hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
200 kbを越す超巨大生合成遺伝子クラスターを利用した化合物生産法の確立

陸上微生物由来では最大の員環数を持つ60員環化合物quinolidomicinの生合成遺伝子クラスターについて異種発現を試みた。ドラフトゲノムシーケンスによって215 kbにわたる推定生合成遺伝子クラスター領域の全長がその生合成に必要であることが予測された。人工細菌染色体(BAC)pKU518を用いて生産菌であるMicromonospora sp. JY16株のBAC libraryを作成した。作成したBAC libraryから、目的の215 kbの推定生合成遺伝子クラスターの全長を含むBACクローンpKU518quiP9-L5を得た。このBACおよび生合成遺伝子クラスター内の転写因子qnmRI、qnmRIIをタンデムにつなぎ、一つのオペロンとして発現させるベクター、pKU460-sav2794p-qnmRIRIIについてS. lividans TK23ΔredDX株を宿主として発現させたところ、Quinolidomicinの異種発現に成功した。生産したquinolidomicinの高分解能マススペクトルにより解析したその結果、報告されていた構造には誤りがあることが示唆された。そこで野生株であるMicromonospora sp. JY16株から化合物を単離精製し、高分解能マススペクトルと1H-15N HMBC測定によって、発色団であるベンゾキノンにおける5位の置換基が報告されていた水酸基ではなく、アミノ基であることを明らかにした。次に化合物生産の収量増加を目指し、異種発現の宿主について検討した。S.avermitilis SUKA株を宿主として、生合成遺伝子クラスター内の転写因子qnmRI、qnmRIIについて過剰発現株を構築した。しかしながら、現時点では望む化合物の生産は確認できていない。S. lividans TK23ΔredDXを宿主として、当初の目的であった200 kbを超えた生合成遺伝子クラスターを利用した異種宿主における化合物生産に成功した。これまで報告されている異種発現された最大の生合成遺伝子クラスターは我々の知る限り180 kbにとどまっており、今回これを大きく上回ることができた。この結果から原理的にはおよそすべての大きさの微生物二次代謝産物の生合成遺伝子クラスターの取得および発現ができることを示した。また当初予想外であったquinolidomicinの構造訂正についてもその平面構造を確立した。しかしながら、S. lividans TK23ΔredDXを宿主とした際のquinolidomicinの収量は0.1 mg/Lと非常に低く、今後効率的な化合物生産へとつなげるには遺伝子の発現量の向上が課題と考える。低収量の改善を目指すべく、強制発現によって生合成遺伝子クラスターを発現させることができる転写因子qnmRI、RIIについて、さらに効率よく宿主内で発現させ、収量の向上を目指す。そこで第一の今後の検討事項として、生合成遺伝子内に2つある転写制御因子であるqnmRI、RIIについて、それぞれを個別のvectorにクローニングコンストラクトを作成し、sav2794 promoterの支配下でS.avermitilis SUKAを宿主として強制発現させることを検討する。現在はタンデムな配列で発現させているため、下流側の遺伝子であるqnmRIのS. avermitilis SUKA内の遺伝子発現が十分でない可能性がある。また転写因子のメッセンジャーRNAを安定化させる因子をそれぞれの遺伝子の上流に付加することも検討する。もしさらなる収率の向上に成功した場合、2つある転写因子のうち、必要な転写因子の組み合わせについて検討する。さらに転写因子導入株、非導入株における生合成遺伝子の転写量をRT-PCRあるいはRNAseqといった手法にて比較し、生合成遺伝子クラスター内のプロモーター領域の推定についても試みる。

S. lividans TK23ΔredDXを宿主として、当初の目的であった200 kbを超えた生合成遺伝子クラスターを利用した異種宿主における化合物生産に成功した。これまで報告されている異種発現された最大の生合成遺伝子クラスターは我々の知る限り180 kbにとどまっており、今回これを大きく上回ることができた。この結果から原理的にはおよそすべての大きさの微生物二次代謝産物の生合成遺伝子クラスターの取得および発現ができることを示した。また当初予想外であったquinolidomicinの構造訂正についてもその平面構造を確立した。しかしながら、S. lividans TK23ΔredDXを宿主とした際のquinolidomicinの収量は0.1 mg/Lと非常に低く、今後効率的な化合物生産へとつなげるには遺伝子の発現量の向上が課題と考える。低収量の改善を目指すべく、強制発現によって生合成遺伝子クラスターを発現させることができる転写因子qnmRI、RIIについて、さらに効率よく宿主内で発現させ、収量の向上を目指す。そこで第一の今後の検討事項として、生合成遺伝子内に2つある転写制御因子であるqnmRI、RIIについて、それぞれを個別のvectorにクローニングコンストラクトを作成し、sav2794 promoterの支配下でS.avermitilis SUKAを宿主として強制発現させることを検討する。現在はタンデムな配列で発現させているため、下流側の遺伝子であるqnmRIのS. avermitilis SUKA内の遺伝子発現が十分でない可能性がある。また転写因子のメッセンジャーRNAを安定化させる因子をそれぞれの遺伝子の上流に付加することも検討する。もしさらなる収率の向上に成功した場合、2つある転写因子のうち、必要な転写因子の組み合わせについて検討する。さらに転写因子導入株、非導入株における生合成遺伝子の転写量をRT-PCRあるいはRNAseqといった手法にて比較し、生合成遺伝子クラスター内のプロモーター領域の推定についても試みる。
聴神経腫瘍症例の耳石機能検査による術前術後における前庭機能の評価

正常者および聴神経腫瘍患者について、眼底カメラを用いて眼位の測定を行った。測定は眼底写真上で、視神経乳頭と黄斑部を結ぶ線が水平線となす角度を基準に行った。以下の知見を得た。1.座位における眼位について(1)聴神経腫瘍患者では、眼位の患側への回旋(ocular torsion,OT)が認められる症例があった。しかしOTを認めない症例もあった。健側へ回旋している症例はなかった。正常者ではOTは認められなかった。(2)OTが認められた症例は、温度眼振検査で半規管麻痺を示す症例とほぼ一致していた。(3)これらは腫瘍の起源神経が上前庭神経と考えられたか、腫瘍径が2cm以上の症例だった。(4)これに対し腫瘍が下前庭神経由来と考えられ、かつ腫瘍径が1cm以下の症例では、OTが認められず温度眼振反応もほぼ正常であった。(5)以上より、OTは上前庭神経の機能障害を表していると考えられた。2.傾斜椅子で体を左右へ各30°傾斜させたときの眼位について(2)腫瘍径の小さな聴神経腫瘍患者の場合、上前庭神経由来の腫瘍症例では健側に傾斜させたときにOCRの減少をしばしば認めた。下前庭神経由来の症例では患側への傾斜でOCR減少を認めることが多かった。腫瘍径の大きな症例では一定の傾向は認められなかった。これらの結果は、OCRが球形嚢と卵形嚢の両方の影響を受けるほか、健側の前庭や視覚、深部知覚などによっても制御されていること、前庭代償に関係することなどを示しているし推察された。以下の知見を得た。
注意欠陥/多動性障害モデルラットの青斑核ニューロンにおけるノルアドレナリンの機能

本研究では、注意欠陥/多動性障害(ADIHD)に特徴的な行動と類似した行動特性をもつ高血圧自然発症ラット(SHRAzm)と対照ラットWistar Kyoto(WKYAzm)を用いて、電気生理学的研究を行った。SHR及びWKYから新鮮脳スライス標本(230μm)を作製し、whole-cell patch-clamp法を用いて、中枢神経系におけるノルエピネフリン(NE)神経の主座である青斑核(LC)ニューロンに対するメチルフェニデート(MPH)の作用を両者で比較検討した。MPH(30μM)を潅流投与すると、WKYは記録した細胞のほとんどで(12例中11例)膜コンダクタンスの上昇を伴うMPH誘起外向き電流(30.9±4.1 pA)、を発生した。一方SHRでは、22例中14例でWKYと同程度の外向き電流(31.7±3.0 pA)を発生させたが、膜コンダクタンスの変化は観察されなかった。また22例中6例では膜コンダクタンスの減少を伴う内向き電流(16.85±4.4pA)を発生させた。残り2例は膜電流に変化を及ぼさなかった。そこでBa^<2+>(100μM)存在下においてMPHを潅流投与したところ、MPH誘起電流はほぼ抑制され、K^+チャネル以外のチャネルの活性化を示唆する結果は得られなかった。これまでの結果から、SHRではNE誘起電流及びドーパミン誘起電流の大きさがWKYより有意に減弱していた。さらに今回、MPHに対する作用の違いが両者間で観察された。従って、中枢神経系におけるこれらの神経伝達物質に関連した機能、あるいはトランスポーターの機能に違いがあることは示唆された。しかし、その詳細なメカニズムについては、今後もこれらの神経伝達物質やトランスポーター機能に注目して研究を進める必要がある。注意欠陥/多動性障害(AD/HD)に処方されるメチルフェニデート(MPH)などの薬剤はノルエピネフリン(NE)神経系へ作用することが知られている。今回、AD/HDの病態におけるNEの関与に注目し、脳のNE神経の主座である青斑核(LC)ニューロンの神経活動とα_2-adrenoceptor (α_2R)の反応性について、whole-cell patch clamp法を用い、AD/HDモデルラットである高血圧自然発症ラット(SHR)と対照ラット(Wistar Kyoto ; WKY)の間で比較検討した。WKYのLCニューロンでは静止膜電位(51.4±0.63mV)において2.14±0.53Hzの自発性活動電位の発射が観察されたが、SHRの静止膜電位は有意に浅く(-47.7±0.39mV)、活動電位の発射頻度は低かった(0.64±0.24Hz)。α_2R作動薬クロニジン誘起電流はWKYで49.0±9.4pA、SHRで44.6±5.2pAであり、α_2R阻害薬ヨヒンビン誘起電流はWKY;18.7±7.4pA vs. SHR;17.0±5.7pAで両者間に有意差はない。しかしWKYとSHRでのNE誘起外向き電流は、10μMで41.7±5.3pA vs. 24.7±2.9pA、100μMで96.3±9.5pA vs. 50.2±7.3pAとSHRで有意に(p<0.05)小さかった。一般にシナプス間隙のNE濃度はNEトランスポーター(NET)により調節されている。α_2R作動薬やα_2R阻害薬の作用に差はないがNEの作用に差があることから、WKYとSHRではNETの働きに違いがあることを示唆している。現在、NET過活動によるNE伝達不全がAD/HDの病態の一因であるとの仮説に基づいて研究を進めている。

さらに今回、MPHに対する作用の違いが両者間で観察された。従って、中枢神経系におけるこれらの神経伝達物質に関連した機能、あるいはトランスポーターの機能に違いがあることは示唆された。しかし、その詳細なメカニズムについては、今後もこれらの神経伝達物質やトランスポーター機能に注目して研究を進める必要がある。
減数分裂に於ける遺伝子組換え機構の解析

既に確立されているin vitro遺伝子組換え系を使って、減数分裂細胞抽出物中にDNA組換え活性をもつ蛋白(Recombinase)の存在が確認されている。本年度も引き続きRecombinaseの精製を試みた。そのN端12ケのアミノ酸配列を決定しさらに必要な量的精製を続けている。他方この酵素と基質DNAの種類について検討し、ユリ花粉母細胞核DNAのうちzygoDNAと呼ばれるグル-プのDNA,肝炎ウイルスの組換えHot spotのDNA部分を基質プラズミドDNAに挿入し、組換え頻度の上昇をみた。他の塩基配列やオリゴヌクレオチドでは頻度に変化がみられなかった。2つの基質DNAの一方は閉環型ねじれDNAを必要とするが他方は直線状2重鎖DNAでもDNA組換えアッセ-ができる。直線状化する時に測定する遺伝子(Tc)の近くで切断すると組換え頻度が高く、離れた点が末端になるほど組換えが起り難くなることが示された。DNAの組換え機構に一重鎖交換を想定したモデルに於ける大腸菌のrecA蛋白のようなDNAのD-loop形成や鎖転位活性をもつ蛋白がマウス精母細胞に続いてユリ花粉母細胞でも同定された。この蛋白にはATP依存性のもの(m-rec)とATP非依存性(mAi-rec)の二種類があり、さらにATP非依存性でMg^<++>非依存性のものも発見された。同モデル最終段階であるDNA鎖結合に関与するリガ-ゼについても減数分裂前期にリガ-ゼIIの活性増加がありIとIIと2種のリガ-ゼ依存が示された。これら酵素の出現とシナプトネマ構造の出現で減数分裂遺伝子組換えの進行が幾重にも保証されていることが示唆された。減数分裂前期形質転換の可能性をみるため、プロトプラストの融合や粒子gun,エレクトロポレ-ションなどの方法の比較を完了した。減数分裂は有性生殖には不可欠の過程であり,遺伝子組換えが個体発生のうちで最高頻度で起る過程である.ユリ花粉母細胞/減数分裂前期の細胞内にある.DNA組換え酵素(Recombinase)遺伝子のクローン化や酵素に対する抗体を生産するために充分量の酵素蛋白の精製が精力的に実行され,さらに継続中である.効率よく精製を行なうためにHPLCの利持が必要である.他の項目については以下の如くである.1.出芽酵母放射線感受性株Rad52の分子間recombinaseと分子内recombinaseの活性は野性株と同じである.しかしDNA組換えの初段階と考えられるDーloop形成に働く酵素活性は発見されなかった.減数分裂欠損spoll,spo13に於ける組換え活性解析は継続進行中である.減数分裂中のDーloop形成はATP依存型酵素(解析ずみ)とATP非依存型のものがあり,後者は大腸菌recAに対して形成された抗体と反応し活性を失うが,前者は無反応である.2.ユリ花粉母細胞よりシナプトネマ構造(SC)蛋白を抽出し, 2種類の蛋白より成ることをゲル電気泳働で証明した.DNA組換え酵素(Recombinase)活性やDーloop形成活性はS.C.蛋白自体又は結合した状態ではみられなかった.3.DNA組換え活性を分子間組換え,分子内遺伝子組換え(以上ATP依存性),その初期段階と考えられるDーloop形成をATP依存Dーloop形成とATP非依存Dーloop形成に分けてin vitroアッセーを行なう系を確立した.分子内recombinaseアッセーを入ファージDNAを用いてする改良系を確立されつつある.

4.マウス・ヒトの分子間recominase活性は減数分裂前期で高く,がん細胞を含めて分裂細胞では低い.しかし分子内recombiinase活性は減数分裂細胞で低く,分裂細胞で高く,非分裂性細胞では両者共に低いことを明かにした.組換え酵素の種類・活性の変化から減数分裂遺伝子組換えの分子的特異性を明らかにし,機構解析を進展させた.減数分裂は有性生殖には不可欠の過程であり、特に減数分裂前期に起る遺伝子組換え頻度は体細胞遺伝子組換えの10^210^4倍であり、個体発生のうちで最高頻度である。粉母細胞を中心に以下のような成果を得た。1.DNA分子間組換えに於ても、DNA分子内組換えであってもその第一段階はD-loop形成やStrand-exchangeであると考えれられる。この反応を行うATPー依存性組換え酵素(mーrec)の研究がなされたが、前年度よりの継続研究によりATPー非依存性組換え酵素(mAiーrec)の解析がなされた。この酵素が大腸菌recA蛋白に対する抗体の一つに反応したことを利用し、花粉母細胞内分布や消長の測定を免疫細胞学的に行った。酵素蛋白活性と定量とからmAiーrecも減数分裂前期で合成されるが、mーrecのように組換え完了後消失せず核内に続いて存在することを示した。同一機能をもつ2種の蛋白が同時に存在することは減数分裂前期の染色体行動の保存性(酵母からヒトまで)と関連して重要である。2.減数分裂を通じて細胞蛋白の消長を2次元クロマト法で調査し、減数分裂前DNA合成期特異的スポット3ケ、前期特異的スポット15ケ、第2分裂特異的スポット1ケを認定し、N端アミノ酸配列を試みた。3種のもので部分的に配列が決められたが、試料をより多く収集し量的に分析成果を高めること、技術的に逆層カラムクロマト法などを使って改良していくことになった。3.シナプトネマ構造蛋白が精製され、2次元クロマト法で分析された。抗体作成、遺伝子のクローン化に進展しつつあるが、試料(花粉母細胞)の不足が目立った。本年度は地味な分析調査的成果を得たが、次年度に機能解析的実験が可能となってきた。(代表者が教室主任を終るので、進展が予期される。)酵母減数分裂細胞特異的遺伝子のクロ-ン化が成功した。このために酵母細胞分裂の詳細な研究と減数分裂誘導条件の改良がすすめられてきた(宮田)。減数分裂細胞由来のpoly(A)^+RNAより合成したcDNAを栄養増殖細胞由来のpoly(A)^+-RNAでサブトラクトしたプロ-ブ(サブトラクトプロ-ブ)を使用し、3回のスクリ-ニングとクロスハイブリッド形成法で相互に独立的14クロ-ンを得た。これらのクロ-ンを用いてノ-ザンハイブリッド法で転写レベルを比較し、14個のクロ-ン全てが減数分裂時に転写量が上昇する単一もしくは複数の転写産物を含むことがわかった。このクロ-ンを用いて調節部分を含む遺伝子全体の解析が進行中である。これらの転写産物の存在に関し充分な注意をもって調査した結果、極めて微量であるが体細胞でも発現していることが発見された。今後その意味が検討される。減数分裂前期の相同染色体対合期とキアズマ形成期にはin vitro系でアッセ-可能な組換え酵素、ATP依存性recA様蛋白(mーrec)、ATP非依存性
12～16世紀の南シナ・東南アジア海域におけるイスラーム系集団の移動と文化変容

本研究課題は、中国沿海部と東南アジア島嶼部のイスラーム史蹟における現地調査を行い、そこに残されたイスラーム碑文(おもにアラビア語墓碑)の相互の比較研究を行い、それによって、歴史的に海上交易によって結びつけられた当該海域におけるアラブ・ペルシャ系移民の通婚と文化接触の結果形成されたイスラーム系集団間の連環を探るものであった。当該地域出土のイスラーム石刻のテキストから得られる年代的・地理的情報の収集、および、関連する漢語・アラビア語・ペルシャ語文献資料の網羅的分析を行った結果、1216世紀前後において、南シナ海域・東南アジア海域に広く分散するイスラーム系集団の連動性や関係性に迫ることができた。平成24年度は、本研究のテーマに関係する国際学会とその関連刊行物での情報収集と研究成果発表の機会に恵まれた。4月に韓国ソウルでのアジア世界史学会(AAWH)、8月に中国天津での元史国際会議、12月にインド・コルカタでのアジア太平洋学会(IAAPS)と、本研究推進のための情報交換や成果発表のために非常に重要な学会が開催され、ディアスポラや石刻資料をテーマに報告し、討論を通じて理論面・ファクト面について有意義な情報交換ができた。くわえて学会参加と並行し、学会に同席した関係分野の研究者や現地研究者からアドバイスを得ながら現地調査を行い、多くの情報を収集することができた。具体的には8月に、泰山・開封・洛陽・万栄県・西安での宋・元・明代史蹟・石刻調査を行い、12月、コルカタ博物館にて古代インドの石彫美術や現地のイスラーム教、ヒンドゥー教寺院の調査を行った。本研究に関連する成果としては、「従福州到杭州ー元代初期江南行省官員忙兀台対南海貿易的影響(1274ー1290)」(『馬可波羅遊歴過的城市』)、「モンゴル帝国の海上進出を読み直す」(『ふびと』64)、「詳しく学ぶ世界史教材モンゴル時代の世界の一体化と交易ネットワーク」(『大阪大学歴史教育研究会成果報告書シリーズ』6)、「モンゴル・シーパワーの構造と変遷ー前線組織からみた元朝期の対外関係ー」(『グローバルヒストリーと帝国』)などを投稿・寄稿し今年度内に刊行された。これらの研究実績は,やや理論先行的なディアスポラ論とファクトファインディングに陥りがちな文献史学とを互いに補い合うという本研究が掲げる目標にとって大きな意義があり,グローバルな視点からの歴史学を一歩進める重要な成果であるといえる。当該地域出土のイスラーム石刻のテキストから得られる年代的・地理的情報の収集、および、関連する漢語・アラビア語・ペルシャ語文献資料の網羅的分析を行った結果、以下にのべるような、1216世紀前後の南シナ海域・東南アジア海域に広く分散するイスラーム系集団の連動性や関係性に迫ることができた。北宋初の開宝年間(968-976)は、南インド・東南アジアの諸国からの朝貢が盛んにみられた時期である。宋と海外諸国との関係のかなりな部分は、かれらの請負の上に成り立っていた。本研究課題の一環で、2012年8月に泰山や汾陰など宋皇帝の儀礼の場を訪問し、関連資料の収集・分析を行った結果、上記の諸国や使となった人物の間の関係性も明らかとなった。中国沿海部の北京・揚州・杭州・福州・泉州・広州で、元統治下のこれら諸港に来航し居留していたイスラーム教徒たちの墓石が多数発見されている。これらの墓主の出身地は新疆、トランスオクシアナ、イラン、ホラズム、アルメニア、シリア、アラビアに分布し、旧ホラズム王国の出身者が非常に目立つ。ジャワのマカム・トロロヨの墓碑群の紀年(没年)のタイム・スパンは、1368年から1611年に及ぶ。中国沿海部にみられるアラビア語墓碑のタイム・スパンは1173年(1129年?)1371年となっており、多くがモンゴル支配後半期の1270年代1360年代に集中する。両者が入れ換わるように増減したことは、ムスリム商人たちの来航と居留のセンターの地位の交替を示すだろう。[1]海外での調査(1)中国イスラーム碑文および関連史蹟の調査:(1)北京(7月)...国際学会WHA(世界史学会)に出席、パネル(Reconsidering Early Age of Commerce)を主催、79世紀のソグド人、13・14世紀のペルシャ系イスラームの中国における活動について意見交換。

北京市牛街モスクにて、元朝時代のアラビア碑文調査。北京西郊外房山の雲居寺および元朝時代のキリスト教寺院十字寺跡調査。(2)西安(8月)...陝西師範大学に短期滞在。元・明朝時代より、福建とイスラーム教徒間の人的交流があったとみられる西安市の化覚巷地区の清真大寺における碑文調査。現地ムスリム研究者との情報交換、陝西省歴史博物館見学を行う。滞在中山西省太原市を訪問、清真古寺にて碑文調査。(2)パリ・ロンドン・トロント訪問(23月):(1)パリ...フランス国家図書館にて1415世紀のアラビア語・ペルシャ語古写本の調査、文献複製を行う。また、パリ第四大学Ludvik KALUS教授とイスラーム碑文や写本の印報交換、同教授が中心となって運営するスラーム碑文のオンラインデータベース(URL=http://www.epigraphie-islamique.org)について最新情報を入手する。(2)ロンドン...大英図書館にて1415世紀のアラビア語・ペルシャ語古写本の調査を行う。(3)トロント...国際学会AAS(アジア学会)にて報告。[2]海外調査の準備および成果のとりまとめ(1)中国調査で集積した各地の漢語・アラビア語碑文の電子テキスト化を継続。(2)パリやロンドンで収集した写本史料のテキストの比較校訂を継続。(3)インドネシア・イスラーム史についての英語・オランダ語文献収集(とくに碑文関連)およびオランダ統治期ジャワ発行の『考古学報告』(OV)掲載のマイクロフィルム・リストの整理を開始。当初の研究目的から最も大きく変更を強いられた点は、主として次に述べる海外調査の内容である。交付申請書に従えば、平成24年度にインドネシアでのイスラーム碑文調査を実施するはずであったが、協力者とのスケジュール調整の結果、本調査は翌25年度に実施することとなった。一方、平成25年度に予定していたシリア・パレスティナでのイスラーム碑文調査は、現地情勢が依然として予断を許さず、現段階では実施を見送る方針である。ただ、平成25年度には、すでに収集した中国(楊州)のイスラーム碑文の訳注作業のため渡仏し、専門家と意見交換を行う予定もあり、従来からイスラーム碑文研究の拠点であったパリの研究機関・博物館に収蔵されるシリア・パレスティナ地方出土の碑文を調査することも可能であるため、上記変更がもたらす遅れを挽回することは十分可能であろう。収集したイスラーム碑文の分析については、とくに楊州の碑文の訳注作業に集中して成果を挙げつつあり、平成26年度以降に出版予定の当該分野の論集に寄稿する準備が進んでいる。平成24年度には、本研究の成果を部分的に反映させた論文・著作の発表が相次いだ。全体的に見れば、順調に計画は推移していると判断できる。本研究は、1216世紀の南シナ・東南アジア海域において、アラブ・ペルシャ系移民の移民先での通婚や文化接触を通じ形成された、各地のイスラーム系集団の多様性や一体性を、当該海域各地で出土した多言語イスラーム碑文(アラビア・ペルシャ語・漢語等)相互の比較研究により探るものである。
Transposonを利用した神経伝達に関与する遺伝子の単離と機能解明

神経伝達に関与する遺伝子を単離し機能を解明することを課題として出発した。そのためC.elegansを用いtransposonを利用した神経系遺伝子変異分離法を開発し,十数個の遺伝子を同定した。これらの遺伝子の役割を遺伝学,生化学及び遺伝子クロ-ニングの手法で明らかにしつつある。当該年度ではクロ-ニングした遺伝子uncー18の性状を集中して調べ次のことを明らかにした。1.uncー18遺伝子及びcDNA clone。Tc1タッキングによってuncー18ゲノムクロ-ンを得た。このクロ-ンを用いuncー18遺伝子全領域を網羅するcosmidクロ-ンをスクリ-ニングした。これらのクロ-ンを用いuncー18遺伝子構造を調べたところ100bp以下の短いイントロンと8exonからなっていた。cDNAから推定アミノ酸配列を求めたところ荷電アミノ酸が30%を占める固有の構造をしていた。類似タンパクを検索したが,該当するタンパクが見つからず過去に知られていないタンパクをコ-ドしている可能性が高い。2.uncー18遺伝子発現。この遺伝子は2.9bpの単一mRNAをcodeし,その発現は発生に依存し,受精後発生が進むと共に増加し,後胚発生初期に最も高く,成虫期には数分の1に低下する。変異体のいくつかは転写段階で明らかな異常が認められた。
精神障害者および触法精神障害者に対する強制的な医療と支援の包括的研究

本研究は、精神障害者・触法精神障害者に対する強制的な医療および支援について検討するものである。日本において、強制的な医療は、「本人のため」に行われる一方で、長年<人権侵害>と言われながら遂行されてきた。現在は「退院後」も措置入院患者に対して支援をする退院後支援計画が出されており、監視を懸念する新たな<人権侵害>の面をもつ分野であるといえよう。そこで、本研究は、精神障害者・触法精神障害者に対する医療および支援について患者本人の「同意」や「意思」に着目し現行法上の全制度(精神保健福祉法、医療観察法)を対象として実証的研究を行い法制度を包括的に検討する。
海水ウラン採取に関する基礎的研究

(1)昨年度に引続き、ANにDVB,EGDMAを橋かけ剤として併用して合成したAO樹脂の細孔構造、イオン交換容量とU回収率の関係を明らかにした。またAO樹脂に吸着したUを溶離した硫酸液からホスホン酸系樹脂への吸着、溶液による比較的高濃度のU液を得るのに成功した。またこの間のFe,Ni,V等の他の金属イオンの挙動も調べた。(2)生体系物質を利用するU回収の一環として、昨年度Uとの親和性の認められたたんにんを親水性のアガロースゲルに固定化する研究を行ない、天然海水からの最大U吸着量1850mg-U/Kg吸着剤が得られた。(3)特異的キレート樹脂については、昨年度までに平衡関係の検討は終ったので今年度は錯体形成反応速度に対する構造因子の影響について検討し、ジチオカルバマート系のうち、新たに合成した鎖状多座配位子の吸着速度が最も優れていることを見出し、また黒潮海流を用いて640mg-U/Kg吸着剤/8日の吸着量が得られた。また海流利用U採取プロセスの装置工学的研究も行なった。(4)U吸着AO樹脂について、各種濃度の塩酸による脱着の等温線が得られ、また攪拌槽による脱着速度の実験からUイオンのAO樹脂粒内拡散係数が3×【10^(-7)】【cm^2】/secと求められた。波力利用接触法の開発については、汎用波運動シミュレーター装置が完成した。(5)繊維状AO樹脂を製造し、その走査電顕による構造観察を行うとともにカラム式連続海水通水装置を完成した。また比較のためPAHで造粒した含水酸化チタン粒状吸着剤の攪拌槽実験を行なった。(6)多孔性ポリエチレンを用いて平膜状および中空糸状AO樹脂を合成し、細孔分布、比表面積測定、電顕観察を行なうとともに、攪拌槽で天然海水と接触させ、平膜について850mg-U/Kg吸着剤の吸着量を得た。また吸着剤評価方法開発の一環として、Freundlich型吸着平衡をもつ粒状吸着剤の充填層を例にとり、種々のパラメータについて、吸着量、利用効率、装置内滞留時間等を計算する相関式を見出した。
ライフスキルを基礎とした性・エイズ教育プログラムの開発

初年度目は、子どもたちの性とエイズの知識、態度、行動に関する情報を得るために、児童・生徒用調査票を検討・作成し、ベースライン研究を行った。2年度目は、それを土台に、プログラムを開発し、小学5年生、中学2年生、高校2年の1クラスに対して適用した。対象地域は、研究代表者が居住する地域の小学校、中学校、高等学校の各1校づつとした。今年度が本研究の最終年度である。小学校、中学校、高校に対する各プログラムの改善および各校種ごとに介入群、非介入群にわけて実践授業を行った結果を分析・検討した。最終報告として、まず、小学校では、介入群1(知識+ライフスキルのプログラムを適用した群)は、介入群2(知識だけを教えた群)にくらべ、性・エイズの知識はほとんど差異は認められなかったが、態度変容に大きな差が認められた。1ヶ月、3ヶ月で大きな差が認められ、介入群1はプログラムの有効性が顕著に認められた。なお、比較群では、プログラム実施前後に変化は認められなかった。中学校では、3年間の一貫したプログラム作成と介入実験を行った。その結果、ライフスキルを導入したプログラム介入群に顕著な教育効果が認められた。高校生用のプログラムでは、小学生と同様な結果が得られ、介入群とコントロール群では、プログラム実施前後に大きな変化は認められ、1ヶ月後、3ヶ月後、6ケ月後でも介入直後の変化が持続した。諸種の研究では、態度変容が行動変容に関連することが認められているが、今回の研究において、介入群では、性行動経験率がほとんど変化しないが、非介入群では、時間の経過とともに増加していったことが認められ、プログラムの有効性が認められた。ただし、1年間では、介入群、非介入群に種々の要因が重なったことがあり、1部を除き、各調査項目とも統計的有意性は認められなかった。しかし、プログラムの有効性が認められた。今後、このようなプログラムの普及が望まれるところである。性・エイズ教育プログラムの開発に必要な、子どもたちの性とエイズの知識、態度、行動に関する情報を得るため、小学校、中学校、高校の児童・生徒用調査票を検討・作成し、ベースライン研究を行った。調査対象地域は、研究代表者が居住する地域の小学校、中学校、高等学校の数校とした。調査地域は、調査用紙をシール付き封筒に入れさせるなど秘匿性を十分考慮した調査を実施する。コンピュータ処理による分析を行った。結果を教育プログラムに反映するため、分析中である。中間的報告として、まず、小・中学校では、家庭の雰囲気について学年進行とともに「楽しい」が減り、「どちらでもない」が増加し、「楽しくない」が微増していた。性に関する知識欲として、学年によって異なるが、中学高学年の男子は、特に女性の生理・解剖の面(女性の体)にあり、女子は特に愛・恋など心理面(異性の心)にあった。性用語の理解度は、男子の不十分さが目立ち、射精やマスターベーションを知らない子供が中学校1年生では6469%程度であり、中学校2、3年生では2240%であった。エイズに関して、中学生では、「エイズは遺伝する病気である」「健康そうに見えても感染していることがある」について正答率が極めて低かった。ベースライン研究の間、プログラム開発に必要な各種教育内容・教育技術に関する知識と技術を深めるために、性・エイズ教育問題およびスキルトレーニングに精通し、参加を要請していた識者・研究者・教育実践者(教師)を研究協力者と研究会を開催し、実績を積んでいる。さらに、研究班においては、比較的新しい教育手法のライフスキル(セルフエスティーム形成スキル、意志決定スキル、コミュニケーションスキル、目標設定スキル、ストレス・マネジメントスキルなど)について鋭意学習・研究中である。

初年度の前年では、小学校、中学校、高校に対して性・エイズ教育プログラムの開発に必要な、子どもたちの性とエイズの知識、態度、行動に関する情報を得るために、児童・生徒用調査票を検討・作成し、ベースライン研究を行った。今年度は、それを土台に、プログラムを開発し、小学5年生、中学2年生、高校2年の1クラスに対して適用した。対象地域は、研究代表者が居住する地域の小学校、中学校、高等学校の各1校づつとした。性・エイズ教育プログラムの介入研究結果を現在分析中である。中間的報告として、まず、小学校では、介入群1(知識+ライフスキルのプログラムを適用した群)は、介入群2(知識だけを教えた群)にくらべ、性・エイズの知識はほとんど差異は認められなかったが、態度変容に大きな差が認められた。1ヶ月、3ヶ月で大きな差が認められ、介入群1はプログラムの有効性が顕著に認められた。なお、コントロール群では、プログラム実施前後に変化は認められなかった。高校生用のプログラムでは、小学生と同様な結果が得られ、介入群とコントロール群では、プログラム実施前後に大きな変化は認められ、1ヶ月後、3ヶ月後でも介入直後の変化が持続した。諸種の研究では、態度変容が行動変容に関連することが認められているが、今回の研究において、介入群では、性行動経験率がほとんど変化しないが、非介入群では、時間の経過とともに増加していったことが認められ、プログラムの有効性が認められたが、今後さらに結果の分析と1年後の変化について検討していく。プログラム開発と授業実践と分析結果に、性・エイズ教育問題およびスキルトレーニングに精通し、参加を要請していた識者・研究者・教育実践者(教師)を研究協力者と研究会を開催し、実績を積んでいる。来年度の1年間でプログラムの有効性の検討とプログラムの改善を行う予定である。初年度目は、子どもたちの性とエイズの知識、態度、行動に関する情報を得るために、児童・生徒用調査票を検討・作成し、ベースライン研究を行った。2年度目は、それを土台に、プログラムを開発し、小学5年生、中学2年生、高校2年の1クラスに対して適用した。今年度が本研究の最終年度である。小学校、中学校、高校に対する各プログラムの改善および各校種ごとに介入群、非介入群にわけて実践授業を行った結果を分析・検討した。最終報告として、まず、小学校では、介入群1(知識+ライフスキルのプログラムを適用した群)は、介入群2(知識だけを教えた群)にくらべ、性・エイズの知識はほとんど差異は認められなかったが、態度変容に大きな差が認められた。なお、比較群では、プログラム実施前後に変化は認められなかった。中学校では、3年間の一貫したプログラム作成と介入実験を行った。その結果、ライフスキルを導入したプログラム介入群に顕著な教育効果が認められた。
スチィグマの感情が社会福祉(知的障害の分野)に及ぼす影響

最終年度は、次のような研究業績を上げてまとめた。1.「精神薄弱」という用語の意味論的考察をする。「精神薄弱」という用語が、その実体を適切に表現しているかどうか、学術的にその妥当性が問われることには重要な意味がある。そのことが、「精神薄弱」者福祉行政を推進していくうえでひとつの鍵をにぎっているといっても過言ではない。「精神薄弱」という用語から受けるイメージ、語義、語感が、ややもするとその実体への、錯覚、誤解、偏見を招き、その医療、教育、福祉行政の推進をおくらせてきた要因のひとつになっていたとも推測される。2.知的障害(精神薄弱)児・者の親へのアンケート調査結果に関する統計処理をすることによって、分析・解析をし、考察を展開する。調査票の回収数は1840、有効回答数は1836だった。まず、これらを単純集計し、そのうち有効なものをクロス集計した。そして、知的障害者の親がいだくスチグマの感情について要因分析を試みた。その結果について、たとえば「社会を冷たく感じた事は」64.7%、「今まで社会生活で肩身の狭い思いは」68.6%、「今まで社会生活で不愉快な体験は」75.5%などとなっており、予想した以上の強いスチグマ感が見られた。3.「精神障害者の家族」への前調査(前回の科研費によるもの)との比較研究および考察をする。その結果はおおむね「知的障害児・者の家族」のほうが、スチグマの感情を強く抱いていた。4.以上の結果および考察に関する報告書の作成をする。当初の計画予定通り、初年度は次のような研究実績をあげた。1.「精神薄弱」という用語の意味論的研究.2.知的障害の施設である「精神薄弱児施設」および「精神薄弱者施設」を計81ヶ所訪問し、「スティグマの感情が社会福祉に及ぼす影響」に関する調査の主旨説明をすると共に本調査の依頼をする.3.兵庫県における「知的障害児・者」の親の大会で予備調査を実施し、約200の票本を得て集計・分析する.4.予備調査の集計は「精神障害者の家族」への前調査(前回の科研費により調査済)と比較し、次の仮題で学術誌に投稿予定である。仮題:「精神障害」と「精神薄弱」がもたらす「スティグマの感情」比較について次年度は次のような研究業績をあげた。1.初年度に引き続いて「精神薄弱」という用語の意味論的研究。2.知的障害の施設である「精神薄弱児施設」および「精神薄弱者施設」を訪問し「スティグマの感情が社会福祉に及ぼす影響」に関する調査を実施した。当初55施設で調査する予定であったが、53施設となった。調査票の回収数は1840、有効回応数は1836であった。3.現在、この1836の調査票本数について統計処理をし、分析・解析中である。4.予備調査との比較、「精神障害者の家族」への前調査(前回の科研費により調査済)結果とも比較、研究予定である。

2.知的障害(精神薄弱)児・者の親へのアンケート調査結果に関する統計処理をすることによって、分析・解析をし、考察を展開する。調査票の回収数は1840、有効回答数は1836だった。まず、これらを単純集計し、そのうち有効なものをクロス集計した。そして、知的障害者の親がいだくスチグマの感情について要因分析を試みた。その結果について、たとえば「社会を冷たく感じた事は」64.7%、「今まで社会生活で肩身の狭い思いは」68.6.%,「今まで社会生活で不愉快な体験は」75.5%などとなっており、予想した以上の強いスチグマ感が見られた。3.「精神障害者の家族」への前調査(前回の科研費によるもの)との比較研究および考察をする。その結果はおおむね「知的障害児・者の家族」のほうが、スチグマの感情を強く抱いていた。4.以上の結果および考察に関する報告書の作成をする。
細胞刺激に伴う転写活性化とヒストン修飾のダイナミクス

ヒストンは、真核生物のクロマチンを構成するタンパク質であり、その多様な翻訳後修飾は、遺伝子発現調節を始め、老化、癌化、細胞周期など様々な現象に関わる。これまでに、この蛍光標識Fabを用いた生細胞観察系をピストンH3のメチル化やアセチル化に応用し、様々なヒストン修飾について観察に着手した。今年度は、この生細胞観察系を用いて、脱アセチル化酵素阻害剤によるヒストンアセチル化の動態変化の解析を行った。ヒストンH3リジン9番目(K9)のアセチル化を認識する蛍光標識Fabを細胞に導入し、脱アセチル化酵素阻害剤であるトリコスタチンAを加えた。その結果、H3K9のアセチル化の増加に伴い、蛍光標識Fabが核内に集積していく様子を観察することができた。一方で、このアセチル化の増加とともに、転写の不活性化に働くH3K9のジメチル化修飾の量は減少していた。今年度は、これまでのヒストンH3に加え、ピストンH4に対する様々な修飾についても解析を進めた。種々のピストンH4修飾に対するモノクローナル抗体を用いた免疫染色の結果、アセチル化H4K5は細胞周期の複製期に、モノメチル化H4K20はG2期後期とM期に極めて高いレベルになることが明らかになった。また、これらの抗体を異なる波長の蛍光色素で標識し、さらにもう一つの修飾抗体を別な蛍光色素で標識することによって、様々なヒストン修飾の細胞周期における挙動を明らかとなり、この多重免疫蛍光染色の画像解析を行うことにより、定量的な解析も可能となった。本年度では、細胞刺激をしたときにヒストン修飾がどのように変化するかを調べるために、ヒストン修飾の変化をリアルタイムで観察できる系の構築を行った。具体的には、核膜を自由に通過できるように、ヒストン修飾を特異的に認識するモノクローナル抗体から、抗原を認識するFab画分を精製し、それに蛍光物質を結合させた。この蛍光-Fab物質をビーズローディング法により、細胞に導入した。本年度では、細胞分裂時での挙動がこれまでに詳細に検討されているヒストンH31ys10のリン酸化を指標に、ライブ観察を行った。その結果、間期では拡散していた蛍光-Fab物質が、分裂期では染色体上に集積し、分裂していく様子を観察することに成功した。分裂期におけるヒストンH31ys10をリン酸化する酵素としては、これまでにAurora Bが同定されており、実際に市販のAurora B抗体についても、上記と同様の過程により、蛍光-Fab物質を作製することで、一細胞における分裂期のヒストンリン酸化とkinaseの局在をリアルタイムで追うことが可能となった。さらに、癌細胞と正常細胞では、間期(G2)でのリン酸化が異なることを見い出し、その違いがホスファターゼ活性にあることを示唆された。細胞刺激をしたときにヒストン修飾がどのように変化するかを調べるために、前年度までにヒストンH3リン酸化修飾の変化をリアルタイムで観察できる系の構築を行った。そこで今年度では、この系をヒストンH3のメチル化やアセチル化に応用し、蛍光標識Fabを生細胞に導入し観察した。FRAP (fluorescence recovery after photobleaching)解析の結果から、様々なFabのクロマチンへの結合時間(t1/2)は、それぞれ数秒から数十秒程度であり、この値は蛍光標識Fabが生細胞観察に堪えうるかどうかの指標となることがわかった。つまりt1/2が長い蛍光標識Fabほど、生きた細胞での観察に適しており、特にt1/2が長い場合はマウス胚でも可視化ができることがわかった。作製した蛍光標識Fabのうち、ヒストンH3リジン9番目のアセチル化を認識するものを細胞に導入し、ここに脱アセチル化酵素の抑制剤であるトリコスタチンA(TSA)を加えた。その結果、H3リジン9番目のアセチル化の増加に伴い、蛍光標識Fabが核内に集積していく様子を観察することができた。またアセチル化の増加とともに、同じ転写活性化修飾であるヒストンH3K4のメチル化は増加していることもわかった。一方で、このアセチル化の増加とともに、転写の不活性化に働くH3リジン9番目のジメチル化修飾の量は減少していた。さらに、培地からTSAを除くことによって、アセチル化は減少しメチル化は回復することから、TSAの有無によって、遺伝子発現制御レベルでのクロマチンの状態が変化していたと推測される。

一方で、このアセチル化の増加とともに、転写の不活性化に働くH3K9のジメチル化修飾の量は減少していた。今年度は、これまでのヒストンH3に加え、ピストンH4に対する様々な修飾についても解析を進めた。種々のピストンH4修飾に対するモノクローナル抗体を用いた免疫染色の結果、アセチル化H4K5は細胞周期の複製期に、モノメチル化H4K20はG2期後期とM期に極めて高いレベルになることが明らかになった。また、これらの抗体を異なる波長の蛍光色素で標識し、さらにもう一つの修飾抗体を別な蛍光色素で標識することによって、様々なヒストン修飾の細胞周期における挙動を明らかとなり、この多重免疫蛍光染色の画像解析を行うことにより、定量的な解析も可能となった。
臨床応用を目指した前立腺癌の発生・進展に対する環境因子の影響に関する研究

前立腺癌の近年の発症増加は食生活の欧米化が原因と考えられているが、その機序は未だ明らかになっていない。慢性炎症がメタボリック症候群や癌の基礎的病態となっていることが明らかになりつつあり、前立腺癌の発症進展に食生活の変化による全身性慢性炎症が重要な役割を果たしている可能性がある。本研究では1.前立腺発癌モデルマウスを用いて、前立腺癌の発生・増殖・進展と食餌の関係を慢性炎症の観点から検討する。2.得られた知見を元に、前立腺癌発症進展の予防法の基礎的研究を行う。以上2つを目的として研究を行っている。これまでに前立腺上皮特異的なPten遺伝子のノックアウトマウス(Pten-/-マウス)に通常食および高脂肪食を摂取させ22週目に前立腺の評価を行ったところ、有意に高脂肪食摂取群で前立腺腫瘍重量の増大を認めたが、抗炎症剤であるセレコキシブを投与した群では、著明に腫瘍増大を抑制することができた。増殖のマーカーであるKi67染色を調べたところ、高脂肪食投与によるKi67陽性細胞の増加は、セレコキシブ投与により有意に抑制された。前立腺組織内に浸潤するMDSC細胞とマクロファージの変化もセレコキシブで抑制された。サイトカインのプロファイルを検討したところIL-6が高脂肪食およびセレコキシブ投与に相関して変化しており、IL-6が高脂肪食投与による前立腺癌の増殖に中心的な役割をはたしていることが示唆された。平成30年度に抗IL6受容体抗体を投与したところ腫瘍は著名に縮小し、MDSCの増加の抑制を認めた。平成28年度に、前立腺上皮特異的なPten,p53遺伝子のダブルノックアウトマウス(Pten-/-Trp53-/-マウス)および、Pten遺伝子のノックアウトマウス(Pten-/-マウス)に通常食および高脂肪食を摂取させ22週目に前立腺の評価を行ったところ、有意に高脂肪食摂取群で前立腺腫瘍重量の増大を認めた。また、組織学的には浸潤癌の増加を認め、増殖のマーカーであるKi67染色を調べたところ有意に陽性細胞が増加していた。転移巣についても検索したが、2群間では差を認めなかった。前立腺組織内に浸潤する炎症・免疫関連細胞(樹状細胞、肥満細胞、マクロファージ、NK細胞、T細胞、B細胞、制御性T細胞)のフローサイトメトリーによる解析を行い、その割合が食事の内容によって変化するかどうかを検討したところ、有意にMDSC細胞とマクロファージが高脂肪食投与に関連して変化していた。食事の影響を検討することをH28年度目標としていた。全て達成しており、メカニズムの解明を進めている。平成29年度に、前立腺上皮特異的なPten遺伝子のノックアウトマウス(Pten-/-マウス)に通常食および高脂肪食を摂取させ22週目に前立腺の評価を行ったところ、有意に高脂肪食摂取群で前立腺腫瘍重量の増大を認めたが、抗炎症剤であるセレコキシブを投与した群では、著明に腫瘍増大を抑制することができた。高脂肪食投与による前立腺癌進展のメカニズムを解明しつつある。これまでに前立腺上皮

特異的なPten遺伝子のノックアウトマウス(Pten-/-マウス)に通常食および高脂肪食を摂取させ22週目に前立腺の評価を行ったところ、有意に高脂肪食摂取群で前立腺腫瘍重量の増大を認めたが、抗炎症剤であるセレコキシブを投与した群では、著明に腫瘍増大を抑制することができた。増殖のマーカーであるKi67染色を調べたところ、高脂肪食投与によるKi67陽性細胞の増加は、セレコキシブ投与により有意に抑制された。前立腺組織内に浸潤するMDSC細胞とマクロファージの変化もセレコキシブで抑制された。サイトカインのプロファイルを検討したところIL-6が高脂肪食およびセレコキシブ投与に相関して変化しており、IL-6が高脂肪食投与による前立腺癌の増殖に中心的な役割をはたしていることが示唆された。平成30年度に抗IL6受容体抗体を投与したところ腫瘍は著名に縮小し、MDSCの増加の抑制を認めた。高脂肪食による前立腺癌増大のメカニズムの解明のため、免疫細胞をフローサイトメトリー法用いて評価を引き続き行う。またPCR法を用いてサイトカイン遺伝子の発現レベルの変化をみる。関与が疑われる免疫細胞の抑制による前立腺癌の発症・進展を予防できるかの基礎的研究を行う。IL-6阻害剤を前立腺癌モデルマウスに投与し、高脂肪食投与による前立腺癌の増殖が抑制できるかを検討する。またヒトの組織を用いて、同様の事象がおこっているかを確認する。予定していた出張が延期になったため次年度使用予定の試薬が予想よりも高額だったため、今年度予算を抑えた。繰越金で購入予定の試薬を購入する。延期されていた出張に参加予定
血管内皮細胞の生理的力学環境下での骨格再構築現象に対する仮説の定式化と数値解析

基質に接着した血管内皮細胞が繰返し変形を受ける際,ストレスファイバーのひずみがある限度内であればその方向に配向できるという仮説を立てた.ストレスファイバーの受けるひずみを細胞の変形を考慮して詳細に検討した結果,細胞が基質を通して受ける変形と,ストレスファイバーが細胞内に存在する位置と配置(細胞底面上の配置,細胞表面と細胞底面を結ぶ配置,細胞表面の2点を結ぶ配置)によって,ストレスファイバーの配向可能な方向が異なることが定量的に示された.また,アクチンの濃度とアクチンフィラメントが受ける累積ひずみ(力学的刺激の蓄積)を考慮したアクチンフィラメントの重合・脱重合現象に関する数値シミュレーションの結果,繰返し変形下におけるストレスファイバーの形成過程(成長や消滅)を記述する上で本手法が有用なことがわかった.シリコンゴム膜を基質とした培養内皮細胞と血管内腔面上の内皮細胞に対して有限要素モデルを作成して解析を行った.前者は細胞質と核からなる孤立した細胞が基質に接着したモデル,後者は細胞質と核からなる細胞が血管壁に接着した周期的モデルである.また,前者のモデルではNeo-Hooke体とし,後者のモデルでは血管壁を非線形の超弾性体とした.培養内皮細胞モデルによる解析の結果,細胞内のひずみ分布は基質に加えたひずみが細胞上部ほど減少し,細胞上部のひずみの大きさは細胞の高さの直径に対する比が小さいと基質のひずみに比べてあまり減少せず,比が大きくなると零に近づく.基質の変形に伴う核の変形量の予測については,ひずみを小さめに見積もるものの,本モデルでほぼ再現できた.血管内皮細胞モデルによる解析の結果,孤立した細胞の場合に比べて細胞上部までひずみが大きく,細胞上部ほどひずみが減少する傾向が見られた.細胞内部のひずみ分布は核の存在する影響によって,複雑であった.基質に接着した血管内皮細胞が繰返し変形を受ける際,ストレスファイバーのひずみがある限度内であればその方向に配向できるという仮説を立てた.ストレスファイバーの受けるひずみを細胞の変形を考慮して詳細に検討した結果,細胞が基質を通して受ける変形と,ストレスファイバーが細胞内に存在する位置と配置(細胞底面上の配置,細胞表面と細胞底面を結ぶ配置,細胞表面の2点を結ぶ配置)によって,ストレスファイバーの配向可能な方向が異なることが定量的に示された.また,アクチンの濃度とアクチンフィラメントが受ける累積ひずみ(力学的刺激の蓄積)を考慮したアクチンフィラメントの重合・脱重合現象に関する数値シミュレーションの結果,繰返し変形下におけるストレスファイバーの形成過程(成長や消滅)を記述する上で本手法が有用なことがわかった.シリコンゴム膜を基質とした培養内皮細胞と血管内腔面上の内皮細胞に対して有限要素モデルを作成して解析を行った.前者は細胞質と核からなる孤立した細胞が基質に接着したモデル,後者は細胞質と核からなる細胞が血管壁に接着した周期的モデルである.また,前者のモデルではNeo-Hooke体とし,後者のモデルでは血管壁を非線形の超弾性体とした.培養内皮細胞モデルによる解析の結果,細胞内のひずみ分布は基質に加えたひずみが細胞上部ほど減少し,細胞上部のひずみの大きさは細胞の高さの直径に対する比が小さいと基質のひずみに比べてあまり減少せず,比が大きくなると零に近づく.基質の変形に伴う核の変形量の予測については,ひずみを小さめに見積もるものの,本モデルでほぼ再現できた.血管内皮細胞モデルによる解析の結果,孤立した細胞の場合に比べて細胞上部までひずみが大きく,細胞上部ほどひずみが減少する傾向が見られた.細胞内部のひずみ分布は核の存在する影響によって,複雑であった.培養内皮細胞内のストレスファイバーが基質を通して繰返し変形を受ける場合の配向角について,2種類の仮説についてその妥当性を検証した.一つ目の仮説は,ストレスファイバーは時々刻々生じるストレスファイバーの長さの変化(絶対値をとる)の総和が最小になる方向に配向し,細胞の力学的刺激に対する感度には限界があるというものである.二つ目の仮説は基質が最も変形したときのストレスファイバーの長さの変化がある限界値以下となる方向に配向するというものである.数値シミュレーションは基質の単軸繰返し負荷(細胞は一方向に伸展・弛緩され,それに直角な他方向は応力零),単軸繰返し変形(細胞は一方向に伸展・弛緩され,基質面上のそれに直角な他方向に変形を拘束され,面の法線方向は応力零),等二軸繰返し変形(細胞は基質面上の直交する二方向に同量の変形を受け,面の法線方向は応力零)の3種類とした.また,細胞は基質と同量だけ一様に変形し,高さ方向には非圧縮条件を満足するように変形するものと仮定した.ストレスファイバーが細胞内に3次元的に配向するものとして,上述の各条件に対して数値シミュレーションを行った結果,単軸繰返し負荷,単軸繰返し変形とも文献の観察結果に見られる基質面に沿った配向だけでなく,面外方向の配向も上述の仮説から予測されることがわかった.また等二軸繰返し変形で観察された面外方向の配向はいずれの仮説を用いた場合についても予測された.以上の結果から,ストレスファイバーの配向は力学的側面のみを考慮した仮説では十分に説明できない現象であるのか,あるいは,実際にはストレスファイバーの3次元的配向が生じているにもかかわらずこれまで観察されてこなかったことが考えられ,詳細な検討が必要なことが示された.基質に接着した血管内皮細胞が繰返し変形を受ける際,ストレスファイバーのひずみがある限度内であればその方向に配向できるという仮説を立てた.