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第一次世界大戦期における「日露兵器同盟」の実像

本研究の結果、第一次世界大戦期の日露軍事協力の様子と内実を日露英米諸国の膨大な資料に基づいて解明し、同時代の国際政治・経済の特色に光を当て、軍事的なファクターが対外政策や国際政治に与える影響を吟味した。さらに、武器・軍需品・軍用物資調達を通じた軍事的な活動は両国にとってどのような政治的・経済的な意義を有していたかを詳しく検討するとともに、交渉現場における日露両国の文武官の関わり合いに注目しながら、相互受容の在り方やその特色をより詳しく把握できた。この研究プロジェクトのおかげで、日本語、英語、ロシア語でいくつかの学術論文等を発表することによって、日露関係史や国際関係史の研究に貢献した。その他、スタンフォード大学フーバー研究所などで手に入れた貴重な史料を整理・分析した結果、学会誌『ロシア史研究』(2013年11月、第93号、25-46頁)に「第一次世界大戦期の《日露兵器同盟≫とロシア軍人たちの《見えない戦い≫ーロシア陸軍省砲兵本部の在日武器軍需品調達体制を中心にー」という論考を掲載した。この論考はいわゆる「ポドチャーギン・コレクション」を初めて積極的に活用し、最近までほとんど知られていなかった日露協力関係の一側面を実証的に分析するものとして、十分に学術的な価値が認められると思われる。以上のように、2013年度において、新資料を生かした形で第一次大戦期の日露軍事協力の新たな側面・問題について研究成果を発表すると同時に、同時代の両国間関係の総括的な分析を行い、同時代の国際情勢および日露両国の政治経済的な状況を明確化することができた。2012年度において、研究実施計画に沿って、7月16日から同22日の間、史料収集の一環として、東京の研究出張を行い、国立国会図書館などで史料を閲覧・複写することによって研究体制を補強した。さらに、8月26日から9月8日の間、スタンフォード大学フーバー研究所を訪ね、遂行中の研究を進展させるために欠かせない「ポドチャーギン・コレクション」などの史料を多量に閲覧・複写できた。予想したとおり、先行研究でほとんど利用されていなかったこのコレクションはロシア政府が第一次世界大戦期に日本で行なった武器軍需品調達事業を広範にカバーしており、「日露兵器同盟」の実像に大きな光を当てている。現在、その史料の熟読・整理に取り掛かっており、今後の研究計画の更なる具体化を図っているところである。本年度において、研究テーマに関する新たな論考を公表することはなかったが、戦時中の日露軍事協力問題を総括している論文をまとめ、アメリカ合衆国の学術雑誌「Kritika: Explorations in Russian and Eurasian History」に投稿した(現在、査読中)。この論考のなかで、日露関係における軍事協力の問題を、第一次大戦全期を通して観察し、武器発注・供給活動の主要なアクターを浮き彫りにすることができた。さらに、カナダの季刊学術雑誌『パシフィック・アフェアーズ』から、2012年に発行され、本研究に直接に関わっているピーター・バートン著『Russo-Japanese Relations, 1905-1917』への書評が依頼されたので、現在執筆中である。本年度において、今まで収集できた資料や研究成果に基づいて、第一次世界大戦期の日露軍事協力を対象にした実証的ないし総括的な研究を継続できた。研究成果の一部は、サンクトペテルブルグの砲兵・工兵・通信兵軍事史博物館が5月14-16日に開催した国際学術会議で公表された。さらに、本年度になってからは、島根県立大学の紀要『北東アジア研究』第25号に「第一次世界大戦期における日露関係における武器供給問題(1914年8月1917年3月)」(The Issue of Armaments Supply in Russo-Japanese Relations during the First World War)が刊行されたほか、『ロシア・ユーラシア経済と社会』第984号(2014年8月)には「第一次世界大戦とロシア」という特集、そして『軍事史学』第50巻第3・4号併合(「第一次世界大戦とその影響」という特集)では二つの拙稿が掲載された。以上のように、2014年度において、新資料を生かした論考を執筆・公表することができたほか、第一次世界大戦とロシアという大きな課題に焦点を当てながら総括的な論考をも発表した。さらに、5月にサンクトペテルブルグの国際会議に参加する傍ら、モスクワ・サンクトペテルブルグの公文書館等で資料収集を行い、3月にはロンドンのナショナル・アーカイブズなどで資料収集・閲覧を成功裏に実施し、研究プロジェクトの方向性や発展性を一層具体化させた。それによって、新資料を活用すると同時に、研究テーマの新たな側面の分析に着手し、研究課題の理解を十分に深めた。本研究プロジェクトの最終年度において、設定された研究目的や研究課題に沿って、史料収集を継続しながら、今まで収集した史料の整理や調査を通して、第一次世界大戦期における《日露兵器同盟》という現象の解明に努め、総括的な考察の具体的な方向性や成果発表の手段のことを真剣に考えた。史料収集活動の一環として、2015年9月にロンドンとモスクワの諸文書館を訪ね、以前閲覧できなかった史料群の調査を続けると同時に、研究対象に新たな光を与えうる史料群の有無を調査していた。特に、《日露兵器同盟》の背景にある財政・金融問題に関わる史料に関心を有していたため、イギリス外務省の記録、日露間の兵器代金取引に携わっていた有力な商会等の貴重な記録を検討し、《兵器同盟》の財政的な背景について調べていた。

さらに、モスクワに保存されてある駐日ロシア陸軍武官の記録も継続的に閲覧し、検討していた。その他、日本における同類の記録の有無を検討した結果、改めて活用できる有益な史料群に目をつけることができた。本研究プロジェクトの最終目標である研究書の出版を真剣に考慮しながら、テーマ関連の先行文献を収集し、これを批判的に検討した。職務上の関係で、《帝国主義時代》における日露協力関係を対象とする本テーマで、今年度中に総括的な研究書をまとめる余裕がなかったものの、収集した史料を生かしながら、関連テーマを対象にして、事例研究の形で著書を完成した。本研究の結果、第一次世界大戦期の日露軍事協力の様子と内実を日露英米諸国の膨大な資料に基づいて解明し、同時代の国際政治・経済の特色に光を当て、軍事的なファクターが対外政策や国際政治に与える影響を吟味した。さらに、武器・軍需品・軍用物資調達を通じた軍事的な活動は両国にとってどのような政治的・経済的な意義を有していたかを詳しく検討するとともに、交渉現場における日露両国の文武官の関わり合いに注目しながら、相互受容の在り方やその特色をより詳しく把握できた。この研究プロジェクトのおかげで、日本語、英語、ロシア語でいくつかの学術論文等を発表することによって、日露関係史や国際関係史の研究に貢献した。本年度において、ロシアの諸公文書館等で補足的な史料調査を行ったほか、ロンドンの英国国立公文書館(The National Archives)やUniversity College Londonスラブ東欧研究院図書館等で研究に欠かせない史料を成功裏に手に入れた。日本、ロシアという両国側のほかに、当時世界最強の帝国であったイギリス側の史料を閲覧・調査することによって、同時代の国際関係をより立体的な形で把握しうるであろう。調査の結果、重要性のある資料群を新たに特定し、大幅に研究することができたので、今後も研究プロジェクトを計画的に継続・完成できるという目途がついた。本年度中、第一次大戦期の日露軍事協力の具体的な側面あるいはこの世界史的な意義について考察したいくつの研究成果が発表されたのも、その証拠にほかならない。国際関係史研究プロジェクトの最終年度には研究史料の整理・分析をさらに推進するとともに、研究成果の総括を行う予定である。「日露兵器同盟」の背景にあった財政問題や金属供給などといった、今まで光を当てられなかった両国間の軍事協力の側面に注目すると同時に、こうした軍事協力への英仏といった他の連合諸国の関与度合いを明確化していきたい。なお、ロシアやイギリスの公文書館では十分に調査できなかった資料群がいくつか存在するので、必要に応じて、イギリス、ロシアや日本国内の公文書館で史料調査を補足的な形で行う予定である。学術モノグラフに向けた作業を加速化する。本年度においても、本格的な史料調査の結果、スタンフォード大学フーバー研究所アーカイブズやロシア連邦公文書館(GARF)などにおいて、当初予想していなかった資料群を発見した。そのため、研究計画は一層具体的なものとなったほか、新たな研究領域や研究問題を浮き彫りにし、問題意識を深めることができた。ロシア陸軍省砲兵本部の在日調達事業を実証的に検討するとともに、陸軍省経理本部や海軍省などの他のロシア省庁の在日調達活動について調査し、日露経済関係に光を当てる史料を多量に手に入れた。
規則配列InGaNナノコラム結晶による三原色窒化物LEDの一体集積化

InGaN系LEDは紫色から赤外域までと広範囲に渡り発光色をカバーするため、非常に魅力的である。フルカラーディスプレイなどへの応用の観点から窒化物半導体を用いたRGB発光LEDの一体集積化は重要な課題であると考えられるが、未だ実現されていない。我々はこの解決方法として、ナノコラム結晶の利用を提案した。ナノコラムは結晶中に殆ど貫通転位を含まないことから優れた発光特性を示す。これまでの研究で、自己組織的に形成したInGaN量子井戸ナノコラムLEDにおいて、青色から赤色までの様々な色の直径数μm以下のスポットが隣接して発光する多色発光現象を見出した。この現象は、自己形成ナノコラムでは形状の不均一に起因して1本1本の発光特性が異なるためであると考えられ、ナノコラムの位置と形状を制御すれば近接領域に発光色の異なるナノLEDを形成可能性であることを示唆している。Tiマスク選択成長法を見出し、世界で初めてRF-MBE法における選択成長技術を確立し、ナノコラムの規則配列化を実現した。この技術を用いて直系95nmから270nmの異なる直径を有するナノコラムを同一基板上に集積化させた。ナノコラムの発光特性を評価し、直径に伴う青色から赤色への発光色変化を見出した。またそのメカニズムを明らかにした。この技術を用いることで従来の技術では実現不可能であった同一基板上へのRGB三原色窒化物LEDの一体集積化の可能性を示唆した。またRGBナノLED作製の研究過程として、規則配列ナノコラムを用いた青色LEDの作製に成功した。また緑色領域である波長506nmで内部量子効率74.9%と高い値が得られ、ナノコラム結晶を用いることによる窒化物半導体の高効率化を示した。
竪型流動法による溶融スラグおよび焼却灰中の重金属成分の蒸気圧測定

溶融.スラグや焼却灰中の鉛、ヒ素、アンチモンなどの揮発による除去プロセス開発の基本として、これらの成分の蒸気圧、活量係数に関するデータが重要である。そこで本研究では、新しく開発した竪型の流動法装置を用いて、PbO-FeO_<1.5>-CaO-SiO_2 4元系、PbO-ZnO-FeO_<1.5>-CaO-SiO_2 5元系スラグ中の酸化鉛およびCaO-SiO_2-FeO_<1.5>系スラグ中のSbO_<1.5>,SbO_<2.5>,AsO_<2.5>の蒸気圧を1150-1300°Cの温度域で測定した。また得られた蒸気圧データから、スラグ中のこれらの成分の活量係数、γを導出した。この結果、PbOの活量が、スラグ中のPbOのモル分率が0.2以上の測定領域においてラウール則から負の偏倚を呈し、0.5の組成近辺で最小値を示すこと、また、γ_<PbO>はスラグの塩基度が増加すると増大すること、などが分かった。一方、γ_<SbO1.5>,γ_<SbO2.5>,γ_<AsO2.5>はスラグの塩基度が増加すると減少した。さらに、ZnOを含有する5元系スラグのγ_<PbO>が、ZnOを含有しない4元系スラグの値よりもかなり小さくなることが分かった。スラグ中の酸化鉛の揮発ガス種としてPbOが優勢であるが、スラグ中の鉛濃度が高くなるとPb_2O_2,Pb_3O_3などの多量体ガス種の存在割合が増大すること、一方、スラグ中のヒ素およびアンチモンは、それぞれ、As_4O_6,Sb_4O_6の形で揮発することが明らかとなった。このように本研究によって、溶融スラグおよび焼却灰中の重金属成分の蒸気圧および揮発特性を定量的に評価することが可能になった。スラグや溶融飛灰中の鉛,ヒ素,アンチモンなどの重金属成分の蒸気圧とスラグ中濃度,酸素分圧などとの関係やハロゲン添加による蒸気圧の影響などを1573-1673Kの温度で測定し,これらの重金属成分の揮発による除去限界や溶融飛灰の発生機構などを明らかにすることを本研究の目的としている。本年度は、スラグなどの高温酸化物共融体の平衡蒸気圧測定に適した竪型流動法装置の開発を試みた。その結果,試料浴の温度均一性を高めること,揮発ガスの凝縮捕集を完全にするためにコンデンサを改良することなどにより,精度の良い蒸気圧測定が可能となる装置の開発に成功した。ついで,異なる塩基度を有する3種類の溶融CaO-SiO_2-FeO_<1.5>系スラグ中のアンチモンおよびヒ素の蒸気圧を1573Kの温度で測定した。その結果,流動ガスの単位容量当たりの揮発容量で定義される揮発率は,アンチモン,ヒ素いずれの場合も,スラグの塩基度の減少とともに増大した、またスラグ中のアンチモンおよびヒ素は,それぞれ,Sb_4O_6およびAs_4O_6の形で揮発することが実験結果の熱力学的解析から窺われた。

さらに,測定蒸気圧から導出されたスラグ中の5価酸化物Sb_<2.5>,AsO_<2.5>のラウール基準の活量係数は,スラグの塩基度の増加とともに減少した。スラグや焼却灰中の鉛、ヒ素、アンチモンなどの揮発による除去プロセス開発の基本として、これらの成分の蒸気圧、活量係数データが重要である。そこで本研究では、開発された竪型の流動法装置を用いて、PbO-FeO_<1.5>-CaO-SiO_2 4元系、PbO-ZnO-FeO_<1.5>-CaO-SiO_2 5元系スラグ中の酸化鉛およびCaO-SiO_2-FeO_<1.5>系スラグ中のSbO_<1.5>,SbO_<2.5>,AsO_<2.5>の蒸気圧を1150-1300°Cの温度域で測定した。また得られた蒸気圧データから、スラグ中のこれらの成分の活量係数、γを導出した。この結果、γ_<PbO>が、スラグ中のPbOのモル分率が0.2以上の測定領域においてラウール則から負の偏倚を呈し、0.5の組成近辺で最小値を示すこと、また、γ_<PbO>はスラグの塩基度が増加すると増大すること、などが分かった。一方、γ_<SbO1.5>,γ_<SbO2.5>,γ_<AsO2.5>はスラグの塩基度が増加すると減少した。さらに、ZnOを含有する5元系スラグのγ_<PbO>が、ZnOを含有しない4元系のスラグの値よりもかなり小さくなることが分かった。スラグ中の酸化鉛の揮発ガス種としてPbOが優勢であるが、スラグ中の鉛濃度が高くなるとPb_2O_2,Pb_3O_3などの多量体ガス種の存在割合が増大すること、一方、スラグ中のヒ素およびアンチモンは、それぞれ、A_<S4>O_6,Sb_4O_6の形で揮発することが明らかとなった。本研究により、溶融スラグおよび溶融焼却灰中の重金属成分の蒸気圧および揮発特性を定量的に評価することが可能になった。
屈折矯正手術に対する角膜の反応について

屈折異常(近視,遠視,乱視)に対して,近年積極的に屈折矯正角膜手術が行われている。その手段としては,ダイアモンドナイフを用いる角膜切開とエキシマレーザーやホルミウムヤグレーザーを用いるレーザーによる手術である。正常な角膜に対して手術侵襲が加えられた時に,角膜でどのような反応が生じ,創傷治癒がどのように進むかを知ることは必須の情報である。ホルミウムヤグレーザー照射後、H-E染色による組織学的検討では1日後に、照射領域の角膜上皮に欠損は生じなかった。照射部実質の角膜実質細胞が消失し無細胞領域となっていた。実質コラーゲン線維の屈曲および線維間の間隙の拡大が観察され、角膜実質がレーザー照射により収縮していることが示唆された。3日後には,照射部に角膜実質細胞の存在が確認された。さらに1週後は角膜実質の収縮と実質細胞の出現が認められた。一方、各種抗体を用いた蛍光抗体法でホルミウムヤグレーザー照射により、I型コラーゲンに対する特異蛍光の局在は、照射前後で差を認めなかった。フィブロネクチンに対する特異蛍光は、照射した角膜では、無細胞領域の周辺に強い蛍光が観察された。基底膜成分であるIV型コラーゲン及びラミニンに対する特異蛍光は、正常角膜と同様に照射後も上皮の基底膜部に観察され、照射により局在の変化を認めなかった。本研究の結果、ホルミウムヤグレーザー屈折矯正効果は角膜実質コラーゲンの収縮による事が確認された。一方、角膜上皮の構造を維持し創傷治癒に重要な役割をしている上皮基底膜成分の局在については、照射前後でほとんど変化がなく、このことはホルミウムヤグレーザー照射により上皮の傷害が少なく治癒も速やかであることを示唆している。
家畜伝染病防除のための消石灰散布が生態系に及ぼす影響

家畜伝染病が発生すると、消毒および防疫措置として大量の消石灰が畜舎やその周辺に散布される。本研究ではin vitroの実験系で消石灰の殺菌効果を検証するとともに、野外土壌上に様々な濃度の粉末状消石灰を散布し、生態系(主に微生物)に及す影響を調査した。in vitroの実験系では、消石灰消毒が家畜伝染病予防には非常に効果的であることが示された。屋外の実験では、消石灰散布は微生物の生菌数には影響を及ぼさないが、土壌のpHとCa濃度は長期間経過後も高いままであることが示された。消石灰の土壌細菌への影響を明らかにするために、in vitroにおける消石灰の殺菌試験法の構築を試みた。殺菌試験でよく用いられる一般細菌4株(Escherichia coli、Pseudomonas aeruginosa、Bacillus subtilisおよびStaphylococcus aureus)を飽和消石灰溶液で010分間反応後、リン酸緩衝液(pH 7.0)で中和と希釈を行った。その後、SCD寒天培地上に100 μL塗抹し、28°Cで24時間培養後に出現したコロニー数を計測した。また、土壌細菌群を用いた殺菌試験は、殺菌対象として土壌1 gを使用し、培養にLB培地を用いたこと以外は上記と同様の方法で実施した。一般細菌を用いた試験で、処理後の中和が完全に行われていることが確認でき、結果の再現性が得られたことから消石灰の殺菌試験法が構築できたと判断した。最も殺菌効果がみられた菌株はE. coliであり、1分以内に4 Log以上の菌数減少がみられ、S. aureusでは殺菌効果はみられなかった。土壌細菌群の試験では、用いた土壌により殺菌効果が異なっており、約1 Log程度菌数が減少する傾向がみられた。土壌のpH、水分含量と殺菌効果には相関は認められなかった。土壌細菌群を用いた殺菌試験から得られた各土壌の優占菌上位3種(消石灰により10分間殺菌された土壌から得られた菌と、未殺菌土壌より得られた菌)を16S rDNA塩基配列に基づいて同定した結果、殺菌前後で菌叢が大きく変化していることが確認できた。また、昨年度に引き続き、屋外に消石灰を1回もしくは複数回散布した土壌のpHと生菌数の変化を調査した結果、それぞれ約15ヶ月と約3ヶ月経過後も未散布土壌と比較して高い値を示し、生菌数に差異は認められなかった。屋外土壌の1 m四方の土地に各0, 300, 500および1000 g/m2の濃度になるように消石灰を1回のみ散布し、経時的に表面土壌と深さ5 cm土壌のサンプリングを行い、pH測定およびR2A寒天培地を用いた生菌数測定を行った。表面土壌と5 cm土壌のpHはともに、消石灰散布土壌が未散布土壌と比較して0.51程度高い値を示し、長期間(約8ヶ月)経過後も同様の差がみられた。生菌数測定の結果では、消石灰散布と未散布の間で各土壌中に存在する生菌数に差異は認められず、濃度による違いも見られなかった。農林水産省は消毒を行う際、5001000 g/m2の濃度で消石灰を散布し、雨が降った際は再び散布し直すなど複数回散布するよう各自治体に通達している。そこで、単回消石灰散布場所とは別の2 m四方の土地に上記と同じ濃度で1週間ごとに繰り返して、計3回散布を行った。経時的にサンプリングした表面土壌と5 cm土壌は上記と同様の方法でpH測定および生菌数測定を行った。さらに、原子吸光光度計を用いて交換性陽イオン(Na, Mg, K, Ca)、吸光光度法により可給態リン酸およびアンモニア態窒素の測定も行った。複数回散布の場合でも単回散布の結果と同様に、表面土壌と5 cm土壌のpHはともに、消石灰散布土壌が未散布土壌と比較して2程度高い値を示した。生菌数測定結果も単回散布の結果と同様に、消石灰散布濃度による土壌中の生菌数に差異は認められなかった。交換性陽イオン濃度の比較では未散布と比べて、Na, Mg, Kに大きな変化は見られず、Caに関しては散布土壌で高い数値を示したが、総散布量との相関はなかった。これらの結果より、消石灰を散布することで土壌中の生菌数には影響を及ぼさないが、土壌はアルカリ性に傾き、Caが蓄積していることから、長期間経過後も元の環境に戻っていないことが明らかとなった。消石灰の土壌微生物への影響を明らかにするために、飽和消石灰溶液を用いたin vitroの系で、実際の土壌から単離と菌株同定を行なった細菌と真菌を含む様々な微生物に対する殺菌効果について評価した。

細菌では菌株によって殺菌効果が異なり、10分の処理で菌数の減少が全く認められないものや1分以内に4 Log以上の減少がみられるものがおり、真菌では60分の処理でも1 Log以上の菌数の減少はみられなかった。また、同様の実験系で土壌を直接用いた微生物群に対する殺菌効果を評価した結果、細菌と真菌は10分の処理で1 Log以上の菌数の減少はみられなかったが、菌叢の変化がみられた。家畜伝染病であるサルモネラ症を想定し、サルモネラ属菌であるSalmonella Typhimurium NBRC 13274を添加した土壌を用いて、in vitroにおける消石灰の殺菌効果を散水量と消石灰濃度を変えて検証した。消石灰を1000 g/ m2散布し、水分量が多い時に最も持続効果が高いことが示された。また、他の消毒剤で同様の評価を行ない、殺菌効果を比較した結果、消石灰消毒が家畜伝染病予防には非常に効果的であることが示された。屋外に消石灰を1回もしくは複数回散布後、表面と5 cm下部土壌の生菌数とpHの変化を経時的に調査した結果、生菌数に差異は認められず、pHは約15ヶ月経過後では12の差が認められたが、約30ヶ月後には複数回散布のみ0.51程度の差がみられた。複数回散布の表面土壌のCa濃度は約3ヶ月経過後まではどの散布区も高い値を示したが、約20ヶ月経過後は300 g/m2を3回散布したものがコントロールと同程度まで値が低下した。消石灰を複数回散布することによってCaが土壌中に残存しやすいことが示唆された。環境微生物学今年度予定していたin vitroにおける消石灰の殺菌試験では、方法の構築と土壌を用いた評価を実施することができた。これまでの消石灰の殺菌濃度に関する報告は、実験室レベルで、対象とする菌も口腔内細菌、黄色ブドウ球菌、緑膿菌などの病原性菌しか検討されておらず、土壌細菌に対する影響に関する報告例は存在していない。本研究により、土壌細菌群と単離した土壌細菌に対する消石灰の殺菌効果を検証することで、消石灰により環境土壌中の菌叢が変化している可能性を示すことができた。屋外における消石灰散布による影響調査では、pHや生菌数測定を引き続き行い、長期間経過後の影響を評価することができたが、土壌菌叢変化の実験で、効率の良いDNA抽出法の確立には至っていない。消石灰散布による土壌動物への影響調査は、散布前の各濃度域の土壌に生息していた生物数と生物種に大きなばらつきがみられたため、散布後に消石灰が及ぼす影響を正確に評価することができなかった。また、消石灰散布が微生物に及ぼす影響については培地上で生菌数のみ評価することができたが、形態によるコロニー間の差が著しくなかったため、菌叢変化までは確認することができなかった。次年度は土壌の性質と殺菌効果の関係性を明らかにするために、検討する土壌の種類を増やして消石灰による殺菌試験を実施する予定である。また、屋外土壌での消石灰散布実験では長期間経過後もpHが高いままであることから、引き続き調査が必要であると思われる。年度の前半で土壌からの効率の良いDNA抽出法を確立し、後半で新たな屋外土壌に消石灰を散布して、PCR-DGGEを用いた菌叢解析を実施する。農林水産省が各自治体に通達している消石灰散布濃度内では濃度や散布方法の違いによる大きな差異は認められなかったので、今後の散布では濃度の設定数を少なくし、その代わりに各濃度におけるサンプリング数を増やすことで、データの精度を高めたい。次年度は特に消石灰散布による微生物の菌叢変化について明らかにするために、前半は散布する土壌の菌を生育させるために最も適した培地の選抜と土壌からの効率の良いDNA抽出方法の検討を行い、後半は16S rDNA塩基配列に基づいた解析を行う。
メカガモに集団行動が統率されるアイガモ群共生型環境調和育苗システムの実現

アイガモ群を実験室で飼育し,メカガモの翼動作,鳴声,餌出しによるアイガモ群集団行動の統率を試みて性能を評価した.結果として,実験室内でメカガモによるアイガモ群の統率と誘導を実現した.また,実験室から通路への出入りや通路での往復の誘導も実現した.また,屋外でのメカガモによるアイガモ群集団行動の統率を試みた結果,様々な音や視野に入る動きのある物などの環境外乱によって,集団行動の維持耐性レベルが屋内と比較して低下することが認められた.アイガモ群が一時的にメカガモから離れてしまう状況が生じたが,メカガモの翼動作,鳴声,餌出しによって再び統率して誘導を継続できることを明らかにした.アイガモは,成長過程においてサイズ,行動パターン,鳴声が大きく変化するため,アイガモ群の行動や鳴声を,継続的飼育において収集し分析した.分析結果から,成長・変化するアイガモ群の集団行動統率手法として,メカガモの翼動作,鳴声,餌出しの三機能のうちの単一機能だけ適用する方法では集団行動統率効果が得られないことを明らかにし,三機能をアイガモ群の状態に応じて順に適用することによって集団行動統率効果を得る手法を確立した.メカガモについて,ボディを3次元造形し,水田(不整泥水地)に適した移動機構を設計製作し,性能を評価した.管理者が水田の雑草状況を把握して集団行動の統率経路を指定する方式として,単眼MHDを利用し,メカガモに搭載した無線カメラの画像を右目で確認し,水田全景を左目で確認しながらメカガモを操縦する方式を提案し,その効果を水田における実験で明らかにした.以上の19年度研究成果と18年度研究成果を総合して,メカガモによってアイガモ群の集団行動を効果的に統率できる生物共生型環境調和育苗システムの萌芽的基盤技術を確立した.1.メカガモの設計製作と性能評価(1)メカガモの設計製作機構解析・設計ソフトウェアを用いて詳細設計し,FRP外形スキンを塗装した内部に,嘴,左右羽根,尾羽根の各々を駆動するモータとエサ供出モータを配置し,アイガモの鳴声を録音した音声LSIやクローラ方式移動機構を配置するとともに,遠隔操作用プロポからの信号から各モータやLSIを制御するPICマイコンによる制御系を内蔵した.(2)メカガモの性能評価実験室レベルで,移動性能,嘴や羽根等の動作と鳴声の発声タイミング等を調整し,実際のカモの動作観察結果をもとに,外形スキンをサーボモータ駆動して種々のポーズ・パターンを実現できるように仕上げた.2.実環境の整備とモニタリング系の構築(1)実環境(水田)の整備アイガモ管理域で夜間等にアイガモを入れて外敵から保護するためのアイガモ小屋について,従来は手動操作していた出入口ゲートの開閉を自動化する自動ゲート開閉装置を設計製作した.2006年度アイガモ農法の実践時期に屋外の実環境(水田)で性能評価し,基本性能の有効性を確認するとともに,屋外での長期使用等の実用化課題を整理した.(2)水田モニタリング系の構築実環境(水田)にカメラを配置し,離れた管理室での水田モニタリング系を構築した,水田の画像には,稲,雑草のほかに,天候変化,水面反射,周辺建築物等の写り込み等が影響することから,水田画像の画像処理方式を検討し,画像からの雑草域の座標算出方式を考案した.3.アイガモへのメカガモの刷込みと集団行動の統率(1)刷込み実験,(2)メカガモの認識率と要求仕様評価,(3)メカガモとアイガモ群のインタラクションによる集団行動の統率,の各研究項目は,実施時期に鳥インフルエンザが流行したため,次年度の鳥インフルエンザ収束時期まで,アイガモを用いる実験は延期することとし,研究環境の整備を進めた.アイガモ群を実験室で飼育し,メカガモの翼動作,鳴声,餌出しによるアイガモ群集団行動の統率を試みて性能を評価した.結果として,実験室内でメカガモによるアイガモ群の統率と誘導を実現した.また,実験室から通路への出入りや通路での往復の誘導も実現した.また,屋外でのメカガモによるアイガモ群集団行動の統率を試みた結果,様々な音や視野に入る動きのある物などの環境外乱によって,集団行動の維持耐性レベルが屋内と比較して低下することが認められた.アイガモ群が一時的にメカガモから離れてしまう状況が生じたが,メカガモの翼動作,鳴声,餌出しによって再び統率して誘導を継続できることを明らかにした.アイガモは,成長過程においてサイズ,行動パターン,鳴声が大きく変化するため,アイガモ群の行動や鳴声を,継続的飼育において収集し分析した.分析結果から,成長・変化するアイガモ群の集団行動統率手法として,メカガモの翼動作,鳴声,餌出しの三機能のうちの単一機能だけ適用する方法では集団行動統率効果が得られないことを明らかにし,三機能をアイガモ群の状態に応じて順に適用することによって集団行動統率効果を得る手法を確立した.メカガモについて,ボディを3次元造形し,水田(不整泥水地)に適した移動機構を設計製作し,性能を評価した.管理者が水田の雑草状況を把握して集団行動の統率経路を指定する方式として,単眼MHDを利用し,メカガモに搭載した無線カメラの画像を右目で確認し,水田全景を左目で確認しながらメカガモを操縦する方式を提案し,その効果を水田における実験で明らかにした.以上の19年度研究成果と18年度研究成果を総合して,メカガモによってアイガモ群の集団行動を効果的に統率できる生物共生型環境調和育苗システムの萌芽的基盤技術を確立した.
CD169陽性マクロファージによる炎症性腸疾患増悪機序の解明

大腸にはCD169分子の発現レベルと局在の異なるマクロファージ亜集団が混在する。CD169陽性の亜集団を選択的に消失したマウスでは、DSS誘導大腸炎の臨床症状が劇的に改善する。本研究で、1)CD169マクロファージは上皮傷害に応答してCCL8を産生すること、2)CCL8は炎症性単球を動員し腸炎を増悪すること、を見出した。さらに3)抗CCL8抗体投与はマウスの腸炎を抑制したことから、CD169マクロファージやそれの産生するサイトカインが、将来的にヒト炎症性腸疾患の治療標的となりうることが分かった。これまでの研究で我々は、CD169分子を発現するマクロファージの亜集団が消化管粘膜固有層に常在し、腸炎の進展に深く関与することを突き止めた。さらにCD169マクロファージ特異的に産生される炎症関連分子の一つ、CCL8/MCP-2を同定した。本研究の目的はCD169マクロファージおよびその機能を標的とした新規炎症性腸疾患治療法を開発することである。1)抗CCL8抗体の腸炎抑制効果我々はCCL8の機能を生体内で阻害するため、抗CCL8抗体を新たに作製し、これをデキストラン硫酸(DSS)誘導腸炎マウスに静脈内投与した。アイソタイプ抗体投与群では、血便や体重減少など激烈な腸炎が出現したのに対し、抗CCL8抗体投与群ではこれらの症状が軽減した。DSS投与7日目の大腸では組織破壊、エフェクターサイトカイン(IL-17, IL-22)産生も抑制されることも確認できた。この結果はCCL8が炎症性腸疾患の治療標的としてきわめて有望である可能性を示唆する。2)腸炎発症時にCD169陽性マクロファージ選択的に産生される他のサイトカインの探索CD169陽性マクロファージの腸炎の病態形成における役割を包括的に理解するため、CD169陽性マクロファージ特異的に産生されるCCL8以外のサイトカインを検索した。腸炎マウスの大腸からCD169陽性および陰性マクロファージを分取し、まず培養上清中のIL-6,IL-10濃度をELISA法で測定したがいずれも検出限界以下だった。続いてこれらのマクロファージによる様々なサイトカインmRNA発現量を定量PCRで測定した。IL-1&#61538;, IL-6, IL-23発現量はCD169陰性マクロファージで優位に増加していたのに対し、IL-10は同程度に発現することが分かった。平成26年度までの研究ではCCL8以外のCD169マクロファージ特異的サイトカインは同定できていない。1)抗CCL8抗体の腸炎抑制効果:昨年度、我々は抗CCL8抗体がDSS腸炎の臨床症状や病理所見を改善することを証明した。IgG遺伝子のCDR配列をシークエンスし、炎症性腸疾患に対する医薬組成物として特許出願を準備している。2)腸炎発症時にCD169陽性マクロファージ選択的に産生される他のサイトカインの探索:CD169マクロファージを消失した場合に比較し、抗CCL8抗体の腸炎抑制効果は部分的であった。これはCD169マクロファージがCCL8以外にも何らかの炎症調節物質を産生する可能性を示すが、TNF, IL-10,IL-23等の炎症性サイトカイン発現量はCD169陰性の亜集団と同程度かあるいはそれ以下だった。3)生体内におけるCCL8の産生誘導要因の探索:CD169マクロファージ消失時にはCCL8産生が著明に減少することから、CD169マクロファージはCCL8の主たる産生細胞である可能性が高い。消化管のCD169マクロファージにCCL8産生を誘導する要因として、腸内細菌由来成分(PAMPs)と上皮死細胞由来成分(DAMPs)の関与を考えた。抗生剤カクテルを4週間飲水投与し腸内細菌を消去したマウスにDSS誘導大腸炎を誘導した。抗生剤非投与マウスに比べるとCCL8産生は減少したが、消失はしなかった。この結果は菌体成分がCCL8産生に寄与するものの、生体には腸内細菌以外にもCCL8産生誘導要因、例えば死細胞由来因子が存在することを示す。CCL8の産生誘導要因の同定はCD169マクロファージによる疾患形成機序を理解するうえで重要である。これまでの研究で、腸内細菌がCCL8産生を促進すること、死細胞由来成分の関与を示す証拠が得られたことから、本研究課題はおおむね順調に進捗していると判断した。【背景と目的】以前我々は、CD169分子を発現する腸管マクロファージ亜集団が、腸炎進展に深く関与することを明らかにした。またCD169マクロファージ特異的に産生されるケモカインCCL8を同定した。これらの知見に基づき、CD169マクロファージおよびそれの産生するCCL8を標的とした新規炎症性腸疾患治療法を開発することを目的として本研究を開始した。【結果】C57

BL/6マウスにDSSを7日間飲水投与し大腸炎を誘導した。DSS投与3・4日後に抗CCL8抗体もしくはアイソタイプ抗体を静脈内投与し、体重変化を経時的に測定した。抗CCL8抗体投与マウスではアイソタイプ群に比べ、体重減少、組織破壊が軽度だった。しかしCCL8欠損マウスでは、DSS誘導大腸炎の臨床症状は改善しなかった。CD169マクロファージを消失した場合に比較し、抗CCL8抗体の腸炎抑制効果は限定的だったことから、CD169マクロファージはCCL8以外にも何らかの炎症調節物質を産生する可能性が考えられる。そこでTNF、IL-10、IL-23等、腸炎との関連が指摘されている他の炎症性サイトカインを探索したが、CD169陽性マクロファージ選択的に発現の亢進する分子は本研究では同定できなかった。大腸とリンパ節のCD169マクロファージの遺伝子発現プロファイルをマイクロアレイで網羅的に解析し、異なる2臓器のCD169マクロファージで強発現する転写因子を同定した。この転写因子はCCL8産生に必須であることが分かったため、CD169マクロファージの形質決定に重要な遺伝子として引き続き解析を進めている。【本研究の成果】抗CCL8抗体の腸炎抑制効果が証明された。腸炎発症に重要なカギを握るCD169マクロファージの形質制御機序の一端を解明した。大腸にはCD169分子の発現レベルと局在の異なるマクロファージ亜集団が混在する。CD169陽性の亜集団を選択的に消失したマウスでは、DSS誘導大腸炎の臨床症状が劇的に改善する。本研究で、1)CD169マクロファージは上皮傷害に応答してCCL8を産生すること、2)CCL8は炎症性単球を動員し腸炎を増悪すること、を見出した。さらに3)抗CCL8抗体投与はマウスの腸炎を抑制したことから、CD169マクロファージやそれの産生するサイトカインが、将来的にヒト炎症性腸疾患の治療標的となりうることが分かった。平成26年度までの研究で、これまでほとんど機能の知られていなかったケモカインCCL8がCD169マクロファージ特異的に産生され、腸炎の進展に重要なことを明らかにできた。また抗CCL8抗体がマウスの腸炎モデルの症状を抑制できることも確認できた。以上の結果から、CCL8がIL-1bやIL-23など、既知の炎症関連分子とはまったく異なる新たな治療標的となる可能性が期待できるため、上記(2)のように判断した。消化管上皮は非常にターンオーバーの速い組織の一つであり、粘膜に常在するCD169マクロファージは上皮死細胞に由来する因子を認識し、CCL8を産生する可能性が考えられる。そこで、小腸上皮由来細胞株に細胞死を誘導し、その培養上清をCD169マクロファージに添加することでCCL8産生が促進するか検討する。もし上皮死細胞培養液中にCCL8産生要因が含まれることが確認できたならば、CD169陽性マクロファージをラットに免疫し、そのラットのB細胞とミエローマ細胞を融合してハイブリドーマライブラリーを作製する。死細胞培養液のCCL8産生促進作用をキャンセルする抗体産生クローンを選別する。そして当該抗体が認識するマクロファージの受容体を質量分析等の手法を用いて同定する。免疫学CD169陽性マクロファージ産生サイトカインの腸炎における役割を明確にするため、同マクロファージ特異的にサイトカインを欠損するマウスを作製する。これを目的としてCD169遺伝子の下流にimproved
バイカル湖における富栄養化の現状とその影響解析

本研究においては、1999、1998両年の夏季、および2000年の春季に現地調査を行い富栄養化の現状とその影響を解析した。調査は、ロシア科学アカデミーシベリア支部、陸水学研究所の研究者と共同の船舶調査が主体であった。調査と研究は総合的に進めたが、以下の諸点を対象として具体的なとりまとめを行った。1)沖帯における植物プランクトンの発達状況。2)沖帯における微生物群集の分布および生物生産過程における役割。3)沿岸帯-沖帯での栄養塩濃度の分布。4)沿岸帯水生植物の栄養生理。5)植物プランクトン生産過程に対する栄養塩の影響。6)集水域から沿岸帯を経由して沖帯に達する物質移動。7)沿岸における湖水の湧昇現象。8)沿岸と沖帯での水温、水中光環境の変動。研究の結果、表層水温が上昇して温度成層が発達する短い夏季には広い範囲の沖帯でピコシアノバクテリアの増加が起こり有機物生産量が増加すること、その増殖を支える栄養塩濃度が高いことが実測できた。また、プランクトン群集内の相互関係が明らかにされた。富栄養化過程の根拠として、集水域から沿岸帯を経て沖帯に至る物質流入の動態およびそれに関係する湖水の流動が実測できた。今後、バイカル湖への河川流入物質の制御等環境保全対策の基礎資料として有効な調査結果が得られた。本研究は世界最大の淡水容量を有し、また、多様な固有種を含む生物群集を発達させているバイカル湖における富栄養化の現状を記録し、その影響を多面的に考察することを目的としている。本年は初年度として、本湖全域について沖帯と内湾部沿岸域を巡検しながら試料採取をし、水質および植物プランクトン発生状況の調査を夏季に行った。また、流入河川水の水中化学成分分析を行った。7月の調査時期直前に嵐がありまた、ロシア行政当局の混乱もあり、調査は難航したが、プランクトン発生量、水中環境計測、生物分布調査の面で当初の目的を達成した。北部沿岸では、温帯の富栄養湖で見られるような、濃密なアオコ状態が観察され流入栄養塩類の増加も確認された。11月には、ロシア側研究者を招聘して湖水中微生物の変化および富栄養化の実態の3件について研究成果を国際シンポジウムで発表するとともに、次年度に行う陸域からの流入栄養塩負荷の推定法について協議した。今後、次年度の調査結果を加え、近年進行しつつある富栄養化がバイカル湖固有の生物群集に与える影響とリス以上の問題点を指摘して、世界遺産でもある本湖の保全対策に寄与する計画である。1999の夏季に調査を行った。バイカル湖では近年、内湾部でアオコ発生が報告され、沖帯でも透明度の低下が常態化しつつある。また、ロシア経済・産業の急展開とバイカル湖の観光資源化が湖の富栄養化に拍車をかけることが危惧されている。本研究はこの状況にたって、河川水の流入と湖での水塊形成の機構、河川・湖・堆積物相互間での無機元素・栄養元素の動態、生産層での光分布・光利用と生元素代謝、ピコプランクトンを含む植物プランクトン-動物プランクトンの動態と食物網解析、光合成生産と窒素利用速度の測定、沿岸水草の生元素代謝まで、陸水物理から化学・生物にいたる総合的な解析によって富栄養化の現状とその影響の解析を目指した。観測と試料の採取は、沖帯については南湖盆と中央湖盆最深部周辺、沿岸ではバルグジン湾とチヴィルキー湾を中心におこなった。バルグジン川から湾にかけて高濃度のリンの供給と河口域での活発な生物利用が明らかになり、[表層での生物摂取]-[懸濁物の沈降]-[中・深層での溶解]といった海洋と同じ循環の図式が成立していた。沖帯のピコプランクトンによる光合成生産の垂直変化からも有光層での栄養吸収が裏付けられた。

しかし、50m以深の溶存態栄養塩は高濃度にあり、深層水が湧昇により表層に達すると植物プランクトンの大発生につながることが推測された。そのプランクトンが浮上生の高いらん藻であると水面に蓄積しアオコ状態になるのであろう。細菌やピコシアノバクテリアの捕食者として重要な鞭毛虫および繊毛虫は、それぞれ表層および5m層に最高の分布を示し、微生物食物連鎖は有光層上部において大きく機能している可能性を示していた。植物プランクトンはリンおよび窒素の不足で制限を受けていたが、沿岸の水草はリン酸欠乏ではなく、流入する栄養元素の経路が今後の解析で注目されるべきかもしれない。
苦味受容サイトを選択的にマスクする安全な苦味抑制剤の開発

大豆由来のホスファチジン酸と牛乳由来のβラクトグロブリンからなるリポ蛋白質は、味細胞の微絨毛膜に結合し、苦味物質が受容サイトに結合することを妨害することにより、苦味を選択的に抑制することがわっかた。この苦味抑制剤を実用化するためには、安定性やコストの面で、蛋白質を使うことに問題があった。そこで、蛋白質を含まない苦味抑制剤の開発を試みた。ホスファチジン酸、ホスファチジルセリン、ホファチジルイノシトールなどに苦味抑制作用があったが、ホセファチジン酸の作用は、他のリン脂質よりはるかに強力であった。ホォスファチジン酸を苦味抑制剤として使用する場合、これを純品にする必要があるかどうかを検討した。ホスファチジン酸に他のリン脂質が共存した場合でも、その苦味抑制作用は妨害を受けなっかた。そこで、大豆レスチンから、ホスファチジン酸を高含量含む分画を作成し、苦味抑制効果を調べた。この結果、このレシチン分画は、各種の物質の苦味を十分抑制することがわかった。このレシチン分画を各種の薬物と混合し、苦味抑制効果を調べたところ、苦味を十分抑制することがわかった。また、このレシチン分画で、錠剤や顆粒剤をコートすると、苦味が効率的に抑制された。また、食品の苦味成分に対する苦味抑制効果を調べた。蛋白質加水分解物のあるものは、機能性食品として注目されているが、一般に強い苦味がある。レスチン分画は、蛋白質加水分解物の苦味を抑制した。ポリフェノールは、活性酸素の作用を抑制する物質として注目を集めているが、非常に強い渋味と苦味を有する。レシチン分画は、ポリフェノールの渋味と苦味を抑制することがわかった。チョコレートには、ポリフェノールが多量に含まれているが、その渋味と苦味のため、従来はこの含量を減少させていた。レシチン分画をチョコレートに入れると、ポリフェノールを高含量含んでいても、良好な味になる。フォスファチジン酸(PA)とβラクトグロブリン(LG)からなるリポタンパク質(PA-LG)は、生理学的には、理想的な苦味抑制剤であるが、薬物の苦味の抑制剤として実用化するためには、安定性と値段の点で、タンパク質が入っていることが障害となる。そこで、PA単独での苦味抑制剤の効果を調べた。PA単独での苦味抑制剤の効果は、PA-LGより弱いが、PAの濃度を上げれば各種の苦味を抑制することがわかった。つぎに、各種のリン脂質単独での苦味抑制効果を調べた。PAと同じく酸性リン脂質であるフォスファチジルイノシトール(PI)とフォスファチジルセリン(PS)には、PAよりも弱いが苦味抑制効果があった。その他の調べたリン脂質には、苦味抑制効果はなかった。PAは大豆レシチン中に含まれている。大量なスケールで、簡便な方法で、大豆レシチンからPAを精製する方法を検討した。精製法を検討しているとき、PAを完全に精製しなくても、PAを高含量含んでいれば、充分苦味抑制効果があることに気が付いた。そこで、PAを高含量で含むレシチン分画を得る方法を検討した。この結果、溶媒を用いた分画法でPAを高含量含む画分を得ることができることがわかった。

この画分は、各種の薬物の苦味を充分抑制することがわかった。タンパク質を加水分解したペプチドは、機能性食品として注目されているが、苦味を呈することが難点とされている。この分画はまた、タンパク質加水分解物の苦味も抑制したので、この分野でも応用が可能である。先にわれわれは、大豆由来のホスファチジン酸と牛乳由来のβラクトグロブリンからなるリポ蛋白質が、苦味を選択的に抑制することを見いだした。この苦味抑制剤を実用化するためには、安定性やコストの面で、蛋白質を使うことに問題があった。そこで、蛋白質を含まない苦味抑制剤の開発を試みた。各種のリン脂質を用いて苦味抑制効果を調べたところ、ホスファチジン酸、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトールに苦味抑制作用があることがわかった。ただし、ホスファチジン酸の作用は、他のリン脂質よりはるかに強力であった。ホォスファチジン酸を苦味抑制剤として使用する場合、これを純品にする必要があるかどうかを検討した。ホスファチジルコリンやホスファチジルエタノールアミンが共存した場合でも、ホスファチジン酸の苦味抑制作用は妨害を受けなかった。そこで、大豆レシチンから、ホスファチジン酸を高含量含む分画を作成し、苦味抑制効果を調べた。この結果、このレシチン分画は、各種の物質の苦味を十分抑制することがわかった。このレシチン分画を各種の薬物と混合し、苦味抑制効果を調べたところ、苦味を十分抑制することがわかった。また、このレシチン分画で、錠剤や顆粒剤をコートすると、苦味が効率的に抑制された。また、食品の苦味成分に対する苦味抑制効果を調べた。ポリフェノールは、活性酸素の作用を抑制する物質として注目を集めているが、非常に強い渋味と苦味を有する。レシチン分画は、ポリフェノールの渋味と苦味を抑制することがわかった。チョコレートには、ポリフェノールが多量に含まれているが、その渋味と苦味のため、従来はこの含量を減少させていた。レシチン分画をチョコレートに入れると、ポリフェノールを高含量含んでいても、良好な味になる。現在、このレシチン分画は、実際にチョコレートその他の嗜好品に添加されている。
未利用遺伝資源を活用したシクラメン育種素材の開発

本研究では,未利用遺伝資源であるシクラメン野生種の花色発現,生育サイクルおよび種子発芽に関する特性を明らかにしたうえで,これまでに報告がない園芸品種とC. colchicumおよび園芸品種とC. mirabile, C. hederifoliumとC. purpurascensの交雑を含むいくつかの組み合わせにおいて種間雑種を作出し,未利用遺伝資源を利用したシクラメン育種素材の開発に有効な多くの知見を得た.本研究では,未利用遺伝資源であるシクラメン野生種の花色発現,生育サイクルおよび種子発芽に関する特性を明らかにしたうえで,これまでに報告がない園芸品種とC. colchicumおよび園芸品種とC. mirabile, C. hederifoliumとC. purpurascensの交雑を含むいくつかの組み合わせにおいて種間雑種を作出し,未利用遺伝資源を利用したシクラメン育種素材の開発に有効な多くの知見を得た.まず,フローサイトメトリーによる遺伝子解析を行った結果,DAPIおよびPI染色を用いたフローサイトメトリーから,各野生種の核DNA量に種間差異があることを明らかにするとともに,それぞれのDNA中の塩基構成比にも種間差異があり,その傾向は亜属の分類と類似していることを明らかにした.次に,シクラメンの生育サイクルを調査した結果,ほとんどの野生種で夏期に休眠が認められるものの,休眠を行わない常緑の野生種も存在することを明らかにするとともに,園芸品種と休眠を行う野生種の種間雑種では,休眠を行わない野生種との種間雑種より,夏期の休眠が強い傾向が認められることを明らかにした.続いて,シクラメン野生種の花色・花色素発現を調査した結果,有色花個体は,主に花弁表皮細胞の液胞に集積したアントシアニンによって花色発現しており,いずれの個体においても主要アントシアニンはマルビジングリコサイドであることを明らかにした.また,野生種を用いた種間交雑においては,園芸品種を種子親として野生種との交雑を行った場合,ほとんどの交雑組み合わせで花粉管が胚珠まで達するものの胚の発育不全により種子が得られないことから,胚珠培養を試みたところ,これまでに報告がない2交雑組み合わせを含む計5交雑組み合わせで雑種後代を得た.なお,野生種間の種間交雑においてもこれまでに報告のない交雑組み合わせで種間雑種を得た.さらに,予備的に野生種種子を一旦液体窒素に浸漬し,その後解凍して播種したところ,種子発芽能力は維持されていることを確認できたことから,冷凍処理による種子長期保存の可能性が示唆された.まず、DAPIおよびPI染色を用いたフローサイトメトリーにおいて、核DNA量とDNA中の塩基構成比(GおよびC:AおよびT)に種間差異があり、それらを利用した種間雑種検定が可能であることを明らかにした。しかしながら、いくつかの交雑組み合わせでは両親間の核DNA量とDNA中の塩基構成比に大きな差がなかったため、フローサイトメトリーのみでは雑種性の確認が難しかったことから、これらでは、DNAの特定領域の増幅、電気泳動による多型を利用した雑種検定が必要であると考えられ、特に父性または両性遺伝するマーカーの開発が有効であると考えられた。次に、Cyclamen属野生種および園芸品種の種間雑種では、高温により休眠に導入されるが、その程度には個体差があり、また、すべて落葉したもの、葉数が著しく減少したものでも、15-20°C条件下に移動・維持することにより再び萌芽する個体が認められた。また、野生種の花色素を調査したところ、有色花系の主要アントシアニンはいずれの種においてもマルビジン3.,5ジグルコシドであり、アントシアニンを含まない白色花系の野生種ではフラボノールのケンフェロールグリコシドが主要花色素となっていることが示唆された。さらに、野生種と園芸品種との交雑を行い、胚救出時の培地成分、特に糖の影響を調査したところ、通常用いられるショ糖よりもマルトースを用いた場合に比較的多くの雑種が得られる傾向が認められた。なお、野生種および種間雑種の体細胞胚形成によるマイクロプロパゲーションは困難であったが、これは交雑親の遺伝的特性によるものであると考えられた。まず,シクラメンの葉緑体DNAは母性遺伝することが示唆されたことから,種間交雑を用いた遺伝資源開発に利用するには,両性遺伝すると考えられる領域を用いた分析が必要であると考えられた.そこで,核遺伝子のrRNA領域の増幅を試みたところ,多くの種で1バンドの増幅が認められた.増幅が可能であった領域が限られていたことから,PCR-RFLP分析に絞って野生種および種間雑種の分析を行ったところ,いくつかの制限酵素を用いた場合に野生種間で多系が認められ,種間雑種の検定にも利用可能であることが確認された.この結果は,未利用遺伝資源を用いた育種素材の開発において,フローサイトメトリー等他の方法では雑種性の予測が困難な組み合わせの交雑において,有効な雑種検定法になるものと示唆される.次に,園芸品種と野生種との種間雑種の特性を調査したところ,休眠性,開花期等に野生種の影響が認められる揚合があること,花色発現においては,野生種の5GT生成遺伝子の影響で,アントシアニンの配糖体型が3,5GT型となり,赤色花系統の育成が困難になることが示唆された.なお,園芸品種特有の花色配色パターンが種間雑種においても発現可能であることが示唆された.

これらの結果は,未利用遺伝資源を用いた育種素材の開発において有用な知見であると考えられる.さらに,未利用遺伝資源の繁殖について検討したところ,種子休眠が認められた野生種の多くでは,種子の高温処理により休眠を打破できる可能性が示唆された.また,種子は液体窒素中で保存可能であることが示唆された.さらに,野生種ならびに種間雑種は,不定芽形成を利用したマイクロプロパゲーションにより増殖可能であることが示唆された.これらの知見は,未利用遺伝資源およびそれを利用して育成された育種素材の維持と繁殖に有用な知見であると考えられる.
腱縫合モデルへの間葉系幹細胞移植効果の解明　ー抗炎症効果の視点からー

手術適応となる手指屈筋腱損傷は、生産年齢人口に多い比較的多い外傷であるため社会的損失が大きい問題がある。骨折や神経損傷等の合併損傷を伴う重症例では機能予後が悪化しがちだが、現在の治療体系はプラトー相に達しており改良が難しい。一方、腱修復過程の変化、遺伝子機能を含む分子生物学的メカニズムは未解明な点が多く、治療プロトコールのブレークスルーには分子生物学的アプローチと再生医療の融合が必要である。我々は、腱損傷治療過程を再現したマウスアキレス腱縫合モデルを作製、間葉系幹細胞(MSC)による再生効果を期待してMSCを豊富に含む間質血管細胞群(SVF)を移植し、効果解析を行ってきた。これまでに、異種移植においてもSVF移植後には機能的回復過程の迅速化と合併症の低減がみられ、さらに局所炎症や異所性軟骨形成が低減する予備的結果も得たが、メカニズム詳細は不明であった。このMSC移植後の、炎症や異所性軟骨形成の低減メカニズム解明を進めることを本研究の目的とした。研究方法は、上記マウス腱縫合モデルにヒトMSCを異種移植し、経時的に組織学的、分子生物学的解析を行い、抗炎症効果の視点からMSC移植効果を解明する計画を立てた。臨床応用の障壁低減のため、当初、移植用MSCとして造血幹細胞移植後ステロイド抵抗性急性GVHDに対し既に保険適応となっている他家骨髄由来MSC製剤であるテムセルHS注を有力候補とした。しかし予定した細胞は供給が受けられず、株化ヒト脂肪由来幹細胞(ASC)のSCRC-4000やASCを新たに移植候補細胞とした。平成30年度に移植候補細胞の培養予備的移植実験を行った。