hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有用石油分解菌の選択的活性化を利用した石油汚染海洋環境の新規浄化技術の開発

【目的】海洋中に流出した石油には、生分解性の高い画分から低い画分まで含まれているため、汚染域に存在する微生物群全体の活性を高めるようなバイオリメディエーションでは、分解性の高い成分の分解が速まるだけで、分解性の低い画分は分解されずに高濃度で残留することが知られている(残留画分)。この問題を解決するためには、汚染域に存在する微生物コンソーシアの群集構造を制御し、残留画分の分解に適した群集構造にする必要がある。申請者はこれまでにRhodococcus rhodochrous S-2株の生産する細胞外多糖(S-2 EPS)がCycloclasticus属細菌を選択的に活性化し、石油分解が促進されることを明らかにしている。本研究では、残留画分の実際の海洋での分解の主役となるCycloclasticus属細菌の培養・検出技術を開発し、S-2 EPSによる石油分解促進機構の解明を試みている。昨年度の研究の結果、同菌をスポット法により植菌し、PAHsがメタ開列する際の色素の生産を指標としMost Probable Mumber(MPN)法により解析することで、同細菌の生菌数を定量的に解析できることが明らかとなった(SI-MPN解析)ことから、本年度はSI-MPN解析を用いて、同菌の石油分解に対するS-2 EPSの影響を検討した。【結果】石油中の残留画分がモデル化された原油由来の分画産物である芳香族画分(AF)を炭素源とした培養系で、同菌の生育に対するS-2 EPSの影響をSI-MPN解析によって検討したところ、S-2 EPSの添加により、同菌の生育が増大されることが明らかとなった。これらの条件下での多環芳香族炭化水素の分解を検討したところ、S-2 EPSの添加により分解が促進されていたことから、S-2 EPSが同菌の石油分解活性を促進しているものと考えられた。海洋中に流出した石油には、生分解性の高い画分から低い画分まで含まれているため、汚染域に存在する微生物群全体の活性を高めるようなバイオリメディエーションでは、分解性の高い成分の分解が速まるだけで、分解性の低い画分は分解されずに高濃度で残留することが知られている(残留画分)。本研究では、残留画分の実際の海洋での分解の主役となるCycloclasticus属細菌の培養・検出技術を開発し、さらに同菌の石油汚染下の微生物コンソーシア内での動態に検討を加えることを最終的な目的としている。Cycloclasticus属細菌は1995年にワシントン州のPuget Soundの底泥から単離され、その後アラスカやメキシコ湾の底泥からも単離されたが、寒天培地への塗抹培養法では増殖させることが困難で、また、通常の糖などを資化できない難培養性の細菌であるため、DNAレベルでのみ検討されている。そこで平成16年度は同菌の培養・検出手法について検討を加えた。(1)培地の検討Cycloclasticus属細菌の寒天培地上での培養を可能とさせるため、各種コンディション培地などを作製し、培養を試みた。その結果、ビフェニルなどの多環芳香族炭化水素(PAHs)を気相で加えた場合に、マリンアガーや海水寒天培地などで生育できることが明らかとなった。(2)植菌法の検討上述した寒天培地をもちいて、塗抹法、軟寒天重層法、スポット法、ビーズ法など植菌法に検討を加えた。その結果、スポット法により植菌し、PAHsがメタ開列する際の色素の生産を指標としMost Probable Mumer (MPN)法により解析することで、同細菌の生菌数を定量的に解析できることが明らかとなった。

これらの条件下での多環芳香族炭化水素の分解を検討したところ、S-2 EPSの添加により分解が促進されていたことから、S-2 EPSが同菌の石油分解活性を促進しているものと考えられた。
果樹の小樹化技術の開発

果樹の主幹部に幅数mmの連結用樹皮を残し、部分的環状剥皮を施し、連結用樹皮の再生を種々の方法で抑制することによって、果樹の小樹化を図ったところ、樹体成長が抑制された。連結用の樹皮を定期的に元の幅に切り戻すと新梢の成長が抑制された。また、植物成長抑制剤のABA,ヒノキチール、トロポロンなどを連結樹皮に処理すると、樹皮の再生と樹体成長の抑制に効果があった。これらの化学物質を連結樹皮部位にのみ処理するので環境にも優しい技術といえる。また、全樹種に適応できる技術であると思われる。モモの矮性台木として、ユスラウメやニワウメを使用すると接ぎ木当初は生育が良好であるが、5、6年を経過すると接ぎ木不親和症状を示して樹勢が衰えてくる問題がある。従って、接ぎ木親和性のある共台(強勢台木)を使った矮化技術の開発が早急に求められている。環状剥皮はこれまでにも、果実肥大や果実品質の向上、結実年齢の短縮、花芽形成の促進といった技術に用いられてきた。主幹部の周囲を完全に剥皮した後、その部分が癒合しないと、植物体はやがて枯死してしまう。そこで、主幹部を完全に剥皮するのではなく、主幹の上下を連結する樹皮を残す部分的環状剥皮を行った。残された樹皮の形成層の活動によって、樹皮は再生してくる。これまでの研究によって、この樹皮の再生と地上部の新梢に生長には正の相関関係があることが分かっている。本研究は、化学物質によってこの樹皮の生長を抑えることによって、モモの矮化ができないかを調査したものである。まず、野生モモ台の'あかつき'1年生苗を30cmの素焼き鉢に植え、地上部から15cmの主幹部に幅2mm長さ2cmの連結樹皮を残して部分的環状剥皮を行った。化学物質として、アブシジン酸(ABA)、ヒノキチオール、トロポロン、KCNを使った。濃度は0,0.1,0.5,1.0%とした。これらの化合物はラノリンペーストとして処理した。剥皮した主幹の木質部に処理した実験では効果が見られなかったが、連結樹皮に処理した実験では部分的環状剥皮だけより生長抑制が見られた。環状剥皮を行った主幹部の下では糖やデンプンの濃度が上部に比べて低い傾向が見られた。次に、圃場に栽植された野生モモ台の5年生'日川白鳳'モモ樹について、地上部から15cmのところに、幅5mmx長さ5cmの連結樹皮を残して、部分的環状剥皮を行い、樹皮部分にKCNのラノリンペースト(濃度:0、0.1、0.5、1.0%)を処理したところ、部分的環状剥皮処理以上にモモの樹体生長が抑えられた。まず、野生モモ台の`あかつき'1年生苗を30cmの素焼き鉢に植え、地上部から15cmの主幹部に幅2mm長さ2cmの連結樹皮を残して部分的環状剥皮を行った。化学物質として、アブシジン酸、マレイン酸ヒドラジド、CCCをラノリンペーストとして処理した。環状剥皮を行った地下部ではサイトカイニンの活性が低下する傾向が見られた。次に、圃場に栽植された野生モモ台の5年生`日川白鳳

'モモ樹について、地上部から15cmのところに、幅5mmx長さ5cmの連結樹皮を残して、部分的環状剥皮を行い、樹皮部分にジベレリンの生合成阻害剤であるウニコナゾール(10ppm)を処理したところ、ウニコナゾールには樹皮の再生を抑制する効果は見られなかった。
廃石膏リサイクル促進技術のための土壌中における硫化水素生成抑制条件の検討

本年度は(1)土壌種による廃石膏からの硫化水素生成挙動の違いの把握とその原因の解明の探求として,仙台市近況の火山性土壌を数箇所から採取し,各土壌における硫化水素生成挙動及び微生物群集挙動の変化を確認した.また,より硫化水素が発生しやすい環境である廃棄物処分場からも土壌を採取し同様の検討を実施した.さらに,(2)土壌中において低環境負荷な手法によって硫酸還元細菌活性の特異的抑制をすることを目的として,アルミニウムを用いた硫酸還元細菌の抑制効果について定量的な評価を実施した.その際,硫酸還元細菌として2株,非硫酸還元細菌として3株の単離株を用いた.それらの検討の結果,土壌種によって硫化水素生成挙動並びに微生物群集構造が異なることが示された,特に火山性土壌の場合,特異的に硫化水素が生成しない条件があることがわかり,その時には硫酸還元細菌の活性が抑制されることが示された.一方,廃棄物処分場土壌では通常の土壌よりも高い濃度の有機物を含有することから様々な従属栄養細菌が多様に分布し,微生物群集全体が活発であることが示され,その結果として硫酸還元細菌の活動も大きくなっていた.アルミニウムによる硫酸還元細菌の抑制については,グラム陰性硫酸還元細菌であるD. vulugarisDSM644株でほぼ完全な抑制が示された濃度において,実験に使用した非硫酸還元細菌でば抑制の兆候は認められなかった.すなわち,アルミニウムによる硫酸還元細菌の特異的阻害条件があることが示された.本年度は(1)土壌種による廃石膏からの硫化水素生成挙動の違いの把握とその原因の解明の探求として,仙台市近況の火山性土壌を数箇所から採取し,各土壌における硫化水素生成挙動及び微生物群集挙動の変化を確認した.また,より硫化水素が発生しやすい環境である廃棄物処分場からも土壌を採取し同様の検討を実施した.さらに,(2)土壌中において低環境負荷な手法によって硫酸還元細菌活性の特異的抑制をすることを目的として,アルミニウムを用いた硫酸還元細菌の抑制効果について定量的な評価を実施した.その際,硫酸還元細菌として2株,非硫酸還元細菌として3株の単離株を用いた.それらの検討の結果,土壌種によって硫化水素生成挙動並びに微生物群集構造が異なることが示された,特に火山性土壌の場合,特異的に硫化水素が生成しない条件があることがわかり,その時には硫酸還元細菌の活性が抑制されることが示された.一方,廃棄物処分場土壌では通常の土壌よりも高い濃度の有機物を含有することから様々な従属栄養細菌が多様に分布し,微生物群集全体が活発であることが示され,その結果として硫酸還元細菌の活動も大きくなっていた.アルミニウムによる硫酸還元細菌の抑制については,グラム陰性硫酸還元細菌であるD. vulugarisDSM644株でほぼ完全な抑制が示された濃度において,実験に使用した非硫酸還元細菌でば抑制の兆候は認められなかった.すなわち,アルミニウムによる硫酸還元細菌の特異的阻害条件があることが示された.
蛍光寿命測定による有機質文化財の経年劣化状態の指標化に関する研究

黄檗に含まれるベルべリンの蛍光性を利用して,非破壊的に蛍光寿命を測定し,ベルベリン分子の周辺環境を測定したところ,経年等で劣化した染織品に用いられたベルベリンの蛍光寿命τ2が短くなることをから,ベルベリンの劣化生成物の生成量と蛍光寿命が劣化の指標化に用いることができるのではないかと提案した。黄檗は布に対する染織だけでなく,黄檗経に代表されるように紙にも塗布されて用いられてきた。そこで,今回黄檗に含まれるベルベリンを資料の状態を表す指標化に用いた場合の基底材(絹或いは紙)の影響について検討した。経年黄檗絹はHPLCにより主成分であるベルべリンの劣化生成物X1とX2が観察され,蛍光寿命測定によりτ2の値が劣化により小さくなることを報告している。経年黄檗紙は,HPLCによりベルべリンの劣化生成物X1とX2の両方が観察される場合と,X2のみが観察される場合がある。経年黄檗紙の蛍光寿命を測定し,ベルべリン劣化生成物との関係をまとめた。黄檗紙資料において,ベルべリンの劣化生成物であるX2は常に存在するが,X1が存在する場合としない場合がある。これは,絹の場合に黄檗の産地によらずX1とX2が観察されたので,黄檗の産地由来とは考えにくい。黄檗紙の製法の違いなのか,保存環境なのか,たまたまなのか,黄檗紙の資料数が少なくて,確定的なことは言えない。経年黄檗紙の蛍光寿命はどの場合でもτ2が短くなっており,黄檗絹と同様の挙動であった。得られたτ2とベルベリン劣化生成物との関係は,X1とX2の両方が観察された場合には黄檗絹と同様の相関がみられたが,X2のみが観察された場合ではあまり強い相関を示さなかった。蛍光寿命は周辺環境が同じ条件で物質固有の値を示し,蛍光スペクトルの発光・励起波長に加えて第三のパラメータとして,蛍光性染料などの非破壊的・非接触的な同定手法として用いることができる。また,周辺環境により微妙に変化するため,有機・高分子材料に含まれる蛍光性物質からの蛍光発光に対してこの寿命の測定を行うことで,その有機材料そのものの物理的状態を非破壊的に数値化することが可能である。これまで,蛍光寿命測定を新たな非破壊分析手法として文化財分析の分野に導入する為の基礎研究を開始し,黄檗染め文化財資料から得られた黄檗の蛍光寿命とHPLCにおける成分解析の結果の関連性を指摘した。本年度は,染織資料の劣化の指標として,ベルベリン分子周りの環境変化を表す非破壊分析である蛍光寿命と資料の年代について考察した。これまで経年劣化資料のHPLCよりベルベリン劣化生成物Xnに注目し,これらの和が劣化の指標となりうるか,検討してきた。蛍光寿命は非破壊分析であり,破壊分析であるHPLCとは測定原理も手法も全く異なる為,相互に検討することは,文化財資料の劣化状態を表すうえで非常に有意義であると考えられる。HPLCから求めたベルベリンに対する劣化生成物の生成量(X1+X2)と資料の年代については,目視調査で劣化が軽微であると考えられた萌黄色系の資料ではある程度の相関がみられた。逆に,このラインから外れる資料は,経年劣化以上の劣化が進行している可能性が考えられる為,同じ劣化が軽微である資料について,ベルベリンに対する劣化生成物の生成量(X1+X2)とベルベリンの微細環境を表す蛍光寿命の値(τ2)を比較してみた結果,理想的な条件ではベルベリンに対する劣化生成物と資料の年代との関係と同様に,両者に相関がみられる可能性が示された。本研究は有機質文化財資料における経年劣化の指標化を主たる目的にして,非破壊分析である蛍光寿命の測定の利用を提案するものである。文化財における劣化の要因として,経時変化由来の物と,環境変化由来の物に分けられる。経時変化由来は,どの様な理想的環境に文化財が置かれていても生じる劣化であり,環境由来とは,文化財の置かれた環境の光や温度湿度などの理想状態からのずれ及び,使用による汚染等を想定している。本年度においては文化財染織品の内,目視調査で劣化が軽微である,すなわち劣化の要因として環境要因が少ないであろうと判断された資料を用いて,破壊分析であるHPLC及び非破壊分析である蛍光寿命の両方から求めた劣化指標を比較検討した。本年購入したレーザダイオードヘッドは現在用いている410nmのレーザよりも長い波長での励起を目的としたもので,現在分析中の黄色染料よりも吸収極大の波長が長い赤色染料に対応する。

これまでに黄檗と紅の共存した状態で,410nmで励起した場合の測定が終了している。現在,510nmで励起する場合の実験条件の確立を目指し,基礎実験を行っている。次年度ではこの基礎実験の結果を基に文化財染織品に用いられた赤色染料である紅の蛍光寿命の測定を試みる予定である。文化財染織品には種々の染料が用いられ,その解析には一般に非破壊分析が求められる。しかしながら,破壊分析を用いると非破壊分析では得ることのできない多様な情報が得られる。例えば,ベルベリンを主成分とする黄色染料黄檗が用いられた染織品の場合,非破壊分析でベルベリン特有の可視分光スペクトル及び蛍光スペクトルにより,プロトベルベリン含有植物を用いた染色がなされたことが分かる。これを破壊分析に供することにより,植物種の特定,さらに黄檗の場合にはベルベリンに対するパルマチンとヤトロリジンの成分比により産地の特定ができることを明らかにしてきた。また,黄檗の主成分であるベルベリンを由来とする劣化生成物に着目することで,染織品の経年や保存状況に由来する黄檗の劣化状況を数値化することを試みてきた。これまでHPLCの分析結果より得られたベルベリン劣化生成物の生成や,蛍光寿命測定から得られるベルベリン分子周りの環境変化と資料の年代の関係が染織資料の劣化の指標として用いることができないかを検討してきた。本年度はこれらの結果を踏まえて,強制劣化した試料を用いて,劣化状態の再現を試みた。可視光で強制劣化させた黄檗染絹布資料より抽出した成分のHPLCでの分析を行い,成分比の変化を追跡した。その結果,文化財資料で見られたベルベリンの劣化生成物X1及びX2の生成が確認できた。また,これらベルベリン劣化生成物のベルベリンに対する量比について,照射時間との関係をまとめたところ,照射時間が長くなるに従ってその生成量が増加していることが明らかになった。今回の可視光照射がもたらした黄檗の劣化の一部の過程が,文化財染織品に見られた劣化過程の一部と同じであると考えられる。本研究は有機質文化財資料における経年劣化の指標化を主たる目的にして,非破壊分析である蛍光寿命の測定の利用を提案するものである。文化財における劣化の要因として,経時変化由来と,環境変化由来に分けられる。経時変化由来は,どの様な理想的環境に文化財が置かれていても生じる劣化であり,環境由来とは,文化財の置かれた環境の光や温度湿度などの理想状態からのずれ及び,使用による汚染等を想定している。前年度に置いて劣化の要因として環境要因が少ないであろうと判断された資料を用いて,破壊分析であるHPLCを用いてベルベリン由来劣化生成物の生成量,及び非破壊分析である蛍光寿命から求めたベルベリン分子周りの環境変化の両方から求めた劣化指標を比較検討した。本年度においては,可視光による強制劣化用黄檗染絹布資料を作製し,劣化のシミュレーションを行った。光源を可視光に限定して時間を変えて照射後,絹布より染料成分を抽出し,HPLCに供した。染料成分の分析及び,その成分比を求めたところ,文化財資料から得られたベルベリン劣化生成物X1とX2と同じリテンションタイムにプロトベルベリンの特徴を有したピークが得られた。またそれら劣化生成物の生成量は照射時間が長くなるにつれて増加することが明らかになった。この様に文化財資料で確認された劣化生成物を特定した形でのシミュレーション実験は例が無く,貴重である。今後,蛍光寿命との関連も検討する予定である。
離島地域における生活インフラの状況と多機能化による集落機能維持に関する研究

本年度は、全国の100人以上の人口を有する177離島がどの程度の生活インフラの充足状況にあるのかを、ハード面から明らかにした。まず離島インフラ状況データベースを作成した。生活インフラ指標は、1インフラ基盤として、空港と航空路、港と航路、バス路線、通信状況、上下水道施設、ゴミ焼却施設、2生活拠点施設として、役場・支所、公民館・集会所、小学校、病院・診療所、介護・福祉施設、図書館、スーパー、コンビニエンスストア、銀行・郵便局である。データベース分析による結果の一部を紹介すると、水道普及率は平均97.1%とほぼ完備されてきているのに対して、水洗化率は65.5%、汚水処理人口普及率は63.2%にとどまっている。いずれも分散値が大きく、離島間格差が著しい。人口数との相関係数はどちらも無相関を示しているので、両者の整備は政策との関連が強いといえる。特に長崎県の離島での未整備率が際立っている。島内に小学校がない離島は20島である。このうち、12島は今世紀に入ってから統廃合により廃校となり、教育行政と関連している。スマートフォンによるネット接続は全離島で可能である。しかし、受信時最大988Mbps以上の超高速サービスは奄美大島や佐渡島など大型離島でも受けられず、本土との通信格差が認められる。近年、ライフラインとしての機能が注目されているコンビニエンスストアは23島のみ立地している。御所浦島を除けば、いずれも人口が2,500人以上であるが、道後や大崎上島などコンビニ立地に必要な人口数を満たしている離島でもコンビニが立地していない島もある。これはコンビニの物流との関係が指摘できる。コンビニ立地に関して沖縄県離島を事例に研究結果を論文で発表した。このほか、生活インフラの状況について、奄美大島宇検村と瀬戸内町で予察的な現地調査を行った結果、集落間でも状況に違いが認められた。本年度は全国スケールで離島の生活インフラに関するデータベースを作成し、その分析を行うことで、現在の離島がどの程度のインフラ整備状況にあるのか、本土との比較や離島間の比較を行うことができた。また、奄美大島で現地調査を行い、自治体レベル、集落レベルで生活インフラの実態を予察的に捉えることができた。また、生活インフラの中でも近年、ライフラインとしての多機能化が注目されているコンビニエンスストアの立地展開について、沖縄県離島を事例に研究を進めた。その結果、本土とは異なる離島の立地展開の独自性を、島嶼性と絡めて考察することができた。その成果は学術論文や著書などで公開することもできた。以上の理由から本研究課題の進捗状況を上記の区分のように判断した。平成30年度に引き続き、離島における生活インフラ整備状況を分析・考察すると同時に、本研究課題の研究目的の一つである生活インフラの多機能化の実態を調査する。そのために、離島を有する自治体をはじめ、離島に所在するすべての商工会、農協、教育委員会、社会福祉協議会、島おこし関係NPOなどを対象に、生活インフラの充足状況や課題、生活インフラの多機能化に関する政策や経営戦略、などについてのアンケート調査を行う。その結果を集計して、離島における生活インフラの現状と課題、再編・活用(多機能化)の状況をハード面、ソフト面の両面から明らかにする。また、人口規模、本土との近接程度の指標で離島を類型化し、各類型の特徴を明らかにする。類型ごとにサンプル離島の現地調査を行い、生活インフラの実態をハード面・ソフト面の両面から明らかにする。現在のところ、引き続き奄美大島のほか、加計呂麻島、沖永良部島などで現地調査を実施する予定である。

本年度は全国スケールで離島の生活インフラに関するデータベースを作成し、その分析を行うことで、現在の離島がどの程度のインフラ整備状況にあるのか、本土との比較や離島間の比較を行うことができた。また、奄美大島で現地調査を行い、自治体レベル、集落レベルで生活インフラの実態を予察的に捉えることができた。また、生活インフラの中でも近年、ライフラインとしての多機能化が注目されているコンビニエンスストアの立地展開について、沖縄県離島を事例に研究を進めた。その結果、本土とは異なる離島の立地展開の独自性を、島嶼性と絡めて考察することができた。その成果は学術論文や著書などで公開することもできた。以上の理由から本研究課題の進捗状況を上記の区分のように判断した。平成30年度に引き続き、離島における生活インフラ整備状況を分析・考察すると同時に、本研究課題の研究目的の一つである生活インフラの多機能化の実態を調査する。そのために、離島を有する自治体をはじめ、離島に所在するすべての商工会、農協、教育委員会、社会福祉協議会、島おこし関係NPOなどを対象に、生活インフラの充足状況や課題、生活インフラの多機能化に関する政策や経営戦略、などについてのアンケート調査を行う。その結果を集計して、離島における生活インフラの現状と課題、再編・活用(多機能化)の状況をハード面、ソフト面の両面から明らかにする。また、人口規模、本土との近接程度の指標で離島を類型化し、各類型の特徴を明らかにする。類型ごとにサンプル離島の現地調査を行い、生活インフラの実態をハード面・ソフト面の両面から明らかにする。現在のところ、引き続き奄美大島のほか、加計呂麻島、沖永良部島などで現地調査を実施する予定である。
有限体上の対称空間と新谷descent

今年度は、2月にフランスを訪問し、Luminyの研究所で、1週間、K.Sorlinとの共同研究を行った。主要なテーマは、上記の対称空間に関する理論を、enhnaced nilconeに関する状況に拡張することである。研究代表者は、既にGL(V)の場合に、enhanced nilconeの一般化GL(V)XV^rに対しても、指標層の理論が拡張され、そこに複素鏡映群G(r,1,n)に付随するKostka関数が自然に現れることを確かめている。Sorlinとの共同研究ではr=2の場合を調べたが、これらの結果が自然に対称空間に拡張され、BKSの結果の幾何学化に対応する事柄が成立することが分かってきた。また、r=1の場合においても、我々の手法により、BKS理論の完全な幾何学化が実現できる見通しも得られた。ところで、BKS理論にはMacdonald多項式が登場するがr=2の場合には、double partitionに付随したMacdonald関数(これは研究代表者の導入したKostka関数と同様のアルゴリズムで得られる新種の関数)が重要な役割を演ずると思われる。Kostka多項式は対称群や一般線形群の表現論と密接に関連する、よく知られて多項式でnの分割によって添え字つけられている。Lusztigは、1981年、Kostka多項式が一般線形群の冪零軌道から得られるIntersection cohomologyを使って幾何的に記述できることを示した。Kostka多項式は代表者により、r個の分割によって添え字つけられたKostka関数に拡張された。Kostka多項式が対称群S_nの表現論と密接に関係するのに対し、この拡張されたKostka関数は、対称群と次数rの巡回群との直積、すなわち複素鏡映群G(r,1,n)と密接に関連する。そこでこの関数を複素鏡映群に付随したKostka関数と呼ぶ。最近、Achar-Hendersonは、Lusztigの結果を拡張してr=2の場合にKostka関数がある種の一般線形群の軌道に関するIntersection cohomologyにより幾何的に記述できることを示したこの理論の背景には、加藤周による斜交群の作用するexotic nilconeの理論がある、今年度の科研費研究で、代表者はこれらの結果を一般のrに拡張し、複素鏡映群に付随するKostka関数が、ある種の多様体から得られるIntersection cohomologyから幾何的に得られることを示した。r=2の場合とr>2の場合の決定的な違いは、この状況では、一般線形群の軌道の個数が無限個になるので、軌道そのものを扱うわけにはいkなくなるといことである。にもかかわらず、Achar-Hendersonのほとんどの結果が一般の場合に拡張された。Cambridge大学の博士課程在学中の学生が学術振興会のSummer Progrmaにより来日し、有限体上の特殊ユニタリー群の付随した一般Gelfand-Graev表現について共同研究を行った。研究代表者の以前の研究で有限体上の特殊線形群に付随した一般Gelfand-Graev表現がある種の良い性質を持っていることが示され、それに基づいてmodified一般Gelfand-Graev表現のShintani descentが決定されている。代表者は、そこから特殊線形群の既約表現のラベル付けを与え、既約指標のShintani descentを完全に決定した。この方法を特殊ユニタリー群に適用するためには、この場合の一般Gelfand-Graev表現も似たような良い性質を持ってくれると都合がよい。そこでCambridgeの学生と詳しく調べたが残念ながら、特殊ユニタリー群の場合には、一般Gelfand-Graev表現は、そのような簡単な記述は持たないことが判明した。しかし、川中による一般Gelfand-Graev表現のオリジナルな構成では、Weil表現を利用した、より概念的な構成を行っている。特殊線形群の場合には、代表者の方法によってWeil表現を回避できたわけだが、特殊ユニタリー群については、Weil表現とShintani descentとの関係をきっちりと調べる必要があるようである。そこが突破できれば、その先の議論はほぼ同様に行くと思われる。この問題自体、興味深い問題であるので、Cambridgeの学生と連絡を取りながら、この問題をさらに追及していく予定である。
線維化におけるＴＧＦ－β情報伝達の関与についての分子基盤の解明

全身性強皮症、肺線維症の組織および病変部の培養線維芽細胞においてDNA microarry法にて過剰発現する分子、発現低下する分子を検討し、またrealtime PCRを用いたmicro RNA arrayによって過剰発現するmicro RNA、発現低下するmicro RNAを同定した。線維芽細胞特異的integrinαV transgenic mouseのphenotypeを解析中であり、予想に反して皮膚の線維化は認められず、正常マウスと比較して皮膚厚の減少を認めた。I型コラーゲン、III型コラーゲンの蛋白mRNA発現量がintegrinαV transgenic mouseで低下し、またMMP-1 mRNA蛋白発現量がintegrinαV transgenic mouseで増加していることが明らかとなった。これらの点がintegrinαV transgenic mouseのphenotypeに関与すると考えられ、さらに解析中である。正常皮膚線維芽細胞を用いてintegrinαVβ5 stabletransfectant作成し、integrin αVβ5の過剰発現を確認した。皮膚科学以上より研究は順調で十分達成できたと考える。以上より研究は順調で十分達成できたと考える。線維芽細胞特異的integrin αV transgenic mouseのphenotypeを解析を進め、コラーゲン遺伝子、MMP-1遺伝子、TIMP-1遺伝子発現をマウス皮膚でin vivoの研究を行うとともに、線維芽細胞を培養し、培養線維芽細胞を用いてin vitroで検討を行う。
湾岸地域における安全保障システムの再構築と同盟の役割の変化

本研究は、ペルシャ湾岸地域において再構築が進められている新たな安全保障システムの実態を明らかにすることを目指した。湾岸戦争以降、湾岸地域では米国とサウディアラビア等の湾岸産油国による同盟関係が安全保障システムの基軸となってきた。しかし、オバマ政権以降、米国による中東への軍事関与は停滞している。これによって米国と湾岸産油国との同盟関係に生まれる変化を質的に分析するとともに、湾岸産油国による独自の対応に着目した。当初の研究計画では米国との軍事的関係の深いサウディアラビアとバハレーンの2カ国に焦点を当てる予定だったが、研究年度内に湾岸産油国内での対立が顕在化し、サウディアラビア、バハレーン、UAEがカタルと断交するという事態が発生した。そのため、調査地を断交の当事国であるカタルと、紛争の仲介役となったオマーンに変更し、一次資料の収集ならびに関係者へのインタビューといった現地調査を実施した。また、最新の研究動向をフォローするためにいくつかの資料を購入した。調査の結果、以下のことが明らかになった。第一に、米国は地域秩序を維持するためのコストを同盟国である湾岸産油国に負担するよう求めるようになっている。第二に、湾岸産油国の側では、米国の意向も受けて、地域秩序を主導的に形成する役割を担おうとする姿勢を示している。しかし、その結果として、米国が意図していなかった湾岸産油国間での対立の顕在化や、サウディアラビアとイランという地域大国間の紛争がエスカレートするといった事態が発生している。安全保障システムの変化は地域秩序の不安定化を招いており、地域全体の紛争リスクを高めていると指摘することができる。
粉粒体のサイズ分離現象：散逸粒子系の動的秩序形成の機構解明

通常のブラウン運動は、揺動と散逸が釣り合っている熱平衡系での現象であり、物理学としてはほぼ完成した概念である。一方、非平衡定常条件下では、外部からのエネルギー流入から、物体同士の衝突等によるエネルギー散逸へ、状態量が一方向の流れを形成するために、特異的な時空間構造が自発的に発生する可能性がある。本研究では、このような非平衡散逸系の特質に迫ることを目的として、水平に置いた円筒容器に大きさの異なる2種類の粒子を充填し、回転させたときに誘起される粉粒体の動的な(相)分離現象について、実験・理論・数値計算を用いて総合的に探究する。実験によって分離パターンのドメイン間相互作用を定量的に評価し、実験的知見に基づいたモデル構築を目指す。水平に置いた円筒容器に大きさや形の異なる2種類の粒子を封入して回転させると、粒子が縞々の状態にバンドを形成して分離する現象が観察されている。従来、動的安息角に大きく差がある粒子を組み合わせるとバンドが出やすい、と言われていたが、実際には動的安息角に差がなくてもバンドが出る組み合わせも多いことが我々の予備的研究で分かった。動的安息角に大きく影響を及ぼす粒子形状を球形に固定し、粒子の比重やサイズを系統的に変えることで、バンド形成の現れる条件を定量的に明らかするための実験を行った。また、円筒容器にほぼ完全に粒子を充填したとき、バンドが数ミリ/分という非常にゆっくりとした速度で動くことがこれまでの我々の研究で見出されている。このバンドの動きは部分充填系でバンドが結合していく過程で動く速度より二桁ほど遅いため、バンドの動く起源が異なると予想される。高充填系において、非常にゆっくりとした対流構造の起源を明らかにするために、1種類の粒子を高充填に詰めて回転させ、表面粒子の流れ場を高速度カメラで撮影して、表面の流れ場を測定した。回転円筒容器系における粉粒体の分離現象について、部分充填の場合には、バンド形成は動径方向の分離から軸方向の分離へ転移することによって起こるため、動径方向の分離が起こる条件と動径方向の分離から軸方向の分離へ転移する条件の2段階に分ける必要がある。動径方向の分離は、比重が大きく変わらない場合には主にサイズ比のみで決まり、大きいほうの粒子が外側を覆う構造を形成する。極端に比重が違う場合には重いほうの粒子が沈んで中心部のコアを形成する。動径方向の分離が完了した後、表層を覆う大きい粒子の層が比重が大きいときのみ、表層の粒子層が不安定化して軸方向にちぎれてバンド構造を形成することが分かった。高充填の場合には、珪砂を一種類円筒容器にほぼ完全に充填し、回転させて表面の流れ場を高速度カメラにて観察を行った。その結果、表面では平均的に円筒容器の中央付近から両端へ弱い流れ場が生じていることが分かった。しかし、その流れ場は、高充填したときのバンドの移動速度に比べて十分早く、高充填系の対流構造の起源と直接結び付くかどうかはまだ明らかではない。次に、全く同じ物性で、色だけ異なるガラスビーズを高充填に円筒容器に封入して回転し、その様子を観察した。初期状態では、4つのドメインに分けて、それぞれ異なる色になるように粒子を充填した。すると、円筒容器の外側では粒子は拡散して混ざってしまうが、内部では初期状態の分離させた状態を保ったまま、バルクで流れていることが観察された。つまり、粒子のサイズや密度が全く同じ粒子を高充填に詰めた場合でも、非常にゆっくりとした巨視的対流を起こしうることが初めて観察された。粉粒体の分離現象について、そのメカニズムの理解を深める重要な知見が得られたことから、研究は当初の計画通りおおむね順調に進展しているといえる。部分充填系については、バンド形成のメカニズムを2段階に分けて考えて、混合状態から動径方向の分離、動径方向の分離から軸方向の分離へと転移するメカニズムについて、理論的な説明を与え、実験的に検証していく。動径方向の分離については、大きい粒子が枯渇効果に似た効果で外側にはじき出されると考えられるが、重力下では下方に沈んでいく効果もあり、そのバランスで動径方向の分離が決まると考えられる。軸方向の分離では、表層の粒子が比重が重いとき、表層の粒子と内部でコアを形成する粒子の界面で、どのようなずり応力が生じ、構造が不安定化するのか、内部構造の観察により知見を深める必要がある。高充填系については、外側で拡散的に粒子が流れながら、内部である程度固まったバルクで流れる、という実験結果について、その駆動の起源を今後明らかにしていく。

従来、動的安息角に大きく差がある粒子を組み合わせるとバンドが出やすい、と言われていたが、実際には動的安息角に差がなくてもバンドが出る組み合わせも多いことが我々の予備的研究で分かった。動的安息角に大きく影響を及ぼす粒子形状を球形に固定し、粒子の比重やサイズを系統的に変えることで、バンド形成の現れる条件を定量的に明らかするための実験を行った。また、円筒容器にほぼ完全に粒子を充填したとき、バンドが数ミリ/分という非常にゆっくりとした速度で動くことがこれまでの我々の研究で見出されている。このバンドの動きは部分充填系でバンドが結合していく過程で動く速度より二桁ほど遅いため、バンドの動く起源が異なると予想される。高充填系において、非常にゆっくりとした対流構造の起源を明らかにするために、1種類の粒子を高充填に詰めて回転させ、表面粒子の流れ場を高速度カメラで撮影して、表面の流れ場を測定した。回転円筒容器系における粉粒体の分離現象について、部分充填の場合には、バンド形成は動径方向の分離から軸方向の分離へ転移することによって起こるため、動径方向の分離が起こる条件と動径方向の分離から軸方向の分離へ転移する条件の2段階に分ける必要がある。動径方向の分離は、比重が大きく変わらない場合には主にサイズ比のみで決まり、大きいほうの粒子が外側を覆う構造を形成する。極端に比重が違う場合には重いほうの粒子が沈んで中心部のコアを形成する。動径方向の分離が完了した後、表層を覆う大きい粒子の層が比重が大きいときのみ、表層の粒子層が不安定化して軸方向にちぎれてバンド構造を形成することが分かった。高充填の場合には、珪砂を一種類円筒容器にほぼ完全に充填し、回転させて表面の流れ場を高速度カメラにて観察を行った。その結果、表面では平均的に円筒容器の中央付近から両端へ弱い流れ場が生じていることが分かった。しかし、その流れ場は、高充填したときのバンドの移動速度に比べて十分早く、高充填系の対流構造の起源と直接結び付くかどうかはまだ明らかではない。次に、全く同じ物性で、色だけ異なるガラスビーズを高充填に円筒容器に封入して回転し、その様子を観察した。初期状態では、4つのドメインに分けて、それぞれ異なる色になるように粒子を充填した。すると、円筒容器の外側では粒子は拡散して混ざってしまうが、内部では初期状態の分離させた状態を保ったまま、バルクで流れていることが観察された。つまり、粒子のサイズや密度が全く同じ粒子を高充填に詰めた場合でも、非常にゆっくりとした巨視的対流を起こしうることが初めて観察された。粉粒体の分離現象について、そのメカニズムの理解を深める重要な知見が得られたことから、研究は当初の計画通りおおむね順調に進展しているといえる。部分充填系については、バンド形成のメカニズムを2段階に分けて考えて、混合状態から動径方向の分離、動径方向の分離から軸方向の分離へと転移するメカニズムについて、理論的な説明を与え、実験的に検証していく。動径方向の分離については、大きい粒子が枯渇効果に似た効果で外側にはじき出されると考えられるが、重力下では下方に沈んでいく効果もあり、そのバランスで動径方向の分離が決まると考えられる。軸方向の分離では、表層の粒子が比重が重いとき、表層の粒子と内部でコアを形成する粒子の界面で、どのようなずり応力が生じ、構造が不安定化するのか、内部構造の観察により知見を深める必要がある。
レーザースペックルフローグラフィーを用いた内耳血流の画像評価

レーザー光を用いて蝸牛血流の評価を実験的、臨床的に行った。人工内耳手術に際して、レーザードップラーのプローブ先端を鼓室階の中に入れて蝸牛血流の評価を行うことができた。プローブ先端を蝸牛の中に入れて測定すると蝸牛骨壁の血流成分を可及的少なくすることができる。薄い骨壁をもつモルモットなどでは、この骨の血流成分は比較的少ないが、厚い蝸牛骨壁をもつヒトでは、骨の血流成分が相当存在する。内耳動脈系の蝸牛血流と中耳血管系の蝸牛骨壁血流は様態が異なるが、このようにして人工内耳を受ける蝸牛の血流状態をより正確に把握できたと思っている。人工内耳手術中の血流測定から、蝸牛血流量に、かなり個人差があることがわかったが、髄膜炎後に蝸牛の骨化をきたしている症例や40歳以上の特発性進行性感音難聴例において蝸牛血流量の低下を認めた。レーザースペックルパターンからは、内耳血流そのものの変化をとらえる段階にまでは進めなかった。しかしながら、実験的にラットにて前下小脳動脈の拍動を、臨床的に内耳と岬角との間に血管吻合が存在すると考えられている蝸牛耳硬化症において岬角部血流の拍動性動きを捉えることができた。蝸牛耳硬化症で、岬角部血流の拍動性信号を捉えられたのは、シュワルツェ徴候がある例で、シュワルツェ徴候がない例では、拍動成分は極めて小さいか認められなかった。シュワルツェ徴候の成因は、よくわかっていなかったが、この部の血流がどのようになっているか評価したのは、今回がはじめてで蝸牛耳硬化症の成因を考える上に新しいデータを提供できた。レーザースペックルフローグラフィー内耳血流解析システムを作成した。このシステムは、手術用顕微鏡に備え付けた形となっている。手術用顕微鏡に焦点距離230mmの対物レンズをもちいて、現在までのところヒトの鼓膜血流、ラットの蝸牛骨壁、アブミ骨動脈、内頸動脈等をレーザースペックルフローグラフィーを用いて解析できるようにした。ヒト鼓膜からの拍動性信号やラット蝸牛周囲からの拍動性信号をとらえ、これを画像処理できるようにしたが、今後、さらに解像力を向上させる目的で焦点距離100mmの対物レンズをもちいて画像評価を行う予定である。人工内耳手術時における蝸牛血流状態について、レーザードップラー法を用いて評価を行ったが、特発性感音難聴の非若年者では蝸牛血流が減少していた(Ann Otol Rhinol Laryngol, in press)。蝸牛の血流状態とも関連するMRIの造影効果につき、突発性難聴例で蝸牛小管、急性低音障害型感音難聴で内リンパ嚢がどのようになるか検討したが、コントロールと特に差がなかった。これは、突発性難聴例で内リンパ嚢が造影される頻度が上昇した結果と異なっていた。蝸牛血流の評価を行おうとする場合、内耳動脈系とは別に蝸牛を包む骨の血流に注意しなければならないことを明らかにした。ラットでは内頸動脈の枝であるアブミ骨動脈からの血流が、蝸牛骨包上の粘膜を除去したあとでもレーザードップラー値に影響を与えていることがわかった。

内耳動脈系とアブミ骨動脈系では、圧迫した後の血流のrebound現象が異なり、血流のautoregulation(自動調節能)も内耳動脈系の方がアブミ骨動脈系より大きいと考えられた。(研究分担者であった服部琢名古屋大学・大学院医学系研究科助教授は平成16年9月からあいち小児保健医療センター部長に移動し、現在研究協力者である。)作製したレーザードップラーフローグラフィー装置を用いラット前下小脳動脈、アブミ骨動脈の血流評価及びヒト蝸牛耳硬化症例における鼓膜、鼓室の血流評価を行った。臨床例については倫理委員会の許可を得てから行った。ラットでは前下小脳動脈、アブミ骨動脈の拍動様式を評価した。内耳の近くにいくほど拍動の大きさが小さくなっていくことが観察された。この現象は内耳で拍動性の音をできるだけ聞かないようにするメカニズムと関連しているように思われた。蝸牛耳硬化症例でシュワルツェ徴候がある例ではこのシュワルツェ徴候部の血流が増加しており、また大きく拍動していることがわかった。この血流成分の拍動性の増加は、蝸牛耳硬化症例での人工内耳手術のとき蝸牛内視鏡で鼓室階の中を観察するとこの部の静脈が拡張していることと関連しているものと考えた。文献的にも蝸牛耳硬化症では鼓室階の静脈うっ血があり、この拡張した静脈と周囲の脱灰した骨部との間に血管吻合があることが報告されている。すなわち、蝸牛耳硬化症では静脈系の血流障害があり、このため中耳領域の血管に血液が逃げる形となってシュワルツェ徴候を呈する例があるものと考えた。人工内耳手術でのレーザードップラー法による血流測定の結果、蝸牛耳硬化症例や年齢が高い特発性進行性感音難聴例で内耳血流量が減少していることもわかった。蝸牛耳硬化症による進行性感音難聴は比較的年齢が高い人に多いことを考えると高齢者層での進行性感音難聴では内耳の血流障害が病態と深く関係していることが推察された。レーザースペックルパターンの変化から、蝸牛耳硬化症の岬角部の血流評価を行った。蝸牛耳硬化症では、岬角部の血管が拡張してシュワルツェ徴候が陽性である例が多い。蝸牛耳硬化症では内耳血管と周辺骨の間に血管の吻合があり、岬角部の血流を評価することは、蝸牛耳硬化症における内耳血流の評価に意義あることと考えた。蝸牛耳硬化症においてシュワルツェ徴候陽性例では、岬角部の血流は拍動性に増加していることがわかった。シュワルツェ徴候陰性例では、岬角部の血流は正常コントロールと差を認めなかった。シュワルツェ徴候陽性、陰性とCT所見との関係を調べた。シュワルツェ徴候陽性例では、骨硬化病変・骨脱灰病変が岬角部まで及んでいた。蝸牛耳硬化症で人工内耳手術を施行したのは、2例と少なかったが、手術中に蝸牛血流量をレーザードップラー法で測定したところ、蝸牛の血流量は他の症例より少なかった。内耳の血流とその周囲の骨、粘膜の血流は、属する血管系、様態が異なることを認識する必要がある。蝸牛耳硬化症では、内耳に血流障害がおこり、そのために周辺骨に血流が逃げるように流れ、シュワルツェ徴候陽性となるとする考えがある。この考えが真実かどうかは今後の課題である。いずれにしてもシュワルツェ徴候の成因は、よくわかっていなかったが、この部の血流がどのようになっているか評価したのは、今回がはじめてで蝸牛耳硬化症の成因を考える上に新しいデータを提供できた。
オキシゲナーゼモデル錯体の新しい分子認識機能の開発

1.ジオキシゲナーゼ型活性発現と分子認識:酵素クェルセチナーゼ型反応が進行するFlO^-M^+(FlO^-=フラボノラート)(M=Li,Na,K)およびCat^<2->M^+(Cat=3,5-ジ-t-ブチルカテコール)(M=K,Na,Li,Fe^<3+>)の酸素酸化を系統的に研究し,ジオキシゲナーゼ型反応が高選択的に進行するためには基質ラジカルを経由せず,基質アニオンと金属イオンとが適当な距離で相互作用することが重要であることを明らかにした。2.フェノール酸素酸化における位置選択性の反応場制御:2,6-Di-t-buty14-arylphenolsをCo(salpr)存在下非配位性溶媒中で酸素酸化すると酸素が特異的にo-位に導入されてo-ペルオキシキノラートコバルト錯体を生成するが、配位性有機アミンを存在させると酸素導入位置がp-位に特異的に変換されることを見出し,これらのアミンがo-ペルオキシキノラート錯体を不安定化させ、フェノキシラジカルとコバルト(III)ス-ペルオキソ錯体との反応に特異的に変換させることを明らかにした。3.モデルオキシゲナーゼ錯体のアルドラーゼ型活性:配位飽和ヒドロキソコバルト錯体が1,3-ジケトンとホルムアルデヒドとのアルドール反応を触媒し,メタノール中で1,5-ジケトンを,塩化エチレン中で1,1,3,3-テトラケトプロパン誘導体をそれぞれ定量的に生成することを見出し,モデルオキシゲナーゼ錯体がアルドラーゼ型分子認識機能を発現することを明らかにした。4.光学活性モデルオキシゲナーゼ錯体の不斉認識:フェニルグリオキサールヘミアセタールのマンデル酸エステルへの変換反応で光学活性モデルオキシゲナーゼ錯体が生成物に不斉を導入することを見出し,この反応が1,2-ヒドリド転位機構で進行することを明らかにした。
転写不活性因子-クロマチンの相互作用ネットワークの構造基盤

本研究は,酵母の減数分裂を開始する遺伝子郡の相互作用と転写抑制機構ならびにその転写抑制因子の構造を明らかにすることである。本年度の研究成果は下記の通りである。(2)ブロモドメインの構造解析:このドメインは一般に溶解度が低く,長い間その試料調製の問題を抱えてきた.そのため,酵母に存在する5種の蛋白質のブロモドメインをクローニングし,それらの発現系を構築した.そのうち,Sthlpのドメインが溶解性示したが,多量体として存在するためか,NMRの解析を難しくしている,一方,SWI/SNF2のブロモドメインはそれ自身は溶解性が低いが,CまたはN端側の領域を含むことで溶解度が飛躍的に増大することが分かった.C末端側を含むブロモドメインについて多次元NMRの測定と解析を進めている.(第23回日本分子生物学会年会,2000,神戸).(3)大腸菌由来のYhhP蛋白質の構造解析:YhhP蛋白質は原核細胞に普遍的に存在し,細胞分裂に関与しているが,その詳細な機能についてはまだ明らかではない.この蛋白質の構造は,4本のβ鎖と2本のα-helixからなるα/βsandwitch構造をとることが分かった,さらに,構造の相同性に関するデータベースの検索から,転写開始因子であるIF3のC末ドメインIF3Cに対して構造的に,また表面電荷ポテンシャルにおいて相同性が高いことを明らかにした,YhhPはRNA結合蛋白質である可能性が高い(Katoh et al.,J.M.B.,2000).本研究は,酵母の減数分裂を開始する遺伝子郡の相互作用と転写抑制機構ならびにその転写抑制因子の構造を明らかにすることである。(2)ブロモドメインの構造解析:このドメインは一般に溶解度が低く,長い間その試料調製の問題を抱えてきた.そのため,酵母に存在する5種の蛋白質のブロモドメインをクローニングし,それらの発現系を構築した.そのうち,Sthlpのドメインが溶解性示したが,多量体として存在するためか,NMRの解析を難しくしている,一方,SWI/SNF2のブロモドメインはそれ自身は溶解性が低いが,CまたはN端側の領域を含むことで溶解度が飛躍的に増大することが分かった.C末端側を含むブロモドメインについて多次元NMRの測定と解析を進めている.(第23回日本分子生物学会年会,2000,神戸).(3)大腸菌由来のYhhP蛋白質の構造解析:YhhP蛋白質は原核細胞に普遍的に存在し,細胞分裂に関与しているが,その詳細な機能についてはまだ明らかではない.この蛋白質の構造は,4本のβ鎖と2本のα-helixからなるα/βsandwitch構造をとることが分かった,さらに,構造の相同性に関するデータベースの検索から,転写開始因子であるIF3のC末ドメインIF3Cに対して構造的に,また表面電荷ポテンシャルにおいて相同性が高いことを明らかにした,YhhPはRNA結合蛋白質である可能性が高い(Katoh et al.,J.M.B.,2000).
セルロプラスミン欠損症における遺伝子異常と変異蛋白の発現-分解とその性質の研究

セルロプラスミン欠損症(以下、本疾患という)は新たな鉄代謝異常症で、無セルロプラスミン血症と脳、肝臓をはじめとする全身の諸臓器への鉄の沈着を来す遺伝性疾患である。我々は本疾患の原因がセルロプラスミンの遺伝子異常であることを明らかにした。しかし、臨床症状の発現がどのような機序で起こるかはいまだ不明である。セルロプラスミンはそのフェロオキシダーゼ活性により血漿の強力な抗脂質過酸化作用を有しており、鉄やフェリチンは脂質過酸化を促進することが分かっている。従って、本疾患では脂質過酸化の亢進が予想され、これが症状発現に関連していることが考えられた。そこでホモ接合体3名、ヘテロ接合体8名および患者と同年代の正常コントロール12名の血漿を用いて、チオバルビツール酸反応陽性物質(TBAproducts)を指標に脂質過酸化を検討した。その結果、ホモ接合体では明らかに脂質過酸化の亢進が認められた。次に、脂質過酸化の亢進が膜に与える影響を調べるため、患者の赤血球膜の脂質分析を行った。その結果、C26やC26:1の極長鎖脂肪酸がホモ接合体で特異的に増加していた。本疾患ではペルオキシゾームの先天性の異常はないため、極長鎖脂肪酸の代謝の過程でフリーラジカルに障害されやすいアシルCoAオキシダーゼの障害が生じている可能性が考えられた。また、α-ヒドロキシ脂肪酸がホモ接合体で特異的に増加しており、脂質過酸化に伴う変化と考えられた。これらの結果をもとに治療の試みとして63歳の患者の同意を得て、組織内に蓄積した鉄の除去を行うため、鉄キレート剤を点滴静注で10ヶ月間用いた。その結果、組織鉄の減少とともに貧血は改善し、付随意運動の軽減、糖尿病の改善が見られた。以上より今回我々は、本疾患では鉄の蓄積やセルロプラスミンの欠損に伴う脂質過酸化の亢進が病態発現に関与していることを示すとともに、治療への応用を試みた。セルロプラスミン欠損症は、無セルロプラスミン血症と脳、肝臓をはじめとする全身の諸臓器への鉄の沈着を来す鉄代謝異常症として、我々が1987年に世界で初めて一家系を報告した。遺伝形式は常染色体劣性遺伝と考えられ、本家系の病因はセルロプラスミンの遺伝子異常、エキソン7におけるTACACの5bpの挿入、であることがわかった。これまでに本疾患として報告されているのは、我々の症例を含め国内5家系、海外1家系がある。1.今回は、長崎大学で発見された一家系について遺伝子異常を検討した。この家系では我々の症例と異なり糖尿病の出現は神経症状よりも5-10年早く、神経症状は緩徐進行性の小脳性の運動失調のみ来している。また網膜変性(網膜色素変性症)は我々の症例は同様に認められている。遺伝子解析の結果、この患者ではエキソン15の2630のGがAに点変異しており、このためこの位置でストップコドンとなることがわかった(nonsense mutation)。2.セルロプラスミンはそのフェロオキシダーゼ活性により血漿の強力な抗脂質過酸化作用を有しており、鉄やフェリチンは脂質過酸化を促進することが分かっている。

そこで今回我々の家系の患者(homozygote)3名,(heterozygote)8名および患者と同年代の正常コントロール12名の血漿で、チオバルビツール酸反応陽性物質を指標として脂質過酸化を検討した。その結果、本症例では脂質過酸化の亢進があることがわかった。3.我々の症例について糖尿病の発現を検討したところ、homozygoteでは50歳以降にインスリン依存性の耐糖能障害あるいは糖尿病が出現することがわかった。臨床症状の発現時期の違いについては、他の家系の遺伝子異常と比較する必要があり、遺伝子異常の違い(genotype)が臨床症状(phenotype)にどのように反映されるかが今後の課題である。セルロプラスミン欠損症(以下、本疾患という)は新たな鉄代謝異常症で、無セルロプラスミン血症と脳、肝臓をはじめとする全身の諸臓器への鉄の沈着を来す遺伝性疾患である。我々は本疾患の原因がセルロプラスミンの遺伝子異常であることを明らかにした。しかし、臨床症状の発現がどのような機序で起こるかはいまだ不明である。セルロプラスミンはそのフェロオキシダーゼ活性により血漿の強力な抗脂質過酸化作用を有しており、鉄やフェリチンは脂質過酸化を促進することが分かっている。従って、本疾患では脂質過酸化の亢進が予想され、これが症状発現に関連していることが考えられた。そこでホモ接合体3名、ヘテロ接合体8名および患者と同年代の正常コントロール12名の血漿を用いて、チオバルビツール酸反応陽性物質(TBA products)を指標に脂質過酸化を検討した。その結果、ホモ接合体では明らかに脂質過酸化の亢進が認められた。次に、脂質過酸化の亢進が膜に与える影響を調べるため、患者の赤血球膜の脂質分析を行った。その結果、C26やC26:1の極長鎖脂肪酸がホモ接合体で特異的に増加していた。本疾患ではペルオキシゾームの先天性の異常はないため、極長鎖脂肪酸の代謝の過程でフリーラジカルに障害されやすいアシルCoAオキシダーゼの障害が生じている可能性が考えられた。また、α-ヒドロキシ脂肪酸がホモ接合体で特異的に増加しており、脂質過酸化に伴う変化と考えられた。これらの結果をもとに治療の試みとして63歳の患者の同意を得て、組織内に蓄積した鉄の除去を行うため、鉄キレート剤を点滴静注で10ヶ月間用いた。その結果、組織鉄の減少とともに貧血は改善し、不随意運動の軽減、糖尿病の改善が見られた。以上より今回我々は、本疾患では鉄の蓄積やセルロプラスミンの欠損に伴う脂質過酸化の亢進が病態発現に関与していることを示すとともに、治療への応用を試みた。