hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラット下肢同種移植に於ける急性期拒絶反応メカニズムとアポトーシスに関する研究

Nは各期日につきそれぞれ10とし、そのうち5はパラフィン包埋標本、さらに5は凍結標本とした。2.蛋白抽出皮膚軟部組織につき、凍結標本より蛋白抽出を行った。3.組織学的検索HE染色標本について組織学的検討を行った。対照群では、術後経過上顕著な組織学的変化は認めなかった。実験群では、術後3日目からの皮下結合組織浮腫が顕著となり、術後7日目には著明な炎症細胞浸潤を認めた。表皮は術後7日目まで正常な形態を保ったが、術後12日目には表皮変性が顕著となり、また毛包等の皮膚付属器の変性も顕著となった。4.生化学的検索皮膚軟部組織につき、ラット下肢同種移植急性期拒絶反応に於けるアポトーシスの関与を検討するため、DNase_YについてWestern blot法により蛋白発現量の経時的変化を計測した。術後1日目より各期日において、Allograftで有意にDNase_Y発現の増幅を認め、術後七日目において発現量は最大となった。5.免疫粗織化学的検索DNase_Yにつき、免疫組織化学染色を行った。Isograftでは表皮細胞および毛包細胞全体に弱陽性所見を認めるのみであるが、Allograftでは特に核膜および核においてsignal増強を認めた。この陽性所見は、術後7日において最強となった。さらにTUNEL法により、Allogaftでは表皮細胞および浸潤リンパ球において、アポトーシス細胞が検出された。
科学研究費補助金制度におけるプログラムオフィサー制度の構築におけた調査・研究

日本の科学研究費補助金(科研費)制度の効率的な運用のため、新たなプログラムオフィサー(PO)制度の構築に向けた以下の調査研究成果を得た。1海外の競争的研究資金配分機関におけるPO制度運営状況の調査研究米国MH, NSF、英国RC、シンガポールA^*STAR、台湾NSC、韓国KRF、日本・北米・欧州HFSP、EU ESF、独国DFG等の競争的研究資金制度およびそのPO制度の現地調査を行い、それぞれの競争的研究資金制度の概要・特徴とその中でのPOの位置付け・役割を整理した。2国内の競争的研究資金配分機関におけるPO制度運営状況の調査研究科研費(文部科学省・研究振興局)、科研費(日本学術振興会)、科学技術振興調整費(科学技術振興機構)、産業技術研究助成事業(NEDO技術開発機構)、先端技術を活用した農林水産研究高度化事業・民間結集型アグリビジネス創出技術開発事業(農林水産省・農林水産技術会議事務局)の競争的研究資金制度およびそのPO制度を調査・分析し、比較一覧表を作成した。3文科省科研費担当学術調査官制度やPO制度に関するアンケート調査審査部会各系委員会委員、採択課題・領域の研究代表者、および学術調査官所属機関に対し、学術調査官の業務や構成、PO像やそのキャリアパス等についてアンケート調査を行い、意識・意見・要望を分析した。4科研費応募者に対する科研費制度とPO制度の啓発活動、および応募者の意識・要望の調査研究本科研費の企画提案等により、日本化学会第85春季年会企画講演「より身近な科研費制度を目指して-プログラムオフィサーに求められる役割-」、日本機械学会2005年次大会特別企画「変わりつつある科学研究費制度-研究者自身に求められる役割-」、第78回日本生化学会大会シンポジウムパネルディスカッション「ポトムアップ型競争的研究資金、科研費制度の改善に向けて-アカデミアとプログラムオフィサーの役割-」を実施した。さらに会場でのアンケート調査により、科研費応募者の意識・要望を分析し、このような企画の効果を検証した。文科省の科学研究費補助金(科研費)制度の効率的な運用のため、新たなプログラムオフィサー(PO)制度の構築に向けた調査研究を行った。本年度は以下の活動を行った。1国内外の競争的研究資金配分機関におけるPO制度運営状況の調査研究科学技術振興調整費、NEDO、厚生科研費のPOとの面談・情報交換日本学術振興会、科学技術政策研究所主催の競争的研究資金制度・PO制度に関する講演会、科学技術振興機構主催のPOセミナーでの情報収集諸外国の競争的研究資金制度・PO制度に関する文献の調査・分析、および学術研究助成課と学術調査官で昨年度なされた米国NSF、英国RCの現地調査の結果分析シンガポールA^*STAR、台湾NSCの競争的研究資金制度・PO制度の現地調査2文科省科研費担当学術調査官(PO)制度の効果的運用に向けた調査研究学術調査官制度やPO制度に関する審査部会各系(人文社会・理工・生物)委員会委員へのアンケート調査の実施採択課題のフォローアップや研究者とのコンタクトに関する学術調査官自身へのアンケート調査の実施・分析その他、採択課題の研究者や学術調査官所属機関へのアンケート調査の検討・準備3科研費応募者に対するPO制度の啓発活動、および応募者の意識・要望の調査研究本科研費共催による日本化学会第85春季年会の企画講演「より身近な科研費制度を目指して-プログラムオフィサーに求められる役割-」の企画・実施と本研究メンバーによる講演・パネルディスカッション。他の学会への同様な企画提案と準備。メンバー間の連携を保った調査研究の遂行のため、月に1回程度の頻度で全体会議を行い、調査活動の進展状況の報告・意見交換、調査結果の分析、今後の展開方針の策定を行った。また、集中的な議論を行うために2泊3日のセミナーを開催した。4科研費応募者に対する科研費制度とPO制度の啓発活動、および応募者の意識・要望の調査研究本科研費の企画提案等により、日本化学会第85春季年会企画講演「より身近な科研費制度を目指して-プログラム

オフィサーに求められる役割-」、日本機械学会2005年次大会特別企画「変わりつつある科学研究費制度-研究者自身に求められる役割-」、第78回日本生化学会大会シンポジウムパネルディスカッション「ポトムアップ型競争的研究資金、科研費制度の改善に向けて-アカデミアとプログラムオフィサーの役割-」を実施した。さらに会場でのアンケート調査により、科研費応募者の意識・要望を分析し、このような企画の効果を検証した。日本の科学研究費補助金(科研費)制度の効率的な運用のため、新たなプログラムオフィサー(PO)制度の構築に向けた調査研究を行った。本年度は以下の活動を行った。1国内外の競争的研究資金配分機関におけるPO制度運営状況の調査研究文部科学省・研究振興局、日本学術振興会、科学技術振興調整費、NEDO技術開発機構、農林水産省におけるPO制度の分析と比較一覧表の作成。科学技術振興機構主催のPOセミナーでの情報収集。2文科省科研費担当学術調査官(PO)制度の効果的運用に向けた調査研究学術調査官制度やPO制度に関する審査部会各系委員会委員へのアンケート調査結果の分析採択課題・領域の研究代表者および学術調査官所属機関へのアンケート調査の実施と結果分析3科研費応募者に対するPO制度の啓発活動、および応募者の意識・要望の調査研究本科研費企画提案による日本機械学会2005年次大会特別企画「変わりつつある科学研究費制度-研究者自身に求められる役割-」、第78回日本生化学会大会シンポジウムパネルディスカッション「ボトムアップ型競争的研究資金、科研費制度の改善に向けて-アカデミアとプログラムオフィサーの役割-」の実施と会場でのアンケート調査メンバー間の連携を保った調査研究遂行のため、数回の全体会議を行い、調査活動の進展状況の報告・意見交換、調査結果の分析、今後の展開方針の策定を行った。また、集中的な議論および成果報告書作成に向けた全体分析を行うために1泊2日のセミナーを開催した。
多環式含窒素コア骨格と大環状構造を特徴とする海洋性中分子の合成研究

韓国近海のホヤより単離・構造決定されたハリクロニンAの合成研究を行った。昨年度までに合成法を確立していたビシクロ骨格を含む化合物を出発物質とした検討を行っていたが、さらなる官能基変換が困難であることが明らかとなった。そこでビシクロ骨格構築の前に、あらかじめ官能基変換を行う合成経路の検討を行った。その結果、ビシクロ骨格およびその後の変換に必要な官能基をもつ化合物を得ることに成功した。また上記の検討と並行して、酸化的脱芳香環化に続く分子内環化付加反応を基軸とした合成経路について検討を行った。フェノール性水酸基を足がかりとしてベンゼン環上に必要な置換基を導入し、分子内環化付加反応の前駆体を合成した。酸化的脱芳香環化は通常用いられる条件にて円滑に進行し、さらに加熱を行うことで分子内環化付加反応が進行することが明らかとなった。その結果、第四級炭素およびその後の変換に必要となる官能基を含む部分骨格の構築に成功した。デンサニンBの合成研究については以下に述べる知見を得るに至った。不斉ディールスアルダー反応、ジブロモシクロプロパンの開裂による環拡大反応、2-ニトロベンゼンスルホンアミド部位の分子内置換反応を用いて構築した二環性骨格の立体的特性を利用した官能基の選択的な導入について検討を行った。その結果、エノンに対する共役付加が架橋鎖を避ける側から立体選択的に進行することを見出し、第四級炭素の構築に成功した。29年度が最終年度であるため、記入しない。韓国近海のホヤより単離、構造決定されたハリクロニンA(分子量:524)の合成研究を行った。本化合物は中心骨格である3ーアザビシクロ[3.3.1]ノナンに対し、飽和17員環および不飽和15員環が縮環した構造を有しており、生物活性として細胞毒性および抗菌活性を示すことが報告されている。まずBirch還元および閉環メタセシス反応を鍵工程として大員環を有する化合物の合成を行った。第1級アルコール部位をジアゾエステルへと変換した後、銅触媒を用いた分子内シクロプロパン化反応を行うことで二つのエノールエーテル部位を区別した化合物を合成した。シクロプロパンの開裂を含む4工程にて合成したエノンに対し、ヨウ化銅存在下ビニルGrignard試薬を作用させたところ、1,4-付加反応および後処理におけるプロトン化が立体選択的に進行し、目的とする化合物を与えた。官能基変換によりカルボン酸へと導いた後、アミンユニットと縮合した。得られたアミドの環状アセタール部位をジチオアセタールとして開環し、遊離した第1級アルコールを酸化しアルデヒドを得た。弱酸性条件下アルデヒド部位とアミド部位でヘミアミナールを形成した後、TFAで処理したところ、ジチオアセタール部位からのヒドリド転位が進行しを与えた。またHaliclonin Aと並行してDensanin類の合成を行っている。6員環から7員環への環拡大反応を経由する合成経路を用いて、立体選択的な7員環化合物の合成に成功した。海洋性天然中分子の合成研究において、基本骨格の構築に関して有益な知見を得ることができているから。Haliclonin Aに関しては、残りの環構造の構築、Densanin類の合成においては、大環状構造の構築に関して検討を行う。
小たたら炉および電子レンジを用いての鋼と銑鉄の生成過程について

1.研究目的たたら製鉄は原料に砂鉄と燃料に木炭を用い、粘土で築いた炉において還元作用により鉄を作る直接製鉄法である。この製鉄法は、口伝または見聞で伝えられたため古文書として残っていない。このため鋼および銑鉄を造り分ける方法において、釜土・砂鉄の種類・木炭の種類・釜の大きさなど不明なところが多い。本研究は小型たたら炉および電子レンジを使用した「瞬間たたら法」で鋼を作り、木炭および釜土、加熱条件を変えて製造過程を考察する。また、「たたら操業」を子供たちと一緒に行い、ものづくりの魅力を伝える。2.研究方法雲南地方においてマサ土を採取し、砂分と粘土分の割合を変えて築炉を行い、砂鉄は比重選鉱法ならび比重選鉱法より採取した。木炭は松炭、楢炭、雑炭を用い、180Wの送風機を2基使用し、片方3本の羽口を設置して操業を行なった。「瞬間たたら法」では、耐熱るつぼ(30ml)の内側にマサ土を塗布し、炭の種類、加熱時間、砂鉄量を変えて加熱した。炉内温度はPR熱電対により測定し、小たたら炉でできたケラおよびノロ、電子レンジを用いての鋼は、金属顕微鏡および走査型電子顕微鏡で観察を行い比較検討した。3.研究結果3回の操業を行ない、1回目はマサ土だけで築炉し、楢炭を主に使用して川砂鉄100kgを投入した。結果22kg程度の〓ができた。2回目はレンガを用い、内側にはマサ土を張り、松炭を主に海砂鉄を30kg投入して6kg程度の録ができた。3回目はレンガを用い、内側にマサ土を張り、雑炭を主に海砂鉄を100kg投入し24kg程度の〓ができた。小型炉での操業では、使用する木炭および砂鉄の種類、炉内温度により炭素濃度の変化が見られた。「瞬間たたら法」によりできた鉄球は、加熱保持時間が長くなるにつれて炭素濃度が高くなることが認められた。これは吸炭反応により保持時間が長くなると炭素濃度が上昇すると考えられる。1回目の小型炉での操業は、学校開放事業に併せて行い、親子で砂鉄採取、築炉、炭きりの作業を行なった。また、鍛造で小刀を製作し「ものづくり」に対する関心を高めることができた。
抗PLA2R抗体の新規定量法の開発と日本人膜性腎症における臨床的有用性の検討

本研究では、特発性膜性腎症のバイオマーカーとして、抗ホスホリパーゼA2受容体(PLA2R)抗体の新規定量法を開発し、臨床的有用性を明らかにすることを目的とした。PLA2Rの安定形質発現株を作製し、それを用いたウェスタンブロットを行い、抗PLA2R抗体を検出した。陽性率は52%であった。PLA2R安定発現細胞を用いたCell ELISAを新規構築した。研究開始後に市販されたELISAキットを購入してその有用性を検証した。尿蛋白量は抗体価と中等度に相関していた。免疫抑制療法の医師判断と抗PLA2R抗体価陽性は有意に関連していた。免疫抑制療法後、抗PLA2R抗体価は有意に低下した。膜性腎症は基底膜上皮下の免疫複合体沈着を特徴とする腎症であり、成人のネフローゼ症候群(高度の蛋白尿により低蛋白血症を来す腎臓疾患群の総称)の一定数(38割)を占めるとされる。ネフローゼ症候群や糸球体腎炎は、病型により治療方針が異なるが、膜性腎症を含め、その診断や鑑別には侵襲的な腎生検が必須である。しかし、安静が保てない全身不良患者や高齢者では腎生検は困難である。加えて、膜性腎症に対しては薬物治療として免疫抑制療法を行うことがあるが、治療効果に対する免疫学的指標として確立したものがない。臨床現場では、血液・尿検査による簡便なバイオマーカーが求められている。本研究計画では、膜型ホスホリパーゼA2受容体に対する血清抗体(抗PLA2R抗体)の測定法として、汎用性、簡便性、定量性に優れた、ELISAを開発すること、開発したELISAおよび従来法を用いて、日本人の成人の特発性膜性腎症における血清抗PLA2R抗体の特徴の解析をすることであることを目的としている。初年度(平成26年度)に当初計画していた具体的な研究項目は、1PLA2Rの安定形質発現株の作製、2同細胞を用いたウェスタンブロットによる抗PLA2R抗体の検出、3腎生検検体とウサギ抗PLA2R抗体を用いた免疫蛍光染色、4日本人特発性膜性腎症患者における抗PLA2R抗体の陽性率、抗体価の経時的推移の検討、5同細胞を用いたCell ELISAの新規構築と抗PLA2R抗体価の定量測定であったが、3以外については、達成し、その成果を、2014年の米国リウマチ学会総会で発表した。この発表においては、特筆すべきこととして、抗PLA2R抗体の測定結果が、同抗体の結果を知らずに臨床医が選択した治療方針と有意に関連していることが新たに見いだされた。また、研究開始後に市販ELISAキットが発売されたため、その有用性を併せて検証した。膜性腎症は基底膜上皮下の免疫複合体沈着を特徴とする腎症であり、成人のネフローゼ症候群の一定数(38割)を占めるとされる。初年度(平成26年度)は、PLA2Rの安定形質発現株を用いたウェスタンブロットによる抗PLA2R抗体の検出、日本人特発性膜性腎症患者における抗PLA2R抗体の陽性率、抗体価の経時的推移の検討、同細胞を用いたCell ELISAの新規構築と抗PLA2R抗体価の定量測定、を行い、また、研究開始後に発売された市販ELISAキットの有用性も併せて検証した。今年度(平成27年度)は、当初計画にあったELISAの独自開発は、同様のELISAキットが市販されたため中断し、ポドサイトのセルラインを用いて、抗PLA2R抗体の病原性についても検討する方針とした。ポドサイトのセルラインでは、mRNAレベルではPLA2Rの発現が確認されたが、蛋白レベルでは確認できなかった。そのため、DNAトランスフェクションによる一過性発現を試み、成功した。初年度(平成26年度)に当初計画していた具体的な研究項目は、1PLA2Rの安定形質発現株の作製、2同細胞を用いたウェスタンブロットによる抗PLA2R抗体の検出、3腎生検検体とウサギ抗PLA2R抗体を用いた免疫蛍光染色、4日本人特発性膜性腎症患者における抗PLA2R抗体の陽性率、抗体価の経時的推移の検討、5同細胞を用いたCell ELISAの新規構築と抗PLA2R抗体価の定量測定であったが、3以外については、達成し、その成果を、学会で発表した。

また、次年度(平成27年度)以降の当初計画としては、昆虫細胞・バキュロウイルスまたは哺乳動物細胞を用いた遺伝子組換えPLA2R蛋白の作製とそれを抗原としたELISAの新規構築を予定していた。しかし、同様のELISAキットが市販されたため、独自開発は中断し、その市販キットの有用性を日本人患者検体で検討することとし、有用であることを確認した。現在、これらの結果について論文作成中である。さらに、ポドサイトのセルラインを用いて、抗PLA2R抗体の病原性についても検討する方針とし、まず、DNAトランスフェクションによる一過性発現を試み、成功した。本研究計画では、膜型ホスホリパーゼA2受容体に対する血清抗体(抗PLA2R抗体)の測定法として、汎用性、簡便性、定量性に優れた、ELISAを開発すること、開発したELISAおよび従来法を用いて、日本人の成人の特発性膜性腎症における血清抗PLA2R抗体の特徴の解析をすることであることを目的としている。本年度(平成28年度)は、PLA2Rの安定形質発現株を抗原としたウェスタンブロットとCell ELISA、および研究開始後に海外で発売された市販ELISAキットを用いて、日本人特発性膜性腎症においても、約50%の陽性率があることを報告した論文を投稿し、査読中である。また、ポドサイトのセルラインを用いて、抗PLA2R抗体の病原性についても検討する方針とした。通常のヒトポドサイト細胞株においては、蛋白レベルでは、PLA2Rは恒常的発現をしていないことが、予備的検討で確認されたため(遺伝子レベルでは、あり)、一過性強発現を試みたところ、確認できた。しかし、以降の検討について、安定した実験系を構築するためには、安定形質発現の構築が望ましいため、ポドサイトのセルラインにPLA2Rを恒常的に強発現させて病態研究をする方針とし、作製・進行中である(期間内に完成しなかったので、補助事業期間延長承認申請を行い、承認された)。具体的には、安定形質発現株作製の第1段階として、まず、フルレングスのヒトPLA2R遺伝子情報を合成した遺伝子をベクターに挿入し、次に、発現ベクターをヒトポドサイト細胞株にトランスフェクションし、目的遺伝子の発現をRT-PCRで確認する。トランスフェクション後の細胞を抗生剤を含む培地中で継代培養する。フローサイトメトリー解析などにて、目的蛋白の発現を確認後、細胞を限界希釈により96ウェルプレートに播種し、培養する。目的蛋白の発現が強いクローンを選択して拡大培養する。本年度(平成28年度)は、ポドサイトのセルラインを用いて、抗PLA2R抗体の病原性についても検討する方針とし、まず、DNAトランスフェクションによる一過性発現を試み、成功した。さらに、ポドサイトのセルラインにPLA2Rを恒常的に強発現させて病態研究をする方針とし、作製中である(期間内に完成しなかったので、補助事業期間延長承認申請を行い、承認された)。本研究計画では、膜型ホスホリパーゼA2受容体に対する血清抗体(抗PLA2R抗体)の測定法として、汎用性、簡便性、定量性に優れた、ELISAを開発すること、開発したELISAおよび従来法を用いて、日本人の成人の特発性膜性腎症における血清抗PLA2R抗体の特徴の解析をすることを目的とした。本年度(平成29年度)は、PLA2Rの安定形質発現株を抗原としたウェスタンブロットとCell ELISA、および研究開始後に海外で発売された市販ELISAキットを用いて、日本人特発性膜性腎症においても、約50%の陽性率があることを報告した論文を投稿し、査読中である。
ダイナミカル・ヤン・バクスター写像の組み合わせ論的側面、および幾何学との関連

当該年度に実施した研究の主要な成果は以下の通りである.1.ベキ等なヤン・バクスター写像の構成とバブルソートとの関係全順序集合の要素をいくつか並べ,隣り合う要素の大小を比較しながら整列させるソーティングアルゴリズムをバブルソートと呼ぶ.バブルソートは可積分系における重要な研究対象である超離散戸田分子方程式,箱玉系と関係があることが知られており,バブルソートに現れる"隣り合う2元を大小関係に従って並べ替える写像"は全順序集合上のベキ等なヤン・バクスター写像を与えていることが示されている.そのため一般のベキ等なヤン・バクスター写像はバブルソートの一般化と考えられ,ベキ等なヤン・バクスター写像の構成は超離散可積分系を理解するための新しい視点を与える重要な研究対象であると考えられる.本研究では,分配束(全順序集合を含む代数系)上のベキ等なヤン・バクスター写像を考察することにより,二つの非可換な二項演算を持つプレ・半環に吸収律を緩めた条件を追加して得られる代数系からベキ等なヤン・バクスター写像が構成されることを示した.また,この代数系は零環(積が零元となる自明な環)を含んでおり,去年度研究をした半群上のベキ等なヤン・バクスター写像の延長上の研究である.2.上述の代数系の構造と余積の調査分配束は上述した代数系の重要な例であり,上述の代数系で消約律や可換律が成立をするものを考えることにより,分配束が得られることを示した,また,適切な条件を考えることによりこの代数系上の余積の族が得られることも示した.当初目標としていたユニタリ条件を満たすダイナミカル・ヤン・バクスター写像についての進展は少なかったが,ベキ等なヤン・バクスター写像,およびダイナミカル・ヤン・バクスター写像については組合せ論的な側面,超離散可積分系との関わりについては組合せ論,超離散可積分と結びつく重要な成果が得られたため.超離散戸田分子方程式,箱玉系はバブルソートと関係することが知られている.バブルソートは全順序集合上のベキ等なヤン・バクスター写像を考えることにより得られるため,ベキ等なヤン・バクスター写像を調べることにより,超離散可積分系との新しい関係の記述が期待される.その為,今後はベキ等なヤン・バクスター写像についての分類とソリトンセルオートマトンの関係について研究をする予定である.また,現在までの研究で得られた新しい代数構造上に現れる余積の構造についても調べ,ベキ等なヤン・バクスター写像のダイナミカル化についても研究をする予定である.ユニタリー条件を満たすダイナミカル・ヤン・バクスター写像については,今後も離散可積分系との関係を調べていく予定であるが,より広くヤン・バクスター写像全体の中で各条件がどのように働き,可積分系と関係しているかについても調べる予定である.当該年度に実施した研究の主要な成果は以下の通りである.1.擬群を用いたベキ等なダイナミカル・ヤン・バクスター写像の構成群を用いてベキ等なヤン・バクスター写像が構成できることが知られており,本研究では,これを(非結合な代数系である)擬群を用いてダイナミカル・ヤン・バクスター写像に拡張した.また,擬群における理論を用いて,このダイナミカル・ヤン・バクスター写像の性質を調査した.本研究はダイナミカル・ヤン・バクスター写像に現れるパラメータの一側面の記述を行ったという点で重要である.2.ダイナミカル・ブレイデッド・半群(dynamical braided semigroup)を用いたべキ等なダイナミカル・ヤン・バクスター写像の枠組みの構成上記1で述べたベキ等なダイナミカル・ヤン・バクスター写像の構造を調べることによりテンソル圏上のbraided semigroupを用いた枠組みの構成が得られた.これは今後,他のクラスのダイナミカル・ヤン・バクスター写像を考察するときに,非常に重要な指針を与えると考えている.3.ダイナミカル・ヤン・バクスター写像に付随する代数系(dynamicalbrace)の拡張と性質の調査Dynamicalbraceはユニタリ条件を満たす右非退化なダイナミカル・ヤン・バクスター写像に対応し可換群の上の演算の族を用いて定義されるが,これを可換な擬群を用いた定義に拡張した.これによって,今までよりも豊かな組合せ論的側面が得られ,グラフ等を用いた組合せ論的側面を調査するときに,より良い性質の表現が可能であると考えている.当該年度に実施した研究の主要な成果は以下の通りである.1.ベキ等なヤン・バクスター写像の構成とバブルソートとの関係全順序集合の要素をいくつか並べ,隣り合う要素の大小を比較しながら整列させるソーティングアルゴリズムをバブルソートと呼ぶ.バブルソートは可積分系における重要な研究対象である超離散戸田分子方程式,箱玉系と関係があることが知られており,バブルソートに現れる"隣り合う2元を大小関係に従って並べ替える写像"は全順序集合上のベキ等なヤン・バクスター写像を与えていることが示されている.

そのため一般のベキ等なヤン・バクスター写像はバブルソートの一般化と考えられ,ベキ等なヤン・バクスター写像の構成は超離散可積分系を理解するための新しい視点を与える重要な研究対象であると考えられる.本研究では,分配束(全順序集合を含む代数系)上のベキ等なヤン・バクスター写像を考察することにより,二つの非可換な二項演算を持つプレ・半環に吸収律を緩めた条件を追加して得られる代数系からベキ等なヤン・バクスター写像が構成されることを示した.また,この代数系は零環(積が零元となる自明な環)を含んでおり,去年度研究をした半群上のベキ等なヤン・バクスター写像の延長上の研究である.2.上述の代数系の構造と余積の調査分配束は上述した代数系の重要な例であり,上述の代数系で消約律や可換律が成立をするものを考えることにより,分配束が得られることを示した,また,適切な条件を考えることによりこの代数系上の余積の族が得られることも示した.当初の目標である,ユニタリ条件を満たす右非退化なダイナミカル・ヤン・バクスター写像に対応する代数系の調査と分類についての直接の進展は少なかったが,これらを包括的に扱うための圏論的な枠組みについての重要な解の構成に成功したため.当初目標としていたユニタリ条件を満たすダイナミカル・ヤン・バクスター写像についての進展は少なかったが,ベキ等なヤン・バクスター写像,およびダイナミカル・ヤン・バクスター写像については組合せ論的な側面,超離散可積分系との関わりについては組合せ論,超離散可積分と結びつく重要な成果が得られたため.ユニタリ条件を満たす右非退化なダイナミカル・ヤン・バクスター写像のような,ある特定のクラスについて調べるだけでなく,テンソル圏を用いたより一般のダイナミカル・ヤン・バクスター写像の枠組みの構成と性質の調査および圏論を通した他分野との関連の記述について研究を行う.また,各クラスのダイナミカル・ヤン・バクスター写像の背後に潜む代数的な構造についても,抽出し定式化を行い性質を調べる予定である.超離散戸田分子方程式,箱玉系はバブルソートと関係することが知られている.バブルソートは全順序集合上のベキ等なヤン・バクスター写像を考えることにより得られるため,ベキ等なヤン・バクスター写像を調べることにより,超離散可積分系との新しい関係の記述が期待される.その為,今後はベキ等なヤン・バクスター写像についての分類とソリトンセルオートマトンの関係について研究をする予定である.また,現在までの研究で得られた新しい代数構造上に現れる余積の構造についても調べ,ベキ等なヤン・バクスター写像のダイナミカル化についても研究をする予定である.ユニタリー条件を満たすダイナミカル・ヤン・バクスター写像については,今後も離散可積分系との関係を調べていく予定であるが,より広くヤン・バクスター写像全体の中で各条件がどのように働き,可積分系と関係しているかについても調べる予定である.
卵母細胞翻訳系による運動ニュ-ロン栄養因子産生のin vivo系での検定

運動ニュ-ロンの生存は胎生期から一生を通して筋由来の栄養因子に依存することはよく知られているが、この因子は未だ同定されていない。本研究は、筋のmRNAを抽出しこれをツメガエル卵母細胞で翻訳させて得られる分泌タンパクが、運動ニュ-ロン栄養因子活性を持つかをin vivoにおいて検討することを目的とした。この目的のために、テストステロン投与したラット陰部筋あるいは運動ニュ-ロン自然細胞死期の鶏卵胚下肢筋よりmRNAを抽出した。このmRNAを卵母細胞に注入し、発現された分泌タンパク液を鶏卵に投与し、in vivoにおいて運動ニュ-ロン自然細胞死が阻止されるかを検討した。その結果、ラット会陰筋も鶏卵下から得たmRNAの発現タンパクも共に自然細胞死を有意に抑制した。従って、これらのmRNAより合成されたタンパクが栄養因子候補と考えられる。さらに会陰筋mRNAを庶糖密度勾配遠心法により3分画したところ、18Sと28Sの間のフクラションに栄養因子活性があった。用いたin vivoアッセイ法と筋は当初の予定と若干異なっているが本件の目的は達成されたと考えられる。(当初予定したラット坐骨神経切断端への適用では、分泌液のチュ-ブへの吸着とリ-クによる消失が激しいため、上記のin vivoアッセイ法に切り換えた。またラット横隔膜筋よりテストステロン投与会陰筋のほうが、栄養因子のmRNAの増幅が期待されることが我々の研究室より明らかにされた(Araki等、J.Neurosci.'91)ためこの筋を用いた。さらに、自然細胞死期の鶏胚の下肢筋がラット筋に比べ、約10倍mRNA産生することを確認したので、この筋をも追加検討した)。現在、Thoenenn等のグル-プが確立した運動ニュ-ロンの培養法を改良したin vitroアッセイ系を確立したので、これと本件で確立したin vivoアッセイ系とを併用して栄養因子のクロ-ニングを試みている。
定常的連続結晶成長に基づいた高度配向結晶集合体の創製と光学機能向上

機能性結晶が配向析出して形成された透明結晶化ガラスにおいて、析出結晶形態の観察および誘起された機能の評価を通して、結晶の光学機能を効率的に利用可能な新規な結晶化ガラスの形態を得るための材料およびプロセス条件の最適化を行った。電子顕微鏡観察から、フレスノイト系においては20. 50nm程度の結晶子サイズを有し、200nm以上に同一結晶方位領域および非晶質部分から構成され、結晶配向と透明性の両立に関連する結晶析出形態を明らかにした。研究第1年度においては、以下の実験研究を実施した。1.フレスノイト系における表面結晶化形態の観察高度配向結晶集合体の結晶成長方向に垂直な断面について、結晶配向の乱れをX線回折ロッキングカーブ測定により評価した。結晶化熱処理前にフレスノイト粉末と水とを混ぜた懸濁液による超音波表面処理(UST)を施した結晶化ガラスでは、析出結晶の配向性が向上することが知られているが、結晶配向の乱れが表面付近から内部に至るまで全域で減少することが確認された。また、側面からの偏光顕微鏡および走査型電子顕微鏡観察においても、USTによる配向の乱れの減少が認められた。透過型電子顕微鏡観察や電子後方散乱回折を利用した配向性評価や結晶化形態の観察に向けて、本研究で対象としたガラス組成について作製条件が最適化されたものであると判断した。2.高度配向結晶集合体に溶解性調査と単結晶ファイバーの単離高度配向結晶化後の結晶相と残留ガラス相との組成の違いに基づき、それらの溶解度差を利用したいずれか一方の相の単離を試みた。酸溶液を用いた各種条件について溶解性調査を行った結果、結晶相あるいは残留ガラス相のいずれかが単独で溶解する条件を見出すことはできなかった。フレスノイト高度配向結晶集合体では、結晶化後においてもフレスノイト結晶相とμmスケールでの均質性が維持され、より微細なスケールでの組織が形成されているものと考えられる。3.結晶化形態観察に基づく定常的連続結晶成長メカニズムの解明以上の結果のより、フレスノイトの表面結晶化による定常的連続結晶成長メカニズムの解明には、偏光顕微鏡で光学的に槻察される組織、電子顕微鏡での観察を必要とする組織の把握が必要であり、特異な組成での透明結晶化の実現は、結晶-ガラス両相の形態だけでなく、組成とそれに基づく屈折率の整合により説明可能であることが示唆された。研究第2年度においては、以下の実験研究を実施した。1.フレスイト系における表面結晶化形態の微視的観察研究初年度に実施した表面結晶化形態の観察および結晶化ガラスの酸溶解性調査の結果に基づき、フレスノイト系高配向結晶集合体の内部組織を走査型電子顕微鏡により観察し、電子後方散乱による回折パターンから結晶配向の分布を調査した。本年度の検討では、試料表面の研磨が不十分であることから回折パターンが明瞭でなく、正確な配向分布を決定するには至らなかったが、面内の結晶方位を同一にする領域が存在することが示唆された。今後、試料研磨等の条件を最適化する必要がある。2.電気光学効果測定装置の構築と透明結晶化ガラスへの適用母ガラスおよび透明結晶化ガラスへ電界を印加する処理系および光学系の構築を検討した。結晶化過程における結晶配向制御に適用できるものとし、電気光学効果を中心に機能評価に利用できるものとして設計した。3.超音波表面処理の有効性確認と結晶配向性向上メカニズムの解明フレスノイト系を含む複数の結晶化ガラスにおいて、結晶化前に目的結晶等の懸濁液中で超音波照射を行い,結晶化温度の低下、配向性向上、バルク形状の維持などの超音波表面処理による効果を確認し、最適な超音波処理条件を決定した。フレスノイト系においては、超音波処理後、ガラス転移温度領域での熱処理により効果が消滅することを見出し、超音波によるガラス表面の痕跡がガラスに起因することを示した。一方で、目的結晶懸濁液を使用した場合の効果が顕著であることから、結晶質の痕跡による配向性向上メカニズムを考慮する必要があることが示唆された。これらの寄与は、結晶化ガラス系により異なることが予想される。研究第3年度においては、以下の2項目を実施した。1.フレスノイト系における表面結晶化形態の微視的観察高配向透明結晶化ガラスの微視的形態をFIB加工による試料調製と透過型電子顕微鏡により観察した。高分解能観察によると、フレスノイト結晶子のサイズは2050nmであり、隣接する結晶子間の結晶方位のずれは極めて小さく、高度に配向した多結晶組織を形成していることが確認された。一方で、明視野像のコントラストから200500nm程度の柱状組織の存在が確認され、光学顕微鏡あるいは走査型電子顕微鏡による破断面形態観察で確認された柱状組織と同等のものであると判断した。

この柱状組織は上記の結晶子が集合したものであるが、隣接する柱状組織間の結晶方位に着目すると、c軸については数度のずれがあり、a-b軸については方位の相関が見られなかった。この観察により明らかとなった結晶化形態は、前年度までに実施された高配向透明結晶化ガラスのc軸配向分布の評価(表面XRDおよびEBSP解析)の結果から予測した結晶化形態と矛盾しなかった。2.結晶配向制御のメカニズム解明表面結晶化による結晶成長過程では、成長に伴い配向分布が狭くなり分布幅0への漸近が期待できるものと考えられていたが、フレスノイト系における結晶化形態観察の結果、一定の配向分布を維持したままで定常的に一方向成長するメカニズムが支配的であったと考えられる。成長前縁付近の観察を含めて詳細な検討が必要である。また、結晶子間に残留するガラス相の存在が示唆され、結晶化ガラスの透明化と関連するその化学組成や形態の解明により、高配向透明結晶化のより高度な制御への展開が期待できる。
医療用α放射性同位体211Rn/211Atジェネレータシステムの高度化

α線内用療法による新しい癌治療法の開発のために有用なAt(アスタチン)-211供給手法として開発してきたRn-211(ラドン)/At-211ジェネレータシステムの高度化に関する研究を実施した。具体的には「Rn分離装置の高度化」、「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発を行った。補助事業期間延長によって、昨年度のタンデム加速器の故障により整備期間長期化したことによって実施できなかった性能試験を行った。「Rn分離装置の高度化」の研究開発では、分離操作後、装置内に残留するRn-211を再定量した。その結果、残留Rnは極微量(0.1%以下)であることから、本装置での希ガス放射性Rnの取扱い安全性、高い分離精製能力を再確認した。本Rn分離装置開発により、約30分の簡易な操作で、高純度なRnを安全に高収率で分離精製できることを可能にした。「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発では、引き続きRn-211から生成したAt-211を高い回収率で溶液化すること、ならびに不純物RIであるPo-207の除去を本研究課題の重点と位置づけ、高速クロマトグラフ(HPLC)装置でAt-211トレーサー溶液を化学分析するための開発を進めた。この装置での放射線計測システムについて分解能改善のための改良と性能試験を行い、トレーサー溶液中の溶存At化学種(At-、AtO3-、AtO4-)の分析を可能にした。分析手法を確立したことで、Atトレーサー溶液の回収率向上、並びに不純物RIであるPo-207の除去のための溶媒抽出条件を詳細に調べることを可能にした。本ジェネレータ装置により簡易な操作により約30分の短時間で、約45%の回収率でAtトレーサー溶液を調製できることを可能にした。α放射性同位体の内用放射線治療による新しいがん治療法の開発を目指し、先行研究で作製したRn-211(ラドン)/At-211(アスタチン)ジェネレータシステムの高度化に取り組んだ。具体的には、「Rn分離装置の高度化」、「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発を行った。「Rn分離装置の高度化」の研究開発では、製造したRn-211をビスマス(Bi-209)ターゲットから分離精製する工程において、装置内での放射性希ガスRn-211の挙動をオンライン観測するためのγ線モニターの整備を行った。原子力機構タンデム加速器を用いて、核反応Bi-209(Li-7,5n)At-211によりRn-211を合成し、Rn分離装置でのRn-211の分離性能試験を行った。Rn分離装置内でRn-211を捕集するためのコールドトラップ内壁へのRn-211の吸着、脱離挙動を明らかにした。この性能試験結果に基づいて、コールドトラップ温度制御法の改良を行った。これによって、Rn分離装置での分離操作の高効率化を実現した。「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発では、分離精製したRn-211が電子捕獲壊変して生成するAt-211のトレーサー溶液を高い回収効率で作成し、さらにAt-211トレーサー溶液から不純物RIのPo-207(ポロニウム)を分離するための化学分離法の最適化を目指した。実験研究でAt-211とPo-207は、ステンレスやシリカゲルへの吸着挙動が異なることを明らかにした。この吸着挙動の違いを利用して、ジェネレータで作成したAt-211トレーサー溶液から不要なPo-207を除去するための研究開発を進める方針を立てた。そこで、At-211とPo-207のシリカゲルへの吸着、吸着挙動を詳細に調べるため、既存の高速液体クロマトグラフ装置の機能を拡張するとともに、放射線検出器の整備を行った。「Rn分離装置の高度化」の研究開発では、Rn分離装置内での放射性希ガスRn-211の挙動をオンライン観測するためのγ線モニターの整備について、本助成期間前から着手し、研究開発を進めていたため、計画よりも早く、Rn分離装置内でのRn-211の吸着、脱離挙動を把握することが可能になった。性能試験結果に基づいたコールドトラップ温度制御法の改良によって、Rn分離装置での分離操作が高効率化できた。「ジェネレータ装置の高度化」の研究では、分離精製したRn-211から電子捕獲壊変(73%分岐比)で生成するAt-211は、生成量の約30パーセントでの低い回収率でしか溶液化できていないことが分かった。また、Rn-211からアルファ壊変(27%分岐比)で生成するPo-207は、At-211に比べて、ステンレスやシリカゲルへの強い吸着性を持つことを明らかにした。このAt-211とPo-207の吸着挙動の違いを利用することで、不純物RIのPo-207を効率的に除去できることを見出した。Rn-211から生成したAt-211を高い回収率で溶液化することを本研究課題での最重要点と位置づけ、当初の計画にはなかったが、高速クロマトグラフ装置でのAt-211トレーサー溶液の化学分析を行う方針を立てた。化学分析によって、At-211トレーサー溶液中でのAt化学種やPo-207の分離について詳細に調べることで、システムの高度化を進める。そのための準備として既存の高速クロマトグラフ装置の機能を拡張するとともに、放射線検出器の整備を行った。さらにAt-211トレーサー

溶液中でのAtの化学種について、基礎科学の観点から興味深い新たな知見が得られた。ジェネレータシステム高度化のための重要な研究課題を明らかにするとともに、Atの基礎科学的研究課題の発見に至った。α線内用療法による新しいがん治療法の開発を目指し、先行研究で作製したRn-211(ラドン)/At-211(アスタチン)ジェネレータシステムの高度化に取り組んだ。具体的には「Rn分離装置の高度化」、「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発を行った。「Rn分離装置の高度化」の研究開発では、He流量依存性、Rn分離時間についての性能試験を行った。14回のRn分離実験を実施し、20-200 sccmの流量範囲では、流量にほとんど依存することなく、15分以内の加熱時間で分離できることを確認した。本研究課題で目指した「Rn分離装置の高度化」の目標はほぼ達成できた。「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発では、より高い回収率と放射能純度を達成するための鍵となるAt-211とPo-207の吸着、吸着挙動を詳細に調べるため、既存の高速液体クロマトグラフ(HPLC)装置の機能拡張、放射線検出システムの整備、そして全システムの性能試験を行った。HPLC装置機能拡張では、HPLC用流路切換えバルブを増設し、カラムへの吸着成分の定量を可能にした。放射線検出システムについては、マイクロ流路を利用してHPLC溶出液にシンチレーションカクテルを混合し、アスタチンが放出するα線のシンチレーション光をリアルタイムに高感度で検出する新規の放射線検出システムを作製し、Atトレーサーを用いた性能試験を行った。その結果、開発した放射線検出システムを用いたHPLC分析でAtスペクトルが測定できることを確認し、さらにその分解能を改善するための知見を得た。NaIシンチレーション検出器での特性エックス線測定では検出が困難だった微弱なアスタチンの放射能をα線測定によって検出可能にした。これによりジェネレータシステム高度化のための重要な研究課題であり、Atの基礎科学的研究課題でもあるAtの化学形を調べる化学分析が可能になった。「Rn分離装置の高度化」の研究開発では、昨年度実施したコールドトラップ制御法改良後の性能試験を進めた。Rn分離装置内に設置したガンマ線モニターによるオンライン観測によって、Rn分離装置内でのRn-211の吸着、脱離挙動をリアルタイム把握しながら、He流量依存製性、Rn分離時間についての性能試験を十分な試行回数で実施することができた。本研究課題で目指した高度化目標はほぼ達成された。「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発では、Rn-211から生成したAt-211を高い回収率で溶液化すること、ならびに、不純物RIであるPo-211の除去を本研究課題での最重要点と位置づけ、当初の計画にはなかった高速クロマトグラフ装置でのAt-211トレーサー溶液の化学分析のための研究開発を進めた。昨年度まではAt溶液の微弱な放射能をNaIシンチレーション検出器では測定することができず、HPLC分析が不可能だった。この未解決課題についての今年度の取り組みにより、α線のシンチレーション光を検出することによりアスタチンの放射能を測定する放射線検出システムを新規に製作し、研究開発することによってHPLC分析を可能にした。ジェネレータシステム高度化のための重要な研究課題であり、加えてAtの基礎科学的研究課題でもあるAtの化学形を調べる化学分析の目途が付いた。
マツハプローブによる磁力線に沿ったプラズマ流速の測定

2年間の研究から、マッハプローブによる磁力線方向のプラズマ流速測定の理論、実験について、次のようなことが明らかになってきた。1) Chung等が提案していた方法での流速の測定方法では、トカマクなどの核融合関係の装置で問題となっている、いわゆるリサイクリングの問題が起き、理論どおりの測定は無理である。2)しかし、我々が本研究で開発した新しい方法では、その問題が軽減又は皆無にできる事が分かった。3)新しい方法とは、マッハプローブの前面(プラズマ流の方向)にセパレータを置き、その時のイオン流と、セパレータの無い場合のイオン流の比から流速(マッハ数)を決めるものである。4)プローブによる流速の測定の信憑性を得るために、アルヴェン波を上流、下流両方から伝播させ、その位相速度の差から本来の流速を求め比較した。5)その結果、実験誤差及び理論上の拡散項の近似による誤差の範囲内で両者はかなり良い一致を見ることができ、このマッハプローブの有効性が実証された。6)また、この方法で粘性係数も決定できることになる。このような簡便な方法でプラズマの粘性係数が決定できるのは、画期的である。今年度の研究から、マッハプローブによる磁力線方向のプラズマ流速測定の理論、実験について、次のようなことが明らかになってきた。1 Chung等が提案していた方法での流速の測定方法では、トカマクなどの核融合関係の装置で問題となっている、いわゆるリサイクリングの問題が起き、理論どおりの測定は無理である。2しかし、我々が本研究で開発した新しい方法では、その問題が軽減又は皆無にできる事が分かった。3新しい方法とは、マッハプローブの前面(プラズマ流の方向)にセパレータを置き、その時のイオン流と、セパレータの無い場合のイオン流の比から流速(マッハ数)を決めるものである。4この方法で粘性係数も決定できることになる。5しかし、これら流速と粘性係数は、理論上で拡散項のある近似の取り方ができるとき解析的にもとまるのであって、その近似が正しいかどうか疑問もある。6正しい流速の決定方法として、簡便ではないが、アルヴェン波を上流、下流両方から伝播させたときの位相速度の差を利用して求めた。7アルヴェン波による流速は、マッハプローブによる値に比べてやや低かった。8その差の原因の一つは、上記の近似の問題があると考えている。9今後の課題として、理論上では近似の問題、実験上ではプローブサイズの効果の軽減がある。
都市域における局所的な浸水被害の防災力評価に関する研究

近年、都市においては内水氾濫による被害が重要な問題となっている。このような氾濫・浸水現象の解析には、一般に、2次元平面流れの基礎式に基づいた数値解析が行われる。その際、流域全体を解析するのではなく、着目した限られた範囲のみを対象とした解析ができれば下水道網の計画・安全性に対する評価を行う上で、また、計算時間短縮の上からも非常に有効であると考えられる。この問題は初期値・境界値問題であるので厳密には任意地点で境界条件を与えることはできない。そこで、どの様な条件下でどの様な境界条件が工学的に許容できるかについて検討を行った。なお、基礎デ-タとして流域内の任意地点で水位や流量フラックスが必要であるが、これらを実際に観測することは困灘なので、全体流域での氾濫解析を行ってその計算結果を観測値とみなした。境界条件は対象地域の特性によって幾つかの場合が想定される。すなわち(A)盛土形式の鉄道、道路、堤防、等が境界となる場合(B)無提の河川が境界となる場合(C)(A),(B)のような明瞭な境界がないところ(一般部)で境界を設ける場合である。本研究では最も設定の困難な(C)について検討した。まず、境界流量についは、流れがKinematicで一方向的である境界では上流部からの流出を流出解析(PRL法)により計算した。水深については、その流人形態を等流近似することによりh'=(q・n/√<I>)^<3/5>によって算定した。解析の結果、境界流量フラックスについては、RRL法で流量が良好に推定出来ることが分かった。また、RRL法の貯留量ー流出量関係は通常とは異なり線形であるという興味深い結果を得た。境界流量フラックスから水深への変換は勾配の比較的大きな地域といえども上式のように単純には表せないことが分かった。提案した境界条件設定法に基づいて数値計算した結果は実測水深とほぼ一致した。
ヘリウムガス媒体による高圧下極低温領域までの低迷光光散乱システムの開発

数kbar程度のヘリウムガス圧下で4.2Kまでの光学実験を成功させるためには種々の困難が予想されるため,まず,窓のない高圧セルを用いて強誘電体(CH_3NHCH_2COOH)_3CaCl_2(TSCC)及び(CH_2NHCH_2COOH)_3CaBr(TSCB)の誘電率及び自発分極を等圧的に4.2Kまで測定する技術を確立した。これによりTSCBが量子強誘電性を示すことが明らかになった。この結果は一部J.J.A.P.29(1990)2519に掲載した。残りはJ.Phys.Soc.Jpn.に掲載予定である。一方,光散乱測定(特にブリルアン散乱)については,35×30×40mm^3程度の窓付きセルを作り,1kbar程度での加圧実験を室温で繰り返えし行った。何分,パッキング等の部品が小さいため,シ-リングは困難を極めたが,何とか1kbarで長時間ホ-ルドするところまでは成功した。低迷光実験を可能にするために,0.8mm程度の立方体状サンプルを作る必要があった。表面からの散乱をできるだけ押えるために,研磨に特殊な技術を開発する必要があった。この開発のためにかなりの時間を要した。更にサンプルをセル中にセットし、低温まで持って行くために,当初考えていたように液体ヘリウムを使用していたのではその操作があまりにも複雑であり,長時間の使用に困難があると判断し,我々は岩谷プランテックで製造されているクライオミニを利用することを考えた。現在1kbarの圧力下で30Kまでの低温でブリルアン散乱スペクトルが得られており,TSCB等の量子強誘電性の研究を進めて行けるめどが付いた処である。
MODY型糖尿病のモデルマウス作製による発症機構の解析

NIDDMの患者にグルコキナーゼの遺伝子異常が発見され、膵β細胞でのグルコキナーゼの活性低下がインスリン分泌障害の原因ひいてはNIDDMの原因になっている可能性が示唆されている。そこで,膵β細胞でのグルコキナーゼ発現抑制が、生体のグルコースホメオターシスの維持にいかなる影響を与えるかを検討するため、膵β細胞グルコキナーゼ活性の低下したマウスモデルの作製を試みた。β細胞株MIN6よりグルコキナーゼの開始コドンを含む268 base pairのcDNA断片をRT-PCRにより増幅し、ヒトインスリンプロモーターの下流にインスリンおよびβ-グロブリンのイントロンをはさんでアンチセンス方向につないだ。このDNAコンストラクトをマウス受精卵にインジェクションして得られた40匹のマウスのゲノムをサザンブロットにより解析を行ったところ、数コピーから数十コピーの様々なコピー数のトランスジェニックマウスが得られていた。これらのうち2系統のマウスで任意に餌をとらせその後絶食した時の血糖値の時間経過を調べたところ、食後2時間ではnegative littermateで153および165mg/dlであるのに比べトランスジェニックマウスでは206および212mg/dlと高値を示していた。この差は4時間でさらに大きくなっていた。この結果は、アンチセンスmRNAの発現により耐糖能の低下をきたしたことを示していると考えられた。グルコキナーゼは、肝細胞と膵β細胞とで異なるプロモーターおよび第一エクソンが用いられて発現しているが現在までに報告されているグルコキナーゼの遺伝子異常は、第二エクソン以下の共通な領域内のものばかりである。これらの患者で肝細胞と膵β細胞のどちらの異常がよりNIDDMの病態の形成に関与しているかはっきりしていない。ここに紹介した成績は、膵β細胞のみのグルコキナーゼの異常でも耐糖能に異常を来し得ることを示唆している。