hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蒸気処理原料を用いたフレークボードの寸法安定性と強度性能

本研究は、フレークボードの寸法安定化技術の一つとして、高温高圧水蒸気による原料の前処理を取り上げ、寸法安定化のメカニズムを検討するために、前処理温度がエレメントの接着力および圧縮セットの回復応力に及ぼす影響を木材ブロックを用いて調べたものである。アカマツ心材(気乾比重:0.46)の立方体ブロック(T:2cm×R:2cm×L:2cm)および接着試験用ブロック(TR:2cm×TR:1cm×L:20cm)を140,160,180,190,200,210,220°Cの7条件で処理した(処理時間は10分と5分)。飽水状態のブロックを80°CでR方向に59%(細胞内孔が消失する歪み)圧縮した後、全乾にしてセット材を調製した。その後、変形を拘束したセット材に80°Cの温水を吸水させ、発生するセット回復応力の最大値を測定した。一方、2個のブロックを一組として接着し(追柾面接着、ユリア樹脂使用、塗布量:300g/m^2、熱圧温度・時間:160°C,10分、圧締圧:10kfg/cm^2)接着面積2cm×2.5cmのブロックせん断試験を行い、せん断接着強度と木破率を求めた。圧縮歪み59%時の応力は前処理温度の上昇とともに低下し、未処理の76kgf/cm_2に対し200°C処理では半分以下の35kgf/cm_2となった。この圧縮性の増大に起因してセット回復応力(最大)は、14kgf/cm_2(未処理)から6kgf/cm_2(220°C、10min)に低下した。一方、せん断接着強度は180°Cをピークとするマキシマムカーブを描き、160200°Cの範囲では未処理材の接着強度を上回った。接着力を保持しつつセット回復力が低減されるほど、ボードの寸法安定化に寄与する程度が大きいと考えると、適切な処理条件は200°C前後・5-10分処理と言える。一方、セット材の寸法の回復は、前処理温度が180°C以上になると急激に低下し、その低下はセット回復応力の低下と関係することが分かった。
多数のカオス発生回路を結合したネットワークにみられる時空カオスの現象の解明

本研究では、多数のカオス発生電気回路を結合したネットワークにみられる時空カオス現象の解析を行なった。本ネットワークは、各々の回路が隣接する4つの回路と一つの抵抗を介して結合しているという特徴をもっており、この結合形状のため各抵抗の周りで4相同期が発生し、その位相差によって特徴付けられる空間パターンが観測される。まず、結合のパラメータが小さいときに見られる空間パターンの調査を行った。この場合、ネットワークは与えられる初期パターンによって決定される空間パターンに落ち着くことが確認された。異なる空間パターンが何種類存在するかを表す式をネットワークサイズの関数として導出することができた。例えば、10×10サイズのネットワークでは3,066通り、20×20サイズでは3,145,722通りの空間パターンが存在することが明らかになった。次に、結合パラメータが大きいときに見られるカオス的遍歴現象についての調査を行った。この場合、ある空間パターンが現れても、しばらくすると消え、また別の空間パターンが現れる。ある空間パターンがどのくらいの時間安定に存在するか、また、次にどの空間パターンに遷移するかは、カオス的であり予測不可能である。この様なカオス的遍歴現象は異なる空間パターンの引力圏を分けている境界を解が飛び超えることにより発生すると考えられるが、理論的な解析は困難であり、詳細はまだ明らかにはなっていない。本研究では、計算機によるシミュレーションを行い、様々なタイプのカオス的遍歴の発生と消滅の調査、及びその統計的解析を行った。本研究では、多数のカオス発生回路を結合したネットワークにみられる時空カオス現象を解明するために、さまざまなモデルを設定し、実際に回路実験を行ない、発生する現象についての詳細な解析を行なった。主たる結果は以下の通りである。1.同期状態の崩壊メカニズムの解明多数のカオス発生回路の結合系には、一部の回路のみが同期を保つクラスタ化と呼ばれる状態がしばしば観測される。適当なパラメータの下では、このクラスタが現れては消える興味深い現象が発生する。このメカニズムを解明するために、カオス発生回路を2個のみ結合した簡単なシステムに対し、同期崩壊に関する詳細な解析を行なった。その結果、同期崩壊にはLocally Riddled Basinと呼ばれる、同期状態から解を引き離す複雑な引力圏構造が密接に関係していることが明らかとなった。また、この引力圏が不安定周期軌道に関連して発生することも確認された。2.カオス回路ネットワークの位相パターンの判定回路の設計多数のカオス発生回路を結合したネットワークを実験を通して研究する場合、発生する現象をいかに正確に把握できるかが重要となる。本研究では、位相のずれによって生じる位相パターンの不規則な移り変わりを調べる必要があるが、多数の信号の位相状態の変化を同時に測定することは、極めて困難であった。そこで、抵抗で格子状に結合したカオス回路ネットワークに発生する位相パターンをディジタル信号に変換する簡単な判定回路を設計し、その有効性を確認した。この判定回路の出力をパソコンなどで処理することにより、統計量の解析が簡単にできることになる。
非典型的ユビキチン化の機能と破綻、その人工的制御

難治性脳血管疾患もやもや病の責任遺伝子ミステリン(別名RNF213)にはユニークなハイブリッド酵素(ATPアーゼ/ユビキチンリガーゼ)がコードされており、細胞内の脂質代謝制御に寄与している。本研究では、ミステリン酵素活性の様態と機能およびその異常による細胞障害の実態について解明を進めると共に、ケモテクノロジーによる人工的制御を目指す。
口腔擦過細胞診を使用した口腔ケア評価法の確立

高齢者や障害者の口腔疾患の予防および全身状態に対して行う口腔ケアの効果を知るため,口腔ケア評価法が必要と考えた。そこで,口腔癌検診で使用されている擦過細胞診を応用して口腔粘膜細胞の変化などについて光学顕微鏡と電子顕微鏡観察を行いった。口腔擦過細胞診の応用は口腔内の細胞変化だけでなく口腔衛生や唾液による粘膜の湿潤状態,微生物の細胞への影響など口腔環境が推察でき,口腔ケアプラン作成の評価に応用できることが示唆された.高齢者や障害者の口腔疾患の予防および全身状態に対して行う口腔ケアの効果を知るため,口腔ケア評価法が必要と考えた。口腔擦過細胞診の応用は口腔内の細胞変化だけでなく口腔衛生や唾液による粘膜の湿潤状態,微生物の細胞への影響など口腔環境が推察でき,口腔ケアプラン作成の評価に応用できることが示唆された.高齢者26名を対象に口腔内診査,SAKODA式口腔アセスメントと口腔細胞診を実施した.頬粘膜および下顎左側臼歯部頬側歯肉または歯槽粘膜を擦過した.Papanicolaou分類のClass Iは頬粘膜の20例および歯肉の7例であり,他はClass IIであった.Class IIの症例では,多数の細菌群と炎症性細胞を背景に核の腫大,大小不同および核周明庭を呈する表層型および中層型細胞を認めたCandida sp.が頬粘膜で7例,歯肉で12例に観察され,Periodic acid-Shiff染色にて菌糸状構造(仮性菌糸)を認めた.放線菌を頬粘膜の6例と歯肉の17例に認め,歯肉アメーバ原虫が頬粘膜で1例,歯肉の10例で放線菌群周囲に観察された.口腔ケアアセスメントのリスク点数が高くなると細胞異型傾向が強くなった.以上より口腔擦過細胞診の応用により口腔衛生や機能の状態が推察でき,口腔ケアプラン作成の評価に応用できることが推測できた.次に精神疾患による入院患者30名を対象に同様の方法を実施した.擦過部位は,歯肉,口蓋,頬粘膜,舌の4部位とした.全症例がClass IIで,部位別の特異性は認めなかった.口腔清掃状態の不良な症例では高齢者のClass IIと同様の所見であった.仮性菌糸の像を示すCandida sp.を23例に認められ,そのうち9例では全部位に観察できた.23例が口腔乾燥感を自覚していた.口腔乾燥感の自覚に関わらず,低い口腔水分測定値など口腔乾燥を臨床的に認めた症例では,細胞の核が膨化し,エオジンおよびエオジンGに細胞質が染まる表層型細胞を集合性に観察した.喫煙者では同様の細胞変化が観察された.このような細胞所見を認める症例では,実際には粘膜が乾燥している可能性があり,この場合の口腔ケアにおいては粘膜保護を目的とした口腔ケアを行う必要があることが示唆された.某老人保健施設入所の胃ろう増設者20名(平均82.8±12.1歳:男性4名,女性16名)を対象に唾液湿潤度検査および口腔内水分計による唾液を指標とした口腔内環境のアセスメントと口腔擦過細胞診を実施した.部位は舌背表面とした.唾液湿純度検査および口腔水分計による計測は舌尖から約10mmの部位とし,口腔擦過細胞診は概ね同様な場所を中心に擦過した.口腔湿潤度検査値は平均1.9±2.5mm(最小0mm,最大8mm),口腔水分計値は平均19.5±8.0%(最小1.9%,最大30.1%)であった.これらの値から粘膜の乾燥を疑うことができた。Papanicolaou分類では,Class IおよびがClass IIが各10名であった.Periodic acid-Shiff染色を行うも全症例でCandida sp.は認められなかった.Class IIでは,多数の細菌群と炎症性細胞を背景に核の腫大,大小不同および核周明庭を呈するエオジンおよびエオジンGに細胞質が染まる表層型細胞を集合性に観察した.また,1例では放線菌のコロニーが認められた.Clas Iでは口腔湿潤度検査値が2.0±2.8mm,口腔水分計値が21.8±70%で,Class IIでは口腔湿潤度検査が1.7±2.1mm,口腔水分計値が16.8±8.2%とClass IIでは口腔環境がClass Iに比較して不良であった。以上より胃ろう増設者では臨床評価においても細胞学的にも舌粘膜表面の乾燥を疑うことができた.この場合の口腔ケアにおいては粘膜保護を目的とした口腔ケアを行う必要があることが示唆され,客観的な評価基準立案が重要であると考えられた.口腔擦過細胞診の応用は口腔内の細胞変化だけでなく口腔衛生や唾液による粘膜の湿潤状態など口腔環境が推察でき,口腔ケアプラン作成の評価に応用できることが示唆された.病院入院中または介護施設入所中の口腔ケアを希望する高齢者133名を対象に口腔ケア実施前の細胞を検索し評価を行う目的で下顎左側歯肉の口腔擦過細胞診を行い,Papanicolaou染色およびPeriodic acid-Shiff染色を実施した。口腔癌,唾液腺疾患,頭頸部領域の放射線治療既往者は対象から除外した。

Papanicolaouの分類でClass IIは75名で56.4%であり,そのうちカンジダ菌が観察された症例は,58名で77.4%であった.細胞所見で細胞に強い変化を認めた例では,カンジダ菌が菌糸状構造を示し,細胞間や細胞集塊の中に菌糸を伸ばして細胞にカンジダ菌が貫らぬいているような像や細胞質自身がしわ状を呈し核周囲明庭が認められた.カンジダ菌は口腔内に常在しているといわれるもののどのように口腔内の細胞に影響を及ぼしているか未だ不明な点が多い。そこで,口腔ケアの評価に考慮すべきかどうかを検討する目的で口腔の扁平上皮細胞とカンジダ菌との形態学的検討を実施した.口腔の白板症治療を目的に切除した歯肉組織の中にカンジダ菌を認めた組織のもどし標本を作製し,透過型電子顕微鏡にて観察を行った.細胞間にはデスモゾーム結合が見られ,その細胞質内には中間フィラメントが多数観察され,その中心部には厚い細胞壁を有する菌糸型のカンジダ菌と思われる物質が観察された.以上から,口腔環境の変化から何かしらの細胞の変化によってカンジダ菌が細胞に貫通した可能性が推察された.通常の光学顕微鏡観察結果から,細胞に変化が生じていることから,カンジダ菌の貫通が,細胞に何かしらの新たな変化を起こしている可能性が考えられた.来年度は,高齢者,特に口腔乾燥や全身疾患などの様々な口腔環境や全身状態を伴っている方での口腔内扁平上皮細胞とのカンジダ菌との関連,また,カンジダ菌の酵母型と菌糸型での細胞への影響などを検討し,より詳細な口腔ケア評価法の確立を継続していく。平成23年度の本研究において病院入院中または介護施設入所中の高齢者に対して行なった下顎左側歯肉の口腔擦過細胞診ではClass IIと診断された56.4%のうち77.4%でカンジダ菌を認めた.カンジダ菌を認めた者では菌が菌糸状構造を示し,細胞間や細胞集塊の中に菌糸を伸ばしている像やしわ状を呈する細胞に核周囲明庭など多数の異型細胞を認めた.しかし,カンジダ菌と細胞と関係は不明で,口腔ケアの評価に口腔擦過細胞診応用を検討する場合にはカンジダ菌による細胞への影響を知り,カンジダ菌を考慮すべきかどうか検索することは重要であると考えた.そこで,口腔ケアの評価基準作成に対し,口腔粘膜細胞とカンジダ菌との形態学的検討を透過型電子顕微鏡にて実施した.口腔擦過細胞診実施時にスライドガラスに細胞を塗沫したサイトブラシを2.5%グルタールアルデヒド液内で撹拌し,通法に従い樹脂包埋を行ない電子顕微鏡観察の資料とした.電子顕微鏡像では,細胞間のデスモゾーム結合および細胞質内の中間フィラメントが多数観察され,中心部には厚い細胞壁を有する菌糸型のカンジダ菌と思われる物質が観察された.通常の光学顕微鏡観察結果ではカンジダ菌を認めた細胞像は良性異型細胞が多く認めたことから,細胞の変化によってカンジダ菌が菌糸を伸ばし細胞を貫通した可能性,カンジダ菌貫通による細胞変化の可能性,およびそれぞれが相互に影響している可能性を推測した.本対象者の口腔内は口腔乾燥など口腔環境に変化を認めたことから,これらが細胞に影響したのかもしれない.本対象者のような要介護者に対する口腔ケアは単なる口腔清掃ではなく,環境や微生物などによる口腔内細胞の変化に対して積極的な対応が必要であり,ケア計画を決定する際には口腔粘膜細胞およびカンジダ菌を始めとする口腔内微生物やの状態なども含め評価していく必要があり,本法の応用は有用であると考えられた.本研究立案時と所属機関が異なっており,研究実施機関が遠方になったために研究の遂行においてやや遅れた状況である。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究に同意が得られている施設において,擦過細胞診だけでなく電子顕微鏡観察用の細胞採取を実施し,より詳細な細胞レベルでの検索を継続した研究を行う。
ウシ蹄組織の構成成分および物理性状に関する予防衛生学的研究

飼養形態の大型化やフリーストール化が進み蹄疾患の危険要因はさらに細分化および複雑化を呈している。その防除には従来行なわれていた単一因子の解明に留まらず、多面的かつ多変量的解析が極めて重要であると考えられる。本研究では、まず、ウシ蹄組織由来ケラチノサイトを用い、蹄疾患発症時におけるケラチノサイトの増殖および角質形成についてその詳細について検討した。その結果、炎症性サイトカインは角質細胞の増殖を促進する事が示されたが(NBT試験)、Western Blottingによりサイトクラチン10の合成量は逆に低下することが明らかになった。また、脂質成分として保水および防水機能に関与するセラミドについて検討した結果、サイトカイン添加によりセラミドの合成低下が確認された。蹄葉炎では虚血性の血流障害によりサイトカインが誘導される事が報告されており、これらは角質形成を阻害し蹄の物理的機能を低下させる可能性が示唆された。次にビオチン(水溶性ビタミン)の飼料添加が個体の角質形成に及ぼす影響についても検討した。投与1ヵ月で血清ビオチン濃度は対照の約3倍程度まで有意に上昇した。角質硬度は投与群で有意に上昇し、角質水分量は投与群で有意に低下する事が認められた。ビオチンはDNA合成を始め、タンパク質、脂質および炭水化物合成に関与する酵素の補酵素として機能する事が知られている。ビオチンの積極的な投与はこれらの酵素活性を正常に維持する事で、基底細胞におけるケラチンタンパクおよびセラミドの合成を正常に維持し、ひいては物理的特性が改善されたものと推測された。蹄疾患は家畜の生産性を著しく障害し甚大な経済損失をもたらす。蹄疾患は多因性疾患に分類され、栄養、環境、感染および遺伝などがその危険要因として報告されている。しかし、個々の要因については未だ充分な解明には至っていない。In vitroにおける研究では、蹄組織が特殊な蛋白結合様式を持つために物質分離が困難であることや、蹄組織由来細胞の分離・培養技術が特殊であることなどから、細胞生物学的なアプローチも行われていない。これらはいずれも蹄疾患の予防技術を検討する上で大きな阻害要因となってきた。申請者は本研究において、基礎的な解析として、角質の物理性状、すなわち硬度および水分量について検討した結果、蹄底では蹄尖から蹄球にかけて硬度の低下と水分量の上昇が確認された。角質タンパク質の解析では5種のケラチンが確認され、また、脂質分析では、これ迄ウシでは報告されていないセラミドの存在を明らかにし、疾患にともなうそれらの変化についても解明し得た。以上、本研究の結果より、蹄角質には数種のケラチン蛋白と脂質が存在し、それらは蹄の部位により分布がことなること、また、疾患にともない変動する事が明らかになった。これらの結果は、今後蹄病の発生機序および予防対策を検討する上で重要な知見になりうるものと考えられる。
蹴球動作におけるボールスピード獲得に関与する要素の発達に関する縦断的研究

本研究は、蹴球動作におけるball speed獲得に関与する要素の発達を総合的かつ相対的に評価することを目的として行い、次のような結果を得た。1.蹴球動作のパフォーマンスとしてのball speedは、加齢に伴い経年的な増加を示し、各年齢でswing speedと高い相関を示した。2.他に顕著な発達的な変化を示した要素は、swing speed、S試行におけるボール角度、上肢の先導の最大角度、インパクト時の蹴り脚側上肢の角度、膝関節の動作範囲、ボールを捉える位置等であった。3.幼児期においては、上体を後傾し腰をボールの後方に位置させて脚伸展を容易にするという動作の特徴が明らかになり、上肢の先導、蹴り脚の動的な動きがパフォーマンスを評価する指標と考えられた。4.9-11歳の段階は、ボール角度(S試行)やボールを捉える位置が顕著に向上し、後者とball speedの関連が高く、インステップキックが可能になること、技術的要素の影響度が相対的に高くなるものと推察された。5.足関節固定に関与する前脛骨筋は、小学校高学年においてインパクト前後に顕著な放電が認められ、筋的要素もball speedへの影響度が高まるものと考えられた。上記のように、動作の発達過程やball speedへの影響度に関する知見を得ることができた。特に上肢や体幹の関連については直接的に影響を及ぼすものではないが、動作を構成する上で重要な機能を持つことが示唆されたことは、優れた動作を検討していく上で意義あるものと思われる。上肢の機能については結論することはできないが、上肢・下肢に支持・操作機能の左右差が顕著な人間において、動作における左右差を検討することには、その機能や学習課題を明らかにでき、今後の重要な研究課題になると考えられる。本年度は、幼児および児童の蹴球動作について、横断的な特徴を検討するために、高速度撮影および筋放電の測定を行っている。被験者は、広島市内のサッカークラブに所属する小学生男子児童2年生から6年生55名、津山市内の保育園年長・年中児23名について測定している。筋放電の記録は、複数の関節の動きに関わる筋は選択せず、膝関節伸展に関わる外側広筋(m.vastas leteralis)、足関節の伸屈および固定に関与すると考えられる前脛骨筋(m.tibiarisanterior)、ヒラメ筋(m.soleus)について放電を記録した。動作分析に関しては、側方および後方より、秒速60コマで蹴り足が離地してからインパクト後までの蹴球動作について撮影を行った。実験の処理については、現在(3月中旬)、高速度撮影による動作分析に関わる分析を行っている。ball speedに直接的に関与するswing speedは、経年的な増大を示している。効率的な動作に有効と考えられる上肢の誘導、体幹の前傾や支持足の動き等に関する入力・数量化を行っている。筋放電の処理は、数量化して積分したIEMGを算出している最中である。設備使用の関係で、動作分析、筋放電を数量化する作業は、現時点では入力・解析が終わっていないが、平成7年度当初に完了する予定である。幼児の段階では、脚の動作範囲・swing speedなどの個人差が大きく、より動的な動きがball speedに影響する傾向が強いように思われる。幼児・児童期を通じて、swing speedやball speed、動作のパターンは加齢にともない著しい発達を示しているが、上肢の誘導や体幹の前傾は、小学校高学年児童において顕著なようである。今後、これらのfactorや筋の作用機序とball speedの相対的な関係について客観的に検討していきたい。

また、幼児は、腰の水平方向への移動が少なく、支持足と蹴り足の動作の協応が未熟であり、本研究の課題とは異なるが、蹴球動作における支持・操作機能の左右差もこれからの重要な研究課題になると考えられる。本研究は、蹴球動作におけるball speed獲得に関与する要素の発達を総合的かつ相対的に評価することを目的として行い、次のような結果を得た。(1)蹴球動作のパフォーマンスとしてのball speedは、加齢に伴い経年的な増加を示し、各年齢でswing speedと高い相関を示した。(2)他に顕著な発達的な変化を示した要素は、上肢の先導、上体の前傾、膝関節の動作範囲、ボールを捉える位置等であった。(3)幼児期においては、腰をボールの後方に位置させるて蹴り出すという未熟な段階の動作の特徴が明らかになり、上肢の先導、swingspeedの大きさ等の動的な動きがパフォーマンスを評価する指標と考えられた。(4)児童期においても、swing speedや上肢の動作とball speedの関連が高くなった。上肢と下肢の動作の大きさはパフォーマンスの指標となり得ると考えられた。(5)小学校中学年の年齢で、キックのパターンはかなり獲得され、ボールを捉える位置との関連も高く、技術的要素の影響度が相対的に高くなると推察された。(6)脚伸展に関与する外側広筋はball speedと正の相関を示した。足関節固定に関与する前脛骨筋は、小学校高学年において比較的関連が高くなり、powerの要素も加わるものと考えられた。上記のように、動作の発達課程やその特徴についての知見を得ることができた。特に上肢や体幹の関連については直接的に影響を及ぼすものではないが、パフォーマンスに関与する重要な構成要素であるという結果を得られたことは、優れた動作を検討していく上で意味があるものと思われる。上肢の機能について結論することはできないが、上肢・下肢の支持・操作の左右差が認められる人間の行動においては、動作における左右差を検討することにより、その機能や特徴を明らかにでき、今後の重要な研究課題になると考えられる。
縮退四光波混合によるコヒーレンスの増幅と制御

縮退四光波混合(DFWM)測定系の高速化を図るため、高速移動可能な光学遅延ステージとして、ラピッドスキャンを光学系に導入した。このシステムで500回程度の積算を行うのにかかる時間は約2分程度であり、測定の高速化に成功した。電子供与性溶媒であるN,N-dimethylaniline(DMA)中のオキサジン1(Ox1)の光励起ダイナミクスを超高速DFWM(パルス幅13 fs)で観測し、無反応性溶媒の1-クロロナフタレン(1-CN)と比較した。その結果、1-CN中では核波束運動による強い振動がピコ秒領域で観測された。これに対し、DMA中では電荷移動(CT)反応による100 fs以内の超高速減衰成分が現れ、振動もすぐに緩和してしまうことがわかった。信号のフーリエ変換スペクトルを1-CNと比較すると、DMA中では振動数の変化しているバンドがあり、反応生成物であるCT状態の核波束運動が現れている可能性がある。電子供与性溶媒であるN,N-ジメチルアニリン(DMA)にオキサジン色素やポルフィリンを融解すると、数百フェムト秒という超短時間で、溶媒・溶質間で超高速の電子移動(CT)反応が起こる。今回は、パルス幅13 fsの時間分解能で、対照溶媒の1-クロロナフタレン(1-CN)およびDMA中のオキサジン1の光励起ダイナミクスを縮退四光波混合(DFWM)分光法で観測した。1-CN中ではコヒーレントな核波束運動により信号強度が激しく変動したが、DMA中ではCT反応による100 fs以内に起こる超高速減衰成分が現れ、振動強度も弱くなった。今後これらの詳細を調べ、振動の帰属等を行っていく予定である。さらに、DFWMの測定系にラピッドスキャンを導入し、信号取得の高速掃引(10 Hz以上)によるS/N比の改善と測定時間の短縮を試みた。本測定系では、キャビティダンプ型自己モード同期フェムト秒Cr:フォルステライト・レーザー(繰返し周波数:100 kHz)を光源とし、信号を分光器により波長分解した後、4 chデジタルオシロスコープで検出した。データ取得のトリガーは、ディレイの原点を示す信号が検出された直後のキャビティダンパーのタイミング信号を基準にし、検出ジッタを10 μs(=100 kHz)以内に収めつつ、信号のピークが揃うようにしている。このシステムで500回程度の積算を行うのにかかる時間は約2分程度であり、通常のステッピングモータ・システムで同程度のS/N比を取得するには510分程度かかることから、測定の高速化に成功した。しかし、バックグラウンドに対して信号光強度が微弱な場合はオシロのデジタル変換のbit数の問題から、ロックインアンプを用いるほうが高いS/N比で測定可能となる。また、再生増幅器システムを光源とする場合、繰返し周波数は1 kHzに低下するため、さらなる改良が必要である。フェムト秒縮退四光波混合(DFWM)によるコヒーレント振動の増幅実験を、色素(NK2990)について1-プロパノールとイオン液体中で行い、その温度依存性を室温(295 K)から10 Kまで観測した。理論的な予測によると最初の増幅極大は、DFWMの2つのポンプパルスの時間差が分子振動の半周期に一致したときに現れる。ところが実際の実験では、時間差が半周期よりも短いところで極大が生じた。また、NK2990の90 cm-1の振動モードはガラス転移点以下でブロードになることがわかった。NK2990は異性体が存在しうるフレキシブルな分子であり、ガラス転移により分子運動が抑制されることによって分子構造の不均一性が振動バンドのブロード化として観測されたと考えられる。1-プロパノール中の結果に関してはすでに論文として報告した(Photochem. Photobiol. Sci., 2011, 10, 1436)。さらに媒質をイオン液体に変えることにより、室温においても分子振動のDFWMによる増幅が可能であることを初めて見出した。高温であるほど振動増幅の極大は短時間で現れることが確認できたので、極大の位置は熱運動によるデコヒーレンスの影響を受けているということが示唆された。今後理論計算によりこの結論を検証する予定である。DFWMの測定にはステッピングモータを使用しているため、ひとつのデータを取得するのに長時間の積算測定が必要になる。この問題を回避するため、高速のスキャンディレイを測定系に組み込んだ。

現在オッシロスコープを使用しレーザーパルスの自己相関関数を測定するため、紫外光検出用のフォトダイオードを測定系に組み込んでいる。平成24年度中に測定系を完成させ、電子供与性溶媒中の超高速電子移動反応についてのDFWM測定を行う予定である。フェムト秒縮退四光波混合(DFWM)によるコヒーレント振動の増幅について新しい知見が得られ、論文として報告もしている(Photochem. Photobiol. Sci., 2011, 10, 1436)。測定系には高速スキャンディレイを組み込んだので、平成24年度中に本格的なDFWMの高速測定を開始する予定である。高速スキャンディレイをフェムト秒縮退四光波混合(DFWM)測定系への導入したので、今後これを使用した実験を行う。まず、紫外光検出感度の高いフォトダイオードを使用してパルスの自己相関関数の精密測定を行う。そしてDFWM振動増幅法の化学反応系への応用をめざす。まずは電子供与性溶媒中の超高速電子移動反応について実験を行う。具体的な系としてはジアルキルアニリン中のアゾポルフィリン、キサンテン色素等において溶媒から溶質への超高速電子移動を観測する。物品としては50万円以上の備品の購入は予定していない。すべて消耗品であり、主に分光実験用の光学部品(ミラー、ホルダー、ステージ等)、試薬(アゾポルフィリン、キサンテン色素等)、溶媒(ジアルキルアニリン、イオン液体等)である。学会参加や研究打合せのための旅費その他の使用も計画している。
表皮内鉄代謝機構の解明

現在までに他の臓器で知られている鉄代謝に関わる分子の表皮内での蛋白局在ならびにmRNA発現を、免疫組織染色とレーザーマイクロダイセクションの手法を用いてin vivoに検討し、表皮細胞は未分化な状態では鉄を細胞内に取り込むための蛋白が発現しているが、分化とともにこれらの蛋白発現が消失するとともに、鉄を細胞外に排出するための蛋白発現が高まることを明らかにした。その結果は、培養ヒト表皮細胞を用いても確認した。さらに、フェロポーチンノックアウトマウスを用いて、表皮に於けるフェロポーチンの欠損が表皮内鉄のイオン勾配の崩壊、角層内への鉄の過剰喪失を招くことを明らかにした。表皮では外側に向かうにつれて鉄濃度が減少することが知られていたが、この鉄濃度減少に関わる分子機構は明らかにされてこなかった。そこで我々は、他の臓器で知られている鉄代謝に関わる分子の表皮内での蛋白局在ならびにmRNA発現を、免疫組織染色とレーザーマイクロダイセクションの手法を用いてin vivoに検討した。続いて培養表皮角化細胞をカルシウムにより分化させることで、表皮角化と鉄代謝関連分子の発現、細胞内鉄量の変動についてin vitroで検討した。これらの一連の実験により、表皮細胞は未分化な状態では鉄を細胞内に取り込むための蛋白が発現しているが、分化とともにこれらの蛋白発現が消失すること、鉄を細胞外に排出するための蛋白発現が高まることが明らかになった。特に全身の鉄代謝に重要な働きを有するフェロポーチンと呼ばれる細胞内鉄を細胞外に放出するトランスポーターが、ヒト表皮でも培養ヒト表皮角化細胞でも分化とともに発現が増強し、その発現とともに細胞内鉄量が減少していることを見出したた。そこで、この細胞内鉄量の減少がフェロポーチンによる作用であるかを確認するため、フェロポーチン特異的siRNAとフェロポーチンの特異的な分解を誘導することが知られているヘプシジンを用いて、表皮角化細胞におけるフェロポーチンの鉄排出トランスポーターとしての機能を検証した。その結果、フェロポーチン蛋白の減少が細胞内鉄量の増加をもたらすことが明らかとなり、表皮角化細胞でフェロポーチンが鉄排出トランスポーターとして機能することが確認された。今回の我々の研究により、表皮では鉄関連分子が分化による秩序的な発現制御を受け、表皮上層へ向かうにつれて生じる鉄の減少勾配を能動的に生み出している可能性が明らかになった。表皮では外側に向かうにつれて鉄濃度が減少することがこれまでから知られていたが、この鉄濃度減少を説明できる鉄代謝に関わる分子の発現、機能についてはあまり知られていなかった。そこで我々は、現在までに他の臓器で知られている鉄代謝に関わる分子の表皮内での蛋白局在ならびにmRNA発現を、免疫組織染色とレーザーマイクロダイセクションの手法を用いて検討を加えた。続いて培養表皮角化細胞をカルシウムにより分化誘導し、これら鉄代謝関連分子の表皮分化に伴う蛋白およびmRNA発現と細胞内鉄量の変動についてin vivoで検討した。これらの一連の実験により、表皮細胞は未分化な状態では鉄を細胞内に取り込むための蛋白が発現しているが、分化とともにこれらの蛋白発現が消失するとともに、鉄を細胞外に排出するための蛋白発現が高まることが分かった。一般に全身の鉄代謝においてはフェロポーチンと呼ばれる細胞内鉄を細胞外に放出するトランスポーターが細胞内外に鉄濃度調節に重要な役割を担っているが、我々の研究でも表皮細胞がフェロポーチンを角化とともに発現することが明らかとなった。そこで表皮細胞分化に伴う細胞内鉄量の減少がフェロポーチンによる作用であるかを確認するため、フェロポーチン特異的siRNAとフェロポーチンの特異的な分解を誘導することが知られているヘプシジンを用いて、フェロポーチン蛋白の減少が細胞内鉄量の増加をもたらすことを明らかにした。さらに、フェロポーチン遺伝子欠損マウスを用いて、鉄含量の少ない食事をとらせることにより欠損マウスで対照と比較して有意に貧血が進行することも明らかにした。表皮内に鉄代謝関連酵素が存在することを遺伝子ならびに蛋白レベルで明らかにすることができた。また、鉄を細胞外に排出するフェロポーチンに関しては、その遺伝子発現を特異的阻害剤であるヘプシジンおよりsiRNAにより阻害することにより、表皮において特異的に認められる角化にともなう細胞内鉄含量の低下という現象が阻害されることをしめした。この結果は、表皮細胞が発現するフェロポーチンが表皮内鉄濃度の形成に重要な役割を果たしていることを明らかにするとともに、角層剥離により常に細胞が脱落する皮膚において、鉄喪失を防ぐ極めて合目的な機能が存在することを示唆している。皮膚科学これまでに明らかにした表皮内鉄代謝の存在とその機能をフェロポーチン遺伝子欠損マウスを用いて検証する。
患者の視点によるチーム医療の評価および理論構築のための実証的研究

医療現場において、チーム医療が繰り広げられているチームのあり方の一つとして、臨床研究を支援するために数年前から日本でも導入された新しい職種の一つであるClinical Research Coordinator (CRC)と、医師、患者の3者におけるチーム医療のあり方と患者の視点から見たチーム医療の評価について、考察を行った。CRCがチームの一員として働いている国内2病院のフィールド調査の結果、設立機構が同じ組織であってもリーダーの考え、各専門家の意識がチームの形成と機能の仕方に影響を与えていることが示唆された。またスタッフ間のコミュニケーションに関しては、個々人の専門家としての能力・技術がまず基本にあり、そしてその上で他職種からなる専門家間のコミュニケーションが成立していること、またその際に組織のコミュニケーションで従来から指摘されている効果的なコミュニケーション行動の種々の要素が、現場においても随所に使用されていることが示された。このようなチームによる医療の提供が行われる場合には、患者は意識しているか否かにかかわらず、個々の専門家だけでなく、専門家同士の繋がり(コミュニケーション)の質や量についても評価の対象にしていると考えられた。消費者や患者を中心に据えた医療・福祉のあり方が問われる社会の中で、新しい職種や部門、課題達成のチームは、今後も医療・福祉の領域では増えてくることが予想される。効果的なチーム形成と機能のさせ方について、現場の活動から個々の要素に分けて明らかにし、どのような教育的な支援がチームの形成、活動に必要であるかを特定することの意義は大きいと考えられた。「チーム医療」に関わる理論、実証データの文献レビューと調査枠組みの検討を行った。「チーム医療」そのものに関する文献は限られているため、「医療/組織内/組織間コミュニケーション」や「患者/医師/家族関係」などのキー概念に関わる理論や実証データの文献を収集し、レビューを行った。理論枠組みについては、主に組織理論を参考にして、第一次フィールド調査を実施した。平成17年23月にかけて第一次フィールド調査として、独立行政法人国立病院機構のセンター2施設を訪問し、病院内のフィールド調査を実施した。この際に医師、薬剤課長、Clinical Research Coordinatorらへのインタビューを行い、病院内での業務、職務遂行上の問題点や課題に関して意見を得た。フィールド調査より、同じ国立病院機構の組織であってもリーダーの考え、各職員の意識がチームの形成と機能の仕方に影響を与えていることが示唆された。またスタッフ間のコミュニケーションに関しては、個々人の専門家としての能力・技術がまず基本にあり、そしてその上で他職種からなる専門家間のコミュニケーションが成立しているようであった。またその際に組織のコミュニケーションで従来からいわれている効果的なコミュニケーション行動が、現場においても随所に使用されていることが示唆された。その際に新たなチームによる活動をより円滑に、効果的に組織し、機能させる機会は増加する。このような効果的なチーム形成と機能のさせ方について、現場の活動から明らかにしていく意義は大きいと考えられた。
弾塑性地震応答による偏心建築物の設計方法に関する研究

無偏心構造物のせん断耐力比の概念を偏心構造物に適用したせん断-ねじれ耐力比の概稔に基づく設計方法の適用性について、弾塑性応答解析により、層崩壊形建築物のみならず、各層の梁が隆伏する全体崩壊形建築物に対しても有効である事を確認し、さらに、偏心建築物で特に損傷が集中する最外緑構面についても、層崩壊形建築物・全体崩壊形建築物の双方に対して検討し、偏心建築物の総合的な耐震性の検討を行った。具体的には、まず、1層偏心構造物の弾塑性応答変形角を、静的弾性変形角とせん断-ねじれ耐力比により無次元化し、この値を用いて偏心構造物の弾塑性応答を無偏心構造物の断塑性応答と比較した。これより、1層1軸偏心構造モデルの損傷を、より単純な1層無偏心心造モデルの弾塑性応答性状の把握することにより予測できることを明らかにした。つぎに、層崩壊形多層偏心建築物の損傷を評価するために、せん断系2層構造モデルについて同様の評価を行い、これについても無偏心構造モデルの弾塑性応答性状を把握することにより損傷予測が可能なことを確認した。さらに、全体崩壊形多層偏心建築物については、これを1層偏心構造物に等置し、弾性最大応答転倒モーメントおよび降伏転倒モーメントを評価することによって、上述のせん断-ねじれ耐力比を求めることができることを示し、これを用いた1自由度系の弾塑性応答性状を把握することにより全体崩壊形建築物の損傷を評価することが可能であることを明らかにした。最後に、これらの指標の設計への応用の可能性を検討するために、RC造4層建築物の試設計を行って、せん断-ねじれ耐力比による耐震性能の評価を試みている。今後の課題としては、これらの指標を用いて作成した構造モデルの振動実験を行うなどの方法により、この考え方の実用性の検証を行うことが挙げられる。従来,特定の層に損傷が集中する層崩壊形建築物については、我々の提案したせん断ねじれ耐力比の考えに基づく設計方法の適用性が、弾塑性応答解析により、ほぼ実証されてきたが、各層の梁が降伏する全体崩壊形建築物に対しては、この設計方法の適用性の検討は行われていなかった。そこで、本研究ではこの点を中心に、偏心建築物で特に損傷が集中する最外縁構面についても、層崩壊形建築物をも含めて着目し、偏心建築物の総合的な耐震性の検討を重ねてきた。今後の設計方法の規範となるべき限界状態設計の基本である、降伏形の判定、耐力及び復元力特性の評価の問題についても考察を加え、偏心建築物の汎用性のある耐震設計方法の確立を目標として研究を進めてきた結果、単純なモデルの解析を通し、全体崩壊形偏心構造物は、1層偏心構造物に置換することにより、その耐力評価と応答特性の把握とが可能であるという知見を得た。また、最外縁構面の損傷評価については、構造物が降伏する以前の弾性変形も評価する必要があることが判明した。したがって、全体崩壊形偏心構造物についての耐力評価の問題、また最外縁構面の損傷評価の問題のいずれについても、ほぼ、その評価式の確立の見通しが立ったといえる。今後は、この設計方法の実用化を図るため、様々な現実のモデルを想定して、解析的にそれらを実証していく方針である。すなわち、解析モデルの構面数を増やし、その構面群の崩壊形も層崩壊と全体崩壊を様々に組み合わせて解析を行っていく。

強震を受ける偏心構造物の損傷評価の一つの方法として電算機を用いた弾塑性立体振動解析による方法が挙げられる。しかし、弾塑性立体振動解析を行う場合、デ-タの作成に手間がかかること、費用がかさむこと、また、一般に偏心構造物の弾塑性応答は多くのパラメ-タの影響を受けるために複雑なものとなり、解析結果から構造物の耐震性や耐震的弱点を即座に判断することが困難なこと等の問題がある。本年度の研究では、せん断系多層偏心構造物を例に取り上げ、本研究で提案する偏心構造物の耐震設計法の中心的概念であるせん断ーねじれ耐力比を各層毎に計算すれば、その最も小さな層が損傷集中層として予測されることを弾塑性立体振動解析の結果と比較して示した。また、損傷集中層の損傷評価については、1層偏心構造物の損傷を的確に評価することが必要であると考え、主に剛性偏心と耐力偏心の組み合わせをパラメ-タに選び、1層偏心構造物の損傷とせん断ーねじれ耐力比の対応を、2方向入力による弾塑性立体振動解析を行い検討した。この結果、せん断ーねじれ耐力比が、偏心構造物の損傷評価のための良い指標となることが明らかにされた。せん断ーねじれ耐力比の概念を用いた耐震設計法によれば、偏心構造物の耐震性を簡潔な計算により判断できる利点がある。全体崩壊系多層偏心構造物および偏心層の最外縁構珍の損傷評価については、前年度すでに研究成果が得られたが、本年度でそれらの成果をまとめ、外部に発表を行う機会を得た。今後は、構造物の降伏後に蓄積されていく塑性吸収エネルギ-や弾塑性応答のばらつきにも着目し、より適切な偏心構造物の耐震設計法の確立を目指し研究を進めていく予定である。無偏心構造物のせん断耐力比の概念を偏心構造物に適用したせん断-ねじれ耐力比の概念に基づく設計方法の適用性について、弾塑性応答解析により、層崩壊形建築物のみならず、各層の梁が降伏する全体崩壊形建築物に対しても有効である事を確認し、さらに、偏心建築物で特に損傷が集中する最外縁構面についても、層崩壊形建築物・全体崩壊形建築物の双方に対して検討し、偏心建築物の総合的な耐震性の検討を行った。具体的には、まず、1層偏心構造物の弾塑性応答変形角を、静的弾性変形角とせん断ねじれ耐力比により無次元化し、この値を用いて偏心構造物の弾塑性応答を無偏心構造物の弾塑性応答と比較した。これより、1層1軸偏心構造モデルの損傷を、より単純な1層無偏心構造モデルの弾塑性応答性状を把握することにより予測できることを明らかにした。つぎに、層崩壊形多層偏心建築物の損傷を評価するために、せん断系2層構造モデルについて同様の評価を行い、これについても無偏心構造モデルの弾塑性応答性状を把握することにより損傷予測が可能なことを確認した。さらに、全体崩壊形多層偏心建築物については、これを1層偏心構造物に等置し、弾性最大応答転倒モーメントおよび降伏転倒モーメントを評価することによって、上述のせん断-ねじれ耐力比を求めることができることを示し、これを用いた1自由度系の弾塑性応答性状を把握することにより全体崩壊形建築物の損傷を評価することが可能であることを明らかにした。最後に、これらの指標の設計への応用の可能性を検討するために、RC造4層建築物の試設計を行って、せん断-ねじれ耐力比による耐震性能の評価を試みている。今後の課題としては、これらの指標を用いて作成した構造モデルの振動実験を行うなどの方法により、この考え方の実用性の検証を行うことが挙げられる。
中枢-末梢関連炎症を標的とした新規潰瘍性大腸炎治療薬の開発に向けた網羅的研究

潰瘍性大腸炎(UC)は活動期と緩解期を繰り返す難治性の病気であり、特定疾患に指定されている。また、現在の治療薬では根治は難しく、これまでにない作用機序を持った新規治療薬の開発が望まれている。これまでに、マクロファージに存在するα_7型ニコチン性アセチルコリン受容体(α_7nAChR)の刺激を介した抗炎症作用機序(Nature, 2003)が発見され、中枢神経系から迷走神経を介した抗炎症経路が着目されている。一方で、疫学的な研究からUC患者ではうつ病を合併するケースが報告されているが、末梢の炎症と中枢の疾患との因果関係、相互の影響については不明である。そこで本研究では、中枢一末梢関連炎症に着目し、中枢抑制作用の少ない、より安全な新しいタイプのUC治療薬および抗うつ薬を開発することを目的に検討を行っている。本年度は末梢炎症を惹起させたときに起こる中枢における遺伝子の変化を網羅的に解析することを目的として検討を行った。具体的には、これまでの検討と同様にデキストラン硫酸ナトリウム(DSS)を用いてマウスに慢性の大腸炎(慢性DSS腸炎モデル)を惹起し、海馬において変化する遺伝子の発現について次世代シークエンサーを用いてmRNAレベルで網羅的に解析を行った。その結果、いくつかの炎症やうつ病に関連する遺伝子を含む164種の遺伝子に変化が起きていることを見出した(97種類が誘導され、67種類が抑制された)。本年度の検討により、末梢炎症を惹起させたときに起こる中枢における遺伝子変化のスクリーニングは完了し、いくつかのターゲットとする遺伝子の候補が絞り込まれた。今後はこれらのターゲット遺伝子に作用する薬剤の探索を行い、急性期DSS腸炎モデルや慢性期DSS腸炎モデルを用いて、その効果について生化学的、免疫学的、組織学的および行動薬理学的な様々な指標を用いて検討を行う。
中国「一帯一路」(OBOR)プロジェクトの地域社会への影響のリスク評価

本研究は中国政府が2014年に開始した「一帯一路」(One-Belt-One-Road,以下OBOR)の開発による攪乱が進む乾燥地域において地域環境影響評価モデルの構築と環境修復政策の提案を目指す。具体的には現地調査と高解像度衛星写真、UAV空撮などの手法を用いて、OBORの中継拠点であるカザフスタン共和国のKhorgas Dry Port地域において、「表土の損失調査」・「水質・土壌調査」及び「高解像度OBORベースマップの構築」の三つの柱を中心に定量化プロセスによって、ベースマップの作成、基本データの収集を行い、リスクアセスメントを実施し、世界的発信する。
自家骨髄及び自家歯髄由来幹細胞の迅速大量培養による硬組織再生促進療法の臨床実用化

事故や病気が原因で失った身体の一部や、細胞・器官を再生し機能回復させる再生医療には大きな期待が寄せられている。そこで細胞培養における高度な無菌環境や、細胞の品質確保、さらには細胞の迅速・大量な培養といったニーズがますます高まってきている。本研究では間葉系幹細胞に成長因子増殖法を応用したところ、従来法と比較して510倍の速度で増殖した。細胞の多孔性坦体への侵入効率を上げるために減圧下(100mg)で細胞播種し、還流培養装置を用いて細胞が常に新鮮な培養液と接するような培養システムを構築し良好な結果が得られた。Scaffoldに関してはアンモニアガスを用い、凍結乾燥処理をして得られたハニカム状凹型構造スポンジ体を作成し、細胞の坦体への細胞接着が良好となった。1:間葉系幹細胞増殖の効率化と骨芽細胞および象牙芽細胞への分化誘導促進化技術の開発6週齢雄性ラット下顎骨から骨髄液を採取し、比重遠心法により骨髄間質細胞を抽出後、間葉系幹細胞(BMSCs)を分離する。分離した細胞に10%ラット血清を添加したDMEM培地で初代培養を行い、その後5%CO_2、37°C下で無菌的に継代培養操作に移行し、成長因子増殖法(線維芽細胞成長因子(bFGF)を1ng/ml培養液に添加)を応用し幹細胞の増殖培養の迅速化を図った結果、100mmの培養皿1×10^6cells播種し約14日後のコンフルエントとなった。キトサン投与の有無によるGene Fishing法とリアルタイムPCRによる増幅産物の厳密な定量分析によって、硬組織形成関連遺伝子(ALP,Osteocalcin,BMP-2,BSP,DSP,DMP-1等)の同定を行い、坦体としてのキトサン自身の幹細胞に対する硬組織形成賦活効果を検討したところ、0.005%添加した状態が最も上記遺伝子群の発現増強が確認できた。また細胞の多孔性坦体への侵入効率を上げるために減圧下(100mg)で細胞播種し、還流培養装置を用いて細胞が常に新鮮な培養液と接するような培養システムを試行錯誤中である。2:Scaffoldの幾何学的三次元構造の解析2%キトサン溶液をアンモニアガスにて中和させ、凍結乾燥処理をして得られたハニカム状凹型構造を有するスポンジ体を作成した。その際骨芽細胞および象牙芽細胞の坦体への細胞接着が良好となり、移植部位からの細胞拡散を防止するためpore sizeが200400μm、気孔率が7080%になるようキトサン溶液の濃度調整を行い、走査型電子顕微鏡にて確認できた。今後は細胞の坦体への侵入効率を上げるために減圧下(100mg)で播種し、さらに還流培養システムを用いて細胞へ常に新鮮な培養液と接するような実験系を作ることによって細胞増殖・分化が更に亢進することを目指す。本研究は今後34年後の臨床実用化を目標に、天然有機多糖体であるキトサンを自家細胞移植システムのScaffold(坦体)として用い、21世紀前半の医療として期待が多い再生医療の内、硬組織再生、特に歯槽骨および象牙質再生医療技術の開発・確立を目指すものである。そこでH19年度には「間葉系幹細胞増殖の効率化と骨芽細胞および象牙芽細胞への分化誘導促進化技術の開発」ならびに「Scaffoldの幾何学的三次元構造の解析」の検討を行った。すなわちラット下顎骨から分離した間葉系幹細胞(BMSCs)に成長因子増殖法(線維芽細胞成長因子(bFGF)を1ng/ml培養液に添加)を応用したところ、10mmの培養皿1×10^6cells播種し約14日後のコンフルエントとなった。キトサン投与の有無によるGene Fishing法とリアルタイムPCRによる定量分析によって、硬組織形成関連遺伝子(ALP, Osteocalcin等)の発現を検討したところ、0.005%添加した状態が最も上記遺伝子群の発現増強が確認できた。さらH20年度には細胞の多孔性坦体への侵入効率を上げるために減圧下(100mg)で細胞播種し、還流培養装置を用いて細胞が常に新鮮な培養液と接するような培養システムを構築し良好な結果が得られた。Scaffoldに関してはアンモニアガスを用い、凍結乾燥処理をして得られたハニカム状凹型構造スポンジ体を作成し、細胞の坦体への細胞接着が良好となり、坦体移植部位からの細胞拡散を防止するためporesizeが200400μm、気孔率が7080%になるよう調整を行った。

現在はこれら細胞-坦体複合体を生体内へ移植し、硬組織再生に関して病理組織ならびに免疫組織学的検討を加え、また形態学的にCa親和性のある蛍光色素であるカルセインを腹腔内に投与し、共焦点レーザー走査型顕微鏡にて経時的な硬組織形成度を定量評価し、実際の臨床応用におけるタイミングの良い移植時期を検討中である。
2-オキソ酸関連酸化還元酵素群の立体構造と代謝系進化の構造ゲノム科学

解糖経路の最後に合成されるピルビン酸や、クエン酸回路中で形成される2-オキソ酸はエネルギー産生系における必須の代謝物質である。これらの代謝反応に関わる酵素群の構造は真核生物と真正細菌では類似しているが、古細菌では全く異なる。また古細菌には超好熱菌などの極限環境に適応したものも多く、工業的利用価値も高いと期待されている。さらに好熱菌酵素の分子認識に関しては、特異な性質を有し幅広い基質選択性をもつ例が知られ、これらの酵素の構造・機能の研究は、酵素の基礎的理解の上からも、応用という面からも重要である。本研究では、既に全ゲノム配列が明らかになっている好酸性好熱古細菌Sulfolobustokodaiiと好気性超好熱古細菌Aeropyrum pernix由来の2-オキソ酸関連酸化還元酵素及び代謝に関連する酵素を、X線解析により立体構造を明らかにし、真核生物や真正細菌の酵素との構造・反応機構を比較することで、代謝系の進化的な側面を探ってきた。古細菌Sulfolobus tokodaii strain7及び古細菌Aeropyrum pernix K1由来の代謝酵素の蛋白質発現用プラスミドを大腸菌株に形質転換し、多量に発現する培養条件を検討した。カラムクロマトを用いて、結晶化に適したサンプルの高純度精製を行った。21種類について精製が完了し、得られたサンプルについては、蒸気拡散法で市販のスクリーニングキットを用いて広範囲に結晶化を行った。結晶化にはハイスループットな手法を取り入れた効率の良い結晶化法を開発した。結晶化条件をさらに最適化し、X線回折に適した結晶化条件を得て放射光実験を行い、回折データを収集し、分子モデルの構築・原子座標の精密化を行った。タンパク質の立体構造をデータベース、プロテインデータバンクに登録した。本研究では、既に全ゲノム配列が明らかになっている好酸性好熱古細菌Sulfolobustokodaiiと好気性超好熱古細菌Aeropyrum pernix由来の2-オキソ酸関連酸化還元酵素及び代謝に関連する酵素を、X線解析により立体構造を明らかにし、真核生物や真正細菌の2-オキソ酸脱水素酵素・機能的に相当する酵素との構造・反応機構を比較することで、代謝系の進化的な側面を探っている。DNA組換え蛋白質RadAおよびメチル化DNA修復酵素の2種類について精製が完了し、得られたサンプルについては、蒸気拡散法で市販のスクリーニングキットを用いて広範囲に結晶化を行った。結晶化条件をさらに最適化し、X線回折に適した結晶化条件を得て放射光実験を行い、回折データを収集し、分子モデルの構築・原子座標の精密化を行っている。12種類について精製が完了し、得られたサンプルについては、蒸気拡散法で市販のスクリーニングキットを用いて広範囲に結晶化を行った。結晶化条件をさらに最適化し、X線回折に適した結晶化条件を得て放射光実験を行い、回折データを収集し、分子モデルの構築

・原子座標の精密化を行っている。既に2種類のタンパク質の立体構造をデータベース、プロテインデータバンクに登録した。解糖経路の最後に合成されるピルビン酸や、クエン酸回路中で形成される2-オキソ酸はエネルギー産生系における必須の代謝物質である。これらの代謝反応に関わる酵素群の構造は真核生物と真正細菌では類似しているが、古細菌では全く異なる。また古細菌には超好熱菌などの極限環境に適応したものも多く、工業的利用価値も高いと期待されている。さらに好熱菌酵素の分子認識に関しては、特異な性質を有し幅広い基質選択性をもつ例が知られ、これらの酵素の構造・機能の研究は、酵素の基礎的理解の上からも、応用という面からも重要である。本研究では、既に全ゲノム配列が明らかになっている好酸性好熱古細菌Sulfolobustokodaiiと好気性超好熱古細菌Aeropyrum pernix由来の2-オキソ酸関連酸化還元酵素及び代謝に関連する酵素を、X線解析により立体構造を明らかにし、真核生物や真正細菌の酵素との構造・反応機構を比較することで、代謝系の進化的な側面を探ってきた。古細菌Sulfolobus tokodaii strain7及び古細菌Aeropyrum pernix K1由来の代謝酵素の蛋白質発現用プラスミドを大腸菌株に形質転換し、多量に発現する培養条件を検討した。カラムクロマトを用いて、結晶化に適したサンプルの高純度精製を行った。21種類について精製が完了し、得られたサンプルについては、蒸気拡散法で市販のスクリーニングキットを用いて広範囲に結晶化を行った。結晶化にはハイスループットな手法を取り入れた効率の良い結晶化法を開発した。結晶化条件をさらに最適化し、X線回折に適した結晶化条件を得て放射光実験を行い、回折データを収集し、分子モデルの構築・原子座標の精密化を行った。タンパク質の立体構造をデータベース、プロテインデータバンクに登録した。