hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地方都市における階級・階層構造と地域的・社会的移動の実証的研究

信濃川テクノポリスの8市6町1村の重層的な地域社会構造を,産業構造と階級構造を中心にして,明らかにしてきた。主として,「信濃川テクノポリス開発構想」,「高度技術に立脚した工業開発に関する計画」,国勢調査報告,工業統計表,新潟県および各市町村資料等を用いている。県,市町村,主要企業においては,資料收集と聞き取り調査を実施している。信濃川テクノポリスは面積1,372km^2,人口64万5,000人で,新潟県の10.9%と25.9%を占めている。信濃川テクノポリスの全体像,基本理念と目標,産業コンプレックス形成の基本構想をまとめ,他のテクノポリスと比較したその特徴と問題点を明らかにするとともに,信濃川テクノポリスの発展にむけての各市町村の機能的関連を調べた。また,信濃川テクノポリスと各市町村の人口構造,地域的移動,産業構造,就業構造,工業構造の高度化の実態を明らかにした。長岡市と与板町,三島町,越路町の間,燕市・三条市と栄町の間,そして柏崎市と刈羽村の間に,雇用面での波及効果がみられる。工業構造は基礎素材型から加工組立型へ変化している。電気機械器具の成長が著しい。先端技術産業では,電子機器部品と電子計算機でその80%を占めている。労働集約的な地場産業も金属製品や家具・装備品などを中心に発達している。1995年現在の目標達成率は,工業従業者10.85%,工業出荷額64.57%,工業付加価値額28.18%,工業付加価値生産性37.39%である。信濃川テクノポリス地域の重層的な地域社会構造の解明を目的として、調査・研究を行ってきた。母都市長岡市と副次母都市三条・燕・柏崎各市を中心に、主に工業統計調査、事業所統計調査、国勢調査および各市町行政資料等の調査報告を整理・分析して、人口構造と人口移動、産業構造と工業構造の高度化等の現状と変化をとらえた。長岡市の新産業センター、宮下工業団地、工業導入団地、鉄工団地、南部工業団地、雲出工業団地、三条市の大島下郷工業団地、燕市の地場産業、柏崎市の田尻工業団地などを中心に、主要な高度技術開発・利用企業と化学・電気・精密の三工業分野の主要事業所については現地調査を行い、産業集積の状況および先端産業と地場産業の関連をとらえた。テクノポリス地域26地域のなかでの信濃川テクノポリスの位置づけと特徴を明らかにするために、東京広域経済圏に属する京都宮テクノポリス(母都市、宇都宮市、2市2町、平出・瑞穂野・清原各工業団地における先端技術産業と地場産業の状況を中心に)と、播磨工業地帯の一角をしめて多様な都市集積と産業集積をもっている両播磨テクノポリス(母都市、姫路市、4市1町、西播磨臨海工業地帯、播磨科学公園都市を中心に)について、現地調査と統計資料・行政資料の分析によって、その概要を把握した。次年度にむけては、信濃川テクノポリスの全体像と国域各市町村間の機能的関連を明らかにすべく全体のまとめを行なうとともに、信濃川テクノポリスの特徴と問題点を明らかにするために、宇都宮テクノポリスと西播磨テクノポリスの補足調査および産業協同で新しいとり組みをしているといわれるイギリスのバース・スウィンドン先端技術都市との比較検討を計画している。信濃川テクノポリス地域の8市6町1村の開発地域は1,372km^2,人口64万4,500人で,新潟県全体のそれぞれ10.9%,25.9%にあたる。新潟市に次ぐ県内第二の都市長岡市を母都市とし,三条市,燕市,柏崎市を副次母都市とする。これらの周辺市町村はテクノサテライトとして位置づけられる。通勤による移動状況をみると,長岡市依存度の高い与板町,三島町,越路町,燕市・三条市依存度の高い栄町,柏崎市依存度の高い西山町,刈羽村が特徴的である。産業集積と道路整備による雇用面での波及効果がみられる。

198095年の開発指標をみると,第2次石油危機,円高,バブル景気,バブル崩壊と平成不況等の経済変動はあるが,工業従業者数は10万9,000人11万2,000人,工業出荷額は1兆1,563億円2兆3,267億円,工業付加価値額は4,750億円6,753億円,工業付加価値生産性は4.346.03へそれぞれ推移している。目標達成率は低く,10.85%,64.57%,28.18%,37.39%である。工業構造は,電気機械器具の成長が著しく,5.1%34.9%に伸びている。機械器具,金属製品の比率の低下が著しい。工業出荷額でみると,基礎素材型から加工組立型へと工業構造が変化している。これは,テクノポリス地域における工業団地の造成,大規模工場の進出(新潟三洋電子,松下電装など),既存企業の事業拡大(新潟日本電気,アルプス電子など)による。先端技術産業では,電子機器部品と電子計算機・同付属品装置とで,その80%を占めており,一定の集積を示している。高度技術開発・利用と技術移転は,日本精機,ツガミ,理研機械などに代表的な例がみられる。一方、労働集約的な地場産業も金属製品や家具・装備品などを中心に発達している。
食生活の質を表現する新しい味機能検査法の開発に関する試験研究

食生活の質を表現する新しい味機能検査法の開発のために研究を行い以下の成果を得た。1.「おいしさ」障害の臨床的検討味覚障害の原因としては、様々な要因があり、高齢者でその発症頻度が高まっていた。また、口内乾燥症患者の茸状乳頭に、高率に形態や終末血管構造の変化を認め、味細胞の傷害が惹起されていることが示唆された。頭頚部悪性腫瘍治療後患者で、味覚異常をアンケートで調査し、ソルセイブによる塩味閾値検査、全口腔味覚閾値検査を施行した。アンケートによる味覚正常群と異常群を比較するとソルセイブでは味覚異常群でその閾値が有意に上昇し、全口腔味覚閾値検査では4基本味に対する閾値上昇は認めなかったが、「うま味」で味覚異常群が正常群に比べ有意に閾値上昇を認めた.頭頚部悪性腫瘍治療後には、総合感覚である「食物の味」が変化し、特に「うま味」閾値は、味覚異常群で有意に上昇しており、食生活の質を表現する味覚機能検査法として有用であると思われた。2.「味機能検査法」の検討健常者の電気味覚検査および濾紙ディスク法検査の閾値は、繰り返し検査で低下する傾向を示した。また、塩味ベーバーテスト(ソルセイブテスト)を用いて味覚機能を検討し、塩味に対する鋭敏さは従来のマイクロピペットによる検査法と相関が見られ、舌先端での電気味覚検査とも相関し、ソルセイブテストは簡易で、信頼性のある味覚障害評価法の1つと考えられた。3.単離味細胞における「うま味」味物質に対する反応様式の電気生理学的研究4基本味とうま味物質の混合味質に対する応答性と単一味質に対する応答性を比較検討するため、同一味細胞にてこうした一連の味質に対する応答を連続して測定するための方法を検討した.そのために、細胞障害の極力少ない新たな味細胞単離法について検討したが、連続実験に耐えうる細胞単離法の開発には至っていない。食生活の質を表現する新しい味機能検査法の開発のために以下の研究を行った.1.「おいしさ」障害の臨床的研究鹿児島大学医学部附属病院を受信した味覚嗅覚障害患者の障害の内訳について検討した.その中で,食生活の中で「おいしさ」障害を訴えている割合を検討した.その結果,味覚障害のみならず嗅覚障害患者の中にも多くの「おいしさ」障害患者が認められた.味覚障害の局所要因には舌表面の味受容機構の異常が疑われる症例が数多く認められた.味覚機能検査との比較検討は次年度の課題とした.一方,「おいしさ」には個人差があるため,臨床検査として着手する場合,各年齢層別の「おいしさ」に関わる各種条件の差について検討に着手した.2.分離味細胞における複合味物質に対する反応様式の電気生理学的検討Akabasらの方法によって,C57BL(体重20-25g)マウス舌上皮から単離味細胞を得た.全細胞クランプ法を用いて,味細胞膜電位を固定し,各種味刺激で誘発される膜電位を測定した.本年度は,グルタミン酸ナトリウム,グアニル酸,およびイノシン酸のうま味物質単独の刺激を各種濃度で行いうま味物質由来の膜電位を測定した.さらに,上記のうま味物質と4基本味物質のショ糖,CaCl,酒石酸,キニ-ネとの複合味刺激を用いて味刺激を行った.

これらの組み合わせの中で,うま味物質由来の膜電位の変化を記録し,基本味物質の添加がうま味由来膜電位を変化させうる最大刺激条件を現在検索中である.食生活の質を表現する新しい味機能検査法の開発のために以下の研究を行った。1.ソルセイブテストによる味覚異常の臨床的検討鹿児島大学医学部附属病院の嗅覚味覚外来を受診した127名の患者(男性62名、女性65名年齢24-83才平均57才)を対象に、高血圧患者の塩味に対する味覚域値を検討するために考按された、塩味ペ-パーテスト(ソルセイブテスト)を用いて味覚異常に関する検討を行った。塩味に対する鋭敏さは、ソルセイブテストによる検査結果とで従来のマイクロピペットによる検査法とで相関が見られ、また舌先端での電気味覚検査結果とも相関した。しかし、先端位以外の舌や軟口蓋の電気味覚検査とは相関を認めなかった。味覚低下者では、正常者に比べ有為に域値の上昇を認めたが、味覚異常者では有為な差を認めなかった。また、薬物によってひきおこされた味覚障害者では感冒罹患後の味覚障害者などと比べもっとも著明に有為な閾値上昇を認めた。ソルセイブテストは簡易で、信頼性のある味覚障害評価法の1つと考えられる。2.分離味細胞における「うま味」味物質に対する反応様式の電気生理学的研究Akabas等の方法によって、C57BLマウス舌上皮から単離味細胞を得、グルタミン酸、グアニル酸、イノシン酸の「うま味」味物質刺激による膜電位を測定を開始した。しかし、測定電位の安定性、再現性に多少の問題があり、解決次第これらの「うま味」と臨床現場における「おいしさ」障害の関連、4基本味物質を適度に加えた適切な味刺激物質の内容を検討したい。食生活の質を表現する新しい味覚機能の開発のために以下の研究を行った。1.「おいしさ」障害の臨床的検討鹿児島大学医学部附属病院にて治療を行った頭頸部悪性腫瘍治療後の患者88名(男性74名、女性14名平均年齢65歳)の味覚機能について、味覚異常の有無をアンケートで調査し、ソルセイブによる塩味閾値検査、全口腔味覚閾値検査にて検討した。アンケートによる味覚正常群と異常群で比較検討するとソルセイブでは味覚異常群でその閾値が有意に上昇しており、全口腔味覚閾値検査では4基本味に対する閾値の上昇は認めなかったが、「うま味」では味覚異常群が正常群に比べ有意に閾値の上昇を認めた。悪性腫瘍原発部位別では、口腔中咽頭領域がその他の部位の悪性腫瘍群より有意に味覚障害を訴え、ソルセイブによる味覚閾値、うま味閾値、苦み閾値ともに上昇を認めた。頭頸部悪性腫瘍治療後の味覚障害は、複数の要因で起こるものと考えられ、総合感覚である「食物の味」が変化すると思われる。特に、「うま味」の閾値は、味覚異常を訴える群で有意に上昇しており、食生活の質を表現する味覚機能検査法として有用であると思われる。2.単離味細胞における「うま味」味物質に対する反応様式の電気生理学的研究4基本味とうま味物質の混合味質に対する応答性と単一味質に対する応答性を比較検討するため、同一味細胞にてこうした一連の味質に対する応答を連続して測定するための方法を検討した。そのために、細胞障害の極力少ない新たな味細胞単離法について検討したが、連続実験に耐えうる細胞単離法の開発には至っていない。
E型肝炎ウイルス粒子を用いた肝指向性遺伝子導入技術の開発

1:E型肝炎ウイルス(HEV)のcapsid蛋白のcDNAをbaculovirusに組み込み、昆虫細胞で発現させると核酸を含まないウイルス様粒子(virus-like particle : VLP)が形成される。このVLPをEGTAで処理すると粒子構造が壊されるが、そのときにプラスミドベクターと過飽和のカルシウムを添加することでプラスミドベクターが封入されたVLPを作製した。2:GFPの発現ベクターをVLPに封入し、培養細胞への遺伝子導入を試みたところ、肝癌細胞を含む各種癌細胞への遺伝子導入が確認された。3:HEVは元々肝細胞への感染性があるため、VLPによる肝細胞への遺伝子導入が可能であると考え、GFPの発現ベクターを封入したVLPをマウスに静脈内投与したところ肝細胞への遺伝子導入が確認された。4:HEVは経口感染ウイルスであるため、経口投与による腸管への遺伝子導入も可能であると考え経口投与したところ、マウス小腸に遺伝子導入が確認された。5:治療モデルを作製するため、ビリルビンなどのトランスポーターであるMRP2のcDNAをクローニングし、発現ベクターの作製をおこなった。6:黄疸の病態モデルをとして、C型肝炎ウイルスの構造蛋白を組み込んだrecombinantアデノウイルスベクターをマウスに静脈内投与し、黄疸を来す急性肝炎モデルを作製した。今後急性肝炎モデルにMRP2の発現ベクターを封入したVLPを用いて肝特異的にMRP2を過剰発現させ、遺伝子導入による治療効果を検討する予定である。E型肝炎ウイルス(HEV)のcpsid proteinのopen reading frameのcDNAをbaculovirusに組み込み昆虫細胞で発現させることで、capsid proteinだけで構成される中空粒子のvirus-like particle(VLP:HEV-VLP)を作製し、この遺伝子を含まないHEV-VLPに発現ベクターを封入した。具体的には、VLPをsuspensionしたbuffer中にEGTAを加え、さらに発現ベクターを加えたあとここに過飽和のカルシウムを添加することで発現ベクターを封入したVLPを再構築した。GFPの発現ベクターを封入したVLPをヒト肝癌細胞であるHepG2細胞やSK-HEP-1細胞の培地中に添加することで、細胞中に発現ベクターを遺伝子導入することが可能であった。また、腎、大腸、膀胱、膵などの臓器由来の上皮細胞、あるいは神経由来の非上皮細胞など多くの組織由来の培養細胞株にHEV-VLPを用いて遺伝子導入が可能であった。現在、GFPおよびluciferaseを封入したHEV-VLPの大量精製をおこない、マウス肝に直接穿刺投与し、発現効率、発現部位の検討をおこなっている。また、体質性黄疸であるCrigler-Najjar症侯群I型の病態モデルであるGunnラットへの投与を目的に、ビリルビンUDPグルクロン酸転移酵素遺伝子UGT1A1の発現ベクターとコントロールとして酵素活性を持たない変異体UGT1A1の発現ベクターを作製した。

6:黄疸の病態モデルをとして、C型肝炎ウイルスの構造蛋白を組み込んだrecmbinantアデノウイルスベクターをマウスに静脈内投与し、黄疽を来す急性肝炎モデルを作製した。今後急性肝炎モデルにMRP2の発現ベクターを封入したVLPを用いて肝特異的にMRP2を過剰発現させ、遺伝子導入による治療効果を検討する予定である。
近代日本知識人のアジア観-その構造と変容-

以下のような活動をおこなった。1.学術論文執筆(1)「「東亜協同体」論をめぐって-戦時下日本の中国論-」(『中国研究月報』第61巻第10号、2007年、14-30頁)内容:本論文では「東亜新秩序」論の解釈をめぐって登場した東亜協同体論に対する中国での反応を探るとともに、尾崎秀実の民族問題論に着目して、抗日統一戦線の形成、発展過程における尾崎の認識を辿り、彼の中国ナショナリズムへの理解の正確さとその意味について検討した。2.その他の論文執筆(1)「中国人の日本観-歴史と現在」(翻訳)(『国際公共政策研究』第12巻第1号、2007年9月)内容:ここに翻訳したのは、王暁秋・北京大学歴史系教授が大阪大学国際公共政策研究科でおこなった中国語による公開講義の原稿である。講演の内容は古代・近代・現代という三つの時期に分けられ、中国人の日本観の変遷について紹介された。(2)「中江兆民から得たもの」(ニュースレター)(『公共的良識人』第193号、2007年12月)内容:下記の第77回公共哲学京都フォーラムの内容をまとめた。3.公共哲学京都フォーラム出席(神戸ポートピアホテル、2007年9月22-24日)私の報告(「中江兆民とアジア-脱亜と興亜のあいだ-」)では、中江兆民を同時代の思潮のなかに置き、福沢諭吉のアジア論と比較した時に、彼のアジアへの姿勢がどのように位置づけられるかを検討した。1.論文執筆(1)「一九一〇年代日本の中国論一『東洋経済新報』を中心に-」(政治思想学会編『政治思想研究』第6号、2006年、251-280頁)内容:本論文では、辛亥革命から第一次世界大戦までの『東洋経済新報』の論説を、徳富蘇峰・内藤湖南・吉野作造などの当時の代表的知識人のほか、『中外商業新報』などいくつかの新聞論説と比較し、その独自性を論証したものである。なぜ『東洋経済新報』において、1920年代以後の日本の大陸政策を根本的に批判する態度が可能となったのか。本論文は、その原因を『東洋経済新報』の1910年代の論説まで遡って検討しようとした。1910年代は辛亥革命、日本の対華二十一か条要求、五・四運動など、中国での激動が続き、中国観を探るのに格好の素材が揃っている。私はそのことに着目して、当時の代表的な知識人や新聞論説と『東洋経済新報』の中国観や現状認識の違いを明らかにした。(2)「五・四運動と日本のジャーナリズム」(『国際公共政策研究』第11巻、第2号、)内容:本論文の目的は、五・四運動そのものについて論ずるのではなく、大正デモクラシー、いわゆる「内に立憲主義、外へ帝国主義」の過程の一側面を、五・四運動にかんするジャーナリズムの中国論を通して検証することにある。新聞界をはじめ、当時の日本を代表する外交関係の専門雑誌『外交時報』、そして中国通として知られた内藤湖南などの論説を考察の対象とした。2.学会報告「1910年代の日本の中国論」(政治思想学会、九州大学、2006年7月8日)上記(1)の論文の内容を報告した。3.国際シンポジウム出席「ナショナリズムをめぐる相克」(北京大学、2006年8月2日)尾崎秀実を中心に、昭和研究会メンバー蝋山政道や東亜連盟論の提唱者石原莞爾の論説と比較し、東亜協同体論の歴史的意味を検討して報告した。
低金属度ガスのダイナミクスで解明する宇宙初期天体の起源

宇宙論的シミュレーションと星形成過程の輻射流体シミュレーションを組み合わせることにより、宇宙初代星の形成過程を調べた。その結果、宇宙初代星は典型的には太陽の数10倍から数100倍の大質量星であることがわかった。また、非常に強い紫外線が存在する場合には、太陽の10万倍を超える超大質量星も形成されうる。また第二世代星の形成環境である低金属度の星間ガスの物理状態を3次元流体シミュレーションにより調べた。その結果、比較的金属度が高い、もしくは輻射場が強い場合には熱不安定性により二相媒質となることが分かった。多相媒質では乱流が長時間維持されるため星形成率が低くなるものと予想される。重元素が全くないガス中で形成される、宇宙最初の星(初代星)形成に関して、形成環境が生まれてくる星の質量にあたえる影響を調べた。具体的には宇宙論的シミュレーション結果から得られる多様な物理的性質(質量、密度、回転など)を持ったハローの内部での星形成過程を軸対称2次元の輻射流体シミュレーションと中心原始星の進化計算を結合させて、同時に実行することにより調べた。その結果、初代星の質量分布は数十太陽質量あたりにピークが存在し、数百太陽質量あたりまで広く分布することが分かった。一方、外部から強い輻射が照射するような環境では全く異なる星形成過程が進行し、最終的に超大質量星形成に関して、3次元流体計算コードを開発し、数値実験を実行した。その結果、亜音速の乱流があるような初期条件から始めた場合でも中心コアは分裂せずに収縮し、単独の原始星に至ることが分かった。また周囲のガスは高密度であり、形成後の原始星は1太陽質量毎年を上回る急激なガス降着により成長することが予想される。また微量の重元素をもった第二世代以降の初期世代星の形成に関して、原始星が降着成長する際に、その周りに形成される降着円盤の重力不安定性を定常円盤モデルを用いて調べた。その結果、重元素が全くない始原ガスの場合と重元素が太陽程度ある現在の星間ガスの場合には円盤は比較的安定であり、せいぜい連星か少数の星団しかできないと予想されるものの、微量の重元素を含むガスの場合は非常に不安定であり、多数の星に分裂することが分かった。その結果、このようなガス中では小質量星が形成される傾向が強いことが明らかとなった。(1)重元素が全くない環境で形成される宇宙初代星の形成過程に関して:これまでより宇宙論的シミュレーションの計算領域を大きくとることで、その内部に1000を超える初代星形成ハローを同定できた。その際に領域内の輻射場の影響も適切に取り入れた。これらハローの幾つかに対して、2次元軸対称の輻射流体計算を行うことで形成される星の質量を求めることに成功した。形成される星の質量はその母体となるハローの性質と相関していることが分かったので、この関係を用いて計算領域内に形成される星の質量分布を導出することができた。また宇宙初期の星形成領域でも超新星残骸は多数存在し、そこで宇宙線が加速し、銀河間空間に拡散していくものと思われる。予想されている星形成率をもとにこの強度を見積もり、星形成の際の熱進化過程に対するこの影響を計算した。その結果、HD分子の冷却がこれまで考えられていた以上に重要になりえることが分かった。これは形成される星の質量を小さくする方向に働く。(2)宇宙初期に形成されると思われる10万太陽質量を超える超大質量星形成過程について:外部輻射場により水素分子形成が完全に阻害されているような状況の星形成雲の進化を3次元流体シミュレーションにより解析した。その結果、亜音速の乱流があるような状況でも激しい分裂は抑制され、ほぼ単一の塊として収縮していくことが分かった。これから最終的に超大質量星へと成長するものと予想される。またこのような水素分子形成が全く起こらない環境が実現されるために必要な輻射場の強度を現実的な銀河スペクトルを用いることで見積もった。その結果、これまで思われていた値よりも1桁ほど大きな値が必要であることが分かった。これは超大質量星の形成個数が1Gpc立方に一つ程度と極めて小さいものであることを示唆する。(1)微量の重元素を含む環境における種族II星の形成に関して:これらの形成環境である低金属度の星間ガスの物理状態を解明するため、低金属度ガスを衝撃波が通過した後に熱不安定性により多相媒質が形成される様子の3次元数値シミュレーションを実行した。それにより炭素イオンが冷却剤として重要な状況(比較的金属度が高い、もしくは輻射場が強い)では熱不安定性により二相媒質となるものの、水素分子が主要な冷却剤である重元素が非常に低い状況では熱不安定性は弱くなり、ガスは一相となることが分かった。(2)宇宙初期における超大質量星の形成可能性について:超大質量星の形成の条件として、星形成収縮時に水素分子が全く形成されないということが必要と考えられている。昨年度の研究計画でこれに必要な紫外線輻射場の強度を見積もったが、今回は特に水素分子イオンの非平衡準位分布を考慮して再解析した。その結果、輻射場の特徴的な温度が数千度と低い場合にはこの過程を考慮しないと正しい値は得られないものの、宇宙初期において想定される輻射場はより高温であるので、前回得られた値で問題ないことが分かった。

当初の計画からさほど遅れなく研究が遂行できている。(1)宇宙初代星の形成について:初代星の原始星の降着進化過程を3次元輻射数値流体計算により解析した。その結果、最終的に形成される星の質量は以前実行した2次元計算の結果と大きく変わらず、数10から数100太陽質量程度であることが分かった。一方、星周円盤の分裂は形成される星の質量を下げるとこれまで思われていたが、実際にはそれによって引き起こされる間欠的なガス降着は原始星からの輻射フィードバックを弱める効果があり、最終的な星の質量を大きくする場合もあることが分かった。また、回転している原始星へのガス降着の際に、星から輻射が大きくなって、星表面で遠心力と輻射力の合計が重力と等しくなる状況が起こりえるが、その後、ガスの降着は可能かどうかを、星周円盤の構造を計算することにより調べた。その結果、円盤内縁部では輻射力の為、ガスの落下が十分ゆっくりとなり、角運動量が外部へ輸送される結果、降着流は星へ角運動量を持ち込まず、降着は継続可能であることが分かった。これ以外にも銀河系サイズの銀河の形成過程に関する準解析的モデルを用いて、現在の銀河系ハロー中の低金属度星の重元素分布からゼロメタル星の初期質量関数へ制限を議論し、数100太陽質量の大質量星の割合はそれほど多くないことを見出した。(2)超大質量星の形成について:宇宙初期に太陽の10万倍を超える超大質量星が形成される可能性に関して、幾つかの過程を理論的に調べた。まず材料ガス中にダスト粒子が存在する場合に関して、3次元流体計算を用いて解析した。その結果、現在の銀河系に比べて、ダストが1万分の1以上存在すると、ダスト冷却の影響でガス雲が分裂してしまい、大質量にならないことが示唆された。超大質量原始星の降着進化を調べ、それがブラックホールへと重力崩壊する際の最終質量を降着率の関数として与えた。現実的な降着率の範囲では、数10万太陽質量程度となった。宇宙論的シミュレーションと星形成過程の輻射流体シミュレーションを組み合わせることにより、宇宙初代星の形成過程を調べた。その結果、宇宙初代星は典型的には太陽の数10倍から数100倍の大質量星であることがわかった。また、非常に強い紫外線が存在する場合には、太陽の10万倍を超える超大質量星も形成されうる。また第二世代星の形成環境である低金属度の星間ガスの物理状態を3次元流体シミュレーションにより調べた。その結果、比較的金属度が高い、もしくは輻射場が強い場合には熱不安定性により二相媒質となることが分かった。多相媒質では乱流が長時間維持されるため星形成率が低くなるものと予想される。当初の研究計画とほぼ同じスケジュールで研究が遂行できている。だいたい当初の計画通り研究が遂行出来ているので、計画最終年度となる平成28年度の計画を予定通り遂行して、研究を完成させたいと考えている。28年度が最終年度であるため、記入しない。理論宇宙物理学これまでほぼ当初の研究計画どおり研究を遂行出来ているので、今後も継続して当初計画のまま推進する予定である。当初の研究計画のとほぼ同じスケジュールで研究が遂行できている。平成27年度は関連学会が当初予想していたほど多くはなく、また共同研究のための訪問回数も先方の都合により予想より少なくなった。それにともなう未使用額である。
多チャンネル可視光検出器を用いた電磁流体渦構造の解明

本研究の目的は、空間的時間的に変動する高密度高ベータプラズマ中での電磁流体現象を観測するために多チャンネルの可視光検出器を製作し、プラズマ流中における渦構造の安定性やその内部構造の時間変化を発光強度分布から測定し、その物理機構および巨視的安定性を実験的に明らかにすることである。本研究では、2方向12chの観測用可視光検出器アレイの製作を行い、その特性評価を行った。さらに、実際にHITOP装置で生成されたプラズマから発光された光信号を取得し、そのCT(Computer tomography)画像を再構成するための多点データ解析プログラムを作成した。実験においては、まず一様磁場中を流れる高速プラズマ中の断面形状をこの2次元検出器で測定し、それをCTによって2次元断面内での発光強度分布を求めた。一方でプローブ測定により測定した結果と対比させ、その有効性を調べた。次に、発散型磁場配位においてプラズマ流が偏芯剛体回転を行うような電磁流体不安定な変動をこの計測装置で観測し、その2次元的挙動の時間変化を観測した。このとき、Heプラズマを用いていることから、検出器前面にフィルターとしてHeI(5876Å)、HeII(4686Å)を設置し、He原子やイオンからの発光線を区別して測定を行った。さらに、高速電子シャッター付きCCDカメラを用いてプラズマ2次元像を撮影し、上記の結果と対比するなど、これらの渦的な不安定性について時間変化や空間構造に関する測定を行った。本年度はプラズマ断面内の観測用検出器アレイのうち1方向分(13ch)の製作を行った。このシステムでは多層膜フィルターを観測窓前面に設置し、集光系およびファイバー列によって導かれた光強度を多チャンネルの光電子倍増管によって計測する。多層膜フィルターの種類を変えることにより種々の元素からでるスペクトル線を選択し、その強度の空間分布を得ることができる。一方、測定対象となるプラズマを生成するために、電磁流体実験装置HITOPに高密度プラズマ源であるMPDを設置し、種々の磁場配位におけるプラズマ密度や流速及びその回転速度の計測を行った。さらにアルフェン波励起用ロゴスキーコイルを試作し、大振幅アルフェン波の励起実験を行った。m=0のシアーアルフェン波の励起、伝搬が確認され、プラズマ流速を考慮した分散関係と一致した結果が得られた。このロゴスキーコイルにループコイルを組み合わせたアンテナを試作し、大振幅電磁流体渦を直接プラズマ中で励起することを試みている。また現在、MPDアークジェット装置の内部に内蔵型コイルを設置した改良型MPD装置を用いて、内部に磁気構造を持った電磁流体渦の生成実験を開始している。今後、このような動的なプラズマ渦流の相互作用と時間発展を本計測システム及び既存の計測器を用いて観測し、高速度プラズマ流中での電磁流体渦の安定性などの物理過程を詳細に実験的に明らかにする。本研究の目的は、空間的時間的に変動する高密度高べ一タプラズマ中での電磁流体現象を観測するために多チャンネルの可視光検出器を製作し、プラズマ流中における渦構造の安定性やその内部構造の時間変化を発光強度分布から測定し、その物理機構および巨視的安定性を実験的に明らかにすることである。昨年度に引き続き、さらに13ch分の観測用検出器アレイの製作を行い特性評価を行った。さらに、取得したCT画像を再構成するための多点データ解析プログラムを作成した。一方、実験においては、まず高速電子シャッター付きCCDカメラを用いてプラズマ2次元像を撮影した。CCDカメラのレンズ前面には多層膜フィルタが取り付けられており特定の波長のみを透過する。ここではHeプラズマを用いているのでフィルターとしてHeI(5876Å)、HeII(4686Å)を使用した。

ただし、このカメラはプラズマ1ショットで1枚の画像のみしか撮影できず時間変化までは分からない。測定対象としては、プラズマ中に渦を生成するために前年度から実験をすすめてきたアルフェン波励起用ロゴスキーコイルにループ型コイルを組み合わせたヘリシティーアンテナを用いた渦励起実験である。ループコイルに準定常電流を流し、外部磁場に対して逆方向の磁場を生成しアンテナ周りに閉じた磁力線を形成しロゴスキー型コイルに振動電流を流した。その時の2次元像を得る事ができた。今後は、先に製作した検出器アレーを用いて空間的時間的な情報を詳しく調べ高速度プラズマ流中での電磁流体渦の安定性などの物理過程を詳細に実験的に明らかにする。
学級規模縮小政策の法制的・財政的研究　－日米比較を中心に－

本研究では、多額の予算を要する学級規模縮小資金を如何に確保し、少人数教育の効果を最大限に引き出せるような学級規模縮小プログラムを継続的に実施するか、日米の学級規模縮小政策を比較しながら、制度的・財政的分析を実施した。具体的には、学級規模縮小資金の運用実態を解明し、学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発の探究を行った。その結果、米国の学級規模縮小政策は、単に児童数を少なくする政策ではなく、学業成績の改善を目的としたプログラムとして、教員の量的拡大と質の向上を同時に成し遂げたことが明らかになり、財政面では、大半の州が学区に補助金を配分しながら、学級規模縮小を実施する仕組みが明確になった。本研究の目的は、多額の予算を要する学級規模縮小資金を如何に確保し、少人数教育の効果を最大限に引き出せるような学級規模縮小プログラムを継続的に実施するか、その制度的条件を明らかにすることである。具体的には、以下3つの研究課題を設定して研究を進めている。1学級規模縮小資金の運用実態の解明、2学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発の探究、3学級規模縮小政策の日米比較研究である。本研究の1年目である平成27年度は、4月と9月に渡米調査(ウィスコンシン州、イリノイ州、カリフォルニア州、ワシントン州)を実施した。州教育省では学級規模縮小の継続的実施状況・実施結果および学級規模縮小の財源についてインタビュー調査を行い、学区教育委員会では教員の職能開発についてインタビュー調査を実施した。また学校現場では小学校低学年の20名程度のクラスを訪問し、授業観察を行った後、校長・教員へのインタビュー調査を実施した。4月にイリノイ州シカゴで開催された全米教育学会(AERA)の年次大会では本研究課題について米国の研究者と情報交換を行うことができた。今年度の後半には、これら2回にわたる渡米調査の成果を踏まえて、以下、主として2点を中心に研究を進めた。1点目は米国諸州の学級規模縮小に関する規定の整理である。2点目は学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発の探究として、ウィスコンシン州のSAGEプログラムの分析を行った。2015年11月には研究代表者である星野真澄の単著『アメリカの学級規模縮小政策』が多賀出版より刊行されたことに伴い、今後、本研究課題で掲げた日米の比較研究を通じて、少人数教育の効果を最大限に引き出せるような学級規模縮小プログラムの制度的条件を明らかにする必要性が高まってきている。本研究の初年度に2度の渡米調査を実施できたことは、当初の計画以上の進展であった。とくに今年度は、学級規模縮小の財政的分析に係る資料収集だけではなく、法制的分析に係る資料も同時並行して収集することができている。また文献収集のみならず、米国研究者と情報交換できたことは、次年度以降の調査研究を進展させるためにも良いスタートであった。本研究の目的は、多額の予算を要する学級規模縮小資金を如何に確保し、少人数教育の効果を最大限に引き出せるような学級規模縮小プログラムを如何に継続的に実施するか、その制度的条件を明らかにすることである。1点目は学級規模縮小資金の運用実態の解明、2点目は学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発の探究、3点目は学級規模縮小政策の日米比較研究である。本研究の2年目である平成28年度は、4月と9月に渡米調査(ニューヨーク州、マサチューセッツ州、ワシントンD.C.、イリノイ州、ウィスコンシン州、ニュージャージー州)を実施した。その成果は2本の研究論文(査読付)にまとめた。1本目は、フロリダ州の学級規模縮小の財政的仕組みについてであり、2本目は、ウィスコンシン州の学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発についてである。1本目の論文では、多額の予算を要する学級規模縮小資金の財源を如何に確保したか探る中で、フロリダ州では州憲法において学級編制の上限人数を定め、この人数まで学級規模を縮小するための資金は、学区ではなく州が負担することを明記していることを明らかにした。2本目の論文では、学級規模縮小クラスにおける効果的な教授学習モデルとして示された指導方法は、明示的指導と経験的指導を両方用いて、まずは基礎・基本を教えることを優先し、その後に補足的役割として、問題解決やハンズ・オン活動等の経験的指導を取り入れることで発展的学習をスムーズにさせる方針で実施していることを明らかにした。また今年度は、星野真澄の単著『アメリカの学級規模縮小政策(多賀出版)』がアメリカ教育学会賞を受賞(2016年10月)し、2017年3月にはアメリカ教育学会教育セミナーにて、本研究課題の成果を含めた報告を行った。初年度に引き続き、平成28年度においても2度の渡米調査を実施することができ、当初の計画以上の進展であった。とくに今年度は、フロリダ州の学級規模縮小の財政的仕組みを明らかにした論文と、ウィスコンシン州の学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発を分析した論文、合計2本の研究論文(査読付)を刊行することができた点からも計画以上の進展といえる。また今年度は、アメリカ教育学会において『アメリカの学級規模縮小政策』に関する教育セミナーを開催し、本研究課題に関する意見交換を行っており、これについても当初の計画以上の成果であった。具体的には、以下3つの研究課題を設定して研究を進めてきた。

1学級規模縮小資金の運用実態の解明、2学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発の探究、3学級規模縮小政策の日米比較研究である。本研究の3年目である平成29年度は、4月と11月に渡米調査(テキサス州、カリフォルニア州)を実施した。とくに今年度は、本研究の最終年度であるため、学級規模縮小政策の日米比較に重点を置いて取り組んだ。その研究成果は、海外でも情報を共有できるよう英語でまとめ、Masumi HOSHINO "What are the Differences between Classes in Japan and US?" Press GOSHIKI, LLC(全60ページ、単著)を発行し、報告している。今日の日本では、地方分権改革に伴い、都道府県や市町村が柔軟に学級編制を運用できるよう法改正がなされているが、そのための予算確保は十分とは言えない状況にある。このような状況を踏まえて、今後、地方自治体や学校が主体的に学級編制をしていくためには、自治体の自主性を保ちながらも、自治体間格差を生じさせずに学級規模縮小を実施できるよう、政策実施主体が財源を確保し財政支援をできるような仕組みの構築が必要であることが指摘された。また今年度は、本科研の研究成果として投稿した査読付論文、星野真澄「学級規模縮小クラスにおける効果的な指導方法ー米国ウィスコンシン州のSAGEプログラムの分析を中心にー」筑波大学教育学会『筑波教育学研究(15)』pp.5-20, 2017が、筑波大学教育学会研究奨励賞を受賞(2018年3月)している。本研究では、多額の予算を要する学級規模縮小資金を如何に確保し、少人数教育の効果を最大限に引き出せるような学級規模縮小プログラムを継続的に実施するか、日米の学級規模縮小政策を比較しながら、制度的・財政的分析を実施した。具体的には、学級規模縮小資金の運用実態を解明し、学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発の探究を行った。その結果、米国の学級規模縮小政策は、単に児童数を少なくする政策ではなく、学業成績の改善を目的としたプログラムとして、教員の量的拡大と質の向上を同時に成し遂げたことが明らかになり、財政面では、大半の州が学区に補助金を配分しながら、学級規模縮小を実施する仕組みが明確になった。平成28年度も引き続き渡米調査を行い、州教育省・学区教育委員会でのインタビュー調査、学校現場での授業観察、米国研究者との情報交換等を行いながら、学級規模縮小政策の法制的・財政的分析を深めていく予定である。その際、「学級規模縮小資金の連邦・州・学区・学校間の運用実態の解明」と「学級規模縮小と同時に求められた教員の職能開発の探究」を同時並行して資料収集・分析を行う。平成29年度も引き続き渡米調査を実施し、米国研究者との情報交換等を行いながら、学級規模縮小政策の法制的・財政的分析を深めて成果発表を行う予定である。とくに最終年度には、研究課題の3点目に掲げた学級規模縮小政策の日米比較に重点を置きながら研究をまとめる。教育行財政
共鳴型テンリルセルによる三次元構造触覚センサ

触覚センサ技術の鍵は,センサ自体が柔軟体であることと整合しむしろそれを利用する検出機構と,弾性体の三次元的な広がりを接触特徴抽出場として利用する構造の実現にあると我々は考えている.本研究では弾性体内部に設けた空洞内部の空気の音響的共鳴を利用して・無拘束構造....柔軟体内部に柔軟性を損なう要素が存在せず,大変形も許容する柔軟なシステムであること.・無配線構造....柔軟体内部には配線が存在せず,作製の容易さと頑強さを兼ね備えたシンプルな物理的構造を有すること.という要件を満たしながら弾性体内部の応力テンソルあるいはその固有構造を容易にしかも高い精度で検出する機構(共鳴型テンソルセル)を提案し、その原理の確立と半径3mmのテンソルセルについての実験的検討を行った.まず本検出原理は弾性体内部の球形空洞内部の空気の最低次共鳴周波数が空洞変形によって2つあるいは3つに分離していく性質を利用するが、その周波数と空洞周囲の応力テンソルの固有値を結びつける安定な逆変換理論式を示した.次に上述の2つの条件を満たしながら、この周波数を検出するセンサ構成法を示し、試作したセンサにおいてQ値130の共鳴を確認し、空洞に変形を与えたときの共鳴周波数の振る舞いが,理論的予測と一致する傾向を示すことを確認した.最後に、弾性体内部の各点で本機構によって検出される応力テンソルのランクはそのまま表面での接触広がりの次元に対応しており,密な検出とその後の複雑な計算というプロセスを踏むことなしに表面応力の分布広がり特徴が直接的に検出されることを過去の研究で我々は示しているが,本研究で試作されたセンサにおいて,高い精度でそのようなセンシングが可能となることが確認された.ここで論じる手法は必ずしも触覚に限定されない柔軟体の新しい多自由度変形計測手法であり,柔軟アクチュエータの分布力覚センサや,人体のように柔軟な自然物にフィットしてその形状や運動を計測するセンサシステムなど幅広い発展が期待できるものと考えている.触覚センサ技術の鍵は,センサ自体が柔軟体であることと整合しむしろそれを利用する検出機構と,弾性体の三次元的な広がりを接触特徴抽出場として利用する構造の実現にあると我々は考えている.本研究では弾性体内部に設けた空洞内部の空気の音響的共鳴を利用して・無拘束構造....柔軟体内部に柔軟性を損なう要素が存在せず,大変形も許容する柔軟なシステムであること.・無配線構造....柔軟体内部には配線が存在せず,作製の容易さと頑強さを兼ね備えたシンプルな物理的構造を有すること.という要件を満たしながら弾性体内部の応力テンソルあるいはその固有構造を容易にしかも高い精度で検出する機構(共鳴型テンソルセル)を提案し、その原理の確立と半径3mmのテンソルセルについての実験的検討を行った.まず本検出原理は弾性体内部の球形空洞内部の空気の最低次共鳴周波数が空洞変形によって2つあるいは3つに分離していく性質を利用するが、その周波数と空洞周囲の応力テンソルの固有値を結びつける安定な逆変換理論式を示した.次に上述の2つの条件を満たしながら、この周波数を検出するセンサ構成法を示し、試作したセンサにおいてQ値130の共鳴を確認し、空洞に変形を与えたときの共鳴周波数の振る舞いが,理論的予測と一致する傾向を示すことを確認した.最後に、弾性体内部の各点で本機構によって検出される応力テンソルのランクはそのまま表面での接触広がりの次元に対応しており,密な検出とその後の複雑な計算というプロセスを踏むことなしに表面応力の分布広がり特徴が直接的に検出されることを過去の研究で我々は示しているが,本研究で試作されたセンサにおいて,高い精度でそのようなセンシングが可能となることが確認された.ここで論じる手法は必ずしも触覚に限定されない柔軟体の新しい多自由度変形計測手法であり,柔軟アクチュエータの分布力覚センサや,人体のように柔軟な自然物にフィットしてその形状や運動を計測するセンサシステムなど幅広い発展が期待できるものと考えている.
高齢者・有病者・障害者のための簡易な固定性補綴歯科治療の提言

本研究は、通常の歯科治療やセルフケアが困難な高齢者・有病者・障害者を対象とする簡易な固定性補綴歯科治療方法を提案し、その評価を行う。申請期間中においては、上記患者を対象とした1セメントシステムの開発、2新規固定性治療法の臨床成績分析(前向きコホート)、3従来法の臨床成績分析(後ろ向きコホート)の3項目を実施する。現在、歯冠修復は審美性を考慮した修復物や補綴装置を装着する傾向にあるが、本研究の方向性はその流れとは異なり、審美性は低くとも頑強で、作製が簡便で、劣悪な環境に耐えうる補綴装置を目指す。
タンパク質およびアミノ酸による肝炎発症の制御に関する研究

ラットを実験動物として用い、LPS/GalN誘導性肝炎の発症に及ぼす食餌タンパク質およびアミノ酸の影響を詳しく検討するとともに作用機構を明らかにする目的で一連の実験を行った。(1)ラットに牛乳カゼイン、全卵タンパク質、大豆タンパク質、小麦グルテンを含む食餌を与えてLPS/GalN肝炎に及ぼす影響を検討したところ、大豆タンパク質は肝炎発症を最も強く抑制した。大豆タンパク質の効果には混在する不純物の他にアミノ酸組成が関与することが示された。(2)低カゼイン食(10%)は標準カゼイン食(25%)あるいは高カゼイン食(50%)に比べてLPS/GalN肝炎の発症を抑制したが、低カゼイン食への少量のCys添加はさらに肝炎を抑制し、栄養価の高い低タンパク質食はLPS/GalN肝炎抑制に有効であると考えられた。(4)タンパク質およびアミノ酸の効果の機構を検討したところ、多くの場合、LPS刺激によるTNF-αの産生亢進の抑制よりもNO(一酸化窒素)の産生亢進の抑制の方がより深く関わっていることを示す結果が得られた。(5)本研究結果は、肝機能が摂取タンパク質あるいはアミノ酸の影響を強く受けることを示しており、それは肝炎の発症に対する抵抗性とも関連している。肝炎抑制に関して、食餌タンパク質やアミノ酸という重要な食品あるいは栄養成分が大きな役割を果たしうることが明確にされた。本研究課題に関する研究で、現在までに得られた主な知見は以下の通りである。(1)牛乳カゼイン、全卵タンパク質、大豆タンパク質(SPI)、あるいは小麦グルテンを含む食餌(25%カゼイン食相当)をラットに10日間自由摂取させたのち、LPS(10μg/kg>+D-galactosamine(GalN)(200mg/kg)を腹腔内注射して急性の肝炎を惹起させ、8時間後に血液と肝臓を採取した。肝炎の指標として血漿中のALTとAST活性を測定した。カゼイン投与ラットではLPS+GalNによる肝炎が最も強く発症し、一方、SPI投与ラットでは肝炎の発症が最も強く抑制されることを見出した。(2)SPIの肝炎抑制効果の一部はSPIに混在する不純物が関与することが示唆されたが、アミノ酸組成に起因する効果も無視できないと考えられた。カゼインとSPIのアミノ酸組成を比較して少ないアミノ酸を食餌に添加したところ、SPI食へのMet添加は肝炎の発症を高めることを見出した。(3)カゼインとSPIについて食餌タンパク質レベルと肝炎発症との関係を調べたところ、カゼイン食では10%レベルでは25%あるいは50%レベルに比べて肝炎が抑制され、一方、SPI食では10%と25%レベルでは50%レベルに比べて肝炎が抑制された。LPS+GalNによる肝炎は概して低タンパク質食の投与で抑制されることが示唆され、これには含硫アミノ酸の摂取量が関与する可能性が考えられた。(4)LPSはマクロファージを活性化してTNF-αの産生・分泌を亢進させ、TNF-αが肝細胞にアポトーシスをもたらし好中球等を集積させて炎症を惹起させると考えられている。SPI食投与ラットではLPS+GalNによる肝細胞のアポトーシスを抑制したが、血漿TNF-α濃度の上昇を抑制しなかった。一方、SPIはTNF-α+GalNによる肝炎を抑制したので、SPIの肝炎抑制効果の一部はTNF-αによるアポトーシス誘導の抑制に起因すると推定された。本研究課題に関する研究で、平成15年度に得られた主な知見は以下の通りである。(1)LPS/GalN肝炎発症に及ぼすタンパク質の効果:ラットに実験食を10日間自由摂取させたのち、リポポリサッカライド(LPS)(10μg/kg)+D-ガラクトサミン(GalN)(200mg/kg)を腹腔内注射して急性肝炎を惹起させ、8時間後に血液と肝臓を採取した。25%カゼイン食(25C)、10%カゼイン食(10C)、および10%カゼイン食+0.32%

システイン添加食(10C0.3Cys)の3種類の実験食をラットに与え、肝炎発症に及ぼす影響を調べたところ、25Cを投与したラットに比べて10C投与ラットでは肝炎の発症が強く抑制された。10C0.3Cys投与ラットではさらに強い肝炎抑制が見られ、栄養価を高めた低タンパク質食の投与はLPS/GalN肝炎の発症を強く抑制することを見出した。10C0.3Cysの効果はTNF-αの産生抑制ではなく、TNF-αのアポトーシス誘導作用の抑制作用に起因することが示された。また、10C0.3CysによるNOの産生抑制も肝炎抑制効果に寄与していると考えられた。(2)LPS/GalN肝炎発症に及ぼすアミノ酸の効果:20種類のアミノ酸について肝炎抑制効果を検討したところ、(i)Gly、(ii)分岐鎖アミノ酸のうちValとIle、(iii)塩基性アミノ酸のうちLysとHisの計5種類のアミノ酸が強い肝炎抑制効果を示すことを見出した。作用機構を検討したところ、GlyはTNF-αの産生・分泌を抑制することにより、一方、分岐鎖アミノ酸や塩基性アミノ酸はNOの産生を抑制することにより肝炎発症を抑制することを示す結果が得られた。以上のように、肝炎の発症は食餌タンパク質やアミノ酸などを適切に用いることにより制御できることをLPS/GalN肝炎モデルを用いて明確に示すことに成功した。
脳腫瘍を構成する細胞群におけるAquaporin-1発現意義の解明と新規治療戦略

Aquaporin1(AQP1)は発見当初は選択的に水のみを通すチャネルと考えられていたが、近年細胞骨格の変化やがん細胞の遊走・浸潤、血管新生にも関与することが報告されている。脳腫瘍の領域では、AQP1の発現が腫瘍の浸潤能や遊走能に関わる、AQP1の発現量と神経膠腫の悪性度が比例する、AQP1欠損マウスでは脳腫瘍の増殖が抑制される、などの機能が報告されている。しかしその分子メカニズムに迫った報告は少ない。AQP1の発現意義に関しては、悪性神経膠腫細胞ではエネルギー源であるグルコースの代謝(解糖系)により乳酸アシドーシスが生じて、それによる細胞性浮腫を緩和するためにAQP1が増加、周囲の血管新生を促進することを、研究協力者が報告している。血管新生は腫瘍増大に関与する最大の要因であり、その制御因子に関して多数の報告があるが、グルコース代謝に関連した報告は少ない。本研究はGlioblastomaにおけるAQP1の発現意義および細胞機能への影響を解明し、AQP1の発現を制御することで新たな治療戦略としての可能性を見出す試みである。まずGlioblastomaの病理検体に免疫染色を行い、腫瘍細胞および腫瘍内血管内皮細胞におけるAQP1の発現、局在評価を行った。続いてヒト由来glioblastoma細胞株および血管内皮細胞株を用いて、in vitroでAQP1の発現が腫瘍細胞および血管新生に及ぼす影響を評価した。AQP1の過剰発現により腫瘍細胞の遊走能および浸潤能は亢進し、血管内皮細胞の管腔形成にも影響を及ぼす結果が得られた。さらにAQP1の過剰発現は腫瘍細胞において、THSD7Aの発現レベルを低下させ、その他浸潤に関わる因子を亢進させた。AQP1が腫瘍細胞の遊走能・浸潤能を亢進させ、THSD7Aを抑制し血管内皮細胞の管腔形成を変化させ、腫瘍の悪性度に関与していることが示唆された。本研究は脳腫瘍における選択的水チャンネルであるAquaporin(AQP)1の発現意義を解明し、AQP1の発現量を制御することで解糖系をコントロールし、さらには血管新生を抑制し、新たな治療ターゲットとしての可能性を見出すものである。脳腫瘍の中でも悪性グリオーマであるGlioblastomaを対象とし、まずは腫瘍細胞におけるAQP1の発現意義を解明する。平成29年度はGlioblastoma細胞株であるU251、U87にAQP1をtransfectionしクローニングを行い、AQP1の発現調整したU251およびU87stablecell lineを作成した。これらの細胞では増殖能に変化はないが、AQP1の発現量依存に浸潤能および遊走能が亢進することを確認した。他の悪性腫瘍での報告と同様の所見であった。さらにこれらAQP1発現調整細胞株が血管新生の及ぼす影響を調べた。AQP1発現調整細胞株と血管内皮細胞を共培養しtube formation assayを施行した。半透膜で分離した条件下での共培養ではtube formationに差を認めなかったが、直接接触させた状態での共培養ではtubeの形状などに差を認めた。腫瘍細胞による液性因子ではなく直接接触による影響がtube formationに影響を与えている可能性が示唆された。続いてAQP1が浸潤能、遊走能および血管新生に影響及ぼす機序を解明する。網羅的解析や文献検索を用いることで、これらの機能に影響を及ぼす経路にかかわると考えられるタンパクの候補がいくつか見出すことができた。次年度はこれらの候補タンパクに関わる解析を進めていく。またAQP1阻害剤による細胞の性質変化や候補タンパクの発現の変化を調べていく。本研究で使用しているGlioblastoma cell lineにはAQP1の発現を認めなかったため、細胞にAQP1をtransfectionしクローニングを行った。これによりAQP1発現調整cell lineを樹立し、これによりAQP1発現量に応じた細胞の性質変化や蛋白発現の評価を行うことが可能となった。また当初は平成30年度に施行予定であった腫瘍細胞のAQP1が血管内皮細胞に与える影響、血管新生に及ぼす影響に関する検証を行った。さらに、その機序を解明するにあたり、THSD7Aのpaxillin発現への関与やneurotriminの発現上昇の関与を見出した。

まずGlioblastomaの病理検体に免疫染色を行い、腫瘍細胞および腫瘍内血管内皮細胞におけるAQP1の発現、局在評価を行った。続いてヒト由来glioblastoma細胞株および血管内皮細胞株を用いて、in vitroでAQP1の発現が腫瘍細胞および血管新生に及ぼす影響を評価した。AQP1の過剰発現により腫瘍細胞の遊走能および浸潤能は亢進し、血管内皮細胞の管腔形成にも影響を及ぼす結果が得られた。さらにAQP1の過剰発現は腫瘍細胞において、THSD7Aの発現レベルを低下させ、その他浸潤に関わる因子を亢進させた。AQP1が腫瘍細胞の遊走能・浸潤能を亢進させ、THSD7Aを抑制し血管内皮細胞の管腔形成を変化させ、腫瘍の悪性度に関与していることが示唆された。今後は平成29年度の結果からAQP1の発現が細胞浸潤や血管新生に及ぼす因子としてTHSD7Aやpaxillinの発現、neurotriminの発現の関与を検証する。まずは脳腫瘍検体に対して免疫染色を行い、発現を確認する。またin vitroではこれらのタンパクの発現を低下および亢進させ浸潤能や血管新生に及ぼす影響を検討する。さらにAQP1とTHSD7Aおよびneurotriminを繋ぐpathwayに関しても検証する。in vivoの系としては免疫不全マウス(SCID-NODマウス)の脳にAQP1発現調整脳腫瘍細胞株を移植し、AQP1発現レベルによる腫瘍増殖能、浸潤能の変化、さらには血管新生への影響を検証する。これらから得られた結果を取りまとめ、成果を論文としてまとめる。平成29年度途中で科学研究費助成事業前倒し支払請求を行った。それによりin vitroの系の検証は予定より進捗した。平成30年度は当初の予定通りin vivoの系の実験を行うが、発生した残額は当初計画になかった新たに注目したタンパクであるTHSD7Aやneurotriminの検証やAQP1と浸潤能および血管新生をつなぐpathwayに関する検証のための費用に充てる。