hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
液相単一分子衝突・反応システムの基盤技術創成

本研究では10 nmの拡張ナノ空間を利用して単一分子を確実に衝突・反応させる極限化学反応システムの創成に向けた基盤技術の開発と物質輸送の基礎的な知見の獲得を目的とした。ガラスのトップダウン加工法による流路加工プロセスを開発して、最小でサイズ50 nm、表面粗さ3 nmのスクエア型拡張ナノ流路の作製に成功した。また、脱水反応を利用した拡張ナノ流路表面のシラノール基密度の制御方法を開発した。一方、拡張ナノ空間の表面による静電相互作用が溶質分子挙動に大きく影響することを明らかにした。これにより、単一分子衝突・反応システムに必要な流路加工・表面制御技術を確立し、物質輸送のための表面制御の指針を得た。申請者らは、ガラスのナノ加工/低温接合、fL/秒の圧力流体制御、単一分子検出など、100nmの拡張ナノ空間の基盤技術を世界に先駆けて実現して、さまざまなユニークな溶液物性・化学特性をはじめて明らかにしてきた。また、ユニークな溶液物性はガラス表面のシラノール基に由来しており、壁面の特性が溶液物性に大きく影響することを初めて見出したそこで拡張ナノ空間が表面支配的であることを利用すれば、壁面-分子間の電荷反発など表面の効果と合わせて単一分子の輸送経路を制御し、ひいては確実な単一分子衝突・反応システムという化学における理想的な反応ツールを実現できると着想した。しかし、表面を有効に活用するためには10nmスケールの流路が必要であること、表面に電極などの外場を印加するためのデバイスを埋め込むことなど、高度な加工技術が必要である。本申請では、単一分子衝突反応に向け、溶質分子の軌道を制御するための基盤技術を確立することを目的とした。2年の研究計画の初年度である本年度は、10nmスケールのガラスの流路作製技術を確立した。電子線露光条件やドライエッチングの条件を検討して、10nmスケールの流路の作製に成功した。また、また、表面のシラノール密度の制御も必要であるが、加熱温度と時間を制御することで、表面シラノール密度が制御できるという知見も見出した。以上から初年度の目標を達成した。研究実績の概要で述べたように、10nmスケールの流路の加工、表面制御、漏れのない流体の駆動に成功しており、来年度電極を組み込んだデバイスを作製することで、溶質の軌道制御に取り組むことができる。研究代表者らは、ガラスのナノ加工/低温接合、fL/秒の圧力流体制御、単一分子検出など、100 nmの拡張ナノ空間の基盤技術を世界に先駆けて実現して、支配的な表面効果による様々なユニークな溶液物性・化学特性を明らかにしてきた。そこで本研究では、10 nmスケールの流路とその中で支配的な壁面-分子間の電荷反発などの表面効果を利用して単一分子の輸送経路を制御し、ひいては確実な単一分子衝突・反応システムという化学における理想的な反応ツールを実現するための基盤技術を開発することを目的としている。平成27年度はナノ加工における電子線露光条件やドライエッチングの条件を検討して、10 nmスケールのガラス流路作製技術を確立した。そこで平成28年度は、外場を制御するための基盤技術を開発した。自発分極する強誘電体の基板にスパッタにより厚さ5 nmのSiO2層を製膜した基板によるナノ流路を作製した。これにより、強誘電体の効果により流路表面の負電荷を増強したデバイスを実現した。一方、研究を進める中で、ナノ流路に溶質分子が導入されないことを見出した。これは、静電力による表面相互作用や流路サイズによるエントロピーの効果が支配因子であると考えられる。本研究目的である単一分子の輸送と衝突反応を達成するためには、溶質分子をナノ流路に導入することが不可欠である。そこで当初の研究計画を見直して研究期間を延長し、表面電荷などの効果に着目して溶質分子導入の検証実験を実施する。研究実績の概要で述べたように、ナノ流路への溶質導入に関する新たな発見があった他は、外場制御技術の開発などを順調に達成できている。溶質導入実験で得られる知見を取り込むことで、延長期間内にナノ流路での溶質の軌道制御に取り組むことができる。そこで本研究では、10 nmスケールの流路とその中で支配的な壁面ー分子間の電荷反発などの表面効果を利用して単一分子の輸送経路を制御し、ひいては確実な単一分子衝突・反応システムという化学における理想的な反応ツールを実現するための基盤技術を開発することを目的としている。これまでにナノ加工における電子線露光条件やドライエッチングの条件を検討して、10 nmスケールのガラスの流路作製技術を確立した。また、加熱温度と時間を制御することで拡張ナノ流路表面のシラノール密度を制御できることも検証した。これは、静電力による溶質分子と流路表面の相互作用や流路サイズによるエントロピーの効果などが関係していると考えられる。そこで平成29年度は、溶質電荷と表面電荷による静電相互作用に着目して、溶質分子を拡張ナノ流路に導入する際の溶質分子挙動を評価した。その結果、溶質電荷と流路表面電荷との関係により拡張ナノ流路への溶質分子の導入率が変化することを明らかにした。

ガラスの流路表面の電荷は負に帯電しているため、溶質電荷が負のときには反発力により導入率が40%となり、逆に溶質電荷が正のときは引力により導入率が100%よりも大きくなった。これは拡張ナノ空間に単一分子を導入して輸送経路を制御するには表面電荷の制御が必要であることを示す極めて重要な知見である。本研究では10 nmの拡張ナノ空間を利用して単一分子を確実に衝突・反応させる極限化学反応システムの創成に向けた基盤技術の開発と物質輸送の基礎的な知見の獲得を目的とした。ガラスのトップダウン加工法による流路加工プロセスを開発して、最小でサイズ50 nm、表面粗さ3 nmのスクエア型拡張ナノ流路の作製に成功した。また、脱水反応を利用した拡張ナノ流路表面のシラノール基密度の制御方法を開発した。一方、拡張ナノ空間の表面による静電相互作用が溶質分子挙動に大きく影響することを明らかにした。これにより、単一分子衝突・反応システムに必要な流路加工・表面制御技術を確立し、物質輸送のための表面制御の指針を得た。電極を組み込んだデバイスを組み込んで表面電位を制御する。バルクでは1Vの電位は小さな値であるが、10nmギャップの拡張ナノ空間では大きな電位となりその効果は絶大である。この効果が溶質の軌道にどのような影響を与えるかを来年度確かめる。溶質導入実験の知見をもとに流路を再設計する。外場制御機構を組み込んだデバイスを作製し、ナノ流路表面近傍に発生する静電場が溶質の軌道にどのような影響を与えるかを確かめる。マイクロ・拡張ナノ流体デバイス工学、分析化学今年度の流路加工条件の検討により非常に小さいサイズの流路の加工と表面表面制御ができることがわかり、極限的に小さいサイズから溶質軌道制御実験が可能であると期待される。したがって、これら幅広いサイズでのデバイス作製に研究費を使用して、溶質軌道制御の成功確率を高める。本研究を進める中で、10-100 nmの拡張ナノ空間に溶質分子が導入されないことを見出した。本研究目的である拡張ナノ空間での単一分子の輸送と衝突反応を達成するためには、溶質分子を拡張ナノ空間に導入することが不可欠である。そこで、溶質導入の検証実験のために研究費を使用して、表面効果やエントロピーの効果が拡張ナノ空間への溶質分子の導入率に及ぼす影響を明らかにする。10nmスケールから数100nmスケールでのデバイスを作製するための基板材料費、マイクロ・ナノ加工費、流体制御のための消耗品に使用する。ナノ流路のデバイスを作製するための基板材料費、マイクロ・ナノ加工費、流路制御のための消耗品に使用する。
液－液転移理論へのフィードバックを目指した微視的メカニズムの解明

液ー液転移の微視的過程を明らかにすることが本研究の目的である。平成30年度は二つの大きな成果が得られた。まず一つ目の成果は液ー液クロスオーバを起こすヨウ化ゲルマニウム液体の構造因子の逆モンテカルロ(RMC)解析から得られた。エネルギー分散法によるX線散乱強度から構築した構造因子のRMC解析結果は、加圧とともに分子対称性がTdからC3vに落ちることを示唆した。そこで、これらの対称性を有する場合の分子形状因子を解析的に求めたところ、構造因子の振動の様子の変化を定量的に説明できることが分かった。ヨウ化錫液体も転移の前後で同様な低対称性化を生じている。この分子低対称化を仮定すると、分子間相互作用が二つの特徴長さを持ち得ること、即ち、低密度液体と高密度液体が現れることが自然に示せる。そこで、分子低対称性化は液ー液転移の前駆現象であると考えている。二つ目の成果は分子動力学シミュレーションから得られた。分子性液体は液ー液転移を経て高分子化を起こし、高密度化を達成すると考えられているが、実際の微視的過程は観測されていない。そこで、液体ヨウ化ゲルマニウム構造の圧力変化を融解曲線に沿って観察した。約1 GPaまでの圧力範囲で適用可能な模型を用いた。分子間のヨウ素が金属結合化する距離3.6 Å内に接近した際に物理的に「結合」したと見なす。この「結合」は0.1 ps程度の寿命をもつ。この「結合」の浸透確率とクラスターサイズの有限サイズスケーリング解析により、0.85±0.01 GPaで浸透転移が起こることを見出した。ただし、四面体分子の辺ー辺配向時の「結合」が主に浸透に寄与する。浸透転移点がヨウ化ゲルマニウムの予想準安定液ー液境界の延長線上に位置することは偶然でないと考えている。即ち、ヨウ化ゲルマニウム液体の高密度化は分子間ヨウ素間「結合」の浸透転移によって達成される。一年目の遅れを完全に取り戻すに至っていない。RMC解析ではAGCテクノグラス株式会社の坂上貴尋博士の協力を得ることができ、また、XAFS実験データの解析は協力院生の努力により、ほぼ閉じた形で半自動的に行うことが可能になった。こうしたバックアップにより、遅れを挽回できた一方、二編の論文の査読結果に対処するため、当初計画していた以外の研究を実施することとなった。特に分子間結合の浸透現象に関して、査読者の助言により浸透転移点付近で動的現象を確認したところ、系の体積緩和が著しく遅くなることが見出された。これは、現在、動的異常を見出す系統的な研究に発展している。そもそも、計画時点で輸送係数に現れることは予想していたが、これは液ー液転移臨界点に起因した異常であった。Strong⇔fragile転移も後者に関連付けて議論することになっていた。これらが動的浸透転移と如何なる関係にあるかは別途明らかにする必要がある。また、液ー液転移に際して分子が低対称化することも当初予想しておらず、これを論文としてまとめることは完全にエクストラなタスクとなった。一方で、この変形は系に二つの長さスケールを自然に導入できるという観点から液ー液転移に必須であるとも考えられる。この点を明らかにする単純なモデルも構築でき、新たな研究課題へと発展し得る。分子変形という自由度の重要性は申請時点で認識していた。既に平成17年度から変形自由度を含めるモデル化を進めていた。ヨウ化錫個体のXAFS実験の解析結果から変形の大きさが見積れている。また、その変形エネルギーも既に得られている量子化学計算の結果に矛盾しない。この点を現在、論文の形にまとめている。また、XAFS実験データ解析法も平成18年度中に確立できたので、液体中の分子変形の様子もまもなく明らかにできるであろう。本来、平成30年度に始めるべきであった分子変形自由度を含めた分子模型を用いた分子動力学法の構築は30年度末から取り掛かっている。この構築に関しては大学院生の協力が得られることになり、このタスクを加速する所存であるが、ヨウ化錫液ー液臨界点と密度異常の発見に関する報告が未出版であり、論文執筆を優先したい。こうして得られた局所構造の変化に関する知見をもとに、平成31(令和元)年度後半は計画通り、液ー液転移での秩序変数の再吟味を行いたい。分子低対称化は申請時点では予期していなかったファクターである。概要で述べた通り、この局所対称性の破れは系全体の相転移に必須のファクターである可能性がある。即ち、「液ー液転移の前駆現象」という新たな観点から秩序変数の再考を試みる。これまでの研究で報告者はヨウ化錫が1.5 GPa付近で液ー液転移を起こすことを明らかにした。この結論は密度変化のその場観察測定から導かれたものである。この液ー液転移は水の統計力学模型を転用し、それを解くことにより予想された。ただし、密度と局所秩序の結合様式に関しては仮定の域を出ていない。ヨウ化錫と相似な融解曲線を有するヨウ化ゲルマニウムにも3 GPa付近で液ー液転移の発現が期待できる。そこで、これらの液体の加圧過程での局所構造の変化を観測することにより、上記模型で用いた密度と局所秩序の結合様式を確認、あるいは修正することが本研究の目的である。そのために平成29年度は転移点付近でのヨウ化ゲルマニウム液体の構造変化の解析とヨウ化錫の局所構造変化の放射光X線

その場観察測定を行った。後者の測定にはKEK-ARのNE5Cに設置された高圧発生装置MAX-80を用い、1 GPaから2 GPaの範囲で単色X線と白色X線を切り替えながらXAFSと回折測定を並行して行った。XAFSスペクトルは転移点より低圧側では特徴的な振動パターンを呈し、液体が分子性であることを示す一方、高圧側では振動が消失する。これは高分子化を示唆している。定量的な解析を行うためのソフトウェアを整備しているところである。一方、実験で得られたヨウ化ゲルマニウム液体の還元動径分布関数から、低圧構造から高圧構造への移行時に24 GPaの広範囲に渡り、中距離以上の秩序が消失することが分かった。これはヨウ化錫液体の構造変化が転移点付近で急激に起こることと対照的である。ヨウ化ゲルマニウムの液ー液臨界点が固相内にあると仮定すると、この現象を低密度と高密度液体の自由エネルギーの圧力・温度変化から説明できる。(準安定)液ー液相境界は負勾配になり、その付近での分子の変形度合はヨウ化錫分子と全く同様であることが分かった。ヨウ化錫のXAFS測定において液体ヨウ化錫の保持に関して予想以上の困難さに遭遇した。化学的に極めて活性なヨウ化錫を液体状態で保つことができる容器素材は限られる。且つ、その容器はX線に対して限りなく透明でなければならない。5年以上に及ぶ試行錯誤の結果、材質としてダイヤモンドに至った。それ以降、ダイヤモンドを試料容器としてヨウ化錫液体、およびヨウ化ゲルマニウム液体を高圧・高温下で保持し、放射光回折や吸収実験を行うノウハウを確立した。この方法は化学的に活性な物質を封入可能で、さらに過熱により圧力伝達特性が促進される材質を容器蓋として採用している。高温下でプレスを用いるユニークなその場観察法として、昨年度、エッセン(ドイツ)で開催されたドイツ結晶学会で紹介した。これらの測定で用いた試料容器内径は(外径2.0 mmに対して)0.5 mmであった。内径はこのサイズより大きい方が望ましいが、想定している100トン以上の荷重印加で保持可能な材質強度を得たいためである。ところが、XAFS測定では試料の厚みを正確に最適化する必要があり、内径を1.0 mmに変更せざるを得なかった。結果的に容器が荷重に耐えられなくなったため、新たな素材の探索が必要となった。通常、高圧下でのXAFS測定には容器として窒化ホウ素が用いられるが、ヨウ化錫と反応するため、NaClを選択し、蓋を含めた容器設計を行った。また、その製作には量研機構の精密加工用CAM装置を、評価試験には同機構の高圧・高温発生装置SMAP-IIIを使用させていただいた。しかし、前期の実験では1.5 GPaより高圧側では液体ヨウ化錫を保持できなかった。そこで、二度の改良と評価試験を重ね、後期後半の実験で満足な高圧側のXAFSパターンを得ることができた。このため、XAFSスペクトル解析に必要なソフトウェアの整備が遅延した。液ー液転移の微視的過程を明らかにすることが本研究の目的である。平成30年度は二つの大きな成果が得られた。まず一つ目の成果は液ー液クロスオーバを起こすヨウ化ゲルマニウム液体の構造因子の逆モンテカルロ(RMC)解析から得られた。
プロスタグランジンを介した肝細胞増殖因子(HGF)の生理作用

強力な肝再生因子として、近年発見された肝細胞増殖因子(HGF)は、その後scatter factorと同一であることが報告され、クローニングされて、その蛋白化学的解析も進んでいる。最近、我々は、HGFがアラキドン酸代謝を亢進しプロスタグランジン産生を誘導することを見い出した。プロスタグランは種々の生理作用のメディエーターであることが報告されており、例えば、細胞増殖に対しては促進・抑制の両方向の効果を発現しうるし、また、アラキドン酸代謝物のいくつかは、走化作用を有することも報告されている。本研究では、HGFによって産生誘導されたプロスタグランジンなどのアラキドン酸代謝物が、細胞の増殖や運動性の変化に対して如何なる役割を果たしているかを生化学的に解明することを目的とした。本研究では、ヒト胃ガン細胞TMK-1を用いた。まず、HGFが誘導するプロスタグランジンを同定するため、[^<14>C]-アラキドン酸で細胞脂質を標識し、HPLCを用いて分析を行った。その結果、TMK-1細胞で産生されている主なプロスタグランジンはPGE_2であり、HGF刺激によって、このPGE_2産生が45倍に上昇していることが確認された。続いて、HGF刺激により産生されたPGE_2が、どの様な生理作用に関与しているかについて検討した。HGF刺激を行う前にプロスタグランジン合成阻害剤であるインドメタシンやフルルビプロフェンで細胞を処理することによりプロスタグランジン産生を抑制し、細胞の運動性や形態変化に、どの様な影響を及ぼすかを調べた。ケモタキシスチャンバーや[^3H]チミジンなどを用いた実験を行った結果、TMK-1細胞では、プロスタグランジン合成を抑制しても、HGF刺激で促進された細胞の運動性や増殖には影響を与えないことが判明した。以上の結果より、本研究では、HGFにより誘導されたプロスタグランジンはこれらの生理作用の制御には関与していないことが示された。
糸状菌に特異的なオルガネラであるオロニン小体の機能解析

糸状菌は、連続した細胞からなる微生物であり、隔壁には細胞質が連絡できる孔が存在する。オロニン小体は糸状菌に特異的なオルガネラであり、連続した細胞間の隔壁孔の近傍に存在する電子密度の高い球状の形態として観察される。本研究は分子レベルでオロニン小体の機能およびその動態制御を解析しようとするものである。オロニン小体はペルオキシソームの一形態とも推定されているので、この点について分子レベルで解析することは興味深いと思われる。これまでに、麹菌A.oryzaeから、オロニン小体を構成するタンパク質をコードするhexA遺伝子を単離したところ、C末端にペルオキシソーム局在配列を有していた。昨年度は、取得したhexA遺伝子破壊株でオロニン小体が消失したのを確認した。今年度は、溶菌条件の検討のなかで、寒天培地に生育させたA.oryzaeの菌体に水をかけると、先端細胞から細胞質が吹き出して溶菌する現象を発見した。溶菌した先端細胞に隣接する2番目の細胞を観察したところ、野生株では隔壁を境に溶菌の伝播が防がれたものの、hexA遺伝子破壊株では2番目の細胞も溶菌していた。一方で、HexAの局在については赤色蛍光タンパク質DsRed2で、隔壁については緑色蛍光タンパク質EGFPを融合した分泌タンパク質で、2重で可視化した。共焦点レーザー顕微鏡で取得した像を三次元構築したところ、溶菌細胞に隣接する隔壁孔にあたる部分にHexAの局在が確認された。これらの結果から、HexAが菌糸損傷時に隔壁孔をふさぎ、溶菌の伝播を防ぐことを、細胞レベルで直接示すことに成功した。また、HexAアミノ酸配列にカルモジュリン結合配列を発見し、in Vitroでの結合を確認した。これは、HexAの溶菌制御機構を探るうえで興味深い知見である。糸状菌は、連続した細胞からなる微生物であり、細胞間は細胞質が連絡できる孔が存在する。麹菌A.oryzaeから、オロニン小体を構成するタンパク質をコードするhexA遺伝子を単離したところ、C末端にペルオキシソームターゲテイングシグナル(PTS1)配列を有していた。さらに、相同組み換えによるhexA遺伝子破壊を行った。取得した破壊株は、生育が悪くなり、分生子形成に欠損が見られた。培養条件によっては、特異的な菌糸の溶菌が観察された。透過型電子顕微鏡を用いてA.oryzaeの細胞内微細構造を観察したところ、野生株ではオロニン小体が、隔壁近傍に認められたが、破壊株では、消失していることが確認された。HexApと緑色蛍光タンパク質EGFPとの融合タンパク質を麹菌で発現させ、蛍光顕微鏡により局在の解析を行ったところ、隔壁の近傍の他に、細胞内にも球状の構造として認められた。この株にナイフで菌糸を人為的に損傷したところ、隔壁近傍のオロニン小体と思われる蛍光は瞬間的に、隔壁孔に集まることが観察された。このことは、古くから言われている菌糸損傷時に隔壁孔のシールとしての役目を果たしていることをよく説明するものであった。
エビデンスに基づく大学精神保健改善策の立案

本研究は、生活スタイルを含めた環境改善による大学の精神的健康増進を行うために、アプローチすべき要因を実証的に解明することを目的としたものである。平成21年度は、健康診断のデータをもとに、学生の精神保健にとって一つの大きな問題である留年と関連する要因の解明、大学生でも問題となりつつある自殺の念慮や企図と関わる要因などについて解析を行った。まず学部2年生約3,000人を対象に、1年生から2年生に進学できなかった留年生の精神状態を解析したところ、留年生は非留年生に比べて、抑うつ・不安を示す質問紙(GHQ12)の得点が有意に悪く(p<0.01,OR=1.5)、幻聴様体験などの精神病様体験の頻度も高かった(p<0.005,OR=2.9)。また、入学時あるいはそれ以前の状態や既往と入学1年後の留年との関係をみると、入学以前に「自殺企図を考えたこと」のある学生では留年のリスクが高く(p=0.04,OR=2.6)、ほかに飲酒(p=0.04,OR=1.7)、「抑うつ」の既往(p=0.06,OR=2.0)などの影響が認められた。そこで「自殺念慮」や「自殺企図を考えたことがあること」がどのような要因と関連しているかを、入学後の健診データから検討した。その結果、性格における神経症傾向のほかに、「いじめられた体験」と精神病様体験とが、自殺念慮、自殺企図の考慮いずれとも有意な関連を示した(OR=2.7および3.1と、OR=2.7と2.8)。これらの結果から、1)大学の精神保健対策においては留年生のケアが一つの重要なポイントであること、2)大学入学以前からの「いじめ対策」、ならびに精神病様体験への注意とケアが、大学での精神保健対策を考える上でも極めて大切であることが示唆された。大学・大学院を中心とする高等教育機関(以下大学)においても学生の精神保健には以前から問題があったが、少子化と大学院重点化を経て、その問題は非常に大きな問題となりつつある。大学の精神保健施設の利用はここ10年うなぎ登りの増加を示し、単に早期発見・早期対応という二次予防だけでは対応が追いつかない状態となってきている。今後重要なことは、生活スタイルを含めた大学での精神保健環境の改善による精神的健康の増進と発病そのものの予防、即ち一次予防であり、改善すべき要因をデータに基づき実証的に解明するための疫学研究の推進である。本研究はその第一歩としての調査・研究を進めるために提案・実施したものである。その第一段階として平成20年度は、東京大学保健センター精神科の臨床記録の整理を進め、そのうち精神保健状態に特に大きな影響を及ぼす可能性のある、睡眠・リズム障害について解析した。また、近年問題となっている発達障害の支援方法についても検討を行った。睡眠障害については過去2年間に新規受診した学生のうち睡眠障害と診断された約50人を対象に解析した。診断では概日リズム睡眠障害(以下、リズム障害)が最も多く20人以上に達した。リズム障害でも特に睡眠相後退症型は学部生に多かった。他方、原発性不眠は大学院生に多かった。リズム障害では半分が不規則型であった。また、体調や気分の不良などを主訴として訪れる学生の中には、本人は気付かないが、実際にはリズム障害による者がかなりの割合で含まれていた。睡眠・覚醒リズムに関わる生活スタイルについての啓発活動が、大学での精神保健向上にきわめて重要である可能性が示唆された。発達障害への対応については、学生が直面する主な困難状況ごとに、教示、SSTなどの有効性について検討した。困難状況の中では就職活動の援助が最も困難であり、今後大きな課題として続くことが示唆された。

これらの結果から、1)大学の精神保健対策においては留年生のケアが一つの重要なポイントであること、2)大学入学以前からの「いじめ対策」、ならびに精神病様体験への注意とケアが、大学での精神保健対策を考える上でも極めて大切であることが示唆された。
島弧における高マグネシア安山岩の地質学的岩石学的研究

1.伊豆マリアナ弧の高マグネシア安山岩の研究(1)黒田は無人岩の科学組成を総括した。(2)海野は父島の地下構造を推測した。(3)丸山ほかは兄島の地質の詳細を明らかにした。(4)白木ほかは100年前の菊池論文が無人岩の研究に重要であることを強調した。2.瀬戸内地域が高マグネシア安山岩の研究(1)白木・杉本は山口県祝島の高マグネシア安山岩を含む火山岩を記載した。(2)白木・副島は山口県平郡島および室津半島に多くの高マグネシア安山岩を発見し記載した。(3)白木ほかは周防大島の高マグネシア安山岩について詳細な研究を行った。(4)白木・野村は岐阜県南東部の瑞浪層郡最下部の蜂屋累層から高マグネシア安山岩を発見し記載した。3.その他地域の高マグネシア安山岩の研究(1)白木ほかは西表島の高マグネシア安山岩についてまとめた。(2)新城・加藤は久米島に高マグネシア安山岩を発見し報告した。(3)永尾・阪口は肥薩火山岩類の未分化マグマの一つが高マグネシア安山岩であることを示した。(4)今岡ほかは関門層群の高マグネシア安山岩に含まれるクロマイトとクロム・エンディオプサイドを記載した。(5)貴治は丹波帯岩脈の高マグネシア安山岩を報告した。(6)高橋は伊豆半島仁科層に高マグネシア安山岩を発見した。(7)古山は鳥取県東部の鮮新世火山岩の高マグネシア安山岩を記載した。(8)佐藤ほかは舳倉島および七ッ島の古銅輝石安山岩について報告した。(9)岡村、吉田は奥尻島に高マグネシア安山岩を発見した。(10)岡藤、滝本、加々美ほか、水原、鈴木、大沼は微量元素、同位体・実験的研究の成果をそれぞれ報告した。(11)白木ほか、斉藤ほかはニュ-ジ-ランド、ニュ-カレドニアの研究成果を発表した。1.伊豆マリアナ弧高マグネシア安山岩(無人岩)の研究研究代表者白木、分担者黒田および浦野は小笠原諸島父島および兄島を調査し、父島において鉄ピジョン輝石を含む流紋岩の新産地、Tiにやや富む火山岩が南西部に存在すること、および兄島滝ノ浦周辺において単斜エンスタタイト大斑晶を有する無人岩が大量に存在すること等を明らかにした。浦野ほかは無人岩およびその分化岩の水溶性塩素に関する研究の総括を発表した。白木ほかは小笠原無人岩の生成は何等かの拡大海嶺の活動と関連があり、海大軸近くでサブダクションの起こる可能性について研究した。石井は引き続いて小笠原周辺海底よりドレッヂされた岩石試料について研究し、fore-arcオフィオライトの概念を得た。2.瀬戸内地域の高マグネシア安山岩の研究白木ほかは周防大島・平郡島の火山岩を調べ、これらの地域には大量に高マグネシア安山岩が存在することを明らかにした。特に、周防大島嵩山で著しくクロムに富む(最大1.24wt%【Cr_2】

【O_3】)斜方輝石を含む高マグネシア安山岩を発見した。これは今まで知られる火山岩の斜方輝石のうち最もクロムに高いものである。その生因は高いMgとSiのほか、クロムスピネルが早期に斜方輝石と反応したことによると考えられる。3.その他地域の高マグネシア安山岩の研究出水市北方の高マグネシア安山岩については引き続いて研究が行われた。日本列島の各地から新しい高マグネシア安山岩の発見が報じられている。高橋は伊豆半島前期中新世仁科層郡から高マグネシア安山岩の発見を報告し、また浦野によると、瑞浪市周辺の蜂屋層(前期中新世)からも磯として高マグネシア安山岩が見出された。1.伊豆マリアナ弧の高マグネシア安山岩の研究研究代表者白木および分担者黒田・浦野は前年度にひき続いて小笠原諸島父島・兄島を調査した.父島では南西部にTiに富む火山岩,石浦の層状岩脈群を詳しく調べた.後者はオフィオライトにみられる層状岩脈群と全く同じであることが確認され,父島・聟島は海洋リソスフェアの上部が海上に現われているものと考えた.これは'87年10月キプロス島イコシアで開かれた"Troodos 87"シンポジウムおよび'87年12月の学術ボーリング候補地集会で発表した.小笠原諸島はモホールの最も有望な地点である.2.瀬戸内地域の高マグネシア安山岩の研究白木ほかによって大量の高マグネシア安山岩の存在が明らかにされた山口県屋代島周辺では,さらに八島・祝島にも多量の高マグネシア安山岩が分布することが明らかになった.また,宝津半島皇座山ではMg値90,Cr_2O_31%以上をもつ斜方輝石斑晶および斜方輝石岩団塊をもつ火山岩が発見された.3.その他地域の高マグネシア安山岩の研究岐阜県美濃加茂市蜂屋層の高マグネシア安山岩についてEPMA分析を行った結果,Cr_2O_349.6%のクロマイテ,Mg値88の単斜輝石,同81の斜方輝石が見出され,本安山岩はかなり未分化の高マグネシア安山岩であることを確認した.本安山岩は瀬戸内火山岩との関係が興味深い.白木・松本は琉球列島西表島の始新世由布火山岩中の高マグネシア安山岩に,斜方輝石・ビジョン輝石・サブカルシック普通輝石・普通輝石の順に,Mg/Feの減少につれCaの増加する輝石晶出径路を見出した.これは無人岩を除く地球上の岩石から初めての例である.1.伊豆マリアナ弧の高マグネシア安山岩の研究研究代表者白木および分担者黒田・浦野による小笠原諸島の研究は総括の段階に入り、鉄ピジョン輝石石英デイサイトの論文は印刷公表された。父島石浦の層状岩脈群は海洋底拡大を示すものとして論文を準備中である。兄島の地質と岩石、兄島の単斜頑火輝石無人岩、聟島の無人岩に関する論文は本総研報告書で発表される。2.瀬戸内地域の高マグネシア安山岩の研究山口県平群島および周防大島の瀬戸内火山岩から、Mg値75のピジョン輝石が発見された。これは瀬戸内火山岩から初めて見出されたMgに富むピジョン輝石であり、瀬戸内火山岩が無人岩よりは低いが、かなりの高温で生成されたことを指示する重要な発見である。平郡島・室津半島、八島・祝島・周防大島の高マグネシア安山岩についての詳しい研究が本総研報告書で初めて公表される。瀬戸内高マグネシア安山岩と類似するニュージーランド、ホワイト島の高マグネシア安山岩を比較のため研究した。ホワイト島高マグネシア安山岩はカンラン石のMg値は高いが、輝石のMg値は低く、しかも逆累帯を示し、2つのマグマの混合によって生じたことを示唆する。瀬戸内高マグネシア安山岩は単一のマグマからつくられたと見て支障はない。3.その他地域の高マグネシア安山岩の研究西表島に新しい高マグネシア安山岩の産地が発見された。
アプタマーを用いた網羅的組織化学法によるヘミセルロース形成機構の解明

ポプラ木部組織よりタンパク質を抽出し、ヘミセルロースまたはセルロースを不動化したカラムを用いたアフィニティー精製によりそれぞれの糖に結合するタンパク質を得た。これらをSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動で分離し、該当タンパク質に吸着するDNAアプタマーをSELEX法により取得した。しかしながら、多くのタンパク質と交差反応するため、組織化学用プローブとして利用するには至らなかった。市販のキシラナーゼを用いて、アプタマーのスクリーニング法を検討した。60bのランダム配列有する一本鎖DNAを合成した。特異的プライマーを用いて非対称PCRで増幅し初期オリゴ核酸ライブラリとした。市販のキシラナーゼをSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離した後、エレクトロブロッティングによりPVDF膜に転写した。PVDF膜に初期オリゴ核酸ライブラリをインキュベートし、一本鎖DNAを吸着させた。洗浄の後、CBB染色によりキシラナーゼのバンドを可視化し、そのバンドを含むPVDF膜を切り出した。PVDF膜をPCRチューブに入れ、特異的プライマーを用いてPCR増幅した後、非対称PCRを行い、一本鎖DNAを増幅した。PVDF膜への吸着、PCR増幅を数回繰り返し、キシラナーゼに吸着するアプタマーを得た。キシラナーゼに対する特異性を検討するために、FITC標識されたプライマーを用いて非対称PCRを行い、FITC標識アプタマーを調製した。FITC標識アプタマーをキシラナーゼを転写したPVDF膜にインキュベートしたところ、キシラナーゼのバンド位置から蛍光が観察された。このことから、得られたアプアタマーはキシラナーゼに高い特異性を持つことが確認された。ポプラ木部組織よりタンパク質を抽出し、ヘミセルロースまたはセルロースカラムを用いたアフィニティー精製によりそれぞれの糖に結合するタンパク質を得た。得られたタンパク質をSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離すると、複数のタンパク質が含まれることが明らかとなった。SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動後のタンパク質をエレクトロブロッティングによりPVDF膜に転写した。PVDF膜上のタンパク質バンドに初期オリゴ核酸ライブラリをインキュベートし、一本鎖DNAを吸着させた。洗浄の後、CBB染色により該当タンパク質のバンドを可視化し、そのバンドを含むPVDF膜を切り出した。PVDF膜への吸着、PCR増幅を数回繰り返し、該当タンパク質に吸着するアプタマーを得た。PVDF膜上のタンパク質バンドに初期オリゴ核酸ライブラリをインキュベートし、一本鎖DNAを吸着させたげ洗浄の後、CBB染色により該当タンパク質のバンドを可視化し、そのバンドを含むPVDF膜を切り出した。
感情イメージ理論に基づくＤＶ防止教育への応用的研究

(1)理論上の成果生活の中で形成される感情イメージについて、「悲、喜、怒、嫌、驚、望、愛、恐」の8感情を基本感情とすることの妥当性が確認された。(2)応用面の成果従来の1/6の40の質問項目からなる短縮版イメージ調査法を作成し、妥当性と信頼性を確認することができた。これによって実際場面での利用可能性が高まった。(3)臨床面の成果DV問題に、イメージ調査法を適用することにより、DV当事者(被害者、加害者)における特有の感情イメージ構造の歪みを分析し、予防教育に活かすことが可能となった。平成24年度の研究活動は、5/19,8/18-19,9/29,10/13,12/8,2/10-11の6回の研究会を軸にして、1感情イメージ研究のレビュー論文の作成、2短縮版イメージ調査法の検討、3DV調査の質問紙作成及び実施方法の検討、の3点を中心に進められた。2月の研究会においては、「石川県こころの健康センター」角田雅彦氏を講師に、特にDV加害者に対する支援の在り方についてヒアリングを行い、DV防止の取り組みにおいて被害者支援とともに加害者支援を一体的に行う重要性について認識を深めた。1、感情イメージ研究のレビュー論文については、イメージ心理学会誌編集委員会からの修正要求について対応し、再度投稿を行った。2、従来のイメージ調査法は、8感情語と調査内容にって異なる約30の対象語を組み合わせるため回答者の負担が大きく、調査の信頼性が低下する欠点があるのでデータの再分析を行った結果、感情語を24(嫌、喜、怒、恐)に絞っても感情価の予測が可能であることが分かった。これによって調査項目を半分以下に減らすことができ、短縮版イメージ調査法の信頼性・妥当性が確認されて今回のDV調査に組み込む見通しが立った。3、DV調査項目の作成及び実施法の検討を行い、調査会社との具体的な協議を始めたところ、調査項目に暴力的な加害、被害体験や性的行動に関するものが含まれるために複数社から実施不可能との回答があり、調査対象と調査方法について再検討を行い、それに対応して調査項目の見直しも行うこととなった。現時点では、テーマをデートDVに絞り、一般青年を対象に実施する方向で検討中である。本研究では、3年間にわたり延べ20回の研究打合せ会、2回のDV問題関係者へのヒアリング、大学生を対象とするイメージ調査の実施等を通して、感情イメージについての概念的検討イメージ調査法の妥当性と信頼性、応用可能性についての検討を行った。特に、イメージ調査法を、DV及びデートDVという今日的問題領域への適用を試みることで、その心理的機序を解明し、予防教育への新たな示唆を得ることができた。本研究の第1目的である「感情イメージの構造と機能の解明」に関しては、基本感情としてプルチックの8感情を想定することの妥当性が確認された。これにより、感情語を8語から4語に、対象語を30語から10語に絞った短縮版のイメージ調査法を作成して、DV問題に関する調査を実施できた。平成25年度に約600名を対象として実施した「若年層における恋人との付き合いに関する実態と意識の調査」の解析結果は、従来の調査法によるものとの整合性が高く、プルチックの8感情における「悲、喜、怒、嫌」の4感情の持つ重要度が確認された。本研究の第2の目的は、イメージ調査法をDV問題に適用することで、DVを巡る感情イメージ構造を検討し、その予防教育への示唆を得ることであった。ダットン(2007,2011)やブレナンら(1998)が指摘するように、DVは親密な他者の行動に対する認知の歪みが関与するものであり、「見捨てられ不安」(自己観)と「親密さの回避」(他者観)の2つの次元における愛着スタイルとの関連が考えられる。研究の結果は、先行研究を概ね支持するものであり、DV当事者(加害者・被害者)における認知的な歪みに対する臨床的アプローチの有効性を示唆するものであった。また、親密な他者との間に生じる心理的・身体的攻撃行動であるDVは、その感情イメージ構造において自傷行為との共通性が高く、両者の心理的機序に密接な関連があることが確認された。平成23年度は、本研究チームによる7回の「イメージ研究会」における、共同研究および各人の感情イメージ研究の成果の検討を中心に研究活動を進めた。これらの検討を経て、感情イメージの理論的基礎の深化を目指した論文の共同執筆を進め、「イメージ心理学研究」(日本イメージ心理学会)に投稿した。この論文においては、感情イメージの概念について他のイメージ研究や感情研究において用いられている諸概念との関連性を検討し、感情イメージという概念が、認知過程と感情過程の統合的な把握において有効性を持つことについて論証を行った。

また、感情イメージ調査法の妥当性と信頼性について実証的な確認を行うとともに、その実用性や応用性を高めるための検討課題を明確にした。第12回日本イメージ心理学会大会においては、感情イメージと対人社会的動機の関連性について、およびデートDVをめぐる応用可能性についての研究発表を行った。そのほか、イメージ調査法の応用性を高めることを目指して、感情語の選定に関する調査研究を進め、NEO-PI-R(パーソナリティ検査)、VVIQ(イメージの鮮明性尺度)、DAQ(攻撃的置き換え尺度)、没入性尺度(岡田、松岡)、対人社会動機尺度など、他の心理尺度との関連性の実証的検討を行った。これらの結果は、全体としてイメージ調査法の妥当性を支持し、DV問題への応用可能性を示唆するものであった。これらの理論的実証的研究とともに、DV被害者への支援活動を進めているボランティアグループの主宰者に対するヒアリングを行い、DV問題における早期からの予防教育や被害と加害の心理的構造の解明、被害者支援とともに加害者に対する教育的支援の重要性についての認識を深めることができた。本研究は、感情イメージ研究の成果及びイメージ調査法をDV問題に応用することにより、DVの心理学的機序を明らかにし、同時に感情イメージ研究を深化させることを目的としている。DV問題に関しては、デートDVを中心に従来のデータの再分析と新たなデータ収集を行うと同時に、DV問題に直接かかわる支援者からのヒアリングを行い、その心理的機序について解明を進めている。感情イメージ研究の発展という点では、この分野における論文のレビューを行い学会誌に投稿を行った。現在、修正再投稿中である。これらをもとにDV問題に特化したイメージ調査を短縮版として作成し、DV調査と併せて実施するための項目作成をほぼ完了し、実施方法について検討を行っている。このような状況から、研究の達成度としてはおおむね予定通りに進行していると考えるものである。平成23年度のイメージ研究会は、5月14日、7月2日、9月24日、10月15日、12月10日、2月11日12日、3月24日の7回にわたって開催された。研究会においては、下記の事項について検討を行った。1、本研究の理論的基礎をより深化させることを目指して、「感情イメージの特性と適用に対する展望」(大石他共同執筆)の論文の執筆・検討を行い、「イメージ心理学研究」(日本イメージ心理学会)に投稿した。本論文では、感情イメージおよび感情価についての概念的検討および、感情イメージの調査法であるイメージ調査法の信頼性・妥当性を高めるための検討を行い、さらにDV防止をはじめとする感情イメージ理論の応用可能性についての検討を行った。2、イメージ調査法による調査結果とNEO-PI-Rによる人格測定の関連性を検討し、感情価尺度得点とNEO-PI-Rの5次元の間の相関を確認した。さらに、IF-THEN法を用いた対人社会動機と感情イメージの関連性についての検討を行った。これにより、対人社会動機に対して感情イメージがどのように影響するのかについての基礎的資料が得られた。また、イメージ調査法の対象語を半分に絞ることで実用性を高めた。3、デートDVへの感情イメージ研究の応用可能性の検討として、「支配」「服従」「暴力」「恋愛」「結婚」「セックス」といったデートDVにかかわる10個の対象語に対する感情価の因子パターンおよび感情価の相関に基づく感情イメージ構造の解明を試みた。
国際化時代における枯渇性地域共有資源の保全・利用・開発の国際比較に関する計量分析

1中国西北部において、1999年以降、退耕還林事業が実施され、その成果を補強するため、生態移民政策が実施されてきた。傾斜地での耕作が環境汚染を引き起こしたことから、この活動を停止し植林や休牧・禁牧により元の林地や牧草地に戻す政策である。この過程で農牧民の所得減に対して、苗木や食糧等を補助し、また、牧民に転職技術指導を提供して都市近郊へ生態移民させる政策が併用されてきた。2エチオピア北部のティグライ州(キリスト教徒とイスラム教徒が混住)とアファール州(イスラム教徒が在住)は貧困地帯である。両地域とも共有資源を利用した搾乳業に従事している。キリスト教徒は搾乳した牛乳を販売して現金収入を得ているが、イスラム教徒の間では搾乳は伝統的に貧民救済に当てるべきで商業的に販売することに慣習的制約がある為、貧困から抜け出せない状態にある。しかし、近年では徐々に、一部の先駆的農民の間で、この販売を認める動きも出ている。また、地域的には協同組合を通じた牛乳流通過程の効率化も生じつつある。一方、アファール州南部でアジスアベバ市に比較的近いアヲッシュ地域では、イスラム教徒であっても、「搾乳は伝統的に貧民救済に当てるべきで商業的に販売すべきではないという慣習的制約」が比較的弱い状態にあったが、貧困から抜け出せない状態にある点では余り大きな変わりはなかった。この地域の貧困には何か別の要因が作用していることが分かった。こうした新しい行動に挑戦する農牧民に共通する属性と環境条件を詳しく調査し、逆に、伝統的な慣習に囚われて貧困状態から抜け出す挑戦を試みない農牧民を規定している要因について分析した。主要な要因として、宗教的制約の他に、村長の性格と村落の歴史、行政との関係等が大きく関係していることを解明した。また、その規定の仕方が農牧地域の自然資源条件に大きく規定されていることを明らかにした。以前のメケレ市近郊アバラ地域での重点的調査に加えて、今回の調査研究では、アジスアベバに近いアファール州南部のアワッシュ(Awash)市の近郊を選んで現地調査を実施した。アジスアベバから北東に220km、約3時間位の農牧地域である。この地域は、同じアファール人の牧畜地域であるが、アバラよりも先に牛乳を販売するなど市場経済が先行している。アバラと比較することで、牧畜民への市場経済の浸透状況とそのインパクトを調査した。Awashから30分位の所にエチオピアの農業研究機構の地域センターがあり、その若手研究員に調査の通訳と補佐を依頼した。加えて今後の現地調査についても、その時期と方法を打ち合わせた。同じアファール州アワッシュ地域でも、農牧民ごとに、牛乳販売をタブー視する程度には差があり、またタブー視する原因も必ずしも均一ではないことが分かった。祖先がどの程度禁欲的で厳格であったかに依存して搾乳業に対する考え方は多様であった。そこで、牛乳販売を容認するようになった経緯と時点(西暦年)を農家ごとに調査しようとしたが、この時点では明確な返答は得られなかった。これまでの調査で対象としてきたアファール州北部の事情に比べて、牛乳を販売することに関する農牧民の抵抗は一律ではなく、かなりの比率で肯定的に受け止めている牧民もいることが分かった。また、牛乳を出荷する市場は、必ずしも地理的に最も近い地域の市場とは限らず、やや遠くても何等かの血縁関係や取引実績のある地域へ出荷し続ける傾向もみられた。これらは、アファール州北部に比べて、大都市アジスアベバに近いことが影響している。さらに、この地域は首都のアジスアベバ市に比較的近いこともあり、近年、海外(域外)からの直接投資による砂糖黍の農園が一部に展開されており、農牧地域でありながら砂糖黍農園の農業労働者として従事しているものも見られた。最終年は予算が少ないので、大規模な現地調査は望めないが、当該地域を対象とした既存の調査研究の帰結との比較検証を通じて、本研究の客観的信頼性を高めるよう分析結果を改良する。当初の研究役割分担に従って、鬼木が主に東アフリカの帰結を導き、衣笠が日本を中心に分析結果をまとめる。加賀爪が中国と隣国ミャンマーの事例を加えて、全体的意義を導出する。そのためには、ミクロデータの収集が不可欠となるが、農牧民のアンケート調査に対する根強い抵抗が予想以上に強く非協力的なため困難に直面している。農牧民への現地調査によるミクロデータ収集を効率的に実施するために、アファール州北部(ティグライとアバラ)での農村調査研究については、メケレ大学のメラク准教授を調査研究補佐、'Ibklav Negash助手を通訳として雇い、またアファール州南部(アヲッシュ市)では、エチオピア農業畜産資源研究所研究員WeldegabriealG.Areaawi博士を調査研究補佐とて雇用し、メケレ大学の'Ibklav Negash助手を通訳兼調査補佐として現地調査研究体制を組織化して、今年度以降の調査研究を進める。また、中国内陸部においては、これまで実施してきた退耕還林事業や生態移民政策の効果がどのように展開しているかについて継続調査を行い、エチオピアとの比較による政策評価を深める。さらに、中国の影響のもとに急速に経済発展を遂げつつあり、エチオピアと類似する発展段階にある隣国のミャンマーにおいて、この急速な経済発展が農牧地域における共有資源保全・利用に及ぼす影響と対策について実証分析する。

できれば、「プロスペクト理論」等の実験経済学や行動経済学の手法を適用して地域共有資源をめぐる農牧民の行動(リスク対応や時間選好等)を解明し、また、その下での政策の効果をPSM手法(傾向スコア照合法)を適用して分析することを目指す。1中国西北部において、1999年以降、退耕還林事業が実施され、その成果を補強するため、生態移民政策が実施されてきた。傾斜地での耕作が環境汚染を引き起こしたことから、この活動を停止し植林や休牧・禁牧により元の林地や牧草地に戻す政策である。この過程で農牧民の所得減に対して、苗木や食糧等を補助し、また、牧民に転職技術指導を提供して都市近郊へ生態移民させる政策が併用されてきた。2エチオピア北部のティグライ州(キリスト教徒とイスラム教徒が混住)とアファール州(イスラム教徒が在住)は貧困地帯である。両地域とも共有資源を利用した搾乳業に従事している。キリスト教徒は搾乳した牛乳を販売して現金収入を得ているが、イスラム教徒の間では搾乳は伝統的に貧民救済に当てるべきで商業的に販売することに慣習的制約がある為、貧困から抜け出せない状態にある。しかし、近年では徐々に、一部の先駆的農民の間で、この販売を認める動きも出ている。また、地域的には協同組合を通じた牛乳流通過程の効率化も生じつつある。一方、アファール州南部でアジスアベバ市に比較的近いアヲッシュ地域では、イスラム教徒であっても、「搾乳は伝統的に貧民救済に当てるべきで商業的に販売すべきではないという慣習的制約」が比較的弱い状態にあったが、貧困から抜け出せない状態にある点では余り大きな変わりはなかった。この地域の貧困には何か別の要因が作用していることが分かった。こうした新しい行動に挑戦する農牧民に共通する属性と環境条件を詳しく調査し、逆に、伝統的な慣習に囚われて貧困状態から抜け出す挑戦を試みない農牧民を規定している要因について分析した。主要な要因として、宗教的制約の他に、村長の性格と村落の歴史、行政との関係等が大きく関係していることを解明した。また、その規定の仕方が農牧地域の自然資源条件に大きく規定されていることを明らかにした。以前のメケレ市近郊アバラ地域での重点的調査に加えて、今回の調査研究では、アジスアベバに近いアファール州南部のアワッシュ(Awash)市の近郊を選んで現地調査を実施した。アジスアベバから北東に220km、約3時間位の農牧地域である。この地域は、同じアファール人の牧畜地域であるが、アバラよりも先に牛乳を販売するなど市場経済が先行している。アバラと比較することで、牧畜民への市場経済の浸透状況とそのインパクトを調査した。Awashから30分位の所にエチオピアの農業研究機構の地域センターがあり、その若手研究員に調査の通訳と補佐を依頼した。加えて今後の現地調査についても、その時期と方法を打ち合わせた。同じアファール州アワッシュ地域でも、農牧民ごとに、牛乳販売をタブー視する程度には差があり、またタブー視する原因も必ずしも均一ではないことが分かった。祖先がどの程度禁欲的で厳格であったかに依存して搾乳業に対する考え方は多様であった。そこで、牛乳販売を容認するようになった経緯と時点(西暦年)を農家ごとに調査しようとしたが、この時点では明確な返答は得られなかった。
iPS細胞を用いた歯周組織再生型インプラントの開発

本研究は、エナメルマトリックス蛋白を表面固定したチタン(Ti EMD)上での幹細胞の動態を調べることを目的とした。本研究ではiPS細胞の間葉系幹細胞への分化がうまくいかなかったため、ヒト間葉系幹細胞(hMSC)とヒト歯根膜細胞(hPDL)を用いた。Ti EMD上で培養することで、hMSCとhPDLいずれもVEGFの産生が亢進した。歯根膜細胞のマーカーであるPeriostinとPLAP-1のmRNA発現解析では、hMSCとhPDLともにTi EMD上で培養することでPeriostinとPLAP-1の発現が亢進した。前年度は、iPS細胞からセメント芽細胞への分化を試みたがセメント芽細胞への分化には至らなかったため、予定を変更してiPS細胞から間葉系幹細胞へ分化させることとした。iPS細胞から間葉系幹細胞への分化についてはいくつか報告があるが、いずれも「間葉系幹細胞様」の細胞への分化である。我々も同様に間葉系幹細胞様の細胞へは分化させることはできたが、いわゆる間葉系幹細胞マーカー全てを発現した純粋な間葉系幹細胞を得ることはできなかった。そこで、間葉系幹細胞を用いて研究を進めることとした。インプラント周囲に歯根の発生過程を忠実に再現させるためにエナメルマトリックス蛋白を利用することとした。チタン表面にタンパク質を固定化する方法としてトレシルクロリド法があるが、この方法を用いてエナメルマトリックス蛋白をチタン表面に固定化した。エナメルマトリックス蛋白を固定したチタンはPBSで洗浄して使用した。エナメルマトリックス蛋白を固定したチタン表面上での間葉系幹細胞について、その細胞生存率を調べたところ、通常培養と変わらない細胞生存率であり、エナメルマトリックス蛋白を固定したチタンは細胞に対して親和性が非常に良いことが分かった。発生や再生においては血管新生が重要であることが知られているため、エナメルマトリックス蛋白を固定したチタン上における間葉系幹細胞のVEGF蛋白発現をELISA法にて検討した。24時間後と48時間後でサンプルを回収しVEGFの発現量をみたところ、通常培養とチタンのみのコントロールと比較してエナメルマトリックス蛋白を固定したチタン上ではVEGF発現が有意に亢進していた。さらに、リアルタイムPCR法にて歯根膜細胞マーカーの一つとされるPeriostinの遺伝子発現を解析したところ、その発現が亢進していた。本研究は、iPS細胞を利用した「歯周組織を有する歯周組織再生型インプラント療法」の開発を目的としている。歯周組織における付着器官とは、セメント質-歯根膜-歯槽骨の3つの器官の総称である。したがって、「歯周組織再生型インプラント」を開発する上でチタン表面上でのセメント質の形成は非常に重要な役割を担うと考えられる。我々はこれまでに、チタン表面上での骨芽細胞の増殖・分化を解析し、良好な結果を得ている。チタン表面に存在する酸素にカルシウムが結合し、さらにオステオカルシンやオステオポンチンが接着することで、骨芽細胞や骨基質自身がチタンに結合する。セメント芽細胞は骨芽細胞同様に細胞外基質を産生するため、チタン表面上では骨芽細胞と同様な接着様式であると考えられる。そこで、チタン表面上でのセメント芽細胞の増殖を検討してみた。その結果、セメント芽細胞はチタン表面上において骨芽細胞と同様に良好な増殖を示した。次に、iPS細胞からセメント芽細胞への分化誘導を行うために、iPS細胞とセメント芽細胞の共培養系を作製した。条件を変えながらiPS細胞からセメント芽細胞への分化を試みたが、現時点においてはin vitroの系で分化誘導することは困難であることが分かった。そこで、歯の発生期や歯周組織の再生において重要な役割を担っている間葉系幹細胞に着目し、まずはiPS細胞を間葉系幹細胞へ分化させることとした。iPS細胞から分化させた間葉系幹細胞の分化能を確認するために脂肪分化刺激と骨分化刺激を加えた。脂肪分化をOil Red O染色で確認したところ、Oil Red O染色陽性の脂肪細胞分化が確認された。また、骨分化を骨分化のマスター遺伝子であるCbfa1をリアルタイムPCR法で確認したところ、時間依存的(110日)にCbfa1の発現が上昇していることが確認された。本研究の目的の1つであるin vitroの系での、iPS細胞からセメント芽細胞への分化誘導には至らなかった。現時点では、in vitroの系におけるiPS細胞からセメント芽細胞への分化誘導は困難であることが分かったため、研究計画に若干の変更を加え、iPS細胞を間葉系幹細胞へ分化させることとした。歯根の発生期には、ヘルトヴィッヒ上皮鞘を構成するエナメル上皮が幼若な象牙質上にエナメルマトリックスタンパクを分泌し、そこにMSCが誘導されてセメント芽細胞や線維芽細胞に分化する。