hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
代数群とKac-Moody群の研究、およびその応用

非周期数列では、特にフィボナッチ数列に関して、隠れて内在する周期性に着目し、代数的な考察を加え、特に偶数番目と奇数番目のフィボナッチ数の性質の違いを、全く新しい角度から明確に与えた。これも、発表予定である。さらに、1次元タイル張りの局所識別不能性に関して、完全に代数的に特徴づけることに成功した。これは既に発表済みである。ここでは、純代数学的な視点からタイル張りを見直して、代数構造の中に局所織別不能性をコントロールするメカニズムを発見し、それを全て代数的に解明する仕組みを開発した。これは、世界的にも非常に高く評価されている。量子トーラス上の線形群の構造解明は、量子トーラス自身が非可換環であるので、非常に難しい側面がある。本研究では2変数の場合を取り上げ、さらに1つの変数に関して完備化した、完備量子トーラス上の線形群の構造を分析した。その結果、Bruhat分解の存在、群表示の決定、普遍中心拡大の決定、およびK_1群やK_2群の構造の解明がなされた。さらにその応用として、今まで殆ど研究が進んでいなかった拡大アフィン・リー代数に付随する完備群の普遍中心拡大の情報も得ることができた。また、既存の拡大アフィン・リー代数を含む広い概念「局所拡大アフィン・リー代数」を導入し、その大きなクラスでも「カッツ予想」という期待されている性質が成り立つことを証明した。そこではもはやカルタン部分リー代数は有限次元とは限らず、今まで調べられてきている世界を大幅に広げている。しかし、そこまで広げても依然としてルートの張る空間は半正定値であるという結論が示された。その上、対応するルート系が局所有限ルート系になっていることも証明された。さらに、1次元タイル張りに付随するリー代数Lと群Gを定義し、それらの持つ良い性質の解明に成功した。具体的には、Lはsl(2)で生成され、加法的Gauss分解U(L)=U(L_+)U(L_-)U(L_+)が成り立ち、GはSL(2)で生成され、乗法的Gauss分解G=G_+G_-G_0G_+が成り立つことが示された。これらは、タイル張りの情報が初めてリー代数化、群論化されたことにとどまらず、それらの持つ非常に良い特質を取り出すことに成功している点が、今後の研究の飛躍を大いに期待させ、特筆すべき点である。大きく4つの研究成果が得られた。一つ目は、無限次元代数群であるところの、アフィン型Kac-Moody群理論の応用として、mullity2の拡大アフィンLie代数に付随する群に関するBruhat分解、群表示、普遍中心拡大などの構造論研究を完成させたことである(to appear, Tokyo J.Math.)。本研究課題で継続的に研究を進めていたが、最終的に目的を達成することができた。二つ目は、準周期構造に付随する代数系として、Lie代数および群が非常に豊かな実りある数学構造あることを立証することができたことである。1次元の準結晶やタイル張りに対して、Lie代数と群を対応させ、それぞれに加法的Gauss分解および(乗法的)Gauss分解が存在することを示した。Gauss分解は連立1次方程式の消去法の名前の由来があるが、それの群論的解釈が半単純代数群の構造論で明確にされ、またそれがKac-Moody群に対してまで見出されてきた。その非常に良い性質が、全く予期されて来なかった配列構造に付随する代数系の中に見出されたことになり、今後の更なる発展が楽しみな研究成果である。
海底開発における環境影響評価に向けた水中レーザーリモートセンシング手法の開発

日本の領海・排他的経済水域は国土面積に比べて12倍程度と広く、海底鉱物資源・メタンハイドレート掘削、CO2を海底地層に圧入して大規模削減を目指すCCS、石油などのエネルギー資源を輸送する海底パイプラインなどの有効な海底利用が実施・計画されている。海底開発では資源探査手法だけでなく海洋生態系・環境への影響評価が必要とされているが、現状の採取・採水測定では頻度とエリアに限度があり、海中での効率的なモニタリング手法の開発が必要である。そこで、海底を効率よくモニタリングするために、レーザーを用いたリモートセンシング技術であるライダーを利用した海中モニタリング技術を開発する。水に溶けているガスなどのラマン信号から3次元マッピング観測を行い、効率的な海中モニタリングを目指している。現有の技術シーズである水中ガスラマンライダーの海中モニタリングへの適用可能性を検証するために、船舶搭載型の水中ガスラマンライダーシステムを開発し、沼津のバージ船や、石垣島近海での海上観測に成功している。本研究では、レーザーを用いた海中モニタリングをさらに容易に実施するために、システムの高感度化・小型化を進めている。水中ガスラマンライダーの受光部を光学フィルターを用いた同時観測システムに改良し、沼津での海上試験によってライダー受光部の性能を評価した。また、開発したシステムを安定した実験室環境で性能評価をするために、長さ6 mの長水槽を整備し、レーザーの水中伝搬試験を実施した。これまでの水中ガスラマンライダーでは、ラマン散乱光を焦点距離30 cmの分光器で波長を分離し、単一波長をスリットで切り出した後、フォトマルでラマンライダー信号を取得していた。そのため、対象ガスと濃度校正用の水のラマン信号の取得には分光器の回折格子を回転させる必要があり、同時刻の計測ができなかった。H29年度に実施した石垣島近海での海上観測では、観測時間ごとによる波の高さなどの環境要因を長時間積算などで排除することができず、定量評価が困難であった。そこで、実験室でも扱いやすいCO2ガスを測定対象とし、CO2ガスと水のラマン信号を光学フィルターで分離し、同時に測定する新しいラマンライダー光学系を作成し、沼津の海上観測によって性能を評価した。開発した水中CO2ラマンライダーの性能評価は、沼津のOKIシーテックで実施した。沼津市内浦の海上に係留された国内唯一の全天候型固定式計測バージSEATECHIIは船内に3×7 mの開口部があり、船内から水深30 m程度の海中に向けてレーザーを照射することが可能である。実際の海では、CO2ガスがあまり溶けていないためにラマン信号が観測されないことから、水のラマン信号を用いて、レーザー強度とラマン信号の関係を評価した。開発したライダーシステムを安定した実験室環境で性能を評価するために、0.3×0.3×6 mの長水槽を整備した。入出射の窓は紫外レーザーまで応用が可能な合成石英製の窓とした。波長532 nmのレーザーの水中伝搬試験を実施し、水中でレーザーを6 m伝搬させた際の水のラマンスペクトルの取得に成功した。本研究では、現有の技術シーズである水中ガスラマンライダーの海中での適用可能性を検討するために、H30年度では水中ガスラマンライダーの受光部を改良し、沼津での海上観測結果から、システムの性能を評価した。H31年度では、システムの改良・小型化を進めるとともに、長水槽を用いた漏えい模擬試験、新たな応用として水中油の検出試験を実施する計画である。H30年度に整備した、0.3×0.3×6 mの長水槽を用いて、CO2ガスの漏えい模擬試験を実施する。CO2ガス配管の先を水槽の底面に設置し、一定の流量でバブリングすることで、ガス漏えいを模擬する。この漏えい個所にレーザーを照射し、ラマンスペクトル、ライダー信号の取得を行う。得られたラマン信号強度から、ライダーシステムの改良・小型化を進める。また、空間ヘテロダインラマン分光法を用いた新しいスペクトル測定システムも検討する。海底には石油などのエネルギー資源を輸送する海底パイプラインが敷設されている。原油流出事故は貴重なエネルギー資源の損失だけでなく、流出事故現場付近に生息する生態系へ影響を及ぼすために、早期に事故を把握することが求められている。レーザーを油に照射するとラマン散乱や蛍光が生じるために、それらを指標とした水中油検出可能性も検討する。環境にやさしい植物油を模擬試料として利用し、ラマン・蛍光スペクトルを取得するだけでなく、長水槽を用いて水中での遠隔油検出も検討する。

本研究では、レーザーを用いた海中モニタリングをさらに容易に実施するために、システムの高感度化・小型化を進めている。水中ガスラマンライダーの受光部を光学フィルターを用いた同時観測システムに改良し、沼津での海上試験によってライダー受光部の性能を評価した。また、開発したシステムを安定した実験室環境で性能評価をするために、長さ6 mの長水槽を整備し、レーザーの水中伝搬試験を実施した。これまでの水中ガスラマンライダーでは、ラマン散乱光を焦点距離30 cmの分光器で波長を分離し、単一波長をスリットで切り出した後、フォトマルでラマンライダー信号を取得していた。そのため、対象ガスと濃度校正用の水のラマン信号の取得には分光器の回折格子を回転させる必要があり、同時刻の計測ができなかった。H29年度に実施した石垣島近海での海上観測では、観測時間ごとによる波の高さなどの環境要因を長時間積算などで排除することができず、定量評価が困難であった。そこで、実験室でも扱いやすいCO2ガスを測定対象とし、CO2ガスと水のラマン信号を光学フィルターで分離し、同時に測定する新しいラマンライダー光学系を作成し、沼津の海上観測によって性能を評価した。開発した水中CO2ラマンライダーの性能評価は、沼津のOKIシーテックで実施した。沼津市内浦の海上に係留された国内唯一の全天候型固定式計測バージSEATECHIIは船内に3×7 mの開口部があり、船内から水深30 m程度の海中に向けてレーザーを照射することが可能である。実際の海では、CO2ガスがあまり溶けていないためにラマン信号が観測されないことから、水のラマン信号を用いて、レーザー強度とラマン信号の関係を評価した。開発したライダーシステムを安定した実験室環境で性能を評価するために、0.3×0.3×6 mの長水槽を整備した。入出射の窓は紫外レーザーまで応用が可能な合成石英製の窓とした。波長532 nmのレーザーの水中伝搬試験を実施し、水中でレーザーを6 m伝搬させた際の水のラマンスペクトルの取得に成功した。本研究では、現有の技術シーズである水中ガスラマンライダーの海中での適用可能性を検討するために、H30年度では水中ガスラマンライダーの受光部を改良し、沼津での海上観測結果から、システムの性能を評価した。H31年度では、システムの改良・小型化を進めるとともに、長水槽を用いた漏えい模擬試験、新たな応用として水中油の検出試験を実施する計画である。H30年度に整備した、0.3×0.3×6 mの長水槽を用いて、CO2ガスの漏えい模擬試験を実施する。CO2ガス配管の先を水槽の底面に設置し、一定の流量でバブリングすることで、ガス漏えいを模擬する。この漏えい個所にレーザーを照射し、ラマンスペクトル、ライダー信号の取得を行う。得られたラマン信号強度から、ライダーシステムの改良・小型化を進める。また、空間ヘテロダインラマン分光法を用いた新しいスペクトル測定システムも検討する。海底には石油などのエネルギー資源を輸送する海底パイプラインが敷設されている。
酸化チタン-炭化ケイ素ハイブリット型マイクロリアクターによる光付加反応の開発

RFマグネトロンスパッタリング法によりSiC薄膜およびTiO2薄膜を製作した。SiC成膜では、投入電力と注入するArガスの圧力を変えることにより、成膜速度、粒子の運動エネルギー、表面構造および光学特性への影響を明らかにした。また、運動エネルギーの制御によって低温でも結晶化(6H-SiC)することができた。TiO2薄膜に関しては、TiO2薄膜の流路を有したマイクロリアクター中でニトロ化合物の光還元反応を行うと、反応が効率よく進行した。また、金属助触媒をTiO2薄膜上に担持し、アルケン類の光還元反応およびアルコールの光付加反応を行い、Pt担持TiO2薄膜が有効に働くことを明らかにした。半導体光触媒の研究開発は、太陽電池および水の分解を含め分解反応を目的としたものが主であり、可視光応答化に向け精力が注がれている。一方、光触媒を積極的に有機合成反応に用いた例は少ない。新規合成反応の構築が触媒や試薬の改良で限界がある場合は、これまでにない新しい反応場が必要になる。そこで本研究では、スパッタ法により酸化力の高いTiO2と還元力の高いSiCの薄膜をマイクロリアクターに組み込み、それぞれの触媒より発生するラジカルイオン種を基にした新規の光有機合成反応の開発を目的としている。本反応が達成できれば、従来のバッチ中でのラジカルイオン種の発生方法とは異なるため、有機合成における半導体光触媒の新たな活用法、また、マイクロ化学システムの発展に寄与できる。そこで、まず、半導体光触媒を修飾した流路を有するマイクロリアクターを作成するために、高周波マグネトロンスパッタ装置を用いて、ガラス基板上に異なる膜厚のTiO2薄膜を成膜した。各TiO2薄膜は膜厚測定および表面構造の測定を行い、その光触媒の評価を行うために、UVおよびXRD測定を行った。続いて、本薄膜を用いてニトロベンゼン類の光還元反応をマイクロリアクター中で行い生成物の収率や選択率により各TiO2薄膜の光触媒活性を調べた。また、Ptを異なる条件でTiO2薄膜上に担持させ、アルコール水溶液の光照射による水素ガスの発生、ならびに、アルケン類の光還元反応をマイクロリアクター中で行い、各Pt担持TiO2薄膜の評価も行った。これらの結果より、本方法により作成したTiO2薄膜が光触媒としてマイクロリアクター中で十分に機能することが明らかになった。また、異なる基板を用いて様々な方法によりマイクロリアクターを作成することにも成功した。現在は、もう一つの半導体光触媒SiCの成膜を行っている。現在、今回作成する二つの半導体光触媒のうちTiO2薄膜の成膜とその評価はほぼ終了したので、現在もう一つのSiCの成膜を行っている。当初の計画では、SiC薄膜の成膜まで終える予定であったが、TiO2薄膜の成膜とその評価に時間を費やしたため、若干進行が遅れている。しかしながら、TiO2薄膜の成膜とその評価までは順調であり、そこで得られたノウハウは蓄積されているので、現在行っているSiC薄膜の成膜が終了すれば、その評価は順調に行えると考えている。そこで本研究では、酸化力の高いTiO2と還元力の高いSiCの薄膜をマイクロリアクターに組み込み、新規の光有機合成反応の開発を目的として、光触媒機能をもつTiO2およびSiC薄膜を製作し、それらの特性評価やその薄膜を用いた反応を検討した。SiC薄膜に関しては、SiC薄膜をマイクロリアクターの流路に用いるため500°C以下での結晶化を目標とした。SiC薄膜の製作は、高周波マグネトロンスパッタ装置を用いて行い、投入電力と注入するArガスの圧力が、SiC成膜速度、粒子の運動エネルギー、表面構造(平均粒子径、表面粗さ、表面積)および光学特性(透過率、反射率)にどう影響を及ぼすかを明らかにした。また、運動エネルギーを制御することにより低温でも結晶化(6H-SiC)することができた。TiO2薄膜に関しては、同じく高周波マグネトロンスパッタ装置を用いて、ガラス基板上にTiO2薄膜を成膜し、その表面構造および光学特性を明らかにした。また、TiO2薄膜を用いてマイクロリアクターを作製し、ニトロ化合物およびアルケン類の光還元反応、アルケン類のアルコールの付加反応、水素発生の検討を行った。その結果、TiO2薄膜が光触媒として働き、マイクロリアクターで有効に利用できることが明らかになった。また、TiO2薄膜の表面構造、助触媒、流路の形状や材質が上記の反応の収率や選択率に影響を及ぼすことも明らかにした。また、金属助触媒をTiO

2薄膜上に担持し、アルケン類の光還元反応およびアルコールの光付加反応を行い、Pt担持TiO2薄膜が有効に働くことを明らかにした。SiC薄膜の評価を終えた後、当初の計画通り、二つの半導体光触媒を組み込んだマイクロリアクター中で第1級アミンと芳香族置換アルケンを用いた光反応を行う。その中で、犠牲試薬の検討、基質の検討、流速についての検討、溶媒の検討、濃度についての検討、温度について検討などを行う予定である。光有機合成化学購入予定であったマイクロチップが自作可能になったため、既製品を購入する必要がなくなったことや、逆に、研究の途中において、研究を遂行するの必要な物品が生じ、それらを購入したため、若干の余剰金が発生した。計画通り研究を遂行する中で、薬品等の購入に充当する予定である。
プロトンMRスペクトルスコピーを用いた脳内内因性抗酸化システム機能の研究

グルタチオン(GSH)を中心とする内因性抗酸化システムの機能低下に伴う酸化ストレスは神経障害過程で重要な役割を果たす。本研究ではプロトンMRスペクトルスコピー(H-MRS)を用いたGSHの定量的測定を行い、病態の解明を目的としている。初年度はその基礎データである、H-MRSを用いたGSH測定の精度ならびに経年的変化を検討した。方法対象は正常成人コントロール7名、ならびに本研究に対しインフォームドコンセントが得られた発達ならびに神経学的所見が正常でありかつMRI上明らかな異常病変を認めなかった患児35名(2カ月-10歳)である。結果GSHの濃度は、正常成人では0.44±0.36mM(頭頂部白質)、乳児(2歳未満)で1.02±0.36mM(頭頂部白質)、1.10±0.26mM(後頭部灰白質)、小児(2-15歳)で0.87±0.57mM(頭頂部白質)、0.89±0.71mM(後頭部灰白質)であった。考案小児における検討から脳内のGSHは経年的に低下することが明らかとなった。白質、灰白質でのGSH濃度の違いは明らかでなかった。病的状態におけるGSH解析を進める基礎的データを獲得しえた。
本態性高血圧症の全身K量に関する研究

本態性高血圧症のカリウム動態評価を全身K量と血清Kの観点から行った本態性高血圧症では,軽症未治療の時期に,血清Kは正常でも,全身K量は有意に低値を示した.特に食塩感受性高血圧症では,全身K量の低下,循環血漿量の増加というナトリウムの貯留,カリウム喪失の状態を示していることが明らかとなった.全身K量は血清Kと比較し,長期のカリウムの変動に対しては,より早期に異常が分ることが明らかになったが,サイアサイド剤治療中の本態性高血圧症の不整脈の発現頻度との関係を検討した所,サイアサイドを2年以上長期に使用していると,血清カリウムは正常でも,全身K量は正常以下に低下している例が多く認められ,これらの例には心室性期外収縮の発現頻度が高いことも,明らかとなった.一般に心室性不整脈の発現については,血清Kのみで判断される場合が多いが,全身K量の測定を行うことにより,血清Kより早期に,心室性期外収縮のRiskが分るという,制点を得ることが出来た.次にサイアザイドをどの位使用していると,カリウム異常が出現してくるかの検討を,サイアザイド単独使用の本態性高血圧症例の血清Kと全身K量を測定した.血清Kは5年以上の使用例で,有意な低下を認めたが,全身K量は, 2年以上の使用で,低下することが分った.このように,全身K量は血清Kよりも早期にカリウム異常を知る指標となる可能性が考えられた.高血圧症の利尿剤治療中に生じたカリウム異常に対して,カリウム補給にどの種類の薬剤が効果的であるかと検討するため, KCl, K-zluionute, Spironalactoneにより検討を行った.結果はSpironaloctone 15mg/回のみが,利尿剤投与中に,血清Kと全身K量に増加することが,明らかとなった.本態性高血圧症のカリウム動態評価を全身K量と血清Kの観点から行った本態性高血圧症では,軽症未治療の時期に,血清Kは正常でも,全身K量は有意に低値を示した.特に食塩感受性高血圧症では,全身K量の低下,循環血漿量の増加というナトリウムの貯留,カリウム喪失の状態を示していることが明らかとなった.全身K量は血清Kと比較し,長期のカリウムの変動に対しては,より早期に異常が分ることが明らかになったが,サイアサイド剤治療中の本態性高血圧症の不整脈の発現頻度との関係を検討した所,サイアサイドを2年以上長期に使用していると,血清カリウムは正常でも,全身K量は正常以下に低下している例が多く認められ,これらの例には心室性期外収縮の発現頻度が高いことも,明らかとなった.一般に心室性不整脈の発現については,血清Kのみで判断される場合が多いが,全身K量の測定を行うことにより,血清Kより早期に,心室性期外収縮のRiskが分るという,制点を得ることが出来た.次にサイアザイドをどの位使用していると,カリウム異常が出現してくるかの検討を,サイアザイド単独使用の本態性高血圧症例の血清Kと全身K量を測定した.血清Kは5年以上の使用例で,有意な低下を認めたが,全身K量は, 2年以上の使用で,低下することが分った.このように,全身K量は血清Kよりも早期にカリウム異常を知る指標となる可能性が考えられた.高血圧症の利尿剤治療中に生じたカリウム異常に対して,カリウム補給にどの種類の薬剤が効果的であるかと検討するため, KCl, K-zluionute, Spironalactoneにより検討を行った.結果はSpironaloctone 15mg/回のみが,利尿剤投与中に,血清Kと全身K量に増加することが,明らかとなった.(A)本態性高血圧症の全身K量とNa/KATPaseの関連。本態性高血圧症を食塩感受性と非感受性群に食塩負荷と血圧の関係で分類し、各群について、全身K量,循環血漿量,赤血球内のNa/Kの濃度,赤血球膜のNa/KATPaseを測定した。食塩感受性群は非感受性群に比較し、循環血漿量/全身K量の比が大で、体液量貯蔵傾向と、K喪失傾向の状態にあることが明らかになった。(第60回九州地区、日本循環器学会発表)。現在赤血球内NaとKの濃度比と循環血漿量/全身K量比の検討、および、赤血球Na/KATPaseの関係についての研究を進行させている。(B)利尿剤投与中の本態性高血圧症例の、全身K量減少に対する、K補給に関する研究。本態性高血圧症例に利尿降圧剤を2年以上の長期に渡って投与すると、血清K量の減少に先だって、全身K量が減少することが明らかになった。この時期に、心室性不整脈や耐糖能異常が出現することを我々既に発表したが、(第49回日本循環器学会、第回、日本高血圧学会)。全身K量の喪失に対する有効なK補給に対する研究を昨年度にひきつづいて施行した。結果は降圧利尿剤投与中のK喪失は大きく、通常投与されている量のK剤では補給が出来ないことが分った。また有効な補給を行うために、大量のK剤は、消化器系の副作用を来す例が多くの例に認められた。今回我々が施行したKの補給法で唯一の有効なものは、K保持性の利尿剤である、スピロノラクトンの5075mg/日の投与であった。

すなわち、サイアザイド系の利尿剤投与時には、K剤を外から補給しても有効でなく、Kの排泄を抑える方法が、唯一有効であった。スピロノラクトンの併用又は変更が、サイアザイド投与中の本態性高血圧症の心室性期外収縮の出現を減少させる点は、昨年度と同様の成績を得た。
残留農薬パニック後の中国輸出野菜加工企業の集荷戦略と産地再編

平成20年2月には「毒ギョウザ」などの問題が発生し、本研究の意義が社会的にクローズアップされることとなった。中国における日本向け輸出野菜基地は、従来の家族請負地における制裁生産から、行政当局による強い指導の下で食品加工企業が直接的に生産過程を掌握しうる直営農場制ならびに契約農場制に移行しつつあり、今年度の補足的調査においてもそれは確認された。その意味では、日本向け輸出を許可されている食品加工企業においては、2002年に発生した残留農薬問題への対応は徹底されており、基本的に問題はクリアーされたと言うことができる。しかし、そうした安全性に関わるコストは増大しており、加工企業としては大きな問題となっている。この点は、日本国内でのトレサビリティー導入コスト問題と同様の問題となっている。もうひとつ確認されたことは、1990年を起点とする日本向け野菜生産基地が、野菜の連作問題や都市近郊であることによる工業団地化により縮小し、都市郊外やさらには省を越えた地域に移転する傾向が現れたことである。工場近接の旧産地においてはネットハウスなどの導入により減農薬葉物産地へと転換するケースが一般的である。遠隔地産地においては、直営・契約基地の規模は従来の基地より大規模となっており、よりインテグレートされた農場となっている。さらに、省を越えた基地においては旧牧草地を利用した粗放的な生産が行われるケースもあり、露地型の委託生産を行う新たな形態が出現している。このように、野菜生産は産地移動を伴いながら品目別に農場規模や委託方式を異にしつつ、トータルな原料供給を行う分業的な体制に移行しつつある。その意味では、日本での産地移動論的視角からの研究の必要性が明らかとなった。平成17年度には、日本向けの野菜輸出産地である中国山東省の青島・煙台地区に立地している「万福食品」(郷鎮企業型)、「北海食品」(台湾資本型)を対象に継続調査を実施した。その内容は、2つの企業の原料調達体制の変化(中間商人の排除、大規模野菜農家との直接契約)に関するものである。これに平成12・13・15年度の3回にわたる調査の成果を合わせ、『中国野菜企業の輸出戦略-残留農薬事件の衝撃と克服過程-』(共著)(筑波書房、195頁)を編著した。本書は5章構成となっており、その内容は以下の通りである。まず、第1章「冷凍野菜貿易構造と残留農薬事件」では、日本の冷凍野菜貿易構造の問題点と中国産野菜の地位を明らかにし、中国産冷凍野菜をめぐる残留農薬事件の経緯をまとめた。つぎに、第2章「事件前夜における野菜企業の原料集荷構造」では、残留農薬事件発生する以前の野菜企業による2つの類型の原料集荷構造を明らかにし、その問題点を指摘した。また、第3章「残留農薬事件の勃発と原料集荷体制の再編」では、3つの野菜企業を取り上げ、残留農薬事件による被害および事件後の対策についてまとめた。その主な対策は原料集荷体制の再編であるが、直営農場化と大型農場化がそれである。さらに、第4章「日本側輸入企業の対応と第三国へのシフト」では、残留農薬事件後の日本側輸入企業の対応策として中国以外の第3国(ベトナム)への生産、加工シフトの現状を明らかにした。最後に、第5章「総括と展望」では、これまでの章節を総括し、今後の展望を行った。本書は平成18年6月に刊行予定となっている。平成18年度には、日本向けの野菜輸出産地である中国山東省の青島・煙台地区に立地している「万福食品」(郷鎮企業型)、「北海食品」(台湾資本型)を対象に継続調査を実施した。その内容は、2つの企業における2003年から2006年の期間における野菜基地管理体制の変化に関するものである。万福食品に関しては、工場立地地区での農場撤退が著しく、また根菜類への転換が進んでいる。これに対し、比較的遠隔な地区に新設された農場は、葉茎菜類に特化してしかも農場規模が大きい。さらに、省を越えた地域には粗放な根菜類大規模基地が形成されている。この結果、産地は広域化し、従来の村民委員会依存型の集荷構造は完全に転換されている。北海食品に関しては、遠隔地への展開は見られないが、工場立地地区での撤退が同様に進んでおり、外部展開を図りながら、大規模化とネットハウスを使用した減農薬栽培への転換が進んでいる。この企業はグループ企業であり、外延的な展開は衛星企業によって担われている。以上のように、両企業とも残留農薬問題発生以前の家族経営と中間商人に依存した集荷構造からの転換が進み、しかも品目毎の分業が広域的に展開していることが明らかになった。

この点は、日本国内でのトレサビリティー導入コスト問題と同様の問題となっている。もうひとつ確認されたことは、1990年を起点とする日本向け野菜生産基地が、野菜の連作問題や都市近郊であることによる工業団地化により縮小し、都市郊外やさらには省を越えた地域に移転する傾向が現れたことである。工場近接の旧産地においてはネットハウスなどの導入により減農薬葉物産地へと転換するケースが一般的である。遠隔地産地においては、直営・契約基地の規模は従来の基地より大規模となっており、よりインテグレートされた農場となっている。さらに、省を越えた基地においては旧牧草地を利用した粗放的な生産が行われるケースもあり、露地型の委託生産を行う新たな形態が出現している。このように、野菜生産は産地移動を伴いながら品目別に農場規模や委託方式を異にしつつ、トータルな原料供給を行う分業的な体制に移行しつつある。その意味では、日本での産地移動論的視角からの研究の必要性が明らかとなった。
B型慢性肝炎の肝発癌におけるHLAとKIR多様性との関連

B型肝炎ウイルス(HBV)キャリアは多彩な病態を示すが、肝発癌は臨床上重要な問題である。肝発癌と関連する因子は、これまでウイルス側および宿主側の因子が多数検討されている。この中で、遺伝的背景の検索にGWAS研究がなされ、HLA遺伝子座と非HLA遺伝子座にそれぞれリスクとなる遺伝的多型が報告されている。特に、HLA class II分子の多型と病態進展や肝発癌との関連が注目されている。しかし、HLA class I、およびそのペア型受容体のKiller-cell immunoglobulin-like receptor (KIR)の遺伝的多型の関わりについては報告がなされていない。B型肝炎は、ウイルス量が低下し肝炎が落ち着いても肝発癌の危険性は残されており、その因子を解明することはHBVキャリアにとって重要な課題である。本研究では、肝発癌機序とHLAおよびKIR多様性との関連を明らかにすることが目的である。まず、今年度は、当科および関連施設におけるB型慢性肝炎患者の臨床データの収集を行い、213例の症例が蓄積された。今後は患者サンプルを用いたタイピングを予定している。B型慢性肝炎患者の臨床情報の収集を行った。また、健常人サンプルについてはHLAおよびKIRのタイピングを終了した。今後は、B型慢性肝炎患者のタイピングを予定している。B型慢性肝炎患者のサンプルについて、HLAおよびKIRのタイピングを行う。得られた臨床情報より、肝発癌症例と非発癌症例についてHLAおよびKIR多様性との相関解析を行う。本年度は患者サンプルのタイピングが未施行で消耗品購入が安価になったため。次年度の研究計画を予算通りに行うことに加えて、消耗品購入の次年度使用額にあてることとする。
内耳蝸牛構成細胞の細胞膜イオン輸送に関する電気生理学的及び分子生物学的研究

内リンパイオン組成とEPの発達との関連性を明らかにするため、生後1日目14日目のマウス蝸牛での内リンパイオン濃度とEPの変化をdouble-barreled微小電極を用いて測定した。EPは、生後7日前後で急上昇し生後14日目にはほぼ成熟電位に達したのに対し、内リンパイオン濃度変化は、生後1日目よりK^+は次第に増加、Na^+は減少、Cl^-は増加して、生後7日目にはNa^+、K^+、Cl^-濃度はほぼadultの濃度となった。このことから発育過程においてEPとK^+の発生維持機構が明らかに異なることが判明した。内耳の特殊環境調節には、血液内耳関門の存在が重要な役割を担っていることが示唆されており、血液脳関門との形態学的な類似性が報告されている。Basiginは血液脳関門機能との関連性が注目されている免疫グロブリンスーパーファミリーに属する糖蛋白である。蝸牛でのBasiginの発現について免疫組織学的に研究したところ、内耳道内蝸牛神経の毛細血管と血管条基底細胞層に発現を認めた。このことからBasiginが内耳環境の恒常性に関与していることが示唆された。PACAPは、グルタミン酸の介した神経伝達を増強させる作用を有する一方で、グルタミン酸の興奮毒性による神経障害を抑制する作用を有していることから、PACAPが蝸牛においてもグルタミン酸による神経細胞への作用の調節に関与している可能性があることが示唆された。マウスのEndolymphatic resting potential(EP)は、生後10日前後で急激に上昇し、生後14日目以降にほぼ成熟EPに近づく。内リンパイオン組成とEPの発達との関連性を明らかにするため、生後1日目から14日目のマウス蝸牛での内リンパイオン濃度とEPの変化をdoble-barreled微小電極を用いて同時測定した。EPはこれまでの報告通り、生後10日前後で急上昇し生後14日目にはほぼ成熟電位に達した。これに対し、うちリンパイオン濃度変化は、生後1日目よりK^+イオン濃度は次第に増加、Na^+イオン濃度は減少、Cl^-イオン濃度は増加していった。成熟EPが発現する以前の生後7日目にはNa^+、K^+、Cl^-イオン濃度はほぼadultの濃度となった。RT-PCRにて1日目からマウス蝸牛においてNa,K-ATPaseの発現を認めており、内リンパイオン組成の成熟への関係が示唆されるが、それだけでは今回のイオン濃度の変化は説明できないことから、Na,K-ATPase以外のイオン輸送系が内リンパイオン組成の成熟に関与している可能性が示唆された。さらに、我々は内リンパ液の恒常性に関与している可能性のあるneuropepteideとして、セクレチン/グルカゴン/vasoactive intestinal polypeptideファミリーの新しいメンバーであるPituitary adenylate cyclaseーactivating polypeptide(PACAP)に注目し、蝸牛での発現について検討した。RT-PCRを行ったところ、ラット蝸牛においてPACAP mRNAの発現を認めた。さらにIn situ hybridizationを行い、その局在について検討する予定である。蝸牛内リンパ液は特異的な環境にあり、その調節機構は蝸牛の機能を維持するうえで非常に重要である。Neuropeptideはその調節因子のひとつとして挙げられる。Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide(PACAP)は、セクレチン/グルカゴン/vasoactive intestinal polypeptideファミリーに属するneuropeptideで、中枢神経系においてはneurotransmitter、neuromodulatorとして作用している。前年の研究では、RT-PCR法を用いた研究で蝸牛でのPACAP mRNAの発現していることを明らかにした。したがってPACAPが蝸牛においても何らかの役割を担っていると推察することができる。そこで、さらにPACAP mRNA発現の局在を明らかにするために、PACAPのRNA probeを作成し、in situ hybridization法を行った。

蝸牛軸においては、陽性反応はラセン神経節細胞に認められた。PACAPは脳神経細胞を用いた実験でグルタミン酸を介した神経伝達を増強させる作用を有することが知られている。グルタミン酸が蝸牛での主要神経伝達物質であることと考え合わせると、PACAPが蝸牛における神経伝達の調節に深く関与している可能性が強く示唆される。また、PACAP mRNAは蝸牛管側壁においては血管条の辺縁細胞にその発現を認めた。辺縁細胞で産生されたPACAPは、内リンパ液中に分泌されていることが予想され、内リンパ液の恒常性に関与していることが示唆される。内リンパ腔に面している細胞がPACAPのターゲット細胞になりえると考えられるが、PACAPの蝸牛での役割をさらに検討するためには、そのレセプターの分布の検討が必要不可欠である。現在までのところ、PACAPのレセプターは3タイプ報告されているが、蝸牛ではRT-PCR法にていずれのタイプもそのmRNAの発現を認めている。蝸牛内リンパ液の調節機構のひとつとしてNeuropeptideの関与が示唆されてきているが、我々は特にPituitary adenylate cyclase-activating polypeptide(PACAP)に注目してきた。PACAPは、グルタミン酸の介した神経伝達を増強させる作用を有する一方で、グルタミンの興奮毒性による神経障害を抑制する作用を有している。前年度までの研究で蝸牛でPACAPとPACAPレセプターのmRNAの発現していることが明らかになったことからPACAPが蝸牛内でオートクリーン、パラクリーンに作用していることが推察された。蝸牛においてグルタミン酸は主要な神経伝達物質であり、また様々な蝸牛障害にグルタミン酸の興奮毒性が関与していることが示唆されていることから、PACAPが蝸牛におけるグルタミン酸による神経細胞へのさようを調節している可能性が考えられる。そこでまず、グルタミン酸興奮毒性に対するPACAPの保護的作用を検討するために、グルタミン酸アゴニストであるカイニン酸による蝸牛障害モデルの作成を試みた。ラット正円窓膜上に20mMのカイニン酸を30分間作用させると、急激なCAPの低下が観察された。しかし、3日後には回復傾向が認められ、1週間後にはかなりのレベルまで回復した。組織学的には内有毛細胞下の神経終末が選択的に空胞変性している所見が観察されたが、1週間後には正常の形態に戻っていた。この電気生理学的、形態学的な回復減少には何らかの神経栄養因子の関与が示唆される。このモデルを用い、さらに分子生物学的な手法の用いて、グルタミン酸興奮毒性に対するPACAPの作用について検討していく予定である。
成人T細胞性白血病におけるヒトIL-1β遺伝子転写調節機構の解明

HTLV-I遺伝子産物であるTax蛋白の発現ベクターを用いて血液細胞にTax蛋白を発現させ、血球におけるヒトproIL-1β遺伝子プロモーター活性の変化をCATアッセイにて測定した。Tax未発現の細胞ではヒトproIL-1β遺伝子プロモーター活性をほとんど認めることができなかったが、Tax蛋白発現により極めて強いプロモーター活性の誘導を認めることができた。このようにHTLV-I感染および成人T細胞性白血病において、HTLV-Iウイルスreplicationに伴いTax蛋白が細胞内で発現されると、ヒトproIL-1β遺伝子転写が誘導されることを示すものであった。近年、細菌由来であるエンドトキシン刺激におけるヒトproIL-1β遺伝子発現はNF-IL6、CREB、NF-kB、NF-β1(Stat-like)及びSpi-1の核内転写因子により調節されていることが報告されているが、本研究では、さらにヒトIL-1β遺伝子プロモーターにおけるHTLV-Iウイルスが標的とする塩基配列や核内転写因子の同定及びTax蛋白と核内転写因子の相互作用を検討した。プロモーター上のNF-IL6及びSpi-1の結合領域にmutationを入れることにより、Taxのプロモーター誘導をブロックすることが可能であり、TaxはproIL-1β遺伝子プロモーターのこれらの塩基配列を認識していることが考えられた。また、Taxは、プロモーターに直接には結合せず、NF-IL6及びSpi-1蛋白のプロモーターDNAへの結合を誘導することを示した。さらに、このTaxによる核内転写因子のプロモーターDNAへの結合誘導は、Tax蛋白とNF-IL6及びSpi-1蛋白が結合することにより、生じていることが明らかとなった。以上、HTLV-Iウイルス感染において感染細胞は、OD4陽性T細胞にとどまらず、単球マクロファージ、Bリンパ球、線維芽細胞、microglial cellや関節滑膜細胞に及んでいる。HTLV-IウイルスDNAにコードされたTax蛋白が核内転写因子との相互作用を介してヒトproIL-1β遺伝子転写を誘導する事実は、上記細胞におけるIL-1の異常産生のメカニズム考察する上で意味あるものと考えられる。今回我々は、HTLV-I Tax cDNAを挿入した発現ベクターを用いてヒト血液細胞にHTLV-I Tax蛋白を発現させ、ヒトproIL-1β遺伝子プロモーター活性をCATアッセイを用いて測定した。未発現の細胞ではヒトproIL-1β遺伝子プロモーター活性をほとんど認めることができなかったが、HTLV-ITax蛋白発現により極めて強いヒトproIL-1β遺伝子プロモーター活性を認めることができた。このように今回得られた我々の結果は、HTLV-I感染および成人T細胞性白血病において、HTLV-Iウイルスreplicationに伴いTax蛋白が発現されると、ヒトproIL-1β遺伝子転写が誘導されることを示すものであった。さらにヒトproIL-1β遺伝子プロモーター塩基配列にmutationもしくはdeletionを行うことにより、HTLV-I Taxのプロモーター誘導活性をブロックすることが可能であり、TaxはproIL-1β遺伝子プロモーターのある特定の塩基配列を認識していることが考えられた。また、proIL-1β遺伝子プロモーターに結合する核内転写因子の解析は、HTLV-I TaxがproIL-1βプロモーターDNAを標的としており、プロモーターを認識する種々の核内因子のDNA結合がHTLV-I Tax蛋白により誘導されることを示唆した。以上、HTLV-IウイルスDNAにコードされたTax蛋白は核内転写因子としてHTLV-Iウイルス自身の遺伝子転写を誘導することが知られているが、ヒトproIL-

1β遺伝子も同様な機序にてTaxによりその転写が調節を受けうることが示された。近年、細菌由来であるエンドトキシン刺激におけるヒトproIL-1β遺伝子発現はNF-IL6、CREB、NF-κB、NF-β1(Stat-like)及びSpi-1の核内転写因子により調節されていることが報告されている。平成9年度の本研究では、HTLV-IウイルスTaxによるヒトIL-1β遺伝子プロモーター活性化におけて、Taxが標的とする塩基配列や核内転写因子の同定及びTax蛋白と核内転写因子の相互作用を検討した。CATアッセイにおいて、プロモーター上のNF-IL6及びSpi-1の結合領域にmutationを入れることにより、Taxのプロモーター誘導はほぼ完全にブロックされ、TaxはproIL-1β遺伝子プロモーター上のこれらの塩基配列を認識していることが示された。また、細胞核蛋白とヒトIL-1β遺伝子プロモーターのDNAを用いたゲルシフトアッセイは、Taxがプロモーターに直接には結合せず、NF-IL6及びSpi-1蛋白のプロモーターDNAへの結合を誘導することを示した。さらに、このTaxによる核内転写因子のプロモーターDNAへの結合誘導は、Tax蛋白とNF-IL6及びSpi-1蛋白が結合することにより、生じていることが明らかとなった。以上、HTLV-Iウイルス感染において感染細胞は、CD4陽性T細胞にとどまらず、単球、マクロファージ、Bリンパ球、線維芽細胞、microglial cellや関節滑膜細胞に及んでいる。HTLV-IウイルスDNAにコードされたTax蛋白が核内転写因子との相互作用を介してヒトproIL-1β遺伝子転写を誘導する事実は、上記細胞におけるIL-1の異常産生のメカニズム考察する上で意味あるものと考えられる。
公正さ判断と「快・不快」感情との相互作用に関する研究

好意的な他者と非好意的な他者との公正な判断におけるバイアスについて検討した。実験Iにおける仮説仮説IA:被験者は、好意的他者の行動を非好意的他者の行動よりも多く想起するであろう。仮説IB:正しい行動は、好意的な他者における方が非好意的な他者においてよりも想起されるであろう。仮説IC:正しくない行動は、非好意的な他者における方が好意的な他者においてよりも想起されるであろう。方法手続き:この実験で被験者は、好意的他者と非好意的他者に関する公正な行動と不公正な行動をそれぞれ5分間のうちにできるだけ多く自由再生して、それらを記述した。要因計画:再生の対象者(“好きな人"・“嫌いな人")と、公正さ(“正しい"行動・“正しくない"行動)の2要因被験者内計画。結果再生の対象者と公正さの2要因による分散分析の結果、有意差の認められたのは、公正さの主効果、そして再生の対象者×公正さの交互作用効果であった。この結果から、仮説IB、仮説ICはともに支持された。“好きな人"(M=2.01)に関する行動における平均想起数は、“嫌いな人"(M=1.86)の行動についてのそれよりも多かったものの、その差は統計的に有意とならず、従って仮説IAは支持されるに至らなかった。実験IIにおける仮説仮説IIA:公正な行動は、非好意的他者よりも好意的他者に多く起こりやすいと認知されるであろう。仮説IIB:不公正な行動は、好意的他者よりも非好意的他者に多く起こりやすいと認知されるであろう。方法手続き:被験者は実験の中で、公正なものと不公正なものあわせた60の行動が好意的他者、非好意的他者にどれだけ起こりやすいかを評定した。要因計画:評定対象者(好意的他者・非好意的他者)と、公正さ(公正な行動・不公正な行動)の2要因被験者内計画。結果30個の公正な行動と30個の不公正な行動についての起こりやすさに関する評定値は、それぞれすべて被験者ごとに加算されて合計値が算出された。次にこれらの合計値について、評定対象者×公正さの2要因分散分析の結果、有意差の認められたのは、評定対象者の主効果、公正さの主効果、そして評定対象者×公正さの交互作用効果であった。これらの結果、仮説IIA、仮説IIBともに支持された。本研究における実験結果は、公正さの判断を行う人の判断される人に対する感情によってバイアスを受けることを一貫して示した。こうした公正判断の際の対人感情によるバイアスは、いわば情緒的公正さバイアス(emotional fairness bias)といえるであろう。
冶金プロセスにおける排ガス中ダスト濃度に及ぼす電場と音場の同時印加の影響に関する研究

本研究では、音波による粒子凝集の現象を実験的かつ理論的に調査した。粒子凝集のメカニズムを、粒子衝突と粒子付着に着目し検討した。実験は室温と1,300°Cの高温下で行った。室温実験で、大粒子(Fe:7590μm)と小粒子(Mo:平均径7.26μm,Fe_2O_3:平均径14.29μm)を使用した。それぞれの粒子はコロナチャージャーを使って大粒子は負、小粒子は正に帯電させた。帯電流子は定在音波が形成されている容器中に注入し、スライドガラス上に採取した。次に、光学顕微鏡を使って粒子径分布を解析した。高温実験では、Ar-O_2混合ガスを抵抗炉中の鉄浴(C:4.2wt%)表面に吹き付けた。同時に、音波を気相中を通って浴表面に伝播させた。脱炭反応中に発生するダストを石英板かMo板を使ってサンプリングし、SEMによる分析を行った。音波はスピーカー(1,3または6個)か1個の圧電式振動子を使って発生させた。使用した周波数範囲は12020776Hzである。最大入力電力は70W(スピーカー6個の場合)と100W(圧電振動子の場合)である。結果は次のようになる。粒子には音波や電場を適用しなくても凝集効果がある。Fe-Mo系の場合、低周波(120270Hz)では凝集粒子が分解される。一方、300Hz以上の音波を照射した場合には、粒子凝集が促進される。よって、周波数と強度が大きくなると音波凝集の効果が促進されることが分かった。高温系の実験でも同じ傾向が見られた。一般に、帯電をさせた粒子のほうが凝集効果が大きい。このことは特にFe-Mo系で顕著であった。実験結果を解析する際、2つの理論的考察を行った。1つ目は粒子衝突理論を補足した力学理論であり、低中周波での粒子挙動をうまく説明できる。2つ目は放射圧の理論であり、高周波域での音波効果を合理的に説明できる。粒子が異符号に帯電することで互いの引力が増加する。この効果は非常に小さいので、慣性力や放射圧が無視できるほど粒子同士が互いに接近する時のみ重要となると考察される。1.あらかじめ帯電した粒子を音場の作用下で凝集させるための実験装置を設計した.小径粒子(0.55μm)と大径粒子(1050μm)をコロナチャージによって逆の電荷で帯電させた後,それらを随伴ガスによって音場の作用空間へ輸送する.その後,それらを捕捉し,粒子径を光学顕微鏡と画像処理ソフトウェアによって決定した.2.抵抗炉を用いて実験温度を1300°Cに設定し、アルミナ製反応管内のアルミナるつぼ中で約1500gのFe-C合金を溶解した.上方からAr-O_2混合ガスを吹き付け、また反応管内に音波を0.110kHzの周波数範囲で印加して脱炭反応(2[C]+O_2=2CO)をおこさせた。

反応管からの排気ガスに残留する粒子を捕捉して調査した結果,脱炭反応において発生するダストはヒューム系ダスト(粒径<1μm)と大径粒子(粒径>50μm)から成ることがわかった.3.抵抗炉により一定温度まで加熱した耐熱ガラス製円筒管(内径10cm,高さ150cm)内に窒素を吹き込む。粒子(Pb,Sn,Zn)を管内に上方から落下させ、音場印加の条件下における凝集速度に及ぼす軟化点の影響について検討するため、粒子を捕集し、粒子量、粒径、形状について調べた。4.あらかじめ帯電させた粒子を音場の作用下で擬集させる際の数学的モデルを展開した.音波はその周波数で小径粒子を振動させる.その粒子が大径粒子に近接すると電気的引力が増すため,結果として擬集効率の向上に至ることを明らかにした.1.あらかじめ帯電した粒子を音場の作用下で凝集させるための実験装置を設計した.小径粒子(210μm)と大径粒子(5070μm)をコロナチャージによって逆の電荷で帯電させた後,それらを随伴ガスによって音場の作用空間へ輸送する.その後,それらを捕捉し,粒子径を光学顕微鏡と画像処理ソフトウェアによって決定した.2.予備実験の結果、キャリアーガス(窒素)で非電導性物質(ZnO,Fe_2O_3,Al_2O_3)の微粒子を実験用空間内に送り込むと、静電気によって制御困難な程に粒子の凝集が起きることが判明した。そのため、210μmの範囲に粒子を均一分散させることが困難であった。この実験から、問題解決のための粒子分散法として、予め粒子を液体窒素中に分散させた後に窒素を蒸発させる方法を考案するに至った。3.抵抗炉を用いて実験温度を1300°Cに設定し、アルミナ製反応管内のアルミナるつぼ中で約1500gのFe-C合金を溶解した.上方からAr-O_2混合ガスを吹き付け、また反応管内に音波を0.1-10kHzの周波数範囲で印加して脱炭反応(2[C]+O_2=2CO)をおこさせた。反応管からの排気ガスに残留する粒子を捕捉して調査した結果,脱炭反応において発生ずるダストはヒューム系ダスト(粒径<1μm)と大径粒子(粒径>50μm)から成ることがわかった.4.あらかじめ帯電させた粒子を音場の作用下で凝集させる際の数学的モデルを展開した.音波はその周波数で小径粒子を振動させる.その粒子が大径粒子に近接すると電気的引力が増すため,結果として凝集効率の向上に至ることを明らかにした.
胎盤組織における糖転移酵素遺伝子の発現

胎盤組織には、異なった糖鎖構造を有する糖タンパク質・糖脂質が妊娠時期特異的に出現することから、妊娠の進行と胎盤における糖鎖合成を司る糖転移酵素発現の関係は大変興味深い。本研究では、妊娠時期の胎盤の糖転移酵素の遺伝子発現を調べることにより、胎盤の糖鎖発現機構を解析する。これにより、胎盤における糖鎖合成の分子レベルでの調節機構および機能発現機構について重要な示唆が与えられると予想される。本研究では、ポリメレースチェインリアクション(PCR)法を用いて胎盤中のSTの検出を試みた。最近、各種シアル酸転移酵素(ST)間で相同性の高い塩基数約150の遺伝子配列セット、すなわちシアリルモチーフの存在が知られるようになった。そこで、まずシアル酸a2→3結合特異的、あるいはシアル酸a2→6結合特異的な各STのシアリルモチーフに特異的なプライマーの合成をおこなった。妊娠16日目のラット胎盤のcDNAを合成しこれを鋳型とし各プライマーを用いてPCRをおこなったところ、シアル酸a2→6結合触媒STに特異的なプライマーを用いた場合にのみ、100bpおよび150bpのPCR産物を得た。このうちシアリルモチーフの塩基数に一致する150bpのPCR産物の塩基配列を決定したところ、現在知られているどのSTの塩基配列とも一致しなかった。このことから、胎盤中では未知の触媒活性を持つSTが発現しており、これが糖タンパク質あるいは糖脂質の発現に関与していることが強く示唆された。この新規配列によってコードされているタンパク質がどのような基質特異性を有しているのか、あるいは妊娠のどの時期に発現しているのかに興味が持たれる。これらの解析を通して、今後、胎盤における複合糖質の発現とその生物機能に関する研究を展開することができるであろう。
発達期マウス脊髄におけるフィードバック回路の結合様式と機能発達

本研究では、運動出力を司る脊髄の神経回路において、筋を興奮させる運動ニューロンとその活動を調節する抑制性ニューロンの機能結合は不可欠であると考えられている。しかし、これまで一つの筋を支配する運動ニューロン群とその活動を制御する個々の抑制性ニューロンとの詳細な結合様式はほとんど明らかにされていない。本研究では遺伝子改変マウスを用いて、この回路が形成される胎生期から新生児期において、神経生理学と組織形態学、そして光遺伝学を組み合わせることで、1)運動ニューロンと直接結合し、ネガティブフィードバック回路を形成するRenshaw細胞との結合様式の発達メカニズム、および2)脊髄前角のGABA作動性ニューロンの機能的成熟過程を明らかにすることを目的とした。その結果、Renshaw細胞は細胞体の近傍に局在する運動ニューロン群から興奮性入力を受けていること、Renshaw細胞の多くのものが吻尾方向の広範囲にその軸索が伸展していることを明らかにした。またRenshaw細胞とは別の、腰髄腹外側に局在する新規のGABA作動性の抑制性脊髄介在神経細胞のグループ(ventrolaterally located GABAergic neurons; VL-GN)を同定した。このニューロン集団は歩行運動様リズム活動の際、特に屈筋/伸筋の活動の移行期に発火した。さらに、リズム形成回路網は吻側腰髄にそのコアとなるニューロンが局在していると考えられているが、VL-GNは吻側に局在しているものの方が尾側のものよりも強いリズミックな活動を示していた。また、これらの神経細胞はその軸索を脊髄同側の細胞体の近傍に投射しており、腰髄の局所回路による屈筋・伸筋の活動パターン形成に深く関与していることが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、脊髄運動神経回路の基本的な結合が形成されるマウスの胎生期から新生児期において、1)運動ニューロンと直接結合し、ネガティブフィードバック回路を形成するRenshaw細胞との結合様式の発達メカニズム、および2)Renshaw細胞を含む脊髄前角のGABA作動性ニューロンの運動神経回路網における機能的成熟過程を明らかにすることを目的としている。今年度は、Renshaw細胞の軸索投射様式を詳細に解析することで、フィードバック回路の脊髄内における空間的な関係を明らかにした。特に、新生児期のRenshaw細胞は広範囲にその軸索を伸展していることを明らかにした。この成果は第34回日本神経科学大会において発表した。また複数のRenshaw細胞の活動を同時に記録するためのカルシウムイメージングのための実験条件設定を行い、Renshaw細胞のみをカルシウム感受性色素で染色する方法を確立した。また、腰髄腹外側に局在する新規のGABA作動性の抑制性脊髄介在神経細胞のグループ(ventrolaterally located GABAergic neurons ; VL-GN)を同定した。このニューロン集団は歩行運動様リズム活動の際にリズミックに発火し、特に屈筋・伸筋の活動の移行期に発火する。この際、個々の神経細胞の発火パターンは、リズミックな興奮性と抑制性のシナプス入力を交互に受けることによって決定されていることが明らかになった。さらに形態学的解析によって、これらの神経細胞はその軸索を脊髄同側の細胞体の近傍に投射しており、腰髄の局所回路による屈筋・伸筋の活動パターン形成に深く関与していることが示唆された。これは上記のRenshaw細胞の広範囲に渡る投射の広がりとは対照的であった。このニューロンはフィードバック回路との関係がこの成果は研究代表者が筆頭著者および責任著者として国際学術誌Journal of Neurophysiologyに掲載された。