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日本列島における出現期の甑の故地に関する基礎的研究

本研究は、朝鮮半島の甑の地域性を基に、日本列島の甑の系譜、さらにはそれを齎した渡来人の故地を解明することを目的とし、おもに以下の点を明らかにした。1)日本列島内で朝鮮半島系甑がもっとも多いのは中河内と和泉北部(陶邑とその周辺)である。2)甑の系譜で圧倒的に多いのは全羅道など半島南西部のものであるが、集落内では京畿道や慶尚道の系譜のものもあり、多様な出身地の渡来人が共存したことを示す。3)畿内が全羅道、すなわち百済・馬韓を中心とする地域が多いのに対し、岡山県では慶尚道、すなわち加耶や新羅に系譜が求められる甑が多い。これは畿内以外の地域も独自の対朝鮮半島交渉が可能であったことを示唆する。本研究は、朝鮮半島三国時代の甑の地域性を整理することを通じて、日本列島各地での出現期(古墳時代中期)の甑の故地を明らかにし、具体的な地域間交流を解明することを目的とする。甑は朝鮮半島からの渡来文化の影響で成立し、定着する器種である。また、朝鮮半島の甑は各地でそれぞれの特徴を有しているため、出現期の甑を朝鮮半島と対比することによって、具体的に朝鮮半島のどの地域と交流があったかということを絞り込むことができる。3年計画の1年目に当たる2013年度に計画していた資料調査についてはおおむね予定通りに行うことができた。韓国での資料調査については、全羅南道・全羅北道出土の甑の調査を実施した。この地域は平底の甑で、日本列島の出現期の甑に影響を与えた地域と考えている。甑を採用する際にどこまで故地の技法が踏襲されているかということを比較するための細かい情報まで確認することができた。日本国内については、大阪府・奈良県の古墳時代の甑の調査を実施し、全羅道や忠清南道に系譜が求められる平底の甑が多いことを確認した一方で、八尾市や御所市に慶尚道に系譜が求められる丸底の甑が存在することを確認した。また、研究視点を定めるために、「甑の観察点ー長原遺跡で出土した古墳時代中期の資料の検討を基にー」(『大阪歴史博物館研究紀要』第12号、2014年2月)を執筆した。ここでは甑の中で、土師器に継承されない属性を見出すことによって、朝鮮半島的な要素の抽出を試み、1格子・縄文・縦位平行文といったタタキメ、2把手下面の刺突穴、3把手の挿入方法、4把手の位置に施される沈線などの表示、が重要な要素であると判断した。これらは従来指摘されていた底部形態や蒸気孔の大きさ・配置と並んで、初期の甑の特徴を示す要素であるものの、報告では見落とされがちであったので、今後とも研究活動を通じて、注意を促していきたい。本研究は、朝鮮半島三国時代の甑の地域性を把握することを通じて、日本列島各地で出土する甑の故地を明らかにし、具体的な地域間交流を解明することを目的とする。甑は、元々日本列島にはなかったため、渡来文化を代表する土器ということができるとともに、導入当初の甑は朝鮮半島の甑の作り方をそのまま真似るということで作り上げており、それゆえに故地の特徴をよく留めている。よって、甑を朝鮮半島と対比することによって、具体的に朝鮮半島のどの地域と交流があったかということを絞り込むことができる。3年計画の2年目に当たる2014年度に計画していた資料調査についてはおおむね予定通りに行うことができた。韓国での資料調査については忠清南道・忠清北道、慶尚北道出土の甑やその共伴資料の調査を実施した。大阪など近畿地方での調査では、集落遺跡で出土する酸化焔焼成の甑の調査を進めるとともに、陶邑古窯址群出土の須恵器の甑との対比を進めた。さらに、福岡、岡山、島根、静岡で出土している甑の調査を行い、故地の検討を行った。研究発表では、「土師器甕を加工した甑ー渡来文化受容の一事例ー」(『大阪歴史博物館研究紀要』第13号、2015年2月)を執筆し、在来の土師器甕の底部に孔を穿ち、甑に改造している事例が存在することを紹介した。また、現在、2015年5月の日本考古学協会総会での発表(タイトル:甑から見た渡来人の故地)を準備している。研究成果の一般市民への還元については、大阪歴史博物館特集展示『なにわと朝鮮半島』の中で、長原遺跡や八尾南遺跡出土の甑を展示し、故地がわかるパネルを作成して、解説を行った。また、同館連続講座『弥生・古墳時代の日本列島と東アジア』の講師をつとめ、研究成果を含めた東アジア考古学について概説した。3年計画の最終年度に当たる2015年度については、計画していた資料調査については予定通りに行うことができた。韓国での資料調査は京畿道・江原道・慶尚南道・全羅南道出土の甑やその共伴資料の調査を実施した。さらに、福岡、佐賀、岡山など近畿以外の資料についても調査を進めて、近畿地方との対比を行った。

研究発表では、日本考古学協会総会にて「甑から見た渡来人の故地」を口頭発表し、本研究の骨子を示した。また、『大阪歴史博物館研究紀要』第14号にて「須恵器甑に見られる朝鮮半島系要素」を発表し、陶邑で作られる甑には土師器とは異なって6世紀になっても把手や蒸気孔の形態などに朝鮮半島的要素、特に百済的な要素が維持されていることから、継続的に朝鮮半島からの情報が入手されていた可能性があるとともに、一般的な集落遺跡で出土する土師器には見られない技法や蒸気孔が維持・採用されていることから、須恵器生産地の情報の閉鎖性についても指摘した。研究の総まとめとして、年度末に成果報告書を刊行し、日韓の研究者に配布した。この報告書では、朝鮮半島の甑の形態的特徴や製作技法を整理し、朝鮮半島各地の原三国三国時代の甑について集成的に整理したうえで、日本列島各地の甑の故地の傾向について検討した。その結果、全体的には全羅道(馬韓・百済)の甑に通じるものが圧倒的に多い一方で、文献などでは交流が多かったとされる慶尚南道東部(加耶)の甑は少ないことが分かった。また、近畿地方では全羅道系統の甑が多い一方で、岡山では全羅道系統の甑がなく、慶尚南道東部や慶尚北道(新羅・加耶)に通じる甑が複数個体あることは、地域によって朝鮮半島の交渉相手の傾向が異なる可能性があることを示した。本研究は、朝鮮半島の甑の地域性を基に、日本列島の甑の系譜、さらにはそれを齎した渡来人の故地を解明することを目的とし、おもに以下の点を明らかにした。1)日本列島内で朝鮮半島系甑がもっとも多いのは中河内と和泉北部(陶邑とその周辺)である。2)甑の系譜で圧倒的に多いのは全羅道など半島南西部のものであるが、集落内では京畿道や慶尚道の系譜のものもあり、多様な出身地の渡来人が共存したことを示す。3)畿内が全羅道、すなわち百済・馬韓を中心とする地域が多いのに対し、岡山県では慶尚道、すなわち加耶や新羅に系譜が求められる甑が多い。これは畿内以外の地域も独自の対朝鮮半島交渉が可能であったことを示唆する。韓国での資料調査(忠清道・慶尚北道)については、予定通り行うことができた。日本国内での資料調査についてはほぼ当初の予定通り進めることができたが、岡山での追加調査や、大分・佐賀での調査は計画中であるものの、年度内に実施することができなかった。最終年度刊行予定の報告書で掲載予定の資料集成について、日本国内および慶尚道・全羅道・忠清道の情報収集は十分にできたが、京畿道・江原道の情報収集がやや遅れ気味である。これは近年の韓国の発掘調査報告書が膨大であるため、慶尚道・全羅道・忠清道の情報収集に時間がかかったためである。これについては、資料収集を残存状況が良好な資料に絞ることによって、最終年度に遅れを取り戻すことにしたい。考古学近畿地方以外の国内資料調査については、愛知県、愛媛県、岡山県、佐賀県・大分県にて朝鮮半島系甑やその共伴資料の調査を行う予定である。近畿地方については、長原遺跡など中河内の甑についての整理を継続するとともに、新出資料についても適宜調査を進めることとする。韓国での資料調査については、研究計画を作成した当初は最終年度に京畿道・江原道を重点的に調査する予定であったが、研究を進めるにつれ、あらためて全羅道地域の甑が日本列島のものに強い影響を与えていることを認識した。このため、この地域での資料調査を加えて、進めることとする。本年度に刊行する予定の成果報告書では、日本列島出土の朝鮮半島系甑を集成するとともに、故地の手がかりとなる三国時代の各地の甑を集成した資料集を作成するよう準備を進めている。韓国の資料調査については、当初の予定通り、全羅南道・全羅北道にて実施することができた。また、国内調査については当初予定していた岡山県・島根県の資料調査については実施することができなかったが、次年度以降に予定していた福岡市内出土資料の調査をする機会に恵まれた。
超伝導量子干渉装置を用いた味覚受容の研究

口腔、咽頭、喉頭は摂食、発生、呼吸などの生命維持特に重要な機能をもっており、高齢化のすすむ現状ではこれらの機能の障害はQQL(Quality of Life)の低下に直結する。すかし口腔、咽頭、喉頭の知覚や味覚認知に関する知見は、聴覚や他の体性感覚の研究に比べ必ずしも充分でない。今回の研究ではコンピューターを用いた空気圧制御により口腔内の舌、中咽頭、下咽頭、喉頭入口部の数カ所をランダムな間隔と順序で刺激した。刺激に対する誘発反応を加算平均し、反応部位を解析することにより、口腔、中咽頭、下咽頭、喉頭の知覚の認知がどこで、いつ成立しているかを解析した。同様に空気圧を用いて味覚刺激溶液を口腔に供給し誘発磁気反応も記録した。今回ヒトの顔面、口唇、頬粘膜、舌、咽頭、喉頭に加えた知覚刺激に対する誘発磁気反応を体性感覚野(エリア3)を中心とした左大脳半球でSQUIDを用いて記録し活動部位を解析した。この手法により口腔知覚が大脳中心溝下部の顔面および口唇の感覚野より前下方の弁蓋部に分布していることが初めて明らかになった。また味覚誘発磁気反応の位置は同様に大脳弁蓋部から島にかけて存在した。超電導量子干渉装置(SQUID、Super-conductive Quantum Interference Device)により、中枢神経活動に伴って発生する微弱な磁気を非侵襲的に記録し、中枢神経活動の部位をミリ単位で同定することができる。今回の研究では、前回作成した刺激制御装置を更新し、SQUIDを用いて味覚および口腔咽頭知覚刺激に対する誘発磁気反応を解析し、口腔知覚および味覚中枢の認知機構を解析することを目的とした。本年度は、コンピューターによる空気圧制御を用いて舌をはじめとする口腔内に味覚および口腔知覚刺激を加える装置を開発した。この装置では、パーソナルコンピューターの制御により、任意の圧力の空気圧を任意の間隔で供給した。ソフトウェアはTruboC++を用いて開発した。この空気圧を用いて、味覚刺激溶液供給弁および切り替え弁を駆動し、口腔内に味覚溶液を供給した。また、同様な空気圧を口腔、咽頭、喉頭領域の粘膜に直接噴霧し、判別製の高い知覚刺激とした。新しい刺激装置により、安定して口腔内に味覚溶液を供給できるようになった。味覚刺激に対する反応は、大脳弁蓋部から島部に同定された。同様に口腔、咽頭、喉頭領域の知覚刺激に対する感覚野が、中心溝下部から弁蓋部に同定された。現時点での解析は完成していないが、今後はこの手法によって、ヒトの口腔、咽頭、領域の味覚および知覚の大脳半球における機能マッピングを完成することを目標としている。正常被験者だけでなく、中枢の脳血管障害、変性疾患症例などにおいても同様の解析を行い、最終的には、味覚、嚥下、咀嚼といったヒトのQuality of lifeに直結する機能の侵襲的臨床検査法の確率を目指している。超電導量子干渉装置(SQUID,Super-conductibve Quantum Interference Device)により、中枢神経活動に伴って発生する微弱な磁気を非侵襲的に記録し、中枢神経活動の部位をミリ単位で同定することができる。本年度は、コンピューターによる空気圧制御を用いて舌をはじめとする口腔内に味覚及び口腔知覚刺激を加える装置を開発した。さらにシングルチューブから空気を噴出し、咽頭、喉頭領域の知覚刺激に対する感覚野を解析したところ中心溝下部から弁蓋部に同定された。この手法によって、ヒトの口腔、咽頭、領域の味覚および知覚の大脳半球における機能マッピングが完成した。正常被験者だけでなく、球麻痺においても同様の解析を行い、咽頭知覚の低下を明らかにした。これにより味覚、嚥下、咀嚼といったヒトのQuality of lifeに直結する機能の侵襲的臨床検査法とに実用の展望を得ることができた。

口腔、咽頭、喉頭は摂食、発生、呼吸などの生命維持に重要な機能をもっており、高齢化のすすむ現状ではこれらの機能の障害はQOL(Quality of Life)の低下に直結する。しかし口腔、咽頭、喉頭の知覚や味覚認知に関する知見は、聴覚や他の体性感覚の研究に比べ必ずしも充分でない。今回の研究ではコンピューターを用いた空気圧制御により口腔内の舌、中咽頭、下咽頭、喉頭入口部の数ヵ所をランダムな間隔と順序で刺激した。刺激に対する誘発反応を加算平均し、反応部位を解析することにより、口腔、中咽頭、下咽頭、喉頭の知覚の認知がどこで、いつ成立しているかを解析した。同様に空気圧を用いて味覚刺激溶液を口腔に供給し誘発磁気反応も記録した。今回ヒトの顔面、口唇、頬粘膜、舌、咽頭、喉頭に加えた知覚刺激に対する誘発磁気反応を体性感覚野(エリア3)を中心とした左大脳半球でSQUIDを用いて記録し活動部位を解析した。この手法により口腔知覚が大脳中心溝下部の顔面およびロ唇の感覚野より前下方の弁蓋部に分布していることが初めて明らかになった。また味覚誘発磁気反応の位置は同様に大脳弁蓋部から島にかけて存在した。
気管支喘息における遺伝子多型の研究-高親和性Ige受容体を介するシグナル伝達に関与する機能分子について

はじめに方法ヒト全血よりデキストラン・グルコース法で白血球を分離し、ここからQIAGEN社のRNeasy Total RNA kitによりtotal RNAを精製した。FcεRIβ、γ鎖に特有の合成プライマーを用いて逆転写酵素によりそれぞれのcDNAを得た。これらをテンプレートに、PCRでTAMを含む領域を増幅し、検体を一本鎖としてpolyacrlamide gel上で電気泳動することで遺伝的polymorphismを解析した。結論喘息患者10名、健常者5名についてFcεRIβ、γ鎖の遺伝的polymorphismを検討したが、両鎖について移動度の変化を伴う例は得られなかった。さらに検討を進める必要があるが、少なくともTAM領域が全く健常者と異ならない喘息患者が一般的に存在することが判明した。
都市大気汚染ガス分布測定用スキャニングライダーの開発

本研究では、小型で扱いの容易な、大気汚染ガス(オゾン、二酸化窒素、二酸化硫黄等)濃度の空間分布を連続的に測定するスキャニング型の差分吸収ライダー(DIAL)を開発し、最終的に特に都市域でのこれら大気汚染ガス濃度の空間分布の観測を行い、その構造を明らかにし、発生源の特定や日変化、汚染の拡散状況の解明を行うことを目的とした。本研究期間中は主にライダーシステムの開発を行った。得られた成果を要約すると以下の通りである。(1)主に二酸化硫黄(SO2)及びオゾン測定のためにNd : YAGレーザー励起色素レーザーに光学結晶を組合せ第二高調波を発生させ、紫外光を発生させるレーザーシステムの開発を行い、波長計、エタロンを用いて波長及びスペクトル線幅の測定に成功した。(2)主に二酸化窒素(NO2)測定のために、色素レーザーに比べてメンテナンスの容易な固体レーザーであるNd : YAGレーザー励起チタンサファイアレーザーに光学結晶を組合せ第二高調波を発生させ、可視光を発生させるレーザーシステムの開発を行い、波長計、エタロンを用いて波長及びスペクトル線幅の測定に成功した。(3)レーザービーム及び受信視野をスキャニングする方式を検討した結果、ミラー方式を採用しその設計、製作を行った。(4)差分吸収ライダーの測定精度、最適な波長組合せについてコンピュータシミュレーションを行った。(5)スキャニング方式ライダーのデータ処理方法に関して、コンピュータシミュレーションによる検討を行い、処理アルゴリズムを確立した。本研究では、小型で扱いの容易な、大気汚染ガス(オゾン、二酸化窒素、二酸化硫黄等)濃度の空間分布を連続的に測定するスキャニング型の差分吸収ライダー(DIAL)を開発し、特に都市域でのこれら大気汚染ガス濃度の空間分布の観測を行い、その構造を明らかにし、発生源の特定や日変化、汚染の拡散状況の解明を行うことを目的とする。今年度は、スキャニングライダー開発を中心に以下のような研究を行い、成果を得た。(1)現有のNd : YAGレーザー励起小型色素レーザーに光学結晶を組合せ第二高調波を発生させ、紫外光を発生させるようレーザーシステムの調整を行い、波長計、エタロンを用いて波長及びスペクトル線幅の測定に成功した。(2)レーザービーム及び受信視野をスキャニングするための、ミラーの設計、製作を行った。(3)スキャニング方式ライダーのデータ処理方法に関して、コンピュータシミュレーションによる検討を行い、処理アルゴリズムを確立した。(4)差分吸収ライダーの測定精度についてコンピュータシミュレーションを行い、その最適な波長組合せを得た。本研究では、小型で扱いの容易な、大気汚染ガス(オゾン、二酸化窒素、二酸化硫黄等)濃度の空間分布を連続的に測定するスキャニング型の差分吸収ライダー(DIAL)を開発し、特に都市域でのこれら大気汚染ガス濃度の空間分布の観測を行い、その構造を明らかにし、発生源の特定や日変化、汚染の拡散状況の解明を行うことを最終目的とする。今年度は前年度のオゾンに引き続き、二酸化窒素を主なターゲットとしたスキャニングライダー開発を中心に以下のような研究を行い、成果を得た。(1)前年度に用いたNd:YAGレーザー励起小型色素レーザーに加えて、今年度は新たに、色素レーザーに比べてメンテナンスの容易な全固体型Nd:YAGレーザー励起チタンサファイアレーザーに光学結晶を組合せ第二高調波を発生させ、紫外から可視光を発生させるようレーザーシステムの調整を行い、波長計、エタロンを用いて波長及びスペクトル線幅の測定に成功した。(2)紫外光を用いたスキャニング方式ライダーのデータ処理方法に関して、コンピュータシミュレーションによる再検討を行い、処理アルゴリズムの改良を行った。(3)二酸化窒素差分吸収ライダーの測定精度についてコンピュータシミュレーションを行い、その最適な波長組合せを得た。(4)レーザーと受信システムを組み合わせ、2波長ライダー測定を行い差分吸収法により二酸化窒素の測定を試みた。
脳虚血耐性現象におけるエピジェネティクスを介した神経保護機序の解明

エピジェネティクスとは、クロマチンの化学的、構造的な修飾による遺伝子発現制御である。一方、非致死的な短時間の虚血負荷により誘導される虚血耐性現象には、多くの遺伝子発現変化が関与するとされるが、そのメカニズムは解明されていない。本研究では、虚血耐性獲得における遺伝子発現変化に対し、エピジェネティクスが果たす役割をラット虚血モデルで検討した。その結果、耐性獲得脳ではヒストン蛋白質のメチル化に変化を認め、apoptosis関連遺伝子や炎症反応関連遺伝子などの誘導が著明に抑制された。今後更なる検討を要するものの、虚血耐性獲得にエピジェネティクスが関与している可能性が示唆された。非致死的な短時間の虚血負荷は、引き続く致死的虚血負荷に対する耐性現象を誘導する。そのメカニズムはいまだ明らかとはなっていないが、多数の遺伝子発現変化が関与することが予想されている。一方、エピジェネティクスとは、クロマチンの化学的、構造的な修飾による遺伝子発現制御であり、その主なメカニズムはDNAのメチル化およびヒストン蛋白質の化学修飾より成り立っている。DNAのメチル化は、シトシンーグアニンの順に並んだ2塩基配列であるCpG配列上で、DNAメチル化酵素を介して起こるが、これは転写因子の結合阻害や転写不活性なクロマチン形成を生じ、遺伝子発現を強く抑制する。ヒストンの化学修飾(アセチル化、メチル化、リン酸化、ユビキチン化、ADPリボース化)の組み合わせも、転写活性などのゲノム動態を制御している。本研究の目的は、脳虚血耐性現象におけるこのエピジェネティクスの役割を検討することである。本年度までに施行した発現アレイ解析の結果より、虚血耐性獲得脳では致死的虚血脳と比べ、cell cycle関連遺伝子、apoptosis関連遺伝子、炎症反応関連遺伝子などの多くの遺伝子発現が著明に抑制されていることが解明された。本年度中にラット脳組織を対象としたクロマチン免疫沈降法の手法を確立しており、次年度はこの手技を用いて、虚血耐性脳における遺伝子発現変化がエピジェネティックな機序により生じているかどうかを検討する。また、虚血耐性獲得脳でのDNAメチル化やヒストン蛋白質の化学修飾の状態は、引き続きwestern blotting解析により検討を行う予定である。非致死的な短時間の虚血負荷は、引き続く致死的虚血負荷に対する耐性現象を誘導することが知られている。この虚血耐性現象のメカニズムはいまだ明らかとはなっていないが、多数の遺伝子発現変化が関与することが予想されている。DNAのメチル化はシトシンーグアニンの順に並んだ2塩基配列であるCpG配列上で、DNAメチル化酵素を介して起こるが、これは転写因子の結合阻害や転写不活性なクロマチン形成を生じ、遺伝子発現を強く抑制する。本年度は、虚血耐性獲得脳でのヒストン蛋白質の化学修飾の状態をwestern blot解析した。その結果、虚血耐性獲得脳では虚血後72-120時間後のH3K27のジメチル化が致死的虚血脳と比べ亢進している傾向を認め、これが遺伝子制御に関与している可能性が示唆された。本研究の目的は、脳虚血耐性現象におけるエピジェネティクスの役割を検討することである。エピジェネティクスのメカニズムは主にDNAのメチル化およびヒストン蛋白質の化学修飾から成り立っている。本年度は脳虚血耐性現象におけるDNAのメチル化およびヒストン蛋白質の化学修飾の状態を網羅的エピゲノムアレイ解析の手法を用いて検討した。脳虚血モデルにはラット一過性前脳虚血モデルを使用した。このモデルでは、3分間の非致死的虚血負荷では神経細胞死を生じないが、5分間の致死的虚血後3日目以降には、ほとんどの海馬CA1錐体細胞に遅発性細胞死が生じる。

しかし、preconditioningとして3分間の非致死的虚血を負荷し、48時間後に5分間の致死的虚血を負荷すると虚血に対する耐性が獲得され、約85%のCA1神経細胞が保護される。現在、本学環境遺伝医学講座との共同研究のもと、サンプルのアレイ解析を行っている。クロマチン免疫沈降法の手法確立に時間を要し、虚血耐性による遺伝子発現変化がエピジェネティクスな機序によるかどうかを前年度までに踏み込んで検討出来なかったため。網羅的エピゲノムアレイ解析に時間を要し、まとまった研究結果がいまだ得られていないため。致死的虚血脳および虚血耐性獲得脳サンプルのクロマチン免疫沈降を行い、虚血耐性による遺伝子発現変化にDNAのメチル化やヒストン蛋白質の化学修飾が関与しているかどうかを検討する。虚血耐性により変化するヒストン修飾パターンが発見された場合、ゲノムワイドなヒストン修飾アレイ解析を行う予定である。引き続きラット虚血耐性モデルサンプルでの網羅的エピゲノムアレイ解析を行う。アレイ解析で得られた結果は、バイサルファイトシーケンシング法などの他の解析手法でも確認する予定である。これら解析によりエピジェネティックな発現制御が予想された遺伝子に関しては、RT-PCR法を用い、実際の遺伝子発現変化を解析する予定である。クロマチン免疫沈降法の手技確立に時間を要し、これに必要な試薬代が未使用額となった。この未使用額と合わせ来年度請求額は、動物購入管理費、抗体購入費、アレイ解析費用などに使用する予定である。アレイ解析の進行が遅れたため、本年度の研究費の一部を次年度に使用する予定である。研究費は、動物購入管理費、アレイ解析費用、PCRのprimer購入などに使用する予定である。
血液凝固因子プロトロンビンSNPsの分子モデル構築による病態機能検索

リアルタイムPCR、蛍光ジェネティックアナライザー等最新の分子生物学の技術を駆使し、申請者独自のmRNAレベル、poly(A)tailingの位置等を定量する新システムを構築した。プロトロンビン遺伝子の転写終結シグナルは非典型的配列構造をとっているので、従来の概念で構築したミニ遺伝子の転写終結シグナルだけでは、十分に遺伝子転写を終結することが出来なかった。しかし、十分の数のイントロンミニ遺伝子に組込むことにより、効率的な遺伝子転写終結が可能になった。また多イントロンをミニ遺伝子に組込むことにより、効率的イントロンスプライシングが可能になった。この多イントロンを含むミニ遺伝子をもとにSite Directed Mutagenesisの手法を用い、血栓症のリスクファクターであるSNP G20210A (poly(A)tail付着位置における一塩基多型)を有するプロトロンビンミニ遺伝子を構築した。G20210Aにおける血漿中プロトロンビン濃度の上昇メカニズムは諸説に分かれていたが、これは良い分子モデルが今まで存在しなかったのが一因と思われる。正常(20210G)およびSNP(20210A)を有するプロトロンビンミニ遺伝子をTLR-2細胞に導入し、培養液中に分泌されるプロトロンビンを正常のものと比較検討したところ、20210Aは20210Gに比べ約1.5倍の蛋白産生増加がみられた。TLR-2細胞はSV40T抗原を導入したトランスジェニックマウスより得られた肝細胞の培養系であり、培養環境にあっても肝臓の機能が良く反映されている。さらに詳細に調べていった結果、20210Aは20210Gに比べ約1.52倍のmRNA産生増加がみられ、これはDNAからRNAへの転写終結が効率良く行われたことによることが分かった。
脂質異常症が尿路結石の形成に及ぼす影響

メタボリック症候群(MetS)と尿路結石症の関係性は深く、いままでにもMetSモデルマウスとして肥満ラットやマウスが用いられ研究が行われてきたが、MetSの病態一つ一つとの関連については基礎研究が乏しい。そこで我々は、MetSの代表的な病態であり臨床研究でも多くの報告を認める脂質異常症と尿路結石症の関係を分子細胞生物学的観点から研究することを考えた。本研究では、脂質異常モデルマウス(ApoE遺伝子欠損(ApoEKO)マウス)を用いて尿路結石モデルマウスを作成することにより、脂質異常が引き起こす腎糸球体の末梢血管障害が惹起する炎症と尿路結石形成の関係を解明する。まずは、8週齢の野生型マウス(C57BL/6J)を用いてシュウ酸前駆物質であるGlyoxylate 80mg/kgを6日間連続投与することで、尿路結石の形成を確認すると共に結石量を面積にて測定。これと平行して8週齢のApoEKOマウスにも同様にGlyoxylate 80mg/kgを6日間連続投与行い、野生型マウスとの結石生成率の検討を行ったところ、両群の結石生成率に差はないという結果であった。これを受けて、Glyoxylateの投与量を60mg/kg、100mg/kgに変更して投与したが、共に結石生成率に差は認められなかった。このことから8週齢では野生型マウスとApoEKOマウスに大差がないことが確認された。8週齢ではApoEKOマウスにおける脂質異常があまり発現していない可能性を考え、12週齢と20週齢での比較を行うこととした。しかし、12週齢、20週齢での結石モデルマウスは確立されておらず、まずは12、20週齢の野生型マウスに対してGlyoxylate 80mg/kgを3,6,9日間連続投与し、結石モデルマウスとして使用が可能かどうかについて、実験を行っている途中である。現在、結石モデルマウスとして確立されているのは8週齢の雄マウスであるが、8週齢のマウスでは野生型とApoEKO型とで結石生成率に差を認めなかった。この理由として、脂質異常モデルマウスであるApoEKOマウスにおいて8週齢は若齢であり、脂質異常モデルマウスとしての代謝異常を来しきれていないものと考えられた。ApoEKOマウスが頻用されている大動脈石灰化を検討している報告では、20週齢以降のマウスが使用されているものが多い。このことからも尿路結石における比較検討を行うには、週齢をさらに検討する必要があると考えた。しかし、上記のように、結石モデルマウスとして確立されているのは8週齢マウスのみであり、まずは12週齢、20週齢といったマウスでも、「同様の方法で結石が形成される」のか、「結石生成における経時的変化は同様である」のか、を検討する必要があると考えた。現在、12週齢、20週齢の野生型マウスを用いて結石モデルマウスの再現性を確認している状況である。以上のことから、進歩状況としてはやや遅れている状況と思われる。12,20週齢野生型マウスにおいて結石モデルマウスとしての再現性が確認されれば、12,20週齢ApoEKOマウスを用いて同様の実験を行う。その結果、野生型とApoEKOマウスの結石生成率に差を認めた際には、免疫染色、炎症サイトカイン発現量を測定することで、尿路結石症の発生における脂質異常の役割を検討する。仮に12,20週齢においても差が認められない際には、更なる週数を重ねたマウスにて検討を追加する。または、現在普通食としているが、高脂肪食に変更するなどの修正を加える。

しかし、12週齢、20週齢での結石モデルマウスは確立されておらず、まずは12、20週齢の野生型マウスに対してGlyoxylate 80mg/kgを3,6,9日間連続投与し、結石モデルマウスとして使用が可能かどうかについて、実験を行っている途中である。現在、結石モデルマウスとして確立されているのは8週齢の雄マウスであるが、8週齢のマウスでは野生型とApoEKO型とで結石生成率に差を認めなかった。この理由として、脂質異常モデルマウスであるApoEKOマウスにおいて8週齢は若齢であり、脂質異常モデルマウスとしての代謝異常を来しきれていないものと考えられた。ApoEKOマウスが頻用されている大動脈石灰化を検討している報告では、20週齢以降のマウスが使用されているものが多い。このことからも尿路結石における比較検討を行うには、週齢をさらに検討する必要があると考えた。しかし、上記のように、結石モデルマウスとして確立されているのは8週齢マウスのみであり、まずは12週齢、20週齢といったマウスでも、「同様の方法で結石が形成される」のか、「結石生成における経時的変化は同様である」のか、を検討する必要があると考えた。現在、12週齢、20週齢の野生型マウスを用いて結石モデルマウスの再現性を確認している状況である。以上のことから、進歩状況としてはやや遅れている状況と思われる。12,20週齢野生型マウスにおいて結石モデルマウスとしての再現性が確認されれば、12,20週齢ApoEKOマウスを用いて同様の実験を行う。その結果、野生型とApoEKOマウスの結石生成率に差を認めた際には、免疫染色、炎症サイトカイン発現量を測定することで、尿路結石症の発生における脂質異常の役割を検討する。仮に12,20週齢においても差が認められない際には、更なる週数を重ねたマウスにて検討を追加する。または、現在普通食としているが、高脂肪食に変更するなどの修正を加える。実験の進行具合が予定とちがったため、使用金額に誤差が生じたものと考えられる。来年度はそれを加味し、有効に使用していきたいと考える。
乳幼児期・学童期側弯矯正・固定装置の開発に関する研究

乳幼児期・学童期側弯症手術における矯正・固定装置として、平成4年度研究により3種類の伸長用ロッドシステムが試作された。本年度は臨床応用に対する問題点を検討するため、さらに力学解析及びビーグル犬を用いた装置実験を行った。タイプAシステムは伸長矯正に際し、操作性に優れていたが、駆動部分にモーターを内蔵し得るため、外筒の径が大きく、現時点では臨床応用に適さず、今回の検討から除いた。タイプB及びタイプCについてリゴラック製脊椎モデル、側弯度30°及び50°モデルを作製し検討した。圧縮試験において30°側弯モデルによる検討ではタイプBシステムがChiba Spinal System(CSS)と比較してdual rodとsingle rodの中間の安定性を示したのに対し、タイプCシステムはsingle rodとほぼ同等であった。50°側弯モデルによる検討では圧縮試験でタイプBがdual rodと同等、タイプCがsingle rodと同等であった。一方ねじり試験においては30°モデル、50°モデル共に、タイプB及びタイプCはdual rodより劣り、single rodと同等であった。またビーグル犬を用いた装置実験では本システムの上位hook及び下位hookを椎弓を上下から挟む、いわゆるclaw positionに設置することにより、mechanical failureを防ぎ強固な固定性が得られることが示された。装置後3週、6週、12週におけるrodの伸長実験では、12週までは問題なく、12週以降は小皮切侵襲を加え、周囲組織を剥離し、手動にてギアーを回転させる場合は伸長可能であった。本システムは臨床応用に十分耐え得ることが示唆され、またタイプA及びタイプBではモーターを内蔵することが可能であり、長期における伸長には問題があるものの、無侵襲にてrodを自動的に伸長させることが見込まれる。乳幼児期・学童期側弯症手術における伸長用ロッドシステムの開発研究を行った。現有のチバスパイナルシステム(CSS)を基本として、小児用とすべく、インストルメントのデザインを考案した。フック及び、ロッドとフックを固定する。CSS特有のコニカルスリーブを径6mmロッドに合わせた形式のものを作製し、伸長用ロッドについてはロッド両端は6mm径として、フックに固定され、ロッド中央部分に伸長駆動部分を設けるシステムとした。この駆動部分は太くなることが余儀なくされると共に、ギアーが内臓されるため、脊椎に合わせるための弯曲をつけることが出来ず、さらに中間フックによる固定が本インストルメントでは出来ないことが判明した。このため本システムの手術法として側弯脊随凹側皮下に伸長用ロッドを設置し、随時伸長することとし、凸側には通常の6mmロッドを加え固定し、これはstabilizerとして、以後は触れることなく設置することとした。今回試作した伸長用ロッドにおける駆動部分の構造を3種類に分け作製した。タイプAシステムは径13mmの外筒内に2重構造のギアーの回転により、ロッド両方向に伸長する機構であり、タイプBは駆動部分を細くすべく、外筒を除き、径12mmの2重構造とし、A、B共にモーターの内臓を可能とした。タイプCはモーター部分を除き、完全手動式ギアー回転により伸長し、駆動部分の径を10mmとした。生体力学的研究において問題となるロッド駆動部分への移行部ではタイプBが若干劣るものの、十分臨床応用可能であることが示された。幼若犬への装着実験にて周囲組織のロッド内侵入はほぼ防止可能であったが、最大伸長8cmまでの伸長が得られなかった。今後側弯幼若犬への装着実験が必要であり、これらの結果よりロッドに弯曲をつける際の装着法、ロッド伸長による側弯矯正法、さらにモーター内臓につき、今後の研究に問題が提起されている。

乳幼児期・学童期側弯症手術における伸長用ロッドシステムの開発研究を行った。現有のChiba Spinal System(CSS)を基本として、小児用とすべくデザインし、インストルメントを成長に合わせて伸長し得るように中央に駆動部分を設けた。駆動部分の形状により、3種類のインストルメントを作製し、タイプAは径13mmの外筒内に2重構造のギアーを設置し、ロッド両方向に伸長でき、タイプBは外筒を除き、駆動部分を径12mmとし、タイプCは完全手動式ギアー回転により伸長し、径10mmとした。生体力学的検討にて側弯度30°及び50°のリゴラック製脊椎モデルを用いた実験結果からCSS dual rodより劣っているものの、single rodとほぼ同等の安定性を示し、特にタイプBはより優れた結果が示された。ビーグル犬を用いた装置実験では装置後3週、6週、12週の伸長手術時の所見から時間と共に軟部組織の介在が強くなるが、ロッドの伸長は可能であり、12週では周囲の軟部組織を剥離することにより伸長可能であった。したがってロッド駆動部分への小皮切侵襲により手動にて回転させる場合には12週以後も問題ないことが示された。臨床応用については今回開発した伸長用ロッドシステムのinstrumentation failureを避けるために、凸側皮下のcompression rodの併用により優れた固定性が見込まれ、臨床応用に耐え得るものと思われた。さらにタイプA、タイプBではモーターを内蔵させることが可能であり、無侵襲にてロッドを自動的に回転・伸長させることが期待される。今回本研究により乳幼児期・学童期側弯症手術における矯正・固定装置としてロッド中央に駆動部分を設け、サイズを小児用にコンパクトとした、脊椎伸長用ロッドシステムを開発した。
心房特異的脂質結合蛋白質を介したカルシウムチャネルシグナロソームの制御

脂質結合蛋白質STARD10は心房特異的にL型Ca2+チャネルに結合している。心房のカルシウムチャネルシグナロソーム制御を明らかにするため、野生型とSTARD10ノックアウトマウスの心房筋組織標本および単離心筋細胞を解析した。ノックアウトマウスの心房筋組織標本は野生型に比べ、伸展刺激に対し拍動数を増加し収縮張力の発達は減少した。またその心房細胞のCaV1.2型のL型Ca2+チャネル電流の密度と不活性化に対する細胞内Ca2+感受性は増大した。これらの結果よりSTARD10はL型Ca2+チャネルのCa2+感受性を抑制的に制御し、その結果心房の伸展刺激への反応性を制御する可能性が示された。心臓のL型Ca2+チャネルは心拍調整および心筋の興奮収縮連関において、主要な役割を担っている。リン脂質結合タンパク質StarD10は、心臓において心房に特異的に発現し、L型Ca2+チャネルCaV1.2に結合する。そこでStarD10を全身的に欠失させた(KO)マウスと野生型(WT)を用いて、マウスの心房筋のL型Ca2+チャネルの調節機構を比較検討した。その結果、KOマウスの単離心房筋細胞では細胞内Ca2+イオンを100 nM未満に強くキレートすると電流密度がWTの約1.4倍増加したが、WTとKO間でタンパク質量及びmRNA量に差は見られなかった。むしろ生理的な細胞内Ca2+動態の存在下では、WTより電流密度が小さい傾向があった。WTでは細胞内Ca2+動態による変化は見られなかった。KOのCa2+依存性不活性化の増強は、筋小胞体からのCa2+放出によるpeak電流の有意な減少として観察された。対照群として心室筋細胞では、L型Ca2+チャネル電流にWTとKO間で差は見られなかった。また、WTの心室筋細胞のL型Ca2+チャネル電流はキレート強度の強弱が電流密度の増減を引き起こすことが明らかになった。この時心室筋では、1)細胞膜表面のチャネル量はほぼ同程度であること、2)dynaminを介した調節機構が存在すること、3)PKAやcalcineurin, PKCの調節を介さないことが明らかになった。以上よりKO心房筋細胞はより心室筋細胞に似たCa2+感受性を持つと考えられる。興味深いことに単離心房筋への伸展刺激の増加に対して、収縮頻度はWTでは一定であるのに対しKOでは増加した。心房細動の起因はL型Ca2+チャネルの電流密度の減少に加え、活動電位幅のばらつきが重要であると報告されている。KOでは伸展刺激の強弱によって容易に収縮頻度、ひいては活動電位幅が変化する可能性が示唆された。心房細動においてL型Ca2+チャネル電流の減少は、電気的リモデリングおよび機械的リモデリングの中心的な現象である。L型Ca2+チャネルのCaV1.2のC末端に結合するタンパク質として我々の研究室で見出されたSTARTドメインを持つリン脂質結合タンパク質StarD10は、心臓では心房特異的に発現し、心房のL型Ca2+チャネルのCaV1.2に結合することが示されている。そこで、StarD10を全身的に欠失させたKOマウスと野生型WTマウスを用いて、単離心房筋細胞のL型Ca2+チャネルの機能変化および摘出心房筋の伸展刺激に対する応答について比較検討した。その結果、心房筋L型Ca2+チャネルのmRNA量・細胞膜におけるタンパク質発現量に変化はないこと、電流密度は生理的な条件(細胞内Ca2+濃度の上昇および収縮有り)ではKOとWTはほぼ同等であったが、細胞内のCa2+動態をキレートする(収縮無し)とKOはWTの約1.4倍となることが明らかになった。興味深いことにWTでは電流密度は細胞内のCa2+動態の有無に依存しなかった。比較対照として心室筋ではWTとKO間でL型Ca2+チャネル電流に差がなかった。WT心室筋細胞は細胞内Ca2+動態をキレートすると電流密度が増加したが、細胞膜での発現量は変化しなかった(L型Ca2+チャネルのゲート電流の解析)。よってKOマウスの心房筋細胞の細胞内Ca2+に対する応答性は心室筋細胞と類似すると考えられた。摘出心房筋に伸展刺激を負荷したところ、WTでは収縮頻度が一定で収縮力が増加するのに対し、KOでは収縮頻度の増加が有意であった。よってKOではStarD10の欠失によりL型Ca2+チャネルの細胞内Ca2+に対する感受性および不活性化が増強した結果、活動電位が短縮されやすくなると考えられ、伸展刺激によって収縮頻度が増加する傾向:ひいては心房細動の器質的特徴を持つことが示唆された。心臓のL型Ca2+

チャネルは心拍調節及び心筋の興奮収縮連関において、主要な役割を担っている。本研究では心房特異的に発現するリン脂質結合タンパク質STARD10がL型Ca2+チャネルCaV1.2に結合することに着目し、STARD10を欠失させた(KO)マウスと野生型(WT)を比較検討して、心房特異的なL型Ca2+チャネルの調節機構の解明を目的とした。その結果、KO由来心房筋細胞のCaV1.2由来L型Ca2+電流は細胞内にキレートを還流してチャネルのCa2+依存性不活性化を抑制するとWTの約1.4倍に増加するが、生理的なCa2+動態の存在下ではKOの電流密度はWTと同等まで減少し、且つ不活性化の開始時間の短縮はKOでより顕著であった。一方WTの心房筋細胞ではキレートの強弱による電流密度の差は観察されなかった。よってSTARD10の欠失はCaV1.2チャネルのCa2+依存性不活性化を増強したと考えられる。またKOの心房筋細胞では細胞内Ca2+トランジエントの減衰時間の延長と、トランジエントの頻度が増加する傾向が観察された。摘出心房筋の拍動数はWT<KOで、収縮張力はKO<WTとなったが、酸素消費量の指標であるdouble productに差がなかった。以上より、KOではCaV1.2チャネルのCa2+依存性不活性化の増強及びCa2+トランジエントの増加にため、ペースメーカー電位の活動電位幅短縮と頻度上昇により拍動数が増加したと示唆された。次に収縮張力低下はマウス心筋におけるnegative staircaseによると考えられた。酸素消費量に差は無いので、ATPの産生はほぼ同等であると考察され、KOのCa2+トランジエントの延長はATP濃度の減少によらないと考察した。以上よりSTARD10はL型Ca2+チャネルを中心とした心房のCa2+動態の調節に関与していることが明らかになった。心房筋細胞に並行して心室筋細胞を対照実験としての役割に留まらず、キレート剤による電流密度の調節機構について詳細に電気生理的解析に行うことによって、細胞内Ca2+動態によるL型Ca2+チャネル電流の電流密度の調節機構に違いがあることが新たに明らかになった。一方、心房筋細胞の生化学的解析がまだ不十分である。前実験ではショ糖密度法による分画によって、L型Ca2+チャネルの存在する分画がWTとKOで異なることが示唆されているが、結果にばらつきがあり、安定した結果を得るため細胞膜の抽出方法を改善する必要がある。KOマウスの単離心房筋における、伸展張力に対する収縮頻度の反応性の違いについては、洞房結節の電気生理学的解析で検討するために、温度コントローラーの購入と洞房結節細胞の単離条件の検討を行った。急性単離した洞房結節細胞でperforated patchによる活動電位の測定を行う初期のセットアップは行ったが、単離した細胞の膜が弱くて安定した実験を行うにはいまだ単離条件に改善の必要性がある。平成23年度は生理学的解析1)急性単離心房筋・心室筋細胞の電気生理学的解析、2)単離心房筋の拍動と収縮張力の解析、3)細胞内Ca2+動態の解析を優先して行った。その結果、心房筋におけるリン脂質結合タンパク質STARD10はL型Ca2+チャネルCaV1.2の細胞内C末端に結合することによって、Ca2+依存性の不活性化を抑制することが明らかになった。
X線マンモグラフィの被曝線量の測定と低減

X線マンモグラフィにおける医療被曝の測定及び低減を目的として,平成11年度は以下の調査,研究を行った.まず,医療被曝を推定するために,平成10年度で得られたデータベースから以下のルックアップテーブルを作成した.1.乳房組織構成比別(乳腺:脂肪組織)の平均乳腺組織線量2.空中における入射線量3.乳房組織構成比別のディジタル値以上のルックアップテーブルにX線マンモグラフィにおける撮影条件を参照させ,マンモグラフィをディジタイズする事により,患者の医療被曝を推定できるシステムを完成した.そして以下のような検討・考察を行った.1.本システムにより,日本人女性における乳房組織構成比の妥当性2.平成10年度に行ったアンケート調査と,乳房組織構成比の相関3.実際の臨床における平均乳腺組織線量の推定4.X線マンモグラフィでのガイドラインと,3.の比較,および限度値低減の可能性本研究の結果より,平均的な日本人女性の乳房は欧米人に比べ乳腺組織が多い傾向にある事が分かった.従って,欧米人を対象として作成されたガイドラインをそのまま参照する事は,医療被曝を過小評価する危険性をもたらす.また,高年齢,出産回数,授乳状況,婦人科などにおけるホルモン療法によって乳房構成比は大きく異なり,負の相関がある事がわかった.すなわち,乳房構成を一律に想定し(乳腺50%:脂肪組織50%),X線装置の撮影条件のみで算出する従来の医療被曝推定法では,患者の個人被曝を推定するには不十分であると思われた.X線マンモグラフィにおける医療被曝の測定及び低減を目的として,平成10年度は以下の調査,基礎実験を行っている.1.当附属病院にてX線マンモグラフィを施行した際の,撮影条件,乳房の厚み,患者年齢,授乳歴についてのアンケート調査.2. 1.と同時に,X線乳房写真における乳腺・脂肪組織の平均濃度測定.3. 1.2.の結果を中間結果としてまとめ,患者の年齢,厚みに対するX線マンモグラフィの撮影条件,乳腺・脂肪組織の割合推定についてのルックアップテーブルを作成.4.撮影領域におけるX線のエネルギー測定.以上の結果より,X線マンモグラフィの個人被曝を大きく左右するのは,患者年齢のみとする従来の意見に対して,患者の授乳歴の方がより大きく影響するという結果を得た.すなわち,患者年齢のみでの医療被曝推定は不十分であり,患者の授乳歴に影響される乳腺・脂肪組織構成の推定を考慮に入れるべきであるとする検討を基に,さらに以下の実験を行っている.5. 3.の結果を参考に,乳腺・脂肪組織構成の異なる5種類の乳房組織等価ファントムを作成.6. 5.のファントムを使用して3.の条件を再現させ,当施設において所有するTLD線量計にてX線マンモグラフィにおける被曝線量を測定.尚,上記の実験項目は現段階において実施中である.平成11年度ではさらに,画質と被曝線量との兼ね合いを考慮しながら,画像の医学的価値を落とすことなくどこまで線量を低減できるかを検討したい.X線マンモグラフィにおける医療被曝の測定及び低減を目的として,平成11年度は以下の調査,研究を行った.まず,医療被曝を推定するために,平成10年度で得られたデータベースから以下のルックアップテーブルを作成した.1.乳房組織構成比別(乳腺:脂肪組織)の平均乳腺組織線量2.空中における入射線量3.乳房組織構成比別のディジタル値以上のルックアップテーブルにX線マンモグラフィにおける撮影条件を参照させ,マンモグラフィをディジタイズする事により,患者の医療被曝を推定できるシステムを完成した.そして以下のような検討・考察を行った.1.本システムにより,日本人女性における乳房組織構成比の妥当性2.平成10年度に行ったアンケート調査と,乳房組織構成比の相関3.実際の臨床における平均乳腺組織線量の推定4.X線マンモグラフィでのガイドラインと,3.の比較,および限度値低減の可能性本研究の結果より,平均的な日本人女性の乳房は欧米人に比べ乳腺組織が多い傾向にある事が分かった.従って,欧米人を対象として作成されたガイドラインをそのまま参照する事は,医療被曝を過小評価する危険性をもたらす.また,高年齢,出産回数,授乳状況,婦人科などにおけるホルモン療法によって乳房構成比は大きく異なり,負の相関がある事がわかった.すなわち,乳房構成を一律に想定し(乳腺50%:脂肪組織50%),X線装置の撮影条件のみで算出する従来の医療被曝推定法では,患者の個人被曝を推定するには不十分であると思われた.
チンパンジーの言語・認知機能の獲得と世代間伝播

チンパンジーの認知機能の実験的分析をおこなうとともに、かれらが習得した知識や技術の世代間伝播に焦点をあてた研究をおこなった。チンパンジー習得する知識や技術として、野生チンパンジーにおける道具使用と、飼育下チンパンジーにおける認知言語スキルを取り上げた。後者の具体例は、自然言語・身振り言語の理解、人工言語習得、数体系の理解と使用、視覚情報処理過程とくにバイオロジカル・モーションの理解、視覚探索における特徴抽出機構、自然概念の成立機構、トークン(代用貨幣)の理解と使用、ビデオ動画像の系列記憶の研究などである。こうした個体レベルで獲得された認知スキルがどのように社会伝播をするのか、野外と実験室で検証した。野生チンパンジーにおける石器使用の習得過程の縦断的研究から、とくにその技術の世代間伝播の現象を明らかにした。学習の臨界期が3歳半から5歳にあること、おとなと同じレベルに達するには9-10年間の長期の学習が必要なことなどがあきらかになった。また、世代間伝播の背景には、「学ぶ側の長期にわたる注意深い観察」「摸倣に関する強い動機づけ」と「教える側における、観察学習を許す社会的寛容さ」があり、ヒトのような「積極的教示はしないこと」がわかった。飼育下の実験であきらかになったこともある。チンパンジーにとって、単純な動作パタンだけの摸倣はかえってむずかしく、外的な事物の操作の摸倣が容易である。また、初めて自分で試みる直前にモデル個体を見に行く、自分が失敗した直後も見に行く、といった興味深い事実が明らかになった。また世代間伝播の核心となる研究のために、人工授精等をおこない新たにチンパンジー3個体の妊娠に成功した。チンパンジーとの比較研究として、オランウータン、テナガザル、ニホンザルについても比較研究を実施した。こうした研究の成果については、「ネイチャー」その他の学術誌に掲載され公表された。チンパンジーの知性とその世代間の伝播について、比較認知科学(CCS)という研究の視点からの研究をおこなった。霊長類研究所の研究グループは、1978年以来、チンパンジーの知性にかんする実験的分析をおこなってきた。また、野外でも、アフリカのギニアのボッソウ群の野性チンパンジーについて、主に道具使用と文化伝播を研究対象とした観察と野外実験をおこなってきた。飼育下では、10個体を1群として飼育し、さまざまな角度から知性の実験的研究をおこなった。成果を箇条書きにする。1)チンパンジーに漢字・図形文字を教え、色の名前をこれらの視覚シンボルで表現できるようにした。現在、カラー・ストループ効果(意味情報の処理と知覚情報の処理とが競合する場面)の検討を進行中である。2)幾何学図形の錯視、具体的にはポンゾ錯視について、ヒト、チンパンジー、マカクザル、ハトで比較研究をおこなった。基本的にはどの種でも錯視が生じるが、刺激の提示方向や遠近図的背景の操作を通じて錯視量を測定すると、それぞれの種に応じた変異が認められた。3)視覚探索課題をもちいて、ヒトとチンパンジーの視覚情報処理の類似点と相違点を検証した。4)表情認知、運動する視覚刺激と遮蔽の効果、などその他の視覚情報処理のトピックスについても検討すると同時に、視覚と聴覚のマッチングにかんする実験的研究をおこなった。5)強化の随伴性、選択行動、トークン(代理性貨幣)について、チンパンジーを被験者とした実験的研究をおこなった。6)粘土遊び・手品を見せるといった場面での観察から、ヒトの子どもの認知発達と比較する資料を集めた。7)嗅覚にかんする予備的研究を人工ナッツ法と呼ぶ手続きで検討した。

8)屋外運動場に植樹し、活動の時間配分とともに食物選択のベースラインを求め、被食樹の強い選択性が示された。9)社会的場面で、ジュースを人工のうろの中から飲む実験をおこない、道具の「進化」と伝播の過程を解析している。10)こうした実験的研究と平行して、人工受精による新生児の誕生に向けて採血・採精をおこなった。チンパンジー10個体からなる犬山コミュニティーに、新たにマリという名の個体を導入し合計11個体になった。受胎調節にためにコミュニティーから隔離しているレオを除いて、10個体が常時一緒にいる。このコミュニティーから一人一人を呼び出して、個別の実験ブ-スで、さまざまな認知機能の研究をおこなった。主要トピックとしては、図形文字および漢字の習得とそれによる命名、記憶の保持過程、視覚探索課題を利用した初期知覚の研究、視知覚における言った一体性の知覚と遮へいの効果、同時レバ-押し課題によるコミュニケーションの研究、視覚・聴覚の異種感覚間マッチング、弁別課題間の選択行動、コンピュータでモデルを示した線描、などである。こうした実験に加えて、対面場面でヒトが検査者として介入して認知機能を図る試みなどがなされた。主要なトピックとしては、動作の模倣、粘土造形などである。さらに、第3の実験パラダイムとして、日常暮らしている運動場に儲けた屋外用実験ブ-スを利用した社会的場面での研究をおこなった。主要なトピックとしては、道具を利用したジュース飲み行動の生起と伝播過程にかんする研究、2つの採食場所をめぐる社会的かけひきの行動学的研究などである。さらに新しい試みとして、犬山コミュニティーのチンパンジーに「お金」を導入した。弁別課題を解いた報酬として、従来のようなりんご片などの食物でなくお金を与える。そのお金を自動販売機にもっていくとりんごと交換可能になる、というシステムである。10個体すべてがこうした「お金」を交換可能な道具として使うようになり、犬山コミュニティーに固有な文化的行動を作り上げることができた。アイという名のチンパンジーに人工受精で子どもを設ける試みが継続中であり、子どもの誕生を待って、文化の世代間伝播の研究に着手する予定である。京都大学霊長類研究所にいる一群11個体のチンパンジーを対象に、その認知機能の実験的な分析をおこなった。場合は大きく3つに分かれる。第1は、単一個体を対象としたブ-ス実験である。数の概念、色と文字の対応、なぞりがき、入れ分け、迷路課題などの弁別課題をおこなう一方、ヴィジュアル・サーチ(視覚探索)課題によって、視覚情報処理の基礎過程をヒトと比較した。漢字の認識、意思決定過程、ト-クンの使用、視覚-聴覚の異種感覚間のマッチング、遅延つき鏡映像の認知などのトピックについて分析をおこなった。第2は、2個体を対象としたプレイルーム実験である。ヒト対チンパンジーの2個体場面では、ヒトの動作模倣の実験をおこなった。模倣はきわめて成立しにくいが、まったく成立しないわけでもない。成立の用件を詳細に分析している。チンプ対チンプの2個体場面では、共同作業の成立過程、道具使用の伝播過程の実験的研究をおこなった。