hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胚性腫瘍細胞集団に出現する幹細胞様前駆細胞の非対称分裂による再活性化

マウス初期胚に由来するES細胞や、胚由来で腫瘍の性質を持つEC細胞などでは、1細胞から増殖させた細胞クローンであっても異質な細胞の出現によって不均一な細胞集団を形成することが知られている。しかし、このような異質な細胞の出現機構はよく判っていない。我々はEC細胞集団中に不活性X染色体(Xi)が再活性化されたHAT耐性(HAT-R)細胞が出現する機構について解析を行い、HAT-R細胞の出現には、(1)幹細胞的な性質を示す前駆細胞の確率的出現と、(2)続いて起きる前駆細胞の非対称分裂が関与していることを明らかにした。非対称分裂後に再活性化能が付与される機構については更に検討が必要である。平成25年度は、MC12細胞で見られる非対称分裂とそれに続いて起きる再活性化現象のメカニズムに関する解析をおこなった:昨年、終了できなかったsiRNAによる抑制実験を詳細に検討し直したところ、Gpsm2を抑制した場合に前駆細胞での非対称分裂の破綻がみられた。また、この解析に全生存細胞数をコントロールとして用いると、少数しか存在しない前駆細胞の消長を正しく表さない可能性についても新たに考慮し、昨年度の報告結果を修正した。5-azacytidine投与によってMC12細胞の脱メチル化を促進させるとHAT耐性(HAT-R)細胞の出現数は劇的に増大したが、その内訳はhprt活性化を起こした細胞に限られており、前駆細胞を経た再活性化とは異なる事象であると結論した。2年間の研究を通じて、MC12細胞集団中での前駆細胞の出現と非対称分裂、および、リプログラミングと不活性X染色体の再活性化が互いにどのように関連し合うのかについて、以下の結果を得た:1)MC12細胞集団を構成する細胞(ordinary cells)から前駆細胞(6TG-R)が確率的に出現する。2)前駆細胞は休眠細胞ではなく、培養条件に関わらず非対称分裂を繰りかえし前駆細胞自身とHAT-R細胞を生み出している。3)非対称分裂に関わる因子Gpsm2の抑制によって、前駆細胞の非対称分裂は破綻する。4)前駆細胞の出現様式を大きく変化させる未分化細胞特異的因子を見出した。おおむね現象の全体像と前駆細胞の出現、非対称分裂に関わるメカニズムについては一定の解釈が可能となったが、残念ながら不活性X染色体の再活性化が、何故たった1回の分裂の後に可能になるのか、その機構については不明のままとなった。HAT-R細胞でいくつかのリプログラミング関連遺伝子について僅かな発現上昇が見られたが、決定的とは考えられない。更なる解析が必要である。平成24年度は、MC12細胞で見られる非対称分裂とそれに続いて起きる再活性化現象に関して細胞遺伝学的検証をおこなった。再活性化に関わる前駆細胞の集団中への出現、非対称分裂、リプログラミング、不活性X染色体の再活性化という現象が互いにどのように関連し合うのか、そのメカニズムに関して以下の結果を得た:1)6TG存在下でのFluctuation法(以下、MF法)による幹細胞様前駆細胞の出現様式の解析を行ったところ、MC12細胞集団中に6TG耐性の前駆細胞が確率的に出現することが明らかになった。2) MC12細胞をBrdUラベルした後に、HAT選択後に出現してきた耐性コロニーを抗BrdU抗体で染色したところ、ほぼすべてのコロニーで、BrdUを取り込んだ細胞が確認された。この結果から前駆細胞は休眠細胞でないことが証明された。一方、6TG非選択下でのHAT耐性細胞の増殖測定や希釈実験などから前駆細胞は培養条件に関わらず非対称分裂を繰りかえし前駆細胞自身とHAT耐性細胞を生み出していることが明らかになった。3)非対称分裂や幹細胞増殖に関わることが既に知られている因子(Akt、Gpsm2、Pard6b、Tdgf1)に関してsiRNAを用いた発現抑制実験をおこなった。現在までにGpsm2の抑制によってHAT耐性細胞の出現数が減少する傾向が、またAkt1の抑制によって増加する傾向が観察されているが、今後、更なる解析が必要である。4)MC12細胞集団レベルでは発現が認められないが、HAT耐性MC12細胞では発現が上昇する因子(多能性の維持やリプログラミングに関連する因子)をMC12細胞で強制発現したのちに前駆細胞の出現様式をMF法で計測したところ、前駆細胞の出現を著しく抑制する因子(1因子)と、促進する因子(3因子)を見出した。平成24年度に予定していた解析とその結果(参照のこと)は以下の通りである:(1)改変Fluctuation法などによる幹細胞様前駆細胞の出現頻度・様式の解析:完了。(2)前駆細胞が休眠細胞でないことの証明:BrdUラベル法で完了。

この結果、当初、予定していたCM-H2DCFDA染色法は行わなかった。(3)非対称分裂や幹細胞増殖に関わることが知られている既知因子に関するsiRNAを用いた発現抑制実験:解析進行中。一定の傾向を示す因子は見られたが、更なる解析が必要。siRNAによる抑制効率を上昇させるなどの方法的改善も必要。前駆細胞の出現頻度については、siRNA法では解析出来なかったため(5)に示した新たな解析を行った。(4)腫瘍細胞表面局在マーカーCripto-1による前駆細胞の単離実験:未解析。(5)多能性維持・リプログラミング関連因子の強制発現による前駆細胞の出現頻度の変化:(3)の代替として新たに行った。現在、関連4因子を解析中。前項、【現在までの達成度】で述べた(3)非対称分裂や幹細胞増殖に関わる因子に関するsiRNAを用いた発現抑制実験については実験手法の改善を行いながら解析を続ける。また新たに開始した(5)多能性維持・リプログラミング関連因子の強制発現による前駆細胞現頻度の変化については、非常に興味深い結果が得られつつあるので更に解析を展開していきたい。おおむね順調に解析が進んでいるため、上記以外は交付申請書に記載した25年度の実験計画によって研究を推進する予定である。次年度使用額(B-A)10,675円は、25年度の物品費(消耗品費・一般試薬類)に組み込んで使用する。
傾斜機能を有する球状黒鉛鋳鉄

高強度のパ-ライト鋳鉄は,試料表面の欠陥感受性が鋭く,曲げおよび衝撃特性に劣ので,試料表面から軟質のフェライト組織を発達させて傾斜組織を有する球状黒鉛鋳鉄(フェライトリム球状黒鉛鋳鉄)を開発した.前年度は銅などの合金成分の範囲を明らかにし,また最適熱処理条件を検討した.本年度は以下のような結果を得た.前年度の懸案事項本年度は合金成分の特定化を行った結果,銅は0.40.5wt%がもっとも適切であり,また熱サイクル条件(ステップ冷却法)は,充分に現場生産を行えることが明らかになった.機械的性質曲げ試験及び衝撃試験を行った.本研究で開発したフェライトリム球状黒鉛鋳鉄は同じ強度をもつ通常の鋳鉄と比べて,曲げたわみが非常に大きく破壊するまでに大きなエネルギを必要とすることがわかった.また,平滑材及び鋳鉄の表面欠陥を想定した切欠材について衝撃試験を行った結果,低温においても破壊までのエネルギが非常に大きいことが明らかになった.応用本研究におけるフェライトリム球状黒鉛鋳鉄は,工場現場でも安定に生産でき,これを自動車用のナックルステアリングに応用したところ,従来の製品よりきわめて優れた特性を有することがわかった.高強度のパ-ライト鋳鉄は、表面の欠陥感受性が鋭く、曲げおよび衝撃特性に劣るが、表面から軟質のフェライト組織を発達させて傾斜組織を有する球状黒鉛鋳鉄(SGI)が製造できれば、高強度を維持しつつ、耐破壊性に優れた材料が得られると考えて、実験を行ったところ、本年度は以下のような結果を得た。合金設計と熱処理条件:試料はCu(0,0.5,1.0,2.0wt%)を添加した4種類のSGIを用いて、900°Cでオーステナイト(γ)化後、共析点近傍の温度で恒温保持を行いTTT図を作製した。サイズが小さい(6x6x10mm)試料では、0%及び0.5%Cu SGIの変態挙動に大きな差は見出せなかったが、1%Cu以上では、フェライト(α)変態が著しく遅滞した。また、0.5%Cu試料では、試料のサイズが大きくなると(20x20x20mm)、試料中央部のα変態が著しく遅滞する。また、γ化後、10°C/minの速度で冷却し、共析温度付近で数分保持するという簡単な熱処理で所望の組織を得ることができる。臨界サイズの決定:丸棒試験片(0.5%Cu-SGI)の径が10mm以下ではほとんど傾斜組織が得られない。丸棒の径が少なくとも20mm以上必要であることがわかった。応力状態と状態図:冷却過程において、試料表面が早く冷却されるので、表面層が先にα変態し膨張する。この時、試料内部のγには一種の等方的な引張応力が作用する。この引張応力による体積ひずみエネルギは、γを熱力学的に不安定にし、見かけ上の共析温度を上昇させると考えられる。この温度の上昇は数°Cにも及ぶことが見積もられた。高強度のパ-ライト鋳鉄は,試料表面の欠陥感受性が鋭く,曲げおよび衝撃特性に劣ので,試料表面から軟質のフェライト組織を発達させて傾斜組織を有する球状黒鉛鋳鉄(フェライトリム球状黒鉛鋳鉄)を開発した.前年度は銅などの合金成分の範囲を明らかにし,また最適熱処理条件を検討した.本年度は以下のような結果を得た.前年度の懸案事項本年度は合金成分の特定化を行った結果,銅は0.40.5wt%がもっとも適切であり,また熱サイクル条件(ステップ冷却法)は,充分に現場生産を行えることが明らかになった.機械的性質曲げ試験及び衝撃試験を行った.本研究で開発したフェライトリム球状黒鉛鋳鉄は同じ強度をもつ通常の鋳鉄と比べて,曲げたわみが非常に大きく破壊するまでに大きなエネルギを必要とすることがわかった.また,平滑材及び鋳鉄の表面欠陥を想定した切欠材について衝撃試験を行った結果,低温においても破壊までのエネルギが非常に大きいことが明らかになった.応用本研究におけるフェライトリム球状黒鉛鋳鉄は,工場現場でも安定に生産でき,これを自動車用のナックルステアリングに応用したところ,従来の製品よりきわめて優れた特性を有することがわかった.
軟体動物筋運動のペプチド性制御機構

1.アフリカマイマイの中枢神経節、心臓及び口筋から、約20種類の興奮性及び抑制性のペプチドを単離した。これらのうち、FMRFamide,ACEP-1,achatin-Iは強い心拍増強作用を示し、fulicinは陰茎牽引筋の収縮調節活性を示した。Achatin-Iとfulicinは、その構造に1個のD型アミノ酸を持つことで特徴的である。2.この動物の心拍動調節に関与する9個のニューロンを同定した。FMRfamide.ACEP-1及びachatin-Iは、心房から単離されたにも関わらず、心房に対しては直接顕著な影響を示さず、心室では拍動頻度と収縮高の増強を引き起こした。免疫組織化学的研究の結果、FMRFamideとACEP-Iの抗血清に強い免疫陽性を示す物質が、脳神経筋と食道下神経筋の多くのニューロン、ニューロパイル、心臓へ行く腸神経及び心房に存在するが、心室には僅かしか存在しないことがわかった。これらのペプチドは中枢神経節で作られ、軸索を通って心房まで運ばれて放出され、心室で拍動増強効果を示すと考えられる。3.この動物の口筋運動に関与する2対の脳神経節ニューロンと、10対の口球神経節ニューロンを同定し、それらの形態、軸索の走行及び各口節に対する支配様式を明らかにした。その中でも、口筋収縮の修飾機構について提唱した二つのモデル系は注目に値する。一つは、運動ニューロンB4及びその働きを修飾する脳神経節ニューロンと歯舌牽引節からなる系であり、いま一つは、運動ニューロンB10と歯舌伸出筋からなる系である。4.Fulicinのアナログを多数合成し、陰茎牽引筋を生物検定系に用いて構造一活性関係を調べると共に、免疫組織化学的方法により、このペプチドの分布・局在を探索した。その結果、fulicinはこの動物の陰茎牽引筋の収縮調節に生理的に関与していることを明らかにした。軟体動物アフリカマイマイの心臓拍動と口筋運動の調節に関与する神経ペプチドの働きに研究の焦点をしぼり、以下の結果を得た。1.口筋運動制御に関与する2対の脳神経節ニュ-ロン(vCDNsとC1s)と、7対の口球神経節ニュ-ロン(B1sーB6sとB10s)を同定し、それらの形態、軸索の走行及び働きをしらべた。B1ーB6とB10は、いずれも口筋に対する興奮性の運動ニュ-ロンであった。vCDN,C1またはB1を興奮させると、摂食時にみられるような律動的運動パタ-ンが口球神経節に生じた。味物質刺激に対しC1は律動的に興奮した。これらのことから、C1は味刺激によるリズム発生に関与していることが示唆された。心拍動の制御に関与する神経回路網は既によくしらべている。2.免疫組織化学的方法により、この動物から単離した神経ペプチドの分布・局在をしらべた。心拍動増強ペプチドFMRFamideとACEPー1の抗血清に強い免疫陽性を示す物質が、食道下神経節の多くのニュ-ロン、ニュ-ロパイル、心臓へ行く腸神経及び心房に存在したが、心室には僅かしか存在しなかった。これらのペプチドは中枢神経節で作られ、軸索を通って心房まで運ばれて放出され、心室で増強効果を示すと考えられる。口球神経節や口筋におけるペプチドの分布は現在研究中である。3.この動物の中枢神経節、心臓及び口筋のそれぞれのアセトン抽出物から、種々の筋肉を生物検定系として、ペプチドの単離・精製を行った。現在既に、新型ペプチドを含む20数種類の興奮性及び抑制性のペプチドを単離することに成功した。これらのうちFMRFamide,ACEPー1,achatinーIは強い心拍増強作用を示し、fulicinは口筋や陰茎牽引筋の収縮を増大した。また、achatinーIとfulicinはその構造にDー型アミノ酸を有することで特徴的であり、学会で大いに注目を浴びた。

一つは、運動ニューロンB4及びその働きを修飾する脳神経節ニューロンと歯舌牽引節からなる系であり、いま一つは、運動ニューロンB10と歯舌伸出筋からなる系である。4.Fulicinのアナログを多数合成し、陰茎牽引筋を生物検定系に用いて構造一活性関係を調べると共に、免疫組織化学的方法により、このペプチドの分布・局在を探索した。その結果、fulicinはこの動物の陰茎牽引筋の収縮調節に生理的に関与していることを明らかにした。軟体動物アフリカマイマイの、心臓拍動と各種筋肉の収縮の調節に関与する神経ペプチドの働きとその局在に研究の焦点をしぼり、以下の結果を得た。1.運動ニューロンB10による歯舌伸出筋の収縮調節機構を明らかにした。B10は主な伝達物質アセチルコリンと共に神経ペプチドACEP-1様物質を含有し、B10の発火によって放出されたACEP-1は、恐らくシナプス前神経終末に働きかけてアセチルコリンの分泌を促進し、筋の興奮ー収縮を増強的に修飾すると考えられる。2.幼若動物神経節の全摘標本を用い、この動物から単離した神経ペプチドの分布・局在を免疫組織化学的に調べた。心拍増強ペプチドFMRFamideとACEP-1の抗体に強い免疫陽性を示す物質が、脳神経節と食道下神経節の多くのニューロン、ニューロパイル及び心臓へ行く腸神経に認められた。また、これらの物質は心房には多く存在したが心室には僅かしか存在しなかった。これらのペプチドは中枢神経節で作られ、軸索を通って心房まで運ばれて放出され、心室で拍動増強効果を現すと結論した。3.この動物の神経節から単離・精製されたD型アミノ酸を有するペプチドfulicinのアナログを多数合成し、陰茎牽引筋を生物検定系に用いて、構造ー活性関係を調べた。この結果、fulicinは10^<-12>Mを閾値としてこの筋の収縮を増強的に修飾すること、またその活性発現にはN末端から2番目のD型アミノ酸の存在が必須であることがわかった。更に、免疫組織化学的方法により、fulicinの抗体に免疫陽性を示す物質は、陰茎牽引筋へ至る神経及びその神経を出している右足神経節と右側神経節内のニューロンに多く存在することを示した。これらの結果から、fulicinはこの動物の陰茎牽引筋の収縮調節に生理的に関与していることが明らかにされた。
交感神経性手指循環調節能を指標とした手指感覚トレーニングの客観的評価法の開発

本研究は,点字解読経験のない健常者18名を研究対象として,点字解読トレーニングを6週間実施し,この短期的なトレーニングによる手指感覚の学習効果と手指循環調節能変化の経時的推移についての関係を明らかにすることを目的とした.手指感覚トレーニングには1セット15文字(10種類)の点字解読課題をランダムに週3日6週間実施した.トレーニング介入6週前,介入直前,介入3週後,介入6週後のそれぞれ4つの期間に,手指感覚識別時の手指皮膚血流量の変動を調査し,比較した.その結果,手指皮膚血流量はどの測定期間においても点字解読中に減少した.その減少量は,介入6週前に-39.8±17.2%,介入直前には-38.4±18.4%であったが,トレーニング介入3週後には-34.8±17.2%,介入6週後には-25.2±16.2%であり,トレーニング介入により点字解読時の血流応答が減弱する傾向にあった.また手指血流応答のピーク値までの到達時間は,介入6週前および介入直前には,それぞれ11.2±2.9秒,10.4±3.2秒と大きな変化はみられなかったが,トレーニング介入3週後には8.0±2.5秒,介入6週後には6.6±2.4秒まで速く到達するようになった(P<0.05).本研究成績より,点字解読中に手指血流量は交感神経性血管収縮により減少するが,その減少量はトレーニングにより減弱する傾向にあった.この結果は,トレーニングにより課題に対する難易度の減弱を反映している可能性がある.さらに,これらの手指循環反応において,感覚トレーニングにより反応速く起こるようになることから,トレーニングの学習効果によって,予測的な中枢性手指循環制御が出現するようになったものと推察された.日常的に点字を用いている視覚障害者は素早く点字解読を行う.このように視覚障害者の手指感覚識別能力は健常者に比べて優れている.この能力差は手指感覚識別時の手指循環調節能の違いに強く反映するかもしれない.そこで本研究では,手指感覚識別時の手指皮膚血流量,心拍数,動脈血圧を同時測定する計測システムを開発し,視覚障害者群(男性3名,女性3名,平均年齢33±10歳)と点字解読経験のない健常者(男性4名,女性5名,平均年齢30±8歳)の手指感覚識別時にみられる手指循環動態の動的変動を調査した.手指感覚課題としては点字解読課題を用いた.その結果,心拍数および動脈血圧は両群ともに僅かな変化しか観察されなかった.一方で,手指皮膚血流量は点字解読中に減少した(視覚障害者群-14.2±4.5%,健常者群-24.6±5.6%).また点字解読中の血圧変動が少なかったことから,血管コンダクタンスの変化は血流量の変化を反映していた.血流応答のピーク値までの到達時間は,視覚障害者群6.1±0.1秒に対して健常者群11.9±0.9秒であり,視覚障害者群の方が有意に速かった(P<0.05).本研究成績より,点字解読中の心拍数および動脈血圧の変動は少なかったことから,本研究で用いられた点字解読課題による心理的ストレスの影響は小さかったと示唆された.一方で,点字解読中の手指血流量は著しく減少した.さらに点字解読中の血管コンダクタンスも血流量と同様に減少していることから,点字解読時に交感神経活動を介する神経性血管収縮が起こり,手指皮膚血流量が減少したと考えられた.また,これらの手指循環反応において,視覚障害者の反応は健常者に比べて速く起こることから,点字の日常使用による高度の学習効果によって,見込み的な中枢性手指循環制御が出現したものと推察された.本研究は,点字解読経験のない健常者18名を研究対象として,点字解読トレーニングを6週間実施し,この短期的なトレーニングによる手指感覚の学習効果と手指循環調節能変化の経時的推移についての関係を明らかにすることを目的とした.手指感覚トレーニングには1セット15文字(10種類)の点字解読課題をランダムに週3日6週間実施した.トレーニング介入6週前,介入直前,介入3週後,介入6週後のそれぞれ4つの期間に,手指感覚識別時の手指皮膚血流量の変動を調査し,比較した.その結果,手指皮膚血流量はどの測定期間においても点字解読中に減少した.その減少量は,介入6週前に-39.8±17.2%,介入直前には-38.4±18.4%であったが,トレーニング介入3週後には-34.8±17.2%,介入6週後には-25.2±16.2%であり,トレーニング介入により点字解読時の血流応答が減弱する傾向にあった.また手指血流応答のピーク値までの到達時間は,介入6週前および介入直前には,それぞれ11.2±2.9秒,10.4±3.2秒と大きな変化はみられなかったが,トレーニング介入3週後には8.0±2.5秒,介入6週後には6.6±2.4秒まで速く到達するようになった(P<0.05).本研究成績より,点字解読中に手指血流量は交感神経性血管収縮により減少するが,その減少量はトレーニングにより減弱する傾向にあった.この結果は,トレーニングにより課題に対する難易度の減弱を反映している可能性がある.

さらに,これらの手指循環反応において,感覚トレーニングにより反応速く起こるようになることから,トレーニングの学習効果によって,予測的な中枢性手指循環制御が出現するようになったものと推察された.
ロタウイルス胃腸炎における肝障害と血中ウイルスRNAおよびジェノタイプの検討

平成7年から8年にかけての冬季に自治医科大学小児科と小山市民病院小児科で下痢を主訴に入院し、便中ロタウイルス抗原が陽性であった症例をもとに検討した。便中ロタウイルス抗原が陽性と判明し、同時期の血清を採取できた臨床例が8例であった。内訳は男児6例、女児2例で平均年齢1.4歳(9か月から2歳)であった。このうち3例で肝機能異常(GPT60以上)を認めた。ロタウイルス感染が児の肝機能に影響を及ぼすことは稀ではないと思われる。肝機能異常は消化管症例の改善と前後して軽快し、異常値が遷延した例はなかった。いずれの医療機関でも本ウイルスの流行が以前に比べて減少傾向にあるようであった。また検体の収集にあたってはロタウイルス抗原陽性の便と、同じ時期の血清とを採取するのが意外と困難であった。血清は便の採取日から前後2日以内のものとしたが、実際には多くの検体を集めることができなかった。この8例について便中のウイルス分離を試みた。回転培養法を用いて分離培養を行ったが今回はウイルスを得ることができなかった。便中ウイルス抗原の検査では陽性を示した検体を用いていたのだが、ウイルスを分離できなかった理由は不明である。しかし同時期の血清中ウイルスジェノムの存在、すなわちウイルス血症を呈しているのか否かについての検討は行いたい。便中ウイルス同定の方法についても、便乳剤から直接に核酸を抽出する手法を試みるべきであった。実質的に平成6年度の研究は十分な規模で開始されなかった。本研究はロタウイルス感染による急性胃腸炎と診断された症例を集め、肝機能障害を呈した群と、呈さなかった群に分けて検討する必要がある。補助金交付を受けて準備を始めたのが、研究方法の見直しなどのために遅れたこともあり、検体数を確保できなかったのが原因である。ただし今冬のロタウイルス感染の流行は未だ終息したとは考えられないため、次の厳冬期を待たずとも研究は開始されるであろう。便中のウイルスを培養する方法については、回転培養装置を用いる場合に必要となる機材の問題、および効率を考えて変更した。便中のウイルスRNAを検出するにあたっては、10%便乳剤から直接フェソ-ル抽出して電気泳動を行い、まずウイルス型を検討することにした。そのため購入を予定していた回転組織培養装置を、小型の超低温フリーザ-に変更し当教室に設置した。典型的な白色便性の下痢を示さない症例でも、便と血清の保存を続け、検討を加えていく予定である。平成6年度のロタウイルス流行期には十分な臨床材料を集めることができなかった。続く平成7年度の冬季においてはロタウイルス胃腸炎の流行をみるのが遅く、本学ではいまだに明らかな流行を認めていない。検体収集に協力を得ている小山市民病院でも、平成8年2月に至ってやっと小流行を観察し始めたところである。その結果、昨年度の材料と合わせて12例の検体を得た。肝機能の変動を認めた症例は12例中3例であった。肝機能異常を呈した症例の中には、新生児肝炎が軽快しつつある時にロタウイルスに感染し再度肝機能の悪化をみた症例が含まれる。児の全身状態にも左右される可能性はあるが、ロタウイルス感染が児の肝機能に影響を及ぼすことは稀ではないと思われた。少数例について便中のウイルスゲノムの検出を試みた。まず便中のウイルスを検出する目的で、回転培養法によりウイルスの分離、培養を行ったがこの方法では検出されなかった。便の採集法を含め検体に問題があった可能性があり、この方法で研究を続けるのは不適当と考えて便中ウイルスの検出法を変更した。10%便乳剤から直接フェノール抽出して電気泳動を行い、ウイルス型の検討を行う方法を検討中である。
有機物施用が畑地土壌におよぼす影響

本研究は,熟成堆肥の連用が畑地土孃にどのような影響をおよぼすかを色々な角度から,長期的に測定・究明することを目的としたもので,昭和58年に開始し,現在も継続中である。堆肥の連用試験は,(1)(3)堆肥1,3,10t/10a混入区,(4)(5)堆肥1,3cm被覆区,(6)化学肥料区および(7)無肥料区の7試験区である。なお,科学研究費補助金の交付最終年度の平成6年度には施肥を中止した(最終肥料施用は平成5年6月)。過去12年間の堆肥区の結果を化学肥料区のものと比較しながら示せば以下の通りである。1.土壌の物理性:堆肥施用量にほぼ比例して,年々団粒形成が進み,耕土の保水性・透水性の向上,膨軟化,地温上昇がみられ,特に,被覆区においてそれぞれが顕著であった。施肥中止後,有機物含量は徐々に減少しているが,中止後1年半目(平成6年12月)でも相変わらず団粒は増加し,保水性・透水性・土壌硬度・地温等に大きな変化は見られない。2.土壌の化学性:年々窒素および可給態りん酸の蓄積・増加が見られる。土壌の緩衝能が大きく,土壌pHの低下も抑制されている。化学肥料区では平成5年から地表部への塩類集積が見られようになった。堆肥施用中止1年半後,窒素・りん酸・カリそれぞれの全量の変化はごく僅かであるが,可給態りん酸の減少が突出している。3.土壌の生物性:土中のダニの種類と個体数が化学肥料区にくらべて極めて多い。堆肥施用中止により微生物活性が次第に低下している。4.作物栽培:連用3年目から,堆肥1/10a区以外の堆肥区では常に化学肥料区より安定した生育と高い収穫が得られて居り,T/R比が大きい。化学肥料区では平成5・6年度には塩類集積と連作障害によると思われる発芽不良と生育障害がみられた。本研究は,熟成堆肥の連用が畑地土壌にどのような影響をおよぼすかを色々の角度から,長期的に測定・究明することを目的としているもので,昭和58年に設置した7種の試験区(無肥料区,化学肥料混入区,3種の堆肥混入区,2種の堆肥被覆区)において,土壌の物理性,化学性,保水性,排水性地温,硬度,土中の動物相の推移を測定し,同時に,作物の栽培試験も行っている。昭和58年平成4年の各種試験結果はつぎの通りである。1.有機物含量及び間隙率:堆肥施用区では,施用量に増加に比例して年々増加している。2.土壌団粒:耐水性団粒分析の結果,堆肥施用区においては粗大団粒の形成が著しいことが認められた。3.保水性:化学肥料区にくらべて堆肥被覆区では耕土の保水性がきわめて大きく,堆肥混入区でも10t/10a区で3年目,1t/10a区では7年目から向上が見られ,化学肥料区との差が年々大きくなる傾向が認められる。4.地温:地温は堆肥施用区では化学肥料区にくらべて全体的に高く、堆肥被覆区では高低差が小さい。5.耕土の硬さ:

コーン支持力は堆肥施用量の増加に比例して減少し,とくに堆肥被覆区において顕著である。6.化学性:堆肥施用区では,pH低下の抑制,窒素の蓄積,リンの有効化が見られる。7.土壌動物:堆肥施用区においてはダニやトビムシなどの乾性土壌動物はの種類と数が年々増加している。8.作物栽培:適正量の堆肥の施用により化学肥料施用以上の生長が見られ,とくに堆肥施用区では根部の生長が良くT/R比(葉の質量/根の質量)が小さい。本研究は,熟成堆肥の連用が畑地土壌にどのような影響をおよぼすかを色々の角度から,長期的に測定・究明することを目的としているもので,昭和58年に設置した7種の試験区(無肥料区,化学肥料混入区,3種の堆肥混入区,2種の堆肥被覆区)において,土壌の物理性,化学性,保水性,排水性地温,硬度,土中の動物相の推移を測定し,同時に,作物の裁培試験も行っている。昭和58年平成4年の各種試験結果はつぎの通りである。1.有機物含量及び間隙率:堆肥施用区では,施用量に増加に比例して年々増加している。2.土壌団粒:耐水性団粒分析の結果,堆肥施用区においては粗大団粒の形成が著しいことが認められた。3.保水性および排水性:化学肥料区にくらべて堆肥被覆区では耕土の保水性がきわめて大きく,堆肥混入区でも10t/10a区で3年目,1t/10a区では7年目から向上が見られ,化学肥料区との差が年々大きくなる傾向が認められる。また堆肥施用区では化学肥料区にくらべて排水性が向上している。4.地温:地温は堆肥施用区では化学肥料区より全体的に高く、堆肥被覆区では地温変動が緩和されている。5.耕土の硬さ:コーン支持力は堆肥施用量の増加に比例して減少している。6.クラストの形成:化学肥料区では平成5年度にクラストの形成がみられた。7.化学性:堆肥施用区では,緩衝能の向上,養分の蓄積,リンの有効化,塩類集積の抑制が見られる。8.土壌動物:堆肥施用区においては中型土壌動物の種類と数が年々増加しており,微生物活性も向上している。9.作物栽培:適正量の堆肥の施用により化学肥料施用以上の生長が見られ,とくに堆肥施用区では根部の生長が良くT/R比(葉の質量/根の質量)が小さい。本研究は,熟成堆肥の連用が畑地土壌にどのような影響をおよぼすかを色々な角度から,長期的に測定・究明することを目的としたもので,昭和58年に開始し,現在も継続中である。堆肥の連用試験は,(1)(3)堆肥1,3,10t/10a混入区,(4)(5)堆肥1,3cm被覆区,(6)化学肥料区および(7)無肥料区の7試験区である。なお,科学研究費補助金の交付最終年度の平成6年度には施肥を中止した(最終肥料施用は平成5年6月)。過去12年間の堆肥区の結果を化学肥料区のものと比較しながら示せば以下の通りである。1.土壌の物理性:堆肥施用量にほぼ比例して,年々団粒形成が進み,耕土の保水性・透水性の向上,膨軟化,地温上昇がみられ,特に,被覆区においてそれが顕著であった。施肥中止後,有機物含量は徐々に減少しているが,中止後1年半目(平成6年12月)でも相変わらず団粒は増加し,保水性・透水性・土壌硬度・地温等に大きな変化は見られない。2.土壌の化学性:年々窒素および可給態りん酸の蓄積・増加が見られる。土壌の緩衝能が大きく,土壌pHの低下も抑制されている。化学肥料区では平成5年から地表部への塩類集積が見られようになった。堆肥施用中止1年半後,窒素・りん酸・カリそれぞれの全量の変化はごく僅かであるが,可給態りん酸の減少が突出している。3.土壌の生物性:土中のダニの種類と個体数が化学肥料区にくらべて極めて多い。堆肥施用中止により微生物活性が次第に低下している。4.作物栽培:連用3年目から,堆肥1/10a区以外の堆肥区では常に化学肥料区より安定した生育と高い収穫が得られて居り,T/R比が大きい。化学肥料区では平成5・6年度には塩類集積と連作障害によると思われる発芽不良と生育障害が見られた。
戦時期南満州鉄道沿線の社会変容に関する史料調査研究

本研究の目的は、日中戦争期とアジア太平洋戦争期の南満州鉄道沿線の社会変容に関する資料調査研究を行うことであった。そのため交付期間中を通して遼寧省档案館や吉林省社会科学院満鉄資料館、社会科学院近代史研究所図書室、北京市档案館などでの調査を実施し、資料の収集を実施し得たことは計画通りの成果であった。収集したいくつかの重要史料については、不二出版社から5冊の史料集として刊行し得たことは、本研究をめぐる成果の一環である。他方、一連の資料の収集を踏まえて研究をとりまとめ、研究期間中の毎年度に国際ワークショップを共催して成果を発表したことは主な実績である。(1)本研究は、遼寧省档案館・中国社会科学院近代史研究所・北京大学歴史学部・天津社会科学院日本研究所等のスタッフの協力を得て、日中戦争期とアジア太平洋戦争期の南満州鉄道沿線の社会変容に関する資料調査研究を行うことを目的とする。(2)本研究では戦時期南満州鉄道沿線の社会変容をめぐって諸資料を発掘しながら総合的な資料目録を作成する。天津市図書館や天津市档案館等の調査を実施する。さらに、遼寧省档案館所蔵の満鉄資料の調査を実施する。(3)このような調査研究を踏まえて、研究課題に即した総合目録を作成し、印刷物とWeb上で公開する。同時に分担研究者の協業により収集資料の検討と分析を進める。三年次目には合同ワークショップを開催する。さらに最終年度には、これらの成果を踏まえた国際シンポジウムを開催する。社会変容に焦点を絞ることにより、密度の高い新たな共同研究の成果を公表する予定である。本年度は、中国藩陽市の遼寧省档案館において研究課題に関する調査活動を実施すると共に、新潟大学で直接関連する研究テーマに関する国際シンポジウムを開催を支援し、問題点等を検討した。また資料目録の作成作業に着手しつつ、資料収集の成果に基づいた研究論文をまとめ公表した。9月には中国藩陽市で遼寧省档案館所蔵文書の調査を実施した。研究課題に関する所蔵資料について閲覧し、とくに戦時期の南満州鉄道沿線の社会変容に関する資料を集中的に調査し、必要資料を複写した。なお京都大学人文科学研究所が所蔵している関連資料についても11月に調査を実施し、必要資料を複写した。10月には韓国・漢陽大学と共同で運営された国際学術セミナー「境界をめぐる諸側面」の開催を支援した。また2月には新潟大学人文学部と同環東アジア研究センター主催の国際ワークショップ「近代中国と満鉄一満鉄史研究の現状と展望-」の開催を支援し、本研究課題に関連した研究報告を行った。これらの成果は『環東アジア研究センター年報』4号に掲載されている。そこでの到達点を前提として、今後の本研究の方向性を模索し、次年度に生かすこととした。以上の資料調査や研究会等における報告・議論を踏まえて、研究成果の一覧に記載したような、いくつかの論文をまとめ公表した。本年度は、中国長春市の吉林省社会科学院満鉄資料館において研究課題に関する調査活動を実施すると共に、新潟大学で直接関連する研究テーマに関する国際シンポジウムを開催を支援し、問題点等を検討した。また資料収集の成果に基づいた研究論文をまとめ公表するとともに、調査により収集した資料を編集して資料集を刊行した。9月には、中国長春市で吉林省社会科学院満鉄資料館所蔵文書の調査を実施した。研究課題に関する所蔵資料について閲覧した。戦時期の南満州鉄道沿線の社会変容に関する資料を集中的に調査した。そのうち戦時期のものを含む南満州鉄道株式会社の帝国議会説明資料・別冊については、収集資料をもとに編集作業を行い、本年度末た不二出版より資料集として刊行した。11月には、新潟大学において開かれた国際ワークショップ「東北アジアにおける社会的生活基盤の形成」の開催を支援し、本研究課題に関連した研究報告を本科学研究費のメンバーが行った。これらの成果は『環東アジア研究センター年報』5号と『環日本海研究年報』17号に掲載されている。以上の資料調査や国際ワークショップにおける報告・議論を踏まえて、研究成果の一覧に記載したような、いくつかの研究成果をまとめ公表した。本年度は、中国長春市の吉林省社会科学院満鉄資料館において研究課題に関する調査活動を実施すると共に、新潟大学で直接関連する研究テーマに関する国際ワークショップを開催を支援し、問題点等を検討した。9月と3月に、中国長春市で吉林省社会科学院満鉄資料館所蔵文書の調査を実施した。

当館にも一部が所蔵されていた戦時期の南満州鉄道株式会社東京支社調査室の東京時事資料月報について編集作業を行い、本年度末に不二出版より資料集として刊行した。また9月には、大連大学・遼寧師範大学・吉林大学において、関連資料調査を実施した。11月には、新潟大学において開かれた国際ワークショップ「日中戦争の深層」の開催を支援し、本研究課題に関連した研究報告を本科学研究費のメンバー3人が行った。これらの成果は『環東アジア研究センター年報』6号と『環日本海研究年報』18号に掲載した。このような本年度の成果を前提として、今後の本研究の方向性について検討し、次年度の調査研究に生かすこととした。以上の資料調査や国際ワークショップにおける報告・議論を踏まえて、研究成果の一覧に記載したような、いくつかの研究成果をまとめ公表した。本年度は、中国北京市の北京市档案館、遼寧省档案館、遼寧省社会科学院、モンゴル国立中央文書館において研究課題に関する調査活動を実施すると共に、新潟大学で直接関連する研究テーマに沿った国際ワークショップを共催し、成果を公開すると共に問題点等を検討した。また史料収集の成果に基づいた研究論文をまとめ公表した。8月には北京市档案館で、関連資料の調査を実施した。9月にはモンゴル国立中央文書館で、モンゴルに関係する資料を調査・収集した。また2月末から3月初旬まで遼寧省档案館と遼寧省社会科学院で研究課題に関する所蔵資料を閲覧した。これらにより戦時期の南満州鉄道沿線の社会変容に関する史料の調査と収集作業が一段落した。それと並行して共同研究の成果を11月に新潟大学で開催した国際ワークショップで公開した。ワークショップは「日中全面戦争と地域社会変容」と題して、物流と交通、華北、華中、「満州国」の4セッションに分けられていたが、そのうち主として「満州国」の社会変容について本科学研究費構成員全員が担当し成果を発表した。合わせてこれらの成果を『環東アジア研究センター年報』7号と『環日本海研究年報』19号に掲載した。以上の史料調査や国際ワークショップにおける報告・議論を踏まえて、研究成果の一覧に記載したような、いくつかの研究成果をまとめ公表した。
脂質代謝を制御する機能分子プローブの創製

・新規プローブの探索研究では、脂質代謝に関する様々な評価系として、1)マクロファージ脂肪滴蓄積阻害を評価する系、2)ジアシルグリセロール転移酵素(DGAT)を評価する系や3)細菌の細胞壁合成に重要なウンデカプレニルピロフォスフェート合成酵素(UPPS)阻害を評価する系について重点的に行った。その結果、以下の真菌由来の3種6成分の新規化合物を発見した。1)からは、インドール環とキナソリン環が架橋したquinadoline類AとBを発見した。2)からは、ジヒドロナフトピラノン環が二量体を形成したdinapinone AとBの立体異性体を発見し、これらの混合比により活性が大幅に変化することを明らかとした。3)からは、スピロを介した5員環をもつspirohexaline類AとBを発見し、立体化学の解析から、A成分が既知のviridicatumtoxinのエナンチオマーであることを証明した。この他に今期、新規評価系として、ヒト由来のDGAT1あるいはDGAT2を導入した酵母を利用したアッセイ系を構築した。・プローブの作成と作用メカニズム研究では、脂肪滴形成阻害剤beauveriolideのビオチン標識体による解析から、ミクロソーム画分中に結合タンパク質を数種見出した。その一つは、ACAT抗体による解析から、本標的分子と推定しているACATであることが明らかとなってきた。他のタンパク質については、MALDI-TOF-MSなどにより同定を行なう。さらに、ACAT2に選択的な阻害剤pyripyropene Aに関しては、ACAT2の一部領域をACAT1の類似領域へと置換したキメラタンパク質を作製することで、あるモチーフ(492494番目のアミノ酸残基QVS)が本化合物のACAT2選択的阻害に重要な役割を果たしていることを明らかにした。脂質代謝との関連性から生活習慣病と感染症に焦点を当て、今年度は微生物資源を対象に脂質代謝を制御する機能分子の探索に力を入れた。生活習慣病に関わる評価系として、1)ACATアイソザイム(ACAT1とACAT2)に対する阻害の特異性を観察する系、感染症に関わる評価系として、2)エルゴステロール生合成を阻害する抗真菌剤の活性を賦活化させる活性物質を選択する評価系、3)抗結核活性を評価する系を基軸に行なった。その結果、beauvericln類など9種の新規化合物を発見した。マクロファージ泡沫化阻害剤として発見したbeauveriolideの標的分子はACATと推定している。サルACAT1とACAT2を選択発現させたCHO細胞を入手し、ACATアイソザイムに対す選択性を細胞レベルで評価した結果、beauveriolideIIIは高濃度でACAT2に対して影響を与えていたが、比較的ACAT1を強く阻害した。またコンビケムの手法で合成したbeauveriolide誘導体のACAT1とACAT2に対する選択性を評価した結果、細胞毒性を示すことなく、さまざまなプロファイル(ACAT1阻害、ACAT2阻害、ACAT1とACAT2の両方を阻害する)を示す誘導体を見いだした。さらにACATを含め標的分子の解析を進めるために、^<251>I化可能な誘導体を作製し、活性を保持していることを確認した。Phenochalasinの泡沫化過程における標的分子を明らかにするために、大量培養により本物質を単離した。抗結核活性を有するlariatln(KO1-BO171物質)は、18及び20残基のアミノ酸からなるペプチド化合物であり、N末端Glyアミノ基と8残基目Glu側鎖カルボキシル基がアミド結合により環化した構造であることを明らかにした。さらにNMRによる溶液構造解析を行なった結果、lariatin Aが環部を尾部が通過した「投げ縄構造」と呼ばれる3次元構造を有することを明らかにした。Mycobacterium属に対する抗菌スペクトルを測定した結果、臨床薬で用いられている抗結核薬isoniazid及びethambutolと同様にlariatinは選択的にM.smegmatis及びM.tuberculosisに抗菌活性を示した。現在標的分子の探索を明らかにするために、lariatinAのC末端にアビジンを導入し、活性を保持していることを確認した。脂質代謝との関連性から生活習慣病と感染症に焦点を当て、微生物資源を対象に脂質代謝を制御する機能分子の探索に力を入れた。生活習慣病に関わる評価系として、1)アシルCoA:コレステロールアシル転移酵素(ACAT)アイソザイム(ACAT1とACAT2)に対する阻害の特異性を観察する系、感染症に関わる評価系として、2)エルゴステロール生合成を阻害する抗真菌剤の活性を賦活化させる活性物質を選択する評価系、3)抗結核活性を評価する系を基軸に行なった。その結果、1)の系からはspylidone、2)の系からはcitridone類とphenatic acid類、3)の系からはlariatin類を発見した。またMRSAなど日和見感染症の原因微生物に対する新しい標的分子としてイソプレノイド生合成経路に注目し、評価系を構築した。すなわち、本年度は大腸菌で生産させた黄色ブドウ球菌由来のundecaprenylpyrophosphate synthaseを用いたin vitro酵素反応系を構築した。これまで本研究グループが発見した微生物由来ACAT阻害剤についてアイソザイムに対する選択性を明らかにした結果、beauvericin、purpactin類、glisopreninA、terpendoleC、spylidoneはACAT1とACAT2の両アイソザイムを、beauveriolideIIIは比較的ACAT1を阻害したのに対し、pyripyropeneAはACAT2を選択的に阻害した。

特にpyripyropene Aは、現在までACAT2に選択性を示す唯一の化合物であることが明らかとなった。Beauveriolideは、コンビケムの手法により300種の誘導体合成が終了し、これら誘導体のACAT1とACAT2に対する選択性を評価した、その結果、さまざまな選択性のプロファイルを示す誘導体を見いだした。脂質代謝制御の観点から、生活習慣病と感染症に焦点を当てて、微生物資源を対象に脂質代謝を制御する機能分子の探索に力を入れた。その評価系として1)動脈硬化の初期病巣に認められるマクロファージ脂肪滴形成を阻害する化合物を選別する評価系(生活習慣病)、2)抗真菌剤(エルゴステロール生合成阻害剤)の活性賦活化物質を選択する評価系(感染症)、3)細菌の細胞壁合成に重要なイソプレノイド生合成経路のundecaprenylpyrophosphate合成酵素(UPPS)阻害物質を選択する評価系(感染症)を基軸に行なった。その結果、1)からは真菌が生産する新規骨格(セスキテルペンとポリケチドを有する)のsespendoleおよび海洋由来真菌の生産するisobisvertinolを発見し、その生合成経路について証明あるいは考察した。2)の評価系からは真菌由来のcitrinamide類とtensidol類を発見した。3)の評価系からは真菌由来の既知物質であるviridicatumtoxin類を同定した。本物質がUPPSを阻害することは初めての知見である。今期、新しい評価系として、泡沫化したマクロファージを普通のマクロファージに戻す評価系を構築し(脱泡沫化)、既存の化合物300種について活性の有無を測定している。既に報告した脂肪滴形成阻害剤phenochalasin Aについて作用機序の解析を進めた。繊維状アクチンを蛍光染色し、共焦点レーザー顕徴鏡で観察した結果、類縁体のcytochalasin Eとは全く異なる作用を示していた。本化合物は従来のcytochalasin類とは作用機序が異なる可能性が示唆される。また、beauveriolide類(脂肪滴形成阻害剤、コレステロールアシル化酵素を阻害)の結合タンパク質を解析するため、ビオチン標識した誘導体を合成した。ミクロソームをタンパク質源として標的タンパク質を探索している。細菌由来のlariatin類(抗結核作用、細胞壁合成阻害と予測)Tについても標的タンパク質を探るプローブの合成を試みた。・新規プローブの探索研究では、脂質代謝に関する様々な評価系として、1)マクロファージ脂肪滴蓄積阻害を評価する系、2)ジアシルグリセロール転移酵素(DGAT)を評価する系や3)細菌の細胞壁合成に重要なウンデカプレニルピロフォスフェート合成酵素(UPPS)阻害を評価する系について重点的に行った。その結果、以下の真菌由来の3種6成分の新規化合物を発見した。1)からは、インドール環とキナソリン環が架橋したquinadoline類AとBを発見した。
合成クロロフィル類縁体の自己集積化

天然産のクロロフィル類を原料として、この比較的安定なクロリン骨格を保持しつつ周辺部位を有機化学的に修飾(官能基変換)することで、発展性のある多彩な構造を持つ拡張共役電子系の開発を行うことを目的とし、この目的を達成するために、本年度はクロロフィル類縁体の新規単量体と会合体の物性の検討も行った。具体的な研究成果は以下の通りである。ラン藻の一種であるスピルリナからクロロフィル-aを単離抽出し、これらを出発原料として、クロロフィル類縁体の合成を行った。この原料のクロリン骨格のメソ位に、ハロゲン基やトリフルオロメチル基を位置選択的に導入した。この新規化合物は無置換体に比して、分光学的挙動がことなり、自己集積能にも差が見られた。合成アンテナ系と同様に、合成クロロフィル類の自己会合体が、光収穫とエネルギー供与体として機能していることが、可視吸収/蛍光発光/蛍光励起スペクトルから判明し、エネルギー移動媒体として優れていることが示された。このような自己会合体を、カーボンペースト電極上に修飾し、支持電解質水溶液中で電極に光照射すると、カソード電流が観測され、色素皮膜型湿式太陽電池が調整できた。光応答のアクションスペクトルから、自己会合体から酸素への光電子移動反応によってカソード光電流を生じていることが判明した。クロロフィル単量体をカーボンペースト電極に修飾したものより、自己会合体を用いた場合の方が、大きな光電流が観測され、合成クロロフィル類の自己会合体が、(天然では見られない)電子移動媒体としても優れていることが示された。
地球陸域表層で土壌有機物が分解を逃れ蓄積していくメカニズムの探索

土壌流亡は営農に影響を与えるだけでなく,有機物の消失としてもとらえられ,土壌環境に悪影響を与える.透水性の低い層であるクラストの発生がその原因の一つであり,強雨時の雨滴の衝撃,土壌間隙の目詰まりにより生じる.対策として鉛直孔隙に繊維状物質を挿入する人工マクロポアを提案し,流亡対策と成り得るデータが示したが,さらに労力軽減のために線状型マクロポアを提案したのでその効果を報告する.線状マクロポアは従来の穴の代わりに深さ30cm程度の溝を引き,サトウキビ残渣を鋤き込む.線状型マクロポアの下方浸透促進による表面流出・土壌流亡を抑制し,もって表層土壌の保全をすることを研究の目的とした.供試土として沖縄県石垣島のサトウキビ圃場から採取した土壌をライシメータに充填し,現場と同じ傾斜3%で設置し,時間20mmの降雨を4時間降らせ,降雨終了24時間後に同様の条件で再度雨を降らせた.対照区として耕起区,植物残渣を表層に残す不耕起区,線状型マクロポア区,中空溝切のみの溝切区を用意し,表面流出,下方排水,土壌水分,流出土砂量を測定した.実験の結果,表面流出量は耕起区で最も多く,次に不耕起区で多かった.線状型マクロポア区では表面流出は発生しなかった.溝切区では溝構造の崩壊が起こり,まもなく目詰まりを起こした.圃場調査では溝切区において目詰まりが発生することにより表面流出,土砂流出が増加すると推定されていたが、今回の結果から降雨の早い段階で構造そのものが崩壊している可能性が示された.これは現場圃場で観察されていたこととよく一致し,その際に表層土壌から奪われる有機物の量は,保全的活動で表層土壌で蓄積される有機物量とほぼ同じくらいであることがわかった.土壌の劣化原因として表土流亡が知られているが,有機物の消失についても非常に大きなインパクトを持つことが明らかであった.下方浸透が有機物蓄積のためにプラスに働くことはこれまでの研究で明らかであったが,逆に土壌の流亡が土壌環境に与える影響を精査すると,保全的活動によって蓄積される有機物量をキャンセルしてしまうほどの量であることがわかり,浸透改善にプラスして土砂の流亡防止することが肝要であるとわかったから.得られた成果を広域の評価につなげ,大陸レベルでの有機物の生成と消失に関わる因子を明らかにしていく.土壌有機物の増加は土壌の団粒構造を発達化させ,土壌の透水性・保水性の増加が期待される.一方,有機物の増加は微生物活性を高め,土壌間隙に微生物のコロニーやバイオフィルムの形成を促し,土壌の透水性が低下する.この相反する現象に対して,本研究では団粒形成を促進するグルコースの土壌への添加が微生物活性,飽和・不飽和透水係数および保水性に及ぼす影響を定量的に評価することを目的として実験を行った.まず,有機物添加に伴う飽和透水係数と微生物活性の変化を調べるために,シルトローム質土壌にグルコース溶液を滴下し25°Cで培養した.次いで,簡易蒸発法とサイクロメーター法を使って有機物添加に伴う土壌水分特性の変化を調べた.また,乾燥に伴うFDA加水分解活性を測定した.結果的に,飽和透水実験から,グルコースの添加に伴って微生物活性が増加し,それに伴って透水性が減少する傾向が培養初期に見られたが,飽和領域における微生物活性の透水係数に及ぼす影響は小さかった.水分特性曲線・不飽和透水係数の測定・予測の結果から,添加土壌において物理的土壌ミクロ間隙の形成に伴い保水性が高まり,結果として不飽和透水係数の減少が観察された.以上より,微生物による物理的な土壌構造の変化は,不飽和領域の透水性を低下させると考えられる.併せて根圏土壌について以下が明らかになった.イネ栽培後ではダイズ,ナタネに比べてケイ酸の溶出量が多く,アルミニウムの蓄積量が多いとわかった.根圏のpHも低く,アルミニウムの蓄積と関連していると推察された.イネの根圏においては根の作用により鉱物の崩壊が促進されていると考えられ,X線回折装置で鉱物の構造解析を行うと,長石の崩壊の痕跡が認められた.土壌中のアルミニウムは有機物の蓄積と関係が深く,作物間でこの蓄積に差異があるということは,栽培跡地での有機物の蓄積に作物間差があることの因子と推察された.有機物の蓄積と透水特性についての関係が実験室レベルと圃場レベルで明らかになりつつあり,多数の学会発表が行えたから.土壌流亡は営農に影響を与えるだけでなく,有機物の消失としてもとらえられ,土壌環境に悪影響を与える.透水性の低い層であるクラストの発生がその原因の一つであり,強雨時の雨滴の衝撃,土壌間隙の目詰まりにより生じる.対策として鉛直孔隙に繊維状物質を挿入する人工マクロポアを提案し,流亡対策と成り得るデータが示したが,さらに労力軽減のために線状型マクロポアを提案したのでその効果を報告する.

線状マクロポアは従来の穴の代わりに深さ30cm程度の溝を引き,サトウキビ残渣を鋤き込む.線状型マクロポアの下方浸透促進による表面流出・土壌流亡を抑制し,もって表層土壌の保全をすることを研究の目的とした.供試土として沖縄県石垣島のサトウキビ圃場から採取した土壌をライシメータに充填し,現場と同じ傾斜3%で設置し,時間20mmの降雨を4時間降らせ,降雨終了24時間後に同様の条件で再度雨を降らせた.対照区として耕起区,植物残渣を表層に残す不耕起区,線状型マクロポア区,中空溝切のみの溝切区を用意し,表面流出,下方排水,土壌水分,流出土砂量を測定した.実験の結果,表面流出量は耕起区で最も多く,次に不耕起区で多かった.線状型マクロポア区では表面流出は発生しなかった.溝切区では溝構造の崩壊が起こり,まもなく目詰まりを起こした.圃場調査では溝切区において目詰まりが発生することにより表面流出,土砂流出が増加すると推定されていたが、今回の結果から降雨の早い段階で構造そのものが崩壊している可能性が示された.これは現場圃場で観察されていたこととよく一致し,その際に表層土壌から奪われる有機物の量は,保全的活動で表層土壌で蓄積される有機物量とほぼ同じくらいであることがわかった.土壌の劣化原因として表土流亡が知られているが,有機物の消失についても非常に大きなインパクトを持つことが明らかであった.下方浸透が有機物蓄積のためにプラスに働くことはこれまでの研究で明らかであったが,逆に土壌の流亡が土壌環境に与える影響を精査すると,保全的活動によって蓄積される有機物量をキャンセルしてしまうほどの量であることがわかり,浸透改善にプラスして土砂の流亡防止することが肝要であるとわかったから.ミクロレベルにおける土壌有機物の生成と消失に併せて,土壌透水・保水特性の関係が明らかになりつつあるので,H30年度は予定通り,メソスケールすなわち圃場における土壌の保全にかかわる調査研究を行う.得られた成果を広域の評価につなげ,大陸レベルでの有機物の生成と消失に関わる因子を明らかにしていく.
AM-RAMP2系を標的とした、網膜静脈閉塞症の新規治療法開発

網膜静脈閉塞症(RVO)は、網膜毛細血管の脱落、虚血、および黄斑浮腫が生じると重度の視力障害をもたらす。研究代表者らは、アドレノメデュリン(AM)と、受容体であるRAMP2が、共に血管発生に必須であること、生後の網膜血管発達にも関連していることを明らかとしてきた。また、新規の網膜中心静脈閉塞症モデルマウスを開発した。本研究では、このモデルを応用して、AM-RAMP2系のRVOにおける病態生理学的意義、特に網膜血管透過性の維持、抗炎症作用、血管保護作用とそのメカニズムを解明し、黄斑浮腫や血管脱落による視力障害に対する新たな治療標的とすることを目的とする。