hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲノム・遺伝子相関：新しい遺伝学分野の創成

本年度は、分子生物学会、遺伝学会、育種学会、動物学会、植物細胞分子生物学会、植物生理学会などにおいて領域関連ワークショップを多数開催した。小中高校への出前授業や市民講座開催などアウトリーチ活動も積極的に推進した。ニュースレター第7号を発行すると共に、研究活動・成果の公表に関するホームページの充実を図り、最新の研究成果をリアルタイムで領域内外に発信した。本新学術領域研究の総括班では、研究全体を統括し、班員相互の密接な連携を図り、国内外の動向を調査しつつ、適切な助言を行うことによって本領域を円滑に推進・運営することを目的としている。本年度は、5月28ー29日の2日間にわたって、奈良春日野国際フォーラム甍にて国際シンポジウム“Establishing Next-Generation Genetics"を開催した。100名を超える領域内外からの参加者があり、優劣性、異質倍数体形成、生長相転換、ゲノムインプリンティング、性の分化、生殖隔離・種分化などの現象のメカニズムに関して活発な議論があった。さらに、12月20日から3日間、東京大学・弥生講堂一条ホールにて最終年度の班会議を開催した。研究評価者を交えて計画・公募28課題の研究進捗状況を代表者が総括し、領域内で討論をおこなった。最終年度に際して、評価者からは多くの有益なコメントを頂いた。また、12月21日には、東京大学・一条ホールにおいて総括班会議を開催した。最終年の取りまとめ、さらには、領域終了後の成果取りまとめの方向性や基本方針に関して総括班員、研究評価者、学術調査官を交えて意見交換を行った。学会誌に特集号を組むことや、本領域を通じて成長しつつある新しい学術分野のプラットホームをどのように残すかに関して活発な議論があった。なお、情報発信の一環として、本領域のホームページを通じて、研究概要、公募研究の案内、班員名簿を掲載し、国内外研究者および一般社会へ研究成果を還元した。特に、シンポジウムの案内、研究成果の公表、アウトリーチ活動を含めた様々な情報に関して、写真画像を交えて随時発信した。更に、研究経過報告のページの充実を図り、研究成果をリアルタイムで伝える情報発信型のホームページ運営を行った。あらゆる生物の設計図であるゲノム・遺伝子は、多くのモデル生物で解読されてきたが、その自然集団における構成や相互作用の共通理解には至っていない。新学術領域「ゲノム・遺伝子相関:新しい遺伝学分野の創成」では、ゲノムや遺伝子の調和や軋轢に着目して、その共通原理、共通機構を導き出すことにより新たな遺伝学的なアプローチを創成することを目的とした。総括班では、定例の班会議、総括班会議での評価委員からの助言により、領域の方向性を策定し、多くの議論により共同研究を奨励した。さらに、領域ホームページやアウトリーチ活動を通じて広く成果を公表した。本新学術領域研究「ゲノム・遺伝子相関」の総括班では、研究全体を統括し、班員相互の密接な連携を図り、国内外の動向を調査しつつ、適切な助言を行うことによって本領域を円滑に推進・運営することを目的としている。発足2年目の平成24年度は、昨年度の8計画班に加え、新たに22の公募班が加わる形で本格始動を迎えた。
グルタミン酸による選択的神経細胞死:筋萎縮性側索硬化症動物モデルへの応用

L-グルタミン酸を出生直後から仔ラットに連日大量(4g/kg皮下注)投与すると、投与開始後数日して、脊髄運動ニューロンの喪失を伴う神経変性疾患が生じることを既に報告した。生まれた直後のグルタミン酸単回投与群において、尾の付け根までほとんど痛覚が消失しているが尾は動かせるものがしばしば観察された。後肢対麻痺は殆どグルタミン酸連続投与5-7回目後に発症し、腹部から後肢の体表面の痛覚がほとんど消失していた。この疾患(脊椎運動ニューロンの喪失)の発症率は、4%程度であり、筋萎縮性側索硬化症モデルとして種々の実験を行うには、はなはだ効率が悪い。その後、発症した仔ラットの親に何度も妊娠させてその仔ラットを使う、グルタミン酸投与後の供給酸素量を調製する、グルタミン酸投与後の仔ラットの体温低下を防ぐ、グルタミン酸の投与総量を一定にして間欠的に与えることにより痙攣を軽減させるなど、発症率の向上を求めて種々の検討を行ったが、残念ながら、発症率を向上させることは基本的には出来なかった。一方、新たに強直性対麻痺発症ラット数匹における病理組織学的検討を再び行い、以下の点が新たに確認された。発症ラットでは、腰随後根はほぼ正常であるのに、前根が対照に比べて著しく細くなっており、大型の前角細胞を中心とした神経細胞の脱落と、それに伴うグリオーシスが認められた。また、脊髄下部では、ほぼ全域にわたって運動神経細胞が死滅したにもかかわらず、脊髄上部にいくに従って、変性の程度は減弱したが、残存している脊髄前角細胞の大半にニッスル物質の崩壊(クロマトライシス)が認められ、前角内の髄鞘の密度は疎となっていた。クロマトライシスは電子顕微鏡によっても確認された。
職業関連アレルギーに関する国際症例収集システムの開発と展開

わが国では、業務上疾病として職業性皮膚障害として分類されている症例は限られていて行政による統計は存在しない。郵送による調査での症例収集は有効でなかった。職業関連アレルギーの発生の実態は、疫学的にも正確には把握されていないが、今のところ、医学雑誌で報告された症例報告の蓄積が、いまのところ確実で正確に利用できる情報源である。ドイツでは、皮膚科医と産業医が、行政の報告システムに組み込まれていて、職業性皮膚障害としての統計を基礎にした医学的根拠に基づいて、アレルギー性接触皮膚炎と刺激性接触皮膚炎ともに包括的な予防対策がとられている。ハウスミョウガ栽培者のアレルギー性接触皮膚炎の原因物質は、脂肪酸であることが示唆されたが、確定はできなかった。揮発性成分のなかでは、β-phellandereneの抗原性が高かった。接触蕁麻疹は、非免疫学的機序によるものである可能性が高い。本研究は、我々が開発した、職業関連アレルギーの包括的系統的予防管理システムを効果的に稼動するための基礎的な資料を得るために、国際的に統一された職業関連アレルギーの症例収集フォーマットを開発し、それを用いた収集調査を実施し、その結果をデータベース化することにより、職業関連アレルギーの実態と要因の解明および予防対策の確立に資すること目的としている。初年度は、以下の成果が得られた。1。国際労働衛生会議(ICOH)職業・環境アレルギーに関する科学委員会委員長M.ジョアッキーノ教授(ダヌンチオ大学イタリア)に助言者として本研究に参加してもらい、打ち合わせ会議を兼ねて、職業関連アレルギーに関する講演を開催した。2。職業関連アレルギーの症例収集のための日本語版および国際版フォーマットを作成した。3。作成したフォーマット(日本語版)を用いて産業医を対象にした症例収集を実施した。本年度は、呼吸器アレルギー10例、皮膚アレルギー70例、化学物質過敏症1例が収集された。4。収集された症例のうち、ミョーガ栽培者の皮膚アレルギーおよびパン製造職人の起因物質を該当職場より抽出し、その感作性を実験的に評価するための実験系を開発した。5。症例収集調査を含む、包括的系統的予防管理システムに関するシンポジウムが第79回日本衛生学会総会にて採択された。アレルギー職業関連アレルギー症例収集フォーマットを用いて、現在のところ医療関連業種で約50例、農業、食品製造、その他製造業あわせて約30例ほど収集している。さらに、症例を集めて報告書作成の予定である。また、予防管理システム構築のためのモデルとしてハウスミョウガ栽培従事者のアレルギー性接触皮膚炎を疫学調査、症例報告、抗原の同定および動物実験等によるミョウガ成分の抗原性の評価など、包括的な検討を行っている。本年度は、発症メカニズムにおいて、1型、IV型双方がかかわっていること、ハウスミョウガ栽培者が高温多湿環境下での労働による多量の発汗とニッケル感作の関連、ミョウガに含まれるニッケルとの関連などを検討した。ミョウガ抗原の同定と感作性については、以前より行っているGPMTとLLNAを用い、主に揮発成分の抗原性の検討が終了し、近く論文発表の予定である。パッチテメトで陽性が確認されているミョウガ成分の抽出物については、薬学部の協力を得て、カラムクロマトグラムを用い、分離精製し、いくつかの精製された物質のパッチテストで、抗原である可能性のある物質を把握したが、いまだ、構造式の決定には至っていない。今のところ、すでに感作された従事者においては、手袋、保護クリームなどで快適な継続就労が可能となることが証明されたので、抗原の同定とその感作性の強さを把握することによって、ハウスミョウガ栽培者における感作自体の予防、ひいては、ハウス栽培者の皮膚障害予防管理の方法を構築し提案できると考える。ハウスミョウガ栽培者のアレルギー性接触皮膚炎3例および接触蕁麻疹1例の原因物質と機序の検索を試みた。ミョウガ成分中の揮発性物質4種(α-pinene,β-pinene,limonene,limonene oxide)についてGPMr (Guinea pig maximization test)とLLNA (Local lymphnode assay)で抗原性を評価し、発表した。また、アレルギー性接触皮膚炎3症例のうち1例にカラムクロマトグラフィで分けた分画の一部を精製した物質に陽性であったので、その物質の分析、構造式の決定を試みたが、確定にはいたらなかった。

接触蕁麻疹の症例の病態の解明においては、本症例はプリックテストで陽性で、さらに急性の湿疹病変を認めたのでprotein contact dermatitisを疑ったが、9名の正常コントロール者中4例がミョウガ(as is)で+あるいは++であったので、非免疫学的機序による可能性が高い。湿疹病変は、併発した強いニッケルアレルギーの関与を疑っているが、未だ確かに証明できていないので継続して検索を行っていく。また、ドイツの優れた職業性接触皮膚炎(OCD : Occupational contact dermatitis)の症例集積と、治療および予防対策の一連のシステムを学ぶため、ドイツに4ヶ所ある3次予防センターの1ヶ所(ハイデルベルグ)を訪れた。皮膚科医と産業医が、システムの担い手として組み込まれていて、症例集積はOCDの7割を占めるとされる刺激性接触皮膚炎も含めて行われ、本邦の現状と大きく異なることを学んだ。さらにOCDが職業病として保障される疾患として一般的に認知されていることによって、医学的根拠に基づいて多くの予防対策がとられていることも、大きな違いであった。本研究のもっとも主たる目的であった職業関連アレルギーの症例集を作成した。
アデノシンは血管内皮細胞の保護因子として機能するか?

正常な血管内皮の抗血栓性機能はトロンビンやTNF-α等の刺激によって低下し、障害内皮上には凝固惹起因子の組織因子(TF)や細胞接着因子VCAM-1等が発現され、内皮細胞上は炎症や凝固反応の亢進の場となる。こうした内皮障害は血栓症や血管炎、さらには動脈硬化を誘引することが示唆されており、血栓症発症機構の解明のため内皮障害の発生とその制御機構の解析は重要である。最近、我々は核酸代謝産物のアデノシンが障害内皮細胞上でのTFやVCAM-1の発現を阻害することを見い出した。そこで本研究では、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を用いて、アデノシンが内皮障害を保護するかどうかについて分子細胞学的検討を行った。その結果、HUVEC上のTF活性の発現はトロンビンやPMAなどの濃度依存性に促進され、このTF活性の発現はアデノシンによって抑制された。アデノシン受容体阻害剤(8-SPT)や受容体特異的アゴニストを用いた解析の結果、アデノシンは主にA3サブタイプアデノシン受容体を介して作用することが示唆された。一方、アデノシンによるHUVEC上のTF活性の産生抑制は、carboxy-PT10、L-NMMA、L-NAMEなどで阻害され、また、培養HUVEC上清中のnitriteおよびcGMP濃度はアデノシンの存在下に有意に増加したが、8-SPT、L-NMMA、L-NAME存在下では低下した。以上の結果から、アデノシンは障害内皮の保護因子として働くこと、また、障害内皮細胞から分泌されたアデノシンは、主にA3受容体を介して内皮細胞を保護し、内皮細胞の抗血栓性機能を保持すること、さらに、少なくともその作用の一部はアデノシンが内皮細胞のeNOSを活性化して発現することが示唆された。これまでの研究で、アデノシンは心筋細胞や心平滑筋細胞に対して保護的に作用し、他方、呼吸器系に対してはマスト細胞を刺激して気管支喘息の一因になることが示唆されている。しかし、アデノシンの血管内皮細胞に対する作用は殆ど明らかでない。一方、動脈硬化の発生・進展には、TNFーαやトロンビン、酸化LDLなどによる内皮障害が引き金になることが示唆されている。そこで、本研究では、アデノシンが血管内皮細胞の保護因子として機能するか否かについて解析するため、障害内皮細胞に発現する動脈硬化関連性の細胞性因子と分泌性因子の変動に及ぼすアデノシンの影響を解析した。その結果、アデノシンは、凝固関連因子に対しては培養臍帯静脈内皮細胞(HUVEC_S)上のトロンボモジュリンの発現を促進し、TNFーαやトロンビン刺激による組織因子の発現を濃度依存症に阻害した。また、線溶関連因子に対してはt-PAの発現を促進し、PAI-1の発現を阻害した。次にTNFーαやトロンビン刺激によるHUVEC_S上での組織因子の発現に対して、4種のアデノシン受容体(AR)サブタイプ(A1AR,A2aAR,A2bAR,A3AR)のうち、どのサブタイプが関与するかを個々のサブタイプに特異的なアゴニストおよびアンタゴニストを用いて検討した。その結果、TNFーα刺激による組織因子の発現制御はA2aARおよびA3ARを介して行われ、A1ARは組織因子の発現をむしろ促進することが示唆された。一方、接着因子の発現に対するアデノシンの影響を検討したところ、アデノシンはTNFーα刺激によるVCAM-1の発現を阻害した。以上の結果から、アデノシンはその特異的受容体を介して、障害内皮を保護することが明らかになった。現在、アデノシンを介する細胞内シグナル伝達機構の解析を行っている。

以上の結果から、アデノシンは障害内皮の保護因子として働くこと、また、障害内皮細胞から分泌されたアデノシンは、主にA3受容体を介して内皮細胞を保護し、内皮細胞の抗血栓性機能を保持すること、さらに、少なくともその作用の一部はアデノシンが内皮細胞のeNOSを活性化して発現することが示唆された。
1920年代後半ロシアにおける演劇実践の考察－－メイエルホリドを視座として－－

本研究は1920年代後半ロシアにおける演劇実践を、ロシア人演出家メイエルホリドを中心に考察するものである。より具体的には、その劇場に足を運ぶ観客との関係を元に、同時代の社会背景との関係から演出手法の特殊性について論じることを目的としていた。平成24年度は平成23年度に引き続き、20年代後半から30年代にかけてのメイエルホリド劇場での演劇教育および演出作品の考察を中心に行った。とりわけ、30年代のメイエルホリド劇場付属研究工房における日本人演出家佐野碩を含む研究員の活動は、メイエルホリドのそれまでの演出的関心を裏付けるものであり、これと関連して1917年のロシア革命以前から30年代の後半にいたる迄のメイエルホリドの活動を一貫性のあるものとして考察してきた。とりわけ、佐野自身も深く関わっていた客席反応調査は、革命直後よりメイエルホリドが強く関心を示していたもので、20年代後半からは図式化して詳細に書き記すことを目的としていた。佐野らの活動はこの延長線上にある。こうした客席反応調査は現代演劇(あるいはパフォーマンスと呼ばれるもの)の原点とも言え、演出家が上演現場における観客とのやり取りを、社会背景を考慮しつつ「科学的」に構築しようとしていたことが分かる。これらの結果は、平成23年度に執筆したロシア国立芸術図書館発行の学会論集での論文の校正を経てロシア国内で発表。また、平成24年8月には早稲田大学にて佐野碩研究会にて発表、平成25年3月に早稲田大学演劇博物館での佐野碩展シンポジウムにて研究発表を行うとともに、別途投稿論文を執筆中である。研究代表者は平成23年度、ロシア国内での資料調査を中心に研究活動を行った。研究実施計画に記した革命前の活動内容が看取できる雑誌『三つのオレンジへの恋』、稽古記録等の資料をアーカイヴ等で渉猟・分析した。またペテルブルグ演劇博物館に収められている1919年の冊子『芝居創造の図式』などの資料を用いて、ウクライナのハリコフにおいて国際学会で発表した。モスクワの国立文学芸術古文書館において、メイエルホリド・アーカイヴに目を通し、その際に発見した30年代のメイエルホリド劇場の記録を調査した。メイエルホリド劇場付属の演劇工房は、革命前からのメイエルホリドの実験的試みを理論的に体系化することが目指されたもので、同工房には日本人演出家の佐野碩も所属していた。佐野碩は近年日本での再評価の兆しがある国際的演出家だがロシアでの活動はほとんど知られていない。メイエルホリドによる佐野への個人的課題からは演出家の日本の演劇空間への関心が読み取れる。この成果をロシア国立芸術図書館での国際学会で発表するとともに論文を寄稿した。また日本語での佐野碩とメイエルホリドの関係を紹介する準備も進めている。『査察官』については、日本での研究成果に、ロシア国内の資料を加え新たに書き直した論文をモスクワのGITIS出版局発行の論集に投稿中である。さらに週一度、演出家・俳優のレヴィンスキー氏が講師を務める、モスクワのメイエルホリドセンターにおけるビオメハニカのワークショップに参加した。同時に同氏へのインタビューの準備を進め、メイエルホリドの演劇理論であるビオメハニカを構造的に理解しようとしている。研究代表者は、特別研究員海外研究委託制度により、ロシア国内で長期に亘って研究を続けている。これにより、現地の国立古文書館、演劇図書館等のアーカイヴを長期的に渉猟し、また国立演劇芸術大学の指導教官およびその他の演劇研究者、演出家、俳優と対話が可能な環境に身を置くことで、研究目的はおおむね順調に進展させることができたと考える。当初の研究計画では、20年代のみを取り扱う予定でいたが、モスクワでの現地研究者との対話を経て、革命前、30年代のメイエルホリドの教育活動にも目を配ることにした。それゆえ、その資料収集に第一年度(平成23年度)は時間を割くことになったが、その結果を学会および論文の形で発表する作業は順調である。

第二年度(平成24年度)は当初の予定通り、20年代のメイエルホリドの活動を中心に、稽古記録、上演記録の洗い出しを行い、論文の形に仕上げていく予定である。
川のネットワーク構造の再生による魚類生息量の変化:トキ放鳥に向けた採餌環境整備

トキの採餌環境整備が進む佐渡島で、小河川-水路-水田間の繋がりが分断された小水系を対象に、ネットワークの再生を行った。川に設置された取水堰に魚道を設置したが、堰上下流の魚類生息量や多様度指数は変化しなかった。一方、水田魚道を設置した水田では、ドジョウが水田に遡上・産卵し、仔稚魚が確認された。しかし、中干しに後にその個体数は大きく減少した。水系ネットワークの再生とあわせて、各生息場(河川、水路)の環境改善や、水田の水管理方法の検討も重要な課題であることが示された。トキの餌として重要なドジョウやフナといった魚類は,川から水路・水田と移動し,水田を産卵場,水路を稚魚の生育場として利用する.そのため,河川-水路-水田間の繋がりが構造物等によって分断されている状態は,水田を利用する魚類そしてトキの採餌環境からも好ましくない.本研究では,川のネットワーク構造に注目し,ネットワーク構造の再生前,再生後(横断構造物の改良や水田魚道の設置)に,エレクトリックショッカーを用いた定量調査,ならびにICタグ(Pitタグ)を装着した魚類によるネットワーク内の移動状況を併せて解析し,ネットワーク再生による魚類の応答を,定性・定量的に明らかにすることを目的としている.H19年の春,調査河川下流に設置されている2つの横断構造物が,魚類が遡上できるように改良された.前年度,ネットワークが分断された状態で魚類の生息量調査を各季節に実施しており,それらのデータと対応するよう,同様の調査を行った.これまで構造物下流でしか確認されなかった1魚種が,この改良後に上流側で確認された.しかし,採捕個体数は少なく,改良の効果は限定的であった.また,魚類にICタグ(Pitタグ)を装着し,小流域内の移動について追跡調査を行ったが,改良前後で魚類の移動に大きな変化は見られなかった.そのため12月に,今回改良した構造物の再改良を行い,さらに川と水路,水路と水田が分断されている複数の地点に,仮設魚道を設置した.また,Pitタグ装着によるドジョウへの影響を検証する室内実験を行ったが,タグ挿入による影響は確認されなかった.トキの餌として重要なドジョウやフナといった魚類は,川から水路・水田と移動し,水田を産卵場,水路を稚魚の生育場として利用する.そのため,河川-水路-水田間の繋がりが構造物等によって分断されている状態は,水田を利用する魚類そしてトキの採餌環境からも好ましくない.本研究では,川のネットワーク構造に注目し,ネットワーク構造の再生前,再生後(横断構造物の改良や水田魚道の設置)に,エレクトリックショッカーを用いた定量調査,ならびにICタグ(Pitタグ)を装着した魚類によるネットワーク内の移動状況を併せて解析し,ネットワーク再生による魚類の応答を,定性・定量的に明らかにすることを目的としている.調査河川下流に設置されている2つの横断構造物が改良され,魚類が遡上できるようになり、改良前には確認されなかったアユカケが、改良後の堰上流で確認された。しかし、採捕個体数は少なく、改良前後における各調査区(堰の上下流)の魚類現存量や密度、多様度指数に大きな変化は見られなかった。一方、水田魚道の設置により、魚道設置前にはまったく魚類が確認されなかった水田でドジョウの稚魚が確認され、水田魚道の設置による横断的なネットワークの再生の効果は明瞭に見られた。しかし、一般の水田では7月に中干しを行うため、再生産した稚魚も中千し後には大きく減少し、ネットワークの再生だけでなく、水田管理方法との調整が必要であることが示された。また,魚類にIcタグ(Pi七タグ)を装着し,小流域内の移動についてゲートアンテナによる追跡調査を行った結果降雨に伴い水位が上昇し、濁りが増すと遡上する傾向が明瞭に見られた。トキの餌として重要なドジョウは,川から水路・氷田と移動し,水田を産卵場,水路を稚魚の生育場として利用する.そのため,河川・水路・水田間の繋がりが分断されている状態は,水田を産卵場として利用するドジョウそしてトキの採餌環境からも好ましくない.本研究では,川のネットワーク構造に注目し,ネットワーク構造の再生前後に,エレクトリックショッカーを用いた定量調査,ならびにICタグ(Pitタグ)を装着した魚類によるネットワーク内の移動状況を併せて解析し,ネットワーク再生による魚類の応答を,定性・定量的に明らかにすることを目的とした今回は,Pitタグの成果について報告する.Pitタグを用いてドジョウの遡上・移動調査を行ったところ,ドジョウが川から水路に移動するタイミングは,降雨によって水路の水位が上昇しだすが,川の水位がまだ上昇していない段階だった.次に,水路から水田に移動するタイミングは,降雨に伴い水路と水田の水位が共に上昇する時に,ドジョウは産卵場である水田に遡上していた.

さらに,水路から水田・休耕田に遡上したドジョウが,遡上先にどれくらい滞在するかは,各環境の水位変化と関係していた.水位変化の大きい慣行田では,遡上したドジョウが頻繁に出入りしていたが,水位変化の小さい休耕田ではドジョウの出入りはほとんど見られなかった.ドジョウの遡上からネットワークの再生ポイントを整理すると,河川と水路のつながりは増水時に落差がなくなり繋がるのではなく,常に繋がっている必要があること,また,水田魚道については,降雨に伴う魚道への流れ込みに対応してドジョウの遡上が見られたことから,降雨時に魚道に水が流れればいいことが示された.
水素自動移動プロセスに基づく革新的有機合成反応の開発

キラルイリジウム錯体触媒を用いるジオールの非対称化反応を展開し、本触媒を用いるメソ第二級ジオールと芳香族アルデヒドとの不斉タンデムカップリング反応を開発した。インダンジオールとベンズアルデヒドのカップリング反応においても90%ee以上の高い不斉収率で反応が進行することを見出した。本反応の中間体を補足すべく、React-IRを用いOnePot反応の動的挙動を追跡したところ、エノン中間体を観測することに成功した。さらにこの反応溶液に2-プロパノールを添加した結果、速やかにエノン中間体が消失し、還元体が生成することがわかった。本研究では水素移動反応と炭素-炭素結合生成反応の連携によるカスケード反応の開発を目指す。水素移動反応による酸化、還元、アルドール反応などの炭素-炭素結合生成反応は素反応として基本的かつ合成化学的に最重要な反応であり、それぞれの触媒サイクルをいかに制御しながら連携できるかが、本研究のポイントとなる。この技術は環境調和型反応として実用性にも優れ、キラルテクノロジーとしても魅力的である。すなわち、本研究により、数多くの不斉中心が一挙に構築されれば、触媒的不斉合成法の合成的有用性が大きく広がる。医薬品など有用化合物には多数の不斉中心を含むものも多く、本研究が目指す不斉合成法は将来の創薬研究に対しても有効な手法となる。このように、水素移動反応と炭素-炭素結合生成過程を含む不斉カスケード反応を開発できれば、学術的に興味がもたれるばかりでなく、合成化学的応用が広く期待できる。我々は既にキラルイリジウム錯体触媒を用いるジオールの非対称化反応を報告している。今回、本触媒を用いるメソ第二級ジオールと芳香族アルデヒドとの不斉タンデムカップリング反応を計画した。インダンジオールと各種芳香族アルデヒドのカップリング反応を検討したところ、単一ジアステレオマーが90%ee以上で得られることを見出した。本反応についての反応機構を調べるためにReactIRを用い反応を追跡したところ中間体のエノンの生成が観測された。我々は既にキラルイリジウム錯体触媒を用いるジオールの非対称化反応を展開し、本触媒を用いるメソ第二級ジオールと芳香族アルデヒドとの不斉タンデムカップリング反応を開発した。今回、本反応の中間体を補足すべく、React-IRを用いOnePot反応の動的挙動を追跡したところ、エノン中間体を観測することに成功した。テトラヒドロナフタレンジオールとベンズアルデヒドのカップリング反応では最終工程で還元剤を添加するone-pot反応と添加しない水素自動移動反応について検討した結果、いずれの場合もカップリング体が98% eeの不斉収率で得られた。

またインダンジオールとベンズアルデヒドのカップリング反応においても90%ee以上の高い不斉収率で反応が進行することを見出した。キラルイリジウム錯体触媒を用いるメソ第二級ジオールと芳香族アルデヒドとの不斉タンデムカップリング反応を検討した。インダンジオールとベンズアルデヒドのカップリング反応においても90%ee以上の高い不斉収率で反応が進行することを見出した。本反応は単一ジアステレオマーを与えた。反応中間体を補足するためReactIRを用い、反応の動的挙動を追ったところ、エノン中間体を観測することに成功した。反応機構に関する知見も得られ、おおむね順調に研究は進行しているといえる。テトラヒドロナフタレンジオールとベンズアルデヒドのカップリング反応では最終工程で還元剤を添加するone-pot反応と添加しない水素自動移動反応について検討した結果、いずれの場合もカップリング体が98% eeの不斉収率で得られた。水素自動移動プロセスにおいては33%の化学収率にとどまったものの、one-pot反応では期待通り88%の化学収率で進行したため、おおむね順調に研究は進行しているといえる。キラルイリジウム錯体触媒を用いるメソ第二級ジオールとアルデヒドとの不斉タンデムカップリング反応を更に進展すべく、芳香族アルデヒド以外のアルデヒドの検討をする。本反応を用い、天然物合成などへの応用にも展開する。具体的にはノウゼンカズラ科の落葉高木キササゲから単利されるcatalponolの触媒的不斉合成を検討する。本反応においてはテトラヒドロナフタレンジオールと3ーメチルー2ーブテナールとの不斉タンデムカップリング反応を基質に用いる。この場合中間体がこれまでのエノンからジエノンになるため、還元過程での位置選択性の制御も難しくなる。one-pot反応では反応中間体の観測するなど、反応機構についての研究にも開始する。また不斉水素自動移動プロセスの更なる展開として分子内Tishchenko型反応の検討する。本研究の遂行に必要な大型化学研究設備は全て揃っているため、研究経費の大部分は消耗品に使用される。すなわち光学活性配位子およびその合成原料、金属錯体などの薬品類、反応および分析に必要なガラス器具、各種溶媒類に使われる。その他、成果発表、研究打ち合わせのための旅費、論文投稿に掛かる経費が使用される。
自己形成による金属-セラミックス系ナノヘテロ複相材料の創製と複合機能性の研究

従来申請者等が創出したナノグラニュラー磁性膜の知見を基に、金属-セラミックス系ナノヘテロ複相材料の創製と複合機能性に関する研究を行った。物質の生成熱に着目し合金設計を行い、ナノヘテロ複相構造を有する薄膜材料を自己形成させることが出来た。特性を検討した結果、Co-Ti-O膜では約11%のMR値、Co-Nb-O膜では磁性と誘電特性とを併せ持つ膜を、Co-N系膜でも優れた機能性を示す膜を得ることが出来た。研究目的を達成するために研究実施計画に基づき、2008年度はナノヘテロCo-M-O系複相膜を系統的に作製し(M=Ti,Nb,Ta)、以下の成果を得ることが出来た。1)3つの組成系膜の共通の結果:a)化学量論比のM-O化合物組成付近にナノヘテロ複相構造を示す膜を得ることが出来た。b),a)の組成付近に光透過特性、誘電特性および磁気特性とを併せ持つ膜を見出すことが出来た。2)個別の組成系膜の特性:a)Co-Ti-O系膜:ナノヘテロ複相構造Co-Ti-O膜は、Co-TiOとCo-TiO2との2つの組成付近に存在する。磁化の大きさと電気比抵抗の双方が、それらの組成付近で最大値および最小値をとる。特筆すべきことは、双方の組成付近の膜がトンネル型の磁気抵抗効果(TMR)を示す。その最大値は、双方ともMR=10.5%である。この値は酸化物系ナノグラニュラー軟磁性膜中最大のMR値である。MRの最大値を示すCo濃度は、Co-TiO2系膜では45at.%Co付近であり、Co-TiO系膜では63at.%Co付近である。Co-TiO2膜の結果は従来のナノグラニュラー系TMR膜のそれとほぼ同じであるが、Co-TiO系膜の結果はナノグラニュラー軟磁性膜のそれとほぼ同じ値である。今後、膜構造を多いに検討する必要がある。b)Co-Nb-O系膜:本系膜のMR特性も化学量論比の化合物組成膜付近で観察することが出来たが、その値は高々、7.5%である。Co<50at.%の膜は全て超常磁性的挙動を示し、18at.%Co付近で磁化(14kOe,R.T.)が零になる。非晶質Nb2O5膜の比誘電率は13程度(100kHz)であるが、膜中のCo濃度の増加と共に増加し、35at.%Co付近で約28となる。光透過特性はCo濃度の増加と共に低下し、Co<40at.%では紫外領域でも10%以下となる研究目的を達成するためにH21年度の研究計画に基づき、2009年度は以下の成果を得ることが出来た。1)粒子とマトリックス化合物の生成熱の差が大きな組成系膜の作製:表記を満足する膜として、広い組成範囲でCo-(Hf or Al)-O系ナノヘテロ複相構造薄膜(Co<50 at.%)を作製した。本年度購入の薄膜誘電率測定装置を用いて誘電率を評価した結果、誘電率はいずれの組成系膜でも2元系膜(AlO,HfO)のそれと比較すると大きくなる。特に、その増加傾向は約10から20%Co付近まで著しく、2元系膜のそれと比較すると、約10倍の値を示す膜も見出すことが出来た。20%Co付近の膜の磁性は超常磁性であるが、さらに膜中のCo濃度を高くし強磁性を実現させ、強磁性-誘電特性を示す膜の合成にチャレンジしている。またHf系とAlとの差異を検討している。2)昨年見出した大きなTMR特性を示すCo-Ti-O膜の詳細な組成分析を行った結果、酸化物系で最も大きなTMR(>10%)を示す組成は全てCo-TiO2組成上に存在することが判明した。3)窒化物基膜の作製:N系化合物で比較的生成熱が大きなTiN,AlNをマトリックスとするナノヘテロ複相構造薄膜の作製を試みた。その結果、(1)Co-Ti-N系膜では70at.%Coを中心の広い組成範囲で軟磁性を示すことを、(2)Co-Al-N系膜では、80at.%Co,Al<N組成で垂直磁化成分を有する膜が、約1GHz付近に明瞭な自然共鳴点を持つ、優れた透磁率の周波数依存性を示すことを見出した。膜は面内では等方的であるために種々の応用への展開が期待できる。現在、その原因を解明中である。4)X線小角散乱法によるナノヘテロ複相構造膜の構造解析:NIMSのX線小角散乱装置を用いて、昨年見出したCo-Nb-Oナノヘテロ複相構造薄膜について広範囲な構造解析を行った。その結果、17at.%<Coではマトリックス中に粒子が存在しなくなることを確認することができた。

この結果は磁化の組成変化と一致する。またマトリックス中には数%のCo原子が分散していることを示唆する結果も得られた。測定結果を基にシュミレーションを行い、ナノヘテロ複相構造とCo濃度との相関を検討中である。本研究は、従来のナノグラニュラー磁性膜の研究の知見に基づき、複合機能を有する孤立・分散粒子系Co-セラミックスナノヘテロ複相膜を創製し、有用なデバイス素子としての学術・技術基盤を確立することを目的とした。研究に供した膜は全てスパッタ成膜法により作製した。以下にその結果を示す。粒子と粒界物質の生成熱の差がそれほど大きくないCo-M-O系膜(M=Ti,Nb,Ta etc.)で、大きな誘電率と磁性を併せ持つ膜の合成に成功した。具体的には、Co-Ti-O系膜ではCo_50(TiO_2)_50膜が、酸化物系で最大の11%(RT)のMR効果を示す。一方、Co-Nb-O膜は7%のMR効果を示す他に、20<Co<40 at.%のCo-Nb_2O_5膜が大きな光透過率と誘電率を同時に示す。これらの特性はCo濃度の外に、マトリックスの酸化物が化学量論的組成のときに最大値を示す。X線小角散乱法で検討した結果、この複合機能性には組成の他に構造が大いに関係していることがわかった。本膜は低温で従来材料には見られない新奇な特性を示す。例えば、Co-Al-O膜のHcは室温では数Oeであるが、200K付近から温度の低下と共に直線的に増大し、2Kでは250 Oeを示す。このような結果は同じ構造を持つFe-Al-O膜では観察されない。窒化物系膜では、膜面に対して垂直な磁化成分を含み、かつ面内では等方で、かつ保磁力(Hc)が数10 OeのCo-Al-N膜が約50の透磁率を有し、その磁気共鳴点が1GHz付近まで伸びるユニークで優れた高周波軟磁性材料であることを見出した。一方、Co-Ti-N膜は、40<Co<80 at.%の広いCo組成域で良好な高周波軟磁性を示す。そのHcは500°Cの熱処理に対しても不変であり、Co-Al-N、Co-Ti-N膜共に実用軟磁性材料として高いポテンシャルを持っていると言える。
B2/S-スプラインを応用した3次元測定データからの高品位意匠曲面のモデル化法

本研究では、高品質の意匠形状製品を素人でも容易に計算機内にモデル化できるように,外部で微妙な感性を直接表現して確認しながら設計した実体モデルを3次元測定して得たデータから特徴線抽出して行なう方法(リバースエンジニアリング)を提案した.複数の基本曲面から構成される対象物を,従来手順をフォローするように構造的に分析して仮想稜線・境界線を含む特徴線を抽出する.まず,データ中に含まれる直線・平面,平行性といった暗黙の制約や,形状の特徴部分について与える大まかな情報からデータをセグメント化する.各セグメントに最小自乗曲面を当てはめ,次にこの曲面から,より近距離にある点群にさらに高次の曲面を当てはめるということを繰り返す.このようにして,不要なデータをふるい落としながら段階的に曲面を当てはめた後に,曲面間の交線として特徴線を導く.また,特徴線抽出後の高品質な曲線・曲面を表現するために,曲率を十分制御して,曲面上のハイライトや写り込み映像から歪みを除くことができる次のような曲線式を導いた.弧長,接線,曲率といった人が直観でとらえやすい幾何情報だけから形状設計できる,(1)クロソイドスプライン補間曲線,(2)曲率が弧長の2次のB2-スプラインで表される補間曲線,(3)これらの曲線を複合化した曲線,(4)曲率半径が折れ線グラフとなる対数らせんスプライン補間曲線を導いた.これらの曲線では曲率を弧長パラメータ表現し,周知のBezier手法を曲率空間で使って,ウネリの少ない曲率(半径)プロファイルから直接,滑らかで美しい曲線を設計できる。リ-ドタイムの短い小物製品で意匠性の高い曲面形状を素人でも容易に計算機内にモデル化できるようにするために,外部で設計した実体モデルの3次元測定データから特徴線抽出しておこなう方法を提案して,この特徴線抽出法を導いている.従来でも設計者は複雑な曲面形状を,特徴線を意識して全体をより単調な部分に分割したり,特徴線を拘束条件として曲線・曲面をあてはめており,特徴線は重要な役割を担ってきた.すでに,著者らは最小自乗曲線のあてはめにもとづく特徴線抽出法,三角形網自動生成法にもとづく特徴線抽出法を提案してきたが,スムージングは広がりをもつデータによる方が精度・効率を向上できると考えて従来法を拡張して,最小自乗曲面を段階的にあてはめる特徴線抽出法を導いた.データ中に含まれる,直線・平面,平行性といった暗黙の制約や,形状の各特徴部分の広がりについての大まかな情報を与えて次のように進める.各特徴部分の大まかな情報からデータを分割して,各点群に最小自乗曲面をあてはめる.次にこの曲面からより近距離にある点群にさらに高次の曲面をあてはめるというように進める.この段階的な曲面あてはめ後に,曲面間の交線として特徴線を等高線表示の要領で簡単に得ることができる.この特徴線抽出法は実モデルや測定上の誤差に左右されることの少ない安定で汎用性のある技術である.また,特徴線抽出後の高品位曲線・曲面あてはめのために,円弧や直線分も含むクロソイドスプライン補間曲線とその拡張曲線を数式処理システムを用いて手軽に一般的に導く方法を開発している.そこでは,B2/S-スプラインの考え方を使って曲率を弧長をパラメータとする折れ線グラフや2次のB-スプラインで表している.これらの曲線は曲率がスパン内に変曲点を持たないので比較的変化が少ない好ましい性質を持っている.本研究では,高品質の意匠形状製品を素人でも容易に計算機内にモデル化できるように,微妙な感性を直接表現して確認しながら外部で設計した実体モデルを3次元測定して得たデータから特微線抽出して行なう方法(リバースエンジニアリング)を提案した.複数の基本曲面から構成される対象物を,従来手順をフォローするように構造的に分析して仮想稜線・境界線を含む特微線を抽出する.

まず,データ中に含まれる直線・平面,平行性といった暗黙の制約や,形状の特微部分について与える大まかな情報からデータをセグメント化する.各セグメントに最小自乗曲面を当てはめ,次にこの曲面から,より近距離にある点群にさらに高次の曲面を当てはめるということを繰り返す.このようにして,不要なデータをふるい落としながら段階的に曲面を当てはめた後に,曲面間の交線として特微線を導く.また,特微線抽出後の高品質な曲線・曲面を表現するために,曲率を十分制御して,曲面上のハイライトや写り込み映像から歪みを除くことができる次のような曲線式を導いた.弧長,接線,曲率といった人が直観でとらえやすい幾何情報だけから形状設計できる,(1)クロソイドスプライン補間曲線,(2)曲率が弧長の2次のB2-スプラインで表される補間曲線,(3)これらの曲線を複合化した曲線,(4)曲率半径が折れ線グラフとなる対数らせんスプライン補間曲線を導いた.これらの曲線では弧長パラメータ表現し,周知のBezier手法を曲率空間で使って,ウネリの少ない曲率(半径)プロファイルから直接,滑らかで美しい曲線を設計できる.
アルツハイマー病の画像所見と病理変化の相関に関するデジタル画像処理による解析

1.アルツハイマー病では病期の進展とともに画像(特にSPECT)において、その障害部位が拡大し、臨床症状や眼球運動により計測された視覚認知機能障害とよく相関することが知られている。また、病理所見では、初期病変であるアミロイド蛋白の沈着から神経原線維変化、神経細胞脱落が生じるとのアミロイド仮説が認められている。本研究は、その各々の相関を検討するとともに剖検例があった場合には、脳血流量(rCBF)と病理所見の対比検討を行うことを目的として実施した。2.生前に定量脳血流画像が得られなかったAD 5例について、側頭葉、頭頂葉、海馬におけるAβ、NET、ApoE、AGEの分布を検討した。AGE陽性のプラークでも5%でAβは陰性であり、細胞外NFTではAGEはほとんど染色されなかった。酸化的ストレスがAGEを介して神経障害をきたすことが想定され、これらの分布については目下検討中である。3. ^<99m>Tc-ECDと^<123>I-IMPの両トレーサーを用いて測定したrCBFの低下が、注視の正確さの減少、サッケード潜時の延長、頭部運動の減少に対応しており、視覚性注意のネットワークが下頭頂小葉において分断されていることが示された。4. AD患者でのrCBFを経時的に測定し、頭頂側頭葉から始まる集積低下が他部位に拡大する経過を解析し、剖検が得られた際の基礎データを集積している。本研究機関においては、rCBFを定量解析できた患者の剖検が得られず、経過観察中の症例の剖検を待って追加検討する予定である。1補助金の使用項目ニコン生物顕微鏡E600(E6F-15-1)と顕微鏡デジタルカメラ(HC-300i)を備品として購入した。Power Macintosh G3に接続して、画像解析ソフトMac SCOPEにより病理標本での病変の分布や面積を測定することが可能になった。また、消耗品として、カルチャーフラスコ、チューブ、ピペットを購入して、病理標本の免疫染色を行った。2研究結果(1)病理所見の解析SPECTで継続的な脳血流量の測定が可能であった64歳のアルツハイマー病患者(AD)の剖検脳から左右14箇所(計28箇所)の標本を取り出した。Bodian染色と抗β抗体の二重染色を行い、老人斑面積と神経細胞数を計測した。新システムにより、データの再現性が高まり、上頭頂小葉、角回、縁上回、上側頭回および後帯状回において、アミロイドの沈着と神経細胞の脱落が明瞭に検出できた(アミロイド面積>2%,神経細胞数<20 cells/mm^2)。神経原線維変化については、検索中である。(2)脳血流画像の解析5症例のADについて、SPECTを用いた脳血流量(rCBF)を、^<123>I-IMPを用いた動脈血持続採血法(Kuhl法)と^<99m>Tc-ECDを用いたPatlak・Plot法の両者により測定した。下頭頂小葉、後頭葉、側頭葉において、rCBFの著明な低下が認められた。核種による差異としては、^<123>I-IMPによる評価のほうがより鋭敏にrCBFの低下を検出し、高いコントラストが得られた。(3)病理所見とrCBFの相関両者を対応し得た1症例では、rCBFとアミロイドの沈着と神経細胞の脱落には有為な相関があった(r >0.5)。引き続き症例数の増加をまって検討を加えている。1補助金の使用項目ニコン生物学顕微鏡E600と顕微鏡デジタルカメラ(HC300i)を購入してPower Macintosh G3に接続してMacSCOPEにより解析して病理標本の病変分布を測定した。消耗品としてフラスコ、チューブ、ピペットを購入して免疫染色を行った。2研究結果

3例のADについて、^<99m>Tc-ECD SPECTと^<123>I-IMPSPECTを実施し、臨床徴候と眼球運動検査による頭部一眼球協調運動との相関を検討した。下頭頂小葉の血流低下と眼球運動の障害が相関してた。また、^<123>I-IMPSPECTの方が病巣を鋭敏にとらえることが可能であった。その他、5例の症例について、核種間の差異を検討し、下頭頂小葉、後頭葉および側頭葉において、^<123>I-IMPの方が検出率で勝っていた。(2)病理所見の解析9例のADについて海馬、下側頭回、上前頭回および上頭頂小葉のアミロイドアンギオパチーにおいてPS-1が発現していることを確認した。また、継続したSPECTが可能であった症例については、Bodian-anti β染色により老人斑面積と神経細胞数を計測した。上頭頂小葉、下頭頂小葉、上側頭回および後帯状回においてアミロイド沈着(面積2%以上)と神経細胞脱落(20cells/mm^2以下)が高度であった。(3)病理所見とrCBFとの相関両者を対応し得た症例についてはアミロイド沈着と神経細胞脱落の両者とrCBFについては有意な相関があった。
腸管感染症菌による下痢の発症機構の研究

小腸からクローニングされたAquaporin(AQP)1、AQP3およびAQP4の各々の水チャネル分子を発現させたアフリカツメガエル卵を用いた実験では、コレラ毒素の添加によりAQP3の水透過性が抑制され、逆にAQP4の水透過性は促進された。AQP1の水透過性は影響を受けなかった。この結果を追試で確認するとともに、アデニル酸シクラーゼの促進剤であるforskolinの添加によってもコレラ毒素と全く同様の効果が得られることも確認した。これによってコレラ毒素のAQPに対する効果が細胞内cAMP濃度の上昇と関与していること、すなわち従来考えられているコレラ毒素の下痢発症メカニズムと同じ作用による可能性が高いことが示唆された。また詳細なRT-PCRにより、AQP1、3、4以外のAQPのスクリーニングを小腸を材料に行ったところ、AQP7cDNAを新たにクローニングできた。またこれによりその他のAQPすなわちAQP0、2、5、6、8、9は小腸では発現していないことが推察された。これで4種類のAQP分子が小腸に存在することが明らかとなったので、これらに対して解析を進めることとした。これらのAQPのC末端十数残基のペプチドを調製し、ウサギに免疫して抗AQP抗体を作製した。しかし十分な力価が得られなかったので、プロテインGカラムを用いて抗AQP IgGを分離・濃縮した。得られた抗AQP IgGは十分な力価を示しGST-AQPフュージョンタンパクに対するウエスタンブロッティングの結果も良好であったが、AQPを発現させたアフリカツメガエル卵を用いたウエスタンでは陽性シグナルが得られなかった。この理由として卵上でのAQP発現量が少ない可能性を考え、現在各AQP cDNAを最近市販されたアフリカツメガエル卵用高発現ベクターにリクローニングしている。この高発現系が出来次第免疫沈降法を用いて、コレラ毒素の作用によりAQPのリン酸化が起こるかどうかを調べる予定である。(1)コレラ菌による下痢発症機構の研究(1)小腸からクローニングしたAquaporin(AQP)1、AQP3およびAQP4の各々の水チャネル分子を発現させたアフリカツメガエル卵を用いた実験で、コレラ毒素の添加によりAQP3の水透過性が抑制され、逆にAQP4の水透過性は促進された。APQ1の水透過性は影響を受けなかった。アデニル酸シクラーゼの促進剤であるforskolin添加によってもコレラ毒素と全く同様の効果が得られることも確認した。(2)コレラ毒素のAサブユニットに存在するADPリボシルトランスフェラーゼ活性中心を失活せしめた変異コレラ毒素は、下痢活性を失うがアジュバンド活性を保持していた。この無毒変異コレラ毒素は(S61F)Th-2タイプの粘膜免疫活性を有することを示した。(3)コレラ毒素のBサブユニットの末端から11番目のグルタミンをアルギニンに変えた変異毒素(E11R)は生物活性を失うことを示した。(4)コレラ毒素非産生O1コレラ菌から膜非破壊性サイトトキシンを分離し、下痢との関連を調べた。(2)赤痢菌による下痢発症機構の研究赤痢菌が産生する新しい下痢原因毒素cytolethal distending toxinが乳のみマウスで下痢を起こすことを明らかにした。(3)腸管出血性大腸菌による下痢の発症機構の研究(1)腸管出血性大腸菌から新しい志賀毒素遺伝子を持つ溶原ファージを分離した。(2)腸管出血性大腸菌のO157抗原合成に関与する遺伝子を同定した。(3)Stx1とStx2がCaco-2細胞においてIL-8を誘導することを見出し、この活性が毒素のN-ダリコシダーゼ活性に依存していることを明らかにした。1.コレラ毒素の水チャネルAQPに対する作用を明らかにすることを目的とし、以下の成果を得た。ヒト小腸mRNAを鋳型とし、AQPファミリーの保存領域のプライマーを用いてRT-PCRを行ったところ、既知の分子AQP-1、-3および-4の断片が得られた。次にこれらをプローブとした小腸cDNAライブラリーのスクリーニング、及びRT-PCRにより、これらAQPの完全長cDNAをクローニングし、転写ベクターおよび発現ベクターに組み込んだ組み換え体を構築した。転写ベクターに組み込んだAQP cDNAからcRNAを調整し、アフリカツメガエルの卵に注射し、卵膜上にAQP分子を発現させる系を確立した。AQP cRNAを注射した卵を低張液に入れビデオモニタで観察すると、水を注射した対照群と比較して有意に水透過性が上昇した。また、発現ベクターに組み込んだAQP cDNAを大腸菌内で発現させ、AQPの大量精製を行い抗体を調整した。2.O22コレラ菌のO抗原合成遺伝子領域約45kbの全塩基配列を決定し、オープンリーデングフレーム(ORF)を推定した。その結果、O抗原合成遺伝子領域においてO139コレラ菌にはO139特異的な領域8kbが存在しており、その領域内にバクテリオファージ由来の配列が存在していることはすでに明らかになっていたが、O22コレラ菌にも、O22特異的な領域6kbが存在していることが明らかになった。このO22特異的な領域には6種類のORFが存在しており、そのうちの5種類が糖転移酵素をコードしていた。また、O22コレラ菌のO抗原合成遺伝子領域約45kb内に挿入配列が2カ所存在していたが、その挿入配列はO22コレラ菌のゲノムDNA上に少なくとも15以上存在していた。

またこの挿入配列はコレラ菌O22とO93とO150にのみ存在していた。腸管感染症原因菌による下痢発症の機構を明らかにすることを目的とし、小腸上皮細胞膜の水チャネル分子(aquaporin,AQP)に対するコレラ毒素の作用の解析を行った。ヒト小腸からRT-PCR法によりクローニングしたAQP1、AQP3およびAQP4のcDNAをin vitro転写し、得られたcRNAをアフリカツメガエル卵中で発現させた。このAQP発現卵をコレラ毒素で処理し、その後低張液中に移しビデオモニタで体積変化を継時的に記録する方法で、AQPの水透過性がコレラ毒素処理により変化するかどうかを調べた。その結果コレラ毒素は、AQP1の水透過性に対しては影響を与えなかったのに対し、AQP3には抑制的に、またAQP4には逆に促進的に作用する傾向が見られた。コレラ毒素の代わりにアデニル酸シクラーゼの促進剤であるforskolinで処理したところ、コレラ毒素処理群と全く同じ傾向が見られた。したがってコレラ毒素によるAQp3の水透過性抑制およびAQP4の水透過性促進には、アデニル酸シクラーゼの活性化が関与していることが示唆された。それぞれのAQPがリン酸化されているか否かは不明であるが、現在各AQPに対するポリクローナル抗体を作成中であり、これが得られればAQP発現卵に^<32>Pリン酸存在下でコレラ毒素を作用させ、免疫沈降後SDS-PAGEによりAQPのリン酸化が起こっているか否かを調べることができると考えている。小腸からクローニングされたAquaporin(AQP)1、AQP3およびAQP4の各々の水チャネル分子を発現させたアフリカツメガエル卵を用いた実験では、コレラ毒素の添加によりAQP3の水透過性が抑制され、逆にAQP4の水透過性は促進された。AQP1の水透過性は影響を受けなかった。この結果を追試で確認するとともに、アデニル酸シクラーゼの促進剤であるforskolinの添加によってもコレラ毒素と全く同様の効果が得られることも確認した。これによってコレラ毒素のAQPに対する効果が細胞内cAMP濃度の上昇と関与していること、すなわち従来考えられているコレラ毒素の下痢発症メカニズムと同じ作用による可能性が高いことが示唆された。また詳細なRT-PCRにより、AQP1、3、4以外のAQPのスクリーニングを小腸を材料に行ったところ、AQP7cDNAを新たにクローニングできた。またこれによりその他のAQPすなわちAQP0、2、5、6、8、9は小腸では発現していないことが推察された。これで4種類のAQP分子が小腸に存在することが明らかとなったので、これらに対して解析を進めることとした。これらのAQPのC末端十数残基のペプチドを調製し、ウサギに免疫して抗AQP抗体を作製した。しかし十分な力価が得られなかったので、プロテインGカラムを用いて抗AQP IgGを分離・濃縮した。得られた抗AQP IgGは十分な力価を示しGST-AQPフュージョンタンパクに対するウエスタンブロッティングの結果も良好であったが、AQPを発現させたアフリカツメガエル卵を用いたウエスタンでは陽性シグナルが得られなかった。
小児看護OSCEの体系化に向けたプロジェクトとネットワークの再構築

本研究は、小児看護学領域において、客観的臨床能力試験(Objective Structured Clinical Examination;以下OSCE)を看護実践能力の修得に向けた看護技術教育の一つの方法として全国に普及させるために、汎用性の高いOSCE課題の作成、実施・評価を行い、小児看護OSCEの体系化を図るものである。また、小児看護OSCEの普及に向けて,国内ネットワークの構築も目指す。本研究は,申請者らが過去3年間に取り組んだ平成27年度学術研究助成基金助成金基盤研究(C)(一般)「小児看護OSCEにおける課題のピアレビューとネットワークの構築」の結果と,開設したネットワークの活用を前提とする取組である。2018年度は,小児看護OSCE実施校と連携し,10つのOSCE課題のピアレビューを実施するため,研修会を開催した。また,OSCE課題をホームページ上で公開できるように,開設したホームページのサイト改変も実施した。研修会は、本学と連携・協力し、研究への協力が得られる看護系大学の教員を対象として実施した。本学がこれまで作成したOSCE課題をもとに、より汎用性の高いOSCE課題を検討した。ホームぺージは、OSCE課題の公開に向けて改変を実施した。全国からホームページにアクセスしてきたものに対してOSCE課題の公開希望者に、許可を与え、OSCE課題を見ることができるようにした。OSCE課題のピアレビューについては、研究計画通りに進めている。また、ホームページの改変についても順調に実施できている。OSCE課題のピアレビューをすすめ、汎用性のあるOSCE課題を全国誌に掲載予定である。また、ホームページについては、改変した内容でモニタリング調査を実施する予定である。全国で研修会を開催するために使用予定であったが、台風や地震などにより飛行機が使用できず、研修会の開催を中止した。