hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
尿毒症性脳障害における酸化ストレスの関与とエリスロポエチンの脳保護に関する研究

近年、慢性腎不全(CRF)患者の高次脳機能障害に対する遺伝子組換えヒトエリスロポエチン(rHuEPO)の脳保護作用が報告されている。その機序については、貧血改善による間接作用に加え、エリスロポエチン(EPO)の直接的脳保護作用が指摘されているが、詳細な検討は行われておらず未だ不明である。最近、CRFラットの脳における酸化ストレス障害の増加が報告された。一方、高次脳機能の基礎過程であるシナプス可塑性の維持における一酸化窒素(NO)の重要性が注目されている。今回、CRFの脳における酸化ストレス障害とEPOの脳保護作用の機序解明を目的として以下の実験を行った。【方法】6週齢の雄性ラットを偽手術群、5/6腎摘群(Nx群)、5/6腎摘にrHuEPOを投与した群(Nx+EPO群)に割付し、8週後の脳における酸化ストレス障害をアクロレイン(過酸化脂質のマーカー)と8オキソグアニン(酸化DNA損傷のマーカー)、NOの関与を神経性NO合成酵素(nNOS)について免疫組織染色法を用いて検討した。酸化ストレスの発生機序については、NADPHoxidase(NOX)の関与を細胞質因子p67^<phox>について免疫組織染色法、Western blot法を用いて検討した。【結果】Nx群では、脳海馬において、アクロレインおよび8オキソグアニンの蓄積、p67^<phox>の発現亢進、nNOSの発現低下、細胞膜分画中のp67^<phox>蛋白の増加(NOXの活性化)が認められたが、偽手術群、Nx+EPO群では認められなかった。【考察・結論】CRFでみられる脳機能障害は、脳海馬の神経細胞においてNOXを介した酸化ストレス障害およびnNOSの発現低下に関連して起こる。EPOはNOX抑制による抗酸化作用に加え、nNOS発現低下を抑制することにより脳保護作用を発揮すると考えられる。【背景・目的】遺伝子組換えヒトエリスロポエチン(rHuEPO)は,虚血性脳障害において脳保護作用を発揮する.慢性腎不全患者の高次脳機能障害における有効性も報告されているが,その機序は不明である.われわれはこれまでの研究で,脳海馬の神経細胞においてNADPHオキシダーゼ(NOX)を介した酸化ストレス障害が尿毒症性脳障害に関与し,rHuEPOはNOX抑制による抗酸化作用を介して脳保護に作用することを明らかにした。一方最近,虚血性脳障害において神経細胞脱落後に増加したアストロサイト(アストロサイトーシス)が,エリスロポエチン(EPO)産生を介して脳保護に働いている可能性が示唆されている.今回,尿毒症性脳障害におけるアストロサイトの役割に着目し,以下の実験を行った.【方法】5/6腎摘ラット(Nx群)と偽手術ラット(Sham群)を作製し,8週後に摘出した脳におけるアストロサイトーシスについて,グリア線維性酸性タンパク質(GEAP:活性化アストロサイトのマーカー)の免疫組織化学染色法で検討した.次に,神経細胞とアストロサイトの共培養実験を行い,尿毒症物質p-cresolによる神経細胞死に及ぼすアストロサイトの役割について検討した.【結果】Nx群では脳海馬の神経細胞においてGEAP染色性の亢進が認められたが,Sham群では認められなかった.P-
原発性胆汁性肝硬変の進展における胸腺細胞分化異常の役割

原発性胆汁性肝硬変は中年女性に好発する慢性肝疾患であり、高頻度に抗ミトコンドリア抗体をはじめとする自己抗体が検出されることから、発症には女性ホルモンの分泌低下を背景とする自己免疫機序の関与が想定されている。他方、エストロゲン欠損マウスでは、CD4+CD8+CD25+胸腺細胞の段階におけるTcRβhigh胸腺細胞への分化阻害が生じていることを我々は明らかにしてきた。そこで、我々はTCRβhigh胸腺細胞にB細胞の増殖を抑制する機能があることに着目し、TcRβhigh胸腺細胞の減少がB細胞の増殖抑制作用の減弱を介して自己免疫現象の持続に寄与している可能性を考えた。平成17年度には、内因性エストロゲン欠損マウスの脾臓および骨髄を調べ、予想通りB細胞の増殖が抗原非特異的に過度に生じていることが明らかになった。さらに、外因性エストロゲンの投与によりこれらの異常が抗原非特異的に軽減されることも確認した。そこで、平成18年度は、このモデルマウスにallogeneic mouseの脾細胞を移入して原発性胆汁性肝硬変モデルマウスを作成し、胆管病変および単核細胞浸潤の程度を検討したところ、健常マウスにallogeneic mouseの脾細胞を移入した場合に比して、エストロゲン欠損状態ではその程度が高度化すること、並びに外因性エストロゲン投与により病態が改善することをinvivOにおいて明らかにできた。この成績は、原発性胆汁性肝硬変で胆管病変の進行が一部症例で中年以降加速される原因の1つとして、閉経後の血中のエストロゲン濃度が極めて低値になることを考慮する必要のあることを示している。1)モデル動物の脾臓における病態解析:原発性胆汁性肝硬変は中年女性に好発する慢性肝疾患であり、高頻度に抗ミトコンドリア抗体をはじめとする自己抗体が検出されることから、発症には女性ホルモンの分泌低下を背景とする自己免疫機序の関与が想定されている。我々は、内因性エストロゲン欠損マウスの脾臓および骨髄ではB細胞の増殖が過度に生じていることを明らかにし、このモデル動物ではエストロゲン合成酵素であるアロマターゼはknockoutされているが、エストロゲンレセプターは正常に機能していることから、外因性エストロゲンに反応してこれらの異常が軽減することを明らかにした。2)モデル動物の胸腺における病態解析:このモデル動物の胸腺では、CD3^+TCR β^<high>胸腺細胞が激減している一方、CD4^+CD8^+CD25^+胸腺細胞はCD4^-CD8^-CD25^+胸腺細胞に匹敵する数だけ存在している。今回の検討の結果、TCR β^<high>胸腺細胞への分化が抑制されているのは、CD4^+CD8^+CD25^+胸腺細胞の分化過程に生じた異常であることが明らかになった。また、エストロゲンの欠乏によりCD4^-CD8^-胸腺細胞の細胞回転が亢進していることも明らかとなった。エストロゲンの投与によりこれらの変化には改善が得られることから、母胎のエストロゲンにより胎児は正常に発生過程を終了した後、出生に伴う血中エストロゲン濃度が激減(測定限界下にまで激減)することにより、二次性にもたらされる病態であることが明確となった。他方、エストロゲン欠損マウスでは、CD4+CD8+CD25+胸腺細胞の段階におけるTCRβhigh胸腺細胞への分化阻害が生じていることを我々は明らかにしてきた。

そこで、我々はTCRβhigh胸腺細胞にB細胞の増殖を抑制する機能があることに着目し、TCRβhigh胸腺細胞の減少がB細胞の増殖抑制作用の減弱を介して自己免疫現象の持続に寄与している可能性を考えた。平成17年度には、内因性エストロゲン欠損マウスの脾臓および骨髄を調べ、予想通りB細胞の増殖が抗原非特異的に過度に生じていることが明らかになった。さらに、外因性エストロゲンの投与によりこれらの異常が抗原非特異的に軽減されることも確認した。そこで、平成18年度は、このモデルマウスにallogeneic mouseの脾細胞を移入して原発性胆汁性肝硬変モデルマウスを作成し、胆管病変および単核細胞浸潤の程度を検討したところ、健常マウスにa1logeneic mouseの脾細胞を移入した場合に比して、エストロゲン欠損状態ではその程度が高度化すること、並びに外因性エストロゲン投与により病態が改善することをin vivoにおいて明らかにできた。この成績は、原発性胆汁性肝硬変で胆管病変の進行が一部症例で中年以降加速される原因の1つとして、閉経後の血中のエストロゲン濃度が極めて低値になることを考慮する必要のあることを示している。
メソクリスタル構造からのナノ空間の創出とそのホスト機能のデザイン

ナノ空間創出を目的とした高分子・CaCO_3系メソクリスタルの合成条件の確立とその構造解析バイオミネラルに類似したナノ結晶が特定の秩序を持って配列したCaCO_3ナノ構造体を、カルボキシ基、フェニルスルポ基を持つ種々の酸性高分子との協奏的な結晶成長によって合成し、その結晶形、ナノ構造、マクロ形態との関係を調査した。これにより、結晶問のナノ空間創出に適した高分子と成長手法の選択を可能とし、高い比表面積とメソ細孔をもつホスト材料として、ポリアクリル酸(PSS)/カルサイト複合体、ポリスチレンスルホン酸(PSS)/バテライト複合体、スチレンスルホン酸マレイン酸コポリマー(PSS-MA)/カルサイト複合体(=メソクリスタル)を見出した。これらのメソクリスタルには、親水性、疎水性のいずれの色素も導入可能で、酸性高分子からなるナノ空間は両親媒的なホスト機能をもつことがわかった。PSSによるナノ空間は酸性環境であり、ベンゼン環に対する親和性が高く、蛍光色素の発光効率の向上やフォトクロミック色素の異性化反応に適していると考えられる。意義と重要性これまでの高分子材料や有機無機ハイブリッド材料の多くは、メソ領域(10-100nm)での構造を持たない。本研究では、ナノクリスタルにおける高分子相に着目し、新規ホスト材料としてのメソコンポジットを提案する。メソコンポジットでは、すべての高分子鎖が表面に存在しており、スムーズに種々の色素などの有機分子の導入が可能で、柔軟に分子を取り囲むため、蛍光やフォトクロミックなどの機能発現に優れている。今後は、生物における色素分子の安定的な取り込みを参考に、機能分子の安定性向上による新機能発現や、薬剤導入とその徐放機能の活用によるドラッグデリバリーなどへの展開に期待が持てる。メソクリスタルとは有機高分子に覆われたナノ結晶の階層的集積体である。本研究では、このナノ結晶間に創出される微小空間への機能性有機色素分子の導入を試み、導入が可能なゲスト分子の特性とゲスト分子の環境を調査することで、メソクリスタルのホスト材料としての可能性を検討した。メソクリスタル構造として、炭酸カルシウムナノ結晶集積体である卵殻(鶏卵)、炭酸カルシウム・ポリアクリル酸複合体、硫酸カリウム・ポリアクリル酸複合体、フタル酸水素カリウム・ポリアクリル酸複合体を用い、これらのナノ結晶間隙へさまざまな色素分子を導入した。その結果、メソクリスタル構造には、親水性、疎水性にかかわらず多様な色素分子の導入が可能であることが明らかとなった。また、それぞれの分子の吸光・蛍光スペクトルなどの光学特性から、親水性分子は親水性環境に、疎水性分子は疎水性環境に存在することが確認され、ナノ結晶間隙の空間は両親媒的な性質をもつホストであることが示された。さらに、クマリンやアゾベンゼンなどの光応答性を示す有機分子を用いてナノ空間の特性を評価した結果、いずれの構造においても光二量化や光異性化といった分子の構造変化が許容され、その変化速度は、ナノ結晶とそれを覆う有機高分子の種類に依存することがわかった。したがって、メソクリスタルはさまざまな機能性分子を取り込む構造をもち、そのナノ空間の特性は結晶と高分子の組み合わせによって制御可能な新規なホスト材料として期待される。
細胞侵入性細菌毒素による歯周病態モデルの構築と歯周病予防法への応用

歯周病原性細菌Actinobacillus actinomycetemcomitans(A.a菌)は、免疫担当細胞や上皮細胞に感染して、各種毒素によりアポトーシスを誘導することが知られている。本研究では、A.a菌が産生する細胞膨化致死毒素(Cytolethal Distending Toxin ; CDT)に注目し、CDTが細胞障害を誘導するために必要と考えられる細胞への結合・内在化に関する機序について、細胞分子生物学手法を用いて解析した。CDTは、CdtA、CdtB、CdtCの3つのサブユニットから構成され、活性サブユニットであるCdtBが宿主細胞の核内へ移行し、染色体を傷害することで細胞分裂周期をG2期で停止させた後アポトーシスを誘導する。各サブユニットのリコンビナントタンパクを精製・蛍光標識して蛍光顕微鏡で観察したところ、CdtBが細胞膜を移行するためには他のサブユニットが必要であり、CdtBの内在化はBrefeldin Aにより細胞内輸送を停止させると阻害されたが、CDT各サブユニットの細胞膜上への結合は阻害されないことが観察された。また、CdtAとCdtCは細胞内膜を移行しなかった。CDTの細胞膜レセプターを検索するため、薄層クロマトグラフィーを用いてCDT各サブユニットと結合する糖脂質を検索したところ、CdtAはGM1、GM2、GM3、Gb4と、CdtBはGM1、GM2、Gb3、Gb4と、CdtCはGM1、GM2とにそれぞれ結合した。続いて各ガングリオシドを組み込んだリポソームを作成し、CDTと吸着実験したところ、GM3は濃度依存的にCDTの細胞障害を阻害した。GM3と結合するサブユニットはCdtAのみであったことから、CDTのレセプターとしてGM3が関与していることが示唆された。Cytolethal Distending Toxin(CDT)は歯周病原性細菌であるActinobacillus actinomycetemcomitansからクローニングされ、進行性の歯周炎との関連が指摘されている。CDTはCdtA、CdtB、CdtCの三つのサブユニットからなるが、活性サブユニットであるCdtBがどのように細胞内に取り込まれるか明らかでない。そこで本研究ではCDTの宿主細胞への結合様式を検討した。CdtAとCdtCで前処理した細胞は、CdtB単独で作用させてもCDTと同様にG_2/Mアレストを起こした。また、蛍光ラベルしたCDTを用いた実験では、各サブユニット単独では結合できず、細胞への結合にはCdtAとCdtCが同時に存在することが必要である事がわかった。続いて、CDTのレセプターを検索するため、次の実験を行った。グリコシルセラミド合成阻害剤で処理したU937細胞はCDTの毒性に対して抵抗性を示した。また、スフィンゴ脂質生合成欠損株LY-B細胞でも同様に抵抗性を示したことからCDTの作用には細胞の糖脂質が重要であることが示された。さらに、薄層クロマトグラフィー免疫染色法を用いて評価したところ、それぞれのサブユニットはGM1、GM2、GM3、Gb3、Gb4と反応した。また、各種糖脂質を組み込んだリポソームにCDTを吸着させた後、遠心して得た上清を細胞に作用させるとGM3を組み込んだリポソームは量依存的にCDTの毒性を低下させた。以上の結果より、CDTが毒性を発揮するためには全てのサブユニットが必要であることが示された。さらにCdtAとCdtCは共存下で宿主細胞へ結合し、両者がCdtBに先行して細胞に作用する必要があることが明らかとなった。また、GM3がCDTのレセプターとして働いている可能性が示唆された。
遺伝子導入骨髄幹細胞移植を用いた新たな炎症性腸疾患治療法開発の基礎検討

骨髄由来多能性幹細胞が大腸筋線維芽細胞に分化することを証明するために、まず、マウスの骨髄移植の実験系を立ち上げた。Male C57B1/6マウスの大腿骨より骨髄細胞を得、これを放射線全身照射したFemaleマウスに尾静脈より移植した。移植する骨髄は、CD34陽性細胞をFACSにてcell sorterにて濃縮したうえで移植した。骨髄の定着は、脾臓実質および骨髄細胞の軟寒天植立養系におけるコロニー形成能と末梢血中の白血球の上昇で確認した。このマウス移植系において、骨髄が定着したと確認できた後、経時的にマウスを屠殺して組織学的検討を加える。この系での骨髄細胞由来の筋線維芽細胞の証明は性染色体のY染色体をin situ hybridization法にて検索した。さらに、筋線維芽細胞マーカーとしてα-smooth muscle actin(αSMA)を免疫染色してY染色体との2重染色にて判定した。さらに、GFP(緑色蛍光蛋白)トランスジェニックマウスの骨髄細胞を移植して、腸管組織におけるαSMA陽性細胞を同定することにより、骨髄細胞由来筋線維芽細胞の定着が同定できるものと考えられる。これまでの結果を論文にまとめ投稿中である。遺伝子導入骨髄幹細胞を移植して腸の慢性炎症の制御を試みる今回の研究の基礎検討として、本年度は、マウスの系におけるrecipient組織内のdonor由来の細胞をdetectする方法の確立にあたった。雌のBalb/cマウスに放射線照射後、雄由来の骨髄細胞を移植し、腸管におけるその動態を解析した。方法は、in situ hybridization法を用いて、組織内のY染色体をdetectする方法を検討した。その結果、腸管局所において、上皮細胞直下に存在するα平滑筋アクチン陽性の筋線維芽細胞にY染色体をdetectできた。さらに、DSS腸炎の回復期に非常に多くのdonor由来細胞の増加を確認できた。Donor由来細胞のdetect法を確立できたことにより、遺伝子導入した骨髄細胞のマウス腸炎モデルにおける解析の基礎が確立できた。来年度は、さらに、効率的な遺伝子導入法の確立などに専念する予定である。腸管粘膜の再生において重要な役割を果たしている間質系細胞の一つ筋線維芽細胞に着目し、骨髄幹細胞由来の腸管筋線維芽細胞の存在を証明することを目指した。動物モデル骨髄移植の系を用いて、骨髄幹細胞に粘膜再生誘導因子遺伝子を導入し腸管局所における粘膜再生機転での骨髄幹細胞の役割を明らかにすることを試みた。骨髄由来多能性幹細胞が大腸筋線維芽細胞に分化することを証明するために、まず、マウスの骨髄移植の実験系を立ち上げる。骨髄の定着は、脾臓実質および骨髄細胞の軟寒天培養系におけるコロニー形成能と末梢血中の白血球の上昇で確認した。このマウス移植系において、骨髄が定着したと確認できた後、経時的にマウスを屠殺して組織学的検討を加えた。この系での骨髄細胞由来の筋線維芽細胞の証明は性染色体のY染色体をin situ hybridization法にて検索する。さらに、筋線維芽細胞マーカーとしてα-smooth muscle actin (αSMA)を免疫染色してY染色体との2重染色にて判定する。骨髄由来多能性幹細胞が大腸筋線維芽細胞に分化することを証明するために,まず,マウスの骨髄移植の実験系を立ち上げた。Male C57B1/6マウスの大腿骨より骨髄細胞を得,これを放射線全身照射したFemaleマウスに尾静脈より移植する。移植した骨髄は,CD34陽性細胞をFACSにてcell sorterにて濃縮したうえで移植した。骨髄の定着は、脾臓実質および骨髄細胞の軟寒天培養系にお融るコロニー形成能と末梢血中の白血球の上昇で確認した。

このマウス移植系において,骨髄が定着したと確認できた後,経時的にマウスを屠殺して組織学的検討を加えた。この系での骨髄細胞由来の筋線維芽細胞の証明は性染色体のY染色体をin situ hybridization法にて検索する。さらに,筋線維芽細胞マーカーとしてα-smooth muscle actin(αSMA)を免疫染色してY染色体との2重染色にて判定した。今回の検討では、移植骨髄の腸管への定着は上皮下の間質細胞に認められた。しかし,上皮細胞への分化は認められず,骨髄細胞の組織再生への貢献度についてさらなる解析が必要である。
古代アンデス社会におけるヒトの移動と文化変容の関係の解明

本研究ではプレインカからインカ帝国成立期の人骨試料を用いて、集団の系統関係の解明と古代社会の多元的な復元を試みた。その結果、アンデス南海岸地域では、紀元前には北部海岸地域と遺伝的に似ているが、時代とともに山岳地域からの集団の移入を受け,インカ時代には集団の置換が起こったことが判明した。一方北海岸においては人口規模の違いから、集団の遺伝的組成に変化はなく、文化変容が遺伝的な変化を伴わないものであることが判明した。これらの結果は古代アンデスにおける文化変容を解釈する際に新たな重要な情報を付け加えることになった。(目的):アンデスの古代社会には様々な文化が興隆したが、これまで文化の変容とヒト集団の変化について、考古学と人類学の知見を統合して解析した研究はない。なぜならこれまでの人類学研究で主流だった形態学的な解析では、よほど大規模な集団の交替がない限り、限定された地域でのヒトの移動を考察することはできず、文化の変容の問題については、考古学的な知見のみから考察するしか方法がなかったためである。しかし、現在では古人骨試料のDNA分析が可能になったことで、血縁を単位とした系統の追跡も可能となっている。本研究ではプレインカからインカ帝国形成期の人骨試料の形態学的な研究とDNA分析、安定同位体による食性分析などを同一試料に対して行うことによって、DNA研究からの集団の系統関係の解明と、形態学的研究お食性分析による古代社会の復元を目指す。更にこれに考古学的な研究から得られた知見を統合することによって、古代アンデスに成立した様々な文化とそれを担ったヒト集団の関係について考察することを目的とする。(内容):今回のプロジェクトでは以下の4つのテーマを設定する。(1)北海岸のモチェ文化とそれに続くシカン文化を担った集団の関係(2)南海岸のチリバヤ文化とインカの関係(3)クスコ周辺のインカ集団の出自(4)パチャカマク遺跡出土ミイラの系統の研究。本研究ではプレインカからインカ帝国形成期の人骨試料の形態学的な研究とDNA分析を同一試料に対して行うことによって、DNA研究からの集団の系統関係の解明と、形態学的研究による古代社会の復元を目指す。本年度は3回の現地調査を行った。研究の進行状況は以下の通りである。(1)すでに収集済みの南海岸の遺跡から出土した人骨の分析を行い、紀元前からインカ時代までの南海岸地域における集団の変遷について、予備的な結論を得た。更に詳細に分析するために12月に現地調査を実施し、新たなサンプルの採取を行った。(2)インカが首都をおいたクスコ周辺には、マチュピチュを始めとする様々な遺跡が点在する。これらの遺跡とクスコとの関係と、インカ帝国そのものの成立を人類学的に考察する目的で、9月にクスコ文化庁が所蔵するサクサイワマン遺跡およびワタ遺跡から出土した人骨の調査を行った。サンプルについてはペルー政府の正式な輸出許可を得て年度末に日本へ輸送した。現在分析中である。(3)北海岸のモチェ文化とガイナッソ文化を担った集団の関係と、モチェとそれに続くシカン文化への移行に伴う集団の変化を解明する目的でのサンプリングを行った。具体的には20067年度に発掘されたトルヒーヨの月の神殿のサンプルの採取を行った(12月)ほか、すでに日本への輸出を完了している2006年度に行われたシカンのロロ神殿西側の発掘によって得られた人骨について、DNA分析を中心とした解析を進めている。(4)すでにサンプリングを終了しているリマ周辺の宗教センターパチャカマク遺跡から出土したミイラの系統解析を進めている。昨年実施したペルー南部チリバヤ地域での集団の遺伝的な特徴が時代と共に変化していくことを古代DNA分析の手法を用いて明らかにした。これによってペルー南部海岸地域での集団の時代変化の実態が明らかとなった。昨年クスコで収集した人骨のDNA分析や年代測定、食性の分析を進めた。その結果、クスコ周辺にあるワタ遺跡の形成期の人骨群は、インカ期の人々と遺伝的な特徴が異なっていることが明らかとなった。また食性分析の結果も彼らがトウモロコシには頼らない、独特な食生活をしていたことが明らかとなった。また、2007年12月にトルヒーヨの月の神殿遺跡で採取したモチェ時代のサンプルのDNA分析を行った。2008年12月には、海外調査を実施し、ペルー北海岸のロロ神殿遺跡から出土したシカン中期の人骨のサンプルを採取した。DNA分析を行って、これまでに収集したデータと合わせて発表の予定である。

すでにサンプルを採取していたリマ近郊の大規模な神殿遺跡であるパチャカマックから出土した人骨および植物繊維に対してC14法による年代測定を行い、数十体の人体が埋葬されているこの遺跡の形成機序について考察を進めた。また同時に食性分析を行って、海岸地域に立地した遺跡であるにも拘わらず、ここに埋葬された人々がそれほど海産物に頼らない生活をしていたことを明らかにした。2009年3月には、クスコと北海岸でのサンプリング調査を行った。クスコでは、2006値に項に発掘されたマチュピチュ遺跡周辺の遺跡から出土した人骨のDNA分析と食性分析用のサンプルを合計で200点程度集めることができた。来年度以降、このサンプルを分析してインカの集団の特性について明らかにする予定である。このように、本年はこれまで収集したサンプルの分析を進めると共に、更に時間的・空間的に分析対象の幅を広げてサンプリングを行い、アンデス地域の集団の生物学的な特徴について統一的に理解する準備を整えた。本年度は2回の調査旅行を実施した。1回目は平成21年9月に実施し、ペルー・クスコ文化庁での発掘人骨の調査とマチュピチュ遺跡周辺の遺跡調査(サラ・プンク遺跡)を実施した。クスコ文化庁では、収集されたインカ時代の人骨の形態学的な研究と、DNA分析を行うためのサンプル約100体分(サラ・プンク遺跡、カナマルカ遺跡、パタリャクタ遺跡出土人骨)を採取した。これらのサンプルは現在クスコ文化庁に輸出申請を行っている。2回目の調査は21年12月に実施した。クスコ文化庁での調査を行った後、インカの創世伝説の地とされているアルティプラノ地域(チチカカ湖周辺)の調査をペルーのセントロマルキ研究所との共同研究という形で実施した。プーノ市にある国立高地大学に所蔵されているインカ時代の遺跡(チカワチ遺跡)から出土した人骨の形態学的な調査とDNA分析のためのサンプル(20体分)を採取した。この2回の調査によって高地集団とクスコ周辺のインカとの遺伝的な関係を知るために必要なサンプルを採取することが出来たので、今後、ペルーでの輸出許可が出次第、DNAと安定同位体の分析に取りかかる予定である。成果の発表としては、21年4月に開催されたアメリカ考古学会で、北海岸の紀元前後から現代までの集団の遺伝的な変遷についてミトコンドリアDNA分析の結果を発表した。また国立科学博物館で開催された「シカン展」でもその成果を発表している。シカンに関しては、現在ペルー国会出版局から英文とスペイン語で書かれた論文集の出版が決まっており、22年度中には出版される予定である。計画の最終年度である本年は4回の現地調査を行った。2010年6月にはチャチャポヤス地方レイメバンバのミイラ博物館を訪問し、先インカ時代からインカ期にかけてのミイラサンプルを調査し、DNAと食性分析用のサンプル約50点を採取した。9月には北海岸のシカン博物館、トゥンバ・レアル博物館とブリューニング博物館およびChotuna Huaca Norte, Chornancap Norte遺跡を訪問し、ユタ・バレー大学のバーゲン・クラウス博士と共同でサンプルの採取と人骨の形態学的な調査を行った。これらのサンプルは現在ペルー文化省に輸出許可を申請している。
空中食物資源の分布とその利用の解明：「空のニッチ」を把握する

1.空中餌資源を把握するための飛翔性昆虫採集ユニットを作成し、ドローンに搭載して採集を行った。ドローンの飛行は安定しており、比較的高速(ca. 40km/h)で行えたが、捕集できた昆虫類は少なかった。空中餌資源の分布や量がかなり疎であることが理由なのか、捕集システムに大きな問題があるのか検討を重ねる必要が残った。2.ハリオアマツバメのGPS遠隔追跡を順調に実施し、データを蓄積した。巣からの採食トリップの空間スケールや高頻度利用域の解析を進めた。個体によっては時折、数10km以上の遠方まで直線的に移動していることも明らかになった。利用環境は農耕地(牧草地、耕作地)と林縁・防風林を含む森林だけでなく、都市部の緑地帯や公園にもおよび、都市部についてもかなりの利用が認められた。3.給餌に持ち帰った餌生物サンプルを蓄積し、空中でどのような餌生物を捕獲しているのかについての解明を進めた。多様な餌を利用していることがわかったが、ケアリ類やクロスズメバチがよく利用されていた。空中での個体数が多い、集中的に分布しているなどの理由が考えられた。どのようにして、そのような集中的に餌生物が発生しているところを発見するかについて、今後、実験アプローチを取り入れて調査を進めることになった。4,巣箱の設置を継続し、2年にわたって高い利用率での繁殖誘致に成功した。本種の人工的繁殖場所の提供および生態研究のための環境整備について順調に進捗した。本種は繁殖場所となる大径木の現象に伴い個体数を減らしている。そのような種の保全に役立つ知見を提供することができる見通しが立った。5.野外調査地で気象調査ドローンを飛ばし、空中の精度高い気象データを計測した。6.上記の2, 3, 4についての現時点での成果をとりまとめ、日本鳥学会2019年度大会で発表した。1.巣箱による繁殖誘致が順調に進み、研究に必要なサンプルが安定的に得られる環境を整えた。本種は本来、大径木の高い樹洞に営巣するため、捕獲が不可能である場合も多く、そもそも巣を発見することが困難である。巣箱による繁殖誘致の確立が本研究プロジェクトに果たす役割は大きい。また個体数を減らしている本種の保全への貢献も大きく期待される。この成果は学会発表しており、現在論文を執筆中である。2. GPS遠隔追跡は順調にデータを蓄積しており、利用空間スケールや地上環境との関係などで理解が進んだ。数十キロ離れた場所に一直線に採食に向かうなど特異な行動の発見にも繋がり、そのような行動が実現する情報獲得のメカニズムを解明するための実験研究を開始することにつながった(予備実験完了済)。現時点までの追跡研究結果は学会発表済である。3.ヒナに持ち帰った餌を把握することで、繁殖期の餌生物に関する理解が深まった。ケアリやクロスズメバチなど、空中での個体数が多いとともに集中分布すると考えられる種を好んで利用していることが明らかになった。次年度は狭い範囲に発生するこれらの餌生物をどのように発見しているのかを明らかにするという次のステップに進む。4.ドローンにより餌生物を採集するための方法論の確立は継続的な課題でありさらなる技術開発と野外実験を継続する。1.巣箱の架設を継続し、研究に必要な繁殖個体を確保するとともに、繁殖スケジュールや繁殖成績などを記録し、既存の自然繁殖と比較、巣箱営巣のパフォーマンス(Pros and Cons)を把握し、この繁殖誘致手法を確立する。2. GPS追跡を継続し、繁殖期(育雛期)の三次元空間利用様式を正確に把握する。3.空中での餌資源分布をどのように知っているのかを明らかにするための野外実験を実施する(実験内容に関してユニークなアイデアであるためここで詳細は説明しない)。4.ヒナに持ち帰った餌生物をさらに集め、利用餌生物に関するデータを蓄積する。5.空中餌資源分布を把握するためのドローンシステムの開発を進める。6. 1-5に関する成果を学会で発表し、論文を執筆する。本研究では空域を専門的に利用する鳥種であるハリオアマツバメを対象に、空中に存在する資源の分布とその特徴を定量的に測定すること、空中資源をハリオアマツバメがどのように利用しているかを明らかにすることを主要な目的としている。調査にあたってはサンプル個体を確保するために、巣箱を架設して本種の繁殖を誘引するという、本種を対象とした新しい試みも実施する。(1) 2017年度に10個の大型巣箱を調査地に架設した結果、高い利用率でハリオアマツバメが営巣した。巣箱の形状や具体的な利用率、繁殖成績等は今後学会発表、論文発表等にて公表を予定している。(2)局所気象測定ドローンを調査地で試験運転し、高度500mまでの風況の鉛直プロファイルを計測した。その結果必ずしも高度変化に従った一定の風力・風向勾配があるわけではなく、調査地の空中では複雑な風況が観測されることを確認した。この結果は、空中餌資源の分布が複雑であることを期待させる。飛翔昆虫採集ドローンは、開発を継続中である。2018年度の運用を目指し検討を重ねている。(3)複数のハリオアマツバメにGPSロガーを装着し、詳細な移動パターンを計測することに成功した。また捕獲個体から空中で採食した餌サンプルを多く採集することに成功した。

これらの成果については、2018年度のサンプルも加えた上で、その利用範囲や移動速度、地上環境との関連性などを今後調査し、学会発表や論文にて公表を予定している。巣箱の架設による調査個体の確保、気象計測ドローンの運用、調査個体のGPS追跡について概ね初年度の目標を達成することができた。特に巣箱による誘因では単年度で貴重な成果をあげることができた。飛翔昆虫採集ドローンの試験運転だけが予定通りにはいかなかったが、現在開発を進めており、2018年度には野外調査で利用する予定である。1.空中餌資源を把握するための飛翔性昆虫採集ユニットを作成し、ドローンに搭載して採集を行った。ドローンの飛行は安定しており、比較的高速(ca. 40km/h)で行えたが、捕集できた昆虫類は少なかった。空中餌資源の分布や量がかなり疎であることが理由なのか、捕集システムに大きな問題があるのか検討を重ねる必要が残った。2.ハリオアマツバメのGPS遠隔追跡を順調に実施し、データを蓄積した。巣からの採食トリップの空間スケールや高頻度利用域の解析を進めた。個体によっては時折、数10km以上の遠方まで直線的に移動していることも明らかになった。利用環境は農耕地(牧草地、耕作地)と林縁・防風林を含む森林だけでなく、都市部の緑地帯や公園にもおよび、都市部についてもかなりの利用が認められた。3.給餌に持ち帰った餌生物サンプルを蓄積し、空中でどのような餌生物を捕獲しているのかについての解明を進めた。多様な餌を利用していることがわかったが、ケアリ類やクロスズメバチがよく利用されていた。空中での個体数が多い、集中的に分布しているなどの理由が考えられた。どのようにして、そのような集中的に餌生物が発生しているところを発見するかについて、今後、実験アプローチを取り入れて調査を進めることになった。4,巣箱の設置を継続し、2年にわたって高い利用率での繁殖誘致に成功した。本種の人工的繁殖場所の提供および生態研究のための環境整備について順調に進捗した。本種は繁殖場所となる大径木の現象に伴い個体数を減らしている。そのような種の保全に役立つ知見を提供することができる見通しが立った。5.野外調査地で気象調査ドローンを飛ばし、空中の精度高い気象データを計測した。6.上記の2, 3, 4についての現時点での成果をとりまとめ、日本鳥学会2019年度大会で発表した。1.巣箱による繁殖誘致が順調に進み、研究に必要なサンプルが安定的に得られる環境を整えた。本種は本来、大径木の高い樹洞に営巣するため、捕獲が不可能である場合も多く、そもそも巣を発見することが困難である。巣箱による繁殖誘致の確立が本研究プロジェクトに果たす役割は大きい。また個体数を減らしている本種の保全への貢献も大きく期待される。この成果は学会発表しており、現在論文を執筆中である。2. GPS遠隔追跡は順調にデータを蓄積しており、利用空間スケールや地上環境との関係などで理解が進んだ。数十キロ離れた場所に一直線に採食に向かうなど特異な行動の発見にも繋がり、そのような行動が実現する情報獲得のメカニズムを解明するための実験研究を開始することにつながった(予備実験完了済)。現時点までの追跡研究結果は学会発表済である。3.ヒナに持ち帰った餌を把握することで、繁殖期の餌生物に関する理解が深まった。
現代政治思想におけるヘーゲル解釈を手がかりとする、他者の関係性に関する研究

本研究は三部より構成されるが、そのうち14年度は、ヘーゲルの時間概念に着目しつつ、従来の代表的なヘーゲル諸解釈を再検討する第一部における考察と、ヘーゲルの同一性概念に着目しつつ、かれの政治思想が多様性の涵養を志向することを論証する第二部における考察の双方を綜合的に踏まえながら、へ一ゲルにおける具体的な政治的社会的諸制度が、異質な他者や複数性に開かれた諸契機をもつことを論証する、第三部に関する考察をおこなった。より具体的には、二十世紀後半における規範的現代政治理論の復興に大きく寄与した、ジョン・ロールズにおけるヘーゲル法権利哲学に関する解釈と、ポストモダン的な立場から政治理論を展開する数名の思想家のヘーゲル解釈のそれぞれを批判的に再検討しながら、ヘーゲルの諸制度に関する考察が、今日議論されるよりもいっそう多様性に開かれた理論的諸契機をもっていることを明らかにした。また昨年度までの研究を通じて、ヘーゲルが時間概念と同一性概念および両者の思想的連関を、古代ギリシアに端を発するソフィスト的思考との対決を通じて獲得しているとの知見を得るに至ったため、この点に関する考察も同時並行的に推し進めた。当初の見込み通り、従来のヘーゲル諸解釈を再検討するための手がかりとのみ捉えられていた時間概念は、同時にかれの政治思想を理解するための鍵概念でもあることが判明した。なお、この点に関する研究成果は、下欄「11.研究発表」に記した査読論文として公表されている。前記の第三部に関する研究成果は、日本政治学会および政治思想学会等の学会誌上において、順次公表していく所存である。また、ヘーゲルにおけるソフィスト的思考との対決というテーマは、本研究全体を俯瞰する位置を占めうるので、本研究の総論もしくは結論のうちに組み入れる予定である。全体の研究成果を、可能なかぎり早く出版したいと考えている。本研究は三部より構成されるが、そのうち14年度は、ヘーゲルの時間概念に着目しつつ、従来の代表的なヘーゲル諸解釈を再検討する第一部と、ヘーゲルの同一性概念に着目しつつ、かれの政治思想が多様性の涵養を志向することを論証する第二部に関して、考察をおこなった。第一部は、既発表諸論文への加筆と修正が作業の中心となったが、論文間の整合性や国内外の先行諸研究との関連性に関して、なおいっそう記述を充実させたいとの希望を残しつつも、総じて見通しをつけることができた。また第二部は、ヘーゲルの主要諸著作を内在的に分析することが作業の中心となったが、その主たる成果は、下欄の「11.研究発表」に記した査読論文のうちに結実した。さらに以上の考察を通じて、(1)ヘーゲルの時間概念と同一性概念が不可分な関係にあり、(2)かれが両概念を、古代ギリシアに端を発するソフィスト的思考との対決を通じて獲得しているとの知見を得るに至ったことも、成果の一つに挙げられる。詭弁により他者を手段化するソフィスト的思考との対決が、本研究の主題である「他者との関係性」と重なり合うことに加え、時間と同一性の連関の解明によって、ヘーゲル解釈を再検討する有用な手段と捉えられていた時間概念が、かれの政治思想を理解する際にも有用であると明示できるようになるため、今後この点に関する考察を進め、本研究全体のうちに組み入れる予定である。なおこの知見を得るに際しては、H・マイアー(ミュンヘン大学)、S・スミス(イェール大学)両教授による示唆も有益であった。両氏との交流を今後も深める所存である。最後に、翻訳を手がけたことを付記する。当初の計画にはないものの、担当したヘーゲルに関する章は、本研究の第三部の考察をおこなう点で非常に有益であった。本研究は三部より構成されるが、そのうち今年度は、ヘーゲルの政治思想が多様性の涵養を志向することを論証する第二部に関して考察をおこなった。とりわけ、昨年度に発表した査読論文の執筆によって、ヘーゲルが本研究の鍵概念たる時間および同一性概念を、他者の道具化に伴って多様性を枯渇させるソフィスト的思考との対決を通じて獲得しているとの知見を得たため、今年度はこの点を主題的に考察した。その最初の成果は、下欄「11.研究発表」に記した個人研究報告に結実した。その後、昨年度以来交流のあるH.マイアー教授(ミュンヘン大学)より在外研究の許可を得て渡独したのち、本報告に大幅な加筆と修正を施しつつ、論文「ヘーゲル政治思想におけるソフィスト的思考との対決-プラトン批判期対話篇との対照を通して-」を完成させた。なお本論文は、完全査読制となった『早稲田政治経済学雑誌第3号』(16年6月刊行予定)に投稿中である。さらに以上の考察を通じて、(1)両世界大戦以降に、他者を圧殺する独裁政治とヘーゲル政治思想との影響関係を、古代期にまで遡及させて論じる注目すべき論争が出現するも、かれの時間および同一性概念に十分な考慮がなされず、その一面的なヘーゲル理解が戦後の諸思潮にも継承されること、しかし他方で、(2)その影響下にある現代政治思想のうち、リベラリズムとポストモダンという代表的諸思潮の内部から、他者の排除をめぐる問題への解決の糸口を、それまで否定的に解釈され続けたヘーゲルのうちに改めて読み取ろうとする逆説的言説が、萌芽的とはいえ登場しつつあること、という2つの展望を得た。

来年度はこの点に着目しつつ、ヘーゲルの政治思想が他者との関係性をめぐる問題に関して今日的意義を有することを論証する第三部の考察を進めるとともに、本年度までに検討された第一部・第二部の考察を総括しながら、本研究全体を完成させる予定である。本研究は三部より構成されるが、そのうち14年度は、ヘーゲルの時間概念に着目しつつ、従来の代表的なヘーゲル諸解釈を再検討する第一部における考察と、ヘーゲルの同一性概念に着目しつつ、かれの政治思想が多様性の涵養を志向することを論証する第二部における考察の双方を綜合的に踏まえながら、へ一ゲルにおける具体的な政治的社会的諸制度が、異質な他者や複数性に開かれた諸契機をもつことを論証する、第三部に関する考察をおこなった。より具体的には、二十世紀後半における規範的現代政治理論の復興に大きく寄与した、ジョン・ロールズにおけるヘーゲル法権利哲学に関する解釈と、ポストモダン的な立場から政治理論を展開する数名の思想家のヘーゲル解釈のそれぞれを批判的に再検討しながら、ヘーゲルの諸制度に関する考察が、今日議論されるよりもいっそう多様性に開かれた理論的諸契機をもっていることを明らかにした。また昨年度までの研究を通じて、ヘーゲルが時間概念と同一性概念および両者の思想的連関を、古代ギリシアに端を発するソフィスト的思考との対決を通じて獲得しているとの知見を得るに至ったため、この点に関する考察も同時並行的に推し進めた。当初の見込み通り、従来のヘーゲル諸解釈を再検討するための手がかりとのみ捉えられていた時間概念は、同時にかれの政治思想を理解するための鍵概念でもあることが判明した。なお、この点に関する研究成果は、下欄「11.研究発表」に記した査読論文として公表されている。前記の第三部に関する研究成果は、日本政治学会および政治思想学会等の学会誌上において、順次公表していく所存である。また、ヘーゲルにおけるソフィスト的思考との対決というテーマは、本研究全体を俯瞰する位置を占めうるので、本研究の総論もしくは結論のうちに組み入れる予定である。全体の研究成果を、可能なかぎり早く出版したいと考えている。
好酸球の中心代謝と12/15-リポキシゲナーゼを介した炎症収束メカニズムの解明

本年度は、炎症モデルマウスで還元力供給を増強もしくは減弱させた場合の12/15-リポキシゲナーゼ(LOX)活性の評価に取り組んだ。還元力供給が強化されたKeap1ノックダウンマウス、減弱されたNrf2ノックアウトマウスを導入し、IL-33誘導性喘息モデルを使って、炎症の度合いの評価および脂質メディエーターの産生量を調べた。気管支肺胞洗浄液中の総細胞数を指標として炎症を評価したところ、野生型マウスに比べてKeap1ノックダウンマウスでは炎症は減弱し、Nrf2ノックアウトマウスは増悪するという予想通りの結果を得た。そこで、肺の好酸球をソーティングし、ex vivoでのメディエーター産生量評価実験を行ったが、野生型マウスとの間に差は見られなかった。これは、12/15-LOXの活性が失われやすく、肺のコラゲナーゼ処理や好酸球の単離過程で失活してしまったことが原因であると考えられた。そこで、12/15-LOXの有無で中心炭素代謝の還元力再生反応の活性に差異があるのかを13C標識グルコースでトレースできる13C代謝フラックス解析法を利用し、詳細に解析する方針に変更した。ザイモサン誘導性腹膜炎モデルでの腹腔滲出細胞から好酸球を迅速に回収、ex vivoで[1-13C]標識グルコースおよび多価不飽和脂肪酸を添加培養し、解糖系とPP経路の分岐比を調べた。その結果、12/15-LOXノックアウトのマウス由来の好酸球では解糖系とPP経路のフラックスの分岐比が41:59であったのに対し、12/15-LOXを有する好酸球では同分岐比が30:70と、PP経路へのフラックスの割合が増加していることが分かった。これは、12/15-LOX代謝物が産生される過程で生じる過酸化物を代謝するために必要なNDAPHの再生を増加させるためにPP経路を活性化させたことが示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。好酸球に発現する多価不飽和脂肪酸の酸化酵素12/15-リポキシゲナーゼ(LOX)によって産生される脂質メディエーターが炎症収束に寄与していることが示唆されている。しかし、12/15-LOXの活性制御メカニズムは不明な点が多い。申請者は、12/15-LOXの活性維持には、中心炭素代謝から供給された還元力を用いた過酸化脂質の迅速な消去が重要であると考え、好酸球おけるレドックスバランスに注目した。本研究では質量分析装置を用いて、炎症収束時における好酸球の脂質代謝および中心炭素代謝を計測し、それらの役割を解明することを目的とする。本年度は酵素アッセイおよびin vitro培養系を用いて、12/15-LOX代謝物の産生量と中心炭素代謝や還元力の関係について検討した。まず、12/15-LOX代謝物量と還元力の関係をin vitro酵素アッセイで評価した。リコンビナント12/15-LOXと多価不飽和脂肪酸をインキュベートし、液体クロマトグラフィー三連四重極型質量分析装置を用いて産生された12/15-LOX代謝物量を調べた。その結果、通常は6時間程度で12/15-LOX代謝物の産生が停止するのに対し、ビタミンEを添加した系では24時間以上継続したことから、12/15-LOXの活性維持に脂質ラジカルの除去が重要であることが確認された。続いて、IL-5トランスジェニックマウスの脾臓からソーティングした好酸球のin vitro培養系にて12/15-LOX代謝物の産生量と中心炭素代謝および還元力の関係を調べた。その結果、glucoseのない培地で培養した好酸球では産生される12/15-LOX代謝物が減少したことから、12/15-LOXの活性維持に中心炭素代謝が関与していることが示唆された。さらにグルタチオンの前駆体であるN-acetyl-cysteinを培地に添加して還元力供給を強化したところ、12/15-LOX代謝物の産生量が増加したことから、グルタチオンによる脂質ラジカルの除去によって好酸球の12/15-LOX活性が維持されていると考えられた。当初予定したとおり、これまでに酵素アッセイやin vitro培養実験系において、還元力や中心炭素代謝が12/15-LOXの活性維持に寄与している可能性を確かめることができているため。

そこで、12/15-LOXの有無で中心炭素代謝の還元力再生反応の活性に差異があるのかを13C標識グルコースでトレースできる13C代謝フラックス解析法を利用し、詳細に解析する方針に変更した。ザイモサン誘導性腹膜炎モデルでの腹腔滲出細胞から好酸球を迅速に回収、ex vivoで[1-13C]標識グルコースおよび多価不飽和脂肪酸を添加培養し、解糖系とPP経路の分岐比を調べた。その結果、12/15-LOXノックアウトのマウス由来の好酸球では解糖系とPP経路のフラックスの分岐比が41:59であったのに対し、12/15-LOXを有する好酸球では同分岐比が30:70と、PP経路へのフラックスの割合が増加していることが分かった。これは、12/15-LOX代謝物が産生される過程で生じる過酸化物を代謝するために必要なNDAPHの再生を増加させるためにPP経路を活性化させたことが示唆された。当初予定したとおり、これまでin vitro実験系で見出した知見を実験動物を用いて検証する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
超伝導型生体超分子NMRシステムの開発

まず多核種測定装置を既設のブルカーAM400装置に組み込み、重水素、炭素B等の測定システムをセットアップした。次に、重水素核用プローブヘッドシェルを用いて、重水素用の固体NMRプローブを設計、試作した。同時に、これらのシステムを使って、固体重水素NMRを測定するためのパルスシークエンス等の測定用ソフトをつくり、固体重水素NMR測定用基本システムのセットアップを完了した。このシステムを用いて、重水素用固体プローブヘッドの性能を検討したところ、90゚パルスは約12μsとかなり長いものであった。そこで、マッチングボックス、プローブ内のコンデンサー等の回路を簡素化するとともに耐圧化したところ、90゚パルスは約4μsまで短くすることができた。次に生体系を扱うためのコイルのデザインとして、試料管を縦置きにすることのできる形を検討し、直径5mmの鉛直なガラス管のまわりにコイルをサドル型にとりつけたものをつくった。コイルは8ターンであり試料体積は0.94cm^3である。またこのコイルでは、直径5mm中のNMR試料管をそのまま使うことができ、超伝導磁石からプローブをとり外すことなく、試料管をプローブから出し入れできる。しかし、昨年度のソレノイド型と同じ条件で90゚パルスを測定したところ、7.8μsであった。このサドル型プローブを用いて、重水素化脂質の二重膜の重水素NMRを測定した。約60mgの試料を用いて、15000回の積算でS/Nのよいスペクトルを得ることができた。また、180゚パルスによって、スペクトルの全領域での完全な反転が見られ、RFパワーの点でこのプローブが十分に実用になることが確認された。このようにして、生体超分子系に適合したNMRシステムを開発することができた。これを商業ベースに乗せるためには、更にワイドボアでの検討が必要である。本年度の研究は計画にそって、ほぼ順調に進んでいる。本研究費補助金で購入した多核積測定装置を既設のブルカ-AM400装置に組み込み重水素、炭素B等の測定システムをセットアップした。次に、やはり本研究費補助金で購入した重水素核用プロ-ブヘッドシェルを用いて、重水素用の固体NMRプロ-ブを設計、試作した。同時に、これらのシステムを使って、固体重水素NMRを測定する為のパルスシ-クエンス等の測定用ソフトをつくり、固体重水素NMR測定用基本システムのセットアップを完了した。このシステムを用いて、重水素用固体プロ-ブヘッドの性能を検討したところ、90゚パルスは約12μsとかなり長いものであった。そこで、マッチングボックス、プロ-ブ内のコンデンサ-等の図路を簡素化するとともに耐圧化したところ、90゚パルスは約4μsまで短くすることができた。しかし、この場合、コイルはソレノイドタイプであり、鉛直方向とは直向している。これは通常の固体NMRプロ-ブヘッドで使われているデザインである。固体NMRシステムが正しくセットアップされているかどうかは、通常の固体NMRプロ-ブが正しく働くかどうかによって知ることができる。次に生体超分子システム用プロ-ブのデザインを検討するために、その試料となる重水素化リン脂質の合成を行った。まず、重水素化グリセロ-ルを合成し、これをグリセロ-ル要求性大腸菌の培地に加えることにより、大腸菌のリン脂質のグリセロ-ル骨格の選択的重水素化を行った。このようにして得た菌体から、フォスファチジルエタノ-ルアミン、カルジオリピンを単離精製した。

現在このようにして得た脂質二重膜を試料として、プロ-ブのデザインの検討を進めている。本年度は,生体系を扱うためのコイルのデザインとして,試料管を縦置きにすることのできる形を検討し,直径5mmの鉛直なガラス管のまわりにコイルをサドル型にとりつけたものをつくった。コイルは8ターンであり試料体積は0.94cm^3である。またこのコイルでは,直径5mmφのNMR試料管をそのまま使うことができ,超伝導磁石からプローブをとり外すことなく,試料管をプローブから出し入れできる。しかし,昨年度のソレノイド型と同じ条件で90°パルスを測定したところ,7.8μsであった。これを更に短かくするために,高出力増幅器を更につけ加えることを試みたが,プローブ内で放電を起し,90°パルスを更に短かくすることはできなかった。これは当研究室の超伝導磁石がナローボアであり,プローブ内のスペースが狭いためである。このサドル型プローブを用いて,重水素化脂質の二重膜の重水素NMRを測定した。約60mgの試料を用いて,15000回の積算でS/Nのよいスペクトルを得ることができた。90°パルス巾が7.8μsの時のRF磁場の強さは32KHzで,有効に励起できる帯域は約60kHzである。従って,脂質二重膜の研究を行うのにはこれで十分であることがわかった。これを更に確認するために緩和時間の測定を行った。180°パルスによって,スペクトルの全領域での完全な反転がみられ,RFパワーの点でこのプローブが十分に実用になることが再確認された。更に広いスペクトル幅を持つ固体のFIDをコンピュータにとり込むために,サンプリング速度1MHz,2チャンネルのADコンバータを外付けした。これにより感度がより直交検波で観測帯を1MHzにまで広げることができた。又,これらのデータはワークステーション上で処理できるようにした。このようにして,生体超分子系に適合したNMRシステムを開発することができた。これを商業ベースに乗せるためには,更にワイドボアでの検討が必要である。