hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多孔質内熱対流カオスに及ぼす多孔質内部幾何構造の影響

狭い間隙内の流れと多孔質内の流れの相似性を利用するHele-Shaw近似の下に,その間隙内には角柱群を配置することにより多孔質を模擬し,下方より過熱された水平多孔質層内の熱対流カオスにおいて,構造体スケールでの加速・減速作用の影響がどのようにあらわれるか,実験および数値解析の両面から検討を行った。実験においては,試験流体として水を用い,構造体スケールでの流れ場と温度場の挙動の把握に感温液晶懸濁法によるかしか観察も応用した。また上記多孔質モデルに対して,水およびグリセリン構造体スケールの微視的観点の直接数値解析を行った。数値解析においては,微視観点のエントロピ生成の解析の組み込みを行った。レイリ数の上昇とともに,構造体まわりの局所流れは,カオス域に遷移すること,その際,構造体まわりの局所位置によりカオス挙動が異なる領域,あるいはカオスを生じていない領域とカオス域が混在し得ることが,温度場時系列の解析および微視観点の可視化から実験的にとらえられた。数値解析においても,局所的加速・減速の作用を考慮する本解析は,局所浮力と逆方向の変動に基づくカオス挙動が,慣性項およびその局所変化を考慮することなく伝熱面に沿う境界層の不安定性に基づく従来のカオス挙動とは異なる局所構造を生じることが明らかとなった。なお従来の境界層不安定に基づくカオス挙動との比較確認のため高プラントル数流体におけるカオス挙動の数値解析を行った。カオス構造の代表スケールが,構造体スケールおよび層全体のスケールと相対的にどのように変化するかを解析するため,数値解析においてはリアプノフ数の構造体周り空間分布の解析を行った。また同時に構造体まわりの局所エントロピ生成分布の時系列変化解析を行った。以上により,実験および数値解析の両面から,多孔質内熱対流に及ぼす内部微視幾何構造の影響を基本的に明らかにしている。
がん間質特異抗体の開発とその臨床応用への基礎的研究

癌間質と胎児期の間質に見られるいわゆる「癌胎児」細胞外マトリックス(ECM)分子として、テネイシン-C(TN)や細胞性フィブロネクチン(FN)が知られている。これらの分子は、癌細胞自体とこの微小環境下にある間葉系細胞によって産生され、癌組織には正常組織に比し多量に沈着している。また、これらの分子には選択的スプライシングによって作られるそれぞれ数種のアイソフォームが存在し、これらは、正常組織では極めて少なく、癌組織に選択的発現している。本研究では、癌間質の特殊性をさらに明らかとし、癌間質特異抗体を開発し、癌の診断、治療に利用する方法について研究した。1)既知のECM糖蛋白ならびにプロテオグリカン分子の癌間質における発現を癌間質特異性から検討した。2)ヒト癌組織から抽出されたECM糖蛋白分画を抗原として、癌間質特異抗体を作成し、未知の癌間質特異抗原を試みた。3)本研究で開発された抗体を蛍光色素でラベルし、実験動物に注入し病変部に集積することを明らかとし、RIイメージングの可能性を示した。1)ではさまざまな癌におけるECM蛋白の発現を検討し、癌細胞自身が作り出すTNCや細胞性FNが癌組織に特異な分子であることを明らかとすることができた。2)では癌組織のECM蛋白の抽出画分を抗原としてモノクローナル抗体作製を行い、癌組織に存在する抗原を明らかとした。3)については、TNCに対するモノクローナル抗体を中心に検討し、TNC遺伝子欠失マウスを免疫することで、交差性が広く親和性の高い抗体を作製し得た。これらの抗体は乳癌組織に強い集積性を示し、イメージングに利用できる可能性が明らかとなった。さらに、1)からの成果として、TNCのスプライスバリアントが癌組織に特異であることが判明し、この部位のモノクローナル抗体を作製した。この抗体は正常組織では陰性であり、癌組織のみを染色した。1)がん間質に特異的に発現する細胞外マトリックス蛋白の分子種を明かとするため、乳癌、大腸癌、肺癌、神経膠腫を対象として、免疫組織化学およびin situ hybridizationを行った。テネイシン-C(TNC)およびフィブロネクチン(FN)ががん間質には高発現していることが明かとなった。特に、FN分子のEDB領域を含む分子種はがん組織特異的であることを明らかとした。2)TNCががん間質のよい標的分子であることが判明したが、これを用いてがんの診断、治療の実験的研究をおこなうためには、実験動物(マウス、ラットなど)にも交差反応性を持つモノクローナル抗体の作製が不可欠であると考えられる。ヒト神経膠細胞腫の培養細胞上清からTNCを単離精製し、TNC遺伝子欠失マウスを免疫し、モノクローナル抗体の作製を試みた。結果、マウスTNCをも認識する非常に交差反応性の高い抗体とヒトTN特異的な抗体とを得ることができた。この抗体を蛍光標識し、まずnon-RIの方法で、in vivoでの癌間質のラベリングの検討を行うよう準備している。3)がん間質特異な間質に沈着する分子を探すために、ヒト胆管がん組織の間質抽出液をマウスに免疫し、モノクローナル抗体の作製を行った。期待に反し、とれたモノクローナル抗体はすべてFNに対する抗体であり、新規の分子のものは得られなかった。現在、がん間質そのものを免疫し、新しい抗体群を作成中である。本研究では、癌間質の特殊性をさらに明かとし、癌間質特異抗体を開発し、癌の診断、治療に利用する方法について研究する。

1)既知のECM糖蛋白ならびにプロテオグリカン分子の癌間質における発現を癌間質特異性から検討する。2)ヒト癌組織から抽出されたECM糖蛋白分画を抗原として、癌間質特異抗体を作成する。1癌組織に発現する既知の細胞外マトリックス蛋白とそのアイソフォームの特異性の検討(1) FNののED-A領域、ED-B領域の選択的スプライシング部位の発現をISH法を用いて検討し、乳癌細胞では両者を含むFNを発現しており、間質細胞ではED-Aのみを含むアイソフォームの発現が見られることが明らかとなった。また、ED-Bの発現は癌特異的であることを再確認した。2新規の癌間質特異抗体の作成(1)ヒト癌組織の細胞外マトリックス分画を部分精製し、これをマウスに免疫しモノクローナル抗体を作成した。取られた抗体はFNに対する抗体であった。間質そのものを免疫して、できた抗体をスクリーニングしたところ、プロテオグリカンを思われる膠原であった。(2) 3の実験のため、ヒトとマウスの両者のTNに交差性をしめす抗体を作成するため、ヒトTNをTN遺伝子欠失マウスに免疫を行い、親和性の高いあたらしいTN抗体を作成し、マウスTNへの功左性を確認した。(3)癌間質で特異性の確認されたTNの選択的スプライシング部位のリコンビナント融合蛋白を抗原として作成している。3 RIイメージングのための基礎的研究(1) 2-(2)で得られた抗体をFab'化し蛍光標識を行ったものを担癌マウスに静脈投与して、癌組織への集積を検討した。癌組織間質に高度の集積を認めたが、正常組織の腎、肝、脾にも沈着が見られ、癌特異的に発現するアイソフォームの抗体が必要と考えられた。本研究では、癌間質の特殊性をさらに明かとし、癌間質特異抗体を開発し、癌の診断、治療に利用する方法について研究している。1.癌組織に発現する既知の細胞外マトリックス蛋白とそのアイソフォームの特異性の検討(1)テネイシン-C(TN-C)やフィブロネクチンのスプライシング・フォームが、癌組織に比較的特異的に発現しているという前年度までの研究によって得られた成果から、これらのアイソフォーム、特にTN-Cのスプライス部位に本研究の対象を絞って行っている。(2)治療のためにこれらの抗体を用いるとき、その抗体が分子機能にどのような影響を及ぼすかを知る必要がある。このため、分子機能と機能ドメインの解析が必要であると考えられる。(3) TN-Cの分子機能として、細胞増殖と細胞遊走を促進させることが明らかとなった。(4)それらの機能ドメインのひとつとして、選択的スプライシング部位が有力であるという結果が得られた。2.新規の癌間質特異抗体の作成(1)癌間質で特異性の確認されたTNの選択的スプライシング部位の数カ所のリコンビナント融合蛋白を抗原として作成している。3.RIイメージングのための基礎的研究(1)抗体をアイソトープラベルする方法を、インジウムおよびヨウ素で検討している。テネイシン-C(TN-C)にはいくつかのスプライシング・バリアントが存在し、癌間質に特異的に発現するものが知られている。
高血圧の退行療法の確立とエピジェネティクス技術を用いた分子機序の検討

高血圧は全人口の4人に1人以上が罹患している、最も有病率の高い疾患である。高血圧は通常は進行性・不可逆性の病態と考えられているが、本研究では高血圧の一部を正常域に引き戻すこと、すなわち退行(regression)をもたらすことを可能であることを高血圧モデル動物で示した。そのような高血圧の退行を惹起する方法として、レニンーアンジオテンシン系抑制薬の一つであるアンジオテンシン受容体拮抗薬を通常の10-50倍以上の高用量で一過性に投与する、「パルス」投与が有効であることを示し、その分子機序には腎臓の細動脈肥厚の退縮が関与していることが示された。高血圧の退行療法を検討するために、高血圧モデル動物(SHR)を用いた。16週齢の雄SHR(n=60)を6群にわけた。コントロール群は無処置とし、他の群には各々ACEI(エナラプリル30mg/kg/d)、ARB(カンデサルタン50mg/kg/d),カルシウム拮抗薬(CCB)(ニフェジピン50mg/kg/d),血管拡張薬(ヒドララジン25mg/kg/d)の各降圧薬を16週齢から18週齢まで2週間投与した後休薬し,無処置群と比較した。また,薬剤投与期間中のみ低食塩食にした群も同時に解析した.休薬後も血圧を経時的に測定し,パルス療法終了後約4ヶ月で各種解析を行った.降圧薬のパルス療法中は各群とも血圧が約150mmHgとほぼ同様に低下した。ACEI・ARB投与群では投与中止後も血圧低値が続き、終了4ヶ月後でも無処置群と比較して約30-50mmHg低値(p<0.01)が保たれていた。心血管合併症への影響を検討するために、心肥大・大動脈肥大を比較解析したところ、ACEI・ARB投与群では有意に抑制された。一方、CCB・血管拡張薬ではそのような効果を認めなかった.これらの結果は,正常食塩食,低食塩食ともに同様であった.以上の結果より、レニンーアンジオテンシン系の高用量一過性投与(パルス投与)が高血圧の退行に有効である可能性が示唆された。近年高血圧は肥満・耐糖能低下・脂質異常とともにインスリン抵抗性を共通病態としたメタボリックシンドローム(MetS)の形で発症する場合が多くなっており、その抜本的な治療法の開発が益々重要となっている。そこで、今回、ARB「パルス」投与がMetSを伴う高血圧のモデル動物であるSHRmcr-cpの血圧とインスリン抵抗性に与える影響を検討した。雄SHRmcr-cp(n=18)にARBあるいはカルシウム拮抗薬を16週齢から18週齢にパルス投与したのち薬剤を中止した。その結果、パルス投与中止後も血圧の持続抑制(Control : 222±4, ARB pulse 186±4, CCB 217±6mmHg, p<0.01)とともにインスリン抵抗性の改善ならびに尿中アルブミン排泄の有意(p<0.05)な低下を認めた。以上の結果より、MetSを伴う高血圧のモデル動物であるSHRmcr-cpではSHRと同様に、ARB高用量パルス投与は高血圧の退行(regression)をもたらし、またパルス終了後も尿アルブミン排泄の持続抑制が見られることが示唆された。これまでの研究で我々はアンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)の高用量一過性「パルス」投与が高血圧の退行に有効であることを示してきた。次に、このような治療が高血圧の合併症の一つである糸球体硬化の退縮に有効か否かを検討することを目的とした。実験にはFVB/Nマウスを用い、アドリアマイシン(ADM)を投与し、糸球体硬化を惹起した。糸球体硬化が確立した時から各種濃度のARB(カンデサルタン0-50mg/kg/day)を2週間投与し、各時点での蛋白尿・糸球体硬化・IV型コラーゲン沈着・MMP活性の変動等を解析した。更にDoxycycline(MMP阻害剤)とARBの同時投与、及びMMP-2 KOマウスを用いて、MMPの関与を検討した。その結果、ARB高用量投与により蛋白尿の減少および糸球体硬化の改善と共に糸球体MMP-2活性の上昇を認めることが明らかとなった。ARB高用量投与による糸球体硬化の退縮効果はDoxycyclineの併用及びMMP-2KOマウスで一部抑制された。また、培養糸球体上皮細胞にAIIを添加すると上清のMMP-2活性の低下傾向、ARBで有意な上昇が見られたが培養メサンギウム細胞ではそのような変化を認めなかった。

以上の結果より、高血圧の退行に有効であるARB高用量パルス療法は、高血圧の重要な合併症の一つである糸球体硬化の退行にも有効であることが示され、またその分子機序にはMMPの発現誘導が関与している可能性が示された。
CRISPRスクリーニングによる細胞膜脂質とイオンチャネルの機能連関の解明

細胞膜には、さまざまな種類の脂質が存在し、膜の内外や局所で偏って分布している。この細胞膜の特殊な脂質環境がイオンチャネルなどの膜タンパク質にどのような役割を果たすのか、よく分かっていない。本研究では脂質の動態・代謝に関わるタンパク質に着目したスクリーニングによって、イオンチャネルを制御する脂質関連タンパク質群の同定を目指す。さらにその働きを調べることで、脂質とイオンチャネルの機能連関の解明を狙う。
分子標的治療薬および化学療法薬が肺癌の免疫微小環境に与える影響

H30年度に行った研究成果を以下に示す。1-1.EGFR-TKI・化学療法薬長期暴露肺癌細胞株の樹立:EGFR-TKI耐性株は過去に樹立済みである。また、PC-9, A549を親株として、シスプラチン(CDDP)、ペメトレキセド(PEM)をそれぞれ6ヶ月間投与し化学療法耐性株を樹立した。1-2.免疫微小環境関連因子についての網羅的解析:サイトカイン抗体アレイにより、PC-9とE-PC9(EGFR-TKI耐性株)の間ではIL6, IL8,TGFβ,TNFαの発現に有意な差があることが明らかとなった。PCRアレイによる網羅的解析では、PC9に比してE-PC9においてmiR-1が有意に増加し, miR-200が有意に低下していることが確認された。2-1.各治療薬に応答する免疫微小環境関連因子の相互作用の解明:miR-1, miR-200をPC9, PC3にトランスフェクションしたところ、IL6, IL8, TGFβ, TNFα, PD-L1のmRNA発現が有意に変動し、耐性獲得後にこれらのmiRNAの変動を介したサイトカインの発現変動により腫瘍内免疫微小環境が変化する可能性が示された。なお、miRNA、特にmiR-1の発現がEGFR-TKI耐性獲得後に変動する機序としては、マイクロアレイの結果からMEF2経路の関与を推定している。3-1.治療前後の免疫微小環境の変動:東北大学病院を含む3施設から集められたEGFR遺伝子変異陽性肺腺癌症例の中で、EGFR-TKI使用後耐性を獲得し再生検が施行された21症例に免疫組織化学的検討を行った。本検討では、EGFR-TKI耐性獲得によって腫瘍内浸潤CD8陽性T細胞が有意に減少し、腫瘍のPD-L1発現は上昇する傾向が得られた。この結果は上記2-1で得られたin vitroの結果に矛盾せず、先の仮説をより強く支持するものである。平成31年度が最終年度であるため記入しない。
演習林におけるシカ等野生動物管理システムの確立

森林に関する総合的な研究教育課題を多面的に推進している演習林において、最近、野生動物特にシカの生息数や分布域が増し、造林木の食害や天然林の林床植生破壊等の被害が著しい。密度増大や被害発生の要因究明とともに、環境収容力の的確な把握を基礎に、適切な野生動物管理システムの確立が必要である。このため、これまでの自然条件下での観察では困難であった、移出入や人為による撹乱の無い個体群について餌資源や生活空間の利用状況を把握できるよう、約40haの森林を柵で囲ってシカリザーブを設けた。柵は作設・維持コストの安い太陽電池を電源とする電撃柵を用いた。この柵は長期にほぼ囲いの機能を維持できた。苗畑では配線間隔の密な電柵でほぼ完全にシカの侵入を防いだ。なお、防護柵設置の試みは単に研究手法でなく、管理技術素材開発の意味もあった。千葉演習林ではリザーブ内外のシカ個体群密度の変動と対応した食害状況を測定したが、捕獲・発信器/標識装着・追跡の計画は捕獲が困難で、地形が複雑なためほとんど実行できなかった。一方、秩父演習林では多数のツキノワグマの捕獲に成功した。千葉県等による有害獣駆除事業等でシカ密度は低下し、被害は軽減されている。捕獲は銃によるのが普通であるが労力や経費に問題点が多い。常設の追込み囲い罠等、安全で確実な捕獲技術の開発、体制の整備が一層の研究調査のためにも望まれる。また、常緑広葉樹林のシカについては区画法に替わる、フイルドサインによる生息数推定方法等の開発が今後の課題である。なお、シカ増加に伴ったヤマビル大発生について基礎的研究を行った。結論として、広域的には動物密度や食害状況を常時把握し、環境収容力に応じた性、年齢構成をも配慮した適正な密度管理、局所的には被害状況に応じて防護柵、忌避剤等を活用した被害防除を行うことが演習林における野生動物管理の基本となろう。林業生産の他、野生動物生息環境としての機能を考慮した総合的森林管理システムを確立するには、自然状態におけるシカの個体群動態(増殖、死亡とその要因等),行動習性(食性、行動域、空間利用状況等)、食害等加害の発生状況とその要因を明らかにする必要がある。このため個体数変動要因として重要な移出入、或いは人為による撹乱を無くすことが重要であるので、約40haの森林を柵(総延長約3.5km)で囲うことによって生息状態を完全に把握することを可能とした.また囲い内外のシカに個体識別(個体毎にラベルと電波発信器をつける)を施すことによって、行動・空間利用状況を的確に把握することをも可能とした.シカ柵としてはガラガ-社製の電気牧柵を用いたが、隔離機能は極めて優れていた.本シカ・リザ-ブ周辺のシカ密度は1991年1月の区画法調査の結果およそ10ー15頭/km^2であった.シカ柵内では45頭/km^2の高い値を示したが、その理由は不明である.シカ柵内外において、主に植生を基準に区画を分け、それぞれの区画の食害状況を詳細に記録した.また、造林木に対する加害の状況を食害と角こすり等に区分して記録した.シカの侵入できない対照区を設け、比較できるようにした.現在の生息密度でもかなりの程度自然植生は食害の影響を受けているということができる.

造林地の被害は新植地が少ないこともあって比較的軽度であった.今後シカ密度の増大とともに激化することが予想される.テレメトリ-用の電波の周波数は144ー154MHzにしたが、当地方のように急峻で細かな地形では反射が多くて測定に問題があった.フイルドサインによる生息密度の推定、区画法調査の精度等、調査手法に関しても検討を進めた.林業生産の他、野生動物生息環境としての機能を考慮した総合的森林管理システムを確立するには、自然状態におけるシカの個体群動態(増殖、死亡とその要因等),行動習性(食性、行動域、空間利用状況等)、食害等加害の発生状況とその要因を明らかにする必要がある。このため個体数変動要因として重要な移出入、或いは人為による撹乱を無くすため、約40haの森林を柵(総延長約3.5km)で囲うことによって生息状態を完全に把握することとした。同時に、囲い内外のシカに個体識別(個体毎にラベルと電波発信器をつける)を施すことによって、行動・空間利用状況を的確に把握することにした。シカ柵としてはガラガ-社製の電気牧柵を用いたが、隔離機能は極めて優れていた。本シカ・リザ-ブ周辺のシカ密度は1991年1月の区画法調査では、約10-15頭/km^2であったが、1992年2月の調査ではやや減少していた。シカ柵内では1992年は前年よりやや増加がみられ45頭/km^2であった。周辺部とは差があるが、囲いを完成した時期の状況を保持している。シカ柵内外の環境を植生を基準に区画し、それぞれの区画の食害状況を詳細に記録した。また、造林木に対する加害の状況を食害と角こすり等に区分して記録した。柵内にシカの侵入できない対照区を設け、比較できるようにした。現在の生息密度でもかなりの程度自然植生は食害の影響を受けている。造林木の被害は新植地が少ないこともあって比較的軽度であった。今後シカ密度の増大とともに激化することが予想される。柵内外で5頭に発信器を装着して放し、行動を追跡した。テレメトリ-用の電波の周波数は144-154MHzにしたが、当地方のように急峻で細かな地形では反射が多くて測定に問題があった。フィルドサイン法や区画法による生息密度推定の精度等、手法について検討した。1)千葉演習林において初年度に設定した約40haの囲い(シカリザーブ)内及び周辺の森林のシカ棲息密度及び食害状況調査を行い、これまでの結果と比較した。囲い内では30頭以上が確認された。当初の18頭からの自然増殖ではおよそ25頭が棲息数となるが、囲い設置後も外部からの移入があったと考えれば妥当な値と考えるられる。当初から囲い内の棲息密度が周辺と比較して高いのは、使用したパワーフェンスの特性による(侵入時に受けた高圧電流のショックを学習するため再び柵をくぐって外部に出にくくなる)と考えられた。しかし、本パワーフェンスの囲いとしての信頼性は重要な課題であるので引き続き検討する必要がある。2)苗畑約1haに設置したフェンスは引き続きシカ、ノウサギの侵入防止に効果的であった。3)新植造林地におけるシカ食害状況を調査し、一部幼齢人工林に防護柵を設置して食害防止効果を調べた。また、天然林におけるシカによる林床の自然植生破壊という被害について実態の把握に努め、地域全体の密度調節と防護柵設置等による管理の必要性を明らかにした。4)千葉演習林におけるシカの捕護、個体標識及び発信器装着の試みは、当地の地況・林況が悪いため、捕護が極めて困難で期待した成果は得られなかった。
カレイ類に起こる形態異常の本質的理解と、二次黒化の根本的防除法の開発

カレイ類の種苗生産では、体色や形態の異常個体が多発し問題となっている。本研究では形態異常および二次黒化の本質解明と根本的な防除をめざした。アカガレイの形態異常発現を詳細に分析した結果、成長とストレスという2要因が、左右性形成と黒化現象にそれぞれ独立して関与することが示唆された。また、マツカワにおいて、仔魚型黒色素胞のメラニン凝集ホルモンに対する感受性から、無眼側形質は仔魚型であることが示唆された。ヒラメの二次黒化に関して、ストレスが促進的、凹凸底面が抑制的に作用する可能性が見いだされた。鱗の移植実験より、有眼側鱗には無眼側鱗を有眼側化させる因子の存在が推測された。カレイ類の種苗生産では、体色や形態の異常個体が多い時には80%以上も出現し、本分類群の栽培漁業上で最大の障害となっている。本年度は、体色や形態異常および二次黒化についての本質解明と根本的な防除をめざし、以下のような研究を行った。1、アカガレイの形態異常各タイプの分類:飼育下のアカガレイでは他の異体類には見られなない異常タイプが頻発する。各非対称形質の関連性を検討したところ左右の眼位は独立していた。一方、正常な左右の体色は、本来その側の眼が正中線を越えなければ黒色に、超えた場合は白色であることが強く示唆された。そのためアカガレイについては、左右の眼位と眼位から予想される体色の正常・異常について、全ての組み合わせである12タイプに分類した。2、アカガレイ飼育魚における水温と飼育密度の影響:アカガレイでは飼育条件と形態異常の関連が検討されていない。そこで水温と飼育密度が形態異常に及ぼす影響を前述のタイプ分けを用いて検討した。左右眼位や眼位と体色の関連性は、飼育水温に対し異なった反応性を示したが、天然よりも高水温である12度から15度で最適な結果を示した。一方、高飼育密度は左右の眼位や白化の出現には明確な影響を与えず、軽微な黒化のみを増加させた。即ち、左右眼位と黒化の出現には、異なった発現機構が強く示唆された。3、ヒラメにおける二次黒化の発現時期の特定:二次黒化抑制効果が確実である底砂を用いて、成長に伴う二次黒化の開始・中断・再開の状況を検討した。残念ながら二次黒化には決まった発現可能期間は見いだされず、孵化後約5ヶ月(体長約20cm)でも底砂を取り除くと発現した。また黒化開始後に底砂を導入すると黒化拡大は停止したものの、底砂を除去すると速やかに黒化が再開した。即ち、二次黒化は潜在的に常に発現しうること、および底砂による抑制効果は一時的でしかないことが明らかである。カレイ類の種苗生産では、体色や形態の異常個体が多い時には80%以上も出現し、本分類群の栽培漁業を推進する上で最大の障害となっている。我々はこれまでカレイ類の変態の仕組みを個体レベルで明らかにしようと試みてきた。また、変態後におこる無眼側黒化(二次黒化)は防除が困難とされる。結果の概要を記す。1、マツカワにおける二次黒化部位の有眼側化および発現過程の検討マツカワにおいても無眼側の二次黒化部位には有眼側同様に成魚型黒色素胞と黄色素胞、および櫛鱗の存在することを確認した。このことは、二次黒化が有眼側化現象である可能性が、カレイ類に共通する普遍的な現象であることを強く示唆する。また、二次黒化の発現完了時期はヒラメよりもやや遅く、孵化後6ー7ヶ月であった。2、マツカワの正常発育における黒色素細胞の出現過程とホルモン調節:多くの魚類とは異なり、マツカワ仔魚は黒い体色を示す。しかし、仔魚型黒色素胞の密度は白いヒラメ仔魚と同様であり、黒色素胞の拡散が黒い体色の主な原因であることが明らかとなった。この色素胞のメラニン凝集ホルモンに対する感受性を調べたところ、無眼側では変態後にも感受性を示したのに対し、有眼側では変態後に感受性を失っており、機能的にも左右非対称性が認められた。3、ヒラメの個体識別による二次黒化の発現過程:正常に変態を完了したヒラメ稚魚にイラストマー樹脂標識を装着し、個体ごとに二次黒化の発現経過を検討した。その結果、二次黒化は黒化部位が尾部から頭部にかけて約2ヶ月間にわたり拡大したのちに停止することが確認された。また、早期に二次黒化を発現していた個体は、最終的な黒化面積が大きく、黒化発現時期が黒化程度の予測に用いられる可能性が示された。また、変態後におこる無眼側黒化は防除が困難とされる。1、アカガレイ飼育魚における形態異常の出現

機構:これまで本課題で行ってきた水温、飼育密度および成長履歴などの検討の結果を総合的に考察することで、アカガレイにおける多様な形態異常の出現機構の概要がほぼ明らかになった。即ち、左右の眼位や白化は、左右ごとにそれぞれが独立して、主に成長速度に依存して決定され、一般的には高成長ほど正常化する。一方、無眼側黒化は主にストレスに依存して増加するが、本種では高水温がストレスとして作用している可能性も示唆された。これらより、本種では低水温で高成長を促すような新しい飼育技術の開発が形態異常の防除に必要であると考えられた。2、ヒラメにおける鱗の自家移植実験:ヒラメの無眼側鱗を有眼側に移植すると、移植鱗上に黒色素胞が出現した。一方、有眼側鱗を無眼側に移植しても黒色素胞は減少しない。しかし、移植した有眼側鱗を再び取り除くと、そのあとに再生してくる鱗は有眼側鱗と同様に多数の黒色素胞を有していた。このことから、有眼側や有眼側鱗には、無眼側鱗に黒色素胞を出現させる何らかの要因が含まれていると推測された。3、ヒラメの着色型黒化におけるストレス応答ホルモンおよび水槽底形状の影響:ストレス応答ホルモンであるコルチゾルをヒラメに投与すると、有意に無眼側の着色型黒化面積が増加することが予備的に明らかになった。また、水槽底面に凹凸をつけることで、ヒラメの着色型黒化が抑制できる可能性が示された。カレイ類の種苗生産では、体色や形態の異常個体が多い時には80%以上も出現し、本分類群の栽培漁業を推進する上で最大の障害となっている。我々はこれまでカレイ類の変態の仕組みを個体レベルで明らかにしようと試みてきた。また、変態後におこる無眼側黒化は防除が困難とされる。本年度は、体色や形態異常および二次黒化についての本質解明と根本的な防除をめざし研究を行ってきた。本課題はH27年度で終了する予定であったが、利用を予定していた京都大学放射性同位元素総合研究センター分館が耐震補強工事に入ってしまった。そのため、H28年度までに期間を延長したものである。本年度は、ストレス応答ホルモンであるコルチゾルについて、ラジオイムノアッセイによる測定系の再立ち上げを行った。また、測定の延期によって血液サンプルの劣化のおそれがあったため、一部のヒラメについての実験では再実験を行い、新鮮なサンプルを取り直した。ヒラメ血液サンプルでは標準曲線と平行な希釈曲線が得られ、血液中コルチゾル濃度の測定は可能と判断できた。そこで、この測定系を用いて、コルチゾル投与をおこなったヒラメ血液サンプルのコルチゾル濃度の測定を試みた。しかし、対照群、コルチゾル投与を行った群、ともに測定値に一貫した傾向が見られず、意味のある結果が得られなかった。サンプリング時刻の影響を受けてしまっている可能性、用いた抗体がコルチゾルの代謝経路にある前駆ステロイドと交叉してしまっている可能性等が考えられる。研究期間を延長してホルモン濃度の検討を試みたが、残念ながら今年度はコルチゾルのラジオイムノアッセイによって、信頼性のある測定結果を得ることができなかった。カレイ類の種苗生産では、体色や形態の異常個体が多発し問題となっている。本研究では形態異常および二次黒化の本質解明と根本的な防除をめざした。アカガレイの形態異常発現を詳細に分析した結果、成長とストレスという2要因が、左右性形成と黒化現象にそれぞれ独立して関与することが示唆された。また、マツカワにおいて、仔魚型黒色素胞のメラニン凝集ホルモンに対する感受性から、無眼側形質は仔魚型であることが示唆された。ヒラメの二次黒化に関して、ストレスが促進的、凹凸底面が抑制的に作用する可能性が見いだされた。鱗の移植実験より、有眼側鱗には無眼側鱗を有眼側化させる因子の存在が推測された。
ベトナム鉄器時代・サーフィン文化の総合的再検討からみる東南アジアの甕棺葬

前年度に引き続き、ベトナム中部サーフィン文化の甕棺資料の実測図化と遺物編年の作成を目標に据え、トゥアティエンフエ省、ビンディン省、フーイェン省、コントゥム省、クァンナム省ホイアン市・ディエンバン県にて資料調査を行い、コンテクストの確認と報告資料の補完を行った。まず、昨年度の成果を元に、トゥーボン川流域に属す遺跡とフォーン川流域に属す遺跡の土器の比較を行い、器種構成の違いや型式的差異を指摘し、2つの遺跡間に生じる差異は地理的要因だけではなく時間差も含まれているという見解に至った。ビンディン省では、未接合資料を実測することで報告書では指摘されていなかった有肩甕棺から有稜深鉢形甕棺の型式変化を観察できた。さらに、ホイアンではゴーマーヴォイ遺跡で多数を占める卵形甕棺とサーフィン文化の甕棺の典型的形態ともいわれる長胴甕棺の中間の型式と思しきハウサーI遺跡の甕棺を確認できた。これにより、現在までのサーフィン文化の編年の細分化が可能となり、自身が行った甕棺の形態分類における時間的差異と地域的差異を整理できた。以上より、サーフィン文化の広域編年に関して、1)サーフィン文化の甕棺の形態は地域ごとに独自の変化をたどる2)トゥーボン川流域では、ゴーマーヴォイ遺跡の主要な形態である卵形甕棺から、ハウサーI遺跡・タックビック遺跡の長胴化した甕棺、そしてアンバン遺跡・ビンイェン遺跡の長胴甕棺という変化が主要な甕棺の変化である、という見解に至った。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、ベトナムと他地域との比較による環南シナ海地域甕棺葬の総合的理解に向けた、ベトナム中部サーフィン文化(紀元前1千年紀後半紀元後2・3世紀)の甕棺資料の実測図化と遺物編年の作成である。2013年度はベトナムの各研究機関にて報告書などの資料収集を行い、各遺跡の基礎情報を収集した。日本では入手できなかった新たな報告書や論文などの資料を手に入れ、分析用のデータを補強した。また、ベトナム中部ダナン市・クァンナム省ホイアン市・タムキー市・ディエンバン県・ズイスエン県で資料調査を行い、遺物の観察と実測を行った。その結果、ベトナム中部クァンナム省トゥーボン川流域の型式変化について、2段階の時期区分のうち初期の1段階を2段階に細分する案を提示し、さらに、甕棺の形態には2系統が存在する可能性を指摘した。この成果について学会で発表した。さらに、土器の地域性についても検討を行うために、ベトナム中部の各河川流域にて土器の胎土分析用の河川堆積物(鉱物)のサンプリングを行った。また、以前からベトナムにおける器種分類の手法については疑問点が多く、非論理的な部分があることを認識していた。そのため、新たに入手した資料を用いて、ベトナム中部トゥアティエンフエ省フォーン川流域の器種分類について再検討を行い、器種分類に関する問題点を指摘し新たな分類基準を構築することができた。この基準の構築により、ベトナム中部の甕棺葬土器の体系的分類が可能となった。ベトナムの各省にて遺物のコンテクストの確認と補完のための実測を集中的に行うことで、サーフィン文化の遺物に対し今まで困難であった型式学的研究を進めることができた。また、その結果より詳細な地域的・時間的な違いを見出し、サーフィン文化の変容と地域性に迫ることができた。しかしながら、博物館の改装・手続きの問題なので調査がはかどらなかった部分があるのは残念であった。本研究の最大の目的である土器編年の完成後は、対象地域の周辺(ベトナム北部・カンボジア・ラオス)との型式学的な比較を行う。東南アジア考古学では、型式学的な比較検討がまだ不十分な部分があるため、本研究の成果を元に、紀元前1千年紀後半の東南アジアの交流や文化的影響関係について検討を行っていきたい。

また、土器の胎土分析などの地質学的手法を取り入れながら、ベトナム中部におけるサーフィン文化内部の交流についてもより詳細に言及できるような研究を行っていく。26年度が最終年度であるため、記入しない。
ゼオライト空間を利用した超常磁性及び一価ニッケル種の創製とそれらの物性・触媒活性

ゼオライトサブナノ空間内にイオン交換された金属イオンや担持された金属種には,通常の金属イオンや金属のそれらとは全く異なる,新奇な電子状態が創出される.実際,ゼオライト中ではCu(I)イオンが安定化され,それは室温でN2やH2,更にXeとでさえ強い結合を形成することを見いだし,報告してきた.これらの現象には,ゼオライト骨格中に存在するAlの相互配置やゼオライト空間を構成する細孔の曲率が重要な因子となっていることも提案し,ゼオライト細孔の特性を利用することによって,新奇な磁気特性(超常磁性)を示す数オングストロームサイズのNi微粒子の調製や特異な電子状態であるNi(I)種の創製を行った.また,このNi(I)がCOの室温付近でのCO2への酸化反応の活性点として機能することも見出した.さらに,10族元素であるNi付近の元素である12族元素のZn, Cdや9族元素のCoについても研究を展開した.そして,原子状Zn(0)種の形成やその種を経由したZn(I)イオンの創出および二量体Cd(I)イオンの形成に成功した.まず,Zn(I)の酸素による活性化過程をへて,Zn-oxyl種が形成されることを見いだし,その種を利用した室温でのメタンの活性化に成功した.また,Cd(I)二量体種とN2Oの反応を経て,Cd(II)-O-Cd(II)が形成され,その種を活性点として,室温でのCOの酸化にも成功した.さらに,Co(II)イオンを含むゼオライト系を特異反応場として利用することによって,酸素の活性化をめざして,Co(II)の新奇な電子状態の創出の研究も行い,Co(II)を経由した酸素との興味深い反応も見いだした.これらの成果は,ゼオライトサブナノ空間を利用した,交換イオンへの新奇な電子状態の創出であり,本研究で提案したアイデアは,今後の新たな無機化学研究分野の開拓にも貢献できるものと期待している.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。金属微粒子による触媒作用や電子的,光学的,磁気的特性とバルク金属によるそれらの性質との相違やサイズ効果は大変興味深い.金属微粒子が示す特異な性質を調べるために,金属微粒子を微少な細孔を有する物質の空間を利用し,微粒子金属を空間中に創製し,それらの示す特性に関する知見を得ることはこれらの微粒子の基礎・応用の点から重要である.一方,単原子や単一イオンを固体表面や細孔内に創出することによってバルクの物質とは異なる特性が創り出されることも知られている.これまで,我々はゼオライト細孔中に特異な電子状態を示すZn種を創り出すことに成功した.本研究ではゼオライト細孔中に微粒子金属を創出し,微粒子の磁気的,電子的特性や触媒作用を調べることを目的とした.今年度は,バルクの金属が強磁性を示すNiに注目した.Ni金属は凝集エネルギーが大きいため,粒子が成長しやすく,微粒子金属状態を創り出すことが困難であることは容易に推定できる.そこで,上述のようにゼオライト細孔を利用し,微粒子Niを創ることを目指した.しかし,このようなサブナノサイズの空間を利用したとしても,クラスター化する可能性がある.そこで,我々は,還元剤と還元温度,およびNiの特異な性質を利用した.まず,種々の調製方法を試み,安定に微粒子を創る条件を明らかにした.この試料において,673 Kでの試料の真空処理,その後の623 KでのCOによる還元,さらにその後の673 Kでの真空再排気の処理により,うまく微粒子Ni種を調製できることがわかった.この結果,ゼオライト空間中に10 Aより小さいNi微粒子の調製に成功した.形成Ni種について,XAFS, DR, ESR, IRスペクトル測定や磁気特性測定などを行った.その結果,このNi微粒子は超常磁性という特異な状態を示すことを明らかにした.H28年度には,1ゼオライト内のサブナノサイズの空間を利用することによって,その空間中にサブナノサイズのニッケルクラスター種の創製に成功した(二価のニッケルイオンでイオン交換し,その後,一酸化炭素による二価のニッケルイオン種の還元を行うことにより調製した).その種はバルクのニッケル種の磁性(強磁性)とは異なる超常磁性の性質を示すことを明らかにした.この成果はニッケルクラスター種の新しい可能性を開く研究となるものと期待できる.更に,2ニッケルイオン交換ゼオライトの還元条件をコントロールすることによって,ニッケルイオン種としては珍しい一価ニッケル種の創製にも成功した.この種は,室温でさえ,酸素と反応し,超酸化物種となることを発見した.更に,このようにして形成されたニッケル超酸化物種は,定性的な段階ではあるが,一酸化炭素を室温付近で酸化する現象を見いだした.以上のような発見は,ゼオライト空間場を利用することで初めて可能となった新奇な現象の発見である.これらは,ゼオライト空間場の特異性やその空間場を利用した新しい電子状態の創出に関する研究内容であり,極めて重要で興味深い研究内容として,現在,進行中である.これらの成果を踏まえ,研究は「おおむね順調に進展している」と判断する.ゼオライトサブナノ空間内にイオン交換された金属イオンや担持された金属種には,通常の金属イオンや金属のそれらとは全く異なる新奇な電子状態が創出される場合が有り,我々は,それらをultra-ionとかultra-atomと呼称し,用語として提案している.

例えば,驚くべきことに,ゼオライト中ではCu(I)イオンが安定化され,それは室温でN2やH2,更にXeとでさえ強い結合を形成することを見いだし,報告してきた.また,亜鉛イオン交換ゼオライト中ではZn(I)イオンや原子状Zn(0)が形成されること,それらは室温付近でメタンの活性化現象も引き起こすことを見いだしている.これらの現象には,ゼオライト骨格中に存在するAlの配置やゼオライト空間を構成する細孔の曲率が重要な因子となっていることを提案した.これらの研究基盤に基づいて,Ni(II)イオンやCo(III)イオンを含むゼオライト系を特異反応場として利用することによって,新奇な電子状態の創出をめざして研究を行っている.まず,ナノサイズのNi微粒子の調製を試みた.一般に,微粒子は高温でクラスター化するため大きなサイズの粒子となる可能性があるので,反応容器としてゼオライト空間を利用した.そして,種々の反応条件を検討した結果,最終的にナノサイズのNi微粒子の調製に成功した.その微粒子は超常磁性を示す新奇なニッケルクラスターであることを種々の分光法により明らかにした.さらに,その製造過程において,存在がほとんど知られていないNi(I)イオン種を創出できることがわかってきた.これまでの成果により,ナノサイズの細孔を有するMFI型ゼオライト中にイオン交換されたニッケルイオンについてCO処理をおこなうことによって,一価ニッケル種が形成され,その種はCO分子と室温で強く相互作用することがわかった.その相互作用したCO種について,真空熱処理を行うとCOの脱離と共にNi(I)種の不均化反応が生じ,微粒子Ni(0)種とNi(II)種ができることが明らかになった.微粒子Ni(0)種形成過程の研究を行い,ナノサイズの超常磁性Ni(0)種の存在を明らかにした.さらに,上述の過程で生成されたNi(I)種の特異な性質を明らかにするために,不均一化反応が生じない条件を検討した.その結果,Ni(I)とCOとが相互作用した種について,室温でO2ガスに曝すことによって,吸着CO種をO2によって直接置換することを試みた.その結果,超酸化物種が形成することを明らかにした.この種はNi-O2種の(delta-delta*)遷移に帰属できる吸収バンドを示し,しかも,その吸収に振動状態が重なる,いわゆる,振電遷移を示すことを見いだした.このスペクトルを解析することによって,形成された種はNi(II)-(eta2-peroxide)型の種である事を明らかにした.さらに,この種は,室温でさえ,COの酸化反応を引き起こすことも明らかにできた.これらの成果は,新たな解析法の提案と共に,反応系としても極めて興味深い重要な発見であると認識している.ゼオライトサブナノ空間内にイオン交換された金属イオンや担持された金属種には,通常の金属イオンや金属のそれらとは全く異なる,新奇な電子状態が創出される.実際,ゼオライト中ではCu(I)イオンが安定化され,それは室温でN2やH2,更にXeとでさえ強い結合を形成することを見いだし,報告してきた.
中高年作業者における重量物運搬・挙上時の血圧反応の特徴-重量、高さ及び持ち方における労働医学的検討-

【目的】中高年者にとり循環器系への負担の少ない運搬・挙上のあり方を検討した。【方法】(1)重量物の条件:高さ条件;25130cm、重量条件;520kgの同型重量物(ケースを含め)、荷姿;取っ手部分が細長い形状で、プラスチックケース、作業課題;高さ60cmの台から所定の高さに10秒間隔で5ないし14回の積み込み作業。(2)被験者:2257歳の12名の男性、身長は163181cm、体重は4785kg、(3)把持力測定:静電容量型圧力センサー(横浜システム)を各指の腹部に装着、測定。(4)血圧測定:容積補償法に基づく携帯型の非観血的連続血圧測定装置で行い、部位は前額部の浅側頭動脈とした。(5)筋電図測定:尺側手根屈筋、上腕二頭筋、三角筋、僧帽筋、体幹起立筋(左右)、大腿外側広筋の表面筋電図を記録測定。(6)エネルギー代謝率(RMR):ダグラス・バッグ法にて呼気量及び呼気中酸素・二酸化炭素の含有量からエネルギー消費量を測定。(7)自覚症状調べ:BorgによるNew PREのスケールにて「きつさ」の程度を測定。【結果】(1)RMRは高さ110、130cmに20kgを積み上げる条件では平均6.6、15kg条件でも5.4と高値を示した。心拍数も20kg条件では平均して120bpmを超えていた。平均PREは「非常に強い」というカテゴリーであった。高さ110、130cmへの20kgないし15kgの積み上げ条件で、各筋における最大筋力比は、他の高さ、重量条件に比べて際だった高値を示した。(2)血圧反応では、20kgの条件で大きな上昇が見られた。心拍数、RMR、自覚症状、筋電図の結果から、同じ重量物の挙上でも、使用する筋群に対する負荷の違いにより血圧への影響は大きいことが示唆された。56歳の高血圧者では同年齢の正常血圧者に比べて、荷の積み上げ作業中の血圧の変動幅が大ききことが示された。1.実験条件設定のための予備実験(1)重量物の条件:高さ条件;1段目(床上25cm)、2段目(52cm)、3段目(75cm)、4段目(110cm)、5段目(135cm)、重量条件;10Kg、15Kg、20Kgの同型重量物(ケースを含め)。荷姿は取っ手部分が細長い形状で、プラスチックケース。作業課題;床上60cmを基準の高さとして、上記の各高さに10秒間隔で5回積載。(2)被験者:A(24歳、身長164.7cm)、B(50歳、167.0cm)、C(57歳、176cm)、D(56歳、167.0cm)。被験者D以外は正常血圧者であった。(3)血圧測定は容積補償法に基づく携帯型の非観血的連続血圧測定装置で行い、部位は前額部の浅側頭動脈とした。(4)結果:【.encircled1.】20gの重量物の挙上作業は、血圧へ大きな負担をもたらすものと考えられた。【.encircled2.】2段目(床上52cm)や3段目(75cm)の高さに較べ、1段目(25cm)や5段目(135cm)への積み込み時において血圧が上昇する傾向が認められた。心拍数、RMR、自覚症状調べと筋電図変化から見て、同じ重量物の挙上でも、使用する筋群に対する負荷の違いにより、血圧値にも差異が生じたことを推定させる結果であった。特に前傾・前屈姿勢での静的筋収縮の血圧への影響は大きいものと考えられた。【.encircled3.】高血圧者では、同年配の正常血圧者Cに較べ荷積み中の血圧の変動幅も大きいことが示された。この反応性の差は最大値では2倍近いものであった。高血圧者の血圧の変動性の大きさの一端が示された。2.把持圧測定の検討指先への加圧を既存の圧センサー(共和製)の組合せ(1点または3点)、感圧フィルム(フジフィルム)、超小型感圧センサー(横浜システム)で測定、検討した結果、測定精度及び操作性の面から、今回の研究目的からすると超小型感圧センサーが最適と判断された。

(5)筋電図測定:尺側手根屈筋、上腕二頭筋、三角筋、僧帽筋、体幹起立筋(左右)、大腿外側広筋の表面筋電図を記録測定。(6)エネルギー代謝率(RMR):ダグラス・バッグ法にて呼気量及び呼気中酸素・二酸化炭素の含有量からエネルギー消費量を測定。(7)自覚症状調べ:BorgによるNew PREのスケールにて「きつさ」の程度を測定。【結果】(1)RMRは高さ110、130cmに20kgを積み上げる条件では平均6.6、15kg条件でも5.4と高値を示した。心拍数も20kg条件では平均して120bpmを超えていた。平均PREは「非常に強い」というカテゴリーであった。高さ110、130cmへの20kgないし15kgの積み上げ条件で、各筋における最大筋力比は、他の高さ、重量条件に比べて際だった高値を示した。(2)血圧反応では、20kgの条件で大きな上昇が見られた。心拍数、RMR、自覚症状、筋電図の結果から、同じ重量物の挙上でも、使用する筋群に対する負荷の違いにより血圧への影響は大きいことが示唆された。56歳の高血圧者では同年齢の正常血圧者に比べて、荷の積み上げ作業中の血圧の変動幅が大ききことが示された。
Na,K-ATPaseのアセンブリと細胞膜への輸送に及ぼすカルシウムの影響

Na,K-ATPaseは細胞内環境維持のためのイオンポンプとして必要不可欠の酵素である。本酵素はcatalytic subunitであるαsubnuitと,未だ機能が完全には明らかではないβsubnuitから構成されている。近年,βsubnuitがNa,K-ATPaseの活性発現および細胞内輸送に必須であることを示唆する結果が幾つか報告され,βsubunitはERにおいてαsubunitとアセンブルし,αsubunit機能発現のためのプロセシングおよびその細胞膜への輸送に関与していると考えられている。このような状況を踏まえ以下の研究を行った。1.ラットNa,K-ATPase βsubnuitのN末端半分(β_N)を人工発現しているHeLa細胞を用い,ER内で起こる本酵素のアセンブリ過程でのカルシウムの影響について検討した。ERのCa^<2+>濃度を変えるthapsigargin,BAPTA-AMやA23187および低Ca^<2+>培地処理細胞について,通常ERに存在するβ_Nが細胞膜に輸送されるかどうかを詳細に解析した。β_Nはいずれの場合も細胞膜に輸送されなかった。しかしながらA23187を処理した場合のみβ鎖の糖鎖プロセシングに異常が起こり,分子量の小さいβ鎖(約4.5万)が出現した。さらに,A23187を作用させるとβ・β_N複合体が形成されるという結果を得た。β・β_N複合体形成という立体構造の変化が糖鎖付加に影響を及ぼしている可能性があり,検討中である。Na,K-ATPaseの細胞膜上における分布様式を,発生過程中の網膜色素上皮細胞,筋紡錘および嚢胞腎について検討をおこなった。甲状腺ホルモン投与時のラット肝臓Na,K-ATPaseの動態を詳細に調べ,αおよびβsubunit mRNA量が3-4倍に,両subunitの酵素量および酵素活性が2倍に増加することを明らかにした。Na,K-ATPaseは動物細胞における細胞内環境維持のためのイオンポンプとして必要不可欠の酵素である。本酵素はcatalytic subunitであるalpha-subunitと、機能の点ではまだ完全には明らかではないbeta-subunitから構成されており、この両subunitのアセンブリはERで行なわれる。最近、ER内での幾つかの蛋白質のsubunitアセンブリに於て、heavy chain binding protein(BiP)がカルシウム存在下で関与していることが示され、Na,K-ATPaseに於てもその関与が示唆されている。我々は、ラットNa,K-ATPase beta-subunitのN末側半分(beta_N)を人工発現しているHeLa細胞を用い、ER内で生じる本酵素のアセンブリ過程でのカルシウムの影響について以下の事を行なった。2.Na,K-ATPaseのERに於けるアセンブリと細胞膜への輸送をTG100nM存在下で検討したところ、宿主Na,K-ATPaseのアセンブリ、細胞膜への輸送のいずれも変化は認められなかった。3.100nMTGを作用させると、ERに存在しているbeta_Nが細胞膜に輸送されている事を示す結果が得られた。これはbeta_NがER内でBiPまたはその他の蛋白質にカルシウム濃度依存的に捕捉されていることを示唆しているが、他の試薬(BAPTA-AMなど)で更に詳しく検討する必要がある。(1)ラットNa,K-ATPase β-subunitのN末端半分(β_N)を人工発現しているHeLa細胞を用い,ER内で起こる本酵素のアセンブリ過程でのカルシウムの影響について検討した。ERのCa^<2+>濃度を変えるthapsigargin,BAPTA-AMやA23187および低Ca^<2+>

培地処理細胞について,通常ERに存在するβ_Nが細胞膜に輸送されるかどうかを詳細に解析した。β_Nはいずれの場合にも細胞膜に輸送されなかった。しかしながらA23187を処理した場合のみβ鎖の糖鎖プロセシングに異常が起こり,分子量の小さいβ鎖(約4.5万)が出現した。さらに,A23187を作用させるとβ・β_N複合体が形成されるという結果を得た。β・β_N複合体形成という立体構造の変化が糖鎖付加に影響を及ぼしている可能性があり,検討中である。(2)Na,K-ATPaseの細胞膜上における分布様式を,発生過程中の網膜色素上皮細胞,筋紡錘および嚢胞腎について検討をおこなった。(3)甲状腺ホルモン投与時のラット肝Na,K-ATPaseの動態を詳細に調べ,α-およびβ-subunit mRNA量が3-4倍に,両subunitの酵素およひぼ酵素活性が2倍に増加するこを明らかにした。
共鳴イオン化質量分析法による電子ニュートリノの検出に関する研究

共鳴イオン化質量分析法による電子(または反電子)ニュートリノ検出器を作る可能性を調べた。特定元素が電子ニュートリノまたは反電子ニユートリノを荷電カレント弱い相互作用により捕獲した場合、原子番号が1だけ異なる元素に転換される。この原子をLASERを用いて選択的に共鳴イオン化する。まず原子の基底状態から中間の励起状態までLASER光により励起し、次に別のLASER光により原子をイオン化させる。最初のエネルギーレベル差は元素に特有なものなので、LASER光の波長を転換後の元素のエネルギーレベル差に合わせてやることによりその元素のみを選択的にイオン化することができる。イオン化された元素は、Q-mass spectrometer (QMS)により同位体分析して不純物とより分ける。まず、従来の電子衝突イオン化のQ-mass spectrometerの検出限界を調べるために、プラスチックに封入した^<241>Amアルファ線源を真空室中において、滲出する微量ヘリウムを分析した。その結果、閉鎖空間にためられたヘリウム原子について、10^8個が検出限界であることが示された。もし、イオン化率を100%にできれば、この検出限界はヘリウム原子200個に対応する。イオン化率を上げるには、試料ガスがイオン化する前に真空ポンプにより排気されないようにすることが必要であるが、atom buncher法や超音速分子線バルブを利用することにより大きく改善できると考えられる。次に、LASER光による共鳴イオン化実験を行うために検証しやすい物質としてカリウムを候補として、必要なLASERの性能やQ-mass spectrometerへの光の導入機構などについて設計をした。その結果、比較的安価な半導体LASERが使用可能であることがわかったため、この研究課題終了後も引き続きニュートリノ検出器の完成に向けて開発を続けたいと考えている。ニュートリノ観測実験が精密化されるためには、新しい検出技術の開発が必須である。われわれは、放射化学的方法によらない微量元素分析技術のなかで、共鳴イオン化質量分析法を応用して低エネルギーニュートリノ検出を試みている。この方法では、放射化学的方法とは異なり、ニュートリノ捕獲によって作られる元素が適当に短い半減期を持っている必要がないため、ニュートリノ検出のターゲットとして使用できる物質の制限が少なく、物質の選択の幅が大きく広がる。さらに、カウンター実験と違い、検出のための電子的センサーを必要としないため、装置を小型化できる可能性がある。また、エネルギー閾値の低いターゲットを選ぶことも可能で、低エネルギーニュートリノの検出に有利である。本年は、東海村の原子力関係の施設で共鳴イオン化質量分析器の調査を行った。その結果、改良のための開発研究を進めれば、ニュートリノ検出への応用は十分に可能であるとの感触を得た。ただし、当該研究グループから波長可変LASERは借用できなかったので、飛行時間分析器の加速電極、静電集束レンズの有限要素法による設計を行った。そして実際にイオン検出部を含む飛行時間分析器の真空系を試作した。また、フィラメントによる熱電子でイオンを生成し、イオン電流の最適化を行った。また、イオンコレクタによる検出のための高速アンプ、マイクロチャンネルプレートによるイオン検出の試験などを行った。さらに、四重極質量分析計の試験、およびイオン生成効率の最適化のために各種イオン発生装置の試験も年度末にかけて行う。