hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
固体表面における水分子の散乱機構の解明－ナノ流路内の水蒸気輸送解析に向けて－

マイクロ・ナノスケール流路内における水蒸気輸送現象を支配する主要因子である固体表面における水分子の散乱挙動を分子線散乱実験により調べた.シリコン表面における水分子の散乱挙動は,室温の気体分子が持ち得る狭いエネルギー範囲内であっても,入射並進エネルギーに依存して大きく変化することが明らかになった.入射並進エネルギーの増加に伴って接線方向運動量適応係数が増加するという特異な現象の原因を分子動力学シミュレーションにより明らかにした.マイクロ・ナノデバイス内部の流動解析への展開を念頭に,シリコン(100)表面に衝突した水分子の散乱挙動を分子線実験により解析した.水分子の入射並進エネルギーは室温における気体分子の熱運動エネルギーに対応する領域を含む35370 meVとした.シリコン表面は超高真空中で加熱することで酸化膜を除去してから室温まで冷却し,重水(D2O)の解離吸着によりダングリングボンドがDまたはODで終端された状態にして用いた.入射エネルギーが比較的高い場合,水分子の表面へのエネルギー適応の程度は低く,散乱後の平均並進エネルギーと散乱角(表面法線と散乱方向のなす角)の間に正の相関がみられた.散乱分子の速度分布が表面温度の熱平衡状態には達していないものの,表面の原子スケールの凹凸の影響により,散乱角度分布はコサイン則に近い拡散的な分布を示した.一方,入射エネルギーが低い条件では,散乱角度分布に鏡面反射角よりも表面法線に近い方向へ向かう指向性が現れ,散乱後も入射時の表面接線方向速度の履歴を強く残していることが確認された.以上のように,シリコン表面における水分子の散乱挙動は,入射エネルギーに依存して著しく変化することが明らかになった.特に散乱角度分布の指向性は顕著に変化し,その結果として接線方向運動量の適応の程度が大きく変化する.シリコン表面における運動量適応係数の入射エネルギー依存性は,申請者らが過去に計測を行ったグラファイト表面における散乱とは逆の傾向を示した.マイクロ・ナノデバイスにおける水蒸気輸送では,本研究で明らかになった散乱挙動の入射エネルギー依存性が流動特性に強く影響すると予想される.前年度に実施した分子線散乱実験により,シリコン表面における水分子の散乱挙動は入射並進エネルギーに依存して顕著に変化することが明らかになった.散乱による気体分子と固体表面との運動量交換を評価したところ,室温の気体分子が持ち得る狭いエネルギー範囲であっても,接線方向運動量適応係数が入射速度に強く依存し,その傾向はグラファイト表面の場合と逆になることが明らかになった.本年度は,接線方向運動量適応係数の入射速度依存性が,シリコン表面とグラファイト表面において逆の傾向を示す理由を明らかにするために,前年度に引き続いて分子線散乱実験によるデータ取得を進めるとともに,分子動力学シミュレーションによる散乱機構の検討を行った.分子線散乱実験については,分子線源に不具合が発生し修理に時間を要したことから,当初計画していたデータの取得および解析を行うことができなかったため,事業期間を延長して対応することとした.装置の修理はすでに完了しており,平成27年度中にデータの取得と解析を実施できる見込みである.分子動力学シミュレーションに関しては,ReaxFFポテンシャルモデル(Manzano et al., J. Am. Chem. Soc., 2012)を用いて,水素原子およびヒドロキシル基により終端されたシリコン(100)面に入射する水分子の散乱を計算した.その結果,水分子の表面への吸着確率が過大になっており,実現象を再現するためにはポテンシャルモデルの見直しが必要であることが確認された.対応策として,電荷移動を考慮したポテンシャルモデル(Cole et al., J. Chem. Phys., 2007)のシミュレーションコードへの実装を進めている.MEMS/NEMSや燃料電池などのマイクロ・ナノデバイス内部における水蒸気輸送解析を精緻化することを目的として,固体表面に入射する水分子の散乱挙動を分子線散乱実験および分子動力学シミュレーションにより解析した.分子線散乱実験から,シリコン表面における水分子の散乱挙動は,室温の気体分子が持ち得る狭いエネルギー範囲内であっても,入射並進エネルギーに依存して大きく変化することが明らかになった.入射エネルギーが比較的高い場合には,散乱角度分布はコサイン則に近い拡散的な分布を示した.散乱分子の並進エネルギー分布が表面温度の熱平衡状態には達していないことから,本実験で得られた拡散的な散乱分布は,気体分子が固体表面に熱的に完全適応した結果ではなく,固体表面の原子スケールの凹凸や,水分子の回転運動に起因するものであることが示唆された.一方,入射エネルギーが低い条件では,散乱角度分布は指向性を持った葉状分布をとることが明らかになった.実験結果から散乱による気体分子ー固体表面間の運動量交換を評価したところ,入射エネルギーの増加に伴って接線方向運動量適応係数が増加するという,他の気体分子・固体表面の系において一般的にみられるものとは逆の傾向が得られた.本研究課題で確認された散乱挙動の入射並進エネルギー依存性の原因を解明するために,分子動力学シミュレーションによる解析を行った.その結果,入射並進エネルギーが低い条件では,水分子はシリコン表面に長時間滞在して入射時の運動量履歴を失い,脱離する際の運動の方向は表面構造に起因してコサイン則からずれた指向性を持った分布を取ることが明らかになった.また,入射エネルギーが増加するにつれて,散乱分子は入射時の接線方向運動量の履歴を残すようになり,散乱角度の大きい方向に散乱される分子の割合が増加するため,散乱分布が見かけ上,コサイン則に近づいていることが確認された.

マイクロ・ナノスケール流路内における水蒸気輸送現象を支配する主要因子である固体表面における水分子の散乱挙動を分子線散乱実験により調べた.シリコン表面における水分子の散乱挙動は,室温の気体分子が持ち得る狭いエネルギー範囲内であっても,入射並進エネルギーに依存して大きく変化することが明らかになった.入射並進エネルギーの増加に伴って接線方向運動量適応係数が増加するという特異な現象の原因を分子動力学シミュレーションにより明らかにした.平成25年度に取得したデータをより詳細に検討することにより,表面の違いが散乱挙動に与える影響に関して一定の知見を得ることができた.しかし,分子線源に不具合が発生し修理に時間を要したことから,実験データの取得と解析に遅れが生じている.以上を踏まえ,現在までの達成度は「やや遅れている」と判断した.分子流体力学当初予定していた実験データの取得と解析を行うために,事業期間を延長することにした.不具合が発生していた分子線源の修理は完了しており,実験が再開できる状態にある.分子線散乱実験に加えて,新たに開発した分子動力学シミュレーションコードを用いた解析と比較検討を行うことで,散乱機構について踏み込んだ議論ができるものと考えている.シリコン表面を対象とした解析はほぼ研究計画通り実施できた.その結果,接線方向運動量適応係数の入射エネルギー依存性が,表面の材質によって逆の傾向を示しうることが明らかになった.得られた結果は,マイクロ・ナノデバイス内部における水蒸気輸送解析を精緻化するという研究目的に寄与する重要な知見であると考えている.上記の結果の検討を優先して進めたため,当初計画で予定していたシリカ表面を対象とした計測は次年度に持越しとしたが,本研究課題で行ったシリコン表面の計測と過去に行われたグラファイト表面の計測の比較から重要な知見が得られたことを踏まえ,本研究課題はおおむね順調に進展していると判断した.使用する装置に不具合が生じ,予定していた実験が実施できなかったため.接線方向運動量適応係数の入射エネルギー依存性が表面の材質によって逆の傾向を示しうる原因を,分子線散乱実験と分子動力学シミュレーションを相補的に用いることにより明らかにする.解析対象とする表面はシリコン(100)表面を中心に据えるが,必要に応じてα-石英(0001)面なども含めることにする.また,マイクロ・ナノデバイス内の高クヌッセン数流れの解析に用いるための散乱挙動のモデル化についても検討を行う.分子線散乱実験のための物品購入と,成果発表のための旅費として使用する.
福島第一原発事故に伴う被災動物における体内放射性物質の動態および影響解析研究

福島第一原発周辺地域において頭数調整のために捕殺された野生ニホンザル(被ばく群、平成29年度31頭、30年度18頭)及び影響を受けていないニホンザル(非被ばく群、29年度0頭、30年度6頭)の採材を継続した。以前に採材した計95頭の血液系について、長期間の低線量率放射線被ばく影響を解析した。被ばく群と非被ばく群の抹消血球では、赤血球数とヘマトクリット値の平均値に有意差があったが、捕獲地の標高にも有意差がみられたことから、生息環境の違いによる影響を考慮する必要があることがわかった。骨格筋中の放射性セシウム濃度から内部被ばく線量率を、捕獲地点の土壌中放射性セシウム濃度から外部被ばく線量率を計算した。被ばく群の線量率の中央値は、内部被ばくが7.6μGy/日、外部被ばくが13.9μGy/日であった。末梢血について重回帰分析を行った結果、成獣において白血球と血小板数が内部被ばく線量率と負の相関を示した。骨髄でも同様に、成獣の骨髄系細胞、巨核球が内部被ばく線量率と負の相関を示した。また、骨髄中の脂肪割合は内部被ばく線量率と正の相関を示した。これらの結果は、内部被ばく線量率の高いサルにおいて、造血能が低下していることを示唆している。一方現在まで、被ばく群に肉眼的に異常は認めていない。長期間の低線量率放射線被ばくに対する馴化や適応も考えられるため、本研究においてみられた抹消血液・骨髄成分が将来的にどのように変化するのかしないのか、長期低線量率の内部被ばくの影響を知るために、長い期間経過観察を続ける必要がある。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。血球細胞のDNA二本鎖切断を検出するために、γH2AXあるいは53BP1の蛍光免疫染色法標本、微小核試験用標本を作成した。採血できない動物個体では、脾臓スタンプ標本を作成した。収集した標本と計測した放射能濃度の情報を紐付けしたアーカイブを作成し、保管している。原発の生物影響に関しての勉強会を開催した。ホットパーティクルの存否が問題となっているため、高放射能濃度の肺のオートラジオグラムを作成した。現在まで検出されず、EPMA検索まで至っていない。硬組織のストロンチウムは検出可能となった。ストロンチウムは土中に残留しているにも関わらず、ほんの一時期のみ汚染していることが分かった。アカネズミは地表を這っているので、β線も含めて被ばく量が大きい。アカネズミでは今までのところ、抹消血球ミトコンドリアDNAのDループ領域の変異は検出されていない。ウシでは血中ストレスマーカーに変化が検出され論文作成中である。3月31日時点で、浪江町、南相馬市より野生ニホンザル308頭の採材を行った。ウシの組織学的解析では、精原細胞から精子まで分化・発生異常は見当たらず、胎児では正常な精細管および精原細胞が確認された。被災ウシ精子を食肉処理場由来の卵子と体外受精した結果、受精率は正常値内であり、胚盤胞への発生も確認できた。現在、生殖細胞は、液体窒素にて凍結保存している。汚染稲わらを生後8ヶ月の肉用牛へ給与した。血中放射能濃度をモニタリングし、定常状態になるまで給与を続けた。汚染稲わら給与後、清浄飼料を血中放射能濃度が検出限界以下になるまで給与した。採血時にNaIサーベイメーターでネックの体外測定を行い、両者の相関から体外測定による血中放射能の推定技術について検討を行った。被ばく量の大きいトロトラスト症標本でエピジェネティック解析を試みたが標本が古く、標本の再包埋と整理をして解析に至適な標本を選ぶこととした。福島県内および他の地域の野生ニホンザルからの臓器・筋肉・血液のサンプリングを継続して行い、2015年度内に87頭の採材を行った。生息地域周辺の除染に伴う体内放射性セシウム濃度の低下がみられる地域もあったが、未だに高い体内濃度を示す地域もあり、生息地域の環境汚染度合いの指標となることが期待された。これまでに採材した被災ウシの血漿生化学検査を行い、低線量被ばくのバイオマーカーとなりうる因子の探索を行った。その結果、血漿中LDHアイソザイム、ALT、MDA、SOD、GPxといったストレス関連因子が内部被ばく線量率と高い相関を示した。被災ウシから得られた精子について、体外受精により作出した受精卵移植、および凍結精子を用いて人工受精を行い、これまでこれまでに5頭の産仔を得た。産仔の外貌に異常は認められず、筋肉中の放射性物質の線量は検出限界以下であった。ゲルマニウム半導体検出器によるγ線スペクトロメトリにより、汚染稲わらの給与試験を行ったウシ19頭の臓器420試料、尿・大便200試料、ルーメン150試料、稲わら40試料の放射性セシウム濃度の計測を行った。これらの結果の詳細は現在解析中であるが、ウシ体外からのNaI(Tl)シンチレーション検出器によるγ線測定による結果と、ネックの骨格筋中の放射能濃度に相関を調べ、体外からの汚染検査の適用可能性を検討した。

ウシの歯一本一本に含まれるSr-90、Cs-137の測定を行い、歯中のSr-90は歯の形成時期に取り込まれたものが主であること、Cs-137は形成時の取り込みに加えて、歯表面からの取り込みがあることが判明した。福島原発周辺生物への影響に関するシンポジウムを開催し、国内有数の研究者を集め、今までに明らかとなった事象の検証と問題点を討議した。その内容をまとめ、英文雑誌であるJournal of Radiation Research誌から福島特集号を上梓することによって世界に発信した。霊長類である野生ニホンザルの採材頭数が、今までに最多であったウシ採材数を越えた。さらに放射線の生物影響を解析するために必須である非被ばく対照群として、新潟県新発田市の協力を得て、ニホンザル12頭を入手できた。Sr-90の放射能濃度を安定して計測することが可能となった。世界最先端の福島原発の生物、生態系への影響についての英文雑誌による特集号を発行し、世界に向けて情報発信を行えた。野生ニホンザルの採材を継続した。福島第一原発の影響を受けた南相馬市35頭、浪江町5頭、同緯度で影響を受けていない新潟県新発田市10頭であった。現在、放射性セシウム、それも137Csしか計測できなくなって来ている。臓器放射能濃度は、季節によって変動があり、土壌汚染濃度のようには下がっていない印象がある。浪江町のサルではいまだに134Csが検出されているほど放射性Cs濃度は高い。まだ高濃度汚染された食べ物があることになる。ウシへの汚染稲わら給与試験から、NaIカウンターで体外から頚部の放射能を計測値は、筋肉中のGeカウンターで計測した放射性Cs濃度とよく一致した。体内半減期は高齢個体の方が長かった。汚染稲わらの給与6週間くらいで血中濃度は飽和した非汚染稲わらに切り替えたところ、血中放射性Csは速やかに低下したが筋肉中放射性Csの下がり方は緩やかだった。旧警戒区域内で採材したウシ個体が、放射性セシウムが定常状態だったのか、減少しつつあったのかを見極められるはずである。野生アカネズミはβ線の影響も受けていると考えられる。浪江町の野生アカネズミの精巣について検討した結果、精子形成に向かって細胞回転が亢進しているにも関わらず成熟精子の数、機能に異常を検出しなかった。DNA二本鎖切断数のマーカーとして、核1個当たりのγ-H2AX数が挙げられる。被災ウシ末梢血リンパ球のγ-H2AX数は非被災ウシよりも多かったが線量とは無関係であった。福島原発事故の被災動物は、個体の老化と環境線量率の減少、慢性微量被ばくの複合した結果であり、長期低線量率被ばくの生物影響を検討するための指標の確立に必要であることが明らかとなった。福島原発周辺生物への影響に関する勉強会を開催し、関係研究者の情報交換と協力体制構築の強化を図った。生体影響調査の結果を実験室レベルで確認する方向が見えてきた集会であった。野生動物、特にニホンザルの採材は、季節変動が激しいうえ、地元自治体と捕獲隊の理解と協力なくしてはなし得ない。強い信頼関係が構築できたことは大きい。野生化したウシや小動物における生物影響についての結果が出てきており、複数の論文が国際誌に掲載されたため。福島第一原発周辺地域において頭数調整のために捕殺された野生ニホンザル(被ばく群、平成29年度31頭、30年度18頭)及び影響を受けていないニホンザル(非被ばく群、29年度0頭、30年度6頭)の採材を継続した。以前に採材した計95頭の血液系について、長期間の低線量率放射線被ばく影響を解析した。被ばく群と非被ばく
インフルエンザにおける麻黄湯の自然免疫賦活作用に関する検討

麻黄湯は古来よりインフルエンザに効果があることが知られていたが、そのメカニズムについては解明されていない。我々は、A549細胞にインフルエンザウイルス(PR8株)を感染させ、同時に麻黄湯を添加した際に、麻黄湯によりウイルス増殖が抑制されるかどうかを検討した。培養24時間後、培養液中の感染性ウイルス価、ウイルスRNAおよびウイルス蛋白は著明に減少した。次に麻黄湯の添加時期をずらして検討したところ、前処置、または感染6時間以内で最も効果が高いことがわかった。麻黄湯は、インフルエンザウイルスの感染初期に、何らかの機序でウイルスの侵入または、増殖を抑えていると考えられた。インフルエンザ治療において漢方薬「麻黄湯」は臨床的に有効であるが、その薬理学的機序はわかっていない。in vitroにおいて麻黄湯が抗インフルエンザ・ウイルス活性を有するかどうかを検討し、あわせてその機序を解析することが、本研究の主目的である。平成23年度は、in vitroにおいて麻黄湯がインフルエンザ・ウイルスの増殖を抑制するかどうかを証明することが大きな目標であった。ヒト肺癌細胞株A549にインフルエンザウイルス(PR/8)を感染させ、24時間後に培養液中の感染性ウイルス量及び細胞内ウイルスRNAを測定すると、コントロールのlaninamivir、amantadineと同様、あるいはそれ以上に、容量依存的にウイルス量は著明に低下した種々のサブタイプに対しても、また他の細胞株を用いた場合にも同様に認められた。平成24年度はその抗ウイルス作用の詳しいメカニズムを追究するため、麻黄湯を構成する4生薬のいずれが効果があるのか、またインフルエンザウイルス感染細胞のサイトカイン及び抗ウイルス分子産生能について検討した。麻黄湯は麻黄、桂皮、杏仁、甘草からなるが、それぞれで検討したところ、麻黄と桂皮のみ抗ウイルス作用を有することがわかった。A549細胞にPR8を感染させ、1時間後に細胞外のウイルスを洗浄、その後麻黄湯の存在下または非存在下で24時間培養した。次に細胞内のTNF、IFN-beta, IFN-lambda, Mx-AのmRNAをreal time PCRで測定した。これらの抗ウイルス分子は、麻黄湯非添加(コントロール)では強く誘導されるが、麻黄湯を添加することでその誘導が抑制されることがわかった。つまり、予想に反し、麻黄湯はI型インターフェロン系を介した感染制御を行っておらず、他のメカニズムが考えられた。麻黄湯の抗インフルエンザ作用の機序に関して本年度も継続して研究している。A549細胞にインフルエンザウイルス(PR8)を感染させると、24時間後、麻黄湯存在下において培養上清中のウイルス量は濃度依存性に減少し、その効果はニューミニダーゼ阻害薬の効果を上回っていた。同様に、細胞内ウイルスRNA量と細胞内ウイルス蛋白をそれぞれPRCと蛍光顕微鏡およびフローサイトメトリーで測定すると、やはり麻黄湯存在下でウイルスRNAとウイルス蛋白は著明に抑制されていた。さらに、麻黄湯の添加時期を検討すると麻黄湯の前処置と培養初期(6時間以内)に添加した場合に抗ウイルス効果が認められた。また、麻黄湯は感染細胞の炎症性サイトカイン産生を抑制していることがわかった。細胞内の恒常性維持やウイルス感染防御に必須のAutophagyに注目した。インフルエンザ感染においてはAutophagosomeとLysosomeの癒合が阻害されることが報告されている。麻黄湯を添加すると、蛍光顕微鏡においてAutophagosomeとLysosomeの融合阻害が解除され、Autophagyの機能が正常に回復していることがわかった。上記の結果はウエスタン・ブロッティングにおいても確かめられた。次にAutophagyの機能強化が抗ウイルス効果と関連しているかどうかについて実験を行った。iRNAを使用し、細胞内のAutophagyを抑制した細胞株において麻黄湯の抗ウイルス効果を検討したところ、やはり抗ウイルス効果が認められた。以上より、麻黄湯による抗インフルエンザ効果はAutophagyの機能強化だけてはなく、他の要因があることが示唆された。現在、麻黄湯によるAutophagy機能強化の意義と、その他のメカニズムによる抗ウイルス効果について検討中である。この研究を通じて、我が国の伝統薬である漢方薬麻黄湯が、抗インフルエンザ薬としても位置づけされ、EBMとして世界の臨床現場で重要視されることになればその意義は大きい。

ヒト肺癌細胞株A549にインフルエンザウイルス(PR/8)を感染させ、24時間後に培養液中の感染性ウイルス量及び細胞内ウイルスRNAを測定すると、コントロールのlaninamivir、amantadineと同様、あるいはそれ以上に、容量依存的にウイルス量は著明に低下した。また、Western blottingでも細胞内ウイルス蛋白は麻黄湯処理で低下した。麻黄湯の効果は、A/H1N1 pdm09、A/H3N2、B型ウイルスといった種々のサブタイプに対しても、また他の細胞株を用いた場合にも同様に認められた。抗ウイルス効果は、麻黄湯による前処置及び感染初期に麻黄湯を添加した場合に顕著であることがわかった。以上より、麻黄湯がin vitroにおいてノイラミニダーゼと同様、抗インフルエンザ・ウイルス効果を有することが証明された。麻黄湯によるオートファジー機能強化を介したウイルス感染防御に関して研究を進めてきた。前年度までに、麻黄湯投与により、確かにインフルエンザウイルスの増殖が著明に抑制されることがわかったが、このこととオートファジー機能強化の関連が不明であった。最終年度である平成26年度には、麻黄湯がウイルスの増殖環のどのフェーズでウイルスを抑制しているかをしらべた。麻黄湯は、ウイルス感染から2時間以内、その中でも30分以内のフェーズで強力にウイルスの増殖を抑えていることが、PCRにて確かめられた。麻黄湯は、ウイルスが宿主細胞に吸着するとき、あるいはエンドゾームで脱核する際に、ウイルスの侵入を阻害する可能性が高いことが示唆された。オートファジー機能強化は、直接ウイルス増殖を抑制しているのではなく、アポトーシス抑制の方向に働いている可能性が示唆された。感染症平成24年度の計画は、麻黄湯によりI型インターフェロン系とそれを介したMxAなどの抗ウイルス分子が誘導されるかということが大きな目的であった。平成24年度はほぼその計画通りに進んでいる。実験計画に無理が無く、大きな失敗もなく実験をすすめることができたため、おおむね順調に伸展していると考えられる。麻黄湯の抗インフルエンザウイルス効果が確かに存在することが様々な実験で確かめられた。また、麻黄湯がインフルエンザ感染初期に効果があることもわかった。また、Autophagyの機能強化も確かめられたが、この意義に関しては今のところ不明である。麻黄湯は当初の予想と異なり、サイトカインやToll-like receptorに関しては、刺激していないことがわかった。平成23年度の「研究の目的」は、in vitroの実験系において、麻黄湯が抗インフルエンザ効果を有するかどうかを調べることであった。慎重に実験系を組み、ほぼ順調にデータを得ることができ、現在までで、その目的についてはほぼ達成していると考えられる。今後は、さらなるメカニズムを追究する。H23年、24年の研究により麻黄湯がインフルエンザ・ウイルスの増殖を抑制することが確かめられた。1型インターフェロンは細胞内抗ウイルス分子群を誘導するサイトカインであるが、麻黄湯はそこに働いているのでは無いことがわかった。
メカニカルストレスを基軸とする運動器障害の発生機序解明：リハビリテーションの再考

メカニカルストレスは、関節の機能維持に不可欠であるが、程度により変性の誘因となる。この関節の変性の根本的な原因は、メカニカルストレスの過剰と減弱である。そのため、メカニカルストレスを基軸として、関節の主要構成体である関節軟骨に生じる変性の発生機序を解明することを目的とした。過剰と減弱ともに、関節軟骨の厚さの変化と軟骨基質の分解酵素が過剰に産生されるが、過剰で鍵となる軟骨細胞の肥大化がみられなかった。また、軟骨下骨は、脆弱化から硬化へ移行する過剰と異なり、減弱では一貫して破骨細胞の活性化による骨萎縮がみられた。関節軟骨の変性に至る過程における過剰と減弱の間の共通点と相違点が明らかになった。メカニカルストレスの過剰と減弱に起因する運動器障害は、医療上の大きな課題である。こうした運動器障害の根本的な原因は、メカニカルストレスの異常であるにもかかわらず、現在の臨床や研究での視点は、最終的に生じた変性を基軸としている。本研究では、これまでの視点とは逆に、結果である変性ではなく、根本的な原因であるメカニカルストレスの視点から、メカニカルストレスの過剰と減弱に起因する運動器障害の発生機序を解明する。平成25年度は、メカニカルストレスの過剰あるいは減弱環境における膝関節由来の軟骨細胞の変化を細胞培養実験で検討した。先ず、本研究の鍵となるメカニカルストレスの過剰あるいは減弱環境の設定を行った。負荷するメカニカルストレスの種類は、生体環境を模擬し、静水圧刺激装置により静水圧を加えることを計画していたが、三次元培養しかできなかったため、培養細胞伸展装置による伸張に変更した。またメカニカルストレスの減弱環境は、酸素濃度を検討することが必要になったため、実績のある企業との共同研究を進めることになった。刺激による変化は、低強度・低頻度・短時間では軽度であり、目的とする軟骨細胞の変化を引き起こすためには、生理的なメカニカルストレス以上の刺激を加える必要があった。次年度は、当初計画通り、確定したメカニカルストレスの過剰及び減弱環境下で変動する遺伝子を網羅的に検索する。本研究の目的は、メカニカルストレスの過剰と減弱に起因する運動器障害の発生機序を解明することである。この目的を達成するために、本年度は、メカニカルストレスの過剰及び減弱環境下での軟骨細胞の変性過程を調べた。メカニカルストレス過剰環境として、培養細胞伸展装置による伸張刺激を加えた。また不動状態が続く場合には、関節組織に対する重力の影響は、実質的にゼロに近くなるとされることから、メカニカルストレス減弱環境は微少重力環境とし、軟骨細胞をクリノスタットにおいた。マウス膝関節より採取した初代軟骨細胞を対象に、メカニカルストレスの過剰及び減弱環境開始0・12・24・48・72時間後に、軟骨細胞のアポトーシスと細胞周期のフローサイトメトリーを行った。その結果、メカニカルストレスの過剰及び減弱環境いずれでも、48時間以降に変性が始まった。そして、このメカニカルストレスの過剰及び減弱環境開始48時間後の軟骨細胞を対象に、メカニカルストレスの過剰及び減弱環境下で変動する遺伝子をマイクロアレイ法により網羅的に分析し、変性の原因となる候補遺伝子の同定を進めている。さらに、メカニカルストレスのみの影響を調べるための細胞レベルでの結果を基に、個体レベルでの現象を明らかにするために、実験動物モデルを確立した。本年度は、メカニカルストレスの減弱の動物モデルとして、尾部懸垂モデルと関節固定モデルを確立した。そのうち、尾部懸垂モデルを対象として、実験開始0・1・2・4・6・8週後の膝関節軟骨の組織学的分析を行った。その結果、脛骨関節軟骨の厚さが、実験期間の延長に伴い薄くなった。この目的を達成するために、本年度は先ず、メカニカルストレスの過剰及び減弱環境下での軟骨細胞の変性の原因となる遺伝子とシグナル伝達経路を同定した。メカニカルストレスの過剰環境では、5遺伝子の発現が上昇し、14遺伝子が低下した。そして、これに関与する9つのシグナル伝達経路を同定した。またメカニカルストレスの減弱環境では、9遺伝子の発現が上昇し、20遺伝子が低下した。そして、これに関与する5つのシグナル伝達経路を同定した。次に、マウス後肢非荷重モデルおよび膝関節固定モデルを用いて、メカニカルストレスの減弱環境におけるin vivoでの関節軟骨の変化を調べた。その結果、軟骨細胞数は変わらなかったが、厚さが減少した。2種類の動物モデルではともに、関節面が接触しない領域での関節軟骨の菲薄化が著しかったことから、関節軟骨の厚さの維持には、関節面の接触が重要な役割を担っていることが示唆された。この関節軟骨の菲薄化は、活性化した破骨細胞が骨端部全体の骨委縮を引き起こし、さらに関節軟骨の軟骨基質をも吸収することに起因していた。また、メカニカルストレスの減弱環境に曝された軟骨細胞は、肥大分化を経ずに、関節軟骨を変性させうることも明らかになり、過剰なメカニカルストレスを原因のひとつとする変形性関節症とは異なる病態である可能性が示された。本研究は、細胞培養実験と動物実験に大別され、それぞれにメカニカルストレスの過剰環境と減弱環境がある。

細胞培養実験とメカニカルストレスの減弱環境の動物実験は終了し、残すはメカニカルストレスの過剰環境の動物実験のみである。そのため、本研究目的に対する全体としての達成度としては、おおむね順調に進展している。本研究の目的は、メカニカルストレスの過剰と減弱に起因する運動器障害の発生機序を解明することである。昨年度からの継続で、メカニカルストレスの減弱環境における関節軟骨の変性メカニズムをin vivoで調査した。マウス後肢非荷重モデルおよび膝関節固定モデルでは、関節軟骨の深層でRANKL陽性細胞が増加し、OPG陽性細胞が減少した。さらに、軟骨下骨の萎縮に伴い、骨髄腔が関節軟骨にまで拡がり、関節軟骨の下端に接触する骨面で、MMP13の局在と、強いTRAP活性が認められた。これらの結果から、減弱環境下では、軟骨細胞が軟骨下骨における破骨細胞の活性化に寄与し、さらに活性化した破骨細胞が関節軟骨を分解・吸収するという、関節軟骨と軟骨下骨の間の相互作用が存在することが示唆された。また、関節軟骨の非石灰化層で認められたプロテオグリカンの減少とALP活性の亢進は、関節軟骨の石灰化亢進を示唆し、tidemark advancementの引き金となる可能性が示された。これらの結果と、現在も進展中のメカニカルストレスの過剰環境の実験動物モデルから得られている結果を合わせると、メカニカルストレスの過剰と減弱ともに、関節軟骨の厚さの変化がみられ、軟骨基質の分解酵素が過剰に産生されるが、減弱環境では変形性関節症のような過剰環境で鍵となる軟骨細胞の肥大化がみられない。また、関節軟骨の変性と密接に関連する軟骨下骨において、過剰環境では脆弱化から骨硬化に移行する一方で、減弱環境では初期から一貫して破骨細胞の活性化により骨吸収が亢進し、高度な骨萎縮がみられる。廃用と過用は別の病態として扱われているが、メカニカルストレスを基軸とする共通の疾患と捉えることで、発症メカニズムのうち共通するものと異なるものの全体像が明らかになった。メカニカルストレスは、関節の機能維持に不可欠であるが、程度により変性の誘因となる。この関節の変性の根本的な原因は、メカニカルストレスの過剰と減弱である。そのため、メカニカルストレスを基軸として、関節の主要構成体である関節軟骨に生じる変性の発生機序を解明することを目的とした。過剰と減弱ともに、関節軟骨の厚さの変化と軟骨基質の分解酵素が過剰に産生されるが、過剰で鍵となる軟骨細胞の肥大化がみられなかった。また、軟骨下骨は、脆弱化から硬化へ移行する過剰と異なり、減弱では一貫して破骨細胞の活性化による骨萎縮がみられた。関節軟骨の変性に至る過程における過剰と減弱の間の共通点と相違点が明らかになった。交付申請書では、本年度までの2年間は、メカニカルストレスのみの影響を調べるための細胞培養実験を行うことになっていた。しかし、軟骨細胞を培養しているCO2インキュベーター内がコンタミしたため、それまでに培養していた軟骨細胞を廃棄するとともに、CO2インキュベーターの洗浄後、再度実験を行わなければならない事態が生じた。その間、軟骨細胞を増殖させる期間等の待機時間が生じるが、研究を遅らせないために、次年度以降に行う予定だった動物実験を開始した。
関節軟骨および軟骨細胞に対する物理的刺激を用いたリハビリテーションの基礎的研究

培養温度が軟骨細胞と細胞外基質に与える影響を検討すること、間葉系間質細胞(MSC)を移植した後に低出力超音波(LIPUS)が軟骨再生および軟骨下骨再生に及ぼす影響を検証すること、および変形性膝関節症(膝OA)に対するトレッドミル運動が及ぼす影響を検討することを目的として研究を行った。その結果、37°Cで細胞外基質が最も形成されること、MSC移植にLIPUSを併用すると効果があること、ならびに運動を適切な時期に行うと骨形成蛋白の発現増大を介して膝OA進行を予防することが明らかになった。プロジェクトAとプロジェクトBを実施した。プロジェクトAでは、家兎の膝関節、大腿骨滑車の軟骨に骨軟骨移植モデルを作り、同モデルをさらに荷重/非荷重の2種類の条件下で飼育した。移植軟骨の術後の経過をこの2種類の条件下で比較をするために、肉眼的観察、組織学的観察、および免疫組織学的観察を行う計画であった。また超音波解析、FTIR解析および力学的解析によって調べる計画であった。骨軟骨移植モデルは作成できたが、非荷重条件では飼育中に動物の体重が約3分の2に減少する等、当初には予期できない事態が生じ、荷重条件と非荷重条件における比較は適当ではないと判断した。現在、この体重減少等の問題を生じない対応策を検討している。プロジェクトBではラットの変形性膝関節症モデルを作り、荷重・免荷、走行運動負荷を行った。また温度条件が軟骨細胞に及ぼす影響を調べた。これらのプロジェクトAとBに関わる研究資料収集および研究の進捗状況報告、および成果報告を行った。関節軟骨には再生能力がないので軟骨損傷を放置すると自然治癒せずに変性が進み、やがて変形性関節症に至ってしまう。そのため種々の関節軟骨治療法が検討されており、そのひとつに骨軟骨移植術がある。この骨軟骨移植術のリハビリテーションおよび変形性膝関節症に対するリハビリテーションを研究する目的で、関節軟骨および軟骨細胞に対して物理刺激を加える基礎研究を行った。具体的にはプロジェクトAでは研究1を、プロジェクトBでは研究24を実施した。研究1では家兎の膝関節に骨軟骨移植術を施し、経過を肉眼的、組織学的、および免疫組織化学的に観察した。研究2では、ラットの膝関節前十字靭帯(ACL)を切離するACLTにより、ラットの変形性膝関節症モデルを作り、通常飼育して荷重する群、一定期間免荷して荷重しない群、トレッドミルで中等度の負荷で走行させる群、トレッドミルで高強度の負荷で走行させる群の各群を比較した。中等度の運動を実施した群において変形性関節症の進行を遅らせる効果があると推察された。研究3の膝関節固定の研究ではラット膝関節をキュルシュナー鋼線とワイヤーおよびレジンで固定し、固定後4週、8週の組織学的変化等を解析した。短期間の固定ではなく、長期間の関節固定では、関節軟骨にも影響がおよび、変性が認められた。研究4の軟骨細胞に対する温熱刺激の影響に関する研究では摂氏32度、37度、および42度の3種類の温度で刺激し、熱ショック蛋白、タイプIおよびタイプIIコラーゲン、等々の比較を行った。37度が軟骨代謝の面で良い結果が得られた。関連学会で研究情報を収集するとともに、研究成果を国際学術誌の論文として発表した。とくに大きな支障がなく研究は進捗し、成果が得られて国際誌等に論文が発表できているため研究14を実施した。研究1では家兎の膝関節に骨軟骨移植術を施し、術後に免荷して体重負荷を行わない非荷重群の経過を肉眼的、組織学的、および免疫組織化学的に観察する計画で、また超音波解析を行う計画であった。しかし免荷して非荷重状態で飼育すると体重が約3kgから約2kg程度に減少する等、予測しえない事態が生じたため実験を中断し非荷重方法を検討した。研究2では、当初はラットの膝関節前十字靭帯(ACL)を切離するACLTにより、ラットの変形性膝関節症モデルを作る予定であったが、最近、半月板前節付着部を切離して半月板の動揺性を高めることで変形性膝関節症を生じせしめるDMM(destabilization of medial meniscus)モデルが注目されていることから、このDMMモデルを使用し、通常飼育して荷重する群、一定期間免荷して荷重しない群、トレッドミルで中等度の負荷で走行させる群、トレッドミルで高強度の負荷で走行させる群の各群を比較したところ、トレッドミルによる中等度の走行負荷を与える群では関節軟骨変性の進行を遅らせることが明らかとなった。その結果、関節固定によって関節軟骨が触れ合う部分、および触れ合わない部分へ移行する部分において関節軟骨の編成が進んでいることが明らかとなった。研究4の軟骨細胞に対する温熱刺激の影響に関する研究では摂氏32度、37度、および42度の3種類の温度で刺激し、熱ショック蛋白、タイプIおよびタイプIIコラーゲン、等々の比較を行ったところ、他に比べて37度による温熱刺激が軟骨細胞代謝への影響が良好であった。研究成果を関連する国内外の学会で発表し、また国際学術誌に論文発表を行った。プロジェクトAの骨軟骨移植家兎モデルの免荷群では体重減少という、当初予想していない事態が生じたが、プロジェクトBはすべて順調に研究が進み、国際誌に数編の論文が掲載される等、概ね順調であると考える。研究14を実施した。

研究1と2では、当初はラットの膝関節前十字靭帯(ACL)を切離するACLTにより、ラットの変形性膝関節症モデルを作る予定であったが、最近、半月板前節付着部を切離して半月板の動揺性を高めることで変形性膝関節症を生じせしめるDMM(destabilization of medial meniscus)モデルが注目され、代表者らの研究室の業績が注目されていることから、このDMMモデルを使用し、通常飼育して荷重する群、一定期間免荷して荷重しない群、トレッドミルで中等度の負荷で走行させる群、トレッドミルで高強度の負荷で走行させる群の各群を比較したところ、トレッドミルによる中等度の走行負荷を与える群では関節軟骨変性の進行を遅らせることが明らかとなった。ラットの動作解析も実施した。研究3の膝関節固定の研究ではラット膝関節をキュルシュナー鋼線とワイヤーおよびレジンで固定し、固定後4週、8週の組織学的変化等を解析した。その結果、関節固定によって関節軟骨が触れ合う部分、および触れ合わない部分へ移行する部分において関節軟骨の編成が進んでいることが明らかとなった。研究4の軟骨細胞に対する温熱刺激の影響に関する研究では摂氏32度、37度、および42度の3種類の温度で刺激し、熱ショック蛋白、タイプIおよびタイプIIコラーゲン、等々の比較を行ったところ、他に比べて37度による温熱刺激が軟骨細胞代謝への影響が良好であった。研究成果を関連する国内外の学会で発表し、また国際学術誌に論文発表を行った。研究計画通りに進み、国際誌に数編の論文が掲載される等、概ね順調であると考える。28年度は動物の運動解析を試行する等、あらたな研究手法を導入する等、新規性を追求している。関節軟骨には再生能力がないため軟骨損傷を放置すると自然治癒せずに変性が進み、やがて変形性関節症に至ってしまう。そのため種々の関節軟骨治療法が検討されており、そのひとつに物理的刺激を加えるリハビリテーションがある。この物理的刺激を加えるリハビリテーションを研究する目的で、動物モデルおよび軟骨細胞を用い、以下の研究を行った。ラットの変形性膝関節症モデルおよび関節軟骨損傷モデルを作った。このラットに対し、1荷重・免荷を行う研究、および2トレッドミル走行負荷を与える研究を行った。また3軟骨細胞に対する温熱刺激の影響に関する研究を実施した。2のトレッドミル走行負荷を与える研究では、bone-marrow mesenchymal stromal cellの関節内注入を行い、その後の運動介入、物理刺激介入が及ぼす影響を組織学的に評価した。またDigiGait小動物用歩行システムおよび小動物用三次元動作解析システムを用いた解析法を検討した。3軟骨細胞に対する温熱刺激の影響に関する研究では、摂氏32度、37度、および41度の3種類の温度で刺激し、タイプIおよびタイプIIコラーゲン、アグリカンのmRNA発現の比較を行った。これらの研究に関連する研究資料収集のため、および得られた研究成果を発表するため、国内外の学会等に出席した。また国内外の大学等において研究資料を収集した。
小脳運動記憶と神経回路形成の分子生物学的研究

本研究の目的は小脳神経回路における記憶誘導の処理、統合機構と活動依存的な神経回路成熟化機構を明らかにする事である。神経回路の伝達を可逆的、特異的に遮断するreversible neurotransmission blocking (RNB)法を開発し、条件付瞬目反射と視運動性眼球反射の小脳記憶の素過程において共通性と神経回路による制御機構の違いがあること、また小脳顆粒細胞の成熟化を制御するシグナル伝達系とマスター転写因子の同定と協調的な内的及び外的因子による成熟化のシグナル制御機構を明らかにした。本研究の目的は、脳情報が神経回路網においてどのように処理、統合されるのかまた発達期の活動依存的な神経回路の成熟化がどのような機構で制御されているかを明らかにすることである。我々は特定の神経回路の伝達を可逆的、特異的に遮断する可逆的神経伝達阻止法(RNB法)を開発し、本方法によって小脳顆粒細胞からプルキンエ細胞への伝達を遮断できるモデルマウスを作製する事に成功した。この結果、プルキンエ細胞は小脳記憶の発現に、一方小脳中位核(瞬目反射記憶)或は脳幹前庭核(視運動性反射記憶:OKR記憶)は運動記憶の獲得と維持を制御している事を明らかにした。さらに運動制御及び報酬記憶と忌避記憶を制御する大脳基底核の解析にRNB法を適用し、コカインによる急性期の運動亢進は直接路と間接路が共に関わるが、長期の運動亢進と報酬記憶には直接路が、一方、忌避記憶には間接路が関わる事を明らかにし脳情報の処理と統合に関して全く新しい機構を明示するとともにRNB法の有効性を示した。一方小脳顆粒細胞の成熟化に関わる成熟遺伝子はグルタミン酸受容体、Na^<+る>チャンネル,Ca^<2+>チャンネル、細胞内Ca^<2+>シグナル系の一連の膜及び細胞内シグナル系の活性化によって活動依存的に誘導される事を明らかにした。さらにこの神経活動依存的機構はEtv1転写制御因子が一連の成熟遺伝子の誘導のマスター制御因子として作用しているという神経細胞の活動依存的制御の分子メカニズムに関して全く新しい機構を明らかにした。この結果、小脳記憶の視運動性反射記憶(OKR記憶)の発現にはプルキンエ細胞が、一方記憶の獲得と維持には脳幹前庭核が関わり、記憶の各素過程が一連の脳部位で制御されていることを明らかにした。さらに運動制御及び報酬記憶と忌避記憶を制御する大脳基底核の解析にRNB法を適用し、報酬記憶は基底核の直接路のD1ドーパミン受容体が、一方忌避記憶は間接路のD2受容体が制御するという記憶の伝達制御に関して全く新しい機構を明らかにした。一方小脳顆粒細胞の成熟化に関わる成熟遺伝子はグルタミン酸受容体、Na^+チャンネル,Ca^<2+>チャンネル、細胞内Ca^<2+>シグナル系の一連の活動依存的な細胞内シグナル系の活性化と細胞外シグナル系のBDNFによって誘導されるという新事実を明らかにした。さらにこの成熟遺伝子の誘導にはEtv1転写制御因子がマスター制御因子として作用しさらにBDNF-Erk系を介したEtv1の燐酸化が成熟遺伝子の誘導に必須であるという神経細胞の成熟化の全く新しい分子メカニズムを明らかにした。本研究の研究目的は、脳情報が神経回路網においてどのように処理、統合されているのかまた発達期の活動依存的な神経回路の成熟化がどのような機構で制御されているのかを明らかにすることである。我々は特定の神経回路の伝達を可逆的、特異的に遮断する可逆的神経伝達阻止法(RNB法)を開発し、本方法によって小脳顆粒細胞からプルキンエ細胞への伝達を遮断できるモデルマウスを作成する事に成功した。この結果、小脳記憶の視運動性眼球反射(OKR記憶)の誘導にはプルキンエ細胞への伝達が必須であるが、刺激情報は前庭核の可塑性を誘導し前庭核で記憶が保持されることを明らかにした。さらに興味あることはOKR記憶は一旦誘導されるとプルキンエ細胞への入力がなくとも視運動性刺激によって、OKR記憶が誘導され、小脳記憶の中の条件付き瞬目反射とは異なる機構が働いていること、即ち小脳の運動記憶は記憶の種類によって記憶誘導の素過程が異なることを明らかにした。一方小脳顆粒細胞の成熟化は成熟遺伝子の誘導と未成熟遺伝子の抑制がグルタミン酸受容体、Na+チャンネル、Ca2+チャンネル、細胞内Ca2+シグナル系の一連の活動依存的な細胞内

シグナル系の活性化とこのシグナル系の活性化によってEtv1転写制御因子がマスター制御因子として作用し、統合的に成熟遺伝子の誘導と未成熟遺伝子の抑制を制御するという新事実を明らかにした。さらに成熟遺伝子の誘導と未成熟遺伝子の抑制は異なる補助転写因子によって制御されていることも明らかにした。一方RNB法を適用し、運動制御に関わる大脳基底核の直接路と間接路の両者が急性期の運動亢進にかかわるが、長期にわたる運動亢進にはD1とD2ドーパミン受容体が特異的に働きそれぞれの経路が独自に制御されていることを明らかにした。本研究の研究目的は、脳情報が神経回路網においてどのように処理、統合されているのかまた発達期の活動依存的な神経回路の成熟化がどのような機構で制御されているかを明らかにすることである。我々は特定の神経回路の伝達を可逆的、特異的に遮断する可逆的神経伝達阻止法(RNB法)を開発し、本方法によって小脳顆粒細胞からプルキンエ細胞への伝達を遮断できるモデルマウスを作成する事に成功した。この結果、小脳記憶の視運動性眼球反射(OKR記憶)の誘導にはプルキンエ細胞への伝達が必須であるが、一旦誘導された記憶情報は前庭核で保持されプルキンエ細胞への入力がなくとも視運動性刺激によってOKR記憶が誘導され、小脳記憶の条件付瞬目反射とは記憶の素過程が異なることを明らかにした。一方小脳顆粒細胞の成熟化は成熟遺伝子の誘導と未成熟遺伝子の抑制がグルタミン酸受容体、Na+チャンネル、Ca2+チャンネル、細胞内Ca2+シグナル系の一連の活動依存的な細胞内シグナル系の活性化とこのシグナル系の活性化によってEtv1転写制御因子がマスター制御因子として作用し、統合的に成熟遺伝子の誘導と未成熟遺伝子を抑制するという新事実を明らかにした。さらにRNB法を適用し、運動制御にかかわる大脳基底核の直接路と間接路の両者が急性期の運動亢進にかかわるが、長期にわたる運動亢進にはそれぞれの経路が独自に制御している事を明らかにした。本研究の研究目的は、脳情報が神経回路網においてどのように処理、統合されているのかまた発達期の活動依存的な神経回路の成熟化がどのような機構で制御されているのかを明らかにすることである。本研究においては特定の神経回路の伝達を可逆的、特異的に遮断する可逆的神経伝達阻止法(RNB法)を開発し、本方法によって条件付け瞬目反射と視運動性反射(OKR)の運動記憶は一連のプロセスが異なった神経回路の統合的な神経可塑性によって制御されていること、さらに条件付け瞬目反射とOKRの運動記憶の素過程にかかわる機構は一部異なるものであるという全く新しい事実を明らかにした。一方Ca2+イメージング法及びFRET法と顕微内視鏡法を組み合わせたin vivo測定法を開発し視運動性刺激によって誘発される特徴的な小脳顆粒細胞の活動パターンを明らかにした。さらに小脳顆粒細胞の成熟化は成熟遺伝子の誘導と未成熟遺伝子の抑制がグルタミン酸受容体、Na+チャンネル、Ca2+チャンネル、細胞内Ca2+シグナル系の一連の活動依存的な細胞内シグナル系の活性化とこのシグナル系の活性化によってEtv1転写因子がマスター制御因子として作用すること、Etv1の転写制御による内的因子と外的因子としてのBDNFのシグナル系が協調して神経細胞の成熟を制御しているという重要な機構を明らかにした。
真矛盾主義に関連する哲学及び論理学の研究

形而上学的立場の一つとして、少なくとも一つ、正しい矛盾があるという真矛盾主義が知られているが、これに関連する哲学的話題としてtrivialism,論理学的話題としてconnexive logicに関する研究を行った。前者に関しては、すべての矛盾が正しいという立場を認めた場合の影響等の探求を可能世界意味論の枠組みを用いて行い、後者に関してはconnexive logicを含意の偽条件を通して理解する立場の探求を行い、それぞれ一定の成果を得た。まずConnexive LogicについてはドイツにおいてワークショップをHeinrich Wansing教授とともに開催し、招待講演者のClaudio Pizzi教授の講演をはじめ、複数の講演について検討が加えられた。また、ワークショップの開催に合わせてHeinrich Wansing教授と議論する機会を得て、連関論理における含意を加えた体系におけるWansing教授の見通しを詳細に検討した。この成果に基づいて、Nissim Francez教授の提案の内実を明らかにすることに成功した。さらにAndreas Kapsner博士研究員の来日に際して、特にconnexive logicとcounterfactualに関する議論との間に興味深い関連があることを明らかにし、その一部は論文として投稿中である。またKapsner氏が提案しているStrong Connexivityについては、Wansing・Kapsner両氏とそれぞれ議論をし、その複雑さの高いことを確認し、引き続き検討を続けることとした。他方Trivialismについては、Zach Weber上級講師の三ヶ月間の研究滞在期間中に、当初の計画通りTrivialな世界を認めた場合の可能世界間の関係への影響を検討し、その成果を論文としてまとめ、目下投稿中である。さらに、Trivialismとの関連で、所謂真矛盾主義における表現能力に関する問題の議論も行い、その成果の一部をまとめた論文を準備している。また真矛盾主義の専門家で、特に真矛盾主義における表現能力に関しても興味深い研究を行っているFrancesco Berto教授を招待し、ワークショップを開催すると共に、Goodshipのアプローチに関して研究を進めているEduardo Barrio教授らのグループを訪問し、議論を行った。目下これらの成果をまとめた論文を準備中である。Connexive logic及びTrivialsimにおいて、当初予定されていなかった以下の二つの成果が得られたことによる。(i) Connexive logicに関しては、Andreas Kapsner博士研究員との議論によって、counterfactualとの関連が見出された。これまでにもConnexive logicとcounterfactualの形式化とみなせるConditional logicとの間の関係は議論されていたが、しかし今回見出された関係はより一層密接なものであり、またAlan Hajekによって提起されているcouterfactualの理解にも関連しており、今後Connexive logicを新たな角度から理解するための鍵となり得ると考えている。より詳細な検討は、来年度以降の課題とする予定である。(ii) Trivialismについては、所謂"Just true"の問題として知られる問題に関して、Zach Weber上級講師との議論によって、特に真矛盾主義との距離感、具体的にはメタ理論に古典論理を認めるか否か、に応じて問題に対してどのように答えるかを整理することに成功した。その結果、古典論理を認める立場に立つ場合には一定の困難が予想されるのに対し、古典論理を認めない立場に立つ場合には問題は容易に解決されることが明らかになった。これによって幾つかの興味深い問題が生じるが、それらの整理・検討は来年度以降の課題とする予定である。Connexive logicに関しては、Heinrich Wansing教授(ドイツ・ボーフム大学)とともに京都において3rd Workshop on Connexive logicを開催し、目下そこで発表された論文を含む学術雑誌の特別号を準備しているところである。また、2016年度中のAndreas Kapsner博士研究員の来日に際して、特にconnexive logicとcounterfactualに関する議論との間に興味深い関連があることを明らかにし、その一部は論文として投稿中であったが、その後出版された。さらに、Kapsner氏が提案しているStrong Connexivityについては、counterfactualに関する議論と密接な関連があることが明らかになり、成果の一部を論文としてまとめている。そして、Wansing教授のconnexive logicに対するアプローチに関連して、様相性を含む言語においてのみ考えられる含意の偽条件に対する検討を行い、基本的な結果を投稿中である。他方、Trivialismに関しては、2016年度中のZach Weber上級講師の三ヶ月間の研究滞在期間中に得られたTrivialな世界を認めた場合の可能世界間の関係への影響に関する論文が出版された。さらに、Trivialismとの関連で、所謂真矛盾主義における表現能力に関する問題の議論も行い、その成果の一部をまとめた論文が受理された。またTrivialismに関しては、引き続き、Zach Weber上級講師(オタゴ大学)と共にTrivialな世界を認めた場合の可能世界間の関係への影響や、"Just true"の問題に関連する問題について日本において共同研究を行うとともに、非単調な論理的帰結関係を用いて自明な帰結関係と自明な定理集合とを切り分ける等の問題に関して、David Ripley助教(コネチカット大学)と議論を行う予定である。論理学
ヒトデ先体反応誘起を担う鍵物質によるシグナル伝達のクロストーク

ヒトデ卵ゼリー中のARISとasterosapは精子の先体反応は誘起する。これらのシグナルは精子膜上の受容体を介して精子内部に伝達される。我々は既にasterosapの受容体を単離、同定し、グアニル酸シクラーゼであることを明らかにしている。今回まず、精子にasterosapを添加し、経時的に細胞内cGMP量を測定したところ、asterosap濃度依存的にcGMP量は変化し、150msecをピークとするきわめて早い反応であることを示し、ピーク時のcGMP量は平常時の37倍にも達しに。また、我々はARISとasterosapnの両者が同時に精子に作用しなければ先体反応を誘起できないことを発見し、この現象を先体反応の"前処理効果"と呼んできたが、今回この現象に着目し、ARISとasterosapそれぞれの精子へのシグナルがどのような伝達系を介し、相互作用しあっているのかを明らかにしようとした。正常海水中でasterosapによる前処理の後5分後、再度asterosapを加えて、精子細胞内cGMPの上昇について調べたところ、先体反応と同様に前処理効果が起こることを明らかにした。しかし、ARISによる前処理では次にasterosapを加えてもcGMP濃度は上昇し、前処理効果は見られなかった。asterosapによる前処理効果は低pH海水中では見られないことから、細胞内pHが上昇するとグアニル酸シクラーゼを不活化し、前処理効果を起こしている可能性も考えられる。