hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マルテンサイト変態する合金の中間遷移状態と相変態のメカニズム

マルテンサイト変態は古くから鋼の硬化などに利用され、また形状記憶合金としても利用され、工業的に重要である。一方で基礎的な観点に立てば、この変態は一次の相変態の代表的なものとして知られている。本研究ではAuCd合金を用いてマルテンサイト変態のミクロなメカニズムの解明を目的とし、回析実験、電気抵抗測定などをおこなった。AuCd合金は1:1の組成付近で二つの異なったマルテンサイト相を持ち、一つはγ_2'相と言われ、他はζ_2'相と呼ばれている。二つの異なったマルテンサイト相がわずか2%の組成に違いで現れるのでメカニズムの解明には好都合と考えられる。回析実験では、Au-49.5at%Cdについて、X線により変態に前駆的な弾性散乱の測定を行った。その結果<11^^-0>*の1/3のところにごく弱い散乱を見出した。Au-47.5at%Cdではマルテンサイト相に対応したフォノンのソフト化はブリルアンゾーン境界であり、確かにここでソフト化が起こっているが、この他にも[ ζζ0]TA_2モードのζ=1/3の位置にもソフト化が起こっている。この系に対するX線による弾性散乱の実験では、ブリルアンゾーン境界の位置には散漫散乱は観察されず、1/3の位置にだけ非対象に散乱が観察された。電気抵抗測定に関してはAu-47.5at%Cdでは母相の時効の影響によりMsが次第に下がることが明らかになった。これは中性子散乱実験によって報告されているMsが、電気抵抗により決められ報告されている通常のMsよりも低いと言うことを説明し、最近のAuCdのベイナイトの議論へとつながっている。Au-49.5at%Cdを用いた電気抵抗の実験では母相の時効効果によるMsの低下という現象は見出せなかった。しかしAsの低下が観察された。これらの電気抵抗の測定結果をそれぞれ詳細にMs以上の温度で詳しく調べたが、前駆的と思われる電気抵抗の以上は見られなかった。このことは電子構造には変態に前駆した顕著な変化はないことを意味している。
認識機構を指標として用いたロボット聴覚のための実時間雑音抑制技術の開発

本研究では,特に音声認識機構を搭載したロボットにおける外部雑音の抑制に焦点を当て,認識機構を用いた雑音抑制システム最適化技術の開発を行った.雑音抑制機構と認識機構を独立に動作させるのではなく,雑音抑制機構と認識機構を統合することで,従来無相関性や独立性などの客観的な仮定が難しかったような状況でのパラメータ設定が可能になり,ロボットへの応用のみでなく車載ナビゲーションシステムや生体認証などへの応用も可能な総合的な雑音抑制機構の構築が可能となった.本研究では,特に音声認識機構を搭載したロボットにおける外部雑音の抑制に焦点を当て,認識機構を用いた雑音抑制システム最適化技術の開発を行った.雑音抑制機構と認識機構を独立に動作させるのではなく,雑音抑制機構と認識機構を統合することで,従来無相関性や独立性などの客観的な仮定が難しかったような状況でのパラメータ設定が可能になり,ロボットへの応用のみでなく車載ナビゲーションシステムや生体認証などへの応用も可能な総合的な雑音抑制機構の構築が可能となった.本研究は,特に音声認識機構を搭載したロボットにおける外部雑音の抑制に焦点を当て,認識機構を用いた雑音抑制システム最適化技術の開発と当該技術を搭載した自律移動型小型ロボットの開発を目的としている.雑音抑制機構と認識機構を独立に動作させるのではなく,雑音抑制機構と認識機構を統合することで,従来無相関性や独立性などの客観的な仮定が難しかったような状況でのパラメータ設定が可能になり,ロボットへの応用のみでなく車載ナビゲーションシステムや生体認証などへの応用も可能な総合的な雑音抑制機構が構築可能になるものと期待される.本年度は、平成22年度の研究計画に基づき、認識機構を用いた雑音抑制システムの最適化技術の開発に先駆けて、音声認識機構を指標とした雑音抑制システムの最適化の基礎的な検討を行い、その可能性を見出した。これについて、1件の国際会議で成果発表を行い、国内外の研究者と議論を交わした。また、システムの適用範囲の拡大を目指し、音声認識システムにおいて致命的な障害となりうる突発性をもつ雑音に対する本開発システムの性能評価を行った。具体的には本研究で用いている雑音抑制システムのひとつであるcross-TF ε-フィルタを用いた際の抑制性能をTF ε-フィルタの抑制性能と比較し、開発システムの突発性を持つ雑音への適用可能性について調査した。これについては、平成22年度中に評価実験を行い、翌年度である平成23年度開催の国際会議に成果論文が採択されている。これもまた、平成22年度の研究計画に基づいた取り組みである。本研究は,特に音声認識機構を搭載したロボットにおける外部雑音の抑制に焦点を当て,認識機構を用いた雑音抑制システム最適化技術の開発と当該技術を搭載した自律移動型小型ロボットの開発を目的としている.雑音抑制機構と認識機構を独立に動作させるのではなく,雑音抑制機構と認識機構を統合することで,従来無相関性や独立性などの客観的な仮定が難しかったような状況でのパラメータ設定が可能になり,ロボットへの応用のみでなく車載ナビゲーションシステムや生体認証などへの応用も可能な総合的な雑音抑制機構が構築可能になるものと期待される.本年度は、平成23年度の研究計画である雑音抑制システムの汎用化の一環として、音声認識システムにおいて致命的な障害となりうる突発性をもつ雑音に対する本開発システムの性能評価を行った。具体的には本研究で用いている雑音抑制システムのひとつであるcross-TF ε-フィルタを用いた際の抑制性能を時間ー周波数ε-フィルタの抑制性能と比較し、突発性を持つ雑音に対する開発システムの有効性について確認した。これについて、1件の国際会議で成果発表を行い、国外の研究者と議論を交わした。また、平成23年度の研究計画のもうひとつの軸である音声認識機構と雑音抑制システムの統合に関連して、雑音抑制システムである時間ー周波数ε-フィルタのパラメータ自動設定に関する手法の考案および検討を行い、その成果を国際会議で発表した。従来の雑音抑制システムでは,その性能評価の指標は主として信号対雑音比や目的信号との誤差であり,それらの指標を用いて良好であると示されたとしても認識システムへ入力した際に必ずしも良好な認識結果を得られるとは限らない.ロボット等へ搭載された音声認識システムに雑音抑制システムを付加する場合には,認識率の向上が目的となるため,認識率を指標とした最適化システムを用いることにより,より効果的な結果を得ることができると推測される.本研究では、この目標の下、前年度までに、認識機構が雑音抑制システムのパラメータ最適化の指標となりうることを理論、実験双方の面から検討、確認してきたが、実利用のために必須となるパラメータの自動最適化手法について検討が不十分であった。本年度は、雑音抑制機構処理と音声認識の統合や小型ロボット搭載のためのソフトウェア開発に加え、雑音抑制機構の実環境での利用を目指し、パラメータの自動最適化手法について検討した.提案手法ではパラメータの自動決定の際に焼きなまし法を用いることで認識率が局所的に向上しているようなパラメータへの収束を防ぎ、大域的に良好な認識率となるパラメータを自動的に決定することが可能となる.本年度は音声認識率と同様にパラメータが局所最適値に決定されてしまう場合のある相関係数を用いたパラメータ決定の手法に対して提案手法を適用し、その有効性を確認した。また、その研究成果を海外で開催された国際会議において発表した.本年度の計画は、大きく雑音抑制システムの汎用化と音声認識システムと雑音抑制システムの統合の2つに分けられる。

前者については、環境雑音に対して有効な手法についての比較および検討を行った。また、後者に関連し、パラメータの自動設定に関する手法の考案および検討を行った。しかしながら、「処理の高速化」および「雑音抑制システムの音声認識機構との統合」について実装がやや遅れている。25年度が最終年度であるため、記入しない。雑音抑制システムの音声認識機構との統合に関して発生した、パラメータの自動決定に関する問題の解決を行い、新たなシステムを構築したのち、最終年度の計画であるシステム搭載のためのロボットの開発等に移行する。また、それと同時に実時間処理を行うための処理の高速化等にも取り組み、研究目的の達成を目指す。パラメータの自動決定については当初計画していたものとは別の手法を現在考案中であり、これを適用することにより問題を解決可能であると期待される。
地域高齢者の転倒を予防する足部機能評価指標とフットケア教育プログラムの開発

地域高齢者の転倒予防に関するセルフケア能力向上を目指して、フットケアプログラムを作成した。内容は、足部機能強化を目的とした安全な足指運動であり、運動の実演と同時に、足部に関する情報提供を行った。介入時をベースラインとして、9か月後まで3か月毎に足部筋力とバランスを測定した結果、ケアを継続できた群ではいずれも向上していた。また、足部への関心の高まりがケアの継続に影響した可能性があり、足部への関心を高める個別性のある介入の必要性が示唆された。さらに、足部機能指標として足指圧が重要であり、今後より簡便でエビデンスレベルを上げるための検討が必要である。22年度は、高齢者の転倒を予防する足部機能評価指標について文献検討を行い、立位姿勢の安定性に関与する足底圧分布を抽出して以下の研究を行った。目的:高齢者の立位姿勢における足底圧分布を量的に明らかにし、さらに測定後1年間に発生した転倒との関係を検討した。方法:足底圧計測システムに蓄積された地域高齢者87名(75.0±6.4歳)の安静立位から前傾に至るデータを取得した。足底を足指部と足弓部に分け、さらに足弓部を5分割(前足3分割、中足、踵)し、足圧中心(CFP)が踵から足長に対して45%の位置(以下45%FL)から1%毎に、60%FLまでの各足底圧を算出した。なお、45%FLは平均安静立位位置であり、60%FLまでは成人の立位姿勢の前方向の安定域とされていることから選択した。各部位の足底圧は、一側の全足底圧に対する相対値(%)で示した。個々のデータ間を比較し、足指圧の変動の相違が特徴的であったことから、CFP位置45%FLと60%FLにおける足指圧の平均値、6.8%と23.7%を基準として足底圧分布を類型化した。さらに、転倒との関連を検討した。結果:足底圧分布は、CFP位置45%FLの足指圧が平均値以下(以下低値)であり、60%FLは平均値以上(以下高値)であるI群、2地点とも高値であるII群、2地点とも低値であるIII群に分類された。3群とも、前傾に伴いいずれの足指圧も増加した。足弓部の圧は、前足と中足は変化なく、踵は減少していた。また、測定後の転倒発生は皿群に多く、相対危険比は4.0であった。結論:足指圧の特徴から3パターンを見出し、転倒との関連がみられたことから、立位姿勢における足底圧分布は転倒予測指標の1つとなる可能性が示唆された。足底圧分布は数値化できるため、高齢者自身がセルフケア能力向上の目安とできると考えられる。22年度に高齢者の足底圧を検討した結果、足指圧の3パターンを抽出し、既に明らかにされている転倒要因と比べて足指圧パターンと転倒との関係が強いことを明らかにした。そこで、23年度は、22年度の結果を検証するために、足底圧に影響を与える可能性が予測される足問題について、以下の2段階で検討を行った。1.日常生活の自立した地域高齢者105名(74.6±6.3歳)を対象に足問題の聞き取り調査を実施し、転倒との関係を検討した。足問題ありの者は61.0%を占めていた。主な足問題は、胼胝(43.8%)、外反母趾(40.6%)であり、複数の問題を有する者が多かった。さらに、転倒との関連では、足問題あり群では過去1年間に転倒経験ありの者が多い傾向を認めた。以上から、高齢者の足底圧を転倒を予測する足部機能評価指標とする場合、足問題を詳細に検討する必要性が示唆された。2.次に、姿勢の安定性に影響を与える足問題について、文献検討および運動生理学の専門家から意見をきき、足部機能評価指標項目および条件について検討した。その結果、足部の形態が姿勢の安定性に影響することに注目し、足部の変形と足底圧の実態について、承諾を得たA健康教室の体力測定結果を用いて予備調査を行った。足部の変形は足弓部と足指部に大別した。足弓部は土踏まずの形状について、フットプリントを用いて土踏み土踏まず比から偏平足と非偏平足に分類された各10名を比較した。偏平足は、非扁平足と比べて、転倒との関連が強かった足指パターンを示す者が多かった。足指部はフットプリントを用いて、外反母趾角15度以上をカットオフ値とした。外反母趾の30名は転倒との関連が強かった足指パターンを示す者が多かった。

また、足指圧を指毎にみると、拇指以外の指にかかる圧が高かった。以上、足部の変形が転倒と関連する特徴的な足底圧パターンを示す可能性が示唆された。地域高齢者の転倒を予防する足部機能評価指標について、足指圧と転倒との関連を明らかにした。さらに、高齢者が自らの転倒リスクに関心をもって安全・簡便に、タイムリーに数値化できる指標として、足指圧と最も関連の高い足部の筋力と多くの先行研究で明らかにされている動的バランスを選定した。次に、地域高齢者の転倒予防に関するセルフケア能力向上を目指し、足指運動前後の立位姿勢の安定と転倒に関する意識を明らかにし、ケアの影響について検討した。対象者は外反母趾など足指部に変形のない地域高齢者のうち同意を得た30名であり、セルフケアとして実施できる3種類の足指運動を紹介した。同時に、立位姿勢の安定性向上と足部に関する情報提供を行った。9ヶ月間追跡できた22名について、足指運動紹介前および紹介後3・6・9ヶ月後に筋力とバランスを測定した。また、転倒に関連した認識を調査した。運動実施状況から運動あり群と運動なし群に大別し、ケアの影響について検討した。結果の概要は以下のとおりである。運動あり群は10名、なし群は12名であった。転倒経験は3名であり、いずれも運動なし群であった。運動なし群のほうが転倒恐怖を感じ、転倒を身近なことと捉えていた。足部への関心がとてもある者は、開始時は運動あり群40%、なし群55.6%であり、9ヶ月後はそれぞれ70%、41.7%であった。9ヶ月後の足部の筋力は、開始時と比べて運動あり群は高値、運動なし群は低値であった。動的バランスについて、ファンクショナルリーチテストの結果は、開始時と比べて運動あり群は+2.3cm、運動なし群は+1.1cmであった。今回の結果から、足指運動の意義および実際について紹介することが、運動習慣につながり、筋力およびバランスの向上を認めたことから、地域高齢者の転倒予防に向けたセルフケア能力向上に有効であるとの示唆を得た。高齢者の転倒を予防する足部機能評価指標の抽出に時間を要している。姿勢の安定性に関与する足底圧に注目して検討を進め、独自のパターンを見出したが、指標となるためには例数が不足している。また、足底圧に影響すると予測される足部の形態に関する先行研究が少なく、形態と足底圧の関係について検討を深めている。25年度が最終年度であるため、記入しない。地域高齢者の転倒を予防する足部機能評価指標について、足指圧に絞り、足弓部と足指部の変形の有無別に足指毎の圧を検討し、信頼性と妥当性を高め、安全・簡便に、タイムリーに数値化できる指標を明らかにする。さらに、これを高齢者自身の評価指標とした教育プログラムを立案する。
社会的状況における学習戦略の統計モデリング：認知の可塑性の外縁を探る

本年度は1月以降に研究を開始したため,その進展は多くはない.当初研究計画にあるイエスズメを用いた実験と解析は,データの取得方法に関して海外の研究協力者と協議中である.採餌探索データが得られた後には,解析によって以下の3点を明らかにすることを目標としている.(1)探索学習モデルの開発による学習戦術の解明(2)学習戦術と社会採餌戦術の関係(3)同一個体が社会採餌戦術を切り替える時,学習戦術もまた適切な方策に切り替わるかどうか.本研究の目標に含まれる社会採餌戦術とは,集団での採餌状況に置かれた時に各個体が採用するとされる2つの戦術であり,自ら報酬を発見する「生産者」になるか,他者が見つけた餌を奪う「略奪者」になるか,である.どちらの戦術をとるか理論的な最適解を求める研究は多々あるが,現実には,他者の行動をどのように認知するか,認知できるだけの限られた情報から自分がどのような戦術をとるか,といった問題が存在し,動物が実際どのような戦術を採用するか自明ではない.それを解明するための基礎研究として,ヒヨコを用いた採餌探索行動データの解析を併行して進める.ヒヨコデータはほぼ一次元の探索を行う実験装置を使用しているため,当初の研究計画にある二次元自由探索における探索行動の解析とは行動のモデル化の段階で違いが生じるものの,より単純な条件で採餌における他者個体の影響を明らかにすることができる.そのため,社会採餌戦術に関する有用な基礎的解析となることが期待できる.本年度は1月以降に研究を開始したため,これまでの進展は多くない.当初の研究計画では,研究者本人がイスラエルに出向する形で研究を進める予定であったが,申請時点より研究者本人の家庭環境が変化したため,出来る限り日本国内に留まる形での研究を目指すこととした.この変更点を踏まえて,どのように研究を進めるか先方との協議中である.それと併行して進めた研究として,北海道大学松島研究室より許可を得て,ヒヨコの採餌行動データの解析を開始した.まず,先方の協力を得てイエスズメ行動データを入手することが急がれる.データが得られた後は,次年度は次の2点を明らかにすることを計画している.(1)探索学習モデルの開発:採餌者が次に探索する場所を決定する際のモデルを作成する.採餌場のどこかの地点にいる採餌者が次に探索する場所を決定する際には,現在地から餌場までの距離と他者の有無が影響すると考えられる.採餌場に一種類の報酬のみを提示した試行から,これらの影響を各個体について調べる.次に,2種の報酬を提示した試行で,選択及び学習パラメータを調べる.本研究ではレスコラ・ワグナー学習モデル及びロス・エレブ学習モデルを採用し,それらモデル内のパラメータを推定する.また,1パラメータで調整される,両モデルの混合モデルを作成し,学習戦術の時間発展を調べられるような状態空間モデルを設計する.(2)社会採餌戦術と学習戦術の関係:社会的状況に置かれた時,各個体は2つの社会採餌戦術のうちどちらかを採用する.すなわち,自ら報酬を発見する生産者になるか,他者が見つけた餌を奪う略奪者になるかである.上記1で作成したモデルでモデル選択を行い,社会採餌戦術と学習戦術の関係を調べる.イエスズメ研究が始められるようになるまでは,ヒヨコデータを用いて解析を行う.ヒヨコの行動データは,Charnov(1976)により提唱された最適採餌理論限界値定理から得られる予測とのずれがみられ,その原因究明が一つの課題である.また,本来の計画であるイエスズメデータ解析の基礎となる研究として位置付けるため,採餌における他個体の影響を明らかにする必要がある.ヒヨコデータは実験装置により自由度を絞った探索データが得られているため,種の違いはあれど,貴重な情報として利用できることが期待される.本年度は1月以降に研究を開始したため,その進展は多くはない.当初研究計画にあるイエスズメを用いた実験と解析は,データの取得方法に関して海外の研究協力者と協議中である.採餌探索データが得られた後には,解析によって以下の3点を明らかにすることを目標としている.(1)探索学習モデルの開発による学習戦術の解明(2)学習戦術と社会採餌戦術の関係(3)同一個体が社会採餌戦術を切り替える時,学習戦術もまた適切な方策に切り替わるかどうか.本研究の目標に含まれる社会採餌戦術とは,集団での採餌状況に置かれた時に各個体が採用するとされる2つの戦術であり,自ら報酬を発見する「生産者」になるか,他者が見つけた餌を奪う「略奪者」になるか,である.どちらの戦術をとるか理論的な最適解を求める研究は多々あるが,現実には,他者の行動をどのように認知するか,認知できるだけの限られた情報から自分がどのような戦術をとるか,といった問題が存在し,動物が実際どのような戦術を採用するか自明ではない.それを解明するための基礎研究として,ヒヨコを用いた採餌探索行動データの解析を併行して進める.ヒヨコデータはほぼ一次元の探索を行う実験装置を使用しているため,当初の研究計画にある二次元自由探索における探索行動の解析とは行動のモデル化の段階で違いが生じるものの,より単純な条件で採餌における他者個体の影響を明らかにすることができる.

そのため,社会採餌戦術に関する有用な基礎的解析となることが期待できる.本年度は1月以降に研究を開始したため,これまでの進展は多くない.当初の研究計画では,研究者本人がイスラエルに出向する形で研究を進める予定であったが,申請時点より研究者本人の家庭環境が変化したため,出来る限り日本国内に留まる形での研究を目指すこととした.この変更点を踏まえて,どのように研究を進めるか先方との協議中である.それと併行して進めた研究として,北海道大学松島研究室より許可を得て,ヒヨコの採餌行動データの解析を開始した.まず,先方の協力を得てイエスズメ行動データを入手することが急がれる.データが得られた後は,次年度は次の2点を明らかにすることを計画している.(1)探索学習モデルの開発:採餌者が次に探索する場所を決定する際のモデルを作成する.採餌場のどこかの地点にいる採餌者が次に探索する場所を決定する際には,現在地から餌場までの距離と他者の有無が影響すると考えられる.採餌場に一種類の報酬のみを提示した試行から,これらの影響を各個体について調べる.次に,2種の報酬を提示した試行で,選択及び学習パラメータを調べる.本研究ではレスコラ・ワグナー学習モデル及びロス・エレブ学習モデルを採用し,それらモデル内のパラメータを推定する.また,1パラメータで調整される,両モデルの混合モデルを作成し,学習戦術の時間発展を調べられるような状態空間モデルを設計する.(2)社会採餌戦術と学習戦術の関係:社会的状況に置かれた時,各個体は2つの社会採餌戦術のうちどちらかを採用する.すなわち,自ら報酬を発見する生産者になるか,他者が見つけた餌を奪う略奪者になるかである.上記1で作成したモデルでモデル選択を行い,社会採餌戦術と学習戦術の関係を調べる.イエスズメ研究が始められるようになるまでは,ヒヨコデータを用いて解析を行う.ヒヨコの行動データは,Charnov(1976)により提唱された最適採餌理論限界値定理から得られる予測とのずれがみられ,その原因究明が一つの課題である.また,本来の計画であるイエスズメデータ解析の基礎となる研究として位置付けるため,採餌における他個体の影響を明らかにする必要がある.ヒヨコデータは実験装置により自由度を絞った探索データが得られているため,種の違いはあれど,貴重な情報として利用できることが期待される.当該年度の研究は1月より開始したばかりであり,実質的研究が進んでいないため,予算使用額はほとんど生じなかった.繰越分は論文投稿料や,細かい物品の購入費用として使用する予定である.
水素結合の対称化周辺圧力における内部構造変化に関する研究

δ-AlOOHに対する高圧下その場放射光単結晶X線回折実験を行い,回折強度データの消滅則の変化から8 GPa付近で圧力誘起相転移を確認した.軸率の変化傾向が相転移圧力の前後で大きく変化している.回折強度データを収集し,相転移前後での結晶構造解析に成功した.結晶構造解析の結果,相転移前後で(i)空間群はP21nmからPnnmに変化すること,(ii)水素結合に関与するO-O距離が圧力変化に伴って著しく減少し,構造中の水素結合が強化されることなど多くの新事実が明らかとした.圧力誘起相転移は水素結合の対称化へ向けた水素原子の等価サイト間における無秩序配列により生じることが明白となった.本研究では申請期間内に,1)δ-AlOOH相において水素結合の対称化はどの程度の圧力で起こり得るのか?2)生じる場合には,水素結合の対称化前後において構造的な相違や物理的性質の変化はどのように生じるのか?さらに,3)異なる化学組成を持ち同一の歪んだルチル型構造をとる鉱物群において,組成変化によって高圧下における水素結合の振る舞いは異なるのか?という3点を解明することを研究目標としている.その中で,研究初年度の到達目標は,δ-AlOOH相の圧力誘起相転移に関して,その詳細を放射光X線回折実験による高圧下での結晶構造解析(水素元素以外の原子に関する構造情報)や赤外・ラマン分光観察による水素元素の振動状態の情報から明らかにすることである.1)に関しては,高圧その場放射光単結晶X線回折実験により,12 GPa付近までの観察を行い,8 GPa付近で圧力誘起相転移を確認し,相転移前後の結晶構造解析に成功した.結晶構造解析の結果は,(i)相転移後の空間群はP21nmからPnnmに変化すること,(ii)水素結合に関与するO-O距離は圧力変化に伴って著しく減少し構造中の水素結合が強化されること,を示した.この観察事実から,圧力誘起相転移は,水素結合の対称化へ向けた水素原子の移動に伴って水素原子に対する等価サイト間における無秩序配置が生じることに起因すると結論した.これら結果を早急に学術論文にまとめ投稿し受理された.加えて,さらなる高圧条件でのX線回折実験と赤外・ラマン分光による振動情報の入手のための実験を進めている.また,2年目以降の研究のための合成試料の評価を開始した.合成試料は,X線回折実験前に偏光顕微鏡を用いて,結晶の良し悪しや目的物かどうかを評価することで研究の効率化を図れるため,偏光顕微鏡を導入し,研究目標達成のために研究を進めている.本研究では申請期間内に,1)δ-AlOOH相において水素結合の対称化はどの程度の圧力で起こり得るのか?2)生じる場合には,水素結合の対称化前後において構造的な相違や物理的性質の変化はどのように生じるのか?さらに,3)異なる化学組成を持ち同一の歪んだルチル型構造をとる鉱物群や類似する構造において,組成変化によって高圧下における水素結合の振る舞いは異なるのか?という3点を解明することを研究目標としている.δ-AlOOH相の圧力誘起相転移が8 GPa付近で生じることを初年度に明らかにしており,2年目は,相転移後の12 GPa付近までのデータの解析を進めた.公表した論文でも議論されたが,静的な現象と動的な現象を区別することが困難であるため,この点について赤外分光やラマン分光による分光学的な手法から振動情報を入手し,上記現象を把握する手掛かりを掴むことを試みた.3)の目的のために試料の合成とその合成物の評価を行った.類似する構造を持つAlを含有するphase D相の取得に成功し,他の目的相の取得を試みている.導入した偏光顕微鏡により,合成実験生成物の評価過程が効率化された.実験生成物に対して,より高分解能な光学的観察と,それを記録保存するための画像観察記録システムを導入(27年度)する予定である.水素結合に関連した議論を行うために,Alを含有するphase D相だけでなく結晶構造は全く異なるが関連するAl,Hを含有するMgSiO3相に対して,放射光共同利用(PAC. 2012G015, 2013G127)による単結晶放射光X線回折実験を行った.構造の精密化から,phaseD相における元素置換による構造変化に関して,構造中の原子間距離の変化から結晶化学的な議論を進めており,3)の目的達成に向けて比較検討を行っている.本研究では申請期間内に,1)δ-AlOOH相において水素結合の対称化はどの程度の圧力で起こり得るのか?2)生じる場合には,水素結合の対称化前後において構造的な相違や物理的性質の変化はどのように生じるのか?さらに,3)異なる化学組成を持ち同一の歪んだルチル型構造をとる鉱物群や類似する構造において,組成変化によって高圧下における水素結合の振る舞いは異なるのか?という3点を解明することを目標として研究を進めてきた.1, 2)に関しては8 GPa付近での圧力誘起相転移を明らかにした(論文として公表).また,引き続き行った12 GPa付近までのX線回折実験からは厳密な意味での水素結合の対称化は確認できなかったが,最終形態へ移行しつつあることを確認することができた.

また,水素結合様式の対比実験として,微量のAlとHを含有する無水鉱物のMgSiO3相に関した実験を進め,放射光共同利用実験や中性子回折実験から水素位置に関する情報を得た(論文準備中).これらの結果を受けて,最終年度は,2年目までに合成に成功しているAlを含有するphase D相に関する放射光共同利用(PAC. 2013G127, 2014G081)による単結晶放射光X線回折実験を行った.その結果,Alを固溶した場合での水素位置の精密化に成功し,構造が類似する鉱物種における水素結合様式について議論するための情報を得た.合わせて,微量のAlの席占有様式が明らかとなり,組成変化に伴う構造変化が生じることを新に明らかにした(論文準備中).なお,導入した偏光顕微鏡と画像記録システムにより,合成実験生成物の評価過程が大きく効率化された.δ-AlOOHに対する高圧下その場放射光単結晶X線回折実験を行い,回折強度データの消滅則の変化から8 GPa付近で圧力誘起相転移を確認した.軸率の変化傾向が相転移圧力の前後で大きく変化している.回折強度データを収集し,相転移前後での結晶構造解析に成功した.結晶構造解析の結果,相転移前後で(i)空間群はP21nmからPnnmに変化すること,(ii)水素結合に関与するO-O距離が圧力変化に伴って著しく減少し,構造中の水素結合が強化されることなど多くの新事実が明らかとした.圧力誘起相転移は水素結合の対称化へ向けた水素原子の等価サイト間における無秩序配列により生じることが明白となった.2年目の到達目標は,研究初年度の結果を受けて,圧力誘起相転移後のδ-AlOOH相の構造変化に関して精査すること,上述研究目的3)異なる化学組成を持ち同一の歪んだルチル型構造をとる鉱物群や類似する構造において,組成変化によって高圧下における水素結合の振る舞いは異なるのか?に関して研究を進めていくことである.δ-AlOOH相の相転移後のX線回折実験や良質の合成試料の入手とその評価を行えた点において,当初目的を十分に果たせていると判断した.放射光共同利用(PAC. 2012G015, 2013G127)により,Al-Hを含有するMgSiO3ペロブスカイトや,Alを含有するphase D相の単結晶放射光X線回折実験を行うことができ,元素置換による構造変化について構造中の原子間距離の変化から水素結合に関連した結晶化学的な議論を進めている段階であり,論文として公表することを目指している.一方,さらなる高圧下(12 GPa以上)でのδ-AlOOH相の構造変化に関しては,引き続き解析を進行中である.鉱物結晶学最終年度は,特に2年目までの研究により明らかとなりつつある「異なる化学組成を持ち同一の歪んだルチル型構造をとる鉱物群や類似する構造において,組成変化によって高圧下における水素結合の振る舞いは異なるのか?」について,最終年度の取り組みの結果とこれまでに得られた結果をコンパイルさせることで,高圧力下における水素結合の振る舞いに関して,体系的に議論を進め,新しい知見を得ることを目標とする.このために,既に入手済のものに加えて新たな合成実験から目的試料の調達を目指し,組成変化に伴う構造変化に着目した研究の推進を計画している.偏光顕微鏡(平成26年度3月導入)により,実験生成物の評価が効率化され,X線回折実験までの時間的プロセスが改善されており,目的達成のための準備は整っている.
中部山岳地縄文時代におけるマメ栽培化過程の解明

中部山岳地の縄文時代中期には、ダイズとアズキの野生種であるツルマメやヤブツルアズキが土器の器壁に残る圧痕として、さらに住居跡炉内の土から炭化したマメ類がたくさん見つかることが明らかになった。それらのサイズデータを収集し、その変化を時系列で比較した結果、ダイズもアズキもおよそ6000年前から4500年前の間に種子のサイズが大型化していること、野生種のサイズ範囲を超えた大きさにまで変化していることがわかり、ドメスティケーションが起きていたと判断された。炭化種実分析;縄文時代中期後葉の住居址炉の埋土を主にフローテーション法により炭化種実を検出した。長野県原村大横道上遺跡3棟、長野県御代田町面替小谷ヶ沢遺跡15棟、東京都相模原市大日野原遺跡1棟、そのほかに、縄文時代早期の長和町広原遺跡群の小竪穴1基について、総計200袋を行うことができた。また既出資料でフローテーションの済んでいた長野県塩尻市平出遺跡の縄文時代中期住居址群の炭化物から種実類の検出を行った。それらの成果は、大横道上遺跡においては作業開始とともに早速にマメ類が検出され、面替小谷ヶ沢においてもマメ類がほとんどの住居址から検出された。総数は300点に及ぶ。現在、電顕写真の精査・同定を待つ段階である。なお、大横道上遺跡の炭化マメの炭素年代測定は住居址年代に合致(4200年前)、予想以上に大きな成果を収めることができた。土器種実圧痕のレプリカ法による研究:長野県茅野市尖石縄文考古館の収蔵資料茅野和田、頭殿沢、棚畑の各遺跡の出土復元済土器500点について圧痕の精査を行い、一部レプリカ採取を行った。電子顕微鏡による精査はまだ進行中であるが、目視でマメのへそが確認できた一個体大量混入の例が茅野和田遺跡でも確認され、多量のマメとエゴマの検出が期待される成果であった。また茅野市御射宮司遺跡ほか県内各地の後晩期の遺跡についても調査を進め成果が出ている。土器製作・焼成実験:完熟マメを、粘土に混ぜて土器成形あるいは成形後に埋め込むなど、いくつかのケースを想定して土器製作を行い、土器にマメが人為的あるいは偶然に混入したタイミングを推定する実験を行った。エゴマ、現代種のダイズ、アズキ、野生種のマメの4種において制作、いずれも完璧に土器を焼成することができた。堅果類収穫・観察:一本の樹木からいかほどの収穫があるか、樹齢数十年以上のナラの大木について収穫・計量を行い、データー蓄積を始めた。炭化種実分析;これまでに検出していた大横道上・南尾根・花上寺遺跡の炭化マメについては、サイズの計測など分析を行いその結果を報告し、縄文時代中期のマメ利用の実態について検討することができた。土器種実圧痕のレプリカ法による研究:長野県茅野市尖石縄文考古の下の原、中ッ原各遺跡出土の縄文時代中期復元済土器100点、岡谷市樋沢遺跡の縄文時代早期押型文土器約5000点、また、長野県原村阿久遺跡の前期土器破片および復元済土器600点の圧痕精査を行い、種実圧痕400点をレプリカ採取して鑑定中である。26年度の大きな成果は、長野県下伊那郡豊丘村伴野原遺跡の180粒のマメを混ぜ込んだ深鉢土器の発見である。この全点の圧痕レプリカ採取を行い、アズキ亜属種子であることがわかっただけではなく、X線透過写真撮影の結果、目視と合わせ約300粒の圧痕を推定することができた。また同様の撮影で、長野県岡谷市梨久保遺跡出土の浅鉢においておよそ3000粒のシソ属果実(エゴマ型)を、同市目切遺跡の深鉢破片(1/8個体)に39粒のアズキ亜属種子が推定された。茅野市棚畑・茅野和田遺跡にも2030以上の種実圧痕を確認しそれら全点のレプリカ採取を行った。1個体に大量の種実が混入する例がこれほど見つかるとは予想外の成果であり、人為的に混ぜたことがわかってきたことは大きな前進である。土器製作・焼成実験:種実を混ぜた粘土で土器を成形・整形して野焼きによる焼成を行い、混ぜ方の違いによる土器の焼け方の違いと、粘土に混ぜる前後での種実サイズの変化を調べた。その結果は、土器焼成前後のサイズは、ダイズ、ヤブツルアズキ、アズキでは体積が増加し、ツルマメ、アオジソ、エゴマでは変化がないことがわかった。また種実を粘土に多量に混ぜて成形・焼成しても何ら支障がないことも確認できた。炭化種実分析;これまでに検出された炭化種実の分析を進めるとともに、その成果をまとめて、国際第四紀学会、ロンドン大学、ヨーク大学、ケンブリッジ大学にて研究発表を行い、国際的に成果を公表することに努めた(那須浩郎研究発表参照)。現在は国際学術雑誌に投稿論文を準備中である。また、東京都多摩市和田・百草遺跡の縄文時代中期炉内埋土のフローテーションを行い、炭化物の分析・報告を行った。マメ類の検出はなかったが、関東地域の分析ができたことは今後の資料収集に道を開く結果となり、次年度は茨城県滝ノ上遺跡の縄文時代中期の土壌分析を進める。土器種実圧痕のレプリカ法による研究:縄文時代

後期茅野市中ッ原遺跡400個体の土器について圧痕精査を行い、種実圧痕1000点をレプリカ採取して鑑定中である。また、縄文時代後期の安曇野市北村遺跡、後・晩期の松本市エリ穴遺跡において、10000点余りの破片について種実圧痕調査とレプリカ採取を進めることができた。いずれもこれまで資料が少なかった縄文時代後半の資料であり、現在顕微鏡観察、分析作業を進めている。中期の土器に比較して後期の土器ではマメ類の検出が大幅に減少していることは確かである。後期が主体となる北村遺跡にはこの傾向が顕著であった。それに対しエリ穴遺跡は晩期後半の土器にキビ、アワ、シソ属果実が検出されている。これから詳細な土器型式と種実の照合を進めることにより、晩期雑穀栽培の時間的推移、様態を明らかにしていく分析データが蓄積できたことは、大きな期待が持てる成果であった。土器製作・焼成実験:今年度は豊丘村伴野原遺跡で発見された多量のマメが検出された大型深鉢土器(高さ52cm)と、岡谷市梨久保遺跡の推定3000粒以上のシソ属果実が入る浅鉢型土器の復元を試みた。粘土に種実を練り込んで成形・焼成して復元できる見通しができたことは大きな収穫であった。主たる目的である栽培化過程解明への出発点は、中部山岳地域の縄文時代遺跡にマメ類がいかほど存在したかという論点を検証するための、炭化マメや土器種実圧痕の検出にある。25・26年度は質・量とも大きな成果を収めたが、27年度もそれを上回る成果となった。これまで縄文時代中期が主であったが、後期から晩期の資料、土器破片10000点余りと多量に扱うことができたため、早期から前期の縄文時代全般について、ほぼ均等の調査ができたことになる。達成度としては全般の状況把握には十分なデータが得られたと考えているので達成度は120%に評価できると考えている。ただし、尖石縄文博物館収蔵資料の進捗率は30%であり、原村埋蔵文化財収蔵庫、塩尻市平出考古博物館、駒ケ根市立博物館などにおよそ数千点の復元済土器を残してしまった。中部・関東地域、とくに長野県内の遺跡は調査すればするだけの成果があるとわかったので、今後も継続的に本研究を進めていく必要があると考えている。炭化種実と種実圧痕レプリカの分析:最終年度には、土器種実圧痕のレプリカ法により採取したレプリカについて、SEM写真撮影、それに基づく同定を進め、過去に採取したレプリカの資料整理を行い、またその成果の国内・国外発表を行った。また、縄文時代から出土した炭化種子と種子圧痕のサイズデータを収集し、その変化をそれぞれ時系列で比較した。その結果ダイズもアズキもおよそ6000年前から4500年前の間に種子のサイズが大型化していることが示された。1500年ほどの時間をかけて種子のサイズが時系列で大きくなっていること、野生種のサイズ範囲を超えた大きさににまで変化していることがら、ドメスティケーションが起きていたと判断した。しかし、なぜこのように大型化が起きるのかは、今後の実験的研究によりさらなる検証を行う予定である。地理的には中部地方を中心とした地域で大型化が起きていた。その一方、4500年前以降の縄文時代後期後半から縄文時代晩期前半の時期には中部地方で大型化のダイズとアズキが見られないことも明らかになった。この時期の資料が少ないため、この原因については今後の検証すべき課題である。この頃には、ダイズは九州で大きなものが見つかっており、アズキについては関東平野で大きなものが見つかっている。これらのことから、ダイズとアズキの大型化は、中部地方における遺跡数の増減とリンクしている可能性が考えられる。種実を混入した土器製作・焼成実験:本年度も多量に種実が混入する土器の製作・焼成実験を行った。
哺乳類の形態形成におけるアポトーシスとその関連遺伝子の役割に関する研究

研究代表者らは、断片化DNAを検出するTUNEL(DNA end labeling)法と細胞死を染色するNile blue染色法を用いて、マウス・ラット胎児におけるアポトーシスの発現時期とその局在を調べ、各種器官の形成過程でアポトーシス(プログラム細胞死)の興味ある部位的局在と時間的推移を見いだした。特に、アポトーシスが、器官形成過程(特に四肢や口蓋形成過程)において重要な役割をなしていることを以下のように明らかにした。1)哺乳類の口蓋形成過程におけるアポトーシスは、口蓋突起の正中縫線上皮細胞のうち、間葉細胞に形質転換(transformation)できなかった細胞を排除するために起こっている可能性を見出した(Mori et al., Anat Embryl., 1994)。2)四肢の形態形成過程におけるアポトーシスには、上皮と間葉細胞の相互作用による指の形成過程において、指の分離のほかに五指の形成される位置や大きさを決定する役割を果たしていることを見い出した(Mori et al, Anat Rec,1995)。以上の結果より四肢や口蓋形成過程におけるプログラム細胞死(アポトーシス)の生物学的意義に関する新しい仮説を提唱した(Mori, Acta Anatomica Nipponica 1995, inpress;塩田、日本産婦人科学会関東連合会報)。また、異常発生過程でのアポトーシスの関わりを検索するために、化学物質(BrdU)により多指症や合指症を誘発した。四肢形成の異常発生過程と正常発生過程で、アポトーシスに関連する遺伝子や形態形成遺伝子(Hoxd-11,Fgf-4)の経時的発現パターンを比較検討した結果、奇形発生部位でそれらの遺伝子が過剰発現していることを見いだした。(Nakamura et al., Teratology, 1996, in press)。さらに、特定遺伝子の選択的な抑制を目的とするアンチセンス法の口蓋器官培養系への応用を試み、その実用性について検討を加えた(Naitoh et al., Acta Anatomica Nipponica 1996, in press)。1.マウス胎児器官の形成過程に見られるアポトーシス(1)二次口蓋マウス胎児の二次口蓋突起の癒合部に観察される細胞死がアポトーシスであるか否かを、DNAの断片化を細胞化学的に染色するTdT-mediated dUTP-biotin nick end labeling(TUNEL)法を用いて調べた。ICR系マウス胎児では、左右の口蓋が接近してくる時や、上皮が互いに接する段階(胎齢1213日)には、口蓋突起先端の上皮と間葉のいずれにも、TUNEL陽性反応は認められなかった。癒合が進み、正中線上の上皮縫線が断裂してepithelialislandの状態になると、その部位の細胞に初めてTUNEL陽性反応が認められた(胎齢14日)。TUNEL陽性細胞のほとんどは、ケラチンも共発現しており、癒合部に残存した上皮縫線の細胞が消失するためにアポトーシスが必要であると考えられた。(2)指の形成指が分化しつつある胎齢13日のICRマウス胎児の四肢原基を調べたところ、指間部間葉細胞に、TUNEL陽性反応が検出された。また、13日胎児四肢の指間部組織について電気泳動を行ない、DNA断片化の生化学的指標であるDNA ladderを検出した。増殖細胞をラベルするBrdU/anti-

BrdU免疫染色では、12日までは指間部の間葉細胞が活発に増殖しているが、13日には指間部細胞の増殖がほとんど停止していた。以上から、哺乳類胎児においては、指間部でアポトーシスの起ることが指の分化にとって必要であることが明かになった。2.アポトーシスの異常による発生異常妊娠13日の妊娠ICRマウスにBrdUを投与すると、胎児に合指症などの指奇形が誘発された。投与後、四肢原基におけるアポトーシスを経時的に観察したところ、指間部および関節原基のアポトーシスが減少または消失しており、指間部のプログラム細胞死が正常な指の形成にとって必要であることが明かになった。研究代表者らは、断片化DNAを検出するTUNEL(DNA end labeling)法と細胞死を染色するNile blue染色法を用いて、マウス・ラット胎児におけるアポトーシスの発現時期とその局在を調べ、各種器官の形成過程でアポトーシス(プログラム細胞死)の興味ある部位的局在と時間的推移を見いだした。特に、アポトーシスが、器官形成過程(特に四肢や口蓋形成過程)において重要な役割をなしていることを以下のように明らかにした。1)哺乳類の口蓋形成過程におけるアポトーシスは、口蓋突起の正中縫線上皮細胞のうち、間葉細胞に形質転換(transformation)できなかった細胞を排除するために起こっている可能性を見出した(Mori et al., Anat Embryol., 1994)。2)四肢の形態形成過程におけるアポトーシスには、上皮と間葉細胞の相互作用による指の形成過程において、指の分離のほかに五指の形成される位置や大きさを決定する役割を果たしていることを見い出した(Mori et al, Anat Rec, 1995)。以上の結果より四肢や口蓋形成過程におけるプログラム細胞死(アポトーシス)の生物学的意義に関する新しい仮説を提唱した(Mori, Acta Anatomica Nipponica 1995, inpress;塩田、日本産婦人科学会関東連合会報)。また、異常発生過程でのアポトーシスの関わりを検索するために、化学物質(BrdU)により多脂症や合指症を誘発した。四肢形成の異常発生過程と正常発生過程で、アポトーシスに関連する遺伝子や形態形成遺伝子(Hoxd-11,Fgi-4)の経時的発現パターンを比較検討した結果、奇形発生部位でそれらの遺伝子が過剰発現していることを見いだした。(Nakamura et al., Teratology, 1996, in press)。さらに、特定遺伝子の選択的な抑制を目的とするアンチセンス法の口蓋器官培養系への応用を試み、その実用性について検討を加えた(Naitoh et al., Acta Anatomica Nipponica 1996, in press)。
前立腺の増殖と分化の制御機構-アンドロゲンと増殖因子間の相互作用

前立腺の増殖および分化におけるエストロゲンの直接的な作用は未だ明かでない。本研究では、アンドロゲンとともにエストロゲンの前立腺増殖の制御機構における役割を検討した。エストロゲンによる前立腺の扁平上皮化成はよく知られた現象であるが、その機構は明らかにされていない。マウス前立腺の器官培養系において、エストロゲンとTGFaが誘導する扁平上皮化成組織のサイトケラチンの発現の経時的変化を検討した。【対象と方法】前立腺の後側葉を微小解剖し,無血清培養液上に浮かべたフィルター上にて2-6日間器官培養した.培養条件としてはテストステロンの非存在下にEstradiol(E2,10-9M)あるいはTGF-α(20ng/ml)を添加し,サイトケラチン10と14およびエストロゲン受容体(ERa)の発現を免疫組織学的検討を行った。【結果】EstradiolおよびTGF-αとも前立腺線管の基底細胞の増殖を伴う高度な扁平上皮化成高度を示した。サイトケラチンの分布において、培養後2日で基底細胞の増殖とサイトケラチン14の強い発現を認め、4日から6日後にはサイトケラチン10とERαの発現を認めた。【考察】本研究により、E2とTGF-αは通常の前立腺上皮では認められないサイトケラチン10とERaの発現を誘導することが明かとなった。TGF-αはエストロゲンによる前立腺の扁平上皮化成の過程における介在因子としての役割を持つことが示唆された。前立腺の異常増殖疾患である肥大症および癌の発生機構においてエストロゲンが何らかの役割を持つことが示唆されている.本研究ではエストロゲンは直接前立腺上皮の基底細胞を増殖させ,この増殖動態はTGF-αの作用と同じであった.エストラダイオールおよびTGF-aの前立腺細胞の分化増殖およぼす影響に関してさらに検討が必要と考えられた。前立腺の異常増殖疾患である肥大症および癌の発生機構においてエストロゲンが何らかの役割を持つことが示唆されている.

本研究ではエストロゲンは直接前立腺上皮の基底細胞を増殖させ,この増殖動態はTGF-αの作用と同じであった.エストラダイオールおよびTGF-aの前立腺細胞の分化増殖およぼす影響に関してさらに検討が必要と考えられた。成長後の前立腺腺管を無血清器官培養し,前立腺形態維持における増殖因子の役割を検討した.成獣マウス前立腺の後側葉を微小解剖し得られた前立腺腺管を無血清培養液上に浮かべたフィルター上にて6日間器官培養した.培養条件としてはテストステロン(10-7M)の有無および,TGF-α,EGF,aFGF,bFGFを添加し検討した.培養後の前立腺腺管の画像をコンピュータに取り込み腺管構造を形態測定した.標本はホルマリン固定し,組織学的検討をするとともにBrdUのラベリングにて増殖能を検討した.テストステロンの存在下ではほぼ正常の腺管構造と上皮細胞形態を認めたが,テストステロンの非存在下では培養腺管は約30%が退縮し,残存した上皮細胞は分泌活性を認めなかった.テストステロンの非存在下において各種増殖因子を添加した結果,TGF-αとEGFは腺管の退縮に影響を与えなかったが,上皮の増殖および偏平上皮化成を誘導した.一方,bFGFは腺管の退縮を防止するとともに上皮形態を維持させた.以上より,bFGFは成長後の前立腺形態維持においてアンドロゲン作用に代わりうる重要な役割を持つことが示唆された.BrdUのラベリングによる細胞増殖能の検討では、TGF-αとEGFは基底細胞を中心に増殖そ認めた。以上より本システムは、正常前立腺の増殖および形態維持におけるアンドロゲンおよび各種増殖因子の直接作用を検討に有用と考えられた。とくに、TGF-αにより誘導された前立腺上皮の偏平上皮化成の発生機構は、来年度の研究課題としてさらに検討が必要と思われた。前立腺の増殖および分化におけるエストロゲンの直接的な作用は未だ明かでない。本年度では、アンドロゲンとともにエストロゲンの前立腺増殖の制御機構における役割を検討した。成長後(生後60日)のマウスの前立腺腹葉および後側葉を微小解剖し、無血清培養液上に浮かべたフィルター上にて器官培養を6日間行なった。テストテロン(10-7M)の存在あるいは非存在下に、エストラダイオール10-8Mを培養液に加え組織学的に検討するとともに,培養組織をBrdUにてラベリングし,エストラダイオールの前立腺上皮に対する直接作用の増殖動態を検討した。前立腺上皮の増殖因子であるtransforming growthfactor(TGF)-α(10ng/ml)をテストステロン(10-7M)の非存在下に培養液に加え,エストロゲンの作用と比較検討した。エストラダイオールは前立腺上皮細胞の増殖を促進させ偏平上皮化成様の形態を誘導した.この前立腺増殖作用は、BrdUのラベリングによる検討から主に基底細胞が標的と考えられ、培養後約2日目より形態学的な増殖反応が見られた。一方、TGF-αもエストラダイオールとほぼ同じ増殖作用を持ち、前立腺の偏平上皮化成を誘導した。前立腺の異常増殖疾患である肥大症および癌の発生機構においてエストロゲンが何らかの役割を持つことが示唆されている.本研究ではエストロゲンは直接前立腺上皮の基底細胞を増殖させ,この増殖動態はTGF-αの作用と同じであった.エストラダイオールおよびTGF-αの前立腺細胞の分化増殖がおよぼす影響に関してさらに検討が必要と考えられた。
筋細胞における筋および細胞骨格蛋白質の発生分化と構造形成

1.筋原線維形成と細胞骨格:培養心筋および骨格筋細胞を蛍光抗体法で観察した。(1)ビンキュリン班とα-アクチン班およびフォーカルコンタクトが形成されると、筋原線維はその間を直線的に走向するように形成されたので,フォーカルコンタクト部ヘの接着斑蛋白質の集積が筋原線維の方向を規定することが考えられた。(2)筋巨大蛋白質(コネクチンとネブリン)は筋原線維形成の初期講造(I-Z-I)形成には関与しないこと、コネクチンはミオシンをZ線に結ぶように働くこと、さらにネブリンは筋原線維形成のための骨組みをつくらないことを明らかにした。2.筋原線維形成の動態:ビオチン標謝したアクチンを培養心筋細胞に微量注入し、コロイド金を用いて免疫電顕観察を行い、アクチンは筋原線維のA帯の周辺と筋原線維の末端延長線上に集積するのを観察した。前者は筋原線維の直径、後者は長さの増加に関与することが考えられた。3.トロポニンCの遺伝子発現:遺伝子発現は通常、転写レベルでの調節を受けているが、親の骨格筋における心筋(胚子)型トロポニンCの遺伝子発現を蛍光抗体、ノーザンブロット、S1 nuclease protection assay法により調べると、それは転写後の調節を受けていることが明らかになった。4.筋原線維形成と細胞小器管:(1)培養骨格筋細胞および成体の伸展筋を凍結割断ディープエッチ法および高圧電顕法で観察し、横細管は筋細胞膜の数珠状に落ち込みにより形成されること、また筋小胞体は筋原線維および横細管系の周期的配列に先行して形成されるのを観察した。(2)胚心筋を急速凍結置換法により処理することにより、細胞間接着装置の微細構造を、従来の化学固定法によるよりも明瞭に観察することができた。ニワトリ胚の心筋および骨格筋の培養細胞を用い,筋原線維形成過程における筋巨大蛋白質(コネクチンとネブリン)の発生を蛍光顕微鏡で観察した。筋原線維形成前の段階では,初めにIーZーIを構成する蛋白質(αーアクチニン,アクチン,トロポニンI)が出現し,次にネブリン,最後にコネクチンとミオシンが現れた。次にIーZーI蛋白質に対する抗体で染まる横紋をもたない線維(NSFs)が出現した。NSFsは次第に抗ネブリンで染まるようになり,その後,抗コネクチンおよび抗ミオシンとも反応するようになった。これらのことから,ネブリンとコネクチンは初期のIーZーIの形成には必要ないと考えられた。ネブリンの周期的な配列(シングレット)は時間的・位置的にαーアクチニン(Z線)と全く一致して現れ,コネクチンの周期性の出現(ダブレット)はミオシン(A帯)と同調していた。一方,アクチンの周期的配列の出現はこれらより明らかに遅れた。これらのことから,ネブリンはIーZーIに組込まれた後にαーアクチニンと密接に関係して発生することが考えられ,またコネクチンはミオシンと共に発生し,ミオシンとZ線との結合に何らかの役割を果しているのではないかと考えられた。ネブリンの縞は初めZ線と一致した1本線(シングレット)に見えたが,発生が進むにつれて次第に太くなり,アクチンの周期性が現れた後にZ線の両側に並ぶ2本線(ダブレット)となった。このように,ネブリンの発生は他の筋蛋白質よりも遅いので,ネブリンは筋原線維の骨組みを作らないと考えられた。