hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
臨界点近傍における気体分子間力特異性に着目した新型ガスタービンサイクルの実証研究

しかし、現状、CO_2の臨界点近傍における伝熱流動特性に関し十分な知見や信頼性の高いデータがない。そこで、CO_2の臨界点近傍等における伝熱流動特性などのデータ取得を図ることを目的とし、PCHE (Printed Circuit Heat Exchanger)型熱交換器模擬試験体を組み込んだCO_2サイクル模擬試験装置を設計・製作した。次年度に、本試験装置を用いPCHE型再生熱交換器の効率を評価し、CO_2ガスタービンサイクルにおける高サイクル熱効率を検証することをめざして、予備試験を開始した。1.平成14年度に設計・製作したCO_2サイクル模擬試験装置を用いて、PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)型再生熱交換器模擬試験体の伝熱流動模擬試験をCO_2高温ガス炉サイクルの低温高圧側(108°C、6.510.5MPa)と高温低圧側(280°C、2.23.0MPa)を模擬した条件で行った。試験結果からPCHE型再生熱交換器の総括伝熱係数と圧力損失係数を評価した。2.上記PCHE型再生熱交換器試験体は英国のHeatric社に依頼して製作したものであるが、Heatric社のPCHEを上回る性能の新型高性能PCHEを開発することを目指して、3次元流体解析による流路の最適化研究を行い、2体のPCHE型再生熱交換器試験体を製作した。Heatric社のPCHEはジグザグで連続な流路を持っているが、今回製作したものは不連続でオフセット構造の流路形状とすることにより流体の混合や流れを乱す効果などを増大させることで、圧損と伝熱特性の改善を目指している。3.CO_2ガスタービンサイクルについての計算機シミュレーション研究を行い、以下の成果を得た。(1)CO_2ガスタービン炉は、比熱の温度依存性を補償するサイクル構成(部分冷却サイクル)とすることで、Heガスタービン炉と比較してサイクル熱効率が411%高くなる。(2)原子炉出口温度が中温(650°C)でもHeサイクルの高温(850°C)並の熱効率が得られる。(3)ターボ機器(タービン、圧縮機)のサイズは、Heサイクルの場合の約1/5となる。4.排熱回収による熱電併給システムの研究を行い、以下の成果を得た。(1)前置及び中間冷却器の冷却を従来の海水から液体CO_2に変更することで冷却器の伝熱面積を約1/2に低減できる。(2)冷却で気化したCO_2を直接ヒートポンプの作動流体として用いることで、排熱回収システムが簡素化される。(3)排熱回収システムは、約3.7年で従来の天然ガスボイラー以下の熱供給コストとなり、経済性が高い。1.平成15年度に、再生熱交換器試験体の断熱材表面からの放熱量がかなり大きく(100W)、伝熱特性はその補正方法によって大きく影響されるという結果を得た。そこで、断熱材外面からヒーターで熱を与えることで、試験体からの放熱量を実質的にゼロにできるように模擬試験装置を改造した。この改造装置を用いて、HEATRIC社(英国)製PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)型再生熱交換器試験体の伝熱流動試験を行った。試験は、CO_2高温ガス炉サイクルの低温高圧側(108°C、6.510.5MPa)と高温低圧側(280°C、2.23.0MPa)を模擬した条件で実施した。試験結果からPCHE型再生熱交換器の総括
痴呆に関する薬理学的研究

主としてラットを用い、諸種実験系で痴呆に関連したモデルを色々工夫しながら、いわゆる抗痴呆薬の作用を追究した。1.3-panel runway装置を用いて確立されたラットの作業記憶はscopolamine(SCO)やアセチルコリン(Ach)神経毒AF64Aの投与、海馬や嗅球などの局部的脳破壊および脳虚血によって障害された。SCOや海馬破壊によるこの作業記憶障害はphysostigmine、amiridin、tetrahydroaminoacridine、minaprineおよびWEB1881などのAch神経を活性化する薬物によって、改善されたが、S-adenosyl-L-methionine(SAM)では改善されなかった。一方、脳虚血による作業記憶障害はAch神経活性化作用を有する薬物だけでなく、SAMもよっても改善された。2.3-lever operant装置を用いて、3秒前に提示したレバ-の位置を覚えさせる見本合わせ学習法を考察した。この方法で3つのレバ-を表示して正しいレバ-を選択させるテストでは、嗅球摘出によってこの学習は著明に障害され、またその障害はphysostigmineによって改善された。3.脳血管性痴呆に関連してin vitroでの脳障害モデルを作成し、2-deoxyglucose(2DG)取り込み量を調べる方法で、薬物の脳保護作用の評価を試みた。ラットの背側海馬と頭頂葉皮質を厚さ45μmの切片に切り出し、低酸素+低グルコ-スの溶液に540分間浸した後洗浄し、0.56時間後に45分間の2DG取り込み実験を行った。1020分間の低酸素+低グルコ-ス負荷では、海馬、皮質ともに2DG取り込み低下が見られた。低酸素+低グルコ-スによるこの2DG取り込み低下はadenylate cyclase活性の低下、イノシト-ルリン脂質代謝回転の低下、Caイオンの細胞内流入阻止を起こすような処置によって防止される可能性が示唆された。2.マウス、ラット、ハムスターの回転かご運動量を連続記録し、そのサーカディアンリズムに対する薬物の作用を検討した結果、睡眠薬やコリン作動薬はこのリズムの位相を変えうることが明らかになった。また24ヶ月の老齢ラットでは夜間の運動量が低下しているが、明暗条件下では外界の光同調に異常は認められなかった。ひき続き老齢ラットの運動量の日内リズムに対する抗痴呆薬の作用につき検討中である。1.脳血管性痴呆に関連して、in vivoにおける脳障害モデルの作成を試み、単位時間当りの2ーdeoxyglucose(2DG)取り込み量を調べる方法を応用して、薬物の脳保護作用を検討した。ラットの背側海馬と頭頂葉皮質を厚さ450μmの切片に切り出し、これを低酸素+低グルコ-スのKrebs-Ringer液に540分間浸した後、45分間の2DG取り込み実験を行った。1020分間の低酸素+低グルコ-ス負荷では海馬、皮質切片ともに負荷時間に応じた2DG取り込み低下がみられ、この時、外部から30mM KClで刺激すると正常時より弱いながらも2DG取り込み反応がみられた。この2DG取り込み低下に対する諸種薬物の作用を検討した結果、この脳機能障害はadenylate cyclase活性の低下、inositol脂質代謝回転の低下あるいはCaイオンの細胞内流入阻止を起こすような処置によって防止される可能性が示唆された。2.3ーlever operant装置を用いてdelayed matching to leverlocation taskの学習法を考案した。

これは3秒前に提示したレバ-の位置を覚えさせる遅延見本合わせ学習で、正しいレバ-を選択させるtest trialでのレバ-押し反応は嗅球摘出によって著明に障害されたが、これはphysostigminによって改善された。3.昨年度に続き、3-panel runway装置を用いたラットの作業記憶実験ではACh神経毒AF64Aの投与、海馬や嗅球などの局部的脳破壊によっても著明な学習記憶障害が起こることを明らかにした。さらに抗痴呆薬を目指して開発中のminaprine、amiridin、tetrahydroaminoacridine、WEB1881などのコリン神経活性化作用を有する薬物はscoplamineや海馬破壊による作業記憶障害を改善することがわかった。S-adenosyl-L-methionineはscopolamineによる記憶障害には効果はなかったが、脳虚血による記憶障害には他の薬物と同様の改善効果を示した。
現代農村における競争と連携:農家の存続戦略と地域連携体としての「村」

本研究の目的は、市場原理に対応する個別農家の存続戦略と地域連携体としての「村」の特質を実証的に明らかにすることである。事例研究をとおして、農家の存続にあたって生産-生活組織の単位となる「地区」が、(1)産地間競争を勝ち抜くための社会的工夫として、(2)後継者育成の役割を担う単位として活用されていることを明らかにした。生活保障としての「家」の歴史的継続性を確認し、こうした家を単位とした生活保障の論理が今日の集落のまとまりにとって極めて重要であることが明らかになった。本研究の課題は、市場原理に対応する個別農家の存続戦略と地域連携体としての「村」の特質を、実証的に明らかにすることである。こうした課題に即して、本年度は、1)対象地である愛知県弥富市については、地域的概況の把握と対象地区選出に力を注いだ。とりわけ、対象地域の歴史的変遷、地域農業の現状について、関係諸機関より資料やデータを収集し、分析した。それとともに、同様の生産構造を有する地域について、概況調査を実施した。さらに、現地のインフォーマントに対してインタビュー調査を行った。それにより、本研究の目的にかなう典型的な地区を選出することができた。2)山形県東根市については、対象地域の歴史的変動過程についての文献を収集し、その解析を行った。それとともに、同県の地域別生産・生活構造を知るために、山形県庄内地方の農村の現状について、資料収集及び関係者に対するインタビュー調査を実施した。それらの研究を通して、東根市の地域的特性を多角的に把握することができた。3)日本社会学会、日本村落研究学会に参加し、課題にかかわる学会的状況の把握、および資料収集を行った。とりわけ、現在の「家・村」論研究の到達点を把握することができた。以上の研究により、21年度は、農家の存続戦略と地域的連携のあり方、その現代的な様相はいかなるものであるのかについて、最も基礎的な視座を得ることができ、次年度以降の研究の基盤とすることができた。今日の危機的な農業情勢の下で、日本の農家はどのような存続戦略をもち、生産・生活基盤を充実させているのか、また「村」が地域連携にどのようにかかわっているのか、という問題関心に即して、本年度は、愛知県弥富市と山形県東根市の農村地域における「家と村」の歴史的変遷について焦点をしぼり、実証研究を行った。具体的には、前年度の研究成果を踏まえて、調査資料の収集と解析を精力的に行うとともに、家の存続戦略に長けている地区のリーダー的農家を選出し、詳細なインタビュー調査を実施した。さらに、東北地方の米単作地帯である山形県酒田市を、前述した二地域の比較対象として新たに取り入れ、概況調査、資料収集と分析、さらに地域のリーダー的存在である農民に対するインタビュー調査を実施した。その結果、弥富市と東根市の特質を浮かび上がらせる第三の地域として類型化できることが確認された。今年度は、それらの研究成果の一部を、第83回日本社会学会大会一般研究報告農山漁村部会において、「昭和前期東北地方における開拓農家の存立と問題解決の共同性-山形県東根市若木地区を事例として-」というタイトルのもと、報告を行った。これによって、東北地方における開拓農家の「個と共同性」の関係が明らかになり、今日の農村像に連なる昭和前期の地域社会構造の一端が示された。以上により、市場原理に対応する個別農家の存続戦略と地域連携体としての「村」の特質を実証的に示す、重要な足掛かりを得ることができた。今日の危機的な農業情勢の下で、日本の農家はどのような存続戦略をもち、生産・生活基盤を充実させているのか、さらに、そのような農家のあり方と「村」の編成がどのように連動し地域連携を実現させているのかという問題関心に即して、本年度は、愛知県弥富市と山形県東根市の農村地域における「家と村」の現代的展開、および地域連携の実際について焦点を絞り、実証研究を行った。具体的には、前年度の研究成果をふまえ、調査資料の収集と解析を精力的に行うとともに典型的な事例を選出し、さらなるインタビュー調査を実施した。その結果、対象事例では生産にかかわる「村落文化」を基に、村落外諸組織と積極的に連携を図り、それを「村」の存続維持に活用することで、リスク回避を行っていることが看取された。加えて、東日本大震災が発生した今年度は、放射線災害への影響や自然災害に対する農家および村落連携についての調査を行った。その結果、愛知県弥富市と山形県東根市双方ともに各農家が災害対応を可能とする協同関係を歴史的に構築していることが明らかになった。今年度は、それらの研究成果の一部を、ロシア・ノボシビルスク国立大学において「日本の『家イエ』・『村ムラ』と東日本大震災を考える」という演題にて、翌年度の計画を前倒して招待講演を行い、現地研究者との研究交流を図った。

それとともに、ノボシビルスク国立大学の学生に対して日本特有の農村社会学の研究伝統および調査研究の特質についてのレクチャーをおこなった。国際競争力が喫緊に求められる今日、現代の農民がいかなる社会的装置を通じて市場原理に対応しているのか。本研究では、現代の農家の存続戦略と地域連携のあり方を明らかにするべく、実証研究を行った。平成24年度は、補充調査および調査結果の解析を進め、これまでの研究を集約する作業を行ってきた。具体的には、1.集落営農に参加する農家に対して、稲作農家特有の連携のあり方、および今後の地域連携に関わるインタビュー調査を実施した。その結果、とりわけ農家女性の参画が重要であることが明らかになった。2.対象集落が歴史的に深いかかわりのある他市町村の集落とも連携し、農業生産に関する「村落文化」の相互理解を図っていること、さらに、それを情報化することで、消費者との多面的な関係づくりに活用していることが、資料および調査結果の解析から明らかになった。3.生活保障としての「家」の歴史的継続性を確認し、「家」を単位とした生活保障の論理が今日の集落のまとまりにとっても極めて重要であることが、調査結果の解析から明らかになった。以上の研究成果をふまえ、次の2点が今後の研究展開にとって必要であると考えられる。すなわち、(1)「競争と連携」に関する現代農民のあり方を「家・村」理論の視点から論じる研究書を出版することである。(2)地域連携にかかわる様々な取り組みにおいて、農家女性がいかに参画しているのか、その実相を解明しジェンダー非対称性の問題に取り組むことである。本年度は、東日本大震災による被害を受け、調査の遂行および対象地への影響も懸念されたが、その問題状況への取り組みが逆に、新たな研究の成果を生み出し、成果報告を前倒しできたという点で、おおむね順調に進展しているといえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、東日本大震災による被害を受けたことにより、当初計画していた調査票調査を実施することができず、放射線災害への影響調査および自然災害に対する農家・村落連携についての分析を新たに加える必要があった。今後は、震災以後の村落協同関係の変容と存続という視点を新たに加えた形で総合的な現地調査を実施し、データの集積および解析を行う。翌年度は最終年度にあたるため、これまでの研究成果を集約し、報告書をまとめるための作業を進めていく。
ＩｇＧ４関連腎臓病における免疫応答の解析

生検腎組織を用いて、IgG4関連腎臓病(IgG4-RKD)病変は、Th2とTregが中心的に働いて創出している病態であることを明らかとした。認められるサイトカインパターンは、慢性寄生虫感染症における宿主免疫反応と同様であり、Th2反応主体のアレルギー性疾患発症を寄生虫感染が抑える免疫反応である。一方ヒト剖検症例腎臓では、病変部は動脈周囲炎の形態を呈していた。IgG4RKDを血管炎の病態と捉えて、血管炎モデルMRL/lprマウスにマンソン吸虫感染させ、Th2とTreg中心の免疫反応下での血管炎の組織学的変化を解析した。感染マウスは、IgG4-RKD類似の動脈周囲炎を呈することが明らかとなった。血清学的に高IgG4血症をもち、病理学的に病変組織中への顕著なIgG4陽性形質細胞浸潤を呈する全身性の多臓器障害性の疾患を全身性IgG4関連疾患と呼ぶことが提唱され、SaekiらによりIgG4関連尿細管間質性腎炎の存在が明らかにされてきた。日本腎臓学会では、我が国の症例の組織、臨床所見を集積する臨床研究を行い、IgG4関連腎臓病(IgG4 related kidney disease; IgG4RKD)の診断基準、診断のアルゴリズムを提唱した(Kawano M et al. Clin Exp Nephrol, 2011)。我々はその病院論的アプローチとして、腎生検組織を用いて、ナイーブT細胞から分化したTh1/Th2/Th17/Tregのどの細胞群が病態形成に大きく関わっているかを解析した。IgG4RKDの発現サイトカインパターンは非常に特徴的であり、Th2とTregが中心的に働いている病態であることが明らかとなった(Nakashima H et al. Clin Nephrol, 2010)。このサイトカインパターンは、慢性の寄生虫感染症における体内の免疫反応と同様であるため、マンソン吸虫感染マウスを用いて実際の免疫学的機序を解析した。感染MRL/lprマウスは、32週には非感染マウスに比して、Th2へシフトした免疫反応を呈しており、糸球体障害は膜性変化が主体の腎炎を呈していた(Miyake K etal. Autoimmunity, 2014)。しかしながら、IgG4RKDの特徴的所見である、間質における線維化像は認められす、Th2へのシフトを基盤とする自己免疫の異常では同様の変化が起こらないことが明らかになった。今後は、ヒトの剖検臓器を用いた、線維化像を呈する寄生虫疾患の他臓器の解析を併せて行い、特徴的な線維化には、Th2+Tregの免疫学的背景にした何が必要であるのかの解析を進めていく予定である。血清学的に高IgG4血症をもち、病理学的に病変組織中への顕著なIgG4陽性形質細胞浸潤を来たし、併せて特異の線維化を呈する全身性の多臓器障害性の疾患を全身性IgG4関連疾患(IgG4RD)と呼ぶことが提唱された。まず臨床上の問題点であるその診断に関して、我々はIgG4関連腎症(IgG4RKD)の診断基準を提示した。臨床検査上の所見、画像検査上の所見、血清IgG4高値、組織学的所見、さらに他臓器のIgG4RDの有無を鑑別点とする内容の診断基準である。この診断基準との合致程度で、確診、疑診と診断する。次に病因論的解析では、IgG4RKD生検腎組織からのサイトカインmRNAの発現を、他疾患間質性腎炎のそれと比較した。IgG4RKDではIL-4,IL-10とTGF-βが優位に産生され、Th2とTregが中心的に働いている病態であることが示された。この免疫状態が腎疾患にどのような変化を与えるかという観点から、SLEモデルMRL/lprマウスにマンソン吸虫を感染させ、腎臓の組織学的変化を解析した。寄生虫感染における体内サイトカインバランスはIgG4RKD同様の動態を示す。生後8週令で感染させたMRL/lprマウスは、32週には、WTに比してTh2偏倚の免疫反応を呈し、腎炎組織は、WTがびまん性増殖性変化を来すのに対し、膜性腎症を呈していることが明らかとなった。以前の研究でIL-27Rα欠損MRL/lprマウスも同様に、WTに比してTh2に偏倚した免疫反応を呈し、膜性腎症を呈していることを示したことから、遺伝的に、あるいは環境的に決定される個体のTh1/Th2バランスが、ループス腎炎の表現型決定の大きな要因であることが強く示唆された。

この結果と同じように様に、間質性腎炎においてもTh2とTreg免疫反応にスフトするとIgG4RKDに認められる特異な病像を創りだすかは今後の課題である。IgG4関連腎臓病(IgG4 related kidney disease; IgG4RKD)は、2001年Hamanoの自己免疫膵炎の報告をきっかけとして、Saekiらによりその存在が明らかとなった腎臓疾患である。特異的な硬化性線維化を来すことが特徴的な間質性腎炎である。我々は、IgG4RKD生検腎組織を用いて、病変部に浸潤は、Th2とTregが中心的に働いている病態であることが明らかとなった。この反応は、慢性の寄生虫感染症における宿主の免疫反応と同様であり、Th2が活性化した病態であるアレルギー性疾患の発症を抑える反応であることが明らかにされている。我々は、腎臓生検組織ではなく、ヒト剖検症例の腎臓を用いて詳細な検討を行ってみると、この細胞浸潤から線維化病変は、動脈血管に沿ってその周辺に存在し、動脈周囲炎の形態を呈していることに気がついてきた。IgG4RKDの病変を血管炎の病態と捉えて病態解明に向かう必要があると考え、血管炎モデルのMRL/lprマウスを用いて本研究を進めた。36週齢マンソン吸虫感染MRL/lprマウスと非感染マウスとの比較検討を行うと、非感染MRL/lprマウスでは、タマネギ状の閉塞性動脈炎を来たし、IgG4-RKDに特徴的な線維化は認められないばかりではなく、IgG4-RKDでは認められない所見であるフィブリノイド壊死が多くに認められた。一方、マンソン吸虫感染MRL/lprマウスでは、動脈周囲に著明な細胞浸潤と線維化を認めるが、血管内腔には細胞の増殖はなく、閉塞所見は認められなかった。線維化した部分は、花筵状の形態をとり、まさにIgG4-RKDに特徴的な所見を呈していた。免疫状態をTh2+Tregへシフトさせることで、血管炎モデルのMRL/lprマウスが表出する血管炎組織が大きく異なることが示された。腎臓内科学マンソン吸虫感染マウスを用いて実際の免疫学的機序を解析した。感染MRL/lprマウスは、32週には非感染マウスに比して、Th2へシフトした免疫反応を呈しており、糸球体障害は膜性変化が主体の腎炎を呈していた(Miyake K etal. Autoimmunity, 2014)。寄生虫感染による宿主の免疫反応のTh2へのシフトにより臓器障害の表現型が異なってくることを実証できたため。IgG4RKDはTh2とTregが中心的に働いている病態であることが示されている。SLEモデルMRL/lprマウスに同様の免疫状態をつくりだし、その病態の変化を解析する計画した。寄生虫感染時の体内サイトカインバランスは、自然免疫の亢進とともにTh2とTregの機能亢進が認められる。MRL/lprマウスにマンソン吸虫を感染させ、腎臓の組織学的変化を解析し、表現型へどのような変化を与えるかを検討した。想定通りに32週令の感染マウスの腎炎は、非感染マウスがび漫性増殖性変化(DPLN)を来すのに対し、膜性腎症(MLN)を呈していることが確かめられた。以前の研究では、IL-27Rα欠損MRL/lprも同様に、WTに比して、Th2に偏倚した免疫反応を呈し、膜性腎症を呈していることを示したことから、今回の研究結果によって、遺伝的に、あるいは環境的に決定される個体のTh1/Th2バランスが、自己免疫性の腎炎の表現型決定の大きな要因であることが強く示唆された。臨床上、ループス腎炎患者の病状はDPLNとMLNで大きく異なることが示されてきたし、実際に感じてきた。
生殖制御ホルモンの中枢性制御機構の解明

下垂体前葉から産生されるゴナドトロピン(Luteinizing hormone (LH)とFollicle-stimulating hormone (FSH))は、主として視床下部から分泌されるゴナドトロピン放出促進因子(GnRH)により制御されている。近年、キスペプチンによるGnRH分泌促進作用が明らかになり、それらに関与するその他の様々な生理活性物質の存在も報告されている。GnRH産生ニューロンのモデル細胞としてGT1-7細胞を用い、キスペプチンあるいは、視床下部に存在しGnRH分泌に関与していると考えられているその他の因子のGnRH産生への直接作用について検討を行った。Trichostatin A (TSA)ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であり、ヒストンからアセチル基を取り除く酵素の活性を妨げることにより遺伝子発現を変化させる目的で広く実験に使用されている。TSAのゴナドトロピンサブユニット発現に対する影響について検討した。ゴナドトロピン産生LβT2細胞をTSAで刺激し、ゴナドトロピンLHβ、FSHβ発現を定量PCRで測定した。またウェスタンブロッティング法によりTSAによるヒストンアセチル化反応、ERK活性化反応を検討し、GnRH刺激との比較を行った。TSAは下垂体ゴナドトローフLβT2細胞において濃度依存的にFSHβサブユニット発現を増加させたが、LHβサブユニットは増加させなかった。GnRH刺激ではFSHβ、LHβサブユニットともに濃度依存的に増加した。TSAによるFSHβサブユニット発現の増加はGnRHとの同時刺激で有意に抑制された。TSAにより細胞内アセチルヒストンは増加したがGnRHで抑制されなかった。またTSAはGnRHと同様に単独でERKを活性化し、TSAとGnRHとの同時刺激でERK活性は更に増加した。TSAはLβT2細胞においてFSHβを特異的に発現させることが分かった。TSAによるFSHβ発現機序はGnRHとは異なるものと考えられた。視床下部に存在するキスペプチンニューロンはneurokinin B(NKB)を共発現し、NKBはキスペプチン分泌を促進、キスペプチンがGnRH分泌を制御するといった知見が得られている。このようにNKB、キスペプチン、GnRHはHPG axisの中枢として生殖機能を制御しているが、これらのニューロペプタイドは胎盤にも存在している。そこでラット胎盤に存在するGnRH、キスペプチン、NKBの発現について検討した。妊娠18週のラットから胎盤を取り出し、トロフィブラストを分離する方法に準じて胎盤細胞を採取し培養した。胎盤細胞におけるGnRH、キスペプチン及びNKBの発現をリアルタイムPCRで測定した。胎盤細胞をエストラジオール(E2)と共に培養するとGnRH、キスペプチン、NKBの発現はコントロールに比べて有意に増加した。胎盤細胞におけるGnRH発現はキスペプチン刺激により増加しなかったが、GnRH刺激及びNKB刺激で有意に増加した。一方、胎盤細胞におけるキスペプチン発現はGnRH及びNKB刺激で増加したが、キスペプチンはキスペプチン発現を増加させなかった。胎盤におけるhCG mRNA発現を検討したところ、E2、キスペプチン、GnRH、NKB全ての刺激で胎盤細胞におけるhCG mRNA発現が有意に増加した。胎盤においては中枢のようにキスペプチンはGnRH発現を制御していないが、これらのニューロペプタイドはE2の影響下にあり、互いに影響しあい、hCG産生など胎盤機能の維持に関与していると考えられた。視床下部に存在するGnRHやキスペプチンは末梢組織にも存在する。キスペプチンは胎盤で特に高濃度に存在していることが知られている。そこで胎盤に存在するGnRH、キスペプチン、NKBの発現を検討することで、これらのニューロペプタイドが胎盤でお互いに影響しあい作用している可能性が示された。キスペプチンは視床下部において、GnRH産生ニューロンに存在するキスペプチン受容体Kiss1Rに結合し、GnRH分泌に関与していることが明らかにされている.また下垂体前葉ゴナドトロピン産生細胞にもKiss1Rが存在することが知られている.そこで下垂体ゴナドトロピン産生細胞におけるGnRH受容体とGPR54の関係について検討をおこなった.ラットゴナドトロピン産生細胞株であるLβT2細胞を用いてキスペプチン刺激によるLHβ,FSHβサブユニットの転写活性を測定し,GnRH受容体発現量の変化によるキスペプチンの刺激効果を比較した.LβT2細胞においてGnRHにより内因性のKiss1R発現は増加した.またキスペプチンはGnRH受容体発現を増加させ、LHβ,FSHβサブユニットプロモーター活性を共に増加させた.LβT2細胞内のGnRH受容体発現量を増加させたところ、キスペプチンによるゴナドトロピンサブユニット発現は更に増加した.Kiss1Rの発現を増加させた細胞では、LHβ,FSHβサブユニットプロモーターの基礎活性が上昇したが,GnRHに対する反応性に変化は認められなかった.以上より下垂体ゴナドトロピン産生細胞において、キスペプチンはゴナドトロピン促進作用を持つことが明らかとなった.またキスペプチンはGnRH受容体を増加させることで、GnRHあるいはキスペプチン自身によるゴナドトロピン促進作用を増強させると考えられた.一方GnRHもKiss1Rの発現を増加し,ゴナドトロピンの基礎転写活性及びキスペプチンによるゴナドトロピン促進作用を増強していると考えられた.

今回の研究では、ラットゴナドトロピン産性細胞株であるLβT2細胞を用いて実験を行った。しかしLβT2細胞は腫瘍細胞由来の不死化細胞であり、実際の現象を反映していない可能性も考えられるため、初代培養系での実験を追加する必要があると考えられた。Gonadotropin-inhibitory hormone(GnIH)は下垂体ゴナドトロピンの放出を抑制する新規脳ホルモンとして発見された。GnIHの受容体は下垂体前葉のみならず、GnRHニューロンにも発現し、GnIHは下垂体ゴナドトロピン産生細胞及びGnRHニューロンの双方に抑制的制御を行っている。ゴナドトロピン産生LbT2細胞、GnRH産生ニューロン株GT1-7細胞、下垂体前葉初代培養細胞を用い、GnIH受容体発現について検討をおこなった。LbT2細胞、下垂体前葉初代培養細胞、GT1-7細胞にはGnIH受容体であるGPR74, GPR147のmRNA発現を認めた。LbT2細胞においてGnRHはGPR74発現を増加させた。下垂体初代培養細胞においてもGnRHはGPR74, GPR147を共に増加させた。パルス状GnRH刺激を行うとGPR74, GPR147発現は低頻度GnRHパルス刺激で高頻度GnRHパルス刺激と比べてより優位に発現が増加した。視床下部GT1-7細胞に対しPerifusion systemを用いてキスペプチンの間欠刺激(パルス刺激)を行うとGPR74, GPR147共に発現が有意に増加した。LbT2細胞において恒常活性化型MEKK及びPKAの細胞内への導入は、それぞれ単独でGPR74, GPR147mRNA発現を増加させた。一方GT1-7細胞においてはMEKK及びPKAの同時発現時のみGPR74, GPR147mRNAの発現が増加した。GnRHは下垂体ゴナドトロピン産生細胞においてGnIH受容体発現を制御し、キスペプチンは視床下部GnRHニューロンにおいてGnIH受容体発現を制御している可能性が考えられた。下垂体前葉から産生されるゴナドトロピン(Luteinizing hormone (LH)とFollicle-stimulating hormone (FSH))は、主として視床下部から分泌されるゴナドトロピン放出促進因子(GnRH)により制御されている。近年、キスペプチンによるGnRH分泌促進作用が明らかになり、それらに関与するその他の様々な生理活性物質の存在も報告されている。GnRH産生ニューロンのモデル細胞としてGT1-7細胞を用い、キスペプチンあるいは、視床下部に存在しGnRH分泌に関与していると考えられているその他の因子のGnRH産生への直接作用について検討を行った。特異的ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤であるTrichostatin A(TSA)を用いた実験から、ゴナドトロピン遺伝子発現にヒストンアセチル化が関与する可能性について示すことができた。生殖制御ホルモンの生理作用について、特にGnRHとキスペプチンを中心に、細胞株およびラット初代培養細胞を用い検討を行っていく。ラット下垂体前葉の初代培養を行い、下垂体前葉におけるキスペプチンのゴナドトロピン産生に対する作用を明らかにしてく予定である。
大強度ライマンα光による水素同位体原子の微量検出法の開発

水素原子の微量検出は、イオン源、炎、ガス放出などのプラズマや密度の低い気体の中での実験、プラズマCVD或いは核融合炉等様々な分野の研究において重要な課題である。これまで用いられているレーザー誘起発光法や3光子イオン化法の検出限界は、10^<7-8>個cm^<-3>と報告されている。本研究の目的はレーザーの線幅を200GHz程度に広げた大強度のライマンα光を生成し、それらを用いてレーザー共鳴イオン化(1S-2P-unbound)法によって水素原子の検出限界を4桁から5桁良い10^<2-3>個cm^<-3>を達成することである。波長122nmの真空紫外(VUV)光を作り出す方法として、Krの4P^55P準位を用いた四波共鳴差周波混合法を導入する。この手法では、Krの4P^55P準位に対応する2光子共鳴波長212.5nm(ω^r)と、その共鳴準位とライマンα光の差に相当する差収波(ω^t)を、Kr/Arの混合ガス中で、時間的にも空間的にも重ね合わせることによってライマンα光(ω_<VUV>)が生成される。現在までに、本手法で0.1-1μJ/パルスのライマンα光をうることに成功しているが、ライマンαの強度、ビームクオリティを増強・改善するR&Dを行うことよって10-100μ/パルスを達成する。科新しい結晶であるCLBOを用いてαの強度の増強に成功している。これらの成果を、アメリカのテネシー大学で行われた共鳴イオン化スペクトロスコピー2000(RIS2000)なる国際会議でオーラルとポスターセッションで報告を行った。また、2001年8月に催されるIsotope Effect2001国際会議での招待講演を要請されている。この手法では、Krの4P^55P準位に対応する2光子共鳴波長212.5nm(ω_r)と、その共鳴準位とライマンα光の差に相当する差収波(ω_t)を、Kr/Arの混合ガス中で、時間的にも空間的にも重ね合わせることによってライマンα光(ω_<VUV>)が生成される。現在までに、本手法で0.1-1μJ/パルスのライマンα光をうることに成功しているが、ライマンαの強度、ビームクオリティを増強・改善するR&Dを行うことによって10-100μJ/パルスを達成する。科研費を使わせて頂き、コンパクトなデジタルオシロスコープを購入し、2種類のレーザー光の時間的な一致を常にモニターし、ライマンαの強度の増強に努める。

また既存の静電四重極レンズ、静電ミラー、質量分離用磁石等のパーツを利用し、バックグランドの小さい測定を可能とするTOF測定の為の装置を組み上げが終了したところである。水素原子の微量検出は、イオン源、炎、ガス放出などのプラズマや密度の低い気体の中での実験、プラズマCVD或いは核融合炉等様々な分野の研究において重要な課題である。これまで用いられているレーザー誘起発光法や3光子イオン化法の検出限界は、10^<7-8>個cm^<-3>と報告されている。本研究の目的はレーザーの線幅を200GHz程度に広げた大強度のライマンα光を生成し、それらを用いてレーザー共鳴イオン化(1S-2P-unbound)法によって水素原子の検出限界を4桁から5桁良い10^<2-3>個cm^<-3>を達成することである。波長122nmの真空紫外(VUV)光を作り出す方法として、Krの4P^55P準位を用いた四波共鳴差周波混合法を導入する。この手法では、Krの4P^55P準位に対応する2光子共鳴波長212.5nm(ω_γ)と、その共鳴準位とライマンα光の差に相当する差収波(ω_1)を、Kr/Arの混合ガス中で、時間的にも空間的にも重ね合わせることによってライマンα光(ω_<VUV>)が生成される。現在までに、本手法で0.1-1μJ/パルスのライマンα光をうることに成功しているが、ライマンαの強度、ビームクオリティを増強・改善するR&Dを行うことよって10-100μJ/パルスを達成する。科新しい結晶であるCLBOを用いてαの強度の増強に成功している。これらの成果を、アメリカのテネシー大学で行われた共鳴イオン化スペクトロスコピー2000(RIS2000)なる国際会議でオーラルとポスターセッションで報告を行った。
植物の器官特異的転写調節機構の解明

刺激特異的・器官特異的転写増幅信号はTFIID複合体を介して転写装置に伝わると考えられているが植物では全くわかっていない。そこで、その手掛かりを得るためにTFIID複合体の中心分子であるタバコTATAボックス結合蛋白(TBP)をコードするcDNAをクローニングした。このcDNAを大腸菌発現ベクターに組み込み、大量発現の後、組み換えTBPを精製して、転写装置のTFIID複合体と置き換えたところ、TATAに依存した転写開始活性を回復することができた。この再構成系が刺激特異的転写増幅信号を仲介する活性を特異的に失ったかどうかを現在検討しているところである。一方、タバコ試験管内転写系で、rbcSプロモーターの光刺激特異的転写増幅を示す可能性を調べるために、このプロモーターをβ-グルクロニダーゼ遺伝子に連結したレポーター遺伝子をタバコ培養細胞に導入することによりstable transformantを作製し、その光応答性を調べた。すると約10倍の光誘導がかかり、光合成能力は失っていても、光誘導のシステムは維持されていることが分かったので、光特異的転写増幅機構の研究を、タバコ試験管内転写系を用いて行うことにした。今後、光照射、非照射後のタバコ培養細胞の核抽出液中で、rbcSプロモーターからの転写効率を比較する。光照射、非照射の間に差があれば、光照射タバコ細胞の核抽出液からタンパク質を分離し、非照射タバコ培養細胞の核抽出液に、この分離したタンパク質を加えて転写活性が増加すれば、そのタンパク質は光刺激特異的転写増幅因子である。したがって、この因子を用いて光刺激特異的転写増幅機構の解明を行う。また、このときタバコのTFIIDをTBPと置き換えた再構築試験管内転写系にこれらの因子を加えた時の結果と比較することにより、この光による転写増幅信号の伝達にTBPの周辺の因子が関与しているかどうかがわかる。
免疫抑制受容体PD-1の阻害による新規がん免疫療法の開発

これまでに様々な分子を標的としたがんの免疫療法が実験動物を用いて検討されており、その中には劇的な治療効果が観察されているものも多い。しかしながら、実際にヒトの患者においてその有用性が再現される例は少なく、動物モデルを用いた腫瘍免疫の研究方法がヒトにおける実際の病態を反映できていない可能性を示唆している。本研究計画では、腸がん自然発症モデルマウスを用いることにより、よりヒトに発症するがんに近い条件で、免疫抑制受容体PD-1阻害剤による抗腫瘍効果を検討することを目的とした。本年度は、PD-1欠損マウスをapcΔ716ヘテロマウス、及びapcΔ716変異とsmad4欠損を同じ染色体に持つヘテロマウス(cisマウス)と交配し、腸ポリープ、及び腸がん発症に与えるPD-1欠損の影響を観察した。その結果apcΔ716ヘテロマウスの生存期間はPD-1欠損によりむしろ短縮された。一方、cisマウスの生存期間は、PD-1欠損により若干短縮される傾向が見られたが、統計学的な有為差は得られなかった。これらの結果は、効果的な抗腫瘍免疫応答がこれらのマウスでは誘導されていない可能性を示唆するため、来年度はPD-1阻害だけではなく、がん特異的な免疫応答の誘導と組み合わせて治療を行う予定である。免疫応答はマウスの系統により大きく異なることが知られているため、上記の実験で用いたC57BL/6マウスとは免疫学的な性質が異なるBALB/cマウスを用いて同様の解析を行った。apcΔ716ヘテロマウス、及びcisマウスをBALB/c系統に7世代戻し交配したたところ、BALB/c-cisマウスは、巨大な乳がんと脾腫を発症して16週齢までに全てが死亡した。一方、BALB/c-apcΔ716ヘテロマウスは25週齢を超えても健常であった。BALB/c-apcΔ716ヘテロマウスでは効果的な抗腫瘍免疫応答が誘導されている可能性を示唆するため、今後、PD-1欠損による影響を検討する予定である。
バリオンとその励起状態のカイラル対称性の研究

カイラル対称性に基づくバリオンとその励起状態の分類とそれらの性質への反映を調べることを主目的に、関連する研究を行い、以下の成果をまとめた。A.QCD和則によるハドロンの性質の研究:QCD和則を用いて、バリオンおよび負パリティのバリオン励起状態の質量におけるカイラル対称性の破れの役割を解明した。また、SU(3)対称性の元でのバリオン・メソンの結合係数をQCD和則により求め、F/D比がSU(6)を仮定した現象論的な値にほぼ一致することを示した。さらにSU(3)の破れの効果がπの結合の場合は小さいことを指摘した。B.カイラル有効模型によるバリオンのカイラル対称性の新しい可能性の追求:カイラル対称性のバリオンでの表現について考察し、特に正負パリティバリオンが逆符号の軸性電荷を持っミラーバリオンの性質を調べた。N(1535)励起状態が核子とミラーバリオンになっているとした場合に、実験的にミラーであるかどうかを判定する方法を提案した。C.格子QCDおよび、梯子QCD近似を用いたハドロンの性質の研究:クェンチ格子QCDを用いて、クォーク対凝縮とクオーク・グルーオン混合凝縮の比を求め、その温度依存性がよく一致していることを示し、カイラル対称性の回復の機構の解明に重要であることを指摘した。梯子近似によるベーテサルピータ方程式を用いて、擬スカラーおよびスカラーメソンに対するインスタントン誘起相互作用の役割を定量的に指摘した。D.ストレンジネス核物理の研究:バリオン間短距離力におけるインスタントン誘起相互作用の効果を調べ、特に、ハイペロン・核子間のスピン・軌道力において重要であることを示した。ハイパー核のクォーク交換による非中間子弱崩壊が実験データを説明出来ることを示し、同じ崩壊におけるΔI=1/2則の破れが大きい可能性を予言した。カイラル対称性に基づくバリオンとその励起状態の分類とそれらの性質への反映を調べることがこの研究の中心テーマである。今年度はその中で、QCD和則を用いたメソン-バリオン結合定数の研究、ハイペロンの弱崩壊におけるカイラル対称性の役割、N^*(1535)に関するカイラルユニタリー模型を用いたパイ、エータ中間子との結合の計算、有限温度でのシグマ模型の非摂動繰り込み群を用いた有効ポテンシャルの評価などを中心に研究を進めてきた。主な成果は以下の通り。(1)QCD和則をバリオンの2点関数に適用、メソンと真空による行列要素からメソン-バリオン結合定数を評価した。カイラル極限及び、O(m^2)項を用いた解析をSU(3)8重項のバリオンに対して行い、SU(3)極限でのF/D比を求め、さらにSU(3)の破れの様子を求めた。(2)ハイペロンの弱崩壊をソフトパイオンの手法で解析し、ΔI=1/2則との関連、ハイペロンのハイパー核内での崩壊への適用などを議論した。(3)カイラル摂動論にユニタリ化の手法を組みあわせたカイラルユニタリー模型をN*(1535)バリオンに適用し、N*とパイオン、エータなどとの結合定数の符号や、大きさを吟味した。(4)有限温度でのカイラル対称性の回復の研究として、線型シグマ模型を用い、その有効ポテンシャルを非摂動論的手法を用いて計算した。非摂動繰り込み群による計算では、有効ポテンシャルを局所ポテンシャル近似の範囲で厳密に求め、2次の相転移を確認し、臨界指数を求めた。

今年度はその中で、N^*(1535)共鳴状態のカイラル対称性を決めるために必要な実験の提唱、QCD和則を用いたメソン-バリオン結合定数の研究、ハイペロンやハイパー核の弱崩壊におけるバリオン励起状態の役割などを中心に研究を進めてきた。主な成果を以下にまとめる。(1)N^*(1535)は基底状態である核子Nの負パリティ励起状態であるが、N^*とNの関係をカイラル対称性に基づいて調べた一連の仕事を行っている。その結果、NとN^*が互いにミラーバリオンとして振舞う場合に注目し、軸性ベクトル流結合定数の符号が互いに逆になることを指摘した。これを実験的に確かめるには、エータ、パイ生成実験が適当であることを指摘し、その反応断面積、角分布などにミラーとしての特徴が現れることを示した。この結果にそった実験計画が進行中である。(2)パイオン、エータなどの中間子と8重項バリオンの結合定数をQCD和則を用いて解析し、F/D比は相関関数のDirac構造に敏感であることを示し、もっとも適当なDirac構造がテンソル型であることを明らかにした。SU(3)対称性の元で求めたF/D比は0.6-0.8で、これまでの現象論的解析とよく一致している。(3)シグマなどのバリオン励起状態のハイペロンの弱崩壊への寄与を調べた。特に、ハイパー核内での崩壊ではシグマの仮想混合が重要であることを指摘し、軽いハイパー核の崩壊確率を直接クォーク機構と中間子交換を組み合せたモデルで計算し、実験データとよく合うことを示した。カイラル対称性に基づくバリオンとその励起状態の分類とそれらの性質への反映を調べることがこの研究の中心テーマである。今年度はバリオンの軸性ベクトル電荷とパイオン-バリオン散乱の関連(Mended Symmetry)、Ν^*(1535)共鳴状態のカイラル対称性を決めるために必要な実験の提唱、ハイパー核の弱崩壊におけるバリオン励起状態の役割などを中心に研究を進めてきた。(1)核子の励起状態の軸性ベクトル電荷をカイラル対称性の現れとして考察した。パイオン-バリオンの前方散乱振幅に、カイラル対称性(Mended Symmetry)が現れることに注目し、バリオン励起状態の分類における、カイラル対称性の線形表現を考察した。(2)核子の励起状態Ν^*(1535)と基底状態Νの関係をカイラル対称性に基づいて調べる一連の仕事のまとめを行い、総合報告を書いた。特に、ΝとΝ^*が互いにミラーバリオンとして振舞う場合に注目し、軸性ベクトル流結合定数の符号が互いに逆になることを検証するために、光子または中間子によるエータ、パイ生成実験を考察した。生成断面積、パイの角分布などにミラーとしての特徴が現れることを示した。(3)ハイペロンの弱崩壊におけるカイラル対称性の役割について調べた。核内でのストレンジネス崩壊では、シグマなどのバリオン励起状態が寄与することを指摘した。軽いハイパー核の崩壊確率を直接クォーク機構と中間子交換を組み合せたモデルで計算し、実験データとよく合うことを示した。カイラル対称性に基づくバリオンとその励起状態の分類とそれらの性質への反映を調べることがこの研究の中心テーマであるが、それから派生してカイラル対称性に支配されるハドロンの核内での諸性質の研究に発展してきた。
有機塩素化合物による汚染土壌の浄化プロセスの開発

全国でトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン等による深刻な土壌汚染が明らかになってきている。本研究では、まず、土壌ガス吸引法(真空抽出法)による汚染土壌の浄化技術の最適化のための基礎データとして、汚染土壌に通気して浄化速度を解析した。汚染速度の気化速度は、通気速度によらず、通気時間と両対数で直線関係になることを明らかにした。この結果をもとに、土壌中の汚染物質の経時変化、すなわち浄化に要する時間を任意のガス吸引速度と含水率で予測する方法を提案した。また、最適なガス吸引ポンプの選定方法を明らかにした。また、土壌から気化させた汚染ガスを活性炭で吸着濃縮する方法の基礎データとして、各種有機塩素化合物の蒸気について、活性炭に対する吸着特性を調べて解析した。単成分の吸着平衡関係は、いずれの活性炭でもDubinin-Polanyi式で表示されるが、実際の排ガスでは、共存する水蒸気によって有機塩素化合物の吸着容量が減少し、その影響は相対湿度が70%を超えると急に大きくなり、有機塩素化合物の吸着を阻害することが分かった。これらをもとに最適な汚染ガスの吸着処理施設の設計方法を示した。一方、汚染土壌の掘削処理法については、高温加熱法や低温加熱法で処理実験を行い、その運転条件を明らかにした。さらに、気化させた有機塩素化合物を焼却し、排ガスを乾式処理する実験では、燃料とともに加熱すると800°C以上で99%以上分解することを確認した。その他の浄化技術としてバイオレメディエーション法や原位置ガラス固化法等については、文献およびヒアリング調査によって開発状況と課題を明確にした。以上の知見をふまえて、汚染レベルおよび汚染の広さや汚染土壌体積から最適な土壌浄化技術を選定する考え方を示した。全国で深刻な土壌汚染が明らかになってきているトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタンを中心に、真空抽出法による浄化の基礎デ-ダとして、汚染土壌と水および空気との間の平衡関係を調べたところ、従来の単純な固-液、液-気の平衡関係とは一致せず、固-液-気が相互に影響していることが明らかになった。このことは、土壌中の水が単に自由水であるだけでなく、化学吸着水や結晶水として存在していること、汚染物質が土壌を構成する粘土鉱物の結晶層間に入っていたり、土壌に含まれる有機質と錯体を形成していることなどによると推定された。また、土壌から気化させた汚染ガスを活性炭で吸着濃縮する方法の基礎データとして、上記の有機塩素化合物の蒸気について、活性炭に対する吸着特性を調べたところ、単成分の吸着平衡関係は、いずれの活性炭でもDubinin-Polanyi式で表示されるが、実際の排ガスでは、共存する水蒸気によって有機塩素化合物の吸着容量が減少し、その影響は相対湿度が70%を超えると急に大きくなること、有機物蒸気濃度が低いほど大きくなることなどが明らかになった。また、吸着速度は、活性炭粒径の小さいときには気相側の拡散律速となり、通気抵抗が大きくなるので、適切な粒径の選定が重要であることが明らかになった。以上の成果は、実際の土壌浄化およびそれに伴って排出される排ガスの浄化のための装置設計とその運転管理に役立つものである。全国で深刻な土壌汚染が明らかになってきているトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタンを中心に、真空抽出法による浄化の基礎データとして、昨年、汚染土壌と水および空気との間の平衡関係を調べたところ、従来の単純な固一液、気一液の平衡関係から計算されるよりも土壌への吸着量が大きいことが明らかになった。

本年度は、まず、この現象を解明するため、含水率の異なる土壌に対する有機塩素化合物の吸着平衡を測定し、土壌表面が水で覆われている部分と覆われていない部分とが存在し、それぞれ有機塩素化合物が固液気の分配平衡と固気の分配平衡とで吸着しているとするモデルを用いて解析した。その結果、土壌の含水率の低下とともに著しく吸着量が増加し、含水率の比較的高い土壌でもわずかな乾燥表面に大量の有機塩素化合物が吸着していると考えられた。これらの基礎研究をもとに、土壌粒塊から有機塩素化合物を気化させて浄化する実験を行い、粒塊外表面が乾燥されると、内部から気化したものが外部で吸着され、浄化されにくくなることから、含水率の高い状態または微粉砕して浄化するとよいことがを明らかにした。また、気化させた有機塩素化合物を焼却し、排ガスを乾式処理する実験を行い、その結果、燃料とともに加熱すると99.99%以上分解することが確認され、生成した塩化水素は200°Cで石灰粒子と反応させれば経済的な排ガス処理ができる可能性を明らかにした。全国で深刻な土壌汚染が明らかになってきているトリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタンを中心に、真空抽出法による浄化の基礎データとして、汚染土壌と水および汚染土壌と空気との間の平衡関係を調べたところ、従来の単純な固一液、気一液の平衡関係から計算されるよりも土壌への吸着量が大きいことが明らかになった。この現象を解明するため、含水率の異なる土壌に対する有機塩素化合物の吸着平衡を測定し、土壌表面が水で覆われている部分と覆われていない部分とが存在し、それぞれ有機塩素化合物が固液気の分配平衡と固気の分配平衡とで吸着しているとするモデルを用いて解析した。さらに汚染土壌に通気して浄化する実験を行い、通気速度によらず、気化速度と通気時間が両対数で直線関係になることを明らかにした。これらの基礎研究をもとに、土壌粒塊から有機塩素化合物を加熱気化させて浄化する技術では、粒塊外表面が乾燥されると、内部から帰化したものが外部で吸着され、浄化されにくくなることから、含水率の高い状態または微粉砕して浄化するとよいことがを明かにした。また、真空抽出法による汚染土壌浄化の効果を予測する方法を提案した。
大腸菌化学感覚レセプターの分子解剖による機能解析

大腸菌の「味覚」センサーである化学感覚レセプターについて以下のような知見を得た.(1)リガンド識別機構.アスパラギン酸レセプターTarとセリンレセプターTsrは,一次構造上の相同性が高いにも関わらず,アスパラギン酸とセリンを正確に識別する.Tarリガンド結合ドメインの結晶構造解析によりアスパラギン酸と相互作用する残基が同定されているが,そのうちTsrにおいて保存されていない残基を入れ換えてもリガンド特異性は変わらなかった.したがって,リガンド結合残基以外の領域がリガンド特異性を決定している可能性が高い.現在はこの仮説についてさらに検討中である.(2)情報変換機構.Tarは二つのサブユニットで一分子のリガンドを挟み込むが,リガンドの有無に関わらずダイマーとして存在する.したがって,ダイマー内構造変化が情報変化の本質と考えられる.二つの変異Tarの同時発現系を利用した解析により,ダイマー当たり一つしか細胞質側シグナル産生ドメインをもたないTarが,ほぼ正常なアスパラギン酸応答を媒介するという注目すべき結果を得た.このことは,シグナル産生には,細胞質側シグナル産生ドメインのサブユニット間相互作用ではなく,サブユニット内構造変化またはダイマー間相互作用が必須であることを示している(すでに発表済み).この研究の過程で,ダイマーによるシグナル産生の非対称性についても見いだし,現在発表準備中である.また,シグナル変換機構を理解する上でとくに興味深い現象として,Tarが温度センサー機能をもつこと,そしてその性質がリガンドの有無によって逆転することがあげられる.本研究ではこの現象についても解析し,温度センサー機能の逆転がレセプターのメチル化によることを明らかにした(すでに発表済み).大腸菌の「味覚」センサーである化学感覚レセプターについて以下のような知見を得た.(1)リガンド識別機構.アスパラギン酸レセプターTarとセリンレセプターTsrは,一次構造上の相同性が高いにも関わらず,アスパラギン酸とセリンを正確に識別する.Tarリガンド結合ドメインの結晶構造解析によりアスパラギン酸と相互作用する残基が同定されているが,そのうちTsrにおいて保存されていない残基を入れ換えてもリガンド特異性は変わらなかった.したがって,リガンド結合残基以外の領域がリガンド特異性を決定している可能性が高い.現在はこの仮説についてさらに検討中である.(2)情報変換機構.Tarは二つのサブユニットで一分子のリガンドを挟み込むが,リガンドの有無に関わらずダイマーとして存在する.したがって,ダイマー内構造変化が情報変化の本質と考えられる.二つの変異Tarの同時発現系を利用した解析により,ダイマー当たり一つしか細胞質側シグナル産生ドメインをもたないTarが,ほぼ正常なアスパラギン酸応答を媒介するという注目すべき結果を得た.このことは,シグナル産生には,細胞質側シグナル産生ドメインのサブユニット間相互作用ではなく,サブユニット内構造変化またはダイマー間相互作用が必須であることを示している(すでに発表済み).この研究の過程で,ダイマーによるシグナル産生の非対称性についても見いだし,現在発表準備中である.また,シグナル変換機構を理解する上でとくに興味深い現象として,Tarが温度センサー機能をもつこと,そしてその性質がリガンドの有無によって逆転することがあげられる.本研究ではこの現象についても解析し,温度センサー機能の逆転がレセプターのメチル化によることを明らかにした(すでに発表済み).