hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波を付与したナノ強化材分散融液の凝固による機能性複合材料の開発

超音波定在波を伴うナノ強化材分散懸濁融液の凝固を追究して,母材中にナノ強化材が周期配列した異方性の強い複合材料の製造法を提示した.従来の製造法では困難であったナノミクロ構造とバルク形状の同時固定が,本手法によって実現できる可能性があることを明らかにし,凝固過程における超音波定在波の特性,懸濁粒子のミクロ挙動と動的凝固の関連性など,本手法を実際の材料製造へと発展させるための基礎的知見を得た.超音波定在波を伴うナノ強化材分散懸濁融液の凝固を追究して,母材中にナノ強化材が周期配列した異方性の強い複合材料の製造法を提示した.従来の製造法では困難であったナノミクロ構造とバルク形状の同時固定が,本手法によって実現できる可能性があることを明らかにし,凝固過程における超音波定在波の特性,懸濁粒子のミクロ挙動と動的凝固の関連性など,本手法を実際の材料製造へと発展させるための基礎的知見を得た.本研究は,超音波の定在波を利用して母材中にナノ粒子あるいはナノ繊維が周期的に分散配列した異方性の強い機能複合材料の製造法を開発することを目的としたものである.計画の初年度である本年度は具体的な材料開発のための調査研究と基礎実験を中心に行い,以下の成果を得た.(1)複合材料として顕著な機能を発現させるため,母材として低融点で小粘性係数の6Nylon樹脂とSn系合金を,強化材としてガラス繊維,アルミナ粒子等を選択し,それらの基礎物性を調査した.超音波定在波による音響放射圧を利用して複合組織のパターン形成を目論む本手法において,特に材料融液の音速に関するデータは不可欠となる.高温融液の音速測定法を確立し,試料融液の音速の温度依存性に関する基礎データを得た.(2)試料融液や超音波ホーン素材等の音速分布を考慮して,効率良く音響エネルギーを伝播させるための超音波の投入方法を明らかとし,それを踏まえて複合材料の形成に有効となる金型設計を行い,金型,加熱・冷却系,超音波制御系,測定系からなる射出成形システムを構築した.(3)超音波定在波中に浮遊する微粒子の運動に対して力学モデルを展開し,音圧振幅,周波数,母材と混入物の諸物性等の操作条件と混入微粒子の配列構造,分布状態との関係について解析した.比較的大きな音速をもつ金属質に対しては,比較的大きな音圧振幅によって重力下での微粒子配列化が可能になることが明らかとなった.強化材懸濁液に超音波を付与することにより,母材にナノ粒子あるいはナノ繊維が周期的に配列した異方性の強い機能複合材料を開発することを目的に,母材として水,6Nylon, Bi-Sn合金を,強化材としてアルミナ粒子,シリカ粒子,ガラス繊維を供試した実験を行い,以下の結果を得た.(1)融体中に定在波を共鳴させるために対象試料の超音波音速の把握が不可欠となる.超音波送受振子として圧電素子を用いた簡単な音速計測装置を組み上げ,高温融液状態を含む凝固中のBi-Sn合金とPb-Sn合金の音速変化が,組成比,温度場,相平衡状態図との関連性のもとで明らかとされた.(2)樹脂と合金試料を供試し,射出形成中の小型試験片(JIS K7113号型)の評点間局部に超音波定在波を投入した実験を行い,光学顕微鏡を用いて凝固後の試料断面を観察した.観察像からは超音波の周期に対応した混入繊維・微粒子の規則性は確認されなかった.樹脂母材の粘性や繊維濃度の影響が主たる要因と考えられるが,それらの問題を解決すべく音響エネルギと投射時間の強化について検討した.また,合金母材にアルミナ微粒子,シリカ微粒子を混合させる場合には素材の濡れ性や表面張力の影響に対して工夫が必要であることが明らかにされた.(3)電気二重層力,van der Waals力,粘性抵抗力などの界面近傍に生じる力を考慮し,ナノ強化材を含んだ融液の結晶成長メカニズムが示された.これら界面現象が,音響場によって形成された配列層の固定に関与しており,粒子径や凝固速度に密接に関係していることが明らかとなった.母材にナノ粒子・ナノ繊維が周期的に配列した異方性の強い機能複合材料開発を目的に,強化材懸濁液に超音波を付与した凝固実験と実験結果を踏まえた分析を行い,以下の結果を得た.(1)実用化に対する基礎を得るため,母材として水を,強化材としてアルミナ粒子,シリカ粒子を供試した凝固プロセスのその場観察を行った.定在超音波の付与により,音響放射圧を受けた懸濁液中の微粒子は発振面と平行に一定間隔を持った縞状の配列構造を形成し,その間隔は発振周波数の増加に従って小さく緻密なものとなった.しかし,一定時間の経過によって,微粒子の凝集,沈殿が開始し,温度差による対流効果とともに微粒子配列構造の崩壊が生じた.時系列的に生じるこれらの現象を考慮して,効果的な懸濁溶湯の注入や超音波の投入,適切な冷却操作の時機などの操作条件が明らかとなった.(2)強化材としてアルミナ粒子を懸濁させたBi-Sn共晶合金を供試した実験を行った.懸濁融液の準備は,粉体素材の混合融解によって達成された.粒子は母材内に均一分散したが,超音波周期に対応した混入微粒子の規則性は確認されなかった.

実用材料を製造するには,懸濁溶融液の粘性と超音波強度の点で改善が必要であることがわかった.(3)凝固プロセスは,自由成長(非平衡凝固過程),平衡凝固過程からなり,自由成長の段階では,複数の樹脂状結晶によって凝固進行することから,間隙融液に懸濁質が取り込まれ,微粒子配列は部分的に凝固固定された.平衡凝固においては平らな界面のもとで凝固が進行するため微粒子配列の固定が広範囲に実現する可能があることが明らかとなった.
ブルーバード映画の再考：フェミニズムと比較映画史の観点から

本研究は、無声映画時代アメリカにおいて活動した映画会社ブルーバード社を、フェミニズムと比較映画史の観点を取り入れて再評価し、映画史における同社の位置付けを明らかにするものである。ブルーバード社は当時日本において圧倒的な支持を集め、日本の映画製作に大きな影響を与えた。一方本国アメリカ映画史の中では忘れられた小さな映画会社であった。しかし、近年欧米を中心にフェミニズム的な映画史再考の動きが高まりを見せる中で、アメリカにおいてもブルーバード社の女性監督の在籍率の高さに注目が集まりつつある。本研究は様々な観点から注目が集まるブルーバード社を体系的かつ客観的に再評価することを目指す。
フォトリフラクティブ高分子を基盤としたホログラム記録材料の創製

多官能開始剤を用いた原子移動ラジカル重合(ATRP)法により、極性π共役系(D-π-A)部位と光導電性部位を有する星型高分子を合成し、その液晶性評価を行なった。各高分子鎖の長さおよびその分子量分布を算出するため、中心部分が選択的に切断される星型高分子の新規合成も行なった。ほぼ同程度の分子量の直鎖状高分子と3本鎖星型高分子を比較したところ、分岐構造の導入により液晶相-等方相相転移温度の低下が観察された。フォトリフラクティブ効果とは、干渉光照射により電荷生成・電荷移動が起こり、その結果誘起された内部電界によって屈折率格子が形成される現象である。本研究では、フォトリフラクティブ効果を利用して記録するホログラム記録材料の開発を目的としている。ホログラムは、完全な三次元画像記録や高密度記録が可能であることから注目を集めている。本研究の特徴は、高分子鎖が分岐しているグラフト高分子を用いる点である。ある一点から複数の高分子鎖が伸びている星型高分子では、粘性低下・低分子との相溶性向上・効率的な分子配向変化より、記録の高速化および高い回折効率が期待できる。星型高分子などのグラフト高分子を用いたフォトリフラクティブ材料は、これまでに報告されておらず、従来なし得なかったような高速応答かつ記録の保持力を示す高分子材料を開発できる可能性がある,そこで本年度は、線状高分子においてフォトリフラクティブ効果が発現することが報告されているD-π-Aモノマー(電子供与基Dと電子吸引基Aが結合したπ電子共役部位を有する色素)と光導電性モノマーを大量合成し、様々な星型高分子を精密合成法である原子移動ラジカル重合(ATRP)法により合成した。具体的には、ハロゲン化アルキルを1,2,3,4つ有する化合物を開始剤に用い、分岐度の異なる星型高分子を合成した。D-π-Aモノマーもしくは光導電性モノマーの星型単一高分子、さらに、D-π-Aと光導電性化合物の三本鎖星型ブロック共重合体の精密合成に成功した。本研究では、フォトリフラクティブ効果によって記録するホログラム材料の創製を目指し、極性π共役系(D-π-A)部位と光導電性部位を有するグラフト高分子の合成を目的とした。D-π-Aモノマーとしてシアノビフェニルメタクリレート、光導電性モノマーとしてジフェニルヒドラジンメタクリレートを用い、ATRP法により三本鎖星型高分子の合成を行った。合成した三本鎖星型高分子を用いて液晶相ー等方相相転移温度への分岐構造の影響について調べた。相転移温度が分子量に依存することから、分子量がほぼ等しい直鎖状高分子と三本鎖星型高分子の比較を行なったところ、星型高分子の相転移温度は直鎖高分子より明らかに低下することがわかった。さらに、中心(分岐点周辺)部分にシアノビフェニルブロック、外側にDPHブロックを有する星型高分子において、シアノビフェニルおよびDPHの単一重合体では現れない相転移ピークが観察され、今後の研究課題を見出すことができた。一方、本研究のように多官能開始剤を用いてATRP法により高分子鎖を成長させる方法では、分岐構造の有無、分岐数の確認、各々の高分子鎖の長さやその分子量分布を見積もることが難しい。そこで、中心部分で選択的に分解される星型高分子を新規合成し、分解前後の各高分子鎖長および分子量分布を調べた。星型高分子は、塩基で分解する可能性のあるスルホニル基を分岐点近傍に導入した。GPC測定の結果、塩基添加後unimodalなピークを示す高分子が得られ、反応前後で分子量分布はほとんど変化しないことが分かった。反応後のMnは、スルホニル基で高分子の切断が生じると仮定し算出した理論Mnに近い値であった。したがって、星型高分子は塩基添加により分岐のない直鎖状高分子に切断されていると判断した。これらの結果から、星型高分子を構成する高分子鎖の分子量および分子量分布は均一であることがわかった。当該年度の研究実施計画では、D-π-Aおよび光導電性モノマーの大量合成、およびATRP法による星型高分子の合成であった。分岐数の異なる星型単一高分子およびブロック共重合体を合成できていることから、本研究は概ね順調に進展しているといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後、フィルムを作製しフォトリフラクティブ効果の評価を行う。現段階で得られているD-π-A単一重合体と光導電性単一重合体を混合しフィルムを作製したが、相分離により白濁し、透明なフィルムを得ることはできなかった。そこで、様々な混合比のD-π-Aモノマーと光導電性モノマーの共重合体を中心に検討を行い、光散乱の小さいフィルムの作製を目指す。透明なフィルムが作製できたら光導電率の測定、およびフォトリフラクティブ特性の評価を行う。フォトリフラクティブ特性は、二光波結合法と縮退四光波結合法により評価する。
HIVゲノムの新しい翻訳機構と新HIV遺伝子群の研究

HIVの発現は、Gag-Polフレームシフト機構により翻訳レベルで厳密に制御され、その効率のわずかなくるいがウィルス増殖の顕著な低下をもたらす。そのためフレームシフト抑制剤の発見は有効な抗エイズ医薬品の開発につながるものと期待される。さらに、HIVゲノムに、あらたなフレームシフトやセレノシステインへの解読によって、未同定の遺伝子が4種類コードされる可能性が理論的に指摘されている。我々はこれらHIVゲノムの翻訳機構に照準をあわせて、次のような研究を実施し関連する知見を得た。1.コンピューター予測された新規フレームシフトHIV-1産物をエイズ患者血清を利用して検証する目的で、予測される複数の合成ペプチドを作成し、それらに対する血清交差検定を行っている。2.プロテアーゼ領域に予測された新規HIV-1産物を、大腸菌でインフレームの組換え蛋白質として作成し機能解析を行っている。
ヒトの主要組織適合抗原はループス腎炎の組織型を規定する因子になるかどうか?

【背景】全身性エリテマトーデス(SLE)は家族発生例や一卵性双子児における発症率がニ卵生双子児のそれと比較して高いことが報告されており、遺伝要因の関与が考えられる。HLAはヒトの免疫応答を遺伝的に決定する重要な遺伝子であり、遺伝的多型を示す。SLEとHLAとの相関については、既に白人や黒人ではHLA-B8,DR2,DR3との相関が報告されているが、日本人についてもDR2との相関が報告され、遺伝子レベルの解析では、DRB1^*1501-DQA1^*0102-DQB1^*0602との相関が報告されているが、相対危険度は23程度であり、強い相関はない。一方SLEは諸臓器に病変がおよぶが、特に腎臓はループス腎炎として高率に発症する。特に腎不全になるとSLEの生命予後を決める重要な因子であり、尿所見、腎機能低下が存在する場合は腎生検を行い、病理組織所見により、治療方針や予後を判定する。現在病理所見はWHOにより大きく分けてI型からVI型まで分離される。各型で予後は異なり、また治療や進行度により各型へ移行するのが特徴である。V型は他の型よりも蛋白尿が多く、ネフローゼ症候群をともなうことが多く、治療に抵抗するが、II,III,IV,VI型よりも腎の予後は良い。しかも他型への降行は少ない。このように糸球体基底膜を中心に免疫複合体が沈着するV型と、メサンギウムを中心に沈着するII,III,IV,VI型と発症要因や宿主の背景が異なることが考えられる。【目的】ループス腎炎はWHOの組織型でみると主にメサンギウム領域に免疫複合体が沈着するII,III,IV型と主に基底膜上皮下に沈着するV型がある。各型により病態や予後が異なり、宿主要因の関与が示唆されるため、HLA抗原頻度を各組織型で比較した。【対象と方法】SLEの診断基準を満たし、腎生検を行った57例を対象にWHO組織分類を行い、II,III,IV型をM群、V型をG群とし、HLAを決定した。正常対照者(C群)として第11回国際組織適合性学会の日本人データ898名を使用し、HLA抗原頻度を求め、χ^2検定を行った。【結論】V型(膜性)のループス腎炎はDR15と強く相関し、他の型と遺伝的背景が異なることが示唆された。この結果は第38回日本腎臓学会総会で報告した。
「イメージ」と「言葉」を自在に行き来できる鑑賞リテラシーの育成に関する研究

第3学年,及び第5・6学年を対象に,次のような内容でアートゲームを通してイメージを言語化する活動を含んだ鑑賞プログラムを実施した。(1)第3,5,6学年...複数の西洋画を鑑賞して鑑賞句(五・七・五)に表す(2)第5,6学年...複数の日本画を鑑賞して鑑賞文を書く(学芸員あるいは作家の視点で)この他に,教育実習生の授業研究として第6学年の対話型鑑賞(鑑賞文),複式低及び中学年を対象として(1)と同様のプログラムを実施(講師に依頼)することによって,全学年児童の鑑賞句,もしくは鑑賞文を入手することができた。これらを文節毎に細分化し,次のような評価基準(ルーブリック)に基づいてそこに含まれる造形的な要素に関する気づきの量的,質的な分析を行った。I:理由を伴わない漢然とした感覚,作品の世界から離れた空想II:色や形,モチーフや場所など,画面に描かれた客観的事実の羅列III:画面に描かれた客観的事実を根拠とする気づきや思い,比喩表現などIV:客観的事実を総合,対比させて生まれた気づきや思いV:色使いや描き方,構図や技法など,造形要素に関する気づきや主題に対する自分なりの解釈その結果,主観的な鑑賞から客観的な鑑賞へと向かう,視覚的イメージの言語化における学年の発達段階に応じた傾向をある程度把握することができたのは大きな成果であった。今後は,本研究に対する第三者的評価を蓄積しながらさらに実践を重ね,鑑賞リテラシーの発達を見取るためのルーブリック評価の確率を目指したい。また,今回取り組むことのできなかった中学校生徒を対象とした鑑賞プログラムを実施し,小・中9年間において育成すべき鑑賞リテラシーを具体化していきたい。
低温におけるイオン-分子放射性結合反応の研究

研究実施計画の線に沿って、イオン-分子反応の中間状態を観測する試みを種々の方法で進めた。反応イオンをできるだけ高濃度につくるためのデュオプラズマトロン型イオン源及びコルトロン型イオン源、生成したイオンを反応点に最大限に収束させるためのイオンレンズ、高効率集光系、及び高感度低ノイズ光検知器を設計・製作し既存のアルミニウム製真空槽に装着した。各部分の性能テストを行い、それぞれ満足に働くことが確認された。ついで、中間状態の検出の可能性を示す系を探るため、TESICO法(しきい光電子と反応生成物の時間相間を利用した測定法)による内部状態選択イオン-分子反応及び放電フロー法による振動励起イオンの脱活性反応の研究を行った。前者では酸素分子イオンとメタンの反応及びエチレンイオンとエチレンの反応をイオンの振動状態を選択して調べた。酸素イオンとメタンの系では、振動エネルギーの増加と共に発熱のチャネルであるCH_3O_2^+の生成がまず促進され、さらに振動エネルギーが上ると二つの吸熱チャネル(CH_3^+及びCH_4^+の生成)が促進されてくることがわかった。これらの結果の総合的解析から、この系は中間に二つ以上の異った構造をもつ複合体をつくって進み、その複合体の寿命がかなり長いこと、したがって、レーザー誘起けい光法による中間状態の検出が可能であることがわかった。エチレンの系では、二通りのモードの振動量子を別々に励起した測定から、これらモードの間に反応に及ぼす効果の差異があることが見いだされた。これも中間に寿命の長い中間複合体が存在することを示している。これらの系を対象に、レーザー誘起けい光法、レーザー照射によるイオン強度変動法による研究を行った。
血管内皮細胞における流れずり応力の感知と生理機能解析に関する研究

P2X4のノックアウトマウスの作製と生理的・病理的意義の解析を以下の順に行った。1)ES細胞への遺伝子導入と相同組替え体の解析ターゲティングベクターをES細胞(TT2)にエレクトロポレーションにより遺伝子導入し、更にG418により遺伝子導入された細胞を選別した。クローン細胞の中からゲノムDNAを抽出し、サザンブロッティングにより相同組替えしたクローン細胞を選別し、5クローンの相同組み替え体を得た。2)キメラマウスの作製ターゲティングベクターを相同組替えしたES細胞のクローンをマウスの初期胚に導入し、得られた胚盤胞を擬妊娠ICRマウスに移植し、キメラマウスを作製した。他のICRマウスと交配させ、ジャームラインに乗っているキメラマウスを選別した。3)ホモ遺伝子欠損マウスの作製キメラマウスとC57/B6を交配させ、生まれたマウスのゲノムをサザンブロッティングにより解析し、ヘテロマウスを選別した。ヘテロマウスの雄と雌を交配させ、ホモ遺伝子欠損、ヘテロ遺伝子欠損、そして野生型マウスを得た。4)表現型の解析得られたマウスの組織・器官の表現型の違いを観察した。テールカフ方及び動脈挿管の直接測定による血圧の測定を行った所、ホモ遺伝子欠損マウスの血圧は収縮期血圧が有意に上昇した。これはCa^<2+>チャネルであるP2X4レセプター遺伝子が欠損した事により、NOによる血管拡張が起きにくくなったためと考えられる。また、in vivoにおける循環器系の観察及び、マウスから単離・培養した血管内皮細胞を用いたin vitroの実験系でP2X4を欠損させたことによる生理的・病理的な意義を検討した。ノックアウトマウス作製によるP2X4の血管における生理的な機能解析1)P2X4ゲノムDNAのクローニングマウスのゲノムライブラリー(C57Black/6)からP2X4のゲノム遺伝子をクローニングする為にP2X4の配列のうち、P2Xプリノセプターの他のサブタイプとホモロジーのない約8001000bpsの配列をPCRにより作成し、RI標識したプローブとしてハイブリダイゼーションに用い、exon112までの全てのexon領域を含む約17kbpのP2X4のゲノムDNAをクローニングした。2)ターゲティングベクターの構築クローニングされたゲノムDNAの遺伝子配列をDNA sequencerで決定し、制限酵素地図を作成した。P2X4のexon領域のうち、機能ドメインであるATP結合部位に相当するexon3exon5の部分を欠損させることを目的に、exon2とexon3の間にloxP-neo-loxP配列を組み込み、exon5とexon6の間にloxP配列を組み込んだターゲティングベクターをサブクローニングを繰り返すことにより構築した。これによりマウスにCreを発現させるとexon1と2(膜貫通領域)以降はP2X4をコードする遺伝子が欠損することが期待される。3)ES細胞への遺伝子導入と相同組替え体の解析ターゲティングベクターをES細胞にエレクトロポレーションにより遺伝子導入し、更にG418により遺伝子導入された細胞を選別した。マウス初期胚へ相同組換えしたES細胞を導入した。得られた杯盤胞を擬妊娠雌ICRマウスに移植し、キメラマウスを作製し、現在約10匹得られている。現在、他のICRマウスと交配させ、ホモ遺伝子欠損マウスを作製中である。
リズムミュータントマウスを用いた体内時計2振動体モデルの分子生物学的検証

近交系マウスの一つであるCS系は,行動のサーカディアンリズムに他系統にはない特徴を示す.本研究課題では,CS系の体内時計機構における変異を調べることにより,哺乳類体内時計の複数振動体仮説を検証する目的から実験を行い,以下の結果を得た.1.CS系の行動のサーカディアンリズムの恒常暗条件(DD)での特徴を詳細に調べた.それにより(1)フリーランリズムの周期が不安定,(2)自発的なリズムスプリッティング(リズム分割)を示す結果を得た.この結果からCS系の体内時計は,周期の異なる2振動体から構成され,振動体間の共役関係に変異がある可能性が示唆された.2.CS系スプリッティングリズムの光反応性を調べた.その結果,分割した2つのリズムコンポーネントが異なる光位相反応を示した.このことからCS系の2振動体は異なる光位相反応性をもち,この違いにより体内時計の明暗同調が調節されることが考えられた.3.CS系リズムスプリッティングが体内時計2振動体を示していることを確かめるために,スプリッティング時の視交叉上核(SCN,哺乳類の体内時計)の時計遺伝子(mPer1,BMAL1,Clock)発現リズムを調べた.その結果,行動リズムのスプリッティング(二峰性パターン)にも関わらず,SCNの時計遺伝子発現リズムは一峰性であった.しかしSCN以外の脳部位(大脳皮質)でのmPer1発現リズムは,行動リズムと一致した二峰性であった.このことからCS系のリズム変異は,SCNのこれらの時計遺伝子にはなく,むしろSCN振動体からの出力系にある可能性が示唆された.4.現在,SCNの他の時計遺伝子(mPer2,mPer3)レべルおよび時計制御遺伝子(AVP)レべルのスプリッティングへの関与を確かめるために,スプリッティング時のこれらのリズムを調べている.近交系マウスの一つであるCS系は,行動のサーカディアンリズムに他系統にはない特徴を示す.本研究課題では,CS系の体内時計機構における変異を調べることにより,哺乳類体内時計の複数振動体仮説を検証する目的から実験を行い,以下の結果を得た.1.CS系の行動のサーカディアンリズムの恒常暗条件(DD)での特徴を詳細に調べた.それにより(1)フリーランリズムの周期が不安定,(2)自発的なリズムスプリッティング(リズム分割)を示す結果を得た.この結果からCS系の体内時計は,周期の異なる2振動体から構成され,振動体間の共役関係に変異がある可能性が示唆された.2.CS系スプリッティングリズムの光反応性を調べた.その結果,分割した2つのリズムコンポーネントが異なる光位相反応を示した.このことからCS系の2振動体は異なる光位相反応性をもち,この違いにより体内時計の明暗同調が調節されることが考えられた.3.CS系リズムスプリッティングが体内時計2振動体を示していることを確かめるために,スプリッティング時の視交叉上核(SCN,哺乳類の体内時計)の時計遺伝子(mPer1,BMAL1,Clock)発現リズムを調べた.その結果,行動リズムのスプリッティング(二峰性パターン)にも関わらず,SCNの時計遺伝子発現リズムは一峰性であった.しかしSCN以外の脳部位(大脳皮質)でのmPer1発現リズムは,行動リズムと一致した二峰性であった.このことからCS系のリズム変異は,SCNのこれらの時計遺伝子にはなく,むしろSCN振動体からの出力系にある可能性が示唆された.4.現在,SCNの他の時計遺伝子(mPer2,mPer3)レべルおよび時計制御遺伝子(AVP)レべルのスプリッティングへの関与を確かめるために,スプリッティング時のこれらのリズムを調べている.【目的】リズムミュータントマウスとしてのCS系は特異なサーカディアンリズムを行動上に示す(恒暗条件でのリズム分割など).この特徴からCS系は体内時計に変異を持つことが考えられる.今回,その変異の分子レベルでの検証を目的として,時計関連遺伝子であるmPerl,ClockおよびBMALl遺伝子のCS系視交叉上核(SCN,哺乳類の体内時計)における発現と行動リズムパターンの関連性を検討した.【方法】CS系の回転輪活動のフリーランリズムを恒暗条件下で記録し,リズム分割を示す個体(split群)と示さない個体(non-split群)に分けた.リズムの6位相でマウスを断頭し,SCNでの.mPerl,Clock,BMALl mRNA発現をin situ hybridization法により確かめた.コントロール群として,リズム分割を示さないC57BL/6J系マウス(B6)で同様に行った.【結果と考察】CS系non-split群およびB6系では,SCNのmPerl mRNAは主観的昼に,ClockおよびBMALl mRNAは主観的夜にピークをもつ一峰性のリズムが見られた.これらの結果は行動リズムの一峰性パターンと一致していた.しかしCS系split群では,行動リズムが明確な二峰性パターンを示しているにも関わらず,mPerl,Clock,BMALlすべてのmRNA発現パターンは,non-split群,B6系と同じ一峰性であった.これらの結果から,CS系マウスの行動リズム異常の原因は,SCNのサーカディアン振動体の変異によるものではなく,SCNから振動情報を行動系へ伝える出力系にある可能性が示唆された.このことからCS系は,これまで研究対象とされることの少なかった振動体からの出力系を理解する上で有効なモデルマウスとなると考えられる.

CS系マウスは,恒常暗条件(DD)下で行動のフリーランリズムが2分割するリズムスプリッティングを自発的に示す.このことからCS系は,体内時計の2振動体間のカップリングが弱いミュータントである可能性が考えられている.前年度において,CS系のスプリッティングが体内時計である視交叉上核(SCN)の時計遺伝子(mPer1,BMAL1,Clock)発現リズムとは関連がないことを確かめた.そこで,今年度は,SCN以外の脳部位における時計遺伝子リズムが,スプリッティングリズムに関与するかを調べるために,CS系スプリッティング時の大脳皮質(cingulate cortexとpiriform cortex)における時計遺伝子(mPer1,BMAL1,Clock)の発現リズムを調べ,行動リズムパターンと比較した.DDでCS系の回転輪活動のフリーランリズムを記録し,リズムスプリッティングすることを確かめる.時計遺伝子発現は行動リズムの6位相でマウスを断頭し,大脳皮質におけるmPer1,BMAL1,Clock mRNA量をin situ hybridization法により計測した.その結果,大脳皮質の2領域で,これらの時計遺伝子は発現していたが,BMAL1とClockにはリズムがなかった.mPer1 mRNAは,サーカディアンリズムを示し,そのパターンは行動リズムの2つの活動期にそれぞれのピークを持つ二峰性であった.これらの結果から,CS系の行動リズム異常は,SCN振動体のmPer1,BMAL1,Clock遺伝子とは関係がなく,むしろSCN振動体からのリズム出力系に原因がある可能性が考えられた.一つの仮説として,SCNの主振動体とその下位に存在する従属振動体との間のカップリング,または従属振動体間のカップリング関係に異常がある可能性が考えられた.
昆虫病原性微生物の休眠生合成遺伝子活性化による新規創薬シーズの創出

本研究では,探索資源に用いる微生物種(糸状菌および細菌)に応じた二次代謝活性化法を確立し,従来の培養方法では生産が誘導されない新規性の高い構造や薬理活性を有する多様な天然物の取得を目指した.様々な糸状菌に対して、化学変異源処理を行いランダムに変異を導入することでハイグロマイシンB耐性株について二次代謝物の生産性を評価した.その結果,ハイグロマイシンB耐性株を利用する新しい二次代謝活性化法の確立に成功した.さらに,ハイグロマイシンB耐性株を用いる手法とケミカルエピジェネティクスを利用して,様々な昆虫病原性糸状菌や内生糸状菌から新規二次代謝物の獲得に成功した.特異な生活環(感染,寄生,増殖,殺虫など)の中で多様な生物活性物質を利用している可能性があり,薬理活性天然物取得の良い資源と期待される.しかし,これらの生物活性物質が,宿主との生物間相互作用の中で生産されるのであれば,従来の培養方法では生産が誘導されない可能性がある.本研究では,微生物種(真菌もしくはバクテリア)に応じた二次代謝活性化法を導入し最適化することで,新規性の高い構造や薬理活性を有する多様な天然物の取得を目指して行っている.真菌である昆虫寄生糸状菌については,HDAC阻害剤を用いるケミカルエピジェネティクスにより,通常培養では生産されない二次代謝物の探索を行っており,現在数種の菌種について好条件を見出しており,現在生産が誘導された二次代謝物の特定を行っている.さらに,ケミカルエピジェネティクス同様,幅広い糸状菌に適応できる汎用性の高い二次代謝活性化法の開発に取り組んでいる.具体的には,化学変異原によるランダム突然変異の誘発とリボソーム標的型抗生物質に対する耐性化を指標とした選抜を組み合わせることで,効率良く休眠型二次代謝物生産株を作成できることを見出しており,条件などの最適化や適応範囲について検討している.バクテリアについては,ショウジョウバエに感染する病原性細菌であるPseudomonas entomophilaを対象とし,ストレプトマイシン耐性化を利用するリボゾーム工学を用いて二次代謝活性化を目指して条件の最適化を行っている.これまでに,ストレプトマイシン耐性株を取得しており,二次代謝物の生産性が野生株と異なる変異株を見出している.昆虫病原性糸状菌の休眠型二次代謝物を取得するために、新たに、二次代謝活性化剤として利用可能な低分子の探索を行った。糸状菌の形態変化と二次代謝物の生産が密接に関わっていることを考慮して、菌糸の形態や生育に影響を与えることが予想される化合物群に絞り込んで探索を行った。まず、糸状菌の生育を阻害する化合物について調査した。リボソーム標的薬であるハイグロマイシンでは比較的多くの菌において、二次代謝物の生産を活性化する傾向にあった。一方、過酸化水素や抗真菌薬であるミコナゾールでは二次代謝の活性化は見られなかった。次に植物ホルモンについて検討を行った。植物ホルモンの中には酵母など真菌の形態に影響を与えることが報告されているものもあり、また、糸状菌の中には植物ホルモンを生合成するものも存在するなど、糸状菌と植物ホルモンは密接な関わりを持っているので、何らかの影響を及ぼすことが期待された。その結果、いくつかの菌である特定の植物ホルモンが二次代謝の生産を活性化していることを見いだした。一般性は確認できていないものの、新たな糸状菌二次代謝活性化剤になり得る可能性がある。今後、より詳細な検討を進めることで、多様な休眠型二次代謝物の獲得を可能にする活性化剤として用いることができるか検討する予定である。今回、ハイグロマイシンと植物ホルモンの一種に二次代謝活性化能を見いだした。それぞれ標的分子が異なり活性化メカニズムも異なる可能性が高いため、既に確立された二次代謝活性化剤であるヒストン脱アセチル化酵素阻害剤HDACを加え、それぞれ相補的に用いることができると期待される。すなわち、本研究で見い出し化合物が汎用性の高い二次代謝活性化剤となれば、休眠遺伝子をより効率よく活性化でき、多様な新規天然物の獲得に繋がることが期待される。これまで、糸状菌の二次代謝活性化剤として有望なものはHDAC阻害剤以外には見つかっていないことからも、本研究において、その候補物質が二つ見つかったというのは、大きな進展と言える。本研究では,探索資源に用いる微生物種(真菌および細菌)に応じた二次代謝活性化法を導入し最適化することで,従来の培養方法では生産が誘導されない新規性の高い構造や薬理活性を有する多様な天然物の取得を目指した.探索源として、特に昆虫病原性微生物(糸状菌とPseudomonas属菌)および昆虫内生糸状菌を用いた。糸状菌(真菌)の二次代謝活性化法として、原核生物の二次代謝活性化法であるリボゾーム工学を応用した新しい方法の開発を試みた。リボゾーム工学を参考にし、数十種の糸状菌について、化学変異源処理を用いるランダム変異導入により、真核生物のリボソーム標的薬剤であるハイグロマイシンB耐性株を作成し、二次代謝物の生産性を評価した。その結果、耐性株の作成に成功した菌種のほとんどで、二次代謝物の生産が顕著に活性化されていた。変異源処理や耐性選抜の方法を詳細に検討することで、ハイグロマイシンB耐性株を用いる新たな二次代謝活性化法を確立した。なお、詳細な活性化機構については現在研究を進めている。

続いて、最適化済みのケミカルエピジェネティクスとハイグロマイシンB耐性株を利用する2つの二次代謝活性化法を、昆虫病原性糸状菌および節足動物から分離した内生糸状菌を中心に適応し、新規天然物の探索を行った。その結果、数種の糸状菌から新規天然物の獲得に成功した。原核生物に関しては、数種の昆虫病原性微生物に対してリボゾーム工学の適応を行い、二次代謝物の生産の活性化を確認した。しかし、現在のところ新規化合物の取得には至っていない。また、クオラムセンシングに関わる遺伝子発現制御システムの利用に関しては、現在予備的な検討に留まっており、さらなる検討が必要である。本研究では、期間内に、糸状菌に関しては新しい活性化法の確立およびそれを用いた新規天然物の獲得を達成することができ、天然物探索研究の発展に貢献することができた。本研究では,探索資源に用いる微生物種(糸状菌および細菌)に応じた二次代謝活性化法を確立し,従来の培養方法では生産が誘導されない新規性の高い構造や薬理活性を有する多様な天然物の取得を目指した.様々な糸状菌に対して、化学変異源処理を行いランダムに変異を導入することでハイグロマイシンB耐性株について二次代謝物の生産性を評価した.その結果,ハイグロマイシンB耐性株を利用する新しい二次代謝活性化法の確立に成功した.さらに,ハイグロマイシンB耐性株を用いる手法とケミカルエピジェネティクスを利用して,様々な昆虫病原性糸状菌や内生糸状菌から新規二次代謝物の獲得に成功した.数種の二次代謝活性化法を用いることで,真菌およびバクテリアの双方で、通常培養条件下ではみられない二次代謝物の生産が誘導できることを見出しており,新規物質の発見が期待される.また,真核生物である糸状菌の新たな二次代謝活性化法の開発に繋がる知見を得ており,最適化後,様々な糸状菌に適応すれば,より多様な新規天然物の取得に繋がることが期待される.これまで、新しい休眠遺伝子由来の二次代謝物の生産を活性化する方法について、いくつか新しい方法の開発を行ってきた。今後は、これまでの知見をもとに、昆虫病原性糸状菌の休眠型二次代謝物を網羅的に探索し、多様な新規天然物の獲得を目指す。一つの菌に対して、3つの活性化剤条件、リボソーム標的薬剤耐性化など、複数の二次代謝活性化法を適応し、それぞれ生産が活性化された二次代謝物の取得を目指す。また、昆虫病原性糸状菌に加え、多様で特色のある天然物を獲得するために、昆虫内生糸状菌にも生物材料を拡大する。そのために、昆虫内生糸状菌の収集も行う必要がある。それらについても同様に複数の活性化法を駆使してユニークな新規天然物の獲得を目指す。得られた新規物質については、抗ウィルス活性など感染症治療薬のシーズの探索を行う予定である。天然物化学ケミカルエピジェネティクスが糸状菌二次代謝物を活性化するのに有効であることをこれまでに見出している.そこで,新規二次代謝物の探索には昆虫寄生糸状菌を中心に網羅的な探索を行っていく.また,糸状菌二次代謝を活性化する新たな手法の確立を目指して,最適な条件の検討を進める.バクテリアに関しては,未だどの様な化合物を二次代謝物を生産するか明らかにされていない生合成遺伝子を多く有するPseudomonas entomophilaに特化して,リボゾーム工学の適応や化学物質添加培養により休眠型二次代謝物の取得を目指す.二次代謝活性化剤の探索研究を重点的に行ったため、小スケールでの検討が中心となった。
ソリッド・メッシュ連携設計のためのパラメトリックメッシュモデリング

本研究では,ものづくりにおける円滑な3次元形状モデル利用を目的として,スケッチ入力に基づく解析用四面体メッシュの形状モデリング手法,ならびに,寸法指定に基づく解析用四面体メッシュのパラメトリック変形手法を開発した.3次元CADシステムと同様の操作による,解析用四面体メッシュモデルの生成,ならびに,解析用四面体メッシュモデルの形状修正が実現され,CAD/CAEにおける設計用ソリッドモデルと解析用メッシュモデル連携の基礎技術が構築された.本研究では,ものづくりにおける円滑な3次元形状モデル利用を目的として,スケッチ入力に基づく解析用四面体メッシュの形状モデリング手法,ならびに,寸法指定に基づく解析用四面体メッシュのパラメトリック変形手法を開発した.3次元CADシステムと同様の操作による,解析用四面体メッシュモデルの生成,ならびに,解析用四面体メッシュモデルの形状修正が実現され,CAD/CAEにおける設計用ソリッドモデルと解析用メッシュモデル連携の基礎技術が構築された.本研究では,CAD/CAEにおける円滑な3次元形状モデル利用を目的とし,設計用ソリッドモデルと解析用メッシュモデルの連携のためのパラメトリックメッシュモデリング手法の基礎技術を開発した.具体的な研究成果は以下の通りである.(1)ソリッド・メッシュモデルの同時モデリングのための,スケッチ入力に基づくメッシュモデリングの基礎となる,メッシュモデル間の頑健かつ高速な交差計算手法を開発した.スケッチ入力に基づくメッシュモデリングは,現在のメッシュモデルとスケッチ挿引形状のメッシュモデルとの集合演算により行われる.このために必要不可欠なメッシュモデル間の交差を,メッシュモデルの三角形同志の干渉・交差線分検出ならびに交差線分の結合により求める手法を開発した.また,リアルタイムなメッシュモデル間の差演算を実現し,メッシュモデルの切断表示による複雑形状理解への応用を行った.(2)メッシュベースのパラメータサーベイを実現するための,四面体メッシュモデルのパラメトリック変形の基本アルゴリズムを構築した.既に開発済みの表面三角形メッシュモデルの寸法駆動変形手法を基礎とし,四面体メッシュモデルの内部頂点をその近傍頂点の平均値座標による重み付き和で表現することにより,表面三角形メッシュモデルの変形に追従する内部メッシュの変形を実現した.幾つかの四面体メッシュモデルの変形を行い,四面体メッシュモデルの寸法駆動変形が可能であること,また,変形により四面体要素のひずみが生じ,場合によっては四面体要素の裏返りが生じるという問題点を確認した.本研究は,CAD/CAEにおける円滑な3次元形状モデル利用を目的として,設計用ソリッドモデルと解析用メッシュモデルの連携のためのパラメトリックメッシュモデリング手法を開発した.具体的な研究成果は以下の通りである.(1)スケッチ入力に基づく四面体メッシュモデリング手法を開発した.本手法は,現在の3次元CADシステムと同様の2Dスケッチ入力,フィーチャタイプ選択,ならびにフィーチャパラメータ入力の手順により,解析用四面体メッシュモデルを生成することができる.フィーチャの生成は,現四面体メッシュモデルとスケッチ挿引形状との間の交差線導出,およびフィーチャ近傍の局所四面体メッシュ分割により行われ,モデリングの結果として,品質の高い解析用四面体メッシュモデルが得られる.(2)寸法指定に基づく解析用四面体メッシュモデルのパラメトリック変形手法を開発した.変形手法は,重心座標補間と平均値座標補間を用いた空間変形に基づいており,ソリッド(CAD)モデルのフィーチャパラメータに対応する2平面間距離,円筒径,平面上の物体位置に関するメッシュモデルの寸法を変更することが可能である.更に,変形で生じる四面体要素の裏返りを,メッシュ品質に関する局所的な最適化問題を解くことにより修正する手法を開発した.以上により,ソリッドモデルを用いた形状設計と連動した解析用四面体メッシュモデルの生成,ならびにソリッドモデルの寸法変更に連動した解析用四面体メッシュモデルの修正が可能となり,効率的なCAD/CAEのためのソリッド・メッシュモデル連携の基盤が構築された.
大規模コホート研究による稀少がんと生活習慣との関連の検討

多施設共同の大規模なコホート研究Japan Collaborative CohortStudy(JACC Study)【1988年から90年に40-79歳の男女約11万人を対象に開始】の追跡を行い、ベースラインデータ、中間調査データなど基礎となる情報に死亡・転出・がん罹患(追跡調査)データをマージし、解析用データセットを作成した。2003年までの死亡追跡により、食道がんは203例、卵巣がんは89例、腎がん(腎盂も含む)93例、骨髄性白血病87例などとなっている。また、2001年までの罹患数は食道がん99例、子宮体がん69例、卵巣がん48例、腎がん(腎盂も含む)79例、甲状腺がん118例、多発性骨髄腫31例などである(罹患把握地域が限定されているため、死亡数に比べ数が少ない)。今年度の成果として、口腔・咽頭がんのリスクは喫煙により男性で2.6倍、女性で8.2倍増加すること、飲酒は1日当たり2合以上の場合に男性で3.2倍のリスク上昇と関連することが明らかとなった。一方で、緑茶飲用は口腔がんのリスク低下と関連し、特に女性で1日5杯以上飲む群は1日1杯未満群とくらベリスクが0.31倍に低下していた。緑茶を飲む習慣のある日本でこのような成果の出た意義は大きい。卵巣がん死亡といくつかの生活習慣との関連を検討したところ、肥満、妊娠・出産経験のないことが危険要因として、運動習慣、豆腐摂取が予防要因としてはたらいている可能性が示唆された。また、腎がんの検討では、糖尿病が腎がんのリスクを上げる可能性が認められた。さらに続けて詳細な検討が必要と考えている。今年度は死亡追加のため総務省に人口動態統計資料の目的外利用申請を行い、平成20年に入って承認を得た。現在、申請書に従い各地区で死亡・転出を調査中である。なお、各施設と事務局との情報のやり取りには個人識別情報は外してIDを用いている。今年度は死亡・罹患の追加調査は行わず、解析を進めた。子宮体がんのリスクは、年齢とともに上昇するが、他の要因として、未婚(多変量解析でその他の群に比べ13.22倍(95%信頼区間2.99-58.48)、性ホルモン使用歴(同5.33倍(1.51-18.82)が明らかとなった。多発性骨髄腫による死亡は、高齢者にやや多く、男性は女性の1.5倍(95%信頼区間1.0-2.2)のリスクであった。男女合わせた解析では、BMI30kg/m2以上は2.8倍(1.0-7.7)、1日30分以内の歩行2.0倍(1.2-3.4)、職場での人間関係の悩み2.3倍(1.3-4.2)、胃潰瘍の既往1.7倍(1.0-2.7)となった。なお、各施設と事務局との情報のやり取りには個人情報は外し、IDを用い、追跡調査に当たっては、総務省への申請など一定の手続きをふんでいる。
ケミカルジェネティクスに基づいた破骨細胞分化機構の解明と骨疾患治療薬の開発

本申請課題では、ケミカルバイオロジーの手法を用いて破骨細胞分化抑制化合物を同定し、その作用機序を解明することで、破骨細胞の分化機構を明らかにすることを目的とした。当研究室では、TPh Aが破骨細胞分化抑制活性を示すことを見いだしているため、50種類のTPh A誘導体からより強力な破骨細胞分化抑制化合物を探索した。その結果、最も強い活性をもつ化合物としてSUK-39を見いだした。さらにSUK-39は破骨細胞の融合に必須なDC-STAMPとその転写因子c-fosの遺伝子発現を顕著に抑制した。以上のことから、SUK-39は破骨細胞融合機構の解明に貢献するバイオプローブとなりうることが期待される。破骨細胞とは骨を吸収する役割をもつ細胞であり、骨粗鬆症やがんの骨転移などさまざまな疾患の発症や進行に関与している。現在これらの骨疾患に対する治療薬としてビスホスホネート系製剤が臨床で広く用いられているが、骨蓄積による顎骨壊死などの副作用が懸念されており、新しいタイプの治療薬が求められている。一方で、破骨細胞はマクロファージ系の前駆細胞から分化し成熟するが、その機構の全ては明らかとなっていない。本研究ではケミカルバイオロジーの手法を用いて、破骨細胞の分化阻害剤を取得し、破骨細胞への分化メカニズムの解明を目指す。これまでに申請者の所属研究室では、核内タンパク質Pirinの阻害剤であるTPh A(Triphenyl compound A)が破骨細胞の分化を抑制することを見いだした。そこで、Pirinが破骨細胞分化に関与するか否か明らかにし、破骨細胞分化機構の一端を明らかにすること、またTPh A誘導体を用いてより強い破骨細胞分化抑制物質を取得することを目的として研究を行った。破骨細胞分化におけるPirinの役割はsiRNAによるPirinのノックダウン実験により検証した。その結果、PirinのノックダウンはRANKLによる破骨細胞分化に影響を与えなかった。また、TPh Aによる破骨細胞分化抑制活性とPirinの発現量に相関がなかった。このことから、TPh Aの破骨細胞分化抑制活性はPirin阻害活性とは独立していることが明らかになった。次に、50種のTPh A誘導体を用いて、より強い破骨細胞分化抑制活性をもつ誘導体を探索した結果、TPh Aより強い活性を示す化合物を4種類を発見した。破骨細胞とは骨を吸収する役割をもつ細胞であり、破骨細胞の異常な活性化や増殖は骨粗鬆症やがんの骨転移などさまざまな骨疾患の発症や進行に関与している。現在これらの骨疾患治療薬としてビスホスホネート系製剤が用いられているが、顎骨壊死などの副作用が懸念されており、新しいタイプの治療薬が求められている。また、破骨細胞はマクロファージ系の前駆細胞から分化し成熟するが、その機構の全ては明らかとなっていない。本申請課題では、ケミカルバイオロジーの手法を用いて、破骨細胞分化抑制物質を同定しその作用機序を解明することで、破骨細胞の分化メカニズムを明らかにすることを目的としている。今年度は破骨細胞分化を抑制することが昨年度見いだされたTPh A誘導体SUK-39の作用機序を明らかにすることを目的とした。RT-PCRによりSUK-39が破骨細胞分化関連遺伝子の発現に与える影響を調べたところ、SUK-39の処理により破骨細胞の融合に必須な遺伝子であるDC-STAMPのmRNA量が顕著に減少することが明らかとなった。さらにSUK-39はc-fosの発現を抑制した一方でNFATc1の発現には影響を与えなかったことから、SUK-39はc-fosの発現を抑制することでDC-STAMPの発現を抑制し、破骨細胞の融合を阻害することが示唆された。破骨細胞の融合をターゲットとしている薬剤は少ないため、SUK-39は破骨細胞融合のメカニズム解明に貢献する新規バイオプローブとなりうることが期待される。核内タンパク質Pirinの阻害剤であるTPh A(Triphenyl compound A)が破骨細胞の分化を抑制することから本研究ではPirinが破骨細胞分化に関与するか否か明らかにし、破骨細胞分化機構を明らかにすることを目的として行った。その結果、Pirinは破骨細胞分化に関与しないことが示され、TPh AはPirin以外のタンパク質と結合することで破骨細胞分化を抑制することが示唆され思わぬ進展が得られた。さらに、TPh Aよりも強い活性を示す化合物の取得に成功したことから、この化合物は骨疾患治療薬のリード化合物となるだけでなく、標的タンパク質同定のための強力なバイオプローブとなりうる。これらのことから、今年度は予定以上に研究が進展したと考える。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度に発見した強い破骨細胞分化抑制活性を示すTPh A誘導体を用いて、標的タンパク質を同定する。

TPh A誘導体の標的タンパク質をRANKL刺激したマウス骨髄由来マクロファージ(BMM)抽出物中より同定する。具体的には、光親和型固定化法により合成するTPh A誘導体固定化ビーズを、RANKL刺激したBMMから取得した細胞抽出液と反応させる。その後、ビーズで沈降することによりTPh A誘導体に結合するタンパク質を取得する。さらに、このタンパク質をMALDI-TOF-MS解析により同定する。次に、同定したタンパク質が破骨細胞分化に関与しているか否か、siRNAによるノックダウン実験を行い検証する。同定したタンパク質に対するsiRNAを用いて当該タンパク質をノックダウンしたときに、RANKLが誘導する破骨細胞分化が抑制されるか評価する。以上の実験により、破骨細胞分化に関与するTPh A誘導体の標的タンパク質を同定する。さらに同定されたタンパク質周辺のシグナル伝達を解明することで、破骨細胞分化メカニズムを明らかにすることができる。25年度が最終年度であるため、記入しない。
食餌に含まれる抗酸化性配糖体の消化・吸収に関する研究

ラット小腸の反転腸によるケルセチン配糖体の実験は個体差が大きく、吸収の目安にはなり得なかった。また、再現性よくデータを得ることも困難であった。そこで、910週令のSD-雄ラットの小腸を上部・中部・下部に分け、それぞれの小腸粘膜のホモジネートより粗酵素液を調製してケルセチン配糖体と反応させることによりケルセチン配糖体の代謝を検討することを試みた。すなわち、ケルセチン配糖体の位置異性体3種とルチンを反応させ、酵素分解によって生成したケルセチンを高速液体クロマトグラフィーで定量分析した。小腸内にはβ-グリコシダーゼが存在しているので、代謝の経路の一つとしてβ-グリコシダーゼ活性を検討することは重要であると考える。その結果、ケルセチン配糖体の糖置換位置によってβ-グルコシダーゼ活性には差が見られ、quercetin-4′-glucosideがquercetin-3-glucosideやquercetin-7-glucosideより約4倍加水分解され易いことがわかった。また、ルチンはほとんど反応しないことも明らかとなった。これは、例えば細菌由来の市販標品と活性を比較してみても同じ傾向であった。また、部位別に見ると、小腸中部での活性が最も高く、ついで下部の活性が高かった。したがって食物中のケルセチン配糖体は小腸内で加水分解されやすいものとそうでないものがあり、主として小腸中部で反応が起こることが推測された。今後、野菜などの抽出物でも検討したいと考えている。
スギ心材における水分消失および集積機構の組織学的研究

スギ心材の水分の集積過程の解明という目標のために、本研究はスギ木部の水分分布を細胞単位で明らかにすることを目的として行った。初年度に検討した手法をもとに、本年度は、含水率の異なる心材を持つスギ木部の水分分布を細胞レベルで詳細に解析した。心材含水率の高低にかかわらず全ての個体で、辺材ではほぼ全て仮道管は水で満たされており、白線帯では晩材の仮道管は水で満たされていたが、白線帯のそれ以外の仮道管は水分を喪失していた。心材では、ほぼ全ての晩材仮道管は水で満たされていたが、早材部では水で満たされた仮道管の割合が個体や部位により異なっていた。その割合は、心材含水率の高い個体の含水率の高い部分で高く、同じ個体でも含水率の低い部分では低い傾向が見られた。また、心材含水率の低い個体では、水で満たされた仮道管の割合は低かった。これらの結果により、樹木の含水率の違いには心材の早材部仮道管の水分有無が大きな影響を及ぼすことが明らかになった。次にスギの同一樹木の樹幹軸方向の高さが異なる部位における木部水分分布を解析した。辺材のみで構成される樹幹上部では髄付近を除き木部の仮道管は全て水で満たされていた。また、辺材と白線帯のみから構成される樹幹部位では、辺材のほぼ全ての仮道管と白線帯の晩材の仮道管は水で満たされていたが、白線帯の晩材以外の仮道管は水分を喪失していた。これらの結果により、樹幹軸方向における水分分布の変化は放射方向で見られる水分分布の変化とおおむね同様の傾向であることが明らかになった。本課題の研究により含水率の異なるスギにおける木部の水分分布を細胞レベルで解明することができた。しかしながら、異なる水分分布を引き起こす機構に関してはさらに研究を進める必要がある。スギの心材水分量は品種・個体間で様々であるが,心材水分の多少は材としての価値を左右する重要な要素のひとつである.本研究は,心材部位の水分の集積過程の解明という目標のために,含水率の異なるスギ心材において細胞の水分状態を細胞単位で明らかにすることを目的としている.本年度は,まず,立木状態の木部水分分布を試料調整中に変化させずに把握する手法の検討を行った.試料の採取は立木のまま液体窒素で凍結してから伐採する立木凍結法を主手段とした.伐採前の凍結が不可能な樹幹上部には伐採直後に凍結する伐採後凍結法を用い,これらを併用する手法により立木状態の水分状態をほぼ変化させずに把握することが出来た.採取した試料は,含水率測定と軟X線法により木部全体の水分分布を調べるとともに,低温走査電子顕微鏡(cryo-SEM)法により個々の細胞内こうの水分の有無を観察し細胞単位の水分分布を把握できることを明らかにした.上記手法を用いて,スギ木部の半径方向と樹幹高さ方向の水分分布を調べたところ,次の結果が得られた.(1)放射方向において,早材部では水分が消失した仮道管が辺材から白線帯へ徐々に増加し,心材で含水率が高い場合には仮道管内に水分を再充填する.(2)晩材部では含水率の多少に関係せず,辺材・白線帯・心材のすべてで仮道管からの水分消失が起きない.(3)同一樹幹高さ方向において,放射方向の水分分布に樹幹高さによる明らかな違いはない.以上の成果を踏まえ,次年度は,含水率の違う個体間で水分分布様式に違いがあるのか,また,水分分布様式に季節変化が見られるのかについて明らかにする予定である.スギ心材の水分の集積過程の解明という目標のために、本研究はスギ木部の水分分布を細胞単位で明らかにすることを目的として行った。

本課題の研究により含水率の異なるスギにおける木部の水分分布を細胞レベルで解明することができた。しかしながら、異なる水分分布を引き起こす機構に関してはさらに研究を進める必要がある。