hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テトラサイクリン/プロトンアンチポ-タの結晶化とX線構造解析

本研究はテトラサイクリン/プロトンアンチポ-タ(TetAタンパク質)の結晶化を行い,X線結晶構造解析によって三次元構造を決定し,その立体構造に基づいて細胞膜輸送の分子機構を原紙レベルで解明しようとするものである。これまで最もテトラサイクリン耐性の強いグラム陰性菌のTetAタンパク質(分子量42kDa,アミノ酸残基数401)を対象としてその結晶化条件の検索を行った.TetAタンパク質はトランスポゾンTn10のTetA遺伝子を大腸菌内で大量発現させたものを用いた.最初にTetAタンパク質の結晶化を行うための沈殿剤の検索を行ったところ,エタノールとポリエチレングリコール(PEG)が結晶化の可能性をもつことが分かった.これらの沈殿剤を用い,pH2.5からpH11.0までの数多くの緩衝液,添加剤,界面活性剤を組み合わせて結晶化条件を検索し,沈殿剤としてPEG8000,添加剤として酢酸カルシウム,界面活性剤としてドデシルマルトシドを用い,pH6.5で結晶化を行ったときに結晶が得られた.この結晶は四角両錐型をしており,その1辺の長さが約0.07mmである.X線回折実験を行うのに適当なさらに大きい結晶を得るため,結晶化条件を検討を継続している.膜タンパク質の結晶化においては,その親水性の分子表面の大きさの調整が結晶化の成否に重要である.最近の細菌型チトクロムc酸化酵素の例でも,抗体を結合させてタンパク質の親水的分子表面の割合を増やすことで結晶化を成功に導いている.このような視点から,我々はデヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)をTetAタンパク質のN末端に融合させたタンパク質の結晶化も並行して試みた.この融合タンパク質の沈殿剤の検索を行ったところ,エタノール,PEGに加えて数種類の塩が結晶化の可能性を与えることがわかった.TetAタンパク質と同じように数多くの結晶化条件の検索を行ったところ,沈殿剤として酢酸ナトリウム,添加剤として塩化ナトリウム,界面活性剤としてドデシルマルトシドを用い,pH7.5で結晶化を行ったときに微結晶が得られた.この結晶は長さが0.05mmにも満たず、X線回折実験にはまだ十分な大きさでないため,結晶化条件の改良を行っている.本研究はテトラサイクリン/プロトンアンチポ-タ(TetAタンパク質)の結晶化を行い,X線結晶構造解析によって三次元構造を決定し,その立体構造に基づいて細胞膜輸送の分子機構を原紙レベルで解明しようとするものである。これまで最もテトラサイクリン耐性の強いグラム陰性菌のTetAタンパク質(分子量42kDa,アミノ酸残基数401)を対象としてその結晶化条件の検索を行った.TetAタンパク質はトランスポゾンTn10のTetA遺伝子を大腸菌内で大量発現させたものを用いた.最初にTetAタンパク質の結晶化を行うための沈殿剤の検索を行ったところ,エタノールとポリエチレングリコール(PEG)が結晶化の可能性をもつことが分かった.これらの沈殿剤を用い,pH2.5からpH11.0までの数多くの緩衝液,添加剤,界面活性剤を組み合わせて結晶化条件を検索し,沈殿剤としてPEG8000,添加剤として酢酸カルシウム,界面活性剤としてドデシルマルトシドを用い,pH6.5で結晶化を行ったときに結晶が得られた.この結晶は四角両錐型をしており,その1辺の長さが約0.07mmである.X線回折実験を行うのに適当なさらに大きい結晶を得るため,結晶化条件を検討を継続している.膜タンパク質の結晶化においては,その親水性の分子表面の大きさの調整が結晶化の成否に重要である.最近の細菌型チトクロムc酸化酵素の例でも,抗体を結合させてタンパク質の親水的分子表面の割合を増やすことで結晶化を成功に導いている.このような視点から,我々はデヒドロ葉酸還元酵素(DHFR)をTetAタンパク質のN末端に融合させたタンパク質の結晶化も並行して試みた.この融合タンパク質の沈殿剤の検索を行ったところ,エタノール,PEGに加えて数種類の塩が結晶化の可能性を与えることがわかった.TetAタンパク質と同じように数多くの結晶化条件の検索を行ったところ,沈殿剤として酢酸ナトリウム,添加剤として塩化ナトリウム,界面活性剤としてドデシルマルトシドを用い,pH7.5で結晶化を行ったときに微結晶が得られた.この結晶は長さが0.05mmにも満たず、X線回折実験にはまだ十分な大きさでないため,結晶化条件の改良を行っている.
大学生における不適応予防プログラムの開発に関する研究

本研究を構成する3課題の研究実績は以下の通りである。課題A(教育活動の一環としての精神的不適応予防プログラムの実施,効果の検証)については,12年目の実践および研究の成果を踏まえ,2年目後半に改訂版プログラムを作成した。最終的に3年目に添付資料のようなプログラムを作成し,2大学における授業で実践した。実践の効果について統制群を設けて検討した結果,有意な差が見いだせた。研究成果は論文2本と,学会発表7回などで公表した。課題B(学生相談室を中心とした予防プログラムの検討と提唱)については,12年目に国内外の文献のレビューを行い,23年目に国内で先駆的なとり組みを行っている大学への聞き取り調査を行った。3年目後半には,これまでの研究成果をまとめ,大学における精神的不適応の予防のあり方について考察しまとめた。研究成果は論文1にて公表した。課題C(学生の援助希求行動の調査)については,大学ごとで学生相談のあり方が大きく異なることなどから,学生相談所についてのイメージ調査ではなく,抑うつになったときの主な治療法である心理療法と薬物療法を取り上げ比較した。まず,うつ病に対する2つの治療法およびうつ病になっても何もしないことに対し,学生が便益性と危険性をどのように認知しているかを調べた。また,どのような情報や条件が,うつ病になったときの心理療法家や精神科医への受診確率を高めるかを調べるため,コンジョイント分析を用いて,仮想場面における受診行動について調べた。研究成果は論文2本と,学会発表2回などで公表した。本研究を構成する3課題の,本年度の研究実績は以下の通りである。課題A(教育活動の一環としての精神的不適応予防プログラムの実施,効果の検証)については,平成17年度前期に2大学(大妻女子大学,兵庫大学)において,作成した予防プログラムにそって,授業内で実践研究を行った。その結果,受講者の満足度は高く,授業内容も良く理解されていた。予防の効果については現在分析中であるが,概ね良好な結果を得た。すなわち,落ち込んだとき適切な対処行動をとることについての自己効力感が,予防プログラムを受講した学生において,受講しない統制群と比べて有意に改善していた。一連の結果については,来年度中に学会および論文にて発表する予定である。課題B(学生相談室を中心とした予防プログラムの検討と提唱)については,どのような取り組みが,いつ頃,どのような目的で,どのような実施母体によって行われているかなどについて,国内外の文献およびホームページからの情報をレビューした。学生における不適応予防に関して積極的なとり組みを行っている国内の大学をピックアップし,来年度に予定している実地踏査への資料を作成した。課題C(学生の援助希求行動の調査)については,学生相談室が完備されている程度が大学によって異なるという事情を考慮し,学生相談室の利用に関する調査を断念した。代わりに,うつ病発症時の学生の援助希求行動について調べた。すなわち,うつ病の代表的な治療法である心理療法と薬物療法の2つに絞って,学生を対象にイメージ調査を実施した。その結果,効果が実証されている薬物療法には嫌悪感が強い一方で,心理療法(カウンセリング)のイメージがよいことが示された。研究結果の一部は,本年度の社会精神医学会にて発表した。課題A(教育活動の一環としての精神的不適応予防プログラムの実施,効果の検証)については,前年度に引き続き,2大学(大妻女子大学,兵庫大学)において,作成した予防プログラムにそって授業内で実践研究を行った(前期)。予防の効果についても,前年度同様,良好な結果を得た。

しかし,講義内容やホームワークにやや難しい内容があったことも報告されたことから,年度後半には複数の学生に面接したり,授業の感想を検討したりして,内容を見直す作業を行った。一連の結果については,来年度中に学会および論文にて発表する予定である。課題B(学生相談室を中心とした予防プログラムの検討と提唱)については,我が国において独創的な学生相談活動を行っている大学を選び出し,その大学を訪問し,学生相談担当者に面接調査を行い,学生相談活動の詳細や論文・報告書に載らない現場での事情などについて聞き取りを行った。調査を行った大学は名古屋大学,九州大学,金沢工大,神戸女学院大学であった。独創的なとり組みとしてリストアップされたものの,まだ調査を行っていない大学については来年度訪問する予定である。課題C(学生の援助希求行動の調査)については,前年度に引き続き,うつ病発症時の学生の援助希求行動について調べた。今年度は,うつ病発症時に診療所への援助希求に関連すると思われる要因をいくつかに絞り,そのうちどれがより強く援助希求行動に関連するかを,コンジョイント分析という分析手法を用いて調べた。現在,データを分析中である。本研究を構成する3課題の,本年度の研究実績は以下の通りである。課題A(教育活動の一環としての精神的不適応予防プログラムの実施,効果の検証)については,これまでの研究結果をもとに教材を改訂し(例:リラクセーションを取り上げる回を追加した),2大学(大妻女子大学,兵庫大学)において授業内で不適応予防プログラムを実施した(前期)。その結果,受講者の満足度は高く,授業内容も良く理解されていた。予防の効果についても良好な結果を得た。すなわち,落ち込んだとき適切な対処行動をとることについての自己効力感が,予防プログラムを受講した学生において,受講しない統制群と比べて有意に改善していた。課題B(学生相談室を中心とした予防プログラムの検討と提唱)については,前年度の調査で残っていた東北大学,広島経済大学を訪問し,学生相談担当者に面接調査を行い,学生相談活動の詳細や論文・報告書に載らない現場での事情などについて聞き取りを行った。調査結果を基に,不適応の予防に向けた学生相談のあり方について,西河が中心となって考察し,報告書にまとめた。課題C(学生の援助希求行動の調査)については,うつ病発症時の学生の援助希求行動について調べるために,社会人のデータをとり比較した。また,前年度の研究のデータを分析し,援助希求に及ぼす要因についての考察しているところである。
細菌EPIYAエフェクターが模倣する宿主タンパク質プラグミンの感染における役割

cagA遺伝子陽性ピロリ菌の胃内持続感染は胃粘膜病変の発症に深く関わる。cagA遺伝子産物であるCagAタンパク質は胃上皮細胞内に直接侵入後、EPIYAモチーフにてチロシンリン酸化を受ける。申請者らはEPIYAモチーフをもつ宿主細胞内タンパク質としてPragminを同定し、宿主細胞内でCagAがPragminを模倣し、Srcファミリーキナーゼの活性を抑制することを見出した。他の病原性細菌もEPIYAエフェクターを有することや、Srcファミリーキナーゼの活性が宿主免疫応答に必要であることから、細菌EPIYAエフェクターによるPragmin機能の模倣が感染において重要であると推察された。本研究ではPragmin遺伝子欠損マウスを作製し、Pragminの生体内機能に加え、感染におけるPragminの役割を解明し、感染による疾病の新規治療法開発を目指した。
Burst Imagingにおける血流と運動の影響に関する研究

既に臨床的に用いられるようになったエコープラナー法(EPI)にも匹敵する超高速のMRI撮像法として、多数の電磁波(RF)パルスを連鎖状に適用してスピンの励起を行うBurst Imagingと呼ばれる方法が注目されている。本法の最大の欠点は信号/雑音比(SNR)が低いこととされ、その改善を目的とした研究が行われているが、我々は超高速の撮像法であるにも関わらず運動の影響を受けやすく、得られた画像では運動する被写体が大きく歪んでしまうという問題点を実験的に示してきた。この問題点は、超高速撮像法の重要な適用領域となる心臓を始めとした運動する臓器の撮影の際に大きな問題となる。そこで、本研究では運動による画像歪みの補正を目的に、計算機シミュレーションに基づいてBurst Imaging法に特有の運動の影響を解析し、その補正法の開発を行った。MRIにおける被写体の運動は、得られる信号の位相を変化させることが知られているが、RFパルスを連鎖状に与えるBurst Imaging法では、個々の信号に対する位相変位量が異なるという独自の影響を与えることが、計算機シミュレーションから明らかとなった。シミュレーションを用いた信号解析では、運動が等速度であれば、この位相変化の増加率は一定であることが判明し、これを利用して位相を復元させれば運動による画像の歪みを補正できることが予想された。この補正法を検証するため、実際に等速度運動を行う被写体モデルを作成してBurst Imaging法による撮影を行い、得られた信号に対して位相の復元処理を行ったところ、歪みのない画像が再構成された。まだ等速度運動に限定されるものの、本研究によってBurst Imaging法における運動の影響に対する補正法の基礎が確立した。我々は新しい超高速MRI撮影法として注目されているBurst imaging法の臨床的な実用化を目標として、従来より研究開発を進めている。本法では、EPIをはじめとした従来の超高速MRI撮影法に比べて信号雑音比が著しく低いことが実用化への大きな問題点となっており、その改善を目指した研究開発を行ってきたが、撮影時間が約0.1秒以内という超高速の撮影法であるにも関わらず、撮影対象の動きの影響を受けやすく、他のMRI撮影法とは異なる性質を持つことが判明した。そこで本研究課頚では、流れや運動に関する実験的検討を行い、運動が本法に対して与える影響のメカニズムを解明する試みを進めている。二年度にわたる研究期間の初年度である本年度は主として実験的な検討を行い、本法を用いて流体や運動する模型を対象とした撮影を繰り返し、今後の解析の基礎となる実験結果の蓄積に努めた。本年度に行った実験的検討では、本撮影法が撮影対象の動きに対して著しく感受性が高いことを確認し、さらに新しい知見として1)運動の影響は、運動の方向と撮影の方向に密接な関係があること、2)スピンの励起、磁気共鳴信号(エコーの発生、信号収集の3つの構成要素から成る撮影プロセスの内、運動の影響はスピンの励起法に関与し、本法では特殊なスピン励起法を用いているため、この運動の影響も本撮影法にユニークなものであること、3)運動が画像に及ぼす影響の発生機序としては、励起の際にスピンが傾斜磁場の中を移動することによって起こるスピンの位相変化によるものと予想されること、の3つの検討結果が得られた。今後、これらの結果に基づいて、数学的解析を進める予定である。

この問題点は、超高速撮像法の重要な適用領域となる心臓を始めとした運動する臓器の撮影の際に大きな問題となる。そこで、本研究では運動による画像歪みの補正を目的に、計算機シミュレーションに基づいてBurst lmaging法に特有の運動の影響を解析し、その補正法の開発を行った。MRIにおける被写体の運動は、得られる信号の位相を変化させることが知られているが、RFパルスを連鎖状に与えるBurst Imaging法では、個々の信号に対する位相変化量が異なるという独特の影響を与えることが、計算機シミュレーションから明らかとなった。シミュレーションを用いた信号解析では、運動が等速度であれば、この位相変化の増加率は一定であることが判明し、これを利用して位相を復元させれば運動による画像の歪みを補正できることが予想された。この補正法を検証するため、実際に等速度運動を行う被写体モデルを作成してBurst Imaging法による撮影を行い、得られた信号に対して位相の復元処理を行ったところ、歪みのない画像が再構成された。まだ等速度運動に限定されるものの、本研究によってBurst Imaging法における運動の影響に対する補正法の基礎が確立した。
非晶質窒化炭素を用いた一酸窒素貯蔵バイオミメティックナノスキンの作製と評価

ダイヤモンドは、あらゆる物質の中で最も硬く、非常に安定である。また、室温においてはどのような酸およびアルカリにも侵されない。電気的には絶縁性でありながら最高の熱伝導性をもつ。光学的には、紫外から赤外域の広い範囲において透明で、屈折率も非常に高い。ダイヤモンドの工業材料としての価値は高いが、大きくて良質な天然鉱石は稀有である。よって、以前からダイヤモンドを人工的に作ることが試みられてきたが、加工性が悪く、生産コストも高いため利用範囲は限られている。アモルファス炭化窒素(amorphous carbon:a-CN)は、CとHとNで構成されるアモルファス構造を有する炭素材料である。a-CNは、機械的特性、化学的安定性がその膜組成により異なる。現在、これらの化学的安定性を利用し、非血液凝固表面作製の試みが進められている。そこで、シールド型アークイオンプレーティングを用いてa-CN膜の作製を試みた。また、その表面における血液凝固の観点から成膜パラメーターの最適化を行った。本研究で具体的に行った項目、および、明らかにした項目は以下の通り。(1)アークイオンプレーティングにより生体適合性の有するアモルファス炭化窒素膜の作製に成功した(2)人新鮮末梢血を利用した、血液凝固テストを行い、SUS420J2と比較実験を行った。その結果、本研究で作製した表面は、著しくその非血液凝固性が向上したことが明らかとなった。1.はじめに現在,医療分野では抗血栓性材料の機械的・化学的脆弱性が問題となっている.一方,非晶質窒化炭素(a-CN)膜は,優れた機械的・化学的安定性を有するためハードディスクの保護膜に応用されているが,生体分子と類似の元素で構成されていることから,近年,生体材料としても注目されている.そこで本研究では,a-CN膜に抗血液凝固作用を発揮する一酸化窒素(NO)を貯蔵し,機械的・化学的安定性を併有する抗血栓性材料の開発を目指す.2.実験アークイオンプレーティングにより,NOを貯蔵可能であるNH基を豊富に含有するa-CN膜の作製を試みた。a-CN膜の化学結合状態は,フーリエ変換赤外分光法,X線光電子分光法,UVラマン分光法,固体核磁気共鳴法により評価した.a-CN膜へのNOの貯蔵は,以下に示す四種類の化学修飾法により試みた.(1)減圧下でa-CN膜に真空紫外光(VUV)を照射してa-CN膜中のNH基をNOH基に変換した後,亜硝酸ナトリウム,塩酸混合溶液中にa-CN膜を浸漬した.(2)減圧下でa-CN膜にVUVを照射してa-CN膜中のNH基をNOH基に変換した後,ナトリウムメトキシド,亜硝酸イソアミン混合溶液中にa-CN膜を浸漬した.(3)大気雰囲気でa-CN膜にVUVを照射した.3.結果および考察成膜中のチャンバー内圧力,原料分圧等の成膜パラメータを制御することにより,a-CN膜中のNH基を増加できた.また,各化学修飾法によりa-CN膜へのNO貯蔵を試みた結果,化学修飾法(1),(3)を施したa-CN膜にはNOが貯蔵された可能性が示された.4.まとめアークイオンプレーティングにより,NH基を豊富に含有するa-CN膜を作製した.さらに,化学修飾法によるa-CN膜へのNO貯蔵法を開発した.今後,NO貯蔵a-CN膜の機械的・化学的安定性および抗血液凝固作用をin vitro, in vivoで評価する予定である.ダイヤモンドは、あらゆる物質の中で最も硬く、非常に安定である。
スキャフォールドを用いない間葉系幹細胞由来三次元人工組織による骨軟骨再生

本研究ではスキャフォールドフリー間葉系幹細胞由来三次元人工組織(TEC)による骨軟骨再生研究を行った。膝関節大腿骨滑車部に骨軟骨欠損を作成し、欠損部にTEC単体、およびハイドロキシアパタイトを沈着させたTEC、あるいはTECと人工骨複合体を移植した。移植後4、8、24週の組織学的評価の結果TEC+betaTCP人工骨複合体が最も確実に骨軟骨再生を促進した。TECは人工骨と安定した複合体形成を体内で持続することが可能であり、組織再生型バイオ人工関節としての発展が期待される。骨分化に関しては、骨形成因子(Bone morphogenic protein; BMP-2)による刺激、さらにカルシウムイオン溶液とリン酸イオン溶液への交互浸漬法によるハイドロキシアパタイト(HaP)結晶沈着技術がTECの骨分化誘導を再現性高く誘導することを見出した。HaP結晶沈着技術に関してはハイドロキシアパタイトの沈着量と細胞の生存率との相関性を再現性高く得ることが出来、今後の生体内移植研究への基盤となる知見を得た。間葉系幹細胞を生存させながらハイドロキシアパタイトをマトリックスに沈着させる技術は独創的で安全性の高い骨再生治療技術となる可能性が期待される。軟骨分化に関しては骨形成因子(BMP-2)による刺激により軟骨分化が促進される分子メカニズムをリアルタイムPCRにて解析し、TECを構成する細胞外マトリックスのリモデリング過程の分子機序を明らかとした。またメカニカルストレス(繰り返し圧縮刺激)による刺激もTECの軟骨組織分化誘導にポジティブに働くことを確認した。さらにリアルタイムPCRによる解析によりメカニカルストレスによる軟骨分化誘導過程とBMPによる分化誘導過程は共通の分子メカニズムが関与している知見を得た。骨分化に関しては、カルシウムイオン溶液とリン酸イオン溶液への交互浸漬法によるハイドロキシアパタイト(HaP)結晶沈着技術がTECの骨分化誘導を再現性高く誘導することを平成19年度の研究で見出したが、20年度では、このHap結晶沈着TECを成熟家兎軟骨下骨欠損部に移植し、コントロール(Hap非沈着TEC)に比して有意な骨新生の亢進効果を確認した。本成果はHap結晶沈着TECの骨再生バイオマテリアルとしての有用性を示唆するものである。また軟骨分化に関しては骨形成因子(BMP-2)による刺激によりTECの軟骨分化が促進される効果の至適条件の検討をBMPの濃度および刺激期間の観点より行った。TECはBMP-2に対し濃度依存性に軟骨分化を亢進させるが100ng/mlでその効果はプラトーとなった。また刺激期間については14日までは期間依存性にTECの軟骨分化は更新したが、それ以上の期間ではその効果はプラトーであった。また組織学的には培養期間によらず中心壊死は存在しなかった。本成果によりTECを作成する際のBMP-2による前処理における至適条件が示唆された。本年度は修飾スキャフォールドフリー間葉系幹細胞由来三次元人工組織(TEC)による骨軟骨再生研究を行った。細胞採取用の動物より滑膜を採取し間葉系幹細胞を分離、培養し4-7代継代した後にTECを作成した。膝関節大腿骨滑車部に直径4ミリ、深さ3ミリの円柱状骨軟骨欠損を作成し、骨欠損部に1.TEC単体、2.HaP添加TEC、あるいは3. betaTCP人工骨のいずれかを移植した。軟骨欠損部には1.TEC単体、2.BMPによる軟骨分化刺激を加えたTECを移植した。移植後4、8、24週後に修復組織の評価を組織学的、生体力学的に行った。組織学的評価によりTEC+betaTCP人工骨複合体が最も確実に骨軟骨再生させることが明らかとなった。TEC単体、あるいはHaP添加TECでは軟骨下骨の十分な構築を達成することは困難であった。以上より骨軟骨組織の再生には軟骨用、軟骨下骨用に用途の異なる複合素材の組み合わせが効果的であることが判明した。本知見は今後の医療用具としての複合体開発に有用な指針を与えるものと期待される。また、BMPによる軟骨分化刺激を与えたTECは、異所性骨化などの有害事象を呈することはなかったもめの、TEC単体と比較して、移植後明らかな軟骨再生促進効果を認めることができず、本研究での刺激条件ではBMPの有用性を示すことはできなかった。今後さらなる至適条件決定が必要と考えられた。以上の結果より骨軟骨再生に最も効果的な移植材としての複合体の構成を決定することができた。TECは人工骨と安定した複合体形成をin situで持続することが可能であり、本複合体は今後のバイオ人工関節として発展させるための構成要素としての使用が期待される。
バイオテレメトリー手法によるサケ科魚類の行動生理学的研究

魚類の心拍変動は、代謝を最適化するために外部刺激や内的変化に対応し自律神経系により高度に制御されている。数種の動物において振動や視覚刺激により、一時的に徐脈が引き起こされ心停止が起こることが報告されている。Makiguchiら(2009)によってシロザケ(Oncorhynchus keta)が産卵の瞬間、雌で7秒、雄で5秒間心停止し、これに副交感神経が関与していることが報告された。しかし、産卵の瞬間に心停止が起こる機構に関してはほとんど明らかとなっていない。本研究ではECG(Electrocardiogram)およびDT(Depth Temperature)ロガーを用いた行動観察および自律神経系アンタゴニストを用いた薬理学的実験により、シロザケの産卵の瞬間における心停止機構を明らかにする目的で実験を行った。標津川河口で捕獲されたシロザケ雌10尾の背部にECGロガー(W400-ECG:リトルレオナルド社)、腹腔内の圧力変化を調べるためにDTロガー(M190-DT:リトルレオナルド社)を挿入し、交感神経および副交感神経の薬理的遮断効果のあるソタロール(2.7mg/kg:N=3)およびアトロピン(1.2mg/kg:N=2)、さらにコントロールとしてサーモンリンガー(N=5)を投与し、産卵行動をビデオカメラで記録し観察した。産卵行動観察終了後に、産卵床を掘り起こし、放卵された卵の数を計数した。アトロピンを投与した個体以外のすべての個体で産卵の瞬間に心停止が観察され、この結果は従来の報告と同様であった。産卵の瞬間に腹腔内の圧力は産卵前後に比べて上昇していたが、投与した薬によって腹腔内の圧力は変化しなかった。また、放卵数も投与した薬によって変化しなかった。つまり、心停止は産卵の瞬間における放卵に伴った圧力変化とは関係がない可能性が示された。本年度は生理学的アプローチを導入したバイオテレメトリー手法を用いて以下の実験を行った。I)かつての蛇行が復元された標津川を遡上するカラフトマス(Oncorhynchus gorbuscha)の遊泳エネルギーコストをelectromyogram (EMG)発信機より推定するモデルの作成を試みた。モデルの作成には密閉型の流速が調節可能な遊泳水槽を用いて実験を行い、標津川に遡上したカラフトマスから得られたEMG情報よりエネルギーコストを推定した。結果、蛇行復元区間と直線(コントロール)区間を遡上したカラフトマスのエネルギーコストに違いはみられなかった。しかし蛇行復元区間においてカラフトマスは長時間定位する傾向がみられた。つまり蛇行復元区間は遡上中のカラフトマスの定位場所として機能していることが示唆された。II)超小型の電波発信機(ナノタグ)を用いて世界のサケ科魚類の生息地の南限である、台湾の七家湾渓に生息するサラマオマスの台風増水期における河川内行動を調査・解析した。本種は台湾の天然記念物に指定されているが、約5kmのみの区間にしか本種が生息しておらずそれらの保護が急務となっている。調査を行った2007年8月8日から9月1日にかけて調査を行い、期間中に台風8号が台湾を直撃し約3mの河川増水が引き起こされた。しかし実験魚の位置は増水前後で大きく変化せず、本調査での規模の増水では下流側に大きく流されないことが明らかとなった。III)心電図がロギング可能な心拍ロガーを用いて産卵行動時におけるシロザケの心電図の取得に成功した。シロザケ親魚は雌雄ともに産卵の瞬間に5-7秒程度心拍が停止することが確認された。また、心拍数は産卵が始まると上昇し、産卵が終わるまで心拍数が高いまま維持されていた。I)サケ科魚類であるカラフトマス(Oncorhynchus gorbuscha)は産卵のため海から河川へ限られたエネルギーを使って遡上する。カラフトマスの雄は河川へ入ると成熟に伴い背中のこぶが発達するため、成熟個体は雌雄で形態が異なる。雌雄の形態の違いから遡上時の雄のエネルギーコストが雌に比べて高くなることが示唆されていが、これまで詳細な検証はなされていない。本研究では、electromyogram(EMG)発信機によるバイオテレメトリー手法を用い河川を遡上するカラフトマスの遊泳行動および密閉型水槽を用いて雌雄でエネルギーモデルを作成し、比較することを目的とした。標津川河口で捕獲されたカラフトマス(雄7尾・雌8尾)にEMG発信機を装着した後、標津川に実験魚を放流後、EMG発信機により河川内行動の軌跡および筋電位情報を受信機にて取得した。また、密閉型遊泳水槽を用いてEMG発信機を装着した実験魚(雄12尾・雌12尾)を各流速で遊泳させ、EMG情報および溶存酸素量を測定し、EMG情報から酸素消費量および遊泳速度を推定可能なエネルギーモデルを作成した。室内実験の結果から、流速と酸素消費量の関係は雌に比べて雄の傾きが大きかった(P<0.01)。さらに標津川を遡上したカラフトマスの遊泳速度および対地速度に雌雄差はみられなかったが、雄のSEI(Swimming Efficiency Index)は雌に比べて低かった(P<0.05)。

つまり、カラフトマスの雄は雌に比べて遊泳効率が悪いことが示され、二次性徴による形態の雌雄差が遡上の際の遊泳効率に影響する可能性が考えられた。II)昨年までに明らかとなった産卵行動時におけるシロザケの心停止がどのようなメカニズムによって引き起こされているのかを明らかにするために、シロザケの自律神経系に着目し薬理学的な研究を行った。結果については現在解析中である。魚類の心拍変動は、代謝を最適化するために外部刺激や内的変化に対応し自律神経系により高度に制御されている。数種の動物において振動や視覚刺激により、一時的に徐脈が引き起こされ心停止が起こることが報告されている。Makiguchiら(2009)によってシロザケ(Oncorhynchus keta)が産卵の瞬間、雌で7秒、雄で5秒間心停止し、これに副交感神経が関与していることが報告された。しかし、産卵の瞬間に心停止が起こる機構に関してはほとんど明らかとなっていない。本研究ではECG(Electrocardiogram)およびDT(Depth Temperature)ロガーを用いた行動観察および自律神経系アンタゴニストを用いた薬理学的実験により、シロザケの産卵の瞬間における心停止機構を明らかにする目的で実験を行った。標津川河口で捕獲されたシロザケ雌10尾の背部にECGロガー(W400-ECG:リトルレオナルド社)、腹腔内の圧力変化を調べるためにDTロガー(M190-DT:リトルレオナルド社)を挿入し、交感神経および副交感神経の薬理的遮断効果のあるソタロール(2.7mg/kg:N=3)およびアトロピン(1.2mg/kg:N=2)、さらにコントロールとしてサーモンリンガー(N=5)を投与し、産卵行動をビデオカメラで記録し観察した。産卵行動観察終了後に、産卵床を掘り起こし、放卵された卵の数を計数した。アトロピンを投与した個体以外のすべての個体で産卵の瞬間に心停止が観察され、この結果は従来の報告と同様であった。産卵の瞬間に腹腔内の圧力は産卵前後に比べて上昇していたが、投与した薬によって腹腔内の圧力は変化しなかった。また、放卵数も投与した薬によって変化しなかった。つまり、心停止は産卵の瞬間における放卵に伴った圧力変化とは関係がない可能性が示された。
ロコモティブシンドロームにおけるビタミンD栄養状態の意義

ビタミンD栄養状態とサルコペニアとの関係を検討するため、比較的健康な施設入居高齢者39名および若年成人40名を対象に骨格筋量、下肢筋力と血清25水酸化ビタミンD(25OHD)濃度との関係を横断的に調査した。その結果、両群共に年齢、性別、体格等で補正した重回帰分析において、血清25OHD濃度は骨格筋量に対して有意に寄与せず、筋力や身体能力に対し有意な正の寄与を示した。筋力は筋量と筋質から構成され、本研究よりビタミンD栄養状態は筋質に関係することが推察されたため、今後は脂肪浸潤も把握できる核磁気共鳴装置(MRI)を用いて測定した「筋質」との関係について、検討を進める必要があるものと考えられた。当初の予定では、変形性関節症やサルコペニア等のロコモティブシンドローム有病者100例程度を対象に、血中ビタミンD (25OHD)濃度の評価によるビタミンD栄養状態と各疾患との関係を横断的に調査することを計画していた。しかし、サルコペニアを正確に診断する方法が未だ確立されておらず、まずはその診断法ならびに新規指標について考慮する必要が生じた。現在、多くの研究ではニ重エネルギーX線吸収(DXA)が用いられているが、DXA法では全身の筋肉量しか測定できず、同じ筋肉であっても、特に加齢の影響を受けるのがどの部位であるのかについては特定できない。しかし、核磁気共鳴装置(MRI)による測定では、放射線被曝もなく筋肉の部位ごとの変化を観察できるという利点がある。そこで今年度は、MRIを用いた加齢性筋肉量減少の新規評価指標の基礎的検討を行うこととした。対象者は腰背痛で来院の65歳以上の高齢患者60名(M/F: 31/29)、65歳未満の成人患者46名(M/F: 24/22)とした。MRIにて、立位を保つ主動筋の一つである「傍脊柱筋(PVM)」および股関節屈筋で歩行に重要な「腸腰筋」の断面積を測定した。その結果、女性より男性、高齢者より成人でPVMおよび腸腰筋は多く、体重で補正してもその関係は保たれた。また、男女共に年齢とPVM、腸腰筋は体重補正した場合でも有意な負の相関を示した。体重で補正したPVM、腸腰筋を成人・高齢別に男女で比較すると、成人・高齢共に歩行筋である腸腰筋は女性で有意に低値を示し、立位保持に使うPVMは男女で有意差が見られなかった。これらの結果より、MRIにて測定したPVMおよび腸腰筋は、加齢性の筋肉量減少を検討する上で、一定の有用性があることが考えられた。さらに、筋肉の部位、あるいは性別により筋減少の程度が異なることも推察された。当初、健常ボランティアを対象として、核磁気共鳴装置(MRI)による下肢筋肉量の妥当性、ならびに筋肉の質についても調査をする予定であった。しかし、筋肉の質を評価する場合、「筋力」の測定も同時に行うことが必要であることが考えられたため、今回は筋力評価を含む調査を行った。対象者は、有料老人ホームの入居者で自由歩行の可能な43名(男性11名、女性32名)とした。全身骨格筋率は、生体インピーダンス(BIA)法にて測定した。筋力評価として、下肢筋力測定(大腿四頭筋筋力測定装置による測定)、握力測定を行った。身体機能評価では、SPPB(簡易身体能力バッテリー:バランステスト、歩行テスト、椅子立ち上がりテスト)を実施した。高齢者のサルコペニアに関する欧州ワーキンググループの報告(EWGSOP)において、歩行速度のカットオフ値が、0.8m/秒とされているため、このカットオフ値に対して、ROC解析を行ったところ、骨格筋率や握力は有意な関係は見られず、下肢筋力では、両下肢共に有意な予測因子であった。身体機能評価のSPPBにおいて、高機能群が56%、中間機能群が27%、低機能群が17%であったため、高機能群を体力維持群、中間機能群と低機能群をあわせて、体力低下群として検討した。その結果、体力維持群は体力低下群に比し、下肢筋力が両下肢で有意に高値を示した。また、全身の骨格筋率は、下肢筋力、身体機能とは有意な関連がなかった。以上の結果より、下肢筋力は身体機能と密接に関連することが推察される。しかし、現在発表されているサルコペニアの評価法では、全身骨格筋肉量の測定が示されており、下肢筋肉量に特化した評価の重要性が示唆された。また、全身筋肉量であったものの、筋肉量と筋力は必ずしも相関性を持つとは云えず、筋力評価も踏まえて検討を行う必要性が示唆された。H27年度は、健常ボランティアを対象として四肢筋肉量および下肢筋力とビタミンD栄養状態との関係性について横断的に調査を行った。対象者は病院勤務の職員40名(平均年齢42.0±10.6歳、M/F: 16/24)とした。二重エネルギーX線吸収測定(DXA)法にて、上肢、下肢、体幹別に脂肪量、除脂肪量、骨量を測定した。さらに、[上肢除脂肪量+下肢除脂肪量] (kg)/身長(m)2から四肢骨格筋指数(skeletal mass index: SMI)を算出した。また核磁気共鳴装置(MRI)で大腿横断像を撮像し、画像解析ソフトを用いて大腿部筋肉量を算出した。大腿下肢(大腿四頭筋)筋力を測定し、両下肢筋力平均値を体重で補正した値を算出した。

また、LC-APCI-MS/MS法にて、血清25OHD濃度を測定した。食事調査は簡易的自記式食事歴法質問票(BDHQ)を用いた。対象者の平均血清25OHD濃度は、16.6±6.0 ng/mLであり、ビタミンD不足者(10- 20 ng/mL未満)は57.5%、欠乏者は(10 ng/mL未満) 30%存在し、女性の割合が有意に高かった。SMIと下肢筋力には有意な相関は見られなかったが、血清25OHD濃度は、SMIおよび下肢筋力に対し、有意な正相関を示した。さらに、年齢ならびに性別で調整したところ、SMIではその関係が消失したが、下肢筋力では維持された。四肢筋肉量と下肢筋力は直接の関係を示さず、血清25OHD濃度は筋肉量よりも、下肢筋力との関係を示しやすいことが示唆された。欧米のメタアナリシスにおいても、ビタミンD介入効果は筋肉量よりも下肢筋量とみられやすいことが報告されており、ビタミンDは筋量よりも筋質に作用することが推察された。ビタミンD栄養状態とサルコペニアとの関係を検討するため、比較的健康な施設入居高齢者39名および若年成人40名を対象に骨格筋量、下肢筋力と血清25水酸化ビタミンD(25OHD)濃度との関係を横断的に調査した。その結果、両群共に年齢、性別、体格等で補正した重回帰分析において、血清25OHD濃度は骨格筋量に対して有意に寄与せず、筋力や身体能力に対し有意な正の寄与を示した。筋力は筋量と筋質から構成され、本研究よりビタミンD栄養状態は筋質に関係することが推察されたため、今後は脂肪浸潤も把握できる核磁気共鳴装置(MRI)を用いて測定した「筋質」との関係について、検討を進める必要があるものと考えられた。【研究実績の概要】にも示した通り、MRIによる下肢筋肉量を測定するにあたって、その妥当性を検討するためには、筋力評価が必要であるとの見解に至った。健常ボランティアを対象としたMRIによる下肢筋肉量測定値の妥当性をより明確なものにするために、予め検討すべき事項であり、かつ今年度の結果より、下肢筋肉量ならびに筋力の評価が重要であることが分かった。まだ、サルコペニアの評価法が確立されていない現状を考慮すると、ほぼ想定された進展状況であると考える。臨床栄養今回の調査では、血中ビタミンD濃度の測定を実施していなかったが、この対象者の残血清を用いて、血中ビタミンD濃度と下肢筋力、身体機能等との相関性を検討する。さらに、26年度に計画していた、研究協力施設に勤務の健康成人30名程度を対象に、MRIを用いた下肢筋力に関係する大腿部腰部の筋肉量測定、またDXA法による四肢筋肉量の測定を行う。MRI、DXAの測定当日に採血を実施し、一般生化学検査および血中のビタミンD関連指標の測定、身体計測を行う。併せて対象者の基本情報アンケート、ならびに簡易食事歴法(BDHQ)による食事調査を実施する。MRIでの撮影像を画像解析し、下肢筋肉量と脂肪浸潤度を算出し、DXA法での四肢筋肉量との相関性を検討する。さらに、下肢筋力測定値との関係や、筋力に関わるとされるビタミンDレベルとの関係を調査することで、MRIによる下肢筋肉量測定の有用性を検討する。「研究実績の概要」にも示した通り、サルコペニアにおける加齢性筋肉量減少のゴールドスタンダードとなる評価法が現状では確立されていない。一般に普及しているDXA法による筋肉量のみの測定では、筋肉の質(骨格筋領域内の脂肪浸潤量など)の評価はできないため、加齢性筋肉量減少の詳細な特徴を把握できない。そのためMRIによるより正確な筋肉量測定が必要であると考えられた。
ソフトウェア分散開発環境の研究

本研究課題がソフトウェアの分散開発環境の研究であげた研究成果を、以下に列挙する。1.メッセージの集合で定義されるプロトコルでオブジェクトの型付けをし、プロトコルに基づくメッセージの送受機構でオブジェクトの仕様を定義した。さらに、分散オブジェクト群を管理する機構と、それに基づく分散プログラミングに対する方法論の提案を行なった。2.企業における大規模ソフトウェアの分散開発における実態を調査分析し、共同作業において直接処理対象となるデータと、人間同士の円滑なコミュニケーションを成り立たせるための付随情報とを、それぞれ明確にすべきであることを指摘した。3.ソフトウェア分散開発過程を分析し、各段階での支援機能を考察し、実験的な環境で試用して評価した。そして、実際の環境に適用する場合の課題を検討し、ソフトウェア分散開発を支援する適切なモデルとそのシステムの提示を試みた。4.FDDIで高速接続されたサーバ計算機群とXウィンドウ端末を提案・導入し、運用環境作成とシステム評価を行なった。オートマウント機能によって、ファイル参照要求を分散することができ、資源を有効利用すると同時に障害にも強いシステムを構成できた。5.作業レベルプラニングにおける記号レベルおよび幾何レベルの記述を統一行に扱うため、制約論理プログラミングの宣言性、モジュール性に着目して、できるだけ制御部を変更しないで、ユーザの宣言する制約を充足させるような計算機構を設計した。6.同種の個体からなる均質な集団における作業の分担とそれに必要な負荷分散および情報分散、目的を同じくするが異種の個体からなる不均質な集団における協調と互いの負荷軽減、利害の対立する集団における調停と契約などに関する枠組の構築を行なった。
成長因子の安定的担持機能をもつバイオシールマテリアルの創製

生体組織を再生するための材料としての応用を見据え、生体内で分解する機能と細胞との親和性を兼ね揃えた、有機無機ハイブリッド不織布を開発した。この不織布は、水を用いて合成することができるため、優れた安全性を示し、タンパク質などを変性や失活させることなく内部に保持できた。例えば、酵素タンパク質を不織布に導入しても酵素活性能は維持でき、さらに、不織布を構成するハイブリッドの網目構造が、酵素タンパク質を材料周囲に存在する阻害物質から保護するといった特異的な機能も示した。本研究課題では、ポリグルタミン酸を活用したバイオシールマテリアルの作製および成長因子担持機能の構築を目指す。安全性の高い合成方法、成長因子の変性を抑えた担持システム、そして制御された生分解性と操作性を兼ね揃えた材料を実現する。本年度においては、ポリグルタミン酸(PGA)とシランカップリング剤を用いてPGA/シリカハイブリッド体不織布を作製し、化学構造の解析と生理環境下での安定性制御を目的として研究を進めた。PGAは側鎖にあるカルボキシル基にカチオンを配位させることで水に可溶となる。今回は水酸化カルシウムを用いてCaPGA水溶液を作製し、シランカップリング剤であるGPTMSを加えることでハイブリッド溶液を作製し、エレクトロスピニング法により不織布を作製することに成功した。繊維径はスピニングの諸条件(印加電圧、押し出し速度等)や溶液濃度を調整することで制御が可能である。FTIR-ATRおよびNMR解析より、PGAのカルボキシル基とGPTMSのエポキシ基間での結合およびGPTMS同士の脱水縮合によって、PGAのポリマーチェーンがクロスリンクしており、分子レベルでハイブリッド化していることを確認した。pH7.4緩衝溶液に浸漬し37°Cにて保持した時の分解性を評価したところ、カルシウムとシリコンイオンを徐放しつつも、1か月以上は不織布が崩壊しないことがわかった。クロスリンクの状態および分解性については、水酸化カルシウムおよびGPTMS量を各々調整することで制御可能であることも見出した。引張強度試験の結果より、CaPGA不織布は脆性を示したのに対しハイブリッド不織布は塑性変形し、さらに最大強度は有意に高かった。よって、ハイブリッド化することで操作性の向上に成功した。昨年度までに、ポリグルタミン酸とシランカップリング剤(glycidoxypropyl trimethoxysilane, GPTMS)のハイブリッド体からなる不織布の作製に成功し、その化学構造解析および水溶液中での分解性評価を行い、目的とする材料として期待できることを確認した。本年度においては、得られたハイブリッド不織布の繊維内部にモデルタンパク質を導入し、水溶液中でのタンパク質漏洩および繊維内においても変性なくタンパク質活性を維持できるかどうか検討した。モデルタンパク質として、蛍光タンパク質(GFP)および加水分解酵素(αキモトリプシン)を用いて検討した。GFPを導入したサンプルについてその蛍光スペクトルを測定することで、繊維内に導入されたタンパク質はほぼ変性しないことがわかった。また、水溶液中への浸漬実験結果より、浸漬後数時間はGFPが材料からほとんど溶出することなく、繊維内に保持されていることを明らかにした。その後、一か月ほどかけて材料が崩壊する様子が観察されたことより、担持物は材料の分解とともに徐放されることが示唆された。この結果をふまえ、αキモトリプシンを導入したサンプルについては、p-ニトロフェニル酢酸を用いた加水分解速度を測定した。その結果、繊維内に導入されたタンパク質はその加水分解機能を維持していることがわかった。さらに、この加水分解機能を阻害する物質を用いた実験により、ハイブリッド不織布に導入されたタンパク質の大部分は、繊維表面ではなく内部に存在することを明らかにした。上記のモデルタンパク質の他に、数種類のタンパク質やDNAzyme、分子量の異なる蛍光色素を担持させた分子等を導入し、これら担持物の活性が維持できていることや、分子量に依存した漏洩現象などを確認した。これらのデータについては、オリジナル論文としてリリースした。昨年度までに作製および解析してきたハイブリッド不織布に対して、本年度は新たにタンパク質等の担持機能の評価およびその徐放について検討した。本材料の特徴の一つである、水を用いた合成により、担持された物質はその構造を維持可能とし、繊維内においても機能を発現することを実証できた。また、いわゆる初期バーストと呼ばれる担持物の急激な漏洩などもなく、材料の分解とともに漏出されることがわかった。タンパク質だけでなく、これまで材料に担持させるのが難しかったDNAzyme等の物質に関しても、その機能を維持しつつ担持可能なことを見出せたことは、大きな展開につながると期待できる。以上のことから、当初の計画以上に進展していると考える。本研究課題では、バイオシールマテリアルの作製および成長因子担持機能の構築を目指した。

昨年度までに、ポリグルタミン酸とシランカップリング剤(GPTMS)のハイブリッド体からなる不織布に種々の分子やタンパク質を担持させ、繊維内部においても担持物の活性が維持できていることを実証した。本年度は、合成時に導入するカチオン種(CaとMg)が及ぼす材料物性および細胞応答性への影響について検討した。さらに、骨芽細胞の生物機能に作用すると報告のあるデキサメタゾンをハイブリッド不織布に担持させ、細胞応答性を評価した。本年度は、カルシウムイオンに加えマグネシウムイオンに着目した。マグネシウムイオンはカルシウムイオンよりも置換不活性であり、そのためハイブリッド構造の化学的安定性を高めると予想した。また、材料から溶出するカチオン種によって細胞の生物機能が変化することが、申請者らのグループの過去の研究を含め多く報告されている。Ca-不織布およびMg-不織布を作製し、緩衝溶液等の中での化学的安定性を評価した結果、Mg-不織布は分解速度が小さく、繊維構造をより長期間維持できることがわかった。さらに、Mg-不織布上において骨芽細胞様細胞がより高い接着率を示した。キサメタゾンを導入した不織布上にて、骨芽細胞様細胞の増殖性が促進された。また、デキサメタゾンの有無に関係なく、Ca-不織布よりもMg-不織布が高い増殖性を示した。昨年度得たデータより、デキサメタゾンはその分子量から、各不織布から溶出していることがわかっており、これが有効に作用したと予想する。以上より、本材料は細胞を活性化させる物質を担持可能であり、かつ生分解性の制御性や操作性を兼ね揃えているとわかった。本年度は、基盤となるハイブリッド材料について、合成方法の確立、化学構造の解析、そして物性評価について主に進めてきた。とくに本研究課題が目指す材料設計として重要なポイントである、水のみを用いた合成方法を確立できたことで、バイオマテリアルとしての高い安全性の確保と同時に、導入するタンパク質等の成長因子の失活を抑制するのに有効と期待される。材料組成を変化させることで、ハイブリッド構造を分子レベルで制御することが可能であり、同時に分解性等の物性についても制御可能であることを見出した。つまり、生理環境下における安定性制御を確保できると考える。以上のように、本研究課題が目指す基盤材料として有効なハイブリッド材料の開発に成功した。さらに、次年度に予定していたモデルタンパク質の導入試験についてもすでに一部進行しており、本ハイブリッド材料の有用性を示す結果を徐々に得ている。詳細な解析については次年度に進める予定であるが、タンパク質の失活を抑制する機能をもつ材料として大いに期待できる状況である。以上のことから、当初の計画以上に進展しているといえる。当初の予定通り、本材料における細胞の応答性評価を行う。まずは母材(ハイブリッド不織布のみ)に対する細胞培養試験を進め、その親和性を評価する。その後、モデルタンパク質や細胞の生物機能に働きかける物質を担持させた材料に対しても培養試験を行い、細胞の応答性変化を追及する。
三陸地方における近代産業開発者,および技術者たちの系譜的研究〜新発見資料の整理と解読作業から〜

筆者は新発見の資料(約200点)の解読と整理・分類を、そしてその解析を目的として研究した。この資料は、たたら製鉄経営者である八戸藩給人・中野作右衛門が八戸藩士・蛇口伴蔵に宛てた書簡、あるいは安藤昌益の和算の道統を継承した八戸藩給人・岩泉正意らが所蔵していた書籍、あるいは英文とその翻訳を記したノ-トなどである。前者は安政4年12月に盛岡藩領釜石の大橋で試験されていた製鉄高炉の初出銑を示すもので貴重であり、後者は和算思想から近代数学思想への展開を地方において実証出来るという意味で重要である。したがって、双方とも緊急に整理・検討を要した。筆者の本研究の目的は、第1に前者の書簡類等の解読・解析とその評価をすること、第2に後者の資料の解析と評価をすること、第3にそれらをベ-スとして、三陸地方における近代産業開発者・技術者たち、とりわけ鉱山、および水産・牧畜業、新田・都市開発の関係者、そして科学技術教育の萌芽系譜を研究することである。この結果、第1点の目的は達成された。第2点ついては、(1)新発見資料の分類リスト作成、および補修,(2)新発見資料の部分的複写、あるいは完全複写と製本作業は一部を除いてほぼ終了した。第(3)点については、その一端として「幕末維新期箱館における科学技術教育と盛岡藩日新堂」などを学会誌に発表し、今後発表できる。この研究進行中に、新たな資料の発見が続いた。たとえば、洋式牧場を谷地頭(現三沢市)に開設した旧会津藩士広沢安任のもとにいたイギリス人の英文書簡がアメリカのラトガ-ス大学にある。これは、明治初期の北三陸地方の風俗や産業技術の移転・習得・発展についての需要な研究の資料ともなるものである。この総合的研究を筆者らの課題として緊急にすすめなくてはならないことを付加しておこう。
軟体動物二枚貝類の創傷時止血機構の分子レベルでの解明

ホタテガイ血球トランスグルタミナーゼ(TG)の生体内基質として,血球タンパク質230kDa,210kDaおよび100kDa成分を同定した。ついで,一次構造解析を行ない,230kDa成分についてN末端9残基とBrCN断片6成分の7-12残基の配列を明らかにした。一部にフィラミンとの相同性が認められたが230kDa成分は新規タンパク質の可能性が高い。210kDa成分はN末端がブロックされており,BrCN断片42kDa成分の8残基のみ解析できた。100kDa成分はN末端12残基とBrCN断片CN-30k,15kDaの各15残基の配列を決定したが,CN-30kDa成分の配列が既知TGと高い相同性を示したことから本成分は酵素自身と推定された。本研究では,ホタテガイ血球の細胞凝集の様子を解析するために,はじめてマイクロチャネルアレイフローアナライザー(MC-FAN)を利用し,軟体動物血球のヘモレオロジー観測を行なった。ヒト全血測定用のチップで試料通過時間を計測した結果,個体差が大きいものの,試験全体の傾向としてTGの作用する人工海水下の方がEGTA-人工海水下よりも血球通過時間が長く,ビデオ映像でも大きな凝集塊が確認でき,濁度低下も確認された。但し,EGTA中で作用する微生物TGが濁度に影響しなかったので,酵素よりもカルシウムイオンが血球凝集の主因である可能性も考えられた。また,汽水産ヤマトシジミに海産型と淡水産型のTGアイソザイムが存在することを確認した。これはヤマトシジミが塩濃度環境の変化に適応した結果であり,TGが細胞内ではなく細胞外で作用している可能性を強く支持した。以上の結果,軟体動物二枚貝類のTGは細胞外環境で血球成分を架橋重合し血球凝集を通じて創傷治癒に関与していることが示唆された。今後はcDNAクローニング等により酵素および基質タンパク質の全構造解析が必要と思われる。(1)ホタテガイ血球トランスグルタミナーゼの生体内基質タンパク質の探査血球ホモジネートを10°Cで反応させると、蛍光性アミンMDCは血球不溶性画分の230k、血球水溶性画分の100k成分に顕著に取り込まれた。MDC非存在下で架橋重合させると、反応開始5分でゲルに入らない成分が生成し、先の230k,100k成分の減少と新たに血球水溶性画分の210k成分の減少が確認され、これらが生体内基質であると推察された。このうち、特に消失の早かった230k成分について構造解析を行い、2成分のアミノ酸部分配列(MPFPVIFYVおよびIPIGDYSDK)を得た。この配列をアミノ酸配列データベース上で検索した結果、前者はミトコンドリア外膜のタンパク質との相同性が確認された。今後、230kの他の断片の解析を進め、他成分の配列分析も行う予定である。(2)創傷時酵素作用の検出生きたホタテガイに創傷を与え、経時的に創傷部を採取して解析したが、電気泳動分析では顕著な相違を検出できなかった。そこで、貝柱切片を人工海水中で保存し、表面と内部のMDC取込みを見たところ、表面部分に顕著な蛍光が見られトランスグルタミナーゼの作用が確認できた。また、表面にはGL結合も検出され、架橋重合も起こっていることが確認された。但し個体差が大きいため継続して解析する必要がある。