hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
元気高齢者の健やかな老いを目指した小地域型介護予防活動の効果に関する縦断研究

ベースライン時の自己記入式アンケート調査をもとに、中山間地域に在住する65歳以上の生活自立高齢者を対象とした小地域型介護予防事業の参加者の特徴を横断的に分析したところ、非参加者と比較し、より心理的、社会的健康が保たれ、よりQOLの高い生活を送っていることが明らかとなった。加えて、前向きコホートにより、小地域型介護予防事業への参加が3年間の死亡のリスクを軽減する可能性が示唆された。ベースライン時のアンケート調査そのものは、すでに平成17年9月に開始しているため、平成18年度時点で追跡1年経過したことになる。本研究は、自治体Aから提供を受ける情報を基にデータベースを構築することが第一段階である。データベースの中味は、追跡アンケート調査結果、介護予防事業の参加状況、要介護状態への移行日(原因疾患)、死亡日(死因)、町外転出日である。追跡アンケート調査については、平成18年度に共同研究先である自治体Aが中心となり、中山間地である自治体Aに居住する、要介護状態にない65歳以上の全高齢者対象とした追跡のアンケートを配布・回収を行った。アンケート調査の未返却者、未記入者、不正回答者に対しての電話連絡は研究補助2名を雇用し行った。アンケート項目は、基本的属性(居住地域、性別、年齢)、閉じこもり尺度(総合的移動能力、外出頻度、生活行動範囲)、生活機能(日常生活動作、老研式活動能力指標)、身体的特徴(既往歴、現病歴、視力・聴力障害、身体の痛み、尿失禁、咀嚼力、物忘れの状況、1年以内の転倒経験、喫煙習慣)、心理・社会的特徴(主観的健康観、生きがい、趣味・楽しみ、親しい友達の有無、家族内役割の有無、社会活動参加状況)等の身体・心理・社会的特徴で構成されている。介護予防事業の参加状況に関しては、本研究の目的でもあるポピュレーション・アプローチとしての全38地域で毎月2回展開されている小地域型(草の根)の介護予防事業の平成12年から平成18年の参加状況のデータを収集した。要介護状態への移行日は介護保険台帳、死亡日は死亡小票、町外転出日は住民基本台帳を閲覧しデータを得た。ベースライン時のアンケート調査を平成17年9月に開始しているため、平成19年度は追跡2年経過したことになる。本研究は、平成17年9月から平成20年8月までの3年間の前向き縦断研究であるため、自治体Aから提供を受ける情報を基に引き続き、データベース整備を行った。追跡2年目以降は、追跡アンケート調査は実施せず、介護予防事業の参加状況とエンドポイントである要介護状態への移行日(原因疾患)、死亡日(死因)、町外転出日の転記を研究協力者2名を雇用して引き続き行った。介護予防事業の参加状況に関しては、本研究の目的でもあるポピュレーション・アプローチとして、全38地域で毎月2回展開されている運動を中心とした小地域型(草の根)の介護予防事業の19年度の参加状況のデータを収集した。要介護状態への移行日と要介護の原因疾患は介護保険台帳、死亡日と死因は死亡小票、町外転出日は住民基本台帳を閲覧しデータを得た。平成19年度は、横断的分析を行い、介護予防事業の参加群と非参加群の2群に分け、平成17年9月のベースライン時の追跡アンケート調査結果を基に、基本的属性(居住地域、性別、年齢)、閉じこもり尺度(総合的移動能力、外出頻度、生活行動範囲)、生活機能(日常生活動作、老研式活動能力指標)、身体的特徴(既往歴、現病歴、視力・聴力障害、身体の痛み、尿失禁、咀嚼力、物忘れの状況、1年以内の転倒経験、喫煙習慣)、心理・社会的特徴(主観的健康観、生きがい、趣味・楽しみ、親しい友達の有無、家族内役割の有無、社会活動参加状況)の出現頻度の差異から小地域型介護予防事業の効果をみた。ベースライン時のアンケート調査を平成17年9月に開始しているため、平成20年度は追跡3年経過したことになる。本研究は、平成17年9月1日から平成20年8月31日までの3年間の前向き縦断研究であるため、自治体Aから提供を受ける情報を基に引き続き、データベースの整備を行った。

要介護状態への移行日と要介護の原因疾患は介護保険台帳、死亡日と死因は死亡小票、町外転出日は住民基本台帳を閲覧しデータを得た。平成20年度は、縦断的分析を行い、平成17年度における介護予防事業の参加の有無と平成17年度までの参加回数により、平成17年から平成20年度までの3年間における死亡や要介護状態の発生のリスクに差異についての分析を行った。データ収集、入力とクリーニングの作業が完了したのが平成21年2月末であり、解析が全て終了しておらず、研究成果の発表は平成21年度に引き続き行っていく。
心臓ナトリウム利尿ペプチドを用いた新しい周産期心筋症治療法の開発

これまでに我々は、内因性ナトリウム利尿ペプチド系を欠損したマウスが、授乳期に周産期心筋症様の心機能低下を伴う顕著な心肥大を呈することを見出した。本研究ではナトリウム利尿ペプチド系による授乳期心保護作用のメカニズムの解明と、周産期心筋症患者ゲノムを用いたナトリウム利尿ペプチド関連遺伝子の遺伝子多型解析を行った。その結果、授乳期のアルドステロンの過度の上昇が心肥大を惹起することが明らかとなり、かつ周産期心筋症患者では正常産婦に比し、ナトリウム利尿ペプチドクリアランス受容体遺伝子に遺伝子多型を有する割合が有意に多いことが明らかとなった。これまでの検討で、ナトリウム利尿ペプチドANP・BNPの共通の受容体であるGC-Aの遺伝子欠損マウス(GC-A-KO)が授乳期に心機能低下を伴う顕著な心肥大・心線維化を呈したことから、内因性ANP・BNP/GC-A系が授乳期に心保護的に作用していることが推察された。本年度は、授乳により心臓リモデリング関連遺伝子の遺伝子発現が変化するか否かについて定量PCR法により評価した。その結果、授乳により心臓特異的胎児型遺伝子であるANPやBNP、骨格筋アクチンの発現上昇がWT、GC-A-KOの両群で認められた。また、いずれの遺伝子においても、授乳したGC-A-KOで発現が高い傾向にあった。次に、Cre/loxPシステムを用いて作製した細胞特異的GC-A欠損マウスを用いて、どの細胞・組織におけるANP・BNP/GC-A系が授乳期に心保護的に作用しているのかを検討したところ、血管内皮細胞、心筋細胞、遠位側尿細管においてGC-Aを欠損したマウスでは、授乳期に軽度の心肥大を呈することが明らかとなった。次に、従来からANP・BNP/GC-A系はレニン・アンジオテンシン・アルドステロン(RAAS)系と拮抗することが知られていることから、GC-A-KOにおける授乳期心肥大へのRAAS系の関与について、アンジオテンシンIIタイプ1a受容体(AT1a)の遺伝子欠損マウス(AT1a-KO)を用いて検討を行った。その結果、AT1a-KOは授乳期に野生型マウスとほぼ同程度の心肥大を呈したことから、授乳期心肥大へのアンジオテンシンII系の関与は否定的であった。これまでの我々の検討で、心臓ホルモンであるナトリウム利尿ペプチドANP・BNPの共通の受容体であるGC-Aの遺伝子欠損マウス(GC-A-KO)が、授乳期に心機能低下を伴う顕著な心肥大・心線維化を呈することから、内因性ANP・BNP/GC-A系が授乳期に心保護的に作用していることが明らかとなった。従来、ナトリウム利尿ペプチド系はレニンーアンジオテンシンーアルドステロン系と拮抗関係にある事が知られている。本年度は、GC-A-KOにおける授乳期心肥大へのアルドステロンの関与を明らかにするため、アルドステロンの受容体であるミネラロコルチコイド受容体(MR)の遺伝子欠損マウスを用い、授乳期の心臓の形態学的変化を比較検討した。MR遺伝子の完全欠損マウスは胎生致死となるため、本研究ではCre-loxPシステムを用いて作製した、心筋・血管内皮・腎臓・神経細胞におけるMR欠損マウスにて比較検討を行った。まず初めに、授乳期の血中アルドステロン濃度を測定したところ、野生型マウスに比し、GC-A-KOでは授乳により血中アルドステロン濃度が有意に上昇していたことから、授乳期心肥大へのアルドステロンの関与が示唆された。次に、MR遺伝子の細動特異的欠損マウスの授乳期心肥大を比較検討したところ、神経細胞にてMR遺伝子を欠損させたマウスでのみ、授乳期の心肥大が有意に抑制されており、授乳期心肥大への神経におけるアルドステロン/MR系の関与が明らかとなった。当初の研究目標に記載していた、細胞特異的ミネラロコルチコイド受容体(MR)遺伝子欠損マウスを用い、授乳期心肥大への神経細胞におけるアルドステロン/MR系の関与を明らかにできたため。これまでに我々は、心臓由来ホルモンであるナトリウム利尿ペプチド(ANP・BNP)系が破綻したマウス(GC-A受容体遺伝子欠損マウス:GC-A-KO)が授乳期に周産期心筋症様の心機能低下を伴う顕著な心肥大・心線維化を呈することから、内因性ANP・BNP/GC-A系が授乳期に心保護的に作用していることを明らかにした。また、授乳期にGC-A-KOにおいて著増するアルドステロンが、授乳期心肥大を惹起する原因因子である可能性を見出した。本年度は、GC-A-KOにおける授乳期心肥大へのアルドステロンの関与を明らかにするため、授乳期にのみ選択的アルドステロン阻害剤を投与することで、授乳2週目におけるGC-A-KOの授乳期心肥大変化が抑制され得るか否かについて検討を行った。併せて、周産期心筋症発症への内因性ナトリウム利尿ペプチド系の関与を明らかにするため、国立循環器病研究センター周産期・婦人科部と共同で、周産期心筋症患者ゲノムを用いてナトリウム利尿ペプチド関連遺伝子の遺伝子多型解析を実施した。遺伝子多型解析については、過去に高血圧や心肥大との関連が報告されている、ナトリウム利尿ペプチド関連遺伝子の一塩基多型について検討を行った。授乳期にのみ選択的アルドステロン阻害剤を投与しても、GC-A-KOの血圧は有意な低下を示さなかった。一方、GC-A-KOの授乳期心肥大変化は有意に抑制された。

このことから、アルドステロンがGC-A-KOの授乳期心肥大の原因因子であることが裏付けられた。また、遺伝子多型解析の結果、ナトリウム利尿ペプチドクリアランス受容体(Npr3)遺伝子のマイナーアレルを有する人の割合が、正常産婦に比し、周産期心筋症患者で有意に高いことが明らかとなった。これまでに我々は、内因性ナトリウム利尿ペプチド系を欠損したマウスが、授乳期に周産期心筋症様の心機能低下を伴う顕著な心肥大を呈することを見出した。本研究ではナトリウム利尿ペプチド系による授乳期心保護作用のメカニズムの解明と、周産期心筋症患者ゲノムを用いたナトリウム利尿ペプチド関連遺伝子の遺伝子多型解析を行った。その結果、授乳期のアルドステロンの過度の上昇が心肥大を惹起することが明らかとなり、かつ周産期心筋症患者では正常産婦に比し、ナトリウム利尿ペプチドクリアランス受容体遺伝子に遺伝子多型を有する割合が有意に多いことが明らかとなった。初年度の研究目標に記載していた、細胞特異的GC-A欠損マウスを用いた検討が達成できたと同時に、来年度以降に施行する予定であったアンジオテンシンIIタイプ1a受容体の遺伝子欠損マウスのフェノタイプ解析を達成する事ができたため。今後は、GC-A-KOにおける授乳期心肥大の原因因子がアルドステロンであることの裏付けとして、授乳期に選択的アルドステロン阻害剤を投与することで、GC-A-KOの授乳期心肥大が抑制されるか否かについて検討を行う。併せて、将来的にナトリウム利尿ペプチド系が周産期心筋症の治療標的となり得るかを検証するため、国立循環器病研究センター周産期・婦人科と共同で、周産期心筋症患者ゲノムにおけるナトリウム利尿ペプチド関連遺伝子の多型性解析を実施する予定である。循環器内科学今後は、アルドステロンの受容体であるミネラルコルチコイド受容体(MR)の遺伝子欠損マウスを用い、授乳期心肥大へのRAAS系の関与について明らかにする。MRの完全欠損真数は生後10日前後で死滅するため、細胞特異的MR欠損マウスを用いて検討を進めていく予定である。また、血中アルドステロン濃度への授乳の影響についても併せて検討する。
細胞外ヒストンの光と影－抗微生物作用並びに細胞毒性に関わる分子内配列の探索と応用

細胞外ヒストンは、抗微生物作用や真核細胞に対する細胞毒性物質であることが報じられている。本研究では、ヒストンH3に着目し、その抗菌スペクトラムや種々の動物細胞に対する毒性、ならびにそれらの作用機序の検証、及び活性を発揮する分子内領域の特定を行った。その結果、ヒストンH3は広くグラム陰性菌・陽性菌、真菌、動物培養細胞に対しその細胞膜破壊を起こし、抗菌性や細胞毒性を発揮すること、及びその作用に関わるヒストンH3分子の領域は異なることを明らにした。また、低濃度の細胞外ヒストンには細胞膜透過能も報じられていることから、本研究ではヒストンH2Bの細胞膜透過に必要な配列の探索を行い、領域を特定した。古くからヌクレオソームの構成成分であり細胞核内物質として知られていたヒストンは、現在では細胞外にも存在し、抗菌作用と細胞毒性の二つの作用を有することが定着している。しかし、実際はそれらを示す詳細なデータは報告されていないことから、本研究はこの二面性に関する基礎データを揃えることを出発点とした。まず市販のウシヒストンH3を用いて、その抗菌スペクトラムを微量液体希釈法により測定した。被検体には、グラム陰性菌として大腸菌、アエロゲネス菌、緑膿菌、腸炎菌を、グラム陽性菌として黄色ブドウ球菌、セレウス菌、ミュータンス菌を、真菌としてカンジダを使用した。その結果、種間での差異はあるものの、使用したすべての菌種に対し、ヒストンH3は明確な抗菌作用を有することを明らにした。そこで、Killing assayならびに走査型電子顕微鏡(SEM)観察を実施したところ、ヒストンH3は細菌細胞膜破壊を伴う殺菌型の抗菌作用を有することが明らかとなった。加えて、ヒストンH3処理を施されても形状的に変化が見られない細胞が各菌株において存在することも確認され、ヒストンが水溶液中で立体構造や多量体形成した際に、その抗菌活性ドメインと接触した菌のみが破壊されるのではないかという仮説が提唱された。次いで、ヒストンH3の細胞毒性について、MTT assayならびにSEM観察を用いて、正常細胞株であるヒト大動脈内皮細胞とヒト臍帯静脈内皮細胞、不死化細胞株であるヒトHepG2細胞とサルCOS7細胞に対して検証した。その結果、ヒストンH3はいずれの細胞に対しても細胞膜破壊を介した細胞毒性を示したが、不死化細胞においては細胞密度によってはMTT assayでの細胞毒性が検出できなかったことから、正常細胞と不死化細胞では、条件によってヒストンH3の細胞毒性が検出できない場合があることを明らかにした。研究は当初の計画通りに進み、成果は国内外の学会や研究会で発表済みもしくは発表の予定である。学術論文として投稿するに足るデータを得ていると判断でき、現在、執筆中であるが、投稿までには至っていないので、このような自己評価とした。ヒストンは、細胞の核内においてはヌクレオソームを形成し、遺伝子の転写制御に深く関与するタンパク質として広く認知されている。一方、近年の研究により、ヒストンは細胞外においては細胞に対し傷害性を発揮するため、微生物細胞に対しては抗菌作用を、真核細胞に対しては毒性を示すという、生体防御における二面性をもつ。本研究では、1年目に完全長のヒストンH3の抗菌スペクトラムと種々の真核細胞に対する毒性を解析・明らかにしたので、2年目(昨年度)はヒストンH3分子内のどの領域がその抗菌活性や細胞毒性を発揮するのかを特定することを目的とした。ヒストンH3を4つの領域に分け、その配列に対応するペプチドを合成し、微量液体希釈法並びにMTTアッセイ法を用いて解析した結果、それぞれの作用をもつ領域を特定することができた。さらに、代表者らはヒストンH2Bに細胞膜透過性が存在することも過去に報告しており、今回、その作用に必要となる領域と配列の絞り込みにも成功した。これらの成果はいずれも学会に発表を行っている。また、本研究と同様の実験手法を利用し、Rana ulma(リュウキュウアカガエル)の皮膚からcDNAクローニングにより得られた生体防御ペプチドについて、グラム陰性菌・グラム陽性菌・真菌に対する抗微生物活性ならびに真核細胞に対する細胞毒性の有無の検証を行った。R. ulmaは2011年にRana okinavanaから再分類された種であることから、その生体防御ペプチドに関する研究は行われておらず、我々の成果はその最初のものである。その成果を報告するための投稿用の論文はほぼでき上がった状態である。研究は当初の計画通りに進み、成果は国内外の学会等で発表済みもしくは発表を控えている。学術論文の執筆に優先して3件の図書の執筆を行ったため(1件は出版済み、2件は未発表も校正段階)、論文執筆がやや遅れていることから、このような自己評価とした。ヒストンは、核内タンパク質と知られているが、細胞核外や細胞外にも存在し、抗微生物作用や細胞毒性作用を示す。前年度までにヒストンサブタイプの一つであるH3が細胞膜破壊型の抗微生物作用ならびに細胞毒性を示すことを明らかにした。そこで本年度は、これらの活性がヒストンH3のアミノ酸配列のどの部分に由来するかを明らかにすることとした。ヒストンH3分子の全長をほぼ同じアミノ酸残基数で分割しそれに対応する配列をもつ複数の合成ペプチド(H3断片ペプチド)を作製した。それぞれの断片ペプチドに対し、大腸菌・黄色ブドウ球菌・カンジダを被検体とした微量液体希釈法による抗微生物活性の測定、並びに哺乳類の正常細胞・株化細胞・腫瘍細胞を被検体としたMTTアッセイによる細胞毒性の測定を、それぞれ行なった。

その結果、抗微生物作用を示した断片ペプチドと細胞毒性を示した断片ペプチドは、それぞれ異なっていたことから、ヒストンH3分子においては、抗菌作用と細胞毒性作用を発揮する領域が異なることが明らかとなった。成果の一部は学会にて発表を行い、現在、論文を執筆中である。また、上述の各種アッセイ系をベースに、リュウキュウアカガエル皮膚から新規の生体防御ペプチド遺伝子を複数みつけ、成果を学会ならびに論文を介して発表した。また、細胞膜透過型の抗微生物作用を示すヒストンH2Bについて、その領域の特定を試みた。ヒストンH2Bは大腸菌に抗菌性を示す際、事前に大腸菌外膜に存在するプロテアーゼ(OmpT)による切断を受けることから、OmpTの認識配列の情報に基づき、いくつかのヒストンH2B断片ペプチドを合成した。この断片について、上述の方法で抗微生物活性と細胞毒性を測定した。その結果、抗微生物活性は示すが細胞毒性を示さない領域を絞り込むことができ、結果の一部を関連学会にて発表し、現在、論文執筆の準備中である。細胞外ヒストンは、抗微生物作用や真核細胞に対する細胞毒性物質であることが報じられている。本研究では、ヒストンH3に着目し、その抗菌スペクトラムや種々の動物細胞に対する毒性、ならびにそれらの作用機序の検証、及び活性を発揮する分子内領域の特定を行った。その結果、ヒストンH3は広くグラム陰性菌・陽性菌、真菌、動物培養細胞に対しその細胞膜破壊を起こし、抗菌性や細胞毒性を発揮すること、及びその作用に関わるヒストンH3分子の領域は異なることを明らにした。また、低濃度の細胞外ヒストンには細胞膜透過能も報じられていることから、本研究ではヒストンH2Bの細胞膜透過に必要な配列の探索を行い、領域を特定した。まず、執筆中の論文を完成させ、投稿することを最優先課題とする。また、ヒストンH3分子内の殺菌ドメインを同定するため、ヒストンH3分子をN末端からほぼ同じアミノ酸残基数ごとに4つに分け、それぞれのレプリカペプチドを合成し、抗菌活性や細胞毒性をもつ部位を特定する実験を行う。すでに抗菌活性を示す部位の大まかな特定はできており、その部位の絞り込みと、細菌毒素であるリポ多糖やリポテイコ酸との結合の有無、細胞毒性や溶血性の検出に向けた実験を行う予定である。また、ヒストンの真核細胞膜透過性に着目した実験にも着手している。ヒストンタンパク質はいずれも細胞毒性を示さない程度の濃度において、細胞膜透過性を示すことが報告されている。本研究では、原核細胞に対して膜透過を行うことで抗菌活性を示すヒストンH2Bを対象とし、抗菌活性部位と膜透過性部位の探索を行うこととした。ヒトヒストンH2Bのアミノ酸配列から、細胞膜透過を行う可能性のある部位を予測し、レプリカペプチドを合成、蛍光標識して各種培養真核細胞の培養液に添加し、蛍光顕微鏡で検出する。すでにポジティブコントロールとして合成した細胞膜透過ペプチドであるTATを用いて膜透過の検出・観察するための手法を確立している。候補となるペプチドの合成・入手も済ませており、すでに細胞毒性の有無については検証を終えている。
希土類元素を含む高分子金属錯体を前駆体とする新規材料化プロセスの開発

平成7年度には、固体電解質、発光体、あるいは触媒としての応用が期待されているパイロクロア型Ln_2Ti_2O_7の錯体重合法による合成とプロセスの詳細な検討を行った。これらの、希土類含有複合酸化物の合成は、従来の固相法においては、高温を要し非常に困難である。たとえば、Y_2Ti_2O_7は、合成に1300-1500°Cと高温を要し、単相化は非常に困難とされている。一方、炭酸イットリウムとTi-イソプロポキシドを原料とし、クエン酸/エチレングリコール中で重合エステル化して得た前駆体を熱処理する錯体重合法を用いることにより、容易に単相のY_2Ti_2O_7を、空気中750°C、2時間の熱処理で中間結晶生成物をへることなく直接得ることができた。とくに重要な成果は、重合過程において不均化の要因となるコロイドや沈殿を伴うことなく高分子ゲルを作製できたことである。さらに、Y_2Ti_2O_7の低温合成においては、Y-Ti異核複合クエン酸錯体の生成とその熱的安定性が本質的に重要であることが^<13>C-NMRを用いて確認された。(Y, Ti)-CA/EG溶液の^<13>C-NMRには、金属に配位していないフリーのクエン酸に対応するピークに加えて、クエン酸のアルコール性OH基のプロトンが解離し、一種のクエン酸アルコキシドの形で金属に強く配位した錯体種に固有の共鳴ピークが観測された。(Y, Ti)-CA/EG溶液においては、YとTiが強く相互作用し新しい複合錯体種が生成していると考えられた。また、この複合錯体は、加熱濃縮の間、かなり安定に存在し、高分子ゲル中で分解することなく分散していることが確認された。このように、高純度・均質Y_2Ti_2O_7の低温合成においてY-Ti複合クエン酸錯体の生成とその熱的安定性が本質的に重要であるとが明らかにされた。
筋・筋膜における非活動性侵害受容器の役割とその活性化機構に関する研究

肩こりや腰痛は国民生活基礎調査で自覚症状のツートップを独占する国民病である。これらの痛みは筋・筋膜組織に起因すると考えられるが、そのメカニズムは不明な点が多い。本研究では、(1)筋膜が侵害(痛み)受容を担うこと、(2)痛覚過敏に寄与すると考えられる非活動性侵害受容器(silent nociceptors)が筋・筋膜に存在することを明らかにした。これらは筋・筋膜の痛みの治療につながる基礎医学的研究成果である。本年度は特に、筋膜の侵害受容に関する研究で進捗があった。具体的には、(1)胸腰筋膜に受容野をもつ脊髄後角ニューロンを同定し、その病態時における入力様式の変化を明らかにした。(2)下腿筋膜にCGRPやPeripherin陽性の侵害受容線維が分布し、痛み刺激に応じる細径線維受容器が存在することを明らかにした。これらの成果は、筋膜が正常時の侵害受容を担い、病態時の痛覚過敏にも重要であることを示唆しており、これまで骨格筋を包む単なる支持組織としてしか捉えられていなかった、いわば忘れ去られた組織である筋膜に、侵害受容センサーとしての新たな基礎医学的役割を付与するものである。また、非活動性侵害受容器に関する研究では、下腿深部組織から入力を受けるC線維のうち約2割が機械感受性をもたず、繰り返し電気刺激に対して大きな活動依存的伝導速度遅延(ADCCV)を示したことから、これらは非活動性侵害受容器であることが示唆された。さらに、筋・筋膜炎を模した実験的病態モデルでは、対照群に比べて、C線維のADCCVが有意に小さかった。このことは、痛覚過敏をともなう病態時において、受容器終末の痛み刺激に対する応答が亢進するだけでなく、活動電位を伝達する軸索部分の伝導性も亢進していることを示している。これらの結果を踏まえ、平成24年度は主として、筋・筋膜の非活動性侵害受容器の活性化機構(因子)の解明を目的に研究を進める予定である。本年度は特に、正常時の筋膜侵害受容の末梢神経機構とその脊髄内投射様式を明らかにした。具体的には、(1)下腿筋膜にCGRPやPeripherin陽性の侵害受容線維が分布すること、(2)下腿筋膜への痛み刺激に応じる細径線維受容器が存在し、C線維の約43%は機械・化学・熱刺激に応じるポリモーダル受容器であること、(3)下腿筋膜からの侵害受容入力は脊髄L2L4レベルに投射することがわかった。これらの成果は、正常時の筋膜の侵害受容に関する末梢神経機構を示すものであり、これまで骨格筋を包む単なる支持組織としてしか捉えられていなかった、いわば忘れ去られた組織である筋膜が、侵害受容センサーとして新しい基礎医学的役割を担うことを明らかにした。また、骨格筋非活動性侵害受容器の電気生理学的解析では、機械感受性がなく、繰り返し電気刺激による大きな活動依存的伝導速度遅延を示すC線維が存在し、その正常時における割合は約17%であると見積もられた。このことは、痛覚過敏の末梢神経機構に寄与すると考えられる非活動性侵害受容器が確かに骨格筋に存在することを示しており、痛みの教科書を書き換える成果である。さらに、筋・筋膜炎を模した実験的痛覚過敏モデルでは、対照群に比べて、C線維の活動依存的伝導速度遅延が有意に小さかった。このことは病態時では、痛み刺激に対する受容器終末の応答が亢進するだけでなく、活動電位の伝播に関わる軸索部分の伝導性も亢進することを示しており、痛覚過敏の末梢神経機構を説明する新しい着眼点であると考えられる。第4回(平成23年11月中旬)に交付内定があったにも関わらず、年度初頭から研究を開始できたため、おおむね順調に成果が出ている。これまでにいくつかの学会発表や本の執筆も行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の進展にともない、非活動性侵害受容器の活性化機構(因子)を細胞レベルで調べる必要性が生じ、年度後半にそのための実験セットアップを導入した。本年度は当面、この実験系が上手く働くかどうかをまずチェックし、早急に軌道に乗せる予定である。
ミリ波イメージャによる接触皮膚変形センシング

焦点走査方式のフェーズドアレイ型ミリ波イメージャを構成する上で問題となる、集束ビームの焦点位置切り替え時の各発振子位相不連続を低減する大域的位相変動最小化法を提案した。これにより、位相不連続に由来する振幅変動によって生じるイメージャの誤差が低減されることが期待される。提案法の有効性は、ミリ波イメージャの送信部と類似の構造をもつ超音波フェーズドアレイに本手法を適用し、振幅変動が実際に低減されることにより確認した。本手法では、フェーズドアレイ構造の発振子が空間中に集束ビームを形成する際、その焦点位置変更に伴って生じる素子レベルの振幅変動を最小化する。特に、集束ビームの空間振幅分布のみが実用上重要であり位相分布に制約がない場合、フェーズドアレイの素子間の位相分布は一意に決定されるが、全素子に共通のオフセット位相に制約はない。提案法では、集束焦点切り替え前後の全素子ごとの位相差に対する、周期性を考慮した平均値をオフセット位相とすることにより、大域的な位相変動を最小化した。本手法により、焦点走査方式のフェーズドアレイ型ミリ波イメージャを開発する際の、振幅変動による誤差の低減が期待される。また、提案法はミリ波イメージャに限らず一般のフェーズドアレイ構造の送信部をもつデバイスに適用可能であり、例えば超音波フェーズドアレイに適用することで可聴域の周波数成分の発生を抑制するなどの性能向上が可能である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
XR技術による超高解像度都市環境シミュレーションのインタラクティブ可視化

シミュレーション技術の発達により、街区内を数メートル単位で解像可能な都市環境シミュレーションを実施できるようになった。ここで得られた三次元データに対する可視化結果を、VR技術を用いて実寸大で視覚提示することは、データが内包する複雑な自然現象の理解を促進する上で非常に効果的なものとなる。これまでに実施した研究では、対象街区内の建築物や樹木を3-D CGで提示してきたが、実際の街区内に可視化結果を直接投影できればより効果的である。本研究では、XR(VR, AR, MRの総称)技術を用いた複数のアプローチにより、実空間内でのインタラクティブデータ可視化を試みると共に、その有効性について検証する。
ヒト白血病モデルマウスを用いた新たな免疫細胞療法の開発

1.AML1/EVI-1の分子生物学的機能の解析AML1/EVI-1はEVI-1と同様にTGFβシグナルによるPAI-1プロモーターの活性化を抑制することが明らかになった。これはEVI-1部分でTGFβの細胞内シグナル伝達物質Smad3と特異的に結合し、コリプレッサーCtBPを介してヒストン脱アセチル化酵素をリクルートして来ることによる効果であった。さらに、このCtBP/ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤複合体のリクルートはAML1の転写活性化能をもドミナント・ネガティブに抑制した。AML1/EVI-1はCtBP結合部位依存性にマウス骨髄細胞32Dの分化を抑制した。2.AML1のコンディショナルマウスの解析IFN誘導的に造血細胞でAML1を欠失するコンディショナルノックアウトマウスAML1flox/-,Mx1-Cre Tgを用いて生後の個体造血におけるAML1の機能を解析した。このマウスに対してIFN分泌を誘導するpIpCを腹腔内投与してAML1を欠失させると、末梢血において著明な血小板減少が出現し、骨髄では異型な小型巨核球が増加していた。これらの小型巨核球は多倍体化が障害されていた。骨髄中の未分化造血細胞(c-Kit+Sca-1+Lin-)や巨核球前駆細胞(c-Kit+Sca-1+CD41+)の数は増加しており、リンパ球共通前駆細胞(common lymphoid progenitor : CLP)は保たれていた。競合的な骨髄移植実験を行ったところ、AML1を欠失した骨髄細胞はTおよびB細胞に寄与は見られなかった。この結果から、成体でのリンパ球分化にAML1が必須であることが確認された。3.MENの発生工学的機能の解析MENはRNAポリメラーゼII伸長因子であるが、そのノックアウトマウスは、着床後E6.5までに胎生致死となることが明らかになった。その死因は不明であった。ヒト白血病モデルマウスの作製129SVマウスゲノム・ライブラリーを、PCRを用いて作製したヒトMLL遺伝子の第8エクソンのプローブでスクリーニングし、マウスMLL遺伝子を得、エクソンを同定した。マウス遺伝子の第8エクソン中に存在するBamHIの下流にMLL/MENに含まれるMEN部分のcDNAをイン・フレイムで結合させた。さらにこの下流に、ポジティブ選別用のネオマイシン耐性遺伝子およびリコンビネーション用のマウスMLLの第8イントロンのゲノムを繋いだ。DTA遺伝子(ネガティブ選別用)を結合させて完成させたノック・インベクターをES細胞に導入し、相同組み換え体の選別に成功した。相同組換えES細胞を用いて8細胞期凝集法によるキメラマウスの作製を試みたが、キメラマウスは出生しなかった。MLL/MEN発現ES細胞は形態変化を示しており、モデルマウス作製は困難と判断した。B.AML1/EVI-1モデルマウスの作製ヒトAML1遺伝子の第5エクソンのプローブを用いて、マウスAML1の第5エクソン近傍のゲノムをサブクローニングした。マウスの第5エクソンにイン・フレイムでヒトEVI-1cDNAを結合させた。ネオマイシン耐性遺伝子、リコンビネーション用のマウスAML1の第5イントロンのゲノム及びDTA遺伝子を繋いでノック・インベクターを完成させた。現在数クローンの相同組換えES細胞を得ており、キメラマウス作製中である。1.AML1/EVI-1モデルマウスの作製ヒト

AML1遺伝子の第5エクソンのプローブを用いて、マウスAML1の第5エクソン近傍のゲノムをサブクローニングした。マウスの第5エクソンにイン・フレイムでヒトEVI-1 cDNAを結合させた。ネオマイシン耐性遺伝子、リコンビネーション用のマウスAML1の第5イントロンのゲノム及びDTA遺伝子を繋いでノック・インベクターを完成させた。現在数クローンの相同組換えES細胞を得ており、キメラマウス作製中である。2.AML1コンディショナルマウスの作製AML1floxマウスとLck-Creトランスジェニックマウスを交配することにより、Tリンパ球特異的にAML1遺伝子を不活化させた。このAML1コンディショナルマウスではDN, DP, CD4 SP, CD8 SPを含む胸腺T細胞が激減していたが、これはDN3(CD25(+), CD44(-))からDN4(CD25(-), CD44(-))への分化障害の結果であった。TCRβの発現はCD8 SP細胞では保たれていたがCD4 SP細胞では低下しており、CD4 SP細胞の分化障害が存在すると考えられた。さらに、抗CD3抗体及びIL-2で刺激した際のCD4及びCD8 SP細胞の増殖もAML1コンディショナルマウスでは障害されていた。最後に、AML1コンディショナルマウスでは脾臓の胚中心の形成が著しく障害されており、IgG1, IgG2a, IgG2b, IgAの産生が低下しIgMの産生は増加していた。これらの表現型は、脾臓におけるCD4 SP細胞とB細胞の相互作用の障害によりB細胞のクラススイッチが正常に営まれないことを示している。AML1はT細胞分化の各段階で重要な役割を担っていると結論された。1.AML1/EVI-1モデルマウスの作製ヒトAML1遺伝子の第5エクソンのプローブを用いて、マウスAML1の第5エクソン近傍のゲノムをサブクローニングした。ネオマイシン耐性遺伝子、リコンビネーション用のマウスAML1の第5イントロンのゲノム及びDTA遺伝子を繋いでノックインベクターを完成させた。相同組換えES細胞を作製し、8細胞期凝集法によりキメラマウスを得た。さらに交配により、ヘテロノックインマウスを得、以下の解析を行った。ヘテロノックインマウスは胎生致死(胎生13.5日)であった。病理所見では中枢神経系の出血および胎児肝での成体型造血の欠如を認めた。胚型造血においても分化障害を認めた。胎生12.5日のヘテロマウス胎児肝由来の造血細胞は野生型に比して著しいコロニー形成能の低下を認めた。胎生13.5日ではほぼ同等のコロニー数が得られた。形態学的には成熟傾向の乏しい比較的幼弱な細胞からなる混合コロニーの形成が認められた。また、継代培養実験により野生型に比してより高い自己複製能を持つことが確認された。AML1/EVI-1ノックインマウスの表現型はAML1ノックアウトマウスのそれとほぼ同様であり、AML1/EVI-1は個体レベルでもAML1に対してドミナント・ネガティブ効果を発揮することが確認された。AML1/ETOノックインマウスと比較してAML1/EVI-1ノックインマウスは胚型造血および成体型造血ともに著しい分化障害を認めた。
Hilbert保型形式の志村対応

Kを総実代数体とし,K上のHilbert-Eisensetin級数を考える.まずKが二次体の場合を考える.このときHilbert-Eisenstein級数をいわゆるdiagonalに制限して得られる一変数保型形式はtheta級数と一変数のEisenstein級数の積として得られる半整数の重さを持つ-保型形式と関連があることを示した.これにより重さ5/2以上の保型形式はすべてShimura lift出来ることを示した(従来は一般にはcusp formのみであった).この応用として保型形式のFourier係数を計算することによりL-関数のある特殊値を求め,またarithmetic functionの間の関係式を求めた.次に一般の総実代数体Kおよびその二次拡大でやはり総実な体Fを考えF上のHilbert-Eisenstein級数をKへ制限したものがどのような効果を持つかを考察した.この方法はKのHilbert保型形式の次数付き環の構造が分かっている場合は一変数の場合同様に多くのarithmeticな応用を持つことが分かった.代数体上のL-関数の特殊値の公式,その特殊値と代数体上の正値二次形式の表現数との具体的な関係などである.またK上の保型形式の志村対応との関連も調べた.結果としては(theta級数)×(Eisenstein級数)の形の半整数の重さを持つHilbert保型形式はShimura lift出来ることを示した.一変数保型形式の場合はこれから“すべて"の保型形式がlift出来ることが示されたがこの場合はまだ不十分であり,今後はこの形の半整数の重さの保型形式がHecke作用素のもとにどのような空間を張るかなどの研究が課題として残っている.Kを総実代数体とし,K上のHilbert-Eisensetin級数を考える.まずKが二次体の場合を考える.このときHilbert-Eisenstein級数をいわゆるdiagonalに制限して得られる一変数保型形式はtheta級数と一変数のEisenstein級数の積として得られる半整数の重さを持つ-保型形式と関連があることを示した.これにより重さ5/2以上の保型形式はすべてShimura lift出来ることを示した(従来は一般にはcusp formのみであった).この応用として保型形式のFourier係数を計算することによりL-関数のある特殊値を求め,またarithmetic functionの間の関係式を求めた.次に一般の総実代数体Kおよびその二次拡大でやはり総実な体Fを考えF上のHilbert-Eisenstein級数をKへ制限したものがどのような効果を持つかを考察した.この方法はKのHilbert保型形式の次数付き環の構造が分かっている場合は一変数の場合同様に多くのarithmeticな応用を持つことが分かった.代数体上のL-関数の特殊値の公式,その特殊値と代数体上の正値二次形式の表現数との具体的な関係などである.またK上の保型形式の志村対応との関連も調べた.結果としては(theta級数)×(Eisenstein級数)の形の半整数の重さを持つHilbert保型形式はShimura lift出来ることを示した.一変数保型形式の場合はこれから“すべて"の保型形式がlift出来ることが示されたがこの場合はまだ不十分であり,今後はこの形の半整数の重さの保型形式がHecke作用素のもとにどのような空間を張るかなどの研究が課題として残っている.1)一変数の保型尖点形式の志村対応は1970年代から研究されてきているが、尖点形式とは限らない保型形式も志村対応を持つことを示した。これに付随して、ディリクレのL-関数の特殊値についても新しい公式を得た。これは現在論文の形にまとめつつあり、近日中に投稿する予定である。2)上で述べた手法をヒルベルト保型形式にも拡張し、いくつかの総実代数体上でガウスの3平方の定理の一般化の証明を得た。これは総実代数体をKとしα∈Kを総正な整数としたとき、αが三つの平方数の和に何通りに書けるかというのをL-関数の特殊値と関係づけるものである。ここでのL-関数は、類体論の意味で二次拡大K^1/Kの指標に対応するものであり結果的に相対類数に関連付けられる、ここでK^1はKにαの平方根を添加して得られる体である。まだ代数体Kが限定されておりこの結果自体は既に知られたものしか得られてない。過去に行われた研究は二次形式論によるもの、4元数環を利用したものであるが、本研究で得た方法はヒルツェブルフ等によって得られた代数幾何的な結果を援用した新しいものであり簡明なものだと思う。この方法でどこまで進めるかを今後も研究したいと思う。3)志村対応と土井長沼対応に関係があることが分かり、重さが7/2以上の一変数保型形式について志村対応の新しい証明を発見した。土井長沼対応は重さkの一変数保型尖点形式を重さkの2次体のヒルベルト尖点形式に関連づけるものである。これにより、志村対応と代数体の2次拡大との関連がよりあきらかになれば良いと期待している。重さの制限はbase point freepencil trickを使うときに必然的にでてくる条件であるが、今後の研究でこれを外したいと考えている。

Kを総実代数体とし,K上のHilbert-Eisensetin級数を考える.まずKが二次体の場合を考える.このとき,Hilbert-Eisenstein級数をいわゆるdiagonalに制限して得られる一変数保型形式はtheta級数と一変数のEisenstein級数の積として得られる半整数の重さを持つ保型形式と関連があることを示した.これにより重さ5/2以上の保型形式はすべてShimuralift出来ることを示した(従来は一般にはcusp formのみであった).この応用として保型形式のFourier係数をすることによりL-関数のある特殊値を求めまたarithmetic functionの間の関係式を求めた.次に一般の総実代数体Kおよびその二次拡大でやはり総実な体Fを考えF上のHilbert-Eisenstein級数をKへ制限したものがどのような効果を持つかを考察した.この方法はKのHilbert保型形式の次数付き環の構造が分かっている場合は一変数の場合同様に多くのarithmeticな応用を持つことが分かった.代数体上のL-関数の特殊値の公式,その特殊値と代数体上の正値二次形式の表現数との具体的な関係などである.またK上の保型形式の志村対応との関連も調べた.結果としては(theta級数)×(Eisenstein級数)の形の半整数の重さを持つHilbert保型形式はShimuralift出来ることを示した.一変数保型形式の場合はこれから“すべて"の保型形式がlift出来ることが示されたがこの場合はまだ不十分であり,今後はこの形の半整数の重さの保型形式がHecke作用素のもとにどのような空間を張るかなどの研究が課題として残っている.
細胞外マトリックスの病態を利用した臨床検査法の確立

マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP-2およびMMP-9)や細胞外マトリックス構成成分の発現様式の多様性を用いて、炎症、癌、膠原病の診断や病態把握を行なおうという研究を行ない、次のような成果を得た。成果のまとめ1)血中および脳脊髄液のマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP-2およびMMP-9)の定量法を、ザイモグラム法およびAdobe photoshop,histogram解析を組み合わせることにより確立し、臨床材料に応用し、この方法の有用性を示す結果を得た(個々のデータは下記参照)。2)ラミニンおよびメロシンの抗体を作成し、EIA法(酵素免疫法)を確立しつつある。この抗体を用いた免疫染色法を確立し、臨床肝臓癌標本へ応用した。肝臓癌の分化度(I,II,III,IV)によりラミニンのα、β、γ各サブユニットの発現が異なるとの結果を得た。3)血中MMP-9が消化器癌(胃癌、大腸癌、膵臓癌)の病態把握の指標となるとの結果を得た。特に胃癌(49例)においては、MMP-9値が300以上と以下で生存率に有意の差があるとの結果を得た。血中MMP-2も有用であったが、MMP-9より劣るとの結果であった。胃癌において、血中CEAとの比較を行い腫瘍マーカーとして血中MMP-9がCEAより有用である結果を得た。4)MMP-2、MMP-9、ラミニン各サブユニットのmRNA発現を定量するためのRT-PCR法を確立した。5)マトリックスメタロプロテアーゼのインヒビターであるTIMPのmRNA発現を定量するためのRT-PCR法を確立した。6)種々の脳腫瘍の脳脊髄液のマトリックスメタロプロテアーゼ(MMP-2およびMMP-9)を定量し、脳腫瘍悪性度の指標となることを見出した。特に、MMP-9が、glioblastomaで高値を示し、有用なマーカーとなることが示された。7)人癌をヌードマウスに移植し、ヌードマウス体液中あるいは組織中の各プロテアーゼ及びインヒビターの測定の予備実験を行なった。
眼圧、神経保護及び眼表面への影響を加味したEBMに基づく緑内障薬物選択基準の作成

目的:抗緑内障点眼薬の選択肢は多い反面、選択における統一された見解はない。そこで我々は、将来的なEBMに基づいた抗緑内障点眼薬選択基準の作成に向け、(1)抗緑内障点眼薬の神経保護効果につきモデル動物を用いて検討した。(2)さらに眼表面及び結膜における細胞外マトリクス(ECM)代謝への影響についても検討した。結果:(1)NMDA注射により網膜厚は減少しglialfibrillary acidic protein(GFAP)の発現が増加した。β-遮断薬やプロスタグランディン誘導体の点眼により網膜厚、RGC数及びGFAPの発現に影響はみられなかった。一方、α/β遮断薬、α_1遮断薬およびα_2刺激薬の点眼では、網膜厚とRGC数の保存効果およびGFAP発現増加の著明な抑制効果がみられ、またmicroarrayによりinsulin-like growthfactor(IGF-1)とErbB3の2遺伝子の発現に変化がみられた。(2)いずれの抗緑内障点眼薬も網膜のMMP及びTIMPには影響を与えなかった。一方、α/β遮断薬、α_2刺激薬及びプロスタグランディン製剤の点眼により、結膜のMMPの発現及び酵素活性は上昇し、TIMPのそれらは低下した。逆に、β-遮断薬ではMMP活性の低下とTIMP活性の上昇がみられた。考察:α受容体に作用する抗緑内障点眼薬、すなわちα/β遮断薬、α_1遮断薬およびα_2刺激薬はNMDA網膜傷害に有益な影響を及ぼすことから、網膜保護作用を期待できる可能性が示唆される。またα/β遮断薬、α_2刺激薬及びプロスタグランディン製剤は結膜ECM代謝を促進することから、濾過手術効果に影響を与える可能性が示唆される。目的:抗緑内障点眼薬を選択する際、眼圧下降作用のみならず神経保護効果および眼表面組織に対する影響など多くの因子について考慮しなくてはならない。しかし現時点でこれらについて統一された見解はない。そこで今回我々は、将来的なEBMに基づいた抗緑内障点眼薬選択基準の作成に向け、現在臨床で使用されている抗緑内障点眼薬の、眼表面および網膜における細胞外マトリクス代謝への影響について検討した。方法:現在使用されている主な9種類の抗緑内障点眼薬(β遮断薬、αβ遮断薬、α2刺激薬、プロスタグランディン製剤)を正常ラットにそれぞれ2週間点眼し、結膜および網膜において、細胞外マトリクスの代謝を制御するmatrix metalloprotease(MMP)およびその活性を抑制するtissue inhibitor of metalloprotease(TIMP)の活性バランスをmRNAおよび酵素レベルで検討した。結果:いずれの抗緑内障点眼薬も網膜のMMPおよびTIMPの発現には影響を与えなかった。一方、αβ遮断薬、α2刺激薬およびプロスタグランディン製剤の投与により有意に結膜のMMPの発現および酵素活性が上昇し、TIMPのそれらは低下した。また逆に、β遮断薬では、MMP活性の低下とTIMP活性の上昇がみられた。考察:各種抗緑内障点眼薬は結膜細胞外マトリクスの代謝に影響を与えることが判明した。結論:各種抗緑内障点眼薬は、将来の濾過手術の効果に影響を与える可能性がある。目的:抗緑内障点眼薬を選択する際、眼圧下降効果のみならず、神経保護効果及び眼表面組織に対する影響等、多くの因子について考慮しなくてはならないが、現時点で統一された見解はなく薬物選択は医者の裁量に委ねられている。そこで我々は、将来的なEBMに基づいた抗緑内障点眼薬選択基準の作成に向け、抗緑内障点眼薬の眼表面及び結膜における細胞外マトリクス(ECM)代謝への影響についてまず検討した。

その結果、現在臨床で使用されている抗緑内障点眼薬の中に、結膜のECM代謝に影響を与える薬物があることを突きとめ、これらが将来の濾過手術効果に影響を与える可能性を示唆した。今回は抗緑内障点眼薬の網膜への影響について組織学、生化学及び分子生物学的に検討した。方法:N-methyl-D-aspartate(NMDA)をラット硝子体に注射して緑内障モデルとし、これに各種抗緑内障点眼薬を2週間点眼し、網膜組織の厚さ、網膜神経節細胞(RGC)数、microarrayによる遺伝子発現の変化等について検討した。考察:α受容体に作用する抗緑内障点眼薬、すなわちα/β遮断薬、α_1遮断薬およびα_2刺激薬はNMDA網膜傷害に有益な影響を及ぼすことが判明した。結論:α/β遮断薬、α_1遮断薬およびα_2刺激薬には、緑内障網膜保護作用を期待できる可能性がある。
モンスーンアジア農村ランドスケープの構造・機能比較論と持続可能な農村社会形成

持続可能な農村社会のモンスーンアジア共通モデル構築を最終目標として,わが国の「里山ランドスケープ」およびモンスーンアジア農村の類似ランドスケープに共通する人間-環境系の成立過程の解明を目的に,主に我が国およびインドネシアジャワ島で,農村ランドスケープの構造と生態系供給サービス発現に関わる機能の比較を行った。その結果,様々な土地利用からなるモザイク景観は,生存基盤としての多様な生態系供給サービスを享受するに重要であるが,モザイク景観内の機能的連結性は,比較を行ったモンスーンアジア多地域間で大きく異なり,それが「SATOYAMA」の崩壊および再生過程に影響することがわかった。わが国の里山ランドスケープは持続可能な社会像の一つとして近年注目されているが,モンスーンアジア農村にも里山ランドスケープに類似したランドスケープが存在する。本研究では,わが国を含むモンスーンアジア農村に共通する人間-環境系の成立および変容過程に焦点を当て,わが国の里山ランドスケープ,およびモンスーンアジア農村の類似ランドスケープにみられる土地利用構成や生態資源利用・管理の相違を明らかにし,モンスーンアジア農村の社会的価値に応じた生態系供給サービスを抽出することを目的に,初年度は,インドネシアジャワ島を中心に,中国雲南省などの里山ランドスケープの構造的類似性に関して調査を行った。その結果,丘陵地帯を中心に,気候帯を越えた類似した土地利用およびその配置が確認された。生態系サービスに関わるランドスケープ機能から,とくに丘陵斜面などに位置する樹林地が,生態系サービス発現の重要なランドスケープ要素として注目された。この点に関して,インドネシアジャワ島において里山ランドスケープの構造および機能を精査する事例調査地を選定し,土地利用構造のGIS解析を行うための衛星画像や地質図などの地理情報を入手し,解析に着手した。また,生態系サービス発現の鍵となる樹林地を対象に生物相調査を行い,とくに花粉媒介者などの存在が多く確認できた。わが国においても,これまで里山ランドスケープとその生態系サービス発現の様子が十分に理解されていなかった東北地方を対象に,里山ランドスケープの構造的類型化を行った。わが国を含むモンスーンアジア農村に共通する人間-環境系の成立および変容過程に焦点を当て,わが国の里山ランドスケープ,およびモンスーンアジア農村の類似ランドスケープにみられる土地利用構成や生態資源利用・管理の相違を明らかにし,モンスーンアジア農村の社会的価値に応じた生態系供給サービスを抽出することを目的に,本年度はわが国の里山ランドスケープが本来維持していた生態系サービスについて重点的な整理を行った。成果の一部は,国連ミレニアム生態系サブグローバル評価の報告書としてとりまとめ,名古屋で開催された生物多様性条約締約国第10園会議においても報告された。また,わが国の里山ランドスケープと重点比較対象としたインドネシア西ジャワでは,同一の地形立地上に展開し,土地利用構成が異なる小集水域を複数設置し,景観構造の違いが生態系サービスの発現にもたらす影響,および住民の生態系サービスに対する認識の違いを調査した。景観構造の違いに関しては,単時期の高解像度衛星画像から高精度で土地被覆分類を行う手法を開発し,成果として得られた土地被覆分類図をもとに小集水域間の景観構造を類型化した。生態系サービスの発現に関しては,とくに天然林の面積と居住域からの距離に依存するが,タケ類などの二次林(里山林)の存在も重要な役割を果たしていることがわかった。特定の生業にタケが原材料として使用されることが多く,その場合,タケ林が天然林に接して維持されており,直接の生態系供給サービスとしての価値だけではなく,森林性動物の生物多様性維持にも大きく貢献していることがわかった。最終年度として,以下の2点を明らかにするため,とくにわが国の丘陵地里山ランドスケープときわめて類似した景観構造および生業パターンがみられるインドネシア西ジャワ州の調査地において,詳細な現地調査を行った。まず,ランドスケープ構造変化に伴う機能および生態系サービス低下の定量化については,ランドスケープ構造の異なる隣接した3つの小集水域を対象に,土地利用の単純化(土地利用多様性の低下)や残存する天然林,アグロフォレストリの面積の違いを定量化し,その違いと生態系サービスに対する住民の認識や実際の資源利用について明らかにした。その結果,天然林に近い集落ほど,多くの生態系サービスを天然林から得ており,供給サービス以外についても,水資源や土壌浸食防止といった調整サービスを提供してくれる生態系として,天然林の存在を高く評価していることがわかった。天然林から離れるに従って,その認識は低くなるとともに,アグロフォレストが果たす役割が大きくなることが明らかとなった。また,アグロフォレストの面積が小さく,集約的な畑作農業が広がるランドスケープ構造が単純化した集落では,多くの資源を地域外に依存しており,生態系サービス全般に関する認識度も低くなる傾向が明らかとなった。

次に,汎モンスーンアジア農村における再生「SATOYAMA」モデルを構築するために,インドネシアおよび我が国の事例対象地における生態資源利用・管理の優良事例を勘案しながら,里山ランドスケープの生態系サービスを再構築するためのシナリオ策定を行った。インドネシアでも伝統的な生態資源利用の変遷は,農業労働力の減少が主な原因であり,集約化および粗放化両方の生業変化に伴い発生した未利用生物資源を有効活用する技術導入を通じた新たな産業セクターの設置が有用な「SATOYAMA」再生のシナリオであることが明らかとなった。