hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳血流による脳活動評価と生理的多型性に関する生理人類学的研究

同程度の精神的負担を与えて、脳活動を上昇させても、脳血流の変化量が少ない被験者では、精神的負担をそれほど感じていないことが示唆された。しかし、心理評価では容易であると感じていても、脳血流は上昇する場合もあった。さらに、女性1名(21歳)、男性1名(50歳)の被験者で高速道路を運転中に脳血流量の変化を測定した結果、トンネル入口、警察車両の通過、会話時に脳血流の増大が見られた。ビデオ解析による運転中の会話と認知機能の観点から分析を行った結果、会話の内容や会話が受動的か能動的かにより、脳血流変化に影響が見られた。測定結果の解釈には脳血流の上昇、減少もしくは変化がないこと、あるいは脳血液量の増減を考慮する必要がある。赤外線酸素モニタシステム(TRS)は脳血流変化の絶対値を計測することが可能であるが、現在、安静時のデータを蓄積している。TRSはNIRO-300と比較して被験者への負担がやや大きいため、TRSで得られたデータとNIRO-300による計測結果を併用して活用する必要がある。本研究では、脳血流変化による脳活動評価について生理的多型性の視点から分析を行うことを目的とし、これまで様々な精神的負担を与えた時の脳血流の測定を行っている。本年度は脳血流の測定には時間分解分光法による近赤外線酸素モニタ(TRS-10)を用いて、カーナビゲーションシステムにおける行き先設定のタスクを行っているときのパフォーマンスおよび脳血流量変化を左右の前頭部より計測し、テクノアダプタビリティとの関係から分析を行った。TRS-10では脳内酸素濃度変化を絶対値にて計測が可能であり、個人間の比較を行うことができる。男子大学生20名(1922歳)、女子大学生20名(1922歳)を被験者として、タスクは1:カーナビの起動、2:住所から探して行き先設定、3:電話番号から探して行き先設定、4:ジャンルから探して行き先に設定、5:名称から探して行き先に設定、6:カーナビの終了、を連続して行う。被験者を無作為に男女10名ずつに分け、カーナビのメニュー数が異なる2種類のタスクモデルA、モデルBを実施した。タスク2)の操作時間結果に基づき被験者をさらに2つのグループに分け、性差および多型性の視点から、反応時間、脳活動変化についての分析を行った。モデルAは7つのメニューで構成され、タスクBは3つのメニューで構成されている。タスクAの2において、女性は男性よりも有意に操作時間が短かった。タスク2の操作時間中のメニュー選択に要する時間が女性において速いことが分った。モデルBではメニュー数を3つとしたため、操作時間に性差は見られなかった。女性は男性よりも多くのメニューから正しいものを選択することが速いことが分った。前頭部の酸素濃度変化から計測した脳活動は、安静時、タスク中ともに男性が女性よりも有意に高い値を示した。男性、女性ともに脳活動は安静時と比較して、タスク中に有意に増大した。また、タスク2とタスク3のように、類似のタスクではタスク2と比較してタスク3では減少することが観察された。さらに、操作時間が速いグループと遅いグループとの間にも計測値に差が見られた。TRS-10を用いた計測により、精神的負担の違いを生理的多型性の視点から比較できる可能性が明らかとなった。本研究は脳血流変化による脳活動評価について生理的多型性の視点から分析を行うことを目的とし、様々な精神的負担を与えた状況での脳血流の測定を行っている。
溶液プロセスによる二次元単分子層接合デバイスの創成

研究代表者らは、電界効果トランジスタ(FET)の材料として有機Mott絶縁体を用いると、非常に高いデバイスのスイッチング性能が得られることを既に見いだしており、本課題ではその室温動作のために「単分子層のみ」を活性層としたトランジスタ開発を目指している。本年度は高い分子配向が期待できる液晶性単分子膜の膜質改良および物質探索を試みた。昨年度用いた液晶性TTF誘導体について、アルキル鎖の長さを変えながらアニーリング温度等の条件検討を行い、FET性能の最適化を行った。その結果、C12とC14の鎖長の分子を混合することによって、良好なFET性能を有する単分子膜が得られることが明らかとなった。次にこのFETに対してF4TCNQを用いてドーピングを行ったが、単分子膜構造を保持することや、F4TCNQの量を精密に制御することが困難で、Mott-FETとしての動作が不安定であることが明らかとなった。そこで単分子膜構造を保持するためにアルキル鎖の末端にButadiene骨格を有する分子を合成し、光重合反応による単分子膜の安定化を試みた。末端にButadieneを有する分子は、重合前でも良好なFET特性を示したため、そのまま光照射による重合を行った。いくつかの手法によって、重合反応の進行を確認することができた。この単分子膜に対してホールドーピングができれば、安定的に単分子層からなる室温動作Mott-FETが得られると期待される。一方でアクセプター分子であるperylenetetracarboxylic diimideを用いた単分子層Mott-FETの開発にも取り組んだ。こちらの場合にはカリウムドーピングにより単分子膜の構造が崩れて電荷移動錯体が結晶化する様子がプローブ顕微鏡により確認された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。申請者らは、電界効果トランジスタの材料として有機モット絶縁体を用いると、非常に高いデバイスのスイッチング性能が得られることを既に見いだしている。しかし有機モット・トランジスタ(Mott-FET)はこれまで、100分子層以上の結晶で構成されていたため低温でのみ動作が可能であり、室温付近では熱キャリアの影響からON/OFF比を向上させることが出来ていなかった。そこで本課題では、「単分子層のみ」を活性層としたトランジスタを作製し、その室温動作を目指している。単分子層のみの有機Mott-FETを作製するには、(1)中性の伝導性分子を用いて単分子膜を作製する。(2)単分子膜に対してキャリアドープを行い、バンド充填率を0.5に調整する。という二段階のステップが必要である。そこでまず、パイ共役系分子の単分子膜を作製し、電界効果トランジスタとしての動作を計測した。すなわち、伝導性分子として広く利用されているBEDTーTTFに対してアルキル基とホスホン酸を導入し、基板に対する共有結合を利用した自己組織化単分子膜(SAM膜)を形成した。さらにキャリアドープを行うために、F4TCNQによる酸化を行ったところ、Mott-FETの特徴である両極性動作が室温において確認された。さらに温度依存性などの測定により、通常の有機FETとの違いをいくつか見出すことに成功している。一方、活性な単分子層を創成する手法として、異種結晶の貼り合わせによる界面電子の蓄積が挙げられる。この目的のために、電気化学的手法によるヘテロエピタキシャル成長を試みた。現在これに用いる電気化学セルは、液漏れの問題が発生し、その対策が必要である。BEDTーTTFに対してアルキル基とホスホン酸を導入し、基板に対する共有結合を利用した自己組織化単分子膜(SAM膜)を形成した。ホスホン酸はアルミナとの反応性が良いため、基板は熱酸化膜付きシリコン基板に対してさらにアルミナを30 nm積層することによってSAM膜の形成を容易にした。SAM膜の構造を原子間力顕微鏡(AFM)とX線反射率測定で決定した後、電界効果測定をすることによって、まずは通常のTTF誘導体と同じp型動作をすることを確認した。これは、Mott-FETの前提となる伝導層(バンド絶縁体)が形成されていることを示している。続いてSAM膜に対して様々な酸化剤による化学的キャリア注入を行ったところ、F4TCNQを用いた場合に両極性のFET特性が得られることが明らかとなった。両極性動作はMott-FETに見られる特徴であり、本デバイスがキャリアドープによるモット絶縁体状態になったことを示唆している。さらに伝導度の温度変化測定により、通常の固定されたバンド構造では説明できない温度依存性が確認された。この現象も、モット絶縁体が電界効果によって擬ギャップ状態になり、バンド構造がゲート操作によって逐次変化していると考えると説明がつく。一方、電気化学的結晶成長を用いた異種結晶の接合形成については、マイクロ流路型電気分解セルの作製を行った。石英プレートをフォトリソグラフィによってエッチングし、流路を形成した上で白金による電極形成を行った。このマイクロ流路型電気分解セルに通液し、白金電極間に電流を流したところ、薄膜単結晶の成長を確認することが出来た。しかしながら、結晶成長中に液漏れが発生し、現在その対策を検討しているところである。申請者らは、電界効果トランジスタの材料として有機Mott絶縁体を用いると、非常に高いデバイスのスイッチング性能が得られることを既に見いだしており、本課題ではその室温動作のために「単分子層のみ」を活性層としたトランジスタ開発を目指している。

(2)キャリアドープを行い、バンド充填率を0.5に調整する。という二段階のステップが必要である。昨年度は自己組織化単分子膜(SAM膜)を用いてキャリアドープを行い、実際にMott-FETとしての動作を確認したが、デバイスの移動度は期待したほど高いものではなかった。これはSAM膜中での分子配列に乱れが多く存在していたことが一因と考えられる。そこで本年度はより高い分子配向が期待できる液晶性単分子膜の作製を試みた。まず、TTF誘導体の単分子膜を作製し、アニーリング後に電界効果トランジスタとしての動作を計測したところ、SAM膜を用いたFETよりも高い移動度を示した。次にF4TCNQによる酸化を行ったところ、Mott-FETの特徴である両極性動作が室温において確認された。この時の移動度も、SAM膜を用いたものよりも高くなっていた。ドナー分子だけではなく、液晶性アクセプター分子を用いたMott-FETの開発にも取り組んだ。(TTF = tetrathiafulvalene, F4TCNQ = 2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane)一方、活性な単分子層を創成する手法として、異種結晶の貼り合わせによる界面電子の蓄積も検討している。接合結晶を作製するための電気化学セルは、改良により液漏れ等の問題をほぼ解消することに成功した。TTFに対して4本の長鎖アルキル基を導入し、液晶性単分子膜の作製を試みた。スピンコートやアニーリングの条件、アルキル鎖長等の最適化を行い、移動度およそ2×10-3 cm2/Vsのp型単分子膜FETを得た。膜厚はプローブ顕微鏡(AFM)によって評価を行い、1分子層から3分子層程度まで制御が出来ている。この薄膜に対してF4TCNQの真空蒸着を行ったところ、FETが両極性動作を示すようになり、ON/OFF比が100程度、電界効果移動度がp領域、n領域ともに10-3 cm2/Vs程度の性能を得ることが出来た。これがMott-FETとしての動作によるものかどうかは、今後の検討課題である。また、高感度反射赤外分光法(IRAS)の測定を行い、中性電荷のF4TCNQが残存していることを明らかにした。加えて、アクセプター分子であるPTCDIに対しても長鎖アルキル基を導入し、スピンコートによる単分子膜作製を試みた。その結果、PTCDIのπ骨格部分が無置換の場合には単分子膜を得るための溶液濃度が不足しているが、π骨格部分に臭素を導入したPTCDI誘導体においては、スピンコート後に160°Cでアニーリングを行うことにより、n型領域で10-3 cm2/Vs程度の移動度を示す膜が作製できた。しかしながら、この単分子膜にカリウムドーピングを行ったところ、膜が変質してしまい、電界効果測定は出来なかった。(PTCDI = 3,4,9,10-perylene tetracarboxylicdiimide)
フィロウイルスの病原性発現機構に関する研究

エボラウイルスの高病原性に関わる因子は解明されていない。本ウイルスに対して効果的な予防・治療法を開発するためには、病原性発現のメカニズムを個体、細胞および分子レベルに至るまで明らかにする事が必要である。本研究では、申請者らが既に確立したVSVシステムおよびウイルスをプラスミドDNAから作出するリバースジェネテイクス法を用いて、病原性に関わる可能性のある蛋白質について変異ウイルスを作出し、ウイルス増殖および病原性発現に関わるウイルス蛋白質の同定を行う。また、マウス実験感染モデルを用いて、エボラウイルスの病原性についてウイルス側のみならず宿主因子をも含めた総合的な解析を行う。GPに対するモノクローナル抗体を作出した。いくつかの抗体は、正常マウス血清存在下でウイルスの感染性を増強した・正常血清の代わりに補体成分C1qを加えると同様の感染増強効果が認められることから、感染増強のメカニズムはGPと抗体の複合物にC1qが結合し標的細胞表面に存在するC1qレセプターを介してウイルスと細胞を架橋し、効率よくウイルスレセプターに結合させる事、あるいはC1qレセプターを介した細胞内シグナルによって細胞の食作用の活性化が起こる事によると考えられた。エボラウイルスのGPは蛋白質分解酵素によって、GP1とGP2に開裂される。ある種のウイルスでは表面糖蛋白質の開裂はウイルスが感染性を獲得するために必要であり、ウイルスの病原性に深く関わっているが、エボラウイルス感染におけるGPの開裂の意味は解っていない。そこで、リバースジェネテイクス法を用いて、開裂部位に変異を導入し、GPが開裂しないウイルスを作出した。その結果、この変異ウイルスも培養細胞において増殖可能である事が判明した。
都市の生物多様性を高めるための緑道のあるべき姿

東京都およびその近県にある11の緑道で、緑道内の鳥類相と緑道の植生構造、緑道周囲の都市化の程度の関係を調査した。緑道内の鳥類相の場所による違いは、緑道周辺の都市化の程度にも影響を受けていたが、緑道内と隣接部における植被の発達の程度、特に上層の植被の発達の程度によってよく説明された。但し、緑道内外の下層植生が発達していない場合には、出現する鳥類種が限定され、アオジ、ウグイス、シロハラなどの下層植生や地表を利用して採食する森林性鳥類は出現しなくなる傾向が認められた。また、緑道内で記録された鳥類個体の多くは、移動する場合には緑道に沿った形での移動が多いことが示された。さいたま市内の緑道2ルートとそれに隣接する市街地、農地において、繁殖期の鳥類調査と植生構造調査を実施し、前年度越冬期に実施した鳥類調査結果とあわせて、植生構造をはじめとする緑道の状況が、鳥類の生息状況にどのように影響するかを分析した。また、玉川上水の一部区間(上流側、下流側、各5km程度)と、それに隣接ないし近接するパッチ状樹林地において、越冬期の鳥類調査を実施した。さいたま市内の緑道での調査結果からは、緑道内で出現する鳥類の種組成や種多様性は、緑道自体の植生構造や人間活動に強く規定されるものの、緑道周辺の土地被覆のあり方にも少なからぬ影響を受けることが示された。とりわけ農耕地が隣接している場合、農耕地に主たる生息場を持つ種が一時的に緑道に飛来したり、緑道を生息場所や移動路として利用している種(特にヒヨドリ、キジバト)が隣接する農耕地で採食したりする行動が高い頻度で認められ、緑道が提供する樹林的環境と農耕地との複合が、それぞれが単独で存在するよりも鳥類の生息にとって有利であることが示唆された。玉川上水上流側での調査からは、高木林的な植生が長距離に渡って連続して発達している緑道が越冬期の樹林性鳥類の生息場としてよく機能していることが明らかになった。全体が林縁的環境であるにもかかわらず、エナガ、ヤマガラ、コゲラ、ウグイス、アオジ、シロハラなど、東京都その近郊では良好な樹林地に限って見られる傾向が強い種が高頻度で記録された。下流側では植生構造の単純化に伴って鳥類の種多様性も低下したが、それでも隣接する市街地よりは鳥類の密度は高く、鳥類の生息場所や移動路としての緑道の重要性を確認することができた。なお、植生構造や周囲の景観構造と鳥類の種組成や種多様性の関係については、本年度他に調査を行った港北ニュータウン、おゆみ野の緑道の調査結果とあわせて現在解析中である。東京とその近県にある全長510kmの緑道10本と、東京西郊から都心に向けて流下する玉川上水にそって延びる約40kmの緑道を対象として、緑道の属性、特に植生構造と、緑道周辺の都市化の程度が、緑道内の生物、特に鳥類の種組成とどう関係するかを明らかにし、生物に利用されやすい緑道のあり方を提示することを目指した。玉川上水沿いの緑道を約1kmごとの41ブロックに区切り、鳥類と植生構造などを調査した。鳥類種組成は除歪対応分析(DCA)により分析した。鳥類は都心に向かうほど種数が単調に減少した、特に都市忌避種の種数の減少が顕著であった。個体数については、都市利用種、特にドバトが都心に近いいくつかのブロックで多数記録されたため、明確な傾向は見られなかった。鳥類種組成の場所による違いは出現種の都市化への耐性の程度で説明できるものと考えられた。但し、緑道周辺の都市化の状況を考慮しなくても、緑道とその隣接部における植生構造(特に緑道内と隣接部の上層植被率)からDCA第1軸スコアの変動の半分弱が説明できることが示され、緑道の植生が都心に向かうに従って貧弱になっていることも、鳥類相に相当程度影響していることが強く示唆された。東京都、埼玉県、神奈川県の10本の緑道については、各緑道を約500mのブロックに分割し、同様の調査・分析を行った。その結果、鳥類種組成の場所による違いは、同じく出現種の都市化への耐性の程度で説明できるものと考えられ、緑道内部の上層植被率と、周辺の森林率が高い場合に都市化に脆弱な種の出現が多くなることが示された。DCA第2軸は農耕地や下層植生を好む種の多寡に対応しており、緑道内部と隣接部の下層植生が豊かだと、これらの種の出現が多くなることが示された。以上から、緑道内部と隣接部の植生が上層、下層それぞれ発達していることが、緑道の鳥類相の発達につながっていると判断できる。

東京および近郊にある緑道から、調査に適したものとして、見沼緑道、秋ヶ瀬緑道、白幡緑道、笹目川、大宮氷川神社参道(以上、さいたま市)、見沼代親水公園、舎人緑道、江北北部緑道公園(以上、足立区)、北沢川緑道、烏山川緑道(以上、世田谷区)、矢端川緑道(豊島区・北区)、大横川親水公園、横十間川親水公園(以上、墨田区)、一之江境川親水緑道、小松川境川親水緑道(以上、江戸川区)、多摩湖自転車道(小金井市、小平市、東村山市、東大和市)、港北ニュータウン内緑道(横浜市)を選定した。2012年2月に、各緑道およびそれぞれに隣接する市街地等において、ロードサイドセンサスよる鳥類調査を実施した。通常の方法により、出現した鳥類の種名と個体数を記録したほか、個々の個体が利用していた植生または構造物の種類と部位を記録し、緑道やその周辺の空間のどのような要素が鳥類にとって好ましいものであるかを判断するためのデータとした。加えて、観察中に移動した個体については、その移動の内容について、「観察範囲内・同一景観構成要素内での移動」「観察範囲外・同一景観構成要素内での移動」「観察範囲内外を問わず、異種の景観構成要素への移動」に分けて記録した。このデータから、個体の移動が緑道の内外でどのように異なるか、緑道が鳥類にとって好ましい移動経路になっているかどうかを今後分析する。調査は、降水・降雪がある日、強風の日を避け、午前8時から午後2時までの間に行った。時間帯の違いによる出現状況や空間利用状況の変化は、ここまでの予備解析では認められなかった。結果は現在解析中であるが、緑道の植生構造や隣接する空間の様相によって緑道内の鳥類種組成が大きく異なること、緑道内では緑道に沿った鳥類の移動が多いのに対し、市街地では飛び去る方好に特定の傾向が見られないこと、などを示唆するデータが得られている。調査区間を若干短縮するなどの変更は行ったものの、当初期待していた成果が順調に得られつつあり、今後の発展や解析の進展が非常に楽しみな状況になっている。調査を行うことができた緑道の数は、当初計画を大きく上回った。これにより、都心に近い高密度の市街地中の緑道から、郊外の農地に囲まれた緑道、両者の中間的な様相の緑道まで、周囲の環境が多様な緑道を調査することができた。また、緑道内の植生構造についても、落葉樹高木が連続するもの、落葉樹と常緑樹の高木・亜高木が混在するもの、低木が主体であるもの、など、多様なものを対象とすることができた。この点で、当初の予定以上に説明力の高い結果を得ることができそうである。一方で、予算全額が利用できることが確定した時期が遅かったため、プラントキャノピーイメージャの購入が遅れ、その操作の習熟に時間を要したため、植生構造の定量的な調査が次年度に持ち越された。以上のように、プラスとマイナスどちらの面もあるが、マイナス面についても次年度に挽回可能であることから、上の評価とした。当初の予定通り、玉川上水緑道の繁殖期の調査と植生構造調査を実施する。また、港北ニュータウン、おゆみ野や、さいたま市内の緑道などで、緑道内の鳥類の行動についてさらに調査を行い、鳥類の移動路としての緑道のあり方を明らかにしていきたい。可能であれば、隣接、近接する市街地やパッチ状樹林地での鳥類調査を行い、緑道における状況との比較を通じて、鳥類の生息場所や移動路としての緑道の役割をより明確にしていきたい。当初計画通り、2月に調査を行った緑道について、57月にもう一度鳥類の調査を行う。加えて、プラントキャノピーイメージャなどを用いた植生構造調査を実施する。その後、これも当初計画に従い、玉川上水の植生構造調査、鳥類調査を実施する。
放射線治療後の初期顎骨障害におけるbone remodelingの定量的解析

近年, X線診断の立場より,放射線顎骨骨障害の最も初期の徴候として,歯根膜腔の拡大の認められることが指摘されており,照射による歯槽骨代謝異常がその原因と考えられている.そこで,本研究では放射線照射による歯根膜腔拡大の発現過程の一端を明らかにする目的で,動物実験を行い,照射による歯槽骨改造現象への影響について定量的に検討を加えた.実験には雄性ラットを用い,歯槽骨にCo-60γ線一回照射を行った.組織線量は20, 40, 60, 80及び100Gyとし,照射後6時間, 1, 3, 6, 14, 26, 54, 110及び166日目における歯根膜組織及び歯槽骨改造現象の変化を,非照射群を対照として,摘出下顎骨の脱灰普通染色標本及び非脱灰研磨標本(蛍光物質によるラベリング)を行い,以下の結果を得た.1.照射群では,蛍光物質によるラベリング面積の割合が照射後14-26日目には対照群と比較して明らかな減少を示した.以後の期間では,蛍光物質によってラベルされた全面積の割合は,観察期間を通じて常に対照群よりも小さかった.2.歯根膜を構成する線維芽細胞,骨芽細胞,セメント芽細胞には,照射後核濃縮が認められ,経時的に著名となった.これらの細胞は照射後3-6日目あるいは26日目までに著名な計数値の減少を示し,以後も次第に減少する傾向を示した.破骨細胞は照射後一旦減少する傾向を示したが, 14日目以降対照群と同程度の計数値を示した.以上の結果から,放射線照射後の歯槽骨のBone remodelingは,照射による造骨系細胞の質的及び量的変化によって,造骨機能が低下し,骨添加に対して骨吸収が相対的に増加した状態となっていることが示唆された.近年, X線診断の立場より,放射線顎骨骨障害の最も初期の徴候として,歯根膜腔の拡大の認められることが指摘されており,照射による歯槽骨代謝異常がその原因と考えられている.そこで,本研究では放射線照射による歯根膜腔拡大の発現過程の一端を明らかにする目的で,動物実験を行い,照射による歯槽骨改造現象への影響について定量的に検討を加えた.実験には雄性ラットを用い,歯槽骨にCo-60γ線一回照射を行った.組織線量は20, 40, 60, 80及び100Gyとし,照射後6時間, 1, 3, 6, 14, 26, 54, 110及び166日目における歯根膜組織及び歯槽骨改造現象の変化を,非照射群を対照として,摘出下顎骨の脱灰普通染色標本及び非脱灰研磨標本(蛍光物質によるラベリング)を行い,以下の結果を得た.1.照射群では,蛍光物質によるラベリング面積の割合が照射後14-26日目には対照群と比較して明らかな減少を示した.以後の期間では,蛍光物質によってラベルされた全面積の割合は,観察期間を通じて常に対照群よりも小さかった.2.歯根膜を構成する線維芽細胞,骨芽細胞,セメント芽細胞には,照射後核濃縮が認められ,経時的に著名となった.これらの細胞は照射後3-6日目あるいは26日目までに著名な計数値の減少を示し,以後も次第に減少する傾向を示した.破骨細胞は照射後一旦減少する傾向を示したが, 14日目以降対照群と同程度の計数値を示した.以上の結果から,放射線照射後の歯槽骨のBone remodelingは,照射による造骨系細胞の質的及び量的変化によって,造骨機能が低下し,骨添加に対して骨吸収が相対的に増加した状態となっていることが示唆された.臨床例の観察から、放射線治療後障害の初期変化として、歯根膜腔の拡大と歯槽硬線の破壊が起こることが示されており、歯槽骨代謝に変化が生じていることを意味するものと考えられる。したがって、本研究では、放射線照射後に生ずる顎骨、特に歯槽骨の骨改造現象の変化について放射線量との関係から検討し、放射線治療後障害の発生にかかわる顎骨の量的ならびに質的変化を解明することを目的として、動物実験を行った。実験には、雄性ラットを用い、下顎臼歯部及び歯槽骨に限局してCo-60γ線照射を行った。組織線量は、20,40,60,80及び100Gyとし、実験期間はそれぞれについて、照射後6時間、1,3,6,14,26,54,110及び166日とし、実験期間を通じて蛍光物質によるラベリングを行い、各時点における歯槽骨改造現象の変化を非照射群を対照群として、非脱灰研磨標本について比較検討した。その結果、照射群では、蛍光物質によるラベリング面積の割合が照射後14ないし26日目に対照群と比較して明らかな減少を示し始めた。以後ラベル面積の割合の減少は経時的に一層明らかとなり、観察期間を通じて常に対照群よりも少ないラベル量を示めし、組織線量の大きさとよく対応していた。この結果から、放射線照射後には、組織線量に対応して歯槽骨に造骨機能の低下の現れることが明らかとなり、放射線骨障害の初期変化が骨組織への放射線の直接的影響により生ずることが示唆された。
顎関節の関節鏡視下円板縫合・固定術の開発に関する研究

1)鏡視下縫合針の改良平成3年度に行った縫合針の開発、製作により得られた器具についての臨床応用の結果から、以下の改良点を行った。(1)針自体の剛性の向上、(2)針の径の増大、(3)針自体の弯曲、以上の3点を改良し製作した縫合針により満足しうる状態を得ている。2)鏡視下縫合術の関節円板異常への臨床応用顎関節症のうち最も頻度の高いIII型について検討した。Nd-YAGレーザーによる円板後方滑膜の蒸散、縫合針による縫縮の術式の結果は症状改善の有効例92.5%の臨床成績を得た。本法は術式も比較的容易で、その侵襲も小さいことから、高頻度に発症する本疾患への治療法として今後極めて有用性の高い方法と考えられる。3)鏡視下縫合術の顎関節制動術への臨床応用関節運動の制動術への応用は顎関節過剰運動および習慣性脱臼を対象として適用した。術式のうちとくに円板牽引法と異なる点はその縫合部位を円板後方滑膜に限局させずに、関節包自体をも含めて、縫合固定し、全体としての動きを制するものである。したがってNd-YAGレーザーによる蒸散もさらに広範囲に行い、縫合も前後巾を大きく行うこと、更に円板上腔面を下顎窩面へ癒着固定させることにより、確実な臨床経過を得て、所期の目的を達し得た。その結果、習慣性顎関節脱臼を対象として脱臼治癒は全例、100%の有効率であった。4)術後経過の検討における画像診断:これらの臨床適用例の術後の判定に顎関節二重造影CT像は関節内状能の把握に極めて有用であった。1)顎関節鏡視下縫合術についての検討1)屍体顎関節を用いた縫合術式の検討顎関節3体を用いて縫合針の刺入点、刺入角度を検討した。縫合部を円坂後方とした場合、刺入点は顎関節上口腔前壁腔内を経て、円板後方から外耳孔へと至る。この経路での刺入点は一定のわん曲した縫合針を用いると、外眼角と耳珠中点を結んだ直線上の、耳珠中点より30mmの点よりおろした垂線上の15mmの点付近が適切であると考えられた。刺入角度は皮膚面の小皮切から垂直に刺入し,針尖を上記の経路に穿刺する。腔内に至ると抵抗が急に減ずる。その時点で鏡視下に歯尖を観察し、円板後方の縫合部へすすめる。縫縮面積は円板後方部の刺入部位によるが、その厳密な部位は鏡視下に選択しうる。縫縮面積が大きれば関節運動の制動範囲は大きくなる。2)顎関節鏡視下縫合術用の縫合歯の開発1)の結果から得られた刺入経路に適合するわん曲を有する鏡視下縫合針を試作した。(独Leibinger社に依頼.製品番号99ー01165)。3)鏡視下縫合術の臨床応用、関節円板整位術への応用円板整位術は後方牽引した円板を後壁に縫縮する術式を考案,そのために円板後方組織の滑膜面にrawsurfaceをNdーYAGレ-ザ-により形成のち、Nylon糸での縫縮を外耳道前壁に行った。本法施行例の術後CT二重造影像から、円板の後方牽引、縫縮状態が確認され、また臨床的にも好結果が得られている。1)関節鏡視下縫合術、屍体顎関節を用いた術式の検討:病理解剖に際し得られた日本人屍体4顎関節を対象に検討した。

その結果、臨症例に於いて行っている縫合針の刺入点、刺入角度、縫合部位については特に変更なく、現行の基本術式により十分に可能であるとの結果を得た。また、円板の縫縮面積については円板と後壁間の滑膜について縫縮可能で、円板自体の下顎窩への固定は下顎窩面の広範な剥離等の操作、術後の円板の固着によりいずれも臨床上期待しうる状態にしうることが明らかとなった。2)顎関節鏡視下縫合術用の縫合針の開発:従来の縫合針1)の結果を踏まえた試作・開発は針本体の強度、特に材質の選択ならびに太さの改良を加えた。さらに針自体の弯曲を強、弱2種類のものとし、顎関節サイズにあう状態のものを開発し、製作した(三東医科機械(株)、東京)。3)鏡視下縫合術の臨床応用:顎関節症のうち最も頻度の高いIII型について検討した。Nd-YAGレーザーによる円板後方滑膜の蒸散、縫合針による縫縮の術式の結果は症状改善の有効例は92.5%の臨床成績を得た。4)関節鏡視下縫合術の関節制動術への臨床応用に対する検討:習慣性顎関節脱臼を対象として脱臼治癒は全例、100%の有効率であった。5)術後経過の検討:顎関節のCT二重造影ならびにMRIにより行った。円板縫合固定術については後方付着部、円板位の変化が、さらに、制動術では関節包の縮小により、腔の狭小化などの変化が明暸に観察され本術式の正当性を証明しうる所見を得た。
氷の高温高圧電気抵抗測定と密度測定による天王星・海王星の磁場と内部構造の研究

本年度は前年度までの高圧氷の体積及び電気抵抗測定結果に基づいた研究成果について論文執筆を行い、国際誌『Physical Review Letters』へ投稿するとともに、国際学会Goldschmidt Conference 2011およびAmerican Geophysical Union Fall Meeting2011においてポスター発表を行った。また、高温高圧下における電気抵抗システムの温度圧力限界の拡大を目指し、これまでより高い温度圧力条件における高圧氷の電気伝導測定が行えるよう技術開発を行った。以下にその手法を記す。高温高圧発生には外部抵抗加熱式ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を用いた。電気抵抗測定にはインピーダンス法を用いた。これらを組み合わせた高温高圧電気抵抗測定システムは採用者が前年度に高輝度放射光施設SPring-8に導入したものである。前年度までは温度650°C、圧力60万気圧が実験条件の上限であったが、電気抵抗測定に用いる電極の材料、サンプル保持に用いるセメント材、接着剤などに、これまでより耐熱温度が高い材料を用いることにより、温度750°C、圧力75万気圧までの抵抗測定が可能となった。また、SPring-8のビームラインにおいて、インピーダンス測定装置を実験ハッチの外からコンピュータ制御することを可能にした。これによりこれまで別々に行ってきた電気抵抗測定とX線回折測定を同時に行うことが可能になった。その結果、高圧氷のイオン伝導度の温度・圧力依存性をより精度よく決定できるようになっただけでなく、氷の電気抵抗・体積の同時測定が可能となり、今後、H_2O単成分だけでなく不純物を含む多成分系における実験を行う上で重要な高温高圧下における相同定を行いながらの電気抵抗測定が行えるようになった。本年度はSPring-8において、室温および高温高圧下における氷の電気抵抗を測定した。高温高圧発生には外部抵抗加熱式ダイヤモンドアンビルセルを用い、電気抵抗測定にはインピーダンス法を用いた。申請者が修士課程で70万気圧までの高温高圧体積測定に基づき明らかにした氷の高温高圧相転移境界を目指して、加圧、加熱しながら電気抵抗の変化を観察し、氷の高温高圧相がどのような電気的性質をもつのか調べた。20-60万気圧において、細かい温度幅(50°C毎)で650°Cまで測定を行い、電気抵抗の圧力依存性を調べた。その結果、20-60万気圧において、氷のイオン伝導度は温度上昇とともに単調に上昇し、580-720°Cでは10<-1>S/cmに達することが明らかになった。このことは、氷が上記温度圧力条件以上では超イオン伝導体になることを示す。また、超イオン伝導体は、これまでに理論的に予想されていた安定領域よりも十分低い温度圧力で安定であることも明らかとなった。この結果は高圧氷の超イオン伝導体の存在を初めて実験的に示したものである。また、同時進行で氷の体積測定を100万気圧、600°Cまで行った。得られた圧力-体積-温度データをもとに氷の状態方程式を構築し、その結果についての論文は『Physical Review B』第82号に掲載された。電気抵抗測定の結果は現在、国際誌『Physical Review Letters』へ投稿準備中である。本年度は前年度までの高圧氷の体積及び電気抵抗測定結果に基づいた研究成果について論文執筆を行い、国際誌『Physical Review Letters』へ投稿するとともに、国際学会Goldschmidt Conference 2011およびAmerican Geophysical Union Fall Meeting2 011においてポスター発表を行った。
新規施肥根粒菌接種技術によるダイズの窒素固定促進と子実増収機構の解析

タイスは子実にタンパク質を多量に含むため、大量の窒素を必要とする。窒素は、根粒の窒素固定、土壌または肥料からの化合態窒素の両者を利用できるが,一般に大量の化学肥料の施用は、根粒着生や、窒素固定を抑制し、増収に至らないごとが多い。これまでの研究で、緩効性窒素肥料の深層施肥(被覆尿素または、石灰窒素100kgN/haを表土下20cmに基肥施用)が、根粒による窒素固定を阻害せず、かつ深層施肥した緩効性肥料から子実肥大期まで継続的に窒素を供給するため、安定的なダイズ子実の増収効果が得られた。被覆尿素や石灰窒素の市価が、尿素に比べて窒素当たり4倍程度高価であることから、本年度は、長岡の水田転換畑と村松の普通畑において、石灰窒素と尿素の混合肥料の深層施肥がダイズ子実収量にどのような影響を与えるかを調べた。長岡の転換畑においては、窒素量として100kgNha^<-1>の尿素、石灰窒素および、尿素・石灰窒素混合肥料(窒素として各50kgNha^<-1>)を深層施肥する試験を行った。株当たり子実重量は、深層施肥を行わない対照区では、37gであったが、尿素深層施区46g、石灰窒素深層施肥区46gで、尿素石灰窒素混合深層施肥区で56gと最高値を示した。火山灰土壌普通畑の村松でも、株当たり子実重量は、深層施肥を行わない対照区では、45gであったが、尿素深層施区で48g、石灰窒素深層施肥区60gで、尿素石灰窒素混合施肥区60gで、混合施肥区において石灰窒素区と同等の取量を示した。以上の結果から、安価な石灰窒素・尿素混合肥料により、石灰窒素と同等の効果が得られた。土壌中における石灰窒素の動態を解析するため、シアナミド、ジシアンジアミドの精密分析法を確立した。この方法を用いて、長岡の転換畑および、ネパールから輸入した8種類の土壌中における石灰窒素の分解過程を分析中である。ダイズは、食料、飼料用穀物として重要性を増している。ダイズの世界平均収量は約2t/haであるが、気象条件がよい場合には、4-6t/haの収量が得られる。このとき窒素を大量に必要とし、窒素固定の寄与が重要である。我々のこれまでの研究で、緩効性窒素肥料の深層施肥(被覆尿素または、石灰窒素100kgN/haを表土下20cmに基肥施用)が、根粒による窒素固定を阻害せず、かつ深層施肥した緩効性肥料から子実肥大期まで継続的に窒素を供給するため、ダイズ子実の増収効果が得られた。本年度は、長岡の水田転換畑と村松の普通畑において、被覆尿素や石灰窒素の深層施肥がダイズ子実収量およびしわ粒発生の低下にどのような影響を与えるかを調べた。長岡でも村松でも、被覆尿素と石灰窒素の深層施肥で増収効果が認められ、村松では、石灰窒素区が最高値を示した。長岡、村松ともに、石灰窒素の深層施用でしわ粒の割合が低下し整粒の割合が増加し品質改善効果が認められた。また、石灰窒素が高価であるため、石灰窒素と尿素を混合して深層施肥を行ったところ、石灰窒素単独には劣るが、尿素よりは高い増収効果が得られた。土壌中における石灰窒素や被覆尿素の挙動を調べるため15N標識の肥料を深層部に埋め込み、肥料の溶出パターンを分析中である。また、本年度オーストラリアとネパールを訪問した。オーストラリアでは、オーストラリアのダイズ栽培の実情を調べるとともに、著名な研究者と緩効性窒素肥料の深層施肥について意見交換を行った。ネパールからは、土壌を持ち帰った。来年度、ネパールと日本の土壌中における石灰窒素の分解過程を測定し、石灰窒素の深層施肥がネパールでも日本と同様の効果が期待できるかどうか調べる予定である。本年度、Tewari博士は、国際誌に2報の論文を出版し、東京大学でおこなわれた日米セミナーと日本土壌肥料学会で口頭発表を行った。

株当たり子実重量は、深層施肥を行わない対照区では、37gであったが、尿素深層施区46g、石灰窒素深層施肥区46gで、尿素石灰窒素混合深層施肥区で56gと最高値を示した。火山灰土壌普通畑の村松でも、株当たり子実重量は、深層施肥を行わない対照区では、45gであったが、尿素深層施区で48g、石灰窒素深層施肥区60gで、尿素石灰窒素混合施肥区60gで、混合施肥区において石灰窒素区と同等の取量を示した。以上の結果から、安価な石灰窒素・尿素混合肥料により、石灰窒素と同等の効果が得られた。土壌中における石灰窒素の動態を解析するため、シアナミド、ジシアンジアミドの精密分析法を確立した。この方法を用いて、長岡の転換畑および、ネパールから輸入した8種類の土壌中における石灰窒素の分解過程を分析中である。
核先駆物質の原始太陽系における蒸発変成過程に関する実験的研究

本研究では、V、Cr、Mnの三つの遷移金属元素の蒸発傾向を決定するための第一歩として硅酸塩メルトの加熱実験を行った。以下にその予備的な結果と意義について報告する。蒸発実験に用いた出発物質は、次の組成を持つガラスである。MgO、9.18%;A1203,18.85%;Si02,61.17%;CaO,9.97%;V205,0.59%;Cr203,0.60%;MnO,0.52%.主要四元素の比は、急冷時に均質なガラスを生ずるようにforsterite-anorthite-quartz系の共融組成に選んだ。加熱には、高出力Xeランプを使った放射炉を用い、アルミナの融点(2050 C)によって温度更正を行った。それぞれの実験の出発物質は、約150mgでグラファイトの試料台に置き、Arガス中で4-11.5分間保持した。回収試料は、重量計測の後、研磨薄片とし光学顕微鏡による観察、EPMAによる化学分析によって結果を導いた。実験結果は、次のように要約される。(1)三つの非揮発性元素Ca,Al,Mgの比は、ほぼ一定である。(2)他の元素は、様々な割合で蒸発し、その順序は、次のようである(V>Cr=Mn>Si)。今回の実験で観察された蒸発傾向の順序は、平衡凝縮に基づく凝縮温度から推察されるものと異なっている。Vの凝縮温度は、他のCr,Mn,Siより高温であるが、実験結果では最も顕著な損失を示した。この差異は、実験の酸素雰囲気、非平衡過程等の効果が考えられるが、少なくとも、蒸発順序が平衡凝縮温度と逆相関を持つという単純な仮定が常に成り立つわけではないことを示している。地球の上部マントルのV,Cr,MnのMgに規格化した存在度は、コンドライト隕石に比較してそれぞれ30%、40%、70%少ない。今回の実験で得られた蒸発順序が、地球始源物質に適用可能であるとすると、マントル中の損失順序を説明することができない。
歯周組織の破壊と免疫機構の関与に関する研究

61年から63年度にわたり、われわれは、歯周疾患の発症を指標にその歯周組織破壊機構を免疫学的領域から種々検討を行ってきた。具体的には、実験的歯肉炎及び歯周炎をイヌに対しては抗イヌコラーゲンウサギ血清により、カニクイザルにはジンパックにより、また、ラットにはプラーク、Lps、PGE_2、harseradish peraxidase、あるいは結紮および粉末食飼育などにより発症させ、これを免疫病理組織学的に検討してきた。また一方、歯垢細菌が免疫系細胞に及ぼす影響についてはActinomyces viscosusによる多クローン性B細胞活性能およびIgG産生細胞の分化誘導、また培養上清中のIgMおよびIgG含有量などに関しての検討、それにラット腹腔マクロファージあるいはヒト末梢血単球による、骨組織への親和性および走化性、骨吸収活性(骨塩破壊)など。またヒト好中球によるスーパーオキサイド産生に及ぼす各種プロスタグランディン(PG)や、S.mutans不溶性glucan刺激によるMφ,PGE_2、TXB_2産生機能について検討された。さらに歯周組織破壊時における免疫細胞、特に線維芽細胞の相互作用、また歯周組織の実験的破壊過程においては浸潤細胞の超微的ならびに免疫組織化学的解析、それに無菌ラット根尖歯周組織に及ぼす細胞内毒素の影響についての検討など、またラット歯周炎に対する口腔細菌の長期免疫による影響及び免疫亢進ならびに抑制の効果についての報告や口腔粘膜白板症、皮膚ボーエン病、老人性角化症などにおけるランゲルハンス細胞に関する検索や、歯周疾患患者の歯周疾患関連細菌に対する血清中IgG抗体価について検討された。以上の、おのおのの実験系を介しての実験結果は歯周組織破壊の発症機構において、また歯周組織破壊の進展に免疫機構の関与が強く示唆され、これが本症の原因の究明はもとより歯周病学領域における学術の進歩に寄与するところが大きいと考えられる。61年度(本研究初年度)は、本研究のアプローチとして、各研究分担者によって歯周組織破壊発症機構に関して、以下に記すように多角的な基礎的検討が行われた。1.実験的歯肉炎および歯周炎における免疫学的研究;イヌ(抗イヌコラーゲンウサギ抗血清による惹起)、カニクイザル(ジンパックによる惹起)およびラット(プラークあるいは、LPS,【PGE_2】による惹起)の実験的歯肉炎あるいは歯周炎が作製され、免疫病理病理組織化学的に検討された。2.歯垢細菌が免疫系細胞に及ぼす影響;歯周病関連細菌である、グラム陽性Actinomyces viscosus(T14【V】株)による多クローン性B細胞活性能および、IgG産生細胞の分化誘導に関して検討された。3.好中球、マクロファージの機能;ラット腹腔マクロファージ、あるいは、ヒト末梢単球による、骨組織への親和性,走化性,骨吸収活性について、そしてヒト好中球によるスーパーオキサイド産生に及ぼす各種のプロスタグランディンの影響について検討された。4.ヒト歯周疾患患者口腔粘膜上皮細胞に及ぼす細菌性酵素による影響;ヒト歯肉組織における上皮細胞の糖残基が、7種類のレクチン(ConA,PNA,SBA,DBA,PCA-1,WGA,UEA-1)を用いて、細胞化学的に検索された。5.歯周疾患患者由来株化線維芽細胞に及ぼす、プロスタグランディンの影響;正常ヒト歯肉線維芽細胞(ATcc NO,CRL1292)の増殖およびDNA合成に及ぼす

【PGA_1】,【A_2】,【B_1】,【B_2】,【D_2】,【E_1】,【E_2】,【F_(1α)】,【F_(2α)】,【I_2】およびTx【B_2】の影響について検討された。以上、それぞれの実験において、歯周組織破壊の発症機構に免疫学的機序の関与を明らかにする成績あるいは、示唆する成績を得た。62年度(本研究2年度)は, 61年度の研究データーをもとに,各研究分担者によって歯周組織破壊発症機構に関して,以下に示すように多世的な検討が行われた.1,実験的歯肉炎および歯周炎における免疫学的研究;イヌ(抗イヌコラーゲンウサギ血清による惹起),カニクイザル(ジンパックによる惹起)およびラット(プラーク,LPS,PGEあるいは結紮を粉末食飼育による惹起)の実験的歯肉炎あるいは歯周炎が作製され,免疫病理組織化学的に検討された.また,ラットリンパ節でのhorseradish peroxidaseを抗原とした二次応答いついて検討された.2.歯垢細菌が免疫系細胞に及ぼす影響;Actinomyces viscosusによる多クーロン性B細胞活性(PBA)能およびIgG産生細胞の分化誘導,血清中のIgG含有量に関して検討された.3,好中球,マクロファージの機能;ラット腹腔マクロファージあるいはヒト末梢血単球による,骨組織への親和性,走化性(chemotaxisおよびchemokinesis),骨吸収活性について,そしてヒト好中球によるスーパーオキサイド産生に及ぼす各種プロスタグランディン(PG)について検討された.4,ヒト歯周疾患患者口腔粘膜上皮細胞に及ぼす細菌性酵素による影響;ヒト歯肉組織上皮細胞の糖残基が,レクチンにより細胞化学的に検索された.5,歯周疾患患者由来株化線維芽細胞に及ぼすPGの影響;正常ヒト歯肉線維芽細胞の増殖およびDNA合成に及ぼすPGの影響について検討された.6,歯周疾患の進行度とグラム陰性桿菌の抗体価:歯周疾患者の歯周疾〓関連菌に対する血清中のIgG抗体価について検討された.以上の実験において,歯周組織破壊の発症機構に免疫学的機序の関与を明らかにする成積,示唆する成積を得た.63年度(本研究3年度)は、61および62年度の研究データーをもとに各研究分担者によって歯周組織破壊発症機構に関して、以下に示す多角的な検討が行われた。1.実験的歯肉炎及び歯周炎における免疫学的研究;イヌ(抗イヌコラーゲンウサギ血清による)、カニクイザル(ジンパックによる)およびラット(プラーク、LpS、PGE_2、horseradish peroxidaseあるいは結紮および粉末食飼育による)の実験的歯肉炎あるいは歯周炎が作製され免疫病理組織学的に検討された。2.歯垢細菌が免疫系細胞に及ぼす影響;Actinomyces viscosusによる多クローン性B細胞活性能、およびIgG産生細胞の分化誘導、培養上清中のIgMおよびIgG含有量に関して検討された。3.好中球、マクロファージ(Mφ)の機能;ラット腹腔マクロファージあるいはヒト末梢血単球による、骨組織への親和性および走化性、骨吸収活性(骨塩破壊)について、そしてヒト好中球によるスーパーオキサイド産生に及ぼす各種プロスタグランディン(PG)、S.mutans不溶性glucan刺激によるMφ,PGE_2、TXB_2産生機能について検討された。4.ヒト歯周疾患患者口腔粘膜上皮細胞に及ぼす細菌性酵素による影響;
下顎頭軟骨初期形成を制御する因子の探求

2018年度はまず研究の骨子として申請書にある「初期下顎頭軟骨形成を制御する候補分子の網羅的検索」を行うため、マイクロアレイ解析を行った。マウス下顎頭軟骨形成に関連するSox9発現前のE13.0日と発現後のE14.0の下顎頭軟骨原基からTotal RNAを抽出し、GeneArray Mouse 2.0STを用いてE14.0で2倍以上発現している遺伝子、1/2以下に減少している遺伝子をそれぞれ同定した。ピックアップした遺伝子のうち特に成長因子やそのレセプターに関係するもの、骨、軟骨形成に関与するもの、あるいは細胞外基質成分に相当するものに焦点を当て候補分子の絞り込みを行った。その結果IGFBP famiryの一分子や、カルシトニン関連タンパクあるいはMMP-9等など6分子がE14.0で2倍以上発現している事が明らかとなり、これらを候補遺伝子として次年時以降さらなる解析を行う事とした。また候補分子としてもピックアップされたMMP-9を含む数種のMMPおよびそのインヒビターであるTIMP-1,-2,-3の初期下顎頭軟骨形成部位における発現をin situ hybridizationおよびReal Time PCRで検討したところ、MMP-2とTIMP-2が下顎頭軟骨の軟骨膜の外層、MMP-14とTIMP-1はその内層に強く発現する事がわかり、これらの分子が初期化学等軟骨形成に深く関連している事が明らかになった。またMMP-9はおもに破骨細胞に発現が認められ、軟骨形成後のモデリングに関連する事が分かった。これらの結果は大学院生の学位論文として投稿、一部改定後出版された。研究の骨子となる「初期下顎頭軟骨形成を制御する候補分子の網羅的検索」を行うためのマイクロアレイ解析を実行し、候補分子の絞り込みを行って次年時以降の解析に道筋がついた。また候補分子にも含まれるMMPの発現に関するデータがまとまり、論文を出版する事が出来た。以上のことから実験計画は概ね順調に伸展していると判断した。本年度の解析から絞られた候補分子をさらにReal time PCRとin situ hybridizationで解析し、候補分子の下顎頭軟骨形成への役割をより明確にする。その後、下顎頭軟骨の器官培養系をもちいてsiRNAあるいはアンチセンスオリゴ法により、候補遺伝子の機能解析を行う予定となっている。研究の骨子となるマイクロアレイ解析が予定より安価で済んだ事と、講座研究費で消耗品等をかなり補充できた事で次年度使用額が生じた。次年度は候補遺伝子の更なる解析のほかサンプル採取時期を変更した再度のマイクロアレイ解析も計画している。
細根特性に着目した、熱帯林構成樹種の土壌環境に対する適応メカニズムの解明

本研究では、細根特性の観点から、熱帯林を構成する樹種の土壌環境への適応メカニズムを明らかにすることを目的とした。マレーシアのパソ森林保護区において、Macaranga属5種とShorea属8種の生育環境を測定し、細根の形態を観察した。その結果、光や土壌水分については樹種間で生存に必要な資源量が異なるものの、土壌養分については生存に必要な資源量が樹種間で異なる属とそうでない属が存在することを確認した。また、細根の形態については、Macaranga属において樹種間で根端の形態が異なることを明らかにした。生育環境と細根形態を比較すると、むしろ光環境の方が細根形態と関係している可能性が示された。熱帯林の構成樹種の共存機構を知るためには、各樹種の土壌環境への適応メカニズムを明らかにする必要がある。そこで、本研究では、細根特性の視点から、熱帯林構成樹種の土壌環境への適応メカニズムを明らかにすることを目的とした。2013年度は、各構成樹種の個体の位置およびサイズを記録するとともに、各樹種が生育する立地の土壌水分含有率の差異を明らかにした。パソ森林保護区において、Macaranga属6種120個体(高さ10cmの幹直径343mm、樹高13652cm)、Shorea属9種217個体(高さ10cmの幹直径330mm、樹高50453cm)を選定し、周辺の土壌水分含有率を調べたところ、Macaranga recurvataが生育する立地の土壌水分含有率は、他のMacaranga属の樹種が生育する立地の土壌水分含有率よりも、有意に高かった。また、Macaranga hoseiが生育する立地の土壌水分含有率は、、有意ではないものの、Macaranga recurvataを除く他のMacaranga属の樹種が生育する立地の土壌水分含有率よりもやや高かった。一方、Shorea属の樹種が生育する立地の土壌水分含有率については、樹種間に有意な差はみられなかった。そこで、本研究では、細根特性の視点から、熱帯林構成樹種の土壌環境への適応メカニズムを明らかにするたことを目的とした。パソ森林保護区において、Macaranga属6種120個体、Shorea属9種217個体を選定し、2013年度に、各個体の位置およびサイズを記録した。また、これらの個体について、2014年度に、サイズを記録し、年間の成長量を計算するとともに、個体周辺の環境因子(林冠の光量、土壌水分量、土壌窒素無機化速度)を測定した。その結果、Macaranga属6種は、様々な光環境に適応して分化しており、M. hosei、M. gigantea、M. conifera、M. hypoleuca、M. recurvata、M. lowiiの順に光要求度が高いことが示唆された。また、Shorea属9種も、Macaranga属ほどではないが、比較的広い光環境に適応して分化していることが示された。つまり、S. leprosula、S. lepidota、S. parvifolia、S. acuminata、S. ovalis、S. macroptera、S. maxwelliana、S. multiflora、S. paucifloraの順に光要求度が高かった。一方、土壌水分量については、湿地で生育するM.recurvataが高い土壌水分量の立地で生育する一方、他のMacaranga属およびShorea属の樹種では、立地の土壌水分量の差はほとんどみられなかった。今後、対象樹種の細根特性の調査を行い、各樹種の適応した環境条件と細根特性の関係を解析する。熱帯林の共生樹種の共存機構を知るためには、各樹種の土壌環境への適応メカニズムを明らかにする必要がある。そこで、本研究では、細根特性の観点から、熱帯林構成樹種の土壌環境への適応メカニズムを明らかにすることを目的とした。パソ森林保護区において、2013年度にMacaranga属6種120個体、Shorea属9種217個体を選定し、各個体の位置およびサイズを記録した。また、これらの個体のうち、Macaranga属5種44個体、Shorea属8種75個体について、2014年度に林冠における光量と周辺の土壌窒素無機化速度を、2015年度に周辺の土壌粒径組成を測定した。2015年度には、Macaranga属5種43個体とShorea属8種72個体について、細根形態を測定した。その結果、林冠における光量、周辺の土壌粒径組成ともに、いずれの属でも樹種間差が確認された。一方、個体周辺の土壌窒素無機化速度については、Macaranga属でしか樹種間差が確認されなかった。このことから、光や水分についてはニッチ分割が起こっているものの、土壌養分におけるニッチ分割は属によって起こっているものとそうでないものが存在することが示された。また、細根形態については、Macaranga属でのみ細根直径における樹種間差が確認され、Macaranga lowiiの細根は他の樹種よりも細いことが明らかとなった。細根形態の差異(Macaranga lowiiで他の樹種よりも直径が小さくなること)は光環境との関係がみられ、光量が低い環境で生育するMacaranga lowiiは細根が細くなることが明らかになった。細根の形態は土壌環境ではなく光環境と関連し、光量が低くバイオマス生産効率が悪い樹種では、細根を細くし、土壌資源の吸収効率を高めることが考えられた。