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清朝皇帝による「書文化政策」の実態と清代書文化の変容

本研究は、康煕年間から乾隆年間において、清朝皇帝らが推進した「書文化政策」によって中国の伝統的書文化がいかなる展開・変容を遂げたのかを明らかにせんとするものである。本年度は、民間における書文化がいかに変容していったのか、その一端を解明すべく、清代書文化の象徴的存在とも看做し得る「偽刻法帖」について重点的に調査・分析を行った。清代に入ると、純然たる「偽刻法帖」である『偽絳帖』が、日中問わず真本『絳帖』として流通するなど、「偽刻法帖」の盛んなる生産・流通、換言すれば、「偽」による「真」の駆逐、「偽」の「真」への昇格という書文化の転倒現象が民間において顕著に見られるようになる。その典型的存在が、蘇州の姚氏一族による一連の法帖刊行事業といえる。彼らは「清華斎法帖店」を営み(『履園叢話』)、『因宜堂法帖』(集帖)・『唐宋八大家法書』(集帖)・『晩香堂蘇帖』(蘇軾専帖)・『白雲居米帖』(米フツ専帖)・『清華斎趙帖』(趙孟フ専帖)等の多様な法帖を実に短期間のうちに(乾隆50-53)集中的に刊行した。また、これら諸法帖は日本にも多く将来されており、その実質的広がりを確認することができる。刻入された跋文等の史料によって刊行事業を仔細に検討してみると、主たる刊行者であった姚学経による法帖の刊行は、曾祖父・継韜や祖父・士斌からの継続的事業として位置づけられ、またそれが「孝」の観点から称揚されている。更に、刻入された書蹟が、いずれも真蹟あるいはそれに準ずるものであることが殊更に強調されている点も重要である。無論、それらの殆どは偽蹟であり、ここに真蹟を騙った偽蹟の横行という当時の書を取り巻く状況が示されていよう。前年度に検討を加えた皇帝の「書文化政策」によって名跡が払底した「真空状態」に、一挙に膨大な「偽造された真蹟」が流れ込んだとも解せるのではないか。また、如上の研究内容について口頭発表を行った。中国清代において「碑学派」が勃興した要因のひとつとして、法帖の質的変質が挙げられる。本年度は、「偽刻法帖」を取り上げが仔細に分析することによって、その一端を明らかにすることができたが、成果を論文として公表できていない。最終年度となる次年度においては、本年度検討を加えた「偽刻法帖」を中心とする清代法帖の質的変化の実相について、論文として発表することを目指す。また、種々の文献史料を博捜して、清代書文化の変容に関する言説を収集し、より複層的・多角的な分析を行う予定である。本研究は、中国清代、特にその最盛期の康煕年間から乾隆年間において、清朝皇帝らが推進した書に関する文化政策(「書文化政策」と称することにする)によって中国の伝統的書文化がいかなる展開・変容を遂げたのかを明らかにしようとするものである。本年度は、これまでの研究代表者による康煕帝の法帖刊行事業に関する研究成果をふまえ、乾隆帝の勅命によって刊行された『三希堂石渠宝笈法帖』をはじめとする諸法帖の刊行に関する調査・分析を行った。『三希堂石渠宝笈法帖』に刻入された諭旨の中で乾隆帝は、歴代法帖の中でも北宋太宗により刊行された『淳化閣帖』を最高のものとして位置付けた上で、本帖を「書学の淵源を昭らかにし」、「臨池の模範を示」すために、「天下に公に」すると高らかに宣言している。また、刊行事業に携わった梁詩正ら臣下も、本帖は刻入書跡の豊富さや審訂の精確さにおいて、中国書法史上に燦然と輝く唐宋両代を「超越」したとする。つまり、『三希堂石渠宝笈法帖』の刊行事業から、皇帝の権威性のもとで改めて「書学の淵源」、「臨池の模範」を明示することによって、それまでの「典型」であった唐宋両代をはるかに超越した書文化を現出させようという意図、康熙帝には認められなかったいわば国家的な「書文化支配」への意思を読み取ることができる。かような刊行態度は、その後に続けて刊行された『墨妙軒法帖』や、オリジナルを「校正」し釈文や帝の校勘記まで付刻した『欽定重刻淳化閣帖』にも看取し得る。更に、如上の「書文化政策」は、民間における「法書」やその他書跡の収蔵状況にも少なからざる影響を与え、結果として銭泳が『履園叢話』において明快に指摘するような、「法とすべからざる」書跡や「書家に非ざる」人物の書跡が「法帖」として集刻されるといった法帖の「質的変化」を招来したとも考えられる。また、これら研究成果の一端を論文や口頭発表において公表した。乾隆帝による法帖刊行事業に関する調査・分析を通じて、「書文化政策」の目的・意図を把握することができ、また、その成果の一端を論文や口頭発表において公表することができた。

本年度は、民間における書文化がいかに変容していったのか、その一端を解明すべく、清代書文化の象徴的存在とも看做し得る「偽刻法帖」について重点的に調査・分析を行った。清代に入ると、純然たる「偽刻法帖」である『偽絳帖』が、日中問わず真本『絳帖』として流通するなど、「偽刻法帖」の盛んなる生産・流通、換言すれば、「偽」による「真」の駆逐、「偽」の「真」への昇格という書文化の転倒現象が民間において顕著に見られるようになる。その典型的存在が、蘇州の姚氏一族による一連の法帖刊行事業といえる。彼らは「清華斎法帖店」を営み(『履園叢話』)、『因宜堂法帖』(集帖)・『唐宋八大家法書』(集帖)・『晩香堂蘇帖』(蘇軾専帖)・『白雲居米帖』(米フツ専帖)・『清華斎趙帖』(趙孟フ専帖)等の多様な法帖を実に短期間のうちに(乾隆50-53)集中的に刊行した。また、これら諸法帖は日本にも多く将来されており、その実質的広がりを確認することができる。刻入された跋文等の史料によって刊行事業を仔細に検討してみると、主たる刊行者であった姚学経による法帖の刊行は、曾祖父・継韜や祖父・士斌からの継続的事業として位置づけられ、またそれが「孝」の観点から称揚されている。更に、刻入された書蹟が、いずれも真蹟あるいはそれに準ずるものであることが殊更に強調されている点も重要である。無論、それらの殆どは偽蹟であり、ここに真蹟を騙った偽蹟の横行という当時の書を取り巻く状況が示されていよう。前年度に検討を加えた皇帝の「書文化政策」によって名跡が払底した「真空状態」に、一挙に膨大な「偽造された真蹟」が流れ込んだとも解せるのではないか。また、如上の研究内容について口頭発表を行った。中国清代において「碑学派」が勃興した要因のひとつとして、法帖の質的変質が挙げられる。本年度は、「偽刻法帖」を取り上げが仔細に分析することによって、その一端を明らかにすることができたが、成果を論文として公表できていない。次年度はまず、清朝皇帝の「書文化政策」によって、民間における書をとりまく文化的状況がいかなる変容を遂げたのか、その実態をより一層明らかにすべく、馮銓『快雪堂法書』・梁清標『秋碧堂法書』等から銭泳による一連の刻帖活動、また呉栄光『イン清館法帖』等におよぶまで、民間での法帖刊行事業について広汎な調査・分析を試みる。また、種々の文献史料を博捜して、「書文化政策」に対する評価(必ずしも明言はされないであろうが)や民間における書文化の実態等についての言説を収集し、より複層的・多角的な分析を行う予定である。更に、中国における資料調査も予定している。最終年度となる次年度においては、本年度検討を加えた「偽刻法帖」を中心とする清代法帖の質的変化の実相について、論文として発表することを目指す。また、種々の文献史料を博捜して、清代書文化の変容に関する言説を収集し、より複層的・多角的な分析を行う予定である。
謡曲の本文系統研究のための鈔写謡本の書誌学的研究

1.謡本群のうち、奥書識語を有するものについては、おおむね、依拠本文の系統を特定できるとの認識を得た。2.まとまった謡本群で伝来のはっきりしている謡本群については、ほとんどの場合、伝来から全体的な本文系統が確認できるため、本文系統の特定作業を行ない得るという段階に到達した。3.宗節本系や元頼本系等、同系統中の重複作品についての本文比較の重要性に気付いた。4.鈔写謡本のリストを作成した。鈔写謡本リストでは、各謡本群について、所収曲名・所蔵者名・各種参考解題書等を列記し、本研究の実施者による調査に基づき、簡略なコメントを付した。5.鈔写謡本各作品ごとの奥書リストを作成した。将来のデータベース化に耐えるという観点から、多数の項目を加えたため、予想をはるかに超える膨大な量となった。リスト原本は、汎用性をもたせるためテキストファイルの形式で作成してある。6.新たに計画に付加した、元頼本系と宗節本系の対校作業を始めた。平成7年10月段階で10曲分の作業を終えた。その結果、観世流謡本については室町謡本と刊行謡本との本文系統の比較を行ないうることが判明した。一見して刊記の全く同じ正徳6年弥生本中に、入木と改版による後刷一部求版本の存在することを発見した。この本の存在は、同版同一刊記と信じられていた謡本においても、入木等による本文・節付の異同のある謡本がほかにも存在する可能性を示す。この発見によって、刊記だけでも500種をはるかに越える刊行謡本に、さらに多くの種類のあったことがわかり、同版同一刊記謡本について、さらなる検討の必要性が生じた。1.法政大学能楽研究所・観世文庫・島原図書館・岩国徴古館・鳥取県立博物館・京都大学・京都府立総合資料館・奈良某家・宝山寺・刈谷市中央図書館等所蔵の能楽関係資料、特に謡本の書誌調査を行い、幾つかの重要な謡本について紙焼写真の形で収集した。以上の調査において、島原松平文庫蔵十番綴謡本の一部に書写識語のあることが判明し、これらが観世元頼系写本に位置付けられることを確認した。また、最も分量の多い観世宗節系の謡本に、本文系統について疑義の生ずるケースが見られ、奥書識語の信憑性を再検討する必要が生じた。2.作品研究を中心とした論文を収集・整理し、本文系統や奥書についての情報抽出に努めた。3.奥書識語と本文系統との間に疑義が生じたことにより、奥書リスト作成の意義についても再考せねばならなくなり、調査の対象を信頼性の高い謡本群に限らざるを得なくなった。この問題が来年度の大きな課題となろう。4.書写に携わった人物調査については、奥書の信憑性に疑問が生じたため、具体的な調査よりは人物の経歴や周辺資料の発掘に頼る必要が出てきた。一つの方法として、新出資料である元禄十一年能役者分限帳の紹介をかねて、江戸初期の四座の役者についての考証を試みた。「影印・解題『元禄十一年能役者分限帳之控』」はその成果の一部である。5.江戸初期刊行謡本の本文系統については、全体的な見通しが可能であるとの感触を得、法政大学能楽研究所蔵鴻山文庫本を中心に調査を行い、その刊記を入力中である。ここでも、同版同刊記の同じ曲を収めた謡本同士でも、ワキのセリフを中心に入木等による本文・節付の改変の存することが判明した。

1.前年度に続いて、法政大学能楽研究所・同鴻山文庫・観世文庫・国学院大学附属図書館・上野学園音楽資料室・早稲田大学図書館・東北大学附属図書館狩野文庫・宮城県図書館伊達文庫・磐田市埋蔵文化財センター・熱田神宮宝物館・名古屋市蓬左文庫・京都女子大学・大阪府立中之島図書館・奈良県生駒市宝山寺・神戸某家・岩国徴古館・山口県文書館毛利家文庫等所蔵の能楽関係資料、特に謡本の書誌調査を行い、幾つかの重要な謡本については紙焼写真の形で収集した。以上の調査において、『国書総目録』所載の江戸初期以前鈔写謡本のうち、主要な謡本群についておおよその調査を終えることが出来た。2.前年度に続いて作品研究を中心とした論文を収集・整理し、本文系統や奥書についての情報抽出に務め、また、収集した謡本の奥書識語を整理し、その内容を検討した。3.それらの結果から、謡本群とは別に作品毎の本文系統研究の必要性を確信するに至り、手始めに元頼本系と宗節本系の対校作業を試みた。4.室町末期から近世初期にかけての能楽資料を調査し、謡本書写者に関する情報を収集した。その過程で、未紹介の萩毛利藩や岩国吉川家の江戸初期能楽記録を発見した。「寛文期の萩藩能役者-一つの演能記録から」と「江戸初期岩国能楽記録稿」は、その報告である。5.以上の調査に基づき、謡本の奥書リストを作成した。6.以上の研究で得た成果については、整理が付き次第、発表する予定である。
Tecチロシンキナーゼと相互作用する細胞内シグナル伝達分子群の同定

Tecチロシンキナーゼはプレックストリンホモロジー(PH)ドメインを有する非受容体型チロシンキナーゼでありBtk,Itk,Bmx,Txkらと共にTecファミリーを形成する。これまで我々はTecがサイトカイン受容体刺激によって活性化されることを明らかにしてきた。我々は本研究計画においてTecキナーゼの活性調節機構を詳細に検討すると共に、Tecの下流に働く機能分子の同定を試みた。その結果Tecが、ヒト末梢血血小板において細胞表面IIbIIIa蛋白、トロンビン受容体の刺激によって、またBリンパ球においては細胞表面CD19、B細胞受容体(BCR)刺激によってそれぞれ活性化されることが確認された。したがってTecはサイトカイン受容体だけでなく、インテグリン、リンパ球表面抗原、三量体G蛋自共役型受容体などからのシグナルを伝達することが示された。Tecキナーゼの下流に関しては、低分子量G蛋白質の一種であるRhoがTecキナーゼによるシグナル伝達機構の下流に働く機能分子であることを明らかにした。またこの作用はTecキナーゼに固有であり、Srcチロシンキナーゼには認められなかった。さらに酵母のtwo-hybrdi法を用いたTecの基質スクリーニングによってGrb10,JAB/SSI-1/SOCS-1,Sakキナーゼなど複数のシグナル伝達分子がTecの下流に働くことが示された。また我々がBRDGlと名付けた新たなドッキング蛋白のクローニングにも成功した。
光パルス圧縮法による半導体レーザからの超短光パルス幅制御の研究

半導体レーザによるピコ秒領域での超高速光パルス列の発生と制御の研究は、時間領域での光波の超広帯域性を示すものとして、極めて重要な課題である。本研究では我々が推進してきた半導体レーザからの超短光パルスの発生と制御についての研究をさらに押し進め、半導体レーザからの光パルスの圧縮により、理論限界に近い超短光パルスの発生と制御を実現すると共に、半導体レーザのもつ優れた諸特性を生かし、時間領域での光波の超広帯域性を確立するための基礎研究を行うことを目的として2年間の研究を行った。基本となる単一モード半導体レーザからの利得スイッチングによる超短光パルス発生について、大信号での精度よい解析解を導出した。この結果より、光子およびキャリヤの寿命が短いこと、緩和振動の周波数が短いように励起を大きくすること、そして微分利得係数が大きなこと、が超短光パルス発生のための半導体レーザに求められる特性であることを定量的に明らかにした。次に単一モード半導体レーザからの利得スイッチングによる超短光パルスのGiresーTournois(GT)干渉計を用いる圧縮法を提案し、最短で6.5psの光パルスを確認した。この方法は圧縮率が比較的高く(実験では最大4.6)、またエネルギー損失が少ないことから、半導体レーザに適していることを実証した。またGT干渉計から出射する光パルスの電場は、入射光が干渉計によって受ける位相変化をフーリエ変換して求めることができることから、干渉計に入・出射する光パルスとその2次自己相関波形を計算により求め、実験結果との比較検討を行い、両者の2次自己相関波形のよい対応が認められた。さらに量子井戸型半導体レーザについて実験的検討を加え、10ピコ秒台の光パルスが利得スイッチングによって得られることを明らかにした。その優れた特性から今後の発展が期待される。半導体レーザは他のレーザに見られない優れた特性を数多く有しており,光通信や光情報処理をはじめ各種の計測や制御にきわめて広範な応用が展開されている.なかでもコヒーレント光波が本質的に有する超広帯域特性の利用を目指した研究が注目されており,その一つが半導体レーザによるピコ秒領域での超高速光パルス列の発生と制御の研究であって,時間領域での光波の超広帯域性を示すものとして,世界的にきわめて重要な課題となっている.本研究では我々が推進してきた半導体レーザからの超短光パルスの発生と制御についての研究をさらに押し進めると共に,半導体レーザからの光パルスの圧縮により,通論限界に近い超高速光パルスの発生と制御を実現すると共に,半導体レーザのもつ優れた諸特性を生かし,時間領域での光波の超広帯域性を確立するための基礎研究を行っている.本年度は先ず単一モード半導体レーザからの超短光パルスの特性評価とパルス圧縮法についての検討を行った.分布帰還型(DFB)や分布ブラッグ反射型(DBR)構造をもつ動的単一モード半導体レーザを用いると,レーザ素子単体でコヒーレントな超短光パルスを発生できることを明らかにしたが,注入キャリヤの変動により発振スペクトルがレッドシフトすることが知られる.従って,逆特性である正常分散特性を有する分散性素子を利用することにより,直接光パルスの圧縮が可能である.このため用いる単一モード半導体レーザの素子単体の短パルス特性を評価し,また分散性素子である回折格子対や光ファイバ,干渉計等の検討を総合的に行い,半導体レーザのパルス圧縮にGirosーTournois(GT)干渉計が優れていることを明らかにした.検討結果に基づき,光パルスの圧縮実験をDFBおよびDBRレーザで行い,最大圧縮率4.6を実現した.最適動作法の解明と動作限界についてさらに詳しい検討を行う予定である.

半導体レーザによるピコ秒領域での超高速光パルス列の発生と制御の研究は、時間領域での光波の超広帯域性を示すものとして、世界的に極めて重要な課題となっている。本研究では我々が推進してきた半導体レーザからの超短光パルスの発生と制御についての研究をさらに押し進め、半導体レーザからの光パルスの圧縮により、理論限界に近い超短光パルスの発生と制御を実現し、時間領域での光波の超広帯域性を確立するための基礎研究を行うことを目的としている。前年度の研究成果の基づき、まず基本となる単一モード半導体レーザからの利得スイッチングによる超短光パルス発生について、大信号での解析を光パルス発生のメカニズムに立ち戻って行い、精度よい解析解を導出した。この結果、光子およびキャリアの寿命が短いこと、励起を大きくすること、そして微分利得係数が大きなことが、超短光パルス発生のための半導体レーザ動作に求められる特性とし有効であること定量的に明らかにした。また単一モード半導体レーザからの利得スイッチングによる超短光パルスのGires-Tournois(GT)干渉計を用いる圧縮法を提案し、最短で6.5psの光パルスを確認した。この方法は圧縮律が比較的高く、またエネルギー損失が少ないことから、半導体レーザに適していることを実証した。さらにGT干渉計から出射しる光パルスの電場は、入射光が干渉計によって受ける位相変化をフーリエ変換して求めることができることから、実験結果との比較検討を行い、両者の2次自己相関波形の良い対応が求められた。さらに量子井戸型半導体レーザについて実験的検討を加え、10ピコ秒台の光パルスが利得スイッチングによって得られることを明らかにした。その優れた特性から今後発展が期待される。
帯状疱疹後神経痛ラットモデルの開発と解析

視覚的に疱疹の程度を評価し、熱または機械的刺激に対する閾値の低下の程度とどのような相関があるのか評価を行った。ヘルペスゾスターウイルスを右下肢に皮下注し(ウイルスは10^6、10^7、10^8 plaque-forming unitを50μlに希釈して用いる)10日後のラットは疱疹の面積と機械的または熱刺激に対する閾値の低下は負の相関を示し、アロデイニアと痛覚過敏状態を呈した。しかし、現在作成している帯状疱疹後神経痛モデルラットは2週間ほど経過すると死に至ってしまい、急性痛の評価は可能であるが臨床的に大きな問題となっている慢性痛に対する評価は難しい。また、ウイルスの投与量が少なかったり、抗ウイルス薬を増量すれば長期生存はするが皮疹や痛覚過敏の発現をみず、疼痛モデルとして不適切なものとなってしまう。今後、現在のモデルにおける帯状疱疹後急性期の疼痛メカニズムを解析するより、現在のモデルを改良して帯状疱疹慢性期のメカニズムを検討できるモデルを作成するほうが臨床的に意義の高いことだと考え、ウイルスの量、抗ウイルス投与量とタイミング、疼痛反応測定の時期等を調整、もしくは何らかの新しい技術を導入し試行の予定である。本年度は、帯状疱疹後神経痛モデルの作成を行い、行動学的に検討する予定であった。ラットにペントバルビタール(50mg/kg)で麻酔をかけ鎮痛、鎮静を行った後、皮疹の評価を行いやすくするためHair Remover Milk Creamをラットの右下肢外側から右側腹にかけて塗布し観察部位の脱毛を施行し、3日後、ヘルペスゾスターウイルスを右下肢に27ゲージの針で皮下注した。(ウイルスは10^6、10^7、10^8plaque-forming unitを50μlに希釈して用いた)その後30日目まではAcyclovir(25mg/kg)を腹腔内投与するという方法を行ったが、思うように皮膚の疱疹症状が発現しなかった。その後Acyclovir投与量を調節(5mg/kg、10mg/kg)したり、投与日数(10日、15日、20日)を変更することで皮疹の発現をみたが、発現する群と発現しない群とでAcyclovir投与量(5mg/kg、10mg/kg)や投与日数(10日、15日、20日)との関連は認められなかった。皮層症状が発現しなくても疼痛反応が発現している可能性があるためウイルス投与後30日間の熱刺激に対する閾値をradiant heat装置を用いてPaw Withdraw Latencyにより評価し、機械刺激による刺激をvon Freyfilamentを用い行い評価を行ったが、臨床症状に一致するアロデイニアや痛覚過敏の所見は得られなかった。現在、ウイルスの量を変更して皮膚症状、疼痛反応が発現する方法を検討しているところである。今年の実験の結果、ヘルペスゾスターはウイルスの株によってラットに感染する株と感染しない株があることが考えられた。ラットにペントバルビタール(50mg/kg)で麻酔をかけた後、Hair Remover Milk Creamをラットの右下肢外側から右側腹にかけて塗布し、3日後、ヘルペスゾスターウイルスを右下肢に27ゲージの針で皮下注した(ウイルスは10^6、10^7、10^8plaque-forming unitを50μlに希釈して用いる)マウスのうちAcyclovirを用いずにいると2week程で死ぬラットと死なないラットがあり、2weekで死亡したラットはPCRによりヘルペスゾスターウイルスDNAを検索したところ脳に多量のヘルペスウイルスDNAが検出されヘルペス脳炎が疑われた、また、L4、L5レベルにおける後根神経節にも同様に多量のヘルペスウイルスDNAが検出され。ヘルペス脳炎で死亡したラットからヘルペスゾスターウイルスを抽出し培養したところほとんどのラットがウイルス皮下注後714日で死亡するようになった。今後視覚的に発疹の程度を評価し、熱または機械的刺激に対する閾値の低下の程度とどのような相関があるのか評価を行う予定である。
WDM技術を応用した超高速3次元マイクロイメージングの研究

本研究は、3次元イメージングの基本原理を光線の波動的振舞いと共焦点結像の光学的原理の効果的融合に求め、技術的にはWDM技術と2次元アレイ状の並列処理技術の融合によって、最終的に超高速の3次元マイクロイメージング機能の実現を目指すものであり、並列光デバイス技術、回折光学技術、集積回路等の要素技術の原理的・技術的限界を見極めつつ、全体システムのアーキテクチャを考案し、必要な要素技術への要求を導く必要がある。言い換えれば全体システムのための基本アーキテクチャとともに、基本的な要素技術を着実に押さえていくことが重要である。特に超高速性を得るための基本構造である並列処理が、光学システムに対して新しい条件を突きつける。例えば並列性を想定しない通常の顕微鏡光学系において軸外から出射したレーザ光は受光面において適正に結像しない。すなわち、出射面及び受光面の並列デバイスのみでは超並列性は達成し得ない。そこで本研究では特にシステム並列性を前提とした光学システムに関し、アライメントの問題、光学系の設計の問題、データ処理系の問題、について中心的に取り扱った。具体的成果として、超並列光システムのための適応的制御技術としてのアクティブアライメント技術、面発光レーザアレイ等による超並列性を想定した共焦点光学系の最適設計及びその実装、受光機能と処理機能をチップ上に集積したコンピュテーショナルセンサを用いる光計測、等の成果を得た。本研究は、3次元イメージングの基本原理を、光線の波動的振舞いと共焦点結像の光学的原理の効果的融合に求め、技術的には、WDM技術と2次元アレイ状の並列処理技術の融合によって、最終的に超高速の3次元マイクロイメージング機能の実現を目指すものであり、WDM技術、並列光デバイス技術、回析光学的技術、集積回路等の要素技術の原理的・技術的限界を見極めつつ、全体システムのアーキテクチャを考案し、必要な要素技術への要求を導く必要がある。そこで本年度は、まず3次元イメージングの基本原理、および本研究のキーデバイスである回折光学素子の検証を目的として、観測対象の複数の断面を同時に取得可能とする共焦点イメージング技術の研究に着手した。このシステムは、2次元アレイ状の画発光レーザアレイデバイス、及び、チャンネル毎に焦点距離の異なるマイクロレンズアレイを組み合わせることにより構成される。マイクロレンズアレイは、回折光学素子技術を用いて作成した。アレイサイズは8x8、ピッチは250μmである。一方で、高密度なアレイ状光デバイスを用いたシステムでは、デバイス間の位置合わせ(アライメント)が極めて重大な課題となる。そこで本研究では、ピエゾマイクロステージ、面発光レーザ、4分割受光素子等により構成された実時間アクティブアライメントシステムを構築し、環境内の機械的ダイナミクスを考慮したアライメント手法の検討に着手した。本研究は、3次元イメージングの基本原理を、光線の波動的振舞いと共焦点結像の光学的原理の効果的融合に求め、技術的には、WDM技術と2次元アレイ状の並列処理技術の融合によって、最終的に超高速の3次元マイクロイメージング機能の実現を目指すものであり、WDM技術、並列光デバイス技術、回折光学技術、集積回路等の要素技術の原理的・技術的限界を見極めつつ、全体システムのアーキテクチャを考案し、必要な要素技術への要求を導く必要がある。本年度は、光電子融合素子の超並列性に適合した最適な共焦点光学系を設計・実装し、実験的検証を行った。通常のマイクロイメージングシステムは光源部の並列実装を想定していないため、軸外から出射した光は受光面において適正に結像しない。そこで本研究では、並列の光源アレイ面が、これに対応した受光面に対して、光軸からの距離が10mm以内の領域において均一に結像する光学系を最適設計し、実現した。テレセントリック性を保ちつつディストーションおよび像面湾曲を像高によらず一様となるようにしている。なお、深さ方向の分解能として、50倍の対物レンズ(NA0.75)を用いたとき半値幅1.2μmを得た。また、発光部・受光部をモジュラーな構造とし、ペリクルミラーを用いたアライメントモニタリングシステムも内蔵させたことで、様々な実験的試みを可能としている。

さらに、超並列性を有する光モジュール間の接続を簡易かつ安定に行うためのアセンブリ技術として、プラグオンアライメント技術を開発した。本研究は、3次元イメージングの基本原理を、光線の波動的振舞いと並列処理の効果的融合、具体的には光学設計技術と2次元アレイ状の並列処理技術の融合によって、超高速の3次元マイクロイメージング機能の実現を目指すものである。前年度までに、光電子融合素子の超並列性に適合した最適な共焦点光学系、すなわち、超並列の光線に対し歪みなく結像可能な光学系についての最適設計及び実験的検証を行った。そこで本年度は、もう一つの主要な論点である、処理系について検討した。具体的にはアレイ状のフォトディテクタと並列処理機構が一体化されたコンピュテーショナルセンサについて、システムへの応用可能性やアルゴリズムを検討するともに、実際に実機を導入し、実験系での適合可能性を検証した。導入したコンピュテーショナルセンサは、128x128のフォトディテクタアレイを有し、128並列のADコンバータを介し、LSI化された並列処理系に接続されている。これにより、毎秒1000フレームの画像処理を実行できる。本処理系を用いる計測システムの基本例として、光パルスの伝搬遅延時間を空間域の並列性を用いて評価する機構を検討した。具体的には、非線形光学素子を用いてパルス幅100fsの光パルスのタイミングが、空間域での位置として観測される時空間変換機構を導入し、空間域に展開された光パルスを前記のコンピュテーショナルセンサを用いて観測し、並列処理機構を用いてその空間位置をチップ上で求めた。従来システムでは、CCDカメラの制約でスループットは1秒間に30フレームと極めて低速であり、約30倍のシステム高速化が可能となった。光パルスの伝搬時間差は光の伝搬速度を考慮して3次元構造物の形状と対応づけられる。上記により、光線の物理的振舞いに加え、並列性を前提とした光学系や処理系を適正に考慮することで、イメージングシステムを含む様々な応用システムへの新たな基礎技術を構成することができた。
災害後の住宅再建プロセスの国際比較

今年度は、研究課題の一環として、インドネシアのバンダアチェ市とアメリカのニューオーリンズ市のケーススタディに取り組んだ。具体的なプロセスとしては、第一に、インド洋津波の被災地バンダアチェ市において、政府機関・国際機関・NGOらによる住宅供給がどのようにコーディネートされ、地理的に展開したのかを明らかにするため、ジャカルタ市・バンダアチェ市で現地調査を実施し、政府機関やNGOなどの住宅供給方法とその実態に関するデータ収集を行った。第二に、ハリケーン・カトリーナの被災地ニューオーリンズ市において、住宅再建支援として実施された民間・NGOとの「パートナーシップ」事業の地理的分布について明らかにするため、政府機関から入手済みの支援事業データを地理情報と合わせて分析し、事業ごとの地理的分布特性について把握した。結果として、民間・NGO・国際機関の主体特性、事業自体の特性に応じて事業の地理的展開に特徴がある事を明らかにし、その要因を考察する事ができた。バンダアチェ市では、沿岸漁村に早くからNGOが支援に入り、その後郊外部の供給スケールの大きい地域で国際機関が支援を実施していた。ニューオーリンズ市では、市場価値の高いエリアでの実施が多い事業、人種混合で中所得者が多い地区への集中的な投資が特徴的な事業、高齢者や低所得者をターゲットとし低所得エリアでの実施が多い事業など、各事業の分布がエリアの社会経済的特性により明快に分かれていた。また、被害が大きく市場価値の低いエリアが必ずしも支援されているわけでは無く、むしろ取り残された場所として様々にNGOが入る場所となっている事など、昨年度実施したLower 9th Wardの支援状況とも繋がる結果を明らかにする事が出来た。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、マルチステークホルダー(MS)による災害復興が見られるハリケーン・カトリーナ(アメリカ)とインド洋津波(インドネシア)からの復興を研究対象とし、これらが行政に代わり復興をどのように担っているのかを明らかにする事を大きな目的としていた。そのため、各国の復興の枠組を明らかにし、その中にMSを位置付けると共に、これらが都市の再生にどのような影響を与えているか明らかにするため、行政とMSの住宅再建支援事業の地理的分布を把握し、両者の関係を見るものであった。今年度は、ニューオーリンズ市Lower 9th Ward地区の住宅再建支援NGOの組織や事業に関する分析を行った。まずは市内の住宅再建の状況を概観するため、市内14地区を住宅市場価値と被害の関係から分類した。行政による支給金の配分金額の算出には所有していた住宅の資産価値も考慮されるため、市場価値が低く、被害が大きい地区で復興が遅れる傾向にあった。こうした地区では第三者の支援を必要とする事が予想された。中でも回復が特に遅れ、住宅再建支援NGOが多く活動するLower 9th Ward地区では、10のNGOが活動していた。これらのNGOは組織の規模や特性がそれぞれ異なっており、それぞれの手法に応じてある対象を支援する傾向にあった。個別の活動は価値が高いが、それが地域全体として見た時に不均衡な開発となっている事を分析から明らかにした。今後は、NGOの関与の仕方が異なるインド洋津波被災地バンダアチェ市を対象に、NGOの活動と事業の展開を見ていく予定である。今年度は、1)ニューオーリンズ市の調査結果の分析を終えると共に、2)各国の住宅再建の枠組についても資料分析を行う事を予定していた。1)ニューオーリンズ市の調査については、データを整理し、分析結果を雑誌論文で発表する事ができたため、概ね順調に進んでいると言える。また、2)各国の住宅再建の枠組みについては、二次資料による整理を行う事が出来た。いくつかこれに関連し、追加で情報を集めなければならない点が出てきたため、来年度のインドネシアの調査の際に情報収集を行う。今年度は、ケーススタディの対象地としているニューオーリンズ市とバンダアチェ市の内、ニューオーリンズ市での調査を進める事が出来た。次年度は、バンダアチェ市での調査を中心に取り組む予定である。

インド洋津波の被災地バンダアチェ市は、地方政府が弱体化していたため、中央政府が大規模な支援を実施した。よって、現地調査では、バンダアチェ市内のステークホルダーにインタビューを実施すると共に、首都ジャカルタの政府機関の関係者へ聞き取りを行う必要がある。また、住宅再建に関与したNGOや、事業の分布に関するデータを入手する必要があるため、計画局や大学機関から地理情報データを取り寄せる。最終的に、ニューオーリンズ市と比較分析を行う予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
博物館の標本活動におけるボランティア・システムの開発

博物館における標本活動のボランティアはあまり広がっておらず、そのシステムの構築も乏しい。本研究では標本ボランティアの人材育成におけるシステム開発とその教育プログラムの検証を試みた。研究方法は活動に必要な知識調査を行い。その後、作成した標本活動用のテキストを用いて、教育プログラムを実施した。教育プログラムはボランティア活動と博物館標本に関して2講座(計4時間)、標本作成と登録の実技講習(計8時間)からなる。プログラムの受講終了後には筆記試験とアンケート調査により、知識の習得状況やプログラムの意識調査を行った。また、ボランティア活動を3カ月以上行った後には、再試験とアンケート調査を実施して知識の定着度を確認した。教育プログラムは受講者5名において実施した。事前の基礎的な知識試験では正解率が約37.5%であった。その後、講座の受講後におこなった試験では、試験の難易度が上がったものの正解率が62.3%となった。プログラムに伴うアンケートでは5段階評価において、講座が平均2.6ポイントで「やや難しい」、実技講習では平均1.4ポイントで「難しい」という結果であった。受講者の意識的な状況と理解度を知ることができた。同様にボランティア活動への意欲や具体的な不安要素も確認し、「自身の活動における日程調整」「標本の作成・計測作業」に不安な意見が聞かれた。また、3カ月以上活動を行った4名の再試験では、正解率が71.4%になった。前回よりも正解率は向上しており、知識の定着が確認された。本教育プログラムは、標本活動のボランティアで必要な知識や技術の習得を行うことができる内容であった。また、このプログラムを含めたシステムは、受講者の各分野での知識や技術の習得状況を詳細に知ることができる。それと共にボランティア活動で重要な意欲や意識においても、フォローできる機能を有していた。
相対論的プラズマトリニティ

宇宙においては、1粒子あたりのエネルギーが静止質量を超える高温プラズマや非熱的粒子が存在し、それが構造形成や進化を大きく支配していることがわかってきている。例えば、超新星残骸の衝撃波領域では、衝撃波面での速やかなプラズマの熱化と同時に、1PeVにも達する非熱的・超相対論的粒子が形成されることが観測されている。ブラックホール候補天体の降着円盤では、温度が10^<11>Kにも達し、高温プラズマからの輻射とその反作用により構造が大きく左右されることが分ってきた。一方、室内実験においても、トカマク型の核融合装置では、ディスラプションと呼ばれる電磁流体構造の崩壊現象にともない100MeVにも達する相対論的電子ビームが生成されることが問題になっている。レーザ爆縮の実験では、生成された相対論的ジェットとガス・固体との相互作用における極限物理の研究が行われている。このように相対論的プラズマは、宇宙惑星物理学・実験室プラズマなど多義にわたる分野で重要な位置を占めるようになってきている。本研究では、相対論的プラズマを作る粒子加速機構・プラズマ動力学・輻射輸送過程について、室内実験・天体プラズマ・磁気圏プラズマの研究者による三位一体の取り組みを行い、相対論的プラズマに係わる新しいプラズマ物理学の展開を目指す研究を模索し、将来どのような研究体制を構築すべきか企画調査を行った。特に国内会議を合計7回、日韓の国際会議を1回行い、将来に展開すべき相対論プラズマ研究について綿密な議論を重ねた。それらの検討結果を受けて、特定領域研究「相対論プラズマトリニティ」として申請中である。
マルチ銅酵素の構造と反応機構に関する研究

平成6年度研究代表者は、交付申請書に記載した様にマルチ銅酸化酵素であるエビタケ(Trachyderma tsunodae K-2593)由来ビリルビン酸化酵素と、糸状菌Acremonium sp.HI-25由来のアスコルビン酸酸化酵素の構造と機能に関する研究を行った。まず前者の酵素に関しては、部分アミノ酸配列をもとにオリゴヌクレオチドプライマーを合成し、PCR法でcDNAライブラリーから酵素遺伝子をクローン化した。その結果、開始コドンからポリA配列までの全長を含むクローンが得られ、その塩基配列及び推定アミノ酸配列を明らかにした。また、その配列をプロテインデータベースに対して検索したところ、相同性の高い蛋白質が見いだされた。現在本遺伝子の酵母内での発現を試みている。一方これまで研究代表者は、X線結晶解析を行うために本酵素の単結晶の調製を試みてきた。しかしながら昨年度までに得られた結晶はX線回析像を示さず、結晶解析には適さない事が判明した。そこで本年度は多様な結晶化条件を試みたところ、これまでに得られたものとは結晶形が異なり、しかも明瞭な偏光を示す結晶が得られた。そこで、今後はこの結晶がX線解析に適するかどうかを確かめ、酵素の立体構造の解析を行う予定である。次に後者のAcremonium由来のアスコルビン酸酸化酵素については、これまで研究代表者らは本酵素が高等植物由来のアスコルビン酸酸化酵素の単量体とよく似た反応速度論的及び分光学的性質を持つことを明らかにしてきた。そこで本年度は、本酵素および上記のビリルビン酸化酵素のタイプ1銅の酸化還元電位を測定したところ、Acremonium由来のアスコルビン酸酸化酵素の酸化還元電位は、ラッカーゼやビリルビン酸化酵素に比べて低く、高等植物由来のアスコルビン酸酸化酵素に近いことが判明した。
小児肝移植におけるoperational toleranceの解明と誘導

本研究は、免疫抑制剤から離脱し臨床的免疫寛容となった小児肝移植患者らを対象に、血清学的検査、免疫学的検査、病理組織学的検査を行い、免疫寛容のメカニズム解明を追求すると同時に、免疫抑制剤離脱可能な患者(Operational tolerance:OT)と困難な患者の鑑別を示す簡便なマーカーを同定することが目的である。平成30年度も、平成29年度と同様に、我々が考案した免疫抑制剤減量プロトコールに基づき、小児肝移植後長期患者における免疫抑制剤減量・離脱例の蓄積を行った。免疫抑制剤減量プロトコールによるOTトライアルの条件は、1)肝移植後2年以上経過、2)過去1年間の肝機能が安定、3)ステロイド非服用例、4)免疫抑制剤タクロリムスの血中濃度が基準値(2.0ng/ml)以下、5)タクロリムスの投与量が基準値(0.05mg/kg/day)以下、を満たす患者であるが、本年度も該当する患者がなく新規エントリーは行わなかった。これまで25例のOT患者においては、免疫抑制剤離脱の状態が維持できた。OTトライアル中の1例において、プロトコールでの更なる減量が可能となり、ステージ6(2週に1回)、ステージ7(月に1回)を経て免疫抑制剤離脱となった。OT患者、及びOTトライアル患者に対しては、免疫グロブリン、各種自己抗体(抗核抗体、抗平滑筋抗体、抗ミトコンドリア抗体)、抗HLA抗体、線維化マーカー(ヒアルロン酸、M2BPGi)を定期的に測定し、その推移と臨床経過、肝機能を比較検討した。これまでの結果では、選択患者の50%以上でOT誘導が可能であり、OT群と非OT群では、線維化マーカー値、自己抗体陽性率、病理所見において有意差を認めた。本年度は学会発表の機会がなかったため、来年度に国際学会での発表と論文化に取り組む予定である。エントリークライテリアを満たす小児肝移植症例が少なく、新規OTトライアルの蓄積ができなかった。今後も、外来患者において安全な免疫抑制剤減量を行い、免疫抑制剤減量・離脱例の蓄積を行っていく。新規エントリー患者が追加できない場合は、現在のOT患者における血清学的、免疫学的、病理学的検討より、OT患者と非OT患者の鑑別を示す簡便なマーカーを同定したいと考えている。平成29年度は、我々が考案した免疫抑制剤減量プロトコールに基づき、小児肝移植後長期患者における免疫抑制剤減量・離脱例の蓄積を行った。免疫抑制剤減量プロトコールによるOTトライアルの条件は、1)肝移植後2年以上経過、2)過去1年間の肝機能が安定、3)ステロイド非服用例、4)免疫抑制剤タクロリムスの血中濃度が基準値(2.0ng/ml)以下、5)タクロリムスの投与量が基準値(0.05mg/kg/day)以下、を満たす患者であるが、本年度は該当する患者がなく新規エントリーは行わなかった。これまで24例のOT患者においては、免疫抑制剤離脱の状態が維持できた。OTトライアル中の2例において、プロトコールでの更なる減量が可能であった。1例はステージ5(週に1回)からステージ6(2週に1回)、ステージ7(月に1回)を経て免疫抑制剤離脱となった。1例はステージ3(週に3回)からステージ4(週に2回)、ステージ5(週に1回)を経てステージ6(2週に1回)まで免疫抑制剤を減量できた。本年度までの研究成果は、日本移植学会総会にて発表した。Operationaltoleranceとなった免疫抑制剤離脱症例の定期肝生検の実施例がなく、生検標本を用いた病理組織学的検討、Y染色体プローブを用いたキメリズムの検討ができなかった。

OTトライアル中の1例において、プロトコールでの更なる減量が可能となり、ステージ6(2週に1回)、ステージ7(月に1回)を経て免疫抑制剤離脱となった。OT患者、及びOTトライアル患者に対しては、免疫グロブリン、各種自己抗体(抗核抗体、抗平滑筋抗体、抗ミトコンドリア抗体)、抗HLA抗体、線維化マーカー(ヒアルロン酸、M2BPGi)を定期的に測定し、その推移と臨床経過、肝機能を比較検討した。これまでの結果では、選択患者の50%以上でOT誘導が可能であり、OT群と非OT群では、線維化マーカー値、自己抗体陽性率、病理所見において有意差を認めた。本年度は学会発表の機会がなかったため、来年度に国際学会での発表と論文化に取り組む予定である。エントリークライテリアを満たす小児肝移植症例が少なく、新規OTトライアルの蓄積ができなかった。今後も、外来患者において安全な免疫抑制剤減量を行い、免疫抑制剤減量・離脱例の蓄積を行っていく。対象における血清学的、免疫学的検討より、OT患者と非OT患者の鑑別を示す簡便なマーカーを同定したいと考えている。また、OT患者の肝生検標本を用いた病理組織学的検討、Y染色体プローブを用いたキメリズムの検討を行い、免疫寛容のメカニズム解明に迫りたい。新規エントリー患者が追加できない場合は、現在のOT患者における血清学的、免疫学的、病理学的検討より、OT患者と非OT患者の鑑別を示す簡便なマーカーを同定したいと考えている。免疫抑制剤離脱症例の肝生検標本を用いた病理組織学的検討が実施できなかったため、次年度使用額が生じてしまった。繰り越しの使用額は、病理組織学的検査にかかる免疫染色試薬(組織FISH用)などの物品費に使用する予定であり、次年度に計画通りに研究が遂行できれば使用可能である。結果の解析が不十分であり、本年度の学会発表の機会がなく、旅費分の経費の使用が遂行できなかった。繰越分は、解析用ソフトなどの消耗品や外注検査費、学会発表の旅費、論文作成の英文校正などの費用に充て、研究を完結させる予定である。
ケモカインCXCL14の骨代謝メカニズムを応用した新規骨再生療法の開発

申請者が所属していた神奈川歯科大学では長年にわたり癌細胞におけるChemokine(C-X-C motif) ligand 14(CXCL14)の作用機序についての研究を行ってきた。この因子の機能の一つとして癌細胞における顕著なCXCL14の発現低下とCXCL14による癌細胞の増殖抑制機序を細胞レベル、生体レベルで報告している。これらの報告より、CXCL14は正常細胞の機能を保つ因子であると示唆される。しかし、これまでCXCL14と骨代謝機序については世界的に見ても研究されておらず作用は全く不明であった。そこで、申請者は既に当学で癌研究のために樹立されていたCXCL14遺伝子改変マウスを使用しCXCL14と骨代謝機序について解析を行った。本研究課題ではCXCL14が骨代謝に及ぼす影響を解析するため、申請者が所属する神奈川歯科大学が所有しているCXCL14遺伝子改変マウスを使用した生体・細胞・分子レベルの骨解析を行う。平成28年度では、CXCL14が骨組織形態、細胞(破骨細胞、骨芽細胞および骨細胞)機能に与える影響を解析した。そして、組織および細胞での骨関連遺伝子の発現変化を解析した。ケモカインの多くは一般に免疫細胞の遊走に関与することから、炎症反応の活性に重要な因子であり歯周病などの炎症性骨破壊への関与が示唆されている。本研究において、申請者はCXCL14が生体レベルで骨密度を上昇させることを見出した。この研究結果から、CXCL14は骨代謝および骨形成に重要な因子であることが明らかとなった。
ラットにおける酸素欠乏の病態に関する研究

酸素欠乏によるヒトの急死の病態を再現できる動物モデルを探し、循環動態を調べる実験を行った。オスのウィスター系ラットが適当とわかった。ネンブタール腹腔内投与麻酔下のラットを900mlサイズのペットボトル(工作後)に入れ、動脈カニュレーション後に、血圧、呼吸数などの循環動態を調べた。麻酔による呼吸抑制がないことを血液ガス測定により確認し、ペットボトルに3種類の無酸素ガス(窒素ガス、炭酸ガス、ヘリウムガス)を急速充填させる方法で無酸素状態を作成し、呼吸停止、心停止に至るまでの循環動態を測定し血液ガスを測定した。無酸素下での呼吸停止は窒素ガスで15.4±1.5秒で生じ、ヘリウムガスは17.8±2.4秒、炭酸ガスは19.3±1.8秒とガスの種類による差がみられた。心停止までの時間も窒素ガスで246±30秒、ヘリウムガスで263±88秒、炭酸ガスで263±88秒と各種ガス間で差があった。呼吸停止直後(開始後30秒)の血液ガスデータは、窒素ガスの平均値はPaO2 22.2mmHg,PaCO2 30.9mmHg,pH7.32BE-8.7、ヘリウムガスPaO2 24.2mmHg,PaCO2 20.4mmHg,pH7.42BE-7.5、炭酸ガスPaO2 42.3mmHg,PaCO2379mmHg,pH6.57BE-19.9と差がみられた。呼吸停止に至るまでの病態にも差があり、窒素ガスでは全くみられなかった不整脈が、炭酸ガスでは平均5.3秒でみられた。酸素欠乏の病態は主に2つあり、二酸化炭素を含まない無酸素ガスによる突然死は、著しい低酸素血症が原因と考えられる。また、高濃度の二酸化炭素を含む無酸素ガスによる突然死は高炭酸ガス血症に基づくアシドーシスが主たる要因と思われ、アシドーシスに基づく不整脈が致死的と考えられ、低酸素自体の影響はさほど大きくない。ネンブタ-ル腹腔内投与により麻酔されたオスのウィスタ-系ラットを使用し、ペットボトル内に入れ、動脈カニユレ-ション後に、血圧、呼吸数などの循環動態を調べた。呼吸停止は窒素ガスでは15.4±1.5秒で生じ、ヘリウムガスは17.8±2.4秒、炭酸ガスは19.3±1.8秒で生じた。心停止は窒素ガスで246±30秒でおこり、ヘリウムガスは263±88秒、炭酸ガスは263±88秒であった。呼吸停止直後(開始後30秒)の血液ガスデ-タは、窒素ガスの平均値はPaO_2 22.2mmHg,PaCO_2 30.9mmHg,pH7.32BE-8.7で、ヘリウムガスではPa0_2 24.2mmHg,PaCO_2 20.4mmHg,pH7.42 BE-7.5、炭酸ガスはPaO_2 42.3mmHg,PaCO_2 379mmHg,pH6.57BE-19.9であった。

呼吸停止がおこるまでに窒素ガスでは不整脈が全くみられなかったが、炭酸ガスでは平均5.3秒で不整脈がみられた。つまり、無酸素状態の病態は主に2つに分かれる。二酸化炭素を含まない無酸素ガスによる突然死は、著しい低酸素血症が原因と考えられる。また、高濃度の二酸化炭素を含む無酸素ガスによる突然死は高炭酸ガス血症に基づくアシド-シスが主たる要因と思われ、アシド-シスに基づく不整脈も死に影響した可能性がある。低酸素血症の影響はさほど大きいとはいえない。これらの解明された病態は、ヒトの低酸素状態での突然死を説明するものとして重要なデ-タとなると考える。酸素欠乏によるヒトの急死の病態を再現できる動物モデルを探し、循環動態を調べる実験を行った。オスのウィスター系ラットが適当とわかった。ネンブタール腹腔内投与麻酔下のラットを900mlサイズのペットボトル(工作後)に入れ、動脈カニュレーション後に、血圧、呼吸数などの循環動態を調べた。麻酔による呼吸抑制がないことを血液ガス測定により確認し、ペットボトルに3種類の無酸素ガス(窒素ガス、炭酸ガス、ヘリウムガス)を急速充填させる方法で無酸素状態を作成し、呼吸停止、心停止に至るまでの循環動態を測定し血液ガスを測定した。無酸素下での呼吸停止は窒素ガスで15.4±1.5秒で生じ、ヘリウムガスは17.8±2.4秒、炭酸ガスは19.3±1.8秒とガスの種類による差がみられた。心停止までの時間も窒素ガスで246±30秒、ヘリウムガスで263±88秒、炭酸ガスで263±88秒と各種ガス間で差があった。呼吸停止直後(開始後30秒)の血液ガスデータは、窒素ガスの平均値はPaO_222.2mmHg,PaCO_230.9mmHg,pH7.32BE-8.7、ヘリウムガスPaO_224.2mmHg,PaCO_220.4mmHg,pH7.42BE-7.5、炭酸ガスPaO_242.3mmHg,PaCO_2379mmHg,pH6.57BE-19.9と差がみられた。呼吸停止に至るまでの病態にも差があり、窒素ガスでは全くみられなかった不整脈が、炭酸ガスでは平均5.3秒でみられた。酸素欠乏の病態は主に2つあり、二酸化炭素を含まない無酸素ガスによる突然死は、著しい低酸素血症が原因と考えられる。また、高濃度の二酸化炭素を含む無酸素ガスによる突然死は高炭酸ガス血症に基づくアシドーシスが主たる要因と思われ、アシドーシスに基づく不整脈が致死的と考えられ、低酸素自体の影響はさほど大きくない。
DNA中の酸化損傷塩基認識可能な人工核酸を基軸とした新規遺伝子検出法の開発

ストレスや活性酸素種(ROS)によりDNA中に発生する酸化損傷塩基(8オキソグアノシン(8-oxodG))の量は、ガン、加齢やアルツハイマー病などの神経変性疾患との関連性が示唆され、優れたバイオマーカーとして知られている。既存の機器分析学的・免疫学的検出の技術では、8-oxodGの存在量や分布の確認をすることは可能であるが、1分子リアルタイムDNAシークエンサー技術ですらDNA中の8-oxodGの発生位置を配列選択的に特定したという報告はなされていない。そこで本研究では、申請者がこれまでに8-oxodG認識可能な人工核酸トリリン酸体を独自に合成し、酵素により8-oxodG鋳型鎖に対し伸長鎖への人工核酸の取り込みを実現している内容をさらに発展させて、認識機能の特異性を高め、世界初の損傷塩基発生位置特定法への展開を目的としている。本年度は、これまでの人工核酸であるdAdapTPの基本骨格であるアデノシン骨格の塩基認識部位にアミノ基やハロゲン基を導入した新規誘導体の化学合成と機能評価に成功した。購入可能なポリメラーゼ(DNA合成酵素)を用いて、一塩基伸長反応を調べた結果、2種類のポリメラーゼによりこれまで問題点であった8-oxodGとTの区別を解消できる可能性を有する有用な結果を得ることに成功した。また、dAdapTPとクレノウフラグメント(DNAポリメラーゼの一種)を用いた一塩基伸長反応では、培養細胞中ではなく新たにトランスジェニックマウスから抽出した小腸細胞のDNAを用いる事により、そのDNA中に8-oxodGが存在することを明らかにした。新規人工核酸誘導体の開発に成功した事や、DNAポリメラーゼを用いた評価の結果ではオリジナルの人工核酸の性質の一部問題点を解決可能な有用な結果が得られた為、研究としておおむね順調に進展している。今後は、さらなる誘導体の合成およびそれらの酵素反応のへの適用をすすめていく。同時に、これまで見いだしている増幅反応の詳細を明らかにすることで、本研究の目的を達成する予定である。本年度は、人工核酸と酵素の親和性に着目した分子設計を行い、2種類の人工核酸を創製して、様々な酵素との相互作用を確認した。さらに、伸長鎖(プライマー鎖)の長さの調節や、増幅温度を詳細に検討を行った。その結果、これまでPCR様の増幅反応でしか鎖を増幅することができなかったが、今回初めてただ単に基質と混ぜるだけで増幅反応が進行することを新たに発見した。増幅メカニズムは明らかにできていないが、これまでに報告の無い現象であり、画期的な現象を見いだした。また、予備的な結果ではあるが、多くの未反応体(グアノシン)の中に少量含まれる酸化損傷体(8オキソグアノシン)の増幅にも成功した。本年度は、予備的な結果ではあるが、目的の酸化損傷塩基を含む配列のみを増幅することに成功したため、研究の全体としてはおおむね順調に進展している。

新規人工核酸誘導体の開発に成功した事や、DNAポリメラーゼを用いた評価の結果ではオリジナルの人工核酸の性質の一部問題点を解決可能な有用な結果が得られた為、研究としておおむね順調に進展している。今後は、さらなる誘導体の合成およびそれらの酵素反応のへの適用をすすめていく。さらには、これまでに見いだした僧服反応を利用した、実際のサンプルでの検証や配列読み取り技術への展開を進めて行く予定である。同時に、これまで見いだしている増幅反応の詳細を明らかにすることで、本研究の目的を達成する予定である。研究の開始時期が後期であったことと、予想していたよりも多くの消耗品を使用する前に目的の増幅反応の結果を得ることに成功したため。全体としての研究が順調に進んでいるため、翌年度も多くの消耗品(酵素やプライマー鎖など)も計画的に購入可能し、さらなる研究の発展が期待される。初年度の研究の予想以上の進展により、2年目も低予算で多くの研究成果を得ることに成功したため、次年度使用額が生じた。当初の計画以上の成果を得るために、数多くの化合物の化学合成および消耗品(酵素やプライマーDNAなど)を購入し、多くの研究成果を得る予定にしている。