hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多角的アプローチによる熱帯・亜熱帯海域の窒素循環の解明

裾礁サンゴ礁では、Invasive algaeと呼ばれる外来種の藻類が急速にその被度を広げ、サンゴ群集の被度減少や他の原生の大型藻類の構成種の減少を引き起こしている。本年度は、HawaiiのO'ahu島における代表的な外来種藻類である(Gracilaria salicorniaの体内のδ^<15>N値が、その生育環境によって起源窒素のδ^<15>N値から変動を起こすかどうか培養実験で明らかにすることを試みると共に、現場海域での時間平均的な陸源無機態窒素の影響域の把握、成長量の空間的差異を引き起こす要因について調べた。海藻のδ^<15>N値の値から、陸起源の無機態窒素は沿岸から75mの付近までで多く利用されていることが示唆された。しかしながら、水柱の栄養塩濃度の潮汐似伴う変化量は、沿岸付近と他のエリアでは有意な差がみられず、一方で、海藻マット内部の栄養塩濃度には空間的な差異が見られ、これが成長量の大きさと正の相関を見せていた。この空間分布は、石膏球によって示される砕波による攪乱の大きさと対応を見せており、海藻由来の有機物の無機化と、物理環境によるマット内部における保持力の違いが現場における成長量に大きく寄与していることが示唆された。培養実験によるG.salicornia海藻体内のδ^<15>N値の変動はその起源とするNのδ^<15>N値に依らず観察されるが、誤差も大きく、現場で得られた海藻のδ^<15>N値の解釈の補正に利用できるまでには至っていない。これは、想定された順応培養期間内で、フラグメント作成による傷の治癒が試料間でバラツキが多く溶存態有機物の流出に差が見られること、藻体の持つ、"細胞表面積/体積の比"が試料により差があることが考えられた。本研究では、沿岸浅海域の生物相の遷移や現存量の変化を予測するための要素の一つとして、場に供給される窒素の起源・形態・量を決定している窒素循環の素過程を細かな時空間スケールで明らかにするために、その1年目として、熱帯・亜熱帯域に典型的な浅海域生態系を形成する裾礁サンゴ礁において、底生生物に対する時間平均的な陸源無機態窒素の影響域を把握するための指標として底生大型藻類のδ^<15>Nの汎用性と正確性を高めるための基礎研究を行うことを目的としてきた。^<15>Nで標識された硝酸や通常の硝酸を異なる濃度で添加した水槽中にて、沿岸海域において時空間的に出現頻度の高い褐藻類、Padina australis.を成長量の測定を行いながら、濃度や光に関して様々な条件下で培養を行った。その結果、少なくともこの海藻種においては、現場環境条件下でのDIN-poolの大きさが小さく、また、体内でのPINのtranslocationや光合成色素量の速やかな調節等のメカニズムのために、相対的な栄養塩供給環境の変化に伴う窒素の同位体分別は起こりにくく、体内の窒素安定同位体比の時空間変動は、一定の条件さえ考慮すれば、その海藻種の利用する窒素の起源をより鮮明に反映していることが明らかになった。そこで、実際のサンゴ礁海域において、Padina spp.を面的に季節ごとに採取して窒素・炭素同位体分析を行い、培養実験で得られた基礎データ(体内の窒素含量が一定値以下であれば、窒素供給量過飽和による同位体分別が起こりにくいはず)を用いて、陸域からの窒素Flux量だけでなく、その濃度や流出形態、また海域での海水流動や海水交換量などに規定されながら一次生産者にとりこまれているメカニズムを明らかにした。これらの一連の研究は、日本サンゴ礁学会(Poster賞受賞)、ASLO等にて成果発表を行い、現在、投稿論文として準備中である。沿岸浅海域の生物相の遷移や現存量の変化を予測するための要素の一つとして、大型藻類のBulkの炭素・窒素安定同位体比の値と、場の物理量、地理的要因を組み合わせた解析を行った結果、裾礁サンゴ礁内の各エリアに供給され海藻に利用される陸域および湧昇流起源の窒素の量は、季節や年によって起こる気候条件の変動に伴い、その強度と分布を変えることを明らかにした。引き続いて、大型藻類のBulkの値だけでなく、抽出精製したクロロフィルとその結合態タンパク質(と考えられるもの)の炭素・窒素安定同位体比の値を測定することで、Bulkの値では異なる環境下において形成された体内構成物質組成の違いによって大きく歪曲される可能性のあった炭素・窒素安定同位体比の値を、より起源の値を反映させるものとして測定するための手法の開発を行った。一方、システムレベルでの窒素循環の素過程を明らかにするだけでなく、その系内に存在する群集レベルでの生態系において(例えばサンゴ礁におけるスズメダイのなわばりなど)、窒素・炭素安定同位体比の値と、脂肪酸組成解析を組み合わせて、群集内の窒素循環の解析を行い、餌起源としてデトリタスとベントスの重要性を明らかにした。これらの一連の研究は、前年度までの研究と併せて、国際サンゴ礁学会において発表を行うとともに、ハワイ大学植物学科のセミナーにおいても発表を行った。本年度は、HawaiiのO'ahu島における代表的な外来種藻類である(Gracilaria salicorniaの体内のδ^<15>

N値が、その生育環境によって起源窒素のδ^<15>N値から変動を起こすかどうか培養実験で明らかにすることを試みると共に、現場海域での時間平均的な陸源無機態窒素の影響域の把握、成長量の空間的差異を引き起こす要因について調べた。海藻のδ^<15>N値の値から、陸起源の無機態窒素は沿岸から75mの付近までで多く利用されていることが示唆された。しかしながら、水柱の栄養塩濃度の潮汐似伴う変化量は、沿岸付近と他のエリアでは有意な差がみられず、一方で、海藻マット内部の栄養塩濃度には空間的な差異が見られ、これが成長量の大きさと正の相関を見せていた。この空間分布は、石膏球によって示される砕波による攪乱の大きさと対応を見せており、海藻由来の有機物の無機化と、物理環境によるマット内部における保持力の違いが現場における成長量に大きく寄与していることが示唆された。培養実験によるG.salicornia海藻体内のδ^<15>N値の変動はその起源とするNのδ^<15>N値に依らず観察されるが、誤差も大きく、現場で得られた海藻のδ^<15>N値の解釈の補正に利用できるまでには至っていない。これは、想定された順応培養期間内で、フラグメント作成による傷の治癒が試料間でバラツキが多く溶存態有機物の流出に差が見られること、藻体の持つ、"細胞表面積/体積の比"が試料により差があることが考えられた。
昇降機・遊戯機械の予見保全のための構造健全性監視システムの開発

本研究は現行の昇降機・遊戯機械の定期検査制度における課題となっている初期損傷検知が可能な構造健全性監視システムを開発するために,加速度センサとワイヤーロープテスタを用いた損傷検知実験を行い,特徴量抽出のための適切な信号処理手法や機械学習による認知判断の可能性を検討し,応答加速度や漏洩磁束強度の測定値から,ワイヤーロープの初期損傷である素線切れや錆の発生を,高い精度で検知可能であることを検証した.本研究は現行の昇降機・遊戯機械の定期検査制度における課題となっている初期損傷検知が可能な構造健全性監視システムを開発するために,加速度センサとワイヤーロープテスタを用いた損傷検知実験を行い,特徴量抽出のための適切な信号処理手法や機械学習による認知判断の可能性を検討し,応答加速度や漏洩磁束強度の測定値から,ワイヤーロープの初期損傷である素線切れや錆の発生を,高い精度で検知可能であることを検証した.本研究は現行の昇降機・遊戯機械の定期検査制度における緊急課題である「構造健全性判断基準の定量化」に関し、運用時の材料劣化の程度、部分破損の許容量、摺動部の摩耗や締結部の弛緩の程度について、固体伝達波より特徴抽出して得られる新たな応答物理量を定義して、構造安全指標となる判断基準値について分析・調査し、検査資格者の定期点検に際したより的確な業務方法を提示することを研究課題とした。平成20年度は、従来の昇降機・遊戯機械の事故・故障の主な要因を分析し、安全対策の重要度を定量化し、昇降機の構造不全に関連する要因から重要度の高い部位について、部材疲労試験、機械要素摩擦摩耗試験、締結部振動耐久性試験を実施し、巻上げ機綱車のロープ溝やブレーキパットの摩耗に対する許容限界、さらにレールブランケットやかご構造の締結部の緩みに係わる異常振動の発生の有無について検討した。また、「常時の予見保全を支援するシステム」の開発に関しては、圧電ポリマセンサや加速度センサをエレベータ昇降路およびかごの支持部材に実装し、健常時の昇降運動時の固体伝達波の応答信号を計測して、基準応答信号の性質や変動についての基礎的な分析を行った。これらの応答信号の分析に際しては、周波数分解能と時間分解能双方に抽出精度が高い離散ウェーブレット変換やコヒーレンス評価を用い、特徴抽出の可否の可能性を検討した。本研究は現行の昇降機・遊戯機械の定期検査制度における緊急課題である「構造健全性判断基準の定量化」に関し、運用時の材料劣化の程度、部分破損の許容量、摺動部の摩耗や締結部の弛緩の程度について、固体伝達波より特徴抽出して得られる新たな応答物理量を定義して、構造安全指標となる判断基準値について分析・調査し、検査資格者の定期点検に際したより的確な業務方法を提示することを研究課題とした。平成21年度は、現行の定期検査の業務基準、日本工業規格の検査標準等に対して、検査基準指標の定量化をより詳細に検討した。具体的には、各所で設置運用されているエレベーターの昇降制御性能や床合わせ装置の精度などを測定し、駅舎などの公共施設やショッピングセンターなどで運用される特に安全基準の許容限界に近い人荷両用のエレベーターの判定基準などを再検討した。この結果、設置場所や使用方法などによって安全基準の許容限界に近いものもあり、短期間での定期検査を義務づけるなどの事故防止対策や、不全進行の度合を直接視認、特定できない要因に関する検査方法についても改善案を提案した。また、「常時の予見保全を支援するシステム」の開発に関しては、前年度のエレベーターモデル昇降実験によって計測された「健全状態」と「素線切れ進行状態」の加速度データから、健全性判断の自動識別の可能性を検証した。本年度は、振動加速度と同時に電磁探傷センサーを利用して、ワイヤーロープの素線切れの劣化進展状況、信号処理による損傷検知や目視検査の可能性を検討するために、統計的学習理論に基づいた拡張線形識別器であるサポートベクターマシンを応用して、構造健全性識別アルゴリズムを考案し、その有用性を検証した。本研究は現行の昇降機・遊戯機械の定期検査制度における緊急課題である「構造健全性判断基準の定量化」に関し、運用時の材料劣化の程度、部分破損の許容量、摺動部の摩耗や締結部の弛緩の程度について、固体伝達波や漏洩磁束より特徴抽出して得られる新たな応答物理量を定義して、構造安全指標となる判断基準値について分析・調査し、検査資格者の定期点検に際したより的確な業務方法を提示することを研究課題とした。平成22年度は、現行の定期検査の業務基準、日本工業規格の検査標準等に対して、検査基準指標の定量化をより詳細に検討した。具体的には、各所で設置運用されているエレベーターの扉開昇降防止安全装置の性能や停電時安全装置の着床精度などを測定し、駅舎などの公共施設やショッピングセンターなどで運用される昇降機の保守保全項目の判定基準などを再検討した。この結果、設置場所や運用履歴による駆動制動装置への影響度の違いが明らかとなり、短期間での定期検査を義務づけるなどの事故防止対策や、不全進行の度合を直接視認、特定できない要因に関する検査方法についても改善案を提案した。また、「常時の予見保全を支援するシステム」の開発に関しては、エレベーターワイヤーロープの素線切れの予見保全に資するため、素線切れ本数による漏洩磁束強度の変化を測定し、「健全状態」と「素線切れ進行状態」の自動識別の可能性を検討した。また、信号処理による損傷検知や目視検査の可能性を検討するために、離散ウェーブレット変換による信号処理と機械学習の一手法であるニューラルネットワークに基づいた構造健全性識別アルゴリズムを考案し、その有用性を検証した。
「聞き書き」による着地型ツーリズムの可能性―愛知県高浜市の活動実践を中心に

地域の記録を残す「聞き書き」の実践自体が「地域おこし」や、周辺住民による「域内観光」喚起につながる様相について、愛知県高浜市において「聞き書き」を2015年度と2017年度の2回にわたって住民との協働で実践することで、調査・検証した。その過程で、市民や国内外の研究者や「聞き書き」実践者との交流・セミナー・報告会を、高浜市や名古屋市立大学などで3年間で10数回実施した。上記をもとに、国内外の「聞き書き」事例を紹介しつつ、「地域づくり」につながる「聞き書き」の実践についてまとめた冊子『「聞き書き」で地域をつくる-聞く人がいて、話す人がいる-』を電子書籍として刊行した。平成27年度は、国内外での「聞き書き」実践の状況の視察・調査と、中心的なフィールドである高浜市での実践活動を行った。国内外の状況の視察については、佐野がフランス・ドルドーニュ川流域において、1930年代から50年代にかけて発電ダムが数多く建設された地域住民の生活の変化、立ち退きの経緯などについて聞き書きを行う「100人の証人」プロジェクトを実施し、現在聞き取りを終えてその成果の書籍刊行、公文書館での保存のみならず、地域のダイナミズムを喚起する方法として活用を模索している人類学者アルメル・フォール氏とともに、当該フィールドであるドルドーニュ川流域を視察し、インタビュアーへの聞き取り調査を行った。また、フランス北部のもと繊維工場を博物館として保存し、そこで繊維産業に従事していた人々の聞き取りをビデオアーカイブとして放映するプロジェクトなどを視察した。10-11月にかけてはフォール氏が来日し(名古屋市立大学客員研究員招聘制度にて招聘)、その際に東北大学での東アジア国際環境社会学会で浜本・フォール氏がダム建設における記憶の保存の問題について発表し、また、佐野・浜本にフォール氏も同行して、奥会津における中学生への「聞き書き」実践を行っている地域・関係諸団体を視察した。高浜市の実践活動は、高浜市が企画する「タカハマ!まるごと宝箱」プロジェクトや高浜市かわら美術館と連携して、高浜市のかわら産業に従事してきた方々12名への聞き書きを行い、それをまとめた冊子を高浜市から刊行した。その過程で、6月に高浜市民有志の方々による学生との勉強会、11月7日にかわら美術館にて聞き書きについての中間発表とフォール氏の講演に基づく「聞き書き+かわら」シンポジウム、3月19日にかわら美術館にてその冊子の完成を高浜市民に報告する「冊子完成おひろめ会」を開催した。初年度にすでに「聞き書き」を実践し、その成果物としての冊子を高浜市の監修のもとで刊行できたことは大きな成果である。また、「聞き書き」冊子編集刊行の過程で、かわら美術館での勉強会開催、高浜市の「タカハマ!まるごと宝箱」の諸活動への参加、語り手となってくださる方の選定とその過程でのネットワークの構築、フランスにて聞き書き調査とその保存・活用を実践している人類学者アルメル・フォール氏を講師とした高浜市かわら美術館での2015年11月7日のシンポジウムや、2016年3月19日にやはりかわら美術館で開催した「冊子完成おひろめ会」「高浜市しあわせづくり会議」などで、高浜市民の方々、高浜市長や市会議員、かわら美術館館員、高浜観光協会会長などと直接お会いして議論し、来年度からのさらなる高浜市民と議論・活動をおこなうための基盤を築くことができた。また、国内外の「聞き書き」の状況については、フランスにおける聞き書きの事例の調査現場(ドルドーニュ川流域・フランス北部産業遺産アーカイブ化事業など)の視察と申請者自身の調査、奥会津の事例の視察(フォール氏も同行)などで、多様な実践と、実践後の保存活用の目的や課題などについて議論・確認し、来年度の高浜市での実践にも活かせる知見を得ることができた。平成28年度は、今後の高浜市での実践研究との比較・参考事例となるような、フランスの農山村地域や日本の沖縄、琵琶湖畔地域のNPO団体や博物館、和歌山の観光ボランティア団体など、国内外で地域の環境や文化保全のための市民活動を展開している団体への調査・視察を中心に進めた。研究代表者はフランスで言語保全教育活動を実践している人びとへの聞き書き調査を実践し、平成29年度にその成果を国際オクシタン語学会で発表する予定である。また、沖縄で積極的な「沖縄の言語の商品化」を実践している事例についてもインタビュー調査を実施した。その成果は平成29年度中に刊行される予定である。また、名古屋市立大学で近隣地域で積極的な町づくり、文化保存の活動をしている団体の方を招聘しての講演会やセミナーを実施することで、近隣地域のネットワークづくりにもつとめた。また、オーラルヒストリー学会や観光学術学会大会などの関連学会に参加することで、学術的ネットワークの構築や現在の問題関心などについての情報収集にも務めた。本研究課題の中心的なフィールド地・実践の場である高浜市では、平成28年度からかわら美術館が「みんなで美術館」プロジェクトを立ち上げており、美術館館員と今後の連携についての議論を行った。そして高浜市役所が、約40年ぶりとなる『高浜市誌』編纂プロジェクトを立ち上げた。町の「正史」を専門家に依頼して執筆してもらうという形ではなく、平成29-33年度にかけての市民参加型の町づくりプロジェクトとして進めるというアイデアのもと、生活誌部門において「聞き書き」の要素をとりいれた章(または別冊)を設けることとなった。その過程で、研究代表者に、生活誌部門の編集委員として本プロジェクトに参加するよう依頼がなされた。平成29年度は、高浜市民とともに「聞き書き」の実践を行って原稿の作成や編集を担当する予定である。

申請時には予定していなかったことだが、研究代表者と研究分担者がそれぞれ前期・後期にサバティカル研修を受けることになったため、平成28年度は申請当初予定していた高浜市との実践的な研究計画は十分に進められなかった点は、やや遅れがでている。ただし、高浜市とは一定の連絡をとりつづけ、高浜市かわら美術館を訪問して市民参加型美術館のための方策について議論をするなどの関与は続けることができたため、研究代表者が帰国後すぐに高浜市誌編纂の議論を進めることができた。また、平成28年度は、国内外の先進的な地域での実践の視察・調査や、地域に根付いた活動を展開する方々との交流をはかることを中心にしたため、研究成果を出すには至っていない。ただ、その分、東海地域にとどまらない多様な町づくり実践者のネットワークを構築することができたと考える。今後はそのネットワークを活用しつつ、高浜市との実践をいかに充実したものにしていくかが課題となる。最終年度となる平成29年度に刊行する予定である「聞き書きマニュアル」の作成については、代表者・分担者と議論してドラフトを作成した。また、高浜市が従来地域活性化事業として展開していた、高浜市民を中心にした映画作成プロジェクトとのジョイント企画として、中高生による「聞き書き」場面の撮影・録画と、それをもとにした映像版の聞き書きマニュアルビデオの作成を構想している。本研究は、「聞き書き」による成果物そのものではなく、その実践過程において生まれる「地域おこし」の担い手育成などの諸効果に着目している。最終年度である平成29年度は、当初の計画通り、愛知県高浜市を主なフィールドとした住民参加型の「聞き書き」の手法開発をおこないつつ、高浜市以外の国内外における実践経験を取り込みながら、この手法を発信するためのテキスト作成・刊行をおこなった。その過程で各地の地域活性化事業に関わっている方々を招聘し、2017年12月9日に「第7回地域づくりセミナー」、2018年1月31日には座談会を名古屋市立大学で実施した。これらの知見をもとに編纂した冊子が『「聞き書き」で地域をつくる』であり、電子書籍として3月3日に公開した(https://www.region-ncuhum.com/projectから閲覧・ダウンロード可能)。佐野(研究代表者)は、並行してフランスでのNPO教育団体の担い手育成の様相についての聞き書きを実践しており、その成果を2017年7月13日に国際オクシタン語学会で発表した。平成29年度には、高浜市において約40年ぶりとなる市誌編纂事業が立ち上がった。同事業は「市民が参加する市誌づくり」をめざして、市民に対する「聞き書き」実践を組み込むことから本研究と関連が深く、佐野(研究代表者)は、同市の依頼を受けて市誌編纂事業に参画し、「聞き書き」プロジェクトを企画立案・実施し、市誌資料として刊行した。これを通じて、地元主体の「聞き書き」活動の効果や、自治体主体の活動の利点や難点なども把握する経験を得ることができ、上記の冊子作成において有意義であった。全体として目標であった冊子刊行を果たすことができ、電子媒体版は公表1か月で約1200ビューを集めるなど、「聞き書き」の効用について社会的関心を喚起することができたのではないかと思われる。
地球温暖化に伴って北進する熱帯性魚類寄生カイアシ類の特定と防除のための基礎研究

これまで展開してきた琉球列島での有害寄生性カイアシ類調査で得られた100種近いカイアシ類の同定・分類作業を中心に研究を進めたほか、水産魚種ハタ類における琉球列島全域での寄生性カイアシ類相調査結果の集計を中心に研究を進めた。宿主魚に特に大きな病的影響を与えるペンネラ科の1属からは4未記載種が発見された。琉球列島全域におけるハタ科魚類寄生性カイアシ類調査からは、地域ごとに寄生虫相や寄生状況に明確な違いがあることがわかってきた。近年、日本列島周辺にも多く出現し、大型ハタ類の養殖現場で被害を出しているイカリムシモドキ類の1種は、琉球列島全域において確認されたが、沖縄島から奄美諸島の黒潮流域において、特に多くの寄生が確認された。本種の成体は、ハタ科魚類の他色々な魚に寄生し宿主特異性は低いと考えられてきた。幼体期には限られたハタ類のみに寄生し、ある程度の宿主特異性を示すことがわかった。シンガポール、パラオ周辺海域および紅海で寄生性カイアシ類相調査を行った。得られた寄生性カイアシ類について、種のリストをまとめ、必要に応じて記載を行っている。得られたカイアシ類には病害性が高い種も多く含まれ、今後分布を拡大した場合には大規模水産被害を生じさせる恐れがある。上記の研究は昨年度実際に行った研究内容であり、学術論文として取りまとめている最中である。また、採用2年目に得られた成果を取りまとめた結果の一部も、論文として出版された他、昨年6月に南アフリカ共和国で開催された国際学術ワークショップSecond International Workshop on Symbiotic Copepodaにおいて発表した。また、国内外の研究者から種の判別などを依頼された寄生性カイアシ類や、実施してきた調査の過程で副産物的に得られた動物について、他研究者らと行った研究内容についても一部出版済みである。本研究第一のハードルは、今まさに北進している、あるいは今後北進する熱帯性寄生カイアシ類を見っけ出すことであるが、得られる寄生性カイアシ類の数が予想以上に多いのに対し、過去の分布等の知見が非常に乏しいことから、北進しているあるいは今後しうるとみられる種の特定にかかる時間が予想以上にかかっている。そのため、昨年度は出版した文献の数などでいえば、一昨年度には及んでいない。ただし、膨大なデータが集積しつつあるため、今後これらを一つ一つ精査することで、本年度以降大きな成果を発表できることは疑いない。よって昨年度の評価としては2とした。昨年度に続き、琉球列島を含む熱帯域における寄生性カイアシ類の多様性が、想像以上に高いということが最大の誤算である。野外調査をおこなった分だけ、未知の種類の発見につながるのも相変わらずであり、有害性が非常に高い種も多く含まれていた。本プロジェクトは昨年度を以て終了したが、今後はこれまで蓄積されたデータの解析を中心に、有害性の高い種一つ一つについて地道に生態解明を行っていくことが、目的の最終達成への近道となると考えている。本研究は、地球の温暖化による日本列島周辺の海洋環境の変動に伴い、熱帯アジアおよび琉球列島周辺に分布する有害寄生性カイアシ類が北上することによってもたらされる水産被害を未然に防ぐために実施するものである。昨年度は、当該海域の寄生性カイアシ類のファウナを明らかにすることに力を注いだ。琉球列島内では主にスキューバを用いて調査を行った。海洋研究開発機構の調査航海にも参加し、宮古南西諸島海溝の水深5005,000mの範囲について、寄生性カイアシ類の調査を実施した。東南アジアでは、タイ国ウボンラチャターニー大学とソンクラー大学に滞在し、メコン川水系とソンクラー湖における寄生性カイアシ類調査を行った。これらの結果、約80種の寄生性カイアシ類を発見するに至り、少なくとも15種は未記載種である。このうち、重要な水産種であるハタ科魚類に肉体的損傷を与えるカイアシ類1種について、研究を進めた。本種はハッチェキア科に属し、その寄生様式はこれまでに知られていないものであった。本種の形態観察を行い、新属新種とした内容をSystematic Parasitology誌に投稿、査読中。ブラジル,バイア国立大学に所属する寄生性カイアシ類の専門家Rodrigo Johnsson博士を訪問し、博士の専門とするカイアシ類の1群について共同研究を実施、現在も継続中である。その際、比較研究用標本の採集も近隣の海域の魚類を対象に付属的に行い、20種程度のカイアシ類を採集した。その他、伊豆産ヘビギンポ類魚類寄生性のツブムシ科カイアシ類の1種と、フィリピン産カワハギ類魚類寄生性のホソエラジラミ科カイアシ類の1種を新属新種とする内容をまとめ、前者はZoosymposia誌で査読中、後者は投稿準備中。琉球列島産キンチャクダイ科魚類と水産種ヤコウガイから得られたカイアシ類を新種として記載した内容をZootaxa誌に投稿、印刷中。淡水域からは寄生性カイアシ類イカリムシを琉球列島初記録として報告した。琉球列島に分布する有害寄生性カイアシ類を調べ、地球温暖化の影響で日本列島へ北進し水産被害を招く種の推定を行うのが、本研究の一番大きな目的である。一昨年度だけでは琉球列島の魚類寄生性カイアシ類調査が十分ではないと判断し、昨年度は引き続き同海域の調査に加え、黒潮に乗り有害寄生性カイアシ類の進入可能性がある鹿児島県と高知県沿岸域で寄生性カイアシ類調査を実施した。

結果、30種を超える寄生性カイアシ類を採集し、未記載種の記載を行っている。また小型ハタ類について、一昨年に西表島から種子島まで、琉球列島の南北の島々から採集した標本の調査を引き続き行った結果、南北で寄生性カイアシ類相が異なった。有害な寄生性カイアシ類Lernaeenicus ramosusは、琉球列島全域において寄生が確認されたが、特に沖縄島以南において多かった。本種は、様々な状況証拠から、今まさに分布を北へ進めている可能性が高いとみて、宿主魚の選択性や適正水温について引き続き研究をおこなっている。その他、シンガポールにおいて寄生性カイアシ類相調査を行った。調査船によるトローリングおよび潜水調査などから、70種以上の寄生性カイアシ類を発見した。また、パプアニューギニアでも調査を行い、主に潜水調査から、約80種の寄生性カイアシ類を採集した。得られた寄生性カイアシ類について、種のリストを作成し、必要に応じて種記載を行っている。これら2件の学術調査からは、病害性が高いウオジラミ科やペンネラ科が多く採集された。これらは分布域を拡大し、大規模な水産被害を招く恐れがある。引き続き、熱帯域における寄生性カイアシ類相の解明を続けたい。昨年度の研究成果の一部は、論文として発表した。また、初年度の成果の一部も、論文として出版した。さらに、国内外の研究者から種判別を依頼された寄生性カイアシ類についても、一部出版済みである。つこれまで展開してきた琉球列島での有害寄生性カイアシ類調査で得られた100種近いカイアシ類の同定・分類作業を中心に研究を進めたほか、水産魚種ハタ類における琉球列島全域での寄生性カイアシ類相調査結果の集計を中心に研究を進めた。宿主魚に特に大きな病的影響を与えるペンネラ科の1属からは4未記載種が発見された。琉球列島全域におけるハタ科魚類寄生性カイアシ類調査からは、地域ごとに寄生虫相や寄生状況に明確な違いがあることがわかってきた。近年、日本列島周辺にも多く出現し、大型ハタ類の養殖現場で被害を出しているイカリムシモドキ類の1種は、琉球列島全域において確認されたが、沖縄島から奄美諸島の黒潮流域において、特に多くの寄生が確認された。本種の成体は、ハタ科魚類の他色々な魚に寄生し宿主特異性は低いと考えられてきた。幼体期には限られたハタ類のみに寄生し、ある程度の宿主特異性を示すことがわかった。シンガポール、パラオ周辺海域および紅海で寄生性カイアシ類相調査を行った。得られた寄生性カイアシ類について、種のリストをまとめ、必要に応じて記載を行っている。得られたカイアシ類には病害性が高い種も多く含まれ、今後分布を拡大した場合には大規模水産被害を生じさせる恐れがある。上記の研究は昨年度実際に行った研究内容であり、学術論文として取りまとめている最中である。また、採用2年目に得られた成果を取りまとめた結果の一部も、論文として出版された他、昨年6月に南アフリカ共和国で開催された国際学術ワークショップSecond International Workshop on Symbiotic Copepodaにおいて発表した。また、国内外の研究者から種の判別などを依頼された寄生性カイアシ類や、実施してきた調査の過程で副産物的に得られた動物について、他研究者らと行った研究内容についても一部出版済みである。
精神分裂病モデル動物におけるPrepulse inhibitionと発病の予防

Prepulse inhibition (PPI)は人でも動物でも生じるが、統合失調症患者ではPPIの障害が起こることが知られている。嗅内皮質傷害ラットの統合失調症脆弱性モデルとしての妥当性を検討するために、このラットにおいてPPIの障害が起こるかどうかを検討し、さらに、隔離という環境ストレスがPPIにどのような影響を与えるかについても調べた。その結果、右側または左側の傷害により、手術4週間後のPPIは有意に減少した(ANOVA, P<0.01)。さらに、左側傷害では、隔離群はペア群と比較して有意にPPIが減少していたが(ANOVA, P<0.01)、右側傷害では、隔離群とペア群のPPIに有意差を認めなかった(ANOVA, ns)。これらの結果は、嗅内皮質傷害ラットが統合失調症脆弱性モデルとして妥当であることと、左側傷害の方が右側傷害よりも環境ストレスの影響を受けやすいことを示していると考えられた。次に、嗅内皮質傷害ラットにおけるPPI障害に対する、定型・非定型抗精神病薬の効果を調べたところ、どちらの薬でもPPIの障害が改善された(ANOVA, P<0.01)。このことは、嗅内皮質傷害ラットにおけるPPIの障害がドーパミン(DA)伝達と密接に関係することを示していると考えられた。さらに、この嗅内皮質傷害ラットにおいて、DA関連行動と側坐核におけるmethamphetamine (MAP)誘発DA放出との関連を調べた。その結果、嗅内皮質傷害後の14日目と28日目で、自発運動とMAP誘発運動の増加を認め、微小透析法を用いた検討により、後シナプス過感受性を介した辺縁系のDA伝達の変化が嗅内皮質傷害によるこれらの行動変化と関連していると考えられた。われわれは、さらに、統合失調症モデルと考えられているphencyclidine (PCP)投与ラットにおける社会行動(social interaction : SI)とアルギニンバソプレシン(AVP)伝達との関連も調べ、PCP投与ラットにおけるSIの減少とAVP伝達異常が関連することを見出し、この結果は、統合失調症における社会性の障害の背景にAVP伝達異常が関与している可能性を示すものと考えられた。ヒト左側海馬傍回に対応する左側嗅内皮質をキノリン酸で破壊した嗅内皮質破壊ラットの精神分裂病(分裂病)モデルとしての妥当性を検証すべく、探索運動量、DAアゴニスト誘発性移所運動量および常同行動を同モデルラットにて検討した。方法は、生後7週齢雄性ウイスターラットの左側嗅内皮質にキノリン酸(75nmole/0.5オ1リン酸緩衝液に溶解;傷害群)、あるいは0.5オ1リン酸緩衝液のみ(対照群)を注入した。術後2および4週に探索運動量、ならびにDA releaserであるmethamphetamine(MAP;1.0mg/kg,IP)誘発性移所運動量および常同行動を測定した。行動測定後、断頭にて脳を摘出し、Nissl染色標本を作成し、組織学的に嗅内皮質の破壊を確認できたラットおよび対照ラットにて、上記のDA神経伝達関連行動の出現量の比較を行った。結果として、傷害群(n=23)の左側嗅内皮質では神経細胞の脱落、グリア細胞の増殖を認めた。術後2週においては傷害群の探索運動量は対照群(n=18)と比較して有意な変化は認められなかったが、術後4週においては傷害群の探索運動量は増強される傾向が認められた(P=0.06)。

傷害群のMAP誘発性移所運動量は対照群と比較して、術後2週においては有意な変化は認められなかったが、術後4週において有意に増強された(P=0.02)。なお、MAP誘発性常同行動については、Costall's scale(1972),sniffing,head movement,vertical movement(Ujike et al.1990)のいずれの指標についても、術後2および4週において傷害による有意な変化は認められなかった。以上の結果は、ストレスに対する中脳辺縁系DA活動の反応性が、思春期に左側嗅内皮質破壊を受けたラットにおいて増強されることを示すものであり、DA伝達異常が示唆されている精神疾患における精神病症状発現の病態解明に有用であると考えられた。また、驚愕反応測定装置を用いて、startle magnitudeやprepulse inhibitionも測定を始めたところである。Prepulse inhibition(PPI)は人でも動物でも生じるが、精神分裂病(分裂病)患者ではPPIの減弱が起こることが知られている。われわれは、分裂病モデル動物として嗅内皮質傷害ラットを用いて検討してきた。今回は嗅内皮質傷害ラットにおいて、分裂病患者でみられるようなPPIの減弱が起こるかどうかを検討した。方法については、6週齢のWister系雄性ラットを購入し、Ope前日に驚愕反応測定装置により傷害前のPPIを測定した。7週齢時に左側嗅内皮質を傷害したが、その方法はラットを脳定位装置に固定し、infusion pumpにて左側嗅内皮質に100nmolのキノリン酸(0.5μ1リン酸緩衝液に溶解)を注入した。同様に0.5μ1リン酸緩衝液のみを注入したラットを作成し左側対照群とした。傷害群と対照群ともにさらに2群に分け、1群は1匹だけisolateして飼育し、もう1群は2匹をpairにして飼った。傷害4週間後、驚愕反応測定装置により、PPI値を再測定した。その後、断頭して脳を摘出し、Niss1染色標本を作成し、組織学的に嗅内皮質の破壊を確認した。その結果、Ope前のPPI値のは、Isolate傷害群(n=11)81.4±5.2、Pair傷害群(n=11)81.6±6.0、Isolate対照群(n=11)81.6±5.5、Pair対照群(n=10)81.3±4.0と各群間に有意差はなかった。しかし、Ope4週間後の測定では、Isolate傷害群56.1±25.3、Pair傷害群71.4±15.2、Isolate対照群77.7±4.8、Pair対照群82.2±6.1と各群間で有意差が認められた(ANOVA)。左側嗅内皮質傷害により、分裂病患者でみられるようなPPIの減弱が認められ、さらに、Pairで飼育した群よりもIsolateした群でその傾向が強かった。これは、Isolateした環境が、PPI値にも影響を及ぼしたものと考えられ、分裂病の発症に環境因が関与することとも関連する所見と考えられた。今後は、右側の傷害も行い、さらに抗精神病薬の投与によりPPIの減弱が予防できるかどうかも検討する予定である。
効率性分析の応用による環境負荷要因を考慮した経済成果指標の開発

本研究では全要素生産性の計測において、環境負荷要因を考慮する方法について研究した。このため、環境負荷要因の排出を望ましくないアウトプットとみなし、所与のインプットの下で生産可能な望ましいアウトプットと抑制可能な望ましくないアウトプットの間の技術的関係をモデル化した。このモデルを用いれば、環境負荷要因の存在を考慮したHicks-Moorsteen-Bjurek生産性指数を計測できる。こうした方法の有用性を示すため、わが国電気事業のデータによる実証研究を行い、環境負荷を調整した全要素生産性とSO_2,CO_2のシャドー価格を計測した。本研究で開発した方法はまた、環境負荷要因が存在する場合の規模の経済性、範囲の経済性の検証にも応用することができる。平成20年度は、HMB (Hicks-Moorsteen-Bjurek)生産性指数に環境負荷要因としての負のアウトプットを導入し、生産性要因分解分析の方法について理論的な検討を行った。この結果、生産性変化率の要因分解として、技術進歩要因、規模効果要因、効率性要因に加え、負のアウトプット要因を含めて分析することが可能になった。さらに、負のアウトプット要因の生産性に対する影響は、負のアウトプットの数量変化と負のアウトプット1単位あたりの生産性変化の積に分解でき、技術進歩によって環境負荷制約が軽減される様子を定量的に評価できる。データの整備は、わが国都道府県別の距離関数の推定に必要なインプット(資本、労働)と通常のアウトプットとしての実質GDP、および負のアウトプットとしての一般廃棄物、また電気事業者の距離関数の推定に必要なインプット(資本、労働、燃料)と通常のアウトプットとしての発電電力量、負のアウトプットとしての集計環境負荷指標を中心に行った。距離関数の推定については、最尤法による確率フロンティア関数の推定プログラムと、DEAによる計測のための線形計画法のアプリケーションを整備した。平成21年度は環境フロンティアを計測するための距離関数モデルを用いた分析について、新しい方法を開発した。この方法を用いれば、非効率(生産フロンティアからの乖離)を許容しながら規模の経済性と範囲の経済性をテストすることができる。この結果については、2009年6月にピサ大学(イタリア)で開催された欧州生産性及び効率性分析ワークショップで報告した。また、わが国9電気事業者について、環境フロンティアを計測するために必要な環境負荷物質排出量のデータベースを整備した。予備的な作業として、火力発電部門(1981-2007年)を対象に負のアウトプットを含まない距離関数モデルを推定し、燃料生産性(発電電力量/燃料消費量)を計測した。環境負荷物質の排出量は燃料消費量にほぼ比例するとみなされることから、燃料生産性は環境効率の近似指標になっているといえる。さらに、推定された距離関数モデルに基づき、燃料生産性の要因分解分析を行った。すなわち、燃料生産性を、要素代替、技術進歩バイアス、効率性変化、規模の経済性、非ホモセティシティの諸要因に分解した。その結果、最近の燃料生産性の向上は、燃料価格の上昇に伴う要素代替の効果と共に効率性の向上が貢献しており、2000年以降実施されてきた段階的な規制緩和と競争導入の政策的効果が現れている可能性が示唆される。本年度は前年度までの作業で開発した分析法を用い、日本の電気事業の火力発電部門(9電力会社,1981-2007年)について環境負荷要因を考慮した生産性分析を行った。このため、火力発電の発電電力量を正のアウトプット、環境負荷要因であるSO_2,NO_x,CO_2を負のアウトプットとみなし、所与のインプット(資本,労働,燃料)から生産される両者の技術的関係(エコ生産フロンティア)を、トランスログ型アウトプット距離関数として定式化して推定した。この推定結果に基づいて得られたHicks-Moorsteen-Bjurekタイプの生産性指数を、技術進歩要因、効率性要因、規模要因と環境負荷要因に分解し、環境負荷を調整した新たなパフォーマンス指標としての純全要素生産性を計測した。その結果、これまで生産性分析で明示的に考慮されてこなかった環境負荷要因が、生産性に無視できない影響を及ぼしていることが明らかになった。また、エコ生産フロンティアの適用可能な分析の範囲を拡げるため、前年度までの研究で距離関数を用いた範囲の経済性の分析法を開発した。本年度においては、この方法を高等教育(日本の1999年と2004年における218私立大学)における教育と研究の間の範囲の経済性の分析に適用し、両者の間に範囲の経済性が存在することを明らかにした。この結果、エコ生産フロンティアを用いて、規模の経済性や範囲の経済性と環境負荷要因の間の関係を定量的に分析することが可能となった。
日本人中年男性における赤血球膜脂肪酸組成と潜在性動脈硬化症に関する疫学研究

魚介類に含まれるn-3系多価不飽和脂肪酸の動脈硬化抑制作用を明らかにするため、より長期的なn-3系多価不飽和脂肪酸摂取量を反映する生化学的指標、赤血球膜脂肪酸組成により動脈硬化症との関連を、地域における40-50歳代の一般人男性260人において検討した。赤血球膜脂肪酸組成の標準偏差の値は血清の値と比較して小さく、より安定した状態を反映している可能性が示唆された。日本人中年男性においては、赤血球膜のn-3系多価不飽和脂肪酸は冠動脈石灰化と明らかな関連を認めなかった。我々は平成13年度から平成16年度に基盤研究(A)(研究代表上島弘嗣)において40歳代の日本人男性地域住民300人を対象として潜在性動脈硬化症の疫学調査を行った。これは滋賀医科大学、米国ハワイ大学およびピッツバーグ大学が共同で行うERAJUMP研究の一部である。そして平成20年度より先の調査参加者を対象に潜在性動脈硬化症進展度を明らかにするための追跡調査ERAJUMP2を行っており平成22年度内に追跡調査を終了する予定である。本申請課題ではこの追跡調査ERAJUMP2の参加者を対象にして、赤血球膜脂肪酸組成と潜在性動脈硬化症の関連を明らかにする。H21年度は平成20年度より開始した動脈硬化度追跡調査ERAJUMP2を継続し合計240症例の調査を終了した。また、採取、凍結・保存した検体の一部、約100検体(第1便)を赤血球膜脂肪酸組成測定用に米国に輸送した。H22年度は前年度に引き続き凍結・保存した検体を更に約100検体(第2便)を米国に輸送する。凍結検体(合計200検体)からの赤血球膜脂肪酸組成測定結果に、ERAJUMP2で収集した潜在性動脈硬化度や血圧、身体計測、一般血液化学検査結果を統合し、本申請課題で用いる解析用データセットを確定し、解析を開始する。本年度は、米国の共同研究施設での検体測定、打ち合わせや成果発表のため訪米する予定である。本研究課題では魚介類に含まれるn-3系多価不飽和脂肪酸の動脈硬化抑制作用を明らかにするため、より長期的なn-3系多価不飽和脂肪酸摂取量を反映する生化学的指標、赤血球膜脂肪酸組成により動脈硬化症との関連を検討する。そして平成20年度より先の調査参加者を対象に潜在性動脈硬化症進展度を明らかにするための追跡調査ERAJUMP 2を行っている。本申請課題ではこの追跡調査ERAJUMP 2の参加者を対象にして、赤血球膜脂肪酸組成と潜在性動脈硬化症の関連を明らかにするものである。平成20年度より開始した動脈硬化度追跡調査ERAJUMP 2は平成22年度内に合計260症例の調査を終了した。採取し凍結・保存した検体を米国に輸送し、赤血球膜脂肪酸組成測定を行った。赤血球膜脂肪酸組成の測定結果にERAJUMP 2で収集した潜在性動脈硬化度や血圧、身体計測、一般血液化学検査結果を統合し、本申請課題で用いる解析用データセットを確定した。今後、対象者の年齢層を広げて再度検討する必要がある。今後、頸動脈硬化症の評価ができ次第、赤血球膜脂肪酸組成との関連を検討することとする。
燃料デブリの運動挙動に関するメゾスケール解析手法の開発

高速炉における過酷事故(炉心損傷事故)において、事故後の長期の崩壊熱除去過程を支配する要因として重要な燃料デブリの運動挙動に着目し、その流体力学的な基本特性を評価するための数値シミュレーションコードを粒子法に基づくメゾスケール解析手法として開発した。さらに、固体粒子ベッドにおける固気液三相流挙動を模擬した小規模な実験を実施し、実験結果に基づいて開発手法の基本的妥当性を検証した。本研究では、高速増殖炉における炉心損傷事故において、事故後長期の崩壊熱除去過程を支配する要因として重要な燃料デブリの運動挙動に着目し、その基本特性を評価するための数値解析コードを粒子法に基づくメゾスケール解析手法として開発する。さらに、「燃料デブリベッドのセルフレベリング挙動」を支配する素現象に着目した基礎的な検証実験を実施し、開発手法の基本的妥当性を検証するとともに、実機安全評価への反映方法について検討する。平成22年度は、有限体積粒子法を基本とした粒子法流体解析コードをベースに、デブリベッド運動を支配する素現象の数値シミュレーションに適用可能な解析コードとして固体粒子を含む固気液三相流を扱う基本解析コードを開発した。さらに、固体粒子間の相互作用モデルとして広く用いられるDEM(個別要素法)の導入について検討進め、各種の実験解析等によって開発した基本解析コードの物理モデル及び計算アルゴリズムについて機能の妥当性を確認した。また、開発した基本解析コードの検証データを取得するため、水プール中の模擬デブリ層(固体粒子層)内にガスを吹き込み、セルフレベリング挙動を支配する素現象である固気液三相流の流動様式を可視化するための実験装置を製作し、予備実験を実施した。その結果、固体粒子径、固体粒子密度、ガスの吹き込み速度等を実験パラメータとし、高速度ビデオで撮影・記録した可視化データから固体粒子層からの気泡離脱頻度、離脱気泡径等の定量データを取得することについて見通しを得た。本研究では、高速増殖炉における炉心損傷事故において、事故後長期の崩壊熱除宏過程を支配する要因として重要な燃料デブリの運動挙動に着目し、その基本特性を評価するための数値解析コードを粒子法に基づくメゾスケール解析手法として開発する。平成23年度は、有限体積粒子法を基本とした固気液三相流を扱う基本解析コードに固体粒子間の相互作用モデルとして広く用いられるDEM(個別要素法)を導入し、固気液三相流解析の拡張解析コードとして整備するとともに、既往実験の解析によって拡張解析コードの物理モデル及び計算アルゴリズムについてその基本機能を確認した。また、検証実験については、液相(シリコンオイル)中の模擬デブリ層(ガラス粒子層;粒子直径0.8mm)内における単一気泡(直径約20mm)の運動挙動を可視化する実験を実施し、セルフレベリングを支配するメゾスケール挙動に対する拡張解析コードの基本的な妥当性を検証するための実験データ(気泡速度、気泡形状)を取得した。さらに、拡張解析コードを用いた実験解析を実施し、その基本機能について確認した。その結果、固液相間の相互作用に起因して流体運動に支配的となる固液二相流の実効粘性を解析に考慮することで、実験で測定された固気液三相流中における単一気泡の運動挙動の特性を適切に再現することが明らかとなった。本研究では、高速増殖炉における過酷事故(炉心損傷事故)において、事故後長期の崩壊熱除去過程を支配する要因として重要な燃料デブリの運動挙動に着目し、その固気液三相流の流動様式などの基本特性を評価するための数値解析コードを計算科学的手法(粒子法)に基づくメゾスケール解析手法として開発した。さらに、「燃料デブリベッドのセルフレベリング挙動」を支配する素現象に着目した基礎的な検証実験を実施し、開発手法の基本的妥当性を検証するとともに、実機安全評価への反映方法について検討した。平成24年度は、昨年度に引き続き、液相(シリコンオイル)中の模擬デブリ(ガラス粒子;直径0.9mm)層内における単一気泡(直径約20mm)の運動挙動を可視化する実験を実施し、セルフレベリングを支配するメゾスケール挙動に対する固気液三相流コード検証のための実験を実施した。今年度は、これまでに実施した実験を拡張し、模擬デブリ層表面での固体粒子及び気泡運動の相互作用挙動等に着目し、高速度ビデオで撮影・記録した可視化データから解析結果と比較可能な検証データ(気泡速度、気泡形状)を取得した。また、昨年度までに開発した有限体積粒子法を基本とした固気液三相流解析コードに固体粒子間の相互作用モデルとして広く用いられるDEM(個別要素法)を導入した拡張解析コードを用い、検証実験を対象とした解析を実施した。その結果、固液相間の相互作用に起因して流体運動に支配的となる固液二相流の実効粘性あるいは固体粒子ー流体間抗力のモデル化が固液二相流中の気泡運動挙動及び模擬デブリ層表面からの気泡離脱挙動を適切に再現する上で重要であることが明らかとなった。

これにより、燃料デブリベッドのセルフレベリング挙動を支配するメゾスケール現象の数値シミュレーションにおいて適切なモデル化手法を提案した。検証実験については、当初の研究計画とは異なる手法、条件で実施したが、開発コードの検証データを取得する目的に沿った実験データを取得することができた。解析コード開発及び実験に基づく検証解析は、おおむね当初の研究計画通りに実施した。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題で進める解析コードの開発と検証の過程で、固体デブリ層内でのメゾスケールでの基本的な気泡挙動に対する検証性の向上が必要であることが分かった。このため、検証実験については、当初の研究計画とは異なり、固体粒子層内での単一気泡運動の基本挙動に着目した手法、条件で実施することで対応することとした。今後は、この検証実験に基づいて、開発する解析コードの最適化・高度化を進め、燃料デブリベッドのセルフレベリング特性を支配するメゾスケールでの多相流挙動を明らかにする。
仮骨延長術におけるエピジェネティック修飾による骨再生促進法の確立

頭蓋顎顔面変形症に対して、申請者らが世界に先駆けて行ってきた仮骨延長法は多くの患者に福音をもたらしてきた。仮骨延長法は細胞生物学的には0.5-1.0mm /日程度の緩徐持続的な伸展刺激により、軟部組織を含む細胞増殖と細胞外基質産生による組織の再生統合が行われるという特徴を持つ。しかし、現在でも仮骨形成不全による長い保定期間と延長後の後戻りが問題で、仮骨形成を促進する方法が求められている。実際には瘢痕化などで乏幹細胞状態にあり骨新生が遅延することも多い。我々はこの問題に対し脂肪組織から採取される細胞の移植が解決の糸口になると考えている。脂肪組織は低侵襲に大量の細胞を分離できるため再生医療の細胞供給源として有望である。脂肪組織からは2種類の細胞を採取可能である。1つはコラゲナーゼ処理の後の遠心分画から採取される脂肪組織由来幹細胞で、もう1つは浮遊分画から採取される天井培養由来前駆脂肪細胞である。分化誘導刺激を加える前は脂肪組織由来幹細胞と天井培養由来前駆脂肪細胞ともに線維芽細胞様の形態をしている。両者がもつ骨分化能ポテンシャルの違いをみるため7週間の長期継代後に骨分化誘導刺激を行ったところ、天井培養由来前駆脂肪細胞の方が脂肪組織由来幹細胞と比べて高い骨分化能を保持していることが明らかになった。継代を超えて維持される骨分化ポテンシャルの違いを産むメカニズムについてエピジェネティクスの違いがあるとの仮説をたて検証を行った。DNAにおいてシトシン(C)とグアニン(G)が並ぶ部位におけるシトシンメチル化はmRNAへの転写を抑制することが知られている。天井培養由来前駆脂肪細胞と脂肪組織由来幹細胞との間において骨分化関連遺伝子のプロモーター領域におけるCpGメチル化に有意な違いがあることが明らかになった。移植前検討として脂肪組織由来細胞各種の骨分化能の違いがあることが明らかに出来た。その基盤として継代を超えて維持されるエピジェネティクスの違いがることを実証できたため。脂肪組織由来細胞の骨分化関連遺伝子のエピジェネティクスのうちメチル化について解析が行えた。エピジェネティクスは他にもメカニズムがあるため、それらが骨分化能の違いにどのように関与しているかを明らかにする。仮骨延長法は細胞生物学的には0.5-1.0 mm /日程度の緩徐持続的な伸展刺激により、軟部組織を含む細胞増殖と細胞外基質産生による組織の再生統合が行われるという特徴を持つ。仮骨延長部における緩徐な伸展刺激による骨再生は、多種多様な細胞の増殖と分化が同時発展的に進行する複雑な過程である。骨新生が速やかに行われるため細胞増殖と分化、骨新生、血管新生などが調和して進行に必要な細胞群が十分に供給されることが求められる。ところが、実際には瘢痕化などで乏幹細胞状態にあり骨新生が遅延することも多い。移植前検討としてヒト細胞を用いて骨分化能を検討したところ、長期継代後も天井倍由来前駆脂肪細胞の方が高い骨分化能を維持していた。また、多種の骨分化誘導培地に対する反応を検討したところ、脂肪組織由来幹細胞と天井培養由来前駆脂肪細胞は似た傾向を示した。すなわち、両者は共通の性質を持つ一方で、長期継代後も差違を保持していることが明らかになった。移植前検討としてヒト皮下脂肪組織から採取される2種類の細胞の骨分化能を検証できた。また、多種の分化誘導刺激に対する反応性を明らかにできた。

両者がもつ骨分化能ポテンシャルの違いをみるため7週間の長期継代後に骨分化誘導刺激を行ったところ、天井培養由来前駆脂肪細胞の方が脂肪組織由来幹細胞と比べて高い骨分化能を保持していることが明らかになった。継代を超えて維持される骨分化ポテンシャルの違いを産むメカニズムについてエピジェネティクスの違いがあるとの仮説をたて検証を行った。DNAにおいてシトシン(C)とグアニン(G)が並ぶ部位におけるシトシンメチル化はmRNAへの転写を抑制することが知られている。天井培養由来前駆脂肪細胞と脂肪組織由来幹細胞との間において骨分化関連遺伝子のプロモーター領域におけるCpGメチル化に有意な違いがあることが明らかになった。移植前検討として脂肪組織由来細胞各種の骨分化能の違いがあることが明らかに出来た。その基盤として継代を超えて維持されるエピジェネティクスの違いがることを実証できたため。ヒト皮下脂肪組織から採取される細胞が性質の違いを保持する機構を明らかにする。移植前検討して骨分化に関連する遺伝子のエピジェネティクス状態を比較解析する。脂肪組織由来細胞の骨分化関連遺伝子のエピジェネティクスのうちメチル化について解析が行えた。エピジェネティクスは他にもメカニズムがあるため、それらが骨分化能の違いにどのように関与しているかを明らかにする。ヒト脂肪組織由来の培養細胞が安定して運用できる様になり、細胞樹立に要する経費が減少できたた為。細胞性質のより詳細な分子生物原解析に使用する予定である。細胞培養が順調に進んだため予定よりも消耗品の購入が少なく済んだ。次年度は細胞機能解析、細胞移植実験に用いる計画である。