hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
天然下種更新「短期集中刈り払い」による雑草木の再生減退と光合成系生理

落葉広葉樹二次林の天然下種更新について,更新目的樹種の実生定着を雑草木刈り払い後の再生との関連でとらえ,研究をおこなった.1.光合成系生理1)雑草木再生葉の光合成系生理のストレス診断に,パルス変調蛍光測定が有効であった.日中の光合成量子収率の低下は,水分欠乏とリンクした強光阻害に起因しており,再生葉の水分・栄養条件が強光阻害に密接にかかわっていると考えた.2)高木種芽生えの子葉の光合成系確立について,発芽にともなう全N含有率とRubisco含有率の推移から検討した.子葉の光合成系は,発芽後の急速なN代謝を通して一気に確立されるが,安定した高活性期間はなく,他器官へのNの転流の進行により早くから活性低下が始まった.そこでは,土壌の栄養状態がN含有率を通して子葉の光合成活性に密接に関係していた.2.低木種の栄養繁殖型落葉広葉樹林伐採跡地に出現する低木7種の実生について,地下部を掘り出し,地下器官による栄養繁殖状態を調べた.4つの繁殖型,すなわち単茎型,株型,横走根型,地下系型が認められた.地下茎型に次いで横走根型が,速やかに,かつ高い現存量密度で空間を占有できることから,これら2つの型が高木種実生の最も手強い競合相手になると考えた.3.雑草木制御のための機械地床処理天然下種更新の地拵えとして,小型掘削機による地床処理をおこない,雑草木植生の再生への影響について検討した.再生過程にあって,機械地床処理は,初め一時的に低植被状態にし,ササ類の繁茂を1年遅らせ,木本類の繁茂を抑制した.これら3つの効果のうち,最初の低植被状態にする効果が目的樹種の実生の定着に最も貢献すると考えた.落葉広葉樹二次林の天然下種更新について,更新目的樹種の実生定着を雑草木刈り払い後の再生との関連でとらえ,研究をおこなった.1.光合成系生理1)雑草木再生葉の光合成系生理のストレス診断に,パルス変調蛍光測定が有効であった.日中の光合成量子収率の低下は,水分欠乏とリンクした強光阻害に起因しており,再生葉の水分・栄養条件が強光阻害に密接にかかわっていると考えた.2)高木種芽生えの子葉の光合成系確立について,発芽にともなう全N含有率とRubisco含有率の推移から検討した.子葉の光合成系は,発芽後の急速なN代謝を通して一気に確立されるが,安定した高活性期間はなく,他器官へのNの転流の進行により早くから活性低下が始まった.そこでは,土壌の栄養状態がN含有率を通して子葉の光合成活性に密接に関係していた.2.低木種の栄養繁殖型落葉広葉樹林伐採跡地に出現する低木7種の実生について,地下部を掘り出し,地下器官による栄養繁殖状態を調べた.4つの繁殖型,すなわち単茎型,株型,横走根型,地下系型が認められた.地下茎型に次いで横走根型が,速やかに,かつ高い現存量密度で空間を占有できることから,これら2つの型が高木種実生の最も手強い競合相手になると考えた.3.雑草木制御のための機械地床処理天然下種更新の地拵えとして,小型掘削機による地床処理をおこない,雑草木植生の再生への影響について検討した.再生過程にあって,機械地床処理は,初め一時的に低植被状態にし,ササ類の繁茂を1年遅らせ,木本類の繁茂を抑制した.これら3つの効果のうち,最初の低植被状態にする効果が目的樹種の実生の定着に最も貢献すると考えた.1.刈り払いにともなうアズマザサの桿発生と地上部器官形成成長期において繰り返される刈り払いで,刈り払いの都度桿が発生し,夏以降においてはむしろ刈り払いが地下茎芽の休眠打破に作用し,短期集中刈り払い法の有用性がうかがえた.刈り払いにともなって発生する桿は,刈り払いの回数を重ねるにつれ,桿長の減少とともに,桿の分岐数や葉数の増大,葉サイズやC/F比の減少が見られ,いわゆるわい生形態が発現し,刈り払いストレスが強く生じていると見られた.また,クロロフィル蛍光測定で得られる光合成収率は,刈り払いによる再生の都度,春から夏にかけて緩やかに,夏から秋にかけてやや急に低下することがわかった.2.刈り払いにともなうコナラ実生の萌芽枝の発生と光合成系の再生芽鱗痕直上の切断では,芽鱗痕上部,芽鱗痕付近,節間,子葉えきから萌芽枝が発生し,萌芽枝の発生は部位別の発生状態により4タイプに分類された.子葉えき直上の切断では,節間および子葉えきから萌芽枝が発生し,萌芽枝の発生は3タイプに分類された.子葉えき直下の切断では,萌芽枝はまったく発生しなかった.切断後の実生の成長諸量すなわち伸長ユニットの数,枝の分岐,枝伸長量,葉量は,萌芽枝発生タイプによる明らかなちがいはなく,これら成長諸量は切断時の実生サイズに強く依存していた.切断実生の成長諸量が切断しなかった実生のそれとほとんど変わらなかったことから,「台切り効果」が認められ,更新補助作業の簡略化が可能と考えた.

なお,陽生低木種の萌芽枝発生については,発生しにくい樹種としてクマイチゴ,タラノキ,ヌルデなど,発生しやすい樹種としてヤマブキ,ムラサキシキブなどがあり,後者が更新樹種に与える影響に関しては各樹種の分散構造との関係で検討する必要がある.落葉広葉樹二次林伐採後の雑草木の再生について,光合成系の発達と再生における栄養繁殖状態に注目して研究を実施した.1.光合成系の発達伐採後の地拵えとして,刈り払いをおこない,その後に機械地床処理をした区画(試験区A)と処理をしなかった区画(試験区B)を設けた.試験区A,Bの出現種のうちで高い被度を示したのは,アズマザサ,クマイチゴ,更新対象のコナラであった.その他では,タラノキなど低木数種とオカトラノオなど草本数種がやや高めの被度を示した.伐採後1年目では.全出現種の被度合計は全成長期を通して明らかに試験区Aで小さく,とくに前期から中期にかけて小さかった.全出現種の高さ別被度分布は,試験区Bでは中期には既に最高被度階が第1階から第2階に移動.すなわち上方への被度の増大が急速に進んだのに対し,試験区Aでは後期に至っても起こらなかった.雑草木の被度に注目すると,試験区A,Bとも草本種と木本種がかなりの部分を占めたが,試験区Bでは後期になって草本種の被度が減少したのに対し,試験区Aでは引き続き増大過程にあった.伐採後2年目以降では,全出現種の被度合計は少なくとも2年目までは試験区Aで20%以上低く,上方への被度増大は試験区Aで遅れた.上位階では,試験区A,Bとも2年目でクマイチゴが上位階で高い被度を示し,3年目には木本種と交代する傾向が見られた.しかし,上位階における木本種の被度増大は,試験区Aで小さかった.中下位階では,試験区A,Bとも草本種の被度減少とアズマザサの被度増大が並行して起こるが,試験区Bではこれが2年目であったのに対し,試験区Aでは3年目であった.したがって,機械地床処理による雑草木の再生抑制効果は,以下のように要約される.(1)初め一時的に低植被率状態にする.(2)アズマザサの繁茂を遅らせる.(3)低木種の繁茂を遅らせる.2.栄養繁殖型森林伐採後に発生する低木種実生で起こる栄養繁殖について,地下器官の掘り出しをおこなって詳細に調べた.調査の結果,4つの繁殖型すなわち短茎型,株型,横走根型,地下茎型に分類できた.短茎型は1本の茎のみをもつもので,サンショウの一部で見られた.株型は地際付近から複数の茎が発生するもので,ムラサキシキブ,サンショウの一部などで見られた.横走根型は,地表直下を横走する根から複数の茎が発生するもので,クサギ,ヌルデ,タラノキなどで見られた.地下系型は,地下茎から多くのサッカーが発生するもので,ヤマブキ,クマイチゴで見られた.高木種の更新をめざす森林造成において,速やかに空間を占有し高い現存量密度を示す雑草木種が最も脅威であり,再生制御の対象として注意を払わなければならない.この意味で制御の主たる対象は,まず地下茎型であり次いで横走根型である.これら雑草木種に絞って,生活史上の様々な特性や再生生理反応について研究をさらに進める必要がある.
新(熱電子放射)型プラズマCVD装置による立方晶窒化ほう素膜の形成

立方晶窒化ホウ素(cBN)は閃亜鉛鉱型構造に属し、単位格子中にそれぞれ4個のB原子とN原子を含んでいる。この構造中のB原子及びN原子をC原子にそれぞれ置き換えたものがダイヤモンド構造である。したがって、cBNの物性はダイヤモンドのそれに極めて類似している。ダイヤモンドが高硬度、高熱伝導率を特徴としているが、そのことはcBNの特徴でもある。しかしながら、ダイヤモンドと比較して、cBNには2つの大きな特徴がある。その1つはダイヤモンドが切削できない鉄系材料を容易に切削できること、他の1つはp型、n型半導体が容易に作製できることである(ダイヤモンドはn型半導体ができない)。このような事情から、近年、cBNは各産業界から特にその経済的製造法の開発が強く要望されている。従来、cBNの合成は人工ダイヤモンドの手法にならい、hBN(六角網面積層構造、通称グラファイト型BN)を原料に適当な触媒を用い超高圧高温処理により行われてきた。現在、工業用に用いられているcBN粉末はこの方法で生産されている。この方法は超高圧高温技術が必要とされ経済性の点で難点があり、より生産性が高くかつ製造技術が容易である気相合成法の開発が望まれている。以上のような背景から、本研究ではcBNのプラズマ気相合成法を取り上げ研究したもので、製造技術の開発ならびに生成要因を究明し最終的にcBN単相膜の合成に成功すると共に、cBNの生成機構について新しい生成モデルの概念を提案した。研究初年度にあたる62年度はほぼ予定通りの進行状況である.62年度はCVD装置のチャンバーの改造ならびに高感度分光システケ,質量分析計の設置をおこなったので,それぞれの進行状況について報告する.既存のCVD装置のチャンバーは日本真空技術(株)に依頼した.主体となる改造は,各種システムとの接続機能の付加である.これにより分光システムならびに質量分析計をチャンバーに接続することが可能となった.また,原料ガス導入端子の数を増やし,様々な実験条件に対応することを可能にした.さらに,チャンバーに冷却用パイプをとりつけ,長時間,高温実験に耐えるようにした.これらの結果,ほぼ計画通りの実験が可能になった.高感度分光システムは以下のようなシステムからなっている.チャンバーにとりつけたスプラジル窓からプラズマ光をひろい,日本分光CTー25C型回折格子分光器で分光する.分光された光は浜松ホトニクスR955フォトマルで検出され,その信号は日本分光DHーBPフォトマルホンダーを経て,横河電機3025型XYレコーダにて記録される.このシステムの設置は終了し,計画通りの動作を確認した.質覧分析計は日本真空技術MSQー150Aマスフィルター型質量分析計を設置した.チャンバー内からオリフィスを通しガスを質量分析計に導入する.質量分析計内は付属の真空装置により常に10^<-5>Torr程度の真空が得られている.質量分析計からの信号は横河電機3025型XYレコーダにて記録される.このシステムについても計画通りの動作が確認された.以上のシステムにより,cBN膜合成中の基礎データ測定を開始した.現段階下は特に問題なく測定が進行している.CVD装置チャンバーの改造、高感度分光システム、質量分析計の取付けを行ない、それぞれの性能チェックを行ったのでその進捗状況を以下に報告する。CVD装置のチャンバー改造の主体は、高感度分光システムおよび質量分析計の接続機能の取付けである。この改造により分光システム、質量分析性を同時に接続し、プラズマ発光分光が可能となるとともに活性種、反応種の質量分析から決定することができる装置となった。その具体的手法を次に述べる。高感度分光システムは、チャンバーにとりつけた高純度石英窓(スプラジル)からプラズマ光を拾い、日本分光CT-25C型回折格子分光器に導入し分光する。分光された光は浜松ホトニクスR955

フォトマルで検出され、その信号は日本分光DM-BPフォトマルホルダーを経て、横河電機3025型X-Yレコーダにて記録される。一方、質量分析計は日本導光技術MSQ-150Aマスフィルター型質量分析計で、チャンバー内からオリフィスを通し、ガスを質量分析計に導く。質量分析計内は付属の真空装置により常時10^<-5>Torr程度の真空にしてある。質量分析計からの信号は横河電機3025型X-Yレコーダにより記録される。以上の両システムにより、CBN合成中の基礎データを測定開始したところ、当初未知なるノイズの誘導により測定不能となった。ノイズの発生源の追究の結果、高同波電源からの微小なノイズが配線を通って誘導されることが分り、装置と電源を別室に切り離してノイズ誘導を解決することができたが、この対策に約半年費してしまった。現在、この遅れを挽回するべく努力中である。
眼内補体因子および関連蛋白計測による加齢黄斑変性発症機構の解明

特発性黄斑上膜(ERM)ではプロテオミクス解析で補体活性化が指摘されているが、眼内濃度の報告は少ない。今回、補体系の活性化産物であるアナフィラトキシン(C3a、C4a、C5a)濃度を、特発性黄斑円孔(MH)を含めた硝子体界面症候群で計測を行った。C3a、C4a、C5aの前房中濃度はそれぞれ1.94±0.68(平均±標準偏差)ng/ml、1.39±0.46ng/ml、0.0030±0.0039ng/ml、硝子体中濃度はそれぞれ1.25±0.69ng/ml、1.23±0.56ng/ml、0.048±0.070 ng/mlで前房中と硝子体中の濃度は正の相関を示した(R=0.52、0.36、0.67)。年齢との相関では年齢とともに増加する傾向が見られたが有意差はなかった。以上より前房水測定により、硝子体腔内のC3a、C4a、C5a濃度が推定できることが分かった。AMD患者では抗VEGF薬の硝子体内注射が行われている。初回、硝子体内注射の際に前房水を採取し、AMD患者前房水中のC3a、C4a、C5a濃度を計測した。AMD患者全房水中では、コントロールと比較し前房水中のC3a、C4a、C5a濃度が上昇していた。AMDでは、典型AMD、ポリープ状脈絡膜血管症、網膜血管腫状増殖の3つが知られているが、各病型ごとのC3a、C4a、C5a濃度を比較したが、病型ごとの差は無かった。AMD症例、コントロールともに年齢とともに前房水中C3a、C4a、C5a濃度は上昇する傾向を認めた。硝子体黄斑牽引症候群、AMDでの前房水内の補体関連因子の計測ができており、感受性遺伝子の症例蓄積も予定通り進行している。感受性遺伝子との関連に関しては、対象症例が蓄積された時点で解析を行う。前房水中サイトカインの計測は、今年度行う予定である。補体と同様の系を用いて計測予定である。非加齢黄斑変性眼において、眼内の補体活性化因子の分布を調べる目的で、特発性黄斑上膜および特発性黄斑円孔と白内障の合併症例11例において、硝子体腔内および前房のアナフィラトキシン(C3a, C4a, C5a)濃度をマイクロビーズアレーを用いて測定した。硝子体液と前房水中のアナフィラトキシン濃度は、R^2=0.7前後の高い相関性を示したが、後部硝子体剥離の有無でその傾向が異なっていた。滲出型加齢黄斑変性の前房水に関しては、現在75検体の採取が終了し更に例数をを蓄積中である。遺伝子多型に関して、滲出型加齢黄斑変性対象者、2018年5月現在、133名の採血を行いデータが蓄積されている。補体および眼内サイトカインのいずれに関しても、基本的計測手技を確立した。現在症例を蓄積中であり、年度内には症例の収集が完了する予定である。症例を蓄積しつつ、解析を進めていく。年度、第1四半期では、硝子体腔内および前房内アナフィラトキシン濃度計測の計測数を30眼程度に増やす予定である。

滲出型加齢黄斑変性の前房水関しては、試料採集数を増やしていき、第2四半期からまとめて計測を進める予定である。滲出型加齢黄斑変性の遺伝子多型に関しては、継続して症例を蓄積していく予定感受性遺伝子との関連に関しては、対象症例が蓄積された時点で解析を行う。前房水中サイトカインの計測は、今年度行う予定である。補体と同様の系を用いて計測予定である。従来の計測器材を使用していること、症例を蓄積中であり、解析材料に関わる支出が少ないため繰り越しが生じた。計測キットの使用量が少なかったため。今年度は、サイトカイン計測に当てるため、余剰は生じないと思われる。
電子顕微鏡法により明らかにする病原細菌IVB型分泌系の外膜複合体構造

IVB型分泌系外膜複合体構造を解析するため、電子顕微鏡を用いた研究を展開した。レジオネラを各IVB型分泌系外膜タンパク質特異的な抗体、あるいは、M45エピトープタグを融合したIVB型分泌系タンパク質を発現するレジオネラを抗M45抗体を用いて染色し、IVB型分泌系タンパク質のうちDotD、DotF、DotGタンパク質が細菌菌体の両極に強く局在している様子が観察された。レジオネラの培養条件および分泌複合体の単離条件を検討した。37°Cで12時間培養したレジオネラ培養液から、III型分泌装置やべん毛基部体の単離方法を改良することで安定なドーナッツ状構造体を、電子顕微鏡負染色法で確認した。ウエスタンブロッティングにより単離された画分からIVB型分泌系タンパク質DotC、DotD、DotH、DotG、DotFが検出された。さらに、免疫電子顕微鏡法からドーナッツ状構造体がDotD、DotFを含む構造体であることが明らかとなった。上記の方法で、レジオネラのDot変異体のドーナッツ状構造体の構造比較を行ったところ、DotG欠損変異体において野生型と比較して内径の大きなリング状構造体が観察された。また、DotF欠損変異体においては、野生型様の構造体と、内径の大きなリング状構造体が混在していることが観察された。DotCおよびDotD、DotH欠損変異体においてはリング状構造体は全く観察されなかった。以上の結果から、レジオネラのIVB型分泌系は菌体極でDotC、DotD、DotH、DotG、DotFから構成されるドーナッツ状構造体を形成していることが初めて明らかとなった。また、DotGはリングの内径を形成し、DotFはリング構造の安定化を担っている可能性が示唆された。
噴火の爆発性を支配するナノ結晶の核形成・成長メカニズムの解明

火道の浅部まで上昇できたマグマは、高温のまま減圧脱水により大きな過冷却状態におかれ、無数のナノ結晶を晶出する。ナノ結晶の晶出により、マグマの粘性は劇的に高くなり、小さな歪み速度で脆性破壊がおこり、火山灰や軽石が形成されやすくなる。つまり、ナノ結晶の有無が火山の噴火様式の重要な決定要因となる。本研究では、加熱ステージを備えた高分解能の電子顕微鏡を用いて高温のマグマ中のナノ結晶の核形成・成長の“その場観察"実験を行い、ナノ結晶の核形成・成長速度と核形成・成長機構を実験的に解明する。そして、その速度を利用して、噴火様式の分岐が浅部でおこるときのマグマの上昇速度を明らかにする。マグマが急冷した火山ガラス部分に無数のナノ結晶が存在していることを発見した。これは、爆発・破砕の直前に、マグマの粘性がナノ結晶の晶出によって劇的に上昇し、それが火山の噴火様式を支配していた可能性を強く示唆する。このような結晶作用が起こる条件を決定するため、結晶の核形成・成長のその場観察実験を、本分野において世界唯一である加熱ステージを備えた高分解能電界放出型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて行った。2018年度はまず試料の準備方法の確立を行った。3つの方法(乳鉢で粉砕する方法、約10μmの厚さに両面研磨し機械的に破断する方法、集束イオンビーム(FIB)を用いて加工する方法)により試料の準備を行い、試料の加工方法による核形成・成長機構の違いを比較、検討した。その後、最適な準備方法で、温度・酸素雰囲気・真空度の条件を系統的に変えた実験を行い、結晶の核形成・成長が観察できる条件を探った。その結果、数密度の高いナノ結晶の結晶化および個々の分子やイオンが付着していく古典的な核形成経路による成長のその場観察に成功した。結晶化の実験条件と結晶作用の速度を制約できたことは、噴火様式の推移の条件、時間スケールを理解する上で重要な成果である。さらに、近年提唱されている非古典的な核形成経路の一つであるOriented Attachmentによる合体成長をとらえることができた。これは高真空環境下において観察され、天然の火山噴出物とは異なる鉱物によるものであったが、これまでこの核形成経路が報告されているナノ結晶よりもはるかに大きい粒子で観察された。合体による成長がナノ粒子に限らず生じている可能性を示唆し、結晶の成長メカニズムを理解する上で重要な成果である。温度・酸素雰囲気・真空度の条件を系統的に変えた実験を行うことで、数密度の高いナノ結晶の結晶化、個々の分子やイオンが付着していく古典的な核形成経路、さらにOriented Attachmentによる合体成長のその場観察に成功するという成果を2018年度中に得られたので順調に進んでいる。しかし、FE-SEM内で加熱ステージのケーブルが切れるというアクシデントがおき、そのケーブルの納期に2か月要してしまったこと、相同定に関してほとんど全ての実験産物に対して集束イオンビーム(FIB)で加工し、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて分析する必要が出てきたため(これら一連の作業には時間を要する)、想定以上に実験から解析までに時間がかかってしまった。一方で、この作業を行うことでFE-SEMでは得られない実験産物の断面の情報が得られ、実験結果の理解が進んだ。酸素雰囲気や温度を変えることで、天然の鉱物組み合わせに近いものは再現できているが、輝石という鉱物種の析出が唯一できておらず、今後はその条件を探る必要がある。今年度はまず、FE-SEM環境下でより天然の火山の環境下を模擬するために、これまでの実験とは異なる酸素雰囲気と温度で実験を行い、輝石が晶出する条件を探る。そして、昨年度に行った実験結果と合わせて、鉱物種ごとに、どの温度・酸素雰囲気・時間条件で、どのような核形成・成長経路で結晶化をするのか、またそのときの核形成速度・成長速度・核形成待ち時間をまとめる。その速度を利用して、天然の噴出物と比較し、噴火様式の分岐が火道浅部で起こるときのマグマの上昇速度を明らかにする。

3つの方法(乳鉢で粉砕する方法、約10μmの厚さに両面研磨し機械的に破断する方法、集束イオンビーム(FIB)を用いて加工する方法)により試料の準備を行い、試料の加工方法による核形成・成長機構の違いを比較、検討した。その後、最適な準備方法で、温度・酸素雰囲気・真空度の条件を系統的に変えた実験を行い、結晶の核形成・成長が観察できる条件を探った。その結果、数密度の高いナノ結晶の結晶化および個々の分子やイオンが付着していく古典的な核形成経路による成長のその場観察に成功した。結晶化の実験条件と結晶作用の速度を制約できたことは、噴火様式の推移の条件、時間スケールを理解する上で重要な成果である。さらに、近年提唱されている非古典的な核形成経路の一つであるOriented Attachmentによる合体成長をとらえることができた。これは高真空環境下において観察され、天然の火山噴出物とは異なる鉱物によるものであったが、これまでこの核形成経路が報告されているナノ結晶よりもはるかに大きい粒子で観察された。合体による成長がナノ粒子に限らず生じている可能性を示唆し、結晶の成長メカニズムを理解する上で重要な成果である。温度・酸素雰囲気・真空度の条件を系統的に変えた実験を行うことで、数密度の高いナノ結晶の結晶化、個々の分子やイオンが付着していく古典的な核形成経路、さらにOriented Attachmentによる合体成長のその場観察に成功するという成果を2018年度中に得られたので順調に進んでいる。しかし、FE-SEM内で加熱ステージのケーブルが切れるというアクシデントがおき、そのケーブルの納期に2か月要してしまったこと、相同定に関してほとんど全ての実験産物に対して集束イオンビーム(FIB)で加工し、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて分析する必要が出てきたため(これら一連の作業には時間を要する)、想定以上に実験から解析までに時間がかかってしまった。一方で、この作業を行うことでFE-SEMでは得られない実験産物の断面の情報が得られ、実験結果の理解が進んだ。酸素雰囲気や温度を変えることで、天然の鉱物組み合わせに近いものは再現できているが、輝石という鉱物種の析出が唯一できておらず、今後はその条件を探る必要がある。今年度はまず、FE-SEM環境下でより天然の火山の環境下を模擬するために、これまでの実験とは異なる酸素雰囲気と温度で実験を行い、輝石が晶出する条件を探る。そして、昨年度に行った実験結果と合わせて、鉱物種ごとに、どの温度・酸素雰囲気・時間条件で、どのような核形成・成長経路で結晶化をするのか、またそのときの核形成速度・成長速度・核形成待ち時間をまとめる。その速度を利用して、天然の噴出物と比較し、噴火様式の分岐が火道浅部で起こるときのマグマの上昇速度を明らかにする。
末端官能基ポリマーを用いた固相合成法による構造の明確な多段ブロック共重合体の合成

スチレン、1、3-ブタジエン、及びイソプレンより得られるアニオンリビングポリマーと、官能基(水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、1、3-ブタジエニル基)をカルバニオン種に対して安定な形で保護した各種ハロゲン化アルキルと反応させることで、上記官能基を持つテレケリックポリマーの新規合成法を開発した。得られたポリマーは、設計通りの分子量と非常に狭い分子量分布を持ち、定量的に官能基が導入されていることが以下の解析により明らかになった。一般にテレケリックポリマーの末端官能基は、その量が少量のため定量は極めて困難である。そこで我々は、NMR、IR、UV、酸-塩基摘定に加え、TLC-FID法や化学反応法などの新しい分析法を開発することにより、これらのポリマー末端に期待通り定量的に官能基が導入されていることを確かめた。さらに、このようにして得られたテレケリックポリマーの末端基を各種反応により、酸無水物、酸塩化物、エステル、クロロホーメートなどのより活性な反応性基に変換することに成功した。同様に、カチオンリビングポリマーと官能基を保護した試薬との反応について、詳細に検討している所である。このように合成したテレケリックポリマーを用いた多段ブロック共重合体の合成のモデル反応として、末端アミノ化ポリスチレンと末端カルボキシル化(あるいは、より活性なCOC1や酸無水物)ポリイソプレンの反応を試み、条件を選べば、ほぼ定量的に反応が進行することを見いだした。さらにポリスチレンゲル上で同反応を行い、加水分解にすることで、高収率(>90%)でブロック共重合体が得られる条件を見いだした。現在、各種テレケリックポリマーを逐次反応させることで、従来困難とされた構造の明確な多段ブロック共重合体を試みている。アニオン重合により生成したリビングポリスチレン、及びポリイソプレンを用い、水酸基、アミノ基、カルボキシル基を保護した部分を持つアルキンハライドと反応させることで、末端に水酸基、アミノ酸、及びカルボキシル基を持つテレケリックポリマ-の合成を行なった。得られたポリマ-をNMR、GPC、TLCーFID法により詳細に解析した結果、末端にほぼ定量的(95100%)に目的の官能基が導入されていることを見い出した。GPCより、ポリマ-の分子量は予想通りであり、それらの分子量分布は非常に狭く、Mw/Mnで1.051.15程度であった。従って得られたテレケリックポリマ-はほぼ理想通りの構造を有していることがわかった。現在この方法を拡張して、末端にアルデヒド基、ケトン基、さらにアルコキシシリル基の導入を検討中である。一方、不溶性支持体として、架橋(ジビニルベンゼンによる)ポリスチレンにテレケリックポリマ-末端官能基と反応する基の導入を試み、クロロメチル基に加え、カルボキシル基、アミノ基の導入を行ない、ベンゼン核当り、1050%程度導入することに成功した。また、反応性の高いアルコキシシリル基やアミノシリル基を持つポリマ-やモノマ-を用い、多孔質シリカゲルにそれらの活性なシリル基の導入を行なった。表面にアルコキシシリル、及びアミノシリル基を持つ多孔質シリカゲルを合成することができた。さらに活性シリル基と各種試薬を反応させることで、カルボキシル基、アミノ基、及びクロロメチル基の導入を行なった。以上、得られたテレケリックポリマ-と官能基を持つ不溶性支持体(ポリスチレンゲル、シリカゲル)との反応を行ない、反応条件を検討している所である。

アニオンリビングポリマー(ポリスチレン及びポリイソプレン)を中心にして、それらのポリマー未端に反応性の高い官能基(水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基)の定量的導入法を確立した。具体的には、上記官能基をカルバニオン種に対して安定な形で保護した後、各種アニオンリビングポリマーと反応させ、さらに反応後脱保護することで、官能基を持つテレケリックポリマーを得た。得られたポリマーはGPC測定より、設計通りの分子量と非常に狭い分子量分布(Mw/Mn<1.1)を持っていることを明らかにした。一般にテレケリックポリマーの末端官能基は、その量が極めて少量のため定量は極めて困難である。そこで我々は、NMR、IR、UV、酸-塩基滴定に加え、TLC-FID法や化学反応法などの新規分析法を開発することにより、これらのポリマー末端に期待通り定量的に官能基が導入されていることが確かめられた。現在アニオンリビングポリマーに加え、カチオンリビングポリマー(ポリビニルエーテル、ポリテトラヒドロフラン)と官能基を保護した試薬との反応について、詳細に検討している所である。次に、テレケリックポリマーを用いた多段ブロック共重合体の合成のモデル反応として、末端にアミノ基を持つポリエチレンと末端にカルボキシル基を持つポリイソプレンの反応を試みた。その結果、条件を選べば、ほぼ定量的に反応が進行することを見いだした。そこで、粒子状の架橋したポリスチレンゲルをクロロメチル化した後、両末端カルボキシル化ポリイソプレンを結合させ、上と同条件下で末端アミノ化ポリスチレンと反応させる。さらに反応後、エステル加水分解により、ポリスチレンゲルより、イソプレンとスチレンのブロック共重合体を取り外す。実験条件とブロック共重合体の収率を検討し、高収率(>90%)で得られる条件を見いだした。
マウス咬筋発生において遺伝子発現を制御する機構の解明

骨格筋筋細胞発生の初期においてニコチン型アセチルコリン受容体(nAChR)は横紋筋細胞表面に多数存在している。その後、骨格筋細胞の発生が進行するとシナプス直下以外に存在していたnAChRは消失する。さらに、この受容体を構成するサブユニットの一つである胎仔型γサブユニットが成熟型εサブユニットに転換される。閉口時に機能する閉口筋群の一つである咬筋は咀嚼時に重要な役割を果たしている。ラットなど齧歯類節食行動が吸綴から咀嚼に転換する生後2から4週間において、咬筋に形態的、生化学的に大きな変化が起こることが知られている。シナプス形成は横紋筋の分化、成熟と密接な関連があることはすでに報告されているので、nAChRの消失と転換もラットの節食行動が吸綴から咀嚼に転換する時期に起こっていることが予想される。しかし、ラット咬筋の生後発達におけるのシナプス形成に関する報告はまだない。よって本研究においては、ラット咬筋の生後発達におけるnAChRの消失を、発生の全期間にわたって発現しているδサブユニットのmRNAの発現レベルを解析することにより明らかにした。さらにnAChRの転換の時期を明かにするため、εとγサブユニットのmRNA発現レベルを競合的PCR法を用いて調べた。その結果以下のことが明らかになった。1.ラット咬筋においてnAChRの消失は主に生後7から28日に起こっていた。2.ラット咬筋においてnAChRの転換は主に生後1から21日に起こっていた。以上の結果からラット咬筋においてnAChRの消失と転換は起こる時期はほぼラットの摂食行動が吸綴から咀嚼へと転換する時期と一致していることが明らかとなった。このことは両者の間に何らかの関係があることを示唆している。目的:マウス咬筋発生において、筋芽細胞決定、筋管形成及び筋線維成熟が起こる時期を決定し、それらにおけるMyoDファミリー(myf5,myoD,myogenin,MRF4)の役割を明らかにすることを目的として実験を行った。筋芽細胞決定、筋管形成、筋線維成熟の時期を決定するため、デスミン、骨格筋クレアチンキナーゼ、トロポニンCをそれぞれマーカーとして用いた。また、得られた結果を後肢筋と比較した。材料と方法:胎生11、13、15、17日のマウス胎仔及び新生仔より咬筋と後肢筋を摘出し、RNAを精製し、逆転写を行いcDNAを得た。このcDNAを用いてCompetitive PCRを行い、咬筋及び後肢に含まれるMyoDファミリー、デスミン、骨格筋クレアチンキナーゼ、トロポニンC mRNA量を測定した。結果および考察:1)咬筋、後肢筋芽細胞の決定は胎生11日以前に起こっていることが示唆された。2)筋管形成は咬筋、後肢筋で胎生13日前後に始まり、また咬筋の方が後肢筋より筋管形成が遅れて終了していることが示唆された。3)咬筋、後肢筋で筋線維成熟は胎生13日前後に始まり、出生時までには完了しないことが示唆された。4)咬筋myf5 mRNA量は胎生11日から17日まで顕著に増加していた。この結果は後肢筋の結果や以前に報告された四肢や体幹の筋肉の結果と異なっている。咬筋myr5の役割についてはさらに研究が必要と思われる。5)咬筋MyoD,myogeninのmRNA量は後肢筋よりも遅れて減少を開始した。このことは咬筋の方が後肢筋より筋管形成が遅れて完了していることと密接に関係してると思われる。

6) MRF4mRNAは、咬筋及び後肢筋において筋線維成熟が開始した後の胎生15日より発現し始め、出生時まで増加し続けた。これらデータから咬筋、後肢筋ではMRF4が筋線維成熟または維持に関係していることが示唆された。目的:筋ジストロフィー発症モデルマウス(mdxマウス)咬筋の筋繊維変性の程度は体幹や四肢等の他の骨格筋と比較すると軽いことが報告されている。平成11年度はこの原因を明らかにし、筋ジストロフィー治療法の確立、さらに咬筋における遺伝子発現制御機構の解明の一助とすることを目的として実験を行なった。材料と方法:1)生後6週齢のmdxマウス及び正常マウスより、咬筋、腓腹筋、ヒラメ筋、横隔膜を摘出しブアン固定液により固定後、クリオスタットにより厚さ10μmの切片を作成した。これらの切片はHE染色して顕微鏡観察を行なった。2) 1)と同様に摘出した咬筋、腓腹筋、ヒラメ筋、横隔膜よりRNAを精製、逆転写後、競合的PCR法を用いてdystrophin関連遺伝子であるutrophin、DRP2及び衛星細胞のマーカーであるmyoD、mMNFのmRNA量を測定した。結果および考察:1) mdxマウス咬筋筋線維変性の程度は腓腹筋、ヒラメ筋、横隔膜と比較して軽かった。またmdxマウス咬筋には他の筋肉と比較して中心核多く認められた。このことはmdxマウス咬筋には筋線維再生が活発に起こっているため筋線維変性の程度が軽い事が示唆された。2)衛生細胞の分化マーカーであるmyoDmRNA量は咬筋においてmdxと正常マウスの間で差がなかった。このことは1)で観察された咬筋の活発な筋線維再生に衛生細胞は関与していない可能性が示唆された。3)mdxマウスにおけるdystrophin関連遺伝子(utrophin、DRP2)mRNA量は他の筋肉と比較して大きな差は認められなかった。このことはmdx咬筋においてdystrophin関連遺伝子が補償的に多く発現しているため筋ジストロフィーの症状が軽いという仮説は成立しない可能性を示唆している。横紋筋細胞発生の初期においてニコチン型アセチルコリン受容体(nAChR)は横紋筋細胞表面に多数存在している。その後横紋筋細胞の発生が進行するとシナプス直下以外に存在していたnAChRは消失する。さらに、この受容体を構成するサブユニットの一つである胎仔型γサブユニットが成熟型εサブユニットに転換される。最近我々はマウス舌横紋筋発生において、四肢など他の横紋筋と比較して筋線維の分化、成熟が早期に起こることを報告した。シナプス形成は横紋筋の分化、成熟と密接な関連があることはすでに報告されているので、我々のデータは、マウス舌横紋筋発生においてシナプス形成が他の骨格筋と比較して早期に起こっていることが示唆される。しかし、マウス舌発生のシナプス形成に関する報告はまだない。よって本研究においては、マウス舌発生におけるnAChR受容体の時間的-空間的な発現を、発生の全期間にわたって発現しているαサブユニットのmRNAの発現レベル、δサブユニットの免疫組織化学的局在性を解析することにより明らかにした。さらにnAChRの転換の時期を明かにするため、εとγサブユニットのmRNA発現レベルを調べた。そして、結果を後肢のものと比較した。その結果以下のことが明らかになった。1.マウス舌においてnAChRの消失及び転換は胎齢15日より開始され出生時にはほぼ終了していた。
新規HF-塩基錯体の合成とフッ素資源循環プロセスへの展開

本研究では、KFと固体酸のカチオン交換反応により安全かつ定量的に生成したHFに対し種々の塩基を作用させることで新たなHF-塩基錯体を合成するとともに、NMRやX線構造解析を行うことでその構造(HF-塩基錯体のHFの配位数やその構造)を明らかにする。さらに、合成したHF-塩基錯体の反応性をアリールエポキシドの開環フッ素化によって評価し、より反応性の高い新たなHF-塩基錯体のデザイン指針を得る。
３次元マッピングに向けた単一粒子電位走査型プラズモンセンサの開発

透明電極上に金ナノロッドを担持し、単一粒子からの散乱光スペクトルを暗視野顕微分光法にて取得した。また、電極電位を走査することで、特定波長における電位走査散乱スペクトルを取得できた。同スペクトルは特定の電位でピークを示し、そのピーク電位は、粒子周囲の屈折率を高くすると負側へシフトした。このシフトから屈折率測定が可能であり、単一粒子をアフィニティセンサなどに利用できること、2次元マッピングも原理的に可能であることがわかった。粒子ダイマーの利用により、より高感度なセンシングも可能であった。リソグラフィー法による粒子アレイの作製も行った。ナノ粒子のチップへの固定化により、3次元マッピングも期待できる。2次元配置した金属ナノ粒子をプラズモンセンシングに用い、2次元マッピングを行うことを目的とした。従来の照射波長走査を行うものではなく、単一波長光の照射下において、ナノ粒子の電位を走査するタイプのセンサとすることで、屈折率変化の簡便な2次元マッピングを可能にすることを目指す。28年度は、金ナノロッド(棒状金ナノ粒子)を合成して透明電極上に分散させて、単一粒子からの散乱光スペクトルを暗視野顕微分光法にて取得したものを解析した。その結果、ナノ粒子群(アンサンブル)を用いた場合と類似したスペクトルを示すことがわかった。試料を浸漬する溶液の屈折率を高くした場合には、屈折率変化に概ね比例して、ピーク波長の長波長側へのシフトが見られた。種々の電極電位において同様の測定をしたものについて、散乱スペクトルの電位依存性を調べると、電位が正側へとシフトするにしたがい、散乱ピーク波長が長波長側へとシフトすることがわかった。やはりナノ粒子群を用いた場合と同様に、そのシフトは概ね線形であった。解析により、適切な一定照射波長において電位を走査した場合、ピークが得られることがわかった。また、浸漬する溶液の屈折率を高くすると、ピーク電位は負側へとシフトすることがわかった。ピーク電位シフトと屈折率変化とは概ね比例関係にある。このように、粒子群を用いた場合と同様の挙動が見られることがわかった。また、ナノ粒子のアレイを作製し、粒子群としての光学特性などを調べた。計画通り、単一金属ナノ粒子からの散乱光スペクトルを暗視野顕微分光法にて取得でき、ナノ粒子群を用いた場合と類似したスペクトルを示すことがわかった。屈折率依存性についても調べることができた。電極電位依存性についても調べることができた。電位感度を評価することができ、電位走査による測定も行うことができた。ピーク電位と屈折率の相関についても調べることができた。粒子の形状等に対する依存性は調べることができていないが、粒子アレイの作製ができており、これらを総合的に考えて、十分順調に進行しているといえる。本研究では、2次元配置した金属ナノ粒子をプラズモンセンシングに用い、2次元マッピングを行うことを目的とした。従来の照射波長走査を行うものではなく、単一波長光の照射下において、ナノ粒子の電位を走査するタイプのセンサとすることで、屈折率変化の簡便な2次元マッピングを可能にすることを目指した。29年度は、金ナノロッド(棒状金ナノ粒子)を合成して透明電極上に分散させて、異なる複数の粒子の単一粒子散乱スペクトルを取得し、屈折率依存性、電位依存性などについて詳しく調べた。このとき、単一粒子の散乱ピーク波長は、溶液の屈折率とほぼ比例関係にあった。また、透明電極の電位を変化させると、線形に変化することがわかった。電位ピーク波長も、屈折率とほぼ線形の関係にあることがわかった。一方、金ナノロッドのダイマーは、単一の金ナノロッドよりも散乱ピークが長波長側で観測されることがわかった。また、屈折率依存性(屈折率感度)は、単一ナノロッドよりもナノロッドダイマーの方が高いことがわかった。有限差分時間領域法(FDTD法)によるシミュレーションにより、単一ナノロッドの他、I型、II型、T型、L型などの配置のナノロッドダイマーの挙動を調べた結果、実験により観測されたナノロッドダイマーの挙動は、L字型に配置されたナノロッドダイマーの挙動に近いことが明らかとなった。これらの結果から、各粒子をセンサー素子として、その電位走査スペクトルを2次元的に取得して評価できることがわかった。原理的には、単一波長光の照射と散乱強度の2次元測定により、2次元的なセンシングが可能である。あるいは、種々の異なる粒子に対して同時に測定を行うことで、その感度などの違いを個別に評価できることがわかった。異なる複数のプラズモン共鳴金属ナノ粒子(金ナノロッドなど)の単一粒子散乱スペクトルを取得し、屈折率依存性、電位依存性などについて詳しく調べる。異なるサイズまたは形状の金属ナノ粒子(ナノ粒子ダイマーなどを含む)について調べ、その挙動の違いについて明らかにする。たとえば、単一ナノ粒子の散乱ピーク

波長と屈折率感度の相関、散乱ピーク電位と屈折率感度の相関などについて検討する。単一ナノ粒子電位走査型センシングにおいて、どのようなタイプのプラズモン共鳴金属ナノ粒子が屈折率感度等の観点から有利であるか、明らかにする。有限差分時間領域法(FDTD法)などを併用して解析を行う。また、2次元金属ナノ粒子アレイ(またはアンサンブル)の測定を行い、2次元マッピングの可能性について検討・評価する。3次元マッピングを行う場合の走査用チップの形状についても検討を行う。光電気化学
純セシウム・アイオダイドクリスタルを用いた高速高分解能ガンマ検出器の開発

この研究の目的は純ヨウ化セシウムを用いて高速高分解能電磁カロリメ-タを開発する事である。この研究の結果以下の事柄が明らかになった。純セシウムアイオダイド結晶からのシンチレ-ション光には大別して2つの成分、速い成分と遅い成分が存在する。速い成分の性質は結晶の製造法に依存せずほぼ一定である。波長は紫外領域(中心波長300nm)にあり、減衰時間3nsec及び15nsecの2つの成分から成り立っている。これに対し、より長い減衰時間をもつ成分が存在する(遅い成分)。この成分は結晶の製造方法により選択的に現れ、その性質も一定しない。あるものは、エネルギ-分解能を悪化させ、あるものは向上させる。その発光強度もまちまちである。紫外光透過可視吸収フィルタ-を使うと速い成分をそれ程失う事なく、可視光にある遅い成分を取り除く事が出来る。速い成分の光量はMeV当り1500ケ程度である。速い成分・遅い成分共に発光量は温度に依存し、室温でのその係数は-1.5%/°Cである。^<60>Coからのγ線を用いて放射線損傷に対する耐力を調べたところ、3×10^5radにて光量は無照射のものと比べ約半分になった。大きな結晶ブロックで電磁カロリメ-タを試作し、実用的観点から性能試験を行った。その結果、エネルギ-分解能は1GeVで2%、位置分解能は8mm程度以下であった。またハドロンとの分解能力は、1%(0.5GeV)0.1%(1GeV)と非常に高い事、工夫すれば数100KHzの計測率にも耐える事が判った。以上の結果により、純CsI結晶は高速高分解能ガンマ検出器(電磁カロリメ-タ)用物質として、大変有望であると結論出来る。本研究の目的は、純セシウムアイオダイドを用いて高速・高分解能ガンマ線検出器を製作し、その性能をテストする事にある。純セシウムアイオダイドをガンマ線検出器として用いた例は今までのところ存在しない。従ってこの結晶の性質をあらゆる角度から試験し、検討しなければいけない。本年度は、(1)放射線同位元素を用いてその基本的な発光特性を調べる、(2)結晶の温度特性や圧力特性を調べる、(3)結晶の放射線による発光特性の劣化を調べる、等を目標にした。その結果以下の知見が新たに得られた。速い成分は、ピーク波長310nmで減衰時間は10nsecである。このシンチレーション光の発光量は、NaI(Tl)シンチレーターの発光量の約4%である。遅い成分は波長400nm以上で、減衰時間は1μsecより長い。この成分の発光量は、結晶中の不純物の量や結晶の製作過程に依存する。速い成分と比較すると、遅い成分の発光量は同程度またはそれ以下である。遅い成分も速い成分も発光量に温度依存性があり、室温(30°C)では、-1.5%/°Cである。50kg/cm^2程度の圧力下では発光量は変化しない。Co^<60>により放射線損傷を調べたところ、10^3rad程度から発光量の低下が観測された。以上の俊的性能試験に基ずいて、実際のガンマ検出器を試作し、高エネルギー電子ビームを照射してエネルギー分解能を測定した。結果は1GeVで約2%であった。

来年度は、高エネルギービームを用いて(1)位置分解能の測定、(2)π/e分離度の測定、(3)エネルギー分解能の入射位置入射角度依存性、等を試験する計画である。この研究の目的は純ヨウ化セシウム結晶を用いて高速高分解能電磁カロリメ-タを開発する事である。本年度は以下の点について研究した。(1)純ヨウ化セシウム結晶の対放射線損傷耐、(2)試作電磁カロリメ-タの位置分解能測定、(3)電子-ハドロン分離能力測定、(4)高い計測率での応答試験等である。(1)については、日本原子力研究所(東海村)の^<60>Co照射施設で実験を行った。その結果、3×10^5radでは発光量は照射前に比べて約半分に落ちる事が判った。また照射後数百時間でゆっくりと回復している。(2)から(4)については、高エネルギ-物理学研究所に於いて実験を行った。位置分解能については、断面70mm×70mm、長さ300mmの結晶ブロックを積み重ね、電磁シャワ-の漏れから逆にシャワ-中心を求める方法を採用した。この結果、0.5GpV1GeVでは目標としている8mmの分解能を実現出来る事が判明した。ハドロンとの分離に関しては、π中間子又は陽子に対し、1%(0.5GeV)及び0.1%(1GeV)の値を得た。但しこの時入射粒子の運動量は他の方法で測定されているものとする。またハドロン分離能力の定義は、ハドロンが入射した時電磁カロリ-メ-タにより誤って電子と認定される確率である。高い計測率に対しての純ヨウ化セシウムの性能は、1GeVビ-ム(約30%電子、残りハドロン)で調べられた。その結果、F/T比に大きく依存する事、紫外透過可視吸収フィルタ-を使えば大きく改善する事(但し、速い成分の損失約20%)、工夫すれば数100KHzにも耐える事が判明した。前年度の結果と合せて考えると、純ヨウ化セシウムは高速高分解能電磁カロリ-メ-タ用物質として大変有望であると結論出来る。
ガドリニウムによる皮膚線維化・石灰化機序の解明

全身に線維化・石灰化をきたす腎性全身性線維症は、ガドリニウム(Gd)を含む造影剤を透析患者に使用することにより生じる。我々は、これまでにGdがヒト間葉系幹細胞の増殖と石灰化を亢進させることを明らかにしている。しかしその機序については未だ十分に解明されていない。ヒト間葉系幹細胞において、Gd刺激により、PDGFレセプター、MAPKやAktのリン酸化が亢進することを明らかにした。また、エンドセリンやエンドセリン受容体の発現量も増加した。これらの結果より、Gdによる石灰化、増殖亢進の機序の一部にPDGFやエンドセリン受容体シグナル伝達、下流のMAPKやAktが関与する可能性が示唆された。我々の教室では、これまでにin vitroの実験系にてガドリニウム(Gd)がヒト間葉系幹細胞やヒト線維芽細胞の増殖と石灰化を亢進させることを明らかにしている。しかし、Gdがどのように作用し、皮膚線維化、石灰化を誘導するのか、その機序については未だ十分に解明されていない。そこで、本研究では、まずGdがどのように間葉系幹細胞に作用し、細胞内にシグナルを伝え、その増殖(皮膚線維化)、分化(石灰化)に影響を与えるのかを検討する。まず、ヒト皮下組織由来間葉系幹細胞、マウス骨髄由来間葉系幹細胞を用いて、Gd刺激による細胞内シグナル変化を免疫沈降法、ウエスタンブロット法にて検討した。ヒト間葉系幹細胞において、Gd刺激により、PDGFレセプターのリン酸化、そして下流のシグナルであるMAPKやAktのリン酸化が亢進することを明らかにした。また、ヒト間葉系幹細胞のGd刺激によって石灰化や増殖が誘導される条件において、エンドセリンの発現も亢進していることを見出した。また、エンドセリン受容体(A型)の発現量も増加していた。これらの結果より、Gdによってエンドセリン受容体シグナル伝達、下流のMAPKやAktのリン酸化が亢進して、石灰化や増殖の促進を促す可能性が示唆された。腎性全身線維症(NSF)は、ガドリニウム(Gd)を含む造影剤の使用により、全身の皮膚線維化、石灰華を生じる疾患であり、間葉系幹細胞の関与が示唆されているが、詳細は明らかになっていない。本研究では、in vitroの実験系を用いて、Gdによる間葉系幹細胞の増殖、石灰化誘導における分泌タンパク質MFG-E8の役割を分子レベルで解明することが目的である。まず、ガドリニウムによる間葉系幹細胞の細胞内シグナル変化の検討を行った。我々の教室では、これまにin vitroの実験系にてGdがヒト間葉系幹細胞や線維芽細胞の増殖と石灰化を亢進させることを明らかにしている。そこで、ヒト皮下組織由来間葉系幹細胞やマウス骨髄由来間葉系幹細胞を用いて、Gd刺激による細胞内シグナル変化について検討した。その結果、Gd刺激によって、MAPKやAktのチロシンリン酸化がみられた。また、わずかながら、PDGF受容体のリン酸化もみられた。間葉系幹細胞の骨分化における分泌タンパク質MFG-E8の役割を検討するために、MFG-E8欠損マウスと野生型マウスの骨髄より間葉系幹細胞を作成した。それらを用いて、骨分化を誘導し、比較したところ、MFG-E8欠損マウス由来間葉系幹細胞では、骨分化の抑制がみられた。これらの成果を生かして、次年度も今年度で得られた結果を元にして、Gdによる間葉系幹細胞の増殖、石灰化について、さらに詳細に検討していく。当初平成24年度内に予定したものの一部は達成できているが、全てではないため。これまでに計画した予定より多少遅れているが、一定の成果は得られているため、今後も計画した実験を遂行していく。また、本計画は、課題を限定し、焦点を絞っているので具体的な効果があげられると予想している。研究がやや遅れたため、各種抗体や試薬(PCR, Western blotなど)といった一般試薬費が当初予定より少なく、平成24年度では残額が生じたが、次年度はその残額も使用し、より多くの研究を行う予定である。
農山村へのIターン定住者と地域社会の変容に関する研究

本研究の課題は、農山村への多様なIターン者が地域社会に対してどのようなインパクトを与えるかを明らかにすることにあった。そこで農山村へのIターン者を農業、林業、その他という3種類の職業別に分類し、それぞれについてIターン者の意識や生活、職業選択の過程、および地域へのインパクトについて考察した。その結果、同じ第1次産業であっても農業と林業では、地域との結びつきにおいて大きく異なっており、農業は土地貸借や開業資金、機械装備などの関係で、地元社会と否応なく関係を持たざるをえないのに対し、林業の場合は一般には森林組合という組織に就職する形が多いため、開始にあたって地元とつながる必要が少ない。しかも、林業労働者に従来からみられる移動性の高さから、地域の側でも、やや疎遠な存在として考えていることがわかった。その他の職種のIターン者も含めて総合的にみると、近年における都市からのIターン者においては、自らの生活歴を物語化する志向が感じられる。この志向は、近代社会の中で従来の意味での伝統が次第に力を失い、その伝統による指針を失った個人が新たな生きる意味を創造するために、自らの人生を物語化しているものと考えられる。これを受け入れ地域側から考えると、都市住民に物語を提供できるような場所であることが必要だということになる。この視点は、とくにIターンによる人口増をめざす農山村地域においては、考慮すべき知見となろう。しかし伝統はまったく消失してしまうわけではなく、物語化された生活歴を構成する選択的な一要素として生き続けるのであり、それはグローバリゼーション下における地域の個性化とも相まって、Iターン者を核として新しい意味を付与されていることについても明らかにした。本年度の当初の目的ではIターンに関する全国的な動向を把握することにあったが、全国の各市町村におけるUIJターンに関する政策的な整備状況については、インターネットの普及によってデータベース化が進みつつあることもあって、いくつかの局面からIターン定住者に関する予備的調査を行うことを主眼とした。特に本年度は林業への参入者にも注目し、岐阜県などにおいて調査を行った。一般に林業へのIターン者は森林組合の作業員というかたちで参入する場合が多いが、近年の景気後退の影響もあって、新規学卒者が一般企業や団体への就職感覚でIターンしている事例も多かった。Iターン定住者の地元との接点については、夫帰と子供のパターンだと子供の教育などを通じて交流が深まる場合が自然だが、新卒の独身者の場合はその機会がなく、Iターン者側に意欲がないと接点が少ないという例がみられた。また農林業以外のIターンでは、都市での仕事経験を生かして地域振興開連の公社に臨時職員として採用されている場合もあった。また、田舎生活を創造するなかで積極的に都市民との交流を進めている事例もあった。そういった場合は、農林業へのIターンよりもさらに地域との交流について意識が高い。それらの人々と地元との関係について、両者が融合しながら新しい農山村社会を形作るのか、あるいは一時的にせよ棲み分け的な社会状況が作られるのか、そのあたりが、次年度以降の課題になるだろう。当初の研究計画にそって、Iターン定住者の生活実態について調査をおこなった。こうした調査はインテンシヴにおこなう必要があるため、今年度は利便性も考慮しつつ、紀伊半島中央部の山間地域を対象に資料収集を実施した。まず、昨年度に続いて林業関係のIターン定住者に聞き取り調査をおこなった。和歌山県本宮町ではすでに森林組合作業班の過半数をIターン者が占めるにいたっている。しかし、うち続く木材不況の影響で、作業効率の劣る女性Iターン林業者が解雇されるという事態が起きていた。また、過去を振り返ると、特殊免許を取得した後に森林組合を辞め、町を離れるという例も頻発している。こうした現象は、基本的には森林組合作業班従事における低賃金を背景にしていると考えられる。