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環境技術に関する国際協定の有効性のゲーム理論的分析

環境技術に関する国際協定について以下の2つの研究成果を得た.第1に,技術採択の便益が不確実であるとき,不確実性の解消が国々の技術採択決定より前に生じるケースと,後に生じるケースを比較したところ,後者のほうが技術採択国数,社会厚生などの面で望ましい結果を導くという結果を得た.第2に,1つの先進国と1つの途上国の間で行われる技術協力をシンプルな非協力ゲームの枠組みでモデル化し,ある条件のもとで技術協力が両国の汚染削減量を増加させ,総厚生を高めるという結果を得た.本課題の研究目的は,汚染削減技術に関する国際的な協定の有効性について主に提携形成ゲームの枠組みを用いて理論的知見を得ることであり,具体的な研究テーマは,(1)R&D投資の不確実性,(2)ゲームのプレイヤーである国家の立場の相違(非対称性),(3)汚染による被害の不可逆性という3つの要因に焦点をあてた分析を行うことである.平成27年度には上記の第1のテーマについての論文"International technology agreements with the uncertainty of R&D"を完成させ,第21回欧州環境資源経済学会年次大会において発表を行った.この論文の内容は以下のようにまとめられる.技術採択の便益が不確実である場合の国際技術協定の効果を分析し,不確実性の解消が技術採択の決定を行うより前に生じるケース(これを「学習ケース」とよぶ)と,後に生じるケース(「学習なしケース」とよぶ)を比較した.理論的分析によって,学習なしケースのほうが技術採択国数,社会厚生などの面で望ましい結果を導くという結果が導出され,不確実性が残る状況での協力が一定の合理性をもつことが示された.また図書「越境汚染制御の理論と政策」は一般向け啓蒙書の1つの章であり,越境汚染問題の事例紹介を行うとともに問題の発生のメカニズム,対策についてゲーム理論の枠組みで平易に論じたものであるが,そのなかで国際技術協定の研究成果についても言及している.当初の計画では平成27年度に予備的な研究を行い,国内の研究会などでその結果を紹介する予定であったが,研究の進捗が速く成果が論文の形にまとめられたので国際学会での報告を行うことができた.以上より,本研究課題は当初の計画以上に進展していると判断される.本課題の研究目的は,汚染削減技術に関する国際的な協定の有効性について主に提携形成ゲームの枠組みを用いて理論的知見を得ることであり,具体的な研究テーマは,(1)R&D投資の不確実性,(2)ゲームのプレイヤーである国家の立場の相違(非対称性),(3)汚染による被害の不可逆性という3つの要因に焦点をあてた分析を行うことである.平成28年度には第1のテーマで前年度に執筆した論文にさらに検討を加え国内学会での報告を行った.この論文については,現在学術雑誌への投稿を準備している.また第2のテーマでの研究を進め,1つの先進国と1つの途上国の間で行われる2国間クレジット制度に類似した技術協力をシンプルな非協力ゲームの枠組みでモデル化し,クレジット認証率が十分大きい場合に技術協力が両国の総厚生を高めるという結果などを得た.この成果を論文の形でまとめて,平成29年度に公表することを計画している.平成28年度に公刊された著書(分担執筆)は本課題が採択される前になされた研究がベースとなってまとめられたものであるが,本課題と深い関係をもつ業績である.その概要は以下のようになる.一定の採択費用減少をもたらすのに必要なR&D費用が国際技術協定に及ぼす影響を分析し,協定加盟国数はR&D費用が低いときと高いときに大きく,いわゆるU字型の関数となること,協定が有効となるためのR&D費用の上限が存在すること,協定が有効である場合にすべての国が新技術を採択することが示された.本課題で掲げた3つのテーマのうち,2つについて研究成果を得ることができたため,順調に進展していると判断する.本課題の研究目的は,汚染削減技術に関する国際的な協定の有効性について,主に提携形成ゲームの枠組みを用いて理論的知見を得ることであり,具体的な研究テーマは,(1)R&D投資の不確実性,(2)ゲームのプレイヤーである国家の立場の相違(非対称性),(3)汚染による被害の不可逆性という3つの要因に焦点をあてた分析を行うことである.まず第1のテーマについては,平成28年度に執筆した論文にさらに検討を加え,現在学術雑誌への投稿を準備しているところである.公刊された著書(分担執筆)は第2のテーマにかかわるものであり,概要は以下のようになる.パリ協定などでも明記されている国家間での汚染削減に関する技術協力を,1つの先進国と1つの途上国がプレイヤーとなるゲームモデルとして記述した.各国は越境汚染をもたらす汚染物質の削減量を戦略として決定する.分析の結果,協力がない場合と比較して,2国間クレジット制度に類似した技術協力が,クレジット認証率が十分大きいという条件のもとでは,途上国だけでなく先進国の均衡における削減量も増加させ,さらに総厚生を高めるという結果を得た.第3のテーマについては,汚染の総排出量がある閾値を超えると社会全体の受ける汚染による被害が不連続に増加するという仮定をおき,閾値を超えないことが効率的である場合に,国際協定の存在によって効率的な均衡が現れるという結果を示した先行研究の拡張を行っており,近いうちに論文の形にまとめる予定である.環境技術に関する国際協定について以下の2つの研究成果を得た.

第1に,技術採択の便益が不確実であるとき,不確実性の解消が国々の技術採択決定より前に生じるケースと,後に生じるケースを比較したところ,後者のほうが技術採択国数,社会厚生などの面で望ましい結果を導くという結果を得た.第2に,1つの先進国と1つの途上国の間で行われる技術協力をシンプルな非協力ゲームの枠組みでモデル化し,ある条件のもとで技術協力が両国の汚染削減量を増加させ,総厚生を高めるという結果を得た.平成27年度に学会で報告した論文の完成度を高めて国際ジャーナルへの投稿を行うとともに,第2,第3のテーマについての研究を進め,成果をあげるよう努める.第2のテーマについての研究成果を論文としてまとめるとともに,第3のテーマに着手し,成果をあげるように努める.環境経済学購入を予定していた洋書の刊行が遅れたため,その費用である16000円ほどが未使用になった.予期せぬ私的な事情が発生したことから,予定していた国内学会への出張をとりやめたため,10万円ほどの繰り越しが生じることになった.刊行が遅れた洋書を次年度に購入する予定である.繰り越した分については,平成29年度の出張旅費にあてることが決まっている.
低酸素応答を標的とした予防から治療までを網羅する網膜疾患制御技術開発

申請者はこれまで、網膜局所における低酸素誘導因子(hypoxia-inducible factor; HIF)を中心とする異常な低酸素応答が、複雑で他因子疾患である加齢黄斑変性の病態形成に重要な役割を果たしていることを見出した。そこで、本研究課題では、(1)個体のHIF活性のモニタリングによる低酸素応答変化の解析、(2)加齢関連疾患の低酸素応答制御による抑制効果の検討、(3)HIF阻害剤投与による加齢関連疾患制御技術を基盤として機能低下を制御しうるシーズの創出を試みる。低酸素状態と低酸素応答は必ずしも一致するわけではなく、タンパク分解機能の低下や炎症などによって通常の酸素濃度が各臓器・細胞に供給されていてもHIFの活性が誘導される可能性がある。共同研究者から提供されたHIFのDNA結合部位の転写状況に依存してluciferaseを発現誘導するマウス(HRE-lucマウス)を利用して、HIFの発現量の変化を経時的にモニタリングする(1)。また、in vitroハイスループット・スクリーニング系を構築し、天然物から合成化合物、ドラッグリポジショニングのライブラリに至るまで、いくつかのHIF阻害効果を有する化合物を得ることができている。本研究課題においては、加齢黄斑変性動物モデルに加えて、様々な動物モデルに対する既知・新規のHIF阻害剤による表現型への介入を試みる(2)。さらに、in vitroスクリーニングを継続し、有効性・安全性ともに高い候補物質が得られれば、期間途中で新たな投与実験を開始する。当初の計画通り低酸素応答を標的とした網膜疾患制御技術開発が確立されつつある。これまでの進捗として、既知のHIF阻害剤トポテカンを用いてマウス酸素誘導網膜症(OIR)モデルと網膜光障害(LIR)モデルにおける網膜病的血管新生・神経変性に対する治療的効果の検討を行った。OIRモデルに対するトポテカンの投与により網膜病的血管新生は有意に減少した。一方、血管退縮に関しては有意な差は認めなかった。また、網膜電図の結果、明順応下、暗順応下それぞれにおける一定の刺激条件下でOIRにより低下した波形振幅は、トポテカンの投与により振幅の低下が有意に改善した(Miwa Y, Kurihara T etal. Neurochem Int. 2019)。また、LIRモデルに対するトポテカン投与の結果、暗順応下における網膜電図において、トポテカン投与群の振幅は基剤投与群の振幅と比べ有意に高値を示した(三輪、栗原ほか第123回日本眼科学会総会)。天然物に対するHIF阻害効果をin vitroハイスループット・スクリーニングを行った結果、現在までに魚類を含む複数の阻害活性を有する抽出物を見出した。今後は当初の研究計画に沿って、それぞれの抽出物から有効成分の同定を試みる。抽出物の主要な有効成分が既に分かっているものに関しては、成分のHIF阻害作用について再度in vitroで検証し、複数の動物モデルにおいて疾患制御可能であるかin vivoにおける検討へ進める。有効成分が不明な物質においては、抽出方法や分子量により分画毎の阻害効果を検討し、有効分画内の物質同定を試みる。これら実験を遂行することにより、これまでトランスジェニックマウスなどを用いて確認されたHIFの網膜疾患病態生理への知見から、実際に臨床的に制御可能である技術確立を目指す。

また、LIRモデルに対するトポテカン投与の結果、暗順応下における網膜電図において、トポテカン投与群の振幅は基剤投与群の振幅と比べ有意に高値を示した(三輪、栗原ほか第123回日本眼科学会総会)。天然物に対するHIF阻害効果をin vitroハイスループット・スクリーニングを行った結果、現在までに魚類を含む複数の阻害活性を有する抽出物を見出した。今後は当初の研究計画に沿って、それぞれの抽出物から有効成分の同定を試みる。抽出物の主要な有効成分が既に分かっているものに関しては、成分のHIF阻害作用について再度in vitroで検証し、複数の動物モデルにおいて疾患制御可能であるかin vivoにおける検討へ進める。有効成分が不明な物質においては、抽出方法や分子量により分画毎の阻害効果を検討し、有効分画内の物質同定を試みる。これら実験を遂行することにより、これまでトランスジェニックマウスなどを用いて確認されたHIFの網膜疾患病態生理への知見から、実際に臨床的に制御可能である技術確立を目指す。
象徴天皇制形成期の総合的研究－「稲田周一手記」を中心に－

本研究は、戦後を対象時期として設定し、象徴天皇制の歴史を総体的に解明すること試みようとしたものである。政治的動向のみならず、社会的・思想的な側面も含めて全体を検討し、象徴天皇制を全体として把握することを試みた。特に、皇居という空間への認識、戦争責任論、明仁天皇・美智子皇后という人に焦点を当て、象徴天皇制がどのように展開してきたのかを検討した。その結果、国民の意識に寄り添いながら展開したことが明らかとなった。本研究の目的は、象徴天皇制形成期の総合的な把握である。政治史・法制度史と思想史・社会史の分離が目立つこの研究分野において、それらの架け橋となるような総合的な研究を展開できればと考えている。そのため、本研究では敗戦直後に侍従次長であった稲田周一の手記(国立公文書館蔵)の検討を通じて、本研究の課題に迫ろうとした。ところが、科学研究費の交付を受けた後、国立公文書館において稲田周一の手記を検討したところ、それが戦前の活動に関する手記であること、また回想の類いであることがわかり、本研究の目的に沿わないことが判明した。そこで、研究対象とする史料をやや変更し、象徴天皇制形成期の天皇制をめぐる言説・政治的社会的過程、メディアにおける表象、すべてを網羅的に検討する研究へとシフトすることとした(ただし、稲田周一の敗戦後の手記や日記が存在し、象徴天皇制をめぐる問題が豊富に記述されていることはすでに明らかにされているので、本研究が継続する中で、その発掘には努めていきたい)。対象とする史料の検討は変更したが、研究目的は変化していない。本年度は、これまでも私がすでに検討したきた皇居という空間の検討を通じて、象徴天皇制意識を明らかにすることに重点を置いた。戦前からの皇居開放の流れがあったがゆえに敗戦後へと繋がったこと、東京都の都市計画の中で皇居の移転・利用・開放が目指されたこと、開放という言説がいつの間にか文化としての皇居宮殿という言説へと転換していくことが明らかとなり、それらが象徴天皇制擁護の言説になっていくことがより明確となった。本年度は、当該期の天皇制をめぐる言説・メディアにおける表象などを中心に史料収集を進め、その分析と論文・書籍の執筆を行った。成果として、以下の四点が挙げられる。第一に、昨年度に引き続き皇居という空間の検討を通じて、象徴天皇制意識を明らかにしたことである。開放=国民に開かれたという認識が、次第に文化=ナショナリズムに転化していく点を皇居をめぐる言説の中で明らかにした。この点については2015年度中に『皇居の近現代史(仮)』として出版予定である。第二に、敗戦直後のマスメディアと象徴天皇制との協調関係について解明を行ったことである。『毎日新聞社内報』などの分析を通じて、敗戦という危機の中で天皇制がいかに象徴天皇制へと転化し、その中でマスメディアが大きな役割を果たしたのかを明らかにした。この点については、「敗戦直後の天皇制の危機とマスメディア」という論文を『JunCture』第6号に掲載した。第三に、戦争責任論と象徴天皇制の関係性について論じたことである。従来の研究が戦争責任論を象徴天皇制形成期に限定していたのに対し、より長期的スパンに立って論じることで、戦争責任論が「象徴」概念に内実を与えていく様相を、知識人などの言説を検討することで明らかにした。これは「戦争責任論と象徴天皇制」というタイトルで、歴史学研究会近代史部会大会準備会で報告し、2015年度の大会で報告する予定である。第四に、2014年に完成し、公表された「昭和天皇実録」の分析を行ったことである。これは昭和天皇の生涯について、宮内庁がまとめて編さんした記録物である。歴史学の成果や新出史料が豊富に利用されているが、一方でそれが活かされていない部分もある。どの記述が新しい成果であるのか、そして今後の課題は何であるのかを論じた。象徴天皇制については、現在的な問題とも関係しながら、これまでも数多くの研究がなされてきた。しかし、残された課題も多い。政治史研究と思想史研究・イメージ研究がそれぞれ別になされ、総体的に把握されていないこともその一つである。また、象徴天皇制形成期の研究が1990年代に集中的になされたものの、その後の研究ではその時期の検討はあまりされなくなり、またあっても枠内に留まった研究が多く、新しい事実解明などの課題も残っている。本研究では、新出史料を検討対象としながら、象徴天皇制を総体的に把握し、その歴史的過程を解明することを目的とした。本研究では、新出史料を扱いながら、1990年代以降あまり研究が進展していない象徴天皇制形成から発展の段階に特に焦点を当てた。私もこれまでの研究でこの時期の問題について検討したが、政府・宮中の動向を確定することにこれまで注目しており、なぜそのような動きを起こしたのか、どのように社会の動きを観察していたのか、そして彼らの動向がどのように伝えられていったのかといった問題は未だ課題として残された。これらの視点に注目しながら、象徴天皇制を検討することは、これまでの研究にもなく、独自の着目点だと考える。こうした方法論を採ることによって、新しい象徴天皇制研究のあり方を示すものと信じ、本研究課題を遂行した。以上のような方法を実行することで、これまでの研究では明らかにできなかった新事実を解明し、象徴天皇制についての歴史を明確にすることができた。

本研究は、戦後を対象時期として設定し、象徴天皇制の歴史を総体的に解明すること試みようとしたものである。政治的動向のみならず、社会的・思想的な側面も含めて全体を検討し、象徴天皇制を全体として把握することを試みた。特に、皇居という空間への認識、戦争責任論、明仁天皇・美智子皇后という人に焦点を当て、象徴天皇制がどのように展開してきたのかを検討した。その結果、国民の意識に寄り添いながら展開したことが明らかとなった。昨年度、研究の方針転換により遅れが生じたが、新たな史料分析などを通じて、研究成果を公表することができた。日本近現代史本研究の目的は、象徴天皇制形成期の総合的な把握である。政治史・法制度史と思想史・社会史の分離が目立つこの研究分野において、それらの架け橋となるような総合的な研究を展開できればと考えている。新たな史料発掘をより進めながら、今年度も昨年度の成果を継続させていく。主に検討しようとしていた史料が研究目的にはかなわないものだとわかったため、研究対象とする史料を転換させたため、やや遅れてしまったが、後半になり、史料収集が進む中で遅れを取り戻すに至った。2014年度は大学学務などが多忙であったため、予定よりも史料調査の日程を組むことができなかったため。今後も、象徴天皇制形成期の総合的研究を進めていく。他研究との関連で、昨年度、映像・写真資料の分析も数多く行った。その点についても継続していく。史料調査、学会報告・参加などの出張の予定。パソコンを購入するため検討したところ、Windows入れ替えのために大変混み合っており、納期までにパソコンが納入されなかったため、次年度使用となった。パソコン(デスクトップ)の購入。
局所尿細管の遺伝子発現変動に着目したシスプラチン腎症進展の分子機序解明

研究計画初年度である平成19年度では、単離尿細管という極微量試料を用いた網羅的遺伝子発現解析の手法を確立した。また、シスプラチン投与による尿細管障害モデルおよびGFR低下モデルを作成した。平成20年度には腎障害モデルラットにおける単離尿細管遺伝子発現プロファイルの構築と尿細管由来の腎障害メディエイターの探索へと進展できると考える。(1)単離尿細管を用いた遺伝子発現プロファイルの構築と評価ラット腎臓より近位尿細管20mmを単離し、DIGラベルcRNAを7-10ug作成した。DNAアレイ解析にはGenome Survey MicroarrayRを用い、尿細管遺伝子発現プロファイルを構築した。シグナル/ノイズ比3.0以上を基準として全27,000遺伝子のうち約10,000遺伝子が検出され、本実験系により単離尿細管の網羅的遺伝子発現解析が可能であることが示された。さらに、近位尿細管上皮細胞に発現することが報告されているSlc22a1,5,8のシグナルは単離尿細管を用いることでwhole kidneyと比べ有意に強く、単離尿細管遺伝子発現解析の有用性が明らかになった。(2)腎機能障害モデルラットの作成シスプラチンの腎特異的な毒性発現機構として、近位尿細管特異的に発現する有機カチオントランスポータOCT2が規定因子となることを明らかにした。さらに、2mg/kgのシスプラチン投与によりKim-1の発現および尿中NAG活性の上昇をきたす尿細管障害モデルを、10mg/kgのシスプラチン投与によりGFR低下をきたす腎機能障害モデルを作成できることを示した。
中世仏教の成立と聖遺物信仰の展開 -像内納入品資料による比較文化研究-

本年度は主に14世紀から16世紀にかけてのヨーロッパにおける宗教改革とそれに関係する宗教的な遺物、ならびにその製作者たちと宗教者の関係に付いての調査と研究を行なった。なかでもドイツ・ザクセン地方を中心とするルター・メラヒトンなどによる宗教改革に関する遺物のうち、とくに画家ルカス・クラナハとその工房による二つの祭壇画(ワイマール市教会.ハレ・マルクト教会)に描かれた人々から当時の、ルターを取り巻く外護者たちの実像をその身分・出自・職業などによる「結衆」要因について分析した。またすでにその存在が確認されていた、16世紀クラナッハによる『ビッテンベルグの聖遺物図録(Wittenberger Heiltunbuch)』の調査(ベルリン文化財団)、ならびに現地で確認したグリューネヴァルトによる『ハレ(Am Saal)の聖遺物図録(Hallesch Heiltunbuch)』について撮影と資料化の作業を行った。後者はまだ日本には未紹介の資料で、今後その記事内容についての分析を残す。国内における宗教改革期における聖遺物に関する調査研究としては、快慶作岡山・東寿院阿弥陀如来立像の像内納入品資料の調査を行った。ここでは新たに鎌倉時代新仏教が成立する過程で、いかに旧仏教の教団、または古代的な仏教信仰を新興教団が取り込んでいったのかという課題についてこの東寿院阿弥陀如来立像の像内納入品資料から明らかにした。本研究の成果としては青木淳「仏師快慶とその信仰圏」、同「東寿院阿弥陀如来像の像内納入品資料」などの論文、『造像銘記基礎資料集成鎌倉時代1』(中央公論美術出版)などの資料集を執筆した。本研究は我が国の12世紀後半から13世紀初頭にかけてのいわゆる鎌倉仏教成立期における、民衆による造像起塔といった古代以来の作善行について、その教義的な比較はもとより、仏像や舎利器といった遺物信仰の諸相を調査し、検討することを目的としている。本年度は、岡山県東寿院に伝来する快慶作阿弥陀如来像や、京都・極楽寺阿弥陀如来像の像内納入品史料の結縁交名の分析を通じて、中世の作善信仰の実態を検証した。また我が国における祖師遺物への信仰と、宗教改革期におけるキリスト教文化圏での作善信仰の比較研究に関連して海外での調査を行った。特に中世末期のヨーロッパにおける聖遺物信仰に関わる遺物の調査として、オーストリア・ウィーン美術史美術館伝来のハプスブルク家収集品などを比較研究の資料として調査を行った。本研究に関わる成果報告としては平成13年度日本宗教学会において「中世仏教の成立と聖遺物信仰の展開」と題して、本調査の概要と将来構想も含めて発表した(於:久留米大学2002.9)。また論文としては上記の研究を『宗教研究』75-4(2002.3)に発表した他、「仏師快慶とその信仰圏」と題して、岡山・東寿院阿弥陀如来像、京都・大報恩寺十大弟子像、京都・極楽寺阿弥陀如来像など快慶晩年の造像例の像内納入品史料からその信仰圏の実態に迫った。(『伊藤唯真教授喜寿記念論文集日本仏教文化論集』(2002法蔵館刊)。
軸継手動特性とミスアライメントの複合作用による結合回転軸系の特異振動

前年度作製した軸継手特性試験装置に金属板ばね形およびゴム形軸継続手を組込み、これらを含む回転軸系の振動実験を行った。金属板ばね軸継手では、継手中間体を運動質量とし金属板ばねの軸方向剛性をばねとする軸方向振動が、特定回転速度で顕著に発生することを観察した。この共振振動数は軸方向ミスアライメントが大きくなるにつれて高くなり、また、共振点における振幅は偏心および偏角ミスアライメントとともに大きくなることを確認した。しかしながら、この振動は、いわゆる、強制振動の共振であり本研究対象の特異振動には入らない。また、これ以外に問題となるような振動は観察できなかった。ゴム形軸継手についてせ、そのねじり振動において、ゴムのトルク-ねじれ角特性に非線形性が見受けられること、ゴムの減衰は顕著な温度依存性をもつことを確認した。これらの特性は、ねじり振動応答における共振振動数および共振振幅に影響を及ぼすが、特に特異振動と呼ぶべきものではない。以上より、本報告のまとめにあたっては、前年度の歯車形軸継手の特異曲げ振動について述べることとし、特異振動に及ぼす各パラメータの影響についてマトリクス表を作成し特異振動の特徴を明らかにした。本年度は歯車形軸継手が結合回転軸系の振動に及ぼす影響について,実験的検討を行った.実験系は,駆動モータ(2.2kw, 2500rpm),歯車形軸継手(m=2^<mm>, Z=28枚, b=11^<mm>),円板を有する回転軸(〓20×500^<mm>)および負荷用他励式直流発電機(3.7kw, 2500rpm)からなっており,継手に許容範囲内(0.8mm)で比較的大きな偏心のミスアライメント(0.40.7mm)を与えて負荷運転(負荷トルク17N・m)を行ったところ,特定回転速度(2545rps)以上で再現性のある振幅の大きい異常曲げ振動(振動数7080HZ)が発生することを見出した.この異常振動について各種の実験を行い,以下の知見を得た.(1)異常振動の振動数は,歯車形軸継手を含む軸系全体の曲げ振動の1次固有振動数にほぼ等しく,その発生開始の回転速度は1次危険速度より低く,その2580%の範囲にあった.(2)異常曲げ振動は,負荷トルクおよびミスアライメントが小さいと発生しにくく,これらがある値を越えるとよく発生する.発生回転速度は,負荷トルクの増加とともに高くなり,ミスアライメントの増加とともに低くなる.(3)異常曲げ振動は,歯車形軸継手のハブ外歯のクラウニング量が大きく,継手スリーブのエンドプレイ量が大きく,さらに系の危険速度が低い程,発生しやすい.前年度作製した軸継手特性試験装置に金属板ばね形およびゴム形軸継続手を組込み、これらを含む回転軸系の振動実験を行った。
バルチック盾状地先カンブリア界の地質学的同位体的研究

大陸型の地殻は、日本列島のような島弧ー変動帯のものとバルチック盾状地のような安定大陸のものとに区別される。それらはいずれも大陸型であって、海洋地殻の場合と異なって花こう岩質岩石が大量に生成されている。これらの花こう岩質岩石が同じものであるのか、異なっているのかを明かにすることは、大陸の成因を考えるうえで重要なことになる。その識別の基準として、私達は花こう岩の構成鉱物である黒雲母、角閃石の化学組成とともに、そのOH基の水素のD/Hの分配、OHの量等を調べてきた。その結果、日本列島のような変動帯の花こう岩は、その形成の少なくとも後半ー末期にかけてかなりの量の水が存在している場所にあったことが明かにされてきた。その水は中生代末-新生代初期(1.2ー0.6億年前)の天水、海水の変質したものと推定されている。昭和61年(1986年)度からのフィンランド地域のバルチック盾状地の花こう岩(ラパキビ型)類に引きつずき、昭和63年(1988年)度からスエ-デン地域のものを研究した。バルチック盾状地は、21ー19億年前のスベコフェニアンの変動が次第におさまってきて盾状地となったものである。完全に盾状地になっていくのにはやはり数億年の時間がかかっている。このように同じ大陸の地殻でも日本列島ー変動帯とは歴史が異なっている。このような長い歴史の中で生成されてきた花こう岩の年代は18.516.0億年である。それらの代表的な花こう岩体をいくつか選んで、多数のサンプルについて黒雲母、角閃石の化学分析をし、OHのD/Hを測定した。その結果、盾状地の花こう岩体中の黒雲母-角閃石ペアのδD(D/H)値は日本列島の花こう岩体と全く異なっていることが判明した。日本列島のものは黒雲母-角閃石のペアのX_<Fe>(Fe/(Fe+Mg))は、黒雲母が角閃石よりも0.050.10ぐらい大きく、それらのδD値は水と雲母、角閃石との間のD/H分配率(実験で確かめられている)とよく一致する。ところが盾状地のものの黒雲母ー角閃石のペアのX_<Fe>値はほぼ同じであり、それらのD値は水との間の分配率に従っていないことが明かになった。そして、必ず角閃石のδD値が低く、黒雲母のそれが高い。その差は40%もあることが珍しくはない。また、黒雲母-角閃石のX値は盾状地のものは0.90.5ぐらいであるが、日本列島のものは0.70.25ぐらいである点も異なっている。このことから、日本列島のような島弧の花こう岩は前述のように水の多い条件で形成されているが、盾状地のものは水がない条件で形成されたことが推定される。すなはち、盾状地の下部のマントルで形成された花こう岩質マグマは水を含んでいなくて、OHのみが含まれていた。それが上昇する過程で固結していくが、そのようにして生じた結晶(黒雲母、角閃石)は、水との間のD/Hの平衡関係をしめすのではなく、珪酸塩溶融体のOHとの平衡関係を示している。つまり盾状地は大陸地殻として広く、かつ剛塊となっており、島弧ー変動帯のように水を含んだ堆積物がなかったのであろう。かつ、変動が終わってしまって花こう岩形成に地殻中の水が関与することも少なかったのであろう。このように見てくると、日本列島とバルチック盾状地の花こう岩の対比は非常に意味のあることがわかる。大陸型地殻が島弧的なものから、盾状地のような状態に変わっていったものであるということが、含水珪酸塩のX_<Fe>、δDから分かるとすれば、その他の地質学的、岩石学的、鉱物学的な特徴にもそれが反映しているはずである。この点で昭和62年(1987年)、平成元年(1989年)にフィンランド、スエ-デンで花こう岩類を調べている学者を招へいして、盾状地に慣れている彼らの目で日本の花こう岩類を見て討論が出来たことは有効であった。今後、そのような点を総合して結論を出したい。全地球の大陸地域にもそれがふえんできるとすれば、きわめて貴重な結果といえる。

その水は中生代末-新生代初期(1.2ー0.6億年前)の天水、海水の変質したものと推定されている。昭和61年(1986年)度からのフィンランド地域のバルチック盾状地の花こう岩(ラパキビ型)類に引きつずき、昭和63年(1988年)度からスエ-デン地域のものを研究した。バルチック盾状地は、21ー19億年前のスベコフェニアンの変動が次第におさまってきて盾状地となったものである。完全に盾状地になっていくのにはやはり数億年の時間がかかっている。このように同じ大陸の地殻でも日本列島ー変動帯とは歴史が異なっている。このような長い歴史の中で生成されてきた花こう岩の年代は18.516.0億年である。それらの代表的な花こう岩体をいくつか選んで、多数のサンプルについて黒雲母、角閃石の化学分析をし、OHのD/Hを測定した。その結果、盾状地の花こう岩体中の黒雲母-角閃石ペアのδD(D/H)値は日本列島の花こう岩体と全く異なっていることが判明した。日本列島のものは黒雲母-角閃石のペアのX_<Fe>(Fe/(Fe+Mg))は、黒雲母が角閃石よりも0.050.10ぐらい大きく、それらのδD値は水と雲母、角閃石との間のD/H分配率(実験で確かめられている)とよく一致する。ところが盾状地のものの黒雲母ー角閃石のペアのX_<Fe>値はほぼ同じであり、それらのD値は水との間の分配率に従っていないことが明かになった。そして、必ず角閃石のδD値が低く、黒雲母のそれが高い。その差は40%もあることが珍しくはない。また、黒雲母-角閃石のX値は盾状地のものは0.90.5ぐらいであるが、日本列島のものは0.70.25ぐらいである点も異なっている。このことから、日本列島のような島弧の花こう岩は前述のように水の多い条件で形成されているが、盾状地のものは水がない条件で形成されたことが推定される。すなはち、盾状地の下部のマントルで形成された花こう岩質マグマは水を含んでいなくて、OHのみが含まれていた。それが上昇する過程で固結していくが、そのようにして生じた結晶(黒雲母、角閃石)は、水との間のD/Hの平衡関係をしめすのではなく、珪酸塩溶融体のOHとの平衡関係を示している。つまり盾状地は大陸地殻として広く、かつ剛塊となっており、島弧ー変動帯のように水を含んだ堆積物がなかったのであろう。かつ、変動が終わってしまって花こう岩形成に地殻中の水が関与することも少なかったのであろう。このように見てくると、日本列島とバルチック盾状地の花こう岩の対比は非常に意味のあることがわかる。大陸型地殻が島弧的なものから、盾状地のような状態に変わっていったものであるということが、含水珪酸塩のX_<Fe>、δDから分かるとすれば、その他の地質学的、岩石学的、鉱物学的な特徴にもそれが反映しているはずである。この点で昭和62年(1987年)、平成元年(1989年)にフィンランド、スエ-デンで花こう岩類を調べている学者を招へいして、盾状地に慣れている彼らの目で日本の花こう岩類を見て討論が出来たことは有効であった。今後、そのような点を総合して結論を出したい。全地球の大陸地域にもそれがふえんできるとすれば、きわめて貴重な結果といえる。
プリオン様遺伝子(Prnd)に対するプリオン蛋白の作用に関する研究

プリオン病で見られる神経変性の原因については、正常型プリオン蛋白が病原型に変換され、正常型プリオン蛋白の機能が失われるloss of functionによるものとする考え方がある。実際、マウススクレイピー感染の末期においては、正常プリオン蛋白の脳内分布量が1/10以下になる事が観察される。一方病原性プリオン蛋白によるgain of functionとする考え方も存在する。正常型プリオン蛋白のloss of functionについては、プリオン蛋白欠損マウスにおいて記憶や学習の異常、活動性日内周期異常や睡眠周期異常、あるいは小脳Purkinje細胞や脊髄の変性などが報告されている。我々は、これらのプリオン遺伝子欠損マウスにおいては活性酸素分解酵素(SOD)の活性が欠損する事を明らかにし、これが様々な免疫疾患・神経疾患の原因とする可能性を2001年の日本分子生物学会に報告した。つまり正常プリオン蛋白質はCuのtransporterであり、PrPCに結合した形でCuが細胞内に輸送される。その結果、細胞内のCu/Zn SODが活性化され、細胞内活性酸素が除去される。実際にプリオン遺伝子ノックアウトマウス及び、ノックアウト細胞株ではSOD活性が40%に低下していた。また、Prnd遺伝子にコードされるDoppel蛋白質は毒性を持ち、活性酸素による細胞破壊や細胞死を増幅していると我々は予想しているが、今後の研究が必要である。Prnd遺伝子をプリオンレス細胞に導入する事によるPrnd遺伝子の動向について検索した。1)DNA-PCRによるPrndの正常な存在の確認、2)RT-PCRによるPrnd mRNAの増減の確認、3)Prnd蛋白に対する抗体を用いたフローサイトメーターによる蛋白発現量の増減の確認によって行った。その結果我々のプリオンレス細胞は多量のPrnd蛋白を産生していることが明らかにされた。また、Prndを改めて導入された細胞は激しいアポトーシスを血清除去直後に示した従って、Prnd蛋白の大量産生はアポトーシスに深く結びついていることが明らかにされた。また、J.Mol.Biol.のPrusiner博士の報告の追試になるかもしれないが、我々の保持しているPrnp-/-ノックアウトマウスにおいて、1)Prndの正常な存在の確認、2)RT-PCRによるPrnd mRNAの増減の確認、3)行動異常(ataxia)を起こした月令(6ヵ月令)におけるPrnd蛋白の確認を行った。このマウスは、病理学的には性成熟期頃から神経細胞の変性が見られることから、この時期に注目してPrnd蛋白の蓄積を観察している。我々は、これらのプリオン遺伝子欠損マウスにおいては活性酸素分解酵素(SOD)の活性が欠損する事を明らかにし、これが様々な免疫疾患、神経疾患の原因とする可能性を2001年の日本分子生物学会に報告した。
感染応答宿主防御因子チオレドキシンのプロテオーム解析による感染炎症制御機構の研究

チオレドキシン(TRX)はその活性部位に-Cys-Gly-Pro-Cys-という2つのシステインをもち、基質蛋白のdisulfide結合還元能を有する分子量12kDの蛋白である。TRXはウイルス感染を含む種々の酸化ストレスにより誘導され、細胞外へも放出される。分泌シグナルをもたないTRXの細胞外放出機構について解析した。TRXの活性部位のふたつのシステインをセリンに置換したC32S/C35S変異体TRXおよびwild TRXにFLAG tagをつけてJurkat細胞に遺伝子導入したところ、過酸化水素刺激によりFLAG tagged-wild TRXは細胞外に放出されたが還元活性のないC32S/C35S変異体は放出されなかった。細胞外からwild TRXを添加すると、細胞内からのFLAG tagged-TRXの放出は抑制されるほか、過酸化水素添加により細胞内で発生する酸化ストレスは抑制され、capase-3活性化およびapoptosisも抑制された。以上よりT細胞によるTRXの分泌はnegative feedback機構を備えた酸化ストレス刺激からのシグナル伝達によることが示唆された。さらに細胞外から添加したTRXは一部細胞内に取り込まれることも明らかにした。またTRXの投与は間質性肺炎および急性肝炎など白血球浸潤を伴う炎症制御、虚血再潅流障害、神経細胞死などを抑制することも明らかにした。TRXはHuman Tcell leukemia virus type-I感染細胞において放出されるほか、Epstein-Barr virusの細胞内増殖やHuman immunodeficiency virusの細胞内侵入を抑制することも知られており、ウイルス感染における、TRXの分泌および細胞内取り込み機構の役割について現在解析中である。
全国的大規模手術データベースを利用した小児内視鏡手術の有効性に関する研究

本研究では全国規模の手術データベースであるNational Clinical Databaseデータを用いて、国内小児外科施設における小児内視鏡手術の有効性の検討を行うことを目的としている。当初計画の最終年度である2018年は急性虫垂炎に関するプロジェクトと先天性嚢胞性肺疾患に関するプロジェクトを行い、以下の成果を得た。本年度は国内小児外科施設における急性虫垂炎に対する腹腔鏡下虫垂切除術と開腹の虫垂切除術を検討した。リスク調整を行った多変量解析の結果、術後30日以内の総合併症発生率の検討では、複雑性虫垂炎(壊疽性虫垂炎/穿孔あり/膿瘍あり)、施設の年間小児急性虫垂炎手術例15以下、が有意な危険因子となった。年齢や腹腔鏡手術は術後合併症の有意な因子ではなかった。上記成果について、国内外の学会にて発表するとともに、英文論文として投稿し、acceptとなった。更に、合併症頻度が高い小児複雑性虫垂炎について、手術時のドレーン挿入が術後アウトカムに与える影響について検討した。Propensity-score matchingを用いたリスク調整の結果、手術時のドレーン挿入は総合併症発生率や腹腔内膿瘍発生率を低下させないこと、創部合併症を増加させること、術後在院期間を延長させることを明らかにし、その成果を国際学会にて発表した。NCDデータを用いた先天性嚢胞性肺疾患の至適手術時期に関する研究計画を立案し、日本小児外科学会から研究利用の承認を得た。現在、施設の倫理委員会にて審査中である。上記急性虫垂炎のプロジェクトについてはおおむね順調に経過している。追加解析を行ったため、今後はその成果発表を行う予定である。急性虫垂炎以外の検討については、NCDデータの研究利用許諾権限を有する日本小児外科学会において研究利用の制度変更があり、審査、承諾に時間がかかったため、若干計画が遅れている。小児急性虫垂炎に関するプロジェクトは、得られた成果を学会発表、論文投稿の形で公表する。先天性嚢胞性肺疾患に関するプロジェクトについては、日本小児外科学会からのNCDデータの研究利用の了承を得ているため、近日中に承認が得られる見込みの施設の倫理委員会の承諾を待って解析、研究を推進する。本研究では、2011年より開始されたNational Clinical Database(NCD)の小児外科領域データを用いて、国内小児外科施設における小児内視鏡手術の有効性の検討を行うことを目的としている。本年度は研究初年度であったため、比較的症例数が多くデータが均質で解析が容易と予想される虫垂切除術を検討対象とし、国内小児外科施設における急性虫垂炎に対する腹腔鏡下虫垂切除術と開腹の虫垂切除術を比較検討を行った。全術後合併症、術後30日死亡、術後入院期間をアウトカムとして、年齢、性別、虫垂炎の程度、腹腔内膿瘍の有無と程度、腹腔鏡手術/開腹手術を説明因子として多変量解析によりrisk調整し、開腹手術と比較しての腹腔鏡手術の有効性を検討する解析プロトコールを作成、NCDデータ(小児外科領域)の研究利用実施許諾権者である日本小児外科学会に申請し、平成29年2月に研究実施の承諾を得た。NCD事務局で施行された予備解析結果では、2015年1年間の総手術数約5000件(うち内視鏡手術が3500件、開腹手術が1500件)、内視鏡手術のうち完全内視鏡手術は約2500件、内視鏡補助か手術は約1000件であった。内視鏡手術、開腹手術共に年齢の最頻値は10ー12才で、年齢分布に差は認めなかった。合併症に関連しては、予期せぬ再手術が54件(内視鏡手術29件:0.8%、開腹手術25件:1.7%)であり、リスク調整を試行していない段階では内視鏡手術のほうが有意に再手術が少なかった。今後データクリーニング、更なる解析を施行予定である。NCDデータの研究利用許諾権限を有する日本小児外科学会での審査、承諾に時間がかかったため、若干計画が遅れている。今後の研究実施の律速段階はNCD事務局における解析作業になると予想されるが、予備解析において研究遂行上の大きな障害は認められなかったことから、今後は順調に研究が進行すると予想される。本年度は国内小児外科施設における急性虫垂炎に対する腹腔鏡下虫垂切除術と開腹の虫垂切除術の比較検討を行った。全術後合併症、SSI、術後入院期間をアウトカムとして、年齢カテゴリー、性別、緊急手術、救急搬送の有無、予期せぬ再手術、虫垂炎の重症度、虫垂炎の種類、施設の年間小児急性虫垂炎手術数、を説明変数とした多変量解析によりrisk調整し、開腹手術と比較しての腹腔鏡手術の有効性を検討した。検討対象は2015年に国内で施行された小児急性虫垂炎に対する虫垂切除術4489例で、内鏡手術が3166件、開腹手術が1323件であった。合併症は246件(5.5%)に認められた。リスク調整を行った多変量解析の結果、術後30日以内の総合併症発生率の検討では、救急搬送あり、複雑性虫垂炎(壊疽性虫垂炎/穿孔あり/膿瘍あり)、施設の年間小児急性虫垂炎手術例15以下、が有意な危険因子となった。

同様にSSIについても有意な因子は複雑性虫垂炎と施設の年間小児急性虫垂炎手術例15以下であり、腹腔鏡手術は有意な因子ではなかった。術後在院に数に関しても開腹手術群、腹腔鏡手術群ともに中央値4日(4分値2-6日)であり、腹腔鏡手術は有意な因子ではなかった。上記急性虫垂炎のプロジェクトについては順調に経過している。急性虫垂炎以外の検討については、NCDデータの研究利用許諾権限を有する日本小児外科学会において研究利用の制度変更があり新規案件の申請が中断していたため、若干計画が遅れている。本研究では全国規模の手術データベースであるNational Clinical Databaseデータを用いて、国内小児外科施設における小児内視鏡手術の有効性の検討を行うことを目的としている。当初計画の最終年度である2018年は急性虫垂炎に関するプロジェクトと先天性嚢胞性肺疾患に関するプロジェクトを行い、以下の成果を得た。本年度は国内小児外科施設における急性虫垂炎に対する腹腔鏡下虫垂切除術と開腹の虫垂切除術を検討した。リスク調整を行った多変量解析の結果、術後30日以内の総合併症発生率の検討では、複雑性虫垂炎(壊疽性虫垂炎/穿孔あり/膿瘍あり)、施設の年間小児急性虫垂炎手術例15以下、が有意な危険因子となった。年齢や腹腔鏡手術は術後合併症の有意な因子ではなかった。上記成果について、国内外の学会にて発表するとともに、英文論文として投稿し、acceptとなった。更に、合併症頻度が高い小児複雑性虫垂炎について、手術時のドレーン挿入が術後アウトカムに与える影響について検討した。Propensity-score matchingを用いたリスク調整の結果、手術時のドレーン挿入は総合併症発生率や腹腔内膿瘍発生率を低下させないこと、創部合併症を増加させること、術後在院期間を延長させることを明らかにし、その成果を国際学会にて発表した。NCDデータを用いた先天性嚢胞性肺疾患の至適手術時期に関する研究計画を立案し、日本小児外科学会から研究利用の承認を得た。現在、施設の倫理委員会にて審査中である。上記急性虫垂炎のプロジェクトについてはおおむね順調に経過している。追加解析を行ったため、今後はその成果発表を行う予定である。急性虫垂炎以外の検討については、NCDデータの研究利用許諾権限を有する日本小児外科学会において研究利用の制度変更があり、審査、承諾に時間がかかったため、若干計画が遅れている。急性虫垂炎の解析プロジェクトについては、今後本解析を進め、研究成果発表を行う予定である。並行して国内小児外科手術における小児内視鏡手術の基礎的検討のプロトコール作成を行い、日本小児外科学会に研究実施申請を行っていく。急性虫垂炎の解析プロジェクトについては、今後本解析を進め、今後複雑性虫垂炎の打部グループ解析やドレーン挿入の予後への影響などさらなる解析を追加する。平成30年5月の国際学会(Pacific Association of Pediatric Surgeons)及び日本小児外科学会学術集会で研究成果発表を行う予定である。並行して平成30年5月に予定されている日本小児外科学会への研究申請に応募し、新生児における内視鏡手術のリスク解析を行う予定小児急性虫垂炎に関するプロジェクトは、得られた成果を学会発表、論文投稿の形で公表する。
ポリペプチド高次構造の人工組織化による機能性原子団-ペプチド系超構造の構築

タンパク質の高度な諸機能は、ポリペプチド2次素構造のアセンブリにより構築された3次元超構造に起因される。また、天然タンパク質は、ポリペプチド鎖のみならずヘム等の補欠因子との超分子形成により、機能体として成熟する。人工的超構造構築のためには、さらなる高レベルでのペプチド系立体構造の制御を達成する必要がある。本研究ではタンパク質2次構造であるα-ヘリックスやβ-ストランド構造をとるようにペプチドを設計・合成し、ヘムやフラビン分子等機能性団を複合化したペプチド系超構造の構築を試みている。本年度は、機能性原子団として、金属ポルフィリンをα-ヘリックス構造と複合化したポリペプチド超構造の構築や非天然分子とペプチドを複合化したβ-シート超構造の構築において成果を挙げた。(1)ポルフィリン(ヘム)-α-ヘリックスペプチド複合体の超構造形成ヘムタンパク質のミニマリスト(最小化)アプローチの構築を目的として、2本の両親媒性α-ヘリックスペプチド中に鉄-メゾポルフィリン(ヘム)を配位結合により複合化したミニ人工ヘムタンパク質の構築に成功した。Hisを有する2α-ヘリックス構造を構築した。本ミニ人工ヘムタンパク質は、10-20%のトリフルオロエタノール中で効率的にヘムを結合した。ヘム結合人工タンパク質の構築のためには、α-ヘリックス構造が必要であり、逆にα-ヘリックス構造の調整によりヘム複合化を制御できることが分かった。さらに、本ミニ人工ヘムタンパク質は、H2O2を酸化剤とした高効率のジメチルアニリンの脱メチル化反応(ペルオキシダーゼ様触媒活性)を発現した。(2)α→β超2次構造転移ペプチドの設計合成とβ-シートペプチド超構造の構築プリオン病等で注目を集めているタンパク質のミスフォールディング機構をモデル化・制御した人工ペプチド系を設計し、β-シート構造を制御したペプチド系超構造の構築に成功した。疎水性欠陥部位としてアダマンタン基を導入した両親媒性ポリペプチド二量体を設計・合成した。N末端疎水性基がα→β構造転移と高次会合体形成を伴うミスフォールディングを誘導する。環状オリゴ糖であるβ-シクロデキストリン(CD)は超分子形成によりミスフォールディングを阻害し、ミニ分子シャペロン様に機能することを見出した。
植物の新規Ca2+透過性機械受容チャネルの電気生理学的性質と立体構造の解明

本研究では、シロイヌナズナのCa2+透過性機械受容チャネルMCA1とそのパラログであるMCA2の構造と機能を明らかにすることを目的に実験を行った。我々の先行研究により、N末端から173番目までのアミノ酸残基からなる切り詰め型タンパク質(MCA1[1-173]とMCA2[1-173])は酵母細胞に発現させたとき、Ca2+流入を引き起こすことが明らかになっており、昨年度の研究で、このMCA1[1-173]とMCA2[1-173をコムギ胚芽無細胞タンパク質合成法で合成し、精製することに成功している。本研究では、MCA2[1-173]の方が量的に多く精製できたので、電気生理学による活性測定にはMCA2[1-173]を用いた。MCA2[1-173]をリン脂質と混合し、リポソームに再構成したプロテオリポソームを作成した。dehydration-rehydration法により、巨大リポソーム膜を形成させ、その膜をパッチクランプし、電流の発生を計測した。その結果、電圧をかけると開くチャネルがあることが分かった。さらに、パッチクランプピペットに陰圧を与えることによりパッチ膜に張力を発生させると、張力の大きさに応じてチャネルが開く頻度が高くなった。機械受容チャネルの阻害剤であるクモ毒素由来のペプチドGsMT4を投与したところ、電位依存的に開く性質は阻害されなかったが、機械刺激に応じて開く確率があがることはなかった。上記の結果は、MCA2[1-173]が機械受容チャネルであることを明確に示している。切り詰め型MCA2タンパク質であるMCA2[1-173]を使って、パッチクランプによりチャネル電流を測定することに成功した。さらに、MCA2[1-173]が、電位依存的にも機械刺激依存的にも開く確率が高くなる機械受容チャネルであることを示すデータを取得することができた。切り詰め型MCA2タンパク質であるMCA2[1-173]を使って、機械受容チャネルとしての基本的性質(機械受容性、開確率、イオン選択性、阻害剤の効果など)を定量的に記述するデータを得る。本研究の目的は、シロイヌナズナのCa2+透過性機械受容チャネルMCA1とそのパラログであるMCA2の構造と機能を明らかにすることである。MCA1とMCA2タンパク質はそれぞれ421と416のアミノ酸残基から成り、互いにアミノ酸配列上73%相同であり、両者の構造上の特徴(すなわち、N末端膜貫通セグメント、EFハンド様モチーフ、Coiled-coilモチーフなど)は共通である。両タンパク質はアフリカツメガエルに発現させた時に、機械受容性の陽イオン透過を仲介することが示されているが、両タンパク質そのものが単独で機械受容チャネルとしてはたらくか否かは不明である。そこで本研究ではまず、両タンパク質をコムギ胚芽無細胞タンパク質合成法で合成した後、精製し、リポソームに組み込み、電気生理学的方法でチャネル活性を測ることを試みた。その結果、MCA1とMCA2の両方とも、全長のタンパク質をコムギ胚芽無細胞タンパク質合成法で合成すると集合体を形成するために、精製が困難であることが分かった。そこで、酵母発現系でCa2+透過活性のあることが分かっているN末端から173番目までのアミノ酸残基からなる切り詰め型タンパク質(MCA1[1-173]とMCA2[1-173])を合成・精製することを試みた。その結果、MCA1[1-173]とMCA2[1-173]は合成・精製することができた。ただし、MCA2[1-173]の方が量的に多く精製できたので、当面はこれを活性測定に用いた。電気生理学的な解析により、MCA2[1-173]は確かに機械受容陽イオンチャネル活性をもつことを示すことができた。また、リポソーム内にCa2+指示薬を入れてCa2+透過の有無を調べた結果、確かにMCA2[1-173]はCa2+を透過させる活性をもつことが明らかになった。切り詰め型MCA2タンパク質であるMCA2[1-173]を使って、合成、精製、活性測定の実験系を確立することができた。そのため、今後この実験系をMCA1[1-173]タンパク質にも同様に適用できる見通しがついた。ただし、全長のタンパク質の精製法については今後検討する必要がある。

機械受容チャネルの阻害剤であるクモ毒素由来のペプチドGsMT4を投与したところ、電位依存的に開く性質は阻害されなかったが、機械刺激に応じて開く確率があがることはなかった。上記の結果は、MCA2[1-173]が機械受容チャネルであることを明確に示している。切り詰め型MCA2タンパク質であるMCA2[1-173]を使って、パッチクランプによりチャネル電流を測定することに成功した。さらに、MCA2[1-173]が、電位依存的にも機械刺激依存的にも開く確率が高くなる機械受容チャネルであることを示すデータを取得することができた。切り詰め型MCA2タンパク質であるMCA2[1-173]とMCA1[1-173]を使って、機械受容チャネルとしての基本的性質(機械受容性、開確率、イオン選択性など)を明らかにする。切り詰め型MCA2タンパク質であるMCA2[1-173]を使って、機械受容チャネルとしての基本的性質(機械受容性、開確率、イオン選択性、阻害剤の効果など)を定量的に記述するデータを得る。消耗品を最後に購入したが、助成金額にぴったりとは合わなかったため、次年度使用額が生じた。2018年度は、全額消耗品に使用する予定である。2019年度は、全額消耗品に使用する予定である。