hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地すべり地形ストレスを用いたネパールヒマラヤにおける降雨地震時地すべり発生評価

今後,この手法を少数パラメータを用いたネパール全低ヒマラヤ地域に対する斜面災害ハザード評価に適用することを目指している.基本研究方法としてGIS(地理情報システム)を用いた統計分析と確率評伍であるが,詳細な地形データが存在しないため,現地調査も実施し膨大な数の崩壊地マップを作成した上に,地形図と航空写真と照らし合わせその正当性を確認した.最終的に,ハザード評価の制度は85%近い結果を得られ,現在この分野で議論されている評価制度とほぼ一致するものであった.今回,斜面災害の要因となる内外的パラメータの数を最少限に減らし,岩石ジョイントにおける摩擦係数,地形を代表する斜面勾配,そして重力の影響を受ける岩石や土砂の単位体積重量を用いた。これらのパラメータは一般的なハザード評価には用いられず,本研究における始めての試みである.GIS手法を用いた斜面ハザード研究において,今様々な問題が存在する中本研究の方法は今後新たな評価法をして展開することを期待できる.特に,中大規模の地域レベルでハザードを行う際,現在まで提案されている方法には数多くの問題点がある.その一つはある地域に対して提案された方法は他地域に適用できない,または適用できてもその予測制度に問題があることである.本研究に提案されている方法はこのような問題を解決できると考えている.その理由として,斜面や土砂崩壊に関わっている基本的内部パラメータを用いて評価するからである.以上の研究とそのベースとなっているネパール低ヒマラヤ地域における土砂災害・斜面災害に関する研究成果を数多くの国際学術雑誌または国際会議において公表している.最終的な研究成果にはやや時間がかかったため,本研究の目的であった内容を含む2編の論文はまだレビュー段階にある.昨年度中計画していた研究内容は多少異なっているが、全般的に研究目的と同様な内容を中心に研究活動を行ってきている。その研究成果を約8ヶ月の間3編の論文にまとめ高く評価されている国際学術雑誌に公表した。また、ネパールのような学術研究が進歩していない地域の学生や研究者に対して情報共有の場として防災情報データベースの構築も計画していて、今年度中ウェブ公開を目指している。計画していた研究内容は現時点では十分に達成していると考えている.論文に記載されるまで,やや時間がかかっているが,基礎となっている論文は幾つかすでに出ていて,今後数ヶ月以内に23編の論文が記載されることを望んでいる.「研究実績の概要」に述べたように、今後は特に中央ネパールヒマラヤにおいて航空写真やグーグルアースのサテライトイメージを中心に過去15年の表層斜面崩壊と大規模地すべりの発生状況解析からネパールの斜面災害の特徴を解明するとともにネパールにおける地すべり防災データベースの構築する計画である。昨年度と今年度の現地調査やデータ解析から得られた結果をまとめ2編3編の国際学術雑誌へ投稿し本研究の研究成果を公開する。本研究ではまったく新たなハザード評価法を試したが,今後この方法をさらに展開しネパールのようなデータがあまり整備されていない低開発地域において少数パラメータを用いたハザード評価が行えるよう進めて行きたい.帰国後,現職のトリブバン大学トリチャンドラキャンパス地質学科に戻り応用地質学の准教授として教育研究を進めていく予定である.
新規ペルオキシダーゼファミリーを代表する酵素DyPの触媒メカニズムの解明

これまで未解明であったDyPの触媒メカニズムの内、過酸化水素の酸化反応に関与するアミノ酸残基としてアスパラギン酸171番を特定した。アスパラギン酸171番をアスパラギンに置換することで、過酸化水素の酸化活性が失われた。この時、DyPの構造全体のゆがみは検出されず、アスパラギン酸171番が活性残基であることが明らかとなった。さらに、反応メカニズムとしてスイングメカニズムを提唱した。この研究は、国際的に高く評価され、新しい酵素番号EC1.11.1.19が割り当てられ、注目されている。新規ペルオキシダーゼファミリーであるDyP-typeペルオキシダーゼファミリーは、過酸化水素存在下で酸化反応を触媒するが、その立体構造や基質特異性などからは従来のペルオキシダーゼの範疇に入らず、また、幅広い生物種に分布することから、その生理的役割と分子進化の起源が注目されている。そのため、DyP-typeペルオキシダーゼファミリーを代表するDyPの触媒メカニズムの解明は、このファミリーの生理的役割の解明に大いに貢献すると考えている。平成22年度は以下の研究を行った。1)触媒反応機構を解明するために、触媒残基であるアスパラギン酸(Asp171)の部位特異的変異体(Asp171Asn)を作製し、結晶化した。変異体の結晶は、野生型と同じ結晶条件で出現した。この変異体と野生型のDyPのそれぞれの結晶に、基質に見立てたシアノイオンを加え、高エネルギー加速器研究機構の放射光施設にて、X線結晶構造解析を行った。その結果、ヘム上部に過酸化水素の通り道と考えられるキャビティーが発見され、さらにAsp171が、過酸化水素に対して酸塩基触媒として働く際に、Asp171側鎖のヒドロキシル基が構造的にスイングすることが明らかとなった。この動きは従来のペルオキシダーゼでは確認されておらず、スイングメカニズムと命名した。2)DyPは、アントラキノン骨格を分解し、フタル酸を生成する事から、加水分解反応を触媒していると考えられた。しかし、この反応は、過酸化水素を加えなければ進行しないため、反応に関与する水分子は過酸化水素由来であると考え、実験を行ったが、現時点では水分子の由来は明らかになっていない。平成23年度は、DyPの反応メカニズムの解明を進めるうえで、過酸化水素が触媒反応にどのように関与するかを重点的に調べた。DyPは、アントラキノン染料を脱色するが、その際にアントラキノン骨格の加水分解反応も触媒する。しかし、この加水分解反応を担う水分子がどこから供給されるのか不明であった。そこで、反応に使う過酸化水素の酸素を安定同位体の酸素18で置き換えた過酸化水素を用い、反応生成物に18Oが含まれるか否かを質量分析装置で調べた。その結果、反応生成物の18Oは、測定限界以下であった。この結果から、加水分解反応に預かる水分子は、必ずしも過酸化水素由来の水分子ではなく、反応溶媒中の水分子と同等に関与すると結論付けた。平成24年度は、DyPの反応メカニズムの解明に焦点を当てた。DyPは、最近その存在が知られるようになったものの、自然界に広く分布していることが明らかになりつつある。一方で、従来型のペルオキシダーゼとは触媒残基や立体構造が全く異なる事もわかっている。そこで、DyPの触媒サイクルに伴う反応中間体の生成メカニズムについて、放射光を用いたX線結晶構造解析により解明した。まず、野生型DyP、ヘム鉄に配位することで、過酸化水素分子のモデル化合物となるシアン化合物をソーキングした野生型DyP、触媒残基であるアスパラギン酸をアスパラギンに変換した部位特異変異体D171N、シアン化合物をソーキングしたD171Nの各種結晶構造解析を行った。その結果、触媒残基のアスパラギン酸は、過酸化水素分子をとらえるためのアームのように働くことが明らかとなった。このアームの動きをスイングモデルとして提案した。次に、一般的なペルオキシダーゼの基質とDyPが反応することを確認し、その結合部位を調べた。基質としてはアスコルビン酸と2,6ジメトキシフェノールを用いた。これらの基質をあらかじめ作製したDyP結晶にソーキングし、放射光X線結晶構造解析を行ったところ、両基質に共通の結合部位が1か所見つかった。この結合部位は、DyPの分子表面上に存在しており、DyPの分子内部にあるヘム領域とは、位置的には遠く離れているように見えた。しかし。この結合部位から、ヘム領域へは水分子などを介した水素結合ネットワークが存在し、このネットワークを通ってプロトンや電子の伝達が可能であり、これにより基質の酸化反応が可能であることを見出した。

平成22年度からの本研究を通じて、DyPの構造的な独立性が顕著となる一方で、このタイプの酵素、すなわちDyP型ペルオキシダーゼの報告例も増えており、今後の研究の進捗に注目が集まっている。DyPがマルチファンクション型の酵素である事は、これまでの研究から明らかである。さらに、過酸化水素由来の水分子が選択的に反応に関与しない可能性が示された。この結果、溶媒の水分子の重要性を明らかにすることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。DyPの反応メカニズムの内、コンパウンドIと名付けられた反応中間体の形成プロセスが未解明であるので、この解明に重点を置く。
原核緑藻プロクロロンと共生する群体ホヤの分類学的研究

脊索動物では唯一の光共生系である熱帯産ジデムニ科ホヤと藻類の共生は、共生システムの多様性と進化を考える上でとてもユニークな材料であるが、本邦における藻類共生性ホヤの分布情報は断片的なものに留まっており、研究基盤としての分類学的研究が必要であった。本研究では、八重山諸島、奄美大島、トカラ列島、父島(小笠原諸島)、薩南諸島で採集調査を行い、琉球および小笠原における共生性ホヤの分布状況の概観を得るとともに、一部の種については分布北限を推定した。また、共生性Diplosoma属2種について新種記載を行なった。さらに、ホヤと藻類の共生成立と多様化の歴史を理解する目的で、宿主ホヤの分子系統学的検討や世代間の共生藻伝搬(垂直伝播)過程の記載を行ない、共生成立は宿主ホヤ属ごとに一度以上あったと考えられ、胚または幼生が親群体から共生藻を獲得し運搬するプロセスも極めて多様であることを明らかにした。ホヤ-プロクロロンのような光共生系の分布を制限する環境要因としては、温度と光が重要であると考えられる。亜熱帯に位置する琉球においては熱帯と較べて年間の温度差が大きいことから、宿主ホヤにおいて有性生殖の季節性が認められることを明らかにした。また、光環境への適応として紫外線吸収物質(mycosporine-like amino acids)に注目し、宿主ホヤの棲息深度深度に応じて紫外線吸収物質含量が低下することや、宿主ホヤのcolor morphの違いが紫外線吸収物質含量や共生藻の含量に有為な差を生じることを明らかにした。昨年度末から今年度にかけて、沖縄島での定期的な調査と平行して、八重山諸島、奄美大島、およびトカラ列島において採集調査を行った。当初、トカラにおける調査は、17年度に計画していたが、分布北限の見通しを立てる上で、早い段階で行なうべきであるとの判断から今年度に実施した。また、Diplosoma midoriの分類学的再検討の為にも、模式産地における採集調査を進めておく必要があった。結果として、Tokioka(1954)が2種のプロクロロン共生種を報告していた中之島・宝島において、新たに5種(未記載種2種を除く)の分布が確認されたのは、本邦におけるプロクロロン共生種の分布を把握する上で大きな成果である。新記録となるこれらの種が単に未発見であったのか、近年の地球温暖化による海水温上昇に伴う分布域の拡大による結果であるのかはわからない。現時点での分布状況を明らかにしておく事で、プロクロロン共生種の分布が温暖化のモニタリングの一つとして利用できる可能性があるだろう。いずれにせよ、北琉球に位置する中之島においても多種のプロクロロン共生種が確認された事で、多くの種にとって分布北限がより高緯度にある事が期待されるので、今後、種子島・屋久島や大隅半島などに調査地点を北進させることが必要となっている。トカラの調査において、Diplosoma simileやD.virensと明瞭に区別されるD.midoriが採集されていないことで、D.midoriを前2種のいずれかのシノニムとすべき可能性がでてきた。もっとも、Tokioka(1954)の時点でトカラにおいて普通に分布していた本種が、現時点で稀少となっている可能性は否定できない。D.midoriの模式標本は保存状態が悪く、D.simileとD.virensのいずれであるかの判断はできていない。未記載の2種はいずれもDiplosomaで、沖縄島・八重山からも確認されており、沖縄島を模式産地として新種記載を行い、Zoological Science誌に受理されている。1.藻類共生性ホヤの分布調査我が国における藻類共生性ホヤの分布を把握するため、これまで琉球列島をフィールドに調査を進めて来たが、今年度はもう一つの亜熱帯である小笠原諸島の父島においても調査を行った(4日間5地点)。

父島より確認された共生性ホヤはDiplosoma simile, Lissoclinum punctatum, Trididemnum cyclops, Trididemnum sp. (Cf. T. clinides)の4種で、八重山諸島の15種、同様な緯度に位置する奄美大島の10種と比較しても格段に少ない。特に、琉球列島に広く分布し出現頻度の高いチャツボボヤやシトネボヤが皆無であったことは、小笠原のホヤ相を特徴づけている。比較的大陸に近く弧状に連なる琉球列島とは異なり、海洋島である小笠原諸島では他の場所からの加入が極めて困難であるため、種数が限定されているのと考えられる。同時に。今回確認された4種は分散力が極めて高いと推定される。分布情報は順次論文発表を進める予定である。2.共生性ホヤの有性生殖時期の特定と共生藻の垂直伝播様式低緯度域では一年を通じて有性生殖を行なうことが数種の共生ホヤで報告されているが、我々は亜熱帯に位置する沖縄では有性生殖が夏季に限定されていることをDiplosoma virensで明らかにした。今回、Lissoclinum bistratumとTrididemnum cyclopsについて毎月サンプリングを一年間行ない、この2種についても有性生殖がほぼ夏期に限定していることを明らかにした。さらに組織学的な検討の結果、群体の皮の中で共生藻と隔離されて発生した胚が、幼生としてふ化する際に胴部表面に親群体の共生藻を粘着により獲得していることが明らかになった。現在、チャツボボヤについても同様な調査を進めている。1.藻類共生性ホヤの分布調査我が国における藻類共生性ホヤの分布を把握するため、これまで琉球列島をフィールドに調査を進めて来たが、今年度は琉球列島北端に位置する種子島で採集調査を行った。以前、種子島・屋久島で行なっていた予備調査の結果を含め、種子島・屋久島より確認された共生性ホヤはLissoclinum bistratum(屋久島のみ)、Diplosoma simile、Diplosoma virens、Diplosoma sp.(未記載種)の4種で、八重山諸島の15種、奄美大島・中之島(トカラ列島)の10種と比較しても格段に少なく、トカラ列島と薩南諸島の間に多くの種の北限があると予想される。2.共生性ホヤの有性生殖時期の特定共生性ミスジウスボヤ属(the genus Trididemnum)3種がほぼ同所的に分布する沖縄島備瀬崎の藻場において、毎月サンプリングを13-14ヶ月間行ない、この3種についても有性生殖が冬季に認められい季節性があることを明らかにした。また、有性生殖のピークや期間は種間で多少の違いが認められた。この有性生殖の季節性は水温が主たる要因となっているようであるが、2005年9月と2006年9月の比較から、降雨が極端に多い場合に有性生殖が抑制される傾向があることが考えられる。Diplosoma midoriの模式産地である宝島、原記載で分布の報告されている中之島の共生性Diplosomaの標本を検討し、D. midoriをD. simileまたはD. virensは新参シノニムであると結論した。
体性感覚神経刺激により心臓血管系に誘発される反射性反応の中枢内経路の解析

皮膚や筋への体性感覚刺激により、種々の自律機能に誘発される体性-内臓反射は理学療法などの治療効果の基本原理となる反射である。本研究は、体性感覚刺激により循環系に誘発される反射の中枢内経路を明らかにすることを目的として、中枢無傷および脊髄を切断した麻酔ラットを用いて、体幹部あるいは後肢の体性神経を電気刺激した際に心臓交感神経に誘発される反射電位の解析を行った。1)第3-4胸髄神経求心性刺激により、中枢無傷ラットでは、心臓交感神経に2つのA反射(A1反射とA2反射)と1つのC反射が誘発され、脊髄切断ラットでは同じ神経刺激により1つのA反射と1つのC反射が誘発された。反射の潜時を比較することによって、中枢無傷の場合のA1反射は脊髄ラットのA反射と同じ脊髄性反射、A2反射は脳を介する反射であるとわかり、体幹部刺激により心臓交感神経に脊髄性反射と脳を介する反射の両方が作動することが明らかになった。2)後肢腓腹神経求心性刺激により、中枢無傷ラットでは、心臓交感神経にA反射とC反射が誘発されたが、脊髄切断ラットでは反射は誘発されなかった。したがって、後肢刺激の場合は心臓交感神経に脊髄性の反射は誘発されず、脳を介する反射のみが作動することが明らかになった。
アラキドン酸代謝を指標とした細胞膜マイクロドメインの感受性変化の分子機構の解析

本研究では、分泌性ホスホリパーゼA2(sPLA2)によるアラキドン酸代謝のSwitch-onを指標に、細胞膜マイクロドメイン中のリン脂質が細胞膜活性化に呼応して如何なる修飾を受け、これがどのように細胞応答につながるのかについて、分子レベルで明らかにすることを目的として研究を進めた。既に申請者はこれまでに、sPLA2群を(1)IIA型sPLA2タイプ:炎症性刺激により活性化状態にある細胞膜に作用する、(2)X型sPLA2タイプ:未刺激の細胞膜に作用する、(3)V型sPLA2タイプ:(1)と(2)の混合タイプ、に分類できることを報告してきた。本研究では、新規sPLA2であるIID,IIE,IIF,III型sPLA2について(1)(3)のタイピングを行い、IIDとIIEは(1)、IIFとIIIは(3)に属することを明らかにした。(1)に属する酵素はホスファチジルコリン(PC)に対する酵素活性が極めて弱いためPCに富む形質膜外層には作用できないが、ヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)への結合を介してカベオラ/ラフトに集積し、刺激依存的に細胞内小胞に取り込まれ、核周縁に集積して機能する。(2)の酵素はHSPGへの新和性を示さないが、PCに対する活性が極めて高いため、形質膜外層のPCを容易に加水分解できる。(3)の酵素はPCに対して有意な活性を示すため(2)と同様に形質膜外層に作用できるが、HSPGへの新和性も有するため、(1)の経路も利用できる。本研究を通じて、sPLA2の酵素的性質・局在性と膜のダイナミクスが適切に連動した時に初めてsPLA2がアラキドン酸遊離機能を発揮できることが明らかとなった。これまでの研究において、いくつかのsPLA2分子種(IIA,V型)による細胞からのアラキドン酸遊離には、細胞活性化に伴う細胞膜マイクロドメイン中のリン脂質の修飾(membrane perturbation)が必要であることを見い出した。本年度は、新規sPLA2分子群について網羅的な解析を実施し、どの分子種が細胞からのアラキドン酸の切り出しに膜修飾を必要とするかについて追跡した。その結果、IIA,V型に加え、同じsPLA2亜群(II型サブファミリー)に属するIID,IIE,IIF型sPLA2がその細胞機能発現に細胞活性化に伴う膜修飾を必要とすること、一方、X型とIII型(細胞種によってはV型)sPLA2、は膜修飾を必要とせず、未刺激状態にある細胞の膜からアラキドン酸を遊離できることを見い出した。後者のsPLA2はいずれも形質膜二重層の外層に豊富なホスファチジルコリン(PC)に対する親和性が強いのに対し、前者はPCに対する親和性が低く、形質膜二重層の内側(細胞質側)に配向している酸性リン脂質(PE,PS)をよい基質とした。このことから、II型サブファミリーに属するsPLA2は、脂質膜の細胞質側に配向しているリン脂質が細胞活性化に伴って外層に露出したドメインに作用している可能性が考えられた。また、II型サブファミリーsPLA2による細胞からのアラキドン酸遊離は脂溶性の抗酸化剤によって抑制され、逆に、脂質酸化酵素である12/15-リポキシゲナーゼによって促進されたことから、膜脂質の酸化反応がII型サブファミリーsPLA2の作用する場を提供しているものと考えられた。一方、膜修飾を必要としないsPLA2の一群は、PCに富む形質膜外層に潜り込み、脂肪酸を遊離できるものと考えている。

本研究では、分泌性ホスホリパーゼA2(sPLA2)によるアラキドン酸代謝のSwitch-onを指標に、細胞膜マイクロドメイン中のリン脂質が細胞膜活性化に呼応して如何なる修飾を受け、これがどのように細胞応答につながるのかについて、分子レベルで明らかにすることを目的として研究を進めた。すでに申請者はこれまでに、sPLA2群を(1)IIA型sPLA2タイプ:炎症性刺激により活性化状態にある細胞膜に作用する、(2)X型sPLA2タイプ:未刺激の細胞膜に作用する、(3)V型sPLA2タイプ:(1)と(2)の混合タイプ、に分類できることを報告してきた。本研究では、新規sPLA2であるIID, IIE, IIF, III型sPLA2について(1)(3)のタイピングを行い、IIDとIIEは(1)、IIFとIIIは(3)に属することを明らかにした。(1)に属する酵素はホスファチジルコリン(PC)に対する酵素活性が極めて弱いためPCに富む形質膜外層には作用しないが、ヘパラン硫酸プロテオグリカン(HSPG)への結合を介してカベオラ/ラフトに集積し、刺激依存的に細胞内小胞に取り込まれ、核周縁に集積して機能する。(2)の酵素はHSPGへの親和性を示さないが、PCに対する活性が極めて高いため、形質膜外層のPCを容易に加水分解できる。(3)の酵素はPCに対して有意な活性を示すため(2)と同様に形質膜外層に作用できるが、HSPGへの親和性も有するため、(1)の経路も利用できる。本研究を通じて、sPLAの酵素的性質・局在性と膜のダイナミクスが適切に連動した時に初めてsPLA2がアラキドン酸遊離機能を発揮できることが明らかとなった。
昇温直流電力ケーブル中の蓄積空間電荷分布計測技術の開発

直流電力CVケーブルを開発するために、昇温,高電界下でケーブル絶縁体中に蓄積する空間電荷分布を測定できる装置を開発することが本研究の目的である。(1)本研究の背景:高分子絶縁体を用いた直流ケーブルでは、直流電圧印加により空間電荷の蓄積が起こり、絶縁体中の電界を変歪し絶縁破壊を引き起こす。高温、高電界に耐え得る新しい直流送電ケーブルを開発するためには空間電荷の正確な測定のよる評価が必要である。武蔵工業大学で開発されてきたパルス静電応力法・空間電荷分布測定装置は、海外の研究機関でも評価されているので、University of Southampton□□英国□□高電圧研究所、およびKorea University(韓国)材料科学研究室と共同研究を実施した。(2)昇温同軸電力ケーブル用の空間電荷測定装置の開発パルス静電応力法の空間電荷分布測定を、実際の同軸形状電力ケーブルに適用できる実験装置の開発を行った。英国University of Southamptonの高電圧研究所の直流高電圧実験設備で実験できる電力ケーブル中の空間電荷分布測定装置を設計・製作した。田中助教授(武蔵工大)はこの研究を遂行するために、University of Southamptonに平成11年4月平成12年3月に長期出張、平成12年度に短期出張して実績を上げている。そこで問題となってきた昇温時の音波減衰補正を検討した。(3)同軸ケーブルの界面現象と空間電荷の解析実験電力ケーブルは途中で何ヵ所も接続する必要がある。そこには複層絶縁界面が存在し、その界面に空間電荷が蓄積し設計電界を大きく乱し絶縁破壊を引き起こしている。この問題を解決するために、材料科学の専門家であるKorea UniversityのSuh教授と共同研究を展開している。平成12年1月2月におよび平成13年3月に同大学のNam氏を武蔵工業大学に招へい界面電荷蓄積の測定装置の設計と製作し信号を得る段階になった。さらに、界面電荷蓄積の蓄積特性のデータを取得でき解析と検討ができた。1.同軸ケーブル中の空間電荷量校正法の開発蓄積空間電荷量の校正は、これまでの平板試料の校正法と同軸ケーブル試料の校正法は大きく異なる。すなわち、同軸ケーブルは円筒座標であるため(1)パルス電界が半径の関数になること、(2)パルス弾性波伝搬が半径の関数になることの2つの効果がある。この校正法の解析は、この2つの効果を取り入れたケーブル・システム関数を導入して、Davies教授(Univ.of Southampton)と高田教授(武蔵工大)とで実現した。この討論は高田教授(日本)がUniv.of Southampton(英国)に出向いてDavies教授と討論した成果である。2.昇温同軸電力ケーブル用の空間電荷測定装置の開発武蔵工業大学で開発されたパルス静電応力法の空間電荷分布測定を、昇温された同軸形状電力ケーブルに適用できる実験装置の開発を行う。University of Southampton(英国)の高電圧研究所の直流高電圧実験設備で実験できる電力ケーブル中の空間電荷分布測定装置を設計・製作した。田中助教授(武蔵工大)がこの昇温測定装置の開発と製作を行い、来日したChen氏(University of Southampton)に操作法を教授した。次年度にUniversity of Southampton(英国)の高電圧研究所の直流高電圧実験設備で実験できるようになった。1.ケーブル接続部2層絶縁界面の電荷蓄積特性の研究電力ケーブルの接続部には新旧の絶縁層が形成され、課電によりその界面には電荷が蓄積される。この接続部を模擬した低密度ポリエチレン/

酢酸ビニールアセテートを融着させた試料に直流高電圧を印加して、界面蓄積電荷量を測定しケーブル接続部2層絶縁界面の問題点を検討した。今年度は、高田教授(武蔵工大)がKorea Univ.に出向きSuh教授(韓国)とこのケーブル接続部の2層絶縁界面の蓄積電荷特性の実験計画を検討した。その後に、Nam,Jin-Ho氏を武蔵工大に招聘し、実験装置の設計と製作に取り組んだ。2.昇温同軸電力ケーブル用の空間電荷測定装置の開発武蔵工業大学で開発されたパルス静電応力法の空間電荷分布測定を、昇温された同軸形状電力ケーブルに適用できる実験装置の開発を行った。本年度は田中助教授(武蔵工大)がUniversity of Southampton(英国)の高電圧研究所の長期出張(1年間)が実現したので、この共同研究は大きくはかどった。田中助教授(武蔵工大)がこの昇温測定装置の開発と製作を行い、Chen氏(英国)と共に実験した。なお、武蔵工大においても、電圧レベルが40kVまでの昇温電力ケーブル中の空間電荷測定を行っており、実験成果を得ている。直流電力CVケーブルを開発するために、昇温、高電界下でケーブル絶縁体中に蓄積する空間電荷分布を測定できる装置を開発することが本研究の目的である。(1)□本研究の背景:高分子絶縁体を用いた直流ケーブルでは、直流電圧印加により空間電荷の蓄積が起こり、絶縁体中の電界を変歪し絶縁破壊を引き起こす。高温、高電界に耐え得る新しい直流送電ケーブルを開発するためには空間電荷の正確な測定による評価が必要である。武蔵工業大学で開発されてきたパルス静電応力法・空間電荷分布測定装置は、海外の研究機関でも評価されているので、University of Southampton□□英国□□高電圧研究所、およびKorea University(韓国)材料科学研究室と共同研究を実施した。(2)□昇温同軸電力ケーブル用の空間電荷測定装置の開発パルス静電応力法の空間電荷分布測定を、実際の同軸形状電力ケーブルに適用できる実験装置の開発を行った。英国University of Southamptonの高電圧研究所の直流高電圧実験設備で実験できる電力ケーブル中の空間電荷分布測定装置を設計・製作した。田中助教授(武蔵工大)はこの研究を遂行するために、University of Southamptonに平成11年4月平成12年3月に長期出張、平成12年度に短期出張して実績を上げている。そこで問題となってきた昇温時の音波減衰補正を検討した。(3)同軸ケーブルの界面現象と空間電荷の解析実験電力ケーブルは途中で何カ所も接続する必要がある。そこには複層絶縁界面が存在し、その界面に空間電荷が蓄積し設計電界を大きく乱し絶縁破壊を引き起こしている。この問題を解決するために、材料科学の専門家であるKorea UniversityのSuh教授と共同研究を展開している。
mRNAのAU-rich elementに結合するタンパク質AUHの結晶構造解析

前年度は、AUHタンパク質と6merのRNA AUUUAGを混合して結晶化し、AUHタンパク質の結晶構造を2.2Åで決定した。RNAの電子密度は結晶構造中に見出すことは出来なかった。今年度は、前年度に引き続きAUHとRNAの複合体の結晶化を試みた。まずAUHの標的RNAとして有望な97merのRNA配列(AUUU)_<24>Aを、T7 RNAポリメラーゼを用いて合成し、ゲルシフトアッセイによってAUHとの結合能を調べた。その結果、解離乗数が1μM程度であることが明らかになった。また、AUHと(AUUU)_<24>ARNAの複合体は単一のバンドを形成していたので、均一な複合体を形成していると考えられた。このことから、AUHとRNAの複合体が結晶化に適していると考えられたので結晶化をおこなった。AUHとRNAを混合して蒸気拡散法により結晶化をおこなった。沈殿剤として2M硫酸アンモニウムと2%PEG 400を用いた条件で、再現性良く板状結晶を得ることができた。SPring-8BL44 B2で回折データの収集をおこなった結果、この結晶は空間群P21(a=84.04Å,b=129.17Å,c=89.15Å,β=94.62°)に属することがわかった。この結晶について、前年度に構造解析したAUHタンパク質をサーチモデルとしたAUH分子置換法によって、2.4Å分解能で構造決定した。この結晶構造中では、残念ながらRNAの電子密度を見出すことは出来なかった。しかしながら、この結晶中のAUHたんぱく質の構造は、前年度に解析したAUHタンパク質と比べて、大きな構造変化を起こしていることがわかった。6merのRNAと混合した時のAUHは、2つの3量体の間に2回対称軸をもつ6量体を形成していた。一方で、97merのRNAと混合したAUHも、2つの3量体からなる6量体を形成していたが、会合の仕方が大きくことなっていた。すなわち、2つの3量体の間には2回対称軸は存在しておらず、3量体の2量体化は非対称的であった。その結果、2つの3量体の間に形成される溝の一つが閉じ、反対側に口を開いた構造をとるようになっていた。また、結晶を溶解して7Murea変性PAGEで電気泳動したところ、結晶中にRNAが含まれていることを確認した。これらのことから、97merRNAとの結合によって、短いRNAとの結合では起きなかったような会合状態の変化がAUHに起きていると考えられる。
虚偽説得に対する防御技法としての警告技法の開発

本研究では、悪質商法と詐欺を疑似説得の一形態である虚偽説得とみなした。悪質商法と詐欺に対する遭遇経験が高いこと、また、警告が被害防止に役立つことを実態調査から明らかにした。虚偽説得に及ぼす説得者の意図に関する警告の効果を中心に実験的に検討した結果、説得者の虚偽意図に関する事前警告と事後警告が、虚偽説得の効果を抑制することを解明した。警告情報のタイプによって、虚偽説得に及ぼす効果の大きさと効果の生起メカニズムが異なることを実証した。研究1-1「悪質商法と詐欺に対する大学生の遭遇経験」:現実社会における虚偽説得の実態を把握するために、質問紙調査法によって、19種類の悪質商法と9種類の詐欺に対する大学生の遭遇経験と被害経験を調べ、大学生378名から有効回答を得た。その結果、(1)悪質商法と詐欺の直接遭遇経験者は24.1%と37.0%、直接被害経験者は1.6%と3.2%であること、(2)詐欺への遭遇経験の方が悪質商法への遭遇経験よりも高いこと、(3)詐欺の中ではワンクリック詐欺と架空請求詐欺、悪質商法の中ではキャッチセールス商法の直接遭遇頻度が高いことが判明した。また、間接遭遇経験が直接遭遇経験を下回っていたことから、悪質商法や詐欺に対する対策を講じるのに、周囲の友人との情報の共有が十分ではないと指摘した。研究2-1「チラシ広告による虚偽説得に及ぼす事前警告の効果」:従来は説得研究の枠外と考えられてきた虚偽情報を使用する社会的影響を虚偽説得と位置づける新たな視点を提案した。そして、チラシ広告を利用した悪質商法の勧誘を虚偽説得とみなし、虚偽説得に対して事前警告が説得抑制効果をもつかどうかを実験的に検討した。説得者の虚偽意図(DI)という新たな事前警告情報を実験に導入した。その結果、(1)無警告条件に比べて、説得話題と立場(TP)に関する事前警告は説得効果を促進すること、(2)TPタイプの事前警告に比べて、DIタイプの事前警告は説得効果を相対的に抑制すること、(3)説得に対する事前警告の効果を媒介する主要な変数は、TPタイプの場合が説得中の肯定的感情であるのに対し、DIタイプの場合がメッセージ評価であることが解明された。昨年度の研究1(調査研究:悪質商法と詐欺に対する大学生の遭遇経験と被害経験)に引き続き、研究3として、悪質商法と詐欺に対する大学生の警告接触経験を調査研究によって検討した。研究3では、キャッチセールス(悪質商法)と架空請求(詐欺)に焦点を絞り、調査したところ、(1)それらに対する遭遇経験者のうちの約40%が警告に接触した経験を持つこと、(2)商品購入や支払いを判断する際に、警告を考慮した程度が高いこと、(3)警告が被害を防ぐのに役立ったと感じている程度が高いことが判明し、虚偽説得に対する防御技法としての警告の有効性が実証された。また、昨年度の研究2(実験研究:チラシ広告による虚偽説得(悪質商法)に及ぼす事前警告のタイプの効果)に引き続き、研究4として、通知文書による虚偽説得(詐欺)に及ぼす事前警告のタイプの効果を実験的に検討した。研究4では、虚偽説得に対する事前警告の有意な説得抑制効果を発見できなかった。しかし、(1)振込行動意思が説得効果の指標として最適であること、(2)事前警告のタイプによって異なる媒介メカニズムが働き、説得への抵抗が生じる可能性があることが示唆された。特に、(a)説得メッセージの話題と立場の事前警告は、否定的思考の増加を媒介して、(b)説得者の説得意図の事前警告は、送り手評価の低下を媒介して、(c)説得者の虚偽意図は、肯定的思考の減少を媒介して、振込行動意思を抑制することが判明した。さらに、次年度の研究を前倒しした研究5(実験研究:虚偽説得に及ぼす虚偽説得者の意図に関する事前警告の効果)では、ハガキによる架空請求(詐欺)を実験材料に用いて、説得者の説得意図(PI)、虚偽意図(DI)、情緒喚起意図(EI)の3種類の事前警告を単一タイプとして取り上げるだけでなく、これらを組み合わせた結合タイプ4種類も同時に取り上げた。その結果、DI単一タイプの事前警告とPI・DI結合タイプの事前警告が、不安・動揺およびメッセージ評価を媒介して、虚偽説得効果を抑制することが実証された。これまでに実施した研究によって、悪質商法や詐欺などの虚偽説得に対して、説得者の虚偽意図に関する事前警告が説得抑制効果をもつことが実証された。研究6と研究7では、前年度の研究に引き続き、詐欺の一種である架空請求を虚偽説得とし、架空請求のハガキを虚偽説得メッセージとして使用した。研究6では、事後警告の説得抑制効果に着目し、説得者の説得意図、虚偽意図、情緒喚起意図という3種類の意図に関する事後警告が虚偽説得に及ぼす効果を検討した。事後警告として、上記3種類の単一タイプの事後警告と、これら2つあるいは3つの組み合わせである4種類の結合タイプの事後警告、および事後警告を与えない統制条件の、計8条件を設定した。その結果、虚偽意図の事後警告は、メッセージ評価を低下させ、振込行動意思(説得効果)を抑制することが判明した。

研究7では、虚偽説得に対して抑制効果をもちうる最も有力な警告タイプであることが分かってきた、説得者の虚偽意図に関する警告を取り上げた。そして、虚偽意図に関する単独事前警告と単独事後警告、および説得の前後で二重に警告する二重事前事後警告が虚偽説得に及ぼす効果を実験的に検討した。その結果、虚偽意図に関する単独事前警告と単独事後警告はいずれも虚偽説得に対して抑制効果をもつが、二重警告はそうした抑制効果をもたないことが示された。また、説得者の虚偽意図に関する事後警告は、否定的思考を増加させることによって、連絡行動意思と振込行動意思(説得効果)を抑制することが解明された。
園芸作物における光合成産物の果実への転流並びに代謝に関する研究

1、メロンの葉に^<14>CO_2を施与して光合成させ、果実への^<14>Cの分配率を調査したところ、主茎上の葉の位置の影響は認められなかった。次に、主茎の各節間を1本の維管束を含むように縦に分割し、それぞれの組織の^<14>Cの分配率を時間を追って測定した結果から、メロンの主茎内では、光合成産物は維管束から維管束へ容易に移行するものと推定された。次に、メロン及びキュウリの葉に^<14>CO_2を施与して果実に至る転流経路に添った各部位に含まれる糖を同定し、^<14>CO_2施与後の時間を追ってそれぞれの糖区分に分配された^<14>Cを分離定量した結果から、ウリ類の一次転流物質であるラフィノ-スを含む少糖類が転流経路に添った組織中及び周辺組織において分解され、一、二糖類に変わる可能性が示唆された。2、ブドウ品種'デラウェア'と'コンコ-ド'の満開後2ー3週間の結果枝を用いて、単葉に^<14>CO_2を施与して光合成させ、葉から果房に至る光合成産物の転流経路に添って葉身、葉柄、茎の皮部、果軸及び果実を採取し、各糖区分への^<14>Cの分配を調査したところ、'デラウェア'の葉柄や茎ではsucrose区分の^<14>Cは26%以下であったが、'コンコ-ド'では58ー64%に達した。しかし、果軸及び果実では両品種ともsucrose区分の^<14>Cは7%以下であった。以上のことから、一次転流物質には品種間差があり、必ずしもsucroseとは限らないこと、及び上記の2品種では茎から果軸へ移行する間にsucroseは分解されて単糖類になる可能性が示唆された。3、セイヨウナシ'ラ・フランス'の収穫適期の判定と予測を目的として、簡易指標の作成を模索した結果、果実断面のヨ-ド・デンプン反応の濃度と色調及びその消失速度が果実の収穫適期を判定する指標として利用が可能であると考えられた。今後は果実の成熟生理についての基礎的な研究と具体的な指標の作成が必要である。メロンの果実への光合成産物の転流について^<14>Cを用いて調査したところ,植物体全体に検出された^<14>Cの55ー65%が果実に分配され,果実への^<14>Cの分配率には主茎上を葉の位置の影響は認められなかった。そこで,主茎の各節間を,それぞれ1本の維管束の含むように縦に分割し,それぞれの組織の^<14>Cの分配率を測定したところ,いずれの節でも^<14>C施与葉の直下の維管束を含む組織で最も高く,27ー45%が検出されたが,55%以上はその他の維管束を含む組織で検出された。この結果から,メロンの主茎内では,光合成産物は維管束から維管束へ容易に移行するものと推定された。メロン及びキュウリの葉に^<14>

Cで標識された炭酸ガスを施与して光合成させ,2,4,8時間後に転流経路に添って部位を分けて採取し,各部位に含まれる糖を同定し, ^<14>CO_2施与後の時間を追ってそれぞれの糖区分に分配された^<14>Cを分離定量した結果から,ウリ類の一次転流物質であるラフィノ-スを含む少糖類が転流経路に添った組織中及び周辺組織へ移行中に分解され,一,二糖類の変わるものと考えられた。ブドウでは, ^<14>Cを用いて48品種のブドウの葉で生成された糖類の組成及び茎へ移行した糖類の組成を調査したところ,品種や系統によってかなり大きな差異が認められ,転流物質については従来の報告にこだわらずに,基礎的な研究を行う必要があることが明らかとなった。セイヨウナシ'ラ・フラン'の果実においては,果肉でデンプン合成が行われるのは満開後約120日までであること及び蓄積量と分解速度に年次変化があることが明らかにされたことから、デンプン蓄積量とその分解速度が収穫適期を予測するための重要な資料となることが期待される。1、ブドウの結果枝における光合成産物の葉から果房への取り込みにおける葉序列の影響についての研究の一環として、果房内の個々の果粒への取り込みにおける葉序列の影響を検討した。まずブドウの果房には多くの果粒が着生しているので、'デラウェア'の果房の果軸からの分枝の序列を調査したところ、1/2と1/4の繰り返しであるが右回りと左右りがあると考えられること、外観上ほぼ4列に並んでいることが明らかにされた。結果枝上の単葉に^<14>CO_2を施与して光合成させ、個々の果粒に取り込まれた^<14>Cを測定し、果房の各分枝上の位置との関係を調査したところ、1枚の葉から転流した^<14>Cは、果房内では主として隣接する2列の分枝上の果粒に取り込まれることから、果房内での光合成産物の分配にも葉序列及び分枝の序列の影響があることが明らかにされた。2、ブドウ品種'デラウェア'と'コンコ-ド'の満開後2ー3週間の結果枝を用いて、単葉に^<14>CO_2を施与して光合成させ、葉から果房に至る光合成産物の転流経路にあたる組織を採取し、各糖区分への^<14>Cの分配を調査したところ、'デラウェア'の葉柄や茎ではsucroseは約26%以下であったが、'コンコ-ド'では約58ー64%に達した。しかし、果軸及び果実では両品種ともsucrose区分の^<14>Cは7%以下であった。以上のことから、一次転流物質には品種間差があり、必ずしもsucroseとは限らないこと、及び上記の2品種では茎から果軸へ移行する間にsucroseは分解されて単糖類になる可能性が示唆された。3、セイヨウナシ'ラ・フランス'の収穫適期の判定と予測を目的として、簡易指標の作成を模索した結果、果実断面のヨ-ド・デンプン反応の濃度と色調及びその消失速度が果実の収穫適期を判定する指標として利用が可能であると考えられた。今後は果実の成熟生理についての基礎的な研究と具体的な指標の作成が必要である。
ポルフィリン錯体の光化学と小分子の活性化

1.平面配位子の修飾.ポルフィリンの周辺にメチル基,ブチル基を導入して反応中心に対する立体効果,極性変化の効果を検討した.その結果,反応中心に対して極性効果よりも立体効果が大きな要因となっていることが分かった.2.活性種の検討.立体効果を用いて反応を緩やかに進行させ,可視スペクトル,NMR,ESRスペクトルによって.中間種の捕捉に成功した.その結果,全反応機構は明反応と暗反応に分けて解析できることが明らかとなった.明反応では光還元錯体と酸素から,スーパーキオソ錯体が生成し,基質存在下では基質の過酸化物と還元錯体が生成する.暗反応においては,基質過酸化物と還元錯体が再度結合し,アリルペルオキソ錯体が生成した後,0-0結合の開裂によって,アリル水酸化物とオキソ錯体が生成する.オキソ錯体は基質と反応してエポキシドを与え,還元錯体が再生する.3.活性種の動的挙動の検討.中間種の消長を分光学的手法によって追跡し,触媒サイクル駆動のためには初期光照射によって活性種を生成させることが必要であることが明らかとなった.光反応過程に対して暗反応過程の進行が遅いことが明らかとなった.4.総括.以上の結果および前年度までの結果を総括して,次に示す全反応機構が確立された.Soret帯の励起によってポルフィリン錯体で分子分子内電子移動が進行し,還元錯体-ラジカル対が形成される.還元錯体が分子酸素及び基質と反応して基質化酸化物を与える.後者が触媒反応の活性種であり,以降の反応の加速が,本触媒反応の全速度及び生成比に決定的影響力を持つ.1.平面配位子の修飾.ポルフィリンの周辺にメチル基,ブチル基を導入して反応中心に対する立体効果,極性変化の効果を検討した.その結果,反応中心に対して極性効果よりも立体効果が大きな要因となっていることが分かった.2.活性種の検討.立体効果を用いて反応を緩やかに進行させ,可視スペクトル,NMR,ESRスペクトルによって.中間種の捕捉に成功した.その結果,全反応機構は明反応と暗反応に分けて解析できることが明らかとなった.明反応では光還元錯体と酸素から,スーパーキオソ錯体が生成し,基質存在下では基質の過酸化物と還元錯体が生成する.暗反応においては,基質過酸化物と還元錯体が再度結合し,アリルペルオキソ錯体が生成した後,0-0結合の開裂によって,アリル水酸化物とオキソ錯体が生成する.オキソ錯体は基質と反応してエポキシドを与え,還元錯体が再生する.3.活性種の動的挙動の検討.中間種の消長を分光学的手法によって追跡し,触媒サイクル駆動のためには初期光照射によって活性種を生成させることが必要であることが明らかとなった.光反応過程に対して暗反応過程の進行が遅いことが明らかとなった.4.総括.以上の結果および前年度までの結果を総括して,次に示す全反応機構が確立された.Soret帯の励起によってポルフィリン錯体で分子分子内電子移動が進行し,還元錯体-ラジカル対が形成される.還元錯体が分子酸素及び基質と反応して基質化酸化物を与える.後者が触媒反応の活性種であり,以降の反応の加速が,本触媒反応の全速度及び生成比に決定的影響力を持つ.
熱帯・亜熱帯原産の牧草に含まれるシュウ酸が反芻家畜に及ぼす影響の解明

1)バングラディシュの家畜飼養におけるシュウ酸中毒の潜在的危険性についての調査バングラディシュの畜産農家において実際に給与されている飼料用植物(27種,63試料)を収集し,シュウ酸含量を測定して,当該地域の家畜飼養におけるシュウ酸中毒の危険性の程度を調査した。その結果,セタリアを除いてはすべて,可溶性シュウ酸含量が中毒危険レベルの2%(乾物あたり)以下であり,急性毒性については,特に注意を要しないものと思われた。2)セタリアの生育に伴うシュウ酸含量の変化についてセタリアの1番草および再生草について,シュウ酸とこれに関連するミネラルの含量を調べた。その結果,1番草の生育に伴って可溶性シュウ酸の含量は低下し,生育初期で最高(4.6%)を示し,子実形成期で最低(1.5%)を示した。葉部は茎部より高い値を示した。再生草は常に4%を越す含量を示した。シュウ酸含量はミネラルの含量と一定の相関を有していた。これらの結果は,セタリアの反芻家畜への給与に当たっては,多くの場合,シュウ酸中毒に注意を払わなければならないことを示している。3)ネピアグラスへのCa施肥が緬羊における採食性および血中ミネラル含量に及ぼす影響のついてCa施肥により,ネピアグラスの可溶性シュウ酸含量が低下した。採食性,体重,血中Mg濃度には影響が認められなかったが,血中Ca濃度は,Ca無施肥のネピアグラスを採食したものより高かった。これらの結果は,ネピアグラスへのCa施肥が,緬羊におけるシュウ酸中毒の危険性を低める可能性を示唆する。1)我が国の家畜飼養におけるシュウ酸中毒の潜在的危険性についての調査沖縄地域の畜産農家において実際に給与されている牧草(13草種,35試料)を収集し,シュウ酸含量を測定して,当該地域の家畜飼養におけるシュウ酸中毒の危険性の程度を把握した。その結果,セタリアを除いてはすべて,シュウ酸含量が中毒危険レベルの3%以下であり,急性毒性については特に注意を要しないものと思われた。2)シュウ酸摂取が家畜のPerformanceに及ぼす影響について2つの飼養試験を実施した。<試験1>では,セタリアの乾草(シュウ酸含量1.34%)とギニアグラスの乾草(シュウ酸含量0.47%)を調製して緬羊に給与し,<試験2>では,ギニアグラス乾草にシュウ酸を3%添加して緬羊に給与し,体重,採食性,反芻胃内容物の性状,血液成分などを調べた。その結果,いずれの試験においてもシュウ酸の多摂取により血清中のCaレベルが有意に低下した。Mgやパラトルモンには影響がなかった。3)シュウ酸の反芻胃内における動態について反芻胃内におけるシュウ酸の消長についてin vitroルーメン微生物培養試験により検討した。その結果,ルーメン微生物は草体内の不溶性シュウ酸を分解しないこと,添加した可溶性シュウ酸も12時間の培養では実質的には分解されないことが観察された。4)シュウ酸の血液中における動態について(in vitro試験)血液中におけるシュウ酸の消長およびミネラル(Ca,Mg)との複合体形成について現在検討中である。
リン酸オセルタミビルに関与する薬物輸送機構の探索と検討

【目的】本研究は、リン酸オセルタミビル(商品名:タミフル^<[○!R]>)、およびその活性体を用い、それらの作用、副作用に関与すると思われる薬物輸送機構の探索を行った。【方法】今回、タミフル^<[○!R]>服用後の異常行動が小児に多く見られた事、血液から脳への物質移行を制御する機構である血液脳関門は、小児において未発達である事から、血液脳関門に存在する薬物輸送タンパクの関与を考え、その代表的なタンパクの一つであるMDRlタンパクに着目し、リン酸オセルタミビル、およびその活性体との関与について以下の検討を行った。2.ブタ腎臓上皮由来LLC-PK1細胞、およびLLC-GA5-COL150細胞(ヒトMDR1導入LLC-PK1細胞)を用い、[3H]-DigoxinのMDR1を介した輸送に対する影響について検討した。リン酸オセルタミビル、およびその活性体自身のMDR1を介した輸送についても検討予定であったが、予算の都合上、今回は検討に至らなかった。【成果】以下の結果が得られた。1.MDR1mRNAの有意な発現量変化は認められなかったが、0.5mMおよび,1mMリン酸オセルタミビル存在下で、発現量の増加傾向が見られた。2.MDR1タンパクを介した[3H]-Digoxinの輸送に対し、1mMおよび,2mMリン酸オセルタミビル存在下において、有意に輸送量が低下した。本研究から、リン酸オセルタミビルによるMDR1を介した薬物輸送阻害が起こる事が明らかとなった。この事から、MDR1を介して輸送される薬物の体内動態、薬物血中濃度などを変化させる可能性があり、副作用発現の危険性なども示唆された。詳細については今後更なる検討が必要であると思われる。
新規褐色脂肪化因子による褐色脂肪化メカニズムの解明と応用基盤の確立

肥満はメタボリックシンドロームの基盤となっており、その予防・治療法の開発が急務となっている。褐色脂肪細胞はエネルギーを燃焼する特殊な機能を持つ細胞であり、抗肥満対策法として期待されている。本研究では、我々が発見した新規褐色脂肪化因子CREG1について、その褐色脂肪化メカニズムの解明と生理作用の検討を行い、CREG1が甲状腺ホルモン系に作用する事、褐色脂肪化だけでなく抗肥満作用、耐糖能改善作用を有することを明らかにした。・CREG1による褐色脂肪化メカニズムの解明27年度はCREG1と相互作用する分子の探索を中心に研究を行った。これまでの実験結果からCREG1との関与が推定される転写関連因子との相互作用について、免疫沈降法によって確認した。しかしながら、CREG1との結合を確認することはできなかった。そこで、相互作用する分子を網羅的かつ大量に取得することを目的とし、精製CREG1を用いた固定化カラムの作製を行った。作製したカラムに細胞抽出液を供し、洗浄後に吸着分子を回収した。回収された分子を解析したところ、転写関連因子を含む複数の分子が確認され、メカニズムの解明における重要な候補分子を得ることができた。・個体レベルでのCREG1生理作用の検討CREG1の生理作用を検討するために、浸透圧ポンプを用いた精製CREG1の長期投与を行った。高脂肪食によって食事誘導性肥満を呈したC57/6Jマウスに精製CREG1を一か月間投与した。その結果、CREG1投与マウスにおいて体重増加の有意な減少が認められた。組織学的解析を行った所、副精巣周囲脂肪組織における脂肪細胞のサイズの減少と、脂肪肝の改善が認められた。また、投与3週間後にインスリン負荷試験を行った所、CREG1投与マウスにおいて耐糖能の改善が認められた。以上の結果からCREG1は抗メタボの有力なターゲットとなることが示された。脂肪細胞特異的トランスジェニックマウスの解析については、CREG1発現量の異なる3つのラインについて第5,6世代までの戻し交配を終え、詳細な解析を進める準備を整えた。平成27年度は、研究実施計画に従い1CREG1による褐色脂肪化メカニズムの解明、2個体レベルでのCREG1生理作用の検討について実施した。1のCREG1による褐色脂肪化メカニズムの解明については、平成27年度の研究によって有力な候補分子を得ることができた。2の個体レベルでのCREG1生理作用の検討については、浸透圧ポンプを用いた実験より、抗肥満、耐糖能の改善等の新しい作用を見出すことができた。本実験には大量の精製CREG1が必要であるが、大量発現系、精製系をすでに確立した。また、脂肪細胞特異的CREG1発現マウスについても、3つのラインについて第5、6世代までの戻し交配を終え、実験を進める準備を整えることができた。以上、本研究課題はおおむね順調に進展している。●CREG1による褐色脂肪化メカニズムの解明平成27年度の固定化カラムを用いた相互作用実験の結果、CREG1と相互作用する複数の分子が得られた。平成28年度はCREG1による褐色脂肪化にそれらの分子が関与していることを褐色脂肪細胞のマーカー遺伝子であるUCP1のレポーターアッセイ系を用いて解析した。遺伝子、及びリガンドに関して様々な組み合わせを検討したところ、UCP1のプロモーター活性をCREG1と協調して上昇させる因子を発見した。また、CREG1による褐色脂肪分化促進作用に甲状腺ホルモン系が関与することが示唆された。CREG1と甲状腺ホルモン系の関係を明らかにするために、CREG1が細胞内甲状腺ホルモン濃度に与える影響について検討することとし、LC-MS/MSを用いた細胞内甲状腺ホルモン測定系の開発を行った。また、実験計画に従い、CREG1による褐色脂肪化メカニズムの解明を目的とした別アプローチとして、トランスクリプトーム解析を開始した。C3H101/2細胞の褐色脂肪分化過程におけるCREG1の役割を明らかにするためCREG1ノックダウン、CREG1ノックダウン+リコンビナントCREG1のサンプルを調整し次世代シーケンサーにて現在解析中である。●個体レベルでのCREG1の生理作用の検討脂肪細胞特異的トランスジェニックマウスに関しては第6世代までの戻し交雑が終了したことから解析を進めている。これまでのところ脂肪細胞特異的トランスジェニックマウスはコントロールマウスに比べて高脂肪食摂取による肥満に抵抗性を示すという結果が得られている。CREG1による褐色脂肪化メカニズムの解析に関しては、平成27年度の固定化カラムを用いた相互作用解析からいくつかの候補分子が得られている。その結果を受け、平成28年度はレポーターアッセイを中心とした解析を行い、甲状腺ホルモン系が深く関わっている等のメカニズムに関するデータが得られてきている。また、当初計画より1年遅れとなったが、次世代シーケンサーによるトランスクリプトーム解析を開始した。本実験によりCREG1特異的な応答遺伝子群が明らかになれば、より詳細なメカニズムの解明につながると期待される。一方、個体レベルの解析に関しても、浸透圧ポンプを用いた実験よりCREG1が抗肥満、耐糖能の改善作用を有することを示し抗メタボリックシンドロームの有力なターゲットとなることが明らかとなった。さらに脂肪細胞特異的CREG1発現マウスを用いた実験から、脂肪組織特異的なCREG