hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形分子分光技術を用いた細胞イメージングシステムの開発

フェムト秒レーザーを用いた非線形分光法と顕微鏡による細胞観測技術とを組合せた細胞イメージングシステムを開発することを目的とする。平成21年度は、昨年度製作したシステムを用いて和周波発生法によるイメージング測定について検討した。現有のフェムト秒チタンサフアィアレーザーからの出力光を2つに分け、片方はフォトニック結晶ファイバーに導入し、白色光パルスを発生させる。もう片方のビームは和周波光を発生させるためのゲート光とする。F値がより高い分光器に検出系を変更したが、十分な和周波光強度は得られてはいない。パルス幅を先鋭化させることによって非線形信号が増加することから、フェムト秒パルスを分散補償させることによって、和周波光の強度を増加させることを行っている。非線形分光法を用いることによって、生体内にはじめから存在するクロモフォアであるNADHやFADなどの補因子の検出を行い、無染色の細胞イメージング測定が可能となる。これらの補因子の電子状態と細胞内環境との対応関係を調べるために、FADおよびNADHの吸収・蛍光スペクトルおよびナノ秒からフェムト秒に渡る光励起ダイナミクスの媒質依存性について検討した。FADはアデニン基とイソアロキサジン基の2つの芳香族環を持ち、2つの芳香族環が離れたOpen formと2つの芳香族環が近接したStacked formの2つのコンフォマーを持つ。水溶液中でStacked formが支配的であるが、媒質の誘電率が低下するにつれて、Stacked formの分布数が減少し、Open formの分布数が増加することがわかった。またフェムト秒時間分解蛍光分光法から、Stacked formの2つの芳香族環の距離が誘電率の減少に伴い増加することがわかった。これらの結果は、Open formとStacked formの分布数比およびStacked formの分子構造を調べることによって、細胞内の誘電的環境が求められることを示唆する。このような構造変化について非線形分光法からも検討を行い、細胞内の誘電的環境を調べる有力な手法となるのか検討を行う予定である。極短パルスレーザーを用いた非線形分子分光技術と顕微鏡による細胞観測技術とを組合せることによって,単一細胞に適用可能な非蛍光性試料のイメージングシステムを開発することを目的とする。特に和周波発生法を用いた生体試料の吸収スペクトルの測定,高次高調波を用いたイメージング測定について検討を行う。平成20年度は高調波発生・和周波発生法を用いたイメージングシステムの製作を行った。現有のフェムト秒波長可変チタンサフアィアレーザーからの出力光をビームスプリッターを用いて1 : 9の強度比に分離し,低強度のビームは和周波光を発生させるためのゲート光とした。高強度のビームは,対物レンズを用いて自作したファイバーカプラーを通してフォトニック結晶ファイバーに導入し,白色光パルスを発生させ,波長可変光とした。レンズを用いて白色光のビーム径を調整した後,複数のフィルターを用いて可視域の白色光のみを取りだした。ゲート光と白色光を同軸にし,顕微鏡に導入した。顕微鏡は現有のステージスキャン型の倒立型顕微鏡について,ミラーやフィルターなどを交換して用いた。ステージスキャン型であるために,用いる光学部品類の数を抑えることができ,蛍光寿命イメージングなどの他の手法にも応用することができる。試料からの信号光を対物レンズによって補集し,分光器に導入する。和周波光のみを取りだし,購入した光電子増倍管とフォトンカゥンティングボードによって信号光を光子計数検出した。ゲート光の第二高調波光については,十分な感度で検出することができたが,和周波光については,イメージングを行えるほどの信号強度は得られなかった。白色光の強度が十分ではないことが原因であると考えられ,来年度は,フェムト秒パルスを分散補償・成形させることによって,和周波光の強度を増加させる。

またフェムト秒時間分解蛍光分光法から、Stacked formの2つの芳香族環の距離が誘電率の減少に伴い増加することがわかった。これらの結果は、Open formとStacked formの分布数比およびStacked formの分子構造を調べることによって、細胞内の誘電的環境が求められることを示唆する。このような構造変化について非線形分光法からも検討を行い、細胞内の誘電的環境を調べる有力な手法となるのか検討を行う予定である。
我が国に於ける投票行動の計量分析

本研究所は、日本における有権者の投票行動を規定する諸要因を明らかにすることを目的としている。そして、これを地域特性、マス・メディア、政治意識の3点から分析したものである。1)地域特性と投票行動:従来、過去の経験から自民党は農村で強く、革新・中道政党は都市部で強いといわれてきた。これら、関係を統計的手法を用いて明らかにした。その結果、前述のような関係はほぼ実証された。2)マス・メディアと投票行動:ここでは、マス・メディアと投票行動との関係を議題設定機能の観点からみた。しかしながら、議題設定機能は本研究では実証されなかった。その理由としては、対象とした選挙が、地方選挙(東京都議会議員選挙)であったことなどが考えられる。3)政治意識と投票行動:ここでは、東京と名古屋で実施した世論調査をもとに、政治意識と投票行動との関係をみた。そして政治意識が投票行動を規定する要因であることが明らかになった。これら3点からの分析をまとめたのが、報告書である。本年度は、主に政治意識と投票行動との関係をみるために、昭和61年7月に施行された衆参同日選挙の公示期間中に政治意識に関する面接調査を行った。この調査は政治意識と投票行動との関係を単にみるだけにとどまらず、地域による違いをも明らかにするために、東京(東京3区)、名古屋(主に愛知6区)の都市型の地域特性をもつ2地点の有権者を対象に行った。本研究では、有権者の投票行動を性別、年令、職業などの社会的属性、生活満足度などの社会意識、政党支持などから分析した。その結果、各政党の候補者の支持者はそれぞれ社会的属性、社会意識などに違いがみられ、また同じ大都市の有権者といえども東京と名古屋ではやや違いがあることが明らかになった。また本年度は本研究の最終年度でもあるため、地域特性と投票行動,マスメディアと投票行動,政治意識と投票行動についてそれぞれの分析結果をまとめた。地域特性と投票行動では、衆議院選挙区の地域特性と各政党の得票率の間には何らかの相関がみられた。マス・メディアと投票行動では議題設定機能との関連で両者の関係をみたが、議題設定機能は検証されえなかった。しかし、その方法論についてもまだ検証する必要があり、この結果だけからマス・メディアと投票行動との関係がないということはできない。これら分析結果について研究担当者間で検討し考察を加え、研究報告書としてまとめた。
ドライマウスの分類および診断基準の確立～唾液を用いた新しい診断方法について～

ドライマウスの代表的疾患はシェーグレン症候群であるが、糖尿病や腎疾患などの全身疾患、薬物、ストレスなどの種々の原因によっても引き起こされるため、その的確な診断と治療は容易ではない。本研究の最終目標は、鑑別診断のためだけではなく、経過に応じて繰り返し施行できる非侵襲的な検査方法の確立である。従来の研究により、唾液中にシェーグレン症候群の診断や病態の把握に有用な物質が存在することが示唆されたため、本研究ではその知見をもとに唾液を用いた新たな検査方法を確立することが目的である。今年度は、シェーグレン症候群の病態進展に注目し、刺激時・安静時唾液を採取した。測定方法としては、cytometric bead arraysystemという高感度かつ微量の検体で解析できる方法を用いたが、この方法は特定のタンパクに対するモノクローナル抗体で標識した一定の蛍光を発するビーズを用い、サンドイッチ法にて唾液と反応させ、その後にフローサイトメトリーによりタンパクの定量を行うシステムである。さらに、異なる蛍光強度を有するビーズを用いることで、微量のサンプルから同時に数種類の物質の濃度を測定することができるという利点がある。T細胞由来のサイトカイン(IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IFN-γ、TNF-α)に対する抗体、T細胞サブセットの浸潤に関わるケモカイン(IP-10、RANTES、MIP-1α、MCP-1、TARC、MDC)に対する抗体、ヒトのインムノグロブリンに対する抗体、さらにはSS-AおよびSS-B抗原で標識したビーズを用い、それぞれの定量化を行った。その結果シェーグレン症候群患者では、軽度リンパ球浸潤症例と比較して、重度の症例では、Th2タイプであるIL-4、IL-10、MCP-1、MDCが高濃度に含まれていた。今年度踏まえた、シェーグレン症候群の重症度によってもこれらの濃度が異なり、シェーグレン症候群の病態の把握が可能であることも示唆された。さらにIL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-αはシェーグレン症候群の診断マーカーに、IL-4、IL-10、MCP-1 MDCはシェーグレン症候群の病態進展のマーカーになると考えられる。今年度はまず、健常ボランティア、シェーグレン症候群患者、薬剤性ドライマウス患者、放射線照射後の患者から、1)通常のガムテストやサクソンテストで得られる刺激時の全唾液、2)安静時の全唾液、濾紙を下唇粘膜に付けて採取する小唾液腺由来の唾液を採取した。測定方法としては、cytometric bead array systemという高感度かつ微量の検体で解析できる方法を用いたが、この方法は特定のタンパクに対するモノクローナル抗体で標識した一定の蛍光を発するビーズを用い、サンドイッチ法にて唾液と反応させ、その後にフローサイトメトリーによりタンパクの定量を行うシステムである。現在までの予備的研究結果ではあるが、T細胞由来のサイトカイン(IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IFN-γ、TNF-α)に対する抗体、T細胞サブセットの浸潤に関わるケモカイン(IP-10、RANTES、MIP-1α、MCP-1、TARC、MDC)に対する抗体、ヒトのインムノグロブリンに対する抗体、さらにはSS-AおよびSS-B抗原で標識したビーズを用い、それぞれの定量化を行ったところ、健常者と比較して、シェーグレン症候群患者ではIL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-αが高濃度に含まれていた。また、薬剤性ドライマゥス患者や放射線照射後の患者と比較すると、シェーグレン症候群ではIL-10が特異的に高値であることが判った。さらに、ケモカインを検索したところ、MDCがシェーグレン症候群患者で特異的に高かった。また、これらの結果は唾液採取方法では差はなかった。以上のように、唾液中のサイトカインやケモカインを測定することにより、鑑別診断が可能であることを示唆された。さらにシェーグレン症候群の重症度によってもこれらの濃度が異なっており、シェーグレン症候群の病態の把握が可能であることも示唆された。今後は症例数を増やして結果を確認するとともに、測定すべきサイトカインやケモカインを選定していく予定である。

今年度は平成19年度に引き続き、健常ボランティア、シェーグレン症候群患者、薬剤性ドライマウス患者、放射線照射後の患者から、1)通常のガムテストやサクソンテストで得られる刺激時の全唾液、2)安静時の全唾液、濾紙を下唇粘膜に付けて採取する小唾液線由来の唾液を採取した。測定方法としては、cytometric bead arraysy stemという高感度かつ微量の検体で解析できる方法を用いたが、この方法は特定のタンパクに対するモノクローナル抗体で標識した一定の蛍光を発するビーズを用い、サンドイッチ法にて唾液と反応させ、その後にフローサイトメトリーによりタンパクの定量を行うシステムである。さらに、異なる蛍光強度を有するビーズを用いることで、微量のサンプルから同時に数種類の物質の濃度を測定することができるという利点がある。T細胞由来のサイトカイン(IL-1β、IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12、IFN-γ、TNF-α)に対する抗体、T細胞サブセットの浸潤に関わるケモカイン(IP-10、RANTES、MIP1α、MCP-1、TARC、MDC)に対する抗体、ヒトのインムノグロブリンに対する抗体、さらにはSS-AおよびSS-B抗原で標識したビーズを用い、それぞれの定量化を行ったところ、健常者と比較して、シェーグレン症候群患者ではIL-1β、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-αが高濃度に含まれていた。また、薬剤性ドライマゥス患者や放射線照射後の患者と比較すると、シェーグレン症候群ではIL-10が特異的に高値であることが判った。さらに、ケモカインを検索したところ、MDCがシェーグレン症候群患者で特異的に高かった。また、これらの結果は唾液採取方法では差はなかった。以上のように、唾液中のサイトカインやケモカインを測定することにより鑑別診断が可能であることを示唆された。さらに、シェーグレン症候群の重症度によってもこれらの濃度が異なり、シェーグレン症候群の病態の把握が可能であることも示唆された。来年度は研究最終年度となるので、測定すべきサイトカインやケモカインを選定し、新たな検査方法としての確立を目指す。ドライマウスの代表的疾患はシェーグレン症候群であるが、糖尿病や腎疾患などの全身疾患、薬物、ストレスなどの種々の原因によっても引き起こされるため、その的確な診断と治療は容易ではない。本研究の最終目標は、鑑別診断のためだけではなく、経過に応じて繰り返し施行できる非侵襲的な検査方法の確立である。従来の研究により、唾液中にシェーグレン症候群の診断や病態の把握に有用な物質が存在することが示唆されたため、本研究ではその知見をもとに唾液を用いた新たな検査方法を確立することが目的である。今年度は、シェーグレン症候群の病態進展に注目し、刺激時・安静時唾液を採取した。測定方法としては、cytometric bead arraysystemという高感度かつ微量の検体で解析できる方法を用いたが、この方法は特定のタンパクに対するモノクローナル抗体で標識した一定の蛍光を発するビーズを用い、サンドイッチ法にて唾液と反応させ、その後にフローサイトメトリーによりタンパクの定量を行うシステムである。
新規疾患モデルを用いた次世代OMICS解析に立脚した革新的診断治療シーズの探索

我々は泌尿器科癌の患者癌組織由来xenograftを樹立してきた。その新たな疾患モデルは臨床患者のように治療に対する反応に多様性を示す。これらのモデルを用いて、次世代高感度質量分析装置により腫瘍組織および体液中の各種オーム解析を行い、癌の悪性度や治療抵抗性に関連する分子群を同定してきた。今後、臨床検体を用いて検証し、これらの分子のバイオマーカーおよび新規治療標的としての応用の可能性を検討する。泌尿器癌の治療成績の向上には、個々の患者における癌の臨床的特徴を正確に診断し、個性に対応した治療戦略を立てることが必須である。泌尿器癌の中でも、前立腺癌と腎細胞癌ではキーシグナル経路とそれらを標的とした治療法が実践されているが、患者個々において治療反応性に差が存在し、薬剤に対する抵抗性の獲得が問題となっている。本研究ではこれまでに樹立した患者癌組織由来xenograftを用いて、次世代高感度質量分析装置によりxenograft内及び体液中の各種オーム解析を行い、癌の悪性度や治療抵抗性のキーとなる分子群を同定する。平衡してヒト癌組織・血液・尿を用いて臨床的検証を補完し、これらの分子の新規治療標的及びバイオマーカーとしての応用可能性を検討する。前立腺癌においては、我々がすでに樹立に成功しているXenograftモデルのうち、KUCaP2とKUCaP3は去勢抵抗性を獲得する。去勢抵抗性獲得の前後でのタンパク質の変化を、高感度質量分析を用いて解析し、候補分子と去勢抵抗性獲得の関連について機能解析を行う。また去勢抵抗性獲得前後の組織を質量顕微鏡で解析し、脂質代謝プロファイリングを作成する。腎癌においては、樹立したKURC1および3は抗血管新生療法であるスニチニブに対し2-4週で耐性となり、KURC2に関しては約6か月間奏功し続ける。感受性が異なる性質を利用して、KURC-1の耐性獲得前後および、感受性を維持し続けるKURC-2の網羅的マイクロアレイ解析を行い、スニチニブ耐性に関係する可能性のある分子としてIL13RA2などの候補分子を見出した。同様にして、KURC-3,4についてもスニチニブ耐性前後での遺伝子変化、タンパク発現の変化について解析を行う。また、スニチニブ以外の抗血管新生療法薬として、アキシチニブを用いたモデルも作成し、治療選択の際のマーカーとなり得る分子の探索を行う。平行してヒト癌組織・血液・尿を用いて臨床的検証を補完し、これらの分子の新規治療標的及びバイオマーカーとしての応用可能性を検討する。また、スニチニブ以外の抗血管新生療法薬として、アキシチニブを用いたモデルも作成し、治療選択時のマーカーとなり得る分子の探索を行う。前立腺癌においては、KUCaP3の嚢胞液および血清の質量分析により抽出した候補分子の免疫組織学的染色を行い、前立腺癌臨床検体における発現を確認し、新規バイオマーカーとしての有用性を検証し、機能解析によりその分子の役割を論文投稿中である。また次世代高感度質量分析装置を用いたプロテオーム解析でも候補となり得る分子を複数同定し現在その機能を評価しているところである。腎細胞癌においては、スニチニブ抵抗性モデルの網羅的遺伝子解析から、標的分子の絞り込みおよびその機能解析を行い、論文採択済みである。また、アキシチニブ感受性モデル、耐性モデルの作成に成功している。

並行してヒト癌組織・血液・尿を用いて臨床的検証を補完し、これらの分子の新規治療標的及びバイオマーカーとしての応用可能性を検討する。前立腺癌においては、我々が樹立に成功したxenograftモデルのうち、KUCaP3が腫瘍に嚢胞を伴うという特徴を示した。これを利用して嚢胞内容液と血清の蛋白を、高感度質量分析装置を用いて解析することで、バイオマーカー候補分子を抽出し、これを報告した(Yoshikawa et al. Prostate 2016)。また別の患者由来臨床検体から新たな系統のxenograftモデル作製にも成功しており、引き続き候補分子の検証を行っている。さらに去勢抵抗性獲得前後の組織を高感度質量分析装置で解析することで、去勢抵抗性に関わる脂質代謝プロファイリングを作成する。腎癌においては、スニチニブに対する感受性の異なるKURC1-3を利用して網羅的マイクロアレイ解析を行い、スニチニブ耐性に関係する可能性のある分子としてIL13RA2などの候補分子を見出したという前年までの結果を受けて、スニチニブ以外の抗血管新生療法薬として、アキシチニブにおいても抵抗性獲得に関する候補分子を選定し強制発現株を作製した。今後機能解析を行う予定である。前立腺癌においては、KUCaP3の嚢胞液および血清の質量分析により抽出した候補分子について論文発表を行った。引き続き候補分子の機能解析を行っている。また、Xenograftの脂質代謝プロファイリングの作成に先立ち、細胞株の質量分析を行うことで安定して測定できる条件を設定できた。この結果から、細胞株においてもホルモン感受性の異なる株では脂質の発現に差を認めた。腎細胞癌においては、スニチニブ抵抗性モデルの網羅的遺伝子解析から、標的分子の機能解析を行い、論文発表済である。また、アキシチニブ感受性モデル、耐性モデルの作成にも成功している。泌尿器癌の治療成績の向上には、個々の患者における癌の臨床的特徴を正確に診断し、個性に対応した治療戦略を立てることが必須である。泌尿器癌の中でも、前立腺癌と腎細胞癌ではキーシグナル経路とそれらを標的とした治療法が実践されているが、患者個々において治療反応性に差が存在し、薬剤に対する抵抗性の獲得が問題となっている。本研究ではこれまでに樹立した患者癌組織由来xenograftを用いて、次世代高感度質量分析装置によりxenograft内及び体液中の各種オーム解析を行い、癌の悪性度や治療抵抗性のキーとなる分子群を同定する。前立腺癌においては、去勢抵抗性に関与する脂質発現とそれらに関わる遺伝子発現を調べるために、新たに樹立したxenograftモデルの腫瘍組織のRNA-シークエンスを行った。また去勢抵抗性獲得前後の組織を高感度質量分析装置で解析する分析系を確立するために、まずは前立腺癌細胞株を用いて脂質組成を分析する系を作成している。また前立腺癌患者
FcγRIIIbを介した、抗体医薬品によるヒト好中球活性化機構の解明

本年度はFcγRIIIb単独発現細胞のシグナル経路の解析を行うべく、FcγRIIIb依存的に活性化するリン酸化タンパク質の解析を試みた。ヒト好中球においてFcγRIIIbを介した刺激による細胞応答を増強することが報告されている化合物の添加により、我々が樹立したFcγRIIIb単独発現細胞におけるリン酸化シグナルの増強が認められたことから、樹立したFcγRIIIb細胞においてヒト好中球と同様のシグナル経路が活性化していることが推測された。そこで、刺激によって活性化したリン酸化タンパク質を精製し、FcγRIIIa刺激群を対照にリン酸化プロテオミクス解析を実施した。さらに、FcγRIIa-FcγRIIIb複合体を介したシグナル伝達の評価を行うため、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現レポーター細胞を用い、抗体刺激によるレポーター細胞の活性化を評価した。その結果、共発現細胞はFcγRIIIb単独発現細胞よりも低濃度の抗体医薬品により、細胞活性化が誘導されることが見いだされた。そこで、FcγRIIaとFcγRIIIbの寄与を評価するため、FcγRIIaおよびFcγRIIIbへの結合性の異なる各種抗体医薬品のFcγRを介した活性化をレポーター活性により評価した。その結果、FcγRIIa単独発現細胞ならびにFcγRIIIb単独発現細胞と比べ、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞株は異なる応答性を示し、解析の結果、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞においては、両受容体が活性化に寄与していることが示唆された。今後、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞の細胞活性化がFcγRIIa-FcγRIIIb複合体形成によるものか検証するとともに、FcγRIIIb単独発現細胞と同様に共発現細胞におけるシグナル応答に着目した解析を進める予定である。本年度は当初の計画通り、ヒト好中球におけるFcγRIIIbを介したシグナル伝達経路の解明に向け、ヒト好中球と同様の活性化機構をもつことが期待されるFcγRIIIb単独発現レポーター細胞を用い、FcγRIIIbを介した活性時のリン酸化タンパク質の質量分析による解析を実施した。現在、絞り込みによって得られた候補タンパク質の寄与を検証している。さらに、次年度の検討に向け、FcγRIIIb[NA1]株に加え、FcγRIIIbの遺伝子多型[NA2, SH]を発現したレポーター細胞株を樹立した。これらの細胞に関して、抗体医薬品が結合すること、FcγRIIIbを強制的に架橋することで活性化が認められることを確認している。次年度以降に遺伝子多型による抗体医薬品に対する反応性の違いなどを比較評価する予定である。また、FcγRIIa-FcγRIIIb複合体を介したシグナル伝達の評価を行うために樹立したFcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞に抗体医薬品が結合すること、抗体抗原複合体の結合により細胞が活性化することを確認した。さらに、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞における抗体医薬品による細胞活性化におけるFcγRIIaおよびFcγRIIIbの寄与を評価する目的で、それぞれの受容体への結合性の異なる各種抗体医薬品による細胞活性化をレポーター活性により評価した。その結果、FcγRIIIへの結合性を向上させた抗体はFcγRIIIb単独発現細胞およびFcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞株を強く活性化させる一方で、FcγRIIa単独発現細胞の活性化には影響を与えないことが見出すなど、共発現細胞の活性化において、FcγRIIaとFcγRIIIbの双方が関与していることを見出した。現在、以上、今年度の実験計画通りに実験が推進されていることから、本研究はおおむね順調に進展している。今年度、FcγRIIIb刺激時に活性化する細胞内シグナル分子に関し、リン酸化プロテオミクス解析の結果を基に候補分子を絞り込んだ。そこで、今後、絞り込んだ分子について、FcγRIIIbのシグナル伝達への寄与を阻害剤や抗体を用いて検証していく予定である。また、シグナル伝達に関わる細胞膜タンパク質の同定に向けては、proxymity labelingと呼ばれる手法を用い、FcγRIIIb近傍の細胞膜タンパク質のbiotin修飾を行い、FcγRIIIbを介した刺激の有無により、ビオチン修飾タンパク質のプロファイルが異なることを確認している。今後、ビオチン修飾されたタンパク質の同定に向け、ビオチン化タンパク質の回収・質量分析による解析を行う。ビオチン化タンパク質の精製ができた段階でMS解析を実施し、刺激時にFcγRIIIb近傍に存在するタンパク質を同定する予定である。以上、次年度においては、proxymity labelingとリン酸化プロテオミクスで得られた情報を基に候補分子の寄与を検証することで、FcγRIIIbのシグナル経路の解明を進める。また、レポーター細胞において、FcγRIIIbを介した細胞活性化への寄与が認められた分子に関しては、ヒト好中球を用い、FcγRIIIbを介したヒト好中球活性化における役割の評価を実施する予定である。さらに、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞において、両受容体が細胞の活性化に寄与していることを見出したことから、今後、FcγRIIa-FcγRIIIb複合体形成の有無や共発現細胞で活性化する分子をFcγRIIIb単独によるシグナル伝達時と比較解析することで複合体形成によるシグナル伝達機構の解明を進める。また、ヒト好中球における反応と比較することで、抗体医薬品のヒト好中球活性化を予測するレポーター細胞としての有用性を検証する予定である。

ヒト好中球においてFcγRIIIbを介した刺激による細胞応答を増強することが報告されている化合物の添加により、我々が樹立したFcγRIIIb単独発現細胞におけるリン酸化シグナルの増強が認められたことから、樹立したFcγRIIIb細胞においてヒト好中球と同様のシグナル経路が活性化していることが推測された。そこで、刺激によって活性化したリン酸化タンパク質を精製し、FcγRIIIa刺激群を対照にリン酸化プロテオミクス解析を実施した。さらに、FcγRIIa-FcγRIIIb複合体を介したシグナル伝達の評価を行うため、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現レポーター細胞を用い、抗体刺激によるレポーター細胞の活性化を評価した。その結果、共発現細胞はFcγRIIIb単独発現細胞よりも低濃度の抗体医薬品により、細胞活性化が誘導されることが見いだされた。そこで、FcγRIIaとFcγRIIIbの寄与を評価するため、FcγRIIaおよびFcγRIIIbへの結合性の異なる各種抗体医薬品のFcγRを介した活性化をレポーター活性により評価した。その結果、FcγRIIa単独発現細胞ならびにFcγRIIIb単独発現細胞と比べ、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞株は異なる応答性を示し、解析の結果、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞においては、両受容体が活性化に寄与していることが示唆された。今後、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞の細胞活性化がFcγRIIa-FcγRIIIb複合体形成によるものか検証するとともに、FcγRIIIb単独発現細胞と同様に共発現細胞におけるシグナル応答に着目した解析を進める予定である。本年度は当初の計画通り、ヒト好中球におけるFcγRIIIbを介したシグナル伝達経路の解明に向け、ヒト好中球と同様の活性化機構をもつことが期待されるFcγRIIIb単独発現レポーター細胞を用い、FcγRIIIbを介した活性時のリン酸化タンパク質の質量分析による解析を実施した。現在、絞り込みによって得られた候補タンパク質の寄与を検証している。さらに、次年度の検討に向け、FcγRIIIb[NA1]株に加え、FcγRIIIbの遺伝子多型[NA2, SH]を発現したレポーター細胞株を樹立した。これらの細胞に関して、抗体医薬品が結合すること、FcγRIIIbを強制的に架橋することで活性化が認められることを確認している。次年度以降に遺伝子多型による抗体医薬品に対する反応性の違いなどを比較評価する予定である。また、FcγRIIa-FcγRIIIb複合体を介したシグナル伝達の評価を行うために樹立したFcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞に抗体医薬品が結合すること、抗体抗原複合体の結合により細胞が活性化することを確認した。さらに、FcγRIIa/FcγRIIIb共発現細胞における抗体医薬品による細胞活性化におけるFcγRIIaおよびFcγRIIIbの寄与を評価する目的で、それぞれの受容体への結合性の異なる各種抗体医薬品による細胞活性化をレポーター活性により評価した。
イオン液体中で界面活性剤が形成する自己組織体を用いたナノ形態制御酸化チタンの創成

1)イオン液体中で形成する分子集合体の物性評価ならびに水および油の可溶化イオン液体中で形成する分子集合体中への難溶性物質の可溶化は、分子集合体を構造指向剤としてナノ材料を創製する上での鍵となる現象であるが、これまで全くと言って良いほど明らかにされていなかった。そこで、イオン液体中で非イオン界面活性剤が形成するミセル中への水および炭化水素系油の可溶化限界量を求め、また、水/イオン液体/界面活性剤3成分系の相挙動について明らかにした。2)イオン液体/界面活性剤/水(油)三成分系で形成する種々の分子集合体を利用したナノ形態付与酸化チタンの調製イオン液体/非イオン界面活性剤系に対して水や油を加えた3成分系で形成する多彩な形態の分子集合体を構造指向剤として、従来の溶媒(水)系では調製が困難であったナノ構造・形態を有する機能性ナノ材料を創製した。特に、イオン液体中に分散させた水を利用して、酸化チタンナノシートやナノワイヤーの新規調製法を開発した。さらに、ナノシート、ナノワイヤーの形成機構についても検討を行った。その結果、ナノシートは、形成する酸化チタンの微細な核にイオン液体が特異的に吸着するために、異方的な成長が誘起されるために形成すること、またナノワイヤーは、ナノシートに非イオン界面活性剤が吸着して表面が疎水的になり、シートが巻き付くことにより形成すると考察した。3)油/水界面で脂質が形成するミエリン像を構造指向剤として用いたシリカナノチューブの調製プルロニック系の高分子界面活性剤が水/油界面で形成するチューブ状分子集合体であるミエリン像を構造指向剤としてゾル・ゲル反応を行うことにより、シリカナノチューブを調製した。プルロニック界面活性剤の分子構造や温度などを変化させることにより、シリカチューブ径や壁の厚さを制御できることを明らかにした。24年度が最終年度であるため、記入しない。イオン液体は、不揮発性・高いイオン伝導度など従来の液体には見られない優れた性質を持つことから、反応溶媒や電解質材料としての応用が試みられている。特に反応溶媒としては、イオン液体中に溶解した水を用いて加水分解・重縮合反応を行うことにより、高光触媒活性を有するアナターゼ型酸化チタンが低温で合成できることが報告され、注目を集めている。一方、我々は、非イオン界面活性剤であるフィトステロールエトキシレートがイオン液体中で水中と同様に自己集合してナノサイズの分子集合体が形成することを報告している。これらのリオトロピック液晶を微小反応場とすることにより、ナノサイズの形態が付与され、かつ結晶性に優れる「界面活性剤/酸化チタン融合マテリアル」の創製が可能になると考えられる。そこで本研究では、非イオン界面活性剤のイオン液体中での相挙動を検討するとともに、得られたリオトロピック液晶を鋳型として、光触媒に応用可能なナノ形態制御酸化チタンを創製することを目的とした。非イオン界面活性剤であるフィトステロールエトキシレートがイオン液体BmimPF6中でラメラ相、キュービック相など種々のリオトロピック液晶を形成することを明らかにした。また、BminPF6中に溶解させた水を用いてチタンアルコキシドの加水分解・重縮合反応を行ったところ、界面活性剤無添加系ではシート状酸化チタン、フィトステロールエトキシレート添加系ではワイヤー状の酸化チタンを調製できることを見いだした。さらに、反応条件の最適化により、シート状酸化チタンをアナターゼ結晶化することにも成功した。

24年度が最終年度であるため、記入しない。非イオン界面活性剤のイオン液体中における相挙動、特にリオトロピック液晶の形成について明らかにすることができたため。また、イオン液体中での反応により、シート状酸化チタン、ワイヤー状酸化チタンの作り分けに成功したため。また、当初アモルファスであった、シート状酸化チタンについて、イオン液体種の検討、反応条件の検討により、光触媒としての応用が可能なアナターゼ結晶性を付与することに成功したため。今後は、ワイヤー状酸化チタンについても調製条件の最適化、ならびに壁膜の結晶化による光触媒材料としての評価を検討する予定である。また、シート状酸化チタン(ワイヤー状酸化チタン)と有機材料(色素、ナノ粒子など)からなる「融合マテリアル」の作成を行い、当新学術領域研究の発展に貢献できる成果を出していきたい。そのためにも、領域メンバーとの共同研究なども積極的に行っていきたい。
バイリンガル・アプローチを用いた聴覚障害教育における室談話分析

我が国で唯一バイリンガル・アプローチを用いている私立ろう学校小学部において日本語科,社会科,理科などの授業でのビデオデータを収集した後に,トランスクリプトを作成し,分析の観点として視覚的かつ言語的ストラテジーである日本手話の言語的特徴を生かした指導場面について,指さし(Pointing),視線,指文字, CL(Classifier), RS(Referential Shift)に着目して,手話言語学の見識のある日本手話母語話者らとともに分析を行った。その結果,指さしや視線が日本手話と日本語によるバイリンガル・アプローチにおける教室談話では重要な役割を果たしていること,指文字による書き言葉の提示はほとんど行われていないこと, RS・CLにより文脈依存しないテキストによる説明を行っており,「学習言語」レベルの談話を用いていることが明らかになった。研究第1年次となる平成22年度には,バイリンガル・アプローチを用いている聴覚障害教育における教室談話分析の観点を抽出するために,私立の聴覚障害特別支援学校において予備調査を行った。教室談話分析のための授業実践のビデオデータを当該学校小学部3・4年の手話科、社会科、理科などの各教科の授業45分×15コマ分収集した。その結果、分析の観点として日本手話の言語的特徴を生かした指導の在り方として、指さし(Pointing)、視線、談話マーカー、CL (Classifier)、RS (Referential Shift)、次に教材の使用として、文字(単語・文・文章)、実物、動画、写真、絵、色別を抽出することができた。今後は、ビデオデータから手話表記法を用いてトランスクリプトを作成し、分析の観点に基づいて、手話言語学の見識のある日本手話母語話者らとともに、日本手話と日本語によるバイリンガル・アプローチにおける教室談話の構造を明らかにして、児童の言語発達や認知発達を、それらがどのように支えているのかを明らかにする。また、当該学校小学部児童の言語能力及び認知能力の実態把握を行った。児童は日本手話と日本語(主に書き言葉)のバイリンガル児童であることから、まず、言語能力としてMorgan (2006)による方法を実施し、小学部児童20名の「frog, where are you?」(Mayer, 1969)の日本手話語りのビデオデータを収集した。次に、認知能力として、DN-CAS認知発達評価アセスメントを小学部児童22名に実施することができた。今後はこれらのデータを分析して、日本手話の言語発達及び認知発達の実態を明らかにしていく予定である。研究第2年次となる平成23年度は,研究第1年次において行ったバイリンガル・アプローチを用いている聴覚障害教育における教室談話分析の観点を踏まえて,私立の聴覚障害特別支援学校において本調査及びトランスクリプトの分析を行った。教室談話分析のための授業実践のビデオデータを収集するとともに,研究第1年次のビデオデータからトランスクリブトを作成し,分析の観点として抽出した視覚的かつ言語的ストラテジーである日本手話の言語的特徴を生かした指導場面について、指さし(Pointing)、視線、指文字、CL(Classifier)、RS(Referential Shift)に着目して,手話言語学の見識のある日本手話母語話者らとともに分析を行った。その結果,指さしや視線が日本手話と日本語によるバイリンガル・アプローチにおける教室談話では重要な役割を果たしていること,指文字による書き言葉の提示はほとんど行われていないこと,RS・CLにより文脈依存しないテキストによる説明を行っており,「学習言語」レベルの談話を用いていることが明らかになった。また、当該校小学部児童の言語能力の内,研究第1年次に引き続き日本手話の実態把握を行った。Morgan(2006)による方法を実施し、小学部児童20名の「frog,where are you?」(Mayer,1969)の日本手話語りのビデオデータを収集し,トランスクリプトを作成し,研究第1年次のトランスクリプトとの比較を平均発話長及び言語複雑度としてのRSの使用回数という指標を用いて行った。その結果,平均発話長及びRSの使用回数ともに,いずれの児童においても有意に増加していた。なお,研究第1年次に認知能力の実態把握として行ったDN-CAS認知発達評価アセスメントについては,引き続きレーブン色彩マトリックス検査を小学部児童22名に実施し,cut-off pointとして1SDを設定して知的な遅れのある児童を除外した。その結果,DN-CASの標準得点の平均は,全検査で93.6を得ることができた。よって当該校の聴覚障害児は,ほぼ聴児と同等の認知発達を遂げていることが分かった。
3次元地震動の作用する構造物の崩壊挙動と適正設計

本研究は、3次元地震動の作用する立体構造物の崩壊挙動を明らかにし、構造物の合理的な耐震設計法を開発することを目的としており、得られた成果は以下のとおりである。1.構造物の適正設計と応答制御梁降伏型架構を対象に適正部材設計解を導き、シミュレ-ション結果により、解の妥当性を検証するとともに、地盤のフィルタ-の適正解に及ぼす影響を明らかにした。また、履歴構造物を制御対象として、観測値から応答状態を推定しながら最適な制御を行う確率論的構造制御法を導いた。2.構造物の耐震安全性評価と地震被害推定地震応答解析と動的信頼度解析を統一し、構造物全体のシステム信頼度を安全の確率として評価する手法を導き、3質点履歴構造物を対象とする数値解析を行い、また、地震外乱を受ける構造物の系方程式を伊藤型の確率微分方程式として表現し、非定常白色雑音外乱を受ける場合の非線形系の応答推定を試みた。さらに、断層地震の強度を予測し、地盤特性、各地域の構造種別階数を考慮した都市域の構造物被害や負傷率、火災発生率など2次災害の推定を試みた。3.立体構造物の弾塑性地震応答卓越振動数の異なる非定常ランダム外乱の作用する2%定値減衰の3層1張間架構の上下・水平動・2乗平均値応答から、スパン・階高比、入力卓越周波数の上下動地震応答に及ぼす影響を求めた。また、8層架構の弾性・弾塑性応答解析から、梁中央質点の上下加速度応答は入力の周波数特性の影響を強く受けること上層ほど加速度応答は増幅されることなどを示した。さらに、圧縮側と引張り側で耐力の異なる鉄筋コンクリ-ト構造物を対象とし、断面力間の相互作用を考慮した弾塑性応答解析手法を示し、水平2方向同時入力の影響を明らかにした。建築構造物の地震時終局安全性を解明し、合理的な耐震設計法を確立することを目的として、以下の内容について研究を継続している。1鉄筋コンクリ-ト造立体架構の非線形地震応答に関する研究鉄筋コンクリ-ト部材の曲げ強度には作用軸力の影響が大きいが、柱材には長期的に作用する軸力とともに地震時には上下震動に伴う軸力および水平変位に伴う付加軸力が作用するため、3方向地震動の作用する立体架構の非線形地震応答解析手法を提示し、立体架構の部材応答を求めた。その結果、上下動により梁塑性率が増加すること、断面力間の相互作用効果により、柱の曲げ抵抗力が正負で異なり、部材塑性率が増加する箇所が生じること、局所応答の増加は左右の柱により相殺されるため、水平変位に与える影響は小さいことなどを明らかにした。2地盤特性を考慮した梁降伏型架構の適正設計に関する研究構造物の終局耐震性を向上させるために、柱の安全率を高め、梁の履歴消費エネルギ-に期待する設計法が一般的になりつつある。ここで対象とした建築架構は、柱弾性、梁バイリニアの復元力特性をもつ部材により構成される逆対称変形を受ける多層対称平面架構である。地盤フィルタ-を考慮した定常ランダム入力に対して、各層梁部材の塑性率、および、各柱の縁応力度を制約して部材断面2次モ-メントの総和が最小となる部材剛性列を求める解法を提示し、地盤条件に応じた最適解を求めた。その結果、地盤条件に応じて基準せん断力係数と剛性分布の異なる適正解を得た。さらに、この手法の妥当性を検証するために模擬地震動による弾塑性地震応答解析を実施して、自乗平均値応答および最大値応答が理論値に近いことを確かめた。この手法を改良し、立体架構に対する適正解を得る方法についても現在検討中である。

本研究は、3次元地震動の作用する立体構造物の崩壊挙動を明らかにし、構造物の合理的な耐震設計法を開発することを目的としており、本年度に得られた主な成果は以下のとおりである。1.構造物の適正設計と応答制御梁降伏型架構を対象に、梁の指定塑性率、柱の降伏応力度および崩壊確率を不等式制約条件とする適正部材設計解を導き、シミュレ-ション結果により、解の妥当性を検証するとともに、地盤のフィルタ-の適正解に及ぼす影響を明らかにした。2.構造物の耐震安全性評価と地震被害推定地震応答解析と動的信頼度解析を統一し、構造物全体のシステム信頼度を安全の確率として評価する手法を導き、3質点履歴構造物を対象とする数値解析を行い、損傷の平均が各層で等しくなる分布を与えても、システムの信頼度には損傷の分散も影響することなどを示した。また。地震の強度を予測し、地盤特性、各地域の構造種別、階数を考慮した都市域の構造物被害推定を発展させ、負傷率、火災発生率など都市における2次災害の推定を試みた。3.立体構造物の弾塑性地震応答卓越振動数の異なる非定常ランダム外乱の作用する2%定値減衰の3層1張間架構の上下・水平動・2乗平均値応答から、スパン・階高比、入力卓越周波数の上下動地震応答に及ぼす影響を求め、上下振動は高層部の梁端のモ-メントや下層部の柱軸力に大きいことを示した。また、8層架構の弾性・弾塑性応答解析から、梁中央質点の上下加速度応答は入力の周波数特性の影響を強く受けること、上層ほど加速度応答は増幅されることなどを示した。
半導体素子上に培養した神経細胞の回路形成に関する研究

神経回路を人工的に作る方法として、1)軸索伸長に関係する各種タンパク分子の濃度勾配を人工的に作る、2)生体組織に親和性の高い物質で基盤上にパターンを作る、3)電界をつくる、4)軸索が伸長しやすいような溝(ガイドウェイ)を培養ディッシュ底につくる、などが考えられる。これらのうち今回は3)に着目して、電界と軸索伸長について調べる。まず、電極周辺にどのような電界が形成されるかについてコンピュータシミュレーションを行った。シミュレーションでは、正極と負極に1.5Vの電圧を加え、ポアソン方程式と有限要素法を用いて電界を計算している。なお電極周囲はリンガー液で満たされているものとした。図1は、電極周辺に形成される電界分布を色の濃淡で示したグラフで、左から正負電極間距離が100、200、300μmの場合を示している。同図の上段は電極を断面方向から眺めた場合の電界分布、下段は上方から眺めた場合の電界分布のうち長軸方向の半分の分布を表示している。容易に推測されるように、電極近傍で高い電界強度が観測されている。また正負極間の距離を変更すると電界分布が大きく変化することがわかる。また基盤内部に電界が形成されていることがわかるが、これはクロストークの原因になる可能性があり、さらには電極と神経組織との信号伝達効率を低下させる可能性があると考えられる。次に、市販の多点電極ディッシュ(ガラス基盤上にフォトリソグラフィでITOを用いてパターン化し、ポリイミドでコーティングをしたもので、電極部分が金でめっきされている)の上に、成ラットの後根神経節から採取した神経細胞を培養し、任意の電極を正極と負極に選び、1.5Vの直流電圧を加えて形成した静電界において、神経細胞の軸索伸長を観察した。なお基盤上への神経細胞の接着を良くする目的で接着分子を塗布した(ポリリジン、コンカナバリン、コラーゲンの3種について実施)。負極に向けて神経突起の伸展が観察されるのではないかと予想したが、今回の実験条件ではそのような傾向は見られず、またコントロールとの比較においても特定方向への突起伸展は観察できなかった。今後は、電界条件を変更して突起伸長との関係を検討する。
複素および共形幾何における種々の構造とそれらの不定値類似に関する研究

ある種の超エルミート多様体を底とするトーラス束における超CR構造の構成法を導き、様々な擬凸性や他の類似の構造との違いを与える例を構成した。また、超CR多様体におけるCR構造の族とそのツイスター空間上のCR構造の積分可能性の関連を調べた。定スカラー曲率ケーラー構造に関連して、ハミルトンS^1-作用をもつコンパクト不定値ケーラー曲面は、ある線織面に双正則であり、さらに、全スカラー曲率が零ならばあるヒルツェブルフ曲面に双正則であることを示した。複素幾何学および共形幾何学における計量に関わる様々な幾何構造について、それらの存在、構成法、一意性、モジュライなどの問題が考えられるが、本研究では、これらについて、計量の正定値性と不定値性に関する差異や類似点を明らかにすることを一つの目的としている。初年度の平成18年度は、複素幾何学、複素解析学、共形幾何学およびそれらに関連する最近あるいは過去の結果とそれらに対する情報を収集・整理を行った。特に、超複素多様体の実超曲面に対して自然に定まる幾何構造の抽象化として定義される超CR構造をもつ多様体については、数理物理学において近年活発に研究されているHKT多様体(「振付ケーラー多様体」)と関連することが次第に明らかになり、HKT多様体の幾何学に関する基本的事項の整理・情報収集等を行う必要が生じてきた。平成18年度はHKT多様体に関する幾つかの基本文献を入手し、現在その理解を進めている。一方、超CR多様体については、超強擬凸性の下で、田中・ウェブスター接続に類似する一つの標準的な接続が定まることが知られているが、HKT多様体と超CR多様体の関連を調べる過程で、超CR構造の強擬凸性と超強擬凸性の差異が観察され、超CR構造に対して多様な凸性の概念が定義されることが明らかになった。また、超ケーラー多様体のツイスター空間と同様に、超CR多様体についてもそのツイスター空間が定義され、自然な概CR構造をもつことが分かる。超強擬凸性の仮定のもとで、標準的な接続を用いて、ツイスター空間上の概CR構造の積分可能性を論じる問題が考えられていたが、最終的には、凸性の仮定なしに、ツイスター空間上の概CR構造が積分可能であることを証明した。ここで、ツイスター空間上のCR構造(ツイスターCR構造)に適合するレヴィ形式は不定値(退化する場合もあり得る)であり、決して正定値にはらならないことに注意する。複素幾何学および共形幾何学における計量に関わる様々な幾何構造について、それらの存在、構成法、一意性、モジュライなどの問題が考えられるが、本研究では、平成18年度に引き続き複素幾何学をはじめとして、超複素多様体、四元数多様体の幾何学、CR幾何学等に関連する最近あるいは過去の結果とそれらに関する情報の収集、整理を行った。具体的には、前年度に観察されたHKT多様体と超CR多様体の関係を調べるために、既に収集してあったHKT多様体における基本文献の理解と基本公式などの整理を行い、具体的なHKT多様体から構成される超CR多様体の種々の擬凸性についての観察を引き続き行った。また、超CR多様体、四元数CR多様体の擬エルミート構造に対して、超擬凸性の下で存在が保証される標準接続の成分でテンソル的に振る舞う部分と、四元数エルミート構造に対する内在的捩じれが密接に関連することが理解されつつあり、必要な情報と文献の幾つかを収集した。超複素多様体のツイスター空間が複素多様体となることはよく知られていたが、その主張を明示的に述べてある文献を入手していなかったが、今年度その文献を入手し、超CR多様体に対するツイスターCR多様体との類似点などを考察した。さらに、HKT多様体と超CR構造の関係に類似してQKT多様体(捩じれ付き四元数ケーラー多様体)と四元数CR多様体の関係を調べることが自然な問題として現れており、参考とすべき結果である3-佐々木構造と四元数ケーラー多様体の関係を研究した過去の文献を入手してその理解を進めている。定スカラー曲率ケーラー計量の存在問題については、既に得られていたヒルツェブルフ曲面に関する結果に加えて、高次元かつ不定値の場合に対する板東・カラビ・二木の障害を考察したものを投稿中である。正定値計量に関わる幾何構造の多くとそれらの不定値版について、存在、構成法、一意性などが自然な問題として現れる。本研究では、計量に関わる種々の構造について、計量の正値性・不定値性による差異や類似性を明らかにすることが一つの目的であり、具体的には、1.板東・カラビ・二木の障害の一般化とその具体的計算、2.不定値ケーラー類とその判定法の一般化、3.デルザン構成法の不定値版、4.端的ケーラー計量とその不定値類似(等方的な端的ケーラー計量)、5.共形幾何学的一般化、6. (不定値)超ケーラー構造・超CR構造の幾何、という課題があげられていた。

本年度は、1.では、高次元の場合の板東・カラビ・二木の障害がwell-definedであるための比較的弱い条件を満たす多様体として、ある種の正定値コンパクト自己双対多様体のツイスター空間が新たな考察の対象となり得ることを認識した。具体的な計算や定スカラー曲率不定値ケーラー計量の存在問題への応用は今後の課題である。2、3、4については特段の進展はなかったが、5.では、ルブラン・メイソン対応を具体的に書き下すことの重要性を認識し、その第一歩として、Tod-鎌田(研究代表者)が構成した自己双対ニュートラル計量でトーラス不変性をもつものについて、ヌルキリングベクトル場を考察した。6.については、超/四元数CR構造の種々の凸性(強擬凸性、超擬凸性)の違いを表す例の一般化を試みた。
完新世の気候変動と縄紋文化の変化

数度にわたる完新世の気候寒冷化とその後の急激な回復(ボンド・イベント:約8200年前、約5800年前、約4300年前、約2800年前のピーク)と、縄紋土器の放射性炭素(14C)年代測定値の暦年較正年代とを対比させた結果、それぞれの気候変動が、草創期の終末/早期の初頭、早期後葉/前期初頭、前期後葉/中期初頭、中期後葉/後期初頭、晩期後葉/弥生初頭に対応することがわかった。とくに約8200年前のピークである8.2kaイベントの影響は、定住・集住集落の解体と遊動化、そして再定住化という居住パターンの変化として、列島各地の考古資料に明瞭に記録されている。本研究では、縄紋時代1万年間の東北地方・関東甲信越・北海道、さらに対岸の沿海地方・アムール下流域を含めた広域を視野に入れ、「構造変動」(環境と人文・社会の関係性)という視点から、縄紋文化・縄紋社会の安定期と変動期が自然環境の変化とどう関係したのか、を解明する。本年度は、本研究に至るまでの研究成果を整理する基礎研究を行った。まず、縄紋時代の寒冷化イベント(8.2ka・5.8ka・4.3ka・2.8ka)に注目し、その時期前後の構造変動の実態を解明する方針を立てた。具体的な研究内容とその成果は、以下の通りである。(1)蕨山遺跡における発掘調査と調査成果の分析研究:日本海・飛島に位置する山形県酒田市蕨山遺跡の発掘調査を通して、5.8kaイベントにおける縄紋前期末中期初頭の東北地方日本海沿岸地域の環境適応、対外交渉の実態を捉えようとした。9月に発掘調査を行い、中期前葉・大木7a8a式期の集落縁辺部に広がる遺物包含層を検出した。出土した土器型式や石器原産地分析から東北南部・東北北部・北陸に広がる交流関係、広域編年について新たな見解を示すことができた。(2)間宮海峡西岸地域における現地調査:ロシアハバロフスク地方・キジ湖周辺において先史遺跡を踏査した。チルバ村近郊で1遺跡、ボリショイ・サンニキ村周辺で2遺跡、バシュマク島で1遺跡を発見した。近接するアムール河本流とは異なり、キジ湖畔に新石器時代遺跡はほとんどないことが判明した。12月にハバロフスク地方郷土誌博物館にて出土資料と関連資料の室内分析を行った。(3)公開シンポジウム「河川流域の縄紋景観」の開催:10月30・31日に東北芸術工科大学で、東北各地の研究者を招き、東北地方の主要河川流域における集落立地等に関する最新情報の交換を行うシンポジウムを開催した。討論を行い、本研究の今後の方針を固めることができた。今年度は、完新世の寒冷化イベントのなかでも、8.2kaイベント(縄紋早期)、2.8kaイベント・(縄文晩期)に注目し調査・研究を進めた。研究の具体的内容とその成果は、以下の通りである。(1)長畑遺跡における発掘調査と調査成果の分析研究:月布川流域に位置する山形県大江町長畑遺跡の発掘調査を通して、2.8ka寒冷化イベントにおける縄練晩期の東北地方南部山間地域の環境適応、対外交渉の実態を捉えようとした。89月に試掘調査奪行い、晩期中葉・大洞C1式期の遺構・遺物集中地点の存在を確認した。3月にその成果を概要報告書として刊行した。次年度に本調査を実施する予定である。(2)ゴリン川上流域における現地調査:アムール下流域における新石器時代前期中期初頭(ca.10,000-7,500BP)の遺跡情報を蓄積するため、過去に良好な結果が得られているコンドン遺跡の出土資料を観察し、ゴリン川流域で遺跡踏査を行った。その結果、石刃石器群・磨製石鍛と条痕文系土器群を伴う段階が8,000BP前後に広がった可能性があると判明した。これまで未詳であった時期の実態に迫るために重要な情報を得ることができた。(3)公開シンポジウム「縄紋時代早期を考える」の開催:12月17・18日に東北芸術工科大学で、日本各地の研究者を招き、8,2ka寒冷化イベント前後にあたる早期の様相を解明するためのシンポジウムを開催した。アムール下流域・北海道・東北・関東し南九州の遺跡情報と、植生・植物利用史研究の情報を共有し、問題点の整理を行った。