hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
膀胱癌に対する内視鏡下超音波遺伝子治療への基礎的研究

キャビテーションの発生が容易と予想されるラット膀胱内に細胞縣濁液を注入し、遺伝子導入効率への超音波照射の影響を検討してきた。具体的には、4週齢雌Wisterラット膀胱内に経尿道的にカテーテルを挿入。膀胱内ヘヒト膀胱癌細胞株T24細胞縣濁液およびレポーター遺伝子(pBKCMV-luc)を注入し、ラット下腹部から経皮的に超音波(1MHz、0.78W/cm^2、duty cycle30%、1分間)を照射した。必要に応じ超音波造影剤(レボビスト)、および"対象細胞群を遺伝子導入されやすい状態にする"細胞膜修飾としての局所麻酔剤(リドカイン)或いは温熱(42°C)処理を縣濁液に添加した。照射後、細胞縣濁液を回収し、一定時間培養後遺伝子導入効率を検討した。レボビスト非存在下ではほとんど認められなかったルシフェラーゼ発現量は、レボビスト濃度依存性に増強された。また局所麻酔剤(リドカイン)或いは温熱(42°C)添加による細胞膜修飾による超音波遺伝子導入効率の増強効果はラット膀胱内でも確認された。超音波遺伝子導入法にとり膀胱はいくつかの解剖学的利点を有し、先述した"対象細胞群を遺伝子導入されやすい状態にする"細胞膜修飾法との併用など、更に遺伝子導入効率の向上が期待できる。また超音波キャビテーションにより発生される微弱な光(ソノルミネッセンス)を利用した音響化学療法についても、接着状態のT24細胞においてHematoporfirin存在下に超音波照射を行った場合、一定の細胞致死効果が確認された。膀胱内はキャビテーションを生じやすく超音波による遺伝子治療・Drug deliverysystemなど膀胱内超音波治療への展開が期待された。音響化学療法等新たな超音波癌治療との併用も可能と思われ、今後さらに改良を重ね治療への応用も期待できる技術と考えられた。膀胱内へヒト膀胱癌細胞株T24細胞縣濁液およびレポーター遺伝子(pBKCMV-luc)を注入し、ラット下腹部から経皮的に超音波(1MHz、0.78W/cm^2、duty cycle30%、1分間)を照射した。今後、本法はさらに改良され、治療への応用も十分期待できる遺伝子導入技術であると考えられる。また今回の研究目的である、膀胱癌に対する超音波遺伝子治療の基礎的研究をおいても、局所麻酔剤或いは温熱処理による導入効率増強効果の応用発展を考えている。キャビテーションの発生が容易と予想される

ラツト膀胱内に細胞縣濁液を注入し、遺伝子導入効率への超音波照射の影響を検討してきた。具体的には、4週齢雌Wisterラット膀胱内に経尿道的にカテーテルを挿入。膀胱内ヘヒト膀胱癌細胞株T24細胞縣濁液およびレポーター遺伝子(pBKCMV-luc)を注入し、ラット下腹部から経皮的に超音波(1 MHz、0.78 W/cm^2、duty cycle 30%、1分間)を照射した。必要に応じ超音波造影剤(レボビスト)、および"対象細胞群を遺伝子導入されやすい状態にする"細胞膜修飾としての局所麻酔剤(リドカイン)或いは温熱(42°C)処理を縣濁液に添加した。照射後、細胞縣濁波を回収し、一定時間培養後遺伝子導入効率を検討した。レボビスト非存在下ではほとんど認められなかったルシフェラーゼ発現量は、レボビスト濃度依存性に増強された。また局所麻酔剤(リドカイン)或いは温熱(42°C)添加による細胞膜修飾による超音波遺伝子導入効率の増強効果はラット膀胱内でも確認された。超音波遺伝子導入法にとり膀胱はいくつかの解剖学的利点を有し、先述した"対象細胞群を遺伝子導入されやすい状態にする"細胞膜修飾法との併用など、更に遺伝子導入効率の向上が期待できる。また超音波キャビテーションにより発生される微弱な光(ソノルミネッセンス)を利用した音響化学療法についても、接着状態のT24細胞においてHematoporfirin存在下に超音波照射を行った場合、一定の細胞致死効果が確認された。膀胱内はキャビテーションを生じやすく超音波による遺伝子治療・Drug deliverysystemなど膀胱内超音波治療ヘの展開が期待された。音響化学療法等新たな超音波癌治療との併用も可能と思われ、今後さらに改良を重ね治療への応用も期待できる技術と考えられた。
東ティモールにおける社会的紐帯の生成と維持に関する人類学的研究

2018年度は文献研究と現地調査を行った。現地調査は8月20日から9月4日にかけて約二週間、東ティモールに渡航して実施した。東ティモールでは「青年の十字架」について、聞き取り調査を行った。さまざまな出身地から来る人々が集まるディリの都市部において、「青年の十字架」と呼ばれる信心業が社会的紐帯の創出と維持のために重要な役割を果たしていることが、前年度までの調査で確認されたため、これに関する情報を収集した。モニュメントが多く残る内陸部のエルメラ県と、最初に信心業が行われたバウカウ県を訪問して、カトリック教会関係者を中心にインタビュー調査を行った。また、ラウテム県のカトリック教会関係者で、導入に際して中心的な役割を果たした人物ともディリでコンタクトすることができたため、インタビュー調査を行った。これらの聞き取り調査を通じて、「青年の十字架」の導入の経緯やその背景に関する情報が得られた。研究実績に記したとおり、関連する情報は蓄積されつつある一方で、研究遂行のためにいくつかの点で支障があったことは否めない。まず、2018年度は、校務との関係で2018年夏期の渡航しかできなかったため、調査のための十分な滞在期間が確保できなかった。また、現地調査の際に、大規模な道路補修工事が行われていたため、東部への移動が制限された。そのため、予定していた地方都市での調査を断念せざるを得なかった。時間的制約の中で、地方都市への調査と都市部での聞き取り調査を並行して実施していくことが三年目以降の課題である。三年目以降は、引き続き現地調査を実施しつつ、研究成果の公表に努める。現地調査は、都市集落住民の地方に住む家族との社会的関わりについてのデータを重点的に収集したいと考えている。特に「青年の十字架」をめぐる情報の伝達に注目していきたい。研究成果の公表については、口頭報告に補足と改稿を加えて、学術雑誌に投稿する準備を進める。2017年度は文献資料の収集と現地調査を実施した。文献資料については、国内外の東ティモール地域に関する研究および都市、国家、ネーションに関する人類学的研究の文献を購入・複写して講読に努めた。東ティモール滞在時には現地語で書かれた出版物も入手した。現地調査は二度に分けて実施した。2017年8月は首都ディリに滞在して、調査予定の集落で予備的なインタビューを行った。また、NGO関係者と面会して、ディリのみならず東ティモール全体における土地問題についての概況を得た。また、若者の問題を取り扱うNGO団体を訪ねて、ディリ周辺の集落における若者の社会問題についてインタビューを実施した。2018年2月には首都ディリの集落でインタビュー調査を行ったほか、内陸部のエルメラ県を訪問した。初年度の調査を通じて、調査予定の集落をほぼ定めることが出来た。国内各地からの移民からなる同集落で実施したインタビューを通じて、1.血縁関係や姻戚関係だけでなく、独立闘争時の抵抗運動を通じて培った人的ネットワークが、集落での居住開始のきっかけとなっていること、2.こうした関係が居住後も維持され、時宜に応じて人々の社会生活の中で意味のあるものになっていること、がわかった。また、同集落の社会問題を解決するべく開催された和解行事が、今なお住民の間で強い影響力を持っていることがわかった。同行事は、東ティモールで広く実践されているカトリックの信心業を基軸として行われているため、ディリ以外の他地域において、同様の信心業の実践についても注意を向けなければならないことが示唆された。エルメラ県への予備的訪問を実施できたことなど、次年度以降の調査の足がかりを築いたことも本年度の研究成果として付記しておきたい。二回の東ティモール渡航を通じて、首都ディリにある集落を中心的な調査地として定められたのは第一の成果として挙げられる。同集落において村長らとも面会しており、次年度以降の調査の足がかりを確保できた。都市集落で行われている文化的な実践を、人々の出身地との繋がりの中でみる必要があることも、現地調査の中で得られた成果であるが、地方への渡航は準備段階にとどまっている。まずはディリでの情報収集を優先して、その後で地方都市での調査を行っていきたいと考えている。他方、ディリにある他の集落の概況については、まだ情報が充分に得られていないため、次年度以降、状況に応じて他の集落との比較検討を実施していきたい。文献資料収集については、新しいものを含めて国内外の関連する諸研究を手にすることが出来ているため、これらを参照しつつ論点の明確化に努めたい。また、2017年11月に行った研究発表の折には、国内外の他の東ティモール研究者と意見交換を行えた。研究成果の公表についても、おおむね順調に進んでいると判断しうる。これまで行ってきた現地調査の成果は2017年11月に開催されたシンポジウムで発表したほか、学術雑誌に投稿して掲載された。外国語での論文執筆と公表が、二年目以降の課題である。

さまざまな出身地から来る人々が集まるディリの都市部において、「青年の十字架」と呼ばれる信心業が社会的紐帯の創出と維持のために重要な役割を果たしていることが、前年度までの調査で確認されたため、これに関する情報を収集した。モニュメントが多く残る内陸部のエルメラ県と、最初に信心業が行われたバウカウ県を訪問して、カトリック教会関係者を中心にインタビュー調査を行った。また、ラウテム県のカトリック教会関係者で、導入に際して中心的な役割を果たした人物ともディリでコンタクトすることができたため、インタビュー調査を行った。これらの聞き取り調査を通じて、「青年の十字架」の導入の経緯やその背景に関する情報が得られた。研究実績に記したとおり、関連する情報は蓄積されつつある一方で、研究遂行のためにいくつかの点で支障があったことは否めない。まず、2018年度は、校務との関係で2018年夏期の渡航しかできなかったため、調査のための十分な滞在期間が確保できなかった。また、現地調査の際に、大規模な道路補修工事が行われていたため、東部への移動が制限された。そのため、予定していた地方都市での調査を断念せざるを得なかった。時間的制約の中で、地方都市への調査と都市部での聞き取り調査を並行して実施していくことが三年目以降の課題である。引き続き、現地調査と文献資料調査の二つを軸に研究を進めていく。2018年度も東ティモールに渡航して、ディリの調査地で情報のフォローアップに努めるほか、エルメラとラウテムなど、地方での調査も視野に入れて準備を進める。文献資料収集については、英語で書かれた東ティモール研究関連書籍を中心に、引き続き収集と講読に務めたい。こうした調査の他に、研究成果の公表も進める。2018年度前半に国内学会と国際学会での発表がそれぞれ決定しており、これまでに得た成果を発表する。とりわけ、後者については、国際的な研究ネットワークを構築するうえで重要であるため、すでに発表が決定しているもののほかにも、積極的な参加を検討する。こうした口頭発表の成果は雑誌論文としてとりまとめていく。三年目以降は、引き続き現地調査を実施しつつ、研究成果の公表に努める。現地調査は、都市集落住民の地方に住む家族との社会的関わりについてのデータを重点的に収集したいと考えている。特に「青年の十字架」をめぐる情報の伝達に注目していきたい。研究成果の公表については、口頭報告に補足と改稿を加えて、学術雑誌に投稿する準備を進める。2018年8月9月の調査日程を、想定していたよりも三日ほど短縮したため。2019年度は滞在期間を確保できる見込みのため、繰越額と2019年度予算額と合わせて、旅費として執行する予定である。
動画像解析システムの開発に関する研究

(1)動画像処理システムの改良前年度に開発した動画像処理システムをもとに、システムの改良を行った。画像処理装置を制御する計算機をより高性能なものに変換した。このため、システムの制御に用いていたプログラムを変更した。これにより単位時間当たりの処理能力が向上した。(2)車両の認識システムの開発車両の認識システムに、視覚パタン認識能力と学習能力を持つ神経回路モデル“コグニトロン"を応用した。移動する車両の位置を追跡するとき、異なる映像において同じ車両を結びつけるため、車両の認識システムが必要になる。学習したデータの判別には強いが、学習時間が長い・相似形の判別が困難・計算機の容量が足りない等の問題点があり、現在のパソコンレベルの計算機での実用は難しいと言えた。(3)幹線道路の交通流パラメータの算出改良した動画像処理システムを用いて、前年度に続き車両の発進加速度の測定を行った。冬期における交差点の交通容量の低下は、車線幅員の減少及び路面のすべり摩擦係数の低下による車両の発進加速度の低下が主な原因と考えられる。ここでは、路面状態の時間的な変化による車両の発進加速度の測定を行った。車両の認識は、自動認識システムの成果が不十分であったので前年度と同様に輝度値を直接用いることにより行った。車両の移動を任意の時間間隔で測定し、時間の関数として近似式を求め、速度と加速度を計算した。車両は、路面の滑り抵抗値の変動に敏感に応答する挙動を示した。滑り抵抗値が20前後のとき車両は0.1g程度の一定の加速度を示した。路面の滑り抵抗値が大きくなるにしたがって、最大0.3g程度の値を示す周期的な加速を行っていた。ビデオ画像に記録された空間的輝度値の変化を利用した動画像処理を用いた交通流計測システムを開発した。ビデオ画像を用いた動画像処理による計測は、従来の計測に比較して柔軟で高度な情報収集機能を果たすことができる。しかし、デ-タ量が膨大であり、これまで大型の画像処理システムがなければ解析が不可能であった。今年度開発した動画像処理システムの大きな特徴は、VTR装置の制御・画像処理・デ-タ解析等の連続的な処理をパソコンにより可能とした点にある。道路の車線に沿ってサンプル点を網目状に配置し、各点の空間的輝度値変化から車両の存在の検出を行った。パソコンにより制御される内容を以下に示す。a)画像再生装置の制御:ビデオ画像は、毎秒30枚のフレ-ムにより構成されている。動画像処理においてビデオ画像のフレ-ム番号を処理システム全体の時間軸とするためフレ-ム番号をコ-ド化する必要がある。本システムでは、タイムコ-ドジェネレ-タにより画像のコ-ド化を行った。b)画像処理装置の制御:ビデオ画像は、画像処理装置によりデジタル化されパソコンのメモリに取り込む。この画像処理装置はビデオ信号をRGB信号に分離し、それぞれ256階調の輝度値に変換する能力を有する。メモリに取り込まれた画像の輝度値を必要な型式に処理し、外部記憶装置に記録する。道路の空間的な輝度値を測定することにより車両の移動状況を識別するシステムを開発した。しかし、複雑な道路空間での計測を考えるならば、本システムの車両の認識に関するアルゴリズムは決して十分とは言えなかった。来年度においては、本システムにより交差点における種々の交通流パラメ-タを計測する。また、同時に画像処理による車両の認識に関して、新たなアルゴリズムの開発を行なう。画像処理装置を制御する計算機をより高性能なものに交換した。(2)車両の認識システムの開発車両の認識システムに、視覚パタン認識能力と学習能力を持つ神経回路モデル"

コグニトロン"を応用した。移動する車両の位置を追跡するとき、異なる映像において同じ車両を結びつけるため、車両の認識システムが必要になる。学習したデ-タの判別には強いが、学習時間ガ長い・相似形の判別が困難・計算機の容量が足りない等の問題点があり、現在のパソコンレベルの計算機での実用は難しいと言えた。(3)幹線道路の交通流パラメ-タの算出改良した動画像処理システムを用いて、前年度に続き車両の発進加速度の測定を行った。冬期における交差点の交通容量の低下は、車線幅員の減少及び路面のすべり摩擦係数の低下による車両の発進加速度の低下が主な原因と考えられる。ここでは、路面状態の時間的な変化による車両の発進加速度の測定を行った。車両の認識は、自動認識システムの成果が不十分であったので前年度と同様に輝度値を直接用いることにより行った。車両の移動を任意の時間間隔で測定し、時間の関数として近似式を求め、速度と加速度を計算した。路面状態が滑りやすい状態から湿潤の状態に短時間に変化するような状況を捉えるようとしたため、観測の実施が遅れた。そのため、現在測定結果の取りまとめを行っている状況である。
精子幹細胞ニッチと血管のワイヤリング

血管は精細管表面を網の目状に覆います。近年、血管が精子幹細胞の空間パターンを規定することが示され、血管が精子形成の連続性に関わることが予想されました。しかし、血管がどのように幹細胞や精子形成を制御するかは不明なままでした。これまでに、精子幹細胞とそれを制御するニッチを明らかにするため、幹細胞が好んで存在する血管近傍の細胞群をレーザーマイクロダイセクションにより採取し、発現遺伝子をスクリーニングしてきました。さらに、同定された遺伝子の機能解析を通して、ニッチに当てはまる細胞を同定しました。この細胞は血管に沿って分布し、幹細胞の数を制御することが明らかとなりました。精巣では、幹細胞とニッチ細胞が血管に沿って分布しますが、血管と幹細胞が直接的に相互作用することはありません。一方、他の組織の幹細胞は血管に沿って存在し、しばしば直接的に相互作用します。本研究を基盤にして、血管ーニッチ細胞ー幹細胞の相互作用を比較し、相違点を明確にすることで、組織間に共通する幹細胞ニッチの基本原理を抽出できると考えられます。26年度が最終年度であるため、記入しない。マウス精巣において、精子の大元となる精子幹細胞は血管近くに偏って存在します。しかし、血管が精子幹細胞を調節しているかは不明なままでした。私たちはこれまで、血管近くの細胞群をレーザーマイクロダイセクションにより採取し、発現遺伝子を探索してきました。さらに、同定された遺伝子の機能解析を通して、精子幹細胞を外因的に制御する微小環境、ニッチに当てはまる細胞を同定しました。この細胞は血管に沿って分布し、幹細胞の数を制御することが示唆されました。同定した細胞は血管と幹細胞のクロストークの中心になると考えられます。今後、同定したニッチ細胞を軸に、血管がどのように精子幹細胞を調節するかを詳細に調べます。血管は様々な器官の恒常性を調節します。しかし、血管が精子形成の恒常性を制御するかは不明でした。本研究は、精子形成の恒常性を司る精子幹細胞が、ニッチ細胞や血管とどのように相互作用するかを調べます。これにより、血管による恒常性調節機構解明という重要な課題に迫ることができます。私たちがこれまで同定した細胞は、精巣の中でもとりわけ血管近傍に局在化し、精子幹細胞を制御することが分かってきました。今後、ニッチ細胞に発現する因子を遺伝学的により詳細に解析することで、ニッチ細胞がどのように精子幹細胞を制御するかを検討します。さらに、ニッチ細胞と血管の相互作用を調べ、ニッチ細胞が精子幹細胞や血管をどのように調節するかを調べます。独自に同定したニッチ細胞は、血管と精子幹細胞のクロストークの中心になると考えられます。これを検証するため、ニッチ細胞を減少させたり、異所的に増やしたりしたとき、血管と精子幹細胞の分布や挙動が変わるか調べ、ニッチ細胞が精子幹細胞や血管をどのように調節するか調べます。
振動職場の作業管理体制と振動障害特殊健康診断有所見率との関連

平成30年度は、労働衛生管理体制の予備調査として、既存の振動障害特殊健康診断データを解析した。和歌山県で主に林業に従事する者を対象とした特殊健康診断データ(平成28年度)において、肥満・高血圧・現在の喫煙の頻度を集計し、国民健康栄養調査データ(平成28年)をもとに、標準化有病率比を算出した。男性健診受診者における肥満(body mass index 25kg/m2以上)の有病率は30.5%で(全国男性28.6%、標準化有病率比1.02)、高血圧(収縮期血圧140mmHg以上、拡張期血圧90mmHg以上、または降圧剤の内服)の有病率は39.9%であった(全国男性57.4%、標準化有病率比0.97)。現在喫煙率は38.1%であった(全国男性30.2%、標準化喫煙率比1.02)。受診者は日本全国に比べて、肥満の有病率が高かったが、高血圧の有病率は低かった。労働による運動量の多さが高血圧の有病率低減に寄与していると考えられた。一方、現在喫煙率が高い状況にある。喫煙は、悪性新生物・循環器疾患・肺気腫のみならず振動障害にも有害である。しかし、喫煙の潜在的関連要因として、喫煙の種類(紙巻タバコ、加熱式タバコ、電子タバコ、その他)、各事業場における喫煙対策等に関する情報が不詳である。事業場における振動障害対策・生活習慣病対策・喫煙対策を含めた労働衛生管理体制の評価とその向上が今後の課題である。振動工具を取り扱う事業場における作業管理体制の郵送式質問票を用いた調査が未実施である。[平成31年度]和歌山県下の振動工具を取り扱う事業場(林業従事者・現業公務員等)を対象に、郵送式質問票による調査を行う。事業場の従業員数、その中で振動工具を取り扱う者の数、使用振動工具と使用時間、安全管理者・衛生管理者・安全衛生推進者・衛生推進者の選任状況、振動工具管理責任者の選任状況、振動工具の更新頻度、日振動ばく露量A(8)を用いたばく露評価の有無等、作業管理体制について質問する。また、和歌山県下の振動工具取扱労働者(林業・公務員等)を対象に、特殊健康診断を毎年秋季冬季に実施している。上述の作業管理体制と、特殊健診における有所見率(末梢循環障害・末梢神経障害・運動器障害の頻度、健康管理区分)の関連を評価する。協力の得られる和歌山県下事業場の作業現場(民間林業、県道、農林試験場等の作業場)で、振動工具ハンドル部の振動値を測定する。その結果から、作業者におけるA(8)を算出し、A(8)の値と評価区分([あ]2.5 m/s2以下、[い]2.5m/s2を超え5.0 m/s2以下、[う]5.0 m/s2を超える)および特殊健診における有所見率の関連を評価する。[平成32年度]得られた結果は、報告書や対策説明会等を通じて各事業場に報告する。その結果として、各事業場の作業管理体制に生じた変化(安全衛生人員の選任、A(8)の導入等)を、再度、郵送式質問票で調査する。必要に応じて、事業場へのモニタリングを行う。また、作業管理の変化が特殊健診における有所見率にどのように影響したかを評価する。

事業場の従業員数、その中で振動工具を取り扱う者の数、使用振動工具と使用時間、安全管理者・衛生管理者・安全衛生推進者・衛生推進者の選任状況、振動工具管理責任者の選任状況、振動工具の更新頻度、日振動ばく露量A(8)を用いたばく露評価の有無等、作業管理体制について質問する。また、和歌山県下の振動工具取扱労働者(林業・公務員等)を対象に、特殊健康診断を毎年秋季冬季に実施している。上述の作業管理体制と、特殊健診における有所見率(末梢循環障害・末梢神経障害・運動器障害の頻度、健康管理区分)の関連を評価する。協力の得られる和歌山県下事業場の作業現場(民間林業、県道、農林試験場等の作業場)で、振動工具ハンドル部の振動値を測定する。その結果から、作業者におけるA(8)を算出し、A(8)の値と評価区分([あ]2.5 m/s2以下、[い]2.5m/s2を超え5.0 m/s2以下、[う]5.0 m/s2を超える)および特殊健診における有所見率の関連を評価する。[平成32年度]得られた結果は、報告書や対策説明会等を通じて各事業場に報告する。その結果として、各事業場の作業管理体制に生じた変化(安全衛生人員の選任、A(8)の導入等)を、再度、郵送式質問票で調査する。必要に応じて、事業場へのモニタリングを行う。また、作業管理の変化が特殊健診における有所見率にどのように影響したかを評価する。当初予定していた事業場の作業管理体制についての質問紙調査が未実施であるためである。残額は質問紙調査等に充当する予定である。
骨格筋冷却による筋代謝制限下で行う運動トレーニング手法の開発

本研究は,骨格筋冷却状態で行う新たなトレーニング手法の開発を目的とした.まず,水温12°Cで30分間の下半身水浸を行った後,陸上で乳酸閾値強度の自転車運動を行った際に血中乳酸濃度の上昇など解糖系代謝の動員を確認した.次に,水温12°Cで30分間水浸の後,水中で自転車運動を行ったところ,同様に解糖系代謝の動員が示されたが,低水温による影響で運動継続が困難な対象者が見られた.そこで,水温15°Cに設定し,筋冷却状態で30分間の水中自転車運動トレーニングを週3回4週間実施し,前後にパフォーマンステストを行った.中立温度条件と比較し,筋冷却トレーニングが無酸素パワーを亢進させるという仮説について検証した.本研究は,骨格筋冷却による筋代謝制限下で行う運動トレーニング手法の開発を目的とする.筋温を平常温以下まで低下させることにより,酵素活性や有酸素代謝が制限され,低筋温の状態で運動を行うと,解糖系代謝の動員が促進されることが想定される.平成27年度は,下半身浴および冷却パッドを用いた一過性の筋冷却状態で乳酸閾値レベルの脚ペダリング運動を行わせ,その際の骨格筋代謝,呼気ガス代謝応答および血中乳酸濃度の評価を行った.その結果,冷却条件では,運動開始初期の酸素摂取動態の立ち上がりに遅延が見られ,有意に高い血中乳酸濃度が見られた.このことから,骨格筋冷却状態で行う運動時には解糖系代謝の動員が増加することが示唆された.また,筋冷却状態行うでトレーニング実験について被験者2名を対象にパイロットテストを行った.平成27年度の研究は筑波大学水泳研究室との共同研究で行った.国内外の学術集会において以下の研究発表を行った.大澤瑞樹,若林斉,仙石泰雄.冷水浴による筋温低下がその後の運動に及ぼす影響代謝様式に着目して.2015年日本水泳・水中運動学会年次大会,東京,2015.10.17-18平成27年度は当初利用を予定していた環境制御室の移設工事の影響で実験の遂行の遅延が懸念されたが,筑波大学水泳研究室の協力のもと実験環境の共同利用および共同研究者との連携による実験遂行がなされ,研究を前進させることができた.研究打ち合わせの結果,実験プロトコールを当初の予定から修正し,下肢ペダリング運動を対象とした.また,冷却条件における解糖系代謝の動員を明確に評価するために,運動強度を乳酸閾値強度に設定するなど有益な示唆が得られた.主な実験結果として,冷却条件で血中乳酸濃度が高値を示すなど,解糖系代謝の動員を示唆するデータが示された.骨格筋代謝の評価に用いた近赤外線分光法による骨格筋酸素動態のデータの解釈について,さらに検討を進める必要がある.国際会議を含む複数の学術集会において平成27年度中に成果の一部を速報できたことは当初の計画よりも前進している.しかしながら,平成27年度の研究は主に筋冷却時の一過性の応答を評価するところまでで,本研究課題の主要なテーマであるトレーニング効果の検証をするに至っていない.トレーニング実験については,2名のみを対象としたパイロットテストとして実施した.平成28年度には,トレーニング実験のプロトコールを修正し,対象者を増やして検証する.本研究は,骨格筋冷却による筋代謝制限下で行う運動トレーニング手法の開発を目的とする.筋温を平常温以下まで低下させることにより,酵素活性や有酸素代謝が制限され,低筋温の状態で運動を行うと,解糖系代謝の動員が促進されることが想定される.平成28年度は,3段階の水温条件(12,18,33°C)において30分間の下半身水浸を行った後,事前に33°C条件で設定した乳酸閾値強度の水中自転車運動を30分間行った.骨格筋代謝,呼気ガス代謝応答および血中乳酸濃度の評価を行った.その結果,33°C条件に比べて12°C条件では,有意に高い血中乳酸濃度が見られ,また,二酸化炭素排出量および呼吸交換比が有意に高値を示した.このことから,骨格筋冷却状態で行う運動時には解糖系代謝の動員が増加することが示唆された.なお,水温12°C条件では半数の対象者が15分以降運動継続困難であったことから,今後実施予定の筋冷却状態で行うトレーニング実験では,15°C程度の水温設定が望ましいと考えられた.本年度の研究は筑波大学体育系ヒューマン・ハイ・パフォーマンス先端研究センターとの共同利用研究として実施された.国内外の学術集会において以下の研究発表を行った.若林斉,大澤瑞樹,李柯,坂上輝将,仙石泰雄.骨格筋冷却下で行う乳酸閾値強度自転車運動時に見られる代謝応答.第71回日本体力医学会大会,盛岡,2016. 9.23-2528年度より筑波大学の仙石泰雄氏を研究分担者として追加し,また,筑波大学体育系ヒューマン・ハイ・パフォーマンス先端研究センターとの共同利用研究として本課題を実施した.水中自転車エルゴメータや恒温水槽などの実験環境の共同利用および大学院生を含めた共同研究者との連携による実験遂行がなされた.この共同研究によって,研究開始当初に比べ飛躍的に実験設定,研究内容の充実を達成することができ,途中経過を報告した研究発表においても好評化,興味関心を得ている.

28年度中に主要なテーマであるトレーニング実験の遂行には至らず,最終年度に持ち越されたものの,トレーニングを実施する際の水温設定や運動強度について,十分な知見を得ることができた.29年度早期にトレーニング実験に着手予定であり,すでに実験対象者の募集や実験スケジュールおよびプロトコール設定について準備が整っている.本研究は,骨格筋冷却による筋代謝制限下で行う新たな運動トレーニング手法の開発を目的とした.初年度は水温12°Cで30分間の下半身水浸を行った後,陸上で乳酸閾値強度の自転車運動を行った際に血中乳酸濃度の上昇を認めた結果から,解糖系代謝の動員を確認した.しかしながら,運動に伴い筋温が20分間で安静値に回復するため,トレーニングに応用するには寒冷水中で運動を行う必要性が示唆された.平成28年度は,3段階の水温条件(12,18,33°C)で30分間の下半身水浸を行った後,乳酸閾値強度の水中自転車運動を30分間行った.その結果,33°C条件に比べて12°C条件では,有意に高い血中乳酸濃度が見られ,呼吸交換比が有意に高値を示した.これらの結果から,骨格筋冷却状態で行う運動時には解糖系代謝の動員が増加することが追認された.なお,水温12°C条件では半数の対象者が15分以降運動継続困難であったことから,筋冷却状態で行うトレーニング実験では15°C程度の水温設定が妥当と考えられた.平成29年度は,水温15°Cでプレクーリングおよび30分間の水中自転車運動を行う冷却群と33°Cで行う非冷却群を設定し,週3回4週間の運動トレーニングを実施し,前後にパフォーマンステストを行った.漸増負荷運動による最大酸素摂取量,乳酸閾値強度の評価およびウィンゲートテストによるピークパワー等の評価を行い,筋冷却トレーニングの効果を検証した.現在も対象者数を増やしてトレーニング実験を行っている.平成29年度は,以下の国際会議等にて研究報告を行った.本研究は,骨格筋冷却状態で行う新たなトレーニング手法の開発を目的とした.まず,水温12°Cで30分間の下半身水浸を行った後,陸上で乳酸閾値強度の自転車運動を行った際に血中乳酸濃度の上昇など解糖系代謝の動員を確認した.次に,水温12°Cで30分間水浸の後,水中で自転車運動を行ったところ,同様に解糖系代謝の動員が示されたが,低水温による影響で運動継続が困難な対象者が見られた.そこで,水温15°Cに設定し,筋冷却状態で30分間の水中自転車運動トレーニングを週3回4週間実施し,前後にパフォーマンステストを行った.中立温度条件と比較し,筋冷却トレーニングが無酸素パワーを亢進させるという仮説について検証した.平成28年度より研究代表者の所属研究機関が変更されたため,早期に研究実施環境および研究体制の再構築を行う.本研究課題については平成27年度に引き続き筑波大学水泳研究室との共同研究として行う.測定機材の一部および実験環境も同大学の協力を得ながら進めていく.なお,平成28年度より筑波大学の仙石泰雄氏を研究分担者として追加予定であり,トレーニング科学的視点からの専門的示唆を得るとともに,予算執行を含めた共同研究推進の効率化を図る.現在までに研究計画に関する打ち合わせを重ねており,修士課程学生2名による研究協力が得られる.比較的遠方であるため,メール等を活用して研究計画および進捗状況を随時確認し,定期的に研究打ち合わせを実施する.特に予備実験による実験プロトコールの設定の際は,実験実施環境にて十分に確認を行う.本研究課題については昨年度に引き続き筑波大学水泳研究室および体育系ヒューマン・ハイ・パフォーマンス先端研究センターとの共同利用共同研究として実施する.測定機材の一部および実験環境も同大学の協力を得ながら進めていく.現在までに研究計画に関する打ち合わせと予備実験を重ねており,修士課程学生の協力を得ながら5月よりトレーニング実験を開始する.
船体付着生物の微量定量分析法開発による防汚性能評価法の研究

船体生物付着による生物越境移動等の環境影響を防ぐため、船体には防汚塗料が塗装されている。生物付着はバクテリアによるスライム層の形成、微小藻類の付着、動物種の付着、と段階的に進み、特に初期のスライム層形成は防汚剤溶出を阻害し、さらなる生物付着を促進すると予測されている。しかしこれまで、初期スライム層は目視できず定量的評価は困難だった。そこで本研究では、スライム層中のタンパク質に着目し、タンパク質の絶対量を定量することで、スライム層形成量の定量評価を行った。防汚剤を含まない塗装試験片および防汚剤を含む塗装試験片を、10ノットで船舶が航行している条件において天然海水中45日間動的養生した。その後、船舶が停泊していることを想定し、12時間ごとに明暗時間を設定し、一定温度の天然海水中に静置浸漬した。4日ごとに海水を交換して浸漬試験を行ったが、10日目以降は急激に付着物量が減少し、静置浸漬条件下では長期のバクテリア維持が困難なことがわかった。そこで4日以内の静置浸漬試験を行い、亜酸化銅含有量40wt%と0wt%の試験片で付着タンパク質量を比較した。亜酸化銅を含まない試験片では、浸漬開始時の3倍程度の付着量が見られ、防汚剤を含まない場合、初期付着物を足がかりに、さらに付着が起こることが示された。また、亜酸化銅含有量40wt%の試験片からの銅イオンの溶出速度を溶出時間を変えて計測した。溶出開始5分では動的養生時に表面に付着した銅イオンの溶離によって急激に銅の溶出濃度があがるが、1時間後、2時間後の溶出速度はほとんど変わらず、一定になることがわかった。当初計画のとおり、基盤技術として、回流型溶出試験装置を用いて、塗装試験片から銅イオンを溶出させ、固相抽出カラムを用いて脱塩・濃縮を行って銅イオンの定量を行った。これにより、目標であった「スライム付着塗装試験片からの防汚剤溶出量定量法の確立」を達成することができた。スライム層中のタンパク質定量から、スライム層形成量が塗料中の亜酸化銅配合量によってどう変わるのか明らかにする。また、スライムが付着した塗装試験片からの銅溶出濃度から銅溶出速度を算出し、この銅溶出濃度や溶出速度が、付着スライム層量によってどう変化するか、塗料中の亜酸化銅配合量によってどう変わるのか明らかにする。このようにして、タンパク質定量法から求めたスライム層形成量と防汚剤溶出量定量法から求めた銅溶出速度の相関関係を、塗料中の亜酸化銅配合量別に調べ、スライム形成が防汚効果に与える影響を明らかにする。防汚剤を含まない塗装試験片を天然海水中に静置浸漬し、明暗時間の設定、海水量、温度の調節を行い、スライム層形成条件を明らかにした。そのうえで、防汚剤として亜酸化銅を配合した塗装試験片を用い、天然海水中で動的養生後に静置浸漬した場合の付着物を定量した。複数のサンプリング方法を検討した結果、6mm幅のテフロン板で表面を4cm(6mm X 40mm範囲)剥離する方法が最適であるとわかった。この方法で静置浸漬前に試験片の3カ所からサンプリングを行い、サンプル中のタンパク質量をアミノ酸組成分析によって定量した。表面6mm X 40mmあたりのタンパク質量で比較すると、亜酸化銅を配合していない塗装試験片の場合、約3マイクログラムの付着量があったが、40wt%亜酸化銅を配合した塗料の場合、約0.5マイクログラムの付着量のみであり、防汚効果を付着タンパク質量から示すことができた。このような付着量の違いは、目視からは判断できず、分析することによって明らかにできた。当初の計画のとおり、本研究推進のための基盤技術として(1)塗装試験片へのスライム層形成条件の解明(2)スライム層中のタンパク質定量法の確立を達成できた。(2)に関しては、目標のうち、スライム層の物理的剥離方法の最適化、最小必要サンプル量の決定、不均一なスライム層を平均処理するためのサンプリング領域の広さや必要サンプリング数の決定を終了した。

4日ごとに海水を交換して浸漬試験を行ったが、10日目以降は急激に付着物量が減少し、静置浸漬条件下では長期のバクテリア維持が困難なことがわかった。そこで4日以内の静置浸漬試験を行い、亜酸化銅含有量40wt%と0wt%の試験片で付着タンパク質量を比較した。亜酸化銅を含まない試験片では、浸漬開始時の3倍程度の付着量が見られ、防汚剤を含まない場合、初期付着物を足がかりに、さらに付着が起こることが示された。また、亜酸化銅含有量40wt%の試験片からの銅イオンの溶出速度を溶出時間を変えて計測した。溶出開始5分では動的養生時に表面に付着した銅イオンの溶離によって急激に銅の溶出濃度があがるが、1時間後、2時間後の溶出速度はほとんど変わらず、一定になることがわかった。当初計画のとおり、基盤技術として、回流型溶出試験装置を用いて、塗装試験片から銅イオンを溶出させ、固相抽出カラムを用いて脱塩・濃縮を行って銅イオンの定量を行った。これにより、目標であった「スライム付着塗装試験片からの防汚剤溶出量定量法の確立」を達成することができた。今後はスライム付着塗装試験片からの防汚剤溶出量定量法の確立を中心に行う。そのため・回流型溶出試験装置への塗装試験片の設置方法の最適化、・溶出試験条件の最適化、を行い、溶出した銅イオンを分析するため、溶出溶液の濃縮、脱塩のための前処理方法の確立する。スライム層中のタンパク質定量から、スライム層形成量が塗料中の亜酸化銅配合量によってどう変わるのか明らかにする。また、スライムが付着した塗装試験片からの銅溶出濃度から銅溶出速度を算出し、この銅溶出濃度や溶出速度が、付着スライム層量によってどう変化するか、塗料中の亜酸化銅配合量によってどう変わるのか明らかにする。このようにして、タンパク質定量法から求めたスライム層形成量と防汚剤溶出量定量法から求めた銅溶出速度の相関関係を、塗料中の亜酸化銅配合量別に調べ、スライム形成が防汚効果に与える影響を明らかにする。研究補助を雇用しなかったため。次年度雇用予定。旅費を使用しなかったため。次年度国内学会発表を予定しており、旅費として使用予定。
頭蓋内圧脈波の振動解析による脳疾患者の診断法に関する基礎研究

1.臨床データおよび動物実験データの解析頭蓋内脈波は脳動脈圧の変動にともなって発生すると推定されている.脳動脈圧および頭蓋内圧の臨床データおよび動物実験データに線形振動解析および非線形シミュレーションを適用して解析した.頭蓋内を一つの振動システムと考えて,脳動脈圧と頭蓋内圧との振動工学的関係を表現する最適な数学モデルの推定を行い,さらに,推定された振動モデルのシステムパラメータを求めた.その結果,以下のことが明らかになった.(1)頭蓋内圧が高くなると,コンプライアンスは低下し,等価質量は上昇する。(2)頭蓋内圧が異常に亢進すると,頭蓋内圧を正常な値に戻してもコンプライアンスは低い値となり,脳組織が変質したことを示す.(3)頭蓋内部に傷害が発生しても,頭蓋内圧が正常な値にもどると等価質量は回復する.2.頭蓋内の力学モデルによる実験頭蓋内に模擬した力学モデルを製作し,これによる振動実験を行った.モデルは,頭蓋骨に相当する容器,脳実質に相当する弾性体,血液および随液の循環系に相当する流体などから構成され、髄液の流れによる質量効果をもたせるための絞りおよびシリンダとゴムシートによって実現する非線形ばねを含む構造とした.この結果,頭蓋内圧脈波の発生機構を力学モデルでシミュレートすることの有用性が示された。
宮古語諸方言の言語記録のための基礎的研究とデータ収集

本研究の目的は、消滅の危機にある南琉球宮古語について、豊かな方言バリエーション全体を記録保存するためのデータ収集、および記録のための社会言語学的基盤、電子公開の基盤の整備である。宮古語の方言は数十あるとも考えられるが、実際に話者が区別しうる方言数はどのくらいあるのか、それがどのような区分を成しているのかについては、明らかでない。本研究は、そのような話者の言語意識に基づく方言区分・方言数を明らかにしてその記録の単位を割り出すとともに、それぞれの方言についての動画による談話資料を収集し、共有のために電子公開を行う。本年度は、1言語意識に基づく方言区画の聞き取り調査、2ウェブサイト(「みゃーくの方言ー宮古語諸方言の記録ー」http://miyakogo.ryukyu)でのデータ公開、3話者コミュニティとの共同での記録・コンテンツ作成を進めた。1については、対面調査と電話による調査を組み合わて行い、全地点の80%程の調査を済ませた。2について、実際にウェブサイトに掲載した状態での動画を話者に見てもらい、承諾を取り、9地点のデータを公開した。また、英語版サイトの構築も進めた。3について、FUMO山本史氏の協力のもと、宮古総合実業高校生徒と共同で、地域の民話と方言に触れることのできる紙芝居作成を行った。この作品についても、ウェブサイトでの公開準備を進めている。また、これらの活動や方言記録のためのウェブサイトのデザイン、開発済みの字幕システムなどについて、国際学会で発表を行った。本年度は代表者の身体的都合(出産育児関連)による渡航困難時期があったため、談話資料の収集、話者の言語意識に基づく方言境界の調査について、目標通りの進捗がなかった。一方で、ウェブサイトの整備拡張や、話者コミュニティと共同でのコンテンツ作成、また調査や談話収集のための打ち合わせを進めており、全体としては「やや遅れている」とした。次年度も引き続き代表者の身体的都合(出産育児関連)による渡航困難時期を含むが、データ収集や公開のためのフローや基盤が整ってきたため、このまま各作業を継続し状況に応じて補助事業の延長などで研究期間全体で目標達成する。話者の言語意識に基づく方言境界の調査については、今年度行った対面調査と電話での調査を組み合わせで進捗の見通しが立ったため、これを継続する。談話資料収集については、本年度準備を進めた地域でのデータ収集のほか、先行研究における既存の談話データ公開についての検討・調整も進める。本年度の成果は次のようである。まず方言区分について、8地域での聞き取り調査を基に、言語意識に基づく方言区分が主に自治会ベースの行政区境界にある可能性が高いことを示す学会発表を行った。動画については、3地域(上地、久松、来間)で談話収集を行い、書き起こしと訳を付し、別財源(特別研究員奨励費課題番号:25・40096)で作成したウェブページに試公開している(「みゃーくの方言ー宮古語諸方言の記録ー」http://miyakogo.ryukyu2017年4月現在試公開中)。また、本研究内で、サイト内で使用するより見やすい動画の字幕表示機構を作成した。書き起こし全体を俯瞰しながら現在再生中のテキストを強調するシステムとなっており、多言語対応で切り替えが可能である。本システムは、危機言語記録保存を主な目的とした研究者や話者コミュニティに配布する準備を進めている。本年度の研究実施計画では、A.宮古語諸方言の談話収集23件、B.話者コミュニティの意識としての方言の数および区分を抽出するための調査、116地域中半数での調査実施、C.電子公開のためのウェブページの作成・開設とデータ公開を計画していた。まず、Aについては、3件の談話を収集している。Bに関しては、年度内の調査実施地点としては目標に至っていないが、調査実施のための基盤づくり(調査票、話者コミュニティとの連絡)が進んでおり、次年度に進展が見込める状態となっている。Cに関しては、業者にサイト作成依頼を出すところまでを目標としていたが、既に公開のためのサイトを作成し試公開を行っている点、またよりよく公開するための字幕システムの整備・作成を行っている点などで、期待以上に研究を進めることができた。以上から全体として、おおむね順調に研究が進展しているといえる。本年度は、談話の収集と言語意識に基づく方言区画のほか、本研究の計画の一部である地元の高校生(宮古総合実業高校)と協同でのデータ収集および公開用コンテンツの作成、公開を進めた。

試作済みのウェブサイト(「みゃーくの方言ー宮古語諸方言の記録ー」http://miyakogo.ryukyu)について、作成依頼先のcoban.lab上田寛人氏との相談のうえ、より多方言記録に適した構造に改良し、またデータアップロード時のユーザビリティも向上させ、高校生が自身でデータのアップロードやページ作成ができるようにした。これにより、本ウェブサイトにあげられたデータの一地域(来間)を高校生が担当する形になっている。これらの活動や方言記録のためのウェブサイトのデザインについて、次年度国際学会で発表を行う予定である。談話データは、新たに2地域、既にデータがある2地域での収集を行い、目標の新規4地点には及ばなかったが、これまで代表者が収集した談話データも含め、旧市町村すべてを網羅するデータが揃った。方言区画調査についても、対面調査での方式を継続したため目標の全地点での調査は行えていないが、主として中心部平良地域での調査を進め、平良地域内ではほぼ言語意識としての方言差がないことがわかった。本年度の研究実施計画では、A.宮古語諸方言の談話収集4件、B.話者コミュニティの意識としての方言の数および区分を抽出するための調査を全域で実施、C.ウェブページでのデータ試公開を計画していた。本年度は高校生との協同作業によるAおよびCの作業が予定以上に進展したが、Aについては、収集は4件だがこのうち既に収集した地域のものが2件、新規のものが2件にとどまり、新規4件の目標には至らなかった。またBについては、昨年度末に計画した大量一括調査かのうな郵送アンケート方式による問題点がわかり、実際に行ったのは対面式調査のみで、目標の全域での調査には至らなかった。全体の計画目標を変更するほどの遅れではないが、これらにより、「やや遅れている」の評価とした。本研究の目的は、消滅の危機にある南琉球宮古語について、豊かな方言バリエーション全体を記録保存するためのデータ収集、および記録のための社会言語学的基盤、電子公開の基盤の整備である。宮古語の方言は数十あるとも考えられるが、実際に話者が区別しうる方言数はどのくらいあるのか、それがどのような区分を成しているのかについては、明らかでない。本研究は、そのような話者の言語意識に基づく方言区分・方言数を明らかにしてその記録の単位を割り出すとともに、それぞれの方言についての動画による談話資料を収集し、共有のために電子公開を行う。本年度は、1言語意識に基づく方言区画の聞き取り調査、2ウェブサイト(「みゃーくの方言ー宮古語諸方言の記録ー」http://miyakogo.ryukyu)でのデータ公開、3話者コミュニティとの共同での記録・コンテンツ作成を進めた。1については、対面調査と電話による調査を組み合わて行い、全地点の80%程の調査を済ませた。2について、実際にウェブサイトに掲載した状態での動画を話者に見てもらい、承諾を取り、9地点のデータを公開した。また、英語版サイトの構築も進めた。
セレン活性分子種変換のダイナミズム:含セレンタンパク質合成機構の構造生物学的解析

セレノシステインリアーゼ(SCL)は、セレノシステインに特異的に作用しアラニンとセレンを生成する反応を触媒する酵素である。本酵素は、セレノリン酸シンテターゼの基質セレニドを供与する活性を持つことから、セレノシステイン残基を有するセレンタンパク質生合成の初発段階に関与する可能性が考えられている。一方、大腸菌には、SCLと類似した酵素であるシステインデスルフラーゼ(CSD)が存在する。CSDはSCLと異なりシステインとセレノシステインの両方を基質とするが、これまでの解析により、基質システインの分解に必要とされる保存されたシステイン残基は、セレノシステインの分解には必須では無いことが示されている。これと同様な反応機構でSCLの反応が進行するならば、SCLにはシステイン残基による触媒作用は不用と推測される。マウスSCLにはシステイン残基が8つ存在する。これら8つのシステイン残基の内、Cys304、Cys346、Cys364、Cys375の4つはヒトSCLにも保存されている。部位特異的変異法によりC101S、C129S、C177S、C304S、C346S、C364S、C375S、C390Sの8種の変異型SCLを作製した。各変異型酵素遺伝子の発現をSDS-PAGEによって確認し、粗酵素液のSCL活性を測定した。その結果、C375Sはほぼ完全にセレノシステイン分解活性を失っていた。また、C364S、C177S、C101SのSCL活性も著しく減少していた。特に活性に与える影響の大きかったCys375については、C375A変異型酵素も作製した。C375SをSuper-QとButyl-TOYOPEARLを用いて精製し、また、C375AをQ-SepharoseとButyl-TOYOPEARLにより精製し、精製酵素のSCL活性を測定した。C375S、C375Aは共に、wild-typeと比較してSCL活性が約1/2000に減少した。以上より、Cys375は、SCL活性に必要であることが明らかとなった。よって、SCLの触媒反応機構は、大腸菌のCSDが触媒するセレノシステイン分解反応とは異なっているものと考えられた。セレノシステインに特異的に作用し、元素状セレンとアラニンに分解する反応を触媒するセレノシステインリアーゼの構造と機能を明らかにすることを目的に研究を実施した。マウス肝臓より取得したセレノシステインリアーゼのcDNAを用いて、部位特異的変異法により、システイン残基375番をセリンおよびアラニンに置換した変異型酵素、C375S、C375Aをそれぞれ作製し、その酵素学的諸性質を調べた。その結果、いずれの変異型酵素においても、セレノシステイン分解活性が失われていた。これは、システイン残基375番が、本酵素反応において基質のセレノールを求核攻撃する残基として重要であることを示唆している。また、X線結晶構造解析により、2.8Åの分解能で、大腸菌のセレノシステインリアーゼとプロパルギルグリシン複合体の立体構造を決定した。

本複合体において、プロパルギルグリシンはピリドキサール5'-リン酸とシッフ塩基を形成しており、本酵素の酵素外シッフ塩基中間体の特徴を初めて明らにした。大腸菌セレノシステインリアーゼのシステイン残基364番は、L-システインに対する反応に必須であるが、L-セレノシステインに対する反応には必須ではない。複合体の構造において、システイン残基364番は、アミノ酸残基362番-375番から成る突出構造上に明瞭に観察できた。しかし、Thermotoga maritimaのシステインデスルフラーゼにおいては、対応する突出構造が乱れているため構造が決定されていない。後者は、L-システインに対して高い活性を有する酵素グループに属する。従って大腸菌セレノシステインリアーゼの突出構造のフレキシビリティーは制限されているため、本酵素はセレンと硫黄を織別することができるのではないかと考えられた。セレノシステインリアーゼ(SCL)は、セレノシステインに特異的に作用しテラニンとセレンを生成ずる皮応を触媒する酵素である。本酵素は、セレノリン酸シンテターゼの基質セレニドを供与する活性を持つことから、セレノシステイン残基を有するセレンタンパク質生合成の初発段階に関与する可能性が考えられている。一方、大腸菌には、SCLと類似した酵素であるシステインデスルフラーゼ(CSD)が存在する。CSDはSCLと異なりシステインとセレノシステインの両方を基質とするが、これまでの解析により、基質システインの分解に必要とされる保存されたシステイン残基は、セレノシステインの分解には必須では無いことが示されている。これと同様な反応機構でSCLの反応が進行するならば、SCLにはシステイン残基による触媒作用は不用と推測される。マウスSCLにはシステイン残基が8つ存在する。これら8つのシステイン残基の内、Cys304、Cys346、Cys364、Cys375の4つはヒトSCLにも保存されている。部位特異的変異法によりC101S、C129S、C177S、C304S、C346S、C364S、C375S、C390Sの8種の変異型SCLを作製した。各変異型酵素遺伝子の発現をSDS-PAGEによって確認し、粗酵素液のSCL活性を測定した。その結果、C375Sはほぼ完全にセレノシステイン分解活性を失っていた。また、C364S、C177S、C101SのSCL活性も著しく減少していた。特に活性に与える影響の大きかったCys375については、C375A変異型酵素も作製した。C375SをSuper-QとButyl-TOYOPEARLを用いて精製し、また、C375AをQ-SepharoseとButyl-TOYOPEARLにより精製し、精製酵素のSCL活性を測定した。C375S、C375Aは共に、wild-typeと比較してSCL活性が約1/2000に減少した。以上より、Cys375は、SCL活性に必要であることが明らかとなった。よって、SCLの触媒反応機構は、大腸菌のCSDが触媒するセレノシステイン分解反応とは異なっているものと考えられた。