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塩化鉄(III)を含む電解質無水メタノール中における鉄の腐食とその抑制

1.1×10^<-4>M0.1M FeCl_3を含む0.1M LiC10_4メタノール溶液(含水量100ppm以下)中における鉄電極の分極測定を行った。鉄電極の表面調整および電気化学測定はすべてアルゴン雰囲気(酸素0.01ppm以下、水5ppm以下)のグローブボックス中で行った。FeCl_3の添加によって鉄腐食はアノード反応、カソード反応共に著しく促進され、腐食電流密度は0.01M添加時には無添加時の約500倍に達した。分極曲線を解析した結果、アノード反応はCl^-を触媒とする鉄溶解反応、カソード反応はFe^<3+>からFe^<2+>への還元反応と結論した。0.1M FeCl_3溶液中では鉄表面にFeOが生成することをX線光電子分光法により認めた。2.0.01M FeCl_3を含む0.1M LiClO_4メタノール溶液(含水量80ppm以下)中の鉄腐食に対する抑制剤の効果を分極測定とインピーダンス測定により調べた。アニオン抑制剤として添加したBr^-は主としてアノード反応を抑制し、SCN^-はアノード反応を促進した。カチオン抑制剤C_<12>H_<25>N(CH_3)_3^+およびC_<16>H_<33>N(CH_3)_3^+は主にカソード反応を抑制した。また、Br^-とC_<16>H_<33>N(CH_3)_3^+の添加は相乗的な抑制効果を示し、アノード、カソード両反応を抑制した。0.01MのBr^-とC_<16>H_<33>N(CH_3)_3^+の抑制率はそれぞれ92.8、98.1%であるが、両者の添加により抑制率は98.5%となった。これは両者の共吸着により腐食が抑制されるためであることがインピーダンス測定より明らかにされた。3.0.01M FeCl_3メタノール溶液中の鉄腐食に対する分子の抑制剤としてアミンC_nH_<2n+1>-NH_2(n=818)およびC_nH_<2n+1>N(CH_3)_2(n=8,12,16)を用いた。いずれもアノード反応、カソード反応共に抑制した。nの増加は抑制率を高め、アルキル基によるブロッキング効果を示した。0.01MのC_<16>H_<33>NH_2とC_<16>H_<33>N(CH_3)_2添加時の抑制率は95.4%と98.0%で、後者の方がN原子の電子供与性が高いためと考えた。

0.01MのC_<16>H_<33>NH_2とC_<16>H_<33>N(CH_3)_2添加時の抑制率は95.4%と98.0%で、後者の方がN原子の電子供与性が高いためと考えた。
顎関節症におけるプロスタグランジンE2の役割に関する研究

プロスタグランジンは生体内において、その受容体に特異的に結合することでシグナル伝達を行い、炎症反応を修飾し、調節していることが明らかになってきた。しかしながら個々の炎症反応についてはその詳細は不明な点が多い。本研究は顎関節症におけるプロスタグランジンの関与と顎関節炎における炎症反応の進展への関与を明らかにし、顎関節症の病態を把握することが目的であった。炎症に関わるプロスタグランジンのひとつであるプロスタグランジンE2受容体は少なくとも4種存在する。ヒト顎関節内障患者由来の顎関節滑膜細胞においてRT-PCR法にてEP2のみが高発現していることが確認した。それ以外のEP1、EP3およびEP4については確認できなかった。EP2の発現は、6株のヒト顎関節内障患者由来の顎関節滑膜細胞のみではなく、4株の正常ヒト顎関節滑膜細胞においてもRT-PCR法にて高発現が認められたため、それぞれの細胞株で発現しているEP2のDNAシークエンスを解析したところ、正常および顎関節内障患者、すべての細胞株、計10株において遺伝子の変異は認められなかった。解析株数が少ないため、明らかな言及はできないが、顎関節症におけるEP2受容体の遺伝子異常の関与は明らかにできなかった。京都大学医学部口腔外科学では年間約700名の顎関節症の新患を診療しており、今後は、当院「医の倫理委員会」に登録したうえで、新たな顎関節症患者に対し、遺伝子解析を行い、プロスタグランジンE2、特にEP2受容体の関与を追及していく予定である。本研究は、プロスタグランジンE2受容体(EP1,EP2,EP3およびEP4)欠損コラーゲン誘導関節炎モデルマウスの作製により、各受容体の機能的役割を明らかにすることを目的としている。プロスタグランジンE2受容体は少なくとも、EP1,EP2,EP3およびEP4の4種類の受容体が存在する。ヒト顎関節内障患者由来の顎関節滑膜細胞において、プロスタグランジンE2受容体のうちEP2受容体の発現は、PT-PCR法によりすでに確認していたが、それ以外のEP1,EP3,EP4受容体については未確認の状態であった。4種のプロスタグランジンE2受容体(EP1,EP2,EP3およびEP4)欠損コラーゲン誘導関節炎モデルマウスの作製に先立ち、EP2受容体以外の受容体の発現を確認する必要があるため、6株のヒト顎関節滑膜細胞を用いて、それら受容体の発現を確認した。結果、6株すべての滑膜細胞においてEP2受容体は発現していたが、EP1,EP3およびEP4受容体の発現は確認できなかった。RT-PCR法という発現量がごく微量であっても検出しうる実験系であることから、おそらく顎関節においてEP2受容体以外のプロスタグランジンE2受容体は発現していないか、あるいは発現には何らかの刺激が必要であることが示唆された。以上の結果を考慮し、プロスタグランジンEP2受容体欠損コラーゲン誘導関節炎モデルマウスの作製が妥当と考えているが、in situ hybridization法をもちいて顎関節組織においてEP1,EP3およびEP4受容体の発現を確認することも検討している。
高分子ミセルによるメソポーラス金属酸化物・窒化物の作成と電気化学的応用

メソスコピックレベルの制御された孔構造を壁に持つ微小カプセルは、ドラッグデリバリーから光および電気化学触媒としての応用が広く期待できる。本研究では、制御された高分子ミセルを鋳型(Structural Directing Reagent)として、様々な素材からなるメソポーラス中空カプセルを合理的に合成することを目的とする。鋳型の設計により、孔構造の配列を自在に制御でき、孔のサイズやカプセル全体の表面積、その素材の結晶化度をもコントロールしうる。本研究では、金属酸化物や金属窒化物からなるメソポーラス微小カプセルを、トリブロックコポリマーが自発的に形成する高分子ミセルを鋳型として合成する。合成された物質を用い、電気化学的特性、エネルギー変換や貯蔵、センサー応用、ガス吸着や分離などの機能も検討することを目的とする。まず第一段階として、入手可能な様々なトリブロックコポリマーを用いて、条件を種々変えながら、高分子ミセルの形成条件やその形状コントロール因子を検討した。その後、モデル物質としてシリカ(酸化ケイ素)を用いて、メソポーラス微小カプセルの合成を行った。この初期実験によって、基本的な実験条件をいち早く確立するように努力した。そののち、機能性に優れる物質の例として酸化コバルト(Co3O4)を用いて、未知物質を用いたメソポーラス微小カプセルの合成も試みている。この際、高分子ミセルを鋳型とした場合と、メソポーラスシリカを鋳型とした場合の合成法を比較した。また、酸素形成反応における触媒機能やリチウムイオン貯蔵能の検討など、機能物質として価値を見極めるための初期検討を行っている。今後は、下記の研究を行う計画である。いろいろな金属酸化物や金属窒化物のメソポーラス微小カプセルの合成を行う。前年度が初期実験として大局的な条件探索を行うことが主目的であったのに対し、本年度は、詳細な構造分析を並行させて、精緻な構造を制御するための条件確立を目的とする。特に、トリブロックコポリマーとして最適化された構造(ポリスチレン、ポリビニルピリジン、ポリエチレンオキサイドなどからなるブロックコポリマーが有力であると予想する)の鋳型物質を主体に用いる。分析手段としては、カプセルの全体像を観察するための操作型電子顕微鏡、素材の局所構造を精査するための透過型電子顕微鏡による観察、窒素吸着による表面積や孔構造の定量的分析、X線回折による結晶性の検証や、ゼータ電位解析なども行う。
原価および収益の構造と顧客関係性の変容に関する研究

本研究の主たる目的は、原価態様および原価構造について、収益源泉である顧客との関係から再検討し、顧客関係性の特徴や変化がどのような影響を与えるかを明らかにすることであり、企業間関係(B to B)と企業対一般顧客(B to C)の関係から調査する。調査の方法は、アーカイバルデータを用いた分析(B to B)と、質問票調査および聞き取り調査(B to C)を用いる。これらの調査によって、企業の利益計画や意思決定、コントロールに役立つ管理会計情報とは何かを明らかにする。
強相関化合物におけるf電子の局在・非局在転移近傍の一粒子描像に関する研究

遍歴と局在の2重性は強相関電子系の持つ本質的な問題である。本研究では2重性を本質的に内在するセリウムを研究対象に選び、典型的な希土類化合物を解析するとともに2重性が関与する物性現象を明らかにすることを目的とした。α-Ceのフェルミ面を、局所密度近似を基礎とした相対論的バンド計算法により明らかにした。得られたフェルミ面はホール面と電子面がそれぞれ1枚ずつで形成されており開軌道は存在しない。この結果は高磁場磁気抵抗の実験結果と矛盾しない。また、ユーロビュウム(Eu)化合物、EuGa4、EuBi3、EuPd3、EuRh2、EuIr2についても電子構造を明らかにした。今回、琉球大学磁性研究グループにより、希土類元素Eu化合物の純良単結晶育成に成功した。Euを含む化合物は温度や圧力などの外部パラメーターで価数が変化しやすく、2価の磁性状態から3価の非磁性状態へと変化することが報告されている。2価の状態は強磁性または反強磁性的な磁気状態が実現する。他方、3価の状態は重い電子状態が実現することが示唆されており、両物性共に4f電子が関与していることが示唆されているがそのメカニズムは理解されていない。重い電子と磁性の関係は、遍歴と局在という2重性の根本的問題に直結している。新たに合成されたEuBi_3は、価数は2価で反強磁性体を示し、de Haas-van Alphen (dHvA)効果の実験からは複数のフェルミ面の存在が予想された。局在化合物に対するアプローチである第1原理バンド計算法では、LDA+Uに代表されるようにパラメーターを導入し実験結果の説明を行うが、完全な第1原理計算法としては不満が残る。そこで、新たな試みとして次のような方法を提案した。Euのf電子が局在的でフェルミレベル近傍への寄与がほとんど無いと考えれば、Euとイオン半径が同じで、f電子がフェルミレベル近傍に存在しない原子をEuの仮想原子とするというものである。そこで仮想原子としていくつか候補があるが、今回はSrを選択し、SrBi_3として第1原理計算を実行し、フェルミレベル近傍の電子状態を調べた。その結果、理論的に求めたフェルミ面は、EuBi_3のdHvA効果の実験結果を合理的に良く説明した。今回の仮想原子を使った第1原理計算が、f電子が局在性を示す他の化合物について、非常に有効であることがわかった。また、LDAのバンド計算において、f電子を含むΓ_8とΓ_7の対称性をもつバンドが予想に反して入れ替わる物質があるが、仮想原子を使った方法は、この困難さを原理的に回避できるので、その点においても非常に強力な解析方法であることがわかった。価数が時間的・空間的に揺動して,2価と3価の中間の値をとるような化合物群(Ce,Sm,Eu,Ybなど)のうちEuRh_2およびEuIr_2の電子構造とフェルミ面を明らかにした.2種類の価数状態が低温で空間的に秩序して規則的に並ぶことによりエントロピーを下げることがある.これは3d電子系では電荷秩序としてよく知られる現象で,3d電子系の場合電荷秩序が起こると電子は局在化するので,系は絶縁体になる.これに対して4f電子系では,もともと伝導バンドにも多くの電子が存在しているので,価数が秩序化しても金属にとどまっている.多くのEu化合物はEuの価数が2価で安定となり,低温で磁気秩序化する.3価のEu化合物に関するフェルミ面の報告は,EuPd_3のみである.メスバウアーの実験からEuRh_2とEuIr_2は3価であると報告されている.EuRh_2とEuIr_2の相対論的バンド計算からフェルミレベル近傍に4f電子によるフラットなバンドが存在することと,フェルミ面はEuの4f電子とRh,Irのd電子がよく混成していることがわかった.参照物質であるLaRh_2とLaIr_2のフェルミレベル近傍の電子構造は,Rh,Irのd的なバンドであることがわかった.フェルミレベル近傍の電子構造は4物質ともよく似ていることを確認した.電子比熱係数は,EuRh_2とEuIr_2がそれぞれ9.07,6.15 mJ/K(2) molと通常金属よりは少し大きな値を示した.RhとIrの価電子の成分はRhは4d(8) 5s,Irは5d(9)と異なるがフェルミ面の形状はよく似ており,参照物質ともに連結したフェルミ面が存在していることを確認した.セリウム、トリウム、ウラン、超ウラン化合物のf電子系の純良単結晶が育成され、相対論的バンド計算法を基礎としてそれらの電子状態を明らかにしf電子の遍歴性と局在性について理論的研究を行った。昨年度に引き続き、これらの物質群の解析結果を基に微視的模型のパラメーターの決定を進めた。純良単結晶が育成され、dHvA効果と磁化過程が研究されているEUGa4、EuAl4、EuSn3、EuBi3などのEu2価+のEu化合物の解析を行い微視的模型の構築を行った。フェルミ面の形状に関しては、対応するSr化合物のバンド計算によってdHvAの実験結果を合理的に良く説明できることを示した。

しかし、微視的模型のパラメーター探索と決定を進めたが、j-j結合描像での1電子ポテンシャルを見積もりまでは出来なかった。その結果、パラメーター決定には結晶場ポテンシャルのパラメーター範囲の決定など、鍵となる物理量の特定が必要になるということが明らかになった。なお、加圧下でのEuGa4と常圧のEuAl4ではCDWの出現が見出されているが、このCDWはSrAl4でも実験的に見出され、CDW出現が起こりやすいフェルミ面についても系統的に整理を行った。また、空間の対称性に伴うf電子の遍歴・局在の性質を調べるために、結晶に反転対称性のない化合物のフェルミ面について予備的な解析を行った。結晶に反転対称性のないCeIrSi3、ラッシュバ型のLaNiC2とカイラル構造のVSi2、TaSi2についてdHvA効果とバンド理論からフェルミ面の分裂を研究したが微視的模型の構築までは至っていない。遍歴と局在の2重性は強相関電子系の持つ本質的な問題である。本研究では2重性を本質的に内在するセリウムを研究対象に選び、典型的な希土類化合物を解析するとともに2重性が関与する物性現象を明らかにすることを目的とした。α-Ceのフェルミ面を、局所密度近似を基礎とした相対論的バンド計算法により明らかにした。得られたフェルミ面はホール面と電子面がそれぞれ1枚ずつで形成されており開軌道は存在しない。この結果は高磁場磁気抵抗の実験結果と矛盾しない。また、ユーロビュウム(Eu)化合物、EuGa4、EuBi3、EuPd3、EuRh2、EuIr2についても電子構造を明らかにした。昨年度の研究成果のうち,次の2つの成果が基礎となっていたため研究が順調に進んだ大きな要因だと考えます.Eu化合物に対する相対論的バンド計算において,精度良くエネルギー固有値を安定して電子状態を決定することがわかっていたこと.f電子が局在性を示す化合物に対する従来のアプローチである第1原理バンド計算法では,LDA+Uに代表されるようにパラメーターを導入し実験結果の説明を行うため,完全な第1原理計算法としては不満が残る.そこで,f電子がフェルミレベル近傍に存在しない原子を仮想原子として第1原理計算を行う新たな方法がうまくいったこと.この新しい解析方法は,実験から得られるパラメーターを必要とせず第1原理計算できるので結果的に解析の時間が大幅に短縮された.さらに実験とは独立して,理論のみで議論・解析できるので,その点においても研究が順調に進んだ大きな要因だと考えます.数物系科学引き続き,単体Ceに対する相変化に伴う4f電子の局在性と遍歴性について解析を進める.さらに,新たに開発した仮想原子を用いた解析方法が,局在性を示す他のf電子化合物に対しても有効かどうか検証を進める.有効性が確認されれば,その新しい解析方法を用いて局在性を示す化合物群に適用し,系統的に,遍歴と局在の2重性について明らかにする.また,アクチノイド化合物群に対するバンド計算も実行し,5f電子の局在性と遍歴性についても解析を進め,4f電子と5f電子の違いによる理解を目指す.最終目標としては,f電子の局在性と遍歴性の拮抗に起因した特異な現象の統一的描像への到達を目指す.当初、解析に選択したα-セリウム、γ-セリウム以外に、新しく合成されたユーロビュウム(Eu)化合物を解析に加えた。そのEu化合物に対する相対論的バンド計算において、精度良くエネルギー固有値を決定するのが難しいのではないかと予想しましたが、実際に計算を進めた結果、そのような困難さは無く、精度良く安定して電子状態を決定することができました。そのことが、今回、研究が順調に進んだ大きな要因だと考えます。また、f電子が局在性を示す化合物に対する従来のアプローチである第1原理バンド計算法では、LDA+Uに代表されるようにパラメーターを導入し実験結果の説明を行うため、完全な第1原理計算法としては不満が残る。
急性期医療における認知症高齢者の「持てる力」を活用した看護ケアプログラムの開発

本研究は、一般病院で看護師が「対応に苦慮している」と感じている認知症高齢患者へのケア事例について、実践者であるである看護師と共に分析した。事例検討会では看護師は,認知症に関する知識、技術を元に、認知症高齢患者の「持てる力」を活用した具体的なケアについて考えることができた。しかし、日常の看護場面では、対応に苦慮した場面の患者の言動ばかりに注目しており、患者の「持てる力」が情報として挙げられることは少ないことが明らかになった。本研究の目的である「認知症高齢者への看護ケアプログラムを開発」のための準備段階として、認知症高齢者の「持てる力」を活用したケアに関する文献検討を行った。先行研究から、介護保険施設等で成果が確かめられているケアの方法を病院でも実施できないかを試してみる段階であることが示唆された。本年度、岐阜大学活性化経費(地域連携)の助成が得られたこともあり、急性期医療現場で認知症高齢者のケアを実施している看護師と、介護の現場で認知症高齢者と関わりをもつ看護職等の人を交えて、ワークショップ「入院加療中の認知症のある高齢者の看護を考える」を開催した。公募により41名の看護師が参加した。1日目は専門医師、認定看護師、看護・介護の現場で働く看護師、家族の会の代表らの協力を得て、認知症の医療およびケアに関する最新の話題を提供した。2日目は20名の看護師が参加し、認知症のある高齢者への看護の実態や今後の目指す方向性についてのグループワークを行った。1日目終了後、ワークショップへの関心度等に関するアンケート調査を実施した結果、参加した看護師全員が、「認知症高齢者に対して正しい理解をし、これまでのイメージを払拭していかねばならない」という思いで参加し、今回の話題提供で、認知症への新たな理解が深まったという回答をしていた。2日目のグループワークの討議内容については、逐語録を作成し、内容を整理した。その結果、急性期医療現場で認知症高齢者へのケアは、看護師の否定的感情に支配されている傾向が強い。それが、認知症高齢者へも悪影響となり、そのことで看護師自身も悩んでいること。高齢者に応じたケアがなされていたとしても、個々の看護師の経験に任されている状況で具体的な方法を見出すまでには至っていないことが明らかとなった。また、このワークショップで介護の現場で働く看護師と、認知症看護認定看護師から「見守り業務」の役割、業務の有効性等の紹介があり、参加した看護師にはケアの方向性を見いだす機会になったという看護師も多かった。「認知症高齢者への看護ケアプログラムを開発」のためには有効な準備ができたと考える。23年度は、まず、22年度途中になっていたワークショップ「入院加療中の認知高齢者の看護を考える」に参加した一般病院で働く看護師の「認知症看護への思い」等をまとめ、参加者に冊子として、またその際看護師に行った質問紙調査の結果をまとめ、岐阜看護研究会誌に発表した。次に、急性期医療現場での認知症高齢患者へのケアの実態を明らかにするために、県内のC病院とH病院に、そしてそこに所属する認知症看護認定看護師に研究への協力を依頼し承諾を得た。病棟看護師から認知症看護認定看護師のもとに寄せられる認知症高齢者との日常的な関わりの中で「対応に苦慮している」と相談があった事例に対して、事例提供者、認知症認定看護師、老年看護学分野教員(研究者を含む)が参加して事例検討会を実施した。寄せられた事例は平成23年8月から12月の間に8事例であった。いずれの事例も、看護師から提供される情報は対応に困った場面の状況の羅列にすぎなく、その人を理解するために必要な生習慣等に関する情報や対応に困っていないときの情報はほとんどなく、ケア方法を見いだすところまでに至らないものばかりであった。そこでその中の1事例「注意障害等があり、食事の摂取量が不足している患者」については、患者、その家族の協力も得て、ケアするに必要な基本的な情報を追加し事例を整理し、『一般病院で働く看護師とともに、入院加療中の認知高齢者の看護について事例検討会』を岐阜大学大学院医学系研究等倫理審査委員会の承認を受け開催した。また、岐阜大学活性化経費(地域連携)の助成を得て、県内の看護師と3名の認知症看護認定看護師へも参加を募った。当日は50名の参加者があり、「食事摂取量を増やす」という目的に向け、不足する情報は何か、実際にどのようなケアをするか、という視点で活発な意見交換がされた。公募であるため、元々認知症に興味がある看護師が参加していた可能性はあるが、ケアについても数々のアイディアが示された。このような検討会では、認知症高齢患者への具体的で可能なケアが考えられるにもかかわらず、日常の看護場面では、それが生まれてこない。このあたりに大きな課題があることが示唆された。

24年度は、23年度に岐阜大学活性化経費(地域連携)の助成のもとに実施したワークショップ「入院加療中の認知症高齢者の看護を考えるー事例検討会」で検討された事例(食事摂取量が不足しているにもかかわらず、ケアを拒否するアルツハイマー型認知症を有する89歳の女性入院患者)について、ケア上看護師が注目した点、さまざまな工夫を凝らしたケア方法に関する意見交換の実態、このような事例に必要な情報とは何か,等について分析し報告した。また、平成23年度に引き続きH病院で開催される事例検討会に参加した。事例検討会では、認知症に関する知識、技術を元に、認知症高齢者がなぜそのような行動をするのかを考えるという、肯定的に評価する視点をもって検討することができた。しかし、事例検討会では種々の方法が見いだされるにもかかわらず、日々のケアでは十分実践されていかない現状も明らかになった。最終年度として、23年度から実施してきた事例検討会の内容を分析した。急性期医療現場において認知症高齢患者のケアは、個々の看護師の認知症に対する理解度によりケア内容は異なる状況であること、患者の「持てる力」が情報として挙げられることは少ないこと、等が明らかになった。また、一部の看護師が認知症高齢患者の「持てる力」に気付いても、病棟でチームとしてケアに活かせていないことがわかった。そして認知症高齢患者の「持てる力」の活用に関するエビデンスを明確にすると同時に、「持てる力」を把握することで、看護師の認知症高齢患者に起きている事態の解釈が異なり、事態も好転するというプロセスをチームで共有し、実践の場で取り組めるようにしていくことが必要であることが示唆された。今後は、チームで「持てる力」に関する情報を共有する方法を確立する。その情報を基に、ゴールを明確にしたチームケアを実践し、その効果を明らかにしていきたいと考える。ケアプログラムを開発していくには、もう少し事例検討会をする必要がある。病棟の看護師からの事例の提供は月に23件あるが、メンバーがそろった事例検討会の開催が日程の調整上困難である。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初、22年度は看護師、介護職の食事の場面を観察してケア方法を分析する予定であったが、事前の調査で、実際の食事介助場面では、患者(あるいは利用者)に応じ、ケア実践者はさまざまな工夫をして介助していた。事例検討の中で、急性期医療の現場で認知症高齢患者への食事介助などがうまく進まない理由として、1日の生活の中での食事をとらえることができていない、その人にとっての食事の意味まで考えられていない、その人の元々の習慣等の情報が不足したままケアが進められていることなどが考えられた。また、病棟のルーティーンのケアに、認知症高齢患者の生活を当てはめようとしているところに課題があることが示唆された。そこで、事例検討を重ねながら、認知症がある高齢患者のそれぞれの状況と、ケア方法との関連性を考えていく方法に変更した。事例検討を積極的に実施している研究メンバーを追加する。
ハナヤスリ科の葉と被子植物の心皮の比較形態学的研究

1.生きた原裸子植物であると推定されるハナヤスリ科に所属するミヤコジマハナワラビについて2次維管束の有無を調べ、ハナワラビ属との比較を行った。茎頂が破損し側枝が生じている茎において、茎頂から側枝の出る位置にかけて、1次木部の外側に放射状に配列する柔細胞と仮導管が存在した。この組織は完全な茎では現われず、2次的に生じたものである。細胞配列からみてこの組識はハナワラビ属の2次維管束と基本的に同じものであると推定される。他の証拠から、ハナヤスリ科の中でハナワラビ属が最も厚始的で、ミヤコジマハナワラビは比較的特殊化した群である。本研究によって、ハナヤスリ科はもともとは2次維管束をもっており、ミヤコジマハナヤスリではそれが一時に痕跡的にあらわれ、ハナヤスリ属ではほとんど生じないことが確められ、ハナヤスリ科が原裸子植物であることがより支持された。2.被子植物の心皮の起源を明らかにする目的で、それとハナヤスリ科の胞子葉の比較を試みた。心皮の葉状の心皮壁の向軸面辺縁部に倒生胚珠をつけるのに対して、ハナヤスリ科胞子葉では生殖部が栄養部の向軸側につき、しかも発生初期では両部とも2つ折りにたたまれ胞子嚢が栄養部の方を向く。胚珠の発生の仕方は葉と類似することが知られている。これから心皮はハナヤスリ科胞子葉のような立体的構造を示すものから生じ、胚珠は胞子嚢ではなく生殖部と比較できその倒生性は葉の下偏生長と相同であるという「ハナヤスリモデル」を提唱した。このモデルによると、被子植物の心皮は原始形態の幼形進化によって生じたことになる。今後、裸子植物化石や原始被子植物の花構造の比較形態学的研究によって被子植物の起源と初期分化が一層明らかになると期待される。1.ハナヤスリ科が生きた原裸子植物であるという最近の研究成果をふまえて,この科の葉と被子植物の心皮を比較して,被子植物の心皮の祖先形を推定した。2.ハナヤスリ科の実葉の変異を調べたところ,基本的には実葉は栄養部と生殖部からなり,生殖部は栄養部の向軸面につくが,生殖部がつく位置と数が種によって変異することが確かめられた。生殖部は栄養部の葉柄上部につくのが一般的であるが,下部につくものや葉身部につくものがあり,また生殖部は普通1本であるが,ある種では数本つく。3.ハナヤスリ科の実葉の形態形成を観察した。その結果,実葉の栄養部はそれがつく茎に対して背腹性を示し,栄養部全体と羽片は発生の若い段階で二つ折れの状態であることがたしかめられた。生殖部も同様に二つ折れの状態を示すが,その背腹性は栄養部に対してである。4.被子植物の心皮の祖先形を推定するこれまでの研究を文献調査したところ,現在最も有力視されている仮説(カイトニアの実葉のようなものに周縁生長が新たに加えられて心皮が形成される)も形態学的・古植物学的に重大な難点があることが明らかになった。5.ハナヤスリ科とグロッソプテリスを比較したところ,前者が胞子嚢段階,後者が裸子段階である違いはあるものの,実葉が同じように立体的構造を示す点で一致した。

したがって,ハナヤスリ科にみられる立体的実葉は裸子植物においても保持されていたことになる。6.ハナヤスリ科の実葉と被子植物の心皮は,生殖部または胚珠が栄養部または心皮壁の向軸面につく点で一致することが明らかになった。比較発生学的研究を行い,両者の相同性の有無をより詳しく調べる予定である。1.生きた原裸子植物であると推定されるハナヤナリ科の中で2次維管束をもつのはハナワラビ属だけであるが,ミヤコジマハナワラビ属やハナヤスリ属において器官の一部に2次維管束に似た組織があらわれることが知られている。その組織が2次維管束に匹敵するものかどうかを明らかにするために,ミヤコジマハナワラビの茎の解剖学的研究を行なった。ミヤコジマハナワラビの正常な茎にはその組織はあらわれないが,茎頂が破損して側枝が出ている茎において茎頂から側枝のつく位置にかけてその組織が生じる。この組織は主として既存の1次木部の外側に生じ,放射状に配列した柔細胞と仮導管束からなる。これらの組織はハナワラビ属の2次維管束に類似しており,茎頂破損とそれに伴なう側板形成に対応して,形成属とよく似た分裂能をもった組織が1次的に生じてその組織がつくられると考えられる。したがってミヤコジマハナワラビ属は痕跡的に2次維管束をもち,ハナヤスリ科は基本的に2次維管束を有する群と思われ,原裸子植物であるという考えを支持する。2.被子植物の心皮の基本構造は葉状の心皮壁の向軸面に倒生胚珠がつくと理解される。この構造はハナヤスリ科の胞子葉の立体構造や化石植物グロッソプテリスに似ている(Kato1990)。しかも,胚珠の倒生性は,胞子嚢が若い時期に栄養葉部に向く性質にも似る。これまでの胚珠の発生学的研究は胚珠の発生様式が葉のそれに似ていることを示している。この類似性および他の証拠から,胚珠の倒生性はハナヤスリ科の実葉部(や一般的に葉)の発生初期における下偏生長と比較できる可能性があることを示した。この仮説に基くと、被子植物の心皮はハナヤスリ科の胞子葉のような立体構造をとった構造から幼形成熟の結果生じたと推定される。
PDGF-β受容体欠損による脳の脆弱性に対する検討

1)傷害モデル実験:(1)血管の透過性亢進による浮腫を来たし、さらには周辺の神経細胞のapoptosisを誘導することができるmodelであるCryoinjuryを上記KO mouseとコントロールマウスに行い、脳の脆弱性を解析した。(2)NMDA等の興奮毒性を有する薬物を脳に直接投与し、Cryoinjury modelと同様に解析した。(1)、(2)の実験では、いずれもNestin-Cre/PDGFR-βconditional KO mouseはコントロールマウスと比較して有意に病変の拡大が見いだされた。神経細胞で発現するPDGFR-βが神経細胞の保護因子として重要であることを、生体においを明らかにし、報告した(次項参照)。2)培養神経細胞を用いた検討:PDGFR-βconditional KO神経細胞を用いて、酸化ストレスに対する脆弱性と、神経細胞保護に関するシグナルの低下について明らかにし、報告した(次項参照)。3)培養神経幹細胞を用いた検討:PDGFR-βconditional KO神経幹細胞を用いて、神経細胞の分化、増殖、傷害に対する抵抗にPDGFが重要な役割を果たす事を明らかにし、報告した(次項参照)。4)脳幹スライスの電気生理学的検討:延髄孤束核は、呼吸反射における中継核として知られる。孤束に刺激電極を留置し、孤束核neuronよりパッチクランプ法にてEPSCを記録し、PDGFの影響を検討した。PDGFはAMPA型受容体の反応を抑制することが明らかにし、報告した(次項参照)。1)モデルマウスの開発2)傷害モデル実験(1)血管の透過性亢進による浮腫を来たし、さらには周辺の神経細胞のapoptosisを誘導することができるmodelであるCryoinjuryを上記KO mouseとコントロールマウスに行い、脳の脆弱性を病変の計測およびアポトーシスマーカ等を用いて解析した。3)培養神経細胞を用いた検討スウェーデン・ヨーテボリ大学・解剖および細胞生物学研究所(鮒恵子教授)にて半年間の技術研修を行い、神経細胞および神経幹細胞培養技術を修得した。帰国、当講座で神経幹細胞培養を立ち上げ、Nestin-Cre/PDGFR-βconditional KO mouse由来の細胞を用いた研究を進め、神経細胞の分化、増殖にPDGFが重要な役割を果たす事を示唆する知見を得つつ有り、研究を継続中である。4)その他従来から行った、脳発達における新しい転写因子の役割に関する研究を終了し、論文として報告した。1)傷害モデル実験(1)血管の透過性亢進による浮腫を来たし、さらには周辺の神経細胞のapoptosisを誘導することができるmodelであるCryoinjuryを上記KO mouseとコントロールマウスに行い、脳の脆弱性を病変の計測およびアポトーシスマーカ等を用いて解析した。2)培養神経細胞を用いた検討3)脳幹スライスの電気生理学的検討延髄孤束核は、呼吸反射における中継核として知られる。PDGFはAMPA型受容体の反応を抑制することが明らかにされ、呼吸調節にも関与することが示唆された。現在投稿中である。血小板由来増殖因子β受容体(PDGFR-β)欠損による脳の脆弱性を明らかにするため、PDGFR-βの発現を中枢神経系特異的に抑制するPDGFR-βconditional KO mouseを開発し、脳の脆弱性に対する検討を行なった。

平成17年度および平成18年度では、in vivo中心の研究を行い、成果を報告した(Ishii Y., et. al., J. Neurochem., 98:588-600,2006)。平成19年度は、培養神経細胞および神経幹細胞、脳スライスを用いたin vitro中心の以下の研究を行い、神経保護に対するPDGF-B/PDGFR-βの重要性を明らかにした。1)培養神経細胞を用いた検討PDGFR-βconditional KO神経細胞を用いて、酸化ストレスに対する脆弱性と、神経細胞保護に関するシグナルの低下について明らかにし、報告した(次項参照)。2)培養神経幹細胞を用いた検討PDGFR-βconditional KO神経幹細胞を用いて、神経細胞の分化、増殖、傷害に対する抵抗にPDGFが重要な役割を果たす事を明らかにし、報告した(次項参照)。3)脳幹スライスの電気生理学的検討延髄孤束核は、呼吸反射における中継核として知られる。孤束に刺激電極を留置し・孤束核neuronよりパッチクランプ法にてEPSCを記録し、'PDGFの影響を検討した。PDGFはAMPA型受容体の反応を抑制することが明らかにし、報告した(次項参照)。
ハエ培養細胞を用いた新規オートファジー関連遺伝子の網羅的同定および機能解析

オートファジーは自己の細胞質成分を分解する細胞内の主要なリソソーム系分解機構である。研究代表者は新規蛍光タンパク質"Keima"を用いたオートファジーおよびマイトファジー検出法を構築し、Atg7、Atg12やLC3等を介した既存のオートファジーとは異なる経路で誘導されるオートファジー関連因子の同定を試みた。その結果、マイトファジーは既存のオートファジーとは異なるオルタナティブな経路を介して誘導されることが明らかになった。また、2つのMAPキナーゼ、ERK2とp38によって制御され、これらのキナーゼ活性依存的にマイトファジーが調節されることが示唆された。オートファジーは細胞内における主要な分解メカニズムのひとつであり、生体の恒常性維持に大きく寄与している。これまで酵母による研究から30以上のオートファジー(ATG)遺伝子が同定され、ヒトを含む高等真核生物でもこのATG遺伝子が保存されていることから、真核生物間でほぼ共通の分子機構を持つと考えられてきた。しかしながら、近年、酵母におけるオートファジーに必須とされるAtg5やAtg7非依存的に誘導されるオートファジー経路の存在が報告されている。本研究は、申請者らが新規に開発中のきわめて簡便なオートファジー観察システムを用い、未知のオートファジー遺伝子や経路を発見し、その機能解析を行おうとするものである。本年度は、ヒト培養細胞を用いた検討を主とし、Atg5/Atg7に非依存的なオートファジーに関与する因子として昨年度同定したMAPKのErk2およびp38のミトコンドリア特異的オートファジー(マイトファジー)への制御メカニズムについて詳細な検討を行った。本研究では、pH依存的に異なる励起波長をもつKeima蛍光タンパク質を用いた新規の手法を一貫して用い、バルクなオートファジーあるいはマイトファジーを検出し、Erk2およびp38はいずれもマイトファジー特異的な制御因子であることを明らかにした。さらにマイトファジーを誘導する方法を数種類同定し、いずれにおいてもこれらのMAPKが関与するが既存のmTOR経路を介したオートファジーには関与しないことを明らかにした。これらの結果は、既存のオートファジーとは異なるMAPKシグナル経路によってマイトファジーが制御されていることを示唆しており、新たなオートファジーの分子メカニズムを解析するにあたって、非常に重要であると考えられる。しかしながら、近年、酵母におけるオートファジーに必須とされるAtg5やAtg7に非依存的に誘導されるオートファジー経路の存在が報告されている。本年度は、前年度に引き続き、Keima蛍光タンパク質を発現させたヒト培養細胞を用いた実験系を利用し、ミトコンドリア特異的オートファジー(マイトファジー)を制御する新規関連遺伝子の同定に成功した。前年度までの研究から、マイトファジーはAtg5/Atg7に非依存的に誘導されること、MAPKであるErk2およびp38によって制御されること、および既存のmTOR経路を介したオートファジーには関与しないことを明らかにした。本年度はこれらシグナル経路の下流に位置する、マイトファジーを直接的に制御する関連因子の同定を目的として実験を行い、数個の候補因子を同定するに至った。これらの候補因子は飢餓条件下あるいは低酸素条件下のいずれか、あるいは両条件下で誘導されるマイトファジーの制御に関与することを明らかにした。この結果は、マイトファジー制御機構を根本的に明らかにするため、さらには損傷を受けたミトコンドリアの細胞内蓄積によって発症するミトコンドリア関連疾患の根治への大きな前進であると考えている。これらの研究結果については、現在、学術誌に投稿し改訂を行っている。

本年度において、新規のオートファジー関連因子の同定を目的として、pH依存的に異なる励起波長をもつKeima蛍光タンパク質を用いた新規の手法で行い、以下の結果が得られた。(1)Keimaを用いた実験がオートファジーを観察する系として正しいことを、オートファジー誘導薬物rapamycinやオートファジー阻害剤3-methyladenineなどを用いて検証し、新たなオートファジー検出法として有用であることを確認した。(2)細胞質にKeimaを発現させた細胞およびミトコンドリア移行シグナルを付加したKeimaを発現させた細胞を用いて、バルクなオートファジーあるいはミトコンドリアを特異的に分解するミトコンドリアオートファジー(マイトファジー)を検出する系を確立した。(3)Atg5およびAtg7に非依存的なマイトファジーの因子としてMAPKのErk2およびp38が関与することを明らかにした。これらの結果は、既存のオートファジーとは異なるMAPKシグナル経路によってマイトファジーが制御されていることを示唆しており、新たなオートファジーの分子メカニズムを解析するにあたって、非常に重要であると考えられる。申請書に記載した当初の予定のとおり、前年度同定したマイトファジーに関連する新たな因子の機能解析を行うことができた。世界中で行われてきた研究により、バルクなオートファジーに関連する遺伝子はこれまで多数同定されてきたが、ミトコンドリア特異的オートファジーに関連する遺伝子はPARK2などパーキンソン病に関連する遺伝子しか同定されていなかった。この場合のマイトファジーはParkinタンパク質の発現に依存していたため、Parkinを発現していない細胞・臓器におけるマイトファジーについてはほとんど知見が得られていなかった。本研究で用いた細胞株はParkinを発現しておらず、Parkin依存的なマイトファジーを誘導するために用いられるミトコンドリア脱共役剤などの薬物処理を行わず検討しているため、既存のマイトファジーとは異なる新たなマイトファジーシグナル経路であることを示すことができた。さらに申請書に記載した計画のように、既知のオートファジー経路への関与についても、オートファゴソーム形成ならびにリソソームでの正常な分解に関して顕微鏡やウェスタンブロッティングなどで検討を行った。当初の予定にはなかったが、より詳細にマイトファジーを観察するため透過型電子顕微鏡による形態観察も加えて行った。以上のように、当初の予定どおり既存のオートファジー経路への関与ならびにオルガネラ特異的なオートファジーの制御について明らかにすることができたと考えている。当初の予定では、初年度においてKeima蛍光タンパク質を用いたオートファジー観察実験系の確立とAtg5およびAtg7非依存的なオートファジー関連因子の同定を目的としていた。ショウジョウバエS2細胞を用いたスクリーニングの後、次年度以降にヒト細胞を用いた系へステップアップする予定であったが、すでに初年度において数種のヒト細胞を用いたKeima蛍光タンパク質によるオートファジー観察系を確立した。
理気論から見た韓国性理学と日本朱子学の比較研究

韓国性理学および日本朱子学の特徴について、新しく入手した資料をもとに基礎的研究を行い、以下のような成果を得た。1、李退溪の思想は、従来の「朱子哲学の限界を超えた」という観点から評価するよりも、朱子学の一つのヴァリエーションと考えるべきである。そして、その特徴は存養と省察の間に「格物」という過程がそっくり脱落しているところに端的に表れている。つまり存養省察の体認体察がそのまま窮理になるといってよく、この点で、朱子学の格物窮理はその対象を「心身」に限定することになった。2、李退溪の思想の影響を強く受けた日本の朱子学者-林羅山や山崎闇斎-も同様に、「心身」への強い関心が見られるが、韓国性理学の場合とは異なり、「理」は実体的に認識される傾向が非常に強い。その背景には、実体的な「心」の概念を提唱していた神道-たとえば『古事記』に見られる具象的なイメージ-との習合が強く関与していると考えられる。したがって、日本の朱子学を考察する場合、神道との比較考察を抜きにすることはできない。3、韓国性理学のもう一つの著しい特徴として、「正心誠意」と「天下国家の事」とが緊密に連結している点があげられる。有名な李退溪により「敬」の重視も、この強い国家意識を抜きにして語ることは難しい。彼が「心」や「善一辺純粋性情の定立」などを問題としながらも、単なる空想的な道徳論に陥らなかったのは、この強い政治意識が介在していたためだと思われる。4、以上の考察により今後問題となるのは、(1)日本朱子学における国家意識の継承、(2)日本朱子学と儒家神道との関係、(3)山崎闇斎に引き継がれた「敬義内外」説の政治的な観点からの分析、の三点である。日韓儒学の比較研究は「理気」論に限定されて考察される傾向が強かったが、今後が認識論レベルにおける比較や言語論からのアプローチを試みる必要があるだろう。
食品用器具・容器包装関連化学物質の内分泌攪乱作用の検索と残存実態の解明

昨年度の本研究において、ベンゾフェノン類のエストロゲン活性を酵母Two-Hybrid試験により試験したところ、ベンゾフェノン水酸化体19化合物中15化合物で活性がみられ、そのうち4化合物はビスフェノールAよりも強い活性を示した。そこで今年度は、チャイニーズハムスター卵細胞にヒトエストロゲンレセプターα(ERα)あるいはヒトアンドロゲンレセプター(AR)を組み込んだレポータージーンアッセイ系であるERα-およびAR-EcoScreen(大塚製薬)を用いて、ベンゾフェノンおよびその水酸化体のエストロゲン活性および抗アンドロゲン活性を調べた。その結果、ベンゾフェノンを含む18化合物でエストロゲン活性が見られ、中でも2,4,4'-trihydroxybenzophenone、2,4-dihydroxybenzophenone、3-hydroxybenzophenone等ではビスフェノールAとほぼ同等の活性であった。3または4位に水酸基をもつと活性が強く、2位のみでは活性が低い構造活性相関がみられた。本法と酵母Two-Hybrid試験で得られた活性強度には相関が見られた(r=0.79)が、両環に配位した水酸基の影響に相違がみられた。また、誘導された発光強度がエストラジオール(E_2)を上回るスーパーアゴニズムが多くの化合物で観察された。一方、抗アンドロゲン活性においては17化合物で活性が見られた。2,4,4'-trihydroxybenzophenone、2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone等の活性が強く、これらはp,p'-DDEとほぼ同程度であり、IC_<50>の前後の化学物質濃度で細胞活性は70%以上あり、細胞毒性の影響はほぼみられなかった。これらのエストロゲン活性と抗アンドロゲン活性の強度には相関がみられた(r=0.68)。これらのベンゾフェノン水酸化体のうち、食品用器具・容器包装の紫外線吸収剤として使用される2-hydroxy-4-methoxybenzophenone、2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenoneについて、製品中の残存実態を調査したところ、ポリエチレン50検体、ポリプロピレン39検体、ポリスチレン25検体、ポリ塩化ビニル39検体、ポリ塩化ビニリデン7検体からは検出されなかった。しかし、ところてんの包装容器(ポリ塩化ビニル製、1997年購入)から前者が70μg/g検出された。このほか、ベンゾフェノン水酸化体は日焼け止めや化粧品に使用され、またベンゾフェノンが体内で代謝されて生成することから、内分泌かく乱作用および人への暴露についてさらに検討が必要であろう。食品用プラスチック製器具・容器包装に使用される紫外線吸収剤11種類について、酵母Two-Hybrid試験によりエストロゲンレセプターERαを介するエストロゲン活性を調べた。その結果、ベンゾフェノン系化合物である2-hydroxy-4-methoxybenzophenoneおよび2,2,-dihydroxy-4-methoxybenzophenoneに活性がみられたが、他の化合物ではみられなかった。そこで、ベンゾフェノンおよびその誘導体の計20種類のエストロゲン活性を調べたところ、15化合物で活性がみられた。活性が最も強かったのは2,4-dihydroxybenzophenoneであり、次いで4-hydroxy-4'-chlorobenzophenone、4-hydroxybenzophenone、2,3,4-trihydroxybenzo-phenoneであった。これら4種類はビスフェノールAよりも強いエストロゲン活性を示した。ベンゾフェノン系化合物20種類の構造活性相関を調べたところ、フェノール基として作用するベンゼン環の4位にOHを持つ化合物はいずれもやや強い活性を示したが、2位のみにOHをもつ化合物では活性がないか弱かった。また、4位にOHをもつ化合物で、2位にもOHが配位すると活性は増強されたが、3位ではやや低下した。一方、疎水基として作用するベンゼン環にOHが配位するとその活性は低下したが、クロル基が配位すると活性はやや強くなった。これらの構造活性相関の一部は近接した2個のベンゼン環をもつ他の化合物にもあてはまるのではないかと推定される。これらの水酸化ベンゾフェノン類は、紫外線吸収剤としてプラスチック、日焼け止め、化粧品などに使用され、また生体内でベンゾフェノンやその誘導体の代謝により生成される。そのため、これらの化合物のエストロゲン活性および内分泌撹乱作用についてさらに検討が必要である。

また、誘導された発光強度がエストラジオール(E_2)を上回るスーパーアゴニズムが多くの化合物で観察された。一方、抗アンドロゲン活性においては17化合物で活性が見られた。2,4,4'-trihydroxybenzophenone、2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone等の活性が強く、これらはp,p'-DDEとほぼ同程度であり、IC_<50>の前後の化学物質濃度で細胞活性は70%以上あり、細胞毒性の影響はほぼみられなかった。これらのエストロゲン活性と抗アンドロゲン活性の強度には相関がみられた(r=0.68)。これらのベンゾフェノン水酸化体のうち、食品用器具・容器包装の紫外線吸収剤として使用される2-hydroxy-4-methoxybenzophenone、2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenoneについて、製品中の残存実態を調査したところ、ポリエチレン50検体、ポリプロピレン39検体、ポリスチレン25検体、ポリ塩化ビニル39検体、ポリ塩化ビニリデン7検体からは検出されなかった。しかし、ところてんの包装容器(ポリ塩化ビニル製、1997年購入)から前者が70μg/g検出された。このほか、ベンゾフェノン水酸化体は日焼け止めや化粧品に使用され、またベンゾフェノンが体内で代謝されて生成することから、内分泌かく乱作用および人への暴露についてさらに検討が必要であろう。
2次元結像型分光器による大型プラズマX線像分光観測

磁場閉じ込めプラズマ装置におけるプラズマ中不純物のイオンの空間分布の測定のために,新しいX線光学素子を応用した2次元結像型X線分光器の開発研究を行った。2次元結像分光系の基本設計を行い光学系を2結晶型とした。この光学系は入口コリメ-タ-と検出器の位置を固定したまま分光波長が変えられる利点を持つ。次に適用波長範囲を30150Åと定め,分光素子として用いる多層膜反射鏡の仕様を決定した。その仕様に従いNi/Cの層対厚さ100Å,20層対の多層膜反射鏡を製作した。又,分光器の検出器として用いる予定のマイクロチャンネルプレ-ト(MCP)の軟X線検出効率の特性を把握するために,シンクロトロン放射光源を用いてMCPのX線検出効率の測定を行った。多層膜反射鏡のプラズマ分光器としての性能評価のために,簡単な多層膜反射鏡X線分光器を試作し,タンデムミラ-型プラズマ閉じ込め装置ガンマ10に設置し,世界で初めて多層膜反射鏡をプラズマ分光に適用した。その結果,1回のプラズマ放電で十分な信号強度で分光写真が得られることが確認できた。今後は,効率よく且つ信頼性のある分光ができるように多層膜の層物質の組合わせなどを変えてプラズマに適用した結果を参考にしつつ多層膜反射鏡を最適なものにしていく。さらに今年度設計した2次元結像X線分光器を具体的に製作し,チャンネルプレ-トコリメ-タ-及び多層膜反射鏡と,特性を測定ずみのMCP検出器を組み込んで,プラズマの不純物診断に応用する計画である。
基底膜タンパク質・ラミニンのプロテオグリカン結合部位の解明

基底膜の主要糖タンパク質であるラミニンは、糖鎖を介した様々な生物活性に関与している。本研究では、細胞膜貫通型プロテオグリカンの糖鎖と相互作用するラミニン機能部位の解析とその作用メカニズムの解明を目的に研究を行った。ラミニンα鎖に存在するGドメインは5つの連続するLGモジュール(LG1LG5)からなるが、以前の我々の研究からLG4モジュールが生物活性に重要な働きをしていることを明らかにしてきた。そこで、LG4モジュールに注目し、5種類のラミニンα鎖(α1α5)の相同部位由来の機能ペプチドの解析を行った。その結果、ラミニンα2鎖由来のペプチド(EF-2:DFGTVQLRNGFPFFSYDLG)とα4鎖由来のペプチド(EF-4:DFMTLFLAHGRLVFMFNVG)がシンデカンの糖鎖との相互作用を介して細胞接着活性を示すことがわかった。本年度は、α4鎖由来のペプチドEF-4を用いて、シンデカンの糖鎖との結合におけるペプチドの活性コンフォメーションを検討した。活性ペプチドEF-4がラミニン分子内のループ部位に位置することから、ループ構造をミミックした環状ペプチドを作成したところ、鎖状ペプチドに比べて飛躍的にヘパリン結合活性が増大することがわかった。また、この環状ペプチドは鎖状ペプチドに比べシンデカンを介した細胞接着活性を示すことがわかった。このことから、ラミニン分子内のループ構造が細胞接着に重要な役割を果たしていることがわかった。これらの結果は、Yokoyama, F. et al., Biochemistry,43:13590-13597,2004.に報告した。今後は、ラミニンのプロテオグリカンやジストログリカンに結合する新たな機能部位の同定と詳細な生物活性の解明を行い、糖鎖特異的に結合するペプチドの医薬分野への応用を目指していく予定である。本研究では、特にプロテオグリカンの糖鎖と相互作用するラミニン機能部位の解析とその作用メカニズムの解明を目的としている。ラミニンα1鎖Gドメインのシンデカン(ヘパラン硫酸プロテオグリカン)結合部位の同定の研究では、α1鎖Gドメインの組換えタンパクと113種類の合成ペプチドを用いて結合部位のスクリーニングを行った結果、AG73(RKRLQVQLSRT)とAG75(GVIYYVAHQNQM)の2種類の機能ペプチドを同定した。これらのペプチドは組換えタンパクのヘパリン結合、シンデカン結合を阻害し、シンデカンを介した細胞接着活性を有することがわかった。これらの研究結果は、Suzukiら、Biochemistry, 42:12625-12633, 2003に報告した。また、5種類のラミニンα鎖(α1α5)の相同部位由来の機能ペプチドの解析を行った結果、α2鎖由来のペプチド(EF-2:DFGTVQLRNGFPFFSYDLG)とα4鎖由来のペプチド(EF-4:DFMTLFLAHGRLVFMFNVG)がシンデカンの糖鎖との相互作用を介した細胞接着活性を有することがわかった。これらの研究結果は、Suzukiら、J.Biol.Chem., 278:45697-45705, 2003に報告した。また、ラミニンα5鎖のペプチドがCD44とコンドロイチン硫酸を介して結合していることが最近明らかにすることができた。(現在Cancer Res誌revise中)。今後は今までの研究をさらに発展させるべく、他の機能ドメインからの機能ペプチドの探索と、ヘパリンやヘパラン硫酸だけでなく様々な糖鎖を用いた解析を行い、ラミニンのプロテオグリカンの糖鎖を介した生物活性の作用メカニズムを解明していく。

今後は、ラミニンのプロテオグリカンやジストログリカンに結合する新たな機能部位の同定と詳細な生物活性の解明を行い、糖鎖特異的に結合するペプチドの医薬分野への応用を目指していく予定である。