hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
放牧地管理のための低高度リモートセンシング技術の応用

放牧地の有限の土地生産力(草現存量、草質)を高度に活用するためには、簡易にかつ高頻度に現地をモニタリングする必要がある。放牧地の管理のための草量、草質分布図作成を考えた場合、高精度でかつ低労力で現地測定を実行する方法が求められるが、その分布図を簡易に作成するためには、生育時期や放牧方法の違い等による放牧地の草量及び草質のばらつきについての理解が必要となる。これらの問題を解決するため、本研究では、UAV (Unmanned aerial vehicle)の高解像度画像を利用して,リアルタイムな草地生態系の資源環境を提供可能な低高度RS (Remote Sensing)技術の開発を目的として,広大農場に位置する放牧試験場(面積3ha)を対象に、2013年の放牧期間に計6回、地上調査とラジコン飛行機による空撮を行った。その結果,放牧前後の牧草の空間的な生育状況には,空間的に大きな変動が認められた。簡便かつ必要な時期にリアルタイムな草地診断情報を取得可能なUAVを用いることで、よりきめ細かい草地管理による飼料・家畜生産の向上につながる。他方、過剰な肥料散布を低減することで、環境への影響を最小限にすることも可能になると期待される。さらに空撮用ラジコンヘリを利用した観測技術は、人工草地に限らず、他の水田や畑の精密な管理にも応用が可能であり、特に、近年の中山間地域に多く散見する耕作放棄地の問題解決にも大きく貢献するものと考えられる。
花粉管の反応性獲得を誘起する糖タンパク質の発見に基づく花粉管成熟機構の先駆的研究

花粉管に受精能を与えるAMOR(AMOR ; Activation Molecule for Response Capability)タンパク質を同定し、その生理生化学的性質を明らかにした。花粉管は雌蕊から2段階の制御を受ける。すなわち、花柱組織で未知の仕組みによる第一段階の制御を受けた花粉管が、さらに胚珠に由来するAMORの作用で反応性を獲得する。AMORの分画・精製を進めたところ、胚珠の胞子体組織から分泌される平均分子量70kDaのタンパク質であることを見出し、電気泳動後に目的バンドを切り出して活性を確認した。AMORは強い熱耐性を持つ。興味深いことに、当初糖タンパク質(AGP)と思われたAMORは、AGPsと複合体を形成して花粉管に作用することが明らかとなった。タバコの自家不和合性においても、細胞間シグナリングに関わる,RNaseが雌蕊組織から分泌され、糖タンパク質に覆われる形で花粉管に作用することが示唆されており、雌蕊内部での細胞間シグナリングの重要なメカニズムを反映しているのかも知れない。AMOR自体には糖鎖がついていないことが示唆された。さらに、花1万個からのAMORの精製および質量分析による解析を試みたが、シグナルが弱く、同定には至らなかった。そこで、花12万個を用いた精製を行うことを決め、花13万個以上からのサンプルの回収を達成した。今後、この試料をもとにAMOR遺伝子の同定ならびに受精能獲得の分子機構解明が進められることが期待される。トレニアのin vitro重複受精系を用いた解析から,花粉管が助細胞の分泌する誘引物質に反応するためには,母体の胚珠が分泌する花粉管反応性獲得促進物質「AMOR」が必要であった。これは,花粉管ガイダンスにおける新しい細胞間コミュニケーションに関わる物質であると考えられる。そして詳細な生理生化学的な解析の結果,このAMORが70kDaのタンパク質であることを明らかにした.当初はヤリブ試薬と共沈することから,AMORは細胞間シグナリングに関与することで知られるアラビノガラクタンタンパク質AGPの一種であると予測した.しかし,AMORは化学的脱糖鎖処理後もSDS-PAGEによってサイズの変化がみられないため,それ自体は糖鎖をほとんど持たないことが明らかとなり,さらなる検討によってAMOR自体はAGPではなく,他のAGPと何らかの相互作用をする可能性が示唆された.これまでにAGPと相互作用するタンパク質の知見は全くないため,この結果はAGPの作用機構という観点からも興味深い.トレニア由来のタンパク質であるAMORの同定にはアミノ酸シーケンシング解析が最適と考えられるため,現在はそれに必要なサンプル量を確保するための抽出方法を確立し,解析に向けて準備を進めている最中である.また,AMOR遺伝子同定後の解析や,今後の重複受精分子機構の解析には不可欠であるトレニア形質転換系の立ち上げを,ほぼ完了させた.花粉管に受精能を与えるAMOR(AMOR ; Activation Molecule for Response Capability)タンパク質を同定し、その生理生化学的性質を明らかにした。
マイクロチップ集積化による反応・機能制御システムの開発

本研究では、マイクロチップ内の微小空間において、高機能分子や機能性微粒子による化学的機能および電場・磁場等の物理的・電気的な機能を付与することで、微小空間における化学反応や物性を自在に制御しうる「機能性微小空間」を創製した。さらに、この機能性微小空間を利用して、新規機能物質の創製、コンビケム手法による高速高効率な反応経路開発、ハイスループット合成、超高性能診断チップの開発を行った。具体的な成果は以下の通りである。(1)マイクロチップ内液液界面形成と界面重合法に基づく化学機能高分子膜の作製(2)マイクロチップに適用可能な微粒子担持パラジウム、コバルト触媒の創成(3)高効率コンビナトリアル合成(4)気体/液体/固体の三相が関与するマイクロチップ内合成反応(Science誌掲載)(5)マイクロチャネル内の表面修飾法の開発と気/液・液/液制御(6)パッシブバルブを利用した高速・超微量μ-ELISAデバイスの開発とプロトタイプの試作(7)マイクロ空間内過冷却流体の実現とそれを用いた不斉合成反応の実現当初の研究計画よりもはるかに大きな成果を得ることができたといえる。また、成果の公表に関して各分担者とも熱心に行い、学術論文誌への投稿のみならず、国内・国外の学会に積極的に参加し、普及に努めた。本研究の成果は既に産業界にも認知されつつあり、研究代表者である北森グループのみならず、マイクロ合成化学分野へ展開した研究分担者小林グループにおいても企業との共同研究が進行しており、本課題を通じ新たな研究領域、産業への展開を創成したといえる。本年度は、反応・機能制御システムの構築に適した化学機能マイクロチップを作製するために、マイクロチップに適用可能な化学機能物質の創成、微小空間での流体制御法の確立の基礎検討を推進した。(1)マイクロチップに適用可能な化学機能物質の創成:チャネル内への固定化を可能とする触媒分子・捕捉分子など、化学機能マイクロチップ作製に必要な高機能分子・構造体として、微粒子担持ナノメソサイズパラジウム、コバルト錯体6量体の創成に成功した(小林、魚住、北川)。これらの化学機能物質はマイクロチャネルの提供する大きな比界面積を利用した合成反応に極めて有用であり、次年度、北森、松本、金、久本と連携し、これらの機能分子のマイクロチャネル導入による機能化チャネル作製、及びそれを利用した水溶液系不斉合成の実現を目指す。(2)微小空間での流体制御法の確立:集積に向けて必要となる流体制御法として、マイクロチャネル内チェックバルブを開発した(庄子)。これはフォトリソグラフィーの技術を利用してテフロン製バルブを液体導入口に作製したものである。バルブにかかる圧力と流体の流量の関係を調べた結果、可逆的に動作することを確認した。また、微小多層流制御法の基礎検討として、有機相/水相/有機相の3層流の形成及び高速な相間物質移動を実現した(北森、金、久本)。これは化学機能マイクロチップでの化学合成反応を実施する場合、原料分子供給技術として有用である。次年度は、上記で開発した化学機能物質及び流体制御法を用いて、化学機能マイクロチップのプロトタイプを設計・作製し、マイクロチップ内合成反応の効率(反応時間、収率)を評価することによって、高機能化学チップ作製の基礎データを蓄積する。本年度は、マイクロチップ内化学反応を指向した触媒・構造体の創成とチップ内合成および、微小流体制御に基づく免疫診断デバイス開発を推進した。(1)マイクロチップ内化学反応を指向した触媒・構造体の創成とチップ内合成:ここではこれまでに報告例のないマイクロチャネル内化学機能高分子膜の作製に成功した(北森、金、久本)。これは液液多相流と界面重合を用いた新規な方法に基づく化学機能構造体であり、触媒分子を固定化することによって、化学機能マイクロチップとして機能することを明らかにした。

分担者の魚住・松本らは、マイクロリアクターでの利用を指向した高機能触媒(研究発表リスト参照)の開発に多数成功しているため、これらの分子の固定および反応制御にも有用と考えられる。また本年度分担者の北川の研究で開発された、ゲートチャネルを有する高分子構造体は、欧州の著名化学雑誌であるAngew.Chem.誌の表紙を飾るに至った。本年度の大きな成果の一つは、北森、小林の連携に基づく異分野融合により、マイクロチップの特徴を活かした有機合成に関する共同研究が成功したことである。ここではマイクロチップ内合成反応の効率(反応時間、収率)を系統的に評価し、マクロスケールよりも高効率なアルキル化が実現できることを示した。この研究論文は著名な速報誌であるChem.Commun.誌に掲載予定である。(2)微小流体制御に基づく免疫診断デバイス開発:分担者の庄子はマイクロチャネル中にパッシブバルブを作製し、微小流体を制御しながら免疫反応が可能であることを示した(庄子)。この技術は、本年度北森が開発したコンビケムチップと組み合わせることでハイスループット化が期待できる。次年度は、これまでに開発してきた化学機能物質・チップ及び流体制御法を活用し、実用性に重要な合成反応・診断デバイスへの展開を図る。マイクロチップ内へ化学システムを集積化する研究は、微小空間が提供する物理的特徴を利用したものが世界的に主流である。これに対し我々は、触媒反応・選択的分子認識などの化学機能を微小空間自体に積極的に付与することで、「機能性微小空間」を創製することを目的とする。本年度は、昨年度から成功し始めているマイクロチップ内合成反応の開発を展開すると共に、これまでに成功してきた化学機能分子開発をおこなった。また、微小流体における化学反応挙動をレーザー分光技術によって明らかにした。さらに、これまで困難であった気体制御を達成した。具体的には、以下の4点を明らかたした。(1)新規化学機能微小空間の創成とマイクロチップ内合成反応の開発をおこなった。マイクロチャネル内壁にフッ素コーティングを施し、これまでに開発した触媒にフッ素系側鎖を導入することで、合成触媒の可逆固定が可能な新規化学機能微小空間を創成した。この空間内では、通常のバルク反応では得られない目的物が直接得られ、その反応効率も高いことが明らかになった。(2)チップ内反応を指向した化学機能分子の創成をおこなった。マイクロチップ内に導入する際に適した高機能触媒を創成した。本触媒は水中で繰り返し使用可能な高機能パラジウム触媒であり、既に開発しているチップ内ナイロン膜作成技術と組み合わせることにより、高機能不斉合成チップの創成に繋がると考えられる。(3)微小流体における反応解析をおこなった。昨年度開発した微小流体制御技術にレーザー分光技術を取り入れ、これまでに見いだされた流体中での特異的反応挙動を解析した。その結果、マイクロ流体中での液/液界面間では特異な流体力学的挙動を示すことを明らかにした。(4)部分的壁面修飾による気液制御法を開発した。チャネル内部の新規壁面修飾法を開発し、これまで困難であった気体制御に成功した。
科学的合理性と社会的合理性に関する社会哲学的研究

研究成果の概要:科学技術と社会とが接する場では様々な対立が起こる。本研究ではこれを,合理性をめぐる問題として捉え,哲学と科学技術社会論を統合した研究を行った。即ち,一方で,原子力を具体事例として,対話を通して社会と市民に開かれた新たな合理性を追求するコミュニケ-ション論的研究を行った。他方,こうした議論に理論的な裏付けを与えるものとして,旧来の科学的合理性や社会的合理性の概念的枠組みの再検討を行い,内外の研究者を交えて哲学史的,応用倫理学的な議論を重ね,新たな合理性モデルにつながる試論の提出を試みた。本研究は、医療や環境、情報等に関わって科学技術と社会の接点において生じる多くの倫理的・哲学的問題に対し、科学的合理性と社会的合理性」の齪齪に起因する問題として捉え、「社会哲学」的視座から基礎的枠組みの構築と実践的方法論の定礎を目指す。3つの研究班を編成し研究を進めたが、それと平行して、本年度はいくつかの話題に関わる研究者の招聘、シンポジウムを通じ、このテーマに関する現代的課題の所在を浮き彫りにする作業を行った。1)本研究グループ全体として、アムステルダム自由大学のラダー教授を招き(2007.3.5-7)、科学的知識に対する実験の哲学と非局在性のアプローチについて検討するとともに、科学的合理性と実践的問題との架橋の可能性に関するヨーロッパでの研究状況の把握を行った。2)哲学史班および社会倫理班では、2人称科学の関わる具体的例としてメディアの問題を取り上げ、に、小熊正久、清塚邦彦(山形大学)、大黒岳彦(明治大学)の各氏をパネラーに「画像とメディアの哲学」に関するシンポジウムを開き(2006.10.20)、続いてに香港中文大学の劉英国氏を招いてメルロ=ポンティに基づく画像論の可能性を検討した(同11.18)。また、関連して、ブリッソン氏(国際プラトン学会副会長)によるプラトン哲学からの問題的の機会をもった(2007.1.12)。3)科学技術社会論班では、科学技術とガバナンスの問題に関するドイツ・ビーレフェルト大学のアベル氏による講演をスタートとし(2006.7.18)、さらに、「科学技術コミュニケーションの現状と課題」について、研究分担者の北村正晴のほか、この分野の先駆けでもある大阪大学の小林傅司、八木絵香の3氏をパネラーに、直江清隆(司会)山本啓(コメンテータ)によりシンポジウムを開催した。このほか・国内では北海道大学をはじめとする施設への視察派遣、海外では米国フロリダ州ココアビーチ、中国杭州での会議等への派遣を通じ、科学的合理性、社会的合理性両面からの情報収集を行った。本年度は、様々な合理性概念について内外の研究者と検討を重ねるとともに、科学技術コミュニケーションのあり方について原子力の専門家や市民とのフォーラムを開いての実験を行うなど、昨年までの研究の内実を深化させた。具体的には、4月にはゲルノット・ベーメ教授(ダルムシュタット工科大学)、9月にはギュンター・ゲバウアー教授(ベルリン自由大学)、ダニエル・オグデン教授(エクセター大学教授)を招聘し、現代及び古代の合理性概念について議論し、科学的合理性、社会的合理性の内実の解明に努めた。また、科学技術の合理性と社会や組織の合理性の接点となる企業倫理の問題について、日本とドイツの専門家を招いてのシンポジウムを開催した。さらに、科学技術コミュニケーションに関しては、科学技術を巡るコンフリクトの代表例とも言うべき原子力の事例を取り上げ、推進派、反対派双方の専門家の間、さらに専門家と素人である市民との間のコミュニケーションの可能性を実地に探るために2回(うち一回は20年度に繰越)にわたってオープンフォーラムを開催し、テーマを絞って実質的な討論の場を設定する具体的あり方と、その理論化の可能性とについて検討した。本年度は、野家、荻原らを中国に派遣し、合理性についての研究交流を行うほか、直江と篠澤をフランス、ドイツに派遣し(20年度に繰越)、企業倫理についての国際セミナーで意見交換を行った。本年度は、研究のとりまとめの年として、総括的な議論を行うと同時に、内外の研究者に対しその成果を問う機会を設けた。まず、海外の研究者の交流として、技術哲学としてドン・アイディ教授(ニューヨーク州立大学)を9月に呼んで講演会を開くとともに、3月にはやはり技術哲学の権威であり、この間研究について助言を仰いできたアンドリュー・フィーンバーグ教授(サイモン・フレイザー大学)、ラングドン・ウィナー教授(レンセラー・ポリテクニック・インスティチュート)を招聘して総括討論を行った。これらの討論のなかで、従来の科学技術を支えてきた目がナラティブが形を変えて今日も再生産されようとしていること、にもかかわらず科学技術の民主化が可能であり必須であることなどが明らかにされた。

また、科学技術コミュニケーションに関しては、2回のオープンフォーラムについての批判的評価を行い、社会的合意のあり方、問題を狭く設定することの是非、科学コミュニケーションとの違いなど他方面から検討した。2月には東北電力女川原子力発電所を訪問し、同所の技術者たちとコミュニケーションの実態について議論を交わした。本年度は、野家、荻原らを韓国で開催された世界哲学会に派遣し、同大会での報告、研究交流を行った。以上の研究活動をもとに、年度末に研究論集をまとめた。
培養口腔粘膜上皮シートと血管新生

培養口腔粘膜上皮シート移植は瘢痕性角結膜上皮症に対する眼表面再建術のひとつで、両眼性の角膜輪部機能不全に対しても拒絶反応のない自己組織由来の培養上皮シート移植が可能であることから非常に臨床的有効性が高い外科的治療法である。培養口腔粘膜上皮シートには羊膜を基質としたものと基質をもたないものがある。臨床経過中に移植した培養上皮シート下に視力低下の原因となる血管新生を認めることがある。この臨床所見は、基質を有する培養口腔粘膜上皮シート移植後にその傾向が高いことから、基質(羊膜)の有無が発症機序に関与している可能性が考えられた。まず最初に培養口腔粘膜上皮シートでの血管新生促進・抑制因子の発現と基質の有無との関係を検討した。mRNA、蛋白レベル共に、血管新生促進・抑制因子発現と基質の有無との間に関連は認めなかった。次に、培養口腔粘膜上皮シート移植後の角膜移植時に摘出された角膜組織の病理組織学的検討を検討したが、症例ごとの眼表面の微小環境の影響が強く、基質の有無による影響を確認することは困難な状況であった。そこで、家兎口腔粘膜から作製した培養上皮シートを角膜輪部機能不全家兎モデルに移植し、基質の有無による影響を検討した。基質のない培養口腔粘膜上皮シートは角膜実質との接着が良好で平滑な眼表面が得られていたのに対し、基質がある培養口腔粘膜上皮シート移植眼では移植上皮シートと角膜実質との接着性が低く、上皮シート下への上皮細胞や周辺からの線維組織を伴う血管侵入が観察され、ヒトの臨床所見で認められた血管侵入が家兎モデルでも同様に観察された。以上のことから、移植した培養口腔粘膜上皮シートと角膜実質との接着性が、移植上皮シート下のスペースへの細胞浸潤、血管侵入を引き起こす可能性が示唆された。当施設で作製している培養口腔粘膜上皮シートには羊膜を基質として用いるもの(AM(+)シート)と基質を持たないもの(AM(-)シート)とがあり、臨床経過としてAM(-)シートの移植後では血管侵入が少ない傾向にある。このような傾向を示すメカニズムを解明するため、本年度においては移植前の培養口腔粘膜上皮シートにおける血管新生因子の発現様式の違いについて検討した。血管新生促進因子はVEGF、FGFの発現様式を、血管新生抑制因子はPEDF、TSP-1、Endostatin、Angiostatinの発現様式をRT-PCR並びに免疫染色を用いてmRNAレベル、蛋白レベルにおいて比較検討した。RT-PCRにおいて、AM(+)、AM(-)シートともにTSP-1とFGF2の発現を観察することが出来たが、PEDFならびにVEGFの発現は両者においてほとんど検出されなかった。RT-PCRの結果においてAM(+)とAM(-)シートとの間に大きな違いは観察されなかった。免疫染色においては、AM(+)、AM(-)シートともに弱い発現ではあるがTSP-1、FGF-2、Endostatin、Angiostatinの発現が観察されたしかし、PEDFならびにVEGFの発現は両者においてほとんど検出されなかった。免疫染色の結果においてもAM(+)とAM(-)シートとの間に大きな違いは観察されなかった。以上のことから口腔粘膜上皮シートの移植前の段階において、AM(+)とAM(-)シートとの間に血管新生因子の発現に大きな違いがないことが示唆された。このことから移植後において血管新生が誘発される反応が起こっている可能性が考えられた。

今後においては、視力向上を目的とする二期的な角膜移植を行う際に採取することが出来る移植後の組織を用いて血管新生因子等の発現様式について検討していく予定である。当施設で作製している培養口腔粘膜上皮シートには羊膜を基質として用いているもの(AM(+)シート)と基質を持たないもの(AM(-)シート)とがあり、臨床経過としてAM(-)シートの移植後では血管侵入が少ない傾向にある。このような傾向を示すメカニズムを解明するため、本年度においてはウサギ角膜に輪部機能不全モデルを作成し、培養口腔粘膜上皮AM(+)シート、AM(-)シートの移植を行ない、眼表面の観察ならびに組織においけるシート間の違いについて検討した。移植1週間後において、AM(+)シート移植眼では移植上皮シートの定着性が悪く、周辺部からの血管侵入が多く観察された。一方、AM(-)シート移植眼では眼表面がスムーズで透明性を維持した状態を観察することが出来た。組織学的検討では、AM(+)シート移植眼では移植上皮シートと角膜実質との接着性が悪く、所々でシート下に細胞が侵入している像を観察した。基底膜成分であるCollagen IVとlamininを染色したところ、AM(+)シート移植眼で基底層を2重に観察されるところが存在した。また、TUNEL染色で移植上皮のアポトーシスを確認したところ、両眼表面の組織間で大きな違いは認めなかった。以上のことから、臨床で見られる血管侵入はウサギモデルで観察されたように、移植した上皮シートと角膜との接着性に問題があり、そのスペースに細胞浸潤等が起こり、これに起因して血管侵入を起こすという一つの可能性も考えられた。今後、培養口腔粘膜上皮移植後に視力向上目的に行う二期的角膜移植時に採取できる角膜組織を用いて血管新生因子等の発現様式について検討していく予定である。当施設で作製している培養口腔粘膜上皮シートには羊膜を基質として用いているもの(AM(+)シート)と基質を持たないもの(AM(-)シート)とがある。臨床経過としてAM(+)シートと比較すると、AM(-)シートの移植後は、上皮下への血管侵入が少ない傾向が認められる。これまで培養上皮シートの血管新生の促進・抑制因子のバランスが誘因と報告されていたが、当施設で作成した培養上皮シートでは同様の結果は得られていない。そのため、この傾向を解明するため、角膜輪部機能不全家兎モデルに培養口腔粘膜上皮AM(+)シートとAM(-)シートを各々移植し組織学的検討を行った。AM(-)シート移植眼では移植上皮シートと角膜実質の接着も良好で平滑な眼表面が得られたのに比べ、AM(+)シート移植眼では移植上皮シートと角膜実質との接着性が低く、所々に上皮シート下に上皮細胞侵入や周辺からの線維組織を伴う血管侵入が観察された。以上のことから、臨床所見で認められる血管侵入は家兎モデルでも同様に観察され、移植した上皮シートと角膜との接着性を起因として、上皮シート下のスペースへの細胞浸潤、血管侵入を引き起こす可能性も考えられた。現在、培養口腔粘膜上皮移植後に視力向上目的に行う二期的角膜移植時に摘出される角膜組織を収集中で、今後、血管新生因子等の発現様式について検討予定である。
有機ホウ素π電子系を用いた発光性超分子らせんポリマーの重合制御とバイオ応用

らせん構造は細胞膜との接着性を決める構造要素の一つであり,らせんの向きを精密に制御することが重要となる.そこで本研究では,らせん超分子重合過程を制御し,らせん状超分子ポリマーの機能を追求することを目的とする.これを達成するため,平面固定トリフェニルボランのルイス酸性と平面性に着目し,塩基やアニオンとの錯形成過程と,らせん超分子重合過程について理解を深める.また,光応答性部位を有機ホウ素π電子系に導入し,光照射下における集合体のらせん反転挙動を評価する.さらに,生体応用への可能性を探るべく,特定の細胞にらせん状超分子ポリマーを局在化させ,細胞膜との接着性を評価する.らせん構造は細胞膜との接着性を決める構造要素の一つであり,らせんの向きを精密に制御することが重要となる.そこで本研究では,らせん超分子重合過程を制御し,らせん状超分子ポリマーの機能を追求することを目的とする.これを達成するため,平面固定トリフェニルボランのルイス酸性と平面性に着目し,塩基やアニオンとの錯形成過程と,らせん超分子重合過程について理解を深める.また,光応答性部位を有機ホウ素π電子系に導入し,光照射下における集合体のらせん反転挙動を評価する.さらに,生体応用への可能性を探るべく,特定の細胞にらせん状超分子ポリマーを局在化させ,細胞膜との接着性を評価する.
寒地住宅の住空間構成の計量的解析と居住水準評価に関する研究

本研究は寒地住宅の住空間構成の特徴と居住水準評価に関して、既存統計調査と戸建住宅を対象とした事例調査等によって実態解析と課題の検討を行い、以下の結果をえた。1)多くの住宅型で、住宅規模と住空間の構成の仕方との間には一定の規則性と地方的特色がある。2)北海道の住宅は日本の中では特異な空間構成原理でつくられている。それは居間・食事室を中心とする公室を広くとり、通路その他の非居室空間を極力少なくし居室空間効率を高めるのが基本原則となっている。東北・北陸地方の住宅は北海道と同じ積雪地ではあるが、日本全国に共通する従来からの空間構成原理に則ってつくられている。しかし、他の地方にくらべて住宅規模が大きいため、居室のみならず非居室空間も充実することができ、縁側・勝手口・車庫などの中間的住空間を豊かにし得る。3)積雪地では冬期間は屋内に多様で活動的な生活が取り込まれ、住宅規模が大きいほど生活行為内容が豊かになる。北海道の公室空間、他の積雪地の中間的住空間がこれらの行為を受けとめる役割を果している。4)このために積雪地では住宅規模に対する関心が高く、戸建住宅では現状の2割程度の面積増を希望している。北海道では140m^2程度になるとかなり満足が得られ、中間的住空間や他の非居室の充実もかなり可能になる。積雪地の住空間の充実のためにはこの程度の住宅規模の実現が必要である。5)居住者の満足度の面から住宅規模を評価すると、一応の満足がえられる。(3/4の世帯が満足)規模として標準的世帯で4042畳(120130m^2)は必要である。また最低限度の生活空間を確保できる満足世帯が半数になる規模段階としては2124畳は必要である。6)ライフステージの段階により世帯規模が変化するが、世帯主年齢が30歳台で居住水準が特に低く、この層の住宅規模に対する不満は高い。これらの層では民間借家・公的借家の居住者が多く、この層へ住宅対策が重要な課題となる。本研究は,寒地住宅の住空間構成と居住水準(規模)との関係を明らかにし,現代住宅の居住水準について建築計画の側面の評価の手法・根拠と今後の住宅像のあり方を検討するものである.その内,本年度は, 1.住宅統計調査・国勢調製結果による全国的な視野での住宅規模と住空間構成の関係の分析と積雪寒冷地の住宅の位置づけ, 2.アンケート調査による北海道とそれほど寒くない北陸地方と近年の住宅と居住者,および住宅評価等の比較分析, 3.この調査対象の中から任意に選んだ住宅と研究室の既存ストックの間取り・住み方図をもとに空間構成の計量的分析を行った.これらの内, 1.について2.の一部と共に別記の研究発表を行った.また, 2.については目下詳細を解析中であり, 3.は一部予備的解析を実施しながら後半のデータを採集・電算入力中である.現在までに明らかになったことの概要は以下のようになる.1.と2.の一部によって地域の伝統的要素を残す戸建住宅について明らかになったことは, (1)各県・同市部の平均的な住宅像でみると,かなりの地域で住宅規模の違いとして住空間構成の基本が概ね法則的に捉えられる.(2)北陸・東北地方の積雪地はこの中で大規模住宅の姿として他地域の住空間構成の延長上に位置づけられる.

(3)北海道の住宅はこれらに対して極めて特異な存在であり,住宅規模が中規模の割には居間を中心とする居室を多く取り,廊下等の非居室空間は比較的少ない. (4)しかしながら,個室等の居間以外の居室空間は概ね住宅規模に応じた取られ方がなされ,同じ積雪地であっても北陸・東北と北海道には大きな差はない.(5)このため, 2階の取り方はほぼ住宅規模に比例して取られるが,この場合北海道は1階が狭い分だけ全体規模が少なくなる.2.に関しては同じ積雪地帯ではあるが,北海道と北陸・東北では住宅の規模・空間構成の実態と,それらに対する居住者の意識・評価がかなり異なることがいえる.本研究は寒地住宅の住空間構成の特徴と住宅規模との関係を明らかにして、現代住宅の居住水準と計画のあり方に関する検討を行う。今年度は前年度の戸建住宅を対象としたアンケート調査の詳細な解析検討と、間取図のデータ化および既存統計調査結果の解析と札幌市「住宅需要実態調査」(1983)の再集計を行い、総合的な検討をした。今年度の検討結果の主要点は、1)戸建持家のみならず、共同建持家や共同建の多い民営借家に共通して、住宅規模と居室の取り方や公室・非公室の室構成および非同居空間の取り方などの住空間の構成の仕方とその間には一定の規則性と地方的特色がある。東北・北陸地方の住宅は日本全国に共通する空間構成原理のなかでの大規模住宅の典型として位置づけることが出来る。しかし北海道の住宅は特異な空間構成原理で成り立ち、居間・食事室を中心とする公室を広くとり、通路その他の非居室空間を極力少なくし居室空間効率を高めるのが基本原則となっている。2)全国に共通して、戦後の住宅規模と居住水準が上昇してきた過程では居室空間効率を高めるタイプの住宅が増えてきているが、最近は住宅規模が一定レベルに達し、居室以外の空間を考慮することも可能になりつつある。3)積雪地では冬期間は屋内に多様で活動的な生活が取り込まれ、住宅規模が大きいほど生活行為が多様かつ豊になる。北海道の公室空間、北陸などの積雪地の中間的住空間がこれらの行為を受けとめる役割を果たしている。特に北陸の住宅規模は大きいため、その可能性は高い。4)現実の居住者の満足度から見て、当面の現実的な目標として標準的世帯で4042畳(120130m^2)は必要であり、上記の豊かな屋内生活のためには140m^2程度は目標とすべきであろう。5)しかし、一方では世帯主年令が30歳台で居住水準が特に低く、またこの層の住宅規模に対する不満は高い。これらの層では民間借家・公的借家の居住者が多く、多くの問題を抱えている。
膵β細胞の再生におけるEpiplakin1陽性細胞の役割

膵幹細胞マーカー候補遺伝子Eepiplakin1(Eppk1)は胎児期に膵幹細胞に発現し、成体膵では膵管細胞、α細胞、腺房中心細胞に局在する。さらに膵障害時からの再生過程でEppk1陽性細胞が一過的に増加する。Eppk1発現細胞をGFPラベルしたマウスに膵炎を誘発した結果、Eppk1陰性GFP陽性の外分泌性細胞が観察されたことからEppk1発現細胞が幹細胞でありEppk1発現細胞から膵外分泌細胞への分化転換により再生している可能性が推測された。膵臓は成体において膵部分切除あるいはStreptozotocin(STZ)投与による膵島障害やセルレイン投与による膵炎の誘発モデルにおいて膵再生が観察されている。この成体膵における膵再生が、膵幹細胞に由来する、膵の体性幹細胞は存在せずβ細胞や外分泌細胞自身の増殖により再生する、という二つの可能性が示唆されている。膵幹細胞の存在についての見解が分かれているのは、膵幹細胞マーカーが同定されていないという問題点があることに起因していると考えられる。これまでにEepiplakin1(Eppk1)が、膵幹細胞マーカー候補遺伝子である可能性が推測された。このEppk1は胎児期においてはPdx1陽性膵幹細胞に発現するが、その後膵管細胞、α細胞、腺房中心細胞に局在する。さらに成体膵において、Eppk1の発現は膵部分切除やセルレイン投与などによる膵障害時に再生過程で一過的に増加することを明らかにした。Eppk1が成体の膵幹細胞の指標となる可能性およびEppk1が発現した細胞から外分泌細胞や内分泌細胞などへ分化する可能性について検証をおこなうためにEppk1-CreERマウスを作出した。Eppk1-CreER;Z/EGマウスにタモキシフェン投与をおこないGFP発現パターンを解析した結果、通常状態では膵臓におけるEppk1発現細胞は、Eppk1発現細胞の膵管細胞、α細胞、腺房中心細胞のみでGFPが観察された。膵再生過程においてタモキシフェン投与したEppk1-CreER;Z/EGマウスにセルレイン投与をおこない膵炎を誘発した結果、セルレイン投与7日目においてGFP陽性Amylase陽性細胞が観察された。このことからセルレイン誘導膵炎モデルにおいてEppk1発現細胞が幹細胞でありEppk1発現細胞から膵外分泌細胞への分化転換により再生している可能性が推測された。膵臓は成体において膵部分切除あるいはStreptozotocin(STZ)投与による膵島障害やセルレイン投与による膵炎誘発モデルにおいて膵再生が観察されている。この成体膵における膵再生が、1.膵幹細胞に由来する。2.膵の体性幹細胞は存在せず、β細胞や外分泌細胞自身の増殖により再生している。という二つの可能性が示唆されているが、膵幹細胞マーカーが同定されていないことから見解が分かれている。これまでに我々の研究室において、Epiplakin1(Eppk1)が、膵幹細胞マーカー候補遺伝子である可能性が推測された。Eppk1が成体の膵幹細胞の指標となる可能性および障害後の再生過程においてEppk1が発現した細胞から外分泌細胞や内分泌細胞などへ分化する可能性について検証をおこなうためにEppk1-CreERマウスを作出した。Eppk1-CreERマウスとZ/EGレポーターマウスを交配し、Eppk1-CreER;Z/EGマウスを作出した。Eppk1-CreER;Z/EGマウスにタモキシフェンを投与した結果、通常状態ではGFP陽性細胞がEppk1発現細胞の膵管細胞、α細胞、腺房中心細胞のみで観察された。膵再生過程においてEppk1発現細胞から外分泌細胞への分化転換が生じているか明らかにするためにEppk1-CreER;Z/EGマウスにセルレイン投与をおこない膵炎を誘発した。セルレイン投与7日目においてGFP陽性Amylase陽性細胞が観察された。細胞運命追跡実験に必要なEppk1-CreERマウスが樹立できた為。STZ投与によるI型糖尿病モデルにおいてのEppk1発現細胞の細胞運命追跡実験をおこなう。再生過程で一過的に増加するEppk1発現細胞をGFPラベルし、血糖値の推移を継続的に観察する。血糖値が正常範囲まで回復し再生した段階で、GFP陽性細胞がEppk1発現細胞のみであるのかインスリン陽性細胞で観察し、I型糖尿病モデルにおけるEppk1発現細胞の役割について明らかにする。I型糖尿病誘導の為のSTZや免疫組織科学的解析に使用する抗体、遺伝子改変マウスの系統維持や繁殖に係る経費に使用する。
気液乱流場のDNSデータベースの構築とそれに基づく機構論的熱物質輸送モデルの開発

本年度は,風波乱流場における乱流熱輸送解析及びその力学モデルに関する考察と擬スペクトル法を用いた高プラントル自由表面における熱輸送機構を対象とした研究を実施した.1.気液乱流場(風波乱流場)におけるDNSデータベースを用い,気液界面近傍における2流体的な乱流構造の解析及びその力学過程を解析するとともに,この組織乱流構造による気液界面を通しての熱輸送機構を明らかにした.以下に得られた主な知見を挙げる.・気液界面近傍の乱流構造に関して,1)液界面を通しての乱流輸送は,界面波頂部のやや風下側において,界面波と気相側のせん断乱流構造による主流方向への直接的な相互作用により行われ,水相側の主流方向乱れ強度はこの位置で最大値をとる.2)そして,界面波の頂部付近では,界面波形の影響により,主流方向成分は抑制され,スパン方向乱れ強度に再配分される.このためスパン方向乱れ強度は,主流方向乱れ強度の最大値点よりもより水面近傍で最大値をとる.3)一方,水相側の鉛直方向乱れ強度は,水面の影響により,乱れの抑制効果が見られ,その変動は乱流によるものではなく,界面波によるものである.従って,本計算条件における風波乱流場における鉛直方向への乱流輸送は比較的不活性である.4)そして,このせん断乱流場と界面波との相互作用には実験室実験で観察された組織乱流構造とよく一致する.・気液界面を通しての熱輸送特性に関して,5)液界面においては,温度乱れが存在するものの,速度場と同様に乱流によるものではなく,界面波に起因するものである.したがってプラントル数の違いもあり,気液界面における熱的境界条件は一定温度に近い状態となっている.6)速度場同様,気液界面を通しての熱輸送は,気相乱流と界面波の相互作用による主流方向への輸送が主因である.7)そして,この気相乱流と界面波の相互作用の影響により,見かけ上の温度境界層の発達を妨げ,固定壁上の流れ等と比較して,温度勾配が緩やかになる.また,2.高プラントル自由表面乱流場における熱輸送機構に対し,擬スペクトル法を用いた計算コードの作成及び大規模計算にも適用可能なMPIによる並列化を実行し,その性能評価を行うとともに,高プラントル乱流場における高波数温度変動の効果と浮力の効果に関する解析を行った.本年度は,風波乱流場における乱流熱輸送解析及びその力学モデルに関する考察と擬スペクトル法を用いた高プラントル自由表面における熱輸送機構を対象とした研究を実施した.1.気液乱流場(風波乱流場)におけるDNSデータベースを用い,気液界面近傍における2流体的な乱流構造の解析及びその力学過程を解析するとともに,この組織乱流構造による気液界面を通しての熱輸送機構を明らかにした.以下に得られた主な知見を挙げる.・気液界面近傍の乱流構造に関して,1)液界面を通しての乱流輸送は,界面波頂部のやや風下側において,界面波と気相側のせん断乱流構造による主流方向への直接的な相互作用により行われ,水相側の主流方向乱れ強度はこの位置で最大値をとる.2)そして,界面波の頂部付近では,界面波形の影響により,主流方向成分は抑制され,スパン方向乱れ強度に再配分される.このためスパン方向乱れ強度は,主流方向乱れ強度の最大値点よりもより水面近傍で最大値をとる.3)一方,水相側の鉛直方向乱れ強度は,水面の影響により,乱れの抑制効果が見られ,その変動は乱流によるものではなく,界面波によるものである.従って,本計算条件における風波乱流場における鉛直方向への乱流輸送は比較的不活性である.4)そして,このせん断乱流場と界面波との相互作用には実験室実験で観察された組織乱流構造とよく一致する.・気液界面を通しての熱輸送特性に関して,5)液界面においては,温度乱れが存在するものの,速度場と同様に乱流によるものではなく,界面波に起因するものである.したがってプラントル数の違いもあり,気液界面における熱的境界条件は一定温度に近い状態となっている.6)速度場同様,気液界面を通しての熱輸送は,気相乱流と界面波の相互作用による主流方向への輸送が主因である.7)そして,この気相乱流と界面波の相互作用の影響により,見かけ上の温度境界層の発達を妨げ,固定壁上の流れ等と比較して,温度勾配が緩やかになる.また,2.高プラントル自由表面乱流場における熱輸送機構に対し,擬スペクトル法を用いた計算コードの作成及び大規模計算にも適用可能なMPIによる並列化を実行し,その性能評価を行うとともに,高プラントル乱流場における高波数温度変動の効果と浮力の効果に関する解析を行った.
データ同化技術を用いた流動水質予測計算の精度向上と新たなパラメータ最適化法の開発

本研究は,4次元変分法およびアンサンブルカルマンフィルタ法(EnKF)を用いて,沿岸域における流動水質シミュレーションの再現性向上を図り,水質モデルに用いられる各種パラメータ,計算条件の最適化手法の開発を行った.計算対象は大阪湾の夏季の水質とし,同化するデータとして,HFレーダによる水表面流速分布,定点自動観測システムによる水温・塩分・クロロフィル・溶存酸素(DO)の鉛直分布を取り上げた.4次元変分法およびEnKFのいずれも,密度や水質項目の水平・鉛直分布の再現性を大きく向上させた.また,両データ同化手法それぞれを用いた水質モデルパラメータの修正手法の構築を行い,パラメータの推定を実施した.本年度においては,密度差の大きい沿岸域における4次元変分法を用いたデータ同化における課題を抽出した.海洋レーダによって得られた表面流速データを用いた同化は,観測データを直接的に同化する簡易的なナッジング法に比べて大きな同化効果が認められ,観測範囲外においても同化の効果が得られるなど良好な結果を得た.特に河川からの淡水の影響範囲を適正に予測することに効果を発揮するものと考えられる.流速の鉛直データを用いた4次元変分データ同化は,これまで比較的密度差の小さい外洋で多く行われてきた.本研究では沿岸域の密度差の大きい海域での適用を試みた.対象としたのは大阪湾において得られる水質定点自動観測データで,複数点における流速の鉛直データ(つまり流速の3次元データ)を4次元変分法を用いて同化した.流速の空間分布の再現性が大幅に向上するとともに,水温・塩分の空間分布再現にも良好な効果をもたらすことを示した.しかし,わずか数kmで躍層水深が異なるこのような海域では,水平方向および鉛直方向誤差相関距離の設定など,検討が必要な項目も多く,より適切なデータ同化にはさらなる検討が必要である.本検討により,例えば,今回設定している西側境界の境界条件の設定が再現性に影響を与えていることが示唆されるなど,4次元変分データ同化を用いることによって,シミュレーション本体の個別課題を分離抽出できることも明らかになった.本年度においてはまだ成果公表には至っていないものの,流速・水温・塩分のデータ同化を行い,これについても大いに再現性の向上が得られており,また,水質シミュレーションを同時に実施した場合,水質項目の再現性を向上させることも明らかにした.追って成果発表する予定である.本年度においては、昨年度に引き続き4次元変分データ同化法を中心としたデータ同化技術の検討を行った.これまでも述べているように,水域における4次元変分データ同化法は,密度差の小さい外洋において主に実施されており,観測データとの乖離が激しく,データ同化のようなアプローチによるモデルの改良がより必要な沿岸域での適用は極めて少ない.本研究においては適用に当たり,様々な技術的課題を克服する必要があり,本年度においては主にそれらの課題克服に注力した.課題の一つは,同化ウィンドウ(実現象の再現性向上のために時間進行と逆進行を繰り返す1つの小計算期間)が,外洋における適用例に比して,著しく短いことであった.これは同化対象に1時間毎の観測値を利用していることにも起因していたが,水位の補正のための逆算をしない,簡略化されたスキームを新たに用いることで,同化ウィンドウの長時間化に成功した.他の課題であった流速,水温,塩分の同時同化についても成功し,1週間の長期計算を実施し,その効果を検証している.一方で,水質項目の直接同化についても着手した.これまで用いているROMS(Regional Ocean Modeling System)をベースに,水質モデルには,比較的単純なNPZDモデルを用い,また,同化の対象とする大阪湾定点自動観測システムにより収集されている,大阪湾湾奥部5点のクロロフィルデータを用いて,クロロフィルの多点・鉛直分布(3次元データ)の同化を実施した.データ同化により,クロロフィルの計算結果は大いに改善されたが,水温,塩分と同時に同化した場合には,依然十分な成果が得られておらず,プログラムの精査・改良を今後行っていきたい.前年度より実施している水質項目の直接同化について,引き続き検討を進めた.データ同化手法の中でも最も高度な手法のひとつである4次元変分法によるデータ同化は,時間を逆方向に進むサブモデル(アジョイントモデル)の開発が必要となり,多くの労力が必要となる.そこで,前年度はシンプルで,比較的適用が容易なNPZDモデルを採用して,同化の効果を検証していた.本年度はより高度な水質モデルを採用して4次元変分データ同化を行うべく,サブモデルの構築を進めた.一方で,同じく高度なデータ同化手法としてアンサンブルカルマンフィルタ(EnKF)法がある.本研究では,単純にデータ同化による流動水質シミュレーションの再現性向上をねらうだけでなく,モデルパラメータの修正を図り,モデルそのものの向上を目指している.この観点から,同じく高度な同化モデルでも,導入・適用が容易なEnKF法の適用を,海外研究協力者の協力により,始めた.さらに,パラメータ修正については,その修正が「正しく」修正されているのかの疑念が常につきまとうこととなる.そこで,データ同化を用いないパラメータ修正法として多項式カオス展開を利用し,計算時間が短い底質モデル,および,上記流動水質モデルへの適用を行った.底泥内の間隙水中アンモニア態窒素濃度の再現性が向上し,また,再現性向上のためのパラメタリゼーションに成功した.

流動水質モデルへの利用においても,春季のブルームの再現性向上など,一定の成果を得た.以上のようなデータ同化には高頻度に観測されるクロロフィル濃度あるいは溶存酸素濃度を同化対象としたが,窒素・リン循環を考える場合,窒素・リン濃度の同化が必要となる.しかし,そのようなデータを高頻度で取得する既存調査・調査計画は外部機関を含めてないため,水中型分光光度計を導入し,精度検証と実海域での無機態窒素・リン濃度の高頻度観測を実施した.平成27年度においては,12月に発生した水中型分光光度計のデータ収録不調と不測の動作停止により,修理が必要となったため,繰越を実施した.平成28年度(最終年度)において,当初計画していた調査を実施し,合わせて平成28年度の研究計画も実施してところ,本研究申請時に想定していた研究の目標を概ね達成した.水中型分光光度計を神戸港波浪観測塔に設置し,長期の無機態窒素・リン濃度の高頻度(9観測を実施し,栄養塩濃度の時系列変化とそれに影響を及ぼす日射,潮汐との関係を明らかにした.前年度より引き続き開発してきた多項目を持つ水質モデルのアジョイントモデルを構築し,4次元変分法によるデータ同化を実施した.また,アンサンブルカルマンフィルタ(EnKF)によるデータ同化も合わせて実施した.いずれの同化手法も,大阪湾におけるクロロフィルおよび溶存酸素濃度の水平分布および鉛直分布のシミュレーション再現性を向上させることを示した.EnKF法による同化では,対象とする同化項目が水平方向,鉛直方向に極端に変化する沿岸域において,再現性が向上しやすい同化計算の計算条件についても検討を実施した.また,双子実験,現地観測結果を使った実データ同化計算において,水質モデル内のモデルパラメータの補正を行ったが,双子実験では比較的良好であったものの,実データ同化では十分な修正が得られなかった.今後は補正するべきモデルパラメータの抽出や補正順等についてさらなる検討していく必要がある.4次元変分法によるデータ同化についても単に水質現象の再現性向上を図るだけでなく,1時間毎の現地データとデータ同化を用いた水質モデルのパラメータを修正する手法について開発を行い,モデルパラメータの修正が可能であることを示した.再現性が低下する要因はモデルパラメータだけでなく,初期条件,境界条件に含まれる誤差にもあることから,これらの補正と併せて最適化することが有効であることを示した.以上のように,本研究では研究申請で示した目標をおおよそ達成した.今後は,本研究を基課題とする国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)が採択されていることから,4次元変分法およびEnKF法の沿岸域における環境シミュレーションへの活用法の体系化を図る予定である.本研究は,4次元変分法およびアンサンブルカルマンフィルタ法(EnKF)を用いて,沿岸域における流動水質シミュレーションの再現性向上を図り,水質モデルに用いられる各種パラメータ,計算条件の最適化手法の開発を行った.計算対象は大阪湾の夏季の水質とし,同化するデータとして,HFレーダによる水表面流速分布,定点自動観測システムによる水温・塩分・クロロフィル・溶存酸素(DO)の鉛直分布を取り上げた.4次元変分法およびEnKFのいずれも,密度や水質項目の水平・鉛直分布の再現性を大きく向上させた.また,両データ同化手法それぞれを用いた水質モデルパラメータの修正手法の構築を行い,パラメータの推定を実施した.
ノックアウトマウスを用いたADAMTS-1の骨代謝における役割の解析

ADAMTS-1は、トロンボスポンジン(TSP)タイプIモチーフを持つADAM型メタロプロテアーゼである。我々はこれまでADAMTS-1が、軟骨の主要なプロテオグリカンであるアグリカンを分解する活性を有していることを明らかにしてきた。ADAMTS-1によるアグリカン切断部位は、関節炎患者の関節滑液中で検出されるin vivoでのアグリカン断片のものと一致することから、ADAMTS-1がアグリカンの分解を介することによって、関節炎における軟骨組織破壊に関わっている可能性が考えられる。本研究では、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスでコラーゲン誘導性関節炎を誘発し、野生型マウスと比較して関節軟骨破壊の軽減が見られるかどうかを調べることにより、関節炎誘発時の関節軟骨破壊におけるADAMTS-1の役割を調べることを目的としている。この目的のためADAMTS-1遺伝子欠損マウスをコラーゲン誘導性関節炎に感受性を示すDBA/1マウスと戻し交配を10世代行い、現在実験に必要な繁殖を行っている段階である。この間、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスを用いて、平行して進めているADAMTS-1の卵巣機能における役割の解析を先に行った。まず、3週令雌マウスにPMSGおよびhCGを投与する過排卵条件下で排卵数を測定した場合、ADAMTS-1遺伝子欠損雌マウスでは、ヘテロマウスと比較して、排卵数の著しい低下が認められた。このように、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスでは、卵巣全体の機能が低下していることから、ADAMTS-1が卵巣機能において、必須な役割を果たしていることが示唆された。現在、排卵過程および卵胞成熟過程にどのように関わっているか検討を行っている。ADAMTS-1は、ADAM型のメタロプロテアーゼドメインとトロンボスポンジン(TSP)タイプ1モチーフを持つADAMTSファミリーの最初のメンバーとして我々が同定したものである。これまでADAMTS-1が硫酸化グリコサミノグリカン結合性のメタロプロテアーゼであり、またこの性質に一致して、ADAMTS-1が軟骨プロテオグリカンであるアグリカンを分解する活性を有することを明らかにしてきた。またADAMTS-1によるアグリカンの切断部位は、関節炎患者の関節滑液中や軟骨組織培養の上清で検出されるアグリカン断片の切断部位に対応することから、ADAMTS-1がアグリカンの代謝に関わる可能性を考えている。本研究では、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスでコラーゲン誘導性関節炎を誘発してその関節軟骨組織の破壊の程度を調べ、ADAMTS-1がどの程度、関節炎誘導時における軟骨破壊に関わるかを明らかにする。この目的のため、本年度はADAMTS-1遺伝子欠損マウスについてコラーゲン関節炎感受性のマウス系統DBA/1へのバッククロスを行った。またADAMTS-1遺伝子欠損マウスでは生後1-2週の体重が、ヘテロマウスと比較して20-30%程度少なく、成長の遅延が認められる。現在、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスについてその成長期の四肢骨端部組織に異常があるかどうか、また骨端部での軟骨基質の代謝に異常があるかどうかについて検討を行っている。この目的のためADAMTS-

1遺伝子欠損マウスをコラーゲン誘導性関節炎に感受性を示すDBA/1マウスと戻し交配を10世代行い、現在実験に必要な繁殖を行っている段階である。今回はADAMTS-1遺伝子欠損マウスを用いて、平行して進めているADAMTS-1の卵巣機能における役割の解析を先に行った。まず、PMSG/hCG投与による過排卵条件下で排卵数を測定した場合、ADAMTS-1遺伝子欠損雌マウスでは、ヘテロマウスと比較して、排卵数の著しい低下が認められた。次に同じく過排卵条件下で、hCG投与15時間後の卵巣組織を調べた結果、ADAMTS-1遺伝子欠損マウスの卵巣では、非破裂卵胞および非破裂黄体化卵胞から成る、排卵が起こらない卵胞の割合が、ヘテロマウスと比較して顕著に増加していることがわかった。これらの結果から、ADAMTS-1が卵巣機能のうち排卵過程に重要な役割をはたしていることが示唆された。
体積プロフィルによるCo(III)錯イオンの塩基加水分解反応機構の研究

2.ストップドフロー用高圧容器(図1)を設計製作した.この装置は2方サファイア光学窓,電極1本,及び温度調整用ジャケットを備えており,耐圧400MPaである.3.ストップドフロー用混合セル(図2)を設計製作した.この装置は3本のガラスシリンジ,混合室,及びシリンジ駆動用ステップモーターから成る.この装置を図1の装置の内部にセットして,電極を通じて外部からパルス起電力を作動させることによって作動させる.2.ストップドフロー用高圧容器(図1)を設計製作した.この装置は2方サファイア光学窓,電極1本,及び温度調整用ジャケットを備えており,耐圧400MPaである.3.ストップドフロー用混合セル(図2)を設計製作した.この装置は3本のガラスシリンジ,混合室,及びシリンジ駆動用ステップモーターから成る.この装置を図1の装置の内部にセットして,電極を通じて外部からパルス起電力を作動させることによって作動させる.