hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラオス農村における水田漁撈の村落社会学的研究

近代における市場経済化や環境変容への対処、それを方向付ける社会的要因について考えるための視点を考察する一環として、ラオス南部の水田漁撈など複合的な生業活動が行われていた空間に注目して所有や利用管理の実態とその変化、管理の単位についてのデータを収集した。そしてこれまでの調査結果をあわせてその変化を分析した。結果として、米と魚を基本とした食生活やそれを維持するための土地利用に大きな変化はみられていないことがわかった。そして、その背景にある社会経済的状況や、社会関係を考察した。初年度の計画は、1これまでの研究成果の発表、2既存データと情報の整理、3村落の基礎資料の収集および聞き取りであった。予定は計画どおりに遂行され、9/2から9/5にかけてラオスで開催されたアジア農村社会学会にて、下記タイトルにて水田漁撈に関する研究成果について口頭発表を行った。(タイトル:Paddy field fishingas self-sufficiency system in southern Laos)また10月には、Health research forum(ラオス国立公衆衛生研究所主催:ビエンチャン)にて、「フードセキュリティとしての水田漁撈システム」、および「社会的弱者の栄養状態と健康に関する考察」についての、2題のポスター報告を行った。その後、9月、3月に、それぞれサントーン郡およびアタプー県にて、課題に関する情報収集を行うための調査と手続き(農業関連データが得られるような内容にて、政府機関および県機関とのMOU締結)を行った。ラオスのとくに農村部のコミュニティレベルでのデータは、電子データ化が行われていない分野も多いため、資料(とくに過去の)を入手するたに、これらの手続きは重要である。それとともに、初年度は、現地での継続的データ収集(人口、水田数の変化、水田漁撈の現状、近隣地区に導入されたプランテーションやそれが生活にもたらしている影響に関する基本情報の更新)を行った。現在、データの入力・整理中である。また、これまで入手したラオス語の記録、すなわち現地で作成されたオイ族の慣習についての記録の翻訳が順調に進んでいる。それにともなって、特に社会的制裁や結婚制度や所有関係などについてのオイ族独自の社会的慣習が明らかになりつつある。本年度は、雨期(夏期)に調査を行い、調査村における基礎データ(世帯状況)の更新を行うとともに、特に米の栽培についての聞き取り、および村内全小学生を中心とした食生活の調査を行った。また、近隣の村(他のオイ族の村)についての米栽培の情報を入手した。食生活のデータについては、同村で行った2006年のデータが存在し、今後、比較分析を行う予定である。米については、伝統的品種とハイブリッド米の栽培方法の違い、入手方法、移行時期、移行理由などについての聞き取りとともに、数世帯への調査によって農薬や肥料の使用などについての傾向を把握した。現在のところ、ハイブリッド米は栽培時期が短いことなどから、ハイブリッドを選択する傾向もあるが、これは、村が米を商品作物として位置づけているか自給用と位置付けているかによって異なることがわかった。また、その背景には、世帯当たりの水田面積などが関連しているようであるが、今後は、このような対応の背景についても調査していく必要がある。成果発表としては、これまでの成果を「“農的自然"に流れる時間」(環境社会学研究21号)として発表した。予定通りデータの収集を行った。ただ、調査補助者、連携研究者の同行が少なかったため、得られたサンプル数が少なかった。また、本調査は保健省に強力のもとに行われているため、農業関係の行政資料を入手する手続きが完了していない。これらの点については、最終年度の前半に精力的に情報収集を行いたい。最終年度は、農業関係の行政データ、世帯における水田利用のデータおよび食糧入手の現状についてのデータ、オイ族資料(慣習法と歴史)の翻訳と分析を行い、それらをもとに、水田漁撈の意味について考察してゆくことを主な目的としていた。それと同時に、環境変化、特にプランテーションによる水環境の変化についての聞き取りも行った。現地調査は水田に入ることが可能な3月に行なった。それらの結果、オイ族は北部から移住してきたのであるが、移住地=調査地周辺では古くから低地と山地(居住地)を往復して水田稲作が行われていたことが明らかになった。また、伝統的な米の品種を使い続けている村がある一方で、プランテーション労働者が多い村では、収穫期間が短い品種が導入される傾向があることがわかった。また、プランテーション農場が取水をはじめた影響で川の水量が減少し、それが農業用水にも影響を与えていること、プランテーション農場などからの農薬の影響(と住民が考える)による川魚の減少などが問題化されていた。一方で、プランテーションが地域に導入される以前の2008年のデータと比較すると、予期に反して水田漁撈の実施世帯率、水田漁撈装置の数などは増加を続けていたこと、(ビールなどの購入酒類の摂取は増加した一方で食事に関しては)魚食の割合が依然として圧倒的に高いことが明らかになった。特に村の外に働きに出ることのない高齢者にとっては、水田の魚は重要なたんぱく源であることが確認できた。また、村人が、プランテーション農場だけへの依存を自ら警戒し、水田漁撈のシステムを維持しようとする強い意志をもち、そのための環境(水や農薬)への関心をもつとともに、工夫をしていることも明らかとなった。2017年3月調査分は現在整理中のため、それを含めた成果は、2017年6月に学会報告するとともに論文化する予定である。

近代における市場経済化や環境変容への対処、それを方向付ける社会的要因について考えるための視点を考察する一環として、ラオス南部の水田漁撈など複合的な生業活動が行われていた空間に注目して所有や利用管理の実態とその変化、管理の単位についてのデータを収集した。そしてこれまでの調査結果をあわせてその変化を分析した。結果として、米と魚を基本とした食生活やそれを維持するための土地利用に大きな変化はみられていないことがわかった。そして、その背景にある社会経済的状況や、社会関係を考察した。平成26年度は、予定どおりアジア農村社会学会にて成果報告を行うとともに、予定していた基本データを入手することができた。また、これまで入手困難であった農業関係データや人口データなどが得られるように諸関係機関(ラオス政府保健局、ラオス国立公衆衛生研究所、アタプー県、サントーン郡)とのMOUを締結(内容を変更しての更新)することができた。そして、報告やMOU締結の際に、調査内容やコミュニティレベルの統計データ収集、調査内容に関する有益なアドバイスを受けることができた。また、入手したラオス語文献(オイ族の歴史・慣習についての記録)の翻訳が進んだ。これらのことから、次年度調査の予定どおりの進展が可能である。最終年度は、農業関係の行政データの収集に努めるとともに、世帯における水田利用のデータおよび食糧入手の現状についてのデータを収集したい。また、昨年度から翻訳を続けているオイ族資料(慣習法と歴史)の翻訳とその内容確認を完成させる予定である。また、オイ族の調査を行っている考古学チームとも連携・情報交換しながら、広くオイ族全体の米の栽培や自然資源利用についてのデータを収集し、それと水田漁撈を関連づける予定である。さらに、農薬や肥料の入手先であるプランテーションでの労働、プランテーションによる水環境の変化についても聞きとりを行い、最終的なまとめに入りたい。成果については、ラオス国内で開催される国際学会で発表を行う予定である。農村社会学上述のとおり、計画どおりに進行中である。次年度は、情報の継続的な収集を続けるとともに、プランテーション農園の動向および、それが周辺農村の水利用に与える影響(森林伐採による洪水の増加、潅漑用水の大量取水による水不足、農薬汚染)などに特に注意して状況についての聞き取りを続けたい。また、当初の計画では2年目以降に村民とのディスカッションなども予定していたが、調査村において、重要なインフォーマント(複数)の死亡が明らかになり、今後は、調査対象者や調査地域については、多少の変更も含めて考える必要がある。当初は、雨季、乾季の両方で複数人での調査に赴き、データを収集する予定であったが、雨季に協力者が参加できなかったこと、データ分析に時間がかかり乾季調査の準備にいたらなかったことにより、これらの現地調査を次年度に延期した。その結果として、調査に必要な物品費や旅費の使用が次年度にもちこされることになった。タイ人留学生に頼むことができたため、見積もっていたラオス語翻訳の謝金が実際よりも低くなったため。また、文献を探すことができず、予定どおりに購入できなかったため。
FACSを利用した新規なタンパク質機能モチーフ探索法の開発

本研究では、ランダム変異導入とFACSソーティングを組み合わせて蛋白質の機能モチーフをスクリーニングする手法の開発を目的とし、癌抑制因子PICT-1を題材として、その細胞内動態(ストレス依存性の分解および核小体局在)を制御する機能モチーフの同定およびその生理的意義の解明を試みた。まずPICT-1の核小体移行を制御する機能モチーフのスクリーニングにおいては、PICT-1蛋白質上の複数部位が細胞内局在決定に関与する可能性を見いだした。さらにPICT-1のN末端側およびC末端側の双方共に核小体への局在を示すことが明らかとなり、それぞれの領域における核小体移行モチーフの同定を試みたが、本法で用いたRUBY法プローブであるPICT-1BP1が、分割したPICT-1とは結合しないことが明らかとなり、異なるプローブを用いた新規スクリーニング法が必要となった。続いて、PICT-1の分解を制御する機能モチーフのスクリーニングを行ったが、本スクリーニングにおいても少なくとも三カ所以上の複数部位が分解制御に関与する可能性を見いだした。またPICT-1をN末端側とC末端側の二つに分割した場合、どちらの領域もストレス応答性の分解を受けることが明らかとなった。さらにPICT-1分解がアポトーシス誘導剤を中心とした様々なストレス誘導剤によって起こること、またこの分解がUBE1非依存性であることを見いだした。プロテアーゼ阻害剤を用いた解析からは、この分解がMG132感受性かつカテプシンB/D非依存性であることが明らかとなった。以上の結果から、PICT-1は強いストレスによって構造的な制御を失ったプロテアソーム酵素群によって分解されている可能性が示された。細胞内に存在するタンパク質の多くは、様々な機能モチーフを介した他タンパク質との相互作用あるいは機能モチーフの翻訳後修飾などによってその細胞内局在や機能が制御されている。本研究では、癌抑制因子PICT-1を題材として、ランダム変異導入と蛍光セルソーター(FACS)によるソーティングを組み合わせたハイスループットなスクリーニング系によって、その細胞内動態(ストレス依存性のPICT-1分解および核(核小体)移行)を制御する機能モチーフを決定することを目標とした。本年度の研究では、(1)EGFPをPICT-1のN末端側およびC末端側に結合した融合タンパク質が野生型PICT-1と同様に様々なストレスに応答して分解されること、および(2)これらの融合タンパク質の細胞内局在も野生型と同様に核小体に限定されることを検証し、これらがモチーフ解析に利用できることを確認した。また(3)これらのコンストラクトに対するError-prone PCRによってランダム変異を導入する系を確立した。なお当初スクリーニングに用いる予定であったEGFPをC末端側に結合した融合タンパク質(PICT-1-EGFP)が極めて強い細胞毒性を示したことから、スクリーニングにはEGFPをN末端側に結合した融合タンパク質(EGFP-PICT-1)を用いることとした。これに伴い、ランダム変異によるフレームシフト・ナンセンス変異の導入を忌避するために、「PICT-1-Kan^r」コンストラクト等を用いた変異導入系の確立が新たな検討課題となった。なお、PICT-1-EGFPが示す細胞毒性の理由は不明であるが、その解明が進めばPICT-1の機能解析に新たな展開が望めると考えている。
巨大干拓事業による潟湖コモンズの崩壊と再生に関する環境社会学的研究

本研究は、八郎潟干拓による伝統的な潟湖コモンズの崩壊と再生過程を記述し、潟湖コモンズ再生の方向性を検討することを目的とする。主な成果は次の通り。(1)干拓以後の周辺住民の生活変化を考察、(2)干拓によって八郎潟の自然資源の利用の変化を琵琶湖との比較において考察、(3)住民の八郎湖に対する意識をアンケート調査によって分析、(4)住民による八郎湖の自然再生活動の現状と課題を検討、(5)今後の潟湖コモンズの再生の展望と課題を検討した。主な成果は次の通り。本研究は、八郎潟干拓という巨大な環境改変によって、それまで住民が八郎潟との問に形成していた伝統的な環境利用・管理システム(潟湖コモンズ)がどのように崩壊してきたかを分析するとともに、最近盛んになってきた住民による自然再生活動の概要を調査し、そこから潟湖コモンズの再生の可能性と方向性を検討することを目的とする。初年度である平成20年度は研究計画に基づき次の調査を行った。(1)9月8日11日、立ち上げ研究会の開催と現場視察(八郎湖・大潟村)を実施した。(2)干拓計画に関する文献収集と聞き取り調査を行った(5月3月)。(3)潟湖コモンズの崩壊過程の分析について聞き取り調査を行った(5月3月)。(4)八郎潟の再生活動については、諸団体・行政への聞き取り調査を行った(5月3月)。(5)八郎潟・八郎湖に関する新聞のスクラップを作成した(5紙、計約7,000点)。(6)1月1012日、第2回研究会と調査を開催し、各自の調査結果を報告した。本研究は、八郎潟干拓という巨大な環境改変によって、それまで住民が八郎潟との間に形成していた伝統的な環境利用・管理システム(潟湖コモンズ)がどのように崩壊してきたかを分析するとともに、最近盛んになってきた住民による自然再生活動の概要を調査し、そこから潟湖コモンズの再生の可能性と方向性を検討することを目的とする。平成21年度は研究計画に基づき次の調査を行った。(1)干拓計画に関する文献収集と聞き取り調査を行った(5月3月)。(2)潟湖コモンズの崩壊過程の分析について聞き取り調査を行った(5月3月)。(3)八郎潟の再生活動については、諸団体・行政への聞き取り調査を行った(5月3月)。(4) 3月1518日、第3回研究会と調査を開催し、各自の調査結果を報告した。平成22年度は研究計画に基づき次の調査を行った。(1)潟湖コモンズの崩壊過程の分析について聞き取り調査を行った(5月3月)。(2)八郎潟の再生活動については、諸団体・行政への聞き取り調査を行った(5月3月)。(3)八郎湖住民の八郎湖に対する意識調査を行った(10月3月)(4)1月28日第4回研究会、3月57日第5回研究会を開催し、研究とりまとめの相談をした
アコースティックエミッション法によるコンクリート初期欠陥評価に関する研究

本研究は、コンクリート構造物における乾燥収縮、充填不良等によって生じる初期欠陥をアコースティック・エミッション(AE)の手法を用いて把握評価する方法の開発を目的としたものである。まず、コンクリートの材料、配合、鉄筋による自由変形の拘束の有無および程度を変化させたモデル供試体について、コンクリート打説後24時間後から28日までの間、精置状態でAEの発生状況を継続し測定、監視すると同時にひずみの変化、強度、ヤング係数の変化等を測定し、各種要因によるコンクリートの初期材料特性とAE発生状況の関係を実験的に明らかにした。その結果、乾燥収縮量が大きい、あるいは拘束が大きい等コンクリートに引張応力が多く発生する状況であるほどAEの発生が多くなり、初期欠陥形成との相関関係が明確であることが明らかになった。次に、現在開発が進められているいわゆる高流動コンクリートについて、その良好な充填性によって初期欠陥がどの程度減少していくか、あるいは、逆に微粉末量の増加によって乾燥収縮等の増加による初期ひび割れの増加問題等について明らかにしていくために、上記実験と同様の硬化初期におけるAE発生状況の観察を行い初期欠陥形成について検討を行った。その結果、高流動コンクリートでは、充填性が良好で、フレッシュ状態で存在した比較的大きい気泡が充填過程で抜け、硬化体の緻密性が向上し、同等の普通コンクリートと比較して、強度も高く、硬化初期における欠陥形成と関係すると考えられるAEの発生も少なくなる事が明らかになった。本研究は、コンクリート構造物における乾燥収縮、熱応力に起因する初期欠陥をアコースティック・エミッション(AE)の手法を用いて把握評価する方法の開発を目的としたものである。本年度は、コンクリートの材料(主としてセメントの種類)、配合、鉄筋による自由変形の拘束の有無および程度を変化させた供試体について、コンクリート打設直後から材齢28日までの間、静置状態でAEの発生状況を購入したパソコンを中心としたシステムで継続して監視、測定すると同時にひずみの変化、強度、ヤング係数の変化を測定し、各種要因によるコンクリートの初期材料特性とAE発生状況の関係を実験的に明らかにしていくことを試みた。その結果、コンクリートにひびわれが発生する可能性が高いと推測される状況におけるほど、AEの発生頻度が高くなることが確認された。すなわち、熱応力に関しては、発熱量が多い多い程、コンクリートの引張強度が低い程、膨張に対する拘束が少ない程AE発生頻度は高くなる。また、乾燥収縮に関しては、収縮量が大きい程、収縮に対する拘束が大きい程AE発生頻度は高くなる。これらの実験結果に基づいて、来年度は、さらに多くの要因および水準に関する実験、さらに精度の向上による再現性の確保等について実験を継続していくと共に、計算機シュミレーションによる解析結果との検証を進めていく予定である。また、ノイズ排除を中心とした計測システムに関しては、独立した複数供試体を同時にデッドタイムを短く設定したイベントカウント法で計測する方法でかなり良好なデータが得られており、次年度以降もさらに検討を進めていく予定である。本研究は、コンクリート構造物における乾繰収縮、充填不良等によって生じる初期欠陥をアコースティック・エミッション(AE)の手法を用いて把握評価する方法の開発を目的としたものである。まず、コンクリートの材料、配合、鉄筋による自由変形の拘束の有無および程度を変化させたモデル供試体について、コンクリート打説後24時間後から28日までの間、静置状態でAEの発生状況を継続して測定、監視すると同時にひずみの変化、強度、ヤング係徴の変化等を測定し、各種要因によるコンクリートの初期材料特性とAE発生状況の関係を実験的に明らかにした。
骨髄由来レドックス制御細胞による新規肝発癌予防療法開発のための基盤研究

我々は「肝硬変症に対する自己骨髄細胞投与療法(ABMi療法)」の臨床的有効性及び安全性を明らかにし、先進医療Bに認可された。またこれまでに、高発癌肝硬変マウスへの骨髄細胞頻回投与により肝線維化と肝発癌が抑制されることを論文報告している。さらに今回、酸化ストレス誘導下において骨髄間葉系幹細胞を肝細胞と共培養したところ、これらの酸化ストレス障害は抑制され、培養骨髄間葉系幹細胞の肝硬変モデルマウスへの投与でも肝線維化の抑制、血清抗酸化能の亢進、肝脂質過酸化の抑制を確認した。以上の結果より、培養骨髄間葉系幹細胞は肝硬変症に対する肝再生修復療法の細胞源となり得ることが示された。しかし、骨髄細胞投与が肝発癌を促進させる懸念があるため肝細胞癌合併例にはABMi療法の適応はない。そこで高発癌肝硬変マウスに同種同系GFP陽性骨髄細胞を頻回投与する「DEN/GFP-CCl4マウスモデル」を作成し肝発癌動態への影響を評価したところ、骨髄細胞投与により肝線維化と肝発癌は抑制されることをこれまでに確認してきた。そこで本研究では、骨髄由来細胞投与により肝内re-doxは制御され、肝線維化および肝発癌が抑制されるメカニズムを解明することを目的とした。初めに、骨髄細胞による酸化ストレス抑制メカニズムを解明するため、酸化ストレス誘導下における培養骨髄由来細胞の肝星細胞や肝細胞への影響を共培養系で評価したところ、その共培養により肝星細胞や肝細胞の酸化ストレス障害を有意に抑制した。また酸化ストレス誘導下では骨髄間葉系細胞自体のLDH放出やROSもむしろ抑制されており、その細胞増殖や生存率も増加していた。さらに、培養骨髄間葉系細胞を肝硬変モデルマウスに投与したところ肝線維化は抑制され、血清ヒアルロン酸低下、血清抗酸化能亢進、肝脂質過酸化の抑制も確認された。以上より、培養骨髄間葉系細胞にはre-dox制御能があり肝線維化抑制効果もあることから、肝再生療法の有用な細胞源となり得ることが示された。これまで我々は「非代償性肝硬変症に対する自己骨髄細胞投与(ABMi)療法」の有効性及び安全性を多施設臨床研究で明らかにしてきたが、骨髄細胞投与が肝発癌を促進させる懸念があるため肝細胞癌合併例にはABMi療法の適応はない。しかし肝細胞癌合併のない肝硬変症も高発癌状態であるため、高発癌肝硬変マウスに同種同系GFP陽性骨髄細胞を頻回投与する「DEN/GFP-CCl4マウスモデル」を作成し肝発癌動態への影響を評価したところ、骨髄細胞投与により肝内re-dox状態は制御され、肝線維化と肝発癌は抑制されることを確認した。そこで、骨髄由来細胞投与により肝線維化および肝発癌が抑制されるメカニズムの解明を目的とした。初年度は、骨髄細胞による肝線維化抑制メカニズムを解明するため、培養骨髄由来細胞の肝星細胞への影響を解析評価した。培養骨髄由来細胞はCD73/CD90/CD105陽性かつCD45陰性で脂肪・骨・軟骨への分化能を有しており、これら培養骨髄間葉系細胞と肝星細胞との0.4μm-transwell共培養系では、肝星細胞株由来CellROXシグナルは有意に低下し、骨髄間葉系細胞由来のHeme oxygenase-1及びSuperoxide dismutase-3 mRNA発現は有意に亢進していた。さらに肝細胞との接触混合培養では、培地へのLDH放出は有意に抑制され、肝細胞由来CellROXシグナルは有意に低下し、肝細胞由来Nuclear erythroid-2related factor mRNA発現は有意に亢進していた。従って、培養骨髄間葉系細胞と共培養することで、肝星細胞や肝細胞の酸化ストレス障害は有意に抑制されることが示唆され、培養骨髄間葉系細胞の肝線維化抑制メカニズムとして、肝星細胞や肝細胞に対する酸化ストレス抑制作用があると考えられた。骨髄細胞分画のうち通常培養法で培養可能な間葉系マーカー陽性細胞分画には、肝星細胞の酸化ストレス障害を抑制する作用があることが確認され、これが肝線維化改善メカニズムのひとつであることが示唆された。また「MMP9/LacZ-DsRed Tgマウス骨髄細胞投与モデルの肝線維化評価」については、今年度はMMP9/LacZ-DsRed Tgマウスのホモ化まで達成している。今年度に明らかとなった酸化ストレス抑制作用を有する骨髄由来細胞分画の肝線維化改善メカニズムの解析をさらに進めるとともに、高発癌肝硬変マウスに対する発癌抑制効果の解析評価を進めていく。

さらにMMP9/LacZ-DsRed Tgマウス骨髄細胞投与モデルにおけるMMP9発現細胞の動態解析により、肝線維化・肝発癌・レドックス制御機構のクロストークを解明していく。本年度の研究計画には大きな変更はなかったが、予定試薬の変更等により9,220円の未使用額が発生した。この未使用額は、平成25年度の研究計画において試薬購入費に充当する。
時間分解インパルシブラマン分光法による超高速構造変化の観測

GFP由来の蛍光タンパク質では、通常、発色団は中性型とアニオン型の両方の形で存在するが、LSSmOrangeでは、平衡が電子基底状態で著しく中性型に偏っている。ところが蛍光は光励起後にプロトン移動によって生成するアニオン型から発せられるため、吸収波長と蛍光波長の差が大きく、この特長を生かした生体イメージングに用いられている。LSSmOrangeの分光特性の元になっている励起状態プロトン移動の研究を行った。以前フェムト秒時間分解蛍光スペクトルによる研究が報告されているが、不明な点が多く残っていた。そこで、理研で開発した時間分解インパルシブ誘導ラマン分光を用いて励起状態プロトン移動ダイナミクスを振動分光学的に検討した。その結果、ダイナミクスのより確かな帰属が可能になり、LSSmOrangeでは2種の異なる基底状態が存在し、これらが励起されると、異なる時定数で励起状態プロトン移動が起った後、それぞれのアニオン型電子励起状態から蛍光が発せられていると結論された。また、時間分解インパルシブ誘導ラマン分光を用いて、金属ナノ粒子(凝集体)に吸着した色素分子のラマン活性振動をインパルシブ誘導ラマン分光を用いて時間領域で観測した。金属ナノ粒子の凝集体の接合点にはプラズモンが極めて大きい電場を作る“ホットスポット"が出来ることが知られており、ここに吸着した分子は電場増強効果の為に極めて大きいラマン散乱信号を与える(表面増強ラマン効果)。そこで、金属ナノ粒子としては金のナノ粒子、色素としてはtrans-1, 2-bis(4-pyridyl)ethene(BPE)を用いて実験を行い、BPEの指紋領域のラマン活性振動の核波束運動の観測に成功した。その結果、インパルシブ誘導ラマン測定で得られる時間領域の信号に対してもプラズモンによる10の5乗から6乗におよぶ極めて高い信号増強が初めて確認された。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、先端的な超高速分光法を用いて機能性複雑分子系の光反応初期過程を研究し、光応答を引き起こす分子機構を微視的観点から解明する。特に、(1)置換基等の化学修飾による光化学的性質の制御に興味がもたれている銅錯体や光照射による化学結合生成が注目を集めている金錯体などの遷移金属錯体、(2)高い変換効率に向けて精力的に研究されている薄膜太陽電池モデル系、などを対象にした研究を推し進める。フェムト秒時間分解吸収および蛍光分光を駆使して電子状態ダイナミクスを明らかにするとともに、フェムト秒時間分解インパルシブラマン分光を用いて核運動および振動構造変化を追跡する。これらの電子状態と分子構造に関する情報を突き合わせることにより、多次元の構造発展を伴った光励起分子の反応座標を可視化し、機能の発現につながる分子ダイナミクスの全貌を解明するとともに、新たな分子機能の創出へ向けた指針を得ることをめざす。平成27年度は、ビスジイミン銅(I)錯体の光誘起構造ダイナミクスの研究に着手した。Kumar氏はインド工科大学カンプール校の博士課程の研究においてフェムト秒レーザーを取り扱っていたが研究テーマは熱レンズ分光に関するもので、フェムト秒領域の時間分解分光測定の経験はない。そこでまず、ビスジイミン銅(I)錯体をS2状態に光励起し、その後の励起状態ダイナミクスをフェムト秒時間分解吸収分光を用いて測定することによってフェムト秒時間分解測定の基本技術を習得した。さらに、電子励起状態のコヒーレントな核運動を直接測定するフェムト秒時間分解インパルシブラマン分光の技術を習得し、フェムト秒領域の励起状態のラマンスペクトルの時間変化の測定に成功した。Kumar氏はフェムト秒領域の時間分解分光測定の経験が無かったが、ビスジイミン銅(I)錯体を対象にした実験を通して、フェムト秒時間分解吸収測定の基本技術を習得した。前年度に時間分解インパルシブ誘導ラマン分光を用いてビスジイミン銅(I)錯体のフェムトピコ秒領域の時間分解振動スペクトルの測定を行い、電子励起状態の振動バンドの周波数と強度が低振動数で変調している可能性を示すデータが得られた。そこでまず、これの再現実験を精力的に行った。しかしながら現在のS/Nの範囲内でこれを再現することができなかったのでこの研究は終了することとした。次に、ビスジイミン銅(I)錯体の実験を通してKumar博士が取得した超高速分光実験に対する高い技術を活かし、新しい系のコヒーレントな振動を時間領域で観測することを試みた。その結果、幾つかの系で大変興味深いデータを得ることができた。まず、金属ナノ粒子に吸着した分子のインパルシブ誘導ラマン測定を行い、プラズモン共鳴によって極めて強い電場が現れる“ホットスポット"に存在する分子の振動を時間領域で観測することに成功した。また、生物研究におけるイメージングに不可欠な蛍光タンパク質の一つ、LSSmOrangeに関して時間分解インパルシブ誘導ラマン測定を行い、これに成功した。GFP由来の蛍光タンパク質では、通常、発色団は化学平衡にある中性型とアニオン型の両方の形で存在するが、LSSmOrangeでは、平衡が電子基底状態で著しく中性型に偏っている。

ところが蛍光は光励起後にこの中性型発色団のプロトン移動によって生成するアニオン型から発せられるため、吸収波長と蛍光波長の差が大変大きく、この特長を生かした生体イメージングに用いられている。このLSSmOrangeの分光特性の元になっている励起状態プロトン移動過程に対応する時間分解インパルシブ誘導ラマン分光データが得られた。前年度にビスジイミン銅(I)錯体に対する実験では、最終的に新しいデータは得られなかったが、予定通り時間分解インパルシブ誘導ラマン分光の測定技術をKumar氏は習得することができた。これによって自分自身でフェムト秒時間分解吸収分光実験およびフェムト秒時間分解インパルシブ誘導ラマン実験を行なうことができるようになり、精力的に実験を行なって、金属ナノ粒子に吸着した分子、およびユニークな分光特性をもつ蛍光タンパク質であるLSSmOrangeについて時間分解インパルシブ誘導ラマン測定に成功し、新規性のある興味深いデータを得た。特に前者については国内学会で口頭発表を行なうこともでき、研究はおおむね順調に進展していると言える。GFP由来の蛍光タンパク質では、通常、発色団は中性型とアニオン型の両方の形で存在するが、LSSmOrangeでは、平衡が電子基底状態で著しく中性型に偏っている。ところが蛍光は光励起後にプロトン移動によって生成するアニオン型から発せられるため、吸収波長と蛍光波長の差が大きく、この特長を生かした生体イメージングに用いられている。LSSmOrangeの分光特性の元になっている励起状態プロトン移動の研究を行った。以前フェムト秒時間分解蛍光スペクトルによる研究が報告されているが、不明な点が多く残っていた。そこで、理研で開発した時間分解インパルシブ誘導ラマン分光を用いて励起状態プロトン移動ダイナミクスを振動分光学的に検討した。その結果、ダイナミクスのより確かな帰属が可能になり、LSSmOrangeでは2種の異なる基底状態が存在し、これらが励起されると、異なる時定数で励起状態プロトン移動が起った後、それぞれのアニオン型電子励起状態から蛍光が発せられていると結論された。また、時間分解インパルシブ誘導ラマン分光を用いて、金属ナノ粒子(凝集体)に吸着した色素分子のラマン活性振動をインパルシブ誘導ラマン分光を用いて時間領域で観測した。金属ナノ粒子の凝集体の接合点にはプラズモンが極めて大きい電場を作る“ホットスポット"が出来ることが知られており、ここに吸着した分子は電場増強効果の為に極めて大きいラマン散乱信号を与える(表面増強ラマン効果)。そこで、金属ナノ粒子としては金のナノ粒子、色素としてはtrans-1, 2-bis(4-pyridyl)ethene(BPE)を用いて実験を行い、BPEの指紋領域のラマン活性振動の核波束運動の観測に成功した。その結果、インパルシブ誘導ラマン測定で得られる時間領域の信号に対してもプラズモンによる10の5乗から6乗におよぶ極めて高い信号増強が初めて確認された。これまでにフェムト秒時間分解インパルシブラマン分光を用いてビスジイミン銅(I)錯体のフェムト秒領域の時間分解スペクトルを測定した。その際、励起状態の振動バンドの周波数と強度が低振動数で変調している可能性を示すデータが得られたが、現在の測定装置でその再現性を確認するために十分なS/Nを得ることが難しかった。
生体吸収性素材を用いた食道損傷部における低侵襲治療法の開発

食道損傷は治療が難しい病態であり、多大な侵襲と長期の治療を要する。本研究は、食道損傷部に生体吸収性ポリマー(BAP)で作製した人工食道壁をパッチ状に移植することにより治癒可能かを確認し、人体使用への礎となることが目的である。まずは、食道欠損部に対する人工食道移植は、ブタの食道欠損部に適合し、なおかつ、狭窄モデルにおいてパッチすることにより、狭窄部を治癒させた。そして、生体吸収性自己拡張型カバードステントを作製し、大動物の急性期食道穿孔モデルへ留置し治療効果があることを確認した。これらは、人に近い大動物で確認できた結果であり、臨床使用されれば様々な食道疾患に応用できると思われる。大きく分けて以下の3つの実験系を検討する予定であった。1生体吸収性自己拡張型カバードステントを用いた急性期食道穿孔治療の検討既に、科研費申請時、進行中の研究で有り、良好な成果が得られている。2014年日本外科学会、2014年日本消化器病学会で発表した。日本消化器病学会においては同研究において第27回日本消化器病学会奨励賞を受賞した。2生体吸収性自己拡張型カバードステントを用いた食道全周性ESD部の狭窄予防効果の検討。ESD後の狭窄予防効果においては長期間大動物の経過観察が必要で有り、このことは当大学の施設管理や動物倫理において困難で有り、実験は進んでいない。狭窄を作成後の生体吸収性素材による修復は良好な成果をおさめており、これについては、Disease of the esophagus誌に投稿し、現在revise作成中である。3生体吸収性瘻孔プラグを用いた、食道皮膚瘻の治療現在進行中である。平成2324年度に予定していた食道欠損部に対するBAPパッチ移植の適合性、再生食道の経時的変化の検討は、予定通り進んでおり、その適合性が良好であることが証明された。また、経時的変化も、組織学的に検討が終了し、再生が良好に進むためには、筋線維芽細胞の増殖抑制が必要であることが示唆された。これらの結果は、論文と学会にて発表している。本研究は食道疾患の治療後等に併発する欠損、縫合不全、瘻孔を、生体吸収性素材を欠損部などに移植することにより、低侵襲に治療する方法を新たに開発することにある。研究計画i)「食道欠損部に対する生体吸収性ポリマー(Bioabsorbable Polymer)パッチ移植の適合性、再生食道の経時的変化の検討」においては、本研究の予備試験同様に研究を進め、食道へ移植した場合の組織適合性や再生過程を大動物実験により観察した。BAPが食道組織に十分適合し、BAP移植部が良好に再生していることを確かめ、これを論文1)として報告し掲載された。また、計画iii)「生体吸収性自己拡張型カバードステントを用いた食道全周性ESD部の狭窄予防効果の検討」は、狭窄予防効果を検討することと並行して狭窄部の治療をBAPで行い、期待通りの結果を得たため、これを2)として報告し掲載された。研究計画ii)「生体吸収性自己拡張型カバードステントを用いた急性期食道穿孔治療の検討」においては、3)のごとく2014年日本外科学会で発表し、Young Investigator s Award受賞した。現在論文作成中である。研究計画iv)「生体吸収性瘻孔プラグを用いた食道皮膚瘻の治療」においては、平成26-27年度へ研究助成延長を申請し、現在進行中である。成果発表3)高瀬健一郎、宮澤光男、合川公康ら:生体吸収性ステントを用いた消化管縫合不全に対する新しい治療法の開発。第114回日本外科学会Young Investigator s Award受賞(2014)本研究は食道疾患の治療後等に併発する欠損、縫合不全、瘻孔を、生体吸収性素材を欠損部などに移植することにより、低侵襲に治療する方法を新たに開発することにある。研究計画ii)「生体吸収性自己拡張型カバードステントを用いた急性期食道穿孔治療の検討」においては、3)のごとく2014年日本外科学会で発表し、YoungInvestigator Award受賞した。研究計画iv)「生体吸収性瘻孔プラグを用いた食道皮膚瘻の治療」においては、平成27年度へ研究助成延長を申請し、研究を行った。食道皮膚瘻においては、動物愛護の観点より、動物への苦痛が大きいと言うことで、3例のみ実施した。

この3例においては瘻孔の早期治癒という良好な結果を得られたため、学会発表を準備中である。成果発表2)高瀬健一郎、宮澤光男、合川公康ら:生体吸収性ステントを用いた消化管縫合不全に対する新しい治療法の開発。第114回日本外科学会Young Investigator s Award受賞(2014)食道損傷は治療が難しい病態であり、多大な侵襲と長期の治療を要する。本研究は、食道損傷部に生体吸収性ポリマー(BAP)で作製した人工食道壁をパッチ状に移植することにより治癒可能かを確認し、人体使用への礎となることが目的である。まずは、食道欠損部に対する人工食道移植は、ブタの食道欠損部に適合し、なおかつ、狭窄モデルにおいてパッチすることにより、狭窄部を治癒させた。そして、生体吸収性自己拡張型カバードステントを作製し、大動物の急性期食道穿孔モデルへ留置し治療効果があることを確認した。これらは、人に近い大動物で確認できた結果であり、臨床使用されれば様々な食道疾患に応用できると思われる。本研究は大動物(ブタ)を用いた実験であるが、当実験施設の豚舎ケージが破損してしまい、平成26年の約1年間は少数の動物しか管理できず、当初の予定の実験が遂行できなかった。現在は豚舎の修復は完了し、研究を進めている。消化器外科学研究計画の(iii)は、すでに3頭のブタを用いて実験を進めており、予定の9頭まで実験を行う予定である。(iv)においては、実験動物数を9頭から6頭に減らして実験を予定している。いずれの研究結果も学会発表予定である。大動物における長期の経過観察が、施設管理や動物倫理において難しくなってきている。24年度までに終了すべき実験の多くは修了しており、解析中である。25年度の実験に関しては現在食道皮膚瘻モデルの作成が予想通りに進行していないため、作製方法の変更が必要と考えている。大動物における長期の経過観察が難しく、実験計画における24週の経過観察を12週へ短縮することを検討中である。「生体吸収性自己拡張型カバードステントを用いた急性期食道穿孔治療」はほぼ実験が修了し解析を開始している。「生体吸収性自己拡張型カバードステントを用いた食道全周性ESD部の狭窄予防効果の検討」は現在進行中である。この実験に加え次年度は「生体吸収性瘻孔プラグを用いた、食道皮膚瘻の治療」を行う予定である。研究計画の(iii)は、すでに3頭のブタを用いて実験を進めており、予定の9頭まで実験を行う予定である。動物実験施設における施設使用規約が変わり、思うように動物実験が進まなかった。実験動物の観察期間を変更するなどして、実験計画に合致した研究を進めたい。実験動物であるブタの単価が上昇しており、これに充てる費用割合が増加することが予想される。
発現タンパク質の構造―動態―活性の最適化によるインターフェロン癌遺伝子治療法開発

本研究では、効果的なインターフェロン-γ(IFNγ)癌遺伝子治療法の開発を目的として、血栓に親和性を有するペンタペプチド(CREKA)を融合したIFNγ誘導体を新たに設計した。CREKA融合IFNγ誘導体発現プラスミドDNA(pDNA)を構築し、担癌マウスにハイドロダイナミクス法を用いて遺伝子導入したところ、腫瘍組織中の血栓へのIFNγの結合が認められた。また、CREKA融合IFNγ誘導体発現pDNA投与により、腫瘍体積の増大が抑制された。以上、本研究で開発したCREKA融合IFNγ誘導体は、IFNγ癌遺伝子治療における抗腫瘍効果の増強に有用であることが明らかとなった。インターフェロン(IFN)は抗ウイルス活性、抗腫瘍活性、免疫調節作用など種々の生理活性を持つサイトカイン群であり、癌やウイルス感染などの種々の疾患への治療薬として臨床応用されている。本研究では、IFN癌遺伝子治療法の開発を目的としてプラスミドDNAにコードされるIFNタンパク質の構造のデザインによる、IFNの体内動態と生物活性の向上について検討した。本年度は、腫瘍組織へ集積性の高いIFNの開発を目的として、IFNとほぼ同じ分子量を有するGaussia luciferase (gLuc)をモデルのタンパク質として、種々の構造を有するgLuc誘導体を作成し担癌モデルマウスを用いて腫瘍組織集積性の高い構造のスクリーニングを行った。酸性アミノ酸の一種であるグルタミン酸の4・8・12個繰り返し配列、あるいは塩基性アミノ酸の一種であるアルギニンの4・8・12個繰り返し配列の付加によって負電荷あるいは正電荷を付与したgLucをコードしたプラスミドDNAを投与した結果、腫瘍組織へのgLuc活性の集積性に有意な変化は認められなかった。別途、分子量の増大による血中滞留性の向上による腫瘍集積性の改善と、分子量増大によるIFN受容体への親和性の低下によるIFN生物活性の低下の回避の両立を目的とし、マウス血清アルブミン(MSA)あるいはその一部を融合したgLuc誘導体をデザインした。その結果、MSAの一部を融合したgLuc誘導体は、MSAを融合したgLucと同様に高い血中滞留性を示すことを見出した。また、腫瘍組織に親和性を有するリガンドの融合による腫瘍集積性の改善を目的として、癌細胞および腫瘍組織の新生血管の内皮細胞に高発現するインテグリンを標的とするRGD融合gLucをコードするプラスミドDNAを構築した。構築したプラスミドDNAを担癌モデルマウスに投与したところ、RGDの融合により腫瘍組織への集積性が向上する可能性を見出した。本研究では、インターフェロン(IFN)癌遺伝子治療法の開発を目的としてプラスミドDNA(pDNA)にコードされるIFNタンパク質の構造のデザインによる、IFNの体内動態と生物活性の向上について検討した。本年度は、前年度の検討において腫瘍集積性の改善の可能性が示されたRGDをIFNγに融合し、IFNγの腫瘍集積性の改善と抗腫瘍効果の改善を試みた。しかしながら、RGDの融合による効果は十分ではなかったことから、他の機能性ペプチドとして血栓に結合親和性を有する5アミノ酸からなる短鎖ペプチドCREKAに着目した。腫瘍組織においては血管構造の破綻による組織への持続的な血液の漏出により血栓形成が促進すると報告されていることから、CREKAの結合によるIFNの腫瘍特異的デリバリーについて検討した。CREKAをIFNγに融合したIFNγ-CREKAとともに、腫瘍組織においてCREKAを介して血栓に結合したIFNγを癌細胞に直接作用させることを目的として、IFNγとCREKAの間に腫瘍組織に高発現するマトリックスメタロプロテアーゼ感受性配列(mmp)をリンカーとして組み込んだIFNγ-mmp-CREKAを設計し、各融合タンパク質発現pDNAを構築した。マウス結腸癌細胞株colon26細胞を皮下移植することで作製した担癌モデルマウスに、ハイドロダイナミクス法を用いて遺伝子導入したところ、IFNγ導入群と比較して、IFNγ-mmp-CREKA導入群においてIFNγの腫瘍組織への高い集積が認められた。また、IFNγあるいはIFNγ-CREKA発現pDNA投与と比較して、IFNγ-MMP-CREKA発現pDNAの投与により、担癌モデルマウスにおける腫瘍増殖が有意に抑制された。以上、本研究で開発した血栓結合型IFNγ誘導体は、IFNγ癌遺伝子治療の抗腫瘍効果の増強に有用であることを明らかとした。最終年度である平成27年度は、前年度までの検討において腫瘍集積性改善の可能性を見出した、血栓に結合親和性を有する5アミノ酸からなる短鎖ペプチドCREKAを利用したIFNの腫瘍指向性の向上と抗腫瘍効果の増強についてより詳細に検討した。CREKAをIFNγに融合したIFNγ-CREKAとともに、血栓に結合したIFNγを癌細胞に直接作用させることを目的として、IFNγとCREKAの間に、腫瘍組織に高発現するマトリックスメタロプロテアーゼの感受性配列(mmp)をリンカーとして組み込んだIFNγ-mmp-CREKAも設計し、各融合タンパク質をコードしたpDNAを構築した。マウス結腸癌細胞株colon26細胞を皮下移植することで作製した担癌モデルマウスにハイドロダイナミクス法を用いて遺伝子導入し、腫瘍組織を回収し切片を作製した。

腫瘍組織切片を用いて血栓とIFNγとを同時に免疫蛍光染色により染色した後に顕微鏡観察した結果、IFNγ-CREKA、およびIFNγ-mmp-CREKA導入群において両者の共局在が確認できたことから、CREKAを介してIFNγが血栓に結合していることを確認できた。また、IFNγあるいはIFNγ-CREKA発現pDNA投与と比較して、IFNγ-mmp-CREKA発現pDNAの投与により、担癌モデルマウスにおける腫瘍増殖が有意に抑制された。以上、本研究で開発した血栓結合型IFNγ誘導体は、IFNγ癌遺伝子治療の抗腫瘍効果の増強に有用であることを明らかとした。本研究では、効果的なインターフェロン-γ(IFNγ)癌遺伝子治療法の開発を目的として、血栓に親和性を有するペンタペプチド(CREKA)を融合したIFNγ誘導体を新たに設計した。CREKA融合IFNγ誘導体発現プラスミドDNA(pDNA)を構築し、担癌マウスにハイドロダイナミクス法を用いて遺伝子導入したところ、腫瘍組織中の血栓へのIFNγの結合が認められた。また、CREKA融合IFNγ誘導体発現pDNA投与により、腫瘍体積の増大が抑制された。以上、本研究で開発したCREKA融合IFNγ誘導体は、IFNγ癌遺伝子治療における抗腫瘍効果の増強に有用であることが明らかとなった。前年度までのレポーター遺伝子を用いた検討で有用であることが期待されたRGDについてはIFNに融合しても効果が得られなかったが、血栓結合性ペプチドCREKAを利用することでIFNの腫瘍集積性と抗腫瘍効果の向上が可能であることを見出したことから、研究はおおむね予定通りに進行しているものと考える。27年度が最終年度であるため、記入しない。生物薬剤学腫瘍指向性の体内動態を有するIFN誘導体の開発についてはおおむね計画通りに進展している。今後はこれに加えて、活性を制御したIFN誘導体の開発について取り組んでいく。すなわち、IFNのアミノ酸配列の部分改変あるいは活性を低下させるようなマスク機能を有するタンパク質として、分子量の大きな血清アルブミン等のタンパク質の融合により活性を低下した誘導体を得る。アミノ酸の部分改変体については癌細胞選択的リガンドの融合、マスクタンパク質の融合体については例えばMMP感受性リンカーのような腫瘍環境選択的リンカーの挿入により、癌細胞あるいは腫瘍組織特異的な活性を有するIFN誘導体を開発する。これまでの検討において、gLucを用いて腫瘍へ集積性の高いタンパク質の構造についてのスクリーニングを行い、腫瘍集積性を示しうる構造を見出すに至ったことから、研究はおおむね予定通りに進展しているものと考える。本年度で得られた研究成果を基にRGD融合IFNおよびMSAの一部を融合したIFN誘導体を設計し、その体内動態とIFN生物活性について評価する予定である。一部のgLuc誘導体発現ベクターの構築が遅れたために、担癌モデル動物での腫瘍集積性の評価が行えなかったデザインが存在するため。前年度に担癌モデル動物でのスクリーニングが行えなかったgLuc
ヘッセンバーグ多様体の族と可積分系

平成30年度は,ある特別なヘッセンバーグ多様体の族のなす空間について考察し,複素シンプレクティック幾何における完全可積分系の視点から,Northeastern UniversityのPeter Crooks氏と共同研究を行った.ヘッセンバーグ多様体が与える空間の中でよく知られたものとして,Peterson多様体や,ルート系に付随するトーリック多様体などがあるが,これらを定めるヘッセンバーグ空間は同一のものである.このヘッセンバーグ空間をHと書くとき, Hから定まるヘッセンバーグ多様体全体のなす空間X(H)を考えると,この族はPeterson多様体やルート系に付随するトーリック多様体を含み,さらに旗多様体上のベクトル束になっている.我々はまず,X(H)上に自然な正則ポアソン構造があること,及びMishchenko-Fomenko多項式を用いることでX(H)上の完全可積分系が構成できることを示した.さらに,このポアソン多様体X(H)が唯一つの開シンプレクティック葉を持ち,この開シンプレクティック葉上に第一積分を制限して考えたものが以前Crooks-Rayanによって考察されていた可積分系に一致すること,及びそれがよく知られた可積分系である戸田格子を部分系として含んでいることを証明した.また,これらの関係を調べる過程において,Hから定まる正則ヘッセンバーグ多様体の特異点集合の記述についても応用を得た.本研究の目的の一つである,ヘッセンバーグ多様体の族のなす空間とCrooks-Rayan系と戸田格子の関係については,正則ポアソン構造とその上の完全可積分系の言葉を用いることで明確に説明することができた.この意味で,本研究は順調に進展していると言える.今後は,個々のヘッセンバーグ多様体上の可積分系の研究にも取り組んでいきたい.特に,旗多様体の上のGelfand-Zetlin系と,ルート系に付随するトーリック多様体上の可積分系を繋ぐものがあるかどうかという問題は興味深い.さらに,半単純な正則ヘッセンバーグ多様体がいつ(弱)ファノ多様体の構造を持つかどうかという問題は完全可積分系の存在と関係しており興味深い.平成30年度は,ある特別なヘッセンバーグ多様体の族のなす空間について考察し,複素シンプレクティック幾何における完全可積分系の視点から,Northeastern UniversityのPeter Crooks氏と共同研究を行った.ヘッセンバーグ多様体が与える空間の中でよく知られたものとして,Peterson多様体や,ルート系に付随するトーリック多様体などがあるが,これらを定めるヘッセンバーグ空間は同一のものである.このヘッセンバーグ空間をHと書くとき, Hから定まるヘッセンバーグ多様体全体のなす空間X(H)を考えると,この族はPeterson多様体やルート系に付随するトーリック多様体を含み,さらに旗多様体上のベクトル束になっている.我々はまず,X(H)上に自然な正則ポアソン構造があること,及びMishchenko-Fomenko多項式を用いることでX(H)上の完全可積分系が構成できることを示した.さらに,このポアソン多様体X(H)が唯一つの開シンプレクティック葉を持ち,この開シンプレクティック葉上に第一積分を制限して考えたものが以前Crooks-Rayanによって考察されていた可積分系に一致すること,及びそれがよく知られた可積分系である戸田格子を部分系として含んでいることを証明した.また,これらの関係を調べる過程において,Hから定まる正則ヘッセンバーグ多様体の特異点集合の記述についても応用を得た.本研究の目的の一つである,ヘッセンバーグ多様体の族のなす空間とCrooks-Rayan系と戸田格子の関係については,正則ポアソン構造とその上の完全可積分系の言葉を用いることで明確に説明することができた.この意味で,本研究は順調に進展していると言える.今後は,個々のヘッセンバーグ多様体上の可積分系の研究にも取り組んでいきたい.特に,旗多様体の上のGelfand-Zetlin系と,ルート系に付随するトーリック多様体上の可積分系を繋ぐものがあるかどうかという問題は興味深い.さらに,半単純な正則ヘッセンバーグ多様体がいつ(弱)ファノ多様体の構造を持つかどうかという問題は完全可積分系の存在と関係しており興味深い.次年度にカナダのトロントで開かれるトーリックトポロジーに関する研究集会により長く滞在できるように調整した.また,購入を予定していた図書の購入を次年度に延期した.
立位平衡能と年齢,視覚の関係およびその日変動

立位平衡能に年齢や視覚が影響を及ぼすことは、とくに静的立位姿勢に関して広く知られている。しかしながら、今日までの研究はすべて一被験者につき一回のみの測定であり、立平衡能の個人内変動や日変動の経過については知られていない。視覚の相対的影響度が一日の中で変化すること、またこの日変動が高齢者で顕著になることも考えられ、これらの点を明らかにする必要がある。本研究では直立位の足圧中心動揺を一日3回測定し、日内における測定値の変動と信頼性について検討した。測定はKistler社製フォ-スプレ-トを用いた。測定された姿勢は1)静立位2)前後足位のRomberg立位3)片足立ち位の3つである。それぞれの姿勢について、開眼および閉眼の両条件で測定を実施した。また、被験者は幅広い年齢層から抽出し以下の4つのグル-プに区分した。すなわち幼児群(67歳)、児童群(89歳)、成人群、高齢者群である。デ-タ解析において、用いた従属項目は15秒間の総動揺距離、平均前後動揺距離、平均左右動揺距離および平均動揺速度の4つである。各測定値の分析には分散分析を用いた。その結果、最も影響の大きい因子は年令であった。幼児と高齢者は一般的に動揺が大きく、動揺速度もより速い傾向を示した。個人間の差は大きかったが、個人内での日内変動は殆ど認められなかった。最後に、4つの従属項目の全てで測定の信頼性が確かめられた。ただし、様々な姿勢でのテスト遂行が困難であったという側面が反映されて年齢の影響は特異的であった。立位姿勢の難度が高まると、高齢者と幼児群では動揺距離や動揺速度が増加し、また平均前後および左右動揺距離もまた増大するという傾向を示した。
ナトリウム重炭酸共輸送体の生理的および病態生理的意義

ナトリウム重炭酸共輸送体(NBC-1)の変異により帯状角膜変性症、白内障、緑内障などの眼症状を伴う近位尿細管性アシドーシスが生じることが報告された。本研究はNBC-1の生理的および病態生理的意義をさらに明らかにするために立案されたもので、現在のところ以下のような知見を得て報告した。すなわちまずNBC-1の腎型(kNBC-1)および膵型(pNBC-1)アイソフォームそれぞれに特異的な抗体を作製し、ヒトおよびラット眼球にて免疫組織学的検討を行った。その結果、この二つのNBC-1アイソフォームが共に角膜内皮、レンズ上皮、および繊維柱帯に発現していることを確認した。ここで従来レンズ上皮細胞におけるNBC-1の存在について否定的な報告がなされていたが、我々は生理的実験によりヒト培養レンズ上皮細胞にナトリウム重炭酸共輸送体活性が存在することを初めて見い出した。さらにこの活性がNBC-1蛋白によることをNBC-1に特異的なリボザイムを用いて証明することに成功した。以上の結果はNBC-1の活性低下が直接眼組織の恒常性を破綻させ、種々の眼症状を発生させることを示唆しており、NBC-1の生理的および病態生理的意義についての理解を深めることができた。ナトリウム重炭酸共輸送体(NBC-1)には腎型(kNBC-1)および膵型(pNBC-1)のisoformが存在する。これらの輸送体の生理的・病態生理的意義を明らかにするために二つのisoformをともに認識する抗体とそれぞれに特異的な抗体を作製した。免疫組織学的検討によりヒト眼球においてはkNBC-1,pNBC-1ともに角膜内皮、レンズ上皮、毛様体上皮および線維柱帯に発現していることを同定した。また従来知られていなかったがヒトレンズ上皮細胞にNBC-1活性およびNBC-1蛋白が発現していることを初めて見い出した。我々はkNBC-1変異により帯状角膜変性症、白内障、緑内障などの眼症状を伴う近位尿細管性アシドーシスが生じることを既に報告しているが、今回の知見により何故NBC-1変異により多彩な眼症状が引き起こされるのか明らかになった。さらに哺乳類細胞における発現実験系を用いてアシドーシス症例において同定された変異によりkNBC-1だけでなくpNBC-1の機能活性も野生型の約半分まで低下することを確認した。また上記の抗体により腎近位尿細管基底側にはkNBC-1が、膵管上皮にはkNBC-1が、また膵の腺房細胞にはkNBC-1,pNBC-1がともに発現していることなどを含め体内分布を詳細に同定した。一方、ヒトの腎近位尿細管由来の培養細胞(HKC-8)の機能を調べたところナトリウム重炭酸共輸送体および近位尿細管に特徴的な輸送活性を認め、さらにNBC-1のmRNAおよび蛋白発現を確認したため、この細胞株は今後NBC-1の機能解析を進めるうえで極めて有用であると考えられたため報告した。以上の結果はNBC-1の活性低下が直接眼組織の恒常性を破綻させ、種々の眼症状を発生させることを示唆している。