hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
咀嚼・嚥下機能に応じた粥の性状と安定的な調製方法の検討

喫食者の咀嚼・嚥下機能に対応した粥を提供するために、各種副材料を添加した粥の性状とその変化を検討した。粥は、米・水・添加材料を加えて95°C60分真空調理した。10%粥は嚥下困難者用食品の許可基準に近く、ゼラチン、および一部のとろみ調整食品の添加は、遊離水分量、物性の変化を減じ、介護食用粥に適することが示唆された。冷凍保存後に解凍した粥の性状は、保存前の状態を保持していた。22年度は各種副材料を添加した粥の性状について検討した。粥の調製方法は、蒸発量、温度履歴の影響を除去するために、真空調理法を用いて調製し、副材料としてゼラチン、上新粉、白玉粉を加えた。すなわち、米と副材料と水をプラスチック袋に入れ真空包装機(V-280東静電機)を用いて脱気後、1時間浸漬し、スービークッカー(SCW-350Hニチワ電機)で加熱した。比較のため従来法(SR-CJ05 National)による粥も調製した。25°Cに試料を保存して、調製直後、25分後、120分後に遊離水分量、粥洗液中の固形分量、物性(テクスチャーアナライザー、集団法)を測定した。その結果、無添加の粥では、遊離水分量は20%粥より10%粥の方が多く、時間の経過に伴い遊離水は飯粒に吸収されて減少した。ゼラチンの添加は飯粒の遊離水の吸収を緩慢にし、粥洗液中の固形分量を増加させ、粥の硬さおよび付着性が減少させた。また、粥の経時変化は無添加に比べて少なくなった。一方、ゲル化剤の添加は、遊離水分量を減少させ、粥の硬さおよび付着性を増加させた。学生パネルによる官能検査の結果、10%粥は粘りが少なく水っぽく20%粥より総合的に好まれなかった。20%粥ではゼラチン添加粥は粘り過ぎず水気を保っていて飲み込みやすいと評価された。今後の研究において、保温温度による性状の変化、種々のゲル化剤による影響、重湯部分についての分析および高齢者の身体状況と主食の物性把握、冷凍保存・再加熱条件による変化について検討し、高齢者の身体条件にあった粥の性状を明らかにしたうえで、経時変化しやすい粥の物性を制御し、安定した状態で提供できる条件を明らかにする。23年度は、米と水の割合を10%、15%、20%とし、粥に種々の添加材料(ゼラチン・粉寒天・白玉粉・上新粉)を加えて調製し、遊離水分量・固形分量・テクスチャー特性・温度変化を温度ラガーにより経時的に測定し、加熱終了後の経過時間・添加物の効果・保温条件が粥の性状に及ぼす影響について検討した。また、冷凍保存(-40°C)による影響についても検討した。粥の温度上昇は、寒天と白玉粉添加で遅く、温度低下はゼラチンで遅かった。遊離水分量は、10%粥>15%粥>20%粥の順であり、保存時間が長くなると遊離水分量は少なくなった。また寒天添加はもっとも遊離水分量が少なかった。70°C保存でも同様の結果であったが、寒天添加ではゲル化が抑制され遊離水分量は多くなった。粥洗液中の固形分量は、いずれの粥濃度でもほぼ同じ値を示し、25°C保存の寒天は有意に多かった。これは粥の周囲の重湯が凝固し、寒天とともに分離したためだと考えられるが、70°C保存では無添加と有意な差がなかった。粥の硬さは粥の濃度が高いほど硬くなり、15%粥では寒天が最も高い値となった。ゼラチン添加では無添加よりも軟らかく、重湯の流動性が保たれていた。70°C保存では、添加材料によるに差は小さく、時間経過とともに軟らかい粥になった。付着性は、粥の濃度が高いほど高くなり、硬さとは逆に経時的に高くなる傾向があった。凝集性は粥の濃度・保存条件による影響はなかった。なお、冷凍保存後、解凍した粥の性状は30分保存試料との差はほとんどなかった。以上の結果から、嚥下困難者用食品の許可基準に近い値を示したのは、10%粥であり、介護食用粥に適する添加材料はゼラチンであることが示唆された。また冷凍保存はほとんどの項目で解凍した粥の性状の変化は少なく、粥の保存方法として有用であると考えられる。昨年度までの実験結果から、ゼラチンを12%添加することにより、時間が経過しても遊離水分量や、物性の変化が少なく、なめらかさを保っていることが明らかになった。

今年度はリング法(LST)で保形性を測定したが、10%粥においてゼラチンを添加した粥は240分後も高値を示し、無添加粥よりも流動性を保っていることが明らかになった。そこで今年度は、添加効果が認められたゼラチン1%添加粥について、官能評価を行った。本学学生69人を対象とした評価では、17.5%無添加の粥を基準にして、17.5%ゼラチン1%添加粥、12.5%無添加粥、12.5%ゼラチン1%添加粥について、つや、つぶれやすさ、粘り、甘味、水っぽさ、飲みこみやすさの強弱、および総合的な好ましさについて、5段階評点法により評価させた。その結果、12.5%粥はゼラチンの添加に関わらず、粘りが少なく水っぽいと評価され、17.5%粥より総合的に好まれなかった。17.5%粥ではゼラチン添加粥は粘り過ぎず水気を保っていて飲み込みやすいと評価された。次に、高齢者を対象とした評価を行った。軽費老人ホームの高齢者47名をパネルとしたが、試料の数や評価項目が多いと負担になるため、試料は17.5%無添加粥、17.5%ゼラチン1%添加粥、12.5%無添加粥の3種の粥とし、評価方法も順位法そして、調査員が一人一人から聞き取り記録した。高齢者パネルでは17.5%ゼラチン1%添加粥がもっとも粘りがあると評価された。飲み込みやすさと好ましさでは有意な差はなく、好みが分かれた。23年度は粥の材料と保存条件による性状の変化について検討し、添加材料としてゼラチンが適することと、冷凍保存の有効性について明らかにし、おおむね順調に進展している。しかしながら、高齢者の調査については、やや進行が遅れており、(2)の評価とした。24年度が最終年度であるため、記入しない。粥を食べている高齢者の身体状態とくに口腔状態(残存歯、入れ歯、咬合、反復唾液嚥下テスト(RSST)および改良水のみテスト(MWST))を調べ、日常生活自立度(ADL)について聞き取る。喫食している主食の種類(白飯、軟飯、全粥、七分粥、五分粥、ミキサー粥など)を調査し、両者の関連性を明らかにし、同時に提供時の主食の物性を測定する。データを総合的に解析し、高齢者の身体状況に適合し、状態変化の少ない粥の調製・保存・再加熱方法を明らかにし、最適条件で調製した粥について、高齢者パネルおよび専門家パネル(高齢者施設調理担当者)で、官能評価し、妥当性を明確にする24年度が最終年度であるため、記入しない。
超新星爆発から超新星残骸進化の3次元流体数値実験、重元素の起源とX線放射の解明

星の大爆発である超新星爆発はその機構や爆発の際の元素合成についての詳細が分かっていない。その手がかりとして爆発から数百年後にできる超新星残骸の観測が有望である。しかしそのためには観測と直接比較可能な3次元の理論モデルが必要である。本研究ではスーパーコンピュータを用いた大規模な流体の数値実験を行い、超新星爆発から超新星残骸へ至る過程で関係する種々の問題の解明を目標とした。主として超新星爆発における元素合成とそれによって生成された元素の混合に関する問題に取り組んだ。今後、超新星爆発の機構や金やプラチナを含む重元素の起源を超新星残骸という観点から解明したい。重力崩壊型超新星爆発はその爆発メカニズムもよく分かっていないが、r-processと呼ばれる鉄より重たい元素、例えば金などを合成する過程の候補天体現象と考えられている。しかしながら、超新星爆発の瞬間は系が光学的に厚く見通すことができない上、爆発から数百日後に観測される可視光は、通常点源でしかないため、爆発メカニズムや超新星爆発時の元素の空間分布を知ることは難しい。しかし、超新星爆発で生じた衝撃波は星間空間を伝搬し、やがて超新星爆発から数百年後に再び超新星残骸として様々な電磁波で観測される。元素からの特性X線などから、元素の空間分布が推定されているものもがある。そこで、超新星爆発から超新星残骸へ進化する過程、超新星残骸からのX線放射を数値実験に基づき理論的に評価し、観測と比較することで、爆発メカニズムや重元素合成について示唆を得ることが目標である。超新星残骸Cassiopeia A (Cas A)は、その電磁波放射が極めて非球対称であり、r-processが起きることが示唆されているジェット状爆発の痕跡を疑わせる構造を持っている。そこで、Cas Aをターゲットとして、理論モデルの構築を行う。観測と比較するには、1)超新星爆発の衝撃波が親星の中を伝搬する過程で起きる爆発の非球対称性や流体不安定性に起因する物質混合の流体数値実験2)超新星爆発から超新星残骸へ進化する過程の流体数値実験とX線放射の理論的評価の2つを行う必要がある。本年度は2)の数値実験を実行するため、流体計算コードへの必要な物理過程の組み込みとテスト計算を行った。具体的には、電子とイオン温度の緩和過程、非平衡電離度計算の組み込みと電離反応率のアップデート、divB=0を数値的に保証する手法の磁気流体計算コードへの実装を行った。比較的近傍の超新星残骸の観測,特に特性X線の観測から鉄元素やシリコンなどの中間質量元素の空間分布が推定されているものがある.その中でも, Cassiopeia A (Cas A)はその分布が著しく球対称からずれており,その非球対称性の原因は分かっていない.最近, Cas Aの観測で進展があり,長寿命放射性元素44Tiからの崩壊ガンマ線が直接観測され,鉄元素の特性X線の分布と44Tiからの崩壊ガンマン線の分布が異なっていることが分かった.これは球対称な超新星爆発では考えられないことであり,何等かの原因でそれぞれの分布がずれて見えているはずである.この分布の不一致の原因として主に2つ考えられる.一つは超新星爆発から超新星残骸へ至る過程で物質混合などにより,鉄と44Tiの空間分布が本当に異なっているとするもの, 2つ目は,逆行衝撃波によって加熱された部分のみが輝く鉄に対して,崩壊ガンマ線のすべてが観測される44Tiとの見かけ上の違いである.これを理論的に確かめるためには,超新星残骸からの特性X線を理論的に評価する必要がある.今年度は電子とイオンの2温度の取扱い,非平衡イオン化計算等を昨年度までに組み込んだ流体計算コードの実用可能性を確かめた.計算には高解像度,長時間計算できる数値的安定性,計算資源の確保などいくつか解決すべき問題があった.これらの解決には困難もあったが,今年度中に実用可能であることが確かめられた.また,超新星残骸における非球対称分布の一因となり得る物質混合に関連して,親星の大きな揺らぎが与える影響を調べた.超新星残骸は粒子加速の現場とも考えられているが,粒子加速には磁場の増幅が鍵である.そこで,超新星残骸の磁気流体計算に昨年度から取り組んでおり,数値的にdivB = 0を保証する方法を導入し,実用可能性を確かめた.まだ,数値的安定性に若干の問題があるが概ね問題は解決したので来年度から計算を本格化させたい.初期成果のための数値計算コードの開発は概ね昨年度までに終わっていたものの,種々の物理過程を組み込んだ高解像度の数値計算において,物理的に意味のある計算の解像度と長時間計算を行うためには,数値的安定性の問題と計算資源の確保の問題が生じた.流体計算にはよくある問題ではあるが,数値的に非物理的な負の値が入ることによる計算のクラッシュが頻発し,問題の解決に時間を要した.また,この問題は科学的成果を得るために解像度を上げた計算ほどよく起こったため,問題の解決に時間が掛かった.また,計算を主に行っているスーパーコンピュータがマシンのリプレイスのために数か月使用できない状態となり,リプレイス後は,これまでとシステムが変更となったため,計算のための各種設定を一からやり直すこととなり,足止めを余儀なくされた.銀河系内の若い超新星残骸は観測から非常に高解像度のX線イメージが得られている。特にCassiopeia Aは、観測から示唆される元素の分布が球対称の爆発では全く説明がつかない。本研究の目的は超新星残骸の観測と理論との比較から、超新星残骸の元となった超新星爆発や元素合成への手掛かりを得ることである。

そこで、観測と比較可能な理論モデルを構築することを目的として、超新星爆発の数年後から数百年後の間の超新星残骸進化の空間3次元の流体数値実験を行うため、重要な物理過程を組み込んだ数値計算コードの開発を行った。超新星残骸では以下の物理過程が重要である。一つは観測される元素からのX線放射は各元素への電子の結合によるため、X線放射の評価のためには電子温度を正しく見積もる必要がある。超新星残骸の衝撃波によって加熱された領域では電子と他のイオンの温度は異なり、両者はクーロン衝突によって徐々に緩和される。また、イオンの電離度が放射に重要である。数値計算コードに緩和過程と非平衡電離計算を組み込んだ。今後は本研究課題の以前に取り組んでいた非球対称な超新星爆発と元素合成計算を初期条件として観測されている元素分布の謎の解明に取り組む。他方、超新星残骸の観測から超新星残骸においてこれまで考えられてきたよりも強い磁場の増幅が示唆されている。その増幅機構の一つとして超新星残骸で起こる流体不安定性による流体の乱流的振る舞いが流体に凍結した磁場を増幅する可能性があり、それを調べるための高解像度の3次元の磁気流体計算コードを開発した。数値的にマクスウェル方程式の一つである磁場に関するガウスの法則を満たすことに問題があったが、ベクトルポテンシャルを導入することによりこの問題を回避した。今後様々な条件で超新星残骸における磁場の増幅の可能性を系統的に調べる。星の大爆発である超新星爆発はその機構や爆発の際の元素合成についての詳細が分かっていない。その手がかりとして爆発から数百年後にできる超新星残骸の観測が有望である。しかしそのためには観測と直接比較可能な3次元の理論モデルが必要である。本研究ではスーパーコンピュータを用いた大規模な流体の数値実験を行い、超新星爆発から超新星残骸へ至る過程で関係する種々の問題の解明を目標とした。主として超新星爆発における元素合成とそれによって生成された元素の混合に関する問題に取り組んだ。今後、超新星爆発の機構や金やプラチナを含む重元素の起源を超新星残骸という観点から解明したい。ジェット状の構造を持つ超新星残骸Cas Aについて、数値実験に基づきその形状と重元素の空間分布を調べ、観測可能性を議論することを平成26年度までの目標としていた。しかし、超新星残骸でのX線放射を正しく評価するには、非平衡電離計算で利用する電離反応率のアップデートや、これまで必要とは考えていなかった電子の熱伝導の効果、電離した電子の再結合に伴う冷却の効果が重要である可能性が出てきた。そこで、それらの物理過程の組み込みとそのテスト計算に時間を割く必要があった。また、並行して進める予定であった、超新星残骸で起きる粒子加速の超新星残骸のダイナミクスへのフィードバックの組み込みに関連して、磁気流体計算コードに数値的にdivB=0を保証する手法を導入する必要があることが判明したため、本年度は当初目標としていた具体的計算は控え、理論的仮定の見直しや、信頼性のある数値計算コードの開発に集中することにした。
ヒト前立腺癌のホルモン依存性消失に関するFGFR2の遺伝子変異と治療への応用

線維芽細胞成長因子受容体2(Fibroblast Growth Factor Receptor 2,FGFR2)は前立腺上皮細胞の増殖、機能、分化を調節し、前立腺のホメオスターシスに重要な役割を果たす受容体型チロシンキナーゼである。FGFR2は、前立腺癌のアンドロゲン依存性からホルモン不応性への悪性化の過程で消失あるいは減少するが、ホルモン不応性前立腺癌細胞にFGFR2を回復させることによって、増殖が強く抑制されるだけでなく分化も誘導され、ホルモン依存性癌の特性を回復することをラットならびにヒトの系でこれまでに確認した。臨床応用の可能性をふまえ、FGFR2のアポトーシス誘導作用を増強させる目的で、外照射放射線との相乗効果の検討を行った。その結果、放射線を照射したFGFR2発現株のコロニー数は、対象株に比較して有意な低下を認め、放射線治療との併用が期待される結果が得られた。線維芽細胞成長因子受容体2(Fibroblast Growth Factor Receptor 2,FGFR2)は受容体型チロシンキナーゼで、前立腺上皮細胞の増殖、機能、分化を調節し、前立腺のホメオスターシスに重要な役割を果たしている。これまでに前立腺癌においてアンドロゲン依存性からホルモン不応性への悪性化の過程でFGFR2が消失あるいは減少すること、ホルモン不応性前立腺癌細胞にWild-type FGFR2を導入すると、増殖が強く抑制されるだけでなく分化も誘導され、ホルモン依存性癌の特性を回復することがラットならびにヒトの系で確認できた。さらに、FGFR2はヒトホルモン不応性前立腺癌細胞にアポトーシスを誘導することや、FGFR2導入による増殖抑制ならびに分化誘導は、FRS2(FGFR substrate 2)およびMAP kinaseの活性化を介するものであることを示唆する結果が得られた。現在、FGFR2の増殖抑制、分化誘導の分子機構の解析をさらに進めている。一方、ヒト前立腺癌のホルモン依存性消失機構としてFGFR2の発現低下の他にFGFR2自身の変異が関わっている可能性が推定されているため、ホルモン不応性ヒト前立腺癌に発現するFGFR2の変異について、胃癌における変異が明確にされているC末端、Crouzon、Pfeiffer, Jackson-Weiss, Apert症候群などで変異が報告されている3番目の細胞外ループを中心に検討中を進めている。線維芽細胞成長因子受容体2(Fibroblast Growth Factor Receptor 2,FGFR2)は受容体型チロシンキナーゼで、前立腺上皮細胞の増殖、機能、分化を調節しいる。これまでに前立腺癌においてアンドロゲン依存性からホルモン不応性への悪性化の過程でFGFR2が消失あるいは減少すること、ホルモン不応性前立腺癌細胞にwild-typeFGFR2を導入すると、増殖が強く抑制されるだけでなく分化も誘導され、ホルモン依存性癌の特性を回復することがラットならびにヒトの系で確認できた。そこで、FGFR2の増殖抑制、分化誘導の分子機構の解析をさらに進めるとともに、FGFR2のアポトーシス誘導と外照射放射線およびタキサン系抗がん剤の相乗効果の検討を行った。現在までに、外照射放射線およびタキサン系抗がん剤はいずれも有意な増殖抑制効果を示す結果が得られた。一方、ホルモン不応性ヒト前立腺癌に発現するFGFR2の変異については、胃癌における変異が明確にされているC末端、Crouzon, Pfeiffer, Jackson-Weiss, Apert症候群などで変異が報告されている3番目の細胞外ループを中心に検討中を進めてきたが、現時点では予想される結果は得られていない。
乾癬発症に必要な表皮Stat3活性化の機序および表皮免疫細胞間クロストークの解析

我々は、乾癬のモデルマウスを用いた系を用いてStat3活性化が発症に必要条件であることを明らかにした。また、乾癬発症に表皮角化細胞とT細胞の相互作用が必要であることも示した。本研究において乾癬様皮疹部位をreal-time RT-PCRにて検討したところIL-17,IL-23,IL-22いずれのmRNAも、無疹部に較べ高発現していることが明らかになった。同様の事実はヒト乾癬皮疹部、血清にも認められておりTh17が乾癬の発症に関与していることを示唆している。最近、Th17細胞から分泌されるIL-22が表皮角化細胞のStat3を活性化すると報告された。そこで表皮のStat3の活性化を阻害することが治療法となりうるか検討するため、低分子のStat3阻害薬STA21を用いた。STA21はヒト扁平上皮癌細胞の増殖を阻害でき、Stat3の標的分子c-myc,cyclinD1の転写を抑制していた。さらにSTA21の局所投与によりモデルマウスに発症する乾癬様病変の発症を抑制できたことより、表皮のStat3シグナルを阻害することが新たな乾癬治療法となりうることを強く示唆した。IL-6受容体であるpg130刺激下でStat3が有意に活性化するマウス(pg130F759)は関節炎を自然発症することが知られている。我々はこのマウスを用いて乾癬様皮疹を誘導すると、近接する関節に炎症が発症することを発見した。臨床的に、関節症性乾癬の皮疹と関節症状の関連につきヒントを与えている。我々の研究は、疾患モデルマウスを用いることによって臨床応用へ直結できるトランスレーショナルリサーチとして有用なモデルを提供できたものであれ、将来的には社会へ大いに貢献できるものと考える。1)Stat3トランスジェニックマウスの樹立・従来使用していたウシケラチン5プロモータに代わり、ヒトケラチン5プロモータ下に発現するトランスジェニックマウスを作成した。トランスジーンは野生型マウスStat3およびマウスStat3Cである。またそれぞれのトランスジーンはFlag付加しポリAシグナルとともに発現ベクターにてクローニングし、FVBマウス卵にインジェクションしトランスジェニックマウスを数ライン確立した。2)関節炎モデルマウスを用いた研究・乾癬の皮疹に非リウマチ性の関節炎が合併した関節症乾癬は、乾癬の一型であり、別名乾癬性関節炎とも呼ばれる。乾癬患者の10%以上に認められるとされる。我々は自然発症関節炎モデルマウスであるgp130F759ノックインマウスを利用し、乾癬皮疹と関節炎との関連につき検討した。当該マウスはIL-6ファミリーサイトカインの共通した膜レセプターであるgp130のアダプター分子ドッキングサイトのノックインマウスを大阪大学大学院医学系研究科平野研究室より提供を受けた。以下本年度の当研究において明らかになった実績を列挙する。(1)当ノックインマウスの皮膚創傷治癒部には、K5.Stat3Cマウスで認められたような乾癬様症状が発症した。すなわち表皮肥厚、顆粒層の消失、錯角化、炎症細胞の浸潤である。(2)創傷治癒と同じくStat3の活性化をもたらす12-0-tetradecanoylphorbol-13-acetate(TPA)を当ノックインマウスの四肢関節部位に外用したところ、アセトン対照群と比較して優位な皮膚の肥厚とともに、関節炎症状の増悪を認めた。組織学的に関節包への炎症細胞浸潤と線維化、関節腔の狭小化である。この関節症状の差異はX線所見でも明らかに認められた。これは臨床的に認められるように、乾癬皮疹に近接した関節病変を実験的に再現したものと考える。

研究代表者らは、乾癬の皮疹形成に表皮角化細胞Stat3の活性化とT細胞とのクロストークが必須であることを、モデルマウス(K5.Stat3Cマウス)を用いて明らかにしてきた。本研究の結果さらに明らかになったことを以下箇条書きにする。1)K5.Stat3Cマウスにテープストリッピング、あるいはTPA外用により誘導した乾癬様皮疹よりreal-time RT-PCR法を用いてT細胞リンフォカインを検討した。皮疹部位は非皮疹部位に較べ優位にIL-17およびIL-22の遺伝子発現が亢進していた。IL-22はIL-17同様TH17の分泌するリンフォカインであることから、乾癬様の皮疹にはTH17が局所浸潤していることを強く示唆する。2)表皮Stat3の活性化が乾癬の皮疹形成に必須であることより、これを標的とした乾癬の新たな治療法の可能性を検討した。Streptomycesから分離されたaugucyclinone系の抗生物質であるSTA21はStat3シグナルを特異的に阻害できることが近年発見された。しかも分子量が約300と小さく外用に適している。代表研究者らはSTA21が角化細胞Stat3活性化を阻害しうるか、まず角化細胞transformedcell lineを用いてin vitroで検討した結果、STA21は角化細胞の増殖を著明に抑制することが明らかになった。さらにこの抑制効果はStat3の下流分子であるcyclinD1およびc-mycの遺伝子発現の阻害によることをreal time RT-PCR法で明らかにした。3)さらに、0.2%STA21を含有する軟膏の外用によりK5.Stat3Cマウスの乾癬形成が抑制できた。以上の結果は、Stat3の活性化が乾癬病変の形成に必須であることを確認することが出来たばかりでなく、その活性を阻害できる外用療法によって新たな乾癬の治療法開発への道筋を示した。
チロシンホスファターゼとがん細胞の接着・運動制御

細胞の増殖と接着の制御機構における蛋白質チロシンリン酸化シグナルの生理的役割とがん化や転移の病態との関連につき研究を行い、新規の細胞間シグナル伝達系であるCD47-SHPS-1系と受容体型チロシンホスファターゼSAP-1が、がんの転移の分子機構に関与する可能性、あるいはがん発生の基盤となる炎症制御に重要であることを明らかにした。がんの生物学的特性である無制限な増殖能や浸潤・転移能を分子レベルで理解するために、本研究ではチロシンホスファターゼとこれに関連する分子群の生理機能とがんにおける異常につき検討する。受容体型の分子SHPS-1は、その細胞内領域にチロシンホスファターゼであるSHP-2を結合させると共に、その細胞外領域はやはり受容体型の分子CD47と相互作用し双方向性にシグナルを伝える。すでに、CD47→SHPS-1のシグナルによりがん細胞の運動を抑制的に制御していることを報告しているが、SHPS-1→CD47のシグナルについては明らかでなかったのでこれを解析した。小腸上皮や培養上皮細胞株MTD-1A細胞などでは、CD47はE-cadherinやZO-1と共に細胞間接着部位に共局在し、この局在化にはCD47の5回膜貫通領域が必要であった。CD47を強制発現させると細胞の伸展とlamellipodia形成が誘導され、さらにMDCK細胞ではHGF刺激による細胞運動が亢進した。また、可溶性SHPS-1-Fc刺激によりCD47発現細胞ではfilopodia形成が顕著となった。CD47の突起伸長作用や細胞伸展作用は、Srcキナーゼ阻害剤やCskの強制発現で抑制されることから、Srcキナーゼの関与が想定され、特にチロシンリン酸化で刺激されるRac/Cdc42のGEFであるFRGあるいはVav2がCD47の機能に関与する可能性がある。以上の結果から、上皮細胞などにおいてCD47は、Rac/Cdc42系を介して細胞骨格を再構成することで細胞伸展・運動を正に制御していると考えられる。卵巣がんをはじめとする複数のがんではCD47の高発現が報告されており、CD47の異常とがん細胞の浸潤・転移における役割について今後明らかにする予定であるがんの生物学的特性である無制限な増殖能や浸潤・転移能を分子レベルで理解するために、本研究ではチロシンホスファターゼとこれに関連する分子群の生理機能とがんにおける異常につき検討した。受容体型の分子SHPS-1は、その細胞内領域にチロシンホスファターゼであるSHP-1およびSHP-2を結合させると共に、その細胞外領域はやはり受容体型の分子CD47と相互作用し双方向性にシグナルを伝える。これまで、CD47-SHPS-1系が細胞骨格の制御を介して細胞形態や細胞運動をダイナミックに制御することを明らかにしてきた。本年度は、SHPS-1が樹状細胞に高度に発現することから、NKT細胞によるがん転移抑制作用に対するSHPS-1の機能につき検討した。メラノーマ細胞肺転移モデルを用いalpha-GalCer刺激によるNKT細胞の転移抑制効果を検討したところ、SHPS-1KOマウスにおいて有意に抗腫瘍効果の減弱が認められた。さらに、野生型マウスにKOマウス由来のalpha-GalCer刺激後の樹状細胞を移植したところ、野生型に比べKOマウス由来の樹状細胞を移植したマウスにおいて有意な抗腫瘍効果の減弱が認められた。従って、樹状細胞上に発現するSHPS-1はNKT細胞の活性化、がん転移抑制に重要な役割を果たしていると考えられた。また、受容体型チロシンホスファターゼであるSAP-1が、消化管上皮細胞に特異的に発現することを見出している。さらに、SAP-1のKOマウスの作成が出来たので、これを解析すると共に、SAP-1と大腸がんの発生との関連についても検討しつつある。がんの生物学的特性である無制限な増殖能や浸潤・転移能を分子レベルで理解するために、本研究ではチロシンホスファターゼとこれに関連する分子群の生理機能とがんにおける異常につき検討した。SHPS-1は樹状細胞に高度に発現するが、SEPS-1 KOマウスでは、実験的自己免疫性脳脊髄炎やコラーゲン誘導性関節炎の発症が著しく抑制される。これは、SHPS-1 KOマウス由来樹状細胞によるCD4陽性T細胞のTh1.7あるいはTh1への分化が障害されていることに起因している可能性が高い。また、α-GalCer刺激によるNKT細胞の腫瘍転移抑制効果を検討したところ、SHPS-1 KOマウスにおいて腫瘍転移抑制効果の有意な減弱が認められた。

これは、SHPS-1 KOマウスにおいて樹状細胞によるNKT細胞の活性化が障害されているためと推察された。受容体型チロシンホスファターゼであるSAP-1が、消化管上皮細胞の微絨毛に特異的に発現することを見出した。さらに、SAP-1のKOマウスを作成し解析したところ、小腸微絨毛の形態に異常を認めなかったものの、Apc min+マウスとの交配による腫瘍形成において腫瘍数の低下を認めた。現在、さらにSAP-1の機能につき解析中である。がんの生物学的特性である無制限な増殖能や浸潤・転移能を分子レベルで理解するために、本研究ではチロシンポスファターゼとこれに関連する分子群の生理機能とがんにおける異常につき検討した。研究代表者はこれまでに、チロシンボスファターゼSHP-2が細胞の増殖・接着・運動を制御することを明らかにしている。また、SHP-2の結合分子である膜蛋白質SHPS-1がそのリガンドであるCD47と相互作用して細胞間シグナル伝達系(CD47-SHPS-1系)を形成し、細胞の接着阻止などに関与ずることを明らかにしている。SAP-1は、ヒト胃がんや大腸がんに高度に発現するチロシヒホスファターゼとして研究代表者が発見した。しかし、これまでにSAP-1の生理的な機能や病態的な意義について明らかではなかった。今年度は、以下の成果を得た。(1)膜型分子であるCD47がどのような機構で別の細胞に発現するCD47のレセプターであるSHPS-1にtransに結合した後、乖離するかが不明であったが、CD47が別の細胞に発現するSHPS-1にtransに結合した後、SHPS-1発現細胞内にSHPS-1と共にendocytosisされること(trans-endocytosis)を明らかにした。このCD47のtrans-endocytosisには、クラスリンやダイナミンが重要であると共に、Rac, Cdc42により制御を受ける。(2)受容体型チロシンポスファターゼであるSAP-1が、消化管上皮細胞の微絨毛に特異的に発現することを見出している。さらに、SAP-1のKOマウスを作成し解析したところ、小腸微絨毛の形態に異常を認めなかったものの、Apcmin+マウスとの交配による腫瘍形成において腫瘍数の低下を認めた。また、大腸がんの発生基盤として重要な炎症性腸疾患との関連につき今後解析を予定している。がんの生物学的特性である無制限な増殖能や浸潤・転移能を分子レベルで理解するために、本研究ではチロシンホスファターゼとこれに関連する分子群の生理機能とがんにおける異常につき検討した。研究代表者はこれまでに、チロシンホスファターゼSHP-2が細胞の増殖・接着・運動を制御することを明らかにしている。また、SHP-2の結合分子である膜蛋白質SHPS-1がそのリガンドであるCD47と相互作用して細胞間シグナル伝達系(CD47-SHPS-1系)を形成し、細胞の接着阻止などに関与することを明らかにしている。SAP-1は、ヒト胃がんや大腸がんに高度に発現するチロシンホスファターゼとして研究代表者が発見した。
脳特異蛋白遺伝子に働く細胞特異的転写制御因子の解析

1.研究目的中枢神経系はニュ-ロン、アストログリア、オリゴデンドログリアの3種類の細胞から構成されている。脳神経機能を解明するために、これらの細胞に局在する代表的な蛋白に着目して、それぞれの遺伝子が細胞特異的に転写されている制御機構を明らかにすることが本研究の目的である。2.研究成果(1)ニュ-ロン特定のニュ-ロンに発現しているコレシストキニン(CCK)遺伝子について<in vitro>___ー無細胞転写系による解析とプロモ-タ-領域に結合する脳核蛋白の解析を行った。CCK遺伝子の転写は上流ー195ー46が必要な領域であることを見出した。転写に必要と考えられるー195ー46に結合する脳核内蛋白の検索を行った結果、GGAGGGGCTATCCTCATTCA(ー185ー166)と結合する分子量54KDの蛋白を同定した。ー174とー173のCCをAAに変換すると54KD蛋白は結合できなくなった。このような塩基変換をしたDNAを鋳型にすると転写が抑制される傾向にあった。CCKは生後、脳の成熟にともなって増加し、54KD蛋白も脳の成熟につれて増加するを見出した。(2)アストログリアS100蛋白はα鎖・β鎖からなるが、中枢神経系においてはβ鎖はアストログリアに選択的に発現している。アストログリオ-マ由来のC6細胞(β鎖産生)ニュ-ロブラスト-マ由来のB103細胞(β鎖非産生)を用いた実験から上流約1kbpあれば、C6細胞でS100β鎖が選択的に発現することを観察した。
不斉有機触媒反応の遷移状態における非古典的水素結合の関与の解明

筆者は「O-モノアシル酒石酸を触媒とするボロン酸のエノンへの不斉共役付加」を見出し、その選択性の決定段階である炭素-炭素結合形成の遷移状態において古典的水素結合および非古典的水素結合(以下、NCHB)の存在が重要であることが示唆された。近年NCHBは、不斉触媒反応の遷移状態を決める一つの要因であることが、量子化学計算の発展により多数指摘されているが実験的検証はない。そこで本研究では、「本触媒反応系の遷移状態におけるNCHBの関与の解明」により、遷移状態制御の一因を明らかにすることを目指す。2年目である平成29年度は、以下の成果を得た。(1)NCHBに与える影響を調べるために、昨年度はエノン基質の置換基効果を検討したが、今年度はスチリルボロン酸のベンゼン環上の置換基効果を検討した。パラ位に電子供与基(メトキシ基)や電子求引基(トリフルオロメチル基)を導入したが、選択性は無置換と大差がないことがわかった。現在、反応速度に与える影響を検討している。(2)昨年度、触媒量の低減化に、Schreinerのチオウレアの添加が有効であることを見出した。今年度は、チオウレアの添加条件における収率・選択性の再現性を検討したところ、無水硫酸マグネシウムの同時添加が有効であることを明らかにした。現在、本条件における速度論的解析によって反応機構の実験的検証を行っている。(3)本特設研究分野の代表者交流会での出会いを契機に、計算化学を専門とする横浜市立大学の立川仁典教授および岐阜大学工学部の宇田川太郎助教との共同研究を開始した。筆者自身の触媒反応系における置換基効果や重水素置換効果の理論的予測や、山本尚らによるキラルアシルオキシボロン(CAB)触媒の反応系についても理論的検討を開始している。本年度は実験的な検討に加えて、代表者交流会を契機に、横浜市立大学・立川先生および岐阜大学工学部・宇田川先生との理論的な側面からの共同研究を開始することができたことから、今後の進展を期待している。現在、重水素化ボロン酸やCAB触媒の合成を進めている。今後も実験的検証と量子化学計算による理論的予測とを合わせることで、実験と理論の両面から研究を推進していく。研究協力者1名が、日本薬学会第138年会(金沢、3月末)で発表予定であったが、体調不良のためにキャンセルした。また、消耗品の購入に当てる予定であった一部が、研究代表者の異動のために消費することができなかった。これらを、異動先(崇城大学薬学部)での備品や消耗品の購入のために、次年度使用することを認めて頂きたい。
前立腺癌の増殖と転移機構の研究

私どもは前立腺癌組織標本におけるアンドロゲンレセプター(AR)の局在と組織型、及び悪性度の関係、種々の増殖因子の発現、及び内分泌細胞マーカーであるクロモグラニン(CgA)の前立腺癌患者の血中レベルを検討した以下の柄を明らかにした。1.前立腺癌の組織分化度とARの発現及び増殖細胞のマーカーであるKi-67が相関する。2.前立腺癌の増殖因子中、IGF-Iは上皮、間質の両者に認められたが、EGFRは上皮のみに、TIMP-II、BMP-2は間質のみに発現した。これらの因子は前立腺癌の増殖の制御に関与していると考えられる。3.前立腺癌患者及び神経内分泌腫瘍患者の血中CgAの値をELISA法で検討した。神経内分泌腫瘍患者は全例血中CgAの値が異常高値を示した。前立腺癌患者35例中4例が高値を示し、そのうちStage D2が3、Cが1例だった。また血中CgAの値は血中PSAの値とは相関を示さず、内分泌への分化を示す進行癌のマーカーとして注目すべきである。(日本癌学会総会1994年)2)前立腺癌の組織分化度とアントロゲンレセプターの発現及び増殖細胞のマーカーであるKi-67の発現を免疫組織学的に検討した(Oncology Reports,1994)。ARの発現に関しては癌細胞の免疫染色性の強度と間質細胞のそれとの比較をとることにより、ARと組織分化度の間にの相関を得る事ができた。Ki67は組織分化と比較し、Ki67は悪性度の指標となると考えられた。1.前立腺癌にはしばしば内分泌細胞が混在する。この細胞はアンドロゲンレセプターがなく、治療に抵抗するといわれている。今年度は前立腺癌の内分泌組織への分化を知る目的で、クロモグラニンA (CgA)をマーカーとして、前立腺の腺癌組織および患者血漿を用いて、免疫組織化学および血中CgAの値をELISA法で検討した。コントロールとした神経内分泌腫瘍患者は全例血中CgAの値が異常高値を示した。また血中CgAの値は血中PSAの値との相関を示さず、内分泌への分化を示す進行癌のマーカーとして注目すべきであり、血中CgAはPSAとは独立した腫瘍マーカーとして有用であると考えられた。(第54回日本癌学会総会1995年)2.前立腺癌の増殖および転移を制御すると考えられる種々の増殖因子の発現を検討した。前立腺癌の増殖因子中、IGF-Iは上皮、間質の両者に求められたが、EGFRは上皮のみに、TIMP-II、BMP-2は間質のみに発現した。癌細胞はIGF-IとEGFRの両者に強陽性でTIMP-IIとBMP-2は間質のみに認められた。前立腺癌の増殖や転移にはこれらの因子の関与が考えられる。3.前立腺癌と比較する上で、乳癌における増殖因子(EGFR_P, IGF-I, TGFα, TGFβ, BMP-2)の発現を検討した。(第3回日本乳癌学会総会)乳癌ではTGFαがほとんど全ての癌細胞および正常乳管上皮に認められ、乳癌の増殖にとって重要な因子であることが判明した。これらの増殖因子と受容体の関係を明らかにすることにより、癌の病態が明らかになることが期待される。
ハイブリッド界面接合技術を基盤とした超分子リチウムイオン電池 創製への挑戦

高分子・界面化学からのアプローチによりグラフェンへの化学修飾や酸化チタン粒子、白金粒子との複合化、コロイド粒子を鋳型としたグラフェン多孔質構造の構築を行い、種々の構造体における特性評価を行った。グラフェンへのナノ粒子高密度担持に成功し、有用な触媒性能を見出すことに成功した。本技術を拡張することで、グラフェンのもつ潜在性能をさらに引き出すことが期待できる。回生エネルギーの有効利用やCO2排出、地球温暖化抑止といった環境低負荷の観点から省エネ・グリーン社会の実現に向けたキーデバイスとして、燃料電池や大容量キャパシタの高性能化が求められている。貯蔵媒体の容量向上やフレキシブル性が、システムの高効率化・多目的性の鍵をにぎっていることから、1精密なナノ構造制御を適用すること、2結晶性活物質の充填率を高めること、3電解質との接触面積が大きな自立性電極材を設計することが必要となる。本研究では、これらの課題を克服すべく高分子・界面化学からのアプローチによりグラフェンへの化学修飾や酸化チタン粒子、白金粒子との複合化、コロイド粒子を鋳型としたグラフェン多孔質構造の構築、種々のグラフェンゲルの作製に取り組んだ。例えば触媒能向上のためにデンドリマー状の白金ナノ粒子(D-Pt)を合成し、このナノ粒子を還元型グラフェン:RGO(酸素含有官能基を有する酸化グラフェン(GO)をさらに還元したもの)へ担持した新規D-Pt/RGO複合触媒の開発を行った。触媒性能を検討する上では、発電効率を下げる要因となっている酸素還元反応から評価した。対流ボルタモグラムの結果から、担持後は電位(Eon)が0.80 Vから0.95Vへと20 %向上し、電流密度(jd)も0.50 mA/cm2Vから1.75 mA/cm2Vへと250 %もの劇的な向上を示した。これは電子伝導性が高いグラフェンに担持することによって、常にグラフェンから白金への電子授受が起こるため反応が促進したと考えられる。回生エネルギーの有効利用やCO2排出、地球温暖化抑止といった環境低負荷の観点から省エネ・グリーン社会の実現に向けたキーデバイスとして、リチウムイオン電池や大容量キャパシタの高性能化が求められている。貯蔵媒体の容量向上やフレキシブル性が、システムの高効率化・多目的性の鍵をにぎっていることから、(1)精密なナノ構造制御を適用すること、(2)結晶性活物質の充填率を高めること、(3)電解質との接触面積が大きな自立性電極材を設計することが必要となる。本助成では、これらの課題を克服すべく高分子・界面化学からのアプローチによりグラフェンへの化学修飾や酸化チタンナノ結晶との複合化、コロイド粒子を鋳型とした多孔質構造の構築に取り組んだ。グラフェンの作製法にはグラファイトを化学処理することで酸素官能基を導入した酸化グラフェン(GO)を得る方法があり、化学修飾や無機材料を固定することが出来る利点がある。しかし酸素官能基の導入はsp2炭素を崩壊させてしまうため、グラフェン本来の特性を復元するには還元を行う必要がある。本実験では炭素鎖修飾したTiO2の還元能を利用し、還元されたGO(rGO)を得ること及び炭素鎖修飾したTiO2とのコンポジットを試みた。GOの合成は既存のHummers法により合成し、炭素鎖修飾したTiO2(OA-TiO2)はオレイン酸をキャッピング剤に用いて低温加水分解により合成した。GOの還元工程は、GOとOA-TiO2をエタノール、トルエンに分散させ、容器に窒素を充填し撹拌しながらUV光を照射した。得られたrGOの評価はRaman、XPSにより評価を行った。また、OA-TiO2とのコンポジットは溶媒への分散性やTEMにより評価した。XPS測定よりrGOの評価を行ったところ、C 1sのピークにおいてC-Oのピークが減少していることからGOから酸素官能基が除去され還元が進行した。酸化チタンナノロッドとの、液-液界面を利用した独自のハイブリッド化により高品質のグラフェンへの還元処理に成功した。また、modified Hummers法により得られた酸化グラフェン(GO)とポリスチレン(PS)粒子との複合化、粒子配列、鋳型粒子の除去を経て多孔質構造化することで、グラフェンナノシート含有の多孔質電極材の作製を行った。GOと懸濁重合法により作製したPS粒子(粒径:1.36 μm)を混合させ、π-πスタッキング相互作用を利用し互いを吸着させた。この複合体(PS / GO)をシリコン基板上にキャスト法を用いて配列させ、補強材として表面へ導電性高分子であるPEDOT/PSS溶液を塗布し、固化後、最後にクロロホルム溶液に浸漬させ鋳型粒子を除去した。各分光分析の結果、多孔体内にグラフェンが残存していることが確認された。さらに、フレキシブル性という観点で、アミノ酸誘導体の超分子ゲル化剤とGOとの融合を行い、還元後もマトリックスゲルが維持された自立型のコンポジットを得ることができた。以上より、おおむね順調に研究は推進できている。グラフェン含有多孔体電極材についての電気化学測定を行う必要がある。

また、超分子ゲル中でのグラフェンフィラーの配向や配合率の違いを詳細に検討していく必要がある。電極材としての評価を行うために、主に電気化学測定に必要な試薬・機材に充当する。また、本成果を積極的に対外アピールするための国内・外の学会参加費や旅費に充当する計画である。
生殖細胞の質をメンテナンスする：ミトコンドリア品質管理の観点より

ミトコンドリア品質管理システムは、主に精子で重要な役割を担うことが証明された。加齢に伴うミトコンドリア品質管理システムの破綻が、精子で酸化ストレスを誘導し、精子の質を低下させる可能性が推測された。また、そのようにミトコンドリア機能が低下した精子は、卵子と受精後に胚で酸化ストレスを誘導することも明らかになった。一方で、加齢に伴う卵子の質低下に、ミトコンドリア品質管理システムは関与しなかった。近年、細胞質内のミトコンドリアに品質管理システムが存在し、ミトコンドリアの健常性と機能を維持するために極めて重要な役割を担うことが、明らかになっている。本研究では「ミトコンドリア品質管理は生殖細胞の機能を維持するために重要な役割を担っており、加齢などの影響でミトコンドリア品質管理システムが破綻すると卵子や精子の質低下が誘導される」と仮説し、その検証を試みている。具体的には、癌抑制遺伝子p53誘導性のタンパクであるMitochondria-eating protein(Mieap)が、不良なミトコンドリアを貪食・除去することで、細胞質内のミトコンドリアの健常性を維持していることに注目し、生殖細胞におけるミトコンドリア品質管理システムの役割と、その破綻が及ぼす悪影響を、Mieapノックアウトマウス(Mieap KOマウス)の体外受精実験モデルを用いて検討している。本年度は、(1)精子でMieapをノックアウトすると、卵子との受精率や受精後の4細胞発生率が低下すること、(2)卵子でMieapをノックアウトすると、胚移植後の着床率や妊娠率が低下することを、明らかにした。なおMieapノックアウトマウス♂♀の交配実験では、妊娠・出産率が保たれることも明らかになっている。本年度の結果より、1精子や卵子といった生殖細胞にもミトコンドリア品質管理システムが存在し、その影響は生殖細胞が高酸素環境に晒される体外受精下でより顕著になる。また、2生殖細胞でミトコンドリア品質管理システムが破綻すると妊孕能は低下するが、精子と卵子でそれぞれ影響を受けるステージが異なることも明らかになった。細胞質内のミトコンドリアには品質管理システムが存在しており、ミトコンドリアの健常性と機能を維持するために重要な役割を担っている。本研究では「ミトコンドリア品質管理は生殖細胞の機能維持に重要な役割を担っており、加齢などの影響でミトコンドリア品質管理システムが破綻すると卵子や精子の質が低下する」と仮説し、その検証を試みている。具体的には、癌抑制遺伝子p53誘導性のタンパクであるMitochondria-eating protein(Mieap)が、不良なミトコンドリアを貪食・除去することで細胞質内のミトコンドリアの健常性を維持していることに注目し、生殖細胞におけるミトコンドリア品質管理システムの役割と、その破綻が及ぼす悪影響を、Mieapノックアウトマウス(Mieap KOマウス)の継続交配実験と体外受精実験により検討している。継続交配実験において、若年マウスではMieap KOによる生殖能への影響を認めなかった。一方中高年マウスでは、♂WT(正常型マウス)×♀KOの出産ペースが途中から停滞し、総産仔数も♂WT×♀WTより有意に少なかった。また、♂KO×♀KOでは出産ペースがより早期から停滞し、総産仔数は♂WT×♀WTや♂WT×♀WTより有意に少なかった。これらの事実は、加齢に伴いMieap KOマウスの精子・卵子で不良ミトコンドリアが蓄積することで妊孕能が低下する可能性を示唆する。体外受精において、中高年♀WTマウスと若年♀WTマウスの卵子を比較した場合、中高年♂WTマウスや♂KOマウスの精子を用いて体外受精すると、中高年♀WTマウスで受精率や胚盤胞発生率が有意に低下した。この事実は、加齢による卵子の質低下に伴い、精子が持ち込む不良ミトコンドリアを、卵子がうまく処理(品質管理)し切れなくなる可能性を推測させる。本年度までの結果より、精子や卵子にもミトコンドリア品質管理システムが存在しており、それぞれの機能において重要な役割を担う可能性が強く示唆された。また、加齢が精子や卵子のミトコンドリア品質管理システムに及ぼす影響も少しずつ明らかになってきた。本研究では癌抑制遺伝子p53誘導性のタンパクであるMitochondria-eating protein(Mieap)が、不良なミトコンドリアを貪食・除去することで細胞質内のミトコンドリアの健常性を維持していることに注目し、生殖細胞におけるミトコンドリア品質管理システムの役割と、その破綻が及ぼす悪影響を、Mieapノックアウトマウス(Mieap-KO)を用いて検討してきた。野生型マウス(WT)とMieap-KOをそれぞれ若年群と加齢群に分別した。WT精子あるいはMieap-KO精子、およびWT卵子あるいはMieap-KO卵子を用いて体外受精を行った。若年Mieap-KO精子と加齢WT精子は、運動率が低く、奇形率が高かった。卵巣刺激で得られた卵子数は、若年WT卵子と若年Mieap-KO卵子、加齢WT卵子と加齢Mieap-KO卵子で、それぞれ同等だった。受精率は、若年Mieap-KO精子あるいは加齢WT精子を媒精したグループで有意に低かった。2細胞胚から4細胞胚への到達率は、若年Mieap-KO精子を媒精したグループで有意に低かった。

若年Mieap-KO精子や加齢WT精子を媒精したグループでは、2細胞胚におけるミトコンドリアの活性酸素種(ROS)産生が著しく亢進していた。一方で、卵子におけるMieap-KOや加齢の悪影響は明らかでなかった。ミトコンドリア品質管理を司るMieapは、精子の形態や運動能を保つために必須である。Mieap-KO精子で多くの2細胞胚が発育停止した事実は、Mieap発現の減弱した精子が胚で酸化ストレスを誘導する可能性を示唆する。Mieapは加齢に伴う卵子の質低下に関与しない。ミトコンドリア品質管理システムは、主に精子で重要な役割を担うことが証明された。加齢に伴うミトコンドリア品質管理システムの破綻が、精子で酸化ストレスを誘導し、精子の質を低下させる可能性が推測された。また、そのようにミトコンドリア機能が低下した精子は、卵子と受精後に胚で酸化ストレスを誘導することも明らかになった。一方で、加齢に伴う卵子の質低下に、ミトコンドリア品質管理システムは関与しなかった。(今後の推進方策)加齢マウスモデルを用いて、卵子や精子におけるミトコンドリア品質管理システムが、加齢とともに変化(破綻)するのか検討する。また、Mieap KOマウスや加齢マウスモデルを用いて、卵子や精子のミトコンドリア品質管理システムを修復・保全する可能性のある候補物質を探索する。これまでの継続交配および体外受精を用いた一連の研究を通じて、精子や卵子におけるミトコンドリア品質管理が、様々な生殖現象において重要な役割を担っていることが、in vivoおよびin vitro的に明らかになってきた。今後はその細胞内メカニズムについて、特に酸化ストレスの観点から詳細に検討する方針である。生殖医学マウスが812週齡(若年モデル)あるいは5260週齡(高齢モデル)に到達するのを待つ必要があるため、マウスの繁殖状況によって、本年度に計画していた体外受精や精子・卵子を用いた実験の一部を、次年度に持ち越すこととなった。胚の免疫染色に関する実験プロトコールの確立に時間がかかり、本実験が次年度にずれ込んだため。上述の体外受精や精子・卵子を用いた実験胚における酸化ストレスを免疫染色で観察する際の、試薬購入に充てる計画である。
青森県東南部地域における地盤の増幅性の把握と地震動災害の予測に関する研究

本研究は地盤・構造物の地震災害の予測を目的として、1)震度調査の整理と震度予測図の作成、2)長周期微動を観測し地下構造の推定、の研究を行った。この結果、八戸市内では震度が平均より10%以上(揺れ易い)の地域と10%以下(揺れにくい)の地域とが明瞭に区別された。また、これらの地域は長周期振動に敏感な地域と短周期振動に敏感な地域に分類される事から、震度は地震の周期特性に大きく依存しており、単に平均震度からの偏差の大小だけで地震危険度を論じる事は不都合である。そこで、調査した地震毎に震度分布図を作成し、想定地震に対する震度予測図を作成した。次に、地下構造推定の為のアレイ観測、八戸市を東西に横切る線に沿った地盤の厚さの変化を調べる為の長周期微動の観測を実施した。これによると、アレイ観測点においては表層の厚さは40m,S波の速度は148m/sであり、2層目の層厚は500m,S波の速度は1428m/sであった。これは、長周期微動を表面波と仮定し、アレイ観測から得られたレーリー波の分散曲線からインバージョンで構造を求めた。東西測線に沿った微動の卓越周期にアレイ観測から求められた表層のS波の速度に1/4波長則を適用した。その結果、海岸から新井田川付近にかけて地盤の厚さは040mまで暫増しており、新井田川近傍から馬渕川にかけてほぼ同程度の厚さであり、馬渕川から西に向って地盤の厚さも増加しており、観測点の最西端では約80mである。ここで、微動のスペクトルが観測点の地下構造を反映しているか否かを、微動に局所定常ARモデルを適用し、その最適モデルをAICの値で比較する事によって検討し、微動の卓越周期によって地盤特性を説明することの妥当性を確認した。また、 ́68年十勝沖地震の際大きな被害を受けた正法寺付近では、地盤の厚さは100m近くあり、さらに長周期の地震動に対して敏感な地域の一つであることが判明した。