hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
西オーストラリア乾燥地に生育する樹木の電気接地抵抗の調査・研究

地球温暖化防止のための緑化支援基礎研究として,西オーストラリア乾燥地レオノラ近郊のスタートメドー(STM)牧場、西海岸付近のツーロックスとコリー、一方大地が溶岩からなるハワイ島と土壌が湿潤な地域であるわが国で生育する樹木の根の電気接地抵抗測定し,それらの間で比較を行い乾燥地樹木の根の特徴について調査・研究を行った.研究期間中測定対象とした樹種と測定総本数は、STMで8樹種25本、ツーロックスで2樹種10本、コリーで1樹種11本、ハワイ島で9樹種13本である。異なった土地に生育する樹木間の評価法には,すでに開発されている根の等価半径r_eと実半径rの比である半径比r_e/rを用いた。半径比はSTMとコリーでは0.5以下、ツーロックスでは0.5以上であり、日本固有のケヤキは最低で0.5付近であった。ツーロックスでは他の地域の樹木に比べいずれも巨樹であり、半径比の最小値は一番大きかったが、これを除けば土壌が乾燥した地域における樹木の半径比は日本に比べていずれも小さな傾向を示した。溶岩台地でも半径比の最小値は0.5以下であり、乾燥地に準じた低い値が出ている。乾燥地またはそれに準じる土壌をもつ地域にこのように半径比の小さい樹木が存在する理由として次が考えられた。乾燥地では,一度根の組織に取り込んだ水分を土壌へ逃がさないための強固な機構が根の表皮にあり、これが電気的にインピーダンスを高くしているため,半径比が小さいのではないかということである。このことから、乾燥に強く地球温暖化防止に寄与する樹木の性質として、半径比の小さいことが重要であると考えられた。それと同時に生長速度が速く、大樹になることのできる樹木が地球温暖化防止に効率よく役立つ樹種と考えることができる。今後,このような樹種を地球上のすべての樹木から探索することが温暖化防止のための緑化支援に重要である.地球温暖化防止のための緑化支援基礎研究として,西オーストラリア乾燥地レオノラ近郊のスタートメドー(STM)牧場、西海岸付近のツーロックスとコリー、一方大地が溶岩からなるハワイ島と土壌が湿潤な地域であるわが国で生育する樹木の根の電気接地抵抗測定し,それらの間で比較を行い乾燥地樹木の根の特徴について調査・研究を行った.研究期間中測定対象とした樹種と測定総本数は、STMで8樹種25本、ツーロックスで2樹種10本、コリーで1樹種11本、ハワイ島で9樹種13本である。今後,このような樹種を地球上のすべての樹木から探索することが温暖化防止のための緑化支援に重要である.研究初年度に当たり,主たる調査場所である西オーストラリア州レオノラ近郊のスタートメドーへ7月と11月の2回赴き測定実験を行った.測定はユーカリ3本,マルガ4本について行うことができた.これらのうち接地抵抗値の最低は幹半径が最大(33cm)のユーカリで210Ω,最高は幹半径が8.1cmのマルガで2.1kΩあった.樹木が生育している場所の大地比抵抗が異なると,同じ根の発達状態でも接地抵抗は異なった値となる.この影響を除くためその場所で大地比抵抗を測定し,接地抵抗の測定結果に補正を施した.大地比抵抗の接地抵抗への影響を除き,金属円板電極の半径(等価半径とよぶ)に換算し,これを実際の幹半径で割り半径比を求めた.半径比は幹の太さに対する根の発達度合いを示す指標と考えられる.その値は理論的に1以上になるはずであるが,すべてが1以下を示した.ユーカリの値0.50.7に対し,マルガは0.10.2と非常に小さかった.一方,日本におけるケヤキの測定においては,幹半径が数10cm以上では1以上の半径比が得られた.さらに,これらを他の特徴ある地域の樹木と比較するため,ハワイ島に1回赴き測定実験を行った.ハワイ島ではアカシアコア,ココヤシ,グアヴァ,ユーカリ,ノーフォークアイランドパインの5種,6本について各地で測定した.対象とした樹木の幹半径は4.4cm38cmである.

半径比は最大で,10.2(ユーカリ),最少で0.4(ココヤシ)が得られた.ハワイ島は溶岩台地であっても乾燥地ではないので水分は多く根がよく発達しているのではないかと考えられた.測定したデータすべてについてみると半径比が1以下のものが圧倒的に多い.特に,西オーストラリアの乾燥地に生育するマルガの半径比は他に比べて極めて小さい.これらの理由としては,根は回りの土から植物体内に水分を吸収するが,逆に水分を土に放出しないバリア機構があるので,この生体組織の仕組みが電気的にはインピーダンスを高くしているからと推測された.今年度は、前年度に引き続き、西オーストラリア内陸部レオノラ近郊のスタートメドー牧場において樹木接地抵抗の測定を行うとともに、測定樹種を増やした。また、比較のために同じ西オーストラリア西海岸ツーロックスにおいて、新たにツアート、Eucalyptus gomphocephalaの測定を開始した。さらに、溶岩大地との比較のために、ハワイ島においても継続測定を行うとともに、今後の測定対象樹種について検討を行った。今年度新規に、スタートメドー、ハワイ島において、新たにインピーダンスメータによる位相測定を導入し、樹木の接地抵抗を複素インピーダンスの形で測定した。このインピーダンスの電気的等価回路を、1次近似として抵抗Rと容量Cの並列回路で考えた。容量の成分としては、根の細胞組織における壁や膜によるものが関与しており、根の活性レベルの指標になると考えられ、大変重要なものである。樹木の接地抵抗を単にインピーダンスの絶対値(従来の接地抵抗がこの扱い)で捕らえると、そのうち容量成分がどのくらい占めるかが分からない。これまでは、樹木接地抵抗の大きさを、円板電極の半径に換算した等価半径で評価し、さらにそれが実際の樹木半径に対しどのくらいの比率になっているかを調査し、根の生長状態の指標としていた。しかし、根の生きているという活性に関係する容量成分もまた等価半径に反映するので、この量が明に分かるような等価半径の定義の必要性が生じ、新たに複素等価半径を定義した。複素等価半径をベクトル図で表せば、RC各成分に関係する量を分離して可視化することができる。さらに、時間をパラメータとしてベクトル軌跡を描けば、樹木の生長とともに根の状態がどのように変化するか複素平面上で観察できることが分かった。このように、今後のデータ処理、結果の解釈や理解の上で重要な分析手法を開発したことは、測定結果とともに今年度の大きな成果である。前年度までの研究成果発表のため、5月下旬に米国アンカレッジで開催されたIEEEのIMTC-2002国際会議に出席した。その後、7月期と11月期に西オーストラリア内陸部のレオノラに2回、9月期と3月期に西海岸近くのツーロックスとコリーに2回赴き、測定を継続している樹木について実験を行った。さらに各サイトにおける測定樹種と測定本数を若干増やした。測定には学生も同行した。前年度までに問題のあった、根の等価半径算出における大地比抵抗の測定については、対象樹木の根を測定用通電電極の一つとする新しい方法を試み、さらに、測定電極間距離をいろいろ変え、その影響をみながら最適距離の検討を行った。まだ、明確な結論は得ていないが、従来の金属電極のみによる方法よりはよい結果が得られるものと考えられ、今後の推移を見守ることとした。個々の対象について、研究開始当初からの測定データをみると等価半径の変化よりは、接地抵抗そのものの変化の方が比較的安定に測定できていることが分かったので、今までの測定樹木について、幹半径に対する接地抵抗の分布を調べた。その結果、接地抵抗は幹半径の増加に従って減少する様子が明らかになったが、バラツキは大きく、最大で1桁近くあった。
スマート型空間構造物の開発と構造挙動に関する研究

本研究では、空間構造物本来の特徴である軽量性を損なわず、様々な荷重、用途条件下で最も適した構造システムを形成するスマート構造としての可変空間構造を開発することを研究の目的としている。初年度(12年度)は、代表的空間構造である立体トラス及び膜構造に着目して、既に開発している立体トラス構造の弾性逆解析プログラムを2次元構造物である膜構造へ適応するため、理論構成及び解析プログラムを発展させた。さらに、膜構造の自己モニタリングを行なうための低剛性センサーを開発する必要があるため、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)を膜構造のセンサーとして用いるための基礎的な実験を行ない、膜面に貼られたPVDFセンサーの基本的な確認した。13年度は、膜構造の低剛性センサーの開発を進め、実際の膜構造に対してPVDF(ポリフッ化ビニリデン)によるセンサーを貼り付け、基礎的な観測データを得た。結果として、実験室環境とは比較にならないノイズにさらされていることが判った。また、安定的な観測を行うためにはコンピュータに依存した測定システムを見直し、チャージアンプによるアナログ的な積分回路を組み込む必要があることが判り,積分回路の試作も行った。また,ケーブルドームのモデルに対して張力導入実験を実施した。14年度は13年度のモデル実験結果を解析システムにより確認した。15年度は可変制御モデルとして,形状記憶合金(バイオメタル)による可変長部材を用いたモデルを作成した。ある程度の応力制御が可能であることを確認したが,製品化されている部材の径が細いため,建築構造としての十分な応力を得ることが出来ず,今後の課題となっている。元来、建築構造物の形態は建設以後変化しない。しかし、近年、建築構造物への要求は大きく多様化しており、開閉式ドームなどの可変式の建築が登場するようになってきている。このような傾向は、通常のビル建築以上に、ドーム構造や展示施設などの特殊構造をもった大規模集客施設、いわゆる空間構造物と呼ばれる建築構造物において顕著である。しかし、従来の開閉式ドームなどに代表される可変式構造物は既存の重工業的な技術の延長であったため、空間構造本来の軽量性という特徴を失ってしまっている。本研究では、空間構造物本来の特徴である軽量性を損なわず、様々な荷重、用途条件下で最も適した構造システムを形成するスマート構造としての可変空間構造を開発することを研究の目的とする。本研究は全体を3つのphaseに分けて行なう。phase1.既往解析プログラムの発展。基本モデルの作成。phase2.解析システムの確認、張力安定トラスモデル載荷、振動実験phase3.可変制御モデルの作製と構造実験本年度は、代表的空間構造である立体トラス及び膜構造に着目して、研究を進めることとした。スマート構造の自己モニタリング及び制御プログラムに発展させるための準備として、既に開発している立体トラス構造の弾性逆解析プログラムを2次元構造物である膜構造へ適応するため、理論構成及び解析プログラムを発展させた。これにより、線形範囲で膜構造の変位、応力制御を行なうための基本的な手法を確立する見通しが立つようになった。川口助教授は10月15日より10月20日まで,韓国ソウルで行なわれたAPCS(シェルと空間構造に関するアジア太平洋会議)に出席し、PVDFを低剛性センサーとして用いるための実験結果について研究発表を行った。

しかし、従来の開閉式ドームなどに代表される可変式構造物は既存の重工業的な技術の延長であったため、空間構造本来の軽量性という特徴を失ってしまっている。本研究では、空間構造物本来の特徴である軽量性を損なわず、様々な荷重、用途条件下で最も適した構造システムを形成するスマート構造としての可変空間構造を開発することを研究の目的とする。本研究は全体を3つのphaseに分けて行なう。phase1.既往解析プログラムの発展。基本モデルの作成。phase2.解析システムの確認、張力安定トラスモデル載荷・振動実験phase3.可変制御モデルの作製と構造実験本年度は、昨年度より行っている膜構造の自己モニタリングを行なうための低剛性センサーの開発を進め、実際の膜構造に対してPVDF(ポリフッ化ビニリデン)によるセンサーを貼り付け、基礎的な観測データを得た。結果として、実験室環境とは比較にならないノイズにさらされていることが判った。また、安定的な観測を行うためにはコンピュータに依存した測定システムを見直し、チャージアンプによるアナログ的な積分回路を組み込む必要があることが判り,積分回路の試作も行った。元来、建築構造物の形態は建設以後変化しない。しかし、近年、建築構造物への要求は大きく多様化しており、開閉式ドームなどの可変式の建築が登場するようになってきている。このような傾向は、通常のビル建築以上に、ドーム構造や展示施設などの特殊構造をもった大規模集客施設、いわゆる空間構造物と呼ばれる建築構造物において顕著である。本研究は全体を3つphaseに分けて行なう。基本モデルの作成。phase2.解析システムの確認、張力安定トラスモデル載荷、振動実験pbase3.可変制御モデルの作製と構造実験本年度は、昨年度行った張力安定トラスの実大実験(Phase2)により得られた実張力データの分析を進め、応力制御のための基礎データを得た。さらに一昨年度より行っている膜構造の自己モニタリングを行なうための低剛性センサーの開発を進め、実際の膜構造に対してPVDF(ポリフッ化ビニリデン)によるセンサーを貼り付け、台風時の観測データを得たが、実験室環境とは比較にならないノイズを含んでいることが判った。安定的な観測を行うために,積分回路の試作も行ったがやはりノイズの積分値が含まれていることが分かった。
四肢パターン形成におけるShh-Wnt-BMPの相互関係

四肢パターン形成の分子メカニズムを理解するために、ニワトリ肢芽を用いて以下の点を調べた。1.Sonic hedgehog(Shh)によるBMPに対する効果:Shh-N遺伝子を肢芽前部で異所的に発現し、重複肢が形成される過程では、BMP-2、BMP-7の発現は処理後6時間でShh-N産生細胞の周囲で誘導される。この効果はPatchedの場合と同様、1224時間後に顕著となり、48時間以降も持続する。一方、Shh-Nタンパク質で処理した場合にも重複肢が形成されるが、この場合にはBMP-2の発現は1820時間後にビーズから離れた先端部で誘導され、42時間後には検出できなくなる。この時、AERでのFGF-4の発現はShh-Nタンパク質により前部側で誘導されてくる。これらの結果はShhによる前後のパターンの誘導がBMP-2を介して進行することを示唆するが、BMP-2の作用は間接的であり、前後の位置価はShh-Nによって誘導される因子によって二次的に決定されると推測される。2.BMPファミリーの役割:ステージ2223の肢芽間充織細胞を用いて、内在性BMPによる軟骨分化に対するキナーゼドメイン欠失型のBMPレセプターの効果を調べると、BRK-1(ALK-3)およびALK-2に比べてBRK-2(ALK-6)で最も著明な抑制が見られた。一方、欠損型のII型レセプター(BRK-3)では軟骨細胞の成熟が顕著に抑制された。これらの結果から、四肢の軟骨形成に関与するBMPシグナルには主にBRK-2+BRK-3のレセプター系が関係していると考えられる。3.Wntファミリーの関与:肢芽で発現するWntファミリーのうち、Wnt-5aをRCASで肢芽全体で強制発現すると、主に前腕の尺骨、橈骨の短縮、異形成が起こる。このとき、HoxA、HoxD、Msxなどの発現には変化が見られない。Wnt-5aの発現はステージ14以降で予定肢芽領域での発現が認められるが、ステージ2022では先端部の後部側でより強く発現している。AERを除去すると12時間で先端部前側での発現は消失するが、後側での発現は維持される。このことは、Wnt-5aの発現がAERとZPAの両方に由来する因子によって調節されていることを示唆する。
未熟児網膜症に対する抗VEGF抗体の新たな投与法の効果と安全性を検討する研究

未熟児網膜症の動物モデルであるラット高酸素負荷虚血網膜症(oxygen-induced retinopathy: OIR)モデルに抗血管内皮増殖因子(vascular endothelial growth factor: VEGF)抗体を結膜下または硝子体内投与し、各投与方法での網膜新生血管への効果と薬物動態および網膜毒性を比較検討した。その結果、抗VEGF抗体結膜下投与は硝子体内投与にその効果は劣るものの、OIRの網膜血管新生抑制に効果を示し、薬剤が全身循環を経て片眼へも作用したと考えられた。薬剤の網膜毒性は認められなかった。ラットOxygen-Induced Retinopathy (OIR)モデルを用いて、抗VEGF抗体の結膜下及び硝子体投与での網膜症への効果とその薬物動態・網膜毒性を検討した。平成23年度:まず抗ラットVEGF抗体の結膜下投与に対する適性濃度を検討した。日齢12(P12)のOIRラットに抗VEGF抗体0.1または1.0μg/μLを1μL右眼の結膜下へ投与した。Goat IgG 1.0μg/μLの1μL投与群と非投与群をコントロールとした。左眼は非投与眼とした。P18で抗VEGF抗体は両眼に濃度依存的に網膜新生血管を抑制する傾向を示した。次に結膜下と硝子体投与の効果の違いを検討した。P12に抗VEGF抗体またはgoat IgG 1.0μg(以後同量を投与)を右眼の結膜下または硝子体へ投与した。P18の網膜新生血管は非投与群と比較して、抗VEGF抗体の硝子体投与群の投与眼で最も抑制され、抗VEGF抗体結膜下投与群の投与眼と非投与眼でも抑制された。平成24年度:P12のOIRラットの右眼に抗VEGF抗体を結膜下または硝子体投与して、投与直前(P12)、P13、P14、P18の血清中の抗体濃度を測定して非投与群と比較した。またP12の通常飼育ラットの右眼に同様に投与して、P18の網膜切片から神経節細胞数、内顆粒層及び外顆粒層の厚みを測定して非投与群と比較した。その結果、血清中抗体濃度は非投与群と比べて有意差はないものの結膜下と硝子体投与群のP13、14で高い傾向にあった。抗VEGF抗体、Goat IgG、非投与群の両眼において神経節細胞数、内顆粒層厚、外顆粒層厚に有意差はなかった。以上より、抗VEGF抗体の結膜下投与はOIRの網膜血管新生の抑制に効果を示し、薬剤が全身循環を経て片眼へも作用したと考えられる。結膜下投与法はより簡便で安全な投与方法となり得る可能性が示唆された。平成23年度は、抗VEGF抗体のOIRに対する効果を検討した。まず、抗ラットVEGF抗体の結膜下投与に対する適性濃度を決定した。すなわちP12のOIRラットに抗ラットVEGF抗体0.1μg/μLもしくは1.0μg/μLを1μLずつ右眼の結膜下へ投与した。またnormal Goat IgG 1.0μg/μLを1μLずつ右眼の結膜下へ投与した群と、非投与群をコントロールとした。その結果、P18において、抗ラットVEGF抗体は両眼(投与眼および非投与眼)に濃度依存的に網膜新生血管と無血管領域を抑制する傾向を示した。抗VEGF抗体の効果は投与眼(右眼)のみならず非投与眼(左眼)にも影響があることより、右眼に投与した抗VEGF抗体は全身循環を経て左眼にも作用したと考えられた。次に抗VEGF抗体の結膜下と硝子体内投与とでの効果の違いを検討した。抗VEGF抗体の濃度は、結膜下投与でより効果のあった1.0μg/μLを選択した。コントロールとしてnormal goat IgG 1.0μg/μLを用いた。P12に薬剤を右眼に結膜下もしくは硝子体投与し、P18に網膜新生血管と無血管領域を評価した。網膜新生血管はnormal goat IgG結膜下投与群と比較して、抗VEGF抗体の硝子体投与群の投与眼で最も抑制され、抗VEGF抗体結膜下投与群の投与眼および非投与眼でも抑制されていた。各群間のP12およびP18で体重の違いは見られなかった。これにより抗VEGF抗体1.0μgの投与は体重増加に影響しないことがわかった。さらに抗VEGF抗体の薬剤動態を知るため、P12の通常の新生仔ラットの右眼に抗VEGF抗体1.0μgを結膜下もしくは硝子体投与し投与直前、3, 24, 48, 144時間後の網膜内および血清中薬剤濃度の推移を測定したが、その精度に問題があり来年度の課題とした。

平成23年度の当初の予定ではOIRラットを作成し、抗ラットVEGF抗体を新生仔ラットの結膜下と硝子体内へ注射投与し網膜血管新生への効果を確認する計画であった。実際にOIRラットを作成し、抗ラットVEGF抗体1.0μg/1.0μLを結膜下および硝子体内へ投与し、網膜内新生血管のスコアリングと無血管領域の測定を行った。その結果抗ラットVEGF抗体1.0μg/1.0μLの結膜下投与および硝子体内投与はGoat IgG投与と比較して網膜血管新生を抑制する傾向があり、正常網膜血管発達には影響を与えないことが明らかになった。また、当初は平成24年度に行う予定であった血清中、網膜中の抗ラットVEGF抗体濃度の推移も、大気中で飼育したコントロールの新生仔ラット(Room Air: RA)を用いて測定を行った。よって、当初の計画通りおおむね順調に実験計画は進展しているといえる。平成24年度は、平成23年度と同様に動物モデルを作成し、P12に抗ラットVEGF抗体の結膜下投与及び硝子体内投与を行い、投与前後の薬物動態や網膜内VEGF濃度、薬物による網膜への影響を検討する。具体的には、OIRもしくはRAのP12(薬剤投与前)、P13、P14およびP18にラットを深麻酔し屠殺したあと両眼球を摘出する。右眼と左眼別々に新鮮網膜を得た後、網膜組織をホモジェネートし上清を採取する。また屠殺時にラットの左心室より血液を採取して遠心分離を行い、血清を得る。抗ラットVEGF抗体はGoat由来のため、網膜内および血清中の抗体濃度測定にGoat IgG ELISA Quantitation Kit(コスモ・バイオ)を使用する。また網膜内および血清中VEGF濃度を測定するためRat VEGF Immunoassay Kit (R&D systems)を用いる。更に投与薬物の網膜毒性を検討するため、OIRもしくはRAのP12に抗VEGF抗体を右眼結膜下もしくは硝子体内投与して、P18に両眼球を摘出し、網膜凍結切片標本を作成する。normal Goat IgGを投与する群と非投与群をコントロールとして、視神経断面を含む網膜切片を染色して神経節細胞数をカウントし、比較検討する。ELISA法による抗体濃度測定の精度に再現性・信頼性が低い場合には、ウェスタンブロット法などの他の測定方法に変更する。実験には妊娠ラットを購入し、新生仔ラットを飼育チャンバー内にて酸素負荷して飼育する。妊娠ラットの購入費に約60万円、機器の消耗品(酸素濃度測定モニター等)の購入費に約20万円を当てる予定である。また、実験に用いる投与薬剤、麻酔薬、網膜新生血管の解析に用いる染色剤や抗体キット、スライドグラスなどの薬品類・消耗機材の購入費に約60万円、論文作成に必要なソフトウェア、論文の英文校閲費、投稿料で約20万円、成果発表のための旅費に約20万円を当てる予定である。
気液層状化を考慮した水平管内沸騰流熱伝達係数の予測方法の確立

1.水と空気の水平管内二相流について流動様相を観察した結果,管頂部が常に乾いている流れ,管頂部にリビュレットが形成される流れ,管頂部が間欠的に乾く流れおよび管全周が常にぬれている流れがそれぞれ認められた. R22の水平管内沸騰二相流でも同様な流動様相が観察された.2.気液が上下に分離した流れの場合には,液でぬれた部分と乾いた部分の境界は時間的に変動しており,これに対応して局所熱伝達係数も変動する.時間平均局所熱伝達係数は管周方向で著しく異なった値になり,ぬれ境界の近傍で極大値をとる.このような分析をもつ時間平均局所熱伝達係数を管外周上の限られた点数の温度測定値から見積る妥当な方法を考案した.3.ぬれている部分と乾いている部分の境界の管底点からの角度,すなわちぬれ境界角度は質量速度とクオリティによって大きく影響されるが,これはクオリティの増加による液位の低下と流速の増大による液膜の上昇によって説明できる.後者の効果が優勢な場合には,熱流束が低い程ぬれ境界角度は大きくなる.また,管径が小さい程あるいは圧力が低い程,一般にぬれ境界角度は大きくなる.4.周平均熱伝達係数はぬれ境界角度と類似な傾向を示し,したがってその特性は主としてぬれ境界角度の特性によって説明できる.5.分離流でぬれている部分の平均熱伝達係数および管全周がぬれている環状流での周平均熱伝達係数は,いずれも著者らが以前に提案した環状流の熱伝達整理式から予測することができる.乾いている部分の平均熱伝達係数は,蒸気単相流として従来の熱伝達整理式から算出される値とほぼ一致する.6.上述の式から算出したぬれ部分と乾き部分それぞれの平均熱伝達係数の値およびぬれ境界角度の実測値を用いて,水平管内沸騰流における管周平均の伝熱特性を見積ることができる.1.水と空気の水平管内二相流について流動様相を観察した結果,管頂部が常に乾いている流れ,管頂部にリビュレットが形成される流れ,管頂部が間欠的に乾く流れおよび管全周が常にぬれている流れがそれぞれ認められた. R22の水平管内沸騰二相流でも同様な流動様相が観察された.2.気液が上下に分離した流れの場合には,液でぬれた部分と乾いた部分の境界は時間的に変動しており,これに対応して局所熱伝達係数も変動する.時間平均局所熱伝達係数は管周方向で著しく異なった値になり,ぬれ境界の近傍で極大値をとる.このような分析をもつ時間平均局所熱伝達係数を管外周上の限られた点数の温度測定値から見積る妥当な方法を考案した.3.ぬれている部分と乾いている部分の境界の管底点からの角度,すなわちぬれ境界角度は質量速度とクオリティによって大きく影響されるが,これはクオリティの増加による液位の低下と流速の増大による液膜の上昇によって説明できる.後者の効果が優勢な場合には,熱流束が低い程ぬれ境界角度は大きくなる.また,管径が小さい程あるいは圧力が低い程,一般にぬれ境界角度は大きくなる.4.周平均熱伝達係数はぬれ境界角度と類似な傾向を示し,したがってその特性は主としてぬれ境界角度の特性によって説明できる.5.分離流でぬれている部分の平均熱伝達係数および管全周がぬれている環状流での周平均熱伝達係数は,いずれも著者らが以前に提案した環状流の熱伝達整理式から予測することができる.乾いている部分の平均熱伝達係数は,蒸気単相流として従来の熱伝達整理式から算出される値とほぼ一致する.6.上述の式から算出したぬれ部分と乾き部分それぞれの平均熱伝達係数の値およびぬれ境界角度の実測値を用いて,水平管内沸騰流における管周平均の伝熱特性を見積ることができる.1.水と空気の水平管内二相流の流動様相に関する実験の結果、管上部が、常に乾いている流れ、リビュレットが形成される流れ、間欠的に乾く流れおよび常にぬれている流れがそれぞれ観察され、気相および液相のみかけの速度を用いてこれらの流動様式線図を作成した。2.フロン22の水平管内沸騰二相流でも、上述の流動様式とほぼ一致する流動様式が観察された。3.フロン22の水平管内沸騰で、主として波状流と半環状流の場合について、管軸方向と管周方向の局所熱伝達に関する詳細な実験データを得た。(1)管頂部付近で熱伝達係数は常に極めて小さく、管側部付近で急激に大きくなって極大値をとり、管底部付近ではいくぶん小さくなる。この熱伝達係数の周方向分布に及ぼす管径、圧力、流量、クオリティおよび熱流束の影響を明らかにした。なお、管側部付近の熱伝達係数は時間的にかなり大きく変動する。また、管底部の熱伝達係数は、主として熱流束と流量に依存する。(2)これらの局所熱伝達係数の特性と傾向は、上述の流動様式の観察結果と対応させて、定性的によく説明することができる。(3)熱伝達に関する測定データに基づいて、計算によりぬれている部分と乾いている部分の境界を求め、この境界に及ぼす管径、圧力、流量、クオリティおよび熱流束の影響を明らかにした。特に、流量とクオリティのほか管径の影響が大きく、同じ条件であっても小さい径の管の方がぬれ部分の比率が大きく、このため管周平均熱伝達係数が著しく大きくなる。(4)ぬれている部分と乾いている部分それぞれの局所熱伝達係数の整理式を現在作成中であり、これらの整理式と上述の境界に関する式とを用いて、水平管内沸騰流の熱伝達を予測するという方法を確立する予定である。
生体用Ｔｉ基形状記憶・超弾性合金の開発

新たな生体・医療用形状記憶合金の開発のため、Ti基合金のマルテンサイト変態温度、内部組織、形状記憶・超弾性特性、機械的特性に及ぼす合金組成および内部組織の影響を系統的な基礎研究を通じて明らかにすることを目的とした。Ti-Nb-Zr-SnまたTi-Nb-Zr-Al合金において組成と微細組織の最適化により5%以上の超弾性回復歪みが発現した。また、ω相の抑制はTi基超弾性合金の応力ヒステリシスの低減や超弾性回復歪みの増加に有効であった。本年度はTi-Zr基をベースとして合金組成を系統的に変えたTi-Zr-Nb、Ti-Zr-Mo、Ti-Zr-Nb-Sn、Ti-Zr-Nb-Al、Ti-Zr-Mo-Snなどの様々な3元、4元系合金を作製し、変態特性と変形挙動の評価を行い、各添加元素が結晶構造、相安定性、マルテンサイト変態挙動、超弾性特性に及ぼす影響を定量的に調べた。まず、Zr濃度を1050at%、Nb濃度を015at%と変化させたTi-Zr-Nb合金を作製した。合金インゴットを均質化処理後に冷間圧延を行い、溶体化熱処理を施し、マルテンサイト変態温度及び結晶構造を調べた。Nb濃度が8at%以上において99%まで冷間加工が可能で非常に優れた加工性を示した。マルテンサイト相は立方晶と六方晶の中間構造の斜方晶相であり、Nb濃度が少ないほど六方晶に近づいた。マルテンサイト変態温度及び変態歪みはNb濃度の減少に伴い増加した。変態温度を下げる効果はMo、Sn、Nb、Alの順で強く、MoはNbの4倍、SnはNbの1.5倍、AlはNbの0.5倍であることが明らかになった。引張試験により各組成の機械的特性を調べ、形状記憶特性及び超弾性を示す組成範囲を導いた。また、例えば、Ti-18Zr-15Nb、Ti-18Zr-14Nb-2Al、Ti-18Zr-11Nb-3Sn、Ti-18Zr-3Mo、Ti-30Zr-11Nb-2Sn,Ti-40Zr-9Nb-2Snなどで良好な超弾性を示した。AlおよびSnを添加した合金では、6%以上の回復歪みが得られ、既存のTi-Nb基の回復歪みの2倍以上の優れた超弾性を示した。また、SnはTi-Nb-Mo超弾性合金の特性改善にも有効であることが分かった。さらに侵入型元素がTi-Nb合金の超弾性に及ぼす影響を明らかにした。本年度では、大きい超弾性回復歪みが得られたTi-(1845)Zr-Nb-Sn合金の強度上昇を試み、侵入型元素である酸素と窒素を添加した合金を作製し変態特性および超弾性特性を評価した。酸素および窒素の添加によりTi-Zr-Nb-Sn合金の最大引張強度およびすべり臨界応力は上昇したが、延性と加工性は乏しくなった。酸素と窒素の添加によりマルテンサイト変態温度が大きく低下し、マルテンサイト変態誘起応力が大きく上昇した。その結果、侵入型元素を1at.%以上添加した合金では超弾性を示さなかった。窒素は酸素に比べマルテンサイト誘起応力の上昇の効果が弱く、すべり臨界応力の上昇の効果が強いため、窒素添加の方が酸素添加より超弾性特性の改善に有効であることが明らかになった。特に窒素を0.5at%添加した合金ではすべり臨界応力が600MPaで最大超弾性歪みが5%の良好な特性を示した。酸素添加材を用い焼鈍温度873-1173Kに変化させ特性評価を行った。焼鈍温度の低下に伴い強度は上昇したが、超弾性回復歪みは低下し、Ti-Nb二元合金とは異なる熱処理温度依存性を示した。熱処理温度の低下に伴いα相が形成しマルテンサイト誘起応力が上昇したため、マルテンサイト相の誘起応力とすべり臨界応力の差が小さくなり、すべり変形しやすくなったためであると考えられる。本年度では、Snの添加量を変化させたTi-15Nb-3Mo-(0-1.5)Sn合金を用い、非熱的ω相が超弾性特に及ぼす影響についても調べた。いずれの合金も室温で超弾性を示したが、Sn添加量の増加に伴い応力ヒステリシスが低下し、超弾性回復歪みは増加した。透過電子顕微鏡観察によりSn添加により非熱的ω相が減少することが確認された。その結果、非熱的ω相はマルテンサイト変態誘起応力を上昇させ、応力ヒステリシスを増大させ、超弾性特性に劣化につながることが分かった。本研究は、生体内で安全に使用することのできる、β-Ti合金を基にした新たな形状記憶・超弾性および低ヤング率・高強度を有する合金の材料開発を目指すものである。本年度では、超弾性特性に及ぼす加工熱処理の影響について調べた。

特に、昨年度の研究で6%以上の回復歪みを示したTi-Zr-Nb-Sn、Ti-Zr-Mo-Sn、Ti-Zr-Nb-Al合金を用い、超弾性特性に及ぼす焼鈍処理、時効処理の影響について調べた。いずれの合金系においても、超弾性特性は焼鈍温度に大きく依存した。Ti-Zr-Nb-Sn系の場合、冷間圧延材では最大強度1000MPaの高強度を示したが、破断ひずみが3%と小さく超弾性は殆ど示さなかった。焼鈍温度が100500°Cでは熱処理温度の上昇に伴い破断応力および破断ひずみが減少した。特に300500°Cの焼鈍ではω相の析出に起因する脆化が現れ300MPa以下で破断した。焼鈍温度が600°C以上では熱処理温度の上昇に伴い破断ひずみが増加し超弾性が現れたが、強度が低下した。Ti-Zr-Nb-Sn合金において最も良好な超弾性を発現する熱処理条件は800°C-30分で、その超弾性回復歪みは7%以上の非常に優れた特性を示した。一方、500°C以下の時効処理は超弾性の改善に大きな効果がなかった。その理由は、時効処理により強度は少し上昇したが、マルテンサイト誘起応力も大きく上昇したためであった。また、再結晶集合組織におよぼす添加元素および熱処理条件の影響について調べ、SnおよびAlの添加が大きな格子変形歪が発現する{001}<110>再結晶集合組織の形成に非常に有効であることを明らかにした。本研究の最終的な目的は、超弾性回復歪みが大きく(4%6%)かつ超弾性変形応力が大きく(600MPa以上)でも安定なTi基超弾性合金を開発することである。初年度である本年度の研究で、Ti-Zr基をベースとしてNb、Sn、Alの添加量を調節することで、6%以上の超弾性が実現できた。これらの成果をまとめて特許出願を行った。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終的な目的は、超弾性回復歪みが大きく(4%6%)かつ超弾性変形応力が大きく(600MPa以上)安定なTi基超弾性合金を開発することである。昨年度の研究で導いた最適組成の合金に各熱処理を施すことで、7%以上の超弾性が実現できた。また、集合組織制御による特性改善方法を明らかにした。今後、合金組成の最適化、加工熱処理による内部組織の最適化により、更なる特性改善を目指す。特に、合金のポテンシャルを最大限引き出す集合組織の制御方法を確立する。また、侵入型元素の添加によりすべり変形臨界応力の上昇を試みる。これらのアプローチで、6%以上の大きな回復歪みを維持しながら、超弾性変形応力の上昇を目指す。今後、侵入型元素の添加、加工熱処理による内部組織の最適化により、6%以上の大きな回復歪みを維持しながら、超弾性変形応力の上昇を目指す。また、強度の上昇に有効な析出物の形成を試みる。さらに、集合組織の形成過程を明らかにし、Ti基合金における集合組織の制御指針を確立する。
核内特異的な解糖系酵素群のアルギニンメチル化修飾の糖代謝制御における意義

これまで、がん細胞を中心とした代謝リモデリング制御に関する研究の多くは、HIF-1aやc-Mycなどストレス誘導性転写因子による解糖系酵素遺伝子群の発現上昇によって説明されてきたが、近年代謝酵素群自身の翻訳後修飾に起因した酵素活性変化による代謝制御機構が多数報告されている。本研究では解糖系酵素の核内特異的メチル化修飾に着目し、その制御メカニズムについて研究を行なった。その結果、アルギニンメチル化酵素PRMT1の自己メチル化を介した核移行が解糖系酵素群のメチル化修飾に必須であることが明らかになった。本研究では、核内に限局した糖代謝酵素群のメチル化修飾が同一のアルギニンメチル化酵素PRMT1によって制御される意義およびそのメカニズムを解明することで、核内特異的修飾が細胞内のエネルギー代謝を制御する仕組みを明らかにすることを目的とする。本年度は、PRMT1の各バリアントの細胞内局在を検討した。その結果、マクロファージ分化系においてはv1バリアントのみが核内に存在することが明らかとなった。また、細胞内メチオニン代謝をコントロールする方法として、メチオニンおよびコリン欠乏培地を用いて解糖系酵素のメチル化パターンを変化させる技術を開発した。メチオニン・コリン欠乏培地で各種培養細胞を培養すると解糖系酵素のメチル化が増加し、その際PRMT1の核内発現量が増加していることが分かった。また、メチオニン代謝ががん細胞の増殖にどのように影響するかを検討するために、ゼノグラフト移植した免疫不全マウスにS-アデノシルメチオニン誘導体を経時的に導入したモデルでは、対照群に対し、腫瘍の増殖が早いことがわかった。この際、取り出した腫瘍を調べると核内のPRMT1発現量が低く、解糖系酵素群のメチル化レベルも低下していることがわかった。これらの結果から、細胞内のメチオニン代謝変動がPRMT1の核-細胞質のシャトリングに作用しする重要な制御ポイントであることが明らかとなった。今年度は、PRMT1の細胞内局在の調査を行なった。そのなか、培地組成を変えることにより細胞内メチオニン代謝を変化させ解糖系酵素のメチル化レベルを変化させる技術を確立した。この技術によりメチオニン代謝の変化はPRMT1の核-細胞質のシャトリングに影響することを明らかにした。恐らくこれはPRMT1の自己メチル化によることを示唆しする。今後、この技術は細胞内の解糖系酵素のメチル化制御解析に重要なツールであり、現時点で研究の進捗状況についてはほぼ順調に進行しているものと考える。本研究では研究代表者らが発見した、糖代謝酵素群の核内特異的メチル化修飾が同一のアルギニンメチル化酵素であるPRMT1によって制御されるという実験事実を基に、その介在するメカニズムを生化学的に解明することで、核内特異的な糖代謝酵素のメチル化修飾が細胞内のエネルギー代謝を制御するしくみを明らかにすることを目的とする。本年度はPRMT1バリアント間における核移行能の違いをGFP融合コンストラクトを用いて調べた。前年度までの研究成果から、培地中のメチオニン濃度が解糖系酵素のメチル化レベルに影響することが分かったが、GFP-PRMT1融合タンパク質もまたメチオニン濃度によって、核移行量が異なることが分かった。すなわち、PRMT1v1バリアントではメチオニン濃度を感知して核移行できるが、v2バリアントの細胞内局在はメチオニン濃度に関して非感受性であった。現在、メチオニン感受性を有するPRMT1v1内の責任領域を各種欠失変異体を用いて解析中である。また、我々は解糖系酵素PKM2のメチル化レベルを調べる際、メチル化部位特異的ポリクローナル抗体を使用していたが、ウェスタンブロット解析には使えるが、立体構造が認識できないため、免疫沈降、免疫組織染色には利用できなかった。そこで本年度はPKM2メチル化型特異的モノクローナル抗体を複数クローン作成し、免疫組織染色にも適用可能な良好な抗体を得た。この抗体を用いることで新たにPKM2に対する相互作用分子であるプロリン異性化酵素PIN1がPKM2のメチル化レベルを制御するとともに核内におけるPRMT1の発現量にも影響することが分かった。PIN1がPKM2の2量体⇔4量体の遷移に重要であることは以前から指摘されていたが、現在PIN1によるPRMT1の局在変化に関してその作用機序の解析を行なっている。今年度は昨年度に引き続いて、PRMT1の細胞内局在変化のメカニズムの解明を行ない、GFP融合タンパク質の強制発現系による実験結果からPRMT1v1のみが細胞内のメチオニン濃度に応じて核移行の度合いが変わることを明らかにした。また、免疫組織染色にも使用可能な抗メチル化型PKM2抗体の取得によって、新たなメチル化制御因子であるPIN1も同定した。PIN1の発現レベルはPKM2、PFKFB3のメチル化レベルにも作用することから、本システムにおける重要なプレーヤーであることが示唆される。このように前年度の成果を更に進めることができた点で、研究の進捗状況については、現時点でほぼ順調に進行しているものと考える。本研究では研究代表者らが発見した、糖代謝酵素群の核内特異的メチル化修飾が同一のアルギニンメチル化酵素であるPRMT1によって制御されるという実験事実を基に、その介在するメカニズムを生化学的手法で明らかにし、核内特異的な糖代謝酵素のメチル化修飾が細胞内のエネルギー代謝を制御する機構を解明することを目的としてきた。最終年度では、プロリン異性化酵素PIN1による解糖系律速酵素PKM2のメチル化制御機構に注力した。

まず、CRISPR/Cas9システムを用いて乳がん細胞株MDA-MB-231および脳腫瘍細胞株U87-MGのPIN1ノックアウト細胞を作成した。これらの細胞ではPKM2は高メチル化状態であった。次にin vitroでPKM2-PIN1複合体を作らせた後にin vitro methylationを行なったところ、PKM2はPIN1との相互作用によってメチル化修飾が阻害されることが明らかになった。細胞質ではPKM2もメチル化責任酵素PRMT1も高発現しているが、PKM2のメチル化修飾が核内特異的であるのは、細胞質におけるPKM2-PIN1複合体の存在が細胞質におけるメチル化修飾を防いでいるものと考える。また、本年度はPKM2のメチル化動態による異なる核内相互作用分子の探索・同定も行なった。その結果、RNA結合タンパク質、ヒストンバリアント、他の解糖系酵素とPKM2との相互作用が認められた。これまで、がん細胞を中心とした代謝リモデリング制御に関する研究の多くは、HIF-1aやc-Mycなどストレス誘導性転写因子による解糖系酵素遺伝子群の発現上昇によって説明されてきたが、近年代謝酵素群自身の翻訳後修飾に起因した酵素活性変化による代謝制御機構が多数報告されている。本研究では解糖系酵素の核内特異的メチル化修飾に着目し、その制御メカニズムについて研究を行なった。その結果、アルギニンメチル化酵素PRMT1の自己メチル化を介した核移行が解糖系酵素群のメチル化修飾に必須であることが明らかになった。PRMT1の一次配列上には明確な核移行シグナル(NLS)が存在しないものの、alternative splicing valiantであるPRMT1-v2には核外移行シグナル(NES)類似の配列が存在する。マクロファージ分化系モデルでは細胞質、膜画分にはv1-v4の発現が認められるが、核内にはv1の発現のみが見られた。よって、核内における解糖系酵素のメチル化修飾制御はv1バリアントの核移行能に着目して解析すればよい。今後は(1)昨年度構築したEGFP-PRMT1融合コンストラクトを各種細胞内に導入し、細胞分化や様々なストレスを与えた際のPRMT1の細胞内局在の変化を追跡し、そのメカニズムをしらべる。(2)(1)から得られた知見を基に人為的にPRMT1の核内発現量を調節した細胞を作製し、細胞内の解糖系活性化能について検討する。糖代謝fluxについては13C-標識したグルコースを用いたメタボローム解析を施行する。また併せて、増殖能、ROS産生量、酸素消費量などの測定を行ない、核内における解糖系酵素のアルギニンメチル化修飾が細胞全体の代謝系にどのように影響するかを調べる。今後は過去2年間に得られた知見を元に以下の実験を計画している。(1)PRMT1v1の核移行に関する細胞内メチオニンの作用点を探るために、各種PRMT1変異体を用いたてそれぞれの移行能を調べる。(2)新たなメチル化制御因子である、プロリン異性化酵素PIN1に関し、その相互作用分子の同定や、活性制御機構を通じ、解糖系酵素のメチル化制御に関する作用機序を生化学的に明らかにする。
西南日本内帯の石炭-ペルム系石灰岩から産する小型有孔虫類の分類・生層序学的研究

野外調査は西南日本内帯の秋吉、阿哲、帝釈、日南、青海の各石灰岩で行い、ルートマップの作成とともに詳細な試料の採集も合わせて行った。また、大洋中の海山起源石灰岩と考えられる西南日本内帯の秋吉帯中の石灰岩体との比較検討の意味も含め、国内における同時期の陸棚性炭酸塩岩を代表する南部北上山地および阿武隈産地相馬周辺でも野外調査を行い、有孔虫化石の含まれた試料の採集を行った。上記の野外調査によるデータと採集した試料の処理・検討を通し、秋吉石灰岩ではこれまでの研究で得られていた約50のフズリナ類の出現・消滅で特徴づれられる時間面をもとにして小型有孔虫類の生層序学的分布の概要を把握するに至っている。なお、秋吉石灰岩における小型有孔虫類の生層序学分帯、個々の分類群の分類学的検討は現在検討を進めている。帝釈石灰岩においては中期石炭紀後期から後期石炭紀にかけてのフズリナ類を中心とした有孔虫群集を報告した(Ueno and Mizuno,1993)。また、阿哲石灰岩北方の岡山県神郷町に分布する前期白亜紀の油野層基底レキ岩中に含まれる石灰岩レキ中より秋吉帯起源と考えられる前期石炭紀後期と後期石炭紀の有孔虫群集を報告し、秋吉帯を含む西南日本内帯にみられるパイルナップ構造の形成が白亜紀前期にはすでに終了していたことを述べた(Ueno et al.,1994)。日南石灰岩、青海石灰岩を含め、当該研究において採取した試料の多くについては室内処理を現在継続中である。その他に、これまで当該テーマと並行して進めてきた東南アジアの後期古生代有孔虫類についても、西南日本内帯で得られた有孔虫類の分類・生層序学的データも含め、両地域に見られる有孔虫群集の比較とその特徴、年代論、後期古生代における有孔虫類がらみた古生物地理についても言及した(Igo et al.,1993;Ueno and Igo,1993;Ueno and Sakagami,1993;Ueno et al.,1994)。
各種インブラント材料の歯周靭帯付着能

オッセオインテグレイションインプラントは,骨組織と直接に接触する支持構造をもち,長期の成功を予知できる科学性の高いインプラントとして大きな注目を集めており,予後もある程度予測できるようになってきた。しかしこのオッセオインテグレイションインプラントにおいては,骨支持構造から生じる圧受容機構が天然歯と全く異なるため,顎運動の制御や機能圧の受圧と顎骨への分布などに大きな問題を残している。インプラントの理想的な支持構造は,天然歯の歯周靭帯にみられるのと同様の生理学的ならびに生体力学的構築であることには違いない。しかし残念なことに今日まで,天然歯歯周靭帯と同じ構造と機能で支持されるインプラントが開発され臨床応用されていることを示す基礎的ならびに研究報告は数少ない。本研究では,世界に先駆けて歯周靭帯支持のインプラントを開発するための基礎的知見を集積することを目指した。まず,歯周靭帯由来細胞の増殖および分化をFibroblast Growth Factorに着目して明らかにし,続いて各種インプラント材料との付着機構を骨芽細胞をモデルにして解明した。その結果,歯周靭帯由来細胞の無血清培養系の確立に成功するとともに,歯周靭帯由来細胞は自己の増殖および分化の制御因子としてFGF-1,FGF-2およびFGFR1を発現しており,同細胞の増殖と分化にはFGF-FGSR1系が深く関与している可能性が示された。また,骨芽細胞の各種インプラント材料への接着には特異的なタンパクが必要であることが判明した。インプラント材料へのヒト歯周靱帯細胞の付着について検討する上での基礎的知見の集積を目的として,invitroでの歯周靱帯細胞の増殖と分化について以下の知見を得た。1.無血清培養系の確立動物細胞の培養には通常血清が必要であるが,血清中には種々のホルモンおよび栄養素が含まれており,細胞の増殖や分化を検討する場合これらの因子の影響を無視することはできない。そこで我々は歯周靱帯細胞に最も適した無血清の培養系を確立することを試み,細胞の増殖すなわちDNA合成を指標として数種類の基礎的培地と因子を用いて無血清培養系を検討した結果,Iscove′sModified Dulbecco′s培地にinsulinなどの6つの因子を加えた培地を用いることで,10%血清を含む培養系とほぼ同程度の増殖を得ることのできる無血清の培養系を独自に確立することに成功した。さらに歯周靱帯細胞に適した接着因子についても検討を加え,1型コラーゲンをコーティングすることで細胞の増殖活性が促進することが判明した。2.分化の制御因子歯周靱帯細胞の増殖,分化を制御する因子を探求する目的で,種々のホルモンや増殖因子の影響を検討した結果,線維芽細胞増殖因子(FGF)は歯周靱帯細胞の増殖を促進し,一方でALPase活性を指標とした分化を抑制することが判明した。また,FGFおよびFGF受容体の発現についても検討を加え,歯周靱帯細胞は増殖期にFGFを発現し,分化後はその発現が弱くなることなど,細胞内分泌学的な知見を得ることができた。オッセオインテグレイションインブラントは,骨組織と直接に接触する支持構造をもち,長期の成功を予知できる科学性の高いインプラントとして大きな注目を集めており,予後もある程度予測できるようになってきた。。しかしこのオッセオインテグレイションインブラントにおいては,骨支持構造から生じる圧受容機構が天然歯と全く異なるため,顎運動の制御や機能圧の受圧と顎骨への分布などに大きな問題を残している。インプラントの理想的な支持構造は,天然歯の歯周靱帯にみられるのと同様の生理学的ならびに生体力学的構築であることには違いない。しかし残念なことに今日まで,天然歯歯周靱帯と同じ構造と機能で支持されるインプラントが開発され臨床応用されていることを示す基礎的ならびに研究報告は数少ない。本研究では,世界に先駆けて歯周靱帯支持のインプラントを開発するための基礎的知見を集積することを目指した。まず,歯周靱帯由来細胞の増殖および分化をFibtoblast Growth Factorに着目して明らかにし,続いて各種インプラント材料との付着機構を骨芽細胞をモデルにして解明した。

その結果,歯周靱帯由来細胞の無血清培養系の確立に成功するとともに,歯周靱帯由来細胞は自己の増殖および分化の制御因子てしてFGF-1,FGF-2およびFGFR1を発現しており,同細胞の増殖と分化にはFGF-FGFR1系が深く関与している可能性が示された。また,骨芽細胞の各種インプラント材料への接着には特異的なタンパク質が必要であることが判明した。
トランスナショナリズムと市民権制度の変容

「国際移民による国民国家への挑戦」を、市民権とトランスナショナリズムの理論視角から再考した。第1に、国際移民レジームは移民規制機能を備える一方、権利付与機能による国境を超えた公共圏は発達させてはいなかった。第2に、日本のケア移民政策が移動を厳しく規制しても、社会的再生産などの変動を回避できない可能性が示された。第3に、東アジア諸国は厳しい移民政策を採用する一方、ディアスポラ政策などに異なる特徴を示した。研究プロジェクトの初年度にあたる本年度は、まず文献を用いてトランスナショナルな現象を理論的に定式化することに力を注いだ。特に、「国境を超える(トランスナショナルな)現象]として国際移民レジームに着目し、国際移民を包含する公共圏をいかに構築できるかという観点で考察を進めていった。まず、J.ハーバーマスの公共圏概念を検討し、国際政治学などの国際レジーム概念を検討した。そして、国際移民レジームの内容を精査した。その結果、国際移民レジームは移民規制機能と権利付与機能の矛盾する2側面で構成されていることがわかった。世界人権宣言を端緒として発達してきた権利付与機能が公共圏創出のために大きく寄与する可能性を秘めている一方、2009年9月11日の同時多発テロ事件など近年の国際テロリズムの影響などのため権利付与機能は十分発達しておらず、むしろ移民規制機能が国家間協力の下、肥大化する傾向にあった。そこで権利付与機能の発達を妨げている要因をいかに乗り越えることができるかを次の段階で研究していった。その結果、以下の4つの要因が取り出された。第1に、労働市場のグローバル化の不徹底。第2に、中央集権の欠如。第3に、組織化原理の欠如。第4に、イシュー連結の欠如。現実の国家間協力および、国家と各種アクターとの協働関係を鑑みると、権利付与機能に関わるイシューを別のイシューと連結させることが、最も実行可能な方策であることが確認された。以上のような研究結果に到達する過程で、ハンガリー・ブダペスト、スペイン・バルセロナにおける国際学会、英国における研究討論、仙台における国内学会、その他国内における研究集会への参加は非常に有益であった。昨年度は、「国境を超える現象」の1つ、国際移民レジームを公共圏の観点から考察した。本年度は「再生産のトランスナショナル化」を検討課題とした。日本政府は、2008年インドネシアから、2009年フィリピンから看護師と介護士の候補者を受け入れ始めた。このケア移民政策は、「単純労働者」の受け入れであり、国境管理のジレンマを国境閉鎖の方向で解消するというこれまでの日本の方針に反する。ところが日本は、国境管理ジレンマの閉鎖的戦略を手放しはしなかった。看護師・介護士候補者に厳しい条件をつけた。第1に、資格と経験が限定された。第2に、正式に働くためには日本の国家試験に合格することを求めた。このような閉鎖的戦略への執着で国境管理ジレンマを解消することは、かなり難しい。再生産のトランスナショナル化が進み、社会的再生産に関して国境を超えた依存関係を形成してしまうからである。第1に、ケア移民の導入は移民政策全体の見直しへとつながっていく。在留資格付与に関する「高度人材」か「単純労働」かという実態を無視したカテゴリー、在留資格「介護」の新設が議論になるであろう。第2に、ケア移民が「研修」名目で事実上の「単純労働」に従事する可能性が高い。このことは、「使い捨て労働者」、外国人差別、女性差別の懸念と共に、ケア移民の導入と使用に経済的・社会的依存をつくり出していく。第3に、これまでの外国人労働者が製造業や建設業などに従事する「見えない存在」であったのに対して、ケア移民は対人サービスに従事するため「見える存在」となる。その結果、日本社会の多文化社会化を大きく進め、再生産を国境を超えた現象にしいくことであろう。以上のように、再生産のトランスナショナル化は国境管理ジレンマの解消を困難にしつつ、市民権制度を変容させる。その変容は、経済的生産だけでなく社会再生産をも国境を超えた現象とする根本的なものとなる。昨年度までの研究を踏まえて、トランスナショナリズムと市民権制度の変容をアジア諸国を対象とした比較研究に拡張する試みを行った。今年度の対象は、日本、韓国、台湾に絞った。また、比較研究のための理論的視角として、「移民レジーム」を導入して各国の共通性と異質性を把握できる工夫をし、また「移民マネジメント」概念によって欧米諸国で近年活発に議論されているa 'triple-win' situationの創出に着目した。移民レジームに関しては、日本、韓国、台湾ともにかなり近似した移民政策体系を持っていることがわかった。基本的には経済需要に見合うだけの最小限の移民を受け入れ、市民権的権利の付与を難しくするという排他的な政策であると言える。しかし一方で日韓台間で差異も存在した。

特に同じエスニシティを共有するディアスポラ移民に関して、日本がいわゆる日系人政策により積極的に受け入れを行い非熟練労働の経済需要を満たそうとしていたのに対して、韓国は北朝鮮からのディアスポラ移民と、中国・CIS諸国からのディアスポラ移民で異なる政策をとっていた。また台湾はディアスポラを受け入れる政策を持たなかった。一方、移民マネジメントの観点からは日本のケア移民政策を取り上げた。経済協力提携(EPA)と言われるフィリピン、インドネシアとの二国間協定や、送り出し国におけるケア移民の養成および選別の制度は、移民マネジメントが目指すa 'triple-win' situationを目指すものにも見える。しかし一方で日本がケア移民に課す厳しい選別要件は、いまだケア移民政策が移民たちに対する搾取の機能をも持つことを示している。今後、移民レジームと移民マネジメントの観点を統合し、アジア諸国を含む各国の比較研究を遂行し、グローバルな観点からトランスナショナリズムと市民権制度の変容を明らかすることが望まれる。