hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域在住高齢者の受療行動に関する日米比較研究

過去1年に必要な治療を控えた者の割合は日本10%米国12.6%であった。受診を控えた理由として最も多かったのは、日本では「待ち時間」米国では「忙しい」であり両国の違いもみられた。しかし、両国とも所得が低いほど「費用」を受診抑制の理由としてあげる者が有意に多く、低所得高齢者は高所得者に比べ、およそ1.31.5倍治療を控えやすいことが明らかになった。所得や教育年数など社会経済的地位による健康格差については,国内外で研究が蓄積され,その経路として,生活習慣,環境,医療アクセスの違いなどが指摘されている。近年,日本の医療制度改革により,医療費自己負担が増加し,必要な医療が抑制される可能性が危惧されている。本研究の目的は,受療を制限する要因(自己負担医療費,医療機関への距離など)について探ることである。使用した日本データは2006年のAGES:愛知老年学的評価研究である。社会経済的地位をあらわす変数として,年間等価所得(世帯所得を世帯人員の√で割ったもの)を,受療行動としては,健診受診,かかりつけ医の有無,治療疾患を用いた。その結果,約70%の高齢者が何らかの疾患(多い順に高血圧,視力障害,関節疾患、神経痛,心疾患,糖尿病)で治療を受けていた。その中で,過去1年間に必要な治療を控えた者はおよそ12%にのぼった。理由として,待ち時間が長い,医者に行くのが好きでない,かかるほどの病気ではない,費用がかかる,医療機関がない、遠いなどがあげられた。かかりつけ医の有無,健診の受診状況については,明らかな所得差はみられなかった。年齢を調整した上でも,所得が低い層で,治療中の者の割合が高く,費用や距離などの理由で医療を控えた者が有意に多かった。これは,医療アクセスに関して,費用、距離の両面で,所得の低い高齢者が不利な状況にあることを示している。今後は,疾患の種類,予後を踏まえた検討も必要である。受療行動の日米比較については,米国の研究協力者により提供された2003年のCommunity TrackingStudy Household Surveyを使用し,基礎解析を開始した。その結果,日米では、所得・教育年数と受療行動の関連が若干異なることが示唆されたが,経済的な理由から治療を控えた高齢者は両国とも所得が低いほど多かった。医療制度改革により、医療費自己負担が増加し、必要な医療が抑制される可能性が危惧されている。特に高齢者は慢性疾患を抱えやすく、受診時期の遅れが重篤な結果を招く可能性がある。本研究では、受療を制限する要因について、異なる医療制度を持つ日米両国の高齢者データを用いて探った。日本データは2006年のAGES(愛知老年学的評価研究)の一部(N=15302)、米国データは2003年のCommunity Tracking Study Household Surveyの一部(N=7325)を使用した。社会経済的地位をあらわす変数として年間等価所得(世帯所得を世帯人員の〓で割ったもの)を用い、受療抑制の有無や健康状態との関連を検討した。治療が必要でありながら受診しなかった者の割合は日本10%、米国12.6%であり、高所得者に対する低所得者(所得3分位)の受療抑制オッズ比は日本1.49、米国1.30であった。費用をその理由としてあげた者は日本24.4%、米国23.5%であり、低所得者ほどその割合が高かった。また「かかるほどの病気でない(日本26%、米国41.2%)」と回答した者が両国で多く、疾患の種類も踏まえた予後の検討が必要と思われた。その他の理由として、日本では「待ち時間が長い(日本28.3%、米国0.6%)」米国では「忙しい(日本10%、米国24.3%)」が多く、両国の違いも浮き彫りになった。健康状態については、両国とも低所得高齢者ほど主観的健康感が悪く、抑うつ傾向であった。受療抑制は予後の悪さとも関わっており、日本データの一部の解析によると、治療疾患のない者に比べて受診を控えた者の要介護認定は約2.3倍であった(学会発表欄参照)。受療抑制の結果、健康状態が悪化するか否かについては詳細な検討が必要であるが、受療抑制には費用以外の要因も関わっていることから、医療満足度など意識面からの調査の必要性も示唆された。
メタンプルームの新規回収法開発のための疑似プルーム挙動解析

本研究では,表層型メタンハイドレートを念頭に,加圧水中のハイドレート分解を低圧条件で模擬する実験装置の製作と模擬ガスでの水中での微細気泡群発生および移動挙動のデータ解析を目的とした。3年目は,これまでの評価をさらに発展させ,擬似単一モデルガスでの低圧モデルによる特に気泡上昇速度について諸検討を行った。・ハイドレート堆積層から発生する個々の気泡の形状は,気泡径1mm以下は球形であり, 1mm以上は楕円形であった。気泡形状を考慮し,また気泡表面にハイドレート膜が形成されることを考慮して上昇速度理論式を算出した。・小さい球形気泡はNavier-Stokes式による理論式で簡単に近似できることを再確認した。幅広い気泡径や気泡形状に対応する気泡上昇速度の実験値は,ハイドレート被覆気泡を仮定した理論値にむしろ近くなった。実験温度圧力条件はハイドレート安定条件ではないけれども,これらの結果からハイドレート堆積層から発生直後の気泡はハイドレート被覆など剛体に近い挙動をしている可能性が示唆されたが,パラメータの再検証も必要である。なお,初年度からの成果の一部であるスラリー分解挙動および伝熱挙動の成果の一部について,国内会議や査読付き論文にて成果発表した。本研究を総括すると,次のように要約できる。既存装置を改良することにより,模擬ハイドレート堆積層を効率よく形成し,この堆積層を種々の温度,圧力条件にて分解することにより,気泡発生挙動や気泡上昇挙動について観察および解析することができた。連続操作による検討までには至らなかったものの,対応策として回分操作による検討を行うことができた。連続操作実施のためにハイドレートスラリー形成・ハイドレートスラリー伝熱挙動について継続して検討し,連続化に資する基礎データを得られた。ハイドレート堆積層より発生直後の気泡は,剛体に近い挙動をしている可能性を示した。本研究では、表層型メタンハイドレートを念頭に、加圧水中でのハイドレート分解を低圧条件で模擬する実験装置の製作と模擬ガスでの水中での微細気泡群発生および移動挙動のデータ解析を目的としている。・初年度は、模擬プルームを形成・観察するために、既設のハイドレートガス分離装置に改良を加え、必要な耐圧・冷却性能を有するハイドレート堆積層を形成するハイドレート回収部と模擬プルーム観察部をガラス製部品にて増設した。・モデルガスにはメタン置換体であるCHClF2を利用して試運転を行った。278K、0.2MPaの条件で疑似単一ガスによるハイドレート生成回収試験を行い、回収器内にハイドレートスラリーが輸送され、粒子が沈降することにより堆積層を形成させることが可能であることが確認できた。このハイドレート堆積層を313K、圧力一定下(大気圧下)で分解し、気泡群が形成されることを確認できた。・分解直後の気泡径分布および気泡上昇速度の解析テストを行った。ハイドレート堆積層から微細粒子群が上昇する様子を観察できた。気泡径は主に0.3-1.5mm程度でほぼ球形と見なせた。気泡の上昇経路は直線的であった。気泡上昇速度は、連続撮影した画像を合成して2次元の移動距離を測定することで求めた。上昇速度は単一気泡に対するLevichの近似で算出した理論値と実験値が近い値を示した。・上記装置の製作までは、既設装置によるハイドレート回収分解実験により、ハイドレートスラリー形成のための物質移動特性、ハイドレートスラリーからの気泡発生挙動や伝熱挙動について基礎的データを収集した。界面活性剤によりガスースラリー間の物質移動特性が向上すること、スラリー分解による大量の気泡の発生は回収器内を激しく攪拌する効果によって伝熱を促進すること、低温・加圧条件ほど気泡発生速度(ガス回収速度)が低下することを明らかとした。・当初の初年度目標の一つは、既設装置に改良を加え、必要な耐圧・冷却性能を有する模擬プルーム観察部を増設することである。この増設作業はおおむね完了し、ハイドレート形成による堆積層の形成と分解時の気泡群形成を確認できている。また、回収器中のハイドレート堆積層近傍における気泡径分布や気泡挙動の解析方法について一定の結果を得たことから、これらはおおむね順調に進行している。観察部での模擬プルームの形成については気泡の誘導や安定化に難航しており、装置の問題点と改善に関する方針を得ることはできた。・装置改良後は、低圧モデルガスによるハイドレート形成および模擬プルーム形成試験を行い、特に圧力一定条件下での温度差条件、流量条件等の発生微細気泡の水中上昇速度や上昇挙動への影響を評価することを目標としていた。装置改良が想定期間よりもやや遅れたこともあり、温度条件や流量条件による影響を評価するまでには至らなかった。一定温度、一定圧力下での堆積層面からの気泡挙動については試験的には一定の成果を得たが、さらなる検討を要する。・装置改良までは、既設装置での回分式ハイドレート回収分解実験による温度・圧力条件の気泡発生速度への影響やハイドレートスラリー生成回収に関する基礎的データ収集を目標とした。気泡発生速度(ガス回収速度)への温度・圧力条件の影響について一定の評価ができており、おおむね順調に進行した。・既設装置での評価が多くなったが、当初計画において想定した再検討課題であり、総合的には想定内の進展状況と判断する。本研究では,表層型メタンハイドレートを念頭に,加圧水中でのハイドレート分解を低圧条件で模擬する実験装置の製作と模擬ガスでの水中での微細気泡群発生および移動挙動のデータ解析を目的としている。

2年目は,海底下の環境により近づけるため加圧下における温度差条件による影響を回分操作により検討し,加熱法によるハイドレート堆積層の分解挙動と発生気泡による疑似プルームの観察および解析を行うことを目的とした。・モデルガスにはメタン置換体であるCHClF2を引き続き利用した。278K,0.20.3MPaの条件で疑似単一ガスによるハイドレート堆積層を形成させた。生成圧力を保持したまま286313Kでこのハイドレート堆積層を分解し,分解時に発生する気泡群を解析した。・目視観察では堆積層とガラス製回収器の表面張力の違いにより気泡径と気泡形状の異なる気泡が発生することが分かった。気泡平均径と気泡径分布はより低温,高圧条件で小さくなることが確かめられた。・状態方程式と圧縮因子により気泡径を計算すると、実験温度は気泡径に影響を与えないがより高圧条件では気泡径が小さくなることが分かった。測定値の平均径と算出値は一致しないため堆積層を離れる際の表面張力が影響していると考えられる。気泡の上昇速度については大気圧、加圧下条件でNavier-Stokesの式による理論値とほぼ一致することが確認できた。・連続操作を達成するためのハイドレート生成回収試験についても継続して行い,溶解度や界面活性剤添加によるハイドレートスラリー形成挙動と物質移動特性について基礎的データを収集した。界面活性剤によりハイドレートスラリーを形成しやすく物質移動特性が向上することを明らかとした。・初年度の成果の一部であるスラリー分解挙動と伝熱挙動について,ハイドレート国際会議にて成果発表するとともに,近年の研究動向について情報を収集した。・当初の2年目目標の一つは,擬似単一ガスでの低圧モデルによるハイドレート形成および模擬プルーム分解試験を行い,特に圧力一定条件下での温度差条件,流量条件等の発生微細気泡の水中上昇速度や上昇挙動への影響を評価することである。加圧下での回収器中のハイドレート堆積層近傍における気泡径分布や気泡挙動の解析方法について一定の結果を得たことから,これらはおおむね順調に進行している。観察部での模擬プルームの形成については依然として気泡の誘導や安定化に難航しており,装置の改善を試みている。・温度一定下での圧力差条件についても発生微細気泡の水中上昇速度や上昇挙動への影響を評価することを目標としていた。試行数はまだ少ないが,堆積層面での気泡径分布と上昇速度については試験的には成果を得ており,おおむね順調に進行している。引き続き検討を進める。・流量条件による影響を評価するまでには至らなかった。連続操作のための装置改良が難航しており,当初計画による連続的なハイドレートスラリー供給,微細気泡発生への操作条件の影響,さらには伝熱や溶解を踏まえた評価をするには至っていない。回分操作でのハイドレート回収分解実験による温度・圧力条件の気泡発生速度への影響やハイドレートスラリー生成回収に関する基礎的データ収集にとどまっているためである。・回分操作での評価が中心となっているが,当初計画において想定した再検討課題および想定された当初計画通りに進まない場合の対応方法に切り替えたためであり,総合的には想定内の進展状況と判断する。
中東における宗教共存と異教徒統治法の発展と法典化に関する研究

平成30年度においては、まず研究目標1「ムスリム史料における庇護民規定の研究」に関して、平成29年度の作業を継続して、アラビア語によるイスラーム法学関連の文献史料及び研究書の収集を進め、順次分析とデータベース化を行った。30年度後期には文献の整理とデータベース化を終了し、個々の史料の分析を進めたが、その中からエジプト・シリア・イラクで中心的なハナフィー派やシャーフィイ派の法学文献における庇護民規定の発展段階が明らかになり、マムルーク朝時代の集大成期に至る歴史的展開を明らかにすることができた。今後それを論文として纏めることが課題である。また、スペイン(アンダルス)においてはマーリク派の庇護民規定が89世紀以降後ウマイヤ朝の下で独自に発展していたことを解明することができた研究目標2「キリスト教徒史料における庇護民規定の研究」に関しては写本の入手も含めて、史料の収集・分析を進めた。また、平成30年9月にイタリアに海外出張を行い、ヴァチカン図書館に所蔵されている東方キリスト教会及ムデハル・モリスコ関連の史料収集を試みた。併せてヴェネツィアのドゥカーレ宮殿及び海洋史博物館を訪問し、史料収集と実地検分を行った。研究目標3「十字軍国家のシリア統治政策の研究」については、刊本として発行されている聖墳墓教会の領地管理記録を載せたラテン語史料を入手できたので、その読解・分析を進めた。また、9月のイタリア調査に際して、十字軍の出港地であった南イタリアのバーリ・ブリンディシ等の都市を訪問し、史料に書かれていることの確認と実地検分を行った。イェルサレム王国のムスリム統治政策に関しては、現存しないとされるアラビア語史料を、海外の史料調査においても入手できなかったため、それを引用しているアラビア語史料の収集・分析を進めた。以上、平成30年度は文献史料の分析を中心に研究を進めた。文献研究においては、一定の成果を得ることができたが、海外における史料収集及び現地調査に関しては、研究代表者の体調不良のため、予定していた一部しか遂行することができなかった。そのため、平成30年度の目標として設定していた未所有の写本および文書史料の収集は、平成29年度に続いて未だ遅れた状況であると考えている。その影響で、既に収集・検討を終えた史料との比較検討にまで至ることができず、平成30年度の研究で得ることのできた新たな知見は、当初の目標を下回った。また、研究目標1「ムスリム史料における庇護民規定の研究」について予定していた学会発表を行うことができなかった。平成31年度は、平成29年度、30年度に引き続いてに生じた研究の遅れを遅れを取り戻すべく、海外における史料収集・文書調査に力を入れる予定である。平成30年度に遂行できなかったエジプト及びイスラエルへの海外出張を通して、文献収集と現地調査を行うだけでなく、日程的に可能であれば平成30年度に遂行できなかったアンダルス(スペイン)における現地調査と文献収集を行い、異教徒統治政策に関する新たな比較検討の対象の開拓を進めていく予定である。平成29年度と30年度において、研究目標1「ムスリム史料における庇護民規定の研究」に関する文献研究はかなり進捗し、一定の成果を得たと考えている。研究目標3「十字軍国家のシリア統治政策の研究」についても聖墳墓教会の領地管理記録の読解・分析によって一定の成果を達成したと考える。それらを踏まえて平成31年度に力を入れたいのは、多地域間の比較研究が必要とされる研究目標2「キリスト教徒史料における庇護民規定の研究」である。海外調査だけでなく、国内における文献収集に力を入れ、最終年度である平成32年度における比較研究の下地を整えたい。平成29年度の具体的研究計画・研究方法として、研究目標のうちのムスリムの法学書における庇護民規定のデータベース化とイェルサレム王国における異教徒支配の具体的事例の収集整理は、予定通り進行した。特に東洋文庫他の国内研究機関に存在する史料や研究文献の収集と検討は一定の成果を得ることができたと考えている。その成果として、研究目標の1つとして上設定していた、庇護民規定の各条項がどの都市(または地域)降服条約の条項を反映しているのかを、歴史書・地理書・人名辞典の記述と対比してかなり明確にすることができた。具体的には、各規定の地域的・時系列的整理を行い、その由来をウマルもしくは初期のカリフに帰すことのできない条項を抽出し、それが付加された政治的・社会的背景を考察し、それを通して個別降服条約の規定から法典化への歴史的経緯を明確にするための方法論の検討まで進むことができた。しかしながら、海外における文献収集と現地調査に関しては、予定通り進まなかった。現状ではエジプトのコプト博物館及びセント・カテリーナ修道院に所蔵されていると考えられる写本の調査は困難であるとの判断から、アンダルス(スペイン)における異教徒支配の事例を比較検討の対象として新たに加えるべく、2018年3月にスペイン出張を予定していたが、研究代表者の体調不良によって実行することができなかった。また、イスラエルにおける史料収集と現地調査は、日程的予算的に余裕がなかったため、次年度に繰り越すこととした。平成30年度前半に現地研究者と密接なコンタクトを取り、後半に調査に出かけることを予定している。国内で遂行できる史料収集及び文献研究は一定の成果を得ることができたが、海外における史料収集及び現地調査に関しては、研究代表者の体調不良のため、遂行することができなかった。そのため、平成29年度の目標として設定していた未所有の写本および文書史料の収集は大幅に遅れた状況であると考えている。

その影響で、既に収集・検討を終えた史料との比較検討にまで至ることができず、平成29年度の研究で得ることのできた新たな知見は限られたものであったといわざるを得ない。平成30年度においては、まず研究目標1「ムスリム史料における庇護民規定の研究」に関して、平成29年度の作業を継続して、アラビア語によるイスラーム法学関連の文献史料及び研究書の収集を進め、順次分析とデータベース化を行った。30年度後期には文献の整理とデータベース化を終了し、個々の史料の分析を進めたが、その中からエジプト・シリア・イラクで中心的なハナフィー派やシャーフィイ派の法学文献における庇護民規定の発展段階が明らかになり、マムルーク朝時代の集大成期に至る歴史的展開を明らかにすることができた。今後それを論文として纏めることが課題である。また、スペイン(アンダルス)においてはマーリク派の庇護民規定が89世紀以降後ウマイヤ朝の下で独自に発展していたことを解明することができた研究目標2「キリスト教徒史料における庇護民規定の研究」に関しては写本の入手も含めて、史料の収集・分析を進めた。また、平成30年9月にイタリアに海外出張を行い、ヴァチカン図書館に所蔵されている東方キリスト教会及ムデハル・モリスコ関連の史料収集を試みた。併せてヴェネツィアのドゥカーレ宮殿及び海洋史博物館を訪問し、史料収集と実地検分を行った。研究目標3「十字軍国家のシリア統治政策の研究」については、刊本として発行されている聖墳墓教会の領地管理記録を載せたラテン語史料を入手できたので、その読解・分析を進めた。また、9月のイタリア調査に際して、十字軍の出港地であった南イタリアのバーリ・ブリンディシ等の都市を訪問し、史料に書かれていることの確認と実地検分を行った。イェルサレム王国のムスリム統治政策に関しては、現存しないとされるアラビア語史料を、海外の史料調査においても入手できなかったため、それを引用しているアラビア語史料の収集・分析を進めた。以上、平成30年度は文献史料の分析を中心に研究を進めた。文献研究においては、一定の成果を得ることができたが、海外における史料収集及び現地調査に関しては、研究代表者の体調不良のため、予定していた一部しか遂行することができなかった。そのため、平成30年度の目標として設定していた未所有の写本および文書史料の収集は、平成29年度に続いて未だ遅れた状況であると考えている。その影響で、既に収集・検討を終えた史料との比較検討にまで至ることができず、平成30年度の研究で得ることのできた新たな知見は、当初の目標を下回った。また、研究目標1「ムスリム史料における庇護民規定の研究」について予定していた学会発表を行うことができなかった。平成29年度の遅れを取り戻すべく、海外における史料収集・文書調査に力を入れる予定である。平成30年度に予定していたエジプト及びイスラエルへの海外出張を通して、文献収集と現地調査を行うだけでなく、日程的に可能であれば平成29年度に遂行できなかったアンダルス(スペイン)における現地調査と文献収集を行い、異教徒統治政策に関する新たな比較検討の対象の開拓を進めていく予定である。
臓器血流の制御とその病態

本研究班は、臓器血流の制御とその病態(臓器虚血)に係わる諸問題に重点を置いて血管機能を把握することを主眼とし、以下の三主題に対して新たな知見、成果を得た。1.臓器血流の計測:冠血流のinsitu計測は臨床医学上の重要課題である。この問題については、経食道探触子ドブラエコー法(冠動脈主幹部血流計測)、光ファイバー型レーザドプラ法(心筋内細血管血流計測)、ポジトロンCT(心筋血流の相対分布心筋viabilityの評価)のハード面で開発が急激に進み、その実用化に進展がみられた。2.血管攣縮血栓形成:この問題は、動脈硬化性血流障害の成因を探る上で最も重要である。薬物による動脈攣縮誘発時に二次的に血小板の活性化や血栓形成の生じることが動物モデル、臨床病態で示された。この際、血管内視鏡によって血管壁病変内膜面の観察が可能となっており、動脈硬化性病変における血栓形成機序の解析にも応用が期待し得る。血栓形成の初期反応において、血管作動性物質が血小板ー血管壁相互間の調節機構を修飾することが知られているが、かかる物質自身の制御機作の解明が、分子レベル、受容体レベルを中心に進展した。3.微小循環とその障害:心筋虚血領域における微小循環系の破綻が心筋壊死の進展を修飾する。本プロジェクトにおいては、好中球の遊走・浸潤と、虚血後の再灌流(再酸素化)に伴う心筋細胞障害の問題を中心に研究を展開した。アラキドン酸リポキシゲナーゼ代謝反応を介した好中球の血管内皮への粘着、塞栓は、微小循環障害発現に深く係わることが示された。心筋再酸素化に伴う細胞障害(酸素パラドックス)については、単離細胞レベルでの研究へと進展し、膜電位振動、膜構造の恒常性、心筋線維配列に焦点を当てて解析が進められた。これらより、臓器虚血における循環・代謝連関の機構解明が大きく進歩した。
抗うつ薬の作用基盤としての海馬神経幼若化の解析

抗うつ薬フルオキセチンがマウスの行動と海馬神経細胞に及ぼす影響を検討した。高用量のフルオキセチンを成体マウスに投与すると、海馬神経細胞機能の幼若化と相関して活動量が日々顕著に変化するなどの行動異常が生じた。コルチコステロン慢性投与によるうつ病モデルマウスでは神経幼若化が促進されていた。以上より、健康な状態における神経幼若化の誘導は有害反応に関与することと、ある種の病的状態では神経幼若化が生じ易いことが示唆された。抗うつ薬・抗不安薬として用いられる選択的セロトニン再取込阻害薬の一種、フルオキセチンを成体マウスに慢性投与することによって、ホームケージにおける活動量の顕著な不安定化が生じることを発見した。マウスは過活動と低活動を繰り返す等の変化を示し、この変化はフルオキセチンを断薬後少なくとも1ヵ月間は持続した。また同時に、オープンフィールド、明暗箱における不安様行動の亢進と強制水泳、尾懸垂におけるうつ関連行動の変化も見られた。フルオキセチンは成体海馬歯状回の成熟神経細胞を成熟前の状態に戻すこと(脱成熟)を先に報告しているが、この脱成熟によって生じる神経伝達の変化は行動の不安定化と有意に相関し、また行動変化と同様に断薬後1ヵ月間は持続した。さらに、脱成熟が抑制されているセロトニン5-HT4受容体欠損マウスでは、行動の不安定化と不安様行動の亢進が抑制されていたが、うつ関連行動には変化がなかった。これらの結果はフルオキセチンによる行動の不安定化と不安様行動の亢進の神経基盤に海馬歯状回の脱成熟が関与すること、その際セロトニン5-HT4受容体が重要な役割を果たことを示唆している。これらの行動変化は躁転や気分不安定化などの抗うつ薬の副作用に関連する可能性があり、本発見はこれら副作用のメカニズム解明に結びつくことが期待される。同様の行動変化と海馬神経系の変化が電気けいれん刺激など他の処置や刺激によって生じる可能性を現在検討しており、予備的結果を得ている。成体マウス(9週齢)に電気けいれん刺激を単回又は複数回与え、海馬神経細胞と行動に対する効果を検討した。電気けいれん刺激の24時間後に急性海馬スライス標本を作製し、電気生理学的解析を行ったところ、神経細胞の活動の特性やシナプス伝達及びその可塑性に変化が生じており、神経細胞の成熟状態が変化していることを示唆する結果を得た。さらに、生化学的検討によって成熟ステージマーカーの発現が変化することが確認された。現在、電気けいれん刺激の効果の持続性、回数依存性等の詳細な解析を行っている。電気けいれん刺激を行ったマウスを用いて、ホームケージ活動量、オープンフィールド活動量及び不安様行動、恐怖条件付けの解析を行った。現在までに活動量の上昇が生じることを示す結果を得ており、解析を継続している。うつ・不安のモデル動物を作製する目的で、コルチコステロン慢性投与の効果を検討した。成体マウスにコルチコステロン5-10mg/kg/dayを4-7週間経口投与し行動解析を行ったところ、活動性の低下や不安様行動の上昇を示唆する結果を得た。また、海馬スライスを作製して電気生理学的解析を行ったところ、シナプス伝達の異常が見られた。体重変化等を最小限に抑えつつ、顕著な行動変化が表れるコルチコステロンの投与条件を現在検討している。それと並行して、コルチコステロン投与動物に神経幼若化を誘導する予備的実験を行った結果、通常のマウスとは異なる行動変化が生じることを示唆する結果を得た。この点も含めて、最適な実験条件を検討している。複数の疾患モデルマウスを用いて抗うつ薬フルオキセチン(FLX)及び電気けいれん刺激の効果を検討した。コルチコステロン(CORT)慢性投与(10mg/kg/day、7週間)による不安・うつモデルマウスに対するFLXの効果を検討するため、CORT投与の後半4週間にFLX10mg/kg/dayを投与した。通常この投与量のFLXでは神経幼若化は生じないが、CORT投与動物では神経幼若化を示す電気生理学的特徴と分子マーカー発現変化が見られた。この時、FLXの血中濃度はCORT投与では変化せず、FLXによる治療を受けているヒトの血中濃度と同程度であった。また、正常なマウスに高用量FLXによって神経幼若化を誘導した際に見られる行動異常は見られなかった。これらの結果はストレス応答系に異常が生じている状態では、FLXによる神経幼若化が促進されることを示しており、治療用量のFLXによってヒトでも神経幼若化が生じることを示唆している。Learned helplessnessによるうつ様行動と恐怖条件付けに対する電気けいれん刺激の効果を検討した。うつ様行動に対する効果は現時点では検出されていないが、恐怖条件付けは電気けいれん刺激で低下した。恐怖条件付けに対する効果は海馬シナプス伝達に対する電気けいれん刺激の効果と持続時間が同様であった。

不安様行動は電気けいれん刺激では変化しないか、むしろ増加するため、この恐怖条件付けの変化は認知機能異常を反映すると考えられる。前年度までの結果も考慮すると、電気けいれん刺激による海馬シナプス伝達の変化は、活動量の増加と恐怖条件付けの低下と関連することが示唆された。平成23年度までの主な実験計画であった、電気けいれん刺激の効果の解析と不安・うつモデルの解析は実施できており、細かい条件検討の段階にあるため、計画はおおむね順調に進展していると考えられる。24年度が最終年度であるため、記入しない。前年度から続く、疾患モデルの条件検討を完了するとともに、異なるモデルの条件検討も進める。抗うつ薬投与等によって神経幼若化を誘導した後にこれらの疾患モデルの行動を解析し、神経幼若化の治療効果としての可能性を検討する。さらに、神経幼若化が抑制されている遺伝子改変マウスを用いて、行動変化と神経細胞の変化の因果関係の検討を試みる。
植物ポリフェノール類によるTRPチャネル活性化と渋味感覚の仕組み

本研究では、渋味物質の種々のポリフェノール類が如何にTRPチャネルを活性化し、どう感覚神経を発火させ、それがどのように渋味の感覚に繋がっているか、分子機構を解明する。前年度までに、まず渋味感覚を引き起こす代表的なポリフェノール類の酸化カテキン、タンニン酸、クロロゲン酸、エラグ酸、ミリセチンをマウスの感覚神経の後根神経節培養細胞(DRG)、マウスTRPA1あるいはTRPV1発現細胞に作用させ、Ca2+イメージング法で細胞応答を検討した。結果、酸化カテキン・タンニン酸・ミリセチンに対して、DRG、TRPA1あるいはTRPV1発現細胞は、TRPA1発現細胞のタンニン酸応答以外、全て濃度依存的に応答した。そこで、今年度は、酸化カテキン・タンニン酸・ミリセチンの三種のポリフェノールに注目し、哺乳類・鳥類・爬虫類・両生類・魚類のTRPA1・TRPV1が、これらの渋味を呈するポリフェノール類への応答性を持っているか解析した。HEK細胞にヒト,マウス,ニワトリ,ガラガラヘビ,ツメガエル、アホロートル、ゼブラフィッシュのTRPA1あるいはTRPV1を発現させ、Ca2+イメージングで解析した。結果、(1)哺乳類TRPが最もポリフェノール感受性が高く、三種全てに高い応答性を示す、(2)爬虫類TRPは、三種全てに全く応答しない、(3)両生類と魚類のTRPは各ポリフェノールに応答は多様である、ことが分かった。これらのTRPチャネルのポリフェノール感受性の多様性は、各動物種の食性や生存戦略と深く関わって機能的に獲得されたことが示唆される。そこで、これら応答性の違いに着目して種間キメラを作り、応答性の責任部位を探索した。結果、三種のポリフェノール(酸化カテキン・タンニン酸・ミリセチン)の認識部位は、TRPA1とTRPV1のどちらの場合にもチャネルを形成する6回膜貫通部にあることが示唆された。植物由来のポリフェノール類などが口に中で渋味感覚を引き起こすが、その詳しい仕組みの解明は殆ど行われていない。研究代表者らは、ポリフェノールの一種酸化カテキンが、感覚神経上のTRPA1とTRPV1を他のリガンドとは異なり緩徐に活性化し、特徴的なパターンの神経発火を引き起こすことを見出した。おそらくこの感覚神経活性化の仕組みが渋味感覚の分子機構と期待される。そこで、本研究では、渋味物質の種々のポリフェノール類が如何にTRPチャネルを活性化し、どう感覚神経を発火させ、それがどう個体行動に反映されるか解析して、渋味感覚の分子機構を解明する。1年目の今年度は、渋味感覚を引き起こす代表的なポリフェノール類のタンニン酸、クロロゲン酸、エラグ酸を後根神経節培養細胞(DRG)、TRPA1あるいはTRPV1発現細胞に作用させ、主にCa2+イメージング法で細胞応答とその特異性を検討した。結果、マウスのDRGは濃度依存的にタンニン酸に応答し、この応答はTRPV1阻害剤SB-366791により抑制された。次に、HEK細胞にヒト,ラット,ニワトリ,ガラガラヘビ,ゼブラフィッシュのTRPV1(順にhTRPV1, rTRPV1, cTRPV1, rsTRPV1, zTRPV1)を発現させ、Ca2+イメージング法で応答解析を行った。すると、hTRPV1, rTRPV1, zTRPV1で濃度依存的な比較的緩徐な応答が検出され、cTRPV1では高濃度のタンニン酸のみに顕著に応答が見られた。一方、rsTRPV1では応答が検出されなかった。そこで、rTRPV1とrsTRPV1の間でキメラチャネルを作り応答解析を行った結果、チャネル膜貫通部に責任部位がある傾向がみられた。一方、クロロゲン酸とエラグ酸については、DRGでは多少の応答が検出されたが、TRPA1とTRPV1の発現細胞では細胞応答が検出されなかった。クロロゲン酸とエラグ酸については、予期せずTRP発現細胞で応答が検出されなかった。そこで、他のポリフェノールについても予備的検討を始めた。結果、ブドウやベリーに含まれる渋味物質のミリセチンがTRPV1を活性化する性質をもつことが分かりつつある。本研究では、渋味物質の種々のポリフェノール類が如何にTRPチャネルを活性化し、どう感覚神経を発火させ、それがどう個体行動に反映されるか解析して、渋味感覚の分子機構を解明する。これまでに、まず渋味感覚を引き起こす代表的なポリフェノール類のタンニン酸、クロロゲン酸、エラグ酸をマウスの感覚神経の後根神経節培養細胞(DRG)、マウスTRPA1あるいはTRPV1発現細胞に作用させ、Ca2+イメージング法で細胞応答を検討した。結果、マウスDRGとマウスTRPV1発現細胞は、濃度依存的にタンニン酸に応答し、この応答はTRPV1阻害剤により抑制された。次に、HEK細胞にヒト,ラット,ニワトリ,ガラガラヘビ,ゼブラフィッシュのTRPV1を発現させ、応答解析を行った。すると、ガラガラヘビ以外のTRPV1で濃度依存的な比較的緩徐な応答が検出され、ガラガラヘビTRPV1では応答が検出されなかった。そこで、ラットとガラガラヘビのTRPV1の間でキメラチャネルを作り応答解析を行った結果、チャネル膜貫通部に応答の責任部位があることが判明した。

一方、クロロゲン酸とエラグ酸については、DRGでは多少の応答が検出されたが、TRPA1とTRPV1の発現細胞では細胞応答が検出されなかった。そこで、次にブドウ・ベリーなどに含まれるミリセチンついて検討を行った。すると、ミリセチンはマウスDRGを活性化し、その反応はTRP阻害剤で遮断された。そこで、まず各動物(ヒト,ラット,ニワトリ,ガラガラヘビ,ツメガエル、アホロートル)のTRPA1を培養細胞に発現させ、Ca2+イメージングで解析した。すると、ニワトリとガラガラヘビのTRPA1発現細胞ではミリセチン応答が検出されず、他のTRPA1では活性化が捕らえられ、渋味物質ミリセチンに対するTRPA1の応答も、動物種で明らかに異なることが判明した。予想に反して、クロロゲン酸とエラグ酸は、明確にはTRPチャネルを活性化しなかった。一方、ミリセチンのTRPA1活性化能が新たに発見され、さらに動物種特異性があることが判明した。しかも、ミリセチンを含めこれまで明らかにした3種の渋味を呈するポリフェノールのTRPA1あるいはTRPV1活性化能は、動物種依存性が同一ではないようで、かなり緻密な機能獲得が個別の動物で起こったようである。まずはこれらの渋味応答性の詳細を明確にすることが最重要になった。本研究では、渋味物質の種々のポリフェノール類が如何にTRPチャネルを活性化し、どう感覚神経を発火させ、それがどのように渋味の感覚に繋がっているか、分子機構を解明する。前年度までに、まず渋味感覚を引き起こす代表的なポリフェノール類の酸化カテキン、タンニン酸、クロロゲン酸、エラグ酸、ミリセチンをマウスの感覚神経の後根神経節培養細胞(DRG)、マウスTRPA1あるいはTRPV1発現細胞に作用させ、Ca2+イメージング法で細胞応答を検討した。結果、酸化カテキン・タンニン酸・ミリセチンに対して、DRG、TRPA1あるいはTRPV1発現細胞は、TRPA1発現細胞のタンニン酸応答以外、全て濃度依存的に応答した。そこで、今年度は、酸化カテキン・タンニン酸・ミリセチンの三種のポリフェノールに注目し、哺乳類・鳥類・爬虫類・両生類・魚類のTRPA1・TRPV1が、これらの渋味を呈するポリフェノール類への応答性を持っているか解析した。HEK細胞にヒト,マウス,ニワトリ,ガラガラヘビ,ツメガエル、アホロートル、ゼブラフィッシュのTRPA1あるいはTRPV1を発現させ、Ca2+イメージングで解析した。結果、(1)哺乳類TRPが最もポリフェノール感受性が高く、三種全てに高い応答性を示す、(2)爬虫類TRPは、三種全てに全く応答しない、(3)両生類と魚類のTRPは各ポリフェノールに応答は多様である、ことが分かった。これらのTRPチャネルのポリフェノール感受性の多様性は、各動物種の食性や生存戦略と深く関わって機能的に獲得されたことが示唆される。そこで、これら応答性の違いに着目して種間キメラを作り、応答性の責任部位を探索した。結果、三種のポリフェノール(酸化カテキン・タンニン酸・ミリセチン)の認識部位は、TRPA1とTRPV1のどちらの場合にもチャネルを形成する6回膜貫通部にあることが示唆された。
大振幅変位多入力による長スパン立体構造物の非弾性地震応答解析

本研究は、軸方向の強制変位が配管系の挙動に及ぼす影響について調査したものである。加振による慣性力に加え、強制変位入力を同時に与える加振実験を行い、基本特性、変位応答について考察するとともに、地震時に大きな被害発生の原因の一つとなる、フランジ部の曲げモーメントについて、慣性力と強制変位が及ぼす影響について調査した。この実験を通じて、以下のような知見を得た。1)強制変位を与えることにより、拘束部であるレストレイント等に大きな反力が生じ、その結果接触面の摩擦が増加し、一次、二次の固有振動数が高くなった。また、減衰比も著しく増加した。2)配管直管部の変位応答は、共振時よりもむしろ強制変位入力後の方が大きいことから、慣性力による変位応答よりも、強制変位による変位応答が大きいことがわかった。3)本供試体において、強制変位の入力によりフランジ部には大きな曲げモーメントが生じた。配管軸方向の共振時は曲げモーメントの変動は小さいが、配管垂直方向の共振時には曲げモーメントの変動は大きかった。加振による慣性力のみの場合、曲げモーメントの生じる方向は時々刻々と変動するが、強制変位入力後は、その方向はわずかに変動するのみであった。曲げモーメントについては、加振による入力レベルの影響は、強制変位による影響に比べて小さい。同じ入力レベルにおいて、強制変位量の影響が顕著であり、慣性力による曲げモーメントと強制変位による曲げモーメントとは分離独立した形で考えることができた。本年度の研究実績の概要は以下のとうりである.1)試験用入力波の作成本研究は変位入力による低周波数領域における動特性の測定を主眼としているため,従来の振動台等による加速度制御系の加振は不適切であり,数値積分により,変位入力を作成する必要がある.すでに作成してある地震波の積分アルゴリズムを用いて,兵庫県南部地震観測波を含む試験用変位入力波を作成した.2)地震応答実験長スパン構造物供試体としては,立体配管系を対象として地震応答実験を行った.供試体の1端を固定し,他端に1)で作成した長周期成分を有する変位地震動を入力し,入力変位を徐々に増しながら配管系の応答を測定した.配管の応力集中部のひずみ-応力特性及び変位-荷重特性を測定しつつ,エルボ部の応力集中局所変形や塑性変形の特徴を調べた.3)モデル化及び動特性の同定長スパン構造物の力学モデルとしての門型配管模型を対象として,モード解析により,1次のみ,2次のみ及び1次,2次同時の3ケースについて地震応答解析を実施して,加振実験結果と比較・検討した.本年度は、軸方向の強制変位が配管系の挙動に及ぼす影響について調査した。加振による慣性力のみの場合、曲げモーメントの生じる方向は時々刻々と変動するが強制変位入力後は、その方向はわずかに変動するのみであった。
Ｊ－ＰＡＲＣの大強度中性子を活用した光誘起現象の単結晶中性子構造解析

本課題では単結晶中性子構造解析による光誘起現象の「その場観察」法の確立を目的とし、単結晶中性子回折測定用に特化した光ファイバーライトガイド付きクローズドサイクル冷凍機を新たに開発し、20K以下という低温環境下でのin situ可視光照射単結晶中性子回折測定を実現した。また、可視光照射による分子内プロトン移動が報告されている2-(2'ヒドロキシフェニル)ベンゾイミダゾール(HPBI)について、測定用の単結晶を調製するとともに、J-PARCの単結晶回折計SENJUと上述の冷凍機を用いることで実際の単結晶中性子回折測定に成功した。近年の光機能性有機材料開発の進展に伴い、複雑な分子構造を持つ物質の光誘起現象が研究対象となりつつある。これらの研究において重要性を増しているのが、単結晶X線構造解析による光誘起化学種の「その場観察」である。一方、中性子はX線に比べて水素原子や磁気秩序を明瞭に観察でき、加えて低温のような極端条件下での回折測定が容易である。これらの特徴を生かした"in-situ光照射単結晶中性子構造解析"が実現できれば、低温下でトラップした光誘起準安定構造における水素原子、磁気秩序の観察が可能となり、有機光機能性材料の研究において極めて有効な分析手法となる。そこで本研究では、単結晶中性子構造解析による光誘起現象の「その場観察」法を確立することを目的としている。平成24年度は、本研究における核となる低温/光照射下での単結晶中性子回折測定を可能とするinsitu光照射回折測定システムとして、白色光照射/結晶観察用光ファイバー、レーザー照射用光学ポートを組み込んだ4K冷凍機の設計、製作を主に行った。本冷凍機は試料に対する振動の小さいパルス管冷凍機を組み込んでおり、3箇所の光ファイバー導入用ポートと2箇所のレーザー光導入用ポートを備えている。これまでに冷凍機先端部のコールドヘッドを3.0Kまで冷却することに成功している。また、J-PARC・MLFのBL18に新規に設置され、本研究の単結晶中性子構造解析でも活用する回折計SENJUについて、様々な有機結晶試料を用いた中性子構造解析測定を行い、十分な精度および確度を持つの中性子構造解析が可能であることを実証すると共に、冷凍機先端に取り付ける極低温下での動作が可能な2軸ゴニオメータの調整を行った。これらの特徴を生かした“in-situ光照射単結晶中性子構造解析"が実現できれば、低温下でトラップした光誘起準安定構造における水素原子、磁気秩序の観察が可能となり、有機光機能性材料の研究において極めて有効な分析手法となる。平成25年度は、本研究における核となる低温/光照射下での単結晶中性子回折測定を可能とするin situ光照射回折測定システムとして、24年度に製作を行った4K冷凍機に対して耐真空ライトガイドの組み込みを行い、システムを完成させることができた。このシステムでは冷凍機先端部のコールドヘッドを3.0Kまで冷却することができるとともに、ライトガイドを経由した白色光の試料への照射ならびに光学ポートを利用したレーザー光の試料への照射が可能となっている。また、平成25年度は中性子の特徴を生かした機構解明が期待される「励起状態プロトン移動(ESIPT)」を伴う有機発光材料として2-(2'-hydroxy-naphthyl)benzazoleおよびその誘導体の合成および結晶化を行い、このうち2-(2'-hydroxyphenyl)benzimidazole (HPBI)について2.0x1.0x0.3mmというサイズの単結晶を得ることに成功するとともに、光OFFの初期状態についてJ-PARC・MLFのBL18に設置された回折計SENJUを用いた単結晶中性子回折測定を行った。回折測定は室温と4Kで行い、いずれの温度でも構造解析に十分な数のブラッグ反射を観測することに成功した。現在解析を進めている。本課題は単結晶中性子構造解析による光誘起現象の「その場観察」法を確立することを目的としている。平成26年度は前年度までに製作した光ファイバー付きクローズドサイクル型4K冷凍機を用い、やはり前年度までに調製した励起状態プロトン移動(ESIPT)を伴う有機発光材料として知られる2-(2'-hydroxyphenyl)benzimidazole (HPBI)の単結晶(2 x 2 x 0.3 mm)の光照射前後の単結晶中性子回折測定を行った。

HPBI単結晶では蛍光励起スペクトルの温度変化から温度による分子内プロトン移動が示唆されていたため、光照射回折実験に先立ち4Kおよび293Kでの単結晶中性子構造解析を行った。測定はJ-PARCの単結晶回折計SENJUを用いた。構造解析の結果、室温で分子内N...H水素結合距離が僅かに短くなったものの、予想された温度変化に伴う分子内プロトン移動は観測されなかった。このことから、蛍光励起スペクトルの温度変化については分子内プロトン移動以外の要因の存在が示唆される。また、光照射によって生じると考えられるHPBIの分子内プロトン移動体の存在を観察するための可視光in-situ照射単結晶中性子回折測定は同様にSENJUを用いて行った。光源としてキセノン光源を用い、ロングカットフィルタを用いて425nm以下の波長の可視光を選択的に照射したところ、試料温度17Kでのin-situ光照射単結晶中性子回折測定を行うことに成功した。この測定では光照射下で試料結晶を2軸で回転させながら構造解析に必要な逆空間の情報をスキャンすることに成功しており、構造解析を目的とした極低温下でのin-situ光照射単結晶中性子回折測定法を確立できたと言える。測定後の試料結晶はわずかなひび割れや透明度の変化が見られ、何らかの反応の進行が示唆されることから、現在慎重に解析を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。結晶化学26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の核となる光照射回折測定用4K冷凍機について、設計は順調に進んだものの製作段階で遅れが生じてしまい、光ファイバー等を組み込んだテストが十分に出来なかったため。一方、平成25年度に整備する予定であった測定用試料合成用機器の整備を平成24年度に前倒しして行ったため、全体の遅れはわずかと考えている。本研究の核となる光照射回折測定用4K冷凍機については製作後に標準試料を用いたオンビームテストを予定していたが、J-PARC・ハドロン実験施設の事故に伴うMLFの運転停止に伴い、予定していた光照射回折測定システムのテストを十分に行うことができなかった。しかし、本研究における一番のネックと考えていた中性子用単結晶試料の調製に成功し、実際の中性子回折測定まで終えることができたことから、遅れはわずかと考えている。昨年度に引き続き光照射回折測定用4K冷凍機の動作テストを行い、極低温で光照射を行うための条件の最適化を進めると共に、各種光源の整備も行う。併せて、実際の測定に用いる単結晶試料の調製を行う。従来の単結晶中性子構造解析に比べて小さな単結晶で測定が可能と期待されるが、X線構造解析に比べると大きな単結晶試料を必要とするため、様々な誘導体を調整することで大きい単結晶を得やすい誘導体を見付け出す。本研究の最終年度である平成26年度は、HPBI単結晶の低温光照射下での単結晶中性子構造解析を行い、光照射によるESIPTによって生じる準安定構造の観察を試みる。また、本研究では光照射で誘起される磁気構造変化の中性子による観察も目標としており、その標的として光誘起スピン転移(LIESST)によって強磁性あるいは反強磁性を発現する幾つかの候補化合物について合成と単結晶の調製、更には光照射条件下での中性子回折測定を試みる。
Follicular dendritic cellによるIgE産生制御機構の解明

I型アレルギー疾患では、IgE抗体が増加しアレルギー反応の惹起に寄与すると考えられている。IgE抗体はFollicular dendritic cell(FDC)が局在する胚中心でB細胞より産生される。FDCは非造血系細胞でB細胞の活性化を促す一方で、IgE抗体の産生を制御することも知られている。しかし、様々なリンパ組織で機能や発現分子等が異なるとの報告から、一様にIgE抗体を制御できるか詳細は不明である。そこで、本研究では各リンパ組織でのFDCがIgE抗体産生を制御しうるか検討し、IgE産生のメカニズムをリンパ組織の微小環境の観点から解明することを目指す。
多孔物質の浸透現象や木材の乾燥など自然現象の計算モデルの開発とシミュレーション

主な研究テーマは多孔質領域における物理現象を表す偏微分方程式に対する効率的数値計算スキームの確立である。応用トピックとしては木材乾燥プロセスにおける温度、圧力、湿度を変数とする3次元シミュレーションがあり、さらに海岸から内陸地下水への塩水のモデリングがある。そこでは3次元大規模計算が必要となるので、数値解法と計算資源にはきびしい要求が課せられる。そのため、現在は有限体積法の実装と計算効率の向上を行った。数値計算法としては大規模計算に適したニュートン・クリロフ法による非線形ソルバー並列計算を用いた。前処理のために固定したヤコビ行列も使ったが、そのための余分な計算時間は、深刻ではなく、全体としてみたとき計算効率の向上が見込めることがわかった。既に作成した数値計算プログラムに新しい数値計算法やツールをとり入れることが出来るようにソフトウェアを拡張する必要があったが、主要な困難は乗り越えられた。そこでは、長期にわたって在効である柔軟性のある計算ツールを開発するためにソフトウェアの寿命という観点も重要になった。計算効率を維持しながら多様な異なる実装にも対応しやすいものを作成するためにはC++を用いるのが有利であることがわかった。以上の研究は既に成果を得て発表済みである。2次元や3次元、他の応用問題、異なる数値解法、逐次計算と並列計算など、多様な用途に活用すべく研究を進めてきた。とくに異なる媒質間の境界において、粘度のよい差分解法を共同研究しており、これらの応用にも取りかかる予定である。主な研究テーマは多孔質領域における物理現象を表す編微分方程式に対する効率的数値計算スキームの確立である。応用トピックとしては木材乾燥プロセスにおける温度、圧力、湿度を変数とする3次元シミュレーションがあり、さらに海岸から内陸地下水への塩水の浸透モデリングがある。そのため、現在は有限体積法の実装と計算効率の向上を行っている。数値計算法としては大規模計算に這した。ニュートン・クリロフ法による非線形ソルバー並列計算を用いている。前処理のために固定したヤコビ行列も使うが、そのための余分な計算時間は、深刻ではなく、全体としてみたとき計算効率の向上が見込めることがわかっている。既に作成した数値計算プログラムに新しい数値計算法やツールをとり入れることが出来るようにソフトウェアを拡張する必要があり、現在、新しくデザインしている所である。そこでは、長期にわたって有効である柔軟性のある計算ツールを開発するためにソフトウェアの寿命という観点も重要になる。以上の準備ができたので今後、2次元や3次元、他の応用問題、異なる数値解法、逐次計算と並列計算など、多様な用途に活用すべく研究を進めている所である。
ホスト生物の地理的クラインとＷｏｌｂａｃｈｉａ感染ダイナミクスの解明

昨年に引き続き,温帯3地点(茨城県つくば市,岡山県岡山市,鹿児島県鹿児島市)と亜熱帯1地点(沖縄県西原町)を調査地として,おおよそ月に1度の頻度でヤマトシジミを採集した。採集したヤマトシジミ個体群は4地点すべてで昨年同様高いWolbachia感染率を示した。Wolbachia密度の季節変化を温帯1地点(鹿児島県鹿児島市)と亜熱帯1地点(沖縄県西原町)で比較したところ,温帯では昨年と同様に春から秋にかけてWolbachia密度が減少していくのに対し,亜熱帯では春季から秋季にかけてWolbachia密度が高くなっていることが明らかになった。この2地点での比較では,月と個体群の交互作用が有意に異なることが明らかとなったため,Wolbachiaの密度変化には環境因子として気温が非常に密接にかかわっていることが示唆される。ヤマトシジミにおけるWolbachiaの繁殖操作を調べる為に,ヤマトシジミの飼育を行った。野外から採集してきたメス個体をケージ内で産卵させ,孵化した幼虫に抗生物質入りの餌を与えることによって宿主体内からWolbachiaを除去した系統(Tc)を作成した。コントロール区(C)には通常の餌を与えた。2世代続けて抗生物質処理した後,コントロール区と同様に通常餌を1世代のみ与え,抗生物質による影響を排除した。4世代目にコントロール区と処理区の交配実験を行った。交配実験ではC x C,C x Tc,Tc x C,Tc x Tc(メスxオス)の組み合わせで,3頭のメスと10頭のオスを同時に飼育することによって交尾を促した。その結果,全組み合わせで500卵以上の産卵を確認した。さらに,Tc x Cでのみ幼虫が孵化しなかったことから,ヤマトシジミのWolbachiaは細胞質不和合を行うことが明らかとなった。また,日本国内における高感染率の理由としてこの細胞質不和合による個体群内での蔓延が予想される。27年度が最終年度であるため、記入しない。北海道を除く日本全国に分布するチョウ目昆虫ヤマトシジミを用いて,細胞内共生細菌ボルバキアの地理的な密度変化を調査した。調査した地点は全部で14地点(宮城県仙台市,茨城県つくば市,千葉県千葉市,大阪府大阪市,兵庫県洲本市,岡山県美作市,岡山県新見市,岡山県岡山市,香川県まんのう町,大分県中津市,大分県佐伯市,鹿児島県鹿児島市,鹿児島県屋久島町,沖縄県西原町)であり,各地点で1回の採集につきオスを8-25頭程度採集した。8地点(茨城県つくば市,岡山県美作市,岡山県岡山市,香川県まんのう町,大分県中津市,大分県佐伯市,鹿児島県鹿児島市,沖縄県西原町)では季節の異なる複数月にも採集を行った。その結果,各地点でヤマトシジミのボルバキア感染率は非常に高く,地点間で感染率が異なることはなかった。一方で,細胞内密度は地点間でボルバキア密度が大きく異なることが明らかとなったが,密度変化は地理に依存しているわけではなく,高密度と低密度の地域が点在していることが明らかになった。また,季節間では春から秋にかけてボルバキア密度が減少することが明らかになったものの,それは夏季に減少が大きいためと考えられ,秋には増加に転じる傾向がみられた。同様に,ヤマトシジミの体サイズも季節に応じて変化していることがわかった。本研究の意義は,今後ボルバキアを応用研究する際,あるいは細胞内共生細菌がどのような振る舞いを宿主体内で行っているのかを理解することにある。

当初予定では,ヤマトシジミの採集のみを該当年度に行う予定であったが,ボルバキア密度の解析まで進んでいることから,概ね順調に進んでいると判断する。また,地点間のボルバキアとヤマトシジミの遺伝子解析も行っており,この点でも順調に進んでいると判断している。一方で,同時に進める予定であったヒラタコクヌストモドキについてはこれから解析を行う予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度明らかにした季節間のボルバキア密度変化のより詳細な解析を行うため,定点を幾つか設定する。設定した定点において,ヤマトシジミのオスを発生期に合わせて4月から11月まで採集を行う。その結果,各発生期のどこでボルバキア密度が高くなり,低くなるのか,季節に応じた密度ダイナミクスの変化を明らかにする予定である。また,ヤマトシジミを飼育し,ボルバキアが宿主であるヤマトシジミにどのような影響を与えているのかについて調査する。特にどのような繁殖操作が生じているのかを明らかにすることがボルバキア感染ダイナミクスの理解へ大きく貢献すると考えられる。室内で維持しているヒラタコクヌストモドキについても同様に調査する予定である。