hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
森林の植食性昆虫-捕食寄生性昆虫群集:群集構造を決定する要因の解明

森林の景観は、優占する木本植物によって特徴づけられるが、森林主要構成種である樹木の葉や芽を摂食する植食性昆虫と、これらを攻撃する捕食寄生性昆虫が、その多様性の中心を担っている。昆虫の全種数のうち、植食性昆虫が25%、捕食寄生性昆虫が20%という推定があることから、植食性昆虫-捕食寄生性昆虫系の多様性の高さが示されている。つまり、森林の生物多様性は、樹木-植食性昆虫-捕食寄生性昆虫の系を調べることで、理解されるだろう。2種の植物(樹木)上に79種の植食性昆虫が生息し、そのうち36種に合計81種の捕食寄生性昆虫が寄生している系を論文としてとりまとめた。これらの結果から、捕食寄生性昆虫群集は、寄主植物よりも、寄主である植食性昆虫のギルド(摂食様式に応じた生態的グループ)に対応して、形成されていることが示された。つまり、特定の種の捕食寄生者のうち、さまざまな種類の植食性昆虫に寄生する場合でも、その寄主は特定の摂食様式を持っていることが明らかになった。これらの結果は、従来から、捉えられていた捕食寄生性昆虫の群集観と反するものではないが、初めて野外研究として示された。さらに、この視点から、自らの研究を含む、これまで世界的に行われた研究をレビューしたところ、上記と類似したパターンが確認できた。本研究から得られた知識は、生物的防除を行う時のターゲットとなる寄主以外の在来種への影響を予測することにつながりうる。また、栃木県二宮町の鬼怒川河川敷において、ヤナギ属植物上の昆虫群集に関する野外調査を2007年5月から10月にかけて月1回行い、上記の仮説についての検証の肉付けを行った。森林の植食性昆虫-捕食寄生性昆虫の群集パターンの一般性を探るために、本年度は、異なるハビタットに生育する2属(コナラ属とヤナギ属)の樹木上での植食性昆虫群集を記載することを目的に調査を行った。茨城県北部において、5-6月および7-9月にかけて、コナラ属およびヤナギ属上で植食性昆虫群集を調査した。コナラ属樹種ではブナ原生林に生育する数m以上の個体を対象とした。ヤナギ属樹種については、湿原周辺部に生育する2-3mの個体を対象とした。調査は、葉上の植食性昆虫をデジタルカメラで撮影・記録し、一部は同定のためにサンプリグを行った。コナラ属では梯子およびザイルを用いて樹冠部にアクセスし調査を行った。コナラ属上の植食性昆虫では、個体数で、チョウ目幼虫が多く、コウチュウ目、ハエ目、ハチ目幼虫も見られた。ヤナギ属でもチョウ目幼虫が多かったが、コウチュウ目のハムシ類も比較的多く見られ、それらを捕食するカメノコテントウが頻繁に観察された。コナラ属およびヤナギ属の両方で、ゴール形成昆虫が観察され、コナラ属では、タマバチ類、タマバエ類が、ヤナギ属ではタマバエ類、ハバチ類が、葉などの器官にゴールを形成していた。コナラ属およびヤナギ属上の植食性昆虫では、チョウ目幼虫が優占しているのは共通していたが、その他の分類群では構成が異なっていた。これは、チョウ目幼虫では、広食性の種が多いが、その他の分類群では、コナラ属およびヤナギ属を専門に利用する狭食性の種が多いことと関係している可能性がある。2種の植物(樹木)上に79種の植食性昆虫(完全変態を行う種のみ)が生息し、そのうち36種に合計81種の捕食寄生性昆虫(寄生バチと寄生バエ)が寄生している系を論文としてとりまとめた。また、野外調査として、さらに2属の樹木上で優占する植食性昆虫と捕食寄生性昆虫群集の関係を調査した。詳細な結果は、さらなる解析を必要とするが、上記の群集パターンと非常に類似していた。

つまり、森林の生物多様性は、樹木-植食性昆虫-捕食寄生性昆虫の系を調べることで、理解されるだろう。2種の植物(樹木)上に79種の植食性昆虫が生息し、そのうち36種に合計81種の捕食寄生性昆虫が寄生している系を論文としてとりまとめた。これらの結果から、捕食寄生性昆虫群集は、寄主植物よりも、寄主である植食性昆虫のギルド(摂食様式に応じた生態的グループ)に対応して、形成されていることが示された。つまり、特定の種の捕食寄生者のうち、さまざまな種類の植食性昆虫に寄生する場合でも、その寄主は特定の摂食様式を持っていることが明らかになった。これらの結果は、従来から、捉えられていた捕食寄生性昆虫の群集観と反するものではないが、初めて野外研究として示された。さらに、この視点から、自らの研究を含む、これまで世界的に行われた研究をレビューしたところ、上記と類似したパターンが確認できた。本研究から得られた知識は、生物的防除を行う時のターゲットとなる寄主以外の在来種への影響を予測することにつながりうる。また、栃木県二宮町の鬼怒川河川敷において、ヤナギ属植物上の昆虫群集に関する野外調査を2007年5月から10月にかけて月1回行い、上記の仮説についての検証の肉付けを行った。
カイコを用いたヒト由来タンパク質のハイスループットな発現・精製システムの開発

カイコさなぎを用いて多種類の組換えタンパク質を一度に発現・精製できるシステムの構築を行った。組換えBmNPV DNAを大腸菌から96ウェルプレートを用いて抽出し、カイコさなぎにDNAを注射して組換えタンパク質を発現させる系を構築できた。またカイコさなぎから96ウェルプレートと精製用のレジンを用いて、組換えタンパク質を精製する系も構築できた。今後は精製や抽出ステップの改良を行うことで、より実用的な発現・精製システムの構築を目指す。前年度にカイコを用いたハイスループットタンパク質発現のためのligation-independent cloning (vector)を構築したが、今年度はマルチウェルプレート(96ウェルプレート)を用いた大腸菌からのBmNPVバクミド抽出と抽出したBmNPVバクミドDNAを用いたカイコさなぎでの組換えタンパク質生産を行った。1ウェルあたり平均50-60 ng/ulのBmNPVバクミドDNA(ヘルパープラスミドを含む)が得られた。電気泳動で抽出したBmNPVバクミドを確認したところ、通常のアルカリ抽出法で抽出したBmNPVバクミドに比べて、ゲノムDNAの混入が減少していたことから、より純度の高いBmNPVバクミドDNAが抽出されていることが確認できた。EGFPまたはmcherry融合タンパク質遺伝子を持つBmNPVバクミドDNAをこの方法で抽出して、45ul(約2.5ug)使用してトランスフェクション試薬とともにカイコ蛹へ注射して、蛍光タンパク質融合タンパク質の発現を行った。注射後6-7日でカイコさなぎにEGFPおよびmcherry蛍光が確認できたことから、組換えタンパク質が発現していることが確認できた。カイコさなぎをPBS(pH7.4)で懸濁し、超音波破砕で破砕後の破砕液にもEGFP蛍光が確認でき、SDS-PAGE上でもEGFP融合タンパク質の発現が確認できた。同時に抽出したEGFP融合タンパク質遺伝子を持つAcMNPVバクミドDNAを注射したカイコさなぎには、EGFP蛍光が確認できなかった。このことからマルチウェルプレートを用いたBmNPVバクミドDNAの抽出法とカイコさなぎでのタンパク質生産法を確立できたといえる。今年度はカイコサナギからタンパク質の精製をマルチウェルプレートを用いて行った。前年度にカイコサナギで発現させたGFPuv融合タンパク質(ヒト由来α1,4-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、ヒト由来β1,3-N-アセチルグルコサミニル多ランスフェラーゼ2)には6xHisタグが付加されているため、Ni-sepharoseおよびTALONアフィニティゲルを用いて精製を行った。溶出を100mMおよび500mMのイミダゾールで行った結果、溶出画分に各融合タンパク質は認められたが、250, 75, 40kDa付近にカイコ由来のタンパク質も一緒に精製されてしまい、ワンステップの精製が不可能であった。そのためHisタグ以外の他の精製タグとして、現在カイコ発現系で使用されているFLAGタグを用いて精製を試みた。FLAGタグを持つタンパク質(ヒト由来ジヒドロリポイルデヒドロゲナーゼ、ヒト由来α1,4-N-アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、インフルエンザウイルス由来ヘマグルチニン)遺伝子を持つバクミドを構築し、前年度までに構築した方法でバクミドを抽出し、カイコサナギでの発現を行った。Hisタグによる精製と同様に96ウェルプレートを用いて、DDDDK-tagged proteinpurification gel(MBL)を使用してカイコ蛹抽出液から精製を行った。各タンパク質ともSDS-PAGEで精製が確認できたが、55kDa付近にもバンドが現れた。このバンドは精製ゲルに結合している抗体由来のバンドと推測され、精製方法を改良することにより解決できると推測された。このことからカイコサナギからの精製はFLAGタグを用いることが有効であることが示された。今年度はカイコの組換えタンパク質のハイスループットな発現に向けた発現用ベクターの構築を主に行った。ligation-independet cloning法(LIC)用のベクターを構築した。発現させるタンパク質のC末端側にStrep-TagIIまたはヒスチジンタグを付加させることができるベクターを構築し、ヒト由来のmicrosomal triglyceridetransfer protein (hMTP)-protein disulfide isomerase (hPDI)複合体をカイコ幼虫で発現させた。このhMTP-hPDI複合体をカイコ幼虫脂肪体からTALON affinityゲルとStrepTactinagaroseゲルを用いて精製することができた。またhMTP-EGFP融合タンパク質もカイコ幼虫およびさなぎで発現させることができた。これの結果より、今年度構築したLICベクターは正常に働くことが示され、今後の研究に利用できることが明らかになった。

前年度でのLICベクターの構築および今年度でマルチウェルプレートを用いたBmNPVバクミドDNAの抽出法とカイコさなぎでのタンパク質生産法を確立できたことから、カイコ蛹のハイスループット(またはメディウムスループット)タンパク質発現・精製システム構築の60%程度まで確立できたといえるが、今後マルチウェルプレートを用いた組換えタンパク質精製法を確立する必要がある。またより効率のよい遺伝子クローニングシステムを目指すために、BmNPVバクミドDNA自体の改良も進める必要があるといえる。今年度の目標は新しいLICベクターを構築することであり、研究実績の概要で示すように新しいベクターを構築でき、そのベクターがこれからの研究に使用できることが確証された。よって本研究の当初の予定通りにおおむね順調に進展しているといえる。しかし、来年度に向けた研究の準備の予定をする予定もあったが、それが少し遅れているため、計画通り研究を遂行するように努力をする。達成度の欄でも記述したとおりに、カイコ蛹のハイスループット(またはメディウムスループット)タンパク質発現・精製システムを完成させるために、マルチウェルプレートを用いた組換えタンパク質精製法を確立を目指す。また、LICベクターをすでに構築しているが、より効率的なハイスループット・メディウムスループットタンパク質発現を目指すために、BmNPVバクミドDNA自体の改良をする。BmNPVバクミドDNAの改良は申請時の予定にはなかったが、研究を進めるうえでBmNPVバクミドDNAの改良が必要と判断されたため行う。具体的には従来の環状BmNPVバクミドDNAでなく直鎖状のBmNPVバクミドDNAを構築することで、大腸菌を使用しないでone-potで組換えBmNPVバクミドDNAを作製できるシステムを構築する。今後の研究として、H24年度は、カイコでのタンパク質発現に使用するBmNPVウイルスのDNAのハイスループットな調製法の確立を行う。これには96ウェルプレートを用いた様々なDNA調製キットを用いて行う予定である。具体的には96ウェルプレートを用いたバクミドDNAを有する大腸菌の形質転換法の確立、形質転換体からのハイスループットなバクミドDNAの抽出、カイコへ注射するバクミドDNA溶液のハイスループットな調製法の確立が求められる。またカイコでのハイスループットな組換えタンパク質の生産にはカイコさなぎを用いる予定であるが、カイコさなぎへのバクミドDNA溶液注射のハイスループット化に向けた条件検討(DNA量、液量など)を行う。今後の研究の推進・方策の欄で記述したとおり、直鎖状のBmNPVバクミドDNAを構築するために、今年度から次年度へ繰り越す研究費を使用する(遺伝子組み換え実験試薬や細胞培養培地などの消耗品など)。また、次年度の研究費は、予定通りに、マルチウェルプレートを用いた組換えタンパク質精製法を確立するために使用する。次年度の研究費は、バクミドDNAのハイスループットな調製のために必要なキット類、96ウェルプレート、DNAトランスフェクション試薬、カイコなど消耗品を購入するために用いる。
近世日本における市場社会の成立と「易」的世界観-「気」概念の庶民層への浸透-

平成13年度の研究成果は以下の通りである。1一次史料の収集:前年度に引き続き、『易経』関連の注釈書を収集した。特に日本において近現代にまで影響を与えた『易経』解釈として、真勢中州、藤村與六の著作が非常に重要であるという点に着目するに至った。2江戸時代後期から明治初期にかけての経世論における一類型:明治期の経済思想と江戸時代の経世論を連続的に捉えるためには、功利主義思想の受容という問題視角と、両者に共通する知的基盤としての中国古典の重要性を強調すべきである、という結論を得るに至った。そして具体的な素材として田口卯吉と海保青陵を取りあげ、成果を公表するための準備作業中である。3石門心学と「三教一致」論:当初は江戸時代の町人思想の一つとして取りあげたに過ぎなかったが、日中儒学史の比較という大きな問題に発展しうる題材であることに気づいた。前近代の日本社会に大きな影響を与えた朱子学は、古典的儒教が道教、仏教という異思想の影響を受けつつ、それらと格闘することで成立した思想である。明代以降になると儒者であっても道教や仏教に接近する者も多く出現している。そのため中国儒学研究においては道教、仏教との連関性が常に意識されていたのに対し、日本の儒学史研究においてはこのような視点が欠けていたことを改めて認識した。そして石門心学は、いわば中国における王学右派の立場に相当する思想ではないか、という仮説を立てるに至った。この問題については新たな研究課題として継続する予定である。平成12年度の研究成果は、以下の通りである。(1)一次史料の収集:当初の予定では来年度に行う計画であった『易経』の注釈書(東北大学付属図書館所蔵)を収集した。すでに活字化されている『日本儒林叢書』所収の他の注釈書と比較し、仙台藩における議論の特色を分析することは、次年度の課題である。(2)経世論の類型化:仙台藩関連文書の判読には見通しが立たなかったため、明治期の経済思想と江戸時代の経世論を比較するための下準備を行った。具体的には田口卯吉、徳富蘇峰の著作を分析し、明治以降の経済思想と、古代中国や江戸時代の経世思想との連続性を発見することができた。(3)町人思想の見直し:近世日本の「市場」観や「気」の思想を分析する上で重要な思想として石門心学の思想が挙げられる。これまでの研究では、儒学思想の町人化という観点に立つ分析が主流であった。しかし石田梅岩の思想形成においては仏教(特に禅)の影響を無視することができない。また三教(儒・仏・神)一致の主張は、梅岩から弟子に受け継がれたのみならず、他の町人向けの著作にもしばしば見られる。そこで石門心学の思想を儒学だけでなく仏教の観点から捉え直すという課題が重要であると認識するに至った。(4)近世思想界における仏教思想の影響:江戸時代の仏教は世俗化し宗教としての力を失った、とされる通説に対する見直しが近年行われている。本研究においてもこうした流れをうけて、仏教の教説が他の思想と結びついて庶民に大きな影響を与えたのではないか、との仮説を立てるに至った。
光パラメトリック増幅法の時間分解イメージングへの適用

CCDカメラによって蛍光寿命イメージングを行う新規な装置を開発した。この手法では、任意の時刻の蛍光イメージがサブピコ秒レーザパルスによって決まる時間分解能で得られる。信号のコントラストを空間モード,ゲート波長,非線形光学結晶の選択によって改良した。次に、専用の光学ポートを備えた顕微鏡を設計・製作し、顕微鏡に適用した。顕微鏡下での増幅率やコントラストは光学セルを用いた場合と比べて低かったが、顕微分析などへの応用の可能性を示した。複雑かつ高度に集積された分子系においては、メソスコピックなサイト依存性とダイナミックスの同時測定が重要であり、本課題では新規な時間分解発光イメージング法の開発を行っている。超短パルスレーザーによる光ゲートで時間分解イメージングを行えば、レーザーパルスによって決まる時間分解能を維持したまま、そのダイナミックス・イメージを2次元検出器上に短時間の測定でそのまま取得することが可能となる。また光パラメトリック増幅法では、従来法より高い感度が得られる可能性がある。サブピコ秒レーザーと組み合わせた高感度サブピコ秒時間分解発光イメージング法を開発し、次に光学顕微鏡測定と組み合わせて時間分解顕微イメージングへと発展させることを予定している。新規な時間分解発光イメージング法-光パラメトリック増幅法では、試料を励起する励起光とパラメトリック増幅に用いるゲート光を100fsのレーザーを用いて発生させて使用している。ゲート光を可変長の光学遅延路に通すことによって、任意の時刻での光パラメトリック増幅された信号を分光しCCDカメラで検出する装置を試作した。この装置に試料としてレーザー色素を用いた結果、従来報告されているピコ秒ではなくサブピコ秒レーザーを用いた始めての増幅信号が得られた。しかし得られた信号のコントラストは未だ十分でなく、今後は空間プロファイルの整形,ゲート波長,非線形光学結晶の選択などの点で改良を行いながらイメージングへの適用を行う。超短パルスレーザーによる光ゲートで時間分解イメージングを行えば、レーザパルスによって決まる時間分解能を維持したまま、そのダイナミックス・イメージを2次元検出器上に取得することが可能となる。サブピコ秒レーザと組み合わせた光パラメトリック増幅法では、従来法より高い時間分解能と高い感度が同時に得られる可能性があり、そのイメージングへの適用を行っている。100fsのレーザを用いて発生させたゲート光を可変長の光学遅延路に通し、任意の時刻での光パラメトリック増幅された信号を2次元CCDカメラで検出する装置を試作し、従来報告されているピコ秒ではなくサブピコ秒レーザを用いた始めての増幅信号が得られた。しかしながら、得られた信号画像のコントラストが十分でなかったので空間モードの選択・整形,ゲート波長の変更,非線形光学結晶の選択などの点で改良を行いながら、本手法を顕微イメージングへ適用する為に装置の改良を行った。また、本手法を顕微鏡下での時間分解イメージングへ適用する為に、専用の光学ポートを備えた顕微鏡を設計し製作した。今後はサブピコ秒顕微時間分解イメージの取得に向けて、装置の改良を行っていく。複雑かつ高度に集積された分子系においては、メソスロピックなサイト依存性とダイナミックスの同時測定が重要であり、本課題では新規な時間分解発光イメージング法の開発を行っている。100fsのレーザを用いて発生させたゲート光を可変長の光学遅延路に通し、任意の時刻での光パラメトリック増幅された信号を2次元CCDカメラで検出する装置を試作し、従来報告されているピコ秒ではなくサブピコ秒レーザを用いた増幅信号が得られた。得られた信号画像のコントラストが十分でなかったので空間モードの選択・整形,ゲート波長の変更,非線形光学結晶の選択などの改良を行った。顕微鏡下での増幅率やコントラストが、光学セルを用いた場合と比べて未だ十分ではないが、本研究で得られた結果を活用した実験を行い、顕微分析への応用の可能性を示した。
多分岐多糖を用いた機能性医用材料の開発

本研究では新しい機能性ハイドロゲル材料の創製を目的として、種々の糖質原料から誘導した無水糖のハイパーブランチ化による多分岐多糖の精密合成とその機能化を検討し、医用接着剤、止血剤などの新規な生体適合性医用材料の開発を行った。多分岐多糖は1,6-アンヒドロ-β-D-グルコピラノースなどの1,6-無水糖を用いた熱カチオン開環重合、または、1,2:5,6-ジアンヒドロ-D-マンニトールなどの1,2:5,6-二無水糖を用いたカチオン開環-環化重合により効率よく精密合成できた。構造解析の結果、生成した多分岐多糖は、分岐度が0.38から0.44程で、末端構造を約30%程度有するナノサイズの球状多糖であった。また、モノマーの選択により、生成多糖の分岐度や生分解性などの物性を変化させる事が容易であった。この多分岐多糖は水酸基を多く含む反応性多糖であり、ジイソシアナート等との反応で容易にゲル材料を生成した。材料の生体適合性を向上する目的で、多分岐多糖にアミノ酸エステルイソシアナートを反応させ、多分岐多糖アミノ酸カルバメートを合成した。多分岐多糖アミノ酸カルバメートとジイソシアナートを用いたゲル化は瞬時に進行し、弾力のあるゲルが生成した。この反応で得られたゲルは、両組成の割合や濃度の変化により利用用途に応じたゲル材料に出来ることから、外科用接着剤や人工血管のコーティング剤などの医療用材料としての応用が可能であった。また、多分岐多糖アミノ酸カルバメートは疎水性溶媒中で親水性物質を捕捉する両親媒性の球状ナノカプセルとして作用した。多分岐多糖アミノ酸カルバメートはアミノ酸と糖という生体に安全な原材料から合成されており、したがって、この両親媒性を利用した徐放性ナノキャリアとして、水溶性化合物を体内で徐放するドラッグデリバリーシステムへの展開が可能であった。多分岐多糖(多分岐糖鎖)は1,6-アンヒドロ-β-D-グルコピラノースや1,6-アンヒドロ-β-D-マンノピラノースなどの1,6-無水糖を用いた熱カチオン開環重合、または、1,2:5,6-ジアンヒドロ-D-マンニトールなどの1,2:5,6-二無水糖を用いたカチオン開環-環化重合により効率よく精密合成できた。得られた多分岐多糖の分子量はモノマーと触媒の比、重合温度、重合時間により制御可能であった。また、この多分岐多糖は水、ジメチルスルホキシド等に良く溶ける多糖であり、高濃度でも低粘性という特性を有していた。多分岐多糖へのアミノ酸残基の導入は反応時のアミノ酸エステルイソシアナートの添加量と反応時間により制御可能であった。

多分岐多糖アミノ酸カルバメートはアミノ酸と糖という生体に安全な原材料から合成されており、したがって、この両親媒性を利用した徐放性ナノキャリアとして、水溶性化合物を体内で徐放するドラッグデリバリーシステムへの展開が可能であった。
日本の寄付税制の行動経済学的実験研究

本研究では、「寄付金控除」による還付施策と「マッチング寄付」による上乗せ施策を、経済実験を用いて比較する。両者は実質的に同じ寄付促進施策であるが、前者は減税で、後者は第三者機関の上乗せ寄付で、一定金額を寄付する際の自己負担額を下げて寄付を促す。優遇額が同じでも、行動経済学では施策の表現(フレーミング)の違いが異なる効果を生むと考える。本研究では、日本人を対象に実験を行って、日本人において寄付金控除よりマッチング寄付の方が寄付行動を促進するのかを検証するとともに、日本の既存の寄付税制について改善案を提示して、政策的に貢献することを目指す。
生体検知とASVspoofチャレンジによる安全・安心な音声情報処理システムの実現

音声アシスト等の音声情報処理端末が爆発的に普及するにつれ、要素技術である話者照合や音声認識に対する攻撃が起き始め、セキュリティ上の課題となっている。本研究の目的は、提案者が成果を挙げて来た生体検知技術を、話者照合そして音声認識にも先駆的に導入し、問題の一解決法を提示する。生体検知技術とは「他人により許可なく取得され、加工され、外部デバイスにより再生された音声」と「生体からその場で発声した生の音声」を区別する機械学習技術である。本年度は音声生体検知技術の精度を更に向上させた。提案者は話者照合の生体検知精度を競うASVSpoof challengeを開催するなど音声の生体検知技術の研究発展に大きく貢献して来た。2018年度はASVspoof Challenge 2019を開始し、ASVspoof Challenge 2019用のデータベースとして、最先端の音声合成や声質変換技術により生成された様々な合成音声を含む大規模データベースを新たに構築した。これはGoogleをはじめとする著名企業および分野をリードする大学合計17組織が保有する技術により生成された多様な合成音声を含み、音声の生体検知研究用ベンチマークとしては最大である。この様な合成音声が人間に提示される方法は、電話等を通して直接提示されるlogical accessとスピーカ等により再生され、提示されるphysical accessの2種類がある。そこでASVspoof Challenge 2019では、この2種類の提示方法を考慮し、個別に評価を行った。本データベースは、既に全世界の大学および企業合計140組織へ配布され、参加者はより頑健な生体検知モデルを構築、より高精度な識別を実現した。本チャレンジはオーストリアで開催される国際会議Interspeech 2019のスペシャルセッションとして開催される予定である。Google等の国際企業と連携し、大規模な音声の生体検知研究用ベンチマークを構築できたこと、また、全世界の大学および企業合計140以上の組織が利用したいと意思表明したことは当初の計画を上回る成果であり、研究の重要性・波及効果を顕著に示している。近年の攻撃対象は、話者照合だけでなく、更に音声認識、音声インタフェース一般に拡大していることから、scattering変換など生体検知に有効と判明した技術を音声認識へも応用し、音声認識の生体検知を提案する予定である。その際、生体検知手法の高精度化と同時に、異常値検出法の検討も行い、予想が難しい攻撃に備えることを目指す。また、近年多くの攻撃手法が提案され、早急な対応が求められているadversarial examplesについても検討を行う。音声のadversarial examplesの生成に成功したという報告が数件あることから、これらについて対応を検討することは急務である。予定していた国内出張の開催日が次年度以降となったため少額の差額11,991円が発生したが、ほぼ当初の計画通り予算執行した。次年度に本差額を国内出張にて執行する予定である。
膀胱利尿筋の電気刺激による反応における無機イオンの影響

正常ラット膀胱の排尿筋筋切片を利用し,電気刺激による排尿筋収縮に対するMgイオンの作用を実験した。その結果,Mgイオンは電気刺激による排尿筋収縮は増強され,逆に高濃度Mg溶液では抑制された。また,Mgイオンは高濃度Kclおよびcarbacholにより生じる筋収縮に対して弛緩作用を示した。VerapamilとBay-K8699を用いた実験では,Ca-channel blockerであるVerapomilにより収縮抑制効果は増強され,opennerであるBay-K8644により減弱された。細胞内におけるCaイオン貯蔵部位に作動するcaffeineとprocaineの実験では,procaineにより収縮抑制効果は増強されたが,caffeineでは変化が認められなかった。Mgイオンは,主に細胞膜に存在する2種類のCa-channelを抑制し,かつ細胞内Caイオンの放出を制限することにより,排尿筋収縮を減弱・消失させることが示唆された。また,ウサギwhole bladolerの電気刺激による排尿筋収縮に対するMgイオンの作用もほぼ同様の結果であった。次にヒト神経因性膀胱を利用して膀胱の壁内神経を電気刺激し,その反応性をコントロール膀胱と比較検討した。その結果,電気刺激による高収縮は神経因性膀胱では壁内神経の刺激に対して反応性が亢進していた。Tetrodotoxinを加えたところ両群の膀胱ともに収縮反応は消失した。Atropineに対してはコントロール膀胱に比較して神経因性膀胱では有意に高いatropine低抗性収縮を認めた。閥値下Kclに対しては神経因性膀胱,コントロール膀胱ともに反応性は増大したものの,この増大率は神経因性膀胱でより小さかった。またCa-free溶液に変換後の収縮反応の減衰は神経因性膀胱の方が有意に緩徐であった。神経因性膀胱とコントロール膀胱の間には基本的な収縮力には差はなかったものの,電気刺激に対する収縮反応,アトロピン低抗性,Kイオンによる収縮増強作用,Ca-free溶液中での収縮反応には有意差を認めた。ラット膀胱の壁在神経を電気刺激して得られた利尿筋収縮に対する、マグネシウム(Mg)イオンの効果を検討した。方法は雌ラット膀胱体部より筋切片を作製して10mlの実験浴槽内に懸乗し、白金電極を用いてfield stimulationをおこなって、以下の実験を行った。また、高濃度KCl溶液により惹起される持続的収縮に対するMgイオンの効果も実験した。1.電気刺激に対するfreguencyーresponse curveを求めたところ、Mgーfree溶液中では利尿筋収縮は正常Krebs液中の比較して有意に増強され逆に高濃度Mg(MgCl_25nM)溶液中では有意に抑制された。2.Mgイオンをcumulativeに添加した場合、電気刺激に伴う利尿筋収縮は濃度依存性に抑制され、MgCl_230mMでほぼ完全に消失した。4.Procaine(Caーinduced Caーreleasing blocker)によりMgイオンの収縮抑制効果は増強された。しかしcaffeine(Caーinduced Caーreleasingーagonist)を添加してもMgイオンの作用に変化は認めなかった。5.高濃度KCl溶液中における利尿筋の持続的筋収縮に対して、Mgイオンは地緩作用を示した。以上より、Mgイオンは、主に細胞膜に存在するCaーchannelを抑制し、かつ細胞内Caイオンの放出を制限することにより、利尿筋収縮を減弱・消失させることが示唆された。正常ウサギのwhole bladderを利用して、電気刺激による排尿筋収縮に対するMgイオンの作用を検討した。

結果は、Mgイオンは壁内神経電気刺激による排尿筋収縮を有意に抑制した。Mgイオンの膀胱平滑筋の収縮抑制効果は、Ca entry blockerのverapamilにより増強され、Ca-channel openerのBay-K8644により減弱した。いずれもラット膀胱の筋切片の電気刺激による排尿筋収縮に対するMgイオンの作用とほぼ同様の結果であった。次にヒト神経因性膀胱を利用して膀胱の壁内神経を電気刺激し、その反応性をコントロール膀胱と比較検討した。その結果、電気刺激に対するfrequency-response curveから神経因性膀胱では壁内神経の刺激に対して反応性が亢進していた。Tetrodotoxinを加えたところ神経因性膀胱、コントロール膀胱ともに収縮反応は消失した。Atropineに対してはコントロール膀胱に比較して神経因性膀胱では有意に高いatropine抵抗性を認めた。閥値下KCIに対しては神経因性膀胱、コントロール膀胱ともに反応性は増大したものの、この増大率は神経因性でより小さかった。またCa-free溶液に変換後の収縮反応の減衰は神経因性膀胱の方が有意に緩徐であった。神経因性膀胱とコントロール膀胱の間には基本的な収縮力には差はなかったものの、電気刺激に対する収縮反応、アトロピン抵抗性、Kイオンによる収縮増強作用、Ca-free溶液中での収縮反応には有意差を認めた。
シロイヌナズナ変異体を用いた複数単元理解のための教材および指導法の開発

第一段階として、授業で植物のからだのつくりと体細胞分裂、および減数分裂と遺伝を扱い、生徒に基礎知識を習得させた。また、室温で植物を育成できることを確認した。第二段階として、12月の授業において、生徒5人班にシロイヌナズナ5系統の種を7粒ずつ播種させ、自宅もしくは学校で育成するように指導した。生徒は種の入っているマイクロチューブの扱いや種の小ささに戸惑いつつも、丁寧に播種を行った。第三段階として、花芽が形成されれば、野生型植物と機能欠損変異体の表現型との比較から、欠損している遺伝子の機能について班ごとに考察させる計画であったが、低温条件下で予想外に生育速度が遅く、育成に失敗した。自宅に持ち帰った生徒のうち、発芽しなかった者が25%、双葉で枯れた者が58%、双葉以上で枯れた者が12%(葉の平均枚数6枚)、抽台・開花した者が4%であった。開花した植物のうち2個体に形態異常が観察された。学校の廊下で育成した植物は、12%が双葉で枯死し、88%が3月にようやく抽台・開花した。開花した植物のうち29個体に形態異常が観察された。まとめでは、自宅での育成に失敗した生徒も学校において開花した植物を観察することにより、花の分離比の結果からヘテロ維持の意義について考察し、それぞれの遺伝子の機能について考察した。今後、カリキュラムを調整し、植物の育成時期および場所を検討する必要があるが、生徒に播種・育成・観察を体験させることは、生徒がより主体的に観察を行うことに加え、独立の単元として扱われることが多い「花の形態形成」と「遺伝」・「発現制御」の複数の単元を総合的に理解しようとする点で有効であることが確かめられた。
ニワトリ初期胚を用いたマウス胚性幹(ES)細胞の肝細胞へのin ovo分化誘導

ドナー肝の不足は肝移植治療普及の大きな障害である。本研究は、マウスES細胞をニワトリ初期胚の肝臓原基領域(前腸)内に移植し、トリ肝発生の自然のプログラムに同調させてマウス由来の細胞から3次元的かつ機能的肝臓を形成させることを目的として計画した。あらかじめGFP蛍光標識したES細胞より作製した胚様体をトリ胚前腸腹側上皮部に移植したところ、形成されつつあるトリ肝臓内にマウス細胞に由来することを示すGFP蛍光を発する細胞が存在した。肝細胞や赤血球系細胞は自然自己蛍光を発するが、それらとは異なる強い蛍光で、陽性細胞の一部は幼若肝細胞様であった。血液系と思われるGFP陽性細胞も存在した。Feulgen染色によるマウスおよびトリ細胞の識別も取り入れ、現在マウスES細胞由来の分化細胞のキヤラクタリゼーションを行っている。さらに、本研究過程で、ES細胞はin vitroでも胚体内胚葉系細胞に分化させ得ることが判明した。本研究申請準備中の平成12年10月時点においては、ES細胞が外胚葉、中胚葉系細胞には分化するとの豊富な報告があったが、胚内内胚葉系細胞への分化の明確な報告は無かった。我々は、ES細胞の分化誘導に独自の胚様体形成法を用い、その頻度はわずかではあるが、ES細胞が腸管上皮細胞や肝細胞さらに膵内分泌細胞へ分化することを確認した。hanging drop法により形成した胚様体をゼラチンコートシャールにて付着性培養を行ったところ、4-5日目ごろより心筋線維群が観察され、14日目ごろより、ICGに染色される細胞集団が心筋線維群近傍に多く出現した。このICG陽性細胞には肝細胞機能関連の多種遺伝子発現が認められ、電顕観察でも滑面・粗面小胞体、ミトコンドリア、ペルオキシゾームなど細胞内器官がよく発達、さらに隣接細胞間には毛細胆管様構造が形成され、「肝細胞」と考えられた。胚体内内胚葉系細胞として肝細胞の以外にも、前述のごとく膵内分泌細胞群や腸管上皮様細胞への分化も確認した。
肺結核感染に対する次世代粘膜ワクチンの開発

結核菌などの細胞内寄生菌肺感染症に対して、common mucosal immunesystem(CMIS)を利用して,粘膜面に効率よく防御免疫を誘導する粘膜ワクチンを開発するために,リステリア菌の感染防御ペプチド(細胞障害性T細胞のエピトープ・ペプチド)をパルスした樹状細胞を経気道的に投与し,そのワクチンとしての有用性を検討した.LPSで刺激し,成熟した樹状細胞を経気道的に投与することによって,肺内所属リンパ節のみならず脾臓においても,ペプチド特異的な細胞障害性T細胞が誘導されることが,1)ペプチド特異的テトラマーを用いたフローサイトメトリーと,2)ペプチド刺激によるIFNγの産生能の検討から明らかとなった.さらに,リステリア菌肺炎モデルを作成し,本ワクチンの効果と調べたところ,肺,脾,肝臓における臓器内菌量はワクチン投与によって有意に減少し,致死量の10倍のリンステリア菌を経気道的に接種した感染モデルでは著名に死亡率を減少させた.以上より,細胞内寄生菌による肺感染症に対して,LPS成熟樹状細胞に細胞障害性T細胞のエピトープをパルスし,経気道的に投与する粘膜細胞ワクチンは有用である可能性が示唆された.結核菌などの細胞内寄生菌肺感染症に対して、common mucosal immunesystem(CMIS)を利用して,粘膜面に効率よく防御免疫を誘導する粘膜ワクチンを開発するために,リステリア菌の感染防御ペプチド(細胞障害性T細胞のエピトープ・ペプチド)をパルスした樹状細胞を経気道的に投与し,そのワクチンとしての有用性を検討した.LPSで刺激し,成熟した樹状細胞を経気道的に投与することによって,肺内所属リンパ節のみならず脾臓においても,ペプチド特異的な細胞障害性T細胞が誘導されることが,1)ペプチド特異的テトラマーを用いたフローサイトメトリーと,2)ペプチド刺激によるIFNγの産生能の検討から明らかとなった.さらに,リステリア菌肺炎モデルを作成し,本ワクチンの効果と調べたところ,肺,脾,肝臓における臓器内菌量はワクチン投与によって有意に減少し,致死量の10倍のリンステリア菌を経気道的に接種した感染モデルでは著名に死亡率を減少させた.以上より,細胞内寄生菌による肺感染症に対して,LPS成熟樹状細胞に細胞障害性T細胞のエピトープをパルスし,経気道的に投与する粘膜細胞ワクチンは有用である可能性が示唆された.common mucosal immunesystem (CMIS)を利用して,粘膜面に効率よく防御免疫を誘導する肺結核感染症に対する粘膜ワクチンを開発するために,結核菌由来の感染防御抗原を遺伝子導入したDCや,変異リステリア菌,改変型アデノウイルスを経鼻あるいは経気道的に投与し,そのワクチンとしての有用性を検討した.今年度は,以下のワクチンを作製した.結核菌由来の抗原蛋白(Ag85A,Ag85B,MPB51)の遺伝子を組み込んだ以下のワクチンを作製(1)遺伝子導入DCワクチンの作成1.ウイルス・ベクターおよび感染レトロウイスル粒子の作成:結核菌の感染防御蛋白であるAg85A,Ag85B,MPB51のcDNA(plasmidは長崎大学歯学部から供与)をそれぞれpMXベクターに挿入する.また,コントロールとしてGFPのcDNAを挿入したpMXも作成した.各種ウイルスおよびコントロール・ベクターを,retrovirus-producer cell (Phoenix cell)にtransfectionして培養液から感染レトロウイルス粒子を回収した.2.DCへの遺伝子導入:感染レトロウイルス粒子を,spin infection法を用いてマウス(BALB/c)骨髄由来の培養DCに感染させて遺伝子導入を行い,DCワクチンを作製した.common mucosal immune system(CMIS)を利用して,粘膜面に効率よく防御免疫を誘導する肺結核感染症に対する粘膜ワクチンを開発するために,結核菌由来の感染防御抗原を遺伝子導入したDCや,変異リステリア菌,改変型アデノウイルスを経鼻あるいは経気道的に投与し,そのワクチンとしての有用性を検討した.今年度は,以下のワクチンを作製した.1.リステリア菌の細胞障害性T細胞のdominant epitope LLO91-99のペプチドを,マウス骨髄由来のDCにパルスし,LPSでmaturationをおこした後に,経気道的にBALB/cマウスに投与した.2.1週間後に,縦隔リンパ節,脾臓を採取し,LLO91-99を添加して,eptiope特異的なIFN-gammaの産生を測定した.3.LLO91-99を添加し,LPSでmaturationをおこしたDCを経気道的に投与したマウスでは,著しいepitope特異的IFN-gammaの産生が,縦隔リンパ節のみならず,脾臓でも確認された.4.DCを経気道的に投与する粘膜DCワクチンは,肺局の粘膜面のみならず,全身的な強い免疫を誘導することが明らかとなった.
樹状細胞とトリプトファン代謝酵素（IDO）の制御に基づく肝線維化防止機構の解明

必須アミノ酸であるトリプトファンをキヌレニンに代謝する律速酵素であるIndoleamine-2,3-dioxygenase (IDO)はIFN-γやTNF-αにより誘導され、代謝物であるキヌレニンはNK活性低下、Treg誘導といった免疫抑制作用を持つことが知られている。非アルコール性脂肪性肝疾患(non-alcoholic fatty liver disease; NAFLD)は近年増加傾向にある疾患である。NAFLDはウイルス性肝疾患同様に、進行性に肝線維化をきたし、発癌リスクを上昇させることが報告されている。血清キヌレニン値は線維化ステージF3以上のNAFLD患者において高値であった。NAFLD患者血清中において、マクロファージ活性化関連因子(IL-34, YKL-40)が線維化ステージ進展とともに増加することを見出し報告した。肝癌で手術を施行された患者さんの癌組織からCAFを、非癌部の肝組織から非癌部組織の線維芽細胞(Non-cancerous liver fibroblast, NF)を分離した。CAFとNFの培養上清で肝癌細胞株を刺激したところ、CAFの培養上清による刺激で、癌細胞の増殖と浸潤がより促進されることを報告した。またprimary肝線維芽細胞はキヌレニンの産生能をもち、CAFにおいてはnon-CAFと比較しより一層産生能が高かった。キヌレニン受容体であるAhR作動薬(FICZ)の添加、およびキヌレニン添加により、LX-2 (肝星細胞)とプライマリー肝線維芽細胞におけるACTA2, TIMP1, COL1A1の発現上昇を認めた。キヌレニン高値である病態が免疫能低下および肝星細胞および肝線維芽細胞への直接作用により線維化亢進・癌の進展に寄与することが示唆された。必須アミノ酸であるトリプトファンをキヌレニンに代謝する律速酵素であるIndoleamine-2,3-dioxygenase (IDO)はIFN-γやTNF-αにより誘導され、代謝産物であるキヌレニンはNK活性低下、Treg誘導といった免疫抑制作用を持つことが知られており、IDO/TDO阻害薬は、海外で悪性黒色腫、非小細胞肺がんに対する治験が進行中であるが、肝線維化におけるIDOの意義は明らかではない。今年度は肝線維化におけるIDOの関与を明らかにすることを目的とした。NAFLDはウイルス性肝疾患と同様に、進行性に肝臓の線維化をきたし(肝線維化)、発癌リスクを上昇させることが報告されている。発がんリスクは、肝線維化の程度(ステージ)の進行とともに増加することが知られている。肝生検によって肝線維化のステージ診断が行われたNAFLD患者と健常者を対象とし、血清IDO活性と40項目のサイトカイン/ケモカインの血中濃度(血清濃度)、IL-34、M-CSF、sCD163、YKL-40を検討した。血清IDO活性はNAFLD患者において健常者と比較して有意に高く、肝臓の線維化の進行とともに上昇していた。血清IDO活性はマクロファージの活性化を反映したマーカーである、IL-34、M-CSF、sCD163、YKL-40は正相関を示すことを見出した。今後、免疫細胞と星細胞、プライマリー肝線維芽細胞の共培養の系を用いて線維化機序進展とIDOの関連を検討予定である。今年度、臨床検体における検討をおおむね終了している。必須アミノ酸であるトリプトファンをキヌレニンに代謝する律速酵素であるIndoleamine-2,3-dioxygenase (IDO)はIFN-γやTNF-αにより誘導され、代謝物であるキヌレニンはNK活性低下、Treg誘導といった免疫抑制作用を持つことが知られており、IDO/TDO阻害は、海外で悪性黒色色腫、非小細胞肺がんに対する治験が進行中であるが、肝線維化におけるIDOの意義は明らかではない。非アルコール性脂肪性肝疾患(non-alcoholic fatty liver disease; NAFLD)は近年加傾向にある疾患である。血清IDO活性はNAFLD患者において健常者と比較して有意に高く、肝線維化の進行とともに上昇していた。また切除肝臓非がん部・がん部よりプライマリー肝線維芽細胞をを単離培養し、その上清におけるIDO活性を測定したところ、非がん部の線維化ステージが進行している症例において、IDO活性が高値であった。キヌレニンの受容体はAhRであるが、AhR作動薬(FICZ)の添加、およびキヌレニンにより、LX-2 (肝星細胞)とプライマリー肝線維芽細胞における活性化が亢進した(ACTA2, TIMP1, COL1A1の上昇)。これらのことから肝線維化においてキヌレニン高値である病態が線維化亢進に寄与することが示唆された。肝切片からの線維芽細胞単離培養の系を確立することができ、キヌレニンの線維芽細胞に対する影響を検証した。

また単離した線維芽細胞を用いて線維化機序の検討を行っている。必須アミノ酸であるトリプトファンをキヌレニンに代謝する律速酵素であるIndoleamine-2,3-dioxygenase (IDO)はIFN-γやTNF-αにより誘導され、代謝物であるキヌレニンはNK活性低下、Treg誘導といった免疫抑制作用を持つことが知られている。非アルコール性脂肪性肝疾患(non-alcoholic fatty liver disease; NAFLD)は近年増加傾向にある疾患である。NAFLDはウイルス性肝疾患同様に、進行性に肝線維化をきたし、発癌リスクを上昇させることが報告されている。血清キヌレニン値は線維化ステージF3以上のNAFLD患者において高値であった。NAFLD患者血清中において、マクロファージ活性化関連因子(IL-34, YKL-40)が線維化ステージ進展とともに増加することを見出し報告した。肝癌で手術を施行された患者さんの癌組織からCAFを、非癌部の肝組織から非癌部組織の線維芽細胞(Non-cancerous liver fibroblast, NF)を分離した。CAFとNFの培養上清で肝癌細胞株を刺激したところ、CAFの培養上清による刺激で、癌細胞の増殖と浸潤がより促進されることを報告した。またprimary肝線維芽細胞はキヌレニンの産生能をもち、CAFにおいてはnon-CAFと比較しより一層産生能が高かった。キヌレニン受容体であるAhR作動薬(FICZ)の添加、およびキヌレニン添加により、LX-2 (肝星細胞)とプライマリー肝線維芽細胞におけるACTA2, TIMP1, COL1A1の発現上昇を認めた。キヌレニン高値である病態が免疫能低下および肝星細胞および肝線維芽細胞への直接作用により線維化亢進・癌の進展に寄与することが示唆された。今後、免疫細胞と星細胞、プライマリー肝線維芽細胞の共培養の系を用いて線維化機序進展とIDOの関連を検討する予定である。線維芽細胞との共培養により、NK細胞の機能低下が生じることを確認している。今後、細胞免疫を抑制的にコントロールするSiglec (シアル酸結合免疫グロブリン-タイプレクチン)を中心とした細胞表面マーカーを各種免疫細胞において網羅的に解析予定である。
領域横断的な「グローバル・アート学」の構築

本研究は、グローバリズムと文化の相互作用を具体的に解明するとともに、そこに産出される個別的な作品・事象を精密に考証する、領域横断的な「グローバル・アート学」を提唱する。研究チームは、専門領域・フィールドを異にする美術史家2名と音楽学研究者1名の計3名で構成し、芸術作品における「グローバルなもの」と「ローカルなもの」の交渉の過程や、起源を異にする文化的要素の「節合」のメカニズムといった、共通の問題軸に沿って課題に取り組む。
白亜紀における被子植物始原群の初期進化の解明

近年、白亜紀の古植物学的発見や分岐分類学の発展および分子系統学の研究成果等により、被子植物の起源と初期進化に関する研究は、急速に展開しつつある。被子植物の炭化化石を良好に保存されている状態でとりだすことができる白亜紀の特殊な条件下で堆積した地層は世界的にも極めて少なく、これまでに、ヨーロッパと北アメリカ東部の特定の地層に限られていた。東北日本の福島県の上北迫地域にある上部白亜系下部コニアシアン期の芦沢層(朝見川層群)から新しい植物化石群(上北迫植物化石群)を発見した。これらの化石は非常に小型で3次元的な構造がよく保存されており、炭化またはリグニン化した小型化石であり、走査型電子顕微鏡による観察で詳細な構造を明らかにすることができるタイプのものである。上北迫植物化石群は、東アジアの白亜系の地層からこのタイプの植物化石としては初めての発見である。これらの研究の結果解明された古植生は、日本の白亜系の植物化石の新しい知見をひろげるものである。しかも、北アメリカやヨーロッパからの発見される同様の植物化石と比較しうる貴重な成果である。これらの化石植物群には、被子植物の花化石、果実、種子の化石、断片化した葉化石、材、とともに、茎、花粉、球果、針葉樹種の葉化石、球果頬の種子などの化石を含んでいる。これらの植物化石群の中には、クスノキ科、マンサク科、ブナ科、ミズキ目、シクンシ科、ツツジ目、モクレン目、スイレン目、スギ目などが含まれていた。発見されたシダ類の葉や葉柄、大胞子の化石によって、イワヒバ科、フサシダ科があることが分かった。高橋は、日本各地において、bulk sieving techniques法による被子植物化石の研究の可能性を探した結果、白亜紀の被子植物始源群の花、果実、種子などの化石を含むいくつかの有力な白亜紀の地層を発見し、その中のひとつを上北迫化石植物群としてJPR誌上にて発表した。今年度は、上北迫化石植物群から発見された花化石についてまとめた。発見された化石は、1.5mmの長さの花柄に3数性の直径1.7mmの小さな花化石である。内外輪3枚の花被片、9本の雄蕊、退化している雌蘂からなり、内側は、多くの軟毛に被われている。雄蕊群は3個の雄蕊が3輪からなり、それぞれが弁開する4個の葯室をもっている。いずれの雄蕊でも、花糸は、葯の長さより短い。雌蘂が退化していることにより、雌雄異花であると思われる。今回、発見された花化石は、これまでに後期白亜紀から発見された、クスノキ科の花化石であるMauldinia(セノマニアン、USA),Perseanthus (チュロニアン,USA)とは、別の属の花化石である。従来、クスノキ科植物は、葯室の数などの形態的特徴で体系化されていたが、最近のmatK遺伝子による系統樹は、新たにゴンドワナ群とローレシアー南アメリカ群に分けられることを提案している。今回、発見された花化石は、クスノキ科の系統分化の初期進化段階のものであったと考えられる。これらの成果は、論文として、まとめつつある。

近年、白亜紀の古植物学的発見や分岐分類学の発展および分子系統学の研究成果等により、被子植物の起源と初期進化に関する研究は、急速に展開しつつある。被子植物の炭化化石を良好に保存されている状態でとりだすことができる白亜紀の特殊な条件下で堆積した地層は世界的にも極めて少なく、これまでに、ヨーロッパと北アメリカ東部の特定の地層に限られていた。高橋は、日本各地において、bulk sieving techniques法による被子植物化石の研究の可能性を探した結果、白亜紀の被子植物始源群の花、果実、種子などの化石を含むいくつかの有力な白亜紀の地層を発見し、その中のひとつを上北迫化石植物群と呼ぶことを提案した。今年度は、上北迫化石植物群から発見された花化石についてまとめた。発見された化石は、1.5mmの長さの花柄に3数性の直径1.7mmの小さな花化石である。内外輪3枚の花被片、9本の雄蕊、退化している雌蘂からなり、内側は、多くの軟毛に被われている。雄蕊群は3個の雄蕊が3輪からなり、それぞれが弁開する4個の葯室をもっている。いずれの雄蕊でも、花糸は、葯の長さより短い。雌蘂が退化していることにより、雌雄異花であると思われる。今回、発見された花化石は、これまでに後期白亜紀から発見された、クスノキ科の花化石であるMauldinia(セノマニアン,USA)、Perseanthus(チュロニアン,USA)とは、別の属の花化石である。従来、クスノキ科植物は、葯室の数などの形態的特徴で体系化されていたが、最近のmatK遺伝子による系統樹は、新たにゴンドワナ群とローレシアー南アメリカ群に分けられることを提案している。今回、発見された花化石は、クスノキ科の系統分化の初期進化段階のものであったと考えられる。これらの成果は、論文として発表したさらに、今年度、新たに発見したNyssaに近縁な果実化石についての調査を進めている。日本の白亜からはじめて発見されたこれらの炭化植物は。北アメリカ、ヨーロッパ、中央アジアから報告された植物化石群に匹敵する保存性の良好な植物化石(Mesofossils)である。今年度、報告したのは、上北迫植物化石群の中で、最も、数多く見られた紡錘形の果実化石である。この果実化石は、3-4室からなる子房下位である。それぞれの室に、一つの種子が入っており、背軸側が弁開する。これらの特徴とガクが合着していることから、この果実化石はミズキ目に類縁があると思われる。日本の白亜紀の初期コニアシアンー初期サントニアンから見つかった果実化石は、ミズキ目の中で最も古い化石データであり、現生の被子植物の中の1/3の主要な植物群であるasteridcladeの初期分化群の最少分岐年代を示唆するものである。
心房細動の発生機序およびその薬物治療の検討

Naチャネル遮断薬の抗心房細動(AF)機序解明のため、直接AF中の心房不応期、伝導速度(CV)、wavelength(WL)、興奮間隙(EG)を測定した。麻酔開胸犬8頭で、両側迷走神経刺激下にAFを誘発した。心房表面より単発刺激を繰り返し加え、統計学的方法で、AF中の局所有効不応期(ERPAF)、機能的不応期(FRPAF)を求めた。無投薬時のFF間隔の100拍の最頻値(FF最頻値)、FRPAF、ERPAF、EGの8頭の平均は81±10ms、74±11ms、69±11ms、7±2msであった。マッピングより計測したAF中のCVは0.9±0.1m/sで、WLは6.6±0.9cmであった。PilsicainidelはFF最頻値を26ms延長した(p<0.01)が、FRPAFの増加幅30msの方が大きく、ECは7±2msから3±3msへ減少した(p<0.02)。CVは0.2±0.1m/s減少したが(p<0.02)、ERPAFは69±11msから99±17msへ増加したため(p<0.01)、WLは6.6±0.9cmから7.6±1.2cmへと増加した(p<0.05)。洞調律時のERPは、無投薬時には、刺激周期の短縮につれ短縮し、ERPAFは69±11msと一層短縮した。Pilsicainide投与後では、基本刺激周期600、400、300、200、150msでそれぞれ103.5±9.3、105.0±8.7、104.3±9.3、101.5±4.2、98.3±5.5msであり、ERPAFは99±17msであった。Pilsicainide投与によるERPの延長は、刺激周期の短い時により木きく、特にERPAFの延長は30msと最も顕著であった。以上より、Naチャネル遮断薬は、頻度依存性に心房不応期を延長し、高頻度心房興奮が生じるAFでは、伝導を遅延させる以上に不応期を十分に延長させ、その結果WLを延長させEGを縮小させることによって停止に導く可能性が示唆された。