hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
3次元加速度計測による携帯式身体活動量連続記録装置の開発

出力電圧が入力加速度に比例し、かつ出力が飽和することのないレンジを有する3次元加速度センサを搭載し、1分等の一定時間ごと一昼夜以上にわたって、歩行ならびに走行別の歩数、両動作別合計時間、および、両動作別加速度波形全波整流積分値をメモリICに記録し、エネルギー消費量を推定する携帯式の装置を試作した。その結果、これまで使用されてきた類似の装置と比較し、エネルギー消費量の推定精度を高めることができた。まず、腰部に取り付けることのできる、有線式3軸加速度計を製作し、トレッドミルをパーソナルコンピュータによって制御し、さらに3軸加速度計、呼気分析装置からのデータを、パーソナルコンピュータに入力すると同時に、高速度ビデオカメラと画像キャプチャカード、および3次元運動解析ソフトウェアを使用して歩行、走行中の身体重心などの3次元における測定を可能とするシステムを構築した。つぎに、完成させたシステムのトレッドミル上で、被験者に2,4,6,8,10km/hの速さで歩行および走行を行わせ、3軸加速度計の出力を記録し、歩行、走行中の、3軸加速度計から求めた加速度波形、これを積分して得た速度、さらに積分した変位などと、ビデオカメラから求めた値を比較し、これら相互の関係を検討した。これによって、記録装置に使用する加速度センサの、人体に装着した場合の特性を精査し、記録装置の回路設計に役立てると同時に、加速度、加速度の全波整流積分値およびRMS値、速度、変位、および波形からパターン認識によって得られる歩数や一歩時間の変化をはじめとする情報と、エネルギー消費量の関係を解明する計画が進行したが、同時に、積分操作により誤差が発生すること、トレッドミルに慣れない者では加速度の大きさがすぐには安定しないことなども明らかとなった。すなわち、本研究計画で開発する装置によって、誤差要因を回避し加速度からエネルギー消費量を高精度に求めるための、きわめて重要なデータが得られた。出力電圧が入力加速度に正比例し、かつ本研究目的で使用する限り出力が飽和することのないレンジを有する3次元加速度センサを搭載し、一定時間(1分等に設定)ごと一昼夜以上にわたって、歩行ならびに走行別の歩数、両動作別合計時間、および、両動作別加速度波形全波整流積分値をメモリICに記録し、エネルギー消費量を推定する携帯式の装置を試作した。歩行、走行にともなう着地の検出においては、ソフトウェアにより一回の着地で2重、3重にカウントすることを防ぐとともに、身体の移動速度が大きくなり従って着地の時間間隔が短くなる(このとき、着地の衝撃は大きくなる)につれ、着地を検出する加速度のスレッシホールドレベルを高くし、これによって着地の衝撃が小さくても大きくても、着地を正しく検出できるようにした。なお、被験者にトレッドミル上で、時速16kmの歩行、610kmの走行を行わせ、加速度の全波整流積分値とエネルギー消費量の関係を求めたところ、両者は歩行と走行で異なる2本の曲線によって近似された。そこで、着地による衝撃によって発生する加速度波形のほか、滞空期の有無による重力変化の差異をも考慮して歩行と走行を判別し、一定時間ごと、加速度を一歩ごと両動作いずれかに積分し、同時に両者の一歩時間をもそれぞれ合計(残りの時間は安静)した時系列データをもとに、エネルギー消費量を計算した。このことにより、これまで使用されてきた類似の装置と比較し、エネルギー消費量の推定精度を高めることができた。
イオントラップを用いた固体表面生成原子の衝突相互作用の研究

イオンラップは電磁場を用いてイオンを狭い空間領域に長時間閉じ込めることのできる装置である。我々はこれまでにイオン源にレーザー・アブレーション法を用いたrf(radio frequency)トラップを開発製作してきた。この方法により数十分から数時間という分光研究にも十分な時間にわたって原子、分子、クラスターイオンを閉じ込めることができる。さらに、トラップ容器をイオンのリザーバと考えれば、これらイオンと反応性気体との科学反応の研究に適している。一方、この手法は固定表面に微量にインプラントされた元素の高感度検出に応用することもできる。本研究では、レーザー・アブレーション法イオントラップと加速器のイオンライン同位体分離を利用したインプラント法を組み合わせて、固体表面の微量原子をイオントラップに閉じ込め物性的性質の測定を行うことを目的とする。本年度はレーザー・アブレーション法イオントップの性質を解明することを目的として、数値計算を行った。レーザー・アブレーション法イオントラップの機構はまだ十分に解明されているとは言えないので、これについてのより詳しい知見を得、イオンのトラップへの取り込みの効率の向上を計るためである。そこで、イオントラップのrfの位相と緩衝気体の効果を考慮に入れた計算を行ったところ、イオン入射時のrf電場の位相とイオンの入射速度が、閉じ込めの効率に大きく関与することがわかった。この結果を考慮に入れて、イオン閉じ込め効率を向上させるため、現在装置の改良を行っている。さらに、イオンがトラップ中に閉じ込められている間に、化学反応を起こして別の分子イオンに変化したり、トラップ中でクラスターイオンになったりする様子が観測された。今後、この装置がクラスターイオンの研究に応用されることが期待される。
雷放電による上層大気の発光現象の発生機構の解明

雷放電に伴う上層大気の発光現象(SpritesとElves)の発生に関して、3次元空間での時間発展のシミュレーションに成功し、それらの発生特性および雷放電から放射される電磁波の特性を明らかにした。その成果の概要を以下に述べる。1.雷放電として電流パルスがCloud-to-Ground放電するものと仮定し、その電磁波が地球磁界を考慮した電離層に入射するものとして、放射波形が厳密に解かれた。2.電磁波強度と窒素分子の励起による発光強度の関係を式で与え、発光現象の発生領域と発光強度の時間推移を求めた。3. Elvesは雷放電による電磁波パルスにより、高度80100kmで、放電後0.40.7msecの間に半径40kmから100kmまで時間と共に増大するやや非対称なシリンダ状に発生することが示された。またSpritesが高度6070kmで厚さ10km、半径20kmの円筒状に0.6msecから数十msecまで継続して発生する原因は、雷雲中の正電荷が放電した後に残された負電荷により生じる強い静電界によるものであることが示された。これらの結果は最近の観測結果とその構造には違いが見られるが、発光強度、発光時間に大変よい一致が見られた。4.計算により求めた雷放電から放射される電磁波波形に対して詳細な周波数解析を行った結果、電離層ー大地間の電磁波多重反射の影響で、雷からの距離の違いにより観測波形には顕著な周波数特性の違いが生じることが明らかになった。このことは、雷からの空電波形を一地点で観測することにより雷の位置を検出できる新たな可能性を示すものである。5.実際にアメリカのロケット実験で雷雲上空数百kmにおいて観測された電磁界波形との比較を行ったところ、実測された波形は本計算法で求められる値とおおよそ一致し、本計算法が定量的に正しいことが示された。雷放電による上層大気の発光現象いわゆるSpritesとElvesの発生に関して、高さの方向のみ媒質が変化するとして、3次元空間での時間発展のシミュレーションに成功し、それらの発生高度及び雷放電の特性と発光強度を明らかにした。1.雷放電として電流パルスがCloud-Ground放電するものと仮定し、その電磁波が地球磁界を考慮した電離層に入射するものとして、放射波形が厳密に解かれた。この際、電磁波強度により、電子密度及び衝突回数は変化がないものとした。3.Elvesは雷放電による電磁波パルスによる高度80kmから100kmで、0.4msecから0.7msec間に、半径が40kmから100kmまで時間共に増大するやや比対称なシリンダー状に発生することが示された。4.Spritesは高度60-70kmにおいて、厚さ10km半径20kmの円筒状に、0.6msecから数十secまで継続して発生する。これは、プラス電荷が放電し、雷雲に残った負の電荷にる強い静電界によるものであるとが示された。5.これらの結果は最近の観測結果とその構造には違いが見られるが、発光強度、発光時間に大変よい一致が見られた。

1.雷放電として電流パルスがCloud-to-Ground放電するものと仮定し、その電磁波が地球磁界を考慮した電離層に入射するものとして、放射波形が厳密に解された。2.電磁波強度と窒素分子の励起による発光強度の関係を式で与え、発光現象の発生領域と発光強度の時間推移を求めた。3. Elvesは雷放電による電磁波パルスにより、高度80100kmで、放電後0.40.7msecの間に半径40kmから100kmまで時間と共に増大するやや非対称なシリンダ状に発生することが示された。またSpritesが高度6070kmで厚さ10km、半径20kmの円筒状に0.6msecから数十msecまで継続して発生する原因は、雷雲中の正電荷が放電した後に残された負電荷により生じる強い静電界によるものであることが示された。これらの結果は最近の観測結果とその構造には違いが見られるが、発光強度、発光時間に大変よい一致が見られた。4.計算により求めた雷放電から放射される電磁波波形に対して詳細な周波数解析を行った結果、電離層-大地間の電磁派多重反射の影響で、雷からの距離の違いにより観測波形には顕著な周波数特性の違いが生じることが明らかになった。このことは、雷からの空電波形を一地点で観測することにより雷の位置を検出できる新たな可能性を示すものである。5.実際にアメリカのロケット実験で雷雲上空数百kmにおいて観測された電磁界波形との比較を行ったところ、実測された波形は本計算法で求められる値とおおよそ一致し、本計算法が定量的に正しいことが示された。
高Lp (a)血症の発生機序とapo (a)遺伝子の転写制御機構の解析

リポ蛋白(a) (lipoprotein (a), Lp (a))は動脈硬化性疾患の強力なリスクファクターとして知られているが、ヒトとサルにしか存在しないため実験系に乏しく、基礎的研究が立ち後れている。この度、研究代表者らは、高Lp(a)血症を呈する糖尿病と慢性腎疾患(慢性透析)に焦点を絞り、臨床的検討、および、カニクイザルとapo(a)遺伝子を導入した肝細胞株を実験系として、糖尿病で影響を与えるインスリンとブドウ糖、腎疾患において血清濃度の上昇するサイトカインのapo(a)合成および遺伝子転写に関する検討を行った。糖尿病において血清Lp(a)濃度は健常者に比しが高値であり、糖尿病性細小血管障害の重症度およびHbAlcと正相関を示した。尿中Cペプチド排泄量と血清Lp(a)濃度とは負の相関を示し、インスリンの作用の不足が糖尿病における血清Lp(a)濃度上昇に関与していることが示唆された。カニクイザル初代培養肝細胞およびHepG2 (2)細胞を用いた系では、インスリンは、10pMから1μMの範囲で、apo (a)のプロモーター活性を用量依存的に抑制し、ブドウ糖濃度によるapo (a)の転写活性の増加は、浸透圧非依存的で、用量依存的であった。慢性腎不全血液透析患者の血清Lp(a)濃度および血清IL-6濃度はともに高値であり、有意な正の相関を示した。IL-6はLp (a)の合成をapo (a)の転写レベルで促進することがカニクイザル初代培養肝細胞およびHepG2 (a)細胞をもちいた検討より明らかとなり、慢性腎不全血液透析患者や炎症時に血清Lp(a)濃度が高値であることにIL-6が関与していることが示された。またTGF-β1およびTNF-αは、apo(a)プロモーター活性を抑制した。動脈硬化性疾患の強力な危険因子であるリポ蛋白(a)(Lp(a))について、カニクイザルを用いた代謝の解析を行った。716頭のカニクイザルの血清Lp(a)濃度は55.3±22.7mg/dlであり、0-140mg/dlの間に分布していた。サルの年齢0歳から19歳にわたって、血清Lp(a)濃度の平均と分布はほぼ一定しており、血清Lp(a)濃度と血清総コレステロール値には弱い正の相関が認められた。トリグリセリドおよび空腹時血糖とのあいだには相関は認められなかった。479頭のカニクイザルについてapo(a)表現形を解析した結果、カニクイザルのapo(a)にはヒト同様分子量多型が存在し、少なくとも10種類の分子量多型が存在することが明らかとなった。Apo(a)分子量多型とその頻度、血清Lp(a)濃度は、F:0.0%,B:2.1%(58.8±20.9mg/dl),S1:13.8%(60.1±19.0mg/dl),S2:45.9%(60.3±18.1mg/dl),S3:31.5%(50.3±19.7mg/dl),S4:4.2%(26.7±18.4mg/dl),Null:2.5%(2.3±3.0mg/dl)であり、S2が最も頻度が高く、apo(a)分子量と血清Lp(a)濃度には負の相関が認められた。

家系の明らかなカニクイザルについて血清Lp(a)濃度とapo(a)表現形の関係をみると、apo(a)はco-dominantに遺伝することが明らかとなった。サルの肝臓をコラゲナーゼで潅流して細胞を分散し、無血清培地中での肝細胞の初代培養法を確立した。Apo(a)の遺伝子上にはサイトカイン反応部位が推定され、ヒトの患者においてもIL-6と血清Lp(a)濃度に正相関が見られたため、培地中に種々のサイトカインを加え検討したところ、IL-6の添加で肝細胞からのLp(a)分泌の促進が見られ、TGF-βの添加では抑制が見られた。TGF-βにはIL-6による促進を抑制する効果も認められた。今後、遺伝子レベル、個体レベルでのサイトカインによる合成調節の検討を行う予定である。動脈硬化性疾患の強力なリスクファクターであるリポ蛋白(a)(Lp(a))について、その合成調節および、糖尿病、腎疾患における高Lp(a)血症の成因を解明する目的で、臨床研究を行い、また、基礎研究としてカニクイザル個体、初代培養肝細胞、apo(a)遺伝子を導入したヒト肝癌細胞を用いて研究を行った。糖尿病において、血清Lp(a)濃度は健常人に比し高値であった。一方、apo(a)の多型頻度分布は健常人との間に差はなく、濃度の差は、糖尿病によりそれぞれ多型において濃度が上昇したためと考えられた。慢性透析患者において血清Lp(a)濃度は健常人に比し高値であり、Lp(a)濃度は血清IL-6濃度との間に正相関が見られた。カニクイザルの血清Lp(a)濃度は0-140mg/dlに分布し、ヒトと同様にapo(a)の分子量多型を有し、分子量と濃度の間に負の相関が見られた。また、血清濃度とapo(a)多型はco-dominantに遺伝していた。カニクイザルにIL-6を静注すると血清Lp(a)の増加が見られた。カニクイザル肝細胞の初代培養法を確立し、肝細胞の倍地中にIL-6を添加するとapo(a)の分泌が亢進した。ヒトapo(a)遺伝子DNA上流転写制御領域をPRCによりクローニングし、これをルシフェラーゼ発現ヴェクターpGVBに組み換え、ヒト肝癌細胞HepG2に導入し、形質転換細胞株HepG2(a)を樹立することに成功した。IL-6はHepG2(a)においてapo(a)の遺伝子の転写活性を促進することが認められ、透析患者における血清Lp(a)濃度の高値は、IL-6の上昇によるものであることが明らかになった。
肝幹細胞の同定・分離法の開発と自己複製・生存機構の解析

我々は、ストレス応答性のMAPキナーゼSAPK/JNKの活性化機構やその生理的役割をその2種類の活性化因子であるSEK1およびMKK7の観点から解析してきた。これまでに本シグナル伝達系がマウスの胎児肝形成に必須の役割を果たしていることを明らかにしてきた。しかしながら、肝形成の分子レベルの研究は近年始まったばかりであり、胎児肝特異的な分子マーカーの不足や細胞の培養技術の遅れから、肝幹細胞である肝芽細胞の発生やその増殖・分化の解析環境は不十分のままである。そこで本研究では、解析ツールとして利用可能な初期胎児肝特異的モノクローナル抗体の作製から開始し、その後、各種ノックアウトマウスの解析を行った。その結果、胎児肝特異的なモノクローナル抗体を複数作製することに成功した。このうち抗Liv2抗体は胎児パラフィン切片内の肝芽細胞を、抗Liv5抗体は胎児肝に存在する血球系の細胞を特異的に認識した。次ぎにこれら抗体をツールに用いて、正常およびノックアウトマウスの胎児肝における肝芽細胞の出現や増殖の様子を詳細に解析した。造血幹細胞形成不全マウスであるAML1ノックアウトの胎児肝の解析から、肝芽細胞の出現・増殖が造血系の形成とは独立に進行していることを明らかにした。正常マウスでは胎生9日(E9)に出現する肝芽細胞はE10.5からE12.5の2日間で約6倍に増殖すること、SEK1ノックアウトマウスではE10.5からの増殖が停止するのに対して、c-JunノックアウトマウスではE12.5日以降で増殖に傷害が起こることが判明し、SEK1→SAPK/JNK→c-Junシグナル伝達系が肝芽細胞の増殖・生存シグナルとして機能していることが示された。さらに腫瘍壊死因子の受容体であるTNFR1ノックアウトマウスの解析から、このシグナル系は他の生存シグナルであるNFkB系とは異なる役割で機能していることが明らかになった。以上、本基盤研究により有用なツールと重要な知見が得られた。マウスの肝形成は、自己複製能と分化能を有する肝芽細胞の出現と増殖に始まる初期肝形成と、成熟した肝細胞へ分化・成熟する後期肝形成の2つの時期からなると考えられている。しかしながら、肝形成の細胞・分子レベルでの研究は近年始まったばかりであり、肝芽細胞の同定・分離法、増殖・生存維持に関わるシグナル伝達系の知見を含め初期肝形成の解明は遅れている。我々は先に、ストレス応答性のMAPキナーゼシグナル伝達系SEK1→SAPK/JNK→c-Junが、肝芽細胞の増殖や生存維持に必須の役割を果たしていることを明らかにしてきた。本研究では、初期肝形成に着目し、胎児肝特異的なモノクローナル抗体(抗Liv2, Liv5, Liv8抗体と命名)を作製し、肝芽細胞の同定や分離法を検討した。その結果、抗Liv2抗体は肝芽細胞を特異的に認識すること、抗Liv8抗体は胎児肝領域に存在する血球系細胞の表面分子を認識し、FACSにも使用可能であることが判明した。そこで、胎児肝由来の細胞集団から、TER119陽性の赤血球とLiv8陽性細胞を除去したところ、Liv2陽性の肝芽細胞を容易に高効率で濃縮することが可能になった。また、最近注目されている骨髄細胞の肝細胞への分化能を、成体マウスへの移植実験を行うことによって検討した。四塩化炭素処理で肝障害を誘導したマウスに骨髄細胞を移植したところ、導入した骨髄細胞の一部が肝臓に生着した。

さらに生者した細胞の中からLiv2陽性細胞やアルブミン陽性細胞が出現した。骨髄細胞をLiv8陽性と陰性の2群に分離後、移植したところ、Liv8陰性群が陽性群に比較して効率良くアルブミン陽性の肝細胞へと分化することが観察された。これらの結果は、成体マウスの骨髄中に肝細胞への分化能を有する幹細胞が存在すること、また、本研究で作製された抗体がこれら幹細胞の解析に有用なツールとなる可能惟を示唆している。我々は、ストレス応答性のMAPキナーゼSAPK/JNKの活性化機構やその生理的役割をその2種類の活性化因子であるSEK1およびMKK7の観点から解析してきた。これまでに本シグナル伝達系がマウスの胎児肝形成に必須の役割を果たしていることを明らかにしてきた。しかしながら、肝形成の分子レベルの研究は近年始まったばかりであり、胎児肝特異的な分子マーカーの不足や細胞の培養技術の遅れから、肝幹細胞である肝芽細胞の発生やその増殖・分化の解析環境は不十分のままである。そこで本研究では、解析ツールとして利用可能な初期胎児肝特異的モノクローナル抗体の作製から開始し、その後、各種ノックアウトマウスの解析を行った。その結果、胎児肝特異的なモノクローナル抗体を複数作製することに成功した。このうち抗Liv2抗体は胎児パラフィン切片内の肝芽細胞を、抗Liv5抗体は胎児肝に存在する血球系の細胞を特異的に認識した。次ぎにこれら抗体をツールに用いて、正常およびノックアウトマウスの胎児肝における肝芽細胞の出現や増殖の様子を詳細に解析した。造血幹細胞形成不全マウスであるAML1ノックアウトの胎児肝の解析から、肝芽細胞の出現・増殖が造血系の形成とは独立に進行していることを明らかにした。正常マウスでは胎生9日(E9)に出現する肝芽細胞はE10.5からE12.5の2日間で約6倍に増殖すること、SEK1ノックアウトマウスではE10.5からの増殖が停止するのに対して、c-JunノックアウトマウスではE12.5日以降で増殖に傷害が起こることが判明し、SEK1→SAPK/JNK→c-Junシグナル伝達系が肝芽細胞の増殖・生存シグナルとして機能していることが示された。さらに腫瘍壊死因子の受容体であるTNFR1ノックアウトマウスの解析から、このシグナル系は他の生存シグナルであるNFkB系とは異なる役割で機能していることが明らかになった。以上、本基盤研究により有用なツールと重要な知見が得られた。
溶液のメゾスコピック構造を考慮したEyring理論による粘度推算法の構築

Eyringの絶対反応速度理論に基づいた粘度モデルでは,分子が周囲の束縛を切って中間位置のエネルギー障壁を乗り越えることで流動が生じるものとしている.このときの活性化自由エネルギーは理想部分と過剰部分に分けることができ,この過剰部分を比例因子となるパラメータを導入することで混合の過剰ギブスエネルギーを用いて表現し,状態式や活量係数式と組み合わせる方法が提案されている.この方法は極性溶媒を含む混合系にも適用可能であることが報告されているが,多くの場合において上述の比例因子となるパラメータには1が用いられており,このパラメータの物理的な意味は明確ではないことが指摘されている.また,Eyring理論を用いた粘度モデルの適用は高温高圧下では行われておらず,常温常圧条件と同じパラメータをそのまま適用可能かどうかは不明であった.そこで本研究ではこのEyring理論における活性化自由エネルギーと過剰ギブスエネルギーを関係付けるパラメータの物理的な意味を明らかにし,Eyring理論を用いた粘度モデルの複雑な物質への展開,また高温高圧領域での外装推算を可能とすることを目的とする.本年度は二価アルコール(ジオール)水溶液を対象として100°C,40MPaまでの密度・粘度データの測定を行い,これまでに報告している一価アルコール水溶液との物性挙動の比較を行うとともに,Eyring理論を用いた粘度モデルによる相関を行った.また,状態式にはCubic-Plus-Association状態式の適用を新たに検討した.さらに,分子動力学計算を用いて配位数を中心としたミクロ物性を求め,上述のパラメータに対する支配因子を求めた.アルコール水溶液は,数10Åオーダーの溶液構造(メゾスコピック構造)も組み合わせて解析することが重要と考え,Kirkwood-Buff積分値をもちいた「揺らぎ」の観点からも評価を行った.高温高圧条件下におけるジオール水溶液の密度・粘度測定の進捗はやや遅れている.これは,当初検討するジオール組成を0.1刻みとすることを予定していたが,測定を行う上でさらに細かく組成を刻むことでジオール種の分子構造の違いが物性挙動に与える影響をより詳細に解析できることが判明し,測定条件が大幅に増加したためである.Eyring理論を用いた粘度モデルの検討は順調に進展している.このモデルでは,最適な状態式と混合測の探索が重要となるが.本研究では広く用いられているPeng-Robinson状態式に加え,会合項を加えたCubic-Plus-Association状態式の適用を試みており,既往の報告例がある条件においては良好に実験値を再現できる可能性を確認している.分子動力学計算を用いたミクロ物性の評価については順調に進展している.アルコールは,アルキル基,ヒドロキシル基という水和構造が全く異なる官能基からなるため,単純に着目分子周囲の分子を数えただけでは,これらの異なる水和構造が平均化されてしまう.そこで分子動力学計算の特徴を生かし,それぞれの官能基周りを空間的に分割し,その局所的な配位数まで考慮した検討を行っており,この結果については学術誌に投稿準備中である.また,本研究の鍵となるメゾスコピック構造の評価にはKirkwood-Buff積分値を求める必要があるが,常温常圧下の短鎖アルコール水溶液については,分子シミュレーションを用いて実測値を良好に再現できることを確認し学会発表を行った。引き続き高温高圧ジオール水溶液の密度・粘度データの測定を行う.現段階では,炭素数4までのジオールを研究対象としている.これらの水溶液の高温高圧条件における物性,特に過剰モル体積や部分モル体積などのミクロ的な溶液構造を反映する物性の挙動を解析しながら測定を行い,疎水基・親水基の位置や数と物性挙動の関係を把握するうえで必要であればジオール種の追加を検討する.ジオール水溶液の密度・粘度測定と並行し,Eyring理論を用いた粘度モデルの適用を行い,データの相関を通してこれまでその物理的意味が明確でなかったパラメータの挙動を明確にする.さらに,分子シミュレーションを用いたミクロ物性の評価を行い,上述のパラメータの支配因子を解明する.これまでに短鎖アルコール水溶液については分子シミュレーションにより,Kirkwood-Buff積分を適切に表現できることが確認できたため,これをジオール水溶液系に拡張し同様に評価を行う予定である.また,これまでの検討により解析に必要な実験条件が増加しており,測定の高速化が必要となっている.高温下での測定において温度制御性能の向上は測定速度に大きく寄与することから恒温槽の最適化を行う.Eyringの絶対反応速度理論に基づいた粘度モデルでは,分子が周囲の束縛を切って中間位置のエネルギー障壁を乗り越えることで流動が生じるものとしている.このときの活性化自由エネルギーは理想部分と過剰部分に分けることができ,この過剰部分を比例因子となるパラメータを導入することで混合の過剰ギブスエネルギーを用いて表現し,状態式や活量係数式と組み合わせる方法が提案されている.この方法は極性溶媒を含む混合系にも適用可能であることが報告されているが,多くの場合において上述の比例因子となるパラメータには1が用いられており,このパラメータの物理的な意味は明確ではないことが指摘されている.また,Eyring理論を用いた粘度モデルの適用は高温高圧下では行われておらず,常温常圧条件と同じパラメータをそのまま適用可能かどうかは不明であった.

そこで本研究ではこのEyring理論における活性化自由エネルギーと過剰ギブスエネルギーを関係付けるパラメータの物理的な意味を明らかにし,Eyring理論を用いた粘度モデルの複雑な物質への展開,また高温高圧領域での外装推算を可能とすることを目的とする.本年度は二価アルコール(ジオール)水溶液を対象として100°C,40MPaまでの密度・粘度データの測定を行い,これまでに報告している一価アルコール水溶液との物性挙動の比較を行うとともに,Eyring理論を用いた粘度モデルによる相関を行った.また,状態式にはCubic-Plus-Association状態式の適用を新たに検討した.さらに,分子動力学計算を用いて配位数を中心としたミクロ物性を求め,上述のパラメータに対する支配因子を求めた.アルコール水溶液は,数10Åオーダーの溶液構造(メゾスコピック構造)も組み合わせて解析することが重要と考え,Kirkwood-Buff積分値をもちいた「揺らぎ」の観点からも評価を行った.高温高圧条件下におけるジオール水溶液の密度・粘度測定の進捗はやや遅れている.これは,当初検討するジオール組成を0.1刻みとすることを予定していたが,測定を行う上でさらに細かく組成を刻むことでジオール種の分子構造の違いが物性挙動に与える影響をより詳細に解析できることが判明し,測定条件が大幅に増加したためである.Eyring理論を用いた粘度モデルの検討は順調に進展している.このモデルでは,最適な状態式と混合測の探索が重要となるが.本研究では広く用いられているPeng-Robinson状態式に加え,会合項を加えたCubic-Plus-Association状態式の適用を試みており,既往の報告例がある条件においては良好に実験値を再現できる可能性を確認している.分子動力学計算を用いたミクロ物性の評価については順調に進展している.アルコールは,アルキル基,ヒドロキシル基という水和構造が全く異なる官能基からなるため,単純に着目分子周囲の分子を数えただけでは,これらの異なる水和構造が平均化されてしまう.そこで分子動力学計算の特徴を生かし,それぞれの官能基周りを空間的に分割し,その局所的な配位数まで考慮した検討を行っており,この結果については学術誌に投稿準備中である.また,本研究の鍵となるメゾスコピック構造の評価にはKirkwood-Buff積分値を求める必要があるが,常温常圧下の短鎖アルコール水溶液については,分子シミュレーションを用いて実測値を良好に再現できることを確認し学会発表を行った。引き続き高温高圧ジオール水溶液の密度・粘度データの測定を行う.現段階では,炭素数4までのジオールを研究対象としている.これらの水溶液の高温高圧条件における物性,特に過剰モル体積や部分モル体積などのミクロ的な溶液構造を反映する物性の挙動を解析しながら測定を行い,疎水基・親水基の位置や数と物性挙動の関係を把握するうえで必要であればジオール種の追加を検討する.ジオール水溶液の密度・粘度測定と並行し,Eyring理論を用いた粘度モデルの適用を行い,データの相関を通してこれまでその物理的意味が明確でなかったパラメータの挙動を明確にする.さらに,分子シミュレーションを用いたミクロ物性の評価を行い,上述のパラメータの支配因子を解明する.
重度免疫不全マウスを用いたＨＴＬＶ－１欠損プロウイルス生成メカニズムの解明

ヒトTリンパ向性ウイルス1型(HTLV-1)は、成人T細胞白血病(ATL)の原因ウイルスである。ATLの約30-50%の症例で欠損プロウイルスの組み込みが報告されているが、我々は高プロウイルス量を示すHTLV-1キャリアでは、欠損プロウイルス保有細胞のクローナルな増殖が認められることや母児間感染キャリアでは、配偶者間感染キャリアよりもgag領域に欠損や変異をもったプロウイルス保有細胞が多いことを見出した。本研究においては、欠損プロウイルスの形成メカニズムを明らかにする目的で、我々が開発したNOGマウスゼノクラフトモデルを用いた感染実験を行った。平成25年度においては複数のHTLV-1感染、非感染細胞株をNOGマウス腹腔内に接種し、臓器に生着し感染細胞株から非感染細胞株にウイルスの伝播が成立するか、その場合欠損ウイルスの性状がどのように変化するかについて、検討している。またin vivoでの現象をin vitroで再現できるか否かについてもHTLV-1感染、非感染細胞株の混合培養を行い、欠損ウイルスの検出を試みている。これまでの検討から代表的HTLV-1感染細胞株であるMT-2細胞には複数の複雑な欠損ウイルスがゲノムにプロウイルスの形で存在していることが判明した。しかしマイトマイシンC処理により不活化したMT-2感染細胞株からの新規感染により欠損ウイルスが直接、あらたな感染細胞に組み込まれるか否かについては、これを支持する結果を得られていない。ヒトTリンパ向性ウイルス1型(HTLV-1)は,成人T細胞白血病(ATL)の原因ウイルスである。ATLの約30-50%の症例で欠損プロウイルスの組み込みが報告されているが,我々は高プロウイルス量を示すHTLV-1キャリアでは,欠損プロウイルス保有細胞のクローナルな増殖が認められることや母児間感染キャリアでは,配偶者間感染キャリアよりもgag領域に欠損や変異をもったプロウイルス保有細胞が多いことを見出した。本研究においては,欠損プロウイルスの形成メカニズムを明らかにする目的で,我々が開発したNOGマウスゼノクラフトモデルを用いた感染実験を行った。平成24年度においては研究同意のえられたHTLV-1キャリア末梢血液全血および単核細胞(PBMC)をNOGマウス腹腔内に接種し、臓器に生着したヒト細胞について、細胞学的検索、感染や欠損ウイルスの有無(HTLV-1sequence特異的定量PCR)を検討した。肝臓などに浸潤がみられ、ヒト細胞の生着率は1-25%と個体差が大きく、100細胞あたりのウイルスコピー数も2-100%と大きな幅があった。1型欠損をあらわすgag/pX比は0.3-0.6、2型欠損をあらわすLTR/pX比は0.7-1.0と無症候性キャリアで見られる傾向と同様に1型が多く2型が少ない結果であった。接種する前後においてHTLV-1エンベロープ蛋白に対する中和活性を有するモノクローナル抗体(琉球大学田中勇悦教授より供与)を投与したところ、プロウイルス量の減少とともに1型、2型欠損の割合が共に増加する傾向がみられた。この結果よりNOGマウス内での新規感染を抑制することにより欠損ウイルスの生成が制限される可能性が示された。キャリア細胞の移植とモノクローナル抗体による感染抑制実験により欠損ウイルスの生成に関する新たな知見が得られた。しかし欠損パターンの詳細な解析や細胞表面マーカーの解析が不十分であった。さらに検体数を増やしてキャリア細胞の移植実験を進めるとともに、細胞株を用いたマウス体内での感染実験およびそれによる感染細胞の細胞学的性状の解析と欠損ウイルスのパターンの確認を行う予定である。・NOGマウスの購入・プロウイルスの分子生物学的解析に要する試薬購入・細胞表面マーカー解析用抗体試薬
天文シ-イングと局所大気ゆらぎの相関の測定

温度ゆらぎ測定装置と光学シ-イングモニタの製作と測定を行った。温度ゆらぎ測定装置は、今まで使用していたものと比べて約3倍感度が高いことが確認された。これは温度プローブ間の抵抗のばらつきを少なくできたことと、アンプ部を低雑音化したためである。光学シ-イングモニタは、50cm離れた2本の望遠鏡で観測される星像の重心ゆらぎの相関をはかるdifferential image motion monitor(DIMM)を2機製作した。これらの装置と国立天文台の赤外シミュレータ望遠鏡に取り付けた補償光学系とで、同時に観測を行い、ドームの内と外とのシ-イングの差や、補償光学系の性能評価の基礎データをとり、局所的な大気ゆらぎとシ-イングとの関係を考察した。また、木曽観測所、堂平観測所でもドーム外でシ-イング測定を行い、ドーム内の望遠鏡で観測されたシ-イングと比較し、ドーム+ミラーシ-イングの影響を明らかにした。また本研究は、天体観測のためのシ-イング改善を目的としているが、その一貫として過去のシ-イングデータを利用して、シ-イング良い時にのみシャッタを開ける観測をした場合のシ-イング向上と必要な観測時間を見積もった。その結果、例えばハワイでシ-イングサイズを15%改善するためには約5倍観測時間をかければ良いことがわかった。シャッタスピードは10msec程度で良く、シ-イングモニタの情報と連動させれば、実現可能である。この観測方法はまだどこでも行われていないが、高空間分解能が要求される観測では非常に有効な手段であることがわかった。温度ゆらぎ測定装置と光学シ-イングモニタの製作を主に進めてきた。温度ゆらぎ測定装置は、機器の校正が終わり、今まで使用していたものと比べて約3倍感度が高いことが確認された。光学シ-イングモニタは当初チョッパーを使って、時分割でin-focus,out-focusを切り替えてシ-イングを測定する方式を検討していたが、設計を多少変更し、偏光ビームスプリッタで光路を分けて、in-focus,out-focusを同時に測る方式にし、可動部を無くした。この設計変更により、当初の性能より数倍高速で安定なシ-イング測定ができる見込みである。そのため当初の予定より多少製作が遅れているが、その遅れは研究遂行に支障のない程度である。また本研究は、天体観測のためのシ-イング改善を目的としているが、その一貫として過去のシ-イングデータを利用して、シ-イングの良い時にのみシャッタを開ける観測をした場合のシ-イング向上と必要な観測時間を見積もった。その結果、例えばハワイでシーンイグサイズを15%改善するためには約5倍観測時間をかければ良いことがわかった。

また、木曽観測所、堂平観測所でもドーム外でシ-イング測定を行い、ドーム内の望遠鏡で観測されたシ-イングと比較し、ドーム+ミラーシ-イングの影響を明らかにした。また本研究は、天体観測のためのシ-イング改善を目的としているが、その一貫として過去のシ-イングデータを利用して、シ-イングの良い時にのみシャッタを開ける観測をした場合のシ-イング向上と必要な観測時間を見積もった。その結果、例えばハワイでシ-イングサイズを15%改善するためには約5倍観測時間をかければ良いことがわかった。シャッタスピードは10msec程度で良く、シ-イングモニタの情報と連動させれば、実現可能である。この観測方法はまだどこでも行われていないが、高空間分解能が要求される観測では非常に有効な手段であることがわかった。
3次元画像投影と近赤外線マーキングによる新規イメージガイド手術支援システムの開発

臨床試験において、定位的に注入されたインドシアニングリーンの肺実質への分布と描出限界について、20例の症例集積を終えた。蛍光描出能と、病変マーキングの正確性について、解析データの一部を2019年4月に開催された日本外科学会学術集会において研究成果として公表した。症例集積が進み、イメージガイド手法によるマーキング精度が明らかになりつつある。研究成果を学会発表済みで、今後は詳細な検討と原著論文の発表を目指す。これまでに得られたデータを詳細に解析し、マーキング精度をCTガイド下経皮的アプローチ群、レントゲン透視下気管支鏡下アプローチ群、Hybrid OR/ cone beamCTガイド併用気管支鏡下アプローチ群の三群に分けて、比較検討する。精度が低い群について、それをもたらした本質的な問題について考察し改善策を検討する。動物実験:各臓器に「点」でマーキングしたICGの近赤外線蛍光の経時的な消退速度について明らかにすべくラットモデルを用いて実験を施行した。ヒトで臨床応用した場合を想定し、体格差を考慮し、1μLの超微量を注入する為に、ガスタイトシリンジによる注入法を確立した。真皮に注入したICGは5日間以上を蛍光が残存した。一方、皮下に注入したICG蛍光は6時間以内に蛍光が消失した。肺実質内にしたものは24時間後までは明瞭に観察されたが36時間目では観察できなかった。(n=4)人よりもサイズの小さい動物モデルを用いて前臨床試験を行うための蛍光物質の注入方法や麻酔方法を確立した。実際に予備実験を行い好感度蛍光カメラで目的とする蛍光を加えることに成功した為近赤外線蛍光マーキングに関する成果として、動物実験では、ラットモデルを用いて、肺実質内に1mL微量注入した蛍光の消退速度を検討した(n=4).ブタモデルでは、0.1mLを肺実質内の各深度に投与し、現存する近赤外線蛍光硬性鏡3機種(Stortz D-light P, Novadaq Pin-Point, Intuitive firefly)による検出能を検討した。少なくとも虚脱肺において10mmの深度に局所注入したICG近赤外線蛍光を確認した。また臨床試験では微小肺腫瘤に対して微量のICGを肺実質内に局所注入し近赤外線蛍光を検出した。小動物実験の成果をもとに、ヒトに類似の体格を有する大動物ブタモデルにおける非臨床試験を施行し、良好な結果を得たため。平成29年度は、基礎実験により最適化された、近赤外線蛍光物質の希釈濃度・投与量を基に、大動物実験施設での生体ブタモデルによる前臨床試験を施行した。結果、体内の各臓器に留置・注入した近赤外線マーカーの局在を、専用硬性カメラにて可視化した。マーカーから発せられる蛍光を可視化できる組織最大深度について、各臓器において検証した。この研究成果は2018年4月に開催された日本外科学会学術集会において、Late breaking abstractとして発表した。また、肺内の微小病変に対する近赤外線マーカーの留置と、マーカーを含む病変を低侵襲手術において切除する本研究コンセプトの一部について、その臨床応用例をまとめて海外英文雑誌に原著論文として投稿し、掲載された。また肺内微小病変の蛍光記述と3次元画像投影によるイメージガイド低侵襲手術の研究コンセプトと臨床Pilot studyの成果を中間報告として2018年5月17日に日本呼吸器外科学会総会にて公表した。平成29年度には、予定していた大動物を用いた前臨床試験を施行し、全国学会(日本外科学会学術集会)において発表した。また、肺に関する実験成果は原著論文として、海外学術雑誌に掲載されるなど、研究は順調に進展している。動物実験ではさらに個体数を増やして実験結果の妥当性を証明する必要がある。十分な実験結果をもとに、臨床応用を念頭に置いた蛍光物質の投与タイミングを明らかにするとともに、この研究における2つ目の重要な要素である3次元CTの体表面への正確な投影方式の開発を進める。大動物による非臨床試験によるデータを蓄積する。臨床試験を想定し、インテリジェント手術室環境における三次元CTの即時構築法について手法を確立する。臨床試験計画を策定し、院内倫理委員会の承認を得る。全国臨床試験データベースに登録し、臨床試験を開始する。大動物実験での成果を基に、臨床においては手術摘出臓器を用いた検討を行う。近赤外線マーカーを臓器外から近赤外線蛍光を検出できるためのマーカーの留置深度限界について明らかにするために、病理組織学的検討を加える。成果は原著論文として海外学術雑誌に公表する。動物実験の準備進行状況によって多少を予算執行額が年度ごとに増減するが、おおむね計画通りに進行している。実験に必要な機器の購入の選定作業を継続しており、購入が次年度に繰り越しになったため。

少額の次年度使用額が生じていますが、次回の動物実験にかかわる費用に充当する予定です。研究は計画どおりに進行しています。残額は研究成果発表や原著論文作成に有効に使用します。引き続き動物実験およびシステム開発に必要な経費を予算執行する予定である
若手養護教諭のレジリエンス向上を目指す研修プログラム開発

養護教諭の精神不調増加が危惧される中、若手養護教諭の休職や離職を予防し、仕事へのモチベーションを高め、レジリエンス向上を図るメンタルヘルス支援が必要であり、養護教諭養成側と教育委員会が連携した研修プログラムの開発が喫緊の課題となる。そのため、若手養護教諭の実態、教育委員会の現行研修、大学主催の卒後教育等の調査による資料の収集と分析・検討を重ね、養護教諭レジリエンス尺度を活用した研修プログラム試案を作成する。さらに、教育委員会と連携した研修会を企画、実施、評価によってプログラムの精度を高め、実効性のある若手養護教諭のレジリエンス向上に向けた研修プログラムを開発する。
環境と食品中に存在するバリア機能破綻作用を持つアレルギー増悪作用物質の探索と解明

生体は、上皮細胞の粘膜バリアにより抗原の侵入を防いでいる。そして、それを担っているのがタイトジャンクション(TJ)である。本研究では、腸管上皮細胞に着目し、環境と食品中に存在するバリア機能破綻作用と免疫攪乱作用とを有する化学物質の探索を行った。その結果、種々の環境汚染物質がタイトジャンクションのバリア機能を低下させることを見出した。また、マウスにダイオキシン類と抗原とを経口投与することでダイオキシン類の投与量依存的な抗原特異的な抗体価の上昇が観察された。これらのことは、我々の生活環境中の化学物質が上皮細胞バリアを破綻させ、尚且つ免疫攪乱作用を示すことを示唆するものである。応募者は、このTJは通常、アレルゲンの透過を抑制しているが、環境や食品中の化学物質等の作用により、一旦バリア機能が破綻すれば、過剰のアレルゲンの透過・侵入を許すこととなり、その結果、免疫担当細胞がさらに惹起され、アレルギー症状をより増悪する作用を引き起こす可能性があるものと推察した。本研究は、未解明なアレルギー増悪作用物質の探索とその検証に焦点を絞り、我々の生活環境中の化学物質を検討対象として、簡易かつ高精度の培養細胞系のin vitro試験法を用いてバリア機能の破綻能を有する化学物質の探索を行った後、その探索物質について動物を用いたin vivo試験により検証と作用機構の解明を試みるものである。本年度は、申請者が既に選定してある化合物の上皮細胞バリアに及ぼす影響についてバリア機能の指標となる膜電気抵抗値を測定することで評価した。その結果、ダイオキシン類に分類される化合物に関しては、膜電気抵抗値の減少が観察されたが、有機塩素系農薬の一部は膜電気抵抗値の減少が確認できなかった。さらに、TJ関連タンパク質の発現量を遺伝子レベルで検証したところ、特異的に減少しているタンパク質が数種類観察された。これらのことは、我々の生活環境中の化学物質が上皮細胞バリアを破綻させうることを示唆するものである。次年度は、上述した結果を元にアレルギー発症及び増悪作用との連関を解明すると共に、さらなる化合物のスクリーニングを行う予定である。昨年度の結果を受け、本年度はダイオキシン類と油脂によるデキストラン透過性をin vitroもしくはin vivoで評価し、ダイオキシン類による抗原特異的な抗体産生能への影響も併せて評価した。Transwellを用いたin vitroデキストラン透過性の結果、ダイオキシン類は分子量4kDaのデキストランのみ下層への透過が観察された。マウスを用いたin vivoデキストラン透過性の結果、コーン油は分子量20kDaまで、オリーブ油は分子量4kDaのみのデキストラン透過性が観察された。
関節軟骨修復過程におけるIGF作用に対するIGF結合蛋白による調節機序の解明

インシュリン様成長因子(IGF)は軟骨細胞の増殖や分化の促進因子として知られているが、最近IGF作用の局所における調節因子として、IGF結合蛋白が注目されている。本研究ではまず、軟骨細胞の産生するIGF結合蛋白(IGFBP)の発現調節の機序を調ベた。生後8週ラットの関節軟骨細胞を培養し、培養液中のIGFBPをWestern-ligand blotting法で解析すると、40,32,29,24kDa付近にバンドを認め、免疫沈降反応により、それぞれ、IGFBP-3,-2,-5,-4であることがわかった。またIGF-I,-IIを添加するとIGFBP-5が著しく増加し、これらの増加作用は、IGFの異性体を使った実験より、type-IIGFレセプターを介したものであることが判明した。また、mRNAの発現を調べたところ、IGF添加により、IGFBP-5mRNAが4-5倍増加した。さらにRNAポリメラーゼII inhibitorであるDRBを、IGFと同時に添加するとその発現が完全にブロックされること、またIGF添加の有無にかかわらずmRNAの半減期は同じであることから、転写レベルでの調節が考えれた。このように、IGFはtype1レセプターを介して軟骨細胞に働き、蚤白レベルだけでなく遺伝子レベルでもIGFBP-5の産生を促進していることがわかった。IGFBP-5は骨細胞の増殖を促進することが報告されているが、軟骨細胞に対する直接作用はいまだ不明であり、おそらくIGFに結合することによりIGFの局所での作用を調節しているものと思われる。そして病的な状態では、IGFとその結合蛋白のバランスが崩れ、修復反応がさまたげられていることが推測され、今後はこの点を中心に研究をすすめていく予定である。関節軟骨は復習反応に乏しく、疾患や外傷などでいったん障害されると破壊が進行し、重篤な関節機能の障害をきたす。そのため軟骨の破壊機序を解明しその修復機序を妨げているものが何であるのかを明らかにすることは疾患の治療を考える上でも重要である。インシュリン様成長因子(IGF)は軟骨細胞の増殖や分化の促進因子として知られているが、最近、IGF結合蛋白が、IGF作用の局所における調節因子として注目されている。本研究ではまず、軟骨細胞の産生するIGF結合蛋白(IGFBP)の発現調節のメカニズムを調べた。生後8週のSDラットの関節軟骨細胞を培養し、培養液中のIGFBPをWestern-ligand blotting法で解析しすると、29kDa付近に主バンドを、その他、40kDa,32kDa,24kDa付近にもバンドを認め、免疫沈降反応により、それぞれ、IGFBP-5,-3,-2,-4であることがわかった。またIGF-I,-IIを添加すると、IGFBP-5が著しく増加した。これらの増加作用は,IGFの異性体を使った実験より、type-IIGFレセプターを介したものであることが判明した。また、細胞層より全RNAを抽出し、mRNAの発現を調べたところ、IGF添加により、IGFBP-5 mRNAが4-5倍増加し、その産生が遺伝子レベルでも制御されていることがわかった。これらをRNAポリメラーゼII inhibitorであるDRBを、IGFと同時に添加するとその発現が完全にブロックされること、またIGF添加の有無にかかわらずmRNAの半減期は同じであることから、転写レベルでの調節が考えれた。このように、IGFはtype1レセプターを介して軟骨細胞に働き、蛋白レベルだれでなく遺伝子レベルでもIGFBP-5の産生を促進していることがわかった。現在、IGFBP-5生理作用について検索中でる。

インシュリン様成長因子(IGF)は軟骨細胞の増殖や文化の促進因子として知られているが、最近、IGF結合蛋白が、IGF作用の局所における調節因子として注目されている。本研究ではまず、軟骨細胞の産生するIGF結合蛋白(IGFBP)の発現調節のメカニズムを調べた。生後8週のSDラットの関節軟骨細胞を培養し、培養液中のIGFBPをWestern-ligand blotting法で解析すると、40,32,29,24kDa付近にバンドを認め、免疫沈降反応により、それぞれ、IGFBP-3,-2,-5,-4であることがわかった。またIGF-I,-IIを添加するとIGFBP-5が著しく増加し、これらの増加作用は、IGFの異性体を使った実験より、type-IIGFレセプターを介したものであることが判明した。また、細胞層より全RNAを抽出し、mRNAの発現を調べたところ、IGF添加により、IGFBP-5 mRNAが4-5倍増加し、その産生が遺伝子レベルでも制御されていることがわかった。これらをRNAポリメラーゼII inhibitorであるDRBを、IGFと同時に添加するとその発現が完全にブロックされること、またIGF添加の有無にかかわらずmRNAの半減期は同じであることから、転写レベルでの調節が考えれた。このように、IGFはtypelレセプターを介して軟骨細胞に働き、蛋白レベルだけでなく遺伝子レベルでもIGFBP-5の産生を促進していることがわかった。IGFBP-5は骨細胞の増殖を促進することが報告されているが、軟骨細胞に対する直接作用はいまだ不明であり、おそらくIGFに結合することによりIGFの局所での作用を調節しているものと思われる。そして病的な状態では、IGFとその結合蛋白のバランスが崩れ、修復反応がさまたげられていることが推測され、今後はこの点を中心に研究をすすめていく予定である。
細胞分裂の制御機序と多倍体化機構

MPFによってリン酸化活性化されたserine/threonine kinaseであるPlkはM期前記において中心体に局在し、ユビキチン化酵素複合体Anaphase promoting complex (APC)のサブユニットであるCdc16とCdc27を特異的にリン酸化しAPCを活性化することを発見した。sister chromatidcohesion proteinは活性化されたAPCによってmetaphase以前にユビキチン化され、その結果proteasomeによって分解されmetaphase-anaphase transitionが進行する。またCyclinBも活性化されたAPCによってユビキチン化され分解されてM期を終了させる。このようにPlkは細胞分裂において重要な制御因子であることを明らかにした。また更に中心体によるダイナミックな細胞分裂の制御機序を明らかにするため、中心体特異的なモノクローナル抗体を多数作成することに成功した。免疫染色により中心体だけが染まる抗体、核膜も同時に染色する抗体など各々分子量の異なる抗体を約30種ほど単離した。現在はその認識する抗原cDNAのスリ-ニングを行っている。