hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
河川における生息場の形成・維持に働く土砂流出様式の解明

森林様式や土石流発生履歴の異なる谷で,土砂生産量や土砂移動量を推定し,生息場構造や底生動物群集との対応関係を追究した.その結果,森林伐採や土石流発生から一定期間後に生息場の多様性が最大化する関係を見出した.また,河床の苔マット被度や浮き石/はまり石率などの生息場特性を説明する土砂供給条件を示した.さらに,ダム下流域の現地調査や人工水路の花粉流下実験を行い,砂州地形による流下粒状有機物の捕捉効率を定量的に示した.森林様式や土石流発生履歴の異なる谷で,土砂生産量や土砂移動量を推定し,生息場構造や底生動物群集との対応関係を追究した.その結果,森林伐採や土石流発生から一定期間後に生息場の多様性が最大化する関係を見出した.また,河床の苔マット被度や浮き石/はまり石率などの生息場特性を説明する土砂供給条件を示した.さらに,ダム下流域の現地調査や人工水路の花粉流下実験を行い,砂州地形による流下粒状有機物の捕捉効率を定量的に示した.現地調査による経験則の解明:富山県高原川源流域,和歌山県有田川源流,奈良県十津川の上流において,森林様式や土石流発生履歴の異なる谷を調査地に選び,瀬淵構造や河床微地形と微生息場組成の比較調査を行なった.その結果,源流山地渓流河道のセグメントについて撹乱頻度や規模と生息場構造の対応関係についてのデータが蓄積された.まず,高原川源流域では4谷について試験堰堤やハイドロフォンを用いた土砂移動量のモニタリングを実施するとともに,生息場構造との対応関係について定量的な調査を行った.また,各谷において,底生動物群集の定量調査を実施しており,現在分析中である.いっぽう,有田川源流と十津川上流の調査結果から,森林伐採や土石流発生からの経過時間に応じた生息場構造の変化を分析し,生息場構造の変化について経験的な図式を描いた.また,栃木県鬼怒川上流の黒部ダム下流域の岩盤化した河道とダム上流の砂礫堆河道を対象に,河床地形と底生動物群集の比較調査を行ない,岩盤化によるステップ形成や岩面生物群集への変化を示した.生息場形成・機能に関する実験的研究:砂礫堆が有機物粒子をトラップする機能を評価するために,各種初期条件を与えた実験水路に様々な砂州地形を形成した上で,一定量のマツ花粉を流下させることによって地形条件別に捕捉率を定量する実験をデザインした.その結果,有機物捕捉機能に関してモデル作成ならびに検証するための条件が整備された.生息場予測モデルの開発:河床材料の空隙が生態系評価に重要であることに着目し,粒度分布の分類,空隙率と粒度分布の関係,粒度分布の変化が解析できる河床変動モデルを開発した.土砂水理学的に解析できる河床形状,河床形態,河床材料の情報から河川ハビタットを評価するモデルの考え方を示し,それを山地河川に適用を試みた.土砂動態と生息場・生物多様性の関係解明:岐阜県高原川源流域では,土砂生産量や移動量の異なる谷で生息場構造と底生動物群集を分析した結果,年最大流量でも石礫の動かない安定した谷よりも石礫の動く谷の方が生息場構造や底生動物群集の多様性が高いが,30年確率の撹乱時には安定的な谷が生物種の避難場所になることが分かった.和歌山県有田川と奈良県十津川では,森林様式や土石流履歴の異なる谷の河床地形と微生息場の対応関係を分析し,撹乱から一定期間後に生息場多様性が最大化する傾向を見出した.栃木県鬼怒川上流では,ダムの上下流区間で河床土砂量と生息場構造を比較した結果,岩盤化によりステップが形成され岩面型の生物群集に変化することがわかった.生息場予測モデルの開発:岐阜県高原川源流域では,凍結融解度指数を用いた土砂生産量の指標と河道内の微生息場構造との間で各種相関分析を行なった結果,裸地河道面積率や裸地河道幅が土砂生産量と微生息場を結ぶインタフェースとして有効であることがわかった.これらを利用して,コケマットなどの微生息場の出現率や出現量を予測する統計モデルを作成した.生息場形成・機能に関する実験的研究:落差工を部分撤去した際の上流側河床地形変化に着目し,流量条件や撤去形状の違いによる砂州形状変化を調べた.その結果,1)中規模河床形態である砂州の形成は平均年最大規模流量に依存し,中小洪水時には水みちの下刻・部分的侵食は進行するが砂州は移動しない,2)定常流量下の平衡河床は,初期河床形状に依存しない,3)撤去断面積の増加とともに,短対角州→交互砂州→水みちの発達→複列砂州→砂州の平坦化と変化することが分かった.また,砂礫堆が有機物粒子を捕捉する機能を評価するために,上記実験水路に一定量のマツ花粉を流下させ地形条件別に捕捉率を測る実験を行なった.その結果,砂礫堆地形の側面で捕捉率が高い現象が見出された.【土砂流出様式と生息場構造の対応関係】:和歌山県有田川と奈良県十津川の森林伐採履歴の異なる谷における河床地形と微生息場組成の調査によって、土石流発生から数十年スケールの生息場組成変化を明らかにし、渓流の生息場多様性を維持する土砂撹乱の発生頻度・空間分布を検討した.

高原川源流域では土砂生産量や移動量の異なる谷について,ハイドロフォンによる土砂移動量のモニタリングを実施するとともに,生息場構造との対応関係を調査した.土砂供給量や河川地形と生息場類型や生物相との関係について群分析,相関分析,回帰分析,主成分分析を行い,コケマット被度や浮き石/はまり石率などの生息場特性を説明する土砂供給条件を明らかにした.栃木県鬼怒川上流において、河床の砂礫滞留や早瀬の発達に中礫が重要な役割を果たしていることを示し、中礫が減少し岩盤河床が拡大した結果生じる区間全体での底生動物群集の変化量を、河床地形と底生動物の対応を基に推定した.【生息場形成・機能に関する実験的研究】:宇治川,木津川,布目川,真名川の貯水ダム下流において,プランクトンをトレーサーとした流下粒状有機物の捕捉効率測定法を確立し,砂州地形の発達が捕捉効率を高めることを示した.砂礫堆の有機物トラップ機能を検証するために,様々な形状の砂州地形を形成した実験水路にマツ花粉を流下させる実験を行い,砂州の上流側や側面で浮遊有機物の捕捉機能が高い事実を見出した.【生息場予測モデルの開発】:河床材料の空隙が生態系評価に重要であることに着目し,粒度分布の分類,空隙率と粒度分布の関係,粒度分布の変化解析できる河床変動モデルを開発した.さらに,階般状河床のステップ波長を洪水履歴に応じて重ね合わせ,河幅をレジーム則で予測し,構成材料や波高を各流量に対する移動限界粒径から算定する方法でユニット形状と生息場配置をシミュレーションするモデルを開発した。
GISデータを利用した民有林における間伐頻度の計量経済分析

予備調査としてGISを導入している複数の森林組合を訪問調査し、調査対象地区の絞り込み、関連情報の収集を行った。訪問した森林組合は、宮崎県耳川広域森林組合、高知県大川村森林組合(ただしGISは嶺北流域林業活性化センター)、徳島県木頭森林組合などであった。次に予備調査の結果を踏まえ、二カ所の調査地を設け、間伐履歴の調査を行った。一つは、徳島県上那賀町水崎地区に調査地を設定した。森林組合の協力を得て、間伐履歴の資料を入手した。間伐頻度の計量分析を行った。この結果、林家の間伐行動について、新たな知見が得られた。とくに、林家によって間伐を繰り返し行うかどうかに、大きな差があること、間伐遅れが進む実態が、明らかとなった。この結果は2001年10月に林業経済学会で報告した。この研究では、これまでにないやり方で、間伐の履歴をデータ化し、分析するという手法を取った。その結果、上で述べたように重要な実証結果を得られたが、研究の過程で、この種の分析手法にまつわる問題点も明らかになった。1つは、GISデータが整備されているとはいっても、収められている情報の精度が悪い場合があり、間伐履歴の特定が難しいことである。これは大川村のように、間伐事業の初期に既に国士調査を終えていた場合でも、そうであった。より精度の高い情報の収集に工夫を凝らす必要がある。また、実証分析の結果をどう理論的に説明していくかという点も、今後の課題である。時間間隔を分析するための統計手法と、それについての理論モデル構築に関する関連文献を収集し、生存時間分析と計数過程モデルを、間伐頻度(もしくは間伐間隔の分析に応用する方法を探った。その結果分析手法については一応の目途が立った。また、予備調査としてGISを導入している複数の森林組合を訪問調査し、調査対象地区の絞り込み、関連情報の収集を行った。そのうち1地区については、間伐履歴に関する資料を収集し、予備的な分析を行った。その結果、間伐履歴の資料を得て、間伐頻度の計量分析を行うことは、林家の間伐行動について、新たな知見を与えてくれることが分かった。ただし、一方で、間伐履歴の特定を行う際には、森林簿や森林基本図などの情報が必要だが、それらの精度が地域によっては必ずしも高くない場合がみられた。その場合、どの林分に対して間伐が行われたのか、情報の復元が難しいなど、資料の問題があることも明らかとなった。森林組合が日常業務において必要とする情報精度と研究のために要求される情報精度とに乖離があるためと思われる。そこで、次年度の本調査の対象としては、資料の精度の高い地域、森林組合を選ぶべく、選定作業中である.予備調査としてGISを導入している複数の森林組合を訪問調査し、調査対象地区の絞り込み、関連情報の収集を行った。
音響化学と分子標的治療を融合させた革新的がん治療法の開発

本研究では、in vitroでCD20陽性ヒトバーキットリンパ腫由来細胞株Raji細胞培養株に対して抗ヒトCD20抗体リツキシマブ(RIT)と超音波照射の併用により抗腫瘍効果の増強を示した。HL-60細胞に対してRITと超音波照射の併用後のアポトーシス誘導を細胞の形態学的変化およびcaspase-3の活性化により、確認した。RIT存在下超音波照射により2倍に増強された細胞傷害作用はヒスチジンにより有意に阻害された。これは、RIT存在下、音響化学的に活性酸素種が産生されることを示唆している。これらの結果は、RITが固形腫瘍に対する音響化学的治療において、音響増感剤となりうることを示唆している。超音波には、人体の寸法に比べはるかに短い波長において皮下深くまで伝播し、そこに収束させることができるという、レーザやマイクロ波などの電磁波にはない特長がある。一方、超音波照射により発生したマイクロバブルが、音圧により潰れる瞬間、内部の気体が断熱的に圧縮されることにより局所的に生ずる数千度の高温によって引き起こされる化学作用である。我々はポルフィリン系の薬物を併用することにより、この音響キャビテイションによる化学作用を強調し、実験腫瘍の増殖を抑制できることを世界に先駆けて見い出している。近年,超音波照射によって細胞表面抗原の発現を変化させることが,報告されており,この抗体と分子標的治療薬を特異的に結合させ抗腫瘍効果を発揮させることが期待されている.さらに分子標的治療と音響化学療法を組み合わせると分子標的治療薬と抗原あるいは標的分子との結合,音響増感剤の組織集積性,および超音波の集束照射技術の3重のターゲティングが可能となる。本研究では、分子標的治療単独の治療限界を克服することを目的に、分子標的治療と超音波による薬物の抗腫瘍活性化を利用した音響化学療法を組み合わせた副作用の限りなく小さい新たな治療システムの開発を行うことを目的とする。今年度は、分子標的薬と音響化学療法との併用による抗腫瘍効果を、培養細胞で確認した。音響学的抗腫瘍効果を発現し、分子標的薬と併用することにより抗腫瘍効果を増強するポルフィリン誘導体をスクリ-ニングする。ポルフィリン誘導体には、ポルフィーマナトリウム,レザフィリンを、ナノ粒子には、水酸基で修飾した水溶性フラーレン(C60)などを使用した。殺細胞効果の判定は、細胞膜の色素透過能に基づくトリパンブルー排除法とミトコンドリア内の酵素活性に基づくXTTアッセイ法によって行った。そのなかで分子標的薬のリツキシマブとポルフィーマナトリウムの併用が有意な細胞毒性の増強を示した。さらに活性酸素種に特異的な消去剤ヒスチジンによる阻害効果によりそれらの殺細胞作用における寄与を確認した。分子標的治療薬は,がん細胞の増殖において特異的な役割を果たす腫瘍細胞の抗原あるいは標的分子に特異的に作用し抗腫瘍効果を発現する.また,超音波は,組織深達性に優れるので外部エネルギーとして用いると生体深部にある腫瘍にも適用できるものと考えられる。さらに超音波によって音響化学的に活性化する薬物が腫瘍内で適切な濃度に達したときに超音波を腫瘍に選択的に照射することにより、腫瘍を中心とする領域においてのみ薬物の活性を発揮させるので、副作用を抑えた治療が可能となる。これまでに音響化学作用の細胞膜に対する作用として,細胞膜に可逆的な穿孔形成,過酸化脂質産生量増加,細胞膜流動性,および細胞表面抗原発現量の変化が確認されている。薬物の音響化学的活性化によって細胞表面抗原の発現を修飾すること可能であれば、これと特異的に結合し抗腫瘍効果を発揮する分子標的治療薬の効果増強させることが期待される.本研究では、分子標的薬治療の限界を克服することを目的に、遠隔作用力を持つ外部エネルギーである超音波による薬物の音響化学的抗腫瘍活性化を組み合わせた新たな治療システムの開発を行うことを目的とする。移植固形腫瘍に対する分子標的薬と音響化学療法を併用したときの抗腫瘍効果を評価した。音響化学活性が示されたポルフィリン誘導体またはナノ粒子を投与し、薬物が十分に腫瘍に集積していることを確認した後、薬物の活性化治療に適した超音波を照射することにより薬物の活性化による音響化学的抗腫瘍効果を発揮させ腫瘍の治療を行た。分子標的薬セツキシマブは、音響化学療法を行う前または後に行い、抗腫瘍効果が得られるタイミングを採用する。ポルフィリン誘導体には、ポルフィーマナトリウム,レザフィリンを、ナノ粒子には、薬剤的分子修飾によって腫瘍集積性を付加したポリエチレングリコールで修飾したPEGカーボンナノチューブ、水酸基で修飾した水溶性フラーレン(C60)などを使用した。抗腫瘍効果の判定は、腫瘍径を測定し腫瘍の縮退を判定した。また処置後の腫瘍をHE染色し、組織のダメージの程度を見積もった。これらの処置の中で分子標的薬とポルフィーマナトリウム,レザフィリンのい併用処置が有意抗腫瘍効果を示した。近年その開発・臨床応用が急速に進み,様々な分子標的治療薬の登場によりがん治療は革新的な発展を遂げ、それらの使用実績も蓄積されてきている。しかしながら、抗体製剤の場合、分子標的治療剤の単独投与のみでは必ずしも十分な抗腫瘍効果が得られていないのが現状である。超音波がいくつかのポルフィリン誘導体とナノ粒子が,超音波で音響化学的に活性化することが知られている。

また,分子標的治療薬は,がん細胞の増殖において特異的な役割を果たす腫瘍細胞の抗原あるいは標的分子に特異的に作用し抗腫瘍効果を発現する.薬物の音響化学的活性化によって細胞表面抗原の発現を修飾すること可能であれば、これと特異的に結合し抗腫瘍効果を発揮する分子標的治療薬の効果増強させることが期待される.近年,超音波照射によって細胞表面抗原の発現を変化させることが,報告されており,この抗体と分子標的治療薬を特異的に結合させ抗腫瘍効果を発揮させることが期待されている.さらに分子標的治療と音響化学療法を組み合わせると分子標的治療薬と抗原あるいは標的分子との結合,音響増感剤の組織集積性,および超音波の集束照射技術の3重のターゲティングが可能となる。本研究では、分子標的治療単独の治療限界を克服することを目的に、分子標的治療と超音波による薬物の抗腫瘍活性化を利用した音響化学療法を組み合わせた副作用の限りなく小さい新たな治療システムの開発を行うことを目的とする。本研究では、in vitroでCD20陽性ヒトバーキットリンパ腫由来細胞株Raji細胞培養株に対して抗ヒトCD20抗体リツキシマブ(RIT)と超音波照射の併用により抗腫瘍効果の増強を示した。HL-60細胞に対してRITと超音波照射の併用後のアポトーシス誘導を細胞の形態学的変化およびcaspase-3の活性化により、確認した。RIT存在下超音波照射により2倍に増強された細胞傷害作用はヒスチジンにより有意に阻害された。これは、RIT存在下、音響化学的に活性酸素種が産生されることを示唆している。これらの結果は、RITが固形腫瘍に対する音響化学的治療において、音響増感剤となりうることを示唆している。本年度は次ぎの14の項目を検討する。2CD20発現ヒト培養細胞で分子標的薬と音響化学療法との併用による抗腫瘍効果を確認する。3音響化学的抗腫瘍効果に関与する活性酸素種を同定する。電子スピン共鳴(ESR)で超音波増感剤の水溶液に超音波を照射したときのOHラジカル,スーパーオキサイドラジカル、一重項酸素などの活性酸素種の産生を測定する。この方法では、それぞれの活性酸素種により安定なニトロオキサイドラジカルになるスピントラップ剤を含む空気飽和緩衝液に超音波を照射し、活性酸素種の生成を確認する。さらに活性酸素種に特異的なスカベンジャ-による阻害効果によりそれら寄与を確認する。電子スピン共鳴装置は本学現有のものを使用する。4分子標的薬と音響化学療法を併用によるアポトーシス誘導を確認する。分子標的薬単独、または音響化学療法との併用によるアポトーシス誘導を、培養細胞で確認する。音響化学療法と併用することによりアポトーシスを誘導、または誘導を増強する多分子標的薬をスクリ-ニングする。アポトーシス誘導の判定は、蛍光顕微鏡によりアポトーシス特有の形態変化を起こした細胞を蛍光染色しその数をカウントすることで行う。これに加え、DNA断片化のアーガロース電気泳動による検出とカスパーゼ3の活性化によっても確認する。音響化学的抗腫瘍効果に関与する活性酸素種の同定を行う。
心疾患時における線維化メカニズムの解明

心筋梗塞や心肥大などの心疾患時において、虚血や圧負荷などの過度なストレスにより心臓では心筋細胞などの細胞が細胞死を起こす。これらの死細胞から細胞内容物が漏出し、病理的な炎症応答の原因となる。この炎症を契機として、マクロファージなどの免疫担当細胞や常在性の線維芽細胞、内皮細胞など様々な細胞から筋線維芽細胞が分化・増殖する。この筋線維芽細胞はコラーゲンなどの細胞外マトリックスを産生することで組織の線維化を亢進する細胞として知られており、過剰な線維化は、組織の機能不全を引き起こす。しかしながら、線維化の実行細胞である筋線維芽細胞の性質には未だ不明な点が多い。特にそれぞれの細胞から筋線維芽細胞への分化のメカニズムは、多くの部分が謎に包まれている。そこで本研究では、筋線維芽細胞の分化に関与する因子を探索することを目的とした。これまでに、我々は筋線維芽細胞の線維化関連因子の発現量が変化する培養条件を見出し、さらに筋線維芽細胞の分化制御に必要な候補因子群を絞り込んでいる。本年度は、この分化制御に必要な候補因子群のうち、特に重要な因子の組み合わせについて検討した。その結果、単一の因子を筋線維芽細胞に導入することで、筋線維芽細胞の分化状態を制御することを見出した。また、線維化関連因子の発現量が変化する条件で培養した筋線維芽細胞の性質を明らかにするため、様々な遺伝子の発現を調べたところ、数種類の細胞マーカー分子の発現量が変化することを見出した。以上の結果から筋線維芽細胞の分化制御メカニズムの一端が明らかになり、本研究成果は心疾患時における線維化の制御メカニズム解明に繋がるものと考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。心疾患時には炎症を契機として、常在性の線維芽細胞や骨髄由来細胞など様々な細胞が筋線維芽細胞へ分化することが知られている。筋線維芽細胞はコラーゲンなどの細胞外マトリックスを産生することで組織の線維化を亢進させる細胞である。線維化を起こした心臓は柔軟性を失うために心機能が低下し、やがて心疾患の終末像である心不全病態へと移行する。過剰な線維化は、心臓に限らず肺や肝臓など他の臓器においてもその病態を進行させる重大な症状として知られており、筋線維芽細胞の分化に関連する因子を同定できれば、様々な臓器で認められる線維化疾患の治療法の創出につながると期待される。本年度はまず、心疾患モデルマウスの心臓から単離した筋線維芽細胞を様々な条件で培養し、筋線維芽細胞の線維化関連因子の発現量が変化する条件を探索した。その結果、特定の培養条件で筋線維芽細胞を培養することで、線維化関連因子の発現量が減少することを見出した。そこで、この条件下で発現量が変化する分子群を探索し、筋線維芽細胞の分化制御に関わる可能性のある複数の候補分子を同定した。その後、それぞれの分子をクローニングした。今年度の研究によって、我々は、心疾患時に生じる筋線維芽細胞の分化状態を変化させる候補分子群を同定できた。現時点ではおおむね順調に進んでいると考える。心筋梗塞や心肥大などの心疾患時には、虚血や圧負荷などのストレスにより多くの死細胞が生じる。この死細胞からの細胞内容物の漏出が原因となって、病理的な炎症応答が惹起される。この炎症を契機として、骨髄細胞や常在性の線維芽細胞、内皮細胞など様々な細胞から筋線維芽細胞が分化・増殖する。この筋線維芽細胞はコラーゲンなどの細胞外マトリックスを産生することで組織の線維化を亢進する細胞として知られている。過剰な線維化は、組織の機能不全を引き起こす。これまでに、我々は筋線維芽細胞の線維化関連因子の発現量が変化する培養条件を見出し、さらにこの培養条件下で発現量が変化する、筋線維芽細胞の分化制御に関わる可能性のある複数の候補分子を同定している。本年度は、この候補分子を、心疾患モデルマウスの心臓から単離した筋線維芽細胞に遺伝子導入し、線維化関連因子の発現量が変化するかについて検討した。その結果、全ての候補分子を遺伝子導入することで、線維化関連因子の発現量が変化する細胞群が出現することを見出した。さらに、その出現した細胞群をセルソーターで分取し、ゲノム内に組み込まれた遺伝子をダイレクトシーケンスによって解析することで、候補分子の中から筋線維芽細胞の分化制御に必須な因子群を絞り込んだ。今年度の研究によって、我々は、心疾患時に生じる筋線維芽細胞の分化制御に必要な因子群を同定した。

これらの死細胞から細胞内容物が漏出し、病理的な炎症応答の原因となる。この炎症を契機として、マクロファージなどの免疫担当細胞や常在性の線維芽細胞、内皮細胞など様々な細胞から筋線維芽細胞が分化・増殖する。この筋線維芽細胞はコラーゲンなどの細胞外マトリックスを産生することで組織の線維化を亢進する細胞として知られており、過剰な線維化は、組織の機能不全を引き起こす。しかしながら、線維化の実行細胞である筋線維芽細胞の性質には未だ不明な点が多い。特にそれぞれの細胞から筋線維芽細胞への分化のメカニズムは、多くの部分が謎に包まれている。そこで本研究では、筋線維芽細胞の分化に関与する因子を探索することを目的とした。これまでに、我々は筋線維芽細胞の線維化関連因子の発現量が変化する培養条件を見出し、さらに筋線維芽細胞の分化制御に必要な候補因子群を絞り込んでいる。本年度は、この分化制御に必要な候補因子群のうち、特に重要な因子の組み合わせについて検討した。その結果、単一の因子を筋線維芽細胞に導入することで、筋線維芽細胞の分化状態を制御することを見出した。また、線維化関連因子の発現量が変化する条件で培養した筋線維芽細胞の性質を明らかにするため、様々な遺伝子の発現を調べたところ、数種類の細胞マーカー分子の発現量が変化することを見出した。以上の結果から筋線維芽細胞の分化制御メカニズムの一端が明らかになり、本研究成果は心疾患時における線維化の制御メカニズム解明に繋がるものと考えられる。今後はそれぞれの分子を筋線維芽細胞に発現させ、実際に筋線維芽細胞の分化状態に影響を与えるかについて明らかにしていく予定である。今後は同定した因子群を筋線維芽細胞に発現させ、実際に筋線維芽細胞の分化状態に与える影響について詳細に検討していく予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
Using mobility to localize sound sources in complex environments

移動ロボットを使って音環境の3次元地図を作る技術を開発した。この技術はマイクロホンアレーと音信号処理をロボットの自己位置推定と組み合わせる。この3次元音地図構築はリアルタイム処理ができる。音の反射を使って音源の位置を推定する技術も開発した。音反射がある時に見えない音源を検知できる。環境の3次元地図を使って音反射を3次元レーキャスティングで音源まで広めて音源の位置を推定する。
中国金銅仏の鋳造技法及び加工痕の分析による造形表現研究

2018年度も中国金銅仏についての調査・研究、学会発表また論文執筆を行った。調査については、大英博物館やパリ・ギメ美術館、またハーバード大学サックラー美術館において、中国北魏から唐時代の金銅仏について調査を行った。また、研究分担者と調査を進めていく中で、京都大学人文科学研究所が所蔵する青銅如来立像の3Dポリゴンデータの提供を受けた。そのポリゴンデータを、パソコン上でGOM Inspectソフトにより開き、衣文凹凸加工痕など断面図等を作成して計測および分析を行った。それによると、本像の衣文凹凸は、ごく浅くつくられたもので、比較的平面的に刻もうと意識しているとした。これまで検討した北魏太和年間の金銅仏である泉屋博古館北魏金銅弥勒仏立像、根津美術館釈迦多宝二仏並坐像の分析結果を比較すると、まだプリミティブな造形感覚であると考えた。また泉屋博古館北魏金銅弥勒仏立像、根津美術館釈迦多宝二仏並坐像は蝋型鋳造であるが、京都大学人文科学研究所青銅如来立像は、その鋳造技法に関わる加工痕を追うと、直方体(板状)の素材から等分に分割するように頭部、肩口、胸腹、下半身、大衣を削り出していった可能性が高いと思われる。そして背中の2つのホゾや両手先など体躯からはみ出す部分は別につくって接着したものと思われる。このように、原型において削ったり接着したりできる素材としては蝋が考えられるが、鋳型が分割型で中型を取り出す場合などは、塑像や木彫、あるいはすでに出来上がっている金銅仏という可能性も考えた。このように鋳造技法も太和年間のものと比べるとかなり古い技法であることが分かった。中国の金銅仏は、現存する作例では五胡十六国時代(45世紀)が最も古く、日常の念持仏として如来像及び菩薩像が各時代に多数制作された。従来は仏像の編年や図像様式研究が行われてきた。申請者はこれまでに、金銅仏の衣文線に施された鏨(たがね:鋼の切削工具)による「加工痕」を接写撮影し、特徴を分類する研究方法を確立した。本研究ではさらに再現実験を取り入れて鋳造技術について検討し、中国金銅仏の造形方法の全体を明らかにすることを目的としている。平成27年度は、北魏時代金銅仏の様式研究と鋳造技法に関して考察するために、静岡県三島市の佐野美術館が所蔵する天建元年(524)銘青銅如来坐像を題材として、光背火焔文の一部の再現実験を行って、実物資料と再現資料の比較検討を行った。再現実験は、研究代表者が所属する、富山大学芸術文化学部の鋳造室で、研究分担者の三船温尚・富山大学教授の協力のもと行った。まず光背火焔文の一部を約2.5倍に拡大したものを、蜜蝋の板に転写して施文し、それを基に鋳型を作成して、鋳造(蝋型)を行った。出来上がった再現資料と天建元年銘像とを比較すると、同じように、火焔文の凸線は肥痩があり、線の縁が丸くなっていること、また凸線と凸線との間の溝(凹線)はU字型で鏨の打ち痕がなく、鋳肌が見えることについて、天建元年銘像の制作技法による特徴と同じ要素が再現資料にあらわれたことが確認できた。したがって、天建元年銘像の光背の造像方法は、観察による推測どおり、蝋の原型施文による鋳造であったと結論し、論文として成果を発表した。また、そのほかにも、三船温尚教授との共同研究により、法隆寺夢違観音菩薩立像の表面の研磨状況に関する研究を遂行し、論文を発表した。また、現地調査として、日本の博物館だけではなく、中国の博物館における金銅仏視察調査も行った。(1)本研究において、もっとも重要な要素であった、鋳造の再現実験を行い、論文を執筆することができた。(2)日本国内の博物館、京都・泉屋博古館や佐野美術館等での作品の詳細調査だけではなく、中国の博物館、北京の中国国家博物館、首都博物館などにおいても、金銅仏調査を行うことができた。(3)中国社会科学院考古研究所において、平成28年度以降の研究協力について承諾を得ることができた。また、日本国内の他機関の考古研究者などとの研究交流も持つことができた。(4)再現実験などを通して、学内の鋳造技術者だけではなく、高岡の鋳造技術者の助言を下に研究を進めることができた。中国北魏時代金銅仏の制作技法、特に鋳造技法と加工痕の検討のために、中国、韓国の博物館等、また日本の博物館や寺院において合計約100体の金銅仏を調査し、また文献調査を行った。今年度は、作品調査の際に従来の接写撮影による加工痕の詳細調査だけではなく、鋳肌の切削研磨の評価と3D画像による分析を行った(3D画像は、研究分担者として参加している三船温尚の基盤研究(A)(16H01918)「高精細3Dデータ検証による東アジア四千年の青銅工芸・彫刻の造形美と技術の通史研究」にて撮影したものを利用している。)たとえば泉屋博古館所蔵の北魏金銅弥勒仏立像は、衣文線の繰り返される凹凸の造形が非常に美しい作品である。その形状を接写により画像分析をしたところ、両大腿部や台座を除いては、ほとんどの部分で鏨の痕が認められなかった。

そこで原型施文による鋳造であるなら、工人はどのような意識で衣文の凹凸を形成したのかを探るために3D画像より衣文の凹凸の断面図を作成し、その深さ、角度、二点間距離を計測した。すると凹凸の深さ、角度、二点間距離はほぼ同じで、工人が衣文を規則正しく刻まれていることが判明した。つまり原型を制作する際、写実的な意識よりも工芸的、装飾的な感覚で仏像を制作していたといえる。これは論文としてアジア鋳造技術史学会『FUSUS』10号に投稿中である。さらに、中国の金銅仏ではないが、日本の金銅仏の代表的作例である白鳳時代の伝橘夫人念持仏厨子阿弥陀三尊像の詳細調査を行い、加工痕の研究のために、鋳肌表面の研磨評価を行った。この研磨により眼鼻口や衣文の凹凸のうち、特に凸線(稜線)を鎬立たせている部分と丸みを持たせている部分のバランスが、造形表現に大きく関係していることがわかった。この論文についてもアジア鋳造技術史学会『FUSUS』10号に投稿中である。当初は、加工痕の研究は、接写画像の検討のみであったが、研究を進めていく中で、研究分担者の助言もあり、鋳肌の表面研磨や3D画像による検証など、さらに客観的なデータを集積し検討することができたからである。またこのことは鋳造技法の全体を明らかにし、さらに工人の造形への意識を明らかにすることにつながっている。今年度も、中国金銅仏について実地調査を行った。根津美術館所蔵釈迦多宝二仏並坐像ほか5体、京都大学所蔵如来立像ほか4体については館の協力のもと詳細を調査し、台北・故宮博物館、また大英博物館、ヴィクトリア&アルバート博物館、ギメ美術館の金銅仏についてはガラスケース越しではあるが数十体の調査が出来た。さらに、その調査をもとに、論文2本の投稿と、国際学会での発表1回を行った。特に泉屋博物館北魏金銅弥勒仏立像の研究では、3Dスキャン画像を入手し、像表面の造形(加工痕)に関して、PC上で衣文線の断面図を作成し、各凹凸部の深さ、角度、二点間距離をソフト上で測定して数値による検討を行った。その結果、いずれの衣文線もmm単位で規則正しい凹凸を刻もうとしている姿勢はうかがえた。数値にはばらつきが少なく、また体躯の自然な肉付きに合わせて凹凸も変化させており、整然としたウェーブを形成していることが読み取れた。このように客観的なデータにより、加工痕を観察することができた。また3D画像より鋳造技術に関しても、范線の痕跡などを観察し、原型については、台座は土で中子の形をつくり、それに蝋の板を貼りつけて造形し、また、光背や仏像は蝋だけで原型をつくるような蝋型鋳造の可能性が高いと考えた。また仏像の表面研磨についても考察を進め、正面、側面、背面の研磨の度合いについて点数化し、さらに眉や眼、手などの細かい研磨の状況から、仕上がりを想定しながら研磨の度合いを決めていた可能性が高いことを指摘した。このように、3D画像による加工痕の客観的データの収集や表面研磨の評価などによる研究により、より正確に像表面の造形表現について検討することができた。今後も調査対象を広げ、さらにデータを積み重ねていきたい。作例の調査も順調に進み、また今年度は英国、フランスの博物館での調査も実施することができたため。論文執筆や学会発表なども実施することができたため。2018年度も中国金銅仏についての調査・研究、学会発表また論文執筆を行った。調査については、大英博物館やパリ・ギメ美術館、またハーバード大学サックラー美術館において、中国北魏から唐時代の金銅仏について調査を行った。また、研究分担者と調査を進めていく中で、京都大学人文科学研究所が所蔵する青銅如来立像の3Dポリゴンデータの提供を受けた。
戦後沖繩都市計画の法制と市街地形成に関する実証的研究

1.研究の視点本研究は、戦後米国政府の統治下にあった沖縄の都市計画について、法制度面及び実態面から明らかにしようとするもので、(1)統治下における沖縄郡市・建築関連法制の成立過程の分析、(2)都市計画関連制度手法の工夫と運用の実際把握、(3)これらによる、その後の市街地形成上の影響と効果の検証、を明らかにし、今後の沖縄における都市計画史研究並びに都市計画制度手法の改善への一助とする。このため次のステップで研究を進めた。(1)戦後の沖縄都市・建築関連法制の成立と変遷(2)街路形成を中心とする戦後の市街地形成過程の分析と問題点の抽出(3)独自の制度手法による市街地整備・住宅建設などの効果と課題の解明2.研究報告書の構成本報告書では、先の研究ステップに基いて、まず、第1章で戦後沖縄における都市・建築法制の成立とその変遷を整理する。続いて第2章では、那覇市を対象として、細街路を中心とするマクロな戦後の市街地形成過程とその特徴を分析し、さらに、第3章で、その細街路及び沿道建物が抱えている問題の特質及び課題をとらえた。第4章では、戦後独自に行われた制度手法である那覇市の「細部街路」計画を取上げ、その計画決定に至る経緯と、細街路の誘導的な整備効果と市街地形成上の問題を実証的な方法で解明したうえで、今後の運用課題についても考察を加えた。第5章は、戦後の「割当土地」「規格住宅」が成立する背景とその実施状況を、不良住宅地区問題の発生及び改善調査の経緯とからめて分析整理し、さらに、現在に残存する不良住宅地区居住者の実態と意識について調査分析を加え、今後の共同的建て替えの可能性を含む課題について考察した。
相模原地区における家族性パーキンソニズムの原因遺伝子の探索

相模原家系につきα-Synuclein,Parkin,Tau,UCH-L1の近傍および,2p13にマップとれているmicrosatellite markerのgenotypingを行い,家系図に基づきこれら5カ所の遺伝子領域についてhaplotypeを構築した結果,いずれの遺伝子領域においても発病と相関するhaplotypeは存在しなかった.従って,自験パーキンソニズム家系はこれらとは連鎖しないと推測された.現在,全常染色体についてマイクロサテライトマーカーにより原因遺伝子を解析中である.相模原家系につきα-Synuclein,Parkin,Tau,UCH-L1の近傍および,2p13にマップとれているmicrosatellite markerのgenotypingを行い,家系図に基づきこれら5カ所の遺伝子領域についてhaplotypeを構築した結果,いずれの遺伝子領域においても発病と相関するhaplotypeは存在しなかった.従って,自験パーキンソニズム家系はこれらとは連鎖しないと推測された.現在,全常染色体についてマイクロサテライトマーカーにより原因遺伝子を解析中である.
新ペプチド性神経活性物質,galaninの合成研究

Galaninは1983年、Tatemotoらによりブタ小腸より分離されたアミノ酸29個からなるペプチドである。本品を新しいAspおよびTrp誘導体を用いて全合成し、その生物活性をしらべた。1.galaninの全合成(1)新しい合成法の採用本品は分子中央に塩基によって極めてスクシンイミド化副反応を起しやすいAsp-Asn配列を持っているため、従来のAsp(OBz)を用いて合成することは困難である。このため塩基に安定なAsp(OChp)〔Chp=シクロヘプチル〕を採用した。またN端に酸によってアルキル化されやすいTrpを有するので、この副反応を抑制するために新しいTrp(Mts)〔Mts=Xシチレンスルホニル〕誘導体を採用した。(2)区分ペプチドの合成全体を7個の区分ペプチド〔(1-3)(4-8)(9-11)(12-14)(15-20)(21-23)(24-29)〕に分け、これらを合成し純度を確認した。(3)galaninの全合成以上の区分ペプチドをC端より順次ラセミ化の少ないアジド法で縮合し保護galaninを得、これを我々の開発した【CF_3】【SO_3】H/TFA法で脱保護し、これをゲル瀘過、高速液体クロマト法で精製を行ない、天然品と同一挙動を示す目的物を得た。2.galaninの生物検定本品は持続性のある血糖上昇作用を示し、また、ラット回腸平滑筋を収縮する作用を示した。
技術リテラシーを育成するための技能の効果的・効率的な指導法に関する基礎的研究

本研究では「材料と加工に関する技術」の技能面の指導について、理解・習熟度を客観的に評価する手法として思考・意識に関連する前頭前野の脳活動に着目し、それを用いた理解・習熟度の評価手法を確立することに加え、教材や指導法の評価への適用を目指す。加えて、技能の効果的・効率的な指導法の提案し、その有効性を授業実践により評価することを目指す。そのうち、2年目である2018年度は、研究項目(1)既存指導法への評価手法の適用による技能の理解・習熟度の評価、研究項目(2)技術教育における技能の指導法に関する実践例の調査、を行った。研究項目(1)では、研究代表者の既往の研究および昨年度の研究において評価対象としたのこぎり挽きときりを用いた穴あけ加工と比較して、身体の動きによる生体反応への影響が少ないこと、学習方法の違いによる影響を明らかにすることから、今年度は製図学習に着目し、実験を行った。実験では、学習経験や空間認識能力の異なる被験者を用い、はじめに中学校技術・家庭(技術分野)の教科書に準拠した製図の目的や方法に関する説明を行った。次に、被験者に紙に描かれた等角図、模型、3D画像を提示し、それを第三角法による正投影図に書き換える作業を各10分間実施した。一連の作業時とその前後の前頭前野の脳活動などを経時的に測定した。その結果、前頭前野の脳活動の既存指導法への評価手法の適用による技能の理解・習熟度の評価指に関する有益なデータを得ることができた。研究項目(2)では、昨年度に引き続き技術教育で扱われる内容のうち木材加工技能について着目し、論文や発表要旨、実践報告、教科書等から技能の指導法や教材・教具に関する事例を収集した。本調査を基に次年度以降の研究内容を構築する予定である。既存指導法への評価手法の適用による技能の理解・習熟度の評価について、前頭前野の脳活動を用いた学習方法、特に製図学習の評価について、有益なデータを得ることができた。加えて、次年度以降の研究に向けてベースとなるデータや情報を収集することができた。2018年度に引き続き、前頭前野の脳活動を用いた技能の理解・習熟度の客観的な評価手法の確立を目指し、更なるデータの築盛を進める。特に、2019年度は「材料と加工に関する技術」の効果的・効率的な指導法の立案し、前頭前野の脳活動を指標とした評価手法を用いて指導法の有効性を検証する。本研究では「材料と加工に関する技術」の技能面の指導について、理解・習熟度を客観的に評価する手法として思考・意識に関連する前頭前野の脳活動に着目し、それを用いた理解・習熟度の評価手法を確立することに加え、指導法の評価への適用を行う。加えて、技能の効果的・効率的な指導法の提案し、その有効性を授業実践により評価する。そのうち、1年目である平成29年度は、研究項目(1)前頭前野の脳活動を用いた技能の理解・習熟度の客観的な評価手法の確立、研究項目(2)技術教育における技能の指導法に関する実践例の調査、を行った。研究項目(1)では、研究代表者の既往の研究で評価対象としたのこぎり挽きと比較して、学習内容・ポイントが少なく、身体、特に頭部の動きによる生体反応への影響が少ないことから、今年度はきりを用いた穴あけ加工に着目し、実験を行った。経験の異なる被験者を用い、加工時の前頭前野の脳活動や視線・身体の動きを測定し、加工の難易度・達成度などの主観評価を行うことで、きりによる穴あけ加工技能の習熟度の違いが前頭前野の脳活動と視線の動きに与える影響について、主観評価や加工精度との関係性も含めて検討した。その結果、前頭前野の脳活動の指導法の評価への適応の妥当性に関する有益なデータを得ることができた。研究項目(2)では、技術教育で扱われる内容のうち木材加工技能について着目し、論文や発表要旨、実践報告、教科書等から技能の指導法や教材・教具に関する事例を収集した。これまでの研究の中で検討課題となっていた前頭前野の脳活動の指導法の評価への適応の妥当性について、道筋をつけることができた。

実験では、学習経験や空間認識能力の異なる被験者を用い、はじめに中学校技術・家庭(技術分野)の教科書に準拠した製図の目的や方法に関する説明を行った。次に、被験者に紙に描かれた等角図、模型、3D画像を提示し、それを第三角法による正投影図に書き換える作業を各10分間実施した。一連の作業時とその前後の前頭前野の脳活動などを経時的に測定した。その結果、前頭前野の脳活動の既存指導法への評価手法の適用による技能の理解・習熟度の評価指に関する有益なデータを得ることができた。研究項目(2)では、昨年度に引き続き技術教育で扱われる内容のうち木材加工技能について着目し、論文や発表要旨、実践報告、教科書等から技能の指導法や教材・教具に関する事例を収集した。本調査を基に次年度以降の研究内容を構築する予定である。既存指導法への評価手法の適用による技能の理解・習熟度の評価について、前頭前野の脳活動を用いた学習方法、特に製図学習の評価について、有益なデータを得ることができた。加えて、次年度以降の研究に向けてベースとなるデータや情報を収集することができた。平成29年度に引き続き、前頭前野の脳活動を用いた技能の理解・習熟度の客観的な評価手法に確立を目指し、更なる検討を進める。特に平成30年度は身体の動きが少なく、生徒により理解・習熟度の差が大きい技能を対象とし、前頭前野の脳活動の指導法の評価への適応の妥当性を実験により検証する。その後、上記で確立した評価法を用い、木材加工の技能に関する既存の指導法の評価を行い、既存の評価法と比較することで前頭前野の脳活動の指導法の評価への適応の妥当性を実験により検証する。2018年度に引き続き、前頭前野の脳活動を用いた技能の理解・習熟度の客観的な評価手法の確立を目指し、更なるデータの築盛を進める。特に、2019年度は「材料と加工に関する技術」の効果的・効率的な指導法の立案し、前頭前野の脳活動を指標とした評価手法を用いて指導法の有効性を検証する。その他として計上していた測定機器のレンタル費用が不要となったため次年度使用額が生じた。次年度使用額は翌年分と合わせて実験に用いる供試材料等の物品費と事例調査の旅費に充てる予定である。その他として計上していた測定機器のレンタル費用が不要となったこと、物品費が想定以上に必要となったことなどから、全体としては次年度使用額が生じた。
DNAフィンガープリンティングによる雑草の繁殖様式の解明

水田で問題となっている多年生雑草は一般に栄養繁殖と種子繁殖の能力を合わせ持っているが,通常はほとんど栄養繁殖に依存しているとされている.しかし種子繁殖は稀にしか起こらなくても集団の遺伝的多様性の維持に大きな役割を果たしていると予想され,また新しい生育地への伝播も種子によっている可能性が大きい.このような現象を解析するためにはDNAフィンガープリンティングが有効であると考え,代表的な多年生雑草オモダカ,ミズガヤツリ,クログワイおよびキシュウスズメノヒエを対象にその適用可能性を検討した.まず,DNAの抽出・精製をいくつかの方法によって試みた.いずれの種も多糖類などの夾雑が多く,DNAの精製がかなり困難な部類に属することがわかった.最終的にはCTAB法で抽出した粗DNAにフェノール抽出を繰り返すことによって使用に耐えるDNAを得ることができたが,これは非常に手間がかかるので今後の工夫が必要である.またミズガヤツリではほとんどDNAを得ることができなかった.つぎにDNAが得られた3種について単純反復配列オリゴヌクレオチドプローブ数種を用いてフィンガープリンティングを試みた.3種のいずれも(GATA)_4プローブによってフィンガープリントを得ることができた.この場合の制限酵素はオモダカではTaqI,クログワイとキシュウスズメノヒエではTaqIおよびHinfIが適当であった.以上のように主要な水田多年生雑草3種についてDNAフィンガープリンティングが適用可能であることがわかった.今後は実際に水田の集団の解析を行なっていく予定である.水田で問題となっている多年生雑草は一般に栄養繁殖と種子繁殖の能力を合わせ持っているが,通常はほとんど栄養繁殖に依存しているとされている.しかし種子繁殖は稀にしか起こらなくても集団の遺伝的多様性の維持に大きな役割を果たしていると予想され,また新しい生育地への伝播も種子によっている可能性が大きい.このような現象を解析するためにはDNAフィンガープリンティングが有効であると考え,代表的な多年生雑草オモダカ,ミズガヤツリ,クログワイおよびキシュウスズメノヒエを対象にその適用可能性を検討した.まず,DNAの抽出・精製をいくつかの方法によって試みた.いずれの種も多糖類などの夾雑が多く,DNAの精製がかなり困難な部類に属することがわかった.最終的にはCTAB法で抽出した粗DNAにフェノール抽出を繰り返すことによって使用に耐えるDNAを得ることができたが,これは非常に手間がかかるので今後の工夫が必要である.またミズガヤツリではほとんどDNAを得ることができなかった.つぎにDNAが得られた3種について単純反復配列オリゴヌクレオチドプローブ数種を用いてフィンガープリンティングを試みた.3種のいずれも(GATA)_4プローブによってフィンガープリントを得ることができた.この場合の制限酵素はオモダカではTaqI,クログワイとキシュウスズメノヒエではTaqIおよびHinfIが適当であった.以上のように主要な水田多年生雑草3種についてDNAフィンガープリンティングが適用可能であることがわかった.今後は実際に水田の集団の解析を行なっていく予定である.
教員の「観察眼」に着目した「授業展開力」育成の研修プログラム開発の基礎的研究

本研究は、筆者が過去の奨励研究により教員の研修プログラムの基礎的研究を推進した結果、明らかにした諸課題の一つを解決するための方策として、授業展開におけるベテラン教員の「観察眼」を分析する視点から「授業展開力」の育成を核とする研修プログラムを開発し、大都市圏における大量採用期の若手教員の資質能力を育成するための基礎的研究に資することを目的とした。多くの若手教員が、授業で児童にどんな声掛けをすればよいか、また、発問後の児童の答えに対して、思考力・判断力等を育成する視点から、どのような問いかけをしたり、児童同士の討論に発展させればいいのか学びたいと強く願っている。ベテラン教員は、机間指導等で「観察眼」(=授業展開のために児童から必要な情報を収集するための目の付けどころやタイミング等の総称)を発揮し、児童のしぐさや表情等の情報を収集し、指名計画立案や児童への指導助言を行っている。三脚で固定されたビデオカメラによる映像での分析では、「観察眼」の分析が事実上不可能でありそれを高める指導を行うことが困難であった。そこで、今回はウェアラブルカメラを使用し、ベテラン教員と若手教員双方の「観察眼」や声掛けの様子を具体的に分析した。(1)ベテラン教員と若手教員を対象に、日ごろの学習指導(机間指導)においてどのような場面に着目しているかアンケートやインタビューを実施⇒この両者の間には大きな差異は見られなかった。(2)ベテラン教員・若手教員の双方で、ウェアラブルカメラを装着し授業録画を行い、その映像を筆者が主宰する研究会のメンバーで視聴・分析したところ、1ベテラン教員は、若手教員に比べ、教室の中を広くみていて細かく視線を動かし児童の情報収集に努める傾向が強い2ベテラン教員の方が児童に目を向けている時間そのものが長いという事実も指摘された。(3)若手教員に対して、ベテラン教員の「観察眼」の急所と考えられる上記の(2)の1、2を中心に、模擬授業を実施しながら指導を行った。(4)若手教員へのアンケートから、自分自身の授業が改善されたことを実感できるとの回答を得られた。結論として、若手教員の研修に当たり「観察眼」に着目することは有効であると思われる。しかし、その実施方法、回数など、適切な「量」を吟味する必要がある。また、机間指導時の会話を録音することが技術的に難しい等の問題点も見つかり、今後はそれらの改善策を模索しつつ、基礎的研究を積み重ねる必要がある。
血小板生理活性ペプチド定量測定による骨髄環境予測と横断的病態検査への応用展開

末梢組織のイベントは骨髄へのシグナル応答を介してお互いにポジティブあるいはネガティブにフィードバック調節されているものと予測される。従って止血栓の大きさと質は部分的には骨髄機能によって制御されていると考える。本研究による最も顕著な実績として、肝細胞癌による肝切除後の肝再生過程における血小板VEGF-Aの動態について明らかにして論文発表した(Aryal B, et al.PLoSONE 11(3):e0150446)。創傷治癒の骨髄へのシグナルは骨髄巨核球における血小板産生において血小板VEGF-Aの産生を調節して組織再生に寄与していることを明らかにすることにより本研究の目的を果たした。「炎症における血小板VEGF-Aの創傷治癒過程における動態解析」を目的とする研究計画において平成25年度は肝癌における肝切除後の血小板VEGF-Aの動態を解析することにより複数の新知見を得ることができた。今年度は20名の肝癌の手術症例を検討した。その結果、肝癌患者における血小板VEGF-Aの含有量は予想外にも術後に増加する症例のあることが分かった。血小板VEGF-Aは肝癌患者の術前において増加していることが既に報告されており、その根拠として腫瘍の産生するVEGF-Aを血小板が取り込むことによるとされていた。従って、腫瘍の切除された術後の血小板VEGF-Aは低下すると予想した反対の結果であった。更に術後に血小板VEGF-Aの上昇する症例はmajor surgeryの患者群であることが分かった。今回の結果より、肝切除後の肝再生における残肝からの何等かのシグナルが血小板VEGF-Aを増加させた可能性があると考えている。肝再生においては肝細胞増殖因子(HGF)が重要であること知られているが、今回の検討においては血小板にHGFは検出されなかった。従って今回の結果は、肝切除→残肝からの骨髄へのシグナル→骨髄巨核球におけるVEGF-Aの産生亢進→血小板VEGF-Aの上昇の機序を想定している。また、VEGF-Aは血管新生因子であるが、肝再生が促進されるためには残肝からのHGFの産生亢進が必須である。更に、正常の肝再生のプロセスには血管新生と肝細胞増殖の双方のバランスが重要である。従って「血小板VEGF-AとHGFの作用がどのようにリンクしているのか」「VEGF-Aの作用ではなく血小板VEGF-Aの作用であることに意味があるのか」の分子相互作用の検討が次の課題であると考えている。血管内皮細胞増殖因子(以下VEGF-A)は血管新生作用・血管透過性作用を有するangiogenesis、vasculogenesisの鍵分子である。循環血中のVEGF-Aはその殆どが血小板に含まれており止血反応に続く創傷治癒の過程に重要な役割を果たすと考えられる。またVEGF-Aの血清中の濃度は血漿中よりも高く血小板1個当たりに含まれるVEGF-Aの平均含有量(以下血小板VEGF-A)を測定することが可能である。血小板VEGF-Aは血小板の質の評価の一つであり、また血小板が骨髄巨核球から産生されることから血小板VEGF-Aは骨髄機能を反映している可能性を考えている。我々は血小板VEGF-Aが播種性血管内凝固症候群を含む臨床経過の過程でダイナミックに変化すること(Intern Med 42:1240, 2003)、血小板VEGF-Aが川崎病の病態においてCAA (Coronary artery abnormalities) Z-scoreと有意な相関を示すこと(Br J Haematol 148: 285, 2010)また再生不良性貧血の病態において慢性型が急性型に比べて優位に高値を示すこと(Int J hematol 95: 494, 2012)を報告してきた。これらの報告は血小板に含まれる増殖因子量の評価が骨髄予備能を含めた病態の評価に繋がることを示唆する。今年度の研究成果として、37例の肝切除の患者の検討の結果、術後28日後の血小板VEGF-Aが術前に比較して優位に増加しており、その増加はmajor surgeryがminor surgeryに比較して顕著であり、切除肝のvolumeにも優位に相関した。今年度の結果は肝再生の骨髄へのシグナルが骨髄巨核球の増殖因子産生のシグナルに変換され、血小板機能をpotentiateすることを示唆すると考えた。骨髄の機能と末梢組織のイベントはシグナル応答を介してお互いにポジティブあるいはネガティブにフィードバック調節されているものと予測される。これらの調節は疾患イベントの時のみならず健常人においても低次元のレベルでアイドリングしているものと予測している。今回の申請における検討にて、血小板VEGF-Aが骨髄予備能としての診断ツールになることの検討(再生不良性貧血での検討)を基礎として、一般的には末梢の疾患として捉えられている、動脈硬化、炎症病態、末梢神経障害、川崎病も血小板VEGF-Aの活性の影響下にあることを示し、それは即ち骨髄機能と密接に関係していることのエビデンスを得ることを最終的な目的として検討を進めてきた。止血栓は単純に止血の機能のみでなく、その後の創傷治癒の機能までも織り込まれている。従って診断学において止血栓はその大きさだけではなくその質も評価の対象になる。健常人の循環血中に存在するタンパク質・ペプチドの中で10倍以上もの多様性を有するものは稀であり血小板VEGF-Aはその稀な分子の一つである。