hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
SIRT1活性化による筋ジストロフィー治療におけるマイトファジーの役割

これまで我々は、筋ジストロフィーに対する蛋白脱アセチル化酵素SIRT1による骨格筋保護メカニズムの解明を行い、SIRT1がオートファジー障害の回復、酸化ストレス軽減に関与することを見出した。さらに、我々はSIRT1により障害ミトコンドリアを除去して酸化ストレスを軽減する機構であるマイトファジーが活性化することを明らかとした。本研究の目的はSIRT1がマイトファジーを活性化するメカニズムや、筋ジストロフィーの骨格筋におけるマイトファジー障害とSIRT1の関与を明らかにすることで、SIRT1/マイトファジーを介した新規骨格筋治療法の開発を目指すことである。平成29年度には、骨格筋特異的SIRT1ノックアウトマウスとC2C12筋芽細胞を用いた実験で、SIRT1がマイトファジーの実行に関与していることと、SIRT1がマイトファジーの際にオートファゴソームで隔離された障害ミトコンドリアとリソソームの融合に関与する可能性を見出した。平成30年度には、mdxマウス骨格筋のミトコンドリアDNAをlong-range PCRを用いて解析した。mdxマウスの骨格筋においてミトコンドリアDNAに欠失をもつ障害ミトコンドリアが蓄積していることを明らかとし、mdxマウスの骨格筋ではマイトファジーを介したミトコンドリアのクリアランスが低下している可能性を示すことができた。今後は、mdxマウスの骨格筋においてオートファジー実行分子の遺伝子発現がどのようにSIRT1に制御されているのか、SIRT1結合蛋白・脱アセチル化蛋白の網羅的解析を用いて明らかとする。また、mdxマウスの骨格筋で活性化しているオートファジー阻害シグナルであるmTORが、SIRT1でどのように制御されているのか詳細なメカニズムを明らかにする。引き続き本研究課題の実験を行い、これまでの研究とあわせて論文にまとめていく。骨格筋特異的SIRT1KO(SIRT1 smKO)マウスと野生型(WT)マウスを用いてSIRT1が生体においてマイトファジーの調節を関るかどうかを検討した。48時間の絶食を行ったWTマウスとSIRT1smKOマウスの骨格筋でウエスタンブロットを行ってオートファジーの誘導を比較検討したところ、SIRT1 smKOでは絶食によって誘導されるLC3-IIの増加が減少しておりオートファジー活性化が減弱されることが示された。この時SIRT smKOマウスでは絶食を行っていない場合でもLC3-IIの増加が見られ、SIRT1がオートファゴソームとリソソームの融合段階に関わっている可能性が示唆された。定量PCRを用いた解析では、SIRT1smKOマウスの骨格筋でオートファジー実行分子であるAtg5の発現が有意に減少していた。さらにマイトファジーの実行分子であるBCL2L13の発現も有意に減少していた。このことから、SIRT1が骨格筋のマイトファジー制御に関与していることが示された。SIRT1のマイトファジー制御機構を明らかにするために、培養筋芽細胞(C2C12細胞)を用いた実験を行った。SIRT1をノックダウンしたC2C12細胞に、ミトコンドリアの脱共役剤であるCCCPの処置を行ってマイトファジーを誘導したところ、SIRTノックダウンC2C12細胞ではコントロールと比較してマイトファジーの指標となるリン酸化ユビキチンが増加していた。この時、SIRT1ノックダウンC2C12細胞ではオートファジーの実行分子であるLC3-IIがコントロール細胞より増加しているにも関わらず、ミトコンドリアタンパクはSIRT1ノックダウン細胞で多く残存していた。これらの所見から、SIRT1はマイトファジーの際、オートファゴソームで隔離された障害ミトコンドリアとリソソームの融合に関る可能性が示された当初の予定通り平成29年度に、マウスと培養細胞モデルにおいてSIRT1がオートファジー活性化に関与することを明らかにできた。マイトファジー実行分子の活性化にSIRT1が関与していることを示すデータも得られている。また、Long-Range PCRをはじめとしたミトコンドリアの障害を検討する実験手法の確立にも成功しており、Duchenne型筋ジストロフィーモデルマウスであるmdxマウス骨格筋でのマイトファジー活性とSIRT1の関係を明らかにする体制が整っていることを踏まえて、概ね順調に進展していると判断した。

mdxマウスの骨格筋においてミトコンドリアDNAに欠失をもつ障害ミトコンドリアが蓄積していることを明らかとし、mdxマウスの骨格筋ではマイトファジーを介したミトコンドリアのクリアランスが低下している可能性を示すことができた。今後は、mdxマウスの骨格筋においてオートファジー実行分子の遺伝子発現がどのようにSIRT1に制御されているのか、SIRT1結合蛋白・脱アセチル化蛋白の網羅的解析を用いて明らかとする。また、mdxマウスの骨格筋で活性化しているオートファジー阻害シグナルであるmTORが、SIRT1でどのように制御されているのか詳細なメカニズムを明らかにする。引き続き本研究課題の実験を行い、これまでの研究とあわせて論文にまとめていく。現時点までで本研究は順調に進行しており、今後も当初の予定通り研究を進める予定である。平成30年度は、実際にmdxマウス骨格筋でマイトファジーが減弱しているのか確認し、SIRT1活性化薬であるレスベラトロールやSIRT1720の処置でマイトファジー活性が回復して病態が改善するのか検討する予定である。さらに、mdxマウスの骨格筋におけるマイトファジー不全にSIRT1がどのようなメカニズムで関与しているのかを明らかにするために、mdxマウスの骨格筋組織において、抗SIRT1抗体を用いたクロマチン免疫沈降-シーケンス法によりオートファジー実行因子とマイトファジー実行因子の遺伝子のプロモーター領域にSIRT1が結合するのか明らかにする。SIRT1の関与が明らかにできた場合は、SIRT1により脱アセチル化を受ける蛋白を免疫沈降法および蛋白質量分析法により網羅的に解析する予定である。(理由)試薬の購入の際、メーカーが行っている割引やキャンペーンを効率的に利用したため。(使用計画)次年度使用額については物品等の購入に使用する予定である。
機能的電気刺激の内喉頭筋再支配に対する影響

本研究では、機能的電気刺激の内喉頭筋再支配に対する影響について基礎的な実験成績を収集した。ラット下腿をモデルとした実験では、機能的電気刺激によって1)脱神経後に生じる廃用性筋萎縮が抑制されること、2)脱神経後の神経再支配が促進されること、3)神経再支配が起こったときの神経終末とアセチルコリンレセプターとの機能的接続が増加することが示された。イヌの喉頭を用いた実験では、完全埋め込み型の電気刺激装置と刺激電極によって喉頭運動を回復させることに成功した。本研究では、反回神経の障害が原因となっている種々の喉頭機能障害患者に対し機能的電気刺激を応用することで、喉頭機能の回復を促進することを最終目標とし、その遂行のために、機能的電気刺激の内喉頭筋再支配に対する影響について基礎的な実験成績を収集することを目的としたものである。ラット下腿を喉頭のモデルとした実験では、機能的電気刺激によって脱神経後に生じる廃用性筋萎縮が抑制されることが明らかとなった。また、機能的電気刺激が脱神経後の神経再支配を促進するとともに、脱神経後に生じるアセチルコリンレセプターの減少を抑制すること、さらには運動神経再支配が起こったときの神経終末とアセチルコリンレセプターとの機能的接続を増加させる可能性があることが示された。この結果は機能的電気刺激が、神経再支配による運動機能の再獲得に効果的に作用することを示唆するものであると考えられた。また、イヌの喉頭を用いた実験では、完全埋め込み型の電気刺激装置と刺激電極を用いて、反回神経切断後の麻痺している内喉頭筋に筋収縮を誘発し、喉頭運動を回復させることに成功した。現在、2ケ月以上の長期経過観察をおこなっているが、動物に対する障害や刺激装置の不具合は観察されていない。大型の動物に対して長期にわたり喉頭の電気刺激をおこなった実験は、本邦では過去に報告がない。本研究の結果は、障害された喉頭機能の回復に対して機能的電気刺激が有効かつ安全であることを示していると思われる。本研究では、反回神軽の障害が原因となっている種々の喉頭機能障害患者に対し機能的電気刺激を応用することで、喉頭機能の回復を促進することを最終目標とし、その遂行のために、機能的電気刺激の内喉頭筋再支配に対する影響について基礎的な実験成績を収集することを目的とした。ラット下腿をモデルとした実験では、機能的電気刺激によって脱神経後に生じる廃用性筋萎縮が抑制されることが明らかとなった。また、機能的電気刺激が脱神経後の神経再支配を促進するとともに、脱神経後に生じるアセチルコリンレセプタ-の減少を抑制すること、さらには運動神経再支配が起こったときの神経終末とアセチルコリンレセプターとの機能的接続を増加させる可能性があることが示された。この結果は機能的電気刺激が、神軽再支配による運動機能の再獲得に効果的に作用することを示唆するものであると考えられた。また、イヌの喉頭を用いた実験では.完全埋め込み型の電気刺激装置と刺激電極を用いて、反回神経切断後の麻痺している内喉頭筋に筋収縮を誘発し、喉頭運動を回復させることに成功した。6ヶ月以上の長期経過観察をおこない、刺激装置が正常に作動すること、電気刺激によって廃用性筋萎縮が抑制されること、筋線維に障害が生じないこと、誘発される声門開大運動が、呼吸機能を大きく改善すること、誘発される声門開大運動で誤嚥などの機能障害が生じないことを確認した。大型の動物に対して長期の喉頭電気刺激をおこなった実験は、本邦では過去に報告がない。本研究の結果は、障害された喉頭機能の回復に対して機能的電気刺激が有効かつ安全であることを示している。
骨芽細胞の増殖と分化に対する放射線の影響に関する研究

骨芽細胞の増殖・分化が骨形成過程における放射線照射時期の違いによってどのような影響を受けるのかをラット胎児の頭蓋骨から採取した骨芽細胞を用いて検討し下記の結果を得た。1.骨芽細胞の増殖は骨形成過程のどの時期に照射を行っても線量依存的に抑制された。2.アルカリフォスファターゼ(ALP)活性は非照射群では経日的に増加した。培地変更日を0日目とすると細胞増殖期である4日目に照射した群では7日目、14日目、21日目、28日目のいずれの時点においても非照射群と比較してALP活性は線量依存的に有意に抑制された。しかし、細胞外基質の成熟期である11日目に照射した群では21日目、28日目の時点でALP活性は非照射群と比較して有意に上昇した。また石灰化期である18日目に照射をすると21日目、28日目の時点でALP活性は非照射群と比較して有意に上昇した。石灰化面積は非照射群では経日的に増加した。4日目に照射した群では14日目、21日目、28日目のいずれの時点においても非照射群と比較して石灰化面積は線量依存的に有意に抑制された。18日目に照射した群のうち5Gy群では28日目に非照射群と比較して石灰化面積は有意に増加した。骨形成過程の細胞増殖期に放射線照射をすると骨芽細胞の増殖・分化はともに抑制されたが、細胞外基質の成熟期あるいは石灰化期に照射をするとALP活性、石灰化面積は一過性に上昇、増加した。照射をすると骨芽細胞のDNAに変異が起き、それを修復するためにP53によって細胞周期が一時的に止められる。これがG1 arrestで、このときDNAの障害の程度によってあるものは修復され、修復不可能なものにはapoptosisが起こる。しかし、今回の結果からG1 arrestが起こったときに骨芽細胞が分化できる環境が整っていれば、DNAの修復やapoptosisばかりでなく分化も誘導される可能性が示唆された。1.細胞数は非照射群では経日的に増加したが、照射群では照射線量が5Gy,10Gy,15Gyと増加するにつれ、細胞増殖は線量依存的に有意に抑制された。培地変更日を0日目とすると4日目に照射した群では7日目、14日目、21日目、28日目のいずれの時点においても非照射群と比較してALP活性は線量依存的に有意に抑制された。11日目に照射した群では14日目、21日目の時点でALP活性は非照射群と比較して有意差がなかった。また照射群ではALP活性は21日目頃に最大となった。18日目に照射した群のうち5Gy群,10Gy群では21日目に非照射群と比較してALP活性が有意に上昇した。3.石灰化面積は非照射群では経日的に増加した。

11日目に照射した群では14日目に非照射群と比較して石灰化面積は有意に抑制されたが、21日目では非照射群と比較して有意差はなかった。18日目に照射した群のうち5Gy群では21日目に非照射群と比較して石灰化面積は有意に増加した。増殖期の骨芽細胞に放射線照射すると骨芽細胞の増殖・分化が線量依存的に抑制されたが、骨芽細胞の増殖能が低下してきた時期に照射をするとALP活性、石灰化面積は一過性に上昇、増加した。以上の結果から骨芽細胞が分化できる環境が整った時期に放射線照射すると細胞増殖が抑制され、分化が促進される可能性が示唆された。骨芽細胞の増殖・分化が骨形成過程における放射線照射時期の違いによってどのような影響を受けるのかをラット胎児の頭蓋骨から採取した骨芽細胞を用いて検討し下記の結果を得た。1.骨芽細胞の増殖は骨形成過程のどの時期に照射を行っても線量依存的に抑制された。2.アルカリフォスファターゼ(ALP)活性は非照射群では経日的に増加した。培地変更日を0日目とすると細胞増殖期である4日目に照射した群では7日目、14日目、21日目、28日目のいずれの時点においても非照射群と比較してALP活性は線量依存的に有意に抑制された。しかし、細胞外基質の成熟期である11日目に照射した群では21日目、28日目の時点でALP活性は非照射群と比較して有意に上昇した。また石灰化期である18日目に照射をすると21日目、28日目の時点でALP活性は非照射群と比較して有意に上昇した。3.石灰化面積は非照射群では経日的に増加した。4日目に照射した群では14日目、21日目、28日目のいずれの時点においても非照射群と比較して石灰化面積は線量依存的に有意に抑制された。18日目に照射した群のうち5Gy群では28日目に非照射群と比較して石灰化面積は有意に増加した。骨形成過程の細胞増殖期に放射線照射をすると骨芽細胞の増殖・分化はともに抑制されたが、細胞外基質の成熟期あるいは石灰化期に照射をするとALP活性、石灰化面積は一過性に上昇、増加した。以上の結果から骨芽細胞が分化できる環境が整った時期に放射線照射すると細胞増殖が抑制され、分化が誘導される可能性が示唆された。
転写因子制御による胆汁酸の免疫調節作用に関する研究

核移行シグナルはDNA結合部位とリガンド結合部位の間にあるhinge部位に存在すること、C末端側にリガンドである胆汁酸の結合する部位が存在すること、N末端に転写調節部位が存在すること、を明らかにした。また、FXRは胆汁酸非存在下においても核内に存在し、splicing variant formの存在も発見し検討中である。2)胆汁酸によるNF-κB活性化機構の解明胆汁酸はNF-κBの抑制分子であるIκBαとIκBβを分解することによってp65とp50のヘテロダイマーが2峰性に活性化させることを明らかにした。さらに、胆汁酸によるNF-κBの活性化における細胞内情報伝達系に、酸化ストレス、MEKK1、p38 MAP kinaseの関与を明らかにした。3)FXRの標的遺伝子の検索NF-κBのコンポーネントであるp65とFXRが相互作用を有し、ともにそれぞれの固有の標的遺伝子の転写を相乗的に正に調節していることを明らかにした。かかる成績は、腸肝循環とコレステロール代謝のみで作用すると考えられているFXRが炎症や免疫反応に直接関与していることを示唆している。また、胆汁酸によるNF-κBの活性化を介した機能分子発現への作用として、ケモカインRANTESや抗アポトーシス分子IAP-1の発現を転写レベルで正に調節していることを明らかにした。本研究は胆汁酸の免疫調節作用を転写因子farnesoid X receptor(FXR)とNF-κBなどによる制御から解明しようとするものであり、平成12年度から平成14年度の3年間で計画されている。本年度は、胆汁酸によるFXRとNF-κBの細胞内存在様式および活性化機構について検討した。(1)FXR:FXRは核受容体の一つであり、その分子構造はN末端から転写調節部位、DNA結合部位、リガンド結合部位の順で構成されており、各部位を欠損させたmutantを肝細胞内に発現させることによる検討から、核移行シグナルはDNA結合部位とリガンド結合部位との結合部位(hinge部位)に存在すること、C末端側にリガンドである胆汁酸の結合する部位が存在することが明らかとなった。また、FXRは胆汁酸非存在下においても核内に存在し、核移行シグナルが重要な役割を果たしていることが解明された。(2)NF-κB:NF-κBは様々な免疫分子を活性化することが知られている。そのNF-κBを胆汁酸は直接活性化することを明らかにした。すなわち、胆汁酸はNF-κBの抑制分子であるIκBαを分解することによってNF-κBの核移行を可能にし活性化している。また、NF-κBの構成蛋白はp65とp50のヘテロダイマーであり、胆汁酸はその標的遺伝子の一つであるケモカインRANTESを転写レベルで調節し、肝への炎症細胞浸潤を担っていることが明確となった。さらに、胆汁酸によるNF-κBの活性化に細胞内の酸化ストレスが重要であることが明らかとなり、肝細胞におけるレドックス制御がNF-κBの活性化を調節する可能性が示唆された。本年度は、胆汁酸によって活性化されるFXRにおけるN末端の役割と各種胆汁酸によるNF-κB活性化機構について検討した。(1)FXR:その分子構造はN末端から転写調節部位、DNA結合部位、リガンド結合部位の順で構成されており、今回、N末端を欠損させたmutantを肝細胞内に発現させることによって検討した。その結果、N末端を欠損させたFXRはリガンド非依存性に転写活性化能を消失していた。さらに、詳細に検討した結果、FXRのN末端(1-123a. a.)のうち特に最初の1-22番目のアミノ酸が転写調節に強く関与していることが明らかとなった。すなわち、N末端中の当該部位にコアクチベーターが結合する可能性が示唆され現在さらに検討中である。(2)NF-κ

B : NF-κBは様々な免疫分子を活性化することが知られている。そこで、胆汁酸によるNF-κBの活性化を検討した。その結果、胆汁酸は抑制分子であるIκBαとIκBβの分解を介してNF-κBを2峰性に活性化することを明らかにした。さらに、胞合型胆汁酸による違いではグリシン胞合よりもタウリン胞合型胆汁酸でNF-κBを強く活性化した。また、胆汁酸はアポトーシス抑制分子の発現を介して、抗アポトーシス作用も有していることが明らかとなった。現在、胆汁酸の標的遺伝子の解明に取り組み、FXRとNF-κBの相互作用について検討中である。本研究は胆汁酸の免疫調節作用を転写因子farnesoid X receptor(FXR)とNF-κBなどによる制御から解明しようとするものであり、平成12年度から平成14年度の3年間で計画されている。本年度は、最終年度にあたり胆汁酸によって活性化されるNF-κBの活性化機構、およびFXRとの相互作用について検討した。その結果、胆汁酸によるNF-κBの活性化に細胞内の酸化ストレスが重要であることが明らかとなり、肝細胞におけるレドックス制御がNF-κBの活性化を調節する可能性が示唆された。一方、細胞内情報伝達系、特にリン酸化酵素に及ぼす胆汁酸の作用として、MAP3Kに位置するMEKK1とMAPキナーゼに位置するp38を活性化している事実を明らかにした。これらMEKK1とp38はともにNF-κBの活性化に関与しているリン酸化酵素として知られており、これらの経路を介してNF-κBが活性化されていることが推測された。さらに、NF-κBのコンポーネントであるp65とFXRが相互作用を有し、ともにそれぞれの固有の標的遺伝子の転写を相乗的に正に調節していることを明らかにした。かかる成績は、腸肝循環とコレステロール代謝のみで作用すると考えられているFXRが炎症や免疫反応に直接関与していることを示唆している。実際、胆汁酸がケモカインRANTESや抗アポトーシス分子IAP-1の発現を転写レベルで正に調節していることを明らかにした。なかでも、胆汁酸がIAP-1の発現を誘導する事実は肝臓内で胆汁酸が肝細胞の生存維持に直接関与していることを示唆し、胆汁酸作用をさらに飛躍的に発展させる発見と思われた。
微生物における環境適応・種分化の分子遺伝学的研究

この研究は、微生物の環境適応、種分化に、転移因子(tansposable element)がどのように関係するかを知るためになされたものである。1.好アルカリ菌Bacillus A-40-2の染色体上に見出された3Kb因子(トランスポゾン様因子)が他のアルカリ菌の中にも広く分布していることが【P^(32)】を用いるsouthehern blotting法で再確認された(昨年度実施したのはビオチニル化法)2.上記3Kbフラグメントを中性菌であるBacillus subtilisに形質転換法で入れたところ、好アルカリの形質転換体が得られた。3KbのDNAが入ったという証明は、ビオチニル化法で行なった。3.3Kbフラグメントのシークエンス分析は目下実施中で、5月末までには完了予定である。4.シークエンスの分析が完了した時点で、3報に分け発表予定である。
BaTiO_3単結晶の新規な育成法に関する研究

BaTiO_3粉末の粒径、TiO_2の添加量、および熱処理温度を検討することにより、多結晶体中で二次再結晶が長時間完全に起こらない条件を見出した。これは反応性の低い比較的平均粒径の大きなBaTiO_3粉末を用いることで、核の生成と成長を抑えるTiO_2の効果が顕著に現れたものであった。二次再結晶抑制条件にはTiO_2の添加量すなわち液相生成量と焼成温度が密接に関係していた。多結晶粒子間に存在する液相中でのBaTiO_3の拡散量が極めて少ないために、二次再結晶が抑制されることを明らかにした。また、本研究ではこの液相生成量を直流導電率の変化量として評価した。TiO_2添加量の異なるBaTiO_3多結晶体について導電率温度依存性を比較した結果、無添加の試料では、緩やかな変化であったのに対し、TiO_2を添加した試料では、共融点付近で導電率が急激に変化した。この場合、導電率の変化量はTiO_2の添加量に比例して増加した。これは、多結晶体中での液相生成量を反映した結果といえる。BaTiO_3単結晶および多結晶体の8001200°Cにおける電気伝導度に関して、大気中ではBa/Ti比によらず1100°C付近を境としてp型からn型に変化することが報告されている。しかし、本実験で得られた共融点付近での1桁にも及ぶ導電率の増加は、電子伝導では説明できない。従って、この現象にはイオン伝導が関与しているものと考えられる。次にこの二次再結晶抑制条件の下、多結晶体中に埋め込んだ種結晶を熱処理により大きく成長させる単結晶育成法を検討した。この結果、二次再結晶による悪影響を受けずに、通常の熱処理によりBaTiO_3単結晶の育成が可能であることを確認した。単結晶の成長は液相を介した溶解・析出型結晶成長によるもので、その成長速度は多結晶体中で生成する液相量の減少および熱処理温度の上昇に伴い増加した。成長した単結晶には、多結晶体中に存在する気泡が取り込まれていた。しかし、成長した単結晶部分と種結晶で比誘電率の温度特性や格子定数を比較した結果、それらに大きな違いのないことを確認した。従って、多結晶体中の密度を上げ気泡を取り除くことにより、良質な単結晶の育成が可能であることが示唆される。これまで我々は、BaTiO_3粉末の粒径、TiO_2の添加量、および、熱処理温度を検討することにより、多結晶体中で2次再結晶の起こらない条件を見出し、この条件下でBaTiO_3単結晶育成が可能であることを確認した。しかしながら、成長した単結晶部分では、多結晶体中の気泡を取り込んでしまっていた。この報告では、育成条件が単結晶の成長速度に与える影響について、また、密度の高い多結晶体を得る目的で行ったHIP処理の結果について述べる。多結晶体中で2次再結晶が起こらない条件の下、TiO_2の添加量、および、熱処理温度を変化させ単結晶を育成、それぞれの成長速度の比較を行った。

この結果、成長速度はTiO_2の添加量の増加に伴い減少し、熱処理温度の上昇に伴い増加していた。TiO_2の添加量、熱処理温度の変化が育成時に生成される液相の量を変化させることを考慮すると、単結晶の成長速度は液相の量と密接に関係していることが明確にされた。このことは、単結晶の成長速度制御が可能であることを示しており、工業的応用の面からも、かなり有益である。一方、多結晶体中の気泡を取り除くために行ったHIP処理であったが、結果として気泡を完全に取り除くまでには至らなかった。これは、今回行ったHIP処理が無カプセルHIP法で、粉末成形体をあらかじめ通気孔のない状態になるまで予備焼成し、これに処理を行うものであったため、予備焼成の段階でできた安定な閉気孔がHIP時に除去できなかったためと思われる。この気泡を取り除く方法については、今後も研究を継続する予定である。これまで我々は、TiO_2を添加したBaTiO_3多結晶体中で2次再結晶の起こらない条件を見出し、この条件下でBaTiO_3単結晶育成が可能であることを確認した。また、この際の単結晶成長速度は、TiO_2の添加量および熱処理温度により変化することから、育成時に生成される液相により大きく影響を受けることが推測された。以上を踏まえて、この報告では育成した単結晶の光学顕微鏡を用いた観察結果について、また、熱処理時の液相量の調査結果について述べる。単結晶の観察結果では、室温で縦横に走る縞模様が確認された。また、観察温度を120°C付近まで上昇させると一部の縞模様が消失し、この時点で消失しない縞模様はさらに温度を上昇させても変化しなかった。BaTiO_3の正方晶から立方晶への相転移温度は120°C付近であるため、この消失する縞模様はドメインであると考えられ、また消失しないものは単結晶が双晶帯を形成しているためと考えられる。この双晶帯はBaTiO_3多結晶体粒子でもよく観察されるが、その原因は他の粒子からのストレスとされている。これを考慮すると、単結晶が双晶帯を形成するのは、単結晶が多結晶体中で育成されることにより周囲の多結晶体からストレスを受けるためと考えられる。一方、液相量の調査では、熱処理時に多結晶体中で生成される液相を直接観察することは困難であるため、我々は熱処理温度上昇時の試料の電気伝導率変化に注目し、TiO_2の添加量の異なる試料について比較を行った。液相生成が起こる共融温度付近で比較した場合、TiO_2を添加した試料では電気伝導率の急激な上昇が確認されたのに対し、TiO_2を添加していない試料では確認されなかった。また、この電気伝導率の変化量はTiO_2の添加量に比例して増加しており、これは液相の生成量の違いによるとものと考えられる。このことから、TiO_2添加量と生成される液相量が対応しており、これにより単結晶の成長速度が液相の生成量により影響を受けるという推測が裏付けられた。これまで我々は、BaTiO_3粉末の粒径、TiO_2の添加量、および熱処理温度を検討することにより、多結晶体中で二次再結晶が長時間完全に起こらない条件を見出し、この条件下でBaTiO_3単結晶育成が可能であることを確認した。単結晶の成長機構は液相を介した溶解・析出型結晶成長によるものであり、その成長速度は、多結晶体中で生成する液相量の減少および熱処理温度の上昇に伴い増加した。本研究では、この液相生成量を直流導電率の変化量として評価した。TiO_2添加量の異なるBaTiO_3多結晶体について直流導電率の温度特性を比較した結果、無添加の試料では、導電率が緩やかに増加、減少するのみであった。
ハロセン吸入による肝の脂質過酸化とその抑制に関する研究

ハロセンの吸入によってまれに重篤な肝障害が発生する。その原因として脂質過酸化説と免疫説が考えられている。前者の場合、脂質過酸化はハロセンの嫌気的代謝が原因となることを、我々は既に明らかにしている。ハロセンの嫌気的代謝または、ハロセン吸入によって生じる脂質過酸化を抑制することによって、肝障害を予防することが可能であると考えられる。本研究は、(1)ハロセンの嫌気的代謝が原因となって脂質過酸化が生じることを確認し、(2)麻酔に関連した医薬品がどの程度ハロセンの嫌気的代謝を抑制するか、(3)ハロセンの吸入によって生じた脂質過酸化が抗酸化剤によって抑制されるかを、明らかにする目的で計画された。その結果、ハロセンを吸入させることにより発生する肝障害は、ハロセンの還元反応で生じるラジカル代謝産物が原因となり、ミクロソームの脂質過酸化が起こり細胞機能が破綻することが原因の一つであることが明らかになった。従って、ベルビツレートなどの薬物代謝酵素が誘導されていると考えられる場合、ハロセンの使用に注意する必要があると推測した。この原因による肝障害を防ぐためには、ハロセンの還元反応を抑制することと、脂質過酸化を押さえることが必要であり、そのためには、麻酔前投薬、鎮痛薬、鎮静薬などの酵素阻害作用のある薬物を併用することも有効な手段であると推測した。その前者の可能性を明らかにする目的で本研究は計画された。本年度は、ハロセンの吸入によって脂質過酸化の生じるモルモットと生じないラットの薬物代謝系および抗酸化系を比較し、その違いから発生機構を推測することが目的である。ハロセンの代謝は肝臓のチトクロムPー450を含む薬物代謝系酵素で行われる、代謝が関与した肝障害であるなら、原因として、薬物代謝系酵素の亢進と、脂質過酸化を抑える抗酸化系の違いが上げられる。本研究の結果、肝臓ミクロソ-ムのNADPHチトクロ-ムP450還元酵素、チトクロ-ムP450、NADHチトクロ-ムb5還元酵素およびチトクロ-ムb5のなかで、モルモットのNADPHチトクロ-ムP450還元酵素、チトクロ-ムP450およびチトクロ-ムb5がラットのそれより有意に多かった。発生したラジカル物質の消去系に働く抗酸化系の主なものとして細胞質のビタミンC、GSHおよびミクロソ-ムのビタミンEを測定した。細胞質のビタミンCにはラットとモルモットとに差は見られなかった。ミクロソ-ムのビタミンEの濃度にはラットとモルモットとに差が見られ、モルモットのほうがラットに比べ約1/3倍少なかった。一方細胞質のGSH濃度はモルモットのほうがラットに比べ約2倍多かった。以上の結果から、モルモットとラットの薬物代謝系および抗酸化系の違いから比較するとハロセンによる肝障害の原因はモルモット代謝系がラットに比して2倍多く、ミクロソ-ムのビタミンEの濃度がモルモットの方が低いことであろうと考察した。ハロセン吸入によって希に重篤な肝障害が発生する。その原因は未だ明らかにされていない。ハロセンおよびその代謝物による肝障害の発生機構として脂質過酸化反応と免疫反応が考えられている。前者はハロセンの媛気的代謝が後者は好気的代謝が関与している。本研究はハロセンの嫌気的代謝が原因になる脂質過酸化による肝障害の機構を明らかにするために行った。本年度は肝ミクロソ-ムの反応系で脂質過酸化反応をペンタンを指標にして測定可能か否かを検討し、ハロセンによる脂質過酸化反応をペンタンを測定することにより確認し、その反応に対する抗酸化系(トコフェロ-ル、GSH、アスコルビン酸等)の抑制作用を明らかにすることを目的とした。まずミクロソ-ムの反応系で四塩化炭素によるペンタンの生成の指摘条件を求め、それが脂質過酸化の反応に関与した反応であることを確かめた。この反応系でハロセンの脂質過酸化反応について検討した。

その結果、ハロセンによるミクロソ-ムの脂質過酸化反応は窒素条件下で進み、その反応にはNADPHを要求し、ハロセンの濃度に依存した反応であることを確認した。この反応系でのペンタン生成に及ぼすトコフェロ-ル、GSP、アスコルビン酸の影響を調べた結果、ペンタン生成は有為に抑制された。以上の結果から、ハロセンによってミクロソ-ムの脂質過酸化反応が起こり、その脂質過酸化反応はトコフェロ-ル、GSH、アスコルビン酸などの抗酸化剤によって抑制されることを明らかにした。ハロセンの吸入によってまれに重篤な肝障害が発生する。その原因として脂質過酸化説と免疫説が考えられている。前者の場合、脂質過酸化はハロセンの嫌気的代謝が原因となることを、我々は既に明らかにしている。ハロセンの嫌気的代謝または、ハロセン吸入によって生じる脂質過酸化を抑制することによって、肝障害を予防することが可能であると考えられる。本年度の研究はハロセンの吸入によって生じた脂質過酸化が抗酸化剤によって抑制されるかを、明らかにする目的で計画され次の結果を得た。(1)ビタミンEの投与により、ハロセンによる脂質過酸化の増加が抑制されることを、モルモットを用いた生体系で明らかにした。さらにハロセン投与によるトランスアミナーゼの上昇も抑制された。(2)試験管内の実験で、モルモットの肝ミクロソームを用いハロセンによる肝ミクロソームの脂質過酸化をペンタンを指標として測定し、その脂質過酸化を抑制させることを試みた。その結果、15nmol/1のビタミンEで脂質酸化は約半分に抑制されることが分かった。同じ反応系で嫌気的代謝がビタミンEで抑制されないことからビタミンEはハロセンのラジカルによって開始した脂質過酸化の反応を抑制していると考えられる。
骨誘導能を有する吸収性人工骨の開発

本研究では、骨基質から精製したBMPを用いて多孔質化したポリ-L-乳酸ディスクに添加し、ラット頭蓋骨欠損部に移植し、その骨誘導能について検索を行った。(BMPの精製)ウシ脱灰骨基質より抽出を行い、抽出物の水不溶性画分から分子量10KDa-100KDaの画分を分離し、液体クロマトグラフィーによる精製の試料とした。精製には、ゲル濾過、陽イオン交換、ヘパリンアフィニティー、逆相液体クロマトグラフィーを用いた。本研究で得られた最終精製画分は、in vivoでは約50ngという少量で強力な骨誘導活性を発現し、移植後2週間で骨髄組織の形成も観察された。また、アミノ酸配列について検索を行った結果、Wozneyらの報告したBMP-3の配列と一致するペプチドフラグメントを検出することが出来た。(BMP添加ポリ-L-乳酸ディスクによる骨誘導実験)10週齢雄性ウイスターラットの頭蓋骨に径約8mmの欠損を形成し、多孔質のBMP添加ポリ-L-乳酸ディスクを移植し、軟エックス線写真、カルシウム定量および組織学的観察により評価した。軟エックス線写真上で、BMP群では2週後に既に骨陽不透過像が若干観察された。カルシウム定量では、移植後2週で有意にカルシウム含量が高かった。組織学的には、移植後2週で既に大量の骨用組織の新生が観察され、4週では骨髄用組織の形成も観察された。これらのことから、多孔質化したBMP添加ポリ-L-乳酸ディスクは、賦形可能な吸収性骨代用材料としての可能性を有することが示された。〈骨誘導因子の精製〉ウシ長幹骨を径約1mmに粉砕し、塩酸にて脱灰を行う。脱灰骨基質より、塩酸グアニジンにて骨誘導因子を含む画分を抽出する。この抽出物を蒸留水に対して透析し、生じた沈澱を出発材料とした。これをゲル濾過・陽イオン交換・ヘパリンアフィニティ-、さらに2段階の逆相液体クロマトグラフィ-にて精製を行った。ここで得た最終精製物についてSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動を行い、その分子量を検索したところ、非還元状態で16kと30k付近にブロ-ドなバンドが、還元状態で15k付近に複数のバンドが見られた。これらのアミノ酸配列について検索を行ったところ、J.Wozneyらの発表したBMP-3が含まれていることが判明した。また、本年度補助金にて購入したHPLCシステムをを用いてシステムアップをはかり、その結果、高度に精製されたBMPをコンスタントに得ることが可能となった。〈人工骨の骨格の作成〉ポリ乳酸を有機溶媒に溶解し、これに種々の割合で気泡を混入して凍結乾燥を行うことにより多孔質のブロック体を形成することに成功した。また、骨誘導因子(BMP)をある種の有機溶媒に溶解することが可能なことから、ブロック体形成時に、直接、骨誘導因子を含有させることに対する可能性が示めされた。〈ラットへの移植実験〉対照として、ハイドロキシアパタイト或いはウシ焼成骨粉砕顆粒(True Bone Ceramics:TBC)とアテロコラ-ゲンとの複合体を用い、得られたポリ乳酸の多孔質ブロック体をラット頭蓋骨欠損部に移植し、その生体内の骨形成の場における挙動について検索中である。(BMPの精製)ウシ脱灰骨基質より抽出を行い、抽出物の水不溶性画分から分子量10kDa-100kDaの画分を分離し、液体クロマトグラフィーによる精製の試料とした。

本研究で得られた最終精製画分は、in vivoでは約50ngという少量で強力な骨誘導活性を発現し、移植後2週間で骨髄組織の形成も観察された。また、アミノ酸配列について検索を行った結果、Wozneyらの報告したBMP-3の配列と一致するペプチドフラグメントを検出することが出来た。(BMP添加ポリ-L-乳酸ディスクによる骨誘導実験)10週齢雄性ウイスターラットの頭蓋骨に径約8mmの欠損を形成し、多孔質のBMP添加ポリ-L-乳酸ディスクを移植し、軟エックス線写真、カルシウム定量および組織学的観察により評価した。軟エックス線写真上で、BMP群では2週後に既に骨陽不透過像が若干観察された。カルシウム定量では、移植後2週で有意にカルシウム含量が高かった。組織学的には、移植後2週で既に大量の骨用組織の新生が観察され、4週では骨髄用組織の形成も観察された。これらのことから、多孔質化したBMP添加ポリ-L-乳酸ディスクは、賦形可能な吸収性骨代用材料としての可能性を有することが示された。
マラリア原虫生殖母体周縁のコイル状構造：未知の細胞骨格の可能性

本研究の目的は、赤血球内の熱帯熱マラリア原虫有性生殖期、生殖母体の周縁に見出された、コイル状の構造を呈する特定の機能未知分子を広義の細胞骨格タンパク質と仮定して、以下A.B.C.を解析することであった。A.本分子と相互作用するタンパク質分子は何か?B.本分子ないし相互作用分子は、時間的・空間的にいかに形成され、変化するか?C.本分子ないし相互作用分子を欠くと、表現形質や相互作用分子はどう変化するか?A.は、試料の電気泳動まで終えたが、本分子と相互作用する未知のタンパク質分子同定には至らなかった。また、B.C.については、これを解析するためのトランスジェニック原虫のクローニング作業まで達した。本研究の目的は、赤血球内の熱帯熱マラリア原虫有性生殖期、生殖母体の周縁に見出された、コイル状の構造を呈する特定の機能未知分子(以下「本分子」と記)を広義の細胞骨格関連タンパク質と仮定して、以下A,B,Cを3年間で解析することである。A.本分子と相互作用するタンパク質分子は何か?B.本分子ないし相互作用分子は、時間的・空間的にいかに形成され、変化するか?C.本分子ないし相互作用分子を欠くと、表現形質や相互作用分子はどう変化するか?本24年度は、Aについては、前年度の進捗遅れの原因の一つであった、熱帯熱マラリア原虫・生殖母体期を培養するin vitro環境が整備された。適切な原虫株を選択し、生殖母体の大量調製と凍結保存まで行えた。B.C.については、前年度に構築したトランスジェニック(遺伝子導入)原虫作製用のプラスミドを、実際に原虫に導入した。しかし、本分子の予想された発現は確認されなかった。そこで、野生型原虫の固定細胞に対して、本分子の組換えタンパク質に対する抗体にて再度IFA(間接蛍光抗体法)解析したところ、これまでの測定よりも発現は弱いことを示唆するデータを得た。A.本分子と相互作用するタンパク質分子は何か?B.本分子ないし相互作用分子は、時間的・空間的にいかに形成され、変化するか?C.本分子ないし相互作用分子を欠くと、表現形質や相互作用分子はどう変化するか?平成25年度は、A.については、前年度までに調製して凍結保存した熱帯熱マラリア原虫生殖母体抗原試料からの、免疫沈降/電気泳動/質量分析を実施した。特に、電気泳動結果の再現性確保のための条件検討に注力した。熱帯熱マラリア原虫のin vitro培養と生殖母体の調製ならびに保存については、引き続き行った。また、B.C.については、前年度までに作製したトランスジェニック(遺伝子導入)原虫において本分子の予想された発現が確認されなかったこと、さらに、本分子の組換えタンパク質に対する抗体にて再度のIFA(間接蛍光抗体法)解析したところ、生殖母体における本分子の発現が準備段階時の測定よりも弱いことを示唆するデータを得たことを踏まえて、平成25年度は、トランスジェニック原虫作製用のプラスミドを改めて構築した。さらに、これを用いて遺伝子改変熱帯熱マラリア原虫を作製した。A.本分子と相互作用するタンパク質分子は何か?B.本分子ないし相互作用分子は、時間的・空間的にいかに形成され、変化するか?C.本分子ないし相互作用分子を欠くと、表現形質や相互作用分子はどう変化するか?本23年度はこれら3点A.B.C.について、以下を計画した。A:生殖母体抗原を調製して免疫沈降法/電気泳動(1&2次元)/質量分析による解析。B:固定細胞のIFA(間接蛍光抗体法)ならびにGFPレポータ融合トランスジェニック(遺伝子導入)原虫を作製。C:本分子について遺伝子破壊原虫を作製。A.で抗原を調製するためには、はじめに熱帯熱マラリア原虫をin vitro培養して生殖母体期原虫を大量に得る必要がある。生殖母体出現/産生の効率は、熱帯熱マラリア原虫の株により差があることから、適当な株の選定と生殖母体産生環境の設定に努めた。

さらに年度途中で研究代表者が所属研究機関を変更し、全く新規にin vitro培養系自体を起ち上げることになった。インキュベータなどハード面、血液試料の提供/使用承認などソフト面の整備を年度末までに済ませた。これらにより生殖母体期原虫を得て抗原を調製する条件が整った。B.C.については、トランスジェニック(遺伝子導入)原虫/遺伝子破壊原虫作製のために必須であるプラスミド構築を、年度末までに済ませた。本研究の目的は、赤血球内の熱帯熱マラリア原虫有性生殖期、生殖母体の周縁に見出された、コイル状の構造を呈する特定の機能未知分子(以下「本分子」と記)を広義の細胞骨格関連タンパク質と仮定して、以下A.B.C.を解析することであった。A.本分子と相互作用するタンパク質分子は何か?B.本分子ないし相互作用分子は、時間的・空間的にいかに形成され、変化するか?C.本分子ないし相互作用分子を欠くと、表現形質や相互作用分子はどう変化するか?前年度(H25)までに、A.については、調製して凍結保存した熱帯熱マラリア原虫生殖母体抗原試料について、免疫沈降/電気泳動/質量分析と進めるべく、電気泳動までを実施した。熱帯熱マラリア原虫の培養と生殖母体の調製および保存は引き続き行った。B.C.については、初めに作製したトランスジェニック(遺伝子導入)原虫において本分子の予想された発現が確認されなかった。さらに、本分子の組換えタンパク質に対する抗体にて再度のIFA(間接蛍光抗体法)解析をしたところ、生殖母体における本分子の発現が、準備段階時の測定よりも弱いことが示唆された。そこで、トランスジェニック原虫作製用のプラスミドを改めて構築した。H26年度は、A.について、電気泳動までの再現性を確認したのち、質量分析に進んだ。しかし、本分子と相互作用する未知のタンパク質分子同定には至らなかった。また、B.C.については、改めて構築したプラスミドから作製するトランスジェニック原虫のクローニング作業を進めた。分子寄生虫学Aについては、熱帯熱マラリア原虫・生殖母体の大量調製と凍結保存を済ませたが、完了を計画した免疫沈降法/電気泳動/質量分析による解析は、着手したところである。B.C.については、前述の結果により、本分子の十分な発現を確保してその挙動を捕捉する解析が未着手である。生殖母体抗原試料からの免疫沈降/電気泳動/質量分析において、電気泳動結果の再現性確保に予想以上の条件検討を要した。このため質量分析が進捗しなかった。また、新たにプラスミドを構築し直して作製した遺伝子改変原虫の、in vitro培養中の出現が予定より遅れた。本研究の目的、実施計画に従って進めており、当初の計画にも無理や矛盾はないと考える。しかし、生殖母体産生株の選定と、研究代表者の所属機関変更(異動)に伴う、新機関におけるマラリア原虫培養系起ち上げに時間を要した。抗原調製に十分な生殖母体期原虫が未だ確保されておらず、従ってA.で計画した免疫沈降法/電気泳動/質量分析による解析が未着手である。また、B.C.の計画については、プラスミド構築を年度末までに済ませた。当初予定した原虫株の作製がその中途である。当初の実施計画に則して、24年度の未了分を含めて進める。
揚子江中・下流の土地・水利用とその資源的評価に関する研究

平成成8年度には長江中下流域で、重慶市・岳陽市・武漢市の都市計画局や水利局、および岳陽市の農家を訪問し、現地での聞き取り調査を実施した。平成9年度には長江中・下流域で、南昌市・九江市・景徳鎮市・上海市新場鎮の都市計画局や、江西省環境保護局、南昌市の郷鎮企業などを訪問し、調査を実施した。平成10年度は、まず、5月に中国側の共同研究者を日本国に招へいし、立正大学で研究の打ち合わせを行なうとともに、中国側共同研究者の研究発表会を実施した。さらに、10・11月に日本側研究者は中国科学院北京地理研究所・合肥土地管理局・中国科学院南京地理与湖泊研究所などを訪問し、聴き取り調査や研究発表会を行なった。長江の三峡地域では谷壁の緩斜面に農地が分布し、小麦・野菜・柑橘などが栽培されている。また、長江中下流の平野部では、茶・米・菜種・綿花・サトウキビの生産地域となっている。都市近郊地域では野菜生産が盛んである。長江中下流域では農業人口が多いが、彼らを第二次・第三次産業に転換させる必要がある。長江中下流域の各地域では近年に経済発展が著しい。各都市では工業団地が形成され、各種の工場が操業している。長江中下流域の各都市では近年に自動車交通量が急増している。そのため、道路網の整備を進める必要がある。平成8年度には長江中下流域で、重慶市・岳陽市・武漢市の都市計画局や水利局、および岳陽市の農家を訪問し、現地での聞き取り調査を実施した。重慶市は第二次世界大戦後に都市地域が拡大した。重慶市の市街地面積は600km_2で、市街地人口は250万人で、その周辺地域に100万人の農民が生活している。2020年には中心市街地の人口を500万人と想定し、周辺地域の人口を350万人と想定して、都市計画をたてている。重慶市では農業人口が多いが、彼らを第二次・第三次産業に転換させる必要がある。岳陽市の面積は840km^2で、中心市街地の人口は53万人である。岳陽市は洞庭湖に面しており、港湾都市でもある。農業・工業・商業の他に、観光業も盛んである。洞庭湖は中国で2番目の大きさの湖であるが、1950年頃から洞庭湖の湖面面積が減少し始め、周辺の耕地面積が増えてきた。洞庭湖周辺地域では1996年78月に洪水があり、市街地や耕地などで水害があった。洞庭湖の洪水調整が必要である。武漢市の中心市街地面積は227km^2で、ここの人口は350万人である。武漢市は長江中流域の工業・商業・交易・金融・科学教育の中心地である。近年に自動車交通量が急増している。そのため道路網の整備を進めている。山峡地域では谷壁の緩斜面に農地が分布し、小麦・野菜・柑橘などが栽培されている。岳陽市の君山農場は茶・米・菜種・綿花・サトウキビの生産地域となっている。米は2期作で栽培されている。山峡ダムは1993年12月14日に着工された。2009年に竣工予定である。山峡ダムは、長江の洪水防止、発電、灌漑用水の確保、観光資源の開発などを目的に、着工されている。山峡ダムの建設により2万5千ha以上の耕地が水没する。沿岸の住民の移転を進めている。

南昌市の中心市街地面積は87km^2で、ここの人口は125万人達する(1995年)。南昌市は江西省の省都で、周恩来が共産党による武装蜂起をした都市としても知られる。ここでは自動車・機械・製糸業など各種工業が盛んであり、イスズ自動車との合弁会社も市の南部に立地している。市の北部の新建県では1991年以後に工業団地が建設されており、外国資本の会社もここへ進出している。さらに市の東部の熱心村では、江西省でも有数の郷鎮企業が抗生物質を生産している。九江市の中心市街地面積は31km^2で、ここの人口は35万人である(1996年)。市の南部の廬山は観光地として有名で、かつての中国要人の別荘地がある。市の北部の長江沿岸部では工業団地が1992年以降に造成されている。市の人口増加とともに湖浜住宅を始めとする各種の住宅団地が建設されてきている。景徳鎮市の中心市街地面積は31.27km^2で、ここの人口は32万人に達する(1996年)。景徳鎮市は磁器の生産で知られており、この産業の発展を図るとともに、工場煤煙による公害防止にも力を入れている。また、景徳鎮市浮梁県では工業団地を造成し、機械・電気・食料などの工業の発展をはかっている。江西省北部の農村では、稲の二期作の他に、サトウキビ・綿花・菜種などの生産が盛んである。また、都市の周辺地域では近郊農業としての各種野菜生産が盛んである。上海市の新場鎮では大規模温室による野菜生産地も存在する。平成10年度は、まず、5月に中国側の共同研究者を日本国に招へいし、立正大学で研究の打ち合わせを行なうとともに、中国側共同研究者の研究発表会を実施した。さらに、日本側研究者は10・11月に中国科学院北京北京地理研究所・合肥土地管理局・中国科学院南京地理〓湖泊研究所などを訪問し、聞き取り調査を行なった。また、中国東側を南北に縦断することにより、畑作地域から稲作地域に変化する土地利用景観の考察を行なった。中国科学院北京地理研究所では、この研究所の研究テーマに関する聞き取りと会談を行なった。なかでも、長江三峡ダムの建設により移転せざるを得ない住民の対策に関する研究について、興味深いものがあった。さらに、北京市では市街地の環境汚染問題が生じているが、この問題に関する対策についての意見交換がなされた。北京市周辺は果樹生産や野菜生産などの畑作地域であるが、なかでも、灌漑用水確保については興味深いものがあった。また、華北平原では都市周辺の耕地では野菜生産が盛んであり、都市から離れるに従って小麦(夏は綿花)が多く栽培されているのが観察された。泰安市や曲阜市では市街地景観を考察した。そのうち泰安市の回族住民地区の観察では、少数民族の住民の都市景観や生活状況がうかがえた。安徽省合肥土地管理局では、安徽省の土地利用に関する聴き取りを行なった。ここでは土地利用計画を策定し実施している。安徽省では経済発展を行ないつつ、農業用地をいかに確保するかが現在の重要問題となっている。また、工業団地の合肥国家高新技術産業開発区や、工業・住宅団地の合肥経済技術開発区の視察を行なっている。中国科学院南京地理〓湖泊研究所では、日本側研究者による長江流域の研究発表会が実施された。
交代化数を用いた結び目理論の研究

私は、結び目理論のみならず、表現論からも注目されているコバノフホモロジーの理論を用いて結び目の交代化数の研究を行ってきた。交代結び目とは、紐を辿ると上交差と下交差が交互に出る図式をもつ結び目のことである。結び目の交代化数(alternation number)は、与えられた結び目が、どれだけ交代結び目から離れているのかを測る不変量の一つである。交代化数の研究における課題は交代化数の下からの評価を与えることであった。私は、新しい交代化数の下からの評価を与えることに成功した。この評価方法の特徴は、2つの不変量(古典的な不変量である結び目の符号数とコバノフホモロジーに由来するラスムッセン不変量)を組み合わせて用いた点である。この評価は強力であり、現在のところ最も有効な評価式である。また具体的な結び目の交代化数の評価にも適していた。交代化数の応用上、ラスムッセン不変量の計算は本質的に重要である。私は、論文「The Rasmussen invariant of a homogeneous knot」において、等質結び目という、交代結びを一般化した結び目にクラスのラスムッセン不変量を完全に決定した。したがって、非等質結び目のラスムッセン不変量を求めることが課題となる。私は、論文「Lee's homology and Rasmussen invariant」において、典型的な非等質結び目であるタイプ(-3,5,7)のプレツェル結び目のラスムッセン不変量を計算する新しい方法を示唆する結果を得た。私の研究対象は,結び目の交代化数である.私は研究計画に従い研究を遂行し,いくつかの結果を得た.最初に研究の背景を述べる.結び目の交代化数とは,結び目の絡まり具合を表すものである.一般に,結び目の交代化数を決定することは難しい.交代化数の理論の重要な課題の一つは,交代化数の下からの評価を与えることである.私の第一の研究計画は「Khovanov homological widthと交代化数の関係の解明」であった.この研究計画の概説をする.Khovanov homology理論は,よく知られているようにdouble gradedなhomology理論である.二つ目のgradingは,量子gradingと呼ばれているもので,その役割はよくわかっていない.結び目のKhovanovhomological widthとは,結び目のKhovanov homologyの量子gradingに関する複雑さを表す不変量である.私は,研究計画において結び目のKhovanov homological widthが,結び目の交代化数を下から評価すると予想した.私は上記の予想を証明しようと試みたが,証明するには至らなかった.そこで,配布されているKhovanov homology計算ソフトを用いて予想の反例を探した.その結果,予想の反例を発見した.さらに,その反例を用いてKhovanov homological widthと交代化数の差が任意に大きいものを構成することに成功した.この結果,本質的にKhovanov homological widthと交代化数は無関係であるという予期せぬことがわかった.この研究成果を国内外の学会等で発表する予定である.今後は,残りの研究計画を計画通り遂行する予定である.私は、結び目理論のみならず、表現論からも注目されているコバノフホモロジーの理論を用いて結び目の交代化数の研究を行ってきた。