hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
既設劣化橋梁の耐荷力性能に及ぼす軸重変動の影響評価と走行荷重特性の解明

北陸地方などの積雪寒冷地域の主要幹線道路における鋼道路橋では,ASRによる劣化に加え,冬季に散布される凍結防止剤による塩化物イオンの浸透により,床版内部の鉄筋が腐食し,舗装上にポットホールが生じている.このような劣化に至るまでには,床版内部の材料的な劣化に加えて,外的な車両重量(軸重,輪荷重)や交通量などが大きく影響している.本研究では,ASRによる劣化が確認された北陸地方の山間部の橋梁群からRC床版を有する鋼道路橋を選定し,大型車両走行時の軸重(輪荷重)の変動を明らかにするとともに,試験車走行試験および一般車を対象とした走行荷重モニタリング(BWIM)を行うことで,交通荷重実態についても明らかにした.また同時に,有限要素解析(FEA)を行い,モニタリングで得られた走行荷重と床版変位の関係と比較することで,現橋のRC床版における剛性を評価し,さらに弾塑性解析との比較により残存耐力を明らかにした.一般車による走行荷重モニタリングからは,過積載車両による影響は少ないと判断したが,モニタリング期間中の走行荷重と床版変位の関係および解析結果との比較から,漏水が見られた劣化箇所では,コア試験と同程度の弾性係数の低下が確認でき,健全時と比較して著しく剛性が低下していることを明らかにした.さらに,終局耐力を評価するため,RC床版の弾塑性解析をした結果,現橋の床版耐力は,健全と比較して約3割程度低下していると考えられるが,現状の交通荷重レベルでは安全に対して余裕があると推察した.このように劣化橋梁上を走行する荷重の軸重変動および一般車を対象としたBWIMによる走行荷重実態を明らかにし,解析結果と比較することにより,現状の床版剛性および残存耐力を明らかにすることができた.既設劣化橋梁において,残存耐荷力および疲労性能の評価に信頼性設計法を利用して,実交通荷重による性能照査が行われようとしており,路線ごとの交通荷重特性および劣化橋梁の耐荷力評価手法の確立が求められている.それに対して,今年度は,実際にASRおよび塩害劣化を生じている橋梁において,試験車を用いた車両走行試験を行い,走行荷重の橋梁進入時および橋梁上での軸重の変動(増幅)について明らかにすることにした.車両走行試験では,走行荷重の変動を明らかにするため,車軸にひずみゲージを添付し,軸重の曲げひずみを計測することで走行荷重の変動を直接計測した.これまでの知見から路面凹凸やジョイント段差などにより,軸重が大きく変動することが明らかになっており,走行速度の違いにより,静的な軸重に対してどの程度の増幅が生じるのか確かめるため,試験車走行試験での走行速度は20,40,60km/h(上下線)の3パターンで行った.本実験結果として,橋梁上を60km/h走行した時に,比較的大きな加速度を生じていた場所において,静的な荷重も加えると1.3倍程度の動的荷重が生じていることがわかった.とくに,ジョイント手前にあったパッチング箇所では荷重が1.4倍になっていることから,増幅された荷重により,さらに損傷を拡大させることにより,損傷の悪循環が繰り返されているため,耐荷性や耐久性を大幅に減少させているものと推察された.また,20km/h走行の低速でも1.2倍程度の変動をしており,このような動的な変動分はBWIMによる走行荷重の軸重推定にも誤差として大きな影響を及ぼすため,荷重推定の際には注意が必要であることがわかった.本研究の研究計画は,以下のようになっている.1走行荷重の橋梁進入時および橋梁上での軸重の変動(増幅)について明らかにする.2既存のBWIM(Bridge Weigh In Motion)の精度を検証する.3石川県または福井県内の主要幹線道路にてBWIMを行い,重交通荷重の走行実態を明らかにする.4健全と劣化床版を対象とした床版変位と軸重の変動量を考慮した関係を長期モニタリングし,劣化床版の健全度評価と将来の劣化予測をする.本年度は,劣化橋梁として,石川県と福井県の県境を跨ぐ山間部の国道に位置する,橋長36.0m,有効幅員7.0mの4主桁を有する鋼合成鈑桁橋を対象とした.ジョイント付近の舗装ではパッチングによる補修を何度か行った形跡があるが,現状ではポットホールが生じている状態である.排水が溜まるジョイント付近の端部床版下面にはひび割れと白色析出物が見られた.平成28年度は,14を明らかにするため,上記の劣化橋梁を対象とした試験車を用いた車両走行試験および長期モニタリングを終了した.平成28年度は1について具体的な検討を行い,ある程度の成果を得ることができた.平成29年度は,以下に列挙した項目について研究を進めることができた.[既存のBWIM(Bridge Weigh In Motion)の精度を検証する.]平成28年度において,実際にASR劣化を生じていた橋梁において,試験車を用いた車両走行試験および一般車走行によるモニタリングを行い,走行荷重と床版変位の関係を明らかにすることができた.既存の走行荷重評価方法BWIM(Bridge Weigh In Motion)の精度を検証するため,いくつかの手法を用いて比較検討した.その結果,桁端部の垂直補剛材を用いて評価する方法では,ジョイントを通過する際の車両の衝撃振動が精度に大きな影響を及ぼすことが明らかになった.

実際には衝撃を含んだ荷重が橋梁床版に作用しており,どの部位の荷重評価をしたいのかによって,BWIMの手法を使い分ける必要がある.また,床版ひずみを用いた手法では,比較的バラツキの少ない安定的な結果を得ることができたが,地方道では高速道路と違い,車輪の通過位置がばらつくため,床版ひずみの計測位置には注意が必要である.[石川県または福井県内の主要幹線道路にてBWIMを行い,重交通荷重の走行実態を明らかにする.]今回計測した上記の橋梁において,交通荷重の実態を把握することができ,設計荷重(L荷重,T荷重)と比較した.これにより,大型車両の混入率が比較的多いことがわかったが,過積載車両の走行実態はほとんど確認されなかったため,大型車交通の疲労などが当該床版の劣化に影響を与えているとは判断できなかった.本研究計画では,以下の手順で進めることになっている.1走行荷重の橋梁進入時および橋梁上での軸重の変動(増幅)について明らかにする.2既存のBWIM(Bridge Weigh In Motion)の精度を検証する.3石川県または福井県内の主要幹線道路にてBWIMを行い,重交通荷重の走行実態を明らかにする.4健全と劣化床版を対象とした床版変位と軸重の変動量を考慮した関係を長期モニタリングし,劣化床版の健全度評価と将来の劣化予測をする.平成29年度は,2および3まで進めることができた.それぞれの研究実績については「研究実績の概要」で説明した通りである.4の項目については,将来の劣化予測まで明らかにできていないため,解析を行うことにより,実測と解析との比較から残存耐力および劣化予測を行うことにする.以上から,「概ね順調に進展している」と判断した.北陸地方などの積雪寒冷地域の主要幹線道路における鋼道路橋では,ASRによる劣化に加え,冬季に散布される凍結防止剤による塩化物イオンの浸透により,床版内部の鉄筋が腐食し,舗装上にポットホールが生じている.このような劣化に至るまでには,床版内部の材料的な劣化に加えて,外的な車両重量(軸重,輪荷重)や交通量などが大きく影響している.本研究では,ASRによる劣化が確認された北陸地方の山間部の橋梁群からRC床版を有する鋼道路橋を選定し,大型車両走行時の軸重(輪荷重)の変動を明らかにするとともに,試験車走行試験および一般車を対象とした走行荷重モニタリング(BWIM)を行うことで,交通荷重実態についても明らかにした.また同時に,有限要素解析(FEA)を行い,モニタリングで得られた走行荷重と床版変位の関係と比較することで,現橋のRC床版における剛性を評価し,さらに弾塑性解析との比較により残存耐力を明らかにした.一般車による走行荷重モニタリングからは,過積載車両による影響は少ないと判断したが,モニタリング期間中の走行荷重と床版変位の関係および解析結果との比較から,漏水が見られた劣化箇所では,コア試験と同程度の弾性係数の低下が確認でき,健全時と比較して著しく剛性が低下していることを明らかにした.さらに,終局耐力を評価するため,RC床版の弾塑性解析をした結果,現橋の床版耐力は,健全と比較して約3割程度低下していると考えられるが,現状の交通荷重レベルでは安全に対して余裕があると推察した.このように劣化橋梁上を走行する荷重の軸重変動および一般車を対象としたBWIMによる走行荷重実態を明らかにし,解析結果と比較することにより,現状の床版剛性および残存耐力を明らかにすることができた.平成29年度は以下の2項目について明らかにするため,前年度に計測したデータをもとにした分析を進める予定である.
児童の遊び環境の変容に関する研究

1967年,生活環境の判定基準によって選定した東京都内8地区において,児童の遊びとその環境に関する調査研究を行った(小学生4年以上,中学生対象)。本研究は,調査時から20年以上を経過したが,同一地区を対象に同様の調査を行い,子どもの遊びとその環境の変容過程を検証することを目指している。1994年度は、1967年のクラス別の中間集計を電機計算機によって再集計し、前回の調査結果と比較にたえる地域を選定した。なお、交通手段、交通事故、友人数、通塾・稽古など26項目を用いた因子分析を行い、ここ20年以上の子ども生活の変化を考慮し、かつ個性を重視する項目を加味して、文京区と練馬区を調査地とし、アンケート調査を行った。しかし、全対象校が調査に応じたのは文京区のみであり、練馬区小学校1校は地域差をみる参考にした。対象学年は、小学5・6年生、中学1・2年生である。1995年度調査内容は、家庭環境や家族との関わり方、生活時間、稽古事、内遊び・外遊び、テレビゲーム・テレビ、公園などについて、やりたくてもできない遊び、禁止事項・けが、家庭や学校など15項目からの意識などである。結果の一つを挙げると、遊び時間は、小・中学校ともに、外遊び、内遊びとも、平日は1967年時より減っており、逆に休日は1995年の方が長時間化していた。また、外遊び時間の減少の方が内遊びより、平日小中学生ともに激しく、小学生の平日の外遊び時間は、約1.5倍に増えていた。1967年、生活環境の判定基準に基づいて選定した東京都内8地区において、児童の遊びとその環境に関する調査研究を行った。本研究は、調査時から20年以上経過したが、調査票を再集計するとともに、8地域の中からいくつかの同一地域を対象に、生活環境の変化の推移を把握し、その上で、子どもの遊びとその環境の変容過程を検証することを目的としている。1967年調査では、手集計のため、児童の遊びとその環境の相関を検討していない。今年度は、転記されていた中間集計の電気計算機による再集計をし、遊びや生活などの実態のままではなく、生徒がどのようにとらえ、感じているか、全般的に把握するために因子分析などを行った。分析に用いた指標は、検討の結果、交通手段、交通事故、友人数、通塾・稽古などの26項目とし、主因子法でバリマックス回転を行い、因子得点を求めた。結果、第4因子まで抽出されたが、寄与は第1因子が58.5%、第2因子が12.4%で、累積寄与率は70%を越えるため、第2因子まででおおよそ説明されると考えられた。第1因子は活動的な因子であり、第2因子はどちらかといえば静的な因子と考えられた。例えば、男子の因子得点分布図はその特徴を如実に表しており、練馬区、杉並区は人口密度が低くいことなどが影響し、活動的な生活をしていることが認められた。その他、興味深い結果が得られている。

対象学年は、小学5・6年生、中学1・2年生である。1995年度調査内容は、家庭環境や家族との関わり方、生活時間、稽古事、内遊び・外遊び、テレビゲーム・テレビ、公園などについて、やりたくてもできない遊び、禁止事項・けが、家庭や学校など15項目からの意識などである。結果の一つを挙げると、1967年と1995年との間に、平日は、外遊びは61。8%、内遊びは64。9%、中学生でそれぞれ51。3%、65。5%にまで減少し、平日の遊び時間の減少が明らかに見られた。逆に休日については、小学生の外遊びは1。46倍、内遊びは1。24倍、中学生はそれぞれ1。09倍、1。14倍と、1995年の方が長時間化していた。以上より、外遊び時間の方が内遊びより減少が大きく、また、平日については小中学生ともに減少は激しく、特に、小学生の平日の外遊び時間は、大きかった。しかし、子どもに対して理想の遊び場を書いてもらうと、動物や自然への志向が高い一方、いろいろな遊び場が詰まっている8階建てのビル、デズニ-ランドやハワイまで入っている絵もあり、現代の国際化や情報化など、大人社会を敏感に反映する一面も見せていた。
凸面鏡の中の大きさと距離の知覚

凸面鏡と平面鏡の中に映し出された対象の大きさと距離の知覚について,現在,野外において実験を行っている.いずれの鏡も直径は約20cm,凸面鏡の曲率半径は220Rである.被験者は十五名の大学生.各被験者は,この鏡の一方を手にもち,背後に置かれた対象を鏡に映しながら,その対象の大きさ(高さ)と距離を言語的に推定するように求められる.刺激対象は5つの二等辺三角形であり,その高さは,32cmから162cmであり,各対象を2.5mから45mの5つの距離にランダムに提示した.実験は,2名の大学生を雇って現在データを集めている段階である.得られた結果は,2000年度の夏の日本視覚学会において発表する予定である.上記の実験をはじめる前に,鏡のなかに映し出された対象の距離の知覚について,すでに,予備的にいくつかの実験を行ったが,その結果によれば,凸面鏡のなかの対象の見かけ距離は,平面鏡のなかの見かけ距離よりも,約1.3倍程度遠くに見えることが明らかにされた.その結果をまとめて,一昨年,日本心理学会のJapanese Psychological Research誌に投稿し,掲載の許可を得,現在,出版を待つのみとなっている.さらに,1999年度の国際精神物理学会では,このデーターを別の角度から再分析し,鏡の中の距離の知覚が,対象の視角によって大きく影響されることを明らかにしている.凸面鏡と平面鏡の中に映し出された対象の大きさと距離の知覚について,現在,野外において実験を行っている.いずれの鏡も直径は約20cm,凸面鏡の曲率半径は220Rである.被験者は十五名の大学生.各被験者は,この鏡の一方を手にもち,背後に置かれた対象を鏡に映しながら,その対象の大きさ(高さ)と距離を言語的に推定するように求められる.刺激対象は5つの二等辺三角形であり,その高さは,32cmから162cmであり,各対象を2.5mから45mの5つの距離にランダムに提示した.実験は,2名の大学生を雇って現在データを集めている段階である.得られた結果は,2000年度の夏の日本視覚学会において発表する予定である.上記の実験をはじめる前に,鏡のなかに映し出された対象の距離の知覚について,すでに,予備的にいくつかの実験を行ったが,その結果によれば,凸面鏡のなかの対象の見かけ距離は,平面鏡のなかの見かけ距離よりも,約1.3倍程度遠くに見えることが明らかにされた.その結果をまとめて,一昨年,日本心理学会のJapanese Psychological Research誌に投稿し,掲載の許可を得,現在,出版を待つのみとなっている.さらに,1999年度の国際精神物理学会では,このデーターを別の角度から再分析し,鏡の中の距離の知覚が,対象の視角によって大きく影響されることを明らかにしている.
空間結合の特性を利用するメカノクロミックエラストマーの創成

本研究では非共有結合でありながらも共有結合と同等の結合力を持つ「インターロック結合」を架橋点に持ち、且つ応力に応答して可逆な発光変化を示すエラストマーの開発を目指し検討を行った。具体的には、応力に応じて輪成分の移動が起きるポリロタキサンネットワークのスライディング弾性を利用し、(1)ロタキサン架橋点と(2)機能性素子の化学構造を複合化した(3)ソフトマテリアルを創成することを目的として、有機化学・超分子化学・高分子化学の全サイドから研究を推進した。その結果、ユニークな応力応答性を示す新素材の開発のみならず、様々な刺激に応答するロタキサン素子・素材の開発にも成功した。本研究では、非共有結合でありながらも共有結合と同等の結合力を持つインターロック結合をポリマーの架橋点に組み込むことで、可逆的変色が可能で、強くしなやかな「メカノクロミックエラストマー」を創成することを目的に研究を推進した。本年度は特に基本素子の合成と特性評価を中心に行った。その結果、(1)新規発光素子であるボランエナミノケトナートを任意の高分子骨格への導入する簡便な方法論を開発した。すなわち様々なビニルモノマーから得られる高分子ニトリルオキシド反応剤を用い、アセチレン含有高分子と反応後に適切な高分子反応を行うことで高分子間の連結点にボランエナミノケトナートを導入することが可能となった。また(2)ロタキサン素子と高分子を効果的に連結し、且つ発光素子の導入も可能とする新規反応剤(オルソゴナル反応剤)を開発した。その一方、インターロック架橋法についても検討を深耕し、(3)簡便にロタキサン架橋点を高分子中に導入する超分子架橋剤の開発についても重点的に検討した。その結果、オリゴシクロデキストリンあるいはγ(シクロデキストリンとマクロモノマーを混合して得られる超分子架橋剤を開発し、これをビニルモノマーのラジカル重合系に添加することで、汎用ビニルポリマーヘロタキサン架橋点を導入できることを明らかとした。こうして得られた架橋高分子はロタキサン架橋に特異的な優れた応力緩和性を示すことも分かった。またその他にも刺激応答性ロタキサン架橋点へのモデル素子として、(4)シクロデキストリン型サイズ相補性[3]ロタキサンの合成と特性評価、(5)熱応答性ロタキサンシャトリングシステムの開発についてもそれぞれ検討した。本研究では、非共有結合でありながらも共有結合と同等の結合力を持つインターロック結合をポリマーの架橋点に組み込むことで、可逆的変色が可能で、強くしなやかなメカノクロミックエラストマーを創成することを目的に研究を推進した。本年度は前年度までに検討してきたロタキサン材料の創製と特性評価に加え、実用化を目指した単純な基本素子(ロタキサン素子の代替品)の開発に向けても研究を行った。結果として、以下に示す1から3について達成した。1過去に我々が開発した安定ニトリルオキシドを用いる末端封鎖反応を深耕することで、機能性ロタキサン素子や[2]カテナンなどのインターロック分子を高効率的に合成することが可能となった。またこの知見を更に利用することで2ポリロタキサン、ポリロタキサンネットワークなどの超分子構造を有する高分子材料の汎用性が高く、且つ簡便な合成法も開発した。その一方、メカノクロミック材料の実用化に向け、基本素子の簡略化を目指し、巨大な内孔を有するラセンポリマーを代替として用いることについて検討した。結果として3完全メチル化シクロデキストリンを酸で開裂させた分子から誘導した化合物をモノマーとして用い、重合を行うことで、アミロースの構造において、糖6ユニットに1つのスペーサー構造が規則的に複合化した構造を持つ非常に大きな空孔を有するラセンポリマーを合成することに成功した。現在この重合反応の最適化と、このポリマーを用いた刺激応答性発色変化システムについて見当を推進している。本研究では、非共有結合でありながらも共有結合と同等の結合力を持つ空間結合をポリマーの架橋点に組み込むことで、可逆的変色が可能で、強くしなやかなメカノクロミックエラストマーを創製することを目的に研究を推進した。本年度は前年度までに検討してきたロタキサン材料の創製と特性評価に関する報告を発表したことに加え、より柔軟性の高い空間結合素子(構造改変アミロース)の開発について重点的に検討を行った。結果として、主に以下に示す成果を得た。1ポリロタキサンネットワークの従来法を外観したうえで、我々が開発した方法の利点についてまとめ、新しいロタキサン架橋素子であるサイズ相補性シクロデキストリン型ロタキサンの特性についてまとめて報告した。2アミロースの主鎖骨格にアルキル基を規則的に組み込んだ構造改変アミロースを創製した。具体的にはアルキン含有オリゴマルトシルアジドの簡便合成法を開発し、それを重合することでグルコースユニットの向きを完全に制御し、トリアゾールを含むスペーサーを規則的に含むポリマー(構造改変アミロース)を各種簡便に調製する方法論を開発した。3構造改変アミロースは繰り返し構造(糖部位の連続数やアルキル置換基の構造)に由来した特異的なゲスト包接挙動を示し、そのポリマーの構造によって取り込まれたゲストの発色が変化することを明らかとした。またゲストに対し、構造改変アミロースからの分子間不斉誘起が起こることも明らかとした。現在合成ポリマーの高次構造及びゲスト取り込み挙動のメカニズムの解明について検討を推進している。またこうした空間的な集積法を活用することで目的とするメカノクロミックエラストマーの創製についても検討している。

本研究では、非共有結合でありながらも共有結合と同等の結合力を持つ空間結合をポリマーの架橋点に組み込むことで、可逆的変色が可能で、強くしなやかなメカノクロミックエラストマーを創製することを目的に研究を推進した。申請者の所属部局の組織改編やその後の異動のため、研究期間の延長を余儀なくされたが、結果として、これまでに検討してきたロタキサン材料の創製と特性評価に関する成果を取りまとめることができ、さらにこれまでの知見に基づいて新たな空間結合素子数点の開発を達成した。主に以下に示す成果を得た。[1]gamma-cyclodextrinがPEG鎖を同一内孔に2本取り込む特性を利用し、新しいロタキサン架橋剤(gamma-CD+PEG型マクロモノマーからなる疑似架橋体)を開発した。その架橋剤をビニル重合系に添加することで、任意のビニルポリマーの架橋点にロタキサン構造を簡便に導入することが可能となった。またその機械的特性も評価した。[2]アミロースの主鎖へスペーサー構造を規則的に導入したアミロース誘導体を5種合成し、それらが新しいホストポリマーとして機能することが分かった。ホスト能を詳細に解析した結果、スペーサーの導入間隔の制御によって、らせん内孔の形・サイズが変化し、ゲスト取り込み能が変化することが分かった。[3]金属イオンで構造を変化させるらせんフォルダマーとして、1,2-グリコシド型ポリマーの研究を推進した。その結果、環状サルファイトのカチオン性開環縮合重合によって、主鎖からの完全なSO2の脱離が進行し、対応するポリマーが効率的に得られることが分かった。またポリマーの構造特性を評価した。[4]ペプチド型空間材料の創製を目指し、従来までにないペプチド交互共重合体のワンポット合成法を開発した。また不斉制御に基づくペプチドのヘリックス形成についても検討した。本研究では非共有結合でありながらも共有結合と同等の結合力を持つ「インターロック結合」を架橋点に持ち、且つ応力に応答して可逆な発光変化を示すエラストマーの開発を目指し検討を行った。具体的には、応力に応じて輪成分の移動が起きるポリロタキサンネットワークのスライディング弾性を利用し、(1)ロタキサン架橋点と(2)機能性素子の化学構造を複合化した(3)ソフトマテリアルを創成することを目的として、有機化学・超分子化学・高分子化学の全サイドから研究を推進した。その結果、ユニークな応力応答性を示す新素材の開発のみならず、様々な刺激に応答するロタキサン素子・素材の開発にも成功した。当初予定していたロタキサン素子・素材の特性評価に加え、バイオポリマーの主鎖構造に手を加えた「構造改変アミロース」の合成法を確立し、様々な類縁体の合成も達成し、空間材料設計・合成において順調な成果を挙げているため。また得られたポリマーのキロプロティカル特性や、高分子の構造に依存した特異なゲスト取り込み挙動の精査において期待以上の現象を観測した。その一方、材料開発という観点においては、まだ十分な成果が得られていないため、今後その点に集中して研究を行う。27年度が最終年度であるため、記入しない。有機化学、高分子合成、超分子化学、天然物化学今後、本年度までの研究成果を基にして、発色(発光)性超分子材料を複合化したメカノクロミック材料の創製を目指す。
胆汁酸再吸収機能(腸肝循環)の栄養調節

コレステロ-ルから胆汁酸への転換はコレステロ-ル異化の主要な経路である。胆管経由で腸管内に分泌された胆汁酸は、脂肪の消化・吸収を助けると同時にそれ自身も腸管から再吸収され胆汁成分として再利用される。この過程は一日何回となく繰り返され、その間失われた量はコレステロ-ルからの転換によって補充される。胆汁酸の腸管吸収は食餌タンパク質の質と量の影響を受けやすく、植物タンパク質(とくに大豆タンパク質)摂取によって糞中への胆汁酸排泄が増す。胆汁酸吸収に関与する吸収系は回腸末端に存在すると云われているが、吸収機能の栄養調節に関する知見は皆無に等しい。そこで本研究は、この問題点について幾らかの検討を加えた。以下、2年間の研究で得られた実験結果を要約する。(1)〔^<14>C〕タウロコ-ル酸(0.04μCi)を含む20%大豆タンパク食または20%カゼイン食(対照)2gを与え、meal-feedingの条件に馴らしたラットに実験当日、一定時間毎、部位毎に放射活性の分布を調べ、回腸において両飼料群間で明らかな差異のあることを見出した。すなわち、大豆タンパク質摂取には、カゼイン摂取に比べ回腸における胆汁酸の腸内残留を高め粘膜組織への取り込みを低下させる効果があった。(2)反転腸管及び分離粘膜上皮細胞を用いて、胆汁酸に対するNa^+依存性輸送活性が回腸末端部に局在することを確かめ、また輸送能が絶食により著しく低下し、その減少が輸送担体の親和性の変化でなく担体そのものの量的変化に起因することを明らかにした。(3)高タンパク食と無タンパク食を1日2回2時間ずつ与えるmeal-feedingの条件で飼育したラット回腸による胆汁酸のin vitro吸収実験を行ない、アミノ酸(ロイシン)吸収能と違って胆汁酸吸収能には有意な日内変動の生じないことを明らかにした。(4)高脂肪食継続摂取あるいは途中からの食餌交換によって、胆汁酸吸収能に有意な増加の起こることを見出した。類似モデルとしてアロキサン糖尿による影響を調べたが、血中インシュリン・グルカゴン濃度比が胆汁酸吸収能を制御しているという証拠は得られなかった。(5)(7,7-azo-3α,12α-dihydroxy-5β-cholan-24-olyl)ー2ー〔^<14>C〕aminomethanesulfonateによって親和標識される刷子縁膜タンパク質の電気泳動分析を行ない、40K、57K、81K、99K、140K成分に放射活性があり、その量比が食餌条件によって変動することを見出したが、これら成分をリボソ-ムに封入して輸送活性を測る再構成実験には成功しなかった。(5)(7,7-azo-3α,12α-dihydroxy-5β-cholan-24-olyl)ー

2ー〔^<14>C〕aminomethanesulfonateによって親和標識される刷子縁膜タンパク質の電気泳動分析を行ない、40K、57K、81K、99K、140K成分に放射活性があり、その量比が食餌条件によって変動することを見出したが、これら成分をリボソ-ムに封入して輸送活性を測る再構成実験には成功しなかった。脂肪の消化吸収に重要な役割を演じている胆汁酸が、腸肝循環によって何度も再利用されていることはよく知られている。食餌因子の影響をうけ胆汁酸の再利用量が低下すると、体内コレステロールからの胆汁酸合成が補償的に促進され、結果的には血清コレステロール値を下げることになる。植物タンパク質摂取に伴う血清コレステロール値低下の現象は、このような機構で説明される。昭和63年度においては、ラット回腸からヒアウロニダーゼ処理によって調製した分離上皮細胞および回腸反転腸管を用いて、タウロコール酸取込みに対する各種食品タンパク質やその消化産物ならびにその他の食品成分の影響について検討を加えた。その結果、多くの動植物タンパク質中、とくに大豆タンパク質が胆汁酸吸収を強く阻害し、またタンパク質構成あるいは非構成アミノ酸中、βーアラニンおよびタウリンに吸収阻害効果のあることを認めた。一方、大豆タンパク質食またはカゼイン食と共に〔^<14>C〕タウロコール酸を経口投与しその腸内移送、腸粘膜への蓄積の程度を経時的に調べたところ、カゼイン食摂取で回腸組織への蓄積が高く、大豆タンパク食摂取で小腸下部での腸腔内滞留が高くなる傾向を認めた。平衡透析によって大豆タンパク質やその消化産物は、カゼインやその消化産物に比べて明らかに胆汁酸吸着能の高いことが認められるので、大豆タンパク質やその他の食品タンパク質の血清コレステロール値低下作用は、腸腔内での胆汁酸吸着による再吸収阻害が主な原因と考えられる。次いで高脂肪食摂取あるいはアロキサン投与(実験的糖尿)がラット回腸の胆汁酸吸収能に及ぼす影響を分離上皮細胞を用いて調べ、脂質や糖代謝の変化に伴なって胆汁酸吸収能も適応的変化をうけることを明らかにした。なお吸収系の特徴的性質については現在検討を進めている。近年、食餌タンパク質と脂質代謝との関係が注目を集めている。血中のコレステロ-ル高値がアテロ-ム性動脈硬化症誘発の危険因子となり、植物(とくに大豆由来)タンパク質摂取により軽減されることはよく知られている。コレステロ-ル異化の主要経路は胆汁酸への転換とその体外排泄である。本研究は胆汁酸再吸収に及ぼす摂取栄養素の影響を調べたもので、昨年度においてはカゼイン食と大豆タンパク質で〔^<14>C〕タウロコ-ル酸の腸内移送と粘膜吸収に著しい差異の生ずることを明らかにしたが、今年度においては高脂肪食連続投与あるいは途中からの食餌交換による胆汁酸吸収能の変化について検討を加えた。その結果、飼育期間(4週間)を通して、あるいは2週目に高脂肪食に切り替えても(又はその逆)胆汁酸吸収能には対照(高でんぷん、低脂肪)に比べ有意な増加の起こることが認められた。このとき基質(タウロコ-ル酸)に対する親和性にほとんど変化のないことから、吸収能の増大は輸送担体の量的変動、換言すれば食餌性適応、によるものと推察された。高脂肪(低糖質)食摂取により血中インシュリン濃度の食後変化のピ-クが低く抑えられることが報告されているので、次に実験的糖尿としたラットの胆汁酸吸収能を調べた。一般に糖やアミノ酸の吸収能は糖尿病ラットにおいて高まるとされているが、胆汁酸吸収能にそのような現象は観察されず、単位組織重量で表した場合むしろ減少する傾向が認められた。従って、胆汁酸輸送担体の食餌性適応における調節因子としてインシュリンはそれほど重要でない。
高温超伝導体の擬ギャップ状態における折りたたまれたフェルミ面の観測

高温超伝導体の擬ギャップ状態について角度分解光電子分光により調べた結果、次のような成果が得られた。(1)超伝導ギャップと擬ギャップに対応する2つの異なる性質のギャップが共存していることが分かった。(2)多層系のエネルギーギャップ構造を明らかにし、Tcに良くスケールするパラメータを見出した。(3)電子ドープ系においてアニールによりTcが上昇する一方、擬ギャップが消失することを見出した。これは擬ギャップと超伝導の競合を示唆している。高温超伝導体における擬ギャップの起源は未解決の問題である。アンダードープ領域では、低温においてエネルギーギャップの方向依存性が単純なd-波からずれており、超伝導と競合する秩序状態であることが示唆されている。理論の多くは、(π/2,π/2)の周りに折りたたまれた小さなホール的フェルミ面を予言している。しかし、角度分解光電子分光(ARPES)で観測されているのは「途切れている」フェルミ面である。また、ホール係数の異常は折りたたまれた小さなフェルミ面と関連している可能性が指摘されている。小さなフェルミ面の存在を検証することは、高温超伝導体の基底状態を決定する根本的な問題である。高分解能ARPESによる精密測定により、小さなフェルミ面を検出し、擬ギャップ、輸送現象の異常の解明を目指す。特に、最適ドープ領域のLa_<2-x>Sr_xCuO_4(LSCO)の角度分解光電子分光(ARPES)において、明瞭な超伝導ピークがノードとアンチノードの中間付近で観測されているが、アンチノード付近には観測されていない。これは、アンチノード方向は小さなフェルミ面の外にあり、超伝導が抑制されているため、と解釈することができる。この解釈を検証するため、当該年度は超伝導が抑制されているアンチノード付近において、LSCO(x=0.14,T_c=35K)の超伝導ピークのシグナルを検出することを試みた。その結果、アンチノード付近の光電子スペクトルに擬ギャップに対応するブロードな構造と、低エネルギー(15meV)の超伝導ギャップに対応する構造が観測された。超伝導ギャップに対応する構造のエネルギースケールはノード付近のギャップからd-波のギャップを見積もったものに近く、擬ギャップ構造のピーク位置より小さい。この結果は、超伝導ギャップと擬ギャップのエネルギースケールが明確に異なり、2つの異なる性質のギャップが共存していることを示している。昨年度は最適ドープ領域のLa_<2-x>Sr_xCuO_4(LSCO)の角度分解光電子分光(ARPES)において、超伝導ギャップと擬ギャップのエネルギースケールが明確に異なり、2つの異なる性質のギャップが共存していることを示す成果を得た。このことを踏まえて当該年度は、3枚のCuO_2面をもち、高いT_c(110K)を示すBi2223の電子構造をARPEsを用いて詳細に調べた。超伝導状態と、常伝導状態で観測されたエネルギーギャップ、及びエネルギーギャップの存在しない波数領域(フェルミアーク領域)の間に関係を見出だし、LSCOの結果と合わせて興を決定する重要な秩序パラメータを見出だした。また、鉄系超伝導体のARPESにおいて、超伝導転移温度以上において開いているギャップが観測された。これは銅酸化物の擬ギャップと類似しており、今後、両者を比較して研究することが必要である。理論の多くは、(pi/2,pi/2)の周りに折りたたまれた小さなホール的フェルミ面を予言している。

高分解能ARPESによる精密測定により、小さなフェルミ面を検出し、擬ギャップ、輸送現象の異常の解明を目指す。昨年度までの研究ではARPESをもちいて最適ドープ領域のLa2-xSrxCuO4 (LSCO)の超伝導ギャップと擬ギャップに対応する2つの異なる性質のギャップが共存を示した。また3枚のCuO2面をもち、高いTc(110 K)を示すBi2223ではフェルミ・アークの構造を調べLSCOの結果と合わせてTcを決定する重要な秩序パラメータを見出だした。当該年度は、擬ギャップの本質に迫るために、電子ドープ系銅酸化物Pr1.3ーxLa0.7CexCuO4(PLCCO)の擬ギャップ構造の研究を行った。ARPESにより電子構造を観測したところ、アニールされた最適組成(Tc=27K)の試料は電子ドープ系に特徴的な、ホットスポット、擬ギャップが消失しており、フェルミ液体的な準粒子構造が観測された。擬ギャップがまったく存在しない一方、Tcが上昇していることから電子ドープ系においても擬ギャップと超伝導は競合していることを示唆している。LSCO,Bi2223などにおいて、ARPESスペクトルの温度依存性が精密に観測されており、擬ギャップと超伝導の関係について、知見が深まったと言える。特に、フェルミアーク、超伝導ギャップ、擬ギャップと、超伝導との関係を統一的に理解できるモデルを検証することができ、おおむね順調に進展していると言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の最終目的である折りたたまれたバンド分散の観測のためには、今後さらに、分解能を高めた測定を進める。また、鉄系超伝導体のARPESにおいて、超伝導転移温度以上において開いているギャップが観測された。今後、銅酸化物と鉄系超伝導体の擬ギャップを比較して研究することで、擬ギャップの起源について、重要な情報がもたらされることが期待される。
膵頭十二指腸切除術前運動療法の分子生物学的効果機序解明による新規周術期管理の提唱

高難度手術である膵頭十二指腸切除(pancreaticoduodenectomy:PD)は手術侵襲が大きく術後合併症率は3050%と高率であり、年齢は術後在院死の危険因子である。このため、わが国の高齢者人口の増加に伴い、膵頭部領域癌に対してPDを行う後期高齢者(75歳以上)に対する術後合併症対策は喫緊の課題である。我々は、2003年から2014年においてPDを576例施行したが、周術期管理として2009年以降、術前運動療法を介入させた。そして術前運動療法介入前後での呼吸器合併症など術後合併症を比較解析した結果、介入前後で呼吸器合併症が4.3%から0.9%に有意に減少した(P=0.011)。さらに術後平均在院日数に関しては24日から16日まで短縮することができた(P<0.001)。術前運動療法がPD術後呼吸器合併症を減少させることを証明した(Kitahata Y, Hirono S, Kawai M, etal. Intensive perioperative rehabilitation improves surgical outcomes after pancreaticoduodenectomy. Langenbecks Arch Surg. 2018;403:711-718.)。しかし、運動療法が過量になると炎症や酸化ストレスが逆に増加することも報告されており,画一的な運動療法には十分な注意を要する。このため、膵頭部領域癌をもつ後期高齢者に対するPD術後合併症減少のためには、PD術後合併症高危険群を予測する新規バイオマーカーを同定し、運動療法の個別化をはかる。PDにおける術前運動療法によるアディポネクチンおよびサイトカイン動態変化から術後合併症に及ぼす影響の分子生物学的機序解明と、それらのバイオマーカーと術後合併症の関連性から、術後合併症高危険群を予測する新規バイオマーカーを探索することを目的としている。手術侵襲・術後炎症程度の指標として現在まで報告されているサイトカインはIL-1β,IL-2, IL-4, IL-6, IL-8, TNFα, INFγなど多種にわたる。このため、術後感染性合併症の診断に有効なサイトカイン決定のためには、同時に複数サイトカインを定量的に測定する必要がある。現在、10検体のアディポネクチンおよびサイトカインの測定を行ったが、研究期間に同意の得られた膵頭十二指腸切除術50例の血中アディポネクチンおよびサイトカインの測定を予定しているため、やや遅れている。研究は膵頭部領域癌を対象として膵頭十二指腸切除術を施行予定の後期高齢者で、研究期間に同意の得られた50例を予定登録症例としている。2019年度では2018年度に引き続き膵頭十二指腸切除術を施行した症例において血中アディポネクチンの動態変化およびIL-1α,IL-1β, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-13, TNFα, INFγのサイトカインを網羅的に測定した結果を解析する。術前運動療法前後の1血中アディポネクチンの動態変化、2血中サイトカインの動態変化の解析。それらのバイオマーカーの変化と術後合併症の有無の比較から、サイトカイン・アディポネクチンによる術後合併症高危険群を予測する新規バイオマーカーの確立することを目指す。

現在、10検体のアディポネクチンおよびサイトカインの測定を行ったが、研究期間に同意の得られた膵頭十二指腸切除術50例の血中アディポネクチンおよびサイトカインの測定を予定しているため、やや遅れている。研究は膵頭部領域癌を対象として膵頭十二指腸切除術を施行予定の後期高齢者で、研究期間に同意の得られた50例を予定登録症例としている。2019年度では2018年度に引き続き膵頭十二指腸切除術を施行した症例において血中アディポネクチンの動態変化およびIL-1α,IL-1β, IL-4, IL-6, IL-8, IL-10, IL-13, TNFα, INFγのサイトカインを網羅的に測定した結果を解析する。術前運動療法前後の1血中アディポネクチンの動態変化、2血中サイトカインの動態変化の解析。それらのバイオマーカーの変化と術後合併症の有無の比較から、サイトカイン・アディポネクチンによる術後合併症高危険群を予測する新規バイオマーカーの確立することを目指す。本研究は術前運動療法前後の血清中サイトカインおよびアディポネクチン測定を主に行う予定である。測定は試薬の使用の関係で10検体毎にまとまって測定する必要がある。このため、本年度の検体の測定が次年度にまとめて測定する必要があるため、本年度分を翌年年度分として請求いたします。
P&Q多項式スキームのモジュラー表現の研究

代数的組合せ論の中心的役割であるアソシエーションスキーム(AS)において性質の良いP&Q多項式スキーム(PQPS)のモジュラー隣接代数の構造を決定する為の足がかりを得た。それによって、ASの構造論のみならず周辺分野も発展させることができる。具体的にはPQPSの一種であるジョンソンスキーム(JS)の一般化された構造から得られる代数の構造定数を決定した。また、正標数の体上におけるJSたちのパラメーター間におけるいくつかの準同型をみつけた。当初の目的では、ジョンソン・アソシエーションスキーム(以下JS)のモジュラー隣接代数構造の決定であった。m個の元からなる集合Mのn個の元からなる部分集合達の集合に対して距離が定義できう。これよりJSが得られる。これをJ(m,n)とかく。Fを標数P(>0)の体として、FJ(m,n)=F【cross product】_zAの構造を明らかにすることが目的だった(ただしAはJ(m,n)から得られる隣接代数とする)。しかし、本研究課題の2番目の日的である拡張されたJSの構造に関する研究で進展があった。Gをm次対称群S(m)とし、HをS(n_1)×S(n2)×...×S(n_1)なるGの部分群とする。ただし、n_1+n_2+...+n_1=mである。GのHによる右剰余類をXとするとX上にGは可移に作用している。GをX×Xに自然に作用させた時の軌道全体をR_0={(x,x)|x∈X},R_1,...,R_nとしてアソシエーションスキーム(以下AS)が得られる。これは、可換ではないが1=2のときJSなので、この意味でJSの一般化である。このモジュラー隣接代数の指標をASの理論から決定し、対称群の表現と計算機実験から指標と対応するヤング図形の関係を明らかにすることが最終的な目的である。しかし、この拡張されたJSについては、組合せ論的には研究されていなかった。そこで研究代表者は、このASを多重集合と行と列の和がそれぞれ一定である行列を用いることで組み合わせ論的構造としてとらえることに成功した。これはJSの組合せ論的構造の一般化であることもわかった。この方法により隣接代数の構造定数を決定することができた。この結果は単著論文としてSUT Journalに投稿中である。研究はジョンソン・アソシエーションスキーム(以下JS)のモジュラー表現についてである。m個の元からなる集合Mのn個の元からなる部分集合達の集合に対して距離が定義できる。Fを標数p(>0)の体としてFJ(m,n)=F〓zAの構造を明らかにすることが目的である(ただしAはJ(m,n)から得られる隣接代数)。拡張されたJSの構造に関する研究で進展があった。Gをm次対称群S(m)とし、HをS(n_1)×S(n_2)×...×S(n_1)なるGの部分群とする。GをX×Xに自然に作用させた時の軌道全体をR_0={(x,x)lx∈X},R_1,...,R_nとしてアソシエーションスキーム(以下AS)が得られる。これは、可換ではないが1=2のときJSなので、この意味でJSの拡張である。この結果は単著論文としてSUTJournalに発表された。これをJ(m, n)とかく。Fを標数p(>0)の体としてEJ(m,n)=F[○!×]_zAの構造を明らかにすることが目的である(ただしAはJ(m, n)から得られる隣接代数)。より大きなパラメータのF上隣接代数を小さなパラメータのF上隣接代数で表すことが代数構造を調べる上で重要である。

FJ(m, n)についてはp=2のとき、FJ(2(2^t-1), 2^t-1)〓[○!×]^tFJ(2, 1)とテンソル分を用いて小さなパラメータで表すことができ、pが奇数のときは、FJ(2(p^t-1)+a_<t-1>p^t-1, p^t-1)がテンソル分解可能である。またJ(2n+k, n)からJ(2(n-1)+k, n-1)への代数全準同型写像がある。特にFJ(2(p-1)+l, p-1)〓mF[x]/(x^2)[○!+]F(ただしp=2m+1)であることがわかった。更にFJ(2(p^t-1)+a_<t-1> p^<t-1>+a, p^<t-1>-1)はいくつかの多元環のテンソル積から得られる部分代数であることがわかった。
観察・実験学習を探究活動へ展開させる指導の研究-マニュアル作成

平成六年に新指導要領が実施に移されてから、教育現場では探究の活動の指導について指導上の案の工夫や、新しい試みについて数多くの提案がなされている。実験科学の一分野である生命科学を指導内容とする高校生物で、新たに設けられた探究を活動の内容に展開させる学習方法の導入は、現在多く問題としてとりあげられる実験観察なしの生物学習に対する大きい反省を求めているものといえよう。確かに現場での試みは極めて好ましいものといえるが、多分に指導者の一人よがりが目につく。本研究は、教場で行なわれるはずの探究活動のいくつか、それとも形態観察、発生の仕組み、生理化学的変化、器官の構成、課題研究としての単為生殖、多様性の認識(臨海実験など)極めて日常的な科学的思考を育てつつ、興味と関心を持たせる探究の学習を、教育実践の場に導入したとき、どのような指導上の視点を設けておくべきか、どのような探究の過程を考えておくことが肝要か。そして、結果の扱いをいかにすすめるべきかなどに焦点を合わせて考えてみることにした。つまり、数多くの探究活動の項目をあげテキストを考案するのでなく、現場での教育実践の中から生徒と共に学習をすすめる教師の持っておくべき指針を用意する目的でこのモジュール作成は実行されてきている。生命科学の中での命の大切さを主眼とした指導のうち最も基本とする“性教育の在り方"についても、試みにテキスト作成の型で指導モジュールを考案してみた。これについては、小・中の生徒に実践すると共に母親をまじえた科学の学校をすでに実施して成果を得ている。本研究は、教育実践の中での探究活動、課題研究の在り方を生徒と共に模索した最初の試みであり、さらなる展開こそ求められるべきと考えている。また、探究の活動こそ実験科学としての生命科学-生物学-を他の自然科学と極めて大きい違いのあることを認識させる指導というべきではないだろうか。新指導要領でうたっている「生物1B」で扱う「探究の活動」は、従来の実験学習とは大きく異なり、実験指針が“作業仮設を設けること"で始まり、実験のすすめ方、材料の扱い方、結果のまとめ方、比較検討の重要性など、予め結果の伴っている実験、操作、用具、手続きがすべて決められている学習とは根本的に違っている。そこで、パターン化された学習から、一歩一歩考えながらすすめる学習へと変容した実験学習の在り方を求めるためにはどういう方策があるか、研究の出発点にすることにした。そこで基本的な探究活動をすすめる上で課題を決めることにした。それは(1)小型の動物のO_2消費をエネルギー代謝の面から考えるための探究(2)運動に伴う筋収縮の視覚的な変化と力学的エネルギー発現を探究する活動(3)動物細胞に見られる活動流の発生とその伝達を探究する活動(4)植物形質を簡単な培養実験の中から指標としてとらえ形質遺伝のための探究活動(5)不完全変態の昆虫を利用して発生の様子を学ぶ探究活動(6)植物色素の抽出と、花色発現の様子のモデルを考える探究活動(7)微小動物の環境変化への対応を考える探究活動(8)動物行動の発現と体内・外の誘発因を探すための探究活動など、各探究の視点を決めてそれぞれの作業仮設の設定、実験方法、観察、観測の工夫、結果のまとめ方、結果の比較検討、自由討議のすすめ方、報告書の作成、そのための指針等、具体的なモジュール化への資料を集める作業などをすすめてきた。部分的には現場での実践も考え、その結果を評価することから部分的修正、改変もすすめ探究活動のより効果的な課題設定への努力も行ってみることにした。

殊に、微分干渉顕微鏡による細胞・組織レベルまでの精査は、動・植物材料の選択に大きい成果を与えてくれた。又、写真資料作成、文献収集も行ない、今までに多用されていた課題とは異なる探究の活動を考えてきている。成果の一部は第58回日本生物教育学会にて公にした。高校生物で、新たに設けられた探究を活動の内容に展開させる学習方法の導入は、現在多く問題としてとりあげられる実験観察なしの生物学習に対する大きい反省を求めているものといえよう。確かに現場での試みは極めて好ましいものといえるが、多分に指導者の一人よがりが目につく。本研究は、教場で行なわれるはずの探究活動のいくつか、それとも形態観察、発生の仕組み、生理化学的変化、器官の構成、課題研究としての単為生殖、多様性の認識(臨海実験など)極めて日常的な科学的思考を育てつつ、興味と関心を持たせる探究の学習を、教育実践の場に導入したとき、どのような指導上の視点を設けておくべきか、どのような探究の過程を考えておくことが肝要か。そして、結果の扱いをいかにすすめるべきかなどに焦点を合わせて考えてみることにした。つまり、数多くの探究活動の項目をあげテキストを考案するのでなく、現場での教育実践の中から生徒と共に学習をすすめる教師の持っておくべき指針を用意する目的でこのモジュール作成は実行されてきている。生命科学の中での命の大切さを主眼とした指導のうち最も基本とする“性教育の在り方"についても、試みにテキスト作成の型で指導モジュールを考案してみた。これについては、小.中の生徒に実践すると共に母親をまじえた科学の学校をすでに実施して成果を得ている。本研究は、教育実践の中での探究活動、課題研究の在り方を生徒と共に模索した最初の試みであり、さらなる展開こそ求められるべきと考えている。また、探究の活動こそ実験科学としての生命科学-生物学-を他の自然科学と極めて大きい違いのあることを認識させる指導というべきではないだろうか。
原発性免疫不全症候群の病因遺伝子とその機能の構造生物学的解析

3年間のまとめを示す原発性免疫不全症候群の病因遺伝子とその機能の構造生物学的解析においてほぼ計画通り、免疫グロブリン産生不全症などのいくつかの疾患の病因遺伝子を解析できた。なかでも選択的IgG2欠損症の病因となる遺伝子異常を世界に先駆けて明らかにすることができ、さらにこれを発現実験できた(J Clin Invest 1998.J Clin Immunol投稿中)。さらに、Bloom症候群、Ataxia-telangiectasiaの本邦患者の病因遺伝子BLM、ATMの変異をさらに明らかにした。また、BLMについてはコードしているタンパクの核移行シグナルの詳細をやはり世界に先駆けて同定した(BBRC)。(1)選択的IgG2欠損症の病因となる遺伝子変異:IgG2の重鎖をコードする遺伝子Cγ2のエクソン4の分泌型停止コドンの7塩基上流にGの1塩基挿入(1793ins G)をホモで検出した。この変異によりframe shiftが起こり、IgG2重鎖の膜領域のアミノ酸は疎水性領域を欠く119アミノ酸からなる全く異なる配列に変化する。発現実験で病因であることを確認した。これによりB細胞レセプターとしての膜型IgG2重鎖がその機能を失い、正常なB細胞反応ができないことが本症の病因と考えられた。(2)Bloom症候群の遺伝子変異:BLM遺伝子のCAAの欠損のために停止コドンが入り、タンパクが作られないことが明らかになった。(4)BLMの核移行シグナルの同定を行い、さらにhelicase部分のタンパク精製と活性実験が完了し耕造解析をすすめている。(5)Common variable immunodeficiency(CVID)症例の病因遺伝子解析を進めており、現在までにいくつかの候補があがっている。以上の結果をもとにして、さらに遺伝子がコードしているタンパクの立体構造とその異常を解析すべく研究を進めている。原発性免疫不全症候群の病因遺伝子とその機能の構造生物学的解析のうち、平成9年度はほぼ計画通り、免疫グロブリン産生不全症などのいくつかの疾患の病因遺伝子を解析できた。なかでも選択的IgG2欠損症の病因となる遺伝子異常を世界に先駆けて明らかにすることができた(J Clin Invest in press)。さらに、Bloom症候群、Ataxia-telangiectasiaの患者の病因遺伝子BLM、ATMの変異を明らかにした。また、BLMについてはコードしているタンパクの核移行シグナルをやはり世界に先駆けて同定した(BBRC)。(1)選択的IgG2欠損症の病因となる遺伝子変異:IgG2の重鎖をコードする遺伝子Cγ2のエクソン4の分泌型停止コドンの7塩基上流にGの1塩基挿入(1793insG)をホモで検出した。(3)Ataxia-telangiectasiaの遺伝子変異:ATM遺伝子の異常として欠失、点変異などが明らかになった。(4)BLMの核移行シグナルの同定:BLMのC末端側に核移行シグナルが存在することが明らかになった。以上の結果を得る過程と得られた結果からB細胞レセプターとしての膜型免疫グロブリンの重要性とクラススイッチの機構が明らかになった。以上の結果をもとにして、次年度に向けてこれらの遺伝子がコードしているタンパクの構造とその異常を解析すべく準備を進めている。

原発性免疫不全症候群の病因遺伝子とその機能の構造生物学的解析のうち、平成10年度は引き続きほぼ計画通り、免疫グロブリン産生不全症などのいくつかの疾患の病因遺伝子を解析できた。なかでも選択的IgG2欠損症の病因となる遺伝子異常を世界に先駆けて明らかにすることができた(J Clin Invest 1998)。さらに、Bloom症候群、Ataxia-telangiectasiaの本邦患者の病因遺伝子BLM、ATMの変異をさらに明らかにした。また、BLMについてはコードしているタンパクの核移行シグナルをやはり世界に先駆けて同定した(BBRC)。(1)選択的IgG2欠損症の病因となる遺伝子変異:IgG2の重鎖をコードする遺伝子Cγ2のエクソン4の分泌型停止コドンの7塩基上流にGの1塩基挿入(1793ins G)をホモで検出した。この変異によりframe shiftが起こり、IgG2重鎖の膜領域のアミノ酸は疎水性領域を欠く119アミノ酸からなる全く異なる配列に変化する。これによりB細胞レセプターとしての膜型IgG2重鎖がその機能を失い、正常なB細胞反応ができないことが本症の病因と考えられた。(2) Bloom症候群の遺伝子変異:BLM遺伝子のCAAの欠損のために停止コドンが入り、タンパクが作られないことが明らかになった。(4) BLMの核移行シグナルの同定を行い、さらにhelicase部分のタンパク精製と活性実験が完了し構造解析をすすめている。(5) Common variable immunodeficiency(CVID)症例の病因遺伝子解析を進めており、現在までにいくつかの候補があがっている。以上の結果をもとにして、最終年度に向けてこれらの遺伝子がコードしているタンパクの立体構造とその異常を解析すべく研究を進めている。原発性免疫不全症候群の病因遺伝子とその機能の構造生物学的解析のうち、平成11年度は引き続きほぼ計画通り、免疫グロブリン産生不全症などのいくつかの疾患の病因遺伝子を解析できた。なかでも選択的IgG2欠損症の病因となる遺伝子異常を世界に先駆けて明らかにすることができ、さらにこれを発現実験できた(J Clin Invest投稿中)。さらに、Bloom症候群、Ataxia-telangiectasiaの本邦患者の病原遺伝子BLM、ATMの変異をさらに明らかにした。また、BLMについてはコードしているタンパクの核移行シグナルの詳細をやはり世界に先駆けて同定した(BBRC)。発現実験で病因であることを確認した。