hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電子豊富なカチオン性遷移金属錯体を用いたC-H結合の活性化と官能基化

アセトニトリルの配位した陽イオン性レノセン[(η_5-C_5H_5)_2Re・NCMe]^+の光反応によって発生させたレノセンのモノカチオン[(η_5-C_5H_5)_2Re]^+は,ベンゼン,チオフェン,メチルチオフェン等の芳香環のC-H結合を活性化し,酸化的付加生成物[(η_5-C_5H_5)_2Re(aryl)H]^+を収率良く与えることを見出した。これは,レノセン誘導体を用いた初めてのC-H結合活性化の例である。C_6D_6を用いてこの反応の速度論的重水素同位体効果を求めたところ,1.09という小さな値が得られた。これは,C-H結合の開裂がこの反応の律速段階ではないことを示唆している。得られた陽イオン性アリール(ヒドリド)レノセンのヒドリド配位子は,DBU,トリエチルアミン等の塩基によって容易にプロトンとして引き抜かれ,中性のアリールレノセン誘導体[(η_5-C_5H_5)_2Re(aryl)]を与えた。この中性錯体は容易にプロトン化されてもとの陽イオン性アリール(ヒドリド)錯体を生成した。またチエニル誘導体については求電子的なメチル化剤で処理すると高収率でカチオン性のチエニル(メチル)錯体[(η_5-C_5H_5)_2Re(C_4H_3S)Me]^+を与えたが,同様の条件でエチル化は起こらなかった。チエニル(メチル)錯体の構造をX線結晶解析により決定し,この分子がチエニル配位子とメチル配位子との間の大きな立体反発によって歪んでいることを明らかにした。チエニル(メチル)錯体からのメチルチオフェンの還元的脱離を期待して,この錯体をホスフィン存在下で加熱したところ,予想した還元的脱離は起こらず,代わりにチエニル基がCp配位子上ヘ転位するという形でC-C結合形成が起こり,チエニルシクロペンタジエニル配位子を含むカチオン性レノセン誘導体を与えることが分かった。
光熱変換近接場光学走査型顕微鏡の開発

光の回折限界以下の空間領域で光学情報を引き出すことを目的とした走査型近接場光学顕微鏡(SNOM)の開発とその応用が盛んである。汎用性が高く高感度という特徴をもつ光熱変換分光法をSNOMに適用することにより,SNOM検出の適用分子の拡大が期待される。本研究では、近接場励起による光熱変換信号を検出する近接場光熱変換顕微鏡の開発を目的とした。本システムは倒立型光学顕微鏡をベースに試作し,開口径100nmの近接場ファイバープローブに、励起光(He-Cdレーザー)とプローブ光(He-Neレーザー)を同軸に導入した。Dither制御によりファイバープローブ先端を試料表面から10nm程の距離に近づけ、プローブ先端から発生する励起光の近接場光で試料分子を励起する。光熱変換分光法では、光励起後の無輻射緩和による熱発生を、周囲の物質の屈折率変化として検出することから,光吸収後に発生する屈折率変化の検出がポイントとなる。ここでは100nmの開口径においても伝播光は完全には取り除くことができないため,プローブ光の透過光成分を用いることとし,その偏向による中心部の光量変化を観測する。光熱信号は励起光をチョッパーで変調し,プローブ光光量はAPDで検出し,ロックインアンプにより同期測定した。ガラス上のAu薄膜試料において、励起光のみ・プローブ光のみでは信号は得られず、両方導入した際にのみ信号が得られたことから光熱変換信号が検出されていることを確認した。次に,光ファイバープローブをXY方向に走査して得た光熱変換像では,金薄膜部とガラス基板の境界面が明瞭に認められ,境界での測定から空間分解能は約1μmと見積もられた。この結果は,近接場光学顕微鏡下において世界で初めて光熱変換像の取得に成功したものである。近接場走査型顕微鏡(SNOM)は,光の回折限界を超える空間分解能を保有することから近年大いに注目されている。本課題では従来蛍光や発光に限定されていたSNOMの対象分子を光熱変換現象を利用することで,より汎用性の高い測定法に高度化することが目的である。SNOMでは近接場光プローブである開口径100nmの光ファイバーからしみだした非伝播光である近接場光を利用して分子を励起している。光熱変換現象を観測するためには,分子を励起したことによって発生する屈折率変化を別の波長のプローブ光を用いてその偏向による光量変化を検出することになる。その問題点を解決するために,微小開口から漏れた伝播成分の光をプローブ光として利用することを着想した。倒立型光学顕微鏡をベースに試作した。試料直上から近接場光プローブを導入し,ファイバー先端と試料とのせん断応力の変化を利用する方法により試料とプローブの間隔が10nm以内になるように近づけた。試料は直径10μmの色素吸着粒子を用いた。532nmのNd:YAGレーザー光を励起光とし,633nmのHe-Neレーザー光をプローブ光とし,それぞれを同軸で光ファイバーに導入した。532nmの近接場光によって励起された色素分子が緩和する際に発生する熱による屈折率変化を,633nmのプローブ光の伝播成分の光量変化として測定した。ロックインアンプにより,励起光はチョッパーにより変調され,,APDによって検出されたプローブ光強度と同期検出することにより微小な光量変化を測定することが可能となる。その結果,励起光・プローブ光のみ導入したときのみ,光量変化が観測され,初めて近接場顕微鏡下での光熱変換現象の測定に成功したといえる。

今後,空間分解能の評価を行い,本手法の有効性を検証していく予定である。光の回折限界以下の空間領域で光学情報を引き出すことを目的とした走査型近接場光学顕微鏡(SNOM)の開発とその応用が盛んである。汎用性が高く高感度という特徴をもつ光熱変換分光法をSNOMに適用することにより,SNOM検出の適用分子の拡大が期待される。本研究では、近接場励起による光熱変換信号を検出する近接場光熱変換顕微鏡の開発を目的とした。本システムは倒立型光学顕微鏡をベースに試作し,開口径100nmの近接場ファイバープローブに、励起光(He-Cdレーザー)とプローブ光(He-Neレーザー)を同軸に導入した。Dither制御によりファイバープローブ先端を試料表面ふら10nm程の距離に近づけ、プローブ先端から発生する励起光の近接場光で試料分子を励起する。光熱変換分光法では、光励起後の無輻射緩和による熱発生を、周囲の物質の屈折率変化として検出することから,光吸収後に発生する屈折率変化の検出がポイントとなる。ここでは100nmの開口径においても伝播光は完全には取り除くことができないため,プローブ光の透過光成分を用いることとし,その偏向による中心部の光量変化を観測する。光熱信号は励起光をチョッパーで変調し、プローブ光光量はAPDで検出し,ロックインアンプにより同期測定した。ガラス上のAu薄膜試料において、励起光のみ・プローブ光のみでは信号は得られず、両方導入した際にのみ信号が得られたことから光熱変換信号が検出されていることを確認した。次に,光ファイバープローブをXY方向に走査して得た光熱変換像では,金薄膜部とガラス基板の境界面が明瞭に認められ,境界での測定から空間分解能は約1μmと見積もられた。この結果は,近接場光学顕微鏡下において世界で初めて光熱変換像の取得に成功したものである。
胃がん幹細胞の単離と新規マーカーの同定及びWnt非β-カテニン経路による制御機構

本研究では(1)胃がん幹細胞の単離と特異的マーカーの同定、および,(2)胃がん幹細胞の自己複製能と分化誘導機構におけるWntシグナル非β-カテニン経路の関与を評価するため、以下の実験を行なった。1.自己複製能を有し未分化性を維持した幹細胞性を有する胃がん細胞の単離:複数のがん腫でがん幹細胞の同定法として報告のあるCD24, CD44, CD133等の細胞表面蛋白質の発現様式やHoechst33342色素の排出能力ならびにaldehyde dehydrogenase (ALDH)活性をマルチカラーFACSで評価し、これらを複数組み合わせてソーティングを行なった。また、各集団の細胞増殖や運動、浸潤能などの細胞生物学的特性を解析した。その結果、複数の胃がん細胞株でCD24陰性の細胞に幹細胞様特性があり、CD24の発現様式によりALDH活性に差があることを見出した。胃がん細胞でのCD24の発現制御機構については現在検討中である。2.胃がん幹細胞様細胞の悪性形質獲得へのWntシグナル非β-カテニン経路の関与:Wntシグナル非β-カテニン経路を活性化する代表的リガンドのWnt5aを胃がん細胞株MKN45で恒常的に過剰発現させると、細胞増殖能は変化しないが細胞運動能および浸潤能が亢進した。一方、Wnt5aの強制発現によって細胞表面蛋白質のCD24とCD133の発現に変化はなかったが、CD44強陽性の割合が減少した。胃がん幹細胞のマーカーとされるCD44は、Wntシグナル非β-カテニン経路によって負に制御される可能性が考えられた。本研究は研究代表者の海外留学転出のため本年度で廃止となるが、今後は複数の胃がん細胞株からソーティングした胃がん幹細胞様細胞に共通して発現する膜蛋白質あるいは分泌蛋白質を網羅的手法で特定し、胃がんにおけるがん幹細胞の新規マーカーの同定へと検討を進める構想である。
ハイブリッド短繊維強化複合材料の3次元構造制御および高機能化技術の開発

繊維強化複合材料中の繊維の3次元的分布を制御するために,繊維表面への金属およびセラミックス粒子からなる混合粒子の導入方法および導入した混合粒子の影響について検討した.強化繊維にはSiC繊維を,ハイブリッド化させる粒子には種々の粒径(10150μm)の混合粒子を用いた.マトリックス合金にはAl-4mass%Cu合金およびAl-7mass%Si合金を,繊維と混合粒子をハイブリッド化させるバインダーには,ポリエチレングリコールを用いた.繊維と混合粒子をバインダー中で撹拌・混合することにより,ハイブリッド繊維およびプリフォームの作製を同時に行った.得られたプリフォームをSEMにより調べた結果,SiC繊維表面に混合粒子が分散したハイブリッド繊維が得られることがわかった.ハイブリッド化させる混合粒子の粒径が複合化後の短繊維の3次元的分布に及ぼす影響を調べた結果,粒径10μm程度の小粒子は繊維同士の接触を防ぐ働きをし,粒径150μm程度の大粒子は繊維の配向性制御および均一分布に寄与することがわかった.また,粒径の異なる混合粒子を適切な重量比で混合して繊維表面に分散させることにより,マトリックス中に繊維が均一に分布し,かつランダムに配向した繊維ランダム配向複合材料を得ることができた.複合化後の組織の強化材/マトリックス界面をEDX-SEMにより調べた結果,反応層の形成は観察されなかった.また,得られた複合材料は安定した熱膨張挙動を示したことから,作製した複合材料中の強化材/マトリックス界面は強い接合強度を持つことが示唆された.ビッカース硬さを測定した結果,硬さに異方性がなかったことから,ハイブリッド繊維を用いることにより複合材料中の繊維の3次元的分布を制御できることがわかった.摩耗試験を行った結果,作製した複合材料は同じ強化材体積分率の粒子強化複合材料と比較して,高い耐摩耗特性を示した.低圧加圧溶浸法により複合材料中の短繊維の3次元的分布を制御するために,強化繊維表面への金属粒子の導入方法および導入した金属粒子の影響について検討した.強化繊維にはSiC短繊維(直径:14μm,長さ:1mm)を,ハイブリッド化させる粒子には種々の粒径(10150μm)のAl粒子を用いた.マトリックス合金にはAl-4mass%Cu合金およびAl-7mass%Si合金を用いた.短繊維とAl粒子をハイブリッド化させるバインダーには,有機系バインダーであるポリエチレングリコールを用いた.短繊維とAl粒子をバインダー中で撹拌・混合することにより,ハイブリッド短繊維およびプリフォームの作製を同時行った.得られたプリフォームをEDX-SEMにより調べた結果,SiC短繊維表面にAl粒子が分散したハイブリッド短繊維が得られることがわかった.次に,ハイブリッド化させるAl粒子の粒径が複合化後の短繊維の3次元的分布に及ぼす影響を調べた結果,粒径10μm程度の小粒子は短繊維同士の接触を防ぐ働きをし,粒径150μm程度の大粒子は短繊維の配向性制御および灼一分布に寄与することがわかった.また,複合化後の組織において,光学顕微鏡およびEDX-SEMを用いて強化繊維/マトリックス界面を調べた結果,界面に反応層の生成は観察されなかった.そこで,異なる粒径のAl粒子を適切な重量比で混合した粒子を短繊維表面に分散させたハイブリッド短繊維を用いて複合材料を作製することにより,マトリックス中に短繊維が均一に分布し,かつランダムに配向した短繊維ランダム配向複合材料を得ることができた.さらに,得られたランダム配向複合材料の硬さを測定した結果,その硬さに異方性がなかったことから,ハイブリッド短繊維を用いることにより複合材料中の短繊維の3次元的分布を制御できることがわかった.繊維強化複合材料中の繊維の3次元的分布を制御するために,繊維表面への金属およびセラミックス粒子からなる混合粒子の導入方法および導入した混合粒子の影響について検討した.強化繊維にはSiC繊維を,ハイブリッド化させる粒子には種々の粒径(10150μm)の混合粒子を用いた.マトリックス合金にはAl-4mass%Cu合金およびAl-7mass%Si合金を,繊維と混合粒子をハイブリッド化させるバインダーには,ポリエチレングリコールを用いた.繊維と混合粒子をバインダー中で撹拌・混合することにより,ハイブリッド繊維およびプリフォームの作製を同時に行った.得られたプリフォームをSEMにより調べた結果,SiC繊維表面に混合粒子が分散したハイブリッド繊維が得られることがわかった.ハイブリッド化させる混合粒子の粒径が複合化後の短繊維の3次元的分布に及ぼす影響を調べた結果,粒径10μm程度の小粒子は繊維同士の接触を防ぐ働きをし,粒径150μm程度の大粒子は繊維の配向性制御および均一分布に寄与することがわかった.また,粒径の異なる混合粒子を適切な重量比で混合して繊維表面に分散させることにより,マトリックス中に繊維が均一に分布し,かつランダムに配向した繊維ランダム配向複合材料を得ることができた.複合化後の組織の強化材/マトリックス界面をEDX-SEMにより調べた結果,反応層の形成は観察されなかった.また,得られた複合材料は安定した熱膨張挙動を示したことから,作製した複合材料中の強化材/マトリックス界面は強い接合強度を持つことが示唆された.ビッカース硬さを測定した結果,硬さに異方性がなかったことから,ハイブリッド繊維を用いることにより複合材料中の繊維の3次元的分布を制御できることがわかった.摩耗試験を行った結果,作製した複合材料は同じ強化材体積分率の粒子強化複合材料と比較して,高い耐摩耗特性を示した.
希薄乱流予混合火炎の大域的・局所的火炎構造に基づく火炎応答機構の解明と制御

平成30年度は前年度の成果および進捗を踏まえ,誘電体バリア放電(DBD)プラズマアクチュエータによる燃焼制御手法の構築を進めるとともに,コヒーレント・アンチ・ストークス・ラマン散乱分光法(CARS)による温度および化学種バランスの計測手法の構築を推進した。旋回乱流予混合火炎の制御法として円形DBDプラズマアクチュエータのバーストモードを燃焼器内の圧力変動に対応させて稼働させることで能動制御手法の構築を行った。支配的な圧力変動に対するアクチュエータの駆動位相を適切に選択することにより、燃焼器内の圧力および火炎自発光の変動が抑制されることを明らかにした。さらに,円形DBDプラズマアクチュエータの一サイクルでの稼働時間割合を狭めることが,よりロバストな制御が可能出ることを明らかにした。これらはDBDプラズマアクチュエータの顕著な流体力学的制御効果を示しており,さらに気体の反応性の面からDBDプラズマアクチュエータの影響の検討を進めている。また,OHラジカルを対象とした時系列平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)とステレオ粒子画像流速計(PIV)を用いて燃焼振動の遷移過程における燃焼特性を検討し、圧力変動などの増大に対する燃焼器流入口付近のせん断層での渦放出の影響を明らかにした。特に大規模な渦構造が火炎を巻き込む大域的な構造が,圧力変動の増大ともに上流域で生じるとともに半径方向に拡大することを明らかにした。これらの結果に基づいてDBDプラズマアクチュエータを用いた燃焼制御手法の改善方法の検討を進めた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は,旋回型乱流燃焼器に形成される希薄乱流予混合火炎を対象とした複合レーザ計測による火炎構造の解明及びDielectric barrier discharge(DBD)プラズマアクチュエータの構築に重点をおいて研究を行った。現有の旋回乱流燃焼装置を用いて,非燃焼条件において時系列高空間解像度ステレオ粒子画像流速計(PIV)を行った.計測結果にスペクトル解析等を施すことにより,内側・外側再循環領域の構造,乱流構造のレイノルズ数依存性を検討し,燃焼条件として設定した。設定された条件のメタン・空気旋回乱流予混合火炎を対象として,高時間分解能OH PLIF,高空間分解能ステレオPIV及び時系列ステレオPIVと圧力変動,自発光の同時計測を行い,圧力位相平均解析,Dynamic mode decomposition (DMD)やスペクトル解析等から,大域的な火炎構造と圧力変動との関係を明らかにした。燃焼により再循環領域が受ける影響を明らかにし,これらの結果から,大域的変動特性の支配因子の当量比依存性を明らかにした。旋回乱流予混合火炎の局所的な熱発生率を評価するために,既燃ガスとの混合のない定容容器燃焼器に形成されるメタン・空気乱流予混合火炎を対象としてOHラジカルとホルムアルデヒドの同時PLIF計測の基礎実験を行った。局所的な火炎構造のレイノルズ数依存性及び当量比依存性を明らかにするとともに,未燃予混合気塊の局所熱発生率の上昇への寄与を明らかにした。さらに,Raman散乱分光法の構築を進めた。旋回型乱流燃焼器の燃焼室流入口に設置可能な円形DBDプラズマアクチュエータを作成した。非燃焼条件においてDBDプラズマアクチュエータを連続駆動させ,高空間分解能ステレオPIV及び時系列PIV計測から,燃焼室流入口近傍の渦の放出周波数を増加させることを明らかにした。当初の計画通り,旋回型乱流燃焼器における火炎構造と流動特性について,PLIFとPIVを用いた検討が進められた。また,燃焼器に適用可能なDBDプラズマアクチュエータを構築し,受動的な燃焼制御を実施できたことは,当初計画より進んでいるといえる。一方で,火炎構造の詳細な計測のためのRaman散乱分光法等の構築は現在遂行中であり,また,上記の実験計測は実験条件数が十分ではなく,今後さらなる検討が必要と考えられる。総合して,本研究は概ね順調に進展していると考えられる。平成29年度は,燃焼中間生成物としてOHラジカルとホルムアルデヒドを対象とした平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)を行い乱流火炎の局所構造特性を明らかにすること,DBD(誘電体バリア放電)アクチュエーターや二次燃料噴射による制御,スピーカーによる圧力変動,流量変動を付加可能な旋回乱流燃焼装置を製作し,非燃焼条件及び燃焼条件において光学計測を用いて流動特性,大域的火炎構造及び燃焼特性に対して圧力変動の付加に対する火炎応答の特性を明らかにすることに重点をおいて研究を進めた。乱流条件及び圧力を制御可能な定容容器乱流燃焼器において,メタン・空気乱流予混合火炎を対象としてOH-CH2O PLIFを行い,OHとCH2Oの積の火炎面曲率,当量比依存性を明らかにし,旋回乱流火炎における燃焼特性を検討するための基礎的知見を得た。旋回乱流燃焼装置では,非燃焼条件において圧力変動により燃焼器流入速度変動を付加し,時系列ステレオPIVを用いて旋回型乱流の流動応答特性,特に内側及び外側せん断層における速度変動の圧力変動強度及び周波数依存性を明らかにした.圧力位相平均やスペクトル解析等の変動周波数に関わる解析を施すことにより,流動特性の圧力変動に対する応答特性を明らかにした。燃焼条件において,圧力変動により燃焼器流入速度変動を付加し,OHラジカルの高速度PLIFと時系列ステレオPIVとの同時計測を圧力変動及び自発光計測とともに行った.計測結果から火炎面密度を評価し,大域的火炎構造と圧力変動及び大域的な熱発生率変動特性との関係を明らかにした。

燃焼制御に関する研究では, DBDプラズマアクチュエータの連続稼働による燃焼制御特性を自発光,圧力計測から進めるとともに,バーストモードにより誘起される流動を非燃焼場での時系列PIVにより計測し,制御デバイスの基本的な制御特性を把握した。当初の計画通り,旋回型乱流燃焼器においてDBDプラズマアクチュエータによる受動的な燃焼制御を実施し燃焼特性を把握するとともに,圧力変動による流入速度変動による流動および火炎の応答特性を大域的な火炎構造の観点から検討を進めることができた。火炎構造の詳細な計測のためのOH-CH2O計測から乱流火炎の局所的な構造の特性を明らかにすることができた。当初計画にあるRaman散乱分光法の燃焼場への適用はまだ実施できていないが,それ以外の点では十分計画にあった進度であり,総合して,本研究は概ね順調に進展していると考えられる。平成30年度は前年度の成果および進捗を踏まえ,誘電体バリア放電(DBD)プラズマアクチュエータによる燃焼制御手法の構築を進めるとともに,コヒーレント・アンチ・ストークス・ラマン散乱分光法(CARS)による温度および化学種バランスの計測手法の構築を推進した。旋回乱流予混合火炎の制御法として円形DBDプラズマアクチュエータのバーストモードを燃焼器内の圧力変動に対応させて稼働させることで能動制御手法の構築を行った。支配的な圧力変動に対するアクチュエータの駆動位相を適切に選択することにより、燃焼器内の圧力および火炎自発光の変動が抑制されることを明らかにした。さらに,円形DBDプラズマアクチュエータの一サイクルでの稼働時間割合を狭めることが,よりロバストな制御が可能出ることを明らかにした。これらはDBDプラズマアクチュエータの顕著な流体力学的制御効果を示しており,さらに気体の反応性の面からDBDプラズマアクチュエータの影響の検討を進めている。また,OHラジカルを対象とした時系列平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)とステレオ粒子画像流速計(PIV)を用いて燃焼振動の遷移過程における燃焼特性を検討し、圧力変動などの増大に対する燃焼器流入口付近のせん断層での渦放出の影響を明らかにした。特に大規模な渦構造が火炎を巻き込む大域的な構造が,圧力変動の増大ともに上流域で生じるとともに半径方向に拡大することを明らかにした。これらの結果に基づいてDBDプラズマアクチュエータを用いた燃焼制御手法の改善方法の検討を進めた。今後は,実験条件を増やして計測を行い,旋回乱流の特性を明らかにするとともに,燃焼場における乱流構造と火炎の干渉に関する知見を深める。また,せん断層における既燃ガスとの混合の影響を明らかにすることを目的として複合光学計測法の構築を進める。今後は,旋回乱流火炎における局所的な火炎構造をPLIF及びRaman散乱分光法等により計測を進め,制御デバイスの燃焼反応制御面からの燃焼制御特性の解明と制御デバイスの改良を進める。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
発がん初期における「代謝再プログラム」過程の可視化―実験病理学的解析への応用

解糖系酵素ピルビン酸キナーゼM(PKM)の選択的splicing制御の蛍光可視化に取り組んだ。蛍光タンパクを用いたレポーター遺伝子を染色体に組込んだマウスを作製し、発がん実験を施行した。発がん型Krasを誘導発現させることにより、上述マウスに短期間で効率よくて肺がんを誘導できた。それら肺がんでは、期待通り、M2型PKMの発現が著しく上昇していた。しかし、それに対応するレポーター遺伝子由来の蛍光を検出することができなかった。従って、当初目的のためには、さらなるレポーター遺伝子の改良、あるいはトランスジェニックマウス作製法の変更が必要と思われる。発がんの過程においては、細胞のエネルギー代謝系の一つである解糖系における、ピルビン酸キナーゼM(PKM)のアイソフォーム変換(PKMスイッチ)が不可欠と考えられている。PKMスイッチを、細胞自身の蛍光によって検出できるマウス(PKMスイッチ可視化マウス)の作製に取り組んだ。PKMスイッチ可視化のためのレポーター遺伝子を埋め込んだBAC DNAクローンを、マウス受精卵へとマイクロインジェクションし、上記レポーターを染色体に組込んだマウス(BAC-トランスジェニックマウス・F0世代)の作製に取り組んだ。当初BL6系統にて試行していたが、効率が悪かったので、中途よりBDF1系統に切り替えて作製を行った。得られた産仔から、ゲノムPCRによって、トランスジーン陽性の3個体を同定した。これら3個体についてBL6系統への戻し交配を行い、ライン化した。ライン化したマウスでは、少なくもその後2世代にわたり、導入遺伝子の保持が確認された。しかしながら、マウス組織やマウス由来細胞を用いて、導入レポーター遺伝子の発現を、ウエスタンブロット法、フローサイトメトリー、組織切片解析により検討したところ、レポーター遺伝子そのものは保持されているにも関わらず、タンパクレベルあるいは蛍光レベルでも、その発現がみとめられなかった。上記のような事態を受け、レポーター遺伝子トランスジェニックマウスを追加作製することを決定した。追加作製に当たっては、プラスミドベクター上のレポーター遺伝子を、直接マウス受精卵にインジェクションすることとし、準備を進めている。発がん過程においては、細胞のエネルギー代謝系が再プログラム化されることが分かってきた。中でも、解糖系の最終段階を触媒するピルビン酸キナーゼM(PKM)については、ほとんどのがんにおいて、その発現アイソフォームが選択的スプライシングによって変換する(PKMスイッチ)とされている。本研究では、そのようなPKMスプライシングアイソフォームの変換を、マウス個体レベルで、生細胞可視化することを目的に、研究を行った。今年度は、PKMスイッチを細胞自身の蛍光によって検出できるレポーター遺伝子(前年度までに作製済み)を染色体に組込んだトランスジェニックマウスを作製し、発がん実験を施行した。まず、上記トランスジェニックマウスを、発がん型Krasを誘導発現できるノックインマウス(Kras-G12D-LSLマウス)と交配した。得られたマウスに、Creリコンビナーゼを発現するアデノウイルス(Ad-Cre)を気管内投与することで、発がん型Krasの発現を誘導した。Ad-Cre投与により、Kras-G12D-LSLアリル依存的に、上述マウスに短期間で効率よくて肺がんを誘導できた。これら肺がんは、原則的に、SPC陽性の肺腺がんであると考えられた。しかし、蛍光観察では、それに対応するレポーター遺伝子由来の蛍光を検出することができなかった。腫瘍生物学可視化マウスラインの樹立に遅れがみとめられるため。トランスジェニックマウス作製法を改良する。得られたマウスのライン化過程を迅速化する。消耗品費が、予想よりも少額で済んだため。研究をより円滑に推進するため、消耗品費を計画よりも増額する。
哺乳動物における受精卵(胚)の体外操作(凍結、分離、融合)に関する研究

本研究では、胚の体外操作(凍結、分離、融合)に関する基礎的ならびに応用的研究を押し進めて、以下の成果を得た。胚の凍結保存に関する研究では、凍害防止剤として糖アルコールと糖を併用する急速凍結法について、マウス胚を用いて多くの基礎的知見が得られ、マウスでは初期胚だけでなく未受精卵子にも有効な凍結方法であることが実証された。この急速凍結法は、ヒツジ胚の凍結保存法としても有効であることが確認され、さらに、ガラス化低温保存についても検討を行い、新しい2種類のガラス化溶液を開発した。この新しいガラス化溶液は、マウス胚のガラス化に極めて有効なだけでなく、ウシ胚のガラス化にも有効であり、ガラス化したウシ胚をrecipientに移植して多数の産子が得られた。胚の分離および融合技術を応用した胚のクローニングに関する研究では、まず胚の切断2分離による双子生産および分離割球の染色体検査による性判別に成功した。さらに、核移植を用いた胚のクローニングに関する研究では、マウスの卵子ならびに胚を用いて電気融合条件をはじめ、核移植に必要な各種の基礎的な検討を行い、多くの知見を得た。とくに、除核した未受精卵子に核体を移植して作出した核移植胚の初期化にとって、核体の細胞周期が重要であることを見い出した。すなわち、細胞周期の初期ステージにある細胞核を移植することにより、初期化が高率に起こることが判明し、初期の細胞周期にある4および8細胞期胚の細胞核を移植した核移植胚から世界で初めてのクローンマウスの作出に成功した。1.胚の分離:ウシ胚の切断二分離成功率は40%(N=55)であり、移植後の受胎率は27%(N=15)であった。分離胚を1個ずつrecipientに移植した場合、産子の発育に異常を認めなかったが、2個ずつ移植した場合には妊娠期間が短く、生時体重は軽く、その後の発育は遅延した。切断二分離胚を利用したウシ胚の性別判定(染色体検査)成功率は、39%(N=65)であった。さらに、染色体検査を使用しなかった地方の二分離胚を移植することによって、性別の明らかな産子を得ることができた。2.胚り凍結:我々の開発した細胞膜透過型の糖アルコ-ルと非透過型の糖を凍害防止剤を使用した簡便な急速凍結法を確立するため、凍害に対して感受性の高い初期胚の凍結法についてマウス胚を用いて検討した。その結果、3Mエチレングリコ-ルト3.25Mショ糖あるいは乳糖を凍害防止剤として用いて、10分間の平衡後、28細胞期胚を直接液体窒素ガスに入れて急速凍結すると70%以上の高い生存率が得られることが解り、さらに1細胞期胚および未受精卵子についても検討を行っている。さらに、胚のガラス化についてもマウス胚盤胞を用いて、ガラス化溶液に加える凍害防止剤について検討した結果、従来報告のなかった3.5Mエチレングリコ-ルト3.4MーDMSOの組み合わせが最も効果的にガラス化できることが解った。胚のガラス化溶液への平衡は室温で0.51.5分間が最適であり、80%以上の生存率が得られた。3.胚の融合:マウス2細胞期胚の融合、とくに電気融合の条件を明らかにし、9095%の融合率が得られるように成った。融合胚の発育を調べた結果、90%以上が胚盤胞へ発育し、その胚盤胞の細胞数は無処理胚のほぼ半数であり、さらに融合胚の染色体は4倍体であることを確認した。胚の低温保存に関する研究では、これまで開発を進めてきた糖アルコ-ルと糖を用いた急速凍結法について検討した結果、マウスでは2-8細胞期胚のみならず1細胞期胚や未受精卵子にも効果的な凍結法であることが実証された。また、ガラス化低温保存についても検討した結果、2種類のガラス化

溶液の開発に成功し、いずれもマウス胚のガラス化には極めて効果的な溶液であるだけでなく牛胚にも有効であり、ガラス化した牛胚を受胚牛に移植して受胎例が得られた。胚の分離および融合技術を応用したクロ-ニングに関する研究では、マウス胚を用いて各種の基礎的な検討を行った。その結果、分離割球の融合に最も効果的な電気融合条件を明らかにし、クロ-ニング技術の簡易化(切断2分離による細胞質体の作出、再構築胚のアルギニン酸ゲル包埋)を図った。核移植に関する実験では、細胞質体として未受精卵子と前核形成期受精卵が使用できること、2細胞期胚の割球からはクロ-ンマウスが得られるが、4-8細胞期胚の割球を核体として再構築胚を作出しても胚盤胞に発育しないことが確認された。さらに再構築胚の発育には、核体と細胞質体の細胞周期が影響することが判った。単為発生卵と割球の融合によるクロ-ンの作出法を確立するため、単為発生卵の作出についての検討を行った。その結果、マウス未受精卵子をエタノ-ル刺激によって単為発生させる場合に適した卵子の採取時期を明らかにするとともに、卵子の老化に伴う発生率の低下や染色体構成異常などの知見を得ることができ、現在単為発生卵と単一割球を融合させてクロ-ン胚を作出する実験を行っている。胚の凍結に関する研究では、エチレングリコール(EG)と糖を用いた急速凍結凍結に関して、3mMのEGと0.25mMのトレハロースあるあはスクロースの混合溶液はマウス未受精卵子の凍結に有効であり、約60%の生存率が得られ、ガラス化卵子の体外受精率、その後の発育ならびに移植後の産子への発育成績は未凍結卵子の成績に等しいことが判った。ガラス化に関しては、25%エチレングリコールと25%DMSOの混合溶液あるいは20%エチレングリコール、20%DMSOおよび10%1-3ブタンダイオールの混合溶液は、マウス桑実胚ならびに胚盤胞では90%以上の生存率が得られ、さらに、これら2種類のガラス化溶液は、ウシ桑実胚および胚盤胞のガラス化に有効であり、ガラス化したウシ胚を移植して多数の産子が得られることを実証した。胚の分離および融合技術を応用した胚のクローニングに関する研究では、マウス胚を用いて各種の基礎的な検討を行い、多くの知見を得た。とくに、除核した未受精卵子に核体を移植して作出した核移植胚の初期化にとって、核体の細胞周期が重要であることを見い出した。すなわち、細胞周期の初期ステージにある細胞核を移植することにより、初期化が高率に起こることが判明し、初期の細胞周期にある4および8細胞期胚の細胞核を移植した核移植胚から世界で初めてのクローンマウスの作出に成功した。
超高感度尿中シェディング産物網羅的解析を応用した早期肺癌診断マーカーの探索研究

本研究の目的は、従来の検診による早期発見が困難な肺扁平上皮癌を対象に、蛋白質の網羅的末端構造解析によって同定された、癌細胞が生成する尿中シェディング産物を用いて、臨床上有用なバイオマーカーを確立し、その病態を解析することである。本年度は研究遂行のための臨床研究計画の策定、研究体制の構築を行った。肺扁平上皮癌を対象として診断マーカーを始め、転移予測、治療効果予測、再発予測など臨床上特に有用と思われるマーカーを探索する。必要となる患者コホートは、先行研究の経験から手術不能の進行肺扁平上皮癌患者50症例、根治的手術を実施するI期肺扁平上皮癌患者50症例と健常人50名である。研究計画は医の倫理委員会の承認を待っている。また、前向き研究計画の策定と並行して、先行研究で収集した検体の解析を進めた。扁平上皮癌患者43症例と健常者49名の尿検体を用いた、尿中シェディング産物蛋白の網羅的解析を実施した。尿中蛋白断片網羅的解析の手法については、尿中蛋白プロファイル確認作業の簡素化、検体前処理の簡素化、作業の効率化を行い、ソフトウェアとデータベースの開発・構築などにより、高効率の解析を可能とする分析プラットフォームを確立している。患者尿において蛋白断片発現強度が、がん患者/健常者比で1.5以上、統計学的に有意に癌患者において発現強度が強い蛋白C末端断片を抽出した。これらマーカー候補蛋白のがんに対する感度と特異度からReceiver Operating Characteristics (ROC)曲線を作成し、Area Under Curve (AUC)の高い順にソートした。前述の解析にて肺扁平上皮癌においては、AUC-ROC > 0.6となる癌マーカー候補断片を58種、AUC-ROC > 0.8となる癌マーカーを20種探索した。*本研究の成果は特許申請を念頭にしているため、現時点で学会や論文の発表は行っていない。平成30年度は前向き臨床研究計画を立案、倫理申請するとともに、先行研究で収集した検体のデータ解析を実施することができた。肺扁平上皮癌の診断に関して感度・特異度ともに優れたマーカー候補断片を探索することができ、当初の予定通りに研究は進捗している。現時点で、研究計画を大幅に変更する必要は生じていない。前向き臨床研究が実施されれば患者登録の状況に応じて、研究協力施設を適宜、増やしていく予定である。平成30年度から施行された臨床研究法の影響もあり、前向き臨床研究の策定に当初の予定よりも時間を要し、前向き研究の開始が予定よりも遅れたため次年度使用額が生じた。もともと前向き臨床研究に必要な経費として計上しているので、臨床研究開始と症例集積の進捗によって助成金は当該助成金と翌年度分ともに執行することができる。
個人情報の保護が重視される学校相談事例データベースシステムの開発研究

児童・生徒の学校への不適応に対して、ある教師がよい解決方法を見つけ実践したとしても、それを他の教師が相互に役立てることは、あまりなされてこなかった。そこで、本研究では、学校相談事例をいろいろな教師が参照することができるように、データベースシステムの開発を目指したが、2つの基礎的課題を持って、研究を進めることにした。それは、(1)プライバシー保護の方法(2)各教師(一般教諭、養護教諭、学校カウンセラ-など)が必要とする情報の違いへの対応である。(1)については、データベースとする以前の「カルテ」の段階では、どのように保護がなされているのか、さらにこれがデータベースとなった場合には、どのように個人情報を保護する必要があるかを、養護教諭を中心として調査を行い、その結果を分析した。また、同様に個人情報の保護が必要とされる分野として「医療」現場を考え、看護婦(士)に対しても同様の調査を行い、分析を行った。また、(2)については、学校不適応の児童・生徒に対する各教師の対応の違いを、調査によって分析した。(1)(2)の結果を踏まえて、システム開発を行ったが、情報をツリー形式にすることにより、単に情報を検索できるだけでなく、必要な項目の基となる事項や派生するであろう事項も比較して参照できるようにした。情報の保護は、伏せ字形式をとった。システムの試用は、これまで研究会などを通して、共同研究を行ってきた養護教諭を中心として、現在も継続中であるが、今後は、順次他の教師にも協力を呼びかけてシステムの拡大をはかっていきたい。さらに、こうしたデータベースをネットワーク上にのせた場合の情報保護形式のあり方についても検討を進めたい。
肺癌細胞におけるオートクリン因子受容体-G蛋白シグナル伝達機構の解明

マウスGRP受容体cDNAとGasのC端5残基をGs以外のすべてのGaと入れ換えたハイブリッドGas(Gas/x)cDNAとをCOS細胞に発現させ、GRP刺激によるcAMP産生量を測定した。ハイブリッドGasのうち、GqファミリーのGq、G14、G16とG12ファミリーのG12、G13の場合に、GRPの容量依存性にcAMMP産生量が増加することが明らかとなった。サブスタンスP誘導体[D-Arg^1,D-Phe^5,D-Trp^<7,9>,Leu^<11>]substancePの共存でこれらのcAMP産生増加が抑制されることも明らかとなった。GRP受容体とGqファミリーとの共役は従来の報告と同様であるが、G12ファミリーについては、兵役を示唆する報告はあったが、はっきりと示すことができたことは意義があると言える。2、GRP受容体のシグナル伝達経路の検討G12、G13の下流について、低分子量G蛋白rhoを介してシグナル伝達しているという報告がある。rhoの下流について、特にfocal adhesion kinase(FAK)のチロシンリン酸化を促進するか否かを検討した。まず肺胞上皮癌細胞であるA549細胞にマウスGRP受容体を安定発現させた細胞株を樹立した。この細胞にGRPを処理することにより、FAKのチロシンリン酸化促進が明らかとなった。しかし、これは付着状態の場合であり、細胞を浮遊状態で同様の処理をしてもFAKのチロシンリン酸化促進は認められなかった。一方、GRPをオートクリン因子としていることが知られている肺小細胞癌H345細胞では、浮遊状態であってもGRP処理によるFAKのチロシンリン酸化促進が認められた。H345の場合にはインテグリン非依存性のFAKチロシンリン酸化機構の存在が示唆された。
Ｓｉ・サファイア・ＳｉＣのレーザ切断と同時に加工変質層を腐食除去する方法の開発

半導体デバイスをウェーハから切り出す「ダイシング」に応用することを目標に,レーザ溝加工を検討した.シリコンに形成した溝を評価したところ,腐食液中で加工した場合,空気中や水中での場合より熱により変質した層が少なかった.また低繰り返し・高ピークパワーのレーザと高繰り返し・低ピークパワーのレーザを比較した結果,後者の方が溝幅を小さくできたものの,繰り返し数が大き過ぎると溝周囲が過剰にエッチングされた.このような過剰エッチングは,腐食液の循環により抑制できた.さらに,シリコンばかりでなく4H-SiCについて,強酸化剤を含む溶液中で加工することで効率的に溝加工できることが分かった.エッチング液中でシリコン等をパルスレーザ溝加工するプロセスについて,25年度は24年度の成果に加え,第1にSiCへの加工を実施した.空気中よりも,水中で加工した方がレーザ加熱による溶融・飛散物が少なく,さらに強酸化剤である二クロム酸カリウム溶液中で加工した方が加工溝が深くなり,水中よりも明瞭な溝が得られることが分かった.また繰り返し数の低いレーザではレーザ出力を上げると1パルス当たりのエネルギー,ひいてはパルス発光時の光パワーが高くなりすぎるために溝形状が乱れるのに対し,高繰り返しレーザを用いた場合にはレーザ出力を高くしても溝形状の乱れは認められなかった.ただし,高レーザ出力の場合にはSiCの高い熱伝導性のためにレーザ光の照射されていない領域でも材料が除去され,溝幅が拡大することが認められた.なお,研究計画では実施予定であったサファイアについては透明材料であることから有効な加工法を研究期間内に見出すことができなかった.第2にシリコンへの加工について,購入備品のハンディークーラーおよび温度コントローラを用いてエッチング液を冷却して温度を一定に保ちながら循環させることで,レーザ出力が大きい場合に溝の周囲が過剰にエッチングされたり溝幅が拡大したりする問題,加工毎の溝幅・溝深さのばらつきが大きく再現性が低い問題がそれぞれ大きく改善された.さらに加工された溝の表面および断面を評価し,エッチング液中で加工することにより空気中,水中で加工した場合に比べて表面の溶融・再凝固層が少なくなることを見出した.半導体デバイスをウェーハから切り出す「ダイシング」に応用することを目標に,レーザ溝加工を検討した.シリコンに形成した溝を評価したところ,腐食液中で加工した場合,空気中や水中での場合より熱により変質した層が少なかった.また低繰り返し・高ピークパワーのレーザと高繰り返し・低ピークパワーのレーザを比較した結果,後者の方が溝幅を小さくできたものの,繰り返し数が大き過ぎると溝周囲が過剰にエッチングされた.このような過剰エッチングは,腐食液の循環により抑制できた.さらに,シリコンばかりでなく4H-SiCについて,強酸化剤を含む溶液中で加工することで効率的に溝加工できることが分かった.エッチング液中でシリコンをレーザ溝加工するプロセスについて,レーザ光を導入するための光ファイバの設置方法や動かし方を最適化し,加工速度を高めることができた.加工変質層については空気中・水中・エッチング液中で加工した溝の断面を観察し,空気中や水中で加工した溝にはシリコンの溶融・再凝固の際に取り込んだと見られるボイドが観察されるのに対し,エッチング液中で加工した溝にはボイドが見られないことを明らかにした.加工中に発生する気泡等について,購入備品のレーザを用いて従来より低ピークパワーでのパルスレーザ加工をすることにより,気泡の影響をかなり少なくすることができた.従来の低繰り返しレート・高ピークパワーのレーザでは加工中に激しく気泡が生じるため液中に挿入した光ファイバを用いて加工点近くまでレーザ光を導く必要があった.これに対し低ピークパワーでの加工とすることで気泡の発生は大幅に減少し,ファイバを用いることなく液中に直接レーザ光を集光できる.そのため従来は光ファイバの径(0.2mm)程度に拘束されていた溝幅を大幅に小さくすることができた.一方,新規導入したレーザは繰り返しレートが高いため加工部周囲が高温になる傾向があり,高繰り返し・高パワーの条件ではエッチングが過剰に進行して溝が拡がるとともに溝周囲が溶解する現象が認められた.エッチング液をノズルにより供給することを試みているが,特に溝深さが大きくなるなどの影響は認められなかった.既存備品であったレーザによる加工については加工速度の増大,加工変質層の除去ともに既に一定の成果を挙げることができた.新規に導入したレーザについてはまだデータが十分とは言えないものの,低ピークパワー化によりレーザ誘起プラズマや気泡による加工の阻害が非常に少ないことが分かっており,研究の目的に誠に適った設備導入であった.ノズルによるエッチング液の供給については効果がなかったものの,新規導入したレーザによりレーザ誘起プラズマや気泡による加工の阻害の問題が解決したため研究自体は順調に進んでいると言える.新規導入したレーザについては加工データが十分でないため繰り返し加工実験をし,最適な加工条件を見出す.また高繰り返しレート・高パワーの場合に問題となる過剰エッチングに対し,エッチング液の組成見直しや冷却などの対策を講じる.加工対象をシリコンからSiC,サファイアに拡大する.加工に使用するレーザは既存備品のレーザ,新規導入したレーザの両方を用いる.特にサファイアについては光吸収係数が低いため既存設備の高ピークパワーが必要となる可能性が高いと見込んでいる.当初計画時よりも備品を安価で購入できたため次年度使用額が生じた.

主にSiC,サファイア基板の購入に充てる.また現在,新旧のレーザが同一の光学系に搭載されておりレーザの切り替えの度に光学系の調整が必要であるなど実験が非効率となっているため,新規購入したレーザ専用の光学系を検討する.新規レーザについては発振をコントロールする回路が未整備のため,製作する必要がある.
ラオスの水田景観における植物多様性保全に関する研究

本研究では、農薬や化学肥料がほとんど使用されていないラオスの水田植生と人々の関わりを記録した。広域調査の結果、ナガバノイシモチソウなどの希少種を含む多様な植物が観察された一方、イネの生育と競合する強害草は少なかった。ラオス全土の市場で販売されていた合計125種の野生植物のうち水田植物は20種であり、野菜として利用されていた。日本で春の七草として知られるセリやハハコグサはヒマラヤ東部から日本にかけての水田に広く分布していた。これらの知見は、人里の自然環境の保全を考える上で重要な示唆となる。(1)本研究の目的は、ラオスの農村の水田景観において、植物相の記載、住民の植物利用や管理法の記録、種多様性が維持されているメカニズムの推定を行い、その結果をもとに地域に適した植物資源管理の方法を考察することである。(2)本研究では、「ラオスの自給的な農村では、住民の生業活動の下で、有用な野生植物が農耕地に維持されている」という仮説を検証する。本研究の目的は、ラオスの農村における水田とその周囲の景観において、植物相の記載、住民の植物利用や管理法の記録、種多様性維持機構の推定を行い、その結果をもとに地域に適した植物資源管理の方法を考察することである。平成19年度には、ラオス中部ビエンチャン県サイタニー郡の村落で、9月(雨季)と2月(乾季)に、水田の草本植物と木本植物の分布を調査した。まず草本植物のインベントリーの作成では、希少種を含む多数の種が記録された。次に木本植物では、村の中心部から半径5km程度の水田に生育する樹木の分布地図を作成した。また、水田周囲の林地に四つのコドラート(50m×4m)を設定し、植生調査を行った。これらの調査項目は、当初の研究計画に沿って進められたが、達成できなかった計画が二点ある。一つは、記録された植物の同定と、現地名や利用法の確認であり、来年度の課題として残された。二つ目に、調査対象地が、予定していたラオス中部サワンナケート県からビエンチャン県に変更された。その理由は、ビエンチャン県の調査地はこれまでの調査の経験から状況をよく把握しており、水田の植物相の分析に集中できるからである。本調査結果により、ラオスでは水田に多様な野生植物が生育し、それらが住民の生活において重要な役割を果たしていることが明らかとなった。この結果は、ラオスの植物資源の管理を考える上で、これまで注目されてきた保護林だけでなく、人里の植生も考慮しなければならないことを示している。本研究の目的は、ラオスの農村における水田とその周囲の景観において、植物相の記載、住民の植物利用や管理法の記録、種多様性が維持されているメカニズムの推定を行い、その結果をもとに地域に適した植物資源管理の方法を考察することである。平成20年度には、調査対象であるラオス中部ビエンチャン県とサワンナケート県の村落において得られた、水田に生育する木本と草本植物の分布、水田の周囲に分布する林地の植生の分析を行った。その結果、水田には周囲の土地とは異なった特徴的な植生がみられ、住民の生活のなかで食用、薬用、工芸品の材料など重要な役割を果たしていることが明らかとなった。特に、水田雑草の1種であるゴマノハグサ科の草本は、ラオスの一般的な家庭料理「ケーンノーマイ(タケノコスープ)」の香り付けに欠かせない。ラオス北部では寒冷な気候のため同種は水田にほとんどみられず、その近縁種がホームガーデンで栽培されていることも確認された。このような水田植生の成立には、耕起や湛水などイネの栽培を目的とした農作業だけでなく、乾季に放牧されるウシやスイギュウによる被食圧、糞による種子散布など家畜の存在も関係していることが推察された。これらの成果は学会発表や学術論文のかたちで発表された。さらに興味深いことは、ラオスの水田では一般的にほとんど除草が行われないことである。その理由として、イネの栽植密度が高いこと、貧栄養の土壌、林地を拓いた水田にはもともと水田雑草が少ないこと、の3つが推察されたが、今後詳細に検討する必要がある。また、在来種が優占する水田植生の中にも外来種が侵入しつつあることが確認された。これらの調査結果の分析には、比較・検証のため、ラオス以外の国々の水田も観察する必要があると考えられた。平成21年度には、ラオス中部と北部において、水田と畑地の野生草本植物のインベントリー作成と、住民による野生植物の利用・管理法の記録を行った。

その結果、農耕地に生育する野生草本植物のうち、利用されない種は根茎ごと引き抜かれるか、あるいは土の中に埋め込まれていた。一方、食用となる種は新芽だけが摘み取られ、再生可能な状態で残されていることが明らかとなった。そのため、住民による選択的な管理が、農耕地において有用な野生草本植物の生育を促していることが推察された。そして、野生草本植物が食用とされる場合、複数の種が混ぜて食用とされることが多いことも特徴であることがわかった。また比較研究として、インド北東部アルナーチャル・プラデーシュ州の水田景観の植生調査を行ったところ、ラオス北部や日本と同様に、セリやハハコグサ、ツボクサ、ドクダミが生育し、食用として利用されていることが明らかとなった。これらの結果は、アジアの水田景観において、人々の管理のもとで、有用な野生草本植物が優占する植物相が形成されていることが示唆された。さらに、水田景観において、生育力の旺盛な帰化植物が侵入する事例が多く確認されたことから、従来の植生への影響が懸念された。これらの知見は、平成22年度に、学術雑誌への投稿論文としてまとめられる予定である。本研究の目的は、ラオスの農村における水田とその周囲の景観において、植物相の記載、住民の植物利用や管理法の記録、種多様性が維持されているメカニズムの推定を行い、その結果をもとに地域に適した植物資源管理の方法を考察することである。平成22年度には、ラオス中部と北部における現地調査を継続するとともに、これまでの調査結果をまとめ、地域に適した植物資源管理の方法を考察した。まず、ラオスの水田植物には、食用として好まれるため市場で販売される種がある。ラオス全土12か所の市場で2000年8月から継続している調査の結果、合計20種の水田の草本植物が販売されており、住民の現金収入源となっていることが確認された。同様に、水田の周囲に広がる疎林の植物は48種類が確認され、水田と周囲の疎林が住民にとって重要な植物資源を供給していることが明らかとなった。次に、ラオスの在来植物の生育と競合する、外来植物の分布と侵入経路についてみると、焼畑の火入れの効果、ウシやスイギュウによる散布、洪水による散布、住民による移植により、ヒマワリヒヨドリ、ワルナスビ、シロバナセンダングサ、Mimosa pigraなどが生育地を拡大していた。一方で、道路沿いや屋敷地、焼畑耕作地に比べて、水田への外来植物の侵入は少なかった。ラオスでは流通が整備されれば米の自給は達成されるとの報告があるため、水田において米の生産とともに野生植物資源を有効に利用・管理する方策が考察された。