hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電気化学的な液体流壁せん断応力の直接計測器の開発

血管病変が血管分岐など動脈の局所に発生すること,および流体輸送機器の重要な配管要素の一つである分岐管の接合部に腐食・壊蝕が頻発する.このような病変の発生,および配管の腐食・壊蝕に流体力学的因子が関与することは明らかである.本課題では,これまで速度分布などから間接的にしか測定できなかった液体流の壁せん断応力測定を,電解液を用いた電気化学的な唯一の直接測定法で確立およびセンサの開発を試みる.(1)第一の課題は,血流のように周期的変動した場合の周波数特性の検討である.スコッチヨ-ク型の低振動流発生装置を用い,生体内血管の血流の拍動に対応した無次元振動数3,6および10の場合,試験電極の追従性はほぼ満足できるものであった.(2)線径0.5mmの電極を用いた場合,乱流域における電気化学的測定によりえられた壁せん断応力測定の有効適用範囲を検討した.非接触測定法の代表例であるレーザドップラ流速計により測定した壁近傍の速度勾配から評価した壁せん断応力と比較検討した.その結果,層流域を越えたレイノルズ数4000程度までは十分な結果を得た.(3)枝管がほぼ直角に分岐する腎動脈,血管が合流と同時に分岐する脳前交通動脈および呼吸器を模した対称分岐流れ場などの生体における血流,呼吸器流れと循環器障害発生部位について電気化学的手法による検証を試みた.さらに,壁せん断応力センサである白金の端面の面積依存性を検討した結果,加工上線径0.5mmが敵する.血管病変が血管分岐など動脈の局所荷発生すること,および流体輸送機器の重要な配管要素の一つである分岐管の接合部に腐食・壊蝕が頻発する.このような病変の発生,および配管の腐食・壊蝕に流体力学的因子が関与することは明らかである.とくに管壁面に作用する壁せん断応力の分布を解明するには,まずその測定法の確立が要求される.本課題では,これまで速度分布などから間接的にしか測定できなかった液体流の壁せん断応力測定を,電解液を用いた電気化学的な唯一の直接測定法で確立およびセンサの開発を試みる.(1)本年度は,その定常特性および周波数特性を,流体機器の基本要素である直角分岐管および動脈瘤の好発部位である脳前交通動脈をモデル化した流路を用い,壁せん断応力分布と測定法を検討した.また,周波数特性を検討するためスコッチヨ-ク型の低振動流発生装置を作製した.(2)腐食,壊蝕の好発部である直角分岐管の枝管入り口コーナ回りの壁せん断応力を測定した.流れの特異点である上流入り口コーナで壁せん断応力の急変が見られ,かつこのコーナ回りの壁せん断応力は流れ分岐割点である下流コーナ近傍の値に匹敵する.脳動脈瘤の好発部位である前交通動脈の流れ分割点では,壁せん断応力の勾配が極めて大きくなる.(3)壁面せん断応力センサである白金の端面の面積依存性を検討した結果,埋め込みの可能性という観点から線径0.5mmが適することを,さらに周波数特性を検討した結果,無次元振動数が10以下であれば,本測定法は十分な追従性を示した.高分子溶剤で電極を埋め込み後には接着溶剤の収縮による残留応力の除去をアニーリングなどの方法により確立している.血管病変が血管分岐など動脈の局所に発生すること,および流体輸送機器の重要な配管要素の一つである分岐管の接合部に腐食・壊蝕が頻発する.このような病変の発生,および配管の腐食・壊蝕に流体力学的因子が関与することは明らかである.本課題では,これまで速度分布などから間接的にしか測定できなかった液体流の壁せん断応力測定を,電解液を用いた電気化学的な唯一の直接測定法で確立およびセンサの開発を試みる.(1)第一の課題は,血流のように周期的変動した場合の周波数特性の検討である.スコッチヨ-ク型の低振動流発生装置を用い,生体内血管の血流の拍動に対応した無次元振動数3,6および10の場合,試験電極の追従性はほぼ満足できるものであった.(2)線径0.5mmの電極を用いた場合,乱流域における電気化学的測定によりえられた壁せん断応力測定の有効適用範囲を検討した.非接触測定法の代表例であるレーザドップラ流速計により測定した壁近傍の速度勾配から評価した壁せん断応力と比較検討した.その結果,層流域を越えたレイノルズ数4000程度までは十分な結果を得た.(3)枝管がほぼ直角に分岐する腎動脈,血管が合流と同時に分岐する脳前交通動脈および呼吸器を模した対称分岐流れ場などの生体における血流,呼吸器流れと循環器障害発生部位について電気化学的手法による検証を試みた.さらに,壁せん断応力センサである白金の端面の面積依存性を検討した結果,加工上線径0.5mmが敵する.血管病変が血管分岐など動脈の局所に発生すること,および流体輸送機器の重要な配管要素の一つである分岐管の接合部に腐食・壊蝕が頻発する.このような病変の発生,および配管の腐食・壊蝕に流体力学的因子が関与することは明らかである.とくに管壁面に作用する壁せん断応力の分布を解明するには,まずその測定法の確立が要求される.本課題では,これまで速度分布などから間接的にしか測定できなかった液体流の壁せん断応力測定を,電解液を用いた電気化学的な唯一の直接測定法で確立およびセンサの開発を試みる.(1)本年度の第一の課題は,血流のように周期的変動した場合の周波数特性の検討である.

実験では,前年度作成したスコッチヨ-ク型の低振動流発生装置を用い,生体内血管の血流の拍動に対応した無次元振動数3,6および10の場合,試験電極の追従性はほぼ満足できるものであった.無次元振動数が15以上では,位相の遅れが大きく,かつ振幅が正弦波から三角波に移行するため,有効な無次元振動数の範囲は10以下に限られる.(2)線径0.5mmの電極を用いた場合,乱流域における電気化学的測定によりえられた壁せん断応力測定の有効適用範囲を検討した.非接触測定法の代表例であるレーザドップラ流速計により測定した壁近傍の速度勾配から評価した壁せん断応力と比較検討した.その結果,層流域を越えたレイノルズ数4000程度までは十分な結果を得たが,これ以上の乱流域で測定された電気化学的方法による結果は厳密な結果の2倍以上に過大評価されることが明かとなった.(3)枝管がほぼ直角に分岐する腎動脈,血管が合流と同時に分岐する脳前交通動脈および呼吸器を模した対称分岐流れ場などの生体における血流,呼吸器流れと循環器障害発生部位について電気化学的手法による検証を試みた.さらに,壁面せん断応力センサである白金の端面の面積依存性を検討した結果,加工上線径0.5mmが適することを,無次元振動数が10以下であれば,本測定法は十分な追従性を示した.高分子溶剤で電極を埋め込み後には接着溶剤の収縮による残留応力をアニーリングにより除去することが求められた.
話し合い方略の発達を促す学習指導法の開発

本研究では,話し合いを円滑にすすめるために必要とされる学習方略と教師による支援を実際の営みの中に見出すことで,限られた国語の授業時間の中で,話し合いの力を確実に育てていくための指導方法をデザインすることがねらいである。担任学級1クラス(第5学年)の話し合い事例について,(1)アンケートによる実態調査,(2)実験授業の計画と実施,(3)ビデオ記録による授業の省察(会話分析)というサイクルで1年間に2回の調査を行った。話し合いは,小グループに分けて,1回に5分10分程度の時間で行った。最初の実態調査で,学習者は「に付け加えます」といった「つなぎ言葉」によって,どの発言も同じ重さで扱われ,課題解決の道筋がつけられない班が多かったが,回を重ねるうちに,かかわりが増え,学習者が感じる課題も多く複雑になった。話し合いの力をつけるためには,実際に質の高い話し合いを経験することが一番の近道である。そのために教師は,学習者のつまずきを目に見えるようにして,解決の手がかりを示さなければならない。視聴覚教材を利用することも可能だろうが,学習者が持つ過去のエピソード記憶にできるだけ近い形で方略を取り出すことで,よりなじみのあるわかりやすい方略として意味づけられることができると考えられる。教師のデザインと学習者の学びの様子を分析することで,社会的な文脈に位置ついた学習指導法の一つのモデルとして提案している。
摂食関連行動時に活性化される島皮質神経細胞群による食欲調節メカニズムの解明

食欲が脳でどのように作られ、調節されているかは、飽食の時代と言われる現代の重要な課題である。これまでの研究で、脳内の特定の神経核や伝達物質等の摂食行動への重要性が明らかにされてきたが、我々の行動を突き動かす欲が、脳内でどのように作られているかについては、まだ不明な点が多い。本研究では、動物が特定の行動をする際の神経活動を指標として、関係する神経回路の同定と更なる機能解析を目指している。動物の行動としては、食欲に関係する摂食行動を用い、神経活動マーカーとして、c-fosとArcに着目して、それぞれが、摂食行動によって発現するかどうかの確認から開始した。摂食行動には、餌を食べる行動以外に、餌を期待する行動、食べた餌を評価する行動があるが、本研究では、主に、餌を期待する行動に重点を置いて実験した。神経活動を効率的に指標とするために、c-fos-tTAマウス(Reijmers et al. 2007)、Arc-creマウス(Guenthner et. al., 2013)を導入して実験を行っている。どちらのラインも順調に繁殖し、十分な実験を行うことができた。本年度は、主に、視床下部領域と大脳皮質領域に着目してそれぞれのマウスラインにおいて活性化された細胞が蛍光色素を発現し、視覚化された神経細胞が存在することを確認した。そして、DREADD等の神経活動操作を行うことにより、摂食関連行動に変化が見られないかどうかを検討しているところである。使用予定であった動物も無事繁殖し、十分量の実験ができている。また、当初の目的であった、摂食関連行動により活性化された神経細胞の視覚化、特定タンパクの発現ができていることが確認でき、研究の次の段階に進める状態であることから。これまで免疫染色で確認していたc-fos発現の増加が見られる摂食関連行動が、Arcでも見られるかどうかを確認することで、実験の幅を広げていきたいと考えている。次の最大の目標は、摂食関連行動中に活性化された神経細胞群を再度活性化することに対する動物の行動反応を観察することである。
巨核球・血小板産生の調節機構に関する動態的研究

1)原発性血小板血症(ET)・真性多血症(PV)における巨核球・血小板増多の機序をin vitro巨核球コロニー法を用いて検討した。ETおよびPVの一部(特に巨核球の増加例)の骨髄培養においては、培養液中に刺激因子(PHA-LCM)を添加しない条件下でも旺盛な巨核球コロニー形成(spontaneous CPU-Meg)を示した。正常者および二次性血小板増多症ではSpontaneous CFU-Megは認められず、ET、PVの巨核球過剰産生は異常CFU-Megポピュレーション(Spontaneous CFU-Meg)によることが示唆された。二次性増多症では液性因子(Thrombopoietin;TPO)側の増加によるものと考えられた。今後PHA透くLCMではなく各種純化造血因子を用いた検討が必要であろう。2)各種純化造血因子の巨核球・血小板産生への影響: GM-CSF(マラス、recombinaut)をマウス巨核球培養系(巨核球コロニー、液体培養、単一巨核球培養)へ添加し、GM-CSFが巨核球の増殖および成熟促進効果を有することを観察した。しかしGM-CSFのin vivo投与(マウス)では(2μg×6日間)、血小板増多作用はなくin vivoでTPoとして作用しているものとはいえなかった(投稿中)。上記のマウス培養系へIL-6(BSF-2、ヒトrecombinant)を添加した場合、単独では巨核球コロニー形成作用はないがIL-3の存在下で巨核球コロニーを増加させた。また巨核球サイズの増大作用を有し、巨核球に対し"増殖"促進作用はないが成熟促進作用を有していた。単一巨核球の培養によりその作用はdirectであった(投稿中)。その作用は、最初に報告されたB-Cell differantiating factorという作用を別にすれば、巨核球系に比較的特異的であり、TPoの性格によく合致している。現在、本因子のin vivo作用(マウス)を検討しin vivoでTR作用を有するかどうか調べている。すでに巨核球刺激作用のあることが報告されているIL-3、EPについてもin vivo作用に興味があるが、EPの6日間連日投与(マウス)で血小板数の増加はわずか(10%以内)にとどまった。EPはTPoではないと考えている。巨核球系造血因子の作用をin vitroで検討してゆく場合にそのtargetとなる細胞(巨核球コロニー刺激因子の場合CFU-Meg,トロンボポエチ2の場合未熟成熟巨核球)を出来るだけ分離濃縮する必要があり、このためPercoll連続密度勾配法を用いてラット骨髄中の巨核球系細胞の分離に関する基礎的検討を行った。この結果、巨核球系細胞であるCFU-Meg,未熟巨核球(SACHE),成熟巨核球は、この順に高比重層→低比重層に分布し、ある程度までこれらの細胞を分離、かつ濃縮することが出来た(第49回日本血液学会発表予定)。今後これらの細胞分画を用いて巨核球系造血因子の定性的、定量的アッセイを試ろみる予定である。

上記の実験で分離前の骨髄においてSACHEの総巨核球数に対する割合は1012%ときわめて一定の範囲にあることがわかった。ヒトにおいて巨核球・血小板過剰産生をきたす代表的な疾患として原発性血小板血症(ET)および真性多血症(PV)があるが、その過剰産生のメカニズムを巨核球幹細胞(CFU-Meg)のin vitroでの増殖動態の観点から検討を行い、ETのほぼ全例およびPVの一部の症例(特に巨核球数増加を示す症例)においては、CFU-Megの数的増加に加え刺激因子を加えずに増殖を示すSpontaneous CFU-Megを認めた。これらの患者の血奨中には巨核球コロニー刺激因子は増加しておらず、これらの疾患における巨核球・血小板の異常産生は、刺激因子が増加していない環境でも増殖しうる異常CFU-Megのポピュレーションによっていると考えられた。(Am J Hematol 24;23-30、1981、Acta Haematologica Jpn 49:1696,1986)2)慢性骨髄性白血病の急性転化においては芽球の%がいまだ少ないうちはいづれの血球系の急転であるのか診断が難しいことが多い.急転の過程(Accerelated phare)にある患者でinvitroで形成された各系統のコロニーの染色体分析を行い, CFU-Megコロニーから急転クローンを考えられるPhit付加的染色体異常を認めCFU-Megの染色体分析が巨核球性急性転化の早期診断に有用であることを示した(Shiga etal.Leukemia Res 1987).急性転化クローンに属するCFU-Megも少なくともinvitroではMeg-CSAの調節を受けていた.3)巨核球・血小板産生の調節因子(Meg-CSA,Thrombopoictin)はまだ生化学的に分離・精製されておらず,その実体については殆ど不明の点が多い.一方最近,種々の造血因子(IL-3, GM-CSF, G-CSF, Epo)が細胞工学的に精製物質として得られている.これらの物質がMeg CSAThrombopoictinとしての作用を持つのかをマウス骨髄のコロニー増表法および液体培養法を用いて検討した.その結果IL-3, GM-CSF(マウス)はマウス巨核球造血に対して促進作用を有し,また液体培養系を用いた場合Eje刺激作用を示した.これらの造血因子のin vivoにおける巨核球血小板造血への作用およびこれらの造血因子とMeg-CSA, TPoとの量同などについては今後検討の予定である.再不貧患者血清・尿より流安沈澱法にて蛋白を得、トロンボポエチン(TPo)の分離・濃縮を試みたが十分な成果は得られなかった。大きな理由として、TPoのアッセイ法として用いたマウス巨核球培養系が必ずしもTPoのみではなく種々の造血因子に反応してしまい、活性の得られた分画が必ずしもTPo分画とはいえないことによると考えられた。患者血清・尿などからのTPoの分離・精製という方向は現時点では困難と判断し、現時点で入手可能な因子を遂一、培養系へ添加しTPo作用の有無を検討してゆくこととし今回GM-CSF、ILー6について検討を行った(Ep、ILー3についてはすでに巨核球刺激作用のあることを報告しているが、in vivoでTPoとして作用している可能性はうすい)。マウスrecombinant GM-CSFをマウス巨核球培養系(巨核球コロニー,液体培養,単一巨核球培養)へ添加し、巨核球系に増殖および成熟作用を有することが示された。単一巨核球培養により作用はdirectであることが実証された。
吸着金属をプローブとするＳＥＭ／ＥＤＸ法による木材通水組織のリグニンの可視化

樹木細胞壁のリグニンの分布を簡便かつ高解像度で明らかにするために、リグニンの重金属イオン吸着特性を利用し、吸着した重金属イオンの分布からリグニンの分布の可視化方法の開発を試みた。硝酸鉛(II)水溶液で処理した木材試料のFE-SEM/EDX分析では、細胞壁および細胞間層のリグニンの分布と比較できる鉛イオンの濃度分布像が得られた。しかしFE-SEM/EDXによる高解像度分析では、高加速電圧下での試料の分解が問題となった。SIMSによる吸着金属イオンの分析では、木材試料表面に低濃度で吸着した鉄イオンが明確に検出でき、鉄イオンが二次壁に比べて、複合細胞間層に高濃度で吸着している様子を明らかにした。SEM/EDX分析でリグニンの可視化を最適化できる金属種を明らかにする為に、各種金属イオンを吸着させた木材切片を作成し分析に供した。昨年度まではDEX分析の検出感度を上げるために、金属イオン濃度の高い材試料を作成しEDX分析に供していた。しかし、塩化物あるいは硝酸塩の高濃度溶液への木材切片の浸漬では、試料表面の分解が起こっていることが示唆された。このことから、より穏和な条件で金属イオンを吸着させることが必要となったことから、希薄金属塩水溶液中で金属イオンを選択的に吸着できる条件の検索を新たに行った。その結果、金属塩として特に塩化鉄を選択したとき、希薄溶液でも有意にEDXによる金属イオンの吸着が検出できることが明らかになった。またリグニンの金属イオン吸着特性明らかにするために、前年度までのICP分析に変え、NMR測定による各成分の吸着特性を検討した。NMRでは希薄溶液での測定が困難であったため、前年度までに主として検討行ってきたリグニンによる鉛イオンの吸着を207Pb-NMRにより検討した。鉛イオンのシグナルは、単離リグニンを添加する事で、強度が弱くなると共に、僅かではあるが低磁場にシフトした。このことから、鉛イオンがリグニンに吸着している事が明らかになった。またグルコマンナン、キシランおよびセルロースのモデルとしてセルロースオリゴマーの鉛イオン吸着を同NMRで検討した結果、キシランがリグニン以上に強く鉛イオンを吸着する事が示唆された。このことは、EDX分析の結果で得られた木材の鉛イオンの組織選択的な吸着性とは異なる結果であったことから、単離成分と木材中の成分の金属イオン吸着に違いがあることが示唆された。本研究では、金属の塩化物塩、硝酸塩水溶液に木材試料片を浸漬し、木材試料に吸着した金属イオンの分布をEDXで検出し可視化する方法を試みている。前年度までの結果では、金属塩浸漬段階での金属塩溶液の酸性化と、吸着金属イオンが低濃度であった場合のEDX分析条件下での試料の分解が問題となっていた。試料溶液の酸性化による問題を解決のために、今年度は、希薄金属塩溶液中および酢酸バッファー中で金属イオンを吸着させた木材試料片のSEM-EDX分析を行ったが、試料の分解を抑えた条件でのマッピング分析は達成できなかった。また酸性条件に代わり希アルカリ条件下でSEM-EDX測定により適した金属イオンをリグニンに選択的に吸着させる方法の検討も行った。その結果、単離リグニンの希アルカリ水溶液にニッケル塩を添加する事で、アルカリ条件化でもリグニンがニッケルイオンと強く吸着し不溶化することを見いだした。昨年度までのSEM-EDX測定で検出感度が高かった鉛イオンでも同様に、アルカリ条件化でリグニンと選択的に強く吸着する塩を見いだすことができれば、高感度で木材試料の分解を抑えたマッピング分析が行える可能性があると期待している。EDX分析中の試料の分解を抑えるために、より低濃度で木材に吸着した金属塩を高感度で検出する方法として、新たにNano-SIMSの利用を検討した。Nano-SIMSによる観察では、希薄塩化鉄水溶液で処理した木材試料でも、細胞壁中の鉄イオンの分布を可視化することができた。また、三価の鉄イオンを担持させた木材試料のNano-SIMS分析では、鉄イオンの分布が2次壁に比べてセルコーナー、細胞間層で高く、リグニンの分布と比較できる結果が得られた。木材細胞壁の主要構成分の一つであるリグニンには金属イオンを吸着する特性があることが知られている。このリグニンによる金属イオン吸着を利用して、FE-SEM/EDX分析で、木材組織に極力ダメージを与えない穏和な方法で、木材組織上のリグニンの分布の可視化が可能であるかの検討を行った。金属塩水溶液中にスギ材切片を浸漬した後に、イオン交換水で十分に洗浄し、減圧乾燥するこという簡便な手法で分析試料の調製を行った。

金属イオンを吸着させた木材試料のFE-SEM/EDX分析の結果、マップ分析の画像イメージから、木材組織上での吸着金属イオンの分布は不均一であり、細胞間層及び一次壁では二次壁に比べてより高密度で金属イオンが吸着されていることが明らかになった。木材細胞中のリグニンの分布密度は、細胞間層で高く二次壁では細胞間層に比べて低いことが知られていることから、FE-SEM/EDX分析で、木材組織上のリグニンの分布が簡単に可視化できる可能性が示された。また、二価の鉛イオンを吸着させたスギ材切片のFE-SEM/EDXによるライン分析では、細胞壁上での金属イオンの分布がUV顕微鏡などで報告されている細胞壁中でのリグニンの分布と比較できることが明らかになった。木材細胞中のリグニンの分布はUV顕微鏡分析の他に、化学染色法、臭素化法などにより検討されているが、本課題で開発した方法は、金属塩水溶液に浸漬するのみである。このことから、既存の方法に比べて、試料への化学的なダメージを軽減した高解像度での分析の可能性を示した。木材組織のダメージを低減させる方法で金属イオン吸着部位を明らかにできることを示した点と、昨年度までの分析条件下での選択金属イオンと異なり、今年度行った穏和な条件では鉄イオンが有望なプローブイオンとなることを明らかにできた点で「研究目的」の前半部は達成出来た。また木材成分の金属吸着試験については、新たに、多核NMRによる分析を可能としてことから、計画は概ね順調であると考えている。震災により研究所共用機器であるSEM/EDXが使えなくなった。年度初めには、7月までには修理が完了するとの見積もりであり、研究には大きな支障が出ないと判断していた。しかしその後に、当該機器の部品を生産している工場の再稼働が大きく遅れる結果となり、修理完了が12月にずれ込んだ。この影響で十分な分析時間を確保することができなくなり実験計画に遅れが出ている。試料ダメージを低減させる試料調製方法が開発できたことから、今年度は木材の各組織の実観察を進め、木材中のリグニン分布の可視化を行う。また、単離成分と木材中成分との間で見られた、金属イオン吸着挙動の違いを明らかにする。また、SEM/EDXに加えてよりダメージを低減できると考えられる観察手法の開発も同時に行う。平成23年度に十分な分析時間が得られなかったFE-SEM/EDXを使用する課題に関しては、金属イオン吸着木材試料に極力ダメージを与えない分析条件を明らかにする。また本年度の吸着実験に加えて、木材細胞壁中に存在し、且つ金属イオンを吸着する可能性があるグルコマンナン、キシラン誘導体(アセチル化、メチル化)を化学合成し、各種金属イオンの吸着試験を行い、FE-SEM/EDXによるリグニン分布の可視化に適する金属イオン種を明らかにする。SEM/EDXに加えてnanoSIMSなどによりよりダメージを低減させた手法での観察を行う。そのためには新たに外部機関での機器の使用料が必要になるが、研究の進展状況から初年度に使用しなかった旅費分の繰越金などにより充填し行う。平成23年度に、FE-SEM/EDX分析に十分な時間が得られなかったことから、そのために計上していた物品購入予算を平成24年度に繰り越した。実験計画に遅れはあるが、研究の方向性には変更がない。平成23年度に達成出来なかった研究に関しては平成24年度に行う予定であるために、繰越金はそこで必要となる物品購入費に充てる。
精密X線結晶構造解析によるチトクロム酸化酵素の翻訳後修飾構造の決定

チトクロム酸化酵素は、チトクロムcから電子を受け取って分子状酸素を水にまで還元すると共に、プロトン能動輸送を行い、ATP合成に必要なエネルギーを創り出している。2.8Å分解能での結晶構造から酸素結合部位のヘムa3とCuBの近傍でCuBに配位しているHis240とTyr244が、翻訳後修飾によって直接結合した構造が見つかった。この構造が活性中心と繋がっているため、翻訳後修飾の精密な構造を確定することは本酵素の反応機能を理解する上で極めて重要なことである。本研究では、高分解能でのX線結晶構造解析を行い、His240-Tyr244の精密な構造を決定する。高分解能(2.0Å分解能)の回折強度測定は、第3世代放射光SPring8に建設した蛋白研ビームラインBL44XUと共用ビームラインBL41XUを使用して行われた。収集した回折強度データは、2.0Å分解能での完全性が94.9%、重複数が4.1、R-mergeが7.5%の良質なデータであった。この回折強度データを基に、既に構造解析されたいる2.8Å分解能の結晶構造を使って分子置換を行い、2.0Å分解能で構造精密化を行った。精密化された構造の結合距離と結合角の偏差は、それぞれ、0.01Åと2.00°であった。構造の精度を示す結晶学的なR値とFreeRは、それぞれ、20.4%と24.2%であった。His240のイミダゾール基のN_<ε2>とTyr244のフェノール基のC_<ε2>とが1.3Åの距離にあり、共有結合している。この結合は、酸素を還元するための電子伝達経路になると考えられる。2.8Å分解能での結晶構造から酸素結合部位のヘムa3とCuBの近傍でCuBに配位しているHis240とTyr24が、翻訳後修飾によって直接結合した構造が見つかった。この構造が活性中心と繋がっているため、翻訳後修飾の精密な構造を確定することは本酵素の反応機構を理解する上で極めて重要なことである。チトクロム酸化酵素結晶には、X線を2.0Å分解能の高分解能まで回折する結晶があるので、X線による損傷を押さえ、高精度で高分解能の回折強度データを収集するために、低温下でのX線回折実験を行った。本年度は、低温下でのX線回折実験を行うために、結晶を傷めることなく凍結する方法を検討し、高分解能の回折強度データを収集した。凍結方法の検討では、不凍溶液の検討と冷却方法の検討を行った。結晶を傷めないために、不凍溶液のグリセロール濃度を30%まで徐々に上げることが重要であった。冷却方法は、液体窒素の噴霧下で急速冷却する方法が適していた。X線回折実験はSPring-8のBL41XUで行った。その結果、完全性が94.9%、重複数が4.1、R-mergeが7.5%の2.0Å分解能の良質な回折強度データを収集した。
超高齢地域における社会問題と社会政策に関する実証的研究

1,中山間地域における介護保障をめぐる実態と課題中山間地域の地理的条件と、そこに居住する人々の経済的条件は、介護保険制度に馴染みにくい側面をもっている。例えばデイサービスは、要介護高齢者へのサービス提供に留まらず、独居高齢者、高齢夫婦のみ世帯など、地域社会のなかで散住し、孤立している高齢者の交流や買い物等の機会を提供する生活支援サービスの一つとして定着していたが、介護保険制度導入後の利用は限定されたものとなった。要介護の高齢期に地域で暮らし続けることを、中山間地域の条件下で支援するためには、狭義の保健福祉サービスに様々な社会的機能を付加し、拡充させることが必要である。介護保険事業以外の保健福祉活動や、住民が主体となった地域福祉活動の果たす役割も大きい。島根県の中山間地域では、地域づくり・生活支援活動に女性が大きな役割を果たしている。2,島根県超高齢地域における介護保険制度の現状と課題県内市町村を比較すると、在宅介護力の低い市町村では施設介護力が高く現れ、在宅介護力の高い市町村では施設介護力も高くなる傾向にある。今後の在宅介護力の整備により、適正なバランスを実現させる必要がある。介護保険制度をうまく機能させ、かつ制度の限界に対応して介護保障の水準を引き上げていくためには、市町村自治体独自の政策的対応が問われる。島根県の中山間地域では、介護保険料負担階層別による低所得者の割合が75%程ある。既に一部自治体で行われている、低所得者層に対する保険料相当額補助、サービス利用料補助等、負担軽減施策の拡大が必要である。介護保険認定と利用状況に関しては、未認定者の未申請理由、認定済者のうちサービス未請求者や利用控えの理由、またこれらの層の生活実態把握・経済的背景・家族介護力等を明らかにすることが必要である。平成10年7月8月に、島根県西部における在宅福祉サービスの実態を調査した。訪問調査したのは、高齢化率が3040%に達している邑智郡(桜江町・川本町・邑智町・石見町・瑞穂町・大和村・羽須美村)、那賀郡(三隅町・弥栄村)の各社協である。これらの地域は高齢化が進んでいることもあって、県下では比較的早くから在宅福祉サービスの整備が進められた地域である。今回の在宅福祉サービス調査によって以下のような実態や課題が明らかになった。第1は、高齢化の進展に伴って在宅福祉サービスをいっそうきめ細かく実施するようになってきていることである。ホームヘルプサービスでは早朝・夜間・休日などでの実施が取り組まれ、またデイサービスのサービス拠点の複数化などが行われている。また基幹サービスを補完するものとして、ミニ・デイサービスやボランティアによる小地域での集いなどが取り組まれている。第2は、こうした在宅福祉サービスの取り組み強化にもかかわらず、高齢化の進展が介護福祉施設や医療機関へのニーズを一段と高めている、ということである。調査時点ではこれらの町村において特別養護老人ホームや老健施設をもたない町村は桜江町・羽須美村の2町村のみであったが、平成10年度末ではこの2町村でも特別養護老人ホームを建設することになり、邑智郡全町村が介護施設をもつことになった。高齢者の単独世帯や高齢者のみの世帯比率が高くなると、在宅サービスによって生活の継続を支援することがきわめて困難であることを示している。第3に、平成12年実施の介護保険制度は、この高齢地域でこれまで積み上げられてきた在宅サービスを解体させる危険性をもっている。これまで家族機能や集落機能の低下を在宅保健福祉サービスで補ってきたが、ADL中心で、大都市の市場志向の介護保険は、中山間地域における公共的な在宅保健福祉サービスを根幹から揺さぶっている。1,前年度に引き続き、最新の新聞記事・統計データの収集・整理を行った。

2,島根県内の高齢者生活の実態、及び高齢社会対策の現況や問題点について、前年度に引き続き、2000年1月に鹿足郡(津和野町・日原町)、同3月に隠岐郡(布施村・五箇村)でヒアリング調査を行った。各自治体とも在宅福祉サービスの充実がはかられつつあるが、さらに介護福祉施設の設置や整備が急速に進んでいる状況である。鹿足郡では2000年4月までに特別養護老人ホームが4町村すべてに設置される。このような状況で、高齢者世帯や高齢者単独世帯の増加も相俟って、介護サービス利用者の二一ズは、介護福祉施設や医療機関へと指向される傾向にある。逆に、すでに始まっている介護保険制度に対し、介護認定漏れとなる利用者への生活支援策、ミニ・デイサービス等の対応施策は自治体により差異がみられた。自治体の独自性を生かした早急な対応策が望まれる。3,島根県内に限定せず、隣接他県の高齢化率40%超の自治体でも調査を実施した。1999年7月には、高齢化率日本一の自治体を含む山口県の周防大島(大島郡大島町・久賀町・橘町)でヒアリング調査を行い、高齢社会対策の現況について比較検討した。4,前年度の島根県鹿島町(漁村部)・羽須美村(山村部)に引き続き、同じ調査票による高齢者の生活・意識調査を、1999年9月に松江市(都市部)でも実施、比較検討を行った。その結果、集落の地理的条件や家族構成等によって、住民の意識や行動に大きな差異がみられた。特に福祉・医療サービスに対する意識は、近隣関係、相互扶助機能の強度が同調圧力となってサービス利用に影響を与えており、市町村の福祉行政の取り組みに対する評価もサービス利用に影響を与える一因となっていることかわかった。しかし全体的に公的機関に対する期待はより一層高まりつつあり、福祉サービス利用における世間体やネガティブな意識は弱まりつつある傾向にあるといえる。1,前年度に引き続き、島根県の高齢者・福祉問題に関する、最新の新聞記事及び統計データの収集・整理を行った。2,2000年8月に島根県桜江町において「超高齢社会の地域と福祉を考えるワークショップ」を開催、「女性が担う超高齢地域における地域・福祉活動」と題するシンポジウムにおいて、島根県邑智郡・鹿足郡域で介護・福祉活動に従事する女性をパネリストに招き、先進的な取り組みを担う女性たちの活動の方法論や実践論を明らかにした。3,上記ワークショップにおいて、全国の高齢者・介護問題の研究者による研究集会を開き、各地の現状についての7つの報告・討議を行った。地域・テーマのみ掲げると、島根県における介護保険制度下の介護サービス事業の現状と課題、島根県桜江町の高齢者福祉の現状、福島県金山町の地域・福祉問題、島根県中山間地域の高齢者の生活実態と介護保険、高知県中山間地域集落の無住化と政策的課題、京都市左京区久多地域の高齢者福祉、広島県下の介護保険制度の実施状況、というものである。
細胞質ポリアデニル化複合体に着目した上皮悪性腫瘍抑制分子の研究

本研究は、乳腺上皮細胞と乳癌細胞における細胞質ポリアデニル化複合体機能の相違点を解明し、複合体を正常に機能させる制御メカニズムを明らかにすることで、乳癌の発生と進行を抑える創薬開発につなげることを目的としている。以下、3つの実施項目ごとに今年度の実績を報告する。「正常乳腺細胞と乳癌細胞における複合体機能の相違点」については、複合体構成タンパクのプロファイリングを行い、癌細胞に特有のタンパク質候補を得た。RNAの解析についても、ポリA鎖の長さによりmRNAの分画を行った後、マイクロアレイに供した結果、多くの候補遺伝子が得られた。現在、タンパクとmRNAレベルでの結果の比較を行っており、癌細胞もしくは正常細胞に特異的な候補因子を決定する。「CPEB1発現制御メカニズムー発現解析ー」については、ヒト臨床サンプル24検体とイヌ臨床サンプル64検体、およびネコ臨床サンプル10検体を用い、CPEB1とPARN遺伝子の発現解析を行った結果、ヒトとイヌにおいて正常部ではCPEB1発現が高く、癌部ではPARN発現が高いことをmRNAレベルで明らかにした。興味深いことにネコにおいては結果が逆になっている傾向が得られている。ネコについてはサンプル数が少ないため、解析数を増やして確認したい。また、ヒトとイヌ乳癌細胞を用いた解析により、CPEB1発現はエストロゲンにより抑制され、癌化や転移に関わる細胞増殖や移動能が上昇する結果が得られた。「CPEB1発現制御メカニズムースクリーニングー」については、CPEB1プロモーター領域(上流2kb)接続NanoLuc発現コンストラクトをMCF7細胞に導入し安定細胞株を得た。本安定株はエストロゲンにより、Luc発現が低下することを確認しており、現在、東京大学創薬機構より1950化合物のライブラリーを購入しケミカルスクリーニングを実施中である。研究項目「正常乳腺細胞と乳癌細胞における複合体機能の相違点」に若干の遅れがあると思われる。当初の計画では、「翻訳活性プロテオーム・データベース」と「ポリA鎖RNA-seqデータベース」が完成し、候補因子を確定している予定であったが、現在、確定中である。研究項目「CPEB1(およびPARN)発現制御メカニズムー発現解析ー」において、ヒトおよび犬猫の臨床サンプルの収集が順調に進んでいる。ヒトと同様にイヌにおいても正常乳腺組織にはCPEB1遺伝子が高発現しているが、癌組織ではPARN遺伝子が高くなる結果が得られ、CPEB1やPARNが動物種を超えた癌制御因子として有望であることが示された。ネコについてはサンプル数が少ないため、次年度に解析を進める。しかし、ヒトとイヌの癌細胞(MCF7)を用いた解析において、計画時点以上の結果が得られており、現在の癌治療において初期選択されるホルモン療法に対する基礎データの取集が期待できる。研究項目「CPEB1(およびPARN)発現制御メカニズムースクリーニングー」のCPEB1およびPARN遺伝子の上流域解析、低分子化合物スクリーニング用のコンストラクト作成と安定発現細胞の作成が完了したが、低分子化合物のスクリーニングの際に重要なLucアッセイのバリデーション評価に手間取り、実施に遅れが生じた。しかし、バリデーション評価が安定する培養条件やハンドリングが確定したため、化合物ライブラリーを用いた本試験を開始している。基本的には前年度に引き続き解析を実施する研究項目「正常乳腺細胞と乳癌細胞における複合体機能の相違点」については、正常乳腺細胞と乳癌細胞においてmRNAのポリA鎖の長さと翻訳活性レベルが連動する因子を抽出を完了させ、速やかにin vitro試験に移行する。ヒトとイヌの乳癌細胞を用いた実験は別項目で既に実施している事から、候補因子の決定後、問題なく試験を推進できる。研究項目「CPEB1(およびPARN)発現制御メカニズムー発現解析ー」については、ネコの臨床サンプルの収集に努めるとともにヒトとイヌの乳癌細胞に対するホルモンの作用機序についても解析を続ける。また、CPEB1およびPARN欠損細胞株を作成し、細胞の癌化や転移能について詳細な検討を行う。当初の計画上にはないが、ホルモン療法に対する重要なデータが得られると考えられる。研究項目「CPEB1(およびPARN)発現制御メカニズムースクリーニングー」については、実施中の低分子化合物スクリーニングの結果を持って、CPEB1もしくはPARNを制御しうる低分子化合物を同定し、上記、細胞株を用いたin vitro試験を遂行する。当初の計画にはないCPEB1およびPARN欠損細胞株を用いて通常の乳癌細胞との比較を行う事で、CPEB1やPARNを介さない化合物の区別が可能となり、計画の遅れを取り戻すことが可能と考えている。1)「正常乳腺細胞と乳癌細胞における複合体機能の相違点」については、各サブタイプの乳癌細胞株と正常乳腺上皮細胞より細胞ライセートの作成を行い、現在、複合体構成タンパクのプロファイリングを実行中である。RNAの解析についても、Thermal elution法を用いてポリA鎖の長さによりmRNAの分画を行った。次年度に、「ポリA鎖RNA-seqデータベース」と「翻訳活性プロテオーム・データベース」を完成させる。

2)「CPEB1(およびPARN)発現制御メカニズムー発現解析ー」については、これまでにヒト臨床サンプル24検体を用い、CPEB1とPARN遺伝子の発現解析を行った結果、正常部ではCPEB1発現が高く、癌部ではPARN発現が高いことをmRNAレベルで明らかにした。現在、染色によるタンパク発現と局在を解析中である。また、乳癌細胞を用いた解析により、CPEB1発現はエストロゲンにより抑制され、プロゲステロンにより刺激される結果が得られている。犬および、猫の乳腺腫瘍サンプルについては、現在、約40検体のサンプルが集まり、次年度に解析を予定している。3)「CPEB1(およびPARN)発現制御メカニズムースクリーニングー」については、CPEB1およびPARNプロモーター領域(上流2kb)をNanoLuc発現プラスミドに挿入したコンストラクトの作成が完了し、MCF7細胞にCMVプロモーターで制御されるホタルルシフェラーゼとCPEB1-NanoLuc、およびPARN-NanoLucを定常発現させた細胞を作製中である。研究項目「正常乳腺細胞と乳癌細胞における複合体機能の相違点」に若干の遅れがあると思われる。当初の計画では、タンパク翻訳活性の評価と「翻訳活性プロテオーム・データベース」の構築にポリソームプロファイリングとiTRAQ解析の組み合わせを予定していたが、現在、新しい解析方法としてリボソームプロファイリングが主流となりつつある。本研究についても、リボゾームプロファイリング法を導入すべく準備を進めており、次年度に実施する予定でいる。「ポリA鎖RNA-seqデータベース」については順調に進んでいる。研究項目「CPEB1(およびPARN)発現制御メカニズムー発現解析ー」において、ヒトおよび犬猫の臨床サンプルの収集が順調に進んでいる。少なくともヒトにおいてはこれまでの仮説に基づき、正常乳腺組織にはCPEB1遺伝子が高発現しているが、癌組織ではPARN遺伝子が高くなる結果が得られている。また、研究項目「CPEB1(およびPARN)発現制御メカニズムースクリーニングー」のCPEB1およびPARN遺伝子の上流域解析、低分子化合物スクリーニング用のコンストラクト作成と定常発現細胞の作製も進み、実際に行うその他実験系の準備もほぼ終了しているため、次年度には本解析を完了することが可能である。研究項目「他の上皮悪性腫瘍における複合体機能の重要性」については引き続き、乳癌以外の上皮悪性腫瘍の細胞株の収集に努める本研究は、乳腺上皮細胞と乳癌細胞における細胞質ポリアデニル化複合体機能の相違点を解明し、複合体を正常に機能させる制御メカニズムを明らかにすることで、乳癌の発生と進行を抑える創薬開発につなげることを目的としている。以下、3つの実施項目ごとに今年度の実績を報告する。「正常乳腺細胞と乳癌細胞における複合体機能の相違点」については、複合体構成タンパクのプロファイリングを行い、癌細胞に特有のタンパク質候補を得た。RNAの解析についても、ポリA鎖の長さによりmRNAの分画を行った後、マイクロアレイに供した結果、多くの候補遺伝子が得られた。
重い電子系の物質探索と物性研究

セリウム(Ce)やウラン(U)を含む一連の化合物において,f-電子は強い相関を保ちながら伝導電子との混成効果によって結晶中を遍歴し,低温では近藤格子型の相互作用によって重い電子状態を形成する。これらが基底状態で示す特異な物性(極めて小さな磁気モーメントをもちかつ安定な反強磁性,非BCS型超伝導およびそれらの共存問題,半導体的伝導現象など)の機構解明は,現在高温超伝導のメカニズム解明と並んで,固体物理の中で最も注目を集めている研究課題である。我々は,新しい型の基底状態をもつ重い電子系化合物を日蘭共同で探索する事と,典型物貨について純良単結晶を育成し,両国の得意とする実験装置を駆使して多面的系統的研究を行うことを企画した。以下,これまでの研究実績の概要を記述する。(1)重い電子系化合物の探索は,4つの研究チーム(広大,東北大,アムスルダム大,ライデン大)が密接な連絡を取りながら,それぞれ独立に進めてきた。広大ではウラン三元系U_aT_bX_c(T=Ni,Cu,PdPt,Au;X=Al,Ga,Sn)の物貨探索に着手し,UNi_2Ga,UPd_2Ga(いずれも六方晶ZrPt_2Al型結晶構造)およびUAu_2Al(斜方晶YPd_2Si型構造)は共に弱い反強磁性を伴った重い電子系化合物(電子比熱係数r100300mJ/K^2・mole)であること,又UCu_2Sn(ZrPtAl型)はネール点T_N=16.6K以下で電気抵抗Pの異常上昇を伴った重い電子系(r60mJ/K^2・mole)であることを見出した。更にUCu_<3+X>Ga_<2-X>(CaCu_5型六方晶構造)が重い電子系反強磁性体であり,ネール点T_NがX=0,3で最大(T_N=18K)をとることを見出した。このとき,r=130mJ/K^2・moleである。反強磁性が消失するX=0.6で,rは最大値(b-430mJ/mole・K^2)に達した。これらの結果より,U系化合物においても近藤効果とRKKY-型交換相互作用の競合が存在していることを明らかにした。東北大では,UPtSi_2(CeNiSi_2-型構造)とU_2PtSi_3(六方晶AlB_2-型構造)の新しい化合物を見出した。UPt5i_2はキュリー点Tc=86K,磁気モーナント2.6μв1Цをもつ強磁性体で,Ц_2PtSi_3はγ=200mJ/mole・K^2をもつ弱い強磁性ヘビーフェルミオン化合物であることを明らかにした。オランダのライデン大では,非磁性で重い電子系化合物Ц_3Ni_3Sn_4(立方晶Y_3Au_3Sb_4-型構造)と同じ結晶構造を有する非磁性半導体Ц_3Ni_3Sb_4の混晶系において,中間組成でキャリアー数が減少しているにもかかわらず重い電子状態が安定化することを明らかにした。更に,CePd_2Al_3のCePt_2Al_3(CaCu_5型六方晶構造)新しい異常に重い電子系化合物と発見し,現在それらの諸物性を明らかにしてきている。(2)典型物貨の純良単結晶の物性研究としては,半導体近藤格子化合物CeNiSn,反強磁性と超伝導が共存した重い電子系化合物ЦPd_2Al_3およびナタ磁性転移を伴った非磁性ヘビー・フェルミオンCeRu_2Si_2を取り上げた。CeNiSn(ε-TiNiSi型斜方晶構造)は高温で不純物近藤状態にあり,低温で重い電子状態(質量増強された準粒子)のフェルミ準位にV字型のギャップが形成され,金属から半導体へ転移する。アムステルダム大学のMenovsky教授の下で,高畠(広大)がCeNiSnの純良単結晶を育成し,Franse教授,De Visser博士とともに熱膨脹と磁歪を0.05Kから15Kまでの温度範囲で測定した。その結果,斜方晶のb軸方向の熱膨脹係数α_bが,ギャップが開く6K以下で異常を示すことを明らかにした。現在,CENG(グルノーブル)のRegnault博士とともに,CeNiSnの単結晶の中性子非弾性散乱の実験を続けており,C軸に沿って約30Kのスピン・ギャップを観測した。佐藤(東北大)はアムステルダル大のMenovsk′y教授の指導の下に,CeRu_2Si_2単結晶を育成し,メタ磁性前後のdHvA効果によるフェルミ面の観察の実験を行っている。更にЦPd_2Al_3の単結晶育成に成攻し,電気伝導度,磁化,帯磁率の異方性の測定を行い,ЦRu_2Si_2と同様極めて異常な振まいを示すことを明らかにした。更に広大グループはチェコのSechovsky教授との協力研究を推進し,ЦNiGa単結晶の物性測定より巨大磁気抵抗を示すことを発見した。その起源は定かではないが,多層薄膜で観測されてきた現象と酷似しており,強相関電子系層状化合物特有の現象と考えている。(3)本研究の総括会議を平成4年9月に開催し研究成果について討論した。両国間では今後とも協力関係を維持し,研究を継続させていく点で意見の一致をえた。

これからの進展が期待される。セリウム(Ce)やウラン(U)を含む一連の化合物において,f-電子は強い相関を保ちながら伝導電子との混成効果によって結晶中を遍歴し,低温では近藤格子型の相互作用によって重い電子状態を形成する。これらが基底状態で示す特異な物性(極めて小さな磁気モーメントをもちかつ安定な反強磁性,非BCS型超伝導およびそれらの共存問題,半導体的伝導現象など)の機構解明は,現在高温超伝導のメカニズム解明と並んで,固体物理の中で最も注目を集めている研究課題である。我々は,新しい型の基底状態をもつ重い電子系化合物を日蘭共同で探索する事と,典型物貨について純良単結晶を育成し,両国の得意とする実験装置を駆使して多面的系統的研究を行うことを企画した。以下,これまでの研究実績の概要を記述する。(1)重い電子系化合物の探索は,4つの研究チーム(広大,東北大,アムスルダム大,ライデン大)が密接な連絡を取りながら,それぞれ独立に進めてきた。広大ではウラン三元系U_aT_bX_c(T=Ni,Cu,PdPt,Au;X=Al,Ga,Sn)の物貨探索に着手し,UNi_2Ga,UPd_2Ga(いずれも六方晶ZrPt_2Al型結晶構造)およびUAu_2Al(斜方晶YPd_2Si型構造)は共に弱い反強磁性を伴った重い電子系化合物(電子比熱係数r100300mJ/K^2・mole)であること,又UCu_2Sn(ZrPtAl型)はネール点T_N=16.6K以下で電気抵抗Pの異常上昇を伴った重い電子系(r60mJ/K^2・mole)であることを見出した。更にUCu_<3+X>Ga_<2-X>(CaCu_5型六方晶構造)が重い電子系反強磁性体であり,ネール点T_NがX=0,3で最大(T_N=18K)をとることを見出した。このとき,r=130mJ/K^2・moleである。反強磁性が消失するX=0.6で,rは最大値(b-430mJ/mole・K^2)に達した。これらの結果より,U系化合物においても近藤効果とRKKY-型交換相互作用の競合が存在していることを明らかにした。東北大では,UPtSi_2(CeNiSi_2-型構造)とU_2PtSi_3(六方晶AlB_2-型構造)の新しい化合物を見出した。UPt5i_2はキュリー点Tc=86K,磁気モーナント2.6μв1Цをもつ強磁性体で,Ц_2PtSi_3はγ=200mJ/mole・K^2をもつ弱い強磁性ヘビーフェルミオン化合物であることを明らかにした。オランダのライデン大では,非磁性で重い電子系化合物Ц_3Ni_3Sn_4(立方晶Y_3Au_3Sb_4-型構造)と同じ結晶構造を有する非磁性半導体Ц_3Ni_3Sb_4の混晶系において,中間組成でキャリアー数が減少しているにもかかわらず重い電子状態が安定化することを明らかにした。更に,CePd_2Al_3のCePt_2Al_3(CaCu_5型六方晶構造)新しい異常に重い電子系化合物と発見し,現在それらの諸物性を明らかにしてきている。(2)典型物貨の純良単結晶の物性研究としては,半導体近藤格子化合物CeNiSn,反強磁性と超伝導が共存した重い電子系化合物ЦPd_2Al_3およびナタ磁性転移を伴った非磁性ヘビー・フェルミオンCeRu_2Si_2を取り上げた。CeNiSn(ε-TiNiSi型斜方晶構造)は高温で不純物近藤状態にあり,低温で重い電子状態(質量増強された準粒子)のフェルミ準位にV字型のギャップが形成され,金属から半導体へ転移する。アムステルダム大学のMenovsky教授の下で,高畠(広大)がCeNiSnの純良単結晶を育成し,Franse教授,De Visser博士とともに熱膨脹と磁歪を0.05Kから15Kまでの温度範囲で測定した。その結果,斜方晶のb軸方向の熱膨脹係数α_bが,ギャップが開く6K以下で異常を示すことを明らかにした。
GM-CSF中和能の新規アッセイ法の確立

GM-CSF自己抗体価は、自己免疫性肺胞蛋白症の重症度と相関しない。我々は、中和能が治療予後とよく相関することを見出した。しかしながら、現行のTF-1細胞を用いたバイオアッセイ法は手技が煩雑な上、再現性に乏しい。GM-CSFシグナル伝達は、細胞膜上に存在しているGM-CSF受容体とGM-CSFが結合することによって惹起されている。そのため、soluble GM-CSF receptor(sGMR)を用いた無細胞系の中和能測定を目指している。平成20年度にトランスジェニックカイコを用いて組み替えヒトsGMRを得て、ビオチン標識したGM-CSFとプレートに固相化しsGMRを用いた無細胞アッセイを作成した。平成21年度には、このアッセイを用いて、自己免疫性肺胞蛋白症の患者血漿からGM-CSFアフィニティ精製したGM-CSF精製抗体と患者血清中のIgG分画存在下で、GM-CSFとGM-CSF受容体の結合阻害能を調べた。その結果、従来の中和能測定法であるGM-CSF依存性のTF-1細胞を用いたバイオアッセイに比べ、再現性が良く、且つ結合阻害能と中和能は相関していた。このことから、無細胞アッセイで求めた結合阻害能がGM-CSF自己抗体の中和能を反映していることを示している。しかしながら、現行のTF-1細胞を用いたバイオアッセイ法は手技は煩雑な上、再現性に乏しい。平成20年度にトランスジェニックカイコを用いて組み替えヒトsGMRを得て、プレート上に固相化し、biotin化したGM-CSFと反応させた後、稀釈した自己免疫性肺胞蛋白症患者血清あるいは、標準精製抗GM-CSF抗体を添加し、反応させた後、strepto avidin-ALPを反応させ、化学発光法により、自己抗体の添加によるsGMRから解離したGM-CSFの量を測定した。一旦GM-CSFとsGMRを結合させた後、抗体添加による解離を見たのは、GM-CSFとsGMRの結合定数が抗GM-CSF抗体とGM-CSFの結合定数の1000倍ほど強いからである。20年度は、上記方法の条件検討に費やしたが、ほぼ条件が決まったので、21年度は患者検体を測定し、病勢との相関、予後との相関を調査したい。