hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
カテプシンD欠損マウスにおけるミクログリアを介した神経細胞死に関与するフリラージカルの全容解明

これまで生後20日目以降のカテプシンD欠損マウスの視床においてESR/スピントラップ法によってNOが検出されることを報告した。ミクログリアが誘導型NO合成酵素を発現することから、活性化したミクログリアが産生したNOを捉えたものと考えられる。そこで今年度は、カテプシンD欠損に伴うミクログリアの活性化機構について検討を加えた。ミクログリアにおいて生後16日目以降、誘導型NO合成酵素の発現、ミトコンドリアATP合成酵素サブユニットCのリソソーム内蓄積、ならびにセロイド/リポフスチンの形成が経時的にほぼ平行して生じることが明かとなった。これらの結果より、カテプシンD欠損によるサブユニットCのリソソーム内蓄積によってセロイド/リポフスチンの形成が促進され、さらにその結果としてミクログリアの活性化による誘導型NO合成酵素の発現が生じたことが強く示唆された。そこで次に初代培養ミクログリアを用い、この可能性についての検討を行った。カテプシンD阻害剤であるペプスタチンAを初代培養ミクログリアに適用するとサブユニットCのリソソーム内蓄積が観察された。またこれと同時に細胞内において過酸化水素やNOの産生が検出され、細胞内酸化ストレスが増加していることが明かとなった。最近、細胞内ストレスによるp38MAPキナーゼの活性化が新たな細胞内シグナリングの経路として注目を集めている。そこでp38MAPキナーゼの活性化についてウエスタン法により検討した結果、ペプスタチンAの適用により初代培養ミクログリアにおいてp38MAPキナーゼの活性化が生じ、この活性化はNADPH阻害剤であるDPIにより抑制されることが明らかとなった。以上の結果より、カテプシンD欠損に伴うミクログリアにおける誘導型NO合成酵素の発現は次のような一連の機序によることが強く示唆された:(1)カテプシンD欠損によるサブユニットCのリソソーム内における蓄積、(2)サブユニットCを核としたセロイド/リポフスチンの形成、(3)セロイド/リポフスチンの形成に伴う細胞内酸化ストレスの増大によるp38MAPキナーゼの活性化、(4)p38MAPキナーゼの活性化による誘導型NO合成酵素の発現誘導。我々はこれまでカテプシンD(CD)欠損マウスの視床におけるニューロン死は一酸化窒素(NO)の酸化代謝物である亜硝酸の蓄積を伴い、また誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)阻害剤で阻害されることから活性化ミクログリアの産生するNOによる酸化ストレスにより生じることを示唆してきた。しかし、NOの役割をより明らかにするためには直接的に測定することが必要と考えられる。そこで今年度はESR/スピントラップ法によるNO測定を試みた。CD欠損ならびに野生型マウスより摘出した視床より調整した可溶分画にジチオカルバメート-鉄錯体を含む試薬を加え、ESR法によるNO測定を行った。またF4/80、抗Iba1抗体、抗iNOS抗体ならびに抗ニトロチロシン抗体を用いた免疫染色を行った。CD欠損マウスの視床におけるNO産生は生後18日目(P18)までは検出できなかったが、P20ならびにP24では著明なNO産生が認められた。一方、野生型マウスの視床ではNO産生は全く認められなかった。免疫染色の結果、iNOSの発現ならびにニトロチロシンの蓄積は各々P16ならびにP20において始めて認められた。二重染色の結果、iNOSの発現ならびにニトロチロシンの蓄積はミクログリアにおいて生じていることが明らかとなった。以上の結果より、ESR/スピントラップ法によりCD欠損マウスの視床に蓄積した活性化ミクログリアの産生するNOの検出が可能であることが明らかとなった。

以上の結果より、カテプシンD欠損に伴うミクログリアにおける誘導型NO合成酵素の発現は次のような一連の機序によることが強く示唆された:(1)カテプシンD欠損によるサブユニットCのリソソーム内における蓄積、(2)サブユニットCを核としたセロイド/リポフスチンの形成、(3)セロイド/リポフスチンの形成に伴う細胞内酸化ストレスの増大によるp38MAPキナーゼの活性化、(4)p38MAPキナーゼの活性化による誘導型NO合成酵素の発現誘導。
虚血心筋に対する全身麻酔薬の細胞保護作用についての研究

虚血心筋に対する全身麻酔薬の細胞保護作用についての検討を酵素分離により得られた単離モルモット心室筋細胞を、全細胞膜電位固定法(Whole cell patch clamp)および電流固定法(Current clamp)、さらにパッチクランプ法により行った。虚血状態は微小電極内のATP濃度を低下させ、さらに細胞外液のグルコースをのぞくことにより擬似した。膜電流固定法により心室筋単離細胞の全身麻酔薬適用下での静止膜電位変化について観察した。その結果、吸入麻酔薬(ハロセン・イソフルラン・セボフルラン)においては膜電位の過分極が観察された。しかし、静脈麻酔薬(チオペンタール・プロポフォール)では膜電位の変化は観察されなかった。また、イソフルランとセボフルランは全細胞膜電位固定法によるバックグランドカリウム電流の測定においてこの電流を増大させた。この変化は、スルフォニル尿素の適用にて抑制された。さらに、パッチクランプ法(inside-out patch clamp)にて、イソフルランおよびセボフルラン適用下で単一チャネルの開口頻度の増大がみられ、この増大は洗浄後、あるいはスルフォニル尿素の存在下で抑制された。これらの結果より、全身麻酔薬のうち、吸入麻酔薬であるイソフルランおよびセボフルランにおいて、擬似的に虚血状態におかれた心室筋単離細胞においてATP感受性カリウムチャネルを活性化させることが解った。さらに、この機序により細胞の興奮性が抑制され細胞保護作用が発現するものと推測された。モルモット心室筋単離細胞においてATP感受性カリウムチャネルの存在の有無を確認するため、全細胞膜電位固定法を用いてカリウム電流を測定したところ、ニコランジルの適用下においてカリウム電流の増大がみられ、ATP感受性カリウムチャネルの存在が確認された。次に、インサイドアウトパッチクランプ法を用いてATP感受性カリウチャネルを単一チャネルレベルで観察した。ATPを全く含まない灌流液を適用したところ、ATP感受性カリウムチャネルの活性化が見られた。この活性化は灌流液内にATPを添加することにより抑制された。また、低濃度ATPを含む細胞内液の灌流下にてセボフルラン(1%)を適用することによりATP感受性カリウムチャネルの活性化が観察された。従って、心筋が虚血に陥り細胞内のATPが枯渇すると、ATP感受性カリウムチャネルが活性化し細胞内からカリウムイオンを細胞外へ出すことにより細胞膜の過分極を引き起こし、結果として細胞の興奮性を低下させることにより細胞保護作用を発揮するのではないかと推察された。
難治性胆道癌における腫瘍進展メカニズムの解析に基づく集学的治療法の開発と評価

胆道癌は、膵癌に次ぐ罹患率と死亡率である上、治療法はほとんど開発されておらず、切除可能であっても局所進展例では極めて治療成績が悪い。これまでのわれわれの研究から、胆道癌において、局所進展のメカニズムが、治療効果に影響している可能性がでてきた。本研究では、胆道癌における進展メカニズムと治療抵抗性の関連を明らかにし、良好な局所制御能をもつ術前治療の開発をめざす。胆道癌切除検体を用いて、これまでわれわれが同定した治療抵抗・癌進展因子の発現を検討し、進展メカニズムを明らかにする。さらに、これまでの研究結果をもとに開発している新規術前治療法の進展メカニズムへの影響を、統合的に検証する予定である。本年度の研究では、胆道癌に対する術前化学放射線療法27例、症例背景を合わせた術前治療なし症例79例、術前化学療法を施行した症例11例を集積した。術前化学放射線療法例と術前治療なし症例の症例背景を比較し、術前画像を含めた術前診断情報を因子とした多変量解析にて、術前化学放射線療法が予後に寄与することを明らかにした。さらに、切除検体を用いた検討を行った。これまでのわれわれの研究では、治療抵抗因子(化学療法抵抗マーカー)として、癌幹細胞系としてDNA修復機構のFanconi経路を、上皮間葉転換系としてIL6/TGFbに誘導されるSmad経路を、癌間質マーカーとしてSPARCを示してきた。複数の経路と因子を検討した結果、Smad4は癌先進部において癌中心部より発現が上昇していること、その上昇は化学放射線療法により低下することが明らかとなった。本年度の研究結果の意義は、癌の進展により治療抵抗因子の発現が異なることが明らかになったことで、効果的な術前治療を開発するための目標が示されたことであり、さらに検討を進めることによって、腫瘍の局所進展メカニズムを効率的に制御可能な治療の開発が行えると考えている。本研究の目的は、胆道癌において、腫瘍の局所進展のメカニズムと治療抵抗性の関連を明らかにし、良好な局所制御能をもつ術前治療の開発をめざすことである。本年度の成果は、術前化学放射線療法症例、術前治療なし症例、術前化学療法症例を順調に集積できたことと、これまで教室で検討してきた治療抵抗経路(因子、マーカー)を切除検体で検討し、癌の進展とともに発現する分子を同定して、かつ、それが術前化学放射線療法によって制御可能であることを示したこととである。今後は、術前化学療法症例における検討や、結果に基づくあらたな術前治療の開発、その分子生物学的メカニズムの解析などを進めていく予定であり、進捗状況として、順調であると考えている。今後想定される治療開発の遅れの原因の一つは、症例集積の遅れや、術前化学療法の開発の遅れや、その他さまざまな問題に伴う中止が考えられる。この場合、既存切除標本や癌細胞をもちいた化学療法抵抗性誘導性実験や放射線治療抵抗性誘導実験に研究をシフトして、臨床治療の開発が可能な段階まで、候補となる治療の開発研究を行う予定である。予期せぬ事象により研究がストップした場合においても、この方法で対応が可能と考える。本年度の成果から、癌先進部における治療効果判定因子があきらかとなった。今後は、さらに症例を蓄積しつつ、さらに治療抵抗因子の発現解析を行うともに、術前化学療法施行例や、あらたに開発した術前化学療法施行例における効果の検討を進める。化学療法と放射線化学療法に差異が認められた場合、細胞実験に還元して、放射線療法の治療効果を補完する方法の検討を行う。

本年度の研究結果の意義は、癌の進展により治療抵抗因子の発現が異なることが明らかになったことで、効果的な術前治療を開発するための目標が示されたことであり、さらに検討を進めることによって、腫瘍の局所進展メカニズムを効率的に制御可能な治療の開発が行えると考えている。本研究の目的は、胆道癌において、腫瘍の局所進展のメカニズムと治療抵抗性の関連を明らかにし、良好な局所制御能をもつ術前治療の開発をめざすことである。本年度の成果は、術前化学放射線療法症例、術前治療なし症例、術前化学療法症例を順調に集積できたことと、これまで教室で検討してきた治療抵抗経路(因子、マーカー)を切除検体で検討し、癌の進展とともに発現する分子を同定して、かつ、それが術前化学放射線療法によって制御可能であることを示したこととである。今後は、術前化学療法症例における検討や、結果に基づくあらたな術前治療の開発、その分子生物学的メカニズムの解析などを進めていく予定であり、進捗状況として、順調であると考えている。今後想定される治療開発の遅れの原因の一つは、症例集積の遅れや、術前化学療法の開発の遅れや、その他さまざまな問題に伴う中止が考えられる。この場合、既存切除標本や癌細胞をもちいた化学療法抵抗性誘導性実験や放射線治療抵抗性誘導実験に研究をシフトして、臨床治療の開発が可能な段階まで、候補となる治療の開発研究を行う予定である。予期せぬ事象により研究がストップした場合においても、この方法で対応が可能と考える。本年度の成果から、癌先進部における治療効果判定因子があきらかとなった。今後は、さらに症例を蓄積しつつ、さらに治療抵抗因子の発現解析を行うともに、術前化学療法施行例や、あらたに開発した術前化学療法施行例における効果の検討を進める。化学療法と放射線化学療法に差異が認められた場合、細胞実験に還元して、放射線療法の治療効果を補完する方法の検討を行う。当該研究で本年度に行うはずであった研究作業が次年度にも行うため、助成金を次年度使用額とした
低次元近藤格子の創成とその量子状態の解明

本研究は、(i)バルク由来の複雑なバンド構造を持たない単純な低次元近藤格子(磁気秩序系、無秩序系)を作成し、(ii)それらのフェルミ準位近傍の電子状態、および空間分布の観察を走査トンネル顕微鏡法・分光法およびその他の補完的な方法を用いて達成し、磁気秩序系、無秩序系およびそれらの境界の量子状態を明らかにすることを目的としていた。研究計画制定時、我々は金(111)表面上に形成された鉄フタロシアニン分子格子内で、分子スピン間に相互作用が働いていることを見出していた。研究開始後は系の量子状態を探るため、走査トンネル分光スペクトルとその磁場応答の測定を行ってきた。前年度までに、基板面内方向の磁場を印加した状態で測定を行い、分子中心で測定したスペクトル形状が磁場に応答すること、磁気応答には異方性があること、また、磁場応答には二種類あり、隣り合う分子は異なる磁場応答を示すことを見出していた。本年度は、同じ系に対して基板垂直方向に磁場を印加したときの磁場応答の計測と、これまでに得られた実験結果の解析および理論モデルとの比較を行った。基板垂直方向に磁場を印加したとき、スペクトル形状の発展は全ての分子で同様であり、隣接分子間に差は見られなかった。面内磁場に対する磁気応答の異方性を合わせて考慮すると、系は外部磁場が基板面内の一方向に平行な磁場成分を持つとき、2種類のスペクトルを示すことが分かった。得られた実験結果を説明できる量子状態として、系が零磁場下でイジング性の反強磁性秩序を形成した状態を提案した。また、スペクトル形状が有効磁場の絶対値を反映していると考えると、スペクトルの磁場応答を単純なイジングモデルと分子場近似を用いたシミュレーションにより再現できることを示した。このように、当初の目的のうち、磁気秩序を持つ近藤格子系の創成とその量子状態の解明に関して、大きな進展があった。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、(i)バルク由来の複雑なバンド構造を持たない単純な低次元近藤格子(磁気秩序系、無秩序系)を作成し、(ii)それらのフェルミ準位近傍の電子状態、および空間分布の観察を、走査トンネル顕微鏡法・分光法およびその他の補完的な方法を用いて達成し、磁気秩序系、無秩序系およびそれらの境界の量子状態を明らかにすることである。研究実施計画制定時、我々は既に、金(111)表面に鉄フタロシアニン分子を蒸着して自発的に形成される超構造が、磁気秩序を持つ2次元近藤格子を形成していることを見出していた。研究実施計画では、磁気無秩序系の近藤格子の探索と、金(111)上の鉄フタロシアニン格子の精査を並行して行う予定であった。磁気無秩序系の近藤格子の探索において、銀(100)に吸着した鉄フタロシアニン分子が近藤系ではないか、走査トンネル分光測定を行い検証したが、測定可能な最低温度(400mK)において、フェルミ準位近傍に近藤系に特徴的な構造は現れなかった。銀(100)上で格子をなした鉄フタロシアニンにおいても同様に、フェルミ準位近傍に特徴的な構造は現れなかった。金(111)上の鉄フタロシアニン格子の精査において、試料に基板面内方向の磁場を印加し、分子中心で走査トンネル分光測定を行ったところ、ある分子上では磁場を印加しないときと同様のダブルディップ形状が、別の分子ではそれとは異なるシングルディップ形状のスペクトル構造が観察された。また、シングルディップ・ダブルディップを示す分子は、それぞれ分子による超格子の2×2の周期で分布していた。今回観測されたスペクトルの変調は、磁場による量子相転移を反映している可能性がある。また、私の知る限りでは、このようなスペクトルの変調は、理論的に予測されておらず、観測された現象を説明できる新たな理論モデルを要請する。解釈の結果は、近藤格子系のバルク物質の磁場への応答に関して新たな知見をもたらす可能性がある。磁性不純物が非磁性金属中に周期的に並んだ状態である近藤格子は、「伝導電子によるスピンの遮蔽」と「伝導電子を介したスピン間の磁気秩序の形成」のどちらにより安定化するかによって、基底状態として磁気秩序のある状態と無い状態の2種類を持つ。前年度までに、代表者らは、金(111)表面上で格子を形成した鉄フタロシアニン分子が、基底状態が反強磁性磁気秩序状態の近藤格子であることを見出していた。また、基板面内のある方向に3Tの磁場を印加したとき、隣り合う分子間でスペクトルの変調の様子が異なり、同様のスペクトル変調を示す分子が分子のなす格子対して副格子を形成することを見出していた。本年度は、金(111)表面上で格子を形成した鉄フタロシアニン分子の磁場への応答を精査し、走査トンネル分光スペクトルの形状・空間分布の磁場応答が磁場印加方向に対して異方性を持つことを見出した。量子状態の同定には、理論モデルとの比較が必要である。

磁場への応答の全体像を明らかにしたことで、それらを包括的に説明できるモデルの選定が容易になると考えられる。このように、本年度得られた結果は、本系における量子状態の解明へ寄与すると期待できる。また、スペクトル変化の詳細は、近藤格子物質の磁場への応答に関して新たな知見を与える可能性がある。本研究は、(i)バルク由来の複雑なバンド構造を持たない単純な低次元近藤格子(磁気秩序系、無秩序系)を作成し、(ii)それらのフェルミ準位近傍の電子状態、および空間分布の観察を走査トンネル顕微鏡法・分光法およびその他の補完的な方法を用いて達成し、磁気秩序系、無秩序系およびそれらの境界の量子状態を明らかにすることを目的としていた。研究計画制定時、我々は金(111)表面上に形成された鉄フタロシアニン分子格子内で、分子スピン間に相互作用が働いていることを見出していた。研究開始後は系の量子状態を探るため、走査トンネル分光スペクトルとその磁場応答の測定を行ってきた。前年度までに、基板面内方向の磁場を印加した状態で測定を行い、分子中心で測定したスペクトル形状が磁場に応答すること、磁気応答には異方性があること、また、磁場応答には二種類あり、隣り合う分子は異なる磁場応答を示すことを見出していた。本年度は、同じ系に対して基板垂直方向に磁場を印加したときの磁場応答の計測と、これまでに得られた実験結果の解析および理論モデルとの比較を行った。基板垂直方向に磁場を印加したとき、スペクトル形状の発展は全ての分子で同様であり、隣接分子間に差は見られなかった。面内磁場に対する磁気応答の異方性を合わせて考慮すると、系は外部磁場が基板面内の一方向に平行な磁場成分を持つとき、2種類のスペクトルを示すことが分かった。得られた実験結果を説明できる量子状態として、系が零磁場下でイジング性の反強磁性秩序を形成した状態を提案した。また、スペクトル形状が有効磁場の絶対値を反映していると考えると、スペクトルの磁場応答を単純なイジングモデルと分子場近似を用いたシミュレーションにより再現できることを示した。このように、当初の目的のうち、磁気秩序を持つ近藤格子系の創成とその量子状態の解明に関して、大きな進展があった。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の計画では、新しい低次元近藤格子系の探索と、予め発見していた系の精査を並行して行う予定であった。予め発見していた系の精査で、期待以上の結果が出たが、新しい近藤格子系を見つけていないため、(1)と(3)の間をとって(2)とする。金(111)表面上の鉄フタロシアニン分子を精査し、磁場の印加方向に対するスペクトルの応答の異方性を見出した。得られたデータは、この系において実現されている近藤格子の量子状態の解明に大きく寄与すると考えられる。「近藤格子の量子状態の解明」という当初の目的と照らして、研究はおおむね順調に進展している。新しい低次元近藤格子系の探索については、引き続き行う。表面吸着分子系で近藤効果を示す系の報告が増えてきているため、0から分子と基板の組み合わせを試すのでなく、それらの試用を検討している。金(111)上の鉄フタロシアニン格子については、精査を続ける予定である。金(111)表面上で格子を形成した鉄フタロシアニン分子の量子状態の詳細な同定を行うことを最終年度の目標とする。スペクトルの測定は現在主に分子中心で行っているが、より詳細な空間分布を調べることを検討している。
メカノケミストリーを用いた金属伝導／超伝導ＭＯＦの合成

電子伝導性を示す金属ー有機構造体(MOF)の新規合成、さらにはそれらのガラス化を目的とする。近年電子伝導性MOFは計算化学から多彩な物性が予測されているが、実際に合成が実現できている例は少ない。実際に電子伝導性MOFに合成に使われる配位子としては溶解性の乏しい化合物が使われていることが多いことから、我々は溶媒が不要なメカノケミストリーを駆使して電子伝導性MOFの合成を実現する。空気に不安定な化合物を多く扱うことが予想されるため、合成の際には不活性雰囲気下で合成を行えるシステムを導入する。またこのシステムを用いて続く電子伝導性ガラスの実現を試みる。
希ガス固体表面における電子遷移誘起脱離(DIET)機構の解明

本研究で明らかにされた点とそれらに関連する今後の展望を下記にまとめる.1.表面励起子を生成したときに起こる準安定粒子の脱離に対して提唱されていたcavity-ejectionモデルを脱離粒子の運動エネルギー分布、角度分布などの評細な測定と照らし合わせ.その妥協性を確認し詳細を明らかにした.さらにその脱離の絶対収率を測定することに成功し.励起・緩和過程の定量的な描像を解明する第一歩を踏み出した.2.表面にのみ許容されるNeの2p^53p型表面励起子を出発点とする脱離と緩和過程が.その微細構造に関連して複雑な側面を持つことを見いだした.その詳細の解明は今後の課題である.3.希ガス混合固体での脱離現象を観察し.異種原子間の励起エネルギーの移動.混合系での励起子の拡散などの機構に起因すると考えられる.脱離種の選択性などの特徴的な現象を見いだした.希ガス以外の物質も含め.種々の混合系での系統的な研究は今後の課題であり.それにより凝縮系という濃い系を舞台とした電子的励起の移動の物理が明らかにされると期待できる.4.真空中の水素の微量の吸着が表面からの脱離過程に大きな影響を与えることを明らかにした.これはこれまでの各方面から出されていたデータの再検討を要求するものであり.また.特に真空科学で問題となる低温面からの気体放出現象などに関連して.応用面でも重要な発見であるといえる.励起状態の微細構造の中での脱励起のカスケード.励起子の拡散などの素過程を反映していると考えられる現象の端緒を捕らえることができた.これらを今後の研究の目標とする.本研究で明らかにされた点とそれらに関連する今後の展望を下記にまとめる.1.表面励起子を生成したときに起こる準安定粒子の脱離に対して提唱されていたcavity-ejectionモデルを脱離粒子の運動エネルギー分布、角度分布などの評細な測定と照らし合わせ.その妥協性を確認し詳細を明らかにした.さらにその脱離の絶対収率を測定することに成功し.励起・緩和過程の定量的な描像を解明する第一歩を踏み出した.2.表面にのみ許容されるNeの2p^53p型表面励起子を出発点とする脱離と緩和過程が.その微細構造に関連して複雑な側面を持つことを見いだした.その詳細の解明は今後の課題である.3.希ガス混合固体での脱離現象を観察し.異種原子間の励起エネルギーの移動.混合系での励起子の拡散などの機構に起因すると考えられる.脱離種の選択性などの特徴的な現象を見いだした.希ガス以外の物質も含め.種々の混合系での系統的な研究は今後の課題であり.それにより凝縮系という濃い系を舞台とした電子的励起の移動の物理が明らかにされると期待できる.4.真空中の水素の微量の吸着が表面からの脱離過程に大きな影響を与えることを明らかにした.これはこれまでの各方面から出されていたデータの再検討を要求するものであり.また.特に真空科学で問題となる低温面からの気体放出現象などに関連して.応用面でも重要な発見であるといえる.励起状態の微細構造の中での脱励起のカスケード.励起子の拡散などの素過程を反映していると考えられる現象の端緒を捕らえることができた.これらを今後の研究の目標とする.本年度の主な研究成果は下記の通りである。・イオンの電子励起脱離: Ar, Kr, Xe固体に電子線を照射し,1価/2価イオン,イオン化ダイマーの脱離収率の入射電子エネルギー依存性を測定した.励起子対の生成により,Arでは脱離が起こり,Kr, Xeでは起こらないことを確認した.これは,固体の電子親和力が負であるArでは,励起子対生成→Cavity Ejection→自動イオン化という機構が起こり,正であるKr,Xeでは上記の過程の中のCavity Ejectionが働かないことに対応している.また二重イオン化によっていずれからも1価イオンの脱離が確認できた.・Neの準安定粒子の光励起脱離:飛行時間質量分析計の分解能を向上し,生成する励起子の種類と脱離エネルギーの間の相関の詳細を明らかにした.特に表面にのみ存在する2p53p状態の励起子からの脱離について,励起エネルギーと脱離運動エネルギーの間に複雑な関係が存在することを実験的に明らかにした.その理論的解釈を現在進めている.・物理吸着した水素の影響:ずいぶん以前から表面に吸着した不純物の影響が指摘され,10-8Pa程度の超高真空中での実験が不可欠であったが,そこでも常に主残留気体成分の水素の影響の有無が気になっていた.Kr固体表面に水素を吸着させ実験を行い,準安定粒子の脱離収率の著しい増加を確認した.水素吸着により固体表面の電子親和力が負に転じた.あるいは,水素の準安定原子が脱離した,それぞれの可能性を検討している.固体表面の電子的な励起状態からの,イオン,準安定粒子などの電子遷移誘起脱離の観測により,希ガス固体での脱離機構,電子的励起の緩和とエネルギー散逸の過程を解明する.(1)電子励起脱離実験:学習院大学の実験装置を用いて,脱離粒子のエネルギー分布,収率の入射エネルギー依存性,温度依存性,水素の吸着の影響などの測定を行った.物理吸着した水素がKr,Xeの脱離過程に顕著な影響を持つことを明らかにした.

(2)光励起脱離実験:分子科学研究所極端紫外光実験施設において,9月17-27日および12月3-13日の4週間の実験を行った.混合希ガス固体系を対象として異種原子間の励起エネルギーの移動機構等を明らかにしたい.Ne固体からの準安定原子の脱離の絶対収率を測定した.(3)低温物理研究所(Ukraine)のE.V.Savchenko博士を招聘し,分子研の後期の実験を共同で行った.渡航費は学習院大学,滞在費は学振日本旧ソ連研究者学術交流事業から援助を受けた.(4)レーザープラズマ真空紫外光源を利用する実験装置の開発を進めた.(5)脱離過程の計算機シミュレーションを継続して行っている.(6)上記の(1)-(3)の成果は,1997年4月7-11日に英国で開催される第7回電子遷移誘起脱離国際ワークショップに出席し下記の3論文を発表する.すでにSurface Science誌に投稿した.希ガス固体表面に形成された電子励起状態から脱離する励起原子・分子の運動エネルギー分布,収率の入射エネルギー依存性,温度依存性,異種原子の吸着の影響などの測定により,希ガス固体での脱離機構,電子的励起の緩和とエネルギー散逸の過程の研究を行った.学習院大学の実験装置を用いて電子励起脱離実験を,分子科学研究所極端紫外光実験施設において,5月18日-6月7日および1月17日-2月15日の期間,光励起脱離実験を行った.主な成果は下記の通り.(1)H_2が物理吸着したNe,Ar,Kr,Xeでの脱離過程における,脱離粒子種,運動エネルギーの変化,収率の増加の測定を行った.H_2の吸着により,KrとXe固体では電子親和力が正から負に逆転し,Cavity-Ejection機構による脱離が起こることを明らかにした.またH_2の準安定分子の脱離も見いだした.(2)脱離した励起原子からの真空紫外領域の発光緩和過程について,その空間分布と寿命,および励起波長依存性の測定から,Neエキシマーの脱離を確認した.(3)同じく脱離励起原子からの可視領域の発光スペクトルを測定し,2p^53p状態の表面励起子から2p^53p状態の励起原子が脱離し,その一部が真空中で2p^53s状態の準安定原子に緩和することを確認した.(4)レーザープラズマ真空紫外光源の特性測定のための予備実験を進め,当初の予想通り,あるいはそれ以上の真空紫外光の発生を確認した.(5)上記の成果の一部は,1997年10月20-24日に米国のSan Joseで開催された第44回米国真空国際学会で発表した.
細菌の栄養獲得戦略から紐解く適応進化の分子機構

ポリエチレンテレフタレート(PET)を唯一の炭素源として増殖することができるIdeonella sakaiensisが効率的にPETを分解する仕組みについて研究を進めている。本年度は1PET加水分解酵素の機能解析および機能改良、2PET分解に関与する遺伝子の探索、3I. sakaiensisの遺伝子破壊系の構築についておもに研究を進めた。1では本酵素と、そのホモログであるクチナーゼの結晶構造比較を試みた。活性部位、予測された基質結合部位周辺に認められたユニークなアミノ酸残基に着目した。これらアミノ酸残基への変異導入を行い、酵素活性を調べた。その結果、本酵素の活性が有意に変化することが分かった。またこれらの変異により酵素の構造安定性も大きく変化することがわかった。2では本菌を種々の条件で培養し、網羅的な遺伝子発現解析を行った。それぞれの条件におけるトランスクリプトーム情報を得て比較を行ったところ、良好なPET分解を示すときに発現が上昇する遺伝子のリストを取得した。3では、Ideonella近縁種で使用されるベクターを基盤とした遺伝子導入系の構築を試みた。抗生物質耐性遺伝子を選択マーカーとするために、種々の抗生物質に対する本菌の感受性を調べた結果、複数の抗生物質において感受性が認められた。テトラサイクリン耐性を指標とした遺伝子導入条件を見出し、また相同組換えによりプラスミドをゲノムへ導入することも可能となった。前年度に遅れが生じた遺伝子操作ツールの開発について、本年度は一定のめどをつけることができた。また、PET加水分解酵素の機能解析、PET分解に関与する遺伝子の候補の絞り込みについても、萌芽的ながらも一定の成果を出すことができた。1PET加水分解酵素変異体の活性と熱安定性の相関について検討し、本酵素の活性向上に資する条件を明らかにする。2PET分解に関与する候補遺伝子の発現パターンを詳細に調べ、機能の絞り込み、同定を進める。3I. sakaiensisの遺伝子破壊系を完成させる。I. sakaiensisはポリエチレンテレフタレート(PET)を唯一の炭素源として増殖することができる細菌である。これまでの研究で2種の異なる酵素がI. sakaiensisのPET分解を可能にしていることが見出された。本研究では、本細菌が効率的にPETを分解する詳細な仕組みについて研究を進めている。今年度はPET加水分解酵素の結晶構造解析および生化学的な機能解析、細胞における局在について解析を進めた。PET加水分解酵素の結晶構造解析においては、他グループより同酵素の結晶構造が発表されたため、方針の変更を余儀なくされた。一方で結晶構造が明らかとなったことで、基質との相互作用解析においてターゲットとすべき領域が推定できる利点が生じた。後者においては顕微鏡観察などにより酵素が細胞外に存在していることを明らかにした。研究代表者の異動と研究室立ち上げにより、遺伝子操作技術の開発において一部研究に遅れが生じた。網羅的な遺伝子発現解析等により、炭素源により発現誘導される遺伝子のリストアップ、絞り込みを進める。選出された遺伝子の機能解析を、組換えタンパク質の生化学的な解析、遺伝子破壊株の表現型解析により、機能同定を進める。
イヌジステンパーウイルスの吸着に関与する分子の解析

今年度、新たにイヌジステンパーウイルスの野外株2株について、H蛋白遺伝子の塩基配列を決定し、既に解析してある1株を合わせて、ワクチン株および、近年海外で分離された野外株との遺伝的距離を検索した。日本で分離した3株間のhomologyは約99%と高く1つのクラスターを形成し、ついで日本の野外株と海外で分離された野外株とのhomologyが約95%と高い値を示し、1つの大きな野外株のクラスターを形成した。しかし、ワクチン株は野外株とは異なるクラスターを形成した。このことから、現在世界各地で流行している野外株は、各地で特異的変化を起こしつつ、ワクチン株とは異なる共通の変異を起こしたウイルスであると結論づけられた。また、ワクチン株(YSA-TC株)に対する中和活性を持つ抗Hモノクローナル抗体(mAb)を、新たに3種類同定した。これらの抗体と従来の抗体HmAb1種とを用いて、5種のワクチン株および、近年我々の研究室で分離した5種の野外株との反応性を比較したところ、蛍光抗体法および免疫沈降法によって、ワクチン株とは強く反応するが、近年の野外株とは反応性の低い抗体(d-7)が存在した。さらに、mAb d-7の中和活性は、ワクチン株に対しては認められるものの、野外株に対してはほとんど認められなかった。この結果は、近年の野外株の抗原部位、特に中和に関与する領域に変異が起こっていることを示唆しており、またこの抗体はワクチン株と近年の野外株との判別に有効と考えられる。
魚類比較ゲノムマッピングによる水産遺伝育種の基盤研究

本年度は、平成11年度に作製した約200個のマイクロサテライトマーカー(CAリピートマーカー)を用いた29遺伝子連鎖群からなるニジマス遺伝子地図を利用して、ニジマスの伝染性膵臓壊死症抵抗性に関するQTL解析を行った。ニジマスの伝染性膵臓壊死症(IPN)は、Binavirusに属するIPNウイルスによって引き起こされる疾病で、ニジマス系群にはその抵抗性に差があることが報告されている。本年度は、伝染性膵臓壊死症(IPN)に対する耐病性/感受性のQTL解析のために準備された、ニジマスIPN耐病性系統(YN-RT201)、IPN感受性系統(YK-RT101)の2系統からの戻し交配家系を用いて、PNウイルスで浸漬感染(10^<5.0>TCID_<50>/ml,1時間)を行ない、IPN耐病性(表現型;生、死)と50遺伝子座、27遺伝子連鎖群からなるマイクロサテライトマーカーを用いたDNA多型の遺伝状況との関連性の有無を解析した。その結果、ニジマスIPN感受性/耐病性に関連する2つの連鎖群に属する4遺伝子座(OmyRGT41TUF, Ssa4DU;リンケージグループA、OmyOGT4TUF, OmyRGT6/iiTUF;リンケージグループC)を見いだした。耐病性のような水産有用形質の多くが量的形質に支配されていると考えられる中にあって、本成果は量的形質であってもその原因遺伝子座の特定に遺伝子連鎖地図とそれを用いたQTL解析が有効であることを示したもので、今後の水産における分子育種に道を開いたものと考える。ゲノム情報・技術を用いた水産遺伝育種の基盤を早急に確立する必要があるが、増養殖対象魚類は多種にわたっているため、それらの遺伝育種を効率よく行う方法の開発が求められている。そこで、DNAマーカーを用いた比較ゲノムマップの利用に着眼し、その基盤を確立しようとするのが本研究である。本年度はニジマスの戻し交配家系を用いたマイクロサテライトマーカーによる遺伝子地図の作成と、ヒメラ、マダイ、アユのマイクロサテライトマーカーの単離を行った。1.ニジマスの遺伝子地図マーカーが示すバンドの対応関係からマーカー間の組換え率を測定し、マーカー間の距離を推定した。これをすべてのマーカー間で行ってその座位を決定し、遺伝子地図を作成した。この遺伝子地図作成には、コンピュータソフト、Map Managerを用いた。ニジマスの戻し交配家系(182個体)と約200個にマイクロサテライトマーカー(CAリピートマーカー)を使い29遺伝子連鎖群からなるニジマス遺伝子地図を作製した。雄と雌における遺伝子の組換え頻度の差を反映して、マーカー間の距離は、雄の方が雌のそれより短く,その比は1:3.25であった。テロメア近傍では雌における組換え率が雄のそれより著しく低く(0.14:1),動原体近傍では逆に,雌の方が雄のそれより高かった(10:1)。雌の連鎖地図におけるマーカー間の平均距離は10cM(センチモルガン)であった。2.ヒラメのマイクロサテライトマーカーを約100個、マダイとアユそれぞれ10個のマイクロサテライトマーカーを単離した。ゲノム情報・技術を用いた水産遺伝育種の基盤を早急に確立する必要があるが、増養殖対象魚種は多種に亘っているため、それらの遺伝育種を効率よく行う方法の開発が求められている。

本年度は、(1)昨年度ヒラメから単離したマイクロサテライトマーカーの使用範囲を、マダイ、ブリ、ホシガレイ、マツカワ、シマアジ、アカカマダイ、トラフグ、ニシン、ニジマスで調べ、ホシガレイ、シマアジ、マツカワ、ブリ、マダイでは12種類のマーカーのうち、50%以上が利用可能であることがわかったが、トラフグ、ニシン、ニジマスでは利用できなかった。(2)ニジマスで単離されたマイクロサテライトマーカーが近縁種であるギンザケ、イワナ、アマゴ、ヤマメ、カワマスで使用可能かどうかを調べ、これらすべてにおいて多型の検出が可能であり、近縁種への有用性が示された。(3)完成したヒラメ遺伝子地図には、約120のマイクロサテライトと約350のAFLPマーカーの位置が決められている。雄と雌では、減数分裂時の組換え率の相違を反映して、マーカー間の遺伝的距離は異なり、遺伝子地図としては、2種類が作製できた。雄の遺伝子地図は25の遺伝子連鎖群からなり、マーカー間の距離が平均8cM(センチモルガン)、総計で741.1cMをカバーした。一方、雌の遺伝子地図は27の遺伝子連鎖群からなり、マーカー間の距離は平均6.6cM、総計で670.4cMをカバーした。雄と雌の遺伝子地図が比較可能な遺伝子連鎖群を解析した結果、雄の組換え率は雌のそれよりも大きく、その比は7.6:1であった。魚類を含め多くの生物では、雄よりも雌の方が組み替え率か高いことが知られており、この知見は、興味有るものである。本年度は、平成11年度に作製した約200個のマイクロサテライトマーカー(CAリピートマーカー)を用いた29遺伝子連鎖群からなるニジマス遺伝子地図を利用して、ニジマスの伝染性膵臓壊死症抵抗性に関するQTL解析を行った。ニジマスの伝染性膵臓壊死症(IPN)は、Birnavirusに属するIPNウイルスによって引き起こされる疾病で、ニジマス系群にはその抵抗性に差があることが報告されている。本年度は、伝染性膵臓壊死症(IPN)に対する耐病性/感受性のQTL解析のために準備された、ニジマスIPN耐病性系統(YN-RT201)、IPN感受性系統(YK-RT101)の2系統からの戻し交配家系を用いて、IPNウイルスで浸漬感染(10^<5.0>TCID_<50>/ml, 1時間)を行ない、IPN耐病性(表現型;生、死)と50遺伝子座、27遺伝子連鎖群からなるマイクロサテライトマーカーを用いたDNA多型の遺伝状況との関連性の有無を解析した。その結果、ニジマスIPN感受性/耐病性に関連する2つの連鎖群に属する4遺伝子座(OmyRGT41TUF, Ssa4DU;リンケージグループA、OmyOGT4TUF, OmyRGT6/iiTUF;リンケージグループC)を見いだした。耐病性のような水産有用形質の多くが量的形質に支配されていると考えられる中にあって、本成果は量的形質であってもその原因遺伝子座の特定に遺伝子連鎖地図とそれを用いたQTL解析が有効であることを示したもので、今後の水産における分子育種に道を開いたものと考える。
炭素市場形成の長期的戦略に関する研究

本研究の目的は,「炭素市場」を中心に市場形成と政策当局の役割について,経済分析を行うものである.分析手法としては,環境経済学と金融経済学・ファイナンスを統合し,対象とする政策としては,環境規制政策と市場競争政策を統合するものである.主要な成果は以下の通りである.まず,価格変動を抑制する機能である「セーフティーバルブ」について考察し,その設定のルールを導出した.次に,環境・資源経済問題一般に対する金融工学的手法の適用について理論的枠組みの構築を行った.最後に,長期的な環境技術投資,特に,新技術の最適導入時期について分析した.本研究の目的は,「炭素市場」を中心に市場形成と政策当局の役割について,経済分析を行うものである.分析手法としては,環境経済学と金融経済学・ファイナンスを統合し,対象とする政策としては,環境規制政策と市場競争政策を統合するものである.主要な成果は以下の通りである.まず,価格変動を抑制する機能である「セーフティーバルブ」について考察し,その設定のルールを導出した.次に,環境・資源経済問題一般に対する金融工学的手法の適用について理論的枠組みの構築を行った.最後に,長期的な環境技術投資,特に,新技術の最適導入時期について分析した.本研究の目的は,政府の意図と民間の自由取引とが複雑に絡み合いながら急速に発展する「炭素市場」の健全な市場形成に寄与することである.すなわち,最近の各国政府の手を離れて進行する国境のない「炭素市場」の現状の下で,長期環境政策との整合性,エネルギー政策との整合性,国内外の政治経済への配慮などの観点から,「健全」といえる市場形成を,政策当局がいかなる形で誘導するべきかについて,経済分析を行うものである.このような研究目的のもと,本研究では「炭素市場」の形成に関わる政策を三つの局面に切り分けて取り扱う.すなわち,市場の設定,監視と制御,長期的育成である.初年度である21年度は,それぞれの理論的枠組みついて検討した.第一に,排出権市場の価格不確実性を抑制するメカニズムとして考えられている「セーフティーバルブ」について検討した.それは査読論文(「排出許可証取引における市場価格規制」『経済政策ジャーナル』(2010))および1件の国際学会発表として発表されている.これは,セーフティーバルブ設定と総排出規制目標との最適な組合せを理論的に導くものであり,政策形成に寄与するものである.また,長期的な環境技術投資について検討した.これは10th IAEE European Conference, International Association for Energy Economics(2009年9月ウィーンにて)をはじめ3件の国際学会,1件の国内学会(いずれも共著)にて発表された.これは,炭素排出を抑制する技術について最適導入タイミングを分析するものである.さらに,property right(財産権)の初期割当について,属性を持つ資産の価格付けについて検討した.これらは,Quantitative Methods in Finance 2009(2009年12月シドニーにて)をはじめ,2件の国際学会,3件の国内学会(いずれも共著)として発表されている.本研究の目的は,政府の意図と民間の自由取引とが複雑に絡み合いながら急速に発展する「炭素市場」とその関連財市場について,長期環境政策との整合性,エネルギー政策との整合性,国内外の政治経済への配慮などの観点から,経済分析を行うものである.この研究目的のもと,本研究では「炭素市場」の形成に関わる政策を,市場の設定,監視と制御,長期的育成という三つの局面から分析を進めている.本年度の成果は以下の通りである監視と制御については,排出許可証に関わる政策的論点を整理し,総括的な政策論を展開した.この内容は,前田「排出権制度の経済理論と政策的含意」『環境経済・政策研究』(2011)をはじめとして,いくつかの国内外学会発表および論文として発表された長期的育成については,長期的な環境技術投資について理論分析を進めてきた.その内容は,長屋・前田「経済発展に伴う環境新技術の最適導入時期」『経済政策ジャーナル』(2010)をはじめとして,いくつかの国内外学会発表および論文として発表されたさらに上記三つを統合した政策論として,前田『ゼミナール環境経済学入門』(日本経済新聞出版社:2010)が出版された本研究の目的は,政府の意図と民間の自由取引とが複雑に絡み合いながら急速に発展する「炭素市場」とその関連財市場について,長期環境政策との整合性,エネルギー政策との整合性,国内外の政治経済への配慮などの観点から,経済分析を行うものである.この研究目的のもと,本研究では「炭素市場」の形成に関わる政策を,市場の設定,監視と制御,長期的育成という三つの局面から分析を進めている.本年度の成果は以下の通りである.監視と制御については,排出許可証に関わる政策的論点を整理し,総括的な政策論を展開した.この内容は,前田章「環境エネルギーに対する市場ベースの政策手段-市場安全弁メカニズムを中心に」2011年度中之島ワークショップ『金融工学・数理計量ファイナンスの諸問題2011』(招待講演)2011年12月3日:大阪大学(大阪府)など,いくつかの国内外学会発表および論文として発表された.本研究は,各国政府管理の内外で進行する国境のないエネルギー・炭素市場の現状の下で,長期環境政策との整合性,エネルギー政策との整合性,国内外の政治経済への配慮などの観点から,健全といえる市場形成を,政策当局がいかなる形で誘導するべきかについて,経済分析を行うものである.この目的のもとで,環境経済学と金融経済学・ファイナンスを統合した環境規制政策と市場競争政策について分析を行ってきた.本年度(平成25年年度)は,次のような研究を行った.

まず,市場の設定,すなわち多様性と柔軟性のある排出枠発行方式の研究としては,価格変動を抑制する機能である「セーフティーバルブ」について昨年度まで分析を進めてきたところであるが,本年度はそれに関連する講演などを通してその成果の発信に努めた.次に,監視と制御,すなわち排出権関連デリバティブ市場規制政策の研究としては,これまでの成果に基づき,環境・資源経済問題一般に対する金融工学的手法の適用について検討を進め,より汎用性の高い理論体系の構築について考察した.具体的には,方向性のある価格付けの理論と電力取引への適用について分析を行い,スマートグリッドにおけるデジタルオプションについて考察した.さらに,長期的育成,すなわち制度移行長期計画の研究としては,引き続き,長期的な制度設計の考え方,炭素のみならず「環境の質」や「エネルギーセキュリティー」の観点について検討を行った.具体的には,枯渇性資源消費と習慣形成の動学,気候変動政策モデルにおける世代内と世代間の衡平性について,理論モデルによる分析を行った.また,新聞などのテキスト情報からセンチメントを抽出しインデックスを構築する手法について基礎的な分析を行った.本研究の目的は,長期環境政策との整合性,エネルギー政策との整合性,国内外の政治経済への配慮などの観点から炭素市場形成を政策当局がいかなる形で誘導するべきかについて,経済分析を行うものである.これにより,環境経済学と金融経済学・ファイナンスを統合した考え方を提示する.本年度は以下のような研究を実施した.まず,市場の設定(多様性と柔軟性のある排出枠発行方式の研究)については,前年度まで,排出枠と価格変動の関係に注目し,価格変動を抑制する機能である「セーフティーバルブ」について,理論的な分析,特にセーフティーバルブ設定のルールについて検討を進めてきたが,本年度は,それをもとに政策提言について議論を深めた.次に,監視と制御(排出権デリバティブ市場規制政策の研究)については,前年度までは,排出権デリバティブの適正価格算定理論(プライシング)の構築,および,環境・資源経済問題一般に対する金融工学的手法の適用について検討を進めてきた.本年度も引き続き同様の検討を進め,環境経済学と金融経済学・ファイナンスの関わりについて汎用性の高い理論体系を考察した.最後に,長期的育成(制度移行長期計画の研究)については,前年度までは「環境の質」や「エネルギーセキュリティー」の観点から長期的な制度設計と最適停止問題の枠組みについて分析を進めてきた.本年度も引き続き同様の検討を進めるとともに,より高度な確率制御理論を用いた最適停止問題,特異制御問題等について分析した.計画に挙げた3つのサブ課題それぞれについて順調に成果発表が出来ている.25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は環境経済学と金融経済学・ファイナンスを統合した考え方を提示することを一つの大きな目標としている.
足利将軍家を中心とする室町時代の中国文物の受容に関する調査研究

室町時代における中国文物の受容の様相を解明するため、まず第一に、これらの文物に対する当時の認識に注目した。とりわけ、この問題を研究する前提として同時代中国における文物認識を考察した。具体的には、本年度の受入機関・東北大学において附属図書館狩野文庫所蔵の古典籍を総合的に調査し、加えて中国美術工芸史関係図書を通読して先行研究を検討した。その結果、中国においては、儒教的勧戒主義に依拠して中国を統治した皇帝に対する認識がこれらの受容の背景にあり、その認識は室町時代の中国文物の受容と関連性をもつという新知見を得た。また第二に、本年度の受入研究者・有賀祥隆教授のご指導を仰ぎながら関西・関東など国内各地の各寺院・機関に所蔵される中国仏教絵画の調査を遂行し、それらを様式的・美術社会史的な見地から研究し、室町時代における受容の問題に関する知見を得た。なお、今年度は感染症が流行したため、当初予定していた中国山西省の各寺院・機関での中国仏教絵画の調査研究を中止した。外国旅費の未執行はかかる事由による。加えて第三に、室町時代に会所空間に体系的に陳列された中国文物の意義を研究した。具体的には室町幕府将軍・足利義教の邸宅・室町殿に注目し、日本建築史・芸能史関係図書を通読して先行研究を検討し、身分秩序・空間意識・儀礼などが寝殿と対比的に位置付けられた会所に陳列された中国文物「唐物」の意義を、座敷飾り全体の関係を分析する視点から考察した。その結果、後花園天皇の室町殿行幸において会所の中国文物が担った重要な政治性に関する新知見を得た。以上のような調査研究の成果、特に第一・第三の成果を踏まえて、別欄「11.研究発表」に記載した雑誌論文を2004年5月に発表する予定である。本論文は、既に所定の査読審議を経て、記載の学会誌に掲載が採択されていることを申し添える。
空間的に広がった非平衡系で形成されるパターンのカオス的ダイナミクス

今年度は特にカオス多体系の中に出現するパターン(空間秩序)に焦点をあてて研究をすすめた。まず、既に知られている現象の中で、私の問題意識と関連するものがあることがわかった。特に、次のニつは今後の研究をよりスケールアップしていくことになるだろう。(1)粉体多体系で観測されている対流は「カオス多体系での空間秩序」とみなすことがでさる。対流がない相での揺らぎはカオス揺らぎであり、熟平衡系でのゆらぎとは異なり、むしろ乱流揺らぎに近い。カオス多体系の立場からこの点を再検討している。(2)熱対流系でみられるソフト-ハード乱流転移についても、平均流の発生という観点から見ると、カオス多体系における空間秩序の発生の問題として捉えることができる。境界層から出るプルームが平均流として循環するには非圧縮性が本質的であることがわかった。この点は、最小モデルを提案する時に有用な情報になる。私自身は、カオス結合写像(CML)をもちいてこの問題を取り組むことにした。従来の、1成分CMLでは、空間秩序は発生しないことをまず明らかにし、ついで、2成分CMLにより最小モデルの構築の取り組んだが、現在でも、最終版を得るに至っていない。しかし、その過程でいくつかの重要な知見は得られた。特に、カオス揺らぎと秩序の明確な分離が可能かどうか、という重大な問題が存在することが認識できた。勿論、いくつかの簡単な場合は、揺らぎと秩序は分離している。それに反して、その分離が明確でなく、かつ、それを単に揺らぎと同定するよりも、むしろ、擬秩序というもので捉えたい系も存在することがわかった。このような新たな問題設定に至ったのは大変重要なステップである。
上皮幹細胞マーカーに反応する歯根膜内上皮系細胞の分離と解析

歯根膜組織から得られた上皮細胞をCD44とCD31でマーキングし、FACS解析を行ったところ、細胞数が全体の5%以下であるsidepopulation(SP)分画が確認された。この細胞を用いて三次元再構成気相培養を行った結果、歯肉上皮の分化や角化様式とは異なり、歯根.胞にみられる非角化性組織が観察された。このことから、以下のことが明らかとなった。(1)歯根膜周囲組織には上皮系幹細胞が存在する。(2)その細胞はFACS分析にて分取することが可能である。(3)分取したSP分画細胞は、歯根.胞の上皮形成に関与する可能性がある。当大学倫理委員会規定に基づき、対象者の承諾の下に入手されたヒト歯根未完成永久歯の歯頸側1/3、歯根中央1/3、根尖側1/3の歯根表面にある歯根膜組織を各々別々に剔削して細胞を回収した。また別個体から得られた歯根嚢胞壁からも細胞を回収し、それらの細胞をtype IVコラーゲン塗布のBio-Coatフラスコに播種し、3T3細胞をMitomycin処理してfeeder layerとした混合培養で初代培養を行った。上皮細胞と線維芽細胞の三次元再構成培養に用いる目的で、上皮細胞用としてFBSを10%添加したFAD-FBSを、線維芽細胞用として10%FBS添加DMEM液を自家調整し培養液として使用した。初代培養で派生した上皮細胞を継代培養したところ幹細胞様特性を示す上皮細胞が確認されたがその総数は少なく、FACS解析に必要な細胞数を確保することができなかった。そこでブタやサルの歯根膜から採取した細胞を同様に継代したところ、ブタの上皮系細胞から幹細胞様特性を示す細胞が比較的多く出現したため、まずこの細胞のFACS解析を試みることとした。ブタに適合するCD44とCD133の組合せを検討したがFACS用CD133抗体の入手が困難であった。そこで血管内皮細胞を除外するためにまずCD31とCD44を用いてFACS解析し、CD31^-CD44^+分画のside populationを構成する細胞群をsingle cell cloningして分析した後、細胞ならびに三次元再構成培養で得られた組織にCD133の蛍光抗体染色を試みることとし、現在FACS解析中である。歯根膜の3部位から得られた培養細胞の観察から、幹細胞様細胞の発現頻度は部位により差がみられ、FACS解析でもSPの存在が確認されている。ヒト歯根膜ならびに歯根嚢胞からの幹細胞様細胞の回収も継続しており、十分な細胞数が得られ次第順次FACS解析に着手する予定である。ブタ歯根未完成永久歯の歯頸側1/3、歯根中央1/3、根尖側1/3の歯根表面にある歯根膜組織を別々に別削して細胞を回収し、初代培養で派生した上皮細胞を継代培養したところ、FACS解析に必要な上皮細胞数が確保できたため、CD31とCD44を用いてラベリングし、FACS解析を行った。血管内皮細胞を除外した細胞群として、CD31^<low>/CD44^<low>分画ならびにCD31^<low>/CD44^<high>分画の細胞群について調べた。このうちCD31^<low>/CD44^<high>分画の細胞群には、高い幹細胞活性を持つとされるside population(SP)の存在が確認された。総細胞数に対するSPの細胞の割合は、歯頸側、歯根中央、根尖側で差がみられたが、いずれも5%台以下と極めて低く、幹細胞特性を示していた。得られたCD31^<low>/CD44^<high>細胞群の継代培養では、コロニーは球状構造を伴う網状形態を示した。今後、CD31^<low>/CD44^<low>分画ならびにCD31^<low>/CD44^<high>分画の上皮細胞と線維芽細胞を用いた三次元再構成培養を行い、得られた組織にCD133蛍光抗体染色を試みる予定であるが、ブタ歯根膜からの線維芽細胞の派生が極めて少なかったため、三次元再構成培養には至っていない。現在個体数を追加するとともに、ブタ歯根膜線維芽細胞に適した培養液、培養環境の調整中である。細胞数が確保でき次第、三次元再構成培養を行う予定である。ブタ下顎乳歯前臼歯歯根