hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鉄型ゼオライトによるアンモニウムイオンとリン酸イオンの吸着

前処理試料としてFe^<2+>イオン交換処理とFe(OH)_3担持処理のシヤプチロルフッ石岩,モルデンフツ石岩,ゼオライトAとXを用意した。(A)これらの試料によるNH^+_4の吸着量を検討した。天然ゼオライト試料は原試料とほぼ同様な吸着量を示し、両処理方法の間に差異が認められないことから、NH^+_4に対する高い選択性を有することが見出された。合成ゼオライトでは原試料より小さい吸着量となり、天然物と異なった。しかし吸着量は大きく、最大232meg/100gを示した。(B)PO^<3ー>_4の吸着量を検討した。溶液のpHが312の範囲では最大36.0meg/100g吸着し,pHが高くなるとともに減少した。担持試料はFe含有量の増加にともなって吸着量が増加するが,イオン交換試料では含有量に関係なく低い吸着量を示す。そこで吸着量と吸着溶液の濃度による効果を検討した結果、上記の結果と同様であったがゼオライトXは濃度とともに吸着量が上昇し、900mg/lで約100meg/100gを示しまだ上昇する傾向を示した。これらのことからPO^<3ー>_4の吸着はFeとの結合により行われる。ゼオライトXの場合にはPO^<3ー>_4(5.5A)より大きい空孔サイズ(7.5A)を持つため空孔内にPO^<3ー>_4が拡散し吸着する機構のため高い吸着量を示すものと考えられる。(C)NH^+_4とPO^<3ー>_4の同時吸着を検討した。混合溶液はそれぞれ10mg/l含むものであり、PO^<3ー>_4は最も濃度の高い湖沼の10倍に相当する濃度である。担持シャプチロルフッ石岩とイオン交換モデルフッ石の二試料について実験を行った。その結果、担持試料はNH^+_4の90%とPO^<3ー>_4の40%を吸着し,イオン交換試料ではNH^+_4が95%とPO^<3ー>_4が18%吸着除去されることが見出された。このことはこの研究に用いられた試料が富栄養化した湖沼等の水質改善に役立つものであることを示す。本年度は試料として用いるゼオライトの鉱物学的性質を調べた。天然ゼオライトとして北海道余市産と長万部産、宮城県白浜産、秋田県二ツ井産、栃木県大谷産の堆積性ゼオライト岩を入手した。粉末X腺回析法により5種の試料の鉱物組成を検討した。その結果、北海道余市産と長万部産は主成分となるゼオライトはシャプチロルフッ石であり4045%の含有である。その他としてモンモリロナイト、長石、石英クリストパライトを共生する。秋田県二ツ井産試料はシキプチロルフッ石を67%と多く含み、これは走査型電子顕微鏡(SEM)の観察から120μmの板状結晶であった。不純物としては長石、石英、クリストバライトを含むが、粘土は存在しない。しかし、SEMにより針状の形態を示すモルデンフッ石を23%含むことがわかった。宮城県白沢産試料は69%もモルデンフッ石を含み、その他として長石と石英からなる。栃木県大谷産試料は上記4試料が緻密で白色度の高いものであるが、粗鬆で白色度は良くない。この試料は45%シヤプチロルフッ石を含み、石英、長石、モンモリロナイトを共生する。SEMにより23%のモルデナイトが存在する。DTA及びIRでは試料間の相違が見出せなかった。またEPMAでの分析は結晶が小さいため正確な値を求められず、秋田県二ツ井産と宮城県白沢産の2試料を湿式分析により化学組成を求めた。以上の結果、ゼオライト含有量が多く陽イオン交換性を示す粘土を含まないものとしてシヤプチロルフッ石の試料として秋田県二ツ井産またはモルデレフッ石として宮城県白沢産を今後の実験に用いる試料と決定した。新潟県間瀬を調査したが良好な火成性ゼオライトが得られなかった。そこで不純物を含まない合成ゼオライトとしてゼオライトAとXについて化学組成、形態を調べた。比較試料として用いる予定である。今年度はゼオライトの前処理法を検討し、試料を作製することが目的である。そのため、試料として天然ゼオライトとして含有量の高いシャプチロルフッ石岩(秋田県二ツ井産)とモルデンフッ石岩(宮城県白沢産)を選び、合成ビオライト工業的に広く利用され安価なゼオライトA、Xである。1)イオン交換法による前処理IMFecl_3溶液は十分な溶解がなく、Fe沈澱物が生じる。0.01Mでは透明な溶液となるので試料の交換処理を室温で行った。しかし、処理試料のなかでゼオライトAとXはX線により非晶質となることがわかった。溶液のpHが1.9のため、ゼオライトがゾル化したものである。一方、天然試料は構造が保たれ、耐酸性の高いものであった。FeCl_2溶液についても同様な結果となる。温度の影響は溶液に表われ、濃度の低い0.01Mでも高温(100°C)ではコロイド沈澱が生じてしまう。

その結果、沈澱が生じない最も高いpH=3に調節した溶液を室温下で用いるのが最も交換量が高く、構造が保たれていた。この条件下でのイオン交換処理試料を用意した。2)担持法による前処理上記の実験結果から、pH3の溶液で十分にイオン交換を行い、その後0.1MNaOHを滴下しpH6の溶液とした。これによってFe(OH)_3の沈澱がゼオライト表面に担持することがわかった。これ以上のpHでは沈澱量が多いため、SEM観察により表面に均一に担持しない。3)前処理試料の鉱物学的性質交換量を分析により求めると、担持法では4試料とも約220meq/100g、であったが、イオン交換法では天然試料の交換量が小さかった。また耐熱性も高かった。次回はこれら試料によるNH^+_4とPO^<3->_4の吸着を行う。前処理試料としてFe^<2+>イオン交換処理とFe(OH)_3担持処理のシヤプチロルフッ石岩,モルデンフツ石岩,ゼオライトAとXを用意した。(A)これらの試料によるNH^+_4の吸着量を検討した。天然ゼオライト試料は原試料とほぼ同様な吸着量を示し、両処理方法の間に差異が認められないことから、NH^+_4に対する高い選択性を有することが見出された。合成ゼオライトでは原試料より小さい吸着量となり、天然物と異なった。しかし吸着量は大きく、最大232meg/100gを示した。(B)PO^<3ー>_4の吸着量を検討した。溶液のpHが312の範囲では最大36.0meg/100g吸着し,pHが高くなるとともに減少した。担持試料はFe含有量の増加にともなって吸着量が増加するが,イオン交換試料では含有量に関係なく低い吸着量を示す。そこで吸着量と吸着溶液の濃度による効果を検討した結果、上記の結果と同様であったがゼオライトXは濃度とともに吸着量が上昇し、900mg/lで約100meg/100gを示しまだ上昇する傾向を示した。これらのことからPO^<3ー>_4の吸着はFeとの結合により行われる。ゼオライトXの場合にはPO^<3ー>_4(5.5A)より大きい空孔サイズ(7.5A)を持つため空孔内にPO^<3ー>_4が拡散し吸着する機構のため高い吸着量を示すものと考えられる。(C)NH^+_4とPO^<3ー>_4の同時吸着を検討した。混合溶液はそれぞれ10mg/l含むものであり、PO^<3ー>_4は最も濃度の高い湖沼の10倍に相当する濃度である。担持シャプチロルフッ石岩とイオン交換モデルフッ石の二試料について実験を行った。その結果、担持試料はNH^+_4の90%とPO^<3ー>_4の40%を吸着し,イオン交換試料ではNH^+_4が95%とPO^<3ー>_4が18%吸着除去されることが見出された。このことはこの研究に用いられた試料が富栄養化した湖沼等の水質改善に役立つものであることを示す。
機能性フォトニック材料

コバルトスズメは環境に応じて体表の色を変えることがしられている。コバルトスズメの細胞には低屈折率の細胞質と高屈折率の反射小板があり、反射小板は規則的に積層し、間の距離を変えることによって色を制御する。本研究では、我々はこのメカニズムを模倣し、外場応答性のあるコロイド結晶型フォトニック結晶の開発に成功した。まず、コロイド結晶の作製方法では、我々は新しい方法を開発し、大きい範囲で高い質を有するコロイド結晶の作製に成功した。1)垂直単分散粒子堆積法を開発した。本方法を用いて、多き範囲で均一なオパール型コロイド結晶膜の作製が可能になった。コロイド結晶膜の厚みがディピング速度や粒子の濃度などで精密に制御できる。2)ナノ粒子と単分散粒子の共集合法を開発した。この方法を用いて大きい範囲での逆オパール型コロイド結晶膜の作製が可能になった。しかも,逆オパールの光学特性はナノ粒子の成分によって制御できる。次、色素或は液晶を利用してフォトニック結晶の光学特性の制御に成功した。3)色素の屈折率が共鳴振動に依存している。共鳴振動の位置或は強度は変化すれば色素の屈折率が変わる。我々は色素のこの特性を利用してフォトニック結晶のストップバンドを光で可逆的に制御することに成功した。4)液晶の屈折率は液晶分子の配列に依存することが知られている。我々は液晶をオパール或は逆オパール型コロイド結晶に充填し、外部電場で液晶の配列方向を変え、コロイド結晶のストップバンドを電場で可逆的に制御することに成功した。しかも,逆オパールの光学特性はナノ粒子の成分によって制御できる次、色素或は液晶を利用してフォトニック結晶の光学特性の制御に成功した。
ショウジョウバエを用いたミトコンドリア伝達の制御機構の研究

D.melanogasterにおいて、生殖細胞質の移植により作成したヘテロプラズミー系統では、ミトコンドリアDNA(mtDNA)の伝達は、核ゲノムとmtDNAの組み合わせ、および飼育温度に依存して選択的に起こる。このような選択において、核ゲノムがもつ効果について明らかにするため、以下の2つの実験を行った。(1)D.melanogasterとD.mauritianaのmtDNAが共存する場合、移植の宿主に用いる系統により、選択の温度依存性は著しく異なる。そのようなD.melanogasterの2系統間で核ゲノムの置換を行い、それらにD.mauritianaのmtDNAを共存させた。mtDNAの伝達を、先に得られている結果と比較したところ、伝達は2種類のmtDNAの組み合わせにかかわらず、それぞれの核ゲノムに特微的な温度依存性の選択を示した。(2)D.melanogasterの核ゲノムでD.mauritiana由来のmtDNAのみをもつ系統が、選択的伝達の結果、得られている。この系統と、D.mauritianaおよびD.simulansを用い、共存するこれら2種のmtDNAに対し、D.melanogster,D.mauritiana,D.simulansの3通りの核ゲノムを組み合わせた。この場合のmtDNAの伝達は、mtDNAの組成が同じであるにもかかわらず、核ゲノムにより異なる温度依存性の選択を示した。これらの結果から、mtDNAの伝達には、共存するmtDNAの性質に加え、核ゲノムが大きな効果をもつことがはっきりと示された。mtDNAの温度依存性伝達に関与する核遺伝子を同定することを目標とし、まずその染色体領域を特定するため、現在、各染色体の置換系統を作成し、ヘテロプラズミー系統の作成を進めている。一方、このような選択は、核ゲノムにコードされるDNAポリメラーゼや他のタンパク分子とmtDNAのA+T-rich領域との、mtDNAの複製開始における相互作用によるものと考えている。その機構を明らかにするために、現在PCR法を用いて、A+T-rich領域の塩基配列の決定を進めている。
数学教育における学力論の再構築と学力調査の再編に関する総合的研究

数学教育における学力論についての新しい展望を得るために,戦後のわが国の算数・数学学力調査や国際学力調査PISA等の実施の経過と成果を把握し,各種学力調査の実施の意義と限界,および児童・生徒の学習状況について得られた知見を総合的に検討し,今日の数学教育の現状と課題を踏まえた算数・数学調査の枠組みを検討した。その結果,数学的リテラシー論が提起する新しい展望や数学の言語性を視野に入れた言語活動等の視点から,学力調査で意図されてきた評価のねらいと方法が変化していることが確認され,わが国の算数・数学の学力調査においても,「数学的方法」に関する評価への一層の焦点化が必要であることが指摘された。本研究は,我が国でこれまでに実施されてきた算数・数学の大規模学力調査の設計と分析の手法,及び得られた知見等について総合的に考察し,数学教育における学力論の再構築を図り,重層的かつ多面的な学力読査の新たな枠組みと手法を提示するとともに,学力調査の結果を活かした指導改善のあり方を提言することを目的とする。4年間の研究計画の第1年次の本年度は,以下のように研究を展開した。1我が国の算数・数学学力調査の総合的考察戦後の算数・数学学力調査の実施の経過と成果を把握し,各種学力調査の実施の意義と限界,および児童・生徒の学習状況について得られた知見を分類整理して総合的に検討し,今日の数学教育の現状と課題を踏まえた算数・数学調査の枠組みを提案する準備を行った。数学的リテラシー論が提起する新しい展望や数学の言語性を視野に入れた言語活動等の視点から,学力調査で意図されてきた評価のねらいと方法が変化していることが確認された。2大規模国際学力調査の枠組みの分析OECD/PISAやTIMSS等の大規模国際学力調査の調査問題作成の枠組みを分析するとともに数学的内容,数学的方法,及び問題の文脈の3つの観点から,具体的な調査問題の検討も含めて,我が国の学力調査の問題作成の枠組みとの比較を行った。結果として,我が国の調査でも,数学的方法への一層の焦点化が可能施あることを指摘した。3調査手法と評価システムの検討「関心・意欲・態度」と教科内容の関連を視野に入れた新しい調査方法や,記述式問題の出題形式の整理と評価システムの考案の可能性を検討した。具体的には,「関心・意欲・態度」の評価について,教科内容に関連させてペーパーテストに組み込むことを視野に入れた手法とその意義を検討した。また,過去の記述式問題の出題形式を整理し,説明を中心とした評価の体系化を図るとともに,数学的内容と数学的過程の2次元で構成される解答類型の導入についても検討を行った。本研究は,我が国でこれまでに実施されてきた算数・数学の大規模学力調査の設計と分析の手法,及び得られた知見等について,数学教育研究者,教育政策担当者,そして学校現場の教員による研究グループを組織して数学教育研究の立場から総合的に考察し,数学教育における学力論の再構築を図り,重層的かつ多面的な学力調査の新たな枠組みと手法を提示するとともに,学力調査の結果を活かした指導改善のあり方を提言することを目的とする。この目的のために,今年度は,戦後の算数・数学学力調査の実施の経過と成果の分析,各種学力調査の実施の意義と限界の検討,および児童・生徒の学習状況について得られてきた知見の整理を行い,今日の数学教育の現状と課題を踏まえた算数・数学調査の枠組みを提案する準備作業を継続した。その際,数学的リテラシー論が提起する新しい展望や数学の言語性を視野に入れた言語活動等の視点から,これまでの学力調査で意図されてきた評価のねらいと方法を相対化して考察を進めた。本年度は,特に全国学力・学習状況調査の算数・数学における「活用」の問題作成の枠組み,OECD/PISAの数学調査のにおける問題作成の枠組みの検討を行って,従来は主として現実事象の数学化に焦点が当てられてきた「数学的プロセス」の評価について,数学事象の数学化についても枠組みを構築することの必要性が明らかになり,「数学の数学化」によるPDCAサイクルを想定した問題解決過程にみられる学力の評価の重要性を指摘した。また,そのための評価問題案を開発した。さらに,これまでの学力調査の結果を生かした指導改善の可能性を探り,中学校数学科の「図形」領域,「資料の活用」領域における学習指導モデルを開発した。これらの成果については,日本数学教育学会研究大会において発表予定である。

この目的のために,研究計画の第2年次の本年度は,以下のように研究を展開した。1我が国の算数・数学学力調査の総合的考察:戦後の算数・数学学力調査の実施の経過と成果を把握し,各種学力調査の実施の意義と限界,及び児童・生徒の学習状況について得られた知見を分類整理して総合的に検討し,数学教育の現状と課題を踏まえた算数・数学調査の枠組みを提案する準備作業を行った。またそのために,過去の調査問題,調査結果を統合したデータベースを構築した。2新しい調査手法と評価システムの考案:「関心・意欲・態度」と教科内容の関連を視野に入れた新しい調査方法や,記述式問題の出題形式の整理と評価システムの考案を引き続き行った。具体的には教育課程実施状況調査で試みられた「関心・意欲・態度」の評価について,教科内容に関連させてペーパーテストに組み込むことを視野に入れた手法を検討した。3調査問題を利用した学習指導モデルの開発:全国学力・学習状況調査で出題された「活用」の問題とその調査結果を生かした指導実践の可能性を探るための学習指導モデルを開発し,試行授業を実施し,生徒の活動を分析した。本研究は,我が国でこれまでに実施されてきた算数・数学の大規模学力調査の設計と分析の手法,及び得られた知見等について総合的に考察し,数学教育における学力論の再構築を図り,重層的かつ多面的な学力調査の新たな枠組みと手法を提示するとともに,学力調査の結果を活かした指導改善のあり方を提言することを目的とした。この目的のために,戦後の算数・数学学力調査の実施の経過と成果を把握し,各種学力調査の実施の意義と限界,および児童・生徒の学習状況について得られた知見を分類整理して総合的に検討し,今日の数学教育の現状と課題を踏まえた算数・数学調査の枠組みを検討した。その中で,数学的リテラシー論が提起する新しい展望や数学の言語性を視野に入れた言語活動等の視点から,学力調査で意図されてきた評価のねらいと方法が変化していることが確認された。また,OECD/PISAやTIMSS等の大規模国際学力調査の調査問題作成の枠組みを分析するとともに,数学的内容,数学的方法,及び問題の文脈の3つの観点から,具体的な調査問題の検討も含めて,我が国の学力調査の問題作成の枠組みとの比較を行った。このような検討の結果として,我が国の算数・数学の学力調査においても,「数学的方法」に関する評価への一層の焦点化が必要であることが指摘された。特に,問題を発見して数学的問題を設定する力や解決後の発展的に考察する力,構想・実施・評価・改善までを視野にいれて教科横断的に展開する数学的活動を推進する力等,従来の数学教育における学力論で焦点化が十分ではなかった「開かれた学習」を可能にする学力論の構築の必要性が指摘された。26年度が最終年度であるため、記入しない。教科教育学26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は,戦後の算数・数学学力調査の実施の経過と成果を把握し,各種学力調査の実施の意義と限界,および児童・生徒の学習状況について得られた知見を分類嘲整理して総合的に検討する作業を進めた,,また,国際的な大規模学力調査の枠組みや調査手法を検討するともに,海外における学力調査の実情を調査した。このような作業によって,学力調査に関する現状と課題が顕在化し,次年度以降の研究の準備が整った。
増殖性網膜硝子体疾患におけるRGS5の役割解明と革新的分子標的治療の展開

糖尿病網膜症、加齢黄斑変性や増殖硝子体網膜症などの増殖性網膜硝子体疾患では、網膜の上下に生じる線維(血管)増殖組織が主要病態である。申請者は、ゲノムワイドの遺伝子発現解析により肝臓癌の浸潤促進因子としてregulator of G-protein signaling 5(RGS5)を初めて同定した。本研究では、まず、患者網膜上増殖組織におけるRGS5の局在と活動性との相関を検証する。次に、In vitro、In vivoモデル系で網脈絡膜線維血管増殖における増殖、遊走、形質転換におけるRGS5の役割を解明し、RGS5阻害による増殖組織進展抑制効果を定量化する。
健常成人集団で腹部脂肪蓄積が血管内皮機能に及ぼす影響の分析化学的・生理学的評価

一般健常成人集団において、腹部脂肪の蓄積は酸化ストレス指標の増加や抗酸化微量栄養素の減少をもたらすことが明らかとなった。しかしながら血管反応性については個人内日内変動や個人間変動が大きいため、腹部脂肪蓄積が内皮機能に与える影響を検出するには対象者数の増加や、ハイリスク集団の取り込みが必要と考えられた。フィールド研究として約600名の健常成人を対象に行った断面調査の結果、女性では腹囲が血清一酸化窒素代謝産物(NO_x)と負の、8-iso-prostaglandin F_2αとは正の有意な関連性を示した。このことから腹部脂肪の蓄積は血管内皮機能の低下をもたらし、またそこには酸化ストレスの上昇が関与している可能性が示唆された。さらにこの集団での血清カロテノイド類の一部は血清NO_xとの間に正の関連性を示したことから、抗酸化作用を有するカロテノイド類も血管内皮機能の維持や改善に関与している可能性が示唆された。しかしながらメタボリック危険因子の集積は予測に反して血清NO_xと正の関連性を示したことから、NO_xにはメタボリックリスクの上昇に対する防御反応として意義もあると考えられる。実験的研究として20歳代の健常者30名を対象にストレンゲージプレチスモグラフ(SPG)を用いた血管内皮機能検査を行い、日内変動や日差変動を検討した結果、個人差はあるものの、SPGは再現性が高いことが示された。しかしながらSPGによる反応と血清NO_xとの間に有意な関連性は認められなかった。若年健常人では優れた血管内皮機能が維持されているため虚血によるSPG反応の効果サイズが十分でなく、検出力が不足したと考えられる。本研究では20歳代の10名の被検者での有酸素運度負荷が血清NO_xに有意な変動をもたらさないことも明らかにされ、若年者の血管機能は適応力に優れているといえる。したがって今後は血管内皮機能障害の有症率が高いと推定される中高年者集団の測定値との比較が必要と考えられる。フィールド研究として約600名の健常成人を対象に行った断面調査の結果、抗酸化物質である血清カロテノイド値とメタボリック危険因子の集積との間には負の関連性を認め、酸化指標である8-iso-prostaglandin F2αとは正の有意な関連性が認められた。また個別の危険因子との関連性では、男性では高血圧がカロテノイド値と強い関連性を示した。このことから腹部脂肪の蓄積を伴うメタボリック症候群では酸化ストレスが上昇し、血管内皮機能を障害している可能性が示唆された。また血清カロテノイド値は閉経後女性で骨密度と有意な正の関連を示したことから、抗酸化物質による酸化ストレス中和が血管内皮以外の部位においても防御的作用を発揮している可能性が示唆された。実験的研究として20歳代の健常者10名を対象にストレンゲージプレチスモグラフ(SPG)を用いた血管内皮機能検査を行い、日内変動、日差変動や1週間連続での1日1万歩歩行運動不可による影響を検討した。個人差はあるものの、歩行負荷による急性の効果としては、血流量変化率が上昇する傾向にあるものの有意な変化ではなかった。しかしながら対象者が若年健常人であるため血管の順応性が優れており、1週間の歩行運動程度の負荷では効果が現れにくかったと考えられる。従来SPGは治療効果や薬物投与に対する反応など臨床的評価に利用されてきており、健常人での運動による血管内皮機能への影響を明らかにした報告が見あたらないことから、本研究成果は有意ではないものの新規性を含んでおり、今後の負荷時間を増加させた長期的影響の評価研究へとつながるものである。腹部脂肪蓄積を主徴候とするメタボリックシンドローム(MetS)の進展には、低度の炎症反応が関与していることが、従来明らかにされている。そこで炎症反応と指標として高感度CRPと白血球数を用い、腹部脂肪蓄積との関連性と、血清脂肪酸構成との関連を明らかにする調査を行った。対象者としては、550名(男性218名、女性332名)の健常成人から同意が得られた。血清脂肪酸としては各種の飽和脂肪酸、単価不飽和脂肪酸、多価不飽和脂肪酸(n3系とn6系)の測定をメチル化処理後にガスクロマトグラフィを用いて行った。また食事との血清脂肪酸との関連を明らかにするため、食物摂取頻度調査(FFQ)を実施し、脂肪酸摂取量推定値を求めた。統計解析の結果、血清脂肪酸構成と食物摂取頻度調査との関連は、総n6/n3比を除いて有意な関連を示さなかった。MetS進展と脂肪酸構成との関連に関する解析では、男女ともに、パルミチン酸の有意な増加傾向が見られた。また、リノール酸と総n6脂肪酸はMetSの進展に相関して有意に減少した。炎症指標との関連では、男性で脂肪酸構成と炎症指標との間に有意な関連を示す脂肪酸は認められなかった。しかし女性ではパルミチン酸、オレイン酸、単価不飽和脂肪酸が炎症指標と有意な正の関連を示し、総n3脂肪酸やDHAが負の相関を示した。

本調査の結果、血中の脂肪酸の構成は、MetSに関連する低度炎症反応と相関を持つことが示唆された。しかしMetSの進展にはn6系脂肪酸との負の関連が認められたことから、脂肪酸の関与に関する機序には、実験的な条件とは異なる因子の関わりも考えられる。
視神経脊髄炎の新たなアストロサイトパチーの疾患概念の確立と病態、治療に関する研究

我々は、視神経脊髄炎(Neuromyelitis Optica, NMO)に特異なアクアポリン(AQP)4抗体陽性の多数の解析により、NMOは多発性硬化症(MS)と異なる臨床、検査所見を報告し、より広い疾患概念であるNMO関連疾患(NMOSD)の新たな国際的な診断基準の作成に寄与した。またAQP4抗体陽性NMOSDが、MSのような脱髄疾患ではなく自己免疫性アストロサイト病であることを明らかにし、免疫抑制療法の有効性を示した。さらにAQP4抗体陰性NMOSDの一部にミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク(MOG)抗体陽性例があることを発見し、その臨床的特徴と脱髄が主体の病態を見出した。視神経脊髄炎(NMO)は重症の視神経炎と横断性脊髄炎を繰り返す重篤な神経難病であるが、以前から多発性硬化症(MS)との異同が議論されてきた。私共はメイヨークリニックと共にNMOに特異的でMSには検出されないアクアポリン4(AQP4)抗体を発見した。私共はさらに本疾患が免疫介在性アストロサイトパチーという新たな疾患概念であることを提唱している。この疾患概念確立と共に、病態を解明しNMOの治療法を確立することが本研究の目的である。I.臨床的解析(1)全国から集積した1400例以上のAQP4抗体陽性症例の臨床情報の総合的解析を実施中である。(2)NMO62例の脳病変を解析し、MSとは異なる5種の病変を見出した、(1)錐体路を含む病変、(2)血管性浮腫による広範な大脳半球病変、(3)中脳水道、第3,4脳室周囲の病変、(4)側脳室周囲の病変、(5)しばしば頸髄病変と連続する延髄病変。(3)NMOのQuality of Life(QOL)及び疼痛を検討したところ、NMOでは疼痛がMSより高頻度でより重症で、分布も異なり、QOL低下に関わっていた。II.NMOのアストロサイトパチーの病態解明(1)NMO病変の壊死部分の周囲においてアストロサイトの突起のビーズ状変化や破砕物が多数みられた。(2)NMOの再発時には髄液GFAPが著明に上昇しており、脊髄病変の長さや重症度と相関していた。MSでは上昇はみられなかった。(3)AQP4抗体をAQP4発現アストロサイトに補体と共に添加すると細胞が破壊された。またAQP4抗体のみでは細胞膜のAQP4が内在化し分解し、アストロサイトは球状になった。(4)AQP4反応性T細胞を樹立しこれをAQP4抗体と共にラットの血中に注入するとNMO様病変が惹起された。以上の結果はNMOにおけるAQP4抗体の病原性と本疾患が特異なアストロサイトパチーであることを支持する知見である。視神経脊髄炎(NMO)は疾患特異的なアクアポリン4(AQP4)抗体の発見以後、異同が議論されてきた多発性硬化症(MS)との相違が明らかになってきている。私共は本疾患が免疫介在性アストロサイトパチーという新たな疾患概念であることを提唱している。NMOの疾患概念確立、病態解明と治療法確立が本研究の目的である。I.臨床的解析:(1) NMOの臨床解析では、若年発症例では視神経炎、高齢発症例では脊髄炎で発症することが多かった。発症から75カ月後には、18%の症例は両眼の重篤な視覚障害を、34%は100mの歩行が困難に、そして9%が死亡しており、予後不良であった。(2)NMOの非典型的所見として、発症前に血清CK値が高値を呈する症例が確認され、横紋筋に発現しているAQP4も本疾患の自己免疫の標的になっている可能性が示唆された。(3)妊娠出産と再発の関連を調査したところ、出産後6カ月間は妊娠前や妊娠中に比べて約4倍に再発率が上昇していた。NMOは女性患者が多く、この時期の再発予防が重要である。II.NMOのアストロサイトパチーの病態解明:(1)剖検例ではNMO病変の辺縁ではアストロサイトが破壊され。そのcell debrisが多数みられた。(2)アストロサイトタンパクであるGFAPの髄液中の濃度は、NMOの急性増悪期には著明に上昇しており、特に脊髄病変で高値だった。またGFAP:MBP比はNMOではMSより有意に高く、NMOでは主にアストロサイトが破壊されていることが確認された。(3)過去の実験的研究では、AQP4抗体は補体を活性化してアストロサイトを破壊することが確認されているが、NMOの末梢血B細胞をサイトカインで刺激し培養系においてAQP4抗体産生を確認した。また急性増悪期の髄液中ではC5a濃度が有意に上昇していた。

NMOの急性期における補体抑制療法の有効性を示唆するものである。本研究では、視神経脊髄炎スペクトラム疾患群(NMOSD)において疾患特異的なアクアポリン4(AQP4)抗体に着目して、様々な臨床的、病理学的、実験的検討を行い、NMOSDが免疫介在性アストロサイトパチーという新たな疾患概念であることを確立し、その病態を解明し治療法を確立することを目的としてきた。I.11946例のAQP4抗体陽性NMOSDの解析では、男性例では発症年齢が女性より有意に高く、自己免疫疾患の合併が少なかった。2NMOSDの臨床的特徴を有するがAQP4抗体陰性である一群が最近注目されている。我々はこのSeronegative NMOSDの一部にミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク(MOG)抗体陽性例があることを見出した。そして、このMOG抗体陽性NMOSD群はアストロサイトパチーではなく脱髄疾患である可能性があり、女性優位性がなく、視神経炎はしばしば両側性であり、脊髄炎は腰仙髄領域を傷害するものが多く、概して再発が少なく機能予後は比較的良好等の特徴がみられた(Neurology等)。III.1国際委員会のメンバーとして新たなNMOSDの診断基準を作成し現在投稿中である。また治療に関してエビデンスの分析を行った(Brain Pathol)。視神経脊髄炎(NMO)は疾患特異的なアクアポリン4(AQP4)抗体の発見以後、多発性硬化症(MS)との相違が明らかになってきた。私共は本疾患が免疫介在性アストロサイトパチーという新たな疾患概念であることを提唱している。NMOの疾患概念確立、病態解明と治療法確立が本研究の目的である。I.臨床的解析:(1) 1946例のAQP4抗体陽性NMO症例の解析:発症年齢の平均は44歳(1歳93歳)だった。小児及び老年発症例では男女差はなかったが、それ間の年齢の発症例では14:1と女性優位だった。小児例では視神経炎、高齢発症例では脊髄炎での発症が多かった。10%の症例では脳症候で発症し、約30%の症例で嘔吐、吃逆などの脳幹症候がみられた。(2)NMOにおける疼痛は78%にみられ、65%では中等度あるいは重度だった。McGill疼痛質問票による疼痛の種類の解析では、crampingが60%と最も高頻度だった。また重度の疼痛があるとBeckうつスコアが高かった。II. NMO病変のアストロサイトパチーと他の病理所見:(1)免疫グロブリンや補体が血管周囲に沈着しその周辺でAQP4の広範は欠失がある典型的な病変の他、Wallerian変性、AQP4の選択的欠失、脱髄や軸索変性、オリゴデンドロサイトのアポトトーシスなど様々なタイプの病変も生じていた(2)アストロサイトタンパクであるGFAPの髄液濃度は、NMOの急性増悪期のほか一部の脊髄症で著明に上昇していた。一方、MS、神経ベーチェット病などでは上昇が見られなかった。(3)種々のサイトカインをAQP4抗体を投与したラットの脳内に注入したところ、IL1βが補体の産生を促進し好中球の浸潤、血液脳関門の破綻を誘発しNMO様の病変形成に寄与していた。III. NMOの治療薬の薬効、副作用に関するレビューを行い国際共同研究として発表した。I.臨床解析では、1ミエリンオリゴデンドロサイト糖タンパク(MOG)
新しいユビキチン様タンパク質を介した植物細胞分裂における微小管制御機構の解明

微小管は植物細胞の分裂において紡錘体やフラグモプラストの構成に中心的な役割をするが、その制御の全体像は明らかではない。ヒメツリガネゴケ頂端分裂細胞に発現する姉妹遺伝子yh78(PUBL1)とpph27a22(PUBL2)はユビキチン様モチーフをもつ2型ユビキチン様タンパク質(UBL)をコードし、細胞分裂の各過程で微小管の制御を行う因子であると考えられる。本年度では、前年度に同定したPUBLと相互作用する因子の機能を解析することを主に研究を遂行し次の成果を得た。1.前年度に作製した組換えPUBL2タンパク質を用いて抗PUBL2抗体を作製した。細胞内局在を調べるために本抗体を用いた免疫染色を行った結果、細胞周期を通して細胞質に存在し、分裂期では紡錘体全体およびフラグモプラスト赤道面に蓄積することがわかった。2.微小管ダイナミクスへのPUBLsの機能を調べるために、GFPチューブリンを発現する系統でPUBL1、PUBL2の二重遺伝子破壊に成功した。3.PUBL2は26Sプロテアソームと相互作用することから、26Sプロテアソーム分解活性阻害剤MG132で頂端分裂細胞を処理した結果、PUBL二重遺伝子破壊系統と同様の表現型が得られた。従って、PUBLが機能するためには26Sプロテアソームによるタンパク分解が必要であることが示唆された。4.PUBL2相互作用因子でグアニンヌクレオチド交換因子類似タンパク質をコードするPpSPIKE1について、その姉妹遺伝子PpSPIKE2とともに一過的RNA干渉法による遺伝子機能阻害を行った結果、細胞伸長に異常が認められた。従って、PUBLsはPpSPIKEsが関与するsmall GTPaseシグナリング系を介して細胞伸長に機能している可能性が示唆された。ヒメツリガネゴケ頂端分裂細胞に発現する姉妹遺伝子yh78とpph27a22はユビキチン様モチーフをもつ2型ユビキチン様タンパク質(UBL)をコードし、細胞分裂の各過程で微小管の制御を行う因子であると考えられる。本年度では、これらのUBLと相互作用する因子を同定することを主目的に研究を遂行し次の成果を得た。1.yh78、pph27a22の26Sプロテアソームに対する関連性について、酵母two-hybrid系を用いて調べ、pph27a22のユビキチン様ドメインが26SプロテアソームのサブユニットPpMCB1と相互作用することがわかった。さらに免疫組織染色により、pph27a22とPpMCB1の頂端細胞内の局在が重なることを確認した。以上からこれらのUBLは26Sプロテアソームと相互作用することが示唆された。2.これらのUBLと相互作用する因子を探索するために、頂端分裂細胞に富む組織由来のcDNAライブラリーを用いて酵母two-hybridスリーニングを行った。pph27a22と相互作用する因子として、DnaJ様タンパク質、グアニンヌクレオチド交換因子類似タンパク質など計9種類の因子を同定した。従って、これらのUBLは頂端細胞で様々な因子と相互作用する可能性が示唆された。同定した因子については生化学的な検討とともに機能解析を進めている。3.抗pph27a22抗体を作製するために、大腸菌を用いてpph27a22の組み換えタンパク質を産生した。この組み換えタンパク質を用いて抗pph27a22抗体を作製中である。
フォトニクス技術による超広帯域サブミリ波ヘテロダイン観測法の開発

2色のレーザーの差周波より生ずるビート信号を、宇宙電波観測における、ヘテロダイン用ローカル信号として使用するための、フォトミクサを開発した。光ビート信号を電気信号に変換する素子として、NTTフォトニクス研究所において開発を行った、ユニトラベリングキャリヤフォトダイオード(UTC-PD)を使用した。この素子を、発生した電気信号を効率よく空間に取り出すために設計作成したミクサブロックへ装荷し、フォトミクサとした。開発したフォトミクサの信号発生周波数は100350GHzである。発生出力は100GHzにおいて≦2mWであり、これは諸外国の結果にくらべ2桁近く高出力である。従来、ヘテロダインのローカルとして使用されているガンダイオードとの強度雑音比較において、ガンダイオードとフォトミクサ発生信号間では、有意な差は確認されなかった。開発を行った、高出力、低雑音フォトミクサを使用し、天体観測を行った。アンテナ及び電波受信機は、野辺山宇宙電波観測所の45m望遠鏡を使用した。W51(CS J=2-1)の観測のおいて、ガンダイオードによる観測と遜色のない、観測結果を得ることに成功した。フォトミクサを駆動するための光源は、NTTみらいネット研究所において開発をした、位相安定化光源を使用した。本研究では、電波干渉計で用いるための局部発振器の開発を行っている。従来は、ガン発振器(80GHz程度)を源発振とし、それの逓倍波を電波望遠鏡の局部発振信号として、使用してきた。しかし、この方式では受信機内部に多くの機器を入れる必要がある、比帯域幅が取れない、等の欠点がある。次期干渉計計画LMSAの観測周波数は、30950GHzであり、この周波数域を10の受信機で観測する。従って、局部発振器には、コンパクトかつ広比帯域である事が要求される。我々のグループでは、局部発振信号を2台のレーザーの差周波に載せ、アンテナへ供給する方法を提案している。今年度における研究の成果を挙げる。(1)超高速フォトダイオード(UTC-PD)から発生する電気信号の導波管への結合計算を行い、電気信号の導波管への結合効率の最適化を行った。(2)(1)の結果を踏まえ、UTC-PD実装用基板、導波管型UTC-PDマウントの設計・作製を行った。(3)導波管マウント型UTC-PDへ光を入れるための超小型光学系設計・製作を行った。(4)導波管マウント型UTC-PDの性能評価を行った。100GHzにおいて1dBmの出力を(4)の実験において確認した。UTC-PDから発生する電気信号の導波管結合損失は、導波管に実装しない場合のUTC-PD出力を考え、3dB程度以下と推測される。この出力は、報告されている事例の100倍以上に当たる。我々のグループでは、局部発振信号を2台のレーザーの差周波に載せ、アンテナへ供給する方法(フォトニックローカル)を提案している。(1)100GHzフォトニックローカルを作成し、出力2.2mWを得た。これは同一方式による世界最高出力である。またその出力は75GHz110GHzにおいて出力変動幅3dB以内であった。(2)超伝導受信機を使用し、ガンダイオードとフォトニックローカル発生信号の比較を行った。この比較のおいて雑音温度27Kでガンダイオード、フォトニックローカル両者に性能差は確認されなかった。(3)フォトニックローカルは80Kに冷却して使用される。従って、作成したフォトニックローカルの冷却を行った。一ヒートサイクルにおいてその性能劣化は認められなかった。

今後、冷却時の100GHz信号発生を試みる。(4)米国天文台(NRAO)において、ラザフォードアップルトン研究所が作成したフォトニックローカルとの性能比較を超伝導受信幾を用いて行った。受信機雑音温度約200Kの範囲で両者のフォトニックローカルに性能差は確認されなかった。NRAOにおける実験で、レーザーの持つ雑音が大きくフォトニックローカル性能に影響する事を確認した。(5)現在、電気通信大学、NTT未来ネット研究所でレーザーフェーズロックを推進中である。(6)UTC-PDの周波数応答を知るためにログペリアンテナにUTC-PDを装荷し出力性能を評価した。1THz近傍までフォトダイオードが応答している事を確認した。(7)100GHzフォトニックローカルの試験結果を踏まえ、350GHzフォトニックローカルの設計試作を行っており、完成次第性能評価を行う。本研究では、電波干渉計で用いるための局部発振器の開発を行っている。従来は、ガン発振器(80GHz程度)を源発振とし、それの逓倍波を電波望遠鏡の局部発振信暑として、使用してきた。しかし、この方式では受信機内部に多くの機器を入れる必要が勘る、比帯域幅が取れない、等の欠点がある。次期干渉計計画ALMAの観測周波数は、30950GHzであり、この周波数域を10の受信機で観測する。従って、局部発振器には、コンパクトかつ広比帯域である事が要求される。我々のグループでは、局部発振信号を2台のレーザーの差周波に載せ、アンテナへ供給する方法(フォトニックローカル)を提案している。今年度における研究の成果を挙げる。(1)超伝導受信機を使用し、ガンダイオードとフォトニックローカル発生信号の比較を行った。この比較のおいて雑音温度22Kでガンダイオード、フォトニックローカル両者に性能差は確認されなかった。(2)フォトニックローカルは80Kに冷却して使用される。従って、作成したフォトニックローカルの冷却を行なった。冷却に伴う光学系のずれのため精密な計測のは至っていないが、冷却した状態でも動作可能である事を確認した。(3)NTT未来ねっと研究所で周波数可変位相安定レーザーを開発した。(4)NTT未来ねっと研究所で開発をしたレーザーを用いてフォトミクサを駆動し、国立天文台野辺山の45m電波望遠鏡で天体観測を行い、フォトミクサが十分に天体観測に使用可能である事を示した。(5)NRAOのフォトニック開発グループとファイバーでレーザーを安定に長距離伝送するための、ファイバー長制御実験を、絶対周波数安定化レーザーを用いて行った。(6)350GHzフォトニックローカルを試作し、発生信号を確認した。(7)100GHzフォトミクサ出力を増幅し逓倍器へ入力し、500GHz受信機を駆動した。100GHzのGunn出力を逓倍した場合と同じレベルで受信機を駆動可能である感触を得た。
空力ガスト応答評価のための圧力時空間相関の機構解明

本研究は,構造体周辺の流速場および構造体表面圧力の同時多点計測により,周辺流れ場の3次元的な特性を明らかにし,表面圧力,および構造体に作用する流体力両者の空間相関構造を明らかにすること,および剥離バブルの特性と断面形状との関連を考究するものである.本年度は,接近流,剥離せん断層,および物体表面圧力の空間相関構造の関連に焦点を当て,とくに剥離せん断層の空間相関構造に検討を加えるため,物体表面近傍の流速場を対象に同時多点計測を実施し,剥離せん断層不安定性と空間相関との関連性にも検討を加えた.具体的には断面辺長比B/D=5および1の2次元矩形断面模型を対象に,一様流中,格子乱流中で表面の非定常圧力,ならびに断面近傍の変動風速(u,v,w各成分)を2点で同時に計測した.得られたデータの定常性,エルゴード性が保証されることを前提に,POD(Proper Orthogonal Decomposition)解析手法を用いて,計測点全点の固有モードおよび対応する変動の寄与率を明らかにした.さらに,非定常圧力データからは各モードの基準座標の時間変動特性,周波数分布特性を明らかにした.一方,変動風速は2点計測であることから,基準座標の時間変動を求めることが不可能であったことから,PODに代えてSPT(Spectral Proper Transformation)解析を試みた.これより,一様流中,格子乱流中の各モードより,スパン方向に非一様なモードに着目し両気流中での寄与率を比較することにより,接近流の非一様モードが圧力の非一様モードに変換されるメカニズムに考察を加えた.本研究は,構造体周辺の流速場および構造体表面圧力の同時多点計測により,周辺流れ場の3次元的な特性を明らかにし,表面圧力,および構造体に作用する流体力両者の空間相関構造を明らかにすること,および剥離バブルの特性と断面形状との関連を考究するものである.本年度は,接近流,剥離せん断層,および物体表面圧力の空間相関構造の関連に焦点を当て,とくに剥離せん断層の空間相関構造に検討を加えるため,物体表面近傍の流速場を対象に同時多点計測を実施し,剥離せん断層不安定性と空間相関との関連性にも検討を加えた.具体的には断面辺長比B/D=5および1の2次元矩形断面模型を対象に,一様流中,格子乱流中で表面の非定常圧力,ならびに断面近傍の変動風速(u,v,w各成分)を2点で同時に計測した.得られたデータの定常性,エルゴード性が保証されることを前提に,POD(Proper Orthogonal Decomposition)解析手法を用いて,計測点全点の固有モードおよび対応する変動の寄与率を明らかにした.さらに,非定常圧力データからは各モードの基準座標の時間変動特性,周波数分布特性を明らかにした.一方,変動風速は2点計測であることから,基準座標の時間変動を求めることが不可能であったことから,PODに代えてSPT(Spectral Proper Transformation)解析を試みた.これより,一様流中,格子乱流中の各モードより,スパン方向に非一様なモードに着目し両気流中での寄与率を比較することにより,接近流の非一様モードが圧力の非一様モードに変換されるメカニズムに考察を加えた.構造基本断面のガスト空気力のスパン方向相関が接近流に比べて増加するメカニズムには,断面固有の剥離せん断層の接近流の変動に伴う非定常な動きが重要な役割を演ずることが明らかとなっている.本年度は剥離せん断層と接近流とを関係づける空力アドミッタンスに着目し,フラッターを支配する自励空気力(非定常空気力)特性との関連から,ねじれフラッターを生じる断面辺長比1:5の矩形断面を用い,まず,(1)ピッチングモーメントに関する空力アドミッタンスの関数形状(周波数伝達特性)を風洞実験により決定した.その結果,換算振動数k=1.26(k=bω/U,b:断面半幅員,ω:鉛直変動風速の円振動数,U:平均風速)付近で準定常値を大きく越えるピークを示すことが明らかとなり,ねじれフラッターを生じる断面に典型的な空力アドミッタンス形状が得られた.次いで(2)断面側面の非定常圧力計測を行い,一様流中で振動する同じ断面で計測される非定常空気力との対応を確認し,ねじれフラッターを特徴づける圧力分布と,鉛直変動風速によるガスト空気力による非定常圧力分布はほぼ同じであることが明らかとなった.ただし,空力アドミッタンスのピーク値(k=1.26)に対応する無次元風速はねじれフラッターを生じるほど十分な高風速ではなく,空力アドミッタンスのピークとねじれフラッターは直接対応はしないものと判断された.さらに(3)3次元変動気流発生装置を用い,空力アドミッタンスのピーク値に相当する換算振動数(k=1.26)におけるスパン方向の圧力分布の相関度が,それ以外の換算振動数におけるものに比べて顕著な差が見られるか否かを観察したが,本研究で計測を行った範囲では明確な差異は見られなかった.一方,振動中の断面に鉛直変動風速が作用する場合の空気力は,自励型とガスト空気力(強制型)の両空気力を重ね合わせて表現されるが,(4)その可否を調べるため,模型を鉛直たわみモードで加振させた状態で非定常圧力を計測し,運動しない固定された模型に鉛直変動気流が作用する場合と比較した.その結果,模型加振振動数成分と鉛直変動気流の振動数成分は互いに干渉することなく,それぞれ独自の圧力分布を示した.

このことより,自励空気力と強制空気力の重ね合わせは十分成り立つことが明らかとなった.2次元剛体模型のスパン方向に3分割された各部分に,個々に独立な変動気流を発生可能な3次元変動気流発生装置(試作)を用い,空間的に非一様な変動気流の作用による模型表面圧力のスパン方向時間空間分布を計測した.とくに鉛直変動気流の換算振動数(k=bω/U, b:断面半幅員(m),ω:鉛直変動風速の円振動数(rad/sec),U:平均風速(m/s))を広範囲にわたり変化させ,換算振動数の変化による表面圧力の空間分布の変化,および流れのパターンの変化に詳細な検討を加えた.(0.71≦k≦1.88)また,スパン方向の中央部のみに鉛直変動風速を作用させ,両端部は変動のない一様な気流を作用させた状態で一連の計測を行った.その結果,最も周波数の高いk=1.88では,スパン中央部で強い圧力変動の流下が認められるものの,スパン両端部では顕著ではなく,鉛直変動気流による圧力変動がスパン方向に十分に伝達されない特性が見いだされた.この換算振動数は自己励起渦がもっとも安定して生成されることから,渦の発生はスパン方向の相関増加には直接関与しないものと判断される.一方,最も周波数の低いk=0.71では,反対に中央部における圧力変動は顕著ではなく自己励起渦の発生が弱まる反面,スパン方向にはより均一な空間分布を示した.また,この中間の換算振動数域では上述の相反する圧力パターンが,kの変化に伴い一方から他方へとほぼ連続的に変化した.以上のことより,表面圧力のスパン方向の相関増加には断面が本来有する剥離せん断層と剥離バブルが最も重要であり,鉛直変動気流は剥離せん断層,剥離バブルに対して強制的な時間変動を与えるものと推測された.以上の成果は,断面形上に固有の空力アドミッタンスやジョイントモードアクセプランスの関数形状を評価する上で重要な情報を与えるものである.本研究は,構造体周辺の流速場および構造体表面圧力の同時多点計測により,周辺流れ場の3次元的な特性を明らかにし,表面圧力,および構造体に作用する流体力両者の空間相関構造を明らかにすること,および剥離バブルの特性と断面形状との関連を考究するものである.本年度は,接近流,剥離せん断層,および物体表面圧力の空間相関構造の関連に焦点を当て,とくに剥離せん断層の空間相関構造に検討を加えるため,物体表面近傍の流速場を対象に同時多点計測を実施し,剥離せん断層不安定性と空間相関との関連性にも検討を加えた.具体的には断面辺長比B/D=5および1の2次元矩形断面模型を対象に,一様流中,格子乱流中で表面の非定常圧力,ならびに断面近傍の変動風速(u,v,w各成分)を2点で同時に計測した.得られたデータの定常性,エルゴード性が保証されることを前提に,POD(Proper Orthogonal Decomposition)解析手法を用いて,計測点全点の固有モードおよび対応する変動の寄与率を明らかにした.さらに,非定常圧力データからは各モードの基準座標の時間変動特牲,周波数分布特性を明らかにした.一方,変動風速は2点計測であることから,基準座標の時間変動を求めることが不可能であったことから,PODに代えてSPT(Spectral Proper Transformation)解析を試みた.これより,一様流中,格子乱流中の各モードより,スパン方向に非一様なモードに着目し両気流中での寄与率を比較することにより,接近流の非一様モードが圧力の非一様モードに変換されるメカニズムに考察を加えた.
理論と実践に基づいた連鎖不平衡マッピング法の確立と疾患遺伝子同定への応用

本研究では疾患感受性遺伝子解明に不可欠な連鎖不平衡マッピング法を、より実践的な方法論として確立するために、ヒト遺伝子における連鎖不平衡の成り立ちを理解することを第一の目的とした。アフリカ系74人、中東72人、ヨーロッパ系48人、インド30人、および東アジア系144人からなる378人分のゲノムDNAを収集し、アンギオテンシノーゲン遺伝子塩基配列(14.4kb)を決定し、詳細な遺伝子多型地図を作成した。246の塩基配列多型(一塩基置換(235)、欠失/挿入変異(10)、CA-repeat(1))が認められた。さらに77人の日本人、88人の西洋人の集団サンプルを用い、両集団間で共通して認められた44個のSNPの遺伝子型を決定し、日本人と西洋人における連鎖不平衡の構造を詳細に解析した。両集団サンプルにおいてSNP間の距離が大きくなるにつれて連鎖不平衡の関係が弱くなる傾向が認められ、日本人に比べ西洋人サンプル集団で連鎖不平衡が保たれている傾向が認められた。しかし、SNP間の距離と連鎖不平衡の関係は、SNP間の距離が小さくても連鎖不平衡が認められない場合や、逆に非常に距離が離れていても強い連鎖不平衡の関係が認められ、連鎖不平衡の強さは単純にSNP間の距離により規定されるものではないことが示された。従来のゲノムワイド連鎖不平衡マッピングは"連鎖不平衡の強さは単純にSNP間の距離により規定されるものである"との仮説の基に成立しており、本研究の結果により疾患感受性遺伝子同定戦略については大きな見直しが必要であることが示された。今後はヒトゲノムにおける連鎖不平衡ブロックおよびハプロタイプ解析を行うことが、疾患感受性遺伝子解明に不可欠であることが示された。本研究では疾患感受性遺伝子解明に不可欠な連鎖不平衡マッピング法を、より実践的な方法論として確立するために、ヒト遺伝子における(特に日本人での)連鎖不平衡の成り立ちを理解する。日本人18人、西洋人18人の塩基配列を詳細に比較する事により、44個のSNPからなるアンギオテンシノーゲン遺伝子のSNPマップを作成した。さらに77人の日本人、88人の西洋人の集団サンプルを用い、44個のSNPの遺伝子型を決定することにより、日本人と西洋人における連鎖不平衡の構造を詳細に解析した。両集団サンプルにおいてSNP間の距離が大きくなるにつれて連鎖不平衡の関係が弱<なる傾向が認められ、日本人に比べ西洋人サンプル集団で連鎖不平衡が保たれている傾向が認められた。しかし、SNP間の距離と連鎖不平衡の関係は、SNP間の距離が小さくても連鎖不平衡が認められない場合や、逆に非常に距離が離れていても強い連鎖不平衡の関係が認められ、連鎖不平衡の強さは単純にSMP間の距離により規定されるものではないことが示された。

さらに77人の日本人、88人の西洋人の集団サンプルを用い、両集団間で共通して認められた44個のSNPの遺伝子型を決定し、日本人と西洋人における連鎖不平衡の構造を詳細に解析した。両集団サンプルにおいてSNP間の距離が大きくなるにつれて連鎖不平衡の関係が弱くなる傾向が認められ、日本人に比べ西洋人サンプル集団で連鎖不平衡が保たれている傾向が認められた。しかし、SNP間の距離と連鎖不平衡の関係は、SNP間の距離が小さくても連鎖不平衡が認められない場合や、逆に非常に距離が離れていても強い連鎖不平衡の関係が認められ、連鎖不平衡の強さは単純にSNP間の距離により規定されるものではないことが示された。従来のゲノムワイド連鎖不平衡マッピングは"連鎖不平衡の強さは単純にSNP間の距離により規定されるものである"との仮説の基に成立しており、本研究の結果により疾患感受性遺伝子同定戦略については大きな見直しが必要であることが示された。今後はヒトゲノムにおける連鎖不平衡ブロックおよびハプロタイプ解析を行うことが、疾患感受性遺伝子解明に不可欠であることが示された。