hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
真核生物の基本的仕組みを解明するための新しい細胞場構造技術の開発

細胞や組織内の微細構造解析は化学固定-染色により作製した超薄切片をTEM観察する事で進められてきたが、近年、金属やセラミックの表面加工に寄与しているFIB-SEMを生物試料で汎用性ある超微細構造解析に応用するための新たな技術開発を行う。代表的な細胞小器官が一つずつ存在し、真核生物として最小限度のシンプルな構造を有する“シゾン"をモデル生物として選び、細胞分裂過程にリンクした細胞小器官や標的分子とそれを取り囲む環境の超微細構造変化を細胞丸ごとレベルで解明した。光学顕微鏡によるダイナミクスを参照し、細胞分裂の時系列にあわせた3D構造モデルを作成し、オルガネラ間の相互作用や形の変化を明らかにした。代表的な細胞小器官が一つずつ存在し、真核生物として最小限度のシンプルな構造を有する“シゾン"をモデル生物として選び、細胞分裂過程にリンクした細胞小器官や標的分子とそれを取り囲む環境の超微細構造変化を細胞丸ごとレベルで解明し、構造モデルを作成する。平成26年度は先ず、シゾンの細胞分裂の母集団を保てるように光の明暗並びに二酸化炭素の培養液への添加の有無を調整する事で同調培養系の確立に挑戦し、8割以上の細胞の同調化に成功した。培養系の開発は予想以上に進み、十分な結果を得た。次にシゾンの組換え体発現系は細胞からゲノムDNAを抽出し、ミトコンドリア、色素体を中心にオルガネラを構成する標的分子の遺伝子(8種)を適切なDNAオリゴを用いてPCR増幅して得、その塩基配列をDNA BANKの登録情報と照らし合わせて確認した。立教大学の黒岩先生より譲与頂いた一過性発現系並びにウラシル要求性遺伝子を選択マーカーとする相同性発現のためのゲノムターゲットベクターに先の標的遺伝子を導入し、発現を試みた。GFPによる蛍光や定量性PCRを用いたmRNAの確認、そしてイムノブロティングにより発現の確認をおこなった。尚、FIB-SEMによる計測法の条件検討は試料作製の開発とともにフィードバックをかけながらおおむねほぼ計画通りに進んだと考えている。平成27年度はシゾンの細胞分裂の母集団を保つように光の明暗並びにCO2の培養液への添加を調整する事でほぼ同調培養系は確立できた。さらに、光の明暗周期をアレンジし、特殊な基盤存在下でのシゾンの培養から今まで困難であった分裂周期に伴う、細胞の形や当該時期に相当するタイミング等を動的に光顕観察できる系も立ち上がった。培養系ならびに観察系の開発は予想以上に進み、十分な結果を得た。次に、前年度までに一過性発現系に成功している主要オルガネラ構成蛋白の遺伝子をさらにウラシル要求性遺伝子を選択マーカーとする相同性発現のためのゲノム標的ベクターに導入、発現を試みた。特異的標的分子の確認がGFPによる蛍光や定量性PCRを用いたmRNAの確認、そしてイムノブロティングによる発現の確認が得られたが、時系列変化に伴い、リバータントの存在も確認されたため、より安定な相同性組換え体を得るために、東京工業大学の田中先生より譲与頂いたURA5.3欠損シゾン宿主株を用いて早急に系を立ち上げ直しているところである。尚、残念ながら、FIB-SEMによる計測法の条件検討は当初予定になかった研究室の引越しと建物の不具合、さらに、電子顕微鏡の不慮の故障が判明したため、目的の微細構造観察を行うことが困難となり、研究計画を延長する必要が生じた。FIB-SEMから得られた連続切片を用いて生命の基本である均一に確実に娘細胞に分裂する細胞分裂過程にリンクした細胞小器官や標的分子とそれを取り囲む環境の超微細構造変化を細胞の一部の断片の情報にとどまらず、細胞丸ごとレベルで解明し、構造モデルを作成する系の開発を行い、生存に必須である均一に確実に娘細胞に分裂する細胞小器官の振る舞いを解明する事がこの課題の目的で有り、目標である。そのための細胞培養系、試料作製系に関してはほぼ順調に進むと思うが、電子顕微鏡観察系の開発は顕微鏡の不慮の故障が判明したため、目的の微細構造観察を行うことが多少困難となり、その点については多少遅れている。オルガネラの可視化、形の変化、オルガネラ間の相互作用もだいぶ解明されてしてきたと感じでいるが、さらにNを増やす必要を感じ、早急に顕微鏡観察ならびに3次元画像解析を進めたい。

代表的な細胞小器官が一つずつ存在し、真核生物として最小限度のシンプルな構造を有する“シゾン"をモデル生物として選び、細胞分裂過程にリンクした細胞小器官や標的分子とそれを取り囲む環境の超微細構造変化を細胞丸ごとレベルで解明し、構造モデルを作成する。平成28年度はシゾンの細胞分裂の同調培養系は確立できた。特殊な基盤存在下でのシゾンの培養において今まで困難であった分裂周期に伴う、同一細胞のダイナミックスを光顕観察できる系も立ち上がった。次に、前年度までに一過性発現系に成功している主要オルガネラ構成蛋白の遺伝子をさらに各オルガネラを特異的にイメージングするため、東京工業大学の田中先生より譲与頂いたURA5.3欠損シゾン宿主株を用いてウラシル要求性遺伝子を選択マーカーとする相同性発現のためのゲノム標的ベクターに導入し、コピー数を調節し得る新たなstable組換え体発現系も立ち上がった。この発現系が確立出来たことによりリバータントの出現も劇的に減じることに成功したことは有意義な結果である。一方、電子顕微鏡のための試料作製も概ね確立したこともあり、FIB-SEMと3次元再構築法から新たに3D構造モデルも80個以上となり、細胞分裂の時系列にあわせたより正確な超微細構造モデルを得ることも可能となった。さらに化学固定無し、無染色化でのシゾン丸ごとレベルでクライオトモグラフィー観察の系も立ち上がり、FIB-SEMと3次元再構築法から得られた3D構造モデルとも是非、比較・考察したい。現在、得られた結果を原著論文としてまとめる準備をしているところである。細胞や組織内の微細構造解析は化学固定-染色により作製した超薄切片をTEM観察する事で進められてきたが、近年、金属やセラミックの表面加工に寄与しているFIB-SEMを生物試料で汎用性ある超微細構造解析に応用するための新たな技術開発を行う。代表的な細胞小器官が一つずつ存在し、真核生物として最小限度のシンプルな構造を有する“シゾン"をモデル生物として選び、細胞分裂過程にリンクした細胞小器官や標的分子とそれを取り囲む環境の超微細構造変化を細胞丸ごとレベルで解明した。光学顕微鏡によるダイナミクスを参照し、細胞分裂の時系列にあわせた3D構造モデルを作成し、オルガネラ間の相互作用や形の変化を明らかにした。電顕試料として母集団を保てる同調培養系の確立は予想以上に順調に進んだと思う。またオルガネラを構成する標的分子の発現系はPEGを用いた一過性発現並びにコーンスターチ上でコロニーを作らせてクローニングすると言う少し特殊な手法でのステーブルな組換え体発現系であるにもかかわらず、試行錯誤を繰り返し、発現系の確立に少し時間がかかったが、想定の範囲であったと考える。電子顕微鏡での観察ではFIB-SEMに加え、3ViewのSEMを試みる予定であったが、共同利用予定の3View顕微鏡が昨年交付申請書を提出した直後の春先に故障し、約一年間使えない状態になったため、久留米大学のFIB-SEMだけでの電子顕微鏡計測を行ってきた。電顕での計測結果と生物試料の作製、具体的は、適切な情報を引き出すための細胞の固定方法、染色方法などの検討と常にフィードバックを掛けながら研究を進め、高解像度な連続切片像得るための系もほぼ立ち上がったと考える。
神経可塑性メカニズムの解明～抗うつ薬の創薬を目指して～

神経分化誘導物質であるレチノイ酸存在下で低血清培養すると、神経由来細胞であるNeuro2Aは神経突起を伸ばすことが知られている。Neuro2AにGFPを発現させ、レチノイン酸で分化を誘導させ、蛍光顕微鏡でランダムに写真を撮り、樹状突起の長さを画像解析ソフトで測定・定量した。定量の方法にはSholl plot法を用いた。レチノイン酸刺激で神経突起伸長が定量できることが確認でき、定量法を確立することが出来た。次に、siRNAを用いてBubR1を特異的に減少させ、低血清で培養した。Neuro2Aはレチノイン酸などの神経分化誘導物質無しで突起を伸展させた。GFPとsiRNAを同時に細胞内に導入し、突起伸展後に蛍光顕微鏡で樹状突起の長さを測定・定量したところ、神経突起伸長が著明に亢進していることが明らかとなった。外在性にBubR1を高発現させた状態で、Neuro2Aの突起伸展を観察するため、BubR1のサブクローニングを行った。また、キナーゼ活性部位のDeietion Mutantをはじめ、BubR1の複数ミュータントを作成した。しかし、これらのタンパク発現をウェスタンブロットで確認したところ、発現が十分確認できなかったため、Flagタグを付けたBubR1も同時に作成した。その他、Morpholino oligoを用いて、siRNAとは異なる手法でBubR1のノックダウンを行った。神経突起伸展に伴ってBubR1が切断される可能性を考え、レチノイン酸やバルプロ酸刺激後にBubR1のウェスタンブロットを行ったが、BubR1切断フラグメントは検出できなかった。
肺動脈絞扼および解除による心筋ミオシン重鎖アイソザイムならびに遺伝子発現

心臓圧負荷においては、α-ミオシン重鎖(MHC) mRNAがβ-MHCmRHAに変換することにより、MHCアイソザイムがATPase活性の高いV_1より活性の低いV_3に変換することが実験動物およびヒトにおいて報告されている。圧負荷心におけるこのMHC遺伝子の変化が、心筋への直接的作用によるものか、甲状腺ホルモンなどの液性因子によるものかについて解明するため、当教室で先に行われた腹部大動脈を縮窄するモデルに引続き主肺動脈を絞扼する右室圧負荷モデルを作成した。結果は大動脈縮窄および肺動脈絞扼により、左室最大収縮期または右室最大収縮期圧はそれぞれ術後上昇した。一方、反対側の心室内最大収縮圧、拡張末期圧は偽手術群と有意差がなく、圧負荷が加わってないことが確認された。心室壁または心重量については、大動脈縮窄または肺動脈絞扼により、それぞれ左室または右室において有意な上昇を認めたが、反対側心室は偽手術群との間に有意差を認めなかった。また大動脈縮窄ラット、肺動脈絞扼ラットにおいて一週間ですでにミオシンアイソザイムV_1の有意な減少とV_3の増加を認めた。一方、反対側心室では偽手術群との有意差を認めなかった。本研究において縮窄群では術後二週間より徐々に減少してくる傾向にあるβ-MHCmRNAが、絞扼群では徐々に増加してくる傾向にあることは興味深い点である。さらに大動脈縮窄群と偽手術群とでは、血清中のサイロキシンの濃度に有意差がないにも関わらず、負荷側心(左室)おいて有意義なミオシンV_3アイソザイムまたはβ-MHCmRNAの増加が認められることにより、圧負荷によるα-MHCの減少とβ-MHCの増加はサイロキシンにより調節されているのではなく、心筋細胞自身の圧によるstressと直接関係があることを示唆している。以上の結果の上に立ち、心筋への圧負荷がどのような機序で遺伝子発現の調節を行っているかについては、さらに心筋細胞レベルでの研究が必要とされる。心臓の収縮に関与する重要な収縮蛋白の一つであるミオンシン重鎖遺伝子にはα, βの二種類が存在し,その発現はホルモンおよび血行動態の変化により制御されている.圧負荷による肥大心においてはα-MHC mRNAがβ-MHC mRNAに変換することによりミオシンアイソザイムがV1からV3に変わることがヒトおよび実験動物において報告されている.圧負荷肥大心におけるMHC遺伝子発現の変化は,圧負荷の心筋への直接的作用によって起こるものなのかあるいは甲状腺ホルモンなどの液性因子を介して起こるものなのかについては未だ明らかにされていない.この点を解明する目的で我々は既にラットを用いて腹部大動脈を縮窄することにより左室圧負荷モデルを作製し検討してきた.今回はさらに主肺動脈を絞扼することにより右室圧負荷モデルを作成し,負荷側心室と対側心室とのミオシン重鎖遺伝子の発現動態を対比させる実験を行なった.この結果,成獣ラットにおいて主肺動脈絞扼による右室心筋ミオシンの変化と同様に遺伝子レベル(α-MHC mRNAからβ-MHC mRNAへ)で起こることが確認された.またアイソザイムの変化はこの遺伝子の変化とよく相関していた.これらの変化は6週間で確立していた.左室心筋においては, MHC mRNAおよびアイソザイムの変化はコントロール群と比べ有意差は認められなかった.

このことにより主肺動脈絞扼による心筋ミオシン重鎖のαからβへの変化は右心系にとどまり,左心系に有意な影響を与えないことが確認された.本実験系において右心室負荷程度が絞扼の若干の強弱または個体差により大きな差を生ずることが判明し,負荷程度の均一化を図るため実験個体数をかなり増やすことを余儀なくされた.しかし現在では絞扼程度の均一化がほぼ確立された.次の実験段階として,現在主肺動脈絞扼による短期間の影響の検討と,絞扼解除による心筋ミオシンの変化の観察を行なっている.心臓圧負荷においては、α-ミオシン重鎖(MHC)mRNAがβ-MHCmRNAに変換することにより、MHCアイソザイムがATPase活性の高いV_1より活性の低いV_3に変換することが実験動物およびヒトにおいて報告されている。圧負荷心におけるこのMHC遺伝子発現の変化が、心筋への直接的作用によるものか、甲状線ホルモンなどの液性因子によるものかについて解明するため、当教室で先に行われた腹部大動脈を縮窄するモデルに引続き主肺動脈を絞扼する右室圧負荷モデルを作成した。昨年度の研究により絞扼程度の均一化の確立がなされた。今年度の研究はこの確立された絞扼術を用い右室圧負荷モデルを作成し、術後、一、二、三、四週の負荷側心室(右室)と対応心室(左室)とのミオシン重鎖遺伝子発現動態を対比させる実験を行った。結果はすでに行った腹部大動脈縮窄による左室圧負荷モデルの術後、一、二、三、四週の負荷側心室(左室)と対側心室(右室)とのミオシン重鎖遺伝子発現動態と対比させた実験の結果と比較検討された。この結果、大動脈縮窄および肺動脈絞扼により、左室最大収縮期圧または右室最大収縮期圧はそれぞれ術後上昇した。一方、反対側の心室内最大収縮期圧、拡張末期圧は偽手術群と有意差がなく、圧負荷が加わっていないことが確認された。心室壁または心重量については、大動脈縮窄または肺動脈絞扼によりそれぞれ左室または右室において有意な上昇を認めたが、反対側心室は偽手術群との間に有意差を認めなかった。次に大動脈縮窄ラット、肺動脈絞扼ラットにおいて一週間ですでにミオシンアイソザイムV_1の有意な減少とV_3の増加を認めた。一方、反対側心室では偽手術群との有意差は認めなかった。本研究において縮窄群では術後二週後より徐々に減少してくる傾向にあるβ-MHCmRNAが、絞扼群では徐々に増加してくる傾向にあることは興味深い点である。また絞扼解除により再びV_1アイソザイムの増加が認められた。
森林GPS高精度測位のための予報システムの開発

森林内では地形や樹冠に信号が遮断されGPS測位は困難である。そこで、測位を行いたいポイントの上空の開けている位置にGPS衛星が飛来する時刻を予測することにより、あらかじめ測位の可否を知り、測位計画のを立てることが必要となる。そのために、測位ポイント環境の画像情報とGPS衛星飛来情報を組み合わせ、GPS測位可能時刻予報システムを作ることを目的とした。フィールドとして、東京大学北海道演習林および千葉演習林を利用した。林内に測位点を設け、各点において魚眼レンズを装着した高性能ディジタルカメラにより天空を撮影し、また1時間以上の測位を行いGPS衛星信号を受信・記録した。ディジタル全天写真は画像解析手法により空、葉、幹、地面などの構成要素に分類し、各GPS衛星の軌道要素から算出した天空における衛星軌跡を使って、測位期間中10秒ごとの衛星位置と構成要素を対応させた。記録したGPS信号からは、各衛星の信号強度情報を抽出し、上で作成した構成要素と時間をキーとして対応付けを行った。空、葉、幹、地面などの要素は、GPS信号の透過しやすさを考慮して開空度(openness)に読み替え、GPS信号強度との関連を検討した。その結果、信号強度はおおよそ設定した開空度に対応していることがわかったが、信号の強弱や中断を完全に説明するわけにはいかなかった。この原因には、天空写真と衛星軌道が完全にマッチしていない可能性が考えられる。しかし、実際に現地で全天写真を撮影する場合には、当然この程度の誤差は含まれる。そこで、ユーザが開空度の下限や時間間隔を指定し、その条件で受信可能な衛星個数を検索することのできるプログラムを作成した。これにより、その地点でのGPS信号受信可能性をあらかじめ判断することができるようになった。現在このシステムは、市販の画像解析ソフトや表計算ソフトなどの機能を組み合わせて実現しているため、ひとつのソフト上で行うよりも手順が複雑で、自動化には至っていない。今後の検討課題としては、この研究で構築したアルゴリズムを、スタンドアロンシステムとしてソフトウェア化することが必要である。今年度は東京大学北海道演習林をフィールドとして利用した。林内に測位点を設け、各点において魚眼レンズを装着した高性能ディジタルカメラおよび通常のフィルムカメラにより天空を撮影し、また1時間以上の測位を行いGPS衛星信号を受信・記録した。ディジタル全天写真は画像解析手法により構成要素に分類し、各GPS衛星の軌道要素から算出した天空における衛星軌跡を使って、測位期間中1秒ごとの衛星位置と構成要素を対応させた。記録したGBS信号からは、同様に1秒ごとに各衛星の信号強度情報を抽出し、上で作成した構成要素と時間をキ-として対応付けを行った。その結果、おおよそ空>葉>枝>幹>地面の順に信号強度が小さくなることがわかったが、完全に対応しているわけではなかった。この原因には、天空写真が完全に鉛直方向を撮影していなかった可能性と、磁北と真北の偏差が不正確であったことが考えられる。また、撮影時に快晴または太陽が見えている条件では、天空写真中に太陽を中心とした輝点ができてしまい不完全な写真しか撮れないために、画像解析における構成要素分類も信頼の置けないものとなる。こういった条件下での天空情報の取得にも配慮が必要なことがわかった。磁北偏差については、GPS測位とディジタルコンパス測位を組み合わせ、偏差を直接測定する方法を開発中である。

ただし、それぞれの測位精度がそれほど高いものではないため、測定回数を多くするなどして信頼度を高める必要性があることを現在確認している。フィールドとして、昨年度に引き続き東京大学北海道演習林を、また新たに同千葉演習林を利用した。昨年度と同様の手法で、測位期間中10秒ごとの全天画像構成要素とGPS信号強度を対応させた。空、葉、幹、地面などの要素は、GPS信号の透過しやすさを考慮して開空度(openness)に読み替え、GPS信号強度との関連を検討した。その結果、信号強度はおおよそ設定した開空度に対応していることがわかったが、信号の強弱や中断を完全に説明するわけにはいかなかった。この原因には、昨年同様の理由で、天空写真と衛星軌道が完全にマッチしていない可能性が考えられる。しかし、実際に現地で全天写真を撮影する揚合には、当然この程度の誤差は含まれる。そこで、ユーザが開空度の下限や時間間隔を指定し、その条件で受信可能な衛星個数を検索することのできるプログラムを作成した。これにより、その地点でのGPS信号受信可能性を判断することができるようになった。現在このシステムは、市販の画像解析ソフトや表計算ソフトなどの機能を組み合わせて実現しているため、ひとつのソフト上で行うよりも手順が複雑で、自動化には至っていない。今後の検討課題としては、この研究で構築したアルゴリズムを、スタンドアロンシステムとしてソフトウェア化することが必要である。
合理的習慣形成モデルによるマクロ経済分析

合理的習慣形成の経済含意に関して、以下の研究成果を得た。(1)池田(2003):合理的習慣形成理論に関する広範なサーベイを行った。展望にあたっては、第1に、時間選好、異時点代替弾力性、危険回避度といった選好パラメターと習慣形成の関係を明らかにし、第2に、消費の過剰平準化やリスクプレミアムパズルなどの定型的事実に対する実証合意を明確にし、第3に、消費=貯蓄の問題から、経済成長、経常収支、労働供給など可能な限り広い範囲の研究を取り上げ、習慣形成の含意を示した。(2)Gombi and Ikeda(2003):消費の習慣形成がおこなわれる2国経済モデルを考え、所得移転の厚生効果を分析した。習慣形成の程度が2国間で異なる場合に、異時点間交易条件である金利を変動させることで所得移転が支払い国の厚生水準をかえって改善させ、受け入れ国のそれを悪化させる可能性を指摘した。この論文は、2003年度日本経済学会秋季大会で特別招待講演として発表された。(3)Ikeda and Gombi(2004):習慣形成の行われる2国経済モデルを用いて、消費-貯蓄、経常収支、金利、各国の経済厚生水準がどのような要因に依存するかを分析した。習慣形成下でどれほど容易に貯蓄できるかをあらわす「surplus income(余剰所得)」を定義し、2国のうち余剰所得の大きい方の国が債権国に、小さい方の国が債務国になることを明らかにした。厚生含意として、習慣形成の下での異時点間交易条件効果が、窮乏化成長を引き起こす可能性を示した。この論文は、第79回Western Economic Association International (Vancouver, Canada開催)などで報告された。このほか、異時点消費選択における重要な要因である内生的時間選好形成についても研究を進め、Ikeda(IER,近刊)で動学的見地から奢侈財消費理論を再構築するなどした。消費における合理的習慣形成に関する研究成果を3つの論文にまとめた。(1)Gombi and Ikeda(2003):消費に関して習慣形成がおこなわれる2国経済モデルを考え、所得移転の厚生効果を分析した。この論文は、2003年度日本経済学会秋季大会で特別招待講演として発表され、Japanese Economic Reviewに掲載された。(2)Ikeda and Gombi (2004) Habitformation in aninterdependent world economy:習慣形成の行われる2国経済モデルを用いて、消費-貯蓄、経常収支、金利、各国の経済厚生水準がどのような要因に依存するかを分析した。解の導出にあたっては、厚生経済学の第2定理を用いて集計的な世界効用関数を構成し、簡便な分析法を提案した。また、習慣形成下においてどれほど容易に貯蓄できるかをあらわす所得インデックス、「surplus income(余剰所得)」を定義し、2国の内余剰所得の大きい方の国が債権国に、小さい方の国が債務国になることを明らかにした。(3)池田(2003):合理的習慣形成理論に関する広範なサーベイを行った。

展望にあたっては、第1に、時間選好、異時点代替弾力性、危険回避度といった選好パラメターと習慣形成の関係を明らかにし、第2に、消費の過剰平準化やリスクプレミアムパズルなどの定型的事実に対する実証含意を明確にし、第3に、消費=貯蓄の問題から、経済成長、経常収支、労働供給など可能な限り広い範囲の研究を取り上げ、習慣形成の含意を考えた。消費における合理的習慣形成に関して、前年度のGombi and Ikeda (2003)の研究をさらに発展させて以下の論文をまとめた。また、合理的習慣形成と並んで、異時点消費選択に影響を与える重要な要因である内生的時間選好形成についても研究を進め、以下の2論文をまとめた。(2) Ikeda(2004,forthcoming in IER):弱非分離可能選好モデルを用いて、動学的枠組みの中で奢侈財を定式化し、ある財が奢侈財であるか必要財であるかはその財の時間割引率が他財に比べて低い時間割引率をもつかどうかに依存することを明らかにした。またそのマクロ経済含意として、奢侈財に対する選好は富蓄積に対する誘因となるために、経済成長や対外純資産の蓄積を促進することを示した。
ウェーブレット変換理論に基づくシステム解析・設計手法の開発

1.ウェーブレット変換の性質のうち、とくにシステム制御理論分野で有用と考えられるいくつかの性質を新規に導出するとともに、ウェーブレット変換全体からなる関数クラスの特徴付け行った。これらの結果をまとめて、学会誌で公表した。2.線形システムの推定問題に、時間-周波数的な考えを取り入れるため、ウェーブレット変換を用いたモデル推定、低次元化を試みた。その結果、同定問題にウェーブレット変換を利用することは、雑音と信号の分離と言う面から有効であることを数値例で明かにし、成果を学会誌で公表した。3.上記2.の問題を理論的に検討するには、ウェーブレット変換に対するエネルギー分布的な解釈を確立することが不可避であり、これについて検討した。得られた結果を学会シンポジウムで公表した。4.雑音を考慮した各種問題を数学的にきっちりと定式化するためには、ランダム過程のウェーブレット変換について基礎から調べる必要のあることが明かとなった。そこで、弱定常性、自己相関関数、パワースペクトルなどの基礎概念が、ウェーブレット変換ではどのような形で成立するかを詳細に検討し、成果を研究会で公表した。5.基本ウェーブレット関数の選定問題が解決されなければならない。逆ウェーブレット変換を行う際に混入する外乱の影響を最小とする最適化問題を定式化し、その最適解として基本ウェーブレット関数を選定することとした。外乱の性質によっては、適当なウェーブレット関数を選ぶと、外乱の影響を完全に消すことも可能なことが明らかになった。6.ウェーブレット変換は信号を時間-周波数成分に分解する方法である。このことから、フィードバックシステムのコントローラを周波数帯域ごとに分解するする方法を提案し、さらに、制御システム固有のインテグリティ性を検討した。この結果は学会シンポジウムで公表した。1.本研究は制御システムの解析・設計にウェーブレット変換理論を導入しようとするものである。従来、信号変換としてフーリエ変換が主に用いられてきたので、両者の関係を知ることは大事である。そこで、ウェーブレット変換の性質のうち、とくにシステム制御理論分野で有用と考えられるいくつかの性質を新規に導出するとともに、ウェーブレット変換全体からなる関数クラスの特徴付けを行った。2.インパルス応答から背後にある線形システムを推定する問題は、制御工学において基本的である。この同定問題にウェーブレット変換を利用することは、雑音と信号の分離を言う面から有効であることを数値例で明かにした。理論的に検討するには、ウェーブレット変換に対するエネルギー分布的な解釈を確立することが不可避であり、これについて検討した。本年度忠中に部分的な解答を得ることができたので、成果を一部学会誌で公表した。3.雑音を考慮した同定問題を数学的にきっちりと定式化するためには、ランダム過程のウェーブレット変換について基礎から調べる必要のあることが明かとなった。弱定常性、自己相関関数、パワースペクトルなどの基礎概念が、ウェーブレット変換ではどのように変更されるべきかを現在検討中である。4.ウェーブレット変換を実用的に用いるには、基本ウェーブレット関数の選定問題が解決されなければならない。逆ウェーブレット変換を行う際に混入する外乱の影響を最小とする最適化問題を定式化し、その最適解として基本ウェーブレット関数を定めることを考えている。本年度は耐雑音性に優れたウェーブレット関数の設計問題について考察した。また、ウェーブレット変換の考え方によって触発された制御系の設計問題を定式化するとともに、マルチコントローラー設計の一手法を提案した。具体的には、1.雑音を考慮した各種問題を数学的にきっちりと定式化するためには、ランダム過程のウェーブレット変換について基礎から調べる必要のあることが明かとなった。そこで、弱定常性、自己相関関数、パワースペクトル、内積、パーセバル等式などのランダム過程での基礎概念が、ウェーブレット変換ではどのよう形で成立するかを詳細に検討した。

得られた結果は学会研究会で公表した。2.ウェーブレット変換を実用的に用いるには、基本ウェーブレット関数の選定問題が解決されなければならない。逆ウェーブレット変換を行う際に混入する外乱の影響を最小とする最適化問題を定式化し、その最適解として基本ウェーブレット関数を選定することとした。外乱の性質によっては、適当なウェーブレット関数を選ぶと、外乱の影響を完全に消すことも可能なことが明らかになった。3.ウェーブレット変換は信号を時間-周波数成分に分解する方法である。制御においても信号を周波数領域で分解しておき、それぞれについて信号処理した後に制御信号を構成することも可能である。そこで、フィードバックシステムのコントローラを周波数帯域ごとに分解するする方法を提案し、さらに、制御システム固有のインテグリティを検討した。この結果は学会シンポジウムで公表した。
寛解を目指し化学療法を受ける白血病の高齢患者の認識、姿勢及び思いに関する探究

本研究では、高齢患者が、白血病という診断を受け、化学療法に臨む過程において、疾患や療養生活についてどのような認識・姿勢・思いで臨んでいるのかについて具体的な理論の構築を目的とした。65歳以上の初発の白血病の高齢患者15名に面接を実施し、分析方法は、修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを使用した。分析の結果、〈状況認識〉〈状況反応〉〈医療者との関係〉〈周囲との関係〉の4つのカテゴリーを抽出した。告知の際、高齢患者は、白血病を不治・希有、治療をを過酷と捉えた白血病・治療への通念や白血病と他の病気を区別し、白血病の大変さを認識する白血病と他の病気の区別化を行うといった状況認識を行っていた。この段階の患者の中には、ここまで生きたからあきらめるといった思いを抱いた者もいた。しかし、患者は、治療開始前には、覚悟を決める、医師に任せるしかないと気持ちの切り替えを行っていた。気持ちの切り替え時には、医師による治療の勧めや家族が化学療法の進歩を伝えるといった働きかけがあった。治療開始後、患者は治療専念行動を行い、自分は治る、医師を信じようという闘病意欲の強化は最も行われていた。闘病意欲の強化は、副作用が強い時や見通しがたたないという治療へ負担感を実感する時にも行われていた。一方で、患者は、治療専念行動と同時に今を生きるという試みも行っていた。この試みは寛解期を迎えてからも行われ、患者は、今を生きるという試みと共に安心ではないをいう気持ちを抱いており、「よくなったね」という他意のない励ましに違和感を覚える患者もいた。以上の過程には医療者及び周囲の関わりが関連し、特に医師との信頼関係は患者が治療を続けていくうえで重要なものであり、また、家族からの頼られる立場といった存在価値創出関係も患者の闘病意欲を支えていた。同病者との交流も、大切な情報であり、その戦う姿が患者の闘病意欲を支えていた。本研究では、化学療法を受ける白血病の高齢患者自身が、インフォームドコンセントを与え、治療に臨む過程において、疾患や療養生活についてどのように認識し、またどのような姿勢・思いで臨んでいるのかに関する具体的な理論の構築と理論の実践への活用を目的としている。分析方法として、グラウンデッド・セオリーを使用し、分析を行う。平成20年度は、調査依頼を引き受けていただいた医療機関において、65歳以上の白血病の高齢患者に対してインタビューを開始した。インタビューにあたっては、患者の疲労・緊張を考慮し、適時声かけを行い、患者が希望する場合、家族の同伴を認めて実施している。また、白血病の高齢患者の治療に関する文献収集と調査機関の医師の治療内容の判断に関する情報の収集を実施している。分析方法に関しては、グランデッドセオリーの書籍による学習やワークショップへの参加、また、実際に同様の方法を用いた研究成果を持つ知人に分析の実際を学ぶなど本研究の分析と同時に継続して学んでいる。研究開始後1年間で、10名の高齢患者へのインタビューを実施、分析を行っている。従来の高齢者の医療に対する姿勢ではお任せ医療という点が強調されたり、治療体験を通しての成長というところに焦点が当てられてきた面もあると考える。しかし、本研究では、告知の場面から実際に治療を受けている段階、そして寛解に対する認識・姿勢・思いについて、高齢患者の体験はより深く、複雑なものであることがわかってきた。近年、看護の分野においても、患者を「悩みながらも自ら問題を見つけたり、長い時間の中で培われた自分の価値観や生活信条に基づいて行動しようとする姿」すなわち「生活者」として捉えた新たな関係の構築が試みられている。高齢患者の体験の実態を高齢患者自身の立場から捉えることができるよう平成21年度も継続して、インタビュー・分析を継続していこうと考えている。

以上の過程には医療者及び周囲の関わりが関連し、特に医師との信頼関係は患者が治療を続けていくうえで重要なものであり、また、家族からの頼られる立場といった存在価値創出関係も患者の闘病意欲を支えていた。同病者との交流も、大切な情報であり、その戦う姿が患者の闘病意欲を支えていた。
慢性腎臓病における全身性ＮＡＤワールドの解明

本研究はNAD合成関連酵素(Nampt)を介した新たなリン代謝経路の存在を明らかにするものである。Namptの活性化は尿中リン排泄の亢進、腸管リン吸収抑制作用示すことを明らかとした。また、肝臓切除を伴う低リン血症発症の原因がNampt/nicotinamide経路の活性化によることを明らかにした。これらの成果はリン代謝において肝臓ー腎臓連関の存在を提示するものである。今後Namptを介したリン/カルシウム比を一定にする機序をさらに検討することは、慢性腎臓病患者の心血管疾患予防に貢献出来ると考える。慢性腎臓病(CKD)患者数、透析導入数の増加にともないCKDへの取り組みが、世界的に注目されている。慢性腎臓病は腎臓の廃絶を引き起こすのみならず合併症として、ミネラル代謝異常(高リン血症)、二次性副甲状腺機能亢進症、腎性骨症および異所性石灰化が惹起され、生命予後を悪化させる。老化に伴い通常腎機能は低下することから、近年の急速な高齢化社会でのCKDの予防、進行の防御は急務であり、FGF23、血中リン濃度にかわる早期慢性腎臓病のマーカの探索は必須である。申請者は、全身性の代謝、老化制御機構として重要なNADがリン代謝制御に係っているという仮説の元に、平成23年度より研究を進めてきた。平成24年度は平成23年度の成果をふまえ、NAD合成酵素であるNamptとリン代謝の関わりを中心に解析を進めた。Namptへテロノックアウトマウスを入手しリンン代謝を解析したところ、大きな変動は認められなかった。しかしながら、Nampt特異的阻害剤であるFK866を投与することで、腎臓でのNAD産生の抑制が引き金となって、リン代謝に大きな変動を認めた。本メカニズムを詳細に解析するために、フクロネズミ腎臓近位尿細管細胞(OK細胞)を用いてNamptおよびFK866のリン輸送活性、およびナトリウム依存性リン酸トランスポーター(NaPi-4)発現への影響を検討した。Namptの作用がNaPi-4の発現を著しく低下させる事を見いだした。またこの作用はNamptの酵素活性に依存していることを明らかにした。以上の成果から、現在Namptを介したNaPi-4の分解経路について阻害剤などを用いて詳細に解析している。さらに腎臓近位尿細管特異的Nampt過剰発現マウス作成のコンストラクションが作成できたので、トランスジェニックマウスの作出に取り組んでいる。慢性腎臓病(CKD)は高リン血症から、副甲状腺機能亢進症、腎性骨症、異所性石灰化などの合併症が惹起され、生命予後を悪化させる。全身性の代謝、老化制御機構として「NADワールド」と名付けられた新たな概念は、NADが各臓器、組織における様々な代謝のペースメーカーであることを示す。更に全身性NAD合成関連酵素(Nampt)はNAD合成系を制御し、老化関連遺伝子でSirt1の脱アセチル化活性を調節する。そこで我々はこれまでの研究よりNamptが各種臓器、血管でのリン/カルシウム比を一定にする機構に関与するとの仮説をたて、Namptを介した新たなリン代謝経路の存在を明らかにする研究に取り組んだ。最終年度である平成25年度は平成23、24年度の成果をさらに発展させた。1)Namptの活性化が、腸管リン吸収阻害、腎臓での尿中リン排泄促進機序の解明を行なった。NamptはNADを合成する酵素としての働きが知られている。しかしながら今回の我々の結果から、腸管からのリン吸収阻害および腎臓での尿中リン排泄促進作用は組織内NAD量に依存するのではなく、Nampt酵素活性に依存することを見いだした。1)Namptが腸管、腎臓で活性化すると、各々の組織に発現する2型ナトリウム依存性リン酸トランスポーター(NaPi-IIa, NaPi-IIbNaPi-IIc)の膜発現量が著しく減少する。2)Nampt酵素活性の阻害剤であるFK866により、1)および2)の現象を完全に抑制することが出来た。3)これまで、不明であった肝臓切除患者の予後を悪化させる低リン血症の原因は、ニコチンアミド/Nampt経路の活性化によるリン吸収阻害、および尿中リン排泄促進作用によることを明らかにした。4)腎機能低下モデルにおいてリン吸収を抑制するための創薬に応用できる可能性を示唆し、現在検討している。1)から3)の成果を中心にまとめて平成25年度に論文発表をした。

全身性の代謝、老化制御機構として「NADワールド」と名付けられた新たな概念は、NADが各臓器、組織における様々な代謝のペースメーカーであることを示す。これまでの骨細胞死滅マウスの研究で、腸管,肝臓由来の未同定である因子がニコチンアミド代謝を介してリン代謝を制御する可能性を見いだした。そこで当該年度は、骨細胞死滅マウスを利用し、リン代謝およびニコチンアミド代謝を検討した。結果として、腎臓ナトリウムリン酸トランスポーターであるNaPi-IIa NaPi-IIcの著しい減少により尿からのリン再吸収が抑制され尿中へのリン排泄が増加した。骨細胞より分泌されるリン利尿因子であるFGF23 (fibroblast growth factor 23)は正常マウスの40%以下であり、また副甲状腺ホルモン(PTH)は変化がなかった。そのため、FGF23, PTHとは異なるリン利尿促進因子が腎臓に作用していると考えられた。次に腎臓でのニコチンアミド代謝を検討した結果、腎臓内NAD代謝の亢進が認められた。現在、ニコチンアミド代謝酵素ノックアウトマウスの作成に着手した。またニコチンアミド代謝経路を介したリン酸トランスポーター発現制御機構について培養細胞を使用し検討している。本研究でリン排泄促進機構における、ニコチンアミド代謝の重要性を提示し、未同定である腸管、肝臓由来のニコチンアミド代謝制御因子を同定することは、CKD患者の新たなリン恒常性維持、異所性石灰化の予防、老化促進防御の基盤研究となると考える。Namptへテロマウスノックアウトマウスを入手しリン代謝との関連を十分に解析できるシステムを立ち上げた。さらに、Namptとリン代謝の関連を詳細に解析するための培養細胞系の確立も進んだ。また平成23年、24年の成果をもとに論文作成に着手することが出来た。以上のことから、おおむね順調に進展していると考えられる。本年度の研究実施計画では1)骨細胞欠損マウスのリン代謝異常を明らかにすること、2)本マウスのニコチンアミド代謝を検討し、リン代謝異常との関連を見いだすこと、3)ニコチンアミド代謝酵素のノックアウトマウス作出の3つであった。成果でも示した様に1)、2)事項については研究を進める事が出来た。しかしながら、3)のニコチンアミド代謝酵素のノックアウトマウス作成のためのコンストラクション作成がやや遅れている。コンストラクションの確認を進行している所であるため。確認終了後速やかにノックアウトマウスの作出を依頼する予定である。おおむね順調に研究が進んでいる。基本的には研究実施計画に基づき研究を推進する。慢性腎臓病における全身性のNAD代謝を、in vivo、in vitroでの両面からの実験で明らかにし、治療に貢献できる分子基盤を明確にする。平成24年度はニコチンアミド代謝酵素のノックアウトマウスの作出、解析となるため、現状ではやや遅れているマウスの作出を速やかに推進する予定である。作出困難な場合については、コンストラクションの構造を予定しているものとは変更し、作製する。また、コンストラクションが導入されたES細胞の入手も検討し、研究を推進する予定である。次年度への繰越額は遺伝子組み換え動物維持費用に加えて使用する予定である。平成23年度の研究費では、平成24年度への繰り越しを行なった。
医工学連携による甲状腺未分化癌に対する新規抗癌剤創薬に関する研究

プロテアソーム(PSM)はβリングを形成するC1,およびαリングを形成するX, Y, Zが基本装置として存在し、筒型の基本構造を挟み込むようにプロテアーゼ活性を調節するunitとしてPA700およびPA28が存在する。甲状腺癌におけるプロテアソームsubunitの発現プロフィルについて、腫瘍組織での発現がとくに強かったものは、C2およびPA28γであった。とくに、PA28・は細胞増殖が盛んと考えられる腫瘍塊の周辺部で強発現していた。各種甲状腺腫瘍組織および甲状腺癌細胞でのPA28γの発現パターンを解析した結果、PA28γが腫瘍細胞増殖と強い関連があることが確認された。次に、甲状腺未分化癌におけるPSM分解標的蛋白について、p53などの細胞周期関連蛋白がPSMで分解されることをふまえ、マイクロアレイおよびSEREX法を用いて、甲状腺未分化癌で過剰発現している遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、インテグリンなど接着因子や転写因子などが同定された。また、未分化癌組織に対する自己免疫反応を利用してマイクロアレイとは独立の遺伝子がスクリーニングできるSEREX法を用いて、現在までに、Actin-binding proteinの一種であるWDR1遺伝子をはじめとする候補遺伝子がクローニングされた。このスクリーニングのよって得られた遺伝子産物について、in vitroのユビキチン化、PSM分解アッセイシステムにより評価した。この際、未分化癌細胞をもちいて、Lactacysytinかどの既知のPSM阻害剤で、標的蛋白の分解動態ならびに癌細胞の増殖抑制効果を確認した。さらにポイントフッ素化によりLactacysytinの活性中心の検討をおこない、より特異性の高い効果的な薬剤を探索過程において、抗不整脈薬のNaチャネル阻害剤がPSM阻害活性をもち細胞増殖抑制効果をもつことが明らかとなった。1)甲状腺癌におけるプロテアソームsubunitの発現プロフィルプロテアソーム(PSM)はβリングを形成するC1,およびαリングを形成するX,Y,ZさらにIFNなどの存在下で誘導されるMECL1,LMP2,LMP7が基本装置として存在する。また、この筒型の基本構造を挟み込むようにプロテアーゼ活性を調節するunitとしてPA700およびPA28が存在する。PA28はIFNなどで誘導されるPA28α、βと、細胞増殖と関連するといわれているPA28γの3種が存在する。このうち、腫瘍組織での発現が特に強かったものは、C2およびPA28γであった。とくに、PA28γは細胞増殖が盛んと考えられる扁平上皮化生の部分や、腫瘍塊の周辺部で強発現し、この結果にもとづいて、各種甲状腺腫瘍組織および甲状腺癌細胞でのPA28γの発現パターンを詳細に解析した結果、PA28γが腫瘍細胞増殖と強い関連があることが確認された。現在、PA28γノックアウトを介して甲状腺癌細胞増殖が抑制の可能性を培養細胞を用いて検討中である。2)甲状腺未分化癌におけるプロテアソーム分解標的蛋白の同定cyclin,p53などの細胞周期関連蛋白がPSMで分解されることをふまえ、マイクロアレイおよびSEREX法を用いて、甲状腺未分化癌で過剰発現しているクローンのスクリーニングを行ったところ、インテグリンなど接着因子や甲状腺での機能が未同定の転写因子などが同定された。また、未分化癌患者の自己抗体を利用したSEREXでは、未分化癌組織に対する免疫反応(一部PSMを介した抗原提示あり)を利用することから、マイクロアレイとは独立の因子がスクリーニングできる。現在、Actin-binding proteinの一種であるWDR1遺伝子がこの方法でクローニングされており、プロテアソーム分解標的蛋白の同定は順調に進行している。

プロテアソーム(PSM)はβリングを形成するC1,およびαリングを形成するX, Y, Zが基本装置として存在し、筒型の基本構造を挟み込むようにプロテアーゼ活性を調節するunitとしてPA700およびPA28が存在する。甲状腺癌におけるプロテアソームsubunitの発現プロフィルについて、腫瘍組織での発現がとくに強かったものは、C2およびPA28γであった。とくに、PA28・は細胞増殖が盛んと考えられる腫瘍塊の周辺部で強発現していた。各種甲状腺腫瘍組織および甲状腺癌細胞でのPA28γの発現パターンを解析した結果、PA28γが腫瘍細胞増殖と強い関連があることが確認された。次に、甲状腺未分化癌におけるPSM分解標的蛋白について、p53などの細胞周期関連蛋白がPSMで分解されることをふまえ、マイクロアレイおよびSEREX法を用いて、甲状腺未分化癌で過剰発現している遺伝子のスクリーニングを行った。その結果、インテグリンなど接着因子や転写因子などが同定された。また、未分化癌組織に対する自己免疫反応を利用してマイクロアレイとは独立の遺伝子がスクリーニングできるSEREX法を用いて、現在までに、Actin-binding proteinの一種であるWDR1遺伝子をはじめとする候補遺伝子がクローニングされた。このスクリーニングのよって得られた遺伝子産物について、in vitroのユビキチン化、PSM分解アッセイシステムにより評価した。この際、未分化癌細胞をもちいて、Lactacysytinなどの既知のPSM阻害剤で、標的蛋白の分解動態ならびに癌細胞の増殖抑制効果を確認した。さらにポイントフッ素化によりLactacysytinの活性中心の検討をおこない、より特異性の高い効果的な薬剤を探索過程において、抗不整脈薬のNaチャネル阻害剤がPSM阻害活性をもち細胞増殖抑制効果をもつことが明らかとなった。
分子動力学とKMC方法を用いたチタン合金のスネーク緩和挙動のシミュレーション

本研究は、分子動力学とMonte-Carlo計算を組み合わせで行い、βチタン合金の制振挙動(制振ピークの温度とプロフィール)を原子レベルでシミュレーションし、合金の制振挙動に影響する原子間相互作用や合金添加の影響などを把握し、βチタン型制振合金の設計原理を確立することを研究目的である。H21年度ではKMCとMD連立計算手法の適用性をすでにポテンシャル関数が提案されているFe-C合金系において確認した。そのなかで、安定な格子間原子の存在確率を求めるために扱う原子数の影響や計算精度に及ぼす温度効果は検討した。H22年度では、Fe-C合金で得た計算条件を利用し、Nb-OとNb-Ti-O合金系のシミュレーションに適用した。1)EAM方法によってTi、Nb金属元素のポテンシャル関数を確定し、格子定数などの実験結果で関数式の精度など確認した。しかし、Nb-OやNb-Ti-O合金系のポテンシャル関数を確定するには酸素原子が高いelectronegativityを示すためEAM手法自体の改良が必要となり、続きの検討を行っている。2)創製合金の制振挙動を裏付けするために第一原理計算手法を用いてTi-Nb-O合金の制振挙動に及ぼす第三合金元素、Al, Pt, Zr, Sn, V, Ta, Moの添加効果を調査した。その結果、Al、Ta以外の合金添加は酸素の拡散熱活性エネルギーを向上し、Snoek緩和制振ピークが高温シフトさせ、ピーク広がりを狭くさせる。逆に、AlやTa元素の添加はβチタン制振合金の制振挙動の向上に期待されることを示唆した。関連する研究結果は引き続き纏めて発表する予定がある。本研究は、分子動力学とMonte-Carlo計算を組み合わせで行い、これまで開発したβチタン合金で実験的に確認できた制振挙動(制振ピークの温度とプロフィール)を原子レベルでシミュレーションし、合金の制振挙動に影響する原子間相互作用の重要因子を把握する。確立したシミュレーション手法をβチタン型制振合金の組成設計に適用し、モデル合金を作製し、実験的な制振性能の結果によってシミュレーション手法を評価し、最適したシミュレーション手法をβ制振合金の組成設計の最適化原理の確立に繋げる。上記の研究目的を達成するために、H21年度ではKMCとMD連立計算手法の適用性をすでにポテンシャル関数が提案されているFe-C合金系において確認した。そのなかで、1)MC計算原子数の影響を検討し、安定な格子間原子存在の確率を求めるために必要な計算原子数は2X10^6以上であることが分かった。また、2)KAMの計算制度を表すsingle step時間は計算系の大きさと共に温度にも敏感に影響されることも確認した。さらに、3)その手法をSnoek緩和過程の結晶方位異方性に適用し、様々なC固溶量におけるSnoek緩和強度の変化を求めた。この計算アプローチによって、従来統計力学的に求めた緩和強度の計算式に格子間原子の移動による生じた緩和効果の物理意味を明らかにした。Fe-C合金で得た計算条件の確定方法を利用し、同計算手法をNb-OとNb-Ti-O合金系に適用した。まずEAM方法によってNb-O合金系のポテンシャル関数を確定し、第一原理計算などによって関数式の精度など確認している。H22年度ではNb-OやNb-Ti-O合金系のSnoek緩和過程のKMC-MD計算シミュレーションを試み、多元系βチタン合金型制振合金の制振挙動のシミュレーションへ拡大する予定である。一方、実験方法で得た測定挙動と比較し、シミュレーションの精度向上に計算モデルを修正する。
カイコの眠性変化プロセスの解析

2化性4眠蚕であるT_2(Lm^e,+^V,+^M)とCre(+^<Lm>,+^V,+^M)との正逆交雑種を供試し,胚子期と稚蚕期の温度および光条件を制御して眠性変化のプロセスを精査・検討した。また,これら正逆雑種の24令幼虫にホルモン剤を投与し,眠性変化と就眠時期との関係も併せて調査・検討した。その結果,眠数の増減は直接的には幼虫の内分泌のパタ-ン変更によっておこるが,眠数の減少(3眠化)は,4眠蚕群の成長が早まるような環境下で,就眠がおくれる個体となっておこり,眠数が増加(5眠化)する場合は,反対に4眠蚕群の成長がおくれるような環境下で,早く就眠した一部の個体においておこることがわかった。また,メトプレンやイミダゾ-ル化合物を投与した場合は,これらの投与物質が,幼虫のエクジステロイドの分泌時期に影響をもたらすために,就眠時期がずれて,眠数の増減がおこることがわかった。しかし,エクジステロイドの投与は,直接的に脱皮をひきおこすので,適応としての眠性変化を解析するためには,有効な手段とはなり得なかった。これらの結果から,カイコの眠性変化は,当代のみならず後代にも意味をもつ環境に対する適応であり,不良環境に対する消極的な適応と優良環境に対する積極的な適応との両面があると考えられる。すなわち,4眠蚕の3眠化や5眠化には,壮蚕期になってから急激に眠性変化をおこす場合と,稚蚕期から徐々に就眠期がずれて眠性変化をおこす場合があり,前者の次代卵は休眠の方向へ,後者の次代卵は非休眠の方向へ休眠性も変わる傾向がある。このことは,カイコの眠性変化が個体レベルの適応であると同時に,種属保存・繁栄のための適応であることを示している。
日本国憲法に内在する憲法原理に基づく地方自治の制度と理論の総合的研究

1988年に発効したヨーロッパ地方自治憲章は、地方自治の原則を法律、できれば憲法に規定して保障することを締約国に求めている。この多国間条約は、地方自治権を国際的に保障した最初の試みとして注目された。一方、日本では平成12年施行の地方分権一括法により機関委任事務制度が廃止され、伝統的な中央集権システムの抜本的な改革が始まった。しかし、この分権改革では、様々な課題が解決されずに残された。その一つに、日本国憲法92条の「地方自治の本旨」の具体化がある。従来、「地方自治の本旨」は不確定概念であり、その規範的拘束力については消極的な見解が少なくない。これに対して、人権保障と人民主権の原則を踏まえて「地方自治の本旨」を解釈すべきとする議論が有力に主張されるようになっている。本研究では、この立場に立って、日本国憲法に内在する原理・原則に基づく憲法解釈を通じて、「地方自治の本旨」の具体的内容を導出することを試みた。それと同時に、ヨーロッパ地方自治憲章や主として欧米諸国の憲法における原理・原則の問題を摘出して、比較憲法の視点から「地方自治の本旨」の具体化の可能性を検討した。最終的には、日本国憲法からみた事務配分の原則と自主財政権、二層制の地方制度と基礎自治体論、地域自治会ないし地縁団体の日本国憲法における位置づけ、二元代表制と地方議会の活性化、定住外国人の地方自治の担い手としての可能性、国際社会における地方自治体の位置づけ、フランスやロシア、ドイツの地方分権の理論と制度に関する比較研究を研究成果として取りまとめた。平成16年度は、全計画のうち、地方自治の現状把握、原理・原則の検討など総論的部分に重点をおいて研究を進め、さらに団体自治や住民自治の各論的部分に関わるテーマも取り上げて検討した。第1に、ほぼ2ヶ月に1回の割合で研究会を開いた。研究報告のテーマと報告者は次の通りである。(1)「補完性原理と『地方自治の本旨』」(廣田全男)、(2)「最近の地方議会をめぐる議論の動向と憲法的視点」(駒林良則)、(3)「公法と住所」(杉原泰雄)、(4)「現代地方自治の現状分析-市町村合併をめぐって」(小澤隆一)、(5)「フランスにおける地方民主主義-憲法改正に関わる最近の動向」(西村茂)、(6)「東南アジア諸国における地方分権-タイ、インドネシア、フィリピン」(稲正樹)。第2に、研究会合宿を1回開催した。合宿では、研究報告に加えて、最終的な報告書の作成、研究書の刊行に向けた検討も行った。(1)「憲法解釈の枠内での地方自治制度設計の限界」(木佐茂男)、(2)「ロシアにおける新たな集権化の動き」(竹森正孝)、(3)「『東京都管理職選挙受験資格確認請求事件』大法廷判決評釈」(岡崎勝彦)。研究会、研究合宿を通して、「補完性」や「全権限性」、「基礎自治体」、「統治団体」、「住民」等、基礎概念の歴史的・比較法的な検討の必要性を確認した。第3に、廣田(研究代表)がイギリス、ドイツに出張し、両国の地方分権化の動向について情報収集した。イギリスでは地域分権化(Devolution)の法的意義、権限喩越の原理と地方自治体の役割をめぐる最近の議論、ドイツでは補完性原理の実効性、自主財源保障に関わる「結合性原理」の実定化の動向など貴重な情報を得た。今年度も昨年度に引き続き、「地方自治と憲法」研究会における研究報告と討論を中心に研究活動を続けた。研究会は2ヶ月に1回のペースで6回開催した。平成17年は6月に「『地方自治の本旨』解釈の課題-"充実した地方自治"のために」