hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
１シナプス小胞解析のための蛍光プローブの適用

哺乳類中枢シナプスでは、30から50 nm程度の大きさしかないシナプス小胞1個の動態、たとえば開口放出、エンドサイトーシスを実測した試みが少ない。このため、神経伝達物質放出メカニズムに関しては多くの謎が残されている。シナプス前終末を単離し、全反射蛍光顕微鏡を適用することで、シナプス小胞1個の動態を観察することを試みた。本研究課題期間中に、脳幹聴覚伝導路calyx of Heldシナプス、海馬苔状線維シナプスのシナプス前終末において、シナプス小胞動態を観察することに成功した。シナプス小胞は形質膜付近に係留されただけでは伝達物質放出可能になるのではなく、分子的な準備段階を経ることがわかった。シナプス前終末からの伝達物質放出機構を明らかにするためには、電気生理学的な方法だけでなく、イメージングによって終末内でのシナプス小胞や機能分子の個々の動態を明らかにすることが求められている。本年度は、単一シナプス小胞の動態を測定するために、全反射蛍光顕微鏡を脳幹聴覚系伝導路calyx of Held大型シナプス前終末に適用することを試みた。シナプス前終末を急性単離することが可能することになり、シナプス前終末をガラス面に接着することで全反射蛍光顕微鏡の適用が可能になった。シナプス小胞に対して蛍光色素FM1-43を取り込ませることで可視化した。シナプス前終末にパッチクランプ法を適用し、膜電位固定下、前終末Ca電流の制御をしながら、Ca流入量と開口放出の関係を測定した。また、終末全体での開口放出量の測定をおこなう膜容量測定法を使って、単一小胞観察の妥当性を確認した。さらに、パッチ電極を介してCa指示薬やケイジドCaを導入し、光でこれを解離して終末内Caを一様に上昇させ、終末全体で上昇したCa濃度と単一小胞レベルの開口放出速度との連関を定量することが可能になった。このような試みは、哺乳類シナプス前終末では初めてのことである。本方法でシナプス小胞の動態を観察した結果、持続的な刺激中の開口放出速度は小胞の伝達物質放出部位への動員ではなく、既に伝達物質放出部位に動員された小胞が分子的に開口放出可能な状態に準備される分子プライミング過程が律速となることが明らかになった。この結果は論文として今年度公刊した(Midorikawa and Sakaba, 2015)。本研究申請時に目標としていた単一シナプス小胞のイメージングが27年度に可能になり、次の段階(伝達物質放出機構や機能分子の可視化、小胞イメージングの精度の向上)へと研究を進める段階になっているため。昨年度までに急性単離した哺乳類シナプス前終末(ラット脳幹聴覚系のcalyx of Held)において単一シナプス小胞の可視化を全反射蛍光顕微鏡によっておこない、論文として公刊することができた(Midorikawa and Sakaba, 2015, Neuron)。よって、本研究課題の一番重要かつ、難しい部分はクリアすることができた。Calyx of Heldは聴覚伝導路にある大型のシナプス前終末であり、ここで得られた知見が哺乳類中枢シナプス一般に適用可能かは議論の余地がある。そこで海馬苔状線維シナプス前終末を急性単離することを試みた。まず、急性単離したシナプス前終末標本の生理的特性を確かめるため、単離標本と急性スライス標本を膜容量測定法などで比較することを試み、基本的な電気特性、開口分泌量などがあまり変わらないことを確認した。そのうえで、FM1-43でシナプス小胞を単一レベルで可視化し、単一シナプス小胞の動態を全反射蛍光顕微鏡で測定することを試み、これに成功した。ここで得られたシナプス小胞開口放出の時間経過と急性スライス標本の苔状線維-CA3錐体細胞同時記録から得られるEPSCをもとにした神経伝達物質放出時間経過を比較し、全反射蛍光顕微鏡による方法の妥当性を確認した。現在、この方法を用いて、苔状線維終末の特性の解析を進めており、まとまり次第、論文にまとめたいと考えている。また、その他の標本にも応用可能か、国際共同研究などを通して試行したいと考えている。本研究課題の一番重要かつ、難しい部分であるシナプス前終末における単一シナプス小胞の可視化に成功し、現在はcalyx of Held以外のシナプス前終末に本方法が適用可能か検討するなど、当初予定よりは進んでいる。3年間を通して、全反射蛍光顕微鏡を用いてシナプス前終末におけるシナプス小胞の動態を解析する技術を開発する目標に沿って研究を進めた。このような研究はキンギョ網膜双極細胞などにこれまでの研究では限られており、ほ乳類神経細胞での研究はほとんどなかった。2015年度はラット聴覚系脳幹のcalyx of Heldシナプス前終末を急性単離し、シナプス小胞の動態を解析することに成功した(Midorikawa and Sakaba, 2015)。その後、よりダイナミックな神経シナプス可塑性を持つ海馬苔状線維シナプス前終末で同様の研究を行い、今年度論文公刊をした。今後は、イメージング技術、蛍光プローブのさらなる工夫を行い、より精度の高い実験を行っていくこと、異なった標本の小胞動態を比較し、伝達物質放出、シナプス伝達の共通性、多様性のメカニズムを解明していくことが課題となろう。

シナプス前終末を単離し、全反射蛍光顕微鏡を適用することで、シナプス小胞1個の動態を観察することを試みた。本研究課題期間中に、脳幹聴覚伝導路calyx of Heldシナプス、海馬苔状線維シナプスのシナプス前終末において、シナプス小胞動態を観察することに成功した。シナプス小胞は形質膜付近に係留されただけでは伝達物質放出可能になるのではなく、分子的な準備段階を経ることがわかった。次年度以降は、伝達物質放出機構・機能分子の可視化、シナプス小胞イメージング精度の向上、他の顕微鏡技術の適用、といった技術的な水準の向上、カリックス型シナプス以外の標本への適用の試行などによって、本研究で使われる方法の汎用性を向上させたいと考えている。海馬シナプス前終末の特性を本課題で開発した全反射蛍光顕微鏡を用いた方法で解析すること、また、可能であるならば、全反射蛍光顕微鏡以外のいわゆる超解像度光学顕微鏡技術の適用を考えたい。また、まとまった研究成果は確実に論文公刊したいと考えている。神経科学本年度は新しい備品を購入せずに現有設備を使用して実験が可能であったこと、消耗品の使用を極力節約して無駄を減らしたこと、シナプス小胞可視化の蛍光プローブとしてFM1-43を用いることで済み高額なプローブの必要がなかったこと、を主とした理由として次年度使用額が発生した。本年度は、消耗品などの利用の効率化を積極的に進め、また既存の設備を利用して実験を可能な限りコストのかからないようにした結果、助成金を来年度に繰り越すことになった。なお、研究そのものは計画以上に進展していて問題はない。現在、自作で新規に全反射蛍光顕微鏡を構築しており次年度以降そのために使用すること、また、新たな標本への本研究計画での技法の適用や、シナプス小胞や機能分子の効率よい可視化ができる蛍光プローブの購入のために使用したいと考えている。現在、自作の全反射蛍光顕微鏡を構築しており、その費用に充当したい。これは本研究課題の当初計画に沿ったものであり、また将来的に超解像度光学顕微鏡へ転換できるように構築している。
簡便なエポキシドのメタルフリーイモータル重合の開発とその機能性ポリマーの合成

エポキシドのメタルフリーイモータル重合を開発することと、その応用として機能性ポリマーを合成することを目的として、下記の研究成果を得た。1)市販のテトラ-n-ブチルアンモニウムフロリドをメタルフリー重合開始剤としたエポキシドのイモータル重合を開発した。2)本重合系を用いることで、両親媒性ブロック共重合体や末端反応性ポリマー、多分岐ポリマーなどの機能性ポリマーを、簡便に合成することに成功した。24年度では、本系がメタルフリーイモータル重合系である特性を活かし、2種類の機能性ポリマーの合成を試みた。一つは、ポリエチレングリコールメチルエーテル(PEGM)をプロトン性マクロ連鎖移動剤として用いることで、GPE(グリシジルフェニルエーテル)の開環重合を行ない、ブロック共重合体の簡便な合成を試みた。得られたポリマーは、poly(GPE)とPEGMの両組成を有していた。また、ゲル浸透クロマトグラフィー分析から、多分散度が1.2未満の単峰性のピークを示したことから、ブロック共重合体であることがわかった。このブロック共重合体は、汎用有機溶媒だけでなく水にも可溶であったため、両親媒性を示すことが明らかとなった。さらに、PEGMの仕込み量が増加するに従い、共重合体の数平均分子量は低下したことから、PEGMは連鎖移動剤として働き、poly(GPE)の開始末端に結合しているといえる。本共重合体の物性評価として、水中での会合挙動を検討した。疎水性蛍光プローブを用いた蛍光分析法による臨界ミセル濃度の決定と、動的光散乱分析法を用いた会合体の粒径分布の測定を行なった。その結果、代表例として、臨界ミセル濃度は0.034g/Lであり、共重合体濃度3.0g/Lのとき、27nm-193nmに分布を持つ平均粒径58nmの会合体であることがわかった。もう一つは、アリルアルコールを連鎖移動剤とした同重合である。その結果、ビニル基を開始末端に有するpoly(GPE)のワンポット合成に成功した。以上のことから、本メタルフリーイモータル重合系を利用することで、両親媒性ブロック共重合体および反応性基を有するポリマーを簡便に合成できたといえる。これは、工業的にも学術的にも意義深い。25年度では、本系がメタルフリーイモータル重合系であることを活かして、機能性ポリマーの合成を試みた。すなわち、様々な反応性基を末端に有するポリマーや、多分岐ポリマーを簡便に合成することを目的とした。様々な反応性基を末端に有するポリマーの合成では、反応性基を持つプロトン性化合物を連鎖移動剤に用いることで検討した。その結果、昨年度導入に成功したアリルエーテル基に加え、ベンジル基、アルキニル基、メタクリレート基などの反応性基を末端に有するポリマーの合成に成功した。反応性ポリマーは、マクロモノマーやマクロイニシエーターとして利用できることから、工業的に重要である。次に、得られた反応性ポリマーの有用性を確認するために、アリルエーテル基を末端に有するポリマーを用い、ポリエチレングリコールメチルエーテルチオールとのチオール-エンカップリング反応による両親媒性ブロック共重合体を合成した。本両親媒性ブロック共重合体は、有害な金属が含まれていないので生体適合性材料してドラッグデリバリーシステム等に用いられることが期待される。多分岐ポリマーの合成では、連鎖移動剤に多価アルコールを用いることで検討した。その結果、期待された多分岐ポリマーの簡便な合成に成功した。多分岐ポリマーは低粘性、多官能性など直鎖ポリマーにはない特性を有することから、機能性ポリマーとしての利用が期待される。また、多分岐ポリマーの合成結果は、プロトン性基を多数有する材料表面の改質も容易に行えることを示唆している。23年度では、テトラブチルアンモニウムフロリド(TBAF)をメタルフリー重合開始剤として用いたグリシジルフェニルエーテル(GPE)の開環重合が、イモータル重合系であるかどうかを検討した。すなわち、プロトン性化合物であるエタノール、酢酸存在下において、本重合系の検討を行った。その結果、プロトン性化合物存在下において、本重合系は停止しないことが明らかとなった。得られたpoly(GPE)の末端構造をNMRによって解析したところ、FCH2-開始末端に加え、エトキシド開始末端あるいは酢酸エステル開始末端が存在していることが明らかとなった。このことから、プロトン性化合物は連鎖移動剤として働いたことがわかった。また、得られたpoly(GPE)の重合度は、重合開始剤と連鎖移動剤の和と、モノマーであるGPEのモル比によって表わされた。さらに、連鎖移動剤の添加量にかかわらず、分子量分布は単峰性で狭いことが分かった。以上のことから、プロトン性化合物存在下でのTBAFによるGPEのメタルフリー開環重合において、分子量制御に成功したといえる。これまでのイモータル重合といえば、金属含有重合開始剤を用いた反応が一般的であった。本研究は、金属を全く用いない新しいイモータル重合系であるので、学術的新規性は高い。

得られたポリマーは、電子材料や生体適合性材料、環境材料などへの展開を可能とし工業的利用分野を飛躍的に広げることが期待される。23年度に得られた結果(エポキシドのメタルフリーイモータル重合系の確立)に基づいて、24年度では機能性ポリマーの合成を目的とした。その結果、両親媒性ブロック共重合体および反応性ポリマーのワンポット合成に成功した。また、両親媒性ブロック共重合体については、水中での会合挙動の解明も行なった。24年度の一部の計画を次年度に実施する予定であるが、ほぼ計画通りに研究は進行しており、またその目的も達成出来ているといえる。23年度研究計画における最大の目的は、「エポキシドのメタルフリーイモータル重合系の開発」であり、それを達成できたためである。すなわち、プロトン性化合物であるエタノールや酢酸存在下、テトラブチルアンモニウムフロリド(TBAF)によるグリシジルフェニルエーテル(GPE)のメタルフリー開環重合を行うことで、得られるポリマーの分子量制御に成功した。24年度に得られたビニル基を開始末端に有する反応性ポリマーについて、その反応性を利用したブロック共重合体の合成を試みる。また、24年度に引き続き、本系がメタルフリーイモータル重合系である特性を活かし、様々な反応性ポリマーのワンポット合成を検討していく。メタクリレート基やアルキン基、ベンジル基などを有するプロトン性連鎖移動剤を用い、反応性基を開始末端に有するpoly(GPE)を合成する。また、その反応性ポリマーを用いた、機能性ポリマーへの展開を試みる。さらに、ポリビニルアルコールをマクロ連鎖移動剤とした同重合を行い、グラフト共重合体のワンポット合成も試みる。本系がメタルフリーイモータル重合系である特性を活かし、様々な連鎖移動剤を用いることで、機能性ポリマーのワンポット合成を検討していく。特に、ポリエチレングリコールのような親水性ポリマーをプロトン性マクロ化合物として用いることで、両親媒性ブロック共重合体を簡便に合成することを試みる。また、得られた機能性ポリマーの機能および物性評価も検討していく。次年度使用額が生じた理由は、研究発表に必要な旅費の使用を次年度に繰り越したことに加え、24年度の研究計画の一部を次年度に実施するためである。予定している研究費の使用用途は、反応性ポリマーおよびグラフト共重合体の合成とその機能性評価に必要な試薬および実験器具の購入である。また、これまでの結果をまとめて、研究発表するための旅費も予定している。予定している研究費の使用用途は、機能性ポリマー(特に、両親媒性ブロック共重合体)の合成とその物性評価(水中での会合状態の検討)や機能性評価に必要な試薬および実験器具の購入である。
米国における成人教育マーケティング論の形成過程に関する研究

表記の研究を遂行するために、米国における成人教育マーケティングに関する文献を、国立国会図書館および筑波大学において収集するとともに、データベース化による整理を進めた。その結果、以下のような研究成果が得られた。
中世から近世への移行期における寺院建築の空間構成と構造技法の変革に関する研究

本研究の目的は、中世から近世に移行する際に、寺院建築の空間構成や建築構造・技法がどのように変化するのかを、現存遺構に則して解明しようとするものである。具体的には顕密諸宗派の寺院の仏堂を対象として、その平面構成、架構、造作、装飾意匠、小屋構造等の建築の形態が中世から近世に移行するにつれてどのように変化するのかを、現存する中世の遺構と近世の主要な遺構を比較する方法をとった。その結果、内陣・礼堂・脇陣・後戸などの空間から構成される中世仏堂形式は、近世になっても保持されるが、脇陣・後戸・堂蔵などの空間の分割が少なくなり、内部空間が単純化する傾向にある。しかも内部の架構を省略し、天井も簡略な形式となって、意匠的にも簡素化が進む。しかし同時に一方で中世的な架構を残す遺構もある。また内陣と礼堂の結界に腰高の中敷居を用いる例が増えるが、これは庶民の参詣のあり方と密接に関わっていると推定される。庶民の回国・巡礼・寺社参詣は十五世紀から増大するが、堂内における参詣者の落書や巡礼札の存在から確認され、仏堂内部におけるその分布が参詣者の利用する空間が礼堂に限定されておれり、それ故結界のあり方も変化することを証明する。なお結界の方式では、内陣・礼堂境を一直線に区切るものと、内陣・脇陣境にも結界を入れて、浄土宗本堂と似た形式をもつものとがあり、平面形式は三類型に区分することができる。以上の諸点は点は近畿地方の遺構を精査した所見であるが、架構や結界のあり方は地方性が顕著である。本研究は、寺院建築の空間構成や建築構造・技法が、中世から近世に移行する際にどのように変化するのかを、現存遺構に則して解明しようとするものである。平成11年度は、研究計画に従って、国宝・重要文化財実測図集を購入し、これを利用して、顕密諸宗派の寺院の仏堂を対象に、その平面構成、天井・架構、間仕切り方法・建具、装飾意匠、須弥壇・厨子、床仕上げ、小屋構造等の建築の形態について整理を行った。併せて、西日本に所在する若干の遺構(当麻寺・法隆寺・唐招提寺・東寺・浄土寺等)について現地調査を行い、図面上で確認できない改造等について調査を行った。次年度ではこれを踏まえつつ、実測図のない近世の遺構について、現地調査を行って、11年度の成果と比較検討する予定である。本研究は、中世から近世に移行する際に、寺院建築の空間構成や建築構造・技法がどのように変化するのかを、現存遺構に則して解明しようとするものである。平成12年度は、11年度に引き続き、研究計画に従って、国宝・重要文化財実測図集を購入し、これを利用して、顕密諸宗派の寺院の仏堂を対象に、その平面構成、天井・架構、間仕切り方法・建具、装飾意匠、須弥壇・厨子、床仕上げ、小屋構造等の建築の形態について整理を行った。さらに近畿地方から瀬戸内地方に所在する中・近世の遺構(滋賀県の百済寺・延暦寺の諸堂、尾道常称寺・浄土寺等)について現地調査を行い、図面上で確認できない改造等について調査を行った。最終年度である13年度には、二年間の調査を踏まえつつ、上記目的に添った検討を、いくつかの個別堂宇の詳細な検討と、多数の事例の比較検討を併用しつつ、研究成果をまとめる予定である。

具体的には顕密諸宗派の寺院の仏堂を対象として、その平面構成、架構、造作、装飾意匠、小屋構造等の建築の形態が中世から近世に移行するにつれてどのように変化するのかを、現存する中世の遺構と近世の主要な遺構を比較する方法をとった。その結果、内陣・礼堂・脇陣・後戸などの空間から構成される中世仏堂形式は、近世になっても保持されるが、脇陣・後戸・堂蔵などの空間の分割が少なくなり、内部空間が単純化する傾向にある。しかも内部の架構を省略し、天井も簡略な形式となって、意匠的にも簡素化が進む。しかし同時に一方で中世的な架構を残す遺構もある。また内陣と礼堂の結界に腰高の中敷居を用いる例が増えるが、これは庶民の参詣のあり方と密接に関わっていると推定される。庶民の回国・巡礼・寺社参詣は十五世紀から増大するが、堂内における参詣者の落書や巡礼札の存在から確認され、仏堂内部におけるその分布が参詣者の利用する空間が礼堂に限定されており、それ故結界のあり方も変化することを証明する。なお結界の方式では、内陣・礼堂境を一直線に区切るものと、内陣・脇陣境にも結界を入れて、浄土宗本堂と似た形式をもつものとがあり、平面形式は三類型に区分することができる。以上の諸点は点は近畿地方の遺構を精査した所見であるが、架構や結界のあり方は地方性が顕著である。
長寿と生活習慣 -岐阜生活習慣調査・介入プロジェクト-

1)新たな食事解析ソフトウエア開発デジタル食事写真から栄養素を推定するソフトウエアを開発した。デジタル写真で撮影し,食事画像を塗りつぶすと,エネルギーを始め各種栄養素が累積計算されるものである。2)食物繊維のメタボリックシンドローム改善効果岐阜県高山市国府地区において,食物繊維高含有流動食と通常の流動食を6ケ月間投与する無作為介入試験を25名のメタボリックシンドローム患者に対して,健康診断を評価項目として行った。現在,結果の解析中である。3)在宅健康管理システムの有用性の検討岐阜県高山市において,自動血圧計と心電計を含む在宅健康管理システムの有用性を検討するために,利用者と非利用者とで健康診断での血圧の変動の他,体重,血清脂質,耐糖能を検討したところ,利用者において血圧にのみ有意な低下が認められ,システム自体に降圧効果があることが判明した。4)長寿・短命地域での健康診断岐阜県高山市国府地区と山県市美山地区で,健康診断と,3日間の食事の写真撮影と運動器記録器による食事調査と運動調査を行った。参加者は,3年間で国府地区が103名,美山地区が77名であった。2地区を比較すると,国府地区の方が,収縮期・拡張期血圧が低く,3m往復歩行時間が短く,アディポネクチン濃度が高く,n-3系/n-6系不飽和脂肪酸摂取比率が高かった。1)新たな食事解析ソフトウエア開発株式会社システムアンサー・岐阜女子大学家政学部と共同で、食事写真から栄養素を推定するソフトウエア開発に着手した。今年度は2年計画の1年目である。カメラで斜め方向から撮影した食事を平面に補正し、かつ2方向から撮影したものから3次元に食物素材の量を判定できるところまで進んだ。また、5訂食品成分表に関するデジタルデータベースを文部科学省から提供を受けた。現在脂肪酸とアミノ酸に関するデジタルデータベースを作成中である。また、代表的な食事メニューに関して、食物素材のデジタルデータベースを作成も行っている。2)長寿・短命地域での食事・運動調査岐阜県吉城郡国府町と山県市美山地区で、65歳以上の高齢者を対象に、3日間の食事の写真撮影と調味料の撮影、およびライフコーダEXを用いた運動の記録を用いて、両地区の食事調査と運動調査を行った。国府町では26名、美山地区では19名がこの調査に参加した。食事調査結果は、現在解析中であるが、運動調査では、長寿である国府町高齢者の方が、短命である美山地区に比較し、運動量や運動強度が高かった。3)長寿・短命地域での健康診断岐阜県吉城郡国府町と山県市美山地区で、65歳以上の高齢者を対象に、栄養調査と簡単な体力調査を兼ねた健康診断を行った。参加者は、国府町が100名、美山地区が19名であった。血清脂質やアルブミンの他、75gOGTTによる耐糖能の検討、さらに長寿に関連があると考えられるdehydroepiandrosterone sulfate (DHEA-S)やアディポネクチンの血中濃度を測定した。現在解析中であるが、年齢で補正するとDHEA-Sには両地区で差はみられなかった。1)新たな食事解析ソフトウエア開発株式会社システムアンサー・岐阜女子大学家政学部と共同で、デジタル食事写真から栄養素を推定するソフトウエアを開発した。デジタルカメラで斜め方向から撮影した食事を正面画像に補正し、食物素材の重量を面積から判定できるようになった。また、5訂食品成分表に関するデジタルデータベースを文部科学省から提供を受け、脂肪酸に関するデジタルデータベースを作成した。今後、代表的な食事メニューを作成して、面積と重量の関連について検討してソフトウエアを完成させる。2)長寿・短命地域での食事・運動調査昨年に引き続き、岐阜県高山市国府地区と山県市美山地区で、3日間の食事の写真撮影と調味料の撮影、および運動器記録器ライフコーダEXを用いて、両地区の食事調査と運動調査を行った。国府町では18名、美山地区では28名がこの調査に参加した。

食事調査では、美山地区で塩分摂取量が多く、エネルギー摂取量には差が無かったが、脂肪摂取比率と飽和脂肪酸摂取比率は国府地区で高かった。運動調査では、2地区に差はみられなかった。3)長寿・短命地域での健康診断昨年に引き続き、岐阜県高山市国府地区と山県市美山地区で、栄養調査と簡単な体力調査を兼ねた健康診断を行った。参加者は、国府地区が85名、美山地区が49名であった。血清脂質やアルブミンの他、75gOGTTによる耐糖能の検討、さらに長寿に関連があると考えられるdehydroepiandrosterone sulfate(DHEA-S)やアディポネクチンの血中濃度を測定した。2地区を比較すると、国府地区の方が、収縮期・拡張期血圧が低く、5m往復歩行時間が短く、アディポネクチン濃度が高かった。1)新たな食事解析ソフトウェア開発株式会社システムアンサー・岐阜女子大学家政学部と共同で、デジタル食事写真から栄養素を推定するソフトウエアを開発した。今年度は、代表的な食事メニューを実際に作り、画像面積と食事重量との関連について検討するためのデータ収集を行った。2)長寿・短命地域での食事・運動調査昨年に引き続き、岐阜県高山市国府地区と山県市美山地区で、3日間の食事の写真撮影と調味料の撮影、および運動器記録器ライフコーダEXを用いて、両地区の食事調査と運動調査を行った。国府地区では26名、美山地区では20名がこの調査に参加した。食事調査では、美山地区で塩分摂取量が多く、エネルギー摂取量には差が無かったが、脂肪酸エイコサペンタエン酸とドコサペンタエン酸の摂取量は国府地区で高かった。参加者は、国府地区が76名、美山地区が50名であった。血清脂質やアルブミンの他こ75gOGTTによる耐糖能の検討、さらに長寿に関連があると考えられるdehydroepiandrosterone sulfate(DHEA-S)やアディポネクチンの血中濃度を測定した。4)在宅健康管理システムの有用性の検討自動血圧計と心電計を含む在宅健康管理システムの有用性を検討するために、利用者と非利用者とで健康診断での血圧の変動を検討したところ、利用者で有意に血圧の低下が認められた。1)新たな食事解析ソフトウエア開発株式会社システムアンサー・岐阜女子大学家政学部と共同で、デジタル食事写真から栄養素を推定するソフトウエアを開発し、ほぼ完成した。今年度は、多くの食事メニューを実際に作り、デジタル写真で撮影し、その画像面積と食事重量データの関連付けを行い、食事を塗りつぶすと、エネルギーを始め各種栄養素が累積計算されるものである。これによって、食事解析がかなり効率的に行えるようになった。将来的には、市販化を目指したい。
潜在性鉄欠乏が血管内皮に及ぼす影響

本研究では有経女性の体内鉄貯蔵量と血管内皮機能の関係を明らかにするために、20-40代の女性を対象に体内鉄貯蔵量の指標であるsTfR(可溶性トランスフェリン受容体)/Log血清フェリチン比、血管拡張反応検査、血管内皮前駆細胞数、酸化ストレス等を測定した。単回帰解析の結果、sTfR/Log血清フェリチン比と血管拡張反応であるFMD(%)には有意な負の影響を、HbA1c(%)は有意な正の影響を与えることが明らかとなった。したがって、有経女性において、鉄欠乏になると血管拡張反応が低下することが示唆され、鉄欠乏という栄養欠損が血管内皮に負の影響を及ぼす可能性が示唆された。本研究は、体内貯蔵鉄は果たして有益であるかということを調査するために、体内の貯蔵鉄(血清フェリチン及び可溶性トランスフェリン受容体)の至適量の探索、体内貯蔵鉄と血管内皮機能との関係、そして貯蔵鉄不足と判断された対象者には鉄剤投与で血管内皮機能に変化を与えるかということを検討することが目的である。本年度は、この研究の目的に照らし、研究体制のセットアップを行うために設備環境を整えた。本事業を推進するために有識者との議論を行ない、調査方法について見直しを行い、研究の推進を図った。平成25年度に引き続き、平成26年度までに対象者にインフォームドコンセントを行い、了承の得られた約100症例の臨床データを収集予定である。対象者は血液検査と血管内皮機能検査であるFMD検査を行い、データを蓄積する。微量元素の血中濃度が、必ずしも体内の微量元素量を反映していない可能性があり、栄養調査も同時に行い、体内微量元素の把握とわが国の栄養調査結果と一致しているか検討を行う。食事調査の分析をもとに、栄養摂取量(鉄・亜鉛・カルシウム等)と血管内皮機能と相関があるか検討する。今回の研究では、鉄過剰を心配するより鉄欠乏、とくに潜在性鉄欠乏性貧血も問題であるということを提言できればと考えている。男女共同参画社会が唱えられ、女性の社会進出は目覚ましい。「何となく気だるい、気が進まない、活力がない、集中力が上がらない、眠気」などの貧血症状を呈している女性が多いようでは日本社会における資源の喪失であり、大きな社会問題と言える。とりあえずは広報活動により国民全体に鉄欠乏に対する意識づけを発信したい。鉄は我々の体に必須な微量元素である一方、過剰になるとフリーラジカルが発生し、発がんや動脈硬化を促進することが報告されている。本研究では、健常人における体内貯蔵鉄の至適量を探索するため、20代女性を対象に体内貯蔵鉄と血管内皮機能および血管内皮前駆細胞数との関係を検討(横断研究)することと、さらに鉄欠乏性貧血の20代女性に鉄剤内服群と未内服群に割り付けてクロスオーバー試験を行い血管内皮機能等に影響を与えるかについても検討(介入研究)することである。本研究は臨床研究倫理審査で承認を受け、本事業を推進するために有識者との議論を行い、研究の推進を図っている。現在は臨床データを収集中である。平成27年度は最終年度であり、研究成果を報告予定である。国民健康・栄養調査によると日本人の平均鉄摂取量は、平成12年を境に7.5mg/日まで減少している。我が国は他国に比べ、若年女性でやせ願望の強く、潜在性鉄欠乏および鉄欠乏性貧血の頻度が高くなっている。今回の研究では、鉄欠乏により血管内皮機能および血管内皮前駆細胞数に悪影響を及ぼすことが判明すれば、やせ願望の強い若年女性に鉄欠乏性貧血への警鐘を鳴らすことが可能となる。今回の研究により、若年女性に鉄分の多い食事を摂取するように促すことができれば、日本における若年女性の貧血頻度の増加に歯止めをかける可能性がある。鉄欠乏により貧血症状を呈している女性が多いようでは日本社会における資源の喪失であり、鉄欠乏の改善が重要であることを国民全体に発信することができれば社会的貢献に繋がるものと考える。本研究では、健常人における体内貯蔵鉄の至適量と血管内皮機能の関連があるか探索するために、20代40代の有経女性49名を対象に血流依存性血管拡張反応(FMD)検査、体内貯蔵鉄(フェリチン)、血管内皮前駆細胞(EPC)等の測定を行った。併せて、簡易型自記式食事歴質問票(BDHQ)を用いた栄養調査も実施した。単変量解析の結果、血管内皮機能には、血管径、身長と乳類摂取が有意な負の相関を認めた。体内貯蔵鉄の指標であるフェリチン及びEPCと血管内皮機能には関連は認めなかった。

したがって、有経女性において、鉄欠乏になると血管拡張反応が低下することが示唆され、鉄欠乏という栄養欠損が血管内皮に負の影響を及ぼす可能性が示唆された。平成25年度にセットアップし、平成26年度に本学の臨床研究倫理審査で承認を受けて、現在、臨床データを収集している。倫理審査で必要書類の提出や調査方法の見直しが必要となり、事前準備期間が必要であった。研究達成度は当初の計画からすると、目標症例数に達しておらず、十分に実施されたとは言えないため、今回は上記の評価と判断した。応用健康科学臨床研究倫理審査委員会で承認を受け、平成27年度までに対象者にインフォームドコンセントを行い、了承の得られた約100症例の臨床データを収集する予定で、現在遂行中である。横断研究ではボランティアの20代女性を対象に血液検査(血液生化学検査、血管内皮前駆細胞数)、血管内皮機能検査であるFMD検査を行いデータ蓄積する。さらに横断研究対象者で鉄欠乏性貧血の20代女性に鉄剤内服群と未内服群に割り付けてクロスオーバー試験を行い、血液検査及び血管内皮機能に影響を与えるか検討する(介入研究)。研究協力体制は整っており、血管内皮細胞数測定とFMD検査は研究協力者に対応して行っていく予定である。本科研事業を推進するために有識者との議論を行ない、調査方法の見直しが必要となり事前準備期間に時間を費やした。そして申請時期から採択時期の間で部署の変更があり、研究体制を十分に整えるための時間的余裕がなかった。以上のことから、平成25年度の研究達成度は当初の計画内容からすると、十分に実施されたとは言えないため、今回は上記の評価と判断した。本事業を遂行するために、臨床研究審査委員会で書類を提出し、調査方法の見直し等が必要であった。そのため、再度準備期間が必要となり、目標としていた症例数を確保できず、臨床検査費や印刷物制作費等が残り、次年度使用額が生じている。平成25年度にセットアップし、平成26年度までに対象者にインフォームドコンセントを行い、了承の得られた約100症例の臨床データを収集予定である。対象者は血液検査と血管内皮機能検査であるFMD検査を行い、データを蓄積する。加えて食事調査も行うことを予定としている。食事調査の分析をもとに、栄養摂取量(鉄・亜鉛・カルシウム等)と血管内皮機能と相関があるか検討する。平成26年度初めに倫理委員会に本研究を提出し、予定通り本科研事業を遂行する予定である。また、当初の計画よりやや研究の開始が遅れているが、平成26年度からは、研究協力者も加わってもらう予定となっており、研究協力体制が整うため、最終目標は達成できるものと考える。これらの金額と次年度以降に請求する研究費を合わせた使用計画としては、症例数の確保で臨床検査費に使用すること、対象者への理解を深めるための印刷物制作費に使用すること、学会への参加のための旅費に使用することなどを計画している。本科研事業を推進するために有識者との議論を行なったところ、調査方法の見直しが必要で、再度事前準備期間が必要であった。また、申請時期から採択時期の間で部署の変更があり、研究体制を十分に整えるための時間的余裕がなかったため、当初の計画よりやや遅れている。H26年度は本事業を推進するための研究方法が確立し、研究環境整備も整ったため、今後、研究成果を達成することは可能である。平成25年度にセットアップし、平成26年度までに平成25年度分も併せて約100症例の臨床データを収集予定である。
サブミリ波超長基線電波干渉計におけるイメージング手法の開発

サブミリ波VLBIで位相を用いたイメージングを実現するために、シミュレーションおよびミリ波VLBI観測の実データに基づきイメージング技法の検討を行った。具体的には、最少二乗によるモデルフィット、マルコフ連鎖モンテカルロ法によるモデル推定、圧縮センシングによる画像再構成などを検討し、それらの手法の有効性を実証した。また、これらの手法を実データに適用することで、ブラックホール撮像の最重要ターゲットであるM87で、シュバルツシルト半径の5.5倍の構造を検出し、また、クロージャー位相の検出にも成功するなど、将来的にブラックホールシャドウの直接撮像につながる科学的成果を上げた。本研究課題は、サブミリ波超長基線電波干渉計を用いた高感度・高精度なイメージング手法を開発し、それを実データに応用してブラックホール近傍の構造や物理状況を描き出すことを目指している。第二年次にあたる今年度は昨年度に引き続き、国際サブミリ波VLBIアレイで得られると期待されるデータのシミュレーションを行い、イメージング性能の評価や、その改善方法の検討を行った。イメージの高精度化へ向けた検討としては、昨年来継続して圧縮センシングによる画像再構成やベイズ推定によるモデルフィッティングなど、従来のCLEAN法と異なる画像推定方法について検討を進めた。その結果、圧縮センシング技法を用いて解析限界を上回る超解像イメージが達成できる可能性が示され、この結果をまとめて英文査読論文として投稿した。またベイズ推定によるモデリングについては、現在稼働している米国の3局の望遠鏡からなるミリ波VLBIアレイのデータにこの手法を適用し、M87の巨大ブラックホールについてその放射領域のサイズや構造に制限を付けることに成功した。一方、高感度化へ向けた検討としては、近接局を効率的にphase-upするための基礎ツールとして、各観測局で得られた大容量のデジタルデータをフーリエ変換し遅延量を補正する基礎ルーチンを開発した。さらに、このルーチンを日本国内のVLBI観測装置であるVERAの実データに適用し、その動作を試験・確認した。さらに、今回の研究で開発した技法を用いて将来展開する科学研究の準備として、既存のセンチ波ミリ波帯のVLBI装置による巨大ブラックホールの観測研究も勢力的に進め、Sgr A*、M87やM104といった近傍の最重要ブラックホール天体の降着円盤・ジェット構造の観測的研究や、ブレーザージェットの観測研究なども推進し、その成果を複数の論文として出版した。本研究課題は、サブミリ波超長基線電波干渉計を用いた高感度なイメージング手法を開発し、それを実データに応用してブラックホール近傍の構造や物理状況を描き出すことを目的としている。今年度は、現在稼働している米国の3局からなるサブミリ波VLBIアレイや、今後期待される新しい観測局を含むアレイでどの程度のイメージングが可能かを探るために、イメージングのシミュレーションを進めた。具体的には、ブラックホール近傍の構造を模した画像を生成し、期待される観測データをノイズも含めて計算し、それをフーリエ変換してイメージングする一連のルーチンを開発した。その際、通常のCLEANアルゴリズムによるイメージング技法に加え、圧縮センシングを用いた画像再構成技法についても検討し、通常の回折限界を超えた超解像イメージングの可能性を検討した。また、シミュレーションに並行して、これまでに得られている既存の観測データの解析も進めた。現在の3局アレイでも可能な画像生成法として、モデルフィットによるイメージ再構成を試し、ブレーザー3C279等でブラックホール近傍のジェットの折れ曲がりを検出した。また、モデルフィットによるイメージ再構成における新手法として、レプリカ交換モンテカルロ法などベイズ推定に基づくモデルフィットの有効性も検討している。これらの解析から、ブレーザーNRAO530でもジェットの根元の折れ曲がり構造を捉えることに成功している。さらに、ブラックホール撮像において最重要天体であるM87において、ブラックホール半径の5.5倍程度のコンパクトなコアの検出に成功し、今後のブラックホールの直接撮像に一歩近づく重要な成果を得た。また、ALMAをサブミリ波VLBI観測可能にするphase-upについても国際チームと共同で検討を進め、高感度化達成のため光多重伝送による高速データ通信についても技術的検討も進めた。本研究課題は、サブミリ波超長基線電波干渉計を用いた高感度・高精度なイメージング手法を開発し、それを実データに応用してブラックホール近傍の構造や物理状況を描き出すことを目的としている。本年度も従来法であるCLEANによるイメージング技法に代わる方法として、LASSOなどを用いた画像再構成技法について検討をさらに進めた。その結果、通常の回折限界を超えた超解像イメージングが実現可能であることが、シミュレーション上で示された。また、電波干渉計の実データに本手法を適用し、期待通りの分解能向上が達成されることも実証された。特にブラックホール撮像の主要なターゲット天体であるM87で史上最高分解能のイメージを得ることができ、これまで見えていたジェットに加えてカウンタージェットも明瞭に検出することに成功した。

今回我々が開発した手法は国際的にも注目されており、サブミリ波VLBI観測やブラックホールの直接撮像に関係した世界の研究者が一同に会する国際研究会“Event Horizon Telescope 2014" (開催地:Perimeter Institute,カナダ)に招待され、今回得られた成果に関する報告を招待講演として行った。また、上記の新手法検討に並行して、ハード面からの高感度化のためALMAをサブミリ波VLBI観測可能にするphase-upについても国際チームと共同で検討を進めた。具体的には光多重伝送による高速データ通信装置を開発・設置し、性能評価試験を進めた。その成果としてALMAのVLBIの試験観測に成功し、基本的な性能が達成されていることが明らかになった。さらに、ミリ波VLBIに関連した研究活動も進め、主要なターゲット天体であるM87のジェット構造に関する研究成果等を英文査読論文として出版した他、超解像を達成するイメージング技法についても論文として出版した。ブラックホール天文学今年度も当初計画した研究の趣旨に従って、将来のミリ波サブミリ波VLBIによるブラックホール観測に向けたイメージング技法の基礎開発を進めている。超解像技法の可能性など、今後この分野にインパクトを与えうる成果が出ているとともに、将来のブラックホールの観測研究に向け、既存の装置を用いたブラックホール天体の観測的研究でも多数の論文を出版している。今年度もこのうち一件が天文学会の記者発表に選出されてメディアでも取り上げられるなど注目度の高い成果も出しており、今年度の段階での達成度も(2)の「おおむね順調に進展している」と判断する。本研究はサブミリ波超長基線電波干渉計を用いた高感度なイメージング手法の開発とその応用を目指している。今年度はそのための基礎となるイメージングシュミレーションを進め、超解像イメージングなどこの分野に大きなブレークスルーをもたらす技法確立の可能性が示唆された。さらに、実際のサブミリ波データを用いていくつかの天体についてイメージング解析を進め、天文学的な成果も得ることに成功している。本課題に関連する研究成果は複数の研究会等で発表された他、天文学会での記者発表にも取り上げられ、また、関連する成果が米国サイエンス誌に掲載されてマスメディアでも報道されるなどした。これらの状況から現在までの達成度は「(2)おおむね順調に進展している。」と判断する。今年度はこれまで続けてきたシミュレーションによるイメージング性能の評価を継続し、さらに様々な天体構造や観測局配置の場合に対応させた計算を行い、手法の改善・最適化を図る。また、可能であれば2013年に得られた多数局によるミリ波VLBIのデータにも今回開発した技法を適用し、高精度イメージングに基づくブラックホール近傍の構造の観測的研究も行う。
非水溶液におけるルテニウム錯体化学発光法

--ルテニウム錯体化学発光法の感度の改善と適用範囲の拡大--tris(bipyridyl)ruthenium(III)cation(以下Ru(III)錯体)の酸化反応を利用した化学発光法の検出感度はバックグランドの発光強度に著しく影響され,感度を改善するにはバックグランドの発光を抑制することが必要となると考えた。また、III価のRu錯体は水と反応してII価になるが、このとき化学発光しバックグランドの上昇の原因となるので水系を避け、非プロトン性有機溶媒を用いればバックグランドの発光を低減できると考え、非プロトン性有機溶媒に可溶なIII価のRu錯体としてPF_6の塩を見い出したので、この塩を非水系でHPLC-Ru錯体化学発光法に適用したところ以下事項が確認できた。a)Ru錯体のPF^-_6の塩は非プロトン性有機溶媒であるアセトニトリルに可溶であること。b)III価のRu錯体のPF^-_6塩の多量合成を確立したこと。c)III価のRu錯体は水により還元されて僅かに化学発光し、バックグランドを上昇させること。d)非プロトン性有機溶媒であるアセトニトリルの採用によりバックグランドの発光を低減させ、感度を改善できること。e)III価のRu錯体は水により還元され、試薬としての寿命が短くなること。f)非プロトン性有機溶媒のであるアセトニトリルを採用することにより試薬の寿命は7日間以上と改善されたこと。g)芳香属化合物の検出に応用出来ること。h)その発光機構は、紫外線照射により芳香族化合物が活性酸素を産生し、これがIII価Ru錯体と化学発光反応することに基づくこと。i)脂肪族のパーオキサイドは紫外線照射により活性酸素を放出することを見出した。A)補助金により入手したポンプにより脈流を低減することで感度の改善が達成された。B)補助金により市販化学発光検出器を購入し約10倍の感度改善が達成された。C)tris(bipyridyl)ruthenium(III)hexafluorephosphateの新しい合成法の開発した。D)前述錯体が非プロトン性溶媒であるアセトニトリルに可溶であることを確認した。E)Ru錯体化学発光法ではアセトニトリルの採用でバックグラウンドの低減することを確認した。F)アセトニトリル中でのRu(III)錯体の寿命が7日間を越えることを確認した。G)発光条件の検討として最大発光強度を与え、かつカラムの分離条件と矛盾しない条件を探したところ、カーボン充填カラムが逆送系充填剤として利用できることが確認した。化学発光法の検出感度はいわゆるバックグランドの発光強度に著しく影響され,高感度な分析系を構築するためには,バックグランドの発光強度いかに抑制するかが問題となる。III価のRu錯体は水と反応してII価になるが、このとき化学発光しバックグランドの上昇の原因となることが知られている。溶媒として水を避け、非プロトン性有機溶媒を用いればバックグランドの発光を低減できると考えた。我々は非プロトン性有機溶媒に可溶なIII価のRu錯体としてPF_6-の塩を見い出し、この塩を非水系でRu錯体化学発光法に適用したところ、水系での値と比べて、例えばトリプロピルアミンでは約200倍感度が上昇したが、これは主にバックグランドの発光を低減させたことに依る。そこでアセトニトリル中の水分がバックグランドを上昇させているかの確認実験を行い、これを確認した。上水道法の規制多少物質であるチウラム類農薬の検出・定量に応用することができた。

--ルテニウム錯体化学発光法の感度の改善と適用範囲の拡大--tris(bipyridyl)ruthenium(III)cation(以下Ru(III)錯体)の酸化反応を利用した化学発光法の検出感度はバックグランドの発光強度に著しく影響され,感度を改善するにはバックグランドの発光を抑制することが必要となると考えた。また、III価のRu錯体は水と反応してII価になるが.、このとき化学発光しバックグランドの上昇の原因となるので水系を避け、非プロトン性有機溶媒を用いればバックグランドの発光を低減できると考え、非プロトン性有機溶媒に可溶なIII価のRu錯体としてPF_6^-の塩を見い出したので、この塩を非水系でHPLC-Ru錯体化学発光法に適用したところ以下事項が確認できた。a)Ru錯体のPF_6^-の塩は非プロトン性有機溶媒であるアセトニトリルに可溶であること。b)III価のRu錯体のPF_6^-塩の多量合成を確立したこと。c)III価のRu錯体は水により還元されて僅かに化学発光し、バックグランドを上昇させること。d)非プロトン性有磯溶媒であるアセトニトリルの採用によりバックグランドの発光を低減させ、感度を改善できること。e)III価のRu錯体は水により還元され、試薬としての寿命が短くなること。f)非プロトン性有磯溶媒のであるアセトニトリルを採用することにより試薬の寿命は7日間以上と改善されたこと。g)芳香属化合物の検出に応用出来ること。h)その発光機構は、紫外線照射により芳香族化合物が活性酸素を産生し、これがIII価Ru錯体と化学発光反応することに基づくこと。i)脂肪族のパーオキサイドは紫外線照射により活性酸素を放出することを見出した。
水生植物コウホネ属における生育形および異形葉形成の進化的背景

種間において交雑させることが可能である水生植物コウホネ属(スイレン科)を用いて、葉形、生育形、異形葉形成に関する種間の形質差がどのような機構で進化してきたのかを明らかにすることを目的として、生育形が異なる3種間(コウホネ、オグラコウホネ、シモツケコウホネ)の形態学的、生態的、遺伝的調査を行い、種間差を明らかにした。また、将来的な遺伝子解析を行うために、各組み合わせの雑種第一代を作出した。本研究の目的は、種間において交雑させることが可能であるスイレン科コウホネ属を用いて、葉形、生育形、異形葉形成に関する種間の形質差がどのような機構で進化してきたのかを明らかにすることである。研究初年度は以下の内容を実施した。1.形態形質調査コウホネ(2集団)、オグラコウホネ(2集団)、サイジョウコウホネ(コウホネ×オグラコウホネ)(1集団)、シモツケコウホネ(3集団)、ナガレコウホネ(3集団)について、集団ごとに10-30株をサンプリングし、コウホネ属の分類に重要とされている形質の他、葉や茎の形態学的な特徴、根茎の成長様式などを調査し、これらの種間の差を明らかにした。2.生態調査前述の野外集団において2ヵ月に1回、環境データと共に、葉長や根茎の伸長など、フェノロジー調査を行った。また、実験圃場において乾出試験を行い、乾燥に対する耐性を比較した。その結果、コウホネやサイジョウコウホネ、ナガレコウホネに比べてオグラコウホネやシモツケコウホネは乾燥に弱いことが明らかになった。3.交配実験および発芽試験F1作出と共に、雑種形成の方向性や生殖隔離の有無を直接検証するために交配実験を行った(交配処理:(1)コウホネ×オグラコウホネ、(2)オグラコウホネ×シモツケコウホネ、(3)シモツケコウホネ×コウホネ、(4)コントロールとして同種間の掛け合わせ)。結果はどの種間の組み合わせでも結実が確認され、発芽試験においてもどの雑種種子も発芽することが明らかになった。研究2年目である平成21年度は以下の内容を実施し、野外におけるコウホネとシモツケコウホネの雑種形成に関する結果を学会発表した。1.形態形質調査平成20年度に引き続き、コウホネ(2集団)、オグラコウホネ(2集団)、サイジョウコウホネ(コウホネ×オグラコウホネ)(1集団)、シモツケコウホネ(3集団)、ナガレコウホネ(3集団)について、集団ごとに10-30株をサンプリングし、コウホネ属の分類に重要とされている形質の他、葉や茎の形態学的な特徴、根茎の成長様式などを調査し、これらの種間の差を明らかにした。2.生態調査平成20年度に引き続き、前述の野外集団において、環境データと共に、葉長や根茎の伸長など、フェノロジー調査を行った。コウホネ属に使用可能なマイクロサテライトマーカーを京都大学農学部の井鷺研と共同で開発し、シモツケコウホネとナガレコウホネの野外集団の遺伝的多様性および集団構造を調査した。研究3年目である平成22年度は以下の内容を実施し、研究成果を学会発表した。1.生態調査平成20年度に引き続き、コウホネ(2集団)、オグラコウホネ(2集団)、サイジョウコウホネ(コウホネ×オグラコウホネ)(1集団)、シモツケコウホネ(3集団)、ナガレコウホネ(3集団)について、環境データと共に、葉長や根茎の伸長など、フェノロジー調査を行った。2.交配実験および栽培実験コウホネ、オグラコウホネ、シモツケコウホネの3種間において交配実験を行い、F1を作出した。調査に用いている野外雑種集団における、雑種形成の方向性および浸透性交雑の特徴を把握するために両性遺伝マーカーとしてマイクロサテライトマーカー、母性マーカーとして葉緑体DNAのtrnLのイントロン領域を使用して研究を行った。平成21年度は予備的に雑種集団の調査を行った。22年度は残存する野外雑種集団を網羅的に調査を進めた。4.圃場実験サンプリングしたコウホネ、オグラコウホネ、シモツケコウホネ、ナガレコウホネを圃場に移植し、栽培実験を行った。通常条件、渇水条件における展葉数や開花数の計測など適応度にかかわる形質を調査した。
癌・アルツハイマー病に関わるRAGEと相互作用するコンドロイチン硫酸の役割

癌の肺転移の分子メカニズムにおけるコンドロイチン硫酸とReceptor for Advanced Glycation-End product (RAGE)の役割を解明するため、RAGEノックアウトマウスを用いて解析した。その結果、RAGEおよびコンドロイチン硫酸が、癌転移や神経突起の形成に関与していることを明らかにした。また、酵母(Pichia pastoris)を用いた組換え型RAGEの大量発現系を確立した。さらに、コンドロイチン硫酸の生合成に関わる糖転移酵素の変異によって、ヒトの低身長・脊柱側彎症の遺伝病も発見した。以前我々は、肺に転移する癌細胞表面上のコンドロイチン硫酸と肺に特異的に発現しているReceptor for Advanced Glycation-Endproduct (RAGE)が結合することで、癌細胞が肺へ転移することを見出した(Mizumoto et al., J Biol Chem 2013)。RAGEは、がんやアルツハイマー病・糖尿病など早期に治療法や治療薬が広く求められている重要な疾患に深く関与している。そこで本研究では、RAGEノックアウトマウスを用いて、がんやアルツハイマー病・糖尿病におけるRAGEとコンドロイチン硫酸の役割の解明を目指すことを目的とする。今年度はRAGEノックアウトマウスにルイス肺癌細胞株を移入し、野生型マウスと比較して、肺への転移能を調べたところ、有意にその転移が抑制された(未発表)。したがって、癌細胞の肺への転移はRAGEが深く関与していることが示唆された。また、RAGEノックアウトマウス由来の神経細胞をコンドロイチン硫酸-E上で培養すると、神経細胞の突起伸長が抑制された(未発表)。さらに、RAGEとコンドロイチン硫酸-Eとの結合を阻害する物質をスクリーニングするため、コンドロイチン硫酸-Eを96穴プレートに固相化し、RAGEタンパク質との結合することを指標にアッセイ系を開発した(未発表)。組換え型RAGEを恒常的に発現する酵母を作製し、精製法も確立した。その他の成果としては、コンドロイチン硫酸と癌などに関わる増殖因子との結合親和力を網羅的に明らかにした。コンドロイチン硫酸合成不全による遺伝病を4種類同定した。これらの成果を踏まえ、国際誌に原著論文4報、総説2報、解説1報、著書の1節を発表し、学会での発表を3回行った。以前、肺に特異的に転移する癌細胞表面のコンドロイチン硫酸はEユニットと呼ばれる硫酸化構造を有し、肺に存在しているReceptor for Advanced Glycation-End product (RAGE)と相互作用することで、その癌細胞が肺へ転移することを見出した(Mizumoto et al., J Biol Chem 2013)。RAGEは、がんだけでなく、糖尿病・アルツハイマー病など重要な疾患に深く関与している。本研究では、RAGEノックアウトマウスを用い、がん・糖尿病・アルツハイマー病におけるコンドロイチン硫酸とRAGEの機能の解明を目指している。今年度は、昨年度作製した組換え型RAGEを恒常的に発現する酵母を大量に培養し、精製後、RAGEタンパク質を数mg程度得ることができた。さらに、その組換え型RAGEを用いてAGEと結合できることが判明し、老化研究へと発展させることを可能にした。また、コンドロイチン硫酸が合成できないヒトの遺伝病も発見した。その他の成果としては、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンの一つである受容体型チロシンホスファターゼが血管内皮細胞増殖因子の受容体である明らかにした。また、ゴマ成分の一つがコンドロイチン硫酸の合成を上昇させることも見出した。これらの成果を踏まえ、国際誌に原著論文4報、総説1報、著書の1節を発表し、学会での発表を4回行った。我々は肺に特異的に転移する癌細胞表面のコンドロイチン硫酸はEユニットと呼ばれる硫酸化構造を有し、肺に存在しているReceptor for Advanced Glycation-End product (RAGE)と相互作用することで、その癌細胞が肺へ転移することを見出した(Mizumoto et al., J Biol Chem 2013)。今年度は、RAGEノックアウトマウスのコンドロイチン硫酸の定量解析を行った。さらに、てんかん発症モデルマウスの海馬において、コンドロイチン硫酸が減少していた。また、コンドロイチン硫酸の生合成に関わる糖転移酵素の変異によって、ヒトの骨・皮膚の形成異常を引き起こす遺伝病も発見した。その他の成果としては、コンドロイチン硫酸プロテオグリカンの一つである受容体型チロシンホスファターゼが血管内皮細胞増殖因子の受容体であることを明らかにした。これらの成果を踏まえ、国際誌に原著論文2報、総説2報、著書の3節を発表し、学会での発表を6回行った。