hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環境動態解析のためのハロゲン化ナフタレン分析法の高度化

当該装置は一次・二次元目に異なる極性の分離カラムを組み合わせることで高精度な分離が可能になるため、無・微・中・高極性カラムや液晶カラムから様々な組み合わせを検討した。また分析試料は、塩素含有率の異なる4種類の製剤を混合、一から八塩素化体まで含有する試料とし、それを用いた。結果として、一次元目に光学異性体分割カラム(中極性)、二次元目に高極性カラムを適用することで、より多くの異性体分離が実現できた。具体的には、全75異性体の同定は所有試薬の不足により困難であったが、そのうち66つの成分の分離を確認した。既報と比較すると、二塩素化体では分離に成功した成分数が5つから8つへ、三塩素化体では8つから10つへ、四塩素化体では14つから20つへ増加し、異性体別の詳細評価が可能となった。特に、分離が困難であった、ダイオキシン類似の毒性値を持つ五塩素化体の異性体#52/60、六塩素化体の異性体#64/68、#66/67及び#71/72の分離に成功した。次に、本手法をPCN製剤に適用したところ、これまで分離困難で混合物として取り扱われた異性体#52/60に関して、同一製剤でも製造元の違いに伴い、存在割合が異なっていることが明らかとなった。この成果は、GCxGC/MSによる個々の異性体を用いたリスク評価の高度化が図れただけでなく、その存在割合に注目した成分組成パターンの識別から供給源推定の高度化にも繋がった。また本手法は、既報では必要な液体クロマトグラフ等を用いた前処理をせずに高精度な分離分析が可能であるため、分析時間の短縮や省溶媒化も実現した。一八塩素化体のうち、7つの塩素化体では完全な異性体分離・定性を実現したが、残りの三塩素化体に関しては異性体分離・定性が十分でなく、次年度当初に、確立した分析条件の実試料への拡張が行えないため。またPBN異性体に関しては、購入可能な市販試薬を準備したが、未だに種類が少なく、本格的な光合成実験が必須であるが、当該年度の検討では合成が困難で、光合成実験の再検討が必要になったため、やや遅れているとした。5つの塩素化体では完全な異性体分離・同定を実現したが、残りの二・三・四塩素化体に関しては異性体同定が完全ではなく、次年度当初に、確立した分析条件のPBNへの拡張が行えないため。また、PBN異性体に関しては、購入可能な市販試薬の一部を準備したが、明らかに種類が少なく、本格的な光合成実験が必須であるが、当該年度の事前検討では光源の光量不足により合成実験の再検討が必要になったため、やや遅れているとした。PCN全異性体の完全分離に関しては、三塩素化体のみ定性が遅れているが、異性体AやBとした上で分離したピークの暫定的な定性を順次行い、併行して実試料分析を進めながら、目標の早期実現を目指す。また光合成実験に関しては、既報やテキスト等から適切な条件を再検討した上でPBN合成を行い、異性体種を拡充、GCxGC/MSへの適用範囲拡大を目指す。次年度使用額が生じた理由はsubmissionした論文の査読に時間を要し、英文校閲代及び別刷代を使用できなかったことに起因している。PCN全異性体の完全分離に関しては、一条件での一斉分析にこだわらず、低及び高塩素体(例えば、一から四塩素化体、五から八塩素化体)等に分割し、よりよい分離カラムの組み合わせを模索し、目標の実現を目指す。また光合成実験に関しては、高スペックな器具を準備することで既報と同様な条件を用いてPBN合成を行い、異性体種を拡充、GCxGC/MSへの適用を目指す。次年度使用額が生じた理由は光合成実験がやや遅れたことに起因している。次年度は、PCNの完全分離及びPBN光合成実験に関しての検討を前年度と同様に継続し、併せて実試料への本手法の適用を模索する。実試料は、市販製剤や環境試料等を選択し、これらに残留するPCN及びPBNの異性体組成を明確にする。分析結果
免疫系における多様性発現機構の分子遺伝学的研究

骨髄多分化能細胞LyD9をストロ-マ細胞株RP010と同時培養することによって、Bリンパ球への分化誘導系を確立した。分化したLyD9由来B細胞から免疫グロブリンH鎖cDNAを単離し、その構造解析を行った。このH鎖cDNAはLyD9のアロタイプ固有のC領域塩基配列を持ち、V領域は特定のV領域に固まることなく様々なV領域が発現されていることが明らかになった。この系の確立により今後ストロ-マ細胞と骨髄多分化能細胞との間の分化誘導に関与する分子の解析が可能となる。またVDJ recombinationに関与する酵素の一つと考えられるRBPーJk遺伝子の構造解析を行った。マウスにおいては2種類の偽遺伝子と2種類の構造上正しい遺伝子とが存在した。この内の一方はプロセス型遺伝子であり塩基配列上はまったく問題がなかったが、イントロンを完全に欠失したものであった。この遺伝子が発現され機能を持つかどうかについては明らかではない。イントロンを持つ正しい遺伝子は、幾つかの異なるスプライシング様式をもって発現されることが明らかになった。RBPーJkは免疫系のみならず、体の各組織においてmRNAタンパク質共に発現されていることが明らかとなった。RBPーJkと相同の遺伝子をショウジョウバエゲノムから単離しその構造解析を行ったところ、マウスのものとアミノ酸配列で74%以上の相同性があることが明かとなった。この遺伝子より発現されたタンパク質はマウスのRBPーJkと同じく免疫グロブリンJk組換えシグナルDNAに結合活性を持っていた。このことは抗体遺伝子の進化について重要な示唆を与える。クラススイッチの分子機構として、我々は欠失される遺伝子が環状DNAとして放出されるというモデルを提唱していたが、LPSとILー4で刺激した脾細胞から環状DNAを精製し、その遺伝子のクロ-ニングによりSーS組換えを起こした遺伝子を単離した。このことからSーS組換えにおいて環状DNAが放出されることが確定し、これまでのモデルが実証された。1.ヒト免疫グロブリンH鎖V領域遺伝子の新たなファミリーの発見。我々はヒト免疫グロブリンV遺伝子群の全構成の解明に向けて、すでに1000キロ塩基対のDNA断片を単離し、その構造解析とマッピングの研究を進めているが、この過程でこれまで蛋白質の構造からは知られていなかった新しいファミリーに属する遺伝子7個を見つけ、その塩基配列の決定を行った。この遺伝子はいずれも機能を持つ遺伝子で、相互に90%以上の高い相同性を持つものであった。このファミリーを【V_(H-IV)】と名づけた。2.ヒトインターロイキン2遺伝子の発現調節に関与する塩基配列の同定。IL-2レセプター遺伝子の5'上流部分のDNA配列の様々な欠失断片とCAT遺伝子との連結により、その発現制御機能を検索したところ、IL-2レセプター遺伝子の転写開始部位の上流-100と-300の間に、エンハンサー様の活性を持つ領域が存在することが明らかになった。3.IL-2レセプターの構造と機能の関係。IL-2レセプターの構造の内で、ヒトとマウスの間で最もよく保たれている膜貫通部位と、細胞内部位の領域に様々な突然変異を導入したCDNAを人工的に作り、その発現をネズミ細胞株で行い、機能検定を行った。この結果、膜貫通部位及び細胞内の領域を変更しても機能的に全く損傷がないことが明らかになり、IL-2レセプターの細胞内への情報伝達には、第2のレセプター(コンバーターと称する)の関与が非常に大きいことが明らかになった。4.インターロイキン5の遺伝子の単離。これまでTRF(Tcell Replacing Factor)と呼ばれていたリンフォカインの遺伝子を単離し、その構造と機能をマウス及びヒトについて完了した。こと結果、TRFはB細胞増殖因子(BCGF【II】)や好塩球分化因子などの多様な活性を持つリンフォカインであることがわかり、インターロイキン5と命名した。(1)ヒトVH遺伝子の構成.新しいD断片を単離同定し,更にこれがこれまでJH領域の近傍上流に存在する一郡のD断片とは離れて, VH遺伝子郡の中に散在するという証拠を得た.これは, VH遺伝子の位置により違うD断片と組み合わせを作る可能性を持ち,ヒト抗体性遺伝子の多様性発現に関して極めて重要な意義を持つ知見である.(2)B細胞のin vitroにおける分化. IL-3依存性に増殖する骨髄由来の前駆細胞からin vitroで骨髄ストローマ細胞,もしくは脾臓樹状細胞とT細胞の混在物のいづれかとのcocultureにより,抗体遺伝子が再構成をおこし,成熱したB細胞に分化する系を確立した.この系においては, IL-4とILFA1分子の存在が必須であることを明らかにし, Bリンパ球の分化に新たな展望を開いた. (3)クラススイッチのメカニズム. 2種類以上の抗体を産生するヒト白血病細胞の遺伝子を行い, SS組みかえがおこらずに2種類の抗体H鎖を発現していることを明らかにした.この事実は,我々が提唱しているSS組みかえ前におこる2種類の抗体産生という事実を支持する.(4)IL-2リセプターの機能, IL-2リセプター-L鎖遺伝子をネズミ受精卵る導入し,恒常的に高親和生IL-2リセプターを発現する動物を作成した.

このことからIL-2リセプターのH鎖は恒常的に発現していることが明らかになた.ヒト,及びマウスT細胞株とIL-2との化学的架橋実験により, L鎖, H鎖及びIL-2の三者複合体が高親和性IL-2結合の本体であることを証明した.(5)マウスIL-4遺伝子は,染色体11番,ヒトIL-5位は染色体5番にそれぞれ存在することを証明した.この位置は, IL-3とGMCSF遺伝子とが存在する位置であり,この4つの増殖因子は染色体上の近い位置に郡在していることを強く示唆する.(1)ヒトV_H遺伝子の構成。ヒトV_H遺伝子群の3'領域150kbをDNA断片として連結し、V_H-v_1がD領域からの上流20kbに存在する最も近いV_H遺伝子であることを証明した。コスミドライブラリーより3000kbに及ぶV_Hを含むDNA断片を単離した。(2)B細胞へのin vitroおける分化。IL-3依存骨髄前駆体細胞をin vitroで骨髄ストローマ細胞と同時培養したところ、B細胞への分化と同時に、ミエロイド系細胞への分化がおこることを明らかにした。既ちこの前駆体細胞はまだ運命づけが起こっていない多分化能を有する細胞であり、この系においてB細胞系への運命づけの仕組を明らかにすることが可能となった。この分化の中間段階に存在するIL-4、GMCSF、IL-5等に依存して増殖する細胞株を確立し、その解析を行った。(3)クラススイッチのメカニズム。ヒト白血球細胞株で、IgM及びIgGを同時に表現する細胞株を確立した。この細胞は、14番抗体H鎖遺伝子を一組のみ持つ細胞であり、この細胞からのcDNAを単離して解析した結果、V領域はIgM、IgGともに共通であることが明らかになり、以前から我々が提唱しているIgM^+IgG^+細胞の存在を確定した。(4)IL-2、IL-2レセプターの機能。IL-2レセプターL鎖遺伝子とIL-2遺伝子をネズミ受精卵に導入し、恒常的にIL-2およびIL-2レセプターを発現する動物を作成した。この動物は、正常では殆んど見られないHK細胞(LGL)で、Thy^+、CO3^-の細胞が脾臓細胞の16%にも増殖した。このネズミは、HK活性の上昇により起こる強い肺炎により、4週間以内に全て死亡した。予想外な知見として、このネズミでは2週から3週に至る間に、小脳にプルキニエ細胞の著しい喪失がおこり、これが原因と思われる歩行障害をきたした。in vitroの実験から、正常Tリンパ球の増殖因子と考えられたIL-2は、in vitroの実験ではNK細胞を増殖させる因子であることが判明した。(1)リンパ球における遺伝子再構成酵素の解析。杭体遺伝子及び、T細胞レセプター遺伝子の再構成には7塩基対及び、9塩基対の保存された塩基配列が不可欠である。このことから、再構成認識配列を認識して結合するタンパク質の存在が予測された。今回我々は、J_K認識配列オリゴノクレオチド合成し、これに結合するタンパク質の精製を行った。このタンパク質は分子量6万で結合塩基配列に高い特異性を有し、そのkdは1nMであった。
海馬苔状線維シナプスにおける神経終末内カルシウムストアの機能

カルシウムイオンは、シナプス前終末からの伝達物質放出に不可欠であるばかりでなく、その活動依存的な調節機構にも重要な役割を果たしている。シナプス前部でのカルシウム動態を制御する因子のうち、カルシウム流入に関与するカルシウムチャンネルについてはその詳細が解明されつつあるが、シナプス前部での細胞内カルシウムストアの役割に関しては不明な点が多い。本研究では、リアノジン受容体を介した細胞内ストアからのカルシウム放出機構が、海馬CA3野苔状線維シナプスにおけるシナプス前終末内カルシウム動態の調節に関与する可能性について、蛍光カルシウム指示薬を用いた光学的測定法による検討を行った。リアノジン受容体を介した細胞内ストアからのカルシウム放出を阻害するTMB-8を投与すると、単発刺激によるシナプス前部でのカルシウム上昇にはほとんど影響を与えず、高頻度刺激によるカルシウム上昇を選択的に抑制した。苔状線維終末に発現するリアノジン受容体がカルシウム誘発性カルシウム放出(calcium-induced calcium release ; CICR)の機構を介して繰り返し刺激によるシナプス前部でのカルシウム動態を増幅する可能性が考えられた。また、この細胞内ストアからのカルシウム放出がシナプス可塑性の誘発に寄与しうるかについて検討するために、リアノジン受容体からのカルシウム放出を促進するカフェインの作用を検討した。苔状線維シナプス伝達はカフェイン投与により著明に亢進し、また、カフェイン除去後は長期抑圧を示した。リアノジン受容体が長期可塑性の誘発を直接的に制御しうることが示された。カルシウムイオン(Ca^<2+>)は、シナプス前終末からの伝達物質物質放出に不可欠であるばかりでなく、その活動依存的調節機構にも重要な役割を果たしている。シナプス前部でのCa^<2+>動態を制御する因子のうち、Ca^<2+>流入に関与するカルシウムチャンネルについては、その詳細が明らかになりつつある。これに対し、シナプス前部での細胞内カルシウムストアの役割に関しては未だ不明な点が多い。本研究ではリアノジン受容体を介した細胞内カルシウムストアからのカルシウム放出機構が関与する可能性について検討を行った。マウス海馬スライス標本において、苔状線維の走行するCA3野透明層に蛍光カルシウム指示薬rhod-2 AMを局所的に注入し、軸索標識法により苔状線維のシナプス前部に選択的に蛍光カルシウム指示薬を負荷した。このような標本において、蛍光強度を指標にシナプス前部でのカルシウム動態を計測し、同時に電気生理学的にfield EPSPを測定した。また、CA3野錐体細胞からホールセルクランプ法による電流記録も行った。リアノジン受容体からのカルシウム放出を促すカフェィンを投与すると、苔状線維シナプス伝達は著明に増大した。このとき、二発刺激促通は減少し、また、苔状線維終末に由来する微小EPSCの頻度が増加したことから、カフェインの作用はシナプス前終末からの伝達物質放出の促進によると推定した。また、上述した光学的測定法を用いて、カフェイン投与による終末内カルシウムレベルの増加を確認した。以上の結果から、苔状線維終末に機能的なリアノジン受容体が存在すると考えられた。苔状線維シナプスにおけるシナプス前性の長期増強・長期抑圧の誘発にシナプス前終末内カルシウムストアが寄与する可能性が示唆された。本研究では、リアノジン受容体を介した細胞内ストアからのカルシウム放出機構が、海馬CA3の苔状線維シナプスにおけるシナプス前終末内カルシウム動態の調節に関与する可能性について、蛍光カルシウム指示薬を用いた光学的測定法による検討を行った。

苔状線維終末に発現するリアノジン受容体がカルシウム誘発性カルシウム放出(calcium-induced calcium release ; CICR)の機構を介して繰り返し刺激によるシナプス前部でのカルシウム動態を増幅する可能性が考えられた。また、この細胞内ストアからのカルシウム放出がシナプス可塑性の誘発に寄与しうるかについて検討するために、リアノジン受容体からのカルシウム放出を促進するカフェインの作用を検討した。苔状線維シナプス伝達はカフェイン投与により著明に亢進し、また、カフェイン除去後は長期抑圧を示した。リアノジン受容体が長期可塑性の誘発を直接的に制御しうることが示された。
古代東アジアにおける造瓦技術の変遷と伝播に関する研究

本研究は、古代の中国・朝鮮半島と日本の瓦について、それぞれの地域ごとに製作技術の変遷を把握するとともに、国を越えた技術伝播の様相を解明することを目的とし、国内および中国・韓国の各地で、両国の研究協力者と共同で造瓦技法の調査をおこなった。そして、両国の研究協力者を日本に招聘して国際シンポジウム「古代東アジアにおける造瓦技術の変遷と伝播」を開催し、研究成果を公表すると同時に、冊子としても刊行した。東アジアの瓦研究は、日本の飛鳥・白鳳期を例にとってもいまだ文様論が主体であり、製作技術を含めた総合的な変遷観を確立するにいたっていない。一方、韓半島の瓦の研究も、近年かなりの進展をみせているとはいえ、製作技術にまで及んだ考察は少なく、中国の南北朝以降の瓦研究にいたっては、ようやく緒に就いた段階である。したがって、系統だった編年案もなく、製作技術に触れた論考も僅少で、眠ったままの資料も多い。本研究は、こうした現状に鑑み、日本・韓半島・中国のとくに8世紀初頭頃までの瓦について、それぞれの国ごとに文様や製作技術の詳細かつ総合的な変遷観を確立すること、そして国を越えた文様・技術伝播の様相を明らかにし、各国の造瓦組織の実態を解明することを目的にしている。初年度にあたる本年度は、日本の白鳳期の標式瓦である紀寺式・法隆寺式およびこれらの系統を引く瓦を取り上げて分析をおこなった。また、国内の大学・博物館等が所蔵する韓半島・中国出土瓦の実査を開始するとともに、報告書などから韓半島・中国の瓦に関するデータを収集・整理する作業をおこなった。そして、韓国・中国の研究協力者との協議を経て、今後4箇年にわたる瓦調査と研究者交流の計画を立案し、それに基づき、現地での瓦調査に着手した。韓国では、まず慶州国立博物館と国立慶州文化財研究所の協力を得て、慶州地域出土の古新羅統一新羅初期の瓦を調査した。一方、中国では、中国社会科学院考古研究所と大同市考古研究所の協力のもと、北魏の平城城と東魏北斉の〓城の瓦調査を実施した。これらにより、各々の地域における当該期の製作技術について、一定の見通しを得ることができた。さらに、そうした成果を受けるかたちで、両国の研究者を日本に招聘し(韓国1名・中国2名)、日本との比較を中心に、意見交換をおこなった。一方、韓半島の瓦の研究も、近年、かなりの進展をみせているとはいえ、製作技術にまで及んだ考察は少なく、中国の南北朝以降の瓦研究にいたっては、ようやく緒に就いた段階である。したがって、系統だった編年案もなく、製作技術に触れた論考も僅少で、いまだ眠ったままの資料も多い。二年目にあたる本年度は、日本の白鳳期の重弁蓮華文軒丸瓦およびこれらの系統を引く瓦を取り上げて分析をおこなった。また、国内の大学や博物館等が所蔵する韓半島・中国出土瓦の実査と、報告書所載の韓半島・中国の瓦のデータを収集・整理する作業を継続した。そして、昨年度に韓国・中国の研究協力者とともに立案した計画に基づき、現地での瓦調査を実施した。韓国では、国立文化財研究所と韓神大学校・ソウル大学校の協力を得て、百済の漢城時代を中心とする瓦の調査をおこなったほか、国立慶州博物館所蔵の皇龍寺出土瓦を調査した。一方、中国では、中国社会科学院考古研究所と南京大学、揚州市文物考古研究所の協力のもとで、南朝の建康城および南朝・唐代の揚州城の瓦調査を実施した。また、中国の研究者2名を同本に招聘し、日本との比較を中心に、意見交換をおこなった。3年目にあたる本年度は、日本の藤原宮式複弁蓮華文軒

丸瓦・偏行唐草文軒平瓦およびこれらの系統を引く瓦を取り上げ、畿内および周辺地域の研究者の協力を得て、分析と研究をおこなった。そして、昨年度に韓国・中国の研究協力者とともに立案した計画に基づき、現地での瓦調査を実施した。韓国では、国立扶餘文化財研究所と国立清州博物館・国立公州博物館・国立扶餘博物館・弥勒寺址展示館の協力を得て、百済の熊津・泗〓時代を中心とする瓦の調査をおこなった。一方、中国では、中国社会科学院考古研究所の協力のもとで、漢魏・隋唐洛陽城と隋唐長安城の瓦調査を実施した。これらにより、各々の地域における当該期の製作技術について、一定の見通しを得ることができた。また、中国の研究者3名を日本に招聘して、日本との比較を中心に意見交換をおこなったほか、3年間の調査成果に基づき、中国における造瓦技術の展開をテーマに、北京の中国社会科学院考古研究所でシンポジウムを開催した。東アジアの瓦研究は、日本の飛鳥・白鳳期を例にとってもいまだ文様論が主体であり、製作技術を含めた総合的な変遷観を確立するにいたっていない。一方、朝鮮半島の瓦の研究も、近年、かなりの進展をみせているとはいえ、製作技術にまで及んだ考察は少なく、中国の南北朝以降の瓦研究にいたっては、ようやく緒に就いた段階である。したがって、系統だった編年案もなく、製作技術に触れた論考も僅少で、いまだ眠ったままの資料も多い。本研究は、こうした現状に鑑み、日本・朝鮮半島・中国のとくに8世紀初頭頃までの瓦について、それぞれの国ごとに文様や製作技術の詳細かつ総合的な変遷観を確立すること、そして国を越えた文様・技術伝播の様相を明らかにし、各国の造瓦組織の実態を解明することを目的としている。最終年度にあたる本年度は、中国社会科学院考古研究所や韓国国立中央博物館・国立慶州博物館ほかの協力のもとで、過去3年間に両国の各地で実施した現地調査の成果に基づき、中国と朝鮮半島における造瓦技術の展開と、中国から朝鮮半島ならびに朝鮮半島から日本への伝播の実相に関するとりまとめをおこなった。そして、中国および韓国の研究協力者を日本に招聘して、奈良文化財研究所で国際シンポジウムを開催し、それらの研究成果を公開するとともに、研究成果報告書『古代東アジアにおける造瓦技術の変遷と伝播』を刊行した。また、同書には、昨年3月に北京の中国社会科学院考古研究所で開催した国際学術検討会「四十世紀の中国の造瓦技術(中国語原題:四至十世紀東亜制瓦技術研究)」の報告資料を翻訳のうえ掲載した。
癌細胞における酸化ストレスによる細胞外マトリックス分解酵素群の遺伝子産生制御機構

筆者らは、ヒト悪性リンパ腫細胞株RC-K8と肺小細胞肺癌細胞株H69において活性化酸素種を誘導するアントラサイクリン抗癌剤がウロキナーゼの発現を誘導することを報告した(Int J Cancer,93:792-797,2001)。ヤイクロアレイ法を用いてドキソルビシン刺激により発現誘導される遺伝子の同定を行ったところ、ウロキナーゼ以外にドキソルビシン刺激により、強く誘導される遺伝子が新たに2つ見つかった。その一つに、腫瘍の進展に重要な役割を果たすケモカインが含まれていた。このケモカインの抗原量をELISA法にて、mRNAの発現をNorthern blot法にて調べたところ、確かにアントラサイクリンにより抗原量、mRNAともに上昇していることをH69細胞とSBC1ヒト小細胞肺癌細胞の2つの細胞株で確認した。このケモカインの産生が転写を介して生じていることをCATレポーター遺伝子を用いて明らかにし、関与する転写因子を同定することができた。Gel shift assayにて、この転写因子が活性化されていることを確認した。また、RNase protection assayにより新たにアントラサイクリンにより発現上昇するケモカインが判明した。これまでに、アントラサイクリンによる遺伝子を介した2つのケモカインの発現上昇を2つの細胞株で証明することができた。(投稿準備中)また、前年度報告した、all-trans retinoic acid(ATRA)の骨髄性白血病細胞株(PL-21)や急性前骨髄性白血病細胞株(NB4)における細胞外マトリックスメタロプロティネース(MMP-9)とIL-8の同時発現誘導作用についての論文をLeukemiaに投稿したところ、reviewerから転写を介した現象であるか否かを示すか、または患者症例を示すよう要求された。どちらも証明するのが困難であったため現在別の雑誌に投稿中である。(論文投稿中)RC-K8ヒト悪性リンパ腫細胞やH69ヒト小細胞肺癌細胞を、活性化酸素種を産生するドキソルビシンやアクラルビシンで刺激するとuPAの発現増加を誘導することが判明した。各抗癌剤の濃度依存性にRC-K8、H69細胞培養上精中のuPA活性は上昇し、sublethalな濃度で高いuPA活性が得られた。これらの抗癌剤は9時間をピークにuPA mRNAを発現誘導した。anti-oxidant drugであるN-acetylcysteineやpyrrolidine dithiocarbamateによってその、mRNA上昇は抑制された。さらにマイクロアレイ法にて、ドキソルビシン刺激で発現上昇する遺伝子に、uPAを含む3つの遺伝子が見つかった。アポトーシスを誘導するといわれているドキリルビシンのuPA発現誘導作用は抗癌剤の抗腫瘍効果を考える上で重要な知見と思われる。(論文投稿中)細胞外マトリックスに影響を与える薬剤にall-trans retinoic acid(ATRA)がある。骨髄性白血病細胞株(PL-21)や急性前骨髄性白血病細胞株(NB4)にATRAを投与し、細胞外マトリックスへの影響をゼラチンザイモグラフィーにて検討したところ、matrix metalloproteinase-9(MMP-9)の活性上昇が確認された。RT-PCR法にてATRA刺激24時間後をピークにMMP-9 mRNA発現上昇が見られた。ATRA刺激によるinterleukin-8の発現上昇はNB4細胞において既に報告されているが、PL-21細胞でも確認できた。さらに、抗IL-8中和抗体により、ATRAのMMP-9発現誘導作用は阻害されなかった。MMP-9はIL-8を活性化させることが知られており、ATRA治療時に生じるレチノイン酸症候群の原因の一つとして、ATRAによるMMP-9発現上昇とIL-8の同時発現が関与していると考えられる。(論文投稿中)筆者らは、ヒト悪性リンパ腫細胞株RC-K8と肺小細胞肺癌細胞株H69において活性化酸素種を誘導するアントラサイクリン抗癌剤がウロキナーゼの発現を誘導することを報告した(Int J Cancer,93:792-797,2001)。
場の理論に基づく高次結晶塑性理論の構築

本年度は大きくは,(a)転位ゲージ場理論に基づく第一原理Hamiltonianの導出と有効理論の評価,(b)弾性変形を考慮したGinzburg-Landau方程式に基づくセル組織形成シミュレーション,および(c)結晶塑性理論に基づくFCCおよびBCC金属の微視的構成モデルの構築の3点に関して検討を行った.(a)では,転位のゲージ場理論の枠組みにおいて,弾性場と転位場および両者の相互作用場を含む転位論的第一原理Hamiltonianを厳密に導出し,立方異方性の場合に対する具体形を求めた.さらに,虚時間形式のFyenmann経路積分により分配関数を評価し,弾性場の体積変化部分と転位場に関する有効Hamiltonianを導出した.これからGinzburg-Landauの自由エネルギ汎関数を求め,さらに保存系・非保存系に対するGinzburg-Landau(GL)方程式を導いた.(b)では,2相合金の相分離に対して適用されている方程式と,(a)で得たGL方程式との類似性に着目し,セル形成過程メカニズムについて考察を加えた.同モデルに基づき2次元パターン形成のシミュレーションを実施し,セル壁-セル内部間の弾性ミスフィットひずみや弾性異方性がセル組織形成に及ぼす影響について調べた.(c)では,セルなどの転位下部組織の自発的形成を考慮した硬化発展モデルを提案し,結晶塑性理論の枠内で種々の負荷条件に対する計算を行った.とくに温度の効果および回復過程のモデル化を新たに行った.また,BCC金属に対しても適用できるようモデルの拡張を図った.以上の研究成果に加え,昨年度に引き続き研究代表者は場の理論や高次結晶塑性理論に関する各種ワークショップやオーガナイズドセッションを企画・実施し,関連分野の研究者との連携を密に図っている.また,1999年6月には米国機械学会(ASME)のAnnual Meetingにおいて「勾配塑性論とその応用に関するシンポジウム」をオーガナイズした.同シンポジウムには当該分野の一線の研究者が参集,活発な議論が展開された.さらに2000年8月にはLos Angelesで開催されるICES'2Kにおいて,「塑性におけるマルチスケールモデリングとシミュレーション」に関するシンポジウムの開催を予定している.本研究では,場の理論的アプローチ法を提案し,とくに結晶転位論と結晶塑性理論の間の本質的な橋渡しについて検討を加えた.とくに本年度は,場の理論を展開する基礎的枠組みとして非リーマン塑性論に着目し,塑性の各階層に対して統一的描像が得られることを明らかにするとともに,ゲージ場理論に基づく定式との相互関係および場の量子論的手法の適用性についても検討し,高次結晶塑性理論の構築のための基礎的概念を明らかにした.塑性変形した実状態における物体上の微小閉回路を自然状態に解放(写像)すると,回路内の欠陥の存在に対応してその終点において位置のくい違いあるいはベクトルの回転が生じる.前者は空間の“ねじれ",後者は空間の“曲率"をそれぞれ意味し,いずれも“接続の係数"と呼ばれる幾何学量Pを用いて定義されるテンソル量で表される.微小ひずみに対しては,ねじれは変位勾配テンソルの一次勾配,曲率はひずみテンソルの二次勾配で与えられる.したがって,少なくともひずみの二次勾配までは明確な物理的意味が与えられ,理論への導入が正当化される.これらねじれSおよび曲率Rにより,各種欠陥に対するスケールを越えた描像が得られる.また,各種スケールにおける欠陥場の描像を明らかにするとともに.相互作用場を導入して,各スケール間の相関を明らかにした.幾何学的場において,ミクロ変形場に対応したミクロ計量を新たに定義し,ミクロ-マクロ間の相対変形を考えることにより,両変形間の相関が自然に導入される.さらに転位・欠陥場に対するゲージ場理論に基づき基礎式を導出するとともに,ひずみ勾配項の導入方法について検討を加えた.ゲージ場理論は,ゲージ不変性の要請によりその数学的表現に対し強い制約を与え,理論構築の際の強力なガイドラインとなる.非リーマン塑性論に基づく転位・欠陥場の微分幾何学的描像との関係を考慮すると,ひずみの一次および二次勾配の導入に伴い,それぞれ“特性長さ"および“性面積"が理論に導入されることを示した.前者は主として硬化現象に,後者は軟化や損傷挙動と密接に関係することを指摘した.場の理論とのアナロジーに着目し,Bose凝縮に伴い導入される転位群が作る巨視的状態が転位パターン形成に対応することを指摘し,そのダイナミクスを支配する方程式の導出を試みた.以上の研究成果に加え,研究代表者は場の理論や高次結晶塑性理論に関する各種ワークショップやオーガナイズドセッションを企画・実施し,関連分野の研究者との連携を密に図っている.また,1999年6月には米国機械学会(ASME)のAnnual Meetingにおいて勾配塑性論に関するシンポジウムを開催する予定である.本年度は大きくは,(a)転位ゲージ場理論に基づく第一原理Hamiltonianの導出と有効理論の評価,(b)弾性変形を考慮したGinzburg-Landau方程式に基づくセル組織形成シミュレーション,および(c)結晶塑性理論に基づくFCCおよびBCC金属の微視的構成モデルの構築の3点に関して検討を行った.(a)では,転位のゲージ場理論の枠組みにおいて,弾性場と転位場および両者の相互作用場を含む転位論的第一原理Hamiltonianを厳密に導出し,立方異方性の場合に対する具体形を求めた.さらに,虚時間形式のFyenmann経路積分により分配関数を評価し,弾性場の体積変化部分と転位場に関する有効Hamiltonianを導出した.

これからGinzburg-Landauの自由エネルギ汎関数を求め,さらに保存系・非保存系に対するGinzburg-Landau(GL)方程式を導いた.(b)では,2相合金の相分離に対して適用されている方程式と,(a)で得たGL方程式との類似性に着目し,セル形成過程メカニズムについて考察を加えた.同モデルに基づき2次元パターン形成のシミュレーションを実施し,セル壁-セル内部間の弾性ミスフィットひずみや弾性異方性がセル組織形成に及ぼす影響について調べた.(c)では,セルなどの転位下部組織の自発的形成を考慮した硬化発展モデルを提案し,結晶塑性理論の枠内で種々の負荷条件に対する計算を行った.とくに温度の効果および回復過程のモデル化を新たに行った.また,BCC金属に対しても適用できるようモデルの拡張を図った.以上の研究成果に加え,昨年度に引き続き研究代表者は場の理論や高次結晶塑性理論に関する各種ワークショップやオーガナイズドセッションを企画・実施し,関連分野の研究者との連携を密に図っている.また,1999年6月には米国機械学会(ASME)のAnnual Meetingにおいて「勾配塑性論とその応用に関するシンポジウム」をオーガナイズした.同シンポジウムには当該分野の一線の研究者が参集,活発な議論が展開された.さらに2000年8月にはLos Angelesで開催されるICES'2Kにおいて,「塑性におけるマルチスケールモデリングとシミュレーション」に関するシンポジウムの開催を予定している.
リンゴ由来プロシアニジンの腸内細菌叢を介した認知能力低下抑制効果と作用機序の解明

1,腸管および肝臓組織の遺伝子発現解析2.盲腸内容物および糞便による腸内細菌叢の解析飼育48週目の解剖時採取した盲腸内容物からDNAを抽出した。解剖時採取した盲腸内容物からDNAを抽出した。盲腸内容物から抽出されたDNAを鋳型とし、16S rRNA遺伝子領域をPCRにて増幅し、得られた精製DNAを用いて次世代シークエンサーにより腸内細菌叢の解析を行った。これまでの報告より、Akkermansia菌の変動を予測していたがSAMR1およびSAMP8いずれにおいてもAkkermansia菌が検出されなかった。APC摂取によりSAMP8群ではBacteroides属の比率増加が認められた他、いくつかの菌種で変動が認められた為、解析中である。特にトラブルが無かった為、概ね順調に進んでいる。しかしながら、遺伝子発現解析では、多くの遺伝子を測定したにも関わらず想定外の結果となった事から、作用機序をもう一度考察し直す必要があると考えている。また、腸内細菌叢解析においても、過去に解析を行ったことのあるC57BL6マウス等と比較すると、菌種が非常に少なかった。これがマウス種によるものか、解析手法によるものか慎重かつ十分な検討が必要であると考えており、異なる受託機関への解析依頼を検討中である。1.脳組織におけるアミロイドβ蓄積抑制効果の検討飼育48週目の解剖時採取した脳組織よりRNAを抽出し、cDNAを合成する。アミロイドβの蓄積に関与する酸化ストレス関連因子およびインスリン受容体などの遺伝子発現を定量Real-time PCRにより解析する。また、バリア機能関連因子についても遺伝子発現解析を行う。さらに飼育48週目、解剖時に採取した脳組織のアミロイドβ量を、ELISA法を用いて測定する。また、アミロイドβ蓄積の免疫染色による組織学的評価を行う。2.尿及び盲腸内容物におけるメタボローム解析および腸内細菌叢の再解析飼育24週、48週目に採取した尿および48週目の解剖時に採取した盲腸内容物をHPLC-TOF/MS分析に供し、代謝物の解析を行う。短鎖脂肪酸の測定は短鎖脂肪酸測定キットを用いてHPLC法により測定する。さらに、四重極・飛行時間型質量分析計を用い、盲腸内容物中の代謝物を分析する。また今回得られた腸内細菌叢の結果として、菌種が乏しいことや変動が少ないなど、慎重に検討すべき点が多くあった為、盲腸内容物から得られたDNAを用い、再解析を行う。平成29年度はSAMP8マウスを用いたAPCの認知機能低下抑制効果の検討を行った。まず、既報(Masumoto S., et al., J. Chromatogr. A, 2006)の方法に従いAPCをリンゴ果汁から調製した。酸化防止剤の亜硫酸塩を加えながら搾汁したリンゴ果汁をセパビーズSP-850樹脂を用いて搾汁したリンゴ果汁からリンゴポリフェノールを吸着、22%エタノールでAPCを溶出した。次に、ダイヤイオンHP-20ss樹脂を用いて、プロシアニジン類と他のポリフェノール類を分離し、得られたプロシアニジン画分をAPCとして以下の実験に供試した。次に、4週齢の雄性SAMP8マウスを普通食群、普通食+APC群、高脂肪高ショ糖食群、高脂肪高ショ糖食+APC群の4群に分け、1群16匹とし48週間する。APC摂取群には水道水に0.5%濃度で溶解したAPCを自由飲水で投与する。飼育24週目にステップスルー方式による認知学習テスト(パッシブアボイダンス)を実施し認知機能の評価を行い、現在結果について解析中である。また、老化スコアによるスコア評価比較した。飼育期間終了後に麻酔下で解剖を行い、脳、血液、肝臓、腸管、盲腸内容物等を採取した。臓器重量の測定、血液生化学成分(中性脂肪、総コレステロール、血糖値)を行う他、各分析を実施し、現在その結果について解析中である。また、摘出した腸管および肝臓組織からtotal RNAを抽出し、cDNAを合成し、得られたcDNAをSYBRGreenを用いた定量Real-time PCRに供し、腸管においては炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-6)、腸管バリア機能制御因子(Occulidin、ZO-1)などの解析を現在行っている。SAMP8マウスの入荷が思ったより遅れた為、飼育開始が遅くなってしまったことにより遅れが生じている。動物搬入業者側で、SAMP8マウスの必要匹数が揃うまでに時間がかかったことから、入荷が想定外に遅れた。その為、2ヶ月程度飼育開始が遅れた為、遺伝子解析、血清成分解析などが29年度中に終了出来なかった。

しかしながら、遺伝子発現解析では、多くの遺伝子を測定したにも関わらず想定外の結果となった事から、作用機序をもう一度考察し直す必要があると考えている。また、腸内細菌叢解析においても、過去に解析を行ったことのあるC57BL6マウス等と比較すると、菌種が非常に少なかった。これがマウス種によるものか、解析手法によるものか慎重かつ十分な検討が必要であると考えており、異なる受託機関への解析依頼を検討中である。今後は、まず各種臓器における遺伝子発現解析を行うと共に、盲腸内容物および糞便による腸内細菌叢の解析を行う。解剖時採取した盲腸内容物からPower Fecal DNA Isolation Kit(MO BIO Laboratorys)を用いてDNAを抽出する。盲腸内容物から抽出されたDNAを鋳型とし、16S rRNA遺伝子領域をPCRにて増幅し、得られた精製DNAを用いて次世代シークエンサーにより腸内細菌叢の解析を行う。次に、脳組織におけるアミロイドβ蓄積抑制効果の検討を行う。解剖時採取した脳組織よりRNAを抽出し、cDNAを合成する。アミロイドβの蓄積に関与する酸化ストレス関連因子およびインスリン受容体などの遺伝子発現を定量Real-time PCRにより解析する。解剖時に採取した脳組織のアミロイドβ量を、ELISA法を用いて測定する。また、アミロイドβ蓄積の免疫染色による組織学的評価を行う。更に、尿及び盲腸内容物におけるメタボローム解析を行う。採取した尿および盲腸内容物をHPLC-TOF/MS分析に供し、代謝物の解析を行う。短鎖脂肪酸の測定は短鎖脂肪酸測定キット(ワイエムシイ)を用いてHPLC法により測定する。さらに、四重極・飛行時間型質量分析計(Sciex, Triple TOF 5600)を用い、盲腸内容物中の代謝物を分析する。分析は、ACQUITY UPLC BEH C18 (Waters)カラム(i.d. 2.1 ×50 mm; 1.7mm)を使用し、得られたピークデータ(保持時間とm/z)はMarker View(Sciex)による主成分分析によって解析を行う。1.脳組織におけるアミロイドβ蓄積抑制効果の検討飼育48週目の解剖時採取した脳組織よりRNAを抽出し、cDNAを合成する。また、バリア機能関連因子についても遺伝子発現解析を行う。さらに飼育48週目、解剖時に採取した脳組織のアミロイドβ量を、ELISA法を用いて測定する。2.尿及び盲腸内容物におけるメタボローム解析および腸内細菌叢の再解析飼育24週、48週目に採取した尿および48週目の解剖時に採取した盲腸内容物をHPLC-TOF/MS分析に供し、代謝物の解析を行う。短鎖脂肪酸の測定は短鎖脂肪酸測定キットを用いてHPLC法により測定する。さらに、四重極・飛行時間型質量分析計を用い、盲腸内容物中の代謝物を分析する。
高エネルギー密度型金属空気電池デバイスの研究

本研究では革新的エネルギーデバイスである金属空気電池の構築のための新規電極・電解質の材料設計を行った。高活性な酸化物電極触媒は金属空気電池の出力特性を向上させることが出来るとともに、水素製造やリチウム空気電池への展開も可能である。特に温暖化対策のキーテクノロジーとして注目されている電気自動車では高エネルギー密度の蓄電池開発が重要であるが、次世代電池としての最有力候補は金属空気電池である。金属空気電池の中でも最高のエネルギー密度を有するのはリチウム空気電池であるが、このタイプの電池では金属リチウムを負極として、空気(酸素ガス)を正極活物質として用いるため、別の見方をすればリチウムを燃料とした燃料電池とも言える。Baek Seung-Wook博士の平成22年度の研究においてはナノ構造電極触媒とリチウムイオン伝導性の固体電解質の設計と材料開発を行い、そのイオン伝導特性の評価を行った。平成22年度、Baek博士の設計した画期的な電解質材料はナノ結晶Li_3PO_4からなる高イオン伝導性でリチウム負極に還元耐性のある新しい固体電解質材料を開発した。ナノ結晶Li_3PO_4とイオン液体とのコンポジット型電解質を作製し、その固体材料としてのリチウムイオン伝導性を評価した結果、10^<-3>S/cmの高いリチウムイオン伝導度を有していることが判明した。これらの新規開発した固体電解質とリチウム金属を接合させヘテロ界面の電気化学的安定性と電荷移動特性を評価した結果、リチウム金属負極への還元耐性を有しながら高い電荷移動特性を有した優れたヘテロ界面が形成されていることが判明した。この新規固体電解質の研究を進捗させ、空気電池と全固体型二次電池への応用を今後検討する。
核発生を利用した新しい結晶性カプセルの作成法に関する基礎研究

スプレー相互貧溶媒法で生成した無機の塩化アンモニウムあるいはグリシンと有機のパルミチン酸の混合結晶を生成させ,その構造について放射光施設SPring8を使って小角X線解析を行った.つまり,水溶性の塩として塩化アンモニウムあるいはグリシン,油溶性の物質では脂肪酸(パルミチン酸を用いた食品関連物質のカプセル型混晶の生成を検討し,さらに分解・分離操作について検討できた.そして, X線回折では,混合結晶中の無機の塩化アンモニウムやグリシン,有機物のパルミチン酸も通常の結晶構造であることがわかったが,カプセル構造では, Spring8による構造解析した結果, 10-20nmの構造と40-50nmの構造が混在していることがわかった.さらに,相互貧溶媒法のスプレー溶液の入れ替えがパルミチン酸の結晶構造の長距離秩序に影響を与えることもわかった.さらに,液滴とバルク溶液の混合による相互貧溶媒晶析における結晶化現象は,液滴に溶解した油溶性の脂肪酸が,バルク溶液に溶解している水溶性溶質の結晶の周りに結晶性カプセルとして取り巻く構造であることがわかった.スプレー相互貧溶媒法で生成した無機の塩化アンモニウムあるいはグリシンと有機のパルミチン酸の混合結晶を生成させ,その構造について放射光施設SPring8を使って小角X線解析を行った.つまり,水溶性の塩として塩化アンモニウムあるいはグリシン,油溶性の物質では脂肪酸(パルミチン酸を用いた食品関連物質のカプセル型混晶の生成を検討し,さらに分解・分離操作について検討できた.そして, X線回折では,混合結晶中の無機の塩化アンモニウムやグリシン,有機物のパルミチン酸も通常の結晶構造であることがわかったが,カプセル構造では, Spring8による構造解析した結果, 10-20nmの構造と40-50nmの構造が混在していることがわかった.さらに,相互貧溶媒法のスプレー溶液の入れ替えがパルミチン酸の結晶構造の長距離秩序に影響を与えることもわかった.さらに,液滴とバルク溶液の混合による相互貧溶媒晶析における結晶化現象は,液滴に溶解した油溶性の脂肪酸が,バルク溶液に溶解している水溶性溶質の結晶の周りに結晶性カプセルとして取り巻く構造であることがわかった.本研究は,核発生を利用して様々な成分を結晶核でカプセリングする方法を開発するための基礎研究であり,1)カプセリング現象の把握と操作,2)脱カプセリング現象の把握と操作に分けられる.カプセリング操作でのポイントは,非カプセリング成分を結晶核の芯にすること,非カプセリング成分に対して結晶核カプセル成分,溶媒,貧溶媒から成る溶液環境を強力な熱力学溶液モデルにより推定すること,微小液滴相とバルク溶液相の混合操作方法にあると考えている.脱カプセリング操作でのポイントは,いろいろな溶液環境におけるカプセルの温感性を測定し,人工的に超高圧,放射線,超音波,電磁波などによる結晶核カプセルの分解性能にあると考えている.平成21年度の研究では,非カプセリング成分を水溶性電解質である硝酸アンモニウムとし,結晶核カプセル成分を脂肪酸であるパルミチン酸とした。溶媒にはエタノールと揮発性の液化ガスであるジメチルエーテル(DME)の混合物を使用した.DMEの揮発性を利用したスプレー晶析法の実験結果では,乾燥した100-300μmの結晶粒子を得た.その結晶粒子は,パルミチン酸と硝酸アンモニウムの混合結晶であり,溶液中の原料濃度により調整可能であった.また,溶液中の硝酸アンモニウム濃度よりも混合結晶中のアンモニウム濃度は若干小さくなる傾向が見られた.一方,分子動力学による貧溶媒晶析法のアルゴリズムを検討した結果,3成分系のNPTアンサンブルにより,貧溶媒成分の添加で良溶媒中からの結晶化成分の構造化を検討できた.貧溶媒効果や貧溶媒濃度により,液液相分離から結晶化への変化を観察することができた.本研究は,核発生を利用して様々な成分を結晶核でカプセリングする方法を開発するための基礎研究であり,1)カプセリング現象の把握と操作,2)脱カプセリング現象の把握と操作に分けられる.カプセリング操作でのポイントは,非カプセリング成分を結晶核の芯にすること,非カプセリング成分に対して結晶核カプセル成分,溶媒,貧溶媒から成る溶液環境を強力な熱力学溶液モデルにより推定すること,微小液滴相とバルク溶液相の混合操作方法にあると考えている.脱カプセリング操作でのポイントは,いろいろな溶液環境におけるカプセルの温感性を測定し,人工的に超高圧,放射線,超音波,電磁波などによる結晶核カプセルの分解性能にあると考えている.平成22年度の研究では,電解質である塩化アンモニウムが溶解した水溶液,脂肪酸であるパルミチン酸が溶解したエタノール水溶液をスプレーで混合する相互貧溶媒晶析法を検討した.両方の原料溶液中の塩化アンモニウム/パルミチン酸の濃度比と噴霧前後に得られた混合結晶中のの塩化アンモニウム/パルミチン酸の濃度比の関係を検討した結果,すべての混合結晶で分離係数1以下であることがわかり,混合結晶中の塩化アンモニウムの濃度比が噴霧前の溶液中より減少することがわかった.また,その減少率は塩化アンモニウムの溶液濃度が低く,パルミチン酸の溶液濃度が高いほど大きくなる傾向があることがわかった.また,X線分析の結果から偏析しない小さな(100[μm]以下)混合結晶が得られることがわかった.本研究は,核発生を利用して様々な成分を結晶核でカプセリングする方法を開発するための基礎研究であり,1)カプセリング現象の把握と操作,

2)脱カプセリング現象の把握と操作に分けられる.カプセリング操作でのポイントは,非カプセリング成分を結晶核の芯にすること,非カプセリング成分に対して結晶核カプセル成分,溶媒,貧溶媒から成る溶液環境を強力な熱力学溶液モデルにより推定すること,微小液滴相とバルク溶液相の混合操作方法にあり.昨年度の研究である程度の成果をを出すことができた.次の脱カプセリング操作でのポイントは,いろいろな溶液環境におけるカプセルの温感性を測定し,人工的に超高圧,放射線,超音波,電磁波などによる結晶核カプセルの分解性能にあるが,これは,今後も検討を続ける必要がある.この中でも実用的な方法である超音波やマイクロバブルの利用を検討する予定である.平成23年度の研究では,スプレー相互貧溶媒法で生成した無機の塩化アンモニウムと有機のパルミチン酸の混合結晶の構造について,放射光施設SPring8を使って小角X線解析を行った.前年度のX線回折では,混合結晶中の無機の塩化アンモニウムも有機のパルミチン酸も通常の結晶構造であることがわかったが,カプセル構造を検討する場合はさらに大きなスケールの規則性について検討する必要がある。Spring8による構造解析では混合結晶中のパルミチン酸の結晶構造の長距離秩序が検討でき,その結果10-20nmの構造と40-50nmの構造が混在していることがわかった.混合結晶性カプセル中の塩化アンモニウムの比率が大きくなれば,40-50nmのより大きな秩序性が少なくなることもわかった.さらに,相互貧溶媒法のスプレー溶液の入れ替えがパルミチン酸の結晶構造の長距離秩序に影響を与えることもわかった.本研究は,核発生を利用して様々な成分を結晶核でカプセリングする方法を開発するための基礎研究であり,1)カプセリング現象の把握と操作,2)脱カプセリング現象の把握と操作に分けられる.カプセリング操作でのポイントは,非カプセリング成分を結晶核の芯にすること,非カプセリング成分に対して結晶核カプセル成分,溶媒,貧溶媒から成る溶液環境を強力な熱力学溶液モデルにより推定すること,微小液滴相とバルク溶液相の混合操作方法にあり.これまである程度の成果を出すことができた.脱カプセリング操作でのポイントは,いろいろな溶液環境におけるカプセルの温感性を測定し,人工的に超高圧,放射線,超音波などによる結晶核カプセルの分解性能にあるが,実用的な良溶媒法が最も効果的で信頼のできる操作であることがわかった.最終の平成24年度までの研究のまとめとして,スプレー式相互貧溶媒法で生成した無機の塩化アンモニウムあるいはグリシンと有機のパルミチン酸の混合結晶を生成させ,その構造について放射光施設SPring8を使って小角X線解析を行った.X線回折では,混合結晶中の無機の塩化アンモニウムやグリシン,有機物のパルミチン酸も通常の結晶構造であることがわかったが,カプセル構造では,Spring8による構造解析した結果,10-20nmの構造と40-50nmの構造が混在していることがわかった.さらに,相互貧溶媒法のスプレー溶液の入れ替えがパルミチン酸の結晶構造の長距離秩序に影響を与えることもわかった.
リンゴ果実の着色に関する栄養生理学的研究

リンゴ果実の着色について、アントシアニン生成に及ぼす樹や果実の栄養生理の影響について検討した。結果は以下の通りである。1.窒素及びカリウムが果実のアントシアン生成に及ぼす影響について、施肥及び葉面散布によって調査した。採取した果実への紫外光と白色光の混合光による光照射実験では、アントシアニン生成量はカリウム処理で最も優れた。窒素処理では果実の採取時期によって影響が異なり、成熟の早い段階では窒素処理はアントシアニン生成を抑制したが、成熟進んだ段階では無処理に比べてアントシアニン生成量は多かった。2.樹の栄養生理的状態が果実の品質や着色に及ぼす影響について、樹への剥皮逆接ぎと環状剥皮処理によって検討した。これらの両処理は着色を早めたが、これはクロロフィルムの早い段階での分解によるものと考えられる。3.`ふじ'及び`つがる'の枝変わり品種を用いてそのアントシアニン生成の特性とアントシアニンの組成について検討した。両枝変わり品種にはアントシアニンの組成には違いは認められなかった。種々の条件で光照射を行った結果、着色系枝変わり品種は、それらの条件に関わらずアントシアニン生成量が多かった。4.アントシアニン含量の非破壊測定について、分光測色計を用いて検討したところ、アントシアニン含量は580-600nmの反射率の対数変換値と高い相関が認められた。窒素及びカリウムがリンゴ果実のアントシアニン生成に及ぼす影響を検討するために、窒素及びカリウムの過剰施与を`ふじ'の樹に、窒素の葉面散布を`紅玉'樹の枝に処理した。窒素の過剰施与によって、土壌、葉及び果肉中の窒素含量は増加した。樹上における果実のクロロフィル含量は窒素施与樹で多くなったが、アントシアニン含量には大きな違いは認められなかった。採取した果実に人工光を照射してアントシアニン生成量を調査した。`ふじ'では成熟初期ではアントシアニン生成量は窒素施与果実に比べて無処理果とカリウム施与果の方が多かったが、成熟後期ではカリウム施与果、窒素施与果、無処理果の順となった。窒素を葉面散布した`紅玉'でも同様の結果となり、窒素散布を行った果実では成熟に伴うアントシアニン生成能のピークが無処理の果実に比べて遅くなることが示唆された。また、窒素処理果実と無処理果実のアントシアニン生成量は光照射処理の温度によっても異なった。すなわち、`ふじ'では15°Cでは無処理果に比べて窒素及びカリウム施与果でアントシアニン生成量は多くなったが、20°Cでは差は小さいものの無処理果の方がアントシアニン生成量は多くなった。また、6月初旬に袋で被袋した`ふじ'の被袋果では無処理果の方が窒素施与果に比べてアントシアニン生成量は多かった。これらの結果から、窒素及びカリウムがリンゴ果実のアントシアニン生成に及ぼす影響は、アントシアニン生成を検討する温度及び果実の成熟段階、さらに被袋の有無によって異なることが示唆された。今後、窒素及びカリウムがアントシアニン生成に影響を及ぼす機構について検討するためには、これらの関係を明確にすることが必要である。1.リンゴ樹の栄養状態が果実の着色に及ぼす影響について、樹への剥皮及び剥皮逆接ぎによって検討した。これらの処理は、処理下部の幹の肥大成長を抑制したが、新梢成長には大きな影響が認められなかった。処理後、約1カ月後には葉のクロロフィル含量は顕著に減少した。処理樹の果実は明らかに着色が早く、地色の退色が早かった。処理によって果実硬度はやや増加し、可溶性固形物含量は著しく増加した。酸含量も僅かに増加した。これらのことから、これらの処理は特に根の活性に大きく影響を及ぼし、それが果実品質に影響が大きいことが推察された。2.リンゴ果実におけるアントシアニンの蓄積を詳細に解析するために、液体クロマトグラフィーによる分析について検討した。従来から用いられてきた1%塩酸メタノールによる抽出では、アントシアニンの一部が変成している可能性が示唆された。3%トリフルオロ酢酸による抽出では良く分離したクロマトパターンが得られた。

この方法を用いて、`ふじ'及び`つがる'の枝変わり品種を用いてそのアントシアニン生成の特性とアントシアニンの組成について検討した。両枝変わり品種にはアントシアニンの組成には違いは認められなかった。種々の条件で光照射を行った結果、着色系枝変わり品種は、それらの条件に関わらずアントシアニン生成量が多かった。