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立法及び裁判手続における立法事実の活用に関する研究

前年度に共有された問題意識を基礎として各人がそれぞれの分担領域において研究を進めるとともに、理論的・実務的な側面から「立法事実」に焦点を当てる全体会合が計2回開催された。まず、各人の研究について概観する。岸野(アメリカ担当)は、合衆国最高裁におけるアミカスキュリの実態及び分析に関する文献の書評を公表し、その執筆と並行して行った要点整理を踏まえてアメリカの大学にて関連する資料の収集を行った。御幸(イギリス担当)は、英米法に共通する個別法律についての論文を執筆して個別具体的事象を立法事実として制定される個別法律についての理解を深めるとともに、当事者主義を原則とする裁判所における特殊な立法事実の顕出方法であるthird party interventionを主に調査するためにイギリス国会図書館にて資料の収集を行った。山田(ドイツ担当)は、本研究のテーマの根本にある法律・立法の機能について研究を深め、ドイツにおける法律の留保概念についての論稿を2本公表したほか、グローバル化時代における国内議会の機能などを論じた論稿を3本仕上げ、さらに日本の立法過程の概説を入門書に執筆した。奥村(フランス担当)は、フランスの立法事実及びそれに関連する事項について文献調査を行った。次に、全体会合について概観する。9月開催の全体会合では、土井(総括・日本担当)により「憲法改正規定の改正についてー清宮四郎教授の所説を中心に」と題する報告がなされ、近時の立法府においても議論の対象とされる事項について理論的な側面から分析がなされた。2月開催の全体会合では、人事院職員福祉局長の合田秀樹氏を招いて「人事院における政策決定過程」と題する報告がなされ、法案提出前の段階も含めた立法過程における顕出資料及び顕出手続について実務的な側面から検討がなされた。「研究実績の概要」で述べたとおり、現時点で各人が分担領域において着実な成果を上げており、かつ、全体会合における意見交換・知識共有を通じて研究が深められている。分担領域ごとに詳細に述べると、まず、岸野(アメリカ担当)は、2018年度に現地で収集した資料と2017年度に国内で収集した資料によって立法事実の収集にかかわるアミカスの功罪に関する素材を揃えた。ただし、特に2018年度に収集した資料の整理分析が未だ不十分であり、現在、読解を進めている。次に、御幸(イギリス担当)は、2018年度における現地での資料収集を経て、議会及び裁判所における立法事実の顕出手続について資料を収集した。もっとも、具体的な制度についての情報は得られつつも、その背後にある法理論の抽出・整理・分析は今後の課題である。次に、山田(ドイツ担当)は、2018年度に基礎となる点について研究を進めて一定の成果を得た。ただし、立法事実の収集・評価のありようという直接的なテーマについては、2017年度に行った外国調査の成果を踏まえて方向性が確定したという段階にあり、最終年度に向けて研究のスピードをあげていくことを予定している。次に、奥村(フランス担当)は、2017年度に実施した憲法院及び国民議会へのインタビュー調査により、フランスにおける立法事実に関して概括的に理解できていたため、今年度はその理解を前提とした文献調査を行った。以上のような現状を踏まえて、最終年度への決意も込めて「おおむね順調に進展している」という自己評価を与える次第である。最終年度である2019年度については、土井による総括のもとで研究を完成させ、業績を発表する予定である。まず、本科研の全体会合・研究会については、年度内に計2回開催する予定である。まず、79月の間に開催される全体会合では、年度当初に立法事実に関する論文を公表予定の御幸が研究成果を報告するとともに、年度末の報告会について意見交換がなされる予定である。このような意見交換を踏まえて、23月の間に研究の締めくくりとしての報告会を開催する予定である。なお、各人の研究の推進方策は以下のとおりである。まず、岸野(アメリカ担当)は、これまで国内外で収集した資料の整理、分析を1つにまとめ、2019年度後半に予定されている報告会にて発表し、かつ論文として公表することを目指す。次に、御幸(イギリス担当)は、裁判所における立法事実の顕出についてthird party interventionに焦点を当てる論文を執筆した後、議会における立法事実の顕出について論文を執筆する。山田(ドイツ担当)は、ドイツにおける、立法事実の収集、評価のありようとその評価について、2017年度の現地調査を踏まえて研究を深化させる。ただし、研究対象が拡散しないように、当事者対立構造を採用しないドイツの憲法裁判における、立法事実の収集をアメリカとの比較の観点から論じることに力点を置く。また、年度後半よりドイツに滞在するので、現地における補充調査も適宜行い、検討にアクチュアリティと深みを加える予定である。奥村(フランス担当)は、これまでに行った研究をもとに、「影響評価」及び「立法事実の変化」についてそれぞれ論文を執筆する。当初の計画では、初期に全体会合を行い、基礎知識・問題意識の共有が予定されていた。これに従い、8月の全体会合で、奥村がフランスにおける議論状況に関する報告を行うとともに、立法府、裁判所のいずれの場面における立法事実論から着手すべきかなどについて議論し、基本的な視座を共有した。これを踏まえて、奥村・山田の2名は、9月にドイツ・フランスを歴訪した。まず、ドイツでは、資料収集、現地研究者との意見交換を実施した。フランスでは、資料収集のほか、憲法院、国民議会を訪ね、現役判事や上級の事務職員から、聞き取り調査も行った。

両名はこれを踏まえて、研究の方向性を一層具体化し、奥村は、「影響評価制度」と「立法事実の変化を理由とする違憲判決」というテーマについて研究を進めており、山田は、民主政論との関係から、憲法裁判における立法事実検出のあり様にアプローチしている。他方、米英については、それぞれ御幸、岸野が日本国内における資料の収集と、研究の方向性の確定に努めた。この成果として、岸野は、最高裁に提出されるアミカスの最近の特徴(アミカスの執筆者及び調整者としてのエリート法律家の存在とその功罪)を描出した論稿について紹介した。御幸は、イギリスの上院憲法委員会やアミカスの調査を行い、両者についての沿革等の調査を完了させた。土井は、以上の研究全体を統括するとともに、日本における、近時の「立法事実の変遷論」をめぐる、判例・学説の整理を行った。なお、日本については、御幸、山田も、教材という形ながら、従来の研究成果を公表している。最後に、今年度の研究を締めくくるに当たって、参議院法制局の川﨑政司氏を招き、「『立法事実』の拡散とその意義・射程・限界」という題目で、外部公開の研究会を実施し、実務的観点を取り込むとともに、改めて、関係者間の意思疎通、情報共有を図った。研究実績の概要でも述べたように、全体としては、土井の統括のもと、研究課題、基本的視座を確実に共有しつつ、各研究者がそれぞれ、具体的な研究対象を確定し、その究明、さらには公表を見据えて着実に研究を進めている。繰り返しを厭わず、もう少し具体的に進捗状況を述べると、まず、29年度、外国における調査を実施した、奥村・山田については、予定していた基礎的文献調査及びインタビュー調査の実施により、フランス・ドイツにおける立法事実の活用に関して概括的に把握でき、本格的な検討の段階に進んでいる。その成果は、来年度中には、論稿として形になる予定である。また、現地調査を実施しなかった、米・英についても、米国についていえば、現地での最新研究の紹介・検討を書評として形にし、イギリスについては、基礎的な調査を完了するなど、成果をあげている。このような順調な研究の進展によって、30年度の現地調査における要点・勘所は明確なものとなっており、調査は有意義なものとなることが予想される。我が国についての研究に関しても、土井を中心に着実に進展しており、これも前述した通り、学生用教材という形ではあるが、成果もあげられている。以上のように、着実な進展を見せているところである。しかし、惜しむらくは、29年度にあって、本格的な学術的業績をあげるにはいたっておらず、30年度以降にこれをあげられるよう、決意を示すとともに、自戒の念も込めて、「概ね順調である」という自己評価を与える次第である。前年度に共有された問題意識を基礎として各人がそれぞれの分担領域において研究を進めるとともに、理論的・実務的な側面から「立法事実」に焦点を当てる全体会合が計2回開催された。まず、各人の研究について概観する。岸野(アメリカ担当)は、合衆国最高裁におけるアミカスキュリの実態及び分析に関する文献の書評を公表し、その執筆と並行して行った要点整理を踏まえてアメリカの大学にて関連する資料の収集を行った。
シロイヌナズナ胚における子葉形成機構の解析～調節遺伝子と細胞と器官形態との関係

本年度は透明化法で取得した胚スタック画像を用い、3Dセグメンテーションによる定量解析を行うとともに、CUC遺伝子の下流で働くことが予想された遺伝子の一つについて遺伝学的解析を行い、CUC遺伝子が器官形成を調節する仕組みの一端を明らかにした。1. ClearSee透明化法で取得した野生型およびcuc2 cuc3二重変異体の胚について、ImageJ MorpholibJ plug-inを用いて3Dセグメンテーションを行い、胚を構成する個々の細胞の形態情報を抽出した。その結果、野生型胚の頂端部では子葉原基とその間の部分で細胞体積が顕著に異なること、およびcuc2 cuc3ではその差が不明瞭になることが明らかになった。前年度までに得られた結果である、CUC遺伝子が胚頂端部の側方への広がりを促進すること、およびオーキシン応答の分布に影響することと合わせると、CUC遺伝子はオーキシンの分布の制御を介して胚頂端部の細胞成長に影響し、それによって子葉の分離を促進することが示唆される。2.CUC遺伝子により発現が直接制御される遺伝子の候補として、ペプチドホルモンをコードする遺伝子が同定された。レポーター遺伝子を用いた解析により、この遺伝子の胚頂端部における発現が、CUC1・CUC2・CUC3に依存することがわかった。また機能喪失変異体では子葉原基先端部のオーキシン応答が減少するとともに、原基の成長が遅延することもわかった。以上からCUC遺伝子は胚頂端部におけるペプチドホルモンの合成を促すことで、子葉原基の成長を促進する機能をもつことが示唆された。シロイヌナズナ胚の個々の細胞について、その立体的な形状と配置を把握するために、胚の透明化と染色法について検討を行った。その結果、従来のmPS-PI法では染色が弱く、サンプルごとの染色具合もきわめてばらつきが大きいため、効率的な画像取得には不向きであることが分かった。一方、栗原らによって報告されたClearSee法による透明化と細胞壁の染色剤であるカルコフロールによる染色を組み合わせた手法(Kurihara et al., 2015)を試みたところ、初期球状胚から中期心臓胚まで、試料の深部まできわめて明瞭な蛍光画像を得ることに成功した。またこの方法で調製したサンプルではGFPの蛍光も良好に観察できることも分かった。この手法を用いて各ステージの多数の胚についてスタック画像を取得し、立体構築を行った。野生型胚では子葉形成に伴って、胚頂端部が横方向に大きく拡大し、それまで放射相称型だった胚の形状が二放射相称へと変換することが分かった。一方、子葉境界部の調節因子であるCUC2およびCUC3遺伝子の二重ノックアウト変異体では、胚頂端部の横方向への拡大は抑えられ、逆に前後方向への拡大が促進されており、結果として子葉形成が進んでも放射相称に近い形状を示していた。また、子葉原基のマーカーであるオーキシン応答性リポーターDR5-GFPおよび子葉境界部のマーカーであるCUC1-GFPの発現について調べたところ、二重変異体ではいずれのマーカーの発現も著しく乱れていることが明らかになった。以上の結果から、CUC2とCUC3は胚頂端部の左右方向への拡大を促進し、前後方向への成長を抑制すること、および胚の二放射相称性の確立に必要であることが示唆された。また、これらの遺伝子は正常なオーキシンの蓄積部位の形成や、CUC1遺伝子の正常な発現パターンにも必須であることが明らかになった。胚の立体形状の取得にきわめて有効な透明化手法を見いだした。またこの方法を用いて、子葉境界部の調節因子であるCUC2およびCUC3について、これまで知られていなかった新しい機能を見いだすことに成功した。本年度は各種マーカー遺伝子の整備と変異体・形質転換体への導入を進めた。これまでのマイクロアレイによる解析から、CUC1遺伝子によって植物ホルモンであるオーキシンの生合成に関わる遺伝子が正に制御されることが示唆された。そこでこれらの生合成遺伝子のうち、とくにCUC遺伝子の発現領域である子葉原基境界部に発現することが報告されている3つの遺伝子についてレポーターを入手し、cuc2 cuc3突然変異体への掛け合わせによる導入を行い、ホモ接合体を得た。さらにこれらのレポーターについては、CUC遺伝子の下流で働く別の制御因子であるKNOX遺伝子との相互関係を調べるため、KNOXの変異体への導入も合わせて進めている。CUC遺伝子とオーキシンの関係を更に詳しく調べるため、オーキシンの極性輸送に関わる遺伝子であるPIN1についてもcuc2 cuc3への導入を行い、ホモ接合体を得た。現在、その胚における発現パターンを解析中である。また、PIN1の局在を調節するMABについての蛍光リポーターを作製中である。これらのオーキシン関連因子について、さらに詳しい解析を進めるため、生合成遺伝子と極性輸送因子のレポーターについて、機能誘導型CUC1過剰発現体(CUC1-GR)への導入も合わせて進めている。さらに表層微小管との関係を明らかにするため、可視化マーカーであるGFP-TUB6を導入したcuc2 cuc3二重変異体の作製を行った。合わせて微小管に関連した変異体とcuc変異体との掛け合わせも進めている。胚の立体形状の定量的解析に遅れが生じている。また、CUCの過剰発現体についても形態の解析に遅れが生じている。

本年度は透明化法で取得した胚スタック画像を用い、3Dセグメンテーションによる定量解析を行うとともに、CUC遺伝子の下流で働くことが予想された遺伝子の一つについて遺伝学的解析を行い、CUC遺伝子が器官形成を調節する仕組みの一端を明らかにした。1. ClearSee透明化法で取得した野生型およびcuc2 cuc3二重変異体の胚について、ImageJ MorpholibJ plug-inを用いて3Dセグメンテーションを行い、胚を構成する個々の細胞の形態情報を抽出した。その結果、野生型胚の頂端部では子葉原基とその間の部分で細胞体積が顕著に異なること、およびcuc2 cuc3ではその差が不明瞭になることが明らかになった。前年度までに得られた結果である、CUC遺伝子が胚頂端部の側方への広がりを促進すること、およびオーキシン応答の分布に影響することと合わせると、CUC遺伝子はオーキシンの分布の制御を介して胚頂端部の細胞成長に影響し、それによって子葉の分離を促進することが示唆される。2.CUC遺伝子により発現が直接制御される遺伝子の候補として、ペプチドホルモンをコードする遺伝子が同定された。レポーター遺伝子を用いた解析により、この遺伝子の胚頂端部における発現が、CUC1・CUC2・CUC3に依存することがわかった。また機能喪失変異体では子葉原基先端部のオーキシン応答が減少するとともに、原基の成長が遅延することもわかった。以上からCUC遺伝子は胚頂端部におけるペプチドホルモンの合成を促すことで、子葉原基の成長を促進する機能をもつことが示唆された。28年度に確立した胚の透明化・細胞壁染色手法により、CUC遺伝子の過剰発現体、異所的発現体についても同様の形態解析を行うことでCUC遺伝子の胚における機能を明らかにする。またオーキシンの生合成遺伝子の発現や、オーキシン極性輸送関連因子、表層微小管のマーカーを用いて、胚頂端部の形態形成に関わる因子の変化の特徴を明らかにするとともに、これらの因子に対するCUC遺伝子の影響を明らかにしていく。透明化胚のデータからセグメンテーションによる定量化解析について、プロトコールを確立する。遺伝子組換え植物の漏出事故により、組換え植物を用いた実験を平成28年度5月9月の期間中、行うことができなかった。そのため、組換え遺伝子を含む突然変異体やマーカー系統の観察、および掛け合わせ実験を進めることができなかった。年度の途中に所属機関の異動が二回あり、都度研究環境の立ち上げに時間がかかり、研究計画に遅れが生じた。次年度においては、画像取得および解析に関わる消耗品に使用する予定である。各種のマーカー遺伝子のcuc2 cuc3二重変異体およびCUC2過剰発現体への導入を進める。
山菜の放射能汚染の季節変化と採取時の汚染リスク判定法

フキとコシアブラの放射性セシウム濃度の季節変化を調べた。放射性セシウムの環境中の沈着量と山菜の可食部の濃度との関係をべき乗式で近似した。この関係を利用して、山菜の放射性セシウム濃度を予測するモデルを作成し、フキやコシアブラなど13種の山菜についてパラメータの値を求め、他の280種の山菜で検証を進めた。これらの結果にもとづき、季節変化を考慮した、山菜採取時の汚染リスクの判定法を示した。放射能汚染した山菜を採取するリスクを減らす手法の開発を目的に、フキとコシアブラについてそれぞれ2つの試験地(フキ:茨城県常陸大宮市私有地、茨城県つくば市私有地、コシアブラ:福島県双葉郡川内村磐城森林管理署管内国有林、福島県南会津郡只見町会津森林管理署南会津支署管内国有林)を設定し、放射性物質濃度の季節変化を調べた。コシアブラの試験地では秋に一部の調査木を伐倒し、地上部除去処理区を設定した。フキの現存量は春から初夏にかけてが最大で、盛夏から秋に最小、秋から冬にかけて少し大きくなった。フキのセシウム137濃度は、一つの試験地では春、現存量の増加とともに上昇し、盛夏に向けて現存量の減少とともに低下した。もう一つの試験地では、現存量の増減にかかわらずほぼ一定値をとった。こうしたフキのセシウム濃度の季節変化は、他の植物でこれまでに報告されている季節変化とは大きく異なるもので、放射性セシウムの吸収や放出についてのフキの特徴が現れていると考えられた。コシアブラでは葉の濃度の季節変化を調べ、秋の落葉期に破壊調査を行って個体全体の放射性セシウムの分布を調べた。また、安定同位体のセシウム133の分布を調べた。この他、日本特用林産振興会が実施した山菜への放射能移行調査と連携して郡山市でゼンマイの検体を採取した。また、次年度以降に予定している放射能濃度の予測モデルのパラメータの作成のため、福島県双葉郡大熊町の帰還困難区域での検体採取の準備を進めた。これらの成果は学会やシンポジウムで公表するとともに、国や福島県の山菜の放射能汚染関連の事業の成果評価や新規事業の試験設計において活用した。計画したフキとコシアブラの試験地設定、定期的検体採取を行えたこと、次年度以降に予定している調査の準備も順調であること、そのうちのゼンマイについては前倒しでデータが得られ、他団体の調査と連携することにより、計画以上の量・質のデータが得られていること、一方、採取した検体の分析が年度内に完了しなかったことから、全体としておおむね順調と判断した。放射能汚染した山菜を採取するリスクを減らす手法の開発を目的に、放射性セシウムが移行しにくいフキと移行し易いコシアブラについて、固定試験地で放射性物質濃度の季節変化を調べた。セシウム137濃度は、フキでは上木のある試験地では春より夏の方が高く、上木のない試験地では明確な季節変化を示さなかった。コシアブラでは春が最も高く、夏に向けて漸減した。植物体の放射性セシウム濃度は種や、同じ種でも環境条件によって異なるので、汚染された山菜を採取するリスクを減らすには、特定の種を避けたり、生育地の放射能汚染の程度を意識することが重要である。種名や環境の放射能汚染の程度をパラメータにもつ、山菜の放射能濃度の予測モデルを試作した。また、モデルの検証のため、多種の山菜の検体収集を開始した。これらの成果は学会で公表するとともに、山菜の放射能汚染対策に取り組む国や県、市町村、団体と協力して、関連事業の成果評価や新規事業の試験設計に活用した。目標に沿って、山菜の放射能汚染の季節変化を解明し、地上部除去処理も施して検体採取を続けた。コシアブラの地上部除去処理木の一部でノウサギ害が発生し、2割の個体が枯死した。新たな被害への対策は施したものの、今後の被害状況によっては処理影響の評価は難しくなるかも知れない。山菜の放射能汚染度を予測するモデルの作成は順調で、関連団体と連携してモデルの検証に利用できるデータを増やすことができた。成果の学会公表や、委員活動などを通した国や県の事業への普及に努めたことから、進捗状況はおおむね順調と判断した。放射性セシウムの環境中の沈着量と山菜の可食部の濃度との間にはべき乗式で近似される関係があった。この関係を利用して、山菜の放射性セシウム濃度を予測するモデルを作成し、フキやコシアブラなど13種の山菜についてパラメータの値を求めた。他の280種の山菜で検証を進めた。19種の山菜について濃度の経年変化の傾向を明らかにした。これらの結果にもとづき、季節変化、経年変化を考慮した、山菜採取による汚染リスクの判定法を示した。1春、秋など特定季節に採取する多くの山菜では、空間線量率や沈着量を環境中の放射性セシウム量の目安とし、上記モデルを利用して汚染のリスクを判定できる。2フキのように物質代謝が速く、夏も採取する山菜では、夏の濃度上昇のリスクに注意を払う必要がある。3経年的に濃度が下がる種が多いが、上がる種(コシアブラ、ヤマドリゼンマイ、ハナイカダ)、傾向が場所や年によってまちまちな種もあり、こうした違いには、種特性や生育地の環境条件の影響が及んでいると考えられた。

これらの成果は学会で公表するとともに、山菜に関する国や県、団体と協力して、関連事業の成果評価や新規試験の設計に活用した。フキとコシアブラの放射性セシウム濃度の季節変化を調べた。放射性セシウムの環境中の沈着量と山菜の可食部の濃度との関係をべき乗式で近似した。この関係を利用して、山菜の放射性セシウム濃度を予測するモデルを作成し、フキやコシアブラなど13種の山菜についてパラメータの値を求め、他の280種の山菜で検証を進めた。これらの結果にもとづき、季節変化を考慮した、山菜採取時の汚染リスクの判定法を示した。フキの調査区にも地上部除去処理区を設けて調査を継続し、汚染度予測の時空間モデルを作成・検証する。結果をふまえて、季節変化を考慮した山菜採取による汚染リスク判定法を提案する。成果を公表し、活用する。山菜の放射能濃度の予測モデルの検証のため、多種の山菜の検体収集を続ける。放射能濃度の経年変化に明瞭な種特性があることから、その予測モデルへの反映を図る。山菜の出荷制限の解除を目指す山菜の生産者や関係の国、県、市町村と連係することにより、本研究課題で得られた科学的データの活用に努める。森林生態学予定価格と落札価格が異なることなどにより発生した差額である。予定価格と落札価格が異なるなどにより発生した差額である。物品費の一部として使用する。
雪処理事故を低減する克雪建築の設計支援のための建物周辺の不均一積雪分布モデリング

本年度は、昨年度に引き続き、風による偏分布のCFDモデリング手法の検討として、屋根雪モデリングに適用可能なモデリング方法を整備する作業を行った。従来の解析方法では、定常解析を行っており、雪面変化が流れ場に及ぼす影響については、考慮していなかった。しかしながら、実際の屋根雪分布においては、非定常な積雪分布形状の違いが最終的な積雪分布形状に及ぼす影響は小さくないと考えられるため、本年度は、この点を考慮できる解析手法の検討を行った。本手法を既存の二段屋根を対象とした観測結果をターゲットにして、その予測精度を検証する解析を段階的に進めた。その結果、特に積雪初期段階で屋根端部で形成される積雪分布を考慮する重要性を示した。また昨冬に実施した屋根モデルの雪荷重観測結果に熱収支解析に基づく雪荷重予測モデルを適用し、精度の検証を行った。その結果、地上積雪重量で検証したモデルをそのまま屋根雪重量に適用した場合、融雪量が過小評価されることが確認され、屋根雪の側面からの融雪進行を適切にモデル化することの重要性が明らかになった。またモデル検証用データ収集を目的として、屋根モデルを対象とした建物周りの積雪深及び屋根雪密度等の分布のフィールド実測調査を行った。昨冬に引き続き長岡市の防災科学技術研究所・雪氷防災研究センターの路上において実測調査を実施したが、昨冬の経験を活かし、観測用の屋根モデルを新たに作成し、実際の住宅に近い形状・スケールで積雪重量の観測結果を得ることができた。今後結果を分析し、モデルの改良や精度検証に役立る予定である。概ね予定通りの進捗状況であると考えている。まず風による偏分布のCFDモデリング手法の検討については、昨年度に開発した、従来の解析では考慮していなかった雪面変化が流れ場に及ぼす影響を形状データへの出力と再メッシュ作成のプロセスを経ることによって考慮できる解析手法の精度を検証し、その有効性を確認した(審査付き論文として採択)。またモデル検証用データ収集のためのフィールド実測調査を継続して行い、基本的なデータを採取することができた。特に今冬は、屋根モデルを新たに作成し、多様な観測データを得ることに成功した。このような成果は、モデル化の方法やモデルに現れる各種のパラメータを最適化する際に活用できるものと期待される。基本的には、当初計画の方法で研究を推進する予定である。これまでの積雪分布モデリングの研究成果の、より複雑な建物形状への適用性を確認し、必要な修正を加える。またこれまでの基礎的な形状の建物を対象とした成果を基に、複雑な建物形状に適用できる形で、パラメトリックスタディによる感度解析を行い、モデリング精度を高める。またモデリング精度を検討するためには、観測結果との比較・検証が不可欠である。これまでに得た信頼性の高い実験及び屋外観測を用いて、精度の検証を進めていきたい。本年度は、まず風による偏分布のCFDモデリング手法の検討として、国内外の研究動向を詳細に分析し、屋根雪モデリングに適用可能なモデリング方法を整備した。また実用的な観点から、定常計算手法(RANS)による異なる設定風速での解析結果を地域の風速発生頻度特性に応じて重みづけ平均する方法を提案し、その有効性を検討した。さらにCFDモデリング手法の評価のための風洞実験を、防災科学技術研究所・雪氷防災研究センター新庄雪氷環境実験所の低温風洞実験室を利用して実施した。モデリング精度の検証のためには、実現象との対応を見極めながら重要となるパラメータを選定やモデル係数のチューニング等を行う必要があるためである。その結果、屋根勾配にかかわらず棟の風上側で侵食が見られ、屋根の風下端でも比較的大きな侵食が見られた。この結果は、今後モデリングの精度を検証するために活用される。また風洞実験を再現した予備的なCFDの結果によれば、積雪深の変化は風上側では摩擦速度の大小と概ね対応しているが、風下側では必ずしも対応しないという興味深い結果が得られた。今後は、この点も課題として検討を進めたい。今冬は降雪量が少なかったものの、実際の降雪を対象とした貴重な観測結果が得られた。今後結果を分析し、モデルの改良や精度検証に役立てていきたい。まず風による偏分布のCFDモデリング手法の検討については、異なる設定風速での解析結果を地域の風速発生頻度特性に応じて重みづけ平均する方法を提案し、2段屋根モデルの積雪分布を対象としてその精度を検証することができたことが大きな成果である。またモデル評価のため、防災科学技術研究所・雪氷防災研究センター新庄雪氷環境実験所の低温風洞実験室を利用した実験を行い、貴重なデータを得ることができた。今後は、この結果を用いて、モデル化の方法やモデルに現れる各種のパラメータを最適化する際に活用できるものと期待される。さらにモデル検証用データ収集のためのフィールド実測調査を行い、基本的なデータを採取することができた。測定方法の検証も含めて、改良を重ねていきたい。しかしながら、今冬は降雪が少なかったことから、十分なデータ量とは言い難い。この点は、来冬、再来冬の実測調査を積み重ねることでデータの充実を図っていきたい。本年度は、風による偏分布のCFDモデリング手法の検討として、国内外の研究動向を詳細に分析し、屋根雪モデリングに適用可能なモデリング方法を整備する作業を継続して行った。

さらにCFDモデリング手法の評価のための風洞実験を、防災科学技術研究所・雪氷防災研究センター新庄雪氷環境実験所の低温風洞実験室を利用して実施した。昨年度は、純粋に積雪面の雪粒子の再配分過程を追跡する測定を行ったが、雪粒子が動きにくいという課題があったため、今年度は降雪を伴う再配分の過程を検討する実験を実施した。その結果、昨年度に比べて、雪粒子の再配分が多く発生する結果となり、貴重なデータが得られた。この結果は、今後モデリングの精度を検証するために活用される。また風洞実験を再現したCFD解析も行い、積雪深の変化と摩擦速度の関係に着目して、検討を進める予定である。また従来の解析方法では、定常解析を行っており、雪面変化が流れ場に及ぼす影響については、考慮していなかった。しかしながら、実際の屋根雪分布においては、非定常な積雪分布形状の違いが最終的な積雪分布形状に及ぼす影響は小さくないと考えられるため、この点を考慮できる解析手法の検討を行った。またモデル検証用データ収集を目的として、屋根モデルを対象とした建物周りの積雪深及び屋根雪密度等の分布のフィールド実測調査を行った。昨冬は降雪量が少なく、比較できるデータが少なかったことから、長岡市の防災科学技術研究所・雪氷防災研究センターの路上において実測調査を実施した。今冬は降雪量が多く、実際の降雪を対象とした貴重な観測結果が得られた。今後結果を分析し、モデルの改良や精度検証に役立てていきたい。概ね予定通りの進捗状況であると考えている。まず風による偏分布のCFDモデリング手法の検討については、従来の解析では考慮していなかった雪面変化が流れ場に及ぼす影響を、形状データへの出力と再メッシュ作成のプロセスを経ることによって、考慮できる解析手法の開発したことは大きな成果である。またモデル評価のため、防災科学技術研究所・雪氷防災研究センター新庄雪氷環境実験所の低温風洞実験室を利用した実験を2年継続して行い、貴重なデータを得ることができた。今後は、この結果を用いて、モデル化の方法やモデルに現れる各種のパラメータを最適化する際に活用できるものと期待される。さらにモデル検証用データ収集のためのフィールド実測調査を継続して行い、基本的なデータを採取することができた。特に今冬は、大雪の長岡市において実施し、貴重な観測データを得ることができた。この点は、来冬の実測調査を積み重ねることでデータの充実を図っていきたい。本年度は、昨年度に引き続き、風による偏分布のCFDモデリング手法の検討として、屋根雪モデリングに適用可能なモデリング方法を整備する作業を行った。従来の解析方法では、定常解析を行っており、雪面変化が流れ場に及ぼす影響については、考慮していなかった。しかしながら、実際の屋根雪分布においては、非定常な積雪分布形状の違いが最終的な積雪分布形状に及ぼす影響は小さくないと考えられるため、本年度は、この点を考慮できる解析手法の検討を行った。本手法を既存の二段屋根を対象とした観測結果をターゲットにして、その予測精度を検証する解析を段階的に進めた。その結果、特に積雪初期段階で屋根端部で形成される積雪分布を考慮する重要性を示した。
量子的反作用の時空構造への影響

この研究では2つの側面から量子的な反作用の問題を扱った.第一はホーキング輻射によるブラックホールの蒸発とその残留物の研究である.ブラックホール時空に最も本質的だと思われる事象の地平面を重視して,二次的だと思われる曲率を無視する近似的な代用模型で反作用を含む時空構造の時間変化の解析を行った.この種の模型でホーキング輻射がとまり終状態に残留物が残されることを示した.第二の研究テーマは初期宇宙によく現れるスカラー場の振動による粒子生成とその反作用としての振動の減衰と場の崩壊の現象である.場の振動が周期的なとき,これに結合する量子場の状態を厳密に取り扱う方法を見出して,この量子系が振動の数周期について時間平均すると,パラメーター共鳴の効果で粒子生成を引き起こすことを示した.パラメーター共鳴は生成粒子の運動量と振動の振幅をパラメーターとする平面で無限個の帯状領域で起る.そのために初期振幅の大きい場合の粒子生成は破局的に起り,これまでの単純な摂動論のボルン項に基づく場の崩壊理論は誤りであることが分かった.この結果は,インフレーション直後の再加熱問題や超重力理論に現れるポロ-ニ場の崩壊に本質的な影響を与えることが判明した.特にインフレーション後の再加熱問題では早い時期に大量の粒子生成を伴って高温状態が実現することが容易になり,グラヴィティーノの過剰生成を押さえつつバリオン非対称の発生が起りえることを示した.この研究では2つの側面から量子的な反作用の問題を扱った.第一はホーキング輻射によるブラックホールの蒸発とその残留物の研究である.ブラックホール時空に最も本質的だと思われる事象の地平面を重視して,二次的だと思われる曲率を無視する近似的な代用模型で反作用を含む時空構造の時間変化の解析を行った.この種の模型でホーキング輻射がとまり終状態に残留物が残されることを示した.第二の研究テーマは初期宇宙によく現れるスカラー場の振動による粒子生成とその反作用としての振動の減衰と場の崩壊の現象である.場の振動が周期的なとき,これに結合する量子場の状態を厳密に取り扱う方法を見出して,この量子系が振動の数周期について時間平均すると,パラメーター共鳴の効果で粒子生成を引き起こすことを示した.パラメーター共鳴は生成粒子の運動量と振動の振幅をパラメーターとする平面で無限個の帯状領域で起る.そのために初期振幅の大きい場合の粒子生成は破局的に起り,これまでの単純な摂動論のボルン項に基づく場の崩壊理論は誤りであることが分かった.この結果は,インフレーション直後の再加熱問題や超重力理論に現れるポロ-ニ場の崩壊に本質的な影響を与えることが判明した.特にインフレーション後の再加熱問題では早い時期に大量の粒子生成を伴って高温状態が実現することが容易になり,グラヴィティーノの過剰生成を押さえつつバリオン非対称の発生が起りえることを示した.球対称重力崩壊の近似として事象の地平線は形成されるが曲率を無視した仮定をとるとき,この時空での量子場は特定の条件で軌跡を描く動く鏡を境界とする2次元の場の理論と関係づけられ,ブラックホール形成に伴うホーキング輻射が導かれる.この仕事では,さらに粒子生成による反作用まで考慮した鏡の運動の解析からブラックホール蒸発の最終状態の候補を特定した.ブラックホール蒸発の最終状態は細い角状の領域を含み,この領域に量子情報が蓄えられる描像を支持する.次の論文に詳細を発表した:"Moving Mirror Model of Hawking Evaporation",Progr.Theor.Phys.91839(1994).インフレーション宇宙では場の量子的ゆらぎが宇宙の地平線をこえて古典化され,現在の密度ゆらぎの起源になったとする説がある.進化するインフレーション宇宙を記述するスケール因子を与えて,場は時間的に変動する調和振動子の集合という立場にたって状態の量子的発展を経路積分の方法で解析し,ド・ジッター時空に移行したのちの量子ゆらぎの振舞いを調べた.調和振動子の波数が地平線をこえるところで振動子のポテンシャルが下方向に逆転することが決定的な要因を与えることが明らかにされた.また地平線内の状態の振舞いは熱的な粒子生成を伴うGibbons-Hawking描像に近く,従来あいまいであったGibbons-Hawking輻射と密度ゆらぎの関係を明確にする可能性が示唆される.結果の一部はプレプリントTU/94/468,"Time Evolution of Pure Quantum State and Emergence of a Nearly Thermal State"に公表されている.この研究では2つの側面から量子的な反作用の問題を扱った.第一はホーキング輻射によるブラックホールの蒸発とその残留物の研究である.ブラックホール時空に最も本質的だと思われる事象の地表面を重視して,二次的だと思われる曲率を無視する近似的な代用模型で反作用を含む時空構造の時間変化の解析を行った.この種の模型でホーキング輻射がとまり終状態に残留物が残されることを示した.第二の研究テーマは初期宇宙によく現れるスカラー場の振動による粒子生成とその反作用としての振動の減衰と場の崩壊の現象である.場の振動が周期的なとき,これに結合する量子場の状態を厳密に取り扱う方法を見出して,この量子系が振動の数周期について時間平均すると,パラメーター共鳴の効果で粒子生成を引き起こすことを示した.

パラメーター共鳴は生成粒子の運動量と振動の振幅をパラメーターとする平面で無限個の帯状領域で起る.そのために初期振幅の大きい場合の粒子生成は破局的に起り,これまでの単純な摂動論のボルン項に基づく場の崩壊理論は誤りであることが分った.この結果は,インフレーション直後の再加熱問題や超重力理論に現れるポロ-ニ場の崩壊に本質的な影響を与えることが判明した.特にインフレーション後の再加熱問題では早い時期に大量の粒子生成を伴って高温状態が実現することが容易になり,グラヴィティーノの過剰生成を押さえつつバリオン非対象の発生が起りえるこを示した.
アイスコアから解き明かす過去2万年間の微生物変遷と気候変動

過去約2万年から約千年毎のアイスコア試料を用いて,次世代シークエンサーによるゲノム配列の取得をおこなった.その結果,過去からの微生物群集の変遷を明らかにするなどの成果が得られた.また,アイスコア試料から検出されたシアノバクテリアの遺伝子配列から突然変異率を算出し,集団サイズの変動を推定した結果,現在の氷河上に生息しているシアノバクテリアは,1万年前から急激に集団サイズを増大させていることが明らかとなった.本年度は,主にアイスコア試料に含まれる微量遺伝子を解読する技術の開発,アイスコア試料からの古代メタゲノムライブラリー構築の検討および,メタゲノムデータからの情報解析のパイプラインの構築をおこなった.アイスコア試料に含まれる微生物密度は低く(おおむね100細胞/ml以下),かつ古代試料であるため,融解装置をもちいたアイスコア内部の無菌的採取や,コンタミネーションを極力排除した小数細胞からのDNA抽出法,全ゲノム増幅手法,および新しいメタゲノムライブラリー構築手法の確立をおこなった.特に,古代試料から抽出したDNA配列は断片化しているために,各種ネガティブコントロールおよびポジティブコントロールを用いた予備的な実験をおこない,短かく断片化されたDNAライブラリー構築に優れたゲノムライブラリー作成の確立をおこなった.また,予め酵素類や実験室内などに含まれる既存微生物の塩基配列を採取し,コンタミネーション配列のデータベース化を図った.ハイスループットシークエンサーから算出される大量のメタゲノムデータから様々な微生物配列の取得,種同定および遺伝子機能の解明をおこなう情報解析のパイプラインの構築や,大量のDNAデータ処理及び大規模データベース検索を迅速に行う為にコンピュータ解析作業の最適化・並列化をおこなった.構築した手法を用いて,アイスコア試料の分析に着手した.本研究では,これまでアイスコア試料に含まれる微生物のゲノム情報を用いて研究を進めてきた.これまでの研究成果として,アイスコア試料に保存されている古代微生物に対して優れたメタゲノムライブラリーを構築し,次世代シークエンサーによるゲノム配列の取得に成功したことが挙げられる.アイスコア試料に含まれる微生物密度は低く,また試料年代が古いためDNAの解読は困難であったが,この成功により古代微生物の幅広いDNA配列の取得が可能になった.確立したアイスコア試料から全ゲノム情報を解読するための技術を用いて,キルギスタンから掘削された約6000年前のアイスコア試料を用いてメタゲノムライブラリーの作成,配列解読をおこないメタゲノム解析を実地した.次世代シークエンサーから算出される大量のメタゲノムデータから様々な微生物配列の取得,種同定および遺伝子機能の解明をおこなう情報解析のパイプラインの構築や,大量のDNAデータ処理及び大規模データベース検索を迅速に行う為にコンピュータ解析作業の最適化・並列化をおこなった.今後は,過去1万年から約千年毎の時系列アイスコア試料を用いて遺伝子解析をおこない,生物種および遺伝子の機能分布の同定を行う.微生物情報と過去の環境変動や気候イベントとの関連性を評価することを進めて行く.アイスコアに含まれる古代・微量ゲノムを解読するためのコンタミネーションを極力排除した小数細胞からのDNA抽出法や,古代DNA試料からのメタゲノムライブラリー構築の手法の改良は予定通りできた.確立したアイスコア試料から全ゲノム情報を解読するための技術を用いて,約6000年前のアイスコア試料を用いて解析を実地した.また,メタゲノムデータからの情報解析のパイプラインを構築することができたため,研究の達成度はおおむね順調であると判断する.時系列的に採取したアイスコア試料を用いた遺伝子解析により,過去の遺伝的情報を直接取得し,生物種および遺伝子の機能分布の同定を行い,微生物情報と過去の環境変動との関連性を明らかにする研究に取り組んだ.過去約2万年から約千年毎のアイスコア試料を用いてゲノム解析を実地した.アイスコアから抽出したDNA断片からゲノムライブラリーの作成をおこない,イルミナ社の次世代シークエンサーを用いてゲノム配列の取得をおこなった.サンガーシークエンサーを用いた配列取得も同時におこなった.その結果,過去からの微生物群集の系統組成の変動を解明し,過去の気候に応じて微生物相が変遷してきたことを明らかにするなどの成果が得られた.また,12500年前や6000年前のアイスコア試料から,現在の氷河表面にも生息しているシアノバクテリア種の検出に成功した.同細菌の配列は,古代由来であるものか,それとも現生からのコンタミネーション配列であるかどうかを検討するために,分子統計モデルを用いた検定法を考案した.その結果,アイスコアから採取された遺伝子配列は,コンタミネーションではなく古代由来である事を示すことが支持された。これは古代DNA解析において,配列の信憑性獲得する上で非常に画期的な成果である.さらに,突然変異率を算出し,Bayesian Skyline Plotによる集団サイズの変動を推定した結果,現在の氷河上に生息しているシアノバクテリアは,1万年前から急激に集団サイズを増大させていることが明らかとなった.過去約2万年から約千年毎のアイスコア試料を用いて,次世代シークエンサーによるゲノム配列の取得をおこなった.その結果,過去からの微生物群集の変遷を明らかにするなどの成果が得られた.また,アイスコア試料から検出されたシアノバクテリアの遺伝子配列から突然変異率を算出し,集団サイズの変動を推定した結果,現在の氷河上に生息しているシアノバクテリアは,1万年前から急激に集団サイズを増大させていることが明らかとなった.今年度おこなった,アイスコアに含まれる古代・微量ゲノムを解読ためのコンタミネーションを極力排除した小数細胞からのDNA抽出法や,メタゲノムライブラリー構築手法の確立は予定通りできた.

また,古代メタゲノムライブラリー構築およびメタゲノムデータからの情報解析のパイプラインを構築することができたため,研究の達成度はおおむね順調であると判断する.昨年度に続き,過去1万年から約千年毎の時系列アイスコア試料を用いて遺伝子解析を行う.コンタミネーション対策のため,クリーンルームにてアイスコア試料から無菌的にDNA抽出をおこなう.アイスコアから抽出したDNA断片に次世代シークエンサーで解読するためのアダプターを連結させ,ゲノムライブラリーの作成を実地する.調製したゲノムライブラリーをイルミナ社の次世代シークエンサーによる配列解析をおこない,ゲノム配列の取得をおこなう.採取した試料から得られる数百ギガ塩基以上のゲノム配列をゲノム・遺伝子データーベースと比較し種推定や機能付をおこなう.また氷床コアから過去のDNAを採取するので,サンプリング及びDNA抽出時に未知なものを含めて多様なノイズが発生し,それらを高感度・高特異的に除く手法を引き続き開発する.古代環境メタゲノム用に最適化されたアルゴリズムを実装した計算システムを用いて,産出されるDNAデータを解析し,生物種および遺伝子の機能分布の同定を行う.過去の環境変動や気候イベントとの関連性の解明をおこなう.28年度が最終年度であるため、記入しない。生物学アイスコア試料中の微生物情報と過去の環境変動や気候イベントとの関連性を評価するために,グリーンランドやアジアなどのアイスコア試料を用いてメタゲノム分析をおこなう.同時に,高速並列計算システムを用いて,産出されるDNAデータを解析し,生物種および遺伝子の機能分布の同定を行う.昨年度の結果より,予期し得なかった新たな知見が得られたために、当初執行計画を変更する必要が生じ、このためにかなりの時間を要したため。28年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,国立遺伝学研究所のスーパーコンピュータシステム(NIG SUPERCOMPUTER)の利用許可を頂いたため、当初予定していた計算サーバー費用を来年度に繰り越したため。サンプル数を増やした精度の高い微生物解析をおこなうため,アイスコア処理(コアカットとクリーニング,融解,分注),新型シーケンサーでの解読費用,ゲノム増幅試薬,計算サーバー,および分析用各種試薬類などの消耗品などを購入予定である28年度が最終年度であるため、記入しない。次年度はサンプル数を増やした精度の高い微生物解析をおこなう。ソフトウエアやアイスコア処理,新型シーケンサーでの解読費用,ゲノム増幅試薬,集積流体回路チップ,および分析用各種試薬類などの消耗品などを購入予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。
小脳プルキンエ細胞における長期抑圧機構の単一シナプスレベルでの解析

本研究の目的は小脳LTDを分子レベルで包括的に記述することである。その目的のために、この2年間に我々は小脳LTDに関与する細胞内情報伝達機構を解析する方法を開発した。この手法で不可欠な部分は、電気生理学に用いうる機能を保持し、かつ安定な小脳初代培養細胞を確立することである。細胞の成熟段階における電気的な活動や受容体の活性化等の影響を検討し、現在、電気生理学に用いることができる安定した小脳初代培養を得ることができるようになった。上に述べた初代培養細胞を用いて顆粒細胞-プルキンエ細胞間の神経伝達の長期抑圧(LTD)の惹起と発現に関与する細胞内情報伝達機構を解析した。LTDにおいてはAMPA受容体のリン酸化が重要な役割を果たすことから、この経路に関与するキナーゼ、ホスファターゼに着目した。代謝型グルタミン酸受容体によって活性化されるPKCは小脳LTDにおいて必須の役割を果たすが、この受容体の活性がGRK4を介したフィードバック機構により制御されていることを明らかにした。さらに、PKCの下流でERK1/2カスケードがLTDの惹起およびAMPA受容体クラスターの崩壊に関与することを見い出した。AMPA受容体のリン酸化は細胞内のキナーゼ活性とホスファターゼ活性のバランスによっていることから、我々はLTD関与するホスファターゼの検討を行なった。LTDに対する各種の特異的なホスファターゼ阻害剤を検討し、ホスファターゼ2A(PP2A)が重要な役割を果たすことを見い出した。PP2AはERK/12及びその上流キナーゼMEK1/2を脱リン酸化することから、LTDは単一の情報伝達機構によってではなく、複数の細胞内情報伝達カスケードの関与する、より複雑な現象であることと考えられる。小脳LTDについて報告されている各種の矛盾した結果を説明するにはこのことを考慮に入れることが必要である。小脳では感覚神経系および運動神経系からの情報を統合し生体運動を制御している。この過程にはグルタミン酸を介した小脳顆粒細胞とプルキンエ細胞間のシナプス伝達の可塑性が重要であり、これらの細胞間の持続的なシナプス伝達効率の低下,Long Term Depression(LTD,長期抑圧)が関与していると考えられている。本年度の研究からこの顆粒細胞とプルキンエ細胞間のシナプス形成には、NMDA受容体を介した顆粒細胞の分化と、分化した顆粒細胞からの神経親和性物質の放出や電気的活性によるプルキンエ細胞の分化が重要であることが示唆された(次ページ論文2参照)。またLTDの発生機序としてAMPAレセプターのサブユニットであるGluR2のSer880におけるリン酸化が重要であることも報告した(論文1参照)。このリン酸化によってGluR2のGRIP(glutamate receptor interacting protein)に対する親和性の低下がおこり、GluR2クラスターの分離、その結果おこるGluR2の内在化(internalization)がLTDを誘導すると考えられた。しかしこのGluR2の内在化の機序はまだ不明な点が多い。現在、詳細なメカニズムを検証するために単一シナプスにおけるシングルチャンネルレベルでの検討を行っている。
移植心における冠動脈狭窄病変の発現機序の解明に関する研究

移植心の慢性期におけるエンドセリンの関与を、その発現を確認するとともにそのレセプター拮抗薬を投与することで検討した。(方法)Brown-Norway(BN)(RTn)をドナーに、Lewis(LEW)(RT1)ラットをレシピエントとし腹部異所性心移植モデルを作製し以下の3群に分類した。I群では手術とサイクロスポリンの影響を検討するためにLEWからLEWへ、II群、III群ではBNからLEWラットへ移植し、III群ではさらに非選択的エンドセリンレセプター拮抗薬Bosentanを20mg/kg/dayの割合で経口投与した。3群ともにサイクロスポリンを5mg/kg、週3回投与した。すべてのラットは術後120日後に犠死せしめ、エンドセリン-1の血中濃度を測定した。またエンドセリンの発現部位を検討するために3群ともに自己心、移植心、腎臓、肺、肝臓に対しエンドセリンの免疫染色を施行した。それぞれの冠動脈硬化病変の程度を%lumenn(=内腔面積/中膜面積+増殖内膜面積+内腔面積)で評価した。(結果)エンドセリン-1の血中濃度はI群:4.15±0.83、II群:6.99±0.91pg/mlと有意にII群で高かった。またI、II群ともに肺、腎での発現を認めたが、II群のみに平滑筋、増殖内膜でのエンドセリンの強い発現を認めた。また%lumennはI群:36.2±3.0、II群:18.1±3.0%と有意に低値を示したがこれはBosentanを投与したIII群で33.1±2.8%と有意に上昇した。(結論)移植後の冠動脈硬化症の進展に冠動脈平滑筋、増殖内膜で発現したエンドセリンによるレセプターA/B刺激が関与することが判明した。Bosentanの経口投与は冠動脈病変を有意に抑制し臨床的有用性を示唆した。現在ラット間(Donor: BN rat、Recipient: Lewis rat)における腹部異所性移植を行い慢性期における冠動脈硬化症の進展に関与する因子を検討中である。腹部へ心臓の異所性移植を受け、免疫抑制剤としてサイクロスポリンを投与されているラットでは血中のエンドセリン-1濃度が上昇している。免疫学的機序に加え、エンドセンリンによる内皮の慢性刺激が内膜の増殖ならびに、平滑筋の形質転換を促し狭窄を助長するのではないかという仮説のもと実験を進行している。まずエンドセリン-1の関与、エンドセリンレセプターA、Bのregulation異常の関与を検討するために以下の2群のモデルを作成した。1群:コントロール(移植後のRecipient ratに免疫抑制剤のみを投与する。)以上の2群で比較したところ、2群において冠動脈の増殖は抑制される傾向にあり、エンドセリン-1の関与が示唆された。またエンドセリンレセプターA、Bのregulation異常と、病変の進展の程度との関係を明らかにするために、以下の方法で現在検討中である。正常心と1群の移植心を摘出しエンドセリンレセプターA、Bの発現の差異をNorthern blot analysisもしくはin situ hybridizationで検討する。正常心と比較しレセプターの発現異常を認めればレセプターに対する選択的なAgonist、Antagonistを投与しその関与をより明確にする。また2群で免疫染色を行いエンドセリンの冠動脈平滑筋の形質転換に及ぼす影響を明らかにする予定である。以上の結果が明らかになればエンドセリンレセプターのアンチセンスDNA遺伝子作成と導入を行う予定である。

昨年度に確立したラット腹部異所性心移植モデルを使用し、移植心の慢性期におけるエンドセリンの関与を、その発現を確認するとともにそのレセプター拮抗薬を投与することで検討した。(方法)Brown-Norway(BN)(RTn)をドナーに、Lewis(LEW)(RTl)ラットをレシピエントとし腹部異所性心移植モデルを作製し以下の3群に分類した。I群では手術とサイクロスポリンの影響を検討するためにLEWからLEWへ、II群、III群ではBNからLEWラットへ移植し、III群ではさらに非選択的エンドセリンレセプター拮抗薬Bosentanを20mg/kg/dayの割合で経口投与した。3群ともにサイクロスポリンを5mg/kg、週3回投与した。すべてのラットは術後120日後に犠死せしめ、エンドセリン-1の血中濃度を測定した。またエンドセリンの発現部位を検討するために3群ともに自己心、移植心、腎臓、肺、肝臓に対しエンドセリンの免疫染色を施行した。それぞれの冠動脈硬化病変の程度を%lumenn(=内腔面積/内膜面積+増殖内膜面積+内腔面積)で評価した。(結果)エンドセリン-1の血中濃度はI群:4.15±0.83、II群:6.99±0.91pg/mlと有意にII群で高かった。またI、II群ともに肺、腎での発現を認めたが、II群のみに平滑筋、増殖内膜でのエンドセリンの強い発現を認めた。また%lumennはI群:36.2±3.0、II群:18.1±3.0%と有意に低値を示したがこれはBosentanを投与したIII群で33.1±2.8%と有意に上昇した。(結論)移植後の冠動脈硬化症の進展に冠動脈平滑筋、増殖内膜で発現したエンドセリンによるレセプターA/B刺激が関与することが判明した。Bosentanの経口投与は冠動脈病変を有意に抑制し臨床的有用性を示唆した。