hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非接触非破壊検査法による土木構造物の新たなモニタリング戦略の構築

本研究では非接触超音波法として電磁超音波法と空気超音波法を取り上げ,まず,時間域境界要素法による波動解析コードを開発し,それらの波動特性を明らかにした.その後,得られた波動特性を基礎実験によって確認するとともに,開口合成法によって試験体中の欠陥の画像化を試みた.さらに,新しい超音波法としてガイド波による逆散乱解析による欠陥形状の再構成法を提案した.本研究では非接触超音波法として電磁超音波法と空気超音波法を取り上げ,まず,時間域境界要素法による波動解析コードを開発し,それらの波動特性を明らかにした.その後,得られた波動特性を基礎実験によって確認するとともに,開口合成法によって試験体中の欠陥の画像化を試みた.さらに,新しい超音波法としてガイド波による逆散乱解析による欠陥形状の再構成法を提案した.平成21年度は,非接触非破壊検査法の一つである電磁超音波の数値解析ならびに基礎実験を行った.数値解析においては,超音波や電磁波の両方の波動場を考慮できる波動解析ツールとして,2次元及び3次元時間領域境界要素法プログラムを開発した.具体的には,電磁超音波の送信過程と受信過程の別に解析を行った.送信過程においては,最初に解析解によって静磁場を求め,その後,電磁場解析によって渦電流を得た.そして,渦電流と静磁場の相互作用によりローレンツ力を計算し,それを物体力とみなして弾性波動の運動方程式を解析した.電磁超音波の受信過程においては,送信過程と逆の順序で弾性波動解析の後に電磁場解析を実施し,受信電圧を求めた.以上の電磁場及び弾性波動場の解析における時間領域境界要素法では時間に関する合成積が現れるが,その合成積をLubichによって提案された演算子積分法によって評価した.これによって,時間領域の解析においても安定した高精度な解を得ることができるようになった.解析の結果,波速から計算された波動の到達時間よりも受信波が早く受信探触子に到達するという電磁超音波の特徴を再現することができた.実験では,SH波を選択的に送受信することができるSH用電磁超音波探触子を作成し,基礎的な探傷実験を行った.入力電圧をチャープ信号とし,受信信号にパルス圧縮法などの信号処理を施して,電磁超音波の受信信号のS/N比を向上させた.その結果,電磁超音波によって材料中の傷を精度良く画像表示することができた.本研究は非接触超音波法に関する基礎研究を進め,それを用いた新しいモニタリング戦略を構築するものである.平成22年度は,非接触非破壊検査法の一つである空気超音波の数値解析ならびに基礎実験を行った.数値解析においては,空気-固体連成問題を解析するためのLubichによって提案されている演算子積分時間領域境界要素法を開発した.ただし,本研究では解の表現をフーリエ像空間で表す改良型演算子法を用いた.これによって,空気と固体の境界条件を容易に満足させることができた,また,空気と固体はインピーダンスの差が大きいことから解くべき方程式の不安定性が懸念されたが,改良型演算子法を用いることによって特段の問題は生じなかった.開発した手法を用いて空気領域から固体(コンクリート)への超音波入射の解析を行った結果,固体におけるP波が全反射する臨界角を超えた入射角(約6°)で最も効率よくS波が固体内に入射され,空洞や介在物などの散乱現象が顕著に発生することがわかった.また,固体から空気領域への表面漏洩波も確認することができた.実験では,内部に鉄筋と空洞を有するモルタル供試体を作成し,二個の空気超音波探触子を供試体表面に沿って移動させながら複数の点において,二探触子によるピッチキャッチ法で波形を計測した.空気超音波の広がりを考慮した開口合成法を用いることにより,供試体内部の鉄筋と空洞の画像化に成功した.ただし,鉄筋による散乱波は小さく,空洞に比べて得られた画像は不鮮明なものとなった.今後,波形処理を併用した画像の高精度化について検討する予定である.本研究は非接触超音波法に関する数値解析を中心とした基礎研究を進め,その結果を用いて新しいモニタリング戦略を構築するものである.平成23年度は,非接触非破壊検査法の一つである空気超音波法の新たな数値解析手法を提案した.空気超音波法の解析には空気と固体の2つの媒質における波動の連成問題を解く必要があるが,両媒質の界面における境界条件において現われる時間微分項をNewmarkのβ法を用い,時間合成積を演算子積分法で処理する境界微積分方程式法を提案した.これによって,非線形問題を含む幅広い問題を解析することが可能になった.提案した手法による空気超音波法のシミュレーション結果より,空気から固体内に伝搬する実体波の振幅は空気における入射波の入射角に大きく依存するものの,界面を伝搬する表面波は入射角によらず一定の振幅を示すことがわかった.よって実用上は表面波を用いた空気超音波法が適しているといえる.この結果を受けて,板波を用いた欠陥形状推定のための逆解析手法を提案した.この手法は,板の欠陥部による反射板波の積分表現を用いて特定の板波モードの反射係数から欠陥部の形状を再構成したものである.空気超音波は非接触であり,板波の送受信におけるモード選択性を容易に実現できることから,本逆解析に適した非破壊手法であることがわかった.さらに,本研究で対象とした非接触非破壊検査法である電磁超音波法及び空気超音波法に関する3次元解析も実施した.これによって,2次元解析では得られなかった2次元面内に含まれない側面や欠陥からの3次元的影響を把握することができた.
劣化した点字図書の復元システムの構築

研究目標「【1】点字の検出」はほぼ完了した。「【2】点字の識別・分類と表裏判定」では、識別・分類がほぼ完了したが、表裏判定がまだ残っている。「【3】誤り訂正」に向けた研究に着手した。【2】点字の識別・分類と表裏判定まず、「【1】点字の検出」で得た凸点の位置情報から、点字のマス座標を算出した。古書の汚れに起因するノイズと手作業による穴あけ点位置の揺らぎを考慮する方法を考案した。点位置の自己相関関数から、点についての尤度の高い座標と間隔を求め、凸点の格子を得た。この時、点の大きさや間隔に関するJIS規格の数値を参照した。点字凸点格子をマス格子に解釈し直し、点字のマス座標とした。次に、それぞれの点字のマスをカナに変換した。そのための簡単なプログラムを作成した。これらの手続きは片面印刷の場合での処理である。残っているのは点字が両面印刷されている場合である。その場合、表裏を含んだ点の検出、または、表裏を問わない点の検出とその後の表裏判定が必要になる。【3】誤り訂正点字の検出・分類・解釈において、誤りは当然ある。点字が両面印刷されている場合、点字は、表画像と裏画像の二度読み取られている。これらは同一の文章を与えるので、文章の再現に際して、表裏冗長性がある。これを誤り訂正に利用する。そのためのプログラムを書いているが、この検証は、上記、「【2】点字の識別・分類と表裏判定」が両面印刷点字に対して可能になった時点で開始することになっている。画像識別の学習器を作るために、申請したシステム開発ソフトウェアを活用した。学習器の作成には計算時間がかかるので、申請したワークステーションを活用した。上記研究で得られた研究成果を論文誌や国外学会で発表した。研究目標「【1】点字の検出」はほぼ完了している。【2】点字の識別・分類と表裏判定点字が片面印刷されている場合、「【1】点字の検出」で検出された画像には、古書の汚れに起因するノイズや手作業による穴あけ点位置の揺らぎがあったが、点位置の自己相関関数を利用することで、凸点格子や点字マス格子を算出できた。また、簡単なプログラムを作成し、点字マスをカナに変換できた。このように点字が片面印刷されている場合、「点字の識別・分類」は達成できた。このように、研究目標「【2】点字の識別・分類と表裏判定」にも着手でき、相当程度達成できた。このように、研究目標「【3】誤り訂正」にも着手でき、相当程度達成できた。研究目標「【2】点字の識別・分類と表裏判定」の実現に向けた研究を継続する。また、「【3】誤り訂正」の実現に向けた研究を継続する。【2】点字の識別・分類と表裏判定点字の表裏の認識・分類の学習器を深層学習で作成し、識別・分類を行う。分類を教師付き学習で行うための画像データは既に大量に得ている。表裏に分類ができれば、既に完成した「点字の識別・分類」の方法を踏襲すれば良い。その際、申請したワークステーションが多いに役に立つ。【3】誤り訂正「【2】点字の識別・分類と表裏判定」の結果を仮名文字・英数字・記号に変換することはできている。その訂正作業を行う。利用するのは、点字文法規則、日本語文法、表裏冗長性である。点字での文章には独特の文法規則がある。それから逸脱していたならば誤りなので、その箇所をマークアップする。その際、点字文法規則や点字の形を参考に、正解候補として挙げておく。点字の文章は分かち書きで表現されているので、それを日本語文として解析することは、それほど困難では無い。文意を解釈しないのであれば、日本語文法のみで誤りを指摘できる。点字図書が両面印刷されている場合、表裏2回のスキャンにより、全てのページから表点字画像と裏点字画像が得られる。これらは同一の点字列、同一の文章である。これが表裏冗長性である。この表裏2回のスキャンによる冗長性を利用すると、表裏一致しない点字は誤りになる。なお、上記研究で得られた研究成果を論文誌や国内外の学会等で発表する。研究目標「【1】点字の検出」に向けた研究に着手した。また、「【2】点字の識別・分類と表裏判定」に向けた研究にも着手した。【1】点字の検出

まず、点字図書をスキャンして画像イメージとした。このとき、図書の破損を防ぐため、書籍入力用の非破壊スキャナを用いた。使い勝手とその後の解析作業の効率を検討し、以降の標準スキャナを決定した。画像検出には多くのポジティブ画像(検出させたいオブジェクトを含む画像)とネガティブ画像(検出させたいオブジェクトを含まない画像)が必要になる。我々は既に約15,000文字の点字画像(ポジティブ画像)と点字の無い部分の画像(ネガティブ画像)を持っている。さらに、多くに画像をスキャナで読み込み、点字の検出や識別・分類に利用した。点字画像の検出には、画像処理ライブラリのOpenCVを用いた。検出において「疑わしきは点字」を原則とし、検出漏れが無いように調整した。偽画像は後の「【2】点字の識別・分類と表裏判定」でネガティブ画像と判断されるからである。画像識別の学習器を作るために、申請したシステム開発ソフトウェアを活用した。学習器の作成には計算時間がかかるので。既存のワークステーションも活用しつつ研究を行った。【2】点字の識別・分類と表裏判定「【1】点字の検出」で検出された画像には、ポジティブ画像に加えネガティブ画像も含まれていた。点字図書が両面印刷されている場合、スキャン画像には表点字(凸点字)と裏点字(凹点字)が混ざっている。これらを識別・分類できる学習器を作った。そして「【1】点字の検出」で検出された画像を表裏判定し、識別・分類した。処理には、機械学習の一種である深層学習を実装したDIGITS(NVIDIA)を用いた。上記研究で得られた研究成果を論文誌や国外学会で発表した。研究目標「【1】点字の検出」に向けた研究に着手した。また、「【2】点字の識別・分類と表裏判定」に向けた研究にも着手した。【1】点字の検出まず、点字図書をスキャンして画像イメージとした。このように、研究目標「【1】点字の検出」は達成できた。このように、研究目標「【2】点字の識別・分類と表裏判定」にも着手でき、相当程度達成できた。研究目標
Ce添加カルシウムチオガレート結晶の光利得特性とレーザ発振

波長425nm、パルス幅1nsの色素レーザパルスを励起源に用いて、Ce添加カルシウムチオガレート(Ce : CaGa_2S_4)結晶の発光強度の励起光強度依存性を調べたところ、発光強度の飽和が観測された。レーザ上準位(励起状態)から更に上の状態への励起光吸収遷移による励起状態吸収(ESA)を考慮した5準位モデルを用いて解析し、励起状態吸収断面積σが1×10^<-16>cm^2程度であることが分かった。基底状態から励起中間状態への励起光の吸収断面積が2×10^<-18>cm^2程度であることと比べると、この励起状態吸収断面積は非常に大きい値であり、Ce添加カルシウムチオガレート結晶をレーザ媒質へ応用する際の大きい問題点になることが分かった。次に、波長425nm、パルスエネルギー50μJのナノ秒色素レーザ1を励起光に、460600nm波長可変、5μJのナノ秒色素レーザ2を検索光とするポンプ-プローブ分光を行ない、利得の有無を調べた。その結果、負の利得(損失)が観測され、検索光波長域の励起状態吸収断面積(8×10^<-17>cm^2)が誘導放出断面積(6×10^<-18>cm^2)より1桁程度大きいことが分かった。ポンプ光とプローブ光の時間間隔を変えて、損失の時間特性を調べたところ、18nsの減衰時定数を持っていた。この値は励起状態の寿命(36ns)となるべきであるが、実験結果はその半分となった。この原因は未だ不明である。Ce添加カルシウムチオガレートCaGa_2S_4結晶が青緑域連続波長可変なレーザ利得媒質へ応用可能であるかを調べることが研究の目的である。発光寿命が40ナノ秒程度であることから利得過程のダイナミクスの研究には1ナノ秒の時間分解があれば十分と考え、本補助金により、パルス幅1ナノ秒の窒素レーザおよび色素レーザを導入した。これを励起源に用いて、基本的な実験として、発光強度の励起光強度依存性を調べたところ、発光強度の飽和特性が観測された。レーザ上準位(励起状態)から更に上の状態への励起光吸収遷移による励起状態吸収(ESA)を考慮した5準位モデルを用いて解析し、励起状態吸収断面積σが1×10^<-17>cm^2程度、飽和励起光強度が1MW/cm^2程度であることが分かった。基底状態から励起中間状態への励起光の吸収断面積が2×10^<-18>cm^2程度であることと比べると、この励起状態吸収断面積は非常に大きい値であり、Ce添加カルシウムチオガレート結晶をレーザ媒質へ応用する際の問題点になることが分かった。この結果から本結晶を用いてレーザ発振させるためには濃度消光が起こらない程度に高濃度にCeを添加し、利得長の制限を受けない横励起型にする必要がある。これはスラブ型薄膜導波路構造に対応する。最近、我々はパルスレーザ堆積法を用いて、従来、作製が困難とされているカルシウムチオガレート透明結晶性薄膜の作製に成功しており、この薄膜のレーザ媒質への応用が期待される。薄膜の特性については次年度に検討する予定である。

Ce添加カルシウムチオガレート(Ce : CaGa_2S_4)結晶を用いて、準位寿命、吸収・誘導放出断面積、励起状態吸収など、レーザ発振に関与する種々の光学定数をパルス幅1ナノ秒の色素レーザを用いたポンプープローブナノ秒時間分解分光法を用いて測定し、得られた値をもとに実際に共振器を組み、Ce:CaGa_2S_4による青緑域波長可変レーザーを開発することが研究の目的である。発光寿命が40ナノ秒程度であることから光利得過程のダイナミクスの研究には1ナノ秒の時間分解があれば十分と考え、本補助金により、パルス幅1ナノ秒の窒素レーザおよび色素レーザを導入した。波長425nmの色素レーザパルスを励起源に用いて、発光強度の励起光強度依存性を調べたところ、発光強度の飽和が観測された。レーザ上準位(励起状態)から更に上の状態への励起光吸収遷移による励起状態吸収(ESA)を考慮した5準位モデルを用いて解析し、励起状態吸収断面積σが1×10^<-16>cm^2程度であることが分かった。基底状態から励起中間状態への励起光の吸収断面積が2×10^<-18>cm^2程度であることと比べると、この励起状態吸収断面積は非常に大きい値であり、Ce添加カルシウムチオガレート結晶をレーザ媒質へ応用する際の大きい問題点になることが分かった。波長425nm、パルスエネルギー10μJのナノ秒色素レーザ1を励起光に、460600nm波長可変、5μJのナノ秒色素レーザ2を検索光とするポンプ-プローブ分光を行ない、利得の有無を調べた。その結果、負の利得(損失)が観測され、励起状態吸収断面積が誘導放出断面積より大きいことが分かった。ポンプ光とプローブ光の時間間隔を変えて、損失の時間特性を調べたところ、18ナノ秒の時定数を持っていた。この値は励起状態の寿命(36ナノ秒)となるべきであるが、実験結果はその半分であった。この原因は未だ不明である。
うつ病の中核症状「アンヘドニア」におけるカレハ島仮説の検証

うつ病のコア症状であるアンヘドニアの病態生理には未だ不明な点が残されており、その神経機構の解明は治療法開発に不可欠である。これまでの機能画像研究によるとうつ病患者の腹側線条体の局所血流は報酬に対する異常反応を示すことが知られており、その血流障害が病態生理に関与する可能性が高い。この問題に取り組むため、本研究課題では腹側線条体及びその栄養血管に密着して存在するカレハ島の機能をマウスを用いて明らかする。平成30年度は腹側線条体における脳局所血流の測定法を開発した。具体的には脳深部に存在する腹側線条体へ独自に開発した光ファイバープローブを設置し、レーザードップラー血流計と組み合わせて腹側線条体の局所血流を測定することに成功した。また、腹側線条体の周囲で一酸化窒素合成酵素の豊富なカレハ島と支配血管との立体的相互関係を明らかにするため、透明化法の改良を行った。具体的には、Hypotonic shockによる核染色を腹側線条体組織のブロック標本に応用し、共焦点レーザー顕微鏡で記録した。個体ごとのカレハ島の分布を検討することが可能となり、個体差や性差、老化による影響を調べる手法を確立した。さらに、マウスアンヘドニア様行動異常を調べる行動試験として、ショ糖嗜好性試験に加えて脳内自己刺激法を用いた定量的評価法を独自に開発した。具体的には、内側前脳束へ設置した刺激電極を介して段階的に脳刺激頻度を減少させ、嗜癖行動を誘発する刺激閾値を定量的に評価するデータ取得プログラム及び解析プログラムを作成した。平成30年度は、アンヘドニアのカレハ島仮説を検証するにあたり、マウスアンヘドニア様行動異常を評価する実験系を確立したことが大きな成果である。マウスのアンヘドニア様行動はショ糖嗜好性試験が頻繁に用いられるものの、同試験の再現性や安定性については議論が多く、より定量性の高い評価法が望まれている。これらの問題解決に当たる上で、独自の定量的評価法を確立できた意義は高く、大きな進捗と考えられる。また、カレハ島の活動操作を可能にする遺伝子改変系統の準備も整いつつある現状を考慮すると、現在までの進捗状況は概ね順調と判断された。これまでの研究により確立された1)遺伝子改変による神経活動操作、2)アンヘドニア様行動異常の評価、3)腹側線条体における脳局所血流測定を集約して、本研究課題の仮説を検証する。「楽しい」と感じなくなる無快楽症(アンヘドニア)はうつ病の診断基準に含まれるいわばうつ病のコア症状の1つである。この重要性にもかかわらず、その病態生理には不明な点が多い。これまでの機能画像研究によると腹側線条体(側坐核)はうつ病において一貫して血流低下が報告され、アンヘドニアの病態生理において中心的役割を果たすと考えられる。本研究では、このような腹側線条体における血流制御を担う血管拡張物質として一酸化窒素が関与すると仮定し、腹側線条体に近接して一酸化窒素を産生するカレハ島の機能を明らかにすることを目的としている。平成29年度は、カレハ島の神経活動を遺伝子改変により操作可能とするマウスの作成とその最適化を行った。具体的には、カレハ島特異的にCre recombinaseを発現するTg(Drd3:Cre)系統マウスに対して、光遺伝学や化学遺伝学プローブを発現するアデノ随伴ウイルスベクターを注入し、遺伝改変技術の最適化を行った。微量のウイルス液を内外側方向にわたる複数の腹側線条体に注入することにより広範に分布するカレハ島を標識することに成功している。一方、免疫組織化学による検討を行い、カレハ島に発現するアセチルコリン受容体やNADPH-diaphorase活性をもとにカレハ島を構成する細胞の分類を行った。さらに、透明化技術を用いて細胞核を全脳で標識し、カレハ島の3次元的構造の可視化を行い、腹側線条体を栄養する血管と密接して存在するカレハ島細胞の関係を解析する手法を確立した。平成29年度は、アンヘドニアのカレハ島仮説を検証するにあたり、カレハ島神経細胞の遺伝子改変技術を確立できたことは大きな進捗と考えられる。さらに、組織学的な検討によりカレハ島細胞の分類や3次元的な組織構築を明らかにする手がかりを得られたことにより、平成30年度における行動解析の神経解剖学的基盤が確立されたと考えられる。これらの事実より、現在までの進捗状況は概ね順調に進捗していると判断した。

個体ごとのカレハ島の分布を検討することが可能となり、個体差や性差、老化による影響を調べる手法を確立した。さらに、マウスアンヘドニア様行動異常を調べる行動試験として、ショ糖嗜好性試験に加えて脳内自己刺激法を用いた定量的評価法を独自に開発した。具体的には、内側前脳束へ設置した刺激電極を介して段階的に脳刺激頻度を減少させ、嗜癖行動を誘発する刺激閾値を定量的に評価するデータ取得プログラム及び解析プログラムを作成した。平成30年度は、アンヘドニアのカレハ島仮説を検証するにあたり、マウスアンヘドニア様行動異常を評価する実験系を確立したことが大きな成果である。マウスのアンヘドニア様行動はショ糖嗜好性試験が頻繁に用いられるものの、同試験の再現性や安定性については議論が多く、より定量性の高い評価法が望まれている。これらの問題解決に当たる上で、独自の定量的評価法を確立できた意義は高く、大きな進捗と考えられる。また、カレハ島の活動操作を可能にする遺伝子改変系統の準備も整いつつある現状を考慮すると、現在までの進捗状況は概ね順調と判断された。これまでの研究により確立されたカレハ島神経細胞の遺伝子改変技術を用いて、今後はカレハ島領域の活動性上昇が一酸化窒素放出に与える影響を調べる。また、カレハ島の持続的活動性上昇を引き起こす化学遺伝学プローブを強制的に発現させるマウスを作成し、報酬嗜好性をショ糖嗜好性試験などを用いて検討する予定である。ただし、カレハ島が動物の生理活動や行動に与える影響はほとんど手付かずのままであるため、睡眠覚醒リズムや食行動、活動性の変化など多岐にわたる生理学的・行動学的検討を行う必要があると考えられる。これまでの研究により確立された1)遺伝子改変による神経活動操作、2)アンヘドニア様行動異常の評価、3)腹側線条体における脳局所血流測定を集約して、本研究課題の仮説を検証する。動物飼育施設の空調不備により遺伝子改変動物の繁殖が遅れたため、動物飼育に関わる費用の一部を次年度に使用して計画を継続することとした。購入予定であった抗体試薬および電極材料の輸入に想定外の遅れが生じたため。充当予定であった当該予算を次年度へと繰り越して研究を進めることとしており、研究計画に支障はない。
口腔癌における組織学的悪性度とテロメラーゼ活性の関係について

2001年10月に行われた第46回日本口腔外科学会(鹿児島)において本テーマについての研究成果を発表した。以下概要を示す。テロメラーゼは不死化細胞として、生殖細胞と癌細胞に特異的に発現するものと考えられている。口腔領域においても悪性腫瘍では組織型を問わず90%以上の発現率が報告されている。そこで我々は当教室で確立した4NQO誘発ラット舌癌の発癌過程におけるテロメラーゼ活性の推移と病理組織学的変化について観察するとともに、発癌した組織のテロメラーゼ活性を測定し、テロメラーゼの口腔癌の境界病変におけるスクリーニングとしての有用性を確認するための実験を行い、第45回本学会総会において発表した。そこで、今回はこの結果を臨床にフィードバックする目的でヒト口腔扁平上皮癌組織を用いて、Fluorescence-based T.R.A.P.法を用いてテロメラーゼ活性を測定し、組織学的悪性度およびそのほかのパラメーターとの関係を検討したのでその概要を報告する口腔扁平上皮癌25例のテロメラーゼ活性を測定し以下の知見を得た。1.腫瘍部のテロメラーゼ活性値は健常部と比較して有意に高値であった。2.腫瘍部のテロメラーゼ活性値と、年齢、原発部位、肉眼的視診型、T、N、pN、予後、分化度、浸潤様式といった各種パラメーターとの関係をクラスカルウォリスの検定を用いて検討したところ、N分類との関連が認められたが他のパラメーターとは関連が認められなかった。3.臨床的なパラメータとして、原発部位に関しては頬粘膜、視診型に関しては潰瘍型、Tに関してはT3、pNに関してはpN(+)群、予後に関しては不良群のテロメラーゼ活性が他のものより高い傾向が認められた。4.組織学的なパラメーターとして、分化度に関しては低分化型、浸潤様式に関しては4c、4d型のテロメラーゼ活性が他のものより高い傾向が認められた。6.テロメラーゼ活性と臨床的および組織学的な悪性度の間には統計学的有意差は認められなかったが、総合的に悪性度の高いものは高値を示す傾向が認められた。以下概要を示す。以下概要を示す。

2.腫瘍部のテロメラーゼ活性値と、年齢、原発部位、肉眼的視診型、T、N、pN、予後、分化度、浸潤様式といった各種パラメーターとの関係をクラスカルウォリスの検定を用いて検討したところ、N分類との関連が認められたが他のパラメーターとは関連が認められなかった。3.臨床的なパラメータとして、原発部位に関しては頬粘膜、視診型に関しては潰瘍型、Tに関してはT3、pNに関してはpN(+)群、予後に関しては不良群のテロメラーゼ活性が他のものより高い傾向が認められた。4.組織学的なパラメーターとして、分化度に関しては低分化型、浸潤様式に関しては4c、4d型のテロメラーゼ活性が他のものより高い傾向が認められた。6.テロメラーゼ活性と臨床的および組織学的な悪性度の間には統計学的有意差は認められなかったが、総合的に悪性度の高いものは高値を示す傾向が認められた。2001年10月に行われた第46回日本口腔外科学会(鹿児島)において本テーマについての研究成果を発表した。以下概要を示す。テロメラーゼは不死化細胞として、生殖細胞と癌細胞に特異的に発現するものと考えられている。口腔領域においても悪性腫瘍では組織型を問わず90%以上の発現率が報告されている。そこで我々は当教室で確立した4NQO誘発ラット舌癌の発癌過程におけるテロメラーゼ活性の推移と病理組織学的変化について観察するとともに、発癌した組織のテロメラーゼ活性を測定し、テロメラーゼの口腔癌の境界病変におけるスクリーニングとしての有用性を確認するための実験を行い、第45回本学会総会において発表した。そこで、今回はこの結果を臨床にフィードバックする目的でヒト口腔扁平上皮癌組織を用いて、Fluorescence-based T.R.A.P.法を用いてテロメラーゼ活性を測定し、組織学的悪性度およびそのほかのパラメーターとの関係を検討したのでその概要を報告する口腔扁平上皮癌25例のテロメラーゼ活性を測定し以下の知見を得た。1.腫瘍部のテロメラーゼ活性値は健常部と比較して有意に高値であった。
土地税制の地価形成に与える影響

平成5年10月から12月にかけ北九州市およびその周辺で、土地税制に関するアンケート調査を行った。その結果は、大略次のようなものであった。(ア)現在非常に多くの人が土地税が重いことを意識しており、資産としてみた土地の短所は、重い固定資産税が課税されることだという人が全体の約80%、また重い相続税や譲渡所得税が課税されることだという人が60%いた。(イ)しかし、固定資産税が重くなったので早く土地を売りたいという人はほとんどなく、また土地を買いたくなくなったという人もほとんどいない。多くの人は地価が下った今は買い時と思っている。しかしお金がなくて買えないと云っている。(ウ)譲渡所得税が重課されるようになった結果土地を売りたくなくなったという人が多い。これは土地の供給が抑えられていることをしめている。(エ)こうして今回の土地税の重課は需要を抑えるよりも供給を抑える効果が強く、地価の下落を下支えする効果を発揮している、とみてよいのではなかろうか。
二重共鳴和周波混合円偏光二色性による極微量不斉分子の検出と不斉伝達に関する研究

不斉構造は生理活性物質や生体関連物質の基本要素である。これら不斉分子と脂質二分子膜や蛋白質表面との相互作用は、多くの生物学的現象を理解する上で大変重要な要因であるとされている。従って、不斉分子の選択的合成・分離法は現代化学のkey technologyのひとつであり、日夜多くの努力が傾注されてきた。一方、構造評価においては高分解能NMRによる不斉構造決定を除けば、古くから光学活性が不斉分子の構造研究において基礎的であると認識されていたものの、感度の点での進展は遅かったように思える。例えばORD、CDや振動円偏光二色性(VCD)は、磁気遷移双極子と電気遷移双極子との間の弱いカップリングに起因している為、信号強度が非常に微弱である。今後、金属表面における不均一不斉触媒反応や膜表面における生理活性物質の不斉分子認識に関連してin-situ測定を試みる場合、これらの手法は感度の点で全くの役不足であり、新たな方法論の開拓が望まれるところである。この点に鑑み、我々は従来のCDやORDに比べて8桁程度感度が高く、極微量の不斉構造検出が可能な新しい分光技術を開発し、方法論としての位置付けを明確にすることを第一の目的とした。このため、二次の非線形光学効果の一種である和周波混合法(SFG)にCDを組み合わせたSFG-CDを提案し、不斉を有する液晶分子単分子膜からのキラル由来の信号の取得に成功した。関連する課題としては、膜構造の評価に偏光軟X線吸収分光法(NEXAFS)を用いたこと、ならびにイオン液体の表面構造をIV-SFG法で明らかにしたことなどによる成果があり、併せて報告する。和周波混合分光法で二重共鳴実験を行うため、第二次高調波のブランチにOPG/OPAシステムを取り付けた。又、それに併せて第二次高調波の出力を上げるため、YAG本体のKDP結晶を大きなものに変え、基本波からの変換効率を高めるとともに、OPG/OPAシステムによる可視光の強度増大をねらった。これにより100μJの紫外光を得る事が可能となった。一方、和周波混合分光法を二重共鳴実験に用いるための予備実験として、イオン液体[bmim]PF6、[bmim]BF4の気/液界面における分子配向測定を行った。イオン液体はグリーンケミストリーや電気化学などでの応用が期待される化合物であるが、これまでは表面・界面の構造研究がほとんど行われておらず不明な点が多々あった。幾つかの偏光組み合わせにおける和周波混合スペクトルを解析したところ、ブチル基末端が界面に対してほぼ垂直に立っていることを明らかにした。又、基本的な構造はカウンターアニオンに大きく依存しない事が分かった。今後はビナフトール系のキラル化合物における二重共鳴和周波混合分光スペクトルを、H14年度に構築したOPG/OPAブランチを用いて取得し、分子構造とキラル情報の伝播に関する相関を幾つかの誘導体化合物に関して得る事を目的とする。和周波混合分光法を二重共鳴実験に用いるための予備実験として、イオン液体[bmim]PF6、[bmim]BF4の気/液界面における分子配向測定を行った。幾つかの偏光組み合わせにおける和周波混合スペクトルを解析したところ、ブチル基末端が界面に対してほぼ垂直に立つていることを明らかにした。又、アルキル側鎖の長さを変えた系列化合物を合成し、先の化合物と同様な検討を行ったところ、末端メチル基の配向は同様に界面に対して立っているものの全体としてゴーシュ構造が導入されている事が分かった。

今後はビナフトール系のキラル化合物における二重共鳴和周波混合分光スペクトルを、前年に構築したOPG/OPAブランチを用いて取得し、分子構造とキラル情報の伝播に関する相関を幾っかの誘導体化合物に関して得る事を目的とする。和周波混合分光法で二重共鳴実験を行うため、第二次高調波のブランチにOPG/OPAシステムを取り付けた。又、それに併せて第二次高調波の出力を上げるため、YAG本体のKDP結晶を大きなものに変え、基本波からの変換効率を高めるとともに、OPG/OPAシステムによる可視光の強度増大をねらった。これにより100μJの紫外光を得る事が可能となった。これにより、不斉炭素を有する液晶化合物の単分子膜においてSFG-CDスペクトルを得ることに成功した。一方、関連する実験として、和周波混合分光法をイオン液体[bmim]PF_6、[bmim]BF_4の気/液界面における分子配向測定に適用した。イオン液体はグリーンケミストリーや電気化学などでの応用が期待される化合物であるが、これまでは表面・界面の構造研究がほとんど行われておらず不明な点が多々あった。幾つかの偏光組み合わせにおける和周波混合スペクトルを解析したところ、ブチル基末端が界面に対してほぼ垂直に立っていることを明らかにした。また、この基本構造はカウンターアニオンに大きく依存しないこと、ならびに鎖長にも殆ど依存しないことがわかった。単分子膜の評価方法として軟X線吸収分光法(NEXAFS)を用いているが、幾つかの機能性有機化合物において自己組織化法を用いた膜作成を行い、和周波発生法の解析に必要な構造に関する基礎データを得た。今後はビナフトール系のキラル化合物における二重共鳴和周波混合分光スペクトルを、OPG/OPAブランチを用いて取得し、分子構造とキラル情報の伝播に関する相関を幾つかの誘導体化合物に関して行う。
プロテインマトリクス解析による三日熱マラリア原虫赤血球侵入メカニズムの解明

三日熱マラリアReticulocyte binding protein (RBP)familyを9種類全てコムギ無細胞法を用いて合成し、ヒト赤血球タンパク質353種からなる組換えタンパク質ライブラリを用いて、タンパク質ータンパク質相互作用をアルファスクリーン法で解析した。その結果、RBP1aに対する相互作用タンパク質が3種類、RBP1bに対する相互作用タンパク質が1種類同定できた。これらの成果は、コムギ無細胞法で作製した組換えタンパク質ライブラリが、赤血球レセプター分子のハイスループットな同定に有用であることを示したものである。目的:マラリアは、毎年2億人余りが罹患し約60万人が死に至る感染症であるが、ここ数年来マラリアによる死亡者数は減少傾向に転じ、マラリアエリミネーションが視野に入ってきた。そのためには、アフリカ諸国で蔓延している熱帯熱マラリアのみならず、アフリカ以外のマラリア流行地域において患者数がそれと同等の三日熱マラリア対策も必須となっている。しかし、三日熱マラリアは肝内休眠型による再発をおこすことが知られており、その対策は困難を極めている。三日熱マラリア原虫は網状赤血球のみに侵入することから、網状赤血球結合タンパク質(Reticulocyte-binding protein、以下RBP)が同定され、さらにRBPは9種類の遺伝子からなるファミリーであることが判明した。しかし赤血球側レセプターの同定等の研究は全く進んでいない。さらに、インビトロ培養法が確立されていないため研究が非常に遅れている三日熱マラリア原虫の、感染分子機構の理解を深めるため、赤血球侵入に必須の網状赤血球結合タンパク質(RBP)をモデルとして、その赤血球側RBP結合タンパク質を同定することを目的に本研究を行う。平成28年度の実績概要:マラリア原虫の高品質組換えタンパク質合成に優れるコムギ無細胞法を用いて、三日熱マラリア原虫ゲノムに存在する9種類の全てのRBPを組換えタンパク質として合成することが出来た。次に、コムギ無細胞法を用いて作製した2万種類のタンパク質から構成されるヒトプロテインアレイに対して、三日熱マラリア原虫RBPタンパク質を用いた結合タンパク質のスクリーニング系を構築するために、9種類のRBPの合成時に付加するアフィニティータグを検討し、適切なタグを同定することが出来た。RBPタンパク質合成に、予定より時間をとられたため。そのためには、熱帯熱マラリアのみならず、患者数がそれと同等の三日熱マラリア対策も必須となっている。さらに、インビトロ培養法が確立されていないため研究が非常に遅れている三日熱マラリア原虫の感染分子機構の理解を深めるため、赤血球侵入に必須のRBPをモデルとして赤血球側のRBPレセプター分子の同定を目的に本研究を実施した。平成29年度の研究成果:平成28年度に9種類全てのRBPを組換えタンパク質として合成した。平成29年度は、既に合成完了しているヒト2万種類のプロテインアレイの中から赤血球タンパク質218種を選択し、平成28年度に合成に成功した9種類のRBPとのタンパク質-タンパク質相互作用をAlphaScreen法で探索した。その結果、複数のRBPに対する新規赤血球レセプター分子の同定に成功した。この成果は、コムギ無細胞タンパク質合成法で作製した組換えタンパク質ライブラリの有用性を示すものである。2万種類からなるヒトプロテインアレイは既に準備完了しているため、RBP結合タンパク質のスクリーニングは当初の予定通り進めることが可能である。寄生虫学
アフリカにおける王権、図像、歴史表像に関する民族学的研究 -特に、西アフリカ、ガーナ共和国のアシャンティの事例を中心として-

本調査研究では、西アフリカの諸王国における王権の標章に関して、サバンナ地帯(モシ、マンプルシ、ダゴンバ)、森林地帯(ゴンジャ、ジャマン、ベニン、ヨルバ)、ギニア湾沿岸部(エウェ、ガ-、アカン語群)の諸王国の事例をとりあげ、特に、アシャンティ王国の事例を中心として、その図像学的な意味と歴史表像の比較研究を行った。特に、西アフリカの諸王国にみられる「王の椅子と肖像」「太鼓」「傘」「杖」「剣」「布と衣装」「サンダル」などの物質分化をとりあげることによって、王の名称を指示するもの、動物と植物の民族分類と寓意的表現、文字の神秘性(絵文字や呪文)などの王権、図像、歴史表像に関する比較研究を行った。また、本調査研究では、西アフリカの諸王国における王権の標章に関して、HRAFが開発した『文化項目分類』(Outline of Cultural Materials)及び『地域・民族分類』(Outline of World Cultures)に従って関係資料の図版を作成するとともに、関係資料のデータベース化を行った。この研究成果は、第31回日本アフリカ学会学術大会(神戸学院大学)及び日本民族学会第28回研究大会(東北大学)において学会発表を行った。また、来年度の第32回日本アフリカ学会学術大会(日本福祉大学)及び日本民族学会第29回研究大会(大阪大学)において学会発表を行う予定である。
腫瘍組織における光のDozimetryに関する実験的研究とその応用

はじめに)生体の組織中を光がどのように伝播するかについて検索することは光を用いた病態の診断及び治療に重要な意味をもつ。対象及び方法)各種の病態が作成可能なラットを用いて、組織中の光透過性を測定した。またヒトの肝癌、転移性肝癌の切除標を開いて同様の測定を行った。肝硬変肝が正常肝より透過性がより理由を脱血潅流肝にて同様の測定を行った。組織の光透過性は入射光側のファイバーと受光側ファイバーを向い合わせ、ファイバー間の距離を可変式としてフォトンカウンターで入射光の減衰を測定した。平行光が入射して37%まで減衰する距離δを求め、比較した。家兎の肝にPXー2腫瘍を移植し、1週後、pheophorbicle a(PPa)を静注群、動注群、非投与群に分けてNd-YAGレーザー200J/cm^2を照射して治療効果を観察した。結果)(1)ラットの各種肝疾患モデルを用いた実験で、腫瘍>肝硬変>正常肝>急性肝炎の順にδ値は大きく、630nm、670nmではそれぞれの間に有意差を認めた。(2)ヒト肝では転移性肝癌>原発性肝癌>肝硬変>正常肝の順にδ値は大きく、410670nm間の3波長すべてで、各組織間に有意差を認めた。(3)脱血潅流ラット肝は620、670nmでin irvo正常肝の約4倍の透過性を示し、肝硬変ではさらに透過は強かった。(4)PPa静注群では肝腫瘍も壊死におちいったが、周囲非腫瘍組織も強く壊死に陥入った。PPa動注群では腫瘍のみが壊死となり、周囲肝組織は全く壊死をみなかった。PPa非投与群では全く照射の効果はなかった。考案及び結論)本研究は腫瘍の先化学治療を行ううえで重要な結果であり、これまでに同様の研究はない。腫瘍と非腫瘍は光透過性が有意に異なり、診断に有用と考えられるが、治療においても有用な結果である。しかし腫瘍の光化学治療を有効に行うには(1)光感受性物質を特異的に腫瘍に集めること(2)赤血球による光透過の低下を排除すること、などの補助手段を要することが判明した。はじめに)

生体の組織中を光がどのように伝播するかについては不明ところが多く,組織の光透過性を検索することは光を用いた病態の診断及び治療において重要な意味をもつ.各種の病態が作成可能なラットを用いて,診断及び治療に用いられる波長の光の組織透過性について検討し,さらに人の切除肝について同様の検索を行った.対象及び方法)組織の光透過性は入射光側のファイバーと受光側ファイバーを向かい合わせ,ファイバー間の距離を可変式として,フォトンカウンターで入射光の減衰を測定した.平行光が入射して37%まで減衰する距離δを求め,比較した.キセノンフラッシュランプを光源とし,入射光の波長は410, 630, 670nmの三波長について測定した.結果)ラットを用いた実験で(1)410nmでは正常肝は急性肝炎及び脂肪肝より有意に透過し, Walker腫瘍及びMRMT腫瘍は正常肝に比べ有意に強い透過性を認めた. (2)630, 670nmでは正常肝は脂肪肝より有意に透過したが,急性肝炎や慢性肝炎との間に有意差は認められなかった.しかし実験腫瘍は非腫瘍組織に比べ,さらに強く透過性が認められた. (3)630, 670nmの光は410nmより有意に透過性は強かった.ヒト肝組織及び肝腫瘍における光透過性は正常肝<肝硬変<肝細胞癌<転移性肝癌の順に強く,とくに630, 670nmでは各組織のδ値の間に有意差が認められた(P<0.001).考察及び結論)診断及び治療波長領域でヒト肝組織及び腫瘍はラットの実験モデルと同様の光透過性を示した.本実験で肝組織内の光透過性は種々の病態により,とくに腫瘍において大きく差があることが認められた.肝実質内の腫瘍の存在を診断し,光力学的方法で治療を行ううえでこれらの基礎的データは有意義な資料となると考えられる.この結果は第8回日本レーザー医学会において報告した.はじめに)昭和62年度の研究において肝疾患モデルにおける肝組織の光透過性はヒト肝及び肝腫瘍の光透過性と同様の傾向を示したが、昭和63年度は各実験群のnを増やすと共に、実験モデルを用いて、赤血球による影響を排除した後、線維組織による光透過性への影響を観察した。次に透過性を考慮した光化学治療の実験を行った。対象および方法)(1)各種肝疾患の肝組織における光透過性は平行光が入射して37%まで減衰する距離δを比較した。各群n=68を作成した。(2)赤血球の光透過性に及ぼす影響をみるため、ヘパリン注射後、肝を門脈よりヘパリン生食水で灌流し、正常肝及び肝硬変について光透過性を測定した。(3)670nm光が630nm光より透過性がよいことから、水溶性pheophorbitha(PPa)を投与し、家兎肝に移植されたVX-2腫瘍にNd-YAGレーザー200J/Cm2を照射した。PPaは1mg/kgを静注投与群、動注投与(経肝動脈)群及び非投与群(コントロール)に分けた。結果)実験(1)血流、ヘマトクリット値に差がないラット肝疾患モデルにおいて肝組織の光透過性はヒト肝の光透過性と同様の傾向を示し、670nmが腫瘍で最も透過がよかった。実験)(2)脱血灌流処置を行った正常肝及び肝硬変は630、670nm光で、in viroでえられたδ値を約4倍の値を示し、赤血球の透過に及ぼす影響が多大であること、及び硬変肝は正常肝より強く透過を示した。実験(3)コントロール群では肝に全く壊死像はみられなかった。PPa静注投与群では肝実質への照射による影響が大きく、広汎に壊死を生じた。肝動脈動注群では径約5mmの腫瘍のみが光化学治療の効果を示し、腫瘍周囲組織には殆ど壊死がみられなかった。結論)本研究により腫瘍の光透過性は肝組織より有意に強く、肝腫瘍の光化学治療が可能であることが判明した。肝腫瘍及び各種肝疾患の光過性についての研究は本研究以外にはない。
クローナル植物の繁殖戦略におけるエピジェネティックス機構の解明

遺伝的変異を生じないクローン繁殖を行う植物におけるエピジェネティクス機構を明らかにするため、クローナル植物3種のクローン株を光強度もしくは水環境の異なる環境下で栽培し、形態変化とDNAメチル化変異を調べた。その結果、異なる条件間では開花数や葉数,葉の質感などに差異が見られたが、その子孫株には継承されなかった。バイサルファイトシーケンス解析では、条件間でのメチル化差は平均2%(最大40%)であり、DNAメチル化状態が大きく変化しないことがわかった。したがって、実験での継承世代では、子孫株はその経験した環境に迅速に応答する一方、DNAメチル化変異は安定的で変化はほとんど生じないことが確認された。エピジェネティック変異は,遺伝的変異や生育地環境の影響を受けて遺伝子発現に作用し,表現形質にも変化をもたらす.特にクローナル植物における,遺伝的変異を伴わないクローン株では,エピジェネティック変異が野外での変動環境への迅速な応答メカニズムとして役割を果たしていることが考えられる.またクローン繁殖(体細胞由来)の個体でのエピジェネティック状態の継承は,種子繁殖(生殖細胞由来)による個体とは異なると考えられる.そこで本研究は「クローナル植物の繁殖戦略におけるエピジェネティックス機構の解明」を行うことを目的として行っている.はじめにアブラナ科のクローナル植物であるハクサンハタザオ(Arabidopsis halleri)のクローン株を光強度の異なる環境下(明・暗)で栽培し,その表現型の違いを観察した.2条件間では同一クローンであっても開花数や葉数,葉の質感などが異なっていた.次に,バイサルファイトシーケンス分析とそのデータ解析を行い,クローン株間でのエピジェネティック変異(DNAメチル化の違い)や変異した遺伝子領域の特定を進めている。そして、様々な環境要因の影響に対するエピジェネティックな変化を調べるため,(1)性質の異なる土壌(石灰岩性・非石灰岩性)に生育するハクサンハタザオの相互移植,(2)ALA肥料を添加した土壌(有・無)でのイチゴのクローン株の栽培,(3)水分環境の異なる土壌(乾燥・水没)でのCardamine flexuosaのクローン株の栽培を行った.栽培した植物について,成長の記録とメチル化分析に用いる葉のサンプリングを行っている.さらに,これらの環境への応答に関わるエピジェネティック変異の次世代への継承を調べるため,クローンと種子による子孫株の取得を行っている.サンプリングした葉はDNAメチル化の分析に供し,エピジェネティック変異の特定を行っていく予定である.エピジェネティック変異は,遺伝的変異や生育地環境の影響を受けて遺伝子発現に作用し,表現形質にも変化をもたらす.特に植物のクローン繁殖によって生産されるクローン株は遺伝的変異を伴わないため,野外での変動環境への迅速な応答メカニズムとしてエピジェネティック変異が重要な役割を果たしていることが考えられる.またクローン繁殖(体細胞由来)の個体と種子繁殖(生殖細胞由来)による個体とでは,エピジェネティック状態の継承のされ方およびメカニズムが異なることが推測される.そこで本研究は「クローナル植物の繁殖戦略におけるエピジェネティックス機構の解明」を行うことを目的として,クローナル植物を対象に栽培実験と分子生物学的実験を行っている.はじめにアブラナ科のクローナル植物であるハクサンハタザオ(Arabidopsis halleri)のクローン株を光強度の異なる環境下(明・暗)で栽培したクローン株についてバイサルファイトシーケンス分析とそのデータ解析を行った.その結果,DNAメチル化パターンはクローン株間で類似しており,野外の光環境ではDNAメチル化状態が大きく変化しないことが明らかとなった.変異が見られたいくつかの遺伝子領域について詳しい解析を進めている.そして,様々な環境要因の影響に対するエピジェネティックな変化を調べるため,1,性質の異なる土壌(石灰岩性・非石灰岩性)に生育するハクサンハタザオの相互移植,2,ALA肥料を添加した土壌(有・無)でのイチゴのクローン株の栽培,3,水分環境の異なる土壌(乾燥・水没)でのCardamine flexuosaのクローン株の栽培を行っている.これらの植物のクローン株を採取し,親株の経験した環境と異なる環境下で栽培し,成長の記録とメチル化分析に用いる葉のサンプリングを行っている.サンプリングした葉はDNAメチル化の分析や遺伝子発現分析に供し,エピジェネティック変異の特定を行っていく予定である.光環境応答に関する実験でのハクサンハタザオ(葉サンプル)のバイサルファイトシーケンスの解析結果から,野外の環境条件でのDNAメチル化変異はあまり顕著でないことがわかり,分析に供するサンプルを再検討したため,本年度に委託分析を行わなかった.また,クローン株の成長に対して,種子の発芽が不十分であり,成長の比較や分析に必要なサンプルを確保するのが困難であった.さらに,計画段階と所属が変更になり,植物栽培に必要な場所や条件を当初の予定のように十分そろえることができなかった.したがって,全体として少し進行が滞ってしまった.エピジェネティック変異は,遺伝的変異や生育環境の影響を受けて遺伝子発現に作用し,表現形質にも変化をもたらす.特に植物のクローン繁殖によって生産されるクローン株は遺伝的変異を伴わないため,これらの生存においてエピジェネティック変異が野外での変動環境への迅速な応答メカニズムとして重要な役割を果たしていることが考えられる.またクローン繁殖(体細胞由来)の個体と種子繁殖(生殖細胞由来)による個体では,エピジェネティック状態の継承の程度やメカニズムが異なることが推測される.そこで本研究は「クローナル植物の繁殖戦略におけるエピジェネティックス機構の解明」を目的として,栽培実験と分子生物学的実験を行っている.そこで,光強度の異なる環境下(明・暗)で栽培したアブラナ科ハクサンハタザオ(Arabidopsis halleri)のクローン株のバイサルファイトシーケンス解析を試みた.

その結果,DNAメチル化はクローン株間で類似しており,野外の光環境ではDNAメチル化状態が大きく変化しないことが明らかとなった.詳細な変化を特定するため,変異が見られたいくつかの遺伝子領域について詳しい解析を進めている.そして,様々な環境要因の影響に対するエピジェネティックな変化とそれらが2つの繁殖様式(クローン繁殖・種子繁殖)を介した時の継承の違いを調べるため,(1)光環境の異なる条件,(2)異なる性質の土壌(石灰岩性・非石灰岩性)でのハクサンハタザオ,および(3)水分環境の異なる土壌(乾燥・湿潤)でのCardamine flexuosaおよびCardamine amaraのクローン株の栽培を行っている.これらの植物のクローン株を特定の環境で継代し,成長の記録とメチル化分析に用いる葉のサンプリングを行っている.サンプリングした葉はDNAメチル化の分析や遺伝子発現分析に供し,エピジェネティック変異の特定を行っていく予定である.野外環境下での光環境応答に関する栽培実験はすでに完了し,代表的なサンプルのバイサルファイトシーケンスを行い,メチル化解析を行った.その結果,この条件のクローン株間ではDNAメチル化変異があまり顕著ではなかったため,分析に供するサンプルの再検討を行った.しかし,計画当初に比べて分析費用が安価になったことから,分析サンプルを選定するのではなく分析サンプル数を増やすこととした.土壌条件に関する栽培実験では,種子の発芽が困難であることが課題であったが,栽培条件を改良して十分な植物が栽培できたため,これらのサンプルも分析対象とした.またC. flexosaとC.amaraもゲノム解析が完了している株を譲渡してもらい,その株の継代が進んだため分析対象とした.これらのサンプルを含めて,本年度は12サンプルをバイサルファイトライブラリ作製に供した.しかし,実験はライブラリ作製までにとどまっており,予定していた解析が完了していない.シーケンス分析およびデータ解析を引き続き行い,研究を完了させる必要がある.エピジェネティック変異は,遺伝的変異や生育環境の影響により遺伝子発現に作用し,表現形にも変化をもたらす.特に植物のクローン繁殖によるクローン株は遺伝的変異を生じないため,野外での変動環境への迅速な応答メカニズムとしてエピジェネティック変異が重要な役割を果たしていると考えられる.またクローン繁殖(体細胞由来)個体と種子繁殖(生殖細胞由来)個体では,エピジェネティック状態の継承の程度やメカニズムが異なることが推測される.そこで本研究は「クローナル植物の繁殖戦略におけるエピジェネティクス機構の解明」を目的として栽培と分析を行った.はじめにアブラナ科Arabidopsis halleriのクローン株を光強度の異なる環境下(明・暗)で栽培し,バイサルファイトシーケンス解析を行った.その結果,各株でのgene
食品の微生物制御へのモノクロ-ナル抗体の応用について

食品中の病原微生物のコントロ-ルとして、食中毒原性毒素(ブドウ球菌エンテロトキシンおよびセレウス菌下痢原性毒素)に対するモノクロ-ナル抗体(MAb)を作製し、その性状(反応性、親和性等)を調べ、さらにMAbを用いる毒素の精製法および毒素の検出法について検討した。得られた結果は以下の通りである。1.ブドウ球菌エンテロトキシン(SE)に対しMAbs13種(SEAのみに反応するもの2種;SEE,1種;SEAとSEEの両方,3種;SED,5種;SEA,SEDおよびSEE,1種)を作製した。MAb AE-53(SEAとSEEに反応)をAffi-gel10に吸着させ、カラムに充填し、イムノアフィニティ-クロマトグラフィ-(Immunoaffinity chromatography)により、SEAとSEEを1ステップの簡易操作により精製できた。本方法による毒素の回収は、70-75%と高率であった。また、SEDについても同様に、毒素への親和性の最も高いMAb KD-1を用いてSEDを高率(77%)に精製できた。他方、SEAの検出法としては、MAb A-111(20μg/ml)を吸着させたポリスチレンプレ-トに、毒素を添加、反応させた後、標識抗体(MAb A-211にペルオキシダ-ゼを吸着)を添加し、基質を反応させて行うELISA法により、毒素1ng/mlを特異的に検出することができた。本方法は、食中毒の診断および食品中の毒素検出に有効であると推察される。セレウス菌下痢毒素に対するMAb3種を作製し、これを用いる毒素精製法について検討した。MAbによって、毒素の吸着量は大きく異なる(1.3-70%)ことがわかった。たまイムノアフィニティ-クロマトグラフィ-による毒素の溶出緩衝液としては、6M Guanidine-HCl pH7.2が高い毒素の回収(回収率は16-32%)を示した。本精製法は毒素の回収は25-30%と、従来の物理化学的方法(6-8%)に比べ高率であった。本方法は、毒素の診断に必須の抗毒素血清を作製する為の、抗原(毒素)を容易に作製するのに有効であると考える。ブドウ球菌およびセレウス菌食中毒の原因物質であるエンテロトキシンおよび下痢原性毒素に対するモノクローナル抗体(MCA)を作製し、これらの性状および反応性(親和性)を調べると共に、MCAを用いる毒素の抽出、精製法を確立する。さらに食中毒診断に有効な毒素検出法を開発することを目的として研究を進め、本年度は次の成績を得た。1.ブドウ球菌エンテロトキシン(ET)A,DおよびEに対するMCA(12種)を作製した。このうちET-A、EおよびA、Eの両型に反応するMCA(6種)のうち4種は、ET-AおよびEに対し各々異なったエピトープを認識していた。またET-Dに反応するMCA(4種)の毒素への吸着性は大きく異なる(7.553%)ことがわかった。ET-D吸着量の最も高いMCA(1種)を用いてAffi-