hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小児悪性神経膠腫再発例に対するWT1カクテルワクチンを用いた免疫療法の開発

小児腫瘍当初用いる予定としていたワクチンではなく、ヘルパー、キラーペプチドをカクテルしたワクチンへの変更にともない、第I相から再度行う必要があること、また倫理指針が「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」となったことから本倫理指針に沿った研究計画とする必要性がある。このため大幅な研究計画の変更が必要となった。また小児悪性神経膠腫におけるWT1蛋白の発現や他の免疫学的因子に関する検討が不十分であると考えられた。今後のWT1ペプチドワクチンを用いた悪性神経膠腫に対する臨床試験を考えるうえで、現在の5症例の解析を免疫学的に再度おこなうい、悪性神経膠腫における免疫学的な検討を網羅的におこなうこととした。当初用いる予定としていたワクチンではなく、ヘルパー、キラーペプチドをカクテルしたワクチンへの変更にともない、第I相から再度行う必要があること、また倫理指針が「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」となったため本倫理指針に沿った研究計画とする必要性が生じたことから新規臨床試験の開始にはモニタリング、監査などの体制が必要となり当初の計画の経費では困難であると予想した。このため現在施行中の臨床試験でえら得た血液、腫瘍検体を用いた網羅的免疫因子の発現を検討することとした。今後、臨床研究を開始するにあたり、小児悪性神経膠腫におけるWT1蛋白の発現頻度、発現強度の検索は、かならず必要となるため新規臨床研究を開始する前におこなうこととした。また今回登録された5例中、1例でWT1ペプチドワクチン開始後に再発しており外科的摘出術によって腫瘍組織が採取された。また患者代諾者より包括同意を取得している。現在「人を対象とする医学系研究に関する倫理指針」に基づいてあらたな「小児がんにおける網羅的免疫因子の解析」として疫学研究をおこない免疫因子の検討すなわち腫瘍でのWT1特異的キラーT細胞浸潤性や制御性T細胞、PL-1やPD-L1の発現を免疫染色を用いておこない、免疫学的見地から再発の原因を検索することとした。このことによりよい小児悪性神経膠腫に対する免疫的治療の開発につながると考えられる。このための抗体購入、遺伝子検索に使用する予定である。
3歳児歯科保健水準の時系列評価に関する研究

〔研究の目的〕近年,低年齢児の齢蝕は全国的に減少傾向にあるが,依然高い有病状況を示す地域もあり,地域格差のあることが示されている(片山ら, 1986a,b;長田ら, 1987a,b).低年齢児の健康度が一般にその時代の地域の保健および社会特性に影響されていることから,本研究は都道府県別の社会特性指標と3歳児齢蝕有病者率との関連性を時系列的に解析し,地域格差の要因を指定した.〔研究方法〕47都道府県別の3歳児齢蝕有病者率(S.50, 55および60年)を目的変数とし,各年度の都道府県別の社会生活統計データおよび地域保健データの30項目を説明変数とする重回帰分析を行い, 3歳児の乳児齢蝕多寡に関連する要因を選んだ.ついで得られた要因を基準としクラスター分析を行い,類似の地域特性を持つ都道府県を分類し,地図グラフ化し.〔結果と考察〕第一次産業従事者割合などの6項目の社会特性因子により, 3歳児齢蝕有病者率の都道府県間の格差の状況が7390%(B=0.850.95, P<0.01)程度説明され, 3歳児の乳歯有病の多寡に地域社会特性が強く係っていることが示された.しかし各因子の関連度は年度により異り, S.5060年の10年間の社会変動とも時系列的に関連することが示唆された.一方,得られた6項目の因子を基準として年度毎に都道府県を分類したところ,関東,東海,中部,京阪神地分等,大都市および大都市近郊の府県と,東北,中国,南九州,沖縄などの地域およびその中間的な地域(北海道など)に類別されることが示され, 3歳児齢蝕有病者率を指標として作図した地図グラフと視覚的にほぼ一致する結果が得られた.〔研究の目的〕近年,低年齢児の齢蝕は全国的に減少傾向にあるが,依然高い有病状況を示す地域もあり,地域格差のあることが示されている(片山ら, 1986a,b;長田ら, 1987a,b).低年齢児の健康度が一般にその時代の地域の保健および社会特性に影響されていることから,本研究は都道府県別の社会特性指標と3歳児齢蝕有病者率との関連性を時系列的に解析し,地域格差の要因を指定した.〔研究方法〕47都道府県別の3歳児齢蝕有病者率(S.50, 55および60年)を目的変数とし,各年度の都道府県別の社会生活統計データおよび地域保健データの30項目を説明変数とする重回帰分析を行い, 3歳児の乳児齢蝕多寡に関連する要因を選んだ.ついで得られた要因を基準としクラスター分析を行い,類似の地域特性を持つ都道府県を分類し,地図グラフ化し.〔結果と考察〕第一次産業従事者割合などの6項目の社会特性因子により, 3歳児齢蝕有病者率の都道府県間の格差の状況が7390%(B=0.850.95, P<0.01)程度説明され, 3歳児の乳歯有病の多寡に地域社会特性が強く係っていることが示された.しかし各因子の関連度は年度により異り, S.5060年の10年間の社会変動とも時系列的に関連することが示唆された.一方,得られた6項目の因子を基準として年度毎に都道府県を分類したところ,関東,東海,中部,京阪神地分等,大都市および大都市近郊の府県と,東北,中国,南九州,沖縄などの地域およびその中間的な地域(北海道など)に類別されることが示され, 3歳児齢蝕有病者率を指標として作図した地図グラフと視覚的にほぼ一致する結果が得られた.
硝酸の多種同位体組成を用いたチベット高原における窒素循環の解析

本研究では、チベット高原を中心にアジアの大気・雪の硝酸安定同位体比の分析を行った。ヒマラヤ山脈とその麓のチベット高原は別名『アジアの水塔』と言われている通り、世界人口の約40%の水供給を担っている。非常に広い範囲に高原が広がっているため、この地域は成層圏大気の影響を強く受ける地域特性の他、近年の人為起源の影響の増大により、氷河域の後退速度はこれまでの見積もりよりも早いことが明らかとなっている。このため、大気汚染に起因して増大した窒素が融解に伴って地域生態系へ流入することが予想され、同地域の窒素循環像を明らかにすることを目的とした。このため、1年間という短い期間であったが、(1)大気エアロゾル、(2)氷河域の雪・氷試料、(3)過去100年の記録を有するアイスコアの分析を行った。試料は(1), (2)に関しては当該外国人特別研究員及びその研究協力者が採取したものを用い、(3)に関しては本グループが分析を予定していた試料を用いた。分析は、当グループが開発した硝酸の多種同位体組成自動分析装置を用いた。その結果、硝酸同位体組成の季節変動を観測した。特に、Δ17O値と同エアロゾル試料中の放射性同位元素35S量が相関することを世界で初めて発見した。この相関は特に春季に強く観測されたことから、アジアンモンスーンとの関連が示唆され、Nam Coにおける硝酸エアロゾルが成層圏もしくは上部対流圏で生成し高高度から地表へ硝酸が沈着していることを明らかにした。1年と短期間であったが、当該特別研究員は精力的に分析を行い、チベット高原という特徴的な環境における大気-雪氷圏の窒素循環に関する新しい知見を多く得た。すべて評価の高い国際誌に発表するに足るデータであり、現在投稿準備中である。このような高いレベルの研究活動を短期間で成し遂げたことは高く評価できるものである。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
鯨類資源利用の新形態―捕鯨とホエール・ウォッチングの共存をめざす人類学的研究―

平成31(2019)年3月1日より3月8日まで、セント・ヴィンセントおよびグレナディーン諸島国ベクウェイ島において捕鯨とホエール・ウォッチングにかかる参与観察調査、聞き取り調査を実施した。現地調査で得られた主たる成果は次のとおりである。(1) 2018年9月、ブラジルで開催された第67回国際捕鯨委員会総会において、ベクウェイ島民に認められていた先住民生存捕鯨としてのザトウクジラの捕獲枠(20132018年の6年間、24頭)の更新(20192025年の7年間、28頭)が承認された。これを受けて、ベクウェイ島の捕鯨関係者には従来以上に積極的に捕鯨に取り組もうとする気概が見受けられた。現地には捕鯨チームが2チーム存在する(捕鯨従事者計16人)。現在、両チームとも50歳台が中心であるが、そのうちの1チームに30歳台の新人が加わり、少しずつではあるが捕鯨従事者の若返りが進みつつあった。(2) 2018年漁期(2018年2月5月)については、悪天候の日が多く、ほとんど出漁できず、ザトウクジラの捕獲はゼロに終わった。2019年漁期(2019年2月5月)については、まだ始まったばかりであるが、昨年よりは天候のよい日もあり、捕鯨従事者の間では、捕獲への期待がみられた。(3)捕鯨業から引退した2人のベクウェイ島民が2014年より計画しているホエール・ウォッチング事業については、まだ開始されていなかった。1名は漁船をホエール・ウォッチングが可能なボートに改装していたが、船外機の購入費用(1万3000米ドル)のめどが立っていなかった。もう1名も資金不足で全く進展していなかった。当初計画では、平成30(2018)年度はアメリカ合衆国ニューイングランド地方においてホエール・ウォッチングにかかる現地調査を予定していたが、天候および現地情勢などを鑑みて、平成31(2019)年度に予定していたベクウェイ島での現地調査を先に実施した。ニューイングランド地方における現地調査は令和元(2019)年度に実施する。令和元(2019)年度調査終了時点で、必要な資料は全て揃う予定なので、3年間の調査計画を全体として考えてみれば、おおむね順調に進展していると思料する。令和元(2019)年度は8月にアメリカ合衆国ニューイングランド地方においてホエール・ウォッチングにかかる現地調査実施し、その後、年度末までに3年間の調査をまとめる予定。平成30(2018)年2月26日3月6日、ドミニカ共和国サマナ地域においてホエール・ウォッチングにかかる参与観察調査、聞き取り調査を実施した。あわせてサマナ鯨博物館、サマナ市役所において関連情報を収集した。またNGO関係者とも面談を行った。現地調査で得られた成果は次のとおりである。(1)前年2017年のホエール・ウォッチング期間中(1月3月)、サマナ湾一帯におけるホエール・ウォッチング参加者は5万7708人であり、2016年の参加者5万4983人よりも2725人の増加であった。また目撃されたザトウクジラ数は2017年:521頭、2016年:493頭であった。サマナ湾一帯における公表されている直近のホエール・ウォッチング参加者は2008年の2万6700人であり、9年間でホエール・ウォッチング参加者は2.16倍に増加しており、ホエール・ウォッチングが地域観光産業の活性化に大きく貢献していることが理解できた。(2)サマナ湾一帯は北大西洋を回遊するザトウクジラの出産・仔育て海域となっており、研究者自身が参加したホエール・ウォッチングにおいても親仔連れのザトウクジラを目撃できた。仔鯨は呼吸のため、短間隔で浮上しなければならず、それがザトウクジラの目撃を容易にしていることが確認できた。従って、本件事例を出産・仔育て海域ではない他地域(ベクウェイ島など)におけるホエール・ウォッチングの事業モデルとすることには困難が伴うであろうこともあわせて理解できた。当初計画どおりにドミニカ共和国サマナ州において、ホエール・ウォッチングにかかる参与観察調査、聞き取り調査を実施できた。また収集してきた資料、情報の整理にも着手している。

2019年漁期(2019年2月5月)については、まだ始まったばかりであるが、昨年よりは天候のよい日もあり、捕鯨従事者の間では、捕獲への期待がみられた。(3)捕鯨業から引退した2人のベクウェイ島民が2014年より計画しているホエール・ウォッチング事業については、まだ開始されていなかった。1名は漁船をホエール・ウォッチングが可能なボートに改装していたが、船外機の購入費用(1万3000米ドル)のめどが立っていなかった。もう1名も資金不足で全く進展していなかった。当初計画では、平成30(2018)年度はアメリカ合衆国ニューイングランド地方においてホエール・ウォッチングにかかる現地調査を予定していたが、天候および現地情勢などを鑑みて、平成31(2019)年度に予定していたベクウェイ島での現地調査を先に実施した。ニューイングランド地方における現地調査は令和元(2019)年度に実施する。令和元(2019)年度調査終了時点で、必要な資料は全て揃う予定なので、3年間の調査計画を全体として考えてみれば、おおむね順調に進展していると思料する。平成30年度は当初計画どおりにアメリカ合衆国ニューイングランド地方におけるホエール・ウォッチング産業にかかる現地調査を実施する予定である。令和元(2019)年度は8月にアメリカ合衆国ニューイングランド地方においてホエール・ウォッチングにかかる現地調査実施し、その後、年度末までに3年間の調査をまとめる予定。海外調査にかかる航空運賃、現地滞在費について、申請時に想定したほど円安にはならず、為替差益が生じたため。差額分は次年度以降の旅費に充当する。
酵母における複製フォーク阻止システムの解析とその生理機能の研究

出芽酵母の複製フォークの阻害点(SOGと呼ぶ)は染色体上rRNA遺伝子クラスターの非翻訳領域にあることが知られている。その部位の同定やそこに働くタンパク質を明らかにすることで、本システムを解明することが本研究の目的である。まず、これまではっきりしなかった阻害部位の同定と構造解析を行った。フォーク阻害点をプラスミド上に乗せても活性を保持していたことから、この系を用いて解析を進め、阻害(SOG)活性には、染色体の高次構造やrRNA遺伝子の転写等は必要なく、100bpの特定部位さえあればよいことが判明した。この部位はおもしろいことに、組換えホットスポットとして知られていたHOT1の活性化に必要な2つのシス部位の1つ(E)に含まれていた。SOG活性を欠損した変異株を分離することは、なかなか困難である。我々は、HOT1組換えの活性化に複製フォークが阻害されることが必要であるという仮説に立ち、HOT1活性の欠損した株を分離し、その中にSOG活性を欠損した株がないかどうかを調べた。その結果、HOT1,SOG両活性を同時に失った4株の変異株を分離した。その遺伝学的解析より、それらはFOB1と名付けた遺伝子に欠損を有することで、同時に2つの表現型を示すことを証明した。このことからFOB1タンパク質がSOG部位に働いてフォーク阻害を起こす可能性が高い。ともかく本研究から、真核生物において、複製フォークの阻害が相同的組換えの引き金になることが強く示唆された。一般には複製フォークの染色体上を進む早さは一定と考えられている。しかし染色体上には複製フォークの進行を特異的に阻止する部位の存在が、種々の生物で最近明かにされ始めてきている。本研究では、酵母の複製フォーク阻害部位を取り上げ、その機構を明かにすることで、真核生物でのフォーク阻止システムの機構解明を目指している。本年度の研究計画に挙げた項目については、ほぼその初期の目的を達成できた。すなはち、ゲノム上のフォーク阻害点(sogと呼ぶ)をクローン化したプラスミドを細胞から抽出し、それを2次元の寒天ゲル電気泳動法を用いて解析したところ、ゲノム上と同じ極性を示す阻害活性を検出出来た。このアッセイ法(sogアッセイと名付ける)を確立できたことより、酵母のフォーク阻害点の同定とその塩基配列を決定することが出来た。その結果、興味深いことに、この約100塩基対からなる阻害部位は、rRNA転写部位のエンハンサーの極めて近傍にあり、しかも相同組換えのホットスポットの一要素である部位と重なることが判明した。このことは大腸菌において我々が見いだしている、複製フォーク阻害点が組換えのホットスポットであることと現象的に一致しており、今後興味深い研究テーマである。さらにこの同定したsog部位に特異的に結合するタンパク質を、ゲルシフト法を用いて検索し、現在候補のタンパク質を得ることが出来た。今後このタンパク質の遺伝子を分離同定し、それが真のフォーク阻止蛋白か否かを調べ、これらの研究を通して酵母のフォーク阻止システムを明かにすると共に、その生理機構にも迫りたい。また、この部位に見られる組換えのホットスポット活性をより簡便に感度よく検出できるアッセイ法を確立し、ホットスポット活性とフォーク阻害活性との関係を明かにしたい。酵母には、大腸菌と同じ複製フォークを特異的に阻害する部位が知られている。それはrRNA遺伝子の繰り返し構造単位内、詳しくは35SrRNA遺伝子転写単位の3'末端付近に位置しており、その転写方向とは逆方向の複製フォークのみを阻止すること(極性)が知られている。本研究の目的は、このフォーク阻止システムの機構と機能を明らかにしようとするものである。まず我々はこの阻害部位がゲノムばかりでなく、プラスミド上においても極性のフォーク阻害活性を有するすることを見いだした。これをフォーク阻害活性のアッセイ法に応用することで、それで不明であった阻害に必須な最小領域(約100bp)を決定し、その部位をSOGと名付けた。

おもしろいことにその部位は、35SrRNA転写のエンハンサーの隣に位置し、且つ相同組換えのホットスポット(HOT1)に必須な2つの領域の一つ、E領域に含まれることが判明した。SOG部位でのフォーク阻害の生理機能を知るため、更にフォーク阻害活性とHOT1活性との関係を知るため、HOT1活性を失った変異株を多数分離し、それらのSOG部位でのフォーク阻害活性の有無を調べた。その結果、その中にフォーク阻害活性を失った複数の独立した変異株を見いだした。このことは、HOT1の示す高い組換え活性のためには、SOG部位でのフォーク阻害が起こることが必須であることを強く示唆している。これらの変異株の利用と解析から、酵母の複製フォーク阻害システムについての残された問題を近い将来明らかにできる見通しがたったと考えている。
ゼオライトの特性を活かしたナノ不斉触媒の開発

新規なナノ不斉触媒を創成するに当たり、微小空間内での分子の挙動をより包括的に捉えることが重要である。そこで、マイクロチップを反応場とする有機合成の検討をおこなった。さらにこのマイクロチップ内にメソ孔を持つゼオライトを構築し、厳密なメソ空間を持つ新規微小空間を創成した。さらに、微小空間では体積に対する壁面の面積比が大きくなるため、壁面修飾により触媒を効果的に固定化する方法を開発した。に具体的には以下のことを行った。(1)マイクロチップを用いたβ-ケトエステルのアルキル化を行った。マイクロチャネル内に有機相と水相を導入して4級アンモニウム塩を相関移動触媒として用いるβ-ケトエステルのアルキル化において、マイクロチャネル中で反応を行うと、バッチ中で反応を行うのに比べて、反応性が大きく向上することを見いだした。(2)マイクロチップ内にメソ孔を持つゼオライトを作成した。ゼオライトの細孔を利用して空間選択的な反応を行う例は報告例があるが、ゼオライト粒子表面でも反応が進行することが予想されるため、完全な選択性制御は困難である。そこで、ゼオライト粒子の大きさに相当する1μm程度の幅、深さを持つマイクロチャネル内に、ゼオライトを合成した。この際、ゼオライトの孔の方向をチャネルの方向に揃える工夫を施し、ボトムアップテクノロジーによりメソ孔を持つチャネルをマイクロチャネル内に組み込む手法を開発した。(3)新規化学機能微小空間の創成とマイクロチップ内合成反応の開発を行った。マイクロチャネル内壁にフッ素コーティングを施し、これまでに開発した触媒にフッ素系側鎖を導入することで、合成触媒の可逆固定が可能な新規化学機能微小空間を創成した。この空間内では、通常のバルク反応では得られない目的物が直接得られ、その反応効率も高いことが明らかになった。不斉触媒の中には高活性で目的の反応を高選択的に行えるものも存在するが、高活性であるが故に酸素、水、光、熱などの外的要因に不安定なものも多い。したがって、不斉触媒の大半は安定な前駆体から使用直前に調製する必要があり、触媒の安定性、回収・再使用、長期保存といった触媒の機能面まで満たす不斉触媒は極めて希である。筆者は、従来まで実現が困難であった触媒の保存や回収・再使用といった新たな機能を付加した不斉触媒の創製を目指し、当研究室で開発したキラルジルコニウム触媒を用いるMannich型反応において種々の条件を検討したところ、保持剤としてゼオライトを用いることにより新たな可能性を示すことができた。この際、キラルジルコニウム触媒はゼオライトとの静電的な相互作用により安定化されていること、空気中で取り扱うことができ長期保存も可能となること、反応終了後に触媒の回収・再使用が可能であることなどを見い出した。一方、今後新規なナノ不斉触媒を創製するにあたり、微小空間内での分子の挙動をより包括的にとらえることが重要である。そこでマイクロチップを反応場とする有機合成の検討を行った。マイクロチャネル内に有機相と水相を導入して油水界面を形成させた場合、その液-液界面の比界面積はかく拌などの機械的な操作なしでも、フラスコ中における超高速かく拌に相当する比界面積を実現できる。今回筆者は、4級アンモニウム塩を相関移動触媒として用いるβ-ケトエスチルのアルキル化反応において、マイクロリアクター中で反応を行うと、バッチ中での反応に比べて反応性が大きく向上することを見出した。またマイクロチャネルの幅を変えた検討や光学顕微鏡による観察から、マイクロリアクター中ではバッチ中で高速かく拌した場合と比べより微小な液滴粒子が形成され、比界面積が増大したため反応性が向上したことが示唆された。
コンクリ-ト構造物の動的せん断耐力に関する研究

コンクリ-ト構造物に限界状態設計法を適用していく上で,最も基本となるのは,合理的な各種部分安全係数の設定である。特にいわゆるせん断破壊に関して,その脆性的な破壊を避けるという面からも,破壊機構の定量的解明とそれに伴う設計上の取扱い方法の確立は重要である。本研究は,鉄筋コンクリ-ト部材が,強震時のように降伏点をはるかに越える大変形の正負交番載荷を受ける場合や,疲労破壊が問題となる高サイクルの繰返し載荷を受けるような動的荷重下におけるせん断挙動について小型鉄筋コンクリ-トはりの載荷実験から明らかにし,またせん断補強鉄筋の補強効果及びせん断破壊を防止するための合理的な補強方法について検討を加えたものである。その結果,静的載荷では曲げ破壊する場合でも大変形正負交番載荷を受けるとせん断破壊が卓越してくること,せん断破壊を抑制するためのせん断補強鉄筋の割増しの効果は主鉄筋量が大きくなるにつれて,a/dが小さくなるにつれて,有効高さが大きくなるにつれて,すなわち,せん断力が大きくなるにつれて低下することが明らかになった。せん断補強鉄筋量を通常の場合の1.4倍程度まで割増ししてもせん断破壊を防止できない場合もあり,設計上の配慮が必要である。また,鉄筋コンクリ-ト部材の水中での疲労特性に関して,気中では曲げ破壊をする場合でも水中ではせん断破壊が卓越してくること,疲労強度は水中では気中より1525%程度小さくなること,せん断補強鉄筋の効果は水中では気中など期待できないこと,水中では斜めひびわれの発達,進展が非常に急激で,そのまません断破壊につながっていくこと等を明らかにした。コンクリ-ト構造部材が破壊する場合、脆性的なせん断破壊より曲げ破壊が先行するように設計することが原則である。しかし、静的な載荷では曲げ破壊し、そのじん性も大であるような部材であっても、正負の繰返し載荷あるいは高サイクル繰返し載荷によりせん断破壊が卓越してくることが指摘されている。本研究ではこのようないわゆる動的載荷状況下における鉄筋コンクリ-ト部材のせん断抵抗性を明らかにすることを目的としている。本年度においては、強震下での挙動を想定した、大変形正負交番繰り返し載荷、疲労を相定した高サイクル繰返し載荷状況での鉄筋コンクリ-ト部材のせん断破壊の進行と補強方法について小型はりによって実験的に明らかにした。その結果、耐震特性に関しては普通の部材設計状態では、土木学会標準示方書にある通り、耐震設計の場合せん断破に対する部材係数を通常の場合の1.2倍程度とすることによってせん断破壊を防止出来るが、主鉄筋量の増大、せん断スパン比の減少等によって、せん断力の絶対値が大きくなるにしたがって、腹鉄筋のせん断補強効果は低下し、本実験でもせん断補強量が通常の場合の1.4倍程度であってもせん断破壊が卓越する場合が認められた。疲労に関しても、主鉄筋量が大きく、またせん断スパン比が小さい場合には、繰返した応力振幅が大きくなるにつれて、せん断補強鉄筋の補強効果が低下し、せん断破壊が卓越してくる。とくに水中においては、腹鉄筋量をいくら増加させても曲げ破壊を先行させることが困難な領域があること等が明らかになった。次年度は本年度の実験を継続、デ-タの蓄積を図ると共に、破壊進行のメカニズムの解明とモデル化を試みる予定である。コンクリ-ト構造部材が破壊する場合,静的な載荷状態のもとでは十分なじん性を有する曲げ破壊する部材であっても,正負交番繰返し載荷あるいは高サイクル繰返し載荷により,せん断破壊が卓越してくることが指摘されている。本研究では,このような動的載荷状況下における鉄筋コンクリ-ト部材のせん断抵抗性を明らかにすることを目的としている。

本年度は昨年度に引き続いて,鉄筋コンクリ-ト小型模型はりについて,大変形正負交番繰り返し載荷および疲労を対象とした高サイクル繰り返し載荷試験を行ない,主としてせん断破壊の進行状況について検討した。特に本年度は,正負交番載荷に関しては,有効高さを新らたに要因として取りあげ,また,高サイクル繰り返し載荷に関しては,環境条件(気中,水中)を取りあげた。その結果として,はり断面の有効高さが大きくなると,主鉄筋比が同じであっても,せん断破壊が生じやすくなりまたせん断補強鉄筋の割増しの効果もそれほど期待できなくなること,水中における鉄筋コンクリ-トはりの200万回疲労寿命は気中のそれより1525%程度小さくなり,破壊様式も曲げせん断領域での破壊が卓越してくること等が明らかになった。さらに,せん断破壊の進行が繰返し載荷の途中から進行し始めることを,曲げひびわれ幅と斜めせん断ひびわれ幅との変化の状況から検討し,斜めひびわれ幅が進展し始める状況が重要な破壊規範であると考え、この点を規準に,動的荷重下におけるせん断耐力に関する設計上の取扱い方法について検討を加えた。
地域プロジェクトと連携した大学美術教育カリキュラムの研究

対話型美術鑑賞授業を充実させるために、大田原市街かど美術館展覧会を用い学生に鑑賞ツール研究を課題とした。画家、彫刻家についての研究(中学生に対し作品内容の伝達方法の研究、および表現内容の研究等)をした。その結果、自からの学びの重要性を学生自身が体感し自己の学びにフィードバックさせ、学力向上が確認できた。本研究の目的は教員養成大学での美術の専門科目群の学習に、地域プロジェクトと連携した内容を取り入れて学生から自らの学ぶを省察し真正な学びへ進化させていくための題を検討し、新たなカリキュラムを構想、実践し検証ずるものである。具体的内容は大田原で毎5月に開催される美術展覧会を使い、学校の対話型術鑑授業を充実させる為の鑑賞ツールの作成を考えた。まず、展覧会に出品する作家4名(絵画3名、彫刻11セプトをプロジ手クターなどを使用して実際の映像を通し創造行為のプロセス、美術表名)を2月17日、2月20日、大学に招聘し講演を行った。その内容は各作家の作品のコンセプトをプロジェクターなどを使用して実際の映画を通し創造行為のプロセス、美術表現の多様性、重要性を理解することを目的とした。また、2月19日から市内のギャラリーで宇都宮大学教員展を開催し美術専攻の学生を前にしで教員は自己の作品を解説するとともに独自の芸術論を発表し質疑応答を行った事により、芸術家は様々な思考、環境、方法等により多種多様な創造の可能性を生み出すことを体感させた。以上の作家から直接に話を聞くという体験は、創造上の手がかを具体的に実感し得たが学生自身、創作する上で大いに意義があった。更に、デザイン領域では、大田原市街角美術館の展覧会ポスター、パンフレットのデザイン提案をした。これは三年次の学生に大田原市の特徴、美術展で発表する4作家め作品を総合的に調査、研究してデザイシをしたもので4月4日大田原市民で構成する大田市街角美術館運営委員の前で11人の学生が各自のデザイン作品のプレゼンテーションを履行し作品の趣旨、技法、特徴などを発表した。その結果1名の作品が選ばれてポスターになった。以上の成果より自らの学びの重要性を学生自身が体感して自らの学びにフィードバックさせ、学力向上を図ることが出来る。本研究の目的は教員養成大学での美術の専門科目群の学習に、地域プロジェクトと連携した内容を取り入れて学生が自らの学びを省察し真正な学びへ進化させていくための課題を検討し、新たかカリキュラムを構想、実践し検証するものである。具体的内容は大田原市で毎年5月に開催される美術展覧会を使い、中学校の対話型美術鑑賞授業を充実させる為の鑑賞ツールの作成を考えた。まず、展覧会に出品する作家4名(絵画3名、彫刻1名)を2月15日、2月16日、大学に招聘し講演を行った。その内容は各作家の作品のコンセプトをプロジェクターなどを使用して実際の映像を通し創造行為のプロセス、美術表現の多様性、重要性を理解することを目的とした。また、2月12日から市内のギャラリーで宇都宮大学教員展を開催し美術専攻の学生を前にして教員は自己の作品を解説するとともに独自の芸術論を発表し質疑応答を行った事により、芸術家は様々な思考、環境、方法等により多種多様な創造の可能性を生み出すことを体感させた。以上の作家から直接に話を聞くという体験は、創作上の手がかりを具体的に実感し得た事が学生自身、創作する上で大いに意義があつた。更に、デザイン領域では、大田原市街角美術館の展覧会ポスター、パンフレット、案内状などのデザイン提案をした。これは3年次の学生に大田原市の特徴、美術展で発表する4作家の作品を総合的に調査、研究してデザインをしたもので4月15日大田原市民で構成する大田原市街角美術館運営委員の前で11人の学生が各自のデザイン作品のプレゼンデーションを履行し作品の趣旨、技法、特徴などを発表した。本研究の目的は教員養成大学での美術の専門科目群の字習に、堀城プロシェクトと運携した内容を取り入れて学生が自らの学びを省察し真正な学びへ進化させていくための課題を検討し、新たなカリキュラムを構想、実践し検証するものである。まず、展覧会に出品する作家4名(絵画3名、彫刻1名)を2月15日、に大学へ招聘し講演を行った。また、3月3日から市内のギャラリーで宇都宮大学教員展を開催し美術専攻の学生を前にして教員は自己の作品を解説するとともに独自め芸術論を発表し質疑応答を行った事により、芸術家は様々な思考、環境、方法等により多種多様な創造の可能性を生み出すことを体感させた。

以上の作家から直接に話を聞くという体験は、創作上の手がかりを具体的に実感し得た事が学生自身、創作する上で大いに意義があった。更に、デザイン領域では、大田原市街角美術館の展覧会ポスター、パンフレット、案内状などのデザイン提案をした。これは3年次の学生に大田原市の特徴、美術展で発表する4作家の作品を総合的に調査、研究してデザインをしたもので3月7日大田原市民で構成する大田原市街角美術館運営委員の前で10人の学生が各自のデザイン作品のプレゼンテーションを履行し作品の趣旨、技法、特徴、見所などを発表した。その結果1名の作品が選ばれてポスターになった。以上の成果より自らの学びの重要性を学生自身が体感して自らの学びにフィードバックさせ、学力向上を図ることが出来る。尚今回の街角美術館は地震災害のため秋に延期となった。
異種金属複合型錯体による官能基化ポリオレフィンの精密合成

従来、オレフィンの重合においては、前期遷移金属錯体が触媒として用いられてきた。最近、ある種の後期遷移金属錯体も重合活性を示すことが見出された。しかも、その場合にはエステル基やヒドロキシル基などの官能基をもつモノマーとの共重合も可能であるということが明らかとなっている。しかし、これまでに用いられてきた触媒は、ほとんどが単一の遷移金属錯体をベースにしたものであった。本研究では、性質の大きく異なる前期遷移金属と後期遷移金属を組み合わせた複核錯体を合成し、これを高分子合成の触媒へと応用した。ジルコニウム-ロジウム複核錯体がエチレンの重合を引き起こすことを見出した。しかし、その活性はジルコニウム単核錯体を用いた場合に比べて低かった。ジルコニウム-コバルト複核錯体も、エチレンの重合に対しては単核錯体に比べて低い活性を示した。一方、プロピレンの重合に対しては、単核錯体よりも高い活性を示すことが分かった。この場合、ジルコニウム側が活性中心であり、コバルトからジルコニウムへの電子供与によりその活性が向上したものと考えられる。本研究ではまた、ジルコニウム-パラジウム複核錯体を設計・合成した。上記のロジウム・コバルト錯体の場合には、X線結晶構造解析においてジルコニウムと後期遷移金属との間に相互作用は存在しない。一方、ジルコニウム-パラジウム複核錯体では両金属間に金属金属結合が存在することが示唆された。本研究ではさらに、オレフィンメタセシス反応を利用した、簡便な複核錯体合成法を見出した。この方法を用い、様々なジルコニウム複核錯体や、ジルコニウム-鉄複核錯体の合成に成功した。今後、この様々な複核錯体を用いた重合反応について、その詳細を検討予定である。ジルコニウム-ロジウム複核錯体を用いて、重合の初期段階であるアルキル化の検討を行った。アルキル化剤としてトリメチルアルミニウムを用いた場合には、ジルコノセンジクロライド部位のモノメチル化、さらに近傍の配位子との分子内メタル化反応が進行することを見出した。このジルコニウム上で進行する分子内メタル化反応は、ロジウム部位との位置関係に大きく影響され、ジアステレオ選択的な反応であることが分かった。この分子内メタル化反応の機構の検討を行い、カチオン性の中間体を経由して反応が進行することが分かった。トリメチルアルミニウムはアルキル化剤としての役割に加えて、ジルコニウム上のクロロ配位子を引き抜き、カチオン種を発生させていると予想される。また、エチレンの重合において、分子内メタル化反応は触媒の失活の要因となることを明らかにした。本研究ではさらにジルコニウム-コバルト複核錯体を合成し、これを用いて種々のモノマーの十合を試みた。その中で、CpCo(CO)_2部位をCp_2ZrCl_2と組み合わせた複核錯体が、プロピレンの重合においてCp_2ZrCl_2より高活性であることを見出した。この効果は、単核のCp_2ZrCl_2とCpCo(CO)_2を混合した系においても見られた。
酸素八面体積層型希土類マンガナイトの合成・構造及び物性

BaLn_2Mn_2O_7という化合物について、今回先ずLn=Gdのものについての合成実験を行い、これが定比のものでは斜方晶に歪むこと、そして、この斜方晶がTb型のものであることを見つけた。これによりこの一連の化合物は二種類の斜方晶に歪むことが分かった。次に、このBaGd_2Mn_2O_7も高温で相転移を有することを熱分析等で見い出したので、これら一連の化合物について系統的にX線回折や磁化率等の測定により、その相転移近辺の挙動を調べた。その結果、いずれの系においても定比のものでは、室温で斜方晶のものが高温で正方晶に転移するが、酸素不定比のものでは、この相転移温度が降下してきて、普通は室温でも正方晶をとることが分かった。そして、この相転移に対応して、特に磁化率の温度依存性グラフに明瞭な不連続点が現れることを見いだした。これは、この種の相転移がMnの3価のJahnーTeller効果により結晶が歪むためであり、すなわち、Mnの3d電子の動きを直接追っている磁化率にこの変化が捉えられることになる。このようにして、一連のこの型の化合物の磁化率を測定する実験を行い、特にEuの系では今まで見られなかったもう一つの斜方晶も見い出した。これにより、従来考えられていた状態図を再考しEuの二種類の斜方晶の問題への解決の糸口をつかんだ。このようにBaLn_2Mn_2O_7という一連の化合物について、その斜方晶の生成、不定比性、相転移を明かにしたが、これをさらに発展させた酸素八面体の層状化合物の一つCa_<1.5>Nd_<0.5>MnO_4という化合物においても酸素不定比性による同様なJahnーTeller効果に基づく相転移の存在を明かにして今後の研究への指針を与えた。
銀河系古成分恒星系の動力学構造の観測と理論に基づく暗黒物質の解明

宇宙の物質密度の大半を占める暗黒物質の正体は何か。この問題を解明することは現代物理学において大変重要な課題のひとつになっている。実際の宇宙に見られる大規模構造は、冷たい暗黒物質とよばれる素粒子によって説明可能であることが知られていて、宇宙の暗黒物質に関する標準理論になっている。しかし、銀河系や衛星銀河の空間スケールをみると、冷たい暗黒物質の理論予言と矛盾する観測事実が報告されており混沌とした状況にある。この問題の鍵は、銀河系やその衛星銀河などの近傍銀河の理解であり、特に、1.矮小銀河の真の数分布の決定、2.矮小銀河にある暗黒物質の分布の決定、のために、系統的な観測とその理論解析が重要になる。本研究では、1.の問題、すなわちミッシングサテライト問題に対して知見を得るために、現在進行中のすばる望遠鏡の超広視野カメラを用いた観測データを用いて、系統的に衛星銀河の探査を進めてきた。そして、これまで新しい衛星銀河を3個発見し、2編の学術論文として発表し、3編目の論文は投稿中である。また、これまでの衛星銀河の発見率が冷たい暗黒物質の予言と大きく矛盾しないことが分かってきた。2.の研究テーマに対して、銀河系の各衛星矮小銀河の測光データを解析し、各銀河の空間構造を導出した。そして、この測光データをもとにして将来の多天体分光観測の計画を立案した。特に、どのような観測情報から暗黒物質の正体に迫れるか検討を行った。これらの成果に基づいて、今後の分光観測を中心とした研究を推進したいと考えている。すばる望遠鏡の超広視野カメラを使った観測サーベイが継続しており、このデータを用いた銀河系衛星銀河探査を進めているが、期待通りのペースで新しい衛星銀河を発見できている。また、既知の銀河系衛星銀河の系統的な撮像とその解析もかなりよく進んでいる。さらに、新しく発見した衛星銀河の分光観測も進めており、概して順調に進展していると自己評価している。これまでの研究成果に基づき、引き続き以下の研究を推進する。1.銀河系における未発見衛星銀河の探査:すばる望遠鏡に装着されている超広視野カメラを用いたサーベイ観測に基づいて、新しい矮小楕円体銀河を発見する。特に、銀河系ハローの外側にあり暗い矮小銀河を探査していく。2.矮小楕円体銀河における大域的な星形成史と暗黒物質構造との関連:銀河系にある矮小楕円体銀河は、暗黒物質の正体を決定する上で最も重要な天体であり、さらに銀河系のような明るい銀河の階層的形成に密接に関係しているので、個々の矮小楕円体銀河の星形成史と化学動力学構造を導くことが大変重要である。しかし、これまでの測光・分光観測に基づく研究では、概して各銀河の内側部分のみ注目されており、もっと大きく広がった空間領域の各矮小楕円体銀河の撮像・分光を行う必要がある。撮像については一通り実施してきたので、今後は新しく発見した銀河の分光観測はもとより、既に知られている矮小楕円体銀河の系統的な分光観測とその解析について検討する。さらに、暗黒物質を含めた化学動力学進化の理論モデルを構築して調べる。

2.矮小楕円体銀河における大域的な星形成史と暗黒物質構造との関連:銀河系にある矮小楕円体銀河は、暗黒物質の正体を決定する上で最も重要な天体であり、さらに銀河系のような明るい銀河の階層的形成に密接に関係しているので、個々の矮小楕円体銀河の星形成史と化学動力学構造を導くことが大変重要である。しかし、これまでの測光・分光観測に基づく研究では、概して各銀河の内側部分のみ注目されており、もっと大きく広がった空間領域の各矮小楕円体銀河の撮像・分光を行う必要がある。撮像については一通り実施してきたので、今後は新しく発見した銀河の分光観測はもとより、既に知られている矮小楕円体銀河の系統的な分光観測とその解析について検討する。さらに、暗黒物質を含めた化学動力学進化の理論モデルを構築して調べる。
リン酸エステル系高分子による骨リモデリングの正常化

本研究は骨のリモデリングの制御を可能にするポリマーの獲得を目的とし実施された。研究期間の前半においてポリリン酸エステルの新たな合成法に着手し、従来法よりも温和な条件で、かつ、毒性の原因となる金属を一切使用しない合成手法を確立した。続いて、ポリリン酸エステルと血漿タンパク質および血球細胞との相互作用を調査し、合成したポリリン酸エステルがタンパク質の変性や細胞の溶血を惹起しないことを明らかにした。研究後半では、骨リモデリングに関与する骨芽細胞と破骨細胞におよぼすポリリン酸エステルの影響を調べ、ポリリン酸エステルが、破骨細胞の機能を特異的に脆弱化することを見出した。超高齢化社会を迎えた本国では骨疾患をもつ患者数の増加が大きな問題となっている。骨疾患の治療薬のなかでタンパク質製剤はその骨誘導活性の高さと低毒性の点でその有効性が認められているが、血中半減期の短さや骨組織との親和性の低さから侵襲を伴う局所投与によってのみ優れた薬理活性が示される。そこで、タンパク質製剤の血中安定性と骨指向性を高めることで全身投与可能な骨指向性タンパク質製剤の調製を目指した。本研究では骨指向性を示すポリリン酸エステルアイオノマーを合成し、水溶性縮合剤を用いてタンパク質との複合化を行った。塩基性有機触媒と開始剤にメタノールを用いることで2-メトキシ-2-オキソ-1,3,2-ジオキサホスホラン(MP)を開環重合させ、PMPを合成した。得られたPMPにトリメチルアミンを作用させた後、陽イオン交換樹脂を用いてメチル基の脱保護を行った。続いて脱保護したポリマーを水に溶かし、水酸化ナトリウム水溶液により中和することでポリ(2-ヒドロキシ-2-オキソ-1,3,2-ジオキサホスホラン)ナトリウム塩(PHP-Na)を得た。次いでPHP-NaとEDC、イミダゾール、モデルタンパク質であるリゾチームをPHP-Na:lysozyme =1:1となるように混合し、リゾチームとポリマーの複合体形成をSDS-PAGEにより確認した。骨疾患の治療薬のなかで、タンパク質治療薬は活性の高さと毒性の低さから注目されているが血中内での安定性が低く効率的な治療を行うには問題がある。そこで、タンパク質治療薬の血中安定性を向上させ、さらに骨指向性を高めるため骨組織との親和性の高いポリマーとの複合化を目指した。本研究では遊離のリン酸エステル結合を主鎖にもつポリリン酸エステルアイオノマーを合成し、タンパク質との複合化を試みた。2-メトキシ-2-オキソ-1,3,2-ジオキサホスホラン(MP)を、メタノールを開始剤として塩基性有機触媒を用いることで開環重合を行った。PMPにトリメチルアミンを作用させたのち、陽イオン交換樹脂を用いて脱メチル化した。続いてこのポリマーを水に溶かし水酸化ナトリウム水溶液により中和することでポリ(2-ヒドロキシ-2-オキソ-1,3,2-ジオキサホスホラン)ナトリウム塩(PHP-Na)を得た(Figure 1)。続いてPHP-NaとEDC、イミダゾール、モデルタンパク質であるウシ血清由来アルブミン(BSA)をPHP-Na: BSA=1:1,5:1,20:1となるように混合し、24時間反応させた。複合化の速度解析をサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)により行い、タンパク質とポリマーとの複合体形成をSDS-PAGEで確認した。超高齢化が急速に進む現代社会において,人々が健やかな生活を続けるために安全かつ確実な骨治療薬の開発は不可欠である。本研究は骨治療に有効なポリマー医薬の創出を目指し,骨のリモデリングに関与する細胞の機能におよぼすポリリン酸エステルの作用を詳細に調べ,骨粗鬆症や骨転移の治療薬として有効なポリマーの分子形態の最適化を目的として企画された。最終年度では、ポリリン酸エステルが骨芽細胞および破骨細胞の生育に与える影響について詳細に調べ、ポリリン酸エステルが骨治療用ポリマー医薬として有用であることを明らかにした。前年度までに合成法を確立したポリ離散エステル(PEP・Na)を含む培地を用いてマウス骨芽細胞を培養したところ、骨芽細胞の生存率を全く低下させることなく、高い適合性を示すことを明らかにした。赤血球を用いた溶血実験も行ったが、PEP・Naの溶血活性は認められず、細胞膜障害性も極めて低いことがわかった。一方、破骨細胞を培地に懸濁させ、ウシ骨片上に播種したところ、培地中のPEP・Na濃度が増すにつれて破骨細胞の接着が抑制された。破骨細胞による骨溶解もPEP・Naによって効果的に抑制されることが明らかとなった。

本研究を通じPEP・Naが、破骨細胞を選択的に脆弱化する効果が認められ、骨粗しょう症などの骨疾患に有効なポリマーを提示するに至った。生体材料学近年,骨再生に骨形成タンパク質(BMP)ファミリーが有効に働くことが示されており,これらのタンパク質にポリリン酸エステルアイオノマーを複合化できれば,体内動態の改善に加え,骨指向性も付与できると考えられる。25度では前年度に合成したポリリン酸エステルアイオノマーとタンパク質との複合体を調製し、タンパク質の活性に及ぼすポリリン酸エステルの影響を検討することを目標に掲げた。ポリリン酸エステルアイオノマーの末端に存在するリン酸モノエステルを選択的に活性化し、モデルタンパク質のリゾチームとの複合化に成功した。また、リゾチームの活性はポリリン酸エステルアイオノマーが修飾された後も維持されることも明らかにすることができ、当初の計画通りに研究を遂行することができた。24年度では、骨の主成分であるHApに対し強い親和性を示し,かつ,骨関連細胞の機能を制御するのに有効な生理活性物質を複合化できるようなポリリン酸エステルの合成法を確立することを計画していたが、同年度の比較的早い時期にこの目的を達成した。そこで、25年度に予定していたタンパク質との複合化を当初の計画より前倒しして実施することができた。ポリリン酸エステルおよびポリマーとタンパク質の複合体が骨芽細胞の分化,機能に及ぼす影響を,急性ならびに長期での応答の双方から評価する。まず,急性の応答についてはマウス骨芽様細胞(MC-3T3E1細胞)を播種したウェル内に所定量の試料を添加する。その後,24時間ごとに市販のキットを用いてウェル内のDNAとアルカリフォスファターゼ(ALP)の定量を行う。この結果を基に,単位細胞あたりのALP産生量を経時的に求める。また,骨分化に関連するタンパク質(ALP,タイプ1コラーゲン,オステオポンチン,オステオカルシン)のmRNAの産生量も申請設備を用いて明らかにする。長期の細胞応答については,試料を添加した細胞を3週間程度培養し,細胞より産生されたカルシウム沈着物をアリザリンS染色法もしくは市販の定量キットを用い分光学的に計測する。本実験ではMC-3T3E1細胞を骨芽細胞に分化させる培地も利用し,試料の骨芽細胞に及ぼす影響が培養環境による変化についても明らかにする。骨芽細胞および破骨細胞を用い,ポリリン酸エステルおよびその分解生成物がこれらの細胞の機能に与える影響について生物学的な見地から詳細に解析する。また,破骨細胞を脆弱化させ,骨芽細胞の働きを亢進させる種々の化合物やタンパク質をポリマーに複合化することを検討し,これら複合体の生理活性についても,上記細胞を用いて明らかにする。物品費の支出額が当該年度の予定支出額より少なかったため、繰越金が生じた。25年度では24年度に合成したポリマーの生物学的機能を解析することを予定しており、バイオアッセイに関する物品費を繰越金をもって拡充する。
平均曲率一定の閉曲面と可積分系

平均曲率一定の閉曲面のうち、特にトーラスからの平均曲率一定のimmersions(以下CMC immersionsと略記)全て(モジュライ)を記述するよい方法を見出すことを目標に研究をすすめた。トーラス及びその普遍被覆であるR^2からR^3へのCMC-immersionsの構成に対して、Pinkall and Sterlingの優れた理論があり、R^2からR^3へのある種の性質をもつCMC-immersionsについては、その構成方法が明らかにされたといってよい。そのimmersionsがトーラスからのimmersionsになっていることを判定する方法は、超楕円曲線の代数幾何学と関連することは分っているが、なかなか捉えにくい。具体例の計算等試みたが、モジュライを明らかにするという当初の目標にはいまだ遠い状態である。今後引き続き研究をすすめたい。Pinkall and Sterlingの理論は、可積分系理論と深く関わっている。また、コンパクトリーマン面(特に球面やトーラス)から、球面もっと一般にコンパクトリー群や対称空間への調和写像の構成、分類問題も可積分系の理論と結びつき、著しく進展してきている。そこで、CMC-immersions、調和写像、可積分系理論、それぞれの分野の研究詔からなる研究集会を主催し、互いの研究交流と研究の促進をはかった(92年12月21日、22日、93年1月22日、23日、29日、30日)。多くの院生を含む50名をこえる参加者があり、活発な意見交換がなされた。この研究集会の成果は、直接的には現われていないが、研究分野の異なる研究者の交流がなされ、大いに刺激をうけた。今後の研究の進展に結びつけたい。
新しい遺伝子連鎖分析法を駆使した遺伝性自己炎症性疾患患者の新規遺伝子の同定

古くから和歌山県地方には、反復する高熱、皮下脂肪萎縮、筋萎縮、肥大性骨骨膜症、皮膚筋炎様皮疹、大脳基底核石灰化、炎症反応高値、という多彩な症状をきたす常染色劣性遺伝性自己炎症性疾患(中條病)が多発している。その家系において、遺伝子連鎖分析を用いて疾患責任遺伝子を同定、その原因遺伝子を単離することを目的とした。多くの世代を経て、多くの組み換えを生じ遺伝子は変化する。血族婚である両親の遺伝子には、Founderから継承された遺伝子領域が存在している。疾患責任遺伝子に関しては、両親はXxであり、子供である患者の疾患責任遺伝子は、xxと考えられる。SNPは、文字どおり個人間でのDNA塩基配列の1塩基の違いによる多型である。患者には、Founderから継承されたハプロタイプがホモで存在するため、その領域のSNPは同じであり、SNPのホモ領域が連続して存在するはずである。つまり、逆に言えば、ホモ領域が連続して存在する部分に疾患責任遺伝子(X)が存在する。本研究期間中に5家系16名の遺伝子が入手できた。内訳は、中條病患者5名、親4名、兄弟3名、親戚4名である。ジーンチップアレイを使用して染色体のホモの領域をマッピングした。患者同士のホモが連続する領域の重複領域をマッピングすることによって、疾患責任遺伝子が存在する染色体領域がさらに絞られる(homozygosity mapping)。この手法を用いて解析したところ、5名の患者に共通で1000kb以上ホモが連続する領域が2カ所存在した(第6・16染色体)。マッピングされた第16染色体中には、ほとんど有力な遺伝子は存在しなかったが、第6染色体には、多くの遺伝子が存在した。現在、transcription factorであり、脂肪、骨、炎症に関連がある遺伝子を抽出、遺伝子のシークエンスを行っている。
縫線核セロトニン神経の形成におけるSip1の機能と役割

モワット・ウィルソン症候群の原因遺伝子であるSip1は、主に大脳や海馬等で発現し、重要な働きを担っているが、それ以外にも、セロトニン神経と呼ばれる、気分や情動に影響を及ぼす細胞群で発現している。本研究では、セロトニン神経でSip1遺伝子を欠失させたノックアウトマウスを作成し、行動解析を行った。その結果、ノックアウトマウスでは、不安様行動が見られ、野生型マウスと比較して、突起を持つセロトニン神経の割合が少なかった。これらの結果より、Sip1は、セロトニン神経の突起伸長に役割を担っていることが示唆された。本年度は、縫線核におけるSip1の役割を明らかにする目的で、まず、縫線核特異的Sip1コンディショナルノックアウトマウス(cKO)を作成した。Pet-1エンハンサーの制御下でCreリコンビナーゼを縫線核特異的に発現させるePet-Creマウスを用いて、縫線核特異的にSip1を欠失させたマウスを得た。得られた同腹仔の脳の矢状断切片をセロトニン抗体で染色した。その結果、Sip1cKOの脳では、セロトニン含有繊維の数や密度が、同腹仔の対照脳と比較して少ない傾向が見られた。さらに詳細な解析のために、Sip1ヘテロ変異マウスから採取した縫腺核周辺細胞を初代培養し、セロトニン神経及びドーパミン神経について、それぞれ、セロトニン抗体、チロシン水酸化酵素抗体で染色して解析を行った。その結果、同腹仔の対照脳と比較して、Sip1ヘテロ脳由来のドーパミン神経細胞の数、セロトニン神経繊維の数が有意に減少していることが明らかになった。セロトニン神経数や繊維の長さについても減少傾向が見られた。また、縫線核周辺から採取した細胞に、Sip1-siRNAを発現させるプラスミドをエレクトロポレーションにて導入し、Sip1のノックダウンを行ったところ、ニューロフィラメント抗体で染色される細胞の割合や、神経特異的チューブリンTuj1抗体陽性の突起を伸長する細胞の割合が減少した。これらの結果から、Sip1遺伝子は、縫線核細胞の神経突起伸長に重要な役割を担っていることが明らかになった。今後、更なる分子機構の解明が必要であるが、この結果は、モワット・ウィルソン症候群(MOWS)の原因遺伝子であるSip1の新たな機能を明らかにするものであり、MOWSの病態の解明のみならず、セロトニン神経を原因とする疾患についても新たな治療ターゲットの解明につながることも期待される。モワット・ウィルソン症候群の原因遺伝子であるSip1(Smad interacting protein 1)は、TGF-βスーパーファミリーのシグナル伝達を担うSmadと相互作用して、下流遺伝子の発現を制御する転写因子である。モワット・ウィルソン症候群における精神運動発達遅滞の病因・病態の解明を目指して、Sip1の脳神経系における機能解析を行っている。Sip1の脳内における発現は大脳皮質、海馬が主要部位であるが、縫線核セロトニン神経においても発現していることや、セロトニン神経における突起伸長に役割を担っていることをこれまでに見出だしていた。当該年度は、縫線核セロトニン神経におけるSip1の役割を解明するために、縫線核において特異的にCreリコンビナーゼを発現するPet1-Creマウスを用いて、縫線核特異的にSip1を欠失したコンディショナルノックアウトマウス(cKO)を作成し、行動解析を行った。その結果、Sip1 cKOマウスはオープンフィールド試験において、壁沿いや影領域に居る時間が対照群と比較して長い傾向が観察された。そこで、さらにその傾向を確かめるために、明暗箱テストを行ったところ、Sip1cKOマウスは暗箱にいる時間が有意に長く、Sip1 cKOマウスは、不安傾向にあると考えられた。高架式十時迷路では有意な差が見られなかった。セロトニン神経の分布や機能に異常があることの結果であると示唆された。当該年度は、縫線核特異的ePet1Creマウスと、Sip1floxマウスを交配し、Sip1コンディショナルノックアウトマウス個体を5腹程度得ることができた。シSip1floxマウスは出産やほ乳に問題がある場合が多く、なかなか産仔が得にくい傾向にあったが、帝王切開、里親につけるなどして、5腹程度の産仔を得ることができた。そして、新たに所属研究所に導入された行動実験解析装置を用いて行動解析を行い、解析結果を統計処理したところ、Sip1コンディショナルノックアウトマウスには有意に不安傾向があることが明らかになった。今回得られた知見は、Sip1が、セロトニン神経の形成やネットワーク形成に関与し、その機能発現に役割を担うことを示すものである。モワット・ウィルソン症候群のみならず、不安症やうつ病などにも役立つことが期待される結果であり、今後、行動解析を行った個体の脳組織で病理学的な解析を合わせて行うことで、行動と病理的知見が揃った貴重な情報が得られると考えている。