hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
界面電子状態密度制御によるSiナノワイヤの熱電変換指数巨大化への挑戦

研究の第一年度は、主としてALD装置によるSiNWへのAl2O3被覆絶縁層の形成技術の確立、およびMEMS技術を用いたSiNW群の熱電変換特性評価デバイスの開発研究に取り組んだ。前者においては、SiNWへの被覆には成功したものの、最適条件を抽出するに至っていない。今年度は、薄膜形成中の基板温度制御を高精度に実施できるように、装置を改良する予定である。一方、後者においては、解析研究と実験研究を実施した。先ず解析研究では、SiNW群を用いた熱電変換デバイスに関する熱ー電気等価回路モデルを作成し、解析によって熱電変換出力のSiNW密度依存性を解明した。これにより、デバイス開発に必要なSiNW群の密度情報を得ることができた。実験研究においては、触媒用金ナノ粒子のトレンチ側壁への選択的配置の実現、マイクロトレンチ間でのVLS成長SiNW群の架橋、およびTEOSを原料としたSiO2絶縁膜の被覆形成に成功し、SiNW群を用いた熱電変換特性評価デバイスを試作開発することができた。本年度は、このデバイスを用いて、架橋SiNW群のI-V特性評価、ゼーベック電圧の計測を実施した。I-V評価では、金ナノ粒子ーSi境界でのショットキー障壁に起因した非線形性が確認された。また、ゼーベック電圧の計測では、温度増加に伴う同電圧増加が確認できた。ただし、ゼーベック電圧は約35 μVと解析で予想される値より非常に小さくなった。今後、より大きなゼーベック電圧出力を得るために、SiNW群にマイクロヒーターからの熱を効率よく伝えられるように、デバイスに断熱構造を適用する必要があると考えられる。また、今後はデバイス構造およびプロセスフローの再検討を行うとともに、SiNW群に大きい温度差を付与できるヒーター構造を実現していく予定である。申請当初の計画どおり順調に研究成果を得ている。とくに、MEMS技術を用いたSiNW群の熱電変換特性評価デバイスの開発研究では、触媒用金ナノ粒子のトレンチ側壁への選択的配置、同トレンチ内でのSiNW群の架橋成長、およびTEOSを原料としたSiO2絶縁膜の被覆形成に成功し、当初予定より早く同デバイスの試作開発に成功した点が大きな成果である。これにより、デバイス製作における各種プロセス上の問題点を抽出することができた。但し、現時点ではAl2O3絶縁膜形成技術の確立については、当初予定より若干遅れており、早急な研究推進が必要である。申請当初の計画では、SiNWへの不純物ドーピングについて十分な検討がなされていなかったが、Uni-leg熱電変換構造を実現するためには、p型SiNW群の架橋が必要となる。そこで、研究の第二年度では、トレンチ内で架橋成長したSiNW群にボロン(B)を含んだ単分子膜を蒸気成膜した後に、熱拡散法によってp型SiNW群とする「Monolayer Doping」技術を確立していく。これにより、ゼーベック電圧の増加も期待できる。既に簡易的な実験を終了し、Monolayer Doping法によって比抵抗値が大きく変化することを明らかにしている。今後は、熱拡散時間と温度の合理的条件の抽出が必要となる。

申請当初の計画では、SiNWへの不純物ドーピングについて十分な検討がなされていなかったが、Uni-leg熱電変換構造を実現するためには、p型SiNW群の架橋が必要となる。そこで、研究の第二年度では、トレンチ内で架橋成長したSiNW群にボロン(B)を含んだ単分子膜を蒸気成膜した後に、熱拡散法によってp型SiNW群とする「Monolayer Doping」技術を確立していく。これにより、ゼーベック電圧の増加も期待できる。既に簡易的な実験を終了し、Monolayer Doping法によって比抵抗値が大きく変化することを明らかにしている。今後は、熱拡散時間と温度の合理的条件の抽出が必要となる。
肝内胆管細胞のheterogeneity(多様性)についてのプロテオーム解析

平成17年度は、主に分離胆管細胞を用いて、その多様性をμアレイ法や、プロテオーム法を用いて解析し、さらにAMA陽性となる動物モデルから胆管細胞を分離してその表出分子の変化を調べることにより原発性胆汁性肝硬変(PBC)の標的細胞である胆管細胞上の蛋白発現と、AMA産生との関連を明らかにすることを目的とした。研究方法としてNODマウスは自己免疫現象を広範に起こすマウス種として知られているが、今回その亜種2系統を用いて胆管細胞の蛋白発現を検討することとした。そのため、まずは実験マウスのモデルとしての妥当性を検証し、またそのコロニーの維持を行った。更に、形態学的、病理学的に胆管炎の有無を確認し、更にAMA産生の有無をELISA法にて確認した。更に胆管細胞を分離する方法を新たに考案し、その後の解析に用いるための細胞回収法の基礎的検討を行った。その研究結果としてNODマウスの亜種2種を米国より入手し、適当な検疫業務の後に繁殖させて安定したコロニーを作製した。更に、経時的のこのモデル動物を観察することにより胆管炎モデルとして妥当であることを確認した。さらにAMAが経時的に産生されてくることを確認した。また、今回新たに開発した胆管細胞の分離法が、純度の高い胆管細胞を得る方法として有望であることを確認した。また、胆管細胞の多様性の一部としてヒト胆管細胞における水チャンネル(aquaporin)の発現があることを明らかにした。さらに今回用いた手法を応用して、胆管細胞の多様性や、細胞特性についての共同研究をまとめて発表した。胆管細胞の経時的変化については、現在最新のマイクロアレイ法とプロテインチップ法で解析中である。胆管細胞の表出分子を詳細に検討することにより、PBCの新たな治療法に貢献する可能性が示された。難治性の免疫学的機序による胆管破壊の特徴として肝内胆管のうち小葉間胆管のサイズの細胞が選択的に破壊される点があるが、その選択性についての詳細は不明である。肝内胆管細胞には多様性が存在することが知られており、われわれはこの点についての理解を深めることがヒト胆汁うっ滞性肝疾患の治療に不可欠であると考えて今回の研究を開始した。ヒトの小葉間胆管に特異的に発現される分子・蛋白の解明を進めるために、従来行ってきたcDNAμアレイ法に加えて、2Dゲルを用いた蛋白質の網羅的検討を行うことを目指し、平成16年度はそのための基礎検討を行った。生体肝移植の摘出肝より、胆管細胞を不死化させて蛋白発現プロファイルの比較を行うことより、病的胆管に特異的に発現される蛋白の検討を行った。その基礎実験であるマウス胆管細胞を用いた基礎実験より、細胞の増殖や、遊走に関与する蛋白Ephrin関連蛋白が認められその発現の生理学的意義に対する検討を行い、その結果EphA5が小型の胆管細胞に選択的に発現されていることが認められ、これは再生が旺盛な細胆管レベルでの胆管細胞の特徴を裏付けるものと考えられた。小葉間胆管は再生に乏しい細胞と考えられているが、人為的にEphの発現を調整することにより、胆管再生のために新規の治療法の標的分子としての可能性が提唱された。また、ヒトの病的胆管では水チャンネルであるアクアポリンの表出が低下することを臨床検体を使って明らかにした。今後は、siRNAを使用して、その検討を行うとともに、今回確立した手法を用いて、さらに新規のユニークな蛋白の同定とその解析を行うことが望ましいと考えられた。

また、今回の検討により、障害を受けたヒトの臨床検体をそのまま培養に持ち込むことは技術的に困難であることも見出し、樹立した正常胆管細胞株を用いての検討も並行していく必要があることも判明した。平成17年度は、主に分離胆管細胞を用いて、その多様性をμアレイ法や、プロテオーム法を用いて解析し、さらにAMA陽性となる動物モデルから胆管細胞を分離してその表出分子の変化を調べることにより原発性胆汁性肝硬変(PBC)の標的細胞である胆管細胞上の蛋白発現と、AMA産生との関連を明らかにすることを目的とした。研究方法としてNODマウスは自己免疫現象を広範に起こすマウス種として知られているが、今回その亜種2系統を用いて胆管細胞の蛋白発現を検討することとした。そのため、まずは実験マウスのモデルとしての妥当性を検証し、またそのコロニーの維持を行った。更に、形態学的、病理学的に胆管炎の有無を確認し、更にAMA産生の有無をELISA法にて確認した。更に胆管細胞を分離する方法を新たに考案し、その後の解析に用いるための細胞回収法の基礎的検討を行った。その研究結果としてNODマウスの亜種2種を米国より入手し、適当な検疫業務の後に繁殖させて安定したコロニーを作製した。更に、経時的のこのモデル動物を観察することにより胆管炎モデルとして妥当であることを確認した。さらにAMAが経時的に産生されてくることを確認した。また、今回新たに開発した胆管細胞の分離法が、純度の高い胆管細胞を得る方法として有望であることを確認した。また、胆管細胞の多様性の一部としてヒト胆管細胞における水チャンネル(aquaporin)の発現があることを明らかにした。さらに今回用いた手法を応用して、胆管細胞の多様性や、細胞特性についての共同研究をまとめて発表した。胆管細胞の経時的変化については、現在最新のマイクロアレイ法とプロテインチップ法で解析中である。胆管細胞の表出分子を詳細に検討することにより、PBCの新たな治療法に貢献する可能性が示された。
熱橋の簡易評価法に関する研究

本研究は,動的熱負荷計算プログラムに容易に組み込めるような形で,熱橋を含む壁体の計算を行う方法を開発することを目的とする.昨年度,熱橋を含む部位を一般部と熱橋部の2つの1次元的に熱流が生じる壁体に置き換え,熱応答が最大となる位置の値を熱橋部の熱応答とし,熱貫流率が合うように熱橋部面積を調整するという方法を提案した.この方法は単純に壁体が増えるだけなので既存のプログラムヘの組み込みにはほとんど支障が無く,結露判定で必要となる最低壁面温度と壁体を通過する熱流量を両方とも近似することができる.熱橋部の伝達関数は,正のラプラスパラメータを与えて2次元の差分法により計算した貫流・吸熱伝達関数を精解とし,一般部の伝達関数との差を取ることことにより求める.応答係数法をベースとする熱負荷計算プログラムであれば伝達関数を数値ラプラス逆変換するだけであるが,差分法や有限要素法をベースとする熱負荷計算プログラムの場合は,熱橋部の伝達関数を再現できるような仮想的な壁体を構成する必要がある.今年度は,2層3節点壁体や3層4節点壁体を具体的に構成する方法について検討を行い,熱貫流率及び熱容量を保存するようPade近似する方法が有効であることがわかった.この際,1次元壁体の離散化モデルとして,熱容量を集中化したモデルでは単層壁で熱容量配分が熱抵抗配分と異なってしまうという不自然な結果が生じるため,熱容量を集中化しない有限要素法モデルを用いて壁体を構成するが妥当であること,柱・梁・庇等,突出部がある場合は実表面積が平面への投影面積より大きくなるため,貫流の生じない純蓄熱要素を導入する必要があることを示した.本研究は,動的熱負荷計算プログラムに容易に組み込めるような形で,熱橋を含む壁体の計算を行う方法を開発することを目的とする.定常計算に限っていえば,熱橋の近似方法はかなり提案されているため,まず既往研究についで調査した.簡易な定常計算法として確立されたものとして,線熱橋・点熱橋の考え方を用いるISO 14683の方法や平均熱貫流率を求めてから熱橋タイプごとに決めた熱橋係数を乗じる日本の住宅省エネルギー基準解説書の方法がある.更に簡易なものとしては,熱貫流抵抗の上限値と下限値の単純平均の逆数とするISO 6946の方法もある.動的熱負荷計算では面積を有しない線熱橋や点熱橋は室内の相互放射などの扱いがしにくく適用が困難である.今回開発したのは,熱橋を含む部位を一般部と熱橋部の2つの1次元的に熱流が生じる壁体に置き換え,熱応答が最大となる位置の値を熱橋部の熱応答とし,熱貫流率が合うように熱橋部面積を調整するという方法である.単純に壁体が増えるだけなので既存のプログラムへの組み込みにはほとんど支障が無い.このような扱いをすれば,結露判定で必要となる最低壁面温度と壁体を通過する熱流量を両方とも近似することができる.しかし,本来熱橋面積は周波数によって変わるため,一定値としたときの誤差が懸念された.そこで,いくつかの熱橋を例にとり,差分法による精解と近似解をラプラス変換領域で比較検討した.その結果,問題なく近似できる見通しを得た.今後の課題としては,熱橋部の応答特性を再現できるような仮想的な壁体の構成法の開発があげられる.本研究は,動的熱負荷計算プログラムに容易に組み込めるような形で,熱橋を含む壁体の計算を行う方法を開発することを目的とする.昨年度,熱橋を含む部位を一般部と熱橋部の2つの1次元的に熱流が生じる壁体に置き換え,熱応答が最大となる位置の値を熱橋部の熱応答とし,熱貫流率が合うように熱橋部面積を調整するという方法を提案した.この方法は単純に壁体が増えるだけなので既存のプログラムヘの組み込みにはほとんど支障が無く,結露判定で必要となる最低壁面温度と壁体を通過する熱流量を両方とも近似することができる.熱橋部の伝達関数は,正のラプラスパラメータを与えて2次元の差分法により計算した貫流・吸熱伝達関数を精解とし,一般部の伝達関数との差を取ることことにより求める.応答係数法をベースとする熱負荷計算プログラムであれば伝達関数を数値ラプラス逆変換するだけであるが,差分法や有限要素法をベースとする熱負荷計算プログラムの場合は,熱橋部の伝達関数を再現できるような仮想的な壁体を構成する必要がある.今年度は,2層3節点壁体や3層4節点壁体を具体的に構成する方法について検討を行い,熱貫流率及び熱容量を保存するようPade近似する方法が有効であることがわかった.この際,1次元壁体の離散化モデルとして,熱容量を集中化したモデルでは単層壁で熱容量配分が熱抵抗配分と異なってしまうという不自然な結果が生じるため,熱容量を集中化しない有限要素法モデルを用いて壁体を構成するが妥当であること,柱・梁・庇等,突出部がある場合は実表面積が平面への投影面積より大きくなるため,貫流の生じない純蓄熱要素を導入する必要があることを示した.
骨髄および脂肪由来細胞を用いた尿道括約筋様構造体による機能的尿道括約筋の再生

尿失禁は、生命危機に直結するものではないが、Quality of Life (QOL)を著しく損ねる疾患であり、日常生活、社会活動で多くの支障を及ぼすことから治療開発は重要課題である。また、超高齢化社会を迎え、さらに、前立腺癌発生率の増加にともなう手術件数の増加の予測を背景に腹圧性尿失禁患者の増大が見込まれる。腹圧性尿失禁に対する治療として、骨盤底筋訓練や薬物療法が挙げられるが、改善が認められないことが多い。外科的治療として、尿道スリング手術、傍尿道コラーゲン注入治療、人工括約筋植込・置換術が挙げられるが様々な課題がある。これらの背景から、われわれは、バイオ3Dプリンターを利用して脂肪組織由来の間葉系細胞(脂肪由来細胞)から尿道に移植するために適した形を有するC型構造体を用いた腹圧性尿失禁の新規治療法の開発を考案した。研究期間では、ウサギ脂肪組織由来細胞からバイオ3Dプリンターを利用して独自開発のC型構造体を作製した。細胞を採取したウサギの尿道に凍結傷害を与えた後、C型構造体の自家移植の実験を行った。対照群には、構造体を移植しない偽手術を行った。術後、2,4週間目に尿道を摘出して観察したところ、対照群では、尿道の狭窄が認められたが、構造体移植群では、狭窄が認められなかった。また、組織解析において、移植した構造体の生着が確認できるとともに、移植構造体の中で、脂肪由来細胞の横紋筋、平滑筋、神経細胞や血管内皮細胞等の分化が認められた。さらに、構造体を構成している細胞からの細胞成長因子などの発現が認められた。これらの結果から、構造体移植による尿道再生の可能性を見いだした。尿失禁は、生命危機に直結するものではないが、Quality of Life (QOL)を著しく損ねる疾患であり、家事、仕事、社会活動の日常生活で多くの支障を及ぼすことから治療開発は重要課題である。超高齢化社会を迎え、さらに、前立腺癌発生率の増加にともなう手術件数の増加の予測を背景に腹圧性尿失禁患者の増大が見込まれる。本年度は、ウサギ脂肪組織由来細胞から独自開発のC型構造体を作製した。また、組織解析において、移植した構造体の生着が確認でき、また、移植構造体の中で、脂肪由来細胞の横紋筋、平滑筋、神経細胞や血管内皮細胞等の分化が認められた。バイオ3Dプリンター(レジェノバ、株式会社サイフューズ)を用いて、C型構造体の作製に成功した。凍結傷害を与えた尿道に脂肪由来細胞C型構造体の自家移植を行った。術後2,4週間後に尿道組織を採取し、組織学的解析を中心に解析を進めた。その結果、構造体移植による尿道再生の可能性を見いだした。以上から、当初の計画の変更による研究遂行の遅れや支障もなく、円滑に進めることができた。

さらに、構造体を構成している細胞からの細胞成長因子などの発現が認められた。これらの結果から、構造体移植による尿道再生の可能性を見いだした。尿失禁は、生命危機に直結するものではないが、Quality of Life (QOL)を著しく損ねる疾患であり、家事、仕事、社会活動の日常生活で多くの支障を及ぼす。さらに、超高齢化社会の到来、前立腺癌発生率の増加にともなう手術件数の増加の予測を背景に腹圧性尿失禁患者の増大が見込まれることからも治療開発は重要課題である。腹圧性尿失禁に対する治療として、骨盤底筋訓練や薬物療法が挙げられるが、改善が認められないことが多い。外科的治療として、女性腹圧性尿失禁に対しては、尿道スリング手術が行われ好成績を示すが、異物を体内に留置することからスリング素材による膣びらんが副作用として発生することがある。一方、男性腹圧性尿失禁に対しては、傍尿道コラーゲン注入治療が行われていたが、治療持続効果が低いこと、治療用コラーゲン供給の停止などから、現在、実施されなくなった。そこで、人工括約筋植込・置換術が承認、保険適用になったが、侵襲が大きく、異物である機器を体内に植込むことから術後合併症、植込機器の作動不良、故障が問題となっている。これらのことから、現在、男性、女性を問わずに、腹圧性尿失禁対する有効な治療法の選択肢は非常に少ない。われわれは、バイオ3Dプリンターを利用して脂肪組織由来の間葉系細胞(脂肪由来細胞)から作製した尿道括約筋構造体を用いた腹圧性尿失禁の新規治療法の開発を考案した。われわれが利用するバイオ3Dプリンターは、細胞凝集体(スフェロイド)を剣山と呼ばれる針状体にコンピューター制御によって積層していくもの(レジェノバ、株式会社サイフューズ、委託作製)である。したがって、本年度は、構造体を作製する条件確立のため、脂肪由来細胞からスフェロイド作製の条件確立を行い、再現性のある条件を確立した。さらに、作製したスフェロイドを用いて、いくつかの構造体の試作を行った。バイオ3Dプリンター(レジェノバ、株式会社サイフューズ)の利用には、脂肪由来細胞から効率よく、均一な再現性のある細胞凝集体(スフェロイド)を作製しなければならない。したがって、本年度は、脂肪由来細胞スフェロイド作製の条件設定を検討した。その結果、適切な細胞数、培地が決定した。続いて、実際に、いくつかの構造体の試作を行った。この過程で、われわれの最終目的である臨床での腹圧性尿失禁の治療に応用できそうな構造体の作製に成功した。ここで、試作された構造体に関しては、来年度の研究結果を踏まえて特許申請を準備している。以上のように、当初の計画の変更による研究遂行の遅れや支障もなく、円滑に進めることができた。今年度は、脂肪由来細胞C型構造体の自家移植によって再生した尿道組織に対して、対照群との比較、経時的経過での比較など、より詳細な解析を進める。同時に、細胞成長因子の発現なども解析し、尿道再生の機序についても考察を行う。これらの研究成果をまとめ、学術誌に論文を投稿する予定である。また、この基礎研究を臨床での実用化技術としての確立に向けた周辺インフラ整備などを考えていく予定である。今年度、試作で成功した構造体を実際にウサギの尿道に(自家)移植を行う。移植後、Leak Point Pressure測定などを行い、尿道括約筋の機能について評価を行う。
神経内分泌細胞における酵素活性化物質の生理的意義

PACAPP様免疫陽性軸索終末がラット視床下部の視索上核や室傍核に多数分布し,神経内分泌細胞の細胞体やその突起にシナプスを形成しているのが観察された.またPACAレセプター(PACAP-R)様免疫陽性反応は視床下部全域に点状に分布し,特に視索上核や室傍核に多数みられた.免疫電顕でPACAP-R様免疫反応は神経内分泌細胞の形質膜とくにシナプス形成部位のシナプス後膜にみられた.以上の結果から,PACAP含有ニューロンは視床下部の神経分泌ニューロンにシナプスを介して直接神経支配している可能性が示唆された.NOSニューロンについては背側縫線核領域で観察し,NOSニューロンはセロトニン・ニューロンとよく似た分布を示し,NOS様免疫陽性終末が他のニューロンにシナプスを形成している所見を得た.視床下部領域におけるNOSニューロンの詳細については現在観察中である.GluニューロンとNMDA型Gluレセプター(MNDA-R1)について免疫電顕的に観察し,ラット視床下部室周囲核において,NMDA-R1免疫陽性突起にGlu免疫陽性およびGlu免疫陰性の両方の軸索終末がシナプスを形成しているのを観察した.そのほかに,GABA様免疫陽性終末がNMDA-R1様免疫陽性樹状突起にシナプスを形成しているのも観察された.以上から,NMDA-R1含量ニューロンが興奮性および抑制性アミノ酸ニューロンによって神経支配されたいることが明らかになった.PACAPP様免疫陽性軸索終末がラット視床下部の視索上核や室傍核に多数分布し,神経内分泌細胞の細胞体やその突起にシナプスを形成しているのが観察された.またPACAレセプター(PACAP-R)様免疫陽性反応は視床下部全域に点状に分布し,特に視索上核や室傍核に多数みられた.免疫電顕でPACAP-R様免疫反応は神経内分泌細胞の形質膜とくにシナプス形成部位のシナプス後膜にみられた.以上の結果から,PACAP含有ニューロンは視床下部の神経分泌ニューロンにシナプスを介して直接神経支配している可能性が示唆された.NOSニューロンについては背側縫線核領域で観察し,NOSニューロンはセロトニン・ニューロンとよく似た分布を示し,NOS様免疫陽性終末が他のニューロンにシナプスを形成している所見を得た.視床下部領域におけるNOSニューロンの詳細については現在観察中である.GluニューロンとNMDA型Gluレセプター(MNDA-R1)について免疫電顕的に観察し,ラット視床下部室周囲核において,NMDA-R1免疫陽性突起にGlu免疫陽性およびGlu免疫陰性の両方の軸索終末がシナプスを形成しているのを観察した.そのほかに,GABA様免疫陽性終末がNMDA-R1様免疫陽性樹状突起にシナプスを形成しているのも観察された.以上から,NMDA-R1含量ニューロンが興奮性および抑制性アミノ酸ニューロンによって神経支配されたいることが明らかになった.PACAP様免疫陽性軸索終末が視索上核や室傍核に多数分布し、神経分泌ニューロンの細胞体やその突起にシナプスを形成しているのが観察された.また,PACAPレセプター(PACAP-R)様免疫陽性反応は視床下部全域に点状に分布し,特に視索上核や室傍核に多数みられた.免疫電顕でPACAP-R様免疫反応は神経分布ニューロンの形質膜とくにシナプス形成部位のシナプス後膜にみられた.以上の結果から,PACAP含有ニューロンは視床下部の神経分泌ニューロンにシナプスを介して直接神経支配している可能性が示唆された.NOSニューロンについては背側縫線核領域で観察し,NOSニューロンはセロトニン・ニューロンとよく似た分布を示し,NOS様免疫陽性終末が他のニューロンにシナプスを形成している所見を得た.GluニューロンとNMDA型Gluレセプター(MNDA-R1)について免疫電顕的に観察し,ラット視床下部室周囲核において,NMDA-R1陽性突起にGluの陽性および陰性の軸索終末がシナプスを形成している所見を得た.そのほかに,GABA様免疫陽性終末がNMDA-R1様免疫陽性樹状突起にシナプスを形成しているのも観察された.以上から,NMDA-R1含有ニューロンは興奮性および抑制性アミノ酸ニューロンによって神経支配されていることが明らかされた.PACA様免疫陽性軸索終末がラット視床下部の視索上核や室傍核に多数分布し,神経内分泌細胞の細胞体やその突起にシナプスを形成しているのが観察された。またPACAPレセプター(PACAP-R)様免疫陽性反応は視床下部全域に点状に分布し,特に視索上核や室傍核に多数みられた.免疫電顕でPACAP-R様免疫反応は神経内分泌細胞の形質膜とくにシナプス形成部位のシナプス後膜にみられた.以上の結果から,PACAP含有ニューロンは視床下部の神経分泌ニューロンにシナプスを介して直接神経支配している可能性が示唆された.

NOSニューロンについては背側縫線核領域で観察し,NOSニューロンはセロトニン・ニューロンとよく似た分布を示し,NOS様免疫陽性終末が他のニューロンにシナプスを形成している所見を得た.視床下部領域におけるNOSニューロンの詳細については現在観察中である.GluニューロンとNMDA型Gluレセプター(MNDA-R1)について免疫電顕的に観察し,ラット視床下部室周囲核において,NMDA-R1免疫陽性突起にGlu免疫陽性およびGlu免疫陰性の両方の軸索終末がシナプスを形成しているのを観察した.そのほかに,GABA様免疫陽性終末がNMDA-R1様免疫陽性樹状突起にシナプスを形成しているのも観察された.以上から,NMDA-R1含有ニューロンは興奮性および抑制性アミノ酸ニューロンによって神経支配されていることが明らかになった.
ヒト尿由来転移抑制物質の作用機序の解明と臨床応用に向けた研究

我々は以前にヒト尿中に癌細胞の浸潤を抑制する物質ビクニンが存在することを報告した。今回は安価に大量生産可能である大豆ビクニンの研究成果を以下に述べる。大豆由来トリプシンインヒビターにはクニッツ型(Kunitz Trypsin Inhibitor ; KTI)とボーマンバーク型(Bowman-Birk Inhibitor ; BBI)の2種類存在していることが知られている。大豆よりKTIとBBIを分離精製した。使用した培養細胞はヒト卵巣癌細胞HRAであり、この細胞株はヌードマウスに腹腔内移植すると癌性腹膜炎モデルを作成することができる悪性度の高い癌細胞である。KTIとBBIは名前のとおりトリプシンを効率よく抑制するが、両者ともウロキナーゼ活性には強い抑制効果を有していない。しかし、KTIは癌細胞からのウロキナーゼ産生そのものを抑制する作用を有していた。そのIC50は約2μMであった。一方、今回実験に使用した濃度の範囲ではBBIにはウロキナーゼ産生抑制作用は認められなかった。そこで、HRA細胞の浸潤、移動をKTI, BBIが阻止できるかどうか検討した。我々は過去の実験からHRAはウロキナーゼ依存性に癌細胞の浸潤・転移がおこることを確認してある。予想通り、KTIはIC50が3μMで癌浸潤を抑制した。一方、BBIには癌浸潤抑制作用は認めなかった。HRAからのウロキナーゼ産生はTGF-β依存性である。TGF-β1によりERK1/2がリン酸化され、MAP kinaseの活性化を介してウロキナーゼ産生がおこることが知られている。そこでTGF-β1投与と同時にKTIあるいはBBIを添加しておき、MAP kinaseの活性化を測定するとKTIによりERK1/2のリン酸化が阻止された。したがって、この実験から、大豆由来トリプシンインヒビターのなかのKTIがERK1/2のリン酸化を抑制し、MAP kinaseを介するウロキナーゼ産生を抑制し、結果として癌細胞の浸潤が抑制されることが判明した。したがって、大豆由来のKTIを大量にかつ安価に精製することにより、癌転移抑制活性を有する薬剤あるいは食品を開発することができるものと思われる。今回、このデータを特許申請した。我々は以前にヒト尿中に癌細胞の浸潤を抑制する物質が存在することを報告した。研究成果を以下に述べる。1)ヒト尿中に存在する癌浸潤抑制物質を精製しアミノ酸配列を検討した結果分子量4万の糖蛋白質ビクニンと一致した。2)ビクニンの癌浸潤抑制作用を培養細胞を用いた系で検討した。卵巣癌・肺癌の培養細胞を用いたが、いずれの細胞においてもビクニンは濃度依存性に癌細胞の浸潤を抑制した。3)ビクニンの癌転移抑制についてマウス実験系にて皮下移植した系と血管内に直接移植した系について検討した。肺転移やリンパ節転移の抑制効果を検討するとビクニンを一匹のマウスあたり0.5mg投与すると転移が半減した。4)ビクニンは濃度依存性に癌細胞に結合し、解離定数は約200nMであり癌細胞膜にはビクニンの結合蛋白質かリセプターの存在が示唆された。

ビクニンリセプターとして分子量4万5千の膜蛋白質が、もう一つのビクニン結合蛋白質として分子量4万のリンクプロテインが同定された。リンクプロテインはヒアルロン酸に結合する糖たんぱく質である。5)ビクニンは癌細胞に結合した後、カルボキシル末端が浸潤に必要な控訴であるプラスミンを直接阻害し、癌浸潤を抑制した。6)ビクニンは癌細胞に結合した後、CD44分子の二量体形成を阻害することによりMAP kinaseのシグナル伝達を抑制して癌浸潤・転移に必要なウロキナーゼの発現を遺伝子レベルで抑制した。7)ビクニンを浸透圧ポンプに入れて担がんマウスに移植すると効率的にヒト卵巣癌による癌性腹膜炎を抑制し、マウスの延命を確認できた。8)ビクニンは生理的物質で毒性がない。以上より、ビクニンをヒト卵巣癌患者への癌転移抑制剤として使用するための前臨床的検討を行っている。我々は以前にヒト尿中に癌細胞の浸潤を抑制する物質ビクニンが存在することを報告した。今回は安価に大量生産可能である大豆ビクニンの研究成果を以下に述べる。大豆由来トリプシンインヒビターにはクニッツ型(Kunitz Trypsin Inhibitor ; KTI)とボーマンバーク型(Bowman-Birk Inhibitor ; BBI)の2種類存在していることが知られている。大豆よりKTIとBBIを分離精製した。使用した培養細胞はヒト卵巣癌細胞HRAであり、この細胞株はヌードマウスに腹腔内移植すると癌性腹膜炎モデルを作成することができる悪性度の高い癌細胞である。KTIとBBIは名前のとおりトリプシンを効率よく抑制するが、両者ともウロキナーゼ活性には強い抑制効果を有していない。しかし、KTIは癌細胞からのウロキナーゼ産生そのものを抑制する作用を有していた。そのIC50は約2μMであった。一方、今回実験に使用した濃度の範囲ではBBIにはウロキナーゼ産生抑制作用は認められなかった。そこで、HRA細胞の浸潤、移動をKTI, BBIが阻止できるかどうか検討した。我々は過去の実験からHRAはウロキナーゼ依存性に癌細胞の浸潤・転移がおこることを確認してある。予想樋り、KTIはIC50が3μMで癌浸潤を抑制した。一方、BBIには癌浸潤抑制作用は認めなかった。HRAからのウロキナーゼ産生はTGF-β依存性である。TGF-β1によりERK1/2がリン酸化され、MAP kinaseの活性化を介してウロキナーゼ産生がおこることが知られている。そこで、TGF-β1投与と同時にKTIあるいはBBIを添加しておき、MAP kinaseの活性化を測定するとKTIによりERK1/2のリン酸化が阻止された。したがって、この実験から、大豆由来トリプシンインヒビターのなかのKTIがERK1/2のリン酸化を抑制し、MAP kinaseを介するウロキナーゼ産生を抑制し、結果として癌細胞の浸潤が抑制されることが判明した。したがって、大豆由来のKTIを大量にかつ安価に精製することにより、癌転移抑制活性を有する薬剤あるいは食品を開発することができるものと思われる。今回、このデータを特許申請した。
ショウジョウバエの寄生蜂に対する寄生抵抗性の遺伝子同定とその進化的意義

本研究の目的はショウジョウバエとその寄生蜂を用いて宿主の寄生蜂に対する抵抗性の形質変化を遺伝学的に解明することである。既に報告済みの通り、コマユバチ科の2種の寄生蜂(Asobara japonica、A. rossica)をショウジョウバエの幼虫に曝露すると、ショウジョウバエの系統によって寄生率に顕著な差が出ることが分かった。A. japonica、A. rossicaともにその差は見られた。また、異なる2系統のショウジョウバエを同時に曝露したときも同様の結果が得られた。さらに本年度は系統によって寄生率が変化する要因として忌避物質の存在に着目し、研究を進めた。実験ではショウジョウバエ幼虫の体表成分の効果を確かめるため、幼虫を水で十分に洗浄した。そして2系統のショウジョウバエ幼虫が各々入った容器を同時に寄生蜂に曝露し、どちらの種が入った容器により多く訪問するかを調べた。期待通り、洗浄した幼虫はしなかったものに比べて顕著に訪問が減った。しかしこれまでの実験とは異なり、系統による差は見られなかった。幼虫ではなく卵で比較したときには系統による差が見られたので、これは予想に反していた。今後は忌避物質を同定し、その性質と由来を調べることが課題である。また忌避物質以外の要因、たとえば宿主の免疫反応なども視野に入れて研究を検討する必要がある。それにより今後系統による形質の変化や要因を遺伝学的に解明することの足がかりとなる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的はショウジョウバエとその寄生蜂を用いて、宿主の寄生蜂に対する抵抗性の形質変化を遺伝学的に解明することである。ひいては宿主-寄生者の複雑な関係が見られる要因を遺伝学的、進化学的に考察することを目標とする。宿主-寄生者の関係は互いの抵抗性能力、寄生能力が質的、量的に変化するためその要因を探ることは難しい。しかしショウジョウバエは多くの遺伝子の機能が研究されており、より具体的なメカニズムを理解することができると期待している。1.コマユバチ科の2種の寄生蜂(Asobara japonica、A. rossica)を複数のショウジョウバエ種、またはDrosophila melanogasterの遺伝変異系統の幼虫に曝露し、その寄生率を求めた。曝露には2つの異なる大きさの容器を用いた。大小2つの容器で比較すると、1系統において顕著な寄生率の差が見られた。寄生率の差はどちらの寄生蜂種においても見られた。このショウジョウバエの系統は一般的によく知られたD. melanogasterの遺伝変異系統の1つであるが、これまでに寄生蜂との関連は指摘されたことがないため、1つの発見であると言える。2.コンテナ内に2つのシャーレを並べ、それぞれ異なるショウジョウバエ幼虫を入れた。そしてコンテナ内に寄生蜂を投入し、どちらのシャーレに訪問するのか行動を観察した。その結果、1の実験によって寄生率に差の見られた系統とD. melanogasterの野生系統Canton-Sで選択をさせたときのみ寄生蜂の訪問個体数に有意な差が見られた。このことから、この遺伝変異が寄生蜂の宿主選択に何らかの影響を及ぼしている可能性が示唆された。寄生率測定の実験では当初予定していた手法とは異なるが、予定通り寄生率に差が見られる系統を見出すことができた。またその系統に関して、行動の観察においても基準系統Canton-Sとの間に違いが見られることが示唆される結果が得られ、今後の研究への足がかりとなった。(1)寄生率に差が見られた系統は複数の遺伝変異を持つため、単独遺伝子の変異系統や遺伝子ノックダウンの手法を用いてどの遺伝子が寄生率の変化に寄与したのか調べる。(2)寄生率に差が見られた系統の遺伝子とその要因と思われる形質の質的、量的関係を調べる。

(3)当該遺伝子とその要因と思われる形質の関連性が見られた場合、さらに他種や他系統においてどのようになっているのかを調べて、寄生率や選択行動と比較することにより宿主選択における当該遺伝子の役割を考察する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
首都圏鉄道計画支援システムを援用した鉄道計画および沿線地域計画に関する研究

本研究は,筆者らの提案した首都圏鉄道計画支援システムの具体的な適用例として,アクセシビリティ指標と効用値を用いたメッシュ評価の分析を行うものである.平成13年度の成果を踏まえ,平成14年度には(1)効用値の計測(2)シミュレーション分析を行っている.(1)効用値の計測を平成14年度の前半に行っている.首都圏鉄道計画支援システムの鉄道駅選択モデルおよび端末交通手段選択モデルを再構築し,その推計結果を用い,平成13年度に作成したサービスレベルを代入することによって,アクセシビリティ指標と同様に100mメッシュ単位で算出,表示を行った.本研究では,整備鉄道駅周辺の地域計画に直接反映できるように,鉄道新線整備に伴う,アクセス道路網整備,バス路線網,駐輪場整備等の影響を計測することに着目しているため,バス停の位置,駐輪可能台数等のデータもここでは入力している.(2)シミュレーション分析を平成14年度の前半に行っている.本研究でのシミュレーション分析は,常磐新線開業に伴う,バスネットワークの再編の鉄道利用者に与える影響を分析したものである.なお,平成14年度には,昨年度の成果および本年度の成果を論文にまとめ学会等に発表している.これらの2年間の分析を通して,首都圏鉄道計画支援システムの有用性を示し,今後行われる鉄道新線プロジェクトに伴う地域計画の方向性を示唆している.本年度は,以下の(1)から(5)の手順で研究を進めている.(1)分析対象地域である東京都,埼玉県,千葉県,茨城県の東京地下鉄8号線沿線地域における鉄道ネットワーク,局地道路ネットワーク,バスネットワークを作成する.(2)作成したネットワークを利用して経路探索を行い,本分析の基になる各種属性データを作成する.(3)それらの属性データと公示地価データ等から本研究で定義しているアクセシビリティ指標を計算し,各メッシュからの通勤利便性を計測する.(4)アクセシビリティ指標とその他の属性データ(土地利用,用途地域,人口等)との関係を100mメッシュ単位で分析する.(5)アクセシビリティ指標を用いて,東京地下鉄8号線開通後のシミュレーション分析を行う.これらの分析から以下の成果を得ている.一つ目は,筆者らが提案している首都圏鉄道計画支援システムを援用することで,例えミクロな分析単位であったとしても,従来の分析と比べて容易にかつ短時間での分析を可能にしたことである.二つ目は,アクセシビリティ指標と土地利用,用途地域,人口が,全体傾向として高い相関を持つことを確認し,それらの特徴を示し得たことである.三つ目は,それらの関係において,全体傾向とは異なるエリアを抽出し,その要因をある程度明らかにしたことである.本年度行った分析は,本研究の全体の中では基礎的研究として位置付けられるものであり,首都圏鉄道計画支援システムの有用性を示し,鉄道計画および沿線地域計画への適用の可能性を明示する上ではなくてはならないものである.なお,これら成果を,来年度(平成14年度)の土木学会での発表することを予定している.本研究は,筆者らの提案した首都圏鉄道計画支援システムの具体的な適用例として,アクセシビリティ指標と効用値を用いたメッシュ評価の分析を行うものである.平成13年度の成果を踏まえ,平成14年度には(1)効用値の計測(2)シミュレーション分析を行っている.(1)効用値の計測を平成14年度の前半に行っている.首都圏鉄道計画支援システムの鉄道駅選択モデルおよび端末交通手段選択モデルを再構築し,その推計結果を用い,平成13年度に作成したサービスレベルを代入することによって,アクセシビリティ指標と同様に100mメッシュ単位で算出,表示を行った.本研究では,整備鉄道駅周辺の地域計画に直接反映できるように,鉄道新線整備に伴う,アクセス道路網整備,バス路線網,駐輪場整備等の影響を計測することに着目しているため,バス停の位置,駐輪可能台数等のデータもここでは入力している.(2)シミュレーション分析を平成14年度の前半に行っている.本研究でのシミュレーション分析は,常磐新線開業に伴う,バスネットワークの再編の鉄道利用者に与える影響を分析したものである.なお,平成14年度には,昨年度の成果および本年度の成果を論文にまとめ学会等に発表している.これらの2年間の分析を通して,首都圏鉄道計画支援システムの有用性を示し,今後行われる鉄道新線プロジェクトに伴う地域計画の方向性を示唆している.
台風の初期渦を発生させる降水雲群の構造と形成過程の解明

西太平洋熱帯域に位置するパラオ共和国に偏波レーダとドップラーレーダを設置し、雲粒子ゾンデとの同期観測を行うことで、パラオ周辺における台風の初期渦を形成する降水システムの発生・発達過程と渦の生成過程を観測的に理解することを目的とした。観測結果より、(1)対流性降水域においてライミング成長は活発ではなく霰粒子がほとんど見られない、(2)層状性降水域における雪片の存在領域は、対流域後方50 km付近から後方の幅20 km程度、厚さは融解層から上層1.5 km程度である、(3)針状結晶や樹枝状結晶がほとんど観測されなかったなど、熱帯の降水システムについての新しい知見を得ることができた。近年,非常に強い台風の発生数の増加が懸念されている.数値実験による台風の研究は進みつつあるが,台風の発生に関する現地観測は非常に少ない.特に,西太平洋熱帯域における発生期の台風に関する観測研究は非常に少なく,台風の本質的な理解にとってネックとなっている.最近有力な考え方として提唱されている,強い渦をもつ積乱雲と上空の層状雲域に渦を持つ直径200km程度のメソ降水系の集合による台風のもとになる初期渦の発生の可能性について観測的に解明するために,この降水雲群が頻繁に発生するパラオ共和国に偏波レーダ及び雲粒子ゾンデ受信機を持ち込み現地観測を行った.平成24年度末までに機器の搬入設置を終え,平成25年5月30日から観測を開始し,7月1日の観測終了日までに3回の顕著な降水雲群を観測した.平成25年度中に,偏波レーダ及び雲粒子ゾンデに関する十分な観測データを取得することができた.近年,非常に強い台風の発生数の増加が懸念されている.数値実験による台風の研究は進みつつあるが,台風の発生に関する現地観測は非常に少ない.特に,西太平洋熱帯域における発生期の台風に関する観測研究は非常に少なく,台風の本質的な理解にとってネックとなっている.最近有力な考え方として提唱されている,強い渦をもつ積乱雲と上空の層状雲域に渦を持つ直径200km程度のメソ降水系の集合による台風のもとになる初期渦の発生の可能性について観測的に解明するために,この降水雲群が頻繁に発生するパラオ共和国に偏波レーダ及び雲粒子ゾンデ受信機を持ち込み設置し,現地観測の準備を整えた.近年、気候変動による非常に強い台風の発生数の増加が懸念されている。数値実験による台風の研究は進みつつあるものの、台風の発生に関する現地観測は非常に少なく、台風の本質的な理解にとって課題となっている。本研究課題では、西太平洋熱帯域に位置するパラオ共和国に偏波レーダとドップラーレーダを設置し、雲粒子ゾンデとの同期観測を行うことで、台風の初期渦を発生させる降水雲群の発生・発達過程と渦の成長過程を観測的に解明することを目的としている。このために、(1)積乱雲内部の強い渦の構造とその併合過程、(2)降水雲群内の層状性降水域の融解層高度付近に広がるメソスケールの渦の構造、(3)降水雲群内部の雲微物理学的構造、の3つを解析対象として研究を行ってきた。本年度は、2013年6月にパラオで実施した観測結果を用いて解析を進めるとともに、解析結果の報告を学会などで行った。解析対象の(3)については、雲粒子ゾンデの連続放球観測の結果と偏波レーダにより取得された偏波パラメータの3次元分布により、降水雲群内の氷晶粒子や雪片の分布を推定した。この結果は、熱帯域におけるスコールラインの構造を示した先行研究(Houze 1989)と一致するところが多かったものの、(a)対流性降水域においてライミング成長は活発ではなく霰がほとんど見られないこと、(b)層状性降水域で雪片が存在する領域は幅20 km程度、厚さは融解層から上層1.5 km程度であること、(c)針状結晶や樹枝状結晶がほとんど観測されなかったこと、などは本研究で得られた新しい知見であり、降水システム発生の地域や大気環境場によって異なる特徴を示すことを示唆していると考えられる。今後、降水雲群内部の気流構造の解析や数値実験の結果を用いて詳細な検討を加えていくつもりである。また、本研究課題では貴重な観測データを多く取得することができた。今後、研究者コミュニティに提供して研究を発展させていきたい。26年度が最終年度であるため、記入しない。気象学26年度が最終年度であるため、記入しない。

台風の初期渦を発生させる降水雲群の構造と形成過程を解明するために,パラオ共和国バベルダオブ島北端に名大地球水循環研究センターの偏波レーダを平成24年度中に設置し,研究分担者の城岡が所属する海洋研究開発機構がパラオ共和国アイメリークに設置しているドップラレーダとネットワークを組み,強い渦を持ち圏界面に達する背の高い積乱雲(VHT)や層状雲域に渦度を持つ降水システム(MCV)の観測を行う体制を整えた.平成25年5月30日から7月1日観測期間中に,最終的に台風になった降水雲群3ケースをレーダによって観測した.これらのケースを中心に19個(17個は名古屋大学が用意した分,2個は海洋研究開発機構が用意した分)の雲粒子ゾンデを放球し,層状雲域の水晶及び雲粒子の形状と数濃度を観測した.観測期間中に海洋研究開発機構の観測船「みらい」のドップラレーダ観測とラジオゾンデ観測があり,注目している降水雲群の観測データが得られ,共同でデータ解析を開始した.これらの観測データの解析を進め,国内会議及び国際会議での研究発表の準備を行った.台風の初期渦を発生させる降水雲群の構造と形成過程を解明するために,パラオ共和国バベルダオブ島北端に名大地球水循環研究センターの偏波レーダを設置した.研究分担者の城岡が所属する海洋研究開発機構がパラオ共和国アイメリークに設置しているドップラーレーダとネットワークを組み,強い渦を持ち圏界面に達する背の高い積乱雲VHTや層状雲域に渦度を持つ降水システムMCVの観測を行う準備を整えた.VHT及びMCVからなる降水雲群に雲粒子ゾンデを放球し,層状雲域の氷晶及び雪粒子の形状と数濃度を観測するための雲粒子ゾンデ受信機をアイメリークに設置した.雲解像モデルCReSSを用いた台風の初期渦を発生させる降水雲群の再現実験を行う体制を整えた.当該URLより「RESULT (2 SCREENs, 4 SCREENsのどちらでも良い)」を選び、次のページの左上のプルダウンメニューより「2013PALAU25」を選び、初期時刻の日付を指定することで、CReSSを用いたシミュレーション結果の大気環境場、降水システムの構造を閲覧することが可能である。平成25年度中に雲粒子ゾンデを使いきったので,平成26年度は特別観測を実施せず,現地で一部補助的な観測を行うだけにとどめる.平成25年度に取得した観測データを整理し,解析を行うとともに数値実験を行い,国内外の研究会や学会で多数の研究発表を行ない,研究成果を論文にまとめる.本年度は以下の研究を重点的に行う.1)パラオ共和国バベルダオブ島北端に設置した名大地球水循環研究センターの偏波レーダをアイメリークサイトのドップラーレーダと同期させ,ドップラーレーダ搭載の観測船「みらい」がパラ周辺で観測を行う6月を中心に積乱雲の発達過程及び積乱雲内の渦の観測を行う.2)地球水循環研究センターで平成23年度に整備し,平成24年度に海洋研究開発機構のパラオ共和国アイメリークサイトに設置した,雲粒子ゾンデ受信機によって雲粒子ゾンデの観測を行う.3)背が高く渦度が大きいVHTとMCVの層状域の雲微物理過程の再現性を向上させるためにCReSSのスキームを改良するとともにパラオ周辺の降水現象について日々の実験を行う.4)パラオ共和国気象局のラジオゾンデデータ及び各種衛星データを取得し,台風の初期渦を発生させる降水雲群の環境場の解析を行う.5)CReSSを用いた雲粒子特性解析を行う.6)初期結果を解析して,成果を論文にまとめる.6月の観測結果をみて、秋以降の観測態勢を検討する.
AIによりシステム最適挙動を学習する自動走行車両の交通流と運転挙動への影響分析

自動走行車両が混在する近未来の道路交通環境を想定し,オンラインの信号情報やリアルタイムで観測される周辺交通環境に応じて,エリア全体の総走行時間を最小化するシステム最適挙動をAI(人工知能)によって学習させる手法を開発する.その自動走行車両の混在が交通流などに及ぼす影響を,自動走行車両の混在率に着目して,交通流シミュレーションによって評価する.さらに,自動走行車両の走行が一般ドライバーの運転挙動に及ぼす影響を3Dドライビングシミュレータによって把握し,周辺ドライバーへ悪影響を与えることなく,地域全体の交通流を改善できる自動走行車両の制御方法を明らかにする.自動走行車両が混在する近未来の道路交通環境を想定し,オンラインの信号情報やリアルタイムで観測される周辺交通環境に応じて,エリア全体の総走行時間を最小化するシステム最適挙動をAI(人工知能)によって学習させる手法を開発する.その自動走行車両の混在が交通流などに及ぼす影響を,自動走行車両の混在率に着目して,交通流シミュレーションによって評価する.さらに,自動走行車両の走行が一般ドライバーの運転挙動に及ぼす影響を3Dドライビングシミュレータによって把握し,周辺ドライバーへ悪影響を与えることなく,地域全体の交通流を改善できる自動走行車両の制御方法を明らかにする.
卵蛋白質の加工的機能と生理的機能に関する基礎的研究

本研究は,卵蛋白質の利用加工に関する基礎的研究として,卵黄と卵白の主要蛋白質について,加工的機能と生理的機能を分子構造との関連から詳細に究明したものである.実験した項目とそのまとめを示すと次の通りである.1.卵黄低蜜度リポ蛋白質の乳化性:卵黄の主要成分である低密度リポ蛋白質(LDL)の乳化性について実験し,その乳化性は主として脂質と蛋白質が複合体を形成していることによって示されることをはじめて明らかにした.また,乳化性の低い蛋白質についても脂質と複合体を形成させると,その性質を改良しうることを示した.2.卵白リゾチームの加熱ゲル形成性:蛋白質の構造と機能の相関性を考えるために,実験を行い,適量の還元剤の添加により分子内ジスルフィド結合の一部を切断することにより,その加熱ゲル形成性が著しく改良されることを見出した.この結果はリゾチームのゲル形成機構を考える上で重要であるばかりでなく,蛋白質のゲル形成過程における部分変性蛋白質のモデルとしても興味深い.3.オボムコイドのアレルゲン活性:実験動物に比べてヒト血清中のIgE抗体は,オボムコイドの糖鎖部分と強く反応することを示すと共に,オボムコイドより抗原性を示す糖ペプチドを分離した.また,化学的に脱糖したオボムコイドの抗原性は著しく低下することを示した.なお,オボムコイドのアレルゲン活性の低減化を目指して,ペプシン消化および加熱処理の影響についても実験を行った.4.卵白アルブミンの酵素分解物の抗原性:卵白アルブミンのパンクレアチン消化物の中に,高い抗原性を示す分子量24,000の成分が存在することを見出した.さらにラットを使ったin vivoの消化実験では,強制投与された卵アルブミンの一部は,抗原性を保持したまま小腸下部に移行し,その主要成分はM.W.24000の成分であると考えられた.本研究は,卵蛋白質の利用加工に関する基礎的研究として,卵黄と卵白の主要蛋白質について,加工的機能と生理的機能を分子構造との関連から詳細に究明したものである.実験した項目とそのまとめを示すと次の通りである.1.卵黄低蜜度リポ蛋白質の乳化性:卵黄の主要成分である低密度リポ蛋白質(LDL)の乳化性について実験し,その乳化性は主として脂質と蛋白質が複合体を形成していることによって示されることをはじめて明らかにした.また,乳化性の低い蛋白質についても脂質と複合体を形成させると,その性質を改良しうることを示した.2.卵白リゾチームの加熱ゲル形成性:蛋白質の構造と機能の相関性を考えるために,実験を行い,適量の還元剤の添加により分子内ジスルフィド結合の一部を切断することにより,その加熱ゲル形成性が著しく改良されることを見出した.この結果はリゾチームのゲル形成機構を考える上で重要であるばかりでなく,蛋白質のゲル形成過程における部分変性蛋白質のモデルとしても興味深い.3.オボムコイドのアレルゲン活性:実験動物に比べてヒト血清中のIgE抗体は,オボムコイドの糖鎖部分と強く反応することを示すと共に,オボムコイドより抗原性を示す糖ペプチドを分離した.また,化学的に脱糖したオボムコイドの抗原性は著しく低下することを示した.なお,オボムコイドのアレルゲン活性の低減化を目指して,ペプシン消化および加熱処理の影響についても実験を行った.4.卵白アルブミンの酵素分解物の抗原性:卵白アルブミンのパンクレアチン消化物の中に,高い抗原性を示す分子量24,000の成分が存在することを見出した.さらにラットを使ったin vivoの消化実験では,強制投与された卵アルブミンの一部は,抗原性を保持したまま小腸下部に移行し,その主要成分はM.W.24000の成分であると考えられた.本年度の研究の概要を示すと次の通りである。1)卵黄低密度リポ蛋白質(LDL)の加工的機能:LDLを種々の蛋白分解酵素によって処理すると、その乳化性は蛋白分解酵素の種類によらず、分解の程度に応じて著しく減少した。しかし、同じ蛋白濃度で比較すると、酵素処理を施したLDLの乳化性は、これまでに乳化性が高いといわれている牛血清アルブミンに比べてもはるかに高かった。2)卵アルブミンの酵素分解物の抗原性:卵アルブミンをin vitroで、ペプシン,パンクレアチンで処理すると、分子量24000のフラグメントとそれ以下の低分子物質に分解されたが、このうち分子量24000のフラグメントに未処理蛋白と同様な抗原性の存在が認められた。同様に、ラットの胃内に卵アルブミンを強制投与した場合にも抗原性を有する24000のフラグメントの存在が確認された。3)卵白リゾチームの加熱ゲル形成性:卵白リゾチームを加熱すると、共存する食塩および還元剤濃度の僅かな相違により、透明度およびゲル強度の異るゲルを生ずることを見出したので、これらのゲルの性質の相違について実験を行った。その結果、透明ゲルでは水素結合とS-S結合が、不透明ゲルでは疎水的相互作用が主な分子間力として関与しており、ゲル強度の高い半透明ゲルではこれらの分子間力がすべてバランスよく関与しているものと考えられた。4)オボムコイドの抗原構造:オボムコイドの抗原性における糖鎖部分の寄与を明らかにするために、アルバートらの方法に従い、オボムコイドの結合糖鎖を化学的に切断除去した。

本方法により、オボムコイドに存在する中性鎖の約75%を除去することが出来、その抗原性については、ウサギ抗オボムコイド抗体については未処理オボムコイドと大差は認められなかった。しかし、ヒト抗体に対しては脱糖処理により明らかに反応性が低下した。