hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
朝鮮環境史の創成にむけた河川の管理・利用に関する総合的研究

本研究の目的は、朝鮮半島における河川の管理・利用をめぐる歴史的諸事象を、朝鮮時代から日本の植民地期まで(14世紀末20世紀前半)を対象にして環境史的な視角から考察することにある。具体的には、1交通・運輸、2治水・利水、3資源利用、4景観・空間利用といった4つのテーマからの接近を試みる。このような目的を達成すべく、3年目に当たる2018年度も、過去2年間と同様、以下のような研究活動をおこなった。(1)2018年5月に天理大学(奈良県天理市)にて研究打合せ会議を開催し、これまでの研究の進行状況と今後の課題について相互に意見交換し、2018年度の具体的な研究計画を確認した。(2)洛東江(2018年9月)と栄山江(2019年3月)を対象とし、韓国での現地調査を実施した。洛東江では中・上流域一帯に相当する安東、礼安、奉化、栄州、醴泉、尚州など、栄山江では中・下流域一帯に相当する霊岩、羅州、務安、咸平、光州、潭陽、南原などを主要調査地とし、それぞれの地域における水運拠点、渡船場、河港等や、溜め池・堰等の治水施設の跡地・遺跡を踏査するとともに、朝鮮時代の漁場として文献上に現れる場所や河岸に設けられた楼閣・亭子などの歴史的施設を巡検し、周辺住民からの聴き取り調査もおこなった。さらに儒教文化博物館(礼安)、国立洛東江生物資源館(尚州)、国立羅州博物館(羅州)、国立光州博物館(光州)、蟾津江魚類生態館(求礼)などの研究施設を訪問し、関連資料の蒐集にも務めた。(3)上記の現地調査を通じて朝鮮の河川環境史に関する文献や資料類を蒐集したほか、『朝鮮王朝実録』をはじめとする各種文献類から関連史料の抽出と蒐集をおこなった。(4)14のテーマにそって、研究代表者・分担者が各自の研究を進め、その成果の一部を口頭報告もしくは論文として発表した。年度初めに立てた計画に沿って韓国での現地調査を2回実施するとともに、朝鮮河川環境史に関する文献・資料類の蒐集をおこなうことができた。またデータベース構築に向けて、各種文献類から関連史料を抽出して蒐集する作業もほぼ順調に進んだ。国内での研究会が打合せを兼ねた年度初めの会合1回のみしか開催できなかった点は遺憾であるが、この点を補うために、研究代表者および分担者相互での連絡を緊密におこない、研究情報の共有に努めた。3年目に入り、個別の成果も発表することができた。2019年度は最終年度に当たる。これまで同様、韓国での現地調査(1回)と国内での研究会開催を軸にしながら、関連資料・文献類の蒐集と、データベース構築に向けての史料蒐集を進めるとともに、個別の研究成果も積極的に発表する。それとあわせて、年度末にはこれまでの成果をとりまとめて発表する場を設ける。このような目的を達成すべく、初年度に当たる2016年度は以下のような研究活動をおこなった。(1)2016年6月に九州大学(福岡市)にて研究打合せ会議を開催し、これまでの研究状況と今後の課題についての理解を共有し、今後の具体的な研究方向と研究計画を確認した。(2)韓国での現地調査を2回実施した。初回は2016年9月にる漢江流域においておこなった。主要な調査地は京畿道の広州・驪州を経て江原道の原州・横城におよぶ一帯であり、1南漢江中流部、2同江と北漢江の合流部、3漢江支流の蟾江の流域に相当する。上記の1のテーマを中心とし、当該地域における水運拠点、渡船場および河港の跡地などを確認したほか、周辺住民からの聴き取り調査を実施した。2回目の調査は、上記の2のテーマを重点的に取り扱うことにし、韓国の大規模河川のなかでとくに農業水利の面で先行研究もあり、また多くの関連史跡が残る錦江・万頃江流域を調査地とした。調査は2017年3月に実施し、全羅北道の井邑・益山一帯から忠清南道の論山・扶余にかけての地域において、朝鮮時代から植民地期に至る農業水利関係の史跡を確認し、また韓国農漁村公社東津支社や江景歴史館などで関係者から聴き取り調査をおこなった。これら両調査では、関連する文献類の収集にも努めた。(3)上述のように現地調査を通じて朝鮮の河川環境史に関する文献や資料類の収集を実施したほか、『朝鮮王朝実録』をはじめとする各種文献類から関連史料の抽出と収集をおこなった。所期の計画どおり、韓国での現地調査を2回実施するとともに、朝鮮河川環境史に関する文献や資料類の収集をおこなうことができた。またデータベース構築に向けて、各種文献類から関連史料を抽出し収集する作業も順調に進んだ。国内での研究会が年度初めの1回しか開催できなかったのは遺憾であったが、この点を補うため、研究代表者および分担者相互間の連絡を緊密におこない、研究情報の共有に努めた。

本研究の目的は、朝鮮半島における河川の管理・利用をめぐる歴史的諸事象を、朝鮮時代から日本の植民地期まで(14世紀末20世紀前半)を対象にして環境史的な視角から考察することにある。具体的には、1交通・運輸、2治水・利水、3資源利用、4景観・空間利用といった4つのテーマからの接近を試みる。このような目的を達成すべく、2年目に当たる2017年度も、初年度同様、以下のような研究活動をおこなった。(1)2017年6月にキャンパスプラザ京都(京都市)にて研究打合せ会議を開催し、これまでの研究の進行状況と今後の課題について相互に意見交換し、2017年度の具体的な研究計画を確認した。(2)韓国での現地調査を2回実施した。2回とも洛東江を対象とした。初回は2017年9月に実施し、洛東江本流の中流域およびその支流である密陽江流域一帯に相当する星州、大邱、昌寧、密陽などの地域を主要調査地とした。2回目は2018年3月に実施し、洛東江下流域とその支流である南江流域一帯に相当する漆原、宜寧、晋州、泗川、陜川、梁山、釜山、金海などの地域を主要調査地とした。いずれも134のテーマを中心にし、当該地域における水運拠点、渡船場および河港の跡地を踏査するとともに、朝鮮時代の漁場として文献上に現れる場所や河岸に設けられた楼閣や亭子などの歴史的施設を巡検し、周辺住民からの聴き取り調査もおこなった。また2回目の調査では、釜山漁村民俗館、釜山市北区近代歴史館、洛東江河口エコセンターなどを訪問し、関連する資料の蒐集にも務めた。(3)上記の現地調査を通じて朝鮮の河川環境史に関する文献や資料類を蒐集したほか、『朝鮮王朝実録』をはじめとする各種文献類から関連史料の抽出と蒐集をおこなった。(4)上記14のテーマにそって、研究代表者・分担者が各自の研究を進め、その成果の一部を口頭報告もしくは論文として発表した。年度初めに立てた計画に沿って韓国での現地調査を2回実施するとともに、朝鮮河川環境史に関する文献・資料類の蒐集をおこなうことができた。またデータベース構築に向けて、各種文献類から関連史料を抽出して蒐集する作業もほぼ順調に進んだ。国内での研究会が打合せを兼ねた年度初めの会合1回のみしか開催できなかった点は遺憾であるが、この点を補うために、研究代表者および分担者相互での連絡を緊密におこない、研究情報の共有に努めた。2年目に入り、個別の成果も徐々に発表することができた。このような目的を達成すべく、3年目に当たる2018年度も、過去2年間と同様、以下のような研究活動をおこなった。(1)2018年5月に天理大学(奈良県天理市)にて研究打合せ会議を開催し、これまでの研究の進行状況と今後の課題について相互に意見交換し、2018年度の具体的な研究計画を確認した。(2)洛東江(2018年9月)と栄山江(2019年3月)を対象とし、韓国での現地調査を実施した。洛東江では中・上流域一帯に相当する安東、礼安、奉化、栄州、醴泉、尚州など、栄山江では中・下流域一帯に相当する霊岩、羅州、務安、咸平、光州、潭陽、南原などを主要調査地とし、それぞれの地域における水運拠点、渡船場、河港等や、溜め池・堰等の治水施設の跡地・遺跡を踏査するとともに、朝鮮時代の漁場として文献上に現れる場所や河岸に設けられた楼閣・亭子などの歴史的施設を巡検し、周辺住民からの聴き取り調査もおこなった。
大規模回路/電磁界混合モードシミュレーション技術に関する研究

1.具体的内容従来の数値的に不安定な陽解法に基づく解析手法よりも、数値的に安定な陰解法を部分的に取り入れた手法として「ADE-LIM(alternating direction explicit LIM)」と「LILIM(locally implicit LIM)」、「ブロック型ADI(alternating direction implicit)法」を提案しました。ADE-LIMは伝送線路やプリント基板の電源分配回路網を直交格子で離散化して得られる等価回路網の解析に有効であり、LILIMは非直交格子から得られる等価回路網の解析に、ブロック型ADI法は多層基板の解析に有効な手法です。一方、陰解法を取り入れるのではなく、陽解法における不安定性を取り除くことで数値安定性を無くすことができる、「無条件安定陽解法」を新たに提案し、三次元積層型集積回路のPDNの解析へと応用しました。この手法により、従来の陽解法よりも約千倍高速な解析を行うことができます。また、昨年度までの研究成果である「ブロックLIM」をMOSトランジスタを含む非線形回路網へ適用可能にした「非線形ブロックLIM」を提案しました。一方、プリント基板に注入された放電電流の影響を精度良く解析するため、「統合的回路モデリング手法」を提案しました。以上の研究成果として、5件の国際会議と1件の国内研究会で発表を行い、2件の共著論文が論文誌に採録されました。2.意義研究目的である高速な回路・電磁界シミュレーションを独自手法によって実現しているため、意義のある研究となっています。また、国内外で広く発表し、ディスカッションを行うことで、関連する知識を深めることができました。3.重要性回路と電磁界の両分野においてシミュレーションの高速化を行ったことは、大規模問題を扱う次世代回路設計に大きなインパクトを与えることができます。また、本研究において提案した手法を実用的なシミュレータへと集約し、近年急速に必要性の高まっている三次元積層型集積回路やESDのシミュレーションへ応用することが可能であることが示された点が重要です。1.具体的内容:高速回路解析手法のLIM(Latency Insertion Method)と電磁界解析手法のFDTD(Finite-Difference Time-Domain)法では、蛙跳び法という共通の過渡解析アルゴリズムを採用しています。この共通したアルゴリズムが混合シミュレーションの要になると考え、蛙跳び法の改良と混合シミュレーションへの応用方法の検討を行いました。まず、蛙跳び法の欠点である厳しい数値安定条件を緩和させた反復型の蛙跳び法を提案し、時間領域有限要素法へ適用することで電磁界解析の高速化を行いました。また、強結合回路網を高速に解析できるブロック型蛙跳び法と、未知変数の数を大幅に減らすことができる次数縮小手法を組み合わせ、非線形素子と結合した大規模線形回路網を高速解析する手法を提案しました。そして、PEEC(Partial Element Equivalent Circuit)法によって導出した等価回路網を、遅延を含めた蛙跳び法を用いて解析することで、電磁界解析と同等の結果を得ることができる手法について提案しました。以上の研究成果として、3件の国際会議と1件の国内研究会で口頭発表を行いました。2.意義:研究目的である高速な回路・電磁界シミュレーションを独自手法によって実現しているため、意義のある研究となっています。3.重要性:回路と電磁界の両分野においてシミュレーションの高速化を行ったことは、大規模問題を扱う次世代回路設計に大きなインパクトを与えることができます。また、PEEC法と蛙跳び法に基づく手法は、電磁界解析と等価な解析を回路解析によって行えることを示した点が独創的であり、混合シミュレーションを実現するための重要な基礎理論となっています。

また、本研究において提案した手法を実用的なシミュレータへと集約し、近年急速に必要性の高まっている三次元積層型集積回路やESDのシミュレーションへ応用することが可能であることが示された点が重要です。これまでの研究で、回路解析と電磁界解析をそれぞれ高速化できており、混合シミュレーションに必要なアルゴリズムの検討や提案も行えています。また、それらの研究成果を国際会議や国内研究会で発表しており、今後、論文誌へ投稿できる見通しもあるため、計画通りに進展していると考えます。基礎となる手法の検討は完了している一方で、実際に回路解析と電磁界解析を混合するためには、より具体的に混合の手順を整理することが必要です。そのため、研究実施計画に記したように、複数の物理現象を同時に扱うマルチフィジクス・シミュレーションにおける混合方法を参考にし、本研究に取り入れます。また、本研究が実践的問題に適用可能であることを示すため、研究成果を実用的な混合シミュレータとして集約し、近年急速に必要性の高まっている三次元積層型集積回路のシミュレーションへ応用します。
他者とのやりとりによる知の構成過程の解明一他者との関係性の変化から一

他者とのやりとりによる知の構成過程を明らかにするため,小学校3年生を対象とし,彼らの言動に対して,実験者が,協応的に,又は,表面的に振る舞うといったように異なるやりとりを行った。その結果,協応的に振る舞う方が,知識獲得を推し進めることが判明した。このことは,やりとりを楽しめる雰囲気をつくっていかなければ,やりとりにおける相手の言葉の真意等に気づけないといったように,やりとりからの恩恵が得られないことを示している。平成22年度は,他者とのやりとりによる知の構成過程を明らかにするために,留守家庭に在籍する小学校3年生を対象に実験を行った。また,現在,この実験の論文化を行っているところである。具体的な実験内容は,実験者が実験協力児とやりとりする際に,実験協力児に対して,協応的に振る舞う条件,表面的に振る舞う条件の2条件を設けて,やりとり後の子どもの知識獲得の程度の違いを検討した。その結果,子どもに対して,協応的に振る舞う方が,子どもの知識獲得を速やかに導くという結果を得た。このことは,やりとりを楽しめるような雰囲気をつくっていかなければ,やりとりをいくら行ったとしても,相手の言葉の真意等を受けとることができず,結果的に,学習が阻害されるということを示している。具体的に言えば,親子のやりとりにおいても,やりとりの中で,子どもとの良好な関係性を築いていかなければ,子どもは,親の言った言葉を素直に受け入れられない(受け入れる態度にならない)ため,親が意図したように知識獲得を推し進められないのである。こういった結果を踏まえると,この研究によって,子どもの知識構築の仕方の変化のみに注意を払っていた従来の発達観に対し,情報提供する側とそれを受けとる(子ども)側という2者の関係性の変化という新たな発達観の提供を行えるようになると考えられる。詳細に言えば,従来示されていた子どもの相手の意見を受け容れる過程を示しただけにすぎない知識獲得過程において,子ども側が相手の意見を受け容れる態勢を作っていくことがまずは重要になってくるという側面を付与できるようになったのである。平成23年度は,他者とのやりとりによる知の構成過程を明らかにするために,留守家庭に在籍する小学校3年生を対象に行った平成22年度における実験の分析を行い,その内容を国内外で発表するとともに,論文化して投稿した。具体的には,学会発表として,the 11th Intemational Educational Technology Conference,日本発達心理学会第23回大会において,ポスター発表を行った。また,九州大学の丸野研究室の研究会にも参加し,研究発表を行った。どちらの発表においても,やりとりから深い知見が得られたというように,論文化する際に非常に有益なものが得られた。これらをもとに,データを論文化し,教育心理学会に投稿した。なお,2012年4月現在,投稿した論文の第1回目の査読を終え,再投稿したところである。実験結果は,子どもに対して,協応的に振る舞う方が,子どもの知識獲得を速やかに導くというものである。この結果は,やりとりを楽しめるような雰囲気をつくっていかなければ,やりとりをいくら行ったとしても,相手の言葉の真意等を受けとることができず,結果的に,学習が阻害されるということを示している。そういう意味では,国内外で発表を行ったことで,従来,子どもの知識構築の仕方の変化のみに注意を払っていた従来の発達観に対し,情報提供する側とそれを受けとる(子ども)側という2者の関係性の変化という新たな発達観を持つことの重要性を広く知らしめることができたと考えられる。
ヒト特異的糖鎖抗原の分子基盤と生命機能

前年度において、人乳ラクトフェリンを用いたO-結合型ヒト特異的糖鎖抗原(1CF11抗原)の単離・精製を行い、いくつかの糖ペプチドフラグメントを単離した。質量分析と阻害活性試験の結果、Glc-Glc-peptideとMan-Glc-peptideの存在が示唆された。本年度は、人乳ラクトフェリンと同様に1CF11抗体と反応する人乳ガゼインを用いて1CF11抗原の単離・精製を試みた。(方法)1CF11抗体反応性を持つ人乳ガゼイン画分に対してプロナーゼ消化、ODSカラムによる逆相クロマトグラフィーを行って、1CF11抗原(GIFU抗原)を有する糖ペプチドPep1,Pep2,Pep3を単離した。これらのフラクションについて、H-NMR,MALDI-TOFMS分析を行い、Peptide Mass Fingerprintデータベースより構造を推定した。一方、ELISA法により、1CF11抗体反応性を持つ糖鎖構造の確認を行った。(結果)今回の実験では、ニゲロース及び合成ニゲロース関連糖鎖には1CF11抗体反応性は検出されなかった。一方、人乳オリゴ糖であるLNFPIとLNFPIIでは、後者のみに1CF11抗体反応性が確認された。また、ヒトラクトフェリンをα1,3/4-フコシダーゼ処理すると、コントロールで見られた1CF11抗体に対する反応性が消失したが、人乳ガゼインでは1CF11抗原反応性が消失することはなかった。従って、ヒトラクトフェリンにはα1-3又はα1-4結合したフコースが含まれる可能性が示唆された。これらの結果から、1CF11抗原糖鎖としてGlc-Glc-,Glc-Man-及びルイスA抗原の可能性が示唆される。(1)人乳ラクトフェリンを用いたO-結合型ヒト特異的糖鎖抗原の単離精製、構造決定:1CF11は、人乳やヒト唾液などのヒト分泌物中に含まれる様々な糖タンパク質を認識するモノクローナル抗体である(Kanamaru et al.,BBRC,249,618,1998)。本研究課題においては、ヒトミルクラクトフェリン(hLf)からヒト特異的糖鎖抗原(1CF11抗原)を含む糖ペプチドフラグメントの単離を試みた。hLfをプロナーゼにより48h消化し、Superdex75カラムにより、分子量8001300の糖ペプチドを得、ConA-Sepharoseカラム及び1CF11抗体カラムにより精製した。これらをODS120T逆相カラムに供し、2種の糖ペプチド(Pep1,Pep2)を単離した。Pep1からはXSQE、Pep2からはAPGXの配列が読み取れた。MALDI-TOF MSによって分析したところ、Pep1はSSQEペプチド、Pep2はAPGSペプチドのSer残基にヘキソース2糖が結合した分子量を得た。単糖分析により、Pep1からはGlc、Pep2からはManとGlcが検出された。更にグリコシターゼ消化により、Pep1はGlc-Glcの2糖、Pep2はMan-Glcの2糖であることが示唆された。(2)糖鎖ライブラリーの合成と1CF11抗体に対する阻害活性:グルコビオースを用いたInhibition ELISAを行ったところ、Glcα1、3Glc(nigerose)、特にβグリコシドでSerに結合する構造のみに強い活性が見られ、1CF11糖鎖抗原の1つがGlcα1、3Glcβ-と考えられ、もう一方はManα1、3Glcβ-の構造を持つことが示唆された。これらのO-結合型糖鎖はこれまでにない新規な構造であった。
無節サンゴモの傷の修復様式とその進化古生物学的研究

全世界の浅海域に広く分布し、繁栄している無節サンゴモの藻体の修復機構を解明するために、藻体に人工的に傷をつけ、その修復過程の経時的観察を行った。実験に用いた無節サンゴモは沖縄県石垣島川平湾に生育する枝状種のヒライボで、これに水平な傷と垂直な傷をつけ、それぞれ、以後14日間および7日間にわたって、1日間隔で傷の修復を観察した。その結果、以下が明らかとなった。(1)水平な傷の修復の際には、傷に対して垂直方向に再生部が形成されてゆく場合と、傷の縁辺部より水平方向に再生部が伸びてゆく場合とがある。前者の場合、傷つけられた細胞の数層下の細胞が介在分裂細胞となり、その下に細胞が形成され、次いで上には表層細胞が形成される。ただし、表層細胞が先行して形成される場合もある。いずれの場合にでも、修復部は一組織性(monomerous)である。新たに形成された表層細胞の丈夫に位置する細胞群は、やがて壊死部として藻体から剥離するが、この際、剥離されるべき細胞群下には複数層の表層細胞の形成がみられることがある。これに対して、後者の場合、修復部は側方と上方に伸長してゆく2群の細胞糸によって形成される。すなわち、修復部は二組織性(dimerous)である。(2)垂直な傷の修復の場合には、傷の縁辺部・側面部と底面とに新たな細胞群の形成が認められる。傷の縁辺部・側面部では二組織性の修復部が認められる。底面では水平な傷と同様に2つの様式の修復過程がみられる。以上より、表層細胞は、従来唱えられていたような、フィラメントの終点や分裂組織の保護、着生藻類が付着したときはげ落ちる部分といった役割だけでなく、壊死部を積極的に剥離するという役割も持っており、藻体の維持に不可欠な部位であると考えられる。また、新生代における無節サンゴモの急速な繁栄は、従来主張されてきたような草食動物に対する防御機能の進化によってもたらされたものではなく、草食動物の増加によってソレノポラ類(藻体表面の軟組織に生殖組織を持っていたと考えられる、無節サンゴモの祖先的な植物)が衰退し、代わって無節サンゴモがソレノポラ類のニッチエに進入し、置き換わった結果であると考える方が妥当である。自然状態において,無節サンゴモは,草食動物による補食や,他の藻類との生息空間をめぐる競争に直面しているにもかかわらず,全世界の浅海域に広く分布し,繁栄している.したがって,無節サンゴモには,これらのストレスに対し,藻体を防御・維持する機構が備わっていると考えられる.

そこで,我々は無節サンゴモの藻体が傷ついた際の藻体修復の機構・様式について,経時的観察を行った.実験に用いた無節サンゴモは沖縄県石垣島川平湾に生育する枝状種のヒライボ(Litho-phyllum pallescens)である.採集したヒライボの個体は,水槽中で数日間飼育後,6個体のヒライボからほぼ同一形状の枝を採取し,水中用接着剤で塩ビ板に固定した.これに,水平な傷と垂直な傷をつけ,水槽に置き,以後14日間1日間隔で回収した.回収した試料は,10%ホルマリンで固定し,脱灰・パラフィン包理後,連続切片を作製した.その結果,以下の点が明らかとなった.(1)水平な傷の修復の際には,傷口に対して垂直方向に再生部が形成されてゆく場合と,傷口の縁辺部より水平方向に再生部が伸びてゆく場合とがある.前者の場合,傷つけられた細胞の数層下の細胞が介在分裂細胞(intercalary meristematic cells)となり,その下に細胞が再生され,次いで上に表層細胞が形成される(monomerousな藻体形成).ただし,表層細胞が先行して形成される場合もある.新たに形成された表層細胞の上部に位置する細胞群は,やがて壊死部として藻体から剥離するが,この際,剥離されるべき細胞群下には複数層の表層細胞の形成がみられることがある.後者の場合,再生部は側方と上方に伸長してゆく2群の細胞糸によって藻体が形成される(dimerousな藻体形成).(2)垂直な傷の修復の場合には,傷の縁辺部・側面部と底面とに新たな細胞群の形成が認められる.傷の縁辺部・側面部ではdimerousな藻体形成が認められる.底面では水平な傷と同様に2つの様式の修復過程がみられる.今後,これらの観察事実の進化古生物学的意義を考察する予定である.全世界の浅海域に広く分布し,繁栄している無節サンゴモの藻体の修復機構を解明するために,藻体に人口的に傷をつけ,その修復過程の経時的観察を行った.実験に用いた無節サンゴモ沖縄県石垣島川平湾に生育する枝状種のヒライボで,これに水平な傷と垂直な傷をつけ,それぞれ,以後14日間および7日間にわたって,1日間隔で傷の修復を観察した.その結果,以下が明らかとなった.(1)水平な傷の修復の際には,傷に対して垂直方向に再生部が形成されてゆく場合と、傷の縁辺部より水平方向に再生部が伸びてゆく場合とがある.前者の場合,傷つけられた細胞の数層下の細胞が介在分裂細胞となり,その下に細胞が形成され,次いで上に表層細胞が形成される.ただし,表層細胞が先行して形成される場合もある.いずれの場合にでも,修復部は一組織性(monomerous)である.新たに形成された表層細胞の上部に位置する細胞群は,やがて壊死部として藻体から剥離するが,この際,剥離されるべき細胞群下には複数層の表層細胞の形成がみられることがある.これに対して.後者の場合,修復部は側方と上方に伸長してゆく2群の細胞糸によって形成される.すなわち,修復部は二組織性(dimerous)である.(2)垂直な傷の修復の場合には,傷の縁辺部・側面部と底面とに新たな細胞群の形成が認められる.傷の縁辺部・側面部では二組織性の修復部が認められる.底面では水平な傷と同様に2つの様式の修復過程がみられる.以上より,表層細胞は,従来唱えられていたような,フィラメントの終点や分裂組織の保護,着生藻類が付着したときはげ落ちる部分といった役割だけでなく,壊死部を積極的に剥離するという役割を持っており、藻体の維持に不可欠な部位であると考えられる.また,新生代における無節サンゴモの急速な繁栄は,従来主張されてきたような草食動物に対する防御機能の進化によってもたらされたものではなく,草食動物の増加によってソレノポラ類(藻体表面の軟組織に生殖組織を持っていたと考えられる,無節サンゴモの祖先的な植物)が衰退し,代わって無節サンゴモがソレノポラ類のニッチエに進入し,置き換わった結果であると考える方が妥当である.
伐期に到達したパルプ分収林の現状と収益分収問題

本研究の目的は、次の3点であった。(1)県行パルプ分収林について、その現状と問題点を明らかにすること,(2)県行パルプ分収林の収益分収問題を整理すること,(3)公的分収造林の契約満了時の諸問題への対処の方向を示すこと。それぞれの項目について、明らかになった点の概要は、以下の通りである。(1)パルプ分収林の現状は、マツクイムシ被害を受け十分な蓄積を持っていないものが多く、分収益が確保できない恐れがある。また、アカマツ材の価格動向から判断して、一定の蓄積を確保できたとしても、投下資本の回収ですら困難であることが予想される。(2)パルプ分収造林の分収割合は、県50%(内45%が土地提供者)、造林者50%であるが、これでも、現行の造林コストを前提とすれば、再造林費用ですらカバーできない。したがって、一方では分収造林が、後発林家の育林経営を推進する契機を作るという側面は消え、再度分収造林につながざるをえないことになり、他方ではそれにもかかわらず資本投下が期待できないという問題が生ずることになる。(3)経済ベースで考える限り、分収造林の問題は対処が困難である。公的分収造林の目的は、建前としては森林造成であったが、就労の場の確保地域経済の活性化という側面から進められてきたという面が強い。しかし現在、就労すべき労働力は高齢化し次々と引退しつつあり、伐採後の林地は、土地提供者に返却すればそのまま放置されてしまうであろう。こうした放置森林は大きな社会的問題を生み出す可能性がある。以上のような予想される状況を踏まえるならば、森林の持つ公益性発揮を前提として、森林造成費の社会的補填等の方法で造林者の負担を軽減するとともに、公益性を高めるために伐期(契約期間)を大幅に延長し、分収率についても再検討することによって森林造成を継続する必要がある。1.本研究の主要対象は、代表的な旧薪炭林地帯である島根県と岩手県であるが、2県の県行パルプ造材(岩手県の場合は、特殊材備蓄林県行造林と呼ぶ)の現状は、かなり異なっていた。すなわち、島根県の場合は、マツクイムシの被害を受けたアカマツ林が多い上、契約期間が短いものは35年(標準伐期齢も35年)で分収することになっている。近年早いものは分収の時期にきているのであるが、十分な蓄積がなく、ほとんど分収ができないという契約森林が多い。一方、岩手県の場合は、県南の一部にしかマツクイムシ被害が出ておらず、その被害も全面的なものではない。成長がやゝ遅く(標準伐期齢は40年)、契約期間も長いため、まだ分収の時期に来ているものは少ない。現在もアカマツ材は主としてパルプ原料として利用されており、生産材も、基本的には資金提供者である十條製紙に引き取られる。したがって、島根県の場合ほど深刻な状態とはなっていない。しかし、もちろん本材の市場価格が低迷しており、パルプ材価格も安い。マツクイムシの被害がないとしても、それぞれの分収権者が納得のいく金額で分収が行われているとはいいがたいものがある。どちらにしても島根県と岩手県の県行パルプ造林の様相はかなり違っているといえよう。

2.島根県の場合、県行パルプ造林の資金提供者である製紙会社側の対応は、それぞれの契約地毎の最近の林況調査結果とそれに基づく対応方針の概要をふまえ、資金負担者としての会社側の施業方針をたてている。すなわち、標準的施業実行基準を設け、枝打ち以外はスギやヒノキ並みの労働・資金の投入を行ない、保育・管理に努めるというものである。しかしそれにもかかわらず、マツクイムシ被害のために指針通りにはいかいない場合があり、かなりの部分の伐期を上げることで一般建築材生産用としての販売可能性を見出そうとしている。1.島根県内の多くのパルプ分収林の現状は、マツクイムシ被害を受け期待されるほどの蓄積を持っていない。一方、アカマツ材の市場価格は低迷を続け、当分の間上昇する可能性はないものと考えられる。したがって、伐期が近づきつつあるにもかかわらず、分収益を確保できるかどうか心もとないものがある。2.パルプ分収造林が盛んに行われた当時でさえ、パルプ会社の分収率6では採算がとれないことが指摘されていた。近年のアカマツ材の市場価格を前提とすれば、分収林が十分な蓄積を確保していたとしても、契約通りの伐期では投下資本の回収が困難である。3.島根県のパルプ分収造林の場合、分収割合は、県50%(内45%が土地提供者)、造林者50%であった。契約満了時に土地提供者が手にする分収益は率としては多いようであるが、金額としては、現行の造林コストを前提とすれば、到底再造林費用はカバーできない。したがって、分収造林が、後発林家がテイクオフする際の契機を作るものであるという面は消え、再度分収造林につながざるをえないことになる。4.結局、従来のように経済ベースで考える限り、分収造林の問題は先へ進めない。分収造林の目的は、建前としては森林の造成という面が強かったが、事実上は就労の場の確保あるいは地域経済の活性化という側面から進められてきたといえる。しかし、現在、就労すべき労働力が高齢化し、既に次々と引退しつつある。こうした状況を踏まえるならば、伐採した後の林地利用は、土地提供者に返却したものが放置されてしまう可能性が高い。森林の持つ公益性を考えるまでもなく、放置森林は大きな問題である。したがって、森林造成費の社会的補填等の方法で、造林者の負担を軽減するとともに、公益性を高めるために伐期(契約期間)を延長し、分収率についても検討する必要がある。
1分子イメージングと数値モデルの融合による免疫細胞分子システム研究の開拓

全反射照明・薄層斜光(HILO)照明法による光学顕微鏡を発展し、生きた細胞の多色同時蛍光1分子イメージングを、シグナル伝達分子・転写因子等核内分子に関して行った。画像解析により、生細胞における分子数・相互作用・分子動態を定量した。3次元細胞分子システムをシミュレーションする数値モデルを構築し、1分子イメージングとの融合により、細胞システムの特性を解明する方法を開拓した。(1)定量パラメータ解析のための1分子イメージングシステムを構築した。薄層斜光(HILO)照明法による蛍光1分子イメージングにより、顕微鏡の視野に細胞の厚みよりも薄い光(実測値で厚み710mm)で局所的に照明した。光が薄く高密度になり照明光強度が局所的に強くなり、画像強度が、理論値34倍に対し実測値で2.8倍と増した。その結果、1細胞レベルの蛍光画像で、通常の落射照明に比べ78倍の画質を確認した。定量計測のため、450-750nmの任意の23色蛍光を同時に1分子観察できる顕微鏡システムとして構築した。機械的ドリフト・ノイズは最小限にし、光学系は1細胞レベル多色同時1分子観察に最適化した。光学系の収差を生細胞像で最小化となるようにした。全体をPC制御し、生きた試料の臨機の変化に観察中随時に対応した。細胞内部での高いS/N比の画像を生かし、細胞内部における分子数・濃度・相互作用時間・解離定数・拡散係数・物理的動態特性といったパラメータを、多種分子・時間・空間の関数として求めるシステムとした。このための1分子画像解析システムを、効率化を進めるべく、現有システムの機能を改良した。(2)免疫細胞におけるシグナル伝達の1分子イメージングと定量解析を行った。リセプター・リン酸化酵素・アダプター等のシグナル分子、actin等の細胞骨格、STIM1等のCaシグナル関係分子、ER等の細胞内器官局在マーカー、転写因子等の核内分子とGFP融合タンパク質を、多色観察に対応させるべく、緑・赤等のGFP変異蛋白質を組込み、観察に必要な組み合わせの融合タンパク質に改変させ、細胞に複数種同時発現させた。(3)細胞シミュレーションプログラムを開発した。個々の分子動態・相互作用を最も簡潔な方程式で記述しシミュレーションし、新規の3次元細胞分子システムプログラムとして開発した。(1)定量パラメータ解析のための1分子イメージングシステムの改良。顕微鏡制御PCシステム、2式の複数色同期画像取得PCシステム間の連携を中心に行った。まず、顕微鏡制御PCシステムが制御している、全反射照明・薄層斜光(HILO)照明法による1分子イメージング光学顕微鏡系を改良した。その上で、制御PCとデジタル画像録画PCとを連携させた。また、分子間相互作用と動態の複数種分子同時定量のための複数色同期画像取得PCシステムを3色ないし4色同期とするため、2つの同期画像取得PCシステムをさらに統合するシステムとする改良を行った。(2)細胞内部での高いS/N比の画像を生かし、細胞内部における分子数・濃度・相互作用時間・解離定数・拡散係数・物理的動態特性といったパラメータを、多種分子・時間・空間の関数として求めることができる1分子画像解析システムを、新しいアルゴリズムを導入して、自動解析化、高効率化を進めるとともに、多色間での新たな定量方法の開発に着手した。(3)免疫細胞におけるシグナル伝達の1分子イメージング・定量解析。昨年度までに構築済みの多色観察対応した、リセプター・リン酸化酵素・アダプター等のシグナル分子、actin等の細胞骨格、STIM1等のCaシグナル関係分子、ER等の細胞内器官局在マーカー、転写因子等の核内分子と、緑・赤等のGFP変異蛋白質との融合タンパク質を組込み、複数種同時発現させた細胞の1分子観察と定量解析を、昨年度に引き続き推進した。(4)細胞シミュレーションプログラム。昨年度開発した、個々の分子動態・相互作用を最も簡潔な方程式で記述しシミュレーションし、新規の3次元細胞分子システムプログラムを、動的膜モデルを導入し改良した。昨年度行った、顕微鏡制御PCシステムの統合、4色同期画像取得PCシステム開発をさらに発展させた。全反射照明・薄層斜光(HILO)照明法による1分子イメージング光学顕微鏡系の制御PCシステムと、4色同期画像取得を行っているPCシステムの統合性を高め、定量画像解析システムとの連携を高めた。また、光学系を改良して収差補正を進め、より高画質化による定量解析の質的向上をもたらした。(2)細胞内部での高いS/N比の画像を生かし、細胞内部における分子数・濃度・相互作用時間・解離定数・拡散係数・物理的動態特性といったパラメータを、多種分子・時間・空間の関数として求めることができる1分子画像解析システムを、多色間画像定量解析を重点に改良を進めた。以上の成果により、生きた細胞内部で、ナノ解析による超解像計測が可能となった。これは、分子間相互作用・分子動態の定量解析を大きく前進させるものである。

昨年度までに構築済みの多色観察対応した、リセプター・リン酸化酵素・アダプター等のシグナル分子、actin等の細胞骨格、STIM1等のCaシグナル関係分子、ER等の細胞内器官局在マーカー、転写因子等の核内分子と、緑・赤等のGFP変異蛋白質との融合タンパク質を組込み、複数種同時発現させた細胞の1分子観察と定量解析を、今年度までの成果を生かしつつ推進した。(4)細胞シミュレーションプログラム開発。個々の分子動態・相互作用を簡潔な方程式で記述シミュレーションする3次元細胞分子システムプログラムにおいて、動的膜系を導入し、分子間相互作用の多様化対応を進めた。シグナル伝達増幅のS/N評価により、細胞が持つシグナル伝達多様性の意義解明を行った。
高機能α-ガラクトシダーゼの創出とファブリー病酵素補充療法への適用

酵素補充療法をおこなう場合、リソソーム酵素の細胞内の取り込みには、マンノース-6-リン酸受容体を介する経路がよく知られている。リン酸含有量の大きい高マンノース糖鎖を有し、糖鎖加工によりマンノース-6-リン酸を露出させるのに有利であると推測されるPichia pastorisを、α-ガラクトシダーゼ発現用酵母に用い、糖鎖を導入することを試みた。得られたα-ガラクトシダーゼ糖鎖に対し、α-マンノシダーゼによる加工をおこなった。細胞レベルでのα-ガラクトシダーゼ取り込みの確認には、ファブリー病患者由来のα-ガラクトシダーゼ欠損細胞を用いた。その結果、取り込みの顕著な上昇が認められ、同時に、その取り込みはマンノース-6-リン酸により阻害を受けることから、マンノース-6-リン酸経路を介するものと考えられた。一方、X線結晶構造解析により明らかにされたα-ガラクトシダーゼの立体構造から、2つのアスパラギン酸残基が酵素活性発現に必須であると考えられた。これらアスパラギン酸残基の機能を明らかにするために、部位特異的変異を導入して、アスパラギン酸残基をグルタミン酸残基に置換した変異体α-ガラクトシダーゼを作製した。酵素反応の最大速度を比較すると、各1つのアスパラギン酸を置喚した変異体は、正常α-ガラクトシダーゼの1/2および1/6を示し、同時に2つの変異を導入した変異体も1/6を示した。これら変異体は、基質に対する親和性には変化がなく、最大速度変異体α-ガラクトシダーゼを人為的に作製することに成功したこと、および解析結果より231番目のアスパラギン酸残基が酵素反応の律速段階を担っていることが示唆された。Pichia属酵母を用い外来遺伝子の発現をおこなった場合、細胞外に分泌される発現タンパク質の糖鎖は、宿主である酵母型の糖鎖が付加されることが知られている。その特色は、リン酸含有量の大きい高マンノース糖鎖という点にある。そこで、Pichia pastorisを発現用酵母に選び、α-ガラクトシダーゼにその糖鎖を導入することを試みた。その理由は、酵素補充療法をおこなう場合、リソソーム酵素の細胞内の取り込みには、マンノース-6-リン酸受容体を介する経路がよく知られているからであり、Pichia pastoris発現酵素の糖鎖は加工によりマンノース-6-リン酸を露出させるのに有利であると推測したからである。本年度は、遺伝子相同組み換えにより、α-ガラクトシダーゼcDNAを染色体上に持つ酵母を作製し、そのメタノール資化性を利用してα-ガラクトシダーゼの大量発現をおこなった。さらに、精製をおこない酵素標品のストックを作製し、得られたα-ガラクトシダーゼの糖鎖に対する、α-マンノシダーゼによる加工をおこなった。

一方、X線結晶構造解析により明らかにされたα-ガラクトシダーゼの立体構造から、2つのアスパラギン酸残基が酵素活性発現に必須であると考えられた。これらアスパラギン酸残基の機能を明らかにするために、部位特異的変異を導入して、アスパラギン酸残基をグルタミン酸残基に置換した変異体α-ガラクトシダーゼを作製した。酵素反応の最大速度を比較すると、各1つのアスパラギン酸を置換した変異体は、正常α-ガラクトシダーゼの1/2および1/6を示し、同時に2つの変異を導入した変異体も1/6を示した。これら変異体は、基質に対する親和性には変化がなく、最大速度変異体α-ガラクトシダーゼを人為的に作製することに成功したこと、および解析結果より231番目のアスパラギン酸残基が酵素反応の律速段階を担っていることが示唆された。
小腸上皮細胞および脂肪細胞の分化・増殖を制御する因子

高等動物は、200種類以上の高度に分化した細胞から構成されているが、これらは、たった1個の受精卵から分化・増殖したものである。また、成熟細胞の多くは、未分化の幹細胞の分化・増殖と正しい移行によって構造と機能が維持されている。組織の形成や維持にとって日常的に摂取する食品が重要な役割を果していることは言うまでもない。従って、細胞の分化・増殖を制御する内因性および外因性(食品由来など)因子を明らかにし、その作用機構を明らかにすることは、健康科学・予防医学上極めて重要な研究課題である。本研究では、栄養生化学的見地から極めて重要な2つの細胞分化系に着目し、細胞の分化・増殖に対する制御因子を明らかにし、以下のような成果を得た。小腸上皮細胞幹細胞のモデルとしてラット小腸由来の培養細胞を用い、小腸上皮細胞の増殖・分化の制御因子の解析のために極めて重要と考えられる増殖・分化特異的分子の検出のためのモノクローナル抗体の取得を試みた。その結果、IEC-6細胞においてラット小腸絨毛を特異的に認識するモノクローナル抗体が複数取得できた。これらによって、小腸上皮細胞の増殖・分化に伴って発現してくる機能性分子、制御因子の構造解析、局在性や動態を明らかにする基盤が確立された。前駆脂肪細胞のモデルとして3T3-L1細胞を用い、ヒトを含む各種高等動物の脂肪組織中に前駆脂肪細胞の増殖を特異的に促進する分子量約25,000の新規タンパク性因子を見いだした。また、この因子をウシ脂肪組織より単離精製し、N未端のアミノ酸配列を決定するとともに本因子がエネルギー摂取に応答して生成されることを動物実験によって明らかにした。さらに、脂肪細胞の分化過程において脂溶性ビタミン類の受容体群が核内転写調節因子とし、深く関与している可能性を示唆した。高等動物の身体は,200種類以上の細胞から形成されているが、これらはたった1個の受精卵から分化・増殖したものである。また成熟細胞の多くは未分化の幹細胞の分化・増殖と正しい移動によって構造と機能が維持されている。組織の形成や維持にとって食品が重要な役割を果していることはいうまでもない。したがって細胞分化・増殖を制御する内因性及び外来性(食品由来など)因子を明らかにし,その作用機作を解明することは極めて重要である。本研究では,栄養生化学的見地から極めて重要な2つの細胞分化系(小腸上皮細胞(IECー6,IECー18細胞及び脂肪細胞(3T3ーL1,ob1771細胞)に着目し,分化・増殖に対する制御因子を明らかにし,これらの作用機構を分子レベルで解明することを目的として行ない,以下に要約する成果を得た。小腸上皮細胞のモデルとしてIEC細胞の培養系を用い,ラット小腸中に吸収細胞への分化を誘導する分子量数百の因子が存在することを明らかにしたが,この分化誘導には血清中のタンパク質成分が補助因子となっていることを見出した。またIECー6細胞自身が,培養上清中に分泌しているタンパク質の中に,IEC細胞の増殖を著しく抑制する因子が存在することを見出した。前駆脂肪細胞のモデルとして3T3ーL1培養細胞を用いた実験により,脂溶性ビタミン,カロテノイド等が分化を強く抑制すること,またその抑制機構は分化の初期に発現しているリポプロティンリパ-ゼmRNAの発現を抑制することと関係が深いことを明らかにした。

また前駆脂肪細胞に特異的なタンパク性の増殖因子がラットの脂肪組織中にあること,そしてこの因子の脂肪組織中の存在量が摂食条件,特にエネルギ-摂取量の変化によって支配されることを明らかにし,この因子が脂肪細胞の数の増加の制御に関与している可能性が強いことを示した。高等動物は、200種類以上の高度に分化した細胞から構成されているが、これらはたった1個の受精卵から分化・増殖したものである。また成熟細胞の多くは、未分化の幹細胞の分化・増殖と正して移行によって構造と機能が維持されている。細織の形成や維持にとって食品由来因子が重要な役割を果しているのはいうまでもない。したがって細胞分化・増殖を制御する内因性及び外来性(食品由来など)因子を明らかにし、その作用機作を解明することは重要である。本研究では、栄養生化学的見地から極めて重要な2つの細胞分化系として小腸上皮細胞と脂肪細胞に着目し、分化・増殖に対する制御因子を明らかにし、これらの作用機構を分子レベルで解明することを目的とし、以下のような成果を得た。小腸上皮幹細胞のモデルとしてラット小腸由来の培養細胞を用い、本年度は小腸上皮細胞再形成の律速になっていると考えられる幹細胞増殖の制御因子を中心に検討した。その結果IECー6細胞が分泌するタンパク質中に増殖を著しく抑制する因子が存在することを見出しほぼ均一に精製することに成功するとともに、そのモノクロ-ナル抗体も得た。このことによりこの因子の構造解析、遺伝子解析、小腸での局在性や動態について検討することの基盤が確された。前駆脂肪細胞のモデルとして3T3ーL1細胞を用い、各種動物の脂肪組織中に前駆脂肪細胞の増殖を特異的に促進するタンパク性因子を見出した。またこの因子をウシ脂肪細胞より単離精製し、N末端のアミノ酸配列を決定した。また脂肪細胞の分化誘導因子としてIGFーIが重要であること、またその誘導機構に細胞表面のホスホイノシト-ルグリカンが関与していることを明らかにした。また脂溶性ビタミン類特にビタミンA酸が強い抑制作用を持つが、ビタミンAに変換しえないカロチノイドも独自の機構で分化を抑制する作用を持つことを明らかにした。高等動物の身体は、200種類以上の細胞から構成されているが、これらは、たった1個の受精卵から分化・増殖したものである。また成熟細胞の多くは、未分化の幹細胞の分化・増殖と正しい移動によって構造と機能が維持されている。これらの細胞分化誘導と制御は、細胞の置かれている位置と内部環境によって導かれる遺伝情報発現のの調節によって支配されるが、これらの調節機構に何らかの異常が生じると奇形やガンが発症する。また、組織の形成や維持にとって日常的に摂取する食品が重要な役割を果しいることは言うまでもない。従って、細胞の分化・増殖を制御する内因性および外因性(食品由来など)因子を明らかにし、その作用機構を明らかにすることは、健康科医学・予防医学上極めて重要な研究課題である。本研究では、摂食と密接に関係し栄養生化学的見地から極めて重要な2つの細胞分化系[小腸上皮細胞(IEC-18)および脂肪細胞(3T3-L1,ob1771)]に着目し、まずそれらの細胞の分化・増殖に対する制御因子の生理学的ならびに生化学的検索系を確立した。さらにそれらの系を応用して小腸上皮細胞および脂肪細胞の分化・増殖の制御に関わる因子類の検索、精製、構造解析を行い、さらに、それらの作用機構を分子レベルで詳細に検討することの基盤が確立された。
広葉樹林の林床における放射性セシウムの動態予測モデルの構築

2016年9月をもって広島大学大学院総合科学研究科を修了した。したがって、今年度の実績は4月から9月までの半年間のものであり、翌年度は交付申請を辞退する。2016年度は、これまで行ってきた研究について、調査の継続、結果のまとめ、論文執筆を行った。1)前年度に調査を終えて論文を投稿した、森林生態系における土壌中放射性セシウムの空間変動に関する論文が、Journal of Environmental Radioactivityに受理された。2)林床における放射性セシウムの鉛直方向の動態を明らかにするために、2014年から行っている調査を継続した。その結果、2014年にはリター層から土壌表層へのセシウムの移動がおおむね終了し、ほとんどの放射性セシウムが森林土壌の表層に蓄積していることが明らかになった。この成果について結果をまとめ、論文を執筆し、Journal of Nuclear Science and Technologyに投稿した(2016年12月に受理された)。3)2015年から行っていた、リターおよび土壌中の溶存態放射性セシウムの移動に関するモニタリング装置の開発について、論文を執筆し、Chemosphereに投稿し、受理された(2016年8月)。この研究に関しては、第53回アイソトープ・放射線研究発表会で発表した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究の目的である林床における鉛直方向への動態メカニズムをより詳細に明らかにするために,平成27年度は,まず森林土壌の放射性セシウムの空間的不均質性の調査を行い,その結果から,適切な森林土壌の放射性Csの汚染レベルを評価する際に必要なサンプルサイズを求めた。この研究に関して,学会発表を行い,また論文執筆を行った(28年度4月に受理された)。また,林床における鉛直方向への動態について,平成26年度から引き続き調査を行った。その結果,2014年までに,森林林床(リター)から土壌表層への放射性セシウム移動は概ね終了し,ほどんどの放射性セシウムが森林土壌の表層に蓄積していることが明らかになった。平成27年度の調査によって,2年間分のデータの蓄積ができたため,学会発表を行い,現在論文を執筆中である。2014年以降,放射性セシウムは森林土壌の表層に蓄積していることが分かったが,微量の放射性セシウムの下方移動は依然として起こっている可能性がある。この微量の放射性セシウムの下方移動を調べるため,新たなモニタリング装置を開発した。この装置については現在特許申請中であり,方法論の開発についての論文は現在投稿中である。平成27年度は,予定されていたよりも多くの野外調査を行うことで,予定より多くのデータを得ることができ,概ね順調に研究は進展した。その結果,平成27年度には2本の査読付き論文が受理され,また2本の論文を執筆して投稿した。さらに,研究結果に関して学会やシンポジウム,ワークショップで7件の発表を行った。当初の研究計画では,森林土壌の放射性セシウムの動態に関して,落葉広葉樹林に加えて,常緑針葉樹林(人工林)での調査を開始する予定であった。しかし,常緑針葉樹林(人工林)ではすでに多くの調査が行われているうえ,落葉広葉樹林の持つ空間的な不均質性が放射性Csの動態解明を難しているにも関わらず,それに関するほとんどなされておらず,その結果,落葉広葉樹林の土壌中放射性セシウム動態の詳しい研究が滞っていることが分かった。このことから,本研究では,常緑針葉樹林(人工林)での追加調査より,落葉広葉樹林における空間変動に着目したより詳細スケールの動態調査を優先することにした。
家族性パーキンソン病モデルマウスにおけるミトコンドリア異常と錐体外路系変性の関係

我々は以前に、家族性パーキンソン病であるPLA2G6関連神経変性症(PLAN)の疾患モデルとなるPLA2G6ノックアウトマウスでは神経細胞のミトコンドリア傷害が軸索変性を引き起こすことを示した。今回の研究によってPLANモデルであるPLA2G6ノックアウトマウス錐体外路系におけるドパミン分泌細胞が特徴的な軸索変性を生じること、内因性のαシヌクレインが傷害ミトコンドリアに蓄積することを示した。さらに、患者脳におけるレヴィ小体にミトコンドリア膜蛋白が高度に発現していることを見出し、αシヌクレインの蓄積がミトコンドリア膜変性に関連する可能性を示した。昨年度報告した、PLA2G6遺伝子ノックアウトマウスの線条体において経過とともに増加するチロシンヒドロキシラーゼ(TH)陽性の大型円形構造物の細胞内局在や意義を明らかとするために、ドパミントランスポーター(DAT)、小胞性モノアミン輸送体2(VMAT2)、αシヌクレイン、リン酸化αシヌクレイン、ミトコンドリア膜マーカー2種類に対する免疫組織学的染色を施行しTHの染色性と比較した。いずれの分子もTH陽性の大型円形構造物に高発現・凝集する像は得られず、ミトコンドリア機能異常がTHの強発現に関与するという積極的なデータは得られなかった。厚みのある凍結切片を用いてTH陽性の円形構造物を立体的に解析し、TH陽性の円形構造物が腫大した遠位軸索であることが判明した。TH陽性の円形構造物の特異性をみるために、線条体へのもう一つの主要な入力線維であるグルタミン酸作動性線維のマーカーとしてグルタミン酸トランスポーター(VGlut1)の染色性と比較したが、VGlut1陽性となる同様の大型円形構造物は明らかでなく、TH陽性の円形構造物の特異性が示された。11週令マウス♂(ホモ、ヘテロ、野生型各n=1)にMPTP30mg/kgの腹腔内注射を5日間施行し解析した。MPTPを投与群では線条体におけるTH染色性の低下が認められた。ノックアウトマウス脊髄におけるPAS陽性顆粒(異常ミトコンドリア像)と軸索腫大は、MPTP投与前と比較し(以前のデータ)目立つ傾向にあった。siRNAをSH-SY5Y細胞にtransfectしてPLA2G6遺伝子ノックダウン(KD)細胞を樹立し、解析した。cell titer blueassay、Lactate Dehydrogenase assayの結果から有意なcell viabilityの低下を認めた。ノックアウトマウスと同様にミトコンドリア内膜マーカーの発現低下、αシヌクレインの細胞内増加が認められた。あらかじめ、αシヌクレインの発現を低下させておくことにより細胞傷害性が悪化することが示された。PLA2G6遺伝子ノックアウトマウス(C57BL/6, 15週令n=2、55週令n=4、100週令n=6)及び同週令の正常マウスの錐体外路システム(黒質から線条体)および脊髄のパラホルムアルデヒド固定パラフィンブロックより4μmの切片を作成した。チロシンヒドロキシラーゼ(TH)に対する免疫染色を施行して各マウス群錐体街路系について比較検討した。黒質緻密部におけるTHの免疫反応性には明らかな異常を認めなかった。線条体のneuropilにおける染色パターンはコントロールではTH陽性の顆粒状から微細空胞がびまん性に観察されたが、遺伝子欠損マウスでは染色パターンが不均一となり、大型のTH強陽性の空胞が多数認められた。Periodic Acid Sciff(PAS)染色との重染色では、TH陽性構造物はPAS陽性のスフェロイドとはほとんど一致しなかった。脊髄での病理学的解析では、遺伝子欠損マウス前角細胞から軸索に向けて多数、リン酸化αシヌクレイン陽性の小胞を認めた。これらは非リン酸化αシヌクレインに陰性で、また遺伝子欠損マウス錐体外路系には、ほとんど認められなかった。ミトコンドリア外膜マーカーであるTOM20と二重染色することにより、リン酸化αシヌクレイン陽性の小胞の一部はTOM20と共局在することが明らかとなり、変性ミトコンドリア内にリン酸化αシヌクレインが蓄積することが示唆された。実験者を含め周囲への安全を配慮したMPTPの投与可能な環境を整え、コントロールマウスへのMPTP投与実験が開始された。昨年度、PLA2G6ノックアウトマウスの線条体において経過とともに増加するチロシンヒドロキシラーゼ(TH)陽性の大型円形構造物はミトコンドリアのマーカーと一致せず、ミトコンドリア機能異常と線条体におけるTH陽性腫大した遠位軸索であることを報告した。PLA2G6ノックアウトマウスにおいて黒質神経細胞数を定量評価したところ、明らかな神経細胞数の減少は認められなかった。neuroaxonal