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高齢者福祉施設における肺炎球菌保菌と莢膜型の分子疫学解析～高齢者肺炎予防に向けて

被験者の咽頭ぬぐい液から肺炎球菌を分離培養せず、そのまま短時間混合増菌培養後DNAを抽出し、肺炎球菌に特異的な遺伝子(自己融解遺伝子)であるlytAをPCRで検出した。lytAが陽性の場合を保菌者とした。2011年は、被験者36名中11名(30.6%)、2012年は39名中10名(25.6%)、2013年は35名中15名(42.9%)がlytA陽性で肺炎球菌を保菌していた(被験者の重複はない)。また、PCRにより23価肺炎球菌ワクチンに含まれる莢膜型に特異的なプライマーを用いて、lytA陽性者36名に関して28名の莢膜型を決定することができた。23価肺炎球菌ワクチンに含まれる莢膜型菌の保菌率は77.8%であった。しかし、lytA陽性者8名が23価肺炎球菌ワクチンに含まれない莢膜型菌を保菌していることが示唆された。さらに、全被験者10名のうち過去5年以内に23価肺炎球菌ワクチンを接種していたのは20名で18.2%であった。lytA陽性者36名の中で接種していたのは5名であり、そのうち4名が保菌している肺炎球菌の莢膜型がワクチンに含まれている型であった。残りの1名はワクチンに含まれない莢膜型であった。今回、我々が改良した混合増菌培養からのPCR検出法による成人健常者の肺炎球菌保菌率は32.7%であり、従来の分離培養法による保菌率より数倍高いことから、混合増菌培養からのPCR検出法は分離培養法に比べて検出感度が高いことが示唆された。また個人の熟練に依存せず、検出に要する時間も分離培養法に比べて短時間であった。今回の方法の普及により健常者の肺炎球菌保菌率は、より実情を反映する値になることが期待される。感染管理肺炎球菌は自己融解するために増菌培養が非常に困難であるため、検出感度が低く信頼できる結果が必ずしも得られなかった。しかし、今回新たに咽頭ぬぐい液をそのまま液体培地で増菌培養後にDNAを抽出し、PCR(高度遺伝子検出法)により肺炎球菌に特異的なautolysin遺伝子(lytA, 300bp)を検出することに成功した。これにより肺炎球菌の検出感度が飛躍的に向上し、正確な肺炎球菌の保菌率を得ることが可能になった。さらに、lytA陽性サンプルを用いて肺炎球菌の莢膜型をPCRで判定する方法を確立した。これにより、正確な23価肺炎球菌ワクチンのカバー率を得ることが可能になった。またアンケート調査と今回の莢膜型別の結果から、3年以内に23価肺炎球菌ワクチンを接種したにもかかわらず、ワクチンに含まれている莢膜型を有していたことは、今後の23価ワクチン接種の有効性を考える上で重要なデータとなる。そして、高齢者の肺炎球菌保菌の感染経路を特定するために、某病院の小児科外来で肺炎球菌の保菌調査が実施できることは高齢者の肺炎予防にとって重要な問題提起ができると考える。さらに、調査するフィールドを拡大することによって、市中の高齢者の肺炎球菌保菌率の地域差や地方自治体による23価肺炎球菌ワクチン接種支援事業と肺炎球菌保菌率との関連性を知り、より効果的なワクチン接種推奨のための手立てを考案することができる。肺炎球菌は通常血液寒天培地で培養するが自己融解するために増菌培養が困難であるため、検出の感度が低く信頼できる結果が必ずしも得られなかった。しかし今回新たに考案された方法、すなわち咽頭ぬぐい液をそのまま液体培地で増菌培養後にDNAを抽出し、PCR(高度遺伝子検出法)により肺炎球菌に特異的なautolysin遺伝子(lytA,300bp)を検出することに成功した。これにより肺炎球菌の検出感度が飛躍的に向上し、正確な肺炎球菌の保菌率を得ることが可能となった。市中の高齢者を対象にアンケートならびに肺炎球菌の保菌調査を実施したことにより、23価ワクチンに含まれていない莢膜型の肺炎球菌を保菌している可能性が示されたことは、今後の23価ワクチン接種の有効性について考える上で重要なデータとなる。
気候変動政策におけるEUのリーダーシップ―「競争力」志向と規制の融合

本研究は、気候変動分野におけるEUのリーダーシップを可能にしている要件を、EU排出量取引制度(EU ETS)の政治過程から明らかにする試みである。先行研究で示された欧州委員会気候行動総局や環境NGOの役割を認めつつも、本研究は、本来規制内容に大きな影響を与える産業界が、なぜ義務的な制度設計を容認したのかという点を、EU産業界内部に生じた分裂に着目して説明した。結果EUでは、電力業界がその他のエネルギー集約型産業(化学、鉄鋼など)に比べて炭素削減に前向きな態度に転じたことで、産業界の一貫した反対が崩れ、EUのリーダーシップを支える野心的な制度が可能となったことが明らかとなった。本研究は、EU域内の経済利益集団間の関係と、各利益集団間で「競争力」の概念がどのように環境保護(この場合は、炭素削減)と整合されたのかを明らかにすることを通じて、なぜEUがグローバルな気候変動へのルール作りに当たって積極的な姿勢を取りうるかという問いに答えようとするものである。この目的を達成するための下地作りとして、平成25年度は、気候変動を含むEUの環境政策に関する文献サーベイを行うとともに、これまで実施したインタビュー調査によって明らかになったEU諸機関、産業界、NGOの行動を明らかにすることを目指した。具体的には1EU環境政策(含・気候変動)の文献サーベイ→2EUの意思決定構造に関する文献サーベイ→3気候変動に対するEUの各アクターの動向に関する史資料収集→4各アクターの態度形成に関するインタビュー調査→5EU産業界と欧州委員会・NGOの関係の特定化、という手順を踏む計画を立てた。手順13に関しては、首都大学東京に所収されている図書および雑誌を主要に用いて行った。この作業を通じて浮上したEU気候変動政策における利益集団間の関係をを元に、実証的な調査に入る予備的考察として、7月に研究会で報告を行い、その内容を文章化した。また、「競争力」という経済上の言説と、炭素削減という環境保護上の言説の関係についての論文を執筆したが、出版は平成26年度になる見込みである。本研究の意義としては、グローバルな環境交渉において見られるリーダーシップを説明する上では、単に環境担当の行政当局や環境NGOなどのアクターの影響力の強さを見るだけではなく、規制対象となる経済利益集団の側に、環境保護を能動的に捉えるための言説が存在することが重要である点を、示した点にあると言えよう。本研究は、EU域内の経済利益集団間の関係と、各利益集団間で「競争力」の概念がどのように環境保護(この場合は、炭素削減)の理念と統合されたのかを明らかにすることを通じて、なぜEUがグローバルなレベルにおける気候変動ガバナンスに積極姿勢を示してきたのかという問いに答えようとするものである。この目的を達成するため、平成26年度は、EUの産業界内部のアクター(頂上団体、エネルギー集約型産業の各業界団体、電力業界、その他の業界)それぞれが気候変動政策に対して有する動機にフォーカスすることが目指された。具体的には、1グローバル・ガバナンスにおける規制の動態に関する文献サーベイ→2EUによる「規制のグローバル化」に関する文献サーベイ→3EU産業界内における気候変動への態度についての量的・質的サーベイ→4産業界による規範受容の程度の特定化、という手順が計画された。手順1と2に関しては、研究代表者が以前から収集してきた図書および平成26年4月より赴任したワシントンDCで収集可能な雑誌論文等を通じて調査を進めた。本研究は、EU域内の経済利益集団間の関係と、各利益集団間で「競争力」の概念がどのように環境保護・炭素削減の理念と統合・調整されているのかを明らかにすることを通じて、EUが内外において気候変動に積極的に取り組んでいる背景を明らかにしようとする試みである。この目的を達成するため、平成27年度は、前年度からの積み残しであるEU産業界内部のアクター(頂上団体、エネルギー集約型産業、電力業界)の気候変動に臨む態度を聴取した上で、欧州委員会及び市民社会団体にも聞き取りを行い、気候変動政策に関する態度の共通点と相違点を明らかにすることが目指された。当初の具体的な計画は、1前年度の量的・質的調査のまとめ→2EUの気候変動政策に対する態度形成についての補足的インタビュー(特にポスト京都交渉について)→3EUのリーダーシップに関する理論的考察→4環境政策におけるリーダーシップの要件について仮説構築→5知見の公表、との手順が計画された。1における前年からの蓄積を基に、平成27年度はEU気候変動政策を取り巻く各アクター(欧州委員会、産業界、環境NGO、シンクタンク)にそれぞれ聞き取りを行い、「競争力」と気候変動対策の関係、EU排出量取引制度改革に対する評価、及び昨年合意に至った「パリ協定」に対する評価につき、まとめて聞き取りを行った。なお当初は、2を「補足的インタビュー」としていたが、今回の聞き取り調査は、本研究課題における最初の聞き取り調査となったため、「補足的」というよりも「主要な」調査となった。そのため、「補足的な」聞き取り調査及び3と4については、研究の遅れにより、次年度に持ち越すこととなった。研究代表者は、平成26年4月より外務省専門調査員として、米国ワシントンDCに赴任した。

職場で付与される研究・調査マンデート及びその他の業務への対応のため、本研究課題に割くことのできるエフォートが大幅に低下し研究が遅れていたものの、平成28年2月に実施した聞き取り調査では、平成27年夏のEUによる排出量取引改革の立法、同年12月の「パリ協定」合意を踏まえた各アクターの見解を得ることができ、本研究課題に取り組む上で非常に有用な情報を得ることができた。なお、聞き取り調査先の選定においては、専門調査員として構築した人脈の一部を活用することができた点も申し添える。本研究は、EU域内の経済利益集団間の関係と、各利益集団間で「競争力」の概念がどのように環境保護・炭素削減の理念と統合・調整されているかを明らかにすることで、EUが内外において気候変動に積極的に取り組んでいる背景を探る試みである。平成28年度は、1EUの気候変動分野におけるリーダーシップを理論的に説明する枠組を構築するとともに、2EUを比較の観点から捉えるために、米国・日本等の事例にも焦点を当てた。1については、Falkner (2009)等の「新多元主義(neo-pluralism)」の枠組に、規範間の政治を組み込んだ枠組を設定し、これを基に欧州での聞き取り調査を踏まえた分析を行った。2については、特に日本の事例(国レベルでの排出量取引制度の不成立、自治体レベルでの制度導入)は、国際学界での認知度が低い一方、排出量取引導入の成功例としては重要なケースであることから、1で構築した枠組みを「都市と気候変動(Cities and Climate Change)」の諸研究(Betsill, 2001; Bulkeley and Betsill, 2003; Bulkeley and Betsill, 2007; Bulkeley, 2013)に引き寄せて、東京都の事例を分析した。他方、米国のケースについては期間内に成果として公表するに至っていない。なお、1及び2の研究成果について、研究代表者は、2017年2月に開催された国際関係学会(International Studies Association)年次大会で報告を行った。成果は同学会に提出したペーパーによって公表されている。なおEUのケースに関しては、研究代表者の日常業務との兼ね合いもあって、補助的な聞き取り調査を実施することができず、計上していた旅費を使用することができなかったことを申し添える。本研究は、気候変動分野におけるEUのリーダーシップを可能にしている要件を、EU排出量取引制度(EU ETS)の政治過程から明らかにする試みである。先行研究で示された欧州委員会気候行動総局や環境NGOの役割を認めつつも、本研究は、本来規制内容に大きな影響を与える産業界が、なぜ義務的な制度設計を容認したのかという点を、EU産業界内部に生じた分裂に着目して説明した。結果EUでは、電力業界がその他のエネルギー集約型産業(化学、鉄鋼など)に比べて炭素削減に前向きな態度に転じたことで、産業界の一貫した反対が崩れ、EUのリーダーシップを支える野心的な制度が可能となったことが明らかとなった。研究代表者は、平成26年4月より外務省専門調査員として米国ワシントンDCに赴任した。ただし、職場で付与される研究・調査マンデーとおよびその他の業務への対応が当初の予想に比して大きく、年度を通じて本研究課題に使用できるエフォートが大幅に低下してしまったことが、研究の遅れの大きな理由である。平成28年度は、最終的にEUの気候変動分野におけるリーダーシップを理論的に説明するための枠組を構築し、それを公表することを目指す。
加圧あるいは減圧にした大気中及び静水圧中における、高等植物の生理生化学反応の解析

本年度の結果を以下にまとめた。1.植物培養用小型圧力チェンバーの試作計画25気圧の大気加圧実験は、昨年度製作した圧力チェンバー(高さ250 mm,外径170 mmの円筒形)で簡単に行えるが、異なる圧力で、同時に多数のサンプルを加圧処理するには大きすぎる。そこで、小型で、さらに高圧加圧が可能なチェンバーを試作することを立案中である1020気圧の耐圧性能を持つポリカーボネートパイプ(高さ200 mm, od/id=76mm/65mm)の上下に、厚さ10mmのSUS-316製円盤を、ガスケットを介してボルトで締め付け気密構造とする。チェンバー上部に、25気圧ブルドン管圧力計、大気開放型安全弁、圧力調整器を取り付け、高圧ボンベより空気を導入して任意の圧力に加圧する計画である。2.暗黒芽生えを用いた加圧実験レタス、トマト、キュウリ、そしてダイコンを種子より25気圧の加圧大気中で培養した。圧力効果の解析をできるだけ簡単にするため、暗黒条件にした。全てに共通した傾向は、圧力が高くなるにつれて発芽の時期が遅れ、胚軸と根の伸長成長が抑えられ太く頑丈になることである。しかし、圧力感受性は植物種によって異なり、トマトは敏感、ダイコンは鈍感であった。キュウリ下胚軸表皮細胞を光学顕微鏡で調べたところ、1気圧芽生えに比べ、小さく、密に並んでいる傾向があった。さらに、暗黒芽生えの光に対する反応性(フックや子葉の展開)にも、圧力の効果が認められた。2.オジギソウの刺激反応性についても調べた。圧力チェンバー内にリモートコントロール可能なガイド棒を取り付け、内部のオジギソウに接触刺激をあたえた。3気圧加圧下で刺激反応後の回復時間を調べたところ、回復速度が速い傾向が認められた。まだ予備実験段階のため、今後種々の条件設定を行い、詳細に調査する予定である。植物の芽生えが加圧大気中でいかなる形態形成反応を示すか、また加圧種子がどのような生理学的変化を引き起こすかを調べるために、本年度は、植物培養用高圧チェンバーの設計、並びに種子に静水加圧する装置の製作とそれを用いた予備実験を行った。1.加圧大気中で植物を培養するための高圧チェンバーの設計試作植物の培養には光が必要である。そのため、高圧チェンバーはod/id=170mm/154mm高さ250mmの透明アクリルパイプ製とし、6mm厚のSUS-316製円盤を上下にガスケットを介して取り付け気密構造とする。弾性円筒近似による強度計算では、この容器の耐圧性能は約10気圧となり、23気圧までの加圧実験は安全に行い得る。なお、内部圧力はod/id=39mm/35mmアクリルパイプ製dead weight piston cylinderによりコントロールする。これらの高圧装置は現在製作中である。2.種子加圧装置と加圧実験静水圧での加圧(50900気圧)は、SUS-316製od/id=50mm/13mmの耐圧容器中でおこなった。内部に、フリーピストンを装着したテフロン製の内部セル(od/id=10mm/9mm、長さ105mm)をいれ、常法により油圧ハンドポンプで加圧した。内部セルは隔壁で2つのコンパートメントにわけた。それは、種子に生理活性物質やシグナル伝達に関わる薬品処理をほどこす場合、一方にコントロール用の種子を入れるためである。レタスの種子を用いた一連の実験では、蒸留水中で300気圧20時間の加圧後、常圧に戻しても、常圧種子と同様の光応答発芽を示した。しかし加圧種子の芽生えを常圧種子の芽生えと比べると、胚軸と根の長さは短く、子葉のクロロフィル量も少なかったが、根毛は発達している等の、形態変化が認められた。植物芽生えに対する加圧大気の効果を調査するため、培養用高圧チェンバーを改良し、その中で芽生えを発芽成長させた。1.植物培養用圧力チェンバーの製作と改良昨年度報告した圧力チェンバーに改良を加え、簡便で操作の容易なものを試作した。高さ250mmの透明アクリルパイプ(od/id=170mm/154mm)の上下に、SUS-316製円盤(5mm厚)を、ラバーガスケットを介して、6本のボルトで締め付ける方法で気密構造とした。上部円盤にpressure inlet valveを取り付け空気加圧器と接続した。内部圧力の調節は、dead weight piston cylinder法をとりやめ、圧力計を用いた。このチェンバーは、計算上10気圧までの耐圧性能を持つが、安全性を考え、加圧実験は23気圧までで行った。チェンバー内部空気を2.6気圧に加圧し、18日間放置した場合でも、圧力低下は0.2気圧以内であった。このことから、この構造のチェンバーで長期間の培養実験が行えることが明らかになった。現在、さらに高圧力で実験可能なチェンバーの設計と試作を行っている。2.芽生えの加圧培養まず双子葉植物の形態形成に及ぼす圧力効果を調べるため、レタス、トマトそしてキュウリの種子を上記圧力チェンバー内2.5気圧中で発芽成長させ、加圧しない(1気圧)チェンバー内で育てたコントロールと比較した。どちらのチェンバー内も水蒸気飽和条件とした。加圧下では、種子発芽に影響は見られなかったが、芽生えの形態に変化が生じた。特にレタスにおいて、下胚軸や根の長さや太さ、子葉の拡大成長や展開速度に顕著な差が認められた。

現在、加圧芽生えの組織や細胞の構造変化を、光学顕微鏡をもちいて調査している。本年度の結果を以下にまとめた。1.植物培養用小型圧力チェンバーの試作計画25気圧の大気加圧実験は、昨年度製作した圧力チェンバー(高さ250 mm,外径170 mmの円筒形)で簡単に行えるが、異なる圧力で、同時に多数のサンプルを加圧処理するには大きすぎる。そこで、小型で、さらに高圧加圧が可能なチェンバーを試作することを立案中である1020気圧の耐圧性能を持つポリカーボネートパイプ(高さ200 mm, od/id=76mm/65mm)の上下に、厚さ10mmのSUS-316製円盤を、ガスケットを介してボルトで締め付け気密構造とする。チェンバー上部に、25気圧ブルドン管圧力計、大気開放型安全弁、圧力調整器を取り付け、高圧ボンベより空気を導入して任意の圧力に加圧する計画である。2.暗黒芽生えを用いた加圧実験レタス、トマト、キュウリ、そしてダイコンを種子より25気圧の加圧大気中で培養した。圧力効果の解析をできるだけ簡単にするため、暗黒条件にした。全てに共通した傾向は、圧力が高くなるにつれて発芽の時期が遅れ、胚軸と根の伸長成長が抑えられ太く頑丈になることである。しかし、圧力感受性は植物種によって異なり、トマトは敏感、ダイコンは鈍感であった。キュウリ下胚軸表皮細胞を光学顕微鏡で調べたところ、1気圧芽生えに比べ、小さく、密に並んでいる傾向があった。さらに、暗黒芽生えの光に対する反応性(フックや子葉の展開)にも、圧力の効果が認められた。2.オジギソウの刺激反応性についても調べた。圧力チェンバー内にリモートコントロール可能なガイド棒を取り付け、内部のオジギソウに接触刺激をあたえた。3気圧加圧下で刺激反応後の回復時間を調べたところ、回復速度が速い傾向が認められた。まだ予備実験段階のため、今後種々の条件設定を行い、詳細に調査する予定である。
心臓リンパの研究、特に心臓外科手術に関連して

平成元年よりの3年間に本研究では主として心筋虚血、心筋梗塞と心臓リンパの関係を追求してきた。即ち基本的な実験として犬で左前下降枝、或いは左回旋枝を結紮して心筋梗塞領域を作成すると心臓のリンパ流量は増加する。実験は心臓の機能を有意に損なわない範囲の冠動脈結紮下に行った。リンパの流量は増加し、実験的心筋梗塞の範囲と相関した。(Y=2.95X+97.97、r=0.86、P<0.001)梗塞範囲の大きさはTTC染色によった。次いで心臓リンパを誘導して心筋の生理的状態を保つためにヒアルロニダ-ゼを用い(全身投与)同様に冠動脈左前下降枝を結紮して梗塞域を作成したところ心筋梗塞の範囲は非誘導の場合より明らかに減少した。測定にはTTC染色を用い、冠動脈結紮によってメチレンブル-が到達しない領域をrisk areaとして(R)梗塞領域(TTC染色に染まらない領域)(I)との比を測定した。値はヒアルロニダ-ゼ使用0.111±0.123、非使用で0.335±0.15で両群間には有意差がみられた。(P<0.001)心臓リンパのうっ滞は組織の浮腫をきたすことが心筋の重量測定で明かとなった。次の段階の実験として1)心臓リンパは冠動脈の血流量と相関しているのか、2)リンパのうっ滞によって局所心筋には何が起こっているのかという点を検討した。冠動脈血流量を定量的に変化させるためには大動脈ー冠動脈バイパスを作成する必要があり挿入法でバイパス犬を作成した。冠動脈血流量を50%に減ずると心臓リンパ流量は変化しなかった。但し心臓機能には影響が及ばない範囲の血流減少であった。呼応する血流減少領域の心筋血流量は心外膜側で前値の29.8%、心内膜側で38.4%減少した。同様の冠動脈血流量制限でヒアルソニダ-ゼを使用すると局所心筋の血流減少は前者で3.0%、後者で8.5%と軽減された。心臓リンパを誘導することで心筋の虚血状態を改善し得ることが明かとなった。研究目的、従来よりおこなってきた基礎的実験で心臓リンパが心筋の生理的恒常状態の維持に深くかかわっていることが判明した。そこで心筋の虚血状態を実験的に作成し、非生理的環境下の心臓リンパを積極的に誘導排泄せしめ、(1)心筋浮腫の軽減、(2)心筋代謝産物の積極的な排泄を企ねることが心筋の生理的恒常状態の維持に有利に働くか否かを実験的に検討した。方法:雑種成犬を用い、心臓リンパ管をメチレンブル-で染色し、心臓リンパ節、気管気管支又リンパ節、気管前リンパ節等の排泄経路の全てを結紮遮断した。次に左冠動脈で第一対角枝分岐直後で血行を遮断し、4時間放置して流域の心筋梗塞を作成した。血流杜絶の部位は冠動脈にメチレンブル-を注入して明らかにした。梗塞部位はその後のTTC染色での陰性部分とした。血行動態は実験を通じて測定し不適当なものは除外した。

全く同様の実験方法でリンパ路の遮断をしないものを対照とした。血流は見られない範囲をriskarca(R)とし、梗塞が完成している領域をinfarctarea(I)として、I/Rの比をプラニメトリ-で算出して両者を比較した。成績、リンパ管を結紮した犬でのI/Rは0.57±0.24で、非結紮犬のそれは0.23±0.8でP<0.01で有意差をもってリンパ管結紮での梗塞域の方が広かった。考接、結語:心臓リンパが心筋の生理的な恒常状態の維持に密接な関連を有すること、リンパのうつ滞が心筋梗塞の範囲をひろげることなどの研究成果は逆に心臓リンパの誘導排泄による梗塞の治療につなげうるものである。また梗塞領域の広さは心臓リンパの流量とも比例するもので、心臓リンパの成分も梗塞に関連の逸脱酵素を多く含む、これらのことから本実験は今後の発展方向が示されたと考える。心臓のリンパは他の臓器におけると同様に心臓の生理的な恒常状態の維持に重要な役割を演じている。研究では従来一貫して心臓外科での各種病態と心臓リンパの関係を検討してきたが虚血心筋での心臓リンパが病態に特に深くかかわっていることを知り対象を心筋梗塞に向けてここ1、2年の研究目標とした。犬で左冠動脈前下行枝に結紮を加えると血流壮絶域に梗塞の完成を見る。同時にその周辺に梗塞には至らない血流障害域が存在することはきわめて重要で、この領域での梗塞への移行が梗塞の軽重を左右しうる。実験ではメチレンブル-とTTC(triphenyl tetrazolium chloride)での染色を組み合わせて梗塞完成領域と血流障害領域を左室重量あたりの容積としてプラニメトリ-で算出した。同時にヒアルロニダ-ゼを投与することで虚血或は阻血によって産生された心臓リンパを積極的に排除することを試みた。この逆の観点から心臓リンパ管を結紮して心臓リンパのうっ滞も作成してみた。その結果、心臓リンパの積極的な排泄が梗塞完成領域を減少させ、心臓リンパのうつ滞が梗塞完成域を増加させることが判明した。すなわち、心臓リンパのうっ滞を有するものの左室重量に対する梗塞領域の比は0.64でうっ滞のないものの比0.23に対し有意に増加した(p<0.01)。また、ヒアルロニダ-ゼ投与での積極的誘導で梗塞領域と梗塞危険領域(血流障害領域)の比が11.1%であったのに比し積極的な誘導をしなかったものでは33.5%であった。今後の研究は血流量とリンパ流量との定量的な変化に向けられており、実験的に冠動脈バイパスグラフトを作成し、血流量の制御下により詳細な検討をおこないつつある。【目的】われわれは従来より心臓のリンパが心臓の病態生理に深く関わっている事を重視して研究を行ってきた。最近の心筋梗塞モデルから得られた知見は、1)心筋の虚血、阻血は心臓リンパのうっ滞につながる。2)心臓リンパのうっ滞のあるところでは心筋の虚血性変化の回復は悪い。3)心臓リンパを積極的に誘導排除することで心臓の虚血性病変を軽減させうることである。以上の知見に立脚して今回の実験では1)冠動脈血流量を定量的に変化させることでの心臓リンパの流量の変化とそれに伴う心筋局所血流量の変化を明らかにする、2)同一の実験モデルでヒアルロニダ-ゼによりリンパ液を誘導し、その影響を主として心筋血流量の変化として観察し検討する。この二点を目的とした。【方法】雑種成犬を用い内胸動脈ー左前下降枝バイパスグラフトを挿入法で作成し、グラフト流量(GF)を自由に操作することで虚血におちいる心筋の部位を解剖学的に可及的に一定とし、その部位の心外膜、心内膜側の心筋局所血流量を水素ガスクリアランス法で測定した。同時に心臓リンパの流量を経時的に従来の方法で測定した。【成績および考案】GFを50%に制限すると心筋局所血流量は心外膜側で29.8%、心内膜側で38.4%と減少したが、心臓リンパの流量には変化がみられなかった。
機能分析に基づく戦略的原価管理システムの理論および実践的研究

平成4年度の研究は、アクティビティ・ベースの原価計算システムと機能分析の統合可能性と、新しい原価管理システムの展開を試みた。周知の通り、アクティビティ・ベースの原価計算は、製造間接費の発生原因を企業活動、特に日常的なアクティビティに求め、このアクティビティを原価配分の基準に考えた、製品原価の原価計算方法として開発された。しかし、このアクティビティを単なる製品原価の算定のための原価配分基準のみに終始する事なく、原価管理の対象として考え、研究をすすめた。これまでの研究では、アクティビティを付加価値を生むアクティビティと付加価値を生まないアクティビティに区分し、これらのアクティビティに原価を集計することにより、企業がいかに付加価値の高い活動に経営資源を費やしているかを評価する方法が考えられた。かりに付加価値を生まないアクティビティに経営資源を必要以上に費やしているときは、このアクティビティをできるだけ排除しようとする考えである。このようにアクティビティ・ベースの原価計算は、製品原価の算定のための原価計算システムから原価管理のため原価計算システムへと変貌している。しかし、こうした原価管理の理論に問題がない訳ではない。まず、誰が何をもって付加価値を生まないアクティビティと決め付けることが出来るかという問題である。即ち、付加価値を生まないアクティビティとはいかなる基準により決定することが出来るかである。本年度は、こうした問題を解決するために、機能分析を活用し、アクティビティ情報に基づく原価管理システムを具体的に研究した。この原価管理システムについては、米国のジャーナルに投稿し、受理されている。平成2年度は、大きく分けて三つのことを実施した。第一は、日本企業の原価管理の実態調査である。具体的には、日本の第一部および第二部上場企業を中心に、約5百社強を業種に偏らないよう満遍なく抽出し、郵送によるアンケ-ト調査を実施した。アンケ-ト調査の内容は、会社概要、製品構成、目標コスト、機能分析、原価見積、コスト・テ-ブル及びCAD/CAMとの連動など40項目から成るものである。この結果は、学生の支援を得て、現在集計中である。アンケ-ト調査の集計結果は、横浜国立大学経営学部の雑誌『横浜経営研究』に発表する予定である。第二は、これらのアンケ-ト調査を集計する過程で、研究対象として興味のもてそうな企業を中心に企業訪問し、日本企業に於ける原価管理の現状並びに問題点を目標コストに基づく原価企画と機能分析の側面から、徹底的に現状分析した。この結果一部を、学会誌『会計』に日本企業の原価管理ー現状と展望ーと題し、発表した。第三は、こうした日本企業の原価管理の現状分析を実施している過程で新たな発見をした。それは日本企業の原価管理にとって新しい生産管理システムの導入と原価管理との関係も無視できないことである。したがって、新生産設備の導入と原価管理およびそれらの意思決定プロセスについて30項目にわたる質問事項を別建てで用意し、10社ほどこのテ-マについて企業訪問し、徹底的に日本企業の原価管理の状態を分析した。この結果の一部を、雑誌『原価計算』に新生産設備の導入と意思決定プロセスと題し、発表した。平成3年度は、大きく分けて三つのことを実施した。第一は、平成2年度に実施した日本企業の原価管理の実態調査を、学生の支援を得て、完全に集計することができた。このアンケ-ト調査の集計結果は、『日英両国における原価管理の実態調査』と題し、横浜国立大学経営学部の雑誌、横浜経営研究第13巻1号に発表する事になった。第二は、原価管理の実態調査を踏まえ、企業訪問を通じ、日本企業に於ける原価管理の現状並びに目標コストに基づく原価企画の現状を徹底的に調査・分析を試みた。この結果は、英国から出版する著書に反映させたいと思う。この分野の研究を通じ思いがけないことを幾つか学ぶことができた。そのうちの代表的なものは、タ-ゲット・ヴァリュ-という概念である。この概念は、所定の製品機能と価値を備えたうえで、時にはこれらの機能や価値を向上させながら、目標コストをいかに設定し、これを実現していくかという、原価管理上の目標コストの概念である。

これは、一種の目標コストであるが、これは社内的に利用するのみならず、社外にもこの概念を適用し、原価管理をはかっている。この概念は、これから注目すべき研究課題ではないかと考えている。第三は、ABCシステムと原価管理の関係について、研究を始めた点である。本来は、サ-ビス部門に関する機能分析の適用について研究するつもりであったが、この研究を進めているうち、ABCシステムのほうが、即効性があるように感じた。これについては、まだ研究を始めたばかりで、まとまったものはないが、一つの方向性として日本管理会計研究会の学会誌に投稿した。平成4年度の研究は、アクティビティ・ベースの原価計算システムと機能分折の統合可能性と、新しい原価管理システムの展開を試みかた。周知の通り、アクティビティ・ベースの原価計算は、製造間接費の発生原因を企業活動、特に日常的なアクティビティに求め、このアクティビティを原価配分の基凖に考えた、製品原価の原価計算方法として開発された。しかし、このアクティビティを単なる製品原価の算定のための原価配分基凖のみに終始する事なく、原価管理の対象として考え、研究をすすめた。これまでの研究では、アクティビティを付加価値を生むアクティビティと付加価値を生まないアクテビティに区分し、これらのアクティビティに原価を集計することにより、企業がいかに付加価値の高い活動に経営資源を費やしているかを評価する方法が考えられた。かりに付加価値を生まないアクティビティに経営資源を必要以上に費やしているときは、このアクティビティを出来るだけ排除しようといる考えである。このようにアクティビティ・ベースの原価計算は製品原価の算定のための原価計算システムから原価菅理のための原価計算システムへと変貌している。しかし、こうした原価管理の理論に問題がない訳ではない。まず、誰が何をもって付加価値を生まないアクティビティと決め付けることが出来るかという問題である。即ち、価値を生まないアクティビティとはいかなる基凖により決定することが出来るかである。本年度は、こうした問題を解決するために、機能分折を活用し、アクティビティ情報に基づく原価管理システムを具体的に研究した。この原価管理システムについては、米国のジャーナルに投稿し、受理されている。
増殖と分化のスイッチング:神経細胞における細胞周期制御の解明。

細胞分裂における染色体の正確な分配はゲノムの恒常性を維持する上に置いて重要な現象であり、その破綻は発がんのメカニズムに置いて重要な役割を果たしている。我々は滑脳症の原因遺伝子・LIS1がモータータンパク質の細胞質ダイニンの制御因子であることを突き止めた。さらにLIS1微小管-LIS1-細胞質ダイニンの複合体形成必要で、この複合体形成が細胞質ダイニンが微小管上を順行性に移動するのに必須であること解明した。さらにアスペルギルスで発見されたNUDCは微小管-LIS1-細胞質ダイニンの複合体がキネシンに結合する際のアダプター蛋白質として機能することを解明した。また、NUDCをsiRNAでノックダウンした場合、キネシンによる順行性の運搬が阻害されることを証明した。mitotic kinaseであるAurora-Aは細胞分裂時に中心体に多く発現しており、Aurora-Aは紡錘体形成に重要な役割を果たしている。我々はAurora-Aが神経細胞に置いても多く発現しており、LIS1の結合蛋白質であるNDEL1とともに神経細胞が軸索を進展する際の微小管ネットワークの再編に重要な役割を果たしていることを明らかにした。特にAurora-AがaPKCによってリン酸化され、このリン酸化がAurora-Aの活性化に必要であることを示した。これまでmitotic kinaseは非分裂細胞における機能は不明であったが、これらの研究から細胞分裂に必要な蛋白質であっても非分裂細胞においてはその基本的な役割を保持しつつ、ユニークな役割を担っていることを証明した。1 LIS1による細胞質ダイニンの制御機構の解明。我々は精製タンパク質を用いてHS1、Ndel1存在下で細胞質ダイニンの活性測定を行った。その結果、LIS1は細胞質ダイニンの抑制因子であり、Ndel1はその抑制を解除する働きがあることが分かった。さらにこのLIS1、Ndel1の機能は細胞質ダイニンが微小管のプラス端に運ばれるリサイクルの機構に密接に結びついていることが分かってきた。これらのことからHS1、Ndel1は細胞質ダイニンのリサイクルに必須の因子であることが分かった。特に、LIS1は微小管上に細胞質ダイニンを固定し、微小管-LIS1-細胞質ダイニンの複合体が形成され、この複合体がキネシンによって微小管のプラス端に運搬されることを証明した。2細胞極性の制御と細胞増殖の解明。我々はNdel1がCDK1やAuroraAによってリン酸化され、これが微小管ネットワークのコントロールと密接に結びついていることを明らかにした。我々は背側神経根細胞を用いた神経突起進展の観察から神経細胞の極性決定と神経突起の進展に先んじてAuroraAが進展部位でクラスターを形成し強く活性化し、さらにNdel1のリン酸化することが分かった。またこのAuroraA-Ndel1のクラスターはaPKCの集積に一致しており、この部分の障害は神経細胞の生存を著しく阻害することが分かった。また同部位は中心体と全く異なっており、新たなMTOCとして機能し、神経突起における微小管ネットワーク形成の中心となるごとが分かった。本計画ではこのクラスター形成のメカニズムと細胞極性の制御、神経突起進展の関連を明らかにする。
培養メサンギウム細胞におけるアポトーシス

1)培養ヒトメサンギウム細胞(HMC)のApoptosisの誘導TNF-αによるHMCのapoptosisは、可溶性TNF-α受容体により抑制された。抑制型サイトカインであるIL-10はTNF-αによるHMCのapoptosisを抑制しなかった。3)薬剤によるHMCのapoptosisDexamethasoneは高濃度でHMCのapoptosisを誘導した。免疫抑制剤サイクロスポリン、FK-506ではapoptosisは誘導されなかった。以上より、i)MCのapoptosisは炎症性サイトカインの一つであるTNF-αで誘導され、その作用は可溶性受容体で制御可能である、ii)Dexamethasoneによるapoptosis誘導は増殖の強い糸球体疾患にステロイドパルス療法が有効である事実に対する根拠となり得ることが考えられた。
高度人材養成と国際的産学官連携システムの構築

大学は、現在、グローバル化する知識経済の中で、多様化する地理的空間のダイナミズムの中に置かれている。大学は、知識の生産、労働力の訓練、ベンチャー・ビジネスの起業などを通じて、「ハイテク」地域の発達にとって重要な役割を担う。このような観点から、知識経済における主要なアクターとして、高等教育機関、特に大学が、研究活動、科学技術とイノベーション、高度技能者の教育と訓練などの多様な活動を通じて果たす都市や地域への経済的・社会的・文化的貢献についての関心が高まっている。一方で、大学はこれまでにない競争の時代におかれている。国内外の資金をめぐる競争、国際化した高等教育市場におけるランキングの普及とブランディング戦略、国際的な学生の流動性の高まり、より優秀な学生や教員、研究者を獲得するための競争と枚挙にいとまがない。本研究「高度人材養成と国際的産学官連携システムの構築」は、大学を取り巷く広義の科学技術政策とイノベーション政策の概観を行った。これらの政策の多くは国のレベルで形成されるが、大学の活動は、国際レベル、国家レベル、地域レベルと多層に渡る。特に地域レベルにおけるイノベーション促進のための人材養成という観点から、大学の活動についてケース・スタディを行った。
物体の持ち上げ時に知覚される重さに関する基礎的研究－慣性力情報の処理機構－

持ち上げ時に知覚される物体の重さへの慣性力の影響を検討した。慣性力は指先の物体接触面から物体までの距離(作用点ー重心)および軸周りの質量分布に影響される。故に同じ質量で大きさ(3水準)および距離(3水準)が異なる9種類の竿付立方体を用い、これら刺激から知覚される重さの変化から、距離(実験1)および大きさと距離(実験2)の影響を調べた。実験1からは距離の増大は重さの増大を生じた(p <.05)。実験2からは距離の増大+大きさの減少は重さの増大(あるいはその逆)を生じたが、両要因の拮抗関係が崩れると重さは複雑に変化した。そこで複雑な両要因の影響を量的・組織的に説明できるモデルを提案した。平成24年度は、平成23年度に引き続き、研究データの妥当性、信頼性および精度を高めるための実験条件および実験環境の整備のための予備実験を繰り返した。すなわち、(1)持ち上げ実験装置(Lifting Simulator:LS、平成24年度)の試作と改良、(2)振動刺激発生装置(現有)の刺激強度・刺激部位の決定(平成25年度)である。LSについては、当初予定の一軸方向(上下)から二軸方向(上下・左右:平成23年度)へ、平成24年度にはさらに三軸方向(上下、左右、前後)が検出できるよう小型センサー(テック技販社製、京都)に変更し、LSで物体を持ち上げた際にすべての方向に対する振動・力特性が検出できるように改良した。その一方で、LSでの物体挙上が、第三者より人間の持ち上げ運動を正確に反映していないとの指摘を受けた。そのため、人間の物体持ち上げで生じる肘関節周りのわずかな(35度)屈曲回転およびそれに呼応して生じる手首関節周りのわずかな補償運動(これにより物体の出発地点と到達地点とは垂直が保たれる)が単純な垂直方向だった運動に付加された。結果的に、LSにより挙上された物体には、持ち上げ時に前後方向の外力が加わっていることが明らかになった。次に、(2)振動発生装置の刺激強度と刺激部位を決定するために、平成23年度に引き続き、成人(15名)を対象として、物体挙上時に知覚される物体の重さと振動の刺激強度および刺激部位との関係を調べた。その結果、拇指および示指での物体精密把握時において物体を把握するための力を産生する主働筋(長拇指屈筋、深指屈筋などの屈筋群)への刺激よりも、拮抗筋(指示伸筋、長拇指伸筋、総指伸筋などの伸筋群)への振動刺激の方が、EMG信号や重さの感覚に対して大きな影響が生じることが明らかになった。持ち上げ時に知覚される重さに対する物体の慣性力の影響を検証し、その情報処理機構について考察した。慣性力は物体を把握する指先の作用点から物体重心までの距離や軸周りの質量分布の違いによって生じると考えられるので、質量分布を統制するため、質量が同じで(50 g)、大きさの異なる3種類の立方体(20, 30, 40 mm)を作成し、さらに把握作用点ー重心間距離を統制するため異なる長さの把握部分付の棒(50, 75, 100 mm)を装着した。各刺激はそれぞれ2つずつ準備した。18名の被験者に9種類の刺激から選ばれた2つの刺激の把握部分を把持して一つずつ持ち上げ、知覚される重さを比較し、知覚される重さを三件法(重たい、軽い、同じ)で求めた。実験1では同じ大きさの2つの刺激を用い「距離」だけの影響が調べられた。各大きさ条件(3 size)で9種類(3 ascending ×3 constant×3 descending)の距離条件をそれぞれ6試技ずつ実施した(162試技)。実験2では異なる大きさの2つの刺激を用い「距離」と「大きさ」の相互作用が調べられた。各大きさ条件(6種類)で9種類の距離条件をそれぞれ4試技ずつ実施した(216試技)。条件は被験者間でカウンターバランスをとり試技の組合せは疑似ランダムに配置した。質量が一定なため同じと知覚された割合に対して対応ある分散分析を実施した。実験1からは、両刺激の距離の差が大きくなるほど重さへの影響は大きくなった(p < .05)。実験2からは、距離に大きさ要因が加わると距離増大と大きさ減少では重さは増大しその逆も観察された。しかし両要因がこれ以外の条件では重さは複雑に変化した。結論として物体の慣性力は知覚される重さに影響しておりこの情報の処理機構について、バイオメカニクス、神経生理学的視点から考察した。

平成23年度は、平成23年度研究計画を実施する前に、今後3年間に渡る研究のための実験統制・環境を整えるための予備実験を行った。すなわち、(1)慣性力刺激装置の刺激強度の決定(平成23年度)、(2)持ち上げ実験装置(平成24年度)の試作、(3)刺激発生装置の刺激強度・刺激部位の決定(平成25年度)であった。(1)について、慣性力を生じる物体の内在要因(質量、重心、距離)と知覚される重さとの関係を調べる方法として、十字型直交刺激装置を製作することが目的だった。そこで65%以上の被験者に効果的に刺激できる刺激強度(質量、重心、距離)を決定するための予備実験を行った。健常な成人14名(19.5±2.0歳)が、同意後、リング(直径14mm)を介してワイヤーで吊り下げられた立方体を持ち上げた。被験者は、前方のスクリーンによって、立方体やワイヤーの長さ情報は得られなかった。重心ー作用点の距離、質量、大きさを調整した5種類の立方体が2つずつ提示され1つ1つ持ち上げ、両者の重さを三件法(重い、軽い、類似)で比較した。各組み合わせ4試技、計80試技(30分)を行い、分散分析の結果、距離の主効果(F(2,26)=9.414, p < .001)がみられ、ワイヤーの長さで知覚される重さが異なることが明らかになった。次に(2)について、振動・力特性を検出するための持ち上げ装置を試作した。当初設計とは異なり一軸方向(左右)だけでなく、二軸方向(上下・前後)の振動・力特性が記録できるよう改良し、現在挙上速度(100mm/s)と高さ(50mm)を一定にした持ち上げ運動条件で、(1)で用いた立方体で生じる振動・力特性を現在、解析中である。最後に(3)について、振動発生装置の刺激強度と刺激部位を決定するために、被験者10名を用いて物体挙上時に知覚される物体の重さと振動の刺激強度および刺激部位との関係を調べた。「やや遅れている」とした理由は、より妥当性、信頼性を高めるための実験統制・実験環境の整備に時間を費やしたことによる。その背景は、各年次の実験がそれぞれ独立しているものではなく、相互に関連し合うためである。すなわち、研究1(平成23年度)の持ち上げ刺激が、研究2(平成24年度)のLSの刺激として用いられ、それは研究3(平成25年度)の実験にも用いられるからである。平成24年度には(1)LS製作(研究2)のための予備実験、(2)慣性力および重さの情報処理機構解明(研究3)のための予備実験が実施された。(1)については、申請当初、持ち上げ装置から記録する振動・力特性は、垂直方向(上下方向)のみを想定していたが、精密把握では左右・前後の振動・力特性を考慮すべきデータを得たため振動・力特性を3次元で取得するための工夫を重ねた。その一方で、持ち上げ装置が、人間の持ち上げ運動を反映していないとの指摘を受けたため、肘関節で生じる回転運動および手首関節で生じる回転運動を反映するように大幅に改良した。従って、遅れの大部分はLSの改良で生じた。(2)については、被験者に、どの手指筋群に、どの程度の振動刺激を与えると、大多数の被験者の固有受容器への適刺激となり得るか、その刺激強度と刺激部位の同定をするための予備実験を行った。これについても、手、指に関連する主働筋および拮抗筋が多数存在したため、予備データの取得とデータ処理に予想以上の時間を要したことも遅れの原因となった。
SLEにおけるimmune complexの特性と組織障害の関係

SLEの患者血清を血清補体価(CH50)により,低補体価群と正補体価群とに分け,各々を,赤血球(O型)の補体レセプター(CRI)の多い血球と少い血球に分けて反応させ,さらに37°Cと41°Cに分けて反応をみた. SLEの血清は,特に低補体価のグループでは長時間(24時間)incubateすると37°Cで,著明に補体価は低下し,この低下傾向は,早期からみられ,しかも41°Cでは,さらにその傾向に拍車がかけられ,低補体価のSLE血清は,正補体価のSLEや正常人血清に比べてより熱変性を受けやすいことが明らかとなった.一方,赤血球を加えると,奇妙なことに,補体価の低下はむしろ抑制される傾向が認められた.この傾向は, 37°Cでも41°Cでも同様に認められ,また赤血球の補体レセプターの有無とは直接的な関係は認められなかった.このような条件下では新たに生じた変性IgGの量を赤血球補体レセプター法で測定すると,補体価の場合と同様に,低補体価のグループでは,有意に大量の変性IgGが産生されており,赤血球の存在下ではむしろ減少する傾向がみられた.これらのことはSLEではimmune complexの形成だけでなく,変性IgGの生じやすさも病態の一端を且っているものと思われ,赤血球は補体レセプターの有無に拘らず, IgGの変性を防止する可能性が考えられ, SLEにおいては, immune complex,変性IgG,赤血球補体レセプターの相互の関係についてはより詳細に検討する必要があることが示唆された.SLEの患者血清を血清補体価(CH50)により,低補体価群と正補体価群とに分け,各々を,赤血球(O型)の補体レセプター(CRI)の多い血球と少い血球に分けて反応させ,さらに37°Cと41°Cに分けて反応をみた. SLEの血清は,特に低補体価のグループでは長時間(24時間)incubateすると37°Cで,著明に補体価は低下し,この低下傾向は,早期からみられ,しかも41°Cでは,さらにその傾向に拍車がかけられ,低補体価のSLE血清は,正補体価のSLEや正常人血清に比べてより熱変性を受けやすいことが明らかとなった.一方,赤血球を加えると,奇妙なことに,補体価の低下はむしろ抑制される傾向が認められた.この傾向は, 37°Cでも41°Cでも同様に認められ,また赤血球の補体レセプターの有無とは直接的な関係は認められなかった.このような条件下では新たに生じた変性IgGの量を赤血球補体レセプター法で測定すると,補体価の場合と同様に,低補体価のグループでは,有意に大量の変性IgGが産生されており,赤血球の存在下ではむしろ減少する傾向がみられた.これらのことはSLEではimmune complexの形成だけでなく,変性IgGの生じやすさも病態の一端を且っているものと思われ,赤血球は補体レセプターの有無に拘らず, IgGの変性を防止する可能性が考えられ, SLEにおいては, immune complex,変性IgG,赤血球補体レセプターの相互の関係についてはより詳細に検討する必要があることが示唆された.
いん石の起源と母天体

本重点領域研究「原始太陽系と惑星の起源」の第3班「隕石の起源を母天体」は6つの計画研究と4つの公募研究とで観測、測定、および実験等により幅広い研究を行った。主要な成果は以下の通りである。1.隕石の同位体比、微量元素の測定では、(1)パラサイトの金属相中のReとOsの存在度が隕鉄に比べて2桁低いことを見いだした。(2)アエンデ隕石のカンラン石中に24Mgが5%過剰の部分があることを見いだした。2.蒸発・凝縮実験では、(1)ガスから凝縮させたカンラン石の24Mg/26Mg比が数百度の温度範囲で30パーミル変化することを見いだした。(2)斜長石の蒸発実験で、Naに富むガスとCaに富むnon-stoichiometric斜長石とを生じることを見いだした。そのような斜長石は月の岩石に含まれることを示した。(3)低酸素フガシティー下ではヒボナイトがコランダムとガスに不一致蒸発することを見いだした。(4)SiOの蒸発実験を行い凝縮物のスペクトルと星周塵の赤外スペクトルを比較し星周塵の物質の推定に制約を与えた。3.炭素質コンドライト中の有機物の研究では、(1)星周塵の赤外スペクトルから不飽和CーHおよび不飽和結合により拘束された飽和CーHを持つ有機分子であることを明かにした。(2)おうし座の暗黒星雲TMCーにおけるHC5N分子に関するマイクロ波吸収スペクトルの観測により、12C/13Cが星雲の場所によって変化することを見いだした。(3)炭素質コンドライト中の有機ポリマーの構造を決定した。4.力学的観点からみた隕石母天体と小惑星との関連についての研究では、(1)小惑星の永年摂動論から小惑星の不変的な軌道要素を計算で求めた。(2)地球付近を通る軌道を持つ小惑星数個を新たに発見した。
受精タイミング補正装置として働く減数分裂中期休止機構

多くの動物の卵母細胞は、減数分裂の途中で細胞分裂を休止する。その休止時に、卵は受精に最適な細胞周期に到達する。もしもその時期以外で受精させると、発生が異常になる。すなわち減数分裂の休止は、正常発生を保証するための受精タイミング補正装置として役立っている。しかし、第1分裂中期(MI)休止における装置の詳細については、必ずしも明らかでなかった。本研究では、ヒトデ卵母細胞の休止が、卵巣内におけるMI休止と放卵されて約10分間継続するMI pauseの2種類存在することを明らかにした。MI休止は卵巣内における卵母細胞の細胞内pH(pHi)が7以下であることで実現され、一方MI pauseでは、放卵直後に活性化されるMAPK(ERK)と77.3のpHiによって実現される。また放卵後、Na^+/H^+エクスチェンジャー(NHE)がMAPKカスケード依存的に活性化され、細胞内pHが上昇することでMI pauseが解除されることも明らかにした。さらに、大腸菌に発現させた野生型または突然変異型ヒトデNa^+/H^+エクスチェンジャーをヒトデ卵無細胞系に添加し、放射性ATPによるヒトデNHEへのリン酸化量を定量したところ、MAPKは直接リン酸化に働かないことが明らかになった。すなわちMAPKはp90RSKをリン酸化することで、活性化されたp90RSKがヒトデNHE C末の3アミノ酸(セリン)をリン酸化することで、NHE活性化に働くことが明らかになった。多くの動物の卵母細胞は、受精を待つかのように、減数分裂を休止する。正常発生するためには、この休止時期に受精することが必須となる。すなわち、正常発生を保証する受精タイミング補正装置として減数分裂の休止は役立っており、本研究ではその分子機構を明らかにする。そのために、ヒトデ卵母細胞第1分裂中期(MI)休止を取り上げ、1)Mos/MEK/MAPKカスケードによる、サイクリンB分解の阻害機構、2)細胞内pH(pHi)上昇の分子機構、3)pHi上昇によって活性化される脱リン酸化酵素とその基質、を明らかにする。上記目標の内、2)では、ヒトデNa^+/H^+アンチポーターC末の塩基配列にSGK1(Serum-and glucocorticoid-inducible kinase 1)リン酸化配列と、SGK1の足場領域(PDZ protein interaction module)が存在することが明らかになっている。SGKがNHEをリン酸化するかどうかについては引き続き検討中である。一方、ヒトデNa^+/H^+アンチポーターC末には、MAPキナーゼ(ERK)依存的にリン酸化される領域があることが明らかになった。実際、ホルモン未処理卵においてMosをマイクロインジェクションして、ERKを活性化させると、細胞内pHが上昇する。さらに成熟卵におけるNa^+/H^+アンチポーターの活性化の阻害は、ERKを阻害することで実現できた。すなわち、ホルモン1-メチルアデニンによる減数分裂再開過程で活性化されるMAPキナーゼカスケードによって、ヒトデNa^+/H^+アンチポーターはリン酸化され活性化されることが明らかになった。17年度に本研究では、ヒトデ卵母細胞MI休止において、Na^+/H^+エクスチェンジャーがMAPKカスケード依存的に活性化され、細胞内pHが上昇することでMI休止が解除されることを明らかにした。本年度は、ヒトデNa^+/H^+エクスチェンジャーのどの部分が、MAPKカスケードによってリン酸化され、活性化されているのかを明らかにすることを目的とした。

大腸菌に発現させた野生型または突然変異型ヒトデNa^+/H^+エクスチェンジャーをヒトデ卵無細胞系に添加し、放射性ATPによるヒトデNa^+/H^+エクスチェンジャーへのリン酸化量を定量したところ、MAPKは直接リン酸化に働かないことが明らかになった。すなわちMAPKはp90RSKをリン酸化することで、活性化されたp90RSKがヒトデNa^+/H^+エクスチェンジャーのC末の3アミノ酸(セリン)をリン酸化することで、エクスチェンジャー活性化に働くことが明らかになった。本研究により、初めてMI休止解除の分子機構が明らかになった。