hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
雪と機械構造物の動的相互作用

(1)μはTの影響を受ける.滑雪速度V=0.0005m/sの場合は,Tの増加にしたがってμは減少する傾向がある.また,V=0.01,0.1m/sの場合は,T=0-2°C近傍でμは極小値を示す.(2)μはpの影響を受ける.T=0°Cの場合は,pの増加にしたがってμは減少する傾向がある.しかし,T=-4°Cの場合のμはpにほとんど影響を受けない.(3)μは材料板の表面性状の中で,表面粗さRz及び板と水滴の接触角θの影響を受ける.Rzが大きいほど,θが小さいほどμは大きくなる傾向がある.(4)(1),(2)及び(3)で述べた実験傾向は,実験結果の動力学及びトライボロジ的考察に基づき,動摩擦抵抗が表面凹凸による抵抗,粘性抵抗及び凝着部のせん断抵抗の合力として生じると考え導出した雪と板の相互作用を表す状態方程式によってほぼ説明できる.(5)雪と材料板の潤滑理論をもとに得られた潤滑線図により,各試験板の詳細な滑雪特性が説明できる.(6)表面粗さの経年変化予測の結果より,チタン板は樹脂塗装金属板より経年変化が少なくμの変化も小さい.また,無塗装板は塗装板より経年変化が少なくμの変化も小さい.従来の研究では、雪が各種材料板上を滑る場合について,動摩擦抵抗に及ぼす滑雪速度,雪の温度,雪の接触圧力の影響に注目して実験的検討を行った.その結果をもとに,雪と材料板間の摩擦潤滑モデルを提案した.このモデルを基に,雪の粘弾性特性に基づく材料板の表面凹凸による抵抗,接触界面凝着力,界面潤滑膜の粘性抵抗を,潤滑状態に応じて考慮できる動摩擦抵抗に関する理論式を導いた.さらに,理論式より得られる動摩擦係数の値を実験値と比較検討し,理論の妥当性が確認された.この理論を用いて,滑雪速度,雪温度,材料板の表面性状等の各種条件の影響を考慮し,動摩擦係数を推定することができた.本年度は,材料板表面の経年変化が摩擦係数に及ぼす影響を理論的,実験的に解明するために,材料板を屋外に暴露し,耐候試験を開始した.この際,経年変化に影響を及ぼす気象データを測定するために,温度・湿度計,紫外線強度計を百葉箱に入れ屋外に設置した.今後,暴露後の材料板の摩擦係数を申請者らによって設計製作された汎用雪氷特性試験機を用いて測定する.測定結果を,すでに得られた動摩擦抵抗測定実験結果と比較することにより材料板の経年変化指数を導く.一方,平成2年度に購入した低温インキュベータ,加湿器等を使用した人工耐候試験機を用いて,屋外耐候試験を模擬できる屋内における試験法を確立するための基礎理論を構築する.さらに,得られたデータと,理論的,実験的に明らかになった研究成果を総括して,トライボロジーの立場から考察し,数値解析を行うことによって,工業有用性の高い雪と各種材料板間の動摩擦係数に関する理論式を体系的にまとめる.
「看護する身体」を育成する教育プログラムの開発～現状調査と学生の学びの質的研究～

平成30年度は、本研究の目的(1)「対象者と相互作用しながら看護する身体」に関する基礎看護学教育の現状について、国内外の教育現場の現地調査および文献検討からその動向を捉えるための基礎的研究活動を実施した。研究実施計画に従い、「看護する身体」に関する国内の文献検討を実施した。具体的には、検索サイトは医学中央雑誌Web版を使用し、キーワードを「身体性」「相互身体」「身体知」「看護」「看護教育」「看護学生」「看護実践」とした。検索条件として、検索年の制限なし、原著論文に限定した。さらに各文献を精読し、21件を対象とした。21件の文献の概要は次の通りである。研究方法別では、質的研究17件(エスノグラフィー1件、現象学1件、事例研究3件、その他、質的記述的研究12件)、量的研究3件(実験研究2件、因子分析研究1件)、その他2件だった。専門領域別では、母性看護、基礎看護、精神看護、小児看護、人間工学、成人看護であった。研究対象別では、患者・患児、妊産婦など看護の受け手を対象としたものが6件、看護学生4件、看護師10件、文献2件であった。「看護する身体」育成に関連する内容として、触れ方によって異なる意図、意義をもつタッチ、看護師の身体と道具(血圧計、リネン、ケリーパッドなど)を同調させ、受け手の身体に働きかける、身体周辺の空間の扱い、目的を果たすための身体技法の習得と新たな身体感覚の獲得、身体に関わる動作がオノマトペにの置換される理由、疾患、状態の当事者にしか分からない身体知覚の存在が明らかになった。やや遅れの理由として、学部教育に加えて、専門領域への大学院生入学に伴い、担当科目が増加した。さらに、研究代表者が所属する講座内教員の病気療養に伴ない、科目責任の代行が余儀なくされた。学内組織における役割として、新たに2つの組織のリーダーを担うことになり、責任を果たす必要があった。これらにより、研究代表者が中心となり進める予定の基礎的調査が進展せず、加えて共同研究者との打ち合わせ時間さえ確保することが難しい状況であった。共同研究者とともに今後の研究推進方策を検討し、以下のように取り組むことで合意した。文献検討の継続:国内文献の検討のまとめと海外の文献検索について共同研究者と役割分担をした。さらに、看護する身体育成プログラムの開発、実践報告などはないか検討を進める予定である。国内外の教育現場の視察:2019年実施できず、2020年2月下旬から3月上旬にかけての実施予定で調整している。シミュレーション教育を先進的に導入している米国USF,SMUを視察し、身体に関する捉え方、教育プログラムの考え方などディスカッションを予定している。国内の視察先についても情報収集を開始した。2019年度実施予定だった計画内容は、2020年には確実に実施し、2020年度は実際の質的研究調査に着手できるようにする。

シミュレーション教育を先進的に導入している米国USF,SMUを視察し、身体に関する捉え方、教育プログラムの考え方などディスカッションを予定している。国内の視察先についても情報収集を開始した。2019年度実施予定だった計画内容は、2020年には確実に実施し、2020年度は実際の質的研究調査に着手できるようにする。当該助成金が生じた理由として、2019年度国内外の教育現場の視察予定であったが、実施計画の立案、共同研究者との調整ができず、年度内の実施を見送ったためである。翌年分と合わせて使用する計画として、2020年度米国サンフランシスコの大学2校への視察および調査の予定である。研究代表者および共同研究者2名に加え、通訳1名の旅費として使用予定である。同時に現地でのデータ収集のための機材の購入も見送っていたため、視察に合わせ、小型のノート型PC、ICレコーダーなどOA機器の購入を予定してる。
分裂酵母が窒素源飢餓に応答して有性生殖を誘導する機構の研究

分裂酵母をモデル生物かして、「細胞が外界の栄養源の状況を認識し、細胞内の諸活動に反映させる」ことを支える分子機構の解明を目指した。栄養が豊富に存在する条件と飢餓条件で活性が大きく変化する細胞内活動のうち、保存されたタンパク質分解系であるオートファジーに着目して研究を進めてきた。オートファジーは窒素源飢餓で誘導され、タンパク質分解の結果生じた分解産物を「窒素源」として供給する役割を果たしていることをとれまでに明らかにした。オートファジーは窒素源飢餓条件下で働く一方、窒素源存在下分は積極的に抑制されている。この窒素源依存的なオートファジー制御に関係する因子を得たいとえ、今回スクリーニング系を構築した。このスクリーニング系は、オートファジーに必要なプロテアーゼをコードするisp6遺伝子の転写活性が、オートファジーと同様に窒素源依存的に制御されることをベースに、isp6プロモーターに制御されたマーカー遺伝子の発現を指標として、isp6プロモーター依存的な転写活性が失われた変異体を探索する系である。スクリーニングの結果、gaf1変異体が得られた。gaf1はGATA型転写因子をコードしており、同タイプの転写因子をコードする新規遺伝子もisp6の転写に一定の役割を果たしていたので、この遺伝子をgaf2と名付け同時に解析した。Gaf1/Gaf2は、期待したような窒素源依存的にオートファジーを制御する因子ではないと判明したが、gaf1 gaf2二重変異株は、完全培地上では問題なく生育する一方、最少培地上では全く生育しないという新しいタイプの表現型を示した。この結果から、Gaf1/Gaf2は窒素源が質的に不十分な条件(最少培地等)におかれた場合に、得られた窒素源をより用途の広い窒素源へ変換していると予想された。従ってオートファジーとGaf1/Gaf2ま、異なるレベルで窒素源に対する適応に重要な役割を果たしていると考えられた。分裂酵母をモデルとして、細胞がどのように外界の栄養条件を認識して、その情報を細胞内の活動に反映させているかを解明することを目指している。外界に栄養のある状態と飢餓状態では多くの細胞内の活動が劇的に変化するが、私は真核生物に広く保存された大規模かつ無差別なタンパク質分解系であるオートファジーに着目した。分裂酵母におけるオートファジーについては不明な点が多く、そのためまず、出芽酵母における研究例を参考に、分裂酵母におけるオートファジー機構の役割と制御を研究した。その結果、分裂酵母のオートファジーは外界の窒素源飢餓により誘導され、細胞は自分自身のタンパク質分解の結果生じた産物を、細胞内において「窒素源」として利用することで外界の窒素源飢餓に適応していることが明らかとなった。また、分裂酵母のオートファジーは外界の窒素源飢餓で誘導されると同時に、窒素源が存在する条件になると速やかに抑制される事が明らかとなった。この事実から、分裂酵母細胞は「窒素源量をモニターする機構」をもっており、この機構がオートファジーの制御に重要な役割を持っていると考えられた。外界の栄養状態を認識して、その情報を細胞内の生命現象に反映させる機構において重要な役割を果たしている因子として、真核生物に広く保存されたTOR(Target Of Rapamycin)キナーゼが知られており、TORは出芽酵母と哺乳類培養細胞の系でオートファジー制御に関与していることが既に報告されている。分裂酵母においても、TORの分裂酵母ホモログであるTor2の温度感受性変異株が、制限温度下で窒素源が豊富に存在する条件下でオートファジーを誘導することを見いだした。従って分裂酵母においてもTORはオートファジーの制御に重要だと考えられる。しかし、TORがどの様な下流の因子を介してオートファジーを制御するか、あるいは外界の栄養状態をTORがどのように認識しているかに関しては、分裂酵母のみならず他のモデル生物でも明らかにされておらず、興味深い問題である。また、TORの性質・機能から考えて、TORが「窒素源量をモニターする機構」の一翼を担っている分子である可能性は高い。今後は、分裂酵母のオートファジーを一つの指標として、外界の栄養状態の情報を細胞内の生命現象に反映させるという生命にとって普遍的かつ重要な機構の解析を進めたい。分裂酵母を用い、細胞が外界の栄養条件という情報を細胞内の活動に反映させる機構の解明を目指している。富栄養条件と飢餓条件では、多くの細胞内活性が変化するが、我々は保存されたタンパク質分解機構であるオートファジーに着目した。前年度までの研究により、分裂酵母は、窒素源飢餓条件におかれると、自身のタンパク質をオートファジーにより分解し、分解産物を「窒素源」として再利用することで飢餓条件に適応することが明らかとなった。また分裂酵母のオートファジーの誘導・抑制は窒素源の有無により厳密に規定されており、外界に窒素源が存在する場合に、「窒素源がある」という情報をもとにオートファジーを抑制することに、TOR(Target Of Rapamycin)キナーゼが重要な役割を果たすことも明らかとなった。本年度は、分裂酵母が「外界の窒素源の量をモニターし」オートファジーの活性を制御する機構を、さらに解明することを目的としてスクリーニングを行った。オートファジーに必要なプロテアーゼをコードするisp6遺伝子は、転写活性が窒素源の有無にきわめて敏感に反応する遺伝子であり、転写レベルで「外界の窒素源の量をモニターする」機構の制御を受けていると考えられた。

その転写活性はプロモーターのみに依存していたので、isp6遺伝子のORFを他のマーカー遺伝子に変換し、マーカー遺伝子の表現型を指標に、isp6の窒素源依存的な転写活性に必要な因子をスクリーニングした。その結果、転写因子をコードするgaf1遺伝子を得た。gaf1破壊株では、isp6の転写が有意に低下していた。また局在を解析した結果、窒素源存在下では細胞質に一様に存在しているGaf1が、窒素源飢餓条件下におかれると速やかに核に集積することが明らかとなった。以上のデータから、Gaf1は窒素源飢餓時にisp6の転写を活性化させる役割を果たしていると考えられた。分裂酵母をモデル生物かして、「細胞が外界の栄養源の状況を認識し、細胞内の諸活動に反映させる」ことを支える分子機構の解明を目指した。栄養が豊富に存在する条件と飢餓条件で活性が大きく変化する細胞内活動のうち、保存されたタンパク質分解系であるオートファジーに着目して研究を進めてきた。オートファジーは窒素源飢餓で誘導され、タンパク質分解の結果生じた分解産物を「窒素源」として供給する役割を果たしていることをとれまでに明らかにした。オートファジーは窒素源飢餓条件下で働く一方、窒素源存在下分は積極的に抑制されている。この窒素源依存的なオートファジー制御に関係する因子を得たいとえ、今回スクリーニング系を構築した。このスクリーニング系は、オートファジーに必要なプロテアーゼをコードするisp6遺伝子の転写活性が、オートファジーと同様に窒素源依存的に制御されることをベースに、isp6プロモーターに制御されたマーカー遺伝子の発現を指標として、isp6プロモーター依存的な転写活性が失われた変異体を探索する系である。スクリーニングの結果、gaf1変異体が得られた。gaf1はGATA型転写因子をコードしており、同タイプの転写因子をコードする新規遺伝子もisp6の転写に一定の役割を果たしていたので、この遺伝子をgaf2と名付け同時に解析した。Gaf1/Gaf2は、期待したような窒素源依存的にオートファジーを制御する因子ではないと判明したが、gaf1 gaf2二重変異株は、完全培地上では問題なく生育する一方、最少培地上では全く生育しないという新しいタイプの表現型を示した。この結果から、Gaf1/Gaf2は窒素源が質的に不十分な条件(最少培地等)におかれた場合に、得られた窒素源をより用途の広い窒素源へ変換していると予想された。従ってオートファジーとGaf1/Gaf2ま、異なるレベルで窒素源に対する適応に重要な役割を果たしていると考えられた。
血管内治療後の血栓性動脈閉塞の予防-EctoATPDase遺伝子導入による試み

血管内皮細胞に発現しているecto-NTP Diphosphohydrolase(E-NTPDase)は、活性化血小板より放出されたADPを分解することにより抗血栓機能を担っている。本研究では胎盤より精製された2種類のE-NTPDase(PlacIおよびPlacII)をラットの頸動脈に遺伝子導入し、生体内における抗血栓作用を検討した。結果1.ラットの培養血管平滑筋細胞に、アデノウイルスベクターを用いてPlacI, IIの遺伝子導入を行った。PlacI遺伝子を導入した平滑筋細胞は、高度のATPおよびADP分解活性を示した。また、PlacI遺伝子導入の平滑筋細胞存在下では、ADPならびにコラーゲンによる血小板凝集は有意に抑制された。以上の結果を踏まえ、ラット生体内でレーザー照射による血栓形成モデルを用いて、PlacIの抗血栓作用を検討したが、PlacI遺伝子導入血管では、10分間の照射においても閉塞性血栓の形成は認められなかった。ATPおよびADPは強い平滑筋収縮能も有していることから考えると、本酵素が血小板凝集とともに血管収縮能に対しても抑制作用を有し、上記のような高度の抗血栓作用を示した機序も推測された。そこで、PlacIを高発現させた動脈を用いて、ATPおよびADPに対する血管収縮能への影響を検討した。結果2.遺伝子導入5日後に摘出した血管を使用し、KCl, NA, ATP, ADPによる収縮反応を検討した。KClとNAに対する収縮反応は内皮細胞剥離後の遺伝子非導入血管、LacZ導入血管、PlacI導入血管で有意な差は認められなかった。一方、ATP, ADPに対する収縮反応は、PlacI遺伝子導入血管ではATP, ADPに対する血管収縮能が、LacZ導入血管に比して有意に低下した。以上のことから、本酵素は傷害血管において、血小板凝集と血管収縮をともに抑制することにより,閉塞性血栓の形成を抑制する可能性が示唆された。経皮的血管形成術の合併症の一つである動脈血栓の形成においては、血小板の活性化が重要であり、その制御には血管内皮細胞膜上に発現しているecto-ATP Diphosphohydrolase (ecto-ATPDase)が重要な役割を担っている。本研究では胎盤より精製された2種類のecto-ATPDase(PlacIおよびPlacII)をラットの頸動脈に遺伝子導入し、生体内における抗血栓作用を検討した。1)ラットの血管平滑筋細胞に、アデノウイルスベクターを用いてPlacI, IIの遺伝子導入を行った。PlacI遺伝子を導入した平滑筋細胞においては、高度のATPおよびADP分解活性を示したが、PlacII遺伝子導入およびコントロール群(LacZ遺伝子導入)ではこの酵素活性は認められなかった。次に、ラットの多血小板血漿を調整し、ex vivoにて血小板凝集抑制能を検討した。PlacI遺伝子導入の平滑筋細胞存在下で、ADPならびにコラーゲンによる血小板凝集は有意に抑制された。これらの結果より、PlacIは血漿中のADPを分解することにより血小板凝集を強力に抑制することが示唆された。2)以上の結果を踏まえ、レーザー照射による血栓形成モデルを用いて、PlacIの抗血栓作用を検討した。LacZ遺伝子導入血管では、レーザー照射開始後2分以内に閉塞性の血小板血栓が形成されたが、PlacI遺伝子導入血管では、10分間の照射においても閉塞性血栓の形成は認められなかった。またPlacI遺伝子導入ラットの全身的な血液凝固・血小板凝集能には異常は認めなかった。

胎盤由来のecto-ATPDase Iは傷害動脈壁において強い抗血栓作用を有することが示された。病変血管への同酵素の遺伝子導入による新たな抗血栓療法の可能性が示唆された。血管内皮細胞に発現しているecto-NTP Diphosphohydrolase(E-NTPDase)は、活性化血小板より放出されたADPを分解することにより抗血栓機能を担っている。本研究では胎盤より精製された2種類のE-NTPDase(PlacIおよびPlacII)をラットの頸動脈に遺伝子導入し、生体内における抗血栓作用を検討した。結果1.ラットの培養血管平滑筋細胞に、アデノウイルスベクターを用いてPlacI,IIの遺伝子導入を行った。PlacI遺伝子を導入した平滑筋細胞は、高度のATPおよびADP分解活性を示した。また、PlacI遺伝子導入の平滑筋細胞存在下では、ADPならびにコラーゲンによる血小板凝集は有意に抑制された。以上の結果を踏まえ、ラット生体内でレーザー照射による血栓形成モデルを用いて、PlacIの抗血栓作用を検討したが、PlacI遺伝子導入血管では、10分間の照射においても閉塞性血栓の形成は認められなかった。ATPおよびADPは強い平滑筋収縮能も有していることから考えると、本酵素が血小板凝集とともに血管収縮能に対しても抑制作用を有し、上記のような高度の抗血栓作用を示した機序も推測された。そこで、PlacIを高発現させた動脈を用いて、ATPおよびADPに対する血管収縮能への影響を検討した。結果2.遺伝子導入5日後に摘出した血管を使用し、KCl,NA,ATP,ADPによる収縮反応を検討した。KClとNAに対する収縮反応は内皮細胞剥離後の遺伝子非導入血管、LacZ導入血管、PlacI導入血管で有意な差は認められなかった。一方、ATP,ADPに対する収縮反応は、PlacI遺伝子導入血管ではATP,ADPに対する血管収縮能が、LacZ導入血管に比して有意に低下した。以上のことから、本酵素は傷害血管において、血小板凝集と血管収縮をともに抑制することにより,閉塞性血栓の形成を抑制する可能性が示唆された。
日本の上部ペルム系の生層序区分と有孔虫群集

日本の上部ペルム系の有孔虫生層序を確立し、有孔虫群集組成の特性と時空分布を明らかにする一連の研究の第一年度として、関東山地の五日市北方、熊本県のきゅう球磨層、大分県の津久見石灰岩で並びに予察的に宮崎県の高千穂地域で、野外地質調査・サンプリング・石灰岩薄片の作製・検鏡を行った。五日市北方では、6地点から16科34属47種の有孔虫化石を識別した。これらは指標種と構成種の違いから年代の異なる2つの群集に分けられ、これまでの研究結果と照らし合わせてみても、質・量ともに日本の後期ペルム紀の模式的な群集を代表しているど思われる。五日市北方以外の地域では、有孔虫化石の産出量が少ないこともあり、種の層位学的分布・群集組式の特性などの詳細は今後の成果に期待される。野外での石灰岩の産状と岩相の鏡下観察などから、筆者の予想通り、津久見と高千穂の石灰岩は海山起源であることは疑いない。五日市北方や球磨層の陸棚型の層相とは明らかに異なる。従来、津久見では上部ペルム系と下部三畳系は整合一連と考えられていたが、両者は著しい煎断変形を伴った黒色粘板岩を介して断層で接していることが判明した。球磨層では最上位化石層とされた灰色石灰岩のさらに上位の層準に含化石灰岩石礫岩が存在する。室内作業は現在進行中とはいえ、今年度の調査研究で貴重な新知見を得た。この研究課題申請当初から要望していた南部北上・岐阜県・近畿北西部・四国の上部ペルム系分布域でも野外調査を実施し、最終的にはこれら得られた資料を総括し、日本の上部ペルム系の有孔虫生層序を確立し、国際対比を試みたいと考えている。
シクラメンの青色花発現機構の解明とそれを活用した遺伝資源開発

本研究では,青紫色花シクラメンと紫色花シクラメンの花弁slip部分では,いずれにおいてもマルビジン3,5ジグルコシドを主要アントシアニンとするものの,青紫色花シクラメンでは,花弁細胞の高いpHにより花弁が青色化していることを明らかにした.また,シクラメンにおいて花弁のpHが高くなり青色化する形質は,単一の劣性遺伝子に支配されている可能性が高いことを示唆した.既存の園芸品種・系統とマルビジン3,5ジグルコシド(Mv3,5dG)を主要アントシアニンとする青紫色花シクラメン個体とのF1個体における花弁形質の遺伝性の解析を試みた結果,F1個体の花弁の大きさは,ほとんどの個体で両親より大きい値を示した.また,いずれのF1個体においても,青紫色花を有する個体は認められず,花色・花色素ともに,青紫色花シクラメン個体ではなく,Mv3, 5dGを主要アントシアニンとする紫色花品種を交雑に用いた場合に得られるF 1個体と同様の発現が認められた.さらに,調査したすべてのF1個体において,花弁のホモジネートのpHは3.54.2と既存の園芸品種と同様の値を示し,pHの値が6前後の青紫色花系統のような高いpHの値を示す個体は認められなかった.これらのことから,シクラメンにおける花弁細胞内の高いpHにより花弁が青色化する形質は優性形質ではなく,青紫色花系統とその他の園芸品種との交雑で得られたF1個体では青紫色花形質の発現は期待できないことが明らかとなった.また,高いpHが花弁の大きさに影響する可能性も示された.なお,シクラメンの花弁の青色化について,青紫色花系統以外の品種でも,通常のアントシアニンによる花色発現と比較して青色化が起きている可能性が示唆された.野生種を種子親として青紫色花系統との交雑を試みた結果,胚珠培養を行っても種間雑種個体を得ることはできなかった.シクラメンにおいて野生種を種子親にして,園芸品種と交雑した場合に雑種が得られた報告は見当たらないことと,青紫色花系統と他の園芸品種とのF1個体に青紫色花を有する個体は認められなかったことから,シクラメン種間雑種における青紫色花個体の作出は容易ではないことが示唆された.本研究では,青紫色花シクラメンと紫色花シクラメンの花弁slip部分では,いずれにおいてもマルビジン3,5ジグルコシドを主要アントシアニンとするものの,青紫色花シクラメンでは,花弁細胞の高いpHにより花弁が青色化していることを明らかにした.また,シクラメンにおいて花弁のpHが高くなり青色化する形質は,単一の劣性遺伝子に支配されている可能性が高いことを示唆した.まず,青紫色花系統各個体の主要花色素を調査した結果,ほとんどの個体の主要アントシアニンは,マルビジン3,5ジグルコシド(Mv3,5dG)であった.このMv3,5dGは,多くの紫色花シクラメンの主要アントシアニンであり,これらの品種とMv3,5dGを主要花色素とする青紫色花系統各個体との間では,花色に明確な違いが認められたにもかかわらず,花弁中のアントシアニン組成はほぼ同様であった.また,青紫色花系統各個体では,開花後に花弁中のアントシアニンが大きく減少し,明らかな花弁の退色が認められたが,紫色花品種では,アントシアニンの減少は小さく花色にも大きな変化は認められなかった.次に,既存の赤,白,ピンクおよび紫色花品種と青紫色花系統各個体の花弁のホモジネートのpHを調査したところ,前者ではpH4前後またはそれ以下であったのに対し,後者ではpH6前後であった.そこで,紫色花品種`KNパープル'と青紫色花系統の花色素ならびにMv3,5dG標品をpH4または6の酢酸バッファーに溶解し,その吸光度を分光光度計で調査した結果,いずれにおいてもpH6のバッファーで抽出した場合に極大吸収波長の値が大きくなる,すなわち青みを増す傾向が認められた.これらのことから,青紫色花系統各個体の青みが強い花弁は,花弁細胞内の高いpHにより生じているものと示唆されたさらに,青紫色花系統各個体の葉身のホモジネートのpHを調査した結果,既存の赤,白,ピンクおよび紫色花品種の葉身のホモジネートのpHより有意に大きな値となり,開花前に花弁細胞のpHが高い個体を選抜できる可能性が示唆された.なお,青紫色花系統と野生種との交雑を試みた結果,青紫色花系統では1株あたりの開花数が他品種より少ないため,すでに報告されている種間雑種作出法の逆交雑,すなわち野生種を種子親とした種間交雑を検討する必要があると思われた.本年度の研究により,青紫色花シクラメン個体を種子親としたF 1個体が得られ,これらの個体は,逆交雑で得られた個体と同様の形質を示したことから,シクラメンの青紫色花形質は,交雑の正逆に関係なく遺伝する核遺伝形質であるものと推測された.

また,F2個体においては,花弁のpHが園芸品種とほぼ同等の個体と青紫色花系統のように高い値を示す個体とに分かれ,後者は白色花を除いて花弁が青色化した.両者の比は高いpHが劣性と仮定した場合の理論値に5%レベルでは必ずしも適合しなかったが,幼苗時の葉身のpHの調査から,シクラメンにおける花弁細胞内の高いpHにより花弁が青色化する形質は劣性形質であることが示唆された.本年度の成果を合わせて,本研究により花弁内の高いpHがシクラメンの花弁の青色化を引き起こし,それにより青紫色花系統が成立していることが明らかになった.また,青紫色花系統では,その高いpHにより開花後に花弁中のアントシアニンが減少し,開花後に退色が起きることも示された.なお,青紫色花系統では花弁でだけでなく葉身でもpHが高くなっていたことから,この細胞内のpHが高くなる形質は多面発現しており,開花前に花弁細胞のpHが高い個体を選抜できる可能性が示された.シクラメン花弁の青色花形質の遺伝様式について,花弁の青色化を引き起こす細胞内のpHが高くなる形質は,1つの劣性遺伝子に支配されるものと示唆された.また,細胞内のpHが高くなる形質により,花弁の小輪化や株の生存率の低下等が引き起こされることも示された.さらに,青紫色花系統を交雑に用いてもF1では青紫色花個体は期待できないうえ,青紫色花系統や野生種を種子親とした種間交雑における雑種作出が困難であったことから,ゲノムが異なる種間交雑による青色花種間雑種の作出は容易ではないものと考えられた.園芸科学本研究の目的は,A)シクラメンの花弁の青色化機構の解明,B)シクラメン花弁の青色花形質の遺伝様式の解明,C)ゲノムが異なる種間雑種における花弁の青色花形質の発現と遺伝資源開発の可能性の探索,である.A)に関しては,pH以外にコピグメント等が青色化に影響している可能性が示唆された.B)に関しては,青紫色花系統とその他の園芸品種との交雑で得られたF1個体では青紫色花形質の発現は期待できないことが明らかにできるとともに,pHが花色だけでなく花弁の大きさに影響する可能性を示すなど予定以上の成果が得られた.一方,C)に関しては,種間雑種における.青紫色花個体の作出は容易ではないことが示唆され,ネガティブではあるが重要な知見が得られた.これらのことを総じて上記のように判断した.本研究の目的は,A)シクラメンの花弁の青色化機構の解明,B)シクラメン花弁の青色花形質の遺伝様式の解明,C)ゲノムが異なる種間雑種における花弁の青色花形質の発現と遺伝資源開発の可能性の探索,であり,本年度はこのうちA)とC)に関する実験を行った.A)に関しては,花弁の青色化がpHによることを明らかにするとともに,葉身のpHから青色身の強い個体の幼植物選抜の可能性を示すなど,予定以上の成果が得られた.一方,C)に関しては,新たに明らかとなった青紫色花系統の少ない開花数による種間雑種作出法の再検討の必要性など,種間雑種作出には至らなかったものの,今後の研究進展に必要な知見が得られた.これらのことを総じて上記のように判断した.A)シクラメンの花弁の青色化機構の解明に関しては,24年度で予定以上の成果が得られ,pHが花弁青色化の主要因と考えられたことから,青色化に関与するpH以外の要因の存在の可能性を検討する.B)シクラメン花弁の青色花形質の遺伝様式の解明,に関しては,25年度にF1個体の花色・花色素発現が明らかにできたことから,26年度は,F2個体の花弁の分析を行い,花弁青色化の遺伝性を調査する.A)シクラメンの花弁の青色化機構の解明に関しては,本年度で予定以上の成果が得られ,pHが花弁青色化の主要因と考えられたことから,pHに関与している遺伝的要因の可能性を検討するとともに,青色化に関与するpH以外の要因の存在の可能性を検討する.B)シクラメン花弁の青色花形質の遺伝様式の解明,に関しては,F1個体の花弁の分析を行い,雑種第一代での花弁青色化発現の有無を調査する.C)
無機単結晶／高分子ナノネットワーク複合材料の合成とその機械的・電気的特性評価

圧電結晶と有機ポリマーナノネットワークを複合化した材料の開発を目的としている。有機ポリマーとの複合化によって、柔軟で曲げに強いといった優れた機械的特性が得られることを期待している。圧電結晶/有機ポリマーナノネットワーク複合体の形成プロセスとして、ナノポーラス・ポリマーの細孔内に目的の圧電物質をエピタキシャル成長させる方法を検討している。圧電物質として、まず、ZnOを選択した。ZnOをエピタキシャル成長させるためのシード層を基板上に形成し、その上にブロック共重合ポリマーのミクロ相分離を利用して、ポーラス・ポリマー層を形成することができた。さらに、このポリマー層の細孔内に、アンモニア水溶液を用いた低温水熱合成法によってZnOを成長させることができ、複合体を得ることができた。また、新しい圧電材料として期待されているトリメチルクロロメチルアンモニウム塩化マンガン(TMCM-MnCl3)の合成を試みた。このペロブスカイト型の有機無機ハイブリッド結晶であるTMCM-MnCl3は、優れた圧電性能を示すことが報告されているが、その合成方法の詳細は不明である。合成条件を詳細に検討し、TMCM-MnCl3の合成の成否に大きな影響を及ぼす因子を明らかにした。原料溶液から水分を除去する必要があるが、その減圧乾燥時の温度によって得られる物質が大きく変化することが判明した。また、TMCM-MnCl3の合成に必要な原料溶液の混合比率を明らかにした。優れた圧電特性を示すとされているTMCM-MnCl3を再現性良く得ることができていない。ポリマー層内に成長させたZnOの圧電特性の評価を行なう。このため、まず、フレキシブル基板上にポーラスポリマー層を形成し、その内部にZnOを成長させることを試みる。また、ZnOよりも格段に優れた圧電特性を示すとされるTMCM-MnCl3結晶の合成に引き続き取り組む。海外薬品メーカーに実験に必要な試薬の合成を注文したが、先方が合成に失敗し、注文がキャンセルになった。このため、次年度使用額が生じた。次年度、他の試薬を購入し、当該試薬の合成を試みる。
アジア地域における国際的人権保障の現状と課題

1.本研究は,標記課題について, (1)アジア諸国における人権状況を調査し, (2)国連・NGO等のアジアの人権状況改善のための取り組みを調査し, (3)既存の制度の活用および新たな機構の可能性の両面から,アジア地域における国際的人権保障体制の今後の強化策を考察した.こうした研究成果の概要は以下の通りである.2.前記1(1)の調査の結果,(a)アジア諸国においては看過できない様々な人権侵害状況が少なからずみられ, (b)国により相違はあるが,アジア諸国は憲法上の基本権を概ね有しているが,人権保障規定に対する法律上の制約原理も憲法上規定されていることが多く,さらには非常事態宣言や戒厳令の施行などの非常時権力の行使によって,憲法上保障される人権が合法的に制約される局面も想定され, (c)アジア諸国は,他の地域に較べ,人権諸条約への参加率が思わしくないことが明らかになった.3.前記1(2)の調査により,国連レベルでは,アジア地域における人権機構の可能性を探るセミナーの開催や資料センターの設置に関し前向きに活動中であり, NGOレベルでは,小地域単位で,既にいくつかの地域人権機構が人権の「伸長」活動を中心に活動していることが判明した.4.前記(1)・(2)の調査にもとづく(3)の考察により,次の結論が得られた.アジア諸国におけるように,人権保護のための国内制度が十分に機能しない場合は,国際的人権保障制度がその重要性を増す.既存のこの制度を十分に活用することも重要であるが,アジアの人権状況を改善するためのもう一つの方策は,政府間または非政府間の地域的人権機構を創設することである.後者については,少なくとも非政府間レベルのものは既に活動中であり,政府間レベルのものでも,人権の「伸長」活動に限定すれば,実現可能性が全くないとはいえない状況ができつつある.1.本研究は,標記課題について, (1)アジア諸国における人権状況を調査し, (2)国連・NGO等のアジアの人権状況改善のための取り組みを調査し, (3)既存の制度の活用および新たな機構の可能性の両面から,アジア地域における国際的人権保障体制の今後の強化策を考察した.こうした研究成果の概要は以下の通りである.2.前記1(1)の調査の結果,(a)アジア諸国においては看過できない様々な人権侵害状況が少なからずみられ, (b)国により相違はあるが,アジア諸国は憲法上の基本権を概ね有しているが,人権保障規定に対する法律上の制約原理も憲法上規定されていることが多く,さらには非常事態宣言や戒厳令の施行などの非常時権力の行使によって,憲法上保障される人権が合法的に制約される局面も想定され, (c)アジア諸国は,他の地域に較べ,人権諸条約への参加率が思わしくないことが明らかになった.3.前記1(2)の調査により,国連レベルでは,アジア地域における人権機構の可能性を探るセミナーの開催や資料センターの設置に関し前向きに活動中であり, NGOレベルでは,小地域単位で,既にいくつかの地域人権機構が人権の「伸長」活動を中心に活動していることが判明した.4.前記(1)・(2)の調査にもとづく(3)の考察により,次の結論が得られた.アジア諸国におけるように,人権保護のための国内制度が十分に機能しない場合は,国際的人権保障制度がその重要性を増す.既存のこの制度を十分に活用することも重要であるが,アジアの人権状況を改善するためのもう一つの方策は,政府間または非政府間の地域的人権機構を創設することである.後者については,少なくとも非政府間レベルのものは既に活動中であり,政府間レベルのものでも,人権の「伸長」活動に限定すれば,実現可能性が全くないとはいえない状況ができつつある.1.現在の本学における図書設備では、本研究に必要な文献・資料がほとんどないため、まず初めに、本研究に必要な文献を整備することに留意し、研究書等を海外発注し、本研究に必要な文献を入手した。2.また、国内で入手可能な、国連文書、各国の法会・議会資料・海外新聞資料等を直接自分で調査し、資料収集を行なうため、東京等に出張した。3.以上によって収集した文献・資料にもとづき、昨年9月頃から下記のような研究に着手した。(1)標記研究課題の研究の第一年度にあたる本年度は、研究実施計画にしたがい、1)アジア諸国の国内法上の人権規定、人権諸条約への加入状況を調査・分析した。(2)次に、アジア諸国の人権保障に対する立場が対外的に表明される場である、国連等の国際機構において、いかなる見解がこれまで示されているかにつき調査・分析した。(3)さらに、アジア諸国は、国連等の場で、アジアにおける地域的人権保障機構の必要性についてどのように認識しているかを調査・分析した。(4)また、国際的人権保障体制における、地域的な人権の伸長、保護活動の位置づけにつき、理論的分析を試みた。(5)以上の研究を踏まえて、アジアにおける地域的人権保障機構の実現可能性につき考察し、次のような結論を得た。(6)当面、政府間の地域的人権機構をアジアに設置する可能性は極めて乏しい。しかし、非政府間レベルのものに限れば、小地域、特にASEAN諸国間やSAARCに結集する南アジア諸国には可能性が存在する。また、人権の「伸長」活動に限るのであれば、国連等の動き次第では、全アジア規模の機構に望みがある。
重症複合免疫不全症の新生児マススクリーニング実現への簡易かつ低コスト測定法の開発

重症複合免疫不全症の新生児マススクリーニングの実現を目指し、簡便、低費用、かっ精度の高い診断法の技術開発を行った。乾燥濾紙血から直接PCRが可能であるPCR試薬を用いて、T細胞新生能の指標であるTRECsと内在性コントロールであるRNasePの競合的PCR反応を行った。PCR反応後にはマイクロチップ電気泳動装置を用いて、迅速・簡易・低コストのマススクリーニング系の開発に大きく前進することができた。平成21年度に防衛医科大学校小児科の協力を得て、同意書取得後に、現行の新生児マススクリーニング検査の委託先施設から正常コントロールの乾燥濾紙血174枚と重症複合免疫不全症患者の乾燥濾紙血9枚を供与あるいは貸与を受けることができた。マススクリーニングの実現には、最終的に実際の患者検体で感度および感受性を確認する必要があり、非常に稀な疾患である重症複合免疫不全症患者の乾燥濾紙血を複数入手できたことの意義は大きい。手技的な煩雑さと費用を最小限にするため、乾燥濾紙血から直接PCRが可能であるAmpdirect^<(R)> Plus/NovaTaq^<TM> Hot Start DNA Polymerase(Shimadzu)を用いて、乾燥濾紙血からのゲノムDNAの抽出は行わず、直接、新生T細胞のマーカーであるTRECsと内在性遺伝子であるRNaseP(RNaseP RNA component H1, RPPH1)との競合的PCR反応を行う方法を検討した。競合的PCR反応とは1つのチューブ内で2遺伝子のPCR反応を行う反応であるが、我々の最終目標は正常人では両遺伝子のPCR産物が十分に認められるが、重症複合免疫不全症患者ではTRECsのみがほとんど認められなくなるという条件を確立することである。この評価方法を正確かつ安定にするために、PCR後にマイクロチップ電気泳動装置であるMCE-202 Multina(Shimadzu)を用いて、半定量して評価するシステムを構築することもできた。その結果、TRECsとRNasePの2遺伝子のPCRバンドを適切に得られる条件(濾紙血パンチのサイズ、テンプレート量、プライマー量、PCR反応条件)を確立することができた。以上のように、以後の実際の患者検体で感度および感受性を確認する体制が整い、マススクリーニングの実現に向けて前進したと考えられる。使用した検体は防衛医科大学校小児科の協力を得て、同意書取得後に、現行の新生児マススクリーニング検査の委託先施設から供与あるいは貸与を受けることができた正常コントロールの乾燥濾紙血174枚と重症複合免疫不全症患者の乾燥濾紙血9枚であった。本研究で目指している簡易かつ低コストのマススクリーニングの実現のためには、手技的な煩雑さと費用を最小限にする必要があり、乾燥濾紙血から直接PCRが可能であるAmpdirect[○!R] Plus/NovaTaq^<TM>Hot Start DNA Polymerase(Shimadzu)を用いて、乾燥濾紙血からのゲノムDNAの抽出は行わず、直接、新生T細胞のマーカーであるTRECsと内在性遺伝子であるRNaseP(RNaseP RNA component H1,RPPH1)との競合的PCR反応を行う方法を引き続き検討した。競合的PCR反応とは1つのチューブ内で2遺伝子以上のPCR反応を行う反応であり、昨年度にある程度確立した「正常人では両遺伝子のPCR産物が十分に認められるが、重症複合免疫不全症患者ではTRECsのみがほとんど認められなくなる」という条件をさらに別の多くの正常濾紙血と患者濾紙血で検討を進めた。また、同じプライマーを用いて、SYBR Green法によるリアルタイムPCRの系の確立も試みたが、競合PCR、リアルタイムPCRともに、多くの場合は期待通りの結果を得ることができたが、患者サンプルの一部でTRECsが出現してしまう現象が認められてしまった。濾紙血パンチのサイズ、テンプレート量、プライマー量、PCR反応条件等の調整を行ったが改善は得られていない。しかし、この検討によってプライマー配列の変更の必要性を確認することができ、現在複数の異なるプライマーセットで実験が進行しており、より高い感度および感受性を備えたマススクリーニングの実現に向けて前進したと考えられる。
顆粒球の血管内皮細胞認識と血管外遊走における血小板活性化因子の役割解析

急性炎症やアレルギー性炎症の実験モデルであるラットのアレルギー性空気嚢型炎症モデルでは、血小板活性化因子(PAF)拮抗薬により局所への好中球浸潤が抑制され、好中球浸潤を抑制した結果として局所での走化活性が低下する。そこで、好中球の血管内皮細胞認識(接着)とtransendothelial migrationにおける血小板活性化因子(PAF)の関与を培養ヒト臍帯静脈血管内皮細胞を用いて解析し、また、浸潤好中球の産生する走化性因子について解析した。その結果、血管内皮細胞はトロンビンやヒスタミン刺激により細胞結合型のPAFを産生し、また、トロンビンやヒスタミンはLTB_4などの走化活性物質の存在下、好中球のtransendothelial migrationを促進すること、PAF拮抗薬はトロンビンやヒスタミンの作用のみ特異的に抑制するという結果が得られた。また、血管内皮細胞上の接着分子(ICAM-1,ELAM-1,GMP-140)の発現・誘導に対し、PAF拮抗薬は影響を与えないことがわかった。したがって、PAF拮抗薬は、トロンビンやヒスタミン刺激により血管内皮細胞が産生する細胞結合型のPAFに拮抗して、血管内皮細胞上の接着分子の発現や機能とは関わりなく好中球接着を抑制することが示唆された。また、細胞結合型のPAFは、浸潤に先立つ接着の段階にのみ関わり、浸潤好中球による走化活性因子の産生には関与しないことが示唆された。さらに、浸潤好中球の産生する走化活性因子は、脂質ではなく蛋白質性の因子であり、LDNCF-1およびLDNCF-2(Leukocyte-derived neutrophil chemotactic factor)と名付けた少なくとも2つの因子からなり、等電点4付近のLDNCF-1については、新規の走化活性ペプチドである可能性が示唆された。
非対称化キノンの選択的活性化に基づく新規炭素－炭素結合形成反応の開発とその応用

テトラヒドロベンゾジフランは生物活性天然物や機能性物質の基本骨格として存在しているため、それらの合成法の開発は重要な研究課題である。我々は以前、QMAとアルケン求核種の[3+2]カップリング反応によるジヒドロベンゾフラン骨格の構築法を報告している(Org. Lett., 2011, 13, 4814.)。今回、本法を繰り返し行うことで一つの芳香環に二つのジヒドロフラン環が縮環したベンゾジフランが合成できるのではないかと考え、研究に着手した。まず、我々が以前に報告した手法で得られるジヒドロベンゾフランを用いてメトキシ基の脱保護、およびQMAへの酸化について検討した。メトキシ基の脱保護として一般的に用いられる酸性条件を種々検討したが、ジヒドロベンゾフラン環の開裂が起こり、望みの生成物は一切得られなかった。一方で、ヒドリド還元剤の一種であるL-Selectrideを用いるとほぼ定量的にフェノールが得られることがわかった。続く超原子価ヨウ素反応剤による酸化反応は問題無く進行し、QMAがジヒドロベンゾフランから二段階で効率的に得られた。次に、得られたQMAを我々が以前に報告している[3+2]カップリング反応の条件に付した結果、反応は問題なく進行し、種々の置換基を有するテトラヒドロベンゾジフランの合成に成功した。また、反応点に置換基を有するQMAを用いると位置選択性の異なるテトラヒドロベンゾジフランが得られた以上、我々が開発した手法を繰り返し行うことでテトラヒドロベンゾジフランを合成できることを明らかとした。本法は、異なる求核種を段階的に導入するため対称および非対称のベンゾジフランの作り分けが可能である。27年度が最終年度であるため、記入しない。これまで報告されているキノンモノアセタールへの求核種導入反応は、酸の作用によりアセタールを活性化して求核種を導入するものであった。今回、酸による活性化を必要としない新規反応の開発に取り組み、シリルケテンアセタールを求核剤として用いることで酸等の活性化剤の添加無しでも反応が進行することを見出した。また、これまで報告されてきたキノンモノアセタールへの求核種導入反応では、求核種の種類によって適切な活性化剤を選択する必要がある一方で、先述の新規反応のように活性化剤を必要としないものも存在するなど、詳細な反応機構は明らかでなかった。そこで、本反応における活性化剤と反応機構との関係を詳細に検討した結果、活性化剤として用いる酸によって反応機構が変わり得ることを見出し、酸の強さと反応機構の間に相関があることを発見した。本知見により、今後更なる展開が期待できるようになった。当初の研究目標について、おおむね問題なく達成できている。また、研究成果の公表についても順調に行えている。前年度の研究により得られた知見を基に、生物活性天然物や有機材料の合成等の更なる展開を試みる。また、新規反応の開発にも取り組む。
バーチャルリアリティー機能を搭載した関節鏡ナビゲーションシステムの開発と臨床応用

術前手術シミュレーションとナビゲーションシステムを用いた肘関節鏡手術の実現のために、これまで我々が独自に開発した、病変を3次元的に描出することができる術前シミュレーションを既存のナビゲーションシステムに入力するシステムを構築した。さらに、手術で操作ができる領域が限られる肘関節において、ナビゲーションシステムの位置確認のための精度を検証し、1mm、1°の精度が得られることを確認した。これらの成果をまとめた英文論文を学術誌に投稿中である。H30年度は、さらに手術シミュレーションで算出した病変部位を、ナビゲーションを用いて実際に切除し、その精度を評価するためのシステム構築を行った。術前シミュレーション画像をリアルタイムでナビゲーションシステムに表示することにより、術前計画通りに手術が遂行できうるシステムが構築された。精度検証を行うために変形性肘関節症患者のCTデータから3次元コンピューターモデルを作成し、3Dプリンターを用いて実物大の石膏モデルを作成した。この石膏モデルを用いて模擬手術を行い、外観上は予定通りの手術を施行することができた。今後、3D-CT、スキャナーを用いた定量的な精度の評価を行う予定である。また、複数の術者が模擬手術を行い、検者間誤差も評価する要諦である。3次元骨モデルのデータベース構築に関しては、一定のデータがそろったため、近年急速に開発が進んでいるAI機能の開発を進めている。具体的には2次元のX線データのみから3次元のコンピューター骨モデルを構築するシステムの開発を行った。3次元骨モデルの精度は橈骨で1mm未満、尺骨で1.5mm未満であった。今後さらにプログラムを改良し、精度を向上させる予定である。ナビゲーションを用いた肘関節鏡手術は、屍体標本を用いて行う予定であったが、変形性肘関節症を罹患している入手可能な死体標本がなかったこと、ホルマリン固定のため肘関節鏡を用いた模擬手術には不向きであったことを考慮し、石膏モデルでの模擬手術を行うこととした。石膏モデルは、実際の変形性肘関節症のCTデータから3次元コンピューターモデルを作成し、3Dプリンターを用いて作成した。この石膏モデルを用いて模擬手術を行い、本システムの精度確認を行った。さらに実際の肘関節鏡手術と近い条件で模擬手術を行うために、樹脂で作成した模擬軟部組織にて肘関節を被覆し、関節鏡の映像とナビゲーションの映像のみで模擬手術を行い、病変部位の正確性を定量的に評価する予定である。これらの模擬手術の精度評価を行い、良好であることが確認されたのちに、臨床試験を行い、手術成績と安全性の評価を行う予定である。3次元骨モデルのデータベース構築に関しては、2次元情報から再構築された3次元骨モデルの精度を評価することと、肘関節、上腕骨にも適応できるプログラムの開発を進める予定である。予定額より節約ができたため。
水晶体における微量元素輸送機構の解析

微量元素は生体内において様々な酵素反応の活性化因子及び不活性化因子として働き、その細胞内濃度が厳密に制御される必要がある。白内障は水晶体が混濁し視力障害をきたす疾病であり、その発症機構として紫外線等から発生する活性酸素種による障害が提唱されている。水晶体において微量元素が重要な役割を果たすことが考えられるため、本研究では正常及び白内障水晶体における微量元素、特に抗酸化作用を持つと考えられる亜鉛、セレン及び細胞内情報伝達に重要なカルシウムに着目し、その輸送機構について検討を行った。正常6週齢成熟ラット及び13日齢幼若ラットより水晶体を摘出し、種々の放射性微量元素を含むマルチトレーサー中で培養したところ、両ラット水晶体にBe、Sc、V、Mn、Fe、Co、Zn、As、Se、Rb、Sr、Y、Zr、Ru、Rhの15核種が移行した。しかし、その移行量は核種により異なっており、また成熟及び幼若ラットで異なっていた。15核種の中では亜鉛が最も多く水晶体に取り込まれており、その取り込み量は成熟ラットと比べ幼若ラット水晶体でより大きかった。一方、遺伝性白内障UPLラット水晶体への微量元素移行をマルチトレーサーを用いて検討したところ、白内障ラット水晶体へは正常ラット水晶体と比べマンガン、コバルト、亜鉛の移行が大きかった。白内障水晶体では正常水晶体と異なり、セレンの取り込みが最も大きかった。従って、ラット水晶体の成長及び口内障進行に微量元素輸送が大きな役割を果たしていることが推察された。さらに、正常及び遺伝性白内障UPLラット水晶体における細胞内カルシウム量調節に重要な細胞膜カルシウムATPase、PMCA、の発現を逆転写PCR法により検討したところ、口内障の進行に伴いPMCA発現量は上昇していた。水晶体において微量元素が重要な役割を果たすことが考えられるため、本研究では正常及び白内障水晶体における微量元素、特に抗酸化作用を持つと考えられる亜鉛及び細胞内情報伝達に重要なカルシウムに着目し、その輸送機構について検討を行った。従って、ラット水晶体には成長の異なる種々の微量元素輸送機構が存在すること、その中でも亜鉛輸送系は水晶体成長過程に重要な役割を果たしていることが推察される。さらに、正常及び遺伝性白内障UPLラット水晶体における、細胞内カルシウム量調節に重要な細胞膜カルシウムATPase、PMCA、亜鉛結合蛋白質メタロチオネインMT、亜鉛輸送蛋白質ZnT1の発現を逆転写PCR法及び免疫組織染色法により検討したところ、正常及び白内障ラット水晶体の両者にはPMCA1及びMT-I/IIが発現していた。