hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オニウムヨウ素酸塩触媒と過酸化水素又は酸素による酸化的カップリング反応の開拓

本研究では、重金属や遷移金属の代替元素としてヨウ素化合物を用いる触媒的酸化反応の開発を行った。具体的には、安定なヨウ化物と安全且つ安価な共酸化剤からin situで調製できる次亜ヨウ素酸塩触媒を用いて、高選択的環境低負荷型酸化的カップリング反応の開発を行った。(1)光学活性2-アシルクロマンは数多くの生理活性物質の分子骨格であり、その効率的不斉合成法の開発は重要である。キラル次亜ヨウ素酸塩を触媒とする、ケトフェノール類のエナンチオ選択的酸化的エーテル環化反応により、2-アシルクロマン誘導体の不斉合成に成功した。また、本反応の触媒機構を調査し、塩基の添加による触媒量の低減に成功した。(2)本触媒システムを拡張し、ヒドロキシケトンを基質として用いて、光学活性2-アシルテトラヒドロフランの不斉合成を検討した。その結果、CHPを酸化剤として用い、目的の生成物が高い化学及び不斉収率で得られた。また、イミダゾリル補助基は容易にカルボン酸へ変換でき、テラゾシン等2-アシルTHF骨格を含む多くの医薬品の不斉合成が可能となった。(3)触媒量の光学活性第四級アンモニウムヨージドと過酸化水素を用いて、1-ナフトール誘導体の高エナンチオ選択的脱芳香族型スピロラクトン化反応の開発に成功した。(4)我々は以前に、次亜ヨウ素酸塩触媒を用いるカルボニル化合物とカルボン酸の酸化的分子内及び分子間カップリング反応に成功したが、脂肪族オキソカルボン酸のオキシラクトン化反応では生成物が中程度の収率でしか得られていなかった。本研究では脂肪族オキソカルボン酸のオキシラクトン化反応に有効な次亜ヨウ素酸/H2O2触媒システムを開発し、濃度が薄い条件や、H2O2を徐々に加えることで触媒失活経路を抑えることに成功し、高収率で対応するアシロラクトンを合成できた。尚、これらの生成物はポリマー原料として工業的に重要な化合物である。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ヨウ素の合成的有効利用の確立を大きな目的とし、無機ヨウ素化合物を有機分子触媒に用いる環境調和型選択的カップリング反応の開拓研究を行っている。本年度は、第四級オニウムヨージド触媒と、過酸化水素等の共酸化剤を用いて、カルボニルやフェノール類をin situで調製される活性種(ヨウ素酸塩類)で活性化(酸化)し、適切な求核種と分子内若しくは分子間で反応させることによって、酸化的炭素-酸素及び炭素-窒素カップリング反応の開拓を行った。1.酸化的C-Oカップリング:tert-ブチルヒドロペロキシド(TBHP)又はクメンヒドロペルオキシド(CHP)存在下、触媒量のキラル第四級アンモニウムヨージドを用いて、生物活性物質に多く見られる2-アシルクロマン誘導体を高い不斉収率で定量的に得ることに成功した。本反応の触媒機構をUVやラマン分光を用いて調査したところ、活性種である不安定な次亜ヨウ素酸と不活性種である安定なトリヨージドの生成、更に塩基による活性種の再生を確認した。こうして塩基が本酸化的触媒サイクルの効率化に大きく影響することを見出し、触媒量の大幅な低減に成功した。2.酸化的C-Nカップリング:上記の化システムをケトンのα-イミド化反応に応用した。その結果、塩基存在下、触媒前駆体としてNaI、共酸化剤としてTBHPを用いることによって、対応するα-イミドケトンを高収率で得ることに成功した。また、本酸化システムをケトエステルのα-アジド化反応にも応用した。触媒前駆体としてBu4NI、アジド源として安価なNaN3、酸化剤として過酸化水素を用いることで、目的のα-アジド化体を高収率で得ることに成功した。

本研究では脂肪族オキソカルボン酸のオキシラクトン化反応に有効な次亜ヨウ素酸/H2O2触媒システムを開発し、濃度が薄い条件や、H2O2を徐々に加えることで触媒失活経路を抑えることに成功し、高収率で対応するアシロラクトンを合成できた。尚、これらの生成物はポリマー原料として工業的に重要な化合物である。27年度が最終年度であるため、記入しない。1.触媒機構を調査することで活性種及び不活性鵜種の同定に成功した。2.無機塩基存在下、不活性種から活性種の再生にも成功し、触媒量の大幅な低減に成功した(TON>2000)。3.不斉酸化反応において非常に高いエナンチオ選択性(up to 95% ee)を達成できた。4.開発した反応を生物活性物質の合成に応用することに成功した。1.酸化的C-Oカップリング:比較的難易度の高い脂肪族アルコールを求核剤に用いて、酸化的エーテル化反応の開発、及びフェノール類を反応剤に用い、脱芳香型酸化的C-Oカップリング反応の開発を行う。2.酸化的C-Nカップリング:フェノールをアニリンに置き換え、上記酸化システムを用いる酸化的C-Nカップリング反応の開拓を行う。本研究ではアニリンの保護基の選択が重要だと考えられる。また、この反応でもキラルなオニウムヨージドの設計を行い、不斉酸化的環化反応の開発も予定している。3.酸化的C-Cカップリング:本研究では、求核剤にアルケニルやアリール(Ar)基を用いて、カルボニル化合物やフェノール類との分子内及び分子間カップリング反応を開発る。アルケンとの反応では、生じるカルボカチオンを補足するために系内に第2の求核種を加えることで、三成分カップリング反応も可能である。このようなカップリング反応では基質の反応性や選択性が最も重要な課題になる。この際、基質が鍵となると考えられる。この研究では、最初は分子内カップリング反応を検討してから、分子間カップリング反応へと展開していく予定である
運動器の健康に着目した新たな健康づくり対策

地域における継続的な運動器の健康づくりへの基盤とするため、宮崎県内の6つの総合型地域スポーツクラブに所属している地域住民を対象に、体力や健康状態、生活状況の調査を行い、ロコモの実態や体力、肥満との関連を明らかにし、運動器の健康に着目した新たな健康づくり対策について取り組んだ。その結果、対象者の3割がロコモ疑いに該当しており、対象者の2割が肥満に該当していた。また、ロコモ疑い有の人が疑い無の人に比べてBMIが有意に高かった。このことから、運動器の健康づくりのためには、ロコチェックに加え、体重管理つまり肥満を予防していくことも重要であることが明らかとなった。県内5か所の総合型地域スポーツクラブにて、地域住民約100名を対象に運動器検診(日常生活状況、運動状況、食事状況、健康状態、既往歴、運動器の痛み、ロコチェック、体力測定)を行った。これらの結果を個別に評価し、結果説明会を実施した。その際、ロコモについて多くの地域住民に知ってもらうため、啓発運動を行った。また、県内のスポーツフェスティバル等に参加し、運動器検診の体験、ロコモの啓発運動を行った。前年度のスポーツフェスティバルの際に行ったアンケート結果を分析し、学会発表を行った。今年度は地域住民の運動器に関する健康の意識について、確認していく必要がある。県内2か所の総合型地域スポーツクラブにて、地域住民約80人を対象に5月と3月に運動器検診(体力測定、7つのロコチェック、健康状態、運動器の痛み等)を実施した。運動器検診後は、個別に体力測定の評価、身体状況等の確認を行い状況に合わせて説明、健康相談を実施した。また、運動器検診の結果については、個別の帳票を作成した。5月に実施した総合型地域スポーツクラブは日程調整ができなかったため、クラブ代表者に返却し、対象者それぞれに渡していただいた。3月に実施した総合型地域スポーツクラブでは、結果説明会を実施し、必要に応じて運動指導、日常生活へのアドバイスを行った。第二次健康日本21の高齢者の健康に具体的に設けられた目標では「ロコモティブシンドローム(運動器症候群)を認知している国民の割合の増加」が掲げられており、ロコモティブシンドロームの啓発を行うことは介護予防に大変有効であると考えた。そこで運動器検診の際には、ロコモティブシンドローム、ロコチェックを意識してもらえるよう啓発活動も行った。10月に実施された宮崎県総合型地域スポーツクラブ連合会主催の宮崎県スポーツフェスティバルに参加し、運動器検診の一部体験、体組成測定、ロコモティブシンドロームの啓発、健康相談を行った。47名の参加がみられた。運動器検診の結果については、個別に評価し、帳票を作成しその場で返却した。運動器の健康に着目した健康づくり対策についての検討が課題として残ったため、これまで得られた平成23年25年度の総合型地域スポーツクラブで実施した運動器検診のデータについては今後分析していく予定である。地域における継続的な運動器の健康づくりへの基盤とするため、継続的に地域住民の体力や健康状態、生活状況の調査を行い、ロコモの実態や体力、肥満との関連を明らかにし、運動器の健康に着目した新たな健康づくり対策について取り組んだ。まず、宮崎県内の6つの総合型地域スポーツクラブに所属している地域住民約140名を対象に、健康状態(現在の身体の具合、既往歴など)の把握、ロコモティブシンドローム(以下、ロコモ)のリスク状態、運動器の疾患や痛みの有無、文科省の新体力テストに準じた体力テストなどを行った。その他、一般住民のロコモの状況を把握するため、第1回宮崎県エンジョイスポーツフェスティバルにおいて、ロコモティブシンドロームチェック(以下、ロコチェック)のアンケート調査を行った。また、運動器の健康づくりについての意識を高めていくため、運動器検診(体格、肺活量、柔軟性、バランス、下肢筋力、血圧)を行い、個別に評価し、結果を返却した。アンケートは96名より回答が得られ、運動器検診には28歳75歳、42名が参加した。平成21年度からこれまで調査した40歳以上の245名の分析を行った。運動器検診の個人結果通知、結果説明等に時間を要しており、これまでのデータ整理ができておらず、結果を示すのが不十分である。また、前年度計画していた運動器の健康づくりに関する調査の実施ができていない。

研究計画にあった地域住民の運動器の関する健康状態に関する調査は実施することができたが、地域住民の運動器を含めた健康づくりや介護予防に関するニーズ調査を実施することができなかった。また、データ整理ができていないため、結果をまとめることができていない。これまでの運動器検診のデータを整理し、ロコモティブシンドローム疑い該当者について縦断できに確認していく必要がある。また、これまでの調査結果から、運動器に痛みを感じている地域住民は多いことが明らかになっている。しかし、放置している人も多く、治療につながっていないケースもあった。また、医療などにかかっていないため、運動器を適切に使う生活方法やセルフケアが行われていないのが現状である。このことから、地域住民の運動器の健康づくりに関する認識について調査していく。1)昨年度調査に協力してくださった宮崎県内の総合型地域スポーツクラブの参加者を対象に、継続的なロコチェック、健康状態チェック、体力テストを定期的に実施2)地域住民の運動器を含めた健康づくりに関するニーズ調査上記2つの調査を実施し、ロコモの実態や出現率、その要因を分析し、ロコモ予防のための取組について検討する。これまでのデータを整理するため、アルバイトの人件費(謝金)が必要である。また、地域住民の運動器の健康づくりに関する認識の調査のため、調査票の作成、結果をまとめるための資料が必要であるため、図書の購入や成果の発表のための旅費が必要である。宮崎県内の6つの総合型地域スポーツクラブの参加者に運動器検診を行う予定である。運動器検診を実施ための打合せのための旅費や学生アルバイトの人件費が必要である。また、総合型地域スポーツクラブの代表者、参加者への研修会を実施するため、会場費や資料代が必要となる。運動器検診の実施にあたり調査票の作成や質問紙調査のデータ処理のためのアルバイトの人件費(謝金)が必要である。また、地域住民の運動器を含めた健康づくりに関する調査のための調査票の作成や成果をまとめるために参考資料が必要なため、図書の購入代が必要であり、成果を学会で発表していくための旅費が必要である。
低次元磁性体の新量子相に対する統一的アプローチ

多体交換相互作用を含む、一次元、二次元量子磁性体の競合量子相に対する統一的理論の構築。ヘリウム3の核磁性や、よりエキゾチックな量子状態の実現という観点から関心を集めている4スピン相互作用を含む梯子格子上の磁性体の新しいタイプの相(交替ダイマー相、カイラル相、ネマティック相など)に対して、高い対称性に基づく統一的観点から、場の理論、変分計算などを用いて大域的な相図の構造を分析した。その結果、新奇な量子相を含む基本的な相構造は、スピンを持つボーズ流体に起こるさまざまな秩序状態として理解できることがわかった。次にそこで得られた知見を、二次元系における同様の問題に適用できるか調べた。その結果、正方格子の適当なユニット(ブラケット)に低エネルギーでの有効自由度を定義して、それに対する有効模型を構築することで理解できることがわかった。スピン1の擬一次元系(ジグザグ梯子模型)の新奇量子基底状態。NiGa_2As_4の磁性への興味から、三角格子上のスピン1模型への関心が高まっているが、三角格子系の磁性の理解への第一歩として一次元のサブセットを切り出したと見ることができるジグザグ梯子模型の基底状態を数値計算、場の理論を組み合わせることで調べた。新しい二次元スピンギャップ物質の磁性。2005年に発見された新しい二次元スピンギャップ物質(CuCl)LaNb_2O_7は、ギャップのあるスピン-重項基底状態をもち、磁場をかけるとスピンのBose-Einstein凝縮を起こすが、実験結果は従来の理論では解釈できない。結晶構造から示唆される比較的簡単なモデルを仮定し、従来のスピン三重項励起の凝縮に代わる、五重項状態の凝縮というシナリオに基づいてこの系の磁性を議論した。異方的超伝導、量子力学的位相のもたらす偶奇性の効果などの観点から、近年関心を持たれてきた所謂「梯子模型」で実現するさまざまな新しいタイプの量子相を統一的観点から考察した。ある種のボーズ粒子模型では、超流動、電荷密度波、という全く異なる秩序の間に隠れた対称性(SU(2))があり、このため、異なる秩序相の競合を統一的に考察することができるが、これと似た発想の考察を2列の梯子模型に対しても行うことができる。2列の梯子模型の場合、隠れた対称性はボーズ模型の場合よりも大きいSU(4)であり、この対称性の下に反強磁性、ネマティックなどのさまざまな量子相が統一される。低次元系特有の強い量子ゆらぎのため、この問題を正確に扱うには注意が必要であるが、場の理論などを用いた解析により、SU(4)対称性を持つ点の近傍には4つの新しいタイプの量子相が競合して存在することを示し、その間の量子相転移などの性質も決定した。他の従来から知られてきた相もそこにさまざまな摂動を加えることで理解される。また、この問題は「スピン1を持つボーズ粒子系」の問題に厳密に変換できるが、これにより、従来知られてきたものも含めたさまざまな相は、ボーズ粒子のさまざまな秩序状態として理解できることがわかった。さらに、この問題から派生して現れる「自己双対なsine-Gordon模型」の問題を考察し、その模型が一般的に一次相転移を記述することを示した。梯子の問題で得られた知見を2次元に拡張することは従来困難であると考えられてきたが、高エネルギー物理の分野で開発された「Contractor Renormalization」と呼ばれる手法を応用して、ある種の低エネルギー有効ハミルトニアンに写像することでこの困難を回避し、同様の描像が成立することを示した。

磁性体には、磁性を担う粒子の特性、結晶構造などのため、さまざまな競合する磁気的相互作用が競合することがある。このような系では、さまざまな異なる状態がエネルギー的に近接して存在し、単純な秩序状態が不安定化して、わずかな熱ゆらぎ、量子ゆらぎにより新しい状態が安定化する可能性がある。このようなフラストレーション系と呼ばれる系は、新奇な物性を示す物質の発見や、純粋に理論的な興味からも、おおいに関心を集めている。なかでも、強磁性、反強磁性といった、従来から良く知られてきた秩序状態のカテゴリーに属さない「スピン液体」、あるいは新しいタイプの量子秩序状態といったものが大きな関心を集めている。しかし、新奇秩序状態の研究の現状は、具体的な系(モデル)に対して数値計算などを行って個別に調べられているところであり、系統的、統一的理解にはほど遠いの状況にある。本研究では、このようなアプローチの一環として、主に、contractor renormalization(CORE)と呼ばれる方法を用いた正方格子上の新奇相に対する統一的理論の構築、二次元三角格子の一部を切り出してきたものと捉えることのできるジグザグ鎖と呼ばれる一次元格子上のスピン1のモデルの新しい相の研究、強磁場中で新しい性質を示す正方格子上のS=1/2モデルの物性の研究、の3つを行った。その結果、しばしばp-タイプ・ネマティックと呼ばれる一種のカイラル相がある種のボーズ・アインシュタイン凝縮として理解されること、ジグザグ格子上では、新しいタイプの三量体相があること、正方格子上のS=1/2モデルでは、磁気的素励起の「分子状態」が凝縮することで実験でみられる異常な磁化過程が起こりうること、などを示した。
発癌物質の代謝活性化にかかわるP‐450遺伝子群の誘導的発現機構

ベンツピレンなどの多環性芳香族発癌物質の代謝活性化に関与する、CYP1A1(P450c)遺伝子の薬物による誘導には少くとも二つのDNAエレメント(BTEとXRE)の存在が必要である。BTEに結合する因子をサウス・ウェスタン法によってクロ-ニングを行い、得られた2種のcDNAの性質を調ベた。構造解析の結果Sp1と新しいDNA総合タンパク質BTEBであることが示されている。これらのcDNAをRSVあるいはCMVのプロモ-タ-の下流に結合させて融合遺伝子を作製し、種々のGCboxを持つプロモ-タ-にCAT遺伝子を結合させたレポ-タ-遺伝子とコトランスフェクトすることによって、その活性を検討した。Sp1とBTEBはSV40やHIVなどのようにGCboxが複数個あるプロモ-タ-に対しては転写を促進することがわかった。しかしCYP1A1遺伝子のようにGCbox(BTE)が一つしかないプロモ-タ-では、Sp1は転写活性化因子として働くのに対し、BTEBはむしろ阻害的に働き、Sp1と一緒に細胞に導入するとSp1の活性化を抑制する。これは恐らくBTEBの単独の結合では転写促進能が弱く、Sp1は強いためであると考えている。細胞内で二つの因子がこのようにして働いているかは今後の問題である。BTEBの遺伝子を単離してその発現を検討した結界、BTEB遺伝子には強いプロモ-タ-活性があることがわかった。さらにBTEBmRNAは翻訳レベルでの調節も働いている可能性が示唆された。BTEBの生化学的性質を明らかにするためにT7のプロモ-タ-の下流にそのcDNAを結合させ、大腸菌での発現を試みている。現在のところ今タンパク質の1%以上の発現が見られるが、封入体に取り込まれて発現していると考えられ、不溶化しているので、これを可容化し精製することを考えている。XREに働く因子についてもcDNAクロ-ニングを行っている。
大規模カルデラの第四紀地殻変動と火山活動の解明

大規模カルデラで構成される南九州の鹿児島湾沿岸地域は,変動基準となる旧海水準の痕跡が分布し,カルデラの変動と火山活動を検討する上で好適な地域となっている.これまで湾奥を構成する姶良カルデラ縁辺の完新世隆起三角州から姶良カルデラを中心にドーム状隆起が生じていることが示唆されてきた.この研究では,姶良カルデラの南方の鹿児島湾中・南部の沿岸低地でボーリングを行い,地形と堆積物の解析,テフラ分析と14C年代測定を基に,姶良カルデラの完新世の隆起の背景を検討した.その結果,鹿児島湾中・南部では,完新世の顕著な隆起は認められず,姶良カルデラの完新世の隆起は南九州の火山域では特異なことが確認された.今年度は,鹿児島湾奥の姶良カルデラにおいて明らかにされている完新世のドーム状隆起の過程をさらに詳しく求めるために,湾奥から湾央にかけて1.ボーリング掘削,2.テフラ調査,3.地形・露頭調査を行った.1.湾央東岸の垂水平野において,縄文海進最盛期の海面高度に焦点を当て,内陸側の谷底平野の2地点において深度10mと20mのボーリング掘削を行った.垂水平野は歴史時代以降の姶良カルデラの変動記録からみると,ドーム状隆起の周縁域にあたると推定される.この平野には低い沖積段丘がみられ,地形的には,若干の隆起が予想されたところである.掘削したコア堆積物観察からは,海成と判断される堆積物は現海面付近以下であり,顕著な隆起は生じていないことが推定され,垂水平野付近がドーム状隆起の末端付近にあたると考えられる.次年度において,古環境分析を行い,より確実な海面高度を明らかにする予定である.コア堆積物の中には,桜島火山に由来する降下軽石層が介在し,コア堆積物の編年に有益な情報を提供する.2.桜島北方沖の新島において,桜島テフラの層序と層厚・分布を明らかにした.安永年間に海底から隆起したこの島には,当時の海底堆積物中に堆積したテフラが多数枚介在する.桜島にもっとも近い位置にあり,テフラの分布軸を確かめるのに重要な場所である.その結果,桜島および姶良カルデラ起源のテフラを7枚認め,これまで未同定であった5枚のテフラの同定を明らかにした.3.姶良カルデラ縁辺にあり段丘化の著しい臨海平野の露頭調査では,今回特にカルデラ北西の姶良平野において観察した露頭において,桜島由来の降下軽石と段丘の離水年代を明らかにした.ここは,これまで,アカホヤ火山灰やC-14年代などかなりの資料が集積しているところであるが,これによってさらに詳しい離水年代と海面高度との関係が明らかにされた.1.今年度行った垂水平野のボーリング結果によって,姶良カルデラの完新世のドーム状隆起域の周縁部のうち,東岸での変動データを得ることができた.2.姶良カルデラ北西岸での完新世海成段丘面とテフラの関係の資料が追加され,離水過程の解明が進んだ.3.桜島テフラについて化学組成などの特徴づけが進み,臨海平野の地形・堆積物の年代決定に関する基本的データを整備することができた.以上のことから,研究は着実に進行していると考える.今年度は,大隅半島南部の大根占,根占の平野での2本のボーリング掘削を中心とした調査と姶良カルデラ南西縁の後期更新世以降の変動の解析を行った.完新世のドーム状隆起が認められている姶良カルデラの変動との比較のために,完新世段丘地形が認められる鹿児島湾南部,阿多カルデラの大根占,根占の平野においてボーリング掘削(深度:大根占20m,根占30m)を行った.掘削したコアの観察からは,現海面の高さにまで海成堆積物の痕跡は認められない.大根占平野でのボーリングコアは,泥炭質シルトと陸成の角礫堆積物の互層からなり,海抜ー20m付近に,池田降下軽石(6400年前)を認めた.根占平野でも,コアの観察からは海成を示す積極的な痕跡は現海面より高いところには認められない.段丘化した平野を持つ大隅半島中・西部の垂水平野や柊原平野も同様で,結局大隅半島中・南部の鹿児島湾沿岸でよく認められる段丘化した平野は,完新世の隆起を示すものではないことが明らかとなった.今回,阿多カルデラ周辺の旧海水準資料を得たことによって,鹿児島湾沿岸の完新世の地殻変動の全体像が明らかとなった.重要な点は,姶良カルデラ周辺が顕著に隆起しているという点である.姶良カルデラと同様に後期更新世以降に活発な火山活動をしている阿多カルデラ周辺は,顕著な隆起は認められない.後期更新世,完新世,歴史時代の海水準資料が共在する姶良カルデラ南西縁において,後期更新世以降の隆起の傾向を比較検討した結果,過去10万年間において,大局的にはおよそ1mm/年の速さで隆起したことが明らかとなった.桜島火山の噴火活動が2.6万年前から開始したことを考えると,この隆起は,入戸火砕流などを噴火した姶良カルデラの火山活動に由来するものであることを示唆する.今年度行った大根占・根占地区でのボーリング掘削によって,鹿児島湾央から湾口にある阿多カルデラの完新世地殻変動の資料を得ることができた.そのコアの観察は,阿多カルデラの完新世の隆起は認められないことを示す.

阿多カルデラは,姶良カルデラと同様に巨大カルデラでかつ活発な噴火活動を行っているが,周辺に完新世海成段丘が分布し,顕著な隆起を示す姶良カルデラとは異なり,地殻変動的には比較的安定していることが明らかとなった.さらに,姶良カルデラ北西部や薩摩半島東シナ海沿岸などで随時行っている野外露頭調査においても,旧海水準資料が得られた.姶良カルデラ南西縁の後期更新世以降の隆起は,2.6万年前から開始した桜島の火山活動ではなく,姶良カルデラの火山活動に起因するものであることの示唆を得ることができた.以上のように,興味深い結果が得られ,研究は着実に進行していると考える.今年度は,鹿児島湾南西岸の喜入低地で2本のボーリング掘削と姶良カルデラ周辺の段丘分布地での露頭調査を行った.鹿児島湾南西岸の喜入低地は阿多北部カルデラに近接している.ここでボーリング調査を行ったのは,姶良カルデラと同様の巨大火砕流噴火を生じた阿多カルデラの完新世の変動を明らかにし,両者の比較を通じて,姶良カルデラの隆起の様相を明らかにしたいためである.喜入低地は現海岸付近の砂州によって閉鎖された背後の旧ラグーンを河川が埋積した低湿地で,段丘地形は認められない.ボーリングは縄文海進が最内陸に侵入したとみられる標高5.3mの地点(No.1,掘削深度10m)と,これより海岸側の標高3.5mの地点(No.2,掘削深度20m)で行った.No.1地点のコア堆積物は,全体として粗粒で,河川氾濫堆積物とみられる砂質堆積物からなり,貝化石や潟湖性の泥質な堆積物は認められない.No.2では深度3m付近に河床礫があり,これより下位には,深度10m付近から海成とみられる細粒砂,シルト堆積物がある.深度13m付近から貝化石が認められる.このように,喜入低地では,コア観察からは現海面より高い位置に海成の痕跡は認められない.これまでのボーリング調査結果を合わせてみると,姶良カルデラ南方の鹿児島湾中・南部沿岸域では現海面より顕著に高い完新世の旧海面の痕跡は認められない.さらに遠方の薩摩半島東シナ海沿岸,大隅半島太平洋沿岸でも完新世の高海面は5m以下である.これらの結果は,姶良カルデラの約7000年前の旧海面が最高高度10m以上に達することは,姶良カルデラの完新世の隆起が特異であることを示す.近年の桜島の火山活動と地盤変動様式との関係は,完新世における姶良カルデラのドーム状隆起が姶良カルデラの火山活動と密接に関わっていることを示唆する.大規模カルデラで構成される南九州の鹿児島湾沿岸地域は,変動基準となる旧海水準の痕跡が分布し,カルデラの変動と火山活動を検討する上で好適な地域となっている.これまで湾奥を構成する姶良カルデラ縁辺の完新世隆起三角州から姶良カルデラを中心にドーム状隆起が生じていることが示唆されてきた.この研究では,姶良カルデラの南方の鹿児島湾中・南部の沿岸低地でボーリングを行い,地形と堆積物の解析,テフラ分析と14C年代測定を基に,姶良カルデラの完新世の隆起の背景を検討した.その結果,鹿児島湾中・南部では,完新世の顕著な隆起は認められず,姶良カルデラの完新世の隆起は南九州の火山域では特異なことが確認された.1.得られたボーリングコアの古環境分析,年代決定を行う.古環境は,堆積物の観察に加えて,花粉分析,介形虫分析を行い,旧海水準の特定を進める.2.鹿児島湾央から湾口周辺の臨海平野のボーリングを行い,阿多カルデラの完新世の地殻変動状況を明らかにする.第一の候補は東岸の大根占平野を予定している.ここは阿多カルデラの縁辺に当たり,阿多カルデラの変動を知る上で,好条件にある.併せて,既存ボーリング資・試料の収集を行う.3.空間的により高精度の完新世地殻変動様式を求めるために,前年度に引き続き,野外調査を定期的に行って,工事現場などで出現する露頭の観察を行い,変動基準資料を増やす
TGF-β抑制型Smad遺伝子導入による実験的腎炎進展に対する影響

I.抑制型Smad7のアデノウィルスベクターの作成a)抑制型Smad7 cDNAの作成:ヒト単球由来培養細胞THP-1からRNAを抽出し、逆転写酵素を利用したPCR(RT-PCR)を用いて抑制型Smad7 cDNAをクローニングした。b)6xHisタグを有する蛋白質発現ベクターに抑制型Smad7 cDNAを移動した。タンパク質の発現を抗Hisタグ抗体を利用して検出できるようにした。c)次に抗原性の少ない第3世代のアデノウィルス発現ベクターにSmad7 cDNAを組み入れ、293細胞を使用して、高濃度の組換えアデノウィルスを得た。II.抑制型Smad7遺伝子導入による培養メサンギウム細胞への影響a)PDGF-BB刺激したヒト培養メサンギウム細胞に、抑制型Smad7 cDNAベクターを遺伝子導入した。抗Hisタグ抗体の染色にてメサンギウム細胞に免疫反応物を認めた。ついで、メサンギウム細胞の増殖、細胞外基質、および培養上清のTGF-β濃度を検討した結果、抑制型Smad7 cDNAベクター導入によりこれらは有意に抑制された。III.抑制型Smad7遺伝子導入による腎炎モデル動物の腎病変に対する影響a)Thy-1腎炎モデルにおいて、抑制型Smad7組込みアデノウィルスによる遺伝子導入を繰り返し行い、病理組織学的変化を検討した。抗Hisタグ抗体の染色にてメサンギウム細胞の一部および尿細管細胞の一部に免疫反応物を認めた。メサンギウム細胞の増殖、細胞外基質、およびの抗TGF-β抗体による免疫反応物量を検討した。メサンギウム細胞において、細胞増殖のマーカーであるPCNAは有意差を認めなかった。しかし、細胞外基質の量および抗TGF-β抗体により染色された免疫反応物質は有意に減少した。b)IgA腎症モデルマウスにおいて、抑制型Smad7組込みアデノウィルスによる遺伝子導入を繰り返し行い、病理組織学的変化を検討した。メサンギウム細胞において、細胞増殖のマーカーであるPCNAは差を認めず、細胞外基質の量および抗TGF-β抗体により染色された免疫反応物質は差を認めなかった。c)以上から、腎炎モデルの違いにより、抑制型Smad7遺伝子導入による腎病変に対する影響に違いがあることが明らかになった。I.抑制型Smad7のアデノウィルスベクターベクターの作成ヒト単球由来培養細胞THP-1からRNAを抽出し、逆転写酵素を利用したPCR(RT-PCR)をもちいて抑制型Smad7 cDNAをクローニングする。2)6x Hisタグをもつタンパク質発現ベクターに抑制型Smad7 cDNAを移動させる。タンパク質の発現を抗Hisタグ抗体を利用して検出できるか検討した。3)次に抗原性のより少ない第3世代のアデノウィルス発現ベクターにSmad7のcDNAを組み入れ、293細胞にて組換えアデノウィルスを得る(現在検討中)。II.抑制型Smad7遺伝子導入による培養メサンギウム細胞への影響

4)PDGF-BBで刺激した培養メサンギウム細胞に、抑制型Smad7 cDNAベクターを遺伝子導入し、メサンギウム細胞の増殖、細胞外基質、および培養上清のTGF-β濃度について抑制されるかどうか詳細に検討した結果、これらは抑制された。5)次にPDGF-BB刺激した培養メサンギウム細胞に、抑制型Smad7 cDNAベクターを遺伝子導入し、メサンギウム細胞の増殖、細胞外基質、および培養上清のTGF-β濃度について抑制されるかどうか詳細に検討した(現在検討中)。6)少数の実験腎炎モデルについて、抑制型Smad7組込みアデノウィルスによる遺伝子導入を行い、まず病理組織について検討する(現在検討中)。I.抑制型Smad7のアデノウィルスベクターの作成a)抑制型Smad7 cDNAの作成:ヒト単球由来培養細胞THP-1からRNAを抽出し、逆転写酵素を利用したPCR(RT-PCR)を用いて抑制型Smad7 cDNAをクローニングした。b)6 x Hisタグを有する蛋白質発現ベクターに抑制型Smad7 cDNAを移動した。タンパク質の発現を抗Hisタグ抗体を利用して検出できるようにした。c)次に抗原性の少ない第3世代のアデノウィルス発現ベクターにSmad7 cDNAを組み入れ、293細胞を使用して、高濃度の組換えアデノウィルスを得た。II.抑制型Smad7遺伝子導入による培養メサンギウム細胞への影響a)PDGF-BB刺激したヒト培養メサンギウム細胞に、抑制型Smad7 cDNAベクターを遺伝子導入した。抗Hisタグ抗体の染色にてメサンギウム細胞に免疫反応物を認めた。ついで、メサンギウム細胞の増殖、細胞外基質、および培養上清のTGF-β濃度を検討した結果、抑制型Smad7 cDNAベクター導入によりこれらは有意に抑制された。III.抑制型Smad7遺伝子導入による腎炎モデル動物の腎病変に対する影響a)Thy-1腎炎モデルにおいて、抑制型Smad7組込みアデノウィルスによる遺伝子導入を繰り返し行い、病理組織学的変化を検討した。抗Hisタグ抗体の染色にてメサンギウム細胞の一部および尿細管細胞の一部に免疫反応物を認めた。メサンギウム細胞の増殖、細胞外基質、およびの抗TGF-β抗体による免疫反応物量を検討した。メサンギウム細胞において、細胞増殖のマーカーであるPCNAは有意差を認めなかった。しかし、細胞外基質の量および抗TGF-β抗体により染色された免疫反応物質は有意に減少した。b)IgA腎症モデルマウスにおいて、抑制型Smad7組込みアデノウィルスによる遺伝子導入を繰り返し行い、病理組織学的変化を検討した。メサンギウム細胞において、細胞増殖のマーカーであるPCNAは差を認めず、細胞外基質の量および抗TGF-β抗体により染色された免疫反応物質は差を認めなかった。c)以上から、腎炎モデルの違いにより、抑制型Smad7遺伝子導入による腎病変に対する影響に違いがあることが明らかになった。
カンジダ酵母における病原性ゲノム機能学(網羅的遺伝子発現制御株の構築と応用)

カンジダ(Candida)をはじめとする病原真菌の中には、重篤な日和見感染の原因菌が存在する。しかし、病原性には複数の因子が関与し病原性を呈していると考えられており、未解明な点が多い。治療の第一選択は抗真菌薬が処方されるが、既存の抗真菌薬においては選択毒性や耐性菌の問題が存在する。C.glabrataは、病原真菌の中で遺伝子操作が最も容易であり網羅的機能解析に最適であるので、我々はC.glabrata病原真菌のモデル生物と位置づけゲノムワイドな遺伝子機能解析を進めることにより病原性の普遍性を追求することを最終目標としCandida glabrataのフェノームプロジェクト(網羅的遺伝子機能解析)を推進している。本計画ではC.glabrataのゲノム(5,300遺伝子)の中で、必須遺伝子に対してテトラサイクリン転写抑制株(Tet株)を、非必須遺伝子に対してはノックアウト株を体系的に構築し、これらの組み換え株を用いて様々な条件下での培養やそれに伴う発現解析、マウスへの感染実験など通して表現型解析を進めた。1)KU80ノックダウンシステムを用いたKO株(遺伝子欠損株)の作製を約300遺伝子について実施した。2)網羅的なcDNA5'解析による新規遺伝子の探索と同定:前年度、次世代シークエンサーを用いたcDNA解析を行い、遺伝子の未同定領域に転写開始点がみられる46サイトを見出した。これらの転写開始点に改訂、テトラサイクリン転写抑制プロモーターを導入しTet株を構築し、生育実験を行った。その結果、生育遅延あるいは生育停止の株が26種類見出された。このことから、生育においてこれらの遺伝子が何らかの機能を持つことが示唆された。すなわち26種類の新規遺伝子候補を選出することができた。C. glabrataは、病原真菌の中で遺伝子操作が最も容易であり網羅的機能解析に最適であるので、我々はC. glabrataを病原真菌のモデル生物と位置づけゲノムワイドな遺伝子機能解析を進めることにより、病原性の普遍性を追求することを最終目標とし、Candida glabrataのフェノームプロジェクト(網羅的遺伝子機能解析)を推進している。本計画ではC. glabrataのゲノム(5,300遺伝子)の中で、必須遺伝子に対してテトラサイクリン転写抑制株(Tet株)を、非必須遺伝子に対してはノックアウト株を体系的に構築し、これらの組み換え株を用いて様々な条件下での培養やそれに伴う発現解析、マウスへの感染実験など通して表現型解析を進めた。1) KU80ノックダウンシステムを用いたKO株(遺伝子欠損株)の作製を約1,000遺伝子について実施した。2)マウス(ICR)に対して、定時的に免疫抑制剤とドキシサイクリンを効かせながら、C. glabtataのTet株30種類を混合した菌懸濁液を静脈に接種した。25頭のマウスを用いて、合計210本分のテンプレートサンプルを調整し、6,300回のPCRのデータを集計し、各遺伝子のin vivoでの必須性を検証した。抗真菌薬の標的候補を13遺伝子に絞ることができた。3)網羅的なcDNA5'解析:網羅的にRNAを回収するために、6種類の条件によりC. glabataの菌体を培養し、total RNAを調整した。IniTIA法(Hashimoto et al., Nat. Biotech., 2004)によって、cDNAの5'シークエンス25bpを調整し、イルミナ社Solexaを用いてシークエンスを決定した。その結果、IniTIA法において、RNAをBAP処理する際に脱リン酸化が不十分であり、不完全長でGeapが付与されていないRNAもcDNA化され、今回の解析データに含まれている可能性が示唆された。現在、その結果を考慮に入れながら、転写開始点の改訂、イントロン、未同定遺伝子の検出などのゲノムリアノテーションを進めている。

2)網羅的なcDNA5'解析による新規遺伝子の探索と同定:前年度、次世代シークエンサーを用いたcDNA解析を行い、遺伝子の未同定領域に転写開始点がみられる46サイトを見出した。これらの転写開始点に改訂、テトラサイクリン転写抑制プロモーターを導入しTet株を構築し、生育実験を行った。その結果、生育遅延あるいは生育停止の株が26種類見出された。このことから、生育においてこれらの遺伝子が何らかの機能を持つことが示唆された。すなわち26種類の新規遺伝子候補を選出することができた。
竜巻・台風に見られる多重渦構造の形成メカニズム

ここまで、竜巻や台風にみられる「多重渦現象」を説明する恐らく最も単純なモデルである「円筒形渦シート」について線形特異値解析を実施し、そこで発生・発達する軸対称/非軸対称擾乱の最適励起の形態と発達率について調べてきたが、特にこの1年では、そのような擾乱の不安定成長を「互いに反対方向へ伝播する2つの波の共鳴」として解釈することを試みた。その結果、「円筒形渦シート」上で発生・発達する不安定は、接線流のシアー(i.e.速度差)に起因する「ロスビー波」と、軸流のシアーに起因する「シアー波」という2種類の波が重なった現象であることが判明した。前者(後者)は軸方向へ伝播した際に振動数が無限大(ゼロ)となる一方、"らせん状に旋回する"基本流に直交する方向へ伝播した際にはそれがゼロ(無限大)になるという背反した性質を持っていた。「線形のシアー流」でみられる「ケルビン・ヘルムホルツ不安定」では、密度差が存在することで「重力波」が出現し、低波数の擾乱が安定化することがよく知られているが、「円筒状のシアー流」における不安定では、接線流が存在する(i.e.「円筒形渦シート」を形成する)ことで「ロスビー波」が出現し、特定の伝播方向で擾乱が安定化することが明らかとなった。一方、以上と平行して、台風における「多重渦現象」の表れである「楕円・多角形目」の調査を実施した。申請者の以前の研究(Itano, 2015)では、「楕円・多角形目」を最適に励起するためには、目の付近ではなく、より外側(i.e.「外側の壁雲」付近)にエネルギーを注入した方が効率的であることが示唆されたが、今回顕著な事例6つを調べたところ、少なくとも4事例では「外側の壁雲」が島に衝突した際に、遠隔的に「楕円・多角形目」を励起したこと(i.e.「目」やそれを取り囲む「内側の壁雲」が島に衝突して直接それらを励起したのではないこと)が確認された。「理論的側面」と「実験的側面」で構成される採択課題のうち、前者について、論文執筆を進めるうちに「円筒形渦シート」上でみられる軸対称/非軸対称擾乱の不安定現象を「波の共鳴」で解釈する箇所において、「不安定を構成する波の特定」に予想外に時間を要した。一方、後者については、この1年間、手持ちの「特殊回転風洞」において、「竜巻状渦」内の流速場の測定を「熱線風速計」を用いて実施してきた。今回使用した2次元プローブ(測定感部)では幾何学的な限界により、流れが2次元的であることが前提となるが、「渦の周辺部」ではおおむねこの条件がみたされていたものの、最も興味のある「渦の中心付近」では流れが3次元的に大きく乱れていたため、満足な測定データが取得できなかった。この対処法について、現在も試行錯誤しており、研究課題の進捗が遅れる原因となっている。「円筒形渦シート」の特異値解析を実施した理論的研究については、内容に関してほぼ目途がついたため、論文にまとめる予定である。一方、「特殊回転風洞」を用いた実験に関しては、当初、風洞内を通過する流量を計測することのみを念頭に、本採択課題の研究資金で購入した「超音波風速計」であったが、これを「竜巻状渦」内部の流速測定に使用することを試みる。風速計の基線長が3cmであり、最大風速半径が数cm数10cmの「竜巻状渦」をみるには解像度が不足気味であるのと、風洞内における風速計プローブの配置/固定方法に関して課題があるが、試してみる価値があると考えている。また、「多重渦」構造の表れである楕円/多角形目を持つ台風が沖縄地方へ来襲した場合には、データを収集し、解析を実施する予定である。「円筒形渦シート」は、無限大の渦度を持つ厚さ無限小のシート(薄板)が丸まって、長さ無限大の円筒を形成したものであり、多重渦構造(親渦の中に複数個の子渦が形成される)を説明できる理想的な渦の一つと考えられている。接線方向の流速は、円筒の内側では半径に反比例する一方、内側ではゼロであるため、「目」を持つ「ポテンシャル渦」とみなすことのできるものである。この「円筒形渦シート」について、過去には「固有値解析」が実施され非軸対称な擾乱に対して不安定となる(i.e.多重渦構造が形成しうる)ことが示されていたが、今回「特異値解析」を実施して有限の評価時間の間に最も早く成長する「最適励起擾乱」(必ずしも、最も不安定な「固有モード」とはならない)とその成長率を導出することを試み、解析的に「特異値」と「特異ベクトル」を導出することに成功した。なお、「特異値解析」を実施する際には、擾乱の成長を測定する指標である「ノルム」を指定する必要があるが、今回は、擾乱の振幅の二乗和である「L2ノルム」と一般によく用いられる「エネルギーノルム」に加えて、<無次元化した>擾乱の振幅とその導関数(半径方向の変位速度に相当)で構成される空間上における距離として定義される「ソボレフノルム」新たに採用して、その各々について「特異値」と「特異ベクトル」を導出した。

導出した3つのノルムの下での「特異値」を較べた結果、いずれのノルムの下でも、最も不安定な「固有モード」より大きく成長する「非正規的な成長」が見られることが明らかとなった。また擾乱の成長量は、「エネルギーノルム」、「ソボレフノルム」、「L2ノルム」の順に大きくなり、特に「L2ノルム」の下での成長量は、他2つのノルムや「固有モード」の成長量と較べて極端に大きいことが明らかとなった。「円筒形渦シート」上で発達する非軸対称擾乱の「特異値解析」を3つのノルム(「L2ノルム」、「エネルギーノルム」、「ソボレフノルム」)の下で解析的に実施する、という問題設定を考案し、解析的に「特異値」と「特異ベクトル」を導出するところまでは無事終えることができたが、期せずして「L2ノルム」の下では極端(不自然)に大きな成長が見られることが明らかとなった。何度か見直した結果、これが<計算間違い>ではないであろうことは確認できたが、その後「そのような極端な成長をもたらすメカニズムが何なのか」を突き止めるところで、手が出ずに(i.e.適当な解析法がみつからず)足踏みしている状態である。一方、「多重渦の実験」に関しては、年度内に機材(超音波風速計)の調達が終わったところであり、具体的な作業は今年度から開始する予定である。昨年まで、「竜巻・台風に見られる多重渦構造の形成メカニズム」という研究課題に対する理論的側面からのアプローチとして、渦度が無限大で無限小厚のシートが円筒形状になった「円筒形渦シート」を竜巻のモデルであるとして、その「特異値解析」を3書類のノルム(L2ノルム・エネルギーノルム・ソボレフノルム)の下で解析的に実施してきた。これにより、「円筒形渦シート」上の軸対称/非軸対称擾乱が、3つのノルムのいずれの下においても、最大成長率を持つ「固有モード」よりも早く成長しうることを示してきた。それに対して、この一年間では導出した解の理解を深めるため、「円筒形渦シート」において接線流がない(i.e.軸流のみの)状況を考え、両者を比較することでその解釈に努めてきた。その結果、擾乱の「安定性」や「成長率」の鉛直波数や接線波数に対する依存性は、その流速が半径に反比例する「接線流」の有無によって質的には変化しないことが確認された(「軸流」に有無によってそれらが質的に大きく変化することと較べると、非常に対照的である)。すなわち、擾乱の成長率は「エネルギーノルム」、「ソボレフノルム」、「L2ノルム」の順に大きくなり、特に「L2ノルム」の下では、指数関数的に成長する「固有モード」をはるかにしのぐ「非正規成長」がみられる。その一方で、"「接線流」がない"場合には、エネルギーノルムの下で「非正規成長」が全く見られない(i.e.「固有モード」で指数関数的にのみ成長する)ことが判明した。また、「L2ノルム」では、その極端な成長に関わらず「非正規成長」がほぼゼロになる擾乱の「接線波数」と「鉛直波数」の組み合わせが存在したが、それは、初期値とその後の値を関係づける「解核行列」が「正規行列」となる極限を調べることで予測できることが明らかとなった。「理論的側面」と「実験的側面」という2方向からのアプローチで構成される採択課題のうち、これまで基本的に前者を中心として取り組んできた。但し、問題設定として採用した「円筒形渦シート」は、半径に反比例した「接線流」をもたらす「軸方向の渦度」に加えて、円筒の内側と外側で反転する軸流に伴う「接線方向の渦度」を持つため、基本場の渦度が「らせん状」(ヘリカル)という立体構造を持っている。また、その上で発生・発達する擾乱も3次元であるため、昨年度のうちに導出できた「解析解」は当初の予想以上に複雑であり、その解釈が一筋縄ではいかなかった。そのため、この一年間では、導出した解析解の解釈に努め、またその一環として、「接線流がなく軸流のみ」(i.e.「軸方向の渦度」がゼロ)の場合について「特異値解析」を再計算し、「円筒形渦シート」の解と比較するなどの作業をおこなってきた。これら想定外の作業に追われたことが計画の遅れにつながった。
母子保健からはじまるCKD予防のモデル地区をめざして

成人の慢性腎臓病(CKD)の出発点として小児期の腎臓病診療の重要性が提唱されており、CKD診療においても胎児期、新生児期から成人に至るまでの大きな時間的視野を持つことが重要である。本邦では早期の腎疾患スクリーニングのために3歳児健診や学校健診で尿検査が行われている。本研究は、CKDの早期発見・進行抑制を目的とし、3歳児における新たなCKDスクリーニングシステム構築し、微量アルブミン尿のリスク因子を明らかする。本研究は、母子保健からはじめるCKD予防のモデル構築となる研究である。
血管新生のための血管内皮細胞特異的な乖離・接着調節機構の解明

アンジオポエチン1-Tie2は転写因子の調節を行うことが重要であることを突き止めた。AKTはMEF2のリン酸化を介してKruppel-like factor2の転写を亢進させeNOSの転写増加とVCAM-1の転写抑制を誘導することがわかった。さらに、AKTはGSK3βをリン酸化することによりβ-カテニンの分解を抑制し、接着依存性に活性化されるDll4/Notch系のNICD(Notch細胞内ドメイン)と結合することで、さらにDll4の転写を増加させてVEGFR2の発現を抑制することがわかった。この二つの経路により血管の安定化が調節されていることを明らかにすることができた。研究の目的:血管内皮細胞は、細胞間の接着と乖離を見事にコントロールすることによって、発生あるいは臓器形成の際に円滑な血管新生を成立させている。血管内皮細胞の乖離・接着のメカニズムを接着因子VE-cadherin、PECAM-1)と、血管内皮細胞特異的なチロシンキナーゼ調節系(angiopoietin(Ang)-Tie受容体系・VEGF-VEGF-R受容体系)のシグナルを明かにすることで理解することを目的として本研究を開始した。Ang1-Tie2系が細胞-細胞間接着に依存して局在を変化させ、Tie2の下流の細胞内情報伝達系を変化させていることを突き止めた。Tie2は細胞間接着(+)では細胞-細胞間接着部位に集積するのに対して、細胞間接着(-)細胞では細胞-基質間接着部位にAng1とともに局在することがわかた。この結果は、細胞間接着部位ではAng1によるトランス結合によりTie2を局在化して、基質にAng1がTie2を繋ぎ止めることで同部位への集積を誘導していることを証明した。さらに、Ang-Tie2の細胞間接着部位あるいは細胞-基質間接着ぶいへの集積にはVE-cadherin,PECAM-1は関係がまったくないことを二つの分子のノックダウンによって明らかにした。血管形成とくに発生における血管新生でのAng1,Ang2,Tie1,Tie2の機能を明かにするためにZebrafishを用いた血管の可視化による機能の検討を開始した。ZebrafishはMyr-GFPを血管内皮細胞特異的に発現する系をトランスポゾンを用いてゲノム内に組み込むシステムで構築を始めた。野生型のZebrafishでAng1,Ang2,Tie1,Tie2のノックダウンをモルフォリノにより行い形態変化を観察したが、著明な血管構築の異常を認めなかったことから哺乳類とは異なるAng-Tieシステムが血管新生を調節している可能性が示唆された。血管内皮細胞の細胞間接着の状態での血管内皮細胞の安定化にAng1-Tie2受容体系が重要であることを示していたが、本年はAng1-Tie2によって増加するDll4-Notch系の細胞間接着安定化機構について調べた。Ang1によってDll4の発現が増加するが、このメカニズムを検討した。Dll4-NotchシグナルはVEGFR2の発現を抑制することにより、VEGF依存性の透過性亢進や、filopodia形成すなわち細胞運動を抑制することが知られている。したがって、安定化機構についてこのシグナルを検討した。Dll4のプロモーターとLuciferaseを繋いだ転写アッセイ系では、Notch intracellular domain(NICD)の相加的作用によりDll4の転写が増加した。またAng1によるDll4の発現増加が、g-secretaseの抑制薬により阻害されることから、Dll4の発現増加には、Notchのsheddingが重要であることを明らかにすることができた。Ang1刺激によってもNICDの増加がみられることから、シグナル調節機構としてDll4-NotchシグナルによってさらにDll4の発現を増加させて、安定化を調節していることが予想される。血管内皮細胞の細胞間接着の状態での血管内皮細胞の安定化におけるAngiopoietin-1(Ang1)-Tie2受容体系シグナルの解析を進めた。Ang1-Tie2によって増加するDll4-Notch系の細胞間接着安定化機構について調べたところDll4-Notch系シグナルは細胞間接着(+)の時のみ活性化するので、Tie2の下流シグナルAktと強調的にDll-Notch系が機能して、さらにDll4の発現を亢進さぜる結果となった。Aktによって、GSK3betaのリン酸化が生じ、betaカテニンによる転写活性が増加することが重要であることを突き止めた。このDll4の転写増加は、Dll4プロモーターのイントロン3に存在するRBP-J結合配列に結合したNotch細胞内ドメイン(NICD)とbetaカテニンが相乗的にDll4の転写活性を増加するメカニズムがあることがわかった。さらにDll4の転写が増加することによるNICDの増加が起こる。NICDの増加による血管安定化メカニズムを検討した。血管内皮細胞でNICDの増加に伴いコラーゲンTypelVの転写が増加した。

3Dの血管内皮細胞のイメージングによってもコラーゲンの増加がAng1依存性に生じることもわかった。以上、Ang1による血管安定化機構にDll4-Notchさらに、コラーゲンの増加による血管内皮細胞の基質接着への増加が示唆された。
体力・運動能力向上を配慮した小学校ボールゲーム指導プログラムの開発と有効性の検証

2017年3月に告示された新学習指導要領における現行学習指導要領の成果と課題をみると,子どもの体力低下に歯止めがかかったものの,体力水準の高かった1985年と比較すると依然として低い状況にある.このことを踏まえて,教科体育では体つくり運動以外の領域においても,学習した結果として体力向上を図ることが求められている.また,日本学術会議の提言(2017)によれば,子どもの動きの獲得に重要な時期を過ごす小学校における体育の指導内容及び指導方法の改善を求めている.そこで本研究では,体力・運動能力向上を配慮した小学校ボールゲームの指導プログラムを開発し、その有効性を検証することを目的とした.2017年3月に告示された新学習指導要領における現行学習指導要領の成果と課題をみると,子どもの体力低下に歯止めがかかったものの,体力水準の高かった1985年と比較すると依然として低い状況にある.このことを踏まえて,教科体育では体つくり運動以外の領域においても,学習した結果として体力向上を図ることが求められている.また,日本学術会議の提言(2017)によれば,子どもの動きの獲得に重要な時期を過ごす小学校における体育の指導内容及び指導方法の改善を求めている.そこで本研究では,体力・運動能力向上を配慮した小学校ボールゲームの指導プログラムを開発し、その有効性を検証することを目的とした.