hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シグナル伝達分子の時間的・空間的制御とその細胞周期における役割

Polo-like kinase 1 (Plk1)は、M期促進因子(MPF)の活性化、中心体の成熟、紡錘体形成、M期後期のおける染色体分配、細胞質分裂など、様々なM期の諸現象に関与するセリン・スレオニンキナーゼである。我々はPlk1がM期でMPFの必須のサブユニットであるサイクリンB1と、MPFを脱リン酸化し活性化するCdc25Cフォスファターゼの両方をリン酸化し、それらの核移行を促進することを明らかにし、Plk1のM期開始時における重要性を示した。Plk1はM期の進行に伴い、細胞内での局在が劇的に変化する。このことは、Plk1が細胞内のそれぞれの場所で特異的な基質をリン酸化することにより様々なM期の諸現象に関与することを示唆する。本年度我々は、Plk1の基質特異性を決めるリン酸化コンセンサス配列の同定リン酸化コンセンサス配列の決定を行った。また、この配列をもとにM期の開始を制御するキナーゼであるMyt1がPlk1の基質であることを見出し、論文を発表した。Plk1はもともと、ハエの初期胚においてM期の紡錘体形成に異常が生じる変異体から同定された。そこで、Plk1の紡錘体制御機構についてヒト培養細胞を用いて調べたところ、Plk1は紡錘体の形成のみならず、紡錘体の配向にも関与することを示唆する結果が得られた。紡錘体の配向を制御する機構は培養細胞ではほとんど研究されておらず、制御因子やそのシグナル伝達経路も不明である。現在我々は、Plk1を含むいくつかの紡錘体制御因子について、紡錘体配向の制御機構への関与をヒト培養細胞を用いて解析している。また、紡錘体配向の制御機構を解析する上で優れたモデル生物である"線虫"のテクニックを学ぶべく、平成15年7月22日-8月11日の期間、アメリカ、コールドスプリングハーバーで行われた"線虫コース"に参加した。Polo-like kinase 1(Plk1)は、M期促進因子(MPF)の活性化、中心体の成熟、紡錘体形成、M期後期のおける染色体分配、細胞質分裂など、様々なM期の諸現象に関与するセリン・スレオニンキナーゼである。我々は最近、Plk1,がM期でMPFの必須のサブユニットであるサイクリンB1と、MPFを脱リン酸化し活性化するCdc25Cフォスファターゼの両方をリン酸化し、それらの核移行を促進することを明らかにし、このことからPlk1はM期の開始時において活性化型のMPFの細胞内局在を制御するという非常に重要な役割を果たすことを示唆した。Plk1は細胞周期の進行に伴い、細胞内での局在が変化するが、S期からG2期の間は主に中心体に局在することが報告されていた。本年度我々は、Plk1はS/G2期の間、中心体のみならず、核内に濃縮することを見出した。さらに、Plk1のキナーゼドメイン内に両極性の核内移行シグナル配列(NLS)があることを見出した。この配列はin vivoでNLSとして機能し、かつPlk1の核局在に必要十分であることを示した。さらに、このNLS配列に変異を持つPlk1をS/G2期の細胞に高発現すると、細胞周期がG2期で停止し、M期への進行が抑制されることを見出した。これらのことから、S/G2期におけるNLS依存的なPlk1の核局在は、細胞周期の正常な進行に重要であることが示唆された。

また、紡錘体配向の制御機構を解析する上で優れたモデル生物である"線虫"のテクニックを学ぶべく、平成15年7月22日-8月11日の期間、アメリカ、コールドスプリングハーバーで行われた"線虫コース"に参加した。
１７０ｋＤ腫瘍随伴性天疱瘡など７種の未知自己免疫性水疱症抗原のプロテオミクス解析

未だ自己抗原が明らかでない自己免疫性水疱症について、それら未知の自己抗原を同定することを目的とした。薬剤誘発性天疱瘡の原因薬剤と皮疹の関連性を検討し、約半数は落葉状天疱瘡の臨床症状であり、多くはDsg1抗体を検出し、チオール基関連の薬剤に起因した。眼型粘膜類天疱瘡の自己抗原の同定にて、多くの血清がヘミデスモソームの構成蛋白であるインテグリンベータ4に反応した。腫瘍随伴性天疱瘡(PNP)患者血清中のA2ML1抗原に対する自己抗体に関して、蛍光抗体染色にて、p170がA2ML1であることを示唆する結果を得た。抗A2ML1抗体の検索は、病態把握に有用となる可能性が示唆された。現在、多くの自己免疫性水疱症においてその自己抗原が明らかとなっているが、未だ自己抗原が明らかでないものも存在し、本研究ではそれら未知の自己抗原を同定することを目的とする。平成24年度における主だった研究概要を記述する。1)薬剤誘発性天疱瘡と考えられる症例について、さらなる症例追加を行い、その原因薬剤と皮疹の関連性を検討し、各症例の血清を用いて、表皮抽出液の免疫ブロット法(IB)、ELISA、免疫沈降法を施行して抗原抗体解析を行った。2)腫瘍随伴性天疱瘡(PNP)患者血清中のA2ML1(170kDa)抗原に対する自己抗体に関して多岐にわたる研究を行った。蛍光抗体染色においては、患者血清を用いても同様の発現パターンを示し、p170がA2ML1であることを強く示唆する結果を得た。さらに、PNPにおける抗A2ML1抗体の検索は、病態把握に有用となる可能性が示唆された。さらにリコンビナントA2ML1タンパクを用いた免疫沈降法-免疫ブロット法(IP-IB法)と、NHK cell extractsを用いたnon-reducing-IBにて検出を行った。またプラキンファミリー蛋白であるエピプラキンもPNP自己抗体である可能性を考え、PNP患者血清と、平常ヒト表皮抽出液及びヒトの有棘細胞癌から分離されたKU-8細胞の抽出液を用いたIBを行い検討した。またKU-8細胞及び正常ヒト細気管支(NHSAE)細胞の抽出液でIP-IB法を行った。表皮抽出液とKU-8細胞抽出液でのIBでは、PNP患者血清におけるエピプラキンに対する反応は確認できなかった。この結果から、エピプラキンの高次構造上のエピトープに反応している可能性を考え、KU-8細胞抽出液でIP-IBを行ったところ、PNP患者血清でエピプラキンの反応を確認した。平成25年度における主だった研究概要を記述する。薬剤誘発性天疱瘡と考えられる症例について、症例追加を行い、その原因薬剤と皮疹の関連性を検討し、各症例の血清を用いて、蛍光抗体法、表皮抽出液の免疫ブロット法(IB)、ELISA等を施行して抗原抗体解析と臨床学的検討を行った。約半数は落葉状天疱瘡の臨床症状であり、その他に疱疹状天疱瘡や亜型の天疱瘡の臨床を呈した。多くはDsg1抗体を検出し、チオール基関連の薬剤に基因した。眼型粘膜類天疱瘡の自己抗原の同定を試みにおいて、症例追加を行い、患者血清と多くのヘミデスモソーム蛋白が濃縮している画分を用いた免疫ブロット法を用いて、多くの血清がヘミデスモソームの重要な構成蛋白であるインテグリンベータ4に反応した。またインテグリンベータ4の細胞内ドメインのリコンビナント蛋白を精製し、それを用いた免疫ブロット法で、多くの血清がインテグリンベータ4の細胞内ドメインに反応した。自己免疫性水疱症は、皮膚抗原に対する自己抗体を示す疾患群である。これらの自己抗体が反応する抗原は多彩であり、その検出が診断に重要なものとなっている。現在、その多くにおいて、その自己抗原が明らかとなっているが、未だ自己抗原が明らかでないものも存在し、本研究では、各種の免疫学的、生化学的、分子生物学的手法を用いて、それら未知の自己抗原を同定することを目的とする。平成23年度における各自己免疫性水疱症に分けて研究概要を記述する。1,薬剤誘発性天疱瘡と考えられる多数の症例について、その原因薬剤と皮疹の関連性を検討し、各症例の血清を用いて、表皮抽出液の免疫ブロット法、Dsg1/Dsg3 ELISA、免疫沈降法を施行して抗原抗体解析を行った。

2,腫瘍随伴性天疱瘡の170kDa抗原を同定し(Schepens I, Hashioto T et al, PLoS One 2010)、多数のPNP患者血清中のA2ML1抗体の有無を調べた。3,多数のIgG/IgA天疱瘡血清をCos7トランスフェクション法にて、Dsg1/Dsg3のみならず、デスモコリン1-3にも反応することを示した。デスモコリンcDNAを用いて、デスモコリンの細胞外ドメインを有するバキュロクローンを作製し、産生したリコンビナント蛋白を用いて、ELISA法でデスモコリンに反応することを確認した。4,眼粘膜のみの病変を示す眼粘膜類天疱瘡(ocular MMP)に関しても、その自己抗原は未知である。渉猟・保存している多くocular MMP患者血清を用いて、その自己抗原の同定を試みた。まず、ヒト培養ケラチノサイトから多くのヘミデスモソーム蛋白が濃縮している画分を精製し免疫ブロット法にて、多くの患者血清がヘミデスモソームの重要な構成蛋白であるインテグリンベータ4に反応することを見出した。(1)薬剤誘発性天疱瘡の自己抗原、(2)腫瘍随伴性天疱瘡未知におけるA2ML1抗体と臨床症状の相関性の検討、エピプラキンのPNP自己抗体に関する研究において、いずれも新知見が得られ、それら疾患群に関する研究の発展のみならず、診断/治療に大きく貢献できることが期待できた。これまでのところ、交付申請書のタイムテーブルにほぼ沿う形で進行している。(1)薬剤誘発性天疱瘡の自己抗原、(2)腫瘍随伴性天疱瘡未知におけるp170、(3)IgA/IgG天疱瘡の自己抗原、(4)眼瘢痕性類天疱瘡の自己抗原に関する研究において、いずれも新知見が得られ、それら疾患群に関する研究の発展のみならず、診断/治療に大きく貢献できることが期待できた。これまでのところ、昨年に提出した交付申請書のタイムテーブルにほぼ沿う形で進行している。眼型粘膜類天疱瘡の自己抗原の同定を試みにおいて、インテグリンベータ4の細胞内ドメインのリコンビナント蛋白を精製し、それを用いた免疫ブロット法と、インテグリンベータ4のcDNAの単離を進めている。また研究課題に挙げているその他の残りの未知自己免疫性水疱症抗原のプロテオミクス解析を進める予定である。ある地方に風土病的に発症するendemic pemphigusとして知られるBrazil天疱瘡, Tunisia天疱瘡, Colombia天疱瘡の患者血清を、免疫沈降法で検索し、Dsg1あるいは各種のプラキンファミリー蛋白に反応していることを確認する。また、病変発症前の患者血清あるいは非患者である家族の血清を、Dsg1 ELISAで検討し、病変発症前あるいは未発症の家族にも抗体産生が生じているかどうかを検討する。多くの粘膜類天疱瘡の血清から表皮抽出液を用いた免疫ブロット法により検索し、p165抗原に反応する血清を集める。その血清の反応と多くの細胞外マトリクス蛋白、あるいは基底膜部の細胞接着因子の反応とを比較して、候補となる蛋白を探し出す。また患者血清を用いて、ケラチノサイトcDNAライブラリーを免疫スクリーニングして、抗原を同定する。抗p105類天疱瘡抗原のp105の性質を同定のために、ケラチノサイトcDNAライブラリーを免疫スクリーニングして、抗原のcDNAを単離することを試みる。
口腔扁平苔癬の発症要因一低血清カロテン値の女性を対象としたコホート研究

前癌状態の一つである口腔扁平苔癬のわが国での有病率は0.5%で、2/3が女性である。本症の原因は解明されておらず根本的治療法はない。我々は同症の発症の要因の一つとして栄養因子に着目し、わが国とマレーシアにおいて症例、対照研究を実施している。その結果、口腔癌/口腔前癌病変/状態を有する患者の血清β-カロテン値がコントロールに対して低く、本症の危険因子としては、喫煙との関連よりも低血清カロテン値の可能性が示唆された。本研究の目的は、日本人女性を対象としてコホート研究によって血清カロテン値により分けた危険群と対照群における口腔扁平苔癬の発症頻度を指標として、このような要因が同症発症の危険因子であるかどうか確認することである。対象は平成7年度愛知県T市において実施した成人検診受診者で、口腔粘膜検診を実施した3274名のうち口腔粘膜病変陰性、40歳以上の女性、非喫煙者のうち血清中のβ-カロテンを測定し得た934名とした。これをコホートに設定し、得られたβ-カロテン値データから、低値群(044.8μg/dl以下)、中間値群(44.996.9μg/d1以下)、高値群(97.0μg/dl以上)と3群に分けた。そして以後、平成8年度から10年度までの3年間に平成7年度と同様の方法で口腔粘膜検診を行い、その結果精密(二次)検診で口腔扁平苔癬と診断された症例数を3群で比較し統計的観察を行った。結果は、精密検診で6名の口腔扁平苔癬症例が検出され、内訳は低値群1例、中間値群2例、高値群3例であった。本結果の統計学的分析では3群で有為な差はなかった。以上より、40才以上の非喫煙日本人女性における低血清β-カロテン値は口腔扁平苔癬発症の要因の可能性が低いことが示唆された。1995年9月10月にかけての一般住民健診において口腔粘膜検診を行った結果と、同時期に行われた血清カロテン値の測定結果により、危険群である非喫煙女性で低血清カロテンである住民および対照群(非喫煙女性における平常カロテン値である住民)を選別する過程は、現在1000例の計測が終了し、残りの計測が進行中である。1997年6月までには危険群および対照群の選別が終了する予定である。1996年9月10月にかけての一般住民健診においてほぼ全受検者に対し口腔粘膜検診を行った。検診は検査方法などを標準化した複数の検診者19名により行われた。その結果、総被検者数は7.033名であり、男性2,216名、女性4,817名、平均年齢は60.27才(最年長94才、最年少30才)であった。この検診により、5例の口腔癌、34例の白板症、3例の紅板症、26例の扁平苔癬を検出した。有疾患として診断された被検者には二次病院において精密検診が勧告された。68例の有疾患者のうち59例が二次検診を受診し、二次検診のコンプライアンスは86.8%であった。二次検診により確定した疾患の分布は、口腔癌2例、白板症14例、扁平苔癬11例であった。

以上の結果より、二次検診受診率は比較的良好な結果と思われたが、一次・二次検診の正診率が口腔癌40%(2/5)、白板症50%(14/28)、紅板症0%(0/2)、扁平苔癬45.8%(11/24)と低率であり、1997年度の口腔粘膜検診においては検診方法の再標準化をする必要性が示唆された。平成9年度は平成8年度と同様に一般住民検診の中に組み込まれた口腔ガン検診をコホートとして約6300名の検診を実施した。検出した疾患は前ガン病変の白板症と前ガン状態の口腔扁平苔癬で,精密診断で診断の確定した疾患の総数は2年間で口腔扁平苔癬31例,白板症23例で口腔ガンも2例認められた.内訳は平成8年度は口腔扁平苔癬18例,白板症20例,平成9年度は口腔扁平苔癬13例,白板症3例で,症例数としては平成9年度は平成8年度に比べていずれも減少していた.これは同市が人口異動が少なく,毎年ほぼ同一の住民を検診するためで平成10年度はさらに減少すると思われる.しかし,住民の異動が限られていることはむしろコホートとしては適切と考えられる.また,一次検診と精密診断の診断結果の比較では,平成9年度は一次検診で口腔扁平苔癬と診断された13名のうち11名(85%),白板症では3名のうち2名(67%)が精密検診において同症と診断された.疾患の鑑別診断の正確度については比較的低いが,一次検診のレベルとしては受容範囲内であると考えている.この新たに検出された住民の中で危険群として設定した40才以上女性、非喫煙者、血清カロテン値<50μg/dlと,対象群として設定した40才以上女性、非喫煙者、血清カロテン値>50μg/dlの住民との間のデーターを現在分析中である.平成10年度の口腔癌検診は,一般住民検診受診者6073名のうち5895名に実施された.二次検診の結果では,口腔扁平苔癬14例(男5名,女9名),白板症10名(男7名,女3名)が検出された.これにより平成8年から平成10年度までの3年間で受診者総数はのべ19217名(重複受診あり)で,そのうち検出された口腔癌,口腔前癌病変,状態の総数は口腔癌2名(男2名,女0名),口腔扁平苔癬41例(男10名,女31名),白板症36名(男27名,女9名)であった.本研究の中心課題である口腔扁平苔癬の発症要因として平成7年に設定したベースラインデーターは,口腔粘膜病変陰性,40歳以上,非喫煙者の女性2048名のうち,血清栄養素の検索が可能であった934名から収集した.コホート内で平成8年から平成10年の3年間に口腔癌検診を受けた数は,3年間の平均では全対象者の89.7%が1回以上口腔癌検診を受診した。血清試料は成人検診時採血試料の残量を使用して分析した。血清中栄養素はβ-カロテンに加え,レチノール、α、β-トコフェロール、ゼアキサンチン、カンタキサンチン、クリプトキサンチン、リコペン、α-カロテン、レチノールをHPLC法によって測定した.結果は以後3年間の追跡調査で平成8年度に4名,平成9年度0名,平成10年度2名の合計6名(平均年令58.3才)に網状型扁平苔癬を発症した.
国内におけるマレック病ウイルスの従来と異なる病原性進化機構の解明と制御法への応用

マレック病ウイルス(MDV)は、鶏に悪性リンパ腫を主徴とするマレック病(MD)を引き起こし、養鶏業に大きな被害をもたらしてきたが、現在では生ワクチンの開発・実用化により効果的に予防されている。しかし野外においては、MDVの病原性が増強する傾向にあり、ワクチン接種鶏でMDが発生するワクチンブレークが問題となっている。しかしMDVの野外における病原性進化の分子機構については未だ不明のままである。これまでの我々の研究で、国内のワクチンブレーク鶏から分離されたMDVでは、全ゲノム解析により、米国で報告されているmeq遺伝子の多型も存在するが、従来報告されていない多型や他のウイルス遺伝子の異常も検出されている。そこで本研究では、近年日本国内の養鶏等から検出されるMDVの分子生物学的性状を従来の分離株と比較して、これまで報告されていない新規の病原性進化機構を明らかにすることとした。前年度の解析で、国内で分離されたMDV株が米国の強毒株686株とは異なる病原性を示すことが示されたので、今年度はこの国内分離株の全ゲノム解析を行い、より詳細な比較解析を行った。その結果、病態発現に重要なvIL-8遺伝子やウイルス複製に関わる因子、ウイルスの構造蛋白等にアミノ酸置換を伴う相違が多く検出されたが、これらの箇所は中国や欧州由来のMDV株に見られた配列とは一致していた。そしてウイルス構造蛋白のひとつであるUL36に関してC末端の反復配列数に差が見られ、病原性との相関が疑われた。今後より詳細な機能解析をする必要がある。また、アジア諸国に分布するMDVの疫学調査・性状を解析を行う目的でミャンマーでの分子疫学調査を実施して、いくつかの農場でMDV遺伝子(meq遺伝子)が検出されたが、現時点で強毒株と思われるものは検出されなかった。前年度の検討により、ワクチン接種鶏から分離された強毒MDV株について、全ゲノム解析を行い、米国由来強毒株との詳細な比較解析を開始した。そして、いくついかの相違を同定することができたので、今後の機能解析により病原性進化機構について新たな知見を得る可能性が示された。前年度から継続して、ワクチン接種鶏から分離された強毒MDV株について、全ゲノム解析を行い、米国由来強毒株との詳細な比較解析を行う。そして同定された相違について、その機能的意義を解析していく。これまでの我々の研究で、国内のワクチンブレーク鶏から分離されたMDVでは、全ゲノム解析により、米国で報告されているmeq遺伝子(MDVの腫瘍化に重要な遺伝子)の多型も存在するが、従来報告されていない多型や他のウイルス遺伝子の異常も検出されている。まず国内で分離されたMDV2株の鶏に対する病原性を検討し、米国の強毒株686株と比較した。その結果、国内のMDV株は、686株に比較して緩やかな病態進行ではあったものの、全個体でマレック病に特徴的な病変が確認され、ウイルス接種鶏全個体が死亡した。このことは、MDVの病原性進化の分子機構は、異なった複数のものが存在して種々の異なった病型に関与することを示唆している。今後、全ゲノムのより詳細な比較解析を行い、その全容を明らかにする予定である。また、アジア諸国に分布するMDVの疫学調査・性状を解析を行う目的でミャンマーでの分子疫学調査を開始した。本年度は、国内分離株の鶏に対する病原性を感染実験により、確認することができ、従来の米国由来強毒株とは異なる病態を示すことが判明し、MDVの病原性進化には複数の異なる分子機構が関与する可能性を提示することができた。今後は、予定通り、全ゲノムのより詳細な解析やRNAseq解析により国内MDV株における病原性進化の分子機構のより詳細な解析が可能となった。

前年度の解析で、国内で分離されたMDV株が米国の強毒株686株とは異なる病原性を示すことが示されたので、今年度はこの国内分離株の全ゲノム解析を行い、より詳細な比較解析を行った。その結果、病態発現に重要なvIL-8遺伝子やウイルス複製に関わる因子、ウイルスの構造蛋白等にアミノ酸置換を伴う相違が多く検出されたが、これらの箇所は中国や欧州由来のMDV株に見られた配列とは一致していた。そしてウイルス構造蛋白のひとつであるUL36に関してC末端の反復配列数に差が見られ、病原性との相関が疑われた。今後より詳細な機能解析をする必要がある。また、アジア諸国に分布するMDVの疫学調査・性状を解析を行う目的でミャンマーでの分子疫学調査を実施して、いくつかの農場でMDV遺伝子(meq遺伝子)が検出されたが、現時点で強毒株と思われるものは検出されなかった。前年度の検討により、ワクチン接種鶏から分離された強毒MDV株について、全ゲノム解析を行い、米国由来強毒株との詳細な比較解析を開始した。そして、いくついかの相違を同定することができたので、今後の機能解析により病原性進化機構について新たな知見を得る可能性が示された。国内分離MDV株の全ゲノムのより詳細な解析やRNAseq解析を実施して、病原性進化に関わる遺伝子の多型や構造変化を同定する。そして、その変化を導入した(あるいは欠失させた)組換えMDV感染性クローンを作成して、感染実験等により、病原性進化の分子機構を明らかにしていく。また前年度より継続してアジア諸国に分布するMDVの性状解析を行い、日本国内株との比較等を行う。特にミャンマーで検出されたMDV株の分子生物学的性状を解明していく。前年度から継続して、ワクチン接種鶏から分離された強毒MDV株について、全ゲノム解析を行い、米国由来強毒株との詳細な比較解析を行う。そして同定された相違について、その機能的意義を解析していく。
深い知識に基づく知識コンパイル機能を持つエキスパートシステム構築ツールの開発

本研究は,現在のルールに基づくエキスパートシステムが持つ,脆弱性と応用力の欠如という問題点を解決することを目指して,エキスパートシステムに応用力を持たせ,柔軟な問題解決を行なわせるための新しい知識処理技術の開発を目的として行なわれた.専門家の経験的知識は一般に浅い知識と呼ばれているが,専門家は浅い知識以外にドメインの基本原理,原則(深い知識)などに精通しており,それゆえ,専門家は未知の状況に出会った時に熟考し,原理,原則に戻ることによって,その因難な状況に対処できると考えられる.このことに注目して,経験的知識以外の,ドメインにおける深い知識を有効に問題解決に用いることができるエキスバートシステムを構築するために必要な基礎的な研究を行った.その結果,5種類の深い知識とそれを用いた浅い知識を生成する知識コンパイラの開発を行なった.本研究課題はモデルベース推論の研究とも深い関連を持っている.モデルベース推論とは,対象の定性的なモデルを構築し,それに基づいて対象の定性的な振る舞いを推論する方法論に関する研究である.しかし,定性値に基づいているために推論に曖昧さが生じるため,実用にならないという大きな問題があった.そこで本研究では,故障診断をタスクに設定し,現実の問題(動力炉核燃料開発事業団の高速増殖炉,常陽の故障診断)を対象にして,定性推論の問題をモデル構築を含めて根本から検討し直し,常陽の主冷却系統の振る舞いを定性的に推論できる新しい定性推論方式を開発した.更に,再利用可能な知識ベース構築技術の基礎的検討として,タスクオントロジーとその知識獲得への利用と変電所の事故復旧支援システムのための知識ベースの再利用可能知識ベースに関する考察を行ない,広い意味での深い知識に関する総合的な検討を行なった.人間の専門家は未知の状況に出会った時に、熟考し、原理・原則に戻ることによって、困難な状況に対処することができる。本研究では、このことに注目して経験的知識以外の、対象領域における深い知識を有効に問題解決に用いることができるエキスパ-トシステム構築ツ-ルの開発を目指している。本年度は、(1)考察の対象を発電プラントに絞って、専門家が持つと思われる対象モデルを詳細な検討、(2)対象の定性的な振舞いをシミュレ-トする定性的推論エンジンの設計・試作、(3)対象モデルの記述方式の検討を行った。(1)においては、発電プラントの性質を捉えるために、時間概念の取り扱い・現象間の因果関係の取り扱いについて考察し、モデル記述プリミティブを拡張した。さらに、この結果を踏まえて、(2)においては従来の定性的推論方式の機能を拡張した。この結果、より複雑な事象を扱う(複数のパラメ-タ間に成り立つ制約条件、複数のパラメ-タの異常値)ことが可能になった、現在、(1)で得られたモデルを、(2)で設計された推論方式の上で机上シミュレ-ションすることにより性能を評価している。(3)においては、共有性の高い大規模ち知識ベ-スを提供することを目指して、対象装置を構成する部品の機能の一般的な記述子の組識化を行った。今後は、(1),(2),(3)の研究を統合し、可用性の高いエキスパ-トシステム構築ツ-ルの実現を目指す予定である。本研究は,現在のルールに基づくエキスパートシステムが持つ,脆弱性と応用力の欠如という問題点を解決することを目指して,エキスパートシステムに応用力を持たせ,柔軟な問題解決を行なわせるための新しい知識処理技術の開発を目的として行なわれた.専門家の経験的知識は一般に浅い知識と呼ばれているが,専門家は浅い知識以外にドメインの基本原理,原則(深い知識)などに精通しており,それゆえ,専門家は未知の状況に出会った時に熟考し,原理,原則に戻ることによって,その因難な状況に対処できると考えられる.このことに注目して,経験的知識以外の,ドメインにおける深い知識を有効に問題解決に用いることができるエキスバートシステムを構築するために必要な基礎的な研究を行った.その結果,5種類の深い知識とそれを用いた浅い知識を生成する知識コンパイラの開発を行なった.本研究課題はモデルベース推論の研究とも深い関連を持っている.モデルベース推論とは,対象の定性的なモデルを構築し,それに基づいて対象の定性的な振る舞いを推論する方法論に関する研究である.しかし,定性値に基づいているために推論に曖昧さが生じるため,実用にならないという大きな問題があった.そこで本研究では,故障診断をタスクに設定し,現実の問題(動力炉核燃料開発事業団の高速増殖炉,常陽の故障診断)を対象にして,定性推論の問題をモデル構築を含めて根本から検討し直し,常陽の主冷却系統の振る舞いを定性的に推論できる新しい定性推論方式を開発した.更に,再利用可能な知識ベース構築技術の基礎的検討として,タスクオントロジーとその知識獲得への利用と変電所の事故復旧支援システムのための知識ベースの再利用可能知識ベースに関する考察を行ない,広い意味での深い知識に関する総合的な検討を行なった.本研究は,現在のルールに基づくエキスパートシステムを持つ,脆弱性と応用力の欠如という問題点を解決することを目指して,エキスパートシステムに応用力を持たせ,柔軟な問題解決を行なわせるための新しい知識処理技術の開発を目的として行なわれた.専門家の経験的知識は一般に浅い知識と呼ばれているが,専門家は浅い知識以外にドメインの基本原理,原則(深い知識)などに精通しており,それゆえ,専門家は未知の状況に出会った時に熟考し,原理,原則に戻ることによって,その困難な状況に対処できると考えられる.このことに注目して,経験的知識以外の,ドメインにおける深い知識を有効に問題解決に用いることができるエキスパートシステムを構築するために必要な基礎的な研究を行った.

その結果,5種類の深い知識とそれを用いた浅い知識を生成する知識コンパイラの開発を行なった。本研究課題はモデルベース推論の研究とも深い関連を持っている.モデルベース推論とは,対象の定性的なモデルを構築し,それに基づいて対象の定性的な振る舞いを推論する方法論に関する研究である.しかし,定性値に基づいているために推論に曖昧さが生じるため,実用にならないという大きな問題があった.そこで本研究では,故障診断をタスクに設定し,現実の問題(動力炉核燃料開発事業団の高速増殖炉,常陽の故障診断)を対象にして,定性推論の問題をモデル構築を含めて根本から検討し直し,常陽の主冷却系統の振る舞いを定性的に推論できる新しい定性推論方式を開発した.更に,再利用可能な知識ベース構築技術の基礎的検討として,タスクオントロジーとその知識獲得への利用と変電所の事故復旧支援システムのための知識ベースの再利用可能知識ベースに関する考察を行ない,広い意味での深い知識に関する総合的な検討を行なった。
肋骨付き前鋸筋弁の新たな展開と選択的逆行性穿通枝造影法の確立

本研究は、胸背動脈前鋸筋枝を茎とする穿通枝皮弁の詳細な解剖学的検討と、既存の肋骨付き前鋸筋弁の挙上方法の改良を行う。これにより臨床における肋骨付き前鋸筋弁の適応範囲を広げ、より機能的、形態的に優れた再建術式の確立を目指す。また、解剖体における新たな穿通枝造影法を確立し、これが身体各所に存在する皮膚穿通枝による新たな穿通枝皮弁開発の基になることを目的とする。
エナメル芽細胞および中間層細胞の分化維持因子の新規探索

将来的に歯の再生を実現する為には正常な歯の発生メカニズムの正確な理解が不可欠であるが、未解明な点が多く残されている。本研究においては歯の発生に関与するMsx2遺伝子に着目し、そのノックアウトマウスを用いて解析した。歯のエナメル質を形成するエナメル器はエナメル芽細胞、中間層細胞、外エナメル上皮等により構成される。本研究の成果によりエナメル芽細胞および中間層細胞が正常な機能を果たす為には外エナメル上皮の角化重層扁平上皮化の抑制が不可欠であり、Msx2がその抑制機構に必須の因子である事が明らかとなった。将来的にES細胞やiPS細胞等の幹細胞から歯の再生を試みる上で、「歯の設計図」としての正常発生過程の正確な理解が不可欠となる。しかしこれまでに多くの知見が蓄積されている歯胚形態形成過程と比較して、より後期の細胞分化過程における詳細な分子メカニズムについては未解明な点が多く残されている。本研究においては転写因子のMsx2遺伝子に着目した。Msx2ホモ欠損マウス(以下変異型)においてはエナメル芽細胞が極性を喪失しエナメル質形成不全症を呈する事が知られていたが、その分子機構については不明であった。今年度の研究においてまず野生型と変異型の生後エナメル器を組織学的に比較検討した所、エナメル芽細胞の初期分化は比較的正常に進行し、細胞の極性化やAmelogenin、Ameloblastin、Enamelinのような各種分化マーカーの発現が認められた。また中間層細胞の分化マーカーであるNotch1やSox2の発現も比較的正常に認められた。一方外エナメル上皮は分化状態を失って角化重層扁平上皮化し、エナメル器内にHsp25やLoricrin等の角化マーカーの異所性発現と星状網の喪失が観察された。角質の蓄積に伴って中間層細胞マーカーの発現が消失し、次いでエナメル芽細胞の極性喪失とエナメル器内における歯原性角化嚢胞の形成が観察された。以上の結果よりMsx2遺伝子はエナメル芽細胞と中間層細胞の初期分化には必須の因子ではなく、外エナメル上皮の分化維持と星状網の維持を介して正常なエナメル質形成に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。将来的に歯の再生を実現する為には正常な歯の発生メカニズムの正確な理解が不可欠である。歯の発生過程においてエナメル質は歯胚上皮由来のエナメル芽細胞により形成される。種々の遺伝子変異によりエナメル質形成不全症が惹起されるが、エナメル芽細胞が分化状態を維持する機構については未解明な点が多く残されている。本研究で着目するMsx2遺伝子はホメオボックス型転写因子をコードし、ヒトのMSX2遺伝子変異により先天性エナメル質形成不全症を呈する例が報告されている。しかしその詳細な発症機構については不明である為、本研究においてはMsx2遺伝子のノックアウトマウスを用いてMsx2がエナメル質形成過程に果たす役割について解明を試みた。まず野生型マウスの正常歯胚において、Msx2は未分化な内エナメル上皮・移行期のエナメル芽細胞・中間層細胞・外エナメル上皮に発現が観察された。Msx2変異マウスの歯胚においてはエナメル芽細胞の極性化や初期分化マーカーの発現は比較的正常に認められた。また中間層細胞の分化マーカーの発現も観察された事から、エナメル芽細胞と中間層細胞の初期分化にとってMsx2は必須の因子ではない事が明らかとなった。一方変異マウスにおいては本来は単層である外エナメル上皮が異所性に角化重層扁平上皮化しており、その進行に伴ってエナメル器内に角化嚢胞が形成された。その結果エナメル芽細胞と中間層細胞が分化状態を喪失し、エナメル質形成不全を呈した。以上より正常なエナメル質形成過程においてエナメル芽細胞と中間層細胞の分化状態を維持する為には外エナメル上皮の機能維持が必須であり、Msx2が通常は外エナメル上皮の角化重層扁平上皮化を抑制する主要な因子である事が明らかとなった。発生学研究初年度は生後3日から20週齢に至る野生型と変異型マウスのサンプリングを行い、切歯と臼歯のエナメル器について免疫組織化学染色、section in situ hybridization、EPMA、micro-CT、RT-PCR等の手法により比較検討を行った。また生後9日目の下顎切歯より形成端付近の上皮を摘出してtotal RNAを抽出し、cDNAを合成してマイクロアレイ解析を行った。得られた研究成果については平成25年9月に岡山で開催された歯科基礎医学会学術大会にて口演発表を行った。今後は初年度の研究で得られたマイクロアレイ解析の結果を詳細に検討し、野生型と変異型の間で発現の変動の大きい標的遺伝子についての情報を得る。その遺伝子の組織上での具体的な発現パターンを免疫組織化学染色やin situ hybridization法にて解析する。また極性を喪失した後のエナメル芽細胞の嚢胞壁内における挙動について組織学的に検討する。
三宅島2000年噴火におけるマグマ水蒸気爆発に関する地質岩石学的研究

三宅島2000年噴火の水蒸気マグマ水蒸気爆発機構について,噴出物と噴火中の地球物理学観測データやビデオなどの観測記録から検討を行った.また,アナタハン火山の2003-2005年噴火やアカデミーナウク1996年噴火のマグマ水蒸気爆発との噴出物の比較研究を実施した.三宅島では,各爆発イベントの火山灰層を多くの露頭で識別することができ,2次堆積物やマッドクラックの有無,粒度,色調などによって,火山灰の堆積時間を特定することができた.また,その分布や粒度・構成物種分析から,マグマの噴出量や破砕度を求めることができ,噴出物全体やマグマ噴出率をイベント毎に算出することができた.今回の噴出物に関する詳細な物理量データは,これまでの多くの噴火では噴火全体についてのみ噴出率等の情報があった状態とは異なり,今後の火山爆発モデルを作成する上での極めて重要なパラメータとなりうる.マグマ噴出率と有色噴煙高度には正の相関があり,噴出物の破砕度はマグマ噴出率と負の相関にある.これは,マグマ物質の少ない水蒸気爆発に置いて破砕度が最も高いことを示している.ここで破砕度が高い原因は,マグマの寄与(熱エネルギー)が少なく,上方に放出される噴出物が浮力を稼げなかったために,落下してくる粗粒粒子が火口で衝突を繰り返したこと,水の超臨界状態で爆発に伴いケイ酸塩に対して破砕現象が効果的に起きたという2つのモデルが考えられる.Wohletzが実験により提案したマグマ-水比が0.3であれば熱/破壊エネルギーの変換効率が最大というモデルは,三宅島噴火の噴出物からは確認できなかった.三宅島の2000年噴火には地下水が大きく関与しており,これは噴出物の形態や噴出物に付着している物質の硫黄同位体比の測定からも支持された.今後,噴出環境が異なるアナタハンやアカデミーナウクの噴出物との比較研究を通じて,噴火発生場に関する研究をさらに継続する必要がある.三宅島2000年噴火の水蒸気マグマ水蒸気爆発機構について,噴出物と噴火中の地球物理学観測データやビデオなどの観測記録から検討を行った.また,アナタハン火山の2003-2005年噴火やアカデミーナウク1996年噴火のマグマ水蒸気爆発との噴出物の比較研究を実施した.三宅島では,各爆発イベントの火山灰層を多くの露頭で識別することができ,2次堆積物やマッドクラックの有無,粒度,色調などによって,火山灰の堆積時間を特定することができた.また,その分布や粒度・構成物種分析から,マグマの噴出量や破砕度を求めることができ,噴出物全体やマグマ噴出率をイベント毎に算出することができた.今回の噴出物に関する詳細な物理量データは,これまでの多くの噴火では噴火全体についてのみ噴出率等の情報があった状態とは異なり,今後の火山爆発モデルを作成する上での極めて重要なパラメータとなりうる.マグマ噴出率と有色噴煙高度には正の相関があり,噴出物の破砕度はマグマ噴出率と負の相関にある.これは,マグマ物質の少ない水蒸気爆発に置いて破砕度が最も高いことを示している.ここで破砕度が高い原因は,マグマの寄与(熱エネルギー)が少なく,上方に放出される噴出物が浮力を稼げなかったために,落下してくる粗粒粒子が火口で衝突を繰り返したこと,水の超臨界状態で爆発に伴いケイ酸塩に対して破砕現象が効果的に起きたという2つのモデルが考えられる.Wohletzが実験により提案したマグマ-水比が0.3であれば熱/破壊エネルギーの変換効率が最大というモデルは,三宅島噴火の噴出物からは確認できなかった.三宅島の2000年噴火には地下水が大きく関与しており,これは噴出物の形態や噴出物に付着している物質の硫黄同位体比の測定からも支持された.今後,噴出環境が異なるアナタハンやアカデミーナウクの噴出物との比較研究を通じて,噴火発生場に関する研究をさらに継続する必要がある.本研究では三宅島2000年噴火の噴出物の粒度や構成物の物理化学的な時間変化から,マグマ水蒸気水蒸気爆発が起きた際の,マグマと空洞の関係を推定し,山頂陥没過程に置いてどのような機構で爆発が引き起こされたのかを地質岩石学的に解明することを目的としている.本年度は,三宅島2000年噴火の噴出物について分布と構成鉱物について再解析を行った.噴出物や画像から噴出率を算出することができる.三宅島2000年噴火で最も規模の大きかった8月18日噴火では,噴煙高度が約16kmに達したことが観測された.この噴火の噴出量が溶岩換算で4.2x10^6m^3と見積もられ,その噴出率は高々10^6kg/sのオーダーとなる,プリニー式噴火で想定される理論的モデル(Sparks,1986)では,噴煙高度は1桁ほど小さい(Nakada et al.,2005).また,このまた,類似のマグマ水蒸気爆発を起こした北マリアナ諸島アナタハンの2003年5月中旬の噴火の噴出物の解析を行った.ここでは5月中旬に準プリニー式の噴火が起こり,噴煙は約13kmの高度まで達した.噴出物は安山岩質の軽石スコリアで,火口が海水準付近にあり,噴火後,火口底の深度が深くなった.

準プリニー式の噴火の後は三宅島と同様のマグマ水蒸気爆発に移行した.前者の総噴出量は溶岩換算で1.4x10^7m^3である.5月中旬の噴出率は2xl0^5kg/sであり,ここでも噴出率が1桁程度少なめに見積もられる(Nakada et al., in press).これら2つの最近噴火例で判明した,噴出率と噴煙高度から推定される噴出率が一致しない理由は,噴火に水蒸気が関与していることが大きな原因であると考えられ,マグマ水蒸気爆発の爆発度を生み出す原因であると考えられる.今後,マグマ物質自身がどれだけ噴火に関与しているかを見積もり,水蒸気の関与についてより定量的な見積もりをする必要がある.研究費では,備品として,噴出物中の水分を測定するためにカールフィッシャー水分計を購入し,三宅島の噴出物についての水分量を測定中である.本研究では三宅島2000年噴火の噴出物の地質岩石学的研究からマグマ水蒸気爆発のメカニズム解明をめざしている.これまでに三宅島の噴出物の本質物質と噴煙高度には正の相関があるものの,マグマ物質の量が少なくても破砕度の大きいものは高い噴煙高度を持つことが示され,水の関与による破砕エネルギーへの変換効率の良さが確認された.三宅島噴火に関する論文を3編公表した.本年度は三宅島2000年噴火と同様なマグマ水蒸気爆発を起こした,北マリアナ諸島アナタハン島の噴火の地質観測と噴出物採取,および,その分析に研究費を使用した.そこでは,細粒の火砕物が火口から溢れ,低温火砕流となって風下に流下した.その形態は三宅島の2000年8月29日に起きたものときわめて酷似し,噴出物も細粒の火山灰層の繰り返しからなることも共通している.アナタハンでは2004年のストロンボリ式噴火後,火口直下に地下水とマグマが接触しやすい環境が形成されたものと考えられる.また,アナタハンの火砕流噴火の火口は海水面下100m程度まで深くなっており火口径がさらに拡大していたことは,海水とマグマとの接触がおこりやすい環境が整っていたことを示している.今後,噴出物の比較研究を進める.アナタハン噴火に関する論文を2編公表した.一方,マグマ水蒸気爆発の比較研究として浅間山2004年噴火の推移とそのメカニズムについて噴出物を用いて検討した.ここでは2004年9月の噴火開始までは長周期地震やその震源域から想像された火口直下の地下水溜まりが噴火によって消失し,地下水との接触する機会がなくなって,その後のマグマ噴火に移行したと判断される.これらの成果をエクアドルの国際シンポジウムで発表し,外国の研究者と意見交換を行った.三宅島で2000年78月に起きた水蒸気マグマ水蒸気爆発のメカニズムについてその噴出物と,噴火中の気象や地球物理学観測データ,報道や観測班のビデオなどの観測記録から検討を行ってきた.それによると,野外で地質学的に区別された地層の堆積時間を特定することができ,それぞれの地層の堆積を多点観測結果から求めることによって,地層毎の噴出速度を計算することができた.これまで噴火全体の平均的な噴出速度しか得ることができなかった過去の火山学的情報とは精度に格段の違いがある.また,各地層の噴出物コンポーネント分析をすることにより,それぞれの地層を作ったマグマ自身の噴出速度も求めることができる.このようにして求めたマグマの噴出速度と噴煙の高度の関係は,噴煙の物理モデルを満たしている.一方,各地層について,広域的に粒度分析結果から,地層毎の全体の流度組成を知ることができ,それから破砕度を推定することができた.破砕度はマグマ噴出率が大きくなるほど小さくなる傾向が明らかに認められ,マグマ物質の少ない水蒸気爆発に置いて破砕度が高いことが明らかにされた.
構造を有する材料の三次元メソ力学に関する研究

本研究は、構造を有する材料の破壊挙動をより包括的に扱えるメソスケールの計算力学的手法の構築を目的とした。すなわち、計算不連続体力学モデルによる多結晶脆性固体の二次元メソ解析アルゴリズムを、繊維、粒子(特別な場合としてボイド)などを含む多相材料に適用し、それらが構成方程式、破壊強度などに及ぼす影響を定性的、定量的に把握するとともに、その結果に基づいて均質化法、損傷力学などのマクロなモデル化を評価、改良することを試みた。特に、海洋構造用新素材としての期待度から、セラミックス、コンクリートなどを母材とする複合材料のモデル化に重点を置いた。具体的には以下の項目を実施した。(1)構造を有する材料の一例として、マイクロインクルージョン(特別な場合として、マイクロボイドも含む)を含むマイクロクラッキング脆性固体の二次元メソ解析アルゴリズムを構成した。この際、マイクロインクルージョンの割れも考慮した。(2)構造を有する材料の一例として、繊維を含む脆性材料の二次元メソ解析アルゴリズムを構成した。(3)マイクロインクルージョンあるいは繊維を含む脆性固体がマイクロクラック損傷を伴う場合のマイクロ弾性定数計算を行なった。(4)マイクロインクルージョンあるいは繊維を含む脆性固体の損傷発展に関する非定常計算を行なった。(5)マイクロインクルージョンを含む脆性固体のR曲線(亀裂進展抵抗曲線)挙動を計算し、メソスケールの構造と破壊靱性の関連について考察した。この際、マイクロインクルージョンの変態塑性を考慮した。
大規模崩壊地を有する渓畔域において動的立地環境が植生遷移に及ぼす影響

本研究は,上流域に大規模崩壊地を有する渓畔域において,動的立地環境が植生遷移に及ぼす影響を明らかにすることを目的として,空中写真判読による林地の消失・回復面積の履歴と現地調査による群落構造とその遷移の把握をおこなった。調査および解析は,上流域に大規模崩壊地を有し,恒常的に土砂の流入が期待される安倍川上流の支流大谷川の渓畔域を対象に,現地調査による群落構造・植生遷移と,空中写真判読による林地の消失・回復面積の履歴を対応させ,その相互関係を検討するとともに,降雨量を指標に撹乱の頻度と強度に対応する植生遷移を考察した。調査・解析結果より以下の知見が得られた。林地は種組成をもとに遷移系列に沿って4段階に区分された。I期は植生侵入開始から10年以内の群落で,先駆性樹種のヤシャブシ,ヤマハンノキ,オノエヤナギが優占し,未だ確率降雨1030年(400500mm)規模の降雨を経験していない群落であった。II期は植生侵入後1025年で樹冠を先駆性樹種が覆い,その下層には次世代種であるシデ類が,林床には遷移後期種であるカエデ類,ミズナラが存在する群落であった。III期は植生侵入後2545年で樹冠をシデ類が形成し,下層植生には次世代種のカエデ類が多数存在した群落であった。II期とIII期は,確率降雨1030年規模の降雨を経験したと推察された。IV期は植生侵入後45年以上が経過した群落で,カエデ類が優占度,樹齢において多種を圧倒していた。また,確率降雨30年規模の大規模な降雨でも撹乱をうけなかったと推察された。渓畔域における流路堆積地の変遷と林分構造について把握するため,渓畔林の林分構造の概査と予備的な空中写真判読を行った。調査地は大規模崩壊地大谷崩を有する安倍川上流大谷川の河口から48km地点50km地点までの1km区間を対象とした。解析に用いた空中写真は1964年,1975年,1984年,1994年に撮影された白黒写真と1999年に撮影されたカラー写真である。写真判読は周辺部の構造物や谷壁斜面に存在する非撹乱林地を基準に,高木林,低木林,裸地(流路)に分類し,2,500分の1の地形図に移写した。現地調査は,微地形を考慮して,各測線上に調査区を設置し,毎木調査を行った。また,61年99年の主な豪雨災害を調べた。空中写真の判読によると,林地は増加傾向にあり,近年特に低木林の増加が著しい。これは99年に上流に床固工群が完成したため堆積地が安定し,撹乱を受けにくくなったためと推察された。低木林が75年,84年に増加していなかった理由として,74年,82年,83年の大きな豪雨災害による撹乱を受けたためと推測された。微地形区分と堆積地の安定年数をみると,比高の高い箇所は撹乱を受けにくいため,地形面が安定していることがわかった。出現樹種を一般に先駆性の高い樹種を先駆樹種,山腹に多数生育する樹種を遷移後期種とし,どちらにも分類し難い樹種を遷移中期種とした。また,群落名を初期,中期,後期群落とした。初期群落は99年以降安定し植生が定着した堆積地上に存在し,樹種は先駆樹種が優占しており,稚樹は遷移中期種のシデ類が多かった。

中期群落は7594年以降に安定した低位段丘上に存在し,高木はシデ類が優占しており,稚樹は遷移後期種のカエデ類が多数出現していた。後期群落は64年以前から,64年84年の間に安定した高位段丘,谷壁斜面に存在し,カエデ類が多数存在しており,植生も定着していることから大谷川渓畔林の安定した姿と推察された。本研究は,空中写真判読による林地の消失・回復面積の履歴と現地調査による群落構造とその遷移を把握し,渓畔域の動的立地環境が群落構造,植生遷移に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。調査地は安倍川上流の大谷川の1km区間とした。空中写真判読は1964年以降,約5年ごとに行い,高木林,低木林,渓床に分類し,地形図に移写した。現地調査は,毎木調査と土壌調査を行った。撹乱の頻度と強度に関する指標として最大日雨量から求められる確率年を用いた。また樹種の遷移系列を把握するため,種組成をもとにクラスター分析を行い4段階に区分した。調査解析結果より以下の知見が得られた。I期は植生侵入開始から10年以内の群落で,先駆性樹種のヤシャブシ,ヤマハンノキ,オノエヤナギが優占し,未だ確率降雨1030年規模の降雨を経験していない群落であった。II期は植生侵入後1025年で樹冠を先駆性樹種が覆い,その下層には次世代種であるシデ類が,林床には遷移後期種であるカエデ類,ミズナラが存在する群落であった。III期は植生侵入後,2545年で樹冠をシデ類が形成し,下層植生には次世代種のカエデ類が多数存在した群落であった。II期とIII期は,確率降雨1030年規模の降雨を経験したと推察される。IV期は植生侵入後45年以上が経過した群落で,カエデ類が優占度,樹齢において多種を圧倒していた。また,確率降雨30年規模の大規模な降雨でも撹乱を受けなかったと推察される。渓畔域は,一般林地に比べて大規模な撹乱の影響を受けやすく,林地は消失と回復を繰り返す動的立地環境にある。本研究の結果,大谷川渓畔域においては,確率降雨10年以上の降雨に起因する撹乱を受け,群落は先駆性樹種→シデ類→カエデ類と遷移し,群落構造と土壌の肥沃度は成立後約45年を経過すると周辺の森林に近づくことが明らかとなった。
シェリング及び現象学におけるその継承と展開に関する研究

本研究は、フィヒテやヘーゲルとともにドイツ観念論の一角を占める哲学者フリードリヒ・シェリング(1775-1854)の哲学、とりわけその「啓示の哲学」や「神話の哲学」などの後期哲学、積極哲学における「思考以前の存在」に代表される存在・自然の事実性の問題を中心に解明を行いつつ、同時にこの問題のフッサール以来のドイツ・フランスの現象学における継承と発展を跡づけるようとするものである。これにより、シェリング哲学そのもの位置づけ、とりわけドイツ観念論に限定されない同時代的な哲学的文脈における現代的意義を解明する。以上が本研究の概要である。
環境応答性を示すリン酸カルシウム系ハイブリッド材料の創成

本研究課題では、リン酸カルシウム系化合物を基材に酵素に応答する機構を付与したハイブリッド材料とすることで、環境に応答する新規な人工骨用バイオマテリアルの創製を目的にした。本研究の実施により、体液模倣環境(擬似体液、SBF)において、リン酸エステルのカルシウム化合物からのヒドロキシアパタイト(HAp)生成が、アルカリフォスフォターゼ(ALP)の存在によって促進されることを見出し、酵素の存在に依存したHAp生成が可能となった。さらに、ブチルリン酸のエタノール溶液を用いた表面処理によってα-リン酸三カルシウムにブチルリン酸のカルシウム化合物を複合化できることを明らかにした。人工骨は、生体内という特殊な環境で長期に利用される材料である。人工骨に、環境応答性が付与できれば、体内での環境の変化に応じた薬剤徐放や自己修復といった機能が獲得できる。しかし、人工骨に環境応答性を付与する技術は未開拓である。本研究課題は、生体内で反応するリン酸カルシウム系化合物を基材に用いて、これに酵素応答性分子を複合化することで、酵素の存在に対応してリン酸カルシウムの形成反応が制御される新規な人工骨用バイオマテリアルの創製を目的にする。酵素としては、アルカリフォスフォターゼ(ALP)を対象として取り扱う。ALPは、リン酸エステル化合物の加水分解を進める酵素であり、その活性は体液よりも、高いpHの領域で発現する。本年度はまず、pHが中性域に近い体液模倣環境で活性が現れる条件を確かめた。次いでその条件に基づいて、異なる溶解度積と加水分解速度を持つリン酸エステルのカルシウム化合物を選び、酵素応答性の違いを対比した。その結果、フェニルリン酸カルシウムについて、体液模倣環境(擬似体液、SBF)中にALPが存在する場合に加水分解が進み、ヒドロキシアパタイトの生成が促進される条件があることが分かった。この条件を用いて、メチルリン酸カルシウム、エチルリン酸カルシウム、ブチルリン酸カルシウムについて、ALP存在下におけるヒドロキシアパタイト生成の違い擬似体液を用いて調べた。その結果、ヒドロキシアパタイトの形成は、主にリン酸エステルの加水分解速度の違いにより支配されることを明らかにした。本研究課題は、生体内で反応するリン酸カルシウム系化合物を基材に用いて、これに酵素応答性分子を複合化したハイブリッド材料とすることで、酵素の存在に対応してリン酸カルシウムの形成反応が制御される新規な人工骨用バイオマテリアルの創製を目的にした。酵素としては、アルカリフォスフォターゼ(ALP)を対象として取り扱った。ALPは、リン酸エステル化合物の加水分解を進める酵素であり、その活性は体液よりも高いpHで至適となる。本研究の実施により、フェルニルリン酸カルシウムが中性域に近いpHの体液模倣環境(擬似体液、SBF)であっても、ALPが存在するとヒドロキシアパタイト(HAp)生成の促進が起こることを明らかにした。次いでこの条件に基づき、異なる溶解度積と加水分解速度を持つリン酸エステルのカルシウム化合物からのHAp生成についてALPを添加したSBFを用いて調べた。カルシウム化合物として、メチルリン酸カルシウム、エチルリン酸カルシウム、ブチルリン酸カルシウムを選び、SBFへのALPの添加がHAp生成に与える影響を調べた。その結果、HApの生成は、主にリン酸エステルの加水分解速度の違いにより支配されることを明らかにした。さらに、α-リン酸三カルシウムをリン酸エステル溶液で処理し、表面を有機修飾したリン酸エステルカルシウム化合物とすることによって、HApへの転化挙動がALPの存在に応答する生体吸収性セラミックスの作製に成功した。本研究課題では、溶解性の高いリン酸カルシウムのセラミックスを基材に用いて、リン酸エステル分子をハイブリッド化することにより、酵素に応答する材料の開発を目指す。本年度は、まず体液模倣水溶液(擬似体液,SBF)中において、アルカリフォスフォターゼ(ALP)による加水分解反応の促進が起こる条件を確かめた。そのために、フェニルリン酸カルシウムを用いて、ALP共存下における材料の挙動を材料化学的に解析・評価した。キャラクタリゼーションについては、X線回折(XRD)、フーリエ変換赤外(FT-IR)分光分析、誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析、走査電子顕微鏡(SEM)などにより行った。その結果から、pH7付近であってもALPの存在下においてフェニルリン酸カルシウムからのヒドロキシアパタイトの生成反応はALPの存在により異なることを確かめた。次いで、ALPの存在下においけるヒドロキシアパタイト生成反応の違いの支配因子を明らかにするために、溶解度積と加水分解速度の異なる三種のリン酸エステルのカルシウム化合物(メチルリン酸カルシウム、エチルリン酸カルシウム、ブチルリン酸カルシウム)を用いて、擬似体液中における挙動の違いを対比した。