hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地層処分緩衝材の長期健全性に及ぼすセメント及び鉄腐食生成物の影響に関する基礎研究

これは、オーバーパックの腐食に伴って鉄イオンがベントナイト中に拡散した場合、イオン交換によって鉄型モンモリロナイトが生じ、それがSeの収着率を上げる可能性を示唆するものである。高レベル放射性廃棄物の地層処分における、ベントナイト緩衝材の長期健全性を評価するための基礎的研究として、処分後長期経過後に緩衝材であるNa型ベントナイトに起こると考えられる緩衝材の変質反応に関する基礎的研究を行った。このうち、炭素鋼製のオーバーパックの腐食による鉄型化反応については、昨年度に調製した鉄型モンモリロナイトならびに鉄型モンモリロナイトを酸化させた試料中の鉄の化学形態を、選択的逐次抽出法によって調べた。その結果、(1)鉄型モンモリロナイト中のFe(II)はその95%以上が交換性の陽イオンとして存在していること、(2)試料を大気中で酸化させると、交換性陽イオンであるFe(II)は35%まで低下すること、(4)酸化によって交換性陽イオンは非晶質遊離鉄として析出すること、(5)酸化による、結晶遊離鉄の増加はわずかであること、等を明らかにした。一方、セメント溶解反応に伴うベントナイトのCa型化に関する研究として、ベントナイト中のセメント溶解反応の素過程の検討を行うとともに、Ca型化への進行速度を評価する上で不可欠な、Na型とCa型が混在したベントナイト中でのCaイオンの拡散実験を行い、異なるNa/Ca比の試料中での見かけの拡散係数を求めた。その結果、Caイオンの見かけの拡散係数に及ぼすNa/Ca比の影響は小さいこと、また見かけの拡散係数の温度依存性より求めた拡散の活性化エネルギーにおいても、顕著なNa/Ca比の影響がないことを明らかにした。これは、活性化エネルギーに大きな変化が認められたCsやNaイオンの場合と異なっている。この点についてはさらなる検討が望まれる。高レベル放射性廃棄物の地層処分におけるベントナイト緩衝材の長期健全性を評価するための基礎的研究として、処分後長期経過後に緩衝材であるNa型ベントナイトに起こると考えられる変質反応に関する基礎的研究を行った。このうち、炭素鋼製オーバーパックの腐食に伴いベントナイトが鉄型化する反応については、無酸素雰囲気下のグローブボックス内でベントナイトをFe^<2+>イオンを含む溶液と接触させ、交換性陽イオンをFe^<2+>イオンに置換した「Fe型試料」およびこのFe型試料を大気中で酸化させた「酸化Fe型試料」を調製し、両試料の特性評価を選択的逐次抽出法、メスバウアー分光、X線回折などによって行った。その結果、Fe型試料では層間のイオンがFe^<2+>イオンに置換していること、酸化Fe型試料ではそれらの層間のFe^<2+>イオンが徐々に酸化して非晶質遊離鉄として析出していることなどが示された。さらに、両試料へのSeの収着実験においては、Na型試料のFe型化、Fe型試料の酸化によって、Se(IV)ならびにSe(VI)の収着率が増加することが明らかになった。一方、セメント溶解反応に伴うベントナイト変質反応に関する研究として、Na型とCa型が混在したベントナイト中でのNa^+およびCa^<2+>イオンの見かけの拡散係数、ならびに塩濃度の異なるNa型試料中のNa^+イオンの見かけの拡散係数を実験から求めた。その結果、見かけの拡散係数に及ぼすNa/Ca比および塩濃度の影響は小さいことが明らかになった。
糖鎖プロセシング酵素を分子標的とした論理的・網羅的創薬探索

新型インフルエンザをはじめとした新興ウイルス感染症が人類にとって重要な問題となっている。そこで、近年立体構造が解析されたドラッグターゲットとして有望である糖鎖プロセシング酵素を分子標的として、市販化合物のライブラリ(約600万化合物ライブラリを入手済)に対して、in silico高速スクリーニングと微生物代謝産物に対して阻害剤探索を行い、ドラッグリード化合物およびライブラリを得た。本研究は、立体構造が明らかにされた糖鎖プロセシング酵素を分子標的として、市販化合物のライブラリ(約600万化合物ライブラリを入手済)に対して、コンピュータを用いたin silicoスクリーニングを行い、効率的にドラックライクな化合物を見いだすための研究である。研究を効率的に進める為、医薬品や医薬品候補化合物のデータベースを用いたDrug-Like/Drugness/Drugabilityの解析と経験則のルール化を重要視したライブラリ(水素結合アクセプター数、水素結合ドナー数、分配係数、自由回転結合数、分子量等を考慮したライブラリ)を用い単なる阻害剤ではなくリード化合物として発展性が期待できる阻害剤を獲得する戦略を採用した。本年度は、立体構造が明らかにされた糖質加水分解酵素の構造を解析し、市販化合物のライブラリ(約600万化合物ライブラリ)に対して、in silicoスクリーニングを行った。その結果、ヒット化合物ライブラリを得る事ができた。研究を効率的に進める為、医薬品や医薬品候補化合物のデータベースを用いたDlug-Like/Dlugness/Drugabilityの解析と経験則のルール化を重要視したライブラリ(水素結合アクセプター数、水素結合ドナー数、分配係数、自由回転結合数、分子量等を考慮したライブラリ)を用い単なる阻害剤ではなくリード化合物として発展性が期待できる阻害剤を獲得する戦略を採用した。本年度は、立体構造が明らかにされた糖質加水分解酵素の構造を解析し、市販化合物のライブラリ(約600万化合物ライブラリ)に対して、in silicoスクリーニングを行って得た(昨年度)ヒット化合物ライブラリを基にドッキングモード等を精査しよりクオリティーの高いライブラリを得る事ができた。昨年度に引き続き水年度は、立体構造が明らかにされた糖質加水分解酵素の構造を解析し、市販化合物のライブラリ(約600万化合物ライブラリ)に対して、in silicoスクリーニングを行って得だヒット化合物ライブラリを基にドッキングモード等を精査しよりクオリティーの高いライブラリを得る事ができ、ライブラリの濃縮に成功した。
多数尊より構成される仏教尊像に関する調査研究―図像的典拠と分担製作の視点から―

本研究は複数の像から構成される一群の仏教尊像に関して、図像的典拠と工房内での分担製作に着目するものであった。調査した作例は多岐にわたるが、その中からとくに重要と思われる1京都・海住山寺の四天王立像2神奈川・称名寺の十大弟子立像3三重・佛勝寺の十二神将立像4広島・棲眞寺の二十八部衆立像について、作品の基礎データを平成28年3月発行の調査報告書に掲載した。また、特に十二神将像に着目し、ヴェネチア東洋美術館、神奈川・鎌倉国宝館、神奈川・宝城坊の作例に関して、同報告書で基礎データの報告をするとともに、図像的典拠と工房製作の問題に関して、考察を加えた。本研究は四天王、八部衆、十二神将等の多数尊から構成される群像を対象に、図像的典拠ならびに工房における分担製作の実態について解明しようとするものである。そのための手段として、関連文献や写真資料などのデータ集積と、実際の作品の目視調査および科学的手法を援用した調査によるデータの集積を調査の二本柱とし、それらデータに基づいた分析をおこなうことを目的としている。平成24年度は、基礎資料として関連の図録等の文献資料を集積するとともに、仏師資料の集積とそのデジタル化をおこなった(現在も継続中)。また、科学的な調査としては、コニカミノルタセンシングに依頼し、京都国立博物館所蔵の十大弟子に関して、レーザー光線による三次元計測をおこなった。その結果、当該像に関してコンピュータ画面上でさまざまな角度から見ることが可能となった。これにより各像間の全方位的な比較が可能になるとともに、今後調査を予定している他像(たとえば清涼寺や称名寺像)との比較に際しても、有益な資料となるものと予想される。一方、目視による作品調査としては、鎌倉国宝館所蔵の十二神将、称名寺所蔵(金沢文庫寄託)の十大弟子の調査を、研究分担者、連携研究者らとともにおこない、資料の収集につとめた。また、次年度以降に行なう予定の福岡市美術館所蔵(東光院旧蔵)の十二神将像、曹源寺所蔵(東京国立博物館寄託)の十二神将像、愛知県美術館所蔵の神将形像(十二神将中の一躯と思われる)の予備調査をおこなった。これらの調査で得られたデータは、最終年度に発行予定の報告書および、インターネット等で可能な限り将来的には公開をする予定であり、当補助金により新規に購入したワークステーション等をもちいて、順次デジタル化をはかっている。本研究は四天王、八部衆、十二神将等の多数尊から構成される群像を対象に、図像的典拠ならびに工房における分担製作の実態について解明しようとするものである、そのための手段として、関連文献や写真資料などのデータ集積と、実際の作品の目視調査および科学的手法を援用した調査によるデータの集積を調査の二本柱とし、それらデータに基づいた分析をおこなうことを目的としている。研究の第2年度目にあたる平成25年度は、国内および海外にて作品の実地調査を積極的に行ない、更なる研究の進捗をはかった。主な国内調査としては、高野山霊宝館の快慶作四天王立像、大阪市立美術館の飛天像、かんなみ仏の里美術館の十二神将立像、神奈川・称名寺(金沢文庫保管)の十大弟子立像などの調査および写真等の資料収集を行なった。海外調査としては韓国において2回の調査を実施した。昨年9月にソウルにおいて国立中央博物館所蔵の八部衆像および十二支像の調査を行ない、本年2月には慶州において遺跡および国立慶州博物館において、四天王、八部衆、十二支像の石造浮彫を中心に調査を行なった。その結果、わが国の古代の作例と比較検討することが可能となる貴重な資料を得ることができた。科学的手法を援用した調査として、納入品の存在する可能性があった京都・浄福寺の清凉寺式釈迦如来立像について、非破壊検査株式会社に依頼して、X線透過撮影を行なった。残念ながら納入品は確認されなかったが、表面からでは確認できない内部構造が確認され貴重な資料となった。4年計画の第3年度にあたる平成26年度は、実地調査によるあらたな作品写真および文献資料の収集・整理に勤めた。実地調査としては、研究分担者の岩田茂樹、山口隆介が所属する奈良国立博物館で開催(平成26年4月5月)された「鎌倉の仏像」展において、出品作品の十二神将立像(鎌倉国宝館所蔵)ほかの関連作品に関して、調査および写真資料の作成を行った。また、研究代表者の淺湫毅が所属する京都国立博物館で開催(平成26年4月6月)された「南山城の古寺巡礼」展においては四天王立像(京都・海住山寺所蔵)、東京国立博物館(淺湫は5月に異動)で開催(平成27年1月4月)された「みちのくの仏像」展においては十二神将立像(山形・本山慈恩寺所蔵)をはじめとする関連作品の調査および写真資料の作成を行った。なお、これらの展覧会の開催に当たっては、本科研による調査の成果を反映した。寺院に赴いての現地調査としては、平成26年9月、27年3月の2回、広島県三原市の棲眞寺において、同寺所蔵の二十八部衆立像(13躯が現存)および阿弥陀如来立像について、詳細な調書を作成するとともに、写真資料の作成も行った。v多数尊から構成される仏教尊像とは、複数の像から構成される一群の像で、たとえば四天王、六観音、八部衆、十大弟子、十二神将、十六羅漢などを指す。

これらは、その形姿や持物などに様々なヴァリエーションがあるが、どのような経典や図像に基づくのかなど、未解決の問題も多い。また工房における分担製作の実態もあまりわかっていない。本研究では、上記のごとく不明な点が多くのこされている多数尊より構成される尊像群について、図像的典拠と工房における分担製作の視点から、あらためて調査研究し、分析をおこなおうとするものであった。4年間という調査期間において、代表者、分担者、協力者による総合調査にくわえ、個々人が本テーマのもとで個人的に調査した作例は多岐にわたるが、その中からとくに重要と思われる1京都・海住山寺の四天王立像2神奈川・称名寺の十大弟子立像3三重・佛勝寺の十二神将立像4広島・棲眞寺の二十八部衆立像について、作品の基礎データおよび専門のカメラ技師が撮影した作品写真を、平成28年3月発行の調査報告書に掲載した。また、多数尊の中でも、特に図像的なヴァリエーションが豊かな十二神将像に着目し、ヴェネチア東洋美術館、神奈川・鎌倉国宝館、神奈川・宝城坊の作例に関して、同報告書で基礎データの報告をするとともに、図像的典拠と工房製作の問題に関して、考察を加えた。その結果、多数から構成される一群の像(多数尊)は、そのほとんどが複数の仏師による分担作業であることが判明した。また、経典に図像の規定がない場合は、比較的自由に図像が選択されていることも判明した。本研究は複数の像から構成される一群の仏教尊像に関して、図像的典拠と工房内での分担製作に着目するものであった。調査した作例は多岐にわたるが、その中からとくに重要と思われる1京都・海住山寺の四天王立像2神奈川・称名寺の十大弟子立像3三重・佛勝寺の十二神将立像4広島・棲眞寺の二十八部衆立像について、作品の基礎データを平成28年3月発行の調査報告書に掲載した。また、特に十二神将像に着目し、ヴェネチア東洋美術館、神奈川・鎌倉国宝館、神奈川・宝城坊の作例に関して、同報告書で基礎データの報告をするとともに、図像的典拠と工房製作の問題に関して、考察を加えた。平成2426年度の3ヵ年に行った調査において、当初計画した四天王、八部衆、十大弟子、十二神将などの多数尊から構成される仏教尊像の代表的な作例の調査は、所蔵者の都合などで一部調査が延期になったものはあるものの、概ね調査することが出来、調書および写真資料の作成を行うことが出来た。また、本計画の主目的である、それらが工房内においてどのように分担作業によって製作されたのか、あるいは、それらがどのような図像に基づいて計画されたのかという点においても、あらたな知見を得ることが出来た、また、分担者、協力者らとの討議により、それら新知見をもとにした共通の認識を現在構築しつつある。上記調査の成果は、研究実績の概要でも触れたように、奈良、京都、東京の国立博物館で行った展覧会に反映している。また、平成26年5月に京都国立博物館において開催された仏教美術研究上野記念財団助成研究会のシンポジウム『南都と南山城をめぐる僧と造仏』において研究代表者の淺湫と分担者の岩田がそれぞれ「浄瑠璃寺の九体阿弥陀と四天王像をめぐって」「海住山寺四天王とその周辺」と題して発表するなど、一般への成果の公表についても順調に行っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。美術史平成27年度は4ヵ年計画の最終年度にあたるので、過去の補足調査に加え、まだ未調査である神奈川・日向薬師の十二神将立像、神奈川・曹源寺の十二神将像立像、京都国立博物館の十大弟子立像などについて、あらたに調査を行う予定である。
機能性リン脂質の開発と生体膜関連研究への応用

生体膜に関連する生命現象は、その特殊な環境のため解析が難しい。本研究では、膜蛋白質の構造・機能解析や、生理活性物質と生体膜との相互作用等、生体膜に関連した生命現象の解明を目的に、機能性人工リン脂質の設計・合成を行い、効率的な合成法を開発した。本合成法の特徴は、オキシアミノ基をhead groupに持つ鍵中間体に対し、アルデヒド基を持つ機能性官能基を、合成の後半でおだやかな条件下、安定なオキシム結合を介して簡便に導入できる点にある。本法を固相合成に展開するとともに、合成した機能性リン脂質を用いて膜蛋白質の切断も達成した。まず、リン脂質の固相上での合成を検討し、多様なリン脂質誘導体の効率的な固相合成法を確立した。リン脂質を固相へと担持するにあたり種々の条件で検討したところ、光延反応がリン酸部とWang resinの結合反応において有効であることがわかった。市販で入手容易なWang resinを特別な化学修飾を施すことなく、直接リン脂質の固相合成に適用し、酸性条件下切り出す人工リン脂質の固相合成法を確立した。本法は良好な純度の人工リン脂質が簡便に得られる合成法である。他方、塩基性条件下で切り出し可能な固相合成法を検討した。その結果、エチルスルフィド基が有用なリンカーとなることを見出した。エチルスルフィド基はリン脂質と安定な結合を形成するが、固相から切り出す際にはスルフィドの酸化によりスルホンへと変換可能で、温和な塩基性条件下、リン脂質の切り出しが可能であった。これらの検討から、酸性または塩基性の両条件下で切り出し可能なリン脂質誘導体の固相合成法を確立することができた。実際に、開発した固相合成法を利用することで、ピレン、カテコール、グリセロールをhead groupに持つリン脂質誘導体を効率的に合成することが出来た。これらの分子は、それぞれ膜蛋白質切断、膜表面の酸化還元反応、ドラッグデリバリーシステムの構築に利用できる有用な機能性リン脂質誘導体である。また、tail groupの末端にチオール基を導入したリン脂質誘導体の合成も達成した。このチオール基を足掛かりに、金のチップ上にリン脂質膜をコーティングすることが出来た。このチップを水晶発振子マイクロバランス(QCM)に適用し、生理活性ポリフェノールであるカテキン類とリン脂質膜との相互作用を検出することができた。蛍光性リン脂質プローブ分子の合成検討を行い、極めて高い量子収率を持ち、かつリン脂質骨格に簡便に導入可能な新規蛍光物質の開発に成功した。強い蛍光性と化学修飾の足掛かりとなる適切な官能基を併せ持つ蛍光色素は意外に少ない。そこで、高い蛍光量子収率を持ち、かつリン脂質骨格への導入に利用できる官能基を持つ蛍光色素の開発を行った。これまでに、2-ブロモナフトアミド誘導体を基質とするPd触媒ドミノ型反応を開発し、[5]ヘリセン誘導体を一段階で得る新規反応を開発している。この[5]ヘリセン誘導体は量子収率20%程度の蛍光性を持つ蛍光性分子である。この光学的特性に着目し、[5]ヘリセン誘導体のさらなる変換により、より優れた蛍光分子の創製を検討した。その結果、[5]ヘリセン誘導体をTfOHで処理すると、予想外の環化反応が進行し、新規なペリレン誘導体が得られることを明らかにした。このペリレン誘導体は、460nm付近に蛍光を持ち、蛍光量子収率90%以上の高い値を示す優れた蛍光分子であることがわかった。さらに、Pd触媒ドミノ型反応、ペリレンへの環化反応の両反応とも、官能基存在下効率よく進行する特徴を持つ。これにより、カルボキシル基を持つ誘導体が簡便に得られ,化学修飾可能な蛍光色素の合成を達成した。さらにこの反応を応用し、飽和脂肪酸の末端に蛍光色素を導入することができた。今後、この蛍光性脂肪酸をビルディングブロックとして用い、tail groupを蛍光標識したリン脂質誘導体の合成に展開し、生体膜-膜蛋白質相互作用の研究に応用する予定である。本研究課題の目的の一つである「膜蛋白質の膜界面での選択的切断」を実現する上で解決すべき課題は、強固なペプチド結合をいかにして効率的に切断するか、にある。この方法を見い出すことができれば、人工リン脂質による膜蛋白質の選択的切断を格段に改善することが出来る。そこで今年度は、ペプチド結合の効率的な加水分解法の開発を目的に検討を行った。ルイス酸性を持つ金属と配位子との組み合わせで加水分解反応を促進し得ると考え、配位子の合成を検討した。まず、金属の配位部である1, 10-フェナントロリンと、フェノール性水酸基を併せ持つ2種類の配位子を設計しそれらの合成を完了した。次いで、これらの配位子の機能をジペプチドの加水分解で評価した。

フェナントロリン部に配位させるルイス酸性を持つ金属種として、ジルコニウムを選択した。ジルコニウムのハードなルイス酸としての性質は、アミドカルポニル基の活性化に適しており、また、求核種となる水を活性化し求核力の高いジルコニウムアルコキシドを生成することが期待される。ジペプチドの基質としてGly-Pheを選択し、加水分解の収率を逆相HPLCにて、切断反応により生成したフェニルアラニンを定量することで評価した。基質に対し、塩化ジルコニウムと合成した配位子をそれぞれ5当量用い、反応溶媒として配位子の溶解性を考慮しH_2O-MeOHを用いる条件を設定した。60°C, pH5にて反応を行ったところ、HPLCにてフェニルアラニンのピークが観測され、その収率は低いものの加水分解が起きたことがわかった。
戦後東北史の基礎的研究―〈東北〉論の検討を中心に―

〈後進東北〉は戦後的物語であり、高度経済成長期に生れた。農村から都市への労働力移動の必然性として、最大の農村地帯東北社会の後進性が強調された。農村生活の価値を低め、都市生活の価値を高めるためには、後進地を特定し、先進地の優位を創出する必要があり、〈後進東北〉の創出とはそうした国家的機能の一環として位置づけられた。明治維新期から敗戦までの〈東北〉論と、戦後〈東北〉論とを結合させることで、近現代日本史の新たな全体像が提示できた。青森県・秋田県・岩手県における〈東北〉論について、第一に青森県では青森県史編さんグループ、青森県立図書館、弘前市立弘前図書館などにおいて関係資料(『東奥日報』『月刊東奥』、プランゲ文庫新聞・雑誌コレクションなど)の調査を行った。第二に岩手県では岩手県立図書館、一関市立図書館などにおいて関係資料(『東北』『東北研究』『東北公論』『東北産業』『東北文庫』『東北文脈』『共存共栄』『岩手日日新聞』、プランゲ文庫新聞・雑誌コレクションなど)の調査を行った。そのほか、戦後歴史学における〈東北〉論の分析として、『新日本史講座』(19471953年)『日本歴史講座』(19511953年)『日本資本主義講座』(19531955年)『日本歴史講座』(19561957年)『明治維新史研究講座』(19581959年)『日本文化史講座』(19581959年)『講座日本文化史』(19611963年)『岩波講座日本歴史』(19621964年、19751977年)『講座日本史』(19701971年)など講座物の東北関係叙述を検討した。また、東北出身あるいは東北に根ざした歴史家の東北叙述として、『藤田五郎著作集』(19701971年)の検討を進めた。これらの研究を通して、青森県・岩手県における戦後〈東北〉論の展開について明らかにすることができた。戦後の〈東北〉論の特徴として、植民地喪失状況のなかで、東北があらたに植民地的位置づけを与えられ、戦後復興のなかで、資源供給地・労働力供給地として基軸的な役割を付与されたことが明らかになった。この点では、日本史に占める戦後東北史の比重はきわめて大きなものである。以上の研究について、インドネシアおよびアメリカの研究者と交流できたことも重要な進展であった。秋田県・山形県・福島県における〈東北〉論について、第一に秋田県では秋田県立図書館、秋田大学附属図書館などにおいて関係資料(『秋田魁新報』、プランゲ文庫新聞・雑誌コレクションなど)の調査を行った。第二に山形県では山形県立図書館などにおいて関係資料(『山形新聞』『自由公論』『酒田民報』『荘内自由新聞』『週刊荘内』『日刊庄内』『出羽新報』、プランゲ文庫新聞・雑誌コレクションなど)の調査を行った。第三に福島県では福島県立図書館などにおいて関係資料(『福島民友』『福島民報』』、プランゲ文庫新聞・雑誌コレクションなど)の調査を行った。そのほか、戦後歴史学における〈東北〉論の分析として、『図説日本文化史大系』(19561958年)『日本の歴史』(19591960年、19651967年、19731977年)『日本経済史大系』(1965年)『大系・日本歴史』(19671971年)『日本生活文化史』(19741975年)『図説日本の歴史』(19741976年)『日本民衆の歴史』(19741976年)『大系日本国家史』(19751976年)など講座物の東北関係叙述を検討した。また、東北出身歴史家の東北史叙述として、『庄司吉之助著作集』(19811986年)の検討を進めた。これらの研究を通して、山形県・秋田県・福島県における戦後〈東北〉論の展開について明らかにすることができた。中国の研究者と交流できたことも重要な進展であった。本研究「戦後東北史の基礎的研究ー〈東北〉論の検討を中心にー」は、東北=〈後進地〉という表象・言説が、戦後日本社会において再創造された戦後的物語であることを多角的に明らかにし、日本史像総体の脱構築をめざすために、平成25年度と平成26年度の二ヶ年は東北六県のローカルメディアを対象として〈東北〉論のありようを検討してきた。最終年度の平成27年度は、歴史学と密接な関係にある人文地理学分野における〈東北〉論の足跡を明らかにするため、『風土記日本』(19571960)『日本地理風俗大系』(1959)『図説日本文化地理大系』(19601963)『日本文化財大系』(19601966)『日本の地理』(19611962)など、とくに東北の後進地イメージが高まった1950年代後半から1960年代半ばにかけての出版物を分析し、同時代の講座・シリーズ類の日本史研究に見られた〈東北〉論との比較をすすめた。三カ年におよぶプロジェクトを通して明らかになった点は、第一に〈後進東北〉という戦後的物語が生産された主要時代として、高度経済成長期の意味が浮上してきた点である。この時代は全国的に労働力が農村部から都市部へ移動した時代である。

その必然性・根拠として、最大の農村地帯であった東北社会の後進性が強調されたと考えられる。農村生活の価値を低め、都市生活の価値を高めるためには、後進地を特定し、先進地の優位を創出する必要があり、〈後進東北〉の創出とはそうした国家的機能の一環として位置づけられた。第二に従来すすめてきた明治維新期から敗戦までの〈東北〉論と、本研究における戦後〈東北〉論とを結合させることで、近現代日本史の新たな全体像の提示し、国民国家日本の形成過程史に新知見を与えることが可能になった点である。〈後進東北〉は戦後的物語であり、高度経済成長期に生れた。農村から都市への労働力移動の必然性として、最大の農村地帯東北社会の後進性が強調された。明治維新期から敗戦までの〈東北〉論と、戦後〈東北〉論とを結合させることで、近現代日本史の新たな全体像が提示できた。予定していた調査はほとんど完了した。ただし、前年度予定の秋田県立図書館の調査が加わり、山形県立図書館・福島県立図書館での調査も行ったため、宮城県における調査および国会図書館における調査は次年度のまわした。文献調査については予定していた基本文献の分析を終えることができた。日本史調査ができなかった宮城県調査をおこない、最終年度の平成27年度は総括的に戦後歴史学における〈東北〉論の分析を進める。研究分担をおこなっている他の研究プロジェクトとの整合性をはかりながら、効率的な研究推進に努める。予定していた調査をほとんど完了した。青森・岩手両県における調査対象資料が予想以上に多かったため、秋田県立図書館、国会図書館における調査は次年度にまわした。調査ができなかった秋田県をはじめ、二年目は宮城県・山形県・福島県の四県の調査を行う。引き続き、戦後歴史学における〈東北〉論の分析を進める。
メソポーラスカーボンを利用した吸着式ヒートポンプ用水蒸気吸着剤の開発

レゾルシノール-ホルムアルデヒド(RF)樹脂を母材としてメソポーラスカーボンを調製し、それらに無機塩を添着させることにより、吸着式ヒートポンプの操作範囲で大きな吸着量差を有する水蒸気吸着剤の開発を試みた。母材の細孔径・細孔容積を変化させることにより細孔内に添着可能な無機塩量を増加させることに成功し、その水蒸気吸着能は大幅に向上した。それら吸着剤の吸着式ヒートポンプへの適用の可能性を大きく示唆する結果を得た。水蒸気吸着式ヒートポンプ(WAHP)に適用できる炭素系吸着剤の開発を目的として研究を行った。一般的に炭素材料の細孔表面は疎水性であるため、WAHPの運転範囲における低相対圧部における水蒸気吸着量が小さく、中高相対圧部において吸着量が急激に増加することが知られている。WAHPの性能は運転範囲における水蒸気吸着量差に依存し、吸着量差が大きければ大きいほどその性能は高くなる。まず、レゾルシノールーホルムアルデヒド(RF)樹脂を炭化物原料として細孔構造を制御したメソポーラスRFカーボンクライオゲル(RFCC)を調製し、それらの細孔特性、水蒸気吸着特性などを評価した。調製したRFCCの水蒸気吸着等温線は一般的炭素材料の水蒸気吸着と同様に、中相対圧部で大きな吸着を示し、さらに高相対圧部で大きな吸着を示すことが分かった。そこで、疎水表面であるRFCC細孔内に水との親和性の高い塩化力ルシウムなどの無機塩を含浸することにより表面を親水化し中高相対圧部で見られた水蒸気吸着等温線の立ち上がりをWAHPの運転範囲である低相対圧部ヘシフトさせることを試みた。RFCCのメソ細孔内へ無機塩(LiCl_2, MgCl_2, CaCl_2, ZnCl_2)を5 wt%含浸させ水蒸気吸着測定したところ、どの塩を含浸した場合においても低相対圧部での吸着量はRFCCのそれより増加した。また、CaCl_2を0.140 wt%含浸させた場合、含浸量増加に伴い低相対圧部における吸着量が増加した。これらのことから無機塩含浸が低相対圧部での水蒸気吸着に有効であることが確認でき、WAHPへの調製した試料の適用の可能性が示唆された。今後、異なる細孔径分布を有するRFCCを調製し、それらへ無機塩を含浸し、無機塩を含浸するRFCCの細孔径分布が水蒸気吸着挙動にどのような影響を及ぼすのかなどを検討する予定である。H21年度、レゾルシノール-ホルムアルデヒド(RF)樹脂を炭化物原料として細孔構造を制御したメソポーラスRFカーボンクライオゲル(RFCC)を調製し、疎水表面であるRFCC細孔内に水との親和性の高い塩化カルシウムなどの無機塩を含浸することにより表面を親水化し中高相対圧部で見られた水蒸気吸着等温線の立ち上がりをWAHPの運転範囲である低相対圧部へシフトできることを報告した。本年度において、細孔径分布の異なるRFCCを製造し、塩添着量を大きく増加可能な吸着剤の製造を行った。その結果、大きなメソ孔容積を有するRFCCには70wt%のCaCl_2をメソ細孔内に添加することが可能となり、その水蒸気吸着量は大幅に増加した。含浸量の増加に伴い低相対圧部における吸着量も増加したことから、塩添着量を大きくするために吸着剤のメソ細孔径、容積を大きくすることが大変有効であり、WAHPへの調製した塩添着メソポーラスカーボンの適用の可能性が示唆された。
特定のタンパク質と糖鎖の組み合わせにより発動される神経幹細胞の分化制御機構の解明

本研究では、神経細胞におけるLewis XやHNK-1糖鎖による特定のキャリアータンパク質への限定的な修飾が起こる仕組みに着目し、これら特異的な修飾が起こる機構について調査した。さらには、特定的な糖鎖に修飾されたタンパク質の相互作用分子を同定した。こうした相互作用を介して、特定の糖鎖修飾を受けた特定のタンパク質が細胞内にシグナルを発信している可能性を示すことができた。本研究は、TenascinーC (TNC)やlysosomal-associated membrane protein 1 (LAMP-1)が一般的な糖タンパクとは異なる分泌経路を通ることで、HNK-1やLewisXのような特徴的なグライコトープが付与されるという想定のもとで実施するものである。そこで、TNCやLAMP-1が有する小胞体シグナル配列に着目し、LAMP-1のシグナル配列をIgκのシグナル配列に入れ替えたキメラタンパク質を神経幹細胞に発現させたところ、LAMP-1上のLewisXの限定的な糖鎖修飾は、かならずしも小胞体シグナル配列によって規定されていないことが明かになった。つまり、TNCやLAMP-1は分泌過程で、輸送タンパク質および細胞内レクチンなどの因子により分泌経路が選別され、特定の糖鎖構造が発現しているものと考えられる。また、特異的な糖鎖修飾を受けた分子の機能発現機構の解明のために、細胞外でTNCやLAMP-1を認識する分子に関しても、プロテオミクス解析により同定することを試みた。抗TNC抗体を用いて、神経幹細胞の細胞抽出液から相互作用分子の探索を行った結果、ceruloplasmin (CP)をTNC分子の相互作用分子の1つとして同定することができた。CPはglycosylphosphatidylinositol (GPI)アンカー型タンパク質として、細胞表層に発現していることが知られている。こうしたことから神経幹細胞膜にGPI型タンパク質として存在するCPがHNK-1を発現したTNC分子を認識し、細胞内シグナルを発信している可能性が考えられる。TNCの6つのスプライシングドメインのみを発現するプラスミドベクター、さらには1つのC1ドメインを欠損した5つスプライシングドメインを有するバリアントを発現するプラスミドベクターを作成した。両ベクターを神経幹細胞に導入したところ、6個のスプライシングドメインを有するTNCのみHNK-1糖鎖の修飾が認められた。以上の結果から、HNK-1糖鎖はC1ドメインの存在により、HNK-1糖鎖付加が起きているものと推察される。つぎに、直接C1ドメインにHNK-1糖鎖が結合しているか、もしくはC1ドメインの存在により他のドメインにHNK-1糖鎖修飾が起きているかについて明らかにするため、神経幹細胞よりTNC分子を抗HNK-1糖鎖抗体を用いて精製を行った。これにより、精製したTNCを対象とした質量分析法によるHNK-1糖鎖結合部位の同定を行う準備が整った。さらには、C1ドメインが選択的にHNK-1合成酵素であるグルクロン酸転移酵素や硫酸基転移酵素に認識される可能性を考え、これら酵素の相互作用解析にも取り組む予定である。これにより、選択的スプライシングが糖鎖修飾に与える影響が明らかになるものと期待される。一方で、LewisX型糖鎖の生合成を担う酵素の1つであるfucosyltransferase 9(FUT9)をCHO細胞に導入したところ、単一タンパク質のみにLewisX糖鎖が付加されていることを見出した。これにより、神経幹細胞だけでなくCHO細胞などの株化細胞においても、FUT9による特異的なLewisX修飾が行われていることを示すことができた。生化学本研究を通じて、TNCの相互作用分子の同定に成功した。また、LAMP-1上のLewisXの限定的な糖鎖修飾に、シグナル配列の寄与がないことを示すことができた。以上、総合的に判断して概ね順調に研究は進展している。今後は、TNCやLAMP-1の分泌経路の選別を担う因子として、輸送タンパク質や細胞内レクチンに焦点をあて、その選別機構を明らかにすることを目指す。また、糖転移酵素が、糖鎖部分のみでなくキャリアータンパク質のペプチド部分を認識する可能も考慮して研究を進める。こうした研究を通じて、糖タンパク質の選別輸送における未知なるメカニズムを解明する。これまでに、HNK-1糖鎖がRas-MAPKシグナル伝達経路を調節し、神経幹細胞の維持に関与ことを報告しているが、その詳細な作動機構は未だ明らかになっていない。本年度同定したCPが本シグナル経路の上流に存在するかを明らかにしつつ、HNK-1で修飾されたTNCとCPの相互作用様式の分子基盤の解明を目指す。当初予定していた「人件費・謝金」費において、該当実験補助員が見つからず、次年度使用額が生じてしまった。実験補助員に確保に努めつつ、キットなどを購入し有効利用することで、実験の効率化を図る。
心臓のストレス応答における脂肪酸代謝の意義と機能についての網羅的解析

ω-3脂肪酸は、古くから疫学調査で心血管保護作用が示唆されており、すでにいくつもの大規模臨床試験がおこなわれ、症候性慢性心不全の予後改善や心筋梗塞の二次予防効果が確認されている。しかし、その機構については依然不明な点が多く、私はこのω-3脂肪酸が有する心血管保護効果の分子機構の解明を目的に研究を開始した。遺伝学的にω-3脂肪酸が体内に豊富に存在するω-3脂肪酸変換酵素fat-1の遺伝子改変マウス(fat-1 Tg)を用いて、大動脈縮窄による心肥大・心不全モデルを作成した。心肥大についてfat-1 Tgマウスは野生型マウスと比し有意な差は見られなかったが、術後4週で野生型マウスが心収縮能の低下を示したのに対し、fat-1 Tgマウスの心機能は維持されていた。また、間質の線維化およびマクロファージの浸潤がfat-1マウスでは野生型に比し顕著に軽減していた。fat-1 Tgマウスの骨髄を野生型マウスに移植したキメラを作成し、その上で大動脈縮窄心肥大を誘導したところ、fat-1 Tgマゥスと同様の肥大刺激に対する強い抵抗性を示した。マクロファージの培養上清で心臓線維芽細胞を刺激する実験から、fat-1 Tgマクロファージが炎症を抑制する脂肪酸代謝物を産生していることが示唆された。LC-MS/MSを用いた脂肪酸代謝物の網羅的測定(リピドミクス解析)を行ない、fat-1 Tgマクロファージが18-HEPEというEPAの一次酸化物を積極的に産生していることが明らかになった。この脂肪酸酸化物は容量依存性にnMレベルの低用量で心臓線維芽細胞の起炎反応を抑制し、大動脈縮窄後の心不全マウスに投与することで心機能、心線維化、炎症細胞浸潤のそれぞれを抑えることができた。ヒトにおいてもEPA内服下で血漿中に有意に18-HEPEが増加していることもあきらかにした。(抄録なし)ω3系多価不飽和脂肪酸(PUEA)は、古くから疫学調査で心血管保護作用が示唆されており、すでにいくつもの大規模臨床試験がおこなわれ、症候性慢性心不全の予後改善や心筋梗塞の二次予防効果が確認されている。しかし、その機構については依然不明な点が多く、私はこのω3PUEAが有する心血管保護効果の分子機構の解明を目的に研究を開始した。遺伝学的にω3PUEAが体内に豊富に存在するω3PUEA変換酵素fat-1の遺伝子改変マウス(fat-1 Tg)を用いて、大動脈縮窄による心肥大・心不全モデルを作成し、圧負荷による心臓リモデリングにω3PUFAがどのような影響を及ぼすか検討した。心肥大について心重量、左室壁厚、心筋細胞径で評価した限り、fat-1 Tgマウスは野生型マウスと比し有意な差は見られなかった。しかし、心機能については術後4週に野生型マウスで駆出能の低下を示したのに対し、fat-1 Tgマウスの心機能は保持されていた。また、fat-1 Tgマウスの圧負荷肥大心の組織像は、間質の線維化およびマクロファージの浸潤が野生型に比し顕著に軽減していた。これら機能および組織の両面から、ω3PUEAが心臓リモデリングを積極的に抑制していることが明らかになった。さらに、fat-1 Tgマウスの骨髄を野生型マウスに移植したキメラを作成し、その上で大動脈縮窄心肥大を誘導したところ、fat-1 Tgマウスと同様の肥大刺激に対する強い抵抗性を示した。このことから、骨髄由来細胞がω3PUEAによる心血管保護効果に重要な役割を担っていることが示唆された。現在、この実験モデルで認められたω3PUEAの心臓リモデリング抑制効果と、その責任細胞と考えられる骨髄由来細胞とをつなぐ鍵分子として、レゾルビンやプロテクチンに代表されるω3PUEA由来の抗炎症性脂質メディエーターに注目し、脂質メタボローム解析を開始している。エイコサペンタエン酸(EPA)やドコサヘキサエン酸(DHA)に代表されるn-3PUFAが心血管保護作用を有することは広く知られているが、その詳細な機構については依然不明な点が多い。平成23年度に、n-3PUEA変換酵素fat-1を全身に発現させたfat-1マウスを用いて大動脈縮窄による心肥大・心不全モデルを作成したところ、心肥大に有意な差はなかったが、間質の線維化および炎症細胞(おもにマクロファージ)浸潤の減少がみられ、心機能が保持されていた。そこで、本年度はn-3PUEAが有する心血管保護効果の責任細胞を同定する目的で、fat-1マウスの骨髄移植キメラマウスで同様の圧負荷心不全モデルを作成し解析を行なったところ、骨髄由来細胞の脂肪酸組成がn-3PUEA優位の条件で心臓リモデリング抑制効果を示し、骨髄由来細胞の脂肪酸組成が重要であることが示唆された。次に、炎症細胞と心臓線維芽細胞のin vitroでの共培養実験を行なったところ、in vivoの結果と同様に、脂肪酸環境の変化に応じてマクロファージが産生する液性因子の質や量を変化させて、心筋線維芽細胞の活性化を調節していることが示唆された。さらに、n-3PUFAが示す心臓リモデリングに対する抑制作用が、どの脂肪酸または脂肪酸酸化物によって惹起されているのかを明らかにするため、脂肪酸組成の解析を網羅的に行なった。

fat.1における脂肪酸の変化についてはEPAの顕著な増加が重要であると考えられ、さらに、マクロファージのEPA酸化物の中には18-HEPEを含むいくつかのEPA代謝物が特徴的に増加していることが明らかになり、n-3PUEへの心血管保護効果を担う抗炎症性メディエーターの候補分子と考えられた。18-HEPEの投与実験では、n-3PUEへが示した圧負荷による心臓リモデリング抑制効果を再現することができ、生理活性を確認することができた。ω-3脂肪酸は、古くから疫学調査で心血管保護作用が示唆されており、すでにいくつもの大規模臨床試験がおこなわれ、症候性慢性心不全の予後改善や心筋梗塞の二次予防効果が確認されている。しかし、その機構については依然不明な点が多く、私はこのω-3脂肪酸が有する心血管保護効果の分子機構の解明を目的に研究を開始した。遺伝学的にω-3脂肪酸が体内に豊富に存在するω-3脂肪酸変換酵素fat-1の遺伝子改変マウス(fat-1 Tg)を用いて、大動脈縮窄による心肥大・心不全モデルを作成した。心肥大についてfat-1 Tgマウスは野生型マウスと比し有意な差は見られなかったが、術後4週で野生型マウスが心収縮能の低下を示したのに対し、fat-1 Tgマウスの心機能は維持されていた。また、間質の線維化およびマクロファージの浸潤がfat-1マウスでは野生型に比し顕著に軽減していた。fat-1 Tgマウスの骨髄を野生型マウスに移植したキメラを作成し、その上で大動脈縮窄心肥大を誘導したところ、fat-1 Tgマゥスと同様の肥大刺激に対する強い抵抗性を示した。マクロファージの培養上清で心臓線維芽細胞を刺激する実験から、fat-1 Tgマクロファージが炎症を抑制する脂肪酸代謝物を産生していることが示唆された。LC-MS/MSを用いた脂肪酸代謝物の網羅的測定(リピドミクス解析)を行ない、fat-1 Tgマクロファージが18-HEPEというEPAの一次酸化物を積極的に産生していることが明らかになった。この脂肪酸酸化物は容量依存性にnMレベルの低用量で心臓線維芽細胞の起炎反応を抑制し、大動脈縮窄後の心不全マウスに投与することで心機能、心線維化、炎症細胞浸潤のそれぞれを抑えることができた。ヒトにおいてもEPA内服下で血漿中に有意に18-HEPEが増加していることもあきらかにした。ω3PUEAの心血管保護効果の分子メカニズムを解明するうえで、最適なモデル動物を利用することが実験計画の遂行に必須と考えられるが、いま実験に用いているfat-1 Tgマウスの圧負荷心肥大モデルは、野生型マウスと顕著な表現型の相違がみられ、非常に有用なモデルといえる。このモデルマウスを見出せたことで、実験の進行が速やかとなり、建設的な解析が可能となった。fat-1を用いて細胞・組織単位で脂肪酸組成の制御を可能にした実験系を樹立し、現時点で心肥大・心不全で浸潤してくる炎症細胞(マクロファージ)の脂肪酸組成が重要であることを明らかにしたことは過去に報告がなく、新規性が高い。メタボロームも積極的に用いたことで、無数にある脂肪酸酸化物の中から生理活性を有する候補分子を同定するに至ったことは、想定以上の結果ともいえる。まずは、現在開始したLC-MS/MSを用いた肥大心臓の網羅的な脂質メディエーター解析を精力的に行っていきたいと考えている。他の組織に比べ心臓のω3PUEA
カエルの飛び込みにともなう水しぶき形成と音の発生

物体が水面に衝突する際,水しぶきが上がり,バシャン,ピチャンといった音がすることは身近によく経験する.本研究の工学的目標は生物に見習って(バイオミメティクス)このような水しぶきの飛散を低減すること,生活騒音を低減することである.模型を用いて,先頭形状,後尾形状,表面性状(親水性,疎水性など)の水しぶきおよび発生音に対する影響をレイノルズ数,ウェーバー数,フルード数を系統的に変えて、高速度カメラを用いた計測・観測を行うことによって調べた.高分子ゲル表面上の速度分布計測(PIV法)を行い,水流と壁面材質の干渉を調べた結果、高分子ゲルでも膨潤度が高いとスリップ速度が大きくなることがわかった.すなわち,突入物体表面上の水膜流の速度が速くなるのでスプラッシュを飛ばし易くなる.このことは本研究によって初めて明らかになったことであり,予想と全く逆の結果であった.気泡の取り込みに関しては,物体の突入速度によって,3通りに分類できることを明らかにした.その結果,発生する音も3通りあることがわかる.すなわち,水の音は気泡の音であるから,音の発生は気泡の取り込まれ方に依存する.親水性の表面であると,物体が水中に空気柱を作りやすくなり,それが細かくちぎれることによって,多くの気泡が水中に取り込まれる.先頭形状および後尾形状として半球,円柱,円錐,頭を切った円錐,回転放物体,流線型物体の組み合わせを試した結果,先頭形状は細かな水滴状の飛沫の形成に影響し,後方形状は水中に形成される空気柱のちぎれ,すなわち,気泡形成に影響することを明らかにした.1.カエルの飛び込みに伴う現象を高速度撮影およびPIV法により詳細に観察した。また、カエルの種類の違いによって、その飛び込みから及びスプラッシュの上がり方の違いについてしらべた。その結果、水棲のカエルでは飛び込み姿勢として腕を側面に付け頭から入水する。これに対して、陸棲のカエルでは腕を前に出し、腹から入水する。この違いは発生する音にも影響し、水棲のカエルの場合には滑らかに入るために気泡の取り込みも少なく、発生する音は純音に近く音圧レベルは低い。陸生のものでは腹打ちであるために、広い範囲の水を押しのけてはいるために、多くの気泡も取り込まれる。このために、音の周波数帯は広くなり、いわゆるドボンという音である。音圧レベルも高い。2.物体の突入する速度のスプラッシュに及ぼす影響を調べるために、単純形状として、球体を選び、その突入速度を変化させて実験を行った。突入速度によって、スプラッシュのパターンを2つに分類した。1つは物体が着水直後に発生する小さな水滴の発生であり、その後衝突の反動で生じる高く上がる水の柱である。物体が水面に衝突する際,水しぶきが上がり,バシャン,ピチャンといった音がすることは身近によく経験する.本研究の工学的目標は生物に見習って(バイオミメティクス)このような水しぶきの飛散を低減すること,生活騒音を低減することである.模型を用いて,先頭形状,後尾形状,表面性状(親水性,疎水性など)の水しぶきおよび発生音に対する影響をレイノルズ数,ウェーバー数,フルード数を系統的に変えて、高速度カメラを用いた計測・観測を行うことによって調べた.高分子ゲル表面上の速度分布計測(PIV法)を行い,水流と壁面材質の干渉を調べた結果、高分子ゲルでも膨潤度が高いとスリップ速度が大きくなることがわかった.すなわち,突入物体表面上の水膜流の速度が速くなるのでスプラッシュを飛ばし易くなる.このことは本研究によって初めて明らかになったことであり,予想と全く逆の結果であった.気泡の取り込みに関しては,物体の突入速度によって,3通りに分類できることを明らかにした.その結果,発生する音も3通りあることがわかる.すなわち,水の音は気泡の音であるから,音の発生は気泡の取り込まれ方に依存する.親水性の表面であると,物体が水中に空気柱を作りやすくなり,それが細かくちぎれることによって,多くの気泡が水中に取り込まれる.先頭形状および後尾形状として半球,円柱,円錐,頭を切った円錐,回転放物体,流線型物体の組み合わせを試した結果,先頭形状は細かな水滴状の飛沫の形成に影響し,後方形状は水中に形成される空気柱のちぎれ,すなわち,気泡形成に影響することを明らかにした.
骨格筋の萎縮、再生、肥大に関する分子メカニズムの解明と老化制御

加齢に伴い骨格筋の筋肉量および筋力は低下する。しかし、この加齢性筋肉減弱症(サルコペニア)の発症機序の詳細については十分に解明されていない。骨格筋は本来、再生能力の高い組織と考えられている。しかし加齢に伴いその再生能力は失われていくことが知られている。我々は、サルコペニア発症の分子メカニズムを解明するために、加齢に伴って骨格筋の再生能力がどのように変化するのか、また、変化の原因が何であるのかを分子、細胞レベルで検討し、いくつかの新しい知見を得ることに成功した。本研究では、加齢性筋肉減弱症(サルコペニア)発症のメカニズムを解明するために、先端的技術(DNAチップや筋肉への遺伝子導入)を応用して(I)筋サテライト細胞の増殖機能を制御する内因性因子(転写因子など)を同定し、(II)筋再生時に筋サテライト細胞の増殖を促進もしくは抑制する外因性因子(増殖因子やサイトカイン)を同定し、(III)筋サテライト細胞を脂肪細胞へ分化転換させる因子を同定することを目的としている。初年度(平成18年度)は、加齢に伴い筋サテライト細胞で特異的に発現変動する遺伝子群を網羅的に検討するために、6ヶ月齢[若年期(Y群)、n=6]および32ヶ月齢[高齢期(O群)、n=61の雄性ラットの下肢骨格筋(ヒラメ筋、足底筋、長指伸筋、前脛骨筋、腓腹筋)から、Machidaら(2003)の方法に基づき筋サテライト細胞を単離し初代培養を行った。そして培養1日目と3日目のY群および0群の筋サテライト細胞よりtotal RNAをそれぞれ抽出した。今回単離した筋サテライト細胞の同定はPax7、MyoD、Desminおよびmyogenin抗体を用いて免疫染色法により評価し、両年齢群とも90%以上の筋サテライト細胞が単離され、実験に供されたことを確認した。また、筋サテライト細胞が脂肪細胞への分化転換を制御する内因性の要因を特定するため、Y群および0群の筋サテライト細胞に脂肪生成の誘導剤(デキサメサゾン、IBMX、インスリンを含む)を添加し、筋サテライト細胞から脂肪細胞への分化転換が認められる至適条件(培養日数など)を決定し、total RNAをそれぞれ抽出した。今後、抽出したtotalRNAよりマイクロプローブ(cRNA)を合成し、DNAチップ(Affymetrix社製Rat Genome 230 2.0 Array)とハイブリダイゼーションさせる予定である。加齢性筋肉減弱症(サルコペニア)の発症要因のひとつとして、筋再生能の低下が考えられている。我々はこれまで、ヒトのサルコペニアと類似した表現型を示す加齢実験動物を用いて、筋再生に重要な役割を担う筋サテライト細胞の増殖および分化能が加齢に伴い低下することや、高齢期再生筋では脂肪蓄積が顕著に認められることを報告してきた。平成19年度では、サルコペニア発症のメカニズムを解明するために、DNAマイクロアレイを用いて、高齢期骨格筋の再生能低下と脂肪蓄積を制御する因子(増殖因子やサイトカイン等)の同定を試みた。実験動物には、若年期(3月齢)および高齢期(30月齢)の雄ハイブリッドラット(F344×Brown Norway)を用いた。筋損傷は0.5%ブピバカインを両脚の前脛骨筋に0.5m1ずつ投与し、その後安静飼育を行い、0(コントロール、投与無し)、3、7日後に前脛骨筋を摘出し、それぞれの片脚の筋肉よりtotaI RNAを抽出した。抽出したtotal RNAとDNAチップ(Affymetrix社製)を用いて、網羅的な遺伝子発現解析を行った。その結果、高齢期再生筋3日目では、若年期と比較してHGF、IGF-1、TGF-beta1等の多数の増殖因子の他に、炎症性サイトカインやケモカイン(IL-10、CCR2、CCL2等)の遺伝子発現の上昇が抑制された。また7日目においても、3日目同様に、高齢期再生筋の内因性因子の遺伝子発現の増加が抑制された。さらに、筋損傷時に内因性因子の産生に関与するマクロファージの動態について免疫組織化学的に検討したところ、高齢期再生筋ではマクロファージ(ED1陽性細胞)数が若年期と比較して低値を示した。以上の結果より、加齢に伴う骨格筋での再生能低下および脂肪蓄積のメカニズムとして、マクロファージ関連の増殖因子やサイトカインの欠如(減少)が関与することが示唆された。加齢に伴い骨格筋の筋肉量は低下し、その一方で筋肉内の脂肪量が増加することが知られている。我々はこれまで、ヒトのサルコペニアと類似した表現型を示す加齢実験動物(ラットもしくはマウス)を用いて、高齢期再生筋では脂肪蓄積が顕著に認められること、さらに筋再生に重要な役割を担う筋サテライト細胞を若年期骨格筋より単離し、適切な条件下で培養すると、筋細胞(筋管細胞)だけでなく、脂肪細胞へも分化転換できる能力を有していることを見出してきた。

そこで平成20年度は、高齢期骨格筋の脂肪蓄積に関するメカニズムを解明することを目的に、高齢期筋サテライト細胞の多分化能について検討を行った。実験には、成熟期(6-7月齢)および高齢期(31-32月齢)の雄性ラットを実験動物として用いた。各ラットの両下肢の主要骨格筋より筋サテライト細胞を単離し、コラーゲンコートされた培養皿で80-90%コンフルエントになるまで増殖培地にて培養した。その後、脂肪細胞分化誘導培地、もしくは筋細胞分化誘導培地に交換し、単離した筋サテライト細胞の多分化能について検討を行った。その結果、高齢期筋サテライト細胞は筋(筋管)細胞に分化するだけでなく、脂肪細胞の転写制御因子であるC/EBP alphaの核内での発現を伴って分化転換する能力を有していることが認められた。さらに、その分化転換能力は、成熟期筋サテライト細胞よりも強い傾向であった。我々はこれまで、DNAマイクロアレイ等を用いて、高齢期骨格筋の再生能低下と脂肪蓄積を制御する外的要因として、マクロファージ関連の増殖因子やサイトカインを同定してきた。今回の結果は、細胞外の環境要因だけでなく、筋サテライト細胞が有する内的要因(多分化能)によっても高齢期骨格筋での脂肪蓄積が生じる可能性を示唆するものである。
求核触媒を用いる不斉反応

我々は4-ピロリジノピリジン(PPY)を基本骨格とする不斉求核触媒を既に開発し、本触媒がラセミ体アミノアルコールのアシル化による速度論的分割で高いエナンチオ選択性を示すことを既に見出している。本年度はL-プロリンを出発物質としピロリジン環2位に任意の官能基側鎖を導入できるPPY型不斉求核触媒の合成法を確立した。この触媒ライブラリーを用いてラセミ体アミノアルコール誘導体の速度論的分割を行なった結果、エナンチオ選択性が2位の官能基側鎖の構造に依存することがわかり、L-トリプトファンやL-(2-ナフチル)アラニンに由来する側鎖が最も良い選択性を与えた。さらに、4-ヒドロキシ-L-プロリンを出発物質としてピロリジン環2位と4位に2つの官能基側鎖を持つPPY型不斉求核触媒の合成ルートを確立した。これらの触媒ライブラリーを用い、メソ-1、2及び1、3-ジオールの不斉非対称化を行なった。その結果、4位の官能基側鎖がジオールのアシル化の化学種選択性とエナンチオ選択性の両方に影響を及ぼすことがわかった。これら一連の不斉アシル化反応の反応機構を検討した結果、2位にL-トリプトファン由来の側鎖を持つ不斉求核触媒から生成するアシルピリジニウム中間体では、アシルピリジニウムのピリジン環とトリプトファンのインドール環がface-to-face型のπ-π相互作用をした構造をとり、これが不斉アシル化に重要な役割を果たすことがわかった。