hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
「国際比較から捉える日本の規制改革と規制システム」

本研究は、政治行政と経済の交錯する領域を対象とし、国際比較の観点から日本の規制システムの特徴を析出しようとする試みである。特に規制による保護と競争という相容れない政策目的を内包する現代日本の政府カルテルの不安定性を、産業の動態を含めて実証的に分析するものである。これにより、以下の点を明らかにすることを目的とする。第1に、従来、特定利益に基づく生産者中心の政策形成が指摘されてきた日本の規制政治を対象として、その生産者カルテルの揺らぎの実態と多様化を実証的に示す。第2に、こうした多様性を生み出す政治的論理を解明する。そして第3に、その多様化の政治学的意義として、政官業関係におけるプリンシパル=エージェントモデルを再検討し、その適用条件を提示することである。本年度は、前年度に試みた個別産業のカルテル維持と崩壊に関する比較事例研究のみならず、「生産者カルテルの揺らぎ」全体を計量的に捉える分析に着手した。特にカルテル態様を説明する要素として、生産者レントとアクター間の集合行為コストに着目し、その操作化された変数として、内外価格差(レント)、集中度(HHI :ハーフィンダール・ハーシュマン・インデックス)、生産性といった産業データ・をもとに各々の傾向を把握し、その関係性の分析を試みた。その結果、第1に、生産者レントを比較的長期にわたり維持してきた農業セクター、減少させている製造業セクターといったように、産業ごとの態様にばらつきが観察されている。第2に、集中度に関しても、時系列で見て次第に集中度を高めている産業(医薬品産業等)と、逆に拡散している産業が存在することが確認されている。なお、本研究内容については、2014年4月にMPSA(アメリカ中西部政治学会)にて"Fluctuating Coalitions : Explaining the Decline of Producer Cartels"と題する研究報告を行った。ただし、現状は、製造業、農業、医薬品産業等を検討素材としての個別分析は進めつつも、産業全体のパネルデータセット構築段階にある。今後はこのデータセットを構築・分析の上で、現代日本の生産者カルテル全体の揺らぎを検討し、理論枠組みと実態との整合性を確保することが求められる。(抄録なし)日本の規制緩和を政治学的かつ国際比較の視点から相対化して分析するという課題に照らし、平成24年度は、以下の研究を遂行した。第1に、年度後半より米国イェール大学での在外研究を遂行し、政治学のリサーチデザインに従い日本の規制緩和を分析するフレームを構築した。ここでは、まず、プリンシパル=エージェント理論に依拠して日本の産業・政治・官僚の関係を分析するフレームを設定した。その上で、具体的に、航空、石油、電気通信産業といった、かねてよりカルテルが存在したと考えられる産業を対象として、規制緩和期における各々の変化を分析した。その結果、1990年代半ば以降の市場の動きを契機として、産業ごとにカルテルの持続と崩壊といった差異を確認するに至り、暫定的にもその知見を得た。第2に、こうしたカルテル持続の多様性を前提として、規制政治の特徴を理解するに不可欠な視点を得た。すなわち、日本の規制政治の理解においては、代理人(官僚)に対する本人(政治家)の政治的選好を把握することが重要であり、この点で、1994年の選挙制度改革による小選挙区制の導入を契機に、幾つかの産業においては、この政治的選好が従来の生産者志向から消費者志向へと変化している可能性を認識するに至った。当該制度改革は現代日本政治を理解する上で不可欠となる変化であるだけに、この規制政治へのインパクトを可視化することが課題となる。本年度は、医薬品産業を素材としてその検討を開始したが、具体的成果を得るには至らず、次年度に持ち越された課題となる。第3に、当該研究へ適用可能な政治学方法論の理解と習得に力を注いだ。特に数理・計量分析(主に因果的推論)を用いた研究論文を猟歩することで、現代の米国政治学の先端的方法論の理解に努めた。本研究にこれらを適用し頑健な実証分析を提示することが、あわせての課題となる。

その結果、第1に、生産者レントを比較的長期にわたり維持してきた農業セクター、減少させている製造業セクターといったように、産業ごとの態様にばらつきが観察されている。第2に、集中度に関しても、時系列で見て次第に集中度を高めている産業(医薬品産業等)と、逆に拡散している産業が存在することが確認されている。なお、本研究内容については、2014年4月にMPSA(アメリカ中西部政治学会)にて"Fluctuating Coalitions : Explaining the Decline of Producer Cartels"と題する研究報告を行った。ただし、現状は、製造業、農業、医薬品産業等を検討素材としての個別分析は進めつつも、産業全体のパネルデータセット構築段階にある。今後はこのデータセットを構築・分析の上で、現代日本の生産者カルテル全体の揺らぎを検討し、理論枠組みと実態との整合性を確保することが求められる。初年度の段階で、国際比較のコンテクストを踏まえて、政治学的に日本の規制緩和を分析・解釈するフレームと実証分析の可能性を示すことができたため、概ね順調な進捗状況となっている。今後は、規制政治研究において重要となる政官関係の実証分析を本格的に遂行する必要がある。特に、選挙制度改革の前後での政治的選好の変化と規制政治の関係を実証的に分析するため、設定したモデルの修正、政治家の選好に関するデータ収集を行い、分析を深めることがその第一歩となる。その上で、国際比較のコンテクストの中で、日本の規制政治の持続と変容を特定することが課題となる。(抄録なし)
膀胱癌の転移／治療耐性におけるｐ６３蛋白の役割

膀胱癌幹細胞は進行期の膀胱癌に使用される抗がん剤であるシスプラチンに対し抵抗性を示すこと、膀胱癌幹細胞はp63の発現が消失することを示し報告した。この結果からはp63の発現消失がシスプラチン抵抗性と関連する可能性が示唆される。一方で、膀胱癌に対し少ない量のシスプラチンを併用した放射線療法(化学放射線療法)の治療効果とp63の発現との間には有意な関連性を見いだせなかった。そこで化学放射線療法治療抵抗性に関連するバイオマーカーの探索を行ったところ、erbB2の過剰発現が化学放射線療法の治療抵抗性および膀胱癌死のリスクと有意に関連することを見出し報告した。転移のある膀胱癌患者に対する治療は、シスプラチン主体の多剤併用全身化学療法が標準的に行われる。全身化学療法により、約7割の患者が良好な腫瘍縮小効果を示すが、殆どの症例で治療継続にもかかわらず病勢が進行し癌死に至る。近年、「癌には高い腫瘍形成能を有すごく少数の癌幹細胞が存在し、癌幹細胞が腫瘍形成の根源である」とする癌幹細胞理論が提唱されており、様々な癌腫で癌幹細胞の存在が報告されている。癌幹細胞理論に基づくと、上述の現象は、「膀胱癌の大部分を占める非幹細胞成分はシスプラチン主体の化学療法に反応するものの、治療耐性を有す少数の癌幹細胞集団が腫瘍再増大の元となり、患者を死に至らしめる」と考えることができる。ヒト膀胱癌細胞株から癌幹細胞の条件を満たす細胞を同定・分離し、膀胱癌幹細胞のシスプラチン耐性を確認し、その分子生物学的背景を解析の後、耐性克服の可能性を検討した。また、p63発現との関連を見た。結果:・CD44陽性ヒト膀胱癌細胞(5637細胞)は、癌幹細胞の要件である1)球状コロニー形成能、2)マウス皮下での高い腫瘍形性能、3)自己複製能、を満たす細胞集団であった。親細胞株がp63蛋白を強発現するのに対し、CD44陽性膀胱癌細胞集団はそのp63発現が消失していた。・膀胱癌幹細胞(CD44陽性膀胱癌細胞)は、非癌幹細胞(CD44陰性細胞)と比較して、高いシスプラチン耐性を示した。・膀胱癌幹細胞の治療耐性関連蛋白の発現プロファイルをみると、非癌幹細胞と比較して、著明に高いAktおよびErk活性を示し、シスプラチン治療耐性の一因と考えられた。・ヒートショックプロテイン90 (Hsp90)阻害剤は、in vitro, in vivoともに、膀胱癌幹細胞のシスプラチン感受性を増大させた。1)膀胱癌細胞の転移におけるp63蛋白の役割これまで、膀胱癌細胞の浸潤においてp63蛋白消失が、浸潤能亢進の原因となることを報告した(Cancer Res 2009)。また、膀胱癌幹細胞がp63蛋白を欠失していること、膀胱癌幹細胞がシスプラチン抵抗性を示すことから、p63蛋白消失が治療抵抗性と関連する可能性を報告してきた(Int J Cancer 2012)。昨年度は、p63蛋白発現消失が遠隔転移能と関連するか否か、p63陽性膀胱癌細胞と、p63欠失膀胱癌細胞とで、癌細胞マウス尾静注モデルにて検証する計画を立てていたが、東京医科歯科大学動物実験施設の改築工事と重なってしまい、計画していた実験を行うことが出来なかった。2)筋層浸潤性膀胱癌の化学放射線療法治療耐性規定因子の探索一昨年前、筋層浸潤性膀胱癌患者に対し、膀胱温存を意図して行った化学放射線療法に対する治療抵抗性と、治療前膀胱癌切除組織中のp63蛋白発現の多寡との関連を調べ、p63蛋白発現消失と治療抵抗性とに有意な関連が無いという結果を得た。同治療抵抗性に関連するバイオマーカーの探索を行ったところ、erbB2の過剰発現が化学放射線療法の治療抵抗性および膀胱癌死のリスクと有意に関連することを見いだした。また、化学放射線療法後に、局所コントロールが良好であるにも関わらず遠隔転移を生じる危険因子を探索したところ、化学放射線療法前の膀胱癌切除標本において、1尿路上皮癌以外に腺癌あるいは微小乳頭状癌の成分が混在すること、2リンパ管・血管侵襲があること、3臨床病期T3-4であること、が独立危険因子であることを見いだした。化学放射線療法を行った浸潤性膀胱癌症例のコホートで、治療前膀胱癌組織のerbB2およびNF kappa Bの過剰発現が、化学放射線療法治療抵抗性と有意に関連することを報告した(Koga et al. PLoS one 2011)。erbB2またはNF kappa Bの過剰発現を示す症例では約9割が治療抵抗性を示したのに対し、両蛋白の過剰発現を示さない症例では、約9割が化学放射線療法で完全寛解を得た。

また、治療前の拡散強調MRIにおける腫瘍部の拡散係数が高い腫瘍では、化学放射線療法治療抵抗性が高いことを報告した(Yoshida, Koga et al. Int J Radiat Oncol Biol Phys 2012)。拡散係数の閾値を0.74に設定すると、治療抵抗性を高い精度(感受性/特異性/正確度いずれも90%超)で予測可能であった。ヒト膀胱癌培養細胞から、CD44陽性細胞を抽出し検討したところ、いわゆる癌幹細胞の要件を満たす細胞集団であることが判明し、これら膀胱癌幹細胞を多く含む細胞集団は、シスプラチン抵抗性が高いことを報告した(Tatokoro, Koga et al. Int J Cancer, in press)。親細胞株およびCD44陰性細胞集団がp63を強発現するのに対し、CD44陽性細胞集団ではp63発現の欠失を認めた。本研究プロジェクトについて、これまで、膀胱癌細胞においてp63蛋白発現消失が浸潤能亢進の原因となることを報告した(Cancer Res 2009)。また、膀胱癌幹細胞がp63蛋白を欠失していること、膀胱癌幹細胞がシスプラチン耐性を示すことからp63蛋白欠失と膀胱癌治療抵抗性との関連が示唆されることを報告した(Int J Cancer 2012)。昨年度は、筋層浸潤性膀胱癌に対する化学放射線療法による膀胱温存療法の治療抵抗性と治療後の生命予後について、p63を含む複数の癌関連蛋白を候補として、予測バイオマーカーの探索を行った。その結果、癌原蛋白であるerbB2過剰発現が、治療抵抗性と癌死に有意に関連することを報告し、erbB2標的治療併用の有用性が示唆された(Int J Radiat Oncol Biol Phys 2014)。p63蛋白は、即時膀胱全摘除が施行された膀胱癌患者ではその発現低下が予後因子となることを報告したが(Clin Cancer Res 2003)、化学放射線療法施行症例においては治療抵抗性・生命予後ともに有意な関連を示さなかった。同症例コホートにおいて、化学放射線療法開始前の治療後遠隔転移出現の予測因子を探索したところ、1)組織学的に尿路上皮癌以外の腺癌ないし微少乳頭状癌の混在、2)リンパ管・血管侵襲、3)臨床病期T3ー4、が独立危険因子として同定された。さらに、これら3因子のうち2つ以上を有す症例では5年遠隔転移出現率は63%と、危険因子1つ以下のグループのそれ(1割)と比較して高く、治療前全身化学療法の対象として考慮すべきと考える(欧州泌尿器科学会2014)。泌尿器腫瘍1)p63の癌治療耐性における役割上述のように、p63の欠失が膀胱癌のシスプラチン抵抗性と関連する可能性が示唆された。膀胱温存を主目的に化学放射線療法を受けた浸潤性膀胱癌患者の膀胱癌組織のp63発現と治療効果との関連を見たが、有意な関連を見出せなかった。2)p63の転移における役割膀胱癌の肺転移マウスモデルを用いたp63の転移における役割の解析を今後予定している。改修工事により、計画していたp63蛋白発現欠失と膀胱癌遠隔転移能との関連を検証する動物実験ができなかった点で、本研究課題の達成度はやや遅れていると判断した。免疫組織学的検討によるp63発現と化学放射線療法治療抵抗性との関連は、現在準備中である。他の抗アポトーシス関連蛋白発現と治療抵抗性との関連の検討は終了しているため、アッセイ系は既に確立している。Preclinical studyの方は、現在高い浸潤能・転移形成能を有すヒト膀胱癌細胞株(p63発現欠失)にp63遺伝子を永久導入した細胞株の樹立を試みているところである。
スペクトル観測に基づく銀河面X線放射の研究

「すざく」衛星を用いて観測した銀河中心、銀河円盤領域、銀河バルジ領域のデータを解析し、鉄輝線の特徴を調査した。6. 97/6. 7keV輝線強度比は系統的に銀河中心領域、銀河バルジ領域で高く、銀河円盤領域で低くなること等を示した。スペクトルは晩期型星連星系と白色矮星連星系のスペクトルに比べて鉄輝線の強度が強いこと等がわかった。銀河円盤領域に位置する新天体、関連する超新星残骸等の研究も行った。(1)銀河面X線放射の観測鉄イオンの特性X線の強度は、銀河面X線放射の空間分布を表し、異なる電離状態にある鉄元素の特性X線の強度比は高温ガスの温度の指標ともなる。また、銀河面X線放射がたくさんの点源の足し合わせであるならば、そのスペクトルは多くの点源の平均スペクトルとなり、どの領域でもほぼ同じ形状になると期待される。これらの点に着目し、すざく衛星で観測した銀河円盤、銀河バルジ領域のX線スペクトルの解析を行い、輝線の強度分布と輝線強度比を調べた。現在まで約20点の領域のスペクトルを解析し、輝線強度を求めたところである。3本の輝線は、どの領域にも見られるが、輝線の強度比は必ずしも一定とはいいがたい。今後、すざくXIS検出器で得られた全エネルギーバンドのスペクトルの比較も行い、スペクトルの相違点を詳細に調べていく予定である。(2)超新星残骸の観測銀河円盤領域に位置する超新星残骸G12.0-0.1、およびG344.7-0.1の解析を行い、空間構造、X線スペクトルの特徴を精査した。G12.0-0.1は点源程度の広がりを持ち、スペクトルは非熱的放射である可能性が高いことがわかった。G344.7-0.1は中心集中した構造を示し、どの領域も少なくとも2成分の熱的放射か共存していることかわかった。(3)その他の天体の観測超新星残骸G156.2+5.7を観測時に拡がった構造を持つX線天体を発見した。この天体のスペクトルに輝線が観測きれたが、このエネルギーには対応する特性X線はないため鉄のK輝線が赤方偏移したものであると考えられる。X線構造の広がり、X線光度、スペクトルから、この天体が銀河団である可能性が高いと結論した。(1)銀河面X線放射の観測銀河面X線放射が点源の重ね合わせのスペクトルとして再現できるかを調べるため、観測時間が長く、統計の良いスペクトルが得られた3地点の観測データに対して、RS CVn型の星のスペクトルと白色矮星連星系のスペクトルの混合のモデルを仮定して解析を行った。その結果、スペクトルはこのモデルでおおむね説明でき、鉄輝線を含む4keV以上のバンドでは白色矮星タイプのスペクトルがその大部分を担っていることが分かった。このことは、銀河面X線放射が点源の重ね合わせであるならば、RS CVn型の星ではなく、白色矮星連星系が大部分を担っていなくてはならないことを示す。しかし、その場合には現在見積もられている白色矮星連星系の空間密度よりも高密度でなければならないことが分かった。また、連続成分の温度は必ずしも一様ではなく、ばらつきがあることも分かった。観測時間の短い他の観測点について、同様の解析を行っていく予定である。(2)超新星残骸、および広がった構造を持つX線天体の観測銀河面上に位置するいくつかの超新星残骸からのX線放射の特徴を調べた。輝線の構造を手がかりに、X線放射の物理状態について検討を行った。また、銀河面に位置する広がった構造を持つX線天体のスペクトルに見られる輝線が、赤方偏移した鉄輝線である可能性が高いことが分かった。このことから、この天体は天の川銀河の背景に位置する銀河団である可能性が高いと考えられる。銀河面X線放射の起源を探るため、「すざく」衛星を用いて観測した銀河中心、銀河円盤領域、銀河バルジ領域のデータの解析を行った。以前の解析にデータを追加し、あわせて30点となったデータを用いて銀河系内の特徴を系統的に調査した。その結果、先の研究で示されていたように3本の輝線はどの領域にも見られるが、6.97keVと6.7keV輝線の強度比は、銀河中心領域で高く、銀河円盤領域で低くなることを確認した。銀河バルジ領域においては、3本の輝線強度は少なくとも銀河面から2度離れた地点にも見られ、銀河円盤の厚みより広がって分布していること、6.4keV輝線の強度は銀河中心・銀河円盤領域よりも弱いこと、6.97keVと6.7keV輝線強度比は銀河中心領域の値に近いこと、等がわかった。

また、いくつかの観測地点で得られた光子統計の良い1-10keVのバンドのスペクトルを、晩期型星連星系と白色矮星連星系のスペクトルを足し合わせたモデルで再現することを試みた結果、連続放射の形状はおおむね再現できるが、鉄輝線の強度を再現することが難しいことを確認した。もし銀河面X線放射のすべてが点源の集合であるならば、それは白色矮星連星系のような硬い連続放射スペクトルに加えて強い鉄輝線を持つ微弱な天体であり、銀河円盤領域と銀河中心・銀河バルジ領域とで輝線の特徴が異なっているということを示唆する。銀河系内におけるエネルギー供給源であり、高温プラズマガスからのX線放射を持つ超新星残骸の研究も行い、これらの天体の持つ性質を明らかにした。また、銀河円盤領域の観測データ中に銀河団を発見した。これは天の川の天体による光にじゃまされるため、これまでに見つかっていなかった天の川銀河の背後に位置する銀河団を発見したもので、透過力の高いX線観測がこのような天体の発見にも有効な手段であることを示した。
非定常火炎の周波数応答性に関する数値解析

燃焼器内で見られる乱流火炎は伸長する流れ場に形成されるため,乱流燃焼を解明する上で伸長火炎の研究は重要な課題である.実際の乱流場においては広範囲の周波数成分を持つ渦が存在し,火炎はこの渦構造により非定常的な伸長を受けるものと考えられる.このような観点から,本研究では非定常火炎として周期的な伸長を受ける火炎を考え,その瞬時の火炎構造と挙動を数値解析により明らかにすることが目的である.本研究では,既に開発している火炎を鋭く捕捉するための高解像度スキームと解適合格子を組み合わせた高精度計算手法を用い,実際の乱流火炎に近い状況として,種々の周波数成分を重ね合わせた周期的伸長を受ける対向流拡散火炎の解析を行い,火炎に及ぼす非定常性の影響を調べ,燃焼と消炎に対する火炎の周波数応答性に関し以下の知見を得た.1.単一周波数成分では消炎する火炎に高周波数成分を重ね合わせた伸長率を与えることにより消炎を抑制することができる.2.基本周波数より高い周波数成分を重ね合わせると,特定の周波数では部分的な消炎が生じるが,再着火が起こり消炎が遅れる.さらに基本周波数を高くすると完全に消炎が抑制される.3.基本周波数より低い周波数成分を重ね合わせると,火炎が消炎に至るような伸長率を受けている時間が長くなるために消炎しやすくなる.4.低周波成分を加えた場合,特定の周波数では高周波成分を加えた場合と同様に再着火が起こり消炎が遅れる.また,基本周波数よりも十分に低い周波数成分を重ね合わせることにより,最大伸長率を受ける時期が遅くなるが,その前の比較的大きい伸長率を長時間受けることにより最大伸長率を受ける以前に消炎に至る.燃焼器内で見られる乱流火炎は伸長する流れ場に形成されるため,乱流燃焼を解明する上で伸長火炎の研究は重要な課題である.実際の乱流場においては広範囲の周波数成分を持つ渦が存在し,火炎はこの渦構造により非定常的な伸長を受けるものと考えられる.このような観点から,本研究では非定常火炎として周期的な伸長を受ける火炎を考え,その瞬時の火炎構造と挙動を数値解析により明らかにすることが目的である.本研究では,既に開発している火炎を鋭く捕捉するための高解像度スキームと解適合格子を用いた高精度計算手法を非定常火炎の解析に拡張した.計算には差分法を用いた.この計算手法を周期的伸長を受ける対向流拡散火炎に適用し,火炎に及ぼす非定常性の影響を調べ,燃焼と消炎に対する火炎の周波数応答性に関し以下の知見を得た.1.低周波数域では火炎は準定常状態にあるが,高周波では時間的変化に追随できなくなり火炎の振幅は減衰する.2.定常状態の消炎伸長率を越える大きな伸長率を有限時間受けると消炎する.3.特定の低周波では部分的な消炎が生じるが,再着火が起こるため消炎が遅れる.さらに周波数が高くなると,完全に消炎が抑制される.4.特定の低周波数では火炎の最高温度の時間応答が平均値に対して非対称な分布を示す.以上の研究結果を踏まえて次年度では,実際の乱流火炎に近い状況として,種々の周波数成分を重ね合わせた伸長を受ける非定常火炎について解析を行い,その火炎の周波数応答性に着目して,単一の周波数による伸長火炎との比較を行う.燃焼器内で見られる乱流火炎は伸長する流れ場に形成されるため,乱流燃焼を解明する上で伸長火炎の研究は重要な課題である.実際の乱流場においては広範囲の周波数成分を持つ渦が存在し,火炎はこの渦構造により非定常的な伸長を受けるものと考えられる.このような観点から,本研究では非定常火炎として周期的な伸長を受ける火炎を考え,その瞬時の火炎構造と挙動を数値解析により明らかにすることが目的である.本研究では,既に開発している火炎を鋭く捕捉するための高解像度スキームと解適合格子を組み合わせた高精度計算手法を用い,実際の乱流火炎に近い状況として,種々の周波数成分を重ね合わせた周期的伸長を受ける対向流拡散火炎の解析を行い,火炎に及ぼす非定常性の影響を調べ,燃焼と消炎に対する火炎の周波数応答性に関し以下の知見を得た.1.単一周波数成分では消炎する火炎に高周波数成分を重ね合わせた伸長率を与えることにより消炎を抑制することができる.2.基本周波数より高い周波数成分を重ね合わせると,特定の周波数では部分的な消炎が生じるが,再着火が起こり消炎が遅れる.さらに基本周波数を高くすると完全に消炎が抑制される.3.基本周波数より低い周波数成分を重ね合わせると,火炎が消炎に至るような伸長率を受けている時間が長くなるために消炎しやすくなる.4.低周波成分を加えた場合,特定の周波数では高周波成分を加えた場合と同様に再着火が起こり消炎が遅れる.また,基本周波数よりも十分に低い周波数成分を重ね合わせることにより,最大伸長率を受ける時期が遅くなるが,その前の比較的大きい伸長率を長時間受けることにより最大伸長率を受ける以前に消炎に至る.
燃料電池用炭素担持Ptカソード触媒のシリカ被覆による高活性化および高耐久性化

本年度は高活性・高耐久性のシリカ被覆炭素担持Pt触媒の開発指針を提案するために,シリカ被覆炭素担持Pt触媒の耐久性向上因子及び作用機構の解明行った.1.耐久性向上因子の解明異なる物理的・化学的性質を有するシリカ層にて炭素担持Pt触媒を被覆し,電極活性,耐久性を評価した.その結果,炭素担持Pt触媒を被覆するシリカ層が厚く,細孔構造が少ない場合電極活性は低下するものの,これらのシリカ層での被覆によりPt触媒の耐久性は著しく改善した.これらの結果から耐久性試験中にシリカ層がPt種の試料外部への溶出を物理的に抑制することで,シリカ被覆炭素担持Pt触媒は高い耐久性を示したと結論した.2.発電機構の解明シリカ被覆炭素担持Pt触媒はPEFCカソード触媒としての利用を想定している.そこでシリカ被覆炭素担持Pt触媒の作用機構を明らかにするために,酸素還元反応中のPt粒子表面への電子,酸素,プロトンの供給について検討した.その結果,シリカで被覆されていない炭素担体が電子伝導パスとして作用することでPt上へ電子が供給されることが分かった.さらにプロトンはシリカ細孔を通じてPt上に供給されるが,シリカで被覆してもプロトンの移動速度は低下しないことが分かった.また酸素もシリカ細孔を通じてPt上に供給されるが,シリカ層中の酸素の拡散速度が酸素還元反応の速度に影響した.より高活性なシリカ被覆炭素担持Pt触媒を設計するには,シリカ細孔中の酸素の拡散速度を向上させる必要があると結論した.以上の結果よりPt種の溶出を物理的に抑制でき,シリカ細孔中を十分酸素が拡散可能であるシリカ層にて炭素担持Pt触媒を被覆すれば高活性・高耐久性のシリカ被覆炭素担持Pt触媒を開発できると考えられる.本年度は高活性,高耐久性を有するシリカ被覆炭素担持Pt触媒の開発を行うために,以下の2種類の検討を行った.(1)炭素担体の検討...これまで,炭素担体としてカーボンナノチューブ(CNT)を利用してきたが,PEFCの実用化にはより安価なカーボンブラック(CB)の利用が望ましい.しかしCBの形状は球形であるため,CNTを用いたときと同様の方法ではCB表面全体がシリカで被覆されてしまった.その結果,触媒は活性を示さなかった.種々検討した結果,金属Ptと3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTS)中のアミノ基との相互作用を利用し合成すればよいことがわかった.これは露出したCB表面を作ることが可能であったためと考えられる.APTS濃度と電極活性及び耐久性の関係を調べた.その結果,5mM程度のAPTS濃度でシリカ被覆したPt/CBが最も高い活性と耐久性を示した.しかし,CBの炭素劣化をシリカ被覆によって抑制できず,除々に活性が低下していくこともわかった.(2)シリカ層の最適化...シリカ被覆Pt触媒の電極活性・耐久性は,シリカ層の厚さやその細孔構造の特性に依存すると考えられる.そこでシリカ層の厚さ,及びその緻密さを変化させ,電極活性及び耐久性の関係を調べた.シリカ層の厚さはTEOSの仕込み濃度を変化させ調製した.また,シリカ層の緻密さは触媒調製時のpH,及び触媒の熱処理温度によって変化させた.その結果,5nm程度のシリカ層厚さで被覆したシリカ被覆Pt/CNTが最も高い活性と耐久性を見出した.また,触媒調製時のpHを塩基性条件化で最適化した結果,より中性に近いpHで触媒を調製するほうが高い活性を示すことがわかった.焼成温度を統一したため,pHによる緻密さの差異は見られなかった.最後に,触媒の熱処理温度は800°C程度で焼成したものが最も高い耐久性を示し,耐久性試験後でも高い活性を保持することがわかった.本年度は高活性・高耐久性のシリカ被覆炭素担持Pt触媒の開発指針を提案するために,シリカ被覆炭素担持Pt触媒の耐久性向上因子及び作用機構の解明行った.1.耐久性向上因子の解明異なる物理的・化学的性質を有するシリカ層にて炭素担持Pt触媒を被覆し,電極活性,耐久性を評価した.その結果,炭素担持Pt触媒を被覆するシリカ層が厚く,細孔構造が少ない場合電極活性は低下するものの,これらのシリカ層での被覆によりPt触媒の耐久性は著しく改善した.これらの結果から耐久性試験中にシリカ層がPt種の試料外部への溶出を物理的に抑制することで,シリカ被覆炭素担持Pt触媒は高い耐久性を示したと結論した.2.発電機構の解明シリカ被覆炭素担持Pt触媒はPEFCカソード触媒としての利用を想定している.そこでシリカ被覆炭素担持Pt触媒の作用機構を明らかにするために,酸素還元反応中のPt粒子表面への電子,酸素,プロトンの供給について検討した.その結果,シリカで被覆されていない炭素担体が電子伝導パスとして作用することでPt上へ電子が供給されることが分かった.さらにプロトンはシリカ細孔を通じてPt上に供給されるが,シリカで被覆してもプロトンの移動速度は低下しないことが分かった.

また酸素もシリカ細孔を通じてPt上に供給されるが,シリカ層中の酸素の拡散速度が酸素還元反応の速度に影響した.より高活性なシリカ被覆炭素担持Pt触媒を設計するには,シリカ細孔中の酸素の拡散速度を向上させる必要があると結論した.以上の結果よりPt種の溶出を物理的に抑制でき,シリカ細孔中を十分酸素が拡散可能であるシリカ層にて炭素担持Pt触媒を被覆すれば高活性・高耐久性のシリカ被覆炭素担持Pt触媒を開発できると考えられる.
「創造的表現のための鑑賞」を促す美術展示及び教育プログラムの開発

本研究の目的は,「鑑賞」のみならず,「創造」というかたちでも芸術文化と関わっていけるような大人を育むための美術展示,及び教育プログラムの開発を行うことであった。より具体的には,「創作プロセスに触れること」をコンセプトに据えた美術展やワークショップを開発・実施し,さらにそれが望ましい教育効果をあげたかを精緻に検討することを計画していた。例えば文化芸術振興基本法の中で,「独創性のある新たな文化芸術の創造を促進することは,我々に課された緊要な課題」と謳われていることからも分かるように,芸術活動について深く理解し,かつ創造的な活動に参加する主体を増加させることは,我が国を経済的,精神的に豊かにする上で意義あるものと考えられよう。本年度に行った最も中心的な活動は,前年度に東京大学駒場博物館で実施した美術展示「behind the seenアート創作の舞台裏」展や,同じく前年度に実施したワークショップについて,それぞれの教育的効果を分析し,その知見を学術雑誌に執筆・投稿することであった。どちらも,質問紙や観察記録,インタビューデータ等を基に,「実践を通じてどのような変化を経験したか」という効果の観点と,「実践の中で参加者はどのような活動をしていたか」という学習プロセスの観点とを合わせて検討した。研究の成果は,日本認知科学会,日本教育心理科学会,美術科教育学会の年次大会で発表を行い,また『教育心理学研究』及び『美術教育学』という2誌への採択が決まった。ただし,他にも未発表のデータは残されているため,現在も継続して分析を行っている。本研究の目的は、「鑑賞と創造を一体のものとして」芸術文化と関わっていけるような人々を育むための美術展示、及び教育プログラムの開発を行うことであった。その上で1年目は、美術館における「創造や表現を促進する展示」の開発を行い、それが来館者に及ぼす教育的効果の検討を行なうことを予定していた。本年度はまず、一般の人々が持つアートや創作に対するイメージと、鑑賞・表現への動機づけとの関連性を調べるため、質問紙を作成し、大学生に対して実施した。分析は構造方程式モデリングを用いて行なった。その結果、創作活動に対するステレオタイプは、自らが表現活動を行うことに対する効力感を低下させる役割を果たしていること、またその効力感は、鑑賞や表現への動機づけに対して高い説明力を持っていることが示された。その後は、駒場博物館で開催された美術展示、「behind the seenアート創作の舞台裏」の準備に多くの時間を費やした。アーティストへのフィールドワークを行ないながら、美術展の中で展示する創作プロセスの分析を進め、さらに、分析によって得られた知見を基に、キュレーションや展示空間全体のデザイン、展示テキストの執筆などを行なった。企画展は、当初の予定通り、10月から約2ヶ月間開催された。この企画展開催中に、この展示が来館者に及ぼす効果を検討するため、ペアになった学生に自由に展示を見てもらい、その間の会話を録音し、合わせて鑑賞の前後にインタビューを実施した。現在、このデータに関しては分析中である。さらに、展示期間中に、展覧会の鑑賞と、実際に創作を体験するワークショップとを組み合わせた授業を行った。この実践の効果は主に質問紙調査によって検討した。その結果、美術展示という形態の介入によって変えることが可能な部分、及び、実際に体験させることで初めて変化させることが可能な部分が明らかになった。
ICG赤外蛍光眼底造影におけるICG局在の組織学的証明

インドシアニングリーン(ICG)蛍光造影は、臨床的にその価値が認められ世界的に普及した。しかしながら、その所見を読影するための基本である組織学的裏付けはなかった。我々は、世界に先駆けICGの網脈絡膜における局在を組織学的に証明する方法を確立し、網膜血管と網膜色素上皮にICGに対する血液網膜関門機能があることを証明し、さらにICGは脈絡膜毛細血管板から漏出する事実を証明した。今回の研究は病的状態の実験モデルを作成し、本方法を用いてその造影所見を組織学的に裏付けして、様々な眼底疾患のICG造影所見の正確な読影に寄与する目的で行った。1)網膜光凝固:クリプトンレーザーを用いて、ラット眼底後極部に弱度光凝固を行い、網膜色素上皮、及び脈絡膜毛細血管板を障害すると造影早期の造影所見は脈絡膜毛細血管板の状態を反映することがわかり、また、網膜色素上皮障害部から網膜内にICGが漏出することがわかった。凝固後2週では、網膜色素上皮が重層化し、ICG蛍光のブロック効果を示すことがわかった。2)脈絡膜新生血管:クリプトンレーザーを用いて、ラット眼底後極部に強度光凝固を行い、実験的脈絡膜新生血管を作成した。凝固後1週で管腔の大きな脈絡膜新生血管がみられ、ICG造影の早期にみられる網目状構造が脈絡膜新生血管を示していることがわかった。また造影後期には新生血管から網膜下に色素漏出していることがわかった。しかしながら凝固後2週になると網膜色素上皮が新生血管を囲い込み網膜下色素漏出がみられなくなることがわかった。3)オルニチン網膜症:1-ornithine hydrochlorideの0.5M溶液をラット硝子体内に注入して網膜色素上皮を選択的に障害すると脈絡膜から網膜下に著しい色素漏出がみられることがわかった。投与後1カ月になると続発的に脈絡膜毛細血管板が消失し、網脈絡膜萎縮に陥るが、この部位では、ICG色素が組織内にみられず、脈絡膜毛細血管板のみからICG色素が漏出することがさらに確認された。
ジルコニアオールセラミック修復用ベニヤポーセレンの強度に関する研究

ジルコニアフレームの厚さの違いがベニヤポーセレンの強度に及ぼす影響について,ビッカース圧痕を用いた破壊靭性試験により検討を行った結果,ジルコニアオールセラミック修復用ベニヤポーセレンにおけるチッピングの原因は,ベニヤポーセレン自体の強度がメタルセラミック用と比較して低いためではないかと考えられた.しかしながら,ジルコニアフレームの厚さがベニヤポーセレンに影響を与える可能性も示唆された.ジルコニアフレームの厚さの違いがベニヤポーセレンの強度に及ぼす影響について,ビッカース圧痕を用いた破壊靭性試験により検討を行った結果,ジルコニアオールセラミック修復用ベニヤポーセレンにおけるチッピングの原因は,ベニヤポーセレン自体の強度がメタルセラミック用と比較して低いためではないかと考えられた.しかしながら,ジルコニアフレームの厚さがベニヤポーセレンに影響を与える可能性も示唆された.近年,ジルコニアオールセラミック修復の需要が高まりつつある中,この修復方法の問題として,ベニヤポーセレンのチッピングが指摘されるようになってきた.発表者らはその原因を,フレームに用いるジルコニアの熱伝導率が金属と比べ非常に低い(Auの約1/80)ことやジルコニアの熱容量が大きい(Auの約5倍)ことから,ジルコニアフレームの厚さやベニヤポーセレンの焼成条件によってポーセレンの焼成不足や欠陥が生じるためではないかと考え,ジルコニアフレームの厚さの違いがベニヤポーセレンの強度に及ぼす影響について検討を行った.ジルコニアおよびKIKそれぞれ,10mm×15mm×0.4mmと10mm×15mm×0.8mmの2種類のフレームを製作し,通法に従いフレーム上にポーセレンを築盛・焼成し,ベニヤポーセレン全体の厚さが計3mmとなるようにした.強度の測定はJIS R 1607に準じ,破壊靭性試験を行った.ビッカース硬さ試験機(AKASHI MVK-H2)を用いて,ベニヤポーセレン部分のフレームからの距離が0.5mm,1.0mm,1.5mm,2.0mmの地点を計測点とし,各地点6箇所(計24箇所)に圧痕を付け破壊靭性値を算出したジルコニア試料の破壊靭性値は,フレーム厚さ0.4mmの試料では1.281.35の範囲内であり,厚さ0.8mmでは1.241.33の範囲内であった.また2種類の試料間において,フレームからの距離が0.5mm,1.0mm,2,0mmの地点では破壊靭性値に有意な差は認められなかった(p>0.05)が,1.5mmの地点では厚さ0.4mmの方が破壊靭性値が有意(p<0.05)に高かった.本実験の結果から,ジルコニアフレームにおけるベニヤポーセレンの破壊靭性値は,フレームの厚い試料において部分的な低下が見られることが示唆された.近年,ジルコニアオールセラミック修復の需要が高まりつつある中,この修復方法の問題として,ベニヤポーセレンのチッピングが指摘されるようになってきた.発表者らはその原因を,フレームに用いるジルコニアの熱伝導率が金属と比べ非常に低い(Auの約1/80)ことやジルコニアの熱容量が大きい(Auの約5倍)ことから,ジルコニアフレームの厚さやベニヤポーセレンの焼成条件によってポーセレンの焼成不足や欠陥が生じるためではないかと考え,焼成条件の違いがベニヤポーセレンの強度に及ぼす影響について検討を行った.ジルコニア試料およびメタルセラミック試料それぞれ,10mm×15mm×0.8mmのフレームを製作し,M(マニュアル指定の温度),H(マニュアル指定より50°C高い温度),L(マニュアル指定より50°C低い温度)の3条件の焼成温度でポーセレンを築盛・焼成し,ベニヤポーセレン全体の厚さが計3mmとなるようにした.強度の測定はJIS R 1607に準じ,破壊靭性試験を行った.ビッカース硬さ試験機(AKASHI MVK-H2)を用いて,ベニヤポーセレン部分のフレームからの距離が0.5mm,1.0mm,1.5mm,2.0mmの地点を計測点とし,各地点6箇所(計24箇所)に圧痕を付け破壊靭性値を算出した.ジルコニア試料の破壊靭性値は,1.111.46の範囲内であり,メタルセラミック試料では1.531.65の範囲内であった.ジルコニア試料の破壊靭性値は,メタルセラミック試料よりも有意に低い値を示した(p<0.05).本実験の結果から,ジルコニアオールセラミック修復用ベニヤポーセレンにおけるチッピングの原因は,ジルコニア修復用ベニヤポーセレン自体の強度がメタルセラミック修復用と比較して低いためではないかと考えられた.しかしながら,焼成温度がベニヤポーセレンに影響を与える可能性も示唆された.
イオン液体を介したイオン性固体結晶の真空製膜法の開発

本研究課題では、研究代表者がこれまで開発に従事してきた真空下で安定に存在する液体フラックスを用いた真空製膜法であるフラックスエヒタキシー法を酸化物薄膜ばかりでなく、アルカリハライド固体材料に応用するため、以下の研究内容を通じて,イオン液体を介したエヒタキシャルアルカリハライド薄膜の新フロセスの確立を目的としている。平成22年度は以下の研究項目を実施した。(イオン液体を介したKBr(111)薄膜の作製)イオン液体を予め蒸着したサファイア基板上にKBrを赤外レーザーで蒸着した。サファイアの基板方位によらず、室温では、逆に結晶成長が阻害される傾向にあったが、基板温度を上げると、結晶性がよくなることがわかった。また、AFM観察から、c面サファイア基板上では、イオン液体を介すことで、KBr(111)面がよりよく成長し、かつ極性面による不安定性にもかかわらず、(111)面がnanoレベルで平坦化されたエヒタキシャルKBr結晶が得られることがわかった。KBrの成長後、試料をUHV-レーザー顕微鏡に移し、顕微鏡で観察しながら、真空中で加熱したところ、300°C付近で完全にイオン液体のみが蒸発し、KBr微結晶の輪郭がはっきりする様子を確認した。イオン液体除去後の試料の再度AFM観察を行ったところ、加熱したにもかかわらず、(100)面のファセットは生じず、安定な(111)面が保持されているのを確認した。以上の結果から、イオン液体を介することで、これまで困難であった、ナノレベルで平坦な(111)面を持つアルカリハライドエヒタキシャル薄膜の作製が可能であることが明らかになった。本成果は、ACSのCryst.&Growth Des.で発表するとともに、掲載号の表紙にもなった。本研究課題では、研究代表者がこれまで開発に従事してきた真空下で安定に存在する液体フラックスを用いた真空製膜法であるフラックスエピタキシー法を酸化物薄膜ばかりでなく、アルカリハライド固体材料に応用するため、以下の研究内容を通じて、イオン液体を介したエピタキシャルアルカリハライド薄膜の新プロセスの確立を目的としている。平成21年度は以下の研究項目を実施した。(1)各種イオン液体の真空蒸着、および熱安定性の検討赤外レーザーを用いることで、通常の蒸留加熱では熱分解してしまうイオン液体に対しても、分解せずに真空蒸着出来ることが各種NMR測定から明らかとなった。(2)赤外レーザー蒸着法によるSrTiO_3(001)基板上へのNaCl薄膜のエピタキシャル成長の試み有機固体やイオン液体とくらべ、比較的蒸着温度が高いとされるアルカリハライド材料についても、アルカリハライド粉末ターゲットにSi粉末を混合させることで、制御よく赤外レーザーで蒸着できることを確認した。また、この方法により、SrTiO_3(001)基板上にNaCl薄膜をエピタキシャル成長させ、クラックが入るほど高品質な単結晶膜を得ることに成功した。(3)アルカリハライド薄膜成長に及ぼすイオン液体の効果の予備実験イオン液体を予め蒸着したサファイア基板上にKBrを赤外レーザーで蒸着した。室温では、逆に結晶成長が阻害される傾向にあったが、基板温度を上げると、結晶性がよくなり、イオン液体を介したアルカリハライド薄膜の成長の有効性が示唆された。
液晶流動を駆動源とする超薄型マイクロメカトロニクス素子の開発

液晶セル内に可動フィルムを導入し、液晶の電場誘起流動を利用した液晶モータおよびアクチュエータを開発した。今回開発した技術は、従来のディスプレイ技術において避けられるべき存在であった流動を積極的に利用している。このような1次元または2次元の双方向の動力を電場の波形変化のみで取り出せるようにしたソフトアクチュエータは他には見られず、国内的にも国際的にも、新規性・独創性は極めて高い。液晶は、棒状分子で構成された異方性流体であり、電場方向に分子長軸を向ける性質を持つ。したがって電場印加により配向変化に伴う流動が発生する。発生した流動は、液晶中に混入された微小物体に駆動力を与える。本手法の特色は、電場を用いて構成流体分子を直接操作する点にある。そのため、マイクロ、ナノ精度の微小物体制御が期待される。現在までに、申請者は、ねじれネマティック液晶セルを使った微小物体の2次元操作法の開発に成功している。そこで、平成19年度は開発した微小物体のマイクロマニピュレーション技術を液晶モータおよび液晶アクチュエータに応用するために以下の4項目の研究を行った。(1)液晶材料の検討:これまでの成果から、微小物体操作には液晶性物質の粘性が強く影響することが推測されている。そこで、粒子運動のゆらぎを少なくするために、より適切な粘性をもつ液晶物質を検討した。(2)配向処理法の検討:粒子運動の空間分布をなくすためには、チップ内で液晶配向にムラがないことが重要である。液晶配向は基板処理により決まるので、様々な、配向処理法を検討した。(3)液晶チップの設計および試作:基板素材の選択など、移動量の多く取れる構造を検討した。また、微小物体の材質、質量の影響も調査した。(4)性能評価:配向状態の観察は、偏光顕微鏡に長作動距離対物レンズおよびホットステージを組み合わせて行う。画像解析による変位測定を行い、チップ温度に対する変位量および応答速度を評価した。そこで、平成20年度は開発した微小物体のマイクロマニピュレーション技術をバイオ操作技術として応用するため以下の3項目の研究を行った。(1)液晶バイオチップの設計および試作:液晶バイオチップは、観測対象となる物体を顕微鏡視野の適当な位置に操作する技術を与えたり、ハンドリングが非常に難しい微小物体の操作技術として利用できる。基板素材の選択など、移動量の多く取れる構造を検討した。(2)バイオ分析への適用:本技術は、例えば、DNA分子を対象にさまざまな解析を行う場合、標的となる分子を捉え、解析に適した位置へ導く際に使える。本研究では、負荷としてイースト菌を封入し、搬送実験を行った。(3)マイクロ化学分析システム(μ-TAS)への応用:高速運動や逆運動がスムーズに行えるよう印加電圧の制御装置の開発を行った。また、流路を分岐した機構を試作し搬送実験を行った。
ラット網膜虚血に対するゲニスタインの効果およびその網膜毒性,全身毒性の検討

昨年度に我々は、ゲニスタインの全身投与によりラット網膜における虚血-再潅流障害が抑制できることを明らかにした。今年度は、ラットに対してゲニスタインの全身投与による網膜および全身毒性について検討を加えた。ラットの食餌はイソフラボンを含まないAIN76Aを用い、それにゲニスタインを0mg/kg(A群),75mg/kg(B群),150mg/kg(C群),300mg/kg(D群)を混合した4種類の食餌を用意した。それぞれの食餌群でオス、メスの両方を飼育し、食餌開始後8週まで毎週食餌の摂取量、行動、体重について測定、観察を行った。食餌開始前、および開始1週、2週、4週、8週目に全身毒性と網膜毒性について検討した。全身毒性としては、血液検査(赤血球数、白血球数、血小板数、ヘマトクリット、肝機能、腎機能)、肝臓組織像を検査し、メスでは、卵巣および子宮の組織像も検討した。また、網膜毒性としては、網膜組織像および網膜電図を測定した。食餌摂取量は、いずれの群においても大きな差はなく、ゲニスタイン摂取量は、ラット1匹あたりB群オスは1.7mg/dayメスは1.4mg/day、C群オスは3.6mg/dayメスは2.6mg/day、D群オスは7.2mg/dayメスは5.5mg/dayであった。体重変化では、各群とも同様の増加を示し、各群のオス、メス間で有意差は認められなかった。また、行動についてもゲニスタインの投与量にかかわらず異常を認めなかった。血液検査では、8週間の経過中に大きな変化を来したものはなかった。組織像では、肝臓、卵巣、子宮のいずれも特に障害を示す所見はなかった。網膜毒性として測定した網膜電図においても、いずれの群のa波b波の振幅に有意差を認めず、また、網膜組織像においても明らかな障害を認めなかった。以上の結果より、ラットにおけるゲニスタインの全身投与では、7.2mg/dayの経口摂取量までは、明らかな全身毒性および網膜毒性を認めないことが明らかとなった。網膜虚血障害に対するチロシンキナーゼ抑制剤であるゲニスタインの効果を生化学的、組織学的に検討した。200-250gのラット80匹を用いて、Stefanssonらの方法に従い、網膜虚血-再灌流障害モデルを作成し、チロシンキナーゼ抑制剤であるゲニスタイン3.4mg,0.34mg,0.034mgあるいは溶媒のみを虚血前、虚血直後に全身投与し、再灌流開始48時間後に安楽死させ、網膜内蛋白質の変化を蛋白電気泳動およびウエスタンブロット法を用いて検討した。すでに我々は、同モデルにおいて網膜内蛋白の変化として再灌流開始48時間後に72kDaのバンドが著明に増加することを報告しているが(Invest Ophthalmol Vis Sci,1997)、ゲニスタインの投与量が増加するに従い、この72kDaのバンドが弱くなっていくことが明らかになった。また、網膜内チロシン化蛋白質のウエスタンブロットでは、ゲニスタインの投与量が増加するに従い、網膜内チロシン化蛋白質が低下した。同標本で細胞増殖のマーカーの一つである増殖性細胞核抗原(PCNA)の変化をウエスタンブロットで検討した結果、網膜内チロシン化蛋白質と同様にゲニスタインの投与量が増加するに従い、PCNAのバンドが低下した。次にゲニスタイン投与による網膜虚血障害に対する効果を組織学的に検討するため、網膜虚血-再灌流障害後168時間でラットを安楽死させ、眼球摘出後、4%パラフオルムアルデヒドで固定し網膜組織切片を作成した。網膜各層の厚みを測定した結果、ゲニスタインの濃度依存性に網膜虚血障害は軽減した。網膜各層の厚みのうち、内境界膜-外境界膜間、内網状層、内顆粒層は、ゲニスタインの投与量が増加するに従って増加し、ゲニスタイン3.4mg投与した群では、溶媒のみを投与した群に比較して、統計学的に有意に増加し、虚血障害が抑制された。しかし、網膜各層の細胞密度の変化では、統計学的に有意な差は認められなかった。以上の結果からゲニスタインの全身投与により網膜虚血障害が抑制できることが明らかになった。

食餌摂取量は、いずれの群においても大きな差はなく、ゲニスタイン摂取量は、ラット1匹あたりB群オスは1.7mg/dayメスは1.4mg/day、C群オスは3.6mg/dayメスは2.6mg/day、D群オスは7.2mg/dayメスは5.5mg/dayであった。体重変化では、各群とも同様の増加を示し、各群のオス、メス間で有意差は認められなかった。また、行動についてもゲニスタインの投与量にかかわらず異常を認めなかった。血液検査では、8週間の経過中に大きな変化を来したものはなかった。組織像では、肝臓、卵巣、子宮のいずれも特に障害を示す所見はなかった。網膜毒性として測定した網膜電図においても、いずれの群のa波b波の振幅に有意差を認めず、また、網膜組織像においても明らかな障害を認めなかった。以上の結果より、ラットにおけるゲニスタインの全身投与では、7.2mg/dayの経口摂取量までは、明らかな全身毒性および網膜毒性を認めないことが明らかとなった。
遺伝子改変ショウジョウバエ及びマウスによるラミニンの機能の解析

ラミニンは基底膜と呼ばれる上皮や内皮細胞層の裏打ち構造に含まれる主要な糖タンパク質で、組織細胞の遊走、増殖や分化に作用する。ジスルフイド架橋されたα鎖、β鎖とγ鎖が会合して、3本の短腕と1本の長腕を持つ十字架構造をしている。近年、多数のラミニン異型体がヒト及びマウスで発見され、その構造と機能の研究は複雑な様相を呈している。α鎖の異型体が5種類、β鎖の異型体が3種類、γ鎖の異型体が2種類発見され、これらが様々に組み合わされた11種類の三量体が知られている。ショウジョウバエでは、α鎖、β鎖とγ鎖が各一種類しか発見されておらず、哺乳動物に比べて解析が単純である。本研究では、ショウジョウバエとマウスを並列させてラミニンの機能を究明した。本研究の実績は次のようである。1)鎖間会合に寄与する長腕配列を様々に欠失したマウスのα1,βl,γ1cDNAをサル腎臓由来のCOS1細胞で発現させると、内在性のサルのα1,β1,γ1と会合して雑種ラミニンを作ることを示した。2)ラミニン鎖の長腕における会合過程では、そのC-末端とN-末端が異なる役割を果たしいることを示した。3)ショウジョウバエ・ラミニンを大量合成するKc167細胞を利用して、α,β,γが会合して分泌される順序を明らかにした。すなわち、i)個別に合成されたα,β,γ鎖は単独では分泌されず、ii)まずβとγが相互認識して会合するが、iii)この段階ではαは会合できず、iv)βとγが長腕C末端でジスルフィド結合されてからα鎖が会合して細胞外に分泌されることを示した。4)培養下で脂肪細胞に分化する3T3-Ll株はα4,β1,γ1のcDNAだけを発現しておらず、これらのmRNA量は脂肪細胞への分化に伴って増加し、それらの産物が会合したラミニン1(α4β1γ1)のみが脂肪細胞では形成されることを明らかにした。基底膜の主要な糖タンパク質であるラミニンはα鎖、β鎖、γ鎖の三種類のサブユニットが会合したヘテロ三量体である。近年、ラミニン構成鎖の相同体が次々に発見され、現在ではα鎖が5種類(α1α5)、β鎖が3種(β1β3)、γ鎖が2種類(γ1γ2)知られている。このように多様なラミニン異型体の機能を明らかにするために、マウス胎児性癌細胞F9やサル腎由来COS細胞にラミニン各鎖の欠損型の遺伝子を導入し、内在性ラミニン鎖の会合と機能発現の撹乱機構を解析した。分子遺伝学的な方法論が確立しているために単純かつ鋭い解析が可能なショウジョウバエをパイロット実験系とするために、ショウジョウバエの培養細胞であるKc167株におけるラミニン鎖の会合機構を解析した。その結果、ショウジョウバエのラミニン鎖は哺乳動物の場合と相似した機構で会合するが、1)βγ二量体には鎖間ジスルフィド結合のあるものと無いものがある、2)βとγ鎖の間がジスルフィド結合されなければα鎖は会合しない、3)αβγ三量体にもα鎖とβγ二量体がジスルフィド結合したものとしていないものがある、4)全ての構成鎖がジスルフィド結合したαβγ三量体だけでなくα鎖がβγ二量体に非共有結合したαβγ3量体も分泌される、等の相違があることが判明した。この結果を基礎に、欠損Δα,ΔβおよびΔγ鎖の遺伝子を持つショウジョウバエ系統を作製し、これらと様々なGAL4発現系統とをかけ合わせて、時期と組織に特異的に欠損Da, Db、およびDg鎖を発現させることの器官形成に対する作用を解析する実験を開始した。