hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
2次元広視野電波パトロ-ルカメラのよる高エネルギ-天体現象の研究

(*)アンテナの指向性(*)受信機総合テスト(*)ディジタルレンズと受信機の接続テスト(*)デ-タ解析用ソフトの作成1.<2次元広視野電波パトロ-ルカメラの建設状況>___ー90年度研究実施計画のうち、(1)アンテナの駆動、(2)デ-タ解析用ソフトの作成、(3)パルサ-分散消去フィルタ-の概念設計、を行うことができた。(4)さらに64台ある2.4mアンテナのカセグレン化の設計を行い、部分テストの段階で感度の向上が検証された。またディジタル複素振幅イコライザ-により、アナログ系の位相・振幅誤差を補正するプログラムが完成し小型アレイでシャ-プな像を得ることができた。91年度は、まず大型アレイの各アンテナのラジオメ-タ-化を早急に実現し、小型アレイとつなぎかえて本観測に入る。2.<2次元広視野電波パトロ-ルカメラの特徴>___ー10年間の試作研究を経て、広い空の領域を電波で短時間に観測できる広視野電波パトロ-ルカメラ建設が実現した。これは次のような<3つの特徴>___ーをもっている。(1)世界で初めて,ナイキストレ-トの意味で2次元のリアルタイム像が得られた.すなわちパルサ-や放送の信号のような非エルゴ-ト的な信号に対しても多方向(64方向)を独立にかつ同時に観測できることを実証した.そしてその像合成には相関器を利用せず,新たに開発したディジタルレンズにより直接像合成を行った.(2)64入力に対して振幅・位相制御が可能になり,アナログ部の振幅・位相誤差を自動的に測定して補正まで行えるようになった.(3)"Maximum RedundancyArray"すなわち冗長度最大の干渉計の必要性が世界に理解され始めた.3.<冗長度最少が電波干渉計の常識だった>___ーこれらの成果は,1990年8月にプラハで開かれた国際電波連合(URSI)総会での招待講演で報告した.相関器(コリレ-タ)を使わずに像を作れるという話は,始めのうちはなかなか理解されず,像を作れるはずがないという疑問が繰り返し提出された.それは現在の電波干渉計が,全て相関器を利用したフ-リエ合成型(開口合成型)であるためである.この方式はケンブリッジ大学のライル達が開発したもので,少数のアンテナを使ってきめ細かい画像が得られる優れた方法である。その際,目標としてかかげられたのが"Minimum Redundancy"(冗長度最少)である。それは最小限のアンテナ数で,できるだけ画素数の多い像を得るために,等しい基線長の重複を最少にしようという主張である.1974年にライルはこれらの業績によりノ-ベル物理学賞を授賞したが、その影響も手伝ってこの"冗長度最少"が電波干渉計の常識になった。4.<冗長度最大は非常識か?>___ーところが早稲田大学のアンテナの配列は全く逆で,等間隔に8x8=64個が2次元に並んでいる。"Maximum Redundancy"(冗長度最少ではなく最大)となっているのである.このため,それまでの干渉計の常識から見て最大限の無駄をやっていると考える人が多数いた。しかしアンテナの配列の冗長度を最少にするという目標は、先に見たようにきめ細かい画素の像を得るという特別の場合を想定した最適化でしかない。これまではこういう点を深く分析せずに、相関器を使い冗長度最少である干渉計がどんな場合にも最良なものであると信じられてきた。
刑事手続における要証事実の実証的・理論的研究

本研究は、刑事手続における要証事実の一つである間接事実の意義を解明するものである。すなわち主要事実を直接推認させる間接事実-第一次間接事実-は、それが合理的疑いを容れない程に証明されて初めて、主要事実に対するその推認力が考慮されうる。これは、合理的疑いを容れない程に証明された第一次間接事実だけが、主要事実を認定するための総合評価に参加できることを意味する。これは、推認の飛躍による誤判を防止しうる方策である。実務の運用状況や裁判員裁判・公判前整理手続という新たな制度的状況を踏まえつつ、要証事実の意義を実証的かつ理論的に検討することにより、訴訟制度の枠組みの中で内容的正当性のある事実認定を確保するための具体的条件を洗い出す。(1)ケース研究第一に、裁判員裁判が始まればその対象事件となりうるが、裁判員裁判も公判前整理手続も実施されていない従来型のケースについて、記録の収集・検討、手続関係者へのインタビュー調査を行った。第二に、裁判員裁判の対象事件とはならない従来型のケースについて、情報収集・検討を行った。第三に、裁判員裁判が始まればその対象事件となる事件で、かつ公判前整理手続が実施されたケースについて、情報収集・検討を行った。第四に、裁判員裁判の対象事件にはならないが、公判前整理手続が実施されたケースについて、情報収集・検討を行った。第三に、模擬裁判員裁判が実施されたケースについて、情報収集・検討を行った。研究計画段階においては、これらのケースを比較することによって、手続の相違等により、当事者の主張・立証と裁判所の事実認定との関係について有意のある違いがあるか否かを考察する予定であったが、検討したケース数の少なさ等のため、一定の結論を出すためには次年度の検討を経る必要がある。もっとも、もとより捜査のあり方が根本的には変わっていないことによる、等質性が認められるところがあった。(2)理論的研究要証事実の理論的意義と内容的正当性のある事実認定を確保するための諸条件を明らかにするため、関連する邦文献、英米ならびにドイツの証拠法・手続法の関係資料を収集・分析した。特に英米法における、証拠法と手続的コンテクストとの関係を注目する議論が、本研究にとって参考となった。第五に、裁判員裁判が実施されたケースについて、情報収集・検討を行った。特に情況証拠による事実認定に注目しながら、間接事実が要証事実として選別されるプロセスやその立証のあり方について検討を行った。(2)理論的研究要証事実の理論的意義と内容的正当性のある事実認定を確保するための諸条件を明らかにするため、関連する邦文献、英米ならびにドイツの証拠法・手続法の関係資料を収集・分析する作業に従事した。そのために刊行された文献の入手はもちろん、国内外(外国についてはアメリカ合衆国)の図書館での調査・資料収集を精力的に行った。特に情況証拠による事実認定を念頭において、間接事実の立証と総合評価との関係について理論的に考察し、その研究成果を論文として分表した。貝体的には、間接事実が合理的疑いを容れない程に証明される際に必要とされる総合評価と、間接事実がより上位の間接事実ないし主要事実に対してどれ程の推認力を有しているかという点を検討する際に問題となる総合評価とを区別することが、証拠裁判主義や論理則に適うことを明らかにした。本研究の目的は、実務の運用状況や裁判員裁判・公判前整理手続という新たな制度的状況を踏まえつつ、要証事実の意義を実証的かつ理論的に検討することにより、訴訟制度の枠組みの中で内容的正当性のある事実認定を確保するための具体的条件を洗い出すことである。本年度の研究実績の概要は次の通りである。実証的研究(ケース研究)においては、いわゆる(1)大阪母子殺人放火事件、(2)鹿児島老夫婦殺人事件、(3)布川事件を取り上げ、各事件の各審級において間接事実の証明や間接事実からの推認がどのように行われているか、検討した。とりわけ(1)に係る平成22年4月27日最高裁第三小法廷判決について、同判決が、間接事実からの推認のあり方と同時に、間接事実の立証のあり方についても、総合評価や間接事実のレベル(主要事実を直接推認させる第一次間接事実か、それとも第二次以下の間接事実か)との関係を踏まえながら、厳正な態度をとっていることが明らかになった。

理論的研究においては、要証事実としての間接事実の意義(間接事実の証明のあり方)について検討し、「情況証拠による事実認定において総合評価が必要となる場面があることを前提としながら(すなわち、主要事実が合理的疑いを容れない程に証明されなければならない以上、その主要事実の認定には、第一次間接事実から成る総合評価を要する。また間接事実が合理的疑いを容れない程に証明されなければならない以上、その間接事実の認定には、その間接事実よりも下位の間接事実から成る総合評価を要する場合がある。)、しかし間接事実が、その間接事実と同位にある間接事実から成る総合評価によって、合理的疑いを容れない程に証明されることはない。」との結論(成果)を導き出した。かかる証明のあり方は、先に述べた(1)に係る最高裁判決と符合している点で、実務上も遂行可能なものであるといえよう。本研究の目的は、実務の運用状況や裁判員裁判・公判前整理手続という新たな制度的状況を踏まえつつ、要証事実の意義を実証的かつ理論的に検討することにより、訴訟制度の枠組みの中で内容的正当性のある事実認定を確保するための具体的条件を洗い出すことである。本年度は最終年度に該当するため、研究成果のまとめと公表とを中心に、研究活動に従事した。実証的研究(ケース研究)としては、第一に、間接事実(自白の信用を裏付ける補助事実も同様)は自らが総合評価に参加する前に合理的疑いを容れない程に証明されなければならず、とりわけ情況証拠しかない事案においては、第一次間接事実として証明されなければ主要事実を認定するための総合評価に参加することは出来ないという情況証拠論が、最近の大阪母子殺人事件上告審判決(最三小判平22・4・27)を含む一連の最高裁判例から読み解きうることを解明し、その研究成果としての論文を公表した(豊崎七絵「最高裁判例に観る情況証拠論-情況証拠による刑事事実認定論(3)」法政研究78巻3号709頁以下)。また第二に、かかる最高裁判例が下級審とりわけ裁判員裁判に与えた影響についても検討し、その研究成果の一部としての評釈を公表した(豊崎七絵「情況証拠による犯人性の証明ができないとされた事案-鹿児島老夫婦殺人事件」法学セミナー679号122頁)。また理論的研究としては、総合評価への間接事実の参加資格として合理的疑いを容れない程の証明を求め、かつ、その前提として、間接事実のレベルの明確化ならびに要証事実を基準として総合評価を区別することは、間接事実からの推認を、より分析的客観的な過程にし得ることを解明し、その研究成果としての論文を公表した(豊崎七絵「間接事実の証明・レベルと推認の規制-情況証拠による刑事事実認定論(2)」『人権の刑事法学村井敏邦先生古稀記念論文集』697頁以下)。
寒冷地における埋設管のリスク評価

本研究では,寒冷地における埋設管の損傷リスクを評価するため,舗装路下にある水道管周辺の詳細な温度分布や常時の土中土圧,更には車両通過に伴う地盤内増加応力の季節変化を計測した.その結果,これらが地盤の凍結融解で大きく変化することを明らかにした.また,車体重量が大きくなると地盤内増加応力も増大するが,その比率も凍結融解に伴って変化することや,地盤内での荷重分散についても凍結融解に伴って変化することを明らかにした.北海道のような寒冷地では,過去に地盤の凍結膨張が水道管やガス管の重大な破損事故の一因となった可能性が示唆されている.この原因として,凍結によって埋設管に作用する地盤内応力や車両荷重による土圧が増加したことが挙げられているが,変化の程度やそのメカニズムについては未だ明らかになっていない.しかし,その一方で早急な更新が急務となっている水道管については,支保工が不要となる程度に掘削深を減少させることが検討されている.そこで,本研究では寒冷地における埋設管周辺の詳細な温度分布を明らかにするとともに,浅層化によって埋設管に作用する負荷がどの程度増加するのかを明らかにすることを目的としている.本年度までに,予定していた北見市内4か所の舗装路(車道3か所,歩道1か所)において,配水本管周辺に10cmごとの地中温度を計測できる温度測定ロッド,土圧計,土壌水分計を埋設した.また,これらの計測データを収録するための計測ボックスも設置し,毎時1回の連続計測を始めた.さらに,車道3か所については,定期的(月に1度程度)に土圧計を高速サンプリング可能な計測機器に接続し,同一車両を一定速度で通過させ,車両通過に伴う鉛直増加応力の変化についても計測し始めた.常時の鉛直応力(土被り圧)については,いずれの地盤凍結期において大きく変動することが明らかとなったが,路盤以深の土質によって,変化の傾向が異なることがあきらかとなってきた.また,車両通過時の鉛直増加応力については,いずれの計測地点においても凍結期に小さくなるが,融解途中にある時点で最も大きくなることが明らかとなった.本研究では,寒冷地における埋設管の損傷リスクを明らかにするために,北見市内の車道と歩道に面的な埋設管周辺の温度分布,周辺地盤の凍結や車両荷重によって埋設管に作用する土圧などを計測するための各種センサーを設置し,埋設管周辺の地温分布,土圧の季節変化に伴う常時計測を続けてきた.また,同一車両が通過する際の土中増加応力の計測も定期的に行ってきた.本年度は特にこれらの温度分布,常時土圧,車両通過時の増加応力が地盤の凍結融解に伴って変化する要因について詳細に検討した.その結果,以下の知見が得られた.1.埋設管周辺の温度は積雪や除雪,更には埋設管自体の温度の影響を受け,特に融解期には凍土と未凍土が混在する複雑な分布になっている可能性が高いことが明らかとなった.2.埋設管周辺における常時の鉛直土圧は,地盤の凍結融解によって変化することが明らかとなった.また,調査地点による変動傾向の違いは舗装路を構成している地盤材料の凍上性の違いによって生じている可能性が示唆された.3.同重量かつ一定速度の車両が通過した際の鉛直増加応力の最大値についても地盤の凍結融解によって変化し,厳冬期には小さく,融解期に突発的に大きくなる場合があることが明らかとなった.ただし,その大きさは全般的にBoussinesqの解に基づく計算値よりは全般的に小さく,融解期でも現時点までに大きく超えてはいない.また,この変化が凍結融解に伴う剛性変化によるものだと考え,多層弾性論による応力解析結果と比較したところ,融解期の突発的な上昇以外については良く表現できることが明らかとなった.また,この上昇についても,より詳細に凍結領域や弾性係数並びにその変化を把握することで表現できる可能性が示唆された.北見市内数カ所の車道と歩道に設置した機器による計測については,順調に進んでおり,本年度は比較的凍結指数も大きく,10年確率に近い寒さであったことから,計測自体は極めて順調に進んでいると判断した.また,温度分布,常時土圧,車両通過時の増加応力が地盤の凍結融解に伴って変化する要因についても概ね明らかになったが,車両通過時の増加応力が融解期に突発的に大きくなる現象については,多層弾性論を用いて増加すること自体は再現できたものの,その変化量は実際よりも小さかった.これについては,凍上性が異なる層で構成されていることが関与していると考えられ,室内凍上・融解試験での再現も試みることで概ね明らかになったが,もう少し実験を重ねる必要があると考えて,(2)を選択した.本研究では,これまでに北見市内の5カ所の舗装路下に温度センサーや土圧計,土壌水分センサーといった各種計測機器を埋設して,埋設管周辺の詳細な土中温度分布や常時の鉛直土圧変化を計測することに取り組んでいる.また,いくつかの調査地点では定期的に同一車両を走行させ,それに伴って生じる鉛直増加応力やその季節変化についても計測し,これらの応力が地盤の凍結融解に伴って変化する要因についても検討を行ってきている.そこで,2016年度は,2箇所の調査地点において,これまでに使用してきた車両よりも車体重量が格段に大きい除雪用重機を定期的に走行させ,車体重量が鉛直増加応力に与える影響について明らかにすることを試みた.

さらに,北見工業大学構内の屋外土槽に設けた模擬舗装路において,ランマーと重錘の2種類の方法で舗装面に衝撃荷重を与え,その応力伝播が地盤の凍結融解に伴ってどのように変化するのか明らかにすることにも取り組んた.その結果,土圧計直上での車両通過に伴う鉛直増加応力は,概ね車体重量に比例して増減することが明らかとなった.また,ランマーと重錘の2種類の方法で舗装面に衝撃荷重を与える試験では,距離に伴う鉛直増加応力の減少率は,地盤の凍結が進むにつれて小さくなっていることが確認された.このことから,地盤内に伝達する荷重自体は(特に直下において)小さくなる傾向にあるものの,相対的には荷重が広範囲に伝わるようになることが明らかとなった.本研究では,寒冷地における埋設管の損傷リスクを評価するため,舗装路下にある水道管周辺の詳細な温度分布や常時の土中土圧,更には車両通過に伴う地盤内増加応力の季節変化を計測した.その結果,これらが地盤の凍結融解で大きく変化することを明らかにした.また,車体重量が大きくなると地盤内増加応力も増大するが,その比率も凍結融解に伴って変化することや,地盤内での荷重分散についても凍結融解に伴って変化することを明らかにした.予定していた共用されている北見市内4カ所の舗装路下に計測機器を埋設し,連続計測を開始することができた.また,常時の鉛直土圧ならびに車両通過時の鉛直増加応力が凍結融解によって変化するメカニズムを明らかにするための模型土槽の製作も完了した.しかし,現時点において,そのメカニズム解明に関する手がかりについては乏しいと言わざるを得ないため,おおむね順調に進展しているとの評価に留めた.最終年度である本年度は,まず初めに上述した車両通過時の増加応力が融解期に突発的に大きくなる現象について,その要因は凍上性が異なる層で構成されていることだと考えられるため,室内凍上・融解試験を用いた再現実験を実施する.また,重機などによる振動の伝播についてはこれまで検討してこなかったので,これについても検討する.そして,これまでの成果をまとめ発表することを行う.地盤工学27年度については,26年度に製作した模型土槽を用いて常時の鉛直土圧ならびに車両通過時の鉛直増加応力が凍結融解によって変化するメカニズムを明らかにするとともに,凍上試験などの室内要素試験,屋外にも土圧計を埋設した試験盛土を構築することで多面的にメカニズム解明に向けて努力したいと考えている.必要な物品について適正に使用していった結果,微額の残高が発生した北見市内4か所の舗装路下への計測機器設置作業において,水道管の更新作業時を利用して埋設することが可能になったため,当初見込んでいた掘削費用を削減することができたため本年度実施する重車両の走行費などに使用する常時の鉛直土圧と車両通過時の鉛直増加応力が凍結融解によって変化するメカニズムを明らかにするために構築することを予定している試験盛土費用に充てる予定である.
１６世紀イベリア半島および西地中海地域におけるモリスコ

当該年度の前半では、昨年度に収集した史資料の整理・デジタル化を行った。特に、昨年度にモロッコにて収集したアラビア語史資料などを整理・データベース化することで、スペインとモロッコでのモリスコ研究の相違を明らかにすることが可能となった。またインターネットを通じて、関連する刊行一次史料や研究書などを購入した。上記の調査を踏まえて9月22日には、国際学会II Congreso Ibero-Asiático de Hispanistasにて"Losmoriscos y su conceto del mundo : desde la práctica islámica la idea apocaliptica"という題で、口頭発表を行った。本発表では、改宗にともなうモリスコのイスラーム信仰の秘匿と彼らの世界観についてアルハミーア史料から分析した成果を、スペイン語で発表した。本報告については、同題名の論文が現在公開準備中である。また、同月28日にはスペイン史学会第154回定例研究会にて「16世紀スペインにおけるモリスコの世界観:イスラーム的実践と終末論から」という題で口頭発表を行った。本発表では、モリスコたちのイスラーム的実践と終末論の関連について論じた。また今年度は2月から3月にかけてスウェーデンとスペインで、27日間の史資料調査を行った。特にスウエーデンのウプサラ大学での調査は、これまで所在や文書番号が不明確であったアルハミーア史料三点の所在を明らかにした点で大変有意義である。スペインでは、前年に引き続き、国立図書館やスペイン科学研究高等会議での調査を行う一方で、国立歴史文書館ではモリスコの終末論や救世主思想に関連する異端審問記録を閲覧した。加えて、ガルシア・アレナル教授からは、スウェーデンにて発見した史料について研究交流を行い、本史料とスペイン国内の他史料との比較を行うことについて助言を得た。当該年度の前半期では、前年度に収集した史資料の整理、分析を行い、その成果を国際学会および国内学会で報告した。また、スウェーデンでの調査では、完全な新史料ではないものの、これまで所在や性格が明らかとなっていなかったアルハミーア史料を「再」発見した。この史料と同様の史料はスペイン国内でも数点発見されており、それらとの比較研究を現在準備中である。以上の理由により、当該年度の研究は2おおむね順調に進展したと評価できる。(抄録なし)当該年度の4月-11月にかけては、科研費をあてて購入したパソコン等を用いて、平成23年度の調査で収集した史資料の整理・デジタル化を行った。同調査で収集したアルハミーア史料のうち、特にオランのムフティーが発したファトワーの読解を行い、転写を行った。このファトワーは、キリスト教徒支配下で如何にイスラームの実践を行うかというモリスコたちの問いに答えるものであり、彼らが信仰生活の何に重きを置いていたかを示す重要な史料である。またインターネットを通じて、モリスコに関する刊行一次史料や研究書などを購入した。12月-2月に行ったスペインでの現地調査では、国立図書館などでスペイン語・アルハミーア史料の収集を行ったほか、王立歴史アカデミー付属図書館では前述のファトワーのスペイン語版を入手した。上記の図書館に加え、学術研究高等評議会のM・ガルシア・アレナル教授の助言に従って、バレンシア・デ・ドン・ファン学院付属文書館でも調査を行った。同文書館には、16世紀中頃にグラナダにてモリスコ反乱に関するスペイン語史料のほか、クルアーンの写しなどアラビア語史料も保管されており、有意義な調査が行えた。同調査期間中に、モロッコでの史資料調査も行い、テトゥアンのダーウード図書館では、ハスナ・ダーウード館長との面談を通して、マグリブ(特にテトゥアン)とモリスコの関係について新しい知見を得た。また、彼女の紹介により、テトゥアン総合図書館のアフマド・テイミ館長や、アンダルス史の専門家であるムハンマド・ベナブード博士などの知己を得たことは、本研究の今後の発展にとって重要であった。また、ラバトでは、国立図書館で資料を閲覧したほか、日本では入手困難なアラビア語のモリスコ関連研究文献を数多く購入した。帰国後、調査をもとに「モリスコ研究におけるアルハミーア文献の重要性」という題で、研究プロジェクト報告書上で論稿を発表した。

特にスウエーデンのウプサラ大学での調査は、これまで所在や文書番号が不明確であったアルハミーア史料三点の所在を明らかにした点で大変有意義である。スペインでは、前年に引き続き、国立図書館やスペイン科学研究高等会議での調査を行う一方で、国立歴史文書館ではモリスコの終末論や救世主思想に関連する異端審問記録を閲覧した。加えて、ガルシア・アレナル教授からは、スウェーデンにて発見した史料について研究交流を行い、本史料とスペイン国内の他史料との比較を行うことについて助言を得た。当該年度の前半期については、これまで収集した史資料の整理、分析に取り組み、本格的な分析のための基礎作業ができたと思われる。とくにアルハミーアの史料の読解において、大いに進展が見られた。後半期は、スペイン及びモロッコにおいて史資料の収集を精力的に進めた。また、現地においてアンダルス史・モリスコ研究の諸専門家から助言が得られたことは、本研究の発展にとって大きな意義があったと考えられる。以上の理由により、当該年度の研究は、(2)おおむね順調に進展していると評価できる。当該年度の前半期では、前年度に収集した史資料の整理、分析を行い、その成果を国際学会および国内学会で報告した。また、スウェーデンでの調査では、完全な新史料ではないものの、これまで所在や性格が明らかとなっていなかったアルハミーア史料を「再」発見した。この史料と同様の史料はスペイン国内でも数点発見されており、それらとの比較研究を現在準備中である。以上の理由により、当該年度の研究は2おおむね順調に進展したと評価できる。平成25年度の前半期においては、引き続きこれまで収集した史資料の整理・分析を行う。特に、モロッコにて収集した現地の最新研究を分析することには大きな意義があると考えられる。これと平行して、学会発表を行い、その成果の一部を論文にまとめることを目指す。現段階では、日本中東学会やスペイン史学会、あるいはイスラーム地域研究・若手研究者の会での報告・論文投稿を想定している。日本中東学会においては現在、モリスコ研究の位置づけが確立していないので、本研究がその嚆矢となるだろう。また、スペイン史学会においては、アラビア語史料を中心に用いた報告を行うことで、本研究の独自性を示すことが出来るだろう。後半期には論文執筆に集中する予定だが、研究の進展如何によっては、再び現地調査(主にマドリード・テトゥアンを想定)へ赴くことも考慮に入れている。以上をふまえ、本研究はモリスコという集団の地中海的広がりを捉えることで、従来のモリスコ研究へ新たな論点を投げかけることが、その成果となるだろう。(抄録なし)
競合吸着を考慮した地盤の化学性の不均一分布が巨視的分散におよぼす影響

地下水汚染や高レベル放射性廃棄物の地層処分などを検討する際に,対象物質の地下水中での拡がりを決定する重要なパラメータとして分散長がある.本研究は,化学的特性の不均一分布まで考慮に入れた分散長について,具体的な現象を調べるとともに,分散長の評価方法を確立することである.室内実験と数値計算を実施し,分散長評価において物理的特性のみならず化学的特性の不均一分布を考慮に入れる重要性を示した.地下水汚染や高レベル放射性廃棄物の地層処分などを検討する際に,対象物質の地下水中での拡がりを決定する重要なパラメータとして分散長がある.本研究は,化学的特性の不均一分布まで考慮に入れた分散長について,具体的な現象を調べるとともに,分散長の評価方法を確立することである.室内実験と数値計算を実施し,分散長評価において物理的特性のみならず化学的特性の不均一分布を考慮に入れる重要性を示した.近年,有害物質による地下水・土壌汚染が広く報告されている.地下水中や土壌水中に存在する多くの汚染物質は,地下水の流れにより輸送され地下環境中に拡がることが知られており,汚染の現況評価や修復計画を講ずる上で数値シミュレーションを行う際には,現場の分散長を適切に与えることが重要である.この分散長は,従来の研究において化学性の不均一分布の影響を考慮した分散長として検討されていない.本研究の目的はこの化学的特性の不均一分布まで考慮した分散長について,具体的な現象を調べるとともに分散長の評価方法を確立することである.本年度は研究実施計画に沿って,まず物理的および化学的不均一性を考慮した水・溶質移動特性を把握するための室内実験を実施した.実験装置は,5x5x10cmの均一ブロックを2次元的に10x10配置し,それぞれのブロック内は同一粒径の試料(土および砂)を充填,実験浸透層全体は5種類の試料を不均一に配置した.不均一性は文献値を参考に,現実味のある透水係数の平均値と分散を与えて統計的な発生方法によった.実験装置にはプリント基板製TDRプローブを設置し,土壌水分および電気伝導度の時間的変化を測定した.実験浸透層には,上部から食紅で着色したKC1溶液を供給した.溶液の供給方法は降雨発生装置による一定のフラックスによるものとした.KC1溶液の見かけの浸透の様子は,所定の時間毎にデジタルカメラによる撮影を実施した.本実験結果については,来年度の地盤工学会や地下水学会などで発表する予定である.実験と平行して反応輸送コードによる実験のモデリングを行った.C1の輸送の時間変化は,デジタルカメラで撮影されたものと類似しており,また下端における破過曲線も概ね実験結果と一致してその妥当性が確認された.研究結果については,来年度の地下水学会などで発表する予定である.地下水汚染や高レベル放射性廃棄物の地層処分などを検討する際に、対象物質の地下水中での拡がりを決定する重要なパラメータとして分散長がある。本研究は、化学的特性の不均一分布まで考慮に入れた分散長について、具体的な現象を調べるとともに、分散長の評価方法を確立することである。本年度は、昨年度の室内実験結果をふまえ、物理的・化学的不均一性を考慮した水・物質の移動特性を把握するための反応輸送コードMIN3Pによる実験の再現を試みた。その結果、数値計算による破過曲線は、ほぼ実験結果を再現しており、MIN3Pによる計算の妥当性が確認された。さらに水理.化学パラメータの統計的分布特性の異なる2種類の場を生成し、それらに対するKCI溶液の投入シミュレーションを実施し、両者を比較を行い数値実験的に検討した。その結果、浸透層下端からの流出液の破過曲線は、両者でほぼ同じであったが、液相および固相のイオン分布を比較すると、配置した粒径ブロックにそれぞれ対応した濃度分布を示した。また、複雑な入力ファイルを要する反応輸送コードMIN3Pを用いることとは別に、より簡便な評価方法を検討するため、昨年度の実験結果をCTRW(連続時間ランダムウォーク)により再現することを試みたところ、その適用可能性があることを示した。
咬合挙上による咬筋筋線維タイプの変化およびその調節機構の解析

スプリント療法の筋肉レベルでの生理学的治癒機序を解明するため、咬合挙上(顎間距離の増大)によるラット咬筋筋線維タイプの変化およびその調節機構の解析を行った。1.咬合挙上による咬筋筋線維タイプ変化の解析咬合挙上(下顎切歯に咬合挙上板を装着)がラット咬筋におけるミオシン重鎖アイソフォーム(MHCI、IIa、IId/x、IIb)ならびに細胞内Ca^<2+>ハンドリング関連タンパク質(筋小胞体Ca^<2+>-ATPase、phospholamban、sarcolipin、parvalbumin:近年、筋線維タイプや筋肥大がCa^<2+>をセカンドメッセンジャーとする細胞内シグナル伝達経路を介して調節されることが示唆されているため)の遺伝子発現に与える影響をmRNAレベル(リアルタイムRT-PCR法による解析)及びタンパク質レベルで定量的に解析した。その結果、咬合挙上によりラット咬筋の筋線維タイプが、細胞内Ca^<2+>ハンドリング関連タンパク質の発現に影響を与えることなく、収縮速度の遅い、難疲労性のタイプへ変化(エネルギー効率の良いタイプへ変化)すること(遅筋化)が観察された。2.咬筋筋線維タイプ調節機構の解析Ca^<2+>依存性セリン/スレオニンホスファターゼであるカルシニューリン(近年、筋線維タイプの遅筋化や筋肥大を惹起することが示唆されている細胞内シグナル伝達因子)の阻害薬Cyclospolin A(CsA)が咬合挙上によるラット咬筋筋線維タイプの遅筋化に対して拮抗作用を有するかを明らかにするため、咬合挙上とCsA投与を施したラット咬筋におけるミオシン重鎖アイソフォームのmRNA量をリアルタイムRT-PCR法により定量的に解析した。その結果、CsAが咬合挙上による咬筋の遅筋化に対して抑制的に作用することが観察された。1.咬合挙上による咬筋筋線維タイプ変化の解析咬合挙上(下顎切歯に咬合挙上板を128日間装着)がラット咬筋における収縮タンパク質(ミオシン重鎖、ミオシン軽鎖、トロポニン、トロポミオシンなど)ならびにエネルギー代謝酵素(carbonic anhydrase III:酸化還元酵素、phosphoglucoisomerase:解糖系酵素など)の遺伝子発現に与える影響をmRNAレベル(competitive RT-PCR法による解析)及びタンパク質レベル(電気永動法による解析)で定量的に解析した。その結果、咬合挙上によりラット咬筋の筋線維タイプが、収縮速度の遅い、難疲労性のタイプへ変化(エネルギー効率の良いタイプへ変化)すること(遅筋化)が観察された。2.咬筋筋線維タイプ調節機構の解析β2アゴニストであるクレンブテロール(近年、骨格筋の速筋化や筋肥大を惹起することが報告されている)が咬合挙上によるラット咬筋筋線維タイプの遅筋化に対して拮抗作用を有するかを明らかにするため、咬合挙上とクレンブテロール投与を施したラット咬筋におけるミオシン重鎖アイソフォームのmRNA量をcompetitive RT-PCR法により定量的に解析した。その結果、クレンブテロールが咬合挙上による咬筋の遅筋化に対して抑制的に作用することが観察された。
西アフリカにおける伝統工芸技術の比較研究

この研究は昭和60年度一般研究Cを対象とする文部省科学研究費補助金を授与されて開始したもので、昭和60年より平成元年度までの5ケ年計画でおこなったものである。その間2度の海外学術調査をおこなった。アフリカにおける手工芸も、世界の趨勢にしたがって、次第にその技術がうしなわれようとしているのが現状である。したがってこの調査研究では、特に伝統的な手工芸技術がいまだに多く残されている地域として西アフリカ、特にギニア湾沿岸文化領域を調査研究の対象地域として選んだ。研究者の構成は、昭和60年度に一般研究として発足した当初の研究者3名によって構成した。つまり工芸を専門とする2名、環境計画を専門とする1名の計3名の者によって海外学術調査を含めて、伝統工芸技術の伝承、伝播、推移等についての研究をおこなった。工芸を専門とする2名は、土器及び金属器の製作、またその他生活用具等の製作とその使用法、儀礼に関するもの等の調査。染色、織りなどに関する繊維工芸、またそれに関連して衣服等の調査を分担しておこなった。またこれらの伝統工芸技術については、ともに技術の習得にも心掛け、西アフリカ・ギニア湾沿岸文化領域につたえられている伝統工芸の本質にせまることを目的とした。現在ではアフリカで伝統工芸に携わる人々の年齢層は平均して高年令の人が多く、土器のように現在では次第に使われなくなった職種では後継者不足の状態にあることが現地調査を通じてわかってきた。1。土器、金属器、生活用具等。これらのものに関する調査研究は、マリ、ガ-ナ、カメル-ン、ト-ゴの4ケ国においておこなった。調査は予備調査、本調査の2回に分けておこない、生計から完成、流通、使用法等一貫した調査と、また技法の習得にもつとめた。現在これらの工人集団では、鋳造を除き後継者の不足に直面している。原因として考えられることはプラスチック製品の浸透によって、生活の形態が変化してきたことにある。また堅牢なプラスチック製品に比べて土器の脆さにも原因があり、その上若者たちの都会指向なども原因の一つになっているものと思われる。金属器はカメル-ン、ガ-ナの2ケ国でおこなった。古代ベニン王国の伝統をひく金属鋳造の技術は、現在は観光客を対象とした産品を生産することによって維持されているのが現状である。経済的にも恵まれているので後継者の心配はないようである。2。染織、衣服等。研究分担者(井関)によってカメル-ン、ト-ゴ、ザイ-ルの3ケ国で調査研究をおこなった。特に西アフリカもギニア湾沿岸は、ラフィア・ヤシ文化圏と考えられるほど、生活の中にラフィア・ヤシの占める部分が多く調査研究の主体をラフィア繊維による染め織りにおいた。伝統的な部族社会では、その成員の構成や組織が部族の人々によって使われたり保持される物によって手掛かりが得られることがある。特にカメル-ン・バメンダ高原の調査では、ラフィア繊維によるバッグに象徴性があることが調査の結果わかってきた。またザイ-ル・クバ族の調査では、従来我が国で草ビロ-ドと称されるものについて調査を行ない意匠、製作技法などの解明をおこなった。ガ-ナでは、アシャンテ族のケンテ・クロス、アジンクラ・クロスの製作者について技法、紋様の意味と象徴性等について調査をおこない成果をあげることができた。3。伝統的生活環境と住居研究分担者(下休場)によってマリ、ガ-ナ、カメル-ンで調査をおこなった。特にカメル-ンでティカ-ル族の伝統的住居の様式と建築法の調査に重点をおき、バメンダ高原地域のラフィア・ヤシ文化圏の諸部族の住居と比較し、近縁にあるバム-ン族、バミレケ族との間にも同様の特徴的な様式があり、そのことから生活関連施設について分析することができた。1。

調査は予備調査、本調査の2回に分けておこない、生計から完成、流通、使用法等一貫した調査と、また技法の習得にもつとめた。現在これらの工人集団では、鋳造を除き後継者の不足に直面している。原因として考えられることはプラスチック製品の浸透によって、生活の形態が変化してきたことにある。また堅牢なプラスチック製品に比べて土器の脆さにも原因があり、その上若者たちの都会指向なども原因の一つになっているものと思われる。金属器はカメル-ン、ガ-ナの2ケ国でおこなった。古代ベニン王国の伝統をひく金属鋳造の技術は、現在は観光客を対象とした産品を生産することによって維持されているのが現状である。経済的にも恵まれているので後継者の心配はないようである。2。染織、衣服等。研究分担者(井関)によってカメル-ン、ト-ゴ、ザイ-ルの3ケ国で調査研究をおこなった。特に西アフリカもギニア湾沿岸は、ラフィア・ヤシ文化圏と考えられるほど、生活の中にラフィア・ヤシの占める部分が多く調査研究の主体をラフィア繊維による染め織りにおいた。伝統的な部族社会では、その成員の構成や組織が部族の人々によって使われたり保持される物によって手掛かりが得られることがある。特にカメル-ン・バメンダ高原の調査では、ラフィア繊維によるバッグに象徴性があることが調査の結果わかってきた。またザイ-ル・クバ族の調査では、従来我が国で草ビロ-ドと称されるものについて調査を行ない意匠、製作技法などの解明をおこなった。ガ-ナでは、アシャンテ族のケンテ・クロス、アジンクラ・クロスの製作者について技法、紋様の意味と象徴性等について調査をおこない成果をあげることができた。3。伝統的生活環境と住居研究分担者(下休場)によってマリ、ガ-ナ、カメル-ンで調査をおこなった。特にカメル-ンでティカ-ル族の伝統的住居の様式と建築法の調査に重点をおき、バメンダ高原地域のラフィア・ヤシ文化圏の諸部族の住居と比較し、近縁にあるバム-ン族、バミレケ族との間にも同様の特徴的な様式があり、そのことから生活関連施設について分析することができた。
細胞表層の活性酸素-カルシウムシグナルネットワークによる細胞壁の機能制御

ゼニゴケの2種のRbohの葉状体メリステム・仮根・雌雄生殖器等、生活環全体における発現部位を詳細に解析した。ゲノム編集法によりMpRbohA, Bの双方の機能欠損変異体を単離し、表現型を解析した結果、MpRbohAは葉状体メリステム機能・雄性生殖器の発生、MpRbohBは仮根の先端成長(細胞伸張)・ストレス応答に関与する可能性が示唆された。Ca2+依存性プロテインキナーゼCDPKやCa2+センサータンパク質CBLとCBL依存性プロテインキナーゼCIPKによるリン酸化とEF hand領域へのCa2+の結合により相乗的に活性化されることが明らかになり、活性制御に重要なアミノ酸残基を同定した。Rbohの活性化に関与するCDPKの機能欠損変異体をゲノム編集により単離し、機能解析を進めた。誘導ラマン散乱顕微鏡イメージングや、細胞表層のROS代謝酵素の解析も進め、Rbohによりapoplast中に生成されたROSが細胞壁の機能制御を介して植物の発生を司る可能性を示した。シロイヌナズナの10種のRbohのROS生成活性のCa2+濃度依存性を定量的に解析し、Rbohは生理的Ca2+濃度変化に依存して活性化される可能性を示した。Rbohの活性化に低分子量Gタンパク質が関与することを生化学的に初めて示した。イネのRbohがタペート細胞のプログラム細胞死・オートファジー制御・花粉形成に関与する可能性を示した。リグニン合成に関与する可能性が想定されるドイツトウヒのRbohを同定し、活性制御機構を解析した。陸上植物に広く保存されたCa2+結合部位を含むRbohの活性制御領域を同定する一方、殆どの藻類のRbohはこの領域を持たないことが明らかとなった。コレオケーテ、接合藻類のRbohを同定し、植物の陸上化前後のROS-Ca2+シグナルネットワークの進化を解析した。28年度が最終年度であるため、記入しない。1.シロイヌナズナのapoplastにROSを生成する酵素の局在・活性制御機構・生理機能の解析ROS生成酵素Rbohを異種発現させたヒト培養細胞から得たミクロソーム画分を用いた、RbohによるROS生成活性の無細胞評価系を構築し、シロイヌナズナの10種のRbohA-JについてROS生成活性のCa2+濃度依存性を定量的に解析した。また、Rbohの活性制御タンパク質として低分子量Gタンパク質が関与する可能性を生化学的に初めて示した。2.ゼニゴケのapoplastにROSを生成する酵素の局在・活性制御機構・生理機能の解析班員の石崎博士らとの共同研究によりゼニゴケから同定した2種のRboh/Nox遺伝子の生活環における発現部位の解析を進め、葉状体の他、生殖器官に発現することを見出した。またゲノム編集技術を用いてMpRbohBのノックアウト変異体を単離した。遺伝子破壊系統では形態異常が見られることを発見し、発生における機能の解析を進めている。ゼニゴケの変異体の単離はこれまで予想以上に難航していたが、今年度の研究により、ゲノム編集技術を用いて、遺伝子破壊系統の単離に成功した。これはブレイクスルーをもたらし、機能解析研究の大きな発展が期待される。ROS生成活性を遺伝学的、化学的に変化させ、表現型と細胞壁の変化を調べ、発生やストレス応答における積極的ROS生成の生理的意義の解明を進める。

またapoplastのROS生成と細胞壁の機能制御との関連を解析する。ROSのin vivoイメージング実験系の開発を進める。28年度が最終年度であるため、記入しない。
TFAM発現を用いたアルツハイマー病におけるインスリンシグナル破綻機構の解明

糖尿病はアルツハイマー病の危険因子であると考えられています。一方で我々はアルツハイマー病モデルマウスの海馬において糖尿病関連の遺伝子発現が変化している事を報告しています。さらに特定の月齢のアルツハイマー病モデルマウスが肥満とグルコース代謝異常を呈することを見出しています。我々はヒトミトコンドリア転写因子hTFAM発現がアルツハイマー病モデルマウスにおける肥満とグルコース代謝異常を改善、ミトコンドリア機能の改善を介してアルツハイマー病の病態を抑制する事を明らかにしました。アルツハイマー病におけるインスリンシグナル異常による負の病態連鎖を明らかにし、新たな治療法の開発に寄与することが期待されます。ミトコンドリア転写因子tFAM発現がインスリンシグナル異常に及ぼす影響を検討することにより、アルツハイマー病の病態自身がミトコンドリア経路を介してインスリン抵抗性を誘起し神経変性を増悪させるメカニズムを明らかにする。アルツハイマー病モデルマウスとヒトTFAM発現マウスの交配により樹立した3xTg-AD /TFAM-Tg系統を用い、インスリンシグナル異常のメカニズムを明らかにする。1,末梢性インスリン抵抗性の評価:13ヶ月齢の3xTg-AD (hetero)マウスはコントロールのNon-Tgマウスと比較して体重の増加、血糖値の上昇を認めた。3xTg-AD (hetero)マウスに見られた体重と血糖値上昇は、ヒトTFAMの過剰発現により著明に抑制された。2,マウスの記憶・学習・行動の解析:モーリス水迷路試験を用いた解析において、13ヶ月齢の3xTg-AD (hetero)マウスはコントロールのNon-Tgマウスと比較して短期記憶、学習獲得能力の低下を認めた。ヒトTFAMの過剰発現により3xTg-AD (hetero)マウスの認知機能は著明に改善した。3,マウス脳の分子病理学的解析:13ヶ月齢の3xTg-AD (hetero)マウス脳の大脳皮質、海馬においてADの神経病理変化であるアミロイドβ蓄積が認められた。さらに免疫染色を用いた解析により、大脳皮質、海馬において酸化障害のマーカーである8-oxoGの著しい蓄積を観察した。ヒトTFAMの過剰発現は3xTg-AD (hetero)マウス脳におけるアミロイドβ及び8-oxoG蓄積を抑制した。アルツハイマー病モデルマウスとヒトTFAM発現マウスの交配により樹立した3xTg-AD/TFAM-Tg系統を用い、インスリンシグナル異常のメカニズムを明らかにする。1.マウスの記憶、学習、行動解析:昨年度に引き続き、モーリス水迷路試験を用いた解析をマウス数を増やして行った。13ヶ月齢の3xTg-AD(hetero)マウスはコントロールのNon-Tgマウスと比較して短期記憶、学習獲得能力の低下を示すが、3xTg-ADマウスへのヒトTFAMの過剰発現により認知機能の著明な改善を認めた。2.遺伝子発現解析:13ヶ月齢の3xTg-AD(hetero)及び3xTg-AD(hetero)/hTFAMTg(hetero)マウスの海馬における遺伝子発現の変化をMicroarrayを用いて解析した。有意な発現変化をみとめた遺伝子に注目して、免疫染色法を用いた蛋白レベルの確認を行った。3.アルツハイマーモデル神経細胞に対するヒトTFAM蛋白投与の影響:ヒトiPS細胞由来のアルツハイマー病モデル神経細胞を用いて、アルツハイマー病患者脳の海馬において我々が報告したインスリンシグナルの異常を検討した。現在Microarrayを用いた遺伝子発現解析を行っている。4.電子顕微鏡観察による神経細胞、神経軸索部位におけるミトコンドリア形態変化を観察し現在解析中である。ミトコンドリア転写因子tFAM過剰発現がインスリンシグナルに及ぼす影響を検討することにより、アルツハイマー病の病態がミトコンドリ経路を介してインスリン抵抗性を引き起こし神経変性を悪化させる機序を明らかにする。2.ヒトiPS細胞由来のアルツハイマー病のモデル神経細胞における遺伝子発現の変化をMicroarrayを用いて解析した。Wild-typeおよびアルツハイマー病のモデル神経細胞の比較により有意な発現変化を認めた遺伝子群に注目して免疫染色法等を用いて蛋白レベルの確認を行った。3.ヒトiPS細胞由来のアルツハイマー病のモデル神経細胞においてリコンビナントのヒトTFAM蛋白投与による遺伝子発現の変化をMicroarrayを用いて解析した。有意な発現変化を認めた遺伝子群に注目して免疫染色法等を用いて蛋白レベルの確認を行った。4.ヒトiPS細胞由来のアルツハイマー病のモデル神経細胞においてリコンビナントのヒトTFAM蛋白投与が神経突起形成と伸長に与える影響に注目して解析した。上記をまとめて論文投稿中。我々はヒトミトコンドリア転写因子

hTFAM発現がアルツハイマー病モデルマウスにおける肥満とグルコース代謝異常を改善、ミトコンドリア機能の改善を介してアルツハイマー病の病態を抑制する事を明らかにしました。アルツハイマー病におけるインスリンシグナル異常による負の病態連鎖を明らかにし、新たな治療法の開発に寄与することが期待されます。平成26年度までの計画に挙げていた、Microarrayによる遺伝子発現解析、電子顕微鏡を用いたミトコンドリア形態変化の解析が終了した。さらにヒトiPS細胞由来アルツハイマー病モデル神経細胞を用いて、アルツハイマー病患者脳において見いだしたインスリンシグナル異常を解析している。マウス及び、ヒト神経細胞の両方でMicroarrayを用いた遺伝子発現変化を比較検討している。分子生物学、内科学平成27年度はマウスを用いて1.末梢性インスリん抵抗性の評価の追加:インスリン、グルコース負荷試験等を行う。さらにこれまのの研究過程において、ヒトiPS細胞由来アルツハイマー病モデル神経細胞を用いる事が可能となった。このモデル細胞は本研究の目的である、アルツハイマー病病態におけるインスリンシグナル異常解析において有用であり、マウス実験の結果と比較解析が可能である。以上により2.ヒトiPS細胞由来アルツハイマー病モデル神経細胞おけるヒトTFAM蛋白投与の影響:フラックスアナライザーを用いたミトコンドリア機能解析、電子顕微鏡を用いたミトコンドリア形態解析等を追加予定している。1.2をまとめ論文として報告する。平成25年度計画である、3xTg-AD (hetero)と3xTg-AD /TFAM-Tgマウスの解析において、1末梢性インスリン抵抗性の評価, 2マウスの記憶・学習・行動の解析, 3マウス脳の分子病理学的解析,4マウス膵臓の病理学的解析の2-4に関しては初期の計画に準じて進行している。1末梢性インスリン抵抗性の評価に関してはインスリンおよびグルコース負荷試験の一部が終了しており追加実験の準備中である。計画の過程において、ヒトiPS細胞由来アルツハイマー病モデル神経細胞を用いる事が可能となった。本研究の目的であるアルツハイマー病病態におけるインスリンシグナル異常のメカニズム解明に有用なモデルであり、マウス実験の結果を比較検討することが可能である。細胞を用いた検討を本年度より開始したため、マウス脳のMicroarray解析と電子顕微鏡を用いたミトコンドリア形態解析の一部を平成27年度に移行している。平成26年度以降の計画として、1.マウス脳の大脳皮質および海馬凍結切片から調整したmRNAを用いマイクロアレイ、Real-time RT PCR解析, 2.マウス脳のミトコンドリアの形態および機能解析を行う。既に13ヶ月齢のNon-Tg、3xTg-AD (hetero)と3xTg-AD /TFAM-Tgマウスのサンプルを回収し準備中である。計画3.神経新生の解析に関しては免疫染色の条件を検討中である。
環境ストレス反応における中枢性カルシウム調節機構の意義

1.ストレス性低カルシウム血症の発生機序:ストレス性低カルシウム血症は胃迷走神経の活動および前庭部から分泌されるガストリンおよび胃底部から主として放出されるヒスタミンが重要な役割を果たしているが、胃酸分泌自体は関与していないことが明らかになった。2.ストレス性低カルシウム血症における視床下部の関与:視床下部腹内側核の破壊でストレス性低カルシウム血症の発生が完全に抑えられ、室傍核や視床下部外側野の破壊は効果がなかった。3.ストレス性低カルシウム血症、胃潰瘍および情動反応性の視床下部連関:WKYラットでは、強制水泳試験におけるimmobility時間の長い個体ほど胃潰瘍および低カルシウム血症の程度が重かった。Wistarラットはstruggling時間の長い個体ほど胃潰瘍および低カルシウム血症の程度が軽かった。Wistarラットの室傍核破壊により、胃潰瘍および低カルシウム血症が重症化し、immobility時間も延長した。視床下部腹内側核破壊では胃潰瘍、低カルシウム血症ともに軽症化し、struggling時間が延長した。ストレス時の胃病変とカルシウム代謝応答および抑うつ反応に室傍核は抑制的に、視床下部腹内側核は促進/増悪的に関与している。4.視床下部カルシウム調節機構:電気刺激あるいはGABA_A受容体遮断薬ビキュキュリンによる化学刺激実験において、視床下部外側野および腹内側核は迷走神経胃枝を介し、また室傍核は甲状腺/副甲状腺枝を介して血液カルシウム濃度を低下させる作用があった。5.カルシウム調節ホルモンの中枢作用:副甲状腺ホルモン(PTH)を側脳室や視床下部腹内側核に投与すると、投与後カルシウムイオンレベルが対照に比べ有意に高値を示した。また視床下部腹内側核ニューロンはPTH感受性を示した。これらの結果は、視床下部にカルシウム調節ホルモン感受性機構があることを示唆する。本研究の目的は、環境ストレスによって誘発されるカルシウム代謝異常の発生メカニズムおよび中枢性の調節因子の存在を検討することにある。そのため拘束ストレスをモデルとして用い、拘束ストレス負荷時に起こる低カルシウム血症に関与する自律神経系、内分泌系および脳内機構を明らかにし、その情報伝達を担う物質を同定する。本年度の研究で以下のことが明らかになった。1)四肢を背臥位伸展位で2時間拘束することにより発生するストレス性低カルシウム血症は末梢性ムスカリン受溶器遮断薬の臭化メチルアトロピンでその発生が抑制された。このことは迷走神経系の関与を示唆する。2)そこでペントバルビタ-ル麻酔下で迷走神経の甲状腺/副甲状腺枝、胃枝、膵臓枝を選択的に切断し、麻酔回復後、拘束ストレスを負荷し、低カルシウム血症発生を遮断する経路を検討した。甲状腺/副甲状腺枝、腹腔枝の切断は効果なかったが、迷走神経胃枝の切断により低カルシウム血症が消失した。このことから、胃の迷走神経の興奮が重要であることが明らかになった。3)胃の迷走神経の興奮でガストリン分泌やヒスタミン放出が起こることが知られているが、ガストリン放出抑制物質であるセクレチンやヒスタミンH_2受容器遮断態のシメチジンも低カルシウム血症の発生を抑制した。4)さらに視床下部腹内側核、背内側核、室傍核および視床下部外側野を電気的に破壊して低カルシウム血症の発生を抑える部位を検索したところ、視床下部腹内側破壊で低カルシウム血症が消失した。5)ストレス性胃潰瘍を起こしやすいことが知られているWiater Kyoto(WKY)ラットはWistarラットに比べ、より重篤は低カルシウム血症を示した。以上の結果、低カルシウム血症に発生に視床下部腹内側核から胃の迷走神経に至る経路が重要であり、胃潰瘍の発生とも密接な関連があることが明らかになった。

1.拘束ストレスによる低カルシウム血症が胃迷走神経を介して起きることを昨年明らかにしたが、その胃内機序をさらに解明するため、セクレチン(ガストリン分泌阻害物質)、シメチジンおよびラニチジン(ヒスタミンH_2受容器遮断剤)、およびオメプラゾール(H^+ポンプ阻害剤)の低カルシウム血症に及ぼす効果を検討した。その結果、低カルシウム血症の発生にガストリンとヒスタミンは関与するが、胃酸分泌自体は関与しないことを明らかにした。2.視床下部諸核の電気刺激および選択的迷走神経切断術を用いて、視床下部カルシウム調節機構を検討した。その結果、視床下部外側野の刺激は胃迷走神経副甲状腺を介して血中カルシウムレベルを持続的に低下させ、室傍核の刺激は、迷走神経甲状腺/副甲状腺枝を介して一過性の血中カルシウムレベルの低下を引き起こすことが明らかになった。視床下部には少なくとも2つの経路を介する血中カルシウム低下機構が存在することが示唆される。3.副甲状腺ホルモン(PTH)を側脳室や視床下部内に投与し、PTHの中枢投与が血中カルシウムレベルの上昇を起こすことを見いだした。カルシウム調節ホルモンの標的臓器に脳も含まれることを示唆する。4.脳切片標本を用いて、視床下部腹内側核ニューロンに対するPTHの作用を調べた結果、40%のニューロンに対して抑制作用が認められた。5.ストレス性低カルシウム血症の生理学的意義を検討するため、拘束ストレスで起きる血中カルシウムの低下とその他のストレス誘発性行動や生体反応との間にどのような関連があるか検討した。ストレスに対してうつ反応や胃潰瘍の発生が高いWistar Kyotoラットは、対照のWistarラットに比べ、重篤な低カルシウム血症を発生し、うつ反応や胃潰瘍の程度と有意の正の相関を示した。本年度は以下の二つの研究成果を得ることができた。1.視床下部におけるストレス対処機構昨年までの研究により、ストレス性低カルシウム血症、胃潰瘍および情動反応性に密接な関連があることが明らかになったが、これらのストレス応答における視床下部の役割を検討した。Wistarラットの室傍核を破壊しておくと、胃潰瘍および低カルシウム血症が重症化し、immobility時間も延長した。一方、視床下部腹内側核を破壊したWistarラットでは胃潰瘍、低カルシウム血症ともに軽症化し、struggling時間が延長した。ストレス時の胃病変とカルシウム代謝応答および抑うつ反応に室傍核は抑制的に、視床下部腹内側核は促進/増悪的に関与していることが示唆される。2.ストレス性低カルシウム血症の胃内機序ストレス性低カルシウム血症における胃の関与を確認するために、胃切除および小腸部分切除の効果を検討したところ、小腸部分切除では低カルシウム血症の発生は抑えらないが、胃切除で完全にその発生が抑えられた。さらに胃底部および前庭部切除の効果を検討し、胃底部の部分(50%)切除では効果が見られなかったが、胃底部および前庭部の切除はともにストレス性低カルシウム血症の発生を抑制した。