hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細空間の液体の構造評価法の開発

1.汎用型共振ずり応力ナノ測定装置の開発表面間の距離のモニターを反射型の干渉法(ツインパス干渉型測距システム)で行うことにより不透明な基板など表面の種類を選ばない測定を可能にする装置を試作する予定である。本年度は共振ずり応力ナノ測定装置へのツインパス干渉型測距システムとFECO(等色次干渉縞)法の組み込みのための装置のデザインと試作を行った。これによりツインパス測距システムによる距離測定の精度、安定性を評価可能となった。2.微細空間中の液晶の配向構造化の研究:温度依存性これまで、液晶4-シアノ4'-ヘキシルビフェニル(6CB)の雲母表面間(ホモジニアス配向,6CBの分子軸は表面に平行)および疎水修飾表面間(ホメオトロピック配向,6CBの分子軸は表面に垂直)に挟まれた構造化挙動を共振ずり応力ナノ測定装置を用いて調べ、前者では6CBは表面間距離56nm(約12分子層)で固体状態となり、後者では固体化しない等の知見を得ている。さらに温度制御機構を組み込み、等方相における測定を行い、ホモジニアス配向の場合に液晶状態と同様に5nmで固体状態となることが分かった。また位相を解析することにより、ホモジニアス配向した厚さ4nmの6CBの摩擦係数0.02が得られた。また摩擦係数や粘度の配向とせん断速度依存性の評価を行い初期的結果を得た。3.微細空間中の閉じ込め効果の研究:溶媒ならびに色素溶液FECO分光法により液晶(6CB)-色素(Sudan Black)2成分の液体ナノ薄膜の吸光度測定を行い、表面間距離10nm以下で色素が表面間に濃縮することが分かった。さらにこの濃縮と摩擦挙動の相関について調べた。距離制御部動作確認を行った。2.微細空間中の液晶の配向構造化の研究:温度依存性これまで、液晶6-シアノ-4-ヘキシルビフェニル(6CB)の雲母表面間(水平配向)および疎水修飾表面間(垂直配向)に挟まれた構造化挙動を共振ずり応力ナノ測定装置を用いて調べ、前者では6CBは表面間距離5-6nm(約12分子層)で固体状態となり、後者では固体化しない等の知見を得ている。さらに温度を制御し等方相における測定を行い、FECO分光法により評価しながら行う。水平発行の場合、液晶相と同様に5nmで固体状態となることがわかった。3.微細空間中の閉じ込め効果の研究:溶媒ならびに色素溶液色素溶液の閉じ込めによる変化を等式次数干渉縞によって評価した。1.汎用型共振ずり応力ナノ測定装置の開発表面間の距離のモニターを反射型の干渉法(ツインパス干渉型測距システム)で行うことにより不透明な基板など表面の種類を選ばない測定を可能にする装置を試作した。2.微細空間中の液晶の配向構造化の研究:温度依存性これまで、液晶4-シアノ4'-ヘキシルビフェニル(6CB)の雲母表面間(ホモジニアス配向,6CBの分子軸は表面に平行)

および疎水修飾表面間(ホメオトロピック配向,6CBの分子軸は表面に垂直)に挟まれた構造化挙動を共振ずり応力ナノ測定装置を用いて調べ、前者では6CBは表面間距離56nm(約12分子層)で固体状態となり、後者では固体化しない等の知見を得ている。さらに温度制御機構を組み込み、等方相における測定を行い、ホモジニアス配向の場合に液晶状態と同様に5nmで固体状態となることが分かった。また位相を解析することにより、ホモジニアス配向した厚さ4nmの6CBの摩擦係数0.02が得られた。また摩擦係数や粘度の配向とせん断速度依存性の評価に展開している。3.微細空間中の閉じ込め効果の研究:溶媒ならびに色素溶液FECO分光法により液晶(6CB)-色素(Sudan Black)2成分の液体ナノ薄膜の吸光度測定を行い、表面間距離10nm以下で色素が表面間に濃縮することが分かった。さらにこの濃縮と摩擦挙動の相関について調べている。
国家・共同体・家における<母>機能の意義と変遷-<男>を育てる<女>の比較文化史-

アメリカ文学におけるますキュリニティー研究の成果を摂取しながら、日本史・東洋史、西洋史における母-息子関係の比較研究を行った。2006年度に3回、2007年度に5回、2008年度に1回の研究会と合宿発表会を持ち、それぞれの研究成果を発表して討論を行った。2008年には「家長権をめぐる<母>機能の比較史」というタイトルで比較家族史学会に於いてミニシンポジウムを行った。今年度はそれぞれが新しいテーマや史料に取り組むため、それぞれ独自に研究活動を行うほか、情報交換や研究の中間報告を主とした研究会をもった。研究集会における報告および質疑応答はアルバイトの大学院生が記録・整理し、研究分担者に配布した。特筆すべき活動は以下の通りである。<研究集会>8/11(大学コンソーシアム京都):研究分担者相互の顔合わせおよび情報交換、研究発表:山本秀行「アジア系アメリカ文学とマスキュリニティ(男性性)」、福長進「乳母、乳母夫、乳母子について」12/16(大阪大学中之島センター):研究発表:井出千春「『源氏物語』における回想の方法」、来年度の研究発表のおおよその予定を決める。3/2(大学コンソーシアム京都):曽根ひろみ「日本近世ジェンダー史研究の現状と課題-「家」的ジェンダー秩序と母-」、小浜正子「中国近現代における生殖コントロールの意味と変遷-「非合法堕胎」から「計両生育」へ」、今年度の総括および来年度の発表予定の決定<海外調査>高田京比子:9/5-18、イタリア・パドヴァ大学にてイタリア中世女性史のソレルリ氏と面談、来日が難しいとの返事を受け取る。Storia della maternita(『母性の歴史』)についてのレクチャーを受ける。福長進:3/4-3/13、イタリアにおける『源氏物語』研究と女性学に関する史料調査。<国内の調査活動その他>曽根ひろみ:鳥取藩の刑事裁判史料を撮影・CD化、米沢藩の史料閲覧を行った。長志珠絵:WWIIの記憶とジェンダーについて検討するため、日本の占領期の史料や援護法関係として沖縄での史料調査及び文献収集を行った。京樂真帆子:国立公文書館・国会図書館にて『天暦御記』を中心に古記録の写本調査を行い、天皇のキサキ、母に関する記述を確認した。田端泰子:「北政所おね」関連史料の収集。島津良子(研究協力者):「全国民事慣例類集」の中の母子関係に関する記述の調査。三成美保:中絶(堕胎)・生殖補助医療・生殖への増殖的介入に関する文献・史料の収集と研究。今年度もひきつづき、それぞれが独自に研究活動を行うほか、情報交換や研究の中間報告を主とした研究会をもった。研究会における報告及び質疑応答はアルバイトの大学院生が記録・整理し、研究分担者に配布した。研究会の報告者及び報告タイトルは下記の通りで、この2年間でほぼ研究分担者の全員が報告を行ったことになる。報告を進めていく過程で、<母>と養育機能の結びつきそのものが近代的価値観の所産ではないかという認識が高まってきた。<親>から<父母>への分化がいつおこるか、女性と家長の関係(女性による家長代行)、子供とジェンダーの関係など課題は多い。来年度は議論をさらに深め、報告書の執筆に向けて活動を進めていきたい。5/1(大学コンソーシアム京都):高田京比子「<母>研究と中世イタリア都市」、山辺規子「中世ヨーロッパのregentとしての女性-母」7/7(コープイン京都):沖野真理香「ジェンダーとセクシュアリティで読むD・H・ホアンの『M・バタフライ』、田端泰子「豊臣政権の人質・人質政策と北政所」9/30(コープイン京都):三成美保「ドイツの生殖法制にみる<母>」、京楽真帆子「平安時代の次世代育成」12/23(コープイン京都):河村貞枝「イギリスの男性サフラジスト、イズラエル・ザンクウィルの家族関係を巡って」、長志珠絵「戦後日本における育てられる<男>の表象と<母>機能を巡って」2/23(コープイン京都):栗原麻子「前5世紀アテナイにおける嘆きの母」、島津良子「近世近代移行期の女縁と姻戚-息子(当主)と母の実家、姉妹の嫁ぎ先-」また今年度は12/23にアメリカのパフォーマンス・アーチスト、Don Kwong氏を迎えて「アジア系アメリカ人のパフォーマンス・アートとジェンダー」というタイトルで講演を行ってもらった。本研究は、「母」役割をキーワードに、従来男性の領域とされてきた公権力と女性の関わり、男性性の形成への「女性」の関与を歴史学的に考察することを目的とする。その際、特に以下の3点に留意した。

すなわち、1,家や親族といった「私」的領域における<母>の役割を考察するだけでなく、できる限り国家や共同体といった「公」的領域における<母>の役割を明らかにすること2,家や社会における<母>機能を間う場合、従来よく諭じられてきた娘に限定するとなく、史料が許す限り「息子=男性」との関係性の中で考察しようと試みること3,比較史の視点をとりいれ共同研究を進めること3年間の研究の結果、女性(特に母親という立場)と権力や公領域との接点の存在、ジェンダー差と世代差のなかで展開される母と息子の力学の多様性、親から父母への分化の問題、乳母を含めた女性を介したネットワークの重要性などが明らかになった。このうち、女性と家長権の問題に関して、2008年秋の比較家族史学会でミニシンポジウムを行うにとができた。このシンポジウムデは、前近代の「家」において、女性が家長を代行する事例や、家長権の遂行が妻・母・姉妹などの女性を介したネットワークに支えられながら維持されていく事例を集積し、「女性がなかば恒常的に家支配に参加することを可能にするシステムが潜在的に存在し、それらが家長不在や家長の無能などのある特殊な状況下で顕在化すると想定」し議論を、日本史・東洋史・西洋史の比較の中で行った。また、8月には全員による研究報告合宿を行い、3月には論文集の出版に向けて册子体の報告書を作成した。
無動環境における動脈および心肺圧受容体反射機能の変化

無重力環境における循環機能については、従来、体液量の減少とそれに対する対策に重点がおかれ、循環の恒常性維持にもっとも重要な役割を果している動脈および心肺圧受容体反射機能が無重力環境下においてはどのように変化するのかという基本的な問題については、まだ十分な検討がされていない。圧受容体反射の変化は、無重力環境あるいは帰還時における体液量の調節異常をきたし、さらに帰還した際に認められる起立不耐性、交感神経過緊張などに密接に関与している可能性がある。そこで平成2年度では、無重力環境の模擬としての24時間臥床負荷が動脈圧受容体反射機能に及ぼす影響を検討した。その結果、降圧時の動脈圧受容体反射の感受性が低下することを明らかにした。また24時間臥床後、体重が有意に減少することから、循環血液量が減少することが示唆された。平成3年度では、1)下半身陰圧負荷試験(LBNP)時の前腕血管抵抗(FVR)および心拍数(HR)の反応から、起立時心血管応答におよぼす24時間臥床の影響を、2)さらに交感神経α刺激薬に対するFVRおよび交感神経β刺激薬に対するHRの反応から24時間臥床が効果器の反応性におよぼす影響を検討した。その結果、1)LBNP時のFVRおよびHRの増加が24時間臥床によりさらに増強されること、2)αおよびβ受容体刺激に対する心血管の反応性が亢進することが示された。以上の結果から、無重力環境よりの帰還時には、循還血液量の減少は起立時の圧受容体の減負荷を増強し、交感神経興奮を促進すること、また心血管の反応性の亢進は交感神経興奮に対する心拍数および末梢血管抵抗の増加を増強することが示唆され、逆に、降圧時の動脈圧受容体反射の感受性の低下は、起立時の交感神経興奮を抑制することが示唆された。本研究のLBNP負荷時に認められたように、起立時の交感神経の興奮および心拍数の前腕血管抵抗の反応亢進は、この3者の差し引きとして生じるものと考えられる。長期の無重力環境における循環機能の適応、破綻とその制御の機序の解明は、宇宙医学の主要な研究課題の一つである。従来、無重力状態における循環機能については体液量の減少とそれに対する対策に重点がおかれ、循環の恒常性維持にもっとも重要な役割を果している動脈および心肺圧受容体反射機能が無重力環境下においてどのように変化するのかという基本的な問題については、未だ検討されていない。そこで本年度は、健康成人に対し無重力環境のシミュレ-ションとしての24時間臥床負荷を行い、その前後で動脈圧受容体反射機能を検討した。動脈圧受容体反射機能としては、メトキサミン投与による昇圧ー徐脈反応から昇圧時の感受性を、ニトログリセリンによる降圧ー頻脈反応から降圧時の感受性を求めた。その結果、24時間臥床により、昇圧時の動脈圧受容体反射の感受性は変化しないが、降圧時には低下することが明らかになった。循環血液量の減少は、起立時の圧受容体の後負荷を増強し、交感神経興奮を促進する方向に働く。一方、降圧時の動脈圧受容体反射の感受性の低下は、起立時の交感神経興奮を減弱させる方向に働く。これらの変化は起立時の交感神経興奮に対しては互いに逆方向に働くと推察され、ネットとしての起立時心血管応答あるいは効果器である心臓、血管の反応性の検討が必要であると考えられた。今後、この成果を踏まえ、反受容体反射による体液調節および起立時循環調節の変化を解明し、さらに圧受容体反射の変化が反射弓自身の変化なのか、あるいは効果器である心臓、血管の反応性の変化なのかについて検討する。

以上の結果から、無重力環境よりの帰還時には、循還血液量の減少は起立時の圧受容体の減負荷を増強し、交感神経興奮を促進すること、また心血管の反応性の亢進は交感神経興奮に対する心拍数および末梢血管抵抗の増加を増強することが示唆され、逆に、降圧時の動脈圧受容体反射の感受性の低下は、起立時の交感神経興奮を抑制することが示唆された。本研究のLBNP負荷時に認められたように、起立時の交感神経の興奮および心拍数の前腕血管抵抗の反応亢進は、この3者の差し引きとして生じるものと考えられる。無重力環境における循環機能については、従来、体液量の減少とそれに対する策に重点がおかれ、循環の恒常性維持にもっとも重要な役割を果している動脈および心肺圧受容体反射機能が無重力環境下においてはどのように変化するのかという基本的な問題については、まだ十分な検討がされていない。圧受容体反射の変化は、無重力環境あるいは帰還時における体液量の調節異常をきたし、さらに帰還した際に認められる起立不耐性、交感神経過緊張などの密接に関与している可能性がある。昨年度は、無重力環境の模擬として24時間臥床負荷を用い、動脈圧受容体反射機能に及ぼす影響を検討した結果、降圧時の動脈圧受容体反射の感受性が低下することを明らかにした。また24時間臥床後、体重が有意に減少するから、循環血液量が減少することが示唆された。そこで本年度は、1)下半身陰圧負荷試験(LBNP)時の前腕血管抵抗(FVR)および心拍数(HR)の反応から、起立時心血管応答におよぼす24徳間臥床の影響を、2)さらに交感神経α刺激薬に対するFVRおよび交感神経β刺激薬に対するHRの反応から24時間臥床が効果器の反応性におよぼす影響を検討した。その結果、1)LBNP時のFVRおよびHRの増加が24時間臥床により増強されること、2)αおよびβ受容体刺激に対する心血管の反応性が亢進することが示された。以上の結果から、無重力環境よりの帰還時には、循環血液量の減少は起立時の圧受容体の減負荷を増強し、交感神経興奮を促進すること、また心血管の反応性の亢進は交感神経興奮に対する心拍数および末梢血管抵抗の増加を増強することが示唆され、逆に、降圧時の動脈圧受容体反射の感受性の低下は、起立時の交感神経興奮を抑制することが示唆された。本研究のLBNP負荷時に認められたように、起立時の交感神経の興奮および心拍数と前腕血管抵抗の反応亢進は、この3者の差し引きとして生じるものと考えられる。
ギャップ結合は胃癌の発育・進展・転移を防止する因子なのか?

当初の研究計画通り、ギャップ結合がどのような機序で胃癌の発育・進展に関わっているのかをまず検討した。昨年度はウサギ培養胃粘膜細胞を用いてこれらの細胞が分化していく際にギャップ結合が発現してくることを確認した。その次に本年度にかけて胃癌培養細胞を用いてギャップ結合の発現を検討した。まず胃癌細胞培養細胞を用いてギャップ結合蛋白であるコネキシンの発現を検討した。ギャップ結合については電顕あるいは酵素抗体法により存在の有無をみたがギャップ結合は発現しなかった。さらに癌の発育・進展をみるために正常胃粘膜細胞と胃癌培養細胞を混合培養してギャップ結合の発現の有無と増殖を検討した。胃癌培養細胞と正常胃粘膜細胞の間にギャップ結合が発現するようになりそれとともに胃癌培養細胞の増殖力が減少していった。これらの結果より胃癌の発育・進展にギャップ結合が深く関わっていることが明らかとなった。当初、胃癌細胞にギャップ結合蛋白であるコネキシン遺伝子をtransfectする実験を予定していたが既に目的を果たしたと考え着手しないことにした。更にギャップ結合の発現がどのように調節されているのかも未だに明らかにされていないのでそれらを解明するために発現の調節をWnt-cateninの情報伝達機構の観点から検討した。胃癌培養細胞を培養し、Poly(A)^+RNAはFastTrack2.0Kitで抽出し、Total RNAはIsogen reagentで抽出し、WNT8BやWNT10Bのプローブを用いて検討を行なった。胃癌培養細胞においてWNT8B mRNAの発現が上昇していた。更にWNT10B mRNAの発現も上昇していた。WNTシグナルについてその情報伝達機構の中にFRAT2が関与していることも判明した。今回の研究で胃癌培養細胞ではギャップ結合が減少しておりこれと連動してWNTシグナルの増強がみられた。いままではギャップ結合あるいはWNTシグナルの片方しかみていなかったが今回の検討でこれらが一体化している可能性を明らかにした。これらの結果を結びつけて考えてみると細胞間接合装置とWNTはなんらかの関係がありしかもWNTが細胞間接合装置の情報伝達を調節している可能性が本研究で示されたと思われる。今後更に詳しい機序について検討する予定である。本研究は、胃癌の発育進展においてギャップ結合を介する細胞間コミュニケーションがどのように作用しているかを検討するものである。私は以前より、ヒト胃癌及び動物実験で作成された胃癌では細胞間コミュニケーションを司るギャップ結合及びそれによって生ずる細胞間コミュニケーションが低下することを報告している。更に、細胞内に癌遺伝子をtransfectすると細胞間コミュニケーションが低下することも報告されている。これらの結果をふまえると、果たして、ギャップ結合を介する細胞間コミュニケーションが第一義的に作用しているかどうかが問題となる。その為にまず、培養胃癌細胞株を用いてギャップ結合についての検討を行なった。今回、コントロールとしてウサギ胎児へ培養胃粘膜細胞を用いて検討したが、培養胃粘膜細胞ではコネキシン43を発現し、細胞間コミュニケーション能も十分に存在した。しかし、胃癌細胞株であるMKN28は細胞間接着装置があることが電顕、蛍光抗体法で確認されたがlucifer yellowを用いたmicroinjection dye transferの結果、培養胃粘膜細胞と異なり細胞間コミュニケーション能は低かったが、他のKATO III、MKN45の細胞株では更に減少していた。現在、これらの細胞を用いてHUVEC、3T3細胞等の他の細胞と胃癌細胞株を混合培養し、そのギャップ結合の変化及び増殖について検討している所である。

これらの結果を結びつけて考えてみると細胞間接合装置とWNTはなんらかの関係がありしかもWNTが細胞間接合装置の情報伝達を調節している可能性が本研究で示されたと思われる。今後更に詳しい機序について検討する予定である。前年度の研究でウサギ胎児胃粘膜培養細胞を作成し培養しながらギャップ結合の発現をみた。培養によって細胞が分化するに従ってギャップ結合が出現してきた。コネキシン43が主なコンポーネントと考えられた。しかし、ギャップ結合がどのような機序で胃癌の発育・進展に関わっているのかについては定かではない。しかも癌化すると減少するギャップ結合の発現様式が何によって調節されているのかは未だに明らかにされていない。そこで本年度はまず胃癌培養細胞を用いてギャップ結合蛋白であるコネキシンの発現を検討した。次に胃癌の発育進展とギャップ結合との関係をみるために胃癌培養細胞と正常胃粘膜細胞を混合培養しギャップ結合の発現と胃癌培養細胞の増殖との関係を検討した。まず胃癌培養細胞では殆どギャップ結合が消失していることが判明した。胃癌培養細胞と正常胃粘膜細胞を混合培養するとギャップ結合が出現し胃癌培養細胞の増殖が低下していることが判明した。これらのことから胃癌の発育・進展においてギャップ結合が重要な働きを示していることが証明し得た。このことによって本年度は当初胃癌細胞にギャップ結合蛋白であるコネキシン遺伝子をtransfectする実験を予定していたが既に目的を果たしたと考え着手しないことにした。ギャップ結合の発現の調節を検討するためにWnt-cateninのシグナルの検討した。細胞のPoly(A)^+RNAはFastTrack2.0Kitで抽出し、Total RNAはIsogen reagentで抽出し、WNT8BやWNT10Bのプローブを用いて行なった。胃癌培養細胞においてWNT8BmRNAの発現が上昇していた。更にWNT10BmRNAの発現も上昇していた。WNTシグナル内の情報伝達WNTシグナルについてその情報伝達機構の中にFRAT2が関与していることが判明した。今回の研究で判明したことは胃癌細胞ではギャップ結合が減少しておりこれと連動してWNTシグナルが増強されていた。いままではギャップ結合あるいはWNTシグナルの片面しかみていなかったが今回の検討でこれらが一体化している可能性を明らかにした。細胞間接合装置とWNTシグナルはなんらかの関係がありしかもWNTが細胞間接合装置の情報伝達を調節している可能性が本研究で示されたと思われる。
ニューコンセプトＴｉ基バイモーダルコンポジットの合成と評価

N2を3%以上、Feを8%以下添加したTi-C-N-Fe、またN2を2%以上、Crを11%以下添加したTi-C-N-Cr合金ではα+β、あるいはβ-TiをマトリックスとしTiC粒子中へα-Ti析出が起こる。このTi析出にはTi2Cが大きく影響している。また、N2量が増えるに伴い粒子へのTi析出量は増大するが、これに伴い粒子の硬度は低下する。一方、Tiマトリックスの硬度は、Ti中へのN2の固溶体硬化により上昇する。TiC粒子と析出したα-Tiとの結晶学的関係はTEM観察の結果[011]TiC//[1120]Ti、(111)TiC//(0001)Tiであることが明らかとなった。本研究では反応アーク溶解時のエネルギーを有効的に利用し、Nを積極的に取り入れることにより、TiC粒子中にα-Tiを密に析出させてTiCの靭性を改善することを目指している。ここでは、Ar+N混合雰囲気中で反応アーク溶解を行い、in-situでα-Ti析出TiC基複合材料を作製し、組織観察、X線回折、TEM、硬度測定などからTiC粒子中へのα-Ti析出に及ぼすNの影響を検討した。得られた結果は次のとおりである。まず、Ar+N雰囲気中で反応アーク溶解を行い、Ti, C粉末からin -situでα-Ti基複合材料の合成を試みたところ、準備したすべての組成でTi基(TiC粒子を50vol%以上含む場合はTiC基複合材料)を作製することができた。また、Ar+N雰囲気中で作製した試料におけるTiC粒子と析出するα-Tiの間にはTiNを用いたときと同様に(111)TiC // (0001)α-Ti, [011]TiC // [2110]α-Tiの方位関係が存在する。さらに、C,Nの量を調整することにより、TiCの体積率やTiC粒子中に析出するα-Tiの量を制御することが可能である。硬度測定の結果、TiC粒子の硬さはα-Tiの析出により著しく低下する。一方、Tiマトリックスの硬さはNの固溶量の増加に伴って著しく上昇することがわかった。これまでの研究により窒素(N2)を2at%、およびFeを8at%以上含むTi-Fe-C-N系圧体を反応アーク溶解したところ、TiC粒子にα-Tiが析出し、強度、延性の両方を兼ね備えた新規二重複相材料を合成できることを明らかにした。今年度は、比較的安価なβ-Ti安定化元素であり、人体への親和性も高いCrを用いたTi-Cr-C-N系混合粉末の圧粉対を反応アーク溶解することによりα-Tiを析出させたTiC粒子分散の(α+β)あるいはβマトリックスにTi基複合材料を合成した。TiC粒子の微細組織に及ぼすCrとN2(窒素)添加量について詳細に調べた。得られた結果は以下の通りである。(1)N2を2at%またCrを11at%以上添加した場合、TiC粒子へのα-Ti析出が観察された(2)TiC粒子へのα-Ti析出にはTi2Cの存在が大きく影響していることが明らかとなった。(3)N2の添加量が増えるに伴いTiC粒子へのα-Ti析出量は増大する、そしてこれに伴いTiCの硬度は低下する。一方、Tiマトリックスの硬度は、Ti中へのN2の固溶体効果により上昇する。(4)Crを12.5at%以上含む試料、すなわちこの組成領域はTi-Cr2元系状態図が示す通りすべてβ-Ti領域であるため、TiC粒子にはα-Tiの析出は起こらない。(5)TEM観察および制限視野回折像の解析からTiC粒子と析出したα-Tiとの結晶学的関係は[011]TiC//[1120]α-Ti、(111)TiC//(0001)α-Tiであることが明らかとなった。今年度は、(α+β)Ti、あるいはβ-Tiマトリックス基Ti基複合材料中のTiC粒子へのα-Ti析出に着目して研究を行った。このために、TiC分散量は5Vol%で一定とし、FeおよびN2を010at%の範囲で変化させ(α+β)Ti、あるいはβ-Tiという異なったマトリックスを有する複合材料を反応アーク溶解法で準備した。得られた結果は下記のとおりである。。まず、N2を含まない試料のX線回折(XRD)結果から、Fe組成の増加に伴いα-Tiの回折強度は明らかに低下し、β-Tiの強度は強くなることが判明した。

さらに、Fe組成が10at%ではα-Tiの回折線は確認できないことが明確になった。つぎに、Fe組成を3at%に固定し、N2量を変化させた試料のXRD結果は、TiCからの回折ピークがN2組成の増加に伴い高角度側に、またαおよびβ-Tiの回折ピークは低角度側にシフトすることを明確に示した。TiCのピークの高角度側へのシフトはTiCのC/Ti比の変化、すなわちTiCの格子定数が小さくなって行くことを示唆している。さらにTiの回折ピークの高角度側への変化はTiの格子中へN2が固溶したことによるTi格子の膨張によるものと推測される。OMおよびSEMによるTiC粒子の微細組織観察結果によると、TiCの粒子サイズはN2添加量に極めて敏感であり、N2添加量増大に従ってそのサイズは明らかに粗大化することが示された。また、マトリックスであるα-Tiの比率はFe添加ともに低下した。さらに、N2を3at%以上、Feは8at%以下の組成においてのみTiC粒子にα-Tiが析出する特異な組織が確認された。当初、TiC量が多い(50vol%以上)Ti基複合材料の作製に際して、重量偏析の影響でTiC粒子がTiマトリックス中に均一に分散した複合材料が得られるか否か懸念されていた。しかし、実際には溶融中に撹拌等の操作を必要とせず、ほぼ均一な複合材料を得ることに成功した。これの要因としては、アーク溶解中の溶湯の温度は、アーク放電により電極から供給されるアーク熱以外に、TiC合成時に放出される合成熱が合わさり、想定以上に高温に達しており、いわば沸騰状態となり、撹拌の必要がなかったものと推測される。また、光学顕微鏡およびSEM観察時に観察試料料は鏡面状態に研磨されている必要がある。さらに、透過電子顕微鏡用サンプル作成時、ツインジェット法を用いて準備した。セラミックス粒子を多く含む複合材料の場合、通常は電解研磨で鏡面状態を得ることは困難なことが多いが、今回の分散粒子はNを多く含んだTiC粒子であったため、電気伝導度に優れたセラミックスであり、電解研磨での顕微鏡観察用試料作製が容易であったことも幸いしたと考えている。また同様の理由により、ツインジェット法によりTEM用薄膜試料作製も問題なく作成できた。以上の点から、今年度はほぼ順調に進展していると考えている。まず、Ti、C、FeおよびTiNの各粉末から、(α+β)Tiをマトリックスとし、TiCを5vol%分散させたTi基複合材料を合成する。そして、FeおよびN2組成を変化させ如何なる組成でTiC中にTiの析出が開始するかを明確にすることを目的とした。FeおよびN2添加量を010at%の範囲で変化させ、XRDでの構成相の同定およびOM、SEMによる微細組織観察結果によればアーク溶解後の熱処理なしで、Fe添加のみでマトリックスを(α+β)Tiマトリックス、あるいはβ-Tiマトリックッスに制御できることを見出した。これは本法でアーク溶解した場合、アーク放電を停止して時点で、溶融状態から冷却が開始されるが、Fe添加量が変化しても変態終了温度が725750°Cで一定であることに起因していることが判明した。これは、想定外の新しい発見でもあった。この結果、FeおよびN2添加がTiC粒子の微細組織に及ぼす影響を直接的に調べることが可能となり、N2を3%以上、Feを8at%以下添加した場合にTiC粒子内にα-Tiが析出するという結果を得ることに繋がったと考えられる。上記のとおり、平成23年度についての研究の進捗状況は概ね順調である。これまで、窒素添加に伴うTi基複合材料中のTiC粒子に析出するα-Tiに着目し研究を継続してきた。
顔面神経麻痺後遺症の予防－エビデンスに基づく表情筋マッサージ開発を目指す基礎研究

Bell麻痺やHunt症候群などの顔面神経麻痺は75%が治癒するが、残りの25%は治癒せず、病的共同運動や顔面拘縮などの後遺症が生じ、生活の質を低下させる。後遺症予防にはリハビリテーション、特に発症早期の顔面表情筋マッサージ(以下、マッサージ)が有効とされる。しかし、表情筋マッサージの生理学的効果は解明されていない。本研究では動物を用い、マッサージによる顔面神経核や神経再生、後遺症抑制のメカニズムを明らかにし、臨床応用を目指す。
生体内の血液循環を模擬した灌流バイオリアクタによるヒト立体心筋組織構築の挑戦

生体外において細胞から臓器特有の機能を有する立体組織を構築する技術の研究開発は国内外で広く行われており、新たな移植治療や新規薬剤開発のための薬剤スクリーニングモデルとしての応用が期待されている。本研究では生体外でミリメートルオーダーの立体心筋組織を構築するための最適な灌流培養条件を明らかにする。流路付きの培養土台である血管床利用することにより、立体組織内の血管網への培養液の灌流が可能となる。心筋細胞シートを複数枚積層することで作製した立体心筋組織内の毛細血管網へ培養液を安定的に灌流可能なシステムを構築し、灌流培養手法の検討を行うことを目的とした。平成30年度では血管床内の流路と細胞シート内の血管網を結合させる手法の開発に着手した。本研究では脱細胞化したブタ小腸を血管床として選定し、血管床に対する細胞浸潤性を向上させるための酵素処理手法の検討,更にはガス加圧を用いた新規灌流培養系の構築を行った。双方の流路間の結合には,血管床上に積層した細胞シートから血管床流路まで細胞が浸潤することが求められる。タンパク分解酵素に血管床を浸漬する時間を検討し、血管床の機能を維持したまま細胞浸潤性を向上させる最適な処理条件を見出した。また、酵素処理後の小腸血管床上での細胞シートの灌流培養により流路間を結合させるには、細胞シートが小腸に密着し、かつ血管床の末梢まで培養液の循環が必要であると考えた。密閉したボックス内をガスで加圧した状態で灌流培養を行うことで、上記を同時に達成可能である新たな灌流培養系を実現した。構築した培養系を用いて2週間の灌流培養を行った後に血管床の流路から粒径1 μmの蛍光粒子を灌流した結果、蛍光粒子が細胞シート内の血管網に沿っている様子を認めた。以上より、新規灌流培養手法、および酵素処理手法は流路間の結合を達成するために有効であることを明らかにした。本研究では、生体外での立体心筋組織構築に寄与し得る灌流培養条件の検討、および新規灌流培養系の開発を目的としている。本年度は、複数種の細胞を共培養することで細胞シート内に構築した血管網へ培養液を灌流するための技術の開発に着手した。微細な流路を有する培養の土台である血管床上で細胞シートを灌流培養することで、血管床内の流路を介して直径数十マイクロメートルの血管網への培養液を灌流する。酵素を用いた生化学的アプローチ、および周期的なガス加圧を用いた新規灌流培養系の構築による工学的アプローチの双方により、血管床内の流路と細胞シートの血管網間での流路結合の達成が可能であることを明らかにした。本年度の研究により、従来の手法では困難であった脱細胞化ブタ小腸血管床を用いた組織内血管網への培養液の灌流が可能となり、移植可能な立体組織構築手法として有効な灌流培養条件の検討が次年度から着手可能となった。また本研究により生体外での立体組織の灌流培養において末梢循環を向上させる手法のひとつを明らかにした。これは組織の生存や機能維持に重要であり、生体外での立体組織の灌流培養手法としても寄与しうるものであると考える。次年度以降に検討する、立体組織の血管系に対する灌流培養手法に加えて、本年度に構築したガス加圧を用いた培養系を組み合わせることにより、生体外でミリメートルオーダーの立体心筋組織を構築に挑戦する。次年度は以下の2つに着手する。1.定常流を用いた立体心筋組織構築細胞シート内に付与した直径数十マイクロメートルの血管網に対して培養液を灌流するシステムを本年度までに構築した。次年度は上記のシステムを用いて、血管網を付与した心筋細胞シート数枚ずつを1組として段階的に積層することにより立体心筋組織を構築する。その際定常流を用いて組織内の血管網に培養液を供給する。培養液の流量等の灌流条件と、その際に培養液が灌流される血管構造の領域、および灌流培養によって構築される立体心筋組織の厚みの関係性を明らかにする。2.末梢循環を向上させる灌流バイオリアクタの構築本研究では、末梢循環の向上がミリメートルオーダーの立体組織の構築に必要ではないかという仮説の元、生体外での灌流培養方法として生体内の血液循環である拍動流に着目した。そこで次年度は、ガス加圧を加えた状態で組織を安定的に、かつ長期間灌流培養可能なバイオリアクタを構築し、さらに本バイオリアクタに拍動流を実装することによって、定常流を用いた灌流培養に比べて末梢循環の向上が可能な灌流バイオリアクタを構築する。新規バイオリアクタを用いた灌流培養が、組織末梢での培養液の供給領域に与える影響を蛍光イメージングにより定量化し、定常流を用いた灌流培養時との領域の大きさの違いを明らかにする。また、本バイオリアクタを用いて立体組織構築を行い、構築可能な立体組織の厚みを定量化する。これにより、末梢循環の向上が生体外における立体組織構築に与える影響を、構築される立体組織の厚みの観点から明らかにし、立体心筋組織構築に必要な灌流培養条件を見出すことを目的とする。

流路付きの培養土台である血管床利用することにより、立体組織内の血管網への培養液の灌流が可能となる。心筋細胞シートを複数枚積層することで作製した立体心筋組織内の毛細血管網へ培養液を安定的に灌流可能なシステムを構築し、灌流培養手法の検討を行うことを目的とした。平成30年度では血管床内の流路と細胞シート内の血管網を結合させる手法の開発に着手した。本研究では脱細胞化したブタ小腸を血管床として選定し、血管床に対する細胞浸潤性を向上させるための酵素処理手法の検討,更にはガス加圧を用いた新規灌流培養系の構築を行った。双方の流路間の結合には,血管床上に積層した細胞シートから血管床流路まで細胞が浸潤することが求められる。タンパク分解酵素に血管床を浸漬する時間を検討し、血管床の機能を維持したまま細胞浸潤性を向上させる最適な処理条件を見出した。また、酵素処理後の小腸血管床上での細胞シートの灌流培養により流路間を結合させるには、細胞シートが小腸に密着し、かつ血管床の末梢まで培養液の循環が必要であると考えた。密閉したボックス内をガスで加圧した状態で灌流培養を行うことで、上記を同時に達成可能である新たな灌流培養系を実現した。構築した培養系を用いて2週間の灌流培養を行った後に血管床の流路から粒径1 μmの蛍光粒子を灌流した結果、蛍光粒子が細胞シート内の血管網に沿っている様子を認めた。以上より、新規灌流培養手法、および酵素処理手法は流路間の結合を達成するために有効であることを明らかにした。本研究では、生体外での立体心筋組織構築に寄与し得る灌流培養条件の検討、および新規灌流培養系の開発を目的としている。本年度は、複数種の細胞を共培養することで細胞シート内に構築した血管網へ培養液を灌流するための技術の開発に着手した。微細な流路を有する培養の土台である血管床上で細胞シートを灌流培養することで、血管床内の流路を介して直径数十マイクロメートルの血管網への培養液を灌流する。酵素を用いた生化学的アプローチ、および周期的なガス加圧を用いた新規灌流培養系の構築による工学的アプローチの双方により、血管床内の流路と細胞シートの血管網間での流路結合の達成が可能であることを明らかにした。本年度の研究により、従来の手法では困難であった脱細胞化ブタ小腸血管床を用いた組織内血管網への培養液の灌流が可能となり、移植可能な立体組織構築手法として有効な灌流培養条件の検討が次年度から着手可能となった。また本研究により生体外での立体組織の灌流培養において末梢循環を向上させる手法のひとつを明らかにした。これは組織の生存や機能維持に重要であり、生体外での立体組織の灌流培養手法としても寄与しうるものであると考える。次年度以降に検討する、立体組織の血管系に対する灌流培養手法に加えて、本年度に構築したガス加圧を用いた培養系を組み合わせることにより、生体外でミリメートルオーダーの立体心筋組織を構築に挑戦する。次年度は以下の2つに着手する。1.定常流を用いた立体心筋組織構築細胞シート内に付与した直径数十マイクロメートルの血管網に対して培養液を灌流するシステムを本年度までに構築した。次年度は上記のシステムを用いて、血管網を付与した心筋細胞シート数枚ずつを1組として段階的に積層することにより立体心筋組織を構築する。その際定常流を用いて組織内の血管網に培養液を供給する。培養液の流量等の灌流条件と、その際に培養液が灌流される血管構造の領域、および灌流培養によって構築される立体心筋組織の厚みの関係性を明らかにする。
熱交換器管群の流力弾性振動に関する研究

本研究は管群の流力弾性振動の解析に必要な流体力係数を解析的に求めることを目的としている.本年度の研究実績の概要は以下のようにまとめられる.1.3列の管群では全体の圧力降下は第1列管群で生じ,第1列は衝動タービンのノズルと同じ働きをしている.管壁の圧力分布は最小すきま位置で最小になり,最小すきま位置より510度下流ではく離する.第2列の管は速度エネルギーを受け,すきまが最小となる直前で絞り効果により圧力が高くなり,最小すきまの後で再び低下して出口圧力に漸近する.2.1列管群中の1本の管が流れ直角方向に微少振動したときの流体力を計算して,田中の実験結果と比較したところほぼ一致することが分かった.これより管群間の流れにすきま流れの理論を適用することの妥当性が確認された.3.安定解析を行った結果,流速の低いところでは負減衰に支配される振動モードが不安定になるが,流速が高くなるとふれ回りモードの不安定が生じることが分かった.後者は復原項に含まれる流速の自乗に比例する流体力によって生じてくるもので,安定限界流速は質量減衰パラメータの平方根に比例するようになる。4.特定の流速範囲で,管群によってダクト内主流方向の気柱共鳴音が発生することが分かった.本研究は管群の流力弾性振動の解析に必要な流体力係数を解析的に求めることを目的としている.本年度の研究実績の概要は以下のようにまとめられる.1.3列の管群では全体の圧力降下は第1列管群で生じ,第1列は衝動タービンのノズルと同じ働きをしている.管壁の圧力分布は最小すきま位置で最小になり,最小すきま位置より510度下流ではく離する.第2列の管は速度エネルギーを受け,すきまが最小となる直前で絞り効果により圧力が高くなり,最小すきまの後で再び低下して出口圧力に漸近する.2.1列管群中の1本の管が流れ直角方向に微少振動したときの流体力を計算して,田中の実験結果と比較したところほぼ一致することが分かった.これより管群間の流れにすきま流れの理論を適用することの妥当性が確認された.3.安定解析を行った結果,流速の低いところでは負減衰に支配される振動モードが不安定になるが,流速が高くなるとふれ回りモードの不安定が生じることが分かった.後者は復原項に含まれる流速の自乗に比例する流体力によって生じてくるもので,安定限界流速は質量減衰パラメータの平方根に比例するようになる。4.特定の流速範囲で,管群によってダクト内主流方向の気柱共鳴音が発生することが分かった.本研究は管群の流力弾性振動の解析に必要な流体力係数を解析的に求めるための数学モデルを確立することを目的としている.本年度は1列管群を剛に支持した剛性モデルによって管壁まわりの圧力分布の測定を行った.次に弾性的に支持した弾性モデルによって安定限界流速を計算した.これより,次のことが明らかになった.(1)1列管群の実験装置を用いて,管と管の間の流路壁面に沿って圧力分布を測定した.最小圧力は最小すきまの位置で発生するが,はく離位置は最小すきまより1015度下流側にある.管群間の流路にすきま流れの式を適用して,圧力分布を解析的に求めて実験と比較し結果,管前面のよどみ効果を考慮すると,実験値に合うことが分かった.(2)管を弾性支持した場合を模擬して,流体力係数を計算し,1列管群の流力弾性振動の安定解析を行い,安定限界線図を作った.これより,安定限界流速が質量減衰パラメータの1/2乗に比例する結果が得られ,本研究の流力弾性振動の数学モデルの妥当性が確認された.(3)特定の流速範囲で実験装置から激しい共鳴音が発生した.圧力のモードを測定したところ,従来言われていた流れ直角方向の共鳴音ではなく,ダクト内主流方向の気柱共鳴音であることが分かった.本研究は管群の流力弾性振動の解析に必要な流体力係数を解析的に求めることを目的としている.本年度の研究実績の概要は以下のようにまとめられる.(1)3列の管群では全体の圧力降下は第1列管群で生じ,第1列は衝動タービンのノズルと同じ働きをしている.管壁の圧力分布は最小すきま位置で最小になり,最小すきま位置より510度下流ではく離する.第2列の管は速度エネルギーを受け,すきまが最小となる直前で絞り効果により圧力が高くなり,最小すきまの後で再び低下して出口圧力に漸近する.(2)1列管群中の1本の管が流れ直角方向に微少振動したときの流体力を計算して,田中の実験結果と比較したところほぼ一致することが分かった.これより管群間の流れにすきま流れの理論を適用することの妥当性が確認された.(3)安定解析を行った結果,流速の低いところでは負減衰に支配される振動モードが不安定になるが,流速が高くなるとふれ回りモードの不安定が生じることが分かった.後者は復原頂に含まれる流速の自乗に比例する流体力によって生じてくるもので,安定限界流速は質量減衰パラメータの平方根に比例するようになる.(4)特定の流速範囲で,管群によってダクト内主流方向の気柱共鳴音が発生することが分かった.
筋萎縮性側索硬化症の持続性ナトリウムチャネル障害と神経細胞死に関する生理学的研究

筋萎縮性側索硬化症や球脊髄性筋萎縮症などの運動ニューロン疾患における運動神経軸索興奮特性の変化などについて、患者における研究なども継続的に行い報告し、またその成果の一部を論文の形で公表した。筋萎縮性側索硬化症における軸索神経軸索興奮特性の変化の疾患予後に対する影響について解析を行い、特に持続性Na+電流が筋萎縮性側索硬化症の強力な予後因子であることを明らかにした。その成果を第53回日本神経学会総会において発表し、論文の形でJournal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry誌において公表した。筋萎縮性側索硬化症の疾患動物モデルにおけるイオンチャネル発現変化と興奮特性の変化、およびその臨床症状との関連については、現在論文投稿の準備中である。臨床的には、筋萎縮性側索硬化症における軸索神経軸索興奮特性の変化の疾患予後に対する影響について解析を行い、特に持続性ナトリウム電流が筋萎縮性側索硬化症の強力な予後因子であることを明らかにした。また筋萎縮性側索硬化症における軸索神経軸索興奮特性の変化が症状進展に与える影響について解析を行い、その成果について投稿を準備している。球脊髄性筋萎縮症に関しては、酢酸リュープロレリンによる治療介入の効果の研究に従事し、その臨床効果および軸索興奮特性に与える影響について論文の形による公表を準備中である。また広く神経変性疾患におけるイオンチャネル異常などについても研究を行い、論文報告を行った他、第53回日本神経学会学術大会のシンポジウムにおける招待講演などにおいて発表を行った。臨床的には、筋萎縮性側索硬化症における軸索神経軸索興奮特性の変化の疾患予後に対する影響について解析を行い、特に持続性Na+電流が筋萎縮性側索硬化症の強力な予後因子であることを明らかにした。また筋萎縮性側索硬化症における軸索神経軸索興奮特性の変化が症状進展に与える影響について解析を行い、その成果の一部を30th International Congress on Clinical Neurophysiology (ICCN) of theIFCNにおいて発表し、また論文投稿を準備している。筋萎縮性側索硬化症の疾患動物モデルにおけるイオンチャネル発現変化と興奮特性の変化、およびその臨床症状との関連については、ラットモデルやカニクイザルモデルなど他の動物を用いた実験系も用いてデータを収集し、その研究成果の一部については論文の形でBrain誌において共同研究の形で報告した。また臨床的には、筋萎縮性側索硬化症における軸索神経軸索興奮特性の変化の疾患予後に対する影響について解析を行い、平成23年度難治性疾患克服研究事業神経変性疾患に関する調査研究班の班会議において前年度に引き続いて発表し、また論文の形でJournal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry誌において公表した。また広く神経変性疾患におけるイオンチャネル異常などについても研究を行い、論文報告を行った他、第41回日本臨床神経生理学会学術大会のシンポジウムにおける招待講演などにおいて発表を行った。疾患動物モデルを用いた研究については一部遅れがあるものの、臨床研究において持続性ナトリウム電流亢進が筋萎縮性側索硬化症の予後に対して強いリスク因子であることを明らかにし、また軸索神経軸索興奮特性の変化が症状進展に与える影響について新しい知見が得られるなど、研究全体としてみた場合には大きな進展が得られており、全体としては順調に進んでいる。

東日本大震災とその後の節電により予定していた実験の一部が実験施設の都合により本年度に行うことができなかったものの、その他の分野の研究を進めることにより全体としては順調に進んでいる。筋萎縮性側索硬化症における持続性ナトリウムチャネル障害について、臨床面及び動物モデルにおいて研究を継続する。既存の資材を用いることにより17000円ほどの残金が生じたがこれは次年度以降の消耗品費用として使用予定である。電極などの消耗品や動物実験に必要な経費に使用する。
明暗および色の弁別に関与する視細胞の生体分子のダイナミックス

交付申請書に記載の研究計画に従って研究を進め、以下の知見を得た。1.共鳴ラマンスペクトル法により、7,9ーダイシス型レチナ-ルを発色団とするロドプシン(Rh)異性体のシッフ塩基結合は、Rhと同じくアンチ型であることを明らかにした。2.7ーシスRhの光反応の解析結果より、RhのルミからメタI中間体の遷移過程でレチナ-ルの9位のメチル基とオプシンとの相互作用が変化することが明らかとなった。3.レチナ-ルのβイオノン環に修飾を施したRh類縁体の分光学的解析により、バソからルミ中間体への遷移はβイオノン環の動きを伴うことが示された。4.レ-ザ-閃光分解法で8員環Rhの光反応を追跡した結果、Rhのフォトからバソ中間体への遷移過程は、全トランス型発色団の11ー12二重結合の捻れが緩和する過程であることが示唆された。5.FTIR分光法によって、ヒプソRhの発色団のシッフ塩基はプロトン化していることを明かにした。6.バクテリオロドプシン(bR)の光反応過程をFTIR分光法で解析した結果、発色団のプロトン化シッフ塩基と蛋白質部分との相互作用がLおよびN中間体で強くなることがわかった。7.bRのMおよびN中間体のFTIRスペクトルを求め、Asp残基のプロトン化状態を明らかにした。8.発色団の異性体分析により、Rhと同じくアイオドプシン(Iod)の光反応の第一段階も、発色団の11ー12の二重結合の光異性化であることを明らかにした。9.IodのメタII中間体の寿命は、メタRhIIの約10分の1も短いことを見出した。10.Iodに特異的なモノクロ-ナル抗体のエピト-プはC末端付近と予想されたが、解析を継続中である、11.Rhと同様、Iodの光退色中間体もロドシンキナ-ゼによってリン酸化されることを見出した。12.錐体のG蛋白質αサブユニットの候補として、42kDa蛋白質をニワトリ網膜から部分精製した。13.ニワトリIodの全一次構造を決定した。現在、他の三種の錐体視物質の一次構造を解析中である。交付申請書に記載の研究計画に従って研究を進め、以下の結果を得た。〔桿体について〕1.11-12の二重結合の捻れやすさの異なるレチナール類縁体を発色団とするロドプシシ(Rh)類縁体を合成し、その閃光分解法による解析から、フォトRhの発色団が捻れた全トランス型構造をもつことを示した。2.フォトRhの生成・崩壊の時定数に重水素効果がないことを見出し、これらの過程にプロトン移動が関与しないことを明らかにした。3.GTP結合蛋白質(T)のγサブユニットが二成分から成ることを見出し、この違いによってRhのメタII中間体とTとの親和性が異なることを明らかにした。〔錐体について〕4.ニワトリ網膜からRh及び四種の錐体視物質を安定に抽出する方法を確立した。

更に、赤色感受性錐体視物質アイオドプシン(Iod)の高純度精製と緑色感受性錐体視物質の部分精製に成功した。5.Iodには塩素イオンが結合しているが、この塩素イオンを硝酸イオンに置換すると、低温において生成したバソ中間体が昇温によってルミ中間体に変化することを見出した。つまりIodの光退色過程に、塩素イオンが何らかの形で関与している可能性が示唆された。6.精製したIodの閃光分解法による解析から、バソ中間体が常温においても生成する生理的中間体であることが明らかとなった。7.精製Iodをリポソームに再構成し、ここへ、ウシ網膜から精製したTを加えたところ、Iodの光退色に伴ってTのGTP結合活性の上昇が認められた。この結果は、錐体の視興奮過程の分子機構が桿体の場合と類似していることを示唆する。8.Iodに特異的な単クローン抗体をプローブに用いて、ニワトリ網膜のcDNAライブラリーからIodをコードしているcDNAクローンを単離することに成功し、その塩基配列から部分アミノ酸配列を推定した。〔好塩菌について〕9.好塩菌の光走性に関与する光受容蛋白質フォボロドプシンの光反応過程を低温分光学的に解析し、新たな中間体を発見した。交付申請書に記載の研究計画に従って研究を進め、以下の知見を得た。1.吸収特性の異なる2種類のバソロドプシンの構造の違いを、赤外吸収スペクトル法により解析した結果、C_<11>ーH面外変角振動の波数に差が認められ、レチナールのC_<11>とその付近の蛋白質部分の負電荷との相互作用が両者で異なると考えられた。2.βイオノン環部分を修飾したロドプシンアナログの光退色過程を低温スペクトル法により解析した結果、ロドプシンのバソ中間体からルミ中間体への変化過程において、βイオノン環付近のオプシンの高次構造が変化することがわかった。3.アイオドプシンを-80°Cで赤色光照射した。生成した光産物(ルミ中間体?)の発色団はオールトランス型ではない可能性がある。4.ピコ秒・ナノ秒閃光分解法を用いてアイオドプシンの常温における光退色過程を調べた。その結果、アイオドプシンのバソ中間体の崩壊以降の過程が、ウシのロドプシンよりも速く進行することがわかった。このことは、錐体の視興奮過程が桿体よりも速いという応答特性の一つの原因である可能性がある。5.種々のレチナール異性体とアナログを用いて、アイオドプシンとロドプシンの波長感受性の違いを比較した。その結果、両者の発色団結合部位の形は似ているが、発色団のプロトン化シッフ塩基結合の対イオンの位置が両蛋白質で異なり、これが波長感受性の違いの原因であると考えられた。6.緑感受性錐体視物質の精製のために必要な量のニワトリ網膜(約2,000枚)を単離し得たので、その精製操作に着手した。7.ニワトリ網膜の錐体由来のGTP結合蛋白質を検索した結果、その候補として、百日咳菌毒素によってADPリボシル化される41kDa蛋白質を見出した。8.精製したアイオドプシンの部分アミノ酸配列(約百残基)を決定した。更に、その一部に対応する合成DNA断片をプローブとして、アイオドプシンのほぼ全長をコードするcDNAクローンを得た。1.共鳴ラマンスペクトル法により、7,9ーダイシス型レチナ-ルを発色団とするロドプシン(Rh)異性体のシッフ塩基結合は、Rhと同じくアンチ型であることを明らかにした。2.7ーシスRhの光反応の解析結果より、RhのルミからメタI中間体の遷移過程でレチナ-ルの9位のメチル基とオプシンとの相互作用が変化することが明らかとなった。3.レチナ-ルのβイオノン環に修飾を施したRh類縁体の分光学的解析により、バソからルミ中間体への遷移はβイオノン環の動きを伴うことが示された。