hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
主幹部の形態的修飾による果樹の矮化技術の開発

果樹は樹が大きくなり、樹体の管理に多くの労力がかかるので樹を小さく仕立てる方法が求められている。そのひとつが矮化台木を用いる方法であり、リンゴではすでに世界的に商業栽培が行われている。モモではユスラウメやニワウメが矮化合木として試みられてきているが、接ぎ木後5.6年目までは順調に生育するが、その後接ぎ木不親和が現れ、樹勢が衰えてくる。適当な矮化台木がない果樹で、共台を使いながらなおかつ樹を矮化する方法が開発されれば大変有益である。本研究では種々の環状剥皮を主幹部,に施し、モモ樹の矮化が可能かどうかを2年生接ぎ木苗を用いて調査を行った。主幹の基部に幹周の1/2、2/3、3/3、1回螺旋、2回螺旋、3回螺旋の環状剥皮を行って、樹の生育量を測定した。環状剥皮の幅は5mmとし、螺旋のピッチは1cmとした。傷口の癒合を防ぐために、これらの処理は2週間毎に行った。生育が抑えられたのは、3/3剥皮区と2,3回螺旋区であった。他は対照区と差がなかった。葉内無機含量については、Nが3/3剥皮区と3回螺旋区で低く、Kは3/3剥皮区で著しく低く、2,3回螺旋区でわずかに低かった。CaとMgは3/3剥皮区でのみ低かった。一方、Mnは3/3剥皮区、2,3回螺旋区で高かった。3/3剥皮区、2,3回螺旋区で花芽形成が促進された。総伸長量及び冬季の剪定量も3/3剥皮区、2,3回螺旋区で小さかった。試験に用いた5個体のうち、3/3剥皮区では3個体が、2回螺旋区では1個体が枯死した。主幹部を流れる蒸散流は樹勢の強弱に密接に関係していた。また、カンキツの主幹部を1/2切断して、果実品質に及ぼす効果を調査したところ、切断された側の樹冠部に着生している果実の糖度が高まり、花芽形成が促進された。主幹部の流れる蒸散流も切断された側で速度の抑制が見られた。果樹は樹が大きくなり、樹体の管理に多大の労力がかかるので樹を小さく仕立てる方法が求められている。そのような方法のうちの一つに矮化台木を用いる方法があり、リンゴではすでに商業栽培が行われている。モモではユスラウメやニワウメが矮化台木として試みられているが、接ぎ木不親和性や果実の渋み発生といった問題がある。適当な矮化台木がない果樹で、共台を使いながらなおかつ樹を矮化する方法が開発されれば大変有益である、したがって、ここでは種々の環状剥皮処理によって、モモの矮化が可能かどうかを2年生接ぎ木苗を用いて調査を行った。主幹の基部に幹周の1/2、2/3、3/3、1回螺旋、2回螺旋、3回螺旋の環状剥皮処理を行って、樹の生長量を測定した。環状剥皮の幅は5mmとし、5回反復とした。

傷口の癒合を防ぐために、これらの処理は2週間毎に行った。枝の生長が抑えられたのは、3/3の環状剥皮区と2回螺旋、3回螺旋環状剥皮処理区であった。他の処理区は対照区と差がなかった。葉内無機成分含量を比較したところ、窒素含量は3/3環状剥皮区と3回螺旋環状剥皮区で低くなった。K含量は3/3環状剥皮区で著しく減少し、2回、3回螺旋環状剥皮区でわずかに低かった。CaとMgは3/3環状剥皮区でのみ低かった。いっぽう、Mn含量は3/3環状剥皮区、2回、3回螺旋環状剥皮区で高くなった。花芽率と枝10cm当たりの花芽数は対照区や他の処理区に比べて、3/3環状剥皮区と2回、3回螺旋環状剥皮区で高くなった。冬季の剪定枝量は3/3環状剥皮区、2回、3回螺旋環状剥皮区で小さかった。しかしながら、螺旋状環状剥皮区では処理した主幹部が肥大してコブ状になった。また、3/3環状剥皮区では5個体の内3個体が、2回螺旋状環状剥皮区では1個体が枯死した。以上のことから、適当な矮性台木がない果樹では、螺旋状環状剥皮処理が矮化に効果があると思われた。果樹は樹が大きくなり、樹体の管理に多くの労力がかかるので樹を小さく仕立てる方法が求められている。そのひとつが矮化台木を用いる方法であり、リンゴではすでに世界的に商業栽培が行われている。モモではユスラウメやニワウメが矮化台木として試みられてきているが、接ぎ木後5,6年目までは順調に生育するが、その後接ぎ木不親和が現れ、樹勢が衰えてくる。適当な矮化台木がない果樹で、共台を使いながらなおかつ樹を矮化する方法が開発されれば大変有益である。本研究では種々の環状剥皮を主幹部に施し、モモ樹の矮化が可能かどうかを2年生接ぎ木苗を用いて調査を行った。主幹の基部に幹周の1/2、2/3、3/3、1回螺旋、2回螺旋、3回螺旋の環状剥皮を行って、樹の生育量を測定した。環状剥皮の幅は5mmとし、螺旋のピッチは1cmとした。生育が抑えられたのは、3/3剥皮区と2,3回螺旋区であった。他は対照区と差がなかった。葉内無機含量については、Nが3/3剥皮区と3回螺旋区で低く、Kは3/3剥皮区で著しく低く、2,3回螺旋区でわずかに低かった。CaとMgは3/3剥皮区でのみ低かった。一方、Mnは3/3剥皮区、2,3回螺旋区で高かった。3/3剥皮区、2,3回螺旋区で花芽形成が促進された。総伸長量及び冬季の剪定量も3/3剥皮区、2,3回螺旋区で小さかった。試験に用いた5個体のうち、3/3剥皮区では3個体が、2回螺旋区では1個体が枯死した。主幹部を流れる蒸散流は樹勢の強弱に密接に関係していた。また、カンキツの主幹部を1/2切断して、果実品質に及ぼす効果を調査したところ、切断された側の樹冠部に着生している果実の糖度が高まり、花芽形成が促進された。主幹部の流れる蒸散流も切断された側で速度の抑制が見られた。
ドープ氷中のナノ・マイクロ液相の界面計測と分離への展開

本研究の目的は、水溶液を凍結した際に生じるマイクロナノサイズの凍結濃縮溶液(FCS)の物性解明とそれを利用した新規計測法の開発である。本年度は以下の検討を行った。1)バルク氷中にマイクロチャネルを形成しその中を泳動するプローブ粒子の泳動速度から、氷のゼータ電位の決定を検討した。氷のゼータ電位の値が負の値を示したことから、氷表面は負に帯電していることがわかった。また氷のゼータ電位の塩濃度依存性やpH依存性も検討し、陰イオンの氷表面への吸着や氷内への取り込み、およびOHダングリングボンドでのプロトン解離の議論を行った。また、本手法が氷だけではなく、凍結有機溶媒にも適用可能であることを示した。2)当該研究者らが考案した氷グレインバウンダリー(IGB)電気泳動法を用いて氷とAFPの相互作用の大きさを定量的評価する手法を確立した。糖の水溶液を凍結させると、チャネル状のIGBが形成する。2つの電極間に直線状のIGBを形成し、その中で印加電圧を変化させながらAFPを修飾した粒子を電気泳動させた。氷と粒子の間に科学的相互作用が存在するとき、粒子が泳動を始める時の電位は相互作用がない場合の時よりも大きくなる。その電位の差分に対応する力がAFPの相互作用力に対応する。これにより氷とAFPの間に働く相互作用を定量的に評価した。3)氷に囲まれた凍結濃縮溶液内における熱フォノン共鳴測定を行うため、単一光束を用いた光ビートブリュアン散乱法の確立を検討した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1)当該研究者らが考案した氷グレインバウンダリー(IGB)電気泳動法を用いて氷とAFPの相互作用の大きさを評価した。IGBの幅は温度により可変である。IGBの幅を変化させながらその中でAFPを修飾した粒子を電気泳動させたとき、氷とAFPの化学的相互作用があれば、IGBの幅が粒子径より大きくても泳動できなくなる。この閾温度を氷とAFPの相互作用のパラメーターとして評価を行った。2)FCSにドープしたルテニウム錯体の消光反応速度の測定し、粘性率を算出した。また、蛍光相関分光法(FCor)によって測定した蛍光プローブの拡散速度からFCSの粘度を測定し、結果の比較を行った。凍結前のグリセロール濃度ciniが低くなるほど粘性率が大きくなる傾向が見られた。また、FCorによる測定においても、氷で囲まれたFCSの粘性率が同じ組成を持つバルクの未凍結溶液よりも大きくなることがわかった。この結果は粘性率の液相サイズ依存性が存在することを表している。3)バルク氷中にマイクロチャネルを形成しその中を泳動するプローブ粒子の泳動速度から、氷のゼータ電位の決定を検討した。また氷のゼータ電位の塩濃度依存性やpH依存性も検討し、陰イオンの氷表面への吸着やOHダングリングボンドでのプロトン解離の議論を行った。すべての項目においておおむね順調に計画が進んでおり、ポジティブな結果を得ている。氷グレインバウンダリーのサイズチューナビリティを利用した氷/FCS界面の新規計測の確立を行う。

これにより、揺らぎの大きい不安定な界面の新規計測法の開発に発展させる。また、ゼータ電位計測に用いたバルク氷中のマイクロチャネルを利用した新規分離場の開発により、水/水界面による新規分離法の確立やチャネルのサイズチューナビリティを利用した流れ制御による分離法の実現に挑戦する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
中国における天台と華厳の関係の総合的研究

張は、湛然の著作『金剛〓』、鮮演の『華厳経玄談決択記』、鳳潭の『金剛〓逆流批』などの解読を通じて、中国の天台宗も華厳宗もその根底に心性思想があり、しかもお互いに思想の交渉があることに注目し、主に鮮延と鳳潭の思想を中心として天台宗と華厳宗との交渉を検討した。「鮮延の性具善悪説」の中で、鮮延の心性説を考察し、澄観の華厳思想を継承しながら天台宗の性具善悪説を取り入れ華厳の心性説を改造したことを明らかにした。「鳳潭の中国華厳思想に対する批判と理論的意義」の中で、鳳潭は如何に澄観、宗密の華厳思想を批判し法蔵の華厳思想を堅持したかを考察し、澄観と宗密の「真心縁起」を否定し法蔵の「法性本空」の立場に立ち返ろうとした鳳潭の姿勢を分析した。「鳳潭と中国天台宗」の中で、山外家の華厳思想吸収の立場を批判し、智者大師の天台思想を守り、さらに「華天一致」の新説を打ち出した鳳潭の天台宗に対する認識を分析し、その思想的な価値と問題点を指摘した。以上の論文の中で心性問題をめぐって天台宗と華厳宗の立場の相違と思想の交渉を論じ、法性と仏性が一致するか一致しないかという問題をめぐって両宗が対立しながら、華厳宗が天台宗の思想を吸収し法性仏性一致の立場に変容した、という結論に到達した。さらにまた、華厳宗の心性論の変容を把握するために、中国で最初の『華厳経』注釈書である霊弁の『華厳経論』の「心」思想を考察した。霊弁の心性論の思想は、後の中国華厳思想に大いに影響したことを明らかにした。
細胞内シグナル伝達解析を活用した軟骨再生を促進する超音波刺激条件の特定に関する研究

培養軟骨細胞に対して低出力パルス超音波(LIPUS)を与え, LIPUSの繰り返し周波数(RF)および出力強度(Po)の相異による影響を検証し,軟骨細胞を活性化させるLIPUSの条件を検討した。ウシ足関節より軟骨を採取し,単離した軟骨細胞の平面培養を行った.RFとPoの影響を検証するためにRFを50, 500, 1000Hz, Poを75, 150, 300mW/cm^2| SATPに変化させて実験を行った.LIPUSを培養翌日より1日20分間,毎日照射した群(LIPUS群),非照射群(Control群)の2群とした.培養開始7日目に, Real-time RT-PCRを用いてアグリカン(AGC), II型コラーゲン(COL2), IX型コラーゲン(COL9)のmRNA発現量を測定した.結果は, Po-150 mW/cm^2, RF-500HzにおいてAGCのmRNA発現量はLIPUS群でControl群の約168%であり(p<0.05), RF-50HzにおいてはCOL9のmRNAは約158%であった(p<0.01).一方, RF-1000Hz, Po-300 mW/cm^2においてCOL9のmRNA発現量はLIPUS群でControl群の約147%であった(p<0.01).繰り返し周波数が軟骨基質を構成するタンパクのmRNAの発現に対して影響を及ぼす可能性が示唆された.また,出力強度の影響は一部のタンパクのmRNAのみが影響を受けやすいと考えられた.培養軟骨細胞に対して低出力パルス超音波(LIPUS)を与え, LIPUSの繰り返し周波数(RF)および出力強度(Po)の相異による影響を検証し,軟骨細胞を活性化させるLIPUSの条件を検討した。ウシ足関節より軟骨を採取し,単離した軟骨細胞の平面培養を行った.RFとPoの影響を検証するためにRFを50, 500, 1000Hz, Poを75, 150, 300mW/cm^2| SATPに変化させて実験を行った.LIPUSを培養翌日より1日20分間,毎日照射した群(LIPUS群),非照射群(Control群)の2群とした.培養開始7日目に, Real-time RT-PCRを用いてアグリカン(AGC), II型コラーゲン(COL2), IX型コラーゲン(COL9)のmRNA発現量を測定した.結果は, Po-150 mW/cm^2, RF-500HzにおいてAGCのmRNA発現量はLIPUS群でControl群の約168%であり(p<0.05), RF-50HzにおいてはCOL9のmRNAは約158%であった(p<0.01).一方, RF-1000Hz, Po-300 mW/cm^2においてCOL9のmRNA発現量はLIPUS群でControl群の約147%であった(p<0.01).繰り返し周波数が軟骨基質を構成するタンパクのmRNAの発現に対して影響を及ぼす可能性が示唆された.また,出力強度の影響は一部のタンパクのmRNAのみが影響を受けやすいと考えられた.目的我々のグループが行ってきた骨芽細胞に対する超音波刺激の実験では、超音波の繰り返し周波数が50Hzの時にAlpのmRNA発言が最大となることを示した。この結果をふまえて今回の実験では、繰り返し周波数が1000Hzと50Hzでどちらが培養軟骨細胞にどのような影響を与えるかを検証した。方法1)細胞培養:生後30か月の牛の後ろ脚の足関節より軟骨組織を採取し、軟骨細胞を単離した。6wellプレートに初期細胞数が1×10^4/wellとして単層培養を行った。2)超音波刺激条件:培養翌日から1日1回、20分間、7日間連続してCO2インキュベータ内において刺激した。超音波の繰り返し刺激周波数は1000Hz、50Hzの2種類を設定した。超音波の周波数は1.5MHz、出力は150mW/cm^2である。3)細胞形態、細胞数を検討した。また遺伝子解析としては、基質産生であるType II, IXコラーゲン、アグリカンをRT-PCR法によって発現量を測定した。結果1)細胞の形態は各条件においては差はなかった。2)細胞数は、経時的'に各群増加し、7日目には3×10^5/wellとなったが、群間での差はなかった。3)RT-PCRによる遺伝子発現であるが、Type IIコラーゲンおよびアグリカンの発現量には差はなかったが、Type IXコラーゲンはコントロールを1.0とすると50Hzが1.32±0.29、1000Hzが1.52±0.3であり各群間に有意差があった(p<0.05)。4)超音波刺激が1000HzにおけるType IXコラーゲンの遺伝子の経時的な発現量をみると、超音波刺激後12時問でとなったが、24時間後の発現量に差はなかった。結語1)超音波刺激によりType IXコラーゲンの遺伝子発現が増加することを確認した。2)Type IXコラーゲンの遺伝子発現量は繰り返し周波数が1000Hzの場合が50Hzに比べて有意に高かった。3)細胞増殖、Type IIコラーゲンおよびアグリカンの遺伝子発現量は、超音波の繰り返し周波数による変化はなかった。【研究目的】

過去の研究で、低出力パルス超音波(LIPUS)はIX型コラーゲン(COL9)の産生を促進することがわかった。今回は、ウシ培養関節軟骨細胞に対して刺激を加え、HPUSの繰り返し周波数および出力強度の違いによる影響を検証した。【研究実施計画】生後30か月のウシ足関節より軟骨を採取し、単離した軟骨細胞を6穴プレート内で培養した。初期細胞数は、1×10^6 cells/wellとした。第1の実験では、繰り返し周波数(RF)の影響を検証するために出力強度を150mW/cm^2|SATPに設定した。RFを50、500、1000Hzの3種類に設定し刺激を行った。第2の実験では、RFを1000Hzに固定し、出力強度(Po)を75、150、300mW/cm^2|SATPの3種類に設定して刺激を行った。超音波の振動数は1.5MRz、バースト幅は200μsで、培養翌日より1日20分間、連日照射した。培養開始7日目に、Real-time RT-PCRを用いてアグリカン(AGC)、II型コラーゲン(COL2)、COL9のmRNA量を測定した。【結果】出力強度を150mW/cm^2|SATPに設定し、繰り返し周波数を変化させた場合、RF500においてAGCのmRNA発現量は非LIPUS照射群の約168%であり(p<0.01)、RF50においてはCOL9のmRNAは約158%であった(p<0.01)。繰り返し周波数を1000Hzに設定し、出力強度を変化させた場合、Po300においてCOL9のmRNAが非LIPUS照射群の約147%であった(p<0.01)。【考察と結論】出力強度を固定した場合、繰り返し周波数の違いに対して各mRNAの発現に変化が見られた。繰り返し周波数がmRNAの発現に影響を及ぼす可能性があることが示唆された。また、繰り返し周波数を固定した場合、COL9のmRNAの発現のみが増加したことから、出力強度の影響は一部のmRNAのみに影響を及ぼすと考えられた。【研究の目的】変形性関節症の発生原因の一つに軟骨基質内に存在する小さなコラーゲンとされるcollagen IXの変性、消失が関わっていることが考えられる。collagen IXが変性、消失するとcollagen IIも変性し、軟骨基質が破壊されて関節症が惹起される可能性がある。低出力超音波(low intensity ultrasound:LIPUS)にcollagen IXの産生を亢進させる効果があることが申請者らの以前の研究で明らかになった。本研究では、LIPUSがcollagen IXを増やす作用機序を明らかにし、関節症の発症予防に対するアプローチの一つとして将来臨床応用が可能となる新技術の開発につなげることを目的とする。【研究計画】培養軟骨細胞に対して低出力パルス超音波(LIPUS)を与え,LIPUSの繰り返し周波数(RF)および出力強度(Po)の相異による影響を検証した.ウシ足関節より軟骨を採取し,単離した軟骨細胞の平面培養を行った.RFとPoの影響を検証するためにRFを50,500,1000Hz,Poを75,150300mW/cm^2|SATPに変化させ、アグリカン(AGC),II型コラーゲン(COL2),IX型コラーゲン(COL9)のmRNA発現量を測定した.【研究結果】LIPUSを培養
藻類の水熱液化による栄養素循環利用型高効率バイオディーゼル合成法とシステム設計

水熱液化油分からのBDF生産費用を200円/L程度にするために、培養槽を現状の2500万円から500万円/ha以下へ削減、培養と脱水工程で現状の1/10以下への電力削減、栄養素の90%の回収と培養槽で再利用、の必要性を示した。溶媒抽出工程に蒸気再圧縮法を導入し、省エネルギー量とコストを試算した。活性炭で水熱液化での藻類から水相からのN分収率が向上した。活性汚泥法により固体から生物学的なリン除去が長時間できた。水熱液化での油分は、BDF収率が通常の溶媒抽出法での油分を大きく上回り、これがBDF生産に有効であることを示した。抽出後に生成する固体残渣の処理のため、藻類残渣の酸化反応性を解明した。・亜臨界水を用いたオートクレーブ型水熱反応器を用いて、藻類バイオマスからのオイル抽出実験を行った。Arガスを容器に2.0-2.5 MPa程度の圧力で充填した後、反応器を10 °C/min程度で昇温し、反応温度300 °C、最高到達圧力9-10 MPa、100 mLの濃縮後培養液について、水熱液化を行った。水相中の窒素分は吸光光度計で紫外吸光光度法を行う事により定量した。水相中のP分はフローインジェクション分析装置(FIA-300,三菱化学アナリテック製)を用いて定量した。得られたデータから、窒素分とリン分の水相への回収の式を導出した。・超臨界メタノール法によるバイオオイルの転化実験を行うため、新たに実験装置を作製した。反応管にメタノールと藻類脂質を入れ、設定温度まで昇温した流動砂浴に反応管を投入して約300°Cで反応を行った。クロロホルム/メタノールによる抽出法と、水熱液化法で得た藻類脂質で得られたオイルの脂肪酸分析を水素炎イオン化検出器付きのガスクロマトグラフで行った。その結果、溶媒抽出でのオイルだけでなく、水熱液化オイルも酸触媒法でバイオディーゼル(FAME)へ転化できることを確認できた。・藻類からのバイオディーゼル生産プロセスを設計し、生産コストと消費熱エネルギーを算出した。水熱液化+超臨界メタノール法を組み合せたプロセスは、アルカリ触媒法を用いるプロセスに比べてコストが低くなることが分かった。また、水熱液化+水素化精製を組み合せたプロセスは、熱エネルギー効率が高くなることが分かった。・発酵による窒素およびリン分の溶出に寄与する細菌群を簡易的に検出するための手法開発に向けた基礎検討を行った。また、発酵に関与する細菌群を固定化するための検討を行った。・亜臨界水(300°C、10 MPa)で微細藻類の水熱液化反応を行った。活性炭により水溶液中に窒素分の回収が増加することを明らかにし、速度式を求めた。・微細藻類から、a)上記の水熱液化法、b)溶媒を用いた抽出法、の2種類の方法により抽出したオイルを用いて、超臨界メタノール法でバイオディーゼル(脂肪酸メチルエステル:FAME)生成反応に与える影響を調べた。その結果、すべての条件において、溶媒抽出法よりも水熱液化法で得られたオイルの方が、超臨界メタノール法でFAMEへ転化されやすいことを世界で初めて明らかにした。・藻類からヘキサン溶媒でオイルを抽出する溶媒抽出工程について、省エネルギープロセスを導入し、プロセスシミュレータを用いてヘキサン回収における消費熱量・電力とコストを試算した。その結果、この省エネルギープロセスの導入により、ヘキサン回収に必要な一次エネルギーは通常の熱回収型モデルの約半分まで削減することができたが、コストは増加することが分かった。・固形分の残渣に含まれるリン成分の溶出を目指し、加水分解酵素を多く産出可能な微生物群の探索を行った。その結果、産業廃水処理施設に棲息する微生物群が固形分のリン溶出に有力であることを見出した。・水熱液化での藻類からの栄養素回収については、窒素分の回収についての解析を進め、活性炭により水溶液中への全窒素の回収が増加するということを明らかにした。・超臨界メタノール法による藻類溶媒抽出オイルと水熱液化オイルの、エステル交換反応の反応性について明らかにした。予想以上に進展し、水熱液化オイルの反応性が溶媒抽出オイルの反応性よりも高いことを、世界で初めて見出した。・固体からのリンの生物学的な回収方法についてのめどが立った。1藻類からの大規模バイオディーゼル生産のシステム設計溶媒抽出法での省エネルギーを目的として、溶媒抽出工程に蒸気再圧縮(Mechanical vapor recompression: MVR)プロセスまたは自己熱再生(Self-heat recuperation: SHR)プロセスを導入し、投入エネルギーと費用の試算を行った。蒸気再圧縮プロセスの導入により、ヘキサン回収に必要な一次エネルギーはベースケースの48.0%まで削減することができたが、コストは35.1%増加することを明らかにした。2水熱液化での水相への栄養素の回収モデルアミノ酸であるグリシンの水熱液化反応を行い、反応の選択性を測定した。活性炭の吸着効果の影響やアミノ酸分解反応への影響も同時に解明した。その結果、5 mgの活性炭はグリシンの熱分解反応に影響を与えず、また、液相中のアンモニウムイオンおよびメチルアミンの物理吸着がないことがわかった。

また、固体からのリン分回収を目的として、高濃度にリンを含む食品製造工程からの排水に、嫌気・好気活性汚泥法を適用し、長期間にわたり生物学的なリン除去が達成できることを示した。3残渣の有効利用藻類BDF燃料大規模化に向けては抽出後に生成される固体残渣の処理が問題となっている。持続可能な藻類BDF燃料生産に向けては、固体残渣の有効利用が不可欠である。そこで本研究では、有効利用に向けて、これまでに検討例のない藻類水熱液化後残渣の酸化雰囲気下での反応性を解明した。藻類水熱液化後に生成される固体残渣を、酸化雰囲気下で反応させた。800 °Cにかけての燃焼実験において、転化率α= 0.2-0.5の範囲では活性化エネルギーが一定であり、FWO法では120.0 kJ/mol、KAS法では115.3 kJ/molであった。水熱液化油分からのBDF生産費用を200円/L程度にするために、培養槽を現状の2500万円から500万円/ha以下へ削減、培養と脱水工程で現状の1/10以下への電力削減、栄養素の90%の回収と培養槽で再利用、の必要性を示した。溶媒抽出工程に蒸気再圧縮法を導入し、省エネルギー量とコストを試算した。活性炭で水熱液化での藻類から水相からのN分収率が向上した。活性汚泥法により固体から生物学的なリン除去が長時間できた。水熱液化での油分は、BDF収率が通常の溶媒抽出法での油分を大きく上回り、これがBDF生産に有効であることを示した。抽出後に生成する固体残渣の処理のため、藻類残渣の酸化反応性を解明した。・水熱液化での実験については、当初の計画よりも進展がみられ、窒素分とリン分の回収の速度式を算出することができた。・超臨界メタノールの実験と発酵によるリン分の抽出実験については、新規装置の作製を行い予備試験が終了したところであり、概ね順調な進展である。・システム設計については、各種抽出法とバイオディーゼル生成法の費用とエネルギー量の試算が終わるなど、当初の予定通り進展している。・水熱液化オイルがバイオディーゼル合成にも適していることは明らかとなったが、この水熱液化の条件についての検討が不十分であるため、バイオディーゼル生成に適した水熱液化の条件を検討する。・水熱液化で得られるチャーの化学的性質と反応性について明らかにし、プロセス全体のエネルギー収支と経済性の向上の可能性を探る。・分離エネルギーの大幅な削減は可能となったが、一方で固定費が大幅に増加することが明らかとなった。そのため、省エネルギー効果を損なわない程度に、固定費の削減を行うことを次の課題とし、安価なバイオディーゼルの生産に向けて研究を推進する。・水熱液化では回収の難しいリン分については、発酵技術を開発している国内の研究者との連携を強化することにより、リン分の回収率の向上を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。化学エネルギー工学・得られたバイオディーゼルに対して、各抽出オイルの全グリセリド分析を行い、脂肪酸の形態と反応速度・機構の詳細を明らかにする。・培養槽の低価格化、分離エネルギーの大幅な削減、副生物の有効利用を組み込んだプロセスを検討する。・固体バイオマスの発酵技術を開発している学内研究者との連携を強化することにより、固体残渣の溶出効率向上を図る。旅費と人件費・謝金については支出がなかったため物品費として使用した。その他経費も予定よりも大幅に使用が少なかったため、結果的には18954円が残った。
相関の強い電子系の超伝導の理論

平成10年度の主要な研究成果は2つに大別される。前年に引き続き相関の強い電子系のモット転移近傍の超伝導転移の問題,特に擬ギャップ領域の理論構築に焦点を当てた。まず前年に予備的調査を行ったd-pモデルの強結合理論による超伝導転移温度の計算を仕上げた。主要な結果は、フィリングの減少に伴い増大する平均場近似での転移温度からの真の転移温度のずれは、超伝導揺らぎの増強を反映してフィリングの減少とともに顕著になり、その度合は定量的に納得できる値である。しかし、1/2フィリングに接近するとともに真の転移温度がゼロになる傾向は、電子間斥力をまともにとりいれていないため得られなかった。この点を克服することは、以下に述べる反強磁性揺らぎに立脚した理論との間のみぞを埋めることに他ならないが、そのようなより進んだHTCの理論構築には今回まだ至らなかった。また,類似の取り扱いは有機超伝導体を想定した計算にも適用された。さて、今述べた取り扱いは擬ギャップ領域を直接対象にするものだが、本来このHTC物質の正常状態の異常な振舞いの起源はフィリングの減少とともに増強する反強磁性揺らぎにあるという、ほぼ一致した見解が研究者間にある。将来擬ギャップ領域も含んだ理論を完成させるためにも、反強磁性揺らぎに関する特定の近似内で様々の輸送係数がどこまで統一的に理解できるかをはっきりさせる必要がある。今回、主に面内抵抗R_<zz>、ホール抵抗R_<xy>、面間抵抗R_<zz>をフェルミ液体論における反強磁性揺らぎに関してlループの近似内で統一的に理解できることがわかった。実験的には丸っきり関連なしに振舞っているように見えるこれらの物理量を同時に説明できる根拠は、発達した反強磁性相関長により重要になる準粒子の緩和時間の波数依存性にある、ということが主要な結論である。上記の微視的理論研究の対象はHTC物質や有機超伝導体である。これらの物質は、その擬2次元的(層状)結晶構造により熱的超伝導揺らぎの効果が強められ、この強い揺らぎの効果により(結晶欠陥などによる)乱れの効果がもたらす物理現象がどの状況で重要になるか等、超伝導体の真の相図が問題になる機会を供給している点で共通している。特に最近興味を集めているのが磁場下(渦糸状態)での相図の問題である。今回この渦糸状態の相図の問題の中で、層に平行な磁場下での相図の理論的考察と層に垂直方向に相関をもった乱れ(柱状欠陥)を含んだ系の渦糸グラス転移の理論構築を行った。前者の問題の主要結果は、この題材に関する過去の理論で仮定されていた基底状態の結果を修正したこと、渦糸固体・液体転移が一次転移であることを理論的に予言できたこと、等が挙げられる。後者の仕事では主に、このグラス転移に伴い起こると(直観的に)予期される横マイスナー効果やゼロ抵抗の臨界現象を、ネルソンらによるスケーリング仮説を越えた微視的計算により導出できることを示した。

今回この渦糸状態の相図の問題の中で、層に平行な磁場下での相図の理論的考察と層に垂直方向に相関をもった乱れ(柱状欠陥)を含んだ系の渦糸グラス転移の理論構築を行った。前者の問題の主要結果は、この題材に関する過去の理論で仮定されていた基底状態の結果を修正したこと、渦糸固体・液体転移が一次転移であることを理論的に予言できたこと、等が挙げられる。後者の仕事では主に、このグラス転移に伴い起こると(直観的に)予期される横マイスナー効果やゼロ抵抗の臨界現象を、ネルソンらによるスケーリング仮説を越えた微視的計算により導出できることを示した。相関の強い電子系のモット転移近傍の電子状態と超伝導転移に関連して、大きく分けて次の3つの題材について成果を得た。1)光電子分光の実験や依田・山田による予備的な計算を通して、モット転移近傍の電子系では電荷のスクリーニング効果が弱いため、電子間斥力の長距離クローン的振舞いが無視できないことが示唆され、従来の理論では無視されていた自己エネルギーの波数依存性による電子の有効質量の減少がその電子状態の特徴だとする新しい知見につながった。今回、この見解を定量的なものにする目的で、d-pモデルや長距離クローンを含めた2次元ハバ-ドモデルの下で摂動計算を数値的に実行し、実験と比較し得る結果を得た。複数のモデルでは同様な計算による結果は、今後得られるであろう複数の物質での実験データとの比較によりどのモデルがどの物質の記述に適当であるかを理解するのにも有用になるであろう。2)酸化物高温超伝導のメカニズムに関わる問題として、低ド-ピング領域でのT_Cのド-ピング依存性などは重大な未解決の問題である。光電子分光によるフェルミ面の観測が示した、いわゆる擬ギャップが超伝導秩序パラメタと同じd_<χ2-υ2>対称性を持つという事実は、擬ギャップが生じ始める温度が超伝導揺らぎのオンセットに相当するという解釈を可能にする。この見地からは、ド-ピングの減少とともに超伝導キャリアー対はより強結合になるという理論的記述が自然である。この強結合理論をd-pモデルに適用して、d_<χ2-υ2>対の超伝導が低ド-ピング領域でどのように生じるかを調べ、さらに計算の精度を上げれば実験データを説明できるだろうという感触を得た。3)相関の強い電子系での乱れの効果も興味ある題材である。今回、磁場下の超伝導現象を対象にこれをとり上げ、乱れと電子間斥力との競合が量子超伝導揺らぎを著しく強めることを示した。平成10年度の主要な研究成果は2つに大別される。前年に引き続き相関の強い電子系のモット転移近傍の超伝導転移の問題、特に擬ギャップ領域の理論構築に焦点を当てた。まず前年に予備的調査を行ったd-pモデルの強結合理論による超伝導転移温度の計算を仕上げた。主要な結果は、フィリングの減少に伴い増大する平均場近似での転移温度からの真の転移温度のずれは、超伝導揺らぎの増強を反映してフィリングの減少とともに顕著になり、その度合は定量的に納得できる値である。しかし、1/2フィリングに接近するとともに真の転移温度がゼロになる傾向は、電子間斥力をまともにとりいれていないため得られなかった。この点を克服することは、以下に述べる反強磁性揺らぎに立脚した理論との間のみぞを埋めることに他ならないが、そのようなより進んだHTCの理論構築には今回まだ至らなかった。また、類似の取り扱いは有機超伝導体を想定した計算にも適用された。
ソーシャル・クオリティ概念の定式化と関係形成能力の評価指標の開発

本研究では、第一に、共生、社会関係資本、社会的包摂、「生活の質」などについて検討し、「社会の質」の視点からそれらの概念を位置づける。第二に、「社会の質」に関係形成能力、制度の「質」、媒介項(家族、職場、地域)などの概念を導入し、理論的フレームを提出する。第三に、社会調査を実施し、指標体系を構築する。第四に、多変量解析を適用し、リアリティにアプローチする。第五に、自治体、研究者に対するヒヤリングにより補完する。本研究では、まず、社会連帯、社会統合、関係性に関する諸概念、すなわち、共生、および社会関係資本、社会的排除、社会的包摂、社会的凝集性などについて、精査し、共生の視点から、他の諸概念を位置づけ、体系化した(この点は、三重野卓『福祉政策の社会学-共生システム論への計量分析』ミネルヴァ書房、2010、第7章>。また、国や各自治体の研究動向をサーベイした。具体的には、内閣府の様々な研究動向を総括するとともに、社会関係資本に焦点を合わせ、さいたま市、新潟市、神戸市においてヒヤリング調査を実施し、その実際、研究動向、政策との関係について、分析を行った。さいたま市は、職員による各種事業への社会関係資本評価を行っており、新潟市は、田園的要素と都市的要素のミックスに特色がある。神戸市は、計画との関連を強く意識している。こうした関係性の概念がわが国において根付くためには、政策評価と結び付き、また自治体の計画に位置づけられることにより、制度化される必要があるとの結論に達した。その一方で、「生活の質」から「社会の質」へという動向を指摘することができる。わが国では、「社会の質」という言葉は、普及していないが、社会的包摂、社会的凝集性、社会的エンパワーメント、社会・経済的保障を含めた包括的な概念である。「社会の質」について、ミクローマクロの視点、関係形成能力、制度、政策の「質」、媒介項としての家族、職場、地域の視点を導入し、さらに最終的なアウトプットとしての意識(満足、不満、格差)に着目した独自の論理枠組みを構築した(この点は、上記、三重野、2010の第9章)。こうした、理論的研究、ヒヤリング、そして、関係性に関する既存の調査を精査することにより、22年度に向けての調査票の設計を行っている。本研究では、昨年度に引き続き、「社会の質」に関する理論的、方法論的な研究を進め、「「生活の質」から「社会の質」へ」『社会政策研究』第10巻、を刊行した。その分析枠組みに基づき、とりわけ、「社会の質」の関係的側面、連帯に焦点を合わせて、「社会関係資本に関する調査」を実施した。調査方法は、インターネット調査(NTTレゾナントが実施、2011年1月)、サンプル数、4393。2005年国勢調査の人口分布を反映するよう東京都を対象地域として設定した。実際の分析項目は、1.政策分野に対する評価、2.パーソナリティ尺度、3.関係性に関する意識、実際、活動、4.「生活の質」、格差意識に関する項目、5.家族生活、地域生活、職場生活、6.差別意識など、広範に及び、主質問は47項目である。また、フェース・シート項目も、性別、居住地、職業、学歴など、17項目である。インターネット調査には、母集団が分からない等の批判があるが、概ね妥当な結果が得られた。具体的な分析では、(1)「生活の質」、「社会の質」、関係形成能力などの尺度に関する信頼性分析を行い、また、(2)因子分析、多次元尺度構成法などを駆使して、変数間の関連性を把握した。さらに、潜在的な「格差・不安」変数、「暮らし向き」変数、「相互関心」変数、「差別関連」変数、「信頼関連」変数、「人間関係」変数、及び、性別、教育水準、所得水準などを使用して、共分散構造分析(多重指標分析)を行い、「社会の質」についての見取り図を描いた。また、格差関係、日本の将来、今後の暮らし向き、不安感などに焦点を合わせ、客観的属性との関係を林知己夫の数量化理論I類を使用して、詳細に探索した。本研究では、昨年度に引き続き、インターネット調査(2011年1月、実施、東京都民を対象)「社会関係資本に関する調査」の分析を行い、より深くリアリティにアプローチした。具体的には、第一に、生活をめぐる意識(所得格差、暮らし向き、満足感、不安感、日本社会の方向性など)に多次元尺度構成法を適用し、さらに、筆者などが2005年に実施した類似の調査(全国、サンプル調査)と比較し、結果の安定性について検討した。また、幸福感、現在の暮らし向きなどを被説明変数として、林の数量化理論I類により、客観的な規定要因(属性項目)を探索した(その成果は、『格差社会の福祉と意識』東京大学出版会、2012、に論文として所収)。

第二としては、こうした生活意識と関係性に関する意識(関心を向ける、関心を向けられる、地域への愛着感、役立ちたい、共に助け合う、信頼感など)について多次元尺度構成法で分析し、平面布置図を描いた。また、関係性に関する意識と差別感(外国人、高齢者、障害者に対する)、異質・多様性、男性優遇などについての意識の関連を多次元尺度構成法で分析した。さらに、愛着感、関心を向ける、高齢者差別に焦点を合わせ、林の数量化理論I類を適用し、客観的説明要因を探索した(「その成果は、論文「関係性と差別-共生社会への計量分析」として公表予定)。こうした分析により、関係性に関するデータの分析方法を確立した。第三に、インターネット調査で開発した指標項目を使用して、「社会の質」、および、人々の関係性<社会関係資本、社会的凝集性、社会的包摂、共生度など>に関する指標体系を構想した。さらに、第四として、医療、公衆衛生部門における社会関係資本の現状、本研究に対比される過疎地域(北海道)での関係性の実際について資料収集、ヒヤリングを行い、本研究を補完した。
ポリ(パラベンズアミド)のらせん構造の精密制御と有機ナノチューブへの展開

1.N-Hアミド結合とN-アルキルアミド結合を交互に有するポリ(ρ-ベンズアミド)の合成を検討し、高分子量のポリマーを得る方法を確立した。さらにN-アルキル鎖としてキラルなオリゴエチレングリコール基を導入したポリアミドが高い溶解性を示したため、様々な溶媒中におけるCDスペクトルを測定し、ポリマーのコンフォメーションに対する溶媒の効果を調べた。その結果、DMFやDMSOなどの非プロトン性極性溶媒中では、このポリマーは一方向巻きに偏ったらせん構造をとっていることが示唆された。一方、このポリマーはメタノールおよびクロロホルムの単一溶媒には溶解しなかったが、それらの混合溶媒には溶解した。その混合溶媒中でのCDスペクトルは溶媒の組成比を変えると波形が変化したことより、溶媒の組成によってコンフォメーションが変化することを明らかにした。2.不斉点が窒素原子から1個目(α位)の炭素上にあるキラル側鎖を有するポリ(ρ-ベンズアミド)の合成法を確立し、CDスペクトルにより溶液中のコンフォメーションを調べた。その結果、水からアセトニトリル、THFへと測定溶媒の極性を下げていくとCD強度が弱くなったことから、このポリマーは溶媒の極性が上がると一方向巻きにより偏ったらせんコンフォメーションを構築することが示唆された。一方、最も極性の低いクロロホルム中のCDスペクトルは他の溶媒中とは全く異なる波形を示した。このことから、このポリマーはクロロホルム中では他の溶媒中とは異なるコンフォメーションであることを明らかにした。本年度はN-アルキルアミド結合とN-無置換アミド結合を交互に有するポリ(p-ベンズアミド)のモデル化合物としてN-ペンテニルアミド結合とN-無置換アミド結合を交互に持った六量体オリゴアミドを合成し、その立体構造を検討した。1.まずモノマーユニットを合成するために4-アミノ安息香酸メチルと4-ニトロ安息香酸クロリドを縮合し、得られたアミド体のN-アルキル化を行ったところ、目的物の他に副生成物としてイミデート体が生成した。そこで合成ルートを変更し、まず4-アミノ安息香酸メチルのN-アルキル化を行い、次に4-ニトロ安息香酸クロリドを反応させることでモノマーユニットを収率良く合成した。2.次に六量体オリゴアミドの合成を検討した。得られたモノマーユニットに塩化スズを作用させてニトロ基のみを選択的に還元してアミン体に変換した。一方、モノマーユニットのエステルを水酸化ナトリウムや水酸化リチウムで加水分解しようとしたところ、アミド結合の加水分解が起こった。そこでヨウ化リチウムを用いてエステルの加水分解を行い、効率よくカルボン酸体に変換した。得られたアミン体とカルボン酸体の縮合反応を1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩を用いて行い、二量体を得た。その後、同様にニトロ基の還元とエステルの加水分解および縮合反応を繰り返し行うことで四量体ならびに目的とする六:量体オリゴアミドを合成した。3.六量体オリゴアミドの^1H NMRを測定したところ、濃度が高い場合は六量体オリゴアミドに対応し強度の異なる2種類のピークが観察された。しかし濃度を低くすると強度の弱いピークは観察されなかった。以上のことから、濃度が高い場合に観察された主ピークは分子内水素結合した六量体オリゴアミドであり、副ピークは分子間水素結合した六量体オリゴアミドであると示唆された。
sFlt-1アデノウィルスによる妊娠高血圧腎症マウスへのPlGF投与効果の検討

ICRマウスを妊娠させ、妊娠8.5または9.5日にmouse sFLt-1発現アデノウィルスベクターを尾静脈より投与することで、妊娠16.5日または妊娠17.5日目に高血圧、尿蛋白、糸球体内皮症様腎組織像を呈する妊娠高血圧腎症モデルマウスが作成できた(2008年10月日本妊娠高血圧学会、2009年4月日本産科婦人科学会学術集会にて発表)。さらにこのモデルから妊娠16.5日または17.5日目採血を行い、血漿中のmouse VEGF、mouse PlGF-2をELISAにて測定すると、mouse PlGF-2は変化無かったが、mouse VEGFのみが低下していた。これよりこのモデルにおける高血圧、蛋白尿の変化は、mouse VEGFに寄与する可能性が考慮される。また、human PlGF発現ウィルスベクターを同時投与する予定であったが、humanとmouseのPlGFのhomologyは65%と低いため、同時投与しても反応性がないと考えた。そのため、recombinanat mouse PlGF-2,recombinant mouse VEGFを購入し、妊娠14.5から15.5日目から妊娠16.5から17.5日にかけて12時間毎に投与し、血圧測定、尿を採取して、治療効果を現在検討途中である。また心臓採血、腎臓、胎盤を摘出し凍結標本を作成しており、今後血漿中の物質の変化や組織像の変化を検討する予定である。さらにsoluble endoglin発現アデノウィルスベクターを作成し、妊娠マウスにmouse-sFlt-1発現アデノウィルスベクターと同時投与する予定であった。現在soluble endoglin発現アデノウィルスベクターのプラスミド作成まで進行中である。1.妊娠高血圧腎症モテルマウス作成18年4月より293細胞を用いて大量培養によるhuman sFlt-1発現アデノウィルスベクターを精製した。次に雄と雌のICRマウスを交配させ、妊娠8から9日目に尾静脈からこのアデノウィルスベクターを1×10^9PFU投与し、妊娠16から17日目の血漿中のhuman sFlt-1蛋白発現をELISAにて計測した。しかしhuman sFLt-1の発現が弱く、また高血圧や蛋白尿の症状は認められなかった。2度このアデノウィルスベクターの精製を行い、またマウスをC57BL/6マウスにも投与したが、同様に発現は弱く血圧や尿め変化も認めなかった。このためhuman sFlt-1からmouse sFlt-1発現アデノウィルスベクターを使用することへ変更し、精製後同様に妊娠させたICRマウスに1×10^9PFUのアデノウィルスベクターを尾静注した。妊娠16から17日目の血漿中のmouse sFlt-1の発現はhuman sFlt-1アデノウィルスベクターの時の発現より高く、血圧の上昇と蛋白尿も認めた。現在mouse sFlt-1発現アデノウィルスベクターを2×10^9PFUに増量し、mouse sFlt-1の発現のレベルの確認と共に血圧の変化や蛋白尿の有無を計測中である。またこのマウスの腎臓や肝臓、胎児、胎盤への組織学的影響も解析中である。human PlGF発現アデノウィルスベクターは東京大学医科学系研究科循環器内科・前村氏より共同研究にて譲渡していただけることになった。また最近の論文報告で妊娠高血圧腎症妊婦においてsoluble endoglinの発現が高いことやこの蛋白を発現するアデノウィルスベクターとsFlt-1発現アデノウィルスベクターをラットに同時投与するとより重症な妊娠高血圧腎症が発症することも報告されており、soluble endoglinが妊娠高血圧腎症発症においてsoluble sFlt-1と同様に重要な因子であると考えられてきている。以上よりsoluble endoglin発現アデノウィルスベクター作成へ変更し、作成を開始している。
子ども期の逆境体験が発達に与える影響とレジリエンスによる保護効果に関する研究

諸外国では、子ども期の様々な逆境体験(Adverse Childhood Experience: ACE)が成人期の健康問題にまで負の影響を与えることが報告されている。子どもは逆境体験だけでなく、保護的な要因からの影響も受けることにより、レジリエンス(回復力・逆境から立ち直る力)が促進されていくことも知られている。しかし、国内では子ども期の逆境体験・保護的要因と発達との関係について十分には把握されていない。本研究は、小学校1年生を4年生まで追跡調査したデータを用いて、逆境体験を経験していたとしてもレジリエンスを高めることに繋がる、家庭・地域における介入策について提言を行うことを目指す。
ダウン症候群iPS細胞を用いたアルツハイマー病初期病態の解明

アミロイド前駆体蛋白質(APP)のエンドソームにおける輸送障害がアルツハイマー病の最初期変化としてβアミロイドとは独立した細胞毒性を発揮することが示されている。我々が見出したAPPの細胞内輸送・代謝制御に関わるタンパク質の病態への関与を明らかにするため、アルツハイマー病の初期と共通の変化を示すとされるダウン症候群のiPS細胞由来神経細胞等を用いて解析を行う。我々が見出したタンパク質のAPP細胞内輸送・代謝異常、エンドソーム障害への関与とそのメカニズムを明らかにするため、培養株化細胞を用いて解析を行い、APPとの相互作用部位、APP代謝・βアミロイド産生への効果、エンドソーム輸送障害誘導作用を明らかにした。神経細胞においては、APPは主に軸索輸送され、シナプス前部におけるエンドサイトーシス後にβ切断を受ける。神経細胞におけるAPP代謝・輸送解析のため、先行して進めてきた海馬スライスおよび神経細胞分散培養系を利用したAPPの代謝解析系に加え、iPS細胞から直接誘導した神経細胞を用いたモデル系を確立した。また、細胞表面に露出したAPPを抗体により蛍光色素標識し、エンドサイトーシスを可視化するための条件設定を行った。近年新たに報告されたAPP切断と候補タンパク質の関連を探るため、昨年度作製した切断端認識抗体による断片の検出・解析を継続した。以上により神経細胞の解析に当たって重要な基礎データが得られ、実験系が確立された。今後、iPS細胞由来神経細胞等におけるエンドソーム障害の機序と候補タンパク質の関与を解析するための実験を進めていく予定である。培養細胞を用いて候補タンパク質のAPP細胞内輸送・代謝異常への関与を示すことができた。遅れが見られていたiPS細胞由来神経細胞を用いた実験系が確立でき、APP切断断片の解析、神経細胞におけるエンドサイトーシスの解析法とあわせて、エンドソーム障害における候補タンパク質の関与を解析するための準備がほぼ整った。iPS細胞由来神経細胞を用いた実験を進める。あわせて、候補タンパク質の生体内での機能、病態との関連を明らかにするため、研究分担者等と協力しつつ、アルツハイマー病モデルマウス等における解析を継続して行う。さらに、海馬スライス及び神経細胞培養系を用いた病態再現モデルを確立し、エンドソーム輸送障害とβアミロイド産生における候補タンパク質の関与について解析を進める。アミロイド前駆体蛋白質(APP)のエンドソームにおける輸送障害がアルツハイマー病(AD)の最初期変化としてβアミロイド(Aβ)とは独立した細胞毒性を発揮することが示されている。我々が見出したAPPのエンドソーム輸送・代謝制御に関わる候補タンパク質の病態への関与を明らかにするため、ADの初期と共通の変化を示すとされるダウン症候群のiPS細胞由来神経細胞等を用いて解析を行う。神経細胞において、APPは主に軸索輸送され、シナプス前部におけるエンドサイトーシス後にβ切断を受ける。APP代謝・輸送解析のため、海馬スライスを利用した解析系の基礎的検討を先行して行った。培養後の日数に応じて内在性のAPP及びβ切断プロテアーゼであるBACE1の発現量・分布の変化、APPのBACE1切断産物であるsAPPβ及びCTFβ、さらにCTFβがγ切断を受けて生じるAβの産生量の変化を解析した。培養開始当初は一過性の神経細胞死およびシナプスの消失が起こるが、7日目以降APP及びBACE1の発現量・分布、APPの切断産物量は40日以上にわたってほぼ一定であることが明らかとなった。今後、実験系として海馬スライス培養を用いるに当たって重要な基礎データが得られた。また、細胞表面に露出したAPP, BACE1を標識し、その後のエンドサイトーシス、神経細胞内輸送を可視化するためのタグ及びそれを認識する組換え抗体について検討を行った。さらに、APP-候補タンパク質間の相互作用を変化させる変異体の作製等を進めた。今後、APP-BACE1及びAPP-候補タンパク質間の相互作用を解析するために用いる手法について検討し、iPS細胞由来神経細胞等を使用したエンドソーム障害の機序と候補タンパク質の関与を解析するための実験を進めていく予定である。海馬スライスを利用した解析系の基礎的検討を先行して行い、実験系として用いるに当たって重要な基礎データが得られた。また、APP-候補タンパク質間の相互作用を変化させる変異体の作製、エンドサイトーシス、神経細胞内輸送の可視化法などの準備が進んでいる。APP代謝・輸送解析のため、海馬スライスを利用した解析を昨年度に引き続き行うとともに、培養神経細胞を用いて解析を進めた。近年、新たに報告されたAPPを切断するプロテアーゼおよびその切断断片と候補タンパク質の関連を探るため、切断端を認識する抗体を作成し断片の検出・解析を行った。今後、実験系として海馬スライス培養及び神経細胞を用いるに当たって重要な基礎データが得られ、解析法が確立できた。また、細胞表面に露出したAPP, BACE1を蛍光色素で標識(ポストラベル)し、その後のエンドサイトーシス、神経細胞内輸送を可視化するためのタグ及びそれを認識する組換え抗体について検討を行った。

さらに、候補タンパク質とAPP切断変異体の検討を進めた。今後、APP-BACE1及びAPP-候補タンパク質間の相互作用を解析するために用いる手法について引き続き検討し、iPS細胞由来神経細胞等を使用したエンドソーム障害の機序と候補タンパク質の関与を解析するための実験を進めていく予定である。培養神経細胞を用いた候補タンパク質の機能・細胞内分布の解析、海馬スライスや培養神経細胞を用いたAPP切断断片の解析は進んでおり、神経細胞におけるエンドサイトーシスの解析準備も進行している。iPS細胞由来神経細胞を用いた実験の進行が遅れているため、早急に進める。アミロイド前駆体蛋白質(APP)のエンドソームにおける輸送障害がアルツハイマー病の最初期変化としてβアミロイドとは独立した細胞毒性を発揮することが示されている。我々が見出したAPPの細胞内輸送・代謝制御に関わるタンパク質の病態への関与を明らかにするため、アルツハイマー病の初期と共通の変化を示すとされるダウン症候群のiPS細胞由来神経細胞等を用いて解析を行う。我々が見出したタンパク質のAPP細胞内輸送・代謝異常、エンドソーム障害への関与とそのメカニズムを明らかにするため、培養株化細胞を用いて解析を行い、APPとの相互作用部位、APP代謝・βアミロイド産生への効果、エンドソーム輸送障害誘導作用を明らかにした。神経細胞においては、APPは主に軸索輸送され、シナプス前部におけるエンドサイトーシス後にβ切断を受ける。神経細胞におけるAPP代謝・輸送解析のため、先行して進めてきた海馬スライスおよび神経細胞分散培養系を利用したAPPの代謝解析系に加え、iPS細胞から直接誘導した神経細胞を用いたモデル系を確立した。また、細胞表面に露出したAPPを抗体により蛍光色素標識し、エンドサイトーシスを可視化するための条件設定を行った。近年新たに報告されたAPP切断と候補タンパク質の関連を探るため、昨年度作製した切断端認識抗体による断片の検出・解析を継続した。以上により神経細胞の解析に当たって重要な基礎データが得られ、実験系が確立された。今後、iPS細胞由来神経細胞等におけるエンドソーム障害の機序と候補タンパク質の関与を解析するための実験を進めていく予定である。培養細胞を用いて候補タンパク質のAPP細胞内輸送・代謝異常への関与を示すことができた。遅れが見られていたiPS細胞由来神経細胞を用いた実験系が確立でき、APP切断断片の解析、神経細胞におけるエンドサイトーシスの解析法とあわせて、エンドソーム障害における候補タンパク質の関与を解析するための準備がほぼ整った。研究分担者、連携研究者と協力しつつ、APP-BACE1及びAPP-候補タンパク質間の相互作用を制御し、解析するために用いる手法について準備を進めて行く。海馬スライス培養系とあわせ、iPS細胞由来神経細胞等を使用したエンドソーム障害の機序と候補タンパク質の関与を解析するための準備を開始する。研究分担者、連携研究者と協力しつつ、iPS細胞由来神経細胞を用いた実験を進める。