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プトレマイオス朝エジプトにおける文化変容の統合的研究

プトレマイオス朝の支配下におけるエジプト領域部で進行していた文化変容の諸相を、現地調査で得られた史料に基づき、言語、エスニシティ、物質文化という三つの視点から分析した結果、この時代のナイル世界におけるモビリティの高さと、ギリシア系入植者と在地エジプト人との空間的近接性こそが、在地社会のヘレニズムを牽引した主要因であり、とりわけ両者の協同の場としての採石場の存在がきわめて重要であったことが判明した。本研究の内容は、これまで東地中海文化交流史の一環としてエジプトを舞台に行ってきた考古学的な研究の蓄積を踏まえて、エジプト学の専門家の協力を仰ぎながら、プトレマイオス朝研究を国際的な視野から発展させるものである。その初年度にあたる平成24年度は、言語選択の問題に関心を絞って、中エジプトのニューメニア古代採石場のグラフィティ調査を行い、貴重なデータを収集することができた。この成果の一端については、2011年10月13日に、イェール大学古典学部で行われたコロキアム「ヘレニズム時代の考古学:現在の状況と将来への展望」において報告を行った。このコロキアムでは、エジプト東部砂漠の調査を行っているアメリカのジェニファー・ゲイツ=フォスター氏、ベルシャで末期王朝時代の採石場のグラフィティを調査・研究しているベルギーのマーク・ドゥポー氏なども報告を行い、相互の意見交換を通じて、本研究の意義を再確認するとともに、その成果の国際的な共有に向けての一歩を踏み出すことができた。この報告内容については、英語論文としても公刊している。なお、年度当初からエジプトの政治情勢はきわめて流動的であり、治安面を考慮して、調査補助の学生の帯同を見送ったために、研究費の一部を翌年度に繰り越した。幸い、中エジプトでは治安状況の改善が見られたため、繰り越した研究費にかかる調査は、平成25年度に予定通り遂行することができた。また、年度末には公開研究会を開催し、本研究の成果をエジプト学研究者にも公開することにより、エジプト学の視点から様々な示唆を得ることができたことは、今後の研究の進展に向けて重要な礎となるものと判断される。当該年度は、プトレマイオス朝支配下のエジプト領域部の文化変容を明らかにするために、特に物質文化の変化に注目して研究を行った。中エジプトのアコリス遺跡では、1997年から2001年にかけて行われた発掘調査に際して、ヘレニズム時代の豊富なギリシア系遺物を包含する文化層が検出された。中でも重要なのは、在地社会と首都アレクサンドリア、さらには東地中海世界との交易関係を示す地中海系のアンフォラの破片が大量に出土したことであるが、これについては2005年に英文の報告書を刊行し、その成果が国際的に評価を受けているものの、それらと他の土器との関係などについては、手付かずになっていた。そのため、当該年度は二回にわたって公開研究会を開催し、土器、皮革、石材加工などの専門家から知識の提供を受けつつ、物質文化の変容の実態解明に向けた研究を行った。その結果、アコリスにおける土器の型式変化が、エレファンティネなど他遺跡におけるそれとかなり良好な対応関係を示すことなど、該期の文化変化に関して画期的な知見が得られた。また、本年度には、物質文化の変容に関するこの成果を含め、これまでの研究期間に得られた成果を著書としてまとめるための準備作業も行った。その過程では、アコリス磨崖碑文の歴史的背景を明らかにするため、プトレマイオス4世の治世末年に勃発したいわゆる南部大反乱について研究を行い、その成果を論文として発表した。さらに、中エジプト各地の採石場の状況についても中間的な報告をまとめ、合わせてギリシアにおいて資料調査を行うことで、それらの知見をプトレマイオス朝史の再構成に役立てるための情報を蓄積することができた。本年度の研究の目的は、プトレマイオス2世時代から5世時代にかけてのエジプト在地社会における文化変容をエスニシティの視点から明らかにすることにあり、そのために中エジプトにおいて現地調査を行うと同時に、これまでの研究経過の報告を欧文により報告した。具体的には、8月から9月にかけて、これまで主として調査してきたニュー・メニア採石場からのデータを相対化するために、同時代の未知の採石場の発見を試みた。その結果、ナイル東岸に沿って、これまで十分に調査されていない複数の古代の採石場が存在することが明らかになったが、残念ながら明確にプトレマイオス朝期に位置づけることの可能な採石場の発見には至らなかった。しかし、同時並行して進めたアコリス遺跡出土遺物の調査からは、この地が第三中間期から外部世界と交流を持っていたことが明らかになりつつあり、プトレマイオス朝期のエスニシティの問題を考える上では、これに先行する末期王朝時代、ならびに第三中間期の状況を考慮しなくてはならないことが、ますます確かとなった。このような状況を受けて、年度末に開催した公開研究会「転換期としての前一千年紀:エジプト領域部の考古学」では、関連資料の総合的な分析と検討に加え、前一千年紀のエジプト、とりわけ第三中間期をエジプト史の上にどのように位置づけるのかという点をめぐって、意見を交換した。

また、採石場から得られた文字データを景観的なコンテクストに据え直すためには、工学的なデータ収集を行う必要があるが、この研究会では、3次元計測の専門家も交えて、遺跡の3D計測の可能性を模索することにより、今後の研究の方向性を検討した。研究成果の途中経過については、アコリス遺跡の概報、及び国際パピルス学会のプロシーディングで活字化した。平成26年度は、これまで前3世紀を中心とするヘレニズム時代の中エジプトを対象として行ってきた在地社会の文化変容の諸相に関する研究成果を統合するとともに、それをナイル世界と地中海世界という二重の空間の中に再定位することによって、新たな研究の展望を拓くことを試みた。具体的には、単著『ナイル世界のヘレニズムエジプトとギリシアの遭遇』を名古屋大学出版会から公刊したが、そこではまずヘレニズム史研究の再構築に向けた近年の動向の総括から出発し、中エジプトにおける考古学的調査の経緯、ヘレニズム以前のエジプトにおけるギリシアとの文化交流の様相を概観した後、首都アレクサンドリアにおけるプトレマイオス王朝の表象戦略から在地社会の生業に見られる文化変容、そして在地社会と地中海世界との関係までを、独自の調査成果に基づいて幅広く論じた。とりわけ、在地社会が東地中海コイネー文化に融合するプロセスとメカニズムを、その主要な生業であったと考えられる採石場の記録から明らかにしたことは、この分野の研究の進展に大きく貢献するものと考えられる。また、これと並行して、これまでの研究成果を中エジプトの内部で相対化するために、アシュート・プロジェクトを率いるベルリン自由大学のヨヘム・カール博士と、研究交流の機会をもった。さらに、上記の研究成果の中から、特にプトレマイオス朝の支配者崇拝と神格化の問題をより広い比較史的なコンテクストから吟味するために、ギリシアの在アテネ・イギリス考古学研究所で行われた第三回日欧古代地中海世界コロキアムにおいて口頭発表を行い、研究成果の国際アカデミアへの発信にも努めた。この間、エジプトとギリシアで現地調査を継続し、年度末には公開シンポジウム「古代エジプトにおける宗教性と物質文化」を主催した。26年度が最終年度であるため、記入しない。古代ギリシア史26年度が最終年度であるため、記入しない。現地の流動的な政治情勢にもかかわらず、短期間ながらエジプトにおける現地調査を遂行すると同時に、イェール大学古典学部のコロキアムにおいて、研究成果の一端を国際的なアカデミアに向けて発信することができたため。プトレマイオス朝史支配下のエジプト在地社会の文化変容と、その歴史的な背景について物質文化と文字史料(特に採石場に残されているギリシア語とデモティックのグラフィティ)の両面から研究を行い、その成果を着実に公刊している。当該年度は、学術論文1点にとどまるが、これは現在、最終年度に向けてこれまでの成果を『ナイル世界のヘレニズム』と題するモノグラフにまとめるプロジェクトが進行中であることによる。本研究の当初計画は、申請者がこれまで行ってきた東地中海文化交流史研究の一環としてエジプトで行ってきた研究の蓄積を踏まえ、エジプト学の専門家の協力を仰ぎながら、プトレマイオス朝エジプト史研究を国際的な視野から発展させることを目的としている。
難治性疼痛を有する脊椎圧迫骨折に対する椎体形成術の除痛機序の実験的解明

脊椎圧迫骨折に対する経皮的椎体形成術(骨セメント注入術)の除痛機序の解明を目的として以下の実験を行った。すなわち、豚に対して椎体圧迫骨折を人工的に作成し、その圧迫骨折に対して3種類の異なった治療法を施行した。3種類の治療法は骨セメント注入術、骨穿孔術、ワイヤー固定術であり、これら3種類の治療後の経過により治療効果の違いを観察、評価した。画像的結果と豚の術後経過観察中の飼育状況から得られた結果から総合的に判定すると、骨穿孔術群は無治療群と同等の効果しか得られなかった。また、脊椎圧迫骨折に対して初期除痛効果は金属コイルによる固定術が優れるが、4日目以降は骨セメント治療と同等の状態になることが判明した。以上より脊椎圧迫骨折に対する椎体形成術の除痛機序として圧迫骨折を生じた椎体の除圧よりはむしろ金属ワイヤーあるいは骨セメントによる内固定が寄与していることが判明した。実験的椎体圧迫骨折モデルの作成および、圧迫骨折に対する治療後の評価指標の確立を目的として以下の動物実験を施行した。まず、ブタAに対して全身麻酔下にX線透視ガイド下で第3, 4, 6腰椎に圧迫骨折類似モデルを作成した。すなわち、目的椎体に対して経皮的に11Gのメタルエレベーターを経椎弓根的に挿入し、椎体内でメタルエレベーターを拡張することにより椎体内の骨梁を破壊し圧迫骨折を作成した。その直後にMRI(T1強調画像、T2強調画像の軸位断と矢状断)を撮像し、第3, 4, 6腰椎の椎体内に骨髄内浮腫の存在および出血が確認された。このことより経皮的に椎体圧迫骨折が作成できることが確認された。次いでブタBに対してブタAと同様の方法で第3, 4, 5腰椎に圧迫骨折を作成後、椎弓根経由で13G骨生検針を目的椎体に挿入し、PMMA系骨セメントをそれぞれの椎体にX線透視下で注入した。その直後にMRIを撮像し、目的椎体の圧迫骨折とその椎体内部に骨セメントの存在を確認した。ブタA,Bともに術後8日間の経過観察を行った。その際の治療効果の判定を目的として、以下の6項目について観察した。すなわち、活動性、覚醒時の姿勢、食欲、排便、排尿状態、および毛並みについて毎日VASスコアを用いて評価した。その結果、手技翌日にブタA(無治療)に活動性、食欲の低下が認められるとともに、姿勢及び毛並みに異常が認められた。このことより、圧迫骨折に対して骨セメント治療の有無により術後経過に差異が生じており、この判断基準を疼痛緩和のひとつの指標として使用できるものと考えられた。椎体圧迫骨折における経皮的椎体形成術の除痛機序の解明を目的として以下の実験を施行した。まず、2頭の豚(ブタA,およびブタB)に対して実験的圧迫骨折を作成した。すなわち、全身麻酔下にX線透視ガイド下で経皮的に13G骨生検針を椎体内に挿入し、その生検針の中をガイドワイヤーを通過させた。次いで、このガイドワイヤー誘導下に4mm経2cm長のバルーンカテーテルを挿入し、バルーンを椎体内の位置で拡張させて圧迫骨折を1頭の豚について3椎体ずつ作成した。ブタNo.01に対しては実験的に作成した圧迫骨折椎体内に径0.035インチのステンレススチール製のコイルスプリングを挿入し、骨折部の固定を行った。ブタNo.02に対してはPMMA系の骨セメントを圧迫骨折椎体内に注入し骨折部の固定を行った。異なった治療を施行した2頭の豚について除痛効果の違いを以下の方法で評価した。すなわち、ブタNo.1,No2ともに術後7日間の経過観察を行った。すなわち、活動性、覚醒時の姿勢、食欲、排便、排尿状態、および毛並みについて1,3,5,7日後にVASスコアを用いて評価した。その結果、手技翌日および3日後の段階で、活動性、およぶ毛並み(見かけ上の元気さ)が、ブタNo1(金属コイルによる固定)のほうがブタNo2(PMMAにて固定)に比べて良好であった。しかしながら、4日目以降では差は認められなかった。このことより、圧迫骨折に対して初期除痛効果は金属コイルによる固定が優れるが、4日以降は骨セメント治療と同等になることが判明した。

H20年度およびH21年度に行った動物実験により得られた豚の摘出脊椎を対象として多方向のX線写真、および16列マルチディテクターCTを用いてボリュームデータを収集し、軸位断像を作成するとともに、CTから得られたボリュームデータをもとに3D画像を作成し、標本の放射線学的解析を行った。画像解析の対象は片側セメント注入群、両側セメント注入群、骨穿孔術群、ワイヤー固定術群の4群であった。片側および両側セメント注入群ではそれぞれセメント注入用骨生検針を注入した椎弓根から椎体まで骨セメントが分布していた。片側注入群では椎体の正中を越えて分布したものはなかった。骨穿孔術群では椎体から椎弓根にかけて13G骨生検針で作成した孔が明瞭に描出されており、椎体内の除圧は達成されたものと判断できる。ワイヤー固定分ではワイヤーは椎体内に存在する部分と一部腹側の椎体外に位置していた。すなわち、いずれも群も目的としていた治療が完遂できていた。さらに3D画像からいずれの群においても椎体のアラインメントは正常に保たれていた。これらの結果と豚の飼育状況から得られた結果から総合的に判定すると、骨穿孔術群は無治療群と同等の効果しかなく、圧迫骨折に対して初期除痛効果は金属コイルによる固定が優れるが、4日以降は骨セメント治療と同等になることが判明した。以上より難治性疼痛を有する脊椎圧迫骨折に対する椎体形成術の除痛機序の一つとして圧迫骨折を生じた椎体の除圧よりはむしろワイヤーあるいは骨セメントによる内固定が寄与していることが判明した。
血管内皮接着因子ＪＣＡＤが心血管病発症に及ぼす影響の解明

(1)JCAD発現抑制による血管内皮細胞機能をHUVECを用いて検討した。siRNA法を用いたJCAD発現抑制によって、内皮細胞の遊走、増殖、管腔形成が抑制された。すなわち、血管新生にJCADが関与していることが証明された。(2)生体内におけるJCADの血管新生能を検証するために、野生型およびJCADノックアウトマウスの背部にメラノーマ細胞を皮下注入し、新生血管の密度を定量化したところ、JCADノックアウトマウスでは野生型マウスに比べて血管新生が抑制されていた。JCADが血管の成熟とネットワーク形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。1. JCAD発現抑制による血管内皮細胞機能の検討:ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)に、siRNA法を用いたJCAD発現抑制(ノックダウン)を行い、細胞機能に与えるJCADの影響を検証した。まず、HUVECにおいてウェスタン法によりJCADノックダウンが確認できた。JCADノックダウンされたHUVECは、細胞増殖能が低下していた。また、マトリゲルをコートした培養ディッシュ上でのin vitroの管腔形成能も低下していた。さらに、細胞遊走能力が低下していた。以上より、JCADは内皮細胞の増殖、遊走、管腔形成に関与していることが示され、生体内では血管新生や動脈硬化などに関与することが示唆された。2.生体内でのJCAD発現抑制による血管新生の検討:上述の細胞実験の結果を踏まえ、JCADノックアウトマウスの背部にマトリゲルを皮下注し、マトリゲルに侵入してくる血管内皮細胞とマトリゲル内のヘモグロビン含有量を定量化することにより血管新生を評価したところ、対照マウスに比べて血管新生が抑制される傾向が観察された。今後、nを増やして生理的および病的な血管新生における役割を解明する予定である。1.生体内でのJCADの機能を明らかにするため、マウスを用いて血管新生を評価した。野生型およびJCADノックアウトマウスの背部にメラノーマ細胞を皮下注入し、メラノーマ腫瘍内部に侵入してくる血管内皮細胞量によって新生血管の密度を定量化したところ、JCADノックアウトマウスでは野生型マウスに比べて血管新生が抑制されていた。とくに、JCADノックアウトマウスでは血管の内腔や分岐が障害されていることから、JCADが血管の成熟とネットワーク形成に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。次に、JCAD発現抑制による血管内皮細胞機能を培養ヒト臍帯静脈内皮細胞を用いて検討した。以上より、JCADは内皮細胞の増殖、遊走、管腔形成を介して血管新生を制御することが明らかとなった。2. JCADノックアウトマウスを動脈硬化モデルであるアポEノックアウトマウスと交叉交配し、JCADとアポEのダブルノックアウトマウスを作成した。ダブルノックアウトマウスと対照マウスの動脈硬化病変を現在検討中である。2.生体内でのJCAD発現抑制による血管新生の検討:上述の細胞実験の結果を踏まえ、JCADノックアウトマウスの背部にマトリゲルを皮下注し、マトリゲルに侵入してくる血管内皮細胞とマトリゲル内のヘモグロビン含有量を定量化することにより血管新生を評価したところ、対照マウスに比べて血管新生が抑制された。さらにB16F10メラノーマ細胞接種による腫瘍増殖モデルにおいてもJCADノックアウトマウスでは腫瘍血管新生の低下に伴い、増殖が抑制された。しかし一方で生理的血管新生である網膜血管においてはその形態に違いをみとめず、JCADは病的血管新生を制御していることが明らかになった。JCADノックアウトマウスとアポEノックアウトマウスとの交叉交配に予想以上の時間を要し、JCADとアポEのダブルノックアウトマウスの動脈硬化病変の解析が遅れた。循環器内科JCADとアポEのダブルノックアウトマウスは順調に増えており、現在は動脈硬化の解析が進んでいる。また、今後はJCADの形成における役割を解明する予定である。遺伝子改変マウスにおいて心血管機能を解析するには、C57BL/Lマウスと5回以上の交叉交配を行うことが必要不可欠とされている。

我々はJCADノックアウトマウスを作製したが、これまでC57BL/Lマウスとの交叉交配に相応の時間がかかった。現時点で、7回の交叉交配が終了しており、動物実験にむけてマウスを繁殖されられる時期になっている。今後、JCADノックアウトマウスにおいて種々の心血管系の疾患モデルを作製し、JCADの生体内での機能が明らかにされることが期待される。本年度に行なった培養細胞を用いた研究成果より、JCADは血管新生を制御していることが示唆されたため、当面は血管新生が主な表現型となるような疾患モデルの作製実験を優先することとした。1. JCADノックアウトマウスを用いた病的血管新生の解析:JCADノックアウトマウスおよび野生型マウスの皮下にB16F10メラノーマ細胞を接種する。2週間、腫瘍のサイズを定量化した後に、腫瘍を摘出し、腫瘍内血管密度を免疫組織学的に評価する。また、JCADが血管新生を制御する機序、カドヘリンとの相互作用などを培養細胞を用いて明らかにする。2. JCAD/apoEダブルノックアウトマウスを用いた動脈硬化病巣の解析:粥状硬化の進展は粥腫の血管新生に依存すると報告されていることから、高脂血症/動脈硬化モデルであるapoE欠損マウスとJCAD欠損マウスを交差交配し、JCAD/apoEダブル欠損マウスを作製する。得られたマウスを正常食または高脂肪食で16週間飼育した後、大動脈粥状硬化病変の程度をOil red O染色にて比較検討する。また、動脈硬化病巣におけるマクロファージやの含有量を比較検討するとともに、動脈硬化病巣の構成成分について詳細な組織学的観察を行う。
木材及び木材利用に対する感覚・意識の形成過程についての調査研究

1.木材に対する印象、感覚的評価の年代に伴う推移を明らかにするために、小学生、中学生、高校生、大学生、社会人について調査し、次のような結果を得た。(1)木材に対して、どの年代もその半数以上が良い印象をもち、また、どの年代も約半数が火に弱いなどの負の認識をもっているが、両場合ともに年代間の差は明確でない。(2)木材に対して高級感や加工しやすい材料の印象をもつ人は、年代が進むにつれて少なくなる傾向がある。(3)スギ無塗装板に対して、どの年代も同程度に外観的あるいは感情的に比較的良い評価を与え、悪い評価を与えない。(4)スギ無塗装板に対して、どの年代も同程度に和風的な印象をもつが、素朴、地味のような印象は年代とともに増大する。2.以上の研究のために、木材に対する感覚的評価についての予備的な調査を大学生に対しておこなったところ、次のような結果を得た。(1)感覚的な因子項目について、木材間の違いを分散分析等から検討したところ、針葉樹材のスギ板材はスギ角材や広葉樹材のシオジ板材に比べて装飾性の点でやや差があったが、その他の因子項目では、広葉樹材のシオジと針葉樹材のスギとの違いは明確ではない。ただし、塗装した材と塗装しない材との差は明確である。(2) 10種類の木材、木質材料の中から、感覚的な評価などの項目について択一選択させたところ、1の調査で用いたスギ無塗装板は「木材らしさ」、「木材の品質」ともに上位に評価された。木曽ヒノキは「木材の品質」は最上位であったが、「木材らしさ」は低い評価であり、木質材料の合板は「木材らしさ」、「木材の品質」ともに最低の評価であった。本研究で用いる、木材、木質材料に対する感覚的評価の調査方法を確立するために、大学生に対して次の3種類の予備調査をおこなった。調査1:透明塗装、無塗装のスギ板材、塗装、無塗装のシオジ板材のいずれかを見せながら、30項目の感覚的な評価項目について回答させた。調査2:上記木材を含めた10種の木材等から、「快い木材」のような23項目について択一回答させた。調査3:木材に対する感覚、意識に関した16の項目から複数選択回答させた後、スギ無塗装板材等を見せながら、SD法による25項目の感覚的評価項目について回答させた。これらの結果から、他の年齢層の調査には調査3を主体にした方法を用いることにした。今年度は中学生を対象に調査をおこない、次のような結果が得られた。(1)木材に対する意識は、大学生と中学生とでやや異なるが、全体的には、「暖かみを感じる」、「自然になじむ」、「火に弱い」、「親しみやすい」、「健康的」といった感覚・意識が認められた。(2)大学生と中学生の感覚的評価の回答結果を因子分析したところ、「因子1:美しさ・上品さなどの評価因子」、「因子2:古典的・和風的などの評価因子」、「因子3:素朴・地味などの評価因子」が抽出された。因子1に対する感覚は大学生よりも中学生の方が強く、因子2及び因子3では大学生の方が強い傾向が現れた。美しさ・上品さに対する感覚は男性よりも女性で強い傾向がある。(3)予備調査から、塗装した材を見た群は無塗装の材を見た群に比べて、自然・素朴さの評価項目に低い得点を与え、装飾性・刺激評価項目では逆の傾向が見られ、感覚的評価には塗装の有無の影響が大きいことが認められた。

(1)木材に対して、どの年代もその半数以上が良い印象をもち、また、どの年代も約半数が火に弱いなどの負の認識をもっているが、両場合ともに年代間の差は明確でない。(2)木材に対して高級感や加工しやすい材料の印象をもつ人は、年代が進むにつれて少なくなる傾向がある。(3)スギ無塗装板に対して、どの年代も同程度に外観的あるいは感情的に比較的良い評価を与え、悪い評価を与えない。(4)スギ無塗装板に対して、どの年代も同程度に和風的な印象をもつが、素朴、地味のような印象は年代とともに増大する。2.以上の研究のために、木材に対する感覚的評価についての予備的な調査を大学生に対しておこなったところ、次のような結果を得た。(1)感覚的な因子項目について、木材間の違いを分散分析等から検討したところ、針葉樹材のスギ板材はスギ角材や広葉樹材のシオジ板材に比べて装飾性の点でやや差があったが、その他の因子項目では、広葉樹材のシオジと針葉樹材のスギとの違いは明確ではない。ただし、塗装した材と塗装しない材との差は明確である。(2) 10種類の木材、木質材料の中から、感覚的な評価などの項目について択一選択させたところ、1の調査で用いたスギ無塗装板は「木材らしさ」、「木材の品質」ともに上位に評価された。木曽ヒノキは「木材の品質」は最上位であったが、「木材らしさ」は低い評価であり、木質材料の合板は「木材らしさ」、「木材の品質」ともに最低の評価であった。
風力エネルギー利用の効率化のための新しい局地風況予測モデルの開発と実験的検証

気候変動枠組条約に基づく京都議定書が発効する見込みであり,日本は二酸化炭素排出量の大幅な削減が求められる.そのために二酸化炭素を排出しないエネルギーである風力エネルギーの有効利用が今後重要となる.日本での風力エネルギーの有効利用のためには急峻で複雑な地形上の高精度な風況予測が必要不可欠である.本研究は流体力学の基礎方程式に基づく新しい局地風況予測モデルを開発し,剥離を伴う複雑地形上の流れ場の高精度な予測を可能にした。また連綿と連なる実地形上の流れを解析するため,流量が保存する境界処理手法を提案した。これにより従来の境界処理による風速の過大または過小評価問題を解決し,実地形の全ての部分を用いて計算した速度場と一部を取り出して計算した速度場はほぼ一致する結果を得た.上流の境界では対象領域と同じ程度の大きさの解析領域を設置することを提案し,上流の地形の影響を正しく反映させる上流境界処理方法を実現した.更に,本局地風況予測モデルを実務に使用できるように,数値解法の高速化を行い,短時間かつ安定に計算を収束させることのできる修正残差切除法を提案した。従来の数値解法に比べ,計算速度を20倍以上に高めた.最後に,実地形模型を用いた大型風洞実験を実施し,複雑地形上における流れ場の特性を局地風況予測モデルより明らかにした.その結果,今回開発した局地風況予測モデルは地形の収束による風速の増大や流れの剥離による風速の減少を的確に予測でき,また予測誤差が10%程度であることを明らかにした.本研究で開発された局地風況モデルは風力発電量予測の実務にも利用できるものであり,今後の日本エネルギー利用の効率化に大きく貢献する.気候変動枠組条約に基づく京都議定書が発効する見込みであり,日本は二酸化炭素排出量の大幅な削減が求められる.そのために二酸化炭素を排出しないエネルギーである風力エネルギーの有効利用が今後重要となる.日本での風力エネルギーの有効利用のためには急峻で複雑な地形上の高精度な風況予測が必要不可欠である.本研究は流体力学の基礎方程式に基づく新しい局地風況予測モデルを開発し,剥離を伴う複雑地形上の流れ場の高精度な予測を可能にした。従来の数値解法に比べ,計算速度を20倍以上に高めた.最後に,実地形模型を用いた大型風洞実験を実施し,複雑地形上における流れ場の特性を局地風況予測モデルより明らかにした.その結果,今回開発した局地風況予測モデルは地形の収束による風速の増大や流れの剥離による風速の減少を的確に予測でき,また予測誤差が10%程度であることを明らかにした.本研究で開発された局地風況モデルは風力発電量予測の実務にも利用できるものであり,今後の日本エネルギー利用の効率化に大きく貢献する.複雑地形上の流れ場を高精度に予測することは日本における風力エネルギーの利用を考える上で極めて重要である.現在風力発電量の予測に広く使われている風況予測モデルは緩やかな地形を対象として提案された線形モデルに基づいて作られている.しかし,線形モデルは地形の傾斜角が大きくなると,平均風速の予測精度が著しく低下し,50%以上の予測誤差を生じることもある.そこで,本研究ではまず3次元非圧縮流体の質量保存式と運動量保存式に基づく非線形モデルを作成した.このモデルは一般曲線座標に基づく有限体積法と非直交コロケート格子を用いることにより任意地形上の流れ場の解析を可能した.数値解法は数値的な振動が発生しない圧力加重補間法に基づくSIMPLE法と共役勾配法に基づくCGSTAB法を用いることにより非線形連立方程式の解を高速に求めることを可能した.また大気乱流を高精度に予測するために乱流特性量であるk,εに関するモデルを改良することにより,剥離を伴う流れの再現に成功した.次に実際の複雑地形を模型化し,大型風洞内に設置することにより実地形における複雑な風況の再現を行った.そして高精度の熱線風速計を用いて7地点において8風向の風速測定を行い,更にこれらの測定結果に基づき,複雑地形を4種類に分類した.すなわち,(1)大きな乱れと流れの剥離が見られる崖地形,(2)風速と乱れの鉛直分布が風向によらずほぼ一定となる丘陵地帯,(3)複雑に入り組んだ谷により大きな増速と大きな乱れが観測される扇状地形,と(4)ほとんどの風向において風速の減少と乱れの増大が見られる窪地形である.これらの風速データは複雑地形における風況特性を理解するには不可欠であり,また13年度に実施される新しい局地風況予測モデルの検証に用いる予定である.現在風力発電量の予測には線形モデルと呼ばれるモデルが広く使われている.このモデルは急峻で複雑な地形上に適用した場合,風速の減速を予測できず,平均風速を過大に評価する問題がある.

これに対し,方程式を線形化しない非線形モデルが剥離を伴う急峻な地形上の流れ場を正確に予測することができ,12年度には非線形モデルの開発を行った.しかし非線形モデルを実地形上の流れの解析に適用するにはいくつかの解決すべき問題点がある.(1)まず実地形上の流れを解析するためには,連綿と連なる地形の一部を取り出す際の境界処理手法が確立される必要がある.(2)そして非線形モデルを実務に使用するには16風向の計算が1日以内で完了することが望まれているのに対して,現在の非線形モデルは1風向の計算に1日以上を要している.(3)さらに複雑地形上の流れに関しては平均風速や乱れの鉛直分布に対する非線形モデルの予測精度が明らかにされていない問題がある.以上のことを踏まえて,13年度では非線形モデルを複雑地形上の流れの解析に適用する際の問題点を解決し,複雑地形に適用可能かつ実用的な風況予測モデルを開発すると共に,その予測精度の検証を行った.(1)まず側面の境界処理方法としては地形上の任意断面における流量が保存する手法を提案し,従来の境界処理による風速の過大または過小評価問題を解決し,実地形の全ての部分を用いて計算した速度場と一部を取り出して計算した速度場はほぼ一致するという結果を得た.また上流の境界では対象領域と同じ程度の大きさのバッファ領域を設置することを提案し,上流の地形の影響を正しく反映させ,かつ付加計算量を最小にする上流境界処理方法を実現した.(2)次に非線形モデルの数値解法においては,大規模線形連立方程式における従来の解析法について詳細な比較検討を行い,短時間かつ安定に計算を収束させることのできる残差切除法を用いることを提案し,1風向に対して1時間程度での計算を可能にし,十分実用に使えるレベルに達した.(2)最後に12年度に得られた複雑地形における平均風速及び乱れの詳細な実験データを用いて,モデルの予測精度の検証を行った.その結果,今回開発した局地風況予測モデルの予測誤差が10%程度であることと,非線形モデルが風速の減少を的確に予測できることを明らかにした.13年度では非線形モデルを実地形上の流れの解析に適用する際の境界処理問題を解決し,解析速度を従来の手法の20倍以上に高めた.その結果10km四方,100万メッシュの領域の全風向の解析を1日以内で行うことを実現した.本研究で開発された局地風況モデルは風力発電量予測の実務にも利用できるものであり,今後の日本の風力開発に貢献すると期待される.
慢性疾患での受容段階スケールの開発と実用化：受容－ホープ－セルフケアの機序解明

[研究1.受容段階の概念確立に向けた先行研究の系統的レビューと項目プールの作成]慢性疾患の受容段階の確立や尺度開発に有用な先行研究を検索した。慢性疾患対象に、喪失・拒絶・葛藤・折り合い・受容を提唱するモデルがあった。これらの知見を参考に、受容段階を測定する項目プールのパイロット版を、尺度開発の経験のある医師・心理学者らで作成した。[研究2.アウトカムとしての受容スコア:既存尺度の妥当性の評価]調査を進める中、心理学的柔軟性を測定するAAQ-IIが、炎症性腸疾患などの慢性疾患で受容を評価するために活用されていることを見出した。そこで、慢性疾患のモデル疾患として、保存期慢性腎臓病、血液透析患者、腹膜透析患者に対して、AAQ-IIの質問紙票調査を行っている多施設データを得た。433名を対象に、AAQ-IIの合計得点の平均をとって反転させた後(1:受容が低い、7:受容が高い)、一般線形モデルで分析を行った。年齢・性別・原疾患・併存疾患などで補正しても、保存期慢性腎臓病に対して、血液透析患者、腹膜透析患者のAAQ-IIの得点はそれぞれ0.4点、0.3点低いことが明らかとなった。この結果から、腎臓代替療法を要する状態まで疾病が進むと、疾病を受容しにくくなると考えられた。[研究3.要因としての受容スコア:既存尺度の妥当性の評価]次に、同じ集団を対象に、うつ症状スケール(CES-D)の二値変換を行ったアウトカム変数に対して、AAQ-IIを説明変数とする一般化線形モデルで分析を行った。年齢・性別・原疾患・併存疾患などで補正しても、AAQ-IIの得点が高くなるほど、うつ状態は少ないことが明らかとなった(AAQ-IIが1ポイント増加する度の有病割合比=0.67)。研究の開始後に、慢性疾患を対象とする受容段階の新たなモデルを提案する英語の文献が発表されたこと、既存の尺度をもちいて慢性疾患の受容の測定を試みる臨床研究が発表されたことをふまえて、当該尺度の慢性疾患における妥当性の検証を新たに必要とした。概ね計画通りと考えられる。インタビュー調査に基づいた質的研究に精通する研究協力者の協力を得て、受容の段階に関する半構造化インタビューを進めたい。うまく研究が進まない時には、アプローチ可能なフィールドで得た受容としてのAAQ-IIの調査を縦断的に継続し、ホープや臨床指標の関係を評価したい。慢性疾患を対象とする受容段階の新たなモデルを提案する英語の文献が発表されたこと、既存の尺度をもちいて慢性疾患の受容の測定を試みる臨床研究が発表されたことをふまえて、調査方式を見直したうえで、受容の段階に関する半構造化インタビューを次年度に行うこととしたため。
世界初のテフロン可溶性溶媒の開発と製膜プロセスへの応用

本研究では、パーフルオロカーボン鎖を有するイオン液体を新規に合成し、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の可溶化を目指した。イミダゾリウム系イオン液体の有機カチオンにパーフルオロカーボン鎖を導入し、またアニオンにフッ素を高含有するTFSA (bis(trifluoromethanesulfonyl)amide)からなるイオン液体数種の合成に成功した。このイオン液体が250°C程度まで安定であることを確認した。PTFE粉末をこのイオン液体に5wt%程度になるように添加し、250°Cまで加温した。膨潤らしきものは観察されたが、完全な溶解には至らなかった。本研究では、テフロンであるPTFEを溶かす目的に特化した溶媒を人工的に作り出すことを試みた。この目的に特化した溶媒を作り出すために、ここでは人工的にデザイン可能な溶媒であるイオン液体を用いた。イオン液体は、有機カチオンと有機あるいは無機アニオンからなる常温で液体の“塩"であり、物性を人工的に制御しやすいこと、揮発性がほとんどないこと、高温(200度)でも化学的に安定であること、様々な物質を溶解するよう分子設計可能であること等の特徴を有する。提案者は、フッ素を高含有するイオン液体であればPTFEを溶解させうるのではと考えた。そこで、パーフルオロカーボン鎖を有するイオン液体を新規に合成し、PTFEの可溶化を目指した。具体的には、イミダゾリウム系イオン液体における、有機カチオン(イミダゾリウムイオン)にパーフルオロカーボン鎖を導入し、またアニオンにフッ素を高含有するTFSA(bis(trifluoromethanesulfonyl)amide)からなるイオン液体を種々デザインし、合成した。PTFE粉末を、これらイオン液体に様々な濃度でになるように添加し、250°C、24時間で溶解を試みた。PTFE粉末の膨潤は確認されたが、残念ながら完全な溶解には至らなかった。我々は、PTFEを溶かす目的に特化した溶媒を人工的に作り出すことを考案した。ここでは分子デザイン可能な溶媒として、ここ10年注目を集めているイオン液体を用いた。イオン液体は、有機カチオンと有機あるいは無機アニオンからなる常温で液体の"塩"であり、物性を人工的に制御しやすいこと、揮発性がほとんどないこと、高温(200度)でも化学的に安定であること、様々な物質を溶解するよう設計可能であること、などの特徴を有する。PTFEを溶解させるためには、フッ素を高含有し、なおかつ高温でも揮発性を示ささない溶媒が適していると考えた。そこで我々は、本研究でパーフルオロカーボン鎖を有するイオン液体を新規に合成し、PTFEの可溶化を目指している。実際に、イミダゾリウム系イオン液体で、有機カチオンにパーフルオロカーボン鎖(CF3(CF)6CH2CH2-)を導入し、またアニオンにフッ素を高含有するTFSA(bis(trifluoromethanesulfonyl)amide)からなるイオン液体の合成に成功した。フッ素高含有のイオン液体の合成方法がほぼ確立しつつあるので、一年間の達成度としては予定通りである。各種、フッ素高含有イオン液体を合成し、PTFEの溶解性を検討していく。溶解するイオン液体を発見した後は、PTFEの製膜など加工溶剤として利用可能であるかを検証する。備品(真空ポンプ一台)30万円実験消耗品(濾紙、ガラス器具等)50万円試薬・溶剤60万円委託費(分析費外注)20万円旅費(学会参加等)20万円
欧州共同体におえる制裁-マ-ストリヒト条約による改正をふまえて-

欧州連合のみならず他の国家によっても多用され、政治的、社会的に大きな問題となっている制裁の問題に着目し、事例研究により、共同体およびその加盟国による制裁の法的根拠を検討した。そこにおいて、共同体および加盟国は、当初制裁に関する共同体権限を認めず、制裁という政治的手段を共同体条約に基づいて行うことについて否定的であったが、徐々に経済制裁を行う共同体権限を認めていったことが明らかになった。その課程で共同体権限の根拠として用いられたのは、共通通商政策に関する113条であったが、加盟国権限に対する224条の留保の問題は残っていた。そのためマ-ストリヒト条約228条Aにおいて共同体として政策を行う権限が認められた。マ-ストリヒト条約の改正後においても、共同体加盟国の留保に関する224条は存在しており、共同体権限としての制裁行使と共同体加盟国による制裁行使の問題は現在でも存在しており、将来の特定の事例において問題となることも否定できない。また、EC条約の制裁に関する規定は、欧州連合における共通外交政策及び共通安全保障条約の一環として行使されることが予定されている。これらの共通政策について、欧州連合条約が一定の規定をおくが、欧州連合条約の規定は、枠組みを定めるのみである。現実の政策決定にあたっては実行の積み重ねにより、当該政策の範囲及び共同体権限と加盟国権限間の関係が明らかにされなければならないであろう。共同体は、その政治的・経済的有効性に対して疑問が呈されるにもかかわらず、近時くりかえし、経済制裁をおこなっている。経済的分野における制裁が共同体によって行われる一方、共同体の権限の範囲外の事項に関しては、共同体構成国が制裁を行って来ている。ただし、この二者の関係は固定されたものではなく、共同体権限の発展により変化している。かつては構成国の権限に含まれると考えられていた事項も、共同体の共通通商政策に含まれると考えられるようになって来た。しかし、これらの実行は必ずしも一様のものではなく、同様の事項に関して、異なったとりあつかいがされた場合もある。しかしながら現在までの実行を全体としてみるならば、共同体権限の拡大、すなわち構成国によるのではなく、共同体による制裁の範囲が拡大して来たといえる。いまだ残る問題は、このような制裁が、共同体のどのような条約規定にもとづくのかというと、それらとマ-ストリヒト条約の関係にあるといえる。一九八二年アルゼンチンに対する経済制裁以前、すなわち南アフリカ、ロ-デシア、アフガニスタン侵攻を理由とするソ連、イラン、ポーランド問題を理由とするソ連に対する制裁の事例においては、共同体による制裁を避け、EEC条約第二二四条に基づく加盟国による制裁が行われるか、又は制裁にあたり経済的目的に限定して第一一三条を援用した。アルゼンチンに対する経済制裁以降、EEC条約第一一三条が政治的目的を達成するために援用され得る事が明示的に示された事例であるといえる。事例以降、共同体は第一一三条における共通通商政策の確定する基準に関し、新たなアプローチをとり、経済的効果を有する措置が第一一三条における共通通商政策に含み得ると解釈することにより、共同体による経済制裁を行った。マ-ストリヒト条約に基づいて成立した欧州連合においては、共同体加盟国は共通外交安全保障政策をとるが、このような共通外交安全保障政策は、共同体加盟国相互間における体系的な協力により共通の立場をとり、加盟国が重要な共通の利益を有する分野において徐々に共通行動をとることによって遂行される。このような共通政策の中心は、政策の相互通知と協議であるが、EC条約第二二八条aは、EEC条約第一一三条に基づいて共同体が経済制裁を行う権限を有するか否かという問題に対して解決を与えようとするものと考えられる。しかし、マ-ストリヒト条約が規定した全ての共同体加盟国による共通の立場及び共同行動が、経済制裁に関して第二二八条aにおいて実現され得るかは、第二二八条aに基づいてどのような経済制裁措置がとられるかにもよるが、共同体実行において共通外交政策及び安全保障政策における共通の立場及び共同行動またその基礎となる加盟国間の合意がどの程度達成されるかによる。
若者の自立支援方法の分類とその効果に関する研究

本調査研究では、15歳から25歳くらいまでの養育状況不良の若者に対して、以下のようなアプローチにより研究をおこなった。1約100名の若者を対象に、学校や仕事、他とのコミュニケーションなどへの構えや意識と自立に向けてのソーシャルスキルの身につけ方について質問紙調査をおこない、自立支援をおこなう際のポイントとなる要因を分析した。2高校5校、自立支援にかかわる機関5箇所、事業所5箇所において、所属する若者の自立の状況を面接調査により把握するとともに調査協力者約20名について、6ヶ月から1年間の長期にわたって観察し自立にかかわる観察をおこなった。3調査により得られた知見を基に、若者の自立を阻む要因、また、その逆に自立を促進する要因をそれぞれ抽出し、若者のタイプにあった自立支援策について検討をおこない、支援策の類型化をおこなった。調査の結果、自立プロセスの典型的な3類型6タイプが抽出された1目標ならびに計画遂行型医師などの専門職を目指したり、難関大学から上級公務員といった若者は少数で、芸能界での成功や声優を目指すといった目標をもつ若者の類型i保護者支援タイプ親子で自己実現の方向性について共通認識があるタイプ。ii仲間同士タイプ親は無関心か反対であるが、若者自身が同好の仲間をつくり、目標を目指すタイプ2無気力ならびになりゆき型iストレートタイプ目標を待たなかったり回避して、あそびに多くの生活時間を割き、自己実現に無関心ii屈折タイプ夢や目標があったものの何らかの挫折の結果、やる気を失い無計画的に陥っているタイプ3他者依存ならびに同調型i無評価で依存するタイプ自己の自立とは無関係の要因から進路選択をおこない他者に依存するタイプii評価後に同調するタイプ勧められるとその気になりやすい若者が同調するタイプ本調査研究では、15歳から25歳くらいまでの養育状況不良の若者に対して、以下のようなアプローチにより研究をおこなった。ii仲間同士タイプ親は無関心か反対であるが、若者自身が同好の仲間をつくり、目標を目指すタイプ2無気力ならびになりゆき型iストレートタイプ目標を待たなかったり回避して、あそびに多くの生活時間を割き、自己実現に無関心ii屈折タイプ夢や目標があったものの何らかの挫折の結果、やる気を失い無計画的に陥っているタイプ3他者依存ならびに同調型i無評価で依存するタイプ自己の自立とは無関係の要因から進路選択をおこない他者に依存するタイプii評価後に同調するタイプ勧められるとその気になりやすい若者が同調するタイプ
細胞内カルシウムストアの膜電位変化による細胞間電気的結合

細胞内カルシウムストアは小胞体と核膜から構成される。本研究では網膜神経上皮細胞を対象とし、細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出により核膜の膜電位が変化すること、及び、核膜の膜電位変動に伴う容量性電流により細胞間で同期した活動電位が生じることを明らかにした。さらに、網膜神経上皮組織内に細胞外電位勾配が存在することを発見した。この電位勾配は網膜神経節細胞の軸索伸長の方向決定に必要であることが示唆された。細胞内Caストアを形成する核膜の膜電位は、Ca放出とK流入の相互作用によりバースト状に変動する。本研究は、この膜電位変化の機能的役割を明らかにすることを目的とする。鶏胚網膜を実験対象とし、核膜をラベルする電位感受性蛍光色素[DiOC_5(3)]を用いて核膜の膜電位変化を記録すると同時に、Ca感受性蛍光色素(Fura-2とFura Red)を用いて細胞内Ca濃度変化を記録した。カルバミルコリンの投与によりCaストアからのCa放出を起こすと、細胞内Ca濃度の上昇に先行してDiOC_5(3)の蛍光強度が増大した。また、自発的に生じるDiOC_5(3)のバースト状変動の周波数特性を解析した結果、200-300Hzの成分が主であった。核膜と細胞膜が密着し細胞体どうしが隣接する場合、核膜の膜電位変動に伴う容量性電流が細胞膜を通過することにより細胞膜電位が変動し、細胞膜に存在する電位依存性Naチャネルが活性化され細胞間で同期した活動電位が発生すると予想される。そこで、DiOC_5(3)で染色した網膜から核膜の自発的な膜電位変化を記録すると同時に、網膜の表面から金属電極にて活動電位を記録した。その結果、DiOC_5(3)の蛍光強度の増大開始時点に一致してバーストスパイク発射が網膜神経節細胞間で同期して生じることが明らかになった。核膜の自発的な膜電位変化は、テトロドトキシンでスパイク発射を停止させ、さらに、興奮性神経伝達物質受容体の阻害剤を添加しても起こったことから、細胞間で同期したバーストスパイク発射は核膜の膜電位変動により誘起されると考えられる。本研究の成果は、Biochemical and Biophysical Research Communications 406:107-111(2011)として発表した。鶏胚網膜を実験対象とし、核膜をラベルする電位感受性蛍光色素を用いて核膜の膜電位変化を記録すると同時に、Ca感受性蛍光色素を用いて細胞内Ca濃度変化を記録した。CaストアからのCa放出を起こすと、細胞内Ca濃度の上昇に先行して核膜の膜電位が変化した。また、自発的に生じる核膜の膜電位変化の周波数特性を解析した結果、200-300Hzの成分が主であった。また、核膜の膜電位変化の増大開始時点に一致してバーストスパイク発射が網膜神経節細胞間で同期して生じることを明らかにした。核膜と細胞膜が密着し細胞体どうしが隣接する場合、核膜の膜電位変動に伴う容量性電流が細胞膜を通過することにより細胞膜電位が変動し、細胞膜に存在する電位依存性Naチャネルが活性化され、細胞間で同期した活動電位が発生すると考えられる。これらの成果は、Biochemical and Biophysical Research Communications 406:107-111(2011)として発表した。さらに、この論文の補足データ(オンラインのみ)として、核膜の膜電位変化に同期した、網膜の内境界膜の外側における電位変化を発表した。平成23年度では、この電位の発生機序について解析した。ガラス管微小電極を用いて、網膜の内境界膜の内側において細胞外電位を記録した結果、網膜の内境界膜の内外において電位差が存在することを発見した。この電位は、CaストアからのCa放出、及び、Ca依存性Kチャネルを介した細胞外へのK流出により起こるものと考えられる。さらに、この細胞外における電位差は、網膜の領域によって異なり、細胞外電位勾配を形成することを発見した。神経上皮細胞は胚発生過程において神経幹細胞として機能し、これらの細胞では細胞内CaストアからのCa放出が顕著に生じる。細胞内Caストアは小胞体と核膜から構成され、Caストアの膜電位はCa放出とK流入の相互作用によりバースト状に変動する。平成22-23年度では、Ca放出による細胞内Ca濃度の上昇に先行して核膜の膜電位が変化すること、及び、核膜と細胞膜が密着し細胞体どうしが隣接する場合、核膜の膜電位変動に伴う容量性電流が細胞膜を通過することにより細胞膜電位が変動し、細胞膜に存在する電位依存性Naチャネルが活性化され、細胞間で同期した活動電位が生じることを報告した。平成24年度では、神経上皮組織に存在する細胞外直流電位について解析した。鶏胚から眼杯を摘出し、ガラス管微小電極を用いて網膜神経上皮の内境界膜の内側(上皮組織の基底側)において細胞外電位を記録した。

その結果、正の直流電位が存在することを発見し、この直流電位の大きさは網膜の領域によって異なり、眼杯腹側部へ向かう細胞外電位勾配が形成されることを明らかにした。この電位勾配の方向は網膜神経節細胞の軸索走行の方向と一致することから電気的な軸索誘導の可能性が考えられ、以下にこの可能性を検討した。細胞外直流電位は上皮型Naチャネルの阻害剤であるアミロライドにより抑制された。そこで、鶏胚眼胞と網膜器官培養系にアミロライドを添加すると、網膜神経節細胞の軸索走行が擾乱を受けた。これらの結果から、神経上皮組織の基底側に存在する細胞外電位勾配は、軸索伸長開始時点における伸長方向のガイダンスキューであることが示唆された。以上の研究成果は、BBRC 431: 280-283 (2013) Electric axonguidance inembryonicretina: Galvanotropism revisitedとして発表した。本研究の目的については平成22年度にほぼ達成した。その成果は、Biochemical and Biophysical Research Communications,406巻,107-111頁(2011)として論文発表した。また、国内学会3件(招待講演1件を含む)、国際学会1件にて発表した。平成23年度はさらに新規な事実を発見し、この新規事実についてすでに学会発表(国内学会1件、国際学会1件)をおこなった。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度では、新規に発見した細胞外電位勾配の生理学的意義を明らかにすることを目的とする。鶏胚から網膜を摘出して器官培養し、網膜神経節細胞の軸索伸長方向と細胞外電位勾配との関係を明らかにする。まず、網膜器官培養の方法を確立することが技術的な問題点である。さらに、培養液を介して細胞外電位勾配を人工的に与えることが実験遂行上の困難な点である。これらの問題点を克服する対策として、一定電流を長時間通電可能とする電極を作製し、さらに、この通電電極を組み込んだ培養装置を開発する。
病態計測に用いるアミノ酸分析用マイクロチップの開発

本研究は、血中のアミノ酸濃度を計測することで、アミノ酸の濃度パターンにより健康チェックを行うという画期的な手法を提案するものである。本研究期間内においては35種類程度の複数のアミノ酸濃度が計測可能な条件を確立することまでを目標とした。そして将来的には20種類のアミノ酸を同時計測可能なチップを開発することで、1枚のチップで複数の病気の同時診断が可能になると考えられる。20種類のアミノ酸を識別する酵素として、アミノアシルtRNA合成酵素(aaRS)を用い、その酵素反応により生成する化合物を吸光法で計測することにより応答の評価を行い、目的のアミノ酸濃度を選択的に計測するための条件を確立した。本研究は、血中あるいは尿中のアミノ酸濃度を計測し、そのアミノ酸の濃度パターンである「アミノグラム」によって健康チェック、病態チェックを行うという画期的な手法を提案するものである。本研究期間内においては35種類程度の複数のアミノ酸濃度が計測可能な条件を確立することまでを目標とする。そして将来的には20種類のアミノ酸を同時計測可能なチップを開発することで、1枚のマイクロチップで複数の疾患が同時診断可能になると考えられる。本年度は、吸光法により20種類の各アミノ酸に対して特異性を示す酵素であるアミノアシルtRNA合成酵素(aaRS)を各アミノ酸に対する分子認識材料に用い、それらアミノ酸を計測するのに適したバッファーやpHの他、添加試薬などの条件についてマイクロプレートリーダー(保有装置)を用いて検討を行い、評価を行った。そして研究代表者らが従来示していたよりも広い濃度域での定量、つまり数μM数百μMの濃度域で、リジン、プロリン、アスパラギンなどの目的のアミノ酸の選択的が可能なことを示した。また、26年度実施予定であった、より迅速で簡便な計測法を提案するためにaaRS酵素を固定化した樹脂を内容量が300μL程度のリアクターに充てんし、送液装置と接続したフロー型のセンサーシステムについても構築し、応答の評価を行った。その結果、数μM400μMのリジンが選択的に計測可能であることも示した。また1020分程度の時間で計測が可能であった。20種類の各アミノ酸を識別するための酵素としてアミノアシルtRNA合成酵素(aaRS)を用い、本年度はこのaaRSを固定化した微粒子を内容量が300μL程度のマイクロリアクターに充てんし、送液装置と接続したフロー型のセンサーシステムを作製し、その応答の評価や繰り返し使用のための洗浄条件などについて検討を行った。その結果、リジン結合性のaaRSを固定化したリアクターでは数μM400μMのリジンが20分程度の測定時間で選択的に計測できることを示した。また洗浄条件を検討することで、50100回程度の繰り返し計測が可能であることも示した。また、マイクロリアクターに関する研究とは別に、マイクロプレート内において少量のaaRS濃度で目的のアミノ酸濃度を計測可能な条件についても検討した。グリシンやアスパラギン、リジンなどに特異性を示す各aaRSを用いて評価を行い、少量の酵素濃度で効率よく計測可能なことも示した。20種類の各アミノ酸を識別するための酵素としてアミノアシルtRNA合成酵素(aaRS)を用い、マイクロプレート内においてグリシン結合性酵素のGlyRSをグリシンの認識材料に用いて高感度に計測可能な条件の検討を行った。その結果、pH 78の中性域よりも、pH 9付近で感度良く計測可能であることを明らかにした。また、亜鉛イオンを添加することでも計測可能な濃度範囲が向上し、5μM100μMのグリシンが選択的に計測可能であることを示した。トリプトファン結合性酵素のTrpRSやチロシン結合性酵素のTyrRSについても同様に測定感度が向上するという傾向がみられた。また、リジン結合性、あるいはアスパラギン結合性のaaRSを微粒子に固定化したマイクロリアクターを有するフロー型バイオセンサーの開発についても検討した。それらの応答の評価や繰り返し使用のための洗浄条件などについて詳しく検討し、数μM400μMのリジンあるいはアスパラギンが20分程度の時間で選択性良く、また50100回程度繰り返し使用が可能であることを示した。この研究について、論文発表も行いアクセプトされた。