hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
腎・頭頸部腫瘍に対する細胞障害性(キラー)リンパ球の改良

本研究は、臨床と基礎の両方面より腫瘍免疫をとらえ、有効な治療法の開発を試みたものである。早川は臨床面より、癌に対する養子免疫療法の成績向上のため、動注療法を開発し画期的な治療成績を示した。一方、田辺、古謝は基礎面より、マウスを使って腫瘍細胞に対する細胞障害性T細胞誘導の系を、新しい方法を用い開発した。この新しい系に於て、自己・非自己識別に関わる“唯一の抗原"の存在を示す事が出来た。【基礎面】(1).マウス骨髄細胞(BM cell)は、CTL(細胞障害性Tリンパ球)の前駆細胞に対しヘルパー作用を及ぼし、CTLの誘導を促す事を示した。(2).BM cellのヘルパー作用影響下において、minor-H抗原に特異的なCTLがin vitroで誘導出来る。遺伝解析により、CTLは非自己Xir抗原(X-染色体連鎖遺伝子産物)にのみ特異性を示し、自己・非自己識別を行う事が示された。(3).BM cellのヘルパー作用影響下において、腫瘍に特異的なCTLがin vitroで誘導出来る。腫瘍細胞は(2)で述べた本来持っていたXir抗原を消失し、新たに腫瘍に特異的なXir様抗原を獲得する事が示された。【臨床面】(1).進行性腎癌患者から得たLAK細胞やTILの自己腫瘍細胞に対する細胞障害能は非特異的であった。(2).全身投与ではほとんど転移巣に移行しないが、局所動注ではかなりのキラー細胞が転移巣に移行し一定期間とどまった。(3).LAK細胞やTILは腫瘍細胞と培養することによりIFN-γやTNF-αを産生した。(4).LAK細胞の動注とIL-2の全身投与で12転移巣中7転移巣において縮小効果が得られたが、LAK細胞やTILの全身投与では有効例は見られなかった。腎細胞癌に対する特異的なCTLが臨床的に応用困難な現時点においては、進行性腎癌に対する動注療法が最も有効な方法と考えられた。1:腎癌患者の末梢血ならびに腫瘍内浸潤リンパ球(TIL)を、モノクロナ-ル抗体CD3とリンフォカインであるILー2で刺激した結果、in vitroでのリンパ球の増加が著明となり(501000倍)、臨床応用可能なリンパ球数がえられるようになった。しかし、増殖したリンパ球のPhenotypeは一定せず、しかも細胞障害活性も症例により多様性を示すうえ、IL-2単独で増殖させたLAKやTILの活性にくらべると、いずれも低い活性を示した。またOKT8陽性細胞の割合とTIL活性との間に関連は見られなかった。(早川)2:転移を有する腎癌患者に対して、自己のLAKあるいはTILを用いた養子免疫療法を開始している。とくに動脈内注入療法で有効例が見られている。3:マウスの実験系で、in vitroの一次免疫で容易にマイナ-抗原(minor Ag)に対する細胞障害性T細胞(CTL)を誘導できる系を開発した。すなわち、CTL誘導の系に骨髄細胞を添加すると、骨髄細胞のヘルパ-作用により、minor Agに特異的なCTLが容易に誘導出来る事が見い出された。また、CTLによって認識されるminor Agがいかなる物質か検討したところ、X染色体によってcodeされる遺伝子産物(Xir)である事が見い出された。

多くのminor AgのうちXir物質のみがDominantに認識されるという事は、Xir物質が自己・非自己識別物質として働いている事を示唆すると思われる。(田辺、古謝)1)アイソト-プで標識したLAK細胞をラットに、静注と腹部大動脈内への動注を行い、両群における各種臓器へのアイソト-プの移行を検討した。動注群に於ては、注入部より末梢側の臓器に関して、静注群よりアイソト-プの移行が有意に高く、腎、前立腺、大腿骨、大臀筋へのLAKの移行が確認された。この結果にもとづき、転移性腎細胞癌症例に対するLAK動注を続行し、計7症例に見られた12転移巣のうち、9転移巣に効果が見られた。(早川)2)LAKやTILを自己腫瘍細胞や他の培養癌細胞と短時間培養することにより、培養上清中に、IFNーγの産生が見られた。また、培養上清を自己マクロファ-ジと培養することにより、マクロファ-ジの腫瘍細胞障害能が増強した。他のインタ-ロイキン(IL)産生能を検討中であるが、これらILが養子免疫療法に於けるキラ-リンパ球の抗腫瘍効果に大きく関与している可能性がある。(早川)上記1)と2)の結果の要旨は、平成2年11月の日本泌尿器科学会第42回西日本総会の特別講演で発表した。3)マウスの実験系で、in vitroの細胞障害性T細胞(CTL)誘導の系に骨髄細胞(ヘルパ-作用を持つ)を添加する事により容易に腫瘍抗原(TSA)に対するCTLを誘導出来る系を開発した。CTLによって認識されるTSAがいかなる物質か検討した。リンパ球が自己・非自己識別の対象とするX染色体に連鎖している抗原(我々が既に見出し前年度報告書に記載)との密接な相関を見い出した。腫瘍細胞は、本来の“自己"抗原を消失し、新たに“New自己"を表現する。(田辺、古謝)上記3)の結果の要旨は、平成2年11月の日本泌尿器科学会西日本総会の招請講演で発表した。LAKとTILの細胞障害能を比較した。腎癌細胞株のみならず新鮮自己癌細胞に対しても、LAKの方がより高い障害活性を示し、腎癌においてはTILの自己癌細胞に対する特異性は認められなかった。臨床的には、低濃度のILー2と併用したLAKの静注投与では有効例が9例中1例も見られなかったが、動注では9例の16転移巣中8転移に腫瘍の収縮が見られた。肺転移以外の転移巣の治療に関しては、LAKの動注が他の投与経路よりすぐれていると結論した。LAKの体内動態に関しては、腎癌マウスとヒト転移性腎癌症例を用いた場合、動注では静注に較べより高い腫瘍組織内LAK移行率が得られたが、ヒトでは2時間、マウスでは18時間目の測定で、LAKがほとんど組織から消失した。従って、LAKと腫瘍細胞の接着による直接的障害以外の他の作用機序も検討した。LAK細胞は腎癌細胞と短時間接触するだけでIFNーγやTNFーαのサイトカインを産出し、またモノサイトの抗腫瘍作用を誘導する因子も産生した(早川)。骨髄細胞中の非T、非B細胞は、CTL前駆細胞に働きかけ、アロの主要組織適合抗原(MHC)やマイナ-組織適合抗原(mH)に対するCTLの誘導を補助することを既に見出している。この非T、非B細胞をヘルパ-細胞とし、mHに特異的なCTLを誘導したところ、このCTLは、Xー染色体遺伝子産物(Xir)にのみ特異性を示し、またCTLはXirが自己の時には誘導されず、非自己の時のみ誘導された。
ロボット支援腎部分切除術の基準解剖自動認識と腎機能予後判定一体評価システムの構築

ロボット支援手術を前提とした包括的腎がん術前撮影プロトコルを、70kVという低エネルギー撮像法を用いることで確立できた。本手法により、腎実質内の末梢動脈分枝を描出できるCT angiography画像が得られ、腎部分切除をより安全かつ正確に行うことができる画像処理・解析ができるようになった。昨年度明らかになった、腎部分切除症例における腎洞側における病変の浸潤、とくに腎静脈の細分枝への腫瘍浸潤が、病理学的進達度をT3aへと上方修正させてしまうにも関わらず、これまでの病理学的検討もふくめ多く見過ごされているという問題点を解決すべく、腫瘍の腎洞側への浸潤をより正確に診断しうる検査法の検討を行った。昨年度まで主に用いてきた、静脈が均一に造影されるタイミングで、従来腎静脈腫瘍塞栓の評価の基準であった腎実質相および排泄相の撮影に、Dual energy CTによる低エネルギー仮想単色X線画像(40keV)を応用した場合と、不均一ながら腫瘍塞栓自体の造影効果が明瞭である造影早期の画像との比較を行った。その結果、従来の撮像法より、造影早期画像のほうが、微小な腫瘍塞栓の描出に有用であることがわかり、2019年3月に開催された欧州放射線学会European Congress of Radiology (ECR) 2019にて口演発表した。さらに、安全に腎部分切除を行うことができるように、腎洞側での画像評価を正確に行う方法に関して、腫瘍の腎洞脂肪織との接し方、接する形状が重要である事を明らかにし、同じくECR 2019にて口演発表を行った。本年度は評価に適する撮像法の開発と標準化、解析法の開発をすすめた。腎全摘出術前では動脈本数の確認で十分であるが、部分切除術では腫瘍栄養血管同定のため、腎実質内の動脈分枝走行の確認が必要となる。腎実質が造影される前に撮像を終える高速撮像と、実質より強い動脈のCT値をえる高い造影コントラスト撮像の両立が必要とされるが、我々は70kVによる低エネルギーCT撮像が有用であることをpreliminaryに確認し、2015年に北米放射線学会で発表しているが、症例蓄積により実際に部分切除を終了した症例が80例を越え、本撮像法により、腎実質内動脈分枝が安定して描出される事が臨床例で確認できた。そのため当初計画にあった非造影MRAの検討は不要と判断した。腫瘍と腎杯の距離測定も腎杯損傷を予測する重要な評価項目であるが、造影剤が尿路に排泄される排泄相では、腎実質の造影効果は弱まり腫瘍は不明瞭となる。Dual energy CT撮像による仮想単色X線の40keV画像を応用することで、排泄相でも十分な腎実質の造影効果(CT値の上昇)を得ることができ、尿路と腫瘍を同時に描出させることに成功し、その方法論についてESUR 2016, ECR 2017で報告した。このように平成28年度では撮像法・画像処理法を早期に確立でき、統一したプロトコールで術前検査を行うことができ80余例の部分切除例が蓄積された。3Dプリンタによるファントム作成も当初予定していたが、十分なバリエーションをもつ臨床例を蓄積できたため、実臨床データを用いた画像解析の開発を進めた。70kV撮像では動脈のCT値は従来の2倍近くなり、従来の血管自動トレース機能の適応が難しいことが判明したため、ZIO株式会社と共同で、より高いCT値にも対応できるよう血管自動追尾機能を改良し有用性を検討中である。予定より進んでいる点:撮像法の確立については、当初preliminaryに試みていた方法で必要十分な血管と腎盂・腫瘍の造影コントラストが得られる事が確認できたため、非造影MR angiographyもふくめ特に撮像法の比較検討を行う必要がなくなり、統一条件による症例蓄積が当初の予定以上に早く進んだ。その結果、ファントム作成の必要性や非造影MRAによる検討などを行う必要がなくなり研究促進に寄与した。予定より遅れている点:その一方で、既存解析ソフトで対応できると思われていた血管自動追尾、およびセグメンテーションについて、血管のコントラストを向上させるために応用した70kV低エネルギー撮像の影響で、血管のCT値が従来の撮像法の2倍程度の数値となり、従来のCTAでは想定外の値となるため、ソフトウエアが血管を骨と誤認して認識できないことが判明した。当院で臨床使用しているワークステーション会社に依頼してソフトウエアの改良を依頼したが、その開発にやや時間がかかった。平成28年度後半から新たな改良されたソフトウエアの有用性を確認中であるが、Preliminaryな解析では、改善はあるもののまだ十分とはいえず、さらなる改良の必要性を検討している。また研究協力を予定していたスタッフの異動があり、当院での画像解析ソフト開発環境の活用を、本年度は十分に開始することができなかった。撮像法の早期確立により、症例蓄積が予定をこえて進んだため、ファントム作成、MRA検討を省略できた点で予定より進行は早まったが、解析ソフトの確立に当初の予定以上に時間を要しているため、総合的には、若干遅延していると評価している。70kVという、従来CTで用いられる120kVと比較してはるかに低エネルギーのX線を用いたCT動脈撮影(CT angiography: CTA)の撮像により、動脈のコントラストが改善して小径腎癌に対する腎部分切除術、特にロボット支援手術の術前評価に際して有用である事が確認できた昨年度の方針を引き継ぎ、同様の撮像法でさらなる症例の蓄積をはかった。

これにより実際に手術に至った症例は200例を越えることができた。CTAによる動脈の描出に加えて、より遅いタイミングでの腎臓実質、尿路、腫瘍のコントラストを高める、Dual energy CT撮像の有用性も、昨年度40keV画像という非常にエネルギーの低い仮想単色X線画像について昨年検討を行ったが、ノイズが多いなどの問題点もあったため、仮想単色X線処理のさらなる最適化を検討すべく、処理可能な40keV190keVの画像を用いて検討を行った。この結果、ノイズの上昇はあるものの、CNRの観点からも再構成できる最も低エネルギーである40keV画像が望ましいことが分かり、その結果はRadiological society of north America (RSNA) 2018へ演題応募を行った。ZIO株式会社と共同で改良が進められた、低エネルギー撮像によるより高いCT値にも対応した血管自動追尾機能の有用性を検討したが、まだ充分ではないことがわかり、CT機器ベンダーが提供する解析環境である、syngo via Frontier上での解析を試みることとした。私自身の異動があり神戸大学では非常勤職員・客員教授の立場となったため、画像処理のために神戸大学へ訪問できるのが1回/週となった。予定より進んでいる点:症例蓄積は当初の予定以上に早く進み、外科的手術による腎細胞癌の最終診断の得られた症例のみでも、現時点で200例をこえている。予定より遅れている点:血管自動追尾、およびセグメンテーションに対する、既存ソフトウエアの改良はまだ充分とは言えてない。syngo via Frontier環境による画像処理環境の作成はこれまで経験のないものであるが、アプリケーションの専門家による協力のもと、画像処理環境を作成している。さらに、これまで積極的に進められてきた腎癌部分切除について、最近の報告から局所再発のリスクが高まるおそれのある事が示され、そのリスクファクターとして微小な静脈腫瘍塞栓や腎洞脂肪組織への浸潤の存在が考えられるとの報告があった。部分切除術の普及を助ける画像解析環境の構築を目的とする本検討において、現状の撮像法がこれらのリスクファクターの描出にも足ることを確認することは必須であると判断した。そのため急きょ200余例の手術例における腫瘍塞栓の描出能にたいする検討を行った。その結果、当院で施行している70kV低電圧撮像によるCTAとdual-energy CTによる腎実質相の撮像の組み合わせにより、腎洞側の静脈腫瘍塞栓や腫瘍浸潤を良好に検出できることが確認できたため、この検討についてもRadiological society of north America (RSNA) 2018へ演題応募を行った。ロボット支援手術を前提とした包括的腎がん術前撮影プロトコルを、70kVという低エネルギー撮像法を用いることで確立できた。本手法により、腎実質内の末梢動脈分枝を描出できるCT angiography画像が得られ、腎部分切除をより安全かつ正確に行うことができる画像処理・解析ができるようになった。昨年度明らかになった、腎部分切除症例における腎洞側における病変の浸潤、とくに腎静脈の細分枝への腫瘍浸潤が、病理学的進達度をT3aへと上方修正させてしまうにも関わらず、これまでの病理学的検討もふくめ多く見過ごされているという問題点を解決すべく、腫瘍の腎洞側への浸潤をより正確に診断しうる検査法の検討を行った。
振動励起されたファンデルワールス会合体の動的挙動のSEP-LIF分光法による研究

1.m-およびp-トルニトリルと希ガス原子の1:1会合体について,(1)トルニトリルのメチル基ねじれ振動のポテンシャル解析と,(2)S_0での振動励起状態の寿命のSEP-LIF分光法(SEPで振動励起後,遅延LIF測定で励起された分子種あるいは前期解離生成物を検出する手法)による追跡を行った.備品として購入したコンピューターは,主にねじれ振動の解析に用いた.2.ねじれ振動の解析:m-トルニトリルと希ガス(ネオン,アルゴン,クリプトン)の1:1会合体のS_1でのメチル基ねじれ振動をホールバーニング分光法で測定し,シミュレーションによりそのポテンシャルを決定した.単量体と3つの会合体中でのねじれのポテンシャルを比較し,より大きな希ガスとの会合体形成でねじれの障壁がより高くなることを見いだした.その原因として,希ガス原子による立体障害と会合体形成によるトルニトリルの電子状態の変化が考えられる.さらに詳細な情報を得るためには,他のトルエン誘導体の会合体で同様の測定を行なう必要がある.3.S_0の励起振動状態の挙動:p-トルニトリルとアルゴンの1:1会合体を423cm^<-1>の振動にSEP励起後200nsの遅延をとって振動励起種の検出を試みた.単量体ではSEPにより励起された振動状態に存在するトルニトリルが観測されたが,会合体では観測されなかった.p-トルニトリル・アルゴン会合体では,緩和あるいは前期解離が200nsよりも十分はやい速度で起きていることがわかった.この結果は,緩和や解離が遅いベンゾニトリル・アルゴン会合体(1000cm_<-1>の振動を励起後一μsでも,はじめに励起した振動状態に残っている会合体を検出可能)の結果とは対照的である.1000cm_<-1>以下のいくつかの振動状態で,SEP励起後に前期解離生成物の検出を試みたが,検出はできなかった.1.m-およびp-トルニトリルと希ガス原子の1:1会合体について,(1)トルニトリルのメチル基ねじれ振動のポテンシャル解析と,(2)S_0での振動励起状態の寿命のSEP-LIF分光法(SEPで振動励起後,遅延LIF測定で励起された分子種あるいは前期解離生成物を検出する手法)による追跡を行った.備品として購入したコンピューターは,主にねじれ振動の解析に用いた.2.ねじれ振動の解析:m-トルニトリルと希ガス(ネオン,アルゴン,クリプトン)の1:1会合体のS_1でのメチル基ねじれ振動をホールバーニング分光法で測定し,シミュレーションによりそのポテンシャルを決定した.単量体と3つの会合体中でのねじれのポテンシャルを比較し,より大きな希ガスとの会合体形成でねじれの障壁がより高くなることを見いだした.その原因として,希ガス原子による立体障害と会合体形成によるトルニトリルの電子状態の変化が考えられる.さらに詳細な情報を得るためには,他のトルエン誘導体の会合体で同様の測定を行なう必要がある.3.S_0の励起振動状態の挙動:p-トルニトリルとアルゴンの1:1会合体を423cm^<-1>の振動にSEP励起後200nsの遅延をとって振動励起種の検出を試みた.単量体ではSEPにより励起された振動状態に存在するトルニトリルが観測されたが,会合体では観測されなかった.p-トルニトリル・アルゴン会合体では,緩和あるいは前期解離が200nsよりも十分はやい速度で起きていることがわかった.この結果は,緩和や解離が遅いベンゾニトリル・アルゴン会合体(1000cm_<-1>の振動を励起後一μsでも,はじめに励起した振動状態に残っている会合体を検出可能)の結果とは対照的である.1000cm_<-1>以下のいくつかの振動状態で,SEP励起後に前期解離生成物の検出を試みたが,検出はできなかった.
分数量子ホール系におけるスピン自由度・層自由度による強相関相

本課題の目標は、分数量子ホール系という強相関系においては内部自由度(スピンあるいは、二層系では層)が多彩な相の研究である。本年度は特に二層系での複合フェルミオン描像を調べた。二層系では層間トンネリングの強さという新たなエネルギー・スケールが生じるのが興味の焦点である。これに対し、以下を明らかにした。(i)二層系でも複合フェルミオン描像が励起状態(擬スピン波)に対して良く成り立つ。(ii)二層量子ホール系では、層間トンネリングの強さと層間隔(層内/層間相互作用の差を制御)という二つのパラメータ空間のどこで二層量子ホール効果が起きるか、という相図を描くことが課題となる。これは励起エネルギーのギャップの有無により判定されるが、これは擬スピン波にギャップが開くか否かに他ならず、複合フェルミオン描像により、二層分数量子ホール効果の相図を初めて与えることができた。二層のランダウ準位占有率が1/3,1/5,......と減少するに従い、量子ホール状態の領域は劇的に増えるが、これは複合フェルミオン描像では、磁束付着変換が電子間相互作用を減らすのに対し、層間トンネリングは減らさないという直観像で説明される。(iii)二層系に量子ドットを作ると、垂直に結合した分数量子ホール二重ドットになる。この系を提案し、全角運動量が二重ドットに特有な魔法数で安定化し、さらに単独ドットと異なり魔法数が光学吸収で観測可能であることを示した。分数量子ホール効果に対する複合粒子描像(磁束付加変換)が最近目ざましく展開している。我々は、分数量子ホール効果におけるスピン自由度・層自由度をキーワードとして、複合フェルミオン描像と有限系の数値的計算を併用して以下を探求した。1.分数量子ホール効果の複合粒子描像は励起状態にはどこまで良いのか、2.半導体二重量子井戸などで実現される二層分数量子ホール系では、通常無視されるスピン自由度は系の電子相関の様子を劇的に変え得るか、最近二層分数量子ホール系において、ジョゼフソン効果と類似の効果が起きる、という提案があるが、これを検討する。この場合、上下層を擬スピン上下と見なすと(i)のスピンをもつ電子の一層問題と似るが、大事な違いは、層間トンネリング及び荷電エネルギーのために非等方性(擬スピン空間回転対称性の破れ)が生じる。得られた結果は、1.普通は系の基底状態や輸送の性質に限られていた複合粒子描像が、励起状態まで定量的に良い描像を与えることが初めて示された。個別励起スペクトルも、伝統的なストーナー理論とは異なる。2.スピン自由度の無視はゼーマン・エネルギーを考慮しても正当化されず、スピンを含めた2層特有の量子液体が存在する(ラフリン状態が以外にも層自由度・スピン自由度の双方を包含できる程多彩である)ことが初めて示された。また、熱活性化エネルギーにもスピン自由度が関与する。3.二層系でも複合フェルミオン描像が良くなりたつ。特に、層間トンネリングが存在すると擬スピン波分散はギャップをもち、単純にはdcジョセフソン効果は期待できないが、トンネリングが摂動となる状況ではどうか、など将来の課題が残される。

これは励起エネルギーのギヤップの有無により判定されるが、これは擬スピン波にギヤップが開くか否かに他ならず、複合フェルミオン描像により、二層分数量子ホール効果の相図を初めて与えることができた。二層のランダウ準位占有率が1/3,1/5,...と減少するに従い、量子ホール状態の領域は劇的に増えるが、これは複合フェルミオン描像では、磁束付着変換が電子間相互作用を減らすのに対し、層間トンネリングは減らさないという直観像で説明される。(iii)二層系に量子ドットを作ると、垂直に結合した分数量子ホール二重ドットになる。この系を提案し、全角運動量が二重ドットに特有な魔法数で安定化し、さらに単独ドットと異なり魔法数が光学吸収で観測可能であることを示した。
核融合炉第一壁におけるトリチウムインベントリーの評価

TFTRやCITに代表されるようにDT反応を行わせることが、日程に昇るようになってきた。しかし導入可能なトリチウム量が限られている場合が多い上、プラズマから漏れ出たトリチウムはほとんど壁に溜まってしまう可能性が非常に高いので、トリチウムインベントリーを正しく評価することが急務となってきている。また壁に入り込んだトリチウムは、壁を透過し冷却系などに入ってしまうので安全性の上からも壁に蓄積する量及び透過する量を見積もることが必要になってきている。プラズマ側から見ても、壁での水素のリサイクリングがプラズマ閉じ込めに著しい影響を与えることがわかるようになってはきたものの定量的な評価はまだ可能ではない。特にプラズマ状態の水素と材料との相互作用は、様々な因子に影響されるためどの様な素過程に現象が左右されているかを定めることすら難しい。本研究ではまず比較的現象がわかりやすいイオン打ち込みされた水素について壁材料中へのトリチウムの蓄積と透過とを拡散モデルに従って評価することを試みた。その結果高温では従来報告されている再結合現象律速過程であるとするモデルによる予測値よりはるかに小さい値となり、核融合炉にとってむしろ望ましい結果になってはいる。しかし一方では核融合炉の中に存在する分子(ガス)による透過及び蓄積が、温度が高くなってくると無視できなくなり、むしろイオンによる寄与よりも大きくなる可能性が示された。つぎに水素の透過を抑制するため、金属障壁膜の導入について検討した。その結果酸化膜に比べると、その効果は小さいとはいえ、抑制量の評価が簡単で設計に供しやすいことが明らかにされた。但し障壁膜は水素の透過には効果があるが、リテンションを少なくすることは出来ないので、これを導入するのが良いのかどうかについては今後さらに検討を要する。
職務ストレスの脳心疾患の発症に及ぼす危険度の評価

職務上のストレス状況を職業ストレス源、ストレス対処、ストレス反応の3つの要素でとらえることを試み、Osipow,Spokaneらの概念モデルを日本人に応用し、質問項目の再現性、妥当性を相関分析や因子分析により解析し、職業ストレス源、ストレス対処、ストレス反応それぞれ6尺度(役割オーバーロード、不十分感、曖昧感、区分の明瞭感、責任度、物理的環境)、4尺度(職業、心理的、対人的、身体的各ストレス反応)、4尺度(余暇、自己管理、社会的支援、合理的・認知的対処)で把握する質問紙を得た。この職務ストレス質問紙を用いて、季節変動に伴う労働負荷の違いや、職種、職務階層、年齢、性別の違いを検討した。活性化したストレス源の下で、自己管理、余暇の活用ができていない場合はストレス反応が大きいことが集団レベルで明らかとなった。職務階層でみた場合、階層が高くなると、責任度が高くなるが、役割の明瞭さも高くなり、ストレス対処の余暇の活用、合理的・認知的対処が高まることと相まってストレス反応が低くなる傾向が明らかとなった。加齢に伴う職務ストレス状況は職務段階の傾向とほぼ似ていた。性別の違いはストレス対処の社会的支援のレベルにあった。すなわち、自分の身の回りに必要な時に手助けしてくれたり、評価してくれる人がいるかのレベルが女子の方が高い傾向にあった。そのために、役割の対する不十分感、役割の曖昧感等のストレス源が高くても、女子ではストレス反応は望ましいレベルにあった。脳・心疾患の危険因子とされる高血圧、高脂血症、喫煙、肥満、耐糖能障害との関連では、男子においてストレス対処が不十分なために、ストレス反応が高い状態で、高脂血症、と耐糖能障害との関連が見られた。カウンセリングなどによるストレス対処を高めることにより、脳・心疾患の発症防止の関与できる可能性が示唆された。熱帯という過酷な環境条件下での職務において、ストレス対処が初期には余暇の活用と社会的支援の比重が高いが、滞在が長くなると自己管理と合理的・認知的対処の比重が高くなっており、職務ストレスに対するストレス対処の違いが脳・心疾患の発症のメカニズムに大きな影響を与えるであろう事も考察された。職務上のストレス状況を【.encircled1.】職場において個人がストレスと感知する職業役割の性質と強度【.encircled2.】ストレス状況に対する個人のストレス反応の種類と強度【.encircled3.】ストレス状況に対処できる生活態度・習慣の個人的資源の性質と強度の3つの側面から総合的に評価するストレス評価質問表を作成し、健康保持増進運動を行つている化学工業従業者400名に応用した。身体的ストレス反応はR波間間隔変動より得られる呼吸性洞性不整脈成分と血圧のMayerwaveに関連した洞性不整脈成分の大きさや副腎産生ステロイドの尿中代謝物により評価したところ、ストレス評価質問表より得られる個人のストレス反応の内、心理的ストレス反応と身体的反応と特異的な関連のあることが明かとなった。またこの質問表の質問項目の再現性、内部一貫性の検討を行い、【.encircled1.】、【.encircled2.】、【.encircled3.】それぞれ6、4、4の下位項目で信頼性と妥当性のある質問紙に標準化できることを明らかにした。

職務ストレスの認知、ストレス反応の個別評価と個人的資源としてのストレスに対する対処行動について職務によつて起こるストレス状況を総合的に検討したものは少なく、健康管理をすすめている集団で対象者を増やして、ストレス状況を把握し、さらに脳・心疾患の危険因子と職務ストレスの関連を明かにする。季節変動に伴う労働負荷の軽重が個人のストレス反応の集合としての組織ストレス反応にどのような影響をもたらしているか。職業ストレス源、対処、およびストレス反応の3者の関連において、活性化したストレス源の下で、ストレスへの対処が不十分であれば、ストレス反応が生じるか。さらに脳・心疾患の危険因子とされる高血圧、高脂血症、喫煙、飲酒、肥満との相互関連があるか。について検討した。対象を装置・設備の整備点検を一元的に行っている工務部門と製品の開発研究を行う研究部門とで、年間を通じて、操業度の最も高い時期と低い時期の2時点で比較検討した。研究部門は工務部門に比べ、職業ストレス源が恒常的に高水準であるにもかかわらず、ストレス反応では両部門で差がなく、研究部門のストレス対処の良さが明かであった。また閑散期に比べ、繁忙期は両部門ともに職業ストレス源が増大し、職業的・心理的・身体的ストレス反応も増えた。しかし時期によるストレス対処得点には差がなく、繁忙期のストレス対処法の改善が示唆された。ストレス対処のすぐれていた研究部門の方が正常血圧者の割合が大きく、また高比重リポ蛋白の濃度の高い集団であった。ストレス対処の良さが脳・心疾患の発症防止の関与する可能性が示唆された。ただし、本来、ストレス対処がなされてストレス反応が現れると推定されるが交差-時間差相関値は同時的相関値に比し、必ずしも高くなく、個人の職業ストレス源の認知、ストレス対処とストレス反応の相互関連は明かであるが、その因果関係についてはさらに対象部門を拡大して検討する。
新規ペプチドを用いた畜産・獣医領域におけるトランスレーショナルリサーチ

伴侶動物や家畜のグレリンを抽出・精製・同定した。犬のグレリンは臨床研究において、伴侶動物の食欲低下症の有効な治療薬になることを示し治療薬としての特許と認可を出願した。またデスアシルグレリンの体温低下作用を発見し、その機序を解明した。この作用は牛の熱射病の治療薬として有効であることを示し、国際特許を出願した。さらにグレリンが乳牛の乳量を増加すること、また今後応用可能であることを示した。新たなペプチド、ニューロメジンSの様々な生理作用(抗利尿作用など)も発見した。単一遺伝子変異による新規遺伝性肥満マウスをc57Blak/6J-Darumaマウス(国際特許登録)で確立し、その肥満の原因を解明するとともに製薬会社での糖尿病治療薬開発への応用が始まった。人を対象としたトランスレーショナルリサーチでは動物実験から人での臨床実験への移行が難しいのに比べ、伴侶動物や家畜を対象にした場合には、その移行はそれほど難しくないと思われる。そこで本研究は、(1)新規ペプチドホルモン(グレリン、ニューロメジンSなど)の基礎研究および(2)トランスレーショナルリサーチとしての臨床研究を展開し、伴侶動物や家畜への有効性を評価し、実用化を目指す。本研究では基礎研究として、(1)新規ペプチド(グレリン、ニューロメジンU、S)の新たな生理作用の探索(2)新規ペプチドの新たな受容体の探索(3)遺伝子改変、あるいはモデル動物を用いた摂食と肥満の研究また、臨床研究として、(4)新規ペプチドの伴侶動物における臨床研究(5)家畜におけるグレリンの臨床研究(6)創薬(動物薬)研究の6つの課題に取り組む。1)我々が発見した新規肥満マウスDarumaとワイルドマウスの3週齢(肥満発症前)と9週齢において視床下部、褐色脂肪、白色脂肪、膵臓および肝臓を用いて肥満関連遺伝子mRNA発現をマイクロアレーで解析したところ9週齢のDarumaでは肥満の進行結果を示すように様々な遺伝子でワイルドマウスと差が見られた。一方、3週齢のDarumaではまだ外観ではワイルドマウスと差がないにも関わらず、すでに幾つかの遺伝子mRNA発現に差が見られた。特に、Darumaでは異常に摂食亢進系が優位にたっていることが判明した。2)以前、グレリンがラット胎児の脊髄神経細胞の分化・増殖に関与していることを報告した。今回、グレリン受容体(GHSR)mRNAの発現を胎児期と新生児期で比較したところ、皮膚や骨のGHSRmRNA発現は分娩後に殆ど消失するのに対し、脳や脊髄では分娩後も引き続き発現していることが明らかになった。そこで、グレリンが、神経細胞の構築が盛んな新生児初期において中枢神経細胞の増殖に対し影響を与えるか否かを検討した。ラット新生児の視床下部の培養神経細胞では、グレリンおよびデスアシルグレリンの添加により、BrdUの取り込み量の有意な増加が認められ、増加した細胞は神経細胞や神経芽細胞であった。今回の結果はグレリンが中枢神経の増殖に寄与している可能性を示唆している。本年度は以下の2項目で成果が挙げられた。1.胎児期から新生児期のいつ、どのようにグレリンやデスアシルグレリンの神経細胞増殖促進作用が変遷するのかを検討した。妊娠17日の脊髄、視床下部培養神経細胞ではグレリンおよびデスアシルグレリンのいずれも、BrdU取込み量の有意な増加を起こしたのに対し、妊娠19日および新生児の脊髄、視床下部では、グレリンの添加でのみ有意な増加が認められ、デスアシルグレリンによる増殖作用は認められなかった。また、神経芽細胞マーカーのネスチン陽性細胞とグリア細胞においてBrdUあるいはGHSRとの二重染色像が観察された。以上のことから、デスアシルグレリンに親和性の高い受容体は胎児期末期に消失し、同時にデスアシルグレリンによる増殖作用が無くなるものと推測される。2.種々の物質をラットの胃へ直接注入した時のグレリン分泌への影響を調べた。また、グレリン分泌への自律神経系支配の可能性を調べるため、低温、高温あるいは拘束ストレスを負荷し、その影響を検討した。5ml相当量の空気や3mlの水を胃へ直接注入してもグレリン分泌の有意な変動は認めなかったが、3mlのとうもろこし油や20%グルコース液の注入は有意にグレリンレベルを減少させた。20%エタノールでは急性投与で減少し、2週間の慢性投与で増加した。また、自由摂食ラットを、低温(12°C)下あるいは拘束ストレス下に置いたところ、グレリン値の有意な減少が認められ、逆に高温(35°C)下では有意な増加が認められた。

次に、ラットを高温下に置く前にグレリンを皮下投与すると、生食水投与群に比べて高温による体温の上昇を有意に抑制した。グレリンの分泌は空気や水などの機械的刺激よりむしろ糖や脂肪による特異的な物質で抑制されていることが推測された。また、環境やストレスに反応したことから自律神経支配下にもあると推測された。高温下でのグレリン上昇は体温の恒常性維持に寄与しているかも知れない。基礎研究:グレリンの新たな生理作用として、ガストリンと共同した持続的胃酸分泌亢進作用を、ニューロメジンSでは、バゾプレッシンを介した抗利尿作用、オキシトシンを介した射乳作用などを見いだした。またデスアシルグレリンの受容体の存在と、その受容体が胎児期のみに発現することなどを明らかにした。ICR系白色マウスで発見した遺伝的内臓脂肪蓄積型肥満マウス「Daruma」をc57Black/6jマウスに形質転換することに成功した(上がDaruma、下が同腹のヘテロ)。このマウスの肥満の発症原因が早期レプチン抵抗性の獲得にあることや、その原因遺伝子変異部位を同定した。このDarumaは従来のob/obやdb/dbマウスと異なり、食事制限で肥満が発症しないことや、徐々にレプチン抵抗性を獲得するなど、人のメタボリックシンドロームの肥満に類似しており、大変好個なモデル動物になると期待される。伴侶動物における臨床研究:合成した犬グレリンを1バイアル当たり1μmol濃度で封入し、第2回目の臨床実験を実施した(2008年12月2009年10月)。1回目の投与量の検討や治療結果(どのような疾病に効果的なのか)をもとに、集中的に沖縄と福岡の2つの動物病院で臨床研究を行い、99例の症例に対し、64例で摂食回復効果を認め、回復や退院を早めた。犬と猫を比較した場合、犬の方がより効果的と思われた。グレリンの適応症を整理し「加療中動物の回復促進治療剤」の特許を本年1月に出願した。また、EU, USA,日本で、専門家によるグレリンの治療薬としての市場調査を行い、その結果をもとに、USAでの幾つかの製薬会社とのライセンス交渉に進んだ。基礎研究グレリンとデスアシルグレリンの新たな生理作用として体温下降作用、およびグレリンのみの生理作用として心拍数および血圧の下降作用を発見した。またニューロメジンSの新たな生理作用として、心拍数の増加作用と体温上昇作用を発見した。デスアシルグレリンはグレリンよりも末梢投与で強い体温下降作用を示し、これらは副交感神経遮断薬で阻止されることから、副交感神経系への作用と推測された。ニューロメジンSの中枢投与は心拍数を増加させ、一方、KOマウスは心拍数が減少していた。このニューロメジンSによる心拍数の増加は交感神経遮断薬で阻止されたことから、交感神経を介しての作用と推測された。家畜における臨床研究基礎研究において、グレリンとデスアシルグレリンに体温下降作用が発見されたことから、この効果を家畜において確認した。まず、和牛と乳牛において体表温度を測定すると、和牛は体表の多くが均一な温度であり、目の回りや蹄部に高い温度を認めた。一方乳牛では体表の黒い部分が高く、白い部分が低いと言うまだらの温度分布を示した。グレリンおよびデスアシルグレリンを和牛の成牛に単一投与するといずれの投与でも体温は下降した。
コンピュータ利用に関する性差の研究

コンピュータ利用に関する性差gender differenceの状況を分析して、できるだけ性差が少ない状況を実現するための、教育的働きかけを提案することが本研究の目的である。平成9年度において調査票を作成し、小学校911名、中学校875名、高校生1504名、平成10年度に大学生432名(合計3722名、いずれも有効回答者数)を調査した。1970年代、情報機器の普及が始まって以来、情報リテラシーについて男性が女性より高い水準にあるという一般的な信念が、世界的に認められてきた。我々が最初に調査した1984年には、小・中・高校生でパソコンを操作できる女子は、男子の1/3から1/4しかなかった。しかし、1990年代に入り、中学校で情報基礎領域の授業が始まる頃から、性差が急激に縮小し、今回の調査では、パソコン・ワープロ使用率では男女とも90%を越えるようになり、性差はほぼ消滅したと考えられる。このことは本研究の主要な結論と言えるが、これには学校教育が大きく寄与したと思われる。しかし、パソコン等の使用内容には大きな性差がある。1.パソコン等の利用内容として、絵や文字の作成では女子が、ゲーム等の利用では男子が多い傾向があり、利用内容には性差が存在するが、このことは教育的にどのような意味をもつかは明らかにできなかった。これに関連して、電子おもちゃの所有傾向も、ファミコン及びポケット型ゲーム機は男子の所有率が高く、ラベルづくり機、電子手帳の所有率は女子が男子より高いことが分かった。2.パソコン・ワープロを使えない児童生徒は少数であるが、かれらは教科学習が好きでなく、また不得意であり、学習塾への通塾も少なく、学校生活に適応感が低い傾向があることが明らかになった。本研究の基本目的は、青少年のコンピュータ等メディア利用に関する性差の実態を明らかにするとともに、女子のメディア使用を促進する教育プログラムを開発することである。第一年目の本年度は、ゲームも含めたメディア利用の実態及び利用形態と性別の因果関係を明らかにする調査票を作成した。作成に当たっては、特に学校外でのメディアとの接触状況を明らかにするようにつとめた。これは、学校外での利用は、子どもの主体的選択による場合が多いから、性差等の影響が強く現れると予想されるからである。調査票は、小学生用と中学生・高校生・大学生用の2種類を作成したが、両者は、表現等に相違はあるが、調査内容は基本的な同じである。調査票は、「各教科の好き嫌い及び得意不得意の程度」「男性性・女性性を測定する項目」「将来の職業選択方向」「パソコンの使用水準と使用目的」「学校外にパソコン等メディア使用状況」「ゲーム使用状況と遊びの体験状況」「パソコン・ワープロの所有状況」などを調べる12項目から構成されている。回答は無記名で行われた。調査は、平成10年1月から3月の間に行われたが、小学校(4年生以上)6校、中学校(主として、1・2年生)5校、高等学校(全学年)4校のデータが既に得られている。結果は分析中であるので、正確な有効回答者数は未定であるが、3000人以上の児童生徒の協力が得られた。平成10年度には得られたデータの分析と、大学生等青年層の調査を行って、メディア使用の性差の実態を明らかにしたい。コンピュータ利用に関する性差gender differencesの状況を分析して、できるだけ性差が少ない状況を実現するための、教育的働きかけを提案することが本研究の目的である。平成9年度において調査票を作成し、小学生911名、中学生875名、高校生1504名(合計3290)を調査したが、本年度は、その中間的分析を行った。情報機器の操作、あるいは情報リテラシーについて、男子が女子より高い水準にあるという一般的な信念が、我が国を含めて、世界的に認められている。

しかし、特に小学生・中学生においては、性差は急激に縮小しており、女子が男子を上回る場面も少なくないことが明らかになったことが本研究の主要な結論といえよう。1.パソコン等の利用率は、小学生・中学生において、ゲーム・勉強・絵や文字の作成・インターネットのどの場面でも、女子が男子を上回って多く利用している。特に、ワープロなどを利用する絵や文字の作成は、女子の利用率は男子よりはるかに多い。2.自分が所有している電子おもちゃ類を調べると、ファミコン及びポケット型ゲーム機は男子の所有率が高いが、ネームランドなどのレベルづくり機、たまごっちなどのペット育てゲーム、及び電子手帳の所有率は女子が男子を大きく上回っている。おもちゃとはいえ、女子中学生の電子手帳所有率は63%であるから、ビジネスマンより多いと思われる。3.一般にゲーム類は男子の所有率が高いが、それでもセーラームーンやぷよぷよなどのゲームソフトは女子の方が多く持っている。なお、本年度は大学生433名を追加調査したので、来年度はその結果も含めて最終報告を提出する。コンピュータ利用に関する性差gender differenceの状況を分析して、できるだけ性差が少ない状況を実現するための、教育的働きかけを提案することが本研究の目的である。平成9年度において調査票を作成し、小学生911名、中学生875名、高校生1504名、平成10年度に大学生432名(合計3722名、いずれも有効回答者数)を調査した。1970年代、情報機器の普及が始まって以来、情報リテラシーについて、男性が女性より高い水準にあるという一般的な信念が、世界的に認められてきた。我々が最初に調査した1984年には、小・中・高校生でパソコンを操作できる女子は、男子の1/3から1/4しかなかった。しかし、1990年代に入り、中学校で情報基礎領域の授業が始まる頃から、性差が急激に縮小し、今回の調査では、パソコン・ワ一プロ使用率では男女とも90%を越えるようになり、性差はほぼ消失したと考えられる。このことは本研究の主要な結論と言えるが、これには学絞教育が大きく寄与したと思われる。しかし、パソコン等の利用内容として、絵や文字の作成では女子が、ゲーム等の利用では男子が多い傾向があり、利用内容には性差が存在するが、このことが教育的にどのような意味をもつかは明らかにできなかった。こ1.パソコン等の利用率は、小学生・中学生において、ゲーム・勉強・絵や文字の作成・インターネットのどのれに関連して、電子おもちゃの所有傾向も、ファミコン及びポケット型ゲーム機は男子の所有率が高く、ラベルづくり機、電子手帳の所有率は女子が男子より高いことが分かった。2.パソコン・ワープロを使えない児童生徒は少数ではあるが、かれらは教科学習が好きでなく、また不得意であり、学習塾への通塾も少なく、学校生活に適応感が低い傾向があることが明らかになった。
水利施設基礎地盤における浸透破壊メカニズムの解明と数値計算による予測手法の開発

堰基礎地盤の浸透破壊に対する安定性の検討には浸透路長を用いたクリープ理論が用いられるが,この方法は経験的に導かれた簡便な手法であり,上下流水頭差の増大に伴う地盤の変形状況の推定などはできない.そこで,堰基礎地盤浸透破壊の模型実験を行って実験結果に弾塑性有限要素解析を適用し,浸透破壊問題の再検討を行った.実験結果から,浸透路長を用いた従来の方法では破壊水頭差を適切に推定できないことが明らかとなった.また,解析結果から,止水矢板の場合に用いられるTerzaghiの方法の有効性が示唆された.堰基礎地盤の浸透破壊に対する安定性の検討には浸透路長を用いたクリープ理論が用いられるが,この方法は経験的に導かれた簡便な手法であり,上下流水頭差の増大に伴う地盤の変形状況の推定などはできない.そこで,堰基礎地盤浸透破壊の模型実験を行って実験結果に弾塑性有限要素解析を適用し,浸透破壊問題の再検討を行った.実験結果から,浸透路長を用いた従来の方法では破壊水頭差を適切に推定できないことが明らかとなった.また,解析結果から,止水矢板の場合に用いられるTerzaghiの方法の有効性が示唆された.本年は、単純な形状の模型実験より得られた結果とその弾塑性有限要素解析による検討をもとに、堰基礎地盤の浸透破壊メカニズムの検討を行った。また、設計基準「頭首工」に記載されていた実務において用いられている浸透破壊安定計算手法を再検討し、その有効性と限界を明らかにした。設計基準をもとに現場において最もよく用いられるクリープ比を用いた手法に関しては、より詳細な検討を行い問題点の一端を明らかにした。クリープ比を用いる方法には、Blighの式とLaneの式の2つが主に用いられている。この2式は両者とも浸遠路長をその検討基準としている。そこで、模型実験において浸透跡長をそろえた実験を数パターン行った。その結果、根入れしている部分の深さが異なると浸透破壊の起こる水頭差が異なることが明らかとなり、浸透路長を基に計算されるクリープ比の計算では浸透破壊の起こる水頭差を予測することが難しいことが分かった。これまで、事故例が少なかった要因は、過大に大きな安全率であることも明らかとなった。その他の安定計算手法としては、限界流速による方法とTerzaghiの方法がある。これらの方法について同じ模型実験の結果を基に検討を行った。限界流速決は堰基礎の浸透破壊水頭差の予測手法として十分な精度を発揮し得ないことが明らかとなった。また、Terzaghiの方法は弾塑性有限要素解析によるメカニズムの検討によって、堰基礎においても浸透破壊を生じる破壊水頭差を精度良く予測できることが明らかとなった。本年の研究により、設計基準となっていた浸透破壊の安定計算手法の有効性と限界が明らかとなり、平成21年2月に発行された新設計基準では、浸透破壊の予測手法として本研究で行った弾塑性有限要素解析手法が数値計算手法として初めて記載された。また、本研究の成果をまとめ、国際会議での発表以外にカザフスタン共和国の2大学、ロシアの水利工学研究所にて講演を行った。本研究は、頭首工やダム堤体の基礎地盤における浸透破壊問題を研究対象とした。現在、浸透破壊の予測に用いられているクリープ理論は、1920年代から用いられているが、不確実な点が多く、高い安全率によって設計の信頼を得ているところが大きい。本研究は、現状のクリープ理論の問題点の把握と、土の特性を考慮した最新の数値解析手法を用いた解析による浸透破壊メカニズムの解明、及び水利施設施工において有益な実務上利用しうる解析手法の提案まで念頭においた研究を行った。本研究は小型の模型実験を用いて、模型堰の底面に止水壁を考慮せず平面とした実験と止水壁を考慮した実験を行った。その結果、同一の浸透路長を持つ実験において、模型堰の形状や止水壁の位置によって、破壊水頭差が異なる結果が得られた。これは、現状の設計基準に用いられているクリープ理論では説明ができない現象であることを明らかにした。つぎに、本研究では浸透破壊問題に対して、有限要素法による浸透流解析と弾塑性有限要素解析による破壊解析の2段階の数値解析手法を開発した。前述の模型実験の結果を用いて開発した有限要素解析手法の有効性の検証を行った。この結果、土の特性を考慮した弾塑性有限要素解析手法の有効性が示された。また、弾塑性有限要素法による破壊解析の結果、その破壊メカニズムが、Terzaghiが止水矢板において提案した破壊水頭差の計算手法の土塊形状と似ていることを明らかにした。以上の結果をもとに、Terzaghiの方法を堰基礎の浸透破壊に適用する手法の検討を行った。その結果、堰本体の根入深さを基に土塊を設定することで堰基礎の破壊水頭差を精度よく予測することが可能であることを明らかにした。この手法は、現行のクリープ理論よりも精度の良い破壊水頭差の予測が可能であり、止水矢板において現状用いられている手法の応用であるため導入が容易である。
高圧分光法を用いた蛋白質における構造的揺らぎの解析

蛋白質構造の構造的揺らぎを定量的に解明するため,人工的な分子内電子伝達蛋白質を設計し,その電子伝達速度の圧力依存性から算出した蛋白質構造における特定の2点問の線圧縮率と,多核多次元NMR法によるdistance geometryや緩和測定から得られる構造的揺らぎの結果を比較した.人工的な分子内電子伝達蛋白質であるルテニウム置換亜鉛ミオグロビン(48,81,83位にそれぞれRu錯体を修飾)の光励起によるZnからRu,あるいはその逆の電子移動過程の反応速度を,常圧から2000気圧程度までの圧力で追跡し,その圧力依存性から,その亜鉛ポルフィリンの亜鉛イオンと蛋白質表面に特異的に修飾したRu錯体間の距離は,Ru錯体の修飾位置(48,81,83位)によって,加圧により0.1から2Å程度,距離が短縮される場合(48位と伸張される場合(81,83位)が観測された.このような異方的な蛋白質構造の短縮・伸張は,緩和測定の結果から得られた局所的な運動性や,distance geometryとは相関がみられず,従来想定されていたように,アミノ酸残基の局部的な運動性や主鎖構造のずれが大きい部位で,必ずしも蛋白質構造の大きな揺らぎが起こっているのではないということを示すことができた.さらに,酸素結合蛋白質であるミオグロビンに比べ,外部からの配位子の結合がなく,そのヘム鉄が6配位構造であるシトクロムcについてもNMRによる緩和時間測定を行ない,主鎖構造の運動性について検討した.その結果,主鎖末端領域やループ領域にやや運動性の高い領域が観測されたものの,全体的にミオグロビンに比べ運動性が制限されている領域が多く,シトクロムcは,ミオグロビンに比べ,蛋白質構造上の揺らぎが小さいことを示唆している.蛋白質構造の構造的揺らぎを定量的に解明するため,人工的な分子内電子伝達蛋白質を設計し,その電子伝達速度の圧力依存性から算出した蛋白質構造における特定の2点問の線圧縮率と,多核多次元NMR法によるdistance geometryや緩和測定から得られる構造的揺らぎの結果を比較した.人工的な分子内電子伝達蛋白質であるルテニウム置換亜鉛ミオグロビン(48,81,83位にそれぞれRu錯体を修飾)の光励起によるZnからRu,あるいはその逆の電子移動過程の反応速度を,常圧から2000気圧程度までの圧力で追跡し,その圧力依存性から,その亜鉛ポルフィリンの亜鉛イオンと蛋白質表面に特異的に修飾したRu錯体間の距離は,Ru錯体の修飾位置(48,81,83位)によって,加圧により0.1から2Å程度,距離が短縮される場合(48位と伸張される場合(81,83位)が観測された.このような異方的な蛋白質構造の短縮・伸張は,緩和測定の結果から得られた局所的な運動性や,distance geometryとは相関がみられず,従来想定されていたように,アミノ酸残基の局部的な運動性や主鎖構造のずれが大きい部位で,必ずしも蛋白質構造の大きな揺らぎが起こっているのではないということを示すことができた.さらに,酸素結合蛋白質であるミオグロビンに比べ,外部からの配位子の結合がなく,そのヘム鉄が6配位構造であるシトクロムcについてもNMRによる緩和時間測定を行ない,主鎖構造の運動性について検討した.その結果,主鎖末端領域やループ領域にやや運動性の高い領域が観測されたものの,全体的にミオグロビンに比べ運動性が制限されている領域が多く,シトクロムcは,ミオグロビンに比べ,蛋白質構造上の揺らぎが小さいことを示唆している.