hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
力学系としてのマントルの相転移と地球の進化:太古代・原生代境界への応用

本研究における数値シミュレーションでは、プレート・テクトニクスと海嶺における火成活動を他に例を見ない厳密さで再現し、超大陸の分裂・巨大火成岩岩石区(LIPs)の生成など地球の進化に重要な役割を演じてきたスーパープルームを、プレート運動と海嶺火山活動の必然的な結果として再現することに成功した。さらに、スーパープルームが出現するための必要条件を明らかにするとともに、その力学的挙動が地球の進化とともにどのように変遷してきたかを予想した。具体的結果は以下の通りである。(1)スーパープルームは、沈み込んだ海洋地殻がコア・マントル境界上に蓄積し、豊富な放射性元素による内部加熱のため高温となってできたものである。スーパープルームは組成的・熱的浮力が釣り合って、全体としては浮力を持たず、マントル深部に安定に存続し続ける。(2)太古代の頃は、現在より豊富な放射性元素による加熱のため、スーパープルームは高温となり、頻繁にその一部がプルームとして浮上し、活発なホットスポットの火山活動を引き起こした。このときのマグマ生成は深さ千キロにまで及ぶこともあった。さらに、この火山活動は、新たなプレート境界を頻繁に生成し、プレート運動を数十億年のスケールで定常に保った。(3)時代が下り、放射性元素による内部熱源が減衰するにつれ、スーパープルームの温度は下がり、プルーム活動は間欠的になった。このため、プルームによるプレート境界生成もより間欠的になり、プレート運動そのものも間欠的になった。(2)のマントル深部におけるマグマ生成は太古代におけるコマチアイト生成と、(3)の間欠的なプルーム活動やプレート・テクトニクスの活動は大陸移動のウィルソンサイクルと整合的であり、今回の研究で構築されたマントル進化のモデルは、全体として、地球のマントル進化の特徴を良く捉えていると考えられる。地球のテクとニックな活動の様相は、25億年前の太古代・原生代境界において大きく変化したことが知られている。この変化の原因を解明するため、放射性元素の崩壊に伴いマントルにおける内部熱源の強さが減衰したことによって、25億年前にマントルの熱化学的状態やマントル対流の様式に原理的にどのような変化が起こりえたかを調べた。すなわち、プレート運動を含むマントル対流と火成活動の数値モデルにおいて、リソスフェアが(1)力学的に比較的柔らかく、自由に動けるプレートとして振る舞う場合(弱いプレートのレジーム)、(2)力学的に固く剛体の板のように振る舞うがそれでもなおプレートとして動く場合(強いプレートのレジーム)、(3)固すぎて全く動かない殻として振る舞う場合(スタグナントリッドのレジーム)の3通りの場合について、マントルの内部熱源の強さを様々に変化させ、火成活動やマントル対流の起こり方、マントルの温度・化学組成分布にどのような特徴が現れるかを調べた。これまで得られた結果によると、強いプレートのレジームでは、内部熱源がある閾値より強くなると、活発な火成活動のためマントルは化学的に分化し、下部マントル深部にちょうど地震波トモグラフィーで見られるようなブロードな熱化学的な不均質性が生じ、その高温部分から時折プルームが上昇し、大規模なホットスポットの火山活動を起こすことがわかった。さらに、弱いプレートやスタグナントリッドのレジームではこれほどはっきりした閾値が見られず、特に、スタグナントリッドのレジームでは、内部熱源を地球に期待される値としてはかなり強い値にしても、このような閾値は現れないことを示唆する結果が得られた。マントルの熱・化学的状態やマントル対流の様式は、リソスフェアの属するレジームに強く依存する。

筆者は、これまでの研究により、リソスフェアのレジームには、「弱いプレートのレジーム」、「強いプレートのレジーム」「スタグナントなプレートのレジーム」の三つがあること、及び、地球のリソスフェアは「強いプレートのレジーム」に属することを示してきた。今回、それぞれのレジームで、マントル対流と火成活動の結果、マントルにおいてどのような熱・化学的状態が実現されるかを、数値シミュレーションによりシステマティックに調べた。その結果、「強いプレート」のレジームに属するリソスフェアのもとでは、マントルには以下の特徴が現れることが明らかになった。(1)初期地球に見られるような放射性元素の崩壊による内部加熱が十分強い時、活発な海嶺火山活動のため、マントルは化学的に成層し、下部マントル深部に、沈み込んだ海洋地殻が集積してできた、高温のスーパープルームが発達する。さらに、スーパープルームからしばしば、高温のプルームが成長し、ホットスポットの火成活動を引き起こす。プレート運動は定常的に起こり、マントルの熱・化学的状態も定常状態に落ち着く。(2)地球の歴史が進み、内部熱源が弱くなるにつれて、プルームの生成がより間欠的になり、プルームの温度も低下する。これにつれて、プレートテクトニクスもより間欠的になり、マントルの熱・化学的状態は時間とともに大きく揺らぐようになる。以上の結果は、太古代から現在に至るまでの地球のテクトニックな進化や、現在のマントルの構造をよく説明するものである。さらに、「弱いプレートのレジーム」や「スタグナントなプレートのレジーム」ではスーパープルームは発達しないことも確認した。本研究における数値シミュレーションでは、プレート・テクトニクスと海嶺における火成活動を他に例を見ない厳密さで再現し、超大陸の分裂・巨大火成岩岩石区(LIPs)の生成など地球の進化に重要な役割を演じてきたスーパープルームを、プレート運動と海嶺火山活動の必然的な結果として再現することに成功した。さらに、スーパープルームが出現するための必要条件を明らかにするとともに、その力学的挙動が地球の進化とともにどのように変遷してきたかを予想した。具体的結果は以下の通りである。(1)スーパープルームは、沈み込んだ海洋地殻がコア・マントル境界上に蓄積し、豊富な放射性元素による内部加熱のため高温となってできたものである。スーパープルームは組成的・熱的浮力が釣り合って、全体としては浮力を持たず、マントル深部に安定に存続し続ける。(2)太古代の頃は、現在より豊富な放射性元素による加熱のため、スーパープルームは高温となり、頻繁にその一部がプルームとして浮上し、活発なホットスポットの火山活動を引き起こした。このときのマグマ生成は深さ千キロにまで及ぶこともあった。さらに、この火山活動は、新たなプレート境界を頻繁に生成し、プレート運動を数十億年のスケールで定常に保った。(3)時代が下り、放射性元素による内部熱源が減衰するにつれ、スーパープルームの温度は下がり、プルーム活動は間欠的になった。このため、プルームによるプレート境界生成もより間欠的になり、プレート運動そのものも間欠的になった。
獲得形質の遺伝メカニズム

本研究は、糖尿病モデルマウスを使ってTransgenerational Epigenetic Inheritanceの分子機構を明らかにするものである。膵島beta細胞株をSTZ処理をした培養上清で上昇したmiRNAは、我々の行った糖尿病モデルマウスの血中エクソソームで上昇するmiRNAと一致した。つまり、beta細胞の崩壊過程で分泌されるmiRNAが血中で上昇し、生殖細胞に影響を及ぼす可能性が示唆された。miRNA投与実験の効果を確かめるため、過去の報告にある糖尿病マウスで変化した精子のメチル化DNAの領域を確認したが、我々の結果と一致しなかった。そこで我々のマウスのプロファイルを確立した。獲得形質の遺伝メカニズムを調査する本研究の2016年度の課題は、体細胞と生殖細胞間の情報伝達をエクソソームが媒介していることを明らかにすることである。そこでまず、インスリノーマ細胞株を用いて、実際に損傷を受けた膵beta細胞がインスリン関連遺伝子を含んだエクソソームを分泌するかどうかについて検討した。インスリノーマ細胞培養液にストレプトゾトシンを添加し、経時的に培養上清中のエクソソームを回収し、エクソソーム中のインスリン関連遺伝子RNA量を計測した(qPCR)。すると、前研究(科研費挑戦的萌芽低重力環境で起こりうる次世代の形態・機能変化とその分子基盤)で明らかとなった、ストレプトゾトシン投与で引き起こした実験的糖尿病マウスの血中で上昇するエクソソームRNAと同様の結果が得られた。この結果は異なる系統間で見られることから、マウスでのtransgenerational epigenetic inheritanceで一般的に働くしくみである可能性が示唆された。次に、マウスの精巣の器官培養に取り組み、それに成功した。さらに、上述のインスリノーマ細胞培養液(ストレプトゾトシン投与)から抽出したエクソソームを、精巣の器官培養(ICRマウス由来)上清中に添加し、生殖細胞中のインスリン関連遺伝子CpG island領域のシトシンメチル化を誘発するかどうかの検討を行った。事前に、器官培養のみ、およびICRマウス生体より摘出した精巣を用いて、過去の報告にある(PNAS 111(5))、ICRマウスのインスリン関連遺伝子CpGアイランド領域のシトシンメチル化の状態と比較した。驚いたことに同系統でも全く異なる結果となった。我々のICR系統は、購入後、10数年クローズドコロニーとして飼育し、外から別のコロニーの個体を入れていない。これが、同ICR系統でのCpGメチル化の違いを生んだものと思われた。過去の報告(PNAS 111(5))と申請者の結果が非常に異なったことから、同様の結果、すなわち正常マウスのインスリン関連遺伝子群のうちCpGアイランドのメチル化の程度が低い遺伝子を選定する作業が増えたものの、難しい問題ではない。我々のマウスの血中で変化するインスリン関連のエクソソームRNAに一致する遺伝子を選定し、バイサルファイトシーケンシングによる確認を行い、前述の作業をクリアする。動物形態学前述のように、エクソソームRNAを蛍光標識する前に行わなければならない作業が発生したため、蛍光標識キットの一部を購入しなかったため。蛍光標識キット全体を購入する。
miR-223-3pを標的としたくも膜下出血後虚血性脳障害の新規治療法開発

くも膜下出血は、働き盛りの壮年期に発症することも多く、発症後の死亡率が高く、社会復帰率も低い疾患である。くも膜下出血は初期の再破裂予防手術が成功してもその後の虚血性脳障害が予後を増悪させることが知られている。虚血性脳障害のメカニズムを解明するとともにその克服を目指して本研究を計画した。我々はマイクロRNAに注目し、末梢血中のマイクロRNAがくも膜下出血後虚血性脳障害の病勢マーカーとして使用し得る可能性を明らかにするとともに、それらの補充療法がくも膜下出血後虚血性脳障害の治療に応用できる可能性を検討した。これまで、渉猟範囲内でくも膜下出血後の虚血性脳障害に対する治療を目的とした機能実験の先行研究はなく、新たな知見が得られるものと考えた。臨床検体として患者血清からマイクロRNAを抽出し、qPCRの手法を用いて標的のマイクロRNAの発現を解析した。データを虚血性脳障害の有無を始めとする臨床データにより多変量解析し、それらのマーカーとしての有用性を検討した。未破裂脳動脈瘤の患者血清をコントロールとして用いて、くも膜下出血群において有意に発現の多かった、あるいは少なかったマイクロRNAを特定した。今後は、in vitroで確認できた標的遺伝子が実際にくも膜下出血で関与していることを確認する目的で、所属教室で実績のある視交叉前槽自己血注入くも膜下出血モデルマウスを用いた実験を行ない、これを証明したい。また、我々が用いているモデルマウスは遅発性に神経機能障害を呈することが明らかになっているため、同定したマイクロRNAあるいはその産物を定位的に側脳室内に投与することで、補充療法が標的遺伝子の発現修飾を介して神経機能障害を抑制することに寄与する可能性を明らかにし、くも膜下出血後脳虚血障害の治療に一石を投じたい。
ウェルビーイング実現に向けたITによる気質に応じた良姿勢習慣動機付けの有効性評価

人が身体的,精神的,社会的に良好な状態であるとされるウェルビーイングの実現のために情報技術(IT)がどのように関与すべきか,その設計論の構築が重要になってきている.本研究では,ウェルビーイングに正の相関があるといわれる座位姿勢の姿勢改善を目標とし,気質を定量化するBIS/BAS尺度により分類された個人の気質により個別化された良姿勢誘導のためのインタフェースを製作し,自発的に生活習慣である悪姿勢を良姿勢に導くための動機付けとその維持ができるかを実証的に検証し気質と習慣化への動機付けまたその行動維持との関係性を明らかにする.人が身体的,精神的,社会的に良好な状態であるとされるウェルビーイングの実現のために情報技術(IT)がどのように関与すべきか,その設計論の構築が重要になってきている.本研究では,ウェルビーイングに正の相関があるといわれる座位姿勢の姿勢改善を目標とし,気質を定量化するBIS/BAS尺度により分類された個人の気質により個別化された良姿勢誘導のためのインタフェースを製作し,自発的に生活習慣である悪姿勢を良姿勢に導くための動機付けとその維持ができるかを実証的に検証し気質と習慣化への動機付けまたその行動維持との関係性を明らかにする.
アトピー性皮膚炎の病態形成に対するCCケモカインとそのレセプターの関与について.

近年,いくつかのケモカインレセプターがTh1,Th2の指標になることが明らかとなり,アトピー性皮膚炎(AD)の病態にも密接に関わっていると考えられるが,ADにおいての発現と病態との関係については不明であった.筆者らは,AD末梢血CD4T細胞上におけるこれらのケモカインレセプターの発現がTh1,Th2を反映するのか,さらにADの病態,重症度や検査値異常を反映しうるか,また,ADの活性化の指標とされるCD25や皮膚へのhoming moleculeであるcutaneous lymphocyte associated antigen(CLA)などを発現しうるか否かを検討した.さらに,病変部浸潤細胞におけるこれらレセプターの発現についても検討した.結果1.CCR4陽性細胞は,ほとんどがIL-4のみ産生するいわゆるTh2細胞と,IL-4,IFN-γの両者を産生するTh0細胞である一方,IFN-γのみ産生するTh1細胞は1%以下であり,Th2優位のサイトカイン産生パターンを示した.CXCR3産生細胞は,Th1細胞が約7割を占め,逆にTh2細胞は1%以下であった.つまり,CCR4の発現はTh2細胞の数を反映し,CXCR3の発現はTh1細胞の数をほぼ反映していた.2.CD4T細胞中のCCR4の発現率はAD群は20%を超え,健常人群の約4倍と高値を示した.CXCR3の発現率は健常人群とAD群で差はなかった.3.CCR4発現率は重症群で特に高く,重症群と中等症群において,健常人群よりも有意に高い発現率を示した.CXCR3陽性率は各群とも健常人群との相関が得られなかった.CCR4陽性率は末梢好酸球数と相関する傾向を示した.血清IgE値はCXCR3陽性率と有意な逆相関を認めたが,CCR4陽性率とは相関しなかった.4.CCR4陽性率は治療により低下する傾向を認め,CXCR3陽性率は逆にやや上昇を示した.5.CCR4陽性CD4細胞は,CCR4陰性細胞に比べ,有意にCD25,CLAの発現率が高かった.6.急性病変部の真皮血管周囲のCD4T細胞の多くがCCR4を同時に発現していた.AD患者末梢血中ではCCR4陽性細胞が増加し,ADの病態に関与していることが示された.CD4T細胞におけるCCR4,CXCR3発現はTh1,Th2バランスの指標になり,ADの重症度の指標にもなりうることが示唆された.1.アトピー性皮膚炎(AD)患者と水疱性類天疱瘡(BP)におけるCCケモカインとそのレセプターの分布上記皮疹を用いて,好酸球浸潤に関与するCCケモカインであるeotaxinとそのレセプターであるCCR3について,免疫組織学的に検討した.AD皮疹では,eotaxinが表皮細胞に発現していることが明らかとなり,これは特に好酸球浸潤が強く認められる痒疹型の皮疹で強かった.CCR3は健常人でも表皮細胞や真皮線維芽細胞にも発現を認め,AD皮疹では発現が増強した.炎症細胞の一部にも発現が見られた。表皮細胞におけるCCR3発現の意義は不明であり,今後検討する必要がある.BPにおいては,水疱蓋及びその周囲の表皮細胞に強いeotaxinの発現がみられた.さらに水疱内容液中のeotaxin濃度をELISA法にて測定したところ,対象とした熱傷水泡液などに比べ有意に高値を示した.以上から,ADやBPの好酸球浸潤にeotaxinが関与していることが示唆された.2.AD患者末梢血単核球上のケモカインレセプターの分布AD患者と健常者の末梢血単核球(PBMC)を用いて,細胞表面上に発現しているCCR4,CXCR3についてフローサイトメトリー法にて検討した.AD患者のPBMではCCR4の発現率がが健常人に比べ有意に高値を示した.さらにこれは患者皮疹の重傷度と相関した.ヘルパーT細胞(Th細胞)は最終的にIFN-γを産生するTh1細胞とIL-4などを産生するTh2細胞に分化するが,アレルギー性炎症においては,Th2細胞に比較的特異的に発現するCCR4の発現率がADに特に高いことやADの重傷度と相関しうることは,ADの病態形成にCCR4陽性細胞が重要であることを示していると考えられる.近年,いくつかのケモカインレセプターがTh1,Th2の指標になることが明らかとなり,アトピー性皮膚炎(AD)の病態にも密接に関わっていると考えられるが,ADにおいての発現と病態との関係については不明であった.筆者らは,AD末梢血CD4T細胞上におけるこれらのケモカインレセプターの発現がTh1,Th2を反映するのか,さらにADの病態,重症度や検査値異常を反映しうるか,また,ADの活性化の指標とされるCD25や皮膚へのhoming moleculeであるcutaneous lymphocyte associated antigen(CLA)などを発現しうるか否かを検討した.さらに,病変部浸潤細胞におけるこれらレセプターの発現についても検討した.結果1.CCR4陽性細胞は,ほとんどがIL-4のみ産生するいわゆるTh2細胞と,IL-4,IFN-γの両者を産生するTh0細胞である一方,IFN-γのみ産生するTh1細胞は1%以下であり,Th2優位のサイトカイン産生パターンを示した.CXCR3

産生細胞は,Th1細胞が約7割を占め,逆にTh2細胞は1%以下であった.つまり,CCR4の発現はTh2細胞の数を反映し,CXCR3の発現はTh1細胞の数をほぼ反映していた.2.CD4T細胞中のCCR4の発現率はAD群は20%を超え,健常人群の約4倍と高値を示した.CXCR3の発現率は健常人群とAD群で差はなかった.3.CCR4発現率は重症群で特に高く,重症群と中等症群において,健常人群よりも有意に高い発現率を示した.CXCR3陽性率は各群とも健常人群との相関が得られなかった.CCR4陽性率は末梢好酸球数と相関する傾向を示した.血清IgE値はCXCR3陽性率と有意な逆相関を認めたが,CCR4陽性率とは相関しなかった.4.CCR4陽性率は治療により低下する傾向を認め,CXCR3陽性率は逆にやや上昇を示した.5.CCR4陽性CD4細胞は,CCR4陰性細胞に比べ,有意にCD25,CLAの発現率が高かった.6.急性病変部の真皮血管周囲のCD4T細胞の多くがCCR4を同時に発現していた.AD患者末梢血中ではCCR4陽性細胞が増加し,ADの病態に関与していることが示された.CD4T細胞におけるCCR4,CXCR3発現はTh1,Th2バランスの指標になり,ADの重症度の指標にもなりうることが示唆された.
カラタチとカンキツにおける極わい性の遺伝とその育種的利用に関する研究

ヒリュウの自家受粉により作出した正常型,ヒリュウ型及び極矮性型の交雑実生を供試し,遺伝学的並びに特性に関する調査を行った。なお,交雑実生はアイソザイム分析により同定した。極矮性型と他の2つの型はほぼ1:3に分離したことから,ヒリュウは単劣性の極矮性遺伝子をヘテロで保持しており,極矮性実生は劣性ホモと考えられた。このことはヒリュウとカンキツ類のF_1実生がすべて正常型となることとも一致した。極矮性実生は525ppmのジヘレリン処理及び正常なカラタチに接木した場合のいずれも伸長することから,ジベレリン生合成過程を支配する遺伝子突然変異によって,この極矮性遺伝子が出現したものと推測された。極矮性実生には組織学的並びに形態学的に他の型と異なる特性が確認された。接木処理によって伸長した極矮性実生は正常型とヒリュウ型に区別された。このことからヒリュウ型と正常型の分離はヒリュウ型矮性遺伝子に支配されているものと考えられたが,その遺伝様式は充分解明できなかった。カンキツ品種ヒシノットを交配すると,正常型とシノット型は1:1と15:1に分離し,シノットのセルフでは1:3に分離したことから,シノットは優性の矮性遺伝子をヘテロで保持するが,その発現には複数の変更遺伝子の関与が示唆された。他方,ブーケとカンキツ類の交配では正常型とブーケ型が2:1に分離したことから,ブーケは優性のブーケ矮性遺伝子をヘテロで保有するが,致死遺伝子等の関与が示唆された。他のカンキツには矮性遺伝子をみいだすことはできなかった。最後に,ヒリュウ自家交雑実生の10%に幼樹開花性があることを発見した。優良なカンキツ用の矮性台育種において,ヒリュウ雑種の幼樹開花性実生の利用が効率的な育種に貢献するものと思われる。1.カラタチ`ヒリュウ'の自家受粉種子を播種し,これらの実生のGOTアイソザイム遺伝子型を分析し,珠心胚実生(HP・HF)と交雑実生(HP・HF以外)を識別し,個々の交雑実生の遺伝子型を決定した。これらの遺伝子型から,`ヒリュウ'の自家交雑実性においては,極矮性型,ヒリュウ性,および正常型が15:19:15に分離することを確認した。この分離比はヒリュウの示す矮性が不完全優性を示す矮性遺伝子に支配される可能性を示したが,期待された1:2:1の分離比からややはずれており,この点については来年度再検討する予定である。2.矮性のシノットを供試し,多数のカンキツと交配し,それらの実生における矮性の分離を検討したところ,正常型と矮性の分離は1:1,2:1,12:1の分離比を示した。これらのことからカンキツ類では完全優性は認められず,矮性を示す主遺伝子と共に補足,条件あるいは変更遺伝子の存在が予想された。シノットメヒリュウでは三出葉を示す交雑実生において矮性:正常が1:1に分離したことから,ヒリュ-の矮性遺伝子の発現はみられず,シノットの矮性遺伝子が発現したものと予想された。3.ヒリュウとカンキツ類の台木品種を交配した結果,現在までのところヒリュウ型の特色を示す矮性の出現は認められない。これらの矮性程度については来年度,さらに詳細に検討する予定である。

4.矮性実生根の組織学的調査を行った結果,ヒリュウ正常型実生およびカラタチ実生は3元型を基本としており,ヒリュウ矮性実生とヒリュウ珠心胚実生では4元型が基本であった。またヒリュウ矮性実生においては皮層が著しく厚いことが特筆される。この様な根の特異的な違いと矮性の関係については来年度さらに詳細に検討する予定である。ヒリュウの自家受粉により作出した正常型,ヒリュウ型及び極矮性型の交雑実生を供試し、形態学的並びに組織学的調査を行った。ヒリュウ型と正常型には形態が著しく異なる点を除いて明瞭な差異は認められなかった。一方、極矮性型実生は形態的にも組織学的にもかなり異なる特性、すなわち、他の2型と比べて根の皮層が厚く、気孔密度が高く、気孔の大きさは小さいなど、が観察された。シノット×ヒリュウの雑種実生は正常型とシノット矮性型に分離した。シノヅト矮性型実生は正常型と比較してかなり異なる特性、すなわち、小葉、短節間、気孔が大きく密度は低い、木部の発達が早いなど、を示した。同様な傾向はシノットと他のカンキツとの雑種にも認められた。ヒリョウの極矮性実生はジベレリン525ppmにより顕著に伸長したことから、この極矮性はジベレリン生合成過程を支配する遺伝子突然変異によりものと推測された。カンキツ品種にブ-ケを交配した所、正常型とブ-ケ矮性型実生がほぼ1:1に分離したことからブ-ケも優性の矮性遺伝子を有することが明らかとなった。他方、カンキツ品種にシノットを交配した場合、複数の遺伝子の関与が示唆された。またカンキツ品種にヒリュウを交配した場合、すべて正常型となり、この単劣性矮性遺伝子が不完全優性を示さないことが明らかとなった。またヒリュウ型矮性には細胞質の関与が示唆された。以上のことから、少なくとも三つの主動矮性遺伝子があることが明らかとなったが、優良なカンキツ矮性台木の育成のためには、カラタチヒリュウ雑種の持つ幼樹開花性を利用し、シノットの持つ極矮性遺伝子を導入する方法が最も効率の良い育種法であることが示唆された。
パッシブモニター法によるアスベスト汚染防止対策の効果の評価に関する研究

初年度の63年度においては、パッシブ法に基づく、アスベストの測定法の確立を最優先課題とし、シャーレやセロファンテープを用いた落下法による測定方法の開発を目指したが、予想以上の低濃度のため評価時間大幅延長、濃縮分析の検討などの必要性が生じてきた。従って、本年度のアスベスト汚染の実態把握は、在来からのローボリュームエアーサンプラーによる測定に頼らざるを得なかった。このため、パッシブモニター法と在来法との定量的な関係にの解明は、次年度に持ち越されることとなった。但し、都内の事務所ビル、養護施設、体育施設など10ケースほどについて在来法による測定を行った結果、以下の知見を得た。1.本研究の実測値は、環境庁などによって行われた在来の結果と似た値を示していた。2.室内にアスベスト仕上げの壁や天井があっても、使用状況によっては、室内のアスベスト浮遊量は、外気並のケースもあった。この事は、室内にアスベスト仕上げ面があるからと言って、拙速にそれを除去する対策をとるより、発塵をさせないような使用を続けながら、十分時間をかけて除去対策を考える方がよい場合があることを示すものと思われる。3.アスベスト仕上げ面に対し掃除などの乱し行為をとるとかなりの発塵が起こるので注意が必要である。4.室内濃度レベルでは換気量や居住者の行動に大きく左右される。なお当初、ハーバート大学の公衆衛生学教室に依頼する予定であった、PFT法による換気量の分析は、検体の輸送のための時間と費用を節約するために、オリジナルの分析方法を参考にしたわが国独自の分析法を開発することとした。
Keap1-Nrf2系制御による肺気腫形成機序解明とCOPD新規治療戦略への応用

慢性閉塞性肺疾患(COPD)は末梢気道病変と気腫性病変が複合的に作用し、正常に復することのない気流閉塞を示すが、組織破壊・リモデリングの予防や再生治療は確立されていない。研究代表者らは、タバコ煙曝露COPDモデルマウスにおいて抗酸化能を司る転写因子であるnuclear factor erythroid 2-related factor2 (Nrf2)の運動を介した発現増強による気腫化抑制効果を見出している。本研究では、Nrf2発現増強・活性化剤の気腫化抑制効果の評価ならびに機序を検討し、COPD新規治療戦略を提案する。
子宮頚部悪性腺腫の生物学的特性を利用した診断法樹立の試み

子宮頚部悪性腺腫は頸部腺癌の中でも極めて高分化型の腺癌で、形態的には正常子宮頚管腺と非常に類似しており、組織学的診断もしばしば困難であるにもかかわらず、放射線治療や抗癌剤に対して非常に抵抗性であり臨床的には非常に悪性な疾患である。当教室では悪性腺腫の生物学的特徴として以前(i)エストロゲン受容体、プロゲステロン受容体の消失、(ii)サイクリン、サイクリン依存性燐酸化酵素等の細胞周期調節因子の異常発現(iii)正常頸管腺ではみられない胃型粘液の発現、等の知見を見出している。昨年は悪性線腫の生物学的特徴を更に明らかにするために、卵巣の粘液産生腫瘍(胃型粘液を産生する)でしばしばその異常が報告されている癌遺伝子K-rasの点突然変異の有無を組織切片より抽出したDNAを用いたPCR法にて観察したところ、悪性腺腫の約60%に癌遺伝子K-rasの点突然変異が観察された。現在このK-rasの点突然変異のが悪性腺腫の早期診断法となりうるかを検討するために子宮膣部の細胞診検体を用いたK-rasの点突然変異の検出法を検討中である。さらに胃型粘液を特異的に検出する抗体(HIK1083)が確立されたことに伴い、悪性腺腫の早期診断法開発の試みとして、この抗体を用いた頸管粘液中の胃型粘液の検出法(ラテックス凝集法)の開発した。この方法により悪性腺腫患者の頸管粘液中に胃型粘液が検出されたため、現在陰性対照として正常婦人の頸管粘液中の胃型粘液を測定し、正常値の設定を試みている段階である。しかしながら本疾患が比較的稀な疾患であることもありその生物学的・分子学的特徴は殆ど知られていない。我々はこの悪性腺腫の生物学的な特徴を形態的に類似している正常子宮頚管腺と比較することによって明らかにするために、エストロゲン受容体(ER)、プロゲステロン受容体(PR)の発現を観察したところ、正常頚管腺では両者陽性であったが、悪性腺腫ではその発現は陰性であった。さらにこのER、PRの陰性化が正常頚管腺の悪性化の過程の中でいつ起きるかを検討するために、頚部腺癌の前癌状態であると考えられる腺異形成で検討したところこの段階で既にER、PRは陰性化しており、これら受容体の陰性化は悪性腺腫においても比較的初期におこる変化と考えられた。また増殖中の細胞を認識するKi-67抗原の発現を正常頚管腺と悪性腺腫とで比較したところ、悪性腺腫ではKi-67抗原陽性細胞が増加していた。このことから、細胞周期調節因子の一つで細胞の増殖を賦活すると考えられるサイクリン及び、サイクリン依存性燐酸化酵素(cdk)の発現を観察したところ各種サイクリン(E,A,B)およびcdk(cdk2,cdk4,cdc2)の発現が正常頚管に比較して著明に増強していた。これらの事から、悪性腺腫ではその発生過程の初期から性ステロイド受容体を失うとともに、各種サイクリン、cdkを発現させて活発な増殖能を獲得する事、言い換えれば正常な性ステロイドによる増殖制御から逸脱し、悪性腫瘍としての強固な自立能を獲得している事が考えられた。
フィールドワークにおけるマダニ刺咬リスク低減策とその実用性に関する研究

近年、マダニSFTSやライム病等、野外でのマダニ刺咬による問題が顕在化している。また、フィールドワーカーは野外にいる時間が長く、一般人よりもマダニ刺咬リスクが高い。このため、フィールドワークにおけるマダニ刺咬のリスク低減策について検討するため、通常の衣服の下にスポーツ用インナーウェアを着用する方法に着目し、その効果を検討した。具体的には、フィールドワークで主に着用する衣類6種を着用し、森林内を1回20分歩行した場合のマダニ付着数を比較した。使用した衣類はインナーウェア3種(1スポーツ用インナー2綿100%インナー3化繊インナー)、アウターウェア3種(1作業着2フリース3レインウェア)である。この調査を、埼玉県秩父市および北海道富良野市において2015年6月11月の期間に6回実施した。付着したのは主にチマダニ属・キララマダニ属のマダニであり、幼ダニ・若ダニ・成ダニ全ての発達段階のマダニが付着した。衣類別の平均付着数(全体で4.7)は、スポーツ用インナーで1.8、レインウェアで0.7と比較的少なかったが、他の衣類との間に統計的有意差は認められなかった(クラスカル=ウォリス検定、P>0.05)。しかし、スポーツ用インナーには、肌に隙間無く張り付くので、他の衣類に比ベマダニが侵入しにくいという効果も期待できることから、マダニ刺咬リスクを低減するために効果的であると考えられる。また、スポーツ用インナーの実用性について検討するため、スポーツ用インナー(夏期用)を着用した状態と着用していない状態で、下刈り作業時の体温の変化(上昇率)を比較した。その結果、スポーツ用インナーを着用した状態での体温上昇率が低く、熱中症の防止にも有効であることが示唆された。マダニ刺咬を防ぐことは労働安全衛生の観点からも重要性が高く、今後も検討を重ねていく必要があると考えられる。
ヒト多能性幹細胞Muse細胞からの精子細胞系樹立の試み

Muse細胞を長距離輸送してその日のうちに移植することは時間的に制約が大きかったため、その解消方法を模索した。研究期間途中で発表されたSTAP細胞誘導方式の酸処理からの誘導を試みたが、移植した細胞は自家蛍光を持つ細胞が若干生存しただけであった。GFP-Muse細胞は移植前の移植用培地に入れる時間を可能な限り短時間する方法が良かったが、現時点では移植3ヶ月後にはGFPシグナルが認められない。Muse細胞は、精細胞系列の細胞が持っている遺伝子を数種類もっているが、精細胞系列方向への誘導にはさらに中間的な遺伝子の発現が必要であった。さらなる遺伝子あるいは外来性補助因子の併用を考慮する必要がある。1.Muse幹細胞から精子幹細胞系へ誘導するために必要な遺伝子/分子と因子を絞り込み、Muse幹細胞を含むMuse-GFP細胞の長期培養系の準備を進めた。2.W/Wvミュータントマウスの精巣(セルトリ細胞only)精細管内への移植は問題ないが、導入細胞の前処理が必要であるため、その条件を検討した。レポーター遺伝子Acrosin-GFPマウスの脾臓細胞を採取し、さまざまのストレスのなかから酸処理をして精細管内への注入実験を行った結果、まだ良い結果は得られていないが、長期生存しているマウスについてもう少し時期を延ばしてから開腹し蛍光観察する。これらの条件検討を踏まえて、次年度にMuse-GFP細胞のインジェクションを増やす。酸処理意外に様々なストレス処理が有効である可能性があるため、ヒト化細胞やマウス細胞+ストレス処理+誘導処理(例えば、FGFやLIF)を行い、うまく発現する系を選別する。3.遺伝子導入が必要な場合のためにMuse-GFP細胞に導入するためのトランスフェクション準備を整えた。現状の実験設備と実験条件下において精子幹細胞を含む精巣内移植実験には成功した。しかし、原試料を遠距離運搬してその日のうちに精巣内に微少注入(移植)するためにはさまざまの制約があった。特に制限された時間的で処理し移植することが最も不便であった。これを解消するため、本研究期間の途中に発表されたSTAP細胞方式で用いられた酸処理に伴う処理を行ったあとに移植を試みたが、自家蛍光を発した細胞が若干生存しただけであった。これまでの実験結果として、Muse細胞は長距離移動後の移植も可能であるが移植効率が下がるがことと、移植前の浮遊状態となる培地内時間を短時間にしてアルブミンに抜けば移植効率があがることは確認していたが、それでも現在の条件では移植後3ヶ月後には移植した精巣内のGFPシグナルはバックグランド程度になり、細胞が生存できなくなった。コントロール実験では生存できるため、Muse細胞が持つ遺伝子とこれまでに報告されているwild typeの始原生殖細胞、精子幹細胞あるいは精原細胞が持っている遺伝子の相違を検索した結果、Muse細胞は本来、精細胞系列の細胞が持っているキー遺伝子を少なくとも数種類は持っていた。しかし、これらの遺伝だけでは精細胞系列への分化誘導には不十分であった。これまでに試みたMuse細胞調整法では、精細胞系列に必要な遺伝子がリクルートされないと考えられたため、まず他の外来性の補助因子を移植前に処理するか同時に移植するかを検討したが期間内には誘導を示す証拠を得られなかった。今後は本来持っている遺伝子以外の複数の遺伝子を先に誘導して移植するか、外来性の補助因子との同時に注入する方法が良いかもしれないと推測された。Muse幹細胞から精子幹細胞への誘導についてはこれまで報告がないため、手探りの状態である。Muse幹細胞の最適の前処理と最適の関連分子や遺伝子の組合わせを見つけ出すことが困難である。分化した細胞からさまざまの処理により初期化に向かい、精子幹細胞系へ向かう最適条件を探すことが難しい。様々な前処理をすることには問題無いため、頻回に実験を行うためのMuse-GFP細胞長期培養系を確立する。大きな問題は、Muse幹細胞の含有率であるが、1回のinjectionで10000個程度を注入できれば、たとえその中に1%以下の濃度であったとしても、これまでの実験から精細管内では定着できる可能性がある。最適のヒト化細胞やマウス細胞+ストレス処理+誘導処理(例えば、FGFやLIF)を行う条件を見いだすための実験を行う。移植実験手技や解析方法には全く問題はない。
脱分化脂肪細胞を用いた体幹部皮下脂肪と眼窩脂肪の違いに関する基礎研究

本研究は眼窩脂肪を含む顔面皮下脂肪と体幹部皮下脂肪の違いに関する基礎研究を行うものである。脂肪細胞に関連して脂肪由来幹細胞(Adipose derived Stem Cell,以下ADSC)が有名であるが、脂肪由来前駆細胞ともいわれている。多くは間質血管細胞群(Stromal Vascular Fraction:SVF)を継代培養してセレクションをかけることによってADCSとする必要がある。そこで成熟脂肪細胞からの直接培養が可能な脱分化脂肪細胞に着目し使用している。脱分化脂肪細胞(Dedifferentiated fat cell,以下DFATと記載)は1g程度のわずかな検体からの培養が可能である。骨髄由来間葉系幹細胞などは骨髄穿刺などの患者への侵襲が大きいが、その点では脂肪細胞の採取は低侵襲であり患者の負担を少なくすることである。それゆえ全身状態の不良な患者からも採取が可能である。まず初めに体幹部皮下からの脂肪を採取し、ホモジネートの後にコラゲナーゼ処理を行い、遠心分離を用いて、成熟脂肪細胞とSVFの細胞を分離した。成熟脂肪細胞はフラスコを用いた天井培養によりDFATとして継代を重ねた。SVFは培養ディッシュを用いた接着培養を行い、ADSCとして継代を重ねた。これにより安定して細胞の樹立は行うことができるようになった。培養実験に移行し、主に分化誘導を行ったが、個体差が見られた。リアルタイムPCRを行い評価項目とすることとしたが、現段階で基礎データがなく、同様の細胞を用いてのデータの集積を行い、同時に細胞のストックを行っている。今後は体幹部皮下脂肪と顔面皮下脂肪の比較を行っていく。同一個体間での細胞樹立ではないため、データの構築に時間を要する。また基礎データの樹立のために予定より多くの細胞のストックを必要としているため現時点では遅れている。細胞のストックを続けて行き、まとまった段階で評価を行う。そのために安定した結果を出すための基礎データの集積を行っていく。予定していた学会に都合によって参加できなかった分と、本年度に行う予定であった研究が遅れており、使用しなかった薬剤が挙げられる。薬剤の分はそのまま引き継ぎ使用予定である。また細胞のストックを予定の倍以上にすることが必要である。そのため予定していた消耗品も倍近く必要になることが考えられ、次年度使用額として予定する。
原子ステップの運動による3次元結晶構造物のマクロスケール変形機構の解明

今年度は、シリコン表面の1次元グレーティング構造の熱緩和とSrTiO_3(001)表面上の穴の減衰メカニズムについて研究を行った。これらの現象の観察を通じて、立体的な結晶構造物の変形における物質輸送のしくみに関する重要な知見を得た。以下に具体的な研究成果をまとめる。Si(001)基板上に形成した、深さ2μm、周期が0.84.Oμmの1次元矩形グレーティングを高温で加熱した時の、断面構造の時間変化と表面におけるステップ構造の時間変化を走査電子顕微鏡(SEM)及び走査トンネル顕微鏡(STM)を用いて調べた。巨視的な断面プロファイルの時間発展は、Mullinsの連続体理論に基づいたシミュレーションで再現できることが分かった。一方、STMでグレーティングの表面を観察したところ、ステップ運動によって巨視的な変形が起こっていることが確認された。比較的振幅が大きな段階では、グレーティングの波長よりも小さな周期構造が形成されていることが分かった。また、減衰の後期では、グレーティングの頂上に形成される(001)ファセットが加熱時間にほぼ比例して成長して行くことが分かった。これらのSTM観察結果は、連続体モデルでは理解できない、ステップ運動による変形の特徴であることを明らかにした。また、SrTiO_3(001)表面上にSTMナノ加工技術を利用してナノスケールの穴を形成し、その緩和過程をSTMでその場観察した。多層穴の緩和過程では、穴の縁は広がりながら、底から一層づつ埋まっていくことが分かった。さらに、この観察結果は、拡散律則を仮定した連続体ステップモデルのシミュレーションで再現できることを示した。一連のSTMその場観察結果より、ナノスケールの多層構造では、層間での原子の輸送機構とステップ問の相互作用が、その構造変化において本質的な役割を果たしていることを見いだした。今年度は、Si基板上に形成したミクロンスケール微細構造の熱緩和過程におけるステップの挙動と、SrTiO_3(001)基板上に走査トンネル顕微鏡(STM)探針を用いて形成した微細構造の緩和過程について研究を行った。まず、結晶表面上に形成した3次元構造物の緩和過程でのステップの運動のメカニズムを理解するために、Si(001)表面上にリソグラフィーで形成したミクロンスケールのトレンチ構造の熱緩和の様子を調べた。その結果、トレンチのコーナーが丸められる際、トレンチの側壁表面における特異な原子ステップの運動により、側壁表面に広いテラスが形成されることが分かった。この特徴的なステップの振る舞いを理解するために、1次元のステップフローモデルによる解析を行った。その結果、表面拡散によって原子が輸送される場合、側壁表面においてコーナーに向かってステップの運動が起こり、側壁表面に広いテラスが形成されることが明らかとなった。また、トレンチコーナーの変形がさらに進むと、側壁上の拡散流の影響で側壁表面上のステップが複雑に曲げられ、側壁表面にメゾスコピックスケールの凹凸が形成されることが分かった。もう一つの成果として、走査トンネル顕微鏡(STM)の探針を用いてSrTiO_3(001)結晶基板上に3次元構造を形成する手法を確立した。本手法を用いて、表面に様々な人工構造を形成し、その熱緩和の様子をSTMでその場観察することに成功した。その結果、SrTiO_3(001)表面の加熱による平坦化が表面拡散によって起こっていることが明らかになった。特に、テラス上の穴が消滅する過程では、ステップ間の引力的相互作用の影響で、反発相互作用のみが働く系と比較して、非常に複雑な緩和の様子を示すことが明らかになった。
IgM免疫グロブリンによる病原体排除機構の解析

IgM抗体は、病原微生物の初回感染後にBリンパ球から分泌される免疫グロブリンである。またIgM抗体は、自然抗体として病原体に感作されていない個体にも存在することから、生体防御反応の初期段階に重要な役割を担っていることが考えられている。しかし、IgM抗体と結合した病原体の排除機構や獲得免疫系における役割はまったく明らかにされていない。申請者はIgM抗体に対するヒトおよびマウスのFc受容体(Fcα/μレセプター)を世界に先駆けて同定した。さらに申請者は、Fcα/μレセプターがB細胞やマクロファージなどの抗原提示細胞上に発現しており、これが黄色ブドウ球菌などの病原微生物とIgM抗体との免疫複合体の抗原提示細胞内への取り込みに直接関与していることを発見し、抗原提示細胞による新しい病原体取り込み経路の存在を証明した。本研究では、Fcα/μレセプターのノックアウトマウスを作製し、Fcα/μレセプターを介して取り込まれた病原微生物が抗原としてT細胞に提示され、獲得免疫系の作動に関与していることを証明する。本年度はFcα/μレセプターのノックアウトマウスの作製を試み、マウスFcα/μレセプターの染色体遺伝子のクローニングとその構造解析を行った。これをもとに、さらにターゲッテイングベクターの構築をおこない、組み換え体ES細胞を得た。
単一ニューロン内の転写・翻訳機構から解明する動物行動の変容機構

本研究の目的は、遺伝子発現から動物行動の変容までの一連の機構を階層性に沿って解明することであり、そのための手法もあわせて開発することである。そこでヨーロッパモノアラガイの味覚嫌悪学習機構に着目した。まずはこの学習に関与しているニューロン1個内での転写調節因子を、mRNA・タンパク質レベルで定量する方法を開発し、長期記憶時の量的変化を明らかにした。さらには、ニューロン1個内の変化から個体行動変容を理解するためのボトムアップ研究を行った。これまで本申請者らは,細胞1個中のmRNAの定量方法の開発に成功していた。この方法はリアルタイムPCR法をアレンジしたもので,実際に実験動物モノアラガイにおける学習記憶のキー、ニューロンであるCGCでは,1つの細胞の中に転写調節因子CREB2のmRNAが数百コピー存在し,しかも味覚嫌悪学習によって半分以下に激減することを示すことができた。逆に予想に反し,もうひとつの転写調節因子CREB1は数コピーしかなく,これは測定範囲外であり,しかも学習によって増加しないこともわかった。したがって,平成19年度では,CREBのタンパク質の量の変化ならびにリン酸化の程度に着目し,キー、ニューロン1個中のタンパク質定量の方法を開発することを試みた。具体的には,学習、記憶に関与しているニューロン1個内のCREB1およびCREB2のタンパク質を定量する方法を,サンドイッチELISA法として開発した。サンドイッチ法なので,まずはCREB1およびCREB2おのおのについて2種類の抗体を用意した。そして,都合4種類の抗体の特異性などを調べ,ELISA法に発展させた。一方でこのELISA法をさらに高感度化するために,酵素サイクリング法と組合せて,その至適条件の検討を行った。酵素サイクリング法の脱水素酵素のターンオーバー数の向上を検討し,最適値(500回転/分)を見出した。さらにはこの酵素サイクリング法におけるブランクの上昇について検討し,その低減のための対策を考えた。その結果,基質を修飾することが必要であることがわかり,これは有機化学の研究者とともに作製することが決まった。平成20年度は,CREBタンパク質の量やリン酸化の程度と,神経ネットワークレベルでの変化を明らかにする段階に入った.そのためにボトムアップ研究の方法を開発し始めた.ボトムアップ研究とは,生物の階層性を「遺伝子発現」→「ニューロン内の情報伝達変化」→「神経ネットワークの可塑性」→「脳の機能変化」→「行動変容」の順に上がっていく研究を指す.学習効果をミミックするような実験系を,セミインタクト標本系で作り上げられれば,ボトムアップ法の解析が可能となる.ボトムアップ法の解析では,生理学的または生化学的なfictiveな変化を測定することになる.セミインタクト標本を作製し,キー・ニューロンであるCerebral Giant Cell (CGC)内のcAMP濃度,Aキナーゼの活性化程度,ならびにCREB1のリン酸化程度を薬理学的に変化させ,シナプス後細胞群での長期促通の大きさを測ることによって,学習効果の一部をミミックすることを試みた.さらには,セミインタクト標本系でin vitro学習を試みた.すなわち,個体味覚嫌悪学習と同じ味覚刺激をくちびるに与える,またはそれに替わる電気刺激をキー・ニューロンに与える,を行い,やはりシナプス後細胞群での長期促通の大きさを指標にし,学習の成立・長期記憶の形成が起きているか否かを判断した.すなわち,キー・ニューロンからシナプス後細胞群への長期促通の変化を観察するボトムアップと,in vitro学習から長期促通の変化を観察するトップダウンとを組み合わせて,機構全体を説明できるようにデータを集めている.本研究の最終目標は,1つのニューロン内の特定の遺伝子発現が,どのように神経ネットワークの生理学的または形態学的変化を誘導し,そして動物個体の行動変容を引き起こすのか,その機構を解明する手法を開拓しつつ,実際に,遺伝子から動物行動までを,生物の階層性に沿った形で詳細に解明することである.今年度は実験動物であるモノアラガイのセミインタクト標本を作製し,キー・ニューロンであるCerebral Giant Cell(CGC)内のcAMP濃度,Aキナーゼの活性化程度,ならびにCREB1のリン酸化程度を薬理学的に変化させ,シナプス後細胞群での長期促通の大きさを測ることによって,学習効果の一部をミミックすることを試みた.生体内の単一細胞でのcAMP濃度測定はまだ誰も成功していない.われわれもcAMP結合タンパク質を用いた濃度測定系を現在もまだ開発している.また,セミインタクト標本系でのin vitro学習について,その条件等を検討し,個体味覚嫌悪学習と同じ味覚刺激をくちびるに与えて,やはりシナプス後細胞群での長期促通の大きさが変化するかを調べた.すなわち,昨年まで行ってきた学習のキー・ニューロンからシナプス後細胞群への長期促通の変化を観察するボトムアップと,今年度のin vitro学習から長期促通の変化を観察するトップダウンとを組み合わせて,階層性に無理なく全体の機構を説明できるようにデータを揃えることができるようになった.

一方,キー・ニューロンに直接RNAiをインジェクションし,それに味覚嫌悪学習を施した後,学習の成立不成立,ならびに長期記憶への移行の度合いなどの行動実験も検討している.
動学的貿易理論における経済政策と不決定性の相互作用

本年度は,第一に,2国1財国際貸借モデルにおいて不決定性が起こる可能性を示す研究を行った.非線形割引(将来効用の割引現在価値が将来効用について非線形であること)を含む効用関数の下では,平均資本ストックが生産性を高めるという形の生産外部性が小さくても,不決定性が起こり得ることを証明した.従来研究代表者等が構築していた2国1財国際貸借モデルでは,不決定性が起こるのは,上のような生産外部性に加え,平均消費が時間選好率を高めるという形の消費外部性が存在し,かつそれらの外部性が十分強いときであった.今回の研究は,より現実的な状況下でも不決定性が起こり得ることを意味している.第二に,物的資本と人的資本が存在し,規模に関して収穫一定が成立している,3部門小国開放内生成長モデルの研究を進めた.この経済には,貿易財である物的資本財と消費財を作る2つの法人部門と,非貿易財である人的資本財を作る1つの教育部門が存在する.このモデルでは,貿易財の特化パターンによって,移行経路が鞍点安定になる場合もあれば,不決定になる場合もあることを示した.今年度は,資本所得税と共に労働所得税もモデルに加え,複数の移行経路間で成長率や効用の比較をし,また貿易財の自給自足価格を2種類の税率について比較静学するなどの改良を行った.この研究をまとめた論文は,Journal of Macroeconomicsに修正・再投稿している.本年度は,物的資本と人的資本が存在し,規模に関して収穫一定が成立している,3部門小国開放内生成長モデルを構築した.この経済には,貿易財である物的資本財と消費財を作る2つの法人部門と,非貿易財である人的資本財を作る1つの教育部門が存在する.このモデルでは,貿易財の特化パターンによって,移行経路が鞍点安定になる場合もあれば,不決定になる場合もあることを示した.これは2つの理由から生じる.第一に,法人所得税(法人のみの物的資本収益への課税)の下では,稼動している法人部門と教育部門の間の,価値的な意味での要素集約度ランキングと,物理的な意味での要素集約度ランキングが異なり得,それが過剰な安定力をもたらし得るからである.第二に,特化パターンの変化は,稼動している法人部門の要素集約度を不連続的に変化させるからである.この研究をまとめた論文は,現在審査中である.また,今年度の前から継続して行っている,2国1財国際貸借モデルにおいて不決定性が起こる可能性を示す研究も再開した.このモデルには,平均資本ストックが生産性を高めるという形の生産外部性と,平均消費が時間選好率を高めるという形の消費外部性が存在する.そして,それぞれの外部性が十分強いとき,均衡経路が不決定になり,しかも,政策変数などのパラメーターの変化が定常解に与える影響も通常と逆になることを示した.現在,ある形の内生的時間選好の下では,消費外部性が存在せず,生産外部性が小さくても,不決定性が起こるのではないかという予想を立て,モデルの改良を構想している.本年度は,第一に,2国1財国際貸借モデルにおいて不決定性が起こる可能性を示す研究を行った.非線形割引(将来効用の割引現在価値が将来効用について非線形であること)を含む効用関数の下では,平均資本ストックが生産性を高めるという形の生産外部性が小さくても,不決定性が起こり得ることを証明した.従来研究代表者等が構築していた2国1財国際貸借モデルでは,不決定性が起こるのは,上のような生産外部性に加え,平均消費が時間選好率を高めるという形の消費外部性が存在し,かつそれらの外部性が十分強いときであった.今回の研究は,より現実的な状況下でも不決定性が起こり得ることを意味している.第二に,物的資本と人的資本が存在し,規模に関して収穫一定が成立している,3部門小国開放内生成長モデルの研究を進めた.この経済には,貿易財である物的資本財と消費財を作る2つの法人部門と,非貿易財である人的資本財を作る1つの教育部門が存在する.このモデルでは,貿易財の特化パターンによって,移行経路が鞍点安定になる場合もあれば,不決定になる場合もあることを示した.今年度は,資本所得税と共に労働所得税もモデルに加え,複数の移行経路間で成長率や効用の比較をし,また貿易財の自給自足価格を2種類の税率について比較静学するなどの改良を行った.この研究をまとめた論文は,Journal of Macroeconomicsに修正・再投稿している.