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ディドロと十八世紀フランス啓蒙思想の人間論における「自然史」の概念の役割

その意味では、ディドロやドルバックの道徳的決定論において、原因と結果の必然的な連鎖、すなわち因果性は、個人の恣意的な意志に左右されず、報償という快楽と懲罰という苦痛を、人間の意志を操作する強力な原因として利用することで、市民を徳行の実践による社会全体の幸福へと誘導する功利主義的な道徳論と政治論の要石の役割を果たしている。本年度は、自然界から超自然的な目的因を一掃し、自然界や人間社会に生起するあらゆる現象を自然的な原因の結果として説明する啓蒙思想に特有の「自然史」の論理に「歴史叙述」の観点から新たに分析を加え、今後の研究につながる以下の興味深い調査結果が明らかになった。1.歴史学、歴史哲学の祖として知られるヴィーコ、ヴォルテール、コンドルセら十八世紀の啓蒙思想家は、神の摂理など神学的な目的因ではなく、人間の本性に備わる進歩の能力としての「完成可能性」を歴史の動因と見なし、キリスト教の終末論的歴史観を世俗的な進歩史観によって置き換えた。だが、進歩の概念に基づいて社会や文明の発達を論じるいわゆる文明史のみを歴史と見なす近代歴史学において、人間や社会をも自然現象の連続線上で機械論的・決定論的に説明するディドロ、ドルバックらの唯物論思想は、「歴史叙述」と無縁な例外とされてきた。2.しかし、歴史のカテゴリーを進歩史観に基づいた文明史だけではなく自然界と人間社会の双方を対象とする自然史にまで拡張するならば、必然的な因果法則を前提とした哲学的推論によって諸制度や事象の発生を考察するディドロやドルバックの唯物論思想は歴史と決して無縁ではなく、因果論的な推論に基づく「哲学的歴史」という角度から彼らの「歴史叙述」を論じることは充分に可能である。3.ディドロ、ドルバックらフランスの唯物論者と同じく啓蒙期の進歩史観に基づく歴史叙述の例外とされるスコットランドの思想家ヒュームが、自らは懐疑論者を標榜しながら、『イギリス史』や『宗教の自然史』などの歴史著作に実質上の唯物論思想に基づく因果論的推論を適用している事実は、ディドロやドルバックの唯物論思想とヒュームの懐疑論思想の論理的近接性のみならず、彼らの「哲学的歴史」を「歴史叙述」として本格的に論じる可能性を我々に示している。
書きに困難さをもつ読み書き障害児の運動覚心像を伴う記憶、まとまりを見つける能力

発達性読み書き障害(以下DD)には書きそのものに難しさをもつ者も多く、書きのつまずきの背景を探る上で運動覚を伴う記憶(運動覚性記憶)と視覚構成能力、特にどこをひとまとまりとして捉え、どのように構成していくかという構成方略の問題を掘り下げる必要があると考えられた。運動覚性記憶を運動覚性書字再生課題および運動覚性音読課題を用いて測り、定形発達児とDD児に実施した。その結果、5名のDD児のうち4名に運動覚性書字再生および運動覚性音読に定形発達同学年平均に比べ顕著に困難さがあった。運動覚性記憶の不良さが運動覚刺激の感覚受容の問題でないかを確認するために手指関節の関節位置覚の再現角度誤差を求める方法で運動覚を評価したところ、6名のDD児全例で同年代平均より逸脱していた。DD児には高い確率で関節位置覚の再現による運動覚が不良であることが示唆された。しかし、運動覚が不良でも運動覚性書字再生および音読の成績が不良でない事例もいたことから、運動覚が不良であることが運動覚性記憶の形成に必ずしも影響を及ぼすわけではないと考えられた。構成方略を漢字の中のまとまりを見つける課題を作成し、それを用いて測った。まとまりを見つける課題とは、偏旁の構成上の位置が同じである中国語簡体字4文字に構成上の位置が異なる文字1字を入れた、計5文字の選択肢を用意し、構成上の位置の異なる1字と同様の構成をもつ文字もう1字を提示し、最も似ている文字はどれかと選択させる課題である。1名のDD児でビジョンアセスメントWAVESおよびReyの複雑図形検査とともに実施したところ、どの程度ひとまとまりに描いたかの評価であるReyの図OSSが顕著に不良であり、文字の中のまとまりを見つける課題も不良であったため、構成する際、まとまりの認識が薄く、まとまりごとに再生するなどの構成方略の問題をもっている可能性がそのDD児で示唆された。発達性読み書き障害には書きそのものに難しさをもつ者も多いが、読みに比べ書きの困難に関する研究は遅れている。書きのつまずきの背景に視覚構成能力、運動覚心像との関連が示唆されており、書きの典型発達に必要な能力に運動覚に関係するものが含まれている。これまでの研究から視覚構成能力の中でも構成方略の問題を掘り下げる必要があると考えられた。その過程に運動覚の問題および運動覚に伴う記憶能力も確認する必要がある。読み書き障害児の運動覚や運動覚心像に伴う記憶能力に関して明らかになっていることは少なく、それを明らかにした上で構成方略を掘り下げ、書きのつまずきの背景を明らかにしていく必要がある。読み書き障害児および典型発達児に運動覚に関する評価を行い、読み書き障害児に運動覚の問題がないか確認する。運動覚に問題がない場合、運動覚心像を伴う記憶力を調べるために文字の運動覚性書字再生、音読課題を実施する。また、構成方略の問題を掘り下げるために漢字の中のまとまりをみつける課題を実施し読み書き障害児と典型発達児の間で比較する。運動覚の評価課題は手指関節の関節位置覚の再現角度誤差を求める方法で評価を検討している。運動覚心像を伴う記憶能力課題は(1)文字の運動覚性書字再生、(2)文字の運動覚性音読課題を実施する。文字の運動覚性書字再生課題は目隠しをした状態で鉛筆を持った対象児の手を動かして平仮名、カタカナ、漢字それぞれ一文字をなぞり、目隠しをしたまま白紙に書かせる。文字の運動覚性音読課題は、運動覚性書字再生後、何と言う文字だったか口頭で答えさせる。漢字の中のまとまりを見つける課題は中国語簡体字を用いる。偏や旁の構成が同じもので、かつ画数をそろえた4文字を用意し、その4文字と異なる構成の文字を1字混ぜておく。その1字と同じ構成のものと「似ている文字はどれですか」という教示を行いまとまりを見出せるか評価する。運動覚心像を伴う記憶能力課題である文字の運動覚性書字再生および運動覚性音読課題は、典型発達児に実施することが出来ている。今後は読み書き障害児に実施し、比較検討を行う必要がある。運動覚に関する評価に関しては評価方法を現在検討している段階である。今後は予備実験を通して評価方法を模索していく必要がある。まとまりを見つける課題は現在作成中である。書きのつまずきの背景に視覚性記憶能力(後藤、2010)、視覚構成能力(山本、2008)、運動覚心像との関連(橋本2006)が示唆されており、書きの典型発達に必要な能力に運動覚に関係するものが含まれている。筆者のこれまでの研究から視覚構成能力の中でも構成方略の問題を掘り下げる必要があると考えられた。その過程に運動覚の問題および運動覚に伴う記憶能力も確認する必要があると考えられた。運動覚に問題がない場合、運動覚心像を伴う記憶力を調べるために文字の運動覚性再生、音読課題を実施する。

また、構成方略の問題を掘り下げるために漢字の中のまとまりをみつける課題を実施し読み書き障害児と典型発達児の間で比較する。運動覚の評価課題は手指関節の関節位置覚の再現角度誤差を求める評価方法を作成した。漢字の中のまとまりを見つける課題は偏旁の構成上の位置が同じである中国語簡体字4文字を用意し、その中に構成上の位置が異なる文字1字を入れた、計5文字の選択肢を用意し、構成の異なる1字と同様の構成をもつ文字をもう1文字用意し、その文字と「最も似ている文字はどれか」と教示し、選択させる課題を作成した。両課題を近隣の学童保育施設に協力を要請し、データ収集を行う段階である。運動覚の評価課題および漢字の中のまとまりを見つける課題は作成したが、データ収集に必要な機器、消耗品などが手元に届かず、データ収集を行えていない状況が続いている。発達性読み書き障害の書きの困難さの背景には視覚性記憶能力(後藤、2010)、視覚構成能力(山本、2008)、運動覚心像との関連(橋本、2006)等が報告されている。視覚構成能力に関してはReyの複雑図形の研究から読み書き障害児には書き写す際の正確さの問題はなく、すべての要素を書くことができるが、構成要素をまとまりとして描いていくことが難しいという構成方略の問題が認められた。それが図形のみでなく文字においてもあてはまるか、子どもたちにとって未知の文字であるタイ文字などを使って書き順を調べたところ、読み書き障害児では日本語の文字の書き順を適用することが高学年になっても難しい傾向があり、そこが健常児と異なっていた。(小田部ら、2014)構成方略では書き順のみでなく画要素の一つとして漢字の中の形のまとまりを見つける能力が難しいことも考えられる。まとまりを見つける能力を部首などの配置が同じである文字同士を似ていると判断する課題(まとまりを見つける課題)を読み書き障害児および典型発達児に実施し比較検討を行った。典型発達児では学年が上がるにつれて正答が増え、まとまりを認知し、配置を考え、似ていると判断することが出来るようになると考えられた。この課題を2名の読み書き障害児に実施したところ、1名が学年平均より著しく不良であった。この児はReyの複雑図形の中にまとまりを見つけることができるかどうかの指標であるOSS(Organization Scoring System)においても同様に不良であった。読み書き障害児の中には漢字の中にまとまりを見つけることが苦手な者がいることが示唆された。運動覚の評価に必要である機器、データ収集に必要な物品が手元に届かなかったため。また、発達性読み書き障害児のフォローに必要な機器等も届かなかったため。発達性読み書き障害(以下DD)には書きそのものに難しさをもつ者も多く、書きのつまずきの背景を探る上で運動覚を伴う記憶(運動覚性記憶)と視覚構成能力、特にどこをひとまとまりとして捉え、どのように構成していくかという構成方略の問題を掘り下げる必要があると考えられた。運動覚性記憶を運動覚性書字再生課題および運動覚性音読課題を用いて測り、定形発達児とDD児に実施した。その結果、5名のDD児のうち4名に運動覚性書字再生および運動覚性音読に定形発達同学年平均に比べ顕著に困難さがあった。運動覚性記憶の不良さが運動覚刺激の感覚受容の問題でないかを確認するために手指関節の関節位置覚の再現角度誤差を求める方法で運動覚を評価したところ、6名のDD児全例で同年代平均より逸脱していた。
大気圧グロー放電プラズマによるレーザ発振およびプラズマCVDへの応用

グロー放電は通常数Torr程度の減圧下でしか発生させることができない。このためグロー放電を利用した表面改質やCVDなどのプロセスは真空装置を必要とし、ランニングコストがかかったり、また真空中に持ち込めない材料に適用できない等の問題点がある。本研究室では燃料電池に使われる固定電解質を電極として用いることで大気圧グロー放電を実現することに成功している。この大気圧グロー放電における放電電流の向上を目指し、この放電の機構を調べることを目的とした。本年度の研究で、以下の結果が得られた。(1)電極素材について固体電解質、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)以外でも、金・ニッケルの金属およびITO電極では大気圧のグロー放電を起こせることがわかった。安定性については、YSZが優れていた。(2)大気圧放電の条件ヘリウムガスにおいては電極間隔2mm、ガス流速0.96.0L/min.、電圧400Vの条件で最大電流密度は30μA/cm^2のグロー放電を起こすことができた。また、ネオンガスにおいても流速2.7L/min、電極間隔2.3mmで放電が確認できた。しかしながら、アルゴンガス、窒素、空気においては、放電は観察できなかった。(3)ガス流速の影響ラングミュラープローブ法により電極間の電位分布を測定したところ、ガス流速により電位分布が変化する様子が観察された。ガス流により電極近傍のシース厚さが変化していることが大気圧グロー放電の要因の一つと考えられる。数値シミュレーションによる解析を行う必要がある以上、グロー放電について発生条件についての知見が得られた。しかしながら、電流密度は最大でも200μA/cm^2とレーザ発振・CVDへの応用には小さすぎる。さらなる電流密度増加の条件を探るとともに、放電メカニズムについて検討が必要である。本放電は数mmと短いギャップが必要であることから、今後はコンピュータによる数値シミュレーションを併用した研究が必要であ。本研究室では熱料電池に使われる固定電池解質を電極として用いることで大気圧グロー放電を実現することに成功している。(1)電極素材について固体電解質、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)以外でも、金・ニケッルの金属およびITO電極では大気圧のグロー放電を起こせることがわかった。長時間安定性については、YSZがもっとも優れていた。(2)大気圧放電の条件ヘルウムガスにおいては電極間隔2mm、ガス流速0.96.0L/min.、電圧400Vの条件で最大電流密度は30μA/cm^2のグロー放電を起こすことができた。しかしながら、アルゴンガス、窒素、空気においては、観察できなかった。(3)放電発光スペクトル分析YSZ-ITO電極において、放電の発光を光ファイバを介して冷却CCD付きモノクロメータで分析した。主としてHe^+、O^+の発光が確認されたが、電極のスパッタリングと見られる発光スペクトルも見られた。以上、グロー放電について発生条件についての知見が得られた。しかしながら、電流密度は30μA/cm^2とレーザ発振には小さすぎる。
共振器光浮遊によるナノ光物性の解明

光を用いてナノ物質・微粒子を浮遊させて環境から隔離することで、その物性を明らかとすることを目的として、複数の光トラップ実験系の開発を行った。固体ナノ材料からは、浮遊状態における単一光子観測に成功した。また、浮遊状態の半導体微粒子からの発光スペクトルを測定することで内部温度の測定に成功した。さらに、浮遊状態で意図的に加熱を行うことで、その場アニーリングを行うことに成功した。単一のナノメートルサイズのコロイド半導体量子ドットCdSe/ZnSをヘリウムガス中に光浮遊(光トラップ)させ、量子ドットからの単一光子発光を観測することに成功した。量子ドットをエタノールのマイクロ液滴中に入れることで、実効的に分極率を高め、安定的に光浮遊することが可能となった。また、単一ナノダイヤモンドも同様に光浮遊させることに成功し、光浮遊中のナノダイヤモンドに含まれるNV中心(窒素空孔複合体中心)からの発光を観測した。その結果、大気中ではNV中心からの発光は急速に減衰してしまうことがわかった。この退色の原因として、温度上昇および付随する劣化や燃焼が考えられる。このような温度上昇は、ナノダイヤモンドに限らず、光浮遊中の微粒子一般に悪影響を及ぼす可能性がある。そこで、光浮遊中の微粒子の温度が実際にどの程度上昇しうるのか、実験的に検証可能なプラットフォームを構築し、実証実験を行った。光浮遊中の微粒子の温度を非接触に測定する原理として、発光スペクトルの温度依存性を利用することとした。半導体ZnO微粒子を大気中に光浮遊させ、さらに励起光を照射することで、発光を測定することに成功した。発光を測定しつつ、付加的にCO2レーザーを照射し、意図的に加熱を行った。その結果、発光スペクトルの変化を観測した。この発光スペクトル変化を解析することで、実際にZnO微粒子が数十ケルビン温度上昇していることが明らかとなった。この実験により、非接触で光浮遊微粒子の温度を測定可能であることが実証された。予算の問題から、当初の予定と異なり、高出力かつ狭線幅のレーザーを購入することができなかった。しかし、所属グループの所有するレーザーをうまく活用することで、単一量子ドットおよび単一ナノダイヤモンドを光浮遊させることに成功し、それらの単一光子発光の観測も行った。さらに、その結果から光浮遊に付随する加熱という潜在的問題を明らかにすることが出来た。また、その加熱を定量的に測定するための手法開発にも成功している。これらの結果を元に、二度の国際学会の招待講演を行い、さらに国際学会の優秀発表賞を受賞しており、研究は当初の計画以上に進展していると評価できる。本研究では、光浮遊によって微粒子を環境から隔絶する実験系を構築し、さらにその微粒子本来の光物性を抽出し、かつその光物性を制御する実験技術を確立することを目的とする。今年度の研究成果は主に以下の3つである。(1)レーザーアブレーションによって作製した半導体CdSのサブマイクロ微粒子を光浮遊させることに成功した。バルク半導体CdSターゲットをもとに、レーザーアブレーションによって、その場で微粒子作成を行い、光浮遊系に導入した。走査型電子顕微鏡観察により、空気中のレーザーアブレーションによって、ナノメートル領域からマイクロメートル領域サイズのCdS微粒子が作製できていることを確認した。また形状が球に近く、光浮遊に適している微粒子の作製に成功していることも実証された。同時に、カソードルミネッセンス測定により、作製された微粒子が光学的な観点から、高い品質を持つことがわかった。今年度の研究により、対象物質を光浮遊中に導入し、光物性測定を行うための基盤技術が確立された。(2)光浮遊中の微粒子の重心運動を観測するための実験系を構築した。微粒子の光学的性質とリンクしうる重心運動について、サブナノメートル精度で測定するための手法を開発・実装した。(3)シリカ微粒子を対象とし、光浮遊下で加熱を行いアニーリング処理を行う実験に成功した。シリカ微粒子を光浮遊した後に、CO2レーザーを照射することで、加熱を行う。その結果、CO2レーザー強度に応じたアニーリングの効果を白色光散乱の手法によって確認することができた。白色光散乱スペクトルは、ミー散乱を通じて、球の光学的性質についての情報を含んでいるため、スペクトル解析によって、球のアニーリング効果を知ることができる。これらの結果を論文としてまとめた。27年度の研究により、光浮遊中微粒子の温度を非接触に測定可能であることが実証された。そこで今後は、ガス中あるいは真空中においてナノ物質を光浮遊させた場合、光浮遊に用いているレーザー自身により、どの程度加熱され得るのかを明らかにする。その結果をもとに、真空中に光浮遊されたナノ物質がどのような性質を持つのか、特にどのような光物性を持つのかを、分光的手段を中心として実験的に明らかにする。光物理学予算上の問題から、当初購入予定であった高出力狭線幅のレーザーが購入できず、計画の修正を行う必要があったため。既存のレーザーを上手く利用するなどの対応を行った。

27年度の研究結果に基づき、次年度の研究の実施にも多少の修正が見込まれるため、前年度の研究費と併せて研究を推進していく。主に、光学素子および真空チャンバー、そして試料とするナノ物質の購入を計画している。
大規模な植生変化がクローナル植物の繁殖に与える影響の解明

芦生研究林における大規模トランセクトネットワーク植生調査結果から、シカに採食されやすいにもかかわらず、旺盛なクローナル繁殖により、個々の植物の分布確率が減少しない種が認められた。一方、宅地化や農地化による湿原の劣化とそれにともなうヤチヤナギ群落の小集団化により、渥美半島や四日市の集団ではヤチヤナギの遺伝的多様性は極端に減少していることがマイクロサテライトマーカーを用いた遺伝解析から明らかとなった。ヤチヤナギに関して東海地方(四日市、田原市)、尾瀬、北海道(キモントウ沼・別寒辺牛湿原・落石岬湿原)において30m四方ののコドラートを作成した。コドラート内の葉の採取および湿原のPH,地下水位といった環境要因を測定した。また、性比を測定した。キモントウ沼の集団をヤチヤナギのマイクロサテライトマーカーを用いて遺伝解析を行った。その成果を3月末に林学会にて発表する予定である。サンヨウブシに関して氷ノ山(鳥取県)および芦生(京都府)において葉の採取を行い、GPSを用いてその位置を記録した。また。サンヨウブシの開花期に訪花しているマルハナバチを捕獲し、花粉を採取した。サンヨウブシのマクロサテライトマーカーを開発した。開発した遺伝マーカーの論文を現在投稿準備中である。芦生においては、シカの増加による植生変化がクローナル植物の繁殖に与える影響について調査・解析・発表を行った。まず、大規模トランセクトネットワーク植生調査を用いて、植物群集と希少植物の検出を行い、着生シダ類をふくむ24種のレッドデータブック記載種を確認し、また植物群集は地形によって、4つの群集に分けることが適当であることがわかった。そのうち、シカに採食されやすく、クローナル繁殖しているヒカゲノミツバとモミジガサでは、個々の植物の分布確率に及ぼすシカの影響は異なり、前者ではそれほど影響しないのに対し、後者では大きく影響していることが明らかとなった。加えて、シカが増えているかどうかを示すために、走行中の車からのシカ目撃モニタリング手法を開発した。春には目撃が増え、夏に向かって減少、また日変化として朝夕に目撃がふえるという傾向をしめした。こうした成果を数年行うことにより、シカの個体数増減の一指標になると考えられる。宅地化や農地化による湿原の劣化とそれにともなうヤチヤナギ群落の減少は渥美半島では認められるが、四日市では認められない。これは、灌水やヨシの仮払いなどの積極的な管理により四日市の湿地が保全されている一方で、渥美半島の湿地は小湿地化にともない、周りの樹種がヤチヤナギを被陰している影響がでていると考えられる。北海道の湿地についても、一部の湿地で性比の偏りや結実率の低下がみられた。今後はこの要因をさらに調査解明する予定である。本研究は、植生変化がクローナル植物の有性繁殖成功にどのような影響を与えるかを遺伝的手法も用いてジェネットを単位とした個体群生態的始点から明らかにすることを目的としている。東海地方の地域絶滅危惧個体群である黒河湿地・御池沼沢は、この3年間、個体数の大きな減少はみとめられなかったが、幹の入れ替わりは激しく、クローン成長によって個体群が維持されていることが確認された。また、マイクロサテライトマーカーを用いたクローン構造解析結果より、黒河湿地は幹数が少ないものの、数ジェネットが維持されているのに対し、御池沼沢は幹数が数千あるにもかかわらず、1ジェネットのみであることが明らかとなった。北海道の大集団と比べると、東海地方の集団のジェネット数は非常に少なく、宅地化や農地化により、生息環境が悪いのだろう。また、黒河は確率的に考えられるよりも雄に偏った性比であることが明らかとなり、植生改変に伴う環境要因が性の発現にも効いていると考えられ、現在論文を執筆中である。芦生に関しては、研究代表者が異動し、1ヶ月間の張り付き調査によるフェノロジカルなデータ採集が困難となったため、対象植物トリカブトなどに訪花するマルハナバチを代用として、シカによる植生改変が生態系に与える影響を明らかにしようと試みた。ところが、マルハナバチは花の少なくなった現在でも、1980年代と同様の遺伝的多様性をコロニーベースで有していた。また、花の豊かな鳥取側の氷ノ山(シカの影響が顕著でない)のハチの遺伝的多様性と比較しても遜色なかった。これらの結果を英語論文とした。加えて、多くのクローナル植物を含む網羅的な植生調査を行い、現在論文を執筆中である。
ヘテロポリ化合物と遷移金属の複合錯体を用いた環境調和型酸化反応系の開発

本申請研究では、ヘテロポリ化合物の特長を利用して、その結晶マトリックス中に触媒活性成分を置換し、新規な単核および多核遷移金属置換活性サイトの創製を行い、温和な液相反応条件下での過酸化水素、分子状酸素を酸化剤とする種々の官能基選択的変換反応系の(特に、アルカンの水酸化、アルケン類のエポキシ化反応、アルケン類の二重結合の酸化的開裂反応、アルコール類の酸化的脱水素反応)開発を行なった。ルテニウムを置換したポリオキソメタレートが分子状酸素を酸化剤とするアルカン、アルコール類の酸化反応に対する優れた触媒となることを見出した。これらの反応活性と構造の相関・反応機構を検討していく過程で、単核のルテニウム種が本酸化反応に対する活性点となることが明らかとなった。そこで、無機酸化物担体上にこのような活性点を選択的に創製し、より実用的な触媒の設計を試みた。その結果、厳密な金属イオン濃度、pHコントロールによりアルミナのような無機酸化物担体上にルテニウム単核種を創製することに成功した。実際、これが分子状酸素を酸化剤とするアルコールの酸化反応に対して他に類を見ない高活性、高選択的な優れた不均一系触媒となることを見出した。また、本触媒はアルコールの酸化反応のみでなく、アミンのイミン、ニトリルへの酸化反応、ジオールの酸化開裂、アミド、アルドキシムの脱水反応、ニトリルの水和、水素化などの種々のファインケミカルズ合成を指向した官能基変換反応に対して優れた触媒作用を示すも見出した。これらの結果は、Angew. Chem. Int. Ed.のVery Important Paperとして掲載された。また、バナジウムを置換したポリオキソメタレートの酸化還元能を利用した硝酸をニトロ化剤とした種々アルカン類のニトロ化反応系の開発も行った。例えば、ルテニウムを置換したポリオキソメタレートが分子状酸素を酸化剤とするアルカン、アルコール類の酸化反応に対する優れた触媒となることを見出した(New J.Chem.2002)。これらの反応活性と構造の相関、反応機構を検討していく過程で、単核のルテニウム種が本酸化反応に対する活性点となることが明らかとなった。この結果は、Angew.Chem.Int.Ed.の速報として掲載された。また、本触媒はアルコールの酸化反応だけでなく、アミンのイミン、ニトリルへの酸化反応Angew.Chem.Int.Ed.in press)、ジオールの酸化開裂、アミド、アルドキシムの脱水反応、ニトリルの水和、水素化などの種々のファインケミカルズ合成を指向した官能基変換反応に対して優れた触媒作用を示すも見出した。
アニメーション教材のインターネット公開による生命科学への誘い

平成15年度に作成し、試験公開サイト(http://www3.kmu.ac.jp/anat1/)に公開して学生ボランティアおよび利用者による教材の評価と問題点の抽出、改善意見の収集(レビュー)をおこなってきた教材、および今年度作成した教材について、平成16年6月より順次、関西医科大学の画像配信サーバ(http://image2.kmu.ac.jp/risu/)から、インターネットに公開した。平成17年3月27日までに公開した教材は「循環」、「アレルギー」、「補体」、「転写制御とタンパク合成」、「細胞の構造と機能」、「血球の形成」などである。同時に教材の配信環境および受信環境のセキュリティーを含む問題点の洗い出しとその対策についても検討を進め、その結果をもとに16年8月から教材のダウンロードサービスを開始した。また、どのように利用されているかを調べることで利用価値の高い教材の条件を明らかにすることを目的として、教材の利用動向の解析をおこなった。教材の利用者と利用のされかたは、「夏休みの宿題」(中学)、「文化祭での展示」(高校)、試験勉強・レポート作成(大学)、院内研修(医療関係者)、TV番組への利用(マスコミ)、学会のシンポジウムなど、様々である。利用に関しては、教材を完成品としてそのまま利用することよりも、教育や学習の「素材」として用いる場合の方が問題発見/解決型学習に有効であることがあきらかとなり、動画/静止画素材を充実させてゆくことの重要性が示された。これらの結果をもとに、一部の教材について改良をおこなった。本研究により、画像・アニメーションを用いた生命科学教材が学習者の興味を誘導すること、およびインターネットを活用した教材のユビキタス化が自学自習に対して強力な支援効果を示すことがあきらかとなった。また、利用者の意見・感想などから、本研究で作成した教材が「学校教育の範囲を越えた事項について問題点を発見してしまった、または興味を抱いてしまった生徒」について、セーフティーネットまたは補完の役割をも果たしていることがわかってきた。また、公開教材の一部は平成16年度から高校生物の副読本に収載された。生体制御系のうち、生命現象の基本部分を占めていてアニメーション化が威力を発揮し、児童・生徒・学生の知的好奇心を引き出しやすい学習項目を選んでモジュールとし、準備段階として各モジュールについて専門過程の学生を対象とした内容の画像・アニメーション教材を試作した。続いて、これらの教材を使用して、医療系大学・短期大学において講義・演習・実習を実施し、学生ボランティアによる教材の評価と問題点の抽出、改善意見の収集(レビュー)をおこない、試験公開サイト(http://www3.kmu.ac.jp/anat1/)に「循環」(体循環、心臓と大動脈:正常時、心臓と大動脈:運動時、心臓と大動脈:動脈硬化と高血圧)、「アレルギー」、「補体」、「転写制御とタンパク合成」、「細胞の構造と機能」をアップロードしてインターネット経由でレビューをおこないつつある。さらに、これらの結果にもとづいて教材を修正し、関西医科大学の画像配信サーバ(http://image2.kmu.ac.jp/risu/)から、一般・中等教育向け教材「からだのポンプ」、「からだをまもる」、「細胞ってなに?」、「細胞の内と外」、「細胞:ものをつくる、働きを調節する」をインターネットに試験公開中である。また、教材の配信環境および受信環境のセキュリティー上の問題点とその対策についても検討を進めつつある。本研究により、画像・アニメーション等を用いた教材が、学習者の興味を誘導するとともに専門過程進学時点での学生の学習の理解度を高める効果があり、特に、インターネットを活用した教材のユビキタス化は自学自習に対して強力な支援効果を示し、さらに、学生の満足度が向上することがわかってきた。また、教材作成には藤田保健衛生大学短期大学の学生有志が卒業研究を兼ねてボランティア参加し、また、教材評価のためのボランティアレビューワーとして、関西医科大学の学生有志の協力を得ている。こうした教材作成の過程が、作成者の能動学習を動機づけ、生命現象に関する理解が著しく深まることに加えて、教材評価についてもその過程が評価者の能動学習を強力に動機づけることもまた、明らかとなりつつある。

利用に関しては、教材を完成品としてそのまま利用することよりも、教育や学習の「素材」として用いる場合の方が問題発見/解決型学習に有効であることがあきらかとなり、動画/静止画素材を充実させてゆくことの重要性が示された。これらの結果をもとに、一部の教材について改良をおこなった。本研究により、画像・アニメーションを用いた生命科学教材が学習者の興味を誘導すること、およびインターネットを活用した教材のユビキタス化が自学自習に対して強力な支援効果を示すことがあきらかとなった。また、利用者の意見・感想などから、本研究で作成した教材が「学校教育の範囲を越えた事項について問題点を発見してしまった、または興味を抱いてしまった生徒」について、セーフティーネットまたは補完の役割をも果たしていることがわかってきた。また、公開教材の一部は平成16年度から高校生物の副読本に収載された。
機械学習を活用した分光反射特性からの茶樹生葉の品質・ストレス評価

本課題では,リモートセンシングによる茶葉の生葉段階での品質・ストレス評価手法の確立,さらには,最適な直がけ被覆の実施を可能とする手立てを提案する。茶樹に直がけ被覆を施し弱光下で栽培する方法があり,茶葉の品質向上に有効である一方で,収量の低下及びストレスの蓄積に伴う枯死を引き起こすことがある。よって,持続的な運用には被覆のタイミングや程度の微妙な制御といったプロのスキルが必要となる。しかし,後継者不足により現在までに培われてきたプロの技が消失しつつある。本課題では分光反射特性という客観的なデータを活用することによって経験が浅くとも実践できる技術を開発する。
20世紀前半ドイツにおける戦争と社会国家―ナチ期の家族政策を手がかりに

国家援護法(1920年)が定めた戦没兵士遺族への年金支給額は、生活するには不十分であり、寡婦や遺児の就労を見越したものであった。ナチ期の1934年には、ユダヤ人が戦争犠牲者の範疇から外された。また性役割を強調する価値観を重視するナチ党は、寡婦に再婚を促したが、戦時中は労働力不足補完のために女性を動員した。1950年の西ドイツ連邦援護法では、遺族への年金額は戦間期と同様に生活するには不足するものであった。終戦後に奨励された寡婦の就労は、1960年代には歓迎されなくなった。戦没兵士遺家族支援から見れば、ナチ期に人種イデオロギーによって対象者が限定されたとはいえ支援策には随所に連続性が見られた。ナチ期の家族政策に関する研究の出発点として、本年度は戦争と女性の関係を明らかにすべく、第一次世界大戦期およびその後の兵士遺家族支援と、担い手としてまた被支援者としての女性に関する調査を進めた。官報や官庁の出版物をもとに遺家族支援の概要をとらえ、また戦争犠牲者団体の機関紙や同時代に遺家族支援の実務を担った人びとの著作を通して、遺家族支援の実際や当事者たちの声を積極的に拾うこととした。遺族のなかでも一番多い寡婦たちは、軍事年金の受取手ではあったが、その年金額は自立した生活を営むには不足していたため、自らで生計を立てることを余儀なくされていた。遺家族支援は、寡婦への就労斡旋とそのために必要な職業教育(訓練)を無料で行なうことを中心に構築されたのである。また、遺児(認知された婚外子も含む)には年金支給と最長24歳までの学校教育にかかる費用の一部弁済、必要な場合には職業教育(訓練)を受けることもできた。戦没兵士の両親および兄弟姉妹に関しては、兵士による扶養の事実があった場合のみ年金支給の対象とされた。ただしこの年金給付は、自立した生計に足るものではなかった。これらの遺家族支援制度による援助は、扶養者たる兵士(一家の夫、父、あるいは息子)を喪失したことから生じた、生計不安を遺族自らができるようにするための援助であった。つまり国家は、軍事年金というかたちで、兵士遺家族をサポートはするが、丸抱えで面倒を見るわけではなった。遺族たちは、こうした自力救済方針への不満を、年金額引き上げ要求という形で表したが、従来にないほどの戦没兵士数になったことから、第一次世界大戦期には年金額の引き上げが物価上昇額を相殺するほどには行なわれなかった。遺家族の不満は、1920年代を通じて少しずつ積み重なり、優遇を約束したナチに傾倒していくのである。以上の点を2度の学会報告で紹介した。ナチ期の家族政策に関する分析を進めるべく、本年度はナチ期前半つまり政権を奪取した1933年から第二次世界大戦が終結する1945年までの兵士遺家族支援の変遷を調査した。なかでも戦争障害者への職業支援は、家族の生計維持に不可欠だと見なされていたことから、もと兵士たちの家族にとって帰還した家計支持者の男性(夫、父、息子)が果たした役割を明らかにすることをめざして史資料の分析を進めた。史資料として用いたのは、官報や官庁の出版物、また戦争犠牲者団体の機関紙や同時代に遺家族支援の実務を担った人びとの著作である。1919年の結党以来、ナチ党は人種主義を明白に唱えており、その方針は、第一次世界大戦の戦争犠牲者援護を定めた全国援護法(1920年制定)が1934年に改訂されたときに条文として盛り込まれた。たとえば精神障害が戦争障害には認定されなくなった。またユダヤ人からドイツ国籍を剥奪したニュルンベルク法が1935年に制定されると、この条項が援護法対象者にも適用され、ユダヤ人は戦争障害者とはみなされなくなり、遺族も同様に遺族年金を受給できなくなった。このように戦争の犠牲者を国家が援護する方針は維持しつつも、ナチ党のイデオロギーにしたがって、党が認めた人員である「健康」な「アーリア人」からなる「民族共同体」の構成員にふさわしくない集団は、援護対象から外されたのである。他方で、ナチ党は戦争障害者を「第一の市民」として優遇する方針を当初から示していた。戦没兵士遺族は「英雄的な死」をもって祖国に貢献したとして、同じく優遇を約束していた。しかし法律による援護は、現実の生活面においては実質的な支援とならないことが多かった。たとえば除隊後の再就職は、たしかに職の斡旋はそれなりにあったが、本人の希望とは異なる場合も多々あった。以上の点を含めて、学会で一度報告し、また研究論文として共著論文集で発表した。本年度の課題は、ナチ期の家族政策の変遷を、戦争犠牲者への援護を中心におさえることであった。そのために、フランクフルトでの史料調査、文献調査、そして国内の大学での官報や社会政策関連の雑誌を閲覧して、必要となる情報を収集した。対象となるナチ期の兵士遺家族支援に関しては、第一次世界大戦の戦争犠牲者援護を定めた全国援護法(1920年)およびその改正法と、戦後も残された軍隊の退役兵とその遺家族に向けた軍事援護法(1921年制定)、その軍事援護法を発展させた1938年に制定され1939年の第二次世界大戦開始直後に改正された国防軍援護法の2本の法律からなる。

これらの法律のほかに、援護法の対象とならない軽微な障害と判定された除隊者とその家族、そして出征兵士のいない家族のうち窮乏するものへの支援は、自治体の救貧制度で対応するか、ヴァイマル末期にいくつかの都市で実現したスティグマ化されない福祉制度のもとで行なわれた。市民権剥奪などの烙印づけが避けられない救貧は措くとして、福祉制度は戦争犠牲者への国家援護と同じく、ナチ期には人種主義にもとづいて対象が限定された。社会のなかでユダヤ人と障害者の排除が進むと、同様に公的支援の対象からもこれらの人びとが除外されるようになった。ユダヤ人についてはホロコーストとして、障害者については事実上の隔離となる障害者「福祉」施設への収容や強制断種、安楽死の方法で、それぞれ社会から排除されたのである。以上のような制度変遷とナチ党のイデオロギーにもとづく排除方針の概要をおさえたうえで、ナチ期における家族支援政策の中核である戦争犠牲者への国家援護の変容およびそのほかの公的支援のあり方を確認した。そして戦争犠牲者への支援でもそのほかの公的支援でも、統治期の早い段階で人種主義の方針が徹底されたことを史資料から明らかにした。本研究は、二つの世界大戦期のドイツにおける兵士遺家族支援のあり方を調査・分析し、それ以前およびそれ以降との連続性あるいは断絶性を示すことを課題とした。なかでも、1930年代ころまでに自治体レベルで成立した、家族をトータルにケアする家族扶助システムが、人種主義を標榜するナチ期にどのように変化したか、あるいは変化しなかったかを見極め、20世紀前半を通じた戦時期の家族をめぐる社会政策の全体像を明らかにし、ドイツ社会国家像を提示できるよう調査をすすめてきた。本年度の目標は、第二次世界大戦期の兵士遺家族支援および家族政策一般に関して調査を進めるとともに、1945年以降との関連性を調査することであった。第二次世界大戦期には、第一次世界大戦期の兵士遺家族がまだ存命であったこともあり、二つの世界大戦期に生じた戦争犠牲者への支援が並立していた点に注意して、それぞれの兵士遺家族支援の特徴と両者の違いを確認し、そのうえで戦後の占領期および東西ドイツにおける諸政策との関連を探ることをめざした。二つの世界大戦期における兵士遺家族支援に関しては、すでに戦争障害者支援についての論考「障害者の就労と「民族共同体」への道ー世界大戦期ドイツにおける戦争障害者への職業教育」(三時眞貴子・北村陽子ほか編著『教育支援と排除の比較社会史』(昭和堂、2016年)所収)において関連事項として考察している。また2017年10月に開催される政治経済学・経済史学会のシンポジウム「第二次世界大戦期における戦時社会問題の諸相ー食糧危機・異民族支配・社会関係の再編を中心に」で1940年代のドイツの都市社会における様相を報告することになっており、これは本研究課題の一部として調査をすすめてきた第二次世界大戦期から戦後占領期の家族政策をもとに、女性による社会活動と戦時・戦後の社会との関係にまで分析を広げるものとなる。国家援護法(1920年)が定めた戦没兵士遺族への年金支給額は、生活するには不十分であり、寡婦や遺児の就労を見越したものであった。ナチ期の1934年には、ユダヤ人が戦争犠牲者の範疇から外された。また性役割を強調する価値観を重視するナチ党は、寡婦に再婚を促したが、戦時中は労働力不足補完のために女性を動員した。1950年の西ドイツ連邦援護法では、遺族への年金額は戦間期と同様に生活するには不足するものであった。終戦後に奨励された寡婦の就労は、1960年代には歓迎されなくなった。戦没兵士遺家族支援から見れば、ナチ期に人種イデオロギーによって対象者が限定されたとはいえ支援策には随所に連続性が見られた。
手書き線画像からの筆順情報復元に関する研究

本研究の直接的目的は、紙上に手書きされた2次元文字画像から、その文字の書字中における、失われた筆点運動の時間波形を復元すると言う逆問題を解くことである。この問題が解決されると、極めて難問とされてきたOff-Line型草書体手書き文字認識をはじめ自動署名照合、手書き線画の情報圧縮等に大きく寄与することができる。本研究では以下の手順によって、その可能性を実証した。1紙上に手書きされた2次元文字画像をスキャナーで読み取り、細線化して文字のスケルトン画像を得る。2始点と終点を与え、始点から終点までストロークをトレースし、各分岐点間におけるストロークの結合状態を表現するインシデンス・マトリックスを得る。3このマトリックスを分析することによって、始点から終点に至る可能なオイラーパスを全て求める。ただし、計算量を抑えるために、インシデンス・マトリックスをある決められた条件を満足する部分マトリックスに分解し、その部分マトリックスに対応する文字部分毎にオイラーパスを求める。4求められた各オイラーパスに沿って始点から終点まで一定間隔でストロークをサンプリングし、これらの点の近傍を通過する最も滑らかな平面曲線をSLALOM法で求める。5この時の近似誤差を最小とするオイラーパスがストロークの筆順を与える。以上の方法によって、安定に筆順情報を再現することができた。更に筆順情報から筆点運動の時間波形を復元する問題は、KL展開と時間軸の非線形伸縮(DPマッチング)により、ある種の最適化問題に帰着させて、これも解決可能であることを実証した。
古代魚孵化酵素遺伝子の分子進化とその発生進化学的研究

申請研究は、表題にある古代魚孵化腺細胞の発生進化学的研究に加え、卵膜分解機構の進化研究の2題を含んでいる。前者においはて、チョウザメより孵化液を調整して、孵化酵素の精製途中である。後者の卵膜分解機構の進化研究では、初期の硬骨魚類孵化酵素の卵膜分解系は、膨潤化酵素の単一酵素であったものが、進化過程で、膨潤卵膜分解酵素が出現して2つの酵素の効率良い卵膜分解系に進化したことが明らかとなった。魚類と両生類間で艀化腺細胞の由来細胞は大きく異なる。艀化腺細胞の由来という点で、一見、魚類から両棲類への進化学上の連続性は失われているようにみえる。硬骨魚類から両生類への進化過程の問に位置する古代魚の艀化腺細胞を同定しその動態を発生過程で観察することで、転換はどのタイミングで起きたか?また、その変化は連続性があるか?など発生進化学的研究を行う。チョウザメ神経胚の電子顕微鏡の観察により、両生類の艀化腺細胞の分化部位である頭部外胚様には、艀化腺細胞様形態を持つ細胞が存在せず、一方、体軸先端部に酵素穎粒を多量に持つ艀化腺細胞様の細胞集団が存在することを見出した。しかし、その細胞群は、粘液細胞様の形態を示している。一方、ゼノパスには、発生過程で同様の位置にセメント腺と呼ばれる粘液腺が分化する。この結果より、魚類の艀化腺細胞は、両生類にいたる進化過程で粘液腺へと転換して、新たに頭部外胚様に艀化腺細胞が現れたことが予想される。これらの仮説を検討するため、精製艀化酵素より抗体を作成し、観察された酵素穎粒の抗体との反応性を検討し、艀化腺細胞であるか否かを同定することと、ゼノパスの研究で得られているセメント腺の相同遺伝子をチョウザメよりクローン化し、その発現を調べることが必要となる。もし、艀化腺細胞でセメント腺のマーカー遺伝の発現がみられると、魚類艀化腺細胞が両生類でセメント腺に変化したと言う仮説が裏づけられる。現在、チョウザメ艀化酵素を艀化液より精製中である。前者においては、チョウザメ孵化酵素の精製を試みた。孵化液よりタンパク分解活性を検出し、幾つかのカラムクロマトグラフィーを行ったが、いまだ精製にいたっていない。後者においては、国際誌に4報の論文が受理され十分な成果を挙げた。以下に記す。硬骨魚類孵化酵素は、最初は単一酵素であったものが、進化過程で重複・多様化により複数の酵素に進化したことが分子系統解析よりわかっている。孵化酵素の機能進化を考察するため、複数の魚種より孵化酵素を精製した。ゼブラフィシュとウナギは、それぞれが単一酵素の分解系であることを示した。孵化時に卵膜は軟化され、胚は自身の運動により軟化した卵膜を破いて孵化する。一方、メダカは、2種の酵素(MHCE、MLCE)により卵膜を完全分解される。ゼブラフィシュ(ZHE1)とウナギ孵化酵素(EHE)の卵膜分解の特異性を調べると、それは、メダカ孵化酵素の一つ、MHCEと類似しており、MLCEとは異なっていた。この結果から、ウナギ、ゼブラフィシュの孵化時の卵膜分解機構は、硬骨魚類のオリジナルな形であり、メダカは、祖先型酵素に加え、進化過程で多様化したもう一つの孵化酵素(MLCE)を獲得することでより効率のよい分解形を獲得したと推察される。卵膜の切断部位を調べると、膨潤化酵素(ZHE1,EHE,MHCE)は、卵膜タンパク質のN末端領域を切断し、MLCEは、卵膜コア構造と考えられるZPドメインの中央を切断する。このことは、孵化酵素の卵膜分解が卵膜構造依存的にあり、MLCEが新規の機能を獲得したことを示している。今後は、系統解析で得られている膨潤化酵素から多様化したもう一つの孵化酵素(グループB遺伝子)を加え、基質特異性の変化を分子レベルで解明していく予定である。
成長ホルモンおよびGnRHanalog投与が成長期の性腺機能に及ぼす影響

本研究は、成長期におけるGnRHanalog(GnRHa)の長期投与の影響、成長ホルモン(GH)の性腺機能発達・維持に果たす役割、性腺毒性を有する薬剤による性腺機能障害の予防と治療へのGHの適応の可能性を検討することを目的とした。方法は雄性ラットを用いた動物実験で、精巣機能について評価した。1.思春期前後(生後416週)のGnRHa長期投与では、直後には精巣機能抑制がみとめられたが、6週後には対照群と同等の機能を回復した。2. 3週齢から4週間のGnRHa(L群)およびGnRHa+GH(G群)の投与では、血中テストステロン値と精子数は対照群に比べて低下した。しかし、G群はL群より精子が成熟しており、ゴナドトロピン(LH・FSH)低下状態でGHは精子形成を促進した。3.下垂体摘出ラットではLH投与により生殖細胞の分化とLeydig細胞の増加が、FSH投与によりSertoli細胞と精母細胞の増加がみとめられた。GHの併用はFSH作用を増強し、精子形成を促進した。4.成長ホルモン欠損ラットへのCyclophosphamide(CP)投与は、精祖細胞・精母細胞・精子細胞の数を減少させ、精子運動能を障害したが、GHの同時投与はいずれの段階でもCPによる障害を軽減した。精巣機能は成長期のGnRHa長期投与による抑制から回復することが確認された。GHは精巣においてFSH作用を増強し、精子形成に促進的にはたらき、精巣毒性のある薬剤による障害を軽減した。以上の結果は、成長期にGnRHa投与により可逆性に性腺機能抑制が可能であること、性腺機能障害の予防・回復にGH投与が有効である可能性を示している。1.思春期前後のGnRHanalog(GnRHa)長期投与が性腺機能に及ぼす影響について基礎的検討を行った。ラットで4週齢から12週間のGnRHa投与を行うと、直後では性腺機能は抑制されるが、6週後ではコントロールと同等の機能を回復した。2.思春期前後のGnRHaと成長ホルモン(GH)の投与が性腺機能に及ぼす影響について検討した。(1)方法;3週齢雄ラットに生理食塩水(C群)、GnRHa(L群)、GnRHa+GH(G群)を4週間投与した後、血中テストステロン(T)値の測定と精巣の組織検査を行った。(2)結果;血中T値と精子数は、GnRHaを投与したL群とG群ではC群に比べて有意に低かった。L群とG群についてRusselの精子形成サイクルに基づくステージ分類を行うと、G群はL群より有意に精子の成熟が進んでいた。(3)結論;幼若ラットの性成熟段階においてゴナドトロピンを低下させた状態では、GHは精子形成を促進することが形態学的に明かとなった。3.下垂体摘出ラットを用いて、GHの性腺機能への影響についてさらに検討した。(1)方法;3週齢で下垂体摘出したラットに5-7週齢でホルモン投与(C群;生食水、FSH群10,30,100g/kg、LH群;0.2,1.0,5.0U/kg、および各群にGH0.3mg/kgを併用した群)後、精巣組織検査と生殖細胞数測定を行った。(2)結果;C群では精巣の萎縮は著明であった。LH投与で生殖細胞の分化とSertoli細胞・Leydig細胞数の増加がみられた。FSH投与により、精細管組織の改善と用量依存性の精祖細胞の増加があり、GHを使用すると、間質の拡大と精母細胞の増加がみられた。

(3)結論;GHはFSHの存在下で間質組織を拡大させ、生殖細胞の成熟の促進する。性腺機能維持における成長ホルモン(GH)の関与について、化学療法による性腺機能障害からの回復過程において検討した。1.方法; 1114週令の雄性GH欠損ラットにCyclophosphamide(CP)50mg/kg/dayを2日間静注後、続いて10mg/kg/dayを3日間静注した。また、ラットGH(rGH)は0.3mg/kg/dayを連日皮下注した。ラットは対照群(生食を連日皮下注)、CP群(CPのみ)、GH同時投与群(CP+同時に開始する4週間のGH)、GH前投与群(CP+2週前から4週後までGH投与)に分けた。CP投与の2週後、4週後に屠殺して採取した精巣をPAS染色し、精細管断面の各段階の生殖細胞数、精子濃度、精子運動能を測定した。2.結果;(1) 2週後、4週後の精母細胞数の推移より、CPは精粗細胞タイプA、とくにステージVII以降の後期のものに強い障害を与えた。(2) CP投与により、全ステップでの精子細胞数は減少した。精子濃度と精子運動能は2週後に低下していた。CPはパキテン期以降の精母細胞、精子細胞に直接作用して障害を与える。(3) GHの併用により、(1)・(2)の精母細胞数、精子細胞数、精子濃度、精子運動能はCP群に比べて有意に改善した。ただし、精母細胞数の改善効果はステージXII以降はそれ以前に比べて弱い。(4) GH前投与では、精母細胞数の改善効果は同時投与より弱く、精子細胞数では改善効果を認めなかった。3.結論; CPによる精巣germ cellへの障害は、精祖細胞・精母細胞・精子細胞すべての段階においてGH投与により軽減された。この効果はCP投与前からGHを作用させると弱くなり、精子形成に促進的に作用するGHが精巣germ cellのCP感受性を高めて障害が強くなるためと考えられる。
脂肪組織の光受容体Opsin3によるエネルギー代謝機構および脂肪・骨連関の解明

本研究では脂肪組織に高発現する光受容体Opsin3(OPN3)に着目し、次の3つを目的とした研究を行ってきた。1.脂肪組織の光受容体Opsin3を介した光応答メカニズムを明らかにする。2.脂肪組織への光刺激が脂肪組織および全身のエネルギー代謝に与える機能的な役割を明らかにする。3.脂肪組織への光刺激が求心性神経を介して骨代謝を制御するか否かを明らかにする。これらに関して研究成果を記載する。1.マウス脂肪細胞を光暴露下で培養して糖取り込みの変化を調べたところ、褐色脂肪細胞では光暴露により糖取り込みの上昇が見られた。OPN3-KO褐色脂肪細胞株を樹立し、光暴露による機能変化が解除されるか否かを調べたところ、OPN3-KO褐色脂肪細胞では光刺激による糖取り込みの増強がキャンセルされた。このことから、OPN3による光応答は褐色脂肪細胞において糖取り込みを増強することが分かった。2.3高脂肪食にて飼育したOPN3ノックアウトマウスと野生型マウスを用いて、脂肪組織と骨組織の表現系を調べた。Dual Energy X-ray Absorptiometryの結果ではOPN3ノックアウトマウスの骨密度に変化は見られなかった。Comprehensive Lab Animal Monitoring Systemの結果では呼吸商、熱産生量に変化は見られなかった。しかしOPN3ノックアウトマウスでは白色脂肪が有意に増加していることから、褐色脂肪の機能低下を筋肉もしくは肝臓で補填している可能性がある。マウス脂肪組織への光暴露実験に関しては、LEDライトをマウス体表面にとりつけることが困難であることから、Meurolux社のワイヤレスオプトジェネティクスシステムを利用した実験を現在セットアップ中である。本研究では脂肪組織に高発現する光受容体Opsin3(OPN3)に着目し、骨と脂肪の神経を介した連携機構を解明することを目的としている。in vivo実験は、Joslin糖尿病研究所に隣接する建物の工事に伴う騒音のためマウス飼育環境が悪化し現在解析を停止している。OPN3 KOマウスは野生型にくらべて体重増加傾向が高く、寒冷暴露下での体温維持能力が低下していることは明らかにしているが、CLAMSによる呼吸商・熱産生量およびDEXAによる骨密度測定は未測定である。また、白色皮下脂肪または褐色脂肪組織部分にLEDライトを取り付け、脂肪組織を光照射しながら野生型およびOPN3ノックアウトマウスを3日間飼育し、まずは褐色脂肪マーカーの発現変化を検討したが変化は見られなかった。今後はLEDライトの照射時間をより長くできるよう実験方法をを改良していく。in vitro実験においては、光暴露によるミトコンドリア活性の変化を調べるためにミトコンドリアの膜染色およびミトコンドリアDNAコピー数の測定を行った結果、光照射は両者に影響を与えなかった。今後はcytochrome cの測定を行う。Western BlottingによるGlutの測定では、OPN3 KO褐色脂肪細胞においてGlut1の発現が低下していること、光刺激によりGlut1の発現が増加することが分かった。また、OPN3への光刺激はGタンパク質を介してcAMPに影響を与えることが分かっているため、ELISAによる細胞内cAMPの測定を行った。その結果、OPN3 KO褐色脂肪細胞ではアドレナリン刺激下でのcAMPの上昇が抑制されており、これまで報告されているようにGi signalingを介したシグナル経路によってOPN3を介した光照射が褐色脂肪の機能に影響を与えていることが示唆された。in vivo実験:飼育環境の問題によりマウスの代謝測定実験は停止しているが、その間に脂肪組織特異的にOPN3をノックアウトするべくOPN3 flox/floxマウスとAdiponectin creを交配したマウスを作成中である。LEDライトをマウスにとり付ける実験では、装置の改良のためのヒントが得られた。in vitro実験:ミトコンドリア活性測定実験が60%程度終了した。また、Glutタンパクの発現変化を調べる実験ならびにcAMPの活性測定実験も終了した。これらの実験進捗状況から、in vivo実験に関しては来年度以降の実験に向けての準備が予定以上にできた。in vitro実験においては予定の70%程度の実験がほぼ終了していることからおおむね順調に進展していると評価した。