hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境無排出を目指すエネルギーシステムの可能性とあり方に関するシステム分析

本報告書には、研究課題名に記した通り「環境無排出を目指すエネルギーシステムの可能性とあり方に関するシステム分析」の研究に係る過去十年間に行った研究成果を取りまとめて報告している。報告書の第1章は「研究の背景と目的」を記し、OECD/IEA/ETSAP研究や科研費研究の実施経験を通じて我が国の長期的エネルギー需給・環境影響に係る諸問題の背景を整理し、本研究課題の目的を明らかにしている。第2章は「現実を直視して事実に学ぶ」ことを目的に、"戦後経済発展の足取り"、"エネルギー需給の推移と環境排出"、及び"技術の役割"をレビューしながら、これからの社会経済発展につながるシードの探索を行っている。第3章は「システム分析によるアプローチ」であり、システム分析の為の"モデルの役割"や、"計算ソフト、例えばMARKALやMARKAL-MACROEM"、及び"データベース"について説明した。第4章は「環境無排出を目指ざすエネルギーシステムの創造」に対するシステム分析の結果の報告にあてており、その前半部では西暦2000年から2080年に至る"我が国の基準エネルギーシステム(RES)"におけるエネルギー需給、種々エネルギー活動の経済性、及び環境排出を論じている。また後半ではRESの中での"個別技術の対応例"を紹介している。即ち、RDF発電の役割と限界、燃料電池の役割、太陽光を利用したCO_2リサイクル型自動車、軽水炉プルサーマル利用、電力負荷平準化(原子力深夜電力利用・水素燃料電池電熱併給・氷蓄熱系併用)、COレヒート発電によるCO_2排出削減、光合成反応への電気回路の応用、ユビキタス社会におけるエネルギー環境問題、等である。第5章は「環境無排出を目指す過程と効果」についての論及であり、"変化の速さ"、"サイクルとクローズド化"、"モデレートな順位"、"強さとしなやかさ"、及び"規模の効果"を例示に即して説明した。第6章は「総合所見と提言」である。これには現状からの知見、将来への提言が含まれている。最後に本研究の成果を一言で云えば、我々を取り巻く物質界は基本的には「不増不減」である。しかしながら、自然界や人間界が及ぼす種々力によってその状態は「流転の坩堝」の中に置かれ、本来は「不垢不浄」であるにもかかわらず「浄汚」を意識するのである。意識全うの為には、節約、効率改善、電熱合理的利用、リサイクル、炭素依存の少ない燃料への転換、非化石技術への転換、等が必要である。初年度の研究実績は、1)わが国の長期エネルギーシステム(西暦2000-2080年)をモデル化して基準エネルギーシステム(RES)として表し、2)国および民間団体が提示している長期社会経済発展像を基に社会経済発展シナリオを創出し、3)RESに投入されてくるエネルギー関連技術(具体的には産業

・民生・輸送部門における設備機器)の特性の見直しを行い新たなデータベース化をし、4)RESの行動目標指標(システム割引総費用、CO2等環境排出物量、ならびにこれら2量間の逆相関関係を追及するための線形結合量)を与えて、5)トータルエネルギーシステム最適化計算ソフトMARKALの援用の下でシステムの最適化解析を行った。特に本研究で注目したエネルギー技術は、6)電力負荷平準化を目的とする氷蓄熱式冷熱供給システム、太陽光発電、民生利用向け燃料電池発電システム、7)冷熱回収利用を目指したLNG複合サイクル発電、8)高減速型プルサーマル軽水炉、9)家庭廃棄物のRDF化施設およびRDF発電、10)CO2無排出を目指す燃料電池自動車、等であり、また11)光合成反応における電子伝達機能の電気電子回路化とそれに基づくエネルギー計量方法の開発を試みた。最適化解析の研究から、6)に関してはこれらのシステムは電力負荷平準化に大きく寄与すること、及びその際原子力発電等の夜間電力供給源が必要になること、7)に関してはCOレヒートガスタービン活用の下で発電効率65%が得られること、8)に関してはSRAC計算が示す通りプルトニウムが従来のプルサーマル軽水炉以上に有効に動力炉内で燃焼できCO2削減に寄与すること、9)に関してはこれからのRDF利用には燃料改質水素燃料電池化が望ましいこと、10)&11)に関してはCNT利用とフィルター回路利用の途があることを示した。なお、これらの研究成果は資源エネルギー学会等で発表した。(下記項目(11)参照)本年度(最終年度)の研究実績は、日本原子力研究開発機構の協力の下に昨年度から実施してきたわが国の長期エネルギーシステム(西暦2000-2080年)をモデル化して「基準エネルギーシステム(RES)」として表し、国および民間団体が提示している長期社会経済発展像を基に「社会経済発展シナリオ」を創出し、RESに投入されてくるエネルギー関連技術(産業・民生・輸送部門における設備機器)の特性の見直しを行い「新たなエネルギー技術データベース化」をし、「RESの行動目標指標(システム割引総費用、CO2等環境排出物、及びこれら2量間の線形結合量)」を与えて、トータルエネルギーシステム最適化計算ソフト「MARKALの援用」の下でシステムの最適化解析を行ったが、主な分析成果は以下の通りである。1)ユビキタス社会の到来に応じた電源構成のあり方と運用に関するシステム分析ではこれからも電力増が見込まれ負荷平準化が一層重要になる、2)冷熱回収利用を目指したLNG複合サイクル発電の分析から65%の総合効率が見込め、CO2排出削減に寄与する、3)家庭生ゴミからの水素抽出では中間体として生ゴミのメタノール等への転換が重要になる、4)CO2無排出を目指す燃料電池自動車の研究ではカーボンナノチューブの利用により、太陽光のみの活用でメタノールの改質、水素燃料電池化、CO2のメタノールへの再転換が可能である、5)プルサーマル軽水炉特性解析のための核熱水力結合燃焼解析シミュレータの開発ではパソコン利用でBWR運転制御に役立つ計算ソフトが作りうること、6)我が国の電源に対するロジェスチック分析からは環境問題に適合する電源への転換が必要になってきている、ことなどが示された。なお、これらの研究成果は金沢工業大学における工学設計IIIの授業及び大学院における研究の一環とし行われたものでもあり、成果を資源エネルギー学会等で発表した。
皮膚角化異常症の治療標的としての脂質代謝-皮膚角化制御カップリング機構の解明

遺伝性角化異常症である道化師様魚鱗癬とNLSDIのモデルマウスについて研究を行った。初代培養ケラチノサイト(KC)に対してPPARδアゴニストを投与する事により、一部の表皮分化マーカーの発現が回復した。一方で、全般的な症状改善にはいたらなかった。マウス胎仔にin uteroで薬剤を投与する実験をおこなったが、子宮内治療は成功しなかった。皮膚KCに存在する未知TGリパーゼの検索を、PNPLAファミリーを対象として行ったが、同定はできなかった。これら以外に未知リパーゼが存在すると考えられた。今回作成した実験系は、今後更なる研究を行う上での有用なツールであり、今後更なる研究が必要であると考えられる。本研究では、表皮角化細胞の分化の過程で、脂質代謝-転写調節が協調的に制御されるカップリング機構が存在することを証明し、その分子的な基盤を解明する事を目的としている。作業仮説として、Neutral lipid storage disease withichthyosis(NLSDI)の原因遺伝子であるCGI-58と協調的に働く皮膚特異的未知リパーゼの存在を想定し、また未知リパーゼ代謝産物が角化細胞分化を促す転写調節能をもち、脂質代謝-転写環境の変化がカップリングして協調的に進行する、フィードフォワード機構を形成する事を想定している。1.ケラチノサイト内の脂質代謝に関わり、遺伝性角化異常症の原因遺伝子でもある、CGI-58とABCA12のノックアウトマウスを用いて、表皮ケラチノサイト初代培養細胞系を確立した。セラミド、グリコシルセラミドを添加する添加実験を行い、またこれらの脂質を蛍光色素で標識した分子を用いて、その局在から脂質代謝因子の機能をモニターする系を作成した。これら仮想的リガンドを投与した際の表皮細胞分化マーカーを今後検討していく予定である。2. 2種類のノックアウトマウスの胎児に、PPARαアゴニストであるclofibrateをin uteroで投与する系を確立した。現在、他のPPARファミリーのアゴニストを含めて検討中である。3. PNPLAファミリーを対象にしたsiRNAライブラリーを用いて、ケラチノサイトにおけるトリグリセリド代謝の機能的スクリーニングを行ったが、CGI-58の仮想的パートナーとなるリパーゼである確証は得られなかった。これらの実験から、今までに断定的な結論は得られていないものの、遅れていた実験系の構築は現在では整ってきており、今後データが出る事が期待される。本研究では、表皮角化細胞の分化の過程で、脂質代謝-転写調節が協調的に制御されるカップリング機構が存在する事を証明し、その分子的な基盤を解明する事を目的としている。作業仮説として、neutral lipid storage disease withichtyosis (NLSDI)の原因遺伝子である、CGI-58と協調的に働く皮膚特異的未知リパーゼの存在を想定し、また未知リパーゼ代謝産物が角化細胞分化を促す転写調節能を持ち、脂質代謝-転写調節環境の変化がカップリングして協調的に進行する、フィードフォワード機構を形成する事を想定した。セラミド、などの蛍光資質マーカーを用いて、その局在からこれら遺伝子の機能をモニターする実験系を作成した。2.二種類のノックアウトマウスを用いて、in uteroで脂質をリガンド賭する核内受容体の各種アゴニストを投与する実験系を確立した。PPARファミリーのアゴニストを投与する実験で、明らかにモデルマウスの角化異常を改善する効果を認める事はできなかった。3. CGI-58の仮想的なパートナーとなる未知リパーゼの候補として、PNPLAファミリーを想定し、機能的なノックダウン実験を行ったが、これらがCGI-58依存性のリパーゼである確証は得られなかった。本研究では事前の作業仮説の証明にはいたらなかったが、PNPLAファミリー以外に未知リパーゼがある可能性が示され、LIPN等の今回調べる事のできなかった候補遺伝子に対して、今後更なる検討が必要であると考えられる。皮膚科学マウスの繁殖と初代ケラチノサイト培養における技術的な困難の為、培養細胞実験系、子宮内薬剤投与などの実験系の確率が当初の計画よりも遅延した。現在は実験系もほぼ確立し、当初の計画に追いつきつつ有ります。新生仔に対する薬剤投与実験を行い、表皮からの発現解析、メタボローム解析を行う。疾患モデルマウス初代培養表皮ケラチノサイトに対する脂質、及び薬剤投与実験を並行して行い、機能的脂質とレセプターの探索を継続する。CGI-58ノックアウトマウス及びABCA12ノックアウトマウスについて、新生仔に対するin utero薬剤投与し県警を立ち上げてきましたが、マウスの繁殖の遅延と技術的な困難のため、実験系の確立が当初想定した時期よりも遅延しました。

このため、同実験系の確立後に行う予定で有りました、モデルマウスを使用したトランスクリプトーム解析、メタボローム解析の進行が遅延しました。新生仔に対する薬剤投与実験系について、課題となっていたマウスの匹数確保、および、実験手技上の問題は克服されました。現在は薬剤の投与量、時期の設定も完了しております。他の薬剤を含めた予備的な検討を行っております。今後、これらの薬剤投与マウスから採取された検体のトランスクリプトーム解析および、メタボローム解析を行う予定です。
COPDにおける血管内皮前駆細胞の役割の解明とその制御による肺血管再生治療

Vascular endothelial growthfactor(VEGF)は血管内皮細胞の成長に特異的な増殖因子であり、肺で多量に発現されている。人間の肺組織を用いた検討からCOPD患者の肺では正常肺と比べ、VEGFおよびVEGFR-2の発現が低下していた。VEGF受容体(VEGFR-2)キナーゼ特異的阻害薬をラットに慢性投与すると、血管内皮細胞や肺胞上皮細胞にアポトーシスを認め、気腫化が観察される。マウス喫煙曝露モデルを用いて、気腫化の機序を調べた。C57BL/6Jマウスに1日20本、週5日、6ヶ月間、喫煙曝露すると、肺胞腔は拡大して気腫化を認めた。ELISAで測定した肺組織のVEGF蛋白濃度は喫煙曝露群ではコントロール群と比べて、急性期には一過性に増加してその後減少していた。しかし血漿中のVEGF蛋白濃度は慢性曝露では逆に増加していた。次に喫煙が骨髄や末梢血中の血管内皮前駆細胞(EPC)におよぼす影響を調べた。C57BL/6Jマウスの骨髄細胞および末梢血単核球分画をFACSを用いてSca-1(Stem cell antigen-1)とVEGFR-2陽性細胞数を測定した。2週間の急性喫煙曝露群では、骨髄で両者に陽性であるEPCを含む細胞分画が増加していた。6ヶ月間の慢性期では骨髄でのEPC数は減少していたが、喫煙の有無では差がみられなかった。喫煙曝露により骨髄幹細胞の細胞増殖やアポトーシスに関連する遺伝子発現に変化がみられた。喫煙によってVEGF系シグナルが低下して肺血管傷害がおきると、急性期では代償的にEPCが増加するが、慢性期にはEPCは非代償的になり、遺伝子発現も変化して、正常な肺構造を維持できなくなる可能性が考えられた。Vascular endothelial growthfactor (VEGF)は血管内皮細胞の成長に特異的な増殖因子であり、肺で多量に発現されている。VEGF受容体(VEGFR-2)キナーゼ特異的阻害薬をラットに慢性投与したところ、血管内皮細胞や肺胞上皮細胞にアポトーシスを認め、肺胞腔の拡大(肺気腫性変化)が観察された。VEGFR-2阻害薬投与ラットは肺動脈影の減少を認めた。そこでマウスに喫煙曝露をおこない、喫煙が肺でのVEGFの発現を低下するか調べた。AKR/Jマウスに1日20本、週5日、6ヶ月間、喫煙曝露すると、肺胞腔は拡大して気腫化を認めた。次に喫煙が骨髄や末梢血中の血管内皮前駆細胞におよぼす影響を調べた。C57BL/6Jマウスの骨髄細胞および末梢血単核球分画をFACSを用いてSca-1(Stem cell antigen-1)とVEGFR-2で標識して陽性細胞を測定した。2週間の急性喫煙曝露群では、骨髄で両者に陽性である血管内皮前駆細胞(EPC)を含む細胞分画が増加していた。6ヶ月間の慢性曝露では骨髄でのEPCは減少していた。VEGFとFPCの変化に相関を認めた。急性期では喫煙曝露により血管内皮障害がおこり、血管内皮細胞の需要が高まり、代償的に骨髄ではEPCが増加するが、慢性期には、骨髄でのEPCの産生が疲弊している可能性が考えられた。

喫煙によってVEGF系シグナルが低下して肺血管傷害がおきると、EPCが血管の修復をきちんとできず、正常な肺構造を維持できなくなる可能性が考えられた。Vascular endothelial growthfactor (VEGF)は血管内皮細胞の成長に特異的な増殖因子であり、肺で多量に発現されている。人間の肺組織を用いた検討からCOPD患者の肺では正常肺と比べ、VEGFおよびVEGFR-2の発現が低下していた。VEGF受容体(VEGFR-2)キナーゼ特異的阻害薬をラットに慢性投与すると、血管内皮細胞や肺胞上皮細胞にアポトーシスを認め、気腫化が観察される。マウス喫煙曝露モデルを用いて、気腫化の機序を調べた。C57BL/6Jマウスに1日20本、週5日、6ヶ月間、喫煙曝露すると、肺胞腔は拡大して気腫化を認めた。ELISAで測定した肺組織のVEGF蛋白濃度は喫煙曝露群ではコントロール群と比べて、急性期には一過性に増加してその後減少していた。しかし血漿中のVEGF蛋白濃度は慢性曝露では逆に増加していた。次に喫煙が骨髄や末梢血中の血管内皮前駆細胞(EPC)におよぼす影響を調べた。C57BL/6Jマウスの骨髄細胞および末梢血単核球分画をFACSを用いてSca-1(Stem cell antigen-1)とVEGFR-2陽性細胞数を測定した。2週間の急性喫煙曝露群では、骨髄で両者に陽性であるEPCを含む細胞分画が増加していた。6ヶ月間の慢性期では骨髄でのEPC数は減少していたが、喫煙の有無では差がみられなかった。喫煙曝露により骨髄幹細胞の細胞増殖やアポトーシスに関連する遺伝子発現に変化がみられた。喫煙によってVEGF系シグナルが低下して肺血管傷害がおきると、急性期では代償的にEPCが増加するが、慢性期にはEPCは非代償的になり、遺伝子発現も変化して、正常な肺構造を維持できなくなる可能性が考えられた。
急性中耳炎後にみられる遷延化型滲出性中耳炎の発症機序の解明

急性中耳炎より滲出性中耳炎に移行する際の免疫複合体の関与を証明するために以下の動物モデルを作成した。免疫複合体を実際に中耳腔に注入することのみで滲出性中耳炎が惹起し得るか否かを確認するために、実状に即するために小児の急性中耳炎の起因菌として頻度の高いStreptococcus pneumoniaeの死菌を細菌抗原として免疫複合体を作成しておき、これをチンチラの中耳腔に注入した。その結果、15例中14例に3日間以上の中耳貯留液を認めた。しかし、全例10日以内に消退した。さらに新たに死菌にて全身感作を行い血中抗体価が上昇した群の中耳腔内にStreptococcus pneumoniaeの生菌を注入し中耳感染の推移を観察した。この際20例中7例に21日間以上の中耳貯留液の持続が認められた。コントロールとして作成した非感作群では10日以上貯留液が認められた例はなかった。以上の結果より、急性中耳炎より滲出性中耳炎への移行の際に免疫複合体が強く関与していることが示唆された。今後、全身感作後に生菌を中耳腔に注入した群における中耳貯留液の長期持続例において貯留液中の免疫複合体の検出を試み、遷延化型滲出性中耳炎の発症機序の解明を図る。
プレート沈み込み帯におけるマントル物質の付加プロセスの解明

和歌山市東方部、兵庫県三原群南淡町沼島、高知県白髪山周辺部の三波川変成帯の蛇紋岩と、それに関連するトレモラ閃石岩などの岩種について、その産状を調べた。トレモラ閃石岩は泥質片岩と互層状、あるいは泥質片岩中に径数cmから数十cmのレンズとして認められ、しばしば蛇紋岩の岩体が近傍に認められる。産状は周囲の泥質岩と極めて調和的である。これらの岩石類はザクロ石帯や黒雲母帯などの変成度の高い部分に集中して認められた。上記野外調査で採取した岩石試料を蛍光X線分析装置によって分析し、全岩組成を求めた。マントルカンラン岩に相対的に多く含まれるNi、Cr、Mg、Coなどの元素、泥岩に多く含まれるZr、Th、K、Rb、Baなどの元素の存在量を対比・検討することで、(1)トレモラ閃石岩は、NiやCrを蛇紋岩と同程度含み、カンラン岩起源と考えられること、(2)一部に、泥質岩とカンラン岩が様々な程度に機械的混合を起こした岩石(混合岩)が存在すること、の二点が明らかになった。活動的沈み込み帯である伊豆-小笠原、マリアナ沈み込み帯における最近の成果を考慮すると、三波川変成帯における蛇紋岩や関連する岩石種の産状は、沈み込むプレート上の含水堆積物から供給される水が上盤マントルを蛇紋岩化し、その蛇紋岩を付加過程ではぎ取り、取り込んだ状況を示している可能性が高いことを示唆している。
氷衛星内部海と氷火山活動解明に向けた塩水溶液の物性測定技術の開発

近年の探査によって外惑星の氷衛星では氷(水)火山の活動が確認され、内部海の存在が示唆されている。また、その噴出物には塩分が観測されている。このような火山活動及び衛星内部の進化を考える上で、H2Oを主成分とする塩水溶液の高圧物性は極めて重要である。本研究では、H2Oを主成分とする塩水溶液の密度と粘度を高圧力下で測定するための技術開発を目的とする。本研究課題で開発した技術を用い、次のステップでは氷衛星内部海の分化や氷火山活動プロセスを解明する研究へと発展させる。加えて、従来不可能だった超高圧力下での、液体の物性測定を可能にし、地球惑星内部の形成・進化プロセスの解明に大きく貢献する。
近世イタリアにおける支配と統合

本年度は、まず近世初頭のヴェネツィアにおいて社会的上昇を成し遂げた書記局官僚層について、その社会的な評価の獲得と蓄積の過程、名誉や威信を表出するための手段や場などについて考察した。その結果、官僚層は外交活動などを通じて評価や威信を高め、都市の支配層である貴族と同様の生活様式や文化的な活動によって「貴族性」を誇示する一方、その社会的な位置づけにおいては、貴族との差異が明示されることとなっていた。本研究の課題である領域統合の問題を考える際には、周辺地域から中心都市へと移動してきた人々が、政治的にも経済的、社会的にもいかなる形で受容、統合されたのかという点について検討することは重要な意味を持つ。前年に検討した新貴族家系の問題と合わせて、この書記局官僚層の問題を取り上げることで、都市と地域のつながりを考えるための確たる手がかりを得ることができたといえる。なおこの成果は、論文「近世初頭におけるヴェネツィア書記局官僚層の社会的言判面」として『関西大学西洋史論叢』に発表した。一方、領域支配を進めるヴェネツイアの権力構造、とりわけ寡頭政のあり方についても検討を進めた。その結果、ヴェネツィアの寡頭政的な構造は、制度に則った形で進められ、反対勢力や下層貴族にも高位官職への一定の余地を残しつつ、投票を通じてそれらの選出を実質的に阻むという柔軟性を備えていたことが明らかとなった。「柔らかな寡頭政」ともいうべきこうした権力構造のあり方は、君主制化が進んだ他のイタリア諸国と比較した場合、近世ヴェネツィアの根本的な特質として理解される重要な知見である。この成果は、2002年11月10日に広島大学で行われた広島史学研究会大会西洋史部会において口頭発表し、現在論文を作成中である。さらに本補助金を利用して、引き続き史料や参考文献の収集も進めた。
アジアゾウElephas maximusによる相対的数量判断と長期記憶研究

1.アジアゾウの相対的数量判断能力について長鼻類内の種間比較昨年に引き続き、アジアゾウによる相対的数量判断を認知実験により測定した結果を分析した。これまでの研究結果より、アジアゾウの相対的数量判断成績が霊長類を含む他種と異なることが示唆された。そこでこの成績傾向が長鼻類全般に共通のものかどうか検討した。実験では、アジアゾウとは約800万年前に分岐したとされるアフリカサバンナゾウおよびマルミミゾウを対象とし、その結果、これら2種の長鼻類の成績は、他種と類似していることが示された。従って、相対的数量判断課題において特異な成績傾向を示すのは、長鼻類の中でもアジアゾウだけである可能性が示唆された。この研究結果は論文にまとめ、博士論文の一部とし、また国際学術誌へも投稿中である。2.アジアゾウの音声長期記憶とコミュニケーションについてゾウの基礎的研究はどの種においても発展途上と言えるが、特にアジアゾウについては野生での観察や野外研究が困難であるという理由から、先行研究が極端に少ない。これまでにアフリカゾウを対象とした野外調査の結果から、アフリカゾウがコミュニケーションに用いる音声パターンが多様であることが報告されているが、アジアゾウでこれを検討した報告はほとんどない。そこで、昨年より「音カメラ」(協力熊谷組)を用いてアジアゾウの音声を録音し、その音声パターンを解析する作業を進めてきた。その結果、市原ぞうの国においてアジアゾウが発した低周波音を15パターン録音することに成功した。現在その音声パターンを解析し、国際学術誌への投稿を目標としている。1.これまでに終了した実験(1)アジアゾウの記憶実験(音声)アジアゾウの音声長期記憶を検討した。現在日本国内で飼育されているアジアゾウが、現地の言葉(タイ語)を記憶しているか音声プレイバック課題により実験した。2頭の象を対象に実験した結果、彼らは音声(ヒトの号令)を理解していることは示されたが、タイ語を記憶していることは確認されなかった。(2)アジアゾウの総和の相対的数量判断研究飼育アジアゾウを対象に、彼らが総和を把握し、その相対的大小判断ができるかを実験した。実験には、恩賜上野動物園・京都市立動物園・天王寺動物園の3園に協力していただいた。実験した3頭のうち2頭が実験に協力し、データを得ることができた。その結果、アジアゾウが総和を把握し、その相対的な大小判断をできることが示唆された。実験結果の1部は日本動物心理学会例会および第二回シンポジウム「ゾウを知る、ゾウから学ぶ:ゾウオロジ-2008」で発表した。今後データを整理し、日本心理学会で発表予定である。2.現在進行中の実験(1)アジアゾウの相対的数量判断能力研究2005年より継続している研究で、1(2)の総和の相対的数量判断研究もこの一環である。これまでの実験により、1から6までの数量について、アジアゾウの相対的数量判断能力がかなり正確であり、提示された2つの数量差に正答率が影響されないことなどが示された。今後は、提示する数量をより大きくした場合の彼らの正答率への影響を検討する予定である。場所は、30頭程度のアジアゾウを飼育しているタイのゾウキャンプ(ランパン)を検討しており、今後、協力要請に伺う予定である。また、これまでの実験データについては一度論文にまとめ、学術誌(Animal Cognition)に投稿中である。3.今後予定している実験(1)アフリカゾウの相対的数量判断能力研究秋田県の大森山動物園より研究要請をいただき、アフリカゾウの数認知能力も実験する予定となった。研究の位置づけとしては、アジアゾウとの比較対照とする。そもそもアフリカゾウで認知実験を行った前例がないため、試験的に8月に行う予定である。1.アジアゾウの総和の相対的数量判断能力20年度には、昨年度の実験に引き続き、さらにアジアゾウの総和(足し算)の相対的数量判断能力について検討した。この実験では上野動物園のメス・アーシャと京都市動物園のメス・美都を被験体とした。アーシャは昨年度までの実験にも参加していたが美都は今回初めての参加となった。本研究結果については国際学会(ISBE2008、後述)で発表し、国内外のメディアでも取り上げられた。さらに現在、学術誌に投稿中である。2.アフリカゾウの相対的数量判断能力実験また、これまでの研究で、アジアゾウの相対的数量判断能力が他種と異なる可能性が示された。そこで、20年度は近縁のアフリカゾウでも同能力を検討することで、象の数認識の系統的比較を試みた。この実験は、アジアゾウで行った実験とまったく同じ方法で、2つの空のバケツにそれぞれ異なる数量の報酬を入れていく様子をゾウに見せ、どちらか一方を選択させた。報酬の数は1から8までとした。今回、実験に参加したのは広島安佐動物公園のマルミミゾウ・メイー頭であった。その結果、メイは73.3%の頻度で数の多い方を選択した。したがって数の大小判断はできていたと言える。しかし、ここで注目すべきは、メイの成績に差の効果および総量の効果が見られたことである。アジアゾウとアフリカゾウは約800万年前に分岐したと考えられており、その生息地環境も前者がジャングルなどの森林なのに対し後者はサバンナなどの草原というように大きく異なる。

そうしたことから、両者の認知能力に違いがあることはなんら驚くべきことではないが、本実験結果から、アジアゾウは、アフリカゾウや類人猿を含めた他種と異なる数認識をしている可能性が見出されたことは興味深い。ただし本実験では被験体数が1頭だったため、引き続き実験を行う予定である。1.アジアゾウの相対的数量判断能力について長鼻類内の種間比較昨年に引き続き、アジアゾウによる相対的数量判断を認知実験により測定した結果を分析した。これまでの研究結果より、アジアゾウの相対的数量判断成績が霊長類を含む他種と異なることが示唆された。そこでこの成績傾向が長鼻類全般に共通のものかどうか検討した。実験では、アジアゾウとは約800万年前に分岐したとされるアフリカサバンナゾウおよびマルミミゾウを対象とし、その結果、これら2種の長鼻類の成績は、他種と類似していることが示された。従って、相対的数量判断課題において特異な成績傾向を示すのは、長鼻類の中でもアジアゾウだけである可能性が示唆された。この研究結果は論文にまとめ、博士論文の一部とし、また国際学術誌へも投稿中である。2.アジアゾウの音声長期記憶とコミュニケーションについてゾウの基礎的研究はどの種においても発展途上と言えるが、特にアジアゾウについては野生での観察や野外研究が困難であるという理由から、先行研究が極端に少ない。これまでにアフリカゾウを対象とした野外調査の結果から、アフリカゾウがコミュニケーションに用いる音声パターンが多様であることが報告されているが、アジアゾウでこれを検討した報告はほとんどない。そこで、昨年より「音カメラ」(協力熊谷組)を用いてアジアゾウの音声を録音し、その音声パターンを解析する作業を進めてきた。その結果、市原ぞうの国においてアジアゾウが発した低周波音を15パターン録音することに成功した。現在その音声パターンを解析し、国際学術誌への投稿を目標としている。
「人間の絶対平等」を目指した金子文子の思想と文学の総合的研究

金子文子は「人間の絶対平等」を掲げ、当時蔑視されていた朝鮮人と連帯し天皇制を否定した結果、1926年、獄中にて縊死した。本研究は金子の自伝『何が私をかうさせたか』に描かれた当時の日本と朝鮮の事象の再現、及び、表現に即した読みを行うことで、従来のように思想解明の補助資料ではなく、この自伝が尋問調書や裁判記録の主張にはない金子の心の揺れや弱さが読み取れる「文学作品」としての可能性を持つことを提示する。また、比較文学、思想史、政治・社会などの視点を取り入れ学際的に論ずることで、歴史や女性学の分野からの言及に限られていた現在の硬直した金子文子像を超越し、新しい「人間・金子文子」像の創出を目指す。
早期母子相互作用における母親の調律行動と乳幼児の人格形成〜就学時の性格特徴及び1年後の学校適応〜

本研究は、生後1カ月から3年間縦断的に母子相互作用場面を観察した、母子15組についての追跡調査である。6歳時点の幼児のパーソナリティ発達とさらに就学1年目の集団適応などに関して、検討することを課題とした。15組の母子は、これまでの調査から、相互作用場面に起こる情動調律の特徴の違いによって、コミュニオン調律群、過剰調律群、過少・誤調律群の3群に分類されている。人生早期に母親との相互作用で体験した情動調律体験の質的な違いが、その後の人格発達に影響を及ぼすという、諸説を検証するために、子の6歳時点で、子へのインタビューと、CATなどの人格投影法を実施した。さらに、初対面の見知らぬ成人男性との自由遊びを導入し、幼児のとる対人交渉能力を検討した。結果は、CATでは、形式分析・内容分析共に3群間で違いが見られた。コミュニオン調律群では、この時期に適応的な自己中心性、万能感のある自己像の形成がうかがわれた。過剰調律群では、万能感はさほど高くなく、現実的な自己像の形成がおこっており、早熟な傾向にあるが、失敗をおそれ、自己評価が下がってしまうものもみられた。過少・誤調律群では、否定的な自己像と対象関係の発達状況の遅れが目立った。過少・誤調律群の情動調律を長期に渡って受ける子どもは、肯定的な自己像形成に至らず、対人機能も滞りがちであることが示唆される。次に、個人の人格特徴を踏まえた上で、1年後の学校適応について、親および協力の得られた学校関係者(担任、養護教諭などに)インタビュー調査を行った。調査対象児の学校適応は、おおむね良好であり、友人関係・学業など深刻な不適応をきたした児童はみられなかった。ただし、過少・誤調律群に1名、登校しぶりのみられるものがあり、担任からは、情動表出の乏しさ、友人関係での引っ込み思案などが、問題としてあげられていた。早期情動調律の体験の違いは、母子関係が優勢な時期には最も如実に相関があるが、年齢と共に直接の相関は見られなくなることを確認した。しかし一方で、事例的に詳細を検討する中では、早期母子関係における情動調律の質を、現在の友人関係の持ち方に再現させるかのような現象をとらえるにいたった。今年度の課題は、(1)6歳時点でCATを通して語られた、幼児の自我発達と早期母子相互作用場面での母親の調律行動傾向との関連を検討すること。(2)初対面の大人との自由遊びを導入し、これまで見られた母子相互作用場面での幼児の対人関係パターンとを比較することである。予定された観察実験はすべて予定通り終了し、分析が進行中である。分析1の日本版CAT結果では、母親母親の調律行動の個人差による3群で、CATには、形式的な分析からも、内容の分析からも顕著な違いが見られた。母親の調律行動パターンと子どもの人格発達について考察すれば、コミュニオン群は万能感のある自己像と良好な自我発達をしていたと言える。これは母親の適切な調律行動パターンが,年齢相応の万能感のある自己像の形成を促し,また防衛の柔軟性と対象関係についても.同様に促進していることを示唆するものである。過剰調律群は万能感のない,ほど良く肯定な自己像を持つことが示された。また自我発達が極端に違う結果に分かれたのは,早熟な自我発達を示す者がいる一方で,一時的に不適応状態に陥るものがいるものと思われる。過少・誤調律群は否定的な自己像とやや未熟な自我発達であることがされた。これは過少・誤調律群の調律行動パターンが肯定的な自己像形成につながらず,健全な自我発達の促進にもともすればつながらないということである。以上から母親の調律行動パターンの違いによって子どもの人格発達がことなることが明らかになった。成果は、分析2の行動分析の結果を含めて、平成12年7月に開催される世界乳幼児精神保健学会第7回世界大会で発表予定である。過少・誤調律群の情動

調律を長期に渡って受ける子どもは、肯定的な自己像形成に至らず、対人機能も滞りがちであることが示唆される。次に、個人の人格特徴を踏まえた上で、1年後の学校適応について、親および協力の得られた学校関係者(担任、養護教諭などに)インタビュー調査を行った。調査対象児の学校適応は、おおむね良好であり、友人関係・学業など深刻な不適応をきたした児童はみられなかった。ただし、過少・誤調律群に1名、登校しぶりのみられるものがあり、担任からは、情動表出の乏しさ、友人関係での引っ込み思案などが、問題としてあげられていた。早期情動調律の体験の違いは、母子関係が優勢な時期には最も如実に相関があるが、年齢と共に直接の相関は見られなくなることを確認した。しかし一方で、事例的に詳細を検討する中では、早期母子関係における情動調律の質を、現在の友人関係の持ち方に再現させるかのような現象をとらえるにいたった。
臨床応用をめざした心停止ドナーからの肝移植の研究

(目的)我々は心停止ドナーからの肝移植を可能にする目的で研究を行っているが、今回はドナーの条件を臨床に近づけるため、ショック状態持続後心停止ドナーからの肝移植において低温持続灌流保存法とpentoxifylline(PTX)併用の有効性について検討した。(対象と方法)体重25kg前後のブタを用いて同所性肝移植を施行した。ドナーは脱血速度を調節し収縮期圧60mmHgを60分以上続けた後に心停止させ大動脈と門脈からユーロコリンズ液で初期灌流を行い肝臓を摘出し、4群に分けて2時間保存した。保存法,保存液,保存条件I群単純冷却保存,UW液,4°CII群低温持続灌流保存,Belzer's gluconate液,門脈より8°C,8mmHgで灌流III群同上,同上,肝動脈より8°C,8mmHgで灌流IV群同上,同上+PTX1g/L,同上(検査項目)手術終了時に血中AST,LDH,ヒアルロン酸(HA),動脈血ケトン体比(AKBR)を測定した。II,III,IV群では灌流液のAST,灌流保存中の肝血管抵抗を測定した。全群移植後1時間に肝生検し光顕,電顕像を比較するとともに生存率を検討した。(結果,考察)手術終了時のAST,LDH,AKBRはI,II,IV群,VIII群での順で良好な結果を得た。ヒアルロン酸はI群に比べ他の群が高かったがII群よりもIII,IV群が低かった。48時間以上の生存例はI群1/4例(25%),II群1/5例(20%),III群1/5例(20%),IV群5/8例(62.5%)であった。以上よりショック状態持続心停止ドナーからの肝移植にはPTXを加えた経肝動脈低温灌流保存がgraft conditioningの面から有効であると思われた。
中国新石器時代崧澤文化期における稲作農耕の実態研究

長江下流域新石器文化崧澤文化における農耕の発展状況についての研究を進めた。特にこの時期に出現する石犂について、考古学と農学的な研究を通じて、実用品であり、犂耕作が実行されたことを明らかにした。また、仙壇廟遺跡でのプラントオパール分析、GISによる集落立地の考察により、本時期の稲作農耕は積極的な低湿地への進出とともに、前代よりも生産量が増加し、稲作農耕に集約していく状況を伺うことができた。平成24年度は研究計画にもとづき、(1)考古班(2)地理学班(3)農学班(4)総括班が各研究目標に対して相互に連携し合いながら研究を推進した。(1)考古班;崧澤文化期の遺跡踏査および資料観察。崧澤文化期に時空間で前後する考古学文化の遺跡踏査および資料観察を行った。今年度は特に浙江省を中心とし、周辺地域である安徽省・江西省・貴州省・湖南省等で関連資料の観察等を行った。また、中国現地では浙江省文物考古研究所、北京大学文博学院等の研究者たちと研究討論を深めた。これらを通して、次年度以降の研究討論会の開催、研究論文集、資料集成図録等の共同作成も図られている。(2)地理学班;浙江省内における遺跡の巡検調査を行った。特に浙江省の新石器文化を代表する河姆渡遺跡・田螺山遺跡・良渚遺跡群等を踏査し、かつ崧澤文化期の仙壇廟遺跡周辺の踏査を通じて、本研究課題における遺跡立地の地理環境について基礎的な資料を得ることができた。さらに衛星写真地図からの分析を合わせて当該期の遺跡立地の地理環境について考察を進めた(次年度以降も継続する)。(3)農学班;宮崎大学実験田において、復元犂(鉄製)による耕耘実験を行った(年3回のべ14日)。実験は復元犂(毘山遺跡出土品模型)に対する耕作侵入角度、犂床の長幅差を段階的に計測を行い、これによって、牽引角度と耕作深度、および牽引力についての理想的な数値(耕作形態)を確認することができた。また、浙江省文物考古研究所の計らいにより、海塩県仙壇廟遺跡におけるプラント・オパール分析のための土壌標本資料の提供を受けた。(4)総括班;崧澤文化期の考古学文化の抽出に努め、また農耕技術の復元について伝統農具等の民具資料等にも視野を広げて調査を進めている。また、研究の円滑な進捗および成果をあげるために、浙江省文物考古研究所等の中国諸研究機関との研究打ち合わせを進めた。平成26年度は研究計画にもとづき、(1)考古班、(2)地理学班、(3)農学班、(4)総括班が各研究目標に対して相互に連携し合いながら研究を推進した。(1)考古班;崧澤文化期の遺跡踏査および試料観察を中心として典型的な物質文化の抽出を進めた。特に、長江下流域における崧澤文化および前後する考古学文化の資料観察を精力的に進めた。また、10月には浙江省文物考古研究所主催の崧澤文化研討会、および良渚博物院の崧澤文化特別展に研究代表者・分担者が参加し、研究発表および学術交流を行った。これらを通して、次年度以降の研究討論会、資料調査、集成図録の作成等を計画している。(2)地理学班;崧澤文化期の遺跡の分布について、特に浙江省内での分布特徴の検討を進めている。平成26年度において、新たに発掘調査が進められている崧澤文化期の遺跡を検討資料として合わせることができ、人文的かつ地理的な遺跡移動の過程について、より精緻な検討を進めている。(3)農学班;宮崎大学実験田において、復元犂による耕耘実験を定期的に複数回行った。平成26年度では、浙江省文物考古研究所の協力のもと、石製(フォルンフェルス・砂岩)による復元石犁を製作し、実験に供した。これにより、より崧澤文化期の石犁使用状況に近付き、実験を行うことが可能となり、牽引力測定等を行った。同時に、浙江省内の崧澤文化期遺跡でのプラントオパール資料の分析を続けている。(4)総括班;崧澤文化期の考古学資料の集成に努め、かつ崧澤文化と周辺文化圈との交流について調査を進めている。また、研究の円滑な進捗および成果をあげるために、浙江省文物考古研究所、北京大学文博院などと密に研究打ち合わせを行った。平成27年度は研究計画にもとづき、(1)考古班、(2)地理学班、(3)農学班、(4)総括班が各研究目標に対して相互に連携し合いながら研究を推進することができた。(1)考古班;崧澤文化期の遺址踏査および資料観察を中心として典型的な物質文化の抽出を進め、中国大陸(特に華南地方)における崧澤文化の広がりについて確認を進めた。そのため湖北省、湖南省、江西省を中心として資料確認、熟覧を行い、また浙江省内における新資料等の調査を行った。また浙江省文物考古研究所、蘇州市考古研究所、湖南省文物考古研究所をはじめとした現地の研究者と学術交流を深めた。(2)地理学班;崧澤

文化期の遺跡の分布、立地状況について検討が進められている。特に遺跡データの集成、分布図の作成を行っている。これらを基にGISによる分析を進め、平成28年度において、現地での地理状況の確認等を進め、前後する考古学文化との遺跡立地の相違について明らかにしたい。(3)農学班;宮崎大学実験田において復元犂による耕耘実験を定期的に行った。平成27年度では、犂床の幅、角度等を変え、数パターンによる実験を積み重ね、データを集積し、理想的かつ現実的な犂耕作の力学的モデルを構築した。これにより、平成28年度では中国において牽引実験を行い、牽引力の測定等を行う。また人力犂での犂体、牽引方法についても実験を通じて耕耘モデルの考察を進めている。同時にプラント・オパール試料のデータ集積を行い、必要に応じて平成28年度には現地における試料収集を行う。(4)総括班;崧澤文化期の考古学資料の集成に努めながら、農耕社会の実体について検討を進めている。各班の研究進捗が円滑に行われるために、各研究機関との連絡調整を進めた。平成28年度は研究集会を開催し、この研究での成果を公開し、また多方面からの指導を賜るためにも調整を進めている。(2)おおむね順調に進んでいる。今年度の研究では、中国各地の研究機関・研究者による厚い理解と協力を得て、前年度以上の深い調査研究を進めることができている。考古学班による土器、石器、玉器研究を通じた崧澤文化像がより鮮明になったことが各研究者の報告等で明らかとなっている。同様に地理学班からは前代との遺跡立地の変化について環境変動による海進海退とそれに伴う淡水化との関係等を含め考察を進めることができた。農学班においては、宮崎大学実験田での数次の実験を通じて石犂による牽引の利便性と問題点が明らかとなり、新たな疑問点、解決すべき問題等をひとつひとつ検証しながら実験を進めており、より堅実なデータ蓄積を行うことができた。中国における実験実現に向けて、技術的にも安定した実験方法を確立したといえる。これらをもとに、最終年度である平成28年度は疑問点や課題を着実に消化し、研究全体での崧澤文化の農耕社会の実態について明らかにできると認識している。そのため、研究全体としてほぼ計画通りに順調に進捗していると判断する。本研究課題である「中国新石器文化崧澤文化期における稲作農耕の実態研究」に対して、特に1)崧澤文化の起源と展開、2)復元石犂のけん引実験、3)稲作農耕の生産量、4)崧澤文化期の遺跡の地理選択および分布、5)古代西アジアの犁耕作との比較研究など幅広く、充実した研究成果を導くことができた。1)崧澤文化の起源と展開については、湖北省東部、安徽省南部の長江流域の諸新石器文化との比較研究を進め、その関連資料となる土器や石器より、稲作農耕および技術などを含めた交流が存在したことを確認できた。2)復元石犂のけん引実験においては、宮崎大学における実験を踏まえ、2016年10月に中国浙江省遂昌県の農田において、耕牛による復元石犂のけん引実験を実施した。有益な力量データを獲得したのみならず、犁先の装着方法などについて、新たな知見を得ることができた。3)稲作農耕の生産量の研究は、プラント・オパール分析により仙壇廟遺跡周辺の水田地と想定される地点の定量分析を行い、具体的な数値をもって河姆渡文化から良渚文化へと向かう中間的な位置付けにあることを確認することができた。4)崧澤文化期の遺跡の地理学的研究においては、長江デルタ地帯における海退と乾燥化による平野部の拡大とともに、崧澤文化期の遺跡分布が拡がっていったことが確認できた。
海域構造物の波浪制御効果の予測に関する研究

最近、多様な形式の消波構造物が提案されており、それらの消波効果の特徴を明らかにし、相互比較を行う必要性が高まっている。消波原理によって消波構造物を大別すると、主に波浪の位相干渉に基づくものと、大小の空隙内での乱れによるエネルギ-逸散に基づくものとの2種類となる。本研究においては、これらの2種類の消波構造物の代表として、没水平及び透過潜堤を取り上げ、本年度は平面2次元問題も含めた波の変形特性に関する理論的実験的研究を行った。没水平板については、主に浅海条件での消波特性に関する実験を行い、実構造物で必要となる透過・反射率を満たすための形状・寸法に関する検討を行った。また、没水平板における砕波以外のエネルギ-逸散機構として、平板端部に発生する渦に着目したところ、平板に沿う循環の理論値とよい相関を示すことがわかった。さらに、没水平板による波浪変形の線形および非線形モデルを作成し、それに基づく数値シミュレ-ションを行って実験結果と比較検討を加えた結果をとりまとめて、透過率を表す簡易式を提案した。また、平板に作用する波力についても線形理論に基づく検討を行った。透過潜堤に関しては、平面的波浪変形に関する実験を平面水槽において行うとともに、透水層上の非線形波動方程式を導き、これに基づく数値シミュレ-ションを行って実験結果と比較した。その結果、特に長波条件においては、数値モデルと実験結果との一致が波エネルギ-分布について良好であり、非線形モデルによって従来の線形モデルよりも高精度の予測が可能となることがわかった。最近、多用な形式の消波構造物が提案されており、それらの消波効果の特徴を明らかにし、相互比較を行う必要性が高まっている。本研究においては、これらの2種類の消波構造物の代表として、没水平板および透過潜堤を取り上げ、本年度は2次元問題について不規則波を含めた波の反射・透過特性を実験および数値計算によって明らかにした。また、これに基づいて、一般的な構造物に対して、特に不規波を対象とする波浪の透過・反射特性を把握するための実験手法と数値解析法を考察した。まず、没水平板型構造物について、構造物周辺の波浪変形解析を行うための支配方程式を理論的に考察し、実際に数値計算を行って、透過率・反射率を求めた。また、透過潜堤について、波の不規則性や砕波の影響も考慮し、空隙部分でのエネルギ-逸散機構の定式化を行った。それぞれについて、計算結果を実験結果と比較したところよい一致が得られた。
免疫学的手法によるNaチャンネルの分子およびその機能の解析

昨年度我々が達成した電気ウナギNaチャンネルの全一次構造決定をはじめとして、Naチャンネルを分子レベルで記述しようとする研究は最近大きく展開されつつあるが、新たに解決を要す問題点も浮きぼりにされてきた。例えば動物種によるチャンネルサブユニット構成の違いと機能発現との関連を探ることを目的に、本研究では(1)未だ達成されていないラット脳の本チャンネルに対するモノクローナル抗体の作成と、(2)電気ウナギチャンネル全一次構造上の特定のアミノ酸配列に対するmono-specific抗体の作成を行い、若干の性質を調べた。(1)モノクローナル抗体の作成:ラット脳から精製したNaチャンネルタンパクを抗原としてマウスに免疫し、ミエローマ細胞と常法通りに融合してハイブリドーマを得た。ELISA法でスクリーニングし、2回の限界希釈法により精製チャンネルタンパクと反応する3種のクローンを確立した。このうち最も抗体活性の高いクローン3GIを用い、その抗体の性質を調べたところ、ラット脳Naチャンネルの25OKポリペプチドと結合するが、S-S結合を還元したチャンネルとは結合しなくなることから、高次構造を認識した抗体と考えられる。またこの抗体は電気ウナギのチャンネルとは交叉反応しないことから、両者を識別する目的に役立つ。電気ウナギチャンネルのアミノ酸配列の中から、N末端部、C末端部、ゲート機構を構成すると推定される配列、特異的トキシン結合推定部位などを含む1015アミノ酸から成るペプチドを合成し、これをハプテンとしてウサギに免疫した。7種の合成ペプチドのうち、現在までに5種については抗体力価も満足すべき抗血清が得られた。これらの抗血清を用い、チャンネルトポロジーの解析等への応用が期待される。
炭素繊維の不融化・炭化反応の制御による高性能分子ふるい炭素の製造

活性炭素繊維(ACF)の製造工程の中でピッチ繊維を不溶・不融の繊維にする不融化工程は最も時間がかかり、価格を押し上げる原因となっている。また充填密度が0.1cc/gと非常に低いために充填密度を上げる方法の開発が望まれている。そこで本研究では、従来の空気酸化法を使用しない新しい不融化法とACFの充填密度を向上させる方法の開発を目的とした。1.硝酸酸化法による新規不融化法の開発原料としては石油系の等方性ピッチ繊維(繊維径15μm、軟化点260°C)を用いた。6N HNO3水溶液中25°Cで処理したピッチ繊維を窒素気流中10°C/minで900°Cまで昇温して炭化した繊維を電子顕微鏡で観察したところ、繊維が溶融・融着している様子はなかった。このことから硝酸による液相酸化法によって不融化が達成できることが明らかになった。2.ACF/フェノール樹脂コンポジットによる高密度活性炭素繊維の製造95°Cのオイルバス中でフェノール、ホルムアルデヒド、アンモニア水と混合し、フェノール樹脂の合成を行い、1時間後に活性炭素繊維を加えた(ACF/フェノール=0.4)。得られた樹脂を粉砕、分級(粒子径1mm)し、窒素気流中流動層を用いて900°Cまで昇温し、炭化した。このようにして得られたコンポジットは強度、密度ともに非常に高いものであった。また、iso-C4H10の吸着を行ったところ、フェノール樹脂のみの炭化物では全く吸着したかったが、コンポジットには吸着した。これはコンポジット内でACFの細孔はフェノール樹脂によって閉塞されておらず、ACFの細孔構造が反映されていることを意味する。これは、フェノール樹脂合成時初期にフェノールが重合して分子量が大きくなり、ACFの細孔に進入することができなくなったためと考えられた。このようにフェノール樹脂の合成時にACFを加えることで、ACFの細孔構造を生かしながら高密度化することに成功した。
非感染性に惹起されるインプラント周囲骨吸収病態の分子生物学的探索

インプラント補綴は有効な補綴歯科治療の一つであるが,荷重後のインプラント周囲骨吸収が臨床的問題となっている.インプラント周囲骨吸収には,細菌感染であるインプラント周囲炎だけでなく,Occlusal Overloadingといった非感染性骨吸収の存在も報告されている.しかし,それらの病態は解明されていない.そのためには,分子生物学的機構を探索できる動物実験モデルの作製が不可欠である.本研究の目的は,非感染性インプラント周囲骨吸収の動物実験モデルを確立し,その分子生物学的機構を探索することである.まず細菌感染に対する感受性の低いインプラント表面性状を同定した.平滑面(機械研磨面)とミクロ粗面(酸処理面),ナノ粗面(アルカリエッチング表面)のチタンディスク上でStapylococcus aureus 209P株およびStaphylococcus sanguis ATCC 10556株をBrain heartinfusion培養液中で2時間培養した結果,ミクロ粗面では陥凹部に固着するように多数の細菌付着を確認した.一方,平滑面上およびナノ表面上では,表面上に少数のコロニーが点在しているだけであるという重要な知見を得た.次に過荷重、特に圧縮力がインプラント周囲組織に加わった際に、骨細胞に酸化ストレスが加わり、アポトーシスが誘導されることに注目し、抗酸化物質の応用が骨組織の治癒に有効であるかどうかを検証した.その結果,抗酸化物質を作用させた間葉系幹細胞では酸化ストレス誘導性アポトーシスに対する抵抗性が向上すること,抗酸化能を向上させた間葉系幹細胞を骨欠損に局所移植すると急性炎症期の酸化ストレス誘導性アポトーシスが抑制され,骨再生が著しく促進することが示された.本研究成果は生体材料科学の国際誌に掲載された(Watanabe J, et al. Biomaterials, 2018).インプラント補綴は必要不可欠な欠損補綴治療の一つであるが,荷重後のインプラント周囲骨吸収が臨床的問題となっている.インプラント周囲骨吸収には,細菌感染であるインプラント周囲炎だけでなく, Occlusal Overloadingといった非感染性骨吸収の存在も報告されている.しかし,それらの病態は解明されていない.本研究の目的は,非感染性インプラント周囲骨吸収の動物実験モデルとインプラント埋入試料を用いた分子生物学的分析を可能とする組織切片作製法を確立し,非感染性インプラント周囲骨吸収の分子生物学的機構を探索することである.研究初年度である本年度は使用するインプラントの表面性状が細菌付着性に与える影響を培養試験で検証した。平滑面(機械研磨面)、ミクロ粗面(酸処理面)および細菌よりも細かい凹凸部を持つ実験的ナノ粗面のチタンディスク上でStapylococcus aureus 209P株をBrain heartinfusion培養液中で2時間培養したところ,実験的ナノ粗面上の付着細菌数は平滑面およびミクロ粗面上よりも少なく,それら値の30%以下であった。また、24時間培養し5分間振とう後の残存細菌数を評価したところ、ミクロ粗面は平滑面の約2倍であったが、実験的ナノ粗面は平滑面と同程度であった。振とう後の表面を走査型電子顕微鏡で観察すると,ミクロ粗面上では凹部に細菌が適合するように固着し凝集塊を形成していた。一方、実験的ナノ粗面上では、平滑面と同じように、表面上に少数のコロニーが点在しているだけであった。Staphylococcus sanguis ATCC 10556株培養でも類似した結果が得られた。さらに、ラット口腔内に埋入するチタンミニインプラントの形状を決定し、その埋入術式の確立と骨結合の成立を確認した。また、各種表面処理が応用可能であることを確認した。インプラント表面性状は骨結合を促進させるとともに細菌感染の感受性に影響を与えるため、本年度行ったインプラント材料の細菌付着性の検証はインプラント周囲組織の非感染性骨吸収を研究する上で重要である。本年度の結果から、骨結合能は低いが細菌感染しにくい平滑面、骨結合能は高いが細菌感染しやすいミクロ面および骨結合能は高くかつ細菌感染しにくいナノ粗面Aの三種類のインプラント材料を判別し、本研究に使用できるようになった。そのため、次年度以降に、骨結合の質と細菌付着性を考慮した非感染性インプラント周囲骨吸収研究モデルの構築が期待できる。インプラント補綴は必要不可欠な欠損補綴治療の一つであるが,荷重後のインプラント周囲骨吸収が臨床的問題となっている.インプラント周囲骨吸収には,細菌感染であるインプラント周囲炎だけでなく,Occlusal Overloadingといった非感染性骨吸収の存在も報告されている.しかし,それらの病態は解明されていない.本研究の目的は,非感染性インプラント周囲骨吸収の動物実験モデルとインプラント埋入試料を用いた分子生物学的分析を可能とする組織切片作製法を確立し,非感染性インプラント周囲骨吸収の分子生物学的機構を探索することである.本年度はチタンインプラントをラット上顎骨第一大臼歯相当部の顎堤に埋入し、骨結合の成立を確認した後に、非感染性インプラント周囲骨吸収モデルの成立を試みた.しかし、過荷重によるインプラント脱落が相次ぎ、非感染性インプラント周囲骨吸収モデルが成立しなかった。そのため代替案として、細胞培養実験を計画した。