hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日中共同大気汚染研究の手法に関する総合的研究

本研究は、中国各地(約10都市)より大気汚染の反応、測定、影響、対策に関する日中共同研究の提案をうけ、これらに対応するため実施したものである。このためこの2年間とその準備期間中、約20回の会合を開催し、この問題を検討してきた。本研究会には来日中の中国研究者も数回参加し、情報交換を行なった。本研究を円滑に遂行するため中国の大気汚染の現状を各種文献や、訪中時の観測デ-タなどを用いて解析し、中国大気汚染の特質を抽出した。中国は北部では粉塵とSOの濃度が高く、南部では酸性雨が著しい。これらの中国の特質に基づいて中国における大気汚染、大気汚染測定、大気汚染による人体、植生、金属などに対する影響、対策などについて各分担者の専門に応じて研究した。大気反応に関しては、一次汚染物から二次汚染物への転換機構の解明とその転換速度の測定方法について検討した。前者については光化学反応、熱化学反応、触媒反応などについていくつかの新知見を得、後者については野外実測で適用する方法を開発した。情報の少ない中国の大気汚染の解明のためにはその実態をもっと明らかにする要がある。このため酸性雨、SO_2、NO_x、O_3、NH_3、H_2、O_2、硫酸塩、硝酸塩、芳香族炭化水素、アルデヒド類及びアルコ-ル類などの新しい分析法の開発的研究を行い、その高感度化、共存物質の干渉作用の解明などの研究を行なった。又広大な面積や山間偏地の調査を考慮に入れ、簡単測定法の有用性を提言しこの数種の方法の特徴についてまとめを行なった。又日中共同研究で重要な位置を占める酸性雨調査手法についても提言を行なった。酸性雨の生成機構解明のために雲水分析の重要性を明らかにした。又黄砂は春先だけでなく、常時日本の上空に存在するらしい新事実が見出された。大気汚染による中国峨眉山の植物影響、桂林市の洞穴影響などの調査手法について具体案を提示した。又中国全土にわたる大気汚染の人間影響の調査手法や発生源における汚染削減手法についても提言した。今年度は9回研究会開催し、現在中国各地(北京その他7都市)から要望のあった大気汚染に関する日中共同研究の課題について整理した。又来日中国研究者と数回の懇談会を開催し、情報交換を行った。中国からの要望課題は一次汚染物(SO_2、粉じん)の外、二次汚染物(酸性有、オキシダント)の問題を含む。これらの問題を整理し専門領域に分け、研究班を編成し手法の整理と開発研究を行った。まづ光化学反応を含めた大気汚染の移流拡散に関する従来の解析手法を整理した(秋元、植田)。又長距離移流中の大気質及び局地的な大気質の一次汚染物への転換能力を評価する手法を新たに開発し、日本の都市のSO_2→SO_3、NO→NO_2の局地的転換に適用し、その実用性を認めた(鈴木、岩本)。雨水中の触媒反応機構を明らかにした(鈴木、古賀)。これらの野外調査支援分析手法、特に広大な中国大陸を対象としたNOx、O_3などの簡易測定法について開発的研究を行い、その適用性を確認した(前田、中土井、栗田、古賀)。又石炭主力の中国に特有な有機物の測定法について検討した(加藤)。

中国峨眉山の杉枯れ現象の一因とみられる酸性雨(霧)の観測手法について研究し日中両国データを比較した(鶴田)。これらの研究に関連し酸性雨の分析(君島)、酸素反応を利用するH_2O_2の分析(村野)熱的性質を利用する諸硫酸塩、諸硝酸塩の分離定量法の研究を行った(芳住)。上層黄砂の分析を測定する手法を提案し、日本の上空黄砂について新事実を発見した(岩坂)。犬を用いる中国大陸の人体影響調査法(林)、中国桂林洞穴汚損の原因解明手法(吉村)、中国峨眉山の杉枯れ原因調査手法(三沢)、金属腐食調査法(松本)などの諸影響調査法及び中国に適した工場対策、移動発生源対策に関する手法について検討した(塩沢,指宿)。次年度はこれらの成果に基づく総合案をつくる。今回は6回研究会を開催した。地球規模的大気化学の現状をまとめ、環太平洋的立場からみた今後の日中共同研究のあり方を検討した(秋元)。PANの反応について調べ、PANが夜間のNOや炭化水素の酸化反応に関与する新事実を見出した(岩本)。蟻酸のようなある種の有機物存在下で水溶中のNO_2^-は光化学的にNO_3^-へ酸化促進されやすい事実を見出し、酸性雨生成機構に新たな知見をつけ加えた(古賀)。大気汚染の簡易測定法への開発的研究を進め、数種の方法を提案した。手法の違いによるデ-タの違いについての取扱い方を論議し、このための研究会の設置を要望した。又、中国調査向けマニュアルを作成した(鈴木、前田、古賀、鶴田、中士井)。酸性雨生成に重要な係わりを持つH_2O_2分析手法をいくつか開発し、これを野外測定に適用し、今まで皆無に近かった日本雨水の実態を明らかにした。又、中国の協力も得て、一部の比較を行なった(前田、鶴田、指宿、村野)。日中共同酸性雨調査に必要な降雨採取法及びその成分分析手法粉塵成分解析手法などを引続き検討した(加藤、芳住、中土井)。物理的手法による対流圏の粉塵分布測定手法を検討した(岩坂)。日本の酸性雨の形成は雲の中で大部分行われていることを野外調査デ-タにより証明した(鶴田)。中国峨眉山の杉枯れの原因究明(三沢、前田)、桂林の石灰洞汚損の原因解明(吉村)、金属腐食の原因究明(松本)、人体影響調査(林)などの研究計画や手法をまとめた。中国における大気汚染対策(塩沢、指宿)、移流拡散手法(栗田、植田)などを検討した。以上の諸結果をまとめるとともに、中国の現状その他の関連資料も加えて、総括報告書を作成した(鈴木、松本)。
粒状体ダンパの制振特性に関する実験的研究

1.研究目的本研究は,粘性ダンパの一種であるオイルダンパの作動流体の代わりに粒状体を用いた構造を持つダンパ(以下粒状体ダンパと記す)の特性を明らかにすることを目的として実施した.2.研究方法粒状体ダンパに正弦状の強制変位を与え,その際に発生する減衰力を実験により測定した.測定は粒状体ダンパに充填する粒子の材質,サイズ,充填率,および印加磁場強度(粒状体に磁性体を用いた場合のみ),さらにはダンパ本体の設置角度をパラメータとして行い,各因子が粒状体ダンパの減衰力特性に及ぼす影響を実験的に調べた.3.研究成果粒状体ダンパの減衰力は,ダンパの変位とともに増大する漸硬型特性を有しており,減衰力の変化パターンは,充填された粒状体の状態により大きく3つに分けられる.本研究では減衰力の各変化パターンにおける,減衰力の変位に対する変化勾配が,充填する粒子の材質,サイズ,および充填率により変化することを明らかにした,このことは,これらの因子を選択することにより,粒状体ダンパの最大減衰力や吸収エネルギ量などの特性を自由に調整できる可能性があることを示している.また粒状体に磁性体を用いて磁場を印加した場合,印加磁場が強くなるにしたがい最大減衰力も大きくなる傾向が確認された,一方でダンパの吸収エネルギ量は,印加磁場強度とともに必ずしも増大するわけではないことが明らかになった.これらの結果は粒状体ダンパを,磁場を利用したセミアクティブダンパとして用いる場合の設計指針の一つになると考えられる.さらに粒状体ダンパは,設置する角度により減衰力の変化パターンが異なることが本研究により明らかになった,このことは粒状体ダンパの使用環境において,ダンパの設置角度を考慮する必要があることを示すとともに,ダンパの設置角度もダンパの特性を変える一つの因子として作用することを示している.1.研究目的本研究は,粘性ダンパの一種であるオイルダンパの作動流体の代わりに粒状体を用いた構造を持つダンパ(以下粒状体ダンパと記す)の特性を明らかにすることを目的として実施した.2.研究方法粒状体ダンパに正弦状の強制変位を与え,その際に発生する減衰力を実験により測定した.測定は粒状体ダンパに充填する粒子の材質,サイズ,充填率,および印加磁場強度(粒状体に磁性体を用いた場合のみ),さらにはダンパ本体の設置角度をパラメータとして行い,各因子が粒状体ダンパの減衰力特性に及ぼす影響を実験的に調べた.3.研究成果粒状体ダンパの減衰力は,ダンパの変位とともに増大する漸硬型特性を有しており,減衰力の変化パターンは,充填された粒状体の状態により大きく3つに分けられる.本研究では減衰力の各変化パターンにおける,減衰力の変位に対する変化勾配が,充填する粒子の材質,サイズ,および充填率により変化することを明らかにした,このことは,これらの因子を選択することにより,粒状体ダンパの最大減衰力や吸収エネルギ量などの特性を自由に調整できる可能性があることを示している.また粒状体に磁性体を用いて磁場を印加した場合,印加磁場が強くなるにしたがい最大減衰力も大きくなる傾向が確認された,一方でダンパの吸収エネルギ量は,印加磁場強度とともに必ずしも増大するわけではないことが明らかになった.これらの結果は粒状体ダンパを,磁場を利用したセミアクティブダンパとして用いる場合の設計指針の一つになると考えられる.さらに粒状体ダンパは,設置する角度により減衰力の変化パターンが異なることが本研究により明らかになった,このことは粒状体ダンパの使用環境において,ダンパの設置角度を考慮する必要があることを示すとともに,ダンパの設置角度もダンパの特性を変える一つの因子として作用することを示している.
非行少年の自立支援「学生ボランティア」にみる司法・教育・福祉の連携可能性

1学生ボランティアのとワークショップ開催年間を通じて関係機関から学ボラを受託、実施した。家裁試験観察中少年、保護観察中の少年、児童自立支援施設入児童生徒、の3つのにおいてほぼでボーがに実施することができた。またボランティアの意義の理解と技能の向上を図るためにワークショップを開催した(20年12月20日。青森県子ども自立センターみらい)。2学会発表20年8月3日司法福祉学会(九州大学)において研究「非行少年自立支援『学生ボランティア』活動の学的研究-大学を拠点とした地域連携型支援め試み-」を行い、同学会紀要に論文を投稿した。3シンポジウム開催21年3月22日、本研究課題に広く関心をもつ一般市民との意見交換を目的として、県外からボラ指導経験者および他大学福祉系研究者をゲストに迎えてシンポジウムを開催した(青森市民ホール)。1大学における司法福祉教育科目の開講・19年度後期(10月2月)に、弘前大学教養科目のカテゴリー「市民生活と地域社会」の1つとして、少年非行の現場に関わっている方を講師にオムニバス授業「少年非行と司法福祉」を開講。約150名の受講生に対し、少年非行の背景や更生支援システムの理解に導くことができた。2学生ボランティア先進例の視察・調査・7月東京少年友の会を訪問、学生自身の企画・運営による自主研修の様子を視察。3学ボラの受託、実施・年間を通じて関係機関から学ボラを受託、実施した。家裁試験観察中少年、保護観察中の少年、児童自立支援施設入所児童生徒、の3つの場において、ほぼ通年で学ボラが継続的に実施することができた。4アンケート調査の実施と分析・東京少年友の会学生会員を対象とするアンケートを実施し、約40名から回答を得た。目下回答結果を分析中である。
実在系の末端シリレン錯体の構造と反応化学に関する理論的研究

1.ビドリド(ビドロシリレン)錯体の構造に関する理論演算これまでに,タングステンおよびルテニウムのヒドリド(ヒドロシリレン)錯体が不飽和有機基質に対して高い反応性を示すことおよび金属の違いにより反応性が大きく変化することを実験的に見出してきた。これらシリレン錯体の反応性と構造との関係,特に,反応性の違いが何に由来するのかを理論的に明らかにする目的で,両者の構造について分子軌道計算を行ない比較検討した。その結果,まず,構造についての違い,すなわち,タングステン錯体ではヒドリド配位子とシリレン配位子間に配位子間相互作用があるが,ルテニウムではそのような相互作用が無い理由を,フラグメントの分子軌道の相関から説明することが出来た。この違いはそもそもタングステン錯体が4脚ピアノ椅子型であるのに対し、ルテニウム錯体が3脚ピアノ椅子型であるためにヒドリドと結合を形成できるd軌道が異なることに起因すると解釈される。また,錯体の電荷分布を計算し,タングステン錯体のヒドリド配位子がルテニウム錯体のヒドリド配位子よりもヒドリド性が高い結果を得た。このことは,タングステン錯体とケトンやニトリルとの反応では,このヒドリド配位子が基質に容易に転位するが,ルテニウム錯体では.類似の反応が起きない理由の一つと考えられる。2.シリル(シリレン)錯体の分子軌道とTDDFT計算によるUVの帰属シリル(シリレン)ルテニウム錯体は光により特異な分子内変換反応を起こし,前例の無いo-シラキノジメタン錯体を与えることを明らかにしてきた。そこで,その反応のメカニズムを解明する足掛かりとしてこの錯体のUV吸収帯の帰属をTDDFT計算を用いて行なった。
低水温ストレスによるイネ個体群の生長抑制機構の解明

低水温に対する水稲の生育・収量反応を明らかにするために,栄養生長期,生殖生長期(以下,栄養期,生殖期),登熟期の3時期に圃場条件下で冷水掛け流し処理を行った。なお,水温条件は1625°Cであった。収量は生殖期処理区において最も大きく抑制された(48100%)。減収の主因は稔実歩合の低下で,水温16°Cにおいてはいずれの品種も0%となった。水温約19°Cにおいては極めて大きな品種間差が認められたが,これを乾物生産,光合成速度,葯長の違いからから説明することは困難であった。また,幼穂形成期および穂孕期に行った断根処理も稔実歩合およびその品種間差に大きな影響を及ぼさなかった。乾物生産はいずれの時期も処理によって抑制されたが,その程度は栄養期で大きく,収量が激減した生殖期では逆に最も小さかった。栄養期,生殖期においては葉面積,受光量が大きく減少したのに対し,日射利用効率は大きな影響を受けなかった。一方,登熟期においては日射利用効率が明らかに抑制された。栄養期処理区において比較的大きな葉面積を示した品種が他の品種よりも有意に高い乾物生産を示した。平均光合成速度の抑制程度は比較的小さかったが(515%),栄養期,生殖期の処理期間中にはその反応に大きな変動が認められた。すなわち,処理開始後2週間以内には比較的大きく抑制されたのに対し,2週間目以降には処理区がむしろ高い値を示す場合がみられるなど,光合成の抑制程度は小さくなった。この変化は作物の水分状態や気孔コンダクタンスの反応を反映したものと推察された。また,低水温は,乾物増加当たりの窒素吸収能力および吸収窒素当たりの葉面積展開能力をともに抑制したが,乾物生産への影響は葉面積展開能力の方が大きいことが示された。低水温が水稲の乾物生産に及ぼす影響を明らかにするため,研究の初年度である本年は北海道の基幹品種である'きらら397'を供試し,穂ばらみ期を中心とした約1カ月間に5段階(17, 18, 19, 22, 23°C)の水温を圃場内に設け,水温と葉面積,光合成速度,根量および収量との関係を調査した.得られた結果の概略は下記の通りである.1.低水温区では処理期間中に葉面積の増加が抑制された.処理終了後,高水温区では穂の登熟に伴い葉面積が減少したのに対し,低水温区では収穫期まで一定の値で推移した.2.地上部乾物重の増加も低水温により抑制され,処理間の差異は終了後も継続した.3.処理終了直前の光

合成速度は,水温の低下に伴う直線的に減少した.4.処理終了直後の根乾物重は,深さ10cm以下の下層部では処理間の差異が小さかったが,深さ0-10cmの表層部では水温の低下に伴う減少した.5.19°C以下の低水温区では,出穂期が11-18日遅延し,登熟歩合が0%で子実収量は皆無となった.また,22°Cと23°Cの水温区間でも差異が認められ,23°C区に比べ22°C区では出穂期が4日遅れ,登熟歩合と千粒重が低下し,子実収量は40%少なかった.以上のことから,幼穂形成期の低水温は従来から知られている幼穂生長に対する影響のみでなく,葉や根の生長および光合成速度にも影響を及ぼし,乾物生産ひいては子実収量を減少させることが明らかになった.異なる生育時期における低水温が水稲個体油群の生育・収量に及ぼす影響を明らかにするために,栄養生長期(以下,栄養期),生殖生長期(生殖期),登熟期の3時期を対象に圃場条件下で冷水掛け流し処理を行った。供試品種はきらら397で,処理日数は各区の発育日数に応じて2033日とした。処理期間中の平均水温は各時期それぞれ18,18,16°Cで,無処理区との温度差は46°Cであった。出穂期までの発育日数は水温によって大きく変動し,1°Cの水温低下に対して栄養期では1.8日,生殖期では1.6日の遅延が認められた。収量は,栄養期および生殖期処理区で無処理区を有意に下回り,その減収程度は栄養期区では14%,生殖期区では92%と生育時期により大きく異なった。減収の主因は栄養期処理が穂数不足,生殖期処理では稔実および登熟歩合の低下であった。一方,登熟期処理では有意な減収は認められなかった。乾物生産はいずれの時期も処理によって抑制されたが,その程度は栄養期で大きく,収量が激減した生殖期では逆に最も小さかった。栄養期,生殖期においては葉面積が個体群生長速度を大きく支配し,純同化速度には大差が認められなかったのに対し,登熟期においては純同化速度が明らかに抑制された。栄養期,生殖期処理区の平均光合成速度は無処理区とほぼ同程度であったが,処理期間中には大きな変動が認められ,処理開始後2週間以内には気孔コンダクタンスの低下に伴い,光合成速度が抑制されたものの,2週間目以降には気孔コンダクタンスが回復するとともに葉面積当たりの葉身窒素含量が増加することによって,処理区においてむしろ高い値が得られた。一方,登熟期処理については,純同化率と同様に処理区の光合成速度が常に無処理区よりも低く推移した。低水温に対する水稲の生育・収量反応の品種間差を明らかにするために,栄養生長期,生殖生長期(以下,栄養期,生殖期)の2時期に圃場条件下で冷水掛け流し処理を行い,水口からの温度勾配に従い3水温区を設けた(以下,低,中,高温区)。供試品種は耐冷性強のほしのゆめ,やや強のきらら,やや弱のしまひかりで,処理日数は21,33日とした。低温区の平均水温は各時期それぞれ17,16°Cで,高温区との差は57°Cであった。栄養期における低温区の乾物生産は,高温区の2445%と著しくされ,葉面積が比較的大きかったしまひかりが他の2品種を有意に上回った。生殖期処理も乾物生を有意に減少させたが,その程度は1435%と栄養期に比べ小さかった。また,栄養期の低温区で比高い乾物生産を示したしまひかりは,生殖期中温区においても乾物抑制程度が小さかったが,同期の乾物重は最も大きく抑制された。収量も両時期の処理により有意に低下したが,生殖期処理の(48100%)は栄養期処理のそれ(1021%)よりも著しく大きかった。減収の主因は栄養期穎花数不足,生殖期処理が稔実および登熟歩合の低下であった。栄養期処理の収量に顕著な品種間差は認められなかったが,処理期間中の乾物抑制程度が小さかったしまひかりでは低,中温区ともに花数が多い傾向にあった。生殖期処理では,特に中温区(19°C)において極めて大きな品種間差が認められ,きらら397,しまひかりがほぼ収穫皆無となったのに対し,ほしのゆめでは高温区に対して約の収量が得られた。稔実歩合は葯長と正の相関を示したが,中温区の葯長はいずれの品種も同様であったことから,水温約19°Cにおける稔実歩合の品種間差を葯長から説明することは困難であった。
木造車道橋の静的および動的挙動特性に関する実験的研究

本研究では、「木橋の静的および動的挙動特性」に主眼をおき、これまで皆無に近かった、たわみ特性、振動特性等に関する諸データを収集することを目的とし、ダンプトラックを用いての車両走行試験を、既存のまたは今後架設される他の木橋について実施することを計画した。9年度までに、長野県内の木橋2橋について、20tfのダンプトラック2台を使用して、車両走行試験を行い静的および動的挙動特性に関する各種のデータを得た。10年度にはこれらの実験データや、既に報告されている木橋の振動特性に関するデータをもとに、木橋の動的特性について鋼橋やコンクリート橋との比較を行った。その結果、近代の木橋は道路橋として十分な剛性や強度を有していることが明らかになった。減衰定数に関しては鋼橋やコンクリート橋に比べて若干大きな値を示しており、木橋が高い減衰性能を有していることが確認された。衝撃係数に関しては、木橋の設計衝撃係数0.25を下回るような結果が得られた木橋もあった。鋼橋やコンクリート橋では、橋長によって衝撃係数が決定されるが、木橋の場合には一律に0.25とされている。これに対し、カナダやヨーロッパの木橋の基準では、橋長によって設計衝撃係数が決定されている。一般に、橋長が長くなると、衝撃係数は小さくなるため、長スパンの木橋の場合には、現行の設計では過剰な安全率を有する結果になってしまう。近年、ますます長スパンかする傾向にある近代木橋に対応した設計衝撃係数の提案というものはなされておらず、また、本研究においても基準案を提案するまでには至っていない。したがって、今後さらに多くの実測データを蓄積する必要がある。10年度中に秋田県内に完成する、現在架設中の木橋についても本研究と同種の車両走行試験を行う計画である。本研究では,「木橋の静的および動的挙動特性」に主眼をおき、これまで皆無に近かった、たわみ特性、振動特性等に関する諸デ-夕を収集することを目的とし、ダンプトラックを用いての、車両走行試験を、既存のまたは今後架設される他の木橋について実施することを計画した。さらに、得られた結果から、既に整備されている、鋼橋やコンクリート橋に関する設計指針に対応させた形での指針案を提示することを最終目的としている。本研究の申請以前の平成8年10月には、長野県に架設された橋長40mのプレストレス床版橋について、20tfのダンプトラック2台を用いての、車両走行試験を行い静的および動的挙動特性に関する諸データを得ているが、平成9年5月には、同橋と同じ路線に架設された橋長30mのラーメン橋について同様の実験を行い、各種のデータを得た。これらの実験データや、既に報告されている木橋の振動特性に関するデータをもとに、木橋の動的特性について鋼橋やコンクリート橋との比較を行ったところ、近代の木橋は道路橋として十分な剛性や強度を有していることが明らかになった。衝撃係数に関しても、設計値の0.25を下回るような結果が得られた木橋もあった。これらの性能について定量的な評価をするためには、より多くの実測データの蓄積が必要であり、引き続き実験を行っていく必要がある。また、本研究で行っているようなトラックを用いた載荷試験や走行試験方法は、鋼橋やコンクリート橋に対する静的および動的振動試験としては一般的な測定法であるが、本法は木橋に対する試験法としても有効であるという検証を得た。しかしながら、木橋の設計指針案を提案するまでには至っておらず、今後さらに多くの実測データを蓄積する必要がある。
頭頸部癌に対する乳酸トランスポーターを標的とした治療法の開発

頭頸部扁平上皮癌培養細胞株Fadu、Detroit562を用いて、MCT4の発現をウェスタンブロッティングにより確認した。上記細胞株を用い、CRISPR/Cas9(Clustered Regularyly Interspaced Short Palindromic Repeats/CRISPR-associated)システムによるMCT4遺伝子ノックアウトを試みた。MCT4(monocarboxylate transporter 4)ノックアウト株の樹立はFaduで1株のみ可能であった。MCT4ノックアウトはウェスタンブロッティングおよびDNAシークエンスにより確認した。MCT4ノックアウトについて、DNA切断部位はガイドRNAで設定していた目標部位で達成されていたが、切断部位に挿入を計画していた薬剤耐性遺伝子(ノックアウト株をセレクションするための耐性遺伝子)は挿入困難であった。樹立したMCT4ノックアウト株(Fadu)およびcontrol株を用い、細胞増殖能および放射線感受性をMTTアッセイおよびコロニー形成アッセイを用いて評価した。MCT4ノックアウトによる細胞増殖能および放射線感受性への明らかな影響は認めなかった。今回の実験で、MCT4ノックアウトによる細胞増殖能の低下や放射線感受性の増加は、in vitroでは認めなかったが、xenograftモデルなどを用いることにより、より生体環境に近い条件で検討する必要があると考える。頭頸部扁平上皮癌培養細胞株Fadu、Detroit562からCRISPR/Cas9システムを用いてMCT4(乳酸トランスポーター)のノックアウト細胞株を試みた。Faduに関しては、MCT4ノックアウト株の樹立に成功したが、Detroit562についてはまだ樹立できていない。原因としてノックアウト効率が悪いことが考えられ、トランスフェクション法(リポフェクション、エレクトロポレーション)の比較検討などを行った。またMCT4遺伝子のノックアウトが特にDetroit562に関して細胞生存に大きな負の影響を与えている可能性が考えられた。それによりノックアウト株の樹立が困難となっていること考えられた。FaduのMCT4ノックアウト株を用いて細胞生存率やコロニー形成アッセイによる放射線感受性についての評価を行った。CRISPR/Cas9による頭頸部癌細胞株MCT4遺伝子のノックアウト効率が想定より悪く、ノックアウト株の樹立に時間を要している。CRISPR/Cas9による遺伝子ノックアウト効率を改善させる検討を行いながら、頭頸部扁平上皮癌培養細胞株FaduおよびDetroit562からMCT4(乳酸トランスポーター)のノックアウト細胞株を少なくとも2株ずつ樹立し、細胞生存率やコロニー形成アッセイによる放射線感受性、アポトーシスや細胞周期に関する解析を行う予定である。MCT4ノックアウト株の樹立が想定より遅れており、その後に予定している実験を行うことができていないため次年度使用額が生じた。
イノラートによる多置換複素環状化合物のワンポット合成

フラン環は有機合成の原料や医薬品、機能性材料の基本ユニットとして重要な複素環状化合物であり、これまでに非常に多くの合成法が報告されているが、そのほとんどが13置換フランの合成法であり、置換基が密集した4置換フランの合成研究はごく一部に過ぎず、それも置換基の汎用性や合成の効率性に関しては未だ発展途上である。イノラートはカルボニルと低温で反応させるとβラクトンエノラートを生成する。本研究ではこのβラクトンエノラートの求核性を利用した連続反応による多置換フラン及びチオフェンのワンポット合成について検討した。イノラートとα-アシルオキシケトンを反応させると、β-ラクトンエノラートの生成(付加-環化)に引き続き、環化反応が進行しβ-ラクトン縮合環が生成した。プロトン化後この縮合環のβ-ラクトンを酸触媒で脱炭酸させたところ脱水反応も同時に進行し、多置換フランが高収率で生成した。本反応は一つのフラスコの中で6工程が進行する連続反応であり、イノラートの極性転換型連続反応プロセスの特性を巧みに利用している。また、イノラートが立体障害の大きな基質に対しても容易に反応する特性を利用した合成反応であるとも評価できる。さらに、各置換基は様々に変換可能であることから、医薬品などの探索に威力を発揮する「多様性を指向した有機合成」という特徴も示している。同様に、α-アシルチオケトンを原料とした多置換チオフェンの合成も検討した。イノラートとα-アシルチオケトンを-78度で反応させると予想通りβラクトン縮合環が収率良く生成した。この際、低温で速やかに反応停止を行わないと副生成物が生じ収率が低下した。この縮合環をパラトルエンスルフォン酸で処理することで高収率で多置換チオフェンが生成した。チオフェンは電子材料などで汎用される複素環であり有用性は高い。
ヒト肺癌における細胞周期制御因子の異常の解析

細胞周期制御因子に関してcdk抑制因子までも含めた包括的な知見を得るため、増殖と進展様式が容易に観察できるヒト肺癌で、この両現象における細胞周期制御因子の機能的関与の解析を行なった。1)肺癌におけるGl/S cyc1insの発現:190例の手術材料で、cdk2,cyclin A,Eの免疫組織染色を行なった。cyc1in Aは扁平上皮癌、小細胞癌、大細胞癌で、特に分化度の低い症例で有意に高い頻度で陽性を認めた。FACS解析で、免疫染色におけるcyc1in A陽性像は過剰発現であるが、構成的発現は無いと結論した。cyc1in Eはどの組織型でも陽性率は低かったが、扁平上皮癌の角化を示す高分化の細胞に多く陽性像を認め、それらの細胞ではcdk2の共発現も見られた。新鮮材料を用いたimmunob1ottingでも、免疫染色と相関した発現が確認された。3)予後との関連:免疫染色の結果と予後との相関を解析すると、cyc1in Aの過剰発現群はいずれの組織型でも予後が有意に不良であったが、cyclin E陽性群は陰性群に比して予後良好であった。4)腺癌の増殖と進展におけるcdk抑制因子の関与:癌結節では末梢部でKi-67陽性率が高く増殖活性はcdk2-cyc1in Aの発現、そのキナーゼ活性と相関した。しかしcdk2活性と、その活性化因子CAKの発現は相関せず、cdk抑制因子であるp21,p27の発現量、p21,p27関連キナーゼ活性も末梢で高く、増殖能の低い腫瘍中心部で低かった。cdk2活性はp21,p27の発現と共に亢進しており、腫瘍ではcyclinとcdkの結合を促進するassembly factorとして機能しcdk2活性を亢進させていると考えた。1.当病院病理部の肺癌症例をWHOの診断基準に則して扁平上皮癌、腺癌、小細胞癌、大細胞癌の4型に分類した。これらの各100例について市販の抗cyclin A、E,cdk2抗体を用いて免疫組織化学染色を行なった。catalyticpartner同士であるcylin A-cdk2は小細胞癌、大細胞癌、扁平上皮癌で共発現を認め、且つ扁平上皮癌では分化度の低い症例に高頻度に陽性を認めた。一方、cyclin E-cdk2の共発現は分化度の高い扁平上皮癌に高頻度に発現しており、実際のヒト腫瘍ではG1/S cyclinとして一括されているcyclinの多様な細胞増殖への関与が明らかとなった。4.cyclin Aは肝癌においてB型肝炎ウィルスの挿入によりキメラ蛋白を作ることが報告されているが、肺小細胞癌細胞株を用いたimmunoblottingではcyclin,cdk2の蛋白の再構成は認められなかった。(以上、1997年度、日本病理学会、日本癌学会にて発表、投稿中)5.cylin Aとcyclin Eは異なった発現様式を示したので、手術材料より抽出した蛋白を用いて、抗cdk2抗体で免疫沈降後cyclin A,cyclin E blottingを行なった。その結果、cyclin A,cyclin Eのcdk2との結合を確認した。しかし、キナーゼアッセイを行なうとcyclin A-cdk2複合体は高い活性を有していたが、cyclin E-cdk2複合体は活性がなかった。よって、cyclin A-cdk2複合体は高い活性により細胞増殖を促進するが、cyclin E-cdk2は不活性型として増殖能の低い細胞に蓄積している可能性が高いと推論した。(1998年度、日本病理学会にて発表予定、投稿中)細胞周期制御因子に関してcdk抑制因子までも含めた包括的な知見を得るため、増殖と進展様式が容易に観察できるヒト肺癌で、この両現象における細胞周期制御因子の機能的関与の解析を行なった。cdk2活性はp21,p27の発現と共に亢進しており、腫瘍ではcyclinとcdkの結合を促進するassembly factorとして機能しcdk
神経軸索再生過程における微小管制御機構

1.再生過程における神経突起の動態を調べるために、ラット上頚神経節細胞培養系を用いてビデオコントラスト微分干渉顕微鏡下で集光したレーザー光を神経突起に照射、突起全体を切断した。切断後、神経突起は退縮を開始した。このうち約半数の突起が切断後1時間以内に再生に転じた。再生時の突起の伸長速度は、切断前の速度とほぼ同じであった。また、枝分かれした突起の片方をレーザー光により切断した際、切断された突起は退縮を開始したが、もう一方は一時的に活動を停止するが退縮することなく成長を続けた。こららのことから、再生過程における細胞骨格の再構成は損傷を受けた突起内でのみ行われることがわかった。2.神経突起切断後の突起内微小管の性質を知るために、界面活性剤で細胞膜を除去した後に固定、蛍光抗体法により微小管を構成するチューブリンの修飾状態(チロシン化およびアセチル化)を調べた。切断直後の突起内ではチロシン化およびアセチル化チューブリンから構成される微小管がともに観察され、それらの分布は正常な突起内の微小管の場合とほぼ同様であった。切断後5分以上経過した再生前の突起内では、大部分の微小管はアセチル化チューブリンから構成されており、チロシン化チューブリンからなる微小管はほとんど見られなかった。これらの結果から、チロシン化チューブリンから構成される微小管に比べてアセチル化チューブリンから構成される微小管が安定であり、切断から再生までの神経突起の形態を維持する上でアセチル化チューブリンから構成される微小管が重要な役割をしていることわかった。3.神経突起切断後の再生過程における微小管の分布変化のダイナミクスを調べるために、蛍光ラベルしたチューブリンを細胞内に注入して蛍光観察する実験系を構築した。1.ラット後根神経節細胞初代培養系を用いて、ビデオコントラスト微分干渉顕微鏡(VEC-DIC)観察下で、界面活性剤を含む緩衝液を灌流して細胞膜を除去し、細胞外液中に突起内の微小管を露出させた。この微小管をレーザー光(波長532nm)により切断したところ、ほとんどのものが脱重合を開始した。脱重合にはa)一様な速度で脱重合、b)段階的に脱重合、c)途中で脱重合を停止、の3つのタイプが見られた。切断後の脱重合速度は(+)端の方が(-)端に比べて速く、a)のタイプの方がb),c)よりも速かった。膜除去から切断までの時間に伴いb),c)タイプのものが増加し、同時に各々の脱重合速度が低下することから、外液中における残存時間が微小管の長軸に沿った領域安定性を反映することが示された。また切断により初めて脱重合を開始することから、安定型微小管の形成には末端の安定化も重要であることが確認された。2.細胞外液中に長時間残存する安定化された微小管の分子構成を明らかにするため、蛍光抗体法により数種の細胞骨格関連タンパク質との関連を調べた。安定化された微小管に局在するようなタンパク質は認められなかった。3.神経突起再生過程における微小管の動態を調べるために、ラット上頚神経節細胞培養系を用いてVEC-DIC顕徴鏡下で集光したレーザー光を神経突起に照射、突起全体を切断するための至適条件を調べた。0.5秒程度のレーザー照射により、大部分の神経突起を切断することが可能であった。
1次元量子臨界系における超伝導-密度波転移に関する研究

高温超伝導体や重い電子系において、反強磁性絶縁相の臨界圧力(あるいは臨界組成)近傍に出現する超伝導相の出現機構は、反強磁性相に関連したスピン揺らぎによるクーパーペアの形成という解釈がなされ、超伝導ギャップの対称性はd_x^2_<-y>^2と考えられてきた。しかしながら、近年、電荷密度波(CDW)をはじめとする電荷秩序相と超伝導相の関係に興味がもたれおり、電荷秩序相の臨界点で出現する超伝導相は、電荷揺らぎを介したクーパーペアの可能性が指摘されている。この場合、超伝導ギャップの対称性はd_<xy>と予測されており、d_x^2_<-y>^2対称性との違いを実験で区別することは困難である。私は新ギャップ対称性の新しい実験的決定法を考察するため、電荷揺らぎが重要な役割を果たすと考えられている二次元有機伝導体κ-ET_2Cu(NCS)_2の超伝導相に注目し、ジョセフソンボルテックスによるフロー抵抗の面内依存性の振る舞いを調べた。実験は二軸回転可能なクライオスタットと15T超伝導マグネットを組み合わせたものであり、磁気抵抗の角度依存性を詳細に調べた。その結果、フロー抵抗の大きさは四回対称性を持つことが見出され、準粒子とボルテックスの相互作用で説明できる可能性があり大変興味深い。この成果は、磁気抵抗の角度依存性のみで超伝導ギャップの対称性を決定できる可能性を秘めており、NbSe_3をはじめとする圧力下で出現する超伝導体への応用が容易である。従って、1次元量子臨界系における電荷密度波と超伝導が競合する状態を調べるのに大変有効な手法を提供するものである。この成果は国際会議(International Symposium on Superconductivity, Tsukuba, Japan)で発表の予定である。NbSe_3は典型的な擬一次元金属であり、T_1=142X, T_2=58Kで電荷密度波(CDW)転移を起こす。また電流-電圧においては、ある電場E_T(しきい電場)以上で、CDWの並進運動による非線形電気伝導が観測され理論・実験の両面から良く理解されてきた。しかしながら、強磁場下におけるNbSe_3のCDWの振る舞いについては、これまで精力的な研究が理論・実験の両面から世界各国で行われているにもかかわらず、いくつかの未解明な問題が残されている。その一つとして、NbSe_3のCDWの非線形伝導は強い磁場依存性を示すことが実験面から明らかにされてきたが、その起因は不明であった。この起因を探るため、強磁場下におけるNbSe_3の磁気抵抗の温度、および磁場依存性を系統的に測定してきた。強磁場実験を遂行するためフロリダ州立大学、米国高磁場研究所において7ヶ月留学をした。その結果、以下の三点が明らかとなった;1.磁気抵抗の温度依存性の測定において温度誘起の一次相転移と思われる温度ヒステリシスを発見した、2.磁気抵抗の磁場依存性の測定において、Kohler則がある磁場以上で劇的に破綻する、3.新規の相は磁場により安定化される。私はこれらの起因が磁場誘起のCDW-BOW(結合秩序波)相転移によるということを示唆した。BOW相は、CDW相とSDW(スピン密度波)相の競合によって安定化される電子状態であり、この状況はCDW相とシングレット超伝導相の競合と数学記述において酷似するものであり、今回発見された相転移の解明は1次元量子臨界系の超伝導-密度波転移の問題と密接に関連するものと期待される。今後の計画として、熱力学量の一つである磁気トルク測定によって、相転移の確証を得ることができ、この相転移に関する深い理解が得られるのではないかと期待している。
新規ペプチドグリカン性凝集素の構造解析と生物活性

緩衝液可溶性凝集素(レクチン)が検出されなかった海藻10種すべてに、その緩衝液抽出残さをプロナーゼ処理することにより初めて抽出される'プロナーゼ処理依存性'凝集素が存在することを見いだした。このうち、紅藻マクサのプロナーゼ処理抽出液より種々クロマトグラフィーを用いて2種の'プロナーゼ処理依存性'凝集素、Pro-GAA-IとIIを単離した。次に、緩衝液可浴性凝集素を含む紅藻コメノリからも同様に'プロナーゼ処理依存性'凝集素、Pro-CFA-IとIIを単離した。これら'プロナーゼ処理依存性'凝集素は、いずれも分子量約80万のペプチジルグリカンであった。いずれも90%以上を占めるグリカン部分の主要構成単糖はGalとXylで、ウロン酸、3,6-anhydro-galactoseおよび硫酸エステルの存在も認められた。ペプチド部分のアミノ酸組成はともに共通しており、Ser、GlyおよびGlxに富み、グリカンとペプチド間にXyl-Ser結合の存在が示唆された。さらに、他の緑藻および紅藻各1種から精製した'プロナーゼ処理依存性'凝集素も同様のペプチジルグリカンであった。以上の結果から、海藻には従来の緩衝液可溶性の糖蛋白質性凝集素とは抽出性と化学構造が明らかに異なる新規の凝集素群が存在することが明らかとなった。このペプチジルグリカン性凝集素は、酵素処理したヒツジ赤血球を強く凝集し、その活性はpH3-10および高温下で安定で、asialofetuinとNaClで弱い活性阻害を受けるが、他糖類では阻害されなかった。活性所在部位を明らかにする目的で、これら凝集素を過ヨウ素酸酸化や4Mグアニジン-HCl処理および種々のプロフアーゼ、グリコシダーゼおよびスルファターゼを用いる酵素処理に付したが、活性の変化は認められなかった。各処理物のHPLCやアガロース電気泳動での検討結果から、これらペプチジルグリカンは上記処理で分解されにくい化学構造を有していると判断された。活性は酸加水分解処理によってのみ消失した。また、これらペプチジルグリカン性凝集素はマウスリンパ球に対し比較的強い濃度依存性のマイトゲン活性(ConAの約1/10の活性)を示し、その至適濃度はいずれも10ug sugar/mlであった。紅藻コメノリより抽出性が異なる2つのタイプの凝集素、すなわち"緩衝液可溶性"凝集素(carnin)と"プロナ-ゼ処理依存性"凝集素(proーCFAーIおよびII)を単離し、前者は分子量24KDの糖蛋白質(糖含有量、3%)、後者はいずれも分子量約77万のペプチジルグリカン(糖含有量、97.7および98.2%)であることを明らかにした。後者のproー

CFAーIおよびIIについては、中性糖100ug当りペプチド(2.3および1.8ug)、ウロン酸(14.9および8.5ug)、3.6-無水ガラクト-ス(40.1および47.0ug)および硫酸基(75.0および85.0ug)を含み、アミノ糖とシアル酸は含まないこと、中性糖は多量のガラクト-カと少量のキシロ-カおよびラムノ-スで構成されていることを明らかにした。両タイプとも赤血球凝集およびリンパ球分裂促進作用を有するものの、活性の強さと活性パタ-ンに関し、両凝集素間に明瞭な差異あることを認めた。この相違は両凝集素の化学構造の明らかな違いによるものと考えられる。凝集因子として寄異な化学構造をもつペプチジルグリカン性凝集素の活性所在部位を明らかにする目的で、4M塩酸グアニジン処理および弱アルカリ分解を試みたが、両処理による活性の変化ならびにペプチド部分の遊離は認められなかった。そこで、種々の多糖分解酵素、蛋白質分解酵素および硫酸エステル脱離酵素を用いて酵素処理を試みたが、これら処理により活性は変化せず、また処理物の電気泳動ならびにHPLCでの検討でも未処理のものとの間に相違は認められず、本物質は上記処理で分解されにくい構造を有していることがわかった。次に、紅藻マクサよりプロナ-ゼ処理依存性のペプチジルグリカン性凝集素、proーGAAーIおよびIIを単離し、コメノリのものと同様の検討を行い、両海藻種のペプチジルグリカン性凝集素は物理化学的性質と生物活性が極めて類似していることを認めた。緩衝液可溶性凝集素(レクチン)が検出されなかった海藻10種すべてに、その緩衝液抽出残さをプロナーゼ処理することにより初めて抽出される'プロナーゼ処理依存性'凝集素が存在することを見いだした。このうち、紅藻マクサのプロナーゼ処理抽出液より種々クロマトグラフィーを用いて2種の'プロナーゼ処理依存性'凝集素、Pro-GAA-IとIIを単離した。次に、緩衝液可溶性凝集素を含む紅藻コメノリからも同様に'プロナーゼ処理依存性'凝集素、Pro-CFA-IとIIを単離した。これら'プロナーゼ処理依存性'凝集素は、いずれも分子量約80万のペプチジルグリカンであった。いずれも90%以上を占めるグリカン部分の主要構成単糖はGalとXylで、ウロン酸、3,6-anhydro-galactoseおよび硫酸エステルの存在も認められた。ペプチド部分のアミノ酸組成はともに共通しており、Ser、GlyおよびGlxに富み、グリカンとペプチド間にXyl-Ser結合の存在が示唆された。さらに、他の緑藻および紅藻各1種から精製した'プロナーゼ処理依存性'凝集素も同様のペプチジルグリカンであった。以上の結果から、海藻には従来の緩衝液可溶性の糖蛋白質性凝集素とは抽出性と化学構造が明らかに異なる新規の凝集素群が存在することが明らかとなった。このペプチジルグリカン性凝集素は、酸素処理したヒツジ赤血球を強く凝集し、その活性はpH3-10および高温下で安定で、asialofetuinとNaClで弱い活性阻害を受けるが、他糖類では阻害されなかった。活性所在部位を明らかにする目的で、これら凝集素を過ヨウ素酸酸化や4Mグアニジン-HCl処理および種々のプロテアーゼ、グリコシダーゼおよびスルファターゼを用いる酵素処理に付したが、活性の変化は認められなかった。各処理物のHPLCやアガロース電気泳動での検討結果から、これらペプチジルグリカンは上記処理で分解されにくい化学構造を有していると判断された。活性は酸加水分解処理によってのみ消失した。
経路特異的転写因子を活用したテルペノイド生合成遺伝子群の一括発現と有用物質生産

植物・微生物は様々な有用テルペノイド化合物を生産し、医薬品、芳香剤、近年ではエネルギー資源など多岐に亘る需要がある。立体特異的構造をもつため化学合成が困難であり、量産には生物の代謝系を利用する必要がある。放線菌は、構造多様性を持つ有用二次代謝物を高生産する能力を有するためテルペノイド化合物への応用が期待されるが、大腸菌や酵母のような実質的な高生産システムとして開発されていない。そこで、本研究では、非メバロン酸経路とメバロン酸経路の両方を駆動する放線菌(Streptomyces reveromyceticus)に着目した。S. reveromyceticusはreveromycin A (RM-A)を高生産するが、RM-A生合成遺伝子破壊株に経路特異的転写因子(Fur22)を恒常発現させることによって、Furaquinocin (FQ)類を高生産させることが出来る。そこで、Fur22の活用によりテルペノイド生合成遺伝子群の一括発現を検討した。まず、Fur22機能を最大限に発揮させるために、S. reveromyceticusのRNA-seq解析を行なった。得られた候補遺伝子のプロモーターをfur22遺伝子の上流に連結し、FQ生産量を指標にプロモーター活性評価を行なった。その結果、一次・二次代謝生合成遺伝子群と効率的にリンクすると考えられる最適な内生プロモーターを見出した。以上の研究により、Fur22が制御するプロモーター下流に様々な二次代謝生合成遺伝子群を導入することでメバロン酸生合成、テルペノイド二次代謝生合成に関わる全遺伝子の同調発現を可能にした生産プラットフォームを構築することが出来た。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、非メバロン酸経路とメバロン酸経路の両方を駆動する放線菌(Streptomyces reveromyceticus)に着目して、経路特異的転写因子の活用により生合成遺伝子群を一括発現できるテルペノイド生合成プラットフォームを構築することを目的とする。S. reveromyceticusはリベロマイシンA (RM-A)を高生産するが、RM-A生合成遺伝子破壊株(SR1)ではRM類を一切生産せず、銅錯体化合物が主代謝産物となる。また、本菌の休眠遺伝子クラスターより見出した経路特異的転写因子(Fur22)にaphIIプロモーターを連結して恒常発現させることによって、これまで生産性を示さなかったフラキノシン(FQ)類を高生産させることが出来る。Fur22機能を最大限に発揮させるためには様々なプロモーターの検討が重要であることから、RNA-seq解析によりRM生産菌の内生プロモーターを選択し、fur22遺伝子の恒常発現を検討した。複数の遺伝子の制御領域を用いてfur22プロモーター交換を行った結果、高発現の内生プロモーター配列を用いた場合にはFQ類の高生産を達成することは困難であった。一方、リベロマイシン生産菌にのみ存在する未知遺伝子プロモーターの中にはaphIIプロモーターと同様にFQ類を高生産出来るものも見出した。以上のことから、内生プロモーターの検討は今後も重要な課題であることが明らかになった。また、本研究の過程で、SR1株より銅錯体化合物の生産が全く認められない形質転換体が得られたことから、当初計画したA33853生合成遺伝子破壊の検討は行わなかった。テルペノイド化合物生産に向けた生合成経路の増強のために、経路特異的転写制御因子の内生プロモーターの選定を行い、FQ類の高生産を達成することが出来た。特定のプロモーターを使用した場合にはA33853の生産が検出されないため、当初計画していたA33853生合成遺伝子クラスターの破壊を行わなかった。

また、RNA-seq解析とプロモーター検討を先行した為、FQ生合成クラスター破壊は次年度となるが、全体としては順調に研究が進展している。昨年度に引き続き、一次・二次代謝生合成遺伝子群を効率的に制御するために、fur22発現に最適な内生プロモーターの選択を行う。その後、Fur22が制御するプロモーター(PMVA)下流に目的の二次代謝生合成遺伝子群を導入することにより、メバロン酸生合成、テルペノイド二次代謝生合成に関わる全ての遺伝子を同調発現させ、化合物生産効率化を図る。また、昨年度行わなかったSR1株のFQ生合成遺伝子クラスター破壊を行い、前駆体・還元力・エネルギーをテルペノイド生合成経路に集約する。さらに、ゲノムスケールモデルを構築し、C13グルコースを用いた代謝フラックス解析や一次代謝のメタボローム解析を行なうことによって、放線菌の一次代謝改変を検討する。
アイソタクチックポリスチレンの溶液中でのコンホメーションと溶液結晶化機構

本研究は、アイソタクチックポリスチレン(iPS)の溶液からの結晶化メカニズムを解明することを目的とするものであり、ほぼ計画どおり研究を遂行した。まず、溶液結晶化過程を左右する重要な因子である溶液中でのiPS鎖のコンホメーションを、赤外分光法により解明した。その結果、トリプロピオニン溶液中では溶解状態、及び結晶が析出する前の過冷却溶液状態のいずれにおいても、3/1らせん構造に由来する586.5と557.5cm^<-1>の吸収バンドは観測されなかった。このことから、トリプロピオニン溶液中においては、iPS鎖はほぼランダムコイル形態をとっており、3/1らせん構造は結晶化が起こる最中に形成されることがわかった。しかしながら、通常iPS結晶においてみられる1262cm^<-1>の吸収バンドが溶液中で観測されるという不可解な結果も得られ、今後の検討課題として残された。次に、iPS-トリプロピオニン系での等温結晶化速度(結晶の線成長速度)の過冷却度依存性を偏光顕微鏡を用いて測定した。また、この系における平衡溶解温度をGibbs-Thomson式による方法を用いて求めた。これらの実験データを解析した結果、この系での高分子-溶媒間の相互作用は、比較的小さく、Kramersの拡散極限は成立しないことがわかった。この結果は、以前に熱分析法により結晶化速度を測定した結果と定性的に一致する。モルホロジーについては、過冷却度が3080Kの範囲では、球晶は形成されず、乱れたヘドライトのような結晶が観察された。また、等温結晶化過程における結晶の大きさの時間発展プロファイルは、Avrami式ではうまくあらわすことができず、溶液濃度の時間依存性を考慮した解析が必要であることがわかった。
分極ハイドロキシアパタイトが破骨・骨芽細胞へ及ぼす影響の分子細胞レベルでの解明

分極HA表面での骨芽細胞の挙動を分子細胞生物学的に解明することで、分極HAの骨への影響、分極HAの骨形成に関わる遺伝子の同定をマイクロアレイを用いて網羅的遺伝子解析を行った。検体間の発現差を見て、発現の高い遺伝子を絞っていくことが今後の課題である。マイクロアレイによって網羅的に発現の高い遺伝子を絞り、それらを標的としてリアルタイムPCRやウェスタンブロットを行い、分極HAにおいて骨形成に関わる遺伝子を同定していきたい。これまで申請者らは、ハイドロキシアパタイト(hydroxyapatite: HA)に電界を加え、表面電荷を生じさせた上で(分極)骨欠損部に補填することで、HAをそのまま移植する従来の方法と比べて、極めて効率よく骨再生が可能であることを明らかにしてきた。これらの結果から、HAがこれまで想定されていた単なる担体として作用するだけでなく、周囲の細胞が移植部位へ侵入するための足場や、自己細胞を活性化する組織再生促進型マトリックスとして機能する可能性が明らかとなった。本研究においては、これら分極による再生促進の分子機構を個体レベルで解明することで、硬組織再生のみならず、神経、血管などのあらゆる組織再生の分野における臨床応用を目指す。本研究では分極HA表面での破骨細胞、骨芽細胞の挙動に着目し、分子生物学、細胞生物学、組織学的な実験手法を駆使して、分極HA上での破骨細胞・骨芽細胞の増殖、分化、生存への影響を各細胞の分化や増殖に特に重要な遺伝子、蛋白の発現を解明すると同時に、分極HAにおける骨形成に関わる遺伝子の同定と機能解析を目的とする。そこで、1分極HAの破骨細胞・骨芽細胞への影響の解析:分極HA上での破骨細胞・骨芽細胞の分化や増殖に特に重要な遺伝子、蛋白の発現を解析する2破骨細胞・骨芽細胞が分泌する、分極HAの骨形成を促進する因子の同定と機能解析:1での遺伝子、蛋白発現を網羅的に解析し、破骨細胞や骨芽細胞が分泌し、骨形成を促進する因子を同定する。25年度が最終年度であるため、記入しない。