hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
本態性高血圧症・うっ血性心不全の包括的ゲノミクス解析

心臓に対し様々な神経内分泌因子、サイトカイン、機械的ストレスなどが加わることにより代償性の心肥大が生じるが、これらのストレス刺激が長期にわたると、やがて心機能の低下・心筋細胞のアポトーシスが生じ最終的に心不全へと至る。我々はこの心不全への移行メカニズムを分子レベルで患者右心耳心筋サンプルおよび疾患モデル動物を用いて、DNAマイクロアレイによる網羅的発現解析を行うことで解明した。具体的には患者心房筋サンプルにおいては心房の容量負荷・圧負荷依存性に変化する遺伝子群をスクリーニングし、心筋の容量・圧負荷に伴う変化メカニズムに関する知見を得た。また、遺伝性食塩感受性動物であるDahlラヅトを用いて心肥大および心不全への進行メカニズムの解明をDNAマイクロアレイ(Affymetrix社RGU34Aアレイ)を用いて行い、「心肥大発症」あるいは「心不全への移行」に伴って変化する遺伝子セットの同定を行った。その結果、左室駆出率の低下時期に一致して発現量が低下する遺伝子としてD-binding Protein(DBP)を同定した。このDBP遺伝子についてはそのdominant negative変異体(dnDBP)を発現する組み換えアデノウイルスを用いて培養心筋細胞への感染実験を施行し、心筋内カルシウム濃度の生理的変動がdnDBPによって消失することを確認した。
鉛直混合の素過程の解明とその定式化

今年度は、偏西風により維持されている南極周極流と深海凹凸海底地形との相互作用により、世界で唯一、「風起源の深海乱流ホットスポット」が形成されている南大洋、顕著な内部潮汐波の励起源であり、高解像度の海底地形データが存在する伊豆ー小笠原海嶺近傍海域、そしてグローバルな気候変動を強くコントロールしている海域と推察されながら、未だ乱流観測の空白域として残されているインドネシア多島海域において、海面から深海底直上までの乱流直接観測を実施した。これらの観測結果を受け、これまでに構築した海洋の表層/中・深層/底層における各乱流パラメタリゼーションの式の検証を行い、より正確な乱流パラメタリゼーションの式を構築することができた。一方、海洋表層の混合過程については、まず短波放射の日周変動が混合層の深化過程に与える影響に着目し、乱流運動エネルギーの収支解析に基づいて、既存のパラメタリゼーションスキーム(混合層スキーム)の問題点を見出し、その改良を行った。続いて、台風の発達にも強い影響を与える、乱流混合に伴う海面水温の低下現象に着目し、水温低下の中心が台風中心から偏心する要因を定量的に議論した。さらにラングミュア循環の駆動機構に関して、新たにオイラー的な解釈を与えることで、海洋表層の混合過程を担う波・流れ相互作用の理解を深めた。最後に、全球の炭素循環に重要な役割を果たすと考えられる粒子状有機物質の海洋中での沈降過程に着目し、乱流が平均的な沈降速度を低下させ得ることと、その条件を定量的に明らかにした。今年度は、3つの海域で乱流直接観測を実施することができた。伊豆ー小笠原海嶺近傍海域では、投下式乱流計VMP-Xを用いて海面から深海底直上までの乱流直接観測を行うとともに、観測結果を数値シミュレーションによって再現し、深海底から鉛直上方に発していく内部波の同定を通じて、Hibiya et al. (2017)により提唱された理論的予測の有効性の検証を実施することができた。また、南大洋での観測結果を通じて、これまでに定式化された海洋の中・深層、底層における乱流パラメタリゼーションの式の検証を行い、その改良に向けて数々の重要な情報を得ることができた。しかしながら、インドネシア多島海域の観測は、本来は白鳳丸とインドネシア研究機関所属の船と両方で実施する予定であったが、現地研究船の都合により次年度実施となり、インドネシア多島海全域をカバーするデータの取得および解析が遅れている。現在は、2019年2ー3月に白鳳丸航海により得られた乱流観測データの解析を進めているところである。今後は、海面から海底凹凸地形上までの「シームレスな乱流パラメタリゼーション」の完成に向けて、伊豆ー小笠原海嶺近傍海域において乱流観測を続行する。これまでの乱流観測結果も合わせ、観測結果に応じたシミュレーションを併用することにより、乱流パラメタリゼーションの定式化の精度を向上させる。さらに、インドネシア多島海域における潮汐混合の定量化に向け、現地の研究協力機関であるインドネシア技術評価応用庁(BPPT)所属の研究船Baruna Jayaを使用した乱流直接観測を実施する。また、海洋表層における乱流混合の素過程の解明と混合の定式化を継続して進めるともに、台風に伴う混合過程が物理過程や生物科学過程に及ぼす影響を定量的に評価していく予定である。深海底の凹凸地形の直上で励起される顕著な乱流散逸のパラメタリゼーションの定式化に向けて、海底地形と潮流との相互作用により励起される様々な波数の内部潮汐波や準定常風下波(山岳波)を対象としたアイコナール計算を行った。その結果、潮流と海底地形との相互作用が弱いうちは、海底地形から上方に線形の内部潮汐波が伝播していくが、その鉛直群速度が小さいため、背景の内部波との非線形相互作用により形成される乱流散逸域は海底地形付近に制限されてしまうこと、一方、潮流と海底地形との相互作用が強くなってくると、海底地形から上方に伝播していく内部波は準定常風下波となり、その群速度が大きくなってくるため、背景の内部波との非線形相互作用により形成される乱流散逸域は鉛直方向に広がってくることがわかった。さらに、この数値実験の結果を検証するため、平成28年12月1日9日に東京海洋大学の練習船「神鷹丸」に乗船し、伊豆-小笠原海域において投下式深海乱流計VMP-Xを投入することで、海面から海底地形直上までを完全にカバーした乱流散逸率の観測を行った。残念ながら、観測期間中にVMP-Xの電子回路内に浸水を起こしてしまったため、当初予定していた20地点の半分の約10地点でのデータ取得にとどまってしまったが、電気伝導度・温度・水深計CTDによる鉛直密度構造の観測、投棄式流速計XCPによる流速鉛直シアーの観測も同時に実施することで、上述した「深海底の凹凸地形直上での乱流パラメタリゼーションの式」のみならず、研究代表者らが既に定式化した「海洋内部領域における乱流パラメタリゼーションの式」の検証に使用できる詳細なデータセットを取得することに成功した。平成28年12月1日9日に東京海洋大学の練習船「神鷹丸」による伊豆-小笠原海域での深海乱流観測では、投下式深海乱流計VMP-Xによる海面から海底地形の凹凸直上までを完全にカバーした乱流散逸率の観測を実施したが、乱流計本体の不具合により、当初予定していた20地点の半分の約10地点でのデータ取得にとどまってしまった。

VMP-Xの不具合は、外的要因ではなく深海における機器本体の耐圧性に関連したものであり、製造元であるカナダ・ロックランドサイエンティフィック社や日本の正規代理店であるJFEアドバンテック社と共同して原因を究明するとともに、慎重に修理・調整を行ったため、観測を再開できる状態に戻すまでに時間を要した。今年度は、理論・観測・数値計算から、海洋の表層/中・深層/底層における乱流混合の力学過程の詳細な議論を行い、それに基づいて従来用いられてきた各乱流パラメタリゼーションの式の検証とその改良を実施した。海洋の中・深層における乱流混合については、既存の乱流パラメタリゼーションに、ファインスケールの鉛直シアー/鉛直ストレイン比Rωに基づく補正項を組み込むことで、より正確な乱流パラメタリゼーションを構築することに成功した。この乱流パラメタリゼーションの有効性を、アイコナール数値計算と、深海乱流計VMP-5500に電磁流速計・CTDを搭載した「マルチスケール・プロファイラー」を使用した伊豆・小笠原海嶺近海および南大洋における乱流直接観測によって確認した。さらに、深海底凹凸地形の直上で形成される顕著な乱流ホットスポットの鉛直スケールが、海底地形の水平卓越波数と潮汐流の振幅で規定される内部波応答の特性に強く依存することを、アイコナール数値計算によって示した。一方、表層における乱流混合に関しては、大気境界層と海洋境界層の相互作用に着目した数値実験を行い、短波放射の日周変動に起因する大気・海洋両境界層の日周変動が、緯度30度を境にして位相関係が逆転することに起因して、混合層深度に与える相互作用の影響が同緯度を境に異なることを見出した。また、新たに開発された自由表面非静力学模型を用いて波浪に伴う渦度の増幅機構の直接数値計算を初めて実施し、波浪が平均流を生成することなど、先行研究で示された摂動展開に基づく理論と整合する結果を得た。グローバルな気候変動を強くコントロールしているにもかかわらず、未解明のまま残されているインドネシア多島海の潮汐乱流混合に注目し、その直接観測を計画した。現地の研究協力機関と調整の結果、マカッサル海峡周辺海域を中心とした観測を、平成29年10月に実施する予定であった。計画では、現地研究協力機関:インドネシア技術評価応用庁(BPPT)の研究船「Baruna Jaya」を傭船して使用することになっていたが、船の不具合のため船を使用した観測が不可能となってしまった。現在、BPPTに所属する共同研究者とは継続して連絡を取り合い、観測の実施を目指している。また、海洋研究開発機構(JAMSTEC)所属の研究船「白鳳丸」に乗船してインドネシアのハルマヘラ海周辺において観測を予定しており、これら2つの観測の実施に向けて、繰り返し数値実験等を実施している。今年度は、偏西風により維持されている南極周極流と深海凹凸海底地形との相互作用により、世界で唯一、「風起源の深海乱流ホットスポット」が形成されている南大洋、顕著な内部潮汐波の励起源であり、高解像度の海底地形データが存在する伊豆ー小笠原海嶺近傍海域、そしてグローバルな気候変動を強くコントロールしている海域と推察されながら、未だ乱流観測の空白域として残されているインドネシア多島海域において、海面から深海底直上までの乱流直接観測を実施した。これらの観測結果を受け、これまでに構築した海洋の表層/中・深層/底層における各乱流パラメタリゼーションの式の検証を行い、より正確な乱流パラメタリゼーションの式を構築することができた。
不斉識別機能を有する工学活性ビアリール化合物の開発と応用

軸不斉ビアリール化合物の示す高い立体識別能を利用し,光学異性体を識別するための不斉誘導化剤を開拓することを試み,以下の成果を得た.1.すでに我々は軸不斉2-メトキシー1, 1 ́-ビナフチルー2 ́-カルボン酸(MBCA)がアルコール,アミン類の不斉識別剤として優れた性能を有することを明らかにしてきた.そこで,本研究ではMBCAを数十グラムスケールで合成する方法を確立した.従来, MBCAは不斉なアルコール(例えばl-メントール)とのエステルジアステレオマーとして,カラムクロマトグラフィーにより光学分割を行ってきた.今回,新たに安価な1-フェニルエチルアミドとすることにより,再結晶で光学分割できることを見い出した.また,光学分割したアミドより,ラセミ化することなく軸不斉MBCAを再生する方法も確立した.2.軸不斉MBCAと種々の部分光学活性アルコール,アミンよりエステル,アミドジアステレオマー混合物を調整した.これらのジアステレオマーはシリカゲルカラムによる順相系高速液体クロマトグラフィーにより,良好に分離することができた.また,溶出順序とアルコール,アミンの立体構造との間には一定の規則性があることが分った.これより,軸不斉MBCAを不斉誘導化剤として,光学活性アルコール,アミン類の光学純度と絶対配置が決定できることが明らかとなった.3.上記2の高速液体クロマトグラフィーに於るMBCAによるアルコール,アミン類の不斉識別機構を明らかにするため, MBCAと1-フェニルエチルアミンとから生成するアミドのX線結晶構造解析を行った.これによれば,シタカゲル表面へ2-位のメトキシル基とアミドカルボニル酸素とで吸着する際の立体的な相互作用が不斉識別の主要な因子であることが分った.今後はMBCAをシリカゲルに化学結合した不斉な充填剤を調整し,不斉カラムによる光学異性体の直接分割への応用が期待される.軸不斉ビアリール化合物の示す高い立体識別能を利用し,光学異性体を識別するための不斉誘導化剤を開拓することを試み,以下の成果を得た.1.すでに我々は軸不斉2-メトキシー1, 1 ́-ビナフチルー2 ́-カルボン酸(MBCA)がアルコール,アミン類の不斉識別剤として優れた性能を有することを明らかにしてきた.そこで,本研究ではMBCAを数十グラムスケールで合成する方法を確立した.従来, MBCAは不斉なアルコール(例えばl-メントール)とのエステルジアステレオマーとして,カラムクロマトグラフィーにより光学分割を行ってきた.今回,新たに安価な1-フェニルエチルアミドとすることにより,再結晶で光学分割できることを見い出した.また,光学分割したアミドより,ラセミ化することなく軸不斉MBCAを再生する方法も確立した.2.軸不斉MBCAと種々の部分光学活性アルコール,アミンよりエステル,アミドジアステレオマー混合物を調整した.これらのジアステレオマーはシリカゲルカラムによる順相系高速液体クロマトグラフィーにより,良好に分離することができた.また,溶出順序とアルコール,アミンの立体構造との間には一定の規則性があることが分った.これより,軸不斉MBCAを不斉誘導化剤として,光学活性アルコール,アミン類の光学純度と絶対配置が決定できることが明らかとなった.3.上記2の高速液体クロマトグラフィーに於るMBCAによるアルコール,アミン類の不斉識別機構を明らかにするため, MBCAと1-フェニルエチルアミンとから生成するアミドのX線結晶構造解析を行った.これによれば,シタカゲル表面へ2-位のメトキシル基とアミドカルボニル酸素とで吸着する際の立体的な相互作用が不斉識別の主要な因子であることが分った.今後はMBCAをシリカゲルに化学結合した不斉な充填剤を調整し,不斉カラムによる光学異性体の直接分割への応用が期待される.
腎被膜下移植心筋細胞を用いたカルシウムチャネル構築様式調節機構の分析

1.イオン選択性電極法による心筋細胞内Na、K動態からみた細胞内Ca濃度の変化:二連イオン選択性微小電極による心筋細胞内Na、K動態の測定技術の開発に成功した。この方法を用い、従来、知られていなかった心室固有筋の細胞内Na、Kイオンの心筋細胞刺激時の変化を明らかにした。心筋細胞内のNaは、刺激頻度依存性に増加するが、刺激開始後23分で定常値に達し、以後一定の値を示す。刺激終了後、上昇した細胞内Na濃度は、指数関数的に減少する。細胞内Kは、顕著な刺激頻度依存性を示さなかった。2.ラット胎児心筋細胞活動電位の妊娠経時的変化:ラット胎児心筋細胞は成熟ラット心筋細胞とは異り、出生前までは、持続時間の長い活動電位を発生させるが、出生後2日目より、しだいにその持続時間が短縮し、一週目には、ほぼ正常心筋細胞と同じ活動電位をする。出生直後より、Caチャンネルの減少と、Kチャンネルの増加により、活動電位持続時間の短縮がもたらされるものと結論された。どのような因子が、出生後の心筋細胞膜におけるチャンネルの増減の調節機構に関与するのか不明であり、実験継続中である。3.ラット腎被膜下移植心筋細胞の活動電位の変化:ラット胎児心筋、出生後、23日目の心筋をラット腎被膜下に移植した。胎児心筋は、移植後、成熟型の活動電位を示すもの、胎児型のままの活動電位を示すものがあり、向らかの因子が一方では、チャンネルの蛋白合成を促進し、他方、チャンネルの機構を調節しているものと考えられた。性ホルモンの直接的影響は、関与していないことが明らかとなった。また神経支配が関与している可能性も否定された。胎児型心筋活動電位を示す細胞は、細胞内Naイオンが成熟型より増加していることが観察された。
不完全情報ゲームにおける対戦相手の視線の動きを利用した情報の推測

本研究の目的は、麻雀対局中に、対戦相手の手牌や状況を推定することである。より具体的な手法としては、対局中のプレイヤーの視線情報を常に捉え、記録し続け、それを分析することにより、当該のプレイヤーが持っている手牌などの情報について一定以上の精度で判別することを狙いとしている。本年度はまず、システム開発のために必要な機材の調達を行い、開発環境を整えた。視線検出器付きのPCを利用し、対局中のプレイヤーの視線情報を常に取得し続けることが可能な最大4名用のオンライン対戦麻雀ソフトをC#により開発した。現時点では視線検出器が1つであるため、プレイヤーのうち1名のみの視線情報が記録可能となっている。予備実験までには機材の追加調達を行い、4名まで同時に取得できるようにする予定である。本年度後半は、対局中の視線の位置についての分類を行った。プレイヤーが対局中に見ている箇所を、プレイヤー自身の手牌、各プレイヤーの捨牌、ドラの表示牌、各プレイヤーの鳴き牌、それ以外の場所に分類し、対局中における状況(何巡目か、どのプレイヤーのターンであるか、など)とともに時系列データ(ミリ秒単位)として記録できるようになった。また最終的には、取得した各データについて機械学習を用いて、プレイヤーの状況(手牌の種類、聴牌しているか、攻めているか/守っているかなど)を推測することを考えているため、機械学習を利用するうえでの必要な入力データや具体的な手法についても並行して検討を進めている。本年度中に予備実験ができる程度までシステムの開発を行う予定であった。画面配置や各画像の大きさなど、最終的なシステムの調整段階であり、現状ではまだ予備実験には至っていないが、おおむね順調に進められていると考えている。次年度は、開発したシステムについて予備実験を行い、特に問題が無ければそのまま本実験と続けていく予定である。まずは取得した視線データについて、比率などの単純な統計データとして集計し、その後機械学習等のより高度な手法を用いて情報推定のための分析を行っていく。その後に成果をまとめ、学会発表および論文投稿などへとつなげていくことを考えている。システム開発用のソフトウェア購入を考えていたが、視線検出のためのライブラリ等の関係上、別のプログラミング言語での開発に切り替えた。代替として、開発およびテスト用のPCを購入したが、それぞれに掛かる金額の差として次年度使用額が生じた。
神経芽腫におけるゲノム変化の網羅的検索とそこからの癌関連遺伝子及び予後因子の同定

小児の代表的な腹部固形腫瘍である神経芽腫では染色体1p36領域の欠失、MYCN癌遺伝子座の増幅、17q領域の増加などの染色体変化と予後との相関が知られているが、その領域からの神経芽腫発症に関わる遺伝子は未だ同定されていない。本研究では、神経芽腫の予後の異なるサブセットに特異的なゲノム変化の同定と、それらの領域からの腫瘍関連遺伝子の同定を目指して、様々な病期の神経芽腫270症例についてアレイCGH解析を行った。本年度は以下に示す結果が得られた。Genetic subgroupの分類と予後判定用clinical subgroupの同定アレイCGHによる腫瘍組織のゲノム異常パターンを独自のクラスタリング解析によりグループ化した。Silent, Partial, Wholeの3つに大別した後、神経芽腫で重要とされる1p、11qの欠失と2p上MYCNの増幅の有無からさらに12のサブグループに分けられた(Genetic subgroup)。各グループの予後との関連を検討するため、それぞれのグループのKaplan-Meier解析を行い、その結果から臨床予後による3つのClinical subgroupを設定した。これらの5年生存率は95%(予後良好),76%(予後中間),29%(予後不良)であった。今後はアレイCGHパターンから分類した予後中間群および予後不良群についてさらに詳細に解析を進め、予後と関わっているピンポイントなゲノム異常の同定と、遺伝子発現を組み合わせた解析を行う予定である。増幅および欠失領域の候補遺伝子の探索アレイCGH解析結果から、ホモ欠失および遺伝子増幅の候補をそれぞれ174 BACクローン、157 BACクローンに絞り込んだ。これらの候補領域にマップされる遺伝子をUCSCゲノムデータベースより取得し、それぞれについて半定量PCRによる確認実験を開始した。小児の代表的な腹部腫瘍である神経芽腫では染色体1p36領域の欠失、MYCN癌遺伝子座の増幅、17q領域の増加などの染色体変化と予後との相関が知られているが、その領域からの神経芽腫関連がん抑制遺伝子は未だ同定されていない。本研究では、神経芽腫の個性に関連する特異的なゲノム変化の同定と、それらの領域からの腫瘍関連遺伝子の同定を目的として、様々な病期の神経芽腫270症例についてアレイCGH法を行った。1)アレイCGH解析と数値化データの変換法の確立BACアレイは約2430クローンが搭載されたものを用いた(約1Mbの解像度)。まず、神経芽腫で高頻度に見られる3倍体等のAneuploidyの腫瘍はしばしばデータの解釈が困難であったが、当研究室にて解析を行った個々の腫瘍細胞のDNAプロイディデータを用いることにより、ハイブリダイゼーションシグナルの数値化データに対する独自のノーマライズ法を確立した。得られた各BACクローン毎のコピー数変化のパターンについて階層クラスタリングを行ったところ、神経芽腫のゲノム異常には5つのサブグループが存在することが判明した。各サブグループのKaplan-Meier法による生存分析を行ったところ、典型的な予後良好群および予後不良群、その中間群とに分類され、geneticな異常のパターンが非常によく予後と相関していることが示された。更に各種臨床データとの関連性やクローン単位での予後との相関を探索する予定である。3)増幅および欠失領域の狭小化と候補遺伝子の探索増幅および欠失の範囲に含まれるBACクローンの染色体マップから共通領域の限定を進めた。2p24.3のMYCN増幅アンプリコンが2p24.1等周辺領域の染色体増加を広く伴っていることや、2p21にも増幅の候補が見い出された。今後はこの領域の遺伝子の発現との相関の有無を解析する。
リコンビナントFv抗葉酸リセプターβイムノトキシンによるRA治療の前臨床試験

平成17年度ヒト葉酸リセプターβ(FRβ)に対するリコンビナントタイプイムノトキシン(94b)を作成し、その効果をFRβ強制発現細胞、関節リウマチ滑膜細胞で検討したところ、3ng/ml(IC_<50>)の低濃度にてアポトーシスを誘導した。このイムノトキシンのIn vivoにおける効果を関節リウマチ滑膜をSCIDマウス耳下に移植したモデルにて検討したところ、炎症性サイトカイン(TNFα、IL6)血管新生(CD34^+)マクロファージ(CD68^+)、活性化線維芽細胞(VCAM-1^+)の減少が免疫組織染色にて確認された。平成18年度次に、これらの2種の抗ヒト葉酸リセプターβ抗体がアカゲサルの組織マクロファージの葉酸リセプターβに反応するか検討した。抗体36bは組織マクロファージの1部に反応したが、抗体94bは組織マクロファージに反応しなかった。そこで、リコンビナントイムノトキシン投与による実験的サル関節炎の効果は毒性試験のみになるため、実験的マウス関節炎でのイムノトキシンの効果を検討することにした。マウス葉酸リセプターβ遺伝子をクローニングし、ラット肥満細胞株に遺伝子導入後、ラットに免疫して9種のラット抗マウス葉酸リセブターβ単クローン抗体を得た。これらの抗体はマウス葉酸リセプターαとは反応せず、マウス葉酸リセプターβ特異的抗体と考えられた。これらの抗体による葉酸リセプターβの発現を腹腔マクロファージ、脳、肺、脾臓、腎臓、腸、皮膚で検討したところ、腹腔マクロファージ、肺、腸の組織マクロファージにおいて反応性がみられたが、ヒトの同組織のマクロファージに比べて発現細胞は少なかった。これらの結果からサルやマウス組織での葉酸リセプターβ発現マクロファージは少なく、炎症において増加することが示唆された。現在これらの抗体を用いてイムノトキシンを作成中である。1.作製したイムノトキシン(94b)はFRβ発現B300-19、FRβ発現HL-60、関節リウマチ滑膜細胞にIC_<50>3ng/mlの低濃度にてアポトーシスを誘導した。2.このイムノトキシンを、関節リウマチ滑膜組織を耳に移植したSCIDマウスの滑膜周囲に経皮的に投与し、滑膜細胞に及ぼす影響を検討した。免疫組織学的な検討にて、CD68陽性細胞、VCAM-1陽性細胞、Ang-1陽性細胞、CD34陽性細胞、IL-6陽性細胞の減少がみられた。Tunel法によるアポトーシス細胞の検索では、イムノトキシン投与により、アポトーシス細胞の増加がみられた。また滑膜細胞数も減少した。これらの結果から、イムノトキシンはマクロファージにアポトーシスを誘導するのみならず、間接的に活性化線維芽細胞や血管新生を抑制することが示された。3.関節リウマチ滑膜マクロファージはRANKL、MCSF、デキサメサゾン刺激により破骨細胞に分化することが知られている。イムノトキシンが関節リウマチ滑膜マクロファージの破骨細胞形成に影響を及ぼすか否かを検討するため、14日間の培養系のDay1とDay7にイムノトキシンを加え、Dentine Slice上のPit形成を調べたところ、イムノトキシン投与により、破骨細胞形成は有意に抑制された。これらの結果からイムノトキシンは滑膜マクロファージに作用するのみならず、破骨細胞形成の途中にある滑膜マクロファージにも作用することが示された。これまで、2種の抗葉酸リセプターβイムノトキシンを作成した。

抗体36bをベースにしたイムノトキシンは緑膿菌外毒素(PE)と化学的結合させたイムノトキシンである。抗体94bをベースにしたイムノトキシンは抗体遺伝子とPE遺伝子を結合させたリコンビナントイムノトキシンで、今後臨床試験を計画している。これらの2種の抗ヒト葉酸リセプターβ抗体がアカゲサルの組織マクロファージの葉酸リセプターβに反応するか検討した。抗体36bは組織マクロファージの1部に反応したが、抗体94bは組織マクロファージに反応しなかった。そこで、リコンビナントイムノトキシン投与による実験的赤毛サル関節炎の効果は毒性試験のみになるため、実験的マウス関節炎でのイムノトキシンの効果を検討することにした。マウス葉酸リセプターβ遺伝子をクローニングし、ラット肥満細胞株に遺伝子導入後、ラットに免疫して9種のラット抗マウス葉酸リセプターβ単クローン抗体が得られた。これらの抗体はマウス葉酸リセプターαとは反応せず、マウス葉酸リセプターβ特異的抗体と考えられた。これらの抗体による葉酸リセプターβの発現を腹腔マクロファージ、脳、肺、脾臓、腎臓、腸、皮膚で検討したところ、腹腔マクロファージ、肺、腸の組織マクロファージにおいて反応性がみられたが、ヒトの同組織のマクロファージに比べて発現細胞は少なかった。これらの結果からサルやマウス組織での葉酸リセプターβ発現マクロファージは少なく、炎症において増加することが示唆された。現在これらの抗体を用いてイムノトキシンを作成中である。
日本の近代製鉄における技術革新の分析に関する研究

本研究では、100年間の製造年次の異なるレールの材料学的な調査結果と製造装置、製造技術の変遷などについて必要な再調査、整理を行い、それらが系統的に関連しながら人為的、技術的努力により発展し、現在世界をリードできるに至った過程を明らかにするとともに、材料のデータから製造条件を推定する方法論について検討した。さらに、製品の実物展示方法について検討した。1.技術調査に関して(1)レールの材料学的調査結果と製造条件に関する調査結果を対比して、その関係を時系列的に分析し、製鉄所設立当初は銑鋼一貫製鉄技術及びレール製造技術を導入するにはタイミングに恵まれていたことが分かった。(2)材料と製造条件との関係を明らかにすることができた。特に、高強度熱処理レールの開発は、100年間の成果が見事に結実した八幡製鉄所の成果として世界に誇れるものである。2.博物館展示に関して(1)上記の技術調査の検討結果を踏まえ、博物館における材料関係技術の展示方法について検討し、展示用カットレールサンプルを作製した。製造年は19021991年までのサンプルならびに海外で製造された18741902年製のものである。これらを板厚1020mmに切断して研磨した試料、そのマクロ組織及びサルファープリントした資料を並列に並べて標本とした。(2)また、解説用のポスターを13枚作成した。すなわち、鉄道創成期から1929年JES制定までのレール技術の変遷過程、レールの材質から見た八幡製鉄所ベッセマー転炉の盛衰、20世紀に八幡製鉄所で製造されたレールの材質調査結果、国産レールの製造設備及び技術の革新過程、国産レールの高強度化技術の革新過程について、これら5項目に分けて解説した。なお、これらの成果は「日本の近代製鐵における技術革新の分析に関する研究」として出版した。2.1鉄道創設期から1929年JES制定までのレール技術変遷過程の調査1870(M3)年に始まる官設鉄道創成期に用いられたレールは全て英から輸入され、錬鉄と炭素鋼が組合された4種類のレールが用いられていた。以後、耐摩耗性と耐用性の向上のための炭素鋼レールへ統一、輸入レールは英独から米へ変化、さらに我国に適したレール材質の検討、最後に1929(S4)年に鉄道省規格(JRS)と日本標準規格(JES)の制定によるレール製造技術の自立と、1930(S5)年以降の鉄道省用レールの全量国産化に至る過程を分析している{以上の内容は、H19年2月21日(水)、NHK総合テレビ22:00放映、「その時歴史が動いた-鉄は国家なり-」の作成に利用された。}。2.2普通レールの規格の変遷調査1929年に「レールに関する日本標準規格(JES)」が制定されたが、この規格以前に用いられた八幡製鐵所の規格、さらにJES制定後の変遷、1953年の日本工業規格(JIS)「普通レール」への改正と現在までの変遷を調査、整理している。2.3レール高強度化技術の革新過程八幡製鐵所では1901年の起業以来、中炭素鋼の圧延ままの普通レールが製造されていたが、太平洋戦争後さらなる高強度化には熱処理で対応することとされた。まず、1963年に「HHレール」が制定され、以後「NHHレール」、「直接熱処理レール」、「HEレール」が開発され、それらの革新過程を分析している。2.4レール製造設備と製造技術の革新過程起業時の輸入設備・創業技術が、原料事情や材質からのニーズ、量的拡大に応えて能力が増強され、さらに各時点で国産化、合理化が進められ、現在の世界トップレベルの設備、技術に至る革新過程を整理した。
麗水地域在来民家の建築技術的変化の様相ー近代日本住宅の影響の視点からー

本研究は、韓国麗水地域の在来民家について近代期日本住宅の影響の側面から究明しようとする研究の一環として行うものである。先行研究により、麗水地域の近代民家の成立と実態について明らかにし、開放的板の間の閉鎖化や縁空間の拡大、近代建築材の導入、柱や間幅の変化などから日本との関係、つまり海洋文化圏の検証につなげる知見を得た。これらの成果を踏まえて本研究では、1麗水地域の近代民家の成立と実態について架構構成と寸法、部材断面寸法等を明らかにし、2近代以前民家からの時期別変化を究明したうえ、3日本の近代木造住宅技術の分析尺度を用いて、麗水在来民家建築の技術的変化における日本の影響について総体的に解明する。
日本語学習者が落語を通して学ぶ日本の笑いの研究

落語は日本独自のユニークな形態を持つ話芸であり、日本文化のエッセンスが凝縮されているが、日本語学習者にとって難しいと敬遠されがちである。日本語学習者の笑いを中心とする理解を明らかにするために、研究材料の作成および理解を分析するための方法を検討した。研究材料は、留学生の聞き手を対象とした約20時間に及ぶ映像、音声を収集した。江戸落語・上方落語、新作落語・古典落語、初級対象・中上級対象とバリエーションを持たせ、映像の編集、文字化を行った。学習者の理解を測るための方法として、会話分析の手法のほか、アンケート、絵による表出などを実施し、その有効性を明らかにした。落語は日本独自の話芸であり、日本語および日本文化を教える上で多くの有益な情報が入っている。しかし、方言を含む話し方や、文法、語彙の難しさだけでなく、背景知識を使った想像の共有が各所で求められるため、外国語としての日本語学習者、とくに初級では難しく扱いきれないと一般には考えられている。そこで、今年度は前年度に引き続き、落語の魅力を伝えるために、何が難しいのか、どこを面白いと思っているのか、またどのような足がかりを与えればいいのかを明らかにするために下記の研究を進めた。1.調査材料の作成と分析:2013年2月に筑波大学大学会館和室および教室において、日本語初級者対象、上級者対象を分けて、上方落語協会所属の林家染雀師匠による落語に対する講演、落語会、ワークショップを開催し、映像、音声材料を収集した。映像材料のラベル付け、音声材料の文字化を行った。2.日本語学習者に対し聞き取り調査を行った結果、初級学習者でも提示方法を工夫すれば、十分に利用できることがわかった。3.1で作成した映像、音声資料を用いて調査方法の検討を進めた。日本語学習者の落語の理解について会話分析の視点から、笑いのタイミング、笑いの理由などについて分析を行った。4.演者であるプロの落語家へのインタビューを行い、特にノンバーバルナ側面についての理解の違いなど意見交換を行った。5.日本語学習者の理解度を測定するための方法として、コンピュータ上に映像資料をのせ、字幕のon/off,「面白い」「難しい」をクリックすることにより、履歴をとるプログラムの開発を進めた。6.日本語教育国際大会において、研究代表者、分担者の他、プロの落語家(林家染雀)、チェコの外国人落語研究者(フランソヴァ)、会話分析の研究者によるパネルディスカッションを行った。1.研究材料の作成:留学生のための落語会を2回開催した。今年度は特に初級学習者を対象にした小咄を中心にデータ収集を行った。映像の編集、文字化を行い、研究材料として利用できるようにした。2.コンピュータプログラムの開発:これまでまでに蓄積してきた映像データ、音声データとあわせて、留学生が落語を理解できるようになるためのコンピュータプログラムの開発を進めた。難しい語彙を画像で表示する、「かけことば」を問題を解かせながら二つの意味の理解を導くなどe-learningとしての面から、有効な方法について検討した。3.会話分析の立場から、落語会における観客による笑いの組織化に着目し「ボケに対するツッコミ」という構造的フォーマットが落語家によって提示され、それが観客に対して笑う位置を知らせる合図の役割を果たしうること、そして、そのような合図が提示されたにもかかわらず適切な笑い行為を産出しない場合、落語家による「笑いの追求」が確認される場合があり、それによって、出された合図に対して笑うというのがこの状況下で期待される行為であるという志向性を示していることが分かった。また、落語を視聴する留学生による笑いのタイミングに関しても分析を行った。4.落語において表象・実践されている日本の文化遺産として審査されるかという行政的側面からの分析を行った。5.日本語学習者に対する落語の教育的利用に関して、効果的な方法の提案を行った。6.研究発表を、オーストリア、トルコの研究会、アメリカの学会において行い、また2月には筑波大学において、海外からの研究者、落語家を招き講演会および座談会を行った。落語は日本独自のユニークな話芸である。背景もない舞台で手ぬぐいと扇子だけを使い、多くの人を演じ分けストーリーを運ぶ。そこには人間の普遍的な「業」と個々の文化的背景による相違点がある。本研究は、日本文化のエッセンスが凝縮されている落語を聞いて、日本語学習者がどのように理解しているかを測定する方法を考える。1.調査材料の作成と分析2011年11月に筑波大学大学会館和室において日本語上級レベルの留学生約20名を対象に上方の林家染雀師匠に落語に関する講演および落語会、ワークショップを開催した。複数のカメラ、およびICレコーダーを用いて合計6時間の調査材料を作成した。2012年1月には同様に柳家さん喬師匠に約50名を対象として講演会および落語会、ワークショップを開催し、同様に4時間の映像・音声の調査材料を作成した。また、同時に日本語学習者を対象に理解度を分析するための映像データおよび音声データを収集した。

音声データは文字化も進めている。本調査材料を利用して、会話分析等の手法を用いた分析を進めつつある。2.落語における理解の仕方の方法の研究研究方法として、アンケートによるもの、ビデオ録画を利用した分析、日本語学習者の音声データの分析、音声で聞いた登場人物の特徴から、そのイメージを絵に表してみる方法、ストーリーの中から印象に残った場面を選び出し4コマの絵にする方法など様々なアプローチを試みている。これらの組み合わせにより、ブラックボックスであった「理解」がどのように引き出せるかについて検討を進めている。本年度は前年度までの研究を継続し、昨年度時間的に間に合わなかった研究材料の映像の編集と文字化を行った。日本語学習者にとって落語がどのように理解され、何が難しいのかを明らかにするために、それまでに行った「留学生のための落語会」で撮影した複数の映像を利用して、話し手である演者と聞き手である留学生の反応が同時に並べて観察できるように映像編集を行った。それにより、例えば用語や背景知識など日本語学習者が理解できないときの反応の仕方、それに対する演者の対応などの分析が容易に行えるようになった。複数の留学生に個別にICレコーダーをつけさせて、音声による反応の採取を行った。学習者の個々のつぶやきなどの反応を丁寧にとらえることにより、日本語力や母語、背景知識との関係について検討した。特に本年度は、演者側が聞き手の日本語力によりどのように演じ分けているかを見るために、初級者グループ(日本語能力試験N5レベル程度)と上級者グループ(同N1レベル程度)に同じ題材で演じてもらい、その差異についての分析を行った。言葉の言い換え、話す速度、繰り返し、間の取り方など言語的な側面に加えて、表情や体の動きなどノンバーバルな側面についても分析を行った。日本語学習者に対してインタビュー調査を行い、理解度を記述するための項目、また情意的な側面を測定するための方法について検討を進めた。最終年度として第二回「文化とことばの会」(柳家さん喬師匠の「留学生のための落語会」留学生によるポスター発表他)を公開で開催した。日本語教育資料収集は、落語家による3日間のべ10時間余におよぶ落語会、講演会他を催し、ビデオ撮影、文字化を予定通り行うことができた。聞き取り調査、アンケート調査も予定通り進んでいる。理解についての分析方法の検討については、コンピュータプログラム作成に着手した。日本語教育国際大会において、パネルディスカッションに採択され発表を行った。講演会実施が予定より遅れ、その後の映像の編集、録音の文字化、およびそれらを利用した解説を含むシステムへの動画搭載が終了できなかった。研究材料の作成に関しては、計画通り進めることができた。高い技能を持つ東京と大阪の落語家2名に、外国人日本語学習者を対象にして4日間計10時間に及ぶ落語に関する講演、落語会、およびワークショップを開催し、質の高い映像と音声の研究資料作成を行った。現在、それらを利用して会話分析等の観点から、順調に検討を進めている。
アメリカ教育アカウンタビリティ制度下における教育長・校長の職能向上プログラム改善

米国における教育の質的改善にむけた取組を、教育統治過程と教育行政・学校経営の専門技術的過程そして教職員による教育実践に分節化して考察することによって、今日の米国における教育改革の大きな柱の一つは、教育行政・学校経営の専門技術的過程の質的改善にあることが浮き彫りになった。また、「分散連携型リーダーシップ(Distributed Leadership)」と呼ばれる理論と実践が、米国の大都市教育改革で着実に広まりつつあることも観察面接調査で明らかになった。これは、創造的な教育実践と教育課程を開発していく教職員のリーダーシップもまた、教育経営・学校改善においてはきわめて重要であるとする。すなわち、自治体の教育改善は、教職員、校長、教育委員会(教育長)などそれぞれのアクターが持ち前のリーダーシップを発揮し、尊重しあうとともに連携していくことが大切だというのである。調査研究で明らかにできたことを以下の5点に整理し報告書を作成した:(1)初等中等教育法の2001年改正による教育アカウンタビリティシステムは、従来にもまして成果管理型の教育ガバナンスシステムを強化している。(2)ハーヴァード大学大学院の都市教育長養成プログラムとヴァンダービルト大学の校長リーダーシップ研修プログラムの特徴は、それぞれ「分散連携型リーダーシップ」と「CEO型リーダーシップ」として捉えることができる。(3)教育長および校長の専門職能は、大学と連携した養成研修プログラムのみならず、学校改善の実践を通してその向上がはかられている。(4)日米比較観察調査研究では、わが国における学校評価・学校改善活動は、校長の学校経営上の権限と責任を強化していく傾向が強いことが明らかとなった。(5)東海3県の市町村教育長に対する悉皆調査では、「教育法の整備と教育改革」「教育行政・政策評価と学校評価」に対する研修(力量向上の)ニーズが特に高いことがわかった。ニューヨーク市、ロサンゼルス、シカゴに加えてボストンの教育委員会が実施している校長研修・職務評定プログラムについて資料収集を行った。このうち、ハーバード大学の教育長研修プログラムおよび校長研修プログラムはきわめて臨床的で実践的な体系を有しており、次年度に向け、同プログラムヘの参加観察調査の計画をつくった。また、日本学術振興会外国人招聘研究者プログラム(短期)をも活用して、ケネス・ウォン教授(米国ヴァンダービルト大学)とともに、2003年2月22日より3月8日までの15日間、日米比較の視点から、学校評価活動を生かした学校経営を推進できる教育長や校長の職能向上プログラムについて、三重県教育委員会、大阪府教育委員会、東京都教育委員会、愛知県教育委員会、品川区教育委員会を面接調査した。これにより、平成15年度にすすめる予定の米国4都市における教育長・校長等教育行政・経営専門職の研修プログラムに関する面接調査の内容を、日米比較の視点を入れて作成することができた。また、ヴァンダービルト大学ピーボディ・カレッジの校長研修プログラムは米国南部で高い評価を受けており、教育行政・経営専門職の研修における教育委員会と大学との連携の視点から、同プログラムヘの参加観察調査を次年度実施することとした。この1年間の研究調査活動を通して、米国の大都市教育委員会は、教育長・校長の職能向上プログラムを、大学のリソースを有効に活用しながら、半年から1年におよぶ長期の臨床的実習を中心に再編してきている動向をウォン教授の協力も得てデータによって裏付けることができた。日米比較の視点から、東海3県(愛知県、岐阜県、三重県)の市町村教育長全250名に対して、「教育行政・学校経営専門職の大学院における研修のニーズ調査」を実施した。これは、学長裁量経費の補助も受け、同僚の協力を得て行った。また、7名の市町村教育長に対しては、面接調査も実施した。この中で、教育長・指導主事職および校長に対する研修ニーズは非常に高いことが明らかとなった。教育長の場合、「教育行政・政策評価と学校評価」への研修ニーズが特に高かった。

また、吉良直教授(淑徳大学)の協力を得て、ハーバード大学大学院の都市教育長プログラム(Urban Superintendents Program, USP)について、資料収集を行った。USPの場合、コースワークとインターンシップそれに博士論文から成っている。一年間のコースワークの後、現職の都市教育長の直接的指導のもとで、6ヵ月のインターンシップが実施される。現職のシャドウイングをし、教育長の言動を詳細に観察、理解し、内省する機会が与えられる。特に、USPにおいては、研究能力が非常に重視されている点が明らかとなった。教育長は、単に専門家の意見を聞いて教育政策を立案するというのではなく、自ら適切な教育政策を創造的に立案・実施・評価しうる研究実践的力量が追求されている点が重要である。最終年度はハーバード大学大学院の都市教育長プログラム(Urban Superintendent Program, UPA)と、ヴァンダービルト大学ピーボディカレッジと地元ナッシュビル教育委員会との共催による校長研修プログラム(Principals' Leadership of Academy Nashville, PLAN)を観察し、主なスタッフへの面接調査を実施した。ハーバード大学大学院のUSPとヴァンダービルト大学のPLANを比較するなかで、リーダーシップそのものの考え方が質的に異なっていることがわかった。ハーバード大の講師陣たちの掲げるリーダーシップは、子どもの学力向上などに責任を負っているのは、学校長、教職員であり、教育委員会や教育長でもあり、それぞれの連携と責任が強調され、distributed leadership(分配的リーダーシップ)として理論化されている。また、ボストン学区では、こうした理論を生かし、最近、各校に教育課程づくりと授業改善のための協議体(instructional leadership team)を教職員を中心に編成している。この考え方のベースには、No Child Left Behindの教育アカウンタビリティ制度が、連邦政府や州政府による学区や学校に対する学力向上にむけたトップダウンの一方的性格を強めてきている傾向に対する批判がある。すべてのアカウンタビリテイシステムは、一方向的ではなく相互性、相補関係(reciprocity of accountability)においてとらえ、運用していかねばならないとする。一方、ヴァンダービルト大学の校長研修プログラムPLANでは、校長は場合によってはCEOとして振舞うことへも対応したプログラムになっている。ナッシュビル学区では校長には校長としてのテニュアはなく(教員としてのテニュアはある)、毎年数パーセントの校長・教頭から教員への「降格」人事が行われ、強いリーダーシップが期待されている。
東南アジアに多発する口腔がんをテーマとする国際共同研究の企画調査

最新のがん研究の成果として、発がんの過程に於いて、様々な外的、内的障害が遺伝子(がん遺伝子、がん抑制遺伝子等)に加えられ、これら遺伝子異常の蓄積により最終的にがんが発生することや遺伝子多型などのgenetic backgroundにより発がんに個体差のあることも明瞭に示されて来ている。しかしながら、口腔領域では、前がん病変として白板症が位置づけられているものの、遺伝子異常の解析は必ずしも十分ではなく、口腔がん発生機序の解明および分子疫学的解析が、他領域に比べ著しく遅れているのが現状である。我々は、この原因として、前がん病変がん病変に至る各段階の検体収集に限りがあり、これが大きな障壁のひとつとなっていると考えている。一方、東南アジア地域では、betel chewing(噛みタバコの一種)の習慣が広くあり、これに起因して白板症を経て口腔がんが多発していることが知られている。しかし、これら東南アジア諸国では人的、経済的理由により、その解析・予防に多くの努力が払われているとは云えず、結果、多くの口腔がん患者が発生し続けている。そこで、この状況を打開するために既知の口腔外科医の所属する施設:フィリピン(イースト大学歯学部口腔外科)、バングラデシュ(ダッカ大学歯学部口腔外科)、スリランカ(ペラデニア大学歯学部、国立がん病院、他5施設)、台湾(国立台湾大学医学院)と連携・調査を行ったところ、台湾(国立台湾大学・高雄医科大学歯学院)の研究体制・レベル・問題意識が極めて高い状態となっていた。また、これらの施設ではBetel Chewingによる口腔がん症例が100200/年と豊富に集積可能であり、採取した検体の保存(一部は解析可能)の状態となっていた。さらに、高雄医科大学のグループは長年にわたり地域の口腔健診を継続しており大規模コホート研究の推進も可能な状態となっていた。症例登録用のフォーマット(案)として我々がスリランカで使用しているものを提案し、概略合意した。一方、検討項目として、我々の結果である、「スリランカ・日本の症例におけるp15,p16,MNMG等の遺伝子に高率にmethylationが生じており、その頻度が病変の進行に応じて高くなること」を元に検討項目として有望との結論となった。さらに、スリランカで推進しているクルクミンによる病変予防・前癌病変の長期観察も推進課題として加えることとなった。尚、本年度にはスリランカの大災害があり、同国での活動にやや支障を来たしたが、幸いにも研究者・研究協力者には人的被害はなく、今後の研究活動の継続に大きな支障が無かったのは幸いであった。
カルシウム情報伝達の分子機構に関する薬理学的研究

カルシウムイオンは細胞内情報伝達物質としてその重要性が多くの研究者により指摘されている。しかしながら、これら、カルシウムイオンにより調節されている細胞機能の分子機構については、現在なお多くの不明な点を残している。一方、細胞内カルシウムイオンはカルシウム結合蛋白質を介してその作用が内現すると考えられているが既報のカルシウム結合蛋白質のみでは十分説明出来ないことも多い。さらに、カルシウム依存性の細胞機能調節の分子機構は組織により異なり、各々の組織は特徴有るカルシウム結合蛋白質群によるカルシウム調節機構を構築していることが明らかにされつつある。最近我々は、新しい細胞内カルシウム結合蛋白質を見出し、分離精製し、そのcDNAクローニングにも成功した。この蛋白質は既知の蛋白質の中ではS100ファミーに属する蛋白質であるが、他のS100蛋白質ファミリーと分子特性や機能発現機構が異なることが明らかとなった。S100蛋白質ファミリーの生理的役割については今日まで多くの研究がなされ、細胞分化、細胞周期の制御、種々の蛋白質リン酸化反応の調節における関与などが示唆されているが、その詳細は不明である。我々の見出した新しいカルシウム結合蛋白質S100Cは、はじめ心筋から見出したものであるがノーザンブロット、ウエスタンブロットによる分析結果から肺や腎臓に大量存在することが判明した。さらにブタ腎臓近位尿細管由来LLC-PK1細胞、イヌ腎臓遠位尿細管由来MDCK細胞、ラット副腎由来PC12細胞等に多く発現していることを明らかにした。そこで、これらの細胞の細胞周期におけるS100C蛋白質の発現量の変化を抗S100C抗体を用いて検討した結果、細胞周期依存性発現において他のS100蛋白質ファミリーとは異なることが明らかになり細胞増殖においてS100Cは新しい役割を担っていることが示唆された。カルシウム依存性細胞機能は、収縮反応、分泌現象、細胞増殖等が代表的なものであり、その生理的重要性は、多くの研究者により確認されている。しかしながら、これらのカルシウム依存的細胞機能調節の分子機構については、現在なお多くの不明な点が残されている。一方、カルシウム調節の中心的分子機構として、細胞内カルシウム結合蛋白質が重要視されている。我々は代表的な細胞内カルシウム結合蛋白質であるカルモデュリンに特異的に作用する薬物(カルモデュリン阻害剤)を使用し、薬理学的手法による研究を行ない、その生理機能を解明してきた。しかし、カルモデュリン及び既知のカルシウム結合蛋白質ではカルシウム依存性細胞機能調節の分子機構を十分説明出来ないことが判明してきた。つまり、それらの機構は組織により異なり、それぞれの組織は、特徴あるカルシウム結合蛋白質群によるカルシウム調節機構を構築していることが明かにされつつある。そこで、本研究ではカルシウム依存性機能が注目されている組織である心筋、平滑筋、血小板、脳、肺等から新しいカルシウム結合蛋白質を分離精製し、従来の研究において不足しているカルシウム情報伝達における組織特異性の解明を試みることを目的とした。本年度は、心筋、平滑筋、血小板、脳、肺から種々のカルシウム結合蛋白質の精製を試み各々異なるカルシウム結合蛋白質を得、それぞれの蛋白質に対する抗体を作成し組織分布を調べ興味深い結果を得た。特に心筋から得たカルシウム結合蛋白質CaBPcはEFハンド構造を持つ2量体で、アミノ酸組成、部分アミノ酸配列等から新しいカルシウム結合蛋白質であることが判明した。CaBPcは他のEFハンド構造を持つ蛋白質とは異なり等電点が6.2と高いことや、組織分布が広いことから、カルモデュリンと同様基本的な生理機能に関わっている可能性が示唆された。細胞内カルシウムイオンは、筋肉の収縮反応、腺細胞の分泌現象、細tの増殖や分化における調節因子として、その重要性が多くの研究者により示摘されている。

しかしながら、これ等のカルシウム依存性細胞機能調節の分子機構については、現在なお多くの不明な点が残されている。一方、細胞内カルシウム情報伝達の中心的分子機構として、細胞内カルシウム結合蛋白質が注目されている。我々は既に、細胞内カルシウム結合蛋白質の代表的なものの一つであるカルモデュリンに作用する薬物(カルモデュリン阻害薬)を使用した薬理学的研究を行ってきた。しかし、その後の研究からカルシウム依存性細胞機能調節の分子機構は組織により異なり、各々の組織は、特徴あるカルシウム結合蛋白質群によるカルシウム調節機構を構築していることが明らかにされつつある。最近、我々は新しい細胞内カルシウム結合蛋白質を見出した。この蛋白質は、ブタ心筋においてカルシウム非存在下に可溶性画分に分布するもので、疎水性カラムにカルシウム依存性に吸着することが明らかとなった。さらに、特徴的な性質は色素アフィニティ-カラムにカルシウム依存性に吸着することであり、カルモデュリンや既知のS100蛋白質にこの様な性質は認められない。一方、1分子(2量体)当り4個のカルシウムイオンが結合することが認められた。その親和性は、塩が存在しない場合はKd=2μMであり、100mMKClが存在するとKd=55μMになり、KClにより親和性は著しく減弱することが明らかとなった。更に、この蛋白質の作用機序を解析した。その結果、この蛋白質はカルシウム存在下で細胞骨格に結合し、カルシウムイオンを除去すると解離することが示された。以上の結果より、この蛋白質は、心筋の新しいカルシウム情報伝達機構に関与していることが示唆された。カルシウムイオンは生体にとって根源的な情報伝達物質として筋肉の収縮反応をはじめ分泌現象、細胞増殖、細胞の走化性などにおいてその重要性が指摘されている。しかしこれらのカルシウム依存性細胞機能調節の分子機構については、現在なお多くの不明な点を残している。一方、細胞内カルシウムイオンは主にカルシウム結合蛋白質を介してその作用が出現すると考えられているが既報のカルシウム結合蛋白質のみでは十分説明出来ないことも多い。さらに、カルシウム依存性の細胞機能調節の分子機構は組織により異なり、各々の組織は特徴有るカルシウム結合蛋白質群によるカルシウム調節機構を構築していることが明らかにされつつある。最近我々は、新しい細胞内カルシウム結合蛋白質を見出し、分離精製し、そのcDNAクローニングにも成功した。この蛋白質は既知の蛋白質の中ではS100ファミーに属する蛋白質であることが明らかとなった。S100蛋白質ファミリーの生理的役割については今日まで多くの研究がなされ、細胞分化、細胞周期の制御、種々の蛋白質リン酸化反応の調節における関与などが示唆されているが、その詳細は不明である。
遠心圧縮機の非軸対称性により発生する旋回失速の発生機構の解明と実験的検証

本研究では、遠心圧縮機の幾何形状および流入条件がもたらす非軸対称性により発生する旋回失速の発生機構を解明し、失速の初生構造を実験により検証することを目的とする。研究計画を以下に示す。1.実機試験により、渦型室により形成される不均一な圧力場および非一様流入条件が旋回失速の初生に与える基本特性を調査する。さらに、2.数値解析により、失速の初生位置およびその発生構造を明らかにし、遠心圧縮機特有の非軸対称条件下での汎用的な失速形成モデルを提案する。3.新たに壁面境界層内のせん断応力を測定する手法を確立・導入し、圧力計測と組み合わせることで、解析により明らかにした失速形成モデルを実験により検証する。