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近代東京の都市空間における医療施設の展開過程〜禁忌された施設の史的研究〜

・震災復興期に建設された東京市立病院の配置計画に関する論文執筆関東大震災後の復興期に建設された7つの東京市立病院の配置計画について、前年度までの史料収集と考察を発展させ、論文を執筆した。近代における病院建築の史的展開が、主に管理・運営体制との関わりから論じられてきたのに対し、当該の論文では、東京市立病院の配置計画が、忌避の対象であった伝染病院を都市の内部に存立させるための技法を含むものであったことを明らかにした。・近代東京における民間病院の建築的実態の解明に向けた史料の収集と分析前年度、明治期かち昭和戦前期の東京に存在した民間病院のリストを作成し、総体を把握した。本年度はそれらの建築的実態の解明に向け、史料収集と分析を進めた。現存の確認できた建築図面類・工事関係書類は複写した。図面の現存する病院は限られているが、「医療案内書」等に写真や建築の概要に関する記述が多数掲載されていることを見いだした。開業の記念に絵葉書を作成していた病院も複数みられ、資料館等において複写、あるいは古書店等から購入した。それらは近代東京における中小規模病院について建築的実態を明らかにする新史料である。明治30年代の民間病院については史料に恵まれ、分析と考察をまとめつつあり、学会に発表する予定である。・近代東京における診療所建築に関する調査診療所については、建築形式の成立と展開を明らかにするために、建築専門雑誌・住宅専門雑誌から関連する図面および記事を収集するとともに、医師会名簿など、地理的展開を明らかにする上で有益な史料を収集した。診療所は補完的な検討テーマと位置づけていたが、併用住宅として、また、各地域における身近な医療機関として日本固有の発達をしてきたものと捉えるに至り、調査・研究を拡充させた。まず近代東京に存在した医療施設の総体を把握するため、統計資料と地誌資料を収集・整理した。それらの医療施設のうち本年度は、市立病院・診療所に関する資料収集を重点的に行った。市立病院・診療所の資料収集は東京都公文書館で行い、関東大震災以降の建築図面類の収集をほぼ終了した。また、研究対象となる病院のうち、建築専門雑誌に設計図面の掲載されたものについて該当箇所の複写を行った。建築専門雑誌に掲載された病院に関する論説も同時に収集した。資料収集の一方、近代東京の医療施設の史的評価の方法が重要である。欧米からの強い影響を踏まえ、同時期の欧米における医療施設の実態の把握が不可欠と判断した。そこで、特に20世紀前半世界的に強い影響力を持った北米の医療施設の資料収集を目的に、2005年10月よりカナダのMcGill大学において訪問研究員として研究を進めている。同大学建築学部のAnnmarie Adams教授は、北米の近代病院建築史の第一人者である。同教授からアドバイスを受けながら研究を進めている。McGill大学での主な収集資料は"Modern Hospital"(出版地:米国・シカゴ、1912年創刊)と"Nosokomeion"(出版地:ドイツ・シュツットガルト、1930年創刊)である。前者は病院分野の月刊総合誌で、20世紀前半における病院の変遷を辿るのに最適の史料である。創刊から1940年代までの誌面を通覧し、必要箇所を複写した。後者は国際病院協会の機関誌(季刊)である。1939年に終刊するが、30年代の欧米における病院の動向を把握するのに有益である。以上、本年度は市立医療施設の資料収集を進めるとともに、比較史的視点を導入するための資料収集をMcGill大学で行った。欧米の病院資料や北米における建築史・都市史研究の動向に触れ、資料分析や研究の枠組みに対し新たな視点を得たのが大きな成果であった。本年度は主に以下の3項目について研究を進捗させた。1.19世紀後半イギリスにおける病院建築関連史料の収集・分析本年度前半は、カナダ・モントリオールにおいて在外研究を行い、19世紀イギリスの病院建築理論に関する史料を収集しだ。明治期日本の建築家による病院建築論が1850年代イギリスで理論化されたパヴィリオン式病院を前提としており、その理論的・建築的モデルの把握が重要と考えられたためである。また、収集史料の分析から、それらの一部が、日本の建築家の病院建築論に直接的影響を与えていたことを明らかにした。2.震災復興期に建設された東京市立病院の建築図面収集と配置計画の分析・評価関東大震災後の復興期に建設された7つの東京市立病院について、建築図面の収集を完了した。そこで、建築的実態について、まず配置計画について分析・検討を行った。検討により、市立病院の配置計画を決定づけた様々な要因を捉えることができたが、人々に忌避された伝染病院をいかに都市内に成立させるかという問題も見いだされ、本研究課題において、その点が最重要と考えられた。そこで、忌避された施設の都市における存立の技法という観点を中心に、震災復興期における東京市立病院の配置計画について考察の取り纏めを進めている。3.近代東京に建設された民間病院リストの作成明治39年度以降、『警視廳統計書』には、東京市内に存在した病院の一覧が掲載されている。そこで、各年度の『警視廳統計書』に掲載された病院をリスト化することで、明治末年から昭和戦前期までの東京に存在した民間病院の総体と、各病院の存続期間について概要を把握した。明治39年以前に存在した病院の名称や『警視廳統計書』に掲載のない所在地等については、他の資料を用いて、リストの情報を拡充させた。

今後、このリストの整備を進めつつ、近代東京の都市空間における病院の展開過程を明らかにしていく。・震災復興期に建設された東京市立病院の配置計画に関する論文執筆関東大震災後の復興期に建設された7つの東京市立病院の配置計画について、前年度までの史料収集と考察を発展させ、論文を執筆した。近代における病院建築の史的展開が、主に管理・運営体制との関わりから論じられてきたのに対し、当該の論文では、東京市立病院の配置計画が、忌避の対象であった伝染病院を都市の内部に存立させるための技法を含むものであったことを明らかにした。・近代東京における民間病院の建築的実態の解明に向けた史料の収集と分析前年度、明治期かち昭和戦前期の東京に存在した民間病院のリストを作成し、総体を把握した。本年度はそれらの建築的実態の解明に向け、史料収集と分析を進めた。現存の確認できた建築図面類・工事関係書類は複写した。図面の現存する病院は限られているが、「医療案内書」等に写真や建築の概要に関する記述が多数掲載されていることを見いだした。開業の記念に絵葉書を作成していた病院も複数みられ、資料館等において複写、あるいは古書店等から購入した。それらは近代東京における中小規模病院について建築的実態を明らかにする新史料である。明治30年代の民間病院については史料に恵まれ、分析と考察をまとめつつあり、学会に発表する予定である。・近代東京における診療所建築に関する調査診療所については、建築形式の成立と展開を明らかにするために、建築専門雑誌・住宅専門雑誌から関連する図面および記事を収集するとともに、医師会名簿など、地理的展開を明らかにする上で有益な史料を収集した。診療所は補完的な検討テーマと位置づけていたが、併用住宅として、また、各地域における身近な医療機関として日本固有の発達をしてきたものと捉えるに至り、調査・研究を拡充させた。
二酸化窒素の二量化平衡反応に対する溶媒効果

シクロヘキサン-ジオキサンなど数種の混合溶媒系での二酸化窒素の二量化平衡定数を、吸光光度法で決定した。シクロヘキサン-ジオキサン系では、ジオキサン組成の低いところで大きな平衡定数の増加が現れるものの、ジオキサンのモル分率に対し、平衡定数は単調増加関数として振舞った。また密度測定によって部分モル体積を定め、シクロヘキサン中より平衡が二量体に大きく片寄るジオキサン中で部分モル体積がより小さくなることを見出した。実験的には二酸化窒素と強い相互作用をする溶媒の組成が大きくなるほど、二量体の側に平衡が移動することになる。一方、対加算的なポテンシャルモデルを用いた、単純な2成分混合溶媒のモデルについてのモンテカルロ計算は、反応物と強い相互作用する溶媒中では、脱溶媒和の効果によって二量化が阻害され、相互作用の増大とともに溶媒組成の変化に対して極大が現れることが予想された。この実験と理論の齟齬を解明するため、二酸化窒素と四酸化二窒素(二酸化窒素の二量体)の静電ポテンシャルを量子化学計算の結果を元に評価したところ、二量体において分子の分極が大きく、多体力の効果が大きいこと(分子間ポテンシャルの対加算性が成り立たなくなっていること)が示された。そこで多体力の効果を取り込んだモデルを構成したところ、実験で観測されている挙動が定性的に再現されることが分かった。またこの研究とも関わって進めた、疎溶媒相互作用の分子会合に対する効果についての検討は、溶媒溶媒の引力的相互作用の増加が、分子のサイズ、会合様式によって、会合を促進、あるいは阻害することを示し、疎溶媒相互作用が引力的にも斥力的にも振舞うことを示した。二酸化窒素(以下NO_2)の精製法を確立し、数種の溶媒について所定の濃度のNO_2と四酸化二窒素(以下N_2O_4)の平衡混合物の調整が可能になった。今回の補助金で導入した振動型密度計で、NO_2-N_2O_4溶液の密度が問題なく測定できることを確認し、予備的な実験の結果、20°CにおけるN_2O_4の部分分子容が四塩化炭素中では67cm^3 mol^<-1>、シクロヘキサン中では75cm^3 mol^<-1>1と、無極性溶媒中でも10%のちがいがあることがわかった。四塩化炭素中とシクロヘキサン中でNO_2の二量化の平衡定数がほぼ同じとする報告があるが、その背景はさらに検討される必要がある。現在、従来の磁化測定によるものよりさらに低濃度条件でのNO_2の二量化平衡定数を決めるため、紫外可視領域の光吸収による平衡測定を準備している段階である。予備実験から340nm位近の主としてN_2O_4に由来する吸収と、450nm附近のNO_2の吸収から平衡定数が決められることは分かっている。溶存する水によると思われるNO_2-N_2O_4のゆっくりとした分解を防ぐ手法が確立できれば、混合溶媒での二量化平衡定数の溶媒組成依存性を高精度に決めることができるものと期待している。また圧力下の実験のためステンレス製の容器で予備的な実験を行ったがNO_2-N_2O_4と反応するらしく、チタン製のものを使用することを検討中である。理論的な検討の面では、2成分混合流体中の2量化平衡定数の溶媒組成依存性に対する簡単化したモデルの構成に成功した。このモデルではわれわれが以前、低中密度流体中で実験的・理論的に見出した非単調な密度依存性に相当するものが、非単調な組成依存性として現れる。このモデルの妥当性が実験的に検証きれるかどうか、興味を持っているところである。シクロヘキサン-ジオキサンなど数種の混合溶媒系での二酸化窒素の二量化平衡反応を、吸光光度法で決定した。

シクロヘキサン-ジオキサン系では、ジオキサン組成の低いところで大きな平衡定数の増加が現れるものの、ジオキサンのモル分率に対し、平衡定数は単調増加関数として振舞った。また密度測定によって部分モル体積を定め、シクロヘキサン中より平衡が二量体に大きく片寄るジオキサン中で部分モル体積がより小さくなることを見出した。実験的には二酸化窒素と強い相互作用をする溶媒の組成が大きくなるほど、二量体の側に平衡が移動することになる。一方、対加算的なポテンシャルモデルを用いた、単純な2成分混合溶媒のモデルについてのモンテカルロ計算は、反応物と強い相互作用する溶媒中では、脱溶媒和の効果によって二量化が阻害され、相互作用の増大とともに溶媒組成の変化に対して極大が現れることが予想された。この実験と理論の齟齬を解明するため、二酸化窒素と四酸化二窒素(二酸化窒素の二量体)の静電ポテンシャルを量子化学計算の結果を元に評価したところ、二量体において分子の分極が大きく、多体力の効果が大きいこと(分子間ポテンシャルの対加算性が成り立たなくなっていること)が示された。そこで多体力の効果を取り込んだモデルを構成したところ、実験で観測されている挙動が定性的に再現されることが分かった。またこの研究とも関わって進めた、疎溶媒相互作用の分子会合に対する効果についての検討は、溶媒溶媒の引力的相互作用の増加が、分子のサイズ、会合様式によって、会合を促進、あるいは阻害することを示し、疎溶媒相互作用が引力的にも斥力的にも振舞うことを示した。
在宅重症心身障害児・家族への在宅支援システム開発に関する研究

在宅重症心身障害児を抱える父母の医療・福祉・教育サービスに係る「思い」の構造は、「障害による切捨て、専門家の論理の押し付け、必要なサービスの規制を感じている。また、障害確定の段階や教育環境の移行期には、それぞれの段階で対処に困難を伴う壁があり、苦悩している。それらの困難に対し、愛おしい子どものためになら父母は捨て身になって闘っている。しかし、それらを乗り越えるためには、流れを共に歩み、自然な形で臨機応変に対処してくれる支援者が必要である」。在宅重症心身障害児に対するサービス体制に係る留意点は、「流れを共に歩む」、「自然形の維持」、「臨機応変」にある。研究対象地域(以下、本地域)における在宅重症心身障害児・家族の支援システム開発には、本地域の在宅重症心身障害児・家族を取り巻く保健・医療・福祉の現状をとらえる必要がある。20年度は支援者である訪問看護師、保健師、主治医とのフォーカスグループ会議を通して、専門職から見る在宅重症心身障害児・家族の支援上の課題を導き出した。その結果、母親の障害受容過程は、保健師や訪問看護師らの介入のそれぞれの時点における支援内容の是非が、母親の受容過程に大きな影響をもたらすことがわかった。また、保健師・訪問看護師・主治医・ヘルパーが、母親の意向に従い、それぞれの役割を精一杯はたしていたが、職種間の有機的な連携がとれず、活動の重複や職種間での猜疑心、それがもとでの母親との亀裂をも起こしかねない状況をとらえることができた。また、そのケアマネジメントは、重症心身障害児であることから、小児科、母子関係、成長発達段階を考慮しなければならず、専門性が問われ、それぞれのケアワーカーは慣れぬ対応に精一杯の状況をとらえた。一方、本地域における在宅重症心身障害児・母親の支援は、支援を総括するケアマネジャーが居ず、それぞれの職種がそれぞれの思いで支援し、母親が統合マネジメントを行っていた。その結果、母親は多くの職種やサービス機関と摩擦を繰り返し、母親に多大な精神的・物理的負担を強いている現状をとらえた。以上のことから、在宅重症心身障害児支援に係る保健・医療・福祉専門職の支援技術ならびにケアマネジメント機能の強化、支援統合窓口と統合ケアマネジャーの設置、の必要性が明らかになった。以上の現状から、21年度は、母親の本地区在宅重症心身障害児・家族の全戸調査を実施した。保護者は一緒に歩めるケアワーカーを欲していた。その結果をもとに訪問看護師、保健師、主治医とのフォーカスグループ会議を開催し、それぞれが母親支援について共通理解を持つことができた。某町は、保健師を障害児に係る窓口とし、窓口を一本化した。その窓口を医療機関に紹介し、医療機関からのスムーズな情報提供や連携体制が整った。関係職種とのグループワークで出された意見は、「それぞれが良かれと思っている支援活動は、他職種との情報交換がなければ父母の思いを多角的に捉えきれず、支援の押し付けになり、父母の負担感を増す結果になる」ということであった。つまり、支援活動に係る関係機関・職種との志向の統一がなければ、支援目標の遂行は出来ないという事実を認識するに至った。言い換えると、関係機関・職種間の支援志向にはズレがあり、そのズレの調整は父母が担うことになり、父母に多大な負担感を背負わせることになるということである。以上の経緯から、支援目標を完結するには、まず、関係機関・職種の支援活動に係る志向のズレを認識することから始まる。

そして、そのズレをどのようにして、情報交換(会議)の中で融合し、協働体制を敷くことができるかに係っているということである。このことは、個別事例に留まらず事業遂行の場でも言えることである。
小学校5年生産業学習における販売領域を扱う有用性とその効果に関する研究

1研究目的小学校5年生における産業学習としての販売領域の役割を見つめ直し,習得すべき販売における概念的知識を明確にする。そして,どのような学習材や展開が今日の産業や社会を捉える上で効果的なのか,都市と地方の販売の違いなどに着目して実地調査を重ね,具体的な授業モデルを作成・実践することでその有用性を明らかにする。2研究方法第5学年で培うべき内容知・方法知等を整理・分析し,その力を養うのに有効的な学習材としてコンビニ(ローソン)を選んで,多様化する消費者ニーズに対応したコンビニの販売戦略を授業構成・実施するとともに,産業学習として販売を扱う有用性について,ルーブリック評価を用いて考察した。3研究成果(1)消費者の求める価値を付随した新しい店舗形態に焦点を当て,新たな購買層獲得を狙った店舗戦略そのものを販売工夫として位置づけたモデルを示したことで,コンビニの学習材としての可能性を広げた。(2)「産業活動を行う上で消費者ニーズの観点が重要である」,「様々な社会変化や消費者ニーズによって産業の形態も多様化する」という概念的知識を,産業のまとめでの内容知とした。学習過程で消費者ニーズの多様化に迫った結果,社会状況との関連性を見つける等,児童の社会を見る目を養うことに繋げられた。(3)単元内に商品や店の特徴をもとに自分の嗜好に沿ったものを選択する活動を取り入れた。児童は消費者として商品を選択・購入する上で必要な能力を高める一方,自らの嗜好や価値観について考え,それらを身につけることの大切さに気づくことができた。(4)産業学習をまとめる単元として,コンビニの販売を取り上げた。販売は生産者と消費者を繋ぎ,流通や情報と深く関わる産業である。この点は産業における概念的知識の習得や経済の仕組みを捉える上で効果的に働いた。これまで販売の学習は,学習指導要領の関係から我が国の産業学習での実践は殆どない。しかし,今日急速な社会変化に伴う消費者ニーズの多様化によって販売形態も多様化し,コンビニ等小売業はもちろん,販売に関わる様々な業界にも及んでいる。今日の販売を取り巻く社会状況において,産業学習で販売を取り上げることは,我が国の産業を捉え,未来の産業のあり方を考えていく上で有効である。
河川感潮域の土砂動態と河岸干潟の底質変動

河川感潮域における土砂動態を把握することは,干潟の保全や沿岸環境問題にとって重要である.太田川放水路における流れと水温・塩分,浮遊土砂濃度の多点長期観測から,浮遊土砂輸送に関係している各要因と重要度を明らかにした.特に潮汐にともなって周期的に起こる密度成層の変動が上流方向への土砂輸送を引き起こしている重要な要因であることを示した.さらに,干潟の維持にとって重要な河川横断方向への土砂輸送の存在を実証するとともに,干潟の底質変動を明らかにした.(1)流速と密度成層,浮遊土砂濃度の時空間分布とその変動の現地観測広島市西部に位置する太田川放水路(平均水深約3m,大潮時の潮差4m)を現地観測の対象とする.縦断方向に並んだ3地点と堤防沿いに形成されている干潟上で同時連続観測を実施する.得られた種々のデータを河川流量と河口における水位,気象データとともに解析して,密度成層強度,潮汐流,密度流と浮遊土砂濃度・フラックスの動態を把握し,これらの変動機構を解明する.(2)河岸干潟の底質変動特性干潮時に1 km間隔で河岸干潟の堆積状況を調査するとともに堆積物を採取し,粒径分布や強熱減量を測定する.2ヶ月間隔で行う調査に加えて,出水が予想される前と出水後には重点的に底質調査を行う.得られた底質データは(1)の観測データと照らし合わせて,干潟地形と底質の形成要因と解明する.河川感潮域における土砂動態を把握することは,干潟の保全や沿岸環境問題にとって重要である.太田川放水路における流れと水温・塩分,浮遊土砂濃度の多点長期観測から,浮遊土砂輸送に関係している各要因と重要度を明らかにした.特に潮汐にともなって周期的に起こる密度成層の変動が上流方向への土砂輸送を引き起こしている重要な要因であることを示した.さらに,干潟の維持にとって重要な河川横断方向への土砂輸送の存在を実証するとともに,干潟の底質変動を明らかにした.広島市西部に位置する太田川放水路(平均水深約3m,大潮時の潮差4m)を現地観測の対象として,河岸沿いに発達している干潟上で流れ場,密度場と浮遊土砂濃度の観測を行った.河口から2.8km上流地点の左岸干潟に超音波ドップラー流速計を設置し,干潟上4cmの高さで流速と浮遊土砂濃度を連続的に測定するとともに,超音波ドップラー流速分布計を定期的に横断方向に移動させ流速の横断面分布を測定した.同時に,多項目水質計を用いて水温・塩分と濁度の横断面分布を測定した.以上の一昼夜観測を夏季(8月)と冬季(11月)の2回実施した.これらの現地観測により,河道横断方向の浮遊土砂の輸送形態の一部が明らかになった.さらに,河道縦断方向の浮遊土砂輸送の実態を把握するため,河口から2.8km上流地点と5km上流地点に超音波ドップラー流速計と水温・塩分計を設置して数ヶ月の連続測定を実施した.超音波エコー強度は,ソナー方程式を使って処理し,浮遊土砂濃度に変換した.2地点で得られた種々のデータは河川流量と河口における水位,気象データとともに解析して,密度成層強度,潮汐流,密度流と浮遊土砂濃度・フラックスの動態を把握した.干潟底質の縦断分布とその時間変動を把握するため,以上の流動と水質の観測に加えて,干潮時に1km間隔で河岸干潟の堆積状況を調査するとともに堆積物を採取し,粒径分布と強熱減量を測定した.底質調査は基本的に2ヶ月間隔で行ったが,出水があった場合にはその直後にも調査を行った.この底質調査により,出水が干潟底質に与える影響や回復過程などの干潟底質の時空間的な変動が明らかになった.流速と密度成層,浮遊土砂濃度の時空間分布とその変動の現地観測平成18年度に引き続き多点同時長期観測を継続して行い,毎年繰り返される土砂輸送の素過程を調査した.この観測により,潮差,河川流量,風が浮遊土砂の輸送に与える影響が明らかになった.また,浮遊土砂輸送量の縦断変化の一部を把握できた.河岸干潟の底質変動特性平成18年度と同様にして,干潮時に1km間隔で河岸干潟の堆積物を採取し,粒径分布や強熱減量を測定した.これにより,干潟底質の経年変化を考察した.平成19年度は目立った出水がなかったので,出水の影響を把握するため,来年度も引き続き調査を続行する.干潟堆積土砂の浸食速度の評価土砂輸送モデルに必要となる底面剪断応力を浸食速度に関係づけるパラメーターを評価するため,超音波ドップラー流速計(ADV)を組み込んだ浸食装置を製作し,浸食実験を太田川放水路の下流域で実施した.これにより,冬季の干潟底質の浸食パラメータをある程度把握できた.浮遊土砂の沈降速度の評価土砂輸送モデルに必要となる浮遊土砂粒子の沈降速度は,鉛直方向の乱れ強度(摩擦速度)や土砂濃度などによって変化し,静水中のものとは異なる.

そこで,申請者が考案したADVを利用した方法を用いて測定するとともに,浮遊粒子の3次元運動を数値計算し,乱流と粒子パラメーターが沈降速度に与える影響を明らかにした.本年度は浮遊土砂輸送過程の全体像を明らかにするため,多点同時観測とデータ解析を行った.実施した研究により浮遊土砂輸送のメカニズムが解明された意義は非常に大きい.1.河口からの距離による浮遊土砂輸送特性の違いを調べるため,河口から2.8km(Ata.A),4.8km(Sta.B),6.0km上流(Sta.C)の水路中央付近にADCPを埋設し,流速と浮遊土砂濃度の鉛直分布を約1ヶ月間にわたり連続測定した.この観測は夏季と冬季に実施した.観測結果を解析した結果, Tidal strainingによる密度成層強度の周期的な変動が上げ潮と下げ潮流の流速分布の非対称性を生み出し,潮流による上流方向への浮遊土砂輸送を引き起こす主なメカニズムであること,また下流方向への風が上流方向への浮遊土砂輸送を助長させること,輸送量は上流に向かって減少していることが分かった.2.河岸沿いに発達している干潟の形成メカニズムを明らかにする目的で,浮遊土砂輸送の横断方向分布を観測した.観測は水路直線部の両岸沿いの干潟と水路中央部にADCPを埋設し,流速と浮遊土砂濃度の鉛直分布を約1ヶ月間にわたり連続測定した.その結果,上げ潮初期に中央部で巻き上げられた堆積物が,干満にともなって発生する河岸方向の流れにより干潟上に輸送されて堆積することが明らかになった.干潟上の流れは微弱であり,干潟堆積物の巻き上げはほとんど観測されなかった.広島市西部に位置する太田川放水路(平均水深約3m,大潮時の潮差4m)を現地観測の対象とし,平成18年度から行ってきた流速と浮遊土砂濃度の多点同時連続観測および河口干潟の底質調査データを総合的に解析した.1.感潮河道内で起こっている密度場と流れ場の変動と,これらを引き起こしている潮汐と淡水流入量および風(海陸風,季節風など)との関係Tidal strainingにより,上げ潮期と下げ潮期では密度成層と流速分布が大きく異なっており,下げ潮期に強い密度成層が形成されることが明らかになった.また,密度成層強度は風の影響も受けており,河口方向に吹く風が密度成層強度を強めること,風は流れの弱い小潮期に大きく影響する.2.感潮河道内を輸送される浮遊砂泥輸送量の変動とその分布特性潮流によって引き起こされている河道に沿った浮遊砂泥輸送の方向は,Tidal strainingによって起こる密度成層強度の変動が主原因で日平均すれば上流に向いている.その浮遊砂泥輸送量は河口からの距離と共に減少しており,砂泥が河道内に堆積している.洪水時に堆積した砂泥はフラッシュされる.堤防に沿って発達している干潟上では潮位変動にともなう横断方向の流れが発生しおり,潮汐によって堤防方向に輸送された浮遊砂泥が,干潟地盤を維持している.3.河川干潟の底質変動平常時は,河口付近から潮汐によって輸送されるシルト・粘土といった微細粒子が干潟に堆積しているが,洪水時にはその大部分がフラッシュされ,干潟地盤の表面は上流から運ばれてきた砂で覆われる.
大学教養教育にふさわしい障害理解教育実現のための教授法及び教材研究

本研究の目的は、大学教養教育の枠組みの中で、障害やバリアフリーを学際的なテーマとして扱う授業を展開していく際に有効となる教授法や教材を提案することにある。平成21年度の主要な成果としては、(1)東京大学教養課程の学生を対象とした、ゼミナール方式の授業プログラムの実施、(2)障害やバリアフリーについて学際的に学ぶための包括的な文献リストの作成、(3)本研究全体の成果をまとめた研究報告書の作成、が挙げられる。以下、それぞれの成果の具体的内容を記すと、まず(1)の授業プログラムの実施については、(a)研究代表者及び「プロジェクト」のメンバー計5名の教員によるグループティーチング方式を採用し、(b)「メリトクラシー」(=能力主義)という観点から障害をめぐる問題にアプローチするような授業内容を展開した結果、専門分野の枠を超えた学際性豊かな授業プログラムの実施が可能となった。次に、(2)の文献リストについては、(a)5つのカテゴリー×4つのサブカテゴリーからなる分類方法を採用し、(b)それぞれの文献についてコメントを付すことで、文献リスト全体における各文献の位置付けが明確になるよう工夫した。その結果、障害やバリアフリーをテーマとした授業での活用以外にも、広く利用可能な文献リストを完成させることができた。なお、完成した文献リストについては、今後もインタラクティヴな更新作業を行っていけるようウェブ上で公開している。最後に、(3)の研究報告書は、上記(1)(2)の作業を通して得られた研究成果の他、本研究の推進に関連して開催したシンポジウムや内部研究会での発言内容なども盛り込んだものとなっている。研究報告書については、今後、自由にアクセスできるよう情報を電子データ化し、ウェブ上で公開する予定である。今年度は、本課題の目的として設定した(1)従来の障害関連教育の教授法および教材に関する調査研究、(2)実験的授業プログラムの効果や妥当性についての評価・分析、(3)今後の望ましい障害関連教育のあり方に関する検討、(4)研究成果の公開とインタラクティブな検証システムの構築、のうち、主に(1)(3)に関して予備的な成果を得た。(1)については、関連領域における既存の教材に関す検討を行った上で、教養課程における障害理解教育の基礎文献リスト(カノン)の作成に向けて、テーマや難易度を基準とするリストの構造化と基礎文献のピックアップを行った。(2)については、東京大学教養課程において開講されている全学自由研究ゼミナールにおいて「フェアネスの障害学」という演習形式の授業を実施し、(a)障害問題を読み解くに当たって「フェアネス(公平性)」という新しい思考様式を導入し、(b)ロールプレイやゲームを通じた体感的な理解と、問題の構造についての分析的・論理的思考とを往復する授業構成を採用し、(c)学生とのインタラクションのみならず担当教員間(3名)のインタラクションを重視する、といった実験的な試みを行い、その効果について分析する基礎的なデータを得た。また、授業や研修等の効果測定を目的とした既存の心理尺度や評価課題に関して、本研究課題の目的との関連で有効性を検討し、幾つかの知見を得た。(3)については、関連分野の取り組みに関する整理を踏まえて、2008年8月に連携研究者との議論を通じて研究の焦点を明確化したほか、2009年2月に特別シンポジウム「『バリアフリー』でいいのか?!-大学の『バリアフリー』を問い直す」を開催し、現状の障害関連教育における問題点の把握と今後の展望についての論点整理を行った。
河床条件の異なる固定床上の土石流の流れを統一的に扱う流動モデルの構築

土石流の流れに及ぼす河床粗度の影響について、これまでの研究では相対水深の小さい流れにおいて底面摩擦の増大に伴う摩擦抵抗係数の増大が見られ、流れ中の土砂濃度が高い場合にこの傾向が顕著であることが明らかとなっていた。そこで流れを上層と粗度層に分割し、上層には既存の構成則を適用し、粗度層における粒子の相互作用を既往の構成則と同様に評価して2層モデルを構築した。これを実験結果と比較したところ、この2層モデルは定性的な粗度の影響は表現できるが、定量的な評価には至らず衝突角などのパラメータの設定が必要であることが明らかとなっていた。本研究では衝突角、反発係数について検討した。まず、衝突角は粒子が粗度間に最も入り込める時の最大衝突角と正の相関にあると考え、最大衝突角の関数として与えることにした。次に、反発係数については、土石流における反発係数は衝突後の水と粒子の摩擦損失を含んだものであるが、粗度は固定されているため、上層よりも摩擦損失は大きいと考えた。そこで、衝突前後の粒子の挙動を理論的に検証したところ、その妥当性が示されたので、反発係数は上層の0.775よりも小さい0.4を適用することにした。このような衝突角、反発係数のパラメータを2層モデルに適用すると、実験結果を定量的にも良好に再現可能となった。以上より、粗度の影響を定量的に評価可能なモデルが構築できたといえる。そこで、構築されたモデルから、土石流の速度やエネルギーを計算したところ、流れ中の粒子に対して粗度が2.5倍程度の大きさだと、速度は0.9倍、エネルギーは0.8倍となった。この違いは砂防計画上非常に大きいものであり、このような違いを定量的に評価することのできるモデルが構築されたことは大きな成果である。そこで流れを上層と粗度層に分割し、上層には既存の構成則を適用し粗度層においては粒子の相互作用を既往の構成則と同様に取り扱うことによって評価し2層モデルを構築した。これをこれまでの研究結果を比較したところ、この2層モデルは定性的な粗度の影響を表現でき、衝突角などのパラメータの設定によっては実次元で評価可能であることが明らかとなった。土石流の流れにおけるせん断抵抗力、圧力は粒子摩擦・衝突・間隙水の乱れの3つの成分の和として示されるが、上記2層モデルでは粗度の条件によってこの応力成分が大きく変化する。河床部分における侵食、堆積をこのモデルで連続的に扱うには応力成分を正確に表現する必要があるから、実際に河床部分でどのような応力成分の変化が起こっているかを知るために水路実験を行った。実験には大きさの異なる3種類の桟粗度を製作し、1つの桟を分力計に固定しその抗力を測定した。実験は勾配、流量に関して様々な条件で行い、水深、抗力の時間変化、流速分布を測定した。実験データが多くまだ整理中であるが、今のところわかっているのは次のとおりである。まず、桟型粗度と土砂による粗度との比較を行ったところ、全体的に桟型粗度の方が若干抵抗が小さいが、濃度が大きいほど粗度の影響が大きいという定性的な傾向は同様であった。しかし、極端に濃度が小さい条件においても、粗度の影響が大きくなるという興味深い結果も得られた。応力においては、粗度が大きいほど桟粗度上での抗力の割合が大きいという2層モデルと伺様の結果が得られていて、データの整理を進めていけば2層モデルのパラメータ設定ができそうである。土石流の流れにおけるせん断抵抗力,圧力は粒子摩擦・衝突・間隙水の乱れの3つの成分の和として示されるが,前年度提案した2層モデルでは粗度の条件により応力成分は大きく変化する.よって実際に河床部分でどのような応力成分の変化が起こっているかを知るために前年度に水路実験を行った.実験には大きさの異なる3種類の桟粗度を製作し,1つの桟を分力計に固定しその抗力を測定した.実験は勾配,流量に関して様々な条件で行い,水深,抗力の時間変化,流速分布を測定した。さらに今年度は底面抗力とせん断力の釣り合いを確認するため,また釣り合いが生じる水深基準面の位置を明らかにするため,水路実験を再び行った.実験条件は前年度と同様で桟と桟間が1:1の受感部と桟と桟間が2:3の受感部における抗力を測定した.以上の実験結果から以下のことが明らかになった.(1)桟と桟間が1:1の実験結果より,粗度下を水深基準面とする水深から算出したせん断力と全せん断抵抗力がほぼ釣り合っており,水深基準面をこれまでどおり粗度下にすることが妥当であることが確認された.(2)桟と桟間が1:1と2:3実験結果の比較から算出した桟部分の抗力値と,桟粗度のみで測定した前年度の抗力値はほぼ一致していて,実験が良好に行われたことが確認された.(3)全せん断抵抗力に対する桟粗度の抗力の割合(摩擦・衝突)は濃度が小さい領域では粗度が異なってもほぼ一致する.

濃度の上昇に伴い抗力割合は増加するが,その傾向は粗度が大きいほど顕著なため濃度が大きいほど粗度による違いが生じる.(3)の結果は,前年度で提案した2層モデルと定性的には同様の傾向であるが,特に濃度の小さい領域でモデルと実験値の差が大きかった.これはモデルで摩擦項が過小評価,間隙水乱れ項が過大評価されていることが原因である.よって,摩擦項が降伏応力ということを考慮するように現在モデルを改善中である.土石流の流れに及ぼす河床粗度の影響について、これまでの研究では相対水深の小さい流れにおいて底面摩擦の増大に伴う摩擦抵抗係数の増大が見られ、流れ中の土砂濃度が高い場合にこの傾向が顕著であることが明らかとなっていた。そこで流れを上層と粗度層に分割し、上層には既存の構成則を適用し、粗度層における粒子の相互作用を既往の構成則と同様に評価して2層モデルを構築した。これを実験結果と比較したところ、この2層モデルは定性的な粗度の影響は表現できるが、定量的な評価には至らず衝突角などのパラメータの設定が必要であることが明らかとなっていた。本研究では衝突角、反発係数について検討した。まず、衝突角は粒子が粗度間に最も入り込める時の最大衝突角と正の相関にあると考え、最大衝突角の関数として与えることにした。次に、反発係数については、土石流における反発係数は衝突後の水と粒子の摩擦損失を含んだものであるが、粗度は固定されているため、上層よりも摩擦損失は大きいと考えた。そこで、衝突前後の粒子の挙動を理論的に検証したところ、その妥当性が示されたので、反発係数は上層の0.775よりも小さい0.4を適用することにした。このような衝突角、反発係数のパラメータを2層モデルに適用すると、実験結果を定量的にも良好に再現可能となった。以上より、粗度の影響を定量的に評価可能なモデルが構築できたといえる。そこで、構築されたモデルから、土石流の速度やエネルギーを計算したところ、流れ中の粒子に対して粗度が2.5倍程度の大きさだと、速度は0.9倍、エネルギーは0.8倍となった。この違いは砂防計画上非常に大きいものであり、このような違いを定量的に評価することのできるモデルが構築されたことは大きな成果である。
光ナノ複合材料による健康阻害ガスセンサに関する研究

半導体ナノ粒子(蛍光量子ドット)からなる光ナノ複合材料の光学式ガスセンサ特性を研究した。セレン化カドミウム(CdSe)系のコアと硫化亜鉛(ZnS)系のシェルからなるコアシェル型量子ドットが、室温・大気圧において、空気中のオゾンに感応して可逆な蛍光強度変化を示すことを確認した。粒径が比較的大きい赤色発光量子ドットは1500 ppmの広い濃度範囲のオゾン検知に適しており、粒径が小さい緑色発光量子ドットは0.1 ppmまでの低濃度オゾンに対して高感度を示した。また、アルキルアミンガスに対してオゾンより低い感度で応答した。これより、蛍光量子ドットが光学式健康阻害ガスセンサ材料となることがわかった。健康阻害ガスは、事故や災害時の他、気密性が増した省エネ型建物内等で高濃度化の危険がある。オゾンは、強力な酸化力と、分解すれば無毒になるという後処理の容易さが応用上の利点として注目され、高濃度域(58%)で半導体産業における有機物除去や洗浄、中濃度域(200ppm程度)で病院や医薬品製造施設での殺菌・脱臭、低濃度域(0.01数ppm)でクリーンルーム等建物内空間や水の殺菌・脱臭、食品・畜産業等に利用が広がっている。また成層圏のオゾン層は太陽からの紫外線吸収を吸収し、地上の生物を守っている。しかし、オゾンは有用な反面、大気中約1ppm以上で目や呼吸器、神経等の中毒症状を引き起こし、50ppmを超えると生命の危険が生じ、1000ppm以上では短時間で死亡する。光化学オキシダントの主成分ともなる。近年、一般向けに脱臭用小型オゾン発生装置が市販されているが、狭い室内空間で使用すると、作業環境許容濃度0.1ppmを超過し得る。オゾンはコピー機や電気モーターからも発生する。そのためオゾンセンサの必要性が増している。従来のセンサは電気式と紫外線吸収式が主であった。光学式は電気式と異なり電気火花発生の危険がなく、遠隔非接触操作ができる。しかし、オゾンの紫外吸収を直接測定する従来法では、低濃度域では長いガスセルと高価な光学検出系を要した。本研究では蛍光や光吸収がオゾンに感応する光ナノ複合材料を研究し、小型で安価な光学式健康阻害ガスセンサの基盤技術開発を目指す。平成26年度は、0.1500ppmの範囲で濃度制御したオゾンを含む空気を、光ナノ複合材料を格納したガス流通光学セルに流すシステム、ならびに、オゾン濃度を変化させた時に、光ナノ複合材料の蛍光強度とスペクトルの変化を高速測定できるシステムを構築した。これらの実験システムの動作確認を完了し、ナノ複合材料の試作を予備的に進めた。本研究では、ガスとの接触時に光学特性(発光、吸収等)が可逆的に変化する光ナノ複合材料を用いて、健康阻害ガスであるオゾン等を検知可能な光学式ガスセンサの開発に取り組んでいる。オゾンは、強力な酸化力と、分解すれば無害になる後処理の容易さから、半導体産業における有機物除去、病院・医薬品製造施設・食品工場・オフィス・家屋における空気や水の殺菌・脱臭に幅広く利用されている。しかし、オゾンは空気中約1ppm以上では人体への毒性が著しく高くなるので、オゾンセンサの必要性が増している。光学式ガスセンサは、電気式ガスセンサと比較して、電磁気的ノイズに強く、防爆性や遠隔非接触操作性に優れる。平成27年度は、光ナノ複合材料として、蛍光強度が表面状態に敏感な量子ドット(化合物半導体ナノ粒子)を選び、研究を進めた。平成26年度に構築した実験システムを用い、空気中のオゾン濃度を変化させながら蛍光量子ドット薄膜の蛍光強度・スペクトルを測定した。その結果、セレン化カドミウム(CdSe)系のコアの表面に硫化亜鉛(ZnS)等のシェルを被覆した、コアシェル型量子ドットが、室温・大気圧下において、空気中のオゾンに感応して蛍光強度の減少を示し、オゾンを含まない空気中では可逆的に回復する現象を確認した。粒径が比較的大きく安定性の高い赤色発光量子ドットでは1500ppmの広い濃度範囲のオゾンに対して可逆な応答を示し、蛍光強度変化量はオゾン濃度に依存した。一方、赤色発光体よりも粒径が小さく表面原子の比率が高い緑色発光量子ドットは高濃度オゾンに対しては応答の可逆性が低下したものの、低濃度オゾンに対しては可逆応答と高感度を示し、0.1ppmまでの感度を確認した。これより、CdSe系コアシェル型量子ドットが、蛍光を用いた光学式オゾンセンサ材料として有望であることがわかった。前年度に構築した実験システムが計画通り、順調に稼動し、このシステムを用いて光学式ガスセンサ材料の探索を実施することができた。その結果、本年度、セレン化カドミウム(CdSe)系のコアシェル型量子ドットの薄膜が、空気中の微量のオゾンに感応して、室温・大気圧下で可逆な蛍光強度変化を示すことを確認した。このように、光学式オゾンセンサ機能を発現する光ナノ複合材料としてCdSe系コアシェル型蛍光量子ドットが有望であることを見出した。平成27年度に続いて、ガスとの接触時に蛍光強度等が可逆変化する光ナノ複合材料を用いて、健康阻害ガスを検知可能な光学式ガスセンサの研究開発を実施した。健康阻害ガスとして、強い酸化力と毒性をもつオゾンに加えて、新たに、シックハウス症候群等の原因物質となる有害な揮発性有機化合物(Volatile Organic Compound (VOC))を対象として調べた。

平成27年度までに構築したオゾンガスセンサ実験システムを一部改良して用い、セレン化カドミウム(CdSe)系コアと硫化亜鉛(ZnS)系からなるコアシェル型量子ドット薄膜のオゾン感度について、濃度依存性の測定と解析を行い、機構解明を進めた。一方、VOCガスセンサ実験システムを構築した。濃度を規定したVOC含有空気は、VOC液体試料を入れたインピンジャーに合成空気を流通して飽和蒸気を発生させ、これに合成空気を所定比率で混合・希釈して得る方式で得た。各種VOCと接触した際の量子ドット薄膜の蛍光強度・スペクトルを調べた結果、CdSe系コアシェル型量子ドット薄膜が、室温・大気圧下において、可燃性・爆発性・悪臭を有するアルキルアミンガスに感応して可逆な蛍光強度変化を示すことを見出した。また、アルキルアミンガスに対する感度は、ヘキシルアミン(第1級アミン)>ジエチルアミン(第2級アミン)>トリエチルアミン(第3級アミン)であることを確認した。以上のように、CdSe系コアシェル型蛍光量子ドットが、空気中のオゾン検知のみならずVOC検知にも利用可能なセンサ材料となることがわかった。平成27年度までに構築した光学式オゾンセンサ実験システムを平成28年度に改良するとともに、平成28年度に新たに光学式VOCセンサ実験システムを構築し、いずれも順調に稼働した。これらの実験システムを用いて、平成28年度に、量子ドット薄膜のオゾン感度について、濃度依存性の測定と解析を行い、機構解明を進めた。また、VOCの1つであるアルキルアミンガス感度を確認した。このように、CdSe系コアシェル型量子ドットが、健康阻害ガスであるオゾンおよびアルキルアミンのセンサ材料となることを見出した。0.1500ppmの範囲で濃度を制御した酸化性・毒性のオゾンを含む空気、あるいは有害な揮発性有機化合物(VOC)を含む空気を、ガス流通光学セルに導入し、セルに格納した光ナノ複合材料の蛍光強度とスペクトルの変化を高速測定するシステムを構築した。光ナノ複合材料として、蛍光強度が表面状態に敏感な量子ドット(化合物半導体ナノ粒子)を選び、オゾン濃度を変化させながら量子ドット薄膜の蛍光特性を測定した結果、セレン化カドミウム(CdSe)系のコアと硫化亜鉛(ZnS)等のシェルからなるコアシェル型量子ドットが、オゾンに感応して可逆な蛍光強度変化を示すことを確認した。粒径が比較的大きく安定性の高い赤色発光量子ドットは1500ppmの広い濃度範囲のオゾンに対して可逆な応答を示し、蛍光消光率はオゾン濃度に依存した。赤色発光体よりも粒径が小さく表面原子の比率が高い緑色発光量子ドットは0.1ppmまでの低濃度オゾンに対して高感度を示した。これより、CdSe系コアシェル型量子ドットが、蛍光利用型光学式オゾンセンサ材料となることがわかった。蛍光強度とオゾン濃度の関係解析により、動的消光と静的消光の共存が示された。量子ドット内部の電子と吸着オゾンの反応、あるいはオゾンの吸着による量子ドット表面欠陥の活性化が消光の原因と推定した。また、オゾン以外に、VOCへの感度を見出し、CdSe系コアシェル型量子ドットが、可燃性・爆発性・悪臭を有するアルキルアミンガスに感応して可逆な蛍光強度変化を示すことがわかった。第1級アミンであるヘキシルアミンへの感度が高いことより、アルキルアミン分子が量子ドットに吸着する際の立体障害と感度との相関が示唆された。
末梢血由来幹細胞を用いた造精機能障害新規治療方法の開発

採取が容易なマウス末梢血から分離した単核細胞の培養に様々な因子を添加し、得られた細胞を雄性生殖器へ移植することにより、雄性幹細胞様細胞の作成を試みた。GFP陽性マウス末梢血由来単核細胞に、様々な因子を添加した培地を用いて細胞培養試験を行い、生存率、増殖能の検討および至適条件の探索を行った。また培養によって得られた細胞は、薬剤投与により内在性の精子幹細胞を除去した雄マウスの精巣および皮下に移植し、その増殖、分化を観察した。安定した細胞培養系は確立できなかったが、細胞移植では、基底膜と間質細胞にGFP陽性を示す細胞が観察された。また皮下移植では腫瘤が得られ、上皮細胞、間葉系細胞などを含んでいた。遺伝子改変マウスは、各種疾患のモデル動物として医学・医療分野あるいは生命科学分野の研究にも必須な存在であり、その解析には長期間を要するため、系統を維持するための繁殖が必要となる。しかし、ヒト疾患モデルとして作製された遺伝子改変マウスにて、精子の形成や成熟ができない造精機能障害による雄性不妊を示すことが報告されており、そのような系統を維持することは難しい。そこで本研究では、採取が容易なマウス末梢血から分離した単核細胞の培養に様々な因子を添加し、かつ得られた細胞を雄性生殖器へ移植することにより、雄性幹細胞様細胞の作成を試みた。GFP陽性マウス末梢血より単核細胞を分離し、各種培地に様々な因子を添加した培地を用いて細胞培養試験を行い、生存率、増殖能の検討および至適条件の探索を行った。また培養によって得られた細胞は、薬剤投与により内在性の精子幹細胞を除去した雄マウスの精巣および皮下に移植し、その増殖、分化を観察、追跡した。LIFを添加して培養したグループは、LIF+抗マウスMHCクラスII抗体"を添加したグループとの間に有意差がみられ、長期培養期間で単核細胞の増加が観察された。また抗マウスMHCクラスII抗体を添加して培養したグループでは、その培養を繰り返して行ったが安定した細胞培養系は確立できず、培養の再現性は乏しかった。細胞移植の結果は、特に抗マウスMHCクラスII抗体を添加して培養した細胞を移植したグループで、基底膜と間質細胞にGFP陽性を示す細胞が観察された。精細胞は基底膜上に見られる精祖細胞から成熟していくにつれ管腔側に移動していくのだが、基底膜およびその周辺領域以外ではGFP陽性を示す細胞は認められなかった。各因子を添加して30日間培養した細胞をマウス皮下へ移植した結果、αMEM + 10%FBS + LIFの条件で培養した細胞を移植したマウスで腫瘤が得られた。得られた腫瘤は、上皮細胞、間葉系細胞などを含んでいた。本研究は、マウスを用いて、末梢血という容易に採取することができる材料を元に末梢血由来精子幹細胞の樹立を試み、造精機能障害の新規治療方法の開発を目指した。末梢血を採取するドナーマウスには、白血球でも蛍光観察が可能なβ-actinプロモータEGFPが導入されたGFP陽性マウスを用い、これらGFPマウスから採取した末梢血から比重遠心法により単核球を単離し、さらにFACSでGFP陽性細胞の存在比率を測定した。その結果、測定した細胞の約90%でGFPの発現が認められた。単離したGFP陽性単核球は、10%ウシ血清添加DMEM培地、胚性幹細胞(ES細胞)培養培地、10%ウシ血清添加αMEM培地、10%ウシ血清添加RPMI1640培地を用いて細胞増殖試験を行い、生存率および増殖能の検討を行った。その結果、10%ウシ血清添加αMEM培地での培養が他と比べて好成績であった。そこで、抗MHCクラスII抗体であるCR3/43モノクローナル抗体処理によりES細胞様幹細胞の樹立やES細胞から生殖細胞への分化誘導実験などの報告を元に、10%ウシ血清添加αMEM培地に抗マウスMHCクラスII抗体(3.5μg/mL)を添加し、どのように培養細胞が変化するか観察を行った。培養細胞は、核型解析、アルカリフォスファターゼ染色、浮遊培養による胚様体形成、免疫不全マウスへの移植による三胚葉混合の奇形腫形成などを行い、ES細胞と同等な未分化性を維持しているのか確認を進めているが、残念ながら現時点では、未分化能を示すような細胞は得られていない。そこで、既出の報告にある様々な因子を培養培地に添加し、始原生殖細胞様の細胞へ分化誘導できないかを試みている。

また、各培養により得られた細胞を生殖巣へ移植する予定のため、薬剤(Busulfan)投与により内在性の精子幹細胞が除去され、かつ移植した細胞が定着することの確認も行った。本研究は、造精機能障害により雄性不妊を示し系統維持が不可能となる遺伝子改変マウスの有効な解決方法の確立を目的とし、マウスを例に、採取が容易な末梢血を用いて精子幹細胞の樹立を目指している。本年度は、観察や細胞移植後の動態を追跡しやすくするためにβ-actinプロモータにEGFPが導入されたGFP陽性マウスから採取した末梢血より単核球を比重遠心法で単離し培養したのち、抗マウスMHCクラスII抗体を培地に加えることで単核球に逆分化を起こさせることで精子幹細胞の樹立を試みた。逆分化とは、分化した細胞を用いて胚性幹細胞のような多能性幹細胞の作出を意味する。この方法はAbuljadayel IS.らにより報告済みのものであったが、それを研究室の培養システムで再現させることができず、現時点では報告と同様の結果は得られていない。そこでiPS細胞樹立の報告以降、盛んに研究がなされ報告のある幹細胞樹立、または皮膚細胞から肝臓細胞や神経細胞へ誘導するダイレクトリプログラミングの方法を参考に、分化誘導に有効であると考えられる因子の再検討を行っているため、予定していた研究計画と比べて後れを取っている。再検討した添加因子の多くは、計画段階で候補に挙げていた因子であり、それらを用いて引き続き末梢血由来精子幹細胞の樹立を試みている。雄性ホルモンを分泌するライディッヒ細胞および種々のタンパク質の分泌や栄養補給などをするセルトリ細胞など雄性生殖細胞への分化誘導に有効であると考えられる精巣内細胞との共培養現在も組み合わせ、添加する因子の濃度や時期、培養期間なども合わせて観察を行い、適時、それらの細胞をマーカーで染色し、未分化能の維持を検討している。本年度は、24年度に引き続き、マウス末梢血からの精子幹細胞の樹立を目指す。近年の報告では、分化抑制作用のある白血病抑制因子であるLIFや、精子形成の促進をするアクチビン、精原細胞の増殖に関与するBMPの添加により幹細胞の樹立を試みた報告が多くなされ、添加する因子は、当初に予測したものと同様であった。しかし、それら因子の添加濃度、培養期間に違いがあったので、既出報告を参考に培養条件の再検討を行う。また、他にも候補の添加因子を考えていたが、それら複数を用いての組み合わせなども検討内容とするのは、樹立までの培養期間は長期にわたりることなどから補助事業期間内での実施は困難であるため、上記した三種類に絞り至適条件の探索を行う。また、適時、得られた細胞を未分化マーカーなどにより観察を行っているが、それだけでは分化状況の把握が困難なため、幹細胞もしくは始原生殖細胞に特異的に発現している遺伝子の発現を観察する必要があり、それらの計画を準備しているところである。至適条件の探索により得られた細胞は、マウス雄性生殖器に細胞移植し、移植した細胞の増殖や分化などの様子を追跡し観察を行う。造精機能障害の機能回復が目的であるので、自然交配により移植した細胞由来の正常な産仔が得られるかを交配試験を行い確認する。本研究で得られる知見は造精機能障害の新規治療方法となるだけではなく、がんや精巣腫瘍の化学療法後の造精機能の回復や、幹細胞や生殖細胞の分子メカニズムの解明、分化誘導後の細胞を用いた創薬のための薬理、毒性試験への利用、不妊治療への応用などに大きく貢献できると期待し、最終的には造精機能回復への目標到達を目指す。