hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔乾燥症モデル動物の確立と義歯床下粘膜のダメージおよび治癒過程に関する検討

1.口腔乾燥症モデル動物の確立10週齢のウィスター系雄性ラット40匹(10匹×4群)を用いた.腹腔内麻酔下において唾液腺の摘出を行った.1群には,耳下腺導管の結紮を行い.また,1群には,耳下腺導管結紮および,顎下腺,舌下腺の摘出を行う.その他の1群には偽手術を行い,残りの1群は無処置のまま経過させた.手術5週後から,1週間ごとに唾液量(ろ紙を用いて測定),水分摂取量,食物摂取量,行動の変化を観察した.手術10週後にすべての動物を屠殺し,口蓋組織,歯周組織舌を採取した.採取した組織はヘマトキシリン-エオジン染色を施した.組織観察の結果と唾液分泌量他の所見を考慮すると,モデル動物としては,耳下腺導管結紮,顎下腺・舌下腺摘出を行った動物が最も適しており,術式としても問題なく実験に供することができると判断された.2.実験的口腔乾燥症下における義歯床下粘膜のダメージと治癒過程の観察10週齢のウィスター系雄性ラット125匹(25匹×5群)を用いた.耳下腺結紮・顎下腺・舌下腺摘出により口腔乾燥症ラットを75匹作製した.それらのうち2群の動物には,咀嚼圧を加える実験用義歯を装着した(13μm,50μm沈下群).残りの1群は実験用義歯を装着せずに経過させた.また,1群25匹の動物には偽手術を施し,残りの1群25匹は無処置のまま経過させた.手術5週後に実験用義歯を装着し,義歯装着1週後から1週間隔で5週後までを観察期間とした.各観察期間の終了時に,各実験群の各5匹を環流固定して,義歯床下の口蓋組織を採取した.採取した組織は固定,脱灰ののち,パラフィン包埋し,ヘマトキシリン-エオジン染色およびAgNOR染色を施した.組織観察ならびに評価・検討は来年度の予定となっている.1.口腔乾燥症モデル動物の確立10週齢のウィスター系雄性ラット40匹(10匹×4群)を用いた.腹腔内麻酔下において唾液腺の摘出を行った.1群には,耳下腺導管の結紮を行い.また,1群には,耳下腺導管結紮および,顎下腺,舌下腺の摘出を行う.その他の1群には偽手術を行い,残りの1群は無処置のまま経過させた.手術5週後から,1週間ごとに唾液量(ろ紙を用いて測定),水分摂取量,食物摂取量,行動の変化を観察した.手術10週後にすべての動物を屠殺し,口蓋組織,歯周組織舌を採取した.採取した組織はヘマトキシリン-エオジン染色を施した.組織観察の結果と唾液分泌量他の所見を考慮すると,モデル動物としては,耳下腺導管結紮,顎下腺・舌下腺摘出を行った動物が最も適しており,術式としても問題なく実験に供することができると判断された.2.実験的口腔乾燥症下における義歯床下粘膜のダメージと治癒過程の観察10週齢のウィスター系雄性ラット125匹(25匹×5群)を用いた.耳下腺結紮・顎下腺・舌下腺摘出により口腔乾燥症ラットを75匹作製した.それらのうち2群の動物には,咀嚼圧を加える実験用義歯を装着した(13μm,50μm沈下群).残りの1群は実験用義歯を装着せずに経過させた.また,1群25匹の動物には偽手術を施し,残りの1群25匹は無処置のまま経過させた.手術5週後に実験用義歯を装着し,義歯装着1週後から1週間隔で5週後までを観察期間とした.各観察期間の終了時に,各実験群の各5匹を環流固定して,義歯床下の口蓋組織を採取した.採取した組織は固定,脱灰ののち,パラフィン包埋し,ヘマトキシリン-エオジン染色およびAgNOR染色を施した.組織観察ならびに評価・検討は来年度の予定となっている.
希薄分散マイクロバブル流体に生ずる乱流遷移シナリオとその理論体系の構築

希薄分散マイクロバブル流体に生ずる乱流遷移シナリオの解読には,流れにおける気泡群形成条件の特定と気泡群と流れとの相互干渉の理解が重要である.EinsteinやTaylorは流れ場に一様分布する気泡の効果をバルク実効粘度増加として表した.渦構造との相互干渉により集積した気泡が,流れの中でどのように応答・作用するかは明らかにされていない.気泡群が形成される条件およびそれに伴う流れの変調作用を解明する.それらを体系化された理論へと昇華させるため,相互干渉の効果を数理モデルに落とし込み,そのモデルを組み込んだ理論解析を実現する.実験結果との比較により整合性を取りつつ,数学的・物理的な矛盾を除去する.希薄分散マイクロバブル流体に生ずる乱流遷移シナリオの解読には,流れにおける気泡群形成条件の特定と気泡群と流れとの相互干渉の理解が重要である.EinsteinやTaylorは流れ場に一様分布する気泡の効果をバルク実効粘度増加として表した.渦構造との相互干渉により集積した気泡が,流れの中でどのように応答・作用するかは明らかにされていない.気泡群が形成される条件およびそれに伴う流れの変調作用を解明する.それらを体系化された理論へと昇華させるため,相互干渉の効果を数理モデルに落とし込み,そのモデルを組み込んだ理論解析を実現する.実験結果との比較により整合性を取りつつ,数学的・物理的な矛盾を除去する.
偏微分作用素のスペクトルの構造

交付申請書の研究実施計画の4項目中最初の二項目につき、下記のような有意義な成果をあげることができた。1.Schrodinger作用素の固有関数の増大度に関する研究及びそれを連続スペクトル内の固有値の非存在証明に応用すること:従来知られていたすべての仮定を含む十分一般的な仮定のFで、固有関数の増大度をFから評価する公式が得られた。また、それを用いて様々の方程式につき連続スペクトル内の固有値の非存在を証明した。特に、von NeumannーWigner型ボテンシャルに対して、固有値の非存在範囲を改良した。2.磁場を持つSchrodinger作用素の本質的スペクトルについてこれについては、次の2つの成果を得た。(1)1.で得られた評価が本質的スペクトルの決定にも重要な役割を果すという一般理論の構築(2)vector potentialとscalar potentialとの徴妙なからみ合いで、本質的スペクトルが離散的になったり連続的になったり、ドラステックに変化する例を構成した。
オブジェクト指向技法を適用した文書データベースの構築と効率的な索引機能の研究

本研究では、開発の基盤としてワークステーションを使用し、ネットワーク環境の下でオブジェクト指向データベース管理システムを文書データのファイル格納構造として利用する。文書データベースはこの格納構造の上に仮想構造としてオブジェクト指向プログラミング言語C++を使用し実現され、機能的に操作される。1.文書データの情報構造と牽引機能に着目し、それを解析し文書データベースの枠組みを決定した。つまり、書籍などの文書構造の、部、章、節、項などの論理的単位を構成要素とする論理構造とページ、カラム、ブロック、フレームを構成要素として、物理的に制約される割付け構造を操作対象とするように設計した。2.文書データベースの実現・文書データの階層構造に合わせた最長6桁のコードを割り振り、これらをクラスとして定義しデータ間に関連を持たせる。操作対象最小オブジェクトは文であり、各クラスはお互いに双方向にオブジェクト間の関連を持たせるアソシェーションが定義され、検索・参照機能が実現可能である。3.アプリケーションの開発:オブジェクトのクラス構造は、スキーマにデータ定義言語で定義され、オブジェクトはアソシェーションで双方向に1対多に関係付けされ、応用プログラムで動的に処理・操作される。4.検索機能:データベースのオブジェクトを検索するため、何らかの関係を持つ(特徴を共有する)オブジェクト、つまり関連するクラス間、アソシェーションで結ばれているオブジェクト、特定の論理選択条件を満たしているオブジェクトに対し、順次検索を応用プログラムで実現した。5.検索機能と通覧機能を実現するため、牽引語は不要語除去方式によるキーワード自動抽出と、抽出キーワードの出現頻度の統計分析を行い決定した。
重水電解におけるパラジウムカソード上での電極反応機構の解明

パラジウムカソードの重水電解における異常現象の原因の解明には、電気化学的研究が不可欠である。本年度は、水電解での水素発生反応機構と吸蔵水素量の相関を調べ、さらに重水電解用参照電極の開発を行った。パラジウムをカソード分極させたときの全過電圧及び水素原子の再結合過程の部分過電圧をいろいろな電解条件で測定した。水酸化リチウム水溶液ではリチウムの濃度の増加と共に全過電圧は上昇した。この溶液では他のアルカリ溶液より高い過電圧を示したが、これは部分過電圧の違いによる。この結果と電解法によって吸蔵された水素量を対照したところ、パラジウムカソードへの水素吸蔵量は全過電圧より、むしろ部分過電圧によって決定されることが明確となった。なお電解法によって得られた吸蔵量は、原子比H/Pdで0.80.9の間であることが分かった。吸蔵水素量の増加を目的とする場合、部分過電圧の上昇が望まれるが、パラジウムカソードの被毒物質となりうるチオ尿素や水銀イオンを電解液に添加したところ、この部分の過電圧は上昇することが分かった。一方重水電解用参照電極の開発については、予め重水素化したペラジウムの浸漬電位をRDE(可逆重水素電極)に対し測定し、α+β相混合領域での電位、及びその安定性など明らかにした。安定した電位は水素吸蔵のための分極時間、また電極の形状などによって異なってくるが、例えば直径1mmのパラジウムロッドを用い、5分程のカソード分極で300時間以上の安定した電位が得られ、その電位は43.0±0.3mV(25°C)となった。重水素化パラジウム電極は、その簡易さ安定性から考えても、重水電解用の参照電極として非常に有用であることが分かった。
インジゴポリマ-の構造と磁性

インジゴ単位を主鎖中に含むいわゆるインジゴポリマ-の一部が強磁性的挙動を示すことを見いだしたが、本年度は、特にこのポリマ-およびそのモデル化合物の構造、スピン状態を検討した。まず、強磁性的挙動を示すポリマ-成分のESRスペクトルを検討したところ、3300G付近の常磁性吸収以外に、低磁場領域にも高スピン状態の存在を示すブロ-ドな吸収を認めた。またこのポリマ-の非磁性部のESRは、g=2付近の吸収以外にg=4付近にS=1、△m=±2に対応するラジカルペア-の存在を示す弱い吸収がみられた。このg=4の吸収は、キユリ-則から予想されるよりも低温域で吸収強度が強くなった。これより、交換相互作用因子Jは正の値となり、基底状態で三重項が安定に存在することが明らかになった。さらに、インジゴポリマ-のモデル化合物として、インジゴ、チオインジゴを合成し、構造などについて比較検討した。その結果、両インジゴ共にESRの3300G付近のみに吸収をもつ常磁性物質であり、インジゴの場合、g=2.0037、△Hmsl=約7Gのブロ-ドな1本線の吸収を示した。パルスESR法によって電子のスピンエコ-をさらに詳しく検討したところ、横緩和時間T_2=775nsが求まった。これらのことから、インジゴ中の不対電子は、主にキャプトデイティブ置換炭素上にあると推定される。一方、チオインジゴでは、g=2.0036、T_2=1.6μsとなり、不対電子が存在する核はインジゴと変わらないが、T_2が2倍となった。これは、インジゴでは水素結合によって分子間スピンースピン相互作用が容易になっているものと推定される。最近、インジゴ誘導体が、中心のCーC結合のねじれによって、室温で安定に三重項状態で存在することが知られている。これらのことから、インジゴポリマ-は棒状構造のひずみによって分子がねじれ、高スピン状態になっていると考えられる。
腎集合尿細管酸排泄機構におけるユビキチン-プロテアソーム系の役割の解明

食事により体内に産生された酸が、尿中へ排泄される際に必要なアンモニアのトランスポーターで、集合尿細管間在細胞に発現するRhesus Blood Group, C Glycoprotein(Rhcg)の、アルドステロンによる発現調節機序について検討した。また、慢性腎臓病に合併する代謝性アシドーシスにより活性化するユビキチンープロテアソーム系(UPS)の、Rhcg蛋白に対する影響を検討した。その結果、アルドステロンはRhcg蛋白の間在細胞の膜上への発現を直接的に促進することが明らかとなった。また低pHは蛋白のユビキチン化を促進し、Rhcg蛋白もまたユビキチン化を受けることが明らかとなった。In vivoにおいて、アシドーシスとアルドステロン刺激による尿細管細胞の(ユビキチン-プロテアソーム系)UPS活性とアンモニアトランスポーターRhcgの発現の変化について検討した。マウス対照群、NH4Cl飲水負荷群(アシドーシス群)、NH4Cl飲水負荷+エプレレノン(選択的アルドステロン拮抗薬)投与群を作成し、酸排泄能を検討した。酸負荷により尿中アンモニア排泄量の増加を介した酸排泄の増加は認めたが、エプレレノンによる酸排泄阻害効果は明らかではなかった。またreal time PCR法により5つのUPS関連遺伝子の発現を検討したが、酸負荷、酸負荷+エプレレノンによる発現の変化は認めなかった。そこでアルドステロン単独の効果を検討するため、オスモティックポンプを用いてマウスにアルドステロンを持続投与し、Rhcgの発現への影響を検討した。アルドステロン投与により尿中アンモニア排泄の増加による酸排泄の増加を確認した。腎臓より抽出した膜分画においてRhcg蛋白の発現の増加をWestern blottingにより確認した。蛍光免疫染色によっても、アルドステロン刺激により特に皮髄境界部の集合尿細管においてRhcgの細胞膜上へ局在化することを確認した。また副腎摘出により、腎組織におけるRhcg mRNAの減少をreal time PCR法によって確認した。In vitro実験としては、Flag標識マウスRhcgをINーIC細胞に過剰発現させたのち、抗Flag抗体を用いて免疫沈降を行ったところ、ユビキチン蛋白の共免疫沈降を確認した。当初の計画に沿って、in vivo実験を行ったが、エプレレノンによる酸排泄阻害効果が明らかでなく、またUPS関連遺伝子のmRNAレベルでの発現変動が認められなかったため、計画を変更して再度実験を行う必要が生じた。また熊本震災により、約3か月はほとんど実験が不能となり、その後も数か月に渡り限られた手法の実験を行うことを余儀なくされたことも、大きく影響した。前年度のin vivo実験において、外因性アルドステロンが尿中酸排泄を促進することは確認できたが、抗アルドステロン薬であるエプレレノンによる酸排泄阻害効果は認めず、エプレレノンが十分に作用しなかったことが原因と考えられた。そのためエプレレノン投与の代用として、両側副腎摘出(ADX)により内因性アルドステロンを欠損させたうえで、アンモニア排泄トランスポーターRhcgの発現を検討した。C57BL/6Jマウスをもちいて1Sham群、2ADX群、3ADX+アルドステロン持続皮下投与群を作製し、すべての群にNH4Cl飲水による酸負荷を施し、尿中酸排泄量、Rhcg mRNAと蛋白の発現変化を検討した。その結果、尿中酸排泄量は1Sham群に比し2ADX群で減少し、3ADX+アルドステロン投与群で回復した。Rhcgの発現については、腎組織内mRNA、腎組織全細胞蛋白分画、膜蛋白分画内のいずれにおいても、尿中酸排泄量と相関して発現が変動した。また免疫染色法によって、特に腎髄質外層の集合尿細管間在細胞のRhcg蛋白が、ADX、アルドステロン刺激により変動していた。このことより、アルドステロンはRhcgの発現調節を介して、尿中酸排泄を制御することが示唆された。またユビキチン蛋白の発現については、1Sham群に比し2ADX群で減少し、3ADX+アルドステロンで増加することが、特にRhcgが発現する間在細胞で認められた。ユビキチン蛋白の発現が酸負荷で増加することは、in vitro、in vivoで確認している。アルドステロンも直接的または間接的にユビキチンープロテアソーム系に作用することが示唆された。以上より、Rhcgはアルドステロンとユビキチンープロテアソーム系両者の相互作用により発現調節されることが示唆された。実験計画の変更の一環として、代謝性アシドーシスで血中濃度が上昇し、エプレレノンによりその効果が阻害される、アルドステロンの単独投与をオスモティックポンプを用いて行ったところ、尿中酸排泄が増加した。その効果の少なくとも一部は、アルドステロンがRhcgの発現を刺激し、尿中アンモニア排泄を増加させることによることが強く示唆された。

今後同実験を用いた詳細な検討そ進める。またUPSの関与を明らかにするために、NH4Clの投与期間を変えて、代謝性アシドーシスが腎臓尿細管のUPS活性に及ぼす影響について、検討を続ける。腎臓生理学、腎臓病学20016年4月の熊本震災により、申請者が所属する教室が入る建物は構造体の損壊による倒壊の恐れが生じ、教室と研究室の退去を余儀なくされた。その後仮の実験室をセットアップし、3か月ほどで実験の再会はしたものの、可能なものはごく限定された手法の実験であった。2017年1月新研究棟へ移動し、現在研究室のセットアップをおおむね終えたところである。以上の経緯にて実験目的の助成金使用について遅延が生じる結果となった。新たな研究室のセットアップを終え次第、遅延を取り戻すべく予定の実験を進めていく。
全細胞トレーシングによるマウス胚の軸形成機構の解析

本研究では、3Dタイムラプス顕微鏡を用い、マウス胚を培養して全ての細胞の振る舞いに関する連続的な情報を収得し、時間軸を自由に行き来して解析することにより、まだ解明されていないマウス初期胚の中で軸を決めるのに関わる最初のイベントを抽出、解明することを目的とした。本年度は、胚盤胞に至るまでの時期に関して詳細な解析を進めた。胚盤胞には、Trophectoderm(TE細胞)と内部細胞塊(ICM)の細胞の2種類の細胞がみられる。また、胚盤胞の中でICMは偏って存在しており、ICMの存在する極とその反対極を結ぶEmbryonic-Abembryonic軸(E-Ab軸)を見いだすことができる。このE-Ab軸は将来の体軸とどのような関係にあるかは依然不明である。どのようなメカニズムによって胚盤胞の軸が決められるか明らかにすることを本年度の目標とした。核をGFPで標識したマウス胚を胚盤胞の時期まで培養し、タイムラプス撮影を行った。得られた像を3次元再構築し、胚ごとに時間的に連続なムービー画像を作製した。核の位置をトレースした画像情報から、細胞の分裂の様式、細胞系譜を比較的容易に読み出す系が開発できた。胚盤胞までの時期について66胚について細胞系譜解析を行った。分裂のパターンや、細胞の配置などについて胚ごとに比較を行ったところ、明確な法則性はみられず、細胞がおかれた位置に従って比較的自由にその運命が決められることが示唆された。マウス胚における胚盤胞の形成では、受精卵の細胞質内に存在する偏りが細胞の分化様式や、胚の軸の形成に関わるのではなく、胚を取り巻く環境として歪んだ形の透明帯が重要であり、その歪んだ形に沿うように細胞の配置や胚軸の形成が行われると考えられる。つまり、胚の細胞質に存在する因子ではなく、透明帯が「プレパターン」を規定しているととらえることができる。受精後から前後軸が形成されるまでの初期のマウス胚の全ての細胞の場所を経時的に観察することによって、胚発生における全細胞の挙動を把握し、軸形成の最初のイベントを同定することを目標としている。本年度は以下の結果を得た。Rosa26遺伝子座に、ヒストンH2Bと融合したEGFPを組み込んだマウスを作製し、このホモ接合体同士の交配により得た胚を利用することで、顕微鏡下で細胞の挙動の連続観察を可能にした。主に受精から胚盤胞までの時期について詳細な解析を行った。胚盤胞は、内部細胞塊(ICM)の細胞と、栄養外胚葉(TE)の2種類の細胞からなる。また、胚盤胞には、ICMのある側と無い側という軸が設定でき、E-Ab軸と呼ばれている。2細胞期からの連続観察により、細胞の分化と、軸の形成について解析を行い、以下のことが明らかになった。1)胞胚腔が広がり始めるまでは、透明帯の形や大きさはほとんど変化しない。2)第2卵割直前の2細胞期の透明帯の外径は2つの細胞が接しあう面(割球境界面)に平行な外径の方が、並んだ2つの細胞を結ぶ線に平行な外径に比べ約1割短かい。3)第1卵割面の向きによらず、2細胞期の2つの割球は透明帯の形に沿うように存在する。4)2細胞期の割球境界面と胚盤胞のE-Ab軸との角度は、垂直に近い傾向にある。5)コンパクション以降、透明帯と胚との間の空間が比較的広くなり胚が透明帯の中で回転する。また、最初に見られた胞胚腔の場所と、2細胞期の割球境界面との角度はほぼランダム。これらのことから、E-Ab軸は第1卵割後の2つの割球の性質の違いに依存するのでなく、透明帯の形に依存して2細胞期の割球境界面(透明帯の短径)に垂直となることが示唆された。

マウス胚における胚盤胞の形成では、受精卵の細胞質内に存在する偏りが細胞の分化様式や、胚の軸の形成に関わるのではなく、胚を取り巻く環境として歪んだ形の透明帯が重要であり、その歪んだ形に沿うように細胞の配置や胚軸の形成が行われると考えられる。つまり、胚の細胞質に存在する因子ではなく、透明帯が「プレパターン」を規定しているととらえることができる。
乾燥環境における植物生産のための新規生長制御法の開発に関する研究

これまでにシロイヌナズナの水分屈性突然変異体として7系統を単離することに成功し、それらの特性解析を明らかにするとともに、水分屈性の消失したmiz1、miz6突然変異体の突然変異原因遺伝子を同定した。pMIZ1::GUSをシロイヌナズナで発現させた結果、MIZ1は水分勾配感受部位と考えられる根冠、とくにコルメラ細胞に強く発現することがわかった。MIZ1とGFPの融合タンパク質発現個体や過剰発現個体も作出し、解析を進めている。また、MIZ1タンパク質は、陸上植物に高度に保存されたドメインを有し(MIZドメインと命名した)、コケには存在するが動物や藻類(緑藻、紅藻)には存在せず、植物が進化の過程で陸地環境に適応するために獲得した可能性が示された。MIZ6も水分屈性に必須の極めてユニークなタンパク質であることを突き止め、そのGFPとの融合タンパク質発現系統の作出を行った。さらに、水分屈性を欠損したmiz4についてもマッピングを行い、変異原因遺伝子の座乗する染色体を決定した。一方、各種阻害剤を用いた実験から、オーキシンは水分屈性と重力屈性のいずれにも重要な役割を果たすが、そのためのオーキシン輸送の機構が両屈性で異なる可能性が強く示された。紅芒ムギ、Hope、農林10号のコムギ品種を用いて、深播き耐性に寄与する第一節間伸長のための細胞分裂と細胞伸長に対するジベレリンおよびジベレリン生合成阻害剤の影響を詳細に調べた。その結果、紅芒ムギは他の品種に較べて、細胞数を多く有すること、また、ジベレリンが細胞伸長よりも細胞増殖を促進することを見出した。植物の姿勢を制御する重力応答の研究では、アサガオの回旋運動に重力感受が必要なこと、キュウリ芽生えの重力形態形成(ペグ形成)にグリシンリッチタンパク質(CsGRP1)およびオーキシンを介した転写調節(CsARF2、CsARF5)の関与することを示した。本研究では、深播き耐性機構および根の水分屈性発現機構を解明し、それを適用した乾燥環境における芽ばえの定着のための生長制御法およびそれらの有用形質を有する新植物を開発するための基礎研究を行い、本年度は以下の成長を得た。根の水分屈性制御分子の解析(1)シロイヌナズナの水分屈性突然変異体(root hydrotropism: rhy)の相補性テストを行い、見出した変異系統がこれまでにないユニークな突然変異体であることを確認し、2つの変異体についてはマップベースクローニングによって突然変異原因遺伝子を明らかにすることに成功した。(2)シロイヌナズナの重力屈性突然変異体の水分屈性を比較解析し、オーキシンおよびカルシウムの動態と作用は水分屈性と重力屈性で異なることを明らかにした。(3)シロイヌナズナの根における波形生長と水分屈性にクロストーク機構が存在し、それにタンパク質の小胞輸送が重要な役割を果たすことが明らかになった。深播き耐性コムギ(紅芒ムギ)の制御分子の解析(1)深播き耐性に寄与すると考えられるねじれは、ジベレリンによる制御を受けて著しい伸長生長の結果として形成されることが明らかになった。(2)細胞伸長に加え、ジベレリンによる細胞分裂の促進が第一節間の伸長に重要な役割を担っていることが明らかになった。

(3)したがって、紅芒ムギは、ジベレリン応答を介して、より多くのねじれを形成することにより第一節間の強度を増し、さらに細胞分裂活性を長時間保持することにより細胞数を増大させて第一節間を著しく伸長させ、深播き耐性を発現させるものと考えられた。根の水分屈性制御分子の解析(1)これまで単離したシロイヌナズナの水分屈性突然変異体(mizu-kussei ; miz)(root hydrotropism ;rhyから名称変更)のうち、miz1の変異原因遺伝子を同定し、そのノックアウトラインおよび形質転換による相補性試験によって、MIZ1が水分屈性に不可欠な遺伝子で、重力屈性などの他の屈性には関与しないこと、MIZ1は色素体移行シグナルと推定される新規のペプチドを有するタンパク質をコードすることを明らかにした。また、MIZ1タンパク質は陸上植物のみに保存されたドメインを有し、これによって陸地環境での乾燥ストレス回避に機能するように植物を進化させた可能性が示唆された。さらに、pMIZ1::GUS融合遺伝子の発現解析から、MIZ1が根冠細胞に発現し、水分勾配の感受あるいはそのシグナル伝達など、水分屈性の初期応答に関与することが示唆された。(2)miz1に加えて、水分屈性と波形成長の低下した突然変異体のmiz6の変異原因遺伝子を同定した。(3)レーザー照射、阻害剤、突然変異体を用いた実験によって、刺激受容細胞がコルメラ細胞で、偏差生長による屈曲にオーキシン分布の関与することは、根の水分屈性および重力屈性に共通するものの、オーキシン作用部位あるいはオーキシン輸送メカニズムが両屈性で異なる可能性が示された。深播き耐性コムギ(紅芒ムギ)の制御分子の解析(1)これまでに、深播き耐性に寄与すると考えられるコムギ第一節間のジベレリン応答に、細胞伸長に加え、ジベレ細胞分裂の関与することを示した。本年度は、深播き耐性でジベレリン超感受性の「紅芒ムギ」、正常なジベレリン応答性を示す「Hope」、ジベレリン低感受性で矮性の「農林10号」の第一節間における細胞分裂指数を解析し、「紅芒ムギ」が他品種に較べ、長期にわたって細胞分裂を維持すること、さらに、発芽直後においては、「農林10号」で細胞分裂の遅れることを明らかにした。本年度は、深播き耐性機構および根の水分屈性発現機構を解明し、それを適用した乾燥環境における芽ばえの定着のための生長制御法およびそれらの有用形質を有する新植物を開発するための基礎研究を行い、以下の成果を得た。これまでに水分屈性の消失したmiz1、miz6突然変異体の突然変異原因遺伝子を同定した。MIZ1プロモーターとβ-glucuronidase (GUS)を融合させたpMIZ1::GUSをシロイヌナズナで発現させた結果、MIZ1は水分勾配感受部位と考えられる根冠、とくにコルメラ細胞に強く発現することがわかった。MIZ1とGFPの融合タンパク質発現個体や過剰発現個体も作出し、現在得られた多くの形質転換系統から解析に適する系統を選抜している段階である。MIZ6も水分屈性に必須の極めてユニークなタンパク質であることを突き止め、そのGFPとの融合タンパク質発現系統の作出を行った。水分屈性の新規突然変異体の探索をEMS処理した種子または、T-DNAタグラインを用いて行なった。その結果、これまでに単離した6系統の突然変異体に加え、1系統の水分屈性欠損突然変異体の単離に成功した。相補性解析の結果、これはmiz1のアリル系統であることが判明し、突然変異部位の同定を行った。一方、シロイヌナズナ根の重力屈性が光屈性と干渉し合うことを利用した実験系を確立し、EMS処理したM_2種子100,000個体をスクリーニングし、根の重力屈性が異常な44の系統を単離した。
コンデンシン複合体の染色体離脱機構の解明による染色体「脱」凝縮の研究

細胞の分裂期における染色体の凝縮・分配は遺伝情報を正確に娘細胞に引き継ぐための重要な生命現象である。本研究ではこの過程に必須なコンデンシン複合体が分裂期の開始時のみならず終了時まで持続的に機能しており、染色体「脱」凝縮時にはコンデンシン複合体のタンパク質修飾状態が変換されることを示した。この結果から、細胞が分裂期に染色体を安定に分配し、次の細胞周期に進行して増殖を続けるためにはコンデンシン複合体の継続的な役割とその制御機構が重要であることが示唆される。分裂期における染色体凝縮は正確な染色体分配のために不可欠であり、コンデンシン複合体が染色体に結合することで成し遂げられる。しかし、分裂期終了時の染色体「脱」凝縮の制御機構やその役割についてはまったく理解が進んでいない。そこで、本研究ではコンデンシンが染色体から離れる仕組みを解析することによって、染色体「脱」凝縮の制御機構とその生理学的意義の理解を目的とする。21年度はコンデンシン複合体の染色体離脱に必要な因子を探索するため、分裂酵母を用いた遺伝学的、細胞生物学的な解析を行った。その結果、分裂期特異的リン酸化酵素であるオーロラキナーゼによるコンデンシンのリン酸化と脱リン酸化が、コンデンシンの染色体結合および離脱に密接に関わることが明らかになってきた。実際、コンデンシン複合体の一つのサブユニットであるCnd2タンパク質を非リン酸化型に変異させた分裂酵母細胞では、コンデンシンが染色体に安定に結合できなくなり、染色体の分配異常が観察された。逆に、Cnd2タンパク質を不可逆的なリン酸化型に変異させると、分裂期を過ぎてもコンデンシンが染色体上に局在し続けるようになった。生細胞を用いた詳細な顕微鏡観察の結果、この変異体の染色体は分裂期を過ぎても凝縮状態を保っている様子であった。以上の結果より、分裂期特異的リン酸化酵素によるコンデンシンのリン酸化が分裂期終了時に解除され、脱リン酸化状態になることがコンデンシンの染色体離脱に必要であることが明らかになった。また、分裂期進入時の染色体凝縮だけでなく、分裂期終了時の染色体「脱」凝縮にも厳密な制御機構が存在することも示唆された。分裂期終了時にコンデンシンを脱リン酸化する酵素群やその制御因子の特定を通じて、染色体「脱」凝縮という現象がどのように生命の維持に寄与しているのかという疑問に今後迫りたい。しかし、分裂期終了時の染色体「脱」凝縮の制御機構やその役割についてはまったく理解が進んでいなかった。そこで、本研究ではコンデンシンが染色体から離れる仕組みを解析することによって、染色体「脱」凝縮の制御機構とその生理学的意義の理解を目的とした。21年度は分裂期特異的リン酸化酵素であるオーロラキナーゼによるコンデンシンのリン酸化とその後の脱リン酸化が、コンデンシンの染色体結合および離脱に密接に関わることを示した。22年度では、コンデンシンCnd2/Barrenサブユニットのアミノ末端5、41、52番目のセリン残基がオーロラキナーゼ依存的に分裂期を通じてリン酸化され、分裂期脱出時に脱リン酸化されていることが分かった。また、これらのリン酸化部位を非リン酸化状態に変換すると著しい染色体凝縮・分配欠損を示し、逆にリン酸化模倣状態に変換すると、染色体からコンデンシンが離脱しにくくなることも明らかになった。一方、コンデンシン温度感受性変異体と微小管変異体を同時に用いた遺伝学的解析により、コンデンシンが分裂期前期から終期まで継続的に働くことが正確に染色体分配を完了させるのに必要であることも示された。以上の結果から、コンデンシン複合体が分裂期の最初から最後まで継続的に働くことで娘細胞に正確に遺伝情報が継承されることが示唆された。そして、このコンデンシンの継続的役割はオーロラキナーゼによるコンデンシンのリン酸化とその後の脱リン酸化で厳密に制御され、染色体の凝縮・分配から「脱」凝縮への転換が保障されていると推察される。染色体「脱」凝縮の制御因子をさらに探索し、生理学的意義に迫ることが今後の課題である。
感謝が対人関係の形成・維持・発展に及ぼす効果に関するプロセスモデルの検証

本研究は,感謝感情と負債感情が異なる動機づけプロセスにより向社会的行動を促進し,対人関係の形成・維持・発展に寄与することを表したプロセスモデルの構築を目的としている。実施計画全体の遂行過程において,本年度は,感謝感情と負債感情が対人関係の形成に関わる要因に及ぼす影響とその影響過程の検討に重点を置いた計画を進めるべきだと判断し, 3点の研究を実施した。以下に主要な結果である2点の研究について報告する。第一の研究は,「第三者への向社会的行動」のうち,利益供与者に実行のコストがかかり,実行を敬遠される向社会的行動に着目した。コストのかかる第三者への向社会的行動に対して,感謝感情と負債感情が及ぼす影響を検討する実験室実験であった。実験の結果,感謝感情を強く経験し「すまなさ」である負債感情を弱く経験する条件,および感謝感情も負債感情も共に強く経験する条件は,実行にコストの伴う向社会的行動を促進することが明らかになった。第二の研究は,感謝感情と負債感情が実行コストの異なる向社会的行動に及ぼす影響過程を,制御焦点理論の観点から明らかにすることを目的とした15日間の日誌法による調査であった。調査の結果,感謝感情は,予防焦点動機を介し,翌日の向社会的行動の実行コストへ正の影響を及ぼしていた。負債感情は,促進焦点動機,予防焦点動機のどちらの動機も介さず,直接,翌日の向社会的行動の実行コストへ正の影響を及ぼしていた。2点の研究の結果は,実験や日誌法によって,感謝感情と負債感情が,異なる影響過程を経て,コストの高い向社会的行動を促進することを実証したものである。本研究課題全体の総括につながる有用な知見であり,感謝研究の進展に寄与する知見であるともいえる。得られた研究成果は,国内学会1件,国際学会1件の研究発表,および国内学会におけるワークショップ1件の企画と話題提供,論文投稿(査読中)で報告した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。この目的を踏まえ,本年度の実施計画では,感謝感情と負債感情の生起過程を明らかにすること及び,感謝感情と負債感情が対人関係の形成に関わる各要因に及ぼす影響を明らかにすることの2点を目的と定めた。ただし,実施計画の遂行過程において,先に定めた実施計画を,感謝感情と負債感情が対人関係の形成に関わる各要因に及ぼす影響の検討に重点を置いた実施計画へ修正し,以下2点の研究を実施した。第一の研究は,対人関係の形成に関わる要因の1つである向社会的行動のうち,「第三者への向社会的行動」に対して,感謝感情と負債感情が与える影響を明らかにすることを目的とし,実験室実験を実施した。実験は,感謝感情と負債感情を喚起させた後,困窮状態にある第三者への向社会的行動の程度を測定した。実験の結果,感謝感情が,第三者への向社会的行動を促進することを示すだけでなく,「すまなさ」である負債感情を感謝感情と共に経験することが,第三者への向社会的行動を促進することも示すことができた。この結果は,従来,未検討であった,「ありがたみ」と「すまなさ」を共に経験することが持つ向社会的行動の促進効果を明らかにした知見であり,感謝研究の前進に価値ある知見であるといえる。第二の研究は,感謝感情と負債感情の個人特性と,動機づけ理論の1つである制御焦点理論の間の関連を明らかにすることを目的とし,質問紙調査を行った。調査の結果,特性感謝,特性負債感はともに,促進焦点,予防焦点のそれぞれと正の関係がみられた。この結果は,欧米における従来の知見とは異なる結果であり,感謝の文化差や制御焦点理論の適用範囲に関する新たな検討の観点を示唆する有用な知見であるといえる。本年度は,感謝感情と負債感情が対人関係の形成に関わる各要因に及ぼす影響を明らかにすることに重点を置いた実施計画を遂行し,2点の研究を行った。1点目の研究は,感謝感情と負債感情が,対人関係の形成に関わる要因の1つである向社会的行動のうち,「第三者への向社会的行動」に対して及ぼす影響を明らかにすることを目的とした実験室実験であった。2点目の研究は,感謝感情と負債感情の個人特性と,動機づけ理論の1つである制御焦点理論の間の関連を明らかにすることを目的とした質問紙調査であった。本年度に遂行した2点の研究おいて,研究全体を進めるうえで,基礎となる重要な知見を示すことができた。本年度に遂行した,感謝感情と負債感情が向社会的行動を促進することの検討および,制御焦点理論の観点から,感情と行動の関係を検討することは,個人内の変化に関する研究知見である。個人内の変化に関する研究知見を明らかにすることは,対人関係の形成・維持・発展といった対人間の変化を検討するための重要な前提となる。したがって,本年度の研究遂行は,研究全体の完遂へ向けて,おおむね順調に進展していると考える。この目的を踏まえ本年度の実施計画を定めたが,実施計画の遂行過程において,感謝感情と負債感情が対人関係の形成に関わる各要因に及ぼす影響の検討に重点を置いた実施計画を進めるべきと判断し,4点の研究を実施した。

以下に,主要な結果である2研究について報告する。第一の研究は,対人関係の形成に関わる要因の1つである「利益供与者への向社会的行動」に対して,感謝感情と負債感情が及ぼす影響を明らかにすることを目的とした実験室実験であった。参加者は友人のペアとした。実験の結果,友人に対する感謝感情の経験よりも,友人に対する「すまなさ」である負債感情を感謝感情と共に経験する方が,友人への向社会的行動を促進することが明らかになった。この結果は,感謝感情と負債感情を共に経験することが持つ直接互恵性の促進効果をペア実験により明らかにした知見であり,感謝研究の前進に価値ある知見であるといえる。第二の研究は,「利益供与者への向社会的行動」に対して,感謝感情と負債感情が及ぼす影響の過程を,制御焦点理論の観点から明らかにすることを目的とした質問紙調査であった。調査の結果,感謝感情と負債感情が制御焦点のモードを介し,利益供与者への向社会的行動の促進に至る過程を示し,その過程は,利益供与者との関係性により違いがあることを示した。利益供与者が友人の場合,感謝感情が主として利益供与者への向社会的行動に影響していた。利益供与者が他人であった場合,負債感情が主として,予防焦点を介し利益供与者への向社会的行動に影響していた。この結果は,感謝感情と負債感情が,向社会的行動をとる他者との関係性により,機能的に異なる可能性を示す有用な知見であるといえる。本年度は,感謝感情と負債感情が対人関係の形成に関わる要因である「利益供与者への向社会的行動」「第三者への向社会的行動」に及ぼす影響を明らかにすることに重点を置いた実施計画を遂行し,4点の研究を行った。1点目の研究は,感謝感情と負債感情が「利益供与者への向社会的行動」に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした実験室実験であった。2点目の研究は,感謝感情と負債感情が,「第三者への向社会的行動」に及ぼす影響の過程を制御焦点理論の観点から明らかにすることを目的とした質問紙調査であった。3点目の研究は,感謝感情と負債感情が,「利益供与者への向社会的行動」に及ぼす影響の過程を制御焦点理論の観点から明らかにすることを目的とした質問紙調査であった。4点目の研究は,感謝感情と負債感情が「第三者への向社会的行動」に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした実験室実験であった。本年度に遂行した4点の研究おいて,研究全体を進めるうえで,基礎となる重要な結果に加え,その発展となる感情から行動に至る過程に関わる研究成果を示すことができた。本年度に遂行した,感謝感情と負債感情が向社会的行動を促進することの検討および,制御焦点理論の観点から,感情と行動の関係を検討することは,個人内の変化に関する研究成果であるだけでなく,感情の機能に関わる成果でもある。したがって,本年度の研究遂行は,研究全体の完遂へ向けて,おおむね順調に進展していると考える。本研究は,感謝感情と負債感情が異なる動機づけプロセスにより向社会的行動を促進し,対人関係の形成・維持・発展に寄与することを表したプロセスモデルの構築を目的としている。実施計画全体の遂行過程において,本年度は,感謝感情と負債感情が対人関係の形成に関わる要因に及ぼす影響とその影響過程の検討に重点を置いた計画を進めるべきだと判断し, 3点の研究を実施した。
皮質脊髄路シナプス形成とその可塑性:活動依存性・臨界期・シナプス競合

我々は皮質脊髄シナプスをin vitroで再構築することを試み、大脳感覚運動皮質と脊髄のスライスを共培養することによってこれに成功した。この系ではフィールドEPSP(fEPSP)を脊髄から100μmの格子状に記録することにより、シナプス形成とその空間分布を定量的に評価できる。またバイオサイチン等による順行性標識により皮質脊髄線維終末の分布を観察できる。主としてこの方法を用いて、以下のことを明らかにした。(1)14DIV以降では皮質脊髄シナプスはin vivoとほぼ同様に脊髄背側に分布する。(2)この発達過程を追うと、7DIV頃には脊髄全体に分布するが、9DIVごろから腹側のシナプスが刈り取られ、背側へ限局していく。(3)二種類の蛍光ビーズを用いた逆行性標識、及び軸索反射を利用した電気生理実験により、皮質細胞が7DIVでは腹側・背側両方に軸索側枝を送っていたのが、14DIVでは、腹側へ行く軸索側枝が除去されたことが示された。(4)培地中にNaチャネル阻害剤のTTXやNMDA受容体の阻害剤AP-5を加えておくと、この刈り取りは生じなくなる、即ち、このシナプス除去は活動依存性、NMDA受容体依存性である。(5)NMDA阻害剤の添加を5-6DIVで中断したり、13-14DIV以降に添加したりした場合はこのようなシナプス除去は生じない、不可逆過程であること、即ち7-14DIVの間に臨界期が存在する。(6)皮質と脊髄背側-腹側、背側-背側、腹側-腹側という共培養の結果から、脊髄背側-腹側間には皮質からの投射線維を潜在的に競合する関係が存在することが示唆される。更に、幼若ラットで延髄錐体を刺激し頚髄から皮質脊髄シナプスのfEPSPを記録してその空間分布を調べると、in vitroとほぼ同様、生後7日(P7)では脊髄全体に陰性のfEPSPSが分布しており、P14には腹外側のfEPSPsが陽性となり、この部位からシナプスが除去されていくことが示唆される。
高齢慢性心不全患者におけるアシストペダリングの血管内皮機能へ及ぼす影響の検討

本研究は、高齢心不全患者に対するアシストペダリング(他動的な自転車こぎ運動)の効果を検証した無作為化比較試験である。約2週間の運動療法により、アシストペダリング群(13例)では血管内皮機能の指標であるRH-PAT indexの改善傾向を認めた(p値=0.07)が、コントロール群(14例)では変化が認められなかった。両群において6分間歩行距離の改善を認めた(p値<0.001)。アシストペダリングは高齢心不全患者の有用な運動方法である可能性が示唆された。本研究は、高度に運動耐容能が低下しており自力での運動療法が困難である高齢慢性心不全患者における、アシストペダリング(下肢をペダルに固定し、外力による他動的な自転車こぎを行うこと)の血管内皮機能へ及ぼす影響を、阻血前後の指尖脈容積変化により評価する、ランダム化比較研究である。平成20年度は、6月に当施設の倫理委員会にてプロトコル承認を得た後より症例登録を開始し、平成21年3月末日までに9例(平均年齢79.2歳、男性4例、女性5例)の患者のデータ収集を行った。患者は封筒法にて、アシストペダリングを行う群(T群)4例/15例と、コントロール群(C群)5例/15例に振り分けられた。両群において、運動療法前後の2時点において、心臓超音波検査、身体所見、心不全マーカー(血中BNP値)を測定した。運動耐容能の客観的指標として、6分間歩行距離を測定した。また、Endo-PAT1500を用いて血管内皮機能評価(RH-PAT indexの計測)を行った。これら9例において、約2週間の運動療法施行後は、心不全重症度NmAクラスは平均2.9度から2.6度に改善を認め、血中BNP値は511.7pg/mlから458.6pg/mlに改善を認めた。6分間歩行距離は、平均168.6mから240.3mに改善を認めた。また、RH-PAT indexについては、平均1.63から1.74に改善を認めた。各群ともまだ症例数が少ないため、群間比較の検討は行っていない。尚、これらの9例において、本研究施行中に有害事象の発生や、脱落症例は認めていない。本研究は、アシストペダリングの効果を検証するとともに、従来運動療法が困難であった高齢慢性心不全患者に対する有効な運動療法の方法開発の手がかりとなると思われる。平成21年度は引き続き患者のデータ収集を行い、目標症例30例のデータ収集完了後に解析検討を行う予定である。本研究は、高度に運動耐容能の低下している高齢慢性心不全患者におけるアシストペダリング(下肢をペダルに固定し、外力による他動的な自転車こぎを行うこと)の血管内皮機能へ及ぼす影響を、阻血前後の指尖脈容積変化により評価する、ランダム化比較試験である。対象は、2008年8月より2010年3月までに当院心臓リハビリテーション部門に紹介された高齢心不全患者のうち高度の運動耐容能の低下を認めた27例である。これらの患者について、文書での同意を取得の上、封筒法によりアシストペダリングを行う群(T群)13例と、従来型の運動療法を行うコントロール群(C群)14例に割り付けた。T群では、椅子に座って行うストレッチ体操と低強度レジスタンストレーニングに加えて、連続で15分間のアシストペダリングを行った。C群では、アシストペダリングは行わずに椅子に座って行う足踏み運動を行った。両群とも2週間の運動療法を行った。両群において、運動療法開始前後に、血管内皮機能評価(Endo-PAT2000によるRH-PAT indexの測定)、運動耐容能評価(6分間歩行距離の測定)、左室拡張機能評価(心臓超音波検査によるE/e'の測定)を行った。アシストペダリングを行ったT群(13例)において、運動療法開始前後のRH-PAT indexの中央値は1.44から1.68へと改善傾向を認めた(対応のあるt検定;p値=0.07)。一方、C群では運動療法開始前後のRH-PAT indexの中央値はそれぞれ1.64および1.51であり、変化は認められなかった(対応のあるt検定;p値=0.9)。T群において、運動療法開始前後の6分間歩行距離の中央値は160mから250mへ改善した(対応のあるt検定;p値=0.0005)。C群においても、運動療法開始前後の6分間歩行距離の中央値は145mから212mへ改善した(対応のあるt検定;p値=0.0008)。両群において、左室拡張機能の変化は認められなかった。今回の検討により、高度の運動耐容能低下を認める高齢慢性心不全患者の運動療法としてのアシストペダリングの有用性が示唆された。
多面体網目構造をもつ化合物の相転移機構

14族元素のハロ錯体では,RSn_2F_5(R=アルカリ金属)について検討した。RSn_2F_5の電気伝導性を測定した結果,K塩とRb塩は高いイオン伝導性を示したが,Na塩とCs塩は高温でも低い伝導性しか示さなかった。高イオン伝導性を示すRb塩の単結晶X線構造解析を370Kで行った結果,末端,架橋,三方架橋のフッ素をもつ層状アニオン構造を形成し,相転移後はc軸方向が縮み,ab面が膨張することがわかった。また,3つのSnに囲まれた新しい三方架橋のフッ素サイトが確認された。このように高温相ではSn周りのフッ素のサイト数が増大し,Snの層間に新しいフッ化物イオンの層が形成されることがわかった。^<87>Rb NMRの測定結果は,Rbのサイトが高温相では2から1に変化し,Rbサイトは等価であることがわかった。^<19>F NMRの測定結果は,低温では3種のフッ素による半値幅が約50kHzのブロードなスペクトルを示した。温度上昇につれて線幅は減少し,室温では非常にシャープなスペクトルが観測され,全てのフッ化物イオンが拡散に関与していることがわかった。^<119>Sn NMRスペクトルは低温ではブロードであるが,転移後は急激に尖鋭化した。これは,Sn周りの環境の球対称化と,Sn層間のフッ化物イオンサイトの形成を支持している。15族元素のハロ錯体KSbF_4の高温相の粉末X線回折のRietveld解析を行った結果,立方晶系(Fm3m)の蛍石型構造であることがわかった。カリウムとアンチモンが無秩序にカチオンサイトに分布しており,フッ化物イオンが蛍石構造の陰イオンサイトだけでなく,カチオンによる八面体間隙のサイトにも存在していることがわかった。高温相の^<19>F NMRの温度変化は,昇温過程では相転移後は2kHz程度の線幅をもつスペクトルが得られた。降温過程では室温付近まで2kHzの線幅であり,フッ化物イオンの拡散運動が維持されていることがわかった。14族元素のハロ錯体では,CH_3NH_3GeCl_3及びその重水素化物であるCD_3ND_3GeCl_3についてDTA,NMR,NQR,X線構造解析からイオンの運動と相転移や電気伝導性の関連について調べた。その結果,温度が上昇するとCH_3NH_3塩は206K,352K,396K,CD_3ND_3塩は203K,349K,455K,で単斜晶系から斜方晶系,さらに三方晶系,立方晶系へと相転移する。イオン導電率はいずれも三方晶系への転移で急激に上昇したが,超イオン伝導性を示す立方晶への転移はCD_3ND_3塩については転移温度と融点が近いため確認できなかった。イオン伝導機構はどちらも塩化物イオンの拡散によると考えられる。カチオンの運動はいずれも三方晶相転移までは3回軸周りの再配向,三方晶転移後は等方性の再配向運動が主であり,CH_3NH_3塩では一部拡散も起こっている。H^1,H^2 NHRとCl^<35>

NQRから,斜方晶への転移はカチオンの3回軸周りの再配向運動(活性化エネルギーEaは5,5kJ/mol,7.8kJ/mol),三方晶への転移はアニオンの3回軸周りの再配向運動(Eaはいずれも60kJ/mol),立方晶への転移はカチオンの等方性再配向運動(CH_3NH_3塩に対してEaは38kJ/mol)が起因していると考えられる。重水素化すると立方晶への転移温度が高温側に大きくシフトするが,これは慣性モーメントの違いが影響していると思われる。来年度にはこの点をもう少し検討したい。13族元素のハロ錯体RM_2Br_7(R=Li,Ag;M=Al,Ga)についてもNQR,NMRよりイオンの運動を調べた。MBr_3グループのBr^<81>NQRスピン-格子緩和時間はカチオンの拡散による変調効果によるものであった。'Li NMRの線幅は高温では0.4kHzとなり,Li^+の拡散を示しており,この錯体ではカチオンを担体とするイオン伝導であることがわかった。14族元素のハロ錯体では,RSn_2F_5(R=アルカリ金属)について検討した。RSn_2F_5の電気伝導性を測定した結果,K塩とRb塩は高いイオン伝導性を示したが,Na塩とCs塩は高温でも低い伝導性しか示さなかった。高イオン伝導性を示すRb塩の単結晶X線構造解析を370Kで行った結果,末端,架橋,三方架橋のフッ素をもつ層状アニオン構造を形成し,相転移後はc軸方向が縮み,ab面が膨張することがわかった。また,3つのSnに囲まれた新しい三方架橋のフッ素サイトが確認された。このように高温相ではSn周りのフッ素のサイト数が増大し,Snの層間に新しいフッ化物イオンの層が形成されることがわかった。^<87>Rb NMRの測定結果は,Rbのサイトが高温相では2から1に変化し,Rbサイトは等価であることがわかった。^<19>F NMRの測定結果は,低温では3種のフッ素による半値幅が約50 kHzのブロードなスペクトルを示した。温度上昇につれて線幅は減少し,室温では非常にシャープなスペクトルが観測され,全てのフッ化物イオンが拡散に関与していることがわかった。^<119>Sn NMRスペクトルは低温ではブロードであるが,転移後は急激に尖鋭化した。これは,Sn周りの環境の球対称化と,Sn層間のフッ化物イオンサイトの形成を支持している。15族元素のハロ錯体KSbF_4の高温相の粉末X線回折のRietveld解析を行った結果,立方晶系(Fm3m)の蛍石型構造であることがわかった。カリウムとアンチモンが無秩序にカチオンサイトに分布しており,フッ化物イオンが蛍石構造の陰イオンサイトだけでなく,カチオンによる八面体間隙のサイトにも存在していることがわかった。高温相の^<19>F NMRの温度変化は,昇温過程では相転移後は2 kHz程度の線幅をもつスペクトルが得られた。降温過程では室温付近まで2 kHzの線幅であり,フッ化物イオンの拡散運動が維持されていることがわかった。
Cyclin E過剰蓄積とp27の欠損を伴うマウスを用いた発がん機構の研究

これまでに様々な発癌モデルマウスが作製されてきたが、その多くがリンパ腫など肉腫を好発し、ヒト悪性腫瘍の大部分を占める癌腫を好発するものは少ない。ヒト癌では、細胞周期の進行に必須なサイクリンEが過剰発現し、細胞周期の進行を負に制御するCDKインヒビターp27の発現が低下している例が多くみられる。そこで私達は、細胞周期関連蛋白の生化学的状態をがヒト癌と類似した環境であるp27を持たずサイクリンEが過剰に発現しているマウスを作出し、ヒト発癌のメカニズムの解明とモデルマウスとしての可能性を検討した。昨年、われわれが報告したSkp2ノックアウトマウスは、サイクリンEとp27のユビキチンリガーゼであるSkp2を欠失するマウスであり、サイクリンEとp27の過剰蓄積が観察された。それにともない染色体の倍数性異常、核の増大、中心体の過剰複製が認められた。このマウスをp27ノックアウトマウスと交配しSKp2/p27ダブルノックアウトマウスを作製した。このマウスはp27遺伝子が破壊されているためにp27の蓄積はなく、サイクリンEのみが過剰蓄積したマウスとなる。このマウスではSkp2単独ノックアウトマウスでみられた、染色体倍数性の異常や中心体の過剰複製はみられず、むしろ正常に戻っており、有意な発癌率の上昇も認められなかった。Skp2ノックアウトマウスより調整された胎児線維芽細胞の細胞抽出液を用いて生化学的特性を調べたところ、Skp2ノックアウト細胞ではCdc2活性が低下していることが判明した。このことよりp27の分解抑制による過剩積によるCdc2活性の抑制が染色体倍数性の異常や中心体の過剰複製の原因になっていると結論された。