hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有性生殖の実現を可能にする発生ロジックの多元的かつ総合的理解

植物が有性生殖を実現するための発生ロジックを理解することを目指して、シロイヌナズナとゼニゴケを用いて、代謝を基盤とする花成を支える成長・発生ロジック、有性生殖の開始から成就に至る過程を支える発生ロジックの2つの研究項目で研究をおこなった。カリウムによる花成制御経路の解明、フロリゲン(FT蛋白質)輸送過程の時間的側面の解明と輸送に関わるFT蛋白質上のアミノ残基の同定、ゼニゴケの雄性生殖器官・配偶子形成過程の遺伝子発現レベルの枠組みの構築、生殖系列の分化と維持、精細胞形成などに関わる因子の同定、環境要因に応答した生殖器官誘導に関わる因子の同定、受精・胚発生や胞子形成に関する知見などの成果を挙げた。研究項目1フロリゲンによるシステミックなシグナル伝達を支える代謝基盤については、FT蛋白質の輸送を可視化系の確立は難航しているが、既知の変異体の解析から、FT蛋白質の輸送への糖転流の関わりを示唆する知見を得た。輸送系全体の中での位置づけが興味ある課題である。花成に伴う植物体の体制再編に関しては、腋芽形成におけるFT遺伝子とLFY遺伝子の役割を示唆する知見を得た。C/Nバランスによる花成制御の解析・評価系の確立には着手できなかった。研究項目2遠赤色光に応答した生殖器官の形成誘導との関連で、MpLFY遺伝子の発現パターンの解析をおこない、MpSPL1, 2遺伝子の発現レポーターを作成し、形質転換株の確立を進めた。遺伝的な背景のばらつきに留意しておこなったMpLFYノックアウト(KO)株の解析から、KO株では生殖器官(生殖器托)が肉眼で認められるようになる時期が遅れることが明らかになった。このため、MpLFY遺伝子のより詳細な発現解析が今後の課題である。MpLFY KO株等を利用した制御標的遺伝子の探索は、RNA seqをおこない、データを取得するところまでこぎつけた。また、造精器で発現する遺伝子の探索に関しては、雄器床から無傷の造精器を単離する系を確立し、RNA seqをおこない、データを取得した。加えて、横田班員の協力を得て、代謝物解析の試行をおこなった。今後これらのデータ解析を進める。精子特異的なヌクレオソーム蛋白質プロタミンの発現レポーター(連携研究者・大和博士が作成)の解析から、その発現開始時期に関して興味深い知見を得た。送精過程に関しては、吸水により造精器から精細胞塊が排出される際におこるジャケット細胞の変化を確認した。受精と胚発生については、MpLFY KO株の表現型解析から、MpLFY遺伝子が受精卵(接合子)の第一分裂に必須であることを強く示唆する知見を得た。研究項目1FT蛋白質の篩管を介した輸送過程の時間的側面と輸送に関わるアミノ酸残基の同定に関する論文をまとめ、現在投稿中である。また、篩部伴細胞で発現させたFT:EGFP蛋白質が細胞間移行により茎頂分裂組織全体に移動することを確認し、この輸送が阻害される突然変異体のスクリーニングを進めている。変異体候補が得られ始めている。茎頂におけるフロリゲン複合体形成に関しては、パートナーであるbZIP転写因子FDのリン酸化を実証し、当該キナーゼを同定した。複合体形成を仲介する14-3-3蛋白質については、FT遺伝子の発現制御とフロリゲン複合体形成の両面から慎重に解析を進めている。栄養・代謝と花成制御に関しては、無機栄養環境によるFT遺伝子の発現制御を介した花成調節という未開拓の研究課題に着手した。研究項目2環境要因に応答した生殖器官の形成誘導に関しては、SPL転写因子のひとつMpSPL1が分枝の生殖枝への分化を調節していることを明らかにした。生殖器官分化・配偶子形成に関しては、造精器のトランスクリプトーム解析とメタボローム解析を継続した。前者では16個の造精器特異的な転写因子を見いだし、遺伝子破壊株の作出と表現型解析を進めている。精細胞分化の鍵となる制御因子の候補などが得られている。遺伝子発現パターンの解析系を確立し、発現パターンのカタログ化や発現制御関係の解析に着手した。以上の概要まとめた論文の投稿準備がほぼ整った。一方、メタボローム解析では、昨年度に得たデータの解析をおこない、一次代謝などについて興味深い知見が得られた。受精と初期胚発生に関しては、転写因子LFYが接合子(受精卵)の最初の分裂に必須ではないことが明らかになった。胚発生過程の記載的な解析を進めており、第一分裂の時期や分裂面の位置について興味深い知見を得た。研究項目1フロリゲン(FT蛋白質)の輸送過程の時間的側面と輸送に関わるアミノ酸残基の同定に関する論文をまとめた(投稿済み・改訂中)。また、篩部伴細胞で発現させたFT:EGFP蛋白質が茎頂分裂組織全体に移動することを確認し、この輸送が阻害される突然変異体のスクリーニングをおこなった。茎頂におけるフロリゲン複合体形成に関しては、CPK33のkinase dead型を茎頂特異的に発現させることで花成遅延がおこることを示した論文を公表した。重金属結合蛋白質(NAKR1)遺伝子に変異を持つnakr1変異体の解析を進め、FT遺伝子の発現が大きく減少し、SPL遺伝子群のいくつかの発現も低下していることなどを見いだした。無機栄養環境による花成調節という観点から解析を進めている。研究項目2 (A)環境要因に応答した生殖器官の形成誘導:MpSPL1とMpSPL2の役割について解析を進めている。(B)生殖器官分化

・配偶子形成(雄性生殖器と精細胞):トランスクリプトーム解析とメタボローム解析をおこない、前者の概要を論文として公表した。同定された造精器特異的転写因子のひとつMpDUO1に関しては、グレゴール・メンデル研究所(オーストリア)のBerger博士と河島博士、レスター大学(英国)のTwell教授らと共同研究をおこない、その成果をもとに投稿論文の準備を進めている。MpDUO1の下流に位置づけられるMpDAZについては、国際活動支援班のサポートにより招聘したTwell教授とHackenberg博士と共同研究を開始した。造精器特異的転写因子として報告したMpMS1に関しては、精原細胞の細胞増殖期に重要な役割を持つことを見いだし、研究を進めている。(D)受精と初期胚発生:受精前後の造卵器のトランスクリプトーム解析を進め、いくつかの遺伝子について、ゲノム編集により機能喪失変異体を作出した。研究項目1(シロイヌナズナ・花成)では、懸案であったフロリゲン(FT蛋白質)の輸送過程の時間的側面と輸送に関わるアミノ酸残基の同定に関して論文公表の見通しがついた。また、茎頂におけるフロリゲン複合体形成に関しては、FDをリン酸化するキナーゼの同定を完了し、論文公表を済ませた。成果公表が残っているのは14-3-3蛋白質であるが、実験は最終段階にかかっている。一方、代謝と花成の関わりについては、少し進捗が遅れているが、重金属結合蛋白質(NAKR1)遺伝子の変異nakr1の解析から、無機栄養環境による花成調節という新たな課題を見いだし、花成制御カスケードにおけるNAKR1の作用点を明らかにしつつある。これらのことからおおむね順調に進展していると考えている。研究項目2(ゼニゴケ・有性生殖)では、懸案であった造精器のトランスクリプトーム解析の概要をまとめた論文を公表することができた。さらに、この解析により同定した造精器特異的転写因子のひとつMpDUO1に関する国際共同研究が順調に進んでおり、国際共著論文をまとめる段階に至っている。また、同じく造精器特異的転写因子のひとつでMpDUO1の下流因子であるMpDAZについても、新たに国際共同研究を開始することができた。これらは今年度の大きな進展である。さらに、やはり造精器特異的転写因子として同定したMpMS1に関しては、精原細胞の細胞増殖期に重要な役割を持つことを見いだすとともに、予想外の知見も得られたことから、新たな仮説のもとに研究を進めている。これは予期した以上の成果であった。環境要因に応答した生殖器官の形成誘導(主にMpSPL1とMpSPL2の役割)、受精と初期胚発生(受精前後の造卵器のトランスクリプトーム解析)についても、着実な進展があった。研究項目1フロリゲン(FT蛋白質)の輸送過程の時間的な側面と輸送に関わるアミノ酸残基の同定については、昨年度投稿した論文の改訂中である。フロリゲン複合体形成における14-3-3蛋白質の役割については、論文化に向けた共同研究の具体的な相談をおこない、必要な準備を済ませた。これらにより、最終年度であるH29年度内の公表あるいは投稿を目指している。
四肢筋パターン形成過程におけるHox AbdB遺伝子群の発現と機能の解析

四肢筋前駆細胞は体節から肢芽への移動前に既に筋に運命づけられているが、筋分化制御因子群の発現解析から四肢筋分化は体幹骨格筋のそれと比較して約2日遅延することが示されている。筋分化制御因子の発現抑制を介し筋分化遅延を引き起こす因子が、四肢特異的に存在すると考えられる。四肢筋形成過程においてHoxa AbdB遺伝子群は、肢芽に移入した筋形成細胞特異的に筋分化に先立ち時・空間的特異性を持って発現する。Hox遺伝子群の筋分化への関与を検討するため、Hoxa-11及びHoxa-13の強制発現実験をニワトリ四肢筋前駆細胞について行い、筋分化制御因子の発現に与える影響を解析した。Hoxa-11、Hoxa-13の強制発現により筋分化制御因子であるMyf-5、Pax-3の発現に変化は認められなかったが、Myf-5、Pax-3により転写の活性化を受けるMyoDの発現が抑制された。これに伴い筋線維の減少(分化遅延)や一部の筋の形成不全が認められた。また構成的にMyoDを発現している筋芽細胞系株細胞、C2C12にHoxa-11/-13を強制発現すると、内在性MyoDの発現抑制が認められた。四肢におけるMyoDとHoxa-11/-13の発現領域の詳細な比較より、MyoDとこれらHox遺伝子の発現は必ずしも排他的ではなく一部で重複することが明らかになった。これらを考え合わせると1)筋形成細胞においてHoxa-11、Hoxa-13は、MyoDの発現を抑制できる、2)MyoDの発現時期及び領域は活性化因子(Myf-5、Pax-3など)と抑制化因子であるHoxの量的なバランスにより制御されている、ことが示唆された。発生過程においてHox遺伝子群はMyoD発現の負の制御を介して筋形成細胞の増殖分化を調節し、四肢における筋芽細胞集団や個々の筋のサイズ・形態をコントロールしていると考えられる。体節より肢芽に移入した全ての筋形成細胞は肢芽間充織依存的にHoxa-11を発現する。筋芽細胞集団形成後その後端部領域でHoxa-13の発現が始まり、同時に筋芽細胞集団の後方領域よりHoxa-11の発現が消失していく。四肢筋の領域特異的なパターンが、Hox遺伝子を介して筋形成細胞自律的に制御されていることが示唆されている。筋形成細胞で発現するこれらHox遺伝子の機能を明らかにするため、電気穿孔法を用いた予定前肢筋形成細胞への異所的遺伝子導入系を開発し解析を行った。導入する遺伝子としてHoxa-11およびHoxa-13,さらにそれぞれにEngrailed転写抑制化領域またはVP16転写活性化領域を融合したもの(それぞれ顕性抑制化型、顕性活性化型として機能することが期待される)を組み込んだ発現プラスミドDNAを構築した。筋形成細胞へのHoxa-13の異所的発現により、Hoxa-11の発現抑制も認められた。筋芽細胞集団形成後に見られるHoxa-11の発現消失に、Hoxa-13が関与していることが強く示唆された。Hoxa-11またはHoxa-13を筋形成細胞に異所的に発現させると、筋形成細胞におけるPax-7の発現が抑制された。筋形成細胞で発現するPax-3はそれらの肢芽への移入に不可欠な因子であり、またMyoDの発現制御により筋分化のコントロールに関わることが知られている。Pax-7は遺伝子構造や発現様式に関してPax-3と酷似していることから、筋形成細胞においてもPax-3と同様の機能を持つと考えられている。このことを考え合わせるとHoxa-11やHoxa-13はPaxの発現制御を介して、筋形成細胞の移動や分化(増殖)に関与することが示唆される。今後Hoxの異所的発現がPax-3や筋分化制御因子群、筋分化マーカーの発現に与える影響を解析を進める。さらに構築した顕性抑制化型および顕性活性化型Hoxの異所的発現により、それぞれのHoxの機能を解析する予定である。

四肢におけるMyoDとHoxa-11/-13の発現領域の詳細な比較より、MyoDとこれらHox遺伝子の発現は必ずしも排他的ではなく一部で重複することが明らかになった。これらを考え合わせると1)筋形成細胞においてHoxa-11、Hoxa-13は、MyoDの発現を抑制できる、2)MyoDの発現時期及び領域は活性化因子(Myf-5、Pax-3など)と抑制化因子であるHoxの量的なバランスにより制御されている、ことが示唆された。発生過程においてHox遺伝子群はMyoD発現の負の制御を介して筋形成細胞の増殖分化を調節し、四肢における筋芽細胞集団や個々の筋のサイズ・形態をコントロールしていると考えられる。
ライフコースアプローチに基づく教師の発達と力量形成に関する継続調査研究

本研究は,ライフコースアプローチに基づく教師の発達と力量形成に関する調査研究である。具体的には,第1は、9つのコーホートに対する質問紙調査結果(総回答者数:994名、回収率:46.4%)を実施し,過去4回の同様調査結果と量的統計的に比較分析を行った。第2は、10年前に面接調査を実施した対象者(11名)に対する追跡的面接調査結果を前回調査結果と質的事例的に比較分析を行った。その結果の特徴は、1.新任教師の約8割が実践上の「ゆきづまり」を「感じている」、約4割弱が教職を「辞めたい」という回答をしている。「ゆきづまり」の内容としては、すべての年齢段階の教師において「子どもの能力差」というのがトップにあがってきている。また今回調査で指摘が増えてきた事柄としては「保護者との対応」というものがある。「やめたい」と思う理由については、圧倒的に「仕事量が過重」という事柄がすべての年齢段階の教師においてトップにあがってきている。2.ライフコースの追跡的面接調査からは、多くの教師が、前回面接調査からの10年、子どもとや保護者との対応に、苦しみかつ悩むことが多くなってきていることが明らかとなった。この10年間における、子どもと保護者の意識の変化と多様化は、非常に激しく、大きい。多くの教師にとって,現在は,離職という危機の時代である。しかし、悩み苦しみながらも、実践的にそれを克服する過程において、多くの教師が教育専門家としての発達と力量形成を遂げてきている。そういう意味で,もう一面では、成長への転機の時代でもあるといえる。研究の初年度である2004(平成16)年度は、先行調査である第1回(1984)、第2回(1989)、第3回(1994)、第4回(1999)の5年間隔の各調査結果を踏まえて、第5回目(2004)の継続質問紙調査を8月に実施した。対象者は、第14回までの調査と基本的に同一の対象者(ただし、すでに教職を退職した第12コーホートを除く)であり、及びあらたに今回の調査時点で教職12年目となる最若手コーホート(2003年3月に卒業し教職に就いている者たちが中心となる)を新たに加えた第311コーホート(総数約2500名)とした。その結果は、有効回答者数994名(回収率39.8%)であり、これは過去4回の調査結果に比べて最低であった。若手コーホートからの回収率が悪いことが目立った。データの整理と入力作業に予想以上の時間がかかったため、分析作業は現在続行中であり、研究2年目の7月頃には完了する予定である。質問紙調査結果の統計分析作業の継続と並行して、インタビュー調査による事例分析作業にも一部取り組み始めた。このインタビュー調査は、研究2年目に重点的に取り組む予定であったが、一部の対象者に対しては条件が得られたので、予定を早め、8月に実施した。実施したのは、8名(第5、7、8コーホート:各1名、第9コーホート:2名、第10コーホート:1名、第11コーホート:2名)であり、これについても現在、分析作業中である。とくに、第11コーホートの2名以外の対象者は前回のインタビュー調査に引き続くものであり、1990年代における子どもの変容によって教師の力量形成にも大きな変化をもたらしてきていることがうかがわれた。インタビュー調査の本格実施は、研究2年目(2005年)の夏に取り組む予定である。平成17年度は、前年に実施した9つのコーホートに対する質問紙調査結果

(総回答者数:994名、回収率:46.4%)を過去4回の同様調査結果と統計的比較分析を行うとともに、10年前の第3回調査時に面接調査を実施した対象者の一部(8名、さらに継続中)に対する追跡的面接調査結果を前回調査結果とライフコース的比較分析を行った。両比較分析とも、さらに一層緻密な分析を継続中であるが、現時点での主な特徴は次のようである。1.新任教師の約8割が「ゆきづまり」が「ある」、約4割弱が「やめたい」という回答をしている。「ゆきづまり」の内容としては、すべての年齢段階の教師において「子どもの能力差」というのがトップにあがってきている。また今回調査で指摘が増えてきた事柄としては「保護者との対応」というものがある。「やめたい」と思う理由については、圧倒的に「仕事量が過重」という事柄がすべての年齢段階の教師においてトップにあがってきている。2.ライフコースの追跡的面接調査からは、前回面接調査からの10年、子どもとの対応、生徒指導というような面での活動に非常に迫られて、苦しみかつ学んできているということが、各教師とも共通している。また、保護者への対応というものに多くの教師が悪戦苦闘し、その中で鍛えられながら成長してきているということも共通している。現在の子どもと保護者における意識の変化と多様化、価値観の変化と多様化というのは非常に激しく、大きい。それは教師にとっては離職という危機の時代である。しかし、もう一面では成長への転機の時代でもあるといえる。困難さを、離職の危機の時代ではなくて、成長への転機の時代でもあるというかたちで乗り越えていくためには、いかなる取組みと条件整備が必要であるのか、質問紙調査結果と面接調査結果のさらなる分析を継続中である。H18年度は、ライフコースアプローチに基づく教師の発達と力量形成に関する調査研究の3年目、全体の取りまとめの年度であった。作業としては、第1に、H16年8月に実施した9つのコーホートに対する質問紙調査結果(総回答者数:994名、回収率:46.4%)を再分析し、過去4回の同様調査結果と量的統計的に比較考察を行った。第2は、10年前に面接調査を実施した対象者(11名)に対する追跡的面接調査結果をH17年度に引き続いて実施し、前回調査結果と質的事例的に比較考察を行った。その結果の主な特徴は、1.新任教師の約8割が実践上の「ゆきづまり」を「感じている」、約4割弱が教職を「辞めたい」という回答をしている。2.ライフコースの追跡的面接調査からは、多くの教師が、前回面接調査からの10年、子どもとや保護者との対応に、苦しみかつ悩むことが多くなってきていることが明らかとなった。この10年間における、子どもと保護者の意識の変化と多様化は非常に激しく、大きい。以上の特徴を踏まえて、最終報告書『ライフコースアプローチに基づく教師の発達と力量形成に関する継続調査研究』(平成19年3月、全344ページ)を作成し、提出することができた。
鋳型ラテックス重合法による金属選択性新規イオン交換樹脂の開発

金属資源の再循環、有効利用に関連して、高選択的な金属捕捉樹脂の開発が重要な研究課題になっている。具体的には、イオン認識能に優れた機能体(ホスト、人工リセプター)を安価、大量に製造するための基礎反応の確立が急務である。鋳型ラテックス重合は、油水界面という特殊な分子認識の場をイオン交換樹脂の製造過程に導入する試みである。まず最初に我々は、配位構造が異なる代表的な金属イオンCu(II)およびZn(II)について、鋳型樹脂の合成方法を検討し、系統的評価を行った。機能性モノマーとしてオレイン酸ヒスタミンアミド、架橋剤としてジビニルベンゼンを用い、Cu(II)およびZn(II)に対する鋳型ラテックスを合成した。これらの樹脂による金属イオン吸着特性を検討したところ、鋳型樹脂は非鋳型樹脂に比べ効率よく吸着することができた。しかしながら、選択性に関してはあまりよい結果は得られなかった。そこで特異性向上のために、副界面活性剤を添加して重合中のエマルションを安定化させた。非イオン性の副界面活性剤を加えた場合にCu(II)選択性の著しい向上が見られた。さらにCd(II)を鋳型とする樹脂も合成した。Cd(II)鋳型樹脂は極めて高いCd(II)選択性を有していた。また、リン酸エステル型界面活性剤を機能性モノマーとして用い、Eu(III)、La(III)などの希土類金属を対象とした鋳型樹脂の合成も試みた。DOLPAを機能性モノマーとした系で、Eu(III)鋳型樹脂はEu(III)選択性を示した。以上、我々の開発した界面鋳型重合法により得られる鋳型ラテックスを、新規金属イオン分離素材として適用することの可能性が示された。本手法は、種々の機能性界面活性剤をデザインし副界面活性剤と組み合わせることにより、各種金属イオンに対する選択性を向上させることが原理的に可能である。新しい鋳型重合の概念「鋳型ラテックス重合」は、油水界面という特殊な分子認識の場をイオン交換樹脂の製造過程に導入する試みである。本年度は、配位構造が異なる代表的金属イオン(Cu(II)、Zn(II)など)について、実用性を念頭におきながら鋳型樹脂の合成方法を検討し、系統的評価を行った。機能性モノマーとして、現在、広く利用されている金属抽出剤、ジオレイルリン酸エステルを選び、副界面活性剤として非イオン性のグルタミン酸ジオレイルリビトールを使用した。Cu(II)、Zn(II)を鋳型金属イオンとして過剰のビニルベンゼン共存下、O/Wエマルションを形成させた。次にこの溶液をラジカル開始剤によって熱重合し、鋳型ラッテクスを得た。RT-IR、NMR、FE-SEM(オングストロームSEM)、粒度分布測定装置、超遠心分離装置、表面積/細孔径分布測定装置、自動電位差滴定装置、電気泳動光散乱光度計、高速液体クロマトグラフ等を使用し、得られた鋳型ラテックスのキャラクタリゼーションを行った。吸着平衡テストからは、Cu(II)鋳型ラッテクスを非鋳型ラッテクスよりおよそ100倍効率的にCu(II)を吸着することが判った。同様に、W/Oエマルションを利用して鋳型ラッテクスを合成した。ここでは水相に対して2倍体積の有機相を使用した。得られたZn(II)鋳型ラッテクスは非鋳型ラッテクスより少なくても100倍以上効率的にZn(II)を吸着した。

すでに、我々は、オレイン酸およびオレイン酸誘導体を機能性モノマーとして、表面にカルボキシル基または他の官能基を有する鋳型ラッテクス樹脂を合成している。これら鋳型ラッテクスの鋳型発現メカニズムについても、上記現有設備を用いて詳しく検討した。また、申請備品であったキャピラリー電気泳動装置を用いて、鋳型樹脂を包含するキャピラリーの開発、すなわち鋳型ラッテクスとキャピラリー電気泳動法を組み合せた新しい方法論を検討中である。金属資源の再循環、有効利用に関連して、高選択的な金属捕捉樹脂の開発が重要な研究課題になっている。具体的には、イオン認識能に優れた機能体(ホスト、人工リセプター)を安価、大量に製造するための基礎反応の確立が急務である。鋳型ラテックス重合は、油水界面という特殊な分子認識の場をイオン交換樹脂の製造過程に導入する試みである。初年度、合成し検討を加えたCu(II)およびZn(II)を鋳型とした樹脂は、優れた金属イオン吸着特性を示したものの、鋳型とした金属以外の吸着もかなり起こり、選択性に問題があった。そこで7年度は吸着特異性の向上を目的とし、鋳型樹脂の重合系の改良を試みた。機能性モノマーとしては、前年度と同様に、生体内における典型的な配位子であるイミダゾール基を有するオレイルヒスタミンアミドを用いたが、さらに重合中エマルションを安定化させる目的で副界面活性剤を添加した。副界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム、ポリエチレングリコールモノオレイルエーテル、N-オレイルグルコンアミド等を用いた。アニオン性の副界面活性剤を加えた場合にはかえってCu(II)選択性は減少してしまったが、非イオン性の副界面活性剤を加えた場合にはCu(II)選択性の著しい向上が見られた。さらに今年度は新たなターゲットとしてCd(II)を選び、鋳型樹脂を合成し、その金属イオン吸着挙動について検討した。イオン選択性電極により金属イオン吸着特性を評価した結果、Cu(II)吸着に関してはCu(II)鋳型樹脂>非鋳型樹脂>Cd(II)鋳型樹脂の順となり、Cd(II)吸着に関してはCd(II)鋳型樹脂>Cu(II)鋳型樹脂≒非鋳型樹脂の順になった。すなわちCd(II)鋳型樹脂は極めて高いCd(II)選択性を有する樹脂であるといえる。最終年度である8年度は、すでに重金属の抽出に有効であることが確認されているリン酸エステル型の界面活性剤を機能性モノマーとして用い、銅(II)イオンなどの遷移金属イオン、および新たにユーロピウム(III)、ランタン(III)などの希土類金属を対象とした界面鋳型樹脂の合成を試みた。合成した種々の界面鋳型樹脂に対する希土類金属の吸着挙動を検討した。DOLPAを機能性モノマーとした系では、高pH条件下においてユーロピウム(III)鋳型樹脂のユーロピウム(III)吸着能は他の樹脂よりも優れていた。非鋳型樹脂に対する希土類金属の吸着は非選択的であるのに対し、ユーロピウム(III)鋳型樹脂はユーロピウム(III)に対して選択的に吸着した。OPPを機能性モノマーとして用いた系でも、ランタン(III)吸着実験において、これと同様な傾向が見られた。15EA04:
フッ素オイルの乳化に適した新規フルオロアルキル基含有二鎖型界面活性剤の開発

パーフルオロオクタン酸塩(PFOA)は、高い化学的・生物学的安定性と極めて優れた界面活性を有することからフッ素オイルの乳化剤として大量に使用されているが、高濃度で人や生物に蓄積し、広く環境中に残留するという環境問題としてクローズアップされている。しかし、フッ素オイルの乳化は炭化水素系界面活性剤では不十分であり、環境や生物への蓄積性の低いフッ素オイルの乳化に適した界面活性剤の開発は急務である。そこで、本研究では、生体蓄積性の低減が可能と考えられる短鎖フルオロアルキル基を両端に有する二鎖二親水基型界面活性剤(Gemini)の分子デザインおよび合成を検討した。平成17年度は、1,4-ペンタジエンを出発物質としたフルオロアルキルラジカルの付加をキーステップとする各種鎖長のフルオロアルキル基を有しスルホン酸基を親水基とするGemini界面活性剤合成するルートを確立した。平成18年度は、フルオロアルキル基を導入したマロン酸エステルをスペーサーで連結するカルボン酸型Gemini界面活性剤の合成ルートを検討し、デザイン通りフルオロアルキル基を二鎖含有する新規Gemini界面活性剤の開発に成功した。得られたGemini界面活性剤について、界面材料としての基本物性である界面活性剤水溶液の表面張力を測定した結果、対応する一鎖型の含フッ素界面活性剤と比較して、1桁以上小さな臨界ミセル濃度(cmc)を有することが判り、期待通り優れた界面活性を示すことが明らかになった。また、表面圧-面積曲線測定からも、優れた界面配向制御性を有することが示され、界面張力についても同様な結果が得られていることから、フッ素オイルの乳化剤として有望であることが判った。今後は、実際のフッ素オイルに対する乳化特性について検討する。パーフルオロオクタン酸塩(PFOA)は、高い化学的・生物学的安定性と極めて優れた界面活性(表面張力低下能・吸着能や乳化能など)を有することが知られており、フッ素オイルの乳化剤として大量に使用されているが、高濃度で人や生物に蓄積し、広く環境中に残留していることが明らかになり、環境問題としてクローズアップされてきている。しかし、有機フッ素化合物の乳化は炭化水素系界面活性剤では不十分であり、環境や生物への蓄積性の低いフッ素オイルの乳化に適した界面活性剤の開発は急務である。本年度は、長鎖フルオロアルキル基に代わり、生体蓄積性を低減させることが可能と考えられる短鎖のフルオロアルキル基を両端に導入した新規フルオロアルキル基含有二鎖型界面活性剤(Gemini)の分子デザインおよび合成ルートの検討を行った。その結果、各種鎖長のフルオロアルキル基を有するスルホン酸基を親水基とする二鎖型界面活性剤を、1,4-ペンタジエンを出発物質としたフルオロアルキルラジカルの付加をキーステップとする合成するルートを確立した。界面材料としての基本物性である界面活性剤水溶液の表面張力測定の結果、対応する一鎖型の含フッ素界面活性剤と比較して、1桁以上小さな臨界ミセル濃度(cmc)を有することがわかり、期待通り優れた界面活性を示すことが明らかになった。界面張力についても同様な結果が得られていることから、今後は、フッ素オイルの乳化を中心に検討する。

そこで、本研究では、生体蓄積性の低減が可能と考えられる短鎖フルオロアルキル基を両端に有する二鎖二親水基型界面活性剤(Gemini)の分子デザインおよび合成を検討した。平成17年度のスルホン酸基を親水基とするGemini界面活性剤に引き続き、新規フルオロアルキル基含有二鎖二親水基型界面活性剤(Gemini)の開発を検討した。平成18年度は、フルオロアルキル基を導入したマロン酸エステルをスペーサーで連結するカルボン酸型Gemini界面活性剤の合成ルートを検討し、デザイン通りフルオロアルキル基を二鎖含有する新規Gemini界面活性剤の開発に成功した。得られたGemini界面活性剤について、界面材料としての基本物性である界面活性剤水溶液の表面張力を測定した結果、対応する一鎖型の含フッ素界面活性剤と比較して、1桁以上小さな臨界ミセル濃度(cmc)を有することが判り、期待通り優れた界面活性を示すことが明らかになった。また、表面圧-面積曲線測定からも、優れた界面配向制御性を有することが示され、界面張力についても同様な結果が得られていることから、フッ素オイルの乳化剤として有望であることが判った。今後は、実際のフッ素オイルに対する乳化特性について検討する。
革新的癌診断治療システムの開発研究-骨腫瘍診断治療からDDSへ

癌治療において、抗癌剤を効率良く癌組織に運ぶことにより、癌治療効果を高め、副作用を軽減するdrug deliverysystem (DDS)は非常に重要である。本研究では骨の無機質の主な構成成分であるハイドロキシアパタイトをナノ粒子輸送担体として用いたDDS薬剤の開発を目的に、骨親和性放射性薬剤をハイドロキシアパタイトに結合させた新規癌診断・治療DDSの構築・評価を行った。治療効果を予めPETによって予測(診断)し、がん治療を行う、セラノスティクス(Theranostics = Therapy + Diagnostics)DDS放射性薬剤の開発を目的に、がんへの輸送担体としてEPR (enhanced permeability and retention)効果を意図したハイドロキシアパタイトナノ粒子(HANP)を輸送担体として選択し、我々が以前に開発した骨親和性放射性トレーサー67Ga-DOTA-Bn-SCN-HBP (Nucl Med Biol 2011)を結合させた化合物を作製し、評価した。まず、DDS薬剤の粒子径がEPR効果の条件を満たす数10 - 100 nmの粒子を作製できるかを確認するためにnano-SHAp (40 nm;SofSera)と放射性ガリウムで標識していないDOTA-Bn-SCN-HBPを混和し、遠心後、上清に含まれている化合物の粒子径を動的光散乱法(DLS)により測定した。その結果、粒子径平均62.6 nmとEPR効果を意図した粒子としては適したサイズとなった。同様の方法で、放射性ガリウムで標識した67Ga-DOTA-Bn-SCN-HBPを用いて、放射性ガリウム標識HANPを作製し、セルロースアセテート膜電気泳動と限外濾過を用いてHANPに結合している放射性ガリウムの割合を定量した。その結果、放射化学的収率は約80%であった。この放射標識体をcolon26がん細胞担がんマウスに投与し、体内放射能分布を評価した結果、血液からは時間経過と共に放射能消失を示し、腫瘍への放射能集積は滞留した。しかしながら、骨への放射能集積も高く、これは化合物の純度が高くないこと、もしくは、生体内で骨親和性放射性化合物がHANPから解離したことが考えられる。現在、純度の向上をさせる精製作業を検討中である。癌治療において、抗癌剤を効率良く癌組織に運ぶことにより、癌治療効果を高め、副作用を軽減するdrug deliverysystem (DDS)は非常に重要であり、これまでに高分子ミセル、リポソームなどを輸送担体とした抗癌剤内包DDS製剤が開発され、成果をあげている。本研究では骨の無機質の主な構成成分であるハイドロキシアパタイトをナノパーティクル輸送担体として用い、骨親和性放射性薬剤を結合させた新規癌診断・治療DDSの構築を研究の目的としている。そこで、今年度においては、ナノパーティクル製剤作成の前段階として、ハイドロキシアパタイトに高親和性の酸性アミノ酸ペプチドを用いた放射性Ga標識化合物の開発を行った。L-アスパラギン酸もしくはD-アスパラギン酸を繰り返しFmoc固相合成法により結合させ、最後にFmoc脱保護後のN末端に錯体形成部位となるDOTAの誘導体を結合させ、保護基の脱保護と樹脂からの切り出しを同時に行い様々な鎖長のDOTA結合アスパラギン酸ペプチドを合成し、その後、Ga-68の代替核種としてGa-67を用いて放射標識を行った。[Ga-67]-DOTA-(L-Asp)nと[Ga-67]-DOTA-(D-Asp)n (n=2,5,8,11,14)とのvitroにおけるハイドロキシアパタイトへの親和性を評価した結果、[Ga-67]-DOTA-(L-Asp)nと[Ga-67]-DOTA-(D-Asp)nはハイドロキシアパタイトの濃度に依存した結合親和性の増加を示した。また、ハイドロキシアパタイトへの結合親和性は鎖長の伸張に従って増加し、L-アスパラギン酸ペプチドとD-アスパラギン酸ペプチドでは顕著な差は観察されなかった。本研究により、放射性ガリウム標識アスパラギン酸ペプチドがハイドロキシアパタイトナノパーティクルの標識部位として有用である可能性が示された。平成23年度、数多くの放射性ガリウム標識アスパラギン酸ペプチドの合成に成功し、鎖長が長い放射性ガリウム標識アスパラギン酸ペプチドはハイドロキシアパタイトへの高い親和性を示すことを明かにしたことにより、ハイドロキシアパタイトナノパーティクルを放射標識する際に、放射性ガリウム標識アスパラギン酸ペプチドが有効となり得るといった一定の成果は得られ、この研究成果は、平成24度に予定しているハイドロキシアパタイトナノパーティクルDDS製剤の開発に繋がるものと考えられる。本研究は診断のみならず、包括的な癌診断・治療を目指す研究であり、ベータ線放出核種であるLu-177を用い、治療へ応用した標識化合物の合成と評価を行う研究を当初は計画していた。しかしながら、震災による原子炉停止の影響を受けて、核種の入手が困難となり実現できなかった。

反応温度、フィルター濾過などの検討により、種々のサイズのハイドロキシアパタイトを調整する。その際、粒子のサイズは、動的光散乱(DLS)により測定する。次いで、これまでに開発したハイドロキシアパタイト高親和性放射性Ga標識薬剤とハイドロキシアパタイトナノパーティクルを反応させることにより放射性Ga標識ハイドロキシアパタイトナノパーティクルを作製する。この化合物をColon 26担癌マウスに投与し、体内放射能分布を調べることにより種々のサイズのハイドロキシアパタイトナノパーティクルの体内動態、腫瘍集積性を検討し、ハイドロキシアパタイトナノパーティクルの粒子サイズ、作製法の最適化を行う。ここで、初期の検討としては半減期が長いSPECT用核種Ga-67をGa-68の代替核種として用い実験を行う。ベータ線放出核種であるLu-177を用いた治療実験は、平成24年度も引き続き核種の入手が困難であることが予想されることから治療用放射性核種を用いた治療実験は一先ず中断し、放射性核種を用いた化合物としては診断に特化した化合物の作製を試み、治療に関しては、シスプラチンのような白金含有抗癌剤をハイドロキシアパタイトナノパーティクルに結合させることにより、癌治療実験を試みる。担癌モデルマウスを作製するための実験動物、癌細胞、癌細胞培養のための培養細胞関係器具、血清が必要であるために購入する。放射性核種としてGa-67が必要であるために購入する。治療用DDS化合物として白金錯体をハイドロキシアパタイトナノパーティクルに結合させた化合物の作製を試みるため、白金、その他の化学薬品を購入する。昨年度、震災による原子炉停止の影響を受けて、核種の入手が困難となり、治療へ応用した標識化合物の合成と評価を行う研究実現できなかったため繰越金が生じたが、その予算は、当初の予定通り、合成原料やモデル作製など治療実験のために使用する予定である。
潜在的積乱雲エネルギーのリモートセンシング

研究期間を通じて、夏季および冬季の雷放電について雷放電路と電界変化観測を継続した。高分解能気象レーダによる雷雲の観測も並行し、種々の観測結果の総合的な解析から潜在的積乱雲エネルギーのリモートセンシングを行った。落雷で中和される電荷が点電荷とする電荷量推定ではなく、放電路を考慮した中和電荷量推定を行うことで、雲放電を含む水平方向に長く進展する雷放電で中和される凡その電荷量推定を実現した。一連の雷活動に関わる雷雲内電荷量と位置を把握することができ、レーダの観測範囲内を通過した雷雲では、雷活動のピーク直前に雷雲内の対流活動が活発になり、雷活動時には高高度域から衰退する様子が認められた。1近畿圏を対象とした広域雷観測網BOLTの雷放電標定特性の把握BOLTによるほぼ1年間の雷観測データから、雷放電標定特性を考察した。既存の雷観測網LLSを用いて、BOLTの補正方向を提案・検証し、雲内放電を含む雷活動の季節依存性を確認した。冬季の雷活動では日本海および太平洋の会場で雷活動が顕著である。2雲内電荷のリモートセンシング雷放電路を可視化する広帯域ディジタル干渉計と電界変化測定アンテナ、およびLLSを併用した、落雷による中和電荷量推定とVHFパルス放射特性の比較を行った。岐阜県で観測した夏季の雷放電について、中和電荷量が増加するにつれてパルス密度は減少し、雷撃電流値は増加する傾向、およびパルス密度が減少するにつれて雷撃電流値が増加する傾向が認められた。3冬季雷放電の観測冬季雷放電が多く発生することで知られる日本海沿岸の、新潟県上越地方および富山県魚津市で広帯域ディジタル干渉計による冬季雷観測を実施した。富山では、並行して放送用電波の大気中電波をモニタリングする観測も開始し、高分解能レーダによる観測体制の整備も進め、27年度夏までには観測を開始できる見込みである。新潟では、帰還雷撃後に雲内の電荷の中和を継続する雷放電や、雷撃電流が大きい雷放電の進展様相を観測した。光学観測を行う他機関との協力体制を整え、今後は電波と光学の両方での観測例を増やし、これらを重点的に解析することとする。夏季は岐阜県東濃地方、冬季は富山県魚津市および新潟県上越市の観測結果を中心に解析を進めた。東濃地方と上越市の観測地点には、雷放電路の進展様相を可視化するVHF帯広帯域干渉計と、電界変化測定装置、および光学観測系を展開し、前年度から継続して観測を行った。魚津市では、干渉計観測に加え、放送用電波の大気中伝搬のモニタリングと高分解能気象レーダによる観測体制を整えている。これらの地域全体を対象とする、落雷の発生と位置を検知し雷撃電流値を推定するLLSの観測データの提供も得て、各種観測結果を統合した解析により、「潜在的積乱雲エネルギーのリモートセンシング」を試みている。夏季の雷雲については、電力設備等への雷撃被害が大きい正極性落雷と、多地点・多重落雷に注目した解析を行った。正極性落雷では稀である多重落雷の進展や、双方向性リーダの負リーダだけではなく正リーダの進展様相を知ることできた。また、多地点落雷の後続雷撃が、直前の雷撃の放電路ではなく、もう一つ前の雷撃の放電路を通る落雷があることや、先行するリーダと途中まで同じ放電路を通った後続のリーダが、別の道を進展し大地の異なる点に至る多地点落雷があることが認められた。冬季の落雷については、送電鉄塔などの高構造物から上向き放電で開始する正極性落雷と、雲内からの下向き放電で開始する負極性落雷の干渉計観測結果と光学観測結果を比較し、雲内の雷放電進展様相と電荷分布を考察した。一度の帰還雷撃で雲内の電荷は完全に中和されず一度絶縁破壊された放電路を辿ってより広い範囲に電荷を求めて進展するリーダ進展が明らかになった。魚津市では、平成27年度10月より高分解能レーダ観測を可能とした。同年度は夏季・冬季ともに近年例がないほど雷活動が少なく、十分な量のデータ蓄積には至っていないが、本研究の目的達成のための観測体制整備と機能検証ができた。大阪、岐阜、新潟、富山において、各種観測装置を併用した雷放電および積乱雲観測を実施した。平成27年度は、夏季・冬季ともに近年例がないほど雷活動が少なく、十分な観測機会を得ることができていない。これに加えて、岐阜の観測所では、VHF帯広帯域干渉計のアンテナ故障が発生し、その原因究明と改善に時間を要した。富山の干渉計観測には、周囲の環境雑音やマルチパス等によると思われる影響が見られる。このため、雷雲内の電荷量推定に必要なデータが揃う雷放電事例が限定されていることから、やや遅れているとした。しかしながら、本年度中に不具合は解消でき、観測感度設定の見直しも実施した。また、前年度までに取得したデータを使用た解析を進め、興味深い結果を得ることができた。不足している観測データについては、他の研究機関が取得しているデータの提供を受けることで補おうとしている。富山で前年度から実施している放送用電波のモニタリングと高分解能気象レーダ観測は、当初の研究計画以上の体制が整い順調に稼働しているし、落雷による中和電荷量や雷雲内電荷分布について採用する推定手法を決定した。これらについては当初の計画通りまたはそれ以上に順調に進展している。

夏季は岐阜県東濃地方、冬季は富山県魚津市および新潟県上越市で、VHF帯広帯域干渉計による雷放電路観測と中和電荷量の推定に必須となる電界変化計測を継続した。28年度も雷活動がさほど多くは発生しなかったが、前年度までの経過を経て観測の感度調整やノイズ対策を施した結果、取得データの質は前年度までに比して向上することができた。富山県では、魚津市には放送用電波の大気中伝搬のモニタリングと高分解能気象レーダによる観測体制を整えると共に、冬季からは他研究課題で整備されたLF帯の雷観測網の観測データも利用可能となった。関連研究機関の協力も得て、岐阜と新潟の観測所での高速ビデオ等による光学観測データと、観測所全体を含む落雷位置標定装置(LLS)のデータの提供を得て、各種周波数帯の電磁波観測と光学観測結果を統合した解析により、「潜在的積乱雲エネルギーのリモートセンシング」を試みている。夏季の雷雲については、電力設備等への雷撃被害が複雑化する多地点・多重落雷に注目した雷放電の三次元解析と、雲放電を含む一連の雷活動全体としての中和電荷量推定を行った。雷雲内の電荷が多く存在する領域や放電が開始する高度、これらと中和電荷量の関係を考察した。高分解能レーダの観測範囲内で発生した短時間で局所的に発達する積乱雲雷活動の観測結果から、雷雲構造の変化と雷活動の比較を行い、雷放電と雲内の融解層や対流活動の関係を得た。冬季雷観測結果からは、干渉計、電界変化測定アンテナ、LLS及び高速ビデオカメラで同期したデータ取得に成功した事例の放電進展様相の解析を行った。正極性落雷から、雷雲内の正電荷と大地との間に何度も中和される放電様相がみられたことから、冬季の雷雲内には正電荷群が複数分布していると考えられる。雷雲の水平距離と正電荷領域が存在する高度を求めることができ、どの高度に正電荷が分布していることがわかった。岐阜、新潟、富山において、年間を通じて各種観測装置を併用した雷放電および積乱雲観測を実施した。本研究で整備した観測装置に加えて、関連研究機関の協力を得て、特に富山では当初の研究計画以上に充実した観測網が展開できている。発生した雷観測用アンテナの不具合は解消し、感度やノイズ対策も施して、取得データの質が改善された。複数の観測装置で同期して観測した事例や、一連の積乱雲活動を連続的に記録した事例、観測範囲が限定される高分解能レーダの観測圏内で激しく変化する積乱雲など、本研究の目的達成のために有益な観測データを取得し、興味深い解析を実施することができた。これまでほとんどなされてこなかった雲放電による中和電荷量の推定を試み、個々の雷放電だけではなく一連の雷活動を通じて中和される電荷量や雲内の分布を得る手がかりを得た。これらの観測は引き続き継続され、更なるデータ取得が期待できる。岐阜県東濃地方、富山県魚津市、新潟県上越市にて、VHF帯広帯域干渉計による雷放電路と電界変化計測を継続した。研究期間を通じた観測パラメータの最適化や時刻同期の改善等により、継続して良質なデータを蓄積することができた。魚津市では、高分解能気象レーダによる雷放電の親雲の詳細観測を継続すると共に、本研究で設置したLF帯受信器を、他の研究課題で整備する富山湾周辺地域を対象とした雷観測網に連携し、冬季の雷活動について広域に渡って放電路を観測することができた。関連研究機関が行っている、高速ビデオ等による光学観測データや、落雷位置標定システムによる観測データも引き続き提供を受け、各種周波数帯の電磁波観測と光学観測結果の総合的な解析を行った。
発がん促進物質によるアラキドン酸代謝亢進機序解明に関する研究

Non-TPA-Typeの発がん促進物質として発見されたthapsigarginも,従来の発がん促進物質と同様に,きわめて微量で細胞のアラキドン酸代謝を亢進させる作用があることを代表者は明らかにしていたので,この物質がいかなる機序でアラキドン酸代謝を亢進させるか解析を加えた.その結果thapsigarginはTPA-typeの発がん促進物質とは異なり,細胞内にCa^<2+>をとりこむことがひきがねになってアラキドン酸代謝を亢進させることが明らかとなった.またproteinkinaseの阻害剤によりTPA-typeの発がん促進物質によるアキラドン酸代謝亢進は抑制されるのに対し, thapsigarginによるアラキドン酸代謝亢進はprotein・kinase阻害剤により全く影響をうけないことが明らかとなった.このようにthapsigarginはTAP-typeの発がん促進物質とは異なる作用機序によってアラキドン酸代謝を亢進させることが判明した.また今年度さらに新しい発がん促進物質としてokadaicacidが発見されたが,この物質も従来の発がん促進物質と同様にきわめて微量で細胞のアラキドン酸代謝を亢進させる作用があり,その作用発言には数時間のtime lagが必要であることを明らかにした.したがって,発がん促進物質にはそのtypeを問わずきわめて微量で細胞のアラキドン酸代謝を亢進させる作用があるという代表者の提出した仮説の正しさがさらにうらづけられることとなった.さらに発がん促進作用と抑制作用の相反する作用をあわせもつ物質としてstaurosporineが発見されたが,この物質も,きわめて微量で細胞のアラキドン酸代謝を亢進させる作用があり, doseを高くするとTPAやteleacidinなどの発がん促進物質によって誘発されるアラキドン酸代謝亢進を抑制する作用があらわれることを明らかにした.また,両typeの発がん促進物質によるアラキドン酸代謝亢進を抑制できる物質としてgossypolが有用であることを明らかにした.Non-TPA-Typeの発がん促進物質として発見されたthapsigarginも,従来の発がん促進物質と同様に,きわめて微量で細胞のアラキドン酸代謝を亢進させる作用があることを代表者は明らかにしていたので,この物質がいかなる機序でアラキドン酸代謝を亢進させるか解析を加えた.その結果thapsigarginはTPA-typeの発がん促進物質とは異なり,細胞内にCa^<2+>をとりこむことがひきがねになってアラキドン酸代謝を亢進させることが明らかとなった.またproteinkinaseの阻害剤によりTPA-typeの発がん促進物質によるアキラドン酸代謝亢進は抑制されるのに対し, thapsigarginによるアラキドン酸代謝亢進はprotein・kinase阻害剤により全く影響をうけないことが明らかとなった.このようにthapsigarginはTAP-typeの発がん促進物質とは異なる作用機序によってアラキドン酸代謝を亢進させることが判明した.また今年度さらに新しい発がん促進物質としてokadaicacidが発見されたが,この物質も従来の発がん促進物質と同様にきわめて微量で細胞のアラキドン酸代謝を亢進させる作用があり,その作用発言には数時間のtime lagが必要であることを明らかにした.したがって,発がん促進物質にはそのtypeを問わずきわめて微量で細胞のアラキドン酸代謝を亢進させる作用があるという代表者の提出した仮説の正しさがさらにうらづけられることとなった.さらに発がん促進作用と抑制作用の相反する作用をあわせもつ物質としてstaurosporineが発見されたが,この物質も,きわめて微量で細胞のアラキドン酸代謝を亢進させる作用があり, doseを高くするとTPAやteleacidinなどの発がん促進物質によって誘発されるアラキドン酸代謝亢進を抑制する作用があらわれることを明らかにした.また,両typeの発がん促進物質によるアラキドン酸代謝亢進を抑制できる物質としてgossypolが有用であることを明らかにした.
資本コストと実効税率の実証的研究

(1)今年は,1887年の所得税成立時よりの資本所得課税への実効税率を計測し,時系列面でのデータを整備した。戦費調達のための増税により,1935年頃より資本所得への実効税率が上昇していくことが観測された。(2)また,社会資本への補助金がもたらす非効率性について,とくに財政投融資による社会資本整備を対象に,財政投融資改革として議論されている財投債と財投機関債の機能の差異について検討した。企業金融理論の成果を応用するが,財投機関に固有の特徴である,(1)政府が所有権を保有しなければならない,(2)政府からの補助金の存在によりソフトな予算制約の問題をもつ,を考慮にいれて,不完備契約の分析枠組みを導入して,2つのモデル分析をおこなった。第1のモデルでは,社会資本の便益を納税者が正確に知らない場合には,政府が便益をいつわって,必要以上の補助金を支出することによって,過大な公共投資が発生する状態を考察した。この場合,財投債のもとでこうした補助金を支出することが可能ならば,財投機関債の場合にも同額の補助金を支出できることが示される。したがって,財投機関債で資金調達した場合にも,財投債の場合と同水準の過大な投資を政府は実行することが可能である。第2のモデルでは,公的関与が必要な条件のもとで,経営努力へのインセンティブの与え方に注目した。現行制度および財投債で資金調達した場合には,経営者には努力インセンティブが与えられない。財投機関債の場合には,経営破綻した場合にあらたなインセンティブが与えられる。しかし,政府および機関債購入者はこうした事態を回避しようと行動するため,投資の帰結は財投債と同じになる。両者のモデルから以下のような政策的含意が導かれる。適正な公共投資への資源配分のために重要なことは,政府を経由せずに市場でおこなうことではなく,政府の失敗を是正するよう努力することである。(1)法人・個人所有の資産の実効税率を計測し,わが国の税制の時系列的分析をおこなった。戦後には,実効税率に大きな影響を与えるような税制改革はごくわずかの事例に限れ,長期にわたって,税制の効果はほぼ安定的に推移してきたことが判明した。実効税率に大きな影響を与えた改革は,中曽根・竹下政権時のものであった。包括的所得税を指向したシャープ勧告は,戦後の税制に大きな影響を与えたというの通説である。しかし,シャープ改革の目指した路線は,徴税事務面の問題と資本蓄積政策への意向によりその後後退し,実効税率には一時的な影響を与えたにすぎなかった。資本蓄積促進のために,所得税では株式譲渡益・小額利子所得の非課税,法人税では租税特別措置による投資優遇税制が導入された。実効税率の計測で明らかになった興味深い事実は,前者は実効税率に有意な影響を与え,個人段階は消費課税に近くなっていたが,法人税の租税特別措置効果は限定的で,法人段階では所得課税の形態になっていたことである。こうした混合形態に落ち着いたのは,おそらく意図されたものではなく,通念の認識と実効税率から見た数量的影響の間に乖離があったことがわかる。(2)実効税率の理論的基礎を深める研究として,モデルを内生的成長理論,不確実性下での投資理論に拡張する作業,社会資本を提供する公的企業への課税方法の理論的考察をおこなった。公的企業は非課税であるが,補助金の存在により負の課税がなされていると見なされる。非課税が望ましい場合は,社会資本への投資と消費が完全に代替的である場合であることを導いた。また,公的企業に対する政府の関与はソフトな予算制約の問題を引き起こす可能性があり,わが国の場合において,その問題の存在を道路公団,国有林野,整備新幹線の事例研究により指摘した。

しかし,政府および機関債購入者はこうした事態を回避しようと行動するため,投資の帰結は財投債と同じになる。両者のモデルから以下のような政策的含意が導かれる。適正な公共投資への資源配分のために重要なことは,政府を経由せずに市場でおこなうことではなく,政府の失敗を是正するよう努力することである。