hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ペロブスカイト型酸化物における骨格構成Bサイトイオン空孔の存在可能性

一般式ABO_3で表されるペロブスカイト型酸化物は、酸素空孔が生じやすく金属空孔は生じにくい.中でも,Bイオンは酸素を介して互いに密に結ばれて結晶構造の骨格を形成するため、Bサイト欠陥は極めて僅かであると考えられている.LaMnO_3系ペロブスカイト型酸化物は酸素雰囲気で金属不足の不定比組成を示し,どの様な欠陥生成によりその組成が実現するのか注目されている.中性子回折やX線回折では欠陥の存在がAサイトのみなのかA, B両サイトなのか未だ確定できず、金属不足の不定比組成が金属空孔と格子間酸素の何れに因るのかも実験的には証明されていない.本研究ではこれらの解明を主題とし,3年の期間で次のような研究を進めた.1.周囲の酸素圧を1000°Cで0.0001気圧と1気圧の間で変化させたときLaMnO_3緻密焼結体の体積の変化をディラトメータでその場計測した.長さ15mm厚さ0.5mmの試料が10日間かけて長さ方向に約10--20μm程度,酸化によって膨張し,還元によって縮む高温X線回折で求めた結晶格子長はこれと逆の変化をする.この対比からで,金属不足組成が金属イオン欠陥の生成によることが初めて実験的に証明された.2.イオンの拡散は空格子点を介して進むので,拡散定数測定によるAサイトとBサイトの空孔量比較を試みた.放射性同位体に利用には困難を伴うので,微量不純物の拡散測定を行った.まず,酸素欠陥が支配的なYCrO_3にLa(AサイトYを置換)とMn(BサイトCrを置換)を拡散させたところ,両者の拡散係数と,その酸素分圧依存がほぼ同じになり,A, B両サイトに同量の欠陥が生じるという予想外な結果が出た.金属不足組成のLaMnO_3の不純物拡散ではBサイトの拡散係数がAサイトより数桁小さいこととが明らかになり,その値が初めて測定された.すなわち,LaMnO_3の酸素過剰域ではAサイト空孔の生成が優先する.一般式ABO_3で表されるペロブスカイト型酸化物は、酸素空孔が生じやすく金属空孔は生じにくい.中でも,Bイオンは酸素を介して互いに密に結ばれて結晶構造の骨格を形成するため、Bサイト欠陥は極めて僅かであると考えられている.LaMnO_3系ペロブスカイト型酸化物は酸素雰囲気で金属不足の不定比組成を示し,どの様な欠陥生成によりその組成が実現するのか注目されている.中性子回折やX線回折では欠陥の存在がAサイトのみなのかA, B両サイトなのか未だ確定できず、金属不足の不定比組成が金属空孔と格子間酸素の何れに因るのかも実験的には証明されていない.本研究ではこれらの解明を主題とし,3年の期間で次のような研究を進めた.1.周囲の酸素圧を1000°Cで0.0001気圧と1気圧の間で変化させたときLaMnO_3緻密焼結体の体積の変化をディラトメータでその場計測した.長さ15mm厚さ0.5mmの試料が10日間かけて長さ方向に約10--20μm程度,酸化によって膨張し,還元によって縮む高温X線回折で求めた結晶格子長はこれと逆の変化をする.この対比からで,金属不足組成が金属イオン欠陥の生成によることが初めて実験的に証明された.2.イオンの拡散は空格子点を介して進むので,拡散定数測定によるAサイトとBサイトの空孔量比較を試みた.放射性同位体に利用には困難を伴うので,微量不純物の拡散測定を行った.まず,酸素欠陥が支配的なYCrO_3にLa(AサイトYを置換)とMn(BサイトCrを置換)を拡散させたところ,両者の拡散係数と,その酸素分圧依存がほぼ同じになり,A, B両サイトに同量の欠陥が生じるという予想外な結果が出た.金属不足組成のLaMnO_3の不純物拡散ではBサイトの拡散係数がAサイトより数桁小さいこととが明らかになり,その値が初めて測定された.すなわち,LaMnO_3の酸素過剰域ではAサイト空孔の生成が優先する.本研究の目的はABO_3で表せられるペロブスカイト型酸化物のBサイトイオンの拡散係数を測定し,Bサイト空孔の有無の議論に決着を付けることである。そのために酸素過剰領域のあるマンガン酸ランタンに着目している。本研究をはじめる直前に,別の研究でランタンをカルシウムで置換したクロム酸ランタンの酸素不定比量を高温重量測定装置で測定した。このとき,1000°Cで酸素分圧が10.001atmの範囲でABO_3の酸素量が3以上の酸素過剰状態が観測された。そこでこの系においても酸素過剰な状態があり得るのか明らかにすることにした。所定比のLa,Ca,Crを含む硝酸塩水溶液にクエン酸を加えて加熱して水分及び有機成分を除去し目的の組成の微細粉末を作製した(Pechini法)。この微細粉末を目的の温度雰囲気まで急速昇温し,10時間保持,急速に降温した後で粉末X線回折装置により同定を行った。その結果,重量測定で現れたのは酸素過剰状態ではなく第二相出現による重量増であることを示し,本研究で対象となる系で無いことを明らかにした。不純物を添加していないペロプスカイト型酸化物の物性は金属元素A,Bの比に大きく影響される。

そこで前述のPechini法を用いて溶液からマンガン酸ランタンを合成することで所定のA,B比の試料粉末を合成した。この粉末から単結晶を作製することを想定したが,単結晶作製時の金属元素蒸発による組成変動を避けるため,はじめは緻密な焼結体を試料として用いることにした。マンガン酸ランタンは難焼結性であり,現在,緻密な焼結体を得るための造粒,焼結条件を探索している。一般式ABO_3で表されるペロブスカイト型酸化物は、酸素空孔が生成しやすく金属空孔は生成しにくい。中でも、Bイオンは酸素を介して互いに密に結ばれて結晶構造の骨格を形成するため,Bサイトには欠陥は極めてできにくいと考えられている。LaMnO_3系ペロブスカイト型酸化物は,酸素雰囲気で金属欠損型の不定比性を示し,どの様な欠陥生成機構によりその金属欠損が生じるのか注目されている。然るに,中性子回折やX線回折の精密解析によっても欠陥がAサイトのみに存在するのかA,B両サイトに存在するのか未だ定かでなく,この解明が本研究の主題である。昨年度は拡散を測れば問題が解決するという見通しのもとにLaMnO_3緻密試料作製に重点をおいた。本年度に入り,緻密試料の作製法が確立したため,輸送現象や欠陥化学の立場から研究プランを詳細化し,次のような実験を並行して開始した。(1)微量不純物イオンの拡散挙動からA,B各サイトイオンの自己拡散係数の決定,(2)熱膨張と格子体積の変化の関連から金属空孔の定量化,(3)酸素圧変化による重量や体積の緩和から金属拡散が支配的な条件での化学拡散係数の決定。今のところ何れも予備的な知見であるが,(1)ではAサイトイオンの拡散係数がBサイトイオンの拡散係数より2桁程度大きいこと,(3)では金属不足領域での化学拡散係数は酸素不足に比べて2-3桁小さいこと等,斬新な知見が得られて始めている。今後,各計測と解析を進め,その結果からLaMnO_3内のBサイトにおける空孔の存在量とそのAサイト空孔の量に対する割合を解明していく。一般式ABO_3で表されるペロブスカイト型酸化物は、酸素空孔が生じやすく金属空孔は生じにくい.中でも,Bイオンは酸素を介して互いに密に結ばれて結晶構造の骨格を形成するため,Bサイト欠陥は極めて僅かであると考えられている.LaMnO_3系ペロブスカイト型酸化物は酸素雰囲気で金属不足の不定比組成を示し,どの様な欠陥生成によりその組成が実現するのか注目されている.中性子回折やX線回折では欠陥の存在がAサイトのみなのかA,B両サイトなのか未だ確定できず,金属不足の不定比組成が金属空孔と格子間酸素の何れに因るのかも実験的には証明されていない.本研究ではこれらの解明を主題とし,3年の期間で次のような研究を進めた.1.周囲の酸素圧を1000°Cで0.0001気圧と1気圧の間で変化させたときLaMnO_3緻密焼結体の体積の変化をディラトメータでその場計測した.長さ15mm厚さ0.5mmの試料が10日間かけて長さ方向に約10-20μm程度,酸化によって膨張し,還元によって縮む.高温X線回折で求めた結晶格子長はこれと逆の変化をする.この対比からで,金属不足組成が金属イオン欠陥の生成によることが初めて実験的に証明された.2.イオンの拡散は空格子点を介して進むので,拡散定数測定によるAサイトとBサイトの空孔量比較を試みた.放射性同位体に利用には困難を伴うので,微量不純物の拡散測定を行った.まず,酸素欠陥が支配的なYCrO_3にLa(AサイトYを置換)とMn(BサイトCrを置換)を拡散させたところ,両者の拡散係数と,その酸素分圧依存がほぼ同じになり,A,B両サイトに同量の欠陥が生じるという予想外な結果が出た.
出芽酵母の遺伝子間相互関係と一細胞フェノームによる推計的表現型オントロジーの構築

画像解析プログラムの開発:昨年度までに開発した汎用CalMorphの性能評価を行うために緑藻Haematococcuspluvialisの生育を、汎用CalMorphを使用してストレス状況における細胞の生育モニタリングを行った。これにより汎用CalMorphが細胞の成長に伴って変化する細胞の特徴を捉えることができただけでなく、生育の過程で現れる遊走子などの異なる状態の細胞を判別することができ、さらにストレスに応答して蓄積する色素量を予測することができた。この結果により汎用CalMorphが生命現象を捉える性能を有していることが実証され、この成果はPlant & Cell Physiologyに掲載された。主成分分析による多次元形態パラメータの再編成:昨年度までに考案した二段階の主成分分析により出芽酵母の発酵時における独立した形態変化を更に独立した形態的特徴に分解できることがわかった。この方法を応用してバニリンや細胞壁合成阻害剤、カルシウムを処理した際の形態的特徴を詳細に解析し、それぞれの刺激による細胞の応答と機能の関係を明らかにすることができた。出芽酵母遺伝子破壊株の表現型解析:昨年度までに酵母細胞の形態情報がガンマ分布とベータ分布、ベータ二項分布、正規分布の4つの確率分布で表現できることを突き止めたので、これらの確率分布を使用して、必須遺伝子ヘテロ破壊変異体の野生型に対する形態異常度を見積もった。これにより二倍体酵母は必須遺伝子のうち約半分はヘテロ不全性を示し、対立遺伝子の片方を失うと異常な形態を示すことがわかった。さらに、独立な形態的特徴を使用して遺伝子変異株間の相関ネットワークを推定し、遺伝子間の機能的関連性と照らし合わせたところ、非常に多くの遺伝子機能と形態的特徴がヘテロ不全性により相関することがわかった。この結果から得られた機能と形態的特徴の関係から遺伝子の機能的カテゴリを形態オントロジーとして整理することが可能である.(抄録なし)画像解析プログラムの開発従来の出芽酵母用画像解析プログラムCalMorph(Ohya et al, 2005, PNAS)に比べて、出芽酵母以外の生物の画像も解析可能な汎用CaIMorphの開発に着手した。モデルとなる生物にはHaematococcus pluvialisを使用して、テストケースとなる顕微鏡画像の撮影を行った。40倍で撮影した画像を使用してカラー成分を主成分分析することで、細胞の縁を認識するアルゴリズムの開発を行った。また、ツボカビを判定して形態的特徴を定量するプログラムもβ版としてjavaで実装した。主成分分析による多次元形態パラメータの再編成CalMorphによって出力される501の形態パラメータは互いに相関する場合があるため、主成分分析を行うことで独立な形態パラメータに再編成することを考えた。パラメータ間の相関はパラメータの幾何学的な定義が類似している場合に加えて、互いに関連した細胞内のプロセスを反映している場合が考えられた。関連した細胞内のプロセスを反映しているパラメータをまとめるために、主成分分析を行うことで独立な形態パラメータに再編成することを考えた。関連した細胞内のプロセスを反映しているパラメータをまとめるために、細胞に複数の濃度で一つの薬剤を処理したときに同様に変化するパラメータを二段階の主成分分析で抽出する方法を考案した。形態変化を引き起こすことが知られている薬剤JBIR-19(Kozone et al., 2009, J. Antibiot.)を使用して関連した細胞プロセスを表すパラメータのセットを4つの成分に分解することに成功した。JBIR-19処理した形態データと野生型データの異なる二つのデータを使用して連続的に二段階の主成分分析を行った結果を論文にまとめ発表した(Ohnuki et al., 2011, FEMS Yeast. Res.)。画像解析プログラムの開発昨年度までに実装した汎用Ca1Morphよりも多くの形状を認識できるように、また認識した細胞の正答率が向上するように改良した。改良した汎用Ca1Morphを日本分子生物学会で発表し、システムの一部に組み込んだ細胞観察装置を特許申請した。主成分分析による多次元形態パラメータの再編成昨年度までに考案した二段階の主成分分析(Ohnuki et al., 2012, FEMS Yeast Res.)によってバニリン処理した出芽酵母の特徴的形態変化を抽出したところ、バニリンが出芽酵母の翻訳を阻害するという新たな効果の発見につながった。次に、遺伝子機能の関連性を形態表現型の相違から推定するために、異なる遺伝子機能が影響を受けた場合に現れる形態的特徴の類似点と相違点を主成分分析によって抽出する手法を考えた。薬剤の作用点が異なると、薬剤処理によって引き起こされる濃度依存的形態変化に相違が現れると考えて、濃度依存的に変化する成分の主成分負荷量から形態変化の相違を抽出する方法を考えた。作用点の異なる複数の細胞壁合成阻害剤を使用して本手法の妥当性が確認された。野生酵母の形態表現型解析細胞形態で遺伝子機能を推定するために多くの生物学的特徴を捉えたパラメータを設定する必要がある。従来のCalMorphでは501のパラメータを使用しているが、BY系の野生型酵母を100回以上取得した場合には、約100の独立主成分でほとんどの形態情報を表現できる(Ohnuki et al., 2010, PLoS one)。より多くの独立成分で細胞形態の特徴を捉える手法を検討するために、BY系を含む37種類の野生酵母の間で形態多様性を比較したところ、BY系酵母で作成された複数の単一遺伝子破壊株よりも広い多様性が確認された。出芽酵母遺伝子破壊株の表現型解析遺伝子破壊株の大規模解析に着手した。

各形態パラメータについて確率分布のモデル選択を行ったところ、ガンマ分布とベータ分布、二項分布、正規分布の4つの確率分布で既存のCalMorphが出力する形態パラメータを表現できることがわかった。画像解析プログラムの開発:昨年度までに開発した汎用CalMorphの性能評価を行うために緑藻Haematococcuspluvialisの生育を、汎用CalMorphを使用してストレス状況における細胞の生育モニタリングを行った。これにより汎用CalMorphが細胞の成長に伴って変化する細胞の特徴を捉えることができただけでなく、生育の過程で現れる遊走子などの異なる状態の細胞を判別することができ、さらにストレスに応答して蓄積する色素量を予測することができた。この結果により汎用CalMorphが生命現象を捉える性能を有していることが実証され、この成果はPlant & Cell Physiologyに掲載された。主成分分析による多次元形態パラメータの再編成:昨年度までに考案した二段階の主成分分析により出芽酵母の発酵時における独立した形態変化を更に独立した形態的特徴に分解できることがわかった。この方法を応用してバニリンや細胞壁合成阻害剤、カルシウムを処理した際の形態的特徴を詳細に解析し、それぞれの刺激による細胞の応答と機能の関係を明らかにすることができた。出芽酵母遺伝子破壊株の表現型解析:昨年度までに酵母細胞の形態情報がガンマ分布とベータ分布、ベータ二項分布、正規分布の4つの確率分布で表現できることを突き止めたので、これらの確率分布を使用して、必須遺伝子ヘテロ破壊変異体の野生型に対する形態異常度を見積もった。これにより二倍体酵母は必須遺伝子のうち約半分はヘテロ不全性を示し、対立遺伝子の片方を失うと異常な形態を示すことがわかった。さらに、独立な形態的特徴を使用して遺伝子変異株間の相関ネットワークを推定し、遺伝子間の機能的関連性と照らし合わせたところ、非常に多くの遺伝子機能と形態的特徴がヘテロ不全性により相関することがわかった。この結果から得られた機能と形態的特徴の関係から遺伝子の機能的カテゴリを形態オントロジーとして整理することが可能である.本研究では、新たな画像解析アルゴリズムの開発と独立な形態パラメータの設定が研究全体の基礎となっているため、重要な位置を占めている。Haematococcuspluvialisの顕微鏡画像を用いて画像解析アルゴリズムを開発し、javaで実装したことで、複数の形態的特徴を定量するプログラムを作成した。また、高次元な形態パラメータを細胞プロセスごとにまとめ、幾何学的に独立したパラメータを抽出する手法を開発した。この技術は、条件依存的な細胞内の構造的変化を評価する汎用的な手法に基づいていることからドラッグスクリーニングなどで創薬に貢献するだけでなく、細胞内の構造的変化を引き起こす様々な条件に応用可能であることから、これまでに期待されでいた以上の多面的な条件でのオントロジー構築が期待できるようになった。
極小モデル理論の視点からのユニポテント代数群作用を持つ代数多様体の族の構造解析

最終年度は海外の共同研究者(Adrien Dubouloz, Ivan Cheltsov)との共同研究を新たにスタートし,研究を効率良く進めることが出来た.より詳細に述べると,ある種の穏やかな特異点を認めた3次元トーリックFano多様体の幾何学を有限群作用に関する同変シリンダーや同変双有理剛性の視点から構造を解析するという共同研究を11月に始動し,現在,進展中である,またそれとは別に,研究期間全体を通してのテーマであった,森ファイバー空間内(MFS)のシリンダーの存在性に関する研究をAdrien Duboulozと研究期間を通して発展させることができた.MFSとして森コニックバンドルのケースは生成ファイバーの有理点の存在でシリンダーの存在は完全に把握できることは良く知られているが,MFSの相対次元が大きくなると考察は急激に複雑になる.そこでまず相対次元が2のケース(del Pezzoファイブレーション)の場合に,どのような状況下であればシリンダーを含むのかという問題をDuboulozと考察して,それに対して完全な解答を与えることに成功した.結果的には生成ファイバーの有理点の存在だけでは不十分で,それに加えてdel Pezzoファイブレーションの次数で完全にシリンダーの存在性を捉えることが出来る.相対次元が3の場合も(特に次数が5の3次元del Pezzo多様体を一般ファイバーとして持つケース),同様にDuboulozとの共同研究でシリンダーの存在性について非常に明確な解答を得ることが出来た.相対次元が4以上の場合についても,Duboulozとの今後の共同研究として着手しようとしている段階である.平成27年度の主な研究実績は,共同研究者であるAdrien Dubouloz氏(Bourgogne大学)との「代数閉体ではない体上に定義されている極小del Pezzo曲面内のシリンダー及び,高次元del Pezzoファイブレーション内の垂直シリンダーの存在についての応用」についての考察である.一般に,del Pezzoファイブレーションが与えられたときに,各々の閉ファイバーはシリンダーを含んでいたとしても,全体としてファイブレーションが垂直なシリンダーを持つとは限らない.垂直なシリンダーを全体として持つかどうかは,ファイブレーションの生成ファイバーの幾何学が鍵になってくる.しかし生成ファイバーはファイブレーションの底空間の有理関数体上に定義された極小なdel Pezzo曲面となる.複素数体などの代数閉体上に定義されたdel Pezzo曲面であれば,その構造は古典的にも詳細に研究されているが,底空間の有理関数体は代数閉体ではないので,生成ファイバーの構造は把握するには様々な困難が生じる.主な困難点は,底空間の有理関数体上では目に見えない因子でも代数閉体までに係数拡大すれば出現するという現象である.この点について,Dubouloz氏との共同研究によって,係数拡大体に関するGalois群の作用のアイデアを用いて問題点を完全に解決することができた.結果として,del Pezzoファイブレーションの次数(7を除く1から9迄の自然数)について,次数が4以下であれば垂直シリンダーは含まず,次数が5以上であれば垂直シリンダーを含み,さらに次数が8,9であればアフィン平面によるシリンダーまで含むことが分かった.本研究課題「極小モデル理論の視点からのユニポテント代数群作用を持つ代数多様体の族の構造解析」の例として,我々はdel Pezzoファイブレーションを考えた.del Pezzoファイブレーションの一般の閉ファイバーは代数閉体上に定義された非特異del Pezzo曲面であり,このような曲面は全てアフィン平面を含むことが容易に分かる.しかし,del Pezzoファイブレーションの全空間は垂直なアフィン平面によるシリンダーを含むとは限らない.様々な具体例,考察を通していくうちに,事象の本質は各閉ファイバーではなく,生成ファイバーという幾何学的にはイメージしにくい対象にあるということが経験的に分かってはきていた.代数閉体上に定義されたdel Pezzo曲面であればその構造解析は比較的古くから研究され続けているが,生成ファイバーはdel Pezzoファイブレーションの底空間の有理関数体上に定義されている極小なdel Pezzo曲面であるので,目に見えず想像しにくい幾何学的対象となる.例えば複素数体上に定義されている代数多様体上で展開できる交叉理論などが,今の場合にはそのままでは使用できない.しかし底空間の有理関数体の適当な有限次Galois拡大をとることにより,生成ファイバーの係数を拡大すれば,交叉理論が適用できる状況になるので,対応するGalois拡大に付随するGalois群作用に関して同変な交叉理論を考察することにより,我々の関心のある極小del Pezzo曲面の議論に持ち込むことができるようになった.この結果については現在投稿に向けて執筆中である.今年度は海外の共同研究者(Adrien Dubouloz氏, Isac Heden氏)と,(1)ユニポテント代数群作用およびアフィン直線によるファイブレーション構造を有するアフィン代数多様体の変形族の構造解析, (2) 3次元のaffine extensionの分類,に関する共同研究を行い,共同研究(1)に関する結果の一部は海外数学雑誌に受理された.より詳細に述べると,「どのような状況下で与えられたdel Pezzo fibrationが垂直なシリンダーを含むのか?」という問題に対して,そのdel Pezzo fibrationの次数によって完全に判定できることを証明した.またDubouloz氏との共同研究を通して,(1)に関する既存の結果を一般次元に一般化することにも成功した.一方,(2)に関しては,この1年間を掛けて着実に研究は進展してきており,23ヶ月後(7月8月辺り)には論文として完成見込みである.(2)の問題について,2次元の場合にはaffine extensionの考察は簡単であるのだが,3次元(以上)になると劇的に難しくなる.

その難しさの1つの大きな理由は3次元(以上)の場合には,1次元加法群スキームGaによる商写像が平坦ではないという箇所にある.しかしDubouloz氏とHeden氏の協力により,punctured surface上のGa-bundleをaffineという性質を保ったまま延長させる為の判定方法をpuncturedsurface上のある種のコホモロジーの言葉で翻訳することに成功した.この判定法を適用して,与えられたpunctured surface上の与えられたGa-bundleに対して,どの程度沢山のaffine extensionが存在するのかという分類問題についても進歩が得られた.「研究実績の概要」の項目で述べた2つの研究(1), (2)について,(1)については本研究課題の当初の研究目的にも込められていたことであるが,その進展については当初の予想よりは上回っている.実際に,当初は相対次元が2である場合のaffine ruledな多様体の変形の構造解析を主な研究対象にしていたのであるが,Dubouloz氏との共同研究を通して,相対次元を任意にして一般化することに成功したことは意義深い.一方,(2)については今回の科研費の研究課題では述べられたいなかった方向への発展である.(1)と(2)の研究は,研究対象としては高次元のアフィン代数多様体であるという点では共通点はあるが,その考察の手法は大きくことなる.(1)については双有理幾何学的な考察がメインであるが,(2)についてはよりアフィン的な議論が不可避である.このような大きく異なる手法での研究を可能にしているのは,Dubouloz氏とHeden氏による協力に依るところが大きい.平成29年度は,色々な設定の下でユニポテント代数群作用を持つアフィン代数多様体の変形や,そのようなアフィン代数多様体を含む射影多様体(特にFano多様体)の変形について考察をした.まず,Dubouloz(Bourgogne大学)との共同研究により,任意次元のdel Pezzoファイブレーションがファイブレーション構造と共存するシリンダーを含む為の必要十分条件を与えることに成功した.実際にdel Pezzoファイブレーションの次数のみで判定できるので,非常に有用である.この結果を高次元化するという1つの試みについても,同じくDuboulozとの共同研究で完成することができて,現地点でそのarXiv論文は投稿中である.一方で,1次元のユニポテント代数群作用を有する3次元のアフィン代数多様体の商写像に関する2次元特異ファイバーの振る舞いについて,Dubouloz, Hedenとの共同研究を完成することが出来た.2次元迄とは大きく異なり,3次元の1次元ユニポテント代数群作用に関する商写像は取り扱いが極めて複雑になる.しかし特異ファイバーがスキーム論的にアフィン平面に同型である場合には,構成方法を込めて完全に分類することに成功した.
神経型ジストロフィンＤｐ４０の分子病態解析に基づく知的障害治療法の探索

Dp71蛋白分解制御機構を明らかにすべく、Dp71dまたはDp71fアイソフォーム安定発現細胞ならびに、特異酵素や経路特異的阻害剤を用いることで、異なるDp71アイソフォームに着目しつつ、生化学的・薬理学的に蛋白分解機序にアプローチした。Dp71蛋白はプロテアソーム経路依存的に分解制御されており、その分解速度はDp71fの方がDp71dよりも速いことが示唆された。脱リン酸化酵素による生化学的検討においてリン酸化がDp71分解制御に深く関与していることが明らかになるとともに、リン酸化だけでなくユビキチン化依存的であることも再構成実験で明らかになった。デュシェンヌ型筋ジストロフィー(DMD)で発症する知的障害の病態機序解明と分子標的治療法の開発を目的として、初代神経細胞・神経幹細胞・株化細胞にてDp40発現改変や変異導入を施すことでモデル細胞を作製し、分子生物学的・細胞生物学的手法により脳神経系におけるDp40の分子機能および生物学的意義を明らかにすべく研究を開始した。Dp40を哺乳類培養細胞系で安定発現させるためのベクターを構築し、それをHEK293T細胞に導入することで安定発現細胞を樹立した。タグ抗体によるウェスタンブロット解析と蛍光免疫細胞染色にて当該蛋白のサイズと細胞内局在が問題ないことを確認し、会合蛋白探索のための免疫沈降を行った。抽出条件・細胞数などの検討を経て、ある抽出条件依存的に会合を示す複数の分子を質量分析で同定するに至った。これらの蛋白分子に対する抗体が市販されていたので購入し、検証実験のための準備が完了した。一方、自作のジストロフィンに対する抗体を使用して、マウス脳抽出物を材料に会合蛋白の探索も並行させた。その結果、シグナル関連分子が検出・同定され、これに関しても平成28年の検討課題として取り組む必要性が生じた。ベクター作製や安定発現細胞の樹立がスムーズに進み、このDp40発現改変モデル細胞を用いた会合蛋白探索において興味深い産物を同定するに至った。また、自作ジストロフィン抗体を用いた解析において、マウス脳由来の会合蛋白も同定した。よって計画通り次年度以降の検証実験やさらなるシグナル経路解析、そしてこれが関連する生物学的現象に関する研究へと繋げられるものと考えられる。今年度の前半では、前年度の解析において見出したDp40会合分子候補群を対象として、相互作用の検証実験を行った。HEK293TをホストとしたDp40安定発現細胞にて同定した会合分子候補は、ユビキチンリガーゼファミリーに属する蛋白とRNA結合蛋白であったが、特異抗体を用いた検証実験の結果、内在性蛋白レベルでの有意な生化学的相互作用は認められず、また細胞内局在もポジティブな結果は得られなかった。他方、マウス脳抽出物を材料として同定した会合分子候補であるシグナル分子に関しても検証した。その結果、特異抗体による生化学的相互作用は認められず、また発現ベクターを用いた強制発現系においても有意な相互作用は観察されなかった。前年度の推進方策でも記述したが、Dp40とは個別に、脳に高発現するDp71を対象とした分子病態解析を下半期で進めた。その結果、以下に列挙する成果がもたらされた。1Dp71蛋白の分解制御機構の一端として、定常状態下の細胞と、活性状態下の細胞でそれぞれ関与する分解経路を見出した。2Dp71安定発現細胞を樹立し、さらに会合分子を同定した。Dp40の会合分子群の検証実験ではネガティブな結果に終わったが、並行して進めたDp71を対象とした解析にて、期待以上の産物が得られ、現在論文投稿準備中である。特に、Dp71蛋白の分解制御機構に関する知見は神経可塑性の分子基盤を説明付けるものと期待でき、今後のさらなる詳細なシグナル経路解析や、Dp71とDp40の関係性の理解に繋がる。さらに、Dp71会合蛋白候補は神経細胞において機能するシグナル制御分子であることから、次年度での発展研究課題の一つとして期待される。また、Dp71の基本性質に関する論文を共著者として発信した。研究開始当初は、複数存在するジストロフィン遺伝子産物のなかでも特にDp40の中枢神経系における機能に重きをおいた解析を遂行する予定であった。しかし2年の研究期間を終えた段階で、Dp40よりむしろDp71に関する成果が顕著になったため、最終年度では手掛かりを得ていたDp71蛋白分解制御機構の詳細をさらに明らかにすべく、Dp71dアイソフォーム安定発現細胞とDp71fアイソフォーム安定発現細胞ならびに、特異酵素や経路特異的阻害剤を用いることで、異なるDp71アイソフォームに着目しつつ、生化学的・薬理学的に蛋白分解機序にアプローチした。その結果、Dp71蛋白は神経系の細胞内においてプロテアソーム経路依存的に分解制御されており、その分解速度はDp71fの方がDp71dよりも速いことが示唆された。興味深いことに翻訳後修飾されたDp71フラクションがプロテアソーム経路に対して強い感受性を示したことから、翻訳後修飾が分解の引き金となっている可能性が考えられた。将来的な課題としてDp71を制御するリン酸化酵素とE3ユビキチンリガーゼの同定と、それらのモデル動物脳内動態の検証や、DMD中枢神経合併症との関わりを明らかにすることは有意義である。

Dp71蛋白分解制御機構を明らかにすべく、Dp71dまたはDp71fアイソフォーム安定発現細胞ならびに、特異酵素や経路特異的阻害剤を用いることで、異なるDp71アイソフォームに着目しつつ、生化学的・薬理学的に蛋白分解機序にアプローチした。Dp71蛋白はプロテアソーム経路依存的に分解制御されており、その分解速度はDp71fの方がDp71dよりも速いことが示唆された。脱リン酸化酵素による生化学的検討においてリン酸化がDp71分解制御に深く関与していることが明らかになるとともに、リン酸化だけでなくユビキチン化依存的であることも再構成実験で明らかになった。会合蛋白の候補群に関しては発現ベクター・抗体などを作製して検証実験を行う。モデル細胞にて同定した物に関しては抽出条件依存的に会合の有無が変化するとの予備的観察をしているので、この詳細な理解をすることはDp40分子病態の理解に繋がるので今後の検討課題の一つに据える。また、Dp40のみならず脳に高発現することが知られるDp71に関してもDp40分子機能との比較の観点から研究対象として新たに加える。Dp71蛋白分解制御機構の解析については、Dp71蛋白の翻訳後修飾の有無と、それを制御するシグナル経路を明らかにすることに努め、Dp71分子病態の理解とその制御標的部位の同定に繋げる。翻訳後修飾の解析には検出系の確立とその特異性を保証するための検証実験系を設定する。シグナル経路の同定には阻害剤等の薬理学的手法でアプローチを試みる。また、活性状態下における分解の生物学的意義についても検討を加えたい。Dp71会合蛋白候補に関する解析については、当該分子間相互作用の生物学的意義の解明を目指して遺伝子発現ノックダウン等を駆使した研究を進める。神経細胞生物学
メキシコ産ステビア属における有性生殖・無性生殖型の変異と進化

メキシコ産ステビア属では、99種のうち42種に無性生殖が見られる。これらのうち、無性型と有性型がともにふつうに見られるStevia origanoidesとその近縁種をメキシコ各地で採集し、その形態・染色体・分子系統を調査し、これらの比較研究から、無性生殖型が各地で繰り返し起源し、その結果有性型がそれぞれの場所で特殊化を遂げたという仮説を検証することを目的として、本研究を実施した。研究飼料を収集するために、平成12年10月15日から11月16日までの1ケ月間、および平成13年11月15日から12月4日までの約20日間、メキシコにおいて野外調査を実施した。これらの調査では、6つの地域において高度差の大きな環境勾配に沿ってトランセクト調査を行い、生株・標本・DNA資料を採集した。その結果、無性型に加えて、形態的・生態的に異なる6つの2倍体有性型が見出された。これら6つの有性型は、それぞれ独自の形態的特徴を有し、それぞれの場所で特殊化したと考えられる。この仮説を検証するために、メキシコでの現地調査で得たDNA資料をもとに、ITS配列にもとづく系統解析を進めた。その結果、仮説を支持する結果を得ているが、ITS配列だけでは十分に信頼性のある系統推定を行うことはできなかった。現在、AFLP解析を実施し、より多くの情報にもとづく系統推定を進めている。ITS配列にもとづく系統解析により、3倍体無性型は、ほとんど単系統であるという意外な結果を得た。一方で、S.origanoidesの有性型は6つの型に種分化を起こしている。したがって、有性生殖から無性生殖への進化が成功するのは、有性生殖型が種分化することに比べ、まれな出来事であったといえる。すなわち、有性生殖型が活発に種分化を起こしている状況下では、無性生殖型は進化速度の点で、有性生殖をキャッチアップできないものと考えられる。メキシコ産ステビア属では、99種のうち42種に無性生殖(無融合生殖)が見られる。これらのうち、無性型と有性型がともにふつうに見られるStevia origanoidesとその近縁種をメキシコ各地で採集し、その形態・染色体数・分子系統について調査する。これらの比較研究から、無性生殖型が各地で繰り返し起源し、その結果有性型がそれぞれの場所で特殊化をとげたという仮説を検証するのが本研究の目的である。形態・染色体数・分子系統に関する研究のための資料を収集するため、10月15日から11月16日までの1ヶ月間、メキシコにおいて野外調査を実施した。この調査では、以下の地域において高度差の大きな環境勾配にそってトランセクト調査を行ない、生株・標本・DNA資料を採集した。(3)Oaxaca州南部ルートこれらのルートに沿って、標高100m程度の間隔で生株のサンプリングを行い、染色体数を調査した。現地において形態的に区別できる型が見られた場合には、それらを区別して採集した。3つのルートのいずれにおいても、3・4倍体無性型に加えて、同所的に生育し、形態的・生態的に異なる2つの2倍体有性型が見い出された。これら計6つの2倍体有性型は、それぞれ独自の形態的特徴を有し、それぞれの場所で特殊化することによって種分化を遂げた可能性が高い。今後は、これらの有性型・無性型の系統関係を解析可能な分子マーカーを探索し、仮説の検証をすすめる。

メキシコ産ステビア属では、99種のうち42種に無性生殖(無融合生殖)が見られる。これらのうち、無性型と有性型がともにふつうに見られるStevia origanoidesとその近縁種をメキシコ各地で採集し、その形態・染色体・分子系統を調査し、これらの比較研究から、無性生殖型が各地で繰り返し起源し、その結果有性型がそれぞれの場所で特殊化をとげたという仮説を検証するのが本研究の目的である。形態・染色体数・分子系統に関する研究のためあ資料を収集するため、11月15日から12月4日までの約20日間、メキシコにおいて野外調査を実施した。この調査では、以下の地域において高度差の大きな環境勾配にそってトランセクト調査を行ない、生株・標本・DNA資料を採集した。これらのルートに沿って、標高100m程度の間隔で生株のサンプリングを行い、染色体数を調査した。現地において形態的に区別できる型が見られた場合には、それらを区別して採集した。3つのルートのいずれにおいても、無性型に加えて、形態的・生態的に異なる2つの2倍体有性型が見い出された。これら計6つの2倍体有性型は、それぞれ独自の形態的特徴を有し、それぞれの場所で特殊化することによって種分化を遂げた可能性が高い。すでに、12年度の調査において、6つの2倍体有性型を発見しており、Stevia origanoidesは各地で活発に種分化を起こしていることが明らかになった。Stevia origanoidesにおいて有性型が広く見られるのは、新しい環境への適応進化をともなう種分化が継続的に起きており、適応進化速度の早い有性型が有利な条件が持続しているためだと考えられる。
生活習慣病予防対策としての食育の有効性の検討

近年、生活習慣病の対策として、成人に対する食育の重要性が注目されている。本研究では、食育活動の実践頻度と生活習慣病に関する検査値との関連性、早食いの主観的評価と客観的評価の関連性について調査し、食育活動が低い(早食いを自覚している)と判断された者を対象に、早食い防止啓発パンフレットの配布や食行動記録を行うことで、食育活動の改善がみられるかについて検討した。さらに、食育の知識とう蝕との関係について、歯科保健の立場から調査した。今年度はまず、早食いの主観的評価と客観的評価との関連性について、岡山大学歯学部学生113名を対象に検討した。主観的評価より「早食いを自覚している者」と「早食いでない者」の2群を設定した。また、完食するまでの総咀嚼回数、総咀嚼時間、一口あたりの量、咀嚼速度を客観的に測定した。さらに、Body Mass Index(BMI)を算出した。2群間における客観的指標の比較を行った。また、BMIとの関連についても検討した。その結果、早食いを自覚している者は、完食するまでの総咀嚼回数、総咀嚼時間が少なく、一口あたりの量が多かった。一方、咀嚼速度については2群間で差はなかった。以上より、早食いの主観的評価と客観的評価との関連性について明らかとなった。また、早食いの是正に対するパンフレットと食行動記録法の効果について検討した。早食いを自覚している者43名を選出し、早食い防止啓発パンフレットを配布した群と、パンフレットの配布に加えて食行動記録を指示した群にランダムに割り付けた。食行動については、アンケートによる主観的評価のほか、完食するまでの総咀嚼回数、総咀嚼時間、口に運ぶ回数を客観的に測定し、一口あたりの量と咀嚼速度を算出した。評価はベースライン時とその2週間後に行った。その結果、パンフレットの配布に加えて食行動記録を指示した群では、ベースライン時と比較して2週間後では早食いと自覚する者が減少した。また、2週間後では、「お腹いっぱいになるまで食べますか」の項目において「いいえ」と答えた者が、パンフレットの配布に加えて食行動記録を指示した群で多かった。ベースライン時と2週間後の一口あたりの量を比較すると、パンフレットの配布に加えて食行動記録を指示した群では減少していた。以上より、早食い防止啓発パンフレットの配布に加えて食行動記録を行うほうが、早食いの改善により有効であると考えられた。本研究では、成人を対象に横断調査および介入研究を行い、食育活動に関する因子と生活習慣病の指標との関連性を評価すること、また、生活習慣病対策を目的とした食育の中での歯科保健活動の有効性について検証することを目的とした。今年度は、学生を対象に横断調査を行い、食育の知識とう蝕との関係について検討した。岡山大学新入生健康診断受診者2184名(男性1240名、女性944名)を対象に、口腔内診査を行い、う蝕経験歯数を記録した。また、「食育」という言葉を知っており説明できるかについて質問を行った。また、最近1年間の歯科定期健診受診の有無、歯磨き回数、デンタルフロス使用の有無、歯磨剤使用の有無などの口腔保健行動や、満腹になるまで食物を摂取するか、栄養摂取に偏りがあるか、朝食を欠食するか、高脂肪食を摂取するか、野菜・菓子・甘味飲料・サプリメントの摂取頻度などの食行動について調査を行った。う蝕経験歯なし群とう蝕経験歯あり群の2群に分けて統計分析を行った。その結果、760名(男性315名、女性345名)が「食育」という言葉を知っており、説明することができた。また、「食育」に関する知識を持っていない者は、知識を持っている者と比較してう蝕経験のリスクが高かった(調整オッズ比1.23;95%信頼区間1.02-1.48)。以上より、大学生において「食育」に関する知識を持っていることは、う蝕発生の減少に関連していることが示唆された。このうち、今年度では、学生を対象に横断調査を行い、食育への関心の大きさや食育活動の実践と生活習慣病にかかわる検査値との関連性について検討した。岡山大学新入生健康診断受診者2197人を対象に、満腹になるまで食物を摂取するか、早食いを行っているか、朝食の欠食の有無、高脂肪食の摂取の有無、野菜の摂取の有無、高カロリー食の摂取の有無、夜食の摂取の有無、甘味飲料の摂取の有無、定期的な運動の有無、といった食育活動に関するアンケート調査を行った。

また、身長と体重よりBody mass index(BMI)を算出した。BMI25.0以上を過体重と定義し、各質問項目において男女それぞれの過体重群と普通体重群との2群比較を行った。このうち、20歳以上の者、喫煙者、日常的に飲酒を行う者、アンケートデータに欠損のある者を除いた、18・19歳の1918名(男性1139名、女性779名)を統計分析に用いた。その結果、男女ともに、満腹になるまで食物を摂取することと過体重との関連は認められなかった。一方、男性において、早食いを行うことと過体重との関連を認めた。さらに、早食いと高脂肪食の摂取が過体重へ相乗効果をもたらすことがわかった。今年度の研究結果より、食育活動に関する因子と生活習慣病の指標との関連性について明らかとなった。今年度は生活習慣病予防対策として食育活動が有効かどうかについての介入研究を行っており、目標は達成されたと判断される。今年度は成人を対象に横断調査を行い、食育活動に関する因子と生活習慣病の指標との関連性を評価することを計画しており、目標は達成されたと判断される。次年度は食育活動が有効であったかどうか、全身状態の変化について検討を行う予定である。次年度は生活習慣病予防対策として食育活動が有効かどうかについての介入研究を行う予定である。食育活動が高い群と低い群の選別を行い、食育活動が低い群に対し、「ひとくち30回以上噛む」食べ方などの指導を行う。介入により、全身状態が変化するかどうかについて検討を行う予定である。食育活動が低い群に対する食べ方の指導を行い、生活習慣病に関する客観的評価指標の変化の違いについて検討する予定である。食育活動が低い群に対する食べ方の指導を行う予定である。また、必要に応じ、生活習慣病に関する客観的評価指標の測定も行う予定である。
セボフルラン曝露による麻酔科医師の遺伝毒性影響に関する研究

コメットアッセイを用いて遺伝毒性影響を評価した結果、麻酔科医師群と事務系職員群で末梢リンパ球におけるDNA損傷に有意差は見られなかった。麻酔科医師群において慢性的なセボフルランや吸入麻酔薬への曝露とDNA損傷に関連は認められなかったが、カフ圧計の使用の有無とDNA損傷の程度に有意差が見られた。麻酔科医師は他科の医師に比べて直接薬剤を使うことが多い。中でも吸入麻酔薬であるセボフルランは幅広く使用されている。セボフルランはそのほとんどが未変化体のまま速やかに呼気中に排泄されるため身体への蓄積性がなく、慢性毒性の評価はほとんどされていない。そこで今回、麻酔科医師を対象に遺伝毒性試験の一つであるコメットアッセイを用いて毒性を評価することとした。試料は末梢血とし、血液中のリンパ球を分離して試験を行っている。対象者は山形県内の麻酔科医師とし、すでに本研究の概要を説明してほとんどの麻酔科医師から内諾を得ており、今年度も引き続き調査を継続していく予定である。また同時に各手術室においてセボフルラン濃度を定点測定する。各手術室に数か所の吸引管を設置し、活性炭を用いてセボフルランを吸着させる。回収後ガスクロマトグラフィーで測定して作業環境を評価し、慢性毒性との相関を評価する予定である。さらに麻酔科医師を対象として自記式質問票調査を施行する。年齢・性別などの背景のほか、既往歴、喫煙・飲酒などの生活習慣に関する項目、麻酔の経験年数やセボフルランの使用頻度、挿管チューブの種類、またマスク着用や手洗いなど日常の麻酔業務における作業管理の状況についても詳細に調査し、慢性毒性との関連性を統計学的に検討する。以上からセボフルランの遺伝毒性影響を多角的に評価し、より適切な作業環境・作業管理を提唱することを目的とする。麻酔科医師は他科の医師と比べて薬剤を直接扱うことが多く、なかでも吸入麻酔薬であるセボフルランは麻酔の維持薬として広く使用されている。セボフルランは体への蓄積性がなく、臨床上長期にわたって使用されることがないため、慢性毒性の評価はほとんど行われていない。しかし、麻酔科医師や看護師、臨床工学士などは慢性的にセボフルランに曝露している可能性があり、産業衛生学的な観点からセボフルランめ慢性毒性を評価することは極めて有用であると考えられる。今回、慢性毒性の指標の一つである遺伝毒性影響についてコメットアッセイを用いて調査した。対象は麻酔科医師53名と事務系職員37名で、末梢リンパ球を用いたコメットアッセイと自記式質問票を用いた調査を行った。コメットアッセイはDNA損傷の程度を示すと言われる尾の長さ(tail length)を視覚的に5段階(0点-尾がない状態、4点-DNAがほぼ尾の中にある状態)に分類し、各対象でランダムに100個ずつリンパ球を測定してその合計点を算出した。また質問票の結果について解析し、コメットアッセイとの関連性を統計学的に分析した。麻酔科医師の内訳は男性25名女性28名、.平均年齢39.5歳、うち喫煙者は3名であった。事務系職員は男性15名女性22名、平均年齢は40.7歳でうち喫煙者は10名であった。2群間で年齢や性別、身長、体重などに有意差はみられなかったが、喫煙者数で有意差を認めた。また遺伝毒性を生じることが知られている化学療法や放射線療法、石綿や有機溶剤等への接触について2群間で有意差はなかった。喫煙者を除外し非喫煙者のみで分析したところ、2群間でコメットアッセイの合計点に有意差は見られなかった。麻酔科医師におけるコメットアッセイに影響を与える因子について分析中だが、現在のところ確認できていない。
日本型企業間システムの形成と国際移転に関する研究

1.次の通り訪問調査をおこない,各所で研究テーマに関する情報・資料の提供を受けた。(1)日本の鉄鋼企業,同流通企業三井物産本社(6/27),豊田スチールセンター(7/13),大同特殊鋼(10/17)。(2)日本の自動車企業本田技研工業(12/9),トヨタ自動車(12/16,3/3)。(3)日本の自動車部品企業高広工業(6/22),小島プレス工業(3/3),エイベックス(3/24)。(4)中国の鉄鋼関連企業,自動車関連企業その他宝山鋼鉄股〓,上海申井鋼材加工,三井物産上海事務所(8/30),新大州本田摩托(8/31),上海嘉日鋼板製品(9/1),安徽星馬汽車股〓,馬鞍山鋼鉄股〓(9/2),広州本田汽車,東風本田発動機,本田汽車中国(9/5),東風日産乗用車(9/6)。2.日本および中国の鉄鋼業関連図書・資料を収集した。3.次の通り学会・セミナー等で研究報告し,それぞれ貴重なコメントを得た。経済研究所セミナー(6/23,名古屋市立大学),日本流通学会第19回全国大会(10/22,東邦学園大学),日本資本主義史研究会(12/10,京都大学),名市大経済フォーラム(3/4,名古屋市立大学)。なお,東アジア工業クラスター研究会(4/22,京都大学),日本流通学会中部部会(7/8)での報告が予定されている。4.本研究の中間生産物または副産物として,論文2篇を発表した。なお,別に,論文1篇,書評1篇,事典1項目が入稿ずみであり,論文5篇以上が執筆予定の状態にある。5.総括。日本および中国でかなりの数の聞き取り調査をこなすことができた。しかし,新日本製鉄や松下電器産業など,重要な企業がいくつか未調査のままであり,このためすぐに研究を取りまとめることは難しい状態である。補足的な調査を実施したうえで,早期に研究を取りまとめ,公表したい。(1)日本の鉄鋼流通関連企業・団体日本貿易会,トーメン本社(9/16),メタルワン名古屋支社,三菱商事中部支社(11/11),安城五十鈴(12/15),三井物産本社(2/16)。(2)日本の鉄鋼需要企業トヨタ博物館(4/24),アサヒビール名古屋工場(6/18),三菱重工業長崎造船所史料館(11/1),松下エコシステムズ(12/24),トヨタテクノミュージアム産業技術記念館(1/15),富士ゼロックス海老名事業所および竹松事業所,南開工業千津島工場(2/9)。(3)日本の自動車部品企業アイシン精機刈谷工場(7/2),チップトン本社および飛島工場(7/1),生方製作所(12/17),ノリタケカンパニーリミテド(1/27),三井化学名古屋工場(2/4)。(4)韓国の鉄鋼業,需要企業その他ポスコ・クワンヤン製鉄所(8/30),サムスン電子スウォンエ場(9/1),国宝(9/3)。2.日本および韓国の鉄鋼業関連図書・資料を収集した。3.次の通り研究会・セミナーで研究報告し,それぞれ貴重なコメントを得た。流通研究会(6/19,京都市),産業研究会(6/20,京都市),名古屋市立大学経済研究所セミナー(11/25,名古屋市),ニューサウスウェールズ大学経済学校セミナー(3/9,オーストラリア,シドニー)。4.本研究の中間生産物または副産物として,論文2篇,調査報告1篇,書評1篇を発表した。なお,これとは別に,論文1篇,中国語論文和訳1篇(いずれも図書の一部)が入稿ずみである。5.総括。2年間の研究の1年目として,きわめて順調に進捗している。

4.本研究の中間生産物または副産物として,論文2篇を発表した。なお,別に,論文1篇,書評1篇,事典1項目が入稿ずみであり,論文5篇以上が執筆予定の状態にある。5.総括。日本および中国でかなりの数の聞き取り調査をこなすことができた。しかし,新日本製鉄や松下電器産業など,重要な企業がいくつか未調査のままであり,このためすぐに研究を取りまとめることは難しい状態である。補足的な調査を実施したうえで,早期に研究を取りまとめ,公表したい。
顕微切断法を用いた自己免疫(I型)糖尿病における膵β細胞のアポトーシスの機能解析

平成11年度は、アポトーシスより免れた膵β細胞の解析を行うため80%のNODマウスが糖尿病を発症している40週齢以上のマウスを用いて糖尿病発症マウスと非発症マウスにおける膵島浸潤リンパ球のポピュレーションやCD40、CD40L、CD28、CD86陽性細胞の比を検討したが、著明な隔たりは認めなかった(第42回糖尿病学会報告)。またBリンパ球の役割を解析するために、STZ誘発自己免疫糖尿病Bリンパ球欠損マウスおよびBリンパ球欠損NODマウスを用いてTCR repertoireのSSCP解析とcytokine発現解析を行った(第28回、第29回日本免疫学会報告、第42回糖尿病学会報告、International Immunology印刷中)。I材料の採取野生型雌性NODマウスを週齢別および糖尿病発症の有無により分類し、膵臓を摘出した。この膵臓を用いて凍結切片を作成した。対照群として同週齢の雌性ICRマウスを用いた。II膵組織切片からの膵島およびリンパ球の切断と収集およびmRNA抽出膵組織切片をのせたスライドグラスを倒立顕微鏡に設置し、3次元マイクロマニュプレーターを操作し、極めて細いガラス針で目的とする膵β細胞または膵島浸潤リンパ球の単個細胞を切断、収集した。さらにmRNA抽出キットを用いてmRNAを抽出した。IIIアポトーシス誘導の解析1. IIより得た膵島浸潤リンパ球のmRNAを用いて、RT-PCR法にて各種サイトカイン、FasL、PerforinおよびGranzyme等のアポトーシスを誘導する因子のmRNAレベルでの発現を測定中である。IVアポトーシスによる破壊の解析IIより得た膵島のmRNAを用いて、RT-PCR怯を用いて、アポトーシスシグナル伝達物質であるICE subfamily.CPP32subfanmilyおよびアポトーシス関連蛋白であるBcl-2familyのmRNAレベルでの発現を測定中である。以上のように現在はまだ材料採取が終了し、その解析を始めたところである。私たちは自己免疫(I型)糖尿病のモデル動物であるnon-obese diabetic(NOD)マウスより摘出した膵臓より凍結切片を作製し、膵組織切片をのせたスライドグラスを倒立顕微鏡に設置し、3次元マイクロマニュプレーターを操作し、ガラス針で目的とする膵β細胞または膵島浸潤リンパ球の単個細胞を切断、収集しmRNAを抽出した。得られた膵島浸潤リンパ球のmRNAを用いて、RT-PCR法にて各種サイトカイン、FasL、PerforinおよびGranzyme等のアポトーシスを誘導する因子のmRNAレベルでの発現を定量的に測定した。さらに膵島のmRNAを用いて、RT-PCR法にてFas、TNF-receptor family、iNOS、アポトーシスシグナル伝達物質であるICE subfamily、CPP32 subfamilyおよびアポトーシス関連蛋白であるBcl-2 family等の浸潤リンパ球より誘導されるアポトーシス関連因子のmRNAレベルでの発現を定量的に測定した。以上の因子について、NODマウスの週齢、糖尿病発症の有無および同一膵臓内の膵島を膵島炎の程度で分類し比較検討した。この結果よりI型糖尿病において膵島浸潤リンパ球が膵β細胞にアポトーシスを誘導し、破壊をおこす機序を検討した。さらに膵所属リンパ節におけるリンパ球および抗原提示細胞の活性化も検討した。現在研究成果をまとめ投稿準備中である。