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科学者の社会的責任論の系譜

科学者の社会的責任の内実は時代とともに変容してきた。現代の責任論は、原爆を作った物理学者の責任論にとどまらず、生命科学、食品安全にかかわる諸科学、環境科学など範囲も多様化している。本研究では、まず専門主義の源泉について考え、次に現在科学と社会との間でおこっている公共的課題の特徴を整理した。さらに、責任概念と倫理との差を検討した。責任(responsibility)とは、他者と対峙したときのresponseとして生じ、応答(response)の能力・可能性(ability)に由来する。責任を「過去におこしてしまったものに対して生じるもの」ととらえる見方だけでなく、「応答可能性」「呼応可能性」といった形で解釈する必要がある。これに対応して、科学者の社会的責任論も、過去に科学技術が作ってしまったものに対して生じるものだけでなく、市民からの問いかけへの応答可能性として定義されうるものへの考察も必要である。これらをふまえた上で再整理すると、現代の科学者の社会的責任は、(1)科学者共同体内部を律する責任、(2)製造物責任、(3)市民からの問いへの呼応責任の3つに大きく分けられることが示唆された。本研究課題の目的は、現代の科学者の社会的責任論を構築することである。「科学者の社会的責任」の内実は時代とともに変容してきた。19世紀後半から20世紀前半にかけては、科学の諸成果による国家の繁栄に科学者が責任を負うことが謳われたのに対し、20世紀後半、戦後になると科学の維持と発達に対する責任、科学の利用(悪用)に対する責任が問われるようになる。本研究では、まず専門主義の源泉について考え、次に現在科学と社会との間でおこっている公共的課題の特徴を整理する。この2つの考察をもとにして、現代の「科学者の社会的責任」論の特徴を整理する。現代の責任論と、上に述べたような過去の責任論の違いとは何だろうか。あるいはこれらの責任論の展開の、欧州と日本との違いは何だろうか。これらを期間中に明らかにすることが、本研究課題の目的である。平成18年度は、まず関連文献を収集し、責任をめぐって「応答可能性」に注目する倫理学関係の文献にあたり、科学者の社会的責任論との相違を検討した。さらに、日本学術会議主催の先端科学シンポジウムにおいて、生命科学、化学・生化学、地球科学・環境学、数学・応用数学・情報科学、材料・生命材料科学、神経科学・医学、物理学・天体物理学の各分野の最先端の研究を行う研究者に、現在の社会的責任をどう思うかについてのインタビューをおこなった。また、責任を議論する枠組みの1つとして各分野の「妥当性境界」(専門誌論文の掲載諾否をめぐる境界のこと。多くの研究者はこの妥当性境界から、自らの分野の責任について考える)についての英文の論文を用意し、その英文校正をおこなった。以上の平成18年度の研究活動から、科学者の社会的責任論のなかに、現代では、科学コミュニケーションの課題が増えてきていることが示唆された。「いかに正しく伝えるか」「どうしたら誤解されずにすむか」「どうしたらイメージギャップ、コミュニケーションギャップをうめられるか」といった問いがふくまれる。これらは、公共から予算をもらって研究を実施することの正当性を説明する責任、研究のなかみを公共にわかりやすく説明する責任にかかわることである。今後は、科学者の社会的責任論と科学コミュニケーション論との関係についてさらに検討をすすめる予定である。19世紀後半から20世紀前半にかけては、科学の諸成果による国家め繁栄に科学者が責任を負うことが謳われたのに対し、20世紀後半、戦後になると科学の維持と発達に対する責任、科学の利用(悪用)に対する責任が問われるようになる。

この2つの考察をもとにして、現代の「科学者の社会的責任」論の特徴を整理することが本研究の目的である。平成18年度および19年度の研究から、現代の科学者の社会的責任は、(1)科学者共同体内部を律する責任、(2)製造物責任、(3)市民からの問いへの呼応責任の3つに大きく分けられることが示唆された。第一の内部を律する責任は、研究上の不正や捏造の防止もふくみ、知的生産物の共同体内部による品質管理のことを指す。第二の製造物責任は、原爆や核兵器などを作ってしまったことへの責任、社会をまきこんで議論すべき再生医療や脳死の技術、代理母出産の技術の責任などもふくむ。第三の市民からの問いへの呼応責任は、公的資金の使用途に関する説明責任、わかりやすく説明する責任、意思決定に用いられる科学の責任、メディアに用いられる科学の責任、科学者の社会的リテラシーなどがふくまれる(「科学」Vol.77,NO.8,866-870参照)。本研究課題の目的は、現代の科学者の社会的責任論を構築することである。「科学者の社会的責任」の内実は時代とともに変容してきた。19世紀後半から20世紀前半にかけては、科学の諸成果による国家の繁栄に科学者が責任を負うことが謳われたのに対し、20世紀後半、戦後になると科学の維持と発達に対する責任、科学の利用(悪用)に対する責任が問われるようになる。現代の責任論は、原爆を作った物理学者の責任論にとどまらず、生命科学、食品安全にかかわる諸科学、環境科学など範囲も多様化している。本研究では、まず専門主義の源泉について考え、次に現在科学と社会との間でおこっている公共的課題の特徴を整理する。また、責任(responsibility)とは、他者と対峙したときのresponseとして生じ、応答(response)の能力・可能性(ability)に由来する。責任を「過去におこしてしまったものに対して生じるもの」ととらえる見方だけでなく、「応答可能性」「呼応可能性」といった形で解釈する必要がある。これに対応して、科学者の社会的責任論も、過去に科学技術が作ってしまったものに対して生じるものから、市民からの問いかけへの応答可能性として定義されうるものもふえてきている。これらをふまえた上で再整理すると、現代の科学者の社会的責任は、(1)科学者共同体内部を律する責任、(2)製造物責任、(3)市民からの問いへの呼応責任の3つに大きく分けられることが示唆された。第三の市民からの問いへの呼応責任は、A:公的資金の使用途に関する説明責任、B:わかりやすく説明する責任、C:意思決定に用いられる科学の責任、D:メディアに用いられる科学の責任、E:科学者のもつべき社会的リテラシーなどがふくまれることが示唆された。
タイプ・トークン近傍調整による群れモデルの研究

タイプトークンの両義性を担った個体は、進化やネットワークなどの最近の知見をうまく説明できるうえ、頑健性や最適性似ついて新しい事が言える事が判明した。その意義についてふれる。通常、ネットワークの発展を考えるときは、スケールフリーやスモールワールドなどの統計的性質に還元してしまう。つまり、ネットワークは延々と成長し続け、その内部のダイナミクスに触れられる事はすくない。とくに、重み付きネットワークの内部ダイナミクスの解析は皆無に等しい。私は、個体の適応度における個体ー社会の両義性をもとに進化モデルを提案し、各個体が適応度を上げるためにその状態をつねに変化させるモデルを考えた。このモデルにおいても、生存分布のべキ則や振動スペクトルのl/fなどさまざまな結果が得られた。このモデルをもとにネットワークモデルを作成すると、ネットワークは動的に変化し続け、利得と分配のトレードオフを解決し続けるという描像を得た。これは、Ulanowiczらのネットワークの成長と老いに別の視点から光を当てるものであり、個体と社会の二つの両義性を言及し続けることこそが、'成長一老いのダイナミクスの本質的な役割を果たしているといったものであった。私は、約二年間を通して、一貫してタイプトークンを担った個体がいかに、集団の創発性、多様性、そして身体性を解明しうるかについて研究してきたが、タイプトークンの両義性はそれを解明するのに不可避であり、実験的にも強い実証性をもつものであるとわかってきた。今後も、この方向で、どのようなときに創発は考えられうるのか、研究を続けて行きたいと考えている。当初の研究の目的だった私の提唱した群れのモデルの実データとの整合性、またはそこから得られる新しい知見を得る事に成功した。私の提唱したモデルは、三次元の鳥の群れにおいて見られるスケールフリー相関という特異な現象を解明する事に成功した。今のところ、私のモデルのように実験データと高い整合性をもつモデルは存在してない。事実、本研究は海外でも高い評価を得て、複雑系の国際学会CASYS2011において優秀論文賞を受賞し、さらに国際専門雑誌に3つ論文の受理が決まっている。さらに、実験データとの整合性だけでなく、私は群れが内部のゆらぎをうまく群れ全体の運動へと消化し、ときには分裂を引き起こし、それゆえにダイナミカルに運動が可能になるということを説明した。鳥や魚の群れはときにひとつの生命体のようにとらえられる。しかし、それはよくできた比喩にすぎない。実際、群れのなかの各個体はそれぞれの局所的な判断に従っているのみであり、群れ全体に意思のようなものを見出すのは論外であろう。しかし、個体の局所的な判断と局所的な行為が不分離であるがゆえに、群れは一種の身体性を獲得するという描像は集団現象において新たな知見を与えるものである。さらに、私はこの身体性は群れに限ったものではなく、システム論全体に見出せる可能性があることを示した。これはまだ、研究途中であるが、すでに一定の証拠を得て、論文を書き、提出中である。このような、身体性を通した生命現象の解明は、さらに重要になってくると考える。当初の目標だった群れの研究や実験の大部分を終え、その結果を論文にして共著やin pressも含めると五つの論文の掲載が決まっている。さらに、これらの研究から得られた知見により、生物の適応学習のあたらしいモデルも提案し、1本の論文を提出中であり、さらに他の一本の論文も作成中である。これは当初の目標(群れの実験とモデルの構築)を大幅に上回る結果だったといってよい。今後も、また群れの研究と生物適応のモデルの研究を続けて行く予定である。また、最近ではネットワーク理論などの知見をもとに構成された種間の相互作用モデルの詳しい分析が必要になってくるだろう。
数論的超弦理論

超弦理論の重要な構成要素である共形場理論について主として研究を行った。非アーベル的共形場理論は点付き代数曲線のモジュライ空間上のベクトル束、共形場ブロック束、とその上の射影的接続として捉えることができる。モジュライ空間もベクトル束も、射影的接続もすべて有理数体上定義されており、これが研究の発端であった。本研究においてはまず、射影的接続の具体的な形を求めることを考察し、複素単純リー群がSL(2,C)のときに具体形を求めた。この研究では実際に具体形を求めるためには、共形場ブロックを複素単純リー群の主束の場合に拡張し(従来の共形場ブロックは自明な主束に対応する)、主束のモジュライ空間まで考察に入れる必要がある。この場合も、実際は、モジュライ空間の一部を使って射影的接続の具体形を求めることを行なった。射影的接続の具体影は超幾何微分方程式の一般化と考えることができ、その数論幾何学的性質が幾何学的に興味あるところであるが、時間不足のため十分に解明するには至らなかった。また、共形場理論からはモジュラー函手が得られることが知られているが、モジュラー函手の公理を満たす理論を実際に作ることはこれまでなされておらず、これまでは超弦理論と密接に関係する位相的場の理論から構成されていた。この点に関しても研究を行い、非アーベル的共形場理論とアーベル的共形場理論の分数ベキを組み合わせることによってモジュラー函手を構成できることを示した。この理論も有理数体上展開することができるが、この理論の数論幾何学的意味づけは十分には解明されなかった。さらに、以上の理論の一部をスーパー構造を入れた超共形場理論に拡張し、数論幾何学的取り扱いができることを示した。以上の理論を総合して、超弦理論の数論幾何学的解釈を行うことは今後の課題として残されている。
財務報告における環境負債情報の開示を規定する要因の研究

本研究は,財務報告における環境負債情報の開示水準を規定する要因を解明するための理論モデルの構築と定量分析を実施し,3つの主要な研究成果を得た。(1)環境負債情報の開示実務が,行政機関による環境汚染の規制に依存して形成されるモデルを構築し,企業活動から生じた汚染が放置される可能性を示した。(2)環境負債認識における債務性概念の形成が,企業の資金調達におけるコミットメント戦略から影響を受けるモデルを提示した。(3)環境負債に関する会計規制が経営者インセンティブを変更し、環境汚染規模を拡大する可能性があることを示した。本研究は,財務報告における環境負債開示の水準に影響を及ぼす要因を解明し,環境負債にかかわる財務報告制度の設計に資する知見を提供することを目的とする。平成24年度は,特定した潜在的な環境浄化負債をもつ企業の財務報告における環境情報の開示水準を定量化する手法を開発し,調査対象企業の開示実態に関する分析を実施することを計画した。具体的には,1.開示状況を量的に把握するための統合指標を作成する,2.調査対象企業の有価証券報告書に含まれる環境負債関連情報(定性情報・定量情報)の内容と当該記載箇所を抽出する,3.統合指標にもとづいた定量化作業を実施する,という構成である。第1及び第3の達成目標である環境負債の開示水準の指標作成と定量化作業については,日本基準における財務諸表上の環境関連項目規定の検討を行った結果,環境負債として明確に関連付けられる項目規定が,米国基準に比べて明確でないため,財務諸表上から複数の環境に関連する会計情報を特定し,統合指標化するのが著しく難しいことが明らかになった。この点を考慮し,現行会計基準において,土壌汚染やアスベスト被害など環境汚染に関わりをもつ企業会計基準第18号「資産除去債務に関する会計基準」に着眼し,資産除去債務の認識計上をもって環境負債開示の水準を離散変量として代理させることとした。第2の達成目標である環境負債関連情報の抽出は,企業会計基準第18号の初年度適用によって報告された資産除去債務及び特別損失を用いることとし,平成23年3月期有価証券報告書から当該データを収集した。作成したデータベースにもとづき資産除去債務の開示実態を分析したのに加え,同基準の導入が会計情報の証券市場における価値関連性に及ぼした影響を調査した。第1に,環境負債情報の開示する実務慣習が,行政機関による環境汚染の規制に依存して形成されるモデルを構築することに成功した。環境汚染放置コストにくらべて規制機関が企業の汚染を調査監督するのに要するコストが十分に大きいとき,環境負債を自発的に開示する実務慣行は淘汰され,社会において環境負債を開示しない企業によって社会が占められるようになり,企業活動から生じた汚染は放置されることを明らかにした。第2に,環境負債認識において債務性概念が,企業の資金調達における将来の企業行動に信憑性を与えるための戦略的な観点から形成された可能性を示唆するモデルを提示した。潜在的な環境汚染を発生させる企業は,推定的債務として環境負債を認識することで,将来の潜在的な汚染除去義務を履行する以外に現実的な選択肢をもたない状況を積極的につくりだす可能性がある。このようなコミットメントは,将来の債務不履行が生じる可能性を伝達し,借入契約において貸付者を低水準の利率要求へ誘導する手段として用いられることを明らかにした。第3に,環境負債報告に関する企業決定が,広範な企業利害関係者の情報ニーズに依存していることを実証研究によって明らかにした。企業の経済的業績,環境負債情報を含む社会的責任の履行成果,および社会的責任情報の開示が互いに階層的な関係をもち,これら3つの要素に対して,異なる要求をもつ利害関係者が,それぞれ関心をもつ情報の開示に対して影響を及ぼしている証拠を提示した。本研究は,財務報告における環境負債情報開示の水準に影響を及ぼす要因を解明し,環境負債にかかわる財務報告制度の設計に資する知見を提供することを目的とする。平成23年度は,(1)次年度以降に実施を予定している調査分析のためのモデル分析と,(2)環境浄化負債規模の推計および調査対象企業の特定を計画した。モデル分析は,環境浄化負債情報の受け渡しに関する利害関係者間の意思決定に関して概念的なモデルを分析した。また,環境浄化負債の推計と調査対象企業の特定は,土壌汚染およびアスベスト被害に関わる資産除去債務を対象として,その適用企業と報告額の調査を実施した。第1の達成目標であるモデル分析は,企業の所有構造が環境負債情報の開示決定に与える変化について理論的含意を導くことを目的に分析的手法を用いて実施した。業績評価を通じた経営者コントロールが環境負債に関する3つの側面,すなわち,利害関係者間の環境修復コスト分担に与える効果と,資産除去債務の測定における環境汚染発生に及ぼす影響,環境負債の自発的開示を阻害する効果,をもつことを明らかにした。

第2の達成目標である環境浄化負債規模の推計と調査対象企業の特定は,2つの側面から研究を進めた。ひとつは,土壌汚染に起因する潜在的な環境負債を保有する企業の特定とその規模の推計を実施したものであり,調査が当初の計画見積もりより進展したため,さらにその潜在的環境負債の価値関連性について調査を実施した。第2の側面は,企業会計基準第18号適用開始年度の有価証券報告書を調査したものであり,資産除去債務に関わる潜在的な環境負債をもつ日本企業の特定とその負債規模を明らかにした。第1に,資産除去債務の認識にもとづいて環境負債開示水準を示すデータ収集を完了させた点が根拠として挙げられる。平成24年度目標のうち,最も達成が難しい点は,環境汚染に関連する財務会計情報の開示水準のデータを作成する点であった。米国基準と異なり,環境負債に関する個別的開示規定が明確でない日本において開示水準を変量化する作業は実質的に困難であり,これに代替する変数として資産除去債務の認識計上として用いることで解決したのは,本研究最終年度において収益性変数との関連性を明らかにする解析を容易にする点で,本研究のフィーザビリティを著しく向上させるものであった。第2に,資産除去債務に関する会計基準の初年度適用実態を解明し,資産除去債務と適用影響額の計上および規模に,業種間差異を発見した点が挙げられる。汚染浄化負債の開示が,環境と経済の両立に関する事業特性に依存することを傍証するものであるとともに,環境負債開示の記述モデル構築に有用であったと考えられる。第3として,本研究が当初の計画より進捗したために,最終年度をまたず,平成24年内に成果発信を実施した(国外報告5件,国内報告5件)ことによって,有益なコメントが得られたため,本研究のモデル修正を最終年度に反映させることが可能になったことが挙げられる。したがって,本研究は所期の目標達成について順調に推移しているものと判断した。本研究の環境負債の開示実態の解明において最も困難な点のひとつは,企業内部の自発的な情報開示の動機を決定しているガバナンス要因をモデル化して提示する点にあった。この観点から,本年度におけるモデル分析の成果は第2年度および第3年度における調査仮説の設定に直接的な含意をもつものであり,本研究の最終的なフィーザビリティを著しく向上させるものであると考えられる。さらに,初年度目標に掲げた潜在的環境負債保有企業の特定と,環境浄化負債の実態分析についても,第2年における調査対象企業の特定のための不可欠の過程であり,PRTRデータにもとづいた潜在的土壌汚染リスク推定と,有価証券報告書を通じた資産除去債務の調査に成功した点は調査の進展を示すものであった。したがって,おおむね順調に推移している判断した。平成25年は,前2年の研究から得られた調査仮説とデータにもとづいて,日本における環境浄化負債開示実態が,環境と経済の両立に関する事業特性に依存しているか明らかにするとともに,企業の財務報告を通じた汚染浄化負債情報の開示を規定する要因の定量分析を実施する。さらにこれらの研究成果をとりまとめ,国内外における学会報告とワークショップを通じて研究成果を発信する。
間葉系幹細胞分泌抗老化因子の同定と機能解析

間葉系幹細胞(hematopoietic stem cell;MSC)の分泌因子であるGdf6をMSCの機能回復分子として同定した。Gdf6は老齢マウス由来MSCの骨芽細胞分化能を回復させ、ノックダウンにより脂肪細胞分化を阻害した。さらにGdf6を強制発現するレンチウイルスを老齢マウス腹腔内投与すると、末梢血の老化フェノタイプであるミエロイドの増加が抑制されB細胞の割合が増加した。さらに、Cardiotoxinによる筋損傷への回復能がGdf6投与群で有意増加し、eMHC陽性新生筋細胞が若齢マウスと同等に増加した。また、脳室下帯から線条体に至る広範囲にSOX2陽性の神経前駆細胞が増加していた。近年、若齢マウス由来の間葉系幹細胞(MSC)の移植により、骨粗鬆症抑制や寿命延長効果があることが報告されている。当グループではこれまでに老齢マウス由来のMSCの機能回復を促す遺伝子を同定している。また、この遺伝子を強制発現した老齢マウス由来のMSCの老齢マウスへの移植により、老化に伴う骨粗鬆症などの加齢性疾患への抑制効果を確認した。しかしながら、移植したMSCのほとんどが機能回復にかかわる組織ではなく肺に生着していることから、この効果は遺伝子を強制発現させたMSCの分泌する因子によるものと推測し、同定を試みた。この遺伝子を強制発現させた老齢マウス由来のMSC、コントロール遺伝子を強制発現させた老齢マウス由来MSC、若齢マウス由来MSCおよび老齢マウス由来MSCのDNAマイクロアレイ解析を行いgene ontology解析により分泌因子を抽出した。抽出された分泌因子の遺伝子を発現させた293T細胞の培養上清を用いて、MSCの骨分化能を指標として目的の分泌因子のスクリーニングを行った。さらに、この分泌因子の強制発現およびノックダウンによるMSCの骨分化能および脂肪細胞への分化能への影響を検討した結果、MSCの機能回復を促す分泌因子を同定した。次に生体内での効果を検討した。この同定因子の血中での発現量は若齢マウスで老齢マウスに比べて有意に高かった。そこで、同定因子を発現するレンチウイルスを作製し、これを老齢マウスへ投与することで血中での同定因子の発現量を増加させ、骨粗鬆症などの加齢性疾患への効果を検討した。この結果、同定因子の血中での発現量の増加による種々の加齢性疾患に対する改善効果がみられた。現在はこの分泌因子の効果について詳細な検討を進めている。近年若齢マウス由来のMSC(間葉系幹細胞)の移植により、骨粗しょう症や寿命の延長効果などがあることが報告されている。我々はこれまでに、老齢マウス由来のMSCの機能回復を促す遺伝子を同定している。さらに、この遺伝子を発現する老齢マウス由来MSCの老齢マウスへの移植により骨粗しょう症やリンパ球新生能の回復がみられたことから、この分子の同定を試み、DNAマイクロアレイ解析と骨芽細胞分化系を利用した機能的スクリーニングにより老齢MSCの機能回復分子を同定している。今年度は、この分子のin vivoでの機能回復効果を検討した。老齢マウスに同定分子を発現するレンチウイルスを腹腔内投与し、長期間同定分子を分泌させることのできる実験系を確立したのち、老化フェノタイプの変化を観察した。この結果、老齢マウス由来MSCの機能回復を促す遺伝子を導入したMSCの移植実験と同様に、同定分子の老化マウスでの持続的な発現および分泌により、老化に伴う末梢血でのリンパ球の減少とミエロイド系の細胞の増加が回復した。Cardiotoxinによる筋損傷からの筋繊維の再生についても、新生筋繊維特異的なembryonic myosin heavy chain(eMHC)が有意に増加し、若齢マウスと同程度まで回復した。また、脳では脳室下帯(subventricular zone(SVZ))および線条体におけるSOX2陽性の神経前駆細胞が老齢マウスで優位に増加していた。これに伴い、SVZにおける血管網の回復がみられた。また、老化に伴い増加することが知られている血漿中の炎症性サイトカインなどの炎症性メディエーターの発現も減少しており、同定分子が生体内においても抗老化因子として働くことを明らかにした。これらの結果については現在論文投稿中である。昨年度に引き続き、同定分子の生体内での効果についてさらに詳細に検討した。また、この研究結果は現在論文投稿中であり、研究の進行は順調である。本研究では、これまでに同定した血中の老化抑制物質が老化によるリンパ球の減少とミエロイド系細胞の増加を抑制するという結果を得ている(Aging (Albany NY). 2016,8(6)1259-75.)。そこで、今年度は免疫老化に着目し研究を進めた。免疫老化は、おもにT細胞のレパトア変化による易感染性やワクチン効率の低下などを引き起こす。T細胞は胸腺内で前駆細胞と胸腺上皮細胞との相互作用により分化成熟し、二次リンパ器官へと移行する。老化により胸腺は顕著に委縮し、上皮構造の変化など微小環境が変化するが、微小環境の変化によりT細胞分化がどのような影響をうけるのかを検討した。12年齢の老化マウス由来胸腺上皮細胞(CD45-,EpCAM+,MHCII+)の1細胞RNA Seq.解析を現在行っている。これにより老化による胸腺微小空間の遺伝子プロファイルの変化を明らかにする。

2老化による胸腺微小環境の変化がT細胞分化に及ぼす影響を検討する為、若齢マウス(Ly5.1)および老齢マウス(Ly5.2)間でパラビオーシスをしたマウスより得た成熟T細胞(CD24low,TCRβhigh)画分について1細胞RNASeq.解析を行い、老齢マウス胸腺内に移入した若齢マウス由来前駆細胞が正常に分化するかを検討している。一方、老齢マウス同士のペアでは移入前駆細胞がほぼ無く、また移入した細胞はダブルポジティブ画分には存在せず、老齢前駆細胞は老齢マウス胸腺では分化出来ない可能性が示唆された。この原因についてもさらに検討をすすめている。3胸腺微小環境は9割以上が胸腺細胞で既に埋め尽くされ、パラビオーシスで移入する細胞は5%前後である。そこで、T細胞の分化異常により胸腺に空きスペースが出来るCD4依存的にCBFβ2を欠損したトランスジェニックマウスの作製し、同様にパラビオーシス実験を行う準備を進めている。間葉系幹細胞(hematopoietic stem cell;MSC)の分泌因子であるGdf6をMSCの機能回復分子として同定した。Gdf6は老齢マウス由来MSCの骨芽細胞分化能を回復させ、ノックダウンにより脂肪細胞分化を阻害した。さらにGdf6を強制発現するレンチウイルスを老齢マウス腹腔内投与すると、末梢血の老化フェノタイプであるミエロイドの増加が抑制されB細胞の割合が増加した。さらに、Cardiotoxinによる筋損傷への回復能がGdf6投与群で有意増加し、eMHC陽性新生筋細胞が若齢マウスと同等に増加した。また、脳室下帯から線条体に至る広範囲にSOX2陽性の神経前駆細胞が増加していた。当初の計画通り、間葉系幹細胞から分泌されるMSCの機能回復を促す分子を同定した。また、この分泌因子のマウス生体内での加齢性疾患への改善効果についても確認した。これまでの研究結果より、同定因子はリンパ球産生能の改善に効果がみられた。これまでに抗老化因子でリンパ球の産生能に改善効果のみられた分子の報告はない。しかしながら、本研究での結果はミエロイド系の細胞の増加抑制されたものであり、T細胞やB細胞などのリンパ球への分化にはいたらなかった。そこで、今年度はリンパ球の分化と老化について、胸腺の加齢に伴う萎縮について、胸腺上皮細胞における分化環境の変化に焦点をあてて検討を進める予定である。医歯薬学今後は同定因子の過剰発現によりマウスで確認された加齢性疾患への改善効果を疾患別に検討し、そのメカニズムについて解析をすすめる。昨年度は年度途中での研究責任者の産育休取得に伴い、研究の中断があったため研究費が大幅に次年度に繰り越された。おおむね予定額を使用したが、試薬等の価格と見合わず少額ではあるが残額として残ってしまった。今年度は前述のとおり、リンパ球(特にT細胞)分化制御と老化について新しく研究を進展させる予定であり、繰越額を含めた額を使用する予定である。来年度解析予定である同定因子による加齢性疾患の改善効果のメカニズム解析に必要な試薬および消耗品等の購入に使用する予定である。
植物の伸長生長時における細胞壁降伏調節機構の解析

細胞壁の臨界降伏圧を調節するタンパク質yieldinのササゲ芽生えにおける時空的分布を調べる目的で大腸菌に作らせた組換えyieldinを用い,抗yieldinウサギ抗血清を生成.さらにカラム操作により精製抗体を得た.発芽3日目のササゲ黄化芽生えの各部域から抽出した細胞壁結合タンパク質を抗yieldin抗体を用いて免疫ブロット解析した.Yieldinは第一葉,上胚軸および下胚軸など地上性の幼器官に分布しているが,老器官である子葉や地下性の根には存在しないことが分かった.伸長能の消滅に伴い組織内yieldinも消失することがわかった.この関係は,免疫組織プリント法によっても確かめられた。器官内のyieldin分布については,精製抗体を用いて免疫蛍光顕微鏡観察した.Yieldinは未伸長および活発に伸長しているの胚軸の表皮と皮層の細胞壁に局在することが明らかになった.細胞壁の臨界降伏圧を調節するタンパク質yieldinのササゲ芽生えにおける時空的分布を調べる目的で、大腸菌で発現させた組替えyieldinを用いて抗yieldinウサギ抗血清を生成し、さらにカラム操作により精製抗体を得た。発芽3日目のササゲ黄化芽生えの各部域から細胞壁結合タンパク質を抽出して免疫ブロット解析を行ったところ、32kDaのyieldinは第一葉、上胚軸および下胚軸など、地上性の幼器官に分布しているが、老器官である子葉や地下性の根には存在しないことが分かった。伸長生長下の下胚軸におけるyieldin分布は細胞の伸長機能と密接な関連を示し、伸長能の消滅に伴い組織内yieldinも消失することが判明した。この関係は、免疫組織陰影法によっても確かめられた。器官内のyieldin分布については、免疫蛍光顕微鏡観察により未伸長および伸長下の幼器官の表皮と皮層に細胞壁に局在する強いyieldinシグナルが明らかになった。器官内のyieldin分布については,精製抗体を用いて免疫蛍光顕微鏡観察した.Yieldinは未伸長および活発に伸長しているの胚軸の表皮と皮層の細胞壁に局在することが明らかになった.組換えyieldinに対するポリクローナル精製抗体を用た免疫蛍光組織染色により,ササゲ幼茎におけるyieldinの組織内分布を調べた.Yieldinの強いシグナルは,上胚軸と下胚軸のフックという未伸長域において観察され,いずれも表皮と皮層の細胞壁部分に局在していた.伸長域では内皮近くの皮層のyieldinシグナルが消失していたが,表皮とその直下の皮層の細胞壁には強いシグナルが観察された.成熟域ではyieldinシグナルはほとんど消失し,表皮部分に弱いシグナルが残る程度であった.この結果は,yieldinが細胞壁の臨界降伏張力を調節することにより胚軸の伸長生長の調節に寄与するというこれまでの考えを組織細胞学レベルでも証明したものといえる.子葉に多量にある抗yieldin抗体と反応するタンパク質(CYLP)の精製に成功し,熱処理グリセリン処理胚軸により検定したところ,このCYLPはyieldin活性を持つことが判明した.CYLPのcDNAをクローニングし塩基配列を決定したところ,CYLPはキチナーゼ類似タンパク質であるものの,yieldinとは全く別のタンパク質であることが判明した.現在のところCYLPの生理機能については全く不明である.
変形性膝関節症に対する高精度膝関節解析と3次元筋骨格モデルによる研究

今まで使用している3次元筋骨格モデルは非常に精密で詳細な検討が可能であるが,解析に費やす時間が膨大であること,独自のモデルのためデータ共有が困難なことなど問題点が存在していた.そこで,世界的に高いシェアを誇る3次元筋骨格モデルAnyBodyへの完全移行を検討してきた.AnyBodyの特徴は解析速度が速く,モデル共有が容易なことである.昨年度後半より脊柱の細分化,体幹筋の移植を行い,今まで使用していた詳細モデルを正確に移植することが出来た.今年度は下肢の筋を新しいプロットフォームで使用できるよう移植を進めた.筋断面積はMRIより算出しモデルに反映させた.また,筋の走行を忠実に再現するためwrapping法を適用した.移植完成後に行った検証で,高い精度を得ることが出来た.一方で,変形性膝関節症者に対し,2D/3D registration法を使用して生体内での運動解析を行っている.平成31年度は症例数を積み重ねること,動作解析と3次元筋骨格モデルを適合させることを予定している.モデル作成やregistration導入は予定通り順調に推移している.実験も順調に推移しているが,registrationの解析に多大な時間を費やしている.筋骨格モデルと2D/3D registration法の融合を試みる本年度は,新たに2D/3D registration法を導入し,生体内での運動を正確に把握する事が可能となった.さらに座位にて膝関節伸展運動時の膝関節回旋運動測定や歩行時の関節動態を把握するための歩行測定システムを構築した.その結果,以下のことを確認した.1膝関節の関節運動を詳細に把握することができた.2歩行運動中の膝関節動態を測定することが可能となった.現在使用している3次元全身筋骨格モデルは非常に精度が高く有用であるが,解析が複雑であり時間を要する点が課題であった.平成30年度は筋骨格モデルのプラットフォーム自体を変更し新たな筋骨格モデルの再構築を行う予定としていたが,29年度に前倒しし再構築を開始した.移植作業は順調に進行し,平成30年度は下肢の再構築を行う予定としている.解析手法の導入や予備実験を行うことができた.また,課題であった歩行時の膝関節動態を測定する方法を構築することができた.さらに次年度行う予定としていた課題に着手することができた.今まで使用している3次元筋骨格モデルは非常に精密で詳細な検討が可能であるが,解析に費やす時間が膨大であること,独自のモデルのためデータ共有が困難なことなど問題点が存在していた.そこで,世界的に高いシェアを誇る3次元筋骨格モデルAnyBodyへの完全移行を検討してきた.AnyBodyの特徴は解析速度が速く,モデル共有が容易なことである.昨年度後半より脊柱の細分化,体幹筋の移植を行い,今まで使用していた詳細モデルを正確に移植することが出来た.今年度は下肢の筋を新しいプロットフォームで使用できるよう移植を進めた.筋断面積はMRIより算出しモデルに反映させた.また,筋の走行を忠実に再現するためwrapping法を適用した.移植完成後に行った検証で,高い精度を得ることが出来た.一方で,変形性膝関節症者に対し,2D/3D registration法を使用して生体内での運動解析を行っている.平成31年度は症例数を積み重ねること,動作解析と3次元筋骨格モデルを適合させることを予定している.モデル作成やregistration導入は予定通り順調に推移している.実験も順調に推移しているが,registrationの解析に多大な時間を費やしている.現在まで積み重ねた知見を用いて,各種動作や歩行時の動態解析を行う.筋骨格モデルの再構築を同時に進め,2D/3D registration法との融合を試みる.筋骨格モデルと2D/3D registration法の融合を試みる共同研究者からの資金協力により一部を賄えたため、当初計画よりも経費が掛からず、次年度使用に繰り越すことが出来た.来年度は研究成果の発表経費などに使用する予定である.予定していた国際学会がスケジュールの関係で参加できなかったため.次年度,国際学会および論文投稿に使用する計画である
染色体セグメントモデルによる遺伝的評価システムの開発

本研究では、染色体セグメントモデルを用いた遺伝的評価法(マーカーアシストBLUP法)ならびに大量のSNP型情報の利用を想定した遺伝的評価法における演算手法の検討を行った。複数の演算手法について検討を加え、シミュレートしたデータならびにマウスおよび牛の実データを用いて、それらの手法の有効性を調べた。染色体セグメントモデルを用いたマーカーアシストBLUP法の演算アルゴリズムを確立し、理論とシミュレーションによる検討の結果、本手法の有効性が示された。また、SNP型情報を利用する複数の遺伝的評価法の演算手法について検討を加えた結果、多数のSNP効果を説明変数とするベイズ法などの手法は、育種価推定の正確度の点で、ポリジーンモデルによる混合モデル法よりも有望であることが示唆された。多数の個体のすべてがDNAマーカーの情報を完備している状況を想定し、染色体セグメントモデルによる遺伝的評価システムの構築を行った。すなわち、全個体の量的形質に関する相加的遺伝子型値の最良予測システムの開発を目指し、"染色体セグメント効果"および"残りのポリジーン効果"による遺伝変異および環境変異の大きさがあらかじめ知られており、各分散の正確な値が既知である場合について検討を加えた。具体的には、染色体セグメントモデルにおける同祖性確率行列(IBD行列)の効率的な形成法について検討するとともに、サイズの大きなIBD行列の逆行列の計算法の理論を再整理することにより、数値積分の手法を応用した当該計算法の実用的手法を組み立てた。また、染色体セグメントモデルの概念による混合線形モデルを構成して、遺伝分散および環境分散のいずれもが既知の場合における混合モデル方程式を導出し、"染色体セグメント効果"および"残りのポリジーン効果"の予測式を導出した。また、これらの一連の結果を用いてFortran90言語による計算プログラムを作成し、遺伝的評価のための演算システムを構築した。これらの成果は、DNAマーカーの情報を用いた染色体セグメントモデルの理論を活用して、現行のポリジーンモデルによる遺伝的評価法をMASにも実用できる汎用型マーカーアシストBLUP法へと発展させたという点で重要であり、また、その具体的な演算システムを構築したという点で大きな意義をもつものと考えられる。ゲノムの全域にわたる高密度DNAマーカー、ここでは数万のSNP(一塩基多型)の情報が利用可能な状況を想定し、DNAマーカーとQTL(量的形質遺伝子座)とが十分に有効な程度の連鎖不平衡の状況にあることを仮定して、個体の遺伝能力を予測するための各種のベイズ法について検討を加えた。まず、各DNAマーカー座における遺伝分散がすべて等し炉と仮定した遺伝モデルや多数のDNAマーカー座のうちの大半における遺伝分散を0と仮定した遺伝モデルなどを設定し、それらのモデルに対応したベイズ法による遺伝能力の予測法を開発した。つぎに、これら種々の方法について、Fortran90/95言語による演算プログラムを作成し、遺伝的評価のための演算システムを構築した。ついで、突然変異-ドリフトモデルによるモンテカルロシミュレーションを実施し、開発した手法による遺伝能力予測値の正確度と予測の精度を明らかにした。とくに事後分布の情報から、予測精度について詳細に検討した。さらに、ヘテロストック・マウスおよび和牛の実データにこれらの手法を適用し、通常の線形モデルによる遺伝能力の予測値との関連性を明らかにするとともに、これら複数の方法による予測値間の関連性について調べた。その結果、個体の遺伝能力の予測において、SNP情報を用いたベイズ法による非線形法は、通常の最良線形不偏予測法・混合線形モデル法よりも優れており、とくに多数のDNAマーカー座のうちの大半における遺伝分散を0と仮定したアプローチが有望であることが明らかとなった。ゲノムの全域にわたる一塩基多型(SNP)の情報を用いて個体のトータル育種価(相加的遺伝子型値)を予測するゲノミック評価の手法に関して、昨年度に検討を加えたベイズ解析手法のいくつかの変法について検討を加えるとともに、カーネル多変量解析の手法についても検討した。まず、多数のSNPを、遺伝分散が0のSNP群、相対的に効果の小さいSNP群および効果の大きいSNP群として大別した取り扱いが可能な手法について検討を加え、その際、SNP効果の分布について、正規分布のみならずラプラス分布のような分布を仮定した演算手法の開発にも取り組んだ。具体的には、ベイジアンLasso、Mixtureなどの手法の演算手法を確立した。さらに、グラム行列形成のためのカーネル関数として複数種を設定し、再生核ヒルベルト空間回帰分析によるゲノム育種価の推定手法の性能について検討を加えた。実データとしてヘテロストックマウスのデータを用い、総コレステロールなどの形質を分析した。カーネル関数として、ガウスカーネルのほか、線形カーネル、ANOVAカーネル、ラプラスカーネルなどを取り上げた。比較のために、ベイジアンリッジ回帰法およびベイズB法等による解析も行い、交差確認における予測ゲノム育種価と表現型値との相関などを求めた。

その結果、異なるカーネル関数を設定しても推定性能に実質的な差異は認められず、ベイジアンリッジ回帰法およびベイズB法の推定性能と比較しても大差は認められなかった。なお、いずれの手法の場合も、表現型値の予測ゲノム育種価への1次回帰係数はほぼ1であった。今回の検討から、再生核ヒルベルト空間回帰分析によるゲノム育種価の予測性能は、概してベイズB法などの性能と同程度である可能性が示唆された。
脳性麻痺児の生活機能スキルのデータベース作成に関する研究

2.その結果、機能的スキルの尺度化スコアで、1)社会的機能はCP児と健常児で大きな差はない。2)移動能力では大きな差を示す項目が多い。3)セルフケア領域では、難易度が低い項目で大きな差を示すものが多かった。4)特にセルフケア領域のコップの保持、移動領域の屋内の移動能力には大きな差を示した。などの傾向があることが明らかになった。3.このデータベースをweb上で運営するための基本情報に関して、研究分担者ともに基本情報について、Nominal Group Discussionの手法を用いて検討し、トップページで使用者に入力してもらう項目を決定した。4.別に研究協力者から提供された信濃医療福祉センターで入力された268名の脳性麻痺児(男児162名、女児106名、平均年齢11歳2ヶ月、GMFCS*level I5名、II2名、III72名、IV102名、V77名)のデータにRasch分析を適用し、機能的スキルの各項目の尺度化スコアの比較を行った。その結果、セルフケア、移動および社会的機能ともに健常児のデータと比較して良好な相関を示した。予め研究計画を藤田保健衛生大学倫理員会に提出し,研究開始直前の平成22年3月4日に認証を得ている。その後の本年度における作業の過程と結果を以下に示す。^<***>Rasch分析:項目の難易度と、被検者の能力を推定する分析手法2) Rasch分析により、項目難易度マップを描く目的でPEDIの機能的スキルのセルフケア73項目、移動59項目、社会的機能65項同に対して、それぞれの尺度化スコアを算出した。3)同じくRasch分析により,リハビリテーション対象患者の能力の指標となる尺度化スコアを素点から変換できるようにした。4)素点から変換された尺度化スコアを、難易度マップ上に示すためのCGIの設計を外部業者に委託して行い、現在パスワードで管理したHP上で、難易度マップと、入力された児の尺度化スコアを呈示できるようになっている。5)来年度からこのシステムを試用し、運用上の問題の検出を行う予定としている。運用上の問題が解決された段階で,公開に踏み切ることになる。本年度における作業の過程と結果を以下に示す。^<***>Rasch分析:項目の難易度と、被検者の能力を推定する分析手法2)その結果、機能的スキルの尺度化スコアで、1.社会的機能はCP児と健常児で大きな差はない。2.移動能力では大きな差を示す項目が多い。3.セルフケア領域では、難易度が低い項目で大きな差を示すものが多かった。4.特にセルフケア領域のコップの保持、移動領域の屋内の移動能力は大きな差を示した。3)このRasch分析の結果を、信濃医療福祉センターで入力された256名の脳性麻痺児のデータに適用する準備を現在進めている。2.その結果、機能的スキルの尺度化スコアで、1)社会的機能はCP児と健常児で大きな差はない,2)移動能力では大きな差を示す項目が多い。4)特にセルフケア領域のコップの保持、移動領域の屋内の移動能力は大きな差を示した。4.別に研究協力者から提供された信濃医療福祉センターで入力された268名の脳性麻痺児(男児162名、女児106名、平均年齢11歳2ヶ月、GMFCS*level I 5名、II 12名、III 72名、IV 102名、V 77名)のデータにRasch分析を適用し、機能的スキルの各項目の尺度化スコアの比較を行った。研究分担者との予定調整がうまく行かず。基本情報の策定の作業に時間がかかってしまった。このため本来は昨年度から全国で開始するはずの試験運用が、研究分担者のみの試用までとなってしまった。24年度が最終年度であるため、記入しない。

来年度からこのシステムを、全国から公募した施設で試用し、運用上の問題の検出を行う予定としている。ただし、交付された研究費の額では、試用のための説明会を行う施設が少なくなってしまうため、十分な数を得ることができない可能性がある。24年度が最終年度であるため、記入しない。
失業時生活保障制度における就労促進の法的意義に関する日独比較法研究

本研究は、失業時生活保障制度において、失業者への就労促進策の内容とその法的意義について検討することを目的とする。失業時生活保障制度としては、失業者の失業中の所得保障、職業能力の向上などを目的とする雇用保険制度に加え、雇用保険制度の対象とならない者に残された社会保障制度である生活保護を取り上げ、近年労働市場改革を実施したドイツを比較対象国とする。ドイツでは、失業手当受給者に対しては、労働市場への復帰をできるだけ早期に果たすことが優先され、職業能力の高い者や失業期間の短い者から優先的に職業紹介や職業訓練紹介の対象とされる傾向にあること、前職との継続性やその後の職業的発展性などはあまり考慮されることなく職業紹介がなされていること、そのため、再び失業するリスクも高く、失業者の職業選択の自由の保障という観点からは問題があるといえる。他方で、長期失業者がその受給者となる求職者基礎保障給付についても給付制限が用意されており、その結果、最低生活保障が脅かされうる点を指摘できる。本研究は、雇用保険制度や生活保護制度において、失業者の就労を促進することの法的意義について検討することを目的とする。今年度は、特にドイツの求職者基礎保障給付に着目した。求職者基礎保障給付は、「支援と要請」を基本原理とし、受給者の自己責任の強化と基礎保障給付に依存しない生計の維持を目的とする。その手段としては、実施主体との「統合契約」の締結がある。受給者は、この統合契約に基づいて職業訓練等に従事する義務を負い、統合契約に従わない、あるいは締結を拒否する場合は、30%から最大60%まで給付が削減されるという制裁が用意される。25歳未満の受給者に対しては、100%の給付制限も可能となった。このように制裁が強化される一方で、受給者はアルコール・薬物依存、金銭問題、語学力不足等の就労以前の問題を抱えていることが明らかとなった。そこでドイツでは、こうした問題を解決しつつ就労を支援する組織として、自治体とジョブセンターからなる協同組織を設立し、これを通じた支援が実施された。しかし、この協同組織に対しては、自治体の事務遂行権の侵害であるとして連邦憲法裁判所による違憲判決が出された。日本でも、生活保護受給者に対する自立支援プログラムが実施されているところであり、保護の実施主体のあり方を検討するに際して、ドイツの動向は示唆的である。また、近年、ワーク・ライフ・バランスの実現が重要な政策課題とされるが、働きやすく魅力ある職場の提供は、失業者を就労の場へと統合するためにも必要である。そのため、ドイツでは最低賃金法の制定が目指されているし、日本でも最低賃金法改正の際には、生活保護施策との整合性への配慮が、労働契約法制定時には仕事と生活の調和との文言が挿入された。今後は、最低生活保障のあり方について、労働法の観点からも検討を加えたい。今年度は、ドイツの失業手当制度が失業者の就労インセンティブとなり得たかを検討した。その結果、失業手当受給者に対しては、労働市場への復帰をできるだけ早期に果たすことが優先されるため、職業能力の高い者や失業期間の短い者から優先的に職業紹介や職業訓練紹介の対象とされる傾向にあること、前職との継続性やその後の職業的発展性などはあまり考慮されることなく職業紹介がなされていること、そのため、再び失業するリスクも高いことなどがわかった。失業手当の受給権を持たない者は、求職者基礎保障給付の対象となるが、失業手当制度で効率性が優先される結果、より再就職困難な者が求職者基礎保障給付の受給者となっている可能性が高い。失業手当制度はもとより、求職者基礎保障給付の受給にも就労や職業訓練等の受け入れが義務とされるドイツの生活保障制度は、近年ヨーロッパ諸国を中心に広がるワークフェア的な政策の一つと位置付け照れる。ワークフェアとは、就労することを軸に経済・社会・文化的生活への参加を促す「社会的包摂」のための政策を意味する。就労には、収入による生活費の確保のみならず、就労を通じた人間関係の形成や自立心の向上といった価値も見出せるため、ワークフェア策は肯定的に評価されよう。しかしなが照、ドイツでは、就労インセンティブ策として求職者基礎保障給付についても給付削減も用意しているため、最低生活保障が実現されない可能性も指摘できる。今後は、求職者基礎保障給付の給付削減の状況を精査し、受給権者の最低生活保障が図照れているかを検討することとしたい。
迷走神経シグナルによる膵β細胞増殖機構の治療応用に向けた包括的解析

1型糖尿病のみならず、2型糖尿病においてもインスリン分泌細胞である膵β細胞量の減少が、糖代謝異常発症の基盤となっている。そのため、減少した膵β細胞量を回復させる再生治療は、糖尿病を根治させる可能性を秘めており、その開発が強く望まれている。本来生体は、肥満などによるインスリン抵抗性に対して、代償的に膵β細胞を増殖させることによってインスリン需要の増大に適応することが知られており、この代償機構が正常に働かなくなると糖尿病を発症すると考えることができる。申請者の所属する研究グループでは、この代償機構を解明することで、新規の膵β細胞再生治療の開発につながると考え研究を進めた結果、肝臓ー中枢神経ー膵β細胞の臓器間神経ネットワークによる膵β細胞増殖機構を発見した(Science 2008)。これは、肥満に伴う肝臓のextracellular-signal regulated kinase(ERK)経路の活性化が発端となり、肝臓ー内臓神経求心路ー中枢神経ー迷走神経遠心路ー膵β細胞という神経経路により、膵臓内で膵β細胞特異的な増殖が誘導されるという機構である。さらに、この臓器間ネットワークの活性化が、膵β細胞減少モデルマウスの膵β細胞量を増加させ、糖代謝異常を改善させることを示し、治療応用への高い可能性を示した(Science 2008)。さらに申請者らはこのネットワーク機構の詳細、とくに再生治療に直結すると考えられる、迷走神経遠心路からのシグナルが膵β細胞増殖を誘導する分子メカニズムの解明について検討を進めた結果、迷走神経由来因子であるアセチルコリン、PACAP、VIPといった因子が直接的に膵β細胞に作用して増殖を誘導することを見出した(Nature Communications 2017)。現在治療への応用を見据えて、ヒト膵島や老化した膵β細胞に対する増殖誘導効果を検討している。迷走神経由来因子による膵β細胞増殖誘導における、膵β細胞内の詳細なシグナル解析については、あるターゲットについて有望な結果を得た。また高齢マウスに対しても臓器間ネットワーク活性化や迷走神経由来因子の直接作用による膵β細胞増殖効果を確認できた。当初の計画通り、次年度は迷走神経由来因子に反応する膵β細胞のシグナル経路の解析を継続する。また高齢マウスに対する増殖誘導の詳細なメカニズムの検討を進める。ヒト膵島への効果についても評価を行う。
量子流体力学の展開

超流動ヘリウム、中性原子気体ボース凝縮系(BEC)といった低温の量子凝縮系を対象に、量子流体力学の展開を行った。これらの系の流体力学は量子力学に支配され、その最小の構成要素としての量子渦が出現する。超流動ヘリウムでは、熱カウンター量子乱流の統計的定常状態の構築と速度分布則、振動物体が引き起こす量子乱流遷移などを明らかにした。原子気体BECでは、2成分BECの対向流によって作られる量子乱流、スピノールBECの量子乱流とエネルギースペクトル、2成分BECのケルビン・ヘルムホルツ不安定性などを明らかにした超流動ヘリウム、中性原子気体ボース凝縮系(BEC)といった低温の量子凝縮系を対象に、量子流体力学の展開を行った。原子気体BECでは、2成分BECの対向流によって作られる量子乱流、スピノールBECの量子乱流とエネルギースペクトル、2成分BECのケルビン・ヘルムホルツ不安定性などを明らかにした超流動ヘリウム、冷却原子気体を対象に、これらを統括的に扱い、量子流体力学の展開を目指す。これらの系では、その最小の構成要素としての量子渦が出現し、その物性や流体力学的性質を決める上で重要な役割を果たす。本年度に得られた主な成果は以下の通り。1.超流動ヘリウム4の熱カウンター乱流を対象に、full Biot-Savartの渦糸モデルによる数値計算を初めて行い、渦間相互作用を完全に取り入れる事で、乱流の統計的定常状態が得られる事を示した。得られた状態の実験結果との一致も良い。2.相分離した2成分ボース凝縮体における量子渦の物理に関して以下の新しい知見を得た。(1)回転ポテンシャル中の安定状態は2成分の境界に量子渦が一次元的に配列した渦シート構造となることを明らかにした。特徴的な長さのスケールはドメインの表面張力と渦による運動エネルギーのつり合いで決まることを示した。(2)相分離した2成分BECの勇断流に対する安定性を調べた。これは古典流体ではKelvin-Helmholtz不安定性として知られる現象と頬似のものであるが,BECは粘性をもたない超流動性と渦の循環が量子化されるという特有の性質を持ち,新たな流体現象が期待できる。我々は界面の不安定化により,量子渦の生成を伴った特徴的なパターン形成のダイナミクスを明らかにした。超流動ヘリウム、冷却原子気体を対象に、これらを統括的に扱い、量子流体力学の展開を目指す。1.二成分ボース・アインシュタイン凝縮体の対向流れにおいて、動的不安定性からソリトンを経て量子渦が生成し、量子乱流(二成分量子乱流)に発展する事を、理論的および数値的に示した。その系の統計的に性質について調べた。2.捕獲ボース凝縮体中でポテンシャルを振動させる事により、ソリトンや量子渦が生じ、それらが互いに相互作用、および変化しながら系全体におよぼす影響について調べた。渦生成のための、ポテンシャルの振幅と運動数をパラメータとした相図を作成し、渦生成の臨界速度等について調べた。3.弦理論におけるD-ブレインの類似物を、相分離した回転する2成分ボース凝縮体で生成できる事を理論的および数値的に示した。これは実験室において、類似物を通じてD-ブレインを生成し研究する可能性を拓くものである。特に量子渦が発達成長して乱流状態になると、2成分の間に運動量交換が生じ、両者が超流体であるにも係らず、減衰する事を示した。関連する実験が学習院大学で進行中であり、共同研究を行ない、実験結果の解析を行なった。2.スピン1スピノールボース・アインシュタイン凝縮体で対向流れによる不安定性と、その後に生じるスピン乱流の理論的および数値的研究を行った。ボゴリューボフ・ドジャン方程式に基づく線形解析により不安定性の起こる条件を明らかにした。その不安定性の結果、スピン乱流が生じる事、およびそのスピン乱流状態でスピンに依存したエネルギーが乱流に特徴的な-7/3のべき則を示す事を数値的に示した。スピンの運動方程式のスケーリング解析により、そのべき則が理解できる事を明らかにした。この不安定性と乱流を実際の捕獲ボース凝縮体で観測する可能性について論じた。