hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高度情報処理機能を有する運動制御システムの構築

一般に,複雑な行動を実現する様な制御器を設計することは,大変困難である為,基本行動単位で個別に設計または学習により獲得し,その後それらを組み合わせることにより,実現する行動に基づく階層化制御手法がある.これまで,環境や目的行動の変化に対して,各基本行動の出力強度を調節する事により対応する手法について提案されてきたが,そのタイミングに関しては調節できず,目的行動が周期的な場合には,十分な性能が得られなかった.そこで,本年度に置いては,この行動に基づく階層型制御構造において,タイミングを調節可能な構造へ改善し,そのタイミングを試行により経験から獲得する学習アルゴリズムを提案し,その有効性をシミュレーションにより確認した.このシミュレーションでは,名古屋大学,福田教授が1980年代後半より進めてきたサル型移動ロボットを引継いでおり,実際のサルを冗長自由度を有する7リンク平面モデルでモデル化を行い,連続移動動作を実現している.この連続移動動作では,枝から枝へ連続して渡り,一種の周期的な動作であり,この周期的な動作を安定的に実現することが重要である.よって,行動に基づく階層型制御における基本行動制御器間の出力強度のみならず,その位相差(タイミング)も学習によって調節量を決定することで,より安定した連続移動動作を実現した.この位相差は,ロボットの重心の角度及び角速度に応じファジィルールを用いて推論され,そのファジィルールを強化学習法によって決定される.一般に,複雑な行動を実現する様な制御器を設計することは,大変困難である為,基本行動単位で個別に設計または学習により獲得し,その後それらを組み合わせることにより,実現する行動に基づく階層化制御手法がある.これまで,環境や目的行動の変化に対して,各基本行動の出力強度を調節する事により対応する手法について提案されてきたが,そのタイミングに関しては調節できず,目的行動が周期的な場合には,十分な性能が得られなかった.そこで,本年度に置いては,この行動に基づく階層型制御構造において,タイミングを調節可能な構造へ改善し,その有効性をシミュレーションにより確認した.このシミュレーションでは,名古屋大学,福田教授が1980年代後半より進めてきたサル型移動ロボットを引継いでおり,実際のサルを冗長自由度を有する7リンク平面モデルでモデル化を行い,連続移動動作を実現している.この連続移動動作では,枝から枝へ連続して渡り,一種の周期的な動作であり,この周期的な動作を安定的に実現することが重要である.よって,行動に基づく階層型制御における基本行動制御器間の出力強度のみならず,その位相差(タイミング)を調節することで,より安定した連続移動動作を実現した.この行動に基づく階層型制御のアーキテクチャのみでは階層化が進み階層数が増加した場合,各層においてフィードバックループが存在するため,コントローラの計算量の増大が避けられない.そこで,フィードバック制御のみから状態のサンプリング周期を少なくし,またフィードフォワード制御化を行う.このフィードバック制御からフィードフォワード制御へ制御構造の一部が変化するアルゴリズムの確立及び,シミュレーションにおいてその有効性の確認を次年度の目標とする.一般に,複雑な行動を実現する様な制御器を設計することは,大変困難である為,基本行動単位で個別に設計または学習により獲得し,その後それらを組み合わせることにより,実現する行動に基づく階層化制御手法がある.これまで,環境や目的行動の変化に対して,各基本行動の出力強度を調節する事により対応する手法について提案されてきたが,そのタイミングに関しては調節できず,目的行動が周期的な場合には,十分な性能が得られなかった.そこで,本年度に置いては,この行動に基づく階層型制御構造において,タイミングを調節可能な構造へ改善し,そのタイミングを試行により経験から獲得する学習アルゴリズムを提案し,その有効性をシミュレーションにより確認した.このシミュレーションでは,名古屋大学,福田教授が1980年代後半より進めてきたサル型移動ロボットを引継いでおり,実際のサルを冗長自由度を有する7リンク平面モデルでモデル化を行い,連続移動動作を実現している.この連続移動動作では,枝から枝へ連続して渡り,一種の周期的な動作であり,この周期的な動作を安定的に実現することが重要である.よって,行動に基づく階層型制御における基本行動制御器間の出力強度のみならず,その位相差(タイミング)も学習によって調節量を決定することで,より安定した連続移動動作を実現した.この位相差は,ロボットの重心の角度及び角速度に応じファジィルールを用いて推論され,そのファジィルールを強化学習法によって決定される.
ｍｉＲＮＡによる悪性リンパ腫の治療効果判定予測と生物学的意義の解明

本研究課題では非ホジキンリンパ腫における血清miRNAの変動について、患者および健常人の血清を用いて定量PCR法で解析し、リンパ腫の診断や予後予測への臨床応用、さらにはその発現以上の機序について明らかにすることが目的とした。血清miR-92aの定量系(内部標準、外部標準を用いた標準化)を確立し、患者血清中でmiR-92aが極端に低下していることを明らかにし、さらに臨床病期(診断、寛解、再発時)における血清miR-92aの変動を詳しく解析したところ、診断時で著しく低下した血清中miR-92aの発現レベルは、寛解時に健常人と同レベルまで回復し、さらに再発時には診断時と同様の発現低下が見られた。本研究課題では、非ホジキンリンパ腫における血清miRNAの変動について、患者および健常人の血清を用いて定量PCR法で解析し、リンパ腫の診断や予後予測への臨床応用、さらには、その発現異常の機序について明らかにすることが目的である。初年度は、血清miR-92aの測定系の確立と、実際に臨床サンプル(非ホジキンリンパ腫患者血清)を用いて血清miR-92aの定量解析を研究計画に沿って行った。よって次年度である平成24年度は、リンパ腫組織内で高発現しているmiR-92aがなぜ血清中では低下するのかについて、血清miR-92aの周辺細胞(血管内皮細胞)の取り込み機構に着目し、そのメカニズムについて明らかにすることを目的として研究を行った。血清中のmiRNAはエクソソームに包まれて放出されることが近年話題となり、このmiRNAがモバイルRNAとして別の細胞に取り込まれシグナル伝達をしていることが明らかになってきている。実際にmiR-92aをCML(慢性骨髄性白血病)由来細胞株に導入して、その細胞が放出するエクソソームを回収して血管内皮細胞の培養系に添加すると、miR-92aがエクソソームを介して細胞間を移動し、さらに血管内皮細胞の血管新生能をエクソソーム含有miR-92aが促進する事をin vitroモデル系で証明する事に成功した。また、本研究計画に付随して、多発性骨髄腫患者における血清miR-92aの解析も行い、リンパ腫と同様に骨髄腫患者において血清miR-92aの低下が観察される事を発見し、学術論文(Yoshizawa et. al., Blood Cancer J. 2012)として報告した。本研究課題では非ホジキンリンパ腫における血清miRNAの変動について、患者および健常人の血清を用いて定量PCR法で解析し、リンパ腫の診断や予後予測への臨床応用、さらには、その発現異常の機序について明らかにすることが目的である。初年度において血清miR-92aの定量系(内部標準、外部標準を用いた標準化)を確立し、患者血清中でmiR-92aが極端に低下していることを明らかにし、組織別、臨床病期別、染色体異常、病期(診断、寛解、再発時)における血清miR-92aの変動を詳しく解析したところ、診断時で著しく低下した血清中miR-92aの発現レベルは、寛解時に健常人と同レベルまで回復し、さらに再発時には診断時と同様の発現低下が見られた。以上の研究結果は、PLoS One. 2011 (6(2):e16408)にpublishされた。よって、次年度および最終年度は、リンパ腫組織内で高発現しているmiR-92aがなぜ血清中では低下するのかについて、そのメカニズムについて明らかにすることを目的とし研究を行った。血清中のmiRNAはエクソソームという細胞小胞に包まれて細胞外へと放出され、さらには他の細胞に取り込まれて細胞間相互作用に重要な役割を示している事がこの数年の間に多数報告され、ひとつの研究分野として確立しつつ有る。実際にmiR-92aをCML(慢性骨髄性白血病)由来細胞株に導入して、その細胞が放出するエクソソームを回収して血管内皮細胞に添加し、その血管新生能の変化を評価するin vitro系で証明することに成功した。しかし、リンパ腫の細胞株(SUDHL-4)は、CML細胞株と比較してエクソソーム放出量が少ないことがNano particle tracking assayにより判明し、CML細胞を用いた系で得られた実験結果と同様の傾向は示す一方で、エクソソーム量の観点からはモデル系の構築に適していない面も存在した。初年度は血清miR-92aの定量系(内部標準、外部標準を用いた標準化)を確立した。

さらに、リンパ腫患者試料(学内倫理委員会で承認済み)を用いて血清miR-92aの定量を行い、臨床病態との関係を解析した。リンパ腫患者の末梢血由来細胞内miRNAを測定するときはsmall RNAであるU6Bをリファレンスとし、一方でリンパ腫患者血清内miRNAを測定する時はmiR-638をリファレンスとして、miR-92a発現の相対定量を行った。その結果、患者血清中でmiR-92aが極端に低下していることを明らかにし、組織別、臨床病期別、染色体異常、病期(診断、寛解、再発時)における血清miR-92aの変動を詳しく解析したところ、診断時で著しく低下した血清中miR-92aの発現レベルは、寛解時に健常人と同レベルまで回復し、さらに再発時には診断時と同様の発現低下が見られた。以上の研究結果は、PLoS One. 2011 (6(2):e16408)にpublishされた。臨床の場において、少量の血液サンプルのみで可能な非侵襲的な方法として診断活用できれば、従来のバイオマーカーより力強いツールとなると考えている。さらには、患者の治療の選択の幅が広がり、生活の質の改善も望めるものと思われる。初年度の「血清miR-miR-92aの測定」系の確立に引き続き、次年度も血清miRNA(モバイルmiRNA)の細胞間の挙動を解析するためのin vitro系の確立を行い、目的を達成する事が出来た。系の確立が順調に行われているため、最終目標であるリンパ腫の診断や予後予測への臨床応用およびその発現異常の機序の解明に向けて、今後も順調に解析を推進する事が可能であると思われる。初年度の計画に沿って研究を実施し、非ホジキンリンパ腫患者および健常人における血清miR-92aの変化について検証し、さらには組織亜型、臨床病期、予後因子別からみた血清miR-92aに違いがあるのかを明らかにし、論文発表、学会発表を行った。次年度に向けて、リンパ腫組織内で高発現しているmiR-92aがなぜ血清中では低下するのかについて、miR-92aの取り込み機構に着目し、そのメカニズムについて明らかにするための系も構築中である。最終年度に向けて、初年度と次年度で確立した解析系を用いて、最終目標であるリンパ腫の診断や予後予測への臨床応用およびその発現異常の機序の解明を行う。モバイルmiRNAを含むエクソソームを介した細胞間相互作用の研究は世界的にもまだ始まったばかりであるにもかかわらず、すでに多くの研究者による解析系が日進月歩で開発されている。よって、当初の研究計画とは異なる系による解析での比較が必要になる可能性がある。次年度は、リンパ腫組織内で高発現しているmiR-92aがなぜ血清中では低下するのかについて、そのメカニズムについて明らかにすることを目的とし、リンパ腫細胞株を用いてmiR-92aの過剰発現およびノックダウンを行い、リンパ系腫瘍細胞におけるmiR-92aの役割を解析する。市販のPre-miR miRNA precursor(AM17100)をリポフェクションし、過剰発現細胞を得る。発現抑制にはanti-miR-92a inhibitor(AM10916)を用いる。それぞれの状態の細胞を回収し、細胞増殖との関係、アポトーシスとの関係を解する。なおアポトーシスの評価はAnnexin V陽性細胞の変化およびCaspase-Glo 3/7 assay (Promega)を用いて行う。網羅的遺伝子発現解析には384-wellカード型アレイ(TaqMan Gene Signature Array)を用いる。
マイクロスケール化学実験についての研究

1.高校化学のマイクロ及びスモールスケール実験教材の開発次の(1)(4)のテーマについて,培養用のマイクロプレートを使う実験を開発し,実践した。(1)酸化還元反応についての実験教材の開発:さまざまな酸化剤,還元剤の反応のようすを明確に示す教材を開発した。(2)電池と電気分解:特別な装置も使わず,失敗なく短時間でいろいろな電気分解や電池について実験できる方法を工夫した。(3)無機イオンの定性分析についての実験教材の開発:いろいろな金属イオンの性質をプレートを使って示し,未知試料の定性分析に応用する実験を開発した。(4)アルコールの実験:ポリスチレン製の器具で実験できる,アルコール類についての実験を開発した。本研究代表者らによる一連のスモールスケール実験教材は平成9年度東レ理科教育賞佳作賞を受賞した。2.大学一般化学のマイクロスケールの実験教材の開発スピロピランのフォトクロミズムを利用した反応速度についてのマイクロスケール実験等を開発した3.高校化学におけるスモールならびにマイクロスケール実験の実施面および普及に関する研究我々が開発したスモールスケール実験教材を,東北各県および栃木県のいくつかの高校の化学担当教師に依頼し,授業として実施した。その際,試薬,器具をキット化し,生徒用ワークシートとともに配布した。また,教師ならびに生徒を対象にアンケートを行った。アンケートは,のべ9校14名の教師,840名の生徒から回収された。実施したテーマは,(1)金属イオンの性質,(2)化学平衡の実験,(3)中和滴定ならびに(4)電気分解の実験である。その結果,(1)生徒の積極的な取り組み,(2)実験準備,指導,片付けにかかる教師の負担の軽減.(3)廃液の減量,(4)短時間で実施できる等高い評価が得られた。1.高校化学のマイクロスケールの実験教材の開発培養用のマイクロプレートを使うマイクロスケール実験を次の(1)(3)のテーマについて開発し,マニュアルを作成した。(1)酸化還元反応についての実験教材の開発:さまざまな酸化剤,還元剤の反応のようすを明確に示す教材の開発を行った(日本化学会第74春季年会発表予定)。(2)イオン化傾向,電池についての実験教材の開発:いろいろな金属と金属イオンの水溶液を用いる標記の実験を1枚のプレートで示すことができる実験を開発した(平成9年度東北地区化学教育協議会発表)。(3)電気分解の実験: 1枚のプレートでいろいろな電気分解を展開できる教材を開発した(日本化学会第72会春季年会発表)。2.大学一般化学のマイクロスケールの実験教材の開発:化学反応速度および金属イオンの定性分析についてのマイクロスケール実験を開発した(平成9年度東北地区化学教育協議会発表)。また,スピロピランのフォトクロミズムを利用した反応速度のマイクロスケール実験を発展させた。3.高校化学におけるスモ-ルならびにマイクロスケール実験の実施面に関する研究我々が開発したスモ-ルならびにマイクロスケール実験教材を,宮城,山形,栃木,秋田の各県のいくつかの高校の化学担当教師に依頼し,高校の授業として実施した。その際,試薬,マイクロスケール用実験器具,実験マニュアルを配布し,教師ならびに生徒を対象にアンケートを行った。アンケートは,5校8名の教師,10クラスの生徒から回収された。その結果,(1)生徒の積極的な取り組み,(2)実験準備,指導,片付けにかかる教師の負担の軽減,(3)廃液の減量,(4)短時間で実施できる等高い評価が得られた。

1.高校化学のマイクロ及びスモールスケール実験教材の開発次の(1)(3)のテーマについて,培養用のマイクロプレートを使う実験を開発し,実践した。(1)酸化還元反応についての実験教材の開発:さまざまな酸化剤,還元剤の反応のようすを明確に示す教材を開発した(日本化学会第74春季年会,第15回国際化学教育会議発表)。(2)無機イオンの定性分析についての実験教材の開発:いろいろな金属イオンの性質をプレートを使って示し,未知試料の定性分析に応用する実験を開発した(平成10年度東北地区化学教育協議会発表)。(3)アルコールの実験:種々のアルコールの性質を示す実験を開発した(同上発表)。2.大学一般化学のマイクロスケールの実験教材の開発スピロピランのフォトクロミズムを利用した反応速度についてのマイクロスケール実験を開発した(日本化学会第75秋季年会発表,第5回国際ソーラーエネルギー貯蔵並びに応用光化学会議発表予定)。また,緩衝溶液及びイオン交換体についてのマイクロスケール実験を開発し実践した。3.高校化学におけるスモールならびにマイクロスケール実験の実施面に関する研究我々が開発したスモールスケール実験教材を,東北各県および栃木県のいくつかの高校の化学担当教師に依頼し,授業として実施した。その際,試薬,器具をキット化し,実験マニュアル,生徒用ワークシートとともに配布した。また,教師ならびに生徒を対象にアンケートを行った。アンケートは,9校13名の教師,18クラスの生徒から回収された。実施したテーマは,(1)金属イオンの性質,(2)化学平衡の実験,(3)中和滴定ならびに(4)電気分解の実験である。その結果,(1)生徒の積極的な取り組み,(2)実験準備,指導,片付けにかかる教師の負担の軽減,(3)廃液の減量,(4)短時間で実施できる等高い評価が得られた(東北地区化学教育協議会発表)。
矩形ビームモードを利用した応力場制御によるレーザ割断加工の高精度化

ガラス基板に対して有効な割断加工であった、表層溝状き裂の板厚方向進展機構を単結晶シリコン基板に対しても適用し,その有効性について検証した.その結果,レーザエネルギーの裏面吸収による表裏温度差を起因とする亀裂進展効果は観測されず,表層溝状初期欠陥を起点とした板厚方向のき裂進展は,一定速度で走査されるレーザスポットの前後に生ずる周方向引張応力によるものであることが明らかとなった.実験に使用したレーザの波長域はシリコンに対して透過性が高いと考えられているが,表層でのエネルギー吸収による基板温度の上昇が著しい吸収率上昇を引き起こすことが同現象の原因であると考えられる.上記の応力分希を形成して,き裂の板厚方向進展機構をシリコンウェハに適用し,加工条件の最適化のため,レーザ出力,走査速度,ビームスポット径を変化させてレーザ割断加工実験を行った.実験に供した資料は両面研磨済みのウエハ(t=0.7mm)であり,ダイヤモンドスクライバを用いて表層に溝状き裂を導入した.実験結果から,従来からシリコンウェハのダイシング(切り分け,小片化)工程に使用されているダイヤモンドブレード切断を上回る加工速度を達成可能な加工条件を見出した.この速度は,基板の水冷却をともなわないレーザ割断加工の速度としては最高のものである.また,加工品質のばらうきを抑えるとともに加工に,要するレーザ出力を抑制してレーザ照射部近傍に生じる損傷軽減するごとを目的として,ド今イェッチングによって表層溝欠陥を導入したウェハを作成し,これを資料とした割断実験を行った.加工条件を変化させた試行により,エッチングにより形成した欠陥を起点としたき裂進展・割断加工が可能であることを示した.本研究では,レーザ光のビームモードによって照射部に生じる熱応力場を制御し,これによって脆性材料基板の割断加工の高精度化を目標としている.本年度は,導入した半導体レーザシステムを基として,既存設備であるマシニングセンターに組み込み,複雑形状パスの割断加工に対応可能な実験装置を構成した.また,同加工法の基本的特性について調査することを主たる目的として,基本的なビームモードであるガウシアンビーム照射による加工実験を行った.照射によって生じる熱損傷を最小限に抑え,かつ確実にき裂を進展させて割断加工により基板を切り分けるための条件について調査し,結果を国際会議投稿論文として発表した(次頁).き裂を進展させるのに必要とされる応力拡大係数を生じさせる臨界温度については,光ファイバと光電変換素子とを組み合わせた非接触式の二色温度計を用いて実験的に明らかとした.基板保持と冷却の効果を併せ持った冷凍チャックを適用することで熱損傷を起こさずに割断加工を行い基板分離が可能であることを示した.そして,パルスレーザを使用して同加工を行うことで,基板冷却機構を用いずとも基板熱損傷を抑制できることを示した.理論的な解析では,照射部の温度とともに,き裂先端と照射点間距離が大きく応力拡大係数に影響することを示し,パルスレーザによる割断加工におけるパルス周波数,レーザ出力,レーザ走査速度,レーザパルス幅の最適条件を定める指針を明らかとした.本研究では,レーザ光のビームモード(エネルギー密度分布)の変化によって照射部に生じる熱応力場を制御し,これによって脆性材料基板のレーザ割断加工の高精度化を目標としている.本年度は,従来のシリコンウエハから加工対象材料を広げて,ガラス基板のレーザ割断加工実験を行った.昨年度の本課題の研究成果から,パルスレーザを使用して割断加工を行うことで,基板冷却機構を用いずとも基板熱損傷を抑制できることがわかっているので,パルスレーザを使用して実験を行なった.本課題とは別途に,研究代表者が考案した新たなレーザ割断加工法を本研究課題も適用した.本加工法の特徴は,ガラスを透過する波長のレーザ光を使用するので基板表面ではエネルギー吸収せず,基板裏面にコーティングされた吸収剤あるいは基板を設置したテーブル面にてエネルギーを吸収することにある.このため,テーブル上に設置した基板に対して初期欠陥導入およびレーザ照射をともに表面から行ないつつも,初期欠陥位置と加熱による温度上昇部は基板表裏に分かれている.レーザ割断加工時のAE波測定の結果から,照射による温度上昇過程中に割断加工の主メカニズムであるき裂進展が起こるのに対し,割断面のエッジ部に生ずるチッピング(欠け)は過剰な温度上昇によって照射部の溶融・再凝固によって引き起こされることが明らかとなっている.したがって,今回の実験方法によって初期欠陥部の温度上昇を抑制して割断することが可能となり,品質の高いレーザ割断が行なえることを示した.ガラス基板に対して有効な割断加工であった、表層溝状き裂の板厚方向進展機構を単結晶シリコン基板に対しても適用し,その有効性について検証した.その結果,レーザエネルギーの裏面吸収による表裏温度差を起因とする亀裂進展効果は観測されず,表層溝状初期欠陥を起点とした板厚方向のき裂進展は,一定速度で走査されるレーザスポットの前後に生ずる周方向引張応力によるものであることが明らかとなった.実験に使用したレーザの波長域はシリコンに対して透過性が高いと考えられているが,表層でのエネルギー吸収による基板温度の上昇が著しい吸収率上昇を引き起こすことが同現象の原因であると考えられる.上記の応力分希を形成して,き裂の板厚方向進展機構をシリコンウェハに適用し,加工条件の最適化のため,レーザ出力,走査速度,ビームスポット径を変化させてレーザ割断加工実験を行った.

実験に供した資料は両面研磨済みのウエハ(t=0.7mm)であり,ダイヤモンドスクライバを用いて表層に溝状き裂を導入した.実験結果から,従来からシリコンウェハのダイシング(切り分け,小片化)工程に使用されているダイヤモンドブレード切断を上回る加工速度を達成可能な加工条件を見出した.この速度は,基板の水冷却をともなわないレーザ割断加工の速度としては最高のものである.また,加工品質のばらうきを抑えるとともに加工に,要するレーザ出力を抑制してレーザ照射部近傍に生じる損傷軽減するごとを目的として,ド今イェッチングによって表層溝欠陥を導入したウェハを作成し,これを資料とした割断実験を行った.加工条件を変化させた試行により,エッチングにより形成した欠陥を起点としたき裂進展・割断加工が可能であることを示した.
修飾タンパク質の生理的影響

粉末系、50°C、RH75%の条件下で調製された糖(グルコース)修飾タンパク質(カゼイン、大豆タンパク質およびウシ血清アルブミン)の生理的影響について検討した.1)修飾タンパク質の消化・吸収:糖修飾タンパク質(ウシ血清アルビミン、BG)を試料とした,in vitroではpepsin-pancreatin系消化酵素を用いた。消化の後半でBGの消化速度が遅くなることがわかった。また、遊離するアミノ酸生成量は対照>BGであった。修飾タンパク質の消化率の低下は、その構造変化のためだけではなく、酵素活性を阻害する低分子反応生成物の存在が示唆された。in vivoでは、BG及びその対照をそれぞれ飼料に添加、摂食2時間後の小腸上部及び中部の内容物のペプチドパターンをみた。BG群の消化管内容物は対照群と比べて量的な差はあるが、ペプチドパターンはほとんど同じであった。2)修飾タンパク質の尿素サイクルへの影響:大豆タンパク質及びカゼインの糖修飾タンパク質を調製し、ラットに与え、経時的に血中および尿・糞中の尿素窒素、クレアチニン、窒素量を測定した。血中の尿素窒素の経時的変動は大きくなく、尿中の尿素窒素及びクレアチニンには差がない。修飾タンパク質は尿素サイクルには影響を及ぼさないと推測された。3)低分子生成物の生理的影響:カルボニル化合物との反応によりタンパク質が修飾されると同時に、タンパク質の分解が起こり、ペプチド結合が切断され、遊離アミノ酸や二次的にいろいろな低分子成分が生じる。Glycineと糖との反応物について検討し、これらの反応生成物の低分子画分はラットの腸管吸収の際にグルコース、トリグリセライド及びアミノ酸の吸収に影響することが推測された。7年度はグルコースによって修飾されたタンパク質の消化・吸収について検討した。即ち、グルコースによって修飾されたタンパク質(カゼイン、大豆タンパク質および牛血清アルブミン)がin vitroおよびin vivoでどの様な消化過程をたどるかを検討した。1)修飾タンパク質の調製:グルコースによって修飾されたタンパク質は、主に必須アミノ酸であるリジン、アルギニンおよびトリプトファンが損傷する。本研究に用いた修飾タンパク質はリジンの損傷率を修飾の指標とした。即ち、タンパク質中のリジンを測定し、50%損傷する反応条件下(50°C,RH75%、粉末系で所定時間)で試料を調製した。2)修飾タンパク質のin vitro消化:1)で調製した修飾タンパク質(カゼイン、大豆タンパク質、牛血清アルブミン(BSA)を用いペプシン-パンクレアチン系消化実験を行なった。これらの酵素消化物について限外濾過による分子量分画を行い、それぞれの画分(未分画、1,000以下、1,000-3,500、3,500以上)の窒素量を測定して、酵素消化物の分子量分布を比較した。また各画分の構成アミノ酸(アミノ酸分析計を用いて)を比較した。15時間までは対照と同程度に遊離アミノ酸を生じるが15時間以降、遊離アミノ酸の生成量が少なくなった。3)ラット腸管膜消化酵素を用いた消化実験:ラット腸管膜消化酵素による実験では、遊離するアミノ酸生成量は対照>修飾タンパク質>低分子成分生成物の順であった。修飾タンパク質の消化率の低下はその構造変化のためだけではなく、酵素活性を阻害する低分子反応生成物の存在が示唆された。4)修飾タンパク質のin vivo消化と生体との関係:in vivoでは、Wistar系雄ラット(体重200g)に修飾タンパク質およびその対照をそれぞれ飼料に添加、摂食2時間後の門脈から吸収したアミノ酸の存在量を求め比較、また消化管内容物を採取し、小腸上部および下部の内容物のペプチドパターンをみた。

修飾タンパク質を与えた群のラットの消化管内容物と対照とを比べると、量的な差はあるが、ペプチドパターンは殆ど同じであった。グルコース(糖)によって修飾されたタンパク質の生理的影響を検討し、以下の結果を得た。1)修飾タンパク質の消化・吸収:糖修飾タンパク質(カゼイン、大豆タンパク質、牛血清アルブミン)を調製した。未透析性修飾タンパク質(RM)と透析処理した非透析性修飾タンパク質(BC)を試料として、in vitroのpepsin-pancreatin系消化酵素を、20時間作用させた。消化の後半でBCの消化速度が遅くなることがわかった。また、ラット腸管膜消化酵素を用いた実験では、遊離するアミノ酸生成量は対照>BC>RMの順であった。修飾タンパク質の消化率の低下は、その構造変化のためだけではなく、酵素活性を阻害する低分子反応生成物の存在が示唆された。in vivoでは、BC及びその対照をそれぞれ飼料に添加、摂食2時間後の小腸上部及び下部の内容物のペプチドパターンをみた。BC群の消化管内容物は対照群と比べて量的な差はあるが、ペプチドパターンは殆ど同じであった。2)修飾タンパク質の尿素サイクルへの影響:大豆タンパク質及びカゼインの糖修飾タンパク質を調製し、ラットに与え、経時的に血中および尿・糞中の尿素窒素、クレアチニン、窒素量を測定した。血中の尿素窒素の経時的変動は大きくなく、尿中の尿素窒素及びクレアチニンには差がない。修飾タンパク質は尿素サイクルには影響を及ぼさないと推測された。3)低分子生成物の生理的影響:カルボニル化合物との反応によりタンパク質が修飾されると同時に、タンパク質の分解が起こり、ペプチド結合が切断され、遊離アミノ酸や二次的にいろいろな低分子成分が生じる。低分子生成物を含んだ修飾タンパク質、アマドリ転位生成物及びAlgと糖との反応物について検討し、これらの反応生成物の低分子画分はラットの腸管吸収の際にアミノ酸の吸収を阻害し、また、アミノ酸の再吸収を阻害する働きがあることが推測された。
Klotho蛋白によるNa, K-ATPaseのリサイクリング調節機構の研究

免疫沈降と質量分析によってα-klothoの結合蛋白の一つとしてNa+,K+ATPaseを見いだした。この結合は腎臓、上皮小体、脈絡膜において確認された。α-Klotho・Na+,K+ATPase複合体はER,Golgi体で観察され、Endosome分画に蓄積していた。細胞外カルシウム濃度の低下に素早く応答してNa+,K+ATPaseの細胞表面へのリクルートが誘導され、Na+,K+ATPaseの機能が亢進する。しかし、α-klothoノックアウトマウスではこのような応答は観察されず、この応答はα-Klothoに依存していた。また、Na+,K+ATPaseの細胞表面へのリクルートとα-Klotho蛋白の分泌が同時に起こり、相関していた。これらの事実は、Na^+,K^+-ATPaseの細胞表面への移動はConventional pathwayとa-Klotho dependent pathwayの2つのシステムからなっており、細胞外のカルシウム濃度が低下するとその低下を細胞表面に存在するセンサー分子が感知し、そのシグナルがα-Klotho・Na+,K+ATPase複合体,あるいは複合体を持つ分泌顆粒に伝わり、α-Klotho蛋白の膜貫通ドメイン近傍での切断、Na+,K+ATPaseとの解離がおこり、Na+,K+ATPaseの細胞表面への移動とα-Klothoの分泌がおこることを強く示唆している。α-klotho遺伝子は腎遠位尿細管においてカルシウム再吸収制御を担う細胞(TRPV5,CalD28K,NCX-1発現細胞)で発現しており、細胞外カルシウム濃度の低下に伴い大量のα-Klotho蛋白が速やかに分泌することから、血清カルシウム濃度の低下に伴い、細胞表面のNa+,K+ATPase量が瞬時に増大し、作り出されたNa+の濃度勾配の変化に依存して腎遠位尿細管におけるカルシウムの再吸収が増加することが示唆された。同様の機構は脈絡膜でも血液から脳脊髄液へのカルシウムの輸送においても機能している。また、細胞外カルシウム濃度の低下によって引き起こされるPTHの分泌もNa+,K+ATPaseの細胞表面へのリクルートによって制御されていることが明らかとなった。更に、α-klotho遺伝子変異患者の解析から、マウスのみならずヒトに於いてもα-Klothoはカルシウム代謝、リン代謝の制御因子であることを証明した。α-Klotho(I型膜蛋白)は腎遠位尿細管、上皮小体、脈絡膜で発現し、これらの組織の細胞内に多量に存在し、その一部はNa+,K+ATPaseと結合していた。抗α-Klotho抗体による免疫沈降と質量分析によって野生型脈絡膜からは沈降するが変異マウスの脈絡膜からは沈降しない蛋白の同定を試み、結合蛋白の一つとしてNa+,K+ATPaseを見いだした。また、逆にNa+,K+ATPaseのα1-subunitに対する抗体で免疫沈降するとα-Klothoが共沈することがわかり、α-Klotho蛋白がNa+,K+ATPaseと結合していることを確認した。更に、この結合は腎臓、上皮小体においても確認された。脈絡膜におけるNa+,K+ATPaseの活性(K+の細胞内への輸送をミミックする86Rbの取り込み量を解析)、及び細胞表面量(特異的リガンドである3Hウアバインの結合量を測定)を解析し、細胞外カルシウム濃度の低下に素早く応答してNa+,K+ATPaseの細胞表面へのリクルートが誘導され、Na+,K+ATPaseの機能が亢進することが示めされた。しかし、α-Klothoノックアウトマウスの脈絡膜ではこのような応答は観察されず、この応答はα-Klothoに依存していた。また、α-Klotho蛋白は膜貫通ドメイン近傍で切断されて分泌されるが、Na+,K+ATPaseの細胞表面へのリクルートとα-Klotho蛋白の分泌が同時に起こり、相関していた。さらに、α-Klotho・Na+,K+ATPase複合体はER,Golgi体で観察され、Early Endosome分画(おそらくrecycling endosome)に蓄積していた。これらの事実は細胞外のカルシウム濃度が低下すると、その低下を細胞表面に存在するセンサー分子が感知し、そのシグナルがα-Klotho・Na+,K+ATPase複合体,あるいは複合体を持っ分泌顆粒に伝わり、α-Klotho蛋白の膜貫通ドメイン近傍での切断、Na+,K+ATPaseとの解離がおこり、Na+,K+ATPaseの細胞表面へのリクルートとα-Klothoの分泌がおこることを強く示唆している。これらの事実は、Na^+,K^+-

ATPaseの細胞表面への移動はConventional pathwayとa-Klotho dependent pathwayの2つのシステムからなっており、細胞外のカルシウム濃度が低下するとその低下を細胞表面に存在するセンサー分子が感知し、そのシグナルがα-Klotho・Na+,K+ATPase複合体,あるいは複合体を持つ分泌顆粒に伝わり、α-Klotho蛋白の膜貫通ドメイン近傍での切断、Na+,K+ATPaseとの解離がおこり、Na+,K+ATPaseの細胞表面への移動とα-Klothoの分泌がおこることを強く示唆している。α-klotho遺伝子は腎遠位尿細管においてカルシウム再吸収制御を担う細胞(TRPV5,CalD28K,NCX-1発現細胞)で発現しており、細胞外カルシウム濃度の低下に伴い大量のα-Klotho蛋白が速やかに分泌することから、血清カルシウム濃度の低下に伴い、細胞表面のNa+,K+ATPase量が瞬時に増大し、作り出されたNa+の濃度勾配の変化に依存して腎遠位尿細管におけるカルシウムの再吸収が増加することが示唆された。同様の機構は脈絡膜でも血液から脳脊髄液へのカルシウムの輸送においても機能している。また、細胞外カルシウム濃度の低下によって引き起こされるPTHの分泌もNa+,K+ATPaseの細胞表面へのリクルートによって制御されていることが明らかとなった。更に、α-klotho遺伝子変異患者の解析から、マウスのみならずヒトに於いてもα-Klothoはカルシウム代謝、リン代謝の制御因子であることを証明した。
経済的中枢管理機能よりみた先進資本主義国の都市システムの比較研究

経済的中枢管理機能を通して先進資本主義国の都市システムを検討することを今研究の第一の目的とし,あわせて既に報告している日本の事例と比較することを第二の目的とした.先進資本主義国として,アメリカ合衆国,イギリス,フランス,西ドイツ,大韓民国をとりあげた.年度の前半は資料の閲覧収集に重点をおき,その結果,イギリスを除く諸国については検討に充分な資料の存在が確認できた.アメリカ合衆国,フランス,西ドイツについては,第二次大戦後今日にいたるまでの時系列的な分析を可能にする資料が存在することがわかり,既に一部は複写を完了し,分析を開始した.大韓民国については,毎日経済新聞社の『会社年鑑』が最適資料と認められたので,分析を行った.その結果を学術雑誌『経済地理学年報』に投稿し,掲載が決定している.経済的中枢管理機能からみた大韓民国の都市システムは,ソウルを頂点に,釜山・大邱・仁川・光州を第二階層,全州・馬山・原州・大田を第三階層,その他の都市といった4つの階層に分けられることが判明した.しかも,ソウルの卓越度はきわめて大きく,韓国第二位の都市である釜山もソウルにははるかに及ばない.これを既発表の日本の場合と比較すると,日本においては首都東京の卓越度が大きいことは韓国の場合と同様であるが,その卓越度はソウルの方が大である.しかも,大阪,名古屋や広域中心都市にかなりの高次都市機能が集積している日本と比べると,韓国の場合は,釜山以下の諸都市が日本に比べて未発達であり,そのこともあってソウルの卓越度がより大きくなっているといえよう.首都の卓越度が大きい傾向は,現在分析中のフランスにおいても認められる.しかし,西ドイツやアメリカ合衆国においては状況は異なるようである.このような都市システムの類似性と相違性,ならびにその要因の比較検討を今後すすめていく予定である.経済的中枢管理機能を通して先進資本主義国の都市システムを検討することを今研究の第一の目的とし,あわせて既に報告している日本の事例と比較することを第二の目的とした.先進資本主義国として,アメリカ合衆国,イギリス,フランス,西ドイツ,大韓民国をとりあげた.年度の前半は資料の閲覧収集に重点をおき,その結果,イギリスを除く諸国については検討に充分な資料の存在が確認できた.アメリカ合衆国,フランス,西ドイツについては,第二次大戦後今日にいたるまでの時系列的な分析を可能にする資料が存在することがわかり,既に一部は複写を完了し,分析を開始した.大韓民国については,毎日経済新聞社の『会社年鑑』が最適資料と認められたので,分析を行った.その結果を学術雑誌『経済地理学年報』に投稿し,掲載が決定している.経済的中枢管理機能からみた大韓民国の都市システムは,ソウルを頂点に,釜山・大邱・仁川・光州を第二階層,全州・馬山・原州・大田を第三階層,その他の都市といった4つの階層に分けられることが判明した.しかも,ソウルの卓越度はきわめて大きく,韓国第二位の都市である釜山もソウルにははるかに及ばない.これを既発表の日本の場合と比較すると,日本においては首都東京の卓越度が大きいことは韓国の場合と同様であるが,その卓越度はソウルの方が大である.しかも,大阪,名古屋や広域中心都市にかなりの高次都市機能が集積している日本と比べると,韓国の場合は,釜山以下の諸都市が日本に比べて未発達であり,そのこともあってソウルの卓越度がより大きくなっているといえよう.首都の卓越度が大きい傾向は,現在分析中のフランスにおいても認められる.しかし,西ドイツやアメリカ合衆国においては状況は異なるようである.このような都市システムの類似性と相違性,ならびにその要因の比較検討を今後すすめていく予定である.
チタン機能性表面酸化膜の構造制御と自己規則化

1.自己規則化多孔質アノード酸化皮膜の形成多孔質アノード酸化皮膜を形成するための新規電解液としてリン酸塩を含む高温グリセリン溶液を用い,研究を展開した。チタンでは,アノード酸化時の皮膜結晶化に起因するガス発生と皮膜溶解のため,多孔質皮膜は得られなかったが,合金化し,アノード酸化皮膜の結晶化を抑制することで自己規則化多孔質皮膜の形成に成功した。この皮膜はフッ化物水溶液中で得られるナノチューブ状膜ではなく,一般的なアノード酸化多孔質アルミナに近い形態となっていた。この新規電解液と水溶液電解液との違いを明らかにするために,アルミニウムを高温グリセリン溶液中でアノード酸化し,水溶液中と同じように生成電圧によってセルサイズが変化することを明らかとした。2.バリア型アノード酸化皮膜の構造制御アノード酸化チタニアの結晶化を抑制するために,合金化を行い,結晶化の機構とその抑制法の確立を行った。チタンの場合,結晶化は酸化物が皮膜/素地界面で生成する際に生じるが,合金化すると,この界面での結晶化は抑制されるが,アノード酸化前に存在する大気酸化皮膜を基点として結晶化が進行する。しかし,合金化によって大気酸化皮膜中にも合金元素イオンが存在する場合,酸化皮膜の改質により,結晶化は効果的に抑制できる。3.火花放電アノード酸化による硬質膜の形成アノード酸化皮膜の絶縁破壊に伴って発生する火花放電を利用して,高結晶性で硬質なアノード酸化皮膜を各種実用チタン材料上に形成した。電解液としてアルミン酸塩を含むアルカリ溶液を用い,チタン酸アルミニウムを主体として硬度が6GPa程度の酸化膜を各種チタン材料に形成できることを示した。生成挙動はチタン材料に依存したが,高電圧までアノード酸化することで,いずれの酸化膜にも同等の酸化膜が生成した。本年度は,チタンアノード酸化皮膜の異種金属イオンの導入による構造制御に関して研究を行った。まず,マグネトロンスパッタ法を用いて,チタンへタングステンを添加した合金を作製し,そのアノード酸化皮膜の構造と誘電特性に及ぼすタングステン添加量の影響について調べた。チタンへ10at%程度のタングステンを添加すると,チタンアノード酸化皮膜の結晶化は抑制され,純チタン上では10V程度のアノード酸化電圧で起こる結晶化が100V近くまで起こらなくなった。さらにタングステン添加量を増やすと,結晶化電圧は上昇した。結晶化が起こると,結晶性酸化物の周りにガスバブルが生成するが,そのガスバブルには,高圧の酸素ガスが存在していることを真空下で皮膜をスクラッチし,放出ガスを質量分析計で分析することにより,初めて確認した。このようにタングステンを添加することで,この結晶化とガス発生を効果的に抑制し,緻密な酸化皮膜が形成できた。タングステン酸化物は比較的誘電率が大きいので,20at%程度タングステンを添加してもチタン酸化物の高い電気容量を維持することから,新規キャパシタの誘電体として可能性があることが示された。また,Ti-Zr合金系で,緻密な結晶性アノード酸化皮膜を形成するジルコニウムリッチな組成での電気容量の異常な増大現象について,詳細な検討を行った。その結果,電気容量と皮膜の結晶構造とに相関があり,皮膜組成の変化による単斜晶ZrO_2から正方晶もしくは立方晶ZrO2構造への変化が皮膜の電気容量の大きな増大の原因となっていることが明らかとなった。

まず,リン酸塩含有高温グリセリン溶液中では,チタンのアノード酸化皮膜の溶解速度が大きく,厚い多孔質皮膜を生成することは容易でないことが明らかとなった。そこで,基礎的知見を蓄積する目的でアルミニウムを用いて、リン酸塩濃度,電解液の酸塩基性,生成電圧,アノード酸化時間がアノード酸化皮膜の多孔質構造にどのように影響するかを検討した。多孔質皮膜は酸性水溶液中と同じようなセル構造を持ち,そのサイズは生成電圧に依存すること,K_3PO_4を含む塩基性の電解液ほど酸化膜の溶解が激しいこと,さらにリン酸濃度の上昇も酸化皮膜の溶解を促進する。この電解液の特徴として,リン酸アニオンの皮膜内への封入量がかなり少ないことが挙げられる。誘電体バリアー型アノード酸化皮膜に関しては,最も少ない添加量でチタンアノード酸化皮膜の結晶化を抑制できるシリコン添加の添加量の影響について検討を行った。シリコンを6at%以上添加すると結晶化は抑制できるが,添加量の増大とともに酸化皮膜の電気容量は大きく減少する。これは皮膜厚さの減少以上にシリコンが皮膜に封入されることによる誘電率の低下が大きいためであることがわかった。チタンアノード酸化皮膜の結晶化についての理解を深めるために,ニオブアノード酸化皮膜の結晶化について詳細に検討を行った。アノード酸化前に存在する大気酸化皮膜が結晶性酸化物の核発生サイトとなること,核発生サイトとなる領域に異種元素種を導入すると結晶化や抑制されること,素地のラフネスの増大は結晶化を抑制する効果があるなど非常に興味ある知見が得られた。β-チタン合金の火花放電アノード酸化により,この合金の耐摩耗性を大幅に改善できるコーティングにも成功した。チタンの多孔質皮膜形成に関して,リン酸塩を含む高温グリセンリン溶液中におけるアノード酸化では,チタンの溶解と共に,酸素ガス発生が盛んに起こることが確認された。ガス発生は酸化膜の結晶化と関連することを以前明らかにしていたため,その結晶化を抑制するために,チタンをケイ素と合金化したところ,10nm程度のポア径を有する自己規則化多孔質皮膜を形成することに成功した。同様な多孔質皮膜はニオブでも形成し,この場合皮膜生成反応は拡散支配になることから,溶液中に含まれる微量水分が反応種であり,酸化膜の酸素供給源であることを明らかにした。多孔質皮膜の形成では,一般的にはフッ化物系水溶液が用いられているが,生成した酸化膜の密着性が悪いといった問題点がある。これは,フッ化物イオンが皮膜成長時に皮膜/素地界面に濃縮することと関連していると推定されていたが,本研究では,Ti-Si合金上にバリア型アノード酸化皮膜を生成する際にフッ化物イオンが高速で素地側へ移動し,素地との界面に濃縮することを確認した。さらにその移動速度がO^<2->イオンの2倍であることを初めて明らかとした。バリア型チタンアノード酸化皮膜の結晶化抑制に関して,Ti-Si合金のシリコン添加量を増やすと大気酸化皮膜中のシリコン濃度が増え,これにより結晶化の起点となる大気酸化皮膜の改質が生じ,結晶化が起こらなくなることを確認した。また,このアノード酸化皮膜を熱処理すると,250°Cで外層のシリコンを含まない層が結晶化するが,リン酸アニオンなどを電解液から封入することで熱結晶化も抑制できることを明らかとした。
レーザーキャプチャーマイクロダイセクションを用いた花弁内組織別遺伝子発現解析

レーザーキャプチャーマイクロダイセクションにより,カーネーション花弁から表皮組織,柔組織および維管束から細胞を単離し,組織間での遺伝子発現の違いを明らかにした.また,マクロアレイ解析により,花弁屈曲部柔細胞の向軸側と背軸側との間での遺伝子発現の違いを明らかにした.脂質輸送タンパク質をコードする遺伝子DcLTP1は花弁舷部表皮において比較的高い発現レベルを示す一方で,屈曲部花弁柔組織では向軸側で発現が顕著であった.レーザーキャプチャーマイクロダイセクションにより,カーネーション花弁から表皮組織,柔組織および維管束から細胞を単離し,組織間での遺伝子発現の違いを明らかにした.また,マクロアレイ解析により,花弁屈曲部柔細胞の向軸側と背軸側との間での遺伝子発現の違いを明らかにした.脂質輸送タンパク質をコードする遺伝子DcLTP1は花弁舷部表皮において比較的高い発現レベルを示す一方で,屈曲部花弁柔組織では向軸側で発現が顕著であった.1.LCMによる花弁内組織の回収と開花関連遺伝子の組織特異的発現の実証以下の実験操作を通して、レーザーキャプチャーマイクロダイセクション(LCM)を用いて、カーネーション花弁から細胞を回収し、良質のRNAを抽出するための条件を検討した。(1)細胞回収条件として、(1)回収に用いるバッファーの種類(A社のバッファー1または2)、(2)回収にかける時間(RNAの分解を防ぐためできるだけ短くする必要がある)、(3)一度のRNA抽出に投入する細胞量(=組織切片の枚数、多いほど望ましいが、RNA抽出までの保存期間が限られるため、時間的、労力的に限度がある)を検討した。得られた細胞から微量RNA抽出キットを用いてRNAを抽出し、その後バイオアナライザーによりRNAの濃度、品質の分析を行った。その結果、花弁柔細胞から良質のRNA(RNAの分析の結果、リボソームRNAのピークが認められる)を抽出することに成功した。(2)抽出されたRNAは微量であったため、RNA増幅キットを用いて増幅、cDNA合成を行った。(3)得られたcDNAを鋳型としてRT-PCRを行った結果、適当なサイクル数で、アクチンやユビキチンをコードする遺伝子(ハウスキーピング遺伝子)やアクアポリン遺伝子の断片を増幅することができ、得られたサンプルをPCRによる遺伝子発現解析に用いることが可能であると考えられた。今後、同様の方法で表皮および維管束からも細胞を回収し、リアルタイムRT-PCRにより組織間で遺伝子発現量を比較する予定である。2.マクロアレイ解析による花弁屈曲に関与する遺伝子の探索受託サービスを利用し、マクロアレイ解析に用いるカスタムプローブのデザインを行った(約650個のターゲット遺伝子のそれぞれにつき6種類)。1.LCMによる花弁内組織の回収と開花関連遺伝子の組織特異的発現の実証レーザーキャプチャーマイクロダイセクション(LCM)を用いて、カーネーション展開期花弁舷部の表皮組織、柔組織および維管束から細胞を回収し、得られた細胞からRNAを抽出した後、cDNAを合成した。RT-PCRにより、花弁生長との関連が予想される16遺伝子について、上記組織間での発現レベルの比較を行った。さらに、リアルタイムRT-PCRにより、上記組織間でのDcLTP1、DcLTP2(脂質輸送タンパク質遺伝子)およびDcPIP(アクアポリン遺伝子)の発現レベルの比較を行った。DcLTP1およびDcLTP2の発現レベルは、当初予想していた通り、表皮組織において顕著に高いことがわかった。また、DcPIPの発現レベルは、柔組織で高い傾向にあった。2.マクロアレイ解析による花弁屈曲に関与する遺伝子の探索マクロアレイ解析により、展開期花弁の屈曲部の向軸側柔細胞および背軸側柔細胞の間で発現レベルに差のある遺伝子を探索した。その結果、カーネーション由来の646件のcDNAのうち、発現レベルが背軸側に比べ向軸側で3倍以上高いもの((1))が28個、高い傾向のもの((2))が51個、向軸側に比べ背軸側で3倍以上高いもの((3))が6個、高い傾向のもの((4))が342個見いだされた。このことから、展開期花弁屈曲部柔細胞において多くの遺伝子の発現に軸性があることが明らかになった。また、このうち、花弁屈曲との関連が予想される(1)のグループの中には、DcLTP1およびDcLTP2が含まれていた。本研究で得られた成果は、花弁での遺伝子発現における組織特異性および軸性に関する新たな知見を加えるものであり、開花過程の分子機構の解明に寄与し、園芸学的、植物生理学的に重要な意義があると考えられる。
魚類生殖腺の性分化の内分泌学的研究

1)バイオテクノロジーにより遺伝的にコントロールされた全雌および全雄のアマゴ(Oncorhynchus hoduras)を飼育し以下の観察を行なった。生殖腺をふ化後から経時的に電子顕微鏡観察のための固定を行ない、精巣と卵巣の分化の違いについて形態的に明らかにした。生殖細胞では、体細胞分裂による増殖の時期および減数分裂開始時期についての雄雄差を明らかにした。体細胞では、精巣のセルトリ細胞、heydig細胞の分化時期とその後の発達、卵巣の顆粒膜細胞、ステロイドホルモン産生細胞の分化時期とその後の発達について明らかにした。2)3beta-bydroxysteroid dehydrogenase(3beta水酸基脱水素酵素)の抗体を用いてティラピク(Orechromisniltiws)の性分化に伴うステロイドホルモン産生細胞のステロイド産生能について免疫細胞学的研究を行なった。性分化に伴なって出現したステロイドホルモン産生細胞にはすでに3beta-水酸基脱水素酵素に対しての免疫反応が見られた。このことの性分化の初期にすでに生殖腺でステロイドホルモンの産生がなされていることが明らかになった。
肝癌および肝障害における肝細胞増殖因子の遺伝子発現調節機構の解析

肝細胞増殖因子(HGF)の作用機序を明らかにするために,肝癌や肝障害などの肝臓の種々の病態時におけるHGFの遺伝子の発現調節について,mRNA発現レベルの解析を行なった.1.病態モデルとしてラットを使用するために,ラットHGFのcDNAを単離した.cDNAの構造を解析した結果,ラットHGFはヒトHGFとアミノ酸配列において約90%の高い相同性を示した.従ってHGFは進化の過程でよく保存され,ラットとヒトにおける機能は同じであると考えられる.2.ヒトおよびラットcDNAをプロ-ブに用いたノザンブロッティング法により,種々の細胞株および組織のHGFmRNAの解析を行い以下の結果を得た.(1)ヒト胎児肺由来繊維芽細胞(MRCー5)などの細胞株においてHGFmRNAの高い発現がみられたが,これらに比較して調べた限りの肝癌由来細胞株では発現が認められなかった.従ってHGFはこれらの肝癌由来細胞株の増殖には関与していないと考えられる.(2)四塩化炭素あるいはガラクトサミン投与により肝障害を起こしたラットでは,肝臓および脾臓でHGFmRNAが顕著に増加した.HGFはin vitroにおいて初代培養肝細胞の増殖を促進する活性をもつ因子であるが,肝障害を起こしたラットにおいてmRNAの増加がみられたことから,HGFはin vivoにおいても肝障害後の肝再生において肝細胞の増殖に役割を果たすことが示唆された.(3)肝部分切除ラットでは,肝臓と脾臓でHGFmRNAの増加が見られたが,その増加はシャム手術を施したラットでの増加と同程度であった.従ってHGFが肝部分切除後の肝再生に関与しているかは不明である.肝細胞増殖因子(HGF)の作用機序を明らかにするために,肝癌や肝障害などの肝臓の種々の病態時におけるHGFの遺伝子の発現調節について,mRNA発現レベルの解析を行なった.1.病態モデルとしてラットを使用するために,ラットHGFのcDNAを単離した.cDNAの構造を解析した結果,ラットHGFはヒトHGFとアミノ酸配列において約90%の高い相同性を示した.従ってHGFは進化の過程でよく保存され,ラットとヒトにおける機能は同じであると考えられる.2.ヒトおよびラットcDNAをプロ-ブに用いたノザンブロッティング法により,種々の細胞株および組織のHGFmRNAの解析を行い以下の結果を得た.(1)ヒト胎児肺由来繊維芽細胞(MRCー5)などの細胞株においてHGFmRNAの高い発現がみられたが,これらに比較して調べた限りの肝癌由来細胞株では発現が認められなかった.従ってHGFはこれらの肝癌由来細胞株の増殖には関与していないと考えられる.(2)四塩化炭素あるいはガラクトサミン投与により肝障害を起こしたラットでは,肝臓および脾臓でHGFmRNAが顕著に増加した.HGFはin vitroにおいて初代培養肝細胞の増殖を促進する活性をもつ因子であるが,肝障害を起こしたラットにおいてmRNAの増加がみられたことから,HGFはin vivoにおいても肝障害後の肝再生において肝細胞の増殖に役割を果たすことが示唆された.(3)肝部分切除ラットでは,肝臓と脾臓でHGFmRNAの増加が見られたが,その増加はシャム手術を施したラットでの増加と同程度であった.従ってHGFが肝部分切除後の肝再生に関与しているかは不明である.