hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
免疫制御剤サリドマイドに結合する因子群の細胞内における機能解析

研究は前年度および研究計画に引き続き実施した。前年度によりTHIR2はタンパク質分解系に関わる酵素複合体を形成し、サリドマイドはregulatorであるRをTHIR2から解離させることにより作用することが判明している。そこで今年度は、この現象がin vivoにおいていかなる意義があるのかを検証するために、ゼブラフィッシュをモデル動物として用いた解析を行った。ゼブラフィッシュを受精後3時間において800uMのサリドマイドを投与したlingerにて薬浴させることにより、ヒトにおける耳の奇形(縮小)を再現することが判明した。そしてTHIR2の遺伝子発現を抑制するモルフォリノアンチセンスオリゴを作成し、ゼブラフィッシュ胚にマイクロインジェクションさせたところ、同様の耳の縮小を検出することに成功した。次に、耳の奇形がTHIR2のみを介しているかどうかを確かめるために、サリドマイド非結合型点変異体の作成を行った。THIR2のC末にサリドマイドが結合することは前年度までの解析により判明していたが、さらに絞り込みを行い、サリドマイド結合能が野生型の1/10-100の点変異体を作成することに成功した。今後、THIR2をノックダウンしたゼブラフィッシュにおいて以上のサリドマイド非結合型点変異体を発現するmRNAを導入することでrescue実験を行い、その上でサリドマイドを薬浴した際に、奇形が生じないかどうかを検証する予定である。またRに対するモルフォリノをゼブラフィッシュに導入した際に、THIR2を抑制した表現型もしくはサリドマイドを薬浴させた表現型と類似しているかを検証することを計画している。本年度においては、申請書に記載した年次計画の通りの実験を行った。まずこれまでの研究により発見したサリドマイド結合因子THIR1, 2についてcDNA cloningを行った。そして、サリドマイドとTHIR1, 2の結合様式を、それぞれの組換えタンパク質を用いて検証した。方法として、昆虫発現系によりTHIR1, 2の組み換えタンパク質を発現・精製し、サリドマイド固定化粒子を用いた試験管内結合試験に導入することにより、結合を検証した。結果として、THIR2のみがサリドマイドと直接結合するという結果が得られた。次に直接結合することが判明したTHIR2について、サリドマイドの結合領域の決定を試みた。N末部位やC末部位を欠損したような欠損変異体を作成し、それらを用いてサリドマイドとの結合を試験管内結合試験で検証したところ、C末が欠損した変異体においては、結合能が著しく失われるという結果が得られた。THIR1はこれまでの研究により生化学的に特異的にサリドマイドと結合することが判明していたが、今回サリドマイドと直接結合するか検証したところ、結果は陰性であった。そこで、間接的に結合していることが考えられ、THIR1, 2同士が結合するかを検証した。方法としては、腎臓由来HEK293T細胞において、FLAG-THIR1およびTHIR2-V5-Hisをトランスフェクションし、FLAG免疫沈降を行った。結果として、THIR1とTHIR2は共沈し、相互作用があることが明らかとなった。これは、新規のタンパク質間相互作用の発見であり、興味深いものと考えられる。上記の実験に並行して、T細胞由来Jurkat株など(以前精製に成功した)HeLa細胞以外の、サリドマイドが作用するとすでに報告された細胞抽出液において、サリドマイド固定化粒子によるアフィニティークロマトグラフィーを行うことにより、THIR1, 2が検出されるかを調べた。結果として、少なくともJurkat,単球由来THP-1,血管内皮細胞HUVEC,多発性骨髄腫株U266においてもTHIR1, 2を検出することに成功した。これらにおいて、THIR1, 2以外の別の結合因子は検出されなかった。本年度の研究は、前年度の成果に基づき、THIR2(thalidomide interactor 2)の機能解析を行った。まずTHIR2の形成するタンパク質相互作用を解析した。FLAGおよびHAタグを融合させたTHIR2タンパク質を安定的に発現する293T細胞株を組換えレンチウイルスを用いることにより樹立した。そしてFLAG免疫沈降を行うことにより、THIR2と相互作用する因子群を明らかにすることを試みた。結果としてTHIR2はタンパク質分解系に関わる酵素複合体に含まれていることが判明した。THIR2が酵素複合体を形成することが判明したので、次にその活性にサリドマイドが影響するかどうかを検証した。様々な量のサリドマイドを細胞に加え、その破砕液中における反応生成物の量をウェスタンブロッティングにより解析したところ、投与量依存的にその量が低下することが分かった。並行して、サリドマイドがTHIR2の形成するタンパク質間相互作用に影響を与えるかどうかを検証するために、サリドマイドを加えた細胞からFLAG免疫沈降を行ったところ、制御因子Rが解離していることが判明した。申請者は、サリドマイドによる酵素活性の低下は、制御因子RがTHIR2から解離することが関連しているのではないかという仮説を立て、Rの発現をRNAiによりノックダウンした際に同様の酵素活性の低下がみられるかを解析した。RにおけるsiRNAオリゴヌクレオチドを用意し、細胞内におけるRの発現を抑制し、その上で酵素活性を評価したところ、酵素活性が抑制されていることを確認した。以上により、サリドマイドはTHIR2に結合し、制御因子Rを解離させることによりその酵素活性を阻害することを示唆する新規で興味深い知見を得ることに成功した。

前年度によりTHIR2はタンパク質分解系に関わる酵素複合体を形成し、サリドマイドはregulatorであるRをTHIR2から解離させることにより作用することが判明している。そこで今年度は、この現象がin vivoにおいていかなる意義があるのかを検証するために、ゼブラフィッシュをモデル動物として用いた解析を行った。ゼブラフィッシュを受精後3時間において800uMのサリドマイドを投与したlingerにて薬浴させることにより、ヒトにおける耳の奇形(縮小)を再現することが判明した。そしてTHIR2の遺伝子発現を抑制するモルフォリノアンチセンスオリゴを作成し、ゼブラフィッシュ胚にマイクロインジェクションさせたところ、同様の耳の縮小を検出することに成功した。次に、耳の奇形がTHIR2のみを介しているかどうかを確かめるために、サリドマイド非結合型点変異体の作成を行った。THIR2のC末にサリドマイドが結合することは前年度までの解析により判明していたが、さらに絞り込みを行い、サリドマイド結合能が野生型の1/10-100の点変異体を作成することに成功した。今後、THIR2をノックダウンしたゼブラフィッシュにおいて以上のサリドマイド非結合型点変異体を発現するmRNAを導入することでrescue実験を行い、その上でサリドマイドを薬浴した際に、奇形が生じないかどうかを検証する予定である。またRに対するモルフォリノをゼブラフィッシュに導入した際に、THIR2を抑制した表現型もしくはサリドマイドを薬浴させた表現型と類似しているかを検証することを計画している。
自律神経系の進化的起源に関する研究

我々ヒトをはじめとするほ乳類の諸生理機能は、脊椎に沿って分布する自律神経系により制御される。自律神経系は交感神経系と副交感神経系からできている。その制御様式は、交感神経系がより興奮状態にあり、循環機能が高く消化機能が低い"fight or flight"と呼ばれる状態と、副交感神経系がより興奮状態にあり、循環機能が低く消化機能が高い"rest and digest"と呼まれる状態の間を行き来する事で行われる。脊椎動物についてはこのシステム、メカニズムがはたらいていることはわかっているが、では、無脊椎動物に関してはどうであるか明確な答えは全く得られていない。そのような目的を持った研究が行われてこなかったからである。我々は、ヒドラや他の無脊椎動物で"fight or flight'状態、及び、"rest and digest"状態が実現していることを見出し、その神経による制御機構の解明を試みるべく研究をスタートさせた。その結果、理論的な支柱である上記2状態の起源についての論文を投稿した。またこれらの状態を直接支配する原因物質の解明はまだ継続中ながら、間接的にそれらに影響すると考えられる神経ペプチドを見出すなどの成果を得て論文として発表した。一方で、生理機能の場であるボディープランとほ乳類のボディープランについて従来の常識をつくがえす概念を提示する論文を投稿した。二胚葉の袋状の消化管という非常に単純なシステムの中で複雑な生理現象を制御する事が可能な理由の一つは、神経系ばかりでなく筋組織に緊密な協調的運動機構が存在することである。しかし、外胚葉と内胚葉間は細胞外マトリックスが介在するためにどのようにして運動の協調性を確保するか十分に明らかではなかった。我々はこの問題を解決すべく、ヒドラの細胞外マトリックスを単離し、その微細構造を電子顕微鏡レベルで観察することに初めて成功した。その結果、I型コラーゲン繊維の隙間を通した多数の両胚葉間の直接的コンタクトを見出した。その結果を論文として投稿した。(1)ヒドラで循環機能優位か消化機能優位かを制御するはたらきを持つ神経系、つまり、自律神経系と似た機能を有する神経系は、これまでの結果から触手に多く分布する可能性が示唆されている。このため、触手形成機構を解明することは、神経系の形成部域の形成機構という観点からも重要である。米国のカリフォルニア大学アーヴァイン校のBode教授と共同研究で、ヒドラ触手形成に関わる細胞内伝達系に関する基礎研究を行った。GSK-3βはβ-cateninなど広範囲なタンパク質をリン酸化するセリン/スレオニンキナーゼである。GSK-3βの特異的な阻害効果を持つ薬剤である、ALP(alsterpaullone)を用いてヒドラ個体を処理すると、体表で広範に触手形成が認められる。ALP処理によって核内のβ-cateninレベルが上昇することから、上皮細胞の核内β-cateninレベルの上昇が触手形成に重要と考えられてきたが、その予測に反する結果が新たに得られた。神経細胞を完全に除去した無神経ヒドラをALP処理した結果、触手形成は認められなかった。この結果は、神経細胞内のβ-cateninレベル上昇が触手形成にとって重要な要因である可能性を強く示唆する。(2)摂食行動は動物の生理的行動の中でも最も基本的、根本的なものである。これまでヒドラでは口丘部からのエサの取り込みを摂食と考えてきた。

我々は、進化的な観点から見た場合、高等動物の口の摂食行動に該当するのはヒドラの口とは反対端にある足盤部の基質への接着行動である、とする新規仮説を提唱するにいたった(投稿準備中)。足盤部中央にあるaboral poreと呼ぶ穴は、外部とヒドラの消化管を連結している。吸着機能を持つ構造は一般にsucker(吸盤)と呼ばれるが、消化管と連結している場合はoral sucker(口吸盤)と呼ばれており、寄生虫の口がこれに相当する。我々は、ヒドラの足盤は摂食には関与しないものの、構造的には口に匹敵し、足盤の吸着が摂食と進化的に関連した現象であると考えている。ヒドラ口足軸に関する新規仮説の提案ヒドラ柄部はポンピング運動を行い、Nkx-2.5相同遺伝子を発現することから、心臓との類似性を模索してきた。一方で、同様にポンピング運動とNkx-2.5相同遺伝子発現を行う咽頭は同様に自律神経の支配を受ける器官である。我々は、ヒドラ足部にあるaboral poreと呼ばれる構造に注目し、その機能を解析した。その結果、進化的に見ると、ヒドラの口とは反対端にあるaboral poreが高等動物の口と同一起源であるとの新規仮説を提案するに至った。この研究は、これまで生理機能の指標として用いてきた、ぜん動、胃体腔液のポンピングに加えて新たな指標を追加するもので、研究の普遍化に非常に有効と考えられる。新規RFamideペプチド遺伝子の同定ヒドラペプチド・EST両プロジェクトを利用して更に多くの神経ペプチド遺伝子を同定し、発現パターン解析を試みた。ヒドラESTデータベースからC-末端がアミド化したペプチドを検索するアルゴリズムを作成し、未知のペプチド遺伝子を同定した。この遺伝子は2種のRFamideペプチドをコードすると考えられ、ヒドラほぼ全身に散在する一部神経集団で発現する。これまでに同定された4種のRFamide遺伝子とはコードするペプチドレパートリーが異なり、むしろNeuropeptideY(NPY)に類似したところが認められた。コンパートメントの神経細胞の分化様式前年度までBrdUとISH法を組み合わせたダブル染色でHym-176ペプチド発現神経をもつ足柄下半部コンパートメントの生成機構を解析した。Hym-176及びその同族体遺伝子の発現をダブルISH法を用いて解析したところ、Hym-176+コンパートメントは更に2つの領域に分断され,上半部の神経はHym-176とHmp_15428両遺伝子を発現するが、下半部はHym-176のみ発現していた。この結果は上半部のHym-176+/Hmp_15428+神経が下半部に移行するときHmp_15428の発現を失うことを意味する。即ち、下半部のコンパートメントは発現形質の転換で生じることを明らかにした。我々ヒトをはじめとするほ乳類の諸生理機能は、脊椎に沿って分布する自律神経系により制御される。自律神経系は交感神経系と副交感神経系からできている。その制御様式は、交感神経系がより興奮状態にあり、循環機能が高く消化機能が低い"fight or flight"と呼ばれる状態と、副交感神経系がより興奮状態にあり、循環機能が低く消化機能が高い"
感染症制圧に向けた易感染宿主の好中球機能異常解析と感染防御能モニタリングの確立

易感染宿主の好中球の走化能は、敗血症患者とコントロール不良の糖尿病患者で低下し、殺菌能は、肝硬変、SLE、AIDS、多発性骨髄腫、重症熱傷や高齢者などで低下していた。セプシス患者では、好中球膜抗原のCD14とTLR-4の発現レベルが高く、CD11bとCD16の発現レベルは低下した。好中球内TREM-1遺伝子の発現低下は、セプシスの重症度と関連した。これらの好中球機能解析は、易感染宿主における細菌感染に対する感染防御能を評価するための高感度で信頼性の高い免疫監視ツールとして利用できる可能性がある。本研究は,compromised hostsにおける好中球機能を中心とした感染防御能を評価するために,ごく微量の血液検体で,簡便/短時間に実施できるモニタリングシステムの確立を目指したものである。さらに,重症感染症患者やcompromised hostsの好中球機能異常を細胞膜上の受容体,情報伝達系,遺伝子レベルで解明することである。これらの解明は,compromised hostsの感染予防や,宿主感染防御能を考慮に入れた抗菌薬療法や免疫補助療法を実施する上で極めて役立つと思われる。平成21年度においては,以下の研究成果を得た。1)殺菌能は約0.1mlの全血と分離好中球を用いた化学発光法(chemiluminescence : CL)を用いて,1年で50名のボランテイアで測定し,全血CLは過去の分と合わせて,合計250名の健常人の活性酸素産生能の基準値を決定した。2)遊走活性の測定は、機能評価が好中球100個で解析可能なEZ-TAXIScanを用いて,IL-8,fMLPを遊走因子とそして50名のボランテイアで測定し,基準値を決定した。3)セプシス患者60名の遊走活性を測定し,IL-8,fMLP刺激による遊走速度は健常人に比較して低下しており,その低下の一因として,好中球細胞膜上のIL-8受容体の発現低下,細胞内のIL-8のmRNAの低下,IL-8刺激によるMAPKfamilyのリン酸化の低下であることを明らかにした。4)同患者の好中球膜上抗原発現は,TLR-2,4,CD14の発現増加,CD11b,CD16の発現減少を確認した。また,回復期には健常人と同様のレベルまで抗原発現は回復した。平成22年においては,以下の研究成果を得た。1)殺菌能のマーカーの一つである全血CLは,H22年度末まで合計300名で測定され,健常人の活性酸素産生能の基準値が決定できた。Compromised hostsでは,セプシスや肺炎などの重症細菌感染症が起こると,比較的免疫能が保たれている場合は,全血および分離好中球共にzymosan刺激,PMA刺激によるCL値は高値を示したが,血清オプソニン低下例はzymosanや薬剤耐性菌刺激では低値であった。2)遊走活性の測定は,EZ-TAXIScanを用い,IL-8, fMLPを遊走因子として,延べ100名のボランティアで測定し基準値を決定した。これまでセプシス患者および肺炎患者80名の遊走活性を測定し,IL-8,fMLP刺激による遊走速度は健常人に比較して低下しており,その一因として好中球細胞膜上のIL-8受容体の発現低下,細胞内のIL-8のmRNAの低下,IL-8刺激によるMAPK familyのリン酸化の低下であることを明らかにした。基礎疾患を有する患者やステロイドパルス療法患者では,その傾向は顕著であった。これらの研究成果の1部は,論文投稿中である。3)セプシス患者の好中球膜上の抗原発現においては,TLR-2, 4, CD14の発現増加,CD11b, CD16の発現減少を確認した。この研究成果は論文投稿中である。4)健常人の好中球だけでなく,好中球様に分化させたHL-60を使用して,これにCXCR1(IL-8R)遺伝子を導入したHL-60を作製した。この細胞株は,IL-8でプライミングすると活性酸素産生が軽度増強し,遊走活性はCXCR1導入HL-60で改善が見られた。この系は,薬剤などが好中球遊走に与える影響を評価するのに有用と思われる。この研究成果も論文投稿中である。易感染性宿主に発症する重症・難治性感染症の制圧に向けて、好中球機能を中心に感染防御能を評価した。(1)好中球の機能解析zymosanや緑膿菌、肺炎球菌の食作用に付随する好中球の活性酸素産生能の測定は全血化学発光法で評価したが、肝硬変、SLEなどのステロイド使用患者、骨髄腫、熱傷患者などの易感染性宿主で低下していた。

好中球の遊走能の低下はコントロール不良の糖尿病患者でみられた。易感染性宿主のセプシス発症時の著しい遊走能低下は、基礎疾患よりは幼弱好中球数と相関した。薬剤耐性菌と感性菌を刺激物/遊走因子とした場合に、薬剤耐性による好中球の応答性に有意差を認めなかった。(2)重症感染症に伴う好中球表面の受容体発現解析および細胞内遺伝子発現解析セプシスおよび重症細菌性肺炎患者の好中球遊走活性において、IL-8、fMLP刺激による遊走速度は健常人に比較して低下していたが、その低下の一因として、細胞膜上のIL-8受容体の発現低下、細胞内のIL-8のmRNAの低下、IL-8刺激によるMAPKfamilyのリン酸化の低下が関与することを明らかにした。特にステロイドパルス療法患者では、その傾向は顕著であった。これらの研究成果は論文作成中である。遺伝子導入によりHL-60にIL-8受容体を発現させるとIL-8による遊走や活性酸素産生能に対するpriming効果が増強することから、IL-8受容体の発現量と遊走活性の関係が基礎的にも証明された。好中球内の遺伝子発現解析では、肺炎やセプシス患者で検討したTLR-4、CD14、TNF-α、IL-6、Mac-1の5種類の遺伝子のうち、13種類の遺伝子発現が増加していたが、重症セプシス/敗血症性ショック例では、上記の遺伝子発現が低下する傾向がみられた。この研究成果は論文投稿中である。セプシス患者の好中球膜上抗原発現のFACS解析においては、TLR-2、TLR-4、CD14、CD64の発現増加、CD11b、CD16の発現減少を確認した。また、回復期には健常人と同様のレベルまで細胞膜上の抗原発現は回復した。この研究成果の一部は論文報告した。
政治体としてのイギリス海軍:イギリス海軍の太平洋・極東防衛政策1880〜1914

昨年来研究指導委託制度を利用してキングス・カレッジ・ロンドンに客員研究員として所属しており、A.ランバート教授の指導をうけながら、イギリス国内で史料調査を行った。今年度前半には、特にオックスフォード大学のボドリアン図書館が所蔵する、20世紀初頭の海軍大臣セルボン卿の私文書を中心に史料収集を行った。今後、昨年度収集した中国艦隊司令長官の手稿史料とあわせて分析することで極東におけるイギリス海軍のあり方、海軍政策が形作られる過程が明らかになると思われる。他方で、海軍士官の私文書を多数抱えるNational Maritime Museumの文書館が移動に伴って長期閉館することがアナウンスされたため、計画を変更して史料収集を進めた。なお、キングス・カレッジ・ロンドンの博士課程に進学するため、年度途中に日本学術振興会特別研究員を途中辞退することになった。研究成果としては、これまでの研究動向整理をまとめ、昨年度ほぼ完成させていた研究動向論文を学会誌『歴史学研究』に投稿し、「20世紀初頭の英国海軍史における修正主義:フィッシャー期、19041919」というタイトルで掲載された。本稿では「政治体としての海軍」にも言及している。なお、アルゼンチン巡洋艦転売交渉、および日本への回航の分析を通じて日露戦争当時の日英関係の実態とイギリス政府・海軍の極東政策を再考する論文については、イギリスの日英関係史家や海軍史家、外交史家らのコメント・アドバイスに基づいて修正した上で、軍事史を扱う英語雑誌War in Historyに投稿し、受理された。2009年中の掲載が予定されている。その他、アレッシオ・パタラーノ「「海軍」から「海自」へ:戦後日本のシーパワー」(『軍事史学』第44巻、第4号(2009年)掲載予定)を翻訳し、20世紀初頭のイギリス海軍戦略を考察する上で欠かせないJ.S.コーベットの『海洋戦略の諸原則』翻訳(戦略研究学会編/高橋弘道編著『戦略論体系(8)コーベット』)の新刊紹介を執筆した。今年度は、幅広い文献蒐集を通してのイギリス海軍史の研究動向把握と、日英両国の史料館における史料収集に基づく実証研究を進めることを目指した。平成18年度中に十分な成果発表ができたとは言えないが、来年度の早い段階で研究成果を形にしたい。まず、イギリス外交史、海軍史の研究動向を整理する中で浮き彫りになることは、J.T.SumidaとN.A.Lambertが先鞭を付けた修正主義的潮流の影響力の大きさである。かつての海軍史研究は外交史研究の枠組みを借り、海軍史料をその枠組みのもとで分析してきたが、両者の研究はより海軍史料に内在的に分析を進め、従来の英独関係・帝国防衛・海軍政策等に関する通説を根本から覆した。近年では両者の研究をさらに展開させ、また批判する研究者が登場しており、彼らの議論を整理することでイギリス海軍史・外交史の研究動向を客観的に理解することが可能である。以上の研究動向整理の成果は、有斐閣出版の『イギリス外交史』新刊紹介と、昨年四月に刊行された『ロイヤル・ネイヴィーとパクス・ブリタニカ』の書評執筆に一部反映された(書評は未刊行)。さらに、軍事史・外交史の研究動向と絡めたイギリス海軍史の研究動向論文を準備している。次に、イギリス各地の史料館で調査研究・史料収集を行った。イギリス海軍の極東・太平洋防衛政策を考える上で、日露戦争前後の対日支援は重要な事例である。今回の渡英では、日露戦争直前にイタリアで建造していたアルゼンチン巡洋艦の日本政府による購入・回航を巡る事実関係を再構成し、イギリス海軍の対日支援の度合いを分析するための史料が得られたことが大きな成果である。以上の成果は発表するに至っていないが、平成19年度には研究会での報告を経て、論文として雑誌に投稿する予定である。今年度は、まず昨年来の吏料調査の成果をまとめ、政治経済学・経済史学会兵器産業・武器移転フォーラムにおいて口頭発表した。日露戦争直前のアルゼンチン巡洋艦転売交渉を日英両国における史料から再構成する研究であり、日露戦争前後の日英関係の実態を再考する上で重要な論考である。10月以来ロンドン大学キングス・カレッジに客員研究員として所属し、British Library、National Archives等でのさらなる史料調査を踏まえ英語論文としてまとめた。研究動向論文に関しても渡英以後の分析を加え、ほぼ完成させた。いずれも、現在最終的な投稿準備中である。また、研究指導委託制度を利用し、ロンドン大学キングス・カレッジのA.ランバート教授の指導をうけながら、ロンドン各地での史料調査を行った。近年の外交史・海軍史研究の展開を受けて、イギリス海軍の帝国規模の戦略に関心が集まりつつあるが、中国艦隊の活動実態等はほとんど研究されていないのが現状である。今年度は、これまでの海軍省やフィッシャー第一海軍卿の戦略に焦点を当てた史料調査から、National Maritime Museumに所蔵される手稿史料整理を通じた中国艦隊司令長官の政治的コネクションの分析に焦点を移すと共に、British Library等に所蔵される首相、防衛問題に発言権を持つ政治家らの手稿史料整理を行った。その他、今年度中に刊行された成果としては、『ロイヤル・ネイヴィーとパクス・ブリタニカ』の書評が『西洋史学』226号に掲載された。また、デイヴィッド・デイ教授の非常に視野の広い論文、「占奪する社会:世界史を理解する新しい方法」を翻訳し、『クリオ』21号に掲載された。

今年度前半には、特にオックスフォード大学のボドリアン図書館が所蔵する、20世紀初頭の海軍大臣セルボン卿の私文書を中心に史料収集を行った。今後、昨年度収集した中国艦隊司令長官の手稿史料とあわせて分析することで極東におけるイギリス海軍のあり方、海軍政策が形作られる過程が明らかになると思われる。他方で、海軍士官の私文書を多数抱えるNational Maritime Museumの文書館が移動に伴って長期閉館することがアナウンスされたため、計画を変更して史料収集を進めた。なお、キングス・カレッジ・ロンドンの博士課程に進学するため、年度途中に日本学術振興会特別研究員を途中辞退することになった。研究成果としては、これまでの研究動向整理をまとめ、昨年度ほぼ完成させていた研究動向論文を学会誌『歴史学研究』に投稿し、「20世紀初頭の英国海軍史における修正主義:フィッシャー期、19041919」というタイトルで掲載された。本稿では「政治体としての海軍」にも言及している。なお、アルゼンチン巡洋艦転売交渉、および日本への回航の分析を通じて日露戦争当時の日英関係の実態とイギリス政府・海軍の極東政策を再考する論文については、イギリスの日英関係史家や海軍史家、外交史家らのコメント・アドバイスに基づいて修正した上で、軍事史を扱う英語雑誌War in Historyに投稿し、受理された。2009年中の掲載が予定されている。その他、アレッシオ・パタラーノ「「海軍」から「海自」へ:戦後日本のシーパワー」(『軍事史学』第44巻、第4号(2009年)掲載予定)を翻訳し、20世紀初頭のイギリス海軍戦略を考察する上で欠かせないJ.S.コーベットの『海洋戦略の諸原則』翻訳(戦略研究学会編/高橋弘道編著『戦略論体系(8)コーベット』)の新刊紹介を執筆した。
育児休業の取得促進を目指した父親の子育て支援教育プログラムの開発

現在わが国では少子化が大きな課題となっており、その背景には男性である夫の家事育児への関わりが少ないことが指摘されている。本研究は、父親の家事育児行動の実態と育児意識および父親意識を高める要因について実態調査を行うとともに、全国の自治体を対象に父親の子育て支援に関するWeb調査を実施した。さらに、父親への子育て支援教育プログラムを妊娠中および出産後の2回開催し、その評価を行った。現在わが国では少子化が大きな課題となっている。その背景には子どもを育てる女性への家事・育児負担が大きい上、勤労女性の場合には仕事と家庭生活との両立が難しいことが上げられる。そこで父親の育児参加を目指して、昨年に引き続き父親及び母親の育児・家事行動の実態と育児意識並びに父親の育児参加を進める上で重要な父親意識を高める要因についてさらにデータを集積し、育児・家事行動と意識の関連性について夫婦ペアでの解析を試みた。対象は就学前の子どもを持つ夫婦317組である。平日・休日ともに父親に比較して母親の家事・育児時間は有意に多かった。そこで育児の楽しさや大変さについてみたところ、育児が楽しくないと感じる夫婦は全体で5%に認められ、母親が楽しくないと感じているとその父親も楽しくないと感じていた。また育児を大変と感じる者は全体で約80%に認められたが、育児を大変だと捉える思いには夫婦間で差があり、母親が大変だと感じていても父親はそうは感じていなかった。さらに父親が母親に対して情緒的に支援していると、その母親も父親から情緒的支援を受けていると有意に強く感じており、母親意識も有意に高くなっていた。一方で、母親の父親に対する情緒的支援行動は、父親の父性意識を高め、家事育児行動にも強く関係していた。このように、家事や育児に対する意識や行動は、夫婦間で関連性ある項目が多いことが明らかとなった。本年度はさらにわが国の自治体における父親支援に関するWEB情報について検索した。対象は県庁所在地を中心とした約100市である。検索内容は育児に関する母親及び父親への支援についてどの程度WEB上に示されているか、特に父親支援に関して独自の取り組みをしている市と内容についてである。大半が母親支援のみであり、父親支援に関する記載は少なかった。なおほとんどに共通した取り組みは妊娠中の両親学級への参加であった。現在我が国では少子化が大きな課題となっている。その背景には子どもを産み育てる女性への家事や育児負担が大きい上、男性の家事育児への関わりが諸外国に比較して少ないことが指摘されている。そこで父親の育児参加を目指して、これまで実施した父親および母親の育児家事行動の実態と育児意識および父親意識を高める要因について夫婦ペアでの解析を試みるとともに、5年前に実施した同様の調査結果と比較した。対象は就学前の子どもを養育する夫婦317組である。平日における父親の家事や育児時間は少なく、母親の場合には勤労の有無にかかわらず家事や育児時間が多く、5年前と同様、平日における母親の負担が大きかった。一方、休日の場合には5年前と比較し、父親の家事や育児時間が有意に多くなっていた。今回の解析を通して新たにわかったことは、現在家事や育児に関わっている父親ほど父親意識が高く、父親意識の高い夫では妻への精神的サポートが多かった。また出産へ立ち会った夫や出産休暇を取得した夫はその後に有意に多く家事や育児に関わっていた。このことから、父親が家事や育児に参加していくためには、妊娠や分娩周辺からの関わりが重要であるといえる。父親の子育て支援教育プログラムの作成にあたっては、調査結果に加え、WEB上に公開されている各自治体や我が国で実施されている民間レベルの、父親に対する子育て支援に関する内容を調査し、重要と考えられる項目を抽出した。その結果、父親としていつから行動を開始するか、父親が担当できる妻への具体的支援と育児技術、父親が大変だと感じる育児内容とそれへの対応、子育てで重要なこと、妻への精神的サポート、子どもとの遊びや関わり方、育児講演会や父親同士の子育てを含めた交流、子どもの成長発達と病気の予防、家族の健康と父親の役割などが抽出された。今後これらを含めて、父親に対する子育て支援教育プログラムを作成する。現在、我が国では少子化が大きな課題となっている。その背景には子どもを育てる女性への家事・育児負担が大きい上、勤労女性の場合には仕事と家庭生活との両立の難しいことが上げられている。そこで本年度は、父親の育児参加を目指して、父親および母親の家事・育児行動の実態と育児意識並びに父親の育児参加を進める上で重要な父親意識を高める要因について検討した。対象は、保育園に通園する子どもを持つ父親241人、母親300人であり、自記式質問紙調査用紙を用いて行った。調査期間は平成23年8月から9月であった。平日・休日ともに父親に比較して母親の家事・育児時間は有意に多いことが明らかになった。しかし80%以上の父親はこれまで以上に家事や育児に関わりたいと考えていたが、父親の育児休業の取得はごくわずかであった。そこで、男女の性役割意識について検討した。その結果、父親・母親ともに、育児は男性より女性の方が適すると考えていることが明らかとなり、父親・母親の子育てに関する意識改革の必要性が示唆された。

また父親意識の高い男性ほど、実際に家事や育児に関わっており、そういう父親の妻は、情緒的に安定していることも明らかになった。なお父親および母親が望む育児支援としては、育児休業中の賃金の充実が最も多く、次いで、育児休業が義務化されること、勤務時間の短縮など、柔軟な勤務体制が上げられた。以上のことから、父親の育児参加を進めることが、父親意識を高めることにつながり、それが夫婦の関係をスムーズにしていくものと推測された。わが国では少子化が大きな課題となっている。その背景には子どもを産み育てる女性への家事や育児負担が大きい上、男性の家事育児への関わりが諸外国に比較して少ないことが指摘されている。本研究では、父親の育児参加を目指して、これまでの3年間に、父親の育児参加の実態や育児意識および父親意識を高める要因について調査を進め、父親が育児に関わる際に重要な要因について明らかにしてきた。これらの結果に加えて、わが国の自治体等で実際に行われている父親に対する子育て支援について調査を行い、重要と考えられる項目を抽出してきた。今年度これらの結果を加味して、父親への子育て支援に関する教育プログラムの開発を行い、実施および評価を行った。具体的には、妊娠8ヶ月頃の妊婦およびそのパートナー8組に対して、妊娠中および出産時、産後1ヶ月頃までにパパにやってほしいことをを中心にした講義とディスカッション、および演習を行った。その評価については、出産後母親および父親の8組それぞれにインタビューを行い、妊娠中、出産時の状況を自由に話してもらった。皆それぞれが貴重で有意義な時間をともに過ごしていた。その後23ヶ月過ぎに育児を中心とした教育プログラムを再度展開した。そこでは発達や育児に関する講義に加えて、それぞれの育児への関わりに関するグループワークを行った。この間、父親は母親への気遣いとともに、積極的にオムツを替えたり、赤ちゃんを抱っこするなどの姿が見受けられ、父親としての自信も窺えた。これら2回のクラスでは、父親支援を中心としたガイドブックを独自に作成し進めたが、わかりやすいなど、好評であった。父親に対して、妊娠中、出産時、育児期初期に、父親として何を行い、どのように関わるのか、具体的に示すことが、その後の育児をうまく進める上で重要であることが確認された。助産学小学校就学前の子どもを養育する父親および母親を対象として、家事や育児に対する実態やその思いについて300組以上の夫婦ペアでの解析を試みると同時に、父親および母親に対するWEB上での情報検索を行った。各自治体での取り組みには予想通り差があったが、興味深い情報も何点か得られた。このことより、ほぼ計画通りに進展していると考えている。これまで実施した就学前の子どもを養育する父親および母親を対象として、家事や育児に対する実態や意識について300組以上の夫婦をペアに解析するとともに、5年前に実施した同様の調査結果と比較し、その後の育児に対する行動や意識に差がありかを比較した。
参加型臨床実習実現に向けた放射線技師学生のための医療接遇教育システムに関する研究

臨床現場で発生する患者とのトラブルには、コミュニケーションの行き違いによるものが多く、臨床実習施設にすれば、学生の参加型臨床実習は受け入れ難い。参加型臨床実習に向けて、近年、幾つかの放射線技師養成校ではOSCEを導入している。しかし、現時点のOSCEは、単純X線検査に限られた一部の医療接遇を実習指導し評価を行っているのが現状であり、様々な状況が起こりえる臨床現場での患者対応は難しい。今回、医師から出された検査依頼票に記載された情報から、検査を通して放射線技師が行う基本的な医療接遇を漫画にすることで、様々な状況下における医療接遇を、臨床実習前に学ぶことができる教育システムを作成する。
時分割表示方式電子ホログラフィの実時間３次元動画像再生とソフトウェア調整の研究

電子ホログラフィは究極の三次元テレビになるものと期待されている.しかし,電子ホログラフィは,計算機合成ホログラムの計算量が膨大であり,未だ実用化に至っていない.13枚のGPUボードを搭載したマルチGPUクラスタシステムを構築した.本システムに時空間分割法を実装し,約47万点からなる三次元物体のリアルタイム再生を実現した.さらに,本システムを用いて時分割表示カラー電子ホログラフィに1色あたり約21,000点からなる三次元物体を20fpsで再生することに成功した.また,時分割電子ホログラフィを応用して,階調表現の向上と膨大な物体点からなる三次元物体の再生像の高精細化を実現した.ホログラフィは,三次元物体からの光の波面を忠実に記録・再生できる唯一知られた技術である.ホログラムはコンピュータ上で作製することも可能であり,これを計算機合成ホログラム(CGH)と呼ぶ.CGHによる三次元動画像再生技術(電子ホログラフィ)は,究極の立体テレビになると考えられている.本研究では,コストパフォーマンスに優れた時分割表示方式電子ホログラフィのリアルタイム再生を中心に扱う.GPUクラスタによる計算高速化にとどまらず,時分割表示による残像効果を利用して,さらなる高速化を実現させる.また,時分割表示方式のリアルタイムカラー再生は単色よりも3倍高速である必要があり容易ではない.本研究では高速なネットワークとGPUクラスタを用いてリアルタイム再生を実現する.さらに,ソフトウェアによる再生像の色調整を実現し,多色化を目指す.本年度は,最新のGPU(NVIDIA GeForce GTX TITAN)を13枚搭載したGPUクラスタ電子ホログラフィシステムを構築した.CGH計算を行なうクライアントと,計算後のCGHを表示するサーバからなる.クライアントは4ノードからなり,各ノードに3枚のGPUを搭載する.クライアントで計算されたCGHをサーバに転送し,サーバでそのCGHを空間光位相変調器(SLM)上に表示し,空中に三次元動画像を再生する.約10万点からなる三次元物体の動画を1秒間に約30フレームの速度で再生することに成功した.実効速度は約40 TFLOPSを達成し,CPU (Intel Core i7 4770 )に対して約3千倍の高速化を実現した.また,GPUクラスタを用いた時分割表示方式カラー電子ホログラフィシステムも構築した.さらに,時分割表示方式電子ホログラフィにより,100万点からなる三次元物体の静止画像の画質向上に成功した.当初の計画通り,大きな問題もなく順調に研究を進めることができた.本研究で開発したNVIDIA GeForce GTX TITAN Xを13枚搭載したGPUクラスタシステムでは,約10万点からなる三次元物体のリアルタイム再生を実現することができた.実効速度においても約40 TFLOPSを達成した.これまで使用していたGeForce GTX 680を10枚搭載したGPUクラスタシステムに比べて約4倍の計算高速化を実現し,十分な成果を得ることができた.本研究の計画を立てていたときには, GPUクラスタシステムに時空間分割法を適用することで約10万点からなる三次元物体のリアルタイム再生を実現する予定であった.しかし,当初想定していた計算速度の2倍以上の速度を達成することができた.また,本研究で開発したGPUクラスタに時空間分割法を適用すると約40万点からなる三次元物体のリアルタイム再生が可能であることがわかった.時空間デジタル・ミラー・デバイスを用いたリアルタイム時分割表示方式電子ホログラフィについても予定通り検討することができた.さらに,本研究の計画を立てていた時点で平成28年度以降を予定していた時分割表示方式カラー電子ホログラフィの開発と,時分割表示方式カラー電子ホログラフィにおける色調整可能なソフトウェア開発に着手することができた.また,時分割表示電子ホログラフィによる画質向上を実現できるなど,計画以上に進展することができた.ホログラフィは,三次元物体からの光の波面を忠実に記録・再生できる唯一知られた技術である.ホログラムはコンピュータ上で作製することも可能であり,これを計算機合成ホログラム(CGH)と呼ぶ.CGHによる三次元動画像再生技術(電子ホログラフィ)は,究極の立体テレビになるものと考えられている.本研究では,コストパフォーマンスに優れた時分割表示方式電子ホログラフィのリアルタイム再生を中心に扱う.GPUクラスタシステムによる計算高速化にとどまらず時分割表示による残像効果を利用して,さらなる高速化を実現させる.また,時分割表示方式のリアルタイムカラー再生は単色よりも3倍高速である必要があり容易ではない.本研究では高速なネットワークとGPUクラスタシステムを用いてリアルタイム再生を実現する.さらに,ソフトウェアによる再生像の色調整技術を確立し,多色化を目指す.本年度は,従来のバイナリCGHを改良して,再生像の明るさを調整することを可能とした重み付きバイナリCGHを用いて再生像の階調表現を実現した.また,光源にレーザを使用し,昨年度構築した最新のGPU(NVIDIA GeForce GTX TITAN)を13枚搭載したGPUクラスタシステムを用いてリアルタイムカラー電子ホログラフィを実現した.ここで,カラー再生を実現するには赤・緑・青色のCGHを計算により作成して表示し,再生像を重ねる必要がある.赤・緑・青色のCGHを1枚のLCDパネルに表示する光学系と,3つのLCDパネルに表示する光学系の2種類の光学系において,1色あたり約21,000点からなる物体のリアルタイムカラー再生に成功した.

さらに,三次元動画の6フレームを1枚のCGHに合成し,デジタル・ミラー・デバイス(DMD)を用いて三次元動画を高速再生する方法を考案し,毎秒720フレームの再生に成功した.当初の計画通り,大きな問題もなく順調に研究を進めることができた.研究代表者らが考案した再生像の明るさを調整することを可能とした重み付きバイナリ計算機合成ホログラムを用いて階調を持つ三次元物体の再生を行なうソフトウェアを開発した.レーザ光源を用いたリアルタイムカラー電子ホログラフィシステムについても構築した.さらに,三次元動画の6フレームを1枚の計算機合成ホログラムに合成し,デジタル・ミラー・デバイス(DMD)を用いて高速再生するプログラムを開発した.計算機合成ホログラム(CGH)による三次元動画像再生技術(電子ホログラフィ)は,究極の立体テレビになるものと考えられている.本研究では,コストパフォーマンスに優れた時分割表示方式電子ホログラフィのリアルタイム再生を中心に扱う.GPUクラスタシステムによる計算高速化にとどまらず時分割表示による残像効果を利用して,さらなる高速化を実現させる.また,時分割表示方式のリアルタイムカラー再生は単色よりも3倍高速である必要があり容易ではない.本研究では高速なネットワークとGPUクラスタシステムを用いてリアルタイム再生を実現する.さらに,ソフトウェアによる再生像の色調整技術を確立し,多色化を目指す.本年度は,昨年度開発した重み付きバイナリ計算機合成ホログラムによる階調を持つ三次元物体の再生を行うソフトウェアを改良して,階調を持つ三次元物体のカラー再生に成功した.これにより,色調整も容易に行うことが可能となった.また,重み付き計算機合成ホログラムを用いた時分割表示方式電子ホログラフィによる階調を持つ三次元物体の動画再生も試みた.動画再生に用いた三次元物体は,物体点の奥行を8階調で表現し,7850点の物体点からなる.動画の各フレームにおいて,重み付き計算機合成ホログラムで構成された3枚のビットプレーンを高速表示する必要がある.そのため,120Hzのリフレッシュレートで再生可能なデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)を用いた.DMDでは,RGBの画像を時分割表示することでカラー再生を実現している.RGBの画像の代わりに3枚の重み付きバイナリCGHを再生することで,ちらつきのない動画再生を実現した.さらに,7枚のGPU(NVIDIA GeForce GTX TITAN X)を搭載したGPUクラスタシステムを用いて,77fpsのフレームレートでリアルタイム再生することに成功した.電子ホログラフィは究極の三次元テレビになるものと期待されている.しかし,電子ホログラフィは,計算機合成ホログラムの計算量が膨大であり,未だ実用化に至っていない.13枚のGPUボードを搭載したマルチGPUクラスタシステムを構築した.本システムに時空間分割法を実装し,約47万点からなる三次元物体のリアルタイム再生を実現した.
遷移金属酸化物における熱電応答の理論的研究

本計画では,強い電子間相互作用を含む系における熱電応答と電子の電荷,スピンそして軌道自由度との関係を調べた.本計画にいたるまでの前段階での研究で,我々は新たな熱電変換材料として有望であることもあり注目される,NaCO_2O_4の電子状態に焦点を当て,その熱電応答におけるスピンや軌道の役割を明らかにしてきた.すなわち,熱起電力に対する高温極限からのアプローチであるHeikesの式の一般化を通して,この物質の巨大な熱起電力に対して調べ,この理論は実験を定量的によく説明した.今回我々は,特にスピン自由度の役割に焦点を当て,強相関電子系の熱起電力を数値的対角化の手法を用いて調べた.取り扱った模型は,二重交換模型と呼ばれるスピンと伝導電子の結合を記述する一般模型と,これの派生したものである.この系の熱起電力は,キャリヤー濃度を固定しているにもかかわらず,その大きさだけでなく符号まで温度に依存する.この温度依存性は,局所的なスピン自由度の縮退と,これを運ぶキャリアーの結びつきとして理解できることがわかった.これまでの研究で,強相関電子系の熱電応答におけるスピンと軌道縮退の役割について,以下のようなことが明らかとなった.電子間相互作用が強い極限でのキャリヤーの運動は,含まれる電子の個数がひとつ違う単位胞間での電子の飛び移りとして表現される.これはまた,見方を変えると,電子の個数がひとつ違う単位胞の並べ替えとして表現できる.このとき電荷は単位電荷分しか移動しないが,縮退の移動分は各単位胞の縮退度の兼ね合いで決まる.この縮退の移動分の大小は,そのまま,熱起電力に反映されるのである.これは,強相関電子系における熱電応答の特徴のひとつである.本計画では,強い電子間相互作用を含む系における熱電応答と電子の電荷,スピンそして軌道自由度との関係を調べた.本計画にいたるまでの前段階での研究で,我々は新たな熱電変換材料として有望であることもあり注目される,NaCO_2O_4の電子状態に焦点を当て,その熱電応答におけるスピンや軌道の役割を明らかにしてきた.すなわち,熱起電力に対する高温極限からのアプローチであるHeikesの式の一般化を通して,この物質の巨大な熱起電力に対して調べ,この理論は実験を定量的によく説明した.今回我々は,特にスピン自由度の役割に焦点を当て,強相関電子系の熱起電力を数値的対角化の手法を用いて調べた.取り扱った模型は,二重交換模型と呼ばれるスピンと伝導電子の結合を記述する一般模型と,これの派生したものである.この系の熱起電力は,キャリヤー濃度を固定しているにもかかわらず,その大きさだけでなく符号まで温度に依存する.この温度依存性は,局所的なスピン自由度の縮退と,これを運ぶキャリアーの結びつきとして理解できることがわかった.これまでの研究で,強相関電子系の熱電応答におけるスピンと軌道縮退の役割について,以下のようなことが明らかとなった.電子間相互作用が強い極限でのキャリヤーの運動は,含まれる電子の個数がひとつ違う単位胞間での電子の飛び移りとして表現される.これはまた,見方を変えると,電子の個数がひとつ違う単位胞の並べ替えとして表現できる.このとき電荷は単位電荷分しか移動しないが,縮退の移動分は各単位胞の縮退度の兼ね合いで決まる.この縮退の移動分の大小は,そのまま,熱起電力に反映されるのである.これは,強相関電子系における熱電応答の特徴のひとつである.
唾液腺導管の水駆動力としての重炭酸イオン分泌制御機構

交感神経・副交感神経作動薬による導管での水分泌とその機能を明らかにし,導管における水分泌と重炭酸分泌との関連並びにその陰イオンチャネル透過機構について研究成果をまとめた.(1)分離導管での水分泌に関与する陰イオンチャネルの解明コンフォーカル顕微鏡下で蛍光色素の分離導管からの排出への各種イオンチャネル阻害剤の影響から,DPC感受性Ca2+依存性陰イオンチャネル・CFTRを介して細胞内で生産された重炭酸イオンが分泌されることで水分泌が駆動されることを明らかにした。(2)分離導管細胞でのCa依存性イオンチャネル・CFTR機能制御の解明Ca依存性に活性化されるイオンチャネルは、DPC感受性でカルモジュリン感受性が無く弱い外向き整流性を示した。cAMPで活性化されるCFTRもDPC感受性を示した。(3)分離導管でのカルシウムイオン,pH変動の解析CCh刺激は細胞内カルシウム依存性で持続的な分泌を維持するためには細胞外からの流入が必要で,交感神経・副交感神経刺激時には導管細胞内のpH測定から、重炭酸イオンとHイオンの分泌は共役していることが明らかになった。(4)本研究のマトメ.導管細胞では、細胞内CaイオンやcAMPの上昇により導管内腔膜でのDPC感受性外向き整流性の陰イオンチャネルやCFTRの活性化を介して細胞内で作成された重炭酸イオンが持続的に分泌された。耳下腺では、副交感神経刺激でDPC感受性の外向き整流性の陰イオンチャネルを、交感神経刺激時にはDPC感受性の陰イオンチャネルとCFTRを介して、細胞内で産生された重炭酸イオンが分泌される。重炭酸イオンの分泌は水移動を伴い、導管には水分泌能が存在することが明らかになった。唾液腺における水分泌には,腺房細胞における水分泌のみだけではなく,自律神経刺激による導管での水分泌も寄与し,更に導管での水分泌駆動力としての重炭酸イオン分泌に携わるカルシウムイオン依存性陰イオンチャネルとcAMP依存性CFTRの性質とその細胞内分子制御機構を解明することを目的としている。今年度は,交感神経作動薬による導管の水分泌とそのイオン駆動機構(CFTRを介する重炭酸イオン分泌機構)を以下の研究項目で明らかにした。(1)分離導管での水分泌に関与するイオンチャネルの解明コンフォーカル顕微鏡下で蛍光色素の分離導管からの排出を引き起こすcAMP増加剤の効果にたいする各種イオンチャネル阻害剤の影響から,DPC感受性陰イオンチャネルやCFTRを介する重炭酸イオン分泌により駆動される水分泌を明らかにした。(2)分離導管細胞でのイオンチャネル制御機構解明分離導管細胞での,パッチクランプ解析でcAMP増加剤で活性化されるイオンチャネルと流れるイオンを調べ,重炭酸イオンがDPC感受性陰イオンチャネルやCFTRを介して分泌される制御機構を明らかにした。(3)分離導管でのpH変動の解析分離導管細胞内のpH変化より重炭酸イオンの分泌様式をイオン感受性蛍光色素で調べ,cAMP増加剤で細胞内酸性化が観察され,メタゾラミド追加処理で細胞内pHはアルカリ化した。導管細胞内変化と重炭酸イオン生成・分泌との関連を明らかにした。(4)上記研究結果の一部は公表し,その結果の統合から,交感神経作動薬はcAMP増加を介して,活性化されるDPC感受性陰イオンチャネルやCFTRを介してCO2から形成された重炭酸イオンが分泌される,この分泌が導管における水輸送の駆動力として作用していることが解明された。副交感神経作動薬による導管での水分泌とその機能を明らかにし,前年度に明らかにしたことと統合し,導管における水分泌と重炭酸分泌との関連並びにそのCa依存性陰イオンチャネル透過機構についてまとめる.

(1)分離導管での水分泌に関与するCa依存性陰イオンチャネルの解明コンフォーカル顕微鏡下で蛍光色素の分離導管からの排出への各種イオンチャネル阻害剤の影響から,DPC感受性Ca2+依存性陰イオンチャネルを介して細胞内で生産された重炭酸イオンが分泌されることで水分泌が駆動されることを明らかにした。(2)分離導管細胞でのCa依存性イオンチャネル機能制御の解明Ca依存性に活性化されるイオンチャネルは、DPC感受性でカルモジュリン感受性が無く弱い外向き整流性を示した。(3)分離導管でのカルシウムイオン,pH変動の解析CCh刺激は細胞内カルシウム依存性で持続的な分泌を維持するためには細胞外からの流入が必要なことが明らかになった。CCh刺激時には導管細胞内のpH測定から、重炭酸イオンとHイオンの分泌は共役していることが明らかになった。(4)本研究のマトメ.導管細胞では、細胞内Caイオンの上昇により導管内腔膜でのDPC感受性外向き整流性の陰イオンチャネル活性化を介して細胞内で作成された重炭酸イオンが持続的に分泌されることが明らかになった。耳下腺では、副交感神経刺激でDPC感受性の外向き整流性の陰イオンチャネルを、交感神経刺激時にはDPC感受性の陰イオンチャネルとCFTRを介して、細胞内で産生された重炭酸イオンが分泌される。重炭酸イオンの分泌は水移動を伴い、導管には水分泌能が存在することが明らかになった。
テトラピロール化合物と血清アルブミンの結合様式に関する研究

本研究は、本研究者がこれまでに明らかにしてきたテトラピロール化合物の光反応に対する血清アルブミンの効果に関する研究を、テトラピロール化合物と血清アルブミンの相互作用を中心として進めることを目的とした。特にビリルビンの血清アルブミンとの相互作用、結合様式に関しての実験方法を適切な形で確立していくことを念頭においた。ビリルビンは可視光で反応するので、赤色安全灯下で取り扱うことは、もちろんのことであるが、血清アルブミンと相互作用させる実験に先立って、pH7.412.0の範囲で種々の緩衝溶液中におけるビリルビンの溶解度、および安定性を調べ、血清アルブミンとの結合実験を行う際には、ビリルビン溶液の取り扱いに注意が必要であることを明らかにした。pH8.8以下では、一旦溶解させたビリルビンが、沈殿した。pH9.0以上では、定常的に溶解するが、23時間で分解、構造の組み換えの起った異性体、その他に変化した。血清アルブミンの安定性や、ビリルビン-血清アルブミンの相互作用が平衡に達するまでの時間等も確認しておく必要がある。引き続き、相互作用の解析方法を確立し、実際に結合定数、結合数などのパラメータを決定、また、複数の結合部位が存在する場合、協同効果の有無についても検討していく予定である。ヒト、牛、馬、ウサギ、ラット等の哺乳類の血清アルブミンについて系統的に実験を実施し、テトラピロール化合物との相互作用や光反応場としてのメカニズムの詳細な研究に展開していきたい。その他に、ビレン、アントラセンカルボン酸、ANS、インジゴ等を用いて、血清アルブミンとの相互作用、分光学的挙動を調べる実験を実施、更に進行中である。血清アルブミン中の種々の低分子に関する結合部位、反応場の環境の評価の研究に展開させたい。