hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生活保護被保護世帯・低所得世帯の住宅状況と居住水準に関する研究

本研究では、都市部における被保護世帯および低所得層の住宅水準と家賃について調査を実施し、彼らが置かれている居住環境について考察し、居住保障の観点から、低所得層に対する住宅施策あるいは社会福祉施策上の課題を分析した。まず、生活保護被保護世帯を含む低所得層の住宅状況の全体像を把握するために、関連書籍・資料を収集し、データを整理し、以下の調査を実施した。1.東京都区が実施している「ホームレス地域生活移行支援事業」によって、東京都立戸山公園からアパートに移行した世帯について、生活サポートを実施しているNPO団体の協力を得て、移行先のアパートの状態を調査した。2.大阪市と大阪市西成区保健福祉センターの協力を得て、大阪市西成区の60歳以上の高齢居宅生活保護者1,245名を対象に調査を行なった。3.既存の統計の解析などによる、生活保護被保護世帯および低所得世帯の住宅状況の全体像、および、民間賃貸住宅や公営住宅の家賃動向の把握を行い、現行の住宅扶助基準と比較検討を行った。これらのデータを電子住宅地図に落とし、その分布を整理した。4.大阪就労福祉居住問題研究会の協力を得て、ホームレス状態から生活保護などにより住宅を得た人の全国実態調査から、住宅状況についてのデータを取り出し、分析した。5.生活保護施設やホームレス等住宅困窮層が利用する施設基準を整理し、施設水準との比較から、住宅困窮層のための住宅の居住水準について考察した。東京や大阪などの都市部では、住宅困窮層を対象とする住宅市場が出現している。これらの住宅は、当初から生活保護受給者を対象とし、敷金や保証人を不要とすることによって、被保護者の住宅の確保を容易にしており、従来施設保護しか適用されなかった人にも居宅の道を開いているが、一方、住宅の居住水準は著しく低位である。社会保障の観点からも、住宅行政と生活保護行政の双方から居住水準の向上に向けたアプローチが必要である。生活保護被保護世帯を含む低所得層の住宅状況の全体像を把握するために、関連書籍・資料を収集し、データを整理した。今年度はこれに加えて、以下の2つの調査を実施した。(1)東京都区が実施している「ホームレス地域生活移行支援事業」によって、東京都立戸山公園からアパートに移行した221世帯(夫婦6世帯、親子1世帯を含む)のうち、203世帯(夫婦6世帯、親子1世帯を含む)について、生活サポートを実施しているNPO団体の協力を得て、移行先のアパートの状態を調査した。「ホームレス地域生活移行支援事業」の利用者のうち、34割は生活保護の対象と見込まれている。最低居住水準と比較すると、中高齢単身世帯の基準である25m^2を満たしているのは8世帯であり、単身世帯基準で見ても18m^2をクリアしているのは40世帯に過ぎなかった。設備については、トイレ専用が54%、風呂専用が24%で、専用の流し台・トイレ・風呂を備えた住宅に移行した世帯は48世帯であった。(2)大阪市と大阪市西成区保健福祉センターの協力を得て、大阪市西成区の60歳以上の高齢居宅生活保護者1,245名を対象に調査を行なった。設備条件と居住室の広さによって最低居住水準を満たしているかどうかを確認したところ、水準を満たしているのは11%であり、約半数は広さも設備条件も最低居住水準を満たしていないことが明らかとなった。また、敷金や保証人問題が住宅確保の上で大きな負担となっており、敷金や保証人が不要な住宅を選好するために、結果として広さや設備条件が悪くなっている状況がみられた。

一方、住宅扶助額が住宅の質や状態に関係なく家賃の実額として固定化しているため、居宅保護者を対象とする住宅の家賃が上方に硬直化している傾向が観測できた。昨年度の調査から、(1)東京都区が実施している「ホームレス地域生活移行支援事業」の移行先の住宅水準が低位であること、(2)大阪市西成区の60歳以上の高齢居宅生活保護者の住宅水準が低位であり、住宅扶助額が居宅保護者を対象とする住宅の家賃を住宅の質や状態に関係なく上方に硬直化させていること、がわかった。今年度は、既存の統計の解析などによる、生活保護被保護世帯および低所得世帯の住宅状況の全体像、および、民間賃貸住宅や公営住宅の家賃動向の把握を行い、現行の住宅扶助基準と比較検討を行った。これらのデータを電子住宅地図に落とし、その分布を整理した。また、大阪就労福祉居住問題研究会の協力を得て、ホームレス状態から生活保護などにより住宅を得た人の全国実態調査から、住宅状況についてのデータを取り出し、分析した。さらに、生活保護施設やホームレス等住宅困窮層が利用する施設基準を整理し、施設水準との比較から、住宅困窮層のための住宅の居住水準について考察した。民間賃貸住宅の家賃については、住宅・土地統計調査などから地域差が大きいことが明確である。また、同一都道府県内でも地域格差がある。これらの状況は、全国実態調査のデータからも裏付けられた。23特別区内や大阪市などでは、平均値をベースとした家賃算定を満たす住宅は少数であり、また住宅扶助限度内の住宅は質や状態の点で問題があることが明らかになった。敷金や共益費負担など、現行の住宅扶助費でカバーされていない住宅関連費の金額にも地域や場所によって大きな開きがある。保証人など、金銭的保障だけではカバーしにくい問題についての対応も、必要である。施設水準については、高齢者や障害者等を対象とした施設と比較して、低所得層やホームレス等の住宅困窮者が利用できる生活保護施設等は、その水準が非常に低位であり、施設基準の見直しも今後の課題といえる。
空間統計臓器モデルと超画素値空間モデルに基づく高精細画像理解と胸部CTへの応用

本研究では主に次の二つの研究項目を進めた:A.空間統計解析に基づく臓器モデルとモデルマッチング法との融合による高精度画像理解,B.カーネル法に基づく超画素値空間における正異常構造のモデリングによる高精度画像理解.項目Aでは,臓器各部の種類の異なる構造特徴を統一的に表現し,その統一表現された特徴を主成分分析することによって統計解析する手法を開発した.またその統計解析の結果を病巣・臓器モデルを基底する確率分布のパラメータに反映させることによって,従来の(統計情報を使っていない)手法よりも高精度に病巣を認識する手法を開発した.この手法の特色は,空間統計臓器モデルを用いて対象臓器の大局解剖学的知識を計算機内に具象化し,またマッチングモデルを用いて局所的画像情報を定量化・集約化し,さらにそれらをリンクし,知識と画像情報との関係を捉えることによって,高精度な画像理解を実現するハイブリッドな手法である点にある.また項目Bでは,病巣候補陰影をその大きさや種類によって分類した後に,画素値そのものを特徴とするサポートベクターマシンを用いることによって高精度に病巣認識を行う手法を開発した.また画素値を質量とみなし,その重心や慣性モーメントを基準に陰影の形状を解析し,さらに機械学習による陰影分類を適用することによって病巣陰影を認識する手法を開発した.この手法の特色は,カーネル法に基づき高次元空間への情報拡張を行い,その空間において最適識別面の設計を行うことによって情報喪失を最後まで回避することができる点にある.これらの手法を胸部X線CT画像から肺がんを自動検出する問題に適用し,検出精度の向上を確認した.本研究では主に以下の2項目について研究をすすめ,成果が得られたので報告する.健常者の胸部X線CT画像から肺臓器領域を抽出し,さらに肺血管(動脈と静脈)領域を抽出し,その肺血管領域の肺臓器各所における大きさ(半径)を統計解析することによって,肺臓器モデルを構築した.この肺臓器モデルの統計値を,従来から我々が開発を進めているモデルマッチング法の血管モデルの確率分布のパラメータとして利用することによって,より高精度に肺結節(がん)を検出する画像理解手法を開発した.実症例画像98症例に適用し,一症例あたりの偽陽性数(非がん陰影をがん陰影と間違えて認識した数)を従来手法の14.3個から6.9個に減少させることができ,精度向上を確認した.胸部X線CT画像に,同心円領域内画素値のクラス間分散を指標値とする検出フィルタを適用することで肺がん陰影の初期候補を検出し,得られた候補陰影を含む関心領域内の全ての画素値自身を特徴量とし,サポートベクターマシンなどの機械学習の枠組みで学習と認識を行う手法を開発した.この研究では肺結節に比べ,偽陽性陰影の数が圧倒的に多いことや,肺結節陰影には直径30mmを超えるものから4mmに満たないものまで様々であることなどを考慮した前処理を導入することで精度向上を実現している.実症例画像85症例に適用し,真陽性率90%のときの一症例あたりの偽陽性数を13個程度にするなどの成果を得た.上記の研究について,英語論文1件,日本語論文1件,国際会議発表2件,国内会議発表2件などを行った.本研究では主に次の二つの研究項目を進めた:A.空間統計解析に基づく臓器モデルとモデルマッチング法との融合による高精度画像理解,B.カーネル法に基づく超画素値空間における正異常構造のモデリングによる高精度画像理解.項目Aでは,臓器各部の種類の異なる構造特徴を統一的に表現し,その統一表現された特徴を主成分分析することによって統計解析する手法を開発した.またその統計解析の結果を病巣・臓器モデルを基底する確率分布のパラメータに反映させることによって,従来の(統計情報を使っていない)手法よりも高精度に病巣を認識する手法を開発した.この手法の特色は,空間統計臓器モデルを用いて対象臓器の大局解剖学的知識を計算機内に具象化し,またマッチングモデルを用いて局所的画像情報を定量化・集約化し,さらにそれらをリンクし,知識と画像情報との関係を捉えることによって,高精度な画像理解を実現するハイブリッドな手法である点にある.また項目Bでは,病巣候補陰影をその大きさや種類によって分類した後に,画素値そのものを特徴とするサポートベクターマシンを用いることによって高精度に病巣認識を行う手法を開発した.また画素値を質量とみなし,その重心や慣性モーメントを基準に陰影の形状を解析し,さらに機械学習による陰影分類を適用することによって病巣陰影を認識する手法を開発した.この手法の特色は,カーネル法に基づき高次元空間への情報拡張を行い,その空間において最適識別面の設計を行うことによって情報喪失を最後まで回避することができる点にある.これらの手法を胸部X線CT画像から肺がんを自動検出する問題に適用し,検出精度の向上を確認した.
キレート化導入法を用いたステンレス鋼の局部腐食に対する新規腐食抑制技術の構築

ステンレス鋼上で発生した局部腐食では、腐食部内部と外部に生じる電位差によって腐食部内部への陰イオンの泳動が生じる。鋼材から溶出した金属イオンの一部は局部腐食の進展を抑制するとされている。通常、金属イオンは陽イオンであるため、腐食部内部へ泳動することはなく、環境中へ添加することによって腐食部内部へ導入し、腐食抑制作用を得ることは困難である。そこで、本研究では金属イオンをキレート化し、陰イオンとすることによって環境中から腐食部内部へ金属イオンを導入する。腐食部内部へ泳動した金属イオンの腐食抑制機構を解明することで、新規腐食抑制剤開発の指針を得ることが期待される。
セレノプロテインＰが糖代謝異常に寄与するメカニズムの縦断的な解明

セレノプロテインPは肝から分泌され、抗酸化作用、すなわち組織保護的作用を有するホルモン様物質であるが、筋肉に作用し、運動の効果や運動耐容能を減弱させる働き、すなわち「運動抵抗性」を誘発するものとして最近注目が集まっている。本研究は、中年期の血清セレノプロテインPと糖・脂質代謝マーカーとの横断的な関連、追跡期間中の運動習慣の変化、糖尿病発症との関連をコホート的に解析し、また、高齢期におけるセレノプロテインPと肝臓の脂肪量、サルコペニアとの関連を調べることによって、運動の効果や運動耐容能の個人差の起こるメカニズム、糖・脂質代謝異常の病態形成の機序を明らかにすることを目指している。
火星隕石中カンラン石に含まれるナノパーティクルの物質科学的研究

本研究では火星隕石試料の透過型電子顕微鏡観察とカンラン石の衝撃実験によるナノパーティクル形成の再現とを並行して行った。以前の研究成果から火星隕石中のカンラン石の着色の要因と考えられている鉄鉱物のナノパーティクルには複数の鉱物種が存在することがわかっていた。新たに火星隕石NWA1950について詳細な観察を行った結果、この隕石のカンラン石に含まれているナノパーティクルの鉱物種はヘマタイトと同定された。しかしながら電子顕微鏡試料作成に用いた集束イオンビーム(FIB)によって金属鉄のナノパーティクルが二次的に酸化された可能性が指摘され、隕石に含まれているナノパーティクルの鉱物種を断定することはできないという結論に至った。以前に観察を行った試料についても同様のFIBの影響があると考えられるため、この観察においては試料作製法を慎重に選択する必要がある。NWA1950中のナノパーティクルの分布について調べた結果、ナノパーティクルは幅200-500nmの筋の内部に偏在していることが明らかになった。この筋はナノスケールの微小なカンラン石結晶で構成されていることから、火星表面へ隕石が衝突した際の衝撃時によってカンラン石の一部が再結晶してできたと考えられる。火星隕石NWA2737にも同様の筋構造が見られるが、ナノパーティクルは筋の外部に偏在しており、NWA1950とは対照的である。以前の衝撃実験では粉末試料を用いていたが、想定される火星表面での衝突により近い条件を目的とし、岩石試料を用いた実験を行った。回収試料は現在解析中である。また、詳細な磁化測定を目的としたカンラン石単結晶の衝撃実験も準備中である。
脳スライス培養によるiPS細胞由来神経幹細胞及び腫瘍幹細胞の動態解析

申請者らは、ヒト悪性神経膠腫に対して、ヒトinduced pluripotent stem cell (iPS細胞)由来のNeural stem cell (NSC)をcellular delivery vehicleとして用いた自殺遺伝子治療を行い、著明な効果を挙げた。今後の課題に、「NSCの長期にわたる生体内での挙動」「治療抵抗性の原因となっているヒトグリオーマ幹細胞の生体内での挙動」及び「自殺遺伝子治療におけるバイスタンダー効果のライブイメージング化による抗腫瘍効果の評価」を挙げている。脳スライス培養法により、脳内に近い細胞構築を保ちつつ、長期間の観察をすることが可能となった。申請者らは移植細胞を可視化することで、上記課題の解決に努める。生体内での幹細胞の挙動を明らかにすることは、脳腫瘍に対する治療のみならず、あらゆる疾患に対する幹細胞を用いた再生医療を飛躍的に促進させる可能性がある。患者検体より樹立したヒトグリオーマ幹細胞株(hG008)に、ffLuc発現レンチウイルスベクター(CSII-EF-ffLuc)を感染させ、セルソーターによるクローンソートを行い、ffLucが安定高発現するhG008細胞株を得ることに成功した。ヒトiPS細胞由来NSCの可視化には、Humanized Kusabira-Orange(hKO1)蛍光タンパク質遺伝子を用いた。CSIV-EF-HSV1tk-IRES2-hKO1レンチウイルスベクターを用いて、HSVtk-hKO1発現ニューロスフェアを作製した。こうして脳切片培養上で、「赤」「緑」の2色で可視化することに成功した。右線条体にU87-ffLuc移植後7日目に、その上方1mmにNSC-hKO1移植を試みたが、盲目的な操作のため、計画していた位置にNSC-hKO1を移植する事は容易ではなく、条件検討にやや時間を要したが、最終的には達成し再現性も確認した。その後、非灌流下で断頭しVibratomeで200μm厚の脳切片を作成し、Sterile porous insert membranesにのせ、共焦点レーザー顕微鏡で7日間観察した。その結果、コントロール(U87なしで線条体にNSC-hKO1を移植)に比して、明らかにNSCの脳内遊走は良好で、U87の腫瘍上方から腫瘍内に入り込む様子をリアルタイムに撮影することに成功した。hG008は脳内でびまん性の浸潤を示し、腫瘍塊を示さなかったため、腫瘍移植部位と同一部位にNSC-hKO1を移植した。その結果、局所に移植されたNSC-hKO1は明らかに末梢に浸潤したhG008細胞まで遊走していき、Cellular delivery vehicleとしての有用性が示唆された。まず、U87-ffLuc及び、hG008-ffLucへのNSC-hKO1の遊走性・指向性の再現性を得る。さらにより遊走性を明瞭にするために、対側にU87-ffLuc及びhG008-ffLucを移植し、NSCを脳梁上で遊走させる系を樹立する。さらに、最終的には、NSCが腫瘍に到達したところで、ガンシクロビルを投与し、bystander効果による抗腫瘍効果を確認する。腫瘍のサイズ及び、NSCの移植細胞数を変えることで、bystander効果の及ぶ範囲等も定量解析する予定である。

その結果、コントロール(U87なしで線条体にNSC-hKO1を移植)に比して、明らかにNSCの脳内遊走は良好で、U87の腫瘍上方から腫瘍内に入り込む様子をリアルタイムに撮影することに成功した。hG008は脳内でびまん性の浸潤を示し、腫瘍塊を示さなかったため、腫瘍移植部位と同一部位にNSC-hKO1を移植した。その結果、局所に移植されたNSC-hKO1は明らかに末梢に浸潤したhG008細胞まで遊走していき、Cellular delivery vehicleとしての有用性が示唆された。まず、U87-ffLuc及び、hG008-ffLucへのNSC-hKO1の遊走性・指向性の再現性を得る。さらにより遊走性を明瞭にするために、対側にU87-ffLuc及びhG008-ffLucを移植し、NSCを脳梁上で遊走させる系を樹立する。さらに、最終的には、NSCが腫瘍に到達したところで、ガンシクロビルを投与し、bystander効果による抗腫瘍効果を確認する。腫瘍のサイズ及び、NSCの移植細胞数を変えることで、bystander効果の及ぶ範囲等も定量解析する予定である。グリオーマ細胞及びiPS細胞由来神経幹細胞に蛍光タンパク質遺伝子を導入し可視化細胞を作製する事は予定通りであったが、形成した腫瘍塊の上方にiPS細胞由来神経幹細胞を移植し、安定して200μm幅の脳切片を作製することが容易ではなく、再現性の得られるモデル樹立に時間を要したため、脳切片培養によるライブイメージング撮影がU87グリオーマ細胞株及びhG008グリオーマ幹細胞株に対して1度ずつしか施行できなかった。そのため再現性を得るため、次年度に同撮影を繰り返し行う必要がある。また、iPS細胞由来神経幹細胞の指向性は得られたが、より明瞭に定量化するために、脳梁を介して対側に移植する系を予定していたが、これも次年度に行う予定とした。そのため、本年度予定していた撮影代など一部を次年度に繰り越すこととした。
化学系実験研究室の安全管理の国際比較

別添資料として一万字に近い詳細な報告書を作成してあるので,詳しくはそれを参照して頂くことにして,研究成果の概要について以下のように述べる。1990年12月20日に東京を発ち,翌年1月26日に帰国するまでの1ヶ月余りの間,冬休みとして一週間程の休暇以外は忙しく出来るだけ多くの大学を訪間して,化学系実験室(研究室)の設備,安全管理について調べた結果を報告する。まず訪間先は,米国ではスタンフォ-ド大学,クラ-クソン大学,コロンビア大学,エ-ル大学など,英国ではケンブリジ大学,ノッティンガム大学,オランダではライデン大学,ドイツではミュンヘン大学,スイスでツュ-リヒのETH(工科大学),フランスではストラスブルグのパストゥ-ル大学,パリのピエ-ル並びにマリ-キュリ-大学と数多くの大学を廻り,各大学における化学系実験研究室の安全管理について調べて来た。化学系実験研究室は,我が国においては,昨年5月に学術会議の化学研究連絡委員会報告に盛られたように,諸外国の実験研究室と比較して明かに狭溢であること,(実質的に三四倍混んでいる)が問題になったが,それだけでなく,実験室における有害蒸気(たとえばベンゼンの蒸気など)の管理についても,従来殆ど問題になっていなかった各種の物質が発癌性などで,その管理が非常にきびしくなったこともあり,それに備えて各国ではドラフトを増強するなどして設備の充実を計りながら安全並びに環境の保全について努力を拂っている。一方日本においては,国立大学の化学系実験研究室では,「基準面積」の制約もあって,実質的に現実にそぐわない狭さになって来て居り,外国からの留学生も驚く状況になっている。(私学においては一段と更にみじめになっている所が多い・・・特に研究をする先生達の研究室では)たとえば,有機化学の実験室ではアメリカ辺りではドラフトの中で実験するのが常識になっているが,わが国ではそれだけのドラフトもなく,実験台の上で実験がなされている。フランスではベンゼンの蒸気を吸っている人で癌になったということで「職業病」に認定されたこともある位注意して取扱い,設備も改善することが進んでいるが,わが国も当然それに備える努力が強く要望される。さもないと,違法行為が実験室でまかり通ることになるからである。実験室では有害な廃棄物が沢山出て来るので,その管理も年々きびしくなって来るが,実験室内の環境管理(有害蒸気の管理)など,ますますきびしさを増すことは明かで,国としての対応が余りに手遅れにならないように強く要望される次第である。
生物多様性の理解を促す自然史リテラシー涵養プログラムの構築

本研究は、子どもたちに「生物多様性」の理解を促すための環境学習プログラムの開発と、そのプログラムの有効性を明らかにすることを目的とする。本研究では、生物多様性を「生命のつながり」として捉える。過去から現在に至る生命の「縦」のつながりを知る素材として、恐竜等の化石を活用する。一方、身近な生態系の中での生物間および人の営みとの「横」のつながりを理解するために、ジャコウアゲハなどの身近な生物を素材に用いる。そして、それらの素材を基軸にして「生命のつながり」を学ぶプログラムを開発・実践し、長い歴史の結果として現在の自然が存在することを直観できる「自然史リテラシー」を育むことを目指す。平成30年度は、前年度に日本環境教育学会誌へ投稿した論文の査読結果を受けて、論文の修正等に取り組んだ。論文は3月に「環境教育」に掲載された。また、この学習プログラムを学校現場で活用できるようにするため、教職員向けの冊子「ジャコウアゲハから学ぶ生物多様性」を作成した。この冊子の中で、生命の「縦」(時系列)のつながりを理解するために恐竜の話題を取り入れ、中生代白亜紀における被子植物の進化とチョウの出現について解説した。冊子は印刷物だけでなく、兵庫県立大学のホームページにPDFを掲載し、ダウンロードして利用できるようにした。前年度に引き続き、化石を活用した学習プログラムとして、アンモナイト化石を用いたワークショップを兵庫県立人と自然の博物館において実践した。さらに、ジャコウアゲハ以外の新たな学習素材として、両側回遊魚であるアユを指標にした環境学習プログラムの開発に取り組んだ。その教育実践の結果については、日本環境教育学会第29回大会と日本ESD学会近畿地方研究会で発表した。本研究では、過去から現在に至る生命の「縦」のつながりを知る素材として、恐竜化石を活用する。一方、身近な生態系の中での生物間および人の営みとの「横」のつながりを理解するために、ジャコウアゲハを素材の一つとして用いる。これらの素材を用いて「生命のつながり」を学ぶプログラムを開発・実践し、長い歴史の結果として現在の自然が存在することを直観できる「自然史リテラシー」を育む。本年度は、生物多様性の理解度に関する調査と、学習素材となるジャコウアゲハと外来種のホソオチョウ、および両者の食草であるウマノスズクサの分布・個体群動態に関する調査を行った。これと並行して、環境学習プログラムの開発とその授業実践を試行した。環境学習プログラムの開発に先立ち、兵庫県下の小学校教員を対象に生物多様性の理解度についてアンケート調査を実施した。その結果、生物多様性の授業の重要性や必要性は認識しているものの、実際に授業を行うのは難しいと考えている教員が多い実態が明らかになった。現在の生態系の中での生物間、および人の営みとのつながりを理解する素材としてジャコウアゲハを用い、生物多様性保全の重要性を理解するための学習プログラムを作成した。そして、そのプログラムによる授業を兵庫県下の小学校2校で実践した。教育効果をみるために、授業前と授業後における児童の意識の変容を調査した。また、小中高等学校の教職員を対象に、開発した学習プログラムと授業実践の結果を紹介し、アンケートによりその内容について評価を得た。これらの調査から、ジャコウアゲハを用いた学習プログラムは生物多様性の理解を促すのに有効であることが示された。以上の研究結果を日本環境教育学会において発表した。本研究は生物多様性をテーマに自然史リテラシー涵養のための環境教育モデルの構築をめざすものである。そのモデル構築のための計画および方法は、次の(1)(4)で構成される。すなわち、(1)生物多様性の理解度に関する調査、(2)教材化のための基礎調査と実験、(3)学習プログラムのデザインと実践、(4)学習プログラムの有効性の検証である。本年度は、まず小学校教員を対象とした生物多様性の理解度に関するアンケート調査を実施し、その理解の現状を明らかにした。このことにより、調査の第1段階は達成した。ジャコウアゲハの教材化のために、兵庫県およびその周辺地域を対象に、食草ウマノスズクサとの関係、食草をめぐる外来種ホソオチョウとの競合問題について調査した。ジャコウアゲハは兵庫県下でも比較的広く分布しているため、教材として有用であることが明らかになった。また、ホソオチョウとの競合については、淀川(大阪市淀川区)において調査を実施し、現在も継続中である。ジャコウアゲハを用いて、現在の生態系の中での生物間、および人の営みとのつながりを理解する学習プログラムを開発し、生物多様性について学ぶ小学生向けの環境学習プログラムをデザインし、そのプログラムを小学校2校で授業実践した。プログラムの効果をみるため、授業の前後に児童からアンケートによる評価を得た。また、教職員向けにセミナーを開催し、小学校での授業実践の内容を紹介し、プログラムの有効性を検証した。以上により、研究は当初の計画どおりに進展している。本研究は子どもたちに「生物多様性」の理解を促すための環境学習プログラムの開発と、そのプログラムの有効性を明らかにすることを目的とする。

そして、それらの素材を基軸にして「生命のつながり」を学ぶプログラムを開発・実践し、長い歴史の結果として現在の自然が存在することを直観できる「自然史リテラシー」を育むことをめざす。平成29年度は、前年度に引き続き、学習素材となるジャコウアゲハと外来種のホソオチョウ、および両者の食草であるウマノスズクサの分布・個体群動態に関する基礎調査を行った。その調査結果をもとに、前年度に開発した「ジャコウアゲハを用いた生物多様性の理解を促す環境学習プログラム」を再確認し、完成させた。前年度に兵庫県下の小学校2校において試行した授業実践と、教職員に対して実施した生物多様性の理解度に関する調査結果を研究論文にまとめ、学会誌に投稿した。また、化石を活用した学習プログラムとして、アンモナイト化石を用いたワークショップを兵庫県立人と自然の博物館において実践した。さらに、ジャコウアゲハ以外の新たな学習素材として、身近な昆虫や淡水魚のアユを用いた生物多様性の学習プログラム開発についても検討した。昆虫およびアユを用いた教育実践の試行について、日本環境教育学会第28回大会で発表した。本研究は生物多様性をテーマに自然史リテラシー涵養のための環境教育モデルの構築をめざすものである。そのモデル構築のための計画および方法は、次の(1)(4)で構成される。すなわち、(1)生物多様性の理解度に関する調査、(2)教材化のための基礎調査と実験、(3)学習プログラムのデザインと実践、(4)学習プログラムの有効性の検証である。前年度に引き続き、学習素材となるジャコウアゲハと外来種のホソオチョウ、および両者の食草であるウマノスズクサの分布・個体群動態について、淀川(大阪市淀川区)の自然堤防をフィールドに調査を実施した。この基礎調査を背景に、ジャコウアゲハを用いて現在の生態系の中での生物間、および人の営みとのつながりを理解するプログラムを完成させ、本プログラムの内容とその有効性に関する論文をまとめた。論文は現在投稿中である。また、申請当初は計画していなかったが、教職員がこの学習プログラムを学校現場で活用できるようにするため、教職員向けの冊子作成することとした。論文投稿後に、冊子の素案を作成する予定であったが、論文の完成が少し遅れたために冊子作成の着手も遅れた。以上のことから、申請当初の計画は順調に進展しているが、昨年度に新たに計画に取り込んだ教職員向け冊子の作成がやや遅れ気味である。本研究は、子どもたちに「生物多様性」の理解を促すための環境学習プログラムの開発と、そのプログラムの有効性を明らかにすることを目的とする。本研究では、生物多様性を「生命のつながり」として捉える。過去から現在に至る生命の「縦」のつながりを知る素材として、恐竜等の化石を活用する。一方、身近な生態系の中での生物間および人の営みとの「横」のつながりを理解するために、ジャコウアゲハなどの身近な生物を素材に用いる。
表面張力および粘度変化による風波乱流場の制御と台風の弱体化計画

風波水槽に界面活性剤を微量に混和させた溶液を満たし,その水面上に風を吹かせることにより,水面波の測定実験を行った.その結果,界面活性剤の影響は低風速域において特に顕著で,風波の発生を完全に抑制すること,また,砕波が生じる高風速域において界面活性剤は砕波を促進することが確認された.さらに,直接数値計算法を用いることにより,表面張力の低下は風波の波高を増加させること,このため界面活性剤による風波の抑制作用は表面張力の低下によるものではないことを明らかにした.また,粘性の変化も確認できなかったため,このような抑制作用は,マランゴニ効果によって引き起こされていると考えられる.既往研究においては海表面に存在する重油等の汚染物質が気液界面を通しての運動量およびスカラ(物質および熱)の乱流輸送に大きな影響を及ぼすが,その理由は汚染物質による表面張力の変化にあるとされてきた.しかし,これを実証した研究はなく,汚染物質による液相表面の液の粘性の変化の影響もあると考えられる.そこで,本研究では小型風波乱流水槽を製作し,水槽中の液の表面張力および粘性係数を種々に変えた場合の風波乱流場で乱流計測を行い,表面張力および粘性が風波乱流に及ぼす効果を明らかにすることを目的とする.さらに,表面張力および粘性の効果の観点から台風等のサイクロンを弱体化させるためには海面上に如何なる物質を広範囲に散布するのが適切であるかについての弱体化計画を提案することをめざす.今年度は,表面張力および粘性係数を種々に変えた場合の風波乱流場での乱流計測を行うための,閉鎖回流型水槽を作成し,また水面変動を高精度で測定可能な静電容量方式波高計の選定・購入を行った.さらに,表面張力の違いが水位変動に及ぼす影響を観察するために,フィルタ水および30wt%エタノール水溶液を,粘性係数の違いが水位変動に及ぼす影響を観察するために,フィルタ水および60wt%グリセリン水溶液を使用した.これらの結果より,表面張力が低い場合もしくは粘性係数が低い場合に水位変動は大きいことが確認された.さらに,界面活性剤の水位変動に及ぼす影響を確認するために,フィルタ水および界面活性剤であるTriton-X100を微量に混合させた水溶液を使用し,水位変動の計測を行った.その結果,従来より確認されていた界面活性剤の混合に起因する水位変動の減少が確認された.既往研究においては海表面に存在する重油等の汚染物質が気液界面を通しての運動量およびスカラ(物質および熱)の乱流輸送に大きな影響を及ぼすが,その理由は汚染物質による表面張力の変化にあるとされてきた.しかし,これを実証した研究はなく,汚染物質による液相表面の液の粘性の変化の影響もあると考えられる.そこで,本研究では小型風波乱流水槽を製作し,水槽中の液の表面張力および粘性係数を種々に変えた場合の風波乱流場で乱流計測を行い,表面張力および粘性が風波乱流に及ぼす効果を明らかにする.今年度は,現有の高速風波水槽に界面活性剤(Triton-X100など)を微量に混和させた溶液を満たし,その水面上に風を吹かせることにより,水面波の測定実験を行った.水面変動は抵抗式波高計を用いて測定した.その結果,界面活性剤の影響は砕波が生じない低風速域において特に顕著で,風波の発生を完全に抑制すること,また,砕波が生じる中風速高風速域において界面活性剤は砕波を促進し,その結果,風波の波形勾配が低下することが確認された.さらに,京大スーパーコンピュータを使用して表面張力の違いが水面波の発達に以下に影響を及ぼすかを検討した.その結果,表面張力の低下は,砕波が生じない低風速域において風波の波高を増加させること,このため低風速域における界面活性剤による風波の抑制作用は表面張力の低下によるものではないことを明らかにした.また,粘性の変化も確認できなかったため,低風速域における界面活性剤による風波の抑制作用は,マランゴニ効果によって引き起こされていると考えられる.さらに,砕波が生じる中風速から高風速域における界面活性剤による砕波の促進には表面張力の低下が影響している可能性があることを明らかにした.風波水槽に界面活性剤を微量に混和させた溶液を満たし,その水面上に風を吹かせることにより,水面波の測定実験を行った.その結果,界面活性剤の影響は低風速域において特に顕著で,風波の発生を完全に抑制すること,また,砕波が生じる高風速域において界面活性剤は砕波を促進することが確認された.さらに,直接数値計算法を用いることにより,表面張力の低下は風波の波高を増加させること,このため界面活性剤による風波の抑制作用は表面張力の低下によるものではないことを明らかにした.また,粘性の変化も確認できなかったため,このような抑制作用は,マランゴニ効果によって引き起こされていると考えられる.本年度は,閉鎖回流型水槽の開発および水位変動計測器の選定を無事に終え,さらに,実験の第1段階となる表面張力・粘性係数の違いがどのように水位変動に影響を及ぼすか確認することができた.さらに,従来より確認されていた界面活性剤の混合に起因する水位変動の減少が確認された.したがって,当初の計画通りおおむね順調に進展している.流体工学次年度は,界面活性剤の混合により引き起こされる水位変動の減少のメカニズムを解明することを目的とする.具体的には,本メカニズムは界面活性剤を混合した水溶液が非ニュートン

流体の特性を持つ影響により説明できる可能性がある.そのため,レオメータを使用し,界面活性剤混和溶液の粘弾性特性の検証を行う.また,表面張力の変化がいかに風波の発達に影響を及ぼすかを検証するために,界面追跡手法としてArbitrary Lagrangian and Eulerian法を採用した直接数値計算を実施する.さらに,界面活性剤の特性を用いた台風の弱体化案の提案を試みる.本年度は,室内実験結果の妥当性についての検証に多くの時間を必要とした.そのため,当初計画していた界面の追跡手法としてALE(Arbitrary Lagrangian and Eulerian)法を使用した直接数値計算を実施することができなかった.表面張力および粘性係数を変更可能なALE法を適用した直接数値計算コードを作成する.さらに,直接数値計算により得られた界面近傍の微小な流動場の観察を行うことにより,表面張力および粘性係数がいかに流動場に影響を及ぼし,かつ水位変動を低下させるのかを検証する.これらのために,本年度持ち越した助成金をコンピュータ使用代金およびデータ保管用のハードディスク購入代金等,および追加実験費用として使用する。
炭素-炭素結合の活性化による分子変換

研究計画に従い,炭水水素のC-H結合を金属錯体あるいは金属担持触媒を用いて活性化し,官能基を導入することにより新しい合成反応の開発及びその触媒作用機構の解明を目指して研究を行い,各分担者により次にあげる成果を得ることができた.1.ベンゼンとO_2よりパラジウム触媒によりフェノールの一段階合成に成功.ベンゼンを酢酸パラジウム,フェナントロリン,酢酸の存在下O_2及びCO加圧下(30気圧)で180°C, 24時間反応させるとフェノールが選択的に生成しその触媒効率は約15であり,これまでの液相反応での最高の値が得られた.重酸素を用いる実験によりフェノールのOは定量的にO_2からきていることも確認した.2.芳香族アルデヒドのC-H結合の活性化によるα-ケトアミドの合成に成功.パラジウム錯体存在下8-キノリンアルデヒド,ピペリジン及びCOを反応させると定量的にα-ケトアミドが得られることを見いだした.また, α-ケトアミドはN-アセチルアニリン等の芳香族C-H結合をPdで活性化し,アミンの存在下COと反応させダブルカルボニル化を行う方法でも合成できることも明かにした.3.ポリマー担持酵素モデル鉄錯体によるカテコール類の選択的酸化反応の開発.3価鉄塩をスチレン/ビニールピリジン共重合体等のポリマーに担持して, 3,5-t-ブチルカテコールの酸化を検討し,均一系では酸化が殆んど起こらない場合でもポリマー担持鉄錯体を用いると酸化が進行することを見出した.4.V-P複合酸化物によるブタン酸化及びシリカ担持N6触媒によるエタノールの脱水反応の機構的考察,前者では(VO)_2P_2O_7が,また後者ではN6モノマー構造が活性を示すことがわかった.研究計画に従い,炭水水素のC-H結合を金属錯体あるいは金属担持触媒を用いて活性化し,官能基を導入することにより新しい合成反応の開発及びその触媒作用機構の解明を目指して研究を行い,各分担者により次にあげる成果を得ることができた.1.ベンゼンとO_2よりパラジウム触媒によりフェノールの一段階合成に成功.ベンゼンを酢酸パラジウム,フェナントロリン,酢酸の存在下O_2及びCO加圧下(30気圧)で180°C, 24時間反応させるとフェノールが選択的に生成しその触媒効率は約15であり,これまでの液相反応での最高の値が得られた.重酸素を用いる実験によりフェノールのOは定量的にO_2からきていることも確認した.2.芳香族アルデヒドのC-H結合の活性化によるα-ケトアミドの合成に成功.パラジウム錯体存在下8-キノリンアルデヒド,ピペリジン及びCOを反応させると定量的にα-ケトアミドが得られることを見いだした.また, α-ケトアミドはN-アセチルアニリン等の芳香族C-H結合をPdで活性化し,アミンの存在下COと反応させダブルカルボニル化を行う方法でも合成できることも明かにした.3.ポリマー担持酵素モデル鉄錯体によるカテコール類の選択的酸化反応の開発.3価鉄塩をスチレン/ビニールピリジン共重合体等のポリマーに担持して, 3,5-t-ブチルカテコールの酸化を検討し,均一系では酸化が殆んど起こらない場合でもポリマー担持鉄錯体を用いると酸化が進行することを見出した.4.V-P複合酸化物によるブタン酸化及びシリカ担持N6触媒によるエタノールの脱水反応の機構的考察,前者では(VO)_2P_2O_7が,また後者ではN6モノマー構造が活性を示すことがわかった.
「人生雑誌」の歴史社会学的研究：「大衆とインテリの狭間」のメディア文化史

本研究は、戦後の「人生雑誌」史を洗い出し、「大衆とインテリの狭間」の層のメディア受容を分析した。『葦』(1949-1960)、『人生手帖』(1952-1974)といった人生雑誌は、戦後多く創刊され、幾度かのブームも見られた。人生雑誌は勤労学生や集団就職者を主な読者とし、彼ら自身も寄稿した。彼らは知識人ではなかったが、上級学校進学の憧れがあり、知的なものへの憧憬を抱き、遊興のみに自己を埋没させることを拒んだ。本研究は、「大衆かインテリか」でなく、その狭間で煩悶する人々のメディア史に照準し、彼らの屈折がいかなる言説を生み出したのか、人生雑誌はいかなるメディア機能を有していたのかを考察した。本研究は、メディア史研究で全く顧みられなかった戦後の「人生雑誌」史を洗い出し、「大衆とインテリの狭間」の層の社会認識やメディア受容を分析するものである。『葦』(1949-1960)、『人生手帖』(1952-1974)、『PHP』(1946-)といった人生雑誌(「いかに生きるべきか」を主題とする非宗教系の雑誌)は、戦後多く創刊され、幾度かのブームも見られた。本研究は、「大衆かインテリか」でなく、その狭間で煩悶する人々のメディア史に照準し、a)彼らの屈折がいかなる言説を生み出したのか、b)人生雑誌はいかなるメディア機能を有していたのかをについて、考察を進める。そのうち、今年度は『葦』(一部、復刻版、立命館大学図書館所蔵)および創刊初期の『人生手帖』(国立国会図書館、京都大学など所蔵)の閲覧と分析をおもに進めた。長野県の図書館や文理書院(『人生手帖』の発行元)にも赴く予定であったが、上記の基礎資料に研究上重要な史実・情報が多く見られたため、2014年度はその分析をおもに行い、2015年度に各地方の図書館・資料館にてさらなる資料収集を進める予定である。本研究は、メディア史研究で全く顧みられなかった戦後の「人生雑誌」史を洗い出し、「大衆とインテリの狭間」の層の社会認識やメディア受容を分析する。本研究は、「大衆かインテリか」でなく、その狭間で煩悶する人々のメディア史に照準し、a)彼らの屈折がいかなる言説を生み出したのか、b)人生雑誌はいかなるメディア機能を有していたのかを考察するものである。そのうち、今年度は、国立国会図書館や東京都立図書館、大和書房、長野県歴史資料館などにて、未入手の人生雑誌資料や関連する青年団資料の収集・分析をおもに進めた。また、緑の会関係者にもインタビューを行うことができたほか、人生雑誌や周辺メディアと「戦争の記憶」との関わりについても、資料収集を進めた。本研究を進める上での基礎資料はひととおり入手でき、今後は残り補足資料の収集と分析に注力することができる状況である。なお、これらのうち、今年度はおもに『葦』『人生手帖』などの人生雑誌の変容プロセスを洗い出し、その社会背景やメディアとしての機能の変化について検討を行った。そのうえで、そこに浮かび上がる大衆教養主義文化が、大学におけるエリート的な教養文化と何が重なり、何が相違するのかを考察した。それと同時に、教養への憧れと戦争の記憶や戦争体験のかかわりについても考察を進めるべく、同時代の戦争をめぐる言説史・メディア史に関する資料も収集・分析を行った従来のメディア研究では、主に「インテリ」もしくは「大衆」に焦点が当てられてきた。前者は総合雑誌研究、後者はポピュラー文化研究が代表的なものである。だが、人々(あるいは読者)は、「大衆かインテリか」という二項対立図式で区分できるものではない。「大衆」層ではあっても、娯楽のみに埋没することを厭い、上級学校への進学への憧れを抱いたり、知的なもの(文学、哲学、倫理など)に関心を抱く人々も多かった(庶民的教養主義)。勤労学生はその代表的な存在であろうし、家計の困難から集団就職をした人々の中にも、こうした層は少なくなかった。しかも、彼らは決して例外的な存在ではなかった。戦後日本の社会・経済は、彼らのように、遊興に溺れるのではなく、「まじめ」に仕事や生活に向き合った末端の人々によって支えられたのではないか。だが、従来のメディア史研究は、こうした層の存在を視野に入れることはなく、必然的に彼らを主たる読者・書き手とした人生雑誌を扱うこともなかった。戦後社会とメディア史の関わりを考察するのであれば、彼らの存在を直視することは、決定的に不可欠である。もっとも、近年のサークル史研究では、地方労働者の文筆実践の歴史が掘り起こされつつある。

だが、そこでも「インテリとは異質な大衆」が前提視されており、知的なものへの憧憬を抱えた人々の鬱屈や葛藤が焦点化されているわけではない。本研究では、従来、顧みられなかった人生雑誌史を掘り起こし、「大衆とインテリの狭間」で紡がれるメディアの力学について、検証した。具体的には、昨年度までに収集した資料を時系列的に整理しながら、補足資料を並行して収集の上、人生雑誌に浮かび上がる大衆教養主義と戦争の記憶、格差、学歴、高度成長との関わりを検討し、研究成果として『「働く青年」と教養の戦後史』をとりまとめた。本研究は、戦後の「人生雑誌」史を洗い出し、「大衆とインテリの狭間」の層のメディア受容を分析した。『葦』(1949-1960)、『人生手帖』(1952-1974)といった人生雑誌は、戦後多く創刊され、幾度かのブームも見られた。人生雑誌は勤労学生や集団就職者を主な読者とし、彼ら自身も寄稿した。彼らは知識人ではなかったが、上級学校進学の憧れがあり、知的なものへの憧憬を抱き、遊興のみに自己を埋没させることを拒んだ。本研究は、「大衆かインテリか」でなく、その狭間で煩悶する人々のメディア史に照準し、彼らの屈折がいかなる言説を生み出したのか、人生雑誌はいかなるメディア機能を有していたのかを考察した。研究開始年度である2014年度より、長野県等の図書館・資料館で調査を行なう予定であったが、上述のように、『葦』(一部、復刻版、立命館大学図書館所蔵)および創刊初期の『人生手帖』(国立国会図書館、京都大学など所蔵)といった基礎資料の分析作業において、研究上重要な史実・情報が多く見られたため、その検討に時間を要した。今後は残り補足資料の収集と分析に注力し、成果を単著書籍にとりまとめる予定である。具体的には、『人生』など、やや小規模な人生雑誌の資料収集も進めつつ、「かつて、「生き方」「読書」「教養」を主題とした人生雑誌は、なぜ読まれていたのか」「学歴や知識層とは縁がなかった読者たちは、なぜ、教養主義の香りを帯びたこれらの雑誌を手にしたのか」「彼らの営みは、大学エリートたちの教養主義に対し、いかなる親和性や差異を有していたのか」「人生雑誌はいつ、どのような過程を経て衰退し、「実利」を扱うものへと取って代わられることになったのか」を念頭におき、また、編集者や読者のライフコースも検討しながら、人生雑誌のメディア史を跡づけていく。その際、これまでに引き続き、「戦争の記憶」とのかかわり(の盛衰)も検討していく予定である。メディア史基礎作業が2014年度に進んだ分、2015年度以降は、各地方の図書館・資料館での資料収集に十分、時間を割くことが可能である。授業がない曜日や長期休暇期間に集中的に資料収集を行なうことで、当初予定通りの進捗が可能になるものと見込んでいる。基礎資料はおおよそ集めたものの、その分析に終われ、一部、補足資料の入手が済んでいないため。したがって、他の研究書・研究資料や旅費執行が少なくなった。国立国会図書館(東京)や都立図書館などで、補足資料の入手を進める。今年度は東京や長野をはじめ、各地方の図書館・資料館に赴く予定である。また、関連する雑誌資料・研究書を購入し、比較対照の作業を進める。したがって、旅費や物品費等の執行が進むものと考えている。
インビトロ血液脳関門システムによる分子・細胞動態リアルタイムイメージング法の開発

骨髄間葉系幹細胞(MSC)の静脈内投与は、脳梗塞後の神経機能障害を改善する。昨年度は、マクロファージやミクログリアの脳微小血管内皮細胞(BMEC)層の通過機構に関して検討を行ってきたが、今年度は、臨床応用が期待されているMSCの血液脳関門(BBB)通過機構の解析を行った。はじめに、MSCのBBB通過機構の解析に用いるインビトロ評価系を、BMECからなるインビトロBBBモデルとMSCを組み合わせることで構築した。BMECは全ての細胞が緑色蛍光を発するSD-Tg(CAG-EGFP)ラットから採取して培養したものを、MSCはラット骨髄から採取して培養し、蛍光試薬PKH26で標識したものをそれぞれ用いた。細胞培養インサート(メンブレンのポアサイズは8.0μm)にBMECを播種し、インサートのlowerチャンバーに10%牛胎仔血清を加えた条件下、upperチャンバーにMSC(1.5×10^4cells/cm^2)を加え、24時間後に固定して観察した。BMECの形態や単層構造に顕著な変化は認められない一方で、BMEC層を通過し、BMEC下にてメンブレン上に接着したMSCが多数観察された。また、ポアを通過してメンブレンの裏側に接着したMSCも認められた。MSCがどのようにBMEC層を通過するのかを明らかにするために、タイムラプスイメージングにより両細胞の動態を観察した。その結果、MSCが傍細胞経路を介してBMEC層を通過する様子が観察された。また、MSCがBMEC層を通過する際には、一時的にBMEC間隙が拡がり、通過後、その間隙は閉じて元の状態に戻る様子も観察された。以上より、本研究においてMSCのBMEC層通過を評価・観察できるインビトロ実験系の構築に成功し、この実験系を用いて、MSCが傍細胞経路でBMEC層を通過することを明らかにした。新規脳保護薬の創製には、病態時における神経-グリア-血管内皮-白血球間の相互作用を分子レベルで解明し、それを基盤としたインビトロスクリーニング系を確立することが必要である。そこで本研究では、神経-グリア-血管内皮-白血球間相互作用の"場"である血液脳関門(BBB)の病態時機能変化を解析するため、これら細胞を多孔質メンブレン上に三次元的に配置した「インビトロBBBシステム」の確立を目指した。静脈内に投与したミクログリアの傷害脳内への集積が報告されていることから、白血球の遊走を検討する前段階として、最初にミクログリアの脳微小血管内皮細胞(BMEC)の通過を、Transwellインサート(ポアサイズ8.0μm)を用いて検討した。多孔質メンブレン上にBMECを播種し、upperチャンバーにミクログリアを、lowerチャンバーに誘因物質をそれぞれ加え、6時間のインキュベート後、多孔質メンブレン近傍のミクログリアを観察した。その結果、一部のミクログリアはBMEC層を通過し、メンブレンのポアに入り込んでいた。また、メンブレンを通過し、メンブレン下面に接着しているミクログリアも観察された。次に、BMECが存在しない条件下で、マクロファージの遊走を検討した。神経-アストロサイト共培養系がラット腹腔マクロファージの遊走に及ぼす影響を検討したところ、神経-アストロサイト共培養系により、遊走細胞数が有意に増加した。また、NMDAによる神経細胞傷害がマクロファージの遊走に及ぼす影響についても検討したが、NMDA処置群と対照群の間に、マクロファージの遊走の差は認められなかった。今後は、BMEC存在下で、マクロファージの神経-アストロサイト共培養系への遊走をリアルタイムイメージングを用いて観察・解析し、脳実質内への白血球浸潤や血管透過性の亢進に関与する分子機構を明らかにしていく予定である。

以上より、本研究においてMSCのBMEC層通過を評価・観察できるインビトロ実験系の構築に成功し、この実験系を用いて、MSCが傍細胞経路でBMEC層を通過することを明らかにした。
共焦点顕微鏡を用いた血管壁内単一平滑筋細胞の神経刺激応答の解析

血圧制御に重要な役割を果たす交感神経系による血管平滑筋のコントロール機構を研究して、従来の概念を更新する結果を得た。本研究では、ラット尾動脈血管組織を用い血管周囲の交感神経ネットワークを電気刺激した時の平滑筋細胞内Ca^<2+>応答を、レーザー共焦点倒立顕微鏡を使って高い空間分解能と十分な時間分解能で観測することに初めて成功した。この結果、一定強度の交感神経刺激に伴って、従来の概念のようにすべての平滑筋細胞が一様に反応するのではなく、個々の平滑筋細胞でCa^<2+>濃度が周期的に上下するという意外な事実が明かになった。この周期的Ca^<2+>濃度上昇(Ca^<2+>オシレーション)は、細胞によって異なった時相で起こるので、多数の細胞の平均をみるこれまでの研究では一定強度の反応としてしか観測されていなかった。細胞内Ca^<2+>濃度上昇を更に詳しく観測すると、個々のCa^<2+>オシレーションは細胞内20μm/s程のスピードで伝播する、細胞内Ca^<2+>放出に依存したCa^<2+>ウエーブであることも明かになった。このように本研究は、細胞内Ca^<2+>ストアが動脈の収縮制御機構に極めて重要な役割を果たしていることを明らかにした。さらに、本研究の成果はCa^<2+>オシレーションが細胞機能制御に深く関与することを明確に示しており、生物学全般に対しても大きなインパクトを与えるものである。交感神経系は血管平滑筋のトーヌスをコントロールして、血圧の制御に重要な役割を果たしているが、伝達物質のノルアドレナリンは、部位によっては血管平滑筋の脱分極をほとんど伴わずに収縮を引き起こす。この収縮は、細胞内Ca^<2+>貯蔵部位(ストア)からのCa^<2+>放出に引き続くものと考えられる。我々は、これまでの研究によって、アゴニストによる単離平滑筋細胞内Ca^<2+>放出がほとんど全か無かの法則に従って制御されていることを発見した。従って、交感神経系は収縮する血管平滑筋の割合を変えることによってトーヌスを調節している可能性がある。そこで本研究では、神経刺激による血管壁平滑筋細胞のCa^<2+>放出が、全か無かに従って起こるか否かを明らかにすることを最終的目標としている。本年度は、実験系を確立し神経刺激に対する応答を観察する準備としてノルアドレナリンに対する反応を観察した。ラット尾動脈を摘出して、蛍光Ca^<2+>指示薬fluo-3を細胞内に負荷した。これをレーザー共焦点倒立顕微鏡のステージ上の実験槽に固定し、血管壁内の平滑筋細胞の像を観察できるようにした。この動脈には輪状に走る一層の平滑筋細胞が存在する。共焦点画像を1秒おきに取り込んで、細胞内Ca^<2+>濃度増加が各細胞においてどのように起こるかを観察した。その結果、ノルアドレナリン刺激による細胞内Ca^<2+>濃度上昇は、細胞内を波状に伝播するCa^<2+>ウエーブの繰り返しとして観察された。このようなCa^<2+>濃度上昇が発生している以外の時点では、細胞内Ca^<2+>濃度は上昇していなかった。このことは、尾動脈平滑筋細胞では、細胞外から流入するCa^<2+>は一旦Ca^<2+>ストアに取り込まれてから放出されることを示すもので、従来の概念を大きく変えるものである。交感神経系は血管平滑筋のトーヌスをコントロールして、血圧の制御に重要な役割を果たしている。交感神経の伝達物質であるノルアドレナリンは細胞内Ca^<2+>貯蔵部位(ストア)からCa^<2+>放出を起こして平滑筋細胞の収縮を引き起こす。

従って、交感神経系は収縮する平滑筋細胞の割合を変えることによってトーヌスを調節している可能性がある。これは血圧調節機構を理解する上において基本的かつ重要な問題である。そこで本研究では、神経刺激による血管壁平滑筋細胞のCa^<2+>放出が、全か無かに従って起こるか否かを明らかにすることを目的とした。平成5年度に確立した標本を用い、共焦点顕微画像解析法による血管壁内平滑筋細胞の細胞内Ca^<2+>濃度測定を行った。実験槽をレーザー共焦点倒立顕微鏡のステージ上に固定し、血管壁の平滑筋細胞の共焦点像(断層像)を観察しながら、血管壁周囲の交感神経を電気刺激を行い、細胞内Ca^<2+>濃度増加が各細胞においてどのように起こるかを観察した。この結果、一定強度の交感神経刺激に伴って、すべての平滑筋細胞が一様に反応するのではなく、個々の細胞でCa^<2+>濃度が周期的に上下するという意外な事実が明かになった。この周期的Ca^<2+>濃度上昇(Ca^<2+>オシレーション)は、細胞によって異なった時相で起こるので全体としてみると一定強度の反応として観測されていた。従って、細胞が個別にCa^<2+>濃度の上下を繰り返していることは本研究によって初めて明かになった事実である。細胞内Ca^<2+>濃度上昇を更に詳しく観測すると、個々のCa^<2+>オシレーションは細胞内の20μm/s程のスピードで伝播する細胞内Ca^<2+>放出に依存したCa^<2+>ウエーブであることも明らかになった。