hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イタリアにおける市民性育成の取り組み－学校と地域社会との関りに着目して－

本研究は、市民性の育成において学校教育と地域社会がそれぞれに果たす役割と連携の在り方について考察するために、様々な場所で行われている市民性育成に関わる教育の、制度上の意図、教育者の意図、子どもの学びに対する解釈、そしてそれらの間のズレに着目する。ズレを見ることで教育活動を実施する際の問題を明らかにするとともに、まだ制度化されていない市民性の育成に関わる新たな可能性を見出すことができると考える。さらに、特定の領域だけではなく、社会における教育全体を意識しながら包括的な考察を行う。研究手法としては、文献調査や制度調査に加えて、インタビュー調査、授業観察、参与観察などを用いる予定である。
星間塵上におけるHCN及びHNCの生成機構に関する研究

星間塵におけるトンネル反応を含む化学反応のシミュレーション実験を目的として、四重極質量分析計及びフーリエ変換赤外分光計を備えた超高真空排気装置の製作を行った。実験においてとくに重要なのは、冷えた水素原子のみを含む水素発生装置の開発である。これを目的として、プラズマを用いる装置を開発した。これは、くびれをもつ放電管で、内圧を高めかつガスの供給量を抑えることかできる。2つのオプティカルトラップを有するので、放電管外壁をグラファイトで厚く塗布することで、完全に紫外線照射効果を抑えることに成功した。また、モリブデン製のスパイラルコイルを封入することで、基板への荷電粒子照射効果を完全になくすことに成功した。窒素/一酸化炭素混合ガスのプラズマ放電により、CNラジカルを生成し、シリコン基板に蒸着した。これと水素原子を反応させ、HNC/HCN生成比をFT/IRにて測定した。また、ジシアンの光分解によるCNラジカルの生成についても検討した。さらに、炭化水素と水素原子の反応を検討し、炭化水素の不飽和度によって、水素原子とのトンネル反応の速度が大きく異なることを見いだした。イソシアン化水素HNCの生成熱は、シアン化水素HCNに比べて15kcal/molほど大きい。従って、HNCとHCNが宇宙において熱力学的平衡状態にあるとすれば、両者の存在比は、例えば100Kにおいて、[HNC]/[HCN]=10^<-33>と予想される。しかし、観測結果は熱力学的な予想値よりも遙かに大きく、濃度比[HNC]/[HCN]は0.014.4の範囲にわたることが分かっている。宇宙におけるHCN及びHNCの生成機構に関しては、(a)プロトン化した化学種HCNH^+と電子との再結合反応による生成、(b)C^+とNH_3との反応によりCNH_2^+が生成し、これが電子と再結合して選択的にHNCが生成する、という説があるが、これらは未だ検証されていない。本研究は、星間塵を反応場とする固相反応も含めて、HCN及びHNCの生成機構を実験的に検証することを目的とする。今年度は、固相反応によるHNC,HCN生成機構を検証することを目的として、ラジカル・表面反応/フーリエ変換赤外分光測定装置の製作を完了した。即ち、10^<-10>Torrまで排気可能な超高真空排気装置に、極低温冷凍機、ラジカル発生装置、四重極質量分析計、フーリエ変換赤外分光装置を取り付けた。シリコン基板からなる試料蒸着板に、N_2及びCO混合ガスを放電分解し活性種を蒸着した。この固体状活性種を水素原子と反応させ、生成物の昇温脱離質量スペクトルを測定したところ、HCN、HNC及び(CN)_2が生成していることが分かった。しかし、HNC及びHCNの脱離温度に差がなく、両者の定量が困難であることが分かった。そこで、現在フーリエ変換赤外分光法を用いて、吸収スペクトルの相違を利用してHCN,HNCの定性・定量分析を行っている。これは、くびれをもつ放電管で、内圧を高めかつガスの供給量を抑えることができる。
転がり運動で摩擦を軽減した静電マイクロモ-タ

本研究では、半径1mmのロ-タが転がり運動をする構造の、静電マイクロモ-タを開発した。可動部と固定部の摺動をなくし、ステ-タにつけた円錐状のくぼみの内側で円錐形のロ-タが転がり運動をする構造を工夫することにより、マイクロモ-タの最大の問題である摩擦を最小限に抑えることができた。ステ-タのくぼみの内面には、シリコン酸化物の絶縁膜で被われた扇形駆動電極を、放射状に複数枚配置する。くぼみの底部には露出した金の接地電極があり、ロ-タを接地電位に保つ。駆動電極の一枚に電圧を加えると、ロ-タは静電力に引かれてステ-タのくぼみの内面を転がる。電圧を加える駆動電極を次々に切り替えることで、回転を持続できる。(1)構造設計:駆動電極に加える電圧が一周した時、ロ-タは見かけ上1回転のみそすり運動(公転)をするが、実際にはステ-タとロ-タの円周の差だけわずかに自転する。自転と公転の比は、(tanθsーtanθr)/tanθs[θs:ステ-タの頂角,θr:ロ-タの頂角]という式で与えられる。この比を種々に変えたモデルを作り実験的に検討した結果、(1)ΘrがΘsに近い方が回転し易く、トルクも大きいこと、(2)しかし、あまりに両者が近すぎるとロ-タの弾性変形により転がり運動を生じなくなること、の2点が明らかになった。(2)製作プロセスと実験結果:まずステ-タ側は、ガラス基板を120°Cに暖め先が頂角6度の円錐状の鉄棒を押し込みくぼみを付けた。次に全面を導体膜でおおい、フォトリングラフィとエッチングで駆動電極と配線パッドの形にした。更に、シリコン酸化物の絶縁膜を付け、最後に底部の接地電極を形成した。ロ-タ(半径1mm)は、アルミ箔を円錐形のパンチで打ち抜いて作った。ロ-タは30Vから回りはじめ、5070Vの時よく回転する。60Vの電圧で、180rpm程度の周波数が得られた。
オトシブミ科における植物加工様式の多様性と進化

本年度は昨年度に引き続き、様々な植物加工を行うオトシブミ科について寄生蜂群集を調べ、合計20種について寄生蜂群集を明らかにした。まず、加工が異なる種間では寄生蜂群集が大きく異なることが明らかとなり、植物加工と寄生蜂からの攻撃とが強く結びつくことを示した。また、葉を巻く種の寄生率は潜葉性の種より有意に低く、葉巻き行動は寄生回避に効果的であることが示唆された。具体的にはヒメコバチ科・ホソハネコバチ科の寄生が葉を巻くことで回避されており、さらに葉巻きを密封することでタマゴコバチ科Ophioneurusの寄生も回避できていることがわかった。複雑に折り畳む葉巻き行動を有するオトシブミ亜科では、特殊化した寄生蜂(タマゴコバチ科Poropoea)からの寄生を受け、回避できている種はほとんどいなかった。また、幼虫が茎を食べる種では、寄生率は0%であった。こうした結果は、オトシブミ科の「葉巻き」という特殊な植物加工の進化に、寄生蜂が大きく関わったことを初めて示唆するデータとして重要である。また、日本産オトシブミ科60種についての分子系統樹を基に、祖先形質の復元解析を行うことにより、オトシブミ科での葉巻き行動は何度も独立に起源し、獲得後1度も失われていないことがわかった。さらに、幼虫食性の進化の方向としては、茎・葉柄食から葉食へと進化したことが示唆され、葉食化したことにより増大した寄生圧を回避するために、葉巻き行動が何度も起源したことが示唆された。これらの結果は、植食性昆虫の植物利用の進化パターンとしてのみならず、昆虫の行動の進化を考える上で貴重な結果であると言える。本年度は、オトシブミ科の多様な植物加工行動のうち、ルリオトシブミ属による葉巻(揺籃)への菌接種の効果についての研究を中心におこなった。本属は寄主植物の葉を切り取り、そこに雌が特別の器官(マイカンギア)で保持している菌を植え付け、産卵したのち葉をたたんで葉巻を作り幼虫は菌の生えた葉巻を食べて育つが、この菌の効果については全くわかっていなかった。そこで、ハギルリオトシブミを材料とし、この菌の分解特性、さらに羽化率への影響を調べた。その結果、まず本種のマイカンギアからある特定の菌2種が分離され、雌はどちらか一方の菌のみを持つことがわかった。また、これらの菌は葉巻表面において主に卵期に優占していた。これらの菌は葉のリグニンや多糖類といった植食性昆虫にとっての難分解物質の分解には貢献していないことが明らかとなり、難分解物質を分解して葉巻の栄養価を高めることが菌の役割ではないことが示唆された。一方で、葉巻の少糖類はマイカンギア菌が存在すると高濃度に保たれる傾向にあることがわかり、菌のひとつの効果として、そのままだとすぐに様々な菌により速やかに分解されてしまう貴重なエネルギー源である小糖類を、幼虫が利用できるように雑菌から守っていることが考えられた。さらに、菌を接種しない葉巻を食べた場合の羽化率は菌接種葉巻の場合より有意に低く、孵化直後にほとんど摂食できずに死亡していた。このことから、菌の主な効果として葉巻の栄養価を高めることよりも、毒性のある菌や病原菌の発生を抑え死亡率を低くすることにある可能性が示唆され、植物加工における新しい進化の可能性を示唆する結果である。この一連のマイカンギア菌の研究に加え、研究計画にあるように日本各地およびラオスで採集を行い、オトシブミ科のDNA用標本の充実に努め、日本産およびラオス産の新たな種を加えることができた。オトシブミ科は産卵の際に、単に産卵孔をあけるだけではなく、生きた植物の茎を切ったり傷つけたり、葉を巻いたりといった加工を行う。その加工は比較的単純なものから複雑なものまで多様である。こうした植物加工の進化に影響を与えたと考えられるひとつの要因が、寄生蜂による攻撃である。寄生蜂による寄生と、植物加工の関係を明らかにするために、チョッキリ類からオトシブミ類までの様々な分類群に属する13種を対象として、寄生蜂群集の比較をおこなった。その結果、加工が異なる種間では寄生蜂群集が大きく異なることが示された。特に、潜葉性の種では、葉を寄主植物から完全に切り落とし、地表で潜葉する場合では、幼虫寄生蜂からの攻撃を免れることがわかった。また、同じように寄主植物から切り離されて地表での幼虫期を過ごす場合でも、茎や葉柄食/潜葉性/葉を巻く種では、それぞれ寄生蜂群集は異なっており、植物の摂食部位や立体構造を変化させることで、攻撃を受ける寄生蜂の種類が変化することが示唆された。さらには、同じ葉巻でも、簡単な葉巻を作るチョッキリ類と、複雑な葉巻を作るオトシブミ類とでは寄生蜂群集の違いがみられ、複雑な揺籃に寄生する種は特殊な分類群であった。すなわち、葉巻の複雑化とともにスペシャリストとして共進化をとげた寄生蜂の存在が示唆され、植食者の寄主植物利用における進化を考える上で興味深い結果を得ている。また、寄生蜂群集の比較研究に加え、オトシブミ科の植物加工進化の道筋を明らかにするため、日本産の60種を対象として分子系統解析をおこなった。核とミトコンドリアの領域のそれぞれひとつずつについて塩基配列を決定し、分子系統樹を構築した。

各クレードの支持がまだ低いため、今後さらに領域を増やして解析する必要があるが、大きな進化の道筋が明らかとなっている。本年度は昨年度に引き続き、様々な植物加工を行うオトシブミ科について寄生蜂群集を調べ、合計20種について寄生蜂群集を明らかにした。まず、加工が異なる種間では寄生蜂群集が大きく異なることが明らかとなり、植物加工と寄生蜂からの攻撃とが強く結びつくことを示した。また、葉を巻く種の寄生率は潜葉性の種より有意に低く、葉巻き行動は寄生回避に効果的であることが示唆された。具体的にはヒメコバチ科・ホソハネコバチ科の寄生が葉を巻くことで回避されており、さらに葉巻きを密封することでタマゴコバチ科Ophioneurusの寄生も回避できていることがわかった。複雑に折り畳む葉巻き行動を有するオトシブミ亜科では、特殊化した寄生蜂(タマゴコバチ科Poropoea)からの寄生を受け、回避できている種はほとんどいなかった。また、幼虫が茎を食べる種では、寄生率は0%であった。こうした結果は、オトシブミ科の「葉巻き」という特殊な植物加工の進化に、寄生蜂が大きく関わったことを初めて示唆するデータとして重要である。また、日本産オトシブミ科60種についての分子系統樹を基に、祖先形質の復元解析を行うことにより、オトシブミ科での葉巻き行動は何度も独立に起源し、獲得後1度も失われていないことがわかった。さらに、幼虫食性の進化の方向としては、茎・葉柄食から葉食へと進化したことが示唆され、葉食化したことにより増大した寄生圧を回避するために、葉巻き行動が何度も起源したことが示唆された。これらの結果は、植食性昆虫の植物利用の進化パターンとしてのみならず、昆虫の行動の進化を考える上で貴重な結果であると言える。
ウェーブレットの画像処理への応用

Waveletは画像データの表現、画像圧縮への応用で注目を集めているが、その基本的な視点はcomputer vi-sionで自然に現れるscale space、Gabor filter等の概念と密接に関連する。computer visionの場合waveletを用いた画像情報そのものの再現よりもwaveletへの分解に伴う付随的な情報をedge,corner,textureなどの分析やanisotropic diffusion algorithmに直接利用する可能性の方が重要であり、また画像圧縮を応用してPyramid algorithmなどで用いられるlinear scale spaceの枠組の一般化を考える場合も切り捨てられるべき情報の性質は人間の視覚を対象とした一般の画像圧縮と(人間の視覚をmodelにしているとはいえ)特殊化したalgorithmのために作られたlinear scale spaceとでは異なる。このような観点から、本研究ではまずcom-puter visionへの応用に適したwaveletの系を見出すことを目標とし(数値解析の視点からの研究はその次の段階に来るべきものである)、まず純粋に数学的な観点からDaubechiesのwaveletの理論を参考に、Mum-fordとTai Sing Leeがtextureの解析に用いたGabor filterの系(L^2基底ではない)のL^2的な性質を調べてその基底との“近さ"などを評価した。またこれとは別の観点から既存の画像圧縮法によって生じる誤差を許容されるべき誤差と見なし、それが本質的に不安定な発展方程式を用いるnonlinear diffusion algorithmに及ぼす影響を実験的に調べてalgorithmの改良を試みた。
人口増加は砂漠化を引き起こすのか？－人口に応じた砂漠化対処技術の開発と普及－

モンゴルの国立公園内における砂漠化に関する研究を進めた結果、当局と現地住民の意思疎通に大きな課題があることがこれまでの研究から判明した。この成果を論文投稿し、さらに課題解決に対するICTの可能性に関する追加調査を実施するために1年間延長した。追加調査では、ICTによる情報のやりとりが地域住民の自然保護や保護区管理に関する知識の強化、管理当局との信頼醸成を推進する可能性について実証実験を実施した。実証実験では、SMS(ショートメッセージサービス)とIVR(Interactive Voice Response:相互音声応答)を用いて、自然保護や保護区管理に関する情報を対象住民へ定期的に6ヶ月にわたって送信し、さらにIVRでは住民から自然保護に関する情報を受信した。実験終了後の対象住民への聞き取りから、SMSによる情報発信について積極的に評価する意見が認められ、知識の強化も確認できた。ただし、地域住民によるIVRを用いた情報の送信は低調であり、情報をやり取りする主体間の信頼醸成がICT利用の前提条件であることが明らかとなった。また、地域住民のなかでも女性や高学歴を有する住民がこれらICTの利用に積極的であり、男性や学歴の低い住民をどのように取り込むのかが課題であろうと結論した。途上国におけるICT利用については、地域開発におけるその有用性が論じられてきたものの、自然保護や保護区管理における有用性は、ほとんど報告されていない中、公園内に居住する住民を対象にSMSとIVRを用いた実証実験を実施したことの学術上の意義は大きい。さらに、対象住民への追跡調査から、実証実験の結果について、詳細に論じた点も学術的に高く評価できるだろう。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。人口が砂漠化に与える影響を実証的に解明し、実効性ある砂漠化対処技術の開発・普及の一助とすることを目的として、人口密度の異なるナミビア北部3地域(稠密から希薄に向かってA,B,Cと名づける)を踏査し、土地利用史の解明、砂漠化の生態学的評価と住民ネットワークの解明、砂漠化対処技術の開発と普及に対する人口の影響評価に関して調査した。衛星画像を用いた解析も行った。その結果、人口稠密地域Aにおける近隣住居までの距離の平均値は、中程度のBと大差がなかった。新たな森林伐採・農耕地の拡大パターンとして、外縁部に伸びるものと離散的に入植があった土地の間を埋めるようなものとが認められた。一方希薄地域Cでは、家屋の間に未伐採の森林が広がっており、今後開拓が進むと思われた。地域Aでは、土地面積が地域Bと比べて格段に狭いとは言えないが、耕作に利用されている面積割合が大きいことが観察され、土地劣化が懸念された。さらに、地域Aでは、世帯ごとの労働力に大きな差が見られ、世帯によっては多くの壮年男女が村を離れているケースがあった。つまり、定着年代が早く人口が稠密であると思われた地域Aでも、世帯によっては農耕に従事する労働力が少ない場合があることがわかった。このことは、当課題において今後開発する砂漠化対処技術を普及する際、人口密度の違いを地域レベルで区別するのではなく、世帯レベルで配慮する必要があることを強く示唆する結果となった。人口が砂漠化に与える影響を実証的に解明し、実効性ある砂漠化対処技術の開発・普及の一助とすることを目的とした一連の研究を実施した。衛星画像の解析の結果、重点調査地域とした人口密度が中程度の地域では、世帯敷地内での森林伐採がある広がりを持って、90年代後半に急激な耕地拡大があったことが確認できた。GPSを取りつけたウシの行動調査から、干ばつ年には放牧距離が延びるとともに、耕地内での作物残渣不足のゆえ、共有地となっている放牧地での滞在期間が延びることも明らかとなった。耕地内の強害雑草であるギョウギシバが作物に与える影響を評価した栽培試験からは、ギョウギシバが耕起によって生育が旺盛となり、土壌水分を減少させ、作物の生育にダメージを与えている可能性が示唆された。ギョウギシバは、地域内で均一に分布しているわけではなく、土性が細かい圃場で特に分布している傾向が認められた。このような圃場の土壌の保水性は比較的良好なことから、ギョウギシバは十分な水分が生育に必須であることが強く示唆された。以上のことから、限られた水分を有効に作物や飼料の生産に有効に活用できる技術の開発が強く望まれることがわかった。重点調査地域において、作物や飼料の生産における制限要因が明確となったため。ナミビアにおける具体的な砂漠化対処の提案に向け、労力や資本の投入を最小にする樹木の利用を取り上げ、住民による樹木利用の実態を詳細に調べるため、村に長期住み込み住民への聞き取り調査を実施し、樹木の同定を行った。その結果、食料として利用する樹木については、植栽するなどして、再生産の方策が図られていたが、建築材として利用される樹種には、そのようは方策がなく、森林減少に大きく寄与している可能性が示唆された。ナミビアでは、降雨の年次変動が大きく、施肥によってその影響が緩和されないこと、森林開墾後の土地の劣化が、土壌中の粗大有機物の減少という形で現れることが明らかとなった。このほか、ナミビア北部地域の気象特性、土地開墾の歴史的変遷に関する研究も実施した。

これらの成果の一部は、ナミビア・ウィントフック市においてナミビア農業省と共同で開催したシンポジウム"Livelihood and Agriculture under Variable Environment in North Central Region of Namibia"において発表し、現地に成果を還元した。また、これまでに実施した衛星画像の解析結果とも関連付け、樹木伐採、森林減少の実態に迫った。モンゴルでは、近年の経済成長から、従来放牧地であった地域への観光産業の進出が加速している。そこで、遊牧民の生業の変化と環境に対する認識から、今後の持続的土地利用のあり方を探った。重点調査地域において、作物や飼料の生産における制限要因が明確となり、今後の方策を立てる方針の目処が立ったため。ナミビア北部において、耕作年数の経過がトウジンビエの収量と土壌肥沃度に与える影響及びそれに対する施肥効果を解明することを目的として実施した4年間の圃場試験の結果を取りまとめた。その結果、収量、株数は耕作2年目から有意に減少し、施肥はその影響を緩和できなかった。土壌の2 mm以上の画分の炭素(COM-C)が土壌全体に含まれる量の21 %であり、2 mm以下のSOM量が少ない当地域のような砂質土壌の肥沃度に大きく寄与していることが示唆された。このCOM-Cが耕作4年目までに有意に減少していた。収量、株数とCOM-C量の減少の時期は異なるが、両者の間には正の相関関係が見られた。施肥による増収が認められなかったことから、COM量の減少が収量に影響を与えたメカニズムとしては、土壌の養分状態ではなく、水分保持などの物理的特性の変化の可能性も考えられた。また、住民による樹木利用の実態調査から、比較的肥沃でない農地を有する農民が、少ない作物生産を補うために、樹木から得られる実などの産品を販売していることが明らかとなった。したがって、樹木利用の促進は、砂漠化防止と生計向上の両方を達成しうると考えられた。モンゴルの国立公園内の住民による環境利用に関する調査から、住民は環境保護の意識を有してはいるものの、国立公園の管理主体である当局への信頼は薄く、今後の砂漠化防止には両者の信頼関係の醸成に資する活動が不可欠であることが指摘できた。重点調査地域における作物生産の年次変動を規定している要因が明らかとなった。また、モンゴルにおける砂漠化研究では、課題解決に対するICTの可能性に関する追加調査の必要性も認識できた。モンゴルの国立公園内における砂漠化に関する研究を進めた結果、当局と現地住民の意思疎通に大きな課題があることがこれまでの研究から判明した。この成果を論文投稿し、さらに課題解決に対するICTの可能性に関する追加調査を実施するために1年間延長した。追加調査では、ICTによる情報のやりとりが地域住民の自然保護や保護区管理に関する知識の強化、管理当局との信頼醸成を推進する可能性について実証実験を実施した。実証実験では、SMS(ショートメッセージサービス)とIVR(Interactive Voice Response:相互音声応答)を用いて、自然保護や保護区管理に関する情報を対象住民へ定期的に6ヶ月にわたって送信し、さらにIVRでは住民から自然保護に関する情報を受信した。
2軸曲げと受けるRC柱の定式化に関する研究

本研究は,横方向拘束鉄筋を有する正方形断面柱の終局耐力と靱性に及ぼす.軸方向鉄筋の本数,フープ筋の量,及びその材質などの要因の影響を実験的に明らかにすること,及び2軸曲げを受けた場合の耐力と靱性の定式化を試みたものである.併せて,配筋細目についての指針的提案も行った.本研究で得られた主な研究成果の概要を以下に示す.1.柱の終局耐力が軸方向鉄筋の座屈によって生ずる場合をも考慮すれば,横拘束鉄筋の量は,軸方向鉄筋量との関係で決定されるべきである.その効果を定量化するのに横方向補強比(=横拘束鉄筋比/軸方向鉄筋比)を用いることが可能であり,一般に,横拘束鉄筋により耐力と靱性の改善を期待する場合は,この値を1.0以上とする必要がある.2.中間横拘束鉄筋を配置して,その効果を期待するには,横方向補強比を大きくすること,拘束するコンクリートの面積を大きくする必要がある.3.高強度コンクリートを用いた正方形断面柱が1軸及び2軸偏心載荷を受けた場合の終局耐力を簡単に推定する式を提案した.4.1軸偏心載荷を受ける正方形断面柱の靱性の評価は,面積靱性率によるよりも曲率靱性率による方が適当であることを示した.また,曲率靱性率を横方向補強比で表示する式を提案した.5.2軸偏心載荷を受けた場合の曲率靱性率の評価方式として,上記4.の1軸曲げの評価式で得られた値に係数0.9を乗じる方法を提案した.6.大型供試体によって, 2軸曲げを受けるRC柱の終局耐力と靱性の確認実験及び実用式の検討を行なった結果,従来の2軸曲げ提案式の内で最もよく適合したものはRamamurthyの近似式であり,約7%安全側の値を与えた.また,土木学会コンクリート標準示方書解説中の近似式も実用上充分な適合性を有していることがわかった.本研究は,横方向拘束鉄筋を有する正方形断面柱の終局耐力と靱性に及ぼす.軸方向鉄筋の本数,フープ筋の量,及びその材質などの要因の影響を実験的に明らかにすること,及び2軸曲げを受けた場合の耐力と靱性の定式化を試みたものである.併せて,配筋細目についての指針的提案も行った.本研究で得られた主な研究成果の概要を以下に示す.1.柱の終局耐力が軸方向鉄筋の座屈によって生ずる場合をも考慮すれば,横拘束鉄筋の量は,軸方向鉄筋量との関係で決定されるべきである.その効果を定量化するのに横方向補強比(=横拘束鉄筋比/軸方向鉄筋比)を用いることが可能であり,一般に,横拘束鉄筋により耐力と靱性の改善を期待する場合は,この値を1.0以上とする必要がある.2.中間横拘束鉄筋を配置して,その効果を期待するには,横方向補強比を大きくすること,拘束するコンクリートの面積を大きくする必要がある.3.高強度コンクリートを用いた正方形断面柱が1軸及び2軸偏心載荷を受けた場合の終局耐力を簡単に推定する式を提案した.4.1軸偏心載荷を受ける正方形断面柱の靱性の評価は,面積靱性率によるよりも曲率靱性率による方が適当であることを示した.また,曲率靱性率を横方向補強比で表示する式を提案した.5.2軸偏心載荷を受けた場合の曲率靱性率の評価方式として,上記4.の1軸曲げの評価式で得られた値に係数0.9を乗じる方法を提案した.6.大型供試体によって, 2軸曲げを受けるRC柱の終局耐力と靱性の確認実験及び実用式の検討を行なった結果,従来の2軸曲げ提案式の内で最もよく適合したものはRamamurthyの近似式であり,約7%安全側の値を与えた.また,土木学会コンクリート標準示方書解説中の近似式も実用上充分な適合性を有していることがわかった.本年度は主としてRC柱の2軸曲げ耐力と靭性に及ぼす拘束鉄筋の効果を実験的に調べる目的で次の2シリーズの実験を実施した。【I】シリーズは、比較的小型供試体(20×20×80cm)を多数(30体)用いて各種要因の影響を検討した。検討項目は(1)主鉄筋量D10(8本,12本)(2)拘束筋ピッチ(4.5cm,9.0cm),(3)拘束鉄筋の形状(中間拘束筋の有無),(4)偏心距離(1.67cm,3.33cm,5.00cm)である。使用鉄筋強度fsy=3500kg/【cm^2】,コンクリート強度f ́c=600kg/【cm^2】とした。【II】シリーズでは、大型供試体(30×30×100cm)を用いて、耐力を定量化するとともに、2軸曲げ破壊機構を検討するための実験を実施した。要因には(1)帯鉄筋(拘束鉄筋)の強度を2種、fsy=3500kg/【cm^2】および13000kg/【cm^2】,(2)ピッチを5cmと10cmの2種,(3)載荷方向を0゚,22.5゚,45゚方向の3種類とした。

使用した軸方向鉄筋はD16mm8本(fsy=3500kg/【cm^2】),コンクリート強度はf ́c=300kg/【cm^2】とした。本年度の実験結果より導びかれた結論を述べる。【I】シリーズの結果より、(1)耐力に及ぼす主鉄筋量の影響はそれほど大きくなく、むしろ拘束鉄筋の量が与える影響の方が大きい。(2)断面の曲率靭性率は偏心距離が小さい方が大きくなる。(3)横方向補強比=拘束鉄筋比/軸方向鉄筋比を定義すれば、この比が0.61.0以上なければ、軸方向鉄筋の耐力及び靭性を十分に発揮できないことが明らかとなった。【II】シリーズの結果より(1)45゚方向(2軸曲げ)耐力は0゚方向(1軸曲げ)耐力より約10%耐力が減少すること(2)拘束鉄筋を有するRC柱の耐力算定式のうち(1)修正Kent&Park式,(2)土木学会式,(3)Kent&Park式,(4)Uzumeri式の適合性を検討すると、耐力はこの順で大きな算定値を与えるが実験値に最も適合するのは修正Kent&Park式であることが明らかとなった。
壁梁が柱に偏心接合する壁梁・柱接合部の終局耐力

本研究は、偏心の影響の大きい壁梁が柱に偏心して取り付く場合の接合部の力学的挙動、特に接合部耐力を実験的に検討するものである。接合部破壊する試験体を偏心させ(偏心距離と柱幅の比が0.35)、振れ挙動に最も影響を与える柱と接合部の補強筋量及び、柱の全鉄筋比を実験変数とした。接合部耐力について実験的、理論的に考察すると共に、そのための比較検討資料として、偏心量の小さい一般的梁せいである普通梁の梁・柱接合部実験も行った。結果として以下のような知見が得られた。1偏心接合していない場合に、接合部破壊する試験体が、偏心接合すると、壁梁取り付き側柱部分で局部的に破壊し、実験変数の柱耐力に対する接合部補強筋量と柱主箭量の影響は、小さい。壁梁が偏心接合した場合の柱の耐力について、複合応力下の破壊条件式で評価できる。しかしながら、同様な破壊条件式では、接合部耐力は、接合部純ねじり耐力が不明のため、評価できない。2壁梁が偏心接合していない接合部終局強度は、接合部を柱の一部と見なした柱せん断強度式で評価できる。3普通梁が偏心接合した場合、摂れの影響が小さいため最大耐力は、振れを含む複合応力下での破壊条件式又は、有効幅を用いた従来の接合部耐力式で評価できる。4 3次元弾塑性有限要素法解析から、偏心した場合、接合部域の応力分布の偏りと、柱に比べて接合部で振れ変形が大きくなること、及び梁取り付き側接合部部分に最大圧縮応力が集中することが分かった。試験体は偏心していない試験体、1体と偏心させた試験体(偏心距離と柱幅の比が0.35)、3体である。梁及び柱が曲げ降伏後に接合部破壊する試験体を偏心させ、捩れ挙動に最も影響を与える柱と接合部の補強筋量及び、柱の全鉄筋比の破壊性状と最大耐力に対する影響を実験的に考察する。1.偏心していない場合に梁及び、柱が曲げ降伏後に接合部破壊する試験体が、偏心すると接合部破壊に進展することなく、柱部分が、捩れ応力を含む複合応力下で、壁梁取り付き側柱部分で局部的に破壊する。当然のことながら、偏心していない場合より最大荷重は、低い値である。従って、壁梁・柱偏心接合部では、梁せいの低い普通の梁からなる接合部が破壊する程度の接合部せん断入力量を作用させた場合でも、捩れを含む複合応力下で柱で破壊すると予測される。即ち、壁梁・柱偏心接合部では、一般に接合部で破壊することなく柱で破壊することになると思われる。2.捩れを含む複合応力下で柱で破壊した試験体間における実験変数の最大耐力に対する影響は、接合部補強量と柱主筋量が少ないと、最大耐力が低くなる。ただし、複合応力下での柱の耐力には、本実験のフープ筋量と柱主筋量の範囲では影響が小さい。3.捩れを含む複合応力下で柱で破壊した試験体の耐力は、捩りと曲げせん断の組み合わせ応力下による破壊条件式を用いて、918%の相違で求められるが、条件式は、危険側の評価を与える。前年度の実験では、偏心接合してない場合に接合部破壊する試験体が、偏心接合すると接合部破壊する事なく、柱部分が捩れ応力を含む複合応力下で、壁梁取り付き側柱部分で局部的に破壊した。

実験結果について検討した結果、偏心接合した場合は、捩れを含む複合応力下での破壊条件式を用いて、柱耐力を予測する事は可能であったが、接合部の耐力を求めるのは困難であった。そこで、本年度は、壁梁が柱に接合した場合の接合部耐力について理論的に考察すると共に、そのための比較検討資料として、偏心量の小さい一般的梁せいである普通梁の梁・柱接合部実験も行った。結果として以下のような知見が得られた。1壁梁が偏心接合していない場合の接合部強度は、接合部応力状態の考察より、接合部を柱の一部と見なした柱せん断強度式で評価できる。2壁梁が偏心接合した場合、捩れ力を含む複合応力下での柱の耐力について、複合応力下の破壊条件式で評価できる。しかしながら、同様な破壊条件式で求めた接合部耐力は、接合部純ねじり耐力に柱の純ねじり耐力式を用いたため、柱部分の耐力より小さい結果となった。3普通梁が偏心接合した場合、捩れの影響が小さいため最大耐力は、捩れを含む複合応力下での破壊条件式又は、有効幅を用いた従来の接合部耐力式でほぼ評価できた。4 3次元弾塑性有限要素法解析から、偏心した場合、接合部域の応力分布の偏りと、柱に比べて接合部で捩れ変形が大きいなる事、及び梁取り付き側に最大圧縮主応力が集中する事が分かった。
in vivo選抜育種による魚類育種の加速化実現

A)宿主の生殖腺内で培養による育種適合ゲノムの選抜本研究費で購入したSONY社製セルソーターにより魚類の始原生殖細胞(PGCs)を分離する条件の検討、および、分離したPGCsをまとめて移植する条件設定を行っている段階である。また、研究分担者が購入したBeckman社製のセルソーターを用い、多数の胚細胞の中からPGCsを濃縮する手法の開発を行っている。前者においては、分離した胚からソートされる蛍光標識された細胞の数が少ないのが問題となっている。また、ソートされたPGCsと考えられる細胞は相互に接着する能力が弱く、分散した状態にあり移植には不向きである。移植に適したPGCのみからなる細胞塊の誘導を試みている。現状では高周波パルスを用いた誘電泳動を試行し、細胞塊の誘導が可能と考えられる結果を得ているものの、ソーティングされた細胞に適用するための機器の開発ができていない。後者においては、PGCsを比較的多く含む細胞画分を探索できているものの、再現性が低い状況である。どちらにおいても、生殖系列キメラを誘導できておらず、育種適合ゲノムの選抜には至っていない。B)遺伝的多様性を有するPGCの分離本項目では、数多くの胚から分離した細胞に含まれるPGCsを簡便に分離する技術の確立を目指している。ゼブラフィッシュのPGCsで発現するCxCr4に対する市販品の抗体で染色される細胞の分離を目指していたが、ソーティングが不首尾な状況で、まだ進んでいない。遺伝的に多様なPGCsを得るためには、数多くの雄個体から採取した精子で受精した卵からPGCを採取するのが理想的である。材料としているキンギョで、多様性を持った精子の凍結保存を試みた。抗凍結剤としてメタノールと数種の糖を使い凍結保存の条件を検討したが、解凍後に精子が動く条件を見つけられていない。上述のように、本研究費で購入したセルソーターでのPGCの分離に難が有る。また、少数ながらソートされたPGCの特性が以前使用していたセルソーターで得られたものと異なる。このため、複数のPGCを移植する技術にも至っていない。前者に関しては、様々な培養液の利用を試みている。後者に関しては、細胞塊を誘導するいくつかの方法を試みているが、短時間では対応できていないのが現状である。本研究費で購入したセルソーターで分離が可能と考えられる発生段階の進んだ小型化したPGCsの分離を試み、ソート数の増加を目指すと共に、誘電泳動を用いた細胞塊の誘導を試みる。一方、PGCsの濃縮精度を向上すると共にソートしたPGCsを体細胞と共に宿主へ移植し生殖系列キメラを誘導することが可能かを明らかにする。
気候・地殻変動への流域の多重尺度応答性：室内実験と年代測定による地形発達史解読

岩盤河川に関連する地形の時間変化について、室内モデル実験から2つのスケール(流域全体および単一流路)で考察した。流域スケールのモデル実験では、段丘形成について検討した。隆起様式が1回の急激な隆起の場合でも、定常的(継続的)な隆起の場合でも、河成段丘は複数できた。これはSchumm and Parker (1973)で指摘された河川の複雑応答と調和的である。しかしこれまで、どういったタイミングで河成段丘が新たに生じるかについてモデル実験のデータから検討されてこなかった。今回、段丘形成時の流路内における各地点の標高の時間変化を調べたところ、8割程度は、容易に推測される通り、下刻が生じている場合に形成されていた。しかし、下刻が側刻に対して優勢であっても必ずしも段丘が形成されるとは限らず、また逆に、下刻が隆起に追いつかず河床が上昇する場合に段丘が形成されることもあった。この結果は、河川の侵食プロセスの時空間変動のスケールが隆起のタイムスケールより小さいことが河川の複雑応答において重要であることを示唆する。流路スケールの実験では、岩盤強度,蛇行度および隆起イベントとの関係について考察した。断続的な隆起が続く最中よりも、隆起活動が終了した後の方が蛇行度が高い傾向が見られた。隆起が継続している間は下刻が側刻より卓越することが、蛇行度の上昇を抑制していると考えられる。また、岩盤強度が高い方が蛇行度が大きい傾向にあった。隆起に伴って遷急点が生じるが、岩盤強度が高い方が大きな遷急点ができる傾向にあった。四万十川の中流域で基盤岩の強度と蛇行度について検討したところ、直接的な強い相関はないことが分かった。また、予察的試みとして、手取川の数か所においても、シュミットハンマーによる反発係数測定に基づく岩盤強度のデータを得て、同時に節理密度についても調査した。流域スケールのモデル実験において、河成段丘発達過程の検討対象になりうる試行は、研究期間を通して8つ行うことができた。これにより、計200弱の段丘について調べることができ、比較的高い信頼性を以て、河成段丘発達に関する一定の傾向を知ることができた。また、流路スケールの実験について、研究期間を通して5つの試行を行い、異なる条件での流路の隆起に対する応答を検討することができた。加えて、四万十川の調査を昨年に引き続き行った。さらに、手取川の岩盤強度および節理密度のデータを予察的に収集した。流域スケールの実験に関しては、異なる隆起様式について比較が行えた。特に、流域内での縦断形の時間変化、及び、河成段丘の生成・消滅過程について一定の知見を得た。一方、侵食速度の時間変化とそれの決定要因と考えられる地形特性についての関係についてはさらなる検討が必要である。また、モデル実験(流路スケール)では、基盤岩の強度と蛇行度にある一定の相関がみられたのに対し、四万十川の中流域の調査では基盤岩の強度と蛇行度に相関は見られないことから、四万十川で生じている蛇行発達プロセスに関しては新たな視点の必要性が明らかになった。従って、今後は河川侵食モデル(stream power model)の再検討・修正などを進めていく。河川地形の発達は、河川自身の削剥作用と隆起や沈降などの地殻変動の2つに大きく支配される。山岳河川は長期に渡って侵食が働く場であり、且つ多くの場合、継続的な隆起活動を受けている。隆起の速度は、小さい流域に対しては空間的に一様であると見なせる場合もあるであろうが、一般的には非一様である。その中で最も単純なケースとして、空間的に一定割合で隆起速度が変化する線形傾動(以下、傾動)が考えられる。この最も単純なケースであっても変化する向きに任意性があり、様々な場合が考えられる。以前の課題では、山側(上流側)が海側(下流側)よりも速い場合(ここでは、山側優勢傾動と呼ぶ)に河川地形がどう変化するかを室内モデル実験によって調べた。本課題の初年度では、逆向きのセンスである海側優勢傾動(隆起速度が山側よりも海側の方が速い場合)に河川地形がどう変化するかを室内モデル実験によって調べた。傾動軸の方向に投影した本流縦断形をみると、海側優勢傾動を受けた流路が時間とともに標高が安定していく様子が見て取れた。積算の隆起量と標高変化量から求めた積算浸食量は、中流域が隆起開始と同時に増えていくのに対し、上流域は1時間以上抑制された。その後上流域の浸食が開始されたが、その時間以降に、それまで標高が足りなくて侵食が抑えられていたと考えられる遷急点が上流に後退する様子が観察された。一方、発達した地形をリセットせずに引き続き行った陸側優勢傾動での累積浸食量は、中流と上流域での河床の時間変化に定性的な差がなかった。海側優勢傾動の際に形成された中流域の凸状区間は陸側優勢傾動の最中に消滅し、谷頭浸食が促進されなめらかな縦断形形状に至った。そのため、中流域の凸状区間は、海側優勢傾動隆起で特に発達しやすい特徴であることが示唆される。

前年度までは、実験装置の性質上、山側(上流側)の方が海側(下流側)より隆起速度が速い場合(山側優勢傾動)しか行えなかったが、ベースレベル(侵食基準面:実験では仮想的な海水面)に対して相対的に陸地が隆起できるよう、高さが可変の堰を取り付ける改良を実験水槽に施こした。水槽全体の傾斜角と堰の高さを独立に制御することができ、可能な実験条件の幅が広がった。野外調査で採取した試料については、一部泥岩質なものを除き、同位体比の測定に成功した。地形学的な解釈は今後の課題であるが、各場所の削剥速度の推定は行えた。岩盤河川において、岩盤強度は河川発達過程や平衡状態を決定する重要なパラメータであると考えられており、ロック・コントロールの一要素とみなされている。しかし、そもそも岩盤の強度とは何か、それをどう評価するかについて確立されていない。岩盤の侵食に対する抵抗は、局所的な物性だけに依存するのではなく、節理などの構造の有無もしくは程度にも依存し、そのほかにもいくつかの要因が関係している。本研究で、節理などの構造がない場合を仮定し、基盤の降伏応力のみを変えた室内模擬実験を行った。基盤は、砂と粘土の混合物である岩盤模擬材料を用い、配合率を変えることで異なる硬さにできる。下刻を促すために、下流端のベースレベルを段階ごとに下げた。その結果、遷急点の形状や、位置・状態の維持・変化は基盤の降伏応力の空間的差異に依存し、フィールド調査による先行研究の示唆と調和的であった。実験とは別に、四万十川の中流域を岩盤河川の実地例として調査した。四国西部を流れる四万十川は典型的な穿入蛇行河川であり、中流域で特に顕著である。梼原川が合流する付近の基盤岩が泥岩優勢砂泥互層から砂岩優勢砂泥互層へと変わる場所で流路は直線的になったあと、下流へ向かうにつれて蛇行度が増大する。穿入蛇行河川の発達に影響を与える因子を検討するために、直接本流に通じる(梼原川と無関係の)支谷の流域平均侵食速度を決定することを目的に試料を採取し、宇宙線核種濃度を分析した。その結果、対象とした5つの支谷の流域侵食速度はおおよそ均一であった。よって、支谷から本流への土砂供給量は流域面積の増加に従って単純に増加するものと考えてよい。従って、四万十川本流への土砂供給量は梼原川合流地点で特に大きく変わるものと考えられ,この合流点を挟んで上・下流側で、四万十川本流の岩盤河床の侵食速度を決定することが必要である。自然界の河川は多くの要素を含み複雑であるために、自然河川の調査から岩盤の硬さと岩盤河川の形状の関係を解明するには多くの困難を伴う。一方、室内実験では変数をコントロールでき、単純な系で研究できる利点があるため、本研究では、節理などの構造を含まない基盤の降伏応力のみを変えた室内模擬実験を行い、いくつかの知見を得た。また、四万十川中流域における実地調査では、直接本流に流入する支谷の流域平均侵食速度を決定することができた。それにより、本流に沿った流下方向の周囲からの土砂流入増加は流域面積増に見合ったものであることが確認された。このことにより、本流単独の周囲からの土砂流入よりも、大きな支流の合流が蛇行増幅に重要であるという示唆を得ることができた。実験、実地調査、理論・モデルなどを合わせた総合的理解につながる基礎データを蓄積できた。岩盤河川に関連する地形の時間変化について、室内モデル実験から2つのスケール(流域全体および単一流路)で考察した。流域スケールのモデル実験では、段丘形成について検討した。隆起様式が1回の急激な隆起の場合でも、定常的(継続的)な隆起の場合でも、河成段丘は複数できた。これはSchumm and Parker (1973)で指摘された河川の複雑応答と調和的である。
小脳性運動失調と雄性不妊を示すマウスミュータント責任遺伝子の機能解析

小脳性失調症と雄性不妊を主要症状とするAtaxia and Male Sterility(AMS)マウスの組織・細胞病理学的解析により、細胞死に関して様々な変化がこのマウスで起こっていることが明らかにされた。この研究の目的は、生化学的機能が未解明の疾患責任遺伝子Nna1の生物学的機能を、AMSマウスを用いて可能な限り明らかにすることである。1.Nna1遺伝子のasm変異は、cDNA2423塩基のG→C変異であり、これによる808番目アミノ酸のアルギニンからプロリンへの変化であった。変異mRNAの転写程度は正常対照と変わらないので、ミスセンス変異により翻訳後蛋白の不安定性が示唆された。このことは、FLAG標識cDNAのトランスフェクション実験によって確かめられた。2.小脳プルキンエ細胞はams変異により消失し、顆粒細胞はそれに伴って二次的にアポトーシスに陥る。この際細胞死の形態をいくつかの指標で観察すると、それらはこの2種類の神経細胞で異なっていた。3.アポトーシス調節機構を修飾すると、AMSマウスのプルキンエ細胞の全体死は影響を受けないが、他の神経細胞死は部分的に抑制されることが示された。2と3の結果は、様々な細胞死に対してNna1遺伝子の関与は間接的でありかつその仕方が異なることを示唆している。4.網膜光受容体細胞の光傷害の感受性がAMSマウスでは対照マウスと比較して高く、アポトーシスに陥りやすい。このことはNna1の機能発現が有害な傷害に対抗し、細胞の生存に必要であることを意味している。これまでの結果と合わせると、プルキンエ細胞の生存は100%Nna1に依存しているのに対し、他種の神経細胞のように部分的に依存している細胞があることが示された。Nna1の生物学的機能発現の程度が細胞種によって異なることがこの単一遺伝子の機能欠損が多彩な病変をもたらす原因と考えられた。小脳性失調症のモデルであるAtaxia and Male Sterility(AMS)マウス小脳の病的萎縮の細胞性機序を明らかにするために形態学的解析をおこなった。正常に形態形成されたAMSマウス小脳の中央矢状断面の面積は、対照と比較して3週齢85%から12適齢44%と急激に減少した。6週までにほぼ完全に消失するプルキンエ細胞死に伴う樹状突起の消失により分子層の急な萎縮が、また顆粒細胞の部分的な死により顆粒層の萎縮がもたらされた。プルキンエ細胞死の光学顕微鏡的形態の特徴からアポトーシスが考えられたが、電子顕微鏡的形態像、terminal doxynucleotidy transferase nick-end-labeling(TUNEL)法の反応性、および活性化カスパーゼ3の免疫細胞化学的染色では古典的なアポトーシスの所見が乏しかった。一方、顆粒細胞の死は、上記指標から典型的なアポトーシスであった。ams突然変異による一次的なプルキンエ細胞死と、同細胞死に続く二次的な顆粒細胞死は、形態学的にも異なるアポトーシス死であることを明らかにした。これらは、神経変性疾患には多様な様態の神経細胞死がかかわっていることを示唆するものである。(PathologyInternational, volume 56,in press)常染色体劣性の遺伝形式を示すataxia and male sterility(AMS)マウスの責任遺伝子が古典的ミュータントPCDマウスの責任遺伝子Nna1とアリルの関係にあることがヘテロ接合体どうしの交配から判明したので、ams変異について解析した。結果:1.Nna

1のcDNA(3483塩基)を7又は3個に分割しRT-PCRにより大脳および心臓のmRNA発現を調べた。AMSマウスと対照のMRL/+との間に発現量やPCR産物の分子サイズに明らかな違いは認められなかった。2.Nna1 mRNAの発現は、小脳、大脳、肝、腎、脾、卵巣、精巣、肺、心臓など膵を除く調べた全て臓器にみられた。3.Nna1塩基配列をC57BL/6とMRL/+およびMRL/1prとで比較すると8ヵ所で多形がみられた。4.AMSマウスのams変異は、Nna1遺伝子エクソン17の423塩基の点突然変異(CGA→CCA)であった。5.ヒト線維芽細胞株にトランスフェクションを試みると、野生型cDNAでは胞体内に発現がみられたが、FLAG結合変異cDNAの細胞内発現はみられなかった。考察とまとめ:Nna1遺伝子は軸索の傷害・再生に関連して発見された。その生化学的機能は不明だが、AMSマウスで明らかなようにプルキンエ細胞の生存、精巣の生殖細胞の分化・生存に必須である。Ams変異は点突然変異によるloss of functionであった。それによってmRNAの発現はまったく影響を受けなかったが、Nna1蛋白が発現していないことが示唆された。この原因として、Nna1蛋白の808番目のアミノ酸がArg→Proに変異することにより蛋白の3次元構造が不安定化し分解されやすくなったことが考えられた。AMSマウスの疾患責任遺伝子Nna1の生化学的および生物学的機能は解明されていない。Nna1のams変異は細胞死に関わり、小脳Purkinje細胞では完全脱落をもたらすが、他の神経細胞は部分的に細胞死の感受性が高まるのみである。ams変異がapoptosis関連遺伝子とどのように関わるかを知るためにFas(CD95)欠損を示すMRL/1prマウスと、ヒトbc1-2遺伝子過剰発現を示すトランスジェニックマウスで脳の変化を調べた。結果:1.MRL/1prと対照MRL/+マウスでは、脳重量に差はなかった。ams homozygosityが加わると対照は24%の重量低下が見られたのに対し1pr変異の共存下では18%(対照の75%)に留まった。2.bc1-2マウスは対照の10%の脳重量増加がみられた。ams変異によってbc1-2強制発現のない対照では20%に対し、bc1-2マウスでは16%(対照の80%)の脳重量低下であった。3.小脳の面積の変化をパラメーターとしても、1,2と同様に1pr変異またはbc1-2TGによりその減少が抑制された。4.1pr変異,bc1-2過剰発現共にams変異によるPurkinje細胞完全脱落に影響を与えなかった。考察:Nna1遺伝子の機能欠損でアポトーシスによる細胞死がおこるが、細胞種により死の様相が異なる。今回の実験データではNna1遺伝子がapoptosis調節機構に間接的に関与していて、その程度が大きいPurukinje細胞では集団全ての細胞死がおこるようである。結論:Purukinje細胞の生存はNna1に完全に依存している。
歯髄幹細胞の分化におけるWntシグナルネットワークの包括的解析と歯髄再生への展望

Wntシグナルは多くの組織・細胞の発生および分化に深く関わっているが、歯髄を含む歯の発生においても重要な役割を担っていると考えられており、歯の発生初期よりWntの発現が認められている。今回、歯髄幹細胞におけるWntシグナルとBMPシグナルのクロストークについて検討を行った。BMPシグナルは歯髄幹細胞の象牙芽細胞分化を誘導するが、その過程でWntの発現を誘導し、Wntシグナルを増強することが明らかになった。BMPおよびWntシグナルを誘導することで、再生歯髄組織における歯髄幹細胞からの象牙芽細胞を効率的に誘導できる可能性が示唆された。ヒト歯髄組織には未分化間葉系の歯髄幹細胞が存在し、進行したう蝕といった生体の外的侵襲に対し、硬組織形成性の象牙芽細胞に分化し、物理的バリアである修復象牙質の形成を誘導することが知られている。象牙芽細胞は歯の発生過程において、内エナメル上皮と間葉系組織である歯乳頭との相互作用により分化誘導されるが、成熟した歯髄内においては上皮細胞あるいは上皮系のマトリックスは存在しない。このような上皮が存在しない状況において、歯髄幹細胞から象牙芽細胞に分化するためのシステムが歯髄には備わっていると推察される。その際に、重要な働きを担うと考えられるのがWntシグナルである。これまでに、歯髄細胞を用い、硬組織形成細胞へのコミットメントにおいて重要な因子であるBmp2を用いて分化誘導を図ったところ、Wntシグナルが動いていることが明らかになった。なお、TGFbも歯髄における象牙芽細胞誘導において重要な働きを担っていると報告されているが、歯髄細胞にTGFbを添加しても硬組織細胞マーカーである、アルカリフォスファターゼ、オステオカルシンなどの遺伝子発現の上昇は確認できなかった。このBmp2による硬組織細胞へのコミットメントにより、歯髄細胞におけるアルカリフォスファターゼ、オステオカルシンの発現上昇のみならず、象牙芽細胞マーカーの一つであるデンティンシアロプロテインの発現上昇が確認された。Bmp2による分化誘導に伴い、多くのWntファミリーの発現が上昇し、さらにWntシグナル下流の遺伝子であるbCatheninの核内移行が認められたことから、Wntファミリーが象牙芽細胞分化に深くかかわっていることが明らかになった。特にWnt11が成熟歯髄特異的に関与している可能性が示唆された。Wntシグナルは多くの組織・細胞の発生および分化に深く関わっているが、歯の発生においても重要な役割を担っていると考えられており、歯の発生初期より発現が認められている。特に重要なのは、歯の発生のみならず多くの細胞・組織発生・分化においても必須の因子である、BMPs、FGFs、shhと相互に発現を調節している点である。近年、Wntとその他の因子とのクロストークを詳細に解析した結果、歯の発生においては、Wntシグナルがまずその起点となりうる可能性が示唆された。すなわち、歯の発生を制御している中心的な因子の一つはWntであると考えられる。ところで、歯髄組織は未分化間葉系の組織であり、歯乳頭がそのオリジンである。歯胚の間葉系細胞から歯乳頭細胞がどのような経緯で分化し、さらに歯髄細胞および象牙芽細胞に分化するのかについて、いまだ十分な知見は得られていない。歯の発生過程から推察して、歯髄の分化においてもWntシグナルは中心的な働きを担っている可能性は高い。これまでに、BMPにより歯髄細胞を象牙芽細胞様細胞に分化誘導させたところ、Wnt11の発現が亢進し、またβカテニンの核内への移行が促進された。歯髄細胞分化においてWnt11が重要な働きを担っている可能性が高いと推察される。Wnt11の歯髄細胞分化における働きについて解明を進めるとともに、ヒト歯髄幹細胞の分化におけるWntシグナルの包括的な解明を目指す。さらに、その結果を踏まえ、その臨床的な展望について検討する。歯髄細胞はヒト抜去歯より摘出した歯髄組織より分離する。歯髄細胞の分離についてはプロトコールが確立しているが、培養していた歯髄細胞に細菌がコンタミしてしまい、実験が中段してしまった。至急、インキュベータを消毒し、現在においては問題なく培養できる状況となっている。歯髄組織には未分化間葉系の歯髄幹細胞が存在しており、歯髄幹細胞を用いた再生医療が注目されている。多分化能を有する歯髄幹細胞であるが、我々は硬組織形成細胞である象牙芽細胞あるいは骨芽細胞への分化を誘導し、歯髄組織および骨組織再生を目指している。歯髄幹細胞の象牙芽細胞・骨芽細胞分化においてもWntシグナルは重要であると推察される。マウス歯乳頭をBMP2にて象牙芽細胞へ分化誘導が可能であるが、BMP