hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
変温脊椎動物色素胞におよぼすエンドセリン類の作用

暗色あるいは明色の背地に長時間適応させたメダカでは黒色素胞の神経刺激に対する反応性が変化する.これが色素胞神経の被刺激性および神経分布の密度の変化によるを明かにした(Sugimoto et al.,1994).ナマズ目の魚種の2種を用い,メラノソームの凝集を仲介するムスカリン型コリン受容体の薬理学的特性を検討し,これが哺乳類のM_3型受容体の似た特性をもつことを示し得た(Hayashi and Fujii,1994).ナンヨウハギの皮膚の空色発現の機構を検討し,これがわれわれが先に解明したルリスズメダイなどの運動性虹色素胞と極めて類似の虹色素胞の存在によることを解明した.しかし,スズメダイ類と異なり,虹色素胞は一層ではなく2層であった.このことが彩度の低い空色の発現に関わると推論した(Goda et al.,1994)ネズッポ科の2魚種で従来知られていなかった青色の色素顆粒を含む色素胞を発見し,青色素胞(cyanophore),青色顆粒をcyanosomeと命名し,さらにこの細胞の微細構造と生理学的性状を明らかにした(Goda and Fujii,1995).哺乳類の血管平滑筋の極めて強力な収縮物質として注目されているエンドセリンが黒色素胞内のメラノソームを効果的に凝集させることを見い出し,さらに黒色素胞のもつエンドセリン受容体が哺乳類のET_B型に類似する薬理学的性質をもつことを示し得た(Hayashi and Fujii,in press).従来から知られている,交感神経,黒色素胞刺激ホルモン,メラニン凝集ホルモン,メラトニンなどに加え,エンドセリンなど多くの物質が色素胞の運動性反応の精妙な制御に関わると見られるが,これらについて最近の知見を総説した(Fujii and Oshima,1994).暗色あるいは明色の背地に長時間適応させたメダカでは黒色素胞の神経刺激に対する反応性が変化する.これが色素胞神経の被刺激性および神経分布の密度の変化によるを明かにした(Sugimoto et al.,1994).ナマズ目の魚種の2種を用い,メラノソームの凝集を仲介するムスカリン型コリン受容体の薬理学的特性を検討し,これが哺乳類のM_3型受容体の似た特性をもつことを示し得た(Hayashi and Fujii,1994).ナンヨウハギの皮膚の空色発現の機構を検討し,これがわれわれが先に解明したルリスズメダイなどの運動性虹色素胞と極めて類似の虹色素胞の存在によることを解明した.しかし,スズメダイ類と異なり,虹色素胞は一層ではなく2層であった.このことが彩度の低い空色の発現に関わると推論した(Goda et al.,1994)ネズッポ科の2魚種で従来知られていなかった青色の色素顆粒を含む色素胞を発見し,青色素胞(cyanophore),青色顆粒をcyanosomeと命名し,さらにこの細胞の微細構造と生理学的性状を明らかにした(Goda and Fujii,1995).哺乳類の血管平滑筋の極めて強力な収縮物質として注目されているエンドセリンが黒色素胞内のメラノソームを効果的に凝集させることを見い出し,さらに黒色素胞のもつエンドセリン受容体が哺乳類のET_B型に類似する薬理学的性質をもつことを示し得た(Hayashi and Fujii,in press).従来から知られている,交感神経,黒色素胞刺激ホルモン,メラニン凝集ホルモン,メラトニンなどに加え,エンドセリンなど多くの物質が色素胞の運動性反応の精妙な制御に関わると見られるが,これらについて最近の知見を総説した(Fujii and Oshima,1994).硬骨魚の色素胞の運動制御におけるエンドセリン(ET)類の関与についての一連の研究のうち,ET-1の、ゼブラフィッシュなど数種の黒色素胞に及ぼす効果についてはすでに報告したが,今年度はET-2,ET-3のメラニン顆粒凝集作用を検出できた.これらのメラニン凝集効果はET-1の場合とほぼ同様に非常に強力であったが,その効果はET-1と同様に一過性のものであった.哺乳類のET_A受容体の特異的阻害剤であるBQ-123はET類の色素凝集作用を阻害しなかったが,最近開発された同じ系列のET_Aの受容体阻害剤,TTP-386は作用を阻害した.また,哺乳類のET_A受容体には弱い作用をもつのみとして知られているsarafotoxinはかなり強力な色素凝集作用を示した.一方,数種の硬骨魚の赤色素胞,黄色素胞におよぼすET類の作用についても研究を進め,ET-1の色素凝集作用を検出した.作用はやはり一過性であった.また,アドレナリン受容体阻害剤はこの凝集作用に影響を与えなかった.光散乱性の色素胞である白色素胞については,各種のETに応じての細胞器官(リューコソーム)の拡散を検出した.ET_A受容体の特異的阻害剤BQ-123,アドレナリン受容体阻害剤はET-1の拡散作用には影響を与えなかった.逆にET-2,ET-3の作用については明かな阻害作用を示すという意外な結果が得られた.

このように,魚類の色素胞のET受容体の性状についての実験結果は哺乳類のET_Aの場合から予測されるものと大幅に異なったものであった.哺乳類のET_B受容体との類似性の検討は次年次に繰り越されたが,8億年を越える魚類と哺乳類に遺伝子間距離の大きさからいっても性質の類似性は低いものと推察できよう.しかし,ET類の強力な効果から,この類のペプチドが魚類の体色変化の微妙な制御,ことに局所ホルモンとして模様のコントラストの強化などに重要な役割をもつことが推論されるに至った.ネズッポ科の2魚種で,青色の色素顆粒を含む色素胞を発見,青色素胞(cyanophore),細胞内青色顆粒をcyanosomeと命名し,さらにこの細胞の微細構造と生理学的性状を明らかにした.従来から知られている,交感神経,黒色素胞刺激ホルモン,メラニン凝集ホルモン,メラトニンなどに加え,エンドセリンなど多くの物質が色素胞の運動性反応の精妙な制御に関わると見られるが,そのうち,哺乳類の血管平滑筋の極めて強力な収縮物質として注目されているエンドセリンに注目した.まこのペプチドは黒色素胞内のメラノソームを効果的に凝集させた.さらに,特異性の高いアゴニスト,アンタゴニスト類を利用,黒色素胞のエンドセリン受容体が哺乳類のET_B型に類似する薬理学的性質をもつことを示した.黄・赤色素胞についても同様な結果が得られた.従来困難とされていた白色素胞の運動性反応の測定法の改良を行った.この方法はハゼ科の魚種で知られている運動性虹色素胞の反応の測定にも適用できる.エンドセリン類は白色素胞,運動性虹色素胞では細胞内顆粒の拡散を生した.黒色素胞などの光吸収性の色素胞と,白色素胞,運動性虹色素胞では顆粒運動反応の方向が逆であったが,体色の明暗変化への寄与から考えると,この方向性は合理的である.しかし,従来の2次メッセンジャーについての知見から考えて,今後,2次メッセンジャーについての研究の必要性がクローズアップされることとなった.エンドセリン以外の物質の各種色素胞の運動制御系における関与にも目を向け,特に,最近注目されている一酸化窒素の作用の解析を開始,メラノソーム拡散作用を検出した.受容体を介さないと考えられるこの物質のユニークな作用機構は今後われわれの研究の中心課題となると考えている。
波・潮・流れの沿岸堆積ダイナミクスの研究

堆積相解析によって地層から,海浜や外浜,エスチュアリー,三角州,陸棚などいろいろな沿岸堆積環境の推定が可能になっている.沿岸堆積物は波や潮,流れの作用で形成され,また,これらの作用が複雑に影響しあって形成されていることが多い.本研究では,このような堆積物からそれぞれ営力を指示する堆積要素を抽出し,その堆積作用の実態(ダイナミクス)を明らかにすることを目的とした.このような堆積物として主に三角州堆積物を対象とした.白亜系手取層群桑島層の河川卓越型三角州:石川県白峰村の桑島層は河川が支配的な三角州堆積物とその上位の三角州平野の堆積物からなることを認定した.三角州平野の氾濫原堆積物から産出する化石の種類,産状,層相からは,氾濫原の中の河川の流入や排水システムなどミクロな堆積環境の違いが推定された.下総層群上泉層のギルバート型粗粒三角州堆積物:千葉県木更津台地下総層群上泉層にギルバート型粗粒三角州堆積物が認められた.この前置層の大規模フォーセット層理の内部堆積構造に"バックセット層理"が含まれることを明らかにした.バックセット層理は高流砂階で特徴的に発達する堆積構造で,高傾斜三角州前置斜面の堆積作用を明らかにした.下総層群藪層の砂嘴-内湾システム:千葉県木更津台地の下総層群を対象として,堆積相分布と基底面等高線図の形状から,古東京湾の堆積作用とテクトニクスについて考察した.ギルバート型三角州や砂嘴の発達に古地理が影響していることが判明された.メキシコ湾沿岸の完新統Tecolutla deltaとNautla delta:2つの三角州堆積物の砂組成から推定される堆積営力について検討した.Tecolutlaは河川の影響が強く,その大部分が下部エスチュアリーをバイパスして沖合いに運ばれる.一方Nautlaでは河川の影響が弱く,波浪による侵食と沿岸流による再堆積および下部エスチュアリーへの侵入がおこっている.堆積相解析によって地層から,海浜や外浜,エスチュアリー,三角州,陸棚などいろいろな沿岸堆積環境の推定が可能になっている.沿岸堆積物は波や潮,流れの作用で形成され,また,これらの作用が複雑に影響しあって形成されていることが多い.本研究では,このような堆積物からそれぞれ営力を指示する堆積要素を抽出し,その堆積作用の実態(ダイナミクス)を明らかにすることを目的とした.このような堆積物として主に三角州堆積物を対象とした.白亜系手取層群桑島層の河川卓越型三角州:石川県白峰村の桑島層は河川が支配的な三角州堆積物とその上位の三角州平野の堆積物からなることを認定した.三角州平野の氾濫原堆積物から産出する化石の種類,産状,層相からは,氾濫原の中の河川の流入や排水システムなどミクロな堆積環境の違いが推定された.下総層群上泉層のギルバート型粗粒三角州堆積物:千葉県木更津台地下総層群上泉層にギルバート型粗粒三角州堆積物が認められた.この前置層の大規模フォーセット層理の内部堆積構造に"バックセット層理"が含まれることを明らかにした.バックセット層理は高流砂階で特徴的に発達する堆積構造で,高傾斜三角州前置斜面の堆積作用を明らかにした.下総層群藪層の砂嘴-内湾システム:千葉県木更津台地の下総層群を対象として,堆積相分布と基底面等高線図の形状から,古東京湾の堆積作用とテクトニクスについて考察した.ギルバート型三角州や砂嘴の発達に古地理が影響していることが判明された.メキシコ湾沿岸の完新統Tecolutla deltaとNautla delta:2つの三角州堆積物の砂組成から推定される堆積営力について検討した.Tecolutlaは河川の影響が強く,その大部分が下部エスチュアリーをバイパスして沖合いに運ばれる.一方Nautlaでは河川の影響が弱く,波浪による侵食と沿岸流による再堆積および下部エスチュアリーへの侵入がおこっている.1.千葉県木更津市畑沢付近の地質調査をおこない,調査地点付近の更新統下総層群の分布を火山灰層序より検討した.その結果,下位より下総層群上泉層,清川層,木下層,姉崎層および関東口ーム層が存在することが明らかになった.新しく発見された火山灰としては上泉層の指標火山灰であるKm8,Km9がある.調査地点地域の上泉層は分布も狭く層相も他地域とはかなり異なり,この火山灰の認定によりのみその分布が確認できる.2.調査地点の下総層群上泉層にはギルバート型粗粒三角州堆積物がみとめられる.この三角州堆積物は高角度に傾く前置層が発達し,前置層の大規模フォーセット層理毎に,内部堆積構造や古流向,粒度組成や含まれる貝化石群集などの解析を行った.その結果,フォーセット層理の内部堆積構造に“バックセット層埋"が含まれることが明らかになった.バックセット層理は高流砂階で特徴的に発達する堆積構造で,調査地点のような大規模な発達は.日本からは報告例が今までなく,今回の報告がはじめてである.

3.調査地点の三角州前置層には前置面での高密度混濁流の流下によって形成された平行層理相と高流砂階のシュートとプールが前置面を上流側に移動することによって形成されたと考えられるバックセット層理相の繰り返しがみられる.この内部堆積構造とその組成(粒度や貝化石群集)には明瞭な相関が認められ,組成からも形成過程の違いが特徴づけられる.このようなギルバート粗粒型三角州の発達は調査地点が河口にやや深い水深があり粗粒な堆積物が安定して供給されるなどの古地理的条件を満たしていたためと考えられる.石川県白峰村の"化石壁"(天然記念物)を含む手取層群石徹白亜層群桑島層の堆積相解析をおこない,堆積環境の推定をおこなった.桑島層は河川が支配的な三角州堆積物と認定される.●堆積相;桑島層の砂岩泥岩互層は砂岩部,泥岩部の特徴と産出する化石から4つの堆積相群にわけられる.<下位から堆積相群A,B,CおよびD>●堆積システム;堆積相群ACは漸移的に重なり,全体に上方粗粒化する(西島峠,Loc.1).堆積相群D(化石壁,Loc.2)は堆積相群ACの上部に対比されると考えられる.堆積相群ADの砂岩層には斜交層理が認められ上方細粒化が普通にみられる。また,泥岩層中に含まれる化石は下部に海汽水棲の貝化石が,中部には植物根痕が多くみられ,上部に陸棲動物を含む豊富な化石相が認められる.以上のことから,堆積相群ADは河川が支配的な三角州システム(River-domintated delta)の堆積物と認定され,三角州の前進によって形成されたと考えられる.●"化石壁";堆積相群Dの層相が認められる.河川(堆積相Db)とその犯濫原(堆積相Da)の堆積物と考えられる.堆積相Daには産出する化石の種類と産状から3つのタイプの化石相(Bone bed I , II , III )が認められる.これらはそれぞれ氾濫原の中の河川の流入や排水システムなどミクロな堆積環境の違いを反映していると考えられる.1.千葉県中部の木更津台地の下総層群上泉層にはギルバート型粗粒三角州堆積物がみとめられた.この三角州堆積物は高角度に傾く前置層が発達し,前置層の大規模フォーセット層理の内部堆積構造に"バックセット層理"が含まれることを明らかにした.バックセット層理は高流砂階で特徴的に発達する堆積構造で,調査地点のような大規模な発達は,日本からは報告例が今までなく,今回の報告がはじめてである.また,前置層には前置面での高密度混濁流の流下によって形成された平行層理相と高流砂階のシュートとプールが前置面を上流側に移動することによって形成されたと考えられるバックセット層理相の繰り返しがみられる.この内部堆積構造とその組成(粒度や貝化石群集)には明瞭な相関が認められ,組成からも形成過程の違いが特徴づけられた(岡崎ほか,2000)。2.木更津台地の下総層群を対象として,堆積相分布と指標テフラの認定から求められた基底面の等高線図の形状の比較から当時と古東京湾の堆積作用とテクトニクスについて考察した.その結果,下総層群藪層の基底面の形状と堆積相分布からは,古東京湾の湾口付近に発達する砂嘴-内湾システムが復元された.また,堆積システムの変遷から藪層のシークェンス層序を考察すると藪層は1回の氷河性海水準変動に対応して形成され(酸素同位体比ステージ9),砂嘴の発達は海水準上昇期に生じ,また,高海水準期から海水準降下期には湾の埋積がおこっていることが明らかになった(岡崎ほか,2001a).また,木更津台地の下総層群各累層の基底面等高線図の解析からは,下総層群下部(地蔵堂層薮層)堆積時では南方の嶺岡隆起帯に伴う沈降の影響が,その後(上泉層姉崎層堆積時)に,鹿島-房総隆起帯の隆起の影響による北西傾動がより優勢になるというテクトニクス像が得られた(岡崎ほか,2001a,b).
PETを用いるがんの分子イメージングに関する総合研究

市販F-18-2- fluoro-2-deoxy-D-Glucose(FDG)合成装置の軽微な変更により汎用性の高いF-18-標識Estradiol(FES)合成システムを作成した。これを用いて、婦人科腫瘍診断ならびに治療方針決定のための臨床検討を行った。また広く利用されているFDGやGa-67-クエン酸との比較検討を行った。これらにより、子宮腫瘍においてFES集積とFDG集積の比較をすることにより悪性度を正確に評価できることが明らかとなった。低酸素がん診断薬剤として開発してきたCu-diacetyl-bis(methyl thiosemicarbazone)(Cu-ATSM)の集積が、がん組織内において低増殖部位に多いことを示した。また、これらの組織には低酸素耐性で低増殖状態にありながらがん組織形成の根幹となると考えられているがん幹細胞が豊富に含まれていることが明らかとなった。このことは、Cu-ATSMが単なる低酸素診断薬としてではなくがん幹細胞そのものあるいはがん幹細胞生育に有利な環境を検出できる可能性を示している。現在、臨床検討を進めており、それらとの関連に興味が持たれる。がんの低酸素エネルギー代謝に関する検討において、酢酸を最終産物とするATP産生回路ががん細胞特異的に利用されていること、乳酸産生よりも高効率であること、同回路を遮断すると、正常酸素存在下では増殖に影響は出ないものの低酸素下では生存できなくなることが明らかとなり、がん選択的治療標的として期待がもたれることが示された。酢酸は、単に廃棄物として生成されているのみでなく、一方で増殖に不可欠な膜脂質合成基質としても活用されており、がん細胞は低酸素下生存と増殖の双方に対応できる洗練されたエコシステムを有しているといえる。これを画像化できるC-11あるいはF-18標識酢酸によるPETイメージングが期待される。PET診療に用いられる超小型サイクロトロンを用いた金属放射性同位元素製造技術を確立し、これを用いたCu-64製造を行った。これを用いて低酸素がんに集積するCu-ATSMの集積機序ならびに集積部位がん細胞の特性を解明した。さらに大量の放射性同位元素製造を可能にする自動化装置の開発を目的として、汎用ロボット制御システムを用いた要素技術の設計を行った。これらとは別に、汎用性の高いF-18を標識核種とするがんPET診断用新規分子プローブの開発を目的として、半自動ならびに自動合成装置を用いるF-18標識酢酸ならびにその誘導体であるF-18標識酢酸エチルの合成技術を確立した。これらについて動物体内での代謝解析ならびに小動物PETを用いる体内動態解析を行い、がん診断用プローブとしての基本的性質を有することを明らかにした。また、Estrogenレセプターを有しホルモンによる内科的治療の対象となる婦人科腫瘍イメージングに有用と考えられるF-18標識Estradiolの自動合成技術を確立した。さらに安全性、有効性の確認検討を行い、治験委員会の承認を経て臨床検討を実施した。F-18標識Estradiolは、乳がん診断に有用とされているが、さらに子宮肉腫と子宮筋腫との鑑別診断ならびにホルモン治療適応の可否鑑別診断に有用であることを示唆する結果を得た。これらの並行する基礎ならびに臨床検討の結果を統合して、総合的がん診断に適したPET用分子プローブの設計を継続して行った。市販FDG合成装置のディスポーザブルキットならびにソフトウエアを変更することにより、F-18-Estradiol注射液(FES)を無菌的かつ安定に製造するシステムを構築した。製造されたFESの正常女性におけるPET体内動態の検討を経て、婦人科腫瘍PET診断検討を行い、子宮腫瘍における悪性肉腫、良性筋腫の鑑別診断、ホルモン治療適用の可否診断に有用であることを明らかにした。

これとは別に、がんの増殖度診断に有用と考えられるF-18標識核酸誘導体の分子設計、合成、基礎評価を行い、チミジン分解酵素系に対して安定で、かつチミジンリン酸化酵素に親和性を有するN3-(2-[18F]fluoroethyl)-thymidineを見出した。本標識化合物は、がん細胞の増殖能に一致する集積を示し、がんの質的診断を可能にする薬剤として期待が持たれる。また、これまでに低酸素がん診断薬剤として開発されたCu-ATSMの固形がん組織内分布について解糖系イメージング剤であるFDGと比較検討を行ったところ、これらがまったく異なる集積パターンを示すことが明らかとなった。Cu-ATSM高集積部位は、血管構造に乏しく増殖停止状態にありながら壊死に陥らず生存を続けているがん細胞からなること、これらのがん細胞を良好な培養環境にもどした場合、FDG高集積部位から得られた細胞よりも増殖能に優れることが明らかとなった。したがって、Cu-ATSMは、単にがん低酸素部位を検出するための薬剤ではなく、放射線や抗がん剤治療に対する抵抗性を示すがん細胞群の存在を示すものであると考えられ、治療方針決定に重要な役割を果たし得ることが示唆された。前年度までの検討によって市販F-18-2-fluoro-2-deoxy-D-Glucose(FDG)合成装置の軽微な変更により作成した汎用性の高いF-18-標識Estradiol(FES)合成システムを用いて、婦人科腫瘍診断ならびに治療方針決定のための臨床検討を行った。また広く利用されているFDGやGa-67-クエン酸との比較検討を行った。これらにより、子宮腫瘍においてFES集積とFDG集積の比較をすることにより悪性度を正確に評価できることが明らかとなった。これまでに低酸素がん診断薬剤として開発してきたCu-diacetyl-bis(methylthiosemicarbazone)(Cu-ATSM)の集積が、がん組織内において低増殖部位に多いことを示してきたが、これらの組織には低酸素耐性で低増殖状態にありながらがん組織形成の根幹となると考えられているがん幹細胞が豊富に含まれていることが明らかとなった。このことは、Cu-ATSMが単なる低酸素診断薬としてではなくがん幹細胞そのものあるいはがん幹細胞生育に有利な環境を検出できる可能性を示しており今後の展開に期待が持たれる。がんの低酸素エネルギー代謝に関する検討において、酢酸を最終産物とするATP産生回路ががん細胞特異的に利用されていること、乳酸産生よりも高効率であること、同回路を遮断すると、正常酸素存在下では増殖に影響は出ないものの低酸素下では生存できなくなることが明らかとなり、がん選択的治療標的として期待がもたれることが示された。
腸炎惹起性記憶Ｔ細胞ｒｅｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ細胞療法への挑戦

炎症性腸疾患(IBD)は大腸の慢性炎症性疾患であり、寛解と再燃を繰り返すことを特徴とする。再燃を繰り返す要因として、自己類似腸内細菌に反応するIBD免疫病態のプロトタイプを記憶した腸炎惹起性CD4+メモリーT細胞の永続的潜在性が原因であることを、われわれは明らかにしてきた。そして、その維持にはIL-7と腸内細菌が必須であることを明らかとしてきた。本研究では、この腸炎惹起性CD4+メモリーT細胞を制御することで、IBDの再燃を抑制する治療法の開発につなげることを目的に検討を行い、下記の結果を得た。2. Classical Th1細胞は単独では炎症を惹起することができず、Th17細胞を経由しTh1細胞に分化するalternative Th1細胞の存在下でのみ腸炎を惹起する能力を獲得できることを明らかにした。3. Probiotics製剤として用いられているClostridium butyricumが、腸管マクロファージからのIL-10産生を介して、抗炎症作用を有することを明らかにした。以上の結果より、IBDにおける慢性炎症の維持には従来考えられてきた単純なTh1/Th17バランスのみならず、alternative Th1やnatural occurringTh17も関与していることが示唆された。これらの細胞群を標的とする新規治療の開発に向けた知見が本研究で得られたと考えている。炎症性腸疾患(IBD)である潰瘍性大腸炎およびクローン病は再燃と緩解を繰り返し生涯にわたり治療の継続を余儀なくされる難病である。IBDに生物学的製剤の臨床応用が開始され従来の治療法に比べ格段と進歩したが決して根治に至るものではない。しかし、斬新なアイデアからスーパー新規治療法の開発のゴール達成まで執念する必要がある。今回、我々はIBDの病態は、疾患のプロトタイプを記憶した細胞、すなわち、腸炎惹起性記憶(メモリー)T細胞が生涯にわたって全身に播種した病態であるという独自の仮説(Kanai T, et al. Inflamm Bowel Dis. 15: 926-34, 2009)に立脚し、抗原記憶を`刺激性'から`抑制性'へとコンバートする免疫系のリセットという独創的な細胞療法を確立し、IBD根治への挑戦的な研究を2年間の計画で1年目の研究を実施した。平成24年度では、遺伝子導入によって刺激性から抑制性記憶T細胞へのコンバートをin vitroで確認した。さらに重症のIBD患者を対象に、腸管指向性をすでに獲得した手術検体から得られる腸炎惹起性CD4+記憶T細胞をin vitroで抑制性記憶T細胞へのコンバートをFOXP3遺伝子導入ベクターによる遺伝子治療を実施し、IBDを含む免疫難病の根治を目指す。マウスIBDモデル大腸炎粘膜からの腸炎惹起細胞が、制御性T細胞へのコンバートを目的とした遺伝子導入は、in vitroで抑制活性を有する点を明らかとした点は、大きな前進と考えている。一方、Th17細胞への分化遺伝子導入は完成されておらず、平成25年度完成を目指すものとする。さらに、平成24年度は、慶應病院、横浜市民病院、社会保険中央病院とのIBDコンソシアムがさらに強固な協力体制となった点、ヒトへの応用を目指す、平成25年度へ大きな進展として評価されると考える。現在、ヒト遺伝子ベクターの構築はほぼ完成しており、平成25年度へ向けた準備は整っているものと考える。さらに、本グループは世界屈指のIBDモデルを用いた評価体制は整っているので、平成25年度へむけた、モデル動物を用いた細胞療法も実現可能と考えている。マウス腸炎モデル用いた腸炎惹起性記憶細胞のコンバート;平成24年度はマウスでのin vitroで検証に成功し、本年度はin vovでの実証を推進する。1)CD4+CD45RBhigh naïve T細胞をRAG-2-/-マウスへ移入し、IBDモデルを作製し、大腸炎浸潤CD4+ T細胞を単離する。本モデルの安定性に関しては、我々のグループは世界で最も多く報告しており十分に精通している(Gastroenterology 124: 410-421, 2003. J Immunol 171: 708-716, 2003. J Immunol 171: 4156-4163, 2003.)。2)Foxp3-lentiverusによる腸炎惹起性CD4+ T細胞へのトランスフェクト条件の検討と効率の検討。3)トランスフェクト細胞の免疫抑制機能をin vitroで検討。4)トランスフェクト細胞の免疫抑制機能をin vivoで検討。ヒトIBD患者腸炎惹起性記憶C細胞のコンバート細胞の抑制能;1)Foxp3分子、RORgtまたはコントロール分子とGFP-tag分子挿入lentivirusベクターを作製する。2)Foxp3-lentiverusによるヒトIBD腸炎惹起性CD4+ T細胞へのトランスフェクト条件の検討と効率の検討。a)トランスフェクト細胞の内因性Foxp3分子、IL-10、TGF-b、CTLA-4、PD-L1分子の発現; b)トランスフェクト細胞のT細胞増殖抑制能;c)コントロールとFoxp3トランスフェクト細胞間でのマイクロアレ解析申請書計画案通り、動物(マウス)購入費、DNA解析消耗品、免疫学的解析消耗品に充てるが、研究完成に当たり、若干の比率変更の可能性がある。また、成果に関しては国際一流紙への発表を考えており、掲載費に充当する予定である。
森林大気のオゾン反応性計測に基づく植物由来揮発性有機化合物の動態解析への挑戦

(目的)大気環境問題では、人間活動に伴う原因物質の効果的な放出対策が重要だが、自然起源物質の動態解明も対策の前提として重要である。微小な浮遊粒子状物質PM2.5の一部となる二次有機エアロゾルSOAや光化学オキシダントOxは健康影響や気候変動にて問題となるが、その生成前駆体として働く揮発性有機化合物VOCsのうち、植物から放出される生物起源VOCs(BVOCs)は特に注目されている。個別成分測定では種類が膨大なBVOCsの網羅は困難であるため、BVOCs総量を反応性も考慮しつつ数え落としなく包括測定することが有望視されている。本研究は、独自のオゾン反応性測定装置(RO3計)を発展させ、実際の森林大気観測に基づくBVOCs挙動把握に世界で初めて挑戦した。(計画)(1)RO3計の改良、(2)狭山丘陵での森林大気集中観測、(3)RO3観測に基づくBVOCs支配要因の検討、(4)関連事項、の各課題に挑戦した。(成果)(1)RO3計を構成する各要素について改良を施し、測定性能の向上と測定サイクル等の改善を実現した。(2)早稲田大学所沢キャンパスにて延べ37日のRO3観測を実施した。その結果、外気試料について有意なRO3値を世界で初めて捕捉した。特に夏季日中の高温時にRO3値の上昇が顕著であった。(3)VOCs個別成分の測定結果を考慮したところ、個別測定しないセスキテルペン類など未測定成分のRO3への寄与の重要性を実験的に初めて示した。温度や光量に対するRO3の依存性を調べたところ、RO3実測値は周辺の樹種のBVOCs放出特性(放出成分や温度・光量依存性)を反映したと考えられた。(4)試料捕集/RO3測定を試みた。本研究ではRO3計の実大気測定への実用化とBVOCs挙動把握の試みに成功した。BVOCsをRO3視点で網羅的に捉える方法論は、大気汚染問題において突破口となると期待される。(目的)大気環境問題では、人間活動に伴う原因物質の効果的な放出抑制が重要な課題である。同時に、自然起源物質の正しい動態解明や影響評価も、人為発生源対策の大前提として重要視される。植物から大気に放出される生物起源揮発性有機化合物BVOCsは、微小な浮遊粒子状物質PM2.5の一部となる二次有機エアロゾルSOAや、光化学オキシダントOxの生成前駆体として働く。PM2.5やOxは健康影響や気候変動にて問題となる。人為起源の大気汚染物質の対策には、森林放出BVOCsの把握が前提となる。従来の個別成分測定では、種類が膨大なBVOCsの網羅的把握は困難で、多様なBVOCsの総量を、反応性も考慮しつつ数え落としなく包括的に測定することが有望視されている。本研究は、独自に構築してきたオゾン反応性の包括計測装置RO3計を発展させ、実際の森林大気観測を世界で初めて試みて、BVOCsの挙動と支配要因の把握を目指す。(計画)そのために、(1) RO3計のさらなる改良、(2)狭山丘陵での森林大気集中観測、(3) RO3観測結果に基づくBVOCs支配要因の検討、の課題に挑戦する。(成果)当該年度には、各課題について次の成果を得た:(1)装置各部(オゾン計・オゾン発生装置・反応容器・周辺の配管等)について改良を施し、RO3計の感度と安定性の向上、およびオゾン濃度など外気要因の変動を補正する手順の改善、を実現した。(2)早稲田大学所沢キャンパス内で、2018年春までに数回(延べ10日)のRO3観測試験を実施した。その結果、外気試料について有意なRO3値の捕捉に世界で初めて成功した。(3)特に夏季日中の高温時にRO3値の上昇が見られ、BVOCsの植物からの放出量の温度依存性を反映したと考えられる。(理由)本研究は、大気試料にオゾンを添加する際のオゾン濃度の変化量を高精度にモニターすることで、揮発性有機化合物VOCsをオゾン反応性として包括的に評価する独自装置RO3計を活用して、森林大気における植物由来揮発性有機化合物BVOCの実情の把握・解明に貢献することを目指している。当該年度は、これまでに構築してきたRO3計の改良、およびそれを用いた森林大気観測の試みを実施し、植物由来BVOCsを初めて実際に捕捉することに成功し、BVOCs放出量の温度依存性を示唆するなど、おおむね順調に進展している。このことは、今後の研究遂行に十分に貢献すると期待される。ただし、本研究課題の採択が7月に決定した後、研究代表者と研究分担者の研究機関間での研究費移行手続きが12月にずれ込んだ事情もあり、研究分担者によるBVOCs個別成分分析は当該年度中の森林大気観測試験には間に合わず、当初計画以上には進展できなかった。なお、個別成分分析の事前準備のうち特に重要な点については春までにおおむねめどがついた。以上のことから、上記区分を選択した。

個別成分測定では種類が膨大なBVOCsの網羅は困難であるため、BVOCs総量を反応性も考慮しつつ数え落としなく包括測定することが有望視されている。本研究は、独自のオゾン反応性測定装置(RO3計)を発展させ、実際の森林大気観測に基づくBVOCs挙動把握に世界で初めて挑戦した。(計画)(1)RO3計の改良、(2)狭山丘陵での森林大気集中観測、(3)RO3観測に基づくBVOCs支配要因の検討、(4)関連事項、の各課題に挑戦した。(成果)(1)RO3計を構成する各要素について改良を施し、測定性能の向上と測定サイクル等の改善を実現した。(2)早稲田大学所沢キャンパスにて延べ37日のRO3観測を実施した。その結果、外気試料について有意なRO3値を世界で初めて捕捉した。特に夏季日中の高温時にRO3値の上昇が顕著であった。(3)VOCs個別成分の測定結果を考慮したところ、個別測定しないセスキテルペン類など未測定成分のRO3への寄与の重要性を実験的に初めて示した。温度や光量に対するRO3の依存性を調べたところ、RO3実測値は周辺の樹種のBVOCs放出特性(放出成分や温度・光量依存性)を反映したと考えられた。(4)試料捕集/RO3測定を試みた。本研究ではRO3計の実大気測定への実用化とBVOCs挙動把握の試みに成功した。BVOCsをRO3視点で網羅的に捉える方法論は、大気汚染問題において突破口となると期待される。当初計画にしたがって、今年度までに改良したRO3計を活用し、研究計画の各課題について、以下を推進する方針である:(1) RO3計の特性に関する基礎実験データを随時蓄積する。また、観測状況を考慮して必要に応じてさらなる改良を施す。(2)狭山丘陵における森林大気観測を随時実施し、観測事例を蓄積する。特に、キャニスター捕集によるBVOCs個別成分分析を同時に実施し、捕捉されるRO3値の内訳について検証できるようにする。(3)蓄積される観測結果に基づいて、RO3の支配要因や特性についての検証を進める。以上を含めて、本研究にて得られる成果は、国内学会および国際学会において発表し、本研究の独創性を内外にアピールして、今後のさらなる発展につなげる。当初は今年度に準備を完了し観測試験への活用を試みる予定であったキャニスター捕集による個別成分分析や、そのほか各項目に関連する用品・消耗品等については、別記(*)の事情に伴い、一部は次年度の早い時期に(遅くとも夏季集中観測までには)調達するようにする。当初計画に示した通り、本研究では次年度夏季の集中観測を最重要視しており、今後は特にそこに研究資源を集中する。(*)本研究課題の採択が7月に決定した後、研究代表者と研究分担者の研究機関間での研究費移行手続きが12月にずれ込んだ事情もあり、研究分担者によるBVOCs個別成分分析は初年度中の森林大気観測試験には間に合わなかった。
イネ冷害におけるエピジェネティックな制御機構の解明

イネの低温障害(冷害)は、地球規模での温暖化とそれに伴う異常気象の影響により、今尚発生リスクが懸念されるが、その本質的なメカニズム解明には至っていない。本研究では、イネの冷害にみられる大規模な遺伝子発現の制御や温度メモリー効果の実体が、エピジェネティックなゲノム変化に起因するという作業仮設を検証することを目的としている。遺伝子発現のエピジェネティック制御には、ヒストンのアセチル化やメチル化などの翻訳後修飾が関わっている。そこで本年度は、イネ遺伝子発現データベースに含まれる遺伝子の中から、ヒストン修飾に関わる酵素をコードすると考えられる87遺伝子に関して、各種ストレス処理による遺伝子発現量変化を比較解析した。その結果、今後の解析対象として32個の遺伝子を選抜した。それぞれの遺伝子に特異的なプライマーを作製し、全てのプライマーが機能することを確認した。また、栄養成長期の低水温は穂ばらみ期の耐冷性に影響するというエピジェネティック効果の再現性を確認した。さらに、栄養成長期間の成長点ならびに冷害危険期の幼穂をサンプリングする方法を検討し、確立した。さらに、イネの葉と幼穂からのクロマチン調整法について詳細を検討し、転写活性化に働くヒストン修飾であるH3K4me3、および転写抑制に働くヒストン修飾であるH3K27me3に特異的な抗体を用いたクロマチン免疫沈降によるデータ取得が可能となった。またデータ解析のパイプラインを作成した。イネ遺伝子発現データベースであるRice Expression Profile Database(RiceXPro)とTranscriptome Encyclopedia of Rice (TENOR)から、ヒストン修飾に関わると考えられる87遺伝子を選抜した。データベースには、ニホンバレ実生に対する各種ストレス処理による遺伝子発現量変化に関する情報が含まれるため、ストレスの中でも4°C低温処理、また低温と乾燥ストレスへの関与が知られる植物ホルモンであるアブシジン酸処理に関するデータを抜き出し、比較解析を行った。その結果、解析対象として32個の遺伝子を選抜し、特異的なプライマーを作製した。ニホンバレcDNAを鋳型としたPCRを行い、全てのプライマーが機能することを確認した。さらに、栄養成長期間の成長点ならびに冷害危険期の幼穂をサンプリングするため、採取時期また方法を岩手県盛岡市の野外自然日長条件にて検討した。その結果、イネ品種「ササニシキ」において、栄養成長期に20°Cまたは27°Cの水温処理を行ったところ、栄養成長から生殖成長への転換である幼穂形成が、20°Cでは移植後55日目、27°Cでは48日目となった。幼穂サンプリング時期は、穎花長が減数分裂期に相当する35mmであることを条件とし、対照条件では幼穂形成後18日目、冷害処理条件(19°C)では2433日目が有効であることを明らかにした。さらに、イネの葉と幼穂からのクロマチン調整法について詳細を検討した。その結果、転写活性化に働くヒストン修飾であるH3K4me3、および転写抑制に働くヒストン修飾であるH3K27me3に特異的な抗体を用いたクロマチン免疫沈降によるデータ取得が可能となった。本研究では、イネ幼穂ならびに各ステージの葯、また栄養成長期の茎頂分裂組織、根端分裂組織などを用い、栄養成長期ならびに生殖成長期の低温が、花粉母細胞や葯壁タペート細胞、また分裂組織のゲノム遺伝子にエピジェネティックな変化を与えるか、耐冷性の違いと相関があるかを解析する。さらにはヒストン脱アセチル化酵素やヒストン脱メチル化酵素などのヒストン修飾酵素の発現量に低温が及ぼす影響を解析する計画である。本年度は、イネの発現データベースを用い、ヒストン修飾酵素をコードする遺伝子32種を選抜し、遺伝子特異的なプライマーを作製した。そこで今後はこれらのプライマーを用い、「ササニシキ(耐冷性極弱)」「ひとめぼれ(耐冷性極強)」において、低温処理がヒストン修飾酵素の遺伝子発現量に及ぼす影響を解析する。また本年度は、栄養成長期や生殖成長期に低温処理したイネを用い、成長点ならびに幼穂のサンプリングの部位や時期などその方法を確立した。そこで今後は、その手法を用いて得たサンプルを用い、エピジェネティックな変化の要因について解析を進める。さらに、エピジェネティックな効果をジェネティックに評価するための基礎として、栄養成長期のメモリー効果の品種間差を評価する。さらに本年度、イネの葉と幼穂からのクロマチン調整法について詳細を検討し、H3K4me3およびH3K27me3抗体を用いたクロマチン免疫沈降によるデータ取得を可能とするとともに、データ解析のパイプラインを作成した。そこで今後はこの手法を用いて、耐冷性が対照的な品種を用いて、幼苗期の温度環境がH3K4me3およびH3K27me3にあたえる変化について、ChIP-Seqによりゲノムワイドに解析する。

そこで本年度は、イネ遺伝子発現データベースに含まれる遺伝子の中から、ヒストン修飾に関わる酵素をコードすると考えられる87遺伝子に関して、各種ストレス処理による遺伝子発現量変化を比較解析した。その結果、今後の解析対象として32個の遺伝子を選抜した。それぞれの遺伝子に特異的なプライマーを作製し、全てのプライマーが機能することを確認した。また、栄養成長期の低水温は穂ばらみ期の耐冷性に影響するというエピジェネティック効果の再現性を確認した。さらに、栄養成長期間の成長点ならびに冷害危険期の幼穂をサンプリングする方法を検討し、確立した。さらに、イネの葉と幼穂からのクロマチン調整法について詳細を検討し、転写活性化に働くヒストン修飾であるH3K4me3、および転写抑制に働くヒストン修飾であるH3K27me3に特異的な抗体を用いたクロマチン免疫沈降によるデータ取得が可能となった。またデータ解析のパイプラインを作成した。イネ遺伝子発現データベースであるRice Expression Profile Database(RiceXPro)とTranscriptome Encyclopedia of Rice (TENOR)から、ヒストン修飾に関わると考えられる87遺伝子を選抜した。データベースには、ニホンバレ実生に対する各種ストレス処理による遺伝子発現量変化に関する情報が含まれるため、ストレスの中でも4°C低温処理、また低温と乾燥ストレスへの関与が知られる植物ホルモンであるアブシジン酸処理に関するデータを抜き出し、比較解析を行った。その結果、解析対象として32個の遺伝子を選抜し、特異的なプライマーを作製した。ニホンバレcDNAを鋳型としたPCRを行い、全てのプライマーが機能することを確認した。さらに、栄養成長期間の成長点ならびに冷害危険期の幼穂をサンプリングするため、採取時期また方法を岩手県盛岡市の野外自然日長条件にて検討した。その結果、イネ品種「ササニシキ」において、栄養成長期に20°Cまたは27°Cの水温処理を行ったところ、栄養成長から生殖成長への転換である幼穂形成が、20°Cでは移植後55日目、27°Cでは48日目となった。幼穂サンプリング時期は、穎花長が減数分裂期に相当する35mmであることを条件とし、対照条件では幼穂形成後18日目、冷害処理条件(19°C)では2433日目が有効であることを明らかにした。さらに、イネの葉と幼穂からのクロマチン調整法について詳細を検討した。その結果、転写活性化に働くヒストン修飾であるH3K4me3、および転写抑制に働くヒストン修飾であるH3K27me3に特異的な抗体を用いたクロマチン免疫沈降によるデータ取得が可能となった。本研究では、イネ幼穂ならびに各ステージの葯、また栄養成長期の茎頂分裂組織、根端分裂組織などを用い、栄養成長期ならびに生殖成長期の低温が、花粉母細胞や葯壁タペート細胞、また分裂組織のゲノム遺伝子にエピジェネティックな変化を与えるか、耐冷性の違いと相関があるかを解析する。さらにはヒストン脱アセチル化酵素やヒストン脱
高年齢者の作業行動特性について(課題の種類による対応行動の違いに注目して)

加齢と作業能力との関係について考えるため、課題としてワープロ作業を念頭においたキーボードからの入力作業を設定した。具体的には、入力課題をできるだけ速く自由に入力させる場合(条件1)と、ブラインドタッチによる正しい指使いに規制する場合(条件2)を設定し、高年齢者にとって、比較的なじみの薄い課題と考えられるこのキ-入力作業遂行行動と、これまで続けてきた組立作業における行動とを比較することから、高年齢者の行動特性を明らかにした。被験者として、数は少ないものの、60歳台、70歳台に加えて、学生被験者、中年齢被験者も用いて作業行動に与える加齢の影響を検討した。その結果、条件2に関しては、課題遂行による到達技能レベルに、群間できわめて大きな違いがみられたと同時に、習熟プロセスや入力時間では高年齢群で大きな個人差がみられた。その個人差は、各指の動作所要時間、入力文字の確認時間や、キ-入力動作を始めるまでの時間の長さに特に大きくあらわれた。しかし、条件1では、各群間で入力数に違いはみられたものの、条件2ほどの大きな差は生じななかった。今回は、11人の被験者を用いて実験を行い、作業行動の比較を試みたが、複数台のビデオデッキとAVセレクターを組み合わせて用いることによって作業動作を効率的にVTRに編集・収録でき、また、作業経過や入力ミス、入力所要時間の分析に学生アルバイトを使うことができたため、現有や実験設備の不十分な点を実験補助者でカバーすることができた。今後、被験者数を増やすこと、新たな課題による実験を追加すること等により、さらなる成果が期待できそうである。
中央ヨーロッパの木造架構における棟持柱構造の原形と変容に関する形態史的研究

本研究は、中央ヨーロッパの棟持柱構造を形態史的観点から探求した結果、日本と中央ヨーロッパとのあいだに、木造架構の原形と変容に関するたかい類似性がみとめられることをみとおした。とりわけ、本研究が調査したフィールドである、南ドイツ、スイス、オーストリア、北イタリアで、そうであった。まず、原形を、考古学的発掘遺構と岩壁線画と建築遺構から把握した。つぎに、原形をふまえて、その後の変容を、ドイツ語圏での既往研究から把握した。本研究の成果は、棟持柱構造が建築形態の生成元と位置づけることができる、という予想である。この予想は、ひろくユーラシア大陸にあてはまるものであり、今後、アジアを検証するうえでの見通しになる。本研究の最大の成果は、ユーラシア大陸へ、棟持柱構造を祖形とする観点があてはまる、という確実な予想をえたことにある。(1)本研究は、木造架構における棟持柱構造の原形と変容を形態史的な観点から考察するものである。これまでの日本の知見を踏まえた上で、中央ヨーロッパとの差異を抽出しつつ、中央ヨーロッパの原形と変容を木造架構における棟持柱構造について、明らかにすることを目的とする。(2)中央ヨーロッパの事例を収集するために、建築遺構、考古学的発掘資料、絵画資料、文献資料を渉猟する。(3)また、中央ヨーロッパの事例を収集するために、南ドイツ、オーストリア、北イタリア、スイス、フランスといった地域のフィールド調査を実施する。ドイツ南部を扱った本年度調査は、『中世後期から近世に至る掘立棟持柱構造からの展開過程に関する形態史的研究』(2001-3年度、基盤C2、代表・土本)で行った2001年12月実施調査を受ける。前回はドイツとスイスとオーストリアを扱ったが、今回はエスリンゲンを拠点としてドイツ南部を扱った。拠点に近い野外博物館Freilichtmuseunとエスリンゲンなどの都市で棟持柱構造を調査した。他方、ファッハヴェルクバウFachwerkbauを中心域に多く遺すエスリンゲンを調査した。現地建築家レーンネルト氏W.Lehnertの紹介をうけ、現地研究者ギョアM.Geor博士から町中で直に教示をうけた。ファッハヴェルクバウは、ゲショスバウGeschossbauとストックバウStockbauに大別される。ゲショスバウで棟持柱構造を指す文献(例えば、Karin Lissner・Wolfgang Rug, Holzbausanierung,2000)があるが、ゲショスGeschossは複数の階にわたって通し柱であることをギョア博士からの説明で会得した。つまり、二階の下部から三階の上部にわたって通っている一本柱をゲショスGeschossとよぶとの見通しを得た。これは大場修氏のいう通柱型に近いといえる。他方、棟持柱構造を直に指す語は複数あって、現在、その整理を進めている。なお、文献から得た貴重な視点として、切妻壁をさすギーベルGiebelとフォークをさすガーベルGabelがさかのぼれば同根であるとの指摘(A.Zippelius, Vormittelalterliche Zimmerungstechnik in Mitteleuropa, Rheinisches Jahrbuch fur Volkskunde 5(7),7-52,1954)がある。これは、妻壁に股木が棟持柱である姿を示す。この姿は、中央ヨーロッパの木造架構の一つの原形といえよう。イタリアを扱った本年度は『中世後期から近世に至る掘立棟持柱構造からの展開過程に関する形態史的研究』(2001-3年度、基盤C2、代表・土本)で2001年12月に先行実施した調査地域に含まれていなかった。木造の棟持柱構造は、その建築遺構が、ドイツ、スイス、オーストリアといったアルプス以北、あるいは東ヨーロッパに遺る。他方、アルプスより南の地域では、早い時期に木造から組積造に移行したため、木造架構の遺構が少ない。しかし、イタリアでは、組積造へ移行するものの、小屋組に木造を遺す事例が多く、逆にすべてを組積造とする建造物はかなりの記念碑である。今回、まず、イタリア北東部に位置するValcamonica渓谷に向かい、岩壁線画が群として世界遺産として保護されているCapodiponteを調査した。棟持柱構造を示す数々の岩壁線画は目をみはるものがある。岩壁線画のほか、建築遺構を把握するため、Milano、Padova、Vicenza、Veneziaといった北部のほか、Firenze、Luccaといった中部の建築遺構を実地調査した。

小屋組を木造とする建築遺構は、架構が棟持柱構造ではなく、その小屋組が棟束をもつ扠首組であった。この小屋組はトラス構造である。しかし、二等辺三角形のトラスの中心に垂れるKing-post(棟束)は、下辺の水平材(梁)に載らずにそれに接しているだけで、下辺の水平材に対して下方にも上方にも力を伝え得る。このKing-post(棟束)は、『中世後期から近世に至る掘立棟持柱構造からの展開過程に関する形態史的研究』にて日本の木造建築に即して論証したように、棟持柱の下部が切り取られた結果の姿である可能性が高い。この仮説が正しければ、イタリアの木造建築の小屋組に見られるKing-post(棟束)は、日本の木造建築と同様に、棟持柱を祖形している。棟持柱構造を示す数々の岩壁線画と併せて、このKing-post(棟束)を分析するならば、なお一層、この仮説が有力である。今後、考古学的資料と石造の建築建築を含めた広い視野にて、棟持柱構造の原形と変容を考察する必要がある。スイスを扱った本年度は、『中世後期から近世に至る掘立棟持柱構造からの展開過程に関する形態史的研究』(2001-3年度、基盤C2、代表・土本)で2001年12月に先行実施した調査地域に含まれていなかった。木造の棟持柱構造は、その建築遺構が、ドイツ、スイス、オーストリアといったアルプス以北、あるいは東ヨーロッパに遺る。他方、アルプスより南の地域では、早い時期に木造から組積造に移行したため、木造架構の遺構が少ない。しかし、この地域では、組積造へ移行するものの、小屋組に木造を遺す事例が多く、逆にすべてを組積造とする建造物はかなりの記念碑である。今回、スイスを扱う上で、まずスイス南部のグラウビュンデン地方に向かい、棟持柱構造を持つ木造を調査した。調査の結果、この地域には、棟持柱構造がほとんど遺存していないことが把握されたが、木造の伝統的な民家に関して目を見張るものがあった。その後、棟森柱構造を確認するために、バーレンベルグの屋外博物館Freilichtmuseum Ballenbergに向かい、二日間にわたって、棟持柱構造に関する詳細な調査を実施した。この野外博物館はスイス全域の古民家が移築保存されており、全体が厳密に整理され、個々にわたる詳細に解説がある。棟持柱構造を持つ民家と確認できた事例は、もっぱらスイスの北東部に遺存していた民家であった。この民家は、寄棟茅葺の巨大な屋根をすこぶる長い棟持柱が支えるといった構造であった。この構造は、南ドイツを調査した際に実見したシュバルツバルト地方の民家に類似していると仮定された。日本にもこの種の構造がまったくなかったわけではないが、民家の一類型として定着するには至っておらず、日本と中央ヨーロッパの差異が示された。以上の実地調査の他、文献調査を実施し、スイスに遺存する棟持柱構造の民家に関する実証的な蓄積を渉猟した。最終年度である平成21年(2009)度は、中央ヨーロッパの棟持柱構造と日本の棟持柱構造との比較を行った。そもそも、中央ヨーロッパを対象とした本研究は、平成1315年(2001-2003)度科学研究費補助金(基盤研究C(2))研究『中世後期から近世に至る掘立棟持柱構造からの展開過程に関する形態史的研究』(研究代表者・土本俊和)を承けたものであった。
異なる三手法を適用した二オブおよびタンタルシリサイドの標準生成自由エネルギー測定

本研究では起電力法、化学平衡法ならびにクヌーゼン流出法により、ニオブおよびタンタルのシリサイドの標準生成自由エネルギーを実測することを当初目的とした。起電力法:溶融リチウムケイ酸塩電解質を用いたシリコン濃淡電池をニオブーシリコン系に適用したところ、シリコンポテンシャルの実測に成功し所期の目的を達成した。タンタルーシリコン系については電解質構成成分と五酸化二タンタルが中間化合物を形成するため、所期の平衡関係が保たれないことが明らかになった。化学平衡法:銀-シリコン合金と金属-シリコン2成分系の2固相間のシリコン分配平衡実験を行なったが、平衡の到達に相当な時間を要し、実験手法として現実性に課題があると判断された。クヌーゼン流出法:特に起電力法で標準生成自由エネルギーが得られていないタンタル-シリコン系を主たる対象として実測を試みたが、装置上のトラブルから安定な蒸気圧が得られなかった。研究計画遂行の初期段階において溶融リチウムケイ酸塩電解質を用いた起電力法について、その実験手法としての有効性が確認されたため、研究の目標に若干の修正を加えて、同実験手法をニオブ、タンタルと同様に耐熱性金属として広く利用されているモリブデンまたはタングステンとシリコンとの2成分系に発展的に適用することとした。これらの測定対象系についても成功裏に起電力測定を完了した。以上の実験結果として、2つのニオブシリサイド、2つのタングステンシリサイドおよび3つのモリブデンシリサイドの標準生成自由エネルギーの実測値を得た。さらに、得られた値に第3法則法を適用して、これらのシリサイドの298Kにおける標準生成エンタルピーを得た。本研究課題名に題記の3実験手法とは起電力法、化学平衡法、および、クヌーゼンセル流出法である。本年度の研究遂行実績は以下のように列記できる。1.起電力法によるニオブシリサイドの標準生成自由エネルギー:主として電気的接触を改善するため、種々の電極性状や電解質(珪酸リチウム)組成を実験的に検討し、その結果所期の目的である実測に成功した。また、得られた情報を自由エネルギー関数の文献値と組み合わせ298Kにおける標準生成エンタルピーを得た。なお、これらの成果を公表するべく、現在、J. of Electrochem. Soc.に投稿中である。2.起電力法によるタンタルシリサイドの標準生成自由エネルギー:ニオブ系と同様の手法で実測を試みたところ、タンタルの含有量の多いシリサイドが関与する電池において、タンタル酸リチウムの形成によると推定される異常現象が認められた。現在、電極および電解質の性状の改良と化学平衡法による測定を検討している。3.起電力法によるタングステンシリサイドの標準生成自由エネルギー:所期の目的とは若干外れるが、ニオブ系で確立した測定手法を応用し、他の高温耐熱金属であるタングステンのシリサイドを対象に実測を試みた。若干の新たな問題点を確認しているが、ほぼ成功裏に測定を継続している。なお、1から3の成果については平成15年5月開催予定の国際学会HTMC-XIにおいて公表予定である。4.ニオブ、タンタル、タングステンシリサイドの298Kにおける標準生成エンタルピー:海外共同研究者側の都合でクヌーゼンセル流出法による標準生成自由エネルギー測定に先立ち、合成熱分析法のよる298Kにおける標準生成エンタルピー測定を行った。なお、この結果についても上記HTMC-XIにおいて公表予定である本研究課題名にある3実験手法とは起電力法、化学平衡法、および、クヌーゼンセル流出法である。1.起電力法によるニオブシリサイドの標準生成自由エネルギーの測定結果ならびにその熱力学的検討結果をJ.Electrochem.Soc.に論文公表した。