hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周病原性細菌の主要免疫抗体の性状に関する研究

P.gingivalis抗原に対する熱処理およびパパイン処理による影響について検討した。3種類の抗原標品(全菌体、超音波破砕抽出物、外膜蛋白)を用意し、P.gingivalis381株の超音波破砕抽出抗原に対して高い抗体価を示す14名の歯周炎患者の血清を用いた。抗体反応の変化はELISA法によって測定した。また、Limulis Amebocyte Lysatetest,Lowryらの方法、Duboisらの方法を用いてそれぞれ各抗原標品のLPS量、蛋白量および炭水化物量を測定した。熱処理により超音波破砕抽出物抗原は14名中11名の血清で抗体反応の低下を認めた。残りの3名は中等度の低下であった。外膜蛋白抗原に関しては殆ど変化を示さないものが3症例あった。これらの血清は全菌体抗原に対しても同様の反応を示した。また、パパイン処理によって全菌体抗原と超音波破砕抽出物抗原については14名中12名ないし13名の血清が中程の抗体反応の低下を示したが、外膜蛋白抗原に関しては反応の低下は殆ど認められなかった。一方、定量分析によって3つの抗原標品はほぼ等しい量の蛋白を含んでいることが示された。しかしながら、全菌体抗原は他の2つの抗原の約10倍のLPSを、外膜蛋白抗原は他の2つの抗原の約2倍の炭水化物を含んでいた。これらの結果より、歯周炎患者血清の多くは蛋白成分を抗原として認識しているが、なかにはLPSや炭水化物を抗原として認識している患者血清も数列あることが示された。以上よりP.gingivalis381株の主要免疫抗原は蛋白が主体であるが、その抗原決定基には、一部LPSや炭水化物も関係していることが示唆された。Porphyromonas gingivalisは急速進行性歯周炎や成人性歯周炎との関連性が注目されている.本菌には,種々の表層抗原の存在が知られており,その主要免疫抗原の分子量に関する研究はいくつか報告がみられる.しかしながら,その性状に関する報告は少ない.今回,P.gingivalisの主要免疫抗原の性状について検索したので報告する.P.gingivalis 381株から全菌体抗原,超音波破砕抽出物抗原,外膜蛋白抗原の3つの抗原標品を得た。本菌に対して,高い血清抗体価を有する14人の歯周炎患者の血清を用意した。各抗原標品について,熱処理(boiling,45min)を加えたもの(熱処理抗原)と加えないもの(未処理抗原)の両方を作製した。各抗原に対し,患者血清を反応させ,それぞれ熱処理抗原と未処理抗原に対する抗体反応をELISA法とImmunoblot法で比較検討した。また,各抗原標品のLPS量,carbohydrate量,蛋白量を測定した。その結果,超音波破砕抽出物抗原に対する抗体反応は熱処理により,14例中11例において,77ー93%の反応の低下がみられた。一方,全菌体抗原では熱処理による反応の低下が僅かしか認められないものが4例あり,そのうち3例は外膜蛋白抗原に対しても同様の反応を示した。全菌体抗原は超音破砕抽出物抗原の約10倍のLPSを,外膜蛋白抗原は超音波破砕抽出物抗原の約2倍のcarbohydrateを含有していた。蛋白量に関しては,3つの抗原標品とも同程度の含量であった。以上より,P.gingivalisの主要免疫抗原は蛋白が主体であるが,その抗原性には,LPSやCarbohydrateのような非蛋白成分も関与している可能性が示唆された。今後,生体側の反応性の違いについても検索し,P.gingivalisの抗原性が,どの部分が主要であるのか,さらに研究を押し進める必要がある。

Porphyromonas gingivalisはLPS,外膜蛋白,fimbriae,コラーゲナーゼ,IgG分解酵素に代表される蛋白分解酵素などの種々の表層抗原の存在が知られており,その主要免疫抗原の分子量に関する研究はいくつか報告がみられる.しかしながら,その性状に関する報告は極めて少ない.本研究の目的はP.gingivalisの主要免疫抗原の性状について免疫学的手法により検討することである.前年度の研究において,P.gingivalis抗原に対する熱処理による影響について検討した.今年度はパパイン処理による影響について検索した.3種類の抗原標品(全菌体,超音波破砕抽出物,外膜蛋白)を用意し,P.gingivalis381株の超音波破砕抽出物抗原に対して高い抗体価を示す14名の歯周炎患者の血清を用いた.抗体の結合価はELISA法によって測定した.また,Limulus Amebocyte Lysate test,Lowryらの方法,Duboisらの方法を用いてそれぞれ各抗原標品のLPS量,蛋白量および炭水化物量を測定した.パパイン処理によって全菌体抗原と超音波破砕抽出物抗原については14名の血清中12名ないし13名の血清が中程度の抗体の結合価の減少を示したが,外膜蛋白抗原に関しては結合価の減少は殆ど認められなかった.一方,定量分析によって3つの抗原標品はほぼ等しい量の蛋白を含んでいることが示された.しかしながら,全菌体抗原は他の2つの抗原の約10倍のLPSを,外膜蛋白抗原は他の2つの抗原の約2倍の炭水化物を含んでいた.これらの結果より,歯周炎患者血清の多くは蛋白成分を抗原として認識しているが,なかにはLPSや炭水化物を抗原として認識している患者血清も数例あることが示された.以上より,P.gingivalis381株の主要免疫抗原は蛋白が主体であるが,その抗原決定基には,一部LPSや炭水化物も関係していることが示唆された.
香りの心理・生理効果と生活科学・健康科学領域への応用

ここに、平成1011年度の2年間に渡る研究成果をまとめて報告する。本研究では,まず「香りの心理効果」と「生理効果」双方の客観評価の確立を目指した。その結果、平成10年度に「香りの有効性」を心理統計学的視点から判別するための官能評価実験法を確立することが出来た(J. Home Econ. Jpn., Vol.49, 1281-1260, 1998に発表)。本法の特色は、香りの心理効果」を3種類の"作業"(「精神作業」、「踏台昇降運動」、「自然環境音聴衆」)との関連で統計学的手法(t-検定と符合検定)および我々の開発した"官能評価スペクトル"双方により評価出来るようにした点にある。そして、平成11年度には、アロマテラピーで用いられる広範な香りについて上記手法を応用し、リナロール、ペパーミント、バジルを含む16種の香油に関する「香りの心理効果」を明らかにすることが出来た。これらの成果は、Chemical Senses Vol. 24, 415-421(1999)に発表済みである。「香りの生理効果」については、上記との関連からリナロールの効果に焦点を絞った研究を行った。リナロールは異なる光学活性構造を持つ有香分子であるが、その点に着目し、まずリナロールの3種類の光学活性体((R)-(-)、(S)-(+)-、(RS)-(±)-体)をガスクロマトグラフィーにより分離精製した後(Analytic Chimica Acta Vol. 365, 293-299, 1998)、それら3種類についての匂いを知覚と匂い応答反応(簡易脳波計による)をそれぞれ詳細に調べた。その結果、リナロールの匂い知覚は光学活性構造依存であることを示すと同時に被検者に課した"作業"依存性であることも明らかにした(Chemical Senses)Vol. 25, 77-84, 2000)。上記は、「匂い知覚」および「匂い応答反応」における香りの光学異性体構造との関連を始めて明確な形で示した研究で、高い評価を得た。なお、「生活科学・健康科学領域への応用」は基礎的研究段階に留まった。当初の主たる研究目的は、ハーブなどの香油が我々の体にどのような心理・生理効果をもたらすのか等の客観評価法を確立することにある。まず、香りの知覚変化に着目し、作業の視点を導入した官能検査法を新たに確立した。香りの印象評価はSD法(13の形容詞句の対からなる印象項目を設定、各々+5-5の11段階のスコア評価を実施)に基づいたが、以下に述べるように3種類の“作業"との関連で香りの印象を評価することを特色とする。被験者に課した“作業"は、内田・クレペリン精神検査に準拠した精神作業、踏台昇降運動、自然環境音聴取であるが、それぞれの作業前および作業後に上記官能検査を実施し、作業前後での香りの印象のスコア差を調べた。そして、次に13の印象項目それぞれについてそれらのスコアが真に変化したと言えるのか否かを、t-検定で判別した。

その結果、(1)バジルは精神作業後香りの印象評価が上がるのに対して、リナロール、ペパーミント等では精神作業後評価が下がること、また(2)リナロールでは、環境音聴取後香りの印象評価が上がるのに対し、精神作業後は下がること等が分かった。そこで、このような印象傾向の“確からしさ"を印象項目全体に渡って符号検定で判別する一方、その“確からしさ"とその印象傾向とを同時に表示する手法(“官能評価スペクトル")を考案した。本年度は、さらに上記(2)のリナロールの印象変化について簡易脳波計(IBVA-EEG)等を用いた詳細な生理計測実験を行った。特に、IBVA-EEGに及ぼすリナロールの影響を見積もることから、リナロールの吸入と2つの作業との関連を検討すると共に、上記官能検査と生理計測との関連についても評価・検討した。現在、(R)-(-)と(S)-(+)-リナロールについて、官能評価スペクトルとIBVA-EEGデータに基づき、有香分子の光学活性構造と匂い知覚・匂い反応との関連に関する研究に着手した所である。平成10年度に、「香りの有効性」を心理統計学的視点から判別するための官能評価実験法を確立した(J.Home Econ.Jpn.Vol.49,1281-1260,1998)。我々の香りの評価・判別法の特色は、3種類の"作業"(「精神作業」など)との関連で、「香りの有効性」を統計学的手法(t-検定と符号検定)と我々の開発した"官能評価スペクトル"双方を用いて評価する点にある。そこで、平成11年度においては、まずアロマテラピーで用いられる広範な香りについて、上記手法を応用することを試みた。その結果、リナロール、バジルを含む16種類の香油に関して、心理統計学的視点からそれらの「香りの有効性」を明らかにすることが出来た。これらの結果は、Chemical Senses Vol.24,415-421,1999に発表済みである。さらに、上記との関連からリナロールの効果に焦点を絞った研究の展開を図った。リナロールは異なる光学活性構造を持つ有香分子であるが、我々はその点に着目し、まずリナロールの3種類の光学活性体((R)-(-)-、(S)-(+)-、(RS)-(±)-リナロール)をガスクロマトグラフィーにより分離精製した後、次にそれらの3種類の光学活性体の匂い知覚と匂い応答反応(簡易脳波計による)との関連を詳細に調べた。その結果、リナロールの匂い知覚は、光学活性依存性であると同時に被験者に課した"作業"依存性でもあること、また匂い応答反応も同様であることを明らかにした。上記は、香りの光学活性体について始めてそれらの「匂い知覚」と「匂い応答反応」の連関を解明したもので、直ちにChemical Senses Vol.25,77-84,2000に掲載された。
超長時定数を有するループ電流が大型超伝導コイルの安定性に与える影響の解明

ケーブル・イン・コンジット(CIC)導体を用いて製作した大型超伝導コイルでは、通電時において、CIC導体の特性からは全く予想できない、超長時定数(数十秒から数千秒の減衰時定数)を有するループ電流(遮蔽電流)を発生することがある。『超長時定数を有するループ電流』は、CIC導体に流れる輸送電流に重畳することにより、大型超伝導コイルの性能を著しく低下させる要因となり得る。また、最悪の場合、大型超伝導コイルを焼損させる要因となることも考えられる。そこで、本研究では、実験データを考慮した数値解析によって、『超時定数を有するループ電流』が大型超伝導コイルの安定性に、どうような影響を与えるのかを定量的に解明する。平成30年度は、1超大型超伝導コイル(重量18 t、内径1.3 m、外径2.0 m、高さ1.6 m、導体長2600 m)と大型超伝導コイル(重量2 t、内径1.3 m、外径2.0 m、高さ0.12 m、導体長200 m)の磁場測定データの比較と2コイルの導体接続部を模擬した短尺サンプル(全長1m程)の磁場測定データの解析を行った。上記1については、導体長が異なる2つの超伝導コイルで、同程度の磁場減衰時定数(数百秒程)が得られた。その要因として、超大型超伝導コイルは導体の全長が2600 mであるが、導体長が数100 mごとに導体接続部を有しているからであると考えれる。上記2については、全長1 m程でコイル形状ではない短尺サンプルでも、数十秒程の磁場減衰時定数が得られた。数値計算において、大型超伝導コイルで生じた長時定数を有する循環電流のモデル化が遅れている。大型超伝導コイルで生じた長時定数を有する循環電流のモデル化を集中的に取り組む。ケーブル・イン・コンジット(CIC)導体を用いて製作した大型超伝導コイルでは、通電時において、CIC導体の特性からは全く予想できない、超長時定数(数十秒から数千秒の減衰時定数)を有するループ電流を発生することがある。『超長時定数を有するループ電流』は、導体に流れる輸送電流に重畳することにより、大型超伝導コイルの性能を著しく低下させる要因となり得る。そこで、本研究では、数値解析によって、『超時定数を有するループ電流』が大型超伝導コイルの安定性に、どうような影響を与えるのかを定量的に解明する。平成27年度は、1大型超伝導コイルの磁場測定から得られた時定数の解析と22本撚線モデルに対応可能な分布定数回路の解析コード開発を行った。『1時定数解析』では、CIC導体からなるJT-60SA CSモデルコイルを用いて、コイル励磁後(通電電流値20 kA;励磁速度50 A/s)における磁場変化から時定数を求めた。その結果、最大10分程度の時定数が発生していることがわかった。『2解析コード開発』では、『超長時定数を有するループ電流』を再現するため、超伝導素線1本1本に流れる電流値を求めなければならない。そこで、解析コードの開発では、CIC導体の撚線部を分布定数回路でモデル化する。その際、対象となるCIC導体を、導体長手方向に等間隔で分割し、更に、導体径方向は、素線毎に分割する。その結果、本解析コードのよって、各素線(2本撚線)に流れる電流の経路、及び電流値を求めることが可能となった。・CIC導体を用いた大型超伝導コイルの磁場測定により、超時定数を有する磁場変化を計測することができた。・分布定数回路からなる、撚線の電流分布を再現する解析コードを開発することができた。平成28年度は、1超大型超伝導コイルの自己磁場測定と、2CIC導体の突合せ接続部の構造分析を行った。上記1については、CIC導体を用いて巻き線したJT-60SA CSモジュールコイル(重量18 t、内径1.3 m、外径2.0 m、高さ1.6m、52層)に10kA程を通電し、コイル上に多数取り付けた極低温用ホール素子により、自己磁場を測定することができた。『時定数を有するループ電流』の発生原因の一つとして、コイルの導体接続部が考えられる。そこで、上記2では、JT-60SA CSモジュールコイルに採用した『CIC導体の突合せ接続部』の構造分析を、走査型電子顕微鏡を用いて行った。その結果、導体が適切に接続されていることを確認することができた。

CIC導体を用いた超大型超伝導コイルを極低温まで冷却し通電を行い、コイルの様々な位置で磁場測定することができた。ケーブル・イン・コンジット(CIC)導体を用いて製作した大型超伝導コイルでは、通電時において、CIC導体の特性からは全く予想できない、超長時定数(数十秒から数千秒の減衰時定数)を有するループ電流を発生することがある。『超長時定数を有するループ電流』は、導体に流れる輸送電流に重畳することにより、大型超伝導コイルの性能を著しく低下させる要因となり得る。また、最悪の場合、大型超伝導コイルを焼損させる要因となることも考えられる。そこで、本研究では、数値解析によって、『超時定数を有するループ電流』が大型超伝導コイルの安定性に、どうような影響を与えるのかを定量的に解明する。平成29年度は、1超大型超伝導コイルの磁場測定データの解析と2通電時における大型超伝導コイルの電磁・構造解析を行った。上記1については、超大型超伝導コイルであるJT-60SA CSモジュール(重量18 t、内径1.3 m、外径2.0 m、高さ1.6m)の磁場測定結果を解析し、コイル減磁後に、数十から数百秒の長い時定数を有する循環電流がコイル内で生じていることを明らかにした。上記2については、コイル通電時における電磁力によって、CIC導体のケーブル部がどの程度変形しているのかを調査するために電磁・構造の連成解析を行った。CIC導体を用いた大型超伝導コイル(JT-60SA CSモジュール)の磁場測定結果を解析し、長時定数を有する循環電流が発生していることを明らかにすることができた。ケーブル・イン・コンジット(CIC)導体を用いて製作した大型超伝導コイルでは、通電時において、CIC導体の特性からは全く予想できない、超長時定数(数十秒から数千秒の減衰時定数)を有するループ電流(遮蔽電流)を発生することがある。『超長時定数を有するループ電流』は、CIC導体に流れる輸送電流に重畳することにより、大型超伝導コイルの性能を著しく低下させる要因となり得る。そこで、本研究では、実験データを考慮した数値解析によって、『超時定数を有するループ電流』が大型超伝導コイルの安定性に、どうような影響を与えるのかを定量的に解明する。平成30年度は、1超大型超伝導コイル(重量18 t、内径1.3 m、外径2.0 m、高さ1.6 m、導体長2600 m)と大型超伝導コイル(重量2 t、内径1.3 m、外径2.0 m、高さ0.12 m、導体長200 m)の磁場測定データの比較と2コイルの導体接続部を模擬した短尺サンプル(全長1m程)の磁場測定データの解析を行った。上記1については、導体長が異なる2つの超伝導コイルで、同程度の磁場減衰時定数(数百秒程)が得られた。その要因として、超大型超伝導コイルは導体の全長が2600 mであるが、導体長が数100 mごとに導体接続部を有しているからであると考えれる。上記2については、全長1 m程でコイル形状ではない短尺サンプルでも、数十秒程の磁場減衰時定数が得られた。数値計算において、大型超伝導コイルで生じた長時定数を有する循環電流のモデル化が遅れている。撚線の電流分布を再現する解析コードに、伝熱計算用サブルーチンを追加して、撚線の安定性計算ができるように解析コードを改良する。超大型超伝導コイル(JT-60SA CSモジュールコイル)の自己磁場測定結果を解析する。超大型超伝導コイルで生じた長時定数を有する循環電流のモデル化し、数値計算によって、循環電流を再現する。大型超伝導コイルで生じた長時定数を有する循環電流のモデル化を集中的に取り組む。当初予定していた消耗品を購入する必要がなくなったため。
血管新生阻害治療の盲点：大腸癌細胞の新たな環境適応機構とその制御法の開発

VEGFを分子標的とした血管新生阻害薬は、治癒切除不能な大腸がんの中心的な化学療法となっている。ところが、大半の患者でVEGF阻害薬に対する獲得耐性が生じ、さらに悪性進展してしまうことが臨床的に問題となっている。本研究では、VEGF/VEGFR分子標的薬を感知する分子基盤と、これら分子標的薬により活性化されるがん細胞の適応プログラムを解明した。さらに、VEGF/VEGFRの破綻をがん細胞に感知させない方法を見出した。本研究では、VEGF・VEGFR分子標的薬を感知する分子基盤と、これら分子標的薬により活性化されるがん細胞の「適応プログラム」を解明し、このプログラムによるがん細胞悪性化の全容解明を目的とする。本年度に実施した研究の成果は以下である。In vivo環境下におけるがん細胞のVEGFR分子標的薬感知機構を検討するために、がん細胞移植モデルを構築し、以下の3条件(1.血管新生と、がん細胞のVEGFモニター・システムの両方を阻害するモデル, 2.血管新生のみを阻害しがん細胞のVEGFモニター・システムは阻害しないモデル, 3.がん細胞のVEGFモニター・システムのみを阻害して、血管新生は阻害しないモデル)を検討した。結果は当初予想通り、モデル1と3では、細胞死抵抗性と浸潤能の亢進が起こった。モデル2では、細胞死は顕著に増加し、浸潤能の亢進は認められなかった。また、担がんマウスにおけるVEGF以外の血管新生因子受容体の阻害実験については、in vivoでの至適阻害投与量を決定し、現在その効果を検討中である。本研究で計画していた、VEGF以外の血管新生因子受容体の阻害実験を構築するのに予定以上の時間がかかってしまったため。計画していた解析は平成28年度内に終了する予定である。本研究では、がん細胞がVEGF/VEGF-R分子標的阻害薬を感知する分子基盤と、これら分子標的薬により活性化されるがん細胞の「適応プログラム」を解明し、このプログラムによるがん細胞悪性化のメカニズムを全容解明する。さらにその成果に基づいて、がん細胞をだます方法の確立を目的とする。まず、平成27年度内に完了できなかった課題(VEGF以外の血管新生因子受容体を阻害した時の腫瘍細胞遊走能の活性化)について解析を進め、がん細胞に発現するFGF-R、PDGF-R、TGFb-R、cMet、Tie-2を阻害しても腫瘍細胞遊走能の活性化は誘導されないことを見出した。次に、がん細胞のVEGFシステムの破綻を感知する分子基盤について、細胞膜受容体レベルで検討した結果、3種類の増殖因子受容体が感知を担っていることを同定した。これら受容体の細胞内シグナル伝達を解析し、cAblとp130Casが中核分子であることを明らかにした。この成果に基づき、感知受容体群を阻害できる化合物を探索し、2つの有効な低分子化合物を見出した(特許申請準備中)。平成28年度に計画していた全ての研究課題を達成できた。申請者はこれまで、がん細胞に発現する「VEGF/VEGF受容体システム」の本質的役割の解明を行ってきた。がん細胞に発現するVEGF-Rは、細胞外のVEGFリガンドの量をモニターしていること、VEGF分子標的薬によってモニターできなくなると、悪性形質化が促進する可能性を見出した。本研究では、この悪性転換の分子機構を明らかにし、その制御法を開発することを目的とする。本年度は、VEGF/VEGF-R分子標的阻害薬によって誘導されるノンコーディングRNA(VEGF-ncRNA, VEGF-R1-ncRNA)を介したがん細胞の適応メカニズムの解明を行った。これらノンコーディングRNAの機能を解明するために、各長鎖ノンコーディングRNAの標的遺伝子をRNAプルダウン実験と遺伝子クローニングにより解析した結果、2つの腫瘍抑制遺伝子(xおよびy)を同定することに成功した。各長鎖ノンコーディングRNAによって腫瘍抑制遺伝子(xおよびy)の発現がRNAレベルで抑制され、その下流経路が特異的に抑制されていることを見出した。また、VEGF/VEGF受容体システム破綻をがん細胞に感知させない方法の開発に取り組み、種々のフラボノイド類が、悪性転換に必要な長鎖ノンコーディングRNAの転写を抑制できることを見出した。研究課題の今後の推進方策については、平成27年度で完了できなかったVEGF以外の血管新生因子受容体の阻害実験についての解析を引き続き行なう。また、当初予定通り、培養がん細胞を用いたVEGF-R分子標的薬によるVEGFシステムの破綻を感知する分子基盤の解析を重点的に検討する予定である。研究課題の今後の推進方策については、当初予定通り、これまでの検討で見出したVEGF/VEGF-R分子標的阻害薬によって誘導されるノンコーディングRNA(VEGF-ncRNA, VEGFR1-ncRNA)を介したがん細胞の適応メカニズムの解明について、これらノンコーディングRNAの標的mRNAの同定と機能解析を重点的に検討する予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。腫瘍生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。
光酸化を用いた大脳皮質－視床フィードバック経路の選択的抑制

第一次視覚野から外側膝状体へのフィードバック経路の機能を研究する為に、この経路を特異的に破壊する方法を検討した。特に眼優位可塑性への影響を調べるために、感受性期後期のロングエバンス系ラットを用いて外側膝状体を電気生理学的にマッピングし、適切な部位にクロリンe6を微量注入した。このトレーサーが逆行性に第一次視覚野へ輸送されるタイミングで第一次視覚野にレーザー照射を行い、光酸化により皮質から視床へ投射する第6層のニューロンを選択的に破壊することに挑戦した。今後、最適なトレーサー量とレーザーの照射量を決定することが必要であるが、特異的に皮質ー視床路を除去する道が開かれた。外側膝状体ニューロンは、大脳第一次視覚野第4層へ投射するが、皮質で処理された情報は、第6層に存在するニューロンから外側膝状体へフィードバックされている。このフィードバック投射の眼優位可塑性における役割については、これまで知られていない。そこで、解剖学的逆行性標識物質( Latex Microsphere )にChlorin e6を結合させ、これを外側膝状体へ注入することにより、第一次視覚野第6層ニューロンを逆行性標識する。その後、視覚野に光学的刺激を与えることにより標識されたニューロンを選択的に破壊する( Targeted Apoptosis )。本年度は、Chlorin e6を結合したLatex Microsphereが定常的に生成されることが確認された(分担研究者担当)。このトレーサを実際に注入する前に、Latex Microsphereのみを外側膝状体へ注入し、大脳視覚野のニューロンの標識の選択性について検討を行った。まず、ケタミン・キシラジンの混合麻酔下で、ラットの脳地図に基づきトレーサを微量注入した。トレーサを外側膝状体中央に限局して注入する事は、予想以上に成功率が低く、また、外側膝状体境界内に留まるほど少量では、皮質の標識効率が良くないことが明らかになった。また、眼優位可塑性の評価に関して、申請者らがすでに確立した評価系が適用可能であることを確認した。すなわち、最初期遺伝子c-fosのタンパク産物を免疫組織化学的に染色し、単眼視覚刺激により免疫陽性になるニューロン数を定量的に評価することで、眼優位可塑性のレベルを測定する事ができた。初期視覚経路では、外側膝状体から第一次視覚野への神経投射について詳細な研究が展開されてきたが、第一次視覚野から外側膝状体へのフィードバック投射の機能については、これまで十分に検討されてこなかった。それは、このフィードバック投射のみを選択的に抑制、あるいは除去することが極めて困難であったからである。本研究では、解剖学的逆行性標識物質(Latex Microsphere)にChlorin e6を結合させたトレーサを作製し、これを外側膝状体に注入することで視覚野のフィードバック投射の起始ニューロンを選択的に染色し、視覚野へのレーザ照射によってこれらにアポトーシスを誘導する(Targeted Apoptosis)ことで選択的に除去する。本年度は、トレーサを安定して作製すること(研究分担者担当)、トレーサのラット外側膝状体への正確な注入法の確立を目指して実験を進めた。トレーサを正確に注入するためには、微少電極法を用いて、外側膝状体ニューロンの光反応を記録し、脳深部に存在する神経核の空間的な位置を把握する必要がある。一方、この作業に時間がかかり過ぎるとトレーサ注入後に動物を回復させることが困難になってしまう。特に感受性期にある幼弱ラットにおいては脳地図が存在しないために、正確なトレーサ注入の為には電気生理学的記録が不可欠である。本年度は、上記の実験を繰り返し、正確なトレーサ注入法の確立に努力した。また、注入にかかる時間短縮の為、アポトーシスの誘導はレーザ照射によりある程度詳細にコントロールできることから、多量のトレーサを注入した際の効果についても検討を行った。網膜神経節細胞は脳内の皮質下のいくつかの部位へ投射し、視覚刺激に依存した神経反射に関わっている。また、外側膝状体を経て大脳皮質への投射し、視覚認知のための高次の神経情報処理を受ける。多くの皮質下の視覚関連領域は大脳皮質からフィードバック投射を受けるが、その多くは大脳視覚野第5層の神経細胞に由来する。例外的に外側膝状体は皮質第6層の神経細胞からの特異的な投射を受け、そのシナプスの数は網膜神経節細胞との間で形成されるシナプス数を大きく上回っている。しかしながら、この視覚野から外側膝状体へのフィードバック投射の機能的な役割は不明である。視覚野全体を大きく破壊することでフィードバックの機能を明らかにしたとする報告はあるが、その特異性に問題があった。本研究では、電気生理学的に外側膝状体を同定してその部位に逆行性トレーサー(クロリンe6結合Latex Microbeads)を注入し、標識される視覚野第6層のニューロンのみを選択的に除去する方法論を検討した。そして、そのフィードバック経路の眼優位可塑性調節における役割を明らかにすることを目標として開始された。感受性期のピークである生後4週齢では、標識成功率が極めて低く実際的ではないことから、注入時期を感受性期のできるだけ後半へ設定する必要があった。種々な実験の結果、生後7週齢で約2週間の片眼遮蔽を実施する方法で実験系を確立することに成功した。

また、アセチルコリンエステラーゼ染色によりラット第一次視覚野両眼視領域の境界を明瞭に判別する方法を確立し、申請者らが開発してきたc-Fos Activity Mapping法によりこのフィードバック投射の眼優位可塑性における関与について評価することが可能となった。第一次視覚野から外側膝状体へのフィードバック経路の機能を研究する為に、この経路を特異的に破壊する方法を検討した。特に眼優位可塑性への影響を調べるために、感受性期後期のロングエバンス系ラットを用いて外側膝状体を電気生理学的にマッピングし、適切な部位にクロリンe6を微量注入した。このトレーサーが逆行性に第一次視覚野へ輸送されるタイミングで第一次視覚野にレーザー照射を行い、光酸化により皮質から視床へ投射する第6層のニューロンを選択的に破壊することに挑戦した。今後、最適なトレーサー量とレーザーの照射量を決定することが必要であるが、特異的に皮質ー視床路を除去する道が開かれた。外側膝状体へのトレーサの注入には、どうしても経験によるところが大きく、熟練を必要とする。特に幼弱動物で外側膝状体の空間的広がりの把握に時間がかかり、動物をリバイブするところで失敗を繰り返してきた。Chlorinee6を結合させたトレーサは貴重であるため、正確な注入ができないと実行が難しい。その技術的な問題の確立に時間が必要となっている。しかし、多量投与法を含め、問題解決の糸口はつかめており今後遅れを取り戻せる状況にある。神経科学脳地図の基本的位置情報を与える頭蓋骨縫合線の定固定座標から動物の週齢が異なっても外側膝状体の位置を推定することが可能になってきており、実験を繰り返したことで技術的な向上を図ることができてきている。今年度は、Chlorin e6が結合したトレーサを正確に注入することができるようになると思われる。申請計画に沿って実験を加速させる。外側膝状体へのトレーサの注入が、その精度が当初予想していたほど上がらず、実験効率を高めるための措置を講じる必要性が生じた。また、その注入時間が長期化することにより、実験動物の注入手術後の回復が困難になるケースがあったため、注入術式の検討と熟練のための練習が必要となった。最終年度の実験研究の実施のため、特にレーザ照射にかかる機材を分担研究者の施設から借用する計画を立てていたが、使用頻度等の関係で代表者の研究室に常備する必要があることが判明した。その購入を当該年度は延期したため、計画に従い、試薬、実験動物、ガラス器具等の消耗品を購入することになったが、値引き等、カタログ価格と異なったために767円の次年度使用額が生じた。短期間に正確にトレーサを注入するために、短時間で光誘発電位を記録して、外側膝状体の空間的構造予測を行えるようにして、注入の精度と効率の上昇に早急に取り組む。また、実際にChlorin e6が結合したトレーサを注入し、Targeted Apoptosisの誘導状況との関連を調査する。いずれかへの購入のために使用を計画している。
語彙を中心とした中国語中級教材作成についての研究

主に大学の授業で使用する新しいタイプの語彙学習を中心とした中級中国語テキストの作成に向けた研究を行った。従来の本文(課文)や文法項目中心のテキストから、語レベルの特徴や難易度に応じた語彙の導入や、日本語の漢語語彙との関係性を利用した語彙の提示方法について考察を行った。また「語彙論体系知識」を教育内容に含めることを提起した。「語彙論体系知識」の中で、いくつかある項目のどれを取り入れるのかという問題に対して、学習者に対するアンケート調査も何度か行い、その結果に依拠して、大筋の結論を得ることができた。さらにテキストの試用版を作成し、その一部を授業等の教育現場で使用することができた。当初の計画通り、第二言語習得研究や言語教育に関する多数の研究書や論文を閲読した。これは語彙を中心とした中国語中級テキスト作成のための意義に対して、理論的な裏付けをするためである。この課題については、当該年度において、多くの時間と労力を費やしたが、その結果おおむね整理できたと認識している。ただ、この点ついては、来年度以降も継続する必要がある。当該年度において、論文を二本執筆した。一本目は、テキストにおける語注にテーマを限定し、詳細な調査と考察を行ったものである。もう一本の方は、テキストにおける練習問題について、現存のテキストに対する調査と考察、およびテキストにおける語彙学習に関する練習問題導入の可能性について論じた。テキストにおける「語注」と「練習問題」はいずれも、「本文」や「学習ポイント」と同様にテキストの重要な構成要素であるが、この二つに対して、学習者の語彙学習という側面から見た場合の、問題点を指摘ができた。また既存のものとは異なる新しい方法と形式によるテキスト内への導入と提示について具体的に考案できたことは、実績として述べるに値するものであると考えている。中国語語彙論における事項をテキスト内に取り入れるという課題については、昨年度に引き続き考察をした。大学生の学習者に対する語彙論事項への理解度を測定するアンケートを実施した上で、日本人学習者にとって必要な事項をいくつか選定した。また内容と分量を考慮に入れた上で、実際テキスト内の「ポイント」の部分に導入するという仮定の下、実例を作成した。今年度の研究実績により、次年度以降の本研究の最終目的である「語彙を中心とした中級テキスト」の作成のための下地がおおむね整ったと言える。これまでの研究成果を基に、本研究の最終的な目的である「語彙を中心とした中国語中級レベルテキストの作成」に向けて、実際に大学の授業で使用することを想定した一課分の試用版を作成した。作成過程では、テキストの構成要素である「単語」「本文」「ポイント(要点)」「練習問題」に対して、語彙学習や語彙指導を中心とした観点から、各々に対して、テキスト一課分の構成等も考慮に入れながら考察を行った。2013年7月に開催された日本中国語学会九州支部例会において、主に試用版の提示を内容とした研究発表を行ったが、様々な問題点を見出すことができた。本年度の研究を進めるにあたり、学習者の語彙論知識(中国語の語彙体系に関する知識)の理解度と学習度を詳細に測る必要があることに気づいた。本研究では、テキストの「ポイント(要点)」の箇所に、語彙論知識を盛り込むことを提案しており、具体的にどのような語彙論的な事項が取り上げられるべきかということを検討してきた。しかしながら、その考察は数多くある語彙論における事項を語彙体系に応じ指導者の側から重要なものを選出したにすぎず、実際に大学における学習を経た学習者がどのくらいの知識を明示的あるいは暗示的学習を通して有しているのかという観点が不足していた。そこで、学習者である大学生の協力を得て、約30の質問事項と語彙の学習方法に関するアンケート調査表を作成した上で、実施した。その後、本アンケート調査の結果に関する分析と考察を行っているが、まだ中途段階である。また本年度の研究成果とこれまでの中国語語彙教育の課題に関する考察の総括をした論文を本年度末に発表した。当初の計画通り、当該年度はまず大学の授業用として使用されている既存の中国語中級テキスト約50部に対して、調査を行った。調査内容は、主に語注の形式、内容とポイント(要点)の内容の二点である。その結果、課文の内容等はテキストにより、多種多様であるが、語注とポイントの部分には全般的に均一性がみられることが明らかになった。語彙を中心としたテキストを作成するためには、まずこの部分の提示法や内容を含めて、テキスト全体の編成を考案する必要性があることを再認識できた。また中国語語彙論の研究書や論文、第二言語習得に関する研究書や論文を閲読し、日本人の中国語学習者にとって必要で有用性のある語彙論における事項を考察した。その結果、語形、語義、日本語語彙との関係といった各範疇において、中級レベルのテキストのポイント(要点)の部分に盛り込む内容として、何点か適切な事項を見出した。

さらに、日本人学習者の語彙習得状況を観察した上で、学習者に対して語彙のテストを行い、どのようなタイプの語彙が難解で定着することが難しいのかという問題を調査した。またインフォーマント数人に対して、テキストに取り入れるべき新語の調査と、既存のテキストに提示される単語や連語などの適合度と自然度を図るための調査をした。具体的な成果としては、語彙教育における語義に関する論文一本と、上述した研究内容をまとめた論文を一本を執筆した。そのほか、中国語中級レベル一般学習書を一部、中国語大学授業用テキストを一部を著し、出版するに至った。これらの著書の中に、本研究テーマによる成果の一部を取り入れることができた。中国語学習者の語彙学習や語彙習得をより効果的にするという目的に応じた「語彙を中心とした授業用テキスト」の作成が本研究の主題である。これまで、主に大学で使用されている中級テキストの内容や構成を調査、分析した上で、語彙の導入方法等の問題についても考察を行った。また「中国語語彙論体系知識」を教育内容として導入することを提起し、その必要性と重要性についての見解を示した。本研究の過程において、問題の所在が明らかとなった学習者自身が持つ「中国語語彙論体系知識」の現状を把握するため、昨年度に引き続き、アンケートを作成の上、幾度か実施した。さらにアンケートの調査結果の信頼性と妥当性を高めるため、得られた数値に関する統計的な整理も行った。結果から、主に語義に関する「類義語」や「反義語」また「多義語」などの語義に関する事項や「外来語」などは理解度が高い事項であるが、一方で、「形態素と単語の関係」「語の付属義」「略語」などの事項については理解度が低いと見なせることがわかった。本研究においては、当初よりこの「中国語語彙論体系知識」を中国語の語彙指導に導入することを強調してきたが、さらに具体的に、主に中級テキストの中における「ポイント(学習要点)」の箇所に盛り込むことを述べた。ただ、内容量及び学習時間の制約により、すべての事項を対象とするのは不可能であるため、本アンケート調査の結果に依拠し、理解度が低いと見なされる事項を優先的に取り入れるという方向性を見出した。その後、主に大学で使用する中級テキストの「ポイント」に記すことを想定し、各語彙論の事項についての教授案を作成した。また、一部のものについては、実際、授業等の教育現場において試用し、部分的にではあるものの、効果の検証を行うことができた。中国語教育当初申請時に計画した点に関しては、おおむね順調に進展しているものと認識している。既存の中国語中級テキストに対する調査、日本人中国語学習者に関する語彙学習や語彙指導に関する考察、テキストにおける構成要素の実例作成、当テキストの試用、というのが当初設定した研究の手順であったが、二番目の「日本人中国語学習者に関する語彙学習や語彙指導に関する考察」までは、当該年度(平成24年度)において、ほぼ完成できたと言える。とくに既存のテキストに対する調査結果により、当初想定した既存のテキストの内容や構成等に関する問題点が、より明確になった点は、本研究の意義を検証するという面でこれまでの最も大きい成果であると言える。
電磁粉体粉体プロセス工学の創生

電磁粉体プロセス工学の創生をめざして,金属粒子の表面にプラスチックス膜,あるいは,セラミックス粒子をコーティングする実験的研究を行った。実験装置はプラスチックスまたはセラミックス粉体を窒素によって流動化させる石英ガラス製流動層,層の内部に高周波電磁場を形成させるためのコイル,および,コイルに高周波出力を印荷するための高周波電源からなる。流動層に高周波電磁場を形成させても,プラスチックスおよびセラミックス粒子は非導電性であるため全く温度が上昇しないが,層頂より金属粒子を投入すると,流動層内のコイル部分を落下する間に,電磁誘導により選択的に温度が急上昇し,コイル部を通過すると温度が下降する。セラミックス粉体の場合には,金属粒子の表面温度をその融点以上に昇温させることにより層の粉体を均一にコーティングすることが出来た。プラスチックス粒子の場合には,粒子温度をプラスチックス粒子の融点以上にまで昇温すれば充分であり,金属粒子の表面上にプラスチックスの膜を形成することが出来た。プラスチックス膜の厚さは,印荷電圧と流動化ガス流速を調節することにより,幅広く制御できることが明らかになった。ことに,金属粒子にプラスチックスをコーティングする技術は,廃棄物の利用法の一つとしてきわめて有力であり,廃プラスチックス粉を利用して製造したコーティング粒子を原料として,1)多孔質あるいは緻密なプラスチックスと金属粒子との複合成形体の製造,2)金属粒子が均一に分散した複合シートの製造,などの広範な利用が期待できる。以上,本研究により新しい廃棄物利用法の目途が得られ,当初予期していた以上の成果が得られた。新しく電磁誘導加熱用電源およびコイルを購入,設置し,コイル部に粒子コーティング用の内径31mm,高さ250mmの石英ガラス製流動層(分散板:厚さ5mm石英ガラス製多孔質板)を取りつけた。流動化ガスとしては窒素ガスをボンベから供拾し,コーティング用粉体を流動化させ,被コーティング金属粒子を層上部から投入して,金属粒子の外表面にコーティング用粉体をコーティングさせる実験を行った。実験は大きく次の2種類に分類される。1)溶融金属粒子の表面に非溶融セラミックス粉を融着させる。2)加熱金属粒子の表面にプラスチック粉を融着させる。1)の実験には粒径の異なる鉄と銅粒子の被コーティング粒子を誘導加熱により融点以上に加熱し,非導電性のホワイトアランダム粉を表面に付着させる実験であるが,冷却水の水量の制限のため,高周波出力を11.3kWにまでしか上昇できなかったため,鉄粒子にコーティングすることはできなかったが,300μm以上の銅粒子表面は良好にコーティングすることができた。2)の実験では,金属粒子の加熱により粒子表面に存在するプラスチック粉が溶融して付着するものであり,コーティング粉末としてのポリ塩化ビニル,ポリエチレン,および,エポキシ樹脂のいずれの粉末を使用した場合にも,金属粒子の表面にmmオーダのコーティング層が形成できた。このように,電磁誘導加熱を使用した新しい方法が,熱的コーティングプロセスとして採用できることを確認した。

プラスチックス粒子の場合には,粒子温度をプラスチックス粒子の融点以上にまで昇温すれば充分であり,金属粒子の表面上にプラスチックスの膜を形成することが出来た。プラスチックスの膜の厚さは,印荷電圧と流動化ガス流速を調節することにより,幅広く制御できることが明らかになった。ことに,金属粒子にプラスチックスをコーティングする技術は,廃棄物の利用法の一つとしてきわめて有力であり,廃プラスチックス粉を利用して製造したコーティング粒子を原料として,1)多孔質あるいは緻密なプラスチックスと金属粒子との複合成形体の製造,2)金属粒子が均一に分散した複合シートの製造,などの広範な利用が期待できる。以上,本研究により新しい廃棄物利用法の目途が得られ,当初予期していた以上の成果が得られた。
電気泳動堆積法を応用した炭化ケイ素長繊維強化炭化ケイ素複合材の作製

SiCが導電性を示すことに注目して、電気泳動堆積により、SiC織布を電極として、はじめに繊維コーティングとなる物質を均一に堆積し、次いで、繊維織布の間隙を埋めるためのマトリックス材料であるSiCを堆積させ、それを用いてSiC長繊維強化SiC複合材料を作製するプロセスを開発することを目的とし、下記のことを明らかにした。(1)連続電気泳動堆積実験:平成17年度の実績に基づき、コーティング材料厚さが0.5ミクロン程度に設定し、引き続き、コーティング材及びマトリックス材を堆積させる条件を検討した。その結果、ゾル状カーボンを用いることで良好なコーティングが作製できること、またSiCと焼結助剤を含むマトリックス成分の沈積は0.5V/mm、pH10、20分で良好にできることが分かった。(2)ホットプレスによる複合材料の作製とその複合材の評価:(1)により得られた堆積後の織布と、別途シート成型法により作製したSiCグリーンシートを交互に積層し、300°Cで24時間脱脂・乾燥後、ホットプレス法にて焼結体を作製した。焼結温度1700°C、保持時間1時間、圧力40MPaでAr雰囲気で焼結することにより比較的高密度の焼結体が得られることが明らかとなった。焼結体の相対密度は85-90%であり、最大強度は150-180MPaであった。また、破壊様式は、非脆性破壊を示し、その程度は、焼結温度や、カーボン被覆条件に依存することが明らかとなった。組織観察から、マトリックス成分の含浸の程度と繊維引き抜けの程度を明らかにした。焼結温度が高い、1750°Cでの焼結では、脆性的な破壊に至ることが分かった。(3)電気泳動沈積法を応用したアルミナ長繊維強化アルミナマトリックス複合材の作製:同様な手法にて、アルミナ長繊維強化アルミナマトリックス複合材の作製を試み、製造プロセスを明らかにした。SiCが導電性を示すことに注目して、電気泳動堆積により、SiC織布を電極として、はじめに繊維コーティングとなる物質を均一に堆積し、次いで、繊維織布の間隙を埋めるためのマトリックス材料であるSiCを堆積させ、それを用いてSiC長繊維強化SiC複合材料を作製するプロセスを開発することを目的とし、下記の成果を得た。1)電気泳動堆積装置の試作およびカーボン被覆の作製:直流定電圧発生装置、カーボン電極を用いて、電気泳動堆積装置を組み立てた。次いで、SiC繊維であるチラノ繊維の2次元織布を対向電極とし、被覆材となるカーボンの微細粒子の懸濁液を調整し、溶媒の濃度、電極間距離、電圧等を系統的に変化させて電気泳動を行った。その結果、1%懸濁液を用い、100V/mm程度の電位差により、10分間で約0.5μmのカーボンが堆積することが分かった。2)連続電気泳動堆積実験:マトリックス材となるSiCの堆積の有無を、溶媒の種類、電圧を系統的に変化させ検討した結果、10%懸濁液を用い、100V/mm程度の電位差により、30分で十分な量のSiCが織布上に堆積することが分かった。3)ホットプレスによる複合材料の作製と複合材の評価:(2)により得られた堆積後の織布と、別途SiCスラリーを用いて作製したマトリックスシートを交互に積層し、ホットプレス法にて焼結体を作製した。焼結温度を1700°C及び1750°C、圧力を40MPa、焼結時間1時間とした。その結果、いずれの温度でも密度は2.6g/cm^3程度であり、緻密化は不十分であった。一方、得られた複合材はいずれも非脆性的な破壊を示した。なお、複合材の繊維含有率は2330vol%程度であり、最大強度は4090MPaであった。4)反応焼結法による複合材の作製:(2)により得られた堆積後の織布を用いて、1450°CでSiを含浸させる反応焼結法により複合材を試作した。

また、破壊様式は、非脆性破壊を示し、その程度は、焼結温度や、カーボン被覆条件に依存することが明らかとなった。組織観察から、マトリックス成分の含浸の程度と繊維引き抜けの程度を明らかにした。焼結温度が高い、1750°Cでの焼結では、脆性的な破壊に至ることが分かった。(3)電気泳動沈積法を応用したアルミナ長繊維強化アルミナマトリックス複合材の作製:同様な手法にて、アルミナ長繊維強化アルミナマトリックス複合材の作製を試み、製造プロセスを明らかにした。
アジアの伝統医学における医療・医学の倫理と行動規範、及びその思想史的研究

本研究は、東アジアを中心とするアジアの伝統医学において、医療倫理や医師の心得がいかに想定されていたかを、その思想的な背景も含めて明らかにする。すなわち、日本をはじめとするアジア諸国の伝統的医学文献における医療倫理に関する記述、医療倫理の背景となっている思想や文化、現在のアジア諸国の伝統医学教育における倫理教育の実態、これら三点を軸に、全ての構成員によって共同研究を進める。そして最終的には諸国間における異同、相互の影響関係等を検討しつつ、アジア諸国に共通する伝統的な医療倫理について定義づけと明確化を行い、現代の医療に取り入れるべき内容を提案する。本研究は、東アジアを中心とするアジアの伝統医学において、医療倫理や医師の心得がいかに想定されていたかをその思想的背景を含め、歴史的文献と現代の医学教育教材の調査を通して明らかにすることを目指している。それによって、東アジア諸国における医療倫理の異同と共通性を明らかにするともに、現代に取り入れるべき内容を提示しようとする。これまで医療倫理は基本的には西洋医学とその発展とともに展開してきた。それゆえ、アジアの伝統医学の医療倫理とその思想的背景を解明しようとする本研究課題は新規性と現代的意義を有する。また、東アジアを広くカバーしようとしている研究体制、参加する研究者たちの実績から着実な研究の遂行と成果が期待できる。
新たな減衰機構に基づく制振鋼構造に関する研究

本研究は,新たな減衰機構である弾性ひずみエネルギー吸収を利用した制振鋼構造架構の制振設計手法を構築することが目的である.静的載荷実験により地震水平力に対する抵抗機構を解明するとともに,弾性ひずみエネルギー吸収量の評価を行う.振動台を用いた水平二方向の地震入力実験により弾性ひずみエネルギー吸収量と地震応答低減効果の関係を定式化する.両実験で得た知見を集約して制振設計法を構築し,その応答予測精度を時刻歴解析結果との比較により検証する.本研究は,新たな減衰機構である弾性ひずみエネルギー吸収を利用した制振鋼構造架構の制振設計手法を構築することが目的である.静的載荷実験により地震水平力に対する抵抗機構を解明するとともに,弾性ひずみエネルギー吸収量の評価を行う.振動台を用いた水平二方向の地震入力実験により弾性ひずみエネルギー吸収量と地震応答低減効果の関係を定式化する.両実験で得た知見を集約して制振設計法を構築し,その応答予測精度を時刻歴解析結果との比較により検証する.
生理活性ポリエーテル化合物における骨格形成機構の全容解明と新物質創製への展開

シ化酵素、エポキシド加水分解酵素)の機能解析から、「生物によるポリエーテル骨格構築戦略」の一旦を化学的に解明した。本成果は、化学合成が困難なポリエーテル骨格の酵素合成を展開する上での基盤になることが期待される。天然には、連続した不斉点を有するポリエーテルとよばれる化合物群がある。構造上の特徴であるポリエーテル骨格は、ポリエンに対するエポキシ化と生じたエポキシドの連続的な開環反応により生合成されると推定されているが、その詳細については不明な点が多い。こうした背景のもと本研究では、ポリエーテル骨格構築機構の普遍性について検証することを目指して研究を開始した。具体的には、単純な構造を有するラサロシドをモデル化合物に選び、ポリエーテル骨格の構築を触媒すると予想された2種類の酵素(エポキシ化酵素、エポキシド加水分解酵素)に焦点を絞り、触媒能の同定、反応機構解析、基質特異性の検討を行った。その結果、エポキシ化酵素(Lsd18)については、フラビンアデニンジヌクレオチドを補酵素として利用するモノオキシゲナーゼであること、また、リナロールからリナロールオキシドへのエポキシ化を触媒することを確認した。一方、エポキシド加水分解酵素(Lsd19)については、N末側のドメインが内部のテトラヒドロフラン環の構築を、C末側のドメインが外部のテトラヒドロピラン環の構築をそれぞれ独立に触媒することを解明した。また、エポキシド加水分解酵素間で高く保存されている一組の酸性アミノ酸残基が酸・塩基触媒として作用することでエポキシドの開環反応が触媒されることも解明した。本研究成果は、ポリエーテル環構築機構の一端を酵素レベルで明らかにしたものであり、ポリエーテル骨格構築機構解明の礎となる学術上重要な知見である。ポリエーテル化合物とは、テトラヒドロフラン(THF)やテトラヒドロピラン(THP)が複数連結したポリエーテル骨格を有する化合物の総称であり、イオノフォア活性、イオンチャネル阻害活性、抗腫瘍性など多様な生理活性を示す。構造上の特徴であるポリエーテル骨格は、ポリエンに対するエポキシ化と生じたエポキシドの連続的な開環反応により構築されると推定されている。本研究では、骨格構築を担う2種類の酵素(エポキシ化酵素、エポキシド加水分解酵素)の機能を化学的に解明し、生物によるポリエーテル骨格構築機構の解明を目指した。本年度は、モネンシン生合成に関与するエポキシド加水分解酵素の機能解析を試みた。常法に従って2種のエポキシド加水分解酵素を組みかえ酵素として調製した後にin vitroでの酵素反応を検討したところ、所期の5-exo環化反応を触媒することを見いだした。これは、モネンシン生合成系におけるエポキシド加水分解酵素の機能を化学的に解明した世界で初めての実験結果である。また、エーテル環の数が最も多いイオノフォアポリエーテルであるキジマイシンの生合成遺伝子クラスターの取得を試みたところ、約60キロ塩基対からなる生合成遺伝子クラスターの一部を取得することに成功した。以上、本研究成果は、ポリエーテル骨格構築における「酵素的エポキシド開環反応」を解明する上での礎となる学術的に重要な知見である。