hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大陸棚縁辺部における境界混合と陸棚水の黒潮中層への貫入に関する研究

1995年11月に東シナ海陸棚縁辺部で実施したCTDおよび濁度計による観測より、陸棚斜面を横切る鉛直断面において、底層付近で高濁度水が、またそれより若干上の層において相対的にやや高濁度の水が分布していることが認められた。後者の高濁度水は、等密度面に沿って陸棚端から沖合に貫入していることを示唆する形状を示した。また1996年11月には水平的に測定間隔を短くした観測を行い、中層に低塩分水が沖合に向かって貫入する形状を詳細にとらえた。こらは同時に沖合の高塩分水が陸棚の方に貫入していると見ることもできる。95年と96年の結果は必ずしも同様の現象をとらえたものではなく、前者は陸棚端付近の海底直上水が沖に輸送される過程を、また後者は表層近くの低塩分水が黒潮中層に貫入する過程をとらえたものと考えられる。後者の場合は貫入層では濁度にほとんど変化が見られなかった。一方、係留系では、様々なスケールの内部波が観測された。95年には、観測期間も2日程度と短く、鉛直的にも海底上60mと120m(水深250m)の2層のみのデータであったが、明らかに内部潮汐と思われる半日周期の変動のほかに、30分から10分程度の時間スケールを持った内部波が認められた。この短い時間スケールを持った内部波は比較的長時間持続している場合もあり、92年の観測でみられたように内部波と乱れが同時に起こっているような様子はあまり認められなかった。しかし、内部波が頻繁に起こっていることから、このような内部波の砕波による密度構造の変化が、上述のような高濁度水の貫入を生じさせている可能性が十分考えられる。1995年11月7日から13日の期間に、東シナ海大陸棚縁辺部において、CTD,濁度計,MSP,サーミスタチェーン、及び係留系による観測を行った。CTDおよび濁度計による断面観測を、陸棚縁辺域の同一測線上で3日間繰り返し調査を行い、水温、塩分と濁度の鉛直分布を得た。そして特に濁度の鉛直分布から興味深い結果が得られた。陸棚上の海底直上では常に高濁度の水が分布し、その濁度の分布は3日間の間に大きな変化は見られなかった。一方、斜面域では、濁度は全体的に低くなっていたが、中層にやや濁度の高くなる層が認められた。またこの相対的に濁度の高くなる層は、隣り合った測点で連続して認められることもあり、この場合には、これらの層がほぼ同じ海水密度の層に分布していることが確かめられた。このことは、陸棚縁辺域の海底で巻き上げられた水が、黒潮域に貫入していることを示唆するものでり、しばしば黒潮域に認められる低塩分水層の形成過程を考える上で、重要な要素となるものであり、陸棚上に分布する物質の黒潮域への輸送に関しても重要な役割を果たしているものと考えられる。MSP,サーミスタチェーン、係留系については、小スケールの擾乱がどのような頻度で生じているか、またその擾乱はどのような構造を持っているかという点に注目した。サーミスタチェーンによる観測では、しばしば顕著な逆転層が見られ、観測海域で鉛直混合が頻繁に起こっていることが示唆される結果を得たが、今回の観測ではMSPによる測定頻度が少なく、海洋の乱れとの対応を十分に見ることができなかった。1995年11月に東シナ海陸棚縁辺部で実施したCTDおよび濁度計による観測より、陸棚斜面を横切る鉛直

断面において、底層付近で高濁度水が、またそれより若干上の層において相対的にやや高濁度の水が分布していることが認められた。後者の高濁度水は、等密度面に沿って陸棚端から沖合に貫入していることを示唆する形状を示した。また1996年11月には水平的に測定間隔を短くした観測を行い、中層に低塩分水が沖合に向かって貫入する形状を詳細にとらえた。これは同時に沖合の高塩分水が陸棚の方に貫入していると見ることもできる。95年と96年の結果は必ずしも同様の現象をとらえたものではなく、前者は陸棚端付近の海底直上水が沖に輸送される過程を、また後者は表層近くの低塩分水が黒潮中層に貫入する過程をとらえたものと考えられる。後者の場合は貫入層では濁度にほとんど変化が見られなかった。一方、係留系では、様々なスケールの内部波が観測された。95年には、観測期間も2日程度と短く、鉛直的にも海底上60mと120m(水深250m)の2層のみのデータであったが、明らかに内部潮汐と思われる半日周期の変動のほかに、30分から10分程度の時間スケールを持った内部波が認められた。この短い時間スケールを持った内部波は比較的長時間持続している場合もあり、92年の観測でみられたように内部波と乱れが同時に起こっているような様子はあまり認められなかった。しかし、内部波が頻繁に起こっていることから、このような内部波の砕波による密度構造の変化が、上述のような高濁度水の貫入を生じさせている可能性が十分考えられる。
安定同位元素トレーサー法によるトリプトファンおよび関連物質の生体内動態の研究

トリプトファンおよびその代謝産物の生体内代謝あるいは生体内動態についての新しい研究手段である負イオン化学イオン化質量分析法を利用する安定同位元素トレーサー法の開発,ならびにその応用に関する研究を行った.その結果,これまでに開発しているトリプトファン,トリプタミン,セロトニンに加えて,インドール酢酸, 5-ヒドロキシインドール酢酸,キヌレニン等の追跡が可能となった.また,重水素標識トリプトファンをトレーサーとして利用する場合には,上記の代謝産物への代謝を一度に追跡することが困難であったため,新たにトリプトファン^<13>Cの標識化合物であるL-tryptophan-2,3-^<13>C_2を合成した.応用に関しては,尿中に排せつされるトリプタミン,セロトニンの代謝部位についての検討を行い,セロトニンは主として脳で,トリプタミンは肝臓をはじめとする末梢臓器で代謝されたものである可能性の高いことを見いだした.この結果は臨床診断学的には興味ある結果であると考えられる.またこの検討の中で,従来セロトニンは血液脳関門を透過しないと言われていたが,これが間違いであることを確かめた.また,少数ではあるが,協力の得られた自閉症患児について検討を加えたところ,セロトニン代謝に異常のあることを見いだした.この点については,さらに症例数を重ね検討をする必要性があると考えられる.本研究で開発した,負イオン化学イオン化質量分析法を利用する高感度な安定同位元素トレーサー法は,数少ない応用例ではあるが,トリプトファンの生体内代謝の検討には有効な手段であることが確かめられた.脳還流などの特殊なサンプリング法の併用を考えれば,さらに有効な手段となるものと考えている.トリプトファンおよびその代謝産物の生体内代謝あるいは生体内動態についての新しい研究手段である負イオン化学イオン化質量分析法を利用する安定同位元素トレーサー法の開発,ならびにその応用に関する研究を行った.その結果,これまでに開発しているトリプトファン,トリプタミン,セロトニンに加えて,インドール酢酸, 5-ヒドロキシインドール酢酸,キヌレニン等の追跡が可能となった.また,重水素標識トリプトファンをトレーサーとして利用する場合には,上記の代謝産物への代謝を一度に追跡することが困難であったため,新たにトリプトファン^<13>Cの標識化合物であるL-tryptophan-2,3-^<13>C_2を合成した.応用に関しては,尿中に排せつされるトリプタミン,セロトニンの代謝部位についての検討を行い,セロトニンは主として脳で,トリプタミンは肝臓をはじめとする末梢臓器で代謝されたものである可能性の高いことを見いだした.この結果は臨床診断学的には興味ある結果であると考えられる.またこの検討の中で,従来セロトニンは血液脳関門を透過しないと言われていたが,これが間違いであることを確かめた.また,少数ではあるが,協力の得られた自閉症患児について検討を加えたところ,セロトニン代謝に異常のあることを見いだした.この点については,さらに症例数を重ね検討をする必要性があると考えられる.本研究で開発した,負イオン化学イオン化質量分析法を利用する高感度な安定同位元素トレーサー法は,数少ない応用例ではあるが,トリプトファンの生体内代謝の検討には有効な手段であることが確かめられた.脳還流などの特殊なサンプリング法の併用を考えれば,さらに有効な手段となるものと考えている.1.負イオン化学イオン化質量分析法による高感度安定同位元素トレーサー法の確立......既にトリプトファン,セロトニン,トリプタミンの高感度定量法ならびに重水素標識トリプトファンの使用とを組み合わせた生体内代謝の追跡法を確立している。そこで今年度はセロトニン,トリプタミンの代謝産物である5-ヒドロキシインドール酢酸,インドール酢酸およびトリプトファンの主要代謝産物の一つであるキヌレニンへの代謝の追跡を可能とするため、これらの物質の負イオン化学イオン化質量分析法について詳細に検討し、高感度定量法を確立した。また、重水素トリプトファンをヒトに投与し、生体内代謝の追跡に有用な方法であることも確認した。しかし、D-H交換反応のために、5-ヒドロキシインドール酢酸,インドール酢酸への代謝の追跡とキヌレニンのそれとは異なった重水素標識体を使用する必要があることがあることが分かった。この点については、C-13標識トリプトファンを合成し、同時に追跡できる方法にしたいものと考えている。2.セロトニンの血液脳関門の透過性に関する検討......これまでの安定同位元素トレーサー実験の結果から、尿中に排せつされるセロトニンは主として脳、トリプタミンは末梢臓器で代謝された可能性が高いという結果を得ている。しかし、セロトニンは血液脳関門を透過しないというのが定説であり、我々の結果と食い違っていた。そこで、安定同位元素トレーサー法を用いセロトニンの血液脳関門の透過性について検討を加えた。この実験にはラットを用いたが、服腔内投与した重水素標識セロトニンは少量ではあるが血液脳関門を透過することが確認された。この際、透過量が少ないのは、血小板によるセロトニンの取り込みあるいはTamirらが報告しているセロトニン結合たんぱく等の関与により、血中の遊離セロトニンが低レベルに調節されてしまうからではないかと考えられた。
不飽和側鎖を有する漆成分の合成

1漆の樹液はラッカーゼ酵素により重合し、有機溶媒に不溶で、固く、耐熱性、光沢のある特異な塗膜を、形成する。合成化学的には、酵素活性のある不飽和側鎖を有するウルシオール及びその誘導体の合成法の確立が求められている。今年度我々は、このようにウルシオールの重合に極めて重要な役割を果す、不飽和側鎖を有する漆成分の合成を検討した。そのために不飽和側鎖材料として乾性油あるいはその成分を利用したウルシオール類の合成、更にそれらを用いたラッカーゼ酵素による重合を検討した。2不飽和側鎖材料として不飽和脂肪酸あるいは乾性油であるリノレン酸、リノール酸、オレイン酸あるいは亜麻仁油、桐油を用いた。一方カテコール環になる材料としてフラン化合物を出発原料として選び、電解酸化、水素添加及び酢酸メチルとの縮合反応を経てカテコール等価体を合成した。この化合物と不飽和側鎖材料から誘導したハロゲン化アルケニルとのアルキル化、加水分解、分子内アルドール反応を利用して種々のウルシオール誘導体である、アルケニルカテコール類を収率よく合成した。3これら合成した種々のアルケニルカテコール類をラッカーゼ酵素を用いて重合させ、有機溶媒に不溶な塗膜を合成した。これら合成した塗膜と中国産漆膜との比較するため重合速度、熱分析、鉛筆硬度、FT-IRスペクトル、固体NMRスペクトルなどを測定し、比較し合成物と天然物の特性を比較検討した。1.天然漆の主成分であり、側鎖にシス、トランス、シス型のトリエニルオレフィンを有するウルシオ-ルの合成を検討した。ベラトロ-ルを出発物質として用い、アルキル化、保護基の変換、酸化などの反応を経てアルデヒド誘導体を合成した。一方、側鎖のオレフィン部分は3ーブチン1ーオ-ルを用いてホルミル化、Wittig反応、ハロゲン化などの反応を組み合わせてホスホニウルニイリドを合成した。次いでこれらを用いたWittig反応により側鎖にシス、トランス、シス型のトリエンルオレフィンを有するウルシオ-ルジアセタ-トを合成した。これをLiAltt_4ーtーBccc_<21>試薬により保護基を還元脱離して、目的のウルシオ-ルを得た。2.漆はウッカ-ゼ酵素により重合し、有機溶媒に不溶で、固く、耐熱性のある特異な塗膜を形成する。そのため酵素活性のあるウルシオ-ル誘導体の合成法を求められている。そこでこの目的のためにより簡便なウルシオ-ル類の合成法を検討した。乾性油成分を側鎖材料に用い、フラン化合物をカテコ-ル環形成成合としてアルキル化、分子内環化反応などを用いてC_<18>ー不飽和ジエニル及びトリエニル側鎖を有するウルシオ-ル類の合成法を開発した。3ラッカ-ゼ酵素を用いてC_<18>ー不飽和ジエニル及びトリエニル側鎖を有するウルシオ-ル類の重合を検討した。その結果有機溶媒に不溶な塗膜が得られた。これらの膜は天然の漆膜と比較すると同様に固く、耐熱性のある塗膜であることが分かった。そこでさらにこれらの塗膜の特性を検討中である。
免疫機構及びホメオスタシスに対する汚染の影響

1994年から1996年にかけて誕生し、母体を汚染している有害物質の影響に関する研究に協力した乳児をそれぞれ2001年から2003年まで追跡調査した。この間6年のブランクがあり、連絡のつかない家庭も多かったが、全体として38組の母子の協力が得られた。この子供たちのリンパ球亜集団の検査ではCD3+とCD4+の高い子と低い子がそれぞれ1名ずつ、CD8+の高い子が1名、CD16+の低い子が5名いたが、リンパ球亜集団の状態はおおむね良好であった。しかしアレルギーのある子が約30%、そしてアトピーの子が約10%もいた。甲状腺ホルモン系の検査ではTSHの高い子が3名、T_3の高い子が3名、fT_3の高い子が8名いた以外はいずれも正常範囲であり、こちらもおおむね良好であった。言語性IQ、動作性IQおよび全IQの平均値と標準偏差はそれぞれ、50.1±9.3、51.4±9.5および101.5±16.0であった。また、下位検査群指数の平均値と標準偏差は次のようであった。言語理解;39.7±8.9、知覚統合;42.0±8.8、注意記憶;19.1±5.2、処理速度;17.7±5.5。ここでは言語IQと動作IQの不均衡例の確立が高い傾向がみられたので、有害物質との関連性の視点から、さらに研究を進展させる必要がある。葉緑素の多い栄養補助食品(青汁)によるダイオキシン類の体外排泄量を性と年齢をマッチングした摂取群と非摂取群について比較すると、青汁の摂取により1年後には1.42倍、2年後には1.11倍それぞれ排泄量が多かった。また、DDTでは摂取1年後には14.7倍、2年後でも1.7倍多く排泄された。HCBについては摂取群では排泄が促進されたが、非摂取群では逆に体内蓄積量が増加した。以上のような研究結果より、青汁は有害物質の体外への排泄を促進し、体内汚染レベルを改善する効果を有すると考えられた。1994年に誕生し、母体を汚染している有害物質の影響に関する研究に協力した33名の乳児たちは2001年には7歳となった。この研究ではまず胎児期及び乳児期に曝露した有害物質のその後の影響を調べるためにこの子供たちを追跡調査した。6年間のブランクがあり、半数ほどの家族は現在連絡がつかなくなっているが、連絡がつきなおかつ今年度の研究に協力したのは15組の母子であった。この子供たちのリンパ球亜集団の検査ではCD4陽性細胞の割合が正常値以下の子供が1人いただけで、血液検査はほぼ全員正常であった。この間の病歴でも嘔吐と下痢で一時入院した子供と弱視の子供が一人ずついたが、免疫異常の子供は認められなかった。甲状腺ホルモン系の検査ではTSHとT3が正常値の上限を越えていた子供がそれぞれ1人ずついただけで免疫系の場合と同様、血液検査の結果は概ね良好であった。WISCによる全IQ、言語性IQ及び動作性IQの平均値はそれぞれ103.8、103.9、102.7で、いずれも正常域にあり、発達の遅れは見られなかった。しかし下位項目の分析や行動観察から、知的発達にアンバランスな特徴を示す子供が60%も認められた。これは日常面における適応の弱さを示している可能性もあるので、さらに対象児を増やし検討する必要がある。食物繊維を多量に含む健康食品(FBRA)によるダイオキシン類の体外排泄促進に関しては性と年齢をマッチングした摂取群と非摂取群について摂取前と摂取1年後の血液レベルを比較・検討した。その結果、摂取群と非摂取群におけるダイベンゾフランの血液濃度の低下率はそれぞれ41%と34%であり、ダイオキシンでは37%と29%であった。このようにFBRAの摂取により体内汚染レベルがより低下・改善する傾向が示された。1994年と1995年に誕生し、母体を汚染している有害物質の影響に関する研究に協力した乳児をそれぞれ2001年と2002年に追跡調査した。この間6年のブランクがあり、連絡のつかない家庭も多かったが、それぞれ15組と18組計33組の母子の協力が得られた。この子供たちのリンパ球亜集団の検査ではCD4+の高い子と低い子がそれぞれ1名ずつ、CD16+の低い子が3名、CD3+とCD20+の高い子がそれぞれ1名ずつであり、リンパ球亜集団の状態はおおむね良好であった。甲状腺ホルモン系の検査ではTSHの高い子が2名、T_3の低い子が1名と高い子が2名、fT_3の高い子が4名そしてfT_4のやや低い子が3名いた以外はいずれも正常範囲であり、こちらもおおむね良好であった。言語性IQ、動作性IQおよび全IQと母乳を汚染している有害化学物質との関係をPearsonの相関係数により解析すると、動作性IQおよび全IQとHCHが有意の負の相関を示した(r=-0.482、p=0.015、r=-0.391、p=0.053)。また下位検査群指数と有害化学物質との関係でも、知覚統合の群指数とHCHの間に有意の負の相関が認められた(r=-0.512、p=0.01)。

以上のことからHCHによる母乳の汚染レベルが高いほど動作性IQおよび全IQが低下し、知覚統合の能力が下がることが示唆された。食物繊維の多い栄養補助食品(FBRA)によるダイオキシン類の体外排泄促進に関しては性と年齢をマッチングした摂取群と非摂取群について体脂肪率を20%とし、摂取前と摂取2年後の血液レベルから体内蓄積量を比較すると、摂取群のほうが非摂取群よりも2.3倍体外への排泄が促進されていた。FBRAの摂取によりダイオキシン類の体内汚染レベルが低下・改善する傾向が示された。1994年から1996年にかけて誕生し、母体を汚染している有害物質の影響に関する研究に協力した乳児をそれぞれ2001年から2003年まで追跡調査した。この間6年のブランクがあり、連絡のつかない家庭も多かったが、全体として38組の母子の協力が得られた。この子供たちのリンパ球亜集団の検査ではCD3+とCD4+の高い子と低い子がそれぞれ1名ずつ、CD8+の高い子が1名、CD16+の低い子が5名いたが、リンパ球亜集団の状態はおおむね良好であった。しかしアレルギーのある子が約30%、そしてアトピーの子が約10%もいた。甲状腺ホルモン系の検査ではTSHの高い子が3名、T_3の高い子が3名、fT_3の高い子が8名いた以外はいずれも正常範囲であり、こちらもおおむね良好であった。言語性IQ、動作性IQおよび全IQの平均値と標準偏差はそれぞれ、50.1±9.3、51.4±9.5および101.5±16.0であった。また、下位検査群指数の平均値と標準偏差は次のようであった。言語理解;39.7±8.9、知覚統合;42.0±8.8、注意記憶;19.1±5.2、処理速度;17.7±5.5。ここでは言語IQと動作IQの不均衡例の確立が高い傾向がみられたので、有害物質との関連性の視点から、さらに研究を進展させる必要がある。葉緑素の多い栄養補助食品(青汁)によるダイオキシン類の体外排泄量を性と年齢をマッチングした摂取群と非摂取群について比較すると、青汁の摂取により1年後には1.42倍、2年後には1.11倍それぞれ排泄量が多かった。また、DDTでは摂取1年後には14.7倍、2年後でも1.7倍多く排泄された。HCBについては摂取群では排泄が促進されたが、非摂取群では逆に体内蓄積量が増加した。以上のような研究結果より、青汁は有害物質の体外への排泄を促進し、体内汚染レベルを改善する効果を有すると考えられた。
PET脳機能画像におけるMRI形態情報との画像シナジーシステムの開発

本研究は、PET脳神経受容体機能の臨床診断において、形態異常部位、形態異常はないが機能異常がみられる部位などを今まで以上に的確に診断するために、MRIによる解剖情報を積極的に導入し様々な脳機能を高精度に画像化することを目指し、MRI画像の形態情報を用いてPET画像特性を向上させるためシステム構築した。また、その有用性を、脳を模擬した数値シミュレーションによって実証した。体内投与した放射性薬剤の放射能分布を画像化することができる陽電子断層撮影(PET)は、適した放射性薬剤を用いることにより臨床診断に貢献しているが、空間分解能が約6mmであるため、体内の構造がぼやけ画素値の定量性が失われる部分容積効果が観察される。この空間分解能を補うために、近年、MRIやCTといった他モダリティーとPET画像を重ねて表示する診断が主流になってきている。本研究は、PET脳神経受容体機能の臨床診断において、形態異常部位、形態異常はないが機能異常がみられる部位などを今まで以上に的確に診断するために、MRIによる解剖情報を積極的に導入し様々な脳機能(血流、糖代謝、受容体結合能など)を高精度に画像化することを目指している。本年度は、MRI画像の形態情報を用いてPET画像特性を向上させるためシステム構築を行った。特に、ウェーブレット変換にMRIなどの形態情報を組み込んで部分容積効果を補正する方法の提案を行い、画像処理システムの有用性を脳を模擬した数値シミュレーションによって実証を行った。この研究成果に関連して、国際学会Brain and BrainPET 09において、Neils Lassen Awardの4名のファイナリストの一人として表彰され、日本核医学会から第6回日本核医学会研究奨励賞を受賞した。本年度は、MRI画像の形態情報を用いてPET画像特性を向上させるためシステムの評価を行った。特に、ドーパミンD_2受容体機能イメージングに用いられる[^<11>C]racloprideを用いたヒトPET検査において、定量精度をどれくらい改善するのか、15名のヒトの脳を模したファントムに対し、[^<11>C]racloprideのPET測定を模したモンテカルロシミュレーションデータを用いて調べた。その結果、脳を解剖学的に区画した85領域において15名のファントム全てにおいて定量性の改善が見られた。この研究成果に関連して、現在Physics in Medicine and Biologyに論文投稿中である。また、本手法をてんかんの患者のオピオイド受容体PET画像に応用し病変検出の精度が改善された内容が、共同研究者のColm McGinnity氏(Imperial College London)によって、9th EUROPEAN CONGRESS ON EPILEPTOLOGY(2010年6月)にて発表され、現在論文準備中である。
高分子電解質ブラシのイオン解離促進に向けたX線小角異常散乱法による構造解析

高分子電解質を固体基板表面に化学的に結合した高分子電解質ブラシは、その超親水性や低摩擦性などから、広い分野での応用が期待される化合物である。しかし最近の研究では高分子電解質ブラシはブラシ薄膜中で完全にはイオン解離しておらず、そのために十分な性能が発揮されていないことも指摘されている。本研究ではイオン解離を十分に促進された高分子ブラシを作製することを目的に、ブラシ内部でのイオン分布をX線小角異常散乱法により解析し、ブラシ作成条件の検討の目安とすることを当初目的とした。その過程で高分子が水界面でミクロな凝集構造をとっているという、今後のブラシ構造制御に極めて重要かつ新規な知見の発見に成功した。高分子鎖の末端を固体表面に化学結合により固定した高分子の集まりは高分子ブラシと呼ばれ、表面に様々な化学的特徴を付与できることや、その高い耐久性から注目され、学術面からも実用面からも多くの研究が為されている。申請者は特に電荷をもった高分子電解質から成る高分子電解質ブラシに注目した。高分子電解質ブラシの最も大きな特徴として高密度の電荷が挙げられるが、これまでの研究からは高密度に合成された高分子電解質ブラシでは、水中においてすら密集した電荷間の反発によるエネルギー不安定を解消するために対イオンの大部分がブラシ内部に濃縮・局在化され、その電荷が打ち消された状態であることが分かっている。本研究は「内部の極性基が充分な割合で解離し、その電荷特性を強く生かすことのできる高分子電解質ブラシを設計する」ことを最終目標とする。そのためにまず、高分子電解質中の高分子鎖やイオン分布の状態を正確に把握することが必須である。本研究では、特定の原子やイオンのみの情報のみを抽出することが出来る「X線小角異常散乱(ASAXS)法」を採用し、高分子電解質ブラシの内部や周囲で対イオンがどのように分布しているかを直接的に評価する。本年度はそのためのサンプル合成、また、濡れ性、表面構造などといった基礎的物性の評価を行った。ASAX実験は微粒子表面の高分子電解質に対して行うが、基礎評価は平面基板上のブラシに対して行った。特に最近の研究内容からは密度や温度条件によっては高分子ブラシが溶媒界面において均一でなく、水平方向に不均一に凝集しているという病像が得られている。このことは高分子電解質ブラシの電荷解離とも大きく関連するため、はじめに平面上のブラシ構造の原子間力顕微鏡による評価を重点的に実施した。はじめに高分子電解質ブラシを平面基板上に作製し、濡れ性や界面構造の基礎評価を実施した。高分子電解質ブラシの構造評価過程において、原子間力顕微鏡を用いた表面構造観察により、高分子電解質ブラシがある密度、温度条件では水中において面内方向で微細な凝集構造を形成していることが明らかとなった。このことは高分子電解質表面でのブラシ密度が平均的に算出した場合とは異なっていることを意味しており、本研究の主題である対イオン分布にも大きく影響する要因である。言い換えれば、面内構造形成の有無はその後の対イオン分布解析の結果の解釈にも関わる重要な側面であるため、X線小角異常散乱(ASAX)実験に移行する前に、水中における面内構造形成の詳細について検討するための実験を実施した。そのため現在の進捗状況としては当初計画からはやや遅れているが、当初計画とは異なる新たな知見を得ることにも成功した。高分子電解質を基板表面に化学的にグラフトした高分子電解質ブラシの解離促進に向けた構造解析を行った。当初X線小角異常散乱法を主手法として用いることを想定していたが、最近の原子間力顕微鏡観察を用いた研究で高分子ブラシは溶媒中で均一ではなく、条件によっては高分子鎖どうしがナノスケールで凝集した不均一な界面構造を形成していることが明らかとなった。高分子ブラシのグラフト密度と温度を変数として高分子ブラシ/溶媒界面の構造変化を原子間力顕微鏡を用いて観察することで、この界面不均一構造は高分子溶液系で起こる相分離と類似の条件で起きている、界面領域で起きる相分離現象(面内相分離)に由来するものであることが確認された。この界面領域で起きる相分離(面内相分離)は、非イオン性の高分子ブラシ/溶媒系で検討・報告されたが、同様の構造変化が本研究の対象である高分子電解質ブラシ/水系でも起きることも確認できている。さらに同様の界面構造は高分子ブラシ系だけでなく、高分子コーティング膜上でも形成されることも解明した。この界面不均一構造形成は本研究の目的である高分子電解質ブラシのイオン解離にも密接に関係する現象であるため、X線小角異常散乱法の実施に先駆けて、まずは作製が容易な高分子コーティング膜を用いて不均一構造形成の詳細な検討を行った。その結果として、界面構造のサイズや均一性、温度応答性などの性質を、膜を形成する高分子の物性によって制御できることを解明した。このことは高分子電解質ブラシ系でも適用が可能な普遍的な成果である。本研究期間内では高分子電解質ブラシのイオン解離促進を直接的に確認するには至らなかったが、そのための高分子ブラシの構造制御に関する重要な成果を挙げることに成功した。

本研究ではイオン解離を十分に促進された高分子ブラシを作製することを目的に、ブラシ内部でのイオン分布をX線小角異常散乱法により解析し、ブラシ作成条件の検討の目安とすることを当初目的とした。その過程で高分子が水界面でミクロな凝集構造をとっているという、今後のブラシ構造制御に極めて重要かつ新規な知見の発見に成功した。水中における面内微細構造形成に関して、本年度の研究で詳細の大概を明らかにするに至った。今後は当初研究計画にも計画しているように、微粒子表面に高分子電解質ブラシを作製し、X線小角異常散乱(ASAXS)実験を実施することでその内外での対イオン分布に関する情報を明らかとしていく。具体的にはまず、対イオンがClイオンである高分子電解質ブラシとBrイオンである高分子電解質ブラシを作製し、対イオン種の違いがイオン分に及ぼす影響について明らかにする。その後はブラシ密度を変化させたサンプルで実験を行っていくが、上述したように平面基板上で観察された面内微細構造形成が、ASAXS実験に用いる微粒子表面においても生じる可能性が高い。ASAXS実験結果のフィッティング解析中などにおいて、その点を考慮した考察を注意して進めていく必要がある。高分子界面化学X線小角異常散乱実験を行うための機器設置費用(真空チャンバー;2000千円)を初年度に計上していたが、実施計画の変更により初年度の執行がなかったため未使用額が生じた。機器設置費用として次年度に使用予定である。また実験施設に備え付けの既存機器の使用等により当初予定よりも安価で機器設置が行える予定であるので費用は十分である。大型機器設置以外にはその他物品費や成果発表経費に充てる。
非線形不規則波のもとでの混合砂海浜の変形機構の解明と数値モデルの開発

地形変動を把握するための手段として,Xバンドレーダーによって非接触で海底地形を推定する方法を開発した.本方法では,まず,Xバンドレーダーによって得られる時々刻々の波峰線の画像を基に,PIV手法とフーリエ解析手法を組み合わせることによって波峰線の移動速度,すなわち,波速を求め,続いて,波速から水深を推定する.本方法を波崎海洋研究施設周辺の地形に適用し,推定水深と実測水深とを比較したところ,浅瀬や深みの位置をほぼ把握することに成功した.本研究の成果はCoastal Dynamics 2005で発表された.上記の方法は,波崎海洋研究施設周辺の地形を推定することにほぼ成功したけれども,局所的には誤差の大きいところが存在した.その誤差は,離岸流と呼ばれる沖向きの速い流れによって引き起こされた可能性が高いことから,波崎海洋研究施設周辺における離岸流発生の可能性を数値的に検討した.具体的には,波崎海洋研究施設周辺の波浪変形および海浜流を様々な条件の下(グリッド間隔を1mに設定したものも含む)で計算した.その結果,波崎海洋研究施設周辺で深みがある場合には離岸流の発生率が高まる可能性のあることが明らかとなった.さらに,Xバンドレーダー画像から推定された波速と観測された地形から推定された波速との差から検討領域における海浜流の方向と速度を推定した.このようにして推定された海浜流は,沖波の波高,周期,波向きから数値シミュレーションによって求まった海浜流と良く一致することから,海浜流の情報があれば,地形推定の精度が向上することが確認された.数値モデルに関しては,2DH数値モデルを現地海岸(ロゼッタ海岸,エジプト)に適用し,その推定結果と現地における地形変化とを比較した.地形変動を把握するための手段として,Xバンドレーダーによって非接触で海底地形を推定する方法を開発した.本方法では,まず,Xバンドレーダーによって得られる時々刻々の波峰線の画像を基に,PIV手法とフーリエ解析手法を組み合わせることによって波峰線の移動速度,すなわち,波速を求め,続いて,波速から水深を推定する.本方法を波崎海洋研究施設周辺の地形に適用し,推定水深と実測水深とを比較したところ,浅瀬や深みの位置をほぼ把握することに成功した.本研究の成果はCoastal Dynamics 2005で発表された.上記の方法は,波崎海洋研究施設周辺の地形を推定することにほぼ成功したけれども,局所的には誤差の大きいところが存在した.その誤差は,離岸流と呼ばれる沖向きの速い流れによって引き起こされた可能性が高いことから,波崎海洋研究施設周辺における離岸流発生の可能性を数値的に検討した.具体的には,波崎海洋研究施設周辺の波浪変形および海浜流を様々な条件の下(グリッド間隔を1mに設定したものも含む)で計算した.その結果,波崎海洋研究施設周辺で深みがある場合には離岸流の発生率が高まる可能性のあることが明らかとなった.さらに,Xバンドレーダー画像から推定された波速と観測された地形から推定された波速との差から検討領域における海浜流の方向と速度を推定した.このようにして推定された海浜流は,沖波の波高,周期,波向きから数値シミュレーションによって求まった海浜流と良く一致することから,海浜流の情報があれば,地形推定の精度が向上することが確認された.数値モデルに関しては,2DH数値モデルを現地海岸(ロゼッタ海岸,エジプト)に適用し,その推定結果と現地における地形変化とを比較した.
Species interaction by direct electron transfer in syntrophic communities.

本研究では、環境によって変化した微生物の研究に適用できる新型顕微鏡方式を示した。さらに、細胞外シトクロムと結合すると考えられる抗生物質を合成した。この物質は、新型顕微鏡と共に今後の研究に利用される。本研究では細胞外シトクロムを利用するような微生物を探索し、自然界での異種間電子移動の多様性と生態について知見を求め、ゲノム科学と地球化学的測定法に基づいて得られたこれらの知見を論文発表した。加えて、共同研究により陰極の電子移動できる新種有機物を発見した。最後に、メタン菌のC1代謝と嫌気的メタン酸化古細菌のエネルギーの保存方法についての知見をレビューし、まとめた。
中学校理科における子どもの論理構築支援に関する研究

本研究は,近年明らかにされてきた子どもの多様な科学的認知を理科授業に生かしながら,子どもの論理構築支援を行う授業の構想と検証を行ったものである。中学生固有の表現をベースにした粒子概念の構築過程に注目し,単元「化学変化と原子・分子」の学習において子どもが粒子モデルを駆使し,既有の概念と新たな概念をリンクさせながら自分なりの理解,すなわち論理を組み立てていく様態を分析し,学習支援のあり方について考察したものである。研究は,指導計画の作成,理科学習ガイドの設計を経て授業実践に移された。中学生における自然認識や論理の構築の様態は,彼らの表現として現れるが,その表現の中で注目すべき点を以下の(1)(3)に示す3つの要素として注目した。すなわち,「(1)ことばの解釈(2)ことばを用いた説明(3)モデルを用いた表現」である。これらの要素をカテゴリーとして分析された子どもの表現は,さらに以下の4つの段階に分類された。すなわち「段階1:自分の考えを表現できない段階,段階2:自分の考えはあるが,文章,モデル表現ができない段階,段階3:自分の考えを文章で表現できているが,モデルとしての表現がない段階,段階4:自分の考えをモデルと文章で表現できている段階」である。また,子どもの表現と授業展開の関連の中で(1)具体的に現象を観察すること(2)グループ討論によって「考え」や「表現の仕方(モデル)」を共有することが,子どもの粒子概念構築過程において有効に作用したことが示された。
夜間歩行者映像データベースの構築と歩行者検知手法に関する研究

本研究課題では(1)研究開発用の夜間歩行者映像データベースの構築(2)歩行者候補領域の抽出手法(3)抽出した領域に対する歩行者検知手法,について遂行した。延べ2000人以上の歩行者を撮影し,内容別に分類した。また,歩行者の移動方向と移動量を用いた候補領域抽出手法の効果と課題を確認した。さらに,背景除去手法と検知に有効な特徴を選択・可視化できる歩行者検知手法を提案し,夜間歩行者検知における有効性を明らかにした。本研究課題は,(1)夜間歩行者映像データベースの構築,(2)歩行者候補領域の抽出手法の検討,(3)抽出した領域に対する歩行者か否かを判定する検知手法の検討,により構成されている。平成22年度は夜間歩行者映像データベースの構築を中心に遂行した。自動車室内に小型CCDカメラを設置し,夜間の歩行者映像を撮影するシステムを構築した後,秋田市および由利本荘市において映像を収集した。映像収集では,研究計画において目標とした1000人以上の歩行者を,晴天時や積雪時などのさまざまな気象条件下で収集できた。また,動画像中の不要な部分の削除や歩行者領域の切り出しなどの撮影した映像を加工するためのツールを自作し,データベース化に向けた基礎的な作業を行った。なお,データベース構築と並行し,歩行者検知手法についても検討した。歩行者および非歩行者画像の解析や画像の一部の情報を除いた検知実験では,歩行者の肩のラインの有無や候補領域内での歩行者の位置ずれが,歩行者かどうかの判定に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。そこで,歩行者の位置ずれ対策として,撮影画像から切り出し位置を変えた歩行者候補領域を複数抽出し,複数の候補領域に対する認識結果を統合する手法を提案し,検知実験を行った。提案手法により,従来法に比べて検知数が増加し,誤検知は減少することが確認できた。さらに,対象物の位置ずれに強いといわれるSIFT特徴の歩行者検知に適用し,その効果について検討した。その結果、これまで利用してきた特徴量(HOG特徴)では検知できない多数の歩行者を,SIFT特徴では正しく検知できることが確認できた。平成23年度は、前年度に構築した夜間歩行者映像データベースの充実を図るとともに、歩行者候補領域の抽出手法ならびに夜間歩行者に適した特徴抽出手法と検知手法について検討した。歩行者映像データベースは,自動車安全技術につながる歩行者検知システムの性能向上に欠かせないものである。特に車載カメラによる夜間の赤外線歩行者映像は公開されておらず,データベース化して公開すことで技術者の研究効率の向上へと寄与するものである。23年度は学習および評価に利用するためのデータ整理として,これまでに撮影し未整理データに対し,画像中の歩行者らしき領域の切り出しと,切り出した領域を歩行者および非歩行者に分類する作業を行った。また歩行者データの拡充を図るために,追加データの収集も開始した。歩行者候補領域の抽出は,画像全体からまずは歩行者らしい領域を決定するために必要なプロセスであり,複数フレームからの情報を抽出するオプティカルフローに基づく手法について基礎的検討を行った。領域内における物体の移動方向と移動量について分析を行い,水平方向に移動する歩行者は抽出できる可能性を示した。特徴抽出については,検知性能に影響を及ぼす夜間歩行者の背景影響を除去する手法について検討し,平均画像によるフィルタリングが有効であることを明らかにした。さらに画像自体が暗いために特徴的な点が得られにくい夜間の赤外線画像に対し複数の特徴抽出手法で性能を比較し,画像全体から特徴を抽出するDensi-SIFT特徴の利用が有効であることを示した。また,Densi-SIFT特徴を利用することで計算量が大きく増加するため,検知手法であるBag-of-Featuresを改良し,検知に影響しない情報を削減することで高速化を図る手法を提案し,その有効性を明らかにした。本研究課題は, (1)歩行者検知技術の開発・評価に有用な夜間歩行者映像データベースの構築,(2)歩行者候補領域の抽出手法の検討,(3)抽出した領域に対する歩行者か否かを判定する検知手法の検討,の3段階により構成されている。(1)の歩行者映像データベースの構築は,1000人以上の歩行者,10000枚以上の歩行者画像,30000枚以上の非歩行者画像の撮影を目標とした。前年度までの知見にもとづき映像を追加収集し,目標値以上の画像を収集できた。また,切り出した画像の内容に応じて分類し,利便性の向上を図った。さらに,歩行者検知手法による評価実験を行い,従来の歩行者映像データベースと特性はやや異なるが,総合的には同程度の評価結果が得られることを明らかにした。データベースの公開は今後内容をさらに精査したうえで行う予定である。(2)の新たな歩行者候補領域の抽出方法については,複数フレームにおける歩行者の移動特性に基づく抽出方法について検討した。歩行者の移動方向や解析対象画像の差分時間に対する傾向を分析し,その結果に基づいた歩行者候補領域の抽出を試み,その効果と問題点を明らかにした。

(3)の歩行者検知手法については,1フレームの画像からでは高い輝度値や勾配強度が得られない場合に対する手法を検討した。前年度までに提案した歩行者の背景除去手法にさらにピクセル状態分析手法を導入し,画像中の各画素が移動物体の一部かどうかで動的に背景除去レベルを変える手法について検討し,未検知の低減に有効であることを明らかにした。また,歩行者画像の領域全体から特徴を抽出せず,歩行者領域を複数に分割して処理結果を統合する手法の有効性を示した。さらに,画像から得られる特徴点の分析と,昨年度提案したBag-of-featuresの改良手法の有効性の検証を行い,特徴点が少ない場合における提案手法の効果を示した。歩行者画像のデータベース化は当初の計画では23年度中に終了する予定であったが,動画の追加撮影や編集,歩行者等の切り出しおよび整理の作業量が多く,計画を延長し今年度もデータベース作成作業を行う予定である。また歩行者候補領域の抽出方法は基礎的な分析段階であり,詳細な解析と有効性の検証が必要である。24年度が最終年度であるため、記入しない。夜間歩行者映像データベースの構築については、収集済みデータの加工・整理,および追加データの収集を今年度も継続して行い,データの編集および公開に向けた作業を行う。歩行者候補領域を抽出手法の開発については,ネットワークの異常検知手法の応用と,複数フレームから求めたオプティカルフローに基づいて抽出する手法について比較する。歩行者かどうかを判定する歩行者検知手法については,これまでに得られた知見をもとに,背景の影響をできるだけ除去して検知する手法について検討する。また,高い勾配強度や輝度値が得られない場合でも特徴抽出が可能な特徴量を用い,Bag-of-Featuresの改良による認識手法を開発し,さらに高精度な検知を目指す。
α1アドレナリン受容体変異動物を用いた泌尿生殖機能におけるα1受容体の機能解析

α1アドレナリン受容体変異マウスを用いて、泌尿生殖機能におけるα1アドレナリン受容体(α1A, B, D)の分子生物学的メカニズムを明らかにした。α1アドレナリン受容体の中でもα1Aサブタイプの欠損により、射精機能の低下が見られた。さらに、α1A, B, Dの3つのサブタイプの欠損により、射精機能がほぼ完全に障害されることが明らかになった。泌尿生殖機能におけるα1アドレナリン受容体(α1A,B,D)の分子生物学的メカニズムを明らかにするために、それぞれの受容体の遺伝子改変モデル動物を作成し、分子レベルから個体レベルに至るまでの解明を行い、治療・創薬・予防への応用を図ることを目的として研究を行った。それぞれの受容体の遺伝子欠損動物(α1A欠損マウス、α1B欠損マウス、α1D欠損マウス、α1A/α1B/α1D三重欠損マウス)を作成し、生殖能力を解析し、それぞれの受容体の受精・生殖における生理機能を解析した。マウスの作成は、それぞれの欠損マウス(α1A欠損マウス、α1B欠損マウス、α1D欠損マウス)の交配を行い、マウス尻尾のDNAを用いてタイピングを行いマウスの遺伝子型を確認した。交配成功率は、α1A欠損マウスで約50%低下が見られ、α1A/α1B/α1D三重欠損マウスでは交配成功率は5%以下であった。精巣、輸精管、精巣上体における精子数を解析したところ精巣における精子数にはそれぞれのマウスで差は認められなかったが、輸精管における精子数は、α1A欠損マウスで低下、α1A/α1B/α1D三重欠損マウスでは著明な低下が認められた。この結果より、精巣で作られる精子の輸精管における輸送にα1Aアドレナリン受容体が重要な働きをし、一部残りの機能をα1Bアドレナリン受容体、α1Dアドレナリン受容体が補っているものと考えられた。この結果は、今後薬物受容体特異的薬物の開発において薬物の効果・副作用を予測する上で非常に重要な知見となり、薬物開発に有用であると考えられる。また、それぞれの受容に作用する十分な特異的薬物が存在しない現在では、モデル動物は、個体レベルにおける受容体の評価系としては非常に有用となると考えられる。輸精管の収縮率は、α1A欠損マウスで低下、α1A/α1B/α1D三重欠損マウスでは欠損していた。この結果より、精巣で作られる精子の輸精管における輸送にα1Aアドレナリン受容体が重要な働きをし、α1アドレナリン受容体を遮断することにより射精機能が障害されることが明らかとなった。
補綴治療がもたらす咀嚼行動変容　―ウェアラブルデバイスを用いた食事モニタリング―

これまで,咀嚼機能の評価において咀嚼能率検査,顎運動検査,アンケート調査などが行われてきた.しかし,いずれも主観的な評価であるか診療室での評価であり,普段の食事における咀嚼を客観的に評価するものではない.我々は耳にかけるだけで咀嚼運動を計測可能なウェアラブル型の咀嚼行動モニタリングシステム(バイトスキャン)を開発している.本研究課題では,この新型咀嚼計を用いて普段の食事における咀嚼行動を観察し,習慣的な咀嚼回数,補綴治療による咀嚼行動変容,要介護高齢者における調整食の選択と咀嚼行動の実態を明らかにすることを目的とする.本年はまず、健常成人10名(男性6名、女性4名、平均年齢28.6±2.5歳)を対象に、バイトスキャンと既存の顎運動計測装置と同時測定を行い、その信頼性を検討した。その結果、バイトスキャンで計測した咀嚼回数(咀嚼回数率)は、顎運動計測装置で計測した咀嚼回数の平均101.1±15.4%であり、平均外れ率は11.1±10.8%、感度および的中率はそれぞれ83.6±11.6%、83.5±9.7%であった。したがって、バイトスキャンは咀嚼回数を精度よくカウントできることが示された。さらに,日常的な咀嚼回数を調査するため,128名の高齢者を含む成人(男性64名,女性64名,平均年齢44.3±18.3歳)を対象に,おにぎり1個(100g)摂取時の咀嚼回数を調査した.その結果,おにぎり1個の平均咀嚼回数215.4回,であり,70歳代の被験者の咀嚼回数は50代のものよりも多かった.この結果は,補綴装置装着前後の咀嚼回数計測の基準となるものである.本年度は,測定装置の基本的な精度を検証することができた.また,年代別の咀嚼行動の特徴を明らかにすることができた.本年度は,咀嚼行動と咀嚼能力との関連を明らかにする.また,有床義歯治療前後の咀嚼運動測定を行う予定である.具体的には,新潟大学医歯学総合病院義歯診療科にて有床義歯治療を行う患者を対象とし,有床義歯治療前,および有床義歯装着し初期調整終了後に調査を行う.主評価項目は咀嚼回数,咀嚼スピード,取り込み回数,一口当たりの咀嚼回数,食事時間とする.副評価項目として,グミゼリーを用いた咀嚼能率検査,咬合力測定,食事量,食生活・生活習慣に関するアンケートを採得する.咀嚼回数計を1週間患者に貸し出して普段の食事中に装着してもらい,主評価項目を測定する.また,副評価項目は,診療室にて測定する予定である.これまで,咀嚼機能の評価において咀嚼能率検査,顎運動検査,アンケート調査などが行われてきた.しかし,いずれも主観的な評価であるか診療室での評価であり,普段の食事における咀嚼を客観的に評価するものではない.我々は耳にかけるだけで咀嚼運動を計測可能なウェアラブル型の咀嚼行動モニタリングシステム(バイトスキャン)を開発している.本研究課題では,この新型咀嚼計を用いて普段の食事における咀嚼行動を観察し,習慣的な咀嚼回数,補綴治療による咀嚼行動変容,要介護高齢者における調整食の選択と咀嚼行動の実態を明らかにすることを目的とする.本年はまず、健常成人10名(男性6名、女性4名、平均年齢28.6±2.5歳)を対象に、バイトスキャンと既存の顎運動計測装置と同時測定を行い、その信頼性を検討した。さらに,日常的な咀嚼回数を調査するため,128名の高齢者を含む成人(男性64名,女性64名,平均年齢44.3±18.3歳)を対象に,おにぎり1個(100g)摂取時の咀嚼回数を調査した.その結果,おにぎり1個の平均咀嚼回数215.4回,であり,70歳代の被験者の咀嚼回数は50代のものよりも多かった.この結果は,補綴装置装着前後の咀嚼回数計測の基準となるものである.本年度は,測定装置の基本的な精度を検証することができた.また,年代別の咀嚼行動の特徴を明らかにすることができた.本年度は,咀嚼行動と咀嚼能力との関連を明らかにする.また,有床義歯治療前後の咀嚼運動測定を行う予定である.

具体的には,新潟大学医歯学総合病院義歯診療科にて有床義歯治療を行う患者を対象とし,有床義歯治療前,および有床義歯装着し初期調整終了後に調査を行う.主評価項目は咀嚼回数,咀嚼スピード,取り込み回数,一口当たりの咀嚼回数,食事時間とする.副評価項目として,グミゼリーを用いた咀嚼能率検査,咬合力測定,食事量,食生活・生活習慣に関するアンケートを採得する.咀嚼回数計を1週間患者に貸し出して普段の食事中に装着してもらい,主評価項目を測定する.また,副評価項目は,診療室にて測定する予定である.既存の測定装置を使用することができたため,次年度使用額が生じた.次年度には,測定が本格化するために測定に使用する消耗品での支出が増える予定である.また,本年度の成果を先に論文化する予定としている.
オーファン受容体Tie1のリガンド同定と血液学的機能解析

造血幹細胞は全ての血球細胞への多分化能と自己複製能を保持した細胞であり、生涯に渡って血球細胞を供給し続ける。造血幹細胞の維持は血液システムの維持にとって極めて重要であるが、その機能を制御する分子機構についてはあまり理解が進んでいない。本研究では、造血幹細胞に高く発現している受容体型チロシンキナーゼTie1に着目し、オーファン受容体であり未解明な部分が多いTie1の機能解明を目指して、リガンドの同定を試み、いくつかの候補分子を見出した。造血幹細胞の維持は血液システムの維持にとって極めて重要であり、また臨床医学の分野では既に実用化もされているが、その機能を制御する分子機構についてはあまり理解が進んでいない。本研究では、造血幹細胞に高く発現している受容体型チロシンキナーゼTie1に着目し、オーファン受容体であり未解明な部分が多いTie1の機能解明を目指して、リガンドの同定を行いたいと考えている。本年度はリガンドが発現している可能性のあるOP9細胞と、Tie1の細胞外ドメイン融合蛋白質Tie1-Fcを用い、改良型シグナルシーケンストラップ法によるスクリーニングを行った。その結果、1回目のスクリーニングではポジティブな細胞集団が得られたものの、回数を重ねる毎に割合が減り、1回目のスクリーニングではポジティブな細胞集団が得られたものの、回数を重ねる毎に割合が減り、最終的にポジティブクローンを得るには至らなかった。当初の解析で、OP9細胞へのTie1-Fc蛋白質の結合能が高くはなかったことから、OP9細胞に発現しているリガンド量が少ないことが原因の一つと考えられた。そこで、Tie1-Fcと強く相互作用する細胞を探索し、OP9細胞同様に血液支持能があるhTERT細胞を用いることとした。再度スクリーニングを行った結果、スクリーニング回数を重ねる毎にポジティブ集団の割合が増加し、その中から複数のポジティブクローンを得ることに成功した。現在、シーケンシングによってリガンド候補分子の同定を試みるため、得られたクローンから導入されたcDNAを回収しているところである。本年度はTie1リガンドが発現している可能性のあるhTERT細胞のcDNAを発現させた細胞とTie1の細胞外ドメイン融合蛋白質を用いてリガンドスクリーニングを複数回実施し、ポジティブなクローンを得た。それぞれのポジティブクローンからhTERT由来のcDNAを回収し、シーケンシングを行ったところ、2種類のTie1リガンド候補分子を同定した。これと並行して、Tie1の細胞外ドメイン融合蛋白質に結合する分子をhTERT細胞から精製し、質量分析にかけたところ、別の候補分子が同定された。これら同定した全ての分子について結合実験を行ったが、in vitroにおけるTie1との明確な結合能は見出されなかった。Tie1とリガンドとの結合は、弱いか非常に流動的である可能性があり、クロスリンカー等を活用した結合実験や、Tie1の活性化能を検討する添加実験等の必要性が考えられる。