズムを持つ母親マウスに育てられるのと、異常リズムを示す母親マウスに育てられるときとを比較した。遺伝的均一で時計遺伝子のハプロ不全を作成し、リズム不全の母マウスに育てられたときと、正常マウスに育てられたときとで比較する。リズム不全マウスは、妊娠維持の両面で問題があり、出産効率は悪いが、飼育条件を向上することで、我々の施設では交配可能となった。具体的には、妊娠確認直後(妊娠中期)から恒常暗条件で妊娠期、育児期を過ごさせ、離乳後初めて明暗条件の下で生活させる。このような胎児期、育仔期を通じでタイムキューTime cues(時刻を認知させる要因)の全く無い環境で飼育すれば、仔マウスは母親の体内リズム産生機構が作る時間要素と、自らの遺伝子で規定された体内リズム産生機構の作る時間要素のみで時刻を知ることが出来る。マウスの行動リズム異常の検出は、赤外線センサーにて行なった。健常な母親に妊娠・飼育させられると、ハプロ不全のマウス-は全く異常なフェノタイプを示さないが、異常な母親の妊娠飼育時には、離乳後に異常な行動リズムを示した。このことにより、発達期のエピジェネティックな変動は、生体リズム系にも起こりうると考えられる。時間医学