hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
リン原子を効果的に利用した非平面ホスト分子の開発と曲面炭素材料との超分子複合化

非平面分子のフラーレンは幅広く利用されている材料である。本研究では、リン原子を共役系に組み込むという発想で、非平面炭素材料のホストとなる曲面分子の開発を行った。リン原子を1つ有するキラル曲面ホスト分子を新規に合成し、フラーレンC60との共結晶化を行ったところ、4分子のホスト分子がC60を覆っていることが明らかとなった。また、溶液中でも弱いながらフラーレン類と相互作用していた。次に、リン原子の数を2つにした拡張型ホスト分子を合成した。このホスト分子は2分子でサンドイッチ状にC60を包接していた。また、溶液中の相互作用はリン原子を1つ有するホスト分子より強いことがわかった。曲面構造をもつ化合物は、曲面炭素材料であるフラーレンやカーボンナノチューブを包接するホスト分子として興味がもたれている。本研究では、リン原子が平面構造をとりにくいことに着目して、リン原子を組み込んだ曲面ホスト分子を開発し、フラーレンを初めとした炭素材料との超分子複合化を目的とする。平成26年度は、おわん型構造をとるリン化合物を基本骨格として様々な曲面分子の合成とフラーレンのホスト分子としての評価を検討した。まず、共役系側鎖を導入することでフラーレンを包接できるだけの広い表面積を持つホスト分子を合成した。ホスト分子とフラーレンC60との共結晶を作成したところ、四分子のホスト分子がC60を取り囲んだ包接構造を取ることがわかった。有機溶媒中では、C60包接錯体はほぼ完全に解離することから、相互作用エネルギーはごく弱いものと考えられる。C60とホスト分子との相互作用を調べるため、可溶性のPEG鎖を導入したC60を用いたところ、極性溶媒中においてはC60誘導体との相互作用が示唆された。また、ホスト分子が曲面構造に基づく面性キラリティーを有することから、円二色性スペクトルを測定したところ、400500 nmのフラーレン由来の吸収領域にコットン効果が誘起された。ホスト分子によりフラーレンへのキラル誘起が起こったことが確認された。溶液中においてC60との相互作用が弱いのは、ホスト分子の曲面の表面積が小さいためと考えられる。そこで、リン原子を2つ有するより表面積の大きいホスト分子を新規に合成した。合成したホスト分子とフラーレンC60との共結晶を作成したところ、二分子のホスト分子がC60を取り囲んだ包接構造を取ることがわかった。また、NMR測定より、有機溶媒中においてもC60と複合体を形成することが示唆された。このことから、リン原子の数を増やすことで、フラーレンと会合し易くなることを実証した。曲面構造をもつ化合物は、曲面炭素材料であるフラーレンやカーボンナノチューブのホスト分子として興味が持たれている。本研究では、リン原子を組み込んだ曲面ホスト分子の開発と曲面炭素材料との超分子複合化に挑戦した。昨年度までに、リン原子を1つ有する曲面ホスト分子の合成とフラーレンとのホストゲスト錯体の形成に成功している。本年度は、曲面ホスト分子のリン原子上の置換基効果に着目して、様々な置換基を有する誘導体を開発した。置換基の効果は曲面構造に大きな影響を与えることがわかった。置換基とリン原子の結合の共有結合性が大きくなる程、曲面はより浅くなることを明らかにした。また、浅い構造のホスト分子とフラーレンとの共結晶はホスト:ゲスト=4:1のキラル正四面体型になるのに対し、深い構造のホスト分子のホスト分子とフラーレンとの共結晶はホスト:ゲスト=2:1のアキラルカゴ型になるという違いが見られた。このようにリン原子上の化学修飾という簡単な手法で、ホストとしての機能を制御できるという重要な知見を得た。また、リン原子を1つから2つに拡張した新規ホスト分子を開発した。研究当初期待した通り、リン原子の数を増やすことでホスト分子の表面積が広がり、ホスト分子とフラーレンとの共結晶を作成するとホスト:ゲスト=2:1のサンドイッチ構造となった。結晶化の際の溶媒を種々変えることで、様々な結晶が得られたが、いずれもサンドイッチ構造となった。ただし、フラーレンを挟み込む2つのホスト分子の配向には違いが見られ、様々な形態のサンドイッチ構造を取るという興味深い知見が得られた。研究計画では、おわん型構造をとるリン化合物を基本骨格として「共役長伸張」および「複数のリン原子の導入」により曲面の表面積を拡張したホスト分子を開発する予定であった。本年度は、「共役長伸張」および「複数のリン原子の導入」の両方の戦略に基づいたホスト分子を合成することに成功し、いずれもフラーレンC60と包接体を形成することを単結晶X線結晶構造解析および各種分光測定により明らかにした。

また、曲面構造を持つホスト分子が面性キラリティーを有することから、ホスト分子がフラーレンのキラル包接場として利用できるという、想定以上の成果が得られた。得られた成果は査読付き国際誌に掲載済みである。有機化学研究計画書に記載したすべての標的化合物を合成し、その機能評価を行う。また、フラーレンの他、カーボンナノチューブなどの曲面炭素材料を標的として複合体形成を目指す。
中山間地域におけるコミュニティの形成とまちづくり活動ユニットの創出に関する研究

本研究は,中山間地域に位置づけられるいわき市三和町を対象として,コミュニティ形成の実態について明らかにすることを目的とするものである。調査・分析の結果,現存コミュニティとして山岳信仰,農耕儀礼,女性の集いの3つの起源に基づくコミュニティを見出すことができ,その広がりや人口減少,少子・高齢化を原因とする消失過程を明らかにすることができた。ここでは, 11の大字が一つのまちづくり活動ユニットとして機能し得ることを示すことができた。本研究は,平成22年度において,中山間地域に位置づけられるいわき市三和町を対象として,コミュニティ形成の実態について明らかにすることを目的とするものである。具体的には,町内11の大字(地区)を単位として現存するコミュニティの実態について調査し,それを維持・継承しているシステムを明らかにする。併せて,消失したコミュニティを抽出して整理し,その消失過程を明らかにする。文献と住民に対するヒアリングを通した社会調査・分析により,現存するコミュニティについては,起源を基に分類した結果,三和町全体としては,「神社祭典」が38,「伝統行事・祭り」が96,「その他・行事」が152であり,3つの分類の下に合計286と数多くのコミュニティが現存していることがわかり,また地区毎にみる存在形態も明らかとなった。さらに,社会調査により抽出することのできたコミュニティの活動と拠点となる場所・施設についての空間調査・分析により,合計178ある拠点について「神社・仏閣」99,「自然・公園」51,「公共施設」28の3つに分類し,地区毎にみる分布形態を明らかにすることができた。両者の調査・分析を通しては,コミュニティの分布と活動拠点との関係をみることにより,地区同士の繋がりを明らかにすることができた。現段階で「御塚神社」を拠点とする山岳信仰のコミュニティ,農耕作業を起源とする農耕儀礼のコミュニティ,女性の集うコミュニティについてその広がりと支える主体や活動内容について明らかにすることができた。以上の現存コミュニティに関する調査・分析を通しては,人口減少及び少子高齢化を原因とする消失コミュニティの存在についても明らかにすることができ,ここでもその分布形態を通して地区同士のつながりを明らかにすることができた。本研究は,いわき市三和町を対象として,現存コミュニティおよび消失コミュニティに関する実態調査を通してその存在を支えているシステムを明らかにすることを目的とするものである。また,消失過程の明確化を図り,原因と再生するための必要条件を追究し,大字単位,町全体としてのまちづくりとして広がりをもつことができるのかについて検討しようとするものである。現存コミュニティに関する実態調査の結果,山岳信仰,農耕儀礼,女性の集いの3つの起源に基づくコミュニティを見出すことができ,その広がりを示すことができた。具体的には,山岳信仰については,大字全11地区に存在する「御塚神社」を活動拠点として,コミュニティが成立している。しかしながら,地区によっては獅子舞の奉納につながっている地区とつながっていない地区があり,そこには若者が少なくなり,獅子を務める者がいなくなったことにより消失したという過程を把握することができた。また,農耕儀礼については,年間を通した催し物の開催をみることができ,農耕に関する伝統は,時代が変わり,農作業を行う人口が年々減少している状況下においても,神仏に対する信仰心の強さと,人とのふれあい,共存し助け合うつながりがそれを支えていることがわかった。さらに,女性同士のコミュニティも存在している。十九夜と呼ばれる安産祈願や,嫁どうしの親睦を図る釜の神講のように既婚者を中心とするコミュニティが存在している。また,婦人消防隊は,全11地区に存在しており,多様な目的の下に活動していることがわかった。全体を通して,大字(地区)が一つのまちづくり活動ユニットとして機能し得ることを明らかにすることができた。しかしながら地区間の連携や地区を超えた町全体としての広がりとはなっていないため,地区間のつながりを支えるシステムの構築のための必要条件について,今後は追究していきたい。
膵β細胞の異所性嗅覚受容体システムが個体糖代謝に及ぼす役割の解明

研究代表者は、複数の嗅覚受容体がマウス膵β細胞に発現すること、そのうちの一つであるOLFR15がグルコース応答性インスリン分泌(GSIS)の促進に重要な役割を果たしていること、を明らかにしてきた。その知見に基づき、嗅覚受容体という化学受容器を用いて、膵β細胞が食事由来の種々の物質を認識し糖代謝を調節する仕組みや糖尿病病態における変容、インクレチンシグナルとの相互作用を明らかとし、化合物制御によるGSIS促進治療に向けた検討を行う。
含ピロール混合三脚配位子を持つ混合原子価多核錯体の酸化還元機能

1.金属クラスター構築のための混合三脚配位子の合成ピロールのβ位に異なる置換基を有する2種類の三脚配位子を用いて、Cu(II)Cu(I)Cu(I)三角クラスターを合成し、ESRにより電子構造の比較を行った。これらの錯体は溶液状態で温度の低下とともに電子交換が遅くなるクラスIIのタイプの混合原子価錯体であり、電子交換はピロールのβ位が無置換の場合のほうが速いことが明らかになった。2.混合原子価金属クラスターの機能評価アセトニトリル中でCu(II)Cu(I)Cu(I)三角クラスターは0Vから-0.4V(Ag/AgCl)の間に酸化還元波を示し、Cu(I)Cu(I)Cu(I)状態への還元は可逆的に進行する。一方、Cu(II)Cu(II)Cu(I)状態への酸化過程は非可逆であり、酸化波は+0.81あるいは+0.68Vという極めて高い電位で現れた。チトクロムC酸化酵素(CcO)ではソフトな硫黄原子の架橋配位により、混合原子価状態が安定化されているが、我々の錯体に於いてもキノリン窒素部位のソフトな銅(I)が混合原子価状態を架橋し、安定化をもたらしていると言える。3.ピロール系配位子を用いた金属集積系の構築ジピリルメテン部を繰り返し単位とする環拡大ポルフィリンを開発し、オクタフィリン(8)に関しては、酢酸コバルトとの反応で金属錯体を高収率で得た。(8)では連続した2つのジピリルメテン部がs-シス配置をとり、4つの窒素による配位場を形成している。一方、巨大な環拡大ポルフィリンでは連続した2つのジピリルメテン部はs-トランス配置をとる。このジピリルメテン部への金属の配位を可能とするために、3,3'-位が無置換のビピロール誘導体を用いて環拡大ポルフィリンの合成を行った。この結果に基づいて、多核金属錯体の合成とその電子状態について継続して検討を行う予定である。
遺伝子操作動物を用いた、腎障害進行における細胞特異的なNFκBの役割の解明

本研究では、種々の炎症性サイトカインの情報伝達に中心的役割を果たす転写調節因子であるNuclear factor-κB(NFκB)に着目し、その腎疾患進行における役割を細胞特異的に明らかとするために遺伝子操作動物の作成と、それを応用した腎障害モデルでの検討を行った。先ず、脂肪細胞と近位尿細管S3細胞特異的にCre-recombinaseを発現するマウスを作成するために、aquaporin7のプロモーター領域をクローニングして、発現ベクターを作成し、マウス受精卵へと注入した。その結果7ラインを得たが、近位尿細管にCre-recombinase活性を一部の細胞に認めるのみであり、S3細胞には発現を認めなかった。また、脂肪細胞にもCre-rembinase発現を認めたが、他臓器にも広範な発現を認め、当初の目的に合致するラインを得ることはできなかった。一方、Cre-recombinase発現下でNFκB活性化を抑制するIkBΔNを発現するマウスは保有していたことから、このマウスと、糸球体足細胞特異的、血管内皮特異的、心筋特異的な各Cre-recombinase発現マウスとの交配を行った。血管内皮のNFκB活性化が阻害されたマウスは誕生せず、NFκB活性が発生に必須であることが推察された。足細胞特異的NFκB活性化抑制マウスでは、nephrotoxic serum nephritisの発症が有意に改善することが示された。また、clusterinの腎尿細管細胞アポトーシスにおける役割を検討し、むしろ促進的に働く可能性が示唆された。以上の結果から、腎炎モデルにおいて、足細胞のNFκB活性化が糸球体障害に重要な役割を果たすことが示唆された。Promoterと、発現を目指すcDNAとの間にloxP siteではさまれたstop codonを配置したconstructを用いてtransgenic mouseを作成した。IκBΔNのconditional transgenic mouse (IκBΔNマウス)と、AQP7のpromoter支配下においてCre recombinaseを発現するマウスが作成された(AQP7-Creマウス)。AQP7は脂肪細胞、近位尿細管細胞、および精巣に発現する水チャネルであるが、今回作成したマウスを詳細に解析したところ、肝臓、神経系への弱いCre発現が認められており、IκBΔNマウスとの交配によるIκBΔN発現部位が当初の目的に沿ったものであるかを検証中である。糖尿病自然発症マウスであり肥満を来たすob/obマウスとIκBΔNマウスを交配し、IκBΔN-ob/obマウスを作成する計画である。さらに、このマウスを疾患対照マウスとして、AQP7-Creマウス、内皮細胞特異的にCre recombinaseを発現するtie2-Creマウスと各々交配して、AQP7-Cre-IκBΔN-ob/obマウスとtie2-Cre-IκBΔN-ob/obマウスを作成する計画であり、現時点では、tie2-Cre-IκBΔNマウスが得られている。この系統のマウスは、出生率が低く、胎生期に内皮障害等を生じている可能性を現在検討中である。ある程度のマウス個体数が確保された時点でob/obマウスとの交配を開始する予定である。進行性腎障害による末期腎不全から血液透析にいたる症例は、年間3万例を越え、慢性透析患者総数は約25万人に達している。

その原疾患としての慢性腎臓病の新規治療法を開発するため、本研究では、種々の炎症性サイトカインの情報伝達に中心的役割を果たす転写調節因子であるNuclear factor-κB(NFκB)に着目し、その疾患進行における役割を細胞特異的に明らかとするために以下の研究を行った。先ず、NFκBの活性化抑制に作用する1κBΔNをCre-lox systemにより細胞特異的に発現するマウス、IκBΔNマウスが既に作製されていたことから、Cre-recombinaseを脂肪細胞、近位尿細管に特異的に発現させるために、AQP7のプロモーターを用いたAQP7-Creマウスを遺伝子操作により作製した。このマウスと、loxP-GFPマウスを掛け合わせ、GFPの発現部位を検討したところ、脂肪細胞に最も強い発現を見たが、腎臓では近位尿細管の一部の細胞にのみGFP発現を認め、さらに、肝臓など多臓器に弱いながらGFP発現を認めた。これは複数の系統を作製しても同様であり、AQP7-Creマウス開発を断念した。さらに、血管内皮に特異的にCre-recombinasを発現するTie2-Creマウスの供与を受け、IκBΔNマウスと交配させたところ、胎生致死であった。そこで、近年腎障害進行における役割が注目されている足細胞でのNFκBの役割を検討するため、足細胞特異的蛋白であるnephrinのプロモーター支配下にあるNeph-CreマウスとIκBΔNマウスを交配し、得られたdouble transgenic mouseにnephrotoxic serum nephritisを発症させたところ、野生型に比べ著しい病変の改善が認められた。本研究の結果より、腎炎の進行に、足細胞のNFκBが中心的役割を果たすことが証明された。
非中性状態から中性状態に遷移するプラズマの特性変化

電子の閉込めに関して,生成法・制御法・画像技術を用いた計測法は大幅に進展した.[1-8.但し11.のリストの上から数えた番号で論文を参照する.]特に中性化に伴う不安定振動の検出のため,導体壁に埋込んだセクタープローブによる静電誘導検出効率について定量的な検討を行った.その内容は次のとおりである.まず,画像計測によって得られる密度分布を基盤にして,円筒導体内の二次元面内で電位分布と電場分布とを数値計算で高速に決定する手法を開発した.円筒導体表面における電場から表面電荷密度分布を決定することができるから,時間差のある画像間の表面電荷密度の差分からプローブ電流を決定することができる.この電流は独立にプローブ計測で測定することができる.両者を比較すると,画像計測で完全に密度分布が決定できるかぎり,プローブ信号とは良く一致することが,初めて確認された.[3]イオン源に関しては,磁場強度と質量に依存して決る密度上限(Brillouin Limit)が最も高い水素イオン生成を目的として,いくつかの問題点の解明に当ってきた.水素含浸のチタンリング・スタックの放電による水素イオン源を完成した.一方でアルカリ金属と水素の化合体を電子ビームで分解して水素イオンを作る方法を試験した.CaH_2を用いた実験では水素イオンビームのパルス的引出しに成功した.電子からの変換効率は5E-6程度であり,他の実験データと矛盾しない.ただし微粒子による,ポンプやバルブ周辺の汚染が克服すべき問題である.イオンの閉込めに関しては,やはり磁場の弱さ(<500G)がネックである.1KG近い磁場で動作するトラップが完成間近であるので,そちらで電子とイオンを同居させて,中性化に伴う物理現象の検証を続行する.非中性プラズマとしての電子の閉込めについては整備は完了している.中性化に必要な正電荷を持つイオンを注入するためのイオン源の製作と,このイオンの閉込めを達成するための環境を現在整備中である.イオン源については,磁場強度と質量に依存して決る密度上限(Brillouin Limit)を,現実の実験環境のもとで押上げるために,最軽量の水素イオンを用いることとした.その発生法としては,電子による水素化合物からのスパッタリング法と放電による方法の両面から開発作業を進めている.前者については発生量は少ないが,ガス負荷が低いため良好な閉込めがあれば貯蔵により,必要密度に達する利点がある.後者についてはガス負荷を下げるため,水素含浸の金属化合物を広範囲に検討した結果,チタンリングに含浸させるという常識的な手法に落ちついた.現在までにチタンリングとセラミックリングを交互に挟んだ放電スタックと,その軸上を通る電子ビーム発生マウントを製作済みである.実験を行うにさいしては,検討の結果,イオンのbuild-up時間のほうが長く,中性ガスの排気も必要なため,まずイオンを閉込め,その後に電子を追加することとした.それにしても,イオンの閉込めをある程度確保する必要があるため,従来の磁場強度を0.5kG以下から1kG近くまで強化する整備を平行して行っているところである.電子の閉込めに関して,生成法・制御法・画像技術を用いた計測法は大幅に進展した.[1-8.但し11.のリストの上から数えた番号で論文を参照する.]特に中性化に伴う不安定振動の検出のため,導体壁に埋込んだセクタープローブによる静電誘導検出効率について定量的な検討を行った.その内容は次のとおりである.まず,画像計測によって得られる密度分布を基盤にして,円筒導体内の二次元面内で電位分布と電場分布とを数値計算で高速に決定する手法を開発した.円筒導体表面における電場から表面電荷密度分布を決定することができるから,時間差のある画像間の表面電荷密度の差分からプローブ電流を決定することができる.この電流は独立にプローブ計測で測定することができる.両者を比較すると,画像計測で完全に密度分布が決定できるかぎり,プローブ信号とは良く一致することが,初めて確認された.[3]イオン源に関しては,磁場強度と質量に依存して決る密度上限(Brillouin Limit)が最も高い水素イオン生成を目的として,いくつかの問題点の解明に当ってきた.水素含浸のチタンリング・スタックの放電による水素イオン源を完成した.一方でアルカリ金属と水素の化合体を電子ビームで分解して水素イオンを作る方法を試験した.CaH_2を用いた実験では水素イオンビームのパルス的引出しに成功した.電子からの変換効率は5E-6程度であり,他の実験データと矛盾しない.ただし微粒子による,ポンプやバルブ周辺の汚染が克服すべき問題である.イオンの閉込めに関しては,やはり磁場の弱さ(<500G)がネックである.1KG近い磁場で動作するトラップが完成間近であるので,そちらで電子とイオンを同居させて,中性化に伴う物理現象の検証を続行する.
顎骨における三次元的骨梁構造の放射線学的解析

顎骨骨梁のX線写真像の成立ちを明らかにするため,骨梁の三次元的構造の基礎的解析を試みた.1.方法(1)ヒト屍体下顎骨臼歯部の近遠心的に約1mm毎の連続片を作成し,切断片規格撮影台により,近遠心的側面像と頬舌側的な正面像の二方向からのX線規格写真を撮影した.(2)各X線写真像の二次元的黒化度分布をマイクロコンピュータと接続したマイクロデンシトメータを用いて測定し,さらに各層のデータを重ね合せ,再構成して,骨梁の立体的構造を示した.2.結果(1)下顎骨の骨梁は小臼歯と大臼歯とでは,その走行が異なり,また個体美がみられた.(2)X線束に平行な骨梁は,骨量が少なくても, X線写真上容易に適出されたが,斜走する場合は,皮質骨からの起始部が主に適出された.顎骨骨梁のX線写真像の成立ちを明らかにするため,骨梁の三次元的構造の基礎的解析を試みた.1.方法(1)ヒト屍体下顎骨臼歯部の近遠心的に約1mm毎の連続片を作成し,切断片規格撮影台により,近遠心的側面像と頬舌側的な正面像の二方向からのX線規格写真を撮影した.(2)各X線写真像の二次元的黒化度分布をマイクロコンピュータと接続したマイクロデンシトメータを用いて測定し,さらに各層のデータを重ね合せ,再構成して,骨梁の立体的構造を示した.2.結果(1)下顎骨の骨梁は小臼歯と大臼歯とでは,その走行が異なり,また個体美がみられた.(2)X線束に平行な骨梁は,骨量が少なくても, X線写真上容易に適出されたが,斜走する場合は,皮質骨からの起始部が主に適出された.顎骨骨梁のX線写真像の成立ちを知るため、骨梁の三次元的構造の基礎的解析を試みた。1.方法(1)ヒト屍体下顎骨臼歯部の近遠心的に約1mm毎の連続片を作成し、切断片規格撮影台により、近遠心的な側面像と頬舌側的な正面像の二方向からのX線規格写真を撮影した。(2)各X線写真像の二次元的黒化度分布をマイクロデンシトメーターで測定し、マイクロコンピューターにて各層のデータを重ね合せ、再構成して、骨梁の立体的構造を示した。2.結果(1)下顎骨の骨梁は、小臼歯部では、咬合面に平行に両側皮質骨を結び、大臼歯部では、頬側皮質骨から歯槽頂へ斜走する傾向にあった。(2)X線束に平行な骨梁は、骨量が少なくてもX線写真上容易に摘出されたが、斜走する場合は、皮質骨からの起始部が主に摘出された。
母牛体重に対する子牛体重の大きさが分娩直後母牛の生殖器官回復に及ぼす影響

【目的】難産とは分娩経過中において人工的な助産なしでは分娩が困難な状態のことである。これら難産に関する研究は乳牛については多く行われているが、肉牛、特に黒毛和種においては少ない。阪谷ら(2014)は、子牛体重が38kg以上の母牛群では、38kg未満と比較して破水から分娩までの時間が有意に延長したと報告している。このことから、難産ではなくても分娩において母牛が受けるダメージには差が生じる可能性がある。そこで、本研究では介助のない分娩において、母牛体重に対する子牛体重の大きさが、分娩後母牛の生殖器官回復に及ぼす影響を明らかにする。【方法】供試験牛として宮崎大学住吉フィールドで飼養されている黒毛和種の妊娠牛20頭を用いた。・分娩予定1ヶ月前の母牛体重を分娩後24時間以内に子牛の体重を測定した。分娩後の生殖器官の回復程度を評価するため、分娩後1,2, 3, 4, 5, 6, 7週に超音波診断装置を用い、子宮角の断面積と卵巣動態を調べた。子宮角は左右子宮角断面積の差が50m2未満になった週、卵巣は排卵が確認された週を記録した。また、分娩後1, 3, 5, 7週に全細胞における好中球の比率を調べた。繁殖成績として人工授精(AI)を行い受胎率の有無を調査した。子牛体重の母牛体重に対する大きさで2群(大きい群vs小さい群)に分け、上記生殖器官回復状況、血液成分そして受胎率について比較検討した。【結果】子牛体重に対する母牛体重の比率は平均で0.07(0.030.1)であった。中央値で2分割した場合(大きい群n=10、小さい群n=10)、受胎率、卵巣機能回復日数に有意な差は認められなかった(P>0.05)。子宮角内好中球の割合も分娩後1, 3, 5, 7週において両群間において有意な差は認められなかった(P>0.05)。一方で大きい群は小さい群に比較して早く(P<0.05)左右子宮角断面積の差がなくなった。【結論】介助を必要としない分娩であれば黒毛和種においては、母牛体重に対する子牛体重の大きさは分娩後の繁殖成績に影響はないと考えられた。
羊膜を用いた尿路上皮粘膜を持ち収縮および弛緩を行う膀胱の再生：イヌを用いた研究

羊膜シートとP(LA/CL)シートを用い、自己組織で機能的な膀胱組織の再生を目的とした。口腔粘膜細胞と胃平滑筋細胞を培養後、in vitroでその細胞を羊膜シート、P(LA/CL)シート上で増殖させた。さらに、上皮:羊膜シート、中間:大網、筋層:P(LA/CL)の順に重ね合わせ、腹腔内の大網に巻き付け3週間熟成させた。上皮と筋層を免疫染色で確認したところ、上皮はサイトケラチン陽性、筋層はα-SMAが陽性であった。培養シートを大網の血流を保ったまま、clam法に準じ膀胱にパッチ状に吻合し、半年間経過観察した。合併症はなく、膀胱鏡にて、培養シートと膀胱間に尿路上皮の再生が認められた。研究目的は、イヌ口腔粘膜細胞を使用し羊膜、PLCLを足場とした膀胱の再生により、膀胱粘膜、筋層を持ち蓄尿および排尿が可能なイヌ膀胱を再生することです。イヌで予備実験を開始し、同時進行で小動物のラットでも実験を行う。a)イヌを用いた実験:イヌから口腔粘膜細胞と胃平滑筋を取り出し、口腔粘膜からケラチノサイト(角化細胞)と線維芽細胞を取り出し、羊膜上で7日間培養。さらに、イヌの胃から胃平滑筋を取り出し、初代培養。羊膜上への細胞播種。これらを重ね合わせ球状のポリプロピレンに巻き付ける。膀胱組織が再生されるかを確認し、イヌのミンチ状胃平滑筋をPGAフェルトで挟み、上に羊膜上で培養した口腔粘膜細胞を乗せ、繭状にして腹腔内培養する。大網の血流を維持した状態でこの筋層および血流を有する口腔粘膜パッチを萎縮膀胱(膀胱頂部を切断し、膀胱容量を著明に減少させた)に縫い付け膀胱拡大術を行う。膀胱組織の再生を長期的に観察し、組織学的評価、ウロダイナミクス評価(膀胱の形態、内圧、機能を評価する)を行う。b)小動物であるラットを用いた実験:ラットでイヌと同様の研究ができるかどうか予備実験を行い、実験の妥当性を検討する。小動物での実験が成功すれば、さらなる研究の広がりが期待できる。ラットの口腔粘膜からケラチノサイト(角化細胞)と線維芽細胞を取り出し、羊膜の材料上で7日間培養。さらに、ラットの胃から胃平滑筋を取り出し、ミンチ状にしたものを羊膜上で培養する。口腔粘膜羊膜シートと胃平滑筋シートを重ね合わせポリプロピレンに巻き付け、膀胱組織が再生されるかどうかをラットで短期的に観察する。1)イヌの口腔粘膜細胞の初代培養口腔粘膜からケラチノサイト(角化細胞)と線維芽細胞を取り出し、羊膜上で培養したところ、粘膜上皮層では、上皮細胞様の丸い構造が観察され、上皮組織の再生が観察された。粘膜下層・筋層では、線維芽細胞様の構造が観察された。2)羊膜上への各細胞を播種、培養羊膜上に各細胞を播種し培養後、切片を免疫染色(HE染色、エラスチカ・ワンギーソン染色)したところ上皮細胞の再生が観察された。羊膜上への細胞播種。実験1:羊膜上に口腔粘膜上皮細胞を乗せ培養し、免疫染色(HE染色、CK(MNF116)染色)を行う。結果1:ウサギ口腔粘膜上皮細胞は継代数10まで順調に生育を確認できた。また、羊膜上に細胞を播種したところ羊膜上に一層の上皮層が確認できた。実験2:足場材料PLACL上に胃平滑筋細胞(イヌもしくはウサギ)を乗せ培養し、免疫染色(HE染色、α-SMA染色)を行う。結果2:胃平滑筋細胞は、継代数10まで順調に生育し、紋状が確認できた。

コラーゲンをコーティングした足場材料PLACL上に播種した胃平滑筋細胞は図5のように層状になるのが確認できた。実験3:上皮と平滑筋層を重ね合わせたシートをウサギ大網上に並べ重ね合わせ、3週間腹腔内で共培養を行ったのち、シートを取り出し、その状態を確認した。結果3:上皮と平滑筋層を重ね合わせたシートは、大網と合わさり血流供給されていた。本研究では、膀胱癌摘出時あるいは神経因性膀胱時の膀胱拡大術において、腸管を用いない新たな方法を見つけるために、羊膜シートと生体吸収性足場材料ポリ乳酸とカプロラクタムの共重合体P(LA/CL)を用いた瘢痕化の起こらない、収縮・弛緩の可能な膀胱組織の再生することを目的として研究を行った。まず、口腔から各口腔粘膜細胞と胃から胃平滑筋細胞の初代培養を行った。その結果、各口腔粘膜細胞と胃平滑筋細胞は良好に細胞増殖し、十分な細胞数を確保することが可能であった。また、in vitroでその細胞を各材料(羊膜シート、P(LA/CL)シート)上に播種し、HE染色にて材料上の細胞を確認したところ、各細胞が乗っていることを確認することが出来た。さらに、その細胞を播種した材料を上皮:羊膜シート、中間:大網、筋層:P(LA/CL)の順に重ね合わせ、腹腔内大網にロールし、3週間熟成させた。その後、その組織を切り開き、層構造をサイトケラチン染色、α-SMA染色で確認したところ上皮はサイトケラチンが陽性で筋層はα-SMAが陽性であった。ゆえに、層構造を作製することが可能であった。膀胱上部から膀胱三角部まで切り込みを入れ、大網にロールした組織を上から覆い縫合し、予後の経過を確認したところ、6ヶ月の間、合併症の併発等は確認されなかった。また、術後6ヶ月に膀胱鏡にて、膀胱内の状態を確認したところ、多少の組織の腫脹は見られるものの、膀胱拡大出来ていることを確認することが出来た。羊膜シートとP(LA/CL)シートを用い、自己組織で機能的な膀胱組織の再生を目的とした。口腔粘膜細胞と胃平滑筋細胞を培養後、in vitroでその細胞を羊膜シート、P(LA/CL)シート上で増殖させた。さらに、上皮:羊膜シート、中間:大網、筋層:P(LA/CL)の順に重ね合わせ、腹腔内の大網に巻き付け3週間熟成させた。上皮と筋層を免疫染色で確認したところ、上皮はサイトケラチン陽性、筋層はα-SMAが陽性であった。培養シートを大網の血流を保ったまま、clam法に準じ膀胱にパッチ状に吻合し、半年間経過観察した。合併症はなく、膀胱鏡にて、培養シートと膀胱間に尿路上皮の再生が認められた。1)イヌのミンチ状胃平滑筋をPGAフェルトに挟み、上に羊膜上で培養した口腔粘膜細胞を乗せ、繭状にして腹腔内培養。大網の血流を維持した状態でこの筋層および血流を有する口腔粘膜パッチを萎縮膀胱(膀胱頂部を切断し、膀胱容量を著明に減少させた)に縫い付け膀胱拡大術を行う。膀胱組織の再生を長期的に観察し、組織学的評価、ウロダイナミクス評価(膀胱の形態、内圧、機能を評価する)を行う。2)ラットを用いて、口腔粘膜、膀胱平滑筋細胞を採取し、羊膜、足場材料PLCL上に播種し、大網とロールし膀胱再生モデルを作成する。大網よりの血流供給を受けた上皮と平滑筋層を重ね合わせたシート(組織)を免疫染色し、層構造を確認するととともに、作製した組織を膀胱欠損部に貼り付け膀胱拡大術を行う。組織が膀胱に生着したことを確認し、ウロダイナミクス検査で膀胱機能を評価する。
大雨による斜面崩壊が地表攪乱依存樹種の更新に果たす役割

斜面崩壊が冷温帯林の更新初期過程に果たす役割を明らかにするため、2013年8月の大雨に由来する斜面崩壊跡地と、隣接する未攪乱の林床で実生の動態を調べた。2014年に定着した実生は、複数の林冠構成種において斜面崩壊跡地に多く、斜面崩壊による地表攪乱が定着を促進していることが示された。小型の種子を持つスギとウダイカンバの実生は、斜面崩壊跡地でのみ認められたが、落下種子量が少なく、実生の生存率も低かったことにより、優占には至らなかった。また、斜面崩壊跡地内では、攪乱タイプ(発生域、流走域、堆積域)の違いが、土壌の水分条件を介して実生の成長と植生回復のプロセスに影響を及ぼしていることが示唆された。わが国の森林において、斜面崩壊などの稀に起こる大規模な地表攪乱は、実生の定着に地表攪乱を必要とする樹種にとって重要な更新の機会となっている可能性がある。本研究では、冷温帯林の斜面崩壊跡地において、地表攪乱依存樹種の実生の定着に適したサイトを特定するとともに、競合する樹種・植生の量と組成の評価を行ない、地表攪乱依存樹種にとって他種との競争にさらされにくいサイトがどれだけ形成されているかを明らかにする。これらの情報から、斜面崩壊が地表攪乱依存樹種の更新初期過程に果たす役割と、そのメカニズムを明らかにする。本年度は、2013年8月の記録的な大雨によって多数の斜面崩壊が発生した冷温帯林の山地小流域において、斜面崩壊跡地の面積と空間分布、崩壊土量、攪乱タイプ(発生域、流走域、堆積域)などの特性を把握した。これらの斜面崩壊跡地において、シードトラップによる落下種子量の観測と、樹木実生の発生・定着状況の観測を行ない、隣接する攪乱を受けていない林床と比較した。斜面崩壊跡地において当年生実生の発生密度、生存率ともにもっとも高い値を示したのは、この地域の渓畔林の主要な構成樹種であるサワグルミであった。種子が小さく、地表攪乱に強く依存した更新が予想されたスギやウダイカンバでは、当年生実生の発生は斜面崩壊跡地にほぼ限られたが、当年の生存率は他の主要樹種に比べて低い傾向がみられた。これに加えて、斜面崩壊跡地の環境条件としての光条件および土壌条件の測定、対象樹種と競合する草本・低木による被覆状況の調査に着手し、解析を進めている。本研究は、斜面崩壊が地表攪乱依存樹種の更新初期過程に果たす役割とそのメカニズムを明らかにすることを目的とする。本年度は、2013年8月の記録的な大雨によって多数の斜面崩壊が発生した冷温帯林の山地小流域において、斜面崩壊跡地および隣接する攪乱を受けていない林床を対象に、昨年度に引き続き、シードトラップによる種子供給量の把握および樹木実生の発生、定着、生存の過程の観測を実施した。斜面崩壊発生直後の2013年秋季に落下した健全種子の密度は、ブナでもっとも高く、サワグルミがこれに続いた。2014年生の実生は、林冠構成種の多くで林床より斜面崩壊跡地に有意に偏って発生した。種子サイズの小さいスギとウダイカンバでは、実生の発生は崩壊跡地にほぼ限られ、2015年5月以降まで生残がみられたのは斜面崩壊跡地のみであった。一方、斜面崩壊跡地においてもっとも実生の密度が高かった樹種はサワグルミであり、林冠構成種の実生の総数の60%以上を占めた。また、サワグルミは、斜面崩壊跡地における2015年10月時点の実生の生存率および平均樹高についても、主要樹種のうちでもっとも高い値を示した。本研究で対象とした斜面崩壊は、攪乱の発生から2生育期間を経過した時点で、攪乱直後の種子の供給が比較的多く、かつ斜面崩壊跡地で実生の発生率、生存率、樹高のいずれにおいても高い値を示したサワグルミの更新に、もっとも有利に働いていると考えられた。ただし、斜面崩壊の発生域ではサワグルミの樹高が低い傾向がみられ、容積重が大きい等の土壌条件が成長を抑制している可能性が考えられた。一方、スギとウダイカンバについて、実生の定着がみられるのは斜面崩壊跡地のみであったが、凶作による落下種子不足および、低い生存率と樹高成長により、斜面崩壊跡地においても優占には至っていないことが示された。本年度は、平成26年度に設置した調査区において、地表攪乱依存樹種および競合樹種の種子供給量および実生の発生、生存、成長のモニタリングを予定通り実施した。また、前年度に得られた土壌サンプルの解析を進めた。平成26年度および平成27年度に得られたデータを解析し、その結果に基づいて学会発表を行った。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展している。斜面崩壊は、降水量の多いモンスーン地帯に位置し、急峻な地形をもつわが国の森林において主要な地表攪乱のひとつである。本研究は、斜面崩壊が樹木の更新初期過程に果たす役割とそのメカニズムを明らかにすることを目的とした。2013年8月の記録的な大雨によって複数の斜面崩壊が発生した冷温帯林の山地小流域において、斜面崩壊跡地および、隣接する攪乱を受けていない林床に調査区を設置し、2013年から2016年にかけて、シードトラップによる種子供給量の把握と樹木実生の発生・生存・成長の観測を行った。

斜面崩壊跡地では、攪乱を受けていない林床と比較して、2014年に発生した実生の密度が高く、その生存率も高かったことから、斜面崩壊による攪乱が樹木実生の定着を促進していることが示された。2013年秋季の落下種子密度が高く、2014年に発生した実生の発生・成長・生存でも他の樹種を上回ったサワグルミが、斜面崩壊跡地における優占種となった。斜面崩壊跡地は、その形成過程により、発生域・流走域・堆積域の3つの攪乱タイプに区分される。本試験地の斜面崩壊跡地では、優占種のサワグルミの樹高は、攪乱から2生育期間を経過した2016年時点で、他の2つの攪乱タイプと比較して発生域で低かった。発生域では、土壌の体積含水率が低かったことから、水分条件が劣ることにより樹高成長が抑制され、植生回復が遅れていると考えられた。一方、発生域では、2016年のスギ、イタヤカエデ実生の加入が多かった。このことから、斜面崩壊の発生域においては、優占種の成長が抑えられるため、他の攪乱タイプと比較して長い期間にわたり、新たな実生が加入可能な状態が維持されることが示唆された。斜面崩壊が冷温帯林の更新初期過程に果たす役割を明らかにするため、2013年8月の大雨に由来する斜面崩壊跡地と、隣接する未攪乱の林床で実生の動態を調べた。2014年に定着した実生は、複数の林冠構成種において斜面崩壊跡地に多く、斜面崩壊による地表攪乱が定着を促進していることが示された。小型の種子を持つスギとウダイカンバの実生は、斜面崩壊跡地でのみ認められたが、落下種子量が少なく、実生の生存率も低かったことにより、優占には至らなかった。また、斜面崩壊跡地内では、攪乱タイプ(発生域、流走域、堆積域)の違いが、土壌の水分条件を介して実生の成長と植生回復のプロセスに影響を及ぼしていることが示唆された。斜面崩壊発生後1年目の崩壊跡地の特性、地表攪乱依存樹種の実生の定着状況、競合植生等に関する現地調査を当初の計画通り実施し、必要なデータとサンプルを得ることができた。また、これまでに代表者が取り組んだ冷温帯林における攪乱と樹木実生の定着過程に関する関連研究の成果を整理し、学会発表を行なった。以上のことから、本研究はおおむね順調に進展している。平成26年度に設定した調査区における現地調査を継続して実施するとともに、最終年度にあたりデータのとりまとめを行う。森林生態学平成26年度に設定した調査区における現地調査を継続して行なうとともに、昨年度採取したサンプルの分析を実施する。斜面崩壊跡地の攪乱タイプや環境条件、競合する樹種・植生が地表攪乱依存樹種の実生の定着過程に及ぼす影響を解析し、地表攪乱依存樹種の更新初期過程における斜面崩壊の役割について検討する。平成27年度に、研究対象とする樹種の種子の結実量が多かったことから、平成28年度のサンプル調製の作業量が増えることが見込まれ、当初予定より多くの研究補助に係る賃金を要する見込みとなったことによる。研究協力者の異動に伴い、平成27年度以降、当初予定より多くの旅費・および研究補助に係る賃金を要する見込みとなったことによる。おもに平成28年度の研究補助に係る賃金として使用する計画である。おもに平成27年度の旅費・および研究補助に係る賃金として使用する計画である。
蛋白質の溶解度の表面電荷分布と溶液条件が決める研究

表面電荷は分子の会合し易さの指標になり、溶解度と相関がある。我々は、蛋白質分子に対する表面電位計算法を開発した。その精度の評価を行うため、巨大な蛋白質(ヒトHフェリチン及びウマLフェリチン)の表面電位を光散乱実験から精密に測定し、計算との比較を行った。精度を上げるため、測定は低イオン強度で行った。実験を再現するためには蛋白質の各解離基の解離度(つまり電荷分布)を正しく計算する必要があり、そのためには解離基間の相互作用を評価する必要がある。そこでこの蛋白質に対して数値的に誘導体モデルを解き、蛋白質内部の実効誘電率を求め、さらにそれを用いた電荷分布を求めた。そしてその電荷分布にもとづいて蛋白質内外の電位を計算したところ、その絶対値、イオン強度依存性、pH依存性とも計算と実験の間に良い一致を得た。低分子の溶解度はその水和自由エネルギーにより定まる。我々は、アルコールなどの低分子で水和自由エネルギーを計算し実験と良い一致を見た。蛋白質に対しては結晶化を考慮しなければならない。しかし結晶化が無視できるような短い時間領域での溶解度は、蛋白質分子が変性しない限り、水和にともなう自由エネルギー変化によって決まると思われる。我々は水和自由エネルギーにおける静電相互作用の寄与をいろいろなサイズの蛋白質にたいして計算しその表面積や残基数との相関を調べた。各解離基を中性化した場合では、表面積に正比例していたが、イオン化した場合、相関は弱まり、全電荷量などとの相関が効いていた。表面積から計算された経験的水和自由エネルギー(低分子の実験から求めたパラメータを用いた)との比較も行い、強い正の1次相関を得た。
高エネルギー限界領域における太陽圈宇宙線変調機構の研究

1978年から1995年の18年間にNagoya(^60GV)、Misato(^145GV)、Sakashita(^331GV)の三つの多方向ミューオン計で観測された太陽時日変化の解析を行い、高エネルギー領域での輸送パラメータを調べた。特に今年度は、太陽磁場のセクターごとに解析を行うことで磁場反転に伴って変化する太陽時日変化異方性を求め、太陽磁気中性面の南北にまたがる緯度方向密度勾配の長期変動の様子を調べた。その際、1992年から開始したタスマニア・ホバ-トと名古屋による南北両半球観測結果から、異なるセクターで観測された日変化の差には南北反対称成分からの寄与が無視できないことを示した。したがって、長周期変動の解析でも南北対称成分とともに反対称成分も考慮して調べた。その結果、南北対称成分の位相は局所太陽時で常に3時または15時付近にあり、太陽磁場と緯度方向密度勾配とのベクトル積で表わされる宇宙線の流れの描像を裏付けていることが分かった。一方、この成分から導かれる緯度方向密度勾配は年毎に変化しており、特に太陽活動等と相関した11年や22年周期の変化は見られなかった。ただし、1980年代後半からは常に磁気中性面の南側で宇宙線密度が高くなっている様子が見られた。一方、南北反対称成分の位相は北半球で常に15時付近にあることが分かった。このことは、Munakata and Nagashima(1986)による2次異方性に対する定式に基づくと、宇宙線密度分布に存在する2次の空間勾配が常に一定の極性を示すことを意味しており、ドリフトモデルを検証する上で興味深い示唆を与えている。さらに、南北対称成分の限界リジディティーが全期間の平均で383.9±87.2GVと大変高いことが分かった。この理由は今のところ明らかでないが、前年度の解析でセクターに依存した恒星時日変化がやはり非常に高い限界ジディティーを示したことと併せて考えると大変興味深い現象である。本研究では,1978年から1995年の18年間にNagoya(60GV),Misato(145GV),Sakashita(331GV)の三つの多方向ミューオン計で観測されたデータに対して同様な解析を行い,高エネルギー領域での輸送パラメータを調べた。その結果,太陽時日変化の位相に明瞭な22年変化が見られると同時に日変化の限界エネルギーが11年周期で変動している様子が分かった。この期間の太陽時日変化の限界rigidityは平均すると170±20GVであった。一方,太陽磁区(sector)の交替に伴って反転する恒星時日変化を解析し,太陽赤道面に垂直な南北異方性のエネルギースペクトラムを求めたところ,限界rigidityが平均で890±70GVと異常に高いことが分かった。この原因は今後の研究課題である。また,これら太陽時日変化異方性および南北異方性から宇宙線密度勾配,宇宙線の磁場揺らぎによる散乱の平均自由行程等の輸送パラメータを求めたところ,太陽圏緯度方向の双方向宇宙線密度勾配(bi-directional density gradient)及び動径方向密度勾配(radial density gradient)に,Chen and Bieber(1993)等が中性子計のテ-タから導いた変動と同様の長周期変動が見られた。このことは,これらの変動が高エネルギー領域でも存在していることを示唆している。

昨年度に引き続き、1978年から1995年の18年間にNagoya("60GV)、Misato("145GV)、Sakashita("331GV)の三つの多方向ミューオン計で観測された太陽時日変化の解析を行い、高エネルギー領域での輸送パラメータを調べた。特に今年度は、太陽磁場のセクターごとに解析を行うことで磁場反転に伴って変化する太陽時日変化異方性を求め、太陽磁気中性面の南北にまたがる緯度方向密度勾配の長期変動の様子を調べた。その際、1992年から開始したタスマニア・ホバ-トと名古屋による南北両半球観測結果から、異なるセクターで観測された日変化の差には南北反対称成分からの寄与が無視できないことを示した。したがって、長周期変動の解析でも南北対称成分とともに反対称成分も考慮して調べた。その結果、南北対称成分の位相は局所太陽時で常に3時または15時付近にあり、太陽磁場と緯度方向密度勾配とのベクトル積で表わされる宇宙線の流れの描像を裏付けていることが分かった。一方、この成分から導かれる緯度方向密度勾配は年毎に変化しており、特に太陽活動等と相関した11年や22年周期の変化は見られなかった。ただし、1980年代後半からは常に磁気中性面の南側で宇宙線密度が高くなっている様子が見られた。一方、南北反対称成分の位相は北半球で常に15時付近にあることが分かった。このことは、Munakata and Nagashima(1986)による2次異方性に対する定式に基づくと、宇宙線密度分布に存在する2次の空間勾配が常に一定の極性を示すことを意味しており、ドリフトモデルを検証する上で興味深い示唆を与えている。さらに、南北対称成分の限界リジディティーが全期間の平均で383.9±87.2GVと大変高いことが分かった。この理由は今のところ明らかでないが、前年度の解析でセクターに依存した恒星時日変化がやはり非常に高い限界リジディティーを示したことと併せて考えると大変興味深い現象である。
二十面体構造のホウ素系物質による超伝導探索

二十面体構造をベースとして持つ半導体ホウ素結晶を用いて高Tcを持つ超伝導を目指した理論研究である。第一原理計算を用いて適切なドーピング法を考え出し、実験家に提案することを目的とする。この期間中に、1)高圧でのα相の超伝導出現機構の解明。2)常圧での超伝導出現を目指すべく、α相をベースに不純物をドープし金属化を図る。またそのための作成方法を提案する。ことを掲げた。1)に関しては、最近になり実験で、200 GPaまで相転移せずに金属化することが分かり、これまで我々が提案してきたボロンの相図が正しいことが証明された[1]。相転移がないにも関わらずなぜ半導体が金属化するのかその機構についても明らかにした。二十面体結合の柔軟性によるものである。2)に関して、それまでα相へのLiドープが困難なのか容易なのか論争が続いていたが、それに決着をつけた[2]。常圧では僅かしかドープできないことが示された。超伝導応用のためにはより高濃度ドープが求められる。そのためには高圧ドープが有効であることを見いだし、実験家に提案している。二十面体構造をベースとした半導体であるホウ素結晶において超伝導物質探索を行っている。探索にあたり,この系における相図がわかっておらず実験は手探り状態であったが,我々は相図を理論的に作成するところから出発した。これにより、物質合成の拠りどころが築かれた。α相とβ相の違いが密度に基づくものであることを明らかにした。同時に,この系の付近で次々と新物質(γ相やダイヤモンド構造BC_5)が発見されているが、その相図予測の重要性が改めて認識されるに至っている。この先導的功績が認められ、レビューを著した[1]。著者は実験グループとα相の超伝導探索で共同研究を行っているが、ようやくα相の高圧での超伝導が発見されるに至っている。α相を題材に選んだお陰で、物理の解明は大きく進んだ[2,3]。金属化の機構は、相転移を伴わない直接的なバンドオーバーラップによるものであること。他の半導体と違って、構造転移を伴わない金属化は、二十面体のflexibilityによるものであること。さらに電気抵抗の圧力依存性にしばしば現われるくびれの解釈は、構造転移を示すものではなく、バンドのbowingによるものであることを解明した。ことを掲げた。
脳内異常蛋白質のGlymphatic系を介した排出経路と脳内播種の解明

アルツハイマー病におけるアミロイドβのGlymphatic系を介したクリアランスを解析するため、実験動物を用いてin vivoにてアミロイドβの移動を経時的に解析した。TIE2-GFPマウスに頭窓を増設し、脳表にHyLyte-amyloidβを滴下し、二光子顕微鏡を用いて経時的にアミロイドβの移動を評価した。TIE2-GFPマウスは血管内皮細胞にのみGFPを発現することが確認されている。滴下直後には脳表に限局していたアミロイドβは深部100μmでは、10分後から、穿通動脈を取り囲むように描出され、15分後には、穿通静脈、20分後には毛細血管、脳実質parenchymaのアストロサイト内に蓄積されている様子が観察された。穿通枝周辺のアミロイドは主にアストロサイトのend-footに集積している様子が観察された。垂直方向に脳表から深部500μmまでのアミロイドβを観察すると、滴下80分後には脳表付近では実質のアストロサイト、毛細血管や穿通血管周囲にアミロイドβの蓄積を認めた。生体においては、ニューロンから切り離されたアミロイドがアストロサイトのendfootを介して脳表に排出される可能性が示唆されたが、今後、さらに動物数を増やし所見を確定させることと同時に、免疫染色、gap junctionの阻害薬などで、Glymphatic系との関連を明らかにしていく必要がある。本研究は、脳微小循環学会特別講演にてその内容およびアルツハイマー病の臨床における病的意義とともに発表した。また本研究とならんで、臨床的にアルツハイマー病における病気とアミロイドβ、タウ蛋白の広がり(拡散)についてPBB3, PiBをトレーサーとしたPETを施行し、病期の進行に伴いタウ蛋白が脳内にpropagateしていく様子を観察し、現在雑誌Neurological Sciencesに投稿中である。初年度では、実験系が順調に稼働し、アミロイドβの移動を脳表から深部にかけて観察することに成功している。画像の取得はアストロサイトのendfoot内で詳細に観察されており、方法論的には確立したといえる。TIE2-GFP動物の飼育、繁殖も順調であり、実験は今後も計画通りに進捗することが予想される。中間結果については、学会の特別講演や学術集会でも発表しており、画期的な解析に対して高い評価を得ている。こうしたことから、本研究は間違いなく次年度以降も計画された成果を上げることが可能であると考える。アミロイドβの移動については、まず脳表から深部にかけての移動について上記で得られた所見を、動物数を増やし確定させることが必要である。一方で、実際のアミロイドの移動の方向は脳実質から血管系、脳表髄液への移動である。したがって深部にアミロイドを注入する方法でアルツハイマー病と同様なアミロイドβの移動モデルを作成する。そのためのstereotaxicな注入装置はすでに購入し、深部注入について色素を用いた標的確認を現在開始している。さらに免疫染色、gap junctionの阻害薬などで、Glymphatic系との関連を明らかにしていく必要がある。特に、血管周囲のリンパ流の同定・描出には蛍光標識dextranを用いる。これにより脳実質から血管周囲への移行、さらに脳表への排出が測定でき、これを経時的に測定することでリンパ流の方向、動脈・静脈選択性、拡散と対流の区別などが可能となり、脳実質の蛋白質の排泄経路を明らかにすることができる。また逆に脳表から脳実質に流入する経路は、標識物質を脳表へ滴下したり大槽内へ注入したりした後で血管周囲および実質への移行を評価する。。

画像の取得はアストロサイトのendfoot内で詳細に観察されており、方法論的には確立したといえる。TIE2-GFP動物の飼育、繁殖も順調であり、実験は今後も計画通りに進捗することが予想される。中間結果については、学会の特別講演や学術集会でも発表しており、画期的な解析に対して高い評価を得ている。こうしたことから、本研究は間違いなく次年度以降も計画された成果を上げることが可能であると考える。アミロイドβの移動については、まず脳表から深部にかけての移動について上記で得られた所見を、動物数を増やし確定させることが必要である。一方で、実際のアミロイドの移動の方向は脳実質から血管系、脳表髄液への移動である。したがって深部にアミロイドを注入する方法でアルツハイマー病と同様なアミロイドβの移動モデルを作成する。そのためのstereotaxicな注入装置はすでに購入し、深部注入について色素を用いた標的確認を現在開始している。さらに免疫染色、gap junctionの阻害薬などで、Glymphatic系との関連を明らかにしていく必要がある。特に、血管周囲のリンパ流の同定・描出には蛍光標識dextranを用いる。これにより脳実質から血管周囲への移行、さらに脳表への排出が測定でき、これを経時的に測定することでリンパ流の方向、動脈・静脈選択性、拡散と対流の区別などが可能となり、脳実質の蛋白質の排泄経路を明らかにすることができる。また逆に脳表から脳実質に流入する経路は、標識物質を脳表へ滴下したり大槽内へ注入したりした後で血管周囲および実質への移行を評価する。。次年度の薬剤費に使用する。