hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖鎖機能制御プローブによるウイルス受容体機能の解明と感染制御

ウイルス受容体糖鎖機能および病態形成機構解明のために、受容体特異的認識抗体を作製するとともに、生体内分布を明らかにするための基盤を構築した。人工糖鎖分子および糖誘導体を用いたウイルス-受容体糖鎖間相互作用解析法により、受容体糖鎖との相互作用を解析する高感度化システムを確立した。受容体機能を競合的に阻害するプローブとの相互作用の分子機構を明らかにし、さらに病態形成に関わる宿主因子として新たにスフィンゴ糖脂質を見出した。本研究では、世界的規模で流行するIFVとDEVについて、ウイルス感染初期過程でウイルスと相互作用する受容体糖鎖分子に着目し、糖鎖機能制御プローブを利用して、ウイルス初期感染における宿主糖鎖機能を包括的に解明することにより、インフルエンザ(IFV)、デング(DEV)両ウイルスの感染機構および受容体糖鎖分子を介した宿主細胞応答の分子実体を明らかにする。平成21年度、以下の具体的な研究項目を実施した。なお、両項目の実施にあたり以下の連携・研究協力者と協同して研究を行った。1.宿主特異的受容体糖鎖分子の組織分布、局在性の解析トリIFV受容体糖鎖構造(NeusAcα2-3Gal)を認識する単クローン抗体を樹立した。この抗体を用いた糖鎖発現解析より、これまでトリ受容体の組織分布の解析に用いられてきた糖鎖特異性の低いMAMレクチンとは異なる発現結果が得られた。本抗体は、トリ受容体糖鎖に対して極めて特異性が高いことから、トリ受容体糖鎖分子の組織分布、局在性の解析によりIFVの異種間感染基盤となる受容体糖鎖分子の局在性を解明することが可能となった。DEV受容体候補糖鎖分子に特異的に反応する単クローン抗体を用い細胞表面糖鎖発現解析により、ウイルス感受性と当該糖鎖分子発現との相関性を明らかにした。2.異なる種由来のウイルスと宿主受容体糖鎖分子との相互作用の解析IFV種特異的に結合する糖鎖ポリマーを用いたウイルス-受容体糖鎖間相互作用解析法により、異なる種・異なる地域・異なる年代から分離されたウイルス株のヒト受容体およびトリ受容体糖鎖との相互作用を網羅的に解析した。その結果、近年分離されたヒトH3亜型臨床株のヒト受容体糖鎖に対する結合特性変化および受容体糖鎖との相互作用の変化にかかわるヘマグルチニン分子上のアミノ酸変異を同定した。本研究では,デングウイルスについて、吸着・侵入過程における受容体糖鎖分子の機能に着目し、受容体糖鎖機能制御化合物(プローブ)を用い、ウイルス初期感染における受容体糖鎖機能および病態形成機構を解明する。さらに糖鎖機能制御プローブの低分子化・標的分子特異性向上による分子最適化により、新規作用機序を持つウイルス侵入阻害剤を創出する。平成22年度、以下の具体的な研究項目を実施した。なお、両項目の実施にあたり連携・研究協力者と協同して研究を行った。1.ウイルス-受容体糖鎖模倣機能制御プローブとの相互作用の解析表面プラズモン共鳴法により、デングウイルスEタンパク質-グリコサミノグリカン相互作用を解析するための高感度化システムを確立した。本法を用いて、デングウイルス感染阻害作用を示す2種類のグリコサミノグリカン、ヘパリンとコンドロイチン硫酸E(CSE)との結合親和性に違いがあることが明らかとなった。ヘパリンとCSEとの糖鎖構造比較により、デングウイルス感染阻害効果に必要な最小糖構造として硫酸化グルクロン酸を推定した。その構造情報に基づき、グルクロン酸の種々の硫酸化誘導体を化学合成し、その抗デングウイルス効果を検討した。その結果、Eタンパク質高親和性プローブとしてメチル-α-3-O-硫酸化グルクロン酸を創出した。2.糖鎖生合成阻害剤によるウイルス受容体機能発現の制御感染感受性細胞において、複合糖鎖分子を生合成する糖転移酵素阻害剤の抗デングウイルス活性をスクリーニングした結果、受容体糖鎖分子を含む複合糖鎖発現抑制に伴い、ウイルス感染・増殖能が著しく低下することを見出した。本阻害剤は糖鎖機能制御プローブのみならず、抗デングウイルス剤リードとなることが期待される。本研究では,ウイルス吸着・侵入過程における受容体糖鎖分子の機能に着目し、受容体糖鎖機能制御化合物(プローブ)を用い、ウイルス初期感染における受容体糖鎖機能および病態形成機構を解明することを目的とする。さらに糖鎖機能制御プローブの低分子化・標的分子特異性向上による分子最適化により、新規作用機序を持つウイルス侵入阻害剤を創出し、ウイルス感染症の制御を目指す。本年度、ウイルス感染初期過程でウイルスと相互作用する宿主細胞糖鎖分子に着目し、糖鎖機能制御プローブを主にデングウイルスの感染および病態発現機構解明、およびウイルス感染制御に用いた。1.糖鎖機能制御プローブと標的タンパク質複合体の生化学的および構造生物学的解析:ウイルスタンパク質-宿主糖鎖分子間相互作用について、プローブ分子の化学的修飾を網羅的に行い、ウイルスタンパク質との複合体の立体構造を、コンピュータモデリング法により解析した。

その結果、DENVが持つ結合タンパク質であるEタンパク質上のLys295が3-位硫酸化グルクロン酸誘導体との結合に関与している可能性が示唆された。2.ウイルス-糖鎖分子間相互作用が誘起する細胞内シグナルの生化学的解析および機能の解明:ウイルス感染初期における宿主糖鎖分子との相互作用に関して、デングウイルスタンパク質とスフィンゴ糖脂質を介した相互作用によるウイルス増殖への影響、および細胞内シグナルの重要な場となるスフィンゴ糖脂質が形成する細胞膜ドメイン形成について生化学的性状を解析した。その結果、ラフトと呼ばれる細胞内におけるスフィンゴ糖脂質が形成するマイクロドメインにデングウイルスEタンパク質が分布すること、その分布を阻害するとウイルス増殖が著しく阻害されることを見出した。
西日本における通称地名の国語学的研究

1.研究の実施状況西日本各地、九州、中国、四国、近畿地方において、商店街名を中心とする通称地名の実施調査を行った。調査準備と現地照合のため多数の地図、市街図、商店街案内図入りガイドマップ等を購入した。土地利用図は調査すべき商業地区の確認に、歴史地図は変遷の確認に用いた。調査は標識、広告等の観察、写真記録、聞きとり調査により行い、また商店会等への往復はがきによるアンケ-トを実施した。2.研究成果の概要京阪神に関しては、「関西方言の実態に関する社会言語学的研究」(総合研究A昭60ー62年度)の分担研究として調査記録を行ったので、その増強を計るとともに、西日本における京阪神意外の大影響圏の実態の解明を主とした。北九州市を中心とするア-ケ-ド街名称「銀天街」、広島市を中心とする「本通」名称などの実態と分布について、西日本各地の調査を行い、分布図の作成と言語地理学的研究論考の執筆を行った。とくに九州中心の銀天街名称については、関連する新天街等の名称や全国型の銀座等と比較しながら、東は徳島県、津山市に至る分布と現地での使用状況を臨地調査により確認した。商店街名と商店街による町名等を包括する、「商業地名」を設定した。九州を中心とする西日本広域調査で次の傾向が明らかになった。(1)九州と中国・四国との間にはかなり流行の連続性影響関係がある。(2)商業地名の流行分布には、大都市や県都にも影響する強い連続分布と、大都市にはばまれる弱い分布、ある都市に及んでその影響圏に二次派生する分布等がある。関西方言について昭和60ー62年度に行った通称地名の調査資料を増強し、新しい分布図を作成した。また広告に見られる文字、用語、文体の西日本的地域差に注目し、論考を執筆した。
転写因子Ets-1による歯髄の創傷治癒のメカニズムの解明

創傷治癒における第一段階のステップとして重要なことは血管新生である。よって、歯髄が細菌感染等で障害を受け、炎症が起きた場合も、その部分の組織の再構築には、まず、新たな血管の新生が必要不可欠であると考える。我々はこれまでに、血管新生を促す重要な因子としてよく知られている血管内皮増殖因子(VEGF)が、歯髄炎を起こしている歯髄において、その産生量を増していること、細菌の内毒素であるLPSにより、ヒト歯髄細胞培養系において、VEGFの発現が誘導されることを明らかにした。このことから、歯髄炎においてVEGFは、なんらかの役割を担っている可能性が示唆された。次に我々は、ヒト歯髄細胞培養系において、VEGFが転写因子Ets-1の活性化を誘導することを明らかにした。転写因子Ets-1は、血管新生を促すタンパクの遺伝子調節を行っている。つまり、プロテアーゼの発現を促し、血管のできるスペースを確保したり、VEGFレセプターや血管内皮細胞の増殖・浸潤といったことの調節を行っている。よってEts-1も、歯髄炎において、血管新生を誘導し、創傷治癒へのプロセスの重要な一端を担っている可能性が明らかになった。次に、VEGFが引き起こすEts-1の活性化のシグナルについて検討するために、MAP kinaseリン酸化をヒト歯髄細胞培養系において調べた結果、ERKのリン酸化は誘導されたがp-38およびJNKのリン酸化は認められなかった。また、VEGFが引き起こすEts-1の活性化はERK阻害剤であるU0126によって抑制された。ERKは、MAP kinaseカスケードの中でも細胞の増殖・分化に関わるとされる。これらのことから、VEGFおよびEts-1は歯髄炎において、血管新生のみならず歯髄細胞の増殖・分化を促し、組織の再生・創傷治癒に関わる可能性が示唆された。Ets-1は、血管新生を促す因子である。新しい血管が出来る空間を作るためのプロテアーゼの発現を促進したり、血管内皮細胞の増殖、浸潤といったことを調節する。歯髄が細菌感染等でダメージを受け、炎症におちいった場合、そこから創傷治癒に至るには新たな血管新生が必要である。歯髄細胞内における転写因子Ets-1のシグナル伝脱を詳細に解析することにより、歯髄炎の炎症の回復に有効な手段を得ることが期待ができる。血管内皮増殖因子(VEGF)は、血管新生を促す重要な因子として知られており、我々はこれまでにVEGFが歯髄炎において何らかの影響を及ぼす可能性があること、Ets-1がヒト歯髄細胞においてもVEGFのシグナルの下流に存在することを明らかにしてきた。本研究では、さらに、Ets-1に関わるシグナルを詳しく解析するために、MAP kinaseカスケードのリン酸化をヒト歯髄細胞において調べた。その結果は以下の通りである。1.ヒト歯髄細胞において、VEGFの刺激によりMAP kinaseの一つであるERKのリン酸化が誘導された。2.他のMAP kihaseであるp-38や、JNKのリン酸化は誘導されなかった。3.VEGFが引き起こすEts-1の活性化は、ERK inhibitorであるU0126によって抑制された。以上の結果から、ヒト歯髄細胞において、VEGFが誘導する転写因子Ets-1の活性化は、MAP kinaseカスケードのうち細胞の増殖や分化に関わるERKを介して引き起こされることがわかった。つまり、ヒト歯髄、特に歯髄炎においてEts-1が、歯髄細胞の増殖・分化に関わっている可能性が考えられる。次に我々は、Ets-1の転写活性をLuc assayにて検討を行う。Ets-1の発現ベクターを作成し、歯髄細胞にEts-1を過剰発現させて細胞の反応を検討する。そして、Ets-1の歯髄における役割をさらに詳細に解析していく予定である。創傷治癒において、まず重要なことは血管新生が起こることである。歯髄が細菌感染等でダメージを受け、炎症が起きた場合でもその再生には新たな血管新生が必要と考える。つまり、新しい血管ができる空間を作るためのプロテアーゼの発現の促進や、血管内皮細胞の増殖・浸潤といったことを調節している。Ets-1のシグナル伝達の解析が炎症からの回復に有効な手段の解明へとつながると考えられる。また、血管内皮増殖因子(VEGF)も、血管新生を促す重要な因子であり、炎症に深く関わっていることが知られている。我々は以前に、歯髄炎においてVEGFの産生が増加していること、細菌の内毒素であるLPSによりヒト歯髄細胞のVEGFの産生が増強されることから、VEGFが歯髄炎においてもなんらかの役割をはたしている可能性を明らかにした。さらに、ヒト歯髄細胞においてVEGFはEts-1の活性化を誘導すること、またその活性化はMAP kinaseカスケードのうち細胞の増殖や分化に関わるERKを介して引き起こされることがわかった。つまり、歯髄炎において、Ets-1は血管新生のみならず歯髄細胞の増殖・分化を促し、組織の再生・創傷治癒に関わっている可能性が示唆された。数々の転写因子は、それ単独ではなく他の遺伝子調節因子と共同してシグナルを伝える。免疫沈降法を用いたEts-1と結合する他の調節因子の解析、Ets-1の発現ベクターのヒト歯髄細胞への遺伝子導入、siRNAによるEts-1の特異的な発現抑制実験等を行い、さらに詳細なシグナルの伝達を明確にし、Ets-1の歯髄における役割を検討していく予定である。

創傷治癒における第一段階のステップとして重要なことは血管新生である。よって、歯髄が細菌感染等で障害を受け、炎症が起きた場合も、その部分の組織の再構築には、まず、新たな血管の新生が必要不可欠であると考える。我々はこれまでに、血管新生を促す重要な因子としてよく知られている血管内皮増殖因子(VEGF)が、歯髄炎を起こしている歯髄において、その産生量を増していること、細菌の内毒素であるLPSにより、ヒト歯髄細胞培養系において、VEGFの発現が誘導されることを明らかにした。このことから、歯髄炎においてVEGFは、なんらかの役割を担っている可能性が示唆された。次に我々は、ヒト歯髄細胞培養系において、VEGFが転写因子Ets-1の活性化を誘導することを明らかにした。転写因子Ets-1は、血管新生を促すタンパクの遺伝子調節を行っている。つまり、プロテアーゼの発現を促し、血管のできるスペースを確保したり、VEGFレセプターや血管内皮細胞の増殖・浸潤といったことの調節を行っている。よってEts-1も、歯髄炎において、血管新生を誘導し、創傷治癒へのプロセスの重要な一端を担っている可能性が明らかになった。次に、VEGFが引き起こすEts-1の活性化のシグナルについて検討するために、MAP kinaseリン酸化をヒト歯髄細胞培養系において調べた結果、ERKのリン酸化は誘導されたがp-38およびJNKのリン酸化は認められなかった。また、VEGFが引き起こすEts-1の活性化はERK阻害剤であるU0126によって抑制された。ERKは、MAP kinaseカスケードの中でも細胞の増殖・分化に関わるとされる。これらのことから、VEGFおよびEts-1は歯髄炎において、血管新生のみならず歯髄細胞の増殖・分化を促し、組織の再生・創傷治癒に関わる可能性が示唆された。
精神的看護ケアの質向上を目指したシミュレーション教育プログラム開発と評価

平成30年度は、看護学生が精神的ケアで戸惑う状況に関するシミュレーション教育のためのシナリオの検討および蓄積を行った。精神的ケア場面のシミュレーショントレーニングは4段階から構成されており、第1段階【基本的なコミュニケーション技術トレーニング】、第2段階【医療的コミュニケーションとレーニング】、第3段階【コミュニケーション障害のある方とのコミュニケーションとレーニング】、第4段階【精神症状を有する方との対応トレーニング】である。現在、第1段階である【基本的なコミュニケーション技術トレーニング】のシナリオ開発を行った。第1段階のシナリオを用いたシミュレーション教育は、看護学生2年生を対象に実施した。このシミュレーションの評価は、Jeffries(2006)の開発した「Simulation Design Scale」「Student Satisfaction and Self-Confidence in Learning」を用いて行った。この尺度は学生満足やシミュレーション演習のデザインに関する評価となっている。この調査に際しては研究者所属の研究倫理委員会の承認を得た。このアンケートには80名の同意が得られている。今後は、第1段階の分析を行い、第2段階のシナリオを開発・実施を進める。同時に、第3段階、第4段階のシナリオ開発を進め精神的ケアに関するシミュレーションプログラム開発につなげていく。精神的ケアを高めるためのシミュレーション教育を進めるためのシナリオ作成を行っているが、その評価のための実践に至っていない。今年度は、希望者を集めたプログラムの実践と評価を実施する。今年度は、精神的ケアを高めるためのシミュレーション教育プログラムの実践と評価を進める。また、作成したプログラムの成果を研修会等で公表してその評価を行う予定である。平成29年度は、看護学生が精神的ケア場面で戸惑う状況の実態を抽出し、シミュレーション教育で活用できるシナリオ場面の検討を行った。精神的ケア場面の抽出のための国内外の文献検討を行い、精神的ケア場面でのシミュレーションを使ったコミュニケーショントレーニングには、段階的なトレーニングが必要であることがわかった。精神的ケア場面のトレーニングの4段階は、第1段階【基本的なコミュニケーション技術のトレーニング】、第2段階は【医療コミュニケーショントレーニング】、第3段階【コミュニケーション障害のある方とのコミュニケーショントレーニング】、第4段階【精神症状を有する方との対応トレーニング】であった。精神的ケアのコミュニケーションの実践には、大学入学後より患者訪室場面を想定したシミュレーション教育を実施する必要性が示された。第1段階の基本的なコミュニケーション技術のトレーニングは、患者訪室場面や挨拶、情報収集の段階である。第2段階では医療コミュニケーションとして、傾聴や共感などの技術を実践するために必要なスキルを身につける段階である。第3段階は、難聴や認知症などのコミュニケーションが取りづらい方との対応、これらの段階を経て、不安、幻聴、妄想など精神症状のある方との対応場面のシミュレーションプログラムを構成している。現在は、それぞれの段階に必要なシナリオ場面を整理するために、看護学生に実習でコミュニケーションに困った場面のアンケートおよびインタビュー調査を実施するために現在研究倫理審査中である。学生からの意見を取り入れ、各段階に必要なシミュレーショントレーニングのためのシナリオの蓄積を行なっていく。精神的ケア場面に対応できるコミュニケーション技術向上を目指したシミュレーション教育実践のためのシナリオを作成段階である。これまで、国内外の文献から精神的ケア場面に必要なシミュレーションプログラムの場面を4つの段階に整理され、学生からの意見聴取を行う予定である。しかし、インタビュー調査等の結果の整理まで至っていないため、シナリオの整理・蓄積がまだ十分にできておらず、系統化されたプログラムに至っていない。今後、必要なシナリオは作成し順次実践をしながらブラッシュアップしていく予定である。新人看護師の早期退職の理由が人間関係を理由としたものが上位となっている。また、看護学生における臨地実習は、慣れない臨床現場で指導者、患者、グループメンバー、教員、主治医など様々な対象とのコミュニケーションに戸惑いを感じている。このような状況を克服するために、実習前のコミュニケーショントレーニングとして、第1段階の【基本的コミュニケーション】のシミュレーション場面を設定し、シミュレーション教育を取り入れ、その評価をしながら、プログラム形成を図っている。

多様な世代との交流が少ない学生は、精神的ケアの技術を身につけるためには、患者の病床訪問、挨拶、情報収集の段階からの介入が必要であるため、現在は第1段階からのシミュレーション教育のシナリオを作成・蓄積している。今後は、蓄積したシナリオのブラッシュアップや不足事項を検討するために、看護学生の実習でのコミュニケーションの戸惑い場面をアンケート調査やインタビュー調査により抽出し、プログラムの検討を行っていく。看護学生が治療的コミュニケーションを実践するためには、段階的なプログラムの作成が必要性が明確となってきており、このプログラムの完成や公表をめざして今後の研究を進める予定である。今年度は、精神的ケアを高めるためのシミュレーション教育プログラムの実践と評価を進める。また、作成したプログラムの成果を研修会等で公表してその評価を行う予定である。(理由)インタビュー調査に至らなかったため、謝金や分析用機器の購入に至らなかった。(使用計画)調査準備は進んでいるため、今後調査に必要な謝金や分析用の機器を購入し研究を遂行する。シミュレーションプログラム開発段階に至っているが、実施評価における計画がやや遅れているため、協力者への謝金等に使用していないため今年度使用額が生じた。
日・米・中・韓・台の消費者行動に及ぼす「消費者エスノセントリズム」の影響と課題

本研究は、「消費者エスノセントリズム」の重要性と実態を明らかにするために、先行研究を踏まえたうえ仮設モデルを構築し、日本・アメリカ・中国・韓国・台湾の消費者を対象に国際比較調査を実施した。主な研究成果としては、「消費者エスノセントリズム」に関連した理論の再構築、各国消費者における「消費者エスノセントリズム」の現状確認、これまでの調査結果との比較による「消費者エスノセントリズム」の時系列的なトレンドの確認、政治的要因との関係性を検証したことによって、「消費者エスノセントリズム」の実態やメカニズムが明らかにされた。本研究課題の初年度の研究活動は、以下のように当初の計画通り遂行された。消費者行動研究において、各国の消費者が抱く「消費者エスノセントリズム」に関する研究は、グローバル・マーケティングや消費者行動などに関する研究の観点からアプローチされてきたので、関連の先行研究を網羅的に調べることと同時に、定性調査を実施した。本研究課題の研究活動は、以下のようである。アメリカ・韓国・台湾・中国・日本の消費者を対象とする予備調査と2010年からの調査結果を時系列的に比較分析した。さらに、グローバリゼーションの課題になっている各国の格差問題と消費者エスノセントリズムとの関連性を検証するために、日本の消費者を対象にした定量調査も実施した。各国の予備結果を多変量解析により比較分析した分析結果と定性調査の結果を元に、最終的な本調査の仮説モデルを構築した。当初の計画では、本調査を平成27年度に行う予定であったが、国際共同研究加速基金の申請に伴い本調査を平成28年度にした。国際共同研究加速基金による大規模な国外調査を準備した。本調査以外の研究は予定通りに推進している。本研究の研究目的は、アメリカ・韓国・台湾・中国・日本の消費者における「消費者エスノセントリズム」は、各国の消費者にいかなる影響を与えるものかを検証することである。平成28年度の研究実績は、前年度までの予備調査に基づいた仮説モデルを検証するために、アメリカ・韓国・台湾・中国・日本の消費者を対象に本調査を実施した。本調査は、各国の消費者を対象にインターネット調査を行った。平成28年度の研究期間中には、「消費者エスノセントリズム」と各国の経済格差や政治的要因も考察する必要性が浮上した。各国の経済格差と消費者エスノセントリズムの関係性を検証するための質問項目を追加した。さらに、アメリカ市場の重要性からアメリカの政治的要因(トランプ大統領の「アメリカンファースト」政策)の影響を確認した。そのため、アメリカの被験者には政治的要因を検証するための新たな調査項目を設けた。上記のように、これまでの消費者エスノセントリズムの研究では、考察できなかった新たな課題についても検証することを試みた。先行研究と平成28年度までの調査データなどから、各国消費者(アメリカ・韓国・台湾・中国・日本)間の消費者エスノセントリズムの実態を比較分析することによって、マーケティング研究における消費者エスノセントリズムのメカニズムの一般化を試みている。さらに、これまでの分析結果を様々な側面から統計的に厳密に分析するなど、引き続き分析を続ける予定である。平成26年4月から11月までは、既存の研究成果とこれまでの調査課題を確かめるために綿密な文献研究と既存調査データの解析を行った。これらの調査結果に基づき12月から平成27年3月までは先行研究の結果と定性調査を踏まえて仮説モデルを構築した。本調査を実施して、その調査結果を綿密に分析する。これらの分析結果は、国内外の共同研究者と議論して、国内外の学会で報告する予定である。これらの報告で得られたコメントを参考にして、研究論文を作成し、海外の学会誌の投稿も試みる予定である。商学平成27年4月から6月までは、アメリカ・韓国・台湾・中国・日本の消費者を対象とする予備調査を行う予定である。この予備調査結果を多変量解析により比較分析し、本調査の仮説モデルを構築する。その後、9月から12月までに、本調査を実施する。本調査は、各国の消費者を対象にインターネット調査と学生アンケートを同時に行う予定である。当初の計画では、本調査を実施する予定であったが、国際共同研究加速基金の申請することによって、本調査を延期した。その理由は、国際共同研究加速基金の採択を備えて、大規模な国外調査に行うために、本調査を平成28年度に行うことにした。平成28年度に本調査を行う予定である。
ノイズ解析ナノフィッシング法の開発と高分子一本鎖ダイナミクス研究への応用

本研究では、研究代表者が開発してきた高分子一本鎖のナノフィッシング技術を改良し、高分子一本鎖のダイナミクス研究に資するべくノイズ解析ナノフィッシング技術を新たに開発した。また静的ナノフィッシングを水溶系の温度感応性ポリマーであるポリイソピルアクリルアミドに展開し、コイル-グロビュール転移や共通貧溶媒性といった現象を調べる中で、個々の一本鎖の「個性」を浮き彫りにするような結果を得ることができた。本研究では、研究代表者が開発してきた原子間力顕微鏡を基礎に据えた高分子一本鎖のナノフィッシング(高分子一本鎖伸長)技術を改良し、ノイズ解析ナノフィッシング技術として昇華させるとともに、それを高分子一本鎖のダイナミクス研究に応用する。それによって、高分子物理学の中でも理論主導で実験的確証の少ない「高分子一本鎖の物理学」を実験主導の学問として確立することを目指している。従来行ってきた動的ナノフィッシングでは高分子一本鎖の動的情報を得るために探針に強制振動を加えなければならなかった。高分子鎖の見かけのバネ定数、摩擦係数を求めることができたが、測定そのものの困難が常に伴った。一方、揺動散逸定理の一表現として、溶媒の中に置かれた「探針+高分子一本鎖」の系が溶媒分子から感じる揺動力をスペクトル解析することで動的ナノフィッシングと同等の情報を取得することができるのではないか。そのような考えから本研究を推進した。この予測のもとに装置外部に設置したADボードによるデータ収録とオフラインでの解析という予備的な測定を行い、ナノフィッシング時に得られた信号のノイズ解析を行った。基板と接触時、高分子鎖がランダムコイル状態になっている時、高分子鎖が伸び切り鎖近傍の状態にある時、そして結合破断が生じカンチレバーが自由な状態に戻った時ではそれぞれパワースペクトル密度(PSD)が異なることが分かった。しかしながらこの実験ではオフライン解析が必要でそこに改良の余地があった。そこで原子間力顕微鏡とベクトルシグナルアナライザーを複合的に用いることでそれが実現すると考え、所有していたベクトルシグナルアナライザーを複合化する試みを行った。しかしながらこの試みは研究の半ばで不可能または困難であることが判明した。そこで方針を転換し、高速デジタイザ(今回新規購入)と高速コンピュータを組み合わせ、ベクトルシグナルアナライザーと同等の機能をもつ装置を自作することにした。現在それが進行中で来年度の半ばまでには完了する見込みである。そのような考えから本研究を起案した。そこで高速デジタイザと高速コンピュータを組み合わせ、リアルタイムでのノイズ解析を可能にする装置を開発することを試みようとした。その後、東日本大震災の影響でその計画は中断せざるを得なかった。そこで本年度は、その代替として通常のナノフィッシングを新たな系に展開することを中心に研究を進めた。水溶系の温度感応性ポリマーであるポリイソピルアクリルアミドを主に用いた。水系の場合、これまでの有機溶媒系とは異なり、基板として用いる金の表面に付着した不純物の影響がなかなか取り除けず再現性のよい結果が得られなかったが、今年度新規に購入したUVオゾンクリーナーによる処理で事態が改善した。現在は、温度依存性に関する実験をほぼ終え、論文を準備している。またこのポリマーは共通貧溶媒性を示す興味深いポリマーでそのメカニズムの追求を開始したところである。本研究では、研究代表者が開発してきた原子間力顕微鏡を基礎に据えた高分子一本鎖のナノフィッシング(高分子一本鎖伸長)技術を改良し、ノイズ解析ナノフィッシング技術として昇華させるとともに、それを高分子一本鎖のダイナミクス研究に応用した。それによって、高分子物理学の中でも理論主導で実験的確証の少ない「高分子一本鎖の物理学」を実験主導の学問として確立することを目指した。

より具体的には、揺動散逸定理の一表現として、溶媒の中に置かれた「探針+高分子一本鎖」の系が溶媒分子から感じる揺動力をスペクトル解析することで高分子鎖の見かけのバネ定数や摩擦係数に関する情報を取得することを目論んだ。原子間力顕微鏡装置外部に設置した高速デジタイザボードによるデータ収録とオフラインでの解析という測定を行い、ナノフィッシング時に得られた信号のノイズ解析を行った。基板と接触時、高分子鎖がランダムコイル状態になっている時、高分子鎖が伸び切り鎖近傍の状態にある時、そして結合破断が生じカンチレバーが自由な状態に戻った時ではそれぞれパワースペクトル密度(PSD)が異なることが分かった。高分子としては、ポリスチレンや水溶系の温度感応性ポリマーであるポリイソピルアクリルアミドを主に用いた。前者についてはバネ定数と摩擦係数から求まる緩和時間の分子量依存性を求めるところまで実験を進めることができ、Kirkwoodモデルが実験結果を最もよく再現することを発見した。また後者については前年度の水中での温度依存性に続き、共通貧溶媒性についても検討を行った。どちらの場合も溶液レベルの測定では貧溶媒、良溶媒とはっきり分かっている状態でも、一本鎖レベルの応答では100%貧溶媒での応答、あるいはその逆とはならず、分子個々の個性が表れることを発見した。その理由はまだ解明されていないが、現在これらの結果について三報の論文を投稿準備中である。東日本大震災の影響で、本研究で主に利用しようとしていた装置(原子間力顕微鏡)が破損し、その修理に2011年12月までの期間を要した。装置の改良・開発を目指していた当初の予定は従って大幅に遅れざるを得なかった。しかしながら、できることとして最低限の装置を組み、高分子一本鎖の研究そのものには大きな展開を見ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記のように装置の開発は昨年度停止せざるを得なかった。今年度はその開発を再開する。当初の予定では開発した装置を使って応用展開を計るつもりであったが、研究計画を見直し装置開発に専念するつもりである。
ビタミンCによる急性期タンパク質の発現制御の機構の解明と、その炎症防御機能の探求

遺伝的にアスコルビン酸(ビタミンC:AsA)を生合成できないODSラットを用いて、肝臓での急性期タンパク質の発現が、AsA欠乏時に炎症時と同様に変動することを新規に見いだした。この現象は今までに報告されておらず、AsAの新たな生理機能と考えている。具体的には、体重減少が引き起こされない、初期のAsA欠乏状態において、肝臓のハプトグロビン、α1-酸性糖タンパク質遺伝子の発現は亢進し、アポリポタンパク質A-1、α2u-グロブリン、アルブミン遺伝子の発現が抑制された。これらのタンパク質は分泌タンパク質であるが、血中のこれらの濃度も、肝臓での遺伝子発現の変化と同様に変動した。この5種類のタンパク質は急性期タンパク質であり、炎症誘発時に変動する典型的なタンパク質である。そして、AsA欠乏時の変動は、炎症時の変化と一致していた。我々はこの結果から、AsA欠乏状態は、炎症状態の類似した一面があると推定している。これらの急性期タンパク質の発現の制御因子の一つとして、炎症性サイトカインとして知られるインターロイキン-6がある。上記の、AsA欠乏状態のODSラットにおいては、血中のインターロイキン-6の濃度が、正常時の510倍に上昇していた。そして、様々な組織でのインターロイキン-6mRNAレベルを測定したところ、AsA欠乏群で上昇が観察された。この結果から、AsA欠乏による急性期タンパク質の発現変動の機構の一つとして、インターロイキン-6による急性期タンパク質遺伝子の発現誘導が考えられた。しかしながら、AsA欠乏によって遺伝子発現が抑制される急性期タンパク質については、その機構を明らかにすることはできなかった。我々がこの研究を進め、結果を報告する中で、国外のグループによってヒトにおいても血中のAsA濃度と、インターロイキン-6濃度およびハプトグロビン濃度とが負に相関することを報告された。この報告より、我々がODSラットで見いだした現象は、動物種を越えて共通したAsA生理機能であると考えている。ビタミンC(アスコルビン酸:以下AsAと略す)の今までに知られていない生理機能を探求することを目的として、遺伝的にAsA合成不能のODSラットを用いて実験を行っている。ODSラットに、外見上はAsA欠乏症状が見られない14日間のAsA欠乏飼料の投与を行ったところ、急性期タンパク質として知られるハプトグロビン(HP)およびα1-酸性糖タンパク質(AGP)の血中濃度が上昇し、肝臓のこれらのmRNAレベルが有意に上昇していることを見いだした。これらのAsA欠乏による変化は、炎症時に見られる急性期応答と同様のものである。急性期には、肝臓のアポリポプロテインA-I、アルブミン、α2u-グロブリンの発現が減少することが知られており、AsA欠乏のODSラットでもこれらのmRNAレベルが低下していることを確認した。これらのAsA欠乏時での変化の機構を考える上で、急性期には炎症性サイトカインであるIL-6、IL-1の生合成が上昇して肝臓の急性期タンパク質の発現を誘導することに注目した。HPやAGPの遺伝子の上流にはこれらの炎症性サイトカインに対する応答配列が存在する。AsA欠乏のODSラットにおいて、B9細胞を用いたバイオアッセイにより血中のIL-6濃度を測定したところ、対照群に比べて有意に上昇していた。また、他の可能性として、HPやAGP遺伝子はその上流にグルココルチコイド応答配列も有していることから、AsA欠乏のODSラットにおいて血中のグルココルチコイド(コルチコステロン)濃度を測定したところ、やはり上昇が観察された。現在、血中のIL-

6濃度の上昇を引き起こしているのは、どの臓器におけるこの遺伝子の発現の上昇かについて解析を進めている。また、グルココルチコイドは副腎で産生されるため、副腎を除去したODSラットでの、AsA欠乏によるHPおよびAGPの発現の変化について解析している。補助金により購入した生物顕微鏡は、AsA摂取群とAsA欠乏群との肝臓および副腎の組織学的変化を観察するために有効に利用している。遺伝的にアスコルビン酸(ビタミンC:AsA)を生合成できないODSラットを用いて、肝臓での急性期タンパク質の発現が、AsA欠乏時に炎症時と同様に変動することを新規に見いだした。この現象は今までに報告されておらず、AsAの新たな生理機能と考えている。具体的には、体重減少が引き起こされない、初期のAsA欠乏状態において、肝臓のハプトグロビン、α1-酸性糖タンパク質遺伝子の発現は亢進し、アポリポタンパク質A-1、α2u-グロブリン、アルブミン遺伝子の発現が抑制された。これらのタンパク質は分泌タンパク質であるが、血中のこれらの濃度も、肝臓での遺伝子発現の変化と同様に変動した。この5種類のタンパク質は急性期タンパク質であり、炎症誘発時に変動する典型的なタンパク質である。そして、AsA欠乏時の変動は、炎症時の変化と一致していた。我々はこの結果から、AsA欠乏状態は、炎症状態の類似した一面があると推定している。これらの急性期タンパク質の発現の制御因子の一つとして、炎症性サイトカインとして知られるインターロイキン-6がある。上記の、AsA欠乏状態のODSラットにおいては、血中のインターロイキン-6の濃度が、正常時の510倍に上昇していた。そして、様々な組織でのインターロイキン-6mRNAレベルを測定したところ、AsA欠乏群で上昇が観察された。この結果から、AsA欠乏による急性期タンパク質の発現変動の機構の一つとして、インターロイキン-6による急性期タンパク質遺伝子の発現誘導が考えられた。しかしながら、AsA欠乏によって遺伝子発現が抑制される急性期タンパク質については、その機構を明らかにすることはできなかった。我々がこの研究を進め、結果を報告する中で、国外のグループによってヒトにおいても血中のAsA濃度と、インターロイキン-6濃度およびハプトグロビン濃度とが負に相関することを報告された。この報告より、我々がODSラットで見いだした現象は、動物種を越えて共通したAsA生理機能であると考えている。
中国における日本住血吸虫性肝疾患発症メカニズムの免疫遺伝学的解析

研究の目的日本住血吸虫症は、中国、フィリピンを中心にその侵淫地が拡がっており、主に慢性期に肝疾患を発症することにより現在でも高い死亡率をあげ、地域の経済を圧迫し続けている。住血吸虫性肝硬変は、住血吸虫感染後の最も重篤な合併症である。この発症には、門脈に寄生した成虫の産出する多数の虫卵の門脈域への沈着と、これに対する過剰なT細胞性免疫応答性が関与するとされている。現在、中国揚子江流域の江西省だけでも年間約30万人の患者が発生し、30代以上の感染経験者では、地域によってはその約半数に肝線維症が認められている。本研究では、住血吸虫症による肝線維化発症における免疫応答性の役割について検討するために、特に、T細胞性免疫応答性に遺伝的に調節していることが強く示唆されているHLA-クラスII分子の病態との間の関連を調べ、慢性の住血吸虫症の病態が遺伝的に規定されているか否かについて検討することを目的とした。2.方法上海医科大学の袁教授、江西省寄生虫病研究所の張教授と対象地の選定および方法について協議し、以下のような手順で共同研究を進めた。中国江西省玉山県の四股橋村、人口約800人を対象地区として過去に住血吸虫症の既往歴あるいは、治療歴のある患者をランダムに選択し、現地の医師と協力して検診を行ない、肝脾の超音波検査を施行し各人の住血吸虫症に特有な肝脾部の異常を調べた。さらに患者の末梢血を採取し、これより染色体DNAを抽出し、HLA-クラスII遺伝子座のアレルタイピングを行ない特有の臨床像あるいは重症度とHLAとの相関の有無について検討した。3.結果対象者はまず問診にて病歴の有無を確認し、感染の回数及び感染重症度と無関係に、過去10年以前から虫卵検査陽性または治療歴を有するものの中からランダムに244名を選択した。うち男性136名、女性108名で平均年齢は51.9才であった。超音波検査は、対象者すべてに行ない、WHOの診断基準に基づいて検討した。すなわち、肝繊維化の度合の評価は、グレード0がまったく変化を認めないのに対し、グレード1では、巣状の輝度亢進が肝実質にびまん性に見られるが明らかな住血吸虫症特有の像はまだ見られないものであり、グレード2ではいわゆる魚のうろこ状の典型的な肝実質パターンを呈する。グレード3ではグレード2よりさらに大きな輝度亢進を示し、巣状の輝度亢進部の直径が20mmをこえる。この基準に基づいて診断した結果、対象集団中には、グレード0が76名(31.1%)、グレード1が70名(28.7%)、グレード2が91名(37.3%)そしてグレード3が7名(2.9%)認められた。以上のように、各グレードのサンプル数がHLA-DRBあるいは、DQBの多型との相関の解析に必要十分な大きさであるとの判断し、HLA-DNAタイピングを施行した。HLA-DRB1およびDQB1座のアレルタイピングは第11回HLA国際ワークショップ会議の方法に従い、PCRによる特異的な遺伝子断片の増幅とこれをメンブレンに固定後のSSO_S(sequence specifi coligonucle otide probes)との反応性により判定した。その結果、HLA-DRB1座では28のアレルが集団中に存在することが、HLA-DQB1座では15のアレルが集団中に存在することが判明した。そこで各肝繊維化の程度による頻度の傾りをカイ2乗法により検定したところHLA-DQB1アレルでは各群でいずれも有意差を認めなかったのに対し、HLA-DRB1では、DRB1*1101がグレード0の肝繊維化抵抗群で、他の線維化群より有意に増加していることが明らかとなった。(x^2=11.73,補正後のp値0.002以下)。4.考察以上の結果から、感染後ほぼ同様の虫卵による暴露を受けながらもまったく肝繊維化の認められない群にHLA-DRB1*1101が有意に増加していたことから、このアレルを持つ固体が住血吸虫性肝硬変に抵抗性を有することが強く示唆された。今後さらにこのアレルを含むハプロタイプについて詳細に検討し、抵抗性との関係を免疫学的に解析してゆく予定である。

2.方法上海医科大学の袁教授、江西省寄生虫病研究所の張教授と対象地の選定および方法について協議し、以下のような手順で共同研究を進めた。中国江西省玉山県の四股橋村、人口約800人を対象地区として過去に住血吸虫症の既往歴あるいは、治療歴のある患者をランダムに選択し、現地の医師と協力して検診を行ない、肝脾の超音波検査を施行し各人の住血吸虫症に特有な肝脾部の異常を調べた。さらに患者の末梢血を採取し、これより染色体DNAを抽出し、HLA-クラスII遺伝子座のアレルタイピングを行ない特有の臨床像あるいは重症度とHLAとの相関の有無について検討した。3.結果対象者はまず問診にて病歴の有無を確認し、感染の回数及び感染重症度と無関係に、過去10年以前から虫卵検査陽性または治療歴を有するものの中からランダムに244名を選択した。うち男性136名、女性108名で平均年齢は51.9才であった。超音波検査は、対象者すべてに行ない、WHOの診断基準に基づいて検討した。すなわち、肝繊維化の度合の評価は、グレード0がまったく変化を認めないのに対し、グレード1では、巣状の輝度亢進が肝実質にびまん性に見られるが明らかな住血吸虫症特有の像はまだ見られないものであり、グレード2ではいわゆる魚のうろこ状の典型的な肝実質パターンを呈する。グレード3ではグレード2よりさらに大きな輝度亢進を示し、巣状の輝度亢進部の直径が20mmをこえる。この基準に基づいて診断した結果、対象集団中には、グレード0が76名(31.1%)、グレード1が70名(28.7%)、グレード2が91名(37.3%)そしてグレード3が7名(2.9%)認められた。以上のように、各グレードのサンプル数がHLA-DRBあるいは、DQBの多型との相関の解析に必要十分な大きさであるとの判断し、HLA-DNAタイピングを施行した。HLA-DRB1およびDQB1座のアレルタイピングは第11回HLA国際ワークショップ会議の方法に従い、PCRによる特異的な遺伝子断片の増幅とこれをメンブレンに固定後のSSO_S(sequence specifi coligonucle otide probes)との反応性により判定した。その結果、HLA-DRB1座では28のアレルが集団中に存在することが、HLA-DQB1座では15のアレルが集団中に存在することが判明した。そこで各肝繊維化の程度による頻度の傾りをカイ2乗法により検定したところHLA-DQB1アレルでは各群でいずれも有意差を認めなかったのに対し、HLA-DRB1では、DRB1*1101がグレード0の肝繊維化抵抗群で、他の線維化群より有意に増加していることが明らかとなった。(x^2=11.73,補正後のp値0.002以下)。4.考察以上の結果から、感染後ほぼ同様の虫卵による暴露を受けながらもまったく肝繊維化の認められない群にHLA-DRB1*1101が有意に増加していたことから、このアレルを持つ固体が住血吸虫性肝硬変に抵抗性を有することが強く示唆された。今後さらにこのアレルを含むハプロタイプについて詳細に検討し、抵抗性との関係を免疫学的に解析してゆく予定である。
人口動態データの多変量解析

日本国内の一年間の県間人口移動に関する、住民基本台帳人口移動報告のデータ、移動前の住所地県と移動後の住所地県による47×47のマトリックスデータを、各県同士の親近度を示すデータとみなし、これに数量化4類を適用することで、次のような知見が得られた。1番目と2番目の固有値が、著しく高いわけではないが、この固有値に対応した固有ベクトルを使って、各県を2次元の散布図で表現すると、実際の各県の日本国における地理的な位置とかなり密接に関連した配置になる。例えば、平成8年度のデータで具体例を示すと以下のようになる。1)47都道府県を全て使った場合、愛媛・香川・徳島・高知の四国地方、鳥取・島根の山陰地方、さらに福井が単独に、それそれ外れ値として原点からはずれたところに位置している。2)以上の外れ値に該当する県を除いた40都道府県に数量化4類を適用すると、石川・富山の北陸2県と秋田・山形の東北日本海側県、さらに佐賀が単独に、それぞれ外れ値として、原点から離れた位量に配置された。3)以上の外れ値該当県をさらに除外して、分析を続けると、山梨・和歌山の両県が外れ値となり、4)この両県を除外して最終的に34都道府県で分析すると、滋賀・沖縄の両県以外は、ほぼ原点を中心にした「くの字」状に配置される。このくの字上の県を、上から順にたどっていくと、九州地方、山陽地方、関西地方、中部地方、関東地方、東北太平洋側となっており、かなり正確に実際の地理上の緯度に対応している。第1ベクトルの数値で見れば、プラスが西日本、マイナスが東日本となっている。唯一の例外は、北海道であり、ほぼ茨城と同じ位置に配置されている。人口の移動面から見ると東京の周りの関東各県と同じ様相を呈している。本年度は、人口動態データの分析の試みとして以下のようなことを行った。1)各都道府県間の人口移動の観点から見た結びつきの強さを視覚化し、その結果を分析するための準備を行った。具体的には、住民基本台帳人口移動報告書に基づき47都道府県間の年間の人口移動の量(転出・転入量の和)を47×47の対称行列にして、それを都道府県間の親近行列とみなして数量化4類を適用することを試みた。これを昭和27年度から平成7年度までのデータについて分析することで、都道府県間の人口動態上の結びつきの強さがどのように変化してきたかを見ることを目標としている。現在数年分のデータについて入力と解析結果を得ているが、まだ何らかの意味ある結果をいまのところ得ていない。2)1)で考えたようなデータ解析、すなはち、個体(都道府県)がどのくらい似ているかをみる場合に、その個体に関する属性のデータ(例えば他都道府県からの転入量)からいかにして親近性をはかるかの理論的な問題がある。例えば、各都道府県(縦に並べる)について、他都道府県(横に並べる)からの転入量を調べると対角要素を除いた47×47の行列ができるが、この時A県とB県の親近性の計測は、空白を処理した47の要素からなる二つの横ベクトルがどの程度にているかをどうやってはかるかである。通常の親近性は、ユークリッド空間の点の間の距離を用いるが、今の例のような場合各都道府県の人口の大きさ等を考えねばならないので、ベクトルの向きからみた親近性のほうが重要である。その場合にどのような工夫をすれば、簡単に各個体の親近性を把握(特に視覚的に示す)できるかについて考察中である。
土壌動物による土壌炭素隔離の機構の解明

土壌食性の無脊椎動物が、土壌を食べることによって土壌構造を改変することがどのように物質循環、特に炭素循環のに影響を及ぼすかを明らかにするために、大型土壌動物のなかで落葉と土壌を大量に摂食するミミズと、ババヤスデ類(キシャヤスデ、ミドリババヤスデ)を飼育し、摂食量、糞の炭素、窒素動態、糞の物理的安定性を調べた。調査地とした八ヶ岳山麓のカラマツ林には炭素含有率が20%を越す黒色土が分布しており、土壌食のキシャヤスデが高密度に分布している。採取したヤスデ7齢幼虫を用いて、土壌を与え、実験室で4週間飼育した。ヤスデを入れなかった土壌をコントロールとして、同様に4週間飼育した。ミミズとヤスデ糞団粒は、ともに排泄直後の高い含水率を保ち、初期には高濃度のアンモニア態窒素を含んでいた。アンモニア態窒素は硝化にともないミミズ糞では減少したが、ヤスデ糞ではほぼ同じ濃度を保ち、尿酸のような不溶性の排泄物の存在が想定された。糞団粒は排泄直後から耐水性を示し、安定であったが、人為的に団粒を崩して培養しても、化学的プロセスには大きな違いがなかった。土壌微生物バイオマス、および一酸化二窒素の生成量を測定したところ、それぞれコントロールに比べて、2.3、33%増加していた。従って、ヤスデの糞団粒は微生物活性が一時的に高まっていた。一方、糞団粒の炭素含有率、およびCN比は餌とした土擦よりも高まっており、ヤスデは有機物の多い土壌の一部分を選択して摂食し、糞の炭素含有率を高めていた。一酸化二窒素の生成は、団粒の内部が嫌気的になり、微生物による脱窒が生じていることを示唆している。これらのことから、ヤスデ糞団粒では微生物活性が一時的に高まるものの、団粒内部が嫌気的になるため、その後の有機物の分解は進行せず、炭素が糞のなかに保持されると考えた。土壌食性の無脊椎生物が,土壌を食べることによって土壌構造を改変することがどのように物質循環,特に炭素循環に影響を及ぼすかを明らかにするために,まず今年度は室内実験により,物質環境の変化を測定した.調査地とした八ヶ岳山麓のカラマツ林には炭素含有率が20%を越す黒色土が分布しており,土壌食のキシャヤスデが高密度に分布している.採取したヤスデ7齢幼虫を用いて,土壌を与え,実験室で4週間飼育した.ヤスデを入れなかった土壌をコントロールとして,同様に4週間飼育した.土壌微生物バイオマス(燻蒸抽出法),窒素無機化量,および一酸化二窒素の生成量(ガスクロマトグラフィー)を測定したところ,それぞれコントロールに比べて,2.3,4,33%増加していた.また,土壌酵素であるプロテアーゼ,および微生物群集構造の指標であるPLFA(リン脂質脂肪酸)量も有意にコントロールに比べて増加していた.従って,ヤスデの糞団粒は微生物活性が一時的に高まっていた.一方,糞団粒の炭素含有率,およびCN比は餌とした土壌よりも高まっており,ヤスデは有機物の多い土壌の一部分を選択して摂食し,糞の炭素含有率を高めていた.一酸化二窒素の生成は,団粒の内部が嫌気的になり,微生物による脱窒が生じていることを示唆している.これらのことから,ヤスデ糞団粒では微生物活性が一時的に高まるものの,団粒内部が嫌気的になるため,その後の有機物の分解は進行せず,炭素が糞のなかに保持されると考えた.八ヶ岳山麓のカラマツ林で、キシャヤスデ7齢幼虫に線虫を除去した土壌を摂食させ、質のそろった糞団粒を大量に用意した。円筒容器に団粒を充填して、野外の土壌に設置した。これを糞団粒マイクロコズムと呼ぶ。設置から6ヶ月間、マイクロコズムを回収し、自活性線虫の侵入、微生物群集の変化(リン脂質脂肪酸組成,T-RFLP法)、物質代謝(窒素・リンの無機化)を調べ、ヤスデによって改変された土壌構造が土壌生物に与える影響を定量化した。ヤスデ糞団粒は、排泄直後の高い含水率を保ち、初期には高濃度のアンモニア態窒素を含んでいた。アンモニア態窒素は約1週間で、ほとんどが硝酸態窒素になったが、その後の変化はきわめて少なかった。線虫、微生物群集、リンの無機化に関しては現在解析中である。土壌を食べるキシャヤスデの糞団粒はミミズの糞団粒と同様、土壌に於ける栄養塩のホットスポットであることが明らかとなった。団粒内に炭素が保持されることをすでに明らかにしているので、単に分解を促進するだけでなく、栄養塩の放出をコントロールする機能があることがわかった。アンモニア態窒素は硝化にともないミミズ

糞では減少したが、ヤスデ糞ではほぼ同じ濃度を保ち、尿酸のような不溶性の排泄物の存在が想定された。糞団粒は排泄直後から耐水性を示し、安定であったが、人為的に団粒を崩して培養しても、化学的プロセスには大きな違いがなかった。土壌微生物バイオマス、および一酸化二窒素の生成量を測定したところ、それぞれコントロールに比べて、2.3、33%増加していた。従って、ヤスデの糞団粒は微生物活性が一時的に高まっていた。一方、糞団粒の炭素含有率、およびCN比は餌とした土擦よりも高まっており、ヤスデは有機物の多い土壌の一部分を選択して摂食し、糞の炭素含有率を高めていた。一酸化二窒素の生成は、団粒の内部が嫌気的になり、微生物による脱窒が生じていることを示唆している。これらのことから、ヤスデ糞団粒では微生物活性が一時的に高まるものの、団粒内部が嫌気的になるため、その後の有機物の分解は進行せず、炭素が糞のなかに保持されると考えた。