hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
突然変異誘発に関与する複製後修復経路の分子機構の解明に向けた 生化学的基盤の確立

本研究では、複製型のDNAポリメラーゼが、損傷乗り越え型のDNAポリメラーゼと交換する反応を試験管内で再構成し、その分子メカニズムを解析することを目的としている。本年度は、損傷乗り越えDNAポリメラーゼ、Polη、Polι、Polκが複製型DNAポリメラーゼのひとつPolδのDNA合成反応に与える影響を検討した。Template switch(TS)経路の解析TS経路では、停止したプライマー末端が新生娘鎖とアニーリングし、損傷のない鋳造型を使ったDNA合成を行うことによりDNA合成を再開する。この反応には、SHPRHまたはHLTFタンパク質によるPCNAのポリュビキチン化が関する。本研究では、PCNAのポリユビキチン化に始まる一連の生化学的反応を再構成し、TS経路の生化学的実体の解析を目指している。本年度は、HLTFクンパク質の詳しい生化学的解析を行った。その結果、HLTFはE3リガーゼとしてPCNAのポリユビキチン化に機能することを証明した。放射線や環境変異原によって生じたDNA損傷の多くはDNA複製を阻害する。DNA複製の停止は細胞にとって致死的であるが、この阻害されたDNA複製を再開する分子機構、複製後修復(PRR)が働くことにより細胞死は回避される。本研究の目的は、このPRRの生化学反応を試験管内で再構成し、その分子機構を解析することにある。損傷乗り越えDNA合成(TLS)経路の解析本研究では、1)RAD6-RAD18によるPCNAのモノユビキチン化反応と、2)複製型のDNAポリメラーゼ(Polδ)が、損傷乗り越え型のDNAポリメラーゼ(Polη)と交換する反応、を試験管内で再構成することに成功した(初年度)。昨年度は、Polι,PolκとREVIがこの反応系に影響を及ぼすことを明らかにした。本年度は、複製型のDNAポリメラーゼとREV1の交換反応を解析した。TS経路では、停止したプライマー末端が新生娘鎖とアニーリングし、損傷のない鋳型を使ったDNA合成を行うことによりDNA合成を再開する。この反応は、SHPRHまたはHLTFタンパク質によるPCNAのポリユビキチン化により制御されると考えられる。昨年度は、PCNAをポリユビキチン化するユビキチンE3リガーゼのひとつ、HLTFの精製法を確立し、HLTFが実際にPCNAをポリユビキチン化する活性を持つことを証明した。本年度は、この反応機構を分子レベルで解析した。放射線や環境変異原によって生じるDNA損傷の多くはDNA複製を阻害する。PRRは二つの経路、損傷乗り越え
中国労働市場の変貌とソーシャルセーフティネットの形成

中国経済改革に伴って、これまで都市労働者の生活の保障システムであった職場ごとの単位制度が変容し、社会的な生活保障の制度としての労働制度、社会保障制度及び現代的財政システムが形成されつつある。本研究は、このソーシャルセーフティネットの整備状況と機能実態の分析をとおし、次の暫定的結論を得た。(1)旧システムの保障義務(たとえば既退職者への年金)をいわば社会主義の遺産として継承しつつ、新システムを形成するという二重の課題を背負っている。(2)中国経済社会空間の広がりと地域格差の存在ゆえ、最初から全国画一的ネットワークを形成するは不可能で、実施の具体的内容と程度は、各地方政府に委ねられている。(3)財政運営においても地域格差と地方政府の独立性が著しく、中央政府のコントロールはここでも困難に当面している。(4)その結果、地域的にみて新制度の非実施あるいは不完全実施と旧システムの残存など、いわばまだら模様のネットワークとなっている。(5)このネットワークの正否は、非国有セクターを以下に包含するかにかかっているが、これは前進はしているものの、なお極めて困難な課題である。(6)(5)とも関連し、また単位制度=集団的費用負担システムのアンチテーゼとして、個人の受益-負担関係の強調が著しく(たとえば社会保険における個人口座)、これが中国ネットワークの特色であるとともに、問題の根元でもある。(7)かく中国では独特のソーシャルセーフティネット・レジームが形成されつつある。本研究プロジェクトは、改革開放政策の展開とグローバライゼーションの影響、産業・技術構造の変動のなかで急速に変化しつつある中国の労働市場の実状と、それに対応する失業雇用政策およびソーシャルセーフティネットの形成とを地域レベルの実態調査において調査することを目的としている。本年度は、約10日間にわたって中国の遼寧省を訪ね、沈陽市にある省労働・社会保障局、鞍山市にある市労働・祉会保障局、火力発電所、鉄鋼コンビナート、市総工会、大連市にある石油化学工場会社、大連開発管理委員会、市総工会、市労働・社会保障局、日系企業へヒアリング調査をおこなった。調査対象に遼寧省を選定したのは、工場地域としての歴史が深く、かつ発展しており、2000年度から社会保障の全国モデル都市となったためであり、なかでも鞍山市においては国有企業の実態、大連市においては、外資系企業の実態を把握することを目的とした。調査に入るにあたり、関連する文献を購入し、可能な限り現状を把握することを努めたが、変化の過渡期にあることから文献研究では現状把握は不十分と判断し、海外共同研究者を日本に招聘し、中国労働市場とソーシャルセーフティネットの現状とその問題点について議論し、共同で質問票の作成をおこなった。具体的な調査の内容としては、雇用・失業状況の概要を聞き、国有企業の改革と旧国有企業に対する省及び市政府の役割等について、詳細なヒアリング調査をおこなった。また、ソーシャルセーフティネットの観点から、下崗労働者の生活実態、失業者に対する失業保険やその他の各種社会保険制度の現状、また雇用政策の内実について、省政府、市政府、各企業にヒアリングをおこなった。遼寧省を中心とした社会保障制度と下崗労働者の現状については、かなりの程度把握できたものの、変動の時期であるため、まだ見極めが難しい部分が多かった。本研究プロジェクトは、改革開放政策の展開とグローバライゼーションの影響、産業・技術構造の変動のなかで、急速に変化しつつある中国の労働市場の実状と、それに対応する失業雇用政策およびソーシャルセーフティネットの形成とを地域レベルの実態調査において調査することを目的としている。本年度は、中国福建省の厦門市と泉州市を訪ね、各市の労働・社会保障局、市労働組合、港湾業・自動車製造業(厦門市)各1社ずつ、紡績業2社(泉州市)にヒアリング調査をおこなった。泉州市と厦門市は、中国のなかでも早い時期から私営企業の参入がすすんでいる。それは、厦門市については、経済特別区という特殊な事情があるが、泉州市については、今回調査をおこなった2事例によれば、いずれも泉州市の出身者が他国や他地域で起業し成功した後に、地元に投資をするというものである。

このことは、中国のWTO加盟により、これから華僑による故郷への投資が増加する可能性が高いことを示唆している。両市の私営企業では、一般的に出稼ぎ労働者が主たる戦力となっている。各社とも、職種内容や雇用契約においては、出稼ぎ労働者と地元地域の労働者との間に特段の違いを設けてはおらず、社会保険の保険料のみが政府の規定により異なる。私営起業で働く出稼ぎ労働者たちのどれほどが社会保険に加入しているのは、市政府も把握できずにおり、その実態は見えにくい。調査事例では、出稼ぎ労働者も社会保険に加入しているケースが多かったが、そのほとんどが親会社が国有企業であったり、株式会社形態であっても株保有が行政であったりする。他方、完全に政府から独立した企業(一事例)では、出稼ぎ労働者には社会保険は適用されていなかった。今後、労働市場の流動化がすすむにつれて、社会保険の制度と実態との乖離が問題となることが推測できる。また、出稼ぎ労働者であっても、その都市に根付くケースも多くみられ、出稼ぎ労働者の定義も曖昧になりつつある。他の労働条件と同様に、戸籍に関わらず同一化していく必要が高まってきている中国の実状が、調査から浮かび上がってきた。中国経済改革に伴って、これまで都市労働者の生活の保障システムであった職場ごとの単位制度が変容し、社会的な生活保障の制度としての労働制度、社会保障制度及び現代的財政システムが形成されつつある。本研究は、このソーシャルセーフティネットの整備状況と機能実態の分析をとおし、次の暫定的結論を得た。(1)旧システムの保障義務(たとえば既退職者への年金)をいわば社会主義の遺産として継承しつつ、新システムを形成するという二重の課題を背負っている。(2)中国経済社会空間の広がりと地域格差の存在ゆえ、最初から全国画一的ネットワークを形成するは不可能で、実施の具体的内容と程度は、各地方政府に委ねられている。(3)財政運営においても地域格差と地方政府の独立性が著しく、中央政府のコントロールはここでも困難に当面している。(4)その結果、地域的にみて新制度の非実施あるいは不完全実施と旧システムの残存など、いわばまだら模様のネットワークとなっている。(5)このネットワークの正否は、非国有セクターを以下に包含するかにかかっているが、これは前進はしているものの、なお極めて困難な課題である。(6)(5)とも関連し、また単位制度=集団的費用負担システムのアンチテーゼとして、個人の受益負担関係の強調が著しく(たとえば社会保険における個人口座)、これが中国ネットワークの特色であるとともに、問題の根元でもある。(7)かく中国では独特のソーシャルセーフティネット・レジームが形成されつつある。
キラルルテニウム錯体の弱い相互作用を利用した光逆ラセミ化反応

逆ラセミ化は光学活性化合物を得るために非常に効率良い方法であるが、光増感剤を用いた立体選択的光還元反応と酸化反応を組み合わせた光逆ラセミ化反応はほとんど例が無い。そこで、光逆ラセミ化のための光増感化合物を開発した。トリスビピリジン型ルテニウム(II)錯体を光増感化合物とし、基質と立体選択的相互作用可能な配位子を分子設計した。2,2'-ビピリジン(bpy)類縁体に水素結合、静電結合等の相互作用能を導入した新規bpy配位子を分子設計し、光学活性置換基としてカンファモイル基をエステル結合により導入したキラルビピリジン誘導体を導入したキラルビピリジン配位子を新規に合成した。このキラルビピリジン二つとbpy一つを配位子として有するビス(キラルビピリジン)ルテニウム(II)錯体、キラルビピリジン一つとbpy二つを配位子として有するモノ(キラルビピリジン)ルテニウム(II)錯体の二種のトリスビピリジン型ルテニウム(II)錯体を合成した。新規開発した二種のルテニウム(II)錯体の光化学特性、電気化学特性をメンチル基や1-フェニルエチル基を光学活性置換基として有するトリスビピリジン型ルテニウム(II)錯体と比較検討し、光増感剤として有効であることを明らかにした。これらのルテニウム(II)錯体を用いて光学活性なコバルト(III)錯体の光還元反応を行ったところ、立体選択的にコバルト(III)錯体を還元し光逆ラセミ化に用いられることを確認した。また、相互作用が弱い場合の立体選択性発現に関する知見を得るために、長距離相互作用による反応であると考えられるルテニウム(II)錯体からオスミウム(II)錯体へのエネルギー移動反応を行い、立体選択的に進行することを明らかにした。今後、無機金属錯体のみならず、有機化合物の光逆ラセミ化への応用へと展開する。基質と相互作用することができる遷移金属錯体を開発するための分子設計を行った。配位子であるビピリジン(bpy)類縁体に水素結合、静電結合等が可能な置換基を導入した、相互作用能を有する新規bpy化合物の分子設計を行った。さらに、光学活性置換基を導入したキラルビピリジン誘導体の連結基としてエステル基、アミド基、エーテル基、メチレン鎖を用いた場合の遷移金属錯体としての酸化還元特性の推定を行い、適用電子移動反応を設計した。設計したキラルビピリジンニつと相互作用ビピリジンをひとつ配位子として有するビスキラルルテニウム(II)錯体、キラルビピリジン3つを配位子として有するトリスキラルルテニウム(II)錯体を設計した。分子設計したメンチル基、1-フェニルエチル基、カンファモイル基等の光学活性置換基を有するビピリジン誘導体を合成した。結合基との組み合わせにより多様のビピリジン誘導体が合成可能であるが、結合基の違いを紫外可視分光光度計により評価した。光学活性置換基を持たず、相互作用能のみを有するビピリジン配位子を合成した。さらに、電子移動触媒としての遷移金属錯体であるトリスビピリジン型ルテニウム(II)錯体を合成法を検討した。トリス(キラルビピリジン)ルテニウム(II)錯体は三塩化ルテニウムとキラルビピリジン配位子から直接合成することとした。各種ルテニウム錯体の光化学特性も検討した。合成したビス(キラルビピリジン)あるいはトリス(キラルビピリジン)ルテニウム(II)錯体の酸化還元電位を測走し、光励起状態での酸化還元能を推定した。

本研究では基質分子と弱い錯形成をすることが出来る新しいキラルルテニウム(II)錯体を開発することにより、弱い錯形成中における立体選択的光還元反応と酸化反応を組み合わせた逆ラセミ化反応による完全立体認識反応系の開発を行った。キラル配位子の数が異なる、つまり光学活性部位の数が異なり且つ相互作用部位である光学活性置換基のビピリジン配位子への連結基の数が異なるキラルルテニウム(II)錯体を合成した。連結基の電子吸引効果により吸収スペクトル及び発光スペクトルは長波長シフトが見られ、また、励起状態寿命は長寿命化しており、連結基を導入した効果が確かめられた。キラルルテニウム(II)錯体の立体選択性をコバルト(III)錯体を基質として用いたレーザーフラッシュホトリシスにより検討した。キラルルテニウム(II)錯体からコバルト(III)錯体への正電子移動とその逆反応であるコバルト(II)錯体からルテニウム(III)錯体への逆電子移動を行い、それぞれの電子移動速度定数を測定した。正、逆の双方の電子移動反応において立体選択性が見られ、本研究により開発したキラルルテニウム(II)錯体が光逆ラセミ化に適用可能であることが示された。更にルテニウム(II)錯体とコバルト(III)錯体間の電子移動反応および逆電子移動反応についてマーカス理論を適応した動力学的解析を行った。電子移動反応を支配している因子として考えられる、再配列エネルギーと電子的カップリング要素について、それぞれの電子移動反応における値を求め、両電子移動反応における支配因子について検討を行った。
アイソザイムによるスギ在来品種の系統分類学的研究

1.供試材料の収集:現在までに九州在来品種については福岡県25品種87個体、佐賀県5品種25個体、宮崎県11品種11個体、九州林木育種場43品種44個体、福井県11品種59個体、富山県9品種16個体、関西林木育種場11品種28個体、千葉県4品種46個体のさし穂あるいは苗を入手した。さらに森林総合研究所で20品種55個体、筑波大学で10品種20個体が入手済みでそれぞれ構内に植栽されている。これらの品種・個体からアイソザイム分析試料を採取し、実験まで-20°Cの冷凍庫に貯蔵した。なお、前記各機関から導入した品種には重複があるがこれらの品種・個体は筑波大学または森林総合研究所に集植されている。2.アイソザイム分析:九州産在来品種72品種244個体、九州以外からの在来品種31品種144個体、合計103品種388個体について、シキミ酸脱水素酵素、2-ホスホグルコン酸脱水素酵素、ホスホグルコムタ-ゼ、ロイシンアミノペプチダ-ゼ、アスパラギン酸アミノ転移酵素、ジアホラ-ゼ、アラニンアミノペプチダ-ゼ、メナジオンレダクタ-ゼ等9酵素種の計12遺伝子座の遺伝子型と酸性ホスファタ-ゼのバンドパタ-ンを指標として品種内のクロ-ン構成数及び類縁関係を判定した。3.結果:各品種内の各個体間において前記アイソザイムの遺伝子型が異なる場合、異クロ-ンと判定した。一品種内で複数個体を分析したものについては、多くの場合複合クロ-ン品種であった。九州在来の品種では2-5の複合数ものもが多く、九州以外の品種では6以上複合数のものがあった。判別分析によって九州地方の在来品種間の群別をしたところ、従来、九州在来といわれている、(1)古い系統(メアサ系、ホンスギ系、ヤヤスギ系、ヤブクグリ系)と(2)新しい系統(オビスギ系、実生スギ系、ヨシノスギ系)の2群に明確に分かれた。そして両群内に含まれる品種間にはほとんど分化が認められなかった。スギの酵素種の検出について18酵素種を実施し,その内13酵素種で鮮明な泳動像がえられ,合計14遺伝子座28遺伝子を検出した.モノマー型の遺伝が大多数であったが,ダイマー型の遺伝が6Pgー1,Mnr, Estー1の遺伝子座でみられた.また, Lap遺伝子座では5個の複対立遺伝子を検出した.スギ精英樹29クローンの自殖家系のアイソザイム分析の結果, 7遺伝子座について遺伝子型を明らかにした.また,この遺伝子型データを数量化理論第3類及びクラスター分析によって解析した結果,スギ精英樹,今市2,水戸10及び大月15がそれぞれとびはなれた分布(グループ)をなし,他の26クローンは原点の近傍に集中した分布をしめした,これにより遺伝子型による類縁関係の群別が可能であることが判明した.オビスギ15品種の40クローン及び九州地方で選択したスギ精英樹60クローンを分析した.遺伝子分析が完了している6遺伝子座(Lapー1, 6Pgー1, 6Pgー2, Diaー3, Pgmー1, Pgmー2)と新らたに3遺伝子座(Gotー1, Gotー2, Gdhー1)を加え,合計9遺伝子座の分析をした.

9遺伝子座の内,遺伝子型の変異があったGotー1, Lapー1, 6Pgー1, Diaー1及びAcpによって分類した.その結果,オビアカ,トサアカ,イボアカ,アラカワ,エダナガ,ヒキ,ミゾロギ,チリメントサ,トサグロ,オビクロ(クロ)は品種内個体に複数の遺伝子型が出現し,複合クローンであることを確かめた.一方,ハアラとカラツキは1遺伝子型のみが出現した.スギ精英樹について在来品種名が明らかにされているものについて,アイソザイム遺伝子型を再検討し,その区分の適否を調査した.また, Gotー1, Lapー1及びDiaー3の遺伝子座でオビスギ在来品種とオビスギ以外の在来品種に区分されているスギ精英樹群の間でアイソザイム遺伝子頻度及び同遺伝子型頻度にちがいがみられ,地域ごとの品種群間の類縁関係が検討できる可能性を確かめた.1.供試材料の収集:アイソザイム分析結果の確実性、再現性、また品種、クローンとの対応性等をより厳密に行うため下記の品種のさし穂を収集し、さし木をした。入手した場所名品種数クローン数その他関西林木育種場山陰支場1339九州林木育種場44 44これらの中には場千葉県林業試験場4 42所の間で品種名の重富山県林業技術センター7 16複があり、全体とし福井県総合グリーンセンター8 41ては98品種になった。福岡県林業試験場35 92佐賀県林業試験場5 25宮崎県林業試験場7 7合計123 3062.交配による供試材料の育成:スギ在来品種を含め精英樹等約60クローンについて1987年の夏にジベレリン水溶液の散布を行い、花芽の誘起をした。1988年の春に人口交配を行い、約70組み合せの種子を得た。3.アイソザイム分析結果:茨城県内で選抜されたスギ精英樹96クローン、また茨城県内のスギ人口林14林分(1384年生)についてシキミ酸脱水素酵素、6-ホスホグルコン酸等6酵素種、計9遺伝子座の分析をした。精英樹と人口林の遺伝子頻度とヘテロザイゴシイテイを比較した結果これらは極めて類似した価であった。精英樹クローンの9遺伝子座の遺伝子型について数量化第III類の分析をした所、5群に区分できた。この区分にはLap遺伝子座の対立遺伝子の頻度が大きく関与した。人口林間の遺伝距離を用いクラスター分析をしたところ、それぞれ約20、40及び70年の3群に区分され、過去の採種源による群別が可能と考えられる。1.供試材料の収集現在までに九州産在来品種については福岡県25品種87クロ-ン、佐賀県5品種25クロ-ン、宮崎県11品種11クロ-ン、九州林木育種場43品種44クロ-ン、森林総合研究所20品種55クロ-ン、筑波大学10品種20クロ-ンに植栽されている各クロ-ンから生長休止期に針葉を採取し-20°Cの冷凍庫内に貯蔵し、随時アイソザイム分析に供試した。また関東以西の地域産在来品種についても福井県11品種59クロ-ン、富山県9品種16クロ-ン、関西林木育種場11品種28クロ-ン、千葉県4品種46クロ-ンの針葉を生長休止期に採取し分析に供試した。これらすべてのクロ-ンは筑波大学または森林総合研究所内に植栽されている。2.アイソザイム分析九州産在来品種74品種251クロ-ンと関東以西の地域産在来品種33品種149クロ-ンについてシキミ酸脱水素酵素、6-ホスホグルコン酸脱水素酵素、ホスホグルコムタ-ゼ、ロイシンアミノペプチダ-ゼ、アスパラギン酸アミノ転移酵素、ジアホラ-ゼ、アラニンアミノペプチダ-ゼ、メナジオンレダクタ-ゼ8酵素種9遺伝子座と酸性ホスファタ-ゼのバンドパタ-ンを対象に遺伝子型の決定を行った。
アンジオテンシンII2型受容体の神経保護作用に注目した新しい神経疾患治療の研究

脳卒中やアルツハイマー病などの神経疾患はこれからの超高齢化社会において克服するべき重要な病気ですが有効な治療法は確立されていません。最近高血圧調節ホルモンであるレニン・アンジオテンシン系を調節する降圧薬(ARB)の効果が注目されており、我々は本研究において、脳梗塞や認知機能に焦点を当てたマウスを用いた動物実験により、ARBが神経細胞の障害を抑制したり、血管細胞の老化を防いだり、脳梗塞後の生存率を上げるような治療が可能になることを見出しました。本年度はレニン・アンジオテンシン糸と認知機能低下・血管の老化・神経変性疾患に及ぼす影響について基礎的な検討を行った。まず、メタボリックシンドロームが認知機能に及ぼす影響について着目し、マウスに電撃回避試験を施行して認知機能を評価し、糖尿病のモデルマウスであるKKAyマウスや高食塩・高コレステロール食を負荷しだ野生型マウスで認知機能低下が誘導されることを示した。また、この認知機能低下の抑制にアンジオテンシンII1型受体(AT1)プロッカー(ARB)の投与が有効であることを証明した。このARBのの一部こアンジーンシンII2型受容体(AT2)の相対的活性化によるコビキチン・プロテアソーム系タンパクのMMS2が関連していることが示唆された(論文1,2)。さらに血管老化においてもAT1シグナルによる促進作用だけでなく、AT2の刺激により血管平滑筋細胞のMMS2が活性化され老化を軽減する作用があることをin vitroおよびin vivoで見出し、ARBによる血管老化抑制作用も示した(論文3)。血管老化は間接的に脳神経系への老化(機能低下)にも結びつくものであり、ARBによる脳神経障害の抑制に繋がる発見ど考えちれる。さらに臨床的な検討とじてぐ神経変性疾患患者の髄液中でのアンジオテンシンII濃度について検計したどころ、多発性硬化症再発患者の髄液中ではアンジオテンシンII濃度の有意な低下が認あられだ(論文4)。この磯序や意義などに関しては現在検計中である。以上の研究成果を論文報告(in pressも含刺激による脳神経保護に注目して治療への応用を含めさらに検討を進める予定である。脳梗塞後遺症に骨髄ストローマ細胞を用いた細胞治療の臨床応用が期待されているが、骨髄ストローマ細胞(MSC)で強く発現しているAT_2受容体の作用についてはこれまで殆ど検討されていなかった。MSCによる脳保護効果をより増強できれば治療効果がさらにきたいされる。これまで我々はAT_2受容体による神経分化促進効果を報告してきたが、今回MSCにおける脳梗塞の細胞治療に与えるAT_2受容体の影響について検討した。マウスの脳虚血再還流モデルに野生型のMSCを尾静脈から投与すると、48時間後の梗塞巣の縮小効果や脳浮腫の改善効果、ならびに脳内のTNF-αやMCP-1などの炎症性サイトカインの低下が認められた。また野生型MSC投与により非投与群に比べ梗塞1週間後の生存率が著しく改善した(50%→80%)。しかし、AT_2受容体欠損マウスから抽出したMSCを投与すると野生型由来の細胞投与で認められた脳内の炎症抑制効果が消失し、脳梗塞巣や脳浮腫の減弱効果は認められず細胞治療の効果が消失し、脳梗塞後の生存率はむしろ悪化した(50%→20%)。また、AT_2受容体欠損マウス由来MSCを投与した群では中大脳動脈閉塞側とは反対の非梗塞側でも炎症性サイトカインが増加していた。しかし、AT_2受容体欠損マウス由来MSCをあらかじめアンジオテンシンII受容体プロッカー(ARB)のバルサルタンで24時間培養した後に投与すると脳保護効果が認められた。また、GFPマウスから抽出したMSCを投与することによりMSCの脳内のホーミングを検討した結果、GFP陽性のMSC由来の細胞は脳梗塞巣および梗塞周囲のペナンブラでは殆ど認められず、MSCは流血中で主に増殖因子や神経保護因子などのサイトカインカクテルを放出して脳保護効果を来したと考えられた。こうしたことから、AT_2受容体シグナルは脳梗塞後のMSCによる細胞治療効果に影響し、AT_1受容体も含めて両者の効果的な制御が細胞治療の効率を増強できる可能性が示唆された。今後、ARBを用いた細胞治療への応用を進める予定である。
腸管由来エンドトキシンの脳・腸・肝・免疫系連関における生理活性物質としての意義

本研究の目的は、脳・腸・肝・免疫系連関における腸管由来エンドトキシン(LPS)の役割を、(1)血中微量LPSの高感度測定法の確立、(2)非炎症性ストレスに伴う肝臓IL-6産生における腸管由来のLPSの意義の解明、(3)肝におけるIL-6産生細胞の同定を解明することである。前年度は、(1)無麻酔ラットの血中の微量LPSの高感度(1pg/ml)測定法を確立し、(2)ラットを拘束すると、肝門脈血中にLPSが静脈血よりも大きく増えること、(3)PolymixineBなどでLPSを生体内で中和すると、拘束ストレス時の末梢血IL-6増加反応は、消失することなどが判明した。本年度は、さらに、(1)回腸にカテーテルを慢性留置したラットを用い、FITCでラベルしたLPS(1mg/5ml)を回腸内へ注入し、30分後に1時間の拘束ストレスを加えると、肝臓クッパー(K)細胞及び類洞内皮細胞にFITCが取り込まれており、蛍光度は非ストレスラットのそれの5.8倍であった。(2)さらにFITC陽性細胞の約80%は抗IL-6抗体で染色された。(3)拘束ストレスにより、競合的RT-PCRでみたIL-6mRNAが肝臓で増え、脾臓では変化しない。拘束後、肝臓K細胞及び類洞内皮細胞が抗IL-6抗体で染色された。(4)フットショックやケージ交換ストレスにより肝門脈血IL-6が増加し、その反応もLPS生体内中和により消失することなどを見出した。以上より、軽い非炎症ストレス時に、脳からのストレス信号(恐らく自律神経を介する)が腸管粘膜バリアーに影響し、腸管細菌叢からBacterial Translocationを起こし、体内へ侵入したLPSが腸管及び腸管膜リンパ組織や肝K細胞と類洞内皮細胞に作用し、IL-6を産生させること及び脳・腸・肝・免疫系軸において腸管細菌叢由来のLPSが中心的役割を果たすことが明らかになった。本研究の目的は、脳・腸・肝・免疫連関における腸管由来エンドトキシン(LPS)の役割を、(1)血液中微量LSPの高感度測定法の確立、(2)非炎症性ストレスに伴う肝臓IL-6産生における腸管由来のLPS変動の意義の解明、(3)腸管LPSの肝門脈血液中への漏出における交感神経の役割の解明、(4)肝におけるIL-6産生細胞の同定、の順序で解明することである。本年度は、上記の(1)と(2)を解析し、次の結果を得た。(1)血液中のLPSの高感度測定法の確立:既存の合成基質による高感度発色法(エンドスペシ-法)を改良し、少量(5μl)の検体(血漿)を除蛋白せずに測定することが可能となり、少なくとも従来の60倍に感度を上昇させることに成功した。(2)ラットの肝門脈に慢性的に留置したカテーテルより、覚醒状態で安定して採血できるシステムを開発した。(3)安静時のラット肝門脈中のLPS濃度は、一般静脈中のそれよりも高かった。(4)非炎症性のストレスである単純拘束時に肝門脈中のLPS濃度が、基礎値の3倍に増加し、この変化は、一般静脈濃度の変化より有意に大きかった。さらに、(4)拘束ストレス時の末梢IL-6の増加反応が、LPSの生物活性を中和するEndotoxin-Neutralizing-Protein(ENP)及びPolymixine Bの前投与によって消失することがわかった。以上から、(1)健常動物であっても、普段から腸内細菌由来のLPSが、一般静脈血液中に流れ出していること、(2)非炎症性のストレス時に腸管由来LPSの肝門脈中への漏出が高まり、これが肝におけるIL-6の産生を賦活していることが明らかとなった。

(4)フットショックやケージ交換ストレスにより肝門脈血IL-6が増加し、その反応もLPS生体内中和により消失することなどを見出した。以上より、軽い非炎症ストレス時に、脳からのストレス信号(恐らく自律神経を介する)が腸管粘膜バリアーに影響し、腸管細菌叢からBacterial Translocationを起こし、体内へ侵入したLPSが腸管及び腸管膜リンパ組織や肝K細胞と類洞内皮細胞に作用し、IL-6を産生させること及び脳・腸・肝・免疫系軸において腸管細菌叢由来のLPSが中心的役割を果たすことが明らかになった。
生体移植の刑事規制に関する総合的検討

従来わが国では、生体移植に対する法的コントロールの必要性は十分に検討されてこなかった。生体移植に対する適正な刑事規制のためには、許容要件の明確化を図ることが重要である。その手段としては、生体および死体移植を統合した臓器移植法を規定するとともに、ガイドラインを併用することが妥当である。こうした結論は、比較法的研究から得られた知見とも一致する。平成22年度は、生体移植に関する内外の文献を調査・分析し、刑事法的問題点の総合的な抽出を試みた。また、研究代表者および分担者の各所属大学において、全5回の研究会を開催し、生体移植の刑事規制に関する現代的諸問題を検討した。さらに、平成23年2月には、厚生労働省の臓器移植対策室において、室長をはじめとする関係者に詳細なインタビューを実施した。これらのことから、(1)一般的には「死体」からの移植に限定したものと理解されているわが国の臓器移植法について、立法の過程においては一部に生体移植をも意識した規定が設けられたこと、(2)立法当局としては、法律とガイドラインの二本立てという形式をさしあたりは維持しようとしており、「刑事規制」という面においては、(臓器売買を別にすれば)基本的には刑法上の傷害罪の適用で足りると解していること、(3)他方で諸外国の立法には、死体と生体を含む広義の「移植法」を当初から標榜するものもあり、また、当該法律独自の刑事規制(処罰規定の創設)を行うものもあること、(4)これまで(脳)死体からの移植が中心であるとされてきた諸外国においても、アメリカ合衆国のように、近年急速に生体移植の件数が増加している例もあり、国際的な規制のあり方にも新たな動きが予想されること、が明らかになった。こうした知見は、従来理解されてきたわが国の「移植立法」の背景事情に新たな角度からの検討の可能性を生じさせるだけでなく、今後、本研究で作成を予定している「生体移植に関する(刑事)法的規制モデル」の内容・形式の両面にわたって多くの示唆を与えるものと思われる。平成23年度は、前年度に抽出された生体移植をめぐる法的論点についての検討を行うとともに、引き続き研究代表者および分担者の各所属大学における報告、意見交換を実施してきた。特に、わが国および海外における生体移植の沿革、医学的・社会的状況を明らかにしつつ、摘出と移植のための許容条件、医療関係者の法的義務、臓器売買罪の保護法益、いわゆる病腎移植の許容性、規制方法としての法律およびガイドラインのあり方などについて考察を行った。これによって、従来、死体(脳死体を含む)からの移植問題に議論が集中してきたなかで、生体移植独自の法的争点が存在し、実際の移植医療では死体移植に比して生体移植が件数としてははるかに多いという現状のなかで、それらの争点を解決すべき必要性が極めて高いことが明らかにされた。その一応の成果として、研究代表者の城下による分担執筆「生体移植」(倉持武=丸山英二〔責任編集〕『脳死・移植医療(シリーズ生命倫理学・第3巻)』(丸善出版)所収)があり、そこでは、生体移植に関わる法的問題点を概観すると同時に、生命倫理との関連性を考慮しながら今後のあるべき方向性について現段階での私見を展開した。また、研究分担者の山本は、町野朔=山本輝之=辰井聡子(編)『移植医療のこれから』の編集ならびに出版作業を行い、同時に、同書第2部のIを「生体臓器移植と死体臓器移植」とすることにより、これまでの類書では見られなかった、それぞれの移植における問題性を意識した構成となるよう試みた。今年度は、最終年度であることから、日本刑法学会第90回大会(2012年5月19日・於大阪大学吹田キャンパス)において「ワークショップ・生体移植」をオーガナイズし、研究代表者の城下が司会を、また研究分担者の山本が「刑法的視点からみた生体移植」と題して報告を行った。さらに、ゲスト・スピーカーとして、移植医で水戸医療センター臨床研究部・移植医療研究室長の湯沢賢治氏にも「生体移植をめぐる医学的・社会的状況」と題した報告を依頼した。両氏の報告のあと、フロアの参加者と活発な質疑応答ならびに議論が行われ、生体移植の正当化根拠、臓器売買罪の保護法益、生体移植の規制のあり方などをめぐって意見が交換された。本ワークショップの概要については、城下が、「刑法雑誌」52巻3号112頁以下に記録を掲載した。また、今年度は、EU諸国における臓器移植を統括するユーロトランスプラントの生体移植部門(オランダ・ライデン市)を訪問し、インタビューを行った。脳死体を含む死体移植が中心であったヨーロッパ各国においても、臓器不足を主たる理由として、徐々に生体移植の件数が増加しつつあること、生体移植のための統一的なガイドラインは未制定であることなどが明らかになった。同時に、わが国で最近問題となっているいわゆる「病腎移植」の状況を紹介し、情報交換を行った。今後は、こうした海外での動向をも踏まえて、わが国での生体移植をどこまで法的規制の対象とすべきかを検討する必要がある。なお、以上の学会報告、ならびに海外調査を踏まえた研究論文「生体移植に関する刑法的問題点の整理・検討」を山本が執筆し、「成城法学」82号に掲載が決定している。

上記のように、当初「研究実施計画」で示した内容はほぼ実施することができたが、国外での調査については、研究分担者のやむを得ない事情(親族の緊急入院)により、延期せざるをえなかった。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、これまでの検討を踏まえて、学会におけるワークショップ、ならびに各研究会での報告により、生体移植に関する法的規制のあり方をモデル案の形で提示し、意見交換を行う。前年度に実施できなかった国外調査については、予め研究計画に記載していた対処方法の通り、平成24年度の前半を活用して行い、早急にその成果をまとめることとする。
遺伝性網膜変性症ラットにおける白内障・小眼球症疾患モデル動物の育成と遺伝学的解析

蛍光眼底検査において、rdy遺伝子ホモを有する個体(pinkeyeーrdy.blackeyeーrdy)には網膜毛細血管の狭細が高頻度に観察でき、かつ交又は認められない。同じく眼底検査においてblackeyeーrdyの個体では、さらに色素漏出及び狭細が観察できた。組織学的所見としては、20週齢におけるrdyホモ個体は外顆粒層及び杆状体錐体層消失が認められた。pinkeyeーrdyにおける白内障の発症頻度は、23%のHellen,H.Hessらの報告があるが、我々のpinkeyeーrdyは15/30(50%)の頻度であった。代々選抜交配をすることにより白内障の発症率が高まり小眼球症及び斜視が観察されるようになった。このことにより系統育成は両親共に両眼小眼球同士の交配を行うように心掛け、前述の組合せが不可能な場合は、小眼球と白内障の交配又は両親共に白内障同士の交配を行いながら系統維持した。小眼球同士の交配により白内障が多数観察されることにより網膜変性症のpinkeyeーrdyの白内障の遺伝様式は、ホモタイプでは小眼球症、ヘテロタイプでは白内障を示す常染色体性単一劣性遺伝ではないかと考えられた。pinkeyeーrdyとblackeyeーrdyにおける白内障の発症頻度は23%、3%でありピンクアイの遺伝子がp/pとP/P以外何も違わないにもかかわらず網膜変性の病理所見及び白内障の発症率が異なることの原因究明のために、今後毛色がブラックで眼色がブラックの系統にpinkeyeーrdy又はblackeyeーrdyのrdy遺伝子の遺伝子導入を行う、congenic strainの育成が望まれる。ガラクト-ス及びサッカロ-スを用いた投与実験では約2週間後に白内障が肉眼的に観察される以外は網膜変性に対して何も影響がなかった。眼底写真の判定は名系統、各週齢ごとに眼底血管の血管数、分岐、蛇行、交叉、拡張(眼底写真のいちばん外側で血管の幅が1.5mm以上)、狭細(眼底写真のいちばん外側で血管の幅が0.5mm以下)、過蛍光・色素沈着について検討した結果、血管数は1217本見られた。拡張、狭細は全ての系統でみられ、蛇行はp/+で多く見られた。過蛍光及び色素沈着はp/+で15週齢よりみられ背景過蛍光については35週齢より見られた。色素沈着は、pl+以外の系統では見られなかった。背景過蛍光は正常のアルビやピンクアイp/pにおいても見られた。RCS/Nの白内障・小眼球症の併発は、今回の実験期中においては数例しか見られなかった。組織学的検討を行った結果、3週齢においては、rdy/+には異状は認められなかった。しかし、RCS/Nではすでに杆状体錐状体層の杆状体に変性が見られ、それに伴い外顆粒層の杆状体の核にも変性がみられた。そのほかの層には異状は見られなかった。20週齢ではrdy/+には異状は認められなかった。RCS/Nでは完全に外顆粒層、杆状体層が消失していた。そのほかの層には異状はなかった。p/rでは外顆粒層、杆状体層の消失が認められた。螢光眼底写真を行ったところ、乳頭部に血管瘤が見られたためさらにくわしく検討するために、樹脂注入鋳型標本を作製し、さらにくわしく検討したい。40%ガラクト-ス

添加飼料を生後3週齢のRCS/Nーrdy/rdyーp/p,RCS/Nーrdy/+-p/p,RCS/Nーrdy/rdy-P/pの3系統に与えたところ、実験開始後7日目においてRCS/NーP/pにおいて2雄10匹中2匹において水晶体の混濁がみられた。雌においても10匹中3匹において肉眼的な水晶体の混濁がみられた。RCS/Nーrdy/rdyーp/p,RCS/Nーrdy/+-P/pにおいても同種の結果が得られ実験開始後14日目においては雄10匹中10匹において水晶体の混濁が見られ、雌においても10匹中10匹において水晶体の混濁が見られた。RCS/Nーrdy/rdyーP/pにおいても10匹中10匹において水晶体の混濁がみられた。これ以後、Diet reversalについて検討するため10匹中5匹については、通常の固型飼料を与え、他の5匹については、40%ガラクト-ス添加飼料を15週齢まで与えた。15週齢において解剖し組織学的検索を行なったところ、網膜変性に対してガラクト-スは何も影響しないことがわかった。BNラット(aabbHHPP)とRCS/Nーrdy/rdyーp/p(aaBBhhpp)と交配させF_1においてはブラックの動物、F_2においてはブラックピンクアイ(aaBBpp)とブラウンピンクアイについて組織標本を作ったところ、網膜変性(rdy)の遺伝子は、どちらにも同じ割合でみられた。遺伝性網膜変性症ラット(RCS/Nーrdy/rdyーp/p,RCS/Nーrdy/rdyーP/P)の飼料にサッカロ-スを25%混入させ、生後3週齢より動物に食べさせ実験したところ、実験開始後2週間後には肉眼的にも白内障が雌雄ともに観察された。動物は両眼共に白内障が観察され・病理学的には水晶体の混濁が見られた。投与後14日目のサッカロ-スを投与した動物には前年度の実験に見られたような、Y字状の細胞増殖した所が見られなかった。遺伝性網膜変性症にサッカロ-スを投与しても、網膜変性の進行に影響はなかった。BNラット(aabbHHPP)とRCS/Nーrdy/rdyーp/p)との交配を行いF_1,F_2において網膜変性と毛色との関連性をしらべた所、F_1において、すべて正常であり、F_2においては、すべての場合(すべての毛色)に網膜変性が見られた、しかし例数が23例しかないので、今後さらにくわしく検討したい。
白色LED用新規酸窒化物蛍光体の開発

本年度は,白色LEDへの応用が可能な新規酸窒化物蛍光体の開発を目指して新物質合成に取り組んだ。具体的には, SrO-SiO_2-Si_3N_4系で報告の少ない組成領域に対して20種類の人工組成を設計し合成を行った。その結果, Sr:Siが1:1-1.5でかつO:Nが7-27:2のときに新規物質が形成されること,ならびにその新物質に二価のユーロピウムをドーピングすると可視光励起下において赤色に発光することを見出した。走査型電子顕微鏡とカソードルミネッセンスおよび特性X線組成分析を組み合わせることで,新物質がSr:Siが1:1であることを突き止めた。さらに,合成条件を検討することによって,高い相純度の新物質を合成することに成功し,二価のユーロピウムをドーピングした新物質が, 300-500nmの波長の光での励起によって635nmに極大を有するブロードな赤色発光を示す蛍光体として機能することを明らかにした。単結晶を育成してX線構造解析を行ったところ,新物質が一次元の頂点共有SiO_4鎖骨格から形成されるSrSiO_<3-3x>N_<2x>の組成の物質であることを突き止めた。得られた物質の窒素含有量は大きくなく,酸素の約6%にとどまっていた。これらの結果より,新物質の組成が酸化物に近い組成であるにもかかわらず少量の窒素置換によって既知のSrSiO_3とはまったく異なる結晶の物質が合成できることを突き止めた。本研究の成果は,類似した組成であっても少量の窒素置換によって異なる構造の物質を合成できることを示唆している。結晶構造の発光特性に与える影響は大きいため,少量の窒素置換が発光特性制御の新しい手法として活用できる可能性が見出された。蛍光体として機能する新物質の合成に成功し,その蛍光特性,結晶構造を明らかにすることに成功した。さらに,少量の窒素置換により新しい結晶構造の新物質が構築されることを見出した点は,蛍光体開発において有用な知見であるといえる。平成27年度は,辞退のため今後の推進方策なし。
自己組織化高分子単分子膜による金表面の二次元構造制御とタンパク質の表面認識挙動

本研究では、種々の表面特性を有する有機シラン単分子膜表面へのγ-グロブリン(lgG:等電点、pl=6.4-9.0)の吸着挙動を表面プラズモン共鳴(SPR)および原子間力顕微鏡(AFM)観察に基づき検討し、材料表面-タンパク質間の相互作用機構を解明することを目的とする。オクタデシルトリクロロシラン(OTS)、パーフルオロオクチルエチルトリクロロシラン(FOETS)はラングミュアー・ブロジェット法により調製した。SPR測定によりlgGは、各単分子膜の表面に接触後、直ちに吸着し、10分程度で吸着平衡に達することが明らかになった。pH=4.7の場合には、pH=7.5の場合と比較して各単分子膜表面へのlgGの吸着量が低下した。lgGの等電点近傍のpH=7.5の場合、lgGは電気的に中性であり、単分子膜表面へ密に吸着することができるため、高い吸着量を示すのに対し、等電点以下のpH=4.7の場合、lgG分子は正に帯電していることから、既に吸着しているlgGとの静電反発によりpH=7.5の場合と比較してlgGの吸着量が低下したと考えられる。表面自由エネルギーの異なる相分離構造を有する(OTS/FOETS)混合単分子膜表面へのlgGの吸着状態を検討するため、AFM観察を行った。pH=7.5の場合、lgGはOTS、FOETS両相に吸着したのに対し、pH=4.7では、lgGはマトリクスであるFOETS相へ選択吸着した。pH=4.7で選択吸着が観察されたのは、OTSおよびFOETS相の表面自由エネルギーの差と静電反発に起因すると考えられる。すなわち、OTS相と比較して、lgG溶液との界面自由エネルギーがより大きいFOETS相へlgGが吸着した方が系の界面自由エネルギーの極小化の観点から有利であること、さらに吸着条件がlgGの等電点以上であることからFOETS相に吸着したlgGと溶液中のlgGの間に静電反発が起こるためと考えられる。
プロポフォール誘導性ミトコンドリア依存性細胞障害のHIF-1活性化による抑制

プロポフォール注入症候群の病態の分子機序の解明を目指してプロポフォールの標的器官としてミトコンドリアを想定し,細胞内エネルギー代謝,ROS産生,細胞死などの観点からプロポフォールの毒性発現の機序解明を目的とする研究を遂行した。初年度以下の研究成果を得た。様々なミトコンドリアDNA変異を持つtransmitochondrial cybrids細胞を用い,ミトコンドリア機能異常とプロポフォールの細胞毒性の関連を明らかにした。次にVHL(Von Hippel-Lindau;フォンヒッペル・リンドウ)遺伝子が欠損していて転写因子hypoxia-inducible factorが通常状態でも活性化しているという性質を持つ腎臓癌由来の細胞株RCC4細胞とRCC4細胞に遺伝子工学的にVHLを導入した細胞(RCC4-VHL細胞)をもちいてプロポフォール毒性を比較したところRCC4細胞ではプロポフォールによる細胞死が起こりにくいことを明らかにした。この現象の分子生物学的な機序を検討したところRCC4細胞では低酸素誘導性因子1(hypoxia-inducible factor 1、以下「HIF-1」)が持続的に活性化している事により細胞ではGLUT1・LDHAの働きにより、グルコースがピルビン酸→乳酸へと代謝される解糖系が優位な代謝経路に変換されている事、さらにまたPDK1の働きによりピルビン酸がミトコンドリアに運ばれアセチルCoAに変換される経路が抑制されるため、ミトコンドリア呼吸鎖への電子の供給が抑制されている事を見いだした。発症メカニズムの基盤としてプロポフォールがミトコンドリア機能の障害をもたらしその結果発生する活性酸素種(ROS)が細胞死をもたらす現象を見出し報告していたが、今回の研究でHIF-1の遺伝子工学的または薬理学的な人為的な活性化により細胞死を低減し得ることを示した。研究計画通りに研究が進行して論文の公刊を果たした。プロポフォールの細胞毒性の発揮においてミトコンドリアの関与が重要である事があきらかになった。今後はプロポフォールの標的分子を同定してさらに詳細な分子機序の解明を目指す。研究の遂行にあたり必要に応じて無駄のない研究費の執行に務めたため、当初の見込み額と執行額に差額が生じたが、研究計画に大きな変更はなく当初の予定通りに研究を遂行し、適切な研究費の使用に務める。
プレート境界地震発生層の微細構造と微小地震の空間分布

プレート境界地震の地震活動に対応するプレート境界の地震波反射効率の空間的な変化に関する理解をさらに進めるため,海底地震計によりとらえられたプレート境界面からの広角反射波の波形データに対して反射法地震探査で従来用いられてきた処理手法を適用することにより,反射効率の空間変化のマッピングに成功した.また,人工地震探査によって得られた速度構造を用いて,探査領域で発生する微小地震の詳細な震源分布を求めた.その結果を上記のプレート境界面での地震波反射効率の空間変化と比較すると,顕著な地震活動が低調な領域で特に強い反射波を観測しているという,申請者を含む研究グループが従来主張してきた観測事実をサポートする結果を得た.従来,地震波反射効率と地震活動度の空間的対応関係は,陸上地震観測網によって決定された震源分布との比較に基づいて議論されてきたが,探査域での地震観測によって決定した震源分布を比較対象として用いることができるようになった点で,本研究の結果は重要である.本年度は,東京大学地震研究所用船航海によるエアガン-海底地震計を用いた海底地震観測に参加し,従来の探査域より南側の宮城沖海域において,非常に高品位のプレート境界から広角反射波データを得ることに成功した.将来発生すると予想されている宮城県沖地震震源域の海溝側延長にあってそこでのプレート間カップリング強度の評価は,地震の規模予測の上で重要な課題であるが,本研究で開発したデータ解析手法を用いることによって反射効率の空間変化を求めることができれば有益な知見を与えることになると期待され,本研究期間の終了後も継続して解析/研究を進めていく予定である.プレート境界地震の地震活動に対応するプレート境界の地震波反射効率の空間的な変化に関する理解をさらに進めるため,平成13年度は東京大学海洋研究所研究船「白鳳丸」航海によるエアガン-海底地震計を用いた海底地震観測に参加し,地震探査データの取得を行った.観測はおおむね順調であり良好な探査データを得ることに成功した.現在データの処理を進めているが,本研究を着想した背景となった,平成8・9年度に行った地震探査データに見られるプレート境界からの反射波が明瞭に記録されている.一方で,三陸沖において平成8・9年度に実施した人工地震探査の解析を進めることにより,プレート境界での地震活動に対応するプレート境界の地震波反射効率の違いについての検討を進めた.解析対象となるデータセットをさらに増やして解析を行い,これまでに得ている反射効率の空間分布をサポートする結果が得られた.さらに,今年度実施した地震探査と同時に微小地震観測を行った.このデータも現在処理中であるが地震探査のために従来と比べてはるかに稠密なアレイによる観測を行ったため、特に深さ方向に高精度の震源決定が可能となるだろう.また,人工地震探査の走時データとあわせて3次元トモグラフィ解析を行うことにより,地震活動度の空間変化と上・下盤プレート内部の速度不均質構造との比較を進めていく予定である.地震波反射効率の空間パターンが示すように,プレート境界のごく近傍における地震波速度構造はそこでの地震活動と相関を持つが,それがプレート境界に局在した構造変化なのか、境界面の外側方向に広がりをもった構造変化なのかを明らかにすることは,地震学的構造と地震活動度が相関を持つ原因を考える上で有用な手がかりを与えるであろう.プレート境界地震の地震活動に対応するプレート境界の地震波反射効率の空間的な変化に関する理解をさらに進めるため,海底地震計によりとらえられたプレート境界面からの広角反射波の波形データに対して反射法地震探査で従来用いられてきた処理手法を適用することにより,反射効率の空間変化のマッピングに成功した.また,人工地震探査によって得られた速度構造を用いて,探査領域で発生する微小地震の詳細な震源分布を求めた.その結果を上記のプレート境界面での地震波反射効率の空間変化と比較すると,顕著な地震活動が低調な領域で特に強い反射波を観測しているという,申請者を含む研究グループが従来主張してきた観測事実をサポートする結果を得た.従来,地震波反射効率と地震活動度の空間的対応関係は,陸上地震観測網によって決定された震源分布との比較に基づいて議論されてきたが,探査域での地震観測によって決定した震源分布を比較対象として用いることができるようになった点で,本研究の結果は重要である.本年度は,東京大学地震研究所用船航海によるエアガン-海底地震計を用いた海底地震観測に参加し,従来の探査域より南側の宮城沖海域において,非常に高品位のプレート境界から広角反射波データを得ることに成功した.将来発生すると予想されている宮城県沖地震震源域の海溝側延長にあってそこでのプレート間カップリング強度の評価は,地震の規模予測の上で重要な課題であるが,本研究で開発したデータ解析手法を用いることによって反射効率の空間変化を求めることができれば有益な知見を与えることになると期待され,本研究期間の終了後も継続して解析/研究を進めていく予定である.
熱帯性ハタ科魚類における月周性産卵機構の解明

生物が月の相に合わせて産卵を行うことを月周性産卵と呼び、そのような生物は種ごとに決まった月の相で産卵するおよそ1か月の月周性リズムを示す。月周性産卵の制御には夜間の月光が深く関与することが示唆されているが、その発振機構については不明な点が多く残っている。本研究では月周性産卵の仕組みを明らかにするための基礎的な知見を得ることを目的として、外部光環境を体内へと伝達する役割を果たすホルモンであるメラトニンが月周性産卵魚カンモンハタの視床下部ー脳下垂体ー生殖腺系(HPG軸)へと与える影響を検証した。本年度では2回のメラトニン投与実験を以下の通りに実施した。(1)長期投与実験(2018年6月):自然界から採取した雌個体にメラトニンを浸透圧ポンプによって約3週間投与を行った。その結果、脳下垂体域の生殖腺刺激ホルモンベータサブユニット遺伝子(fshβとlhβ)の発現が抑制されることをリアルタイムPCR法で確認した。(2)短期投与実験(2018年9月):(1)と同様に採取した雌個体にメラトニンを投与した。7時間後のHPG軸への影響は見られなかった。以上の結果から、メラトニンはHPG軸の脳下垂体に対して抑制的に作用することが明らかとなった。この現象は、恒常的な血中メラトニン高濃度状態が生理的な新月状態を模した結果、HPG軸が抑制されたと考えられ、カンモンハタの生殖活性が月光によって調節されていることを示唆している。このことは、およそ1か月周期の月光の量的変化が、メラトニンを介して月周性の生殖腺発達を調節するという仮説を支持する形となった。実験計画の通りにサンプリングを行い、カンモンハタの脳内の生殖関連遺伝子の発現量の定量を実施した。それによって、本種の月周性産卵の発振機構にメラトニンが関与する可能性を示す結果を得た。既にこれらのデータについての英語論文の執筆を終え、査読中にあるため。本年度においては、飼育水温の急激な変化によって、飼育個体がへい死したために当初の実験計画であった「月光条件下飼育実験」の実施に至らなかった。そのため、対応策として供給海水の備蓄水槽を設置し、当該水槽においてヒーターやクーラーを用いて水温を制御する体系を設備することで安定した水温条件下での飼育環境を整備する。その上で、次年度において再度実験を実施する予定である。また、本年度で得られた結果を精査し、脳下垂体細胞に対するメラトニンの影響についても明らかにしていく予定である。