hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒスタミンのラットの十二指腸内投与による胃酸分泌刺激法の確立

1.ヒスタミンの十二指腸内投与による胃酸分泌の刺激。雄性SD系ラット(約250g)に著者らが新規に考案したカニュレを使用してヒスタミン2塩酸塩(5-80mg/kg)を十二指腸内に投与した。その結果、ヒスタミンは用量依存的に胃酸分泌を刺激した。最大分泌は40mg/kgで得られた。尚、同じカニュレを使用した実験でヒスタミンの静脈内、皮下投与での最大分泌反応は各々8および20mg/kgで得られた。尚、ヒスタミンを経口投与後、幽門を結紮した実験においても胃酸分泌は上昇することが判明した。2.抗胃酸分泌薬の効果。このヒスタミンの十二指腸内投与により刺激される胃酸分泌はヒスタミンH_2受容体拮抗薬シメチジンで著明に抑制されたが、H_<1->受容体拮抗薬トリペレナミンでは影響を受けなかった。他の抗胃酸分泌薬ピレンゼピンおよびオメプラゾ-ルでも著明な抑制が認められた。3.ヒスタミンの血中濃度。ヒスタミンの酸分泌刺激用量(40mg/kg)を十二指腸内に投与後、血中のヒスタミン含量をRIA法により測定した。ヒスタミン投与後血中のヒスタミン量は上昇し、その血中濃度はヒスタミン(20mg/kg)の皮下投与後で認められる濃度とほぼ同じであった。4.アミノグアニジン前処置の効果。アミノグアニジンを投与し、ヒスタミンの代謝を阻害後ヒスタミン20mg/kgを十二指腸内に投与した結果、ヒスタミン40mg/kg単独での効果と同程度に酸分泌が刺激された。5.モルモットの十二指腸内へのヒスタミン投与の結果。ラットと異なり、モルモットの十二指腸内にヒスタミンを投与しても胃酸分泌の上昇は認められなかった。6.以上の結果、ヒスタミンはラットの十二指腸内に投与後、体内に吸収され、胃酸分泌を刺激することが判明した。
朝鮮王朝時代の水運史に関する基礎的研究

本研究は、朝鮮王朝(李朝)時代の水運に関する基礎的データの収集・整理、およびそれらに基づいた実証的研究を通じて、当該時期における水運の具体的様相を明らかにし、もって、水運が当時の社会・経済に及ぼした影響を多角的に考察することを目的とした。具体的には、(1)官営の税穀船運機構である漕運制の制度・実態の解明、(2)浅薄所有者による水上活動の実態解明、の2点を主要な課題とした。このうち(1)については、まず朝鮮王朝時代史研究の基本史料である『朝鮮王朝実録』から漕運関係記事を収集し、これをデジタルデータ化する作業を行った。その結果、朝鮮王朝時代の前半期に相当する『太祖実録』から『宣祖実録』まで約200年分の漕運関係記事原文をカードに採り終え、そのうちの『太祖実録』から『燕山君日記』までの約100年分については電算入力を完了した。後者は研究成果報告書に「『朝鮮王朝実録』漕運関係史料集1」として掲載した。また、朝鮮王朝時代の各種法典や朝鮮王朝後期の地方史料からも漕運関係記事の収集を行った。次に(2)については、残存史料が少なく、史料収集作業は思ったほど進捗しなかったが、以前から進めている19世紀における済州島民の海上活動関係(およびそれにともなう海難、漂流・漂着関係)史料を『漂人領来謄録』等から収集した。さらに、朝鮮王朝後期における済州島民の漂流・漂着事例に関連して、漂流民による漂着先での出身地詐称行動を考察し、その成果を論文で発表した(「朝鮮後期済州島漂流民の出身地詐称」『朝鮮史研究会論文集』40、2002年10月)。水運史研究は朝鮮王朝時代の経済史研究のなかでは立ち後れの目立つ分野の一つであり、今後とも各種文献からの関連史料収集を進めるとともに、それらに基づいた実証的研究を深めていきたい。本研究は、朝鮮王朝(李朝)時代の水運に関する基礎的データの収集・整理、およびそれらに基づいた実証的研究を通じて、当該時期における水運の具体的様相を明らかにし、もって、水運が当時の社会・経済に及ぼした影響を多角的に考察することを目的とするものである。具体的には、(1)官営の税穀船運機構である漕運制の制度・実態の解明、(2)船舶所有者による水上活動の実態解明、の2点を主要な課題とする。本年度はその第1年目に該当し、おおむね以下のような研究活動を行った。(1)(1)について1)『朝鮮王朝実録』漕運関係記事データ・ベースの作成を進めた。本年度は『燕山君日記』から『明宗実録』までを中心に関係記事を収集し、史料原文をカードに採録した。『燕山君日記』については学生アルバイトによる電算入力も行った。この作業は次年度以降も継続する。2)『実録』以外にも、朝鮮前期の各種法典類にみえる水運関係規定の史料原文をカードに採録し、一部は電算入力した。また、『嶺営状啓謄録』(九大蔵)をはじめとする朝鮮後期の地方史料からも漕運関係記事を収集した。(2)(2)についてこの課題は、残存史料が少なく、収集作業制約もあって作業は進捗しなかったが、以前から進めている、19世紀における済州島民の海上活動関係(およびそれにともなう海難、漂流・漂着関係)の史料を、『漂人領来謄録』等から収集した。本年度は第1年目ということもあり、史料の収集・整理が中心となった。

この作業は次年度以降も進めるが、次年度からはこれと並行して、それらの史料を活用した実証的研究も行う予定である。本研究は、朝鮮王朝(李朝)時代の水運に関する基礎的データの収集・整理、およびそれらに基づいた実証的研究を通じて、当該時期における水運の具体的様相を明らかにし、もって、水運が当時の社会・経済に及ぼした影響を多角的に考察することを目的とするものである。具体的には、(1)官営の税穀船運機構である漕運制の制度・実態の解明、(2)船舶所有者による水上活動の実態解明、の2点を主要な課題とする。本年度はその第2年目に該当し、おおむね以下のような研究活動を行った。(1)(1)について1)昨年度に引き続き『朝鮮王朝実録』漕運関係記事データ・ベースの作成を進めた。本年度は『宣祖実録』を中心に関係記事を収集し、史料原文をカードに採録した。電算入力作業は次年度に持ち越された。2)『実録』以外にも、朝鮮前期の各種法典類にみえる水運関係規定の史料原文をカードに採録し、一部は電算入力した。また、朝鮮後期の各種の地方史料からの漕運関係記事収集も継続して進めた。(2)(2)について1)この課題は、残存史料が少なく、収集作業制約もあって作業は進捗しなかったが、以前から進めている、19世紀における済州島民の海上活動関係(およびそれにともなう海難、漂流・漂着関係)の史料を、『漂人領来謄録』等から収集した。2)済州島民の漂流に関連して、漂着地での出身地詐称問題について朝鮮史研究会大会にて研究発表を行った。総じて、昨年度同様、史料の収集・整理が研究活動の中心となった。次年度は最終年度であり、収集史料を活用した実証的研究も進めていきたい。具体的には(1)官営の税穀船運機構である漕運制の制度・実態の解明、(2)船舶所有者による水上活動の実態解明、の2点を主要な課題とする。本年度はその最終年度に該当し、おおむね以下のような研究活動を行った。(1)(1)について1)『朝鮮王朝実録』漕運関係記事データベースの作成を進めた。昨年までに電算入力をほぼ終えていた『太祖実録』『燕山君日記』について校正・修正を行うと同時に、『中宗実録』以降の史料原文の電算入力を進めた。(2)(2)について1)『版籍司謄録』等にみえる18世紀の漕運関係記事を抜粋・収集しカード化した。2)済州島民の海上活動研究の一環として、昨年度の朝鮮史研究会での報告内容をもとに朝鮮後期済州島漂流民の出身地詐称問題に関する論文を執筆し、『朝鮮史研究会論文集』第40集に発表した。総じて、『朝鮮王朝実録』からの漕運関係記事の収集・整理が中心となったが、その成果の一部は報告書にまとめることになる。また、課題の(2)については、その成果の一部を論文として発表できた。
大腸癌における新規DDSを用いたHSP27に対する分子標的治療法の開発

我々は5-FU耐性はHSP27の発現量と相関し、HSP27タンパクの発現を抑制することにより5-FU耐性は低下することをin vitroで明らかにしてきた。今回in vivoでの実験とsiRNAを用いた実験を施行した。結果として、in vivoでの5-FUにおける感受性もHSP27の発現量と相関する事を証明でき、現在、plasmidを導入しHSP27を強制的にノックダウンさせたcell lineを用いたin vitro実験でも、5-FUに対する感受性とHSP27の発現量との相関を証明する事ができた。新規DDSを用いた大腸癌に対する分子標的療法の開発我々は5-FU耐性はHSP27の発現量と相関し、HSP27タンパクの発現を抑制することにより5-FU耐性は低下することをin vitroで明らかにしてきた。今後の課題としてin vivoでの実験を検討し、下記に示す計画を立案した。(1)各種ヒト大腸癌細胞株(HCT116、HCT15、LoVo、HT-29、SW380、WiDr)及びHSP27siRNA遺伝子導入ヒト(センス/アンチセンス)大腸癌細胞株をヌードマウスまたはスキッドマウス皮下に移植し、免疫組織染色法及びウェスタンプロット法にて腫瘍のHSP27タンパク発現を解析する。(2)前記モデルマウスに5-FUを含めた大腸癌に対する抗癌剤(CPT-11/oxaliplatin/MMCなど)定期的に腹腔内に投与し、腫瘍の縮小率より抗腫瘍効果を判定する。これによりin vivoにおける5-FUを含めた各種抗癌剤の抗腫瘍効果とHSP27発現レベルを比較検討し、HSP27発現と各種抗癌剤の感受改との関連を明らかにする。当該年度我々が、施行した実験はまず、ヒト大腸癌細胞株HCT116(HSP27高発現)をヌードマウス(BALB/C/nu/nu 6weeks female)を細胞数5.0×10^6個を皮下に移植し、免疫組織染色法及びウェスタンブロット法にて腫瘍のHSP27タンパク発現を解析する。前記モデルの腫瘍径が長径5mmを超えて来た時点で5-FUを50mg/kgを1.5mlの生食に溶解して腹腔内に3日連続で注入しDay1,4,7,10,13で推定腫瘍重量測定【(長径)×(短径)2×1/2】、体重測定を行い、腫瘍の縮小率より抗腫瘍効果を判定する。これによりin vivoにおける5-FUを含めた抗癌剤の抗腫瘍効果とHSP27発現レベルを比較検討し、HSP27発現と各種抗癌剤の感受性との関連を明らかにする。上記の実験結果は現在解析中である。残りの大腸癌細胞株(HCT15、LoVo、HT-29、SW380、WiDr)についても同様の実験を行い、in vivoでのHSP27の抗癌剤感受性を明らかにしていく。今後の課題としてin vivoでの実験とsiRNAを用いた実験を検討し、下記に示す計画を実行した.(1)ヒト大腸癌細胞株(HCT116(HSP27高発現)、HT29(HSP27低発現))をヌードマウスまたはスキッドマウス皮下に移植し、免疫組織染色法及びウエスタンブロット法にて腫瘍のHSP27タンパク発現の解析.(2)前記のモデルマウスに大腸癌に対する抗癌剤(5-FU)定期的に腹腔内に投与し、腫瘍の縮小率より抗腫瘍効果を判定する.→各細胞株で生食群と5-FU群の腫瘍推定体積を比較したところ、HCT116では両群間に有意差を認めなかった(P=0.3851)が、HT29では5-FU群が生食群に比べて有意に高い抗腫瘍効果を認めた,(P=0.0328)また、in vivoにおける免疫組織染色法及びウエスタンブロット法においてHSP27の発現の差も確認できた.→HSP27の発現を選択的に抑制するため、HSP27siRNA発現プラスミドベクター(shRNA)をHCT116に導入し、5-FUの感受性をIC50を用いて比較したところwild type株,control株と比較してshRNA導入群における5・FUの感受性が約20倍の上昇を認めた.→先述しているshRNAにpuromysin耐性遺伝子を導入し、HCT116にtransfectionしてクローニングを行い、安定してshRNAを産生する細胞株を作製.その安定細胞株とwild type株のHSP27の発現をRT-PCRで比較すると、約40%のノックダウン効果が得られた.また、IC50で5-FUの感受性を比較すると約40倍の抗腫瘍効果がえられた.
大規模な計算機環境の性能を活かす線形方程式ソルバーの数理的考究に基づく新たな展開

近年,大規模な計算機環境の性能を活かす線形方程式ソルバーの設計が活発になっている.一方,大規模な計算機環境を活かすために開発された解法は従来のうちの一部である.また,従来より丸め誤差の影響を受け易いという欠点を持っている.そこで,大規模な計算機向きになっていないが有用性の高い解法を大規模計算機向きに設計する.次に,解法の実用性・信頼性を高めるために丸め誤差が収束性に及ぼす影響を解析し,その制御手法を開発する.さらに,大規模な計算機環境において開発した解法の性能を評価する.その際,大規模で社会的に役立つ実用問題を取り扱う.近年,大規模な計算機環境の性能を活かす線形方程式ソルバーの設計が活発になっている.一方,大規模な計算機環境を活かすために開発された解法は従来のうちの一部である.また,従来より丸め誤差の影響を受け易いという欠点を持っている.そこで,大規模な計算機向きになっていないが有用性の高い解法を大規模計算機向きに設計する.次に,解法の実用性・信頼性を高めるために丸め誤差が収束性に及ぼす影響を解析し,その制御手法を開発する.さらに,大規模な計算機環境において開発した解法の性能を評価する.その際,大規模で社会的に役立つ実用問題を取り扱う.
南アフリカ金鉱山におけるＭ２震源域での地震の準備と発生過程の総合観測

南アフリカの6金鉱山の地下約3kmあるいは相当する応力を有する岩盤で、80本以上総延長2.8km以上のドリリングが行われ、誘発地震活動の至近距離総合観測がかつてない規模で行われた。微小破壊観測はかつてない詳細さで破壊面の成長とその地震学的特徴を描き出した。高精度で描出されたマグニチュード(M)2の震源を貫通するドリリングは震源周囲の応力の拘束を成功させた。この震源付近に発生したM0の地震では先駆的な歪変化が明瞭に観測された。同国の印刷公表された既往の応力測定の深度限界と応力限界を有意に超える条件でも測定に成功し、応力モデリングが高度化された。その他至近距離観測でしか得られない成果が得られた。地震の準備と発生の詳細を震源の極至近距離で観察し、地震発生の物理をより深く理解したい。得られる知見を、地震発生のより正確な予測に生かしたい。このような試みを、自然の大地震を対象に地表付近から行うことは、技術的・時間的に非常に困難である。しかし、マグニチュード2程度の地震(約100mサイズの破壊)をターゲットとした場合、南アフリカ(以下南ア)の大深度金鉱山ならば、23年の間に極至近距離観測による知見を得ることができ、非常に貴重である。平成22年度は観測網構築の準備期(2年目)である。断層に対する坑道配置が理想的な南アのモアプ・コツォン鉱山の地下約3kmにおいて、昨年度に具体化されたドリリング、および、計器の調達・開発・埋設の計画を進めた。そして、ドリリングは約二十本(総延長約1km)完了した。しかし、断層帯のドリリングは困難で、遅れが生じた。また、採掘計画の遅れに伴い地震活動の活発化も遅れることになったため、予備サイト、Ezulwini鉱山における観測を計画し、こちらについてはAE観測と2台の歪計による観測を始めることができた。破壊前線動的応力降下観測(断層上に高速応答高容量の歪・加速度計4組をアレイ配置;高感度歪計を3台配置)については、より最適な代替えサイト(Ezulwini鉱山とDriefontein鉱山)において、ドリリングと断層位置のcm精度での同定、計器埋設が完了し、観測を始めることができた。しかし、マグニチュード2程度の地震(約100mサイズの破壊)をターゲットとした場合、南アフリカ(以下南ア)の大深度金鉱山ならば、23年の間に極至近距離観測によって非常に貴重な知見を得ることができる。平成23年度は観測網構築期(3年目)、および、観測期(2年目)であった。断層に対する坑道配置が理想的な南アのモアプ・コツォン鉱山の地下約3kmにおいては、計画初年度(平成21年度)に具体化されたドリリング(計約30本;総延長1.41.5km)、および、計器の調達・開発・埋設の計画を進めた。断層帯のドリリングは困難で、遅れが続いたが、平成23年度末には、ドリリングの約9割が完了していた。しかし、採掘計画の遅れに伴い地震活動の活発化も遅れることがわかったため、予備サイト、イズルウィニ鉱山における観測を平成22年度(計画2年次)から始め、AE、歪計、広帯域地震計、断層透過波のデータを2年弱の期間、蓄積することができ、予備解析も始まった。破壊前線動的応力降下観測(断層上に高速応答高容量の歪・加速度計34組をアレイ配置)については、イズルウィニ鉱山については平成22年度から、ドリーフォンテイン鉱山においては平成23年度から、観測を行うことができた。しかし、マグニチュード(M)2程度の地震(約100mサイズの破壊)をターゲットとした場合、南アフリカ(以下南ア)の大深度金鉱山ならば、23年の間に極至近距離観測によって非常に貴重な知見を得ることができる。鉱山の地震観測網では検知できなかった微小な破壊活動の観測と解析が進んだ。百万個を超えるイベントがカタログされ、微小破壊活動の時空間発展や規模別頻度分布の時空間変化に関する解析が更に進んだ。

「採掘前線前方の地震活動は、既存の弱面上のものとは異なるため、規模別頻度分布が通常と異なる」という仮説があったが、時空間的にむらがなく、微小破壊まで漏れのない観測データで否定をすることができた。この観測現場から約100m南東で現場応力測定では、地表下約1.0kmながら周囲が採掘済みであるため、地表下3.0km以深の現場よりも最大主応力が高いことがわかった。現場応力測定データが増え、採掘前の初期応力モデルを高度化することができた。これに基づき8つのM=2.14.0の震源における応力を弾性論的に推定することができた。このうちM2.1の震源を貫通する孔のコアの室内強度試験に基づき、震源近傍の応力を拘束することに成功した。これらは、弾性論的に推定された応力よりやや高いものの、空間分布の特徴は、弾性論的に推定されたものと調和的であることがわかった。また、これらの比較議論の結果、震源の応力レベルでも現場測定ができていたことも確認できた。年度末近くから歪計の直近で地震活動が活発化し始めた。地震の準備と発生の詳細を震源の極至近距離で観察し、地震発生の物理をより深く理解したい。得られる知見を、地震発生のより正確な予測に生かしたい。このような試みを、自然の大地震を対象に地表付近から行うことは、技術的・時間的に非常に困難である。しかし、マグニチュード(M)2程度の地震(約100mサイズの破壊)をターゲットとした場合、南アフリカ(以下南ア)の大深度金鉱山ならば、23年の間に極至近距離観測によって非常に貴重な知見を得ることができる。想定震源付近のドリリングは70本以上、総延長2.8kmになり、前例のない規模の観測網の構築が完了した。鉱山のルーチン地震観測では検知できなかった、面状微小破壊活動の詳細が高応力岩盤や弱面で明らかにされ始めた。人手によるP波・S波の読み取りでは処理しきれない数十万個のデータを、高い処理能力を持つ自動震源決定アルゴリズムを導入して処理することが可能になった。応答周波数帯域が微小破壊センサーよりも低いが、周波数によらず応答が一定な加速度センサーのデータと比較することによって、震源メカニズムを決定でき、M >約-4の微小破壊の規模別頻度分布を得ることができることがわかった。また、後者は、鉱山地震観測網で検知されるものとは特徴が異なることがわかった。南アは応力測定技術が開発され多くの測定が行われているが、出版済みの測定結果は、地表下2.7kmまでに限られ、最大主応力も100MPa以下であった。南アで、現在金を採掘している中で最も深い地点(地表下3.4km)、および、M1.5の被害地震(地表下約3.0km)の近くでの146 MPaという最大主応力の測定に成功した。震源の近傍での大強震動のデータを得ることができた。震源貫通ドリリングのコアの輸出が完了し、室内実験が始まった。4鉱山に埋設された計9台の石井式歪計のうち、最も長い記録期間は2年を超えた。当初計画の主実験サイト、モアプ・コツォン鉱山における観測網の構築は遅れているが、予備サイトのイズルウィニ鉱山とドリーフォンテイン鉱山に観測網を同時展開することによって、ほぼ当初計画時期からデータ取得を始めることができている。平成23年1月から始まった新燃岳噴火や、3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震のために研究者の南ア渡航計画を一部変更せざるを得なかったがその影響は大きくない。25年度が最終年度であるため、記入しない。
細胞周期制御における新規蛋白質リン酸化酵素Nek9の機能解析

本研究では、哺乳類での細胞周期、特にG2/M期の未知の制御機構を解明するため新規のNIMAファミリーキナーゼを検索し、G2/M期で発現上昇する新規蛋白質リン酸化酵素Nek9(現在ではNek11と改名されている)の遺伝子をHeLa細胞のcDNAライブラリーより単離、同定することに成功した。昨年度までの研究で、DNA複製阻害剤、aphidicolinやhydroxyurea、あるいは、DNA障害性の抗癌剤処理でNek11の活性が上昇することが見出され、DNA複製阻害剤による細胞周期停止反応にNek11がなんらかの役割を持つことが示唆された。本年度においては、G1/S期停止によるNek11の活性機構について解析し、Nek11が同じファミリーに属するNek2Aにより制御されていることを見いだした。Nek2AはG1/S期停止時において活性化されることが見いだされ、さらにこのG1/S期停止時においてNek11とNek2Aが複合体を形成することが明らかになった。この複合体形成にはそれらのC-末端側の非触媒部位が必要であることも明らかになった。これら2つのキナーゼは核内の核小体に存在することが示され、Nek11-Nek2A複合体が核小体でなんらかの機能を果たしていると推測される。さらに生化学的解析から、Nek11はNek2Aによりリン酸化を受けて活性化することも明らかになった。Nek2AはNek11のC-末端側の非触媒部位を良くリン酸化すること、Nek11のC-末端側の非触媒部位は自己酵素阻害活性があることから、Nek2Aによるリン酸化により、Nek11の非触媒部位による自己阻害活性が解除され結果的にNek11のリン酸化活性が上昇するものと考えられた。以上の知見より、G1/S期停止において、Nek11は同じファミリーに属するNek2Aによりリン酸化による制御を受けて活性化することが強く示唆された。Nek11はN末側にキナーゼドメインを持ち、C末側には複数のcoiled-coilドメインとPEST様配列を持っていた。新規蛋白質リン酸化酵素Nek11の活性至適条件を検討したところ、カチオンとしてマグネシウムよりもマンガンを好むこと、また基質特異性を探索したところ、ヒストンH1、H2AやH3を好むことが明らかなった。また、本研究で作製した抗Nek11抗体を用いて細胞内局在を蛍光免疫染色法で検討したところ、主に核が陽性に染色され、核内蛋白質であることが示された。興味深いことに、細胞周期の分裂期においては、polar microtubule近辺にNek11が移動する事が示され、Nek11は細胞周期を通じて間期では核に、分裂期ではチューブリンファイバー上に移動する性質が明らかになった。さらに、間期においては、DNA複製阻害剤、aphidicolinやhydroxyurea、あるいは、DNA障害性の抗癌剤処理でNek11の活性が上昇することが見出された。また、過剰発現の効果を検討するため、正常型Nek11をU20S細胞に一過性に過剰発現した場合ではaphidicolinによる細胞周期停止反応が促進され、不活化変異体のNek11を過剰発現した場合では、それが減弱されることが判明した。さらにU20S細胞に活性不活化変異体のNek11を安定発現する株を作製し、aphidicolinに対する細胞生存率の感受性を検討すると、若干の高感受性を示した。これらの知見から、DNA複製阻害剤による細胞周期停止反応にNek11がなんらかの役割を持つことが示唆された。

Nek2AはNek11のC-末端側の非触媒部位を良くリン酸化すること、Nek11のC-末端側の非触媒部位は自己酵素阻害活性があることから、Nek2Aによるリン酸化により、Nek11の非触媒部位による自己阻害活性が解除され結果的にNek11のリン酸化活性が上昇するものと考えられた。以上の知見より、G1/S期停止において、Nek11は同じファミリーに属するNek2Aによりリン酸化による制御を受けて活性化することが強く示唆された。
人工膝・股関節置換術適用患者の荷重免荷型トレッドミルにおける三次元歩行計測

変形性股関節症に対し人工関節置換術を施行された患者の三次元歩行計測を,荷重免荷型トレッドミルを用いて50%荷重,75%荷重,100%荷重条件下で,術前,術後3週,術後6週に行った.術後3週時,膝関節最大伸展角が50%荷重では100%荷重と比較し有意に増加し,術後6週時は50%荷重では100%荷重と比較し,股関節最大屈曲角が有意に減少し,膝関節最大伸展角が有意に増加した.荷重免荷型トレッドミルを用いてのリハビリテーションは,術前から術後3週で有効性が高く,蹴り出し力低下等の影響が出ないように実施するためには,75%程度までの荷重量を維持して実施した方が有効性が高い可能性があることが示された.本研究では(1)荷重免荷型トレッドミル・非光学的三次元歩行計測システムを用いて人工膝関節置換術・人工股関節置換術術後患者の機能評価方法を確立し、(2)本システムを用いて歩行パターンを評価することにより人工膝関節置換術・人工股関節置換術術後患者を歩行パターンによってプロファイリングしたテーラーメイド型の術式やリハビリテーションプログラムの確立を最終目的とする。まず平成27年度は、健常人を対象とした非光学的三次元歩行計測システムと荷重免荷型トレッドミルを用いた歩行時キネマティクスの計測を行い、その計測条件の詳細の検討が終了した。さらに北海道大学病院整形外科にて人工膝関節置換を施行された患者2名に対し、術前37日、術後1421日、術後4249日の各期間毎に計3回の歩行パターン計測を実際に行い、本研究の対象患者でも問題なく計測可能であることを確認した。さらに本計測によって得られた加速度・角速度データから歩行中の下肢運動をスティックピクチャモデルにより表現し、1.歩幅2.最大膝屈曲角、最大膝伸展角4.膝関節可動域5.膝屈曲角(踵接地直後、爪先離地時) 7.足部外転角8.大腿・下腿角9.下肢機能軸傾斜角(外転方向、内転方向)11.歩行周期12.立脚比13.膝加速度ベクトル方向14.膝関節水平面軌跡角の各評価パラメーターを算出した。学内のIRBの申請はすでに終了した。また、健常人を対象とした非光学的三次元歩行計測システムと荷重免荷型トレッドミルを用いた歩行時キネマティクスの計測を行い、その計測条件の検討が終了した。さらに人工膝関節置換術後患者2名にて、実際の計測を行い、問題なく計測データを得られている。人工膝関節置換術前・術後、人工股関節置換術前・術後患者における免荷トレッドミルを用いた歩行キネマティクスの計測法を確立するために、まずは健常人での非光学的三次元歩行計測システムを用いての歩行キネマティクス計測と荷重免荷型トレッドミルを用いての歩行キネマティクス計測を実施し、計測条件の詳細を設定した。その後、人工関節置換術術後患者の計測条件の詳細の設定のために、実際に人工関節置換術を施行された患者2名にて、同様に光学的三次元歩行計測システムを用いての歩行キネマティクス計測と荷重免荷型トレッドミルを用いての歩行キネマティクス計測を実施し、計測条件の詳細の設定を完了した。さらに得られた加速度・角速度データから歩行中の下肢運動をスティックピクチャモデルにより表現し、各評価パラメータ(1.歩幅、2.最大膝屈曲角、最大膝伸展角、4.膝関節可動域、5.膝屈曲角(踵接地直後、爪先離地時)、7.足部外転角、8.大腿・下腿角、9.下肢機能軸傾斜角(外転方向、内転方向)、11.歩行周期、12.立脚比、13.膝加速度ベクトル方向、14.膝関節水平面軌跡角)が問題なく評価可能であることを確認した。そののち、実際の計測データ抽出のために、本研究対象患者にて、荷重免荷型トレッドミルを用いての歩行キネマティクス計測を実施した。さらに得られた加速度・角速度データから歩行中の下肢運動をスティックピクチャモデルにより表現し、各評価パラメータを算出した。現在、術前(術前37日)の計測は5名で終了し、術後計測は4名で実施済みである。平成28年度の手術患者が80歳以上の症例が多く、本研究対象から除外される例が多かった。また本研究対象患者とし術前計測を実施したものにおいても、術後経過中に下肢静脈血栓症を発症し、リハビリ内容の変更を余儀なくされ、必要データに欠損を生じる症例が散発した。上記により予定症例数を下回った。その後、実際に人工関節置換術を施行された患者2名にて、同様の計測を実施し、計測条件の詳細を検証した。その後、人工股関節置換術患者(末期変形性股関節症症例5例:全例女性、平均年齢58.8±11.3歳)を対象とし、各運動セグメントに慣性および角速度3軸センサが内蔵されたwearable sensorを装着し、免荷トレッドミルにて100%荷重、75%荷重、50%荷重における歩行を実施した。wearable sensorからの静止時重力および歩行時角

速度よりH-Gaitプログラムにて歩幅、歩行率、股関節・膝関節・足関節の関節角を算出し、これらパラメータに対する免荷条件および有症側/非有症側の効果を二元配置分散分析にて検討した。その結果、遊脚期における股関節屈曲の最大値は、免荷量増加に伴い有意に減少(P<0.05)し、立脚期における有症側の股関節伸展の最大値は非有症側と比べ,有意に低値(P<0.05)を示した。その他のパラメータに関しては有意の主効果は認めず、免荷条件および有症側肢/非有症側肢の交互作用は全解析パラメータに関して,有意の効果を認なかった。本研究は末期変形性股関節症患者における免荷トレッドミルを用いた歩行では免荷量増加に伴い遊脚期における股関節屈曲角を有意に減少させることを明らかにした.したがって,本トレッドミルを用いた歩行訓練では免荷量の過度の増大は、股関節の屈曲角度に対し負の影響を与える可能性があり、適正な免荷量の設定に留意する必要があることを示した。変形性股関節症に対し人工関節置換術を施行された患者の三次元歩行計測を,荷重免荷型トレッドミルを用いて50%荷重,75%荷重,100%荷重条件下で,術前,術後3週,術後6週に行った.術後3週時,膝関節最大伸展角が50%荷重では100%荷重と比較し有意に増加し,術後6週時は50%荷重では100%荷重と比較し,股関節最大屈曲角が有意に減少し,膝関節最大伸展角が有意に増加した.荷重免荷型トレッドミルを用いてのリハビリテーションは,術前から術後3週で有効性が高く,蹴り出し力低下等の影響が出ないように実施するためには,75%程度までの荷重量を維持して実施した方が有効性が高い可能性があることが示された.さらに人工膝関節置換術後患者の歩行時キネマティクスの計測を行うとともに、人工股関節置換術後患者の歩行時キネマティクスの計測も実施していく。その後、歩行データの解析を行う。術後臨床成績や自己満足度の低い患者の歩行パターンを分析し、三次元歩行解析データを踏まえたテーラーメイド型リハビリプログラムの作成による術後臨床成績向上を目指す。本研究対象患者とし、術前計測を施行した患者においても、下肢静脈血栓症の発症等にて予定のリハビリを実施できず、術後1421日等の計測が実施できない例が一定数発生することがわかった。今後は一定数の離脱例が生じることを予見して計測計画を立て、早い段階で予定症例数の人工膝関節置換術後、人工股関節置換術後の歩行時キネマティクスの計測を終了させる。次に歩行データの解析を行い、術後臨床成績や患者満足度の低い患者の歩行パターンと臨床成績や患者満足度が高い患者の歩行パターンを三次元的に比較する。計測により得られた各種パラメータと患者背景因子(年齢、身長、体重、診断名等)や変形性関節症の重症度等との関連制を分析、検討し、術後臨床成績や患者満足度が低くなることが予想される患者に対する、テーラーメイド型リハビリテーションプログラムを作成することにより、術後臨床成績や患者満足度の改善をはかり、成績不良例、低満足度例の減少を目指す。股関節外科学Orhthopaedic Research Society the AnnualMeeting 2016にかかる旅費の支出を想定していた金額よりも低く抑えることができたため人工膝関節置換術後、人工股関節置換術後の歩行時キネマティクスの計測等の研究に関する消耗品に使用する予定
グローバル経済下におけるシルク生産国の蚕糸絹産業構造の変動に関する研究

本研究では,繊維協定(ATC)終了後の繊維貿易構造の変動について,中国とインドの蚕糸絹産業を対象とし,主に両国における調査を通じて, 1)繊維貿易構造の変動, 2)シルク超大国である中国と,第二のシルク生産国であり,かつ現在最大の生糸輸入国であるインドの生産・加工・流通構造,および3)グローバル市場経済に巻き込まれている養蚕農家に及ぼされた影響を明らかにした.本研究では,繊維協定(ATC)終了後の繊維貿易構造の変動について,中国とインドの蚕糸絹産業を対象とし,主に両国における調査を通じて, 1)繊維貿易構造の変動, 2)シルク超大国である中国と,第二のシルク生産国であり,かつ現在最大の生糸輸入国であるインドの生産・加工・流通構造,および3)グローバル市場経済に巻き込まれている養蚕農家に及ぼされた影響を明らかにした.平成18年度では,まず,中国およびインドのシルク産業の変動を概観し,主に既存の統計資料とUNCOMTRADEの貿易データを用いて,近年における絹糸類と絹織物貿易パターンの変化を明らかにした.中国では,シルク産業管理体制の改革に着手し,市場経済化とともに,「東桑西移」といわれる産地移動が見られる.輸出構造は生糸から付加価値の高い絹織物へとシフトしつつある.一方,インドでは,中国からの安い生糸の大量輸入によって国産生糸の価格破壊が生じ,繭・生糸生産量は1992年以降停滞している.また,近年では絹紡糸・絹織物輸入の比重が高まっており,これに対してアンチ・ダンピング関税を課している.このように,中国のWTO加盟,ATCの終了によってシルク貿易の自由化が進行し,中国の輸出シェアの拡大は,インドを始めとする途上国にも多大な影響を及ぼしていることが明らかとなった.次に,中国の旧主産地である浙江省と新産地の広西自治区で,ヒヤリング調査を行った.現在中国では,農家からの生繭の買上は省政府による許可制,乾繭の売買は自由化されている.浙江省では,県・市毎に原則として1つの会社に生繭買上を許可しており,製糸工場以下の川下産業では株式会社化と同時に民営化が進んでおり,一部ではインテグレーションも見られる.しかし,沿岸部では経済発展により,農業縮小が進み,繭生産は減少し,原料繭の5割以上を他省より購入している.:方,広西自治区では,急激に繭生産量が増大し,2005年には中国で最大の繭生産地となった.温暖な気候条件下で,繭の生産性は非常に高く,また,全国的な繭不足を背景に,製糸工場等のシルク会社が進出し,生繭買上もほとんど自由化されているので,競争市場が成立している.さらに,繭・生糸取引市場では投機目的の売買によって,近年繭・生糸の価格が高騰しており,これらが養蚕農家の繭生産のインセンティブを高め,収益性の低い作物からの転作を促進させたと考えられる.平成19年度では、前年度調査によって収集した資料を用いて、中国における「東桑西移」の実態とその意義ならびにインドにおける中国生糸に対するアンチ・ダンピング(AD)関税の影響を解明した.これらの知見については、2007年度地域農林経済学会において口頭発表した.今後、論文として発表する予定である.また、今年度には、インドの主要養蚕地帯であるカルナータカ州とタミル・ナドゥ(TN)州で実態調査を実施するとともに、統計資料の収集を行った.インド最大でかつ世界最大の繭市場であるRamanagaram市場において伝統的な繭のセリ取引を視察し、市場近辺に立地する機械繰糸と座繰りの製糸工場において聴き取り調査を行った.中国の自動繰糸機械と比較して、旧式の繰糸技術であるために、多数の雇用を創出している一方、生産性が非常に低位で、品質面での競争と価格競争においてインドのシルク産業は苦境におかれているといえよう.また、中国産生糸を用いた輸出向け絹織物工場においても聴き取り調査を行った.インド繊維省中央シルク委員会(CSB)では、中国とインドの繭生産費の比較の研究会を持った.インドでは繭の生産費調査がないので、現状では厳密な比較が困難であるが、中国とインドでは労賃水準がほぼ同水準と考えられるにもかかわらず、インドの繭生産費の方が高く、生産性の低さを示唆することが明らかになった.TN州コインバトールでは、二化性蚕種の養蚕農家の聴き取り調査を実施するとともに、50戸の養蚕生産費調査を実施した.平成20年度では,前年度インド,タミル・ナドゥ州コインバトールの50戸の養蚕生産費調査のデータクリーニングを行うとともに,データ不備による再調査を実施した.また,研究協力者である中国浙江大学の顧国達教授を招聘し,大阪府立大学・桃山学院大学および衣笠会・繊維研究所にて,中国経済および蚕糸業の研究者を交えて,本研究の取りまとめのための研究会を実施した.中国では,2000年以降「東桑西移」政策の下で,養蚕産地の東部沿海地域から西部内陸地域へのシフトが見られるようになったが,実際には産地移動というよりも「東部沿海地域=原料繭需要地域」「西部内陸部地域=原料繭供給地域」という原料繭の需給関係が明確化したと言える.旧主要養蚕産地における生産規模の維持や広西自治区における急成長は,中国を「シルク大国」であり続けることを可能にしたという意義を有しており,さらに,両地域における低所得農村地域の農民所得を向上させるという意義をも見出すことが出来る.

一方,中国との競争に直面しているインドでは,JICAの技術協力を受けて二化性養蚕の技術開発・普及を図っており,近年,二化性養蚕が徐々に増加してきた.しかしながら,中国の繭生産費調査結果とインドの養蚕農家経済調査結果を,名目為替レートを用いて比較すると,インドの繭生産費が中国よりも高いことが明らかとなった.その背景には,近年の中国の養蚕技術の発展と,インドの生産性の低さ及び固定資本(蚕室)の減価償却費にあると考えられる.
走運動の基本的な動きづくりを中核とした体力向上プログラムの開発

本研究の目的は,小学校低学年児童を対象に,「走運動」技能の習得過程を明らかにすることであった。本研究では,第12学年児童男女50名(内訳:実験群,統制群,各25名)を対象とした。児童の習得過程を,(1)走動作及び(2)走タイムの2点から分析を行った。(1)走動作は,3方向から撮影し14項目の評価規準を基に分析した。(2)走タイムは,ラップタイム(10m毎)から区間疾走速度と相対速度を求めた.これらの結果を事前事後で比較した。なお情意面について,実験群のみを対象に形成的授業評価(高橋,2003)を行った。授業は,全8時間を配当した。その結果,(1)走動作では,実験群において全評価規準中9項目で有意な変化が認められた。(2)走タイムでは、20-50m各区間の疾走速度が有意に増加し、最高疾走区間が10-20mから30-40mに変化した。また〓0-50m区間における相対速度が88%から97%に増加し、疾走能力の向上が認められた。統制群では、走動作、走タイムとも同様の変化は見られなかった。実験群の情意面においても授業前後に有意な変化があった(p<.05)。本研究で実践した「走・跳の運動遊び」授業実践プログラムは,小学校低学年児童の体育授業として,走動作の技能習得に有効性を発揮しうる可能性が示唆された。なお,本研究では上記の成果を踏まえ,他の運動領域でも授業を可能な限り映像記録(動画・写真等)として収集している。したがって,これに必要な物品購入が当初予定より多くなっている。
途上国に適用可能な硫黄サイクル微生物機能活性化・次世代水資源循環技術の創成

都市下水処理の有機物除去の問題を解決する技術を開発するため、本研究では嫌気性汚泥床と下降流懸架式スポンジ槽とを組み合わせた水処理システムについて研究を行った。実証試験の結果、本システムにより浮遊生固形性物質と生物化学的酸素要求量の除去率は、夏季において95%以上、冬季において85%以上と高いレベルに達した。このことから本提案システムは顕在化している下水処理の問題を解決するひとつの方法になり得ることが分かった。加えて、嫌気的硫黄酸化反応が起こる嫌気性汚泥床について微生物解析したところ、Proteobacteria門に属する微生物が主要な微生物グループのひとつであることが明らかとなった。途上国に適用可能な下水処理システムの開発とその処理反応に関わる微生物生態の解明を目的に以下の内容について研究を行った。(1)下水処理システムの開発:下水処理装置は、前段装置として途上国で普及している上昇流嫌気性汚泥床(UASB)、後段装置として申請者らが開発を進めてきた下降流懸架式スポンジ型好気性反応槽(DHS)を組み合わせた「UASB+DHS」とした。結果、良好な有機物除去、硫化物酸化、汚泥減溶、および水質向上が見られた。(2)下水処理システムの運転因子の評価:新潟県長岡市の長岡中央浄化センターに実下水を供給するラボスケール下水処理装置を設置し、温度低下を伴う連続下水処理試験を行った。(3)装置保持微生物の増殖特性とBOD除去の役割評価:装置保持汚泥に対して、微生物存在割合・分布評価試験、代謝活性試験、分子生物学的系統解析手法等を用い評価した。(4)硫黄サイクル微生物の探索:低温となる実下水処理装置における硫黄サイクル微生物の生態学的な位置づけを評価するための、微生物存在割合・分布評価試験,代謝活性試験を実施した。(5)嫌気的硫黄酸化現象の解明:嫌気的硫黄酸化反応について、物理化学的硫黄酸化の検討、微生物生態評価等により開始した。(6)途上国の現地水質状況等の調査:途上国の水質状況を調査するためにタイに渡航し現地の調査を行った。(1)下水処理システムの開発:昨年度に引き続き、前段装置に上昇流嫌気性汚泥床(UASB)、後段装置として下降流懸架式スポンジ型好気性反応槽(Downflow Hanging Sponge,DHS)を組み合わせたUASB+DHSシステムの構築を行った。(2)下水処理システムの運転因子の評価:新潟県長岡市の長岡中央浄化センターの実下水を供給するラボスケール下水処理装置を用いて、温度低下を伴う連続下水処理試験を行い、運転操作因子の評価、最適化を行った。(3)装置保持微生物の増殖特性とBOD除去の役割評価:装置保持汚泥に対して、微生物存在割合・分布評価試験,代謝活性試験,FISH法(プライマー調査済),DGGE法,分子生物学的系統解析,マイクロセンサー技術等を評価した。(4)硫黄サイクル微生物の探索:低温となる実下水処理装置における硫黄サイクル微生物の生態学的な位置づけを,微生物存在割合・分布評価試験,代謝活性試験,FISH法,分子生物学的系統解析,マイクロセンサー技術等で評価した。(5)嫌気的硫黄酸化現象の解明(反応進行条件データの取得):嫌気的硫黄酸化反応の現象を解明するために、嫌気槽内の硫黄化合物濃度プロファイルを取得した。(6)途上国の現地水質状況等の調査:インド、コンケン(タイ東北部)の下水処理装置の排水の水質を調査した。(7)ラボスケールリアクター基礎実験の継続:ラボスケール下水処理装置を用いて、リアクター操作因子の最適化の検討および微生物生態評価を行った。(8)セミパイロットスケール下水処理長期連続実証試験の実施:セミパイロット下水処理装置を製作し、長期連続実証試験を開始した。(9)電気培養による嫌気的硫黄酸化細菌集積:嫌気的硫黄酸化の現象を確認するために酸化還元電位が-200-300mVに制御できる電気培養装置を作成して嫌気的条件下で汚泥を培養し、嫌気的硫黄酸化菌の集積を試みた。研究の目的は,途上国に適用可能な新規下水処理技術の開発と,反応に関わる微生物生態の解明を行うことで,本邦発の環境技術を世界に発信し,途上国の水環境健全化・水資源確保に貢献することにある。以下に研究内容を記す。(1)下水処理システムの開発:下水処理システム「UASB+DHS」の開発を継続した。システムの有機物(BOD)分解者としては,メタン生成古細菌,脱窒素細菌,BOD酸化菌に加えて,硫黄酸化還元サイクルの微生物も積極的に活用することとする。システム前段UASBは,下水を上昇流で供給する形式で,内部に気固液分離装置を有する。

システム後段DHSは,スポンジ担体利用散水型装置であり,BOD酸化,硫化物酸化,汚泥減溶,および水質向上を図った。(2)下水処理システムの運転因子の評価:実下水を供給するラボスケール下水処理装置を用いて,温度低下を伴う連続下水処理試験を行い,運転操作因子の評価,最適化を行った。(3)装置保持微生物の増殖特性とBOD除去の役割評価:装置保持汚泥に対して,微生物存在割合・分布評価試験等を評価した。(4)途上国の現地水質状況等の調査:コンケン(タイ東北部)を対象に進めた。(5)セミパイロットスケール下水処理長期連続実証試験の実施:セミパイロット下水処理装置を製作し,長期連続実証試験を開始した。設置場所は,コンケン(タイ東北部)とした。途上国への適用のために必要な設計要件や,エネルギー消費,汚泥生成量等を評価した。(6)電気培養による嫌気的硫黄酸化細菌集積:嫌気的硫黄酸化の現象は,酸化還元電位が-200-300mVにおいて観察される。この知見から,電位制御のできる電気培養装置を試作して嫌気的条件下で微生物を培養し,嫌気的硫黄酸化菌の集積を行った。研究の目的は,途上国に適用可能な新規下水処理技術の開発と,反応に関わる微生物生態の解明を行うことで,本邦発の環境技術を世界に発信し,途上国の水環境健全化・水資源確保に貢献することにある。以下に本年度の研究実績の概要を記す。1下水処理システムの開発:前段装置として途上国で普及している上昇流嫌気性汚泥床(一部、沈澱槽),後段装置として申請者らが開発を進めてきた下降流懸架式スポンジ型好気性反応槽(Downfiow Hanging Sponge, DHS)を組み合わせた「嫌気性汚泥床+DHS」の構成とした下水処理システムの開発を進めた。2下水処理システムの運転因子の評価:新潟県長岡市の長岡中央浄化センターの実下水を供給するパイロットスケール下水処理装置を用いて,硫黄酸化還元サイクルを用いた連続下水処理試験を行い,汚泥発生率や除去性と運転操作因子の関係を評価した。3嫌気的硫黄酸化現象の解明:嫌嫌気的硫黄酸化反応の現象を,物理化学的硫黄酸化の検討,微生物生態評価等から明らかにするため、ラボスケール下水処理装置を用いて,ラボ内で嫌気的硫黄酸化反応を再現し水質や環境条件の変動と硫黄酸化反応の関係、微生物生態評価を行った。4途上国の現地水質状況等の調査とセミパイロットスケール下水処理長期連続実証試験の実施:セミパイロット下水処理装置を製作し,コンケン(タイ東北部)の下水処理に設置して、長期連続実証試験を継続して実施した。また、途上国の水質調査としてカトマンズ(ネパール)、ハノイ(ベトナム)等で調査をおこなった。5電気培養による嫌気的硫黄酸化細菌集積:電位制御のできる電気培養装置を試作して嫌気的条件下で微生物を培養し,嫌気的硫黄酸化菌の集積を試みた。本研究の目的は,途上国に適用可能な新規下水処理技術の開発と,反応に関わる微生物生態の解明を行うことで,本邦発の環境技術を世界に発信し,途上国の水環境健全化・水資源確保に貢献することにある。1下水処理システムの開発:昨年度に引き続き,UASB+DHS下水処理システムの開発を進め、下水処理システムの運転因子の評価を行った。
芽胞細菌の発芽と芽胞形成の始動機構

耐熱性芽胞細菌による食品の変敗防止は食品工業における克服しなければならない課題である。そのためには、芽胞細菌の発芽を現象面でのみ捉えるのではなく、その機構を分子レベルで理解することが重要である。発芽始動にはプロテア-ゼと胞子コルテックス分解酵素の関与が示唆されており、B.cereus胞子を用いてそれら酵素の同定並びに性質を明らかにすることを主要な研究目的とした。胞子の発芽により媒質中にプロテア-ゼとコルテックス分解酵素が遊離した。遊離プロテア-ゼはズブチリシンに対する阻害剤の添加により失活し、それと同時に発芽自体も阻害された。これらの事より、ズブチリシン様プロテア-ゼの発芽への関与が示唆されたが、種々検討した結果、本酵素を変性させた条件下でも発芽することから発芽への関与は否定された。しかしながら、精製された2種類の胞子結合性ズブチリシン様酵素は既知のズブチリシンとは異なる性質を持つ新奇のプロテア-ゼであった。一方、分子量24000のコルテックス分解酵素を単一成分として単離した。本酵素は胞子結合状態では安定であったが、遊離状態では著しく不安定であった。スポアコ-トを除去した発芽しえない胞子に本酵素を作用させると、コ-ト除去胞子でもインタクト胞子の発芽と同様なダ-クニング現象が生じ、本酵素が発芽に特異的なコルテックス分解酵素であることが強く示唆された。アミノ末端アミノ酸配列は、既知の細胞壁分解酵素のそれらとホモロジ-は認められなかった。また、本酵素と類似の性質をもつ分子量26000のコルテックス分解酵素をCl.perfringens胞子からも部分精製した。現在、抗体を用いてコルテックス分解酵素の胞子内での局在部位、プロテア-ゼによる活性化機構とそれを担うプロテア-ゼの検索などの研究を進展させつつある。本期間中に胞子形成の分子論的研究を行うには至らなかった。細菌胞子の発芽と胞子形成機構の分子的理解を目指した本研究課題の中、本年度は発芽誘起物質の同定と蛋白質化学的研究を重点的に行った。細菌(Bacillus cereus)胞子より発芽と共に遊離するプロテア-ゼに着目し、その酵素の発芽に及ぼす影響につき検討した。遊離したプロテア-ゼ並びに発芽自体に及ぼす種々のプロテア-ゼインヒビタ-の効果や本プロテア-ゼの基質特異性等を検討することにより、本酵素はズブチリシン様酵素であることが判明した。本酵素はコルテックス分解酵素と共に発芽上清へ遊離し、これらの出現と発芽過程の進行との間には良い相関が認められ、本酵素が発芽の始動に関与していることが示唆された。発芽上清に遊離したズブチリシン様酵素の精製をアフィニティカラムを用いて行い、2種類の酵素を電気泳動的に均一成分として得ることができた。これらはズブチリシンBPNに対する抗体と反応せず、かつ尿素などの変性剤に対し抵抗性を示すなどこれまで知られているズブチリシンとは異なる性質を持つことが認められた。本プロテア-ゼに対する阻害剤は発芽の阻害をも引き起こした。しかし、発芽現象の指標であるコルテックスの分解を担うコルテックス分解酵素の活性はプロテア-ゼ阻害剤によって阻害されなかった。この事実はズブチリシン様酵素がコルテックス分解酵素の活性化を促進していることを示唆している。遊離したズブチリシン様酵素及びコルテックス分解酵素活性は、発芽自体の温度・pH依存性とは異なる各々に特徴的な温度・pH依存性を示した。

これらの酵素は胞子内では遊離状態とは異なる分子状態に保たれているためと考えられた。コルテックス分解酵素は約70%程度の純度で精製された段階である。今後、両酵素の抗体を調製し、それらを用いてズブチリシン様酵素によるコルテックス分解酵素の調節メカニズムの研究を展開したい。昨年度、細菌胞子の発芽過程に関与する可能性の高い蛋白質成分として、B.cereus胞子よりズブチリシン様プロテア-ゼとペプチドグリカンを分解するコルテックス分解酵素を部分精製した。本年度はこれらの酵素が発芽特異的であるか否かの検討と共に、蛋白化学的研究を行った。分子量24000のコルテックス分解酵素を均一成分として単離した。本酵素は胞子に結合した状態では熱・酸・アルカリ等に対しても安定であったが、遊離状態では著しく不安定であり、高イオン強度かつ非イオン性界面活性剤を含む媒質中で比較的安定であった。スポアコ-トを除去した発芽し得ない胞子に本酵素を作用させると、コ-ト除去胞子でも発芽と同様なダ-クニング現象が生じ、本酵素が発芽特異的コルテックス分解酵素であることを強く示唆した。アミノ末端より22残基のアミノ酸配列を決定したが、その配列は報告されている細菌細胞壁分解酵素のそれらとは異なっていた。更に、本酵素と類似した性質を持つ分子量26、000のコルテックス分解酵素をCl.perfringens S40の胞子からも部分精製し、発芽機構に差異があると考えられている菌種に共通のコルテックス分解酵素の存在が示唆された。一方、発芽に関与すると考えられたズブチリシン様酵素は、本酵素活性を失活させた胞子でも発芽が正常に起こることから発芽との関与は否定された。しかし、この胞子結合性のズブチリシン様酵素は既知のズブチリシンとは分子量、アミノ酸配列、阻害剤に対する感受性等で著しく異なっている新奇のプロテア-ゼであった。現在、抗体を用いてコルテックス分解酵素の胞子内での存在部位、活性化機構などの解析、その活性化を担うプロテア-ゼの検索を進めている。それと並行して、発芽のトリガ-反応に関与するアラニンリセプタ-の同定も試みつつある。