hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Na+, K+-ATPase活性制御による不安障害発症の脳-腎連関メカニズム

平成30年度は、5/6腎臓摘出により作製した慢性腎臓病(Chronic kidney disease: CKD)モデルマウスの不安様行動および社会性の低下に対する、Na+, K+-ATPase活性調節薬Rostafuroxinの効果について検討し、主に以下の成績を得た。1.高架式十字迷路試験において、Rostafuroxinを連日経口投与されたマウスでは、CKDモデルマウスに比べてOpen arm滞在時間が延長した。さらに明暗箱試験において、Rostafuroxinを連日経口投与されたマウスでは、CKDモデルマウスに比べて明箱滞在時間が延長したことから、Rostafuroxinが不安様症状を改善することが示唆された。2.社会性試験において、Rostafuroxinを連日経口投与されたマウスでは、CKDモデルマウスに比べて新規マウスへの接触時間が延長したことから、Rostafuroxinが社会性の低下を改善することが示唆された4. Rostafuroxinを連日経口投与されたマウスのBUN (血中尿素窒素)値やクレアチニン値は、CKDモデルマウスと同レベルであった。これらの結果から、RostafuroxinはCKDモデルマウスの腎機能を改善する作用はないが、脳内Na+, K+-ATPase活性の低下を抑制することで、不安症状や社会性の低下を改善できる可能性が示唆された。平成29年度は、5/6腎臓摘出により慢性腎臓病(Chronic kidney disease: CKD)モデルマウスを作製し、1オープンフィールド試験、2高架式十字迷路試験、3明暗箱試験、4社会性試験により行動解析を行った。その結果、CKDモデルマウスは不安様症状を呈し、社会性が低下することが明らかとなった。さらに、CKDモデルマウスに認められる不安様症状および社会性低下の原因として、1.脳内Na+, K+-ATPase活性低下、2.脳内グリア細胞の活性化、3.脳内酸化ストレスレベルの亢進などが関与することが示唆された。結果の詳細は下記の通り。1.CKDモデルマウスの脳内Na+, K+-ATPase活性低下について、Na+, K+-ATPaseはウアバイン(強心配糖体)により活性が阻害されるが、生体内にはNa+, K+-ATPase活性を制御する「内因性ウアバイン様物質」が存在し、レドックスシグナルを破綻させることが報告されている。さらに、ドパミンやノルアドレナリンなどの神経伝達物質、一酸化窒素などがNa+, K+-ATPase活性レベルを変化させることが報告されている。CDKモデルマウスでNa+, K+-ATPase活性が低下する機序は現在解析中だが、酸化ストレス応答に伴う変化が関与することを示唆する結果が得られた。2.CKDモデルマウスの脳内グリア細胞(ミクログリア、アストロサイト)活性化について、Na+, K+-ATPase活性低下が関与することが示唆された。3.CKDモデルマウスの脳内では、誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)および内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)発現量が増加した。さらに、eNOSアンカップリングの亢進やタンパク質グルタチオン化レベルの増大が認められたことから、活性酸素種の産生増大が示唆された。平成29年度の研究実施計画では、Na+, K+-ATPase活性が低下する脳領域を特定することを計画しており、前頭前野領域、視床下部領域、青斑核領域を摘出した解析にも着手したが、脳領域が小さく正確な評価が困難であった。そこで本年度は研究計画を見直し、脳全体を用いた解析を行うことでCKDモデルマウスの脳内でNa+, K+-ATPase活性が低下することを明らかにした。一方、当初の計画通り、CKDモデルマウスの脳内でミクログリアおよびアストロサイトが活性化していることを見出した。さらに、酸化ストレスに着目した解析を行うことで、CKDモデルマウスの脳内でeNOSアンカップリングおよびタンパク質グルタチオン化レベルが亢進していることも明らかにした。Na+, K+-ATPase活性低下は酸化ストレスを誘導することが報告されているが、逆に酸化ストレスシグナルがNa+, K+-ATPase活性を低下させることも報告されている。本年度の解析ではCKDモデルマウスの脳内で認められたNa+, K+-ATPase低下のメカニズムは不明であるが、in vitroで行った予備検討により酸化ストレス関連物質がNa+, K+-ATPase活性を低下させることを見出したため、平成30年度に検討する予定である。

これらの結果から、RostafuroxinはCKDモデルマウスの腎機能を改善する作用はないが、脳内Na+, K+-ATPase活性の低下を抑制することで、不安症状や社会性の低下を改善できる可能性が示唆された。平成30年度は、Na+, K+-ATPase活性低下を改善する薬物としてRostafuroxinに着目し、Rostafuroxinが腎機能低下による不安様症状および社会性低下を改善するか検討する。さらに平成29年度の研究成果から、酸化ストレス関連物質がNa+, K+-ATPase活性を低下することを見出したため、CKDモデルマウスの脳内での酸化ストレス関連物質産生レベルの解析を行う。また、当初の研究実施計画に示した通り、Na+, K+-ATPase活性を調節する物質として「内因性ウアバイン様物質」に着目した解析も実施する。特に、ウアバイン、マリノブファゲニン、マリノブフォトキシンの解析を行うが、脳内のみならず全身組織内分布についても解析する予定である。
新規アメロジェニン会合分子Grp78 を標的とした新規歯周組織再生治療薬の開発

歯周病は歯周病細菌の感染により惹起され、慢性炎症を引き起こすことで歯周組織が破壊される疾患であり、重度歯周炎における歯槽骨欠損、とりわけ水平的歯槽骨欠損を再生させることは未だ困難である。近年、破壊された歯周組織の再生に一定の成果を上げているタンパク質がエナメル基質タンパク質(enamel matrix derivative:EMD)である。そのEMDの90%以上を占めるアメロジェニンは、細胞外基質蛋白(EMD)の一種であり、EMDによる歯周組織再生の中心的な分子である。申請者らはこれまでにアメロジェニンとアメロジェニン会合分子Grp78の会合が歯根膜細胞の細胞遊走を促進すること報告している。本研究の目的はアメロジェニンとGrp78の相互作用のメカニズムを解明すると共に、その相互作用により活性化するポイントを解析することで歯周組織再生機序の分子基盤の確立し、安全性の高い分子標的再生療法を開発することである。現在までに以下のことを明らかにした。初代培養歯根膜細胞においてGrp78誘導剤であるテプレノンにて刺激後15時間でGRP78の遺伝子発現が、また18時間でタンパク質発現が最も強く誘導された。さらに、無刺激群と比較してテプレノン刺激群では細胞増殖と細胞分化に有意差がない一方、細胞遊走能が有意に促進されていた。DNAマイクロアレイを用いて、無刺激群とテプレノン刺激群を比較した遺伝子発現解析を行なったところ、テプレノン刺激群において、血管新生作用のあるangptl4遺伝子が最も強く発現していた。歯根膜幹細胞において、Grp78誘導剤であるTeprenoneを使用し12ー24時間刺激することにより、細胞内のGrp78のタンパク発現が有意に亢進することwestern blottingを用いて確認した。初代培養歯根膜細胞において、Grp78誘導剤であるPolaprezincを使用し、12ー24時間刺激により、細胞内のGrp78のタンパク発現が有意に亢進することをwestern blottingを用いて確認した。動物実験がやや遅れているが、初代培養歯根膜細胞においてGrp78誘導剤の作用が判明しつつあるため、上記区分とした。Grp78の発現亢進は歯根膜細胞の細胞増殖、細胞遊走にかかわる可能性がある事から、新規の歯周組織再生療法の開発に対して一助を担う可能性がある。すでに、これまでの研究において歯根膜細胞の細胞増殖、遊走を促進することが分かっているため、Grp78誘導剤であるPolaprezinc刺激単独でもシグナル伝達分子の機序を解明する必要がある。今後はさらに動物実験においてマウス歯牙の結紮により炎症を誘発させた歯周炎モデルマウスを使用して、免疫化学組織学的評価、欠損作成部位でのGrp78組織内発現量の確認、歯槽骨の再生評価:マイクロCT撮影を行う必要がある。本年度は細胞培養実験が中心で、経費のかかる動物実験がやや遅れている。動物実験の研究を次年度中心に行うため、これを次年度に繰り越した。
プロトオンコジーンc-myc産物の分解と細胞周期の研究

1.c-myc産物c-MYCの分解とユビキチン分解系。ユビキチン化されたc-MYCは細胞内に検出されず、本研究ではc-MYC分解へのユビキチンの関与は示されなかった。2.c-MYC安定性と細胞周期との関係。c-MYC強制発現細胞を用いた研究から、静止期よりも増殖期においてc-MYCの寿命が約倍にのびることを発見した。c-MYCは増殖期に機能していると考えられるので、c-MYCの機能発現と寿命との関係が考えられた。この点を明らかにするために、細胞周期の色々な時期でのc-MYCの機能発現と寿命とを比較することにした。c-MYCの機能測定。c-MYCはCACGTG配列に結合して遺伝子の転写を促進する。c-MYCの機能発現を測定するために、CACGTG配列を持つレポーター遺伝子を作製したが、c-MYC特異的な転写活性は明確に測定できなかった。c-MYCの標的遺伝子の探索。c-MYCにより発現調節される細胞内遺伝子の発現を幾つか調べc-MYCの機能発現時期を決定しようとした。しかし現在までに報告されている標的遺伝子は非常に少なく、まずc-MYC標的遺伝子を探すことが必要となった。CACGTG配列を持っている遺伝子を多数調べることにより、c-MYCがRCC1遺伝子の発現を促進することを見つけた。RCC1は現在非常に注目されている多機能な核タンパク質であり、その発現がc-MYCにより調節されることは注目すべき新しい発見である。またc-MYC標的遺伝子としてすでに報告のあったODCの発現がc-MYCにより促進されることも確認した。これらのことは本実験系がc-MYCの標的遺伝子を探すのに適していることを示している。今後この系を用いてc-MYCの新たな標的遺伝子の探索、及びRCC1、ODC発現の生理的意味の研究をおこない、c-MYCの作用を明らかにしていく予定である。
憲法における公務員制度の意義：ヴァイマール共和国期の論議を素材として

平成30年度の研究活動は、1平成29年度までの研究で得られた知見の公表・発表に関わるもの、2平成30年度からの研究課題の遂行に関するもの、とに区別される。尤も、1の作業に当たっても、2の作業で得られた知見が反映された部分があり、双方の作業は互いに連関している。1については、先ず[a]「大統領命令下の「プレスの自由」(一、二・完)クルト・ヘンチェルによる評価を素材として-」という論稿を執筆した。第一回は既に公表済であり(法学雑誌64巻4号)、第二回は校正刷の段階にある(同65巻1号、2019年公刊予定)。又、[b]国内の研究会において、前記論稿とは別の主題(プレスの「公的責務」に関する論議)に関する報告を行った。更に、博士論文を単行本として公刊する為の準備を進めており、改稿に際してはプレス法に関する研究の成果が反映されている。2については、ヴァイマール共和国期の官僚制に関する公法学および周辺領域の書籍・論文・公文書の収集、及びその検討を進めた。資料収集については国内研究機関の図書館のほか、ドイツ国立図書館・ドイツ連邦公文書館に赴き、国内に所蔵されていない雑誌・書籍、及び国内やオンラインではアクセスできない当時の行政文書の閲覧・複写を行った。特に行政文書からは、当時の官僚制をめぐって、我が国で夙に知られている俸給の引下げ問題(WRV第129条の保障する既得権の侵害に当たるか)のほか、国家体制の変動に伴う官吏の再任用問題、官僚の政治的活動(特に政治団体への所属)規制、等の課題が検討されていたことが判明した。平成29年度までの研究課題に基づく研究成果の公表にを遅ればせながら果たせた事、又、本研究課題に関連する資料の収集と閲読を進め、主要な論者(ケットゲン、ナヴィアスキー、ハンス・ゲルバー等)の主張や実務レベルで議論された法的問題の概要を把握しつつある点では、研究には一定の進展があったと評価できる。しかしその一方で、平成30年度も教育活動・社会貢献活動等、本課題に基づく研究以外の活動にも相応の時間と労力を費やすこととなった。このため、当時の学説・実務の概況の把握を超えて、1論者ごとの細かな主張の分析(同じヴァイマール共和国期でも主張にどのような変化が生じ、それがいかなる要因によるのか)や、2複数の論者間の比較(いかなる現実の問題をめぐって分岐が生じたのか、分岐の背後にはいかなる学問的前提の違いがあるのか)、あるいは3実務レベルの問題がいかなるプロセスを経て処理されたのか、等の詳細を解明するには至っていない。この点で、研究の進捗は完全なものだったわけではない。今後は平成30年度に得られた知見を踏まえて、個別的なテーマに絞った上で資料の検討を進める。具体的には、アルノルト・ケットゲンの著作を主な対象として、その所説の特徴と、同時代における位置づけについて分析を行う。ケットゲンはヴァイマール共和国期からナチス期を経てボン基本法期に至るまで活動を続けた公法学者であり、特に第一の時期には官僚制について次のように盛んな著述活動を行っている:「議会制民主主義におけるドイツ職業官僚制」(1928年)、「官吏法」(1929年)、「官吏の政治的活動」(1932年)、「ドイツ職業官僚制の発展と現在国家における官僚制の意義」(1932年)」等。これらの著作を通して、彼が官僚制に対していかなる(積極的な)意義・役割を認めており、又、民主主義との緊張関係をいかに説明していたのか、を分析することが当面の課題となる。その際、同じヴァイマール共和国期の著作であっても、夫々の著作の間にいかなる主張の変化・差異があるのか、あるとすればその要因は何かについても注意を払う。又、ケットゲンは官僚制の外にもゲマインデ(地方自治体)や大学等の団体・組織の地位も度重ねて主題として取り上げており、そうした彼の学問全体との関連も視野に収めた検討を目指す。一方、時間軸上はあくまでヴァイマール共和国期の著作に限定する予定である。確かにナチス期やボン基本法期にもケットゲンは同種の主題を扱っているが、しかし法的前提が大きく異なっており、特にナチス期については体制との関わり合いをめぐって繊細な取扱いが必要となるためである。更に、最終的には、同じヴァイマール共和国期の外の論者の主張との比較を行い、ケットゲンの主張の特徴を浮かび上がらせることが目標となる。

更に、博士論文を単行本として公刊する為の準備を進めており、改稿に際してはプレス法に関する研究の成果が反映されている。2については、ヴァイマール共和国期の官僚制に関する公法学および周辺領域の書籍・論文・公文書の収集、及びその検討を進めた。資料収集については国内研究機関の図書館のほか、ドイツ国立図書館・ドイツ連邦公文書館に赴き、国内に所蔵されていない雑誌・書籍、及び国内やオンラインではアクセスできない当時の行政文書の閲覧・複写を行った。特に行政文書からは、当時の官僚制をめぐって、我が国で夙に知られている俸給の引下げ問題(WRV第129条の保障する既得権の侵害に当たるか)のほか、国家体制の変動に伴う官吏の再任用問題、官僚の政治的活動(特に政治団体への所属)規制、等の課題が検討されていたことが判明した。平成29年度までの研究課題に基づく研究成果の公表にを遅ればせながら果たせた事、又、本研究課題に関連する資料の収集と閲読を進め、主要な論者(ケットゲン、ナヴィアスキー、ハンス・ゲルバー等)の主張や実務レベルで議論された法的問題の概要を把握しつつある点では、研究には一定の進展があったと評価できる。しかしその一方で、平成30年度も教育活動・社会貢献活動等、本課題に基づく研究以外の活動にも相応の時間と労力を費やすこととなった。このため、当時の学説・実務の概況の把握を超えて、1論者ごとの細かな主張の分析(同じヴァイマール共和国期でも主張にどのような変化が生じ、それがいかなる要因によるのか)や、2複数の論者間の比較(いかなる現実の問題をめぐって分岐が生じたのか、分岐の背後にはいかなる学問的前提の違いがあるのか)、あるいは3実務レベルの問題がいかなるプロセスを経て処理されたのか、等の詳細を解明するには至っていない。この点で、研究の進捗は完全なものだったわけではない。今後は平成30年度に得られた知見を踏まえて、個別的なテーマに絞った上で資料の検討を進める。具体的には、アルノルト・ケットゲンの著作を主な対象として、その所説の特徴と、同時代における位置づけについて分析を行う。ケットゲンはヴァイマール共和国期からナチス期を経てボン基本法期に至るまで活動を続けた公法学者であり、特に第一の時期には官僚制について次のように盛んな著述活動を行っている:「議会制民主主義におけるドイツ職業官僚制」(1928年)、「官吏法」(1929年)、「官吏の政治的活動」(1932年)、「ドイツ職業官僚制の発展と現在国家における官僚制の意義」(1932年)」等。これらの著作を通して、彼が官僚制に対していかなる(積極的な)意義・役割を認めており、又、民主主義との緊張関係をいかに説明していたのか、を分析することが当面の課題となる。その際、同じヴァイマール共和国期の著作であっても、夫々の著作の間にいかなる主張の変化・差異があるのか、あるとすればその要因は何かについても注意を払う。又、ケットゲンは官僚制の外にもゲマインデ(地方自治体)や大学等の団体・組織の地位も度重ねて主題として取り上げており、そうした彼の学問全体との関連も視野に収めた検討を目指す。一方、時間軸上はあくまでヴァイマール共和国期の著作に限定する予定である。確かにナチス期やボン基本法期にもケットゲンは同種の主題を扱っているが、しかし法的前提が大きく異なっており、特にナチス期については体制との関わり合いをめぐって繊細な取扱いが必要となるためである。更に、最終的には、同じヴァイマール共和国期の外の論者の主張との比較を行い、ケットゲンの主張の特徴を浮かび上がらせることが目標となる。
細胞集合体システムと凍結乾燥技術を融合した新規骨移植材の開発

本研究では、我々が独自に開発したスキャフォールドフリーの細胞集合体構築システムを用いて作製した骨様組織体に凍結乾燥処理を施し、操作性や有用性の高い骨移植材料を開発することを目的とした。本研究の結果、適切な前処理を用いれば、内部に含まれる細胞外基質や石灰化基質を維持した状態で骨様組織体を凍結乾燥できることが分かった。本研究で得られた知見に基づき、骨髄間葉系幹細胞から作製した骨様組織体に凍結乾燥処理を施すことで、より有用性の高い骨移植材として加工できることが示された。本研究は、骨様組織体作製技術と凍結乾燥技術を組み合わせることによる新規骨移植材の創製を目的としており、平成26年度は、凍結乾燥処理によってもたらされる組織体の内部構造や酵素活性の変化を評価した。骨様組織体をタンパク質保護溶液であるクエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、および各緩衝液にスクロースを添加した水溶液に浸漬した後に凍結乾燥処理を行い、各組織体のアルカリフォスファターゼ(ALP)活性を定量したところ、リン酸緩衝液にスクロースを添加した水溶液が、最も安定したALP活性維持作用を有していることが分かった。さらに、凍結乾燥処理時間による組織体内のALP活性量の変化について検討を行ったところ、処理時間が1時間と6時間のサンプルにおいてALP活性量に有意な差は認められなかった。また、凍結乾燥処理が骨様組織体の形態に与える影響を検討することを目的に、培養50日までの骨様組織体を作製し、凍結乾燥処理前後の各組織体の大きさを比較した。その結果、培養期間が長期になるにしたがって、凍結乾燥による体積の収縮が抑制されることが分かった。このことは、骨様組織体を長期培養することで内部に細胞外基質がより多く産生された結果、凍結乾燥による収縮が抑制されたものと考えられた。さらに、凍結乾燥処理後の組織体の走査型電子顕微鏡観察を行ったところ、凍結乾燥処理によって組織体および組織体を構成する細胞の形態に変化はみられなかった。以上のように、平成26年度の研究において、骨様組織体の凍結乾燥処理に最適なタンパク質保護溶液を探索し、新規骨移植材を創製するための凍結乾燥処理条件を決定することに成功した。本研究は、骨様組織体作製技術と凍結乾燥技術を組み合わせることによる新規骨移植材の創製を目的としており、平成27年度は、凍結乾燥処理によってもたらされる骨様組織体の組成の変化を評価した。培養20日目および培養50日目の骨様組織体をスクロース含有クエン酸緩衝液、またはスクロース含有リン酸緩衝液に浸漬した後に凍結乾燥処理を行い、フーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)で定性解析を行った。その結果、いずれの試料も培養20日目においては生体骨様のスペクトルを示さなかったが、スクロース含有リン酸緩衝液で処理した培養50日目の試料は、生体骨に近似した組成であることが分かった。一方、クエン酸緩衝液で処理した培養50日目の試料においては、リン酸基や炭酸基などの石灰化基質に由来するスペクトルに加えて、骨関連タンパク質のスペクトルも消失することが分かった。そこで、同様に凍結乾燥処理した50日間培養後の各骨様組織体内に含まれるカルシウム成分について定量評価を行ったところ、リン酸緩衝液で凍結乾燥処理した試料は、クエン酸緩衝液で処理した試料に比べて有意に含有カルシウム量が多いことが分かった。以上の結果から、スクロース含有リン酸緩衝液を用いることで、骨様組織体内部に含まれる骨関連基質を維持しながら凍結乾燥処理ができることが分かった。平成27年度の本研究において、各緩衝液を用いて凍結乾燥処理することで起こる骨様組織体の組成変化について検討し、骨移植材として有望な新規材料を創製できる可能性を示した。平成27年度においては、凍結乾燥処理を行った骨様組織体の骨移植材としての有用性をin vitroで評価することを目的としていた。研究実績の概要に示した通り、凍結乾燥処理によってもたらされる骨様組織体の組成変化やカルシウム量の変化について評価を行うことで、適切な凍結乾燥処理方法や骨移植材として有効な培養期間を決定することに成功したため。本研究は、骨様組織体作製技術と凍結乾燥技術を組み合わせることによる新規骨移植材の創製を目的としており、平成28年度は、凍結乾燥処理を施した骨様組織体(乾燥骨様組織体)の骨移植材としての有用性を評価した。乾燥骨様組織体を骨移植材として使用した場合、血液への暴露により大きさや内部構造が変化する可能性が考えられたことから、乾燥骨様組織体をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)に浸漬した場合の経時的な大きさ変化を測定した。その結果、PBS浸漬後1時間以内に骨様組織体の体積は約1.5倍に増加することが分かった。一方、PBS浸漬1時間後から24時間後までにおいては、骨様組織体の大きさに変化はみられなかった。次に、乾燥骨様組織体、および乾燥処理を施していない骨様組織体からパラフィン包埋薄切切片を作製し、ヘマトキシリン・エオジン染色を行ったところ、両者の内部構造に変化はみられなかった。さらに、オステオポンチンの免疫蛍光染色を行ったところ、乾燥骨様組織体内部が染色されることが分かった。以上のように、平成28年度の本研究において、乾燥骨様組織体が生体内で安定した材料であること、さらに、オステオポンチンなどの骨基質タンパク質の活性が維持された材料であることが分かった。

本研究によって作製法を確立することに成功した乾燥骨様組織体を応用することで、細胞療法とサイトカイン療法の両者の特徴をあわせ持つ新規骨移植材を作製できる可能性が示された。本研究では、我々が独自に開発したスキャフォールドフリーの細胞集合体構築システムを用いて作製した骨様組織体に凍結乾燥処理を施し、操作性や有用性の高い骨移植材料を開発することを目的とした。本研究の結果、適切な前処理を用いれば、内部に含まれる細胞外基質や石灰化基質を維持した状態で骨様組織体を凍結乾燥できることが分かった。本研究で得られた知見に基づき、骨髄間葉系幹細胞から作製した骨様組織体に凍結乾燥処理を施すことで、より有用性の高い骨移植材として加工できることが示された。平成26年度においては、骨様組織体に適した凍結乾燥条件を探索することを目的としていた。研究実績の概要に示した通り、凍結乾燥処理によってもたらされる骨様組織体の構造や酵素活性の変化について評価を行うことで、組織体に最適な凍結乾燥処理条件を決定することに成功した。以上のことから本研究は、おおむね順調に進展していると判断できる。平成28年度においては、骨様組織体の生体内での骨再生に与える効果を検討することを目的として、これまでに確定した凍結乾燥処理条件を採用してin vivoにおける評価を行う。具体的には、ラット頭蓋骨骨欠損モデルの確立を行い、次に、このモデルへの骨様組織体の移植実験を行うことで骨様組織体の骨再生能の検討を行う。組織工学平成27年度においては、骨様組織体を原材料とした、骨再生に最も有効な骨移植材作製プロトコルを確立することを目的として、平成26年度に確定した凍結乾燥処理条件を採用してin vitroおよびin vivoにおける検討を行い、骨再生能を評価する。具体的には、凍結乾燥処理後の組織体内に含まれる細胞外基質や増殖因子の定量評価を行い、その組成や血管誘導能を評価する。また、凍結乾燥処理後の組織体をラット頭蓋骨欠損モデルに移植することによって、骨誘導能の評価を行う。研究計画の進展にともない動物実験開始およびデータ解析のための助成金前倒し支払い申請を行ったが、動物実験に係る機器、消耗品の準備や実験プロトコルの確立に期間を要したため。次年度においても研究遂行に係る消耗品は、研究計画に則り必要性を吟味し効果的に使用する。具体的には、動物実験プロトコルの確立について綿密に吟味し、一つの動物実験系を多面的に解析(マイクロCT観察、組織学的検討、骨組成解析)することで、研究費の使用効率化を図る。具体的には、次年度はin vitroとin vivo両方の実験系を含むため、ともにその評価方法として同様の手法を取り入れることで、研究費の使用効率化を図る。また次年度では、多くの研究成果が得られると予想されることから、成果発表(学会発表、論文発表)に係る費用は、平成26年度と比較して多く使用することを計画している。
トランスナショナル企業のイノベーションと組織間マネジメントシステムの適合性の研究

本研究はイノベーションと組織間マネジメントシステムとの適合性に関する研究として、トランスナショナル企業を対象に企業のネットワーク構造の類型と再構築過程を分析していく。本研究では、現状の課題と今後の動向について、理論化と仮説・実証から検討をおこない、実態に裏付けられた知見から、組織間マネジメントの類型と課題、発展方向を明らかにする。
磁気光学センサを用いた遠隔光探傷法に関する研究

大型構造物すなわち,船舶,航空,宇宙機器,火力・原子力発電設備,化学プラントなどは,そのいずれにおいてもそれらの主要部分が大破壊を起こすと多大の人命の損失と,物的損害をもたらすことは明らかでありそれらのもつ杜会性は重大である.これらの破壊を未然に防ぐためには,適切な非破壊検査手法を用いて欠陥を検知あるいは予知し,その定量評価に基づく健全性評価を行うことが肝要である.しかし機器・構造物の非破壊検査に実際に用いられている様々な手法は,検出感度・精度,利便性などの観点から決して十分とは言えず,新しい検査手法の開発が望まれている.本研究は,以上の現状に鑑み,稼働中の原子力発電設備などの接近困難な場所においての遠隔探傷,探傷精度の向上および検査技術者の疲労軽減のための自動探傷,探傷感度の影響因子である欠陥と励磁方向との交差角度の影響を除去することにより多重き裂に適用,き裂の画像データおよび漏洩磁束分布を同時に得ることによる欠陥情報の多様化,強磁性体および常磁性体の構造物での探傷が可能である新しい遠隔光探傷法の開発を行ったものである.具体的には,開発された磁気光学探傷システムによる基本的探傷例,常磁性体への適用,自動計測システム,遠隔探傷法に関して検討した結果について記述するとともに,本計測システムにより計測される漏洩磁束分布を用いた,3次元き裂形状評価のための逆問題解析手法の開発およびその最適化に関しても記述している.本逆問題解析手法は,ダイポールモデルに基づく従来の手法における問題点の一つである,き裂面上での磁化の分布が一様であるとする点を改良し,磁化に分布を与えることで,評価制度を向上させることに成功している.大型構造物すなわち,船舶,航空,宇宙機器,火力・原子力発電設備,化学プラントなどは,そのいずれにおいてもそれらの主要部分が大破壊を起こすと多大の人命の損失と,物的損害をもたらすことは明らかでありそれらのもつ杜会性は重大である.これらの破壊を未然に防ぐためには,適切な非破壊検査手法を用いて欠陥を検知あるいは予知し,その定量評価に基づく健全性評価を行うことが肝要である.しかし機器・構造物の非破壊検査に実際に用いられている様々な手法は,検出感度・精度,利便性などの観点から決して十分とは言えず,新しい検査手法の開発が望まれている.本研究は,以上の現状に鑑み,稼働中の原子力発電設備などの接近困難な場所においての遠隔探傷,探傷精度の向上および検査技術者の疲労軽減のための自動探傷,探傷感度の影響因子である欠陥と励磁方向との交差角度の影響を除去することにより多重き裂に適用,き裂の画像データおよび漏洩磁束分布を同時に得ることによる欠陥情報の多様化,強磁性体および常磁性体の構造物での探傷が可能である新しい遠隔光探傷法の開発を行ったものである.具体的には,開発された磁気光学探傷システムによる基本的探傷例,常磁性体への適用,自動計測システム,遠隔探傷法に関して検討した結果について記述するとともに,本計測システムにより計測される漏洩磁束分布を用いた,3次元き裂形状評価のための逆問題解析手法の開発およびその最適化に関しても記述している.本逆問題解析手法は,ダイポールモデルに基づく従来の手法における問題点の一つである,き裂面上での磁化の分布が一様であるとする点を改良し,磁化に分布を与えることで,評価制度を向上させることに成功している.磁気センサを用いた光探傷システムを開発した。本システムは次のような特徴を有している。1)検出部と光源・光学系でのきず情報(画像と光量データ)は、データ伝送における電気的なノイズの影響が無視できる。2)偏光顕微鏡を用いた磁気光学探傷法及び磁気光学渦流探傷法では困難であった漏洩磁束分布の定量化が可能である。3)これまでの磁気光学探傷法では不可能であったきずの画像データと漏洩磁束に関する情報の同時測定が可能であり、きずの定量的な評価及び測定時間の短縮と測定精度の向上が期待できる。MOセンサーの磁壁による影響、即ちファラデー効果と光透過性、そしてレーザ光の回折を用いることにより、磁気光学センサを用いた遠隔光探傷システムを開発した。溝きずを有する試験片に適用した場合、画像データはきず検出に有効であり、さらに光量データはきずの深さ評価に有用である。新しく開発した光探傷システムと誘導面電流による励磁方法を組合せた常磁性構造物の非破壊検査法を提案した。この方法は従来の磁気光学渦流探傷法では困難であった欠陥の定量化の可能性が示されており、板状試験片に導入した切欠き欠陥(SUS304)と疲労き裂(Al2024)を対象にした実験で、その有効性を検証した。3次元表面きずの逆解析手法を確立した。本逆解析手法はきずの長さ方向に直角の試験片表面上での漏洩磁束密度の分布を測定し、未知数を含む理論値との誤差を最小にすることにより未知数を推定することが可能である。また、最小限の測定点数で得られた実験値を用いることにより、未知数を推定する逆解析過程を最小限に押さえることが可能である。平成11年度には常磁性材料の配管内部に存在する腐食き裂を計測・評価するシステムを開発する予定である。本研究グループでは光と磁気光学センサを用いて欠陥の存在を直接的に肉眼で観察しながら,欠陥漏洩磁束の強度分布も計測できる新しい遠隔光探傷システムを開発した。この開発した新しい光探傷システムは,自動探傷を可能にするいくつかの特徴を有している。

すなわち,(1)検出部と光源・光学系での欠陥情報(画像と光量データ)はデータ伝送における電気的なノイズの影響が無視できるためと,磁気光学センサが試験片表面と均一で小さいリフトオフに保たれている以外は,検査技術者の知識・経験を必要としない。(2)探傷に用いる物理的なエネルギーが超音波のように試験片表面から反射するものではなく,磁気光学センサから反射する光なので,試験片との接触状況が探傷性能に与える影響が少ない。本研究では,このような特長を生かすことで新しい光探傷システムの自動計測システムおよび自動探傷のための基本アルゴリズムを開発し計測精度・時間の改善に成功した。また,従来の磁気光学センサを用いた探傷法では困難であった,配管内壁などの曲面を有する構造物の探傷へと本手法を適用するため,幅の狭い磁気光学センサと漏洩磁束の垂直成分を利用する方法,曲面に沿って加工した磁気光学センサと漏洩磁束の平行成分を用いる新しい方法を提案し,炭素鋼製の配管内部に発生した,表面長さ250μmと700μmの微小腐食疲労き裂へと適用することでその有用性を示した。3次元表面き裂の逆問題解析手法を開発した。本手法はき裂長さに垂直な方向における試験片表面上での漏洩磁束密度の分布を計測し,ダイポールモデルに基づく未知数を含む理論値との誤差を比較することにより未知数を推定する。従来のダイポールモデルを用いた解析手法では,き裂面上における磁化の分布を一様であるとする手法のみであるのに対し,本手法では磁化に分布を与えることで計算精度を向上させることができる。
ストレス脆弱性と抗うつに関わる中枢神経細胞内分子機構の基礎研究

中枢神経細胞の核内に豊富に存在するカルモジュリンキナーゼIV(CaMKIV)ノックアウトマウスに幼弱時母性隔離ストレスを負荷し、うつや不安に関連した行動評価を行った。その結果、ストレスを負荷野生型マウスにおける一部のうつ・不安関連行動の成績低下や、ノックアウトマウスにおける同様又はそれ以上の成績低下を見出した。またマウス初代培養大脳皮質神経細胞を用いてセロトニンに対する刺激応答を生化学的に検討したところ、セロトニン受容体活性化に伴ってCaMKIVやMAPK(ERK)が活性化され、それに伴って転写因子CREBリン酸化反応が上昇することを見出した。このような分子機構が、抗うつ薬の薬効発現やストレス感受性の調節に関わる可能性が考えられた。本研究の目的は、マウスによるストレス脆弱性モデルを利用し、ストレス負荷によって惹起される、うつ・不安関連行動の成績低下と神経新生率の変化が、回転車エクササイズ(RWE)によって改善されるのかどうか、また抗うつに機能すると考えられるCaMKIVの欠損や活性化によってどのように変化するのかを、関連する詳細な分子機構と共に明らかにすることである。平成21年度にはまず、マウスを用いたストレス脆弱性モデルの確立を試みた。新生マウスに対して、生後3日目から17日目まで毎日午前の3時間、母親と隔離する母性隔離ストレスを加えた。その後、生後4週目までは通常の哺育期間をおき、また離乳後は雌雄別に通常飼育で12週齢まで飼育した。情動関連行動の試験としては、オープンフィールド、高架式十字迷路、強制水泳、尾懸垂、新規性摂食抑制試験を行った。その結果、野生型マウスではうつ関連行動の有意な成績低下が認められ、このモデルの有用性が確認された。さらにCaMKIVノックアウトマウスにおいても、野生型マウスとは異なる行動異常がみられ現在継続して解析を行っている。これらの行動実験の後に、試験動物の脳から前頭皮質・線状体・海馬・扁桃体を摘出して凍結保存し、研究協力者であるイタリア・ミラノ大学のMaurizio Popoli博士に送付し、プロテオミクスによる今後の解析を委託した。また、自発性RWE負荷システムを構築するため、回転車、ファイバーセンサー、データ収集装置、コンピューターからなるシステムを自作し、野生型マウスを用いて実験条件の確立を図っている。なお研究代表者は2009年11月末日をもって東北大学を辞し、12月1日より徳島大学に異動した。従って平成21年度の本研究内容は実質約半年間で行われた。実験システムそのものを新しい勤務地で再立ち上げして、RWEシステムの条件確立を継続すると共に、神経新生率の計測を行っている。平成22年度には、研究者が前年度12月に東北大学から徳島大学に異動したため、新任地の動物飼育施設においてノックアウトマウスコロニーの確立と実験系の再セットアップを行った。ところが5月に、同施設において他研究者が飼育する複数のマウスから肝炎ウイルス(MHV)が検出され、全飼育動物の殺処分を余儀なくされた。このため施設の消毒および再開作業を実施し、また前任地から凍結胚を取り寄せて新たに個体化と増殖を行い、新たなコロニーを確立しつつ、実験系と実験条件の再確立を行った。一方、細胞レベルでの詳細な分子機構を検討するため、マウス大脳皮質初代培養神経細胞を用いてセロトニンによるCREBリン酸化反応を検討した。その結果、セロトニン刺激によって3型セロトニン受容体が活性化され、これが1分以内にCaMKIVの活性化とそれに引き続くCREBリン酸化反応の上昇を引き起こすことが示唆された。また刺激3分後のCREBリン酸化反応は、3型セロトニン受容体阻害薬オンダンセトロンで阻害されず、この時ERK/MAPKの活性化が起きていることから、CaMKIVの初期CREBリン酸化反応に引き続き、ERK/MAPKがCREBリン酸化反応に関与することが示唆された。
組換え実験で葉緑体に生じたミニサークルの複製機構の解明とベクターの開発

葉緑体の遺伝子組換え体に見出されたミニサークルの複製機構を明らかにするため、ミニサークルを分割して大腸菌のプラスミドベクターへクローニングし、aadA遺伝子を結合したプラスミドを構築した。このプラスミドをパーティクルボンバードメント法により、タバコの葉へ導入したところ、異なる葉緑体断片を含む3種類のプラスミドのいずれもが、形質転換シュートを形成させた。また、このうちの1種類(#2A)から、3種類の欠失変異体を作製し、タバコの葉へ導入したところ、そのうち2種類のプラスミドから形質転換体を得ることができ、これらのプラスミドが葉緑体内で複製・維持されていることが示された。本研究は、葉緑体の遺伝子組換え実験の過程で偶然得られた、斑入りのタバコを材料に用いて、葉緑体DNAの複製、組換え、斑入りの新しい機構などを解明することを目的とする。これまでの研究で、この組換えタバコでは、葉緑体ゲノムが大きな(>150kb)環状DNA(ラージサークル)と小さな(20kb)環状DNA(ミニサークル)に二分割されていること、ミニサークルのコピー数が著しく増大し、その状態が何世代にもわたって安定に保持されていること、生育温度によりラージサークルとミニサークルの比が変化し、低温でミニサークルの割合が高まることなどがわかっている。今年度は、ミニサークル上にあると予想される、葉緑体DNAの複製に必要な領域を絞り込むため、ミニサークルDNAをさらに小さな断片に分割して大腸菌のプラスミドベクターへクローニングし、これに抗生物質(スペクチノマイシン)耐性遺伝子であるaadAの発現ユニットを付加した後、再度、パーティクルボンバードメント法により野生型タバコの葉緑体へ導入する実験を行った。具体的には、ミニサークルDNAをHindIIIで消化して、3つの断片(miniC_1: 11.3kb、miniC_2: 6.4kb、miniC_3: 4.2kb)に分割し、それぞれをpBluescriptII SK+にクローニングした。その結果、miniC_1およびminiC_3を持つプラスミドを得ることができた。miniC_2についてはクローニングできなかったが、さらにこれを2つの断片(miniC_2A: 4.1kb、miniC_2B: 2.3kb)に分割してクローニングし、miniC_2Bを持つプラスミドを得ることができた。なお、miniC_3については実験をさらに進め、aadA発現カセットを付加したコンストラクトを12ショット、パーティクルガンでタバコの葉へ撃ち込んだ。ミニサークルDNAを分割し、それをもとに葉緑体形質転換用のプラスミドコンストラクトを構築することができた。またその一部について、再度、タバコの葉緑体へ導入するための準備が整いつつあるので、研究は概ね計画通り、順調に進んでいると判断している。一方、ミニサークルDNAに由来する、miniC_2Aと名付けた4.1kbのDNA断片が、大腸菌のプラスミドへクローニングできないという、予期せぬ結果が得られている。この領域が葉緑体の複製起点を持つかどうかはわからないが、DNAをさらに分割する、領域を少しずらすなどの工夫をして、この領域を含むDNA断片も葉緑体形質転換用のプラスミドコンストラクト化する必要がある。葉緑体の遺伝子組換え実験の過程で「斑入りのタバコ」が偶然得られた。本研究は、この組換えタバコに存在する、小さな(20kb)環状DNA分子(ミニサークルと呼ぶ)の解析を通じて、未だ不明な点が多く残されている葉緑体DNAの複製や組換えの機構を明らかにすることを目的としている。これまでの研究で、このミニサークルは、組換え型葉緑体DNAのループアウトにより生じたこと(導入配列と、もとの配列間の相同組換えによる)、コピー数が残りの葉緑体DNAと比べて著しく増大していること(10倍以上)、自殖種子を経て何世代にもわたって安定に保持されることなどがわかっている。本研究では、ミニサークル上にあると予想される葉緑体DNAの複製に必要な領域を絞り込むため、ミニサークルをさらに小さな断片に分割して大腸菌のプラスミドベクターへクローニングし、これにスペクチノマイシン耐性遺伝子であるaadAの発現ユニットを付加した後、再度、パーティクルボンバードメントにより野生型タバコの葉緑体へ導入する実験を継続して実施している。具体的には、ミニサークルをHindIIIで消化して、#1(11.3kb)、#2(6.4kb)、#3(4.2kb)の3つの断片に分割し、大腸菌のプラスミドベクター(pBluescriptII)のHindIIIサイトへそれぞれ導入した。その結果、#1と#3の断片をもつプラスミドが得られた。またこの方法でクローニングできなかった#2断片は、さらに#2A(4.1kb)と#2B(2.3kb)の2つに分割し、In-Fusion法でプラスミドベクターへ導入したところ、#2A断片をもつもののみが得られた。これら3種のプラスミド(#1, #2Aおよび#3)に、それぞれaadA発現ユニットを連結して構築したコンストラクトをタバコの葉に撃ち込んだ。その結果、いずれのコンストラクトからも形質転換体を得ることができた。実験により以下の興味深い結果が得られているので、研究はおおむね順調に進捗していると言える。すなわち、1)#2A断片をもつコンストラクトのパーティクルボンバードメントを36回実施したところ13個の形質転換体を得ることができた。#2A

プラスミドが導入された形質転換体の多くのもので、葉が部分的に斑入りとなる、葉に切り込みが入ったようになるなど、特徴的な表現型が観察された。2)13個の形質転換体の葉から全DNAを抽出し、#2Aプラスミドのインサート部分ならびに全長を増幅するPCRを行なったところ、11個で#2Aプラスミドと同じ増幅パターンが認められた。また形質転換体から調製した全DNAを用いて大腸菌の形質転換を行なったところ、10個の全DNAでコロニー形成が確認された。3)各個体に由来するコロニー2つずつからプラスミドをレスキューし、SacIおよびKpnIで消化したところ、いずれも導入されたプラスミドと同じ制限パターンを示した。また部分シークエンシングの結果から、これらのレスキューされたプラスミドは、導入されたプラスミドと同じ配列をもつことが示された。以上の結果を総合して、導入されたプラスミドは、葉緑体内で環状を保持したまま存在していることが強く示唆されている。大腸菌への形質転換でコロニーを形成した全ての個体の全DNAを鋳型に、SYBRGreenを用いたリアルタイムPCRを行ない、導入プラスミドのコピー数を推定した。その結果、導入プラスミド上にある葉緑体DNAの領域は、葉緑体DNAのみに存在する領域より、平均で1.7倍、最大で2.6倍、多くなっており、導入されたプラスミドのコピー数がある程度増加していることが示唆された。しかしこのプラスミドのコピー数は、もとのミニサークルのコピー数には及ばなかった。本研究は、葉緑体の形質転換実験で偶然得られた「斑入りのタバコ」の葉緑体ゲノムの解析を基にする。この実験では、大きさ約20kbの環状DNA分子(以後、ミニサークルと呼ぶ)が発見されており、本研究は、この分子の解析を通じて、葉緑体DNAの複製や組換えの機構を明らかにすることを目的とした。以前の研究で、ミニサークルは、組換え型の葉緑体DNAからのループアウトにより生じたこと、コピー数が残りの葉緑体DNAと比べ10倍以上に増大していること、自殖種子を経て何世代も安定に保持されることなどがわかっている。本研究では、ミニサークル上にあると予想される葉緑体DNAの複製起点を絞り込むため、このDNAをさらに分割して大腸菌のプラスミドベクターへクローニングし、これに抗生物質耐性遺伝子であるaadAを付加した後、パーティクルガンにより、再度タバコの葉緑体へ導入する実験を行った。具体的には、ミニサークルをHindIII消化により、#1(11.3kb)、#2(6.4kb)、#3(4.2kb)の3つに分割し、そのうち#1と#3はベクターのHindIIIサイトへ導入できた。また#2は、さらに#2A(4.1kb)と#2B(2.3kb)の2つに分割し、うち2AのみをIn-Fusion法でベクターへ導入できた。これら3種のプラスミドにそれぞれaadAを連結して、タバコの葉に撃ち込んだところ、いずれのコンストラクトからも形質転換体が得られた。最も多くの形質転換体が得られた#2Aから、インバースPCRで欠失変異体を作り、3.2kb、2.2kb、1.2kbの大きさの葉緑体DNA断片をもつ3種類のプラスミドを作成した。
鹿児島湾周辺における第四紀後期の細粒火山灰層にかんする古環境学的研究

細粒火山灰層が多数見られる大隅半島北部において,後期更新世末・完新世のテフラの層序,マグマ水蒸気噴火に由来すると考えられる細粒火山灰層の層位,さらに,それらのテフラの分布とこれから知られる給源火口について調査した.大隅半島北部には,入戸火砕流堆積物の上位に,桜島火山起源のテフラを中心として,17層のテフラが認められる.そのうち,桜島または姶良カルデラ起源のものは13層ある.これらの中には,マグマ水蒸気噴火に由来すると考えられる細粒火山灰層が4層ある.下位から,13,000年前ごろの火山豆石を含む降下火山灰(桜島・高峠4),約12,000年前のベースサージ堆積物(高野Bs),約11,000年前の(薩摩テフラ),桜島の鍋山タフコーン起源と考えられる桜島・高峠1である.また,外来のテフラであるアカホヤ火山灰と米丸スコリアも水中噴火したテフラである.高野ベースサージは,従来その給源と推定されている若尊カルデラ付近には存在しない.これよりも南の桜島東方に当たる牛根付近で厚いことから,その給源火口は若尊カルデラよりも南にあると推定される.鹿児島低地の沖積層の試錐資・試料を分析すると,薩摩テフラがよく検出される.このテフラが覆う地形を復元した結果,薩摩テフラは新ドリアス期の最海面低下時に噴火・堆積していることが明らかとなった.これは,従来の陸上でのC-14年代測定結果とよく合う.そのときの相対的な海面高度は現海面下およそ50mである.マグマ水蒸気噴火起源の噴出物であるベースサージ堆積物や火山豆石を含む細粒火山灰を伴う薩摩テフラは,現在の海面よりもおよそ-50m以下で噴火した可能性が大きい.細粒火山灰層が多数見られる大隅半島北部において,後期更新世末・完新世のテフラの層序,マグマ水蒸気噴火に由来すると考えられる細粒火山灰層の層位,さらに,それらのテフラの分布とこれから知られる給源火口について調査した.大隅半島北部には,入戸火砕流堆積物の上位に,桜島火山起源のテフラを中心として,17層のテフラが認められる.そのうち,桜島または姶良カルデラ起源のものは13層ある.これらの中には,マグマ水蒸気噴火に由来すると考えられる細粒火山灰層が4層ある.下位から,13,000年前ごろの火山豆石を含む降下火山灰(桜島・高峠4),約12,000年前のベースサージ堆積物(高野Bs),約11,000年前の(薩摩テフラ),桜島の鍋山タフコーン起源と考えられる桜島・高峠1である.また,外来のテフラであるアカホヤ火山灰と米丸スコリアも水中噴火したテフラである.高野ベースサージは,従来その給源と推定されている若尊カルデラ付近には存在しない.これよりも南の桜島東方に当たる牛根付近で厚いことから,その給源火口は若尊カルデラよりも南にあると推定される.鹿児島低地の沖積層の試錐資・試料を分析すると,薩摩テフラがよく検出される.このテフラが覆う地形を復元した結果,薩摩テフラは新ドリアス期の最海面低下時に噴火・堆積していることが明らかとなった.これは,従来の陸上でのC-14年代測定結果とよく合う.そのときの相対的な海面高度は現海面下およそ50mである.マグマ水蒸気噴火起源の噴出物であるベースサージ堆積物や火山豆石を含む細粒火山灰を伴う薩摩テフラは,現在の海面よりもおよそ-50m以下で噴火した可能性が大きい.今年度は姶良カルデラ周辺の最終氷期最大海面底下期以降の細粒火山灰層の認定とこれから読み取れる噴火経過、そしてこの噴火が縄文海進とどのような関係にあるかを明らかにした。この地域には、この時期に、姶良カルデラ、桜島火山、住吉池・米丸マールの諸火山から、マグマ水蒸気噴火にともなう細粒火山灰層を5層認めることができる。新しい方から、鍋山テフラ(AD764年)、米丸スコリア(6,700年前),住吉池スコリア(7,000年前),桜島薩摩テフラ(1.1万年前),燃島テフラ(1.2万年前),桜島高峠4テフラ(約1.3万年前)である。鍋山テフラは火山灰と細粒軽石からなり、大隅半島中・北部に分布する。桜島の鍋山パミスコーン起源のもので、現在の海面に対応して生じた。住吉池・米丸スコリアは姶良カルデラ北西にある二つのマールから噴出したもので、前者は降下火山灰,後者はベースサージを生じた。汀線がもっとも内陸に進入した縄文海進最盛期に,当時の海岸付近で噴火が生じたことによる。桜島薩摩テフラは,7層以上のメンバーからなり、その中に、マグマ水蒸気噴火起源のメンバーを2層認めることができる。下位から2層目が,ベースサージ堆積物で、給源から半径15km付近の範囲にまで分布し、ベースサージとしては極めて大規模なものである。下位から3層目に火山豆石を伴う降下火山灰があり、これは薄層ながら薩摩半島,大隅半島に広く分布する。鹿児島低地の試錐試料でみられる薩摩テフラと沖積層の関係を検討した結果,この時の海面は-50m付近にあったことがわかり,この時の火口の位置は,この深さ以下にあったものと解釈される。

燃島テフラは姶良カルデラ起源で,ベースサージと降下軽石からなり,大隅半島北部に分布する。桜島高峠4テフラは,細粒石質岩片に富み,また火山豆石を含む火山灰層で,大隅半島中・北部一帯に広く分布する。細粒火山灰層が多数見られる大隅半島北部において,後期更新世末・完新世のテフラの層序,マグマ水蒸気噴火に由来すると考えられる細粒火山灰層の層位,さらに,それらのテフラの分布とこれから知られる給源火口について調査した。大隅半島北部には,入戸火砕流堆積物の上位に,桜島火山起源のテフラを中心として,17層のテフラが認められる。そのうち,桜島または姶良カルデラ起源のものは13層ある。これらの中には,マグマ水蒸気噴火に由来すると考えられる細粒火山灰層が4層ある。下位から,13,000年前ごろの火山豆石を含む降下火山灰(桜島・高峠4),約12,000年前のベースサージ堆積物(高野Bs),約11,000年前の(薩摩テフラ),桜島の鍋山タフコーン起源と考えられる桜島・高峠1である。また,外来のテフラであるアカホヤ火山灰と米丸スコリアも水中噴火したテフラである。高野ベースサージは,従来その起源と推定されている若尊カルデラ付近には存在しない。これよりも南の桜島東方に当たる牛根付近で厚いことから,その給源火口は若尊カルデラよりも南にあると推定される。鹿児島低地の沖積層の試錐資・試料を分析すると,薩摩テフラがよく検出される。このテフラが覆う地形を復元した結果,薩摩テフラは新ドリアス期の最海面低下時に噴火・堆積していることが明かとなった。これは,従来の陸上でのC-14年代測定結果とよく合う。そのときの相対的な海面高度は現海面下およそ50mである。マグマ水蒸気噴火起源の噴出物であるベースサージ堆積物や火山豆石を含む細粒火山灰を伴う薩摩テフラは,現在の海面よりもおよそ-50m以下で噴火した可能性が大きい。