hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高磁場MRIによる血液脳関門と血液腫瘍関を理解するための三次元教材の作成

本研究では、血液と脳との間において物質交換を制限する機構である血液脳関門(BBB)や血管と腫瘍細胞との間に間質系細胞の増加や繊維化によって薬剤送達の障壁となる血液腫瘍関門(BTB)の働きや薬剤による透過性の違いを視覚的で理解しやすい三次元動画教材を作成することを目標とし、(1)高磁場MRIによる撮影法、および各種造影剤を用いて微細なマウス脳血管の画像化の検討を行なうとともに、(2)マウスにてマンニトールによるBBBの一過性破綻方法の確立とMRIによる破綻部位の可視化を行なった。(1)7T-MRIに高感度冷却コイルを併用し、造影剤投与前、投与直後、投与1時間後の3D MRA (MR Angiography)画像を取得した。低分子造影剤Gd-DTPA(マグネビスド、バイエル薬品株式会社、日本)投与では、投与直後、皮膚や筋組織での信号が上昇し、投与1時間後には、投与前とほぼ同様の画像に戻った。このとき、皮膚や筋組織での信号上昇はMIP画像処理時における血管の描出を不明瞭にした。ナノ粒子造影剤Gadolisome^<TM>(ガドリゾーム^<TM>、DSファーマ、日本)投与群では、投与直後から、投与前には観察されなかった微小血管が多く描出され、投与後1時間後も同様のコントラストを観察することができた。ナノ粒子造影剤の投与前、投与直後に得られた画像を画像処理することで、in vivoで脳血管3Dモデル、腫瘍血管3Dモデルを作成した。目標とする三次元動画教材作成のため手法の確立とともに基盤となるデータの取得に成功した。(2)より安定かつ効率的にBBBを破綻させるために頸動脈経由での25%マンニトール投与法を検討し、その後、透過性の変化を観察するために低分子MR造影剤として30mM塩化マンガンを投与、7T-MRIにてT1強調撮影を行った。投与量、投与回数を変えて実施した結果、マウス脳T1強調画像において、視床下部から皮質にかけて広い範囲でBBBの破綻を示す造影剤の取り込みが観察された。薬剤投与側の脳、全体に高信号が観察されたが、一部、不均一な領域も生じた。
海洋細菌が分泌するキチナーゼの修飾糖鎖に関する基礎的研究

海洋細菌Vibrioproteolyticus由来キチナーゼの分子量が明らかに理論値よりも大きいことから、翻訳後修飾の可能性が高いと考え、研究を進めた。当該タンパク質の大腸菌組換え体が複数のレクチンを用いるレクチンブロッティングにより陽性反応を示した。また、850アミノ酸からなる当該組換えキチナーゼの一次構造のうち、C末端側250アミノ酸を欠損する組換え体を作製し、レクチンブロッティングを試みた結果、C末端側欠損組換え体でも陽性反応が認められ、この領域中に糖鎖修飾部位が存在する可能性が示唆された。エビやカニなどの甲殻類などに多く含有されるキチンは、セルロースに次ぐ莫大なバイオマスであるのに加え、キチンを分解して得られるオリゴ糖や多糖類は様々な生理活性をもつことから幅広く利用されているが、その分解時に大量に生じる廃液の処理などの問題が残され、効率の良い分解法が求められている。本研究では、これまでに一次構造を明らかにしているα型結晶キチンを速やかに分解する海洋細菌Vibrioproteolyticus由来キチナーゼのリコンビナントタンパク質を大腸菌で発現させて精製し、比活性の測定を行うとともに、V.proteolyticus由来キチナーゼおよびそのリコンビナントタンパク質が糖鎖修飾されているか否かレクチンブロッティングにより調べた。その結果、当該リコンビナントタンパク質は、α型結晶キチンに対する高い比活性を有するとともに、V.proteolyticus由来キチナーゼおよびそのリコンビナントタンパク質は、WGAを用いるレクチンブロッティングにより陽性反応を示した。この際、陽性対照として用いたヒトトランスフェリンでは陽性反応が得られたのに対し、陰性対照として用いたウシ血清アルブミンでは陽性反応は認められなかった。以上の結果は、V.proteolyticus由来キチナーゼおよびそのリコンビナントタンパク質が糖鎖修飾されている可能性を示唆する。セルロースに次ぐ莫大なバイオマスであるキチンの有効利用を目指して研究を進める中で、これまでに海洋細菌Vibrio protrolyticusが速やかにα型結晶キチンを分解すること、それが当該海洋細菌の分泌するキチナーゼによること、さらにその一次構造を明らかにしてきた。この海洋細菌由来キチナーゼの大腸菌リコンビナントのSDS-PAGEゲル状の分子量が明らかに理論値よりも大きいことから、何らかの修飾を受けている可能性が高いと考え、研究を進めた。すでに過年度中に、当該リコンビナントタンパク質がWGAを用いるレクチンプロッティングにより陽性反応を示すことを明らかにしたが、当該年度では、さらにConAを用いるレクチンプロッティングを試みるとともに、糖鎖修飾条件の検討および糖鎖修飾部位の絞り込みを試みた。まず、修飾条件の検討であるが、当該リコンビナントはコールドショックにより発現誘導を行う系を用いているが、その発現誘導直前に低温(氷冷)で数時間保持する必要が認められた。発現誘導直前に低温で保持せずに得たリコンビナントでは、WGAおよびConAの陽性反応は認められなかった。ただし、発現誘導直前の低温処理を行ってもWGAおよびConAの陽性反応が観察されなかったり、また、発現タンパク質の回収を極力少ないステップ数で行う必要も認められ、当該修飾が不安定なことが推測された。次に糖鎖修飾部位の絞り込みについては、850アミノ酸からなる当該リコンビナントキチナーゼの一次構造のうち、C末端側250アミノ酸を欠損するリコンビナントを作製し、WGAおよびConAを用いるレクチンプロッティングを試みた。その結果、C末端側欠損リコンビナントでもWGAおよびConAの陽性反応が認められ、この領域中に糖鎖修飾部位が存在する可能性が示唆された。
米中協力関係の発展と国際制度の構築：エネルギー・環境・気候変動問題を事例に

本研究は、エネルギー、環境、気候変動分野における米中協力を調査することで、「大国間関係」の構築が国際制度構築に与える影響を明らかにすることを目的としている。「大国間関係」の進展がいかに全体の国際制度構築に影響を及ぼすのかという問いに対して、「大国」である米国と中国との二国間協力枠組の形成と現状に着目し説明を試みる。詳しい事例考察の対象として、エネルギー、環境、気候変動問題をめぐる諸制度の形成を取り上げ、米中協力がどのように寄与してきたのかを明らかにする。本研究によって米中の戦略的協力の実態が明確になり、国際制度の形成において「大国」が担う役割がこれまで以上に明らかになると期待できる。平成30年度において本研究は、引き続き「大国間関係」の発展が全体の国際制度構築に及ぼす影響に関して、グローバル・ガバナンス論、レジーム論に基づいた理論的枠組みを構築しようとした。この理論構築と検証によって、「大国間関係」の発展と全体の国際制度構築との間の相互影響を明らかにすることが、本研究の最終的な目的としている。研究代表者はこれまでの研究内容をまとめて、平成29年(2017年)3月に『重複レジームと気候変動交渉:米中対立から協調、そして「パリ協定」へ』(現代図書)を出版した。その後、著書を研究者や実務家など関係者に送付し、頂いたコメントと意見をまとめて、平成30年度に米中関係における新たな発展を含めた論文を国際学会にて報告を行った。今後は、研究の精緻度を向上させながらこれまでの成果を更に発展・展開させるために、調査活動を引き続き行う。また、大学、研究機関、官公省庁、ビジネス・産業界、NGO、メディアなど様々なステークホルダーから頂いたコメント等をプロジェクト実施期間内に詳細に検討し、これを基に研究を修正して最終的に当科研プロジェクトの研究成果として改稿または論文を投稿する予定である。研究代表者は平成30年度の8月中旬より育児休業から職場復帰し、課題を順調に進展させている。例えば2018年9月10月にニューヨークの国際会議に出席し、米中二国間の「大国間関係」関連の研究論文を発表し、建設的なコメントを得られた。それとともに、トランプ政権におけるエネルギー、気候変動政策の状況とそれに対する批判について聞き取り調査を通じて理解した。また、2018年11月に台湾の国際関係学会に出席し、理論構築に関する研究論文を報告したことで、投稿と出版に関する意見とアドバイスを得られた。さらに、2019年3月に台北で行われたスマート・シティ・フォーラムに参加し、米中関係が貿易戦争によって悪化しているにもかかわらず、エネルギー、気象サービス、災害対応、医療などをめぐる都市間協力が盛んになっていることを現地調査で分かった。平成30年度より課題期間を延長して研究を再開した。今後は、文献調査に加え、フィールドワーク、ヒヤリング調査、もしくは国際会議・学会などを通じて得られる一次資料に対し定性分析を実施する。本研究は、前年度に引き続き国際交渉関係者と米中協力事業担当者など(企業、政府機関、シンクタンク、教育・研究機関などを含む)にヒアリング調査やインタビュー調査などを実施し、トランプ政権以降米中間の利害関係の変化など新たな進展を含む二国間協力の状況に焦点を当てて分析を行う。本研究の対象となる米中エネルギー・環境協力の成立や事業の立ち上げについて、例えば戦略性を持つ代表的な事業である「米中クリーン・エネルギー研究センター」や「米中気候変動ワーキング・グループ」などの実施、特にトランプ政権が一期目までの状況を確認して把握する。2015年に合意された「パリ協定」の実施と細則ルールの策定において、これまでの米中協力関係の発展が全体の国際交渉と制度構築に与たえる影響と意義をより緻密に分析する予定である。なお、平成29年3月出版した研究代表者の著書「重複レジームと気候変動交渉:米中対立から協調、そして「パリ協定」へ」(現代図書)に対する関係者のコメントを引き続き収集してまとめる。その内容を今後の改稿と論文の投稿に用いる予定である。初年度の28年度において本研究は、「大国間関係」の発展が全体の国際制度構築に及ぼす影響に関して、グローバル・ガバナンス論、レジーム論に基づいた理論的枠組みを構築しようとした。次いで、エネルギー、環境、気候変動問題での「大国」である米国と中国でのフィールドワーク、ヒアリング調査と第23回国連気候変動枠組条約(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC)の締約国会議での交渉への傍聴などを通じて、理論的枠組みの妥当性を検証した。研究代表者はこれまでの研究内容をまとめて、平成29年(2017年)3月に『重複レジームと気候変動交渉:

米中対立から協調、そして「パリ協定」へ』(現代図書)を上梓した。今後は、研究の精緻度を向上させながらこれまでの成果を更に発展・展開させる予定である。研究代表者は、「大国間関係」の発展と国際制度構築との相互影響を実証するために、当初の研究実施計画に掲げられた次の二点を順調に実施してきた。(1)地球規模課題におけるガバナンス論や、国際レジーム論に基づいた多国間国際制度の形成に関する理論的枠組みを構築することと、(2)年一回開催される国連気候変動枠組み条約の国際交渉及び米国、中国においてフィールドワーク、ヒアリング調査を実施し、収集した情報をもとに実証分析を行うことができた。具体的に研究代表者は、国内外の研究者、シンクタンクとの情報、意見交換を行い、米中二国間協力事業の実施に携わる企業や政府機関の実務家、または国際交渉の関係者などとの接触を積極的に行った。「大国間関係」の発展と国際制度の構築について理論的枠組みを構築し、米中二国間協力関係の事例を通じて実証しようとしている。事例研究の対象とする米中二国間協力に関して米国と中国でのフィールドワークとヒアリング調査を行ったほか、国際交渉における両国の行動を理解するため、UNFCCCへの傍聴、資料収集及び日本国公式パビリオンにおけるイベント開催(2016年11月)を実施した。その成果として、2017年2月に米国のボルチモア市で行われた国際関係学会(International Studies Association, ISA)と、2017年4月に台湾の台北市で行われた世界国際関係学会(Global International Studies Conference)で研究報告を実施した。さらに、これまでの研究成果を専門書『重複レジームと気候変動交渉:米中対立から協調、そして「パリ協定」へ』(現代図書、2017年3月)として出版したことが挙げられる。今後は、著書の内容に対するコメントと指摘を幅広く受けて、今後の改稿と論文を作成する際の参考資料とする。本研究は、エネルギー、環境、気候変動分野における米中協力を調査することで、「大国間関係」の構築が国際制度構築に与える影響を明らかにすることを目的としている。「大国間関係」の進展がいかに全体の国際制度構築に影響を及ぼすのかという問いに対して、「大国」である米国と中国との二国間協力枠組の形成と現状に着目し説明を試みる。詳しい事例考察の対象として、エネルギー、環境、気候変動問題をめぐる諸制度の形成を取り上げ、米中協力がどのように寄与してきたのかを明らかにする。本研究によって米中の戦略的協力の実態が明確になり、国際制度の形成において「大国」が担う役割がこれまで以上に明らかになると期待できる。29年度において本研究は、引き続き「大国間関係」の発展が全体の国際制度構築に及ぼす影響に関して、グローバル・ガバナンス論、レジーム論に基づいた理論的枠組みを構築しようとした。
連星ブラックホールからの重力波による一般相対論の多角的な検証法の確立

連星ブラックホールからの重力波を用いた,アインシュタインの一般相対論に対する様々な角度からの厳格な検証法を確立することが,本研究の目的である.具体的には,ブラックホールが一般相対論で予言されるものなのかどうか?強い重力場での一般相対論(アインシュタイン方程式の非線形性)は正しいのか?という問いに答えることができるようにすることである.昨年度改良を行った同質量程度のブラックホールからなる連星からのインスパイラル重力波の理論波形をもとに,連星ブラックホールのパラメータ(質量・スピン等)をより良く抽出するために,地上重力波検出器(aLIGO, advVirgo, KAGRAや次世代重力波検出器等)と宇宙空間重力波検出器(B-DECIGO,LISA等)を組み合わせることを考えた.パラメータ決定精度は,信号雑音強度比だけでなく,観測周波数帯域の広さにも依存する.例えば,GW150914のような連星ブラックホールの場合には,現在の地上重力波検出器による観測だけでなく,B-DECIGOを用いることにより,パラメータ決定精度が大幅に向上することを示した.当然のことながら,次世代重力波検出器(Einstein Telescope等)もまた有用である.一方で,宇宙空間重力波検出器LISAのターゲットとなっている,質量比が大きく異なるコンパクト天体連星系からのインスパイラル重力波を構築する上で重要となる重力波輻射の反作用力の研究を行った.作用・角変数を用いた定式化は見通しが良く,これまでに行ってきた議論を再確認する上でも理解が進んだ.さらに,共鳴軌道と呼ばれる状態に対しても,重力波輻射の反作用力を定式化した.連星ブラックホール・連星中性子星からの重力波が,地上重力波検出器(aLIGO, advVirgo)によって次々と観測されている.着実に重力波物理学・天文学の道はひらけてきているが,まだ,連星パラメータの決定精度は十分ではない.アインシュタインの一般相対論の検証を行うためには,パラメータ決定精度を向上させる必要がある.このように,多波長における重力波観測を視野に入れ,本年度は特に「インスパイラル重力波」に注目することで,アインシュタインの一般相対論の検証の議論を進めてきた.「リングダウン」部分の信号雑音強度比は「インスパイラル」や「マージャー」部分と比較すると小さい.このことから,アインシュタインの一般相対論の検証においては不利ではあるが,ブラックホール自身の性質を知るうえで欠くことのできない部分である.重力波データ解析を行っている共同研究者と共に,一般相対論からのずれを含んだシミュレーション波形を用いて,どこまで検証できるのかを明らかにする.同質量程度のブラックホールからなる連星からのインスパイラル重力波の研究において,現在までのところ,多くの理論波形は「準円軌道」「軌道面・スピンの歳差運動無し」という状況で導出されている.しかしながら,スピンが軌道角運動量と同じ方向でない場合,歳差運動が生じる.また,連星系の成り立ちの状況に依っては,観測周波数帯域において離心率を持った軌道もありえる.このことから,楕円軌道かつ歳差運動を含む一般軌道からのインスパイラル理論重力波波形を構築しておく.一方で,質量比が大きく異なるコンパクト天体連星系からのインスパイラル重力波は,「kludge waveform」と呼ばれる非常に精度の悪い波形が用意されているのみである.論文(Norichika Sago, Ryuichi Fujita, PTEP 2015 (2015) 073E03)をもとに,精度のより良い理論重力波波形の構築に取り組む.上記の研究を進め,多波長重力波観測によるアインシュタインの一般相対論の検証法の確立を目指す.連星ブラックホールからの重力波を用いた,アインシュタインの一般相対論に対する様々な角度からの厳格な検証法を確立することが,本研究の目的である.具体的には,ブラックホールが一般相対論で予言されるものなのかどうか?強い重力場での一般相対論(アインシュタイン方程式の非線形性)は正しいのか?という問いに答えることができるようにすることである.一般相対論におけるブラックホールで,宇宙に存在していると考えられているものは,質量と回転パラメータで特徴づけられるカーブラックホールである.もし,減衰振動する「リングダウン」重力波の中で,ブラックホール特有の準固有振動が観測されれば,ブラックホールのスピンパラメータが大きい場合には,この特有の重力波は事象の地平面のかなり近い所から放出されることを明らかにした.ブラックホールが連星系を成していると,重力波を放射しながら徐々に軌道間隔を縮めていく時に軌道運動に対応する「インスパイラル」重力波が観測される.この波形は,低速度・弱い重力場近似であるポストニュートン近似を用いて解析的に導出される.一般相対論の検証のためには,精度の高い理論波形の予測が必要不可欠であるが,この近似法の収束性はあまり理解されていない.ある近似のオーダーで見かけ上精度が良くなることがあるが,一般的には高次にすればするほど近似が良くなることを明らかにした.また,初代天体(種族III星)起源の連星ブラックホールの合体後にできるブラックホールからの「リングダウン」重力波は,日本の地上重力波検出器KAGRAを用いると,1年間に5.9500くらいのイベントが期待できることを示した.「リングダウン」

重力波によって一般相対性理論の検証が行える大きな信号雑音強度比(SNR>35)のイベントは,1年間に数イベントと予測される.また,平成29年度以降の研究計画として挙げていた,連星ブラックホールからの重力波の「インスパイラル」と「リングダウン」のパラメータを関連付けるのフィッティング公式は,(F. Hofmann, E. Barausse, L. Rezzolla, Astrophys. J. 825, L19 (2016))により精度の高いものが用意された状況である.連星ブラックホールからの重力波を用いた,アインシュタインの一般相対論に対する様々な角度からの厳格な検証法を確立することが,本研究の目的である.具体的には,ブラックホールが一般相対論で予言されるものなのかどうか?強い重力場での一般相対論(アインシュタイン方程式の非線形性)は正しいのか?という問いに答えることができるようにすることである.重力波データ解析の研究として,連星ブラックホールが合体した後に放射されるリングダウン重力波は,一体いつから始まるのだろう?という問いについて考えた.ノイズの無い理想的な状況である理論重力波波形でさえ,これには明確な定義はなく,様々な定義の方法が提案されている.ノイズを含む重力波データ解析において,直接リングダウンの始まる時刻(スターティングタイム)を定義し,リングダウン重力波の周波数をより良く抽出する方法を提案した.連星ブラックホールの数値相対論の結果を利用することにより研究を進めたが,もし相対論におけるブラックホールが合体後に形成されない場合には,リングダウン周波数だけでなくスターティングタイムも相対論とは異なる値になると考えられる.理論的研究として,インスパイラル重力波の理論波形の改良を行った,連星ブラックホールは非常にシンプルなシステムである.この系からの重力波は,一般相対論の検証に有効であるが,非常に精密な理論重力波波形を用意しておくことが必要不可欠である.我々は質量比の大きい連星系の場合には,無限遠方に放射される重力波だけでなく,中心の大きなブラックホールに吸収される重力波の(また,その質量が変化する)寄与も考慮することが一般的であり,後者を無視した場合に理論波形の精度が悪くなることを知っている.同質量程度の場合も同様に後者は議論されているが,その効果を含めた理論波形が構築されておらず,本研究において解析的な波形を与えた.世界初の重力波直接観測の発表から2年が過ぎ,その後にも連星ブラックホールからの重力波が4例,連星中性子星からの重力波が1例観測された.まだ,アインシュタインの一般相対論の検証という観点からは,それらの信号雑音強度比は十分であるとは言い難いが,着実に重力波物理学・天文学の道はひらけてきている.また,合体後のブラックホールが相対論で予言されるものとは異なり,「壁」を持っていた場合,ブラックホールに吸収されるはずの重力波が「こだま」のように聞こえるかもしれない.我々はブラックホール摂動論を用いて,この「こだま」の波形を理論的に導出した(Hiroyuki Nakano, Norichika Sago, HideyukiTagoshi, Takahiro Tanaka, PTEP 2017 (2017) 071E01).このように,アインシュタインの一般相対論の検証のため,連星ブラックホールからの重力波のすべての段階,すなわち「インスパイラル」「マージャー」「リングダウン」に対して研究を進めつつ,新たな可能性についても議論を行っている.
細胞周期の制御機構における癌遺伝子・癌抑制遺伝子および関連遺伝子の研究

研究代表者および研究分担者の本年度の研究実績は以下の通りである。マウスDNAポリメラーゼα/プライマーゼを構成する4つのサブユニット遺伝子が協調的に発現されていることを示した(花岡).GO期待異的温度感受性変異株tsJT60では,cdk2とGIサイクリンのいつくかが非許容温度では発現できないことが分かった(井出)。Mosが体細胞を癌化する際には、GI期における発現が必須であることを明らかにした(岡崎).S期でのユビキチン系の機能を担うキャリア蛋白質EZの候補を同定した(金田)。HaLa細胞を含むいくつかの癌細胞において,糖輸送体蛋白質GLUTIの糖鎖異常を見出した(北川)。出芽酵母のDNAポリメラーゼの活性が、CDC7キナーゼの作用によって細胞周期に依存して調節されていることを明らかにした(杉野)。出芽酵母においてサイクリンBホモログを5つ同定し、S期およびG2/M期に機能する2つのタイプがあることを示した(杉本)。GIからS期への進行が高温で阻止されるtsBN462株において、サイクリンA,Bl,cdc2,cdc25などの遺伝子群の発現誘導が起こらないことを見出した(関口)。DNAポリメラーゼαに点突然変異にあるtsFT20では、GI/SS期での細胞周期停止に伴ない,Pb遺伝子産物が低リン酸化型に特異的に変化することを観察した(田仲)。RB蛋白質と特異的に結合する新しい蛋白質のクローンを数種類単離した(田矢)。TGFβ_1で誘導される遺伝子として分離したHIC-5,TSC-36の発現はいずれもras形質転換細胞で消失していた(野瀬)。マウスp33^<cdkz>遺伝子のエクソン-イントロン構造を明らかにした(安田)。pRBを誘導発現させると増殖が阻害されるNIH3T3トランスフェクタントを複数株単離した(井出)。ショウジョウバエのraf遺伝子からの情報伝達系を明らかにした(井上)。v-rafのペプチド抗体を作成し、ヒト大腸癌細胞での発現上昇をみた(三輪谷)。
木材分解に関与する新規糖タンパク質の大量発現系の確立とバイオマスの効率的分解

木材を分解できる菌類は腐朽型が異なっても、菌体外へ水酸化ラジカルを生成する二価の鉄を含む糖タンパク質を分泌することを既に明らかにした。この物質によって水酸化ラジカルが連続的に生成されるためには、酸素の供給とこの物質の酸化型を還元型にする電子供与体の存在が必要であるが、木材を分解できる菌類の培養基中にピリジン補酵素を検出した。褐色腐朽菌に関して、この物質を大量に得るためにエチレン発生量による一電子酸化活性を測定することにより培養方法を検討した。白色腐朽菌のCeriporiopsis subverispora、褐色腐朽菌のFomitopsis palustrisおよびPostia placentaを木粉添加Kirk寒天培地で培養し、菌体外分泌物質を回収した。凍結乾燥によって濃縮後、Sephadex G-50によるゲルろ過クロマトグラフィー、DEAE Sepharose CL-6Bによるイオン交換クロマトグラフィーによって水酸化ラジカル生成物質を部分精製した。そのサンプルをTricine-SDS-PAGEによって分離後、PVDF膜にブロッティングし、バンドを検出後切り出しプロテインシークエンサーによってN末端アミノ酸配列の解析を行った。その結果、白色腐朽菌C. subvermisporaを用いて部分精製した水酸化ラジカル生成物質からは電気泳動後いくつかのバンドが検出され、そられのN末端アミノ酸配列を解析することができた。また、次年度計画の予備実験として、すでに水酸化ラジカル生成物質のタンパク質部分の遺伝子が解析されている白色腐朽菌Phane-rochaete chrysosporiumにおいて、大腸菌によるタンパク質発現系を検討した。発現システムとしてpET Systemを用い、ベクターにpET32 Xa/LIC Vector、クローニング用宿主に大腸菌NovaBlue、発現用宿主に大腸菌BL21(DE3)を用いた系と、Profinity eXact Protein Purification Systemを用い、ベクターとしてRIC-Ready pPAL7 Vector、宿主として大腸菌C-Max 5αを用いた系を検討した。いずれの系もタンパク質を発現させることに成功したが、精製過程に問題があり、タンパク質を微量にしか得られなかった。今後は同じ真核生物である酵母を用いた発現系を検討する。26年度に用いた木材腐朽菌に加え、白色腐朽菌Irpex lacteus、褐色腐朽菌Gloeophyllum trabeumを、木粉添加Kirk寒天培地で培養し、所定期間培養後酢酸緩衝液を用いて菌体外分泌物を回収した。凍結乾燥によって濃縮後、硫安沈殿、Sephadex G-50ゲルろ過クロマトグラフィーにより水酸化ラジカル生成物質の部分精製を行った。この物質によって水酸化ラジカルが連続的に生成されるためには電子供与体の存在が必要である。リグニン分解菌Phanerochaetechrysosporiumは菌体外にNADHを分泌することが報告され、部分精製した糖タンパク質にNADHを添加すると一電子酸化活性が増加することから、電子供与体の候補としてNADHを想定しピリジン補酵素の定量をMTT法を用いて測定した。数種の白色腐朽菌、褐色腐朽菌、軟腐朽菌を用いた結果、白色腐朽菌および褐色腐朽菌の木粉添加培地で検出されたピリジン補酵素はグルコース培地より多かった。NAD+の存在量は木粉添加培地ではIrpex lacteus以外はNADHの存在量よりも多く、グルコース培地ではFomitopsis palustri以外はNADHの存在量よりも多かった。軟腐朽菌では木片培地、グルコース培地ともにピリジン補酵素が検出された。木材を分解できないPenicillium funiculosimはいずれの培地でもピリジン補酵素を検出できなかった。木材を分解できる菌は水酸化ラジカル生産のため電子供与体として作用するピリジン補酵素が菌体外に存在することを示した。次に酵母タンパク質発現系を用い、ベクターにN末端翻訳領域から終止コドンまでの塩基配列をインサートした。発現用酵母で形質転換後、得られた発現タンパク質を精製し、抗原抗体反応を行い目的タンパク質の確認を行い、水酸化ラジカル発生量を測定した。25、26年度の結果から、白色腐朽菌Ceriporiopsis subvermispora、褐色腐朽菌Fomitopsis palustrisおよびPostia placentaを木粉添加Kirk寒天培地で培養し、所定期間培養後酢酸緩衝液を用いて菌体外分泌物を回収した。これらの物質は2価の鉄、糖、タンパク質を含んでいた。その後SDS-PAGE後PVDF膜に転写、N末端アミノ酸配列を解析した。褐色腐朽菌に関しては、平行して水酸化ラジカル生成物質の回収量を増加させるため、エチレン発生量による一電子酸化活性の測定により培養条件の検討を行った。この物質によって水酸化ラジカルが連続的に生成されるためには電子供与体の存在が必要であるが、電子供与体の候補としてNADHを想定し、ピリジン補酵素の定量を酵素サイクル法であるMTT法を用いて測定した。26年度に引き続き数種の白色腐朽菌、褐色腐朽菌、軟腐朽菌を用いて測定したが、今回はピリジン補酵素抽出の際にエタノールを添加する方法を検討した。その結果、いずれの菌でもエタノールを添加したほうがピリジン補酵素の存在量が多かった。木材を分解できる菌は連続的に水酸化ラジカルをを生産するために、菌体外に存在するピリジン補酵素を電子供与体としていることを示した。

全ゲノムの塩基配列が解析されている褐色腐朽菌Postia placentaやGloeophyllum trabeumは生育があまりよくなく、水酸化ラジカル生成物質を大量に得ることが困難であった。そこで、木粉の樹種やグルコース濃度を検討するなど培養条件の検討を行った。そのため、菌体外分泌物から水酸化ラジカル生成物質を分離・精製してN末端アミノ酸配列解析は行ったが、詳細な分析や遺伝子のクローニングまで至らなかった。木材を分解できる白色、褐色、軟腐朽菌ではピリジン補酵素が菌体外に存在することを示したが、27年度はピリジン補酵素抽出の際にエタノールを添加することにより、より確実に測定できることを明らかにした。褐色腐朽菌については、水酸化ラジカル生成物質の回収量を増加させるため、エチレン発生量測定による一電子酸化活性の測定による培養条件の検討を行った。褐色腐朽菌P. placentaの他、Fomitopsis palustris、Gloeophyllum trabeum、Laetiporus sulphureusを用いた結果、ブナ木粉よりスギ木粉での方が一電子酸化活性が高かった。また、寒天培地でなく、Kirk培養液の濃度を3倍にし、木粉が湿る程度の少量の液量での木粉添加液体培地を用いて一電子酸化活性を測定した結果、今までの木粉添加寒天培地よりも活性が高かった。今後、この培養法を用いると寒天培地より回収しやすくなることが考えられる。グルコース濃度は菌の種類によって、0.2%、0.5%のどちらがよいかバラつきがあった。これまでの結果から木材を分解できる菌類は全て二価の鉄を含む糖タンパク質を分泌する。さらに菌体外にピリジン補酵素の存在を検出したことから、この物質によって連続的に水酸化ラジカルを生成する機構を説明することが可能になった。木材を分解できる菌類は腐朽型が異なっても、菌体外へ水酸化ラジカルを生成する二価の鉄を含む糖タンパク質を分泌することを既に明らかにした。この物質によって水酸化ラジカルが連続的に生成されるためには、酸素の供給とこの物質の酸化型を還元型にする電子供与体の存在が必要であるが、木材を分解できる菌類の培養基中にピリジン補酵素を検出した。褐色腐朽菌に関して、この物質を大量に得るためにエチレン発生量による一電子酸化活性を測定することにより培養方法を検討した。25年度に引き続いて用いた褐色腐朽菌は菌体外に存在する多糖類のためか、使用した木粉が広葉樹のブナであったためか生育があまりよくなく、菌体外分泌物の回収量が少なかった。26年度に新たに加えた白色腐朽菌Irpex lacteus、褐色腐朽菌Gloeophyllum trabe-umからの回収量もあまり多くなく、部分精製後、詳細な組成分の定量、電気泳動、N末端アミノ酸配列解析まで至っていない。酵母系を用いて発現タンパク質を得ることができたが、発現タンパク質の抗原抗体反応に関して検討が必要である。
光学活性二点配位型ルイス酸の創製と不斉合成への応用

初年度の研究により創製された光学活性二点配位型ルイス酸を用いることでアリルビニルエーテルのクライゼン転位反応が穏和な条件下で円滑に進行し、良好な不斉誘起が見られることが明らかになったので、本反応の適用範囲について検討を行った。その結果、配位子のシリル置換基としてt-ブチルジフェニルシリル基を有するルイス酸を用い、端末にt-ブチルのような嵩高い置換基を持つアリルビニルエーテルを基質として反応を行った場合に最も高いエナンチオ選択性が得られることがわかった。またその際、単純なビナフトール誘導体から調整した光学活性一点配位型ルイス酸を用いると、反応性、選択性ともに著しく低下するということを確かめており、本研究のアプローチの有効性を明確にすることができた。さらにここで見られるルイス酸ー塩基相互作用に基づいた光学活性二点配位型ルイス酸によるエーテル酸素の二重活性化について分光学的な側面から検討した。具体的にはテトラヒドロフランをモデル化合物として選び、重クロロホルム中、光学活性二点配位型ルイス酸との複合体の^1H及び^<13>CNMR測定を行った。その結果、テトラヒドフランのα位のプロトン及びカーボンの化学シフトを評価することで、二点配位型の複合体形成を支持する知見が得られ、これが選択性発現の鍵であると考えられる。また、本研究で創製された光学活性二点配位型ルイス酸はカルボニル化合物のアリル化反応にも有効であることを見い出しているが、現段階ではいずれの系においてもルイス酸を当量必要とするという限界があり、真に実用的、効率的な触媒的不斉合成反応の実現を目指した配位子のデザインと適切な中心金属の探索を行っている。初年度の計画に従い、ビフェニレンジオール誘導体にかわる二点配位型ルイス酸の新たな配位子の探索から研究に取りかかった。分子内に二つの等価な金属結合部位を有し、両者の距離が適当であるという必須条件を満たし、なおかつ、できるだけ簡便な合成過程の中で後に不斉環境を導入できる基本骨格を持つことが望ましい。実際には、回転軸としてのアセチレン骨格で結ばれたビスフェノール誘導体を合成し、これらと2当量のトリアルキルアルミニウムから二点配位型ルイス酸を調製した。初めに、これらが分子内に回転軸を持ちながらもカルボニルあるいはエーテル化合物をどの程度有効に活性化できるかを代表的な親電子反応を行い、その反応速度を比較することで評価した。その結果、いずれの場合にもビフェニレンジオール誘導体から調製される二点配位型有機アルミニウムルイス酸と同等のカルボニル基及びエーテルの活性化能が獲得できることが明らかになった。この事実を基に、フェノール部分をビナフトールから導くことのできる光学活性フェノールで置き換えることにより、光学活性二点配位型有機アルミニウム反応剤の創製に着手した。具体的には、ビナフトールの一方の水酸基をかさ高いシリル基で保護し、これをアセチレン骨格で結んだ光学活性ビスフェノールを合成し、2当量のジアルキルアルミニウムクロリドから光学活性二点配位型ルイス酸の調製を行った。これを用いて、これまで成功例の限られているクライゼン転位反応を選び、反応性及び選択性を評価した。その結果、トリフェニルホスフイン存在下で反応を行うことで、転位反応は穏和な条件下で円滑に進行し、良好な不斉誘起が見られることがわかり、今後の展開の端緒となる成果が得られた。
大脳辺縁系の血圧調節機序への関与

1.大脳辺縁系による循環調節(1)麻酔下ラットの海馬へのネオスチグミン投与は血圧を上昇させた.この変化はピレンゼピンの同時投与により抑制された.両側副腎摘出はこの昇圧反応に影響を与えなかった.以上より,海馬内M1サブタイプのムスカリン性コリン作動性神経刺激は心血管系への交感神経刺激により昇圧反応を引き起こすと考えられた.(2)扁桃核内へのビククリン(GABA作動性神経阻害剤投与)は血圧上昇を引き起こした.両側副腎摘出はこの昇圧反応に影響を与えなかった.ヘキサメソニウムの前投与は上記の反応を抑制した.以上より,扁桃核内のGABA作動性神経は交感神経系に抑制的な調節機能を介して循環調節機能を有すると考えられた.2.中枢神経刺激による脱感作機構(1)無麻酔,無拘束ラットの第三脳室へのネオスチグミン投与は血圧を上昇させた.3回の反復刺激(4時間毎)に対する昇圧反応の程度に有意差はなかった.両側副腎摘出ラットでは反復刺激に対して昇圧反応の程度を徐々に減じた(脱感作現象).血中ノルエピネフリンは無処置,副腎摘出群とも3回の反復刺激に対して上昇の程度は等しかった.また,脱感作現象も認めなかった.以上より,反復する中枢性コリン作動性神経系刺激による昇圧反応は脱感作を獲得しないが,この機構には副腎髄質が何らかの役割を担っていることが明らかとなった.(2)血中エピネフリンは引き続く刺激に対して徐々に減衰した.血糖値の反応も脱感作を引き起こした.以上より,反復する中枢神経刺激の対して循環系と代謝系は異なった脱感作獲得機構を有するが,この解離は交感神経-副腎髄質系の反応の解離に対応していることが明らかとなった.1.大脳辺縁系による循環調節(1)麻酔下ラットの海馬へのネオスチグミン投与は血圧を上昇させた.この変化はピレンゼピンの同時投与により抑制された.両側副腎摘出はこの昇圧反応に影響を与えなかった.以上より,海馬内M1サブタイプのムスカリン性コリン作動性神経刺激は心血管系への交感神経刺激により昇圧反応を引き起こすと考えられた.(2)扁桃核内へのビククリン(GABA作動性神経阻害剤投与)は血圧上昇を引き起こした.両側副腎摘出はこの昇圧反応に影響を与えなかった.ヘキサメソニウムの前投与は上記の反応を抑制した.以上より,扁桃核内のGABA作動性神経は交感神経系に抑制的な調節機能を介して循環調節機能を有すると考えられた.2.中枢神経刺激による脱感作機構(1)無麻酔,無拘束ラットの第三脳室へのネオスチグミン投与は血圧を上昇させた.3回の反復刺激(4時間毎)に対する昇圧反応の程度に有意差はなかった.両側副腎摘出ラットでは反復刺激に対して昇圧反応の程度を徐々に減じた(脱感作現象).血中ノルエピネフリンは無処置,副腎摘出群とも3回の反復刺激に対して上昇の程度は等しかった.また,脱感作現象も認めなかった.以上より,反復する中枢性コリン作動性神経系刺激による昇圧反応は脱感作を獲得しないが,この機構には副腎髄質が何らかの役割を担っていることが明らかとなった.(2)血中エピネフリンは引き続く刺激に対して徐々に減衰した.血糖値の反応も脱感作を引き起こした.以上より,反復する中枢神経刺激の対して循環系と代謝系は異なった脱感作獲得機構を有するが,この解離は交感神経-副腎髄質系の反応の解離に対応していることが明らかとなった.体重280300g雄性ウィスター系ラット5頭にペントバルビタール腹腔内投与麻酔下にて慢性実験テレメトリ計測システムの血圧送信プローベを腹部大動脈に装着し無麻酔無拘束で観察した結果、ラットにも血圧の日内リズムがあり行動時は高く、安静睡眠時は低下していた。この24時間の血圧データの解析ソフトを考案作製した。又、一方ネオスチグミンを海馬へ単回投与したところ、明らかに血圧の上昇を示し脈拍数の減少を認めた。この現象はアトロピンにて抑制されるので、海馬にムスカリン性コリン作動性ニューロンを介しての中枢による血圧変動の反応が存在することを示している。現在繰り返し単回投与された時の無麻酔無拘束下の24時間の血圧変動を観察する実験を続行している。血圧の変動がカテコラミン等の体液性因子をはじめ、自律神経系によりもたらされることは言うまでもない。本研究の目的は中枢神経系の中でも情動の関与が示唆されている大脳辺縁系が血圧の変動を如何に制御しているかをラット第三脳室内への薬物投与により観察することにある。我々はラットにおける大脳辺縁系特に海馬が血圧並びに脈拍の変動に関与していることを報告しており、この部位の重要性は明かである。ネオスチグミンの海馬への単回投与にて明らかに血圧の上昇と脈拍数の減少を来し、これがアトロピンにて抑制された。従ってこの反応がコリン作動ムスカリンニューロンを介して行われることは明らかである。一方概日リズムは臨床医学において重要な研究課題となっている。内分泌機能、精神神経疾患のみならず循環器領域においても不整脈発生との関連、心筋虚血との関連に関心が持たれている。

本年度の実験結果では4時間毎ネオスチグミンの間欠投与にて血圧は明らかに上昇を示すがこの上昇は間欠投与回数を重ねる度にその上昇変動振幅は明らかに減少する。一方、脈拍は間欠投与により毎回減少し,むしろその変動がはっきり現れてくる。この脈拍減少の変動は血中ノルアドレナリンの変動と極めて類似している。しかしながら血中アドレナリンとは相関しない。従って循環生理をコントロールする経路と内分泌代謝をコントロールする経路が同じカテコラミンによって別系統のコントロールをする可能性があると推測される。1.無麻酔,無拘束,無処置ラットの第三脳室へのネオスチグミン投与は収縮期および拡張期動脈圧をそれぞれ約50mmHg上昇させた.2.3回(4時間毎)の反復刺激に対する昇圧反応の程度に有意差はなかった.3.両側副腎摘出ラットでは初回刺激に対する昇圧反応は無処置群より大きかったが,引き続く刺激に対して反応の程度を徐々に減じた(脱感作現象).4.脈拍はネオスチグミン投与に対して60b/min上昇し,その程度は3回の反復刺激に対して同程度で,両群間に有意差はなかった.5.血中ノルエピネフリンは無処置群において,ネオスチグミン投与に対して1000pg/mlまで増加した.6.3回の反復刺激に対して上昇の程度は等しかった.7.両側副腎摘出により血中ノルエピネフリンの反応は低下したが,両群間に有意差はなっかた.また,脱感作現象も認めなかった.以上により,反復する中枢性コリン作動性神経系刺激による昇圧反応は脱感作を獲得しないが,この機構には副腎髄質が何らかの役割を担っていることが明らかとなった.8.血中エピネフリンはネオスチグミン投与に対して4000pg/mlまで増加した.このエピネフリンの反応は引き続く刺激に対して徐々に減衰した.9.血糖値はネオスチグミン投与に対して320mg/dlまで増加した.この反応も脱感作を引き起こした.以上より,反復する中枢神経刺激の対して循環系と代謝系は異なった脱感作獲得機構を有するが,この解離は交感神経-副腎髄質系の反応の解離に対していることが明らかとなった.
フレッシュモルタル流動則の一般化と流動解析への実装およびレオロジーへの理論展開

高性能AE減水剤の添加量を変えたモルタルやセメントペーストの流動曲線群は、見かけせん断速度ーせん断応力座標系の負のせん断速度領域において一点に交わり、さらにその焦点位置を回転速度変化後からの経過時間ごとに整理すると、正の傾きを持った直線上にプロットされるという規則性を報告してきた。そこで、石灰石微粉末懸濁液を用いて焦点位置の時間変化現象が再現されることを確認した上で、粘度の時間依存変化を高性能AE減水剤添加量や見かけせん断速度に関して整理し、焦点の時間変化現象の規則性の発生要因について検討した。その結果、セメントペーストやモルタルで確認されていた流動曲線の焦点が時間変化とともに右上がりに変化していく現象が石灰石微粉末ペーストでも再現されることを明らかにした。次に、二重円筒を有する回転粘度計における二重円筒間の流動速度分布を測定する手法について検討を行った。二重円筒を有する回転粘度計では、見かけせん断速度の算出のために二重円筒内の速度分布をニュートン流体の挙動に従うことを仮定している。この仮定が成り立つためには、外円筒と内円筒の直径比が1.2以下であることが望ましいが、比較的大きな砂を含むモルタルのような材料の場合、均質性を保つために直径比を大きくしなければならない。実験上の制約から直径比が大きくなると、二重円筒内の流動速度分布がニュートン流体のそれとは異なり、非線形性が強く表れてしまう可能性がある。そこで、回転粘度計によるレオロジー測定と同時に、流動場表面を上方よりカメラで撮影し、二重円筒間の流体表面での粒子をマーカーとして速度分布を測定する手法を構築して検討を行った。その結果、回転速度の変化に応じて流動速度分布の変化のみならず、流動域の拡大や縮小も生じていることが明らかとなり、機構の詳細な理解には流動速度場の変化も考慮に入れた考察が不可欠であることを明らかにした。二重円筒を有する回転粘度計における流動場表面を上方よりカメラで撮影し、二重円筒間の流体表面での粒子をマーカーとして流動速度分布を測定する手法を構築したことにより、回転粘度計によるせん断応力測定と同時に流動場における速度分布の情報を詳細に取得する手法を確立したことから、機構解明に向けた足掛かりは得られたと考えている。一方、既往の文献のおけるサスペンジョンの流動速度分布約10個が二次関数形もしくは三次関数系で近似できる可能性を見出したこと、また、非ニュートン流体の内、ビンガム流動の流動速度分布は二次関数形で近似でき、流動速度分布が3次関数形で近似できるものは、代表的な非ニュートン流体である偽塑性流動と特異的な非ニュートン流体であるダイラタント流動の2種類であり、偽塑性流動の場合には流動速度の増加に伴って流動速度分布の非線形性が高まるのに対して、ダイラタント流動の場合には流動速度の増加に伴って流動速度分布の非線形性が低下するという特徴的な相違があることを確認したことは、2016年度から2017年度までの検討における大きな研究成果であったが、その機構は複雑かつ難解であり、本研究内で十分な理解を得るには至らなかった。そこで、再度、既往の文献における約10個のMRIによる流動速度分布の測定結果に加えて、自前で測定可能な二重円筒を有する回転粘度計における流動場表面の流動速度分布の測定を実施して、引き続き非ニュートン流体の流動規則性の解明を進めていく。一昨年度の検討で、既往の文献のおけるサスペンジョンの流動速度分布約10個が二次関数形もしくは三次関数形で近似できることを発見したが、その傾向は流動場先端の不動域に近い領域に限られていることを確認したものの、その後の詳細な検討は滞っていたことから、ローターに近い駆動側での流動の規則性について詳細な検討を行う。ローターに近い駆動側での流動速度分布は、二次関数形もしくは三次関数形というよりも線形に近い流動速度分布を呈していることを視覚的には認識していたが、その詳細な検討は実施していなかった。そこで、ローターに近い駆動側での流動速度分布は、規則的なせん断速度(せん断応力)の減衰が生じていると推察される二次関数形もしくは三次関数形の流動速度分布ではなくて、力のつり合いが成立し、流動場が二重円筒であるが故の幾何学的な影響による極僅かなせん断速度(せん断応力)の変化のみが生じるニュートン流動が生じているとの想定の下で検討を行うこととする。上記の推論が正しいとすれば、回転粘度計の二重円筒内で全域流動していない非ニュートン流体の流動場は、ローターに近い駆動側から、1)力のつり合いが成立しナビエ・ストークスの方程式に従うニュートン流動域、2)流体固有のせん断速度の減衰が生じることにより流動速度分布が二次関数形もしくは三次関数形となる非ニュートン流動領域、そして、3)稼働側から伝達される駆動力が非ニュートン流体の流動に必要な最低限のせん断応力以下となることにより流動できない不動領域の少なくとも3領域に区分されるものと推定されるので、このような仮説の検証を通して非ニュートン流体の流動の規則性を明らかにする。回転粘度計とMRIを使用して測定された各種サスペンジョンの流動速度分布に関するデータを公表されている文献から多数収集し、それらの流動速度分布の規則性の検討を行った結果、既往の文献のおけるサスペンジョンの流動速度分布約10個の半数が二次関数形で近似できることを発見した。

本研究の遂行上、この規則性の本質を見極めることが最終的な到達点の深化に大きく関わることから、さらに残りの半数の流動速度分布の規則性の検討を詳細に行った結果、それらの流動速度分布は三次関数形で近似できることを発見した。また、この規則性は回転粘度計の流動場内の不動領域と流動領域の境界である流動先端で明確に認められる特徴であり、流動速度が増加して流動場が拡大すると、稼働端近くでは流動速度分布の非線形性が薄れて線形分布、すなわち単純ズリに近い流動速度分布となることを確認した。続いて、これらの流動速度分布の規則性とせん断速度ーせん断応力関係である流動曲線との関連性について検討した結果、非ニュートン流体の中でもニュートン流体と同様にせん断速度ーせん断応力関係が線形であるものの流動を開始するのに最低限必要なせん断応力である降伏値を有するビンガム流動の流動速度分布は二次関数形で近似できることを確認した。また、流動速度分布が3次関数形で近似できるものは、代表的な非ニュートン流体である偽塑性流動と特異的な非ニュートン流体であるダイラタント流動の2種類であり、偽塑性流動の場合には流動速度の増加に伴って流動速度分布の非線形性が高まるのに対して、ダイラタント流動の場合には流動速度の増加に伴って流動速度分布の非線形性が低下するという特徴的な相違があることを確認した。既往の文献のおけるサスペンジョンの流動速度分布約10個が二次関数形もしくは三次関数系で近似できることを発見したこと、また、非ニュートン流体の内、ビンガム流動の流動速度分布は二次関数形で近似でき、流動速度分布が3次関数形で近似できるものは、代表的な非ニュートン流体である偽塑性流動と特異的な非ニュートン流体であるダイラタント流動の2種類であり、偽塑性流動の場合には流動速度の増加に伴って流動速度分布の非線形性が高まるのに対して、ダイラタント流動の場合には流動速度の増加に伴って流動速度分布の非線形性が低下するという特徴的な相違があることを確認したことは、計画当初には想定していなかった学術的に極めて意味の大きい研究成果であり、この部分では当初の計画以上に研究が進展していると言って過言ではない。一方で、上記の流動速度分布の規則性の詳細検討に多くの時間を費やした結果、セメントペーストの粘度計実験には着手できなかったことは当初の計画通りに進まなかったところであるが、これについては平成29年度に粉体の反応の影響受けないようにするためにセメントペーストではなく反応性がほとんどない石灰石微粉末を用いたサスペンジョンで実験を行うこととしており、研究全体としてはおおむね順調に進展していると考えている。なお、既存のシミュレーションソフトウェアを使用して流動解析を実施したが、これらの解析ソフトでは連続体における力の釣り合いやニュートン流動を仮定したナビエ・ストークス方程式の成立を前提としているので、本研究で審理に迫ることを意図している非ニュートン流動の詳細解析には適さないと考えるに至った。高性能AE減水剤の添加量を変えたモルタルやセメントペーストの流動曲線群は、見かけせん断速度ーせん断応力座標系の負のせん断速度領域において一点に交わり、さらにその焦点位置を回転速度変化後からの経過時間ごとに整理すると、正の傾きを持った直線上にプロットされるという規則性を報告してきた。そこで、石灰石微粉末懸濁液を用いて焦点位置の時間変化現象が再現されることを確認した上で、粘度の時間依存変化を高性能AE減水剤添加量や見かけせん断速度に関して整理し、焦点の時間変化現象の規則性の発生要因について検討した。
骨成長および代謝性骨疾患におけるα_vインテグリン類の破骨細胞形成に及ぼす重要性

破骨細胞前駆細胞をST-2細胞と共培養すると破骨細胞に分化する。この過程において、α_v関連インテグリン類のmRNAの発現を調べると、当初β_5インテグリンが優位で、β_3インテグリンは認められないが、破骨細胞形成に従ってβ_5インテグリンは減少し、β_3インテグリンが出現、増加することが著者らの検討により明らかとなっている。そこでinvivo、in vitroにおいて破骨細胞形成を刺激する可能性のある1nsulin-like growthfactor(IGF)-I.IGF-I/IGF bindingprotein(BP)-3複合体の効果を検討したところIGF-IもしくはIGF-1/IGFBP-3はともにTRAP陽性細胞数を増加させたが、β_3、β_5インテグリンには明らかな変化を示さなかった。さらに、非荷重により骨量減少を起こすことが明らかとなっている尾部懸垂ラットにおいてもα_v関連インテグリン類の発現調節の検討をおこなった。Tartarateresistance acid phosphatase(TRAP)陽性細胞数は尾部懸垂1週間後、3週間後とも対照に比較して尾部懸垂ラットでは増加していたが、3週間後の尾部懸垂ラットのTRAP陽性細胞数は1週間後の尾部懸垂ラットの1/7に減少していた。β_5インテグリンは1週間後、3週間後とも尾部懸垂ラットでは対照に比較して2倍に増加していた。β_3インテグリンは1週間後、3週間後とも対照に比較して著明な変化をみせなかった。非荷重によりβ_5インテグリンを発現する破骨細胞前駆細胞が増加し、その結果、破骨細胞形成能が亢進し、TRAP陽性細胞数の増加を引き起こしたと考えられた。マウス長管骨より分離したM-CSF依存性の破骨細胞前駆細胞をもちい、IL-I、IL-3、IL-4、IL-6、IL-8、IL-11、CNTF、Oncostatin Mのα_vβ_5、α_vβ_3に及ぼす影響をノーザンブロット法にて、検討した。これらのサイトカインはいずれも、β_3の発現に影響を与えなかったが、IL-3、IL-6はβ_5 mRNAの発現を減少させた。その効果は特にIL-3において顕著であり、対象の30%に減少した。