hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
豪雪地帯の既存木造建築物の倒壊を防止する耐雪補強設計法の開発

本研究では、小屋組と桁行架構間の破壊を含む仕口耐力を考慮し、過大な積雪荷重に対して豪雪地帯の木造建築物の倒壊を防止する補強法を提案した。補強法は割裂が生じる可能性がある小屋梁端部に紫外線硬化型FRPシートを巻く補強法である。腰掛兜蟻仕口部のせん断試験結果から、以下の事項を明らかにした。(1)対象とした腰掛兜蟻仕口の破壊過程は、兜下部が割裂し、兜の耐力が低下した後に蟻部がせん断変形、せん断破壊し、最終的に腰部がせん断割裂する。(2)紫外線硬化型FRPシートによるせん断補強方法は、耐力の向上と最大耐力後の靭性に寄与する。本年度の研究課題は、破壊を考慮した兜蟻仕口の解析モデルの構築である。小屋梁のせん断割裂時の剛性低下を考慮した兜蟻仕口の数値解析モデルを提案し、そのモデルを架構の崩壊解析法に組み込む計画であった。申請者らの研究経過より、架構が倒壊する際、架構全体が曲げ捩れ変形する座屈により、柱が梁間方向に倒れるだけでなく、捩れ変形する可能性が指摘された。積雪に対する架構の鉛直耐力は、軸組部材の接合剛性が支配因子となる。特に、小屋梁端部の兜蟻仕口の剛性・耐力、もしくは高軸力状態の柱端部仕口の剛性・耐力である。木造建築物の構造設計では、柱ー横架材間の仕口の捩り剛性は期待せず、無視している。無視しているとは、有限小の抵抗を持ちながら、捩れ自由度を拘束して捩れないと仮定している。この仮定は、ほぞの捩り抵抗の大きさによっては、危険側に鉛直荷耐力を評価してしまう。柱の捩り抵抗は、母材の捩り剛性に比べて小さいほぞの捩り剛性に依存する。ほぞ仕口の捩り抵抗は実験的に検討されているが、剛性および耐力を定量化可能とする力学モデルは提案されていない。平成25年度は兜蟻仕口の数値解析モデルより先行して、柱の捩り抵抗モデルを構築するため、ほぞの長さをパラメータとする接合部の捩り実験を実施した。その結果、1)ほぞの長さが長い方が捩り剛性、最大耐力、耐力低下は大きく、逆に残留回転角は小さい。2)ほぞの損傷として、隅部の破損、ほぞ付け根の割裂、繊維方向の割裂が確認された。ほぞ隅部の破損は、ほぞの長さが80mmを超えると現れない。3)トルクー回転角の復元力特性は、耐力低下を伴う完全弾塑性体としてモデル化される。ことを確認した。本年度の研究課題は過大な積雪を受けた木造架構の崩壊モードを評価する手法の開発である。具体的には小屋梁ー軒桁の兜蟻仕口の耐力により屋根架構が崩落するか、架構全体が座屈するかを判断する。被害家屋の損壊調査からいずれのモードで崩壊したかを断定することはできなかったが、桁架構中央付近で小屋梁(男木側)のせん断割裂が残っていた。架構の座屈で倒壊したとしても梁の割裂は先行していたと仮定すれば、鉛直および水平剛性の低下は間逃れない。倒壊のきっかけは小屋梁ー軒桁の兜蟻仕口の割裂破壊と考えられる。解析でも座屈前に蟻の平均せん断応力度がせん断強度を超えている。蟻仕口に関する既往の研究を調査した。破壊する部材(男木か女木)を決めるパラメータは仕口の形状であり、腰のせいに依存する。また破壊モードも3つ(男木の割裂、女木の割裂、受圧部のめり込み圧縮破壊)存在する。提案されている破壊荷重の推定式から倒壊積雪深を予測は困難である。倒壊が小屋梁ー軒桁の兜蟻仕口の割裂破壊としたとき、横架材が割裂したとしても架構の剛性低下防ぐことができれば、建物の倒壊を防止する補強設計につながる。H26年度では小屋梁端部に補強シートを巻くことで割裂による急激な剛性低下を防止する補強法を提案した。本研究は、平成18年豪雪で木造家屋の倒壊被害報告を基としている。被害家屋は桁行架構が家屋の外側に倒れ、小屋組が崩落し、小屋梁端部の兜および断面中央の2か所で繊維方向に割裂が生じていた。研究代表者らは主架構に対する非線形解析結果から、割裂の発生が仕口の曲げ剛性を急激に低下させ、倒壊に至る架構全体の座屈を引き起こした可能性を指摘している。既存木造家屋の耐雪補強法の一つの方針は、架構の座屈耐力を低下させ、部材間の応力伝達を不可能とする仕口部の破壊の防止である。仕口部の破壊パターンは幾つか考えられるが、研究代表者と研究分担者は小屋梁が桁梁より先行して割裂破壊するパターンに対して、小屋梁端部に補強材を巻き、割裂後の変形を拘束することによってせん断耐力の低下を防止する補強方法を提案した。本年度の研究課題は、梁ー桁間の兜蟻仕口部のせん断試験を行い、提案された補強法の効果を確認することにある。梁端部に鉛直集中荷重を作用させたせん断試験を実施し、補強材として紫外線硬化型FRPシートを採用した。実験パラメータはFRPシートの幅、重ね代の長さである。実験結果から得られた事項を以下に示す。

(1)幅80mmおよび40mmで重ね代50,20mmのシートを巻いた試験体のいくつかは梁下面のシートが剥がれ、荷重が510kN急激に低下する。(2)幅80mm、梁の両側面に重ね代150mmでシートを巻いた試験体は、シートの剥がれは見られず、急激な荷重の低下は見られなかった。(3)梁側面に貼付した歪ゲージの変化から、対象とした腰掛兜蟻仕口の破壊過程は、鉛直変位の増加と共に兜が持ち上がり割裂が生じ、その後、蟻のせん断変形と破壊、最終的に腰部の損傷と推察される。以上の実験結果から、FRPシートを梁端部に巻いたせん断補強方法は、耐力の向上と最大耐力後の靭性に寄与することを明らかにした。本研究では、小屋組と桁行架構間の破壊を含む仕口耐力を考慮し、過大な積雪荷重に対して豪雪地帯の木造建築物の倒壊を防止する補強法を提案した。補強法は割裂が生じる可能性がある小屋梁端部に紫外線硬化型FRPシートを巻く補強法である。腰掛兜蟻仕口部のせん断試験結果から、以下の事項を明らかにした。(1)対象とした腰掛兜蟻仕口の破壊過程は、兜下部が割裂し、兜の耐力が低下した後に蟻部がせん断変形、せん断破壊し、最終的に腰部がせん断割裂する。(2)紫外線硬化型FRPシートによるせん断補強方法は、耐力の向上と最大耐力後の靭性に寄与する。想定している崩壊モードのいずれにも関わる破壊原因を絞り込み、具体的な補強法の案を提示することができた。一方、補強効果を確認するための実験を新たに実施する必要がある。建築構造今後の研究方策は、提案した補強法の効果を発揮するための仕様を実験的に明らかする。その結果を基に、小屋梁ー軒桁の兜蟻仕口の割裂破壊に起因する木造家屋の倒壊を防止する耐雪補強設計法をまとめる。本年度、申請時の研究計画を再考し、一部を見直した。積雪に対する架構の鉛直耐力は、小屋梁端部の兜蟻仕口の剛性・耐力、もしくは柱の剛性・耐力が支配因子となる。架構全体の座屈安全性に対しては、高軸力状態の柱の剛性評価の検討を優先すべきであった。その結果、研究実績で示した研究経過から、予定していた兜蟻仕口の数値解析モデルに先行して、柱の捩り抵抗モデルを検討する実験を実施した。計画していた崩壊モード評価に関する検証実験を実施する前に、想定される崩壊モードに共通する破壊を特定した。その結果、崩壊モードの評価より崩壊につながる破壊を防止するする補強法の提案を優先し、計画していた実験を中止したため。平成26年度の研究課題は、全体架構の崩壊モード評価法の構築である。まず柱の捩り抵抗モデルを検討後、兜蟻仕口の数値解析モデルに着手し、仕口耐力と崩壊モードの相関分析を行う。この目的は小屋梁、柱仕口耐力と崩壊モードとを関係付ける支配パラメータ(蟻の形状寸法など)を見出すことにある。引き続いて、支配パラメータから定まる仕口耐力と崩壊モードを分類する評価式を提案する。年度の最終成果として、崩壊モードの分類評価式の妥当性を検証するために、小型木造架構の鉛直載荷実験を実施し、想定された崩壊モードが現れるかを確認する。昨年度の実験予算を補強効果を確認する新たな実験に使用する計画である。支出額はほぼ予算額であったが、予定されていた実験が小規模に変更され、実験消耗品の購入額が少なかったため。平成26年度は、規模の大きな検証実験を計画しており、実験消耗品として700,000円、調査および研究成果発表の国内旅費として300,000円、研究補助への謝金として200,000円、論文投稿費として100,000円を予定している。
腎障害患者におけるGFR以外の薬物動態変動要因の解析

【研究目的】一般に、腎排泄寄与率が大きい薬物ほど、腎機能低下時には消失され難くなり、副作用のリスクが高くなる。薬物の腎排泄寄与率と患者の腎機能から適正な投与量や投与間隔を調整する方法としてはGiusti-Hayton(GH)法などが知られている。しかし、実際の腎機能低下患者におけるクリアランスの変化は、intactnephron仮説に基づくGH法よりも著しい場合が多数報告されている。その原因として、腎障害時には、初回通過効果、蛋白結合率、分布容積、代謝クリアランスの変化、あるいは尿毒素を始めとする内因性物質の濃度上昇によるクリアランスの競合などが考えられる。したがって、腎障害時の薬物の適正な投与設計のために、本研究では腎障害患者における薬物動態変化の情報について網羅的に調査し、その変動を予測できる因子を明らかにすることを目的とした。【研究方法】腎排泄は低中程度であるが腎障害時の薬物動態変化が報告されている28薬剤について、未変化体尿中排泄率、生物学的利用率、全身クリアランス、分布容積、タンパク結合率などの情報を収集し、その腎障害時の薬物動態変化との関連性を調査した。また、それぞれの薬剤がCYPなどの薬物代謝酵素、あるいはトランスポーターなどの基質になるかについて、文献情報を収集するとともに、一部の薬剤についてはin vitroの実験系で評価した。【研究成果】各種薬物動態パラメータ及びCYP分子種の種類と腎障害時の薬物動態変化の程度との間に、有意な統計的関連性は見いだせなかった。しかし、有機アニオントランスポータ(OATP1B1)の基質となる薬物においては、腎排泄寄与率から予測される以上に腎障害時の血中濃度が上昇している傾向が認められ、腎障害時にはOATP阻害を介した血中濃度上昇も考慮する必要性が示唆された。腎臓に発現するOATあるいはMATEなどのトランスポーターについては、さらに追跡調査が必要と考えられた。
侵入型希土類化合物単結晶の磁性

近年、金属間化合物磁性体の格子間位置に、原子半径の小さな窒素(N)、炭素(C)やボロン(B)など非金属原子を侵入させることによって、優れた機能を持った磁性体を開発する研究が脚光を浴びている。1990年、トリニティー大学のCoeyとSunは2-17希土類鉄化合物Sm_2Fe_<17>の格子間位置に窒素を侵入させることによって、キュリー温度が350Kから750Kに上昇し、飽和磁気モーメントは20%増加、さらに、一軸磁気異方性エネルギーが極めて大きくなることを発見した。現在、Sm_2Fe_<17>N_3の永久磁石化への応用研究と同時に、磁気特性の改善メカニズムの研究が理論、実験の両面から積極的に進められている。本研究は、侵入型希土類鉄化合物のモデル物質としてY_2Fe_<17>およびNd_2Fe_<17>を取り上げ、その単相純良試料Y_2Fe_<17>N_3および単結晶Nd_2Fe_<17>Z_3(Z=H,N)を育成し、基礎磁性の面から、窒素侵入のよる磁気特性の改善メカニズムを解明する事を目的とした。本研究において、Y_2Fe_<17>N_3の純良単相試料による中性子回折実験およびNd_2Fe_<17>Z_3(Z=H,N)単結晶の4.2Kでの強磁場磁化測定を行い、貴重な情報を得ることに成功した。以下、その成果の概要を記述する。中性子回折実験より、(1)窒素侵入サイトの決定、(2)各Feサブラティスの磁気モーメントの変化が極めて高い精度で決定でき、理論との整合性が検討できた。磁化測定より、(3)4.2Kにおいて、磁化容易軸はb-軸であり、飽和磁化は水素導入によってほとんど影響されないが、窒素侵入によって14%増大する、(4)4.2KにおけるNd_2Fe_<17>の2次の結晶磁気異方性定数は、水素原子の侵入によりわずかに減少するが、窒素の侵入によって、約3倍も強められる事を明らかにした。本研究によって、窒素侵入による磁気特性の改善メカニズムが微視的かつ実験的に初めて明らかにされ、理論面での研究を促進させた点は特筆に値する。

しかしながら、侵入型化合物は気相一固相反応を利用して合成するため、ほとんどの場合、微粉末状態の試料を用いる研究を余儀なくされ、磁気モーメントや結晶磁気異方性定数の信頼のおける評価は未だえられていない。本研究は、侵入型希土類鉄化合物のモデル物質としてNd_2Fe_<17>を取り上げ、その単結晶Nd_2Fe_<17>Z_3 (Z=H, N)を育成し,基礎磁性の面から,窒素侵入のよる磁気特性の改善メカニズムを解明する事を目的とした。現在、Nd_2Fe_<17>Z_3(Z=H, N)単結晶の育成に成功し、4.2Kでの強磁場磁化測定を行っている。その結果、(1)4.2Kにおいて、磁化容易軸はb一軸であり、飽和磁化は水素導入によってほとんど影響されないが、窒素侵入によって14%増大する、(2)4.2KにおけるNd2Fe17の2次の結晶磁気異方性定数は、水素原子の侵入によりわずかに減少するが、窒素の侵入によって、約3倍も強められる事を明らかにした。本研究によって、窒素侵入による磁気特性の改善メカニズムが実験的に初めて明らかにされつつある意義は大きい。近年、金属間化合物磁性体の格子間位置に、原子半径の小さな窒素(N)、炭素(C)やボロン(B)など非金属原子を侵入させることによって、優れた機能を持った磁性体を開発する研究が脚光を浴びている。1990年、トリニティー大学のCoeyとSunは2-17希土類鉄化合物Sm_2Fe_<17>の格子間位置に窒素を侵入させることによって、キュリー温度が350Kから750Kに上昇し、飽和磁気モーメントは20%増加、さらに、一軸磁気異方性エネルギーが極めて大きくなることを発見した。現在、Sm_2Fe_<17>N_3の永久磁石化への応用研究と同時に、磁気特性の改善メカニズムの研究が理論、実験の両面から積極的に進められている。本研究は、侵入型希土類鉄化合物のモデル物質としてY_2Fe_<17>およびNd_2Fe_<17>を取り上げ、その単相純良試料Y_2Fe_<17>N_3および単結晶Nd_2Fe_<17>Z_3(Z=H,N)を育成し、基礎磁性の面から、窒素侵入による磁気特性の改善メカニズムを解明する事を目的とした。本研究において、Y_2Fe_<17>N_3の純良単相試料による中性子回折実験およびNd_2Fe_<17>Z_3(Z=H,N)単結晶の4.2Kでの強磁場磁化測定を行い、貴重な情報を得ることに成功した。以下、その成果の概要を記述する。中性子回折実験より、(1)窒素侵入サイトの決定、(2)各Feサブラティスの磁気モーメントの変化が極めて高い精度で決定でき、理論との整合性が検討できた。磁化測定より、(3)4.2Kにおいて、磁化容易軸はb-軸であり、飽和磁化は水素導入によってほとんど影響されないが、窒素侵入によって14%増大する、(4)4.2KにおけるNd_2Fe_<17>の2次の結晶磁気異方性定数は、水素原子の侵入によりわずかに減少するが、窒素の侵入によって、約3倍も強められる事を明らかにした。本研究によって、窒素侵入による磁気特性の改善メカニズムが微視的かつ実験的に初めて明らかにされ、理論面での研究を促進させた点は特筆に値する。
調和解析的観点からのＬａｎｇｌａｎｄｓ関手性の研究

まず前年度の研究において,研究計画書で予定していた「研究2」,「研究3」,「応用1」に関しては満足のいく結果が得られていた.そこで今年度はまずこの結果を論文にするところからはじめた.またその一方で,この結果を非準分裂なユニタリ群へ拡張するという研究も行った.テータ対応と呼ばれる道具を用いて問題を準分裂な場合に帰着する,というのが証明のアイディアである.この証明方針は計画時の想定にはなかったものであり,当初の期待を超える満足のいく結果が得られたと言える.こちらの結果についても論文を作成した.できあがったこれら二編のプレプリントは現在雑誌に投稿中であり,いくつかの国内外の研究集会でも既に発表を行った.以上の研究およびその論文作成等が完了した後は,残る「研究1」と「応用2」で予定していた問題に取り組んだ.まず「超尖点表現に対する捻られた指標公式の確立」の問題に関してだが,こちらは通常の指標公式に関するAdlerとSpiceの一連の研究が参考になると考えた.そこで彼らの証明の中で鍵となった部分を一つずつ分析し,それぞれを捻られた場合に拡張することを試みた.そして最終的には,toralというクラスの正則超尖点表現に対して,p進的に原点に十分近いような元での捻られた指標の公式を概ね得ることができた.ここで扱った表現や元たちは特殊なものではあるが,捻られた指標公式をより一般の設定下に拡張する上での大きな足がかりになると期待している.「Kalethaの局所Langlands対応に対する指標関係式の証明」の問題については,上述の表現および元に対しては,WaldspurgerによるLie環の移送を用いることで,捻られた指標公式から殆ど形式的な議論で従うことが分かった.こちらに関しても,今後捻られた指標公式の一般化と併せて考察していきたいと考えている.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度はまず斜交群および偶数次直交群の場合に,「単純超尖点表現から成るLパケットの構造」と「一般線形群へのエンドスコピー持ち上げ」を決定した.これらを考察する上では,今までの研究では見られなかった「Lパケットが一元集合にならない」,「エンドスコピー持ち上げの捻られた指標公式が存在しない」といった,群論的性質に起因する新たな困難が多数生じた.そこでこれまで同様の指標関係式の精密な計算に加え,局所Langlands対応について知られている様々な蓄積を積極的に用いることでこれらの困難を克服した.当初の予定とは手段と目的が逆転したが,この結果により,単純超尖点表現のエンドスコピー持ち上げとして得られる表現について,捻られた指標を計算することができた.この結果は今後一般的な表現に対する捻られた指標公式を構築する上で重要な足がかりになると考えられる.またこの研究の一方で,より定性的な観点からのエンドスコピー持ち上げの考察も行った.具体的には,剰余標数が十分大という仮定の下で,古典群のLパケットの深度とそのエンドスコピー持ち上げの深度を比較する等式を得た.この研究の鍵となったのは,GanapathyとVarmaによる結果である.彼らはHarish-Chandra-Howeの局所指標展開とDeBackerによるLie環の冪零軌道の分類を組み合わせることで,Lパケットとそのエンドスコピー持ち上げの深度に関する不等式を得ていた.そこで私は,捻られた一般線型群におけるパラホリック部分群のMoy-Prasadフィルトレーションの半単純降下を調べることにより,この不等式を等式にすることに成功した.更にはこの計算の帰結として,ユニタリ群の場合にはパラホリック部分群のMoy-Prasadフィルトレーションに対する基本補題の一般化を得ることができた.捻られた指標公式の研究に関しては,当初の予定通り単純超尖点表現のエンドスコピー持ち上げに対する捻られた指標の計算を完結させることができた.またエンドスコピー持ち上げの深度保存則の証明については,ユニタリ群の場合には剰余標数の仮定の下で完全な解決を与えることができた.これは当初の予定を超える成果である.まず前年度の研究において,研究計画書で予定していた「研究2」,「研究3」,「応用1」に関しては満足のいく結果が得られていた.そこで今年度はまずこの結果を論文にするところからはじめた.またその一方で,この結果を非準分裂なユニタリ群へ拡張するという研究も行った.テータ対応と呼ばれる道具を用いて問題を準分裂な場合に帰着する,というのが証明のアイディアである.この証明方針は計画時の想定にはなかったものであり,当初の期待を超える満足のいく結果が得られたと言える.こちらの結果についても論文を作成した.できあがったこれら二編のプレプリントは現在雑誌に投稿中であり,いくつかの国内外の研究集会でも既に発表を行った.以上の研究およびその論文作成等が完了した後は,残る「研究1」と「応用2」で予定していた問題に取り組んだ.まず「超尖点表現に対する捻られた指標公式の確立」の問題に関してだが,こちらは通常の指標公式に関するAdlerとSpiceの一連の研究が参考になると考えた.そこで彼らの証明の中で鍵となった部分を一つずつ分析し,それぞれを捻られた場合に拡張することを試みた.そして最終的には,toralというクラスの正則超尖点表現に対して,p進的に原点に十分近いような元での捻られた指標の公式を概ね得ることができた.ここで扱った表現や元たちは特殊なものではあるが,捻られた指標公式をより一般の設定下に拡張する上での大きな足がかりになると期待している.

「Kalethaの局所Langlands対応に対する指標関係式の証明」の問題については,上述の表現および元に対しては,WaldspurgerによるLie環の移送を用いることで,捻られた指標公式から殆ど形式的な議論で従うことが分かった.こちらに関しても,今後捻られた指標公式の一般化と併せて考察していきたいと考えている.捻られた指標公式の研究に関しては,まず超尖点ではない表現の捻られた指標の考察を引き続き進めていきたい.エンドスコピー指標関係式から逆算するという方法での計算を検討している.また超尖点表現の捻られた指標公式に関しても,より精密な形の指標公式を確立するという点で,単純超尖点を離れより深度の大きな超尖点表現の場合に考察を深めていく予定である.基本補題の研究に関しては,一年目の研究によってユニタリ群の場合には満足のいく結果が得られた.そして斜交群・直交群の場合には,問題が「非標準的エンドスコピー」に対する基本補題に帰着されることも分かった.そこで二年目は表現論的なインプットを組み込みながら非標準的エンドスコピーの基本補題の証明に取り組む予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
血管運動性鼻炎の病態解明-一酸化窒素の関与について-

本研究は血管運動性鼻炎の病態を探る上で、血管運動中枢の興奮状態から鼻粘膜への神経伝達物質としてのNOの過剰放出の有無、さらに知覚過敏性発現機序を解明するうえでのNOの関与に着目して検討を加えた。1)ヒト鼻粘膜に分布するNO作動性神経の分布を酵素組織化学法を用いて調べた結果、血管、鼻腺を中心として豊富な陽性神経を確認するとともに、ヒト翼口蓋神経節にはNO合成酵素を含有した多くの神経節細胞が存在することを確認し、鼻粘膜におけるNO作動性神経の由来から副交感神経節であることを確認した。2)寒冷刺激時、非刺激時における鼻腔内、鼻汁中のNO濃度を測定することにより、神経由来NOの病態への関与を検討した。正常コントロール、鼻アレルギー、血管運動性鼻炎症例において安静時、下肢寒冷刺激時における鼻腔内容積変化と鼻汁中および鼻腔洗浄液中のNO濃度を酸化窒素分析システムを用い経時的に測定し、その濃度変化を各群間で比較検討したが、鼻腔内および鼻汁中に産生されるNO量は大きな変化がないことが確認できた。しかし、この点については鼻粘膜上皮より産生されると考えられるNOガスの絶対量はこのような刺激には影響を受けないこととを確認するとともに、神経系より産生されるNOの絶対量は上皮より産生される絶対量に比較するとかなり少ないため、刺激による濃度変化を捉えることができなかったのではないかと考えている。そこで実際に鼻粘膜上皮および血管内皮より持続的に産生されているNOの絶対量と化学伝達物質刺激時の産生量を経時的に測定した。培養鼻粘膜上皮細胞および鼻粘膜血管内皮細胞をIFN-γ, IL-1β等のサイトカインおよびヒスタミン、ブラジキニン等の化学伝達物質にて刺激した際の培養上清中のNOの濃度はこれらの刺激に対し、一定の変化を示さなかった。これはNO産生のメカニズムを検討するためには、生体組織と培養細胞との間の細胞機能の維持条件に大きな違いがあることを充分に考慮する必要がある。今後は生体組織において鼻粘膜産生NOを変化させる因子の解明について検討したい。
内因性NOS阻害物質代謝酵素の導入による肺血圧低下効果

一酸化窒素(NO)は血管拡張などの様々な生理機能を担い、肺高血圧症では内皮機能の障害からNOの産生が減弱している。我々はモノクロタリン誘発肺高血圧ラットを用い、肺血管内皮機能の減弱とな内皮型一酸化窒素合成酵素eNOSの活性低下の機序を検討した。内因性eNOS阻害物質であるADMAの増加とその合成酵素であるPRMT2の発現亢進、および代謝酵素DDAH1,2の発現減少が認めれた。更に、eNOSと基質l-arginineを競合するarginaseの発現亢進もみられ、肺血管内皮期の低下に複数の経路、物質が関与している可能性が示唆された.一酸化窒素NOは多用な生理活性を担っているが、その内因性NO合成酵素(NOS)阻害物質であるasymmetricaldimethylarginine(ADMA)の増加が様々な疾患に関与している証拠が近年蓄積されている。ADMA, SDMAはNOS基質L-arginieを競合的に全てのNOS isoform,iNOS, eNOS, nNOSを阻害することから免疫異常、心血管障害、神経機能低下を起こし得る。血管障害では肺高血圧、腎性高血圧等に関与することが知られている。このADMA増加はADMA代謝酵素Dimethylarginine dimethylaminohydrolase 1 (DDAH1)の活性低下が原因の一つと考えられている。近年DDAH1遺伝子導入によってADMAを減少させ、NO産生を増加させる手法がin vivoで示され、今後ADMAを標的とする治療法の開発が進むと予想されるが、治療効果の報告はまだ殆ど無く、今後の進展が待たれている。本年度は肺高血圧ラット肺組織においてADMA合成、代謝に関与する経路を精査し、DDAH1機能低下に加えDDAH2低下、ADMA合成に関与するPRMT2亢進、更にarginase亢進の可能性を見出した。内因性NOS阻害物質を制御しているターゲットが絞り込まれたことから、今後はこれらの遺伝子を制御するレンチウイルスベクターを作成し、ADMA合成を制御しNOS活性をin vitroで増加させ、最終的には肺高血圧モデルの肺組織中で回復させることを目指す。一酸化窒素(NO)は生体内で血管拡張等の様々な生理的機能を担っている。内因性の一酸化窒素合成酵素(NOS)阻害物質ADMAは肺高血圧で増加し、NO産生を低下させることが示唆されている。ADMAはNOSの基質であるl-arginineがジメチル化された物質であり、l-arginineと競合してNOS活性を低下させる。我々はMCT誘発肺高血圧ラットにおいて内皮依存性弛緩反応の減弱、NOS活性が低下していることを認めた。そこで、NOS活性、NO産生に影響と及ぼす可能性のある物質、酵素を検討したところ、肺高血圧モデルの肺組織内のADMA増加とNOS活性の低下を認めた。更にADMAを代謝するDDAH1,DDAH2の発現低下とADMA合成促進に作用するPRMT2の亢進を認めた。一方で、NOSと同様にl-arginineを基質とする酵素arginineの発現更新も認められた。更に、肺血管リング標本において、肺高血圧ラットにおいて減弱したない非依存正反応がarginase阻害薬存在下では改善傾向を示した。これによりNOS活性の低下の一因として、発現の亢進したarginaseがNOSと共通の基質であるl-arginineを消費し、結果的にNOS活性、NO産生、内皮依存性弛緩反応減弱に関与している可能性が示唆された。以上から、肺高血圧モデルにおけるNOS活性低下には内因性NOS阻害物質の増加に加え、arginaseの亢進も関与し、複数の経路が関与していると考えられた。NOS活性を制御する物質のスクリーニングすることで、複数の経路が関与していることが明らかになった。一酸化窒素(NO)は生体内で血管拡張などの様々な生理機能を担っている。内因性の一酸化窒素合成酵素(NOS)阻害物質ADMAは肺高血圧症において増加し、NO産生を低下させることが示唆されている。ADMAはNOSの基質であるl-arginineがジメチル化された物質であり、l-arginineと競合してNOS活性、NO産生を低下させる。我々はモノクロタリン誘発肺高血圧ラットにおいて、肺血管の内皮依存性弛緩反応が減弱し、またNOS活性の低下を観察した。一方でeNOS発現量は不変であったことから、NOS活性を阻害する機序の検討を行った。その結果、肺組織において内因性NOS阻害物質であるADMAが増加しており、この合成酵素であるPRMT2の発現亢進と代謝酵素であるDDAH1,2の発現低下がみられた。従って、これらADMAの合成、代謝に関わる酵素の増減によりADMA増加を来し、NOS活性に影響を与えている可能性が示唆された。一方で、NOSと共にl-arginineを基質とするarginineの肺組織における発現亢進も観察された。arginineの亢進によりNOSにとってl-arginineのavailabilityが低下し、NOS活性は低下する可能性が示唆された。また肺血管の内皮依存性弛緩反応はarginase阻害剤存在下で回復傾向にあり、arginase亢進もまたNOS活性低下に関与していると推測された。以上より複数の経路、物質が肺高血圧モデルにおける肺血管のNOS活性低下に関与していることが示唆された。

一酸化窒素(NO)は血管拡張などの様々な生理機能を担い、肺高血圧症では内皮機能の障害からNOの産生が減弱している。我々はモノクロタリン誘発肺高血圧ラットを用い、肺血管内皮機能の減弱とな内皮型一酸化窒素合成酵素eNOSの活性低下の機序を検討した。内因性eNOS阻害物質であるADMAの増加とその合成酵素であるPRMT2の発現亢進、および代謝酵素DDAH1,2の発現減少が認めれた。更に、eNOSと基質l-arginineを競合するarginaseの発現亢進もみられ、肺血管内皮期の低下に複数の経路、物質が関与している可能性が示唆された.肺高血圧モデルにおけるNOS活性低下には内因性NOS阻害物質の増加に加え、arginaseの亢進も関与し、複数の経路が関与していると考えられた。それぞれの経路の肺高血圧における関与の程度は明らかでない。ADAMの抑制も検討課題であるが、arginaseに関し肺血管リング標本では、arginaseは阻害薬を使用し、一定程度の関与の可能性が示せたことから、今後循環動態への影響を検討する。麻酔肺高血圧における肺組織において、上記の様に内因性NOS阻害物質を制御しているターゲットが絞り込まれた。内皮依存性弛緩反応減弱にarginase亢進が関与していることが判明し、想定していたメカニズム、すなわちDDAHの減弱によるADMA亢進との見極めを検討する必要が出てきた。そのためDDAH活性を増加させるための遺伝子導入等は、arginaseの役割についての検討を行ってから行う必要が生じた。現在得られたデータではarginaseは一定の関与が推定される。まず内皮依存性弛緩反応減弱におけるarginase活性亢進の役割を検討するため、血管リング標本、循環動態においてarginase阻害剤等を使用し、関与の程度を検討する。肺高血圧における肺組織において、内因性NOS阻害物質を制御しているターゲットが絞り込まれたことから、今後はその酵素の遺伝子を制御するウイルスベクターを構築し、ADMA産生をin vitro, in vivoでコントロールすることが目標になる。当初予定していた実験手順を変更し、肺高血圧動物における内因性NOS阻害物質を制御するタンパクの解析を詳細に行い、遺伝子導入するターゲットを絞ったことにより、実施する実験数が減った。これらの実験に用いる試薬類購入費用が当初の研究計画よりも大幅に下回った。当初予定していた、ターゲットを制御する遺伝子を組み込んだウイルスベクター作成を行う。
植物由来RNAを用いた免疫応答の誘導によるウイルス感染症の新規予防・治療法

経済的利用価値の高いと考えられる米糠からの二重鎖RNA(dsRNA)抽出方法を確立した。まず、米糠に含まれるdsRNAの安定性について粗抽出液に関して検討を行い、以下の結果を得た。dsRNAは温度依存性の安定性を示し、冷蔵以下の温度で安定であることを見出した。また、dsRNAの安定性は塩濃度依存的であることを見出した。以上より、抽出の塩濃度、温度の管理が非常に重要であるが明らかとなった。次に粗抽出液を濃縮する方法を確立した。さらに経済性を高めるため、濃縮方法の改良の検討を継続している。ピーマン由来dsRNAを用いてマウス個体での免疫賦活活性を検討した。ピーマン由来dsRNAを経鼻投与することによって季節性のH1N1インフルエンザウイルスのみならず高病原性H5N1インフルエンザウイルスに対しても強い防御効果があることを見出した。次に不活化H5N1ウイルスとともにピーマンdsRNAの皮下投与を行ないそのアジュバント効果を検討した。不活化ウイルスのみでは強い免疫応答は見られなかったが、dsRNAとともに投与することによって劇的な免疫効果が観察され、ピーマンdsRNAに強力なアジュバント活性がある事が判明した。最後にB16-F10メラノーマ移植マウスの系を用い、dsRNAの抗癌試験を行った。その結果、ピーマンdsRNAはNK細胞の活性化を通してB16-F10細胞の増殖を抑制する活性を有する事が明らかとなった。マウス個体を用いた結果は論文投稿中である。初年度に計画した植物からの効率的な二重鎖RNAの抽出方法を確立し、動物個体を用いた抗ウイルス自然免疫応答の活性化の健闘を開始する事ができた。またその結果をまとめ、論文投稿を行った。家畜への応用を見据えたアプローチとしてはマウス以外のニワトリ、ブタを用いたdsRNA投与(法)/ウイルス攻撃試験の検討を行い、有用性の確立、実用化を目指す。愛玩動物である犬では頻繁に悪性黒色腫が発生するが、それに対してdsRNAの有用性を検討する。犬を用いた臨床試験を計画し検討する。ヒトの重症熱性血小板減少症候群(SFTS)ウイルス感染症のマウスモデルを用いてdsRNAの効果を検討し、SFTSウイルス感染症の治療法の開発を目指す。
「トランスボーダー日系文学」研究基盤構築と世界的展開―「世界文学」的普遍性の探究

「トランスボーダー日系文学」を次の三つのフェイズに分けて研究する。1)世界的規模で広がる日系人作家による英語文学「グローバル日系英語文学」、2)カズオ・イシグロなど日本生まれで国・言語の境界を超えて活躍する作家の「トランスナショナル日系文学」、3)村上春樹のように日本文学が英語翻訳を通して世界的に受容された「トランスレーショナル(翻訳媒介的)日本文学」。「トランスボーダー日系文学」という新たな研究基盤を構築し、その日本的「固有性」を評価しつつ、さらにそれを超える「世界文学」的普遍性を探求するため、国内外の研究者たちと連携し、グローバルな研究ネットワーク形成を図る。
ホロカルボキシラーゼ合成酵素の遺伝子の単離とその発現に関する研究

我々はヒト・ホロカルボキシラーゼ合成酵素(HCS)遺伝子の構造解析を行うため、ヒト・HCScDNAをプローブとしてpwEX15ゲノミックライブラリーをスクリーニングし、26kbのインサートを含むクローンを単離した。このクローンのインサートをプローブとしてfluolesscense in situ hybridizationを行うと、HCS遺伝子は21番染色体q22.1に局在することが推定された。この結果は、PCRを利用したヒト・ハムスター雑種細胞のDNAパネル解析の結果とも一致した。また、HCScDNAの111bpの断片をプローブとしたゲノムのサザン解析では、4種類の制限酵素消化で単一のバンドを示した。以上より、HCS遺伝子はハプロイドあたり1つで、偽遺伝子の存在は否定的であると結論した。単離したクローンをNotIで消化すると、インサートは12.5、9.4、9.5kbの3つの断片となった。それぞれをBglII、EcoRI、HindIII、SPeIの制限酵素地図を作製した。エクソン・イントロンの同定は現在進行中である。HCS遺伝子のヒトにおける異常として、一つのミスセンス変異と一塩基欠失が、日本人姉妹例で同定されていたが、我々は日本人の4家系のHCS異常症についてさらに解析を進め、この2種の変異が8アレル中7アレルを占めていることを見いだした。HCS異常症の診断法についても検討を行い、日本人においてはDNA診断法として、前述の2種の変異をPCRで検出する方法を開発した。また、大腸菌のアポカルボキシルキャリア蛋白を基質として放射性ビオチンのとり込みでHCS活性を測定する高感度アッセイ法の開発に成功した。これらの新しい診断法により、これまでより早く、正確なHCS異常症の診断が可能となった。ヒト・ホロカルボキシラーゼ合成酵素(HCS)遺伝子の単離はヒトHCScDNAをプローブとして、pWEX15ヒトゲノムコスミドライブラリーをスクリーニングして単離した。このクローンが正しいことは、ヒトゲノムと単離したコスミドクローンDNAを制限酸素EcoRI、BglII、HindIII、PstIで消化し、サザン解析を行ったところ、両者に共通の大きさのバンドが検出されたこと、ゲノムDNAとコスミドクローンDNAを鋳型としてpolymerase chain reaction(PCR)にて、同じ大きさのPCR産物が認められることで確かめた。単離したゲノムクローンをプローブとしたfluorescence in situ hybridizationによるマッピングでは、HCS遺伝子は21番染色体q22.1に局在するとの結果を得た。PCRを利用したヒト・ハムスター雑種細胞のDNAパネル解析からも、HCS遺伝子は21番染色体にあると推定された。110bpのHCScDNAの断片をプローブとしてゲノムサザン解析では、EcoRI、BglII、HindIII、PstI消化で、単一のバンドを示した。以上の結果から、HCS遺伝子はハプロイドあたり1つで、偽遺伝子の存在は否定的と考えられた。次に、HCS遺伝子の大きさを推定するため、ヒトHCScDNAの全長をプローブとし、BamHI、BglII、EcoRI、EcoRVで消化したヒトゲノムのサザン解析を行った。その結果、BamHIでは11.0、6.8、4.0、3.5kb、BglIIでは9.2、7.0、2.8、0.9kb、EcoRIでは6.8、6.2、3.4、1.9kb、EcoRVでは10.6、6.8kbのバンドが検出された。それぞれのバンドの長さを合計すると、BamHIでは25.3kb、BglIIでは19.9kb、EcoRIでは18.3kb、EcoRVでは17.3kbとなり、ヒトHCS遺伝子の大きさはたかだか約25kbであると推定された。

単離したコスミドクローンをNotIで消化すると、そのインサートは12.5、9.4、4.5kbの3本の断片となった。これらの断片の合計は約26kbとなり、従って単離したクローンはHCS遺伝子の大部分をカバーしていると推定された。現在BglII、EcoRI、HindIII、SprI消化によって制限酵素地図の作成を行っている。我々はヒト・ホロカルボキシラーゼ合成酵素(HCS)遺伝子の構造解析を行うため、ヒト・HCScDNAをプローブとしてpWEX15ゲノミックライブラリーをスクリーニングし、26kbのインサートを含むクローンを単離した。このクローンのインサートをプローブとしてfluorescence in situ hybridizationを行うと、HCS遺伝子は21番染色体q22.1に局在することが推定された。この結果は、PCRを利用したヒト・ハムスター雑種細胞のDNAパネル解析の結果とも一致した。また、HCScDNAの111bpの断片をプローブとしたゲノムのサザン解析では、4種類の制限酵素消化で単一のバンドを示した。以上より、HCS遺伝子はハプロイドあたり1つで、偽遺伝子の存在は否定的であると結論した。単離したクローンをNotIで消化すると、インサートは12.5、9.4、9.5kbの3つの断片となった。それぞれをBg1II、EcoRI、HindIII、SpeIの制限酵素地図を作製した。エクソン・イントロンの同定は現在進行中である。HCS遺伝子のヒトにおける異常として、一つのミスセンス変異と一塩基欠失が、日本人姉妹例で同定されていたが、我々は日本人の4家系のHCS異常症についてさらに解析を進め、この2種の変異が8アレル中7アレルを占めていることを見出した。HCS異常症の診断法についても検討を行い、日本人においてはDNA診断法として、前述の2種の変異をPCRで検出する方法を開発した。また、大腸菌のアポカルボキシルキャリア蛋白を基質として放射性ビオチンのとり込みでHCS活性を測定する高感度アッセイ法の開発に成功した。これらの新しい診断法により、これまでより早く、正確なHCS異常症の診断が可能となった。
戦後日本の警察と秩序維持についての政治史研究 1945-1960

本年度は、引き続き各項目の資料調査を網羅的に行い、戦後日本の警察制度の変遷と秩序維持政策をめぐる政治過程を検討した。第一に、本年度新たに開設した2箇所の県立公文書館を含め、19の公文書館で調査を行い、各県の警察ならびに自治体警察の実態について、公文書を中心として新たな知見を得た。例として、新潟県立文書館では市町の自治体警察の存廃をめぐる住民投票について、富山県公文書館では戦後初期の米供出と物価調整について調査した。また、北海道立文書館では警察予備隊の隊員募集事業についても調査を行った。第二に、警察制度改革や治安立法に関与した政治家・官僚の私文書を調査し、当時の政治過程を多角的に分析した。例として、防衛官僚の海原治(国立国会図書館憲政資料室)、警察官僚の小杉平一・小野裕(東京大学法学部近代日本法政史料センター原資料部)、横浜市長の半井清(横浜市史資料室)、法務大臣・衆議院議長の加藤鐐五郎(愛知県公文書館)が挙げられる。第三に、各都道府県の警察史を中心に警察関係の刊行物を渉猟した。また、横浜市警察局編『浜のまもり』(横浜市中央図書館)、新潟県警察本部編『護光』(新潟県立文書館)、富山県警察編『まもり』(富山県立図書館)などの警察機関紙を調査し、自治体警察制度から現行警察制度の施行にかけての言説の変遷について分析した。第四に、モデルケースとして千葉、埼玉、神奈川各県の郷土史を網羅的に調査し、各市町の各自治体警察の運営と廃止に至る過程を検討する際の補足材料とした。第五に、戦後に自治体警察と国家地方警察の幹部を歴任した警察官僚の遺族宅に赴いて史料調査に参加した。以上の調査によって、戦後日本が民主化の過程で経験した自治体警察と、その後の警察制度への移行期における政治過程について、警察内部の言説を踏まえて分析を行うことができた。なお、本年度に刊行した拙著『治安維持法』(中公新書、2012年6月)において、団体等規正令と破壊活動防止法の制定について、新規資料を交えて概括した。これにより、戦後日本の秩序維持政策について本研究計画の成果の一部を発表した。これまでに30を超える公文書館で調査を行い、自治体警祭の制度と運用の実態について資料を収集した成果は大きい。これまでは地域の個別の事例として検討されてきた自治体警察について、網羅的な調査によって事例間の比較を可能とし、研究の厚みを増すという点では十分に目標を達成できたと考える。また、戦後の代表的な治安立法である破壊活動防止法の制定過程について、国立公文書館所蔵の「佐藤達夫関係文書」などの新規史料を参照しながら再検討を行い、成果の一部としてこれを公表できた点も、研究計画の順調な進展として評価できると考える。現時点で未調査の自治体の公文書館や資料館への網羅的な調査を継続し、戦後日本の警察に関する総合的な研究を行う。今後の調査対象としてまず福島県立博物館の「堀切家寄託資料」を予定している。また、警察だけでなく、地域の安全と秩序を担うアクターとして自衛隊にも着目し、1950年代から60年代に至る日本の治安と安全をめぐる政治過程を再検討する。第一に、講和独立から一九六〇年の安保条約改定を経て、一九七二年の沖縄返還に至る日米関係の変遷と、国内の治安対策との関連について検討を行う。第二に、大規模災害に際しての警察と自衛隊による救助活動を軸として、防災対策の観点から警察と自衛隊の関係について考察を行う。報告者は、戦後日本の警察と秩序維持をめぐる政治過程を再検討して、敗戦、占領、独立の激動の時代に警察がいかなる変化を遂げ、政治がいかなる秩序維持を模索したかを明らかにしようとした。平成22年度は、国内の史料調査を網羅的に行う研究計画にもとづいて、(1)国の公文書、(2)自治体の公文書、(3)政治家・官僚の私文書、(4)刊行物に関して、それぞれ調査を行った。特に、自治体の文書館で史料調査を行い、地方警察の実態と課題を考察することができた。第一に、戦時期から戦後初期にかけての地域の秩序維持について、連続性と転換の両面を見出すことができた。例として、戦時期の防空・防火活動に従事した警防団は、戦後の民主化によって活動や組織の変化を遂げつつ、地域の防犯組織として継続した。第二に、地域の課題に対する警察の対応について、詳細な分析が可能となった。第三に、国家的な課題や、全国に共通した課題に対して、各地域の警察の対応を比較することができた。例として、商品の価格統制や闇市の取締を行う経済警察や、占領軍との折衝が挙げられる。第四に、戦後の自治体警察について、自治体の規模、経済力、民間の協力度、政治状況を考慮して検討を行った。例えば、小規模の自治体が自主的に自治体警察を廃止する一方、大都市は自治体警察の廃止に反対し、中央政界にも積極的な働きかけを行った。以上のように、地方の公文書を比較することで、地域の枠を超えた立体的な考察が可能となる。今後は、政治結社対策、社会運動対策、自治体警察の導入などの占領期の秩序維持政策について、諸外国との比較を行いながら、より研究を深めていく予定である。(1)全国の文書館で調査を行い、各館が所蔵する警察に関する資料を調査した。調査先は宮城県立文書館、群馬県立文書館、栃木県立文書館、埼玉県立文書館、神奈川県立公文書館、新潟県立文書館、愛知県立文書館、岐阜県歴史資料館、福井県立文書館高山市の保管する戦後の自治体警察に関する公文書を調査した。

大阪市と大阪市公文書館に情報請求を行い、同市の保管する大阪市警察に関する公文書を調査した。(2)警察関係法令、特に破壊活動防止法の制定過程に関して警察法令について資料調査を行った。国立公文書館所蔵の「佐藤達夫関係文書」のうち、破壊活動防止法に関係する資料を調査した。全国の検察庁に情報公開請求を行い、破壊活動防止法に関する行政文書について公開を請求した。請求の結果、一部公開を認められた。(3)戦後日本の警察に関する刊行資料を調査した。(4)米国の各機関の所蔵する警察関係の資料について情報を収集した。以上の調査の結果、自治体警察の制度と実際の運用について知見を得ることができた。特に、地方都市のモデルケースとして高山市警察に関する資料を調査したこと、また大都市の自治体警察のケースとレて大阪市の自治体警察廃止反対運動について調査したこと、福井県の自治体における警察廃止に関する資料を調査したことは有益だった。また、破壊活動防止法に関して、「佐藤達夫関係文書」を調査した結果、従来空白部分のあった同法の起草:過程について知見を得た。本年度は、引き続き各項目の資料調査を網羅的に行い、戦後日本の警察制度の変遷と秩序維持政策をめぐる政治過程を検討した。第一に、本年度新たに開設した2箇所の県立公文書館を含め、19の公文書館で調査を行い、各県の警察ならびに自治体警察の実態について、公文書を中心として新たな知見を得た。例として、新潟県立文書館では市町の自治体警察の存廃をめぐる住民投票について、富山県公文書館では戦後初期の米供出と物価調整について調査した。また、北海道立文書館では警察予備隊の隊員募集事業についても調査を行った。第二に、警察制度改革や治安立法に関与した政治家・官僚の私文書を調査し、当時の政治過程を多角的に分析した。例として、防衛官僚の海原治(国立国会図書館憲政資料室)、警察官僚の小杉平一・小野裕(東京大学法学部近代日本法政史料センター原資料部)、横浜市長の半井清(横浜市史資料室)、法務大臣・衆議院議長の加藤鐐五郎(愛知県公文書館)が挙げられる。第三に、各都道府県の警察史を中心に警察関係の刊行物を渉猟した。また、横浜市警察局編『浜のまもり』(横浜市中央図書館)、新潟県警察本部編『護光』(新潟県立文書館)、富山県警察編『まもり』(富山県立図書館)などの警察機関紙を調査し、自治体警察制度から現行警察制度の施行にかけての言説の変遷について分析した。第四に、モデルケースとして千葉、埼玉、神奈川各県の郷土史を網羅的に調査し、各市町の各自治体警察の運営と廃止に至る過程を検討する際の補足材料とした。第五に、戦後に自治体警察と国家地方警察の幹部を歴任した警察官僚の遺族宅に赴いて史料調査に参加した。以上の調査によって、戦後日本が民主化の過程で経験した自治体警察と、その後の警察制度への移行期における政治過程について、警察内部の言説を踏まえて分析を行うことができた。なお、本年度に刊行した拙著『治安維持法』(中公新書、2012年6月)において、団体等規正令と破壊活動防止法の制定について、新規資料を交えて概括した。これにより、戦後日本の秩序維持政策について本研究計画の成果の一部を発表した。東日本大震災の後に一時期全国での調査を見合わせたが、二〇一一年六月より調査を再開した。
海産無脊椎動物の骨格形成における分子機構

海産無脊椎動物の骨格形成機構を調べる目的で、クルマエビ(Penaeus japonicus)の外骨格における石灰化の分子機構について研究を進めている。石灰化とは、生体内の硬組織における無機カルシウム結晶の沈着のことであり、骨格形成においては非常に重要な過程である。その分子機構の詳細は未だに不明な点が多いが、石灰化部位における無機カルシウム結晶形成にはカルシウム結合タンパク質の担う役割が大きいと考えられている。そこで現在は、甲殻類(クルマエビ)の外骨格の石灰化が起こる時期に特異的に発現する遺伝子の解析を行っている。甲殻類の外骨格の石灰化は、脱皮直後の限られた時期(脱皮後期)にのみに起こるため、この時期に特異的に発現する遺伝子のうちのいくつかが石灰化に関与していると考えられる。そこで、私は、まず脱皮後期に特異的に発現する遺伝子CCN(831残基のタンパク質(CCN)をコード)の配列を決定した。以下に示す遺伝子およびタンパク質の解析により、同タンパク質が石灰化を促進することが示唆された。1)免疫組織化学:免疫組織化学を用いてCCNの組織中における分布を調べた結果、外骨格中で強く石灰化されている領域に特異的に分布していることが明らかになった。2)発現時期の解析:RT-PCR法を用いて遺伝子CCNの発現時期を調べた結果、発現は外骨格の石灰化に先立って起こることが示された。3)CCNのCa^<2+>結合能および結晶形成能の解析:CCNは3か所のCa^<2+>結合サイトを有しており、そのうち2か所に炭酸カルシウムの結晶形成能が確認された。海産無脊椎動物の骨格形成機構を調べる目的で、クルマエビの外骨格における石灰化の分子機構についての研究を進めている。これまでの研究から、外骨格の石灰化が起こる時期である脱皮後期特異的に上皮細胞層において発現する遺伝子DD4を同定している。本年度はこの遺伝子のコードするタンパク質についてより詳細な解析を行った。遺伝子DD4のORFをRACE法を用いて増幅した結果、それまでに得られていたORFの5'側に約300残基のアミノ酸をコードする新たなORFを見出した。この領域中には、E-rich regionと名付けた極端にグルタミン酸に富む配列が見られた。この配列は121残基から成り、その約48%がグルタミン酸であるという特殊な一次構造を有していた。このようなグルタミン酸に富む配列は、脊椎動物の骨に含まれるBone sialoproteienというタンパク質においても見られ、リン酸カルシウムの結晶核形成を促進することが確認されている。しかしながら、無脊椎動物の硬組織由来のタンパク質においては、同様な配列を持つタンパク質の報告は現在までのところ皆無である。そこで、この新たに見いだしたE-rich regionの機能解析も含めた研究を行った。まず、E-rich regionのCa^<2+>結合能の有無を調べた。その結果、この領域はCa^<2+>結合能を有していることが確認された。また、精製した抗体を用いて免疫組織化学を行った結果、DD4タンパク質は外骨格において強く石灰化されている部分に局在していることが確認された。さらに、RT-PCRを用いて脱皮後期における遺伝子DD4の発現時期と石灰化の進行を詳細に調べた結果、遺伝子の発現は石灰化の開始に先立って起こることがわかった。これらの結果から、DD4タンパク質は石灰化の過程を促進していると考えられる。