hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外場チューニングによる有機無機複合型ナノ量子ドット超格子の光学特性制御

3次元ペロフスカイト結晶では高圧下での相転移現象と電子・励起子状態を実験と理論の両面から明らかにした(8月の第11回高圧半導体物理国際会議(米国)で発表)。さらに、その結果を有機分子置換によるケミカルプレッシャーの効果と比較した(目本物理学会第6O回年次大会で発表予定)。(2)では、遷移金属及び希土類金属をドープしたCdS量子ドットの光学特性を調べた。Cu,Erを添加すると、発光特性が顕著に変化することがわかった(5月のナノ学会第2回大会で発表)。さらに、Eu添加においては、エネルギー移動に関する興味ある結果を得た。InS量子ドットでは、励起状態における量子サイズ効果を初めて明らかにした。これらは、日本物理学会第60回年次大会で発表予定である。昨年度購入したダイヤモンドアンビルセルと冷凍機を組み合わせて、温度・圧力可変で分光測定(光吸収、発光、ラマン散乱)が行なえる測定システムを完成させた。さらに、そのシステムへの顕微光学系の導入に着手した。また、昨年度に引き続き、有機無機複合型ナノ量子構造物質として、(1)テンプレート法による自己組織化量子構造結晶(特に今年度は、量子ドット結晶と3次元ペロフスカイト結晶)、(2)逆ミセル法による数nmサイズの半導体量子ドットCdS、InSの作製と光物性研究を行なった。(1)では、PbI_6八面体が有機分子によって隔てられて規則的に配列した量子ドット結晶(CH_3NH_3)_4PbI_6・2H_2Oを作製した。作製条件を系統的に検討した結果、良質の試料を得ることができた。また、水分子の脱離によるPbI_6量子ドットの3次元ネットワーク化を観測した。3次元ペロフスカイト結晶(CH_3NH_3)PbBr_3では高圧下での構造と圧力誘起相転移現象を解明するために、KEKのPF(BL18C)において高圧X線回折実験を行い、昨年度に行なった高圧分光実験の結果と照らし合わせて圧力チューニングによる光学特性制御を検討した(日本物理学会第61回年次大会で発表)。さらに、その結果を有機分子置換によるケミカルプレッシャーの効果と比較した。(2)では、CdS量子ドットを配列させるための準備研究を行なった。特に、これまでと異なる界面活性剤を用い、また4元系逆ミセル法を試みた。InS量子ドットにおいては界面改質を行ない、発光の量子サイズ効果を初めて観測した。また、産総研と協力してその発光の時間分解測定を行った。これらの結果はナノ学会第3回大会、日本物理学会2005年秋季大会、第61回年次大会で発表した。昨年度に構築した温度・圧力可変分光測定システム(光吸収、発光、ラマン散乱)に顕微光学系を導入し、顕微分光を可能とした。また、昨年度に引き続き、有機無機複合型ナノ量子構造物質として、(1)テンプレート法による自己組織化量子構造結晶(特に、量子ドット結晶、量子細線結晶、3次元ペロフスカイト結晶)、(2)逆ミセル法及びホットインジェクション法による数nmサイズの半導体量子ドットCdS、CdSeを作製した。それらの試料で高圧下分光測定と高圧X線回折実験による高圧構造解析を行なった。(1)では、量子ドット結晶(CH_3NH_3)_4Pbl_6・2H_20の水分子脱離によるPbl_6量子ドットの3次元ネットワーク化をラマン散乱とX線回折によって明らかにし、その活性化エネルギーを求めた。また、高圧X線回折測定によって体積弾性率が10.2GPaと求まり、4.9GPaで構造相転移が起こることを見出した。頂点共有型量子細線結晶[NH_2C(I)=NH_2]_3PbI_5では体積弾性率が14.0GPa、量子細線方向であるa
モンスーンアジアの気候変動と地球温暖化が稲生産に与える影響の評価・予測研究

近年の気象変動および予測される温暖化気候がモンスーンアジアのイネ生産に及ぼす影響についての研究から次の成果が得られた。(1)稲作期(68月)の温暖化傾向が西日本で顕著に認められ、1960年以降、最低気温が1.5°C、最高気温が約1°Cそれぞれ上昇し、イネの収量に負の影響を及ぼしつつあることがわかった。(2)インドおよびタイ南部の稲作期の降水量の変動はエルニーニョ南方振動(ENSO)と密接に連動しており、そのためエルニーニョ年の不作、ラニーニャ年の豊作という傾向が認められた。さらに近年インドの収量変動は増大傾向にあり、これがモンスーンアジア全体のコメ生産の不安定化をもたらしていた。しかし中国の収量変動はインドと逆の動きを示しており、モンスーンアジア全体のコメ生産変動をマスクする働きが認められた。それゆえ、両国のコメ生産の同時不作が生じた場合、極めて大きなインパクトがアジア全体に及ぶと推察された。(3)イネの生育収量形成の生理生態的・物理的諸課程をモデル化して積上げ、環境および品特性をもとに、かんがいおよび天水田水稲の生育・収量を予測するそれぞれのモデルを開発し、モデルがアジア各地における実際のイネの生育・収量を妥当な精度でシミュレートできることを示した。かんがい水稲についてのモデルシミュレーションから、大気C0_2濃度倍増下での3°C以上の温暖化は、温帯北部を除き、アジアのコメ収量を減少させる方向に影響を与え、特にその影響は日本型水稲で大きいことを示した。1.モンスーンアジアの気候とイネ収量変動のデータベース化と統計解析タイ・ラオス・中国・フィリッピンを対象に、過去2030年の気象とイネ収量のデータを収集し、データベース化を行った。さらに、それらのデータの統計解析から次のことを明らかにした。すなわち、タイの雨季作、乾季作イネ生産量は、地域によりそれぞれ625%および1182%の範囲で大きく変動しており、特に灌漑栽培の乾季作でそれが大きいことがわかった。その一方で、天水田雨季作地域の生産変動が20年前よりも小さくなっていることが注目された。これらの生産変動をもたらす要因として、作付面積の年次変動が概して大きく、次いで収量のそれが大きかった。さらに、天水田地域では、59月の雨量の変動が作付面積を介して生産量の変動をもたらすこと、そして灌漑乾季作地域では前年の812月の雨量が作付面積、生産量の変動要因となっていることがわかった。このように、タイでは雨量の年次変動が作付面積と生産量を大きく変動させていることが明らかになった。フィリッピンでは最低気温が上昇傾向にあり、それが近年の収量停滞の一因になっていると推察された。2.イネ収量の気象的予測モデルの開発気象とイネ生育収量との関係を予測するシミュレーションモデルの開発を、種々の条件下で栽培したイネの生育データを用いて進めた。今年度は、気温、日長と発育および窒素栄養と生長との関係のサブモデルを構築し、その有効性を明らかにした。1.モンスーンアジア地域での気候データの収集と統計解析タイ・ラオス・中国およびフィリッピンの過去数10年間の地域別気候データを収集し、そのデータベース化を進めるとともに、統計解析を行った。その結果、中国の黄河流域の山東省・河南省・河北省では、194675年の30年間に比べ197695年の20年間で、土壌水分の減少傾向が明らかになった。この土壌乾燥化によって同地域の作物(コムギ・トウモロコシ)の生産ポテンシャルが約10%低下したと推定された。ラオスの焼畑

稲作の休閑(森林)期間は1960年代までは約20年であったが、最近では23年と極端に短くなっていること、および焼畑稲作の収量が雨期の降水量の変動に依存して、大きく変動している実態などが明らかになった。2.高CO_2濃度・温暖化気侯の水稲生産への影響予測モデルの構築と適用水稲生育予測モデルSIMRIWに、CO_2濃度と温度の複合影響プロセスを組込むことにより、高CO_2濃度・温暖化気候の灌漑水稲収量への影響予測モデルを構築した。このモデルに、大気CO_2濃度倍増時の、4つの大気大循環モデル(CGCM, CCSR, CSIRO, ECHAM)の日本の気候予測値を入力することにより、次のことを明らかにした。すなわち、現行の稲栽培条件下では、CO_2濃度倍増気侯は関東以南で水稲収量の低下と年次変動の拡大を、関東以北で増収と年次変動の縮小を、それぞれもたらすこと、および北日本では晩生品種の早植によりこの増収効果がさらに高まるが、西南日本では品種の開花期高温耐性の強化以外に減収の有効な低減方法が見当たらないこと、などである。1.水稲光合成のCO_2濃度反応の品種間差異の解明高CO_2濃度・温暖化気候の生育への影響予測モデルに品種の効果を組み込んで、その改良を図る目的で代表的水稲品種のCO_2濃度-光合成反応の違いを実験室で調査した。光合成のCO_2濃度反応を支配する炭酸固定効率には極めて大きな品種間差異が認められ、タカナリやTR72などインド型品種でそれが高く、日本型の日本晴、竹成で低いことがわかった。2.大気大循環モデルの温暖化予測気候のダウンスケーリング大気CO_2濃度など温室効果ガス濃度の上昇に伴う気候変化は大気大循環モデル(GCM)によって予測されているが、それを水稲の生育・収量と結び付けるには、GCMの予測値の面積解像度が3°-6°の緯度-経度であって粗すぎる。そこで、より詳細な温暖化影響評価を可能にするため、GCMの予測気候値を10×10kmの解像度にダウンスケーリングする方法を開発した。この方法によって、ECHAM4/OPYC3(ドイツ)、CGCM1(カナダ)、CSIRO-MK2(オーストラリア)、CCSR/NIES(日本)の各GCMの予測気候値のダウンスケールを行い、データベース化した。3.高CO_2濃度・温暖化気候の日本および中国の水稲収量への影響予測水稲収量へのCO_2濃度と温度の複合影響を予測するモデルに、上に示した4つのGCMの予測気候値を入力し、大気CO_2濃度倍増時の気候が日本各地の水稲収量に及ぼす影響予測を行った。その結果予測される高CO_2濃度・温暖化気候の水稲収量への影響は用いたGCMにより異なり、カナダのGCMでマイナスの影響が最も大きく、日本のそれで小さいことが示された。これらを総合して、予測される温暖化気候は関東以北で増収と生産の安定化そしてそれ以南で減収と不安定化を招くと要約することができる。中国南部の杭州について水稲の各作期別の温暖化影響予測を行った結果では、4月6月の植付け時期の水稲で高温不稔の発生により著しく減収することが示された。1.稲作気象データベースの構築稲の生育・収量に及ぼす気象の影響解析に必要な日別気象のデータベースを構築した。日本150地点、他のモンスーンアジア地域77地点のデータをMicrosoft Access2002によってデータベース化し、任意のフォーマットで出力可能な構造とした。さらに、日射量の測定値のない地卓での日射量を雲量と湿度、もしくは目照時数をもとに推定する方法と精度を明らかにした。2.モンスーンアジアの稲生産変動の実態解明
ストレスが脳内炎症を介してうつ病を誘発する機序の解明と新たな治療法の開発

精神疾患の発症に重要な役割を果たしているストレスは、i )脳内の免疫システムにより感知されて脳内炎症を引き起こすこと、ii )その中心となる分子はNLRP3と呼ばれる細胞内パターン認識受容体であることを突き止めた。ストレス誘発性脳内炎症に基づくうつ病様行動を、NLRP3の生体内抑制物質であるBeta-hydroxybutyrate(BHB)の末梢投与によって改善するか検証を行ったところ、慢性ストレスモデル動物において抗うつ効果を認めること、またストレスによって上昇する脳内のIL-1β濃度を抑制することを示した。今後は脳内炎症仮説に立脚した新規のうつ病治療薬の創出が期待される。研究計画立案当初、ストレス因性の脳内反応物資であるATPの制御がストレスに基づく脳内炎症発症の予防に有効であると考え、ATP放出への関与が想定される脳内グルタミン酸放出の制御を目的として研究を始めた。しかしながら、うつ病の発症と関連する様々な危険シグナル(例えば高血糖や尿酸結晶)がNLRP3で感知されること、また2015年に生体内因性物質であるbeta-hydroxybutyrate(BHB)がNLRP3の活性化を阻害することが明らかになり、NLRP3を直接制御することがストレスによる脳内炎症発症に対する根本的なアプローチになると考えた。そこでまずBHBを末梢投与した際の行動変化を確認した。その結果、慢性ストレスモデル動物においてBHBの慢性投与は、慢性ストレスによって引き起こされるうつ病様の行動を対照群に比べて有意に改善することが明らかになった。BHBは飢餓時に生体内で産生されるケトン体の一種で、BHBは血液脳関門(blood-brain barrier: BBB)を通過し脳への栄養供給に寄与している物質である。これまで研究を行ってきたP2X7受容体阻害剤のBBBの透過率が約3割程度と言われる中、BHBの末梢投与は1) BHBが元来生体内物質であること、2) BBBを容易に通過すること、からより臨床応用に適応しやすいものと考えられ更に研究を進めた。まずBHBが脳内に移行していることを確認するために末梢投与における脳内BHB濃度を測定したところ、確かに脳内で濃度が上昇していることが確認できた。またBHBが脳内で働いていることを確認するために、ストレス負荷時の脳内インターロイキン1beta(IL-1beta)濃度を測定したところ、ストレスによって上昇するIL-1betaがBHBの投与により完全に抑止されることが確認された。従って末梢に投与したBHBは脳内でNLRP3の活性化を抑制することでIL-1betaの放出を抑制し、脳内炎症を制御することでうつ病様の行動変化を改善させていることが想定された。本研究テーマの前半部分である「ストレスが脳内炎症を介してうつ病を誘発する機序の解明」については、1)ストレスは脳内でATP濃度を上昇させ、2) P2X7受容体に認識される(これはP2X7受容体阻害剤投与により、その後の変化が完全に抑止されたことで確認された)、3) P2X7受容体の作用によりNLRP3が活性化され(ストレスによってNLRP3インフラマソームが形成されることを共免疫沈降-ウエスタンブロット法により確認した。この変化はP2X7受容体阻害剤の投与で完全に抑止された)、4) IL-1betaを放出し(この変化もP2X7受容体阻害剤で完全に抑止された)、5)うつ病様の行動変化をきたす(同様にP2X7受容体阻害剤で抑止された)。これらの現象はBiological Psychiatry (2015)に論文として掲載された。また研究テーマの後半部分である「新たな治療法の開発」については、「研究実績の概要」で示したように、当初予定していたATPの放出から、NLRP3の直接的な制御に方針を切り替え、現在一定の成果を得ている。そのため、現在までの進捗状況は概ね順調に進展していると評価している。前年度(平成27年度)はストレス誘発性脳内炎症に基づくうつ病様行動を、炎症惹起受容体であると我々が明らかにしたNLRP3を制御することで行動異常を改善することができるか検証した。その結果、NLRP3の生体内因性抑制物質であるbeta-hydroxybutyrate (BHB)の末梢投与が慢性ストレスモデル動物において抗うつ効果を認めること、またBHBはストレスによって上昇する脳内のIL-1beta濃度を抑制することを示した。これらの結果および過去の我々の報告により、ストレスは脳内で炎症を惹起することでうつ病様の行動を引き起こし、NLRP3の活性化を抑制するBHBの投与で改善することが示された。しかし末梢で投与されたBHBは末梢で作用しているのか脳内で作用しているのか不明であった。そこで平成28年度は、BHBの脳内(側脳室)直接投与実験を行った。現時点で最終的な結果は得られていないが、脳内へのBHBの直接投与(28日間)は末梢投与同様に抗うつ効果を持つことが明らかになった。したがって末梢に投与したBHBは脳内で働いて効果を示した可能性があることが示唆された。BHBの有効性は示されたが、臨床応用するにあたり経口投与ではBHBは容易に分解されて十分に効果が得られないことが知られている。そこで簡便に体内のBHB濃度を上昇させる方法として中鎖脂肪酸(medium chain triglyceride: MCT)の経口投与が有効であることを我々は動物実験により確認した。

さらに現在MCTの経口投与によりBHBの末梢・中枢投与同様に抗うつ効果が得られか、また脳内の炎症を抑制できるか確認している。精神疾患の発症に重要な役割を果たしているストレスは、i )脳内の免疫システムにより感知されて脳内炎症を引き起こすこと、ii )その中心となる分子はNLRP3と呼ばれる細胞内パターン認識受容体であることを突き止めた。ストレス誘発性脳内炎症に基づくうつ病様行動を、NLRP3の生体内抑制物質であるBeta-hydroxybutyrate(BHB)の末梢投与によって改善するか検証を行ったところ、慢性ストレスモデル動物において抗うつ効果を認めること、またストレスによって上昇する脳内のIL-1β濃度を抑制することを示した。今後は脳内炎症仮説に立脚した新規のうつ病治療薬の創出が期待される。BHBはNLRP3の活性化阻害剤であり、これまでBHBがNLRP3経路の下流に位置する脳内IL-1betaの放出を制御することは明らかになったが、NLRP3自体を制御しているかどうかは未だ確認していないため、共免疫沈降-ウエスタンブロット法により確認する。またBHBの末梢投与は、脳で働いていることは確認できているものの、末梢で作用して行動に影響を与えている可能性も否定はできない。そのため、今後は中枢投与を行うことで脳への直接的な効果を確認する。Primetech社のmicro infusion pumpシステムを用い、BHBを側脳室内に直接、4週間に渡って投与し、その際の行動変化、及び脳内物質の変化を確認する。ただし側脳室内投与という方法は、脳内のどの部位に作用しているのか同定することができない。そのため現在免疫染色法を用いて、脳内のどの部位にNLRP3が存在しているのか、またストレス、あるいはBHBの投与により、脳内のどの部位でNLRP3の活性化が変化するのか確認を行っている。それにより、ストレスによって影響を受けて脳内炎症を起こす部位が同定され、またBHBが主に作用する部位を評価することができるものと考えられる。うつ病
工部大学校を中心とした明治前期技術教育の総合的研究

工部大学校は、明治初年に日本の西洋技術の導入を先導した技術教育機関として、日本の歴史において重要な位置にある。本研究「工部大学校を中心とした明治前期技術教育の総合的研究」は、これまでの工部大学校に関する研究を総合し、同校が日本の工業化に果たした役割を描き出そうとするものである。本研究は、明治期の技術教育の観点から工部大学校の全体像を描き出そうとする初めての研究である。この成果は、ひとつの教育機関の歴史を解明するにとどまらず、教育史における教育と工業化の関係や、技術史における技術の発展のパターンの解明といった、従来取り組まれてきた課題を大きく進展させるであろう。
PPARγligandによる消化器癌細胞増殖・浸潤転移の制御メカニズム

我々は、PPARγligandが胃癌、膵臓癌、肝細胞癌などの消化器癌に対して強いin vitro細胞増殖抑制作用やapoptosis誘導作用、腫瘍細胞の浸潤能を抑制することを見い出し報告してきた。これまでの研究から細胞増殖抑制はproteasome活性を抑制すること、F-box proteinのSkp2を抑制することからubiqutin-proteasome系が抑制され、cyclin dependent kinase inhibitorのp27Kip1が蓄積した結果G1 arrestが起きることを明らかにした。しかしながら、未だPPARγによる細胞浸潤能の抑制メカニズムや細胞増殖抑制やapoptosis誘導の詳細な細胞内メカニズムは明らかに出来ていない。今回我々はPPARγligandによる細胞増殖抑制、apoptosis誘導作用、細胞浸潤能抑制に関与する細胞内シグナル伝達を明らかにすることを目的とし、ヒト膵癌細胞においてPPARγligandのtroglitazoneによって誘導される遺伝子変化をmicroarrayで網羅的に検討し、その結果に基づき様々な分子の関与を解析中である。現時点では、細胞増殖に関与するMAPK superfamilyの中ではERK1/2のリン酸化が特異的に抑制されている事、更にこの抑制にERKの上流にあるMEK蛋白の発現低下が関与することが示唆された。加えて、MEK-ERK経路シグナルを特異的inhibitorで阻害すると膵癌細胞増殖が抑制されることから、このMEK-ERKシグナル経路がアポトーシスや細胞増殖抑制に関与する可能性を示唆できている。現在、更に他の分子の関与を検討している。今回我々はPPARγligandによる細胞増殖抑制、apoptosis誘導作用、細胞浸潤能抑制に関与する細胞内シグナル伝達を明らかにすることを目的とし、PI3 kinase-Akt系やmitogen activated protein kinases(MAPKs),ERK,JNK,p38MAPKがPPARγligandの作用にどのように関与するのかを明らかにするかを検討した。膵癌細胞にtroglitazoneを添加してこれらシグナル伝達に関与する分子の発現をwestern blotで解淅した。TroglitazoneはERK1/2のリン酸化を抑制していること、更にこの抑制にERKの上流にあるMEK蛋白の発現低下が関与することが示唆され、この系がアポトーシスや細胞増殖抑制に関与する可能性を検証中である。

現時点では、細胞増殖に関与するMAPK superfamilyの中ではERK1/2のリン酸化が特異的に抑制されている事、更にこの抑制にERKの上流にあるMEK蛋白の発現低下が関与することが示唆された。加えて、MEK-ERK経路シグナルを特異的inhibitorで阻害すると膵癌細胞増殖が抑制されることから、このMEK-ERKシグナル経路がアポトーシスや細胞増殖抑制に関与する可能性を示唆できている。現在、更に他の分子の関与を検討している。
D_n不変構造系の大規模複素固有値解析におけるブロック対角超並列高速化数値解析法

本研究は,対象構造物(D_n不変構造系)の複素固有値解析において,系の対称性を群の既約表現論を用いて,支配方程式を座標変換することにより,デカルト座標系で構成されるいくつかの連成項を相殺し,独立な小空間に分解し複素固有値を求めようとするものである。このことは,対称構造物の支配方程式を幾何学的特性に基づく座標変換行列により,ブロック対角化が可能となり,超並列化アルゴリズムおよびプログラムの開発と,更に数値的不安定要因を除去するための数値解析法を研究するものである。本研究を実施するにあたり,以下の研究内容を詳細に調べた。1.対称構造物の動的問題に対する群論を有限要素法などの離散化要素解析に利用するために,数値解析法(対称変換)の同変条件式を剛性行列に試みた。この同変条件を導くにあたり,座標変換の仕組みを表す表現行列を,正n角形の対称性を持つ構造物の釣合方程式に適用した。2.系の支配方程式から導かれる非対称行列の複素固有値を求めるにあたり,構造物の動的計算を本年度要求したコンピュータを用いて,構造解析のプログラムを作成し,複素固有値解析の並列高速化解析プログラムを開発した。3.本研究の各既約表現空間毎のブロックは、互いに独立な関係であるため、対称性の増加にともなって計算効率が実際に向上しているかを計算機を用いてシミレーションを行なった。本研究の成果の一部を土木学会年次学術講演会で発表した。
ヒトサイクリンAのGl/S遷移期特異的な作用基質の検索

サイクリンAはCDK2と結合して、動物細胞が新たな増殖を決定するGl/S遷移期を制御すると考えられているが、その時期におけるサイクリンA-CDK2特異的かつ必須な作用基質は未知である。我々はそのような基質を解明する端緒として、Gl/S遷移期特異的な基質へCDK2をターゲットする機能を欠損していると考えられるサイクリンAの「ターゲティング変異体」を2種分離し、これらの変異型サイクリンAの機能解析、および野生型・変異型サイクリンAとの相互作用を指標としたライブラリー検索を行っている。2種の変異型サイクリンAの機能解析として、既にサイクリンA-CDK2によりリン酸化されることが知られており、Gl/S期における主要なCDK基質であるRbに対する作用をin vivoで解析した結果、いずれの変異型サイクリンAもCDKをRbヘターゲットしてリン酸化する機能は野生型と同様であり、Rb以外にGl/S遷移期特異的なサイクリンAの作用基質が存在することが示唆された。サイクリンAと相互作用する因子のライブラリー検索として、酵母2ハイブリッドスクリーニングを開始した。その際、全長サイクリンAは酵母で発現させると致死となるので、サイクリンボックスを除いたC末端領域をbaitとして用いた。このC末領域baitは致死とならず、また他のサイクリンに保存されているサイクリンボックスを含まないので、特異的なスクリーニングに有用と考えられた。まず野生型サイクリンAをbaitとして用いたスクリーニングを行った結果、約190種の陽性クローンが得られた。現在、それぞれのクローンにつきbaitを変異型に交換し、変異型に対して陰性となるクローンを選択することによって、特異的な相互作用因子の同定を行っている。
生体用チタン合金陽極酸化皮膜の強度と機能性を向上させる水熱処理法

(α+β)2相型のTi-6Al-7Nb合金に対して陽極酸化による酸化皮膜生成、カルシウムイオンの皮膜中への取り込み、酸化皮膜の水熱処理によって、生体親和性の向上が見込める優れた酸化皮膜形成を目指した。α相とβ相間で孔径に差はあるものの、ナノチューブ構造酸化皮膜が形成され、ナノチューブ中へカルシウムを導入することに成功した。カルシウムイオン含有化成液中でのマイクロアーク酸化で酸化皮膜中へカルシウムを導入できた。化成液の違いは酸化皮膜の相構成だけでなく、界面構造や欠陥構造にも影響することを見いだした。本研究ではチタン酸化皮膜中にCaイオンを水熱処理によって固定し、これを元に表面皮膜をアパタイト化することを目的としている。平成22年度は二種類の陽極酸化法に着目してTi-6Al-7Nb(α+β)2相合金の多孔質酸化皮膜生成を行った。1.カルシウムイオン含有電解液を利用して陽極酸化することで、陽極酸化段階でCaイオンを酸化皮膜中に取り込むことを目指した。酢酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウムなどCaイオンの溶解度が比較的大きい電解液を利用してマイクロアークアノード処理を行い、多孔質酸化皮膜を生成した。しかし、生成皮膜中にCaイオンの存在は認められなかった。しかしカソード処理を行うとCaイオンの表面皮膜中への取り込みに成功した。今後、Caイオン取り込み酸化皮膜の水熱処理を行い、Caイオンの皮膜中への固定を目指す。2.2相合金におけるナノチューブ生成の可否に関する検討を行った。NaFおよびKFのフッ化物含有電解液を用いて陽極酸化を行うと純Tiと同様に数十nmの孔径からなるナノチューブ生成皮膜が確認できた。Alが分配されるα相では純Tiと同様のナノチューブとなるのに対して、Nbが分配されるβ相の上に生成する酸化皮膜はフッ化物イオンに対する溶解度が小さくナノチューブの深さは小さい傾向が見られた。酸化皮膜の断面FIB観察の結果、α+β2相合金では下地金属の相に分配された構成元素が上部酸化物皮膜中の構造に影響を与える知見が得られた。この傾向は酸化皮膜生成速度が大きいマイクロアーク酸化においても確認できた。今後、酸化皮膜中の元素分布と酸化皮膜の生成・溶出作用の関係について検討していく必要がある。本研究では、陽極酸化と水熱処理を組合せ、強固かつ硬組織適合性の機能を持つチタン表面酸化物皮膜の生成法を開発する。集束イオンビーム加工観察装置(FIB)と透過型電子顕微鏡(TEM)観察を併用してTi-6Al-7Nb合金と生成皮膜間結合状態の原子レベル解析を行い、カルシウムイオンが表面酸化皮膜に有効に取り込まれる陽極酸化+水熱処理を確立する。水熱処理したTi-6Al-7Nb合金基板をハンクス緩衝塩溶液中に浸漬してアパタイト析出性能を評価する。フッ化物イオン含有化成液中、電圧20Vで陽極酸化すると約70nm孔径ナノチューブ構造が生成された。ナノチューブは下地がα相の箇所で生成するが、下地がβ相の箇所では生成しない。ニオブ含有アモルファス酸化チタン生成皮膜は、フッ化物イオンに対する溶解性が低いことが原因と思われる。グリセロリン酸カルシウム液中で150180°Cの範囲で水熱処理することで、ナノチューブ表面にリン酸カルシウムゲルを析出させた。一方カルシウムイオン濃度150mM以上のグリセロリン酸カルシウムや酢酸カルシウムを化成液として電圧500Vでマイクロアーク酸化(MAO)を行うと下地に関係なく数ミクロンの孔径の多孔質酸化皮膜が形成され、皮膜中にカルシウムを取り込むことができた。STEM-EDXマッピングの結果、酸化皮膜中のカルシウムはチタンと相分離傾向にあり、酸化カルシウムは非晶質相として存在することがわかった。一方酸化チタンは化成液中のアニオンの影響を受け、酢酸カルシウムではルチル構造酸化チタン、グリセロリン酸カルシウムではリン酸イオンの影響を受け、非晶質相として存在すること、酢酸カルシウムではMAO皮膜と下地金属間にバリヤ層的な構造が存在することがわかった。バリヤ層の存在下、基板と酸化物界面のポア欠陥が減少した。バリヤ層の有無は界面強度を支配する一因子と考えられる。生体適合性に優れるチタンは生体骨内に埋入されるとオッセオインテグレーションと呼ばれる骨周囲組織との骨結合が実現される唯一の金属材料であり、歯科用インプラント材として利用されている。顎骨内埋入手術後、より早期のオッセオインテグレーション達成が求められており、様々なチタンインプラント表面改質法が検討されている。今年度は、機械的強度に優れる(α+β)2相型のTi-6Al-7Nb合金に対してクエン酸とフッ化ナトリウム混合電解液中でナノチューブ形成陽極酸化処理を行い、引き続きナノチューブ構造中にリン酸カルシウムを取り込ませ、カルシウム徐放表面構造体の作製を試みた。

Ti-Alのα相とTi-Nbのβ相それぞれに生成する酸化皮膜のフッ化物イオン溶液に対する溶解性は異なっており、β相に生成する酸化皮膜の方が耐溶解性が高かった。しかし、最適条件下ではα相とβ相上の酸化皮膜に孔径100 nm弱の緻密なナノチューブ構造を生成することに成功した。ナノチューブ孔内にリン酸カルシウムを取り込ませることを目的としてグリセロリン酸カルシウム溶液を用いて水熱処理を行った。水熱処理によってナノチューブ生成酸化皮膜上にゲル状のリン酸カルシウム非晶質相が生成された。疑似体液の一種であるHANKS液に浸漬して、水熱処理の有無によるアパタイト析出生成能を評価した。水熱処理後にHANKS液に1週間浸漬した試料は表面に微結晶のハイドロキシアパタイトの析出が確認できた。一方、水熱処理を行っていない場合、表面にはアモルファスのリン酸カルシウム相が析出した。しかし、ナノチューブ内のカルシウム分布は水熱処理によって逆に阻害されていた。水熱処理で表面に生成するゲル膜が原因と考えられ、ナノチューブ細孔内へのカルシウム取り込みは長期間の自然浸漬が有効であることが判明した。チタン合金表面の酸化皮膜にカルシウムイオンを取り込む方法を確立した。カルシウムイオンが存在すると、チタン表面でのハイドロキシアパタイト析出性能が向上することが知られており、最終年度ではハンクス液に浸漬してアパタイト析出性能評価を行い、硬組織適合性向上の検討を行う。24年度が最終年度であるため、記入しない。ナノチューブ構造+水熱処理、及びカルシウムイオン含有化成液中でのMAO処理によってカルシウムイオン含有表面改質皮膜を生体用Ti-6Al-7Nb合金上に生成することに成功したので、本年度はハンクス液中でのアパタイト析出性能評価を実施する。生成アパタイトは生体埋入された場合、破骨細胞によるカルシウム吸収源として作用し、骨リモデリング過程で骨芽細胞へのカルシウム供給源と働くことを期待している。一方で酸化チタン皮膜はチタンインプラント側に強固に結合していなければならない。そこで生成析出アパタイトの微細構造、断面構造をSEMやFIBを用いて評価し、ナノレベルの元素分布をSTEM-EDXで明らかにする。
卵巣におけるエンドセリン作用機構の機能的組織学的検討

本年度は主にエンドセリン(ET)の卵巣における存在と卵巣におけるステロイド産生能およびDNA合成能について検討を行った。ラット卵巣において大量のETの存在が証明され、卵巣でのETの産生調節が推察されると共に、その組織内濃度は卵胞の発育・排卵・黄体の発育経過に伴って変化し、その調節がホルモン調節下にあることが推察された。PMS処理卵巣においてETは、卵胞の発育に伴って各種ステロイド、即ちprogesterone、testosteroneおよびestradiol、とくにprogesteroneの産生分泌を促進させることが明かとなるとともに、その産生にcyclic AMP系も部分的ではあるが関与していることも示唆された。卵巣におけるステロイド分泌作用は、ETー3に較べETー1の方が強い傾向にあった。一方、ラット血中ET濃度は成熟および幼弱系においても卵巣組織濃度とpararellな変化は示さず、レニンの様に血中ET濃度は卵巣ET濃度を反映していないことも明かとなった。DNA合成系との関係は、ETの投与でDNAの複製酵素であるDNA polymerase α活性が増加し、ETが卵巣の細胞増殖にも関与していることも明かとなった。また、PMS処理ラット卵胞の細胞構築面からみると顆粒膜細胞、莢膜細胞の両者でステロイド分泌は促進されるが、その作用はwholeないしfollicleレベルのものに較べて弱く、両者および間質細胞の存在で最もステロイド産生分泌作用が強いことが示唆されるとともに、ETの収縮作用に基づく卵胞の収縮作用もステロイドの放出に大きな役割を果たしていることも示唆された。一方、ヒト血中ET濃度は、排卵期に低くLH濃度とnegativeな相関を示し、間脳ー下垂体ー性腺系との関与が示唆された。今回はendothelin(ET)の卵胞の発育と成熟,排卵および黄体の形成と退行に果たす役割を、in vivoないしin vitroの実験系でホルモン産生能、reninーangiotensinーANP系、cyclic nucleotide,DNA合成系および遺伝子レベルから検討した。同時に、ETのLH、FSH、プロラクチンおよび成長ホルモン(GH)作用に及ぼす影響についても明らかにした。ラット卵巣において大量のETの存在が証明され、卵巣でのETの産生調節が推察されると共に、その組織内濃度は卵巣の発育経過に伴って変化し、その調節がホルモン調節下にあることが推察された。PMS処理卵巣においてはETは、organレベルの短時間培養では卵胞の発育に伴って各種ステロイド、即ちprogesterone、testosteroneおよびestradiol、とくにprogesteroneの放出を促進させることがin vitroないしin vivoでも明かとなったが、顆粒膜細胞の長期単層培養では逆にこれらのsteroidogenesisを抑制してくることも明らかとなった。ゴナドトロピンやGHのステロイド産生やcyclic nucleotidにもそのような抑制傾向が認められた。一方、ラット血中ET濃度は成熟および幼弱系においても卵巣組織濃度とpararellな変化は示さないことも明かとなった。DNA polymerase α活性も増加し、ETが卵巣の細胞増殖にも関与していることも明かとなった。また、PMS処理ラット卵胞の細胞構築面からみると顆粒膜細胞、夾膜細胞の両者でステロイド分泌ないし抑制が促進されるが、両者および間質細胞の存在下でもステロイド産生分泌・抑制作用が強いことも示唆されるとともに、ETの収縮作用に基づく卵胞の収縮作用もステロイドの放出に大きな役割を果たしていることも再確認された。一方、ヒト血中ET濃度は、排卵期に低くLH濃度とnegativeな相関を示し、卵巣レベルでもETとのLHのnegativeな関係が示唆された。ET,reninーangiotensin systemとANPとの密接な相互関係も明らかにされ、ERAANPS説を世界に提唱した。
rp過程とS過程星内元素合成の研究

この研究を通じて我々は以下の2つのことを明かにすることができた。1.13、15、20、25M_〓の大質量星の進化計算と、超新星爆発にともなう爆発的元素合成の計算を系統的に行い爆発的p-過程を調べた。爆発的p-過程でできるp-元素についてSalpeterの質量関数を用いて積分することにより大質量星で生成されるp-元素の平均値を初めて定量的に算出できた。その結果、35個のp-元素のうち^<92,94>Mo,^<96,98>Ru,^<108>Cd,^<113>In,^<115>Sn,^<138>La,^<152>Gdを除いては太陽系組成比しほぼ整合するだけp-元素が生成されることが解った。生成されない元素はむしろ大質量星でのs-過程及びr-過程と関係していると推測され、今後の研究が必要である。2.熱核反応率、^<12>C(alpha,gamma)^<16>Oは恒星進化、超新星爆発、元素合成と銀河の化学進化に多大の影響を及ぼすが現在のところ実験的にも理論的にも確定していない。1985年(300kevに外挿した核反応断面積は約100kev・b)と1988年に出版された2の異なる値は前者が後者の2.4倍だけ大きい。われわれは典型的大質量星である25M_〓星につい両方の値を使って星の進化と爆発的元素合成のシミュレーションを遂行した。その結果1988年の値では太陽系組成比に相対的にNe,Na,Mgが過剰にできすぎることがわかった。結局、真の値は不確定性を考慮して2倍程度であると恒星進化と元素合成から制限をつけることができた。今後はさらに系統的な星の進化と元素合成の計算により制限をきびしくすることがひつようである。
ガス発生期の反応性を利用した廃石膏と廃プラスチックからの資源生成

ハロゲン元素を含有する廃プラスチックと石膏ボード等の廃石膏を反応させふっ化カルシウム、塩化カルシウム、元素硫黄等の資源を回収するプロセスを構築出来れば上記の問題を同時に解決することが可能になる。本研究はハロゲン含有プラスチック分解の際に発生するハロゲン系ガスを廃石膏等の固体廃棄物と反応させ、ふっ化カルシウム、塩化カルシウムなどを生成し固定無害化することを目的とする。石膏および塩化物、ふっ化物系プラスチックの反応条件を制御し、CaCl2、CaF2の生成実験を行った。反応条件は熱力学的平衡からCaCl2、CaF2が生成する範囲に限定したが反応条件の差異により生成状況も変化する。反応方法方法として(1)プラスチック類と石膏を混合し加熱、(2)プラスチック類を乾留し発生ガスと石膏を反応、(3)高温の石膏にプラスチックを投入し反応、を選択した。(1)および(2)の方法ではCaCl、CaF2が生成せず、石膏と塩化物の反応温度とプラスチックのガス化温度の差異、ガス発生時の残留チャーによる還元性雰囲気の有無が反応に寄与した。(3)の方法ではCaCl2およびCaF2の生成が可能であり、生成条件として以下の知見を得た。□石膏とふっ素樹脂の反応によりふっ素を固定するには1173K以上の高温が有利である。□CaF2の生成には水和石膏のH2Oが反応を促進する傾向が観察された。□CaSO4と塩化ビニルからのCaCl2の生成では1073K以下ではほとんど反応が進行しない、一方1273K程度では迅速に反応が進行する。今年度は石膏と塩化物およびふっ化物系プラスチックから生成しうるCaF_2、CaCl_2、CaS,CaSO_4,CaOの安定な温度および雰囲気を熱力学的に算出し、その条件をもとにハロゲン含有プラスチックと石膏の反応実験を行った。所定のモル比でCaSO_4(約1g)と塩化ビニル或いはふっ素樹脂をるつぼ充填し空気雰囲気下で8731173Kに所定の時間加熱保持した後、試料を取り出し重量変化及びX線回折より試料の成分および生成率を推算した。CaSO_4と塩化ビニル(C2H3Clを1モルと換算)を1:2で混合したものをるつぼに入れ、9731473Kで保持し反応させた。X線回折よりCaCl_2が生成しないことを確認した。CaSO_40.5H20:C2F4=2:1の反応ではX線回折結果より、CaSO_4がC2F4と反応しCaF2を生成することが分かった。反応温度1000K程度以下ではふっ素の固定率は30%程度と一定の値を示していたが、1000K以上では反応温度の上昇に伴い、ふっ素の固定率も上昇し1173Kでふっ素の固定率は48%となった。また、容・器内に未反応のC2F4は存在せずすべて気化或いは反応していた。
傷つきやすいアスリートのためのメンタルヘルスサポートの解明

アスリートがメンタルヘルスを良好に保つためには個々に応じた適切なストレス対処法が重要である。特に、傷つきやすいアスリートはストレスに直面した際、メンタルヘルスを害しやすく、最悪の場合、競技離脱に繋がる危険性がある。実際、傷つきやすさは抑うつ症状との関連が強く、うつ病を誘発しやすい。そのため、傷つきやすいアスリートの特異性を解明し、アスリートのメンタルヘルスサポートへの応用視点を見出すことを目的とする。
理論学的視座から見た経済刑法の解釈適用論

「法益」概念は、現代社会における経済事犯の不法実体を捕捉し、解釈論を先導する観念として、適用場面を適切に限定すればなお中核的な役割を果たし得るが、その実効的な保護を考える上では、組織体「文化」ないし「風土」というような規範論的実体概念を適切に用いる必要がある。しかし、我が国の経済刑法学説・実務等は、法益概念の内実及び法益保護思想の理解において大きな問題を抱え、規範論的実体概念の受容も不活発である。本研究は、研究代表者が単独で3年にわたって実施する図書資料・公刊情報を利用した研究である。本年度は、その第1年度であり、研究実施計画に従い、以下の2系列の研究活動を実施した。1)本研究の第1段階の目標は、経済刑法領域における不法実体を補足する道具概念としての「法益」の妥当性の概念史的検討と、それに基づく再定義であるが、それを、研究代表者による80年代初頭までの法益概念史研究を現在まで補完する形で試みた。学説史の補完という形では、法益概念がドイツ語圏刑法学を超えて急速な影響を及ぼし始めた為、残念ながら、なお完成を目指して鋭意努力する必要のある段階に止まるが、法益概念が不法実体一般を捉える一般的概念としては限界を有するものの、経済刑法における不法実体はほぼ捕捉し得ることは確認された。次年度以降における概念史研究の論文化を急ぎたい。2)法益概念史の補完・道具概念としての能力の検討と並行的に、EU経済刑法の研究動向を、ドイツ・イギリスにおける競争法を中心に、広く追った。Corpus Juris 2000の研究・分析は、ドイツ・イギリスにおける競争法の研究の限度では遂行し得たが、成立後の著しい展開・変化という事情もあって、本格的な着手には至ることができなかった。ドイツ・イギリスにおける競争法・経済事犯の研究を更に推進しつつ、次年度に実施する海外調査等でコンタクトを予定する外国人研究者に研究視座に関する示唆を仰ぎ、研究・分析の立直しを図ることとしたい。地域経済刑法における法益の捉え方や保護手法に関して得られた知見は、法益概念史研究補完への組み込みを行う予定である。本研究は、代表者が単独で3年間で実施する図書資料・公刊情報を利用したものでる。本年度は第2年度であり、実施計画に従い、以下の3系列の研究活動を実施した。1 1980年度中期以降の法益概念史研究を、第2系統の研究遂行過程で意見交換する専門家からの情報等と併せて、完成させると共に、論文化の準備を急いだが、不法実質論に由来するバイアスが概念規定努力を謂わば拡散させている一方で、危険(危殆化)犯論も概念規定を確定せぬままに展開するという状況が急激に拡大してきたことが確認され、解析すべき資料が質・量的に更に増大し、なお分析を終えていない。来年度以降も継続して行うことにしたい。2 EU経済刑法の研究は、1)競争法の刑事化に伴うドイツ・スイス・イギリス等各国の理論学的議論の追跡と、2)Corpus Juris2000の研究・分析に基づく経済刑法の法益に関する考え方・保護手法の特性(長所・問題性)等の抽出とを試みてきたが、後者は、既に経済刑法関連の条約条項の実施段階に入った現在、それ自体として実施しても実効性が乏しく、謂わば前者の中に解消されているともいえるので、両者を統合して、主として執行/保護手法としての刑事法という観点から、研究活動を再構成した。ケンブリッジ大犯罪学研究所のヒルシュ教授、チューリッヒ大学のヴォーラース教授との意見交換も、この方向性を支持するものとなった。3)上記2系列の研究の成果を我が国の実定制度・法に還元すること等を通じて理論学的な視座を再構築し、現実に我が国の競争刑法や資本市場刑法等の解釈適用論への提言を行う、という最終目標に向けた準備作業として、近時の独禁法改正議論・判例動向の再解析を開始した。来年度早々よりペーパーを公表する予定である。本研究は、代表者が単独で3年間で実施するもので、主として図書資料・公刊情報を利用するものである。本年度は最終年度の3年目であり、当初の実施計画を若干変更しつつ、以下の3系列の研究を実施し、研究課題に適合的な成果の公表を開始した。11980年度中期以降の法益概念史研究を継続すると共に、論文化の準備を進めたが、不法実質論に由来するバイアスが概念規定努力を謂わば拡散させている一方で、危険(危殆化)犯論も概念規定を確定せぬままに展開するという状況が急激に拡大してきた為、対象資料が質・量的に著しく増大し、なお分析・論文化は終了するに至らなかった。完成を急ぎたい。2主として執行/保護手法としての刑事法という観点から昨年度に研究活動を再構成したEU経済刑法の研究は、企業組織体活動の制御(コンプライアンス)における各種手法の法理論的意味及び適正さの批判的研究として継続され、企業文化論との結合を通じて、組織体刑事責任論として展開され得ることが確認できた。

本年中に成果の一部を論文として発表後、取り纏める予定である。3経済刑法の理論学的な視座を再構築し、現実に我が国の競争刑法や資本市場刑法等の解釈適用論への提言を行う、という最終目標に向けた準備作業として、昨年度より実定法解釈論・判例動向の再解析を開始し、独禁法罰則及び会社法罰則について成果の一部を論文として公表した。今後も可能なものから継続的に公表していく予定である。
老朽化した街路樹のスクリーニング手法の開発

日本のインフラは高度成長期に急ピッチで整備されてきた。現在インフラの老朽化が問題となっているが、この時期に植樹された街路樹の老朽化も進んでおり、倒木による事故が発生している。街路樹の点検は専門家が人手により行っているが、対象が広範囲に渡るため膨大なコストと人手を必要としている。本研究は、近赤外と熱赤外データから生育不良の街路樹を抽出する手法を考案することである。車から撮影したデータを分析しスクリーニング処理を行うことで、街路樹点検において専門家はすべての街路樹ではなく、不良と判断された樹木のみ点検をすることで、従来の点検方法に比べ、大幅に点検時間とコストを削減することが期待できる。
視床型CJDは、FFI（致死性家族性不眠症）の孤発例と考えてよいのか？

視床型CJDが遺伝性でプリオン蛋白遺伝子のコドン178変異を有するFFIの孤発型と同等なのかをヒトのPrPのFFI変異遺伝子を導入したノックインマウスを用いて感染実験を行い、その同等性を検討しようと計画したものである。感染実験の結果、従来のMM1,VV2,MM2Cとは全く異なる感染性を示し、今観察中のFFI型ノックインマウスの結果がでれば、完全な結論が得られる予定である。さらに、典型的な視床型CJDのMM2T症例だけでなく、MM1+2症例のなかに下オリーブ核の神経細胞脱落を有する症例を3例同定した。当初目論んだ以上に研究が大きく発展している。本研究は、家族性プリオン病であるFFIプリオンと孤発性プリオン病である視床型クロイツフェルト・ヤコブ病(MM2T)が同様の感染性を呈するのかを検討するのが目的である。しかも従来からのヒト型プリオン蛋白の正常多型を導入したノックインマウスでは、その感受性が低いことが予想されるため、FFI変異(178N)を導入したノックインマウスに対して同じような感染性を呈するのかを検討する研究である。本年度は、感染実験の準備に費やした。まず、Ki-Hu178N/178Nを十分な個体数用意した。また、感染実験を開始するために接種材料として、十分な凍結脳が存在する、FFI症例とMM2T症例をそれぞれ3例ずつ用意し、ウエスタンブロットでタイプ2の異常プリオン蛋白を確認後、接種実験を開始した。現在は、観察期間中である。また、MM2Tとの比較のための感染実験として、MM2C症例の凍結脳を用意した。頭蓋内投与による感染実験の観察期間としては約2年間の観察期間が必要であるので、さらに感染実験が短縮可能であるかを検討するためにKi-178N/178Nの腹腔内にプリオンを投与し、脾臓の濾胞樹状細胞への沈着の有無で観察期間の短縮化が図れるかどうかも検討中である。これまでのFDCへの沈着の目安として、30日、60日、90日に計画的にFDC沈着が起こるかを観察する予定である。本研究は、視床型CJDが遺伝性でプリオン蛋白遺伝子のコドン178変異を有するFFIの孤発型と同等なのかをヒトのPrPのFFI変異遺伝子を導入したノックインマウスを用いて感染実験を行い、その同等性を検討しようと計画したものである。視床型CJDの診断困難性を列挙すると、視床型CJDでは異常プリオン蛋白が非常に少なく、免疫染色で確認することはほぼ不可能である。病理像も、CJDの特徴であるspongiform changesを欠き、視床と下オリーブ核の神経細胞脱落のみであり過去には視床変性症と診断されていた。まず、我々は典型的な視床型CJDのMM2T症例だけでなく、MM1+2症例のなかにMM2C病変以外に下オリーブ核の神経細胞脱落を有する症例を3例同定した。従来は視床型CJD診断されていない症例の中にも、可能性として視床型CJDプリオンをもつ症例を世界で初めて指摘したことになる。この可能性を確実に証明するには、当初目標としたFFI型遺伝子のノックインマウスへの感染実験だけなく、異常化を促進する分子設計を行ったノックインマウス(ヒト・マウスキメラ型PrP、バンクボール型PrP)への感染実験も行わねばならないという当初の予想を越えた方向に研究が進展している。現時点で、異常化促進分子およびFFI型のノックインマウスは感染実験の最中であり観察期間中である。予想外の進展のため感染実験を行う症例が増え、またマウスの種類が増えたため、未だ感染実験の途中であるが、さらに我々の研究室では視床型CJDにおいてFFIとの共通点を見出した新しい検査方法を開発中であり、視床型CJDがFFI(致死性家族性不眠症)の孤発例と考えてよいのかという我々の研究テーマに対して感染性のみでなく、新しい根拠を提示する予定である。本研究に関しては、当初の予定をはるかに越えて、予想外の展開を見せつつある。本研究は、基本的に長期の観察期間を必要とする感染実験を主体としたものであるので結果がでるまでに時間を必要とする。しかし、一度得られた結果は、覆しようのないゴールデンスタンダードとなるものである。さらに、単なる観察期間を過ごすだけでなく、vCJDプリオンやMM1プリオン、VV2プリオンの感染実験で成功したFDCアッセイも同時進行でおこなっており、より短期間の観察期間での感染実験結果を得るように努力している。脳神経科学脳内投与においては、観察期間中になすべきことはなく発病まで観察を続ける予定である。

FDCアッセイにおいては、接種後30日ごとに脾臓を採取し、ウエスタンブロットで生化学的に異常プリオン蛋白の沈着(感染が成立して)いるのかを検討し、さらに半分の脾臓はホルマリン固定後に免疫染色にて異常型プリオン蛋白の沈着を確認する予定である。この検討は、接種後30日、60日、90日と観察を行い最短観察期間を決定する予定である。効率的に執行した為である。感染実験に使用する予定である。
葉緑体チオレドキシンによる標的タンパク質分子認識と活性調節

1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の多様性を明らかにするため、光合成細菌や窒素固定型シアノバクテリアなど、特異な環境に生育する生物についても相互作用相手のタンパク質を網羅的に調べた。また、シアノバクテリアの還元力供給系の破壊株の解析により、還元力の流れと機能の関係を明らかにした。細胞質型チオレドキシンと標的酵素候補であるフルクトース1,6-ビスアルドラーゼの相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。2.チオレドキシンが標的蛋白質を認識する分子機構の立体構造レベルでの解明チオレドキシンと標的タンパク質間の安定なジスルフィド結合中間体を形成できるタンパク質上のシステイン、およびジスルフィド結合形成の条件の検討を行ったが、結晶化・構造解析に供するような安定なタンパク質複合体を供給で来る条件を得るには至らなかった。(1)チオレドキシンとチオレドキシン還元酵素の相互作用の生化学的な解析チオレドキシンは、生体内でチオレドキシン還元酵素によって還元されている。葉緑体内では、還元力の供給源は還元型フェレドキシンで、この反応はフェレドキシン-チオレドキシン還元酵素によって触媒される。一方、細胞質では、NADPHが還元力として用いられ、NADPH-チオレドキシン還元酵素(NTR)が働く。いずれの場合も、チオレドキシン還元酵素が還元型になると、酸化型チオレドキシンが還元酵素との間でジスルフィド結合中間体を形成し、チオレドキシンのジスルフィドが還元型のジチオールに、還元酵素が逆に酸化型になることが知られている。そこで、これらの酸化還元状態が両者の相互作用にどのように影響するかを評価するため、表面プラズモン共鳴法を試みたが、機器感度の制約で違いを測定することが出来なかった。(2)チオレドキシンと標的酵素の相互作用の生化学的な解析網羅的な解析手法によって明らかになったチオレドキシン標的タンパク質について、生化学的に相互作用の同定および還元力伝達に与るシステイン残基の同定を進め、新規に細胞質型リンゴ酸脱水素酵素およびフルクトース1,6ビス燐酸アルドラーゼが標的酵素であることを確認した(第47回日本植物生理学会発表、論文準備中)。(3)チオレドキシンが標的蛋白質を認識する分子機構の立体構造レベルでの解明チオレドキシンが様々な標的タンパク質を認識する分子認識の機構を理解するために、チオレドキシン-標的タンパク質ジスルフィド結合中間体の結晶構造解析を目指して、標的酵素の組換え体蛋白質およびシステイン変異体の作成を行った。これらの蛋白質とチオレドキシンの安定な複合体を作成する条件の検討を進めている。(4)酸化還元調節機構の1分子観察酸化還元調節を1分子レベルで評価する実験系を構築するため、顕微鏡システムを新規に組み上げ、その性能評価を行った。1.チオレドキシンと標的タンパク質の相互作用の解明細胞質型チオレドキシンとその標的酵素候補である細胞質型リンゴ酸脱水素酵素の相互作用を調べ、この酵素が新規のチオレドキシン被調節酵素であることを明らかにした。特に、システイン変異とペプチドマッピングの詳細な解析を行い、リンゴ酸脱水素酵素のカルボキシ末端に位置するシステインを介した二量体分子間のジスルフィド結合形成だけで、酵素活性が調節されていることを明らかにした。ここで予想されたジスルフィド結合は、これまで知られているこの酵素の立体構造からは予想できなかったものであり、酵素タンパク質が酸化状態で大きく構造を変化させることを示唆している。2.チオレドキシンが標的蛋白質を認識する分子機構の立体構造レベルでの解明昨年度に引き続き、チオレドキシンと標的タンパク質問の安定なジスルフィド結合中間体を形成できるタンパク質上のシステイン、およびジスルフィド結合形成の条件の検討を行っているが、まだ結晶化・構造解析に供するような安定なタンパク質を供給で来る条件を得るに至っていない。