hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
顎関節鏡視下手術後の個人用リハビリテーション器具の開発と臨床応用

わずかに大月らが試作した大型ロボットによる連続型他動訓練装置があるものの,大型であり,すべての患者個人に対応させるにはほど遠く,試作段階に留まっている.リハビリテーションの原則は,いっていのプログラムで個々の患者の病状にあった器具で,連日簡便にどの時間帯でも施行可能なことである.本研究ではパスカルの原理に着目し,水圧のジャッキを応用し,手の把持力を開口訓練器具に伝達させる簡便な器具を開発することを計画した.昨年度,開口訓練器具(フォーメディクス試作1型)を試作したが,さらに改良を重ねるため,ポリエチレン製水圧ジャッキ部(ポンプ)の圧縮強度試験を行った.試験方法は島津オートグラフAG10KNIを使用し,自作のポンプ挿入筒・試料抑え金具を使用し,圧縮速度を5,10,20mm/minの3種類で,ポンプの水漏れ時までの圧縮力を測定した.結果は,それぞれ,150.0N,397.0N,388.1Nであった.ヒトの咬合力から推測すると十分強度を有していることが判明した.この基礎研究を基に,使いやすさも考慮して改良した開口訓練器具(フォーメディクス試作2型)を開発した.2例の顎関節開放手術患者に従来の送気式ゴム製開口訓練と使用感を比較すると,良好であった.
インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼの悪性グリオーマ免疫回避機構への影響

インドールアミン2,3ジオキシゲナーゼ(IDO)はトリプトファンの代謝酵素である。免疫抑制作用を持ち、腫瘍の免疫回避機構に関与している。本研究では、グリオーマ組織中のIDOの発現とその予後との関連性について検討した。グレードIIの星細胞腫に比べ、悪性度の高いグレードIVの膠芽腫では、IDOが高発現している例が多かった。予後との関連では、膠芽腫において、IDO低発現のものは、高発現のものに比べ、生存期間が延長していた。IDOの発現は悪性度の高いグリオーマに高発現しており、生命予後の悪化因子となっていた。インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)は、トリプトファンから強い免疫抑制作用を持つキヌレニンへ変換させる代謝酵素である。このIDOの作用を阻害することは、腫瘍の免疫回避能を減弱させ、結果として腫瘍増殖を抑制する可能性がある。現在までのところ悪性グリオーマにおけるIDOの発現を検討した報告はない。平成20年度は、悪性グリオーマ組織、細胞におけるIDOの発現を検討した。4種の悪性グリオーマ細胞(A172, KG1C, T98G, U251)を用い、mRNAの発現をRT-PCR法,蛋白の発現をwestern blot法に検討した。悪性グリオーマ組織(diffuse astrocytoma 10種、anaplastic astrocytoma 10種、glioblastoma 10種)におけるIDOの発現を免疫組織染色法にて検討した。IDOのmRNAの発現は、T98G細胞のみに認められ、他の3種では発現が見られなかった。悪性グリオーマ細胞中のIDO蛋白の発現は、同様にT98Gのみに認められた。悪性グリオーマ手術摘出組織中のIDOの発現は、diffuse astrocytomaでは、8例が陰性で、anaplastic astrocytomaでは、2例が陰性で、8例が弱陽性であった。Glioblastomaでは、陰性例は無く、ほとんどが強陽性であった。現在、検討中であるが、IDOの発現は組織学的悪性度と相関関係がある可能性が示唆された。IDOの腫瘍内存在が予後悪化と関連することが、ovarian carcinoma, endometrial carcinomaとcolon carcinomaにて報告された。悪性グリオーマではグリオーマ細胞にIDOの発現が見られることは確認されているが、その免疫抑制は明らかにされていない。IDOが悪性グリオーマ免疫回避機構に関連しているかを解明することは、悪性グリオーマの免疫療法の発展に重要な課題と考えられる。平成21年度は、グリオーマのグレード別のIDO発現について、手術摘出標本を材料として、免疫組織染色にて検討した。WHOグレードIIのastrocytoma15例中の2例(14.3%)、グレードIIIのanaplastic astrocytoma20例中の9例(45%)、グレードIVのglioblastoma39例中の19例(58%)にIDOの高発現を認めた。統計学的に有意に、悪性度の増加に伴いIDOの発現が上昇していることが確認された。グリオーマでは、悪性度に伴いIDOの発現は増加し、より強い免疫回避機構を獲得している可能性が示唆された。今後、IDOの発現と悪性グリオーマの予後との関連を検討する予定である。インドールアミン2,3-ジオキシゲナーゼ(IDO)はトリプトファンの代謝酵素であるが、強い免疫抑制作用を持っている。腫瘍に存在するIDOは、CTLやNK細胞の抗腫瘍作用を抑制するだけでなく、免疫抑制作用を持つTregを活性化し、腫瘍の免疫回避機構に関与している。Ovarian carcinomaやcolon carcinomaにおいては、IDOの発現がその予後悪化因子であることが知られてきており、IDOの発現を抑制することはガン患者の免疫機能を回復させ治療の効果を増強させる可能性がある。前年までの本研究では、グリオーマでは、組織学的な悪性度の上昇に伴い、IDOの発現が増加することを明らかにした。本年度は、悪性グリオーマのIDOの発現とその予後との関連について検討した。手術摘出後、同一のプロトコールにて化学療法と放射線治療が行われた18例の退形成性星細胞腫、23例の膠芽腫を対象とした。手術摘出標本から、IDOの免疫組織染色を行い、その発現をlow, medium, high群に分け、腫瘍無増大期間と生存期間を比較した。単変量解析では、退形成性星細胞腫において、各郡の予後に差はなかったが、膠芽腫においては、high群は、low群と比べ、腫瘍無増大期間、生存期間共に統計学的に有意の差を持って短縮していた。

多変量解析では、術前KPSと手術摘出度が膠芽腫において予後悪化因子であったが、IDO発現は関連がなかった。膠芽腫においても、他のガンと同様にIDOの高発現はその予後の悪化因子となっていた。従って、IDO抑制剤の悪性グリオーマ患者に投与することは、悪性グリオーマの免疫抑制状態を回復させ、抗癌剤との併用効果が期待できる可能性が示唆された。今後、動物実験にてIDO抑制剤の悪性グリオーマに対する効果を検討する予定である。
活動的天体のミリ波観測

1.野辺山45m宇宙電波望遠鏡を用いた直線偏波観測のための40-50GHz帯偏波計を作成した。これは開放型1/4波長板2枚によって構成されている。この装置を用いて、超巨星に付随したSiOメーザー源で10^6ram^2の大きなフアラデ-回転がみつかった。この装置により今後銀河核における磁場を明らかにすることが期待される。2.93個のコア優勢の電波源について波長3cmのフラックス密度と直線偏波の観測を行った。そのうち、18個はブレイザーに分類され、残りの67個は非ブレイザーである。観測から、ブレーザーと非ブレーザーとは明白な区分があり、必ずしもコア優勢の電波源の全てがブレイザーであるとはいえないことがわかった。3.VLAを用いてCSS天体3C318と電波銀河3C194の観測を波長3.6、6及び20cmで行った。その結果、3C318の大きなRM値は電波源周辺の熱的なガスに起因していることがわかった。又3C194のRM構造は磁場と周辺のガスの熱的なショックに伴う圧縮の結果であることを示している。4.野辺山ミリ波干渉計を用いて周波数98GHzで電波の強い3C123銀河の開口合成観測を行った。その結果3C123は広がった成分の他に、いくつかのコンパクトな成分を持っていることが確認できた。また3C123のコアの電波スペクトルは1598GHzの間でフラットに近いことがわかった。今年度は、銀河系外天体の短ミリ連続波スペクトル領域観測および、短ミリ波偏波観測の準備的研究として以下のことを行った。1.観測対象とする電波源の候補を選定するため、われわれが作成している系外銀河天体の電波強度・偏波観測デ-タベ-スを約20万件から約30万件へと拡充した。2.観測候補電波源の構造、電波放射機構、磁場構造などの間の関係を明確にする準備として、天体の電波強度マップ型観測デ-タを計算機から検索し、図形として表示できるデ-タベ-スを作成した。今回は、特に、われわれが1980年代半ばに発見した偏波面が大きなファラディ回転測度(RM)を示す天体の偏波観測との関係を明確にするため。急なスペクトル指数を示しながら放射領域が小さい(CSS)天体の観測デ-タを中心に約500個の銀河系外天体について、約1500枚の電波構造マップと全電波強度スペクトル図を結合したデ-タベ-スとした。このようなマップ型デ-タとスペクトル図を同一のシステムが検索するシステムは、双方の観測デ-タベ-スを作成している研究者でなければ作成不可能であり、今回われわれが初めてである。3.設備備品として購入したワ-クステ-ションにより、次年度計画で観測に使用する7mm波半波長移相板の設計および、3mm波半波長移相器の性能改善(観測可能波長域の拡大等)のためのシミュレ-ション実験を行った。銀河系外天体の短波長偏波観測の結果について、解析およびその中からいくつかの天体についてより高精度な観測を計画し以下の研究を行った。1.長波長領域での観測しか存在しなかった3C123について、電波で最も短波長における観測である波長3ミリにおいて観測し、電波源の構造を明かにし、他の波長領域の観測結果と比較し、微細な構造ごとの輻射スペクトルを明かにした。2.10GHzでの偏波観測の結果、偏波面が比較的大きなファラディ回転測度(RM)を示す天体として見つけた電波源3C194、3C318について、米国VLAにおいて波長3cmの高分解能観測により、電波源内部における磁場構造を明かにし、3C194については、電波源のまわりのガスと磁場の圧縮に起因するとの結論にいたった。また、CSS電波源は、観測からまわりのガスとRMから推測すると比較的若い天体であるとの知見をえた。

3.中心核からの電波が支配的な電波源について電波強度をもとに完全サンプルを作成し、波長3cmにおいて偏波観測を行い、その結果を統計的にまとめた。4.我々は、RMの非常に大きな電波源4個を世界で始めて発見したが、CSS天体などについて、これ以外についても存在するかどうかを観測方法の改良、データ解析方法の開発を含め観測・解析し、4個以外に非常に大きなものは存在しないことを確認した。
脳虚血時における膜脂質情報交換酵素ホスホリパーゼDの役割に関する検討

虚血あるいは低酸素負荷後の神経細胞およびダリア細胞の細胞応答に関し、ホスホリパーゼD(PLD)アイソザイムのmRNA量変化と活性変化を中心として検討した。in vivo実験による検討:ラット中大脳動脈再灌流モデルを用い、虚血時間を変化させ、その後のPLDアイソザイムmRNAの脳内の局在、mRNAの発現量の変化をin situ hybridization法とRT-PCR法、Northern blot法で解析した。その結果梗塞部位にmRNAの発現傾向を認めた。in vitro実験による検討:アストロサイトとの共存培養系およびグリア系セルラインを用いて、低酸素状態を作り、種々の条件の細胞内ホスホリパーゼDmRNAの発現の変化をRT-PCR法、Northern blot法で検討した結果、低酸素負荷(1%O2)によりアポトーシスが誘発され、膜リン脂質代謝の亢進を認め、特にスフィンゴミエリン系が活性化される結果を見出した。以上の結果から、脳虚血時において、膜リン脂質スフィンゴミエリン系、ホスホリパーゼD系、各アイソザイムの変化がアポトーシスを伴った細胞内情報伝達機構として担っている可能性が示唆され、今後虚血後の修復過程を中心に解明をめざす。in vivo実験系ではまず全身麻酔下にてadult S-Dラットの右総頚動脈より糸を挿入しMCA閉塞モデルを作製した。6時間の虚血の後、両側の海馬を摘出し、凍結保存してサンプルとした。PLDのmRNAの発現量を確認するため、Isogenにて全RNAの抽出を行った。これをまずReverse TranscriptaseでcDNAとした後にPCRを行った。PLDのmRNA発現は、虚血側では若干の増加を来していることが確認された。このためPLDisozymeを分離できるprimerを作製しisozymeごとの発現量を検討している。また同サンプルを用いて膜画分、細胞質画分の抗体を用いた蛋白質の発現量の確認を急いでいる。次にin vitroの系では、培養細胞に低酸素負荷を加え神経細胞死を誘導するため、まず基礎実験として今回購入したマルチガスインキュベータ-で神経細胞のモデルとして用いられるPC12細胞を2%FBSで培養し、種々の濃度の低酸素を負荷した。その結果、1%の低酸素負荷によって十分な細胞死誘導が得られることが分かり、LDHassayおよびHoechst33258 & Propidium Iodideの二重染色で定量化した。この結果、細胞死は24時間ごろから徐々に増加し、72時間までにほぼ100%の細胞死が誘導出来ることが確認された。しかもアポトーシスの比率の方がネクローシスの比率よりも多いことが確認された。まずPLDを抑制するとされるセラミドの定量を行ったところ、この低酸素負荷で大きく増加することが確認されたためPLD mRNAの発現量をRT-PCRにて確認中である。以上の結果を元にPLDisozymeのischemiaおよび低酸素による発現変化を確認しアンチセンスの投与を含めた解析によって今後のPLDの役割を明らかにしていく予定である。
ヘパラナーゼを分子標的とするガンの進展、転移と炎症の制御

癌の進展、転移の成立には、collagen, laminin, fibronectin, heparan sulfate proteoglycan(HSPG)などの細胞外マトリックスの構成分子が破壊されることが必須である。なかでも、最も堅牢なheparan sulfate proteoglycan(HSPG)を分解・破壊する酵素がヘパラナーゼ(以下,HPA)である。われわれはこれまでに、HPAが癌の進展に密接に関わる事を示してきたが、この事は諸家の報告とほぼ一致する。一方でわれわれは、HPAが癌の浸潤転移において重要な役割を果たす血管新生に関わることを初めて明らかにした。また、これまで細胞の分化機構の詳細な過程は未だ明らかとなっていないが、最近の研究でHPAの核内移行が細胞の分化を誘導することも初めて見出した。<血管新生>HPAとサイクロオキシゲナーゼ-2(以下COX-2)は共に血管新生を含む腫瘍の悪性度に決定的な役割を果たしていると考えられているが、さらにHPAがCOX-2を誘導することをプロモーターレベルで証明した。その過程は以下のとおりである。まず食道癌症例77例の外科的切除組織を用いて免疫組織化学染色にてその発現分布を検討した。両者の発現様式は腫瘍組織内で非常に類似しており,腫瘍先進部,腫瘍近傍間質組織内の血管内皮に強い発現が見られ,腫瘍悪性度および腫瘍内微小血管密度と有意な強い相関がみられた。続いてHPAを導入した食道癌細胞株にてCOX-2の発現をRT-PCR, Western blotにて検討した。HPA導入細胞ではCOX-2のmRNA,蛋白の発現の増強が認められた。さらにルシフェラーゼ発現型COX-2プロモーターデリーション(またはミューテーション)ベクターを用い,ルシフェラーゼアッセイにて転写レベルでの解析を行った。COX-2の転写活性はHPA導入により促進され,cyclic AMP responsible element, NFκBおよびNF-IL6が強く転写活性に関与していた。以上より,食道癌においてHPAとCOX-2は悪性度,血管新生を通じて相関しており,COX-2の発現はHPAにより制御されていることが示唆された。また、同様の知見は乳癌、胃癌で確認された。この結果から癌の進展における全く新しい血管新生の情報伝達経路が明らかになり、癌進展の仕組みの解明とその制御の開発に新しい観点が見出されたことになる。われわれは、heparanase分子の癌の進展に対する関わりを解明し、胃癌、食道癌、大腸癌などの消化管癌における発癌、癌の進展、転移そして悪性度に強く関与している事を見出した。これらにつき別紙のごとく論文を作成し、掲載した。また、炎症性腸疾患の解析から、炎症の極期に局所で強く発現し炎症の軽快とともに、消退してゆく事を確認した。このことから炎症を主体とした病態の制御も可能であると考えている。これらの癌の進展、予後とheparanaseの関わり、さらに、heparanaseが上皮細胞を含めた正常細胞、腫瘍細胞の分化に関与している可能性を見出している。この中で、乳がん細胞の分化について別紙の如く論文がin printとなっている。

また、これまでにheparanaseによる血管新生のメカニズムについての報告があるが、われわれはheparanase遺伝子導入によって新たな血管新生増生因子が発現する事を見出し解析中である。本科学研究費によるheparanaseの関わる血管新生の新しい情報伝達経路の解析、heparanaseの関わる上皮細胞の分化の解析である。当該研究の位置づけとしては、海外においてもI.Vlodavskyらにより研究が進められているが、われわれは本遺伝子の発見者の1人で命名者であるM.Nakajimaらとともに研究を行ってきており、本研究の内容は、Heparanase分子の分化、血管新生への関わりの解析と癌と炎症の新しい制御戦略の開発を模索している。癌の進展、転移の成立には、collagen, laminin, fibronectin, heparan sulfate proteoglycan (HSPG)などの細胞外マトリックスの構成分子が破壊されることが必須である。なかでも、最も堅牢なheparansulfate proteoglycan (HSPG)を分解・破壊する酵素がヘパラナーゼ(以下,HPA)である。われわれはこれまでに、HPAが癌の進展に密接に関わる事を示してきたが、この事は諸家の報告とほぼ一致する。一方でわれわれは、HPAが癌の浸潤転移において重要な役割を果たす血管新生に関わることを初めて明らかにした。また、これまで細胞の分化機構の詳細な過程は未だ明らかとなっていないが、最近の研究でHPAの核内移行が細胞の分化を誘導することも初めて見出した。<血管新生>HPAとサイクロオキシゲナーゼ-2(以下COX-2)は共に血管新生を含む腫瘍の悪性度に決定的な役割を果たしていると考えられているが、さらにHPAがCOX-2を誘導することをプロモーターレベルで証明した。その過程は以下のとおりである。まず食道癌症例77例の外科的切除組織を用いて免疫組織化学染色にてその発現分布を検討した。両者の発現様式は腫瘍組織内で非常に類似しており,腫瘍先進部,腫瘍近傍間質組織内の血管内皮に強い発現が見られ,腫瘍悪性度および腫瘍内微小血管密度と有意な強い相関がみられた。続いてHPAを導入した食道癌細胞株にてCOX-2の発現をRT-PCR, Western blotにて検討した。HPA導入細胞ではCOX-2のmRNA,蛋白の発現の増強が認められた。さらにルシフェラーゼ発現型COX-2プロモーターデリーション(またはミューテーション)ベクターを用い,ルシフェラーゼアッセイにて転写レベルでの解析を行った。COX-2の転写活性はHPA導入により促進され,cyclic AMP responsible element, NFκBおよびNF-IL6が強く転写活性に関与していた。以上より,食道癌においてHPAとCOX-2は悪性度,血管新生を通じて相関しており,COX-2の発現はHPAにより制御されていることが示唆された。(この結果から癌の進展における全く新しい血管新生の情報伝達経路が明らかになり、癌進展の仕組みの解明とその制御の開発に新しい観点が見出されたことになる。
不耕起栽培畑地土壌の物質循環系メタゲノム解析

本研究の成果は、慣行農法である耕起栽培にはない不耕起栽培土壌の特徴として、団粒構造の発達と土壌炭素隔離機能の向上に加えて、土壌生物性の特徴を明らかにした点である。すなわち、不耕起栽培では、ミミズと糸状菌のバイオマスの顕著な増加、糸状菌と細菌の群集組成の変化の詳細、細菌群集の多様性の増加、団粒内での細菌グループ(特に、Acidobacteria)の微視的棲み分け、が明らかにされた。これらの結果は、大気二酸化炭素の上昇を抑制する農法として、不耕起栽培の特性を微生物学的に示したものである。(1)不耕起・草生栽培土壌での土壌団粒と土壌動物相の分析:茨城大学農学部附属フィールドサイエンス教育研究センターの試験区において,敷草・堆肥・草生の方法と効果に関する比較研究を行った。試験区は耕うん方法2水準(耕起・除草、不耕起・草生)、施肥方法2水準(施肥、無施肥)を4反復で設定した。また、刈敷方法2水準(有、無)を加え、緑ナスを栽培した。収穫量をみると、7月では不耕起区よりも耕起区の方が、収量が多かった。しかし、8月以降、収量は耕起区、不耕起区ともに敷草ありが有意に高くなり、9月では、不耕起に敷草を処理した区が、耕起区を上回る収穫量を示した。土壌中のアンモニア態窒素含有量は表層において、敷草ありで有意に高くなった。また、敷草により土壌団粒径が増加することが認められた。土壌動物相の多様性は敷草ありで有意に高く、敷草をすることによって生息する場を形成したものと考えられた。また、平均土壌団粒径は耕起<不耕起、無処理<敷草となった。(2)牛糞液状きゅう肥(スラリー)連用畑地土壌での微生物メタゲノム解析:九州沖縄農業研究センター・都城試験地のスラリー連用畑地土壌において,二酸化炭素よりも強力な温室効果ガスである一酸化二窒素が発生するメカニズムをメタゲノミクスで解明した。すなわち,スラリー施用にともなう大量のアンモニアの投与によってアンモニア酸化の担い手が,アーキアから細菌にシフトし,また,アンモニア酸化に比べて亜硝酸塩酸化が促進されずに,亜硝酸塩が残留すると推察された。次に,この亜硝酸塩の残存は亜硝酸塩還元菌(細菌と糸状菌の両方)の増殖を促すが,亜硝酸塩-->一酸化窒素-->一酸化二窒素-->窒素ガスという連続的な還元反応のなかで,一酸化二窒素の還元が律速となり,一酸化二窒素が大量に発生することが推察された。茨城大学農学部附属フィールドサイエンス教育研究センター内の耕起・不耕起連用畑試験区(ダイズと緑ナスの2栽培区で実施)において、不耕起栽培土壌の特性を耐水性団粒の粒径プロファイル、化学性、生物活性、微生物群集構造の観点から解析した。土壌の化学性は、全炭素、有機炭素、全窒素、pH等を測定し、土壌団粒の分画は、水中篩別法にしたがって、粒径>2 mm、12 mm、0.51 mm、0.10.25 mm、<0.1 mmの5画分を調製した。さらに、畑地試験区土壌にガス採取管を設置して、土壌表層2.540 cmの層位における土壌空気の組成(二酸化炭素、メタン)をガスクロマトグラフィーで分析した。微生物群集構造は、土壌DNAを調製して、16S rRNA遺伝子のPCR増幅産物のメタシークエンスで解析した。その結果、不耕起栽培により、粒径>2 mmの耐水性団粒が年間を通して安定的に高くなること、糸状菌のバイオマスが上昇すること、細菌群集の多様性が高まることが明らかにされた。土壌で優占した細菌種はAcidobacteria門とProteobacteria門であり、不耕起区ではProteobacteria門の割合が高くなる傾向が明らかにされた。また、物質循環のマーカーとなる気体として二酸化炭素とメタンに着目し、土中濃度を測定した結果、二酸化炭素濃度は不耕起区<耕起区、メタン濃度はその逆で不耕起区>耕起区となることが観察され、不耕起土壌では、有機物の嫌気分解によるメタン生成の亢進ないし好気的メタン酸化の抑制が起こっていることが推察された。物理性、化学性、生物活性、微生物性という多角的な観点から、複数の栽培試験区を用いて、さらに年間調査を踏まえて、不耕起栽培畑地土壌の特性を明らかにすることができた。これは、専門分野を超えた共同研究体制の成果と言える。この結果をもとに、平成28年度は、微生物の群集構造(分類面でのメタゲノム解析)から機能遺伝子解析(機能面でのメタゲノム解析)へ展開する。なお、平成27年度に予定していたスラリー連用畑地(都城試験地)の分析は、圃場管理者が異動になり実施できなくなったため、その代わりに茨城大学の試験区を増やして行った。本研究の目的は、地球温暖化問題を踏まえた土壌科学の観点から、不耕起栽培の特徴と有効性を明らかにすることである。特に、その鍵となる土壌団粒に焦点を当て、最新の遺伝子メタシークエンスの技術を導入して微生物の群集構造の特徴と変動性を解析した。

1.理化学性と生物性:有機栽培ナスを供試栽培系とした圃場試験の結果では、不耕起・草生栽培がもたらす土壌理化学性の特徴として、土壌養分の増加、土壌団粒構造の発達、炭素含量の増加が示された。また、生物性では、微生物とミミズのバイオマスの増加と土壌線虫の多様化が明らかにされた。従来、作物収量の点で不耕起栽培は耕起栽培よりも劣ることが指摘されてきたが、草生を併用することで、収量が増加し耕起栽培とほぼ同レベルになったことから、この農法の有効性が明らかにされた。2.土壌団粒構造と微生物:土壌の団粒構造と炭素保持機能の関係では、平均団粒サイズと炭素含量が正に相関することが示された。不耕起区では、粒径>2 mmの団粒画分の炭素保持寄与率が年間を通して最も高く維持されたが、耕起区では0.250.5 mmや0.10.25 mmの画分が主体であった。不耕起区の細菌叢はProteobacteria門とBacteroidetes門の割合が高く、耕起区では、Acidobacteria門とGemmantimonadetes門が主要で、両者は明確に異なった。また、不耕起区では、季節を通して>2 mm画分と0.10.25 mm画分にそれぞれ特徴的な菌種が分布したのに対して、耕起区では、それらの画分の細菌叢は季節変動した。3.土壌のガス代謝:不耕起区の6月9月の地表面の炭酸ガス・フラックスを測定すると、8月9月初めは負の値(すなわち、吸収)が計測されたが、耕起区では、測定期間を通して常に炭酸ガスが放出されていた。以上の結果より、不耕起栽培による土壌団粒構造の発達が土壌炭素の隔離と細菌群集の棲み分けをもたらし、微生物の活性にも影響を与えることが明らかにされた。本研究の成果は、慣行農法である耕起栽培にはない不耕起栽培土壌の特徴として、団粒構造の発達と土壌炭素隔離機能の向上に加えて、土壌生物性の特徴を明らかにした点である。すなわち、不耕起栽培では、ミミズと糸状菌のバイオマスの顕著な増加、糸状菌と細菌の群集組成の変化の詳細、細菌群集の多様性の増加、団粒内での細菌グループ(特に、Acidobacteria)の微視的棲み分け、が明らかにされた。これらの結果は、大気二酸化炭素の上昇を抑制する農法として、不耕起栽培の特性を微生物学的に示したものである。平成26年度の研究によって,不耕起栽培試験地の設定と分析方法(栽培,土壌化学,土壌動物相,土壌微生物相)が確立した。また,メタゲノミクスの適用によって,牛糞液状きゅう肥(スラリー)連用畑地土壌での窒素循環と一酸化二窒素の発生メカニズムを詳細に解析できた点は特筆される。微生物の群集構造(分類面でのメタゲノム解析)から機能遺伝子解析(機能面でのメタゲノム解析)へ展開する。その展開では、耐水性団粒サイズの違いに焦点をあてる。すなわち、団粒サイズと機能遺伝子プロファイルの関係を明らかにする。この解析によって、土壌中での物質循環の微視的な様態が初めて明らかになることが期待される。28年度が最終年度であるため、記入しない。環境毒性化学平成26年度の研究で,平均土壌団粒径は耕起<不耕起、無処理<敷草となり、土壌団粒量を向上させる農法技術が明らかになった。これは,単年度の試験であるので、次年度も継続する。また,土壌団粒プロファイルの経年変化を調べて,団粒画分ごとの微生物解析を実施する。平成28年度の研究計画では、機能遺伝子のメタゲノム解析を実施する。平成27年度に行った微土壌微生物群集構造の解析結果を検討した結果、機能遺伝子メタゲノム解析に供する試料数を増やすこととした。そのため、平成27年度にデータ解析補助で予定していた謝金費を次年度の物品費と謝金費の増額に充てるように調整した。
アーベル多様体のモジュライの整数環上のコンパクト化

代表者は、非可換レベル構造つきアーベル多様体のモジュライ空間の基礎環$Z[\zeta_N,1/N]$上のコンパクト化$SQ_{g,K}$を構成し、Hilbert点の安定性を証明した(1999)。ただし、$K$は非退化交代2次形式を持つ有限群を表し、アーベル多様体のレベル構造を指定する。$N$は群$K$の位数を表す。基礎環が$Z[\zeta_N,1/N]$となっているのは、$N$を割る素数$p$(悪い素数という)の体の上ではモジュライ空間が構成できていないことを示している。さらに、同じ基礎環$Z[\zeta_N,1/N]$上に、第二のコンパクト化$SQ^{\rm toric}_{g,K}$を構成し, $SQ^{\rm toric}_{g,K}$から$SQ_{g,K}$への双有理全単射写像を構成した(2010)。これは、二つのモジュライ空間はほぼ同じであることを示している。残る主要な問題はまず第一に基礎環$Z[\zeta_N]$上にモジュライ空間を延長する、すなわち$N$を割る素数$p$の体の上でもモジュライ空間を構成することである。上の二つのどちらが延長できるのか未解決問題であった。現在進展中の研究で、第二のモジュライ空間$SQ^{\rm toric}_{g,K}$を基礎環$Z[\zeta_N]$上への拡張する理論が進展中である。ここで重要な問題は、悪い素点での振る舞いの記述であるが、1次元の場合精密に記述できるようになった。第二の主要な問題は$SQ^{\rm toric}_{g,K}$がVoronoiコンパクト化にほぼ一致することを証明することである。現在、関連する論文執筆中で、たとえば、4次元Voronoi分割を調べて退化アーベル多様体が被約であることを証明、その論文が完成に近づいている。また、Neronモデルの同変コンパクト化が構成でき、その論文を執筆中である。三井健太郎氏との共同研究で、Neronモデルの同変コンパクト化を具体的に構成できた。ただし、Neronモデルの連結成分の群の位数と剰余体の標数が互いに素、という条件が必要である。Neronモデルのコンパクト化は、本研究(アーベル多様体のモジュライ空間のコンパクト化研究)の出発点であったが、こちらは完成はしていなかった。今回の研究は、まだ制限付きはであるが、一つの最終的な形を与える成果である。また、菅原健氏と共同で4次元Delaunay分割はすべて各格子点での錘が単体生成であること、したがって、4次元PSQASと呼ばれる標準的退化アーベル多様体は被約であることが証明できた。二つの論文を執筆中である。今回のNeronモデルのコンパクト化はまだ制限付きである。この制限を取り除くことが課題である。これについても研究成果は得られつつあるので、今後さらにこれを推し進めて最終的な結果にすることが重要である。また、次元が3以下の場合に第二の主要な問題が解決に近づいている。具体的には、次元が3以下の場合に$SQ^{\rm toric}_{g,K}$がVoronoiコンパクト化と一致することの証明が、相当程度完成している。この完成を次の目標として、研究を進めていく。残る主要な問題は基礎環$Z[\zeta_N]$上にモジュライ空間を延長することである。いいかえれば、$N$を割る素数$p$の体の上でもモジュライ空間を構成することである。上の二つのどちらが延長できるのか大変微妙な問題であった。現在進展中の研究で、第二のモジュライ空間$SQ^{\rm toric}_{g,K}$を基礎環$Z[\zeta_N]$上への拡張する理論が、完成の方向で進んでいる。アーベル多様体だけのモジュライ空間を基礎環$Z[\zeta_N]

$上への拡張する理論はもう少し容易であるが、その場合でも、悪い素点でのモジュライ空間の構造を具体的に調べることは困難かつ重要である。そのために、悪い素点で可換有限群スキームであるハイゼンベルグ群のウェイユ対形式を記述しなければならない。その研究に最近進展があり、1次元のKatz-Mazur理論を精密に記述できるようになった。順調に進展している。レベル構造を持つアーベル多様体のモジュライ空間およびそのコンパクト化の研究が進んでいる。主たる問題は悪い素点の近くでの研究であるが、Katz-Mazur理論をより精密に記述するために、レベル群が$(Z/3Z)\oplus(Z/3Z)$の場合にすべて具体的に計算で求めた。その後、Dieudonne理論の適用により、飛躍的に研究が進展した。この局面では、有限群スキーム$K=(Z/p^nZ)\oplus(Z/p^nZ)$に対して以下の二つの問題を解決することが重要であった。(1)$K$のウェイユ対形式$e_W$をDieudonne理論を用いて、正確に記述すること、(2)十分な切断の集合(full set of sections)が与えられたとき、ノルム多項式のすべての係数を正確に求めること。これが1次元の場合だけであるが、完全に解けた。(1)は、Dieudonne理論によれば、準偏極を記述することに相当するが、より精密なRiemann形式ないしChern類を古典的な複素数体上のRiemann形式ないしChern類に近い形で記述することが必要になる。最終的には、すべての$n$について一斉に($p$進的に)ウェイユ対形式が有限群スキーム$(Z/p^nZ)\oplus(Z/p^nZ)$上の多項式として得られる。この場合には、レベル構造を持つ楕円曲線(アーベル多様体)のモジュライ空間から楕円曲線のモジュライ空間への写像のファイバーを完全に記述でき、その位数(逆像の点の個数)が、悪い素数の場合も含め常に$\SL(2,\bZ/N\bZ)$の位数に等しいことが分かる。さらに、2次元以上で、悪い素点でのモジュライ空間の構造を決定することを目標に、研究を継続中である。そのほか、種数3の曲線とテータ因子の関係について進展があり、論文を執筆中である。代表者は、非可換レベル構造つきアーベル多様体のモジュライ空間の基礎環$Z[\zeta_N,1/N]$上のコンパクト化$SQ_{g,K}$を構成し、Hilbert点の安定性を証明した(1999)。ただし、$K$は非退化交代2次形式を持つ有限群を表し、アーベル多様体のレベル構造を指定する。$N$は群$K$の位数を表す。基礎環が$Z[\zeta_N,1/N]$となっているのは、$N$を割る素数$p$(悪い素数という)の体の上ではモジュライ空間が構成できていないことを示している。さらに、同じ基礎環$Z[\zeta_N,1/N]$上に、第二のコンパクト化$SQ^{\rm toric}_{g,K}$を構成し, $SQ^{\rm toric}_{g,K}$から$SQ_{g,K}$への双有理全単射写像を構成した(2010)。これは、二つのモジュライ空間はほぼ同じであることを示している。残る主要な問題はまず第一に基礎環$Z[\zeta_N]$上にモジュライ空間を延長する、すなわち$N$を割る素数$p$の体の上でもモジュライ空間を構成することである。上の二つのどちらが延長できるのか未解決問題であった。現在進展中の研究で、第二のモジュライ空間$SQ^{
地球科学とグローバル政策のつなぎ方：Earth to Global Study

本研究は、極域研究を題材に地球科学とグローバル政策の適切な関係性につき、極域科学研究と国際法政策研究の融合によって解明を試みるものである。具体的には、(1)南極条約体制の強靭性研究、(2)極域における生態系アプローチの研究、(3)海洋生態系研究、(4)社会科学的研究と自然科学的研究の連携の方法論の開発を行う。(1)につき、研究代表者の柴田を中心に研究基盤を構築することができた。具体的には1Policy-Law-ScienceNexus in Antarctica (PoLSciNex)と題する国際研究プロジェクトを立ち上げ、2019年3月にチリ・サンチアゴで最初の研究集会を開催した。2「南極条約体制の将来の挑戦に対する強靭性」と題する国際研究プロジェクトを、タスマニア大学のJabour博士と立ち上げ、12月に神戸で初回会合を開催した。(2)につき、研究分担者の稲垣を中心に研究を進め、『北極国際法秩序の展望』と題する編著書を発刊し、ここで今後の研究方針を明らかにした。(3)につき、研究分担者の原田を中心に研究を進め、南極地域観測隊長としての経験に基づき下記(4)の国内研究会に情報提供できる素地ができた。(4)につき、研究者と関係ステークホールダーとの対話型連携方法を模索するために、「南極をめぐる科学と国際動向に関する研究会」を立ち上げた。ここに極域の自然科学研究者と社会科学研究者を集め、加えて日本の南極政策を担う外務省、文科省、環境省の担当官に参画してもらい、南極の科学と政策を題材にまずはお互いの学術的、政策関心を共有するところから始めた。10月、12月、3月に3回の研究会を開催した。同様に、社理連携研究の方法論開発の国際版としては、上記(1)1で挙げたPoLSciNex研究がある。(1)の南極条約体制の強靭性については、国際研究プロジェクトが2つ立ち上がり、その研究メンバーもほぼ確定して、今後の研究の具体的進展が期待できる。(2)の生態系アプローチ研究も、関連する書籍出版により研究の方針と枠組が整い、さらに南極における海洋保護区設置をめぐる議論を「合理的な利用」の解釈を通じて国際法的に考察することができた。(3)の海洋生態系研究も、南極観測隊での経験を基に研究活動を充実させる方針と材料が明確になり、2019年度以降、研究会や学会での報告に結びつける素地ができつつある。(4)の社理連携研究の方法論についても、「南極をめぐる科学と国際動向に関する研究会」が軌道にのり、2019年度以降も具体的に研究集会が企画されている。国際的には、PoLSciNex研究が南極研究科学委員会(SCAR)の下で進められることになっており、進展が期待できる。(1)の南極条約体制の強靭性研究については、2019年4月の国際学会(アルゼンチン・ウシュワイア)で進捗を報告をする。2019年7月第42回南極条約協議国会議の諸議題を検討し、社会科学研究の政策的インプットにつき具体的に検討する。2019年12月第12回極域法国際シンポジウム(タスマニア・ホバート)において、特別セッションを開催し研究進捗を報告する。これら研究を、2020年11月に神戸大学で開催する第13回極域法国際シンポでの研究アジェンダ設定及びその準備に結びつける。(2)の生態系アプローチ研究については、2019年5月第4回中央北極海における統合的な海洋生態系アセスメント会合に出席し、最先端の情報を収集する。南極条約体制における生態系アプローチの展開やその課題について検討を進め、上記(1)のプロジェクトの一環として、研究を進める。(3)の海洋生態研究については、「南極をめぐる科学と国際動向に関する研究会」に参加して、情報提供、関心共有を図る。連携研究者の木村と共同で、一般市民向けに、自然科学と社会科学連携の課題抽出とその解決法を示したボードゲームを製作し、科学未来館などのファシリティを拠点に計画の推進を行う。その成果につき、12月極域法国際シンポでの報告を検討する。(4)の社理連携研究の方法論開発については、引き続き、「南極をめぐる科学と国際動向に関する研究会」を開催し、少しずつテーマをより具体的にして、自然科学研究・社会科学研究・政策立案とが重なり合うトピックを収斂させていく。南極ロジスティックないし科学基地の国際法政策的インプリケーションにつき考察を深め、12月極域法国際シンポでの報告を目指す。PoLSciNex国際研究を継続し、国際的にも社理連携研究のあり方につき考察を深め、2020年11月第13回極域法シンポでの集大成を目指す。

2「南極条約体制の将来の挑戦に対する強靭性」と題する国際研究プロジェクトを、タスマニア大学のJabour博士と立ち上げ、12月に神戸で初回会合を開催した。(2)につき、研究分担者の稲垣を中心に研究を進め、『北極国際法秩序の展望』と題する編著書を発刊し、ここで今後の研究方針を明らかにした。(3)につき、研究分担者の原田を中心に研究を進め、南極地域観測隊長としての経験に基づき下記(4)の国内研究会に情報提供できる素地ができた。(4)につき、研究者と関係ステークホールダーとの対話型連携方法を模索するために、「南極をめぐる科学と国際動向に関する研究会」を立ち上げた。ここに極域の自然科学研究者と社会科学研究者を集め、加えて日本の南極政策を担う外務省、文科省、環境省の担当官に参画してもらい、南極の科学と政策を題材にまずはお互いの学術的、政策関心を共有するところから始めた。10月、12月、3月に3回の研究会を開催した。同様に、社理連携研究の方法論開発の国際版としては、上記(1)1で挙げたPoLSciNex研究がある。(1)の南極条約体制の強靭性については、国際研究プロジェクトが2つ立ち上がり、その研究メンバーもほぼ確定して、今後の研究の具体的進展が期待できる。(2)の生態系アプローチ研究も、関連する書籍出版により研究の方針と枠組が整い、さらに南極における海洋保護区設置をめぐる議論を「合理的な利用」の解釈を通じて国際法的に考察することができた。(3)の海洋生態系研究も、南極観測隊での経験を基に研究活動を充実させる方針と材料が明確になり、2019年度以降、研究会や学会での報告に結びつける素地ができつつある。(4)の社理連携研究の方法論についても、「南極をめぐる科学と国際動向に関する研究会」が軌道にのり、2019年度以降も具体的に研究集会が企画されている。国際的には、PoLSciNex研究が南極研究科学委員会(SCAR)の下で進められることになっており、進展が期待できる。(1)の南極条約体制の強靭性研究については、2019年4月の国際学会(アルゼンチン・ウシュワイア)で進捗を報告をする。2019年7月第42回南極条約協議国会議の諸議題を検討し、社会科学研究の政策的インプットにつき具体的に検討する。2019年12月第12回極域法国際シンポジウム(タスマニア・ホバート)において、特別セッションを開催し研究進捗を報告する。これら研究を、2020年11月に神戸大学で開催する第13回極域法国際シンポでの研究アジェンダ設定及びその準備に結びつける。(2)の生態系アプローチ研究については、2019年5月第4回中央北極海における統合的な海洋生態系アセスメント会合に出席し、最先端の情報を収集する。南極条約体制における生態系アプローチの展開やその課題について検討を進め、上記(1)のプロジェクトの一環として、研究を進める。(3)の海洋生態研究については、「南極をめぐる科学と国際動向に関する研究会」に参加して、情報提供、関心共有を図る。連携研究者の木村と共同で、一般市民向けに、自然科学と社会科学連携の課題抽出とその解決法を示したボードゲームを製作し、科学未来館などのファシリティを拠点に計画の推進を行う。その成果につき、12月極域法国際シンポでの報告を検討する。(4)の社理連携研究の方法論
学力向上と学校におけるICT活用の効果に関する総合的・実証的研究

本研究は、「学力向上にICTがどのような影響を与えるのか」を、教育現場の協力を得ながら、総合的・実証的に研究をすすめることを目的とする。多人数の分担者(総勢17名)が関連するテーマで小グループを形成して、これまでの成果に基づいて実践研究を発展させた。この2年間の成果は以下の通りである。1.学習到達度と教師の指導状況に関する大規模な調査を実施し、さまざまな角度からの検討を行ない、学力とICT活用の関連に関する結果を報告した。2.ICT未活用教師に道具としてICTを与え、教師のICTの活用法の変化とどのようなタイプの子どもに成果が現れてくるかを分析した。また、ICT利用・非利用の比較行いながら、生徒の学習成果物や教師へのインタビューを重ね、質的な分析を試みた。3.教師がどのようにICTにアプローチするのか調査した。結果、日常的な場面で最も多いのは、プロジェクタと実物投影機を用いて教科書などを映すなど簡単な活用であることが明らかになった。また、教科の一斉指導では、知識理解の領域について、ICTを活用して指導した方が、高い得点の伸びが見られることを見出した。4.ICT活用の評価方法に関して、ICTを活用する子どもの能力(新しいタイプの学力)をコンピュータの利用を前提とした学力評価システムの開発し、いくつかの学校で評価を試みた。5.教師教育については、教師自身が主体的に研修に参加しながらICTの活用のノウハウを実践的に身につけていくワークショップ型の研修を数多く開発して利用できるようにした。これらの成果については、報告書にまとめるとともに、学会におけるシンポジウムを開催してその要点を報告、成果について討論した。本研究は、「学力向上にICTがどのような影響を与えるのか」を、教育現場の協力を得ながら、総合的・実証的にすすめる。分担者は総勢17名であり、わが国での教育工学や情報教育に関して中心的な活動をしてきたメンバーである。それぞれの分担者は、研究代表者の下にいくつかのサブテーマのグループに所属し、教育現場の研究協力者を組織して、実践をサポートしながら、研究を進めるという方式をとった。設定されたサブテーマは、以下の通りである。A:学力向上へのICT活用の方策研究B:学力向上とICT活用との関連分析C:教育現場でのICT活用の効果の実証D:教員研修の内容・方法の開発1)「ICT活用の方策研究」や「ICT活用との関連分析」では、情報教育のねらいや目標構造を分析するとともに、それを一覧にまとめ、他の教科の学習活動との関連付ける作業を行った。また、情報活用能力の目標の構造、情報モラルなど新しい学力についても整理した。2)「教育現場でのICT活用の効果の実証」のための調査は、傾向を確認するための大規模なものとして、教育委員会や教育研究所などで実施している大規模な調査データを入手し、それとICTの活用のタイプとの分析を行った。また、小規模で長期の学習活動を追いかけるグループは、分担者が協力者、協力校をつのり、日常の学習活動を映像に記録してモニターするとともに、ICTの活用と教師の手立て、そして学習者への影響など、学習の追跡から、実証的なデータ抽出を行っている。3)情報活用能力など新しい学力の達成度を評価するため、映像や写真を利用したComputer Testingの開発を行い、試行した。これをもとに、平成19年度は、データ活用が可能な場面での問題解決の能力評価の方法の開発を目指す。4)教育委員会で行われているICT活用研修で、うまくいっている例、うまくいかなかった例などを調査し、ICTを学力向上に活かすためのワークショップ型の研修方法を開発した。それぞれの成果は、論文や研究報告集にまとめつつある(研究業績参照)。

今年度は、分担者が小グループを形成し、これまでの成果に基づいて実践研究を発展させた。1.木原らは、学習到達度と教師の指導状況に関する大規模な調査を実施し、さまざまな角度からの検討を行ない、結果を報告した。2.野中・豊田らは、ICT未活用教師に道具としてICTを与え、教師のICTの活用法の変化とどのようなタイプの子どもに成果が現れてくるかを分析した。長谷川らは、ICT利用・非利用の比較行いながら、生徒の学習成果物や教師へのインタビューを重ね、質的な分析を試みた。3.高橋・山西らは、教師がどのようにICTにアプローチするのか調査した。結果、日常的な場面で最も多いのは、プロジェクタと実物投影機を用いて教科書などを映すことであった。また、教科の一斉指導では、知識理解の領域について、IGTを活用して指導した方が、高い得点の伸びが見られることを見出した。堀田・中川・黒上らは、力量のある教師がどのようにICTを活用しようとしているのかを明らかにした。4.村川らは、教師自身が主体的に研修に参加しながらICTの活用のノウハウを実践的に身につけていくワークショップ型の研修を数多く開発して利用できるようにした。また南部は、1つの学校での1からの研修の事例をもとに、教師のICT活用指導力を向上させるための基本的方略と方策をまとめた。5.永野は、ICTを活用する子どもの能力(新しいタイプの学力)に目をむけ、それをコンピュータの利用を前提とした学力評価システムの開発を行った。これらの成果については、報告書にまとめるとともに、学会におけるシンポジウムを開催してその要点を報告、成果について討論した。
人間の行動予測に基づく移動ロボットの運動計画

家庭の中で人間と共存しながら人間を支援していくホームロボットの実現するための基礎的な研究を行った。支援される人間の行動パターン(癖)を離散確率モデルによって表し、人間の行動を観測して得られたデータに基づいてそのモデルの推移確率を決定し、決定されたモデルによって人間の行動を予測するシステムを昨年度提案した。上記のモデルの推移確率によって行動を予測するためには、人間の状態が変化しようとする瞬間をロボットが認識しなければならない。また人間の行動を予測した結果が正しかったかどうかを確認する必要がある。これらの事を実現するための、ロボットの視覚システムを提案し検証実験を行った。これは人間の行動を観測した動画像データを2値化しシルエット画像にし、それを低次元化して得られる時系列のパターンから、人間の状態の変化や行動を認識するものである。上記のシステムを実機のロボットに搭載して人間の行動予測を行い検証実験を行うために、移動ロボットの制作をおこなった。また家庭の中で人間と共存するロボットには、人間にとって親しみの持てる情緒豊かな動きが望まれるので、種々の情緒の動作を生成するための手法を提案し、computer graphics上のシミュレーションにて、その有用性を確認した。
中国広東産甘味植物成分の化学的研究

1.バラ科甘葉懸鈎子、掌葉覆盆子に関する研究:広東地方に野生する甘葉懸鈎子(Rubs suavissimus)の葉は強い甘味を示し、甘味ジテルペン配糖体、ルブソシドを大量に含む。今回本植物の果実もルブソシドを少量ながら含むことが証明された。又、上記植物と形態的に似ている中国産掌葉覆盆子(R.chingii)の葉からゴショノシドF1-5を分離し、その日本産ゴショイチゴとの化学成分的同一性が明らかにされた。更に、中国市販の生薬覆盆子の起源植物は上記掌葉覆盆子であることを化学成分的に立証した。ルブソシドに対し、でんぷんを供与体とし、Bacillus megateriumの産生する酵素を用いた糖転移反応を行ない、グルコ-スを増加させて甘味の改良と甘味と構造との相関を明らかにした。2.ステビア葉の甘味配糖体の超臨界流体抽出の研究:ステビア葉の甘味配糖体、ステビオシドやレバウヂオシドAはルブソシドと構造的に類似している。これらの甘味配糖体は、その葉を水をエントレーナーとした炭酸ガスの超臨界流体で殆んど100%抽出されることを見いだした。3.クルミ科黄杞葉の成分研究:本植物(Engelhardtia chrysolepis)は広東地方に野生するが、その葉は甘味を示す。今回その甘味物質の検索を行い、庶糖がその甘味に寄与していることを明らかにした。更に、配糖体分画にも甘味を認め、これより、既知物質eucryphin,astilbinと共に新シス型ジヒドロフラボノールのラムノシドを分離し、構造決定した。4.ウリ科肉花雪胆の配糖体の研究:本植物(Hemsleya carnosiflora)は中国南部に野生する民間薬である。その槐茎より6種のククルビタン系配糖体carnosifloside【I】-【VI】が分離され、構造決定された。【I】は無味、【II】,【III】,【IV】は苦味、【V】,【VI】は甘味を示し、本系統の化合物の味と構造の相関に興味ある研究材料となった。
リアルタイムイメージングを用いたSERMの組織特異的作用メカニズムの解析

我々は、SERMの組織特異性を規定する分子メカニズムを明らかにするために、エストロゲン受容体(ERα)にGFPタンパク質を結合させて、様々な組織由来の細胞で発現させて、その細胞内局在を解析した。乳癌細胞株において、エストラジオール(E2)存在下では、ERαは核内でfociを形成するのに対して、RLX存在下では、ERαは核小体に移行していた。このRLXによるERαの核小体移行は、他の組織由来の細胞株では認められなかった。蛍光抗体法を用いた実験より、内在性のERαもRLX存在下で核小体に移行することが明らかになった。ERαのへリックス12にアミノ酸置換を導入した変異型ERαを用いた解析より、このへリックス12がERαの核小体移行に必須であることが明らかになった。以上の結果より、ERαの核小体移行はRLX特異的であり、RLXで誘導される乳腺上皮細胞の増殖抑制において重要であることが示唆された。1.ラロキシフェンで誘導されるエストロゲン受容体(ER)の核小体移行蛍光タンパク質であるGFPとERとの融合タンパク質を作成し、様々な組織由来の細胞で発現させて、ラロキシフェンあるいはエストロゲン添加によるエストロゲン受容体の細胞内動態を調べた。骨芽細胞様細胞株MC3T3-E1や腎臓由来の細胞株COS-7では、エストロゲン処理とラロキシフェン処理の双方において、ERは核内で細かい均一なfociを形成した。しかしながら、乳癌細胞株MCF-7およびKPL-1においては、エストロゲン処理ではERは核内fociを形成するものの、ラロキシフェン処理ではERが核小体に移行することが観察された。ラロキシフェン処理では、ERを介する転写活性化は著明に抑制された。以上の結果から、ラロキシフェン処理によるERの細胞内局在の違いが、ラロキシフェンの臓器特異性の一つの要因となる可能性が示唆された。2.ラロキシフェンで誘導される核小体移行に重要なERのアミノ酸残基の同定ERのどの部位が核小体への移行に関与するかを、変異体を作成して調べたところ、転写コファクターの結合に重要なC末端のヘリックス12にアミノ酸置換を導入した変異型ER(L536AおよびL539A)は、ラロキシフェン処理でも核小体には移行しなかったため、ERのC末端に結合するタンパク質が、ラロキシフェンによるERの核小体移行に重要であることが示唆された。1.ラロキシフェンで誘導される内在性エストロゲン受容体(ER)の核小体移行昨年度までの研究で、乳癌細胞株において、ラロキシフェンがERを核小体へ移行させることを明らかにした。これまでの実験は、ER-GFPを細胞内で過剰発現させて行ったものなので、内在性のERがラロキシフェンによって核小体に移行するかどうかを、抗ER抗体を用いた免疫染色を行って解析した。乳癌細胞株MCF-7では、エストロゲン処理では核内に均一なfociを形成するが、ラロキシフェン処理では、ER-GFPを用いた実験と同様に、ERが核小体に局在することが明らかになった。また、他の臓器由来の細胞株で、ラロキシフェン処理を行ったが、ERの核小体への移行は認められなかった。このことから、ラロキシフェンによるERの細胞内局在の違いが、臓器特異性の要因となる可能性が示唆された。2.リボゾーム遺伝子の転写に対するラロキシフェン処理の影響ラロキシフェン処理でERが核小体に移行することが明らかになったが、ERの核小体内での働きに関してはこれまで報告がない。われわれは、リボゾーム遺伝子のプロモーター領域に対するクロマチン免疫沈降(ChIP)アッセィを行った。ERはラロキシフェン依存的に、リボゾーム遺伝子のプロモーター領域に結合することが明らかになった。次に、核小体のリボゾーム遺伝子の転写に対する影響を、pre-rRNA量をRT-PCRで測定することによって評価することが試みた。しかしながら、エストロゲン処理とラロキシフェン処理で、pre-rRNA量に差がなく、今後は、別のアッセイ系での評価が必要と考えられた。1.熱ショックによるエストロゲン受容体の核小体移行我々はこれまでの研究で、プロキシフェン処理によって、エストロゲン受容体(ER)が、核質から核小体へ移行することを明らかにした。エストラジオール処理でERは、核質に細かい均一なfociと呼んでいるパターンを呈し、核小体には局在しなかった。