hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
都市下水道流域の浸水はんらん解析法に関する研究

1.下水道管渠網における遷移流(開水路流れ(〕SY.dblharw.〔)圧力流れ)の数値計算法はじめに,都市下水道管渠網でしばしば発生する開水路流れと圧力流れ(サーチャージ流れ)の間の遷移流れに対する安定で高精度の数値解析法について,特性曲線法を用いる立場からの検討を進めた.得られた興味ある知見の幾つかを以下に示す.(1)特性曲線式および特性方程式の新たな差分スキームとして,流れの遷移を含む計算領域Δx・Δtに限って計算時間間隔ΔtをM個に等分割し,特性曲線に沿って各水理量の変化を忠実に追跡・積分してゆく逐次積分型スキームを提案した。(2)これまで経験的に明らかにされていたMの適値(M〓30)を理論的に導出した.(3)本スキームが高度の有用性と実用性を有することは,数値実験および下水管渠模型による流出実験によっても確かめられた.2.下水道管渠網におけるマンホールの水理学的役割次に,下水道管渠網に多数存在するマンホールがサーチャージ流れ(圧力流れ)の流出特性に及ぼす影響について検討を進め,以下の興味ある知見を得た.(1)下水道管渠網におけるサーチャージ流れの圧力波伝播速度の式を理論的に導出した.(2)これより,とりわけマンホールがサーチャージ流出特性を決定づける最も重要な流出要素であることを明らかにした.(3)圧力波伝播速度の無次元量CM_*が5を下回る下水管渠システムでは(あるいは,枝線管渠まで考慮する詳細な浸水はんらん解析では),決してマンホールを無視した解析を行ってはならないことを明らかにした.(4)最後に,松山・名古屋・大阪・神戸の各市の下水道流域における浸水はんらん資料を入手・解析し,マンホール蓋飛散を伴う浸水はさんらん現象の発生のメカニズムを明らかにした.1.下水道管渠網における遷移流(開水路流れ(〕SY.dblharw.〔)圧力流れ)の数値計算法はじめに,都市下水道管渠網でしばしば発生する開水路流れと圧力流れ(サーチャージ流れ)の間の遷移流れに対する安定で高精度の数値解析法について,特性曲線法を用いる立場からの検討を進めた.得られた興味ある知見の幾つかを以下に示す.(1)特性曲線式および特性方程式の新たな差分スキームとして,流れの遷移を含む計算領域Δx・Δtに限って計算時間間隔ΔtをM個に等分割し,特性曲線に沿って各水理量の変化を忠実に追跡・積分してゆく逐次積分型スキームを提案した。(2)これまで経験的に明らかにされていたMの適値(M〓30)を理論的に導出した.(3)本スキームが高度の有用性と実用性を有することは,数値実験および下水管渠模型による流出実験によっても確かめられた.2.下水道管渠網におけるマンホールの水理学的役割次に,下水道管渠網に多数存在するマンホールがサーチャージ流れ(圧力流れ)の流出特性に及ぼす影響について検討を進め,以下の興味ある知見を得た.(1)下水道管渠網におけるサーチャージ流れの圧力波伝播速度の式を理論的に導出した.(2)これより,とりわけマンホールがサーチャージ流出特性を決定づける最も重要な流出要素であることを明らかにした.(3)圧力波伝播速度の無次元量CM_*が5を下回る下水管渠システムでは(あるいは,枝線管渠まで考慮する詳細な浸水はんらん解析では),決してマンホールを無視した解析を行ってはならないことを明らかにした.(4)最後に,松山・名古屋・大阪・神戸の各市の下水道流域における浸水はんらん資料を入手・解析し,マンホール蓋飛散を伴う浸水はさんらん現象の発生のメカニズムを明らかにした.都市下水道流域における実用的な浸水はんらん解析法(モデル)の開発を目指した研究の一貫として,ここでは,下水道管渠網で発生する開水路流れと圧力流れ(サーチャージ流れ)の間の遷移流れに対する高精度でしかも安定性の高い数値計算手法について,理論的および実験的研究を進めた。1.遷移流れの数値計算手法に関する研究はじめに,数値計算法として特性曲線法を採用し,新たに,高精度でしかも安定性の高い数値計算手法を開発した。すなわち,遷移流れが発生しているΔx-Δtの時空間に限り,計算時間間隔ΔtをM等分し,特性曲線および特性方程式をΔt/Mの時間間隔で逐次積分する実用的な手法(積分型スキーム)を考案した。また,分割数Mについて理論的な検討を進め,M=30程度で良いことを見い出した。次いで,本計算手法および分割数(M=30)の適合性について,下水道管渠模型を作成し,流出実験を行って検討した結果,これらの有用性および実用性の高いことが確かめられた。なお,この研究過程で,これまで全く指摘されることのなかった,都市下水道管渠網におけるマンホールの圧力解放効果を,理論的および数値実験的に明らかにすることができた。2.浸水はんらん資料の収集上記1.を推進してゆく過程で,浸水はんらんプロセスの解明とそのモデル化(次年度実施予定の研究)に関連して,大阪市,名古屋市等の下水道局の協力のもと,多くの有用な観測資料を入手するこができた。1.下水道管渠網におけるマンホールとサーチャージ流れの流出特性都市域の下水道管渠網には多数のマンホールが存在している.この下水道渠網でしばしば発生している浸水はんらん現象を解析するにあたり,マンホールを無視したサーチャージ流出解析がしばしば行われてきている.

これは単に計算式が簡単化できるためで,特別の理論的裏付けがあるわけではない.しかし,サーチャージ流れの解析は浸水はんらんを解析する上で最も重要であり,このマンホールの取扱いの問題を看過することはできない.そこで著者らは,まず,幾つかの現実的な仮定を行って後,サーチャージ流れの圧力波伝播速度の理論式を導出し,これよりサーチャージ流れの流出特性を決定づける上で実はマンホールが支配的な役割を演じていることを明らかにした.さらに,下水道管渠模型を製作して流出実験を行い,本理論式の妥当性を確かめた.次に,実流域で見られる諸元をもつ下水管渠システムを作成し,SWMM-EXTRANモデルを用いて,マンホールを無視したサーチャージ流出解析結果に含まれる誤差について数値実験的な検討を進めた.その結果,圧力波伝播速度の無次元量CM*がおよそ5(具体的には,管渠径がおよそ1m)の下水管渠システムを境として,CM*がこれより小さい下水管渠システムではマンホールを無視した流出解析を行うとシミュレーション結果,特に水位ハイドログラフに致命的な誤差の表れる可能性の高いことが明らかになった.また,このことは,上述した下水道渠模型を用いて行った流出実験によっても確かめられた.2.下水道管渠網における豪雨時のマンホール蓋飛散のメカニズム松山市,名古屋市,大阪市,神戸市の下水道管渠網で発生した幾つかの浸水はんらんを伴う強雨時の雨量,流量,水位,管渠内およびマンホール内空気圧の観測記録を入手・解析し,マンホール蓋飛散を伴う下水道管渠網での浸水はんらん現象の発生のメカニズムの詳細を明らかにすることができた.
スウェーデンの健康教育カリキュラムの分析と検討(オリエンテーション科を中心に)

本研究は、スウェーデンの健康教育の実態を明らかにし、そこから日本の健康教育のカリキュラム構成原理、教材論、授業論に新たな視座をえることを目的としている。スウェーデンの健康教育の骨格を指導要領レベル、教科書レベル、授業レベルで検討しなから、日本の健康教育への創造的ヒントを模索しようとするものである。研究の主たる重点目標は以下の4点であった。1.スウェーデンの中学年用の教科書と指導書の翻訳と内容検討2.スウェーデン教科書、教材センター、学校委員会の資料を翻訳し分析検討する。3.低学年教科書い示されている「健康」に関わる内容についても継続的に検討しまとめていく。4.低学年の教材を日本に応用できないか、その可能性を研究協力校において実施し模索する。1.3.については、「健康」に関わる記述の多いオリエンテーション科低学年・中学年教科書2社について翻訳し分析し、その成果は日本学校保健学会で発表した。また、「Har hos oss」という小学校低学年用の教科書と教師用指導書については、1999年度中に本として出版される予定となった。4.については、スウェーデンの「違い」「共存・共生」にかかわる教材の日本版を作成し、千葉県市川市立南行徳小学校の2年生に研究授業を実施した。そして、その成果を「保健の授業づくりセミナー」で発表し、そこで出された意見をもとに、より完成度の高いものにつくりかえる作業をした。スウェーデンの健康教育の骨格を指導要領レベル、教科書レベル、授業レベルで検討しながら、日本の健康教育への創造的ヒントを模索しようとするものである。1997年度は、以下の5点を重点課題として研究計画を立てている。1)スウェーデンの中学年用の教科書と指導書の翻訳と内容検討2)スウェーデンの基礎学校において、これまでに収録したビデオ記録を臨床的に分析検討する。3)スウェーデン教科書、教材センター、学校委員会の資料を翻訳し分析検討する。4)低学年教科書に示されている「健康」に関わる内容についても継続的に検討しまとめていく。5)低学年の教材を日本に応用できないか、その可能性を研究協力校において実施し模索する。1)4)については、「健康」に関わる記述の多いオリエンテーション科低学年・中学年教科書2社について翻訳し分析した。これらについては、訳本とするか、日本用にアレンジするか、目下検討中ではあるが本として出版すべく検討中である。5)については、スウェーデンの「違い」「共存・共生」にかかわる教材の日本版を作成し、7月に千葉県市川市立南行徳小学校の2年生に研究授業を実施した。そして、その際の授業記録を、8月に開催された「保健の授業づくりセミナー」で発表した。今後、さらに授業記録の分析をおこないより完成度の高い教材につくりかえる作業を継続する予定である。
胎仔脳はオキシトシンを分泌して出産を誘発するか?

本研究は、『胎仔脳はオキシトシンを分泌して出産を誘発するか』どうかを、私たちが確立した母体-肺仔連結標本を用いた動物実験で明らかにすることを目的として行った。前年度までに、ラット胎仔の視床下部室傍核およびその近傍を電気刺激すると、母体子宮筋の収縮を誘発できることを確認した。さらに、胎仔視床下部室傍核の刺激によって誘発される子宮筋の収締は、オキシトシン受容体の阻害剤のバゾトシンを母体に静注することによって明らかに減弱された。以下に今年度の実験内容とその結果を示す。1.胎仔脳の視床下部室傍核の刺激によって、胎仔血中オキシトシン濃度が上昇するかどうかを確認した。胎仔視床下部室傍核の刺激によって、胎仔血中のオキシトシン濃度は数十倍以上の著明な上昇を示した。2.胎仔中で増加したオキシトシンが、胎盤を通過して母体子宮筋を収縮させることができるどうかを確認するために、胎仔腹腔内にオキシトシンを投与して母体子宮筋の収縮を競察した。その結果、胎仔に投与したオキシトシンは母体子宮筋の収縮を誘発した。オキシトシンで誘発された子宮収縮は、バゾトシンで阻害された。3.出産直前の妊娠ラットにおいて、胎仔血中のオキシトシン濃度が上昇するかどうかを検討した。一匹目の胎仔の出産を確認した後に残りの出産直前と見られる胎仔および出産予定日前日の胎仔において、血中オキシトシン濃度を測定した。出産直前と見られる胎仔と,出産前日の胎仔との間で、オキシトシン濃度の明瞭な差を認めなかった。以上の研究から、以下のことが考えられた。胎仔視床下部室傍核の刺激によってオキシトシンが分泌される。胎仔血中に分泌されたオキシトシンは、オキシトシン受容体を介して,母体子宮筋を収縮させる。妊娠直前のオキシトシン分泌を確認できなかった理由としては、妊娠のタイミングの正確な把握の困難さや麻酔による影響等が考えられる。出産のタイミングを決めるメカニズムに、胎仔脳から分泌されるオキシトシンが関与しているかどうかを検討した。今年度は、胎仔脳視床下部室傍核を電気刺激して誘発される母体子宮筋の収縮が、オキシトシン受容体の拮抗剤で阻害されるかどうかを検討した。妊娠22日目のSDラット(10-14週令)を使用した。妊娠ラットをウレタン麻酔(1.3g/kg, i.p.)した後、母体ラットを仰臥位にし、下腹部ついで子宮を切開後、臍帯がつながった状態で胎仔を取り出した。胎仔を透明の塩化ビニール製の円筒に入れ、胎仔頭部を私たちの考案した胎仔固定装置に装着し、歯科用セメントで固定した。電気刺激を行うためにステンレス製の双極電極(直径、0.2mm)を胎仔視床下部室傍核に挿入して固定した。母体の妊娠子宮筋の収縮を測定するために、フォーストランスジューサーを子宮筋に縫合して取りつけた。トランスジューサーで感受された子宮筋の収縮力の変化を、ブリッジボックスを介して圧力アンプに入力増幅し、データ処理システムに取りこみ解析した。胎仔視床下部室傍核を刺激して誘発される母体子宮筋の収縮が、オキシトシン受容体の拮抗剤で阻害されるかどうかを検討するために、胎仔脳刺激によって母体子宮筋の収縮が誘発された直後に、オキシトシン受容体拮抗剤バソトシンを母体に静注して子宮収縮が抑制されるかどうかを観察した。胎仔視床下部室傍核刺激によって誘発された母体子宮筋の収縮は、母体に投与したバソトシン(25μg, i.v.)によって明瞭に抑制された。以上により、胎仔室傍核より分泌されたオキシトシンが母体の子宮筋の収縮を誘発する可能性が示唆された。平成15年度はこの実験を継続し、以下の二点について検討する予定である。1)出産直前の妊娠ラットにおいて、胎仔血中のオキシトシン濃度が上昇するかどうかを測定する。2)胎仔視床下部室傍核のオキシトシン含有ニューロンの活動が、出産直前に増加するかどうかをFosの発現によって確認する。

一匹目の胎仔の出産を確認した後に残りの出産直前と見られる胎仔および出産予定日前日の胎仔において、血中オキシトシン濃度を測定した。出産直前と見られる胎仔と,出産前日の胎仔との間で、オキシトシン濃度の明瞭な差を認めなかった。以上の研究から、以下のことが考えられた。胎仔視床下部室傍核の刺激によってオキシトシンが分泌される。胎仔血中に分泌されたオキシトシンは、オキシトシン受容体を介して,母体子宮筋を収縮させる。妊娠直前のオキシトシン分泌を確認できなかった理由としては、妊娠のタイミングの正確な把握の困難さや麻酔による影響等が考えられる。
超伝導テラヘルツカメラの極低温電子回路の開発

超伝導テラヘルツカメラの極低温電子回路として、ガリウム砒素半導体の接合型電界効果トランジスタ(GaAs-JFET)を用いた極低温で動作する集積回路を開発した。GaAs-JFET極低温電子回路は、積分型アンプ、マルチプレクサ、およびシフトレジスタの各集積回路から構成され、32チャンネルのマルチチップモジュールを構成することで、1000素子規模の超伝導テラヘルツカメラの読み出しに用いることができる。本年度の研究内容を4項目に分けて示す。1、極低温回路試作へ向けた回路素子の評価ガリウム砒素接合型電界効果トランジスタ(GaAs-JFET)の極低温特性評価を進めた。GaAs-FETのゲート・ソース間の閾値電圧のばらつきに注目し、30mVrms程度のばらつきのあることがわかった。デプリーション型およびエンハンスメント型のGaAs-JFETに対して回路シミュレーション用モデルを製作した。素子評価結果をもとに、極低温で動作する高ゲインアンプの設計およびシミュレーションを行った。シミュレーション結果の確認のため、単体GaAs-JFETを用いた増幅回路により検証した。多段増幅回路の構成を検討し、第一次試作回路の設計および試作を行った。4種類の増幅回路および抵抗・コンデンサ・スイッチ回路など、集積回路を構成する要素回路から構成される。3、SISフォトン検出器を用いた積分型読み出し回路の評価SISフォトン検出器と常温の積分読み出し回路による実験で、読み出し回路に必要な条件を洗い出した。閾値電圧のばらつきをキャンセルするため、AC結合型積分読み出し回路による信号読み出し試験を行った。4、SISフォトン検出器9素子アレイを用いた検出システムの評価SISフォトン検出器の2次元アレイを用いて、検出器および電圧フィードバック回路の交流磁場に対する安定性を評価した。大規模2次元アレイ実現のための焦点面アレイの設計を進めた。テラヘルツカメラに用いる極低温電子回路を実現するために、GaAs-JFET特性の評価、試作増幅回路の評価、集積型アナログ回路およびデジタル回路の設計および試作を行った。平成19年度の成果は、SISフォトン検出器を用いた超伝導テラヘルツデジタルカメラを実現するための極低温集積回路技術の設計を行い、すべての要素回路技術を第2次試作に反映させたことである。GaAs-IFETに近赤外線光源を照射することでオフセット特性およびノイズ特性が改善することが明らかになった。スイッチ特性として、オフ時に1TΩ以上の高抵抗が得られることがわかり、積分リセット回路およびデジタル回路へ応用できることが明らかとなった。平成18年度に試作した1段増幅回路2種の特性測定を行い、期待される増幅率、同相信号除去比、消費電力が測定された。測定された特性をもとに、1-2段の増幅段を用いた低消費電力高ゲイン増幅回路およびAC結合CTIA回路の設計を行った。これをもとに極低温集積型電子回路の設計および第2次試作を行った。CMOSカメラに準ずる超伝導テラヘルツデジタルカメラの概念設計を行った。GaAs-JFETを用いた低消費電力デジタル回路の検討をおこない、第2次試作にデジタル基本回路及びシフトレジスタなどの応用回路を組み込んだ。第2次試作にはデジタルカメラを実現するためのすべての回路要素が組み込まれた。テラヘルツカメラの光学系についても検討を行い、光学系、検出系、回路系を含めた超伝導デジタルカメラシステムの設計を進めた。本研究課題の最終年度は、超伝導テラヘルツカメラに搭載可能な極低温集積型電子回路を実現することを目標とした。まず、前年度に試作したガリウム砒素半導体を用いた極低温集積回路の特性試験を行った。積分読み出し回路(CTIA)回路については、2段増幅回路、AC結合型CTIA回路および4チャンネル集積回路による評価を行った。回路の増幅率が約700倍と測定され、目標値の2000倍に比べ約1/3の値しか得られなかったが、動作速度(500kHz以上)、雑音(4μV/√Hz以下)、消費電力(2μW/ch以下)および回路特性のばらつきについては目標値に近い性能が得られた。入力電圧雑音については、ゲートサイズの最適化および赤外光照射による雑音低減を確認している。サンプルホールド付マルチプレクサ回路では4チャンネルの信号入力を忠実に多重化できることを確認した。チャンネル選択用シフトレジスタについては5kHz程度での動作試験を行い100kHz程度までは高速化可能であることを確認している。次に、テラヘルツカメラの32チャンネル極低温モジュールに用いる集積回路の開発を行った。アナログ回路の増幅率の向上、動作速度の向上、集積度の向上を図り、16ch-AC結合型CTIA回路、32ch-マルチプレクサおよび32ch-シフトレジスタを集積回路として設計製作した。32chモジュールに搭載する集積回路チップおよびモジュールの設計が完了したことにより、1000画素程度までのテラヘルツカメラの実現が可能であることを示した。本研究で開発した極低温集積回路は超伝導テラヘルツカメラの極低温読み出しおよび極低温集積回路技術として様々な分野での応用が期待される。
末梢神経・脊髄の複合神経活動磁界の計測

本研究の目的は臨床において末梢神経障害,脊髄障害の術前検査として神経磁界計測を役立てるための基礎的知見の蓄積と手技手法の確立である.本研究の成果では、まず末梢神経磁界計測において蛙の坐骨神経を用いたin vitroの実験では,末梢神経障害モデルを作成して末梢神経誘発磁界の計測に成功報告した.次に実際に末梢神経障害患者から計測された磁界の実験的再現に成功し報告した.今後もこれを継続させ,末梢神経障害の発生機序の解明と,手術適応決定の臨床応用に役立てたいと考えている.次いでウサギなど齧歯類を用いた末梢神経誘発磁界の計測にも成功し,種々の末梢神経再生実験などの評価法としてSQUID磁束計が利用できることがわかり,報告予定である.脊髄磁界計測では,犬を用いた脊髄磁界の上行性,下行性誘発磁界の計測に成功報告した.脊髄誘発磁界計測では電位計測ではとらえられなかった様々な脊髄が情報処理過程に発生させると考えられる波形の計測に成功し,基礎的な生理学研究の手法としてもSQUID磁束計が有用であることがわかった.次いで,脊髄障害モデルを犬において作成し,脊髄障害磁界の計測に成功し,報告予定である.ヒトを対象に神経磁界計測をおこなった研究としては,腕神経叢損傷患者で肘の屈曲機能再建の目的で肋間神経移行術を行った患者の,肘屈曲時の大脳皮質運動野の活動領域の計測を行った.その結果,本来手術側の肘屈曲は肋間神経により指令されているのだが,非手術側と同様に,肘の運動野が指令している結果が得られ,中枢神経の過疎性が示唆された.NTT基礎研究所の磁気シールドルーム内でカエル坐骨神経を取り出し新たに制作した末梢神経電位磁界同時計測用チャンバー上で一端に電気刺激を加えSQUID磁束計で神経活動磁界を計測し、同時に神経活動電位を計測し比較検討した.また末梢神経圧迫装置を用いて神経圧迫などを行い定性的な神経障害モデルを作成し磁界計測を行った.結果は正常例では神経の脱分極と再分極に伴う電流四重極子が刺激点から移動していくのが観察された.また障害モデルでは,障害点で電流四重極子が消失した.これらはヒトで観察されたものと一致した.脊髄磁界はNTT基礎研究所の磁気シールドルーム内で麻酔下に幼犬の坐骨神経を電気刺激し脊髄活動磁界を計測し同時に脊髄硬膜外電極により脊髄電位を計測し比較検討を行った.結果は末梢神経同様脱分極と再分極に伴う電流四重極子が刺激点から移動していくのが観察された.平成13年度は昨年度の脊髄,末梢神経障害磁界の動物実験(幼犬:in vivo,蛙:in vitro)で確立させた技術を用いて,末梢神経,脊髄神経とも(新たに制作した脊髄圧迫装置を用いて)に障害モデルの実験を行った.磁界計測において,幼犬の脊髄,蛙の坐骨神経で作成した神経障害部位において神経障害磁界が記録され,その部位をコンピュータ上で位置推定すると実際の障害部位と一致した.また臨床で末梢神経障害のひとつ,腕神経叢損傷において肋間神経移行を行った患者の大脳皮質1次運動野の指令機構の改変をSQUID磁束計を用いて新たに作成したプログラムを使い計測した.結果はJournal of Orthopaedic Science Vol.6,No.5に発表した.本研究の目的は臨床において末梢神経障害,脊髄障害の術前検査として神経磁界計測を役立てるための基礎的知見の蓄積と手技手法の確立である.本研究の成果では、まず末梢神経磁界計測において蛙の坐骨神経を用いたin vitroの実験では,末梢神経障害モデルを作成して末梢神経誘発磁界の計測に成功報告した.次に実際に末梢神経障害患者から計測された磁界の実験的再現に成功し報告した.今後もこれを継続させ,末梢神経障害の発生機序の解明と,手術適応決定の臨床応用に役立てたいと考えている.次いでウサギなど齧歯類を用いた末梢神経誘発磁界の計測にも成功し,種々の末梢神経再生実験などの評価法としてSQUID磁束計が利用できることがわかり,報告予定である.脊髄磁界計測では,犬を用いた脊髄磁界の上行性,下行性誘発磁界の計測に成功報告した.脊髄誘発磁界計測では電位計測ではとらえられなかった様々な脊髄が情報処理過程に発生させると考えられる波形の計測に成功し,基礎的な生理学研究の手法としてもSQUID磁束計が有用であることがわかった.次いで,脊髄障害モデルを犬において作成し,脊髄障害磁界の計測に成功し,報告予定である.ヒトを対象に神経磁界計測をおこなった研究としては,腕神経叢損傷患者で肘の屈曲機能再建の目的で肋間神経移行術を行った患者の,肘屈曲時の大脳皮質運動野の活動領域の計測を行った.その結果,本来手術側の肘屈曲は肋間神経により指令されているのだが,非手術側と同様に,肘の運動野が指令している結果が得られ,中枢神経の過疎性が示唆された.
不動化によるＣＲＰＳ増悪機序の解明－損傷神経支配域を超えたＮＧＦ発現に着目して－

10週齢ラットを以下の5群に分類した。正常群、シャム群、膝関節固定群、脊髄神経結紮(SNL)群、SNL+膝関節固定群。この5群において機械的アロデニアや膝拘縮の程度を比較し、ニューロペプチドや炎症性サイトカインの発現について組織学的、遺伝子学的に調査した。その結果、外科的侵襲も関節の不動化も単独ではアロデニアや関節拘縮を増悪させなかったが、神経損傷を追加すると有意にアロデニアが悪化した。NGFや他の炎症性サイトカインは脱神経筋のみならず、神経支配領域を越えて広がっていた。CRPSに伴う拘縮では膝関節周囲筋でTGFβの高発現を認めた。病理組織学的評価、ELISAによる炎症性サイトカインの発現量測定を行った。マッソントリクローム染色を行ったラット大腿部の病理標本で画像解析を行い、筋組織と線維組織の面積を測定した。S+I群で、線維組織面積は有意に増加していた。これらの結果から、不動化が関節拘縮の発生要因であり、筋性拘縮の原因は筋線維間や、筋膜組織の線維化が招く筋の弾性低下であると考えられた。次に、免疫染色でNGF発現の局在を確認した。膝関節周囲組織においてN群では、NGF発現が確認できる筋組織はほとんど存在しなかったがS群では皮下に近い部位、骨に近い部位や筋萎縮のある部位でNGF発現を認めた。S+I群でも同様に発現を認めたが、全体的に発現が強い印象で、また、大腿部に強い発現がみられる傾向にあった。ELISAではNGFにおいては、N群、S群、S+I群の順に発現量の増加を認めた。特筆すべき点として、L5神経根の支配領域外である、大腿四頭筋でも発現量の増加を認めた。NGFのほか、pro-inflammatory cytokineの調査も行った。TNF-αにおいても同様に、発現量の増加を認めたが、健側での上昇は認めなかった。組織形態学評価において、組織の線維化が進んでいたことから、TGF-β1の発現量も調査した。これも、他のサイトカインと同様の発現量増加を認めた。最後にNGFの影響を確認するために、中和抗体を使用後疼痛閾値の評価を行った。中和抗体を投与すると、投与後1週間程度は、疼痛が軽減することが判明した。mRNA測定においても、中和抗体を用いると、NGFの発現量が低下していた。【研究の目的】整形外科日常診療において、複合性局所疼痛症候群(CRPS)患者は外傷、感染、糖尿病、悪性腫瘍などによる末梢神経損傷後の症例でしばしば遭遇する。CRPS患者の難治性疼痛は最も重要な症状の一つであるが発生要因は十分に解明されていない。今回我々は動物モデルを用いて調査した。【研究方法】Wister系雄ラットを用い、健常群(N群)、sham手術群(Sham群)、膝関節屈曲位内固定群(I群)、L5神経根を結紮切離したspinal nerve ligation(SNL)群(S群)、SNL+膝関節屈曲位内固定群(S+I群)を作成し、組織形態学的評価として後根神経節、坐骨神経、膝周囲筋の免疫染色を行い、各組織でreal time RT-PCRによるNGF mRNA発現変化、ELISA法によるNGFタンパク濃度測定を行った。【結果】術後2週以降S群とS+I群で疼痛閾値が有意に低下していた。疼痛逃避行動が最も激しかった術後2週時点の各組織の免疫染色ではS+I群の膝関節周辺筋組織でNGF異所性発現が確認できた。膝関節周囲でも大腿側に強い発現が見られる傾向にあった。S+I群では各組織でNGF-mRNA発現、NGFタンパク濃度ともに増加していた。【考察】本研究結果からNGFの発現量は疼痛反応の強さと関係があると考えられたが、結紮切離したL5神経根の支配領域以外にもNGFの発現が確認された。この所見はIASP(国際疼痛学会)のCRPS判定基準にもあるように、通常の神経障害性疼痛よりCRPS type2は症状が劇的であり、神経支配領域では説明のつかない疼痛を起こすという所見にも一致する。難治性疼痛の原因としてNGFは重要な因子のひとつと考えられた。これまでの解析より、ラットCRPSモデルに膝関節固定を同時に行うことで、高度な拘縮、知覚過敏そして大腿四頭筋内にNGFの髙発現がみられた。近赤外線レーザー解析により筋節長の変化を定量的に評価したところ、NGFの発現と筋緊張との間に有意な相関は認めなかった。NGF中和抗体による治療効果を分子生物学的手法、行動解析を現在行いデータを収集中である。

今回の不動化を加えた重傷CRPSモデルに対する抗NGF抗体の効果を分子生物学的、組織学的、行動学的及び脳機能学的に評価する。特に分子生物学的解析においてはNGF以外にもBDNF, NT-3, NT-4、及びIL-1, IL-6, IL-10, PGE2などのサイトカイン、SP, CGRP, VIPを始めとする神経ペプチド、P2X, NK-1, Trk A, Trk B, NMDA, AMPAなどの受容体、Nav1.3, 1.7, 1.8, 1.9といった侵害受容に関与するナトリウムチャンネルをも対象とし、NGFと他の因子がどのように連動するかを確認する。NGF中和抗体による治療効果を分子生物学的手法、行動解析、脳機能解析により評価することと、フラビン蛋白蛍光イメージング法を用いた脳機能イメージングにより中枢神経系の影響を評価する。特に、疼痛行動時の脳機能については感覚野の興奮だけで無く運動野の活動亢進が起こっていると推察しており、そこを捉えたい。実験用動物及び試薬に使用予定。
社会学的想像力による調査支援型社会学理論の研究

調査支援型社会学理論は、調査の企画・設計の際に主に役立つと考えられるが、データの分析の際にも役立ちうる。2005年の日本、韓国、台湾の調査データを用いて、二次分析行った。この際に援用したのが、サスキア・サッセンの世界都市論である。世界都市論は、世界都市では高度な専門サービスが盛んになり製造業が衰退するため、中間層が縮小し一部の高度専門職と大多数の下層サービス職に二極分化することを主張する。このような議論はいわば社会イメージを作り上げることに貢献する。サッセンはもちろん現地調査や文献調査を通してみずからの議論を鍛え上げていったのであるが、サッセンが作り上げた世界都市イメージは単なるデータの集積には還元できない全体像を作り上げている。N.グッドマンのいう「世界製作」こそ、サッセンの主要な業績であるといえる。調査データそのものは、必ずしもこのような社会イメージないしは世界観を供給してくれないため、調査データに基づく研究は、データ以外のどこかから世界観を調達する必要がある。それゆえリアルで訴求力のある社会像を供給してくれる社会学理論は、社会調査にとって有用である。われわれはサッセンの作り上げたイメージを利用しつつ、それに独自のデータ分析から得られた知見を付け加えることで、サッセンの作り上げたイメージをさらに包括的なものにすることを試みた。すなわち、サッセンの議論はグローバル化時代の都市に焦点を当てていたのに対して、われわれはその照準を地方に広げたのである。このように、調査支援型社会学理論の役割の一つは、社会イメージをつくりあげることで、データを解釈するための枠組みを構成することにある。そのいっぽうで、調査データは社会イメージの変容を帰結する場合もある。本年度は、理論の発展法という観点から研究を行った。L.ローダンの科学哲学をもとにして、社会学の理論を発展させる方法を検討した。ローダンによれば、理論の発展とは、研究伝統が抱える概念的問題と経験的問題を効率よく解決していくことである。このような解決は、調査によってなされるわけではなく、思弁によるものである。しかし、より問題の少ない理論は、データがどのような分布をするのか、どのような事柄を調査すべきなのか、について多くの示唆を与えてくれる。また、調査結果は、経験的問題がそもそも存在するのかどうかについて、多くの事柄を教えてくれる。このように考えると、社会調査と社会学理論は相互不可分である。それゆえ、社会調査と理論の研究をまったく別の研究分野と捉え、相互不干渉を決め込むような研究方略は、社会学の発展にとって有害であることが示唆される。また、社会学的想像力論の観点から社会学の著作をとらえると、社会学も一種の物語であると見ることができる。問題は、どのように物語るのが適切なのか、という点にある。その準備として、比較的評価の高い社会学の著作を物語としてとらえ、どのような構造の物語なのか、その特徴を検討した。物語の分類法は無数に考えられるが、物語の筋を引っ張る主人公によって社会学的物語を分類することができる。第一のタイプの主人公は、研究対象を主人公とするもの。聞き取りや生活誌の研究が典型的である。第二のタイプの主人公は、研究者自身を主人公とうするものである。研究者が既存の巨大な敵(支配的な理論)を倒す物語として著作をものする場合が典型的であろう。第三のタイプの主人公は、概念が主人公となるものである。これは原始的な概念から出発して複雑な理論を構築していったり、わかりやすい典型的な概念から出発して様々なケースを包含するより一般的な概念へと議論を拡張していくような場合である。近代化、グローバル化の概念を精査し、その関係を整理したうえで、今後「社会」をどのようにとらえるべきかを検討した。さらに、そのような社会イメージをもとにすると、どのような社会調査の戦略が有効かを検討した。これまでの社会調査は、国民国家=社会というイメージで行われることが多かった。サンプリングは住民基本台帳や選挙人名簿から行われることが多いため、日本に在住する日本国籍の保有者に限定されがちである。しかし、グローバル化が進む今日、社会の境界線と国家の境界線を同一視することは必ずしも適切とは言えなくなってきている。社会の範囲を国民国家よりも広くイメージしたり、逆に狭くイメージしたり、あるいは国境を横切るような形でイメージすることが研究戦略上必要となろう。このように考えると、今後の社会調査法にとって、国境を越える人々の関係や移動をいかにとらえるかが重要な研究課題となってくることが分かる。さらに社会「移動」や地域「移動」の概念も再考を迫られる。地域「移動」とは転居と同一視されてきたため、国際的な地域「移動」は無視しうるほど小さな確率でしか生じないと考えられてきた。しかしながら、仕事や観光で短期間だけ外国に行くことはかなり頻繁に起きている。このような短期的地域「移動」も社会の変容と分かちがたく結びついている。また、このような視点から考えると、グローバルな階層構造も従属理論が元来想定していたものよりも、もっと複雑なものと考えざるをえない。今後の社会調査の課題の一つは、このような短期的地域移動と社会の関係、およびグローバルなレベルでの社会構造を探求することであろう。

世界都市論は、世界都市では高度な専門サービスが盛んになり製造業が衰退するため、中間層が縮小し一部の高度専門職と大多数の下層サービス職に二極分化することを主張する。このような議論はいわば社会イメージを作り上げることに貢献する。サッセンはもちろん現地調査や文献調査を通してみずからの議論を鍛え上げていったのであるが、サッセンが作り上げた世界都市イメージは単なるデータの集積には還元できない全体像を作り上げている。N.グッドマンのいう「世界製作」こそ、サッセンの主要な業績であるといえる。調査データそのものは、必ずしもこのような社会イメージないしは世界観を供給してくれないため、調査データに基づく研究は、データ以外のどこかから世界観を調達する必要がある。それゆえリアルで訴求力のある社会像を供給してくれる社会学理論は、社会調査にとって有用である。われわれはサッセンの作り上げたイメージを利用しつつ、それに独自のデータ分析から得られた知見を付け加えることで、サッセンの作り上げたイメージをさらに包括的なものにすることを試みた。すなわち、サッセンの議論はグローバル化時代の都市に焦点を当てていたのに対して、われわれはその照準を地方に広げたのである。このように、調査支援型社会学理論の役割の一つは、社会イメージをつくりあげることで、データを解釈するための枠組みを構成することにある。そのいっぽうで、調査データは社会イメージの変容を帰結する場合もある。
日本中世の国際都市における都市空間の展開過程に関する復元的研究

本研究は、日本の中世において国際交易を担った都市の空間を復原的に探り、その都市空間の形態と意味を考察することによって、日本の都市史における国際性を備えた都市空間に関する視点を用意しようと試みるものである。本年度の第一の実績は、中世都市堺、博多、長崎の資料収集を進めたことである。特に堺では発掘調査報告書に基づく中世期の道路や溝、堀などの遺構を現代の都市計画図に対応させた「中世堺遺構分布図」の作成を進め、さらに『元禄二年堺大絵図』にみえる近世初頭の堺の街区を現代の都市計画図に対応させた「近世期堺都市復原図」を作成し、これら二葉の資料を中世都市堺の都市空間を探る基本資料として準備することができた。第二の実績は、中世末期に九州各地に成立した唐人町についても資料収集を進めたことである。特にその存在が知られる五島福江、肥前平戸、肥後伊倉では、現地調査を通して各唐人町の痕跡を収集し、さらに近世期に残された絵図史料を現代の都市計画図に対応させた、「近世期都市復原図」を作成した。これらの都市においては、国内交易港と国外交易港という二元性が存在する可能性について見通しを得ることができ、またその形態とその立地性についての検討をおこなうことができた。
3次元多様体の量子不変量のカテゴリー化

当該分野の有名な未解決問題である「3次元多様体の量子不変量のカテゴリー化」に向けて有効な基礎理論を構築した。本問題では、紐から決まる量が2種類の変形操作をK1とK2で変わらない量を取り出すことがポイントであるが、主に次の結果を得た。(1)K1は知られているカテゴリー化の次数のスライドに対応することを明らかにした。(2)K2で変わらない性質を満たすものを、知られているカテゴリー化の一般化の再構成から導いた。(3)(2)で構成した副産物として、基本的な幾何操作の新たな数学的記述を明確に与えた。結び目とは閉じた紐のことであり,紐が2つ以上有限個あるときは絡み目と呼ぶ。良い3次元の図形である、向き付け可能な閉3次元多様体(以下3次元多様体と呼ぶ)は、平べったい紐、すなわち帯状の結び目や絡み目で表示される。2つの3次元多様体が同値であることは、それぞれに対応する2つの結び目を使った表示が、ある2種類の変形操作で移り合うことと同値である。本研究では、研究課題「3次元多様体の量子不変量のカテゴリー化」に向けてこの2種類の変形操作に関して、結び目の量子不変量を導くホモロジー群がどのような振る舞いをするかを詳しく調べた。3次元多様体の量子不変量としてWitten-Reshetikin-Turaev不変量を考え、対応する結び目の量子不変量であるジョーンズ多項式及びその一般化である色つきジョーンズ多項式を考察した。研究成果を具体的に述べるため、ジョーンズ多項式を導くカテゴリー化であるホモロジー群をKh(J)、色つきジョーンズ多項式を導く、報告者による新しいカテゴリー化であるホモロジー群をKh(CJ)と書き、上記の3次元多様体を変えない局所的な変形操作をK1、K2と書くことする。主に次の3つの新結果を得た。[1] K1はKh(J)の次数がある規則でスライドすることに対応する。[2]いくつかのKh(CJ)を足し上げたもの(直和)はK2で不変である。[3] 1本の紐をn重平行に増やしたKh(J)を作る、(複体と呼ばれる)幾何的対象をCKh(J, n)と書くとき、CKh(J, n)からCKh(J, nー2)への関手(ある対象から別の対象に類似の構造を移すもの)を構成した。6月に京都大学数理解析研究所で講演し、自身の結果を発表し、意見交換を行った。7月から8月にかけてデンマークのオーフス大学において、ムロウカ教授(MIT)の集中講義に参加し、研究課題に関する最新情報を得た。ムロウカ教授はホバノフホモロジーに関して最近重要な結果(与えられた結び目がほどけているかどうかの判定問題に関するもの)を出している。デンマークから帰国した8月上旬にはトポロジーシンポジウムで招待講演を行い、広く自身の結果を公表し、参加者と議論した。8月下旬には、谷山公規教授(早稲田大学)と研究集会「結び目の量子不変量とそのカテゴリー化」を早稲田大学において共同開催し、研究課題の基本事項を確認するとともに、最新結果に関して情報収集並びに議論を行い,既存の結果を整理した。その際、招待講演者に対する旅費や謝金の支出を行った。9月中旬には静岡において代数や幾何などの数学の他、数理物理あるいは物理の研究者と交流し、本研究課題に関する、物理的なアプローチを学んだり、土屋教授(IPMU)からセミナー指導を受けるという、貴重な機会を得た。その後、10月には東北大で講演し、国内の研究者と意見交換した。11月にはトゥラエフ教授(インディアナ大学)を訪問し、自身のこれまでの成果をセミナーで話し、意見交換を行った。年明けの2月から3月には、当研究課題の分野で著名なビロ教授、当研究課題の中心であるホバノフホモロジーを創出した、コロンビア大学のホバノフ氏、ならびにカリフォルニア大学サンタバーバラ校のミレー教授を訪問した。これらの大学ではこれまでの自身の結果を紹介し、研究を行った。23年度は当研究課題に関して、世界の進行状況がどれほどであるか、その最新情報を把握することができた。その意味では大きな進展があった。また、当研究課題の目標達成のために当初考えていたアプローチを行うために自身の結果をよりよく再構成することもできた。一方で、思いがけない状況を克服する必要性を感じた。まず、日本は当研究課題に深く関係する結び目研究が活発であるにも関わらず、最新情報は思ったより入って来なかった。また、アメリカのビロ、ホバノフ、トゥラエフ等、当分野では世界をリードしていると思われる研究者との議論を通して確認したことは、研究課題の目標達成に向けた有用な議論のためには、報告者自身の研究をもっとわかりやすく世界に示していかなくてはいけないということ、および、研究課題の解決は予想以上に難しいと考えられているということである。

報告者はよりよいアイディアをもってこの研究課題の解決に寄与し、その成果を世界に向けてわかりやすく公表しなくてはならない。申請者が自身のアプローチを試すところまでが23年度の計画であり、そこまでは進んだのであるが、どこが難しいかを見つける、すなわち問題点の洗い出しまでを完結しきれていない。以上の状況は当初の予定通りであり、「おおむね順調に進展している」と判断するのが妥当と考えられる。上記の状況のもと、当研究課題の困難さの把握を既存の文献や当研究課題に興味を持つ研究グループとの議論を世界レベルで行う。その上で研究計画にある自身のアプローチを考え、解決に向けて取り組む。次のことに注意して研究を行う。(a)文献を使ったり、議論する研究者を世界レベルで探して研究者目標の困難さの特定を急ぐ。(b)他の研究者の研究発表の聴講、または他の研究者との議論により最新の情報を得る。(c)自身の研究成果を公表し、参加者と議論をする。特に世界でより研究課題の進展している研究者、研究グループ、研究機関を訪問し、結果の発展を試みる。必要であれば研究会でなくともこちらから直接コンタクトをとり、会いにいく。
近代アジアの日本人経済ネットワークの形成過程

平成18年度まで継続的に続けてきた資料調査の成果である、収集企業および経済団体資料を整理し、アジア進出日本企業データベースの作成を行なった。また、このデータベースを利用して、旧満洲における日本企業の事業活動を産業構造、企業家ネットワーク、メディア産業の観点から研究を進めた。産業構造分析の観点から化学工業、窯業などの産業部門について検討を加え、満鉄を筆頭とする国策的企業と民間企業との技術、資本、役員の相互依存性と国策的企業の主導性、などの特質を見出し得た。企業家ネットワークに関しては、7,000社以上の満洲地場法人企業の役員、出資構成とこれらの企業の満洲地域における地理的存在状況を中心に検討加えた。この結果、満洲における地域性に規定された企業家ネットワークの存在を確認し得た。こうしたネットワークは産業連関性、事業基盤の地域性、満鉄・満洲重工業開発など国策会社との資本系列性などによる重層的な構造にあったことが明らかになった。経済ネットワークの形成に当該地域におけるメディアの存在とその発展が重要な基盤になったことは想像に難くない。その点を検討するために満洲における日系メディアのあり方について分析を加えた。満洲におけるメディアは新聞・映画・出版・印刷などの部門で相対的に中小規模の多数の企業により担われ、多様性を有する情報媒体であった。しかし、満洲国成立後は、そうした多様性を特質とするメディア構造は再編され、国策的な巨大メディア事業による情報統制が進展した。このように本研究では、旧満洲を中心に日本人経済ネットワークの形成とその特質について分析を進めた。本研究により日本のアジア地域に対する経済的進出の歴史的様相の一端を明らかにしえたと思われる。日本植民地下のアジア、特に「満洲」地域に設立され事業活動を展開した日本企業に関してデータベースを作成した。データベースの時点ストック情報として基礎としたデータ群は、日清興信所編『満洲会社興信録大正十一年版』(1922年7月)が1921(大正10)年6月末現在の企業データ(864社)、大連商工会議所編『満洲銀行会社年鑑昭和拾壱年版』(1936年8月)が1936(昭和11)年5月末現在の企業データ(2521社)、大連商工会議所編『満洲銀行会社年鑑昭和拾七年版』(1943年3月)が1942(昭和17)年10月末現在の企業データ(6753社)、満洲中央銀行資金部資金統制課編『康徳十年三月三十一日現在満洲国会社名簿(資本金二拾萬円以上)』、『康徳十年三月三十一日現在満洲国会社名簿(資本金二拾萬円未満)』、『康徳十一年三月三十一日現在満洲国会社名簿(資本金二拾萬円以上)』が、1944(昭和19)年3月末現在の満洲国法人企業データ(5368社)である。これらのデータの総サンプル企業データ数は実質8109社となる。これらの企業データの本格的分析及び研究は次年度以降の課題であるが、これらを利用して満洲における電力企業、窯業企業、化学工業企業の産業論的視角からの試論を『立教経済学研究』に掲載した。これらの企業データに含まれる主要株主や役員構成を検討し、植民地において進出した日本企業家が相互にどのような関係構造を構築していたかをネットワーク形成の観点から本格的に検証することが次年度以降の主要な研究内容となる。日清興信所『満州会社興信録』、大連商工会議所『満州銀行会社年鑑』、満州鉱工技術員協会『満州鉱工年鑑』、満州中央銀行資金統制課『満州国会社名簿』など、満州に進出した日系企業の会社情報(特に役員および株主)に着目し、それらの情報をデータベースに入力した。

このデータベースを利用して、満州における日系企業に関して役員および株主の重複状態から、そこに存在したと推測する企業家ネットワークの検出を試みた。把握し得た企業家数は約2万人に上り、その役80%は役員を兼任しない企業家であった。しかし、24社を兼任する企業家は18.1%を占め、構成比では全体の0.4%にすぎないが、90人の企業家は在満洲企業で10社以上の役員を兼任する企業家であった。これらの企業家の渡満州の背景や満州における企業活動の検討を行なった。その結果、満州で広範な企業家ネットワークを形成していた企業家には、渡満創業型、満鉄社員型、満洲企業に就職後に独立した等のいくつかのパターンを析出できた。これらのうち大連を代表する有力企業家として相生由太郎、奉天を代表する企業家として庵谷枕に注目し、彼らの関与した企業や企業を媒介としたネットワークがいかなる背景から形成され、それが日本の満州植民地支配政策や経済活動にどのような影響を与えたかについて研究を進めつつある。次年度はそうした企業家に着目して、満州において日本企業家がどのようなネットワークを形成し、それが満州の経済や社会にどのような意味を持ったかを複合的に検討し、アジアにおける日系企業家の経済ネットワークの一端を明らかにする。平成18年度まで継続的に続けてきた資料調査の成果である,収集企業および経済団体資料を整理し,アジア進出日本企業データベースの作成を行なった。また,このデータベースを利用して,旧満洲における日本企業の事業活動を産業構造,企業家ネットワーク,メディア産業の観点から研究を進めた。産業構造分析の観点から化学工業,窯業などの産業部門について検討を加え,満鉄を筆頭とする国策的企業と民間企業との技術,資本,役員の相互依存性と国策的企業の主導性,などの特質を見出し得た。企業家ネットワークに関しては,7,000社以上の満洲地場法人企業の役員,出資構成とこれらの企業の満洲地域における地理的存在状況を中心に検討加えた。この結果,満洲における地域性に規定された企業家ネットワークの存在を確認し得た。こうしたネットワークは産業連関性,事業基盤の地域性,満鉄・満洲重工業開発など国策会社との資本系列性などによる重層的な構造にあったことが明らかになった。経済ネットワークの形成に当該地域におけるメディアの存在とその発展が重要な基盤になったことは想像に難くない。その点を検討するために満洲における日系メディアのあり方について分析を加えた。満州のメディアは新聞・映画・出版・印刷などの部門で相対的に中小規模の多数の企業により担われ,多様性を有する情報媒体であった。しかし,満洲国成立後は,そうした多様性を特質とするメディア構造は再編され,国策的な巨大メディア事業による情報統制が進展した。このように本研究では,旧満洲を中心に日本人経済ネットワークの形成とその特質について分析を進めた。本研究により日本のアジア地域に対する経済的進出の歴史的様相の一端を明らかにしえたと思われる。
動物胚発生におけるDNA複製開始部位の可塑性の解析

アフリカツメガエル(Xenopus laevis)の卵抽出液は外来性の2本鎖DNAを鋳型として授精卵と同様のDNA複製をすることが以前より知られていたので、本研究では、まず、このカエルの卵無細胞系を利用してカエルの胚発生期のDNA複製について、特に、複製開始部位について検討した。その結果、この系では外から加えるDNAの種類や同一DNAでもその制限酵素で切ったDNA断片によってDNA複製効率の違いがあることを見いした。また、DNA複製効率の悪いDNA(M13RFDNA等)に効率の良いDNA断片(ラムダDNAのHind IIIの2.3kb断片等)を挿入した組み換えDNAでは挿入したDNA断片をもとに高効率にDNA複製が行われることを見いだした。このことにより、このDNA複製系では特定のDNA塩基配列が複製開始部位として働くことが示唆された。さらに、複製効率の良いDNA(phaiX174 RF DNA等)の制限酵素で切ったDNA断片のDNA複製効率を調べた結果、複製開始部位は数キロ塩基長に1個程度の頻度で染色体DNA上に存在することを見いだし、5ー6塩基長の特定塩基配列が複製開始に必須であることを示唆した。一方、この無細胞系におけるDNA複製開始に必須な蛋白質(複製開始蛋白質)をphaiX174 RF DNAポリメラ-ゼ,DNAヘリカ-ゼ等より構成されたDNA合成再構成系を用いて検索した。その結果、分子量約6万のある蛋白質が複製開始蛋白質であることが示唆された。また、この蛋白質を用いたDNA合成再構成系では上記無細胞系と同様の鋳型特異性を持つことが判明した。これらのことから、この蛋白質が胚発生期のDNA複製の特性(高頻度で存在する複製開始部位)を決めている可能性を示唆さた。以上のことから、複製開始蛋白質が複製開始部位をきめている可能性が示唆されたが、今後、この蛋白質の発生時での量的、質的変動を解析することによって胚発生での複製DNA開始部位を介したDNA複製の制御がより明解に解明されると期待される。上記課題の解明のためアフリカツメガエルの発生初期胚を材料として今年度は主に、このカエルの受精卵を用いた無細胞DNA複製系の確立とこの系でのDNA複製開始機構の解明を行った。無細胞DNA複製系は一般的に使われているラスキ-らの方法を改良して確立した。ラスキ-らの方法ではカエル受精卵の無細胞抽出液に外からDNAを加えることによりこの系の細胞周期をスタ-トさせ、外来性のDNAを中心にミニ核を形成させた後、DNA複製を開始させるというもので、この系ではDNA複製開始には開始に先だって核の形成が必須と考えられていた。しかし、本研究の方法では特に核の形成は必要でなく、前者に比べるとDNA複製系が簡素化されDNA複製の解析が行いやすくなった。この無細胞DNA複製系を用いてDNA複製活性と細胞周期との関係を調べた結果、この系では核の形成とと関係なくDNA複製活性が細胞周期のS期と一致して変動することが明らかにされた。また、この変動においてDNA複製過程の中でDNA鎖伸長活性は常に高い水準で一定に保たれているのに対してDNA複製開始の活性がS期と一致して変動することも明らかにされた。これらのことから、この無細胞DNA複製系でのDNA複製は複製の開始の過程で調節されていることが明らかにされた。そこで、本研究の目的を達成するために(1)この系でDNA複製の開始を行っている蛋白質の同定と

(2)その蛋白質の活性を調節する因子の解明が今後の重要な課題としてクロ-ズアップされてきた。アフリカツメガエルの卵抽出液は外来性の2本鎖DNAを鋳型として授精卵と同様のDNA複製を触媒することが知られていたので、本年度はこの系を利用して下記(1)(2)について解析した。(1)DNA複製開始部位の検索,カエルの卵無細胞系で種々のDNAを鋳型としてDNA合成を行わせて、それぞれのDNAのDNA複製効率を調べた結果、DNAの種類によって、また、同一のDNAでも制限酵素で切ったDNA断片によってDNA複製効率に著しい違いがあることが判明した。また、複製効率の悪いDNA(M13RF DNA等)でも効率の良いDNA断片(ラムダDNAのHindIIIの2.3kb断片等)を挿入した組み換えDNAでは複製効率が高くなることを見いだした。これらのことからある特定の塩基配列を持ったDNA部分が複製開始部位として機能とていることが示唆された。さらに、複製効率の良いDNA(φ×174RF DNA等)を詳細に調べた結果、複製開始部位はこのDNA上に数キロ塩基長に1個程度の頻度で存在することを見いだし、現在まだ同定はされていないが、5ー6塩基長の特定の塩基配列が複製開始に必須であることを示唆した。(2)複製開始部位に作用して複製開始を決定している因子(複製開始因子)の解明。φ×174RF DNA、DNAポリメラ-ゼ、DNAヘリカ-ゼ等より構成されたDNA合成再構成系を作製し、この系を用いて複製開始因子の検索を試みた結果、分子量6万のある蛋白質が複製開始因子としてカエル卵抽出液よりカラムクロマトグラフィ-により分離された。現在、この蛋白質の諸性質を調ぼているが、この蛋白が(1)のDNA複製開始部位を認識しているらしいことが明らかになりつつある。今後、この蛋白質を詳しく解析することにより動物胚発生におけるDNA複製開始部位の可塑性の明解な解明が期待される。