hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オピオイドおよび非オピオイド性鎮痛薬硬膜外投与による術後鎮痛効果の比較

今後さらに高用量を投与する、体性痛により効果的な組み合わせと、内臓痛に対してより効果的な組み合わせをさらに組み合わせる、持続時間を延長させるような薬剤を組み合わせる、などの方法を検討する予定である。本年度は、ラットを用いて、局所麻酔薬(リドカイン、ブピバカイン)と非麻薬系の鎮痛作用を持つ薬剤(ブトルファノール、ブプレノルフィン、メデトミジン、ミダゾラム、ケタミン)を組み合わせて硬膜外に投与した場合の、体性痛(tail flick法)および内臓痛(直結腸バルーン法)におよぼす影響について検討した。その結果、まず,局所麻酔薬リドカインとブピバカイン(Bupi)を比較したところ,いずれも高用量ではモルヒネに近い鎮痛作用が得られたが,持続時間は短く,運動麻痺が顕著であった。次に作用時間が長かったBupiに,ブトルファノール(But 50μg/kg),ブプレノルフィン(Bupr 5μg/kg),メデトミジン(Med 5μg/kg),ミダゾラム(Mid 50μg/kg),ケタミン(ket 0.5mg/kg)を組合せて投与した。その結果,Bupi+But,Bupi+Buprは体性痛・内臓痛においてモルヒネに近い鎮痛効果が顕著な副作用を示すことなく比較的長時間得られた。そこで,さらにこれらの薬剤の用量を変えて検討したところ,Bupi(125μg/kg)+But(50μg/kg),Bupi(125μg/kg)+Bupr(10μg/kg)において,副作用が最小限で鎮痛効果が十分に得られることが明らかとなった。さらに鎮痛効果を増強し作用時間を延長させるため,これらの組合せにBupr,Med,Mid,Ket,エピネフリン(Epi 100μg/ml)のいずれかを加えた3種類の薬剤の組合せについて検討したが、2時の組み合わせ以上の効果は得られなかった。以上の結果から,Bupi+BuprあるいはBupi+Butの2剤の組合せは十分な鎮痛効果が得られ,かつ運動麻痺の副作用もほとんど見られないことから,モルヒネに代わる硬膜外鎮痛薬として有用であると考えられた。本年度は、平成8及び9年度のラットを用いた実験結果を元に、犬の臨床例で手術を受けるものに対し、モルヒネあるいはモルヒネを用いない硬膜外鎮痛法を行いその術後鎮痛効果について比較検討を行った。まずモルヒネの硬膜外投与を行った手術例75頭と、モルヒネ投与を行わなかった44頭の術後鎮痛効果について比較を行った。疼痛の状態は、動物の状態および術創に軽く触れた時の反応から判定した。その結果、モルヒネを投与した群においては、モルヒネを投与しなかった群に比べ、明らかな鎮痛効果が最大約24時間得られた。これは体表の手術、開腹手術、整形外科手術のいずれにおいても同様であり、犬においてもモルヒネの硬膜外投与が高い術後鎮痛効果を示す事が明らかになった。しかし骨盤の多発性骨折、胃全摘術など痛みの強い例では十分な効果が得られない場合が少数例あった。この結果を踏まえ、さらに前年度までの結果を元に、モルヒネなどの麻薬を使用しないで、硬膜外投与による十分な術後鎮痛効果が得られるか臨床例で検討した。対象動物は、3-13歳齢の犬の待機手術例4頭とした。対象動物の体重は5.4-22.9kgで、手術内容は、乳腺腫瘍摘出術、骨盤内腫瘤摘出術、会陰部腫瘤摘出術、および股関節脱臼の治療のための大転子の転移術であった。
新生児ヘモクロマトーシスの原因となるアロ抗体の同定と病態発症機序の解明

本研究では、新生児ヘモクロマトーシスの発症の分子機序を明らかにすることを目的とする。とりわけ胎児期に母体から移行する抗原特異的IgG抗体を介して発症するとされる、臓器傷害惹起に関わるアロ抗原を同定すること目指す。これによりハイリスク妊婦のスクリーニング、胎児期早期の確定診断、適切な治療介入のための新たなバイオマーカーの提案などが可能となる。本研究により標的となる胎児抗原が明らかとされ、母体中の抗体を検出する手法が確立されることにより高い治療効果を示すとされ、医師主導治験が行われている母体への高用量免疫グロブリン投与についても、理論的な裏付けがなされ、治療の一般化が促進されることが期待される。
燃焼過程に現れる非一様な空間パターンの数理的研究

1.燃焼過程のモデル方程式である,3変数の反応拡散方程式系において、2種類の進行波解を構成した。また、特定のパラメータを用いることで進行波解が高次元空間で安定であること示した.一方,3変数の反応拡散方程式系を2変数に縮約した方程式を導出した.2.退化した反応拡散方程式におけるスパイクパターンを特徴付ける関数を与える微分方程式を導出した.研究成果の一部は論文として発行されることが決定した。研究課題1では、先行研究には含まれない克服すべき2つの点がある。反応項がリプシッツ条件を満たさないという点と、スパイクパターンの値を増大させる関数を含んでいるという点である。これらの点を乗り越え、内部スパイクパターンを制御するには、精密な評価を求めなくてはならない。また、内部スパイクパターンを表す関数を構成する際には形式的な定常解を用いるが、この関数は境界条件を満たさないため、適当な関数を用いて補正する必要がある。反応項がリプシッツ条件を満たす際、この補正関数を構成する方法は確立されており、粘性消滅法と呼ばれる方法によって構成される。同様に、研究課題1に対して粘性消滅法を適用し、補正関数を構成することを試みた。そして、目標となる方程式の導出をした。現在のところ、この方程式の解析は難しく、既存の議論によって補正関数を構成することは難しい。したがって克服すべき新たな数学的な問題が得られた。研究課題2では、重要なパラメータとして、酸素の供給速度とルイス数が挙げられる。本研究課題では、ルイス数が十分小さいと仮定する。一方、酸素の供給速度には技術的な仮定を課さず、特にルイス数に依存しないとする。この条件下でこれまでに、一様燃焼面を表す進行波解の構成に成功していた。さらに、今年度の研究によって、異なる種類の進行波解の構成にも成功した。この2つの進行波解は互いに逆向きに進むようなものであり、反射現象に関連した進行波解である。したがって、重要な結果が得られたと言える。温度、紙の密度、酸素濃度を未知関数とするような燃焼現象をモデル化した反応拡散方程式では、あるパラメータが大きいとき一様な燃焼面が現れ、小さいときにはfingering patternと呼ばれるようなパターンが現れることが知られている。このパラメータを任意に取り、提唱された3変数系の方程式における進行波解の存在を示した。証明について述べる。特異摂動法を用いると、ある常微分方程式を解くことで進行波解の存在を示すことができる。求めるべき解は、相平面上のある2曲線の交点を通過せねばならない。2つの曲線とそれぞれ交わるようなパラメータが存在するため、中間値の定理によって交点を通過する解が少なくとも1つは存在する。したがって、進行波解の存在が示される。しかしながら、この構成方法では進行波解の個数を特定することはできない。また、安定性を決定するために必要な、ある非退化条件を導くのが難しい。そこで、解析の簡単化を行うため、自由境界問題を導出した。この方法によって、FitzHugh-Nagumo方程式系における平面進行波解の存在と安定性に関する既存の結果を、従来の方法より単純に行うことができた。拡散項付きFitzHugh-Nagumo方程式系に対して同方法を適用し、平面進行波解が不安定であるという新たな結果を得た。この方法を用いれば、燃焼のモデル方程式の平面進行波解の安定性を議論することができると期待しており、現在解析を進めている。退化型の非線形項を持つモデル方程式の解析を行い、空間パターンが指数的に減衰している領域における線形化作用素の性質を調べた。空間パターンダイナミクスを解析する際には、対象となるパターンに対する線形化作用素の性質と非線形項の処理が重要であるが、非線形項が退化しているため、線形化作用素の性質が非常に悪い。解析を進めた結果、粘性解理論によって線形化作用素の性質が調べられる可能性があることが分かった。
少女雑誌にみる外来語の総合的研究

本研究では、明治から昭和にかけての少女雑誌『少女の友』に出現する外来語を調査している。大正・昭和初期の外来語、子どもの外来語に関する研究は少なく、これらを研究対象とすることによって、戦前において世代を問わずに理解することのできた定着度の高い外来語を明らかにすることを目指している。初年度の平成30年度は、大正期の少女雑誌における外来語がどのような存在であるかを明らかにするために、関連する先行研究および資料の収集を行い、データベース化を進めた。詳細は以下のとおりである。・先行研究は、外来語関連をはじめ、言語を対象とした研究だけでなく、少年少女雑誌の研究、「少女」に関する研究など多岐に亘って収集した。・本年度の調査範囲は、創刊年である明治41年から大正15年までとした。国立国会図書館、大阪府立中央図書館国際児童文学館に所蔵する資料のうち、120号分を閲覧した。・外来語の抽出作業およびデータベース入力作業を開始した。・外来語の中でも、飲食に関する語に注目し、その分析を行った。若年層向けではあるが、当時の食文化が反映されていることがわかった。これについては2019年度中に発表予定である。以上の研究により、大正期の少女雑誌に現れた外来語について、資料を収集し、データベースを整備することで、その使用実態が明らかになってきた。研究代表者がこれまでに調査を行ってきた大正期の雑誌(『中央公論』『婦人公論』)に見られる外来語との違いも判明しつつある。資料の収集は順調に進んでいるが、データの整備について人員を増やしてさらに進めていきたいと考えているため。2年目の2019年度は、アルバイトの人員を募集して、データの整備を進め、より多くのデータを用いて研究が行えるようにする。同時に、研究成果について、学会や研究会で口頭発表を行い、論文化するなど、積極的に発表していくこととする。また、授業で学生とともに本資料の調査・分析を行うことを予定しており、ディスカッションを通じてさらに考察を深めたい。複写資料について、当該年度の予算内で複写可能な分量を把握するため、納品と請求書の到着を待ってから次の複写依頼することを予定していたが、想定よりも時間も費用もかかったため。予算に合わせて見直し、次年度に改めて複写を依頼する予定である。
持続可能な開発教育と中米公立大学協会のための調査研究

平成21年度においては、ラテンアメリカ諸国における持続可能な開発のための教育を改善するため、以下の3点について調査研究を実施した。第一は、大学が持続可能な開発のための教育プログラムを推進するための制度構築であり、組織運営と教育研究活動の統合や学位認証のあり方を検討した。第2は、持続可能な開発のための教育にローカルな伝統的な知識を科学的に取り入れるための手法の検討である。そして第3に、大学と地域の連携であり、大学教育の地域における展開のあり方について検討した。以上の研究結果については、2009年5月のカナダにおける世界環境教育会議、2009年10月に北京で開催された国際ESDフォーラム、2009年11月にマレーシアで開催された第3回ESD国際会議において報告を行うとともに、国連大学高等研究所におけるセミナー等において発表し、関係者との意見交換を行った。総じて、チャコン氏の研究活動をつうじて日本と中南米における持続可能な開発のための教育についての研究交流が図られた。また、国連大学高等研究所における研究活動はグアテマラとボゴタにおけるRCE(ESD推進拠点)の設立及び3つの新しいネットワーク(エクアドル、チリ及びアルゼンチン)の形成に貢献した。平成19年度においては、中南米諸国における持続可能な開発のための教育に関する情報及び資料の収集を図る一方、日本国内における持続可能な開発のための教育の状況について調査を行った。ミゲル・チャコン氏は、平成20年1月18日に国連大学高等研究所において、「ラテンアメリカにおける教育と持続可能な開発のリンケージ」と題する研究報告を行ったほか、3月には国連ジュニア・エコクラブにおいて「持続可能な消費とサトウキビ生産」と題する報告を行った。また、2月には仙台市で開催された、「アジアESD・RCE若者会議」に参加し、各国のESD研究者と意見交換を行った。さらに国連大学高等研究所で開催されるセミナー及び国連大学本部で開催されるワークショップに定期的に参加し、持続可能な開発のための教育についての情報及び資料の収集を行った。研究代表者の小池は、持続可能な開発のための教育についての調査研究を進めるとともに、中南米諸国における持続可能な開発のための教育の推進における大学の役割についてチャコン氏に対し適宜助言を行った。また、年度末には平成20年度における海外調査についてチャコン氏及び国連大学高等研究所のスタッフと打ち合わせを行い、情報収集の進め方等について指導を実施した。平成20年度においては、中南米諸国における持続可能な開発のための教育に関する情報及び資料の収集を図る一方、日本国内における持続可能な開発のための教育の状況について調査を行った。ミゲル・チャコン氏は、持続可能な開発のための教育と大学連携の現状を調査するため、2008年6月に中南米のコロンビアで開催された高等教育会議に出席し、資料収集を行ったほか、コスタリカ大学等の中米の大学を訪問し、持続可能な開発のための教育に関する現地調査を実施した。また、7月にはスペインのバロセロナで開催された国連大学主催の国際RCE会議に出席し、世界各地で推進されている持続可能な開発のための教育の現状について意見交換を行うとともに資料を収集した。一方、日本国内における持続可能な開発のための教育に対する地域的な取組について情報を収集するとともに、横浜国立大学主催の「持続可能な開発のための教育」に関するシンポジウム・ワークショップ及びフィールドトリップに参加し、わが国における持続可能な開発のための教育の取り組みについて情報を収集した。さらに、国連大学や明治学院大学等の研究機関においても研究成果を発表し、研究内容の高度化に努めた。
アクチノイド水酸化物・酸化物の固相表面を考慮した溶解度に関する研究

前年度までの研究では、X線小角散乱(SAXS)、X線広角散乱(WAXS)およびX線吸収微細構造(XAFS)を用いてジルコニウム水酸化物構造の階層構造を明らかにし、多核錯体から成る数nm程度の大きさを持つ1次粒子がジルコニウム水酸化物の溶解度を支配している可能性を示した。そこで、今年度は、塩化ナトリウム(NaCl)を用いて、イオン強度をI = 0.01, 0.1, 1.0としたジルコニウム水酸化物の懸濁試料溶液を新たに調製し、そのSAXS測定を行った。水酸化物固相を構成する1次粒子の大きさが、イオン強度の増加とともに小さくなる傾向を見出し、イオン間の相互作用が1次粒子の構成に寄与していると考えた。また、ジルコニウム水酸化物固相表面の電荷状態を明らかにするため、ゼータ電位測定を行い、pH、イオン強度および電解質の違いによるゼータ電位の変化傾向を調べた。ゼータ電位の絶対値は、イオン強度の増加とともに低下し、SAXS測定における1次粒子のサイズ変化と関連付けられると考えられた。一方、アモルファス状のジルコニウム水酸化物に加えて、結晶性ジルコニウム酸化物をpHおよびイオン強度を調整した試料溶液に添加、懸濁させ、SAXS測定およびゼータ電位測定を行った。結晶性酸化物の場合、1次粒子として観察される単結晶粒子の大きさは、pHやイオン強度により変化せず、固液界面状態の違いもSAXSのプロファイルには明確には表れなかった。一方、ゼータ電位は、イオン強度の増加とともに低下し、その値のpH依存性およびイオン強度依存性は、固相表面におけるプロトン解離反応と電気二重層を考慮することで概ね再現できることが分かった。交付申請書に平成30年度の計画として記載した事項については概ね実験結果が得られ、達成された。また、前年度までに実施したジルコニウム水酸化物の階層構造に基づく溶解度の解釈については、本年度に透過型電子顕微鏡(TEM)による追加の固相状態観察を行い、学術誌に投稿した。平成31年度は、最終年度に相当するため、前年度までに得られた各種分析法による結果を整理し、4価アクチノイドの水酸化物および酸化物固相の固液界面状態および固相粒子サイズと見かけの溶解度の関係をモデル化する。さらに、これまで得られた25°C90°Cまでの溶解度や固相状態の温度依存性から、熱力学的な解釈を加えた見かけの溶解度モデルを提案する。還元的な地層処分環境では、ウランやプルトニウムなどのアクチノイド核種は4価イオンとして振る舞い、地下水中での移行挙動は水酸化物または酸化物固相の溶解度により支配される。4価アクチノイドの移行挙動評価では、水酸化物および酸化物固相の見かけの溶解度を定量的に把握する必要があるが、従来の固相分析では主にバルク固相の同定が行われてきた。溶解度のより正確な評価には、バルク固相のみならず、固相粒子のサイズや形状、固液界面の状態を解明することが重要と考えられる。本年度は4価アクチノイドであるトリウムの水酸化物固相に着目した。トリウムの実験では、アモルファス状の水酸化物(Th(OH)4(am))を初期固相として含む試料溶液を25、40および60°Cで熟成し、固相の結晶子サイズおよび溶解度の測定を行った。25°Cで熟成した場合、固相のXRDスペクトルから結晶子サイズは3nm程度と考えられた。一方、40°Cおよび60°Cで熟成した場合、結晶性酸化物(ThO2(cr))に相当する位置にブロードなピークを持つXRDスペクトルが得られ、ピークの半値幅から固相の結晶子サイズはおよそ7nmと見積もられた。また、見かけの溶解度測定から、25、40および60°Cで熟成した固相の溶解度積(Ksp)を求めたところ、40および60°Cで熟成した固相のKspは25°Cのそれに対して1桁程度低い値を示した。これらlog Kspの値は、固相の結晶子サイズの半径dに概ね反比例しており、溶解度積の違いは単位モルあたりの表面自由エネルギーの違いに起因するとするSchindler式に関連づけられることが分かった。次年度は、固液界面状態の把握のため、4価アクチノイドのアナログ元素であるジルコニウムの水酸化物固相の小角散乱法による測定を行う。交付申請書に平成28年度の計画として記載した事項については概ね実験結果が得られ、達成された。還元的な地層処分環境では、ウランやプルトニウムなどのアクチノイド核種は4価イオンとして振る舞い、地下水中での移行挙動評価には、水酸化物および酸化物固相の溶解度を把握する必要がある。従来研究では、主にバルク固相の分析が行われてきたが、溶解度のより正確な評価には、固液界面の状態や固相粒子のサイズを明らかにすることが重要と考えられる。本年度は、4価アクチノイドのアナログ元素であるジルコニウムの水酸化物固相の階層構造および固液界面の状態に着目した。実験では、アモルファス状の水酸化物(Zr(OH)4(am))を初期固相として含むpH2、8および12の試料溶液を調製した。試料溶液を25、40、60および90°Cでおよそ1ヶ月間熟成し、固相をX線回折(XRD)、X線吸収微細構造(XAFS)およびX線小角散乱(SAXS)法を用いて測定した。

25°Cで熟成したZr(OH)4(am)のXAFSスペクトルからZrに近接するO原子およびZr原子の配位数および距離を求めたところ、Zr水酸化物の4量体が固相を構成するユニットと考えられた。また、SAXSプロファイルからは3nm程度の1次粒子と数百nmの凝集体からZr(OH)4(am)が構成されることが示唆された。次に、異なる熟成温度でのXRD、XAFSおよびSAXS測定結果から、25°CでZr(OH)4(am)の階層構造を構成する4量体や1次粒子、2次粒子の大きさは、酸性pHでは60°C、中性pHでは90°C、アルカリ性pHでは40°Cまでほとんど変わらないことが分かった。一方、SAXSプロファイルから得られる固相の1次粒子の界面粗さを表すパラメータ値は、酸性pHの2560°Cで1次粒子の固液界面の平滑化が進行している可能性を示す結果となった。2560°Cで熟成した後のZr(OH)4(am)の溶解度は、熟成温度とともに低下しており、固液界面の状態と溶解度との関連が示唆された。交付申請書に平成29年度の計画として記載した事項については概ね実験結果が得られ、達成された。前年度までの研究では、X線小角散乱(SAXS)、X線広角散乱(WAXS)およびX線吸収微細構造(XAFS)を用いてジルコニウム水酸化物構造の階層構造を明らかにし、多核錯体から成る数nm程度の大きさを持つ1次粒子がジルコニウム水酸化物の溶解度を支配している可能性を示した。そこで、今年度は、塩化ナトリウム(NaCl)を用いて、イオン強度をI = 0.01, 0.1, 1.0としたジルコニウム水酸化物の懸濁試料溶液を新たに調製し、そのSAXS測定を行った。水酸化物固相を構成する1次粒子の大きさが、イオン強度の増加とともに小さくなる傾向を見出し、イオン間の相互作用が1次粒子の構成に寄与していると考えた。また、ジルコニウム水酸化物固相表面の電荷状態を明らかにするため、ゼータ電位測定を行い、pH、イオン強度および電解質の違いによるゼータ電位の変化傾向を調べた。ゼータ電位の絶対値は、イオン強度の増加とともに低下し、SAXS測定における1次粒子のサイズ変化と関連付けられると考えられた。一方、アモルファス状のジルコニウム水酸化物に加えて、結晶性ジルコニウム酸化物をpHおよびイオン強度を調整した試料溶液に添加、懸濁させ、SAXS測定およびゼータ電位測定を行った。結晶性酸化物の場合、1次粒子として観察される単結晶粒子の大きさは、pHやイオン強度により変化せず、固液界面状態の違いもSAXSのプロファイルには明確には表れなかった。一方、ゼータ電位は、イオン強度の増加とともに低下し、その値のpH依存性およびイオン強度依存性は、固相表面におけるプロトン解離反応と電気二重層を考慮することで概ね再現できることが分かった。交付申請書に平成30年度の計画として記載した事項については概ね実験結果が得られ、達成された。また、前年度までに実施したジルコニウム水酸化物の階層構造に基づく溶解度の解釈については、本年度に透過型電子顕微鏡(TEM)による追加の固相状態観察を行い、学術誌に投稿した。平成29年度は、4価アクチノイドのアナログ元素であるジルコニウムを用いて、小角散乱法により水酸化物および酸化物固相の表面状態について検討を行う。計画では日本原子力研究開発機構のJRR-3の中性子ビームラインを用いる予定であるが、JRR-3の再稼動が遅れているため、放射光施設を利用したX線小角散乱法(SAXS)による測定および解析を進める。SAXSの広角側の散乱領域(Porod領域)では、散乱体の表面形状に関する情報が得られる。
計算機を介した人と生態系のインタラクションによる野生動物の被曝モニタリング

本研究では実際にプロトタイプを実装構築し、インフラの存在しない帰還困難区域(福島県双葉郡浪江町)での評価を行った。ここは野生動物が多く生息し、人の立ち入ることが困難な高線量区域である。そして“計算機を介した人と生態系のインタラクション"を実現するインタフェース機構を実装した。本技術を活用した作品「Radioactive Live Soundscape」は、日本科学未来館で3月1日(水)-27日(月)開催の特別展示「Lesson#3.11学びとる教訓とは何か」にて初公開された。2017年度にはドイツデザイン賞を受賞した。本研究は「計算機を介した人と生態系のインタラクションによる野生動物の被曝モニタリング」を目的とする。従来の遠隔からの野生動物調査では,ユーザーが実際の自然環境で感じる茂みのざわめきや動物の気配といった“非明示情報のやり取り"が困難であった。そこで本研究では,A)高線量地帯に生息する野生動物の非明示情報を取得する環境音リアルタイム配信システム,B)計算機を介した人と生態系のインタラクションを実現する双方向型非明示情報処理機構,C)計算機を介した人と生態系のインタラクションによる被曝モニタリング評価,を明らかにして目的を達成する。H28年度ではA)高線量地帯に生息する野生動物の非明示情報を取得する環境音リアルタイム配信システムを構築した。福島第一原子力発電所から10キロ地点の帰還困難区域に構築するため、避難中の地元住民らと関係獣医らへ説明の機会を持ち、研究の目的を十分に説明したうえで許可を得ることができた。帰還困難区域への実際の立ち入りについては浪江町役場の指示に従い適切に行った。また、本技術を活用した作品「Radioactive Live Soundscape」は、日本科学未来館で3月1日(水)-27日(月)開催の特別展示「Lesson#3.11学びとる教訓とは何か」にて初公開された。第11回アルテ・ラグーナ国際美術賞を受賞し、2017年3月25日4月9日にイタリア・ベネチアで展示された。計画通りに進んでいる本研究は「計算機を介した人と生態系のインタラクションによる野生動物の被曝モニタリング」を目的とする。従来の遠隔からの野生動物調査では、ユーザーが実際の自然環境で感じる茂みのざわめきや動物の気配といった“非明示情報のやり取り"が困難であった。そこで本研究では、A)高線量地帯に生息する野生動物の非明示情報を取得する環境音リアルタイム配信システム、B)計算機を介した人と生態系のインタラクションを実現する双方向型非明示情報処理機構、C)計算機を介した人と生態系のインタラクションによる被曝モニタリング評価、を明らかにして目的を達成する。H29年度は、C)について、計算機を介した人と生態系のインタラクションによる被曝モニタリングの有効性評価を実施するために、A)とB)で実装したシステムを用いて野生動物調査を前年度に引き続いて継続しておこなった。また、本技術を活用したワークショップ「音でつながる人と環境あなたは自然の"声"が聞こえますか?」を、日本科学未来館で2017年12月10日と2018年1月28日開催のイベント「ともにつくるサイセンタン!」で実施した。これらの研究成果は、フランスツーロン大学のHerve Glotin教授らの研究チームとともに、Multimedia Tools and Applicationsで発表した。また、ドイツデザイン評議会の推薦を受けてドイツデザイン賞を受賞し、2018年2月9日にドイツ・フランクフルトで展示された。以上により本研究課題のすべての目標を達成した。計画通りに進めるヒューマンインタフェース・インタラクション天候不順により遅れが生じたRAやアルバイトを手配することで研究を加速し、目標を達成する。
アルミニウム耐性とリンリサイクリング能の分子的改変による酸性土壌耐性植物の創生

酸性土壌の主要な植物生育阻害要因であるアルミニウム(Al)による根細胞伸長阻害機構として、糖の吸収阻害に基づく水吸収阻害、根への光合成産物の転流の促進を明らかにした。次いで、新規なAl耐性戦略として、根端細胞膜脂質層中のステロールが多いことの重要性を明らかにした。また、酸耐性とAl耐性が同じ転写制御系で調節され、それぞれに対応した遺伝子で制御されることを明らかにした。さらに、リン(P)欠乏への耐性戦略として、糖代謝や脂質代謝などの変化がPのリサイクル能に貢献し、マメ科植物では特異的にフラボノイド合成系が大きく寄与することを明らかにした。(1) Alのターゲット部位、細胞膜負荷電性の種間差機構,特にステロール合成能との関係の解明。最終的に、イネなどで新たなAl耐性組み換え体を作出する。(2) Alが誘導合成するサリチル酸とAlによる糖代謝への影響に着目し、Alによる細胞死や細胞伸長阻害、有機酸放出を解析する。(3)集団遺伝学的手法、変異体スクリーニング、オーソログ情報により、耐性遺伝子を特定する。また、オミクスアプローチを実施し、Al耐性に関わる遺伝子を迅速に特定する手法を開発する。(4)遺伝子発現レベルにおける低リン適応代謝の違いを明らかにするとともに、鍵遺伝子の絞り込みを行い、リンリサイクル能を強化するための分子育種につなげる。Al耐性機構が不明であるイネに関して以下を明らかにした。現今のイネ品種の中で最強の耐性を示すササニシキの全系統品種群から、最強品種陸羽132号と、最弱品種として、その親の陸羽20号を見出した。0btusifoliol-14αdemethylase阻害作用を持つuniconazol P処理により、両品種のAl耐性、根端Al集積および細胞膜透過性の差が消失した。根端リン脂質のPC,PEの少ないこと、遊離ステロールの多いことの重要性が示唆された。次に、Alによる細胞伸長阻害ならびに細胞死の誘発機構を解析した。Alはタバコ培養細胞のサリチル酸(SA)を誘導合成し、カロース分泌を促進するが、細胞死には関わらないことを明らかにした。一方、タバコ根では、SAを介してカロース分泌と伸長阻害の一部が誘発されること、葉でのタバコモザイクウイルスの感染を一部抑制するという結果を得た。次に、遺伝子関連実験として、シロイヌナズナでAl耐性と低pH耐性品種間解析を実施したうえでクラスター解析を行った結果、両ストレスに共通する遺伝子発現制御機構の解析が可能となった。ミヤコグサやイネでのRNA抽出方法を構築し、マイクロアレイ解析に着手した。また、シロイヌナズナのリンゴ酸輸送の生理解析を行い、時間・部位特異性を明らかにした。次に、リンリサイクリング機構に関する解析を行った。リン酸有無の培養液で、イネ、ミヤコグサ、シロイヌナズナを水耕培養し、24日毎に地上部と根部の成育、リン吸収量、関連遺伝子発現をマイクロアレイを用いて解析した。代謝経路ごとに発現応答を比較した結果、植物種間でのリン酸欠乏への応答機構が異なることを明らかにした。根からの有機酸放出以外の未知のA1耐性機構の解明に取り組んだ。イネ数品種や各種のエンドウ突然変異体などを用いた実験で、細胞膜へのA1イオン結合性と、結合による膜透過性増大がA1耐性の重要な要因であること、及び△^5-ステロール合成鍵酵素の重要性が示唆された。次に、タバコ幼植物を用い、A1による根の生育阻害機構における糖とサリチル酸の関わりを解析した。また、有機酸輸送体の構造と機能についてもコムギ遺伝子を用いて解析した。サリチル酸は、長時間A1処理への耐性に関わる可能性を見出した。さらに、ミヤコグサ、イネ、シロイヌナズナで研究を進めた。その成果として、(1)リンゴ酸放出に、遺伝子発現とタンパク質のリン酸化が関与し、(2)A1耐性と低pH耐性が異なる遺伝子により決定されていることを明らかにし、(3)A1耐性に関わるMATEタンパク質の発現増加を確認した。次に、リンリサイクリング能に関して調査した。その結果、マイクロアレイ解析により、リン欠乏の応答機構における植物種間差は二次代謝に関わる経路で最も顕著であると示された。定量的RT-PCRでフラボノイド生合成関連遺伝子の発現量の測定結果では、リン欠乏条件下のイネ根部でのリグニン合成の促進、シロイヌナズナ地上部でのフラボノールグリコシド生合成の促進、ミヤコグサでのイソフラボノイドからフラボノイド生成へのシフトが、低リン状態によって引き起こされることが示され、このことが低リン耐性の植物種間差を生む要因につながると示唆された。1)イネ品種間で根端のリン脂質(PL)/ステロール(S)比は、細胞膜負荷電性・膜透過性とパラレルであり、A1耐性と逆の関係であることを明らかにした。

この関係は、トウモロコシ、コムギ、ライコムギ、エンドウ、ソルゴー品種間においても同様であった。また、S合成鍵遺伝子CYP51をノック・ダウンした植物のA1耐性が著しく弱くなることも明らかにした。(2) A1は、タバコ培養細胞や根のショ糖・グルコースの取り込みを阻害し、細胞内の遊離糖の消費を促進することを見いだした。その結果、浸透濃度上昇が阻害され、細胞・根伸長の阻害に至ると思われた。さらに、イネ発芽期のA1高感受性変異系統を解析し、この形質が優性で、草丈とも関係している可能性を見いだした。3)シロイヌナズナの集団遺伝学解析を実施し、従来特定されていたリンゴ酸放出による遺伝子座とは異なる位置にQTLを検出した。この遺伝子座は、活性酸素消去に関わる遺伝子を含むと、推定した。さらに、細胞膜表面荷電とイオン耐性に関する知見を、Gouy-Chapman-Sternモデルから検証し、A1耐性に有機酸放出以外の因子も関連するとする説を実験的に証明することに成功した。(4)リン酸欠乏の応答機構における植物種間差が最も顕著である二次代謝に着目した。その結果、イネ根部でのリグニン合成の促進、シロイヌナズナ地上部でのフラボノールグリコシド生合成の促進、ミヤコグサ根部でのフラボノイド生成がリン酸欠乏により引き起こされると示された。また、3種植物に共通して、リン酸欠乏によって脂質代謝の変化が引き起こされ、体内の効率的リン利用効率の向上およびリンのリサイクルに貢献していることが示唆された。酸性土壌の不良要因別に解析し、以下の成果を得た。1.低pH障害機構:STOP1変異体(シロイヌナズナで単離された低pH感受性変異体)の解析を通じて、細胞内pH調節機構の関与と、カリウムトランスポーター制御タンパク質遺伝子発現の低下を明らかにし、イオンホメオスタシスに基くモデルを構築した。2.Al過剰害機構:Alは、タバコ培養細胞の細胞壁インベルターゼを阻害せず培地スクロースをヘキソースとして取り込むが、ヘキソース輸送体は阻害し、液胞インベルターゼ活性を増大させる。タバコ植物体でも同様であり、液胞の補修機能の可能性が示唆された。一方、コムギのAl耐性に関わるALMT1のAlによる活性化機構や、気孔で発現するALMT相同タンパク質の機能についても解析した。3.低リンストレス応答機構:イネ、ミヤコグサ、ダイズのいずれも、リン酸欠乏で糖代謝や脂質代謝が変化し、体内の効率的リン利用効率の向上およびリンのリサイクルに貢献していると示唆された。これに関わる複数の重要な遺伝子を欠いたシロイヌナズナの変異株は、リン欠乏条件で生育が著しく低下すること、無菌条件下で多数の糖類を分泌することも見出した。4.新規なAl耐性機構:(1)イネと同様に、ソルゴー、トウモロコシでも、Al耐性品種間差はAl溶液中でのクエン酸、リンゴ酸放出能とは無関係であった。(2)根端のステロール(S)/リン脂質の比は、Al耐性と正の関係が認められた。(3)S合成鍵遺伝子CYP51のノック・ダウンによって、シロイヌナズナは根からのリンゴ酸放出能を変えずにS割合が減り、Al耐性が著しく低下し、Al集積性と細胞膜透過性が著しく増大した。
ジョン・ロック『寛容論』4手稿及び『寛容書簡』の比較研究

ジョン・ロック『寛容論』の4手稿にもとづいて、以下の作業をおこない、別添のごとく報告書等も作成した。1 4手稿の異同の総点検をおこない、『寛容論』4手稿の異同を明らかにした英語テキストによる校訂本を作成した。2『寛容論』の邦訳をおこなった。3そのさい、英語校訂本と比較対照可能な日本語版テキストを作成し、日本人研究者の便にも資するようにした。4『寛容論』にかんする上記英語校訂本と日本語版テキストの完成により、『寛容書簡』との比較研究に必要な資料的データを固めることに成功した。5『寛容論』4手稿について、資料的見地に立つ考察をおこなった。6そのさい、4手稿の執筆経緯や経過、それにともなう4手稿の異同、及び異同から読み取れるロックの寛容思想の変遷を明確にした。7上記をおさめた別添報告書を作成した。8報告書を海外、国内研究者に送付した。9研究分担者西谷元の技術協力により、4手稿の画像、校訂、日本語版テキスト、解説、及び校訂・日本語版テキスト・手稿の相互参照プログラムを組み込んだCD作成の実験をこころみた。本年度は、平成13年度に行う比較研究の基礎となる『寛容論』の4異本のデジタル化及び異本間の異同を検討した。1『寛容論』4異本については、井上公正氏(皇學館大學・法人本部・常駐常任理事、天理大学非常勤講師、熱田神宮学院非常勤講師、現奈良市在住)からの史料提供をうけた。2 4異本のうち3異本について、画像として取り込み、画像処理を行った。3 4異本について、手稿の解読およびデジタル化を行った。4 4異本相互の異同確認作業を行った。5異同箇所について、4異本上での対照作業が可能になるよう、デジタルテキスト上でマーキングを行った。6将来の異同確認作業等のために、4異本のいずれかについて、従来テキスト化されているものを、データベース化した。とくに、Bourne,Viano,Abrams,Goldie,Wootton,井上版をベースにした。7 6のデータベース化されたテキストのうち、1つのテキスト(Bourne版)と1異本との対照を行った。8 1異本(Henry E.Huntington HM584版)の翻訳を『広島法学』に3回にわけて連載した。(研究発表欄参照)9ロック『寛容論』自体についての解説、研究作業を継続して行う。本年度は、『寛容論』の4手稿にもとづいて、以下の作業をおこない、別添のごとく報告書等も作成した。2昨年度に紀要上に公刊した『寛容論』の邦訳の見直しをおこなった。
分子分光プロファイリングによるポストコッホ生態物理化学

自発ラマンスペクトルおよび自家蛍光スペクトルを利用し、それら分子スペクトルを様々な測定条件(励起レーザー波長、表面/チップ増強、安定同位体標識)、外的摂動(温度変化、pH変化、電場印加、施肥を反映した栄養源、化学物質添加、酸素濃度変化など)の下で取得することによって、複合微生物系の分光データを超高次元化する。得られた分光ビッグデータをもとに、領域内の研究者と緊密に連携して情報学における最新のデータマイニング・機械学習技術を利用することで複合微生物を網羅的にプロファイリングし、それらの属種と生理的機能(代謝)の判別を可能にするポストコッホ技術を創出する。
肢体不自由児に対する動作学的援助スキルの定量的分析

脳性マヒ児をはじめとする肢体不自由児の姿勢・動作改善のための教育心理学ないし臨床心理学的な技法体系に臨床動作法がある。本研究の目的は、この動作法によって障害児の発達を促そうとする訓練者がそれぞれどのような過程を経て、その力量を向上させていくのかを検討することである。具体的には、まず動作法の主要な研修会である1週間宿泊集団集中訓練会に参加した20名の研修者(訓練者)の初日と最終日の訓練場面をビデオで撮影した。その中から、訓練者の経験度、被訓練児(肢体不自由児)の障害度、訓練課題等を勘案して6名分を選択し、個々の訓練者の力量が同じ条件で評定できるように編集した上で、初日と最終日の順番を無作為に並び替えたVTRを作製した。このVTRを動作法の実践経験のある養護学校の教諭および特殊教育を専攻している大学院生と大学生にみてもらい、各々の訓練者ごとに初日と最終日のどちらの方が上手だと思うか判断してもらった。またそれぞれ初日と最終日の訓練者の特性や技量を、18の評価項目から得る「臨床動作法における訓練者の力量の評定尺度」(古賀、1995)を用いて評定してもらった。その結果、まず88%の割合で、初日よりも最終日の方が上手な訓練場面だと判定され、1週間の訓練会で訓練者の力量が明らかに向上したことが示された。次に評定尺度の得点について主因子法による因子分析を行ったところ、補助の仕方などの訓練技術に関する因子と声かけの適切さなどの人間関係の因子の2つが抽出された。そこで訓練者について分析した結果、訓練技術に関する因子の得点が特に上昇するパターン、人間関係に関する因子の得点が特に上昇するパターン、両方の因子の得点が同じように上昇するパターンの3つにそれぞれ分類できることがわかった。
赤痢菌IpaHタンパクE3リガーゼ活性による宿主シグナル伝達阻害機構の解明

本研究では赤痢菌エフェクタータンパクの一つであるIpaH0722の宿主シグナル伝達阻害機構の解明を試みた。IpaH0722は赤痢菌感染時のファゴソーム破壊により誘導されるPKC-NF--B経路を自身の有するE3リガーゼ活性依存的に阻害することが明らかとなった。その抑制機構を解析したところ、シグナル因子であるTRAF2を標的とし、ユビキチン化、プロテアソーム分解へと導くことでNF-〓B活性化を抑制することが示された。赤痢菌のエフェクターであるIpaHファミリータンパクは炎症反応抑制に寄与し、さらにE3ユビキチンリガーゼ活性を有している。これより、IpaHファミリータンパクは赤痢菌感染により活性化される様々なシグナル伝達経路の因子を標的とし、そのE3リガーゼ活性により標的分子のユビキチン化、プロテアソーム分解促進を担うことで、感染に伴う宿主のシグナル伝達を阻害していると推測される。赤痢菌感染時の転写因子活性測定により、各IpaHタンパクの作用するシグナル伝達経路の特定を試みた。この結果、IpaHファミリーのうち、IpaH07は自身のE3リガーゼ活性依存的にNF-κB活性化を抑制していることが明らかとなった。そこでIpaH07の赤痢菌感染時のNF-κB抑制機構の解明を行った。赤痢菌は宿主細胞内へと侵入後、ファゴソーム膜に包まれるが、菌はこれを速やかに破壊し、細胞質中へと離脱、分裂、増殖を繰り返し、隣接細胞へ感染を拡大していく。この際、破壊されたファゴソーム膜に含まれるジアシルグリセロール(DAG)が細胞内でDAMPsとして働き、DAG受容体であるプロテインキナーゼC(PKC)の活性化を介し、NF-κB活性化を誘導することを明らかにした。IpaH07はこの赤痢菌感染時のDAG-PKC依存的なNF-κB経路を特異的に抑制することから、DAG-PKC-NF-κB経路におけるIpaH07標的因子を探索したところ、下流のシグナル因子TRAF2との結合、ユビキチン化、プロテアソーム分解への誘導が確認された。以上より、IpaH07-TRAF2間の相互作用が赤痢菌感染時のファゴソーム破壊によるDAG-PKC-NF-κB活性化を阻害、炎症反応を抑制することが示された。赤痢菌のエフェクターであるIpaHファミリーは炎症反応抑制に寄与し、さらにE3ユビキチンリガーゼ活性を有している。これより、IpaHファミリーは赤痢菌感染により活性化される様々なシグナル伝達経路の因子を標的とし、そのE3リガーゼ活性により標的分子のユビキチン化、プロテアソーム分解促進を担うことで、感染に伴う宿主のシグナル伝達を阻害していると推測される。赤痢菌は宿主細胞内へと侵入後、ファゴソーム膜に包まれるが、菌はこれを速やかに破壊し、細胞質中へと離脱、分裂・増殖を繰り返し、隣接細胞へ感染を拡大していく。この際、菌体構成成分であるLPSやペプチドグリカンによるTLR、Nod経路のNF-κB活性化が引き起こされる。一方、破壊されたファゴソーム膜に含まれるジアシルグリセロール(DAG)が細胞内でDAMPsとして働き、DAG受容体であるプロテインキナーゼC(PKC)の活性化を介し、NF-κB活性化を誘導する。IpaH07はこの赤痢菌感染時のDAG-PKC依存的なNF-κB経路を特異的に抑制し、他のTLRやNLRを介したNF-κB経路の抑制は認められなかった。そこでDAG-PKC-NF-κB経路におけるIpaH07標的因子を探索したところ、下流のシグナル因子Xとの結合、ユビキチン化、プロテアソーム分解への誘導が確認された。以上より、IpaH07-X間の相互作用が赤痢菌感染時のファゴソーム破壊によるDAG-PKC-NF-κB活性化を阻害、炎症反応を抑制することが示された。赤痢菌IpaHファミリータンパクE3リガーゼ活性によるシグナル伝達阻害機構の解析において、平成23年度は、(1)-1 IpaHファミリータンパクの標的シグナル経路の同定、(1)-2 IpaHファミリータンパクの宿主標的因子の検索、(1)-3 IpaH-宿主標的因子間の機能解析、を目的に研究を遂行した。(1)-1赤痢菌感染に伴い活性化される、各種シグナル伝達経路の下流に位置する転写因子のレポーターアッセイを用いることにより、各IpaHファミリータンパクの作用するシグナル伝達経路の同定を試みた。

この結果、IpaHファミリーの一つである、IpaH07はPKC-NF-κB経路を標的とし、そのシグナルを自身のE3ユビキチンリガーゼ活性依存的に阻害することを明らかにした。(1)-2続いて、PKC-NF-κB経路におけるIpaH07標的因子を探索するため、PKC-NF-κB経路のシグナル因子を用いた解析を行った。IpaH07はシグナル経路の上流のPKCおよびシグナル因子Protein XによるNF-κB活性化を阻害するものの、下流のシグナル因子によるNF-κB活性化の阻害は認められなかった。この結果はIpaH07がProtein Xを標的とする可能性を示唆しており、事実、Protein Xとの結合を確認したところ、両者の結合が確認された。(1)-3 IpaH07は自身のE3リガーゼ活性依存的にNF-κB活性を阻害することから、結合の確認されたProtein XがIpaH07のE3リガーゼ活性の基質となるかを確認した。In vitroユビキチネーションアッセイの結果、IpaH07はProtein Xをユビキチン化し、さらにプロテアソーム分解への導くことが確認された。上記のように、平成23年度研究目標は研究計画の立案通りに達成することができ、到達度はおおいに満足できる結果と考えられる。平成24年度研究計画は、平成23年度に得られたIn vitroでの研究結果をIn vivo動物感染実験によりIpaHシグナル伝達阻害能を評価する。具体的には赤痢菌野生株、ipaH07遺伝子欠損株およびipaH07過剰発現株を用いて、マウスの経鼻感染実験、モルモット直腸感染実験を行ない、宿主免疫応答の評価を行なう。赤痢菌感染により惹起される炎症をサイトカイン産生量(ELISA測定)、mRNA発現量(リアルタイムPCR)の解析を行なうことにより確認する。さらに赤痢菌感染後マウスの抗体価を測定することで、IpaHファミリータンパクによるシグナル伝達阻害効果が赤痢菌の感染持続に寄与していることを明らかにする。一方、赤痢菌は複数のIpaHタンパクを有しており、その細胞内局在および宿主標的因子はそれぞれ異なることから、各々のIpaHタンパクは感染において特異的な役割を担うと考えられる。そこで、未だ昨日が明らかにされていないIpaHタンパクにおいてもそのシグナル伝達阻害機構の解明を進める。具体的には、予備実験においてI型インターフェロンシグナル経路を標的とするIpaHタンパクが同定されているので、その標的因子および感染における役割を解明していく。平成24年度研究計画は平成23に得られたIn vitroでの研究結果をIn vivo動物感染実験によりIpaHシグナル伝達阻害能を評価する。そのため、平成24年度研究費の使用計画としては動物感染実験に使用する動物の購入、および生化学的測定試薬を始めとする消耗品に充てる。本研究対象としている宿主シグナル伝達阻害という現象は、様々なシグナル経路により誘導される炎症現象を検証する必要があるため、複数の側面から多種多様な因子の活性等を測定する必要が生じる。
介護拒否のある療養者に対する食用ゴマ油を用いた口腔清拭手法の確立と効果の評価

口腔衛生管理は、誤嚥性肺炎を防ぐ上で、重要な看護である。ケア手法は複数存在し、明確なケアプロトコルは存在せず、看護師はケア方法の選択や評価方法に悩んでいる。また、口腔衛生管理に対して認知症などの理由から拒否を示す療養者が存在する。これまで、申請者は要介護高齢者の舌背上の衛生を保つケアとして、食用ゴマ油を使用した安全で簡便、安価な口腔衛生管理手法を提案した。さらに口腔衛生管理に全介助を要する施設入所中の非経口摂取の療養者に対するケアプロトコルを作成し評価した。この効果は少数例、短期間の実施に対して認められた。しかし長期間の効果と、口腔衛生管理に対して拒否を示す対象者への実施可能性、経口摂取者への応用の可能性が課題として残った。本研究の目的は、介護拒否のある療養者に対する食用ゴマ油を用いた口腔清拭のケアプロトコルの確立を行うことである。口腔衛生管理が困難な療養者が多いと考えられる精神科医療施設の療養者を対象に、3カ月の介入を行い、口腔衛生状態及びケアの実施可能性を評価した。結果として、この効果は舌背水分量については水分量の上昇は有意差を示さなかったが、「乾燥」と判定される対象者の減少があった。頬内側水分量については、水分量の上昇・判定について、差が無かった。舌背細菌数については減少する傾向にあったが、対照群に比して有意な差は示されなかった。舌背カンジダ菌数、Pseudomonas属細菌数については検出された対象者が少なく、差が明確に示されなかった。アセスメントスコアについては焙煎ゴマ油・ゴマサラダ油ともに改善しており、特に「舌」、「清掃状態」で改善していたことが示された。粘膜細胞診については後日報告する。研究に協力を承諾してくださった医療機関が3か所、同意を得られた対象者が25名と予定より少なく、計画よりも対象者が少ない状態である。研究協力依頼を行う医療機関の地域を広げていく予定である。これまでは速やかに検体を処理する必要があることから、千葉県千葉市から東南地域にのみ協力の依頼を行ってきた。しかし協力をしてくださる医療機関がきわめて少ないため、検体の搬送方法を見直し、より遠方であっても協力依頼を実施していきたいと考えている。具体的には、これまで協力依頼を行ってこなかった千葉県内の西域・北域、近隣の東京都内、神奈川県内、埼玉県内も視野に入れ、協力依頼を行っていく。搬送に保冷ボックス等を準備し、片道3時間以内に本学に到着できる施設とする。学会等で知り合った歯科衛生士、医師からのご紹介もいただき、必要であればさらに遠方であっても協力依頼を行っていく予定である。
新しい平滑筋収縮制御機構の解析・パートII

平滑筋は血管平滑筋の収縮や遊走では、ミオシンとアクチンの相互作用が原動力となるが、まず、ミオシンが活性化されなければならないとされている。ミオシン活性化機序として、ミオシン軽鎖のリン酸化が広く浸透しているが、近年の技術革新により種々のデータが得られ、非(脱)リン酸化のままでの収縮の起こることが認識されるようになった。また逆に、リン酸化した状態でも弛緩の起こりうることも判ってきた。これまでの基礎研究により、平滑筋ミオシンを非(脱)リン酸化のままでも活性化するペプチド及び生理活性脂質を同定し、その生理機能を明らかにした。その逆に、平滑筋ミオシンをリン酸化のままでも不活性化する物質についても明らかにした。当該研究のパートIIとは、この研究を発展させることを意味する。ミオシン軽鎖キナーゼ(MLCK)が古くから知られているが、その構造上、中央部にリン酸化能をもつキナーゼドメインがあり、N末とC末にそれぞれアクチン結合ドメインとミオシン結合ドメインがあることが知られている。私どもはC末とN末を合わせをnon-kinase活性として定義し直した。私どもの研究室ではMLCKの全長発現に成功し、キナーゼドメインのATP結合部位を壊し、キナーゼ作用のない変異MLCKを得ることもできた。この変異体を用い、non-kinase活性だけで制御能が検出できた。これまでの研究でMLCKを欠損した変異GbaSM4細胞を作った。この変異株ではPDGFとSPCに対する遊走性がコントロールにより低下した。MLCKのcDNAを遺伝子導入することにより、回復が検出された。平滑筋は循環器や消化管などそれ自体で臓器を形成しているほか、血管としてあらゆる臓器の機能に関与している。従って、薬理学一般にとって平滑筋の収縮とその制御に関する基礎研究はきわめて重要と考えられている。その収縮では、ミオシンとアクチンの相互作用が原動力となるが、まず、ミオシンが活性化されなければならない。ミオシン活性化機序として、ミオシン軽鎖のリン酸化が広く浸透しているが、近年の技術革新により種々のデータが得られ、非(脱)リン酸化のままでも収縮の起こることが認識されるようになった。これは新しい収縮制御機序の存在することを意味する。これまでの基礎研究により、平滑筋ミオシンを非(脱)リン酸化のままでも活性化する蛋白質性因子及び脂質性因子を同定しその生理機能を明らかにした。蛋白性の因子は意外にもミオシンをリン酸化する酵素:ミオシン連鎖キナーゼ(MLCK)であり、そのミオシン重鎖への結合性が原因であった。さらに、MLCK欠損平滑筋株を利用し、rescue実験によりin vivoでこのMLCKのnon-kinase活性の生理的役割を確認できた。このMLCKによる非(脱)リン酸化のままでのミオシン活性化する機序の繊細をつめるとともに、上流にある細胞内情報伝達系を解明する。具体的には、血小板成長因子(PDGF)に対する血管平滑筋細胞の遊起を調べると、非(脱)リン酸化のままでPDGFに対し遊走することがわかった。この遊走はブレビスタチンで阻害された。さらに、ミオシンを精製してそのATPase活性の阻害作用を調べると、遊走阻害を説明できる濃度であった。昨年度、血小板成長因子(PDGF)に対する血管平滑筋の遊走を調べると、非(脱)リン酸化のままでPDGFに対して遊走することがわかった。この遊走はミオシン特異的阻害薬ブレビスタチンで阻害された。本年度はミオシンを変性させずに精製して、このATPase活性に対する阻害作用を調べた。非リン酸化のミオシンの阻害作用は遊走の阻害を説明できる濃度であった。これまでの発表では、ミオシンに対するブレビスタチンの作用は大変弱いとされていたが、我々はこの問題を解決した。このミオシンは頭部の構造に著しい変化が見つけられた。

本年度は、さらにこれまでに見つかったアラキドン酸(AA)のミオシンATPase促進効果について検討した。AAは非リン酸化ミオシンでのATPaseを増強するが、二重結合の内8,9が重要であることがわかった。Transient kineticsではミオシン頭部が重要で、ATPが分解されたのちPiの放出が促進されることを明らかにした。さらに生理的AA作用を検出するため、血管平滑筋細胞の収縮と遊走に対するAAの作用も調べ、いくつかの細胞内情報伝達系の阻害剤を与えると、GPCRの系列が関与することが明らかになった。小浜は研究代表者として全体の統一を図るほかに、細胞培養を行った。中村は各種蛋白質を発現させるが、石川は発現蛋白質を精製し、ミオシンのATPase活性を測定する。田中はミオシンをはじめとして関係する蛋白質の分子形態を調べた。平滑筋は循環器や消化管などそれ自体で臓器を形成しているほか、血管としてあらゆる臓器の機能に関与している。従って、薬理学一般にとって平滑筋の収縮とその制御に関する基礎研究はきわめて重要と考えられている。その収縮や遊走では、ミオシンとアクチンの相互作用が原動力となるが、まず、ミオシンが活性化されなければならないとされている。ミオシン活性化機序として、ミオシン軽鎖のリン酸化が広く浸透しているが、近年の技術革新により種々のデータが得られ、非(脱)リン酸化のままでの収縮の起こることが認識されるようになった。また逆に、リン酸化した状態でも弛緩の起こりうることも判ってきた。これは新しい収縮制御機序の存在することを意味する。これまでの基礎研究により、平滑筋ミオシンを非(脱)リン酸化のままでも活性化するペプチド及び生理活性脂質を同定し、その生理機能を明らかにした。その逆に、平滑筋ミオシンをリン酸化のままでも不活性化する物質についても明らかにした。当該研究のパートIIとは、この研究を発展させることを意味するが、具体的には、本研究ではこれらの因子を細胞内情報伝達系に取り込むと共に、血管れん縮など血管病態における役割の解明を目的としている。血管平滑筋を大量に培養して、コラーゲンゲル内に封じ込めると人工平滑筋となり、張力を測定することができる。スフィンゴシールフォスフォリールコリン(SPCと略す)は脳血管れん縮の起因物質として知られているが、血管平滑筋遊走を引き起こす物質もある。当該科研費により、人工平滑筋の収縮も引き起こすことが判った。この収縮はミオシン特異的阻害薬ブレビスタチン(BLB)により弛緩し、遊走で調べたBLBの阻害効果を、収縮でも確認することができた。SPC処理によりミオシン軽鎖はリン酸化した状態が続くが、リン酸を受けた状態でも弛緩の起こることが判明した。平滑筋は血管平滑筋の収縮や遊走では,ミオシンとアクチンの相互作用が原動力となるが,まず,ミオシンが活性化されなければならないとされている。ミオシン活性化機序として,ミオシン軽鎖のリン酸化が広く浸透しているが,近年の技術革新により種々のデータが得られ,非(脱)リン酸化のままでの収縮の起こることが認識されるようになった。また逆に,リン酸化した状態でも弛緩の起こりうることも判ってきた。