hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
1型糖尿病に対するバイオ人工膵移植の研究-拒絶制御から再発防禦へ-

【目的】臨床ラ島移植発展のためには、拒絶反応の制御のみならず再発の原因である自己免疫反応の克服が重要な課題でとなる。本研究では、バイオ人工膵としてアガロースマイクロカプセル化ラ島を作成して、拒絶反応の起こらない同系移植を行い、バイオ人工膵移植による再発防禦効果が得られるか否かを検討した。【方法】(1)1型糖尿病モデルであるnonobese diabetic (NOD)マウスをレシピエントとしNODマウスからNODマウスへの移植を行った。(2)NODマウスのラ島を膵管内コラゲナーゼ消化法、デキストラン不連続密度勾配遠心法にて単離し、5%アガロース溶液中に混和、振盪させてバイオ人工膵を作成した。(3)レシピエント腹腔内あるいは大網内に15002000個のマイクロカプセル化ラ島を移植し、裸のラ島を移植した場合と比較した。(4)検討項目は術後血糖値、グラフト生着期間、組織学的評価とした。【結果】裸のラ島移植群(n=12)では全例2週間以内に糖尿病が再発し、組織学的にも好中球を主体とする著明な浸潤細胞が認められた。一方、マイクロカプセル化ラ島移植群(n=16)では13例(81%)で100日以上正常血糖を維持し、組織学的にβ細胞の形態は良く保たれ、細胞浸潤も認めなかった。さらに、マイクロカプセル間に毛細血管の新生も観察された。【結論】マウス同系モデルにおいて、マイクロカプセル化バイオ人工膵は、自己免疫反応による傷害を回避し、無免疫抑制下で長期生着することが証明された。1型糖尿病に対する膵島移植では、移植膵島は拒絶反応に加え自己免疫による強い傷害を受ける。従って、自己免疫反応の克服は膵島移植における重要な課題である。本研究では単離した膵島をアガロースマイクロカプセルに封入することにより、自己免疫による障害を受けないバイオ人工膵を作成し、移植実験によりその成果を確認することを目的とした。1)NODマウスからのラ島単離法:810週齢の雄性NODマウスに対し、1.5mg/dlのcollagenase 2.5mlを膵管内に注入し、37°C,12分間消化することにより膵島を単離した。単離後Dextran非連続密度勾配遠心法にて膵島を純化した。2)アガロースマイクロカプセル化ラ島の作成:38°Cの5%アガロース溶液3ml中に、単離した膵島を拡散させた後、流動パラフィンを混和した。振動を加えた状態で急速に冷却し、アガロースをゲル化させることによって、マイクロカプセル化膵島を作成した。顕微鏡下に観察すると、マイクロカプセル内に封入された径約250μm前後のラ島が確認された。ハンドピックアップにより収量を検討すると、1マウスあたり約100個のマイクロカプセル化膵島を回収できた。現在、糖尿病マウスへの移植実験を開始し、その効果を検討中であるが、15002000個のマイクロカプセル化膵島により移植後速やかな血糖の低下を認めている。昨年度からの研究により、NODマウスからラ島を分離し、15002000個のマイクロカプセル化ラ島を作成することに成功した。本年度はNODマウスを用いた同系移植モデルでの自己免疫糖尿病再発防禦効果について検討した。【方法】NODマウスから分離したマイクロカプセル化ラ島および裸(非マイクロカプセル化)のラ島を、糖尿病NODマウスに移植した。裸のラ島移植群:10例、マイクロカプセル化ラ島移植群:12例とした。【結果】

裸のラ島移植群では、移植後一旦は血糖値が正常化したが、全例20日以内に自己免疫による糖尿病が再発した。一方、マイクロカプセル化ラ島移植群では、移植後長期間正常血糖が持続し、12例中9例は100日以上正常血糖が維持された。両群間のgraft survivalには統計学的有意差を認めた(Logrank test;p<0.0001)。【結論】今回の研究により、自己免疫による膵島傷害を受けないバイオ人工膵の作成に成功した。今後臨床応用に向け、拒絶反応と自己免疫反応の双方の影響を回避し得る、より厳しい条件下でのバイオ人工膵の機能評価が必要と考えられる。
低体温療法時における薬物投与の最適化に向けた薬物組織移行性の変動要因の網羅的解析

我々は、低体温モデルラットを用い低体温療法時に汎用される鎮静薬であるミダゾラムの体内動態を評価した。低体温時においては肝臓での薬物代謝能が減少し、血漿中のミダゾラム濃度が上昇することが明らかとなった。しかしながら、臓器組織中のミダゾラム濃度は低体温時においても正常体温時と変わらず、低体温時においては薬物の臓器組織への移行性が変化することが示された。低体温時における薬物の臓器組織への移行性変化の要因として血漿中でのタンパク結合が変化しタンパク遊離型のミダゾラム濃度が低体温時で半減することを明らかにした。本研究は低体温療法時における薬物投与の最適化を行う基盤を構築するため、低体温時における薬物の組織移行性変化の要因を解明することを目的としている。本年度においては、血清タンパクと薬物の結合への温度低下の影響について評価した。さらに、薬物の組織移行性に影響するたんぱく質のmRNA発現への体温低下の影響について評価した。タンパク結合率について水溶性薬物である4-nitrophenolおよび脂溶性薬物であるMidazolamを薬物とし血漿中の薬物との結合に大きな役割を持つアルブミンをタンパク質として用い、平衡透析膜法により各温度におけるタンパク結合率を算出した。薬物とタンパク質との結合様式などを推定するためSchatchrd plotを作成し、薬物結合部位数と結合定数を算出した。また、薬物の組織移行性に影響する要因の一つである代謝酵素の発現に与える体温低下の影響を評価するため、肝臓における代表的な薬物代謝酵素であるCyp3a2、さらにこれらの発現を制御する核内受容体のmRNA発現量を評価し、低体温時には各種mRNAが減少することを明らかとした。本研究は低体温時における薬物の組織移行性変化の要因を解明することにより、低体温療法中の薬物投与の最適化を行う基盤を構築することを目的としている。低体温療法時に汎用される鎮静薬であるミダゾラムを評価対象薬物として選択し、低体温時におけるラットでの体内動態を評価した。ミダゾラムの血漿中濃度は体温の低下に伴い上昇したのに対し、作用部位である脳及び代謝臓器である肝臓中のミダゾラム濃度は低体温時においても正常時と同等であり、低体温時においてはミダゾラムの組織移行性が減少することが明らかとなった。組織移行性へと影響する要因の一つである薬物のタンパク結合率を平衡透析膜法により評価したところ、低温時においてミダゾラムの遊離型分率が半減することが明らかとなった。さらに、タンパク結合率や脂溶性などの特性が異なる薬物を用い温度低下がタンパク結合に与える影響を評価したところ、薬物の特性に応じて温度低下の影響が異なることを明らかにした。また、臓器表面からの薬物局所投与に関する研究や肝炎時における薬物の体内分布変化に関する研究も行い、薬物の吸収性や分布に関する知見が得られた。研究計画については本年度実施予定であった血流量の変化が組織移行性に与える影響評価を実施していないが、来年度実施予定であったトランスポーター発現量の評価を行っており、計画の進捗に大きな影響はない。薬物動態次年度は薬物の組織移行性に与える血流量変化の影響評価について組織灌流実験により評価する。さらに培養細胞や脂質二重膜を用いたin vitro実験より、薬物の細胞内取り込みへの温度低下の影響を評価する。本年度実施予定であった血流量が組織移行性に与える影響の解析を次年度に実施することとしたため、試薬などの消耗品の購入額が減少したため。次年度において本年度実施予定であった研究項目を実施するための動物・試薬の購入を計画している。
代謝調節によるがんステムネス制御の分子基盤

がんの発生や悪性化プロセスにおける幹細胞特性・未分化形質(ステムネス)の獲得は重要な生物学的特徴であり、その制御機構の解明は、がんの本態解明の手掛かりとなる。最近、がん細胞で特異的に産生される代謝物が発がんの原因となり、その阻害が分化誘導を惹起するなど、「代謝とステムネス」の密接な関係が浮き彫りになってきた。本研究では、発がんに寄与する代謝経路やメタボライトの特定、治療抵抗性とステムネスを制御する代謝経路の特定を進め、がんステムネスの獲得・維持機構を明らかにする。本研究は、腸内細菌由来メタボライトによる幹細胞制御と発がん機構解析、治療抵抗性とステムネスを制御するメタボライトの解析、メタボライトを指標としたがん不均一性の解析、という3つのアプローチから成り、がん細胞内の代謝産物だけでなく、腸内細菌叢が作り出す代謝産物の解析、さらにがんの不均一性の解析をも含めた、意欲的かつ挑戦的な研究計画である。本提案は、研究代表者らのこれまでの研究成果に立脚して計画が立てられており、着実な成果が見込まれる。また、治療抵抗性を誘導する代謝物同定、CRISPR/CAS9ライブラリーを用いたスクリーニングなどが予定されており、学術的な発展へとつながる可能性が十分にある。さらに、腫瘍モデルを用いた食事による発症への介入や、新規代謝物センシングなども計画されており、研究成果ががん治療や予防に貢献することも期待される。
決済システムのミクロ構造を踏まえた中央銀行による量的緩和政策のマクロ経済分析

本プロジェクトの第一の研究課題である、「日銀券需要と『量的・質的金融緩和』政策の財政費用」の分析は前年度までに終了している。「資産取引決済と量的緩和政策のマクロ経済効果」については、前年度に金融資産として商業手形に焦点をあて、銀行による手形割引を通じた信用創造が社会の厚生改善をもたらすようなモデルを作ったが、今年度は中央銀行による商業手形の再割引が金融システムの安定性に必須になるケースの存在証明を理論モデルを使って行い、論文としてまとめ、国際学術雑誌への投稿を行った。「税の支払い手段としての貨幣と永続的量的緩和の上限」については、通貨単位のような名目価値尺度の導入と「法貨」として貨幣の弾力的供給が社会厚生を改善するという理論的結果を前年度に得たが、今年度は、中央銀行が商業銀行への窓口貸出を通じて間接的に法貨の供給を行うことがコスト面で最も効率的な場合、商業銀行による法貨の貸し渋りが起こるケースの存在証明を行い、それを防ぐためには、中央銀行が独占的かつ公的な法貨の発行者であり、また最後の貸し手でもある必要があるという結果を得た。これら二つの研究課題の分析で構築した理論モデルはともに、中央銀行が発行する貨幣が金融資産とともに必要になる経済環境では、必要以上に中央銀行が貨幣を供給しても、他の証券と同様の利回りを持たない限りは需要はなく、その場合、インフレ効果は持たないという含意を得た。追加として、基盤研究(S)長期デフレの解明(課題番号24223003)において連携研究者として行った銀行間決済システムにおける国債と銀行準備の関係を理論この論文では、現在の量的緩和が終了後、日本銀行が会計上の債務超過に陥る可能性が高いことを日本銀行の財務データのシミュレーションを通して示し、その対応策について提言を行った。課題(b)の「資産取引決済と量的緩和政策のマクロ経済効果」については、Kiyotaki-Mooreモデルを拡張する形で一旦マクロモデルを構築したが、モデルを分析した結果、マクロモデルを構築する前に資産取引の決済に貨幣が必要な理由をきちんとモデル化して柔軟なモデルにした方が有用であるとの結論を得た。引き続きの作業については、科研費申請書にある通り、平成29年度に継続予定である。課題(a)「日銀券需要と『量的・質的金融緩和』政策の財政費用」については、科研費申請書では平成30年度まででの国際学術雑誌への掲載を予定していたが、初年度に掲載を実現することができた。また、論文を発表したNBER Japan Projectは日米を代表する経済学者が多数出席するカンファレンスであり、当初期待していたよりも大きい研究のインパクトを残すことができた。前年度に終了した「量的・質的緩和」政策の日本銀行の財務への影響の分析に基づき、政府職員向けのセミナーや一般向けの新聞記事の執筆をおこなうことで、研究成果の社会への還元を行った。また、残りの「資産取引決済と量的緩和政策のマクロ経済効果」及び「税の支払い手段としての貨幣と永続的量的緩和の上限」の二課題についてはモデル構築を開始した。「資産取引決済と量的緩和政策のマクロ経済効果」についてはFreemanモデルを拡張したモデルを一旦構築したが、モデルの柔軟性が低く有用な知見を得られなかったため、より根源的に、貨幣の弾力的な供給が必要になるようなフリクションの構築から作業をやり直した。その結果、財市場と証券市場との間にタイムラグがある場合に、銀行による信用創造を通じた弾力的な貨幣供給が社会の厚生改善をもたらす理論的結果を得た。「税の支払い手段としての貨幣と永続的量的緩和の上限」については、税の支払に限らず、より一般的に「法貨」としての貨幣を理論的に位置づけることを試みた。その結果、裁判所が契約の目的物の質についての契約当事者の同意の有無の識別を完璧に行うことができない場合、通貨単位のような名目価値尺度の導入と「法貨」として貨幣の弾力的供給が社会厚生を改善するという理論的結果を得た。モデル構築の途上で得られた知見について、政府、公開シンポジウム、業界団体の研究会での発表を通じて、社会への還元を行った。今年度の予定していた、「量的・質的緩和」政策の日本銀行の財務への影響の分析は前年度までに終了することができた。「資産取引決済と量的緩和政策のマクロ経済効果」及び「税の支払い手段としての貨幣と永続的量的緩和の上限」の二課題については、モデル構築の過程において、やり直しが必要となったが、やり直しの結果、より根源的なフリクションに基づいて貨幣の使用が内生的になされるモデルを構築できた。

「税の支払い手段としての貨幣と永続的量的緩和の上限」については、通貨単位のような名目価値尺度の導入と「法貨」として貨幣の弾力的供給が社会厚生を改善するという理論的結果を前年度に得たが、今年度は、中央銀行が商業銀行への窓口貸出を通じて間接的に法貨の供給を行うことがコスト面で最も効率的な場合、商業銀行による法貨の貸し渋りが起こるケースの存在証明を行い、それを防ぐためには、中央銀行が独占的かつ公的な法貨の発行者であり、また最後の貸し手でもある必要があるという結果を得た。これら二つの研究課題の分析で構築した理論モデルはともに、中央銀行が発行する貨幣が金融資産とともに必要になる経済環境では、必要以上に中央銀行が貨幣を供給しても、他の証券と同様の利回りを持たない限りは需要はなく、その場合、インフレ効果は持たないという含意を得た。追加として、基盤研究(S)長期デフレの解明(課題番号24223003)において連携研究者として行った銀行間決済システムにおける国債と銀行準備の関係を理論今後は、課題(b)「資産取引決済と量的緩和政策のマクロ経済効果」については、資産取引の決済に貨幣が必要な理由のミクロ基礎づけをモデル化する。現在の見込みではこのモデルにより、銀行と投資信託がなぜ分かれているのか、なぜ貨幣が資産取引決済のつなぎの決済手段であることがもっとも効率的なのかについて理論的に明らかにできる予定である。その上で、このような貨幣の性質を踏まえて貨幣供給を増やすとどうなるかをモデル内で分析する予定である。こちらは平成29年度内の論文完成を目標としている。また課題(c)の「税の支払い手段としての貨幣と永続的量的緩和政策の上限」の分析についても、平成29年度においては文献調査の上、基礎となるモデルの選定を行い、最終年度である平成30年度の完成を目標とする。これらの点については科研費申請書にある予定に沿ったものとなっている。「資産取引決済と量的緩和政策のマクロ経済効果」及び「税の支払い手段としての貨幣と永続的量的緩和の上限」の二課題については、モデル構築を終了した上で、日経学会(春・秋)それぞれで発表することを予定している。また、国際学会での発表として、「資産取引決済と量的緩和政策のマクロ経済効果」に関するモデルについては、2018年8月に南カルフォルニア大学で開催されるアジア太平洋経済学会での発表に応募中である。Researchmapの個人ホームページ海外での国際学会での発表を予定していたが、平成28年度については、論文を発表した国際学会の開催地が日本であったので、その分の経費が浮いたことが大きい。また、地方からの国内研究者の招聘セミナーの開催を見込んでいたが、在京の研究者の招聘が多くなったことにも一因がある。国際学会への論文提出までにはいたらず、予定していた渡航費を使用しなかったため。2018年度は、デスクトップコンピュータの購入、論文の雑誌投稿に関する英文校正費、論文が雑誌に掲載された際のオープンアクセスフィー、国際学会を含む学会報告のための渡航費への支出を予定している。米国とドイツでの複数の国際学会への出席を予定している。また、当プロジェクトに関連した研究分野の国内外の研究者を招聘したセミナーを毎月一回程度を目途に開く予定なので、その費用の支弁に充てる予定である。
超解像ラマン顕微鏡の開発

光学顕微鏡は試料を非破壊で観察できるため、微細構造を持つ材料の品質確認や、生体分子の機能解明に用いられる。中でもラマン顕微鏡では、分子振動の情報が得られるため、無標識の分子イメージングが可能であり、カーボン材料の品質評価や、生体組織をそのまま観察できる手法として活躍する。高空間分解能かつ高時間分解能を両立する新しいラマン顕微鏡は、幅広い応用分野にインパクトを与える。私はラマン顕微鏡の空間分解能の向上を目指して研究をおこなった。本研究では、ラマン顕微鏡の空間分解能を向上させるため、構造化照明法に着目した。構造化照明顕微鏡では、縞模様状の照明によって試料を観察する。微細な試料の構造に構造化照明が重なり合うと、モアレ縞と呼ばれる粗いパターンが現れる。このモアレ縞は元の微細構造の情報を持っており、取得した画像を数学的に処理することで、従来観察不可能であった微細構造の情報を抽出できる。我々は、励起レーザー光をライン状の干渉パターンにし、ラマン散乱をスリット型分光器で分光検出する、構造化ライン照明型のラマン顕微鏡を設計し、構築した。構造化照明ラマン顕微鏡の性能を評価するために、ポリマー微粒子、グラフェン、グラファイト、マウス脳切片といった幅広い試料の観察を行った。従来のスリット走査型ラマン画像に対し、開発した顕微鏡ではこれら全ての試料においてy方向の空間分解能向上が顕著に顕れた。微小な蛍光ビーズを用いた空間分解能の評価では、LIの空間分解能が380 nmに対し、SLIでは190 nmという結果が得られた。本研究で我々は世界で初めての超解像自発ラマン顕微鏡の開発に成功した。今後の展望として、開発した顕微鏡を応用し、生体試料の機能解明に取り組む計画である。26年度が最終年度であるため、記入しない。ラマン顕微鏡は、光学顕微鏡技術を分光法と組み合わせることで、イメージングとラマン分光分析を同時におこなう技術である。ラマン顕微鏡では特定の分子を認識しながらその分布像を得ることができ、観察対象の分子を無染色で観察できる上に、一度に多数の分子の情報が得られ、その分子の環境変化を分析することもできる。ラマン顕微鏡では複雑な生体分子のダイナミクスを解析する事も可能であることから、高空間分解能かつ高時間分解能を両立する新しいラマン顕微鏡は、様々な研究分野に対して大きなインパクトを与えられると考えられる。本研究では、蛍光顕微鏡の空間分解能を向上させるための超解像技術である構造化照明(Structured Illumination : SI)を利用し、高空間分解能/高時間分解能の新しいラマン顕微鏡の構築を目指す。そのために、SIとスリット走査技術を組み合わせたラマン顕微鏡の開発をおこなった。SIで照明して取得した空間分布には、より高空間周波数の成分が含まれていることから、数学的に高空間周波数成分を抽出することで超解像のラマン画像が構築できる。これまでの研究成果として、構築したラマン顕微鏡を用い、ラマン顕微鏡の標準的なサンプルである、ポリスチレン微粒子(直径500nmDのラマンイメージングをおこなった。これまでのスリット走査型ラマン画像に対し、開発した超解像ラマン顕微鏡画像では照明ラインに平行な方向の空間分解能向上が顕著に顕れた。このことより、超解像ラマン顕微鏡の開発に既に成功したと言える。交付申請書に記載した通り、初年度では超解像ラマン顕微鏡システムの構築、及び画像処理プログラムの開発に取り組み、既に標準的なサンプルを用いて顕微鏡の性能を評価することができた。

そのことに加え、既に応用研究として、複雑な生体試料の撮像にも着手しており、計画書では次年度に予定していた三次元の撮像システムも既に完成している状態である。このことから、当初の計画以上の進展があると評価できる。これまでの研究成果として、超解像のラマン顕微鏡を開発し、ラマン顕微鏡のサンプルとして標準的なポリスチレン微粒子のラマンイメージングに成功した。研究結果より、既に新しい顕微鏡法の開発に成功したと言える。これからの展望としては、開発した超解像ラマン顕微鏡を生体試料に適用し、無染色/非侵襲で複雑な生体サンプルの観察を実現化する。既に応用的なサンプルの測定にも着手しているが、サンプルの測定条件の最適化や、取得したスペクトルデータの複雑な処理を必要としている。今後はこの様に、開発した新しい顕微鏡法の応用研究について取り組む。
睡眠が運動中の認知機能と脳血流動態に及ぼす影響

睡眠は疲労回復や脳が正常に機能するために必要不可欠な生命現象である。睡眠不足などの睡眠障害は認知機能を低下させる。競技スポーツにおいても最高のパフォーマンスを発揮するために、選手はプレイ中に周囲の状況を把握し、瞬時に判断して行動に移らなければならない。これらの能力には注意力、判断力、情報処理能力などの認知機能が影響していると考えられている。このように認知機能はスポーツパフォーマンスとも密接な関係を持つことが明らかにされているが、睡眠と運動中における認知機能の関係については不明である。本研究では、睡眠が運動中の認知機能に及ぼす影響を検討することを目的とした。本年度は、睡眠障害のない若年男性を対象に環境を制御したカロリーメーター室にて睡眠に関する実験を実施した。睡眠中には、睡眠ポリグラフ、アクチグラフを装着させるとともにとともに、PSQI、OSA睡眠調査紙、POMSなどの主観的な睡眠評価方法を用いて、睡眠の質を総合的に評価した。被験者はコントロールされた睡眠の後に、運動中における認知課題としてストループテストを行った。運動はリカンベントバイクを用いて、被験者の30%HRRおよび70%HRR強度の有酸素性運動を実施した。さらに、経頭蓋超音波ドップラーを用いて運動中の中大脳動脈の血流速度を測定した。現在、睡眠の質および運動中の認知機能や脳血流動態についての解析を進めている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
サルコぺニック・オベシティ早期予防を目的とした総合的支援システム構築と効果検証

70歳以上の地域在住高齢者1,213名の中からサルコペニア肥満高齢者を選定した。選定基準は、DXA法より求めた体脂肪率32%以上+SMI5.67m/kg2未満、体脂肪率32%以上+握力17.0kg未満、体脂肪率32%以上+通常歩行速度1.0m/s未満をサルコペニア肥満と定義し、該当者307名を抽出した。包含基準と除外基準を適応し、サルコペニア肥満改善教室参加者139名をRCTにより、運動+栄養、運動、栄養、対照群に分けた。運動群には週2回、1回当たり60分、筋力アップと有酸素運動を、栄養群には茶カテキンとアミノ酸を補充する指導を3ヶ月間行った。その結果をまとめて、JAMDA誌に公表した。加齢とともに変化する筋肉量の減少と脂肪量の上昇はからだの諸機能に様々な影響を及ぼす.今日までは,骨格筋量の減少に伴う筋力や歩行機能の低下を指すsarcopeniaあるいは脂肪の過剰蓄積である肥満,それぞれ単独徴候に焦点を当てた研究は数多く報告されている.最近,骨格筋量の減少に脂肪の過剰蓄積が重なるsarcopenic obesity (以下SO)に関心が高まり, SOはsarcopenia単独あるいは肥満単独より歩行障害,転倒率,膝OA危険性,死亡率等々の上昇を多くの研究で指摘している.これらの背景を踏まえて, H26年度には地域在住高齢者を対象に大規模調査を実施した.得たデータを用いて,日本人用のSO選定基準を作成した.その後, SOの有症状況, biomarker,関連要因を把握することが平成26年度の目的であった.H24年度地域在住高齢者575人, H25年度地域在住高齢者638人,合計1,213人を対象に骨格筋量,体脂肪率,脂肪量, biomarker,膝痛,歩行障害,転倒・骨折,尿失禁,認知機能などを把握するためのSO総合健診を行った.調査項目は,聞き取り調査,体力測定,血液分析である.聞き取り調査は,健康度自己評価,痛み,過去1年間の転倒有無,転倒によるケガ,転倒恐怖感, ADL,運動習慣等々.体力測定は,握力,膝伸展力,歩行速度であり,歩容はWalkwayより分析した.SO選定基準は, DXA法による体脂肪率32.0%以上,骨格筋量指数5.46kg/m2以下,握力17.0kg未満,通常歩行速度1.0m/sec未満と設定した.該当者307人をSO高齢者と操作的に定義し, SOと認定された307人と残り906人を比較し,地域在住SO高齢者の特性を詳細に分析した.加齢とともに変化する筋肉量の減少と脂肪量の上昇はからだの諸機能に様々な影響を及ぼすことはよく知られている.今日までは,骨格筋量の減少に伴う筋力や歩行機能の低下を指すsarcopeniaあるいは脂肪の過剰蓄積である肥満,それぞれの単独徴候に焦点を当てた研究が多く報告されている.最近,骨格筋量の減少に脂肪の過剰蓄積が重なるsarcopenic obesity (以下SO)に関心が高まり, SOはsarcopenia単独あるいは肥満単独より歩行障害,転倒率,膝OA危険性, metabolic syndrome,罹患率、死亡率が上昇することを多くの研究で指摘している.しかし,地域在住SO高齢者の対策あるいは解消を目的とした介入研究は少なく, 2013年Vasconcelosらが65歳以上の地域SO高齢者36人を対象にland-basedと水中筋力強化運動を比較した研究のみである.しかし,肥満対策としては栄養改善が不可欠な要因にも関わらず, Vasconcelosらの研究は小規模で,栄養要因を考慮しなかった点の限界がある.これらの背景を踏まえて,地域在住SO高齢者の身体組成,体力,血液成分の改善を目的とする包括的介入効果を検証するために,平成27年度にSO高齢者と認定された307人を対象に介入参加者を募集した.その結果,介入参加者144人,不参加あるいは除外者163人であった.介入参加者144人をRCTにより運動+栄養36人,運動36人,栄養36人,教育群36人に分けて,平成27年9月11月の3ヵ月間実施した.その後,介入前後における体組成,身体機能,血液成分の変化を詳細に分析した.1. RCT介入研究の実施(1)介入準備16月:潜在的対象者である307人の中から介入対象者の募集, 27月下旬:説明会の開催, 38月上旬:介入参加者最終確認, 48月下旬:事前調査(聞き取り調査,体力測定,採血,筋肉量(DXA法), 5事前調査後, RCTによる群分けの結果を対象者に通知した.第1群:運動+栄養,第2群:運動,第3群:栄養,第4群:健康教育に分けた.(2)介入の概要:1介入期間:3ヶ月(9月11月),2介入頻度:週2回, 3介入時間:1回当たり60分.運動群には週2回, 1回当たり60分の筋力強化運動(自重体操,椅子体操,バンド体操,油圧マシンを用いた運動)と自転車エルゴメーターによる有酸素運動を,栄養群には茶カテキン540mg及び必須アミノ酸3.0gを3ヵ月間提供した.2.得られた成果1)体組成の変化:体重,体脂肪率,脂肪量,足の筋肉量,四肢の筋肉量では群間の有意な差は見られなかった.2)体力の変化:握力,膝伸展力,通常歩行速度でtime×groupの交互作用は認められなかった.

介入前後における群内の変化を比較したところ,握力は運動+栄養群(P=0.021),運動群(P=0.029)で統計学的に有意な向上を示した.3)血液の変化:中性脂肪,コレステロール,レプチン, HbA1c, IL-6,高感度CRPでtime×groupの交互作用は認められなかったが,ビタミンD(F=15.299, P<0.001)でtime×groupの交互作用は認められ,介入効果の群間の差を認めた.介入前後における群内の変化について分析したところ,レプチンは運動+栄養群のみで有意な減少(P=0.020), IL-6も運動+栄養群のみで有意な減少(P=0.044)が観察された.一方,ビタミンDは運動+栄養群で有意な上昇(P<0.001)を示したが,運動群と健康教育群で有意に低下する傾向が観察された.人間の諸機能は,中年期を過ぎると低下ないしは喪失が徐々に増してくる.その背景要因の一つに,体組成の変化が挙げられる.加齢に伴う体組成の変化の中で,最も特徴的なのは脂肪量の増加と骨や骨格筋を含んだ徐脂肪体重の低下である.加齢に伴って筋肉量が減少すると筋質を表す筋力の衰弱をもたらし,とくに下肢筋力の衰えは歩行機能を著しく低下させ,ひいては転倒・骨折の原因となるなど,高齢者の移動能力を制限する重大な要因である.1989年Rosenbergは,加齢に伴うlean body massの低下をサルコペニアと定義した以降,サルコペニアに対する研究が多面的に行われている.最近の研究によれば, Sarcopenic obesity (以下SO)は,サルコペニア単独あるいは肥満単独以上に身体機能の低下,移動障害,転倒危険性,膝痛,代謝障害等のリスクをもたらすことが指摘されている.しかし,地域在住SO高齢者に対するSO改善のためのRCT介入研究は殆ど行われていないのが現状である.これらの背景を踏まえ, SO改善に有効な運動・栄養によるプログラムを開発し,その有効性を検証するために,地域在住SO高齢者を対象に行った介入の成果をJAMDA 17: 1011-1019,2016に報告した.東京都健康長寿医療センター病院部門・糖尿病・代謝・内分泌科を受診している糖尿病患者の中から,体脂肪率32%以上に骨格筋量減少あるいは通常歩行速度1.0m/sec未満,握力17.0kg未満に該当する36人を選定し,無作為で2群に分け,運動+栄養介入群18人,栄養介入群18人に分け, 12週間の介入を行い,運動・栄養介入がSO糖尿病患者の身体組成,体力,血液成分に及ぼす影響を検討した.その後, crossover指導を行い,効果を再検証した.1.地域在住SO高齢者を対象に行った介入の成果をJAMDA 17: 1011-1019, 2016に報告した.その主な結果は,通常歩行速度(P=0.012),ストライド(P=0.004),歩数(P=0.029),カロリー消費量(P=0.036),ビタミンD(P<0.001)で有意な交互作用が観察された.介入前後の変化を群内で比較したところ,総脂肪量は運動+栄養群5.5%減少,運動群4.9%減少,栄養群2.9%減少,教育群2.2%減少と運動+栄養群の減少は教育群より有意に高かった(P=0.036).胴体脂肪量は運動+栄養群6.4%減少,運動群6.9%減少,栄養群3.4%減少,教育群2.5%減少と運動群の減少は健康教育群より有意に高かった(P=0.014).ストライドは運動+栄養群5.2%改善,運動群5.7%改善,栄養群1.1%改善,教育群2.0%改善と運動+栄養群と運動群の改善は健康教育群より有意に高かった(P=0.038).
海藻におけるバイオサイエンスの発展

海藻は学問上のみならず,産業上も重要であり,バイオマスや新資源として注目されている.しかし,いわゆるニューバイオサイエンスの対象としては注目されていなかった.そのため,今後基礎と応用とを調和させた新しい海藻研究の展開を生み出すために,これからの研究の動向をさぐることを目的として本研究を行った.まず, 5月に班会議を開いて本年度の活動に関し班員の意見交換を行なった.その方針に従って, 10月に東大海洋研究所附属大槌臨海研究センターでワークショップを行ない,海洋研究所との共催で,「海産植物の生理と沿岸生態系における役割」と題するシンポジウムを開催した. 11月には,日本植物学会第52回大会において,シンポジウム「海藻におけるバイオサイエンスの発展」を開いて,多数の聴衆を得た.さらに,本報告書提出後になるが, 3月筑波大学下田臨海実験センターにおいて, 2回目のワークショップを計画しており,その中で,緑藻の生植と光合成及び緑藻のバイオテクノロジーに関する講演も行なわれる予定である.これらのシンポジウムによって,海藻の生態学ならびに生理・生化学的研究における最新の研究方法やその成果について情報交換を行うことができた.また,大槌のワークショップでは,海藻の採集を行ない,新しい研究材料を入手できた分担者もいる.下田においても,採集を行なう予定であるが,こうした海藻の採集及び調査は,各研究分担者にとっては,今後の研究推進に大いに役立つものと考えられる.ワークショップやシンポジウムを通じて,基礎的研究だけでなく,応用的研究を進めるための細胞融合技術なども紹介され,海藻が今後ニューバイオロジーの材料として注目しうるものであることが明らかとなった.本研究の成果として,現在,礎基又は応用研究で用いられている主な海藻種について,その性状を明らかにした写真集を作製し出版準備中である.海藻は学問上のみならず,産業上も重要であり,バイオマスや新資源として注目されている.しかし,いわゆるニューバイオサイエンスの対象としては注目されていなかった.そのため,今後基礎と応用とを調和させた新しい海藻研究の展開を生み出すために,これからの研究の動向をさぐることを目的として本研究を行った.まず, 5月に班会議を開いて本年度の活動に関し班員の意見交換を行なった.その方針に従って, 10月に東大海洋研究所附属大槌臨海研究センターでワークショップを行ない,海洋研究所との共催で,「海産植物の生理と沿岸生態系における役割」と題するシンポジウムを開催した. 11月には,日本植物学会第52回大会において,シンポジウム「海藻におけるバイオサイエンスの発展」を開いて,多数の聴衆を得た.さらに,本報告書提出後になるが, 3月筑波大学下田臨海実験センターにおいて, 2回目のワークショップを計画しており,その中で,緑藻の生植と光合成及び緑藻のバイオテクノロジーに関する講演も行なわれる予定である.これらのシンポジウムによって,海藻の生態学ならびに生理・生化学的研究における最新の研究方法やその成果について情報交換を行うことができた.また,大槌のワークショップでは,海藻の採集を行ない,新しい研究材料を入手できた分担者もいる.下田においても,採集を行なう予定であるが,こうした海藻の採集及び調査は,各研究分担者にとっては,今後の研究推進に大いに役立つものと考えられる.ワークショップやシンポジウムを通じて,基礎的研究だけでなく,応用的研究を進めるための細胞融合技術なども紹介され,海藻が今後ニューバイオロジーの材料として注目しうるものであることが明らかとなった.本研究の成果として,現在,礎基又は応用研究で用いられている主な海藻種について,その性状を明らかにした写真集を作製し出版準備中である.
ナノコンポジット微粒子の磁性と高密度記録材料への展開

次世代磁気記録媒体候補FePt-L1_0相を、Fe_3Ptとの複合材料によるTilted Media方式で実用化を目指し、当研究室ではグラニュラ膜が作製されたが、[001]配向した試料は磁場印加方向が膜面から45度で抗磁力最大を示し面直方向から磁化が傾いている事が示唆された。そこでこの材料の磁気特性、媒体の可能性についてLLG方程式を基に検証した。面直[001]から45度はFe_3Ptの磁化容易軸<110>と重なる。まずFe_3Ptの磁気異方性に注目し、反磁界磁場が等方的となる球に近い形状の微粒子においてFePtを核Fe_3Ptを外殻とし、体積比ほぼ等量での磁化分布及び磁化反転のシミュレーションを行った。想定したパラメタでは[001と<110>の磁気異方性のエネルギー密度の差はFe_3Pt(K_1/2)はFePt(K_u/2)の1/10であり、強い交換結合、単磁区形成サイズという条件では磁化が45度傾く位置にエネルギー最小値は得られない。反磁界エネルギーが必要であり、この評価をFePt/Fe_3Pt二層膜の種々のアスペクト比において行った。両エネルギーを考慮すると単磁区状態での磁化の傾きも議論できるが、大きな磁化故の反磁界エネルギーは、異方性エネルギーの障壁を相殺し、媒体として熱安定性を損なう事が問題となる。これに対しグラニュラ膜ではグレイン間の弱い相互作用の為、異方性エネルギーの影響がより支配的となり、媒体の実現は現実味を帯びる。この検証のために3次元ボロノイセルでグレイン領域を設定し、グレインの結晶軸のガウス分布にX線の分散角を取り入れ、グレイン間の弱い相互作用を考慮したシミュレーションを行った。結果はグレインの状態に強く依存し、実験結果の再現には表面緩和の影響等、ナノ物質特有の考慮すべき要素も残されており、TEMによる構造の詳細などの実験を含めた更なる丁寧な検証が必要である。
運動論に基づく非線形高強度レーザー照射モデルを考慮した輻射流体シミュレーション

固体に高強度レーザーを照射した場合のプラズマ輻射流体コードによる運動論的な効果を考慮したシミュレーションコードの開発に着手した。すなわち、通常の流体シミュレーションでは、電子輸送は移流項と古典的な電子熱伝導項のみを考慮しているが、本課題ではプラズマ輻射流体コードに高速電子の影響を考慮したモデルを組み込むことによって、その適用限界を広げるための物理の把握とモデル化が研究対象となっている。平成30年度は主に以下の2点の開発作業を行った。高速電子発生のデータベース構築のために、1次元電磁粒子シミュレーション(PIC)シミュレーションコードを利用して非線形レーザープラズマ相互作用のシミュレーションを行った。その結果、今回検討している数ピコ秒を超える比較的長時間の間に、誘導ラマン散乱、誘導ブレリアン散乱によって電子、およびイオンの密度分布が大きく変動することが明らかになった。これは、輻射流体コードとの結合の際は、サブピコ秒単位でミクロ-マクロ間のデータ結合を行う必要があることを意味している。モデルの簡素化、および輻射流体コード側との連結強化での対策を進めている。輻射流体コードについては、これまでに開発済の非局所電子熱伝導モデルについて、多群拡散近似方程式を解くSNBモデルをベースに高速電子の外部ソースを与える手法について検討を行った。衝突項の影響を大きく受けることから、従来のBGKモデルを使ったSNBモデルを改良したAWBSモデルを使ったSNBに改良した。その結果、エネルギー保存性等で改善が見られた。高速電子の発生に関するデータベース構築はシミュレーションコード整備、データ整理でやや遅れていたが、今年度着手し、データベース構築とともにモデル化にも着手した。流体運動との連結を考慮すると時間依存性を考慮しなければならない可能性がある。ただし、これは想定内の結果であり、今後は非定常性をどの程度厳密に輻射流体シミュレーションへ反映させないといけないのか評価を進め、時間平均した簡易モデル、および時間精度を有するモデルを並行して開発し、双方の特性を評価した上で計算対象に応じで使い分けることで対応することが可能である。一方、ベースとなる輻射流体シミュレーションコードについては、非局所電子熱伝導モデルの精度向上などの進展が得られ、モデルと連結できる状態に仕上がった。これらの開発研究状況を総合的に判断するとほぼ計画通りに進んでいると言える。引き続き、非線形レーザープラズマ相互作用を1次元PICシミュレーションによって、高速電子の発生に関するデータベース構築作業を行う。レーザーエネルギーの吸収、散乱、反射など輻射流体シミュレーションで必要となる物理量を取り込む簡易モデルの組み込みを行う。また、時間精度を高めた解析用のために時間依存モデルの開発、およびそのためのシミュレーションによるデータベース構築作業を引き続き行う。このモデルを組み込んだ2次元輻射流体シミュレーションを実施し、妥当性の評価を行う。特に、誘導ラマン散乱、誘導ブレリアン散乱など、流体の時間スケールでも無視できない解農政のある現象をどの程度反映させる必要があるのかを評価することが重要である。計算例として、比較的実験結果の多い、超短パルスレーザーのプリパルスの計算を行い、比較検討を行う予定である。最後に、今後、高エネルギー密度科学に活用できるコードに仕上げるとともに、それらの結果をまとめる予定である。平成29年度は主に以下の2点の開発作業を行った。高速電子発生のデータベース構築については、1次元電磁粒子シミュレーション(PIC)シミュレーションコードを利用して非線形レーザープラズマ相互作用のシミュレーションに着手した。特に、流体計算用に幅広いパラメータ領域でのデータベースを構築する必要があり多くの計算が必要である。一方で、流体シミュレーションとPICシミュレーションとの時間、および空間スケールが大きく異なることから、1次元計算にも関わらず比較的大規模計算が必要であることから、PICコードのデータ収集向けにする改良作業を行った。一方、輻射流体コードについては、これまでに開発済の非局所電子熱伝導モデルについて、多群拡散近似方程式を解くSNBモデルをベースに高速電子の外部ソースを与える手法について検討を行った。その結果、拡散の影響でやや等方的な伝搬をする傾向があることが分かった。境界条件の設定、あるいは高次の拡散モデル(M1モデル)の導入によって改善される可能性があることも分かった。これらを踏まえ、コードの改良を行った。特に、磁場の高速電子への影響を考慮するための開発も行った。高速電子の発生に関するデータベース構築については、1次元PICコードを本課題で必要となるデータの部分抽出方法の調整・開発に難航し、時間を要したことからデータベースの構築作業に着手する時期にも遅れが生じた。しかしながら、この作業については、次年度に集中的に行うことによって必要なデータの収集は可能であると見積もっている。なお、この遅れのため計算機資料料の一部が未使用となり、次年度へ繰り越すことになった。一方、ベースとなる輻射流体シミュレーションコードについては、当初は2年目に行う予定であったデータベースの組み込みのための準備作業は当初計画より順調に進んでいる。よって、これらの開発研究状況を総合的に判断するとほぼ計画通りに進んでいると言える。

すなわち、通常の流体シミュレーションでは、電子輸送は移流項と古典的な電子熱伝導項のみを考慮しているが、本課題ではプラズマ輻射流体コードに高速電子の影響を考慮したモデルを組み込むことによって、その適用限界を広げるための物理の把握とモデル化が研究対象となっている。平成30年度は主に以下の2点の開発作業を行った。高速電子発生のデータベース構築のために、1次元電磁粒子シミュレーション(PIC)シミュレーションコードを利用して非線形レーザープラズマ相互作用のシミュレーションを行った。その結果、今回検討している数ピコ秒を超える比較的長時間の間に、誘導ラマン散乱、誘導ブレリアン散乱によって電子、およびイオンの密度分布が大きく変動することが明らかになった。これは、輻射流体コードとの結合の際は、サブピコ秒単位でミクロ-マクロ間のデータ結合を行う必要があることを意味している。モデルの簡素化、および輻射流体コード側との連結強化での対策を進めている。輻射流体コードについては、これまでに開発済の非局所電子熱伝導モデルについて、多群拡散近似方程式を解くSNBモデルをベースに高速電子の外部ソースを与える手法について検討を行った。衝突項の影響を大きく受けることから、従来のBGKモデルを使ったSNBモデルを改良したAWBSモデルを使ったSNBに改良した。その結果、エネルギー保存性等で改善が見られた。高速電子の発生に関するデータベース構築はシミュレーションコード整備、データ整理でやや遅れていたが、今年度着手し、データベース構築とともにモデル化にも着手した。流体運動との連結を考慮すると時間依存性を考慮しなければならない可能性がある。ただし、これは想定内の結果であり、今後は非定常性をどの程度厳密に輻射流体シミュレーションへ反映させないといけないのか評価を進め、時間平均した簡易モデル、および時間精度を有するモデルを並行して開発し、双方の特性を評価した上で計算対象に応じで使い分けることで対応することが可能である。一方、ベースとなる輻射流体シミュレーションコードについては、非局所電子熱伝導モデルの精度向上などの進展が得られ、モデルと連結できる状態に仕上がった。これらの開発研究状況を総合的に判断するとほぼ計画通りに進んでいると言える。非線形レーザープラズマ相互作用を1次元PICシミュレーションによって、高速電子の発生に関するデータベース構築作業を早急に行っていく。そのうえで、レーザーエネルギーの吸収、散乱、反射など輻射流体シミュレーションで必要となる物理量を取り込む簡易モデルを開発、構築する予定である。この組み込みには、輻射流体コードにおける熱伝導項の修正による数値的な問題が想定される。平成29年度に行った拡散モデル(SNBモデル)の組み込み時に、検証した範囲では比較的ロバストであることが分かった。
シリリン白金錯体の創製と小分子の協働的タンデム活性化への応用

ケイ素ー金属二重結合錯体(シリレン錯体)については多数の報告があるが、ケイ素ー金属三重結合錯体(シリリン錯体)の例は少なくその性質は良く分かっていない。本研究ではこれまでに例の無いカチオン性シリリン錯体の合成を目指し、その前駆体であるブロモシリレン錯体の合成に成功した。この錯体から臭化物イオンを引き抜くことでカチオン性錯体の合成を検討したが目的の錯体の発生を確認するには至らなかった。そこで、あらかじめカチオン性としたシリリン配位子の開発を検討したところ、ルイス塩基が配位した一価ケイ素カチオンの合成に成功し、このカチオン性配位子と金属錯体との反応によるカチオン性シリリン錯体の合成を検討中である。カルビンのケイ素類縁体である一価一配位のケイ素化学種シリリンについては、金属に配位した際にケイ素ー金属間三重結合の形成が考えられることから、シリリン金属錯体の構造や反応性に関心が持たれる。しかしながら、シリリン金属錯体の合成例は極めて少なく、シリリン金属錯体の性質には未解明の点が多い。一方筆者らは、かさ高い置換基を持つ1,2-ジブロモジシレンR(Br)Si=Si(Br)R (R:かさ高い置換基)がブロモシリレンR(Br)Si等価体としての性質を有しており、シリレン捕捉剤との反応によってブロモシリレン捕捉体を与えることを報告している。そこで本研究では、1,2-ジブロモジシレンをブロモシリレン源として用いることでブロモシリレン白金錯体[R(Br)Si=PtLn}を合成し、引き続いてケイ素上のブロモ基を引き抜くことでこれまでに例の無いカチオン性シリリン錯体[RSiPtLn]+が得られるものと考えた。このようなカチオン性シリリン錯体は、ハードなルイス酸性を持つカチオン性ケイ素部位と、ソフトなルイス酸性を持つ白金部位が連結されており、両者の相乗効果に起因した小分子や不活性結合の活性化による分子変換反応への展開が期待される。最終年度の研究では、平成24年度の研究で合成したブロモシリレン白金錯体に対し、銀塩などの臭化物イオン引き抜き試剤を作用させカチオン性シリリン白金錯体の発生を試みた。しかしながら、原料錯体の分解が起こるのみで目的の反応の進行は認められなかった。そこで、あらかじめカチオン性としたシリリン等価体[RSiLn]+ (L:ルイス塩基)と白金錯体との反応で目的のカチオン性シリリン白金錯体が得られるものと考えた。現在までにN-ヘテロ環状カルベン(NHC)が配位したシリリウムイリデンカチオン[RSi(NHC)2]+の合成に成功しており、白金錯体との錯形成反応を検討中である。ケイ素二価化学種であるシリレンは炭素類縁体であるカルベン同様に金属への配位能を有しており、シリレン金属錯体を触媒活性種としたヒドロシリル化反応や不飽和化合物の結合活性化が報告されたことから、シリレンの配位子としての性質には関心が持たれている。また、一価ケイ素化学種であるシリリンの金属錯体はケイ素ー金属間に三重結合性を有すると考えられ、カルビン錯体との関連性から注目されている。また、ケイ素ー金属三重結合は様々な有機・無機化合物に対して高い反応性を示すことから、シリリン金属錯体は不活性結合の活性化の観点からも興味深い化学種である。しかし、これまでに報告されているシリリン金属錯体は一例のみであり、シリリン金属錯体の性質には未解明の点が多い。本研究では、ケイ素間二重結合化学種である1,2-ジブロモジシレン(R(Br)Si=Si(Br)R、R:かさ高い置換基)をブロモシリレン(R(Br)Si)等価体とすることで、ケイ素上に反応性官能基としてブロモ基を有する新規ブロモシリレン白金錯体の合成を行った。ジシレンをシリレン等価体とするシリレン金属錯体の合成はこれが最初の例であり、新たなシリレン錯体の合成方法を確立したものと考えている。合成したブロモシリレン白金錯体の構造を詳細に検討したところ、ブロモシリレン配位子が既報のシリレンと比較して強いπ酸性配位子として振る舞うことを見出し、これがケイ素上のブロモ基の電子的効果に起因したものであることを明らかにした。次にブロモシリレン配位子から臭化物イオンを引きぬくことでカチオン性シリリン白金錯体の合成を検討したところ、シリリン錯体と考えられる新規錯体の生成を確認した。生成した錯体の単離同定には至っていないが、ケイ素や白金上の配位子、および対アニオンを変更することで、シリリン白金錯体の合成をさらに検討している。

本年度はまず、予備的な検討において発生を確認していたブロモシリレン白金錯体の合成、構造、および性質について検討を行い、ブロモシリレン配位子が既報のシリレンやカルベン配位子に比べ強いπ酸性配位子であることを見出し、論文として発表した。次に、ブロモシリレン白金錯体に対し種々の臭化物イオン引き抜き試剤を作用させることで、カチオン性シリリン錯体の合成を検討した。臭化物イオン引き抜き試剤として銀塩を作用させた場合に新規錯体の発生を確認したものの、反応系は複雑となり単離同定には至っておらず、目的としたカチオン性シリリン錯体の発生は確認できていない。また、カチオン性シリリン錯体の合成検討の遅れから、予定していた引き続く不飽和炭化水素やジシランなどの基質活性化反応の検討も進行が遅れている。研究目的の達成のためには、カチオン性シリリン錯体の分子設計の再検討が必要と考えている。本年度の目的化合物であるカチオン性シリリン錯体の合成・単離に至っていないため、平成25年度はシリリン錯体をより安定化するための分子設計を再検討する。具体的には、ケイ素上にN-ヘテロサイクリックカルベンなどの電子供与能の高いルイス塩基を配位させることで、ブロモシリレン配位子からの臭化物イオン引き抜きの促進と、発生するカチオン性シリリン錯体の安定化を図る。白金上の配位子としては、現在用いているトリ(シクロヘキシル)ホスフィンより電子供与性の高いトリ(t-ブチル)ホスフィンや、かさ高いN-ヘテロサイクリックカルベンを導入することでカチオン性シリリン錯体を電子的に安定化する。また、対アニオンとして、求核性が低く様々な高反応性カチオン種の単離に活用されている、かさ高いアルミン酸イオンやカルボランアニオンといったものを検討する。該当なし
大腸菌DnaAタンパク質機能の制御装置の分子機構

(1)DnaAタンパク質不活性化因子(IdaA)の精製と機能解析不活性化因子(IdaA)は、野生型DnaAタンパク質の複製活性を特異的に失活させるタンパク質因子である。我々は免疫沈降法を用いて、IdaAにより、ATP結合型DnaAが、複数開始活性がないADP結合型への変換することを明らかにした。また、IdaA機能促進因子をIdaRを見出した。IdaRによりIdaA機能は36倍に促進されることから、IdaRはDnaA不活性化の調節因子であると考えられる。(2)複製開始に対する正の調節因子の分子遺伝学的同定まず、H-NSタンパク質とDNAアデニン・メチルトランスフェラーゼが、染色体複製を促進していることを見い出した。さらに、我々は、新たな遺伝子3種actB,C,Dを見出した。actBは複製開始の正の制御遺伝子であり、開始反応の同調性維持に必須であることが明らかになった。actCおよびactDは複製開始反応の促進に必要な遺伝子であることが示された。(3)複製開始に対する負の調節因子の分子遺伝学的同定3種の遺伝子を同定し、別の3種を解析中である。同定した遺伝子は、ヘミメチルDNA結合タンパク質seqA、真核生物の26SプロテアソームのホモローグhslU、および、新発見の遺伝子asiAである。AsiAは熱ショック・タンパク質であり変異DnaAの分解に必要であることが明らかになった。さらに、解析中の3種の変異遺伝子(仮にasiD,E,Fとする)のうち、asiDは、野性型dnaA株での複製開始の同調性維持に必要であることが示された。また、asiEおよびasiF変異を単独で保持する株では、それぞれ、細胞体積が、野生型の1/2および1/3になっていた。これら小細胞は、遺伝子欠損によって、細胞分裂周期における複製開始のタイミングが早められたため生成すると考えている。
口蹄疫防疫対策の調査-大学附属農場における対策整備のために-

家畜伝染病(鳥インフルエンザおよび口蹄疫)の国内発生により,教育機関である大学農場でも防疫体制の整備が重要となっている。しかし,大学農場では,授業・実習での積極活用および市民に対する公開と教育が求められているため,施設への立入禁止を前提とした防疫対策は,積極的な利用との間に齟齬をきたしている。2010年の口蹄疫発生に伴い,多くの教育機関では対策指針の作成や施設整備が実施されたと推測されるが,これらの情報は共有されていない。そこで,本研究では,大学農場へ防疫対策に関する調査を実施することにより,防疫の具体的方法と問題点を明らかにし,積極的開放が必要な教育機関において実施可能な防疫体制の整備を提言することを目的とした。家畜を飼育している41の国立・私立大学に防疫対策の実施状況に関するアンケートを送付し,30の大学から回答を得た。このうち防疫対策の指針を作成している大学は19大学であった。具体的な防疫対策として,9判の大学農場は畜舎出入口に消毒槽を設置しており,6割程度が進入路および畜舎周囲にも消石灰を撒いていた。また,5割以上の大学農場は畜舎内専用の長靴を使用していた。一方,7割の大学では畜舎への立入を教職員および関係学生に制限しているものの,農場敷地内への一般市民の訪問制限をしている農場はなかった。口蹄疫発生後に新たに防疫対策設備・施設を設置した大学農場は4割に過ぎず,車両や人への消毒設備・施設がほとんどだった。また,8割以上の大学では今後の対策費用は確保されていなかった。防疫対策が比較的進んでいる7大学農場の実地調査を行ったところ,既存の施設を工夫して,畜舎エリアへの進入口を一本にし,専用作業着・長靴への履替えを行うことで授業・実習におけるリスクの軽減を図っていた。以上から,大学農場では既存の施設を活用し,ソフト面での対策を図ること,およびその方法の共有が防疫体制を整備する上で重要と考えられた。