hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
境界層高度を用いた都市接地層乱流のスケーリング則に関する研究

超音波風速計による地上の熱収支計測とシーロメータによる大気境界層計測を同期させることにより,境界層高さを用いた都市接地境界層乱流の新たなスケーリング則(相似則)を提案することを目的として研究を遂行した.シーロメータを用いた移動観測により,都市域と郊外域で境界層の発達度合いに差が生じることが明らかとなった.またシーロメータの移動観測により得られる都市域と郊外域の光学的厚さを検討したところ,都市上空で雲が発達しやすい傾向にあることが示唆された.地上の熱収支計測と境界層高度の同時観測によって,大気境界層の挙動に対する都市効果を検討する上で重要な知見が得られたものと考えている.超音波風速計による地上の熱収支計測とシーロメータによる大気境界層計測を同期させることにより,境界層高さを用いた都市接地境界層乱流の新たなスケーリング則(相似則)を提案することを目的として研究を遂行した.シーロメータを用いた移動観測により,都市域と郊外域で境界層の発達度合いに差が生じることが明らかとなった.またシーロメータの移動観測により得られる都市域と郊外域の光学的厚さを検討したところ,都市上空で雲が発達しやすい傾向にあることが示唆された.地上の熱収支計測と境界層高度の同時観測によって,大気境界層の挙動に対する都市効果を検討する上で重要な知見が得られたものと考えている.超音波風速計による地上の乱流計測とシーロメータによる大気境界層計測を同期させることにより,境界層高さを用いた都市接地境界層乱流の新たなスケーリング則(相似則)を提案することを目的として研究を遂行している.平成22年度は,境界層高度と地表フラックスの長期連続計測システムを構築し,得られたデータに対して初期的な解析を行った.1)境界層高度計測境界層高度の検知に十分実績のあるシーロメータを新規に購入し,愛媛大学キャンパス内の建物屋上にシーロメータを設置した.観測は24時間連続観測とし,観測データは屋内に設置されたPCに自動収録した.境界層高度の日変化や相対湿度依存性などを確認し,シーロメータの出力結果の妥当性を検証した.2)地表フラックスの長期連続観測地表フラックスの測定システムについては,都市域と郊外(水田)の2地点において長期連続フラックス観測システムを構築した.都市域については無線通信用のタワーを借用し,地上28mに放射収支計,超音波風速計,オープンパスガスアナライザを設置し,フラックス計測システムを構築した,また郊外(水田)にも土地を借用して,地上2mにおいて同様なフラックス計測システムを構築した.土地利用の違いに起因して,2地点の地表面熱収支は大きく異なっていることが確認された.また気温や湿度の空間分布の観測結果と比較したところ,松山で生じるヒートアイランド現象の形成に,2地点間の地表フラックスの差異が大きく影響していることが明らかになった.超音波風速計による地上の乱流計測とシーロメータによる大気境界層計測を同期させることにより,境界層局さを用いた都市接地境界層乱流の新たなスケーリング則(相似則)を提案することを目的として研究を遂行している.平成23年度は,シーロメーターの移動観測結果と都市・郊外での熱収支データを用いて,雲底高度と土地利用の関係について検討した.両エリアで雲の観測を行うことができた計15ケースのうち,雲底高度が都市域で高くなっていたものが4ケース,雲底高度が両エリアでほぼ一定だったものが3ケース,雲の分布が不規則だったものが8ケースであった.雲底高度が都市域で高くなっていたケースに見られる気象要素の特徴について検討した結果,(1)気温が郊外域よりも都市域で高い,(2)相対湿度が郊外域よりも都市域で低い,(3)風向が東西寄りであるという3つの条件を満たすことが分かった.逆にこれらを満たしていない場合,両エリア間の雲底高度に明確な関係性は見受けられなかった.松山平野では土地利用が南北で明瞭に異なっており,風向が東西方向である場合,風は都市域と郊外域の境界に沿って吹くために,地表付近の気象要素の差異は大気境界層上部まで保持され,結果として都市域で発生する雲は高くなる傾向があると考えられる.一方,都市と郊外の日射量を比較したところ,都市域のみで顕著な日射量の減少が見られる日が多くなる傾向が確認された.このことは都市の方が郊外よりも雲が発生・発達しやすいことが示唆している.熱収支観測で得られた顕熱フラックスから混合層の発達高度を推定したところ,都市域では地表からの顕熱の供給によって対流が活発であるため混合層もより高く発達する.そのため地表の空気はLCLを超えて持ち上げられ雲が発生する.一方郊外域では,顕熱が小さく混合層の発達は小さいため,地表の空気はLCLに達せず雲が発生しにくいと考えられる.超音波風速計による地上の熱収支計測とシーロメータによる大気境界層計測を同期させることにより,境界層高さを用いた都市接地境界層乱流の新たなスケーリング則(相似則)を提案することを目的として研究を遂行した.シーロメータを用いた移動観測により,都市域と郊外域で境界層の発達度合いに差が生じることが分かってきたので,平成24年度はさらにこの研究を発展させて,雲の厚さに関する検討を行った.地上に到達する日射量は上空の雲によって遮られるため本研究では日射の減少率を雲の厚さの指標とした.

日射減少率が大きいほど,雲による日射の遮断効果が大きいことを表し,雲の発達の程度が大きいと考えられる.計測データの結果から,郊外よりも都市で日射減少率が大きくなる日が多く見られ,郊外域よりも都市域で雲が発達しやすい傾向にあることが示唆された.そこで都市化による乾燥化と地上からの顕熱フラックスの増大化の影響を個々に評価した.都市域では地表からの顕熱の著しい供給によって対流が活発であり混合層の発達が大きいため,地上の空気は持ち上げ凝結高度を超えた後もさらに高い高度まで持ち上げられ,雲の発達が大きくなることが示唆された.またシーロメーターから得られる後方散乱強度の鉛直方向積算値からも光学的厚さに相当する指標が得られる.シーロメーターの移動観測により得られた都市域と郊外域の光学的厚さを比較したところ,23ケース中17ケースで都市域の値が大きくなる傾向が認められ,都市上空で雲が発達しやすい傾向にあることが示唆された.地上の熱収支計測と境界層高度の同時観測によって,大気境界層の挙動対する都市効果を検討する上で重要な知見が得られたものと考えている.ヒートアイランド・集中豪雨など都市が大気に及ぼす現象を定量的に予測するには,現象の引き金となる都市一大気間の乱流輸送過程,および都市上空の大気境界層の性質の把握が重要である.本研究では,都市と郊外(水田)における地表面フラックス,および,大気境界層高度のモニタリングを同時に行うことで,境界層高さが地表付近の乱流輸送過程に与える影響を解明し,境界層高さを用いた都市接地境界層乱流の新たなスケーリング則(相似則)を提案することを目的としている.本年度の研究によって,地表面フラックスの差異が境界層高さに影響を与えることが明らかとなり,境界層高さを用いた境界層乱流のスケーリングに筋道が着いたと考えらえる.24年度が最終年度であるため、記入しない。大気境界層と地表面フラックスの相互作用の物理過程をもとにして,境界層高さをパラメータとした都市接地層乱流の新たなスケーリング則(相似則)を提案する.そして,本研究で得られる新たな相似則が都市-大気間の熱・水収支の予測に及ぼす影響を定量的に明らかにする.24年度が最終年度であるため、記入しない。
デンマークとの比較による高齢者が居住する住宅のリフォーム内容と実現過程の研究

高齢者が自宅で居住するためには、(1)建物・設備における高齢者の行動に適したバリアフリー化と劣化部分のリフォームと、(2)人的な生活援助と生活の見守りが、必要とされる。本研究は、前者の課題について、(1)必要とされるリフォームの需要と実施された改修内容、(2)高齢者の生活実態に基づいたリフォームを実施していく組織と体制について実態調査を行い、(3)自宅での居住を先進的に進めているデンマークと比較検討し、今後の提言を行っている。本年度には、次の2つの課題について調査研究を行った。第1は、高齢者が居住する住宅に対し、介護保険の20万円に、自治体が独自に10万円を加えて費用を負担し、地元の建築家、ケアマネージャー、理学療法士、工務店、市職員がチームを構成して実態調査を基に住宅改善を行っている「リフォームヘルパー制度」の実態調査を、愛知県内の安城市において実施した。分析資料は、工事の必要性を申請した内容と、工事図面を含んだ実施後の報告書で、現地の調査に同行して居住者の意見も事例的に採取した。実施費用としては30万円の限度内に納めることが多く、段差の解消や、手すりの設置、便所・浴室の設備部分の改善であった。少額で居住環境が改善され、居住者の評価も高いことから、普及が望まれることを明らかにした。第2は、愛知県内のシルバーハウジング58団地を対象に、地域のコミュニティを形成するのに有効な「生活団らん室」の確保と利用状況と、ライフサポートアドバイザーの支援状況について実態調査を行った。「生活団らん室」が活用されている団地では、必ずしもライフサポートアドバイザーの滞在時間が長いわけではなく、各居住者の安否確認を行い、「生活団らん室」を開く半日程度勤務すれば十分であるという実態が明らかにされ、目的を明確にした効率的な居住者支援の必要性が指摘された。また、「生活団らん室」の構成は、高齢者の住宅に近く、開放的な扉の方が利用されている実態を明らかにし、改善の方向を示唆した。近年のリフォームの実施内容とリフォームで形成される住宅の今後の方向について、愛知県が行うコンクールの応募作品の図面とデータを分析することにより検討した。平成18年から22年まで、応募作品234の内から三世代以上の世代で形成される世帯63戸を対象にした。三世代以上を対象とした理由は、世代間の結合・分離関係の形成が、今後の住宅平面に与える影響が大きいからと考えたからである。分析の結果、以下のような点が明らかになった。(1)リフォームを行う、築年後の時期は、1030年以内が半数を占めていた、住宅としての耐用年数を迎える時期に合わせたリフォームを行っていると考えられる。(2)リフォームを行う面積は、最も多いのが、現在の延べ床面積と同等であった。全面的なリフォームを行っていることは、耐用年数を経過した住宅にとっては妥当である。(3)リフォーム後の平面で、世代間で共用する部分は、玄関と浴室が多かった。玄関については使う頻度が少ないから、浴室も使用頻度が少なく、新たに設置するには費用がかかるからと考えられる。DKやLを世代間で共有する住宅も、これらに次いで多く見られ、世代間の交流を図ろうとしているためと考えられる。(4)家族型と平面における共有面積の比率をみると、高齢者が片親の場合、世代相互が共有する部分の面積が多くなっていた。(5)リフォーム前後の平面の比較を行うと、リフォーム前にはすべての部分を共用する比率が高かったが、リフォーム後には、浴室、DK、Lまでを共用し、他の洗面、便所などの設備は分離する、部分的な共用空間を設ける住宅へと変化していく傾向が見られた。わが国の高齢者が居住する住宅のリフォーム実態と比較するため、高齢者住宅に対するリフォームを、権利として保障し、実施できる体制と方法を制度化した福祉国家デンマークにおける実態調査を実施した。今まで継続的に実態調査を実施してきたコペンハーゲン市内の、大規模で歴史のある高齢者住宅団地を対象として選定し、現在におけるリフォーム実態を調査し、そのようなリフォームを行うのに至った要因、その成果の評価、今後のリフォーム計画について資料収集を行った。コペンハーゲン市の建物のリフォーム計画を行った建築部の担当者と、福祉部門の担当者に対する調査を実施した。経緯と意図については聞き取りによる調査とし、関連するデータと設計図、今後の高齢者住宅政策の計画と当該住宅団地の計画については、資料を収集した。また、使用状況については、写真により記録した。その結果、大規模な団地は、分割しつつ市民の利用可能なように地域に開放していき、保育所や公園を設置し、高齢者用の住宅であることを識別できないように溶け込ませている地域的な位置付けが大きく変化していることが分かった。職員の配置を合理化する検討も行われていることも把握できた。また、現在コペンハーゲン市が建て替え、新築している2つの高齢者住宅を調査し、現在のリフォームが目指す高齢者住宅のあり方を明確にした。これらの調査データについては分析中だが、貴重で重要な知見であるため、継続した分析を行い、発表する予定である。

また、わが国の高齢者が居住する戸建住宅の居住室と設備の工事箇所・改善実態と生活内容について、愛知県半田市を対象に実態調査を行った。引き続き、本年度の先進的な福祉国家における実態分析と、昨年度までにわが国で行った調査データを含めて両国の比較検討を行い、わが国における高齢者住宅を対象としたリフォームのあり方に示唆を与える提言としてまとめる。平成23年度については、目的に記述した内容をほぼ達成することができた。これは、分析データが確実に入手できたこと、分析の方法・分析項目について、事前に計画していたことが大きく作用していると考えられる。しかし、分析を進めていると、さらに分析したい課題が出てきているため、継続した検討を行う予定である。24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、わが国の状況を、外国事例の実態を調査し、その結果と比較することを行う。外国の先進的な事例としては、高齢者・障害者の住宅を無償でリフォームする制度を有しているデンマークの実態調査と、かつては福祉国家であった英国の実態を調査する計画である。調査対象は、文献等で抽出し、依頼する予定であるが、円滑に行かない場合には、現地の知り合いにも援助してもらう。外国事例の調査は1年に限られるため、サンプル数が充分であるのかの検討が必要とされる。不足する場合には、本研究を、今後も継続的に行うことを検討しなければならない。
新規脂質メディエーター・12-HHTの生理機能と病態における役割の解明（国際共同研究強化）

最終年度は3年間の研究期間で得られた研究成果の総括及び学会発表を行った。研究期間全体で、(1)脂肪酸の二重結合の位置を同定する新しい手法の開発に関する論文(Analytical Chemistry 2017、共同研究者のロバート・マーフィー教授がファーストオーサー、研究代表者がセカンドオーサー)と、(2)脂肪酸飢餓時にリン脂質がリモデリングされ、細胞刺激時に産生する脂質メディエーターに質的変化を与えることに関する論文(Journal of Lipid Research 2018、研究代表者がファーストオーサー、共同研究者のロバート・マーフィー教授がラストオーサー)を公表した。(1)の研究成果はすでに17回引用され、非常に注目されている。従来のリピドミクスでは脂肪酸の炭素数や二重結合の数までが解析対象であったが、二重結合の位置が脂質の化学的性質や生物学的な機能に影響を与えることが明らかになっている。そのため、本研究で開発したパターノ・ブーチ反応を用いた簡便な脂肪酸の二重結合同定手法は重要な意義を有していると考えられる。また(2)の研究成果は引用回数こそ少ないが、栄養飢餓時や近年流行している健康食やダイエット食による必須脂肪酸飢餓時にミード酸と称されるω9の20:3脂肪酸が産生されることと関連している。したがって、これらの環境下では産生されるエイコサノイドが質的に変化するため、免疫・炎症応答にも変化をもたらすことが示唆され、生理的意義に関する十分な検討が今後必要である。内定年度:2015研究代表者は、12(S)-ヒドロキシエノイック酸(12-HHT)がGタンパク質共役型受容体であるBLT2の内在性リガンドであることを発見し、12-HHTの生理機能と病態における役割の解明を目的に研究を行っている。12-HHTはアラキドン酸から生合成される生理活性脂質であり、アスピリンに代表されるNSAIDsによって阻害されるシクロオキシゲナーゼ(COX)代謝物であるPGH2から生合成される。エイコサノイドは、刺激に応じて局所で産生し速やかに代謝されるため、エイコサノイドの生理機能をより詳細に明らかにするためには、いつ、どこで、どのくらい産生されるかを明らかにする必要がある。申請者は、12-HHTを含むエイコサノイドを網羅的に同定・定量するために、HPLCを用いた脂肪酸の分離と質量分析計を組み合わせたLC-MS/MSシステムを確立している。このシステムは分子の特異的な同定と高い定量性を特徴とし、約20分の測定で100個以上の酸化脂肪酸を一斉定量することができる。しかし、臓器や組織を凍結後に破砕してから脂質を抽出して測定するため、目的とする脂質分子の組織中での局在を明らかにすることはできない。そこで本研究課題では質量顕微鏡を用いてエイコサノイドの局在を可視化することで、エイコサノイド産生の時空間機作を明らかにしようと考えた。国際共同研究を行う米国・コロラド大学のロバート・マーフィー教授は、質量分析計を用いた脂質の生化学解析のパイオニアである。本年度は、準備期間としてロバート・マーフィー教授の研究室に数ヶ月滞在し、LC-MS/MSをも用いたエイコサノイドやリン脂質の測定を行い、基礎的な脂質解析技術を習得した。質量分析計を用いた脂質分析の基礎的な技術を習得した。アメリカ・コロラド州のコロラド大学デンバー校薬理学講座のロバート・マーフィー教授との共同研究により、本年度は二つの研究成果を得ることができた。一つ目の研究成果は、不飽和脂肪酸の二重結合の位置を決定する手法の開発である。生体内の不飽和脂肪酸には特定の位置にシス型の二重結合が存在し、その場所や数が生物学的、及び化学的に重要であることが明らかにされている。しかし、不飽和脂肪酸に存在する二重結合の位置を同定する簡便な実験手法は未だ確立されていない。我々は、シリカキャピラリーを用い、不飽和脂肪酸をアセトン存在下でUV照射することによってパターノ・ブーチ反応を行わせた。さらに、二重結合にアセトンが付加された不飽和脂肪酸を三連四重極型の質量分析計で解析することで二重結合の位置を同定することに成功した。二つ目の研究成果は、栄養飢餓状態による細胞膜脂質のリモデリングと産生するエイコサノイドに関する研究である。細胞膜のリン脂質の分子種はランズ回路と呼ばれる機構により不飽和脂肪酸が組み込まれることが明らかにされている。しかし、栄養飢餓状態で細胞膜の分子種がどのように組み替えられるのかはよくわかっていなかった。我々は、マクロファージ由来細胞を用いて、細胞膜のリン脂質の脂肪酸が20:3の脂肪酸に置き換わること、及び産生されるエイコサノイドが20:3のミード酸由来に置き換わることを明らかにした。この研究成果は、培養細胞においても、ランズ回路によって速やかに不飽和脂肪酸の分子種が置き換わること、また、それらから産生される脂質メディエーターを変化させることを意味している。共同研究先のQ-STARの故障のため質量顕微鏡の研究は進んでいないが、並行して行った研究が十分に進展しているため。本年度は、リン脂質リモデリングとエイコサノイド産生に関する研究の追加実験を行い、論文として公表することができた。細胞のリン脂質の多様性は、ランズ回路による脂肪酸リモデリングによって維持されている。しかし、血清飢餓や枯渇によって細胞のリン脂質組成がどのように変化するかの詳細な研究はなされていない。

マクロファージ由来細胞株RAW264.7細胞を培地交換無しに培養し、カルシウムイオノフォアで刺激したところ、アラキドン酸のシクロオキシゲナーゼ(COX)代謝物であるTxB2、PGE2、PGD2及び、5リポキシゲナーゼ(5LO)代謝物であるLTB4、LTC4、5-HETEの産生量が培養時間依存的に減少した。一方、20:3脂肪酸の5LO代謝物であるLTB3、LTC3、5HETrEの産生量は培養時間依存的に増加した。また、アラキドン酸を含むリン脂質は培養時間依存的に減少したが、20:3脂肪酸を含むリン脂質は増加した。パターノブチーノ反応を用いて脂肪酸の二重結合にアセトンを付加させ、質量分析計を用いて二重結合の位置を同定する手法(当該年度に方法論の論文を公表)を用いて、20:3脂肪酸がミード酸であることを明らかにした。さらにLPS刺激時のTNFalpha産生量は、24時間培養した細胞よりも72時間培養した細胞で増加していた。以上の結果は、脂肪酸飢餓時にランズ回路によってアラキドン酸からミード酸へのリン脂質リモデリングがなされ、細胞を刺激した時の脂質メディエーター産生や炎症応答を変化させることを意味している。脂肪酸飢餓による脂質リモデリングがエイコサノイド産生に変化をもたらすことを明らかにし、論文としてまとめることができたから。最終年度は3年間の研究期間で得られた研究成果の総括及び学会発表を行った。研究期間全体で、(1)脂肪酸の二重結合の位置を同定する新しい手法の開発に関する論文(Analytical Chemistry 2017、共同研究者のロバート・マーフィー教授がファーストオーサー、研究代表者がセカンドオーサー)と、(2)脂肪酸飢餓時にリン脂質がリモデリングされ、細胞刺激時に産生する脂質メディエーターに質的変化を与えることに関する論文(Journal of Lipid Research 2018、研究代表者がファーストオーサー、共同研究者のロバート・マーフィー教授がラストオーサー)を公表した。(1)の研究成果はすでに17回引用され、非常に注目されている。従来のリピドミクスでは脂肪酸の炭素数や二重結合の数までが解析対象であったが、二重結合の位置が脂質の化学的性質や生物学的な機能に影響を与えることが明らかになっている。そのため、本研究で開発したパターノ・ブーチ反応を用いた簡便な脂肪酸の二重結合同定手法は重要な意義を有していると考えられる。また(2)の研究成果は引用回数こそ少ないが、栄養飢餓時や近年流行している健康食やダイエット食による必須脂肪酸飢餓時にミード酸と称されるω9の20:3脂肪酸が産生されることと関連している。したがって、これらの環境下では産生されるエイコサノイドが質的に変化するため、免疫・炎症応答にも変化をもたらすことが示唆され、生理的意義に関する十分な検討が今後必要である。試料切片の作製法やマトリックスの噴霧方法、また質量顕微鏡の分析手法を習得する。投稿中の論文のリバイスを行い、アクセプトされるように努力する。また質量顕微鏡を用いた研究を進展させる。脂肪酸飢餓時に細胞で何が起こっているか、さらに詳細な機序を明らかにする。
窒素固定放線菌フランキアの共生関連遺伝子の研究

フランキアは樹木の根に共生して根粒を形成させ、そこで窒素固定を行う能力をもつバクテリアだ。この共生窒素固定能により、フランキアは樹木の生育を促進する。本研究では、フランキアの共生に必要な遺伝子を同定することを目的として、フランキアの遺伝子操作法の確立に取り組んだ。また、根粒中でさかんにはたらいている(発現量の高い)遺伝子を網羅的に同定した。コドン使用頻度をフランキアに最適化したゲンタマイシン耐性遺伝子を人工合成し、形質転換を試みた。その結果、形質転換の成功率が有意に向上したことから、コドン使用頻度はフランキア細胞内での外来遺伝子の発現に重要であることが分かった。しかしながら、得られた形質転換体は依然不安定であり、spontaneous mutantの存在が示唆された。自殺基質5-fluoroorotic acid (5-FOA)を用いたスクリーニングにより、ウラシル要求性を示すフランキア変異株の単離に成功した。塩基配列解析により、pyrEもしくはpyrF遺伝子に点突然変異が起こっていることを確認した。これはフランキアにおいて塩基配列レベルで変異箇所が特定された初めての変異体である。この株に対して野生型のpyrF伝子をマーカー遺伝子として形質転換を行った結果、ウラシル要求性が相補された株が得られた。現在、得られた形質転換体の分子レベルでの特徴づけを行っている。根粒でのマイクロアレイ解析の結果、フランキアの染色体には根粒菌の共生アイランド様の領域は存在しないことが示唆された。系統的に遠縁の4種の宿主植物に着生した根粒中のトランスクリプトームは非常に似通っていた。フランキアと根粒菌の双方で根粒中で発現が誘導される遺伝子は極めて少なかった。そのほとんどは窒素固定酵素遺伝子であったが、電子伝達や窒素代謝に関わる遺伝子も含まれた。また、根粒中で活性化されるフランキア特異的な遺伝子も多数同定された。これらの遺伝子は共生窒素固定で重要な役割を担う可能性が高い。これらの結果を論文にまとめて投稿し、受理された。pyrF遺伝子に1塩基欠失変異を持ち、生育にウラシルを要求するフランキアの変異株(E21株)を宿主とし、野生型のpyrF遺伝子をマーカーとした形質転換を試みた。マーカー遺伝子をエレクトロポレーションによりE21株に導入し、ウラシルを含まない最小培地で形質転換を選抜した。ウラシル合成能を示すコロニーが出現したが、全て復帰突然変異体だった。大腸菌との接合による形質転換も試みた。マーカー遺伝子は、放線菌ファージΦC31のインテグラーゼによる染色体への組込みを試みた。ウラシル合成能を示すコロニーが出現し、それらはpyrF遺伝子中の欠失変異は保っていた。しかしながら、染色体にマーカー遺伝子は導入されていなかった。おそらくサプレッサー変異体だと考えられた。次世代シーケンサーABI SOLiDを用いてフランキアのゲノム解析を行った。フランキアはGC含量が極めて高く(>70%)、配列決定に支障をきたすことが危惧されたため、ゲノム配列既知の2株のリシークエンスを行い、データの質を評価した。得られたリードを既知ゲノム配列にマッピングした結果、99.9%以上という高いマップ率を示し、SOLiDはGC含量が高いゲノムに対しても十分な性能を発揮した。次に日本由来の5株のフランキアのゲノム解析を行った。各株から3500万から6400万本の50bpのリードを得て、3種の既知ゲノム配列に対してマッピングし、500bpごとの被覆率(500塩基のうちリードがマップされた塩基の割合)を計算した。その結果、同じ宿主グループに属する株間では、宿主グループが異なる株間と比べてより多くのゲノム領域を共有することがわかった。また、全てのフランキア株が共有する遺伝子や、宿主グループ特異的な遺伝子も同定された。フランキアは樹木と共生して窒素固定を行う放線菌だ。固定産物であるアンモニアを宿主植物に供給するため、フランキアの共生した植物は貧栄養土壌でも旺盛に生育する。フランキアと宿主植物との共生の分子機構を明らかにするため、形質転換法の確立に取り組んだ。平成23年度は、他の放線菌で実績のある様々なマーカー遺伝子やベクター系を用いた。また、Streptomycesなどの放線菌では大腸菌のdamやdcmによるメチル化を受けたDNAは制限されることが知られているため、これらのメチル化酵素の変異大腸菌株由来のDNAを用いた。しかし、形質転換の成功には至らなかった。ΦC31ファージのインテグラーゼを用いた部位特異的組換えによる染色体へのマーカー遺伝子の組込みは、放線菌では広く用いられている。フランキア染色体上にも組換えの標的配列となるattB部位と相同な配列が存在する。大腸菌細胞を用いた実験系により、この配列がΦC31インテグラーゼによる組換えの基質として機能することが確認できた。

よって、形質転換がうまくいかない原因は、フランキア特異的なメチル化を受けていないDNAを分解する制限系が存在するためではないかと予想した。そこで、次世代シーケンサーを用いたバイサルファイトシーケンス法により、フランキアゲノムのメチルシトシン残基を網羅的に同定した。数千のメチルシトシン残基周辺の配列を比較したところ、明瞭なコンセンサス配列がみられた。コンセンサス配列はフランキアEul1b株から単離された制限酵素FesIの認識配列と極めて類似していた。FesIはメチル化感受性の酵素だった。
高活性な相間移動固相触番の創製と有機合成反応への展開

高分子触媒の開発を行なうべく、非架橋型高分子と無機化合物から不溶性超分子錯体を創製し、これを触媒として合成反応への適用を検討した結果、数々の高活性で環境への負荷を軽減した相間移動固相触媒として有用性が認められた。まず、リンタングステン酸と非架橋型両親媒性から不溶性超分子錯体の調製に成功し、これを触媒としてPPM程度の触媒量でアリルアルコールのエポキシ化反応、スルフィド、アミンの酸化反応が効率良く進行することを見い出した。この触媒は再利用可能であり、しかも反応溶媒として有機溶媒を使用する必要がない反応系を確立できた。またパラジウムと非架橋型両親媒性からも新規の不溶性超分子錯体が調製され、これを触媒としてPPM程度の当量で、アリールハライドとアリールボロン酸との鈴木-宮浦反応の開発に成功した。この触媒も再利用可能であり、しかも反応溶媒として有機溶媒を使用する必要がない。この触媒反応は、降圧剤として有用な各種アンジオテンシンII受容体拮抗薬の中間体の合成にも適用可能である。再利用可能なパラジウム触媒の開発は医薬品プロセス部門においても切望されており、産学協同の一環として本触媒は東京化成工業から市販されるに至った。さらに、固相不斉触媒の開発を行い、チタンイソプロポキシドとビナフトールを配位子として有する非架橋型ポリスチレンとの自己集合により超分子不斉錯体を合成した。この錯体を不斉触媒としたカルボニルエン反応を検討したところ、高化学収率、高不斉収率で対応する成績体が得られた。この触媒も再利用可能である。
性風俗と法秩序

性風俗産業の法的問題性を、憲法・行政法・刑法という個別法分野から分析・検討すると同時に、法を支える感情面や倫理面との関連性を法哲学の見地から研究した。ただ、性風俗に含まれる行為や営業は多様であるから、共同研究者の関心にも沿うような形で専ら売買春と所謂風営法に対象を限定した。フェミニズムに加担するのではなく、かといって実態調査に埋もれるのでもなく、性風俗関連の立法史、特に行政的規制の在り方、そして風営法の憲法論的位置づけなどを検討したことは、性風俗産業への法学的アプローチとして大きな成果を上げた。1.研究会開催:昨年度は合計4回の研究会を、仙台と東京で開催した。共同研究者の報告については、次のとおり。1佐々木くみ「売春の規制態様と規制根拠についての覚書」、2新井誠「風営法におけるダンス営業規制の合憲性」、3陶久利彦「わいせつ文書と嫌悪感」、4荒木修「性風俗と土地利用規制」。他方、招待報告者からは、5「アメリカにおける性風俗統制と権利獲得運動の一例:ストーンウォールからLawrence v. Texas判決まで」、6「同性婚をめぐる法秩序」、7「児童ポルノの単純所持規制をめぐる問題」、8「危害原理とリーガルモラリズム」というテーマで議論に参加をしていただいた。2.学会参加:臨床政治学会東京大会(2013年4月専修大学にて開催)に共同研究者のうち、新井・宮川・陶久が参加し、「性的秩序と法」と題する共同報告を新井の司会の下行った。3.論文発表:別欄で記載のように、共同研究者の一部がこれまでの研究に基づく成果を公表している。以上のように、個別の研究を踏まえた定期的な研究会開催を契機として、研究全体が歴史的・比較法的・理論的に深まると同時に、人的な交流も拡大しつつある。確かに、研究報告のすべてが活字として公にされているわけではないが、最終年度である2014年度にはこれまでの集大成としての論文が各自公表されるか、又は後述の『論文集』に掲載予定である。(1)研究会を6月2日、9月22日、11月6日、3月21日の合計4回開催し、以下のようなテーマについて共同研究者が報告をし、議論を重ねた。1「風営法規の憲法問題ークラブ規制問題を素材に」、2「ラブホテル規制に係る法制度の現状」、3「旧刑法での姦通罪」、4「嫌悪感の法的位置づけ」その一方で、上記研究会では、ゲストスピーカー4名が以下のようなテーマで報告・コメントをし、議論をした。5「人間の尊厳と性風俗」、6「イギリスの売春規制」、7「売春規制の歴史と現状ーカナダの場合ー」(2)実態調査については、(イ)警察への取材を通じて、風俗関連業界への規制実態の解明を試みた。(ロ)大阪の遊郭跡を訪れ、当時の実態の一部を確認した。見られるように、性風俗と法秩序という大きなテーマの下で、各研究者が自らの専門(=法哲学、憲法学、行政法学、刑法学)に根ざした接近方法を探ることから、共同研究は始まった。その後、各自が関心を持つ問題の研究に歩み出し、研究会を重ねた。その報告と議論を重ねる中で研究全体の深まりと広まりが可能となり、本研究は共同研究者相互の問題関心と領域との関連性が徐々に見え始めた段階にある。他方で、ゲストスピーカーからも大きな刺激を受けた。一つは、売春に関する英米法圏の動向に目を向けることができた。二つは、「人間の尊厳」という原理的アプローチの理論構成とその効果とを、ドイツを例として検討できた。三つは、我が国の具体的事件と関連づけて、生の情報を得たことも、大きな成果である。ただ、初年度では文献に基づく研究が主であり、実態調査が不十分であることは否めない。・2014年度には、これまでの研究を総括すべく、日本法哲学会で「性風俗と法秩序」と題するワークショップを開催した。売春防止法と所謂風営法に対象を絞り、売春防止法の立法史・権利論から見た売買春の原理的考察・ダンス規制の憲法学的問題・風営法関連営業の行政的規制の在り方等について、共同研究者すべてが報告を担当した。法哲学会学術大会で本テーマを扱うのは初めてであったが、多数の参加者から好意的評価を頂いた。学会参加者の潜在的関心が顕在化する一契機を与えた、と言ってよい。・研究会を3回開催した。上記学会開催までは発表予定者間のそれがメインであったが、同時に憲法学者、法哲学者や社会学者からのゲスト報告・コメントもあり、問題設定自体の多様化と深化が図られた。・共同研究者のうち特に新井教授は精力的にダンス規制の憲法学的意義を問いかけ、各種研究会での報告を重ねると同時に、裁判所への意見書提出など、実践的にも活躍をした。

関連して、ダンス等の身体表現に憲法論から肯定的意義を与えたことも特筆される。その他共同研究者とゲスト研究者を加え、本共同研究を総括すべく、2015年度中に『性風俗と法秩序』と題する論文集を公刊する予定である。・3年間の研究を振り返ると、一方で、性という研究対象自体に安易な接近を許さない困難さがあることを改めて実感する。ともすれば、研究自体が興味本位のみに基づく際物扱いされる危険である。だが他方で、対象の特殊性ゆえにこそ、その法学的考察は法全体の把握にとって必要不可欠であるという認識を深くする。本共同研究は、このような対象に果敢に切り込んだと評価できるだろうが、対象の拡大と深化、接近方法の吟味という点では、尚検討されるべき課題を今後に残している。法哲学1.研究会開催:定期的な研究会を開催できていることは、共同研究者各自の研究が進展を見せていることの証左である。専門分野が異なるためアプローチの違いはあるが、かえってそのことが相互の違いを意識させる一方で、互いに学びあう良き環境を作り出している。2.論文発表:共同研究者の殆どすべてが、本共同研究2年目の昨年度に論文を幾つか公表している。掲載予定の論集発行の延期のあおりを受けて昨年度内には未発表に終わった研究者もいるが、2014年度はその分が立て続けに公表されるはずである。3.研究関心の収斂:回を重ねるにつれ、相互の関心や志向性が明らかになり、今後の共同研究にとって良き基盤が形成されつつある。研究の目的は二つあった。一つは、性風俗及びその関連産業に関わる実定法学上の問題を検討することである。この点、憲法・行政法・刑法の3分野に渡る過去・現在の法規制研究は、現在の法規制の歴史的背景をあぶり出すと同時に、現在の性風俗関連法規制のあり方をかなり詳しく明らかにしつつある。同時に、性風俗関連法が「法の規制方法」という点で、かなり独特の色合いを持っていることが明らかになってきた。もとより、各法分野での検討は更に進められるべきであるが、当初予想していなかったような「法のあり方」にまで視野が及んだのは、望外の成果である。もう一つは、法感覚や法感情といった法以前の心理的働きに視線を向けると同時に、性風俗をめぐる道徳をどのように捉えるかという問題だった。この点、「感情と法」一般に関する英米圏の議論をある程度描き出すことができたと同時に、特に「嫌悪感」の法的位置づけに関する考察が深まっているところである。上記2点のいずれについても、2012年度は成果を公表できなかったが、2013年度は共同研究者各自の業績が順次公にされる予定である。最終年度の目標は3つある。1.11月開催予定の日本法哲学会でワークショップを開く。既に開催自体は学会から承認されているので、7月と9月の2回に分けて当日の報告内容や時間配分等を詰めていきたい。2.論文集を刊行する。共同研究者以外にゲストスピーカーからも賛同を得て、『性風俗と法秩序』という本研究テーマそのものをタイトルとした論文集を年度内に刊行すべく、準備を進めている。幸いにして、出版社からの了解も得ている。執筆者は12名の予定。3.これまでの研究会を継続し、人的な拡大と同時に扱う領域を広げていきたい。願わくば、次年度以降の科研費共同研究継続申請にもつなげていきたい。言うまでもなく、性風俗に関連する法規制を憲法・行政法・刑法の分野から更に詳しく研究していく。更に、今年度は昨年度休暇を取っていた共同研究者の佐々木くみが復帰する。
MRIと流体シミュレーションによる脳脊髄液の動態生理と正常圧水頭症の病態の解明

本研究の課題は、無侵襲な画像診断法であるMRIを用いて流体解析を行い、脳脊髄液の動態生理と正常圧水頭症の病態を解明することである。平成30年度は、前年度に引き続き、健常人の脳脊髄液を対象とした頭部の3D cine PC (Phase Contrast) MRIを撮像した。パラメータを変化させて撮像を行ったが、緩徐な脳室内での流れを検出することができなかった。脳室間での流れを検出することはできたため、この計測値をもとに数値流体シミュレーションを行う必要性が考慮される。さらに、病的状態での脳室内の流れについて検討するため、正常圧水頭症患者を対象とした3D cine PC MRIを撮像する必要性も考慮される。また、前年度に引き続き、大血管(大動脈や肺動脈)を対象とした3D cine PC MRIによる流体解析を推進した。大動脈を対象とした流体解析では、大動脈弁狭窄症の弁置換術前後における血流量、血流の方向、ヘリシティ密度などの流体力学的な指標の変化を評価した。治療後に、異常な血流が改善し、正常の血流に近づくことを観察した。治療後に、末梢組織への効率的な血液供給が得られることを定量的に確認した。数値流体シミュレーションを補完的に用いることで、大動脈弁からの血流の方向が、胸部大動脈の血流の構造に影響しており、大動脈弁狭窄症の病態と密接に関わることが示唆された。得られた結果を国際会議において発表し、国際学術雑誌に投稿した。さらに、肺動脈を対象とした流体解析では、肺動脈狭窄症の経カテーテル的な治療前後の血流量を評価した。治療後に、狭窄が解除された肺動脈の血流が増加し、左右の肺動脈血流比が正常化したことを定量的に評価した。得られた結果を国際会議において発表した。平成30年度は、前年度に構築したMRIによる生理流体の解析のための手法や数値流体シミュレーションの手法を用いて、大血管流れの解析に適応することができた。一方、健常人の脳脊髄液流れを対象とした3D cine PC MRIを撮像し、撮像条件を検討したが、脳室内の緩徐な脳脊髄液流れの検出に難渋した。脳室内の脳脊髄液の動態を検討するためには、MRIと数値流体シミュレーションとを相補的に用いる必要があるが、T2強調画像やCISS画像からの脳室の形状モデルの抽出に難渋したため、当初計画よりも遅れることになった。現在、脳室の形状の抽出方法を検討中である。さらに、正常圧水頭症の患者を対象とした3D cine PC MRIを撮像し、病的な状態における脳脊髄液流れを撮像する予定である。平成29年度は、研究の根幹となる3D cine PC (Phase Contrast)MRIによる生理流体の解析手法の構築を行った。脳脊髄液を対象とした頭部の3D cine PC MRIを撮像したところ、脳室間での脳脊髄液の流速を計測できたが、脳室内で緩徐に流れる脳脊髄液を適切に評価することが困難であった。そこで、大血管(大動脈や肺動脈)における血流を解析対象とした。得られた成果は以下のとおりである。3D cine PC MRIの信号強度から対象とする流路の生理流体の速度を抽出し、流れの可視化を行った。得られた流速データから、流量、ヘリシティ、エネルギー損失などの流体力学的な指標を用いて定量的な評価を行った。大動脈弁狭窄症や肺高血症などの大血管疾患を対象として血流解析を行い、治療後に異常な血流が改善し、正常の血流に近づくことを観察した。さらに、治療後には、末梢組織への効率的な血液供給が得られることを定量的に確認した。3D cine PC MRIから流路の形状を抽出し、得られた流速を境界条件として設定し、格子ボルツマン法を用いた数値流体シミュレーションを行った。大血管流れにおいて、3D cine PC MRIの計測とシミュレーションの結果が定性的に一致することを確認した。本年度は、MRIによる生理流体の解析のための手法や数値流体シミュレーションの手法を構築できた。一方、頭部を対象とした3D cine PC MRIでは、脳室間で脳脊髄液の流れを計測できたが、脳室内では緩徐な脳脊髄液流れを評価することが困難であった。脳室内の脳脊髄液の動態を検討するためには、MRIと数値流体シミュレーションとを相補的に用いる必要がある。MRIで計測可能な脳室間の流速を境界条件として設定し、脳室の形状モデルを用いて数値流体シミュレーションを行う必要があり、当初計画よりも遅れることになった。

さらに、病的状態での脳室内の流れについて検討するため、正常圧水頭症患者を対象とした3D cine PC MRIを撮像する必要性も考慮される。また、前年度に引き続き、大血管(大動脈や肺動脈)を対象とした3D cine PC MRIによる流体解析を推進した。大動脈を対象とした流体解析では、大動脈弁狭窄症の弁置換術前後における血流量、血流の方向、ヘリシティ密度などの流体力学的な指標の変化を評価した。治療後に、異常な血流が改善し、正常の血流に近づくことを観察した。治療後に、末梢組織への効率的な血液供給が得られることを定量的に確認した。数値流体シミュレーションを補完的に用いることで、大動脈弁からの血流の方向が、胸部大動脈の血流の構造に影響しており、大動脈弁狭窄症の病態と密接に関わることが示唆された。得られた結果を国際会議において発表し、国際学術雑誌に投稿した。さらに、肺動脈を対象とした流体解析では、肺動脈狭窄症の経カテーテル的な治療前後の血流量を評価した。治療後に、狭窄が解除された肺動脈の血流が増加し、左右の肺動脈血流比が正常化したことを定量的に評価した。得られた結果を国際会議において発表した。平成30年度は、前年度に構築したMRIによる生理流体の解析のための手法や数値流体シミュレーションの手法を用いて、大血管流れの解析に適応することができた。一方、健常人の脳脊髄液流れを対象とした3D cine PC MRIを撮像し、撮像条件を検討したが、脳室内の緩徐な脳脊髄液流れの検出に難渋した。脳室内の脳脊髄液の動態を検討するためには、MRIと数値流体シミュレーションとを相補的に用いる必要があるが、T2強調画像やCISS画像からの脳室の形状モデルの抽出に難渋したため、当初計画よりも遅れることになった。現在、数値流体シミュレーションを脳室内の脳脊髄液流れに適応できるように調整中である。現在、脳室の形状の抽出方法を検討中である。さらに、正常圧水頭症の患者を対象とした3D cine PC MRIを撮像し、病的な状態における脳脊髄液流れを撮像する予定である。物品費については、大規模な流体シミュレーションを行うためのワークステーションの購入が必要なかったため。次年度に購入予定である。旅費については、研究に関する国際会議に参加するための海外出張がなかったため。次年度に、研究と関連する海外での国際会議に参加する予定である。
内湾河口域の物質循環に及ぼす流入負荷の影響とその制御

多摩川の中下流部,河口部,東京湾内湾において,水温,塩分,電気伝導度,流速,水中照度などを測定するとともに,試水を採取してSS, DO,有機炭素及び無機栄養塩類(N, P, Si化合物など)を分析し,植物プランクトンの現存量(クロロフィルa__-量)と光合成活性の測定を行った.多摩川大橋から河口までの7測点での調査の結果,上げ潮時と下げ潮時いずれの場合も下層にはかなり上流まで高塩分の内湾水が入ってきていることが明らかになった.川の水は多量の懸濁物を含み,著しく濁っており,水中照度の減衰は極めて急激であった.無機窒素の中でアンモニア態窒素が最も多く,下げ潮時には上流より下流で濃度が高く,河口で最大であった.反応性リン及びケイ酸態ケイ素は上流で濃度が高く,河口に向って減少した.水中のクロロフィルa__-濃度は,鉛直的に著しい差異はなく, 8月の下げ潮時は河口より上流の方でやや高めであったが,上げ潮時は上流の表層で下層よりかなり高くなっていることがわかった. 9月の結果を8月と比較すると,河口でやや高めであるのに対し,多摩川大橋では著しく低かった.また12月には河口では低く,多摩川大橋では比較的高い値を示した.クロロフィルa__-量あたりの光合成速度は河口の植物プランクトンで比較的高く,河川水については多摩川大橋のものでやや高めであったものの,大師橋及び六郷橋のものとは大きな差はなく,河口のものと比べると活性はかなり低かった.また,河口の試料と多摩川大橋の試料について,塩分を変えて光飽和光合成活性の変化を検討した結果,河口の植物プランクトンの光合成活性は塩分の低下に伴ってゆるやかに低下するが,河川水の植物プランクトンの光合成活性と塩分の上昇に伴ってかなり急激に低下することが明らかになった.これは,河口域の植物プランクトンが広塩性であることを示唆するものである.多摩川の中下流部,河口部,東京湾内湾において,水温,塩分,電気伝導度,流速,水中照度などを測定するとともに,試水を採取してSS, DO,有機炭素及び無機栄養塩類(N, P, Si化合物など)を分析し,植物プランクトンの現存量(クロロフィルa__-量)と光合成活性の測定を行った.多摩川大橋から河口までの7測点での調査の結果,上げ潮時と下げ潮時いずれの場合も下層にはかなり上流まで高塩分の内湾水が入ってきていることが明らかになった.川の水は多量の懸濁物を含み,著しく濁っており,水中照度の減衰は極めて急激であった.無機窒素の中でアンモニア態窒素が最も多く,下げ潮時には上流より下流で濃度が高く,河口で最大であった.反応性リン及びケイ酸態ケイ素は上流で濃度が高く,河口に向って減少した.水中のクロロフィルa__-濃度は,鉛直的に著しい差異はなく, 8月の下げ潮時は河口より上流の方でやや高めであったが,上げ潮時は上流の表層で下層よりかなり高くなっていることがわかった. 9月の結果を8月と比較すると,河口でやや高めであるのに対し,多摩川大橋では著しく低かった.また12月には河口では低く,多摩川大橋では比較的高い値を示した.クロロフィルa__-量あたりの光合成速度は河口の植物プランクトンで比較的高く,河川水については多摩川大橋のものでやや高めであったものの,大師橋及び六郷橋のものとは大きな差はなく,河口のものと比べると活性はかなり低かった.また,河口の試料と多摩川大橋の試料について,塩分を変えて光飽和光合成活性の変化を検討した結果,河口の植物プランクトンの光合成活性は塩分の低下に伴ってゆるやかに低下するが,河川水の植物プランクトンの光合成活性と塩分の上昇に伴ってかなり急激に低下することが明らかになった.これは,河口域の植物プランクトンが広塩性であることを示唆するものである.
非侵襲的方法による日中韓小児の微量元素の摂取と栄養に関する研究

日中韓園児の食事と毛髪検体の微量元素・ミネラル類を測定、実態と公衆栄養、環境汚染上の課題を検討。(1) As, Cd, Pb, Cr, Li, Mo, VとCu等ミネラル類の摂取量に地域変動がある。(2)毛髪濃度はNi, Pb, Cu, Fe、Mn, Ca, Mgでは女児が男児より高値。Cd,Cr,Mo,Vも類似傾向。Na,Kは男児が高値。(3) As,Cd,Pb,Ni,Vの毛髪濃度に地域変動がある。(4)元素の摂取量と毛髪濃度の関係は個人、幼稚園単位で共に一様でない。Cd, V, Cuは正相関傾向、As, Li, P, Kは負の逆相関傾向を示す。理由の検討が必要。(6)毛髪Hg濃度は日本が韓国、中国園児よりも著明に高値を示す。理由の検討が必要。小児の微量元素の小児の発育・発達および有害性が認められている微量元素を対象に、体内栄養状況の生体指標として実用性等から非侵襲的な方法で採取できる毛髪、爪および尿の有用性について観察・評価することを目的とする。さらに、小児の微量元素の毛髪や爪中濃度のバックグランドレベルについて検討する。(1)調査対象は就学前4歳から6歳の幼稚園男女児で、2003年からの調査により採取した食事と毛髪である。採取している検体は韓国ソウル市1幼稚園、済州道3幼稚園の合計4幼稚園の113名、中国は北京市3幼稚園の80名、山東省済南地区2幼稚園の78名、湖南省長沙地区2幼稚園79名、吉林省長春地区2幼稚園80名、陜西省西安市2幼稚園40名からの物である。食事および毛髪検体の微量元素等の測定を行った。食事は湿式灰化処理後ICP-MS,ICP-AES法等で160検体の微量元素(As,Se,Cd,Pb,Sn,Fe,Zn,Cu)およびCa,Mg,Na,Kの主要元素,毛髪はアルカリ溶融処理後80検体の29元素(As,Se,Cd,Pb,Sn,I,Hg,Fe,Zn,Cu,Ca,Mg,Na,K等)について測定した。(2)2008年2月に中国の共同研究者である北京大学・公共衛生学院の王培玉教授と吉林大学・体育学院の劉忠民教授を招いて研究検討会を実施した。小児の微量元素の小児の発育・発達および有害性が認められている微量元素を対象に、体内栄養状況の生体指標として実用性等から非侵襲的な方法で採取できる毛髪、爪および尿の有用性について観察・評価すると共にアジア地域の小児の微量元素の毛髪や爪中濃度のバックグランドレベルを検証する。(1)研究対象は就学前4歳から6歳の幼稚園児で、2001年から2005年までの調査により採取した食事とスポット尿と毛髪によった。調査検体は韓国ソウル市1幼稚園、済州道3幼稚園の合計113名、中国は北京市3幼稚園の80名、山東省済南地区2幼稚園の78名、湖南省長沙地区2幼稚園79名、吉林省長春地区2幼稚園80名、陜西省西安市2幼稚園40名および宮城県内幼稚園児296名から得た。食事と尿は湿式灰化処理、毛髪はアルカリ溶融処理後にICP-MS,ICP-AES、AAS法で前年度に引き続きAs、Se、Cd、Pb、Sn、Fe、Zn、Cu、Ca、Mg、Sr、Na、K、Cl等を測定した。(2)元素摂取量、尿中濃度および毛髪濃度の測定値を幼稚園、性、年齢別に整理、検討した。元素摂取量は3歳児から6歳児間では性差を認めない。毛髪濃度には元素により有意な性差を認め、多くは女児に高値である。摂取量には年齢間に相違を認めるものもあるが単位体重当たりでは解消する。汚染元素および栄養元素共に幼稚園間、地域および日中韓で有意な相違を認められるものがある。(3)各元素間の相関を摂取量および毛髪濃度について求めた。摂取量および毛髪濃度共に元素間で有意に相関間関係を示すグループを認める。(4)幼稚園単位では摂取量と毛髪濃度の間には有意な相関関係を認めるものがある。(5)毛髪濃度による摂取量の評価、栄養に関する評価の妥当性については詳細な検討が必要である。
間葉系幹細胞におけるＢＭＰ２／ＰＰＡＲγシグナルクロストークの解析

申請者は間葉系幹細胞を用いて、脂肪細胞分化促進因子PPARγと骨芽細胞促進因子BMP2シグナルの相互作用に関し、検討を行った。BMP2はPPARγ依存的な脂肪細胞分化を抑制しなかったものの、PPARγリガンド(トログリタゾン;TRO)を投与した後にBMP2を添加すると、TRO単独投与よりもPPARγ標的遺伝子mRNAの発現が促進される現象が観察された。さらに転写に関係する修飾ヒストンの分布に関しても変化が見られた。このようにPPARγとBMP2に関し、エピジェネティク制御依存的な調節機構の存在を見出す事に成功した。マウス骨髄由来の間葉系幹細胞であるST2細胞を用い、脂肪細胞分化、骨芽細胞分化におけるBMP2とPPARγ活性のクロストークに関して、マーカー遺伝子発現、エピジェネティク制御の両面から検討を行った。ST2細胞においてPPARγリガンド及びBMP2を添加し、ChIPアッセイを用いて脂肪細胞分化誘導因子aP2プロモーター、骨芽細胞分化誘導因子Runx2プロモーター領域のヒストン修飾変動を検討した。詳細な検討の結果、PPARγリガンド処理3時間後にBMP2処理を4時間行った場合、BMP単独で4時間処理した場合よりも、Runx2プロモーター領域において、転写活性に関連する修飾ヒストンH3分布が増加した。更にBMP2を3時間処理後、PPARγリガンド4時間処理を行った場合では、PPARγ単独で4時間投与した条件よりもaP2プロモーター領域において転写活性化型修飾ヒストンH3が低下する傾向が得られた。これらの結果は、骨芽細胞分化マーカー遺伝子Runx2や脂肪細胞分化マーカー遺伝子aP2のmRNA発現変動と類似している事を、定量的RT-PCRを行う事で確認する事が出来た。また、ST2細胞の培養において各リガンドを順番を変えて添加した場合も同様な結果が得られる事を、骨芽細胞で特異的に発現するアルカリホスファターゼ活性、脂肪細胞の中性脂質を染めるオイルレッドO染色で確認を行った。更にマイクロアレイを施行したところ、ChIPアッセイや定量的RT-PCRの結果と同様にBMP2とPPARγリガンド処理順による遺伝子発現変動の差を見出した。またPPARγ機能を制御する遺伝子のノックアウトマウス作出を世界に先駆けて成功し、解析用に繁殖させている。マウス骨髄由来間葉系幹細胞の培養細胞株ST2細胞を用い、骨芽細胞分化促進因子BMP2と脂肪細胞分化促進因子PPARγの活性状態におけるクロストークに関し、リアルタイムRT-PCRやマイクロアレイによる分化マーカー遺伝子mRNA発現、ChIPアッセイを用いたエピジェネティクス制御の両面から解析を行った。前年度までの結果に加え、マイクロアレイの結果、BMP2とPPARγリガンド処理の順番によってmRNA発現が変動する遺伝子は、脂肪細胞分化マーカー遺伝子や骨芽細胞分化マーカー遺伝子の他にゲノムワイドに変化することを見出した。今年度は解析対象となる遺伝子の探索を行い、更なる研究の発展の可能性を試みた。これらの結果の一部は"Signaling Crosstalk between PPARγand BMP2 in Mesenchymal Stem Cells."のたいとるで、平成24年12月に電子ジャーナル「PPAR Research」(インパクトファクター2.685)にcorresponding authorとして掲載された(2012:607141.)。さらにPPARγ機能と関連する機能未知遺伝子のノックアウトマウス作出にも成功し飼育維持を行っている。組織特異的なノックアウトマウスの作出を行う為に、まずFLP Tgマウスと掛け合わせてloxP配列のみの配列を有するflマウスを作出した。更にflマウスを掛け合わせる事でホモfl/flマウスの作出に成功した。現在組織特異的遺伝子組み換えを行うためにCre-Tgマウスを掛け合わせている。マウス骨髄由来の間葉系幹細胞であるST2細胞を用いて、脂肪細胞分化、骨芽細胞分化におけるBMP2とPPARγ活性のクロストークに関し、マーカー遺伝子発現、エピジェネティク制御の両面から検討を行っている。