hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
維管束植物の葉の比較進化発生学的研究

特にKNOX遺伝子は複葉でかなりの発現を示したのに対し、単葉では発現がほとんど見られず、PHAN相同遺伝子も複葉の方が単葉に比べて発現量が多かった。LFY相同遺伝子は発現量に大きな差は見られなかった。この結果からハゴロモモの2タイプの葉の形態の違いに、KNOX遺伝子が大きく関与していることが示唆され、KNOX遺伝子の機能により沈水葉が複葉的形態を示すのではないかと考えられた。また、PHAN相同遺伝子も同様に関与しているのではないかと考えられ、ハゴロモモの複葉の形態形成はトマト型の制御機構を持つことが示された。今後はシダ植物においてReal-Time PCRによる発現解析を行うとともにin situ hybridization法による組織レベルでの発現解析を進め維管束植物における複葉の大進化を明らかにしていきたい。維管束植物の栄養器官である葉は、葉身の形によって、大きく複葉と単葉の2タイプに分類される。葉の形態の違いには、KNOX、LEY、PHANなどの形態制御遺伝子が関与する。多くの被子植物において、葉の形態の違いは葉原基でのKNOX遺伝子の発現およびPHAN相同遺伝子との相互作用により制御される。例外として、エンドウを含むマメ科植物では、複葉形態はKNOX遺伝子の代わりにLFY相同遺伝子により制御されており、被子植物の葉の形態形成に2つの制御系が存在することが分かってきた。本研究では、シダ植物と原始的被子植物における2タイプの形態の違いがどのように制御されるのか明らかにするためシダ植物からは羽状複葉を持つシケシダと単葉を持つヘラシダの、原始的被子植物はスイレン科のハゴロモモの各遺伝子の発現解析を行った。原始的被子植物ハゴロモモの複葉と単葉では、LFY相同遺伝子の発現量に違いは見られなかったが、KNOX遺伝子とPHAN相同遺伝子に有意な差が見られた。KNOX遺伝子は複葉で発現を示したのに対し、単葉では全く発現が見られなかった。このことからハゴロモモの葉の形態はKNOX遺伝子とPHAN相同遺伝子により制御されていると考えられた。シダ植物複葉と単葉においてKNOX遺伝子の発現量に差は見られなかったが、LEY相同遺伝子に有意な差が見られ、シダ植物において、2タイプの葉の形態の違いはLFY相同遺伝子の発現量の違いにより制御されていると考えられた。被子植物とシダ植物では異なるメカニズムにより葉の形態が制御され、シダ植物の葉と種子植物の葉が独立に進化してきたと示唆された。つまり、維管束植物の共通祖先であるトリメロフィトンからシダ植物、種子植物に至る系統が分かれた後に、それぞれの系統で異なる葉の形態形成メカニズムにより葉が形成され、進化した可能性が考えられた。
児童生徒のいじめの構造と精神保健―特に移行群の精神保健に着目して―

本研究は、小学校高学年児童、中学校および高等学校生徒を対象に、いじめを構成する加害群、両経験群(いじめるいじめられる両方を経験)、被害群、傍観群、無関係群の分布とその学年による推移を横断的に質問紙法によって明らかにすることと、これら5群の抑うつ、孤独感、自尊感情、社会的支援、希死念慮、人間関係、登校意欲等の精神衛生の差異を比較検討し、小中高での特異性を明らかにすることを目的とする。小学校は群馬県内の公立小学校6校(4,5,6年生1,02名)を対象に、中学校は公立中学校5校(1,2,3年生1,120名)を対象に、高校は公立高校4校(1,2,3年生974名)を対象とした。質問項目の内容は、小学生版は基本的属性、睡眠状況、登校意欲、いじめ、抑うつ気分であり、中高生版は基本的属性、希死念慮、孤独感、自尊感情、不登校関連、いじめ関連、抑うつ性、いじめに対する知識・態度・行動等である。小学生は975名(94.8%)、中学生は1,015名(90.6%)、高校は905名(92.9%)の有効回答を得た。小中高の加害群の分布はそれぞれ12.1%、15.3%、6.9%であり、両経験群はそれぞれ7.3%、5.7%、1.9%であり、被害群はそれぞれ12.7%、7.1%、3.5%であり、傍観群はそれぞれ29.7%、39.5%、24%であった。高校がいじめ関与する者の割合が低かった。また、小中高ともにいじめの分布にはっきりとした男女差は見られなかった。いじめ5群の精神保健の差異で共通する結果として、両経験群は、希死念慮、登校意欲が他群に比べ最もネガティブであった。また、抑うつ気分、自尊感情および孤独感が、被害群についてネガティブでもあった。これらのことから、小中高を通じて、両経験群への精神的ケアの重要性が示唆された。成果の一部は米国ハワイ州の思春期精神医学会にて報告した。本研究は,小学校高学年児童,中学校および高等学校生徒を対象に,いじめを構成する加害群,移行群(いじめるいじめられる両方を経験),被害群,傍観群,無関係群の分布とその学年による推移を横断的に質問紙法によって明らかにすることと,これら5群の抑うつ,孤独感,自尊感情,社会的支援,希死念慮,人間関係,登校意欲等の精神衛生の差異を比較検討し,小中高での特異性を明らかにすることを目的とする.申請者は既に中学生を対象に上記のような研究を行い,移行群は他群に比べ希死念慮が最も高く,自尊感情,登校意欲が最も低く,被害群に次いで抑うつが高いなどリスクの高いグループであることを明かにしているが,小学生,高校生で同様な傾向が得られるか検討する.平成11年10月に行っている中学生向けの質問紙の質問項目を参考に,小学校高学年版と中学生・高等学校版の質問紙を作成した.質問項目の内容は,基本的属性,主観的幸福感,希死念慮,孤独感,自尊感情,社会的援助,不登校日数,保健室登校の有無,カウンセリングの有無,主観的健康状態,ストレスの有無,人間関係(学校,友人,家庭),ライフイベント,不登校関連,いじめ関連,抑うつ性,いじめに対する知識・態度・行動等である.予備調査を小中高それぞれ30名程度に実施し,必要な修正を行なった.高等学校は群馬県内の普通高校3校(内訳は男子高,女子高,男女共学校)と実業高校1校(商業高校で男女共学)の4校を対象とし,各学年2クラスを抽出して平成13年2月に本調査を行なった.中学校と小学校は平成13年3月に本調査を行なう予定である.対象者数は小学校46年生男女約600名,中学生男女約600名,高校生男女約600名の計約1800名である.なお,本調査の予備調査に相当する平成11年10月の中学生を対象とした調査の内容は日本学校保健学会で平成12年11月に発表した.本研究は、小学校高学年児童、中学校および高等学校生徒を対象に、いじめを構成する加害群、両経験群(いじめるいじめられる両方を経験)、被害群、傍観群、無関係群の分布とその学年による推移を横断的に質問紙法によって明らかにすることと、これら5群の抑うつ、孤独感、自尊感情、社会的支援、希死念慮、人間関係、登校意欲等の精神衛生の差異を比較検討し、小中高での特異性を明らかにすることを目的とする。

小中高の加害群の分布はそれぞれ12.1%、15.3%、6.9%であり、両経験群はそれぞれ7.3%、5.7%、1.9%であり、被害群はそれぞれ12.7%、7.1%、3.5%であり、傍観群はそれぞれ29.7%、39.5%、24%であった。高校がいじめ関与する者の割合が低かった。また、小中高ともにいじめの分布にはっきりとした男女差は見られなかった。いじめ5群の精神保健の差異で共通する結果として、両経験群は、希死念慮、登校意欲が他群に比べ最もネガティブであった。また、抑うつ気分、自尊感情および孤独感が、被害群についてネガティブでもあった。これらのことから、小中高を通じて、両経験群への精神的ケアの重要性が示唆された。成果の一部は米国ハワイ州の思春期精神医学会にて報告した。
リチウム含有遷移金属酸化物電極へのリチウム挿入脱離反応のその場ラマン解析

電気エネルギー貯蔵および電気自動車の駆動源として高ネルギー密度のリチウム二次電池の開発が切望されている。高エネルギー密度を有するリチウム二次電池の正極および負極材料として、LiCoO_2,LiNiO_2,及びその固溶体、LiMn_2O_4、Li_<4/3>Ti_<5/3>O_4などの含リチウム遷移金属酸化物が研究されているが、これらの材料への電気化学的リチウム挿入脱離反応機構はいまだ明らかになっていない部分が多い。本研究では、LiCoO_2,Li_<4/3>Ti_<5/3>O_4の2種類の含リチウム遷移金属酸化物を取り上げ、レーザーラマン分光法を用いてその電気化学的リチウム挿入脱離反応を解析することを目的とした。得られた結果は以下の通りである。1.リチウム二次電池正極として既に実用化が進んでいるLiCoO_2を用いてそのリチウム脱離挿入に伴うラマンスペクトル変化を測定した。まずC軸配向した薄膜を用いてLiCoO_2のラマンバンドの同定を行い、AlgバンドとEgバンドであることを確かめた。また、充電反応に対応するリチウム脱離過程では、六方晶第一相、六方晶第2相の相変化に対応するスペクトル変化が確認された。また、リチウム脱離とともにラマンバンドのブロード化が確認され、結晶中に残されたリチウムが、結晶のリチウムサイトをランダムに占有していることが示された。2.平坦で低い充放電電位を有するLi_<4/3>Ti_<5/3>O_4は将来の負極材料として期待されているが、リチウム挿入脱離に伴うエックス線パターンには変化が見られず、その反応機構が明らかになっていなかった。リチウム挿入脱離に伴うラマンスペクトル変化は明らかに第2相の出現を示し、その反応が2相共存で進行することが明らかになった。
省電力性次世代高速反射型カラーディスプレイの開発

本研究課題は、大学異動により2014年度9月末日で終了したため、半年間の実績報告をする。螺旋周期構造を有するコレステリック液晶を用いた反射型ディスプレイの実現に向けて、高速スイッチング特性と省電力性を併せ持つ素子構造の探求を行った。これまで、液晶をポリマー中の数十nmという小さな空間に閉じ込めることで高速性が発現することを示してきた。しかしながら、この場合、駆動電圧が増加するという新しい問題が生じた。そこで、ポリマー中に埋め込まれた液晶液滴の領域サイズを変えないまま、液晶液滴の数を増加させるというアイディアを考えた。この構造を利用することで、高速性を維持したまま駆動電圧を1/5に低減することに成功した。これらの成果は論文投稿を予定している。また、次の段階として視野角特性の改善を目的とした研究を行うことを考えている。具体的には、コレステリック液晶の螺旋軸に平行な電界を印加することにより、螺旋構造の波打ちを起こすことで、それぞれの視野角に対しての反射色を平均化することを目指す。本研究課題は、大学異動にともない途中辞退することになったが、コレステリック液晶を用いた反射型ディスプレイの研究は引き続き継続して行う予定である。26年度が最終年度であるため、記入しない。コレステリック液晶を用いた高速反射型ディスプレイの実現に向けて、ポリマー/液晶複合系における電気光学効果を調べた。ポリマー/液晶複合系は、光重合性モノマーと液晶の混合系に紫外光を照射することで起こる重合反応を利用して作製される。本研究と従来技術との大きな差は、重合性モノマーに液晶性(分子配列秩序)を示す材料を使用する点である。双方が持つ液晶性はポリマーと液晶間の相溶性を高め、重合反応によって誘起されるポリマー/液晶間の相分離を抑制し、結果として数十nm以下の小さな液晶ドメインを形成した。このような複合素子の電気光学特性には、以下に示す2つの利点が得られた。1重合後の素子は高い透明性を示し、電界印加後も可視向全域においておよそ100%の透過率を維持した。2従来の液晶素子に比べて1000倍程度短い応答時間(10μs)が実現された。これらの電気光学特性のメカニズムを明らかにするために、赤外分光法(FTIR)を用いて、ポリマー/液晶複合系に電界を印加したときの個々の分子の動きを調べた。その結果、電界に応答する媒質は、ポリマー中に分散している液晶分子であることが明らかにされた。このことから、1の高い透明性が得られた理由は、光の波長よりも十分に小さな空間における分子再配向により局所的な屈折率が変化することで、光散乱が起こらなかったためと考えられる。また、2の高速性が得られた理由は、分子再配向のスケールサイズが小さくなることで、弾性復元トルクが大きくなり、電界除去後の緩和運動が高速化されたためであると考えられる。このような電気光学効果の原理解明は、高速反射型ディスプレイの設計に向けて大きな進歩であり、学術雑誌Optical Materials Expressに掲載された。また、実際のディスプレイ応用に向けて必須となる駆動電圧の低減に関わる研究にも進展が得られている。詳細は示さないが、今年度、特許出願を行うなどの活動を行った。順次、論文投稿も予定している。高い相溶性を持つポリマー/液晶複合系における電気光学効果の原理を明らかにすることができ、実際のディスプレイ応用に向けた研究指針が立てやすくなった。また、駆動電圧を1/5に低減するための新しい手法が見出され、当初の計画以上に研究の進展があったと考えられる。平成25年度の研究により、物理機構が明らかにされたので、今後は、実際にコレステリック液晶を用いた反射型ディスプレイの駆動の研究に移る。反射型ディスプレイを実現するために解決するべき重要な課題として、反射色の視野角依存性があるが、主にそれらを克服するための手法の提案を行っていく。具体的には、当初の研究計画にあったように、コレステリック液晶のヘルフリッヒ変形(螺旋構造の波打ち現象)を用いることで、反射色の角度依存性の効果を和らげることを狙う。
ヒト生体試料のアミロイドβ蛋白オリゴマー形成への影響の解析

アルツハイマー病(AD)ではアミロイドβ蛋白(Aβ)のオリゴマーが注目されている。Photo-induced cross-linking of unmodified proteins法を用いて、33例のAD患者と対照として33例の非認知症性疾患患者の脳脊髄液のAβのオリゴマー化に対する効果を検討した。脳脊髄液はAβ40およびAβ42のオリゴマー化を抑制した。更に、脳脊髄液のAβオリゴマー化の抑制効果は、AD患者の脳脊髄液が対照群よりも有意に弱かった。AD患者はAβのオリゴマー化を促進する脳脊髄液環境を有しているものと推察された。[目的]アルツハイマー病(AD)ではアミロイドβ蛋白(Aβ)の単量体が数個から数十個凝集したオリゴマーの神経毒性が特に注目されている。オリゴマー状態は不安定であるため、その検討が難しい。photo-induccd cross-linking of unmodilied proteins (PICUP)法は光触媒を用いて、蛋白を共有結合させることでオリゴマー化させる方法である。我々はPICUP法を用いてADの中枢神経系にAβのオリゴマー化を促進する喋境がある可能性について、患者の脳脊髄液を用いて検討した。[方法]PICUP法を用いて、脳脊髄液のAβ_<1-40>およびAβ_<1-42>のオリゴマー化に対する影響を検討した。電気泳動および銀染色後にデンシトメトリーを行い、33例のAD患者と対照として年齢を適合させた33例の非認知症性疾患患者の脳脊髄液のAβのオリゴマー化に対する抑制効果を比較した。[結果および考察]ヒト脳脊髄液は両者ともAβ_<1-40>およびAβ_<1-42>のオリゴマー化を抑制した。更に、脳脊髄液のAβオリゴマー化の抑制効果はAβ_<1-40>およびAβ_<1-42>の両者において、AD患者の脳脊髄液が対照群よりも有意に弱かった。AD患者はAβのオリゴマー化を促進する脳脊髄液環境を打しているものと推察され、今後、脳脊髄液中の抑制物質の同定が必要である。[結論]AD患者はAβのオリゴマー化を促進する脳脊髄液環境を有しているものと推察された。我々はPhoto-induced cross-linking of umlodified proteins (PICUP)法を用いて、ヒト脳脊髄液がAβのオリゴマー化を抑制すること、更にはAD患者のヒト脳脊髄液は対照群と比較し、オリゴマー化の抑制力が弱いことを報告した。ヒト脳脊髄液内の抑制因子の特定することが、疾患の進展の予測、治療薬の開発につながるものと考えられる。[方法]18μLのAβ溶液に20μLの脳脊髄液をはじめとした検討する物質を混合し、光触媒反応を用いてオリゴマー化させ(PICUP法)、電気泳動および銀染色を行い、それぞれの物質のAβオリゴマー化への影響を評価した。Aβの線維化を抑制すると報告されている蛋白(アルブミン、免疫グロブリン、トランスサイレチン、アポプロテインJ、グルタチオン、ホモシスチン、システインC)、金属イオン(Cu、Zn、Fe)などをヒト脳脊髄液と同等の濃度に調整し効果を検討した。また電解質・ブドウ糖の影響を評価するため、それらをヒト脳脊髄液と同等に調整した人工髄液を作成し比較検討した。[結果]Aβの線維化を抑制すると報告されている上記の既知の蛋白、金属、更に人工髄液はヒト脳脊髄液ほどの抑制力をもたなかった。[結論]ヒト脳脊髄液はAβのオリゴマー化を抑制するが、その抑制は総蛋白濃度やAβの線維化を抑制すると報告されている蛋白や金属、更には電解質やブドウ糖など以外の因子によると考えられる。[方法]CSFをProtease Kにて処理し、PICUP法におけるAβのオリゴマー化を抑制力の変化を評価した。CSFをフェノールクロロフォルム法で抽出し、それぞれの脂溶性・水溶性分画における抑制力を検討した。CSFを複数の遠心カラムで処理し、抑制物質の存在する分子量分画を評価した。サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)をもちいて、分画毎に抑制力を評価した。さらに逆相クロマトグラフィー(RPC)を用いて更に精製を行った。[結果]Protease Kにて処理することによってオリゴマー化の抑制力が低下していた。またフェニールクロロフォルム法にて水溶性分画が抑制力を持つことを確認した。遠心カラムを用いた実験では、3kDa以下の分画で抑制力をみとめた。

さらにSECでの分画の1つに抑制力があることを確認した。RPCではflow through分画に抑制力を確認した。[結論]Protease Kおよびフェニールクロロフォルム法より抑制物質が水溶性でタンパク質であることが明らかとなった。またこの物質は3kDa以下であった。我々が、候補に考えていた既知のヒト脳脊髄液中のAβ凝集抑制物質がAβオリゴマー形成抑制効果を示さなかったため、次の研究計画の練り直しに時間を要した。24年度が最終年度であるため、記入しない。Aβオリゴマー形成抑制物質が、どのような特性を持つものかを評価するため、フェノールクロロフォルム法での抽出(脂溶性か水溶性かの評価)およびProtease Kの脳脊髄液の抑制力への影響の観察(タンパク質/ペプチドか否かの評価)を行う。蛋白もしくはペプチドであれば、遠心カラムや高速液体クロマトグラフィー(HPLC)などで分画にわけ、Mass Spectrometry(質量分析)での同定を試みる。
雑音によるMEMS振動子の同期現象とその機能回路への応用

多数のセンサ間で通信を行う際,外部の水晶振動子から供給されるクロック信号が異なることから生じるタイミングがずれるため,非同期で通信を行っている.また,様々な機能を持った集積回路をひとつのパッケージに集約した多層チップにクロックを配給する場合においても,経路長差によりクロック信号の位相がずれるクロックスキューの問題が生じる.これにより,チップ間の信号のやりとりにおいても,ひとつのクロック信号に同期した情報処理が困難となる.そこで,本研究で目的としているものは,独立したMEMS振動子および水晶振動子の同期現象を解析し,これらの問題解決へ向けた設計技術基盤を確立することである.安価に手にはいる水晶振動子を用いてPierce回路をディスクリート回路で実装し,相互結合させて同期が生じるのに必要な結合強度との関係を調査した.次に,水晶発振回路に対して外部から周期信号を印加し,水晶振動子が同期して発振する領域(アーノルドの舌)の探索を行った.外部信号による水晶振動子の同期については,SPICEなどの回路シミュレータを用いて解析を行ない,ここで得られた同期領域の確認を行った.これにより,水晶振動子またはMEMS振動子では固有振動数を中心に著しく非対称な同期領域が得られることを確認した.同期領域の解析を行うことで課題点を抽出し,回路の改良への道筋を立て,ゆらぎを利用するMEMSの動作現象の基礎を構築する.水晶振動子が同期して発振する領域(アーノルドの舌)の探索を行った.これはSPICEを用いてシミュレーションも行っており,水晶振動子の等価回路がMEMS振動子の等価回路と同じ構成であるため,これらの成果を転用することができるため.同期領域の解析を行うことで,課題点を抽出し,回路の改良への道筋を立て,ゆらぎを利用するMEMSの動作現象の基礎を構築する.また,MEMS振動子を作成フェーズに移行する.多数のセンサ間で通信を行う際,外部の水晶振動子から供給されるクロック信号が異なることから生じるタイミングがずれ,非同期通信が行われる.あるいは多層チップ間のクロックの配給においても経路長差によりクロックスキューの問題が生じる.本研究の期間内の目的は、独立したMEMS振動子および水晶振動子の同期現象を解析し,これらの問題解決へ向けた設計技術基盤を確立することである.研究初期段階では、水晶振動子群の雑音による同期現象の原理を解析する.そのためにまず,安価に手にはいる水晶振動子を用いてPierce回路を二つディスクリート回路で実装し,これらを結合させている.そのときの結合強度を調整することで,二つのやや異なる周波数の水晶振動子が同期して発振することを観測している.また,この発振回路に外部から,雑音のような非周期信号から正弦波のような周期信号まで,様々な種類の信号を加えたときの振動の周波数や位相の変化を解析をすすめている.特に,自律発振する振動子に外部から強い信号または,その振動子の固有周期に近い周期信号を加える場合,外部信号に引き込まれることが知られているが,この現象を水晶振動子においても観測することができた.雑音による水晶振動子の同期については,SPICEなどの回路シミュレータを用いて解析を行っている.雑音同期現象の解析を行うことで,課題点を抽出し,回路の改良への道筋を立て,ゆらぎを利用するMEMSの動作現象の基礎を構築する.安価に手にはいる水晶振動子を用いた同期実験から始めている.Pierce回路を二つディスクリート回路で実装し,これらを結合させている.そのときの結合強度を調整することで,二つのやや異なる周波数の水晶振動子が同期して発振することを観測している.また,この発振回路に外部から,ノイズのような非周期信号から正弦波のような周期信号まで,様々な種類の信号を加えたときの振動の周波数や位相の変化を解析をすすめている.特に,自律発振する振動子に外部から強い信号または,その振動子の固有周期に近い周期信号を加える場合,外部信号に引き込まれることが知られているが,この現象を水晶振動子においても観測することができた.多数のセンサ間で通信を行う際,外部の水晶振動子から供給されるクロック信号が異なることから生じるタイミングがずれるため,非同期で通信を行っている.また,様々な機能を持った集積回路をひとつのパッケージに集約した多層チップにクロックを配給する場合においても,経路長差によりクロック信号の位相がずれるクロックスキューの問題が生じる.これにより,チップ間の信号のやりとりにおいても,ひとつのクロック信号に同期した情報処理が困難となる.そこで,本研究で目的としているものは,独立したMEMS振動子および水晶振動子の同期現象を解析し,これらの問題解決へ向けた設計技術基盤を確立することである.安価に手にはいる水晶振動子を用いてPierce回路をディスクリート回路で実装し,相互結合させて同期が生じるのに必要な結合強度との関係を調査した.次に,水晶発振回路に対して外部から周期信号を印加し,水晶振動子が同期して発振する領域(アーノルドの舌)の探索を行った.外部信号による水晶振動子の同期については,SPICEなどの回路シミュレータを用いて解析を行ない,ここで得られた同期領域の確認を行った.これにより,水晶振動子またはMEMS振動子では固有振動数を中心に著しく非対称な同期領域が得られることを確認した.同期領域の解析を行うことで課題点を抽出し,回路の改良への道筋を立て,ゆらぎを利用するMEMSの動作現象の基礎を構築する.水晶振動子が同期して発振する領域(アーノルドの舌)の探索を行った.

これはSPICEを用いてシミュレーションも行っており,水晶振動子の等価回路がMEMS振動子の等価回路と同じ構成であるため,これらの成果を転用することができるため.今後,これらの実験結果を踏まえ,水晶振動子の同期を生じさせるのに必要な条件を明らかにし,MEMS振動子における同期の条件をシミュレーションで探し,同期しやすいMEMS振動子および発振回路の設計指針を立てていく予定である.同期領域の解析を行うことで,課題点を抽出し,回路の改良への道筋を立て,ゆらぎを利用するMEMSの動作現象の基礎を構築する.また,MEMS振動子を作成フェーズに移行する.
電力潮流を考慮した動的な電力価格決定メカニズムに関する研究

報告者は平成28年度において,本研究課題の研究目的である「電力潮流と市場参加者の行動不確かさに対するロバスト性を考慮した複数の時間帯域(マルチタイムスケール)市場取引に基づく電力価格決定手法の提案」に対し,前年度の研究を発展させ,蓄電設備の充放電を考慮したネガワット取引に基づく分散的な電力需給管理に関する研究を行った.ここでネガワット取引では,電力系統内の発電電力量が不足した場合において,市場管理者が需要家に対してインセンティブを与えることで電力需要量の削減を促し,効率的な電力需給調整を達成する.報告者は平成27年度において,上記のネガワット取引のための分散的な電力需給調整アルゴリズムの提案を行った.しかしながら本手法では当日における発電不足にのみ対処可能な手法であり,発電超過に起因する電力需給調整問題ついては考慮されていなかった.そこで報告者は本年度において,ネガワット取引に基づく電力需給調整問題に対して蓄電設備の充放電を考慮した分散型電力需給管理手法の提案を行った.特に本研究では,ネガワット取引に基づいて電力需給調整費用最小化を達成するインセンティブ価格設計手法を提案した.さらに報告者は,上記の提案手法の有効性を検証するために電気学会東30機系統モデルを用いた数値シミュレーションを行った.そしてその検証結果より,提案手法が電力不足および電力超過の両問題に起因する電力需給調整問題に対処可能であり,本問題における需給調整費用最小化を分散的に達成することを確認した.また報告者は本年度において,上記の研究項目を含む電力価格の動的決定問題の研究に関して,英文の定期刊行誌に3編の学術論文の掲載を行った.更には国際会議および国内講演会において複数件の口頭発表を行った.そして,上記の本年度における研究および前年度に行った研究によって得られた成果をまとめ,博士論文の執筆を行った.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。報告者は平成27年度において,本研究課題の研究目的である「電力潮流と市場参加者の行動不確かさに対するロバスト性を考慮した複数の時間帯域(マルチタイムスケール)市場取引に基づく電力価格決定メカニズムの構築」に対し,次の2点に関する研究を行った.1、「市場参加者の行動不確かさを考慮したH∞制御に基づく電力価格決定」:本手法ではまず,自由化された電力市場における市場参加者の不確かな電力消費/発電行動のモデル化を行った.そしてこれらの行動モデルに対して,システムの不確かさにロバストな制御手法であるH∞制御に基づいた地域別電力価格更新のための制御器設計を行った.これにより本手法を用いることで,各地域の電力需給偏差解消と市場参加者の行動不確かさによる価格変動の抑制の両立を達成した.2、「マルチタイムスケール電力市場における動的電力価格決定に基づく分散的電力需給管理」:本手法では,翌日一日の需給計画の決定を行う前日市場と当日の発電誤差に対して電力調整を行う当日市場の2種類の異なる時間帯域を対象とする電力市場における動的電力価格決定に基づいた地域別電力需給管理手法の提案を行った.特に本手法においては,当日市場における電力需給調整に関して,需要家に対して前日市場で決定された電力価格に基づく金銭的なインセンティブを与えることで需要家の電力需要削減を考慮した分散的な電力需給管理手法を提案した.これにより従来の調整用発電設備のみを利用した需給調整手法と比べ,電力需給状況の変化に対して柔軟かつ効率的な電力需給管理を達成した.さらに報告者は本年度において,上記の各手法に対して電気学会東30機系統モデルを用いた数値シミュレーションを行うことで有効性の検証を行った.また得られた研究成果に関しては国内外の学会で発表を行うと共に,それぞれ定期刊行誌へ学術論文として投稿し,現在査読審査中である.本研究課題は当初の研究目的に対しておおむね順調に進展している.その理由として,まず本研究の研究目的は「電力潮流と市場参加者の行動不確かさに対するロバスト性を考慮した複数の時間帯域(マルチタイムスケール)市場取引に基づく電力価格決定手法」を考案することである.この時,本研究目的を達成するために解決すべき課題として,「市場参加者の行動不確かさの考慮」および「マルチタイムスケール電力市場取引の統合」の2点が挙げられる.これに対し,報告者は本研究における平成27年度の研究計画として,上記の2つの各研究課題に対する解決策をそれぞれ考案することを掲げていた.そして報告者は本研究計画に従って,平成27年度において上記の各研究課題に対する解決手法として,1.「市場参加者の行動不確かさを考慮したH∞制御に基づく電力価格決定」,2.「複数の時間帯域(マルチタイムスケール)市場における動的電力価格決定に基づく分散的電力需給管理」の2種類の動的電力価格決定手法の提案を行った.さらに報告者は,これらの各手法に関して電気学会東30機系統電力網モデルを用いた数値シミュレーションをそれぞれ行うことで,各提案手法が市場参加者の行動不確かさに基づく電力需給偏差の低減または複数の時間帯域における電力市場取引の統合に対してそれぞれ有効であることを確認した.

また報告者は,これらの研究成果に関して国内講演会および国際会議において口頭発表を行うと共に,本研究内容をまとめた学術論文を定期刊行論文誌に投稿し,現在査読審査中である.以上より,本研究課題は平成27年度において当該年度における研究計画を達成することができ,従って上記の研究目的に対しておおむね順調に進展していると述べることができる.報告者は平成28年度において,本研究課題の研究目的である「電力潮流と市場参加者の行動不確かさに対するロバスト性を考慮した複数の時間帯域(マルチタイムスケール)市場取引に基づく電力価格決定手法の提案」に対し,前年度の研究を発展させ,蓄電設備の充放電を考慮したネガワット取引に基づく分散的な電力需給管理に関する研究を行った.ここでネガワット取引では,電力系統内の発電電力量が不足した場合において,市場管理者が需要家に対してインセンティブを与えることで電力需要量の削減を促し,効率的な電力需給調整を達成する.報告者は平成27年度において,上記のネガワット取引のための分散的な電力需給調整アルゴリズムの提案を行った.しかしながら本手法では当日における発電不足にのみ対処可能な手法であり,発電超過に起因する電力需給調整問題ついては考慮されていなかった.そこで報告者は本年度において,ネガワット取引に基づく電力需給調整問題に対して蓄電設備の充放電を考慮した分散型電力需給管理手法の提案を行った.特に本研究では,ネガワット取引に基づいて電力需給調整費用最小化を達成するインセンティブ価格設計手法を提案した.さらに報告者は,上記の提案手法の有効性を検証するために電気学会東30機系統モデルを用いた数値シミュレーションを行った.そしてその検証結果より,提案手法が電力不足および電力超過の両問題に起因する電力需給調整問題に対処可能であり,本問題における需給調整費用最小化を分散的に達成することを確認した.また報告者は本年度において,上記の研究項目を含む電力価格の動的決定問題の研究に関して,英文の定期刊行誌に3編の学術論文の掲載を行った.更には国際会議および国内講演会において複数件の口頭発表を行った.そして,上記の本年度における研究および前年度に行った研究によって得られた成果をまとめ,博士論文の執筆を行った.今後の研究の推進方策であるが,平成28年度においては,まず平成27年度に行った上記の2つの各研究課題に関して,投稿した学術論文に対する査読結果に従って研究結果の改善を行う.さらにこれら2つの提案手法を統合することで,本研究の研究目的である「電力潮流と市場参加者の行動不確かさに対するロバスト性を考慮した複数の時間帯域(マルチタイムスケール)電力市場取引に基づく電力価格決定メカニズムの構築」を達成する.具体的な統合方法についてであるが,まず平成27年度前半で提案した不確かさを考慮した市場参加者の行動モデルを,同年度後半で構築したマルチタイムスケール電力市場取引に基づいた電力価格決定メカニズムに適用する.
ネズミ糞線虫排泄・分泌液中の防御免疫誘導成分の精製と同定

感染ラット小腸より回収したネズミ糞線虫成虫を数回無菌生理的食塩水にて洗浄後、高濃度のストレプトマイシン・ペニシリン液にて滅菌し、1%グルコースを含むRPMI1640培地にて5%CO_2/air、37°Cで培養した。培養上清をミリポアフィルターにて濾過し、これを排泄分泌(ES)抗原として用いた。酵素抗体法(ELISA)に用いる場合は炭酸バッファーにて透析、また濃縮する場合は、蒸留水にて透析後、凍結乾燥を行なった。抗原性をテストするために、感染型幼虫(L_3)、成虫(Ad)、成虫のESの各抗原溶液(10μg/ml)をマイクロタイタープレートに感作し、感染後3040日目のラット血清のIgG抗体価を測定した。ES抗原では5000倍の力価を示したが、Ad抗原、L_3抗原ではそれぞれ1200倍、5倍であった。限外濾過によってES抗原を分子量30Kで分け、同様にELISA法でどちらの分画に活性があるか調べてみると、分子量30K以上の分画に抗原活性が含まれていることがわかった。更にES抗原を含む溶液にて血清を希釈した競合ELISA法でAd抗原の活性をみると、血清希釈80160倍では約50%もの活性の減少がみられた。このことはAd抗原性のかなりの部分がES抗原に依存していることを示唆している。還元型SDSポリアクリルアミド電気泳動法による蛋白質の分析から、ES抗原では分子量45Kから80Kにかけて7本のバンドが認められた。ES抗原を感作したニトロセルロース膜を用いてフィルター免疫プラーク法で、ES抗原特異的IgG抗体産生細胞の動態を追究した。感染後経時的にラットを剖検し、腸間膜リンパ節を採取し、10^6個当りの抗体産生細胞数を計測した。感染後6日目までは正常対照と同じであったが、それ以降、急速に抗体産生細胞が出現し、13日目にピークに達した。その後、漸減したが49日目でも抗体産生細胞が観察された。この抗体産生細胞数の増加と排虫開始時期は一致しており、成虫の排除にES抗原特異抗体が関与していることが強く示唆された。
特性としての自尊心が自尊心維持・高揚行動の採用に及ぼす効果

高自尊心者と低自尊心者の自尊心維持・高揚方略の差異を明らかにするために以下の研究を行った。(1)自己評価状況で高自尊心者と低自尊心者が妨害音の選択というセルフ・ハンディキャッピングの採用の程度あるいはその動機が異なるかどうかをTice(1991)のパラダイムにしたがって実験を行ったところ、全体として促進音選択の傾向が強く、自尊心による差異は明確にならなかった。現在課題の自我関与を強めるなど操作を改良して実験を計画中である。(2)自尊心と個別領域の自己評価および平均的な同年齢の他者の評価の関係を調べる質問紙調査を行った。自尊心により他者評価に差異はなく、自己評価は高自尊心者ほど高かった。ただし「優しさ」では、高自尊心者と低自尊心者の差異は認められなかった。また「学校評判」や「経済力」などでは、高自尊心者でも自己評価が他者評価より低い。逆に「優しさ」や「まじめさ」では、低自尊心者でも自己評価が他者評価より高い。この結果は低自尊心者でも性格的な特性において自己高揚が行われている可能性を示唆する。(3)Pelham&Swann(1989)を改良した尺度を用いた研究でも、「優しさ」、「まじめさ」といった評価次元が曖昧な性格特性において、平均以上効果(自分を全体の平均より上であるとみなす傾向)が認められた。(4)Weinstein(1980)に基づく非現実的楽観性の研究では、日本人でも非現実的楽観性が認められるか、領域により異なるならどの領域で楽観性が認められるか、また楽観的傾向に自尊心による差異があるか、についてデータを分析中である。
ワイドギャップＳｎ２＋酸化物のｐ型化とキャリア濃度制御技術の確立

本研究の目的は、p型伝導性の付与に成功した3種類のSn2+酸化物(Sn2M2O7(M=Nb,Ta)とSnNb2O6)における、正孔濃度制御技術の確立である。これまでに、これらのp型Sn2+酸化物の正孔の起源がNb(またはTa)サイトのSn4+置換欠陥(SnNb',SnTa')であることを明らかとしてきた。当該年度は、さらに詳細に正孔生成機構を検討するため、電荷補償の要因となる酸素欠陥(VO・・)量の評価を主な目的として、以下に示す課題に取り組んだ。1.リートベルト解析によるSnNb2O6の酸素欠陥量の評価3.Sn2Nb2O7における焼成時の酸素分圧とSnNb'生成量の関係の調査その結果、電気物性の異なる(p型/n型)では酸素欠陥量が異なることが明らかとなった。特にSnNb2O6では、n型で酸素欠陥量が多いことが明らかとなり、酸素の存在するサイト毎に欠陥生成量が異なる可能性が示された。また、焼成時の酸素分圧の低下に伴いSnNb'生成量も減少することが明らかとなった。これらのことから、Sn2+酸化物では正孔生成源であるSnM'と電荷補償の要因となるVO・・の生成量がどちらも周囲の酸化雰囲気によって敏感に変化することがわかった。したがって、Sn2+酸化物をp型半導体化するためには、焼成条件などの作製プロセスの制御により欠陥量を相対的に変化させることが重要であると考えられた。当該年度はこれらの成果をまとめ、研究代表者を筆頭著者として投稿論文2本、国内学会3件、国際学会2件の発表を果たしている。Sn2+酸化物は構造欠陥の種類が多く、単一の評価方法では欠陥量の精密な評価には至らず、正孔生成のメカニズムには未解明な点が多く残されていた。そこで当該年度は、高エネルギー加速器研究所にて放射光を用いた先端計測を行い、これまでは判別できなかった局所構造の違いを観察することに成功した。この結果と、これまでの結晶構造解析、組成分析、化学状態分析の結果とを合わせることで、より多角的で詳細な議論が出来るようになった。当該年度は研究成果発表にも力を入れ、権威ある論文誌であるChem. Materへの投稿を果たした。また、国内学会3件、国際学会2件の発表を行い、ポスター賞も受賞した。さらに学生賞への応募も積極的に行い、新科学推進協会(JACI)の第12回Green and Sustanable Chmistry Student Travel Grant Awardの受賞者5人のうち1人に選出された。この受賞に伴い、次年度の6月に開催される国際学会へ派遣される事となった。このように、当該年度は研究の進展および継続的な成果発表に加え、複数の受賞も果たしたことから、実りある1年であったと考える。今後は、放射光測定により得られたデータの解析を行い、酸素欠陥の生成メカニズムについて検討した結果をまとめ、論文として発表する予定である。さらに、これまでに得られた正孔生成に関する知見から、新たなp型Sn2+酸化物の開発に展開していくつもりである。具体的には、これまでにNb2O6(Ta2O6)八面体の中心であるNb(Ta)サイトへのSn4+置換欠陥が正孔生成源であることが明らかとなったので、これまでのSn2M2O7(M=Nb,Ta), SnNb2O6と同様に部分構造として八面体を持つ酸化物に着目し、p型化を目指す。最終的には、p型化に成功したSn2+酸化物の構造欠陥に関する共通点と相違点をまとめることで、Sn2+酸化物における普遍的な正孔生成メカニズムの解明につなげていく計画である。

Sn2+酸化物は構造欠陥の種類が多く、単一の評価方法では欠陥量の精密な評価には至らず、正孔生成のメカニズムには未解明な点が多く残されていた。そこで当該年度は、高エネルギー加速器研究所にて放射光を用いた先端計測を行い、これまでは判別できなかった局所構造の違いを観察することに成功した。この結果と、これまでの結晶構造解析、組成分析、化学状態分析の結果とを合わせることで、より多角的で詳細な議論が出来るようになった。当該年度は研究成果発表にも力を入れ、権威ある論文誌であるChem. Materへの投稿を果たした。また、国内学会3件、国際学会2件の発表を行い、ポスター賞も受賞した。さらに学生賞への応募も積極的に行い、新科学推進協会(JACI)の第12回Green and Sustanable Chmistry Student Travel Grant Awardの受賞者5人のうち1人に選出された。この受賞に伴い、次年度の6月に開催される国際学会へ派遣される事となった。このように、当該年度は研究の進展および継続的な成果発表に加え、複数の受賞も果たしたことから、実りある1年であったと考える。今後は、放射光測定により得られたデータの解析を行い、酸素欠陥の生成メカニズムについて検討した結果をまとめ、論文として発表する予定である。さらに、これまでに得られた正孔生成に関する知見から、新たなp型Sn2+酸化物の開発に展開していくつもりである。具体的には、これまでにNb2O6(Ta2O6)八面体の中心であるNb(Ta)サイトへのSn4+置換欠陥が正孔生成源であることが明らかとなったので、これまでのSn2M2O7(M=Nb,Ta), SnNb2O6と同様に部分構造として八面体を持つ酸化物に着目し、p型化を目指す。最終的には、p型化に成功したSn2+酸化物の構造欠陥に関する共通点と相違点をまとめることで、Sn2+酸化物における普遍的な正孔生成メカニズムの解明につなげていく計画である。
キメラタンパク質によるイネ培養細胞低温性αアミラーゼの性質支配領域の解析

イネ(ササニシキ)培養細胞に特異的に発現している低温性αアミラーゼの性質支配領域を決定する目的で、H8年度は常温性αアミラーゼ(アミラーゼI)と低温性αアミラーゼ(アミラーゼIII)の非相同領域を組換えたキメラ遺伝子を作成し、酵母(Sac charomyces cerevisiae)で発現をおこなった。アミラーゼIの性質を示すタンパク質は酵母より分泌されたがアミラーゼIIIの性質を示すタンパク質は分泌されず、性質の決定が困難と思われたため、H9年度は大腸菌での発現系を構築し、両酵素及びアミラーゼI・IIIを組換えた8種のキメラ遺伝子をつくり、タンパク質の発現と生産をおこなうことに成功した。それぞれのキメラたんぱく質の性質の解析から、4個所の非相同領域(a,b,c,d)のうち、第3番目のc領域がアミラーゼの低温性を支配していることを明らかにした。この非相同領域は常温性のアミラーゼIでは、α-ヘリックスをとっているのに対し、低温性のアミラーゼIIIではβ-シート構造をとっていることが、Chou-Fasmanの2次構造予測からも示された。この領域はアミラーゼの二つの活性中心残基ASp176,Glu201にはさまれた領域で活性中心の近傍に位置しており、アミラーゼIIIの触媒機構に影響をおよぼすものと考えられる。またこの領域内にあるアミノ酸のうち、Pro180は常温性のアミラーゼIとは異なるアミノ酸で、イミノペプチド結合を形成するイミノ酸であることから、立体構造にひずみをあたえ、酵素の性質を変化させた可能性が考えられる。イネ(ササニシキ)培養細胞に特異的に発現している低温性αアミラーゼの性質を支配する蛋白質構造上の領域を決定する目的で本年度は以下の実績がえられた。1)イネ培養細胞より得られた常温性αアミラーゼ(アミラーゼI)のcDNAクローン(YamyI)と低温性αアミラーゼ(アミラーゼIII)のcDNAクローン(YAmyIII)のキメラ遺伝子を作製し酵母(Saccharomyces cerevisiae)にて発現をこころみた。アミラーゼIの性質をもつキメラタンパク質はYamyIとYamyIIIの4カ所の非相同領域を組み換えたもので、それぞれ、1333, 1133, 1113, 3111, 3311, 3331の6種類をつくりその酵素化学的性質を調べた結果、1113, 3111, 3311はアミラーゼIの性質、1333, 1133,3331はアミラーゼIIIの性質を示した。この結果より上記4カ所の非相同領域のうち3番目の領域が、アミラーゼI,IIIの性質を支配する領域であることが確かめられた。2)キメラ遺伝子の大腸菌をつかった発現系の構築酵母発現系ではアミラーゼIIIの性質を示すキメラタンパク質の発現量が極端に少なく、酵素の精製に支障をきたすことから、大腸菌での発現を試みた。その結果アミラーゼIIIを示したキメラタンパク質は発現量は少ないものの、酵母の系よりはかなり改良された。イネ(ササニシキ)培養細胞に特異的に発現している低温性αアミラーゼの性質支配領域を決定する目的で、前年(H8年)度は常温性αアミラーゼ(アミラーゼIII)と低温性のアミラーゼ(アミラーゼIII)の非相同領域を組換えたキメラ遺伝子を作成し酵母(Saccharomyces cerevisiae)で発現したところ、アミラーゼIの性質を示すタンパク質は酵母より分泌されたがアミラーゼIIIの性質を示すタンパク質は分泌されず、性質の決定が困難と思われたため、本年(H9年)度は大腸菌での発現系を構築し、両酵素及びアミラーゼI・IIIを組換えた8種のキメラタンパク質の発現と生産をおこなうことに成功した。それぞれのキメラタンパク質の性質の解析から、4個所の非相同領域のうち、第3番目の領域がアミラーゼの低温性を支配していることを明らかにした。

この非相同領域は常温性のアミラーゼIでは、α-ヘリックスをとっているのに対し、低温性のアミラーゼIIIではβ-シート構造をとっていることが、Chou-Fasmanの2次構造予測からも示された。この領域はアミラーゼの二つの活性中心残基ASp176,Glu201にはさまれた領域で活性中心の近傍に位置しており、アミラーゼIIIの触媒機構に影響をおよぼすものと考えられる。またこの領域内にあるアミノ酸のうち、Pro180は常温性のアミラーゼIとは異なるアミノ酸で、イミノペプチド結合を形成するイミノ酸であることから、立体構造にひずみをあたえ、酵素の性質を変化させた可能性が考えられる。
深海底にセルロースはどれほど存在するか

本研究の目的は、深海堆積物中にどのくらいセルロースが含まれているかを正確に定量することにある。そのために必要な研究の柱となる技術は、「無機物が99%以上を占めるような深海堆積物からセルロースのみを正確に溶解・抽出すること」である。そこで2018年度は、深海堆積物中からのセルロースの最適な抽出を目指し、無機物が99%以上を占めるようなモデル物質を用いた抽出プロトコルの確立を行った。まず、各種セルロース溶剤(水系・非水系・イオン液体)による溶解挙動を比較・検討した。その結果、室温で高いセルロース溶解能を持つイオン液体を溶解・抽出溶剤として使用することが望ましいことがわかった。実際の深海堆積物サンプルは海水が含まれているため、塩分量が非常に高い。イオン液体は夾雑する塩分や水分に大きな影響を受ける。そのため、このイオン液体を使用して実際の深海堆積物サンプルからセルロースの溶解・抽出を行うためには、脱塩および脱水(乾燥)を正確に行う必要があることがわかった。さらに、セルロースの溶解・抽出を行う実際の深海堆積物サンプルの選定を行った。海洋研究開発機構に保存されている深海堆積物サンプルの中から、セルロース含有量が最も多く含まれると予想されるものを選定し、今後の検討に十分な量を前処理へと供した。同様に対照用のセルロースがほぼ含まれていないと考えられる深海堆積物サンプルを決定した。これらのサンプルを2019年度以降に最適化された溶解抽出プロトコルへと供試する予定である。当初の計画通り、2018年度にセルロース溶解・抽出プロトコルの概要が定まったため。また、深海堆積物サンプルの選定も完了したため。2018年度に確立したセルロース溶解抽出プロトコルを、選定した実深海堆積物サンプルへと適応する。また、実際の運用にあたり困難が生じた場合は、プロトコルの見直しを行い、最適な抽出プロトコルを確立する。その後、実深海堆積物のサンプル数(海域・深度)を増やし、日本近海におけるセルロースの分布量をマッピングすることを目指す。このようにして得られる知見は、これまで不明であった深海生態系におけるセルロースが果たす役割の一端を明らかにする。溶解・抽出に必要な撹拌器が予想されたよりも安価に購入できたことと、参加予定であったアメリカ化学会が日本の事業年度をまたいで開催されたされたため、2018年度での参加は見送り、次回2019年度3月に開催される大会への参加へと変更したため。次年度使用額はセルロース溶剤などの消耗品の購入およびアメリカ化学会への参加費用として使用する予定である。
泌尿生殖器系における間質細胞の多様性と普遍性に関する分子生理学的検討

間質細胞は小胞体Ca^<2+>遊離およびミトコンドリア機能に依存した自発Ca^<2+>濃度上昇を生じ、核周囲ミトコンドリアを起点とするCa^<2+>濃度上昇の細胞内伝播を認めた。間質細胞と平滑筋細胞のCa^<2+>濃度上昇は時間的に相関せず、腎盂では非定形平滑筋がペースメーカー細胞として機能していた。Kit陽性間質細胞は閉塞膀胱で増加したが、Kitないし幹細胞因子欠損マウスで間質細胞の分布や平滑筋活動は変化していなかった。1.マウス腎盂において電子顕微鏡により、定型平滑筋、非定型平滑筋および間質細胞を細胞内微細構造の特徴から同定した。しかしKit抗体を用いた免疫蛍光染色は用いる抗体により結果が一定せず、またKit陽性細胞と緩徐な自発一過性細胞内カルシウム(Ca)濃度上昇を示す細胞は一致しなかった。さらにKit受容体の発現に必要な遺伝子を欠損したマウスにおいても、正常型マウスと同様の細胞内Ca濃度上昇の発生と伝播が観察された事から、マウス腎盂の自動運動の発生においてKit受容体およびKit陽性間質細胞は不可欠ではないと考えられた。2.定型平滑筋においてカプサイシン(CAP)による感覚神経刺激は、自発活動電位および細胞内Ca濃度上昇に対して一過性の興奮に引き続き持続性の抑制を引き起こしたが、振幅には影響せず頻度のみを低下させた。この反応はカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)阻害薬により抑制され、一方外因性のCGRP、フォルスコリンおよび膜透過型サイクリックAMPはCAP類似反応を生じた。これらの反応はATP感受性Kチャネル阻害薬(グリベンクラミド)により部分的にのみ抑制された。また定型平滑筋の自発活動はミトコンドリア機能阻害薬により、やはり頻度が選択的に抑制されたので、CGRPによる自発活動制御にミトコンドリア機能阻害が関与している事が示唆された。3.間質細胞の増殖と分化に対してKit受容体阻害を介した抑制作用を有するイマチニブメシル酸塩(グリベック)は、分化した間質細胞の機能には選択的な抑制作用を持たず、非選択的な細胞内Ca濃度上昇抑制作用を有する事を示した。1.アルファ平滑筋アクチンを増強黄色蛍光蛋白により標識発現したマウスにおいて、腎盂に分布する非定型平滑筋細胞は、定型平滑筋細胞に比べ細胞体の長さが約3分の1で蛍光強度が低く、単離細胞を用いた2種類の平滑筋細胞の識別に有用と考えられた。また膀胱粘膜下層では細動脈・静脈のみがアルファ平滑筋アクチン蛍光を有し、筋線維芽細胞は蛍光を呈さず非平滑筋由来細胞であると推定された。2.Kit(チロシンキナーゼ)受容体阻害、イマチニブメシル酸塩は、Kitを発現しない非定型平滑筋細胞の自発カルシウム濃度上昇を抑制することにより定型平滑筋細胞のカルシウム上昇の頻度を減少させたことから、細胞内カルシウム代謝阻害剤であると考えられた。3.腎盂の非定型平滑筋細胞の自発一過性カルシウム上昇は、筋小胞体に加えミトコンドリアによるカルシウム代謝に依存して発生しており、ミトコンドリア膜電位や電子伝達系を阻害することにより、細胞内カルジウム濃度上昇を伴って消失した。カルシトニン遺伝子関連ペプチドはサイクリックAMP上昇を介して、カルシウム濃度低下を伴って自発カルシウム上昇の頻度を低下させたことから、カルシウム取り込み促進作用を有するこどが示唆された。4.定型平滑筋細胞の自発活動頻度を上昇させるATP感受性Kチャネル阻害剤は、非定型平滑筋細胞の自発カルシウム上昇の頻度を減少させたことから、非定型平滑筋細胞ではATP感受性Kチャネルはミトコシドリア内膜にのみ発現していることが示唆された。ミトコンドリアATP感受性Kチャネル開口薬および阻害薬はいずれも自発活動頻度を低下させた。ウサギ尿道間質細胞において、核周辺に集積するミトコンドリアに一致した基点から自発細胞内Ca^2+波を生じることを示した。核周辺領域では自発細胞内Ca^2+波に先行する緩徐なCa^2+濃度上昇を認め、それ以外の領域では伝播しない一過性Ca^2+濃度上昇が観察され、自発細胞内Ca^2+波がミトコンドリアあるいは小胞体のCa^2+代謝阻害によって抑制されたことと併せて、核周囲ミトコンドリアのCa^2+バッファー能は間質細胞の自発活動の頻度規定に重要であると考えられた。マウス腎孟の定型平滑筋においてATP感受性K^+チャネル開口薬は過分極を生じて自発活動電位の発生を抑制した。一方、ミトコンドリアATP感受性K^+チャネル開口薬は非定型平滑筋の自発一過性Ca^2+濃度上昇の頻度を低下させ、定型平滑筋においては過分極を伴わずに活動電位を減少させた。

非定型平滑筋細胞の自発活動の頻度の規定にミトコンドリアによるCa^2+取り込みが重要な役割を果たしていることが示唆され、ミトコンドリア機能阻害による自発活動の停止によって裏付けられた。ミトコンドリア脱共役剤は内膜電位の脱分極を生じ、小胞体へのCa^2+取り込み阻害に伴っても軽微な脱分極が認められた。モルモット膀胱平滑筋においてβ_3受容体作動薬は過分極を起こさずに自発活動電位の頻度を減少させ、自発収縮を抑制した。PDE4阻害薬は過分極を生じて自発活電位の頻度を減少させて自発収縮御を抑制したが、この過分極は大コンダクタンスCa^2+感受性K^+チャネル阻害薬によって抑制されなかった。β_3受容体作動薬、PDE4阻害薬は経壁神経刺激による平滑筋収縮をL型Ca^2+チャネル阻害条件下でも抑制し、その弛緩作用には膜の過分極に伴うL型Ca^2+チャネルからのカルシウム流入抑制以外の機構が重要であることを示した。
甲状腺ホルモンを介した慢性腎臓病におけるオートファジー制御機構の解明

オートファジーは、細胞内蛋白質を分解するメカニズムの1つである。これまで甲状腺ホルモンが肝臓ないし骨格筋におけるオートファジーを活性化することを見出し、脂肪肝、あるいはサルコペニアなどの疾患で有望な治療手段となりうることを報告した。本研究では、腎臓における甲状腺ホルモンを介したオートファジーの制御機構を、マウス等を用いて解明し、慢性腎臓病における甲状腺ホルモンの有効性を明らかにすることである。