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高血圧、腎不全および心不全モデルラットの病態に果す心房性Na利尿因子の役割

高血圧、腎不全および心不全の各モデルラットにおける心房性Na利尿因子(ANF)の動態を検討した。さらに、単離腎ネフロンや培養血管平滑筋および腎細胞でのANFの作用発現機序についても検討した。1.高血圧自然発症ラット(SHR)、DOCAあるいはアルドステロン食塩高血圧ラットのいずれにおいても、対照群に比して血中ANFは高値を示した。非降圧量ANFの投与により、SHRでは食塩負荷条件下のみで一過性の血圧下降を示した。同量のANFはDOCAやアルドステロン食塩高血圧の血圧上昇を抑制した。2.5/6腎摘除腎不全ラットでは、対照ラットに比して著明な血圧の上昇およびfractinal NA排泄率の増加とともに血中ANPの上昇を認めた。非降圧量ANFの持続投与により、高血圧の進展の抑制とともに腎機能の改善を認めた。3.5/6腎摘除腎不全SHRにアンジオテンシン変換酵素阻害薬(ACEI)やCa拮坑薬を投与すると、著明な降圧を認め、特にACEIでは腎機能の改善とともに血中ANFの下降も認めた。4.左冠動脈結紮により作成した心不全ラットでも血中ANFは著明な高値を示した。外因性ANFにより、水・Na利尿を認めたが、対照動物に比してその程度は減弱していた。5.^<125>I-ANFを用いた結合実験により、ANFの腎内結合部位は糸球体および髄質そして皮質集合尿細管であることが、明らかにされた。6.ANFのcyclic GMP産生刺激作用は腸間膜由来血管平滑筋細胞、髄質集合尿細管細胞に比して腎動脈由来血管平滑筋細胞や糸球体メサンジウム細胞で著明であった。以上の結果から、ANFは腎や血管への作用を介して、高血圧、腎不全あるいは心不全の病態に関与していることが示唆された。また、いづれの病態においても血中ANFは高値を示し、外因性ANFの投与により病態の改善を認めることから、それらの病態に防御的に関与していることが推定された。心房性Na利尿因子(ANF)の腎および血管への作用発現機序を明らかにする目的で,単離尿細管および培養血管平滑筋細胞におけるANFのカリクレイン(KK),プロスタグランシン(PG)系およびCyclic nucleotides代謝への効果を検討した.さらに,腎摘除腎不全モデルラットにおけるANFの分泌動態とNa代謝との関連について検討した.1,ウサギ腎ネフロンから微小解剖法によって単離された尿細管各部位において, ANFはKK, PGE_2産生に影響を与えなかった.すなわち, ANFの尿細管作用発現にKK, PG系の関与は少ないことが示された.2,ラット培養腸間膜動脈平滑筋細胞において, ANFはguanylate cylaseを活性化させ, cyclieGMP産生を亢進させる.CYCLICGMP産生は細胞外Ca^<2+>の変化およびCa拮抗薬の影響をうけなかった.しかしながらKKはANFのcyclic GNP産生を特異的に抑制した. 3,8周令の高血圧自然発症ラット(SHR)およびWister Kyotoラット(WKY)を5/6腎摘群, 1/2腎摘群および対照群に分けて,血圧, Fractional Na排泄率および血中ANP濃度を測定した. WKYでは5/6腎摘群, 1/2腎摘群および対照群に有意の血圧の差異を認めなかった.

一方, SHRでは5/6腎摘群で他の2群に比して有意の血圧上昇が認められた.Fractional Na排泄率はWKY, SHRともに5/6腎摘群で他の2群に比して有意の高値を示した.血中ANPはSHRではWKYに比して,いづれの群においても高値を示した.さらに, WKYSHRの両者において, 5/6腎摘群は他の2群に比して,血中ANPの著明な高値を示した.これらのことは, SHRにおいてはANFの分泌動態の異常が高血圧の病態に関与することを示唆する.さらに腎不全モデルラットにおいて残存腎でのNa排泄にANPが関与することを示すものと考えられた.高血圧および腎不全の病態に果たす心房性Na利尿因子(ANF)の役割を明らかにする目的で、血管壁ならびに腎ネフロンでのANFの作用を検討した。さらに、実験高血圧ラットならびに腎摘除腎不全モデルラットにおける外因性ANFの効果を検討した。1.ラット腸間膜動脈および腎動脈から酵素法により採取し培養を行った血管中膜平滑筋細胞(VSM)において、ANFはcyclic GMP(cGMP)産性を用量依存性に亢進させた。細胞外Ca濃度の変化やCu拮抗薬(diltiazem,nifedupine:10^<-5>M)はcGMP産生刺激作用に影響を与えなかった。腎動脈由来のVSMは腸間膜動脈由来のVSMよりもANFに対して、cGMP反応性が亢進していた。2.ANFの腎内結合部位は糸状体、髄質集合尿細管および皮質集合尿細管に多く認められた。髄質集合尿細管の結合特性を検討したscatchard analysisの結果はKD3.75×10^<-9>M、Nmax0.22×10^<-15>m/μgであり、単一の結合部位を示唆する直線関係が得られた。3.Subdepresser量(150μg/kg/日)のANFはnorepinephrine,angiotensinII、vasopressinおよびaldosteroneの持続注入によっておこる血圧上昇を抑制した。4.同量のANFは高血圧自然発症ラット(SHR)において、食塩負荷条件(1%食塩水飲用)下のみで一過性の血圧下降作用を示した。この時に水Na利尿は伴わなかった。DOCA食塩高血圧ラットにおいては、さらに低容量(75μg/kg/日)のANFで、持続的な血圧上昇抑制を示した。この時にも水Na利尿を伴わなかった。5.5/6腎摘除高血圧自然発症ラット(SHR)で、低容量(15μg/kg/日)のANFの投与により、高血圧の進展の抑制とともに腎機能の改善を認めた。6.SHRは対照ラットに比して血中ANF値は高値をしめした。また、腎摘除腎不全モデルSHRおよびDOCA食塩高血圧ラットでも、血中ANFの上昇が認められた。以上の結果から、ANFが高血圧および腎不全の病態に関与することが示唆された。in vitroの実験では、前年度(昭和63年)の培養血管平滑筋細胞に引き続き、腎糸球体メサンジウム細胞(GM)および髄質乳頭部集合尿細管細胞(RPCT)における心房性Na利尿因子(ANF)のCyclic nucleotides産生への効果を検討した。さらに、高血圧モデルラット、腎摘除腎不全モデルラットおよび冠動脈結紮心不全モデルラットにおけるANFの動態を検討した。1.^<125>
初代培養ウシ胎児下顎骨骨芽細胞を用いた顆粒状生体材料表面での石灰化に関する研究

本研究計画における当初の予定は、初代培養骨芽細胞を用いて、顆粒状生体材料表面および周囲の立体的石灰化機構を、組織学的および生化学的に検索するものであった。しかしながら、培養細胞に関する種々の制約により、現在のところ、ブタ胎児下顎骨由来の培養骨芽細胞が条件によっては非常に良く石灰化することを確認できたに過ぎない。ヒト由来初代培養骨芽細胞による、顆粒状ハイドロキシアパタイト添加の実験では、平面の培養では見られない細胞の挙動が観察され、本研究によって興味深い知見が得られる可能性が示唆された。また、細胞を播種する時点で同時にハイドロキシアパタイト顆粒を添加したものでは、ほとんどの細胞がディッシュ表面に付着することなく死んだのに対し、培養細胞がコンフルエントに達した後にハイドロキシアパタイト顆粒を加えたものでは顆粒間を橋状につなぐ細胞が観察された。この現象の原因は不明であるが、今後細胞の接着に対する顆粒状生体材料の為害性などに関し多くの可能性が示唆されたとも考えられる。ブタ胎児下顎骨由来の骨芽細胞は、ウシ胎児下顎骨由来の骨芽細胞と、その分裂速度、分化状況等の点で比較的近い挙動を示し、同様に石灰化の検索が行える可能性が示唆されたという点で、本研究の現時点での成果には意義があると考えられる。ただし、未だにブタ胎児由来の骨芽細胞においては安定した石灰化が得られる条件が見出されておらず、この点で今後検討すべき課題がある。現在、ヒトアルカリフォスファターゼ遺伝子の塩基配列をもとに、RT/PCR用のプライマーを準備し、ブタ胎児下顎骨由来の培養骨芽細胞からRNAを抽出して同細胞のアルカリフォスファターゼ発現量を検索中である。本研究は5060cmのウシ胎児下顎骨由来初代培養骨芽細胞を用い、顆粒状の生体材料表面における石灰化を検索するものである。生きた状態もしくはそれに近い状態でのウシ胎児の入手が困難で、したがって細胞を確保することがまず第1である。しかしながら、現在までのところ、米国イリノイ州の研究者より供給される予定の細胞が使用できず、国内での入手を中心に考えているが、当初予想された通りその入手が困難で、実験回数に限りがある。具体的には現在までに数回、細胞を入手して多孔質アパタイト顆粒を用いて実験した結果、当初の予想通りアパタイト顆粒表面での石灰化が起こることが確認されている。ただし、光学顕微鏡および電子顕微鏡による観察に関しては、細胞の固定方法、薄切方法に問題があり、現在のところこれらに関する検討を重ねている状況である。また、RT/PCR法による各種サイトカイン発現の検索に関しても、現在進行中で、明らかな結果は未だ得られていない。今後、入手に不確定要素があるウシ胎児下顎骨の細胞だけではなく、他の比較的大型の動物胎児や、商業的に入手可能で、石灰化能を有する細胞の使用も検討するつもりである。この実験により、顆粒状生体材料の間で起こる立体的な石灰化の様子が詳しく分析できれば、従来in vivoでしか観察し得なかった立体的な骨形成のモデルが、より理想に近い形で得られることになる。今後1年間に、より効率的に実験を行い、結果の分析を正確に行う予定である。ヒト由来初代培養骨芽細胞による、顆粒状ハイドロキシアパタイト添加の実験では、平面の培養では見られない細胞の挙動が観察され、本研究によって興味深い知見が得られる可能性か示唆された。

また、細胞を播種する時点で同時にハイドロキシアパタイト顆粒を添加したものでは、ほとんどの細胞がディッシュ表面に付着することなく死んだのに対し、培養細胞がコンフルエントに達した後にハイドロキシアパタイト顆粒を加えたものでは、顆粒間を橋状につなぐ細胞が観察された。この現象の原因は不明であるが、今後細胞の接着に対する顆粒状生体材料の為害性などに関し多くの可能性が示唆されたとも考えられる。ブタ胎児下顎骨由来の骨芽細胞は、ウシ胎児下顎骨由来の骨芽細胞と、その分裂速度、分化状況等の点で比較的近い挙動を示し、同様に石灰化の検索が行える可能性が示唆されたという点で、本研究の現時点での成果には意義があると考えられる。ただし、未だにブタ胎児由来の骨芽細胞においては、安定した石灰化が得られる条件が見出されておらず、この点で今後検討すべき課題がある。現在、ヒトアルカリフォスファターゼ遺伝子の塩基配列をもとに、RT/PCR用のプライマーを準備し、ブタ胎児下顎骨由来の培養骨芽細胞からRNAを抽出して、同細胞のアルカリフォスファターゼ発現量を検索中である。
プロラクチン産生・放出機構における細胞内情報伝達系の解明

以上の成績から、TRHによるp44/42MAPキナーゼ活性化反応はPRL分泌には影響しないが、PRLの合成、細胞増殖抑制、細胞形態の変化に関与する事が明らかになった。また、ブロモクリプチンはp38MAPキナーゼ活性を増加させアポトーシスを誘導する事、TRHを介するp44/42MAPキナーゼ活性化反応は、p38MAPキナーゼ活性化反応の抑制を介してアポトーシスを抑制する役割を有する事を意味する。これらの知見は、プロラクチン産生下垂体細胞におけるMAPキナーゼの機能分担を明らかにしており、一方ドーパミンのD2受容体を介さない作用機序解明にも貢献すると考えられる。プロラクチン(PRL)分泌異常症の原因についてはlactotropic cellにおけるドーパミン受容体異常や細胞内情報伝達系の異常も原因の一つとして考えられている。PRL分泌異常症の分子生物学的解明を目的とし、まず、GH3細胞における細胞内情報伝達系の解明から着手した。GH3細胞を用い,Thyrotropin-releasing hormone(TRH)刺激によるMitogen-(M phase-)activated protein kinase(MAP)キナーゼ活性化反応,及び生理的役割について検討した。ゲル内リン酸化法にてMAPキナーゼ活性反応はTRH刺激後5分後をピークに上昇し、MAPキナーゼキナーゼ(MEK)阻害剤で100%,PKC阻害剤で80%,tyrosinキナーゼ阻害剤,細胞外Ca2_+非存在下でそれぞれ30%抑制された。cAMP単独でMAPキナーゼ活性化反応は有意に上昇しTRH刺激と相加効果を示した。TRHによるPRL分泌はMEK阻害剤で抑制されず,CaMキナーゼII及びMLCキナーゼの阻害剤で有意に抑制された。TRH刺激はDNA合成能を抑制し,形態変化をもたらしたが,これらの変化はMEK阻害剤で阻害された。TRH存在下で培養すると,細胞内PRL量は増加し,成長ホルモン(GH)量は減少したが,MEK阻害剤でPRL量の増加は抑制され,GH量の減少は抑制されなかった。以上より,TRH刺激によMAPキナーゼの活性化反応は直接PRL分泌には関与せず,DNA合成の抑制,PRL産生量の増大と言った細胞分化に関与していることが示唆された。ドーパミンD2受容体作動薬であるブロモクリプチンは高プロラクチン血症や下垂体腫瘍の治療薬として広く使用されているが、下垂体腫瘍の中にはドーパミン抵抗性の腫瘍が存在する。今回我々は、ドーパミン抵抗機序解明の目的でD2受容体を介さないドーパミンの作用機序について検討し、あわせてp38 mitogen-activated protein kinase(p38 MAPキナーゼ)とp44/42MAPキナーゼとの関連も検討した。ラット下垂体腫瘍細胞GH3細胞を用い,まず初めにブロモクリプチンによるp38MAPキナーゼ活性化反応とアポトージスの関連を検討した。GH3細胞をブロモクリプチン存在下に培養するとp38 MAPキナーゼ活性は上昇し、同時にTUNEL陽性のアポトージス細胞数が増加した。これらの変化はp38 MAPキナーゼ特異的阻害剤で有意に抑制された。ブロモクリプチン刺激p38MAPキナーゼ活性はD2受容体拮抗剤で阻害されなかった。p44/42MAPキナーゼ活性化因子(EGF・TRH)をブロモクリプチンと同時投与するとp38MAPキナーゼ活性は有意に減弱し、アポトージスが抑制された。これらの結果は、D2受容体を介さないブロモクリプチンによるアポトージス誘導機構にp38MAPキナーゼ活性化反応が関与する事、p44/42MAPキナーゼ活性化因子はp38MAPキナーゼ活性化反応の抑制を介してアポトージス誘導を阻害する事を示している。以上よりドーパミン抵抗機序解明の為にはD2受容体を介する系と介さない系の両者を検討する必要がある事、p44/42 MAPキナーゼ活性化機構との関連も合わせて検討する必要がある事が明らかとなった。
輝石の拡散定数に関する実験的研究

主要な珪酸塩鉱物である輝石には、様々な拡散現象がみられる。そうした拡散現象を速度論的に解明するためには、拡散系数を知ることが是非とも必要である。しかし輝石の場合、拡散速度が遅い、ソルバス温度以下で二相に分かれてしまう、拡散対を実験的に作りにくい、と言った理由でこれまで信頼に足る拡散係数が実験的にほとんど得られてなかった。そこで今回、筆者らは天然の輝石中の離溶ラメラを拡散対として利用し、これを極微細領域の組成分析に効果的な分析電顕で測定する事により、この問題に取り組んだ。実験に用いた試料はスケアガード産のオージャイトの単結晶で、この結晶中にはほぼ(001)に平行な厚さ約1μm程のピジョナイトの離溶ラメラがある。試料中のCaの濃度はその界面を境にしてほぼステップ状に変化していた。これらの試料を10001200°Cで種々の時間加熱処理した後、分析電顕で組成を測定したところ、明かな拡散プロファイルが得られた。そこでこれらのプロファイルをソルバスの存在を考慮した拡散プロファイルのシミュレーションで解析した結果、輝石のCa【double arrow】(Mg、Fe)相互拡散係数について、これまでにない精度で信頼に足る値を得る事が出来た。今回得られた結果をまとめると以下のようになる。1)拡散係数はピジョナイト中の方がオージャイト中よりも約一桁大きい。2)輝石中での拡散係数は従来考えられていたよりもかなり遅い。3)拡散係数をアーレニウスプロットすると、オージャイト、ピジョナイトともに、約1100°Cに純正拡散と不純物拡散によると思われる折れ曲がりがある。4)オージャイト中とビジョナイト中の拡散の活性化エネルギーは、1100°C以上ではそれぞれ、約120kcal/molと88kcal/molとなり、1100°C以下ではそれぞれ、約22kcal/molと18kcal/molとなる。輝石において直接拡散プロファイルから相互拡散係数を求めることが出来たのは今回が初めてである。本研究の目的は、いまだ信頼のおける相互拡散定数D〔Ca(double half arrows)(Mg,Fe)〕の得られてない輝石において、天然の離溶ラメラを利用して加熱による組成のプロファイルの変化から、Dを求める事である。本年度はその為の方法の確立をめざして以下の事を行った。1.分析電顕よる極微小領域の組成の定量分析法の確立2.不混和領域を持つ拡散対での組成変化の理論計算法の検討3.加熱試料での組成変化の解析によるDの見積り1については、通常の薄膜法では試料の厚さによるSiO_2値の変動が見られたが、今回導入した方法によりほぼEPMA精度の定量値が0.1μm弱の空間分解能で得られた。2の計算法については、不混和領域がある場合の加熱による組成変化について、Tanzilli&Weckel(1968)の方法に基づいて拡散方程式を差分法により計算するプログラムを、FORTRANで開発した。これにより不混和領域がある拡散対での任意の場所と時間における組成の計算が可能になった。3については、離溶ラメラを持つ天然の輝石(Fe/Mg(approximately equal)0.4)を10001200°Cで101000時間加熱した試料につき、分析電顕で組成分析した。

その結果、1100°C以上では10時間加熱ですでに組成の変動が認められた。そこで予備的ではあるが、1100°C、1000時間加熱の試料について、2の計算法でDを求めてみると、D≒9×10^<-17>cm^2/sec(1100°Cで)が得られた。この値はFe/Mg比を考慮すると従来報告されたものよりかなり小さい。今後の課題としては,精度よくDを求める方法の検討,異なった加熱温度でのDから拡散の活性化エネルギーを求める,異なった試料を用いてFe/Mg比によるDの変化を求める事にとりくむ事を予定している.主要な珪酸塩鉱物である輝石には、様々な拡散現象がみられる。そうした拡散現象を速度論的に解明するためには、拡散係数を知ることが是非とも必要である。しかし輝石の場合、拡散速度が遅い、ソルバス温度以下で二相に分かれてしまう、拡散対を実験的に作りにくい、と言った理由でこれまで信頼に足る拡散係数が実験的にほとんど得られてなかった。そこで今回、筆者らは天然の輝石中の離溶ラメラを拡散対として利用し、これを極微細領域の組成分析に効果的な分析電顕で測定する事により、この問題に取り組んだ。昨年度はスケアガード産のトージャイトの単結晶を試料として、加熱後の組成プロファイルを分析電顕で測定し、それにソルバスの存在を考慮した拡散のシミュレーション法を適用して、Ca【.adlharw.】(Mg、Fe)の相互拡散係数を求める方法の確立を目指した。今年度はその確立した方法に則り試料を10001200°Cで種々の時間加熱処理して、拡散係数の温度依存性を明らかにする事を目指した。その結果、上記の温度領域における輝石のCa【.adlharw.】(Mg、Fe)相互拡散係数について、これまでにない精度で信頼に足る値を得る事が出来た。今年度得られた結果をまとめると以下のようになる。1)拡散係数はピジョナイト中の方がオージャイト中よりも約一桁大きい。2)輝石中での拡散係数は従来考えられていたよりもかなり遅い。3)拡散係数をアーレニウスプロットすると、オージャイト、ピジョナイトともに、約1100°Cに純正拡散と不純物拡散によると思われる折れ曲がりがある。(4)オージャイト中とピジョナイト中の拡散の活性化エネルギーは、1100°C以上ではそれぞれ、約120kcal/molと88kcal/molとなり、1100°C以下ではそれぞれ、約22kcal/molと18kcal/molとなる。輝石において直接拡散プロファイルから相互拡散係数を求めることが出来たのは今回が初めてである。
医用内視鏡に使用可能な高出力・高トルク超音波マイクロモータ

超音波モータをマイクロ化しようとするとき、振動子部分も同時にマイクロ化してしまうと、どうしても駆動部分のPZT素子が小さくなり、入力電力が小さくなってしまい、出力が制限されてしまう恐れがあった。もしも駆動部分のPZT素子の大きさはそのままに、駆動部分だけマイクロ化することができれば、比較的高出力な超音波マイクロモータが実現できるのではないかと考えたのが出発点である。そこで、通常サイズの振動子にホーンと伝送線をとりつけて、細線である伝送線に振動を集中させるアイディアを提案した。伝送線の先端に回転機構を設けることで、超音波マイクロモータを実現することが可能になる。
ASPS-1によるCDC-48のデフォルト化の解析と新規線虫糖尿病モデルの確立

CDC-48は、極めて多岐にわたる機能に関わるAAA型シャペロンである。Nドメイン結合アダプターがそれぞれに特異的な基質を認識し、C末端結合アダプターがそれらをどのように処理するかを規定している。最近、Nドメイン結合アダプターASPS-1が線虫の寿命制御に関わり、CDC-48量の低下にともなってASPS-1の重要性が増すことを見出した。本研究では、ASPS-1がCDC-48のデフォルト化(解体および再会合)に関わり、その過程で生じるヘテロ4量体が糖輸送・利用に関与しているという仮説を検証する。同時に、ASPS-1を基盤とした糖尿病の新規線虫モデルの確立も目ざす。
有機電界効果トランジスタの特性向上を目指した有機薄膜の構造制御

近年、有機材料のデバイス化が急速に進展し始めており、有機電界効果トランジスタを中心とした入出力機器の開発が強く求められている。しかし、π電子共役系の有機材料を用いる限り、キャリア移動度が従来の無機半導体に及ばないという本質的な問題が残されている。この問題を解決するためには、有機分子の配向と薄膜のモルフォロジーの制御が不可欠である。本研究では、一重項ビラジカル(Ph_2-IDPL)を用いて、不対電子間の相互作用を利用した薄膜の構造制御について検討した。Ph_2-IDPLは、大阪大学大学院理学研究科の久保・中筋らによって合成された物質で、分子どうしが不対電子間の強い相互作用によってスタックし、結晶中で1次元の鎖を形成する。また、この相互作用によって、分子間にバンドが形成されることが示唆されており、室温で約10^<-5>S/cmの電導度を示す。本年度は、Ph_2-IDPLの薄膜を超高真空中で作製し、その分子配列を走査型トンネル顕微鏡で評価した。その結果、薄膜中では、Ph_2-IDPLが鎖状にスタックし、これらの鎖が2次元的に配列することが示された。一方で、有機ラジカル(TTTA)の薄膜作製に関する研究を行った。TTTAは、常磁性-非磁性転移を示し、双安定領域が室温付近に存在するため、スイッチング機能をもつデバイスやメモリーなどへの応用が期待されている。これまでに、超高真空中で金基板上に吸着させたTTTAについて、X線光電子分光(XPS)および紫外光電子分光(UPS)で評価した。XPSおよびUPSスペクトルから、TTTAは分解せずに金表面に吸着することが示された。さらに、分子軌道計算によるUPSスペクトルのシミュレーションから、TTTAは、低温では二量体を形成し、室温ではラジカルのまま存在することが示唆された。このことから、金基板からTTTAへの電子移動は起こっていないことが分かる。最近、有機発光ダイオード(有機EL)や有機電界効果トランジスタ(有機FET)など、有機材料を用いる電子デバイスに関する研究が注目を集めている。また、優れた光・電子機能をもつ有機材料のデバイス化は、有機ELの実用化をきっかけに急速に進展し始めており、有機FETを中心とした情報処理機能をもつ入出力機器の開発が、強く求められている。しかし、π電子共役系の有機材料を用いてFETを作製する限りでは、キャリア移動度が従来の無機半導体に及ばないという本質的な問題が残されている。本研究では、Si基板を用いて、ボトムコンタクト構造の有機FETを超高真空中で作製し、キャリア移動度に影響を与える種々の因子について検討する。有機FETの特性は、薄膜のグレインサイズやモルフォロジーに強く依存している。また、有機薄膜のグレインサイズは、基板の温度や蒸着速度のような製膜条件に依存することが知られているが、その成長過程には、依然として不明な点が多い。したがって、最初に、光電子顕微鏡(PEEM)を用いて、基板表面での薄膜の成長過程,モルフォロジー,グレインサイズについて検討する。PEEMは、試料表面で起こる現象の変化をリアルタイムで追跡することができるので、これらの現象を解明するのに極めて有用である。具体的には、基板の温度や蒸着速度を変えながら有機分子を蒸着し、大きなグレインが形成される条件について検討する。これまでに、PEEMの設計を行った。具体的には、ステージに加熱・冷却機構を取り付け、基板の温度を制御できるようにした。現在、PEEMの立ち上げおよび性能評価を行っている。本研究では、iodobenzonitrile (IBN)を用いて、ヨウ素-窒素間の相互作用を利用した薄膜の構造制御を目指している。IBNの薄膜は、超高真空中で作製し、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いてin situで評価するため、本年度は、STMの立ち上げと性能評価を行った。STMの性能は、Si(111)および高配向熱分解黒鉛の原子像の観察によって評価した。一方、1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl (TTTA)の薄膜作製に関する研究を行った。このようなデバイスへの応用には、相転移の制御だけでなく、TTTAを金属などの基板上に集積することも重要となる。そこで、超高真空中でTTTAを金基板上に吸着させ、X線光電子分光(XPS)および紫外光電子分光(UPS)で評価した。S 2p領域のXPSスペクトルから、TTTAが金表面に物理吸着することが示された。UPSスペクトルでは、観測されたTTTAの状態密度を、αスピンとβスピンの状態密度の重ねあわせによって説明することができた。したがって、TTTAは分解せずに金表面に吸着しており、ラジカルのまま存在していることが示唆された。

また、このことから、金基板からTTTAへの電子移動は起こっていないことが分かる。近年、有機材料のデバイス化が急速に進展し始めており、有機電界効果トランジスタを中心とした入出力機器の開発が強く求められている。しかし、π電子共役系の有機材料を用いる限り、キャリア移動度が従来の無機半導体に及ばないという本質的な問題が残されている。この問題を解決するためには、有機分子の配向と薄膜のモルフォロジーの制御が不可欠である。本研究では、一重項ビラジカル(Ph_2-IDPL)を用いて、不対電子間の相互作用を利用した薄膜の構造制御について検討した。Ph_2-IDPLは、大阪大学大学院理学研究科の久保・中筋らによって合成された物質で、分子どうしが不対電子間の強い相互作用によってスタックし、結晶中で1次元の鎖を形成する。また、この相互作用によって、分子間にバンドが形成されることが示唆されており、室温で約10^<-5>S/cmの電導度を示す。本年度は、Ph_2-IDPLの薄膜を超高真空中で作製し、その分子配列を走査型トンネル顕微鏡で評価した。その結果、薄膜中では、Ph_2-IDPLが鎖状にスタックし、これらの鎖が2次元的に配列することが示された。一方で、有機ラジカル(TTTA)の薄膜作製に関する研究を行った。TTTAは、常磁性-非磁性転移を示し、双安定領域が室温付近に存在するため、スイッチング機能をもつデバイスやメモリーなどへの応用が期待されている。これまでに、超高真空中で金基板上に吸着させたTTTAについて、X線光電子分光(XPS)および紫外光電子分光(UPS)で評価した。XPSおよびUPSスペクトルから、TTTAは分解せずに金表面に吸着することが示された。さらに、分子軌道計算によるUPSスペクトルのシミュレーションから、TTTAは、低温では二量体を形成し、室温ではラジカルのまま存在することが示唆された。このことから、金基板からTTTAへの電子移動は起こっていないことが分かる。
「三月前期」における文学への「検閲」について

当該研究では、「検閲(機関)」と言論・出版の自由の対立を機軸に、ウィーンの「三月前期」における独自の近代市民文化の形成を検討した。文化の抑圧システムとしての「検閲」を介しての強権弾圧の発動と、それに対する抵抗の対立構造は、フランツ二世支配の帝政下でのメッテルニヒ体制の劇場政策と演劇人の文化活動(主として劇作品の創造と芝居の興行)の対立に表われていることを、当研究はまず確認し、当時のウィーン・演劇文化の展開と挫折の過程を詳細に論じた。ナポレオン没落後のウィーン会議開催以前から、既にフランツ皇帝は矢継ぎ早に劇場という文化施設と舞台芸術に携わる人間に関わる法令を発布し、これらは大別して「規定(Ordnungen)」と「禁止令(Verbote)]に分れる。しかし、歴史上自由化と民主化を抑圧する意図で制定された、悪名高い「カールスバードの決議(1819)」以後に出された「規定」の内容も、既に実質上「禁止令」に近いもので、たとえば「ブルク宮廷劇場とトーア門民衆劇場に関する規定(1800)」や「ウィーン市外区・劇場警察官の職務規定(1803)」などは、劇場運営や観劇の自由を制限する細則から成るものであった。この傾向は、「即興劇禁止令」や「児童のバレー演舞禁止令(1821)」などに繋がっていく。さらにウィーンでは1826年に穏健な文学・芸術サークルであった「ルートゥラムスヘーレ(Ludlams hohle)」弾圧で解散に追い込まれ、シューベルトとバウエルンフェルトの共作になるオペラもグリルパルツアーやネストロイの劇作品も公表、上演ともに禁止され、「検閲」はパリの七月革命前の1829年まで最も過酷を極めた。他方で、「検閲」による弾圧政策は数多くの文化人のウィーン脱出を誘発し、特に新天地北アメリカにわたった者はグローバリゼーションの先鞭をつけ、ヨーロッパとアメリカ文化の交流に貢献したことは、肯定的な歴史の皮肉である(シールスフィールドやレーナウのアメリカ体験と文学作品を当論文では検証)。私の専門とするドイツ・オーストリアの演劇研究では、ライムントやネストロイを代表とする民衆劇と、グリルパルツァーに代表される歴史劇に対しての検閲の特徴を、今年度は考察した。現実の社会制度や政治体制に関わりのない夢幻的・浪漫的民衆劇を得意とするライムントのような作家は検閲の憂き目にあうことはなかったが、諧謔の中にも社会的、政治的批判を込める民衆劇を本領としたネストロイなどはしばしば検閲の抑圧を受けている。演劇台本を公表することが少ないか、或いは皆無であった民衆劇では、演劇作品が舞台に上がって始めて、検閲は上演差し止めなどの措置に表われ、禁固刑に服した劇作家の作品の解釈、さらには作家の手紙や談話録に表現されている検閲への批判などを参考に「三月前期」の社会と文化を理解するよう務めた。それに対して、純文学としての演劇といえるグリルパルツァーの歴史劇は、上演された芝居と印刷に付された台本という両面で、検閲に対処しなければならなかった。従来、オーストリアの歴史や国家体制を描く歴史劇は、概括的に検閲を受けること多かったとされてきたが、当時の劇作家たちの作品を詳細に比較検討していった過程で、検閲の頻度や過酷さの程度は劇作家毎に非常に異なっていることが判明した。例えば「三月前期」の劇作家であるH.J.コリン(Collin、1771-1811)、J.L.ピュルカ-(Pyrker、1769

-1844)、或いはC.ピヒラー(Pichler、1772-1847)などは、グリルパルツァー同様、オトカー王やルードルフ一世を描写する歴史劇や叙事詩を発表するものの、検閲を受けず、対してグリルパルツァ-は繰り返し検閲を受けていた。この違いが生じる由来を私は「神話」と「歴史」、絶対主義への「信奉」と「批判もしくは懐疑」といった二項対立に求め、検閲と文学の相克を検討した。今年度の研究では、以下箇条書きに記す重点項目につき、研究を行った。1)オーストリア・ウィーンの「三月前期」(1815-1848)において、劇作家のグリルパルツァー(1791-1872)やバウエルンフェルト(1802-1890)は、メッテルニヒに代表される絶対主義に基づく抑圧政治に対し、言論・結社の自由を求めて戦った。執拗な「検閲」による思想統制によって、彼らの文学創造の活動は阻害され、彼等は生涯を消極的抵抗と諦念への逃避のうちに終えた。したがって、彼らの残した歴史劇や、諧謔と軽い風刺による世態・風俗を活写した「サロン劇」を、まず読み、「検閲」の影響によって、どのように作品は発禁されたり、断片もしくは未完にに終わったかを、周到な考証学の手法も援用して跡付けた。そして、彼らの完成作品では、時代背景との関連で、それらの作品さまざまな角度から解釈し、歴史観の研究や、時代の考証など、さまざまな目的で、現代に蘇らせ、その作品を再評価することは、我々後代の者に託された課題である、と結論付けた。2)以上の論点に付随して、「三月前期」における文化一般と「検閲」の相克を概観し、ウィーン文化の総体を理解できるよう努め、その成果をさまざまの論文にまとめ公表した。3)「検閲」の抑圧に対峙する、「三月前期」の時代の文化人、その中でも特に劇作家を中心とする知識人達の歴史理解、もしくは歴史観を考察し、彼等がどのように民主的市民文化の形成に貢献したかも詳細に考察した。
抗DNA抗体は生細胞に結合／侵入して全身性エリテマトーデスの病態形成に関わるか？

抗DNA抗体が生細胞内に侵入して,細胞に全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成に関わるような変化をもたらすことに関して,私たちのこれまでの実験結果は,以下の3つの論点に集約されてきた。1. Beta2-glycoprotein Iと交差反応する抗DNA抗体WB-6による組織因子の発現誘導。WB-6は健常人単球に取り込まれたが,この現象はあらかじめ細胞をDNaseIで処理することによって抑制され,細胞表面のDNAを介して生じることが明らかになった。おそらく,WB-6はDNAと結合して免疫複合体の形でエンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれ,TLR9などのDNAセンサーを活性化させるのであろうと推察された。この研究成果はClinical and Experimental Immunology (195:167-178, 2019)に発表された。2. 2本鎖(ds)DNAに特異的な抗体2C10による炎症性サイトカインなどの発現誘導。2C10に関しては,単独でも単球などの細胞内に入るが,その現象はDNAを添加すると促進されることが明らかになった。また,蛍光標識DNAを作成してDNAの細胞内取り込みも観察した結果,DNA単独ではほとんど細胞内に取り込まれないが,2C10を添加すると取り込まれることが明らかになった。SLEの患者血液中では,抗DNA抗体が細胞表面のDNAを細胞内に取り込ませて,細胞内DNAセンサーを活性化させ,サイトカインなどの発現を誘導しているものと推察される。3. WB-6による組織因子発現誘導には,従来の説であるTLR4経路の活性化とは異なる,TLR9の経路が関わっている可能性がある。上記1の論文発表時点では,TLR9の関わりに関しては可能性が示唆されるに止まっていたが,さらにTLR9経路の阻害剤を使った実験などを進めている。これまでの研究成果の一部を海外の学術雑誌に発表することができた。さらなる論文発表に向けて,現在論文執筆中である。2019年度にも検討を続け,上記「研究実績の概要」に述べた2と3の論点についても,論文発表を目指す。抗DNA抗体が全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成にどのように関わるかを明らかにするために,モノクローナル抗DNA抗体2C10,H241,WB-6などを,培養細胞株THP-1,EA.hy926などと培養し,フローサイトメータおよび蛍光顕微鏡で観察した。その結果,抗DNA抗体は1-2時間の培養中に生細胞の細胞質または核に取り込まれることが確認できた。アイソタイプコントロールのIgG抗体は取り込まれなかった。抗体とともに培養した直後の細胞はannexin Vでは染色されず,細胞膜が傷害されていない生細胞であることが確認された。この結果は,第60回日本リウマチ学会のInternational Concurrent Workshopで発表した。さらに,このような抗DNA抗体の取り込みは,細胞をDNase 1で処理すると減弱することが明らかにされ,抗体がまず細胞表面に付着しているDNAを介して細胞に結合することが示唆された。この結果はThe 13th International Workshop on Autoantibodies and Autoimmunityにて発表した。一方,SLE,混合性結合組織病(MCTD),全身性硬化症(SSc)などの症例から得たIgGを,ヒト肺動脈平滑筋細胞株に添加して,その機能に与える影響をBoyden chamber法,蛍光免疫染色法などで検討した。その結果,肺高血圧症を合併しているSLE患者から得たIgGは肺動脈平滑筋細胞の遊走能を更新させ,肺高血圧症の病態形成に関わっている可能性が示唆された。このIgGは,肺動脈平滑筋細胞のエノラーゼ1と反応することも明らかになった。この結果は,第60回日本リウマチ学会のInternational Concurrent Workshop,および第11回日本臨床検査学教育学会で発表した。これまでにモノクローナル抗体および患者血清中の抗体を用いて,免疫組織化学的方法とフローサイトメトリーで,抗DNA抗体が生細胞中に侵入することを何度も確認してきた。細胞としては,ヒト単球系細胞THP-1,ヒト血管内皮系細胞EA.hy926を用いてきた。しかし,抗体のロット,細胞の状態,培養条件などによって侵入の度合いが大きく異なり,一定した結果が得られていない。国際学会に口頭発表することができたが,さらに検討を進めて安定した結果を得て,学術雑誌に投稿することを目指したい。また,抗エノラーゼ1抗体陽性の患者IgGが,ヒト肺動脈平滑筋細胞の遊走を亢進させる興味深い結果が得られたが,まだ症例数が少ないこと,エノラーゼ1結合活性と,肺動脈平滑筋細胞に影響を及ぼす活性とが,同一の抗体によるものか否かが不明であること,などの問題点があり,今後検討する必要がある。抗DNA抗体が全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成にどのように関わるかを明らかにするために,各種の細胞をモノクローナル抗DNA抗体2C10,WB-6,H241などと共に1-2時間培養して,抗体の有無が細胞に及ぼす影響を蛍光顕微鏡,電子顕微鏡,フローサイトメータ,酵素抗体法などで評価した。平成28年度は主に単球系細胞株THP-1,血管内皮系細胞株EA.hy926などを用いて検討したが,29年度は健常人末梢血単核細胞(PBMC)や,臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)を用いた。その結果,抗DNA抗体はPBMCやHUVECの細胞内に取り込まれることが観察された。

PBMCでは,主に単球に取り込まれ,リンパ球にはごく少量しか取り込まれないことが判明した。さらに,単球はWB-6を取り込むと共に,組織因子の発現を誘導することが観察された。WB-6はカルジオリピン-beta2-グリコプロテインI複合体とも反応する抗体であり,このような抗体がSLEに合併しやすい抗リン脂質抗体症候群の血栓形成傾向を誘導している可能性が示唆された。また,WB-6はHUVECに対して直接的には明らかな影響を及ばさなかったが,WB-6の存在下で培養したTHP-1の培養上清はHUVECにVCAM-1,ICAM-1の発現を誘導した。すなわち,抗DNA抗体が単球系細胞を活性化して炎症性サイトカインTNFalphaなどの産生を誘導し,間接的に血管内皮細胞を活性化するという新たな血栓形成機序が示唆された。以上のような自己免疫疾患の病態に関する検討と並行して,マックルウェルズ症候群などの自己炎症疾患の病態解析に関する検討も進んでおり,学会,論文にて発表した。様々な細胞株や天然の細胞を用いて検討し,抗DNA抗体が生細胞に取り込まれることを確認した。どのような細胞にでも同じように取り込まれるのではなく,特に単球には良く取り込まれるが,リンパ球にはほとんど取り込まれないなど,細胞の選択性も明らかになってきた。一方,抗体の側も,どのような抗DNA抗体も同様に取り込まれるのではなく,カルジオリピン-beta2-グリコプロテインI複合体とも反応する抗体は細胞膜に結合し,一部が細胞質に侵入すること,2本鎖DNAに特異的な抗体は速やかに生細胞の核内に到達することなど,抗体の詳細な特異性によって差異があることも明らかになってきた。抗DNA抗体が生細胞内に侵入して,細胞に全身性エリテマトーデス(SLE)の病態形成に関わるような変化をもたらすことに関して,私たちのこれまでの実験結果は,以下の3つの論点に集約されてきた。1. Beta2-glycoprotein Iと交差反応する抗DNA抗体WB-6による組織因子の発現誘導。WB-6は健常人単球に取り込まれたが,この現象はあらかじめ細胞をDNaseIで処理することによって抑制され,細胞表面のDNAを介して生じることが明らかになった。おそらく,WB-6はDNAと結合して免疫複合体の形でエンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれ,TLR9などのDNAセンサーを活性化させるのであろうと推察された。この研究成果はClinical and Experimental Immunology (195:167-178, 2019)に発表された。2. 2本鎖(ds)DNAに特異的な抗体2C10による炎症性サイトカインなどの発現誘導。2C10に関しては,単独でも単球などの細胞内に入るが,その現象はDNAを添加すると促進されることが明らかになった。また,蛍光標識DNAを作成してDNAの細胞内取り込みも観察した結果,DNA単独ではほとんど細胞内に取り込まれないが,2C10を添加すると取り込まれることが明らかになった。
古細菌型レチナール蛋白質の機能分化機構

光センサーとして機能する古細菌型レチナール蛋白質,ファラオニスフォボロドプシン(ppR)では,機能発現時の構造変化に蛋白質内プロトン移動が伴うことを,これまでに我々は明らかにした.そこでppRのプロトン移動を,電気生理学的手法によって電流として捉えることを試みた.電気生理学的測定を適用するために,アフリカツメガエル卵母細胞におけるppRの発現系を構築した.ppRのmRNAをインジェクション後35日目の卵母細胞に光照射を行うと,微弱な外向き電流が観測された.この電流は,ppRの構造変化速度を加速するazideを添加すると増大したことから,ppRの構造変化に伴う蛋白質内プロトン移動を電流として捉えたものと考えられる.これまで古細菌型レチナール蛋白質の電気生理学的データは分光学的データと比較して少なく,本成果をさらに進展させれば別視点から蛋白質構造変化を捉えることが可能になる.また,蛋白質の表面構造・構造変化を簡便に検出する方法の開発も試みた.具体的には,対象とする蛋白質で系統的にシステイン導入変異体を作製し,システインのチオール基と金との反応性から変異導入部位の表面露出性を評価した.新奇な点は,金としてガラス基板上の金薄膜を用い,金-チオール反応の検出に表面プラズモン共鳴シグナルを用いた点である.実際この方法を立体構造既知のカリウムイオンチャネルに適用したところ,チャネルの開閉に伴う大域的な構造変化を検出することができた(現在投稿中).これらの方法をppRやその類似蛋白質に包括的に応用し,各蛋白質の特性をより多面的に捉えれば,古細菌型レチナール蛋白質の機能分化に重要な特徴を明らかにできると考えられる.1.ppRの光反応サイクル中に起こる分子内プロトン移動の解析SnO_2ガラス透明電極を用い、走光性光センサーのppRへ光を照射した際に誘起される蛋白質からのプロトン放出・取り込みの解析を行った。その結果、ppRの機能サイクル(光反応サイクル)中、Mと呼ばれる光中間体生成過程でAsp193からプロトンが蛋白質細胞外側へ放出され(Iwamoto et al.,Biochemistry,印刷中)、M中間体崩壊過程で発色団レチナールとLys205が形成するシッフ塩基へ蛋白質細胞質側外部からプロトンが取り込まれる(Iwamoto et al.,Biochemistry 42,2003,2790-2796)ことが、部位特異的変異体ppRの解析から明らかになった。光駆動プロトンポンプとして機能するバクテリオロドプシンでもこれと類似した分子内プロトン移動が起こることが知られており、光反応サイクル中の同様な蛋白質構造変化が両者の類似した分子内プロトン移動を誘起しているものと予想される。したがって、古細菌型レチナール蛋白質はそれらの機能に関わらず、共通した蛋白質構造変化を機能発現に利用していると考えられる。2.pHtrIIの結合がppRの分子内プロトン移動に及ぼす影響の解析また、ppRはトランスデューサーと呼ばれる膜蛋白質(pHtrII)と複合体を形成して細胞内へシグナルを伝達することが知られている。そこで、pHtrIIの結合がppRの光反応サイクル中の分子内プロトン移動に及ぼす影響の解析から、両膜蛋白質間の相互作用機構の推定を試みた。その結果、pHtrIIの結合はppRのプロトン取り込みではなくM中間体生成過程に起こるプロトン放出に影響を及ぼすことが明らかになった。pHtrIIと複合体を形成したppRのプロトン放出を様々なpHで解析したところ、先に同定されたppRのプロトン放出基Asp193のpK_aがppR単体時より低下していることがわかった(Iwamoto et al.,Biochemistry,印刷中)。この結果は、pHtrIIの結合によってppRのAsp193周囲の環境が変化していることを示唆し、この環境変化がシグナル伝達時に示すppRの構造変化を反映するものと考えられる。古細菌型レチナール蛋白質はいずれも類似したアミノ酸配列・立体構造を持ち,光励起により開始される光反応サイクル中に機能するが,その結果発現される機能は光駆動イオンポンプや走行性の光センサーなど多様である.本研究では光センサーであるファラオニスフォボロドプシン(ppR)の機能発現過程を解析し,これまで多数の知見が蓄積されている光駆動イオンポンプと比較することで,古細菌型レチナール蛋白質の機能分化機構を解明することを目指している.本年度は,ppRの光反応サイクルの速度制御機構に関する以下の知見が得られた.ppRをはじめ,光センサー型のレチナール蛋白質はイオンポンプ型のものと比較して遅い光反応サイクルを示す特徴があるが,これはMやOと呼ばれる光反応中間体の崩壊速度の違いに由来することが分かっている.我々は,フラッシュフォトリシス法や分光学的なpH滴定から,レチナールとアポタンパク質が形成するシッフ塩基の対イオンであるカルボン酸(Asp75)側鎖のpKa,と,O中間体の崩壊速度との間に高い相関関係があることを明らかにした.さらに,光駆動イオンポンプに匹敵するほど速いO中間体崩壊速度を示すppR多重変異体の作製に成功し,O中間体崩壊速度制御に重要ないくつかのアミノ酸残基を特定することができた.また本年度は,ppRの構造変化を電気生理学的手法で捉える目的で,アフリカツメガエル卵母細胞における発現系の構築を試みた.ppRのmRNAをインジェクションした卵母細胞に光照射したところ,微弱ながらも電流を検出した.しかしその電流は非常に小さく,詳細な解析には至らなかった.

この原因としてppRの発現量が少ないこと,また照射光量の不足などが考えられ,今後はこの両面から改善を行う必要がある.光センサーとして機能する古細菌型レチナール蛋白質,ファラオニスフォボロドプシン(ppR)では,機能発現時の構造変化に蛋白質内プロトン移動が伴うことを,これまでに我々は明らかにした.そこでppRのプロトン移動を,電気生理学的手法によって電流として捉えることを試みた.電気生理学的測定を適用するために,アフリカツメガエル卵母細胞におけるppRの発現系を構築した.ppRのmRNAをインジェクション後35日目の卵母細胞に光照射を行うと,微弱な外向き電流が観測された.この電流は,ppRの構造変化速度を加速するazideを添加すると増大したことから,ppRの構造変化に伴う蛋白質内プロトン移動を電流として捉えたものと考えられる.これまで古細菌型レチナール蛋白質の電気生理学的データは分光学的データと比較して少なく,本成果をさらに進展させれば別視点から蛋白質構造変化を捉えることが可能になる.また,蛋白質の表面構造・構造変化を簡便に検出する方法の開発も試みた.具体的には,対象とする蛋白質で系統的にシステイン導入変異体を作製し,システインのチオール基と金との反応性から変異導入部位の表面露出性を評価した.新奇な点は,金としてガラス基板上の金薄膜を用い,金-チオール反応の検出に表面プラズモン共鳴シグナルを用いた点である.実際この方法を立体構造既知のカリウムイオンチャネルに適用したところ,チャネルの開閉に伴う大域的な構造変化を検出することができた(現在投稿中).これらの方法をppRやその類似蛋白質に包括的に応用し,各蛋白質の特性をより多面的に捉えれば,古細菌型レチナール蛋白質の機能分化に重要な特徴を明らかにできると考えられる.
女性アスリートの方向転換能力向上要因分析と年代別トレーニングプログラム構築

本研究は中学生から成人にかけて方向転換能力の発達要因を体力と動きの観点から明らかにし、効果的な方向転換能力向上のためのトレーニングプログラムを構築することを目的とした。その結果、方向転換能力は中学生から高校生期に著しく向上すること、そしてその向上は形態、スピード、筋パワーの変化とは年代にかかわらず関連せず、特異的な変化であった。一方、動作分析では減速期から停止期にかけて要する時間が短く、単位時間当たりの重心移動量が大きいことが方向転換スピードに関連し、この動作を改善する下肢3関節を瞬間的に屈曲させるトレーニングを介入した。その結果コントロールに比して顕著な方向転換能力の向上が示された。初年度の横断的検討の結果、競技レベルの高い女子サッカー選手は優れた方向転換能力(COD)を持つこと、CODは高校生年代に顕著に変化すること、若年者(1216歳)と成人(17歳成人)では、CODと相関を持つ体力要素が異なることが明らかとなった。そのため、25年度は女子サッカー選手のCODのA:縦断的な変化分析、B:説明因子としてのテクニックの影響分析、C:トレーニングプログラムの検討、の3点を目的として研究を行った。A:女子サッカー選手のCODの縦断的変化:45名の中・高生女子サッカー選手の身長、体重、10m×5COD、10m/40m走、バウンディング、スクワットジャンプ、カウンタームーブメントジャンプの年間変化量を検討した。その結果、CODは13歳から17歳までの各年代で有意(p<0.05)に発達する一方、13ー16歳、17ー18歳のCODとその他の測定項目の年間変化量には有意な相関が見られなかった。これらのことはCODのトレーナビリティが中学生から高校生前期に高いこと、またCODは他の体力要素とは独立して発達することを示唆する。B:女子サッカー選手のCODスピードとテクニックの関係:18名の中・高・大学生女子サッカー選手の10m×5CODテスト中の停止期および減速期の膝屈曲角度および重心位置を年代間で比較検討した。その結果、減速期の重心位置は大学生が高校生よりも有意に低かった。一方、停止期の重心位置に群間差が見られないことから、優れたCODを有する選手は、減速期に重心位置を低くし、そのまま重心変位が少ない状態で方向転換をしていることが示された。C:トレーニングプログラムの検討:上述の結果から、COD向上プログラムとして、減速から停止局面での重心変移量軽減のためのコアトレーニング、トリプルフレクションのトレーニングを構築し、介入することとした。本研究課題の目的は、女子サッカー選手の方向転換能力改善要因を検討することを目的とする。今年度は女子サッカー選手の方向転換動作に影響する要因を横断的に検討し、年代別の特徴を明らかにすることを目的とした。また、女子選手の特徴を明らかにするため、同年代の男子選手と比較した。対象者は13歳から成人の競技レベルの高い(プロ選手、代表選手、Jリーグ下部組織に所属する選手)サッカー選手277名(女子106名、男子171名)であった。測定項目は身長、体重、除脂肪体重(LBM)、10m走、10m×5走、バウンディングとした。解析方法は、方向転換能力を示す10m×5走タイムを独立因子、その他の測定値を説明因子として重回帰分析を行い、方向転換能力を説明するその他の体力要素について検討した。また、各測定値の横断的変化を検討し、どの時期に各種体力要素が変化するかの基礎情報を得た。その結果、男子においては10m×5走の説明因子としてLBM、10m、バウンディング(それぞれβ=ー0.425、0.348、ー0.192)が抽出されたのに対し、女子では10m、LBM、体重(それぞれβ=0.473、ー0.402、0.159)が抽出された。さらに13歳から18歳の成長期男女のみで検討すると、女子では10m(β=0.559)のみが説明因子として抽出され、筋量やバウンディングに反映される全身パワーが方向転換能力に生かされていないことが示唆された。一方、成長期男子では成人を含めた場合と同様の結果が得られた。これらの結果から、男女では方向転換能力に影響する体力因子が異なること、また成人と成長期の選手でも異なることが明らかとなった。現在女子選手の方向転換時の動作解析を実施中である。本年度は平成25年度までの研究結果をもとにしたトレーニングプログラムの介入と、それによる変化をコントロール群と比較検討し、効果的なエリート女子サッカー選手の方向転換能力向上プログラムを構築することを目的とした。トレーニング介入は13名の高校生フィールドプレーヤーに対して行い、そのうち介入期間に傷害発症がなく、また介入前後の測定に参加できた8名を解析対象とした。一方、コントロール群である同年代の女子サッカー選手10名は通常練習のみを行った。