hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電気粘性流体を用いた能動形超精密テーブルシステム

本研究は電気粘性効果を積極的に利用した新たな構造概念に基づく能動形超精密送りテーブルシステムを実現することを目的としている.本研究においては以下の要素研究を実施すると共に,それらを統合化することにより,次に示すような工学上或いは工業上有用な研究成果を得ることができた.(1)超精密加工機や超精密測定機において広く用いられているボールねじ駆動方式空気静圧案内テーブルシステムをモデル化した評価用テーブルシステムを新たに設計,試作し,それを用いて電気粘性効果を発現するための最適な電気粘性流体の選定,並びに最適電極間の形状,寸法の設定等,具体的なシステム構築に必要な基礎設計試料を整備することができた.(2)超精密テーブルシステムの特性制御を目的とした電気粘性流体の具体的な要求特性を明らかにするため,液晶系と分散系の電気粘性流体の詳細な特性比較を行うことにより,それらの得失等を定性的及び定量的に明らかにした.(3)実機への組込みを目的とした能動形ボールねじ駆動方式空気静圧案内テーブルシステムのプロトタイプを試作開発し,提案する電気粘性効果利用による特性制御が,能動形テーブルシステムを実現する上で有効であることを確認した.(4)電気粘性流体の特性評価試験装置を開発することにより,電熱粘性流体の動的な特性を精密に評価することにより,能動形超精密テーブルシステムに最適な電気粘性流体の最適な使用条件を決定する.なお,本研究成果は,既に日本機械学会第71期全国大会及び第72期全国大会にて公表した他,日本機械学会論文集(C編)に発表予定である.本研究は電気粘性効果を積極的に利用した新たな構造概念に基づく能動形超精密送りテーブルシステムを実現することを目的としている.本研究においては以下の要素研究を実施すると共に,それらを統合化することにより,次に示すような工学上或いは工業上有用な研究成果を得ることができた.(1)超精密加工機や超精密測定機において広く用いられているボールねじ駆動方式空気静圧案内テーブルシステムをモデル化した評価用テーブルシステムを新たに設計,試作し,それを用いて電気粘性効果を発現するための最適な電気粘性流体の選定,並びに最適電極間の形状,寸法の設定等,具体的なシステム構築に必要な基礎設計試料を整備することができた.(2)超精密テーブルシステムの特性制御を目的とした電気粘性流体の具体的な要求特性を明らかにするため,液晶系と分散系の電気粘性流体の詳細な特性比較を行うことにより,それらの得失等を定性的及び定量的に明らかにした.(3)実機への組込みを目的とした能動形ボールねじ駆動方式空気静圧案内テーブルシステムのプロトタイプを試作開発し,提案する電気粘性効果利用による特性制御が,能動形テーブルシステムを実現する上で有効であることを確認した.(4)電気粘性流体の特性評価試験装置を開発することにより,電熱粘性流体の動的な特性を精密に評価することにより,能動形超精密テーブルシステムに最適な電気粘性流体の最適な使用条件を決定する.なお,本研究成果は,既に日本機械学会第71期全国大会及び第72期全国大会にて公表した他,日本機械学会論文集(C編)に発表予定である.本研究は電気粘性効果を積極的に利用した新たな構造概念に基づく能動形超精密送りテーブルシステムを実現することを目的としている.初年度の平成5年度においては以下の要素研究を実施し、次に示す工学上或いは工業上有用な研究成果を得ることができた.(1)超精密工作機械及び超精密計測機を対象に,現状のテーブルシステムの機能と構造を詳細に分析し,現時点におけるそれらの機能上及び構造上の問題点を抽出すると共に,更に高精度・高機能テーブルシステムを実現する上での具体的な開発ニーズを明らかにした.(2)現在,超精密加工機等において広く用いられているボールねじ駆動方式空気静圧案内テーブルシステムを対象に,それをモデル化した評価用テーブルシステムを設計,試作すると共に,それを用いて電気粘性効果を発現するための最適な電気粘性流体の選定,並びに最適電極間の形状,寸法の設定等,次年度において検討するための具体的なシステム構築に必要な基礎設計資料を整備した.なお,電気粘性流体について液晶系と分散系の詳細な特性比較を行い,それらの得失を明らかにした.(3)上述の能動形ボールねじ駆動方式空気静圧案内テーブルシステムのプロトタイプに対して,最適なテーブルの運動制御システムを試作し組込んだ.更に実際のテーブルの静的,動的な挙動を詳細に計測し,提案する電気粘性効果利用による特性制御が,能動形テーブルシステムを実現する上で有効であることを確認した.(4)上述の要素研究で得られた設計資料を基に次年度で研究対象とするテーブルシステムの概念設計を行い,駆動系と案内要素等の構造決定に必要な設計データを別の実験装置を用いて収集した.なお,初年度前期に得られた研究成果は,日本機械学会第71期全国大会において公表した.それ以降の研究成果についても日本機械学会第72期全国大会(1994年8月,北海道大学)にて公表予定である.本研究は電気粘性効果を積極的に利用した新たな構造概念に基づく能動形超精密送りテーブルシステムを実現することを目的としている。最終年度の平成6年度においては以下の要素研究を実施すると共に,それらを統合化することにより,次に示すような工学上或いは工業上有用な研究成果を得ることができた。(1)超精密加工機や超精密測定機において広く用いられているボールねじ

駆動方式空気静圧案内テーブルシステムをモデル化した評価用テーブルシステムを新たに設計,試作し,それを用いて電気粘性効果を発現するための最適な電気粘性流体の選定,並びに最適電極間の形状,寸法の設定等,具体的なシステム構築に必要な基礎設計資料を整備することができた。(2)超精密テーブルシステムの特性制御を目的とした電気粘性流体の具体的な要求特性を明らかにするため,液晶系と分散系の電気粘性流体の詳細な特性比較を行うことにより,それらの得失等を定性的及び定量的に明らかにした。(3)実機への組込みを目的とした能動形ボールねじ駆動方式空気静圧案内テーブルシステムのプロトタイプを試作開発し,提案する電気粘性効果利用による特性制御が,能動形テーブルシステムを実現する上で有効であることを確認した。(4)電気粘性流体の特性評価試験装置を開発することにより,電気粘性流体の動的な特性を精密に評価することにより,能動形超精密テーブルシステムに最適な電気粘性流体の最適な使用条件を決定する。なお,本研究成果は,既に日本機械学会第71期全国大会及び第72期全国大会にて公表した他,日本機械学会論文集(C編)に発表予定である。
分子設計を行ったハイドロゲルによる人工硝子体の開発

ポリビニールアルコールハイドロゲルの基本的な設計を終了し、家兎での手術時の扱いやすさ、生体適合性、さらにはタンポナーデ効果の高さを考えて最終的なゲルの合成を行うことができた。また比較的大量のゲルを清潔操作にて作成できるノウハウを蓄積できた。また側鎖の部分に親水基を導入した分子設計をしたハイドロゲルによる人工硝子体はその物性を変えることでマクロな構造を持たせるととが確認された。In vivoでの評価として人工的に作成した家兎眼での網膜剥離の場合ではゲルとしてタンポナーデ効果を示すことが認められた。そこで硝子体の構造が非常に人に似ているかにくい猿、3頭6眼をもちいる.その片眼にゲル注入しその硝子体の形態の変化を細隙灯顕微鏡、眼底鏡をもちいて経時的に検査した.手術法、その評価に関しては実際の眼科臨床のやり方を踏襲した。眼圧の上昇、前腹部の炎症所見はほとんど見られなかった。さらに硝子体腔は透明性を保ち網膜にも著変を認めなかった。網膜電図でも電気生理学的に網膜の機能が損なわれていないことを確認した。さらにカニクイザルの場合屈折状態が手持ちのレフ、ケラトメーター(屈折計)で他覚的に評価できるが、現在用いられているシリコンオイル、パーフルオロカーボンと異なり術後の屈折状態も変化がほとんど無かった。光学顕微鏡、透過型電子顕微鏡での眼内組織の病理組織は1年の長期の眼内置換の後にも正常のそれとほとんど異ならず長期の眼内置換物として臨床応用を十分目指すことが可能と考えられた。現在臨床応用を目指して、特許の出願、さらにゲルの合成を企業に依頼して、平成18年3月にはそれが完成した。ゲルのとしての硝子体を合成しその評価を行った。微視的構造は中性子散乱法(日本原子力研究所)X線散乱法(高エネルギー加速器研究機構)にて測定を行った。また生体の硝子体の相転移についてレーザー動的光散乱装置を用いて測定をおこない。その解析方法を発表した。人工のゲルとは具なり異方性を持った相転移を示すことが分かった。そのことは臨床での網膜剥離や硝子体出血そして黄斑浮腫などの網膜硝子体疾患とのかかわりが示唆された。椙転移現象を合目的に利用しハンドリングが優れかつタンポナーデ効果を持った人工硝子体の合成を行う基礎データを集めることができた。さらに臨床で使用可能な精密細隙灯に組み込んだレーザー動的光散乱装置を完成させた。vivoでの人工硝子体移植手術:カニクイザル、2頭4眼をもちいる.その片眼にゲル注入しその硝子体の形態の変化を細隙灯顕微鏡、と眼底鏡をもちいて経時的に検査する.生体適合性の評価:ゲルの物性(拡散定数、粘弾性、屈折率)をゲル側のパラメターとし、生体適合性をレーザーフレアーセルメーター(コーワ社)、硝子体中のimmunogloblin量、総蛋自量、2次元電気泳動による蛋白分画の比較、TGF-βの定量的数値との相関を見ることでより厳密にゲルの生体適応性の評価ができる.最終的は組織所見を光学顕徴鏡、電子顕微鏡を見る.以上の項目を現在行っている。まず平成17年3月25日の京都での日本眼科学会総会で口答発表の予定である。また側鎖の部分に親水基を導入した分子設計をしたハイドロゲルによる人工硝子体はその物性を変えることでマクロな構造を持たせることが確認された。

In vivoでの評価として人工的に作成した家兎眼での網膜剥離の場合ではゲルとしてタンポナーデ効果をしめすことが認められた。そこで硝子体の構造が非常に人に似ているかにくい猿、3頭6眼をもちいる.その片眼にゲル注入しその硝子体の形態の変化を細隙灯顕微鏡、眼底鏡をもちいて経時的に検査した.手術法、その評価に関しては実際の眼科臨床のやり方を踏襲した。眼圧の上昇、前眼部の炎症所見はほとんど見られなかった。さらに硝子体腔は透明性を保ち網膜にも著変を認めなかった。網膜電図でも電気生理学的に網膜の機能が損なわれていないことを確認した。さらにカニクイザルの場合屈折状態が手持ちのレフ、ケラトメーター(屈折計)で他覚的に評価できるが、現在用いられているシリコンオイル、パーフルオロカーボンと異なり術後の屈折状態も変化がほとんど無かった。光学顕微鏡、透過型電子顕微鏡での眼内組織の病理組織は1年の長期の眼内置換の後にも正常のそれとほとんど異ならず長期の眼内置換物として臨床応用を十分目指すことが可能と考えられた。
ヒトセントロメア結合蛋白質に相同性をもつ分裂酵母ARS結合蛋白質Abp1の解析

研究目的:我々が単離した分裂酵母ARS結合蛋白質Abp1はヒト及びマウスのセントロメア結合蛋白質、CENP-Bと相同性を持つ。分裂酵母のARSやセントロメア領域が非常にAT-richであり、ARSの多くがMAR/SARに含まれるということを考え併せるとAbp1がMAR/SAR結合蛋白質として、複製、染色体の分配などにかかわっている可能性が考えられる。本研究では上述の可能性を考慮し、Abp1の核内での機能、特に複製開始やセントロメアでの機能を明らかにすることを目的とした。研究成果:Abp1の細胞内での機能を解析し以下の結果を得た。1)Abp1の遺伝子破壊株は生育が遅く、特に低温でそれが顕著である。2)Abp1遺伝子破壊株ではDNA複製の開始のdelayが見られる。3)複製開始複合体のcomponentの一つと考えられるOrplpの高温感受性株で観察されるsynthetic S-phase checkpoint defectがAbp1の遺伝子破壊によって増強される。4)Abp1遺伝子破壊により、ミニ染色体の安定性がチューブリン重合阻害剤TBZに超感受性になる。5)Abp1の過剰発現によりDNA複製開始の阻害が起こるとともに核分裂の異常が起こる。6)Abp1と結合する因子をtwo hybrid法でスクリーニングした結果、chromatin-remodelingに関与する出芽酵母のSNF5と部分的に相同性を示し、細胞増殖に必須な核内に局在する因子を得た。7)GFPを用いた顕微鏡観察により、Abp1は核に特異的に局在しさらに複数のスポット状にも観察された。現在このスポットついて詳しく解析を行っている。以上の結果及びCENP-Bの機能との類推から、Abp1は染色体の構造の変化を通して染色体複製と分配の双方に関与している可能性を考えている。
公共交通の時空間ネットワークと最適化

本研究の目的は,時空間ネットワークと最適化理論の融合による公共交通の設計である.本年度の主な成果は以下の通りである.(1)首都圏の鉄道会社は乗客の利便性向上のため,運行する列車の種類や本数を時間帯によって変化させている.通勤時間帯だけに着目しても,早朝,ラッシュのピーク時,ピーク後に,異なる運行計画が実施されている.本研究では,始発から朝9時までの通勤時間帯を対象として,東京首都圏における優等列車の停車駅を最適化する手法を提案した.2017年度に行った研究では通勤ラッシュ時の7時から8時半までのみを対象としていたが,本研究では時間帯を始発から朝9時までに拡張している.さらに,優等列車停車駅を最適化するアルゴリズムを発展させ,各列車種別の1時間ごとの運行本数を最適化するという異なる問題への適用に成功した.京王電鉄5路線を対象として実験を行い,提案手法の有用性を示した.(2)近年,日本の過疎地域では人口減少により公共交通の利用者数が減り,路線バスの縮小や廃止が相次いでいる.一日のバス運行本数が少ない地域では,住民が何時にどこへ移動するかというデータを利用して,住民の移動利便性を高めるようにバスが通る経路と時刻を設計することが重要である.本研究では過疎地域を対象として,時間に依存するOD交通量に基づいてバスの路線および時刻表を設計する手法を提案した.岩手県大槌町を対象として実験を行い,提案手法の有用性を示した.日本では首都圏における鉄道の混雑緩和と過疎地域における公共交通の設計が喫緊の課題となっている.前者については,2017年度から取り組んでいる東京首都圏における優等列車停車駅の最適化に関する研究をさらに進めることができた.また,後者については過疎地域を対象としたバスの路線と時刻表に関する研究に取り組むことができたため,おおむね順調に進展している.引き続き,地方都市における公共交通活性化につながる研究と首都圏の鉄道時刻表設計に関する研究を進める.本研究の目的は,時空間ネットワークと最適化理論の融合による公共交通の設計である.バスや鉄道の時刻表設計では,定時性と速達性の確保,乗換の円滑化など,トレードオフの関係にある多くの要素を考慮しなければならない.そのためには,個々のバス事業者や鉄道会社を包含する公共交通全体の時空間ネットワークを構築し,ひとつひとつのバスや電車を精確に表現した上で最適化を行うことが重要である.公共交通の時空間ネットワークに対して最適化理論を活用することで,利便性の高い公共交通の設計が可能になると期待される.さらに,時空間ネットワークを購買行動分析に応用し,交通分野とマーケティング分野の横断型の研究を行うことを目指す.本年度の主な成果は以下の通りである.(1)乗換の円滑さと遅延に対する強さを備えたバス時刻表設計手法を提案した.路線バスは渋滞などの影響を受けやすく,遅延が発生しやすい.また,一度発生した遅延は交通網全体に広がり,大勢の利用者が遅延の影響を受けることがある.渋滞による遅延と乗降による遅延の特徴を反映した遅延シナリオを作成し,現在再編計画が進められている静岡県富士市の路線バスを対象として実装と評価を行った.(2)東京首都圏郊外の駅構内売店を対象として,通勤時間帯における鉄道利用者の購買行動分析を行った.さらに,15分ごとの鉄道利用者数のデータを入力として,属性別の店舗利用者数を推定する数理モデルを提案した.(3)東京都の道路ネットワークを構築し,自転車走行環境の評価を行った.この評価に基づいて複数の出発地と目的地の組に対する最適経路を計算することで各道路の使用頻度を算出し,2020年の東京オリンピックに向けて整備が進む自転車レーンの設置場所について最適化手法を用いて定量的に議論した.当初計画していた通り,静岡県富士市を対象として遅延に頑健なバス時刻表設計手法を提案した.また,研究を進める過程で,時刻表設計や路線計画以外のテーマへの時空間ネットワークの応用可能性について知見を得ることができた.本研究の目的は,時空間ネットワークと最適化理論の融合による公共交通の設計である.本年度の主な成果は以下の通りである.(1)地方都市では公共交通の利用者が減少しており,公共交通ネットワークの縮小やサービス水準の低下が大きな問題となっている.地方都市活性化のため,国土交通省は持続可能な地域公共交通ネットワークの形成を図る取り組みに対する支援を行っている.近年多くの地方都市において「ネットワークの再構築」という視点で路線バスの見直しが行われている.このような取り組みに対してネットワーク理論と最適化理論を活用することで,より利便性の高い公共交通の設計が可能になると期待される.昨年度から引き続き富士市のバス時刻表設計の研究を進め,円滑な乗換を保証し遅延を吸収する仕組みを備えたバス時刻表の設計を行った.最適化問題を解く計算時間を考慮した上で定式化の工夫を行い,実用的な計算時間で時刻表を得ることに成功した.(2)東京首都圏では通勤時間帯の列車が非常に混雑しており,鉄道会社は混雑緩和を目指してさまざまな取り組みを行っている.混雑の影響を受ける乗客の経路は,移動時間と電車の混雑率に基づくコスト関数を用いた利用者均衡配分モデルを利用して計算することができる.本研究では,利用者均衡配分問題を繰り返し解く局所探索法により,優等列車停車駅の最適化を行った.6つの列車種別を持つ京王線に対して数値実験を行い,提案手法の有用性を示した.

研究を進める過程で,当初予定していなかった新しいテーマである首都圏における通勤時間帯の鉄道時刻表設計に取り組むことができた.本年度は優等列車停車駅を最適化するアルゴリズムを提案しており,研究は順調に進んでいる.本年度の成果は,通勤時間帯の時刻表設計につながると期待される.本研究の目的は,時空間ネットワークと最適化理論の融合による公共交通の設計である.本年度の主な成果は以下の通りである.(1)首都圏の鉄道会社は乗客の利便性向上のため,運行する列車の種類や本数を時間帯によって変化させている.通勤時間帯だけに着目しても,早朝,ラッシュのピーク時,ピーク後に,異なる運行計画が実施されている.本研究では,始発から朝9時までの通勤時間帯を対象として,東京首都圏における優等列車の停車駅を最適化する手法を提案した.2017年度に行った研究では通勤ラッシュ時の7時から8時半までのみを対象としていたが,本研究では時間帯を始発から朝9時までに拡張している.さらに,優等列車停車駅を最適化するアルゴリズムを発展させ,各列車種別の1時間ごとの運行本数を最適化するという異なる問題への適用に成功した.京王電鉄5路線を対象として実験を行い,提案手法の有用性を示した.(2)近年,日本の過疎地域では人口減少により公共交通の利用者数が減り,路線バスの縮小や廃止が相次いでいる.一日のバス運行本数が少ない地域では,住民が何時にどこへ移動するかというデータを利用して,住民の移動利便性を高めるようにバスが通る経路と時刻を設計することが重要である.本研究では過疎地域を対象として,時間に依存するOD交通量に基づいてバスの路線および時刻表を設計する手法を提案した.岩手県大槌町を対象として実験を行い,提案手法の有用性を示した.日本では首都圏における鉄道の混雑緩和と過疎地域における公共交通の設計が喫緊の課題となっている.前者については,2017年度から取り組んでいる東京首都圏における優等列車停車駅の最適化に関する研究をさらに進めることができた.また,後者については過疎地域を対象としたバスの路線と時刻表に関する研究に取り組むことができたため,おおむね順調に進展している.引き続き地方都市における公共交通活性化につながる研究を進める.さらに,時空間ネットワークを用いた災害時の首都圏における鉄道時刻表設計にも取り組む.引き続き,地方都市における公共交通活性化につながる研究と首都圏の鉄道時刻表設計に関する研究を進める.引き続き,地方都市における公共交通活性化につながる研究と首都圏の鉄道時刻表設計に関する研究を進める.計算用ワークステーションの購入を見送ったため.予定していたワークステーションの購入を見送ったため.次年度に発表を予定している国際会議への旅費に利用する予定である.(理由)2018年11月から産休を取得し,研究が中断したため.(使用計画)2019年度分の研究費と合わせて,計算用ワークステーションを購入する予定である.29年度分の研究費と合わせて,計算用ワークステーションを購入する予定である.
アンギオテンシン葬1型受容体を標的とした肝線維化抑制療法の開発―TGF-βを介した伊東細胞によるコラーゲン産生の阻害

肝硬変への進展を阻害する有効な肝線維抑制療法はなく、その開発が望まれている。平成13年度において、インターフェロン療法が無効であった30例のC型慢性肝炎患者を無作為に2群に分け、1群15例にアンギオテンシンII受容体阻害薬であるロサルタン(500mg)を3か月間、経口投与した。もう1群15例を無投薬として、肝線維化への影響を検討した。その結果、ロサルタン投与群で、線維化マーカーである血漿TGF-β1濃度が有意に低下し、肝生検組織標本での肝線維化面積(%)は軽度であるが有意に低下した。このことは、ウイルス肝炎においてアンギオテンシンIIシグナルが線維化に重要な役割を担っており、その制御は線維化抑制に繋がることが明らかになった(Hepatology,2002)。平成14年度において、アンギオテンシンII1型受容体拮抗薬(CS866)をラット肝硬変モデルに投与し、対照ラットに比較して、肝hydroxyproline量およびTGF-β1量の有意の低下を認めた。また、肝組織線維量も有意に減少した。肝硬変への進展を阻害する有効な肝線維化を抑制する治療法はなく、その開発が切望されている。私どもはC型慢性肝炎患者において血漿アンギオテンシン濃度と肝線維化マーカーである血漿TGF-β1濃度が相関することを認めている。そこで、13年度において、インターフェロン治療が無効であった30例のC型慢性肝炎患者を無作為に2群に分け、1群15例にアンギオテンシンII受容体阻害薬であるロサルタン(500mg)を3か月間、経口投与し、もう1群15例を無投薬として、肝線維化への影響を検討した。その結果、ロサルタン投与群で、血漿TGF-β1濃度が有意に低下し、肝生検組織標本での肝線維化面積(%)は軽度であるが有意に低下した。このことは、ヒトのウイルス肝炎においてアンギオテンシンが肝線維化に重要な役割を果たしており、かつそのシグナルを遮断するとTGF-βの産生低下を介して線維化が抑制されることを示している(Hepatology,in press)。平成14年度において、アンギオテンシンII1型受容体拮抗薬(CS866)をラット肝硬変モデルに投与し、対照ラットに比較して、肝hydroxyproline量、およびTGF-β1量の有意の低下を認めた。まだ肝組織線維量も有意に減少した。
高脂肪食が胃MALTリンパ腫の発生進展に与える影響とその機構の解明

肥満が、がんの死亡率上昇のリスクとなることはよく知られている。その機序には、脂肪組織から分泌されるアディポサイトカイン(レプチン)が関与しているとされ、肥満(高脂肪食摂取)による血中レプチンの上昇が、JAK/STAT3シグナルを増強し、がんの発生・進展を促すと考えられている。一方で、リンパ球はレプチンによって刺激されると、INF-γが過剰に産生され、それに伴い、リンパ球は増殖する。そこで、本課題では、高脂肪食摂取に伴う高レプチン血症が、胃MALTリンパ腫の発生・進展に影響を与えるかを検証し、さらには、その発生・進展メカニズムの解明を目指すこととした。具体的には、1レプチン刺激によってヒトB細胞悪性リンパ腫細胞のレプチン受容体(Ob-R)遺伝子の発現が上昇するか、及び、IFN-γ産生が促されるかを評価し、2H.suis感染マウス胃MALTリンパ腫モデルを用いて、高脂肪食投与が胃MALTリンパ腫の発生を促すかを評価し、3ob/ob(レプチン変異)及びdb/db(レプチン受容体変異)マウスでは、胃MALTリンパ腫の発生が抑制されるか(レプチン-Ob-R結合を介したシグナル経路の遮断の影響)を評価した。以上、本研究計画の完遂によって、持続的な高脂肪食摂取がMALTリンパ腫の増悪につながること、及び、その病態メカニズムを明らかにすることが出来る。本年度内に、1びまん性大細胞型B細胞リンパ腫細胞株(Toledo)を用いた細胞実験、及び、2H. suis感染マウス胃MALTリンパ腫モデルによる高脂肪食摂取と胃MALTリンパ腫の発生・進展の関連に関する検討、3同モデルによるレプチン-Ob-R結合を介したシグナル経路の遮断と胃MALTリンパ腫の発生・進展の関連に関する検討を行うことができた。1に関しては、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫細胞株(Toledo)を、ヒト組み換え体レプチン(100ng/ml)を添加した培地で24時間または48時間、培養し、Ob-R・IFN-γ遺伝子の発現量を、リアルタイムPCR法を用いて評価した。解析の結果は、Ob-Ra/Ob-Rb遺伝子の発現量は、培養後24時間及び48時間ともに有意差をもって対照群より高値であった。同様に、INF-γ遺伝子の発現量に関しても解析したところ、培養後24時間及び48時間ともに有意差をもって対照群より高値であった。さらに、INF-γの産生量を、ELISA法を用いて検討したところ、レプチンで刺激培養した群のIFN-γ産生量は、対照群に比べて高値であった。2に関しては、H. suis感染マウスから採取した胃粘膜ホモジネート液を、C57BL/6Jマウスに経口投与し、続いて、高脂肪飼料で飼育した。H. suis感染より3か月後、胃MALTリンパ腫を含めた全胃を採取し、病理学的評価を行うとともに、レプチン・Ob-R・IFN-g遺伝子の発現量を評価している。3に関しては、ob/obマウス・db/dbマウスに対して、H. suis感染マウスから採取した胃粘膜ホモジネート液を経口投与した。続いて、項目2と同様に、H. suis感染から3か月の時点で、胃MALTリンパ腫を含めた全胃を採取し、病理学的評価を行うとともに、レプチン・Ob-R・IFN-γ遺伝子の発現量を評価している。本課題では、高脂肪食摂取が胃MALTリンパ腫の発生と進展に与える影響を明らかにし、持続的な高脂肪食摂取がMALTリンパ腫の増悪につながること、つまり、食生活習慣の改善によるMALTリンパ腫の進展抑制の可能性を示すことを目的とした。本課題を明らかにするために、本申請では、上記の項目13に関する研究計画を立案し、現在までおおむね順調に研究計画を遂行できている。項目1に関しては、平成30年度内にすべての計画が終了し、in vitroの解析において、レプチンがリンパ腫細胞のOb-R遺伝子の発現を誘導し、さらにはINF-γの産生を促すことを明らかにすることができた。項目23に関しては、動物実験は終了しており、摘出した胃の病理標本の作製と摘出胃からのmRNA抽出、定量PCRも既に済んでおり、現在は、データの整理と結果の解析を進めている。本年度の研究の推進方策に関しては、上述の実験結果を解析・検討し、必要に応じて補足実験を行い、結果の報告を行っていくことを予定している。具体的には、1レプチン刺激によってヒトB細胞悪性リンパ腫細胞のレプチン受容体(Ob-R)遺伝子の発現が上昇するか、及び、IFN-γ産生が促されるかを評価し、2H.suis感染マウス胃MALTリンパ腫モデルを用いて、高脂肪食投与が胃MALT

リンパ腫の発生を促すかを評価し、3ob/ob(レプチン変異)及びdb/db(レプチン受容体変異)マウスでは、胃MALTリンパ腫の発生が抑制されるか(レプチン-Ob-R結合を介したシグナル経路の遮断の影響)を評価した。以上、本研究計画の完遂によって、持続的な高脂肪食摂取がMALTリンパ腫の増悪につながること、及び、その病態メカニズムを明らかにすることが出来る。本年度内に、1びまん性大細胞型B細胞リンパ腫細胞株(Toledo)を用いた細胞実験、及び、2H. suis感染マウス胃MALTリンパ腫モデルによる高脂肪食摂取と胃MALTリンパ腫の発生・進展の関連に関する検討、3同モデルによるレプチン-Ob-R結合を介したシグナル経路の遮断と胃MALTリンパ腫の発生・進展の関連に関する検討を行うことができた。1に関しては、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫細胞株(Toledo)を、ヒト組み換え体レプチン(100ng/ml)を添加した培地で24時間または48時間、培養し、Ob-R・IFN-γ遺伝子の発現量を、リアルタイムPCR法を用いて評価した。解析の結果は、Ob-Ra/Ob-Rb遺伝子の発現量は、培養後24時間及び48時間ともに有意差をもって対照群より高値であった。同様に、INF-γ遺伝子の発現量に関しても解析したところ、培養後24時間及び48時間ともに有意差をもって対照群より高値であった。さらに、INF-γの産生量を、ELISA法を用いて検討したところ、レプチンで刺激培養した群のIFN-γ産生量は、対照群に比べて高値であった。2に関しては、H. suis感染マウスから採取した胃粘膜ホモジネート液を、C57BL/6Jマウスに経口投与し、続いて、高脂肪飼料で飼育した。H. suis感染より3か月後、胃MALTリンパ腫を含めた全胃を採取し、病理学的評価を行うとともに、レプチン・Ob-R・IFN-g遺伝子の発現量を評価している。3に関しては、ob/obマウス・db/dbマウスに対して、H. suis感染マウスから採取した胃粘膜ホモジネート液を経口投与した。続いて、項目2と同様に、H. suis感染から3か月の時点で、胃MALTリンパ腫を含めた全胃を採取し、病理学的評価を行うとともに、レプチン・Ob-R・IFN-γ遺伝子の発現量を評価している。本課題では、高脂肪食摂取が胃MALTリンパ腫の発生と進展に与える影響を明らかにし、持続的な高脂肪食摂取がMALTリンパ腫の増悪につながること、つまり、食生活習慣の改善によるMALTリンパ腫の進展抑制の可能性を示すことを目的とした。本課題を明らかにするために、本申請では、上記の項目13に関する研究計画を立案し、現在までおおむね順調に研究計画を遂行できている。項目1に関しては、平成30年度内にすべての計画が終了し、in vitroの解析において、レプチンがリンパ腫細胞のOb-R遺伝子の発現を誘導し、さらにはINF-γの産生を促すことを明らかにすることができた。項目23に関しては、動物実験は終了しており、摘出した胃の病理標本の作製と摘出胃からのmRNA抽出、定量PCRも既に済んでおり、現在は、データの整理と結果の解析を進めている。本年度の研究の推進方策に関しては、上述の実験結果を解析・検討し、必要に応じて補足実験を行い、結果の報告を行っていくことを予定している。本年度は、計画の軽度の遅延のため、補足実験に必要な定量PCRのプライマーを購入していない。次年度は、本年度の残額を利用して、プライマーの購入費用とする予定である。
障害者から学ぶ“エイジング・イン・プレイス”の秘訣：ミクストメソッド研究

地域で暮らす障害者たちは、“エイジング・イン・プレイス(Aging in place:「住み慣れた地域でたとえ要介護となっても豊かに年を重ねる」)"の体現者たちである。本研究では、彼・彼女らが「障害とうまく共存しながら地域生活を送る」具体的な知恵や工夫を「社会的資源」と考え、それらを整理・集約し社会に循環させ活用することを目的とし、以下の方法で調査を行っている。1インターネットQ&Aサイト「Yahoo!知恵袋」に投稿された障害当事者たちによる生活や暮らしに関する質問・回答内容を、障害を持ちながら生活する「集合知」として、計量テキスト分析により量的に調査する。2地域で暮らす障害当事者たちの“エイジング・イン・プレイス(Aging in place:AIP)"の工夫や知恵を、インタビューを通じて質的に調査する。これまでのデータをもとに、以下の成果発表を行った。著書の出版としては、岩隈美穂.(2019).障害者は障害をもつ人か?:「障害」に関する三つの話. In『知のスイッチー「障害」からはじまるリベラルアーツ』(嶺重慎、広瀬浩二郎、村田淳編)、岩波書店.がすでに刊行され、1章を分担執筆した。講演活動を2回行い、第41回総合リハビリテーション研究大会において、「障害のある人が高齢になっていくプロセスをリハに関わる看護職がどう支えるか」という分科会で、インタビューデータの一部を使い「障がい者の高齢化について:障害当事者に聞くAging in place」という基調講演を行った。第一回日本ソーシャル・イノベーション学会では、分科会3パネルディスカッションに登壇し、高齢障がい者のデータを利用して、「ダイバーシティ&インクルージョン」にパネラーとして発表した。NTTデータからのデータをもらう手続きに時間がかかったが、年度末にダウンロードが終了した。インタビューのほうは、すでに30人近く終わっており、ほぼ予定通りである。作業効率化のため業者に依頼し、クラウドをかりNTTデータからのデータダウンロード、データのコンバートは完了している。6か所の作業所に分担して振り分けに入っているところである。35万件の振り分けには約6か月かかると見積もっている。半年後振り分け済のデータから分析開始予定である。10月まで知恵袋データについては特にやることはないので、その間インタビュー実施・分析を進める予定である。NTTデータからのデータ受け取り手続きに時間がかかり、その使用料の支払いが遅れていている。
親子間におけるGenetic Conditionについての共有過程に関する記述研究

日本遺伝看護学会第8回学術集会の交流集会参加団体から(1)日本ダウン症協会広島支部「えんぜるふぃっしゅ」(染色体異常症)、(2)フェニルケトン尿症(PKU)親の会連絡協議会(単一遺伝子疾患/常染色体劣性遺伝)、(3)つくしの会(単一遺伝子疾患/常染色体優性遺伝)、(4)出生前診断の告知のあり方と自己決定の支援について考える「泣いて笑って」(先天異常)、の方々の協力を得てフィールドワークを続けている。出生時(または告知時):親自身が状況を理解することと、親が周囲の身近な人々に説明し理解を得るための労をとる。親子間に先行して親が己の他の親族(子どもにとっては祖父母、おじやおばたち)や友人に知らせる。親自身が子どもの疾病や障がいを受け止めための大きな試練であった。新生児・乳幼児期からの子どもの発達と共に親子間の愛着形成が最重要課題であった。子ども自身が自己の特徴に気づき、親に尋ねるタイミングがgenetic conditionを開示する最適な時と考えていた。親は自分自身が疾病について理解してきたプロセスを子どもに開示したり、上の子どもたちには患者会時で出会う友人を照会する場合もあった。特に思春期になると他の兄弟姉妹への対応と区別する必要性を感じていた。そのため健常児との共通点と相違点を探しだそうとした。genetic conditionの共有時は親の劣等感を子どもが直接受け止めざるを得ない状況も少なくないと推察された。今年度は、具体的に調査に入る前に、文献検討、フィールド活動を行った。1)フィールド活動について対象は、主に出生前診断を受けた家族、先天異常の子どもを出産した親と常染色体劣性遺伝病では先天代謝異常症(フェニルケトン尿症、メイプルシロップ尿症)、常染色体優性遺伝病の軟骨無形成症、さらに不妊を伴う染色体異常(ターナー症候群)女性に、実際の生活、家族の課題、患者の持つ課題について情報を得、今後、具体的に調査協力について調整を進める予定である。研究テーマとしては、先天代謝異常症家族については新生児スクリーニング後の厳密な食事療法とセルフケア行動の健康教育、軟骨無形成症家族では、ボディイメージと自我形成について、ターナー女性の家族においては、性役割と自立について、が鍵となりそうである。2)研究方法論について患者の語りデータベースを作成しているDIPExJapan理事和田恵美子氏から、患者体験の公表および政策提言に関する助言を受けた。現在Web2.0のような形でも個々の体験を公表する動きがあり、市民が社会に対して参加型かつ影響したいという要求も強い。その動きとどのように協働するかを討論した。口述データを収集し、情報提供者と共同で公表方法を検討する予定である。
極低温マトリックス単離赤外分光法による希ガス固体中のトンネル反応の研究

1ヘリウム冷凍機のコンプレッサーを新規購入して,マトリックス単離装置の能力を高めた.2エチレンと二酸化窒素との光反応によって生成するオキシランビラジカルのトンネル反応について研究を行い,以下のような結果を得た.(1)エチレンと二酸化窒素との光反応では最終生成物として環化によるエチレンオキシドと水素原子移動によるアセトアルデヒドが得られた.(2)反応経路には直接最終生成物を生成する一段階一光子反応とニトリトラジカルを経由する二段階二光子反応があることがわかった.(3)1,2-重水素置換エチレンを用いて実験を行ったところ,CHO基をもつアセトアルデヒドとCDO基をもつアセトアルデヒドの2種類が生成することがわかった.それぞれの赤外吸収スペクトルをはっきりと独立に測定することができた.(4)それぞれのアルデヒドの生成速度を赤外吸収強度の時間変化から一段階一光子反応のみを抽出して調べると,CDO基を持つアセトアルデヒドのみが生成することがわかった.(5)以上の結果から一段階一光子反応では,水素原子は移動するけれども,重水素原子は移動しないことがわかった.(6)同位体置換による反応速度定数の違いをトンネル反応と位置付け,解釈を行った.1ヘリウム冷凍機のコンプレッサーを新規購入して,マトリックス単離装置の能力を高めた.2エチレンと二酸化窒素との光反応によって生成するオキシランビラジカルのトンネル反応について研究を行い,以下のような結果を得た.(1)エチレンと二酸化窒素との光反応では最終生成物として環化によるエチレンオキシドと水素原子移動によるアセトアルデヒドが得られた.(2)反応経路には直接最終生成物を生成する一段階一光子反応とニトリトラジカルを経由する二段階二光子反応があることがわかった.(3)1,2-重水素置換エチレンを用いて実験を行ったところ,CHO基をもつアセトアルデヒドとCDO基をもつアセトアルデヒドの2種類が生成することがわかった.それぞれの赤外吸収スペクトルをはっきりと独立に測定することができた.(4)それぞれのアルデヒドの生成速度を赤外吸収強度の時間変化から一段階一光子反応のみを抽出して調べると,CDO基を持つアセトアルデヒドのみが生成することがわかった.(5)以上の結果から一段階一光子反応では,水素原子は移動するけれども,重水素原子は移動しないことがわかった.(6)同位体置換による反応速度定数の違いをトンネル反応と位置付け,解釈を行った.
脊髄損傷モデルマウスに対する液性因子治療

脊髄損傷モデルマウスを作製し、間葉系幹細胞培養上清のみを髄腔内投与することで、治療効果を得られるか検証する。治療後の脊髄損傷モデルマウスの解析には、神経マーカーを用いた蛍光免疫染色を用いての組織学的な形態解析と後肢機能評価するための行動解析を行う。治療効果が認められた場合には培養上清中の効果因子の同定を以下の手順で行う。1治療効果を持つ分画決定2治療効果を持つ候補分子スクリーニング3候補分子絞り込み(in脊髄損傷モデルマウスを作製し、間葉系幹細胞培養上清のみを髄腔内投与することで、治療効果を得られるか検証する。1治療効果を持つ分画決定2治療効果を持つ候補分子スクリーニング3候補分子絞り込み(in
ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤の創製研究

スピルコスタチンAを基にしたHDAC阻害剤の創製研究エステル結合をアミド結合に改変することにより,環状デプシペプチドを環状ペプチドに代替したスピルコスタチンA類縁体の合成を達成した。構成アミノ酸の一つであるβーアミノ酸は,イミンに対する不斉マンニッヒ反応により,光学純度良く得ることができた。D-Val-statine, D-システイン,D-アラニンに続いてこのβーアミノ酸を縮合し,マクロラクタム化を試みたところ,中程度の収率で環化体を得た。続いてチオールの脱保護,ジスルフィド形成を行ってスピルコスタチンラクタム類縁体を得ることに成功した。ヒストン脱アセチル化酵素阻害活性を評価したところ,阻害活性はスピルコスタチンAの1/100に減少した。この結果からアミド結合とエステル結合の違いが生物活性に決定的に関与していることを明らかにした。また,D-Val-statineの置換基を改変した類縁体を5種類合成した。これらとシステイン部位2種類,アラニン部位2種類を組み合わせた計20種類の類縁体について,前年度に開発研究を行った完全固相合成法を活用して合成を試みた。その結果,一部の類縁体ではジスルフィド形成時に予期せぬエーテル環化が進行したものの,望むマクロラクトン体を得ることに成功した。今後,まとめて生物活性試験を行う予定である。27年度が最終年度であるため、記入しない。(1)スピルコスタチンAを基にしたHDAC阻害剤の創製研究D-Val-statineの水酸基をシリルリンカーを介して固相に担持した。Fmoc法を用いて必要なペプチド残基、および光学活性ヒドロキシカルボン酸を縮合して、環化前駆体を得た。固相上でのマクロラクトン化を実現するためには、N末端およびC末端の保護基を除去する方法およびその順番を精査する必要があった。見出した条件をもとに得られた環化前駆体についてマクロラクトン化を検討した結果、収率よく環化体を得ることに成功した。さらに固相上でのジスルフィド形成を検討したが、満足結果は得られなかった。そこで、固相上から環化化合物を切り出した反応溶液を用いて、そのままワンポットでジスルフィド形成を実現し、全工程を固相上で行なう完全固相合成法を確立することに成功した。今後、本手法を用いて種々の類縁体を効率良く合成することが可能になった。(2)HDAC阻害剤をプローブとする標的タンパク質複合体解析スピルコスタチンAと同様にHDAC阻害活性を示す、ラーガゾールおよび環状テトラペプチド誘導体を合成し、HDAC活性を維持した分子プローブへ誘導化した。この化合物を用いて結合タンパク質複合体解析を行った結果、スピルコスタチンAと同様に、HDACと複合体を形成していることが知られているタンパク質群を得ることができた。興味深いことに、分子プローブの前駆体の活性の強弱に関わらず、同様の結合タンパク質複合体が得られた。実績に記載したとおり、当初計画していたことは、すべて達成している。効率良い合成法を確立したので、この方法を用いて種々のスピルコスタチンA類縁体の合成を計画している。この際、インシリコによるドッキングシミュレーションを取り入れて化合物設計も効率化する方針である。
堕落と亀裂の宗教詩:『失楽園』の宇宙世界における実用主義、事実主義、ネオ懐疑主義

『失楽園』の表層では、ある対集をひとつの枠組みに整合性をもってまるめこもうとする回収への意思が、有機的で統一された教義と静的な道徳に凝縮させている。その一方で、創造の逸脱は反作用として機能し、この詩を不安定でアモフォラスな世界にしている。具体的にいえば、「謙虚にして賢明であれ」と教える実用主義は、知というものを、被造物への過度な関心と熱烈な探求をそぎ、被造物の創造主(教義)への賛美(道徳)として閉じこめる。しかし実用主義を登場人物に語らせる叙事詩の語り手自身は、常識を超えた数々の被造物に言及することで、過渡と熱烈さをもっていることを露見してしまう。そして皮肉なことに、回収と逸脱の力動的関係という表層下には、語られている内容をささえる大きな枠組みが無条件に根拠づけられている。この大枠組み(土台)への深い確信(疑い欠如)が、最終的に『失楽園』のなかのすべてに事象や出来事を、ある構造・理念・意味づけのなかに封じこめるように機能してしまっている。回収への意思と詩的創造による逸脱との拮抗は、超越的な外部という舞台で起こるたんなる一つの事象という最終的信念によって抱摂されている。本来は異物である新世界の驚異すらも、神による被造物、語りうる対象として占有する語り手の態度である。この語り手は、聖書の記述の正しさを確信しているというよりは、聖書の記述を読んで解釈するその解釈の正しさと、解釈する自分自身の正当性とを確信しているからこそ、占有できるのだ。この懐疑欠如こそ、ピューリタン・ミルトンとは対極に立つカトリックのモア、モンテーニュの護教的懐疑である。実験科学を推進した実用主義者のなかに潜勢的にある、ネオ・ピュロン派懐疑主義、つまり科学ですらも経験だけに基づき経験によって検証される仮説的体系という懐疑の余地を残す考え方からすれば懐疑が不徹底なのだ。1『失楽園』が、実用主義(生活密着型)と事実主義(知識探索型)との両極のあいだでゆれていることを明らかにするために、古典古代から17世紀にかけて実用主義者の系譜を追い、またそれと並行してとくに17世紀の科学に関する事実主義者たちの著作を読んだ。対立する両者の主義に通底している精神的構えが、被造物の驚異への固執と正確な表象へのこだわりであることをつきとめた。この詩の語り口は、たしかにこうした固執とこだわりによる実用事実摸写がある一方で、その両者の地平を超越する真実描写にたっていることを確認した。こうした知見は、論文「「驚異をごらんあれ」:『失楽園』における叙事詩的欲望と逆定言」として提出し、今年中に出版されるミルトン研究書に掲載される。2上の二つの主義のどちらでもない第三の立場・ネオ懐疑主義がこの詩の主張を転覆させていることを証明するために、懐疑主義の研究書(例ポプキン)や一次資料(例モンテーニュ)を読み、新事実・怪物・珍奇・不可思議なものについての存在意義を真剣に考慮したネオ懐疑主義者が、宇宙世界への了解可能性という根本的信念にひびが入れていることを確認した。そのひびを弥縫するために、この詩は真実描写が成り立つための条件である、堕落という境界線を仮構していることを明らかにした。懐疑主義者が、堕落は虚構だ、それは事実ではないかもしれないということを説明するためには、確認できないはずのことを表象再現前化するという仮託仮構によって確認するように、詩の語りの手による真実描写は機能している。

語り手の物語構築への欲望に、説明する懐疑論者が身をゆだねるはめになる。つまり真実描写の言葉にみなぎっている叙事詩的欲望を否定しつつ、それと同質の欲望にからめとられ、入れ子状にはめこまれてしまう構造があることを、上述の論文で説明した。『失楽園』の表層では、ある対象をひとつの枠組みに整合性をもってまるめこもうとする回収への意思が、有機的で統一された教義と静的な道徳に凝縮させている。その一方で、創造の逸脱は反作用として機能し、この詩を不安定でアモフォラスな世界にしている。具体的にいえば、「謙虚にして賢明であれ」と教える実用主義は、知というものを、被造物への過度な関心と熱烈な探求をそぎ、被造物の創造主(教義)への賛美(道徳)として閉じこめる。しかし実用主義を登場人物に語らせる叙事詩の語り手自身は、常識を超えた数々の被造物に言及することで、過渡と熱烈さをもっていることを露見してしまう。そして皮肉なことに、回収と逸脱の力動的関係という表層下には、語られている内容をささえる大きな枠組みが無条件に根拠づけられている。この大枠組み(土台)への深い確信(疑い欠如)が、最終的に『失楽園』のなかのすべてに事象や出来事を、ある構造・理念・意味づけのなかに封じこめるように機能してしまっている。回収への意思と詩的創造による逸脱との拮抗は、超越的な外部という舞台で起こるたんなる一つの事象という最終的信念によって抱摂されている。本来は異物である新世界の驚異すらも、神による被造物、語りうる対象として占有する語り手の態度である。この語り手は、聖書の記述の正しさを確信しているというよりは、聖書の記述を読んで解釈するその解釈の正しさと、解釈する自分自身の正当性とを確信しているからこそ、占有できるのだ。この懐疑欠如こそ、ピューリタン・ミルトンとは対極に立つカトリックのモア、モンテーニュの護教的懐疑である。実験科学を推進した実用主義者のなかに潜勢的にある、ネオ・ピュロン派懐疑主義、つまり科学ですらも経験だけに基づき経験によって検証される仮説的体系という懐疑の余地を残す考え方からすれば懐疑が不徹底なのだ。
根を含む樹木の光合成・呼吸の正確な多個体実測によるシステミック生理学分野の開拓

樹木の個体生理学は葉の生理学と生態系をつなぐ重要な研究分野であるが研究は少ない。そこで、本課題では、根を含む個体呼吸と個体光合成(光飽和時のポテンシャル)を多数の個体で測定する装置を作成した。また、個体の蒸散量と器官別の個体呼吸を評価した。個体光合成/呼吸(根を含む)は個体の置かれた光環境に大きく左右されず、光合成が低くなれば呼吸も低下することで一定傾向を示した。また、優勢個体は水利用効率が高く、被陰個体の水利用は低かった。広い個体サイズスケールで個体機能を見た場合、系統間差は小さく、資源獲得を巡る強い競争関係は希薄な傾向にあった。これは、種多様性の維持機構の一つかもしれない。マクロに見た森林生態系には不均一環境が常に存在し、ここに個体成長、枯死のダイナミクスが生じる。こうしたダイナミクスの基盤となる根を含む樹木全体の個体生理機能(光合成・呼吸)の大半は1枚の葉などのミクロな情報からの推定であり、ミクロとマクロの間の理解には高い壁がある。理由は、ミクロとマクロの中間にある(変異性や可塑性の高い)樹木個体の効率的で正確な実測によるシステミックな(全身的な)生理学データや研究がないためである。そこで我々は、従来困難とされる樹木個体光合成測定法を開発して実測し、さらに根を含む個体全体の器官別呼吸も独自に開発した方法で多数実測し、個体機能量(光合成・呼吸)を評価、検討することで樹木システミック生理学分野を開拓することを目的として研究を開始した。本年度は個体呼吸チャンバーの利活用について具体的に検証した。チャンバーに被陰を行わず明るい状態で内部のCO2濃度をモニターした。小型樹木個体をチャンバーに短時間密閉し内部のCO2変化速度から、光合成・呼吸速度を算出する単純な手法で、数々のメリットがある。続けて2度目の光合成測定時でも最初の光合成速度とほとんど変化のない個体光合成を測定できることを確認した。しかし、小型樹木であっても樹形は環境に応じて大きく変化する。このため各種環境の個体光合成測定のためには複数のチャンバー作成が必要であった。今後は、同種でほぼ同じサイズの個体を選択して光環境の異なる生育地間の個体光合成・呼吸の比較を行っていく予定である。また、本年度は分担者、連携研究者とともに森林の種多様性維持機構に関する理論的な研究も平行して進めた。本成果はこうした多様性研究の基盤としても今後利活用する予定である。樹木個体光合成と呼吸の同時測定の装置を試作して測定した結果、測定が可能であることを確認できた。個体光合成測定の結果得られた値を葉面積当たりの光合成速度に変換すると、LI6400などの従来のクランプオンチャンバー葉面積当たり光合成速度とほぼ同じ値であった。また、繰り返し測定しても値に変化が見られず、短時間の閉鎖による水蒸気やチャンバー内気温の上昇があっても個体光合成速度は安定して測定することが可能であった。本方法は1台の赤外線分析計による閉鎖方式測定であり、多点の個体光合成の生態学的な評価に向いている方法である。以上のように個体レベルの光合成測定の有効性が確かめられた。しかし、光合成はチャンバーに入れた樹木個体の樹形に合わせた適切なサイズのチャンバーを作成、準備する必要がある。この点で個体光合成の測定には多くの労力がかかることも明らかとなった。そこで我々は、従来困難とされる光合成の同時測定法を開発して実測し、さらに根を含む個体全体の器官別呼吸も独自に開発した方法で多数実測し、個体機能量(光合成・呼吸)を評価、検討することを目的として研究を開始した。研究開始初年度は、樹木個体全体の呼吸と光合成の測定装置の開発と検証を行った。本計画では、多数の樹木を測定する必要があるため、光合成速度は対象の樹木個体の光合成が光飽和した際の最高値Amax(μmolCO2/sec)を個体光合成速度の指標として用いた。計画2年目は、山形大学農学部構内のオニグルミ林の林床に天然更新している成長2年目の稚樹20個体(種子貯蔵炭素を使い果たし、各個体の環境に適応した)を材料にもちいた。材料とした各個体の置かれた相対的な光環境を光量子センサーで評価したところ953%の幅であった。この光環境に応じた個体全体の呼吸Rと個体のAmaxを検討した。Amax/Rの値は個体の置かれた環境に関係なくほぼ一定の値であり、暗い環境に置かれた個体が呼吸超過で枯死する兆候は見られず、それぞれの環境で個体の炭素収支は枯死しないように個体レベルで調整されている可能性がある。また、暗い環境にあり従来被陰され競争に負けたとされる個体であっても、光合成の低下に合わせてコストである呼吸を抑制することで環境に応じて枯死を回避しているのであろう。平成27年度(研究開始初年度)は、樹木個体全体の呼吸と光合成の測定装置を作成して、正確に多数の個体で測定が可能であることを検証した。