hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
眼内新生血管発生における増殖因子・制御因子の分子生物学的研究とその治療

1.ラット眼底に強いレーザー凝固を行い、実験的脈絡膜新生血管発生モデルを作成した。3.上述モデルに血管内皮増殖阻害剤(インターフェロン、テコガラン,TNP-470)を投与し、その血管新生抑性効果を調べた。薬剤投与群では新生血管の線維化が早期より認められ、退職が促進された。この結果は、臨床治療への発展に大きく寄与するものである。4.上述モデルにHVJ-リポソーム法で眼内に遺伝子導入を行った。HVJ-リポソームを硝子体注入すると、光凝固部に特異的に遺伝子が導入された。遺伝子は、導入後約4週まで発現していた。さらに、HVJ-リポソーム法でvascular endothelial growthfactor(VEGF)アンチセンスオリゴを導入することに成功し、遺伝子治療の可能性を示した。5.培養網膜色素上皮細胞にbasic fibroblast growthfactor(bFGF)およびそのantisense遺伝子を導入できた。遺伝子導入した網膜色素上皮細胞を眼内へ移植し、疾患の発生、進展を制御できる可能性が示された。6.実験的網膜静脈閉塞症モデルにおいて、虚血部の網膜にbFGFおよびその受容体が発現していることを明らかにした。7.ラット高眼圧一過性虚血再潅流モデルにおいてmidkine、bFGFとその受容体、VEGFおよび受容体(KDR)の網膜における発現を検討した。再潅流後、midkine,VEGF、KDRの発現が変化しており、網膜虚血とこれらサイトカインの関与が明らかとなった。
市場メカニズムを通じた介護サービスの供給と質的競争に関する理論的・実証的研究

我々の研究は主に、立ち上がったばかりの介護サービス市場において、1)営利企業を含むサービス基盤の整備が十分に進み、需給ギャップが生じていないのかどうかを実際にいくつかの地域を取り上げて調査すること、そして、2)当初予想された通りの良質なサービスが効率的に市場原理を通じて供給されたのかを理論的実証的に探求することであった。これらの研究結果は1冊の著書と3本のディスカッションペーパーにまとめられたが、その一部を成果報告書に収録した。まず、1番目のテーマについては、3大都市圏並びに北海道、福岡県、沖縄県を実地調査した結果、通所サービスや訪問入浴、特養(介護福祉施設)など一部のサービスに供給不足が見られるものの、むしろ訪問介護に代表される居宅サービスで計画を大幅に下回る利用状況となった。この原因の1つは要介護認定を受けていながらサービスを全く利用しない未利用者が安定的に発生しているためであると考えられる。成果報告書第2章では北海道空知福祉圏を例に取り上げ、未利用者の存在がどの程度第1期計画を狂わせたのかを定量的に分析した。次に、2番目のテーマでは、当初の予想に反して全国的に大量の介護サービス未利用者問題が発生していることを取り上げた。市場メカニズムが前提にしているのは完全競争の世界であるが、要介護者は高齢の障害者であり、いわゆる合理的経済人ではない。つまり、介護サービス市場の消費者は、情報の収集能力やサービスに対する評価能力に劣る面がある。こうした場合、1つに事業者の提供するサービスの質は事業間の競争があるにも係わらず低下する可能性があること、更に、良質で安価なサービスを求めて市場を探索した要介護者が、最悪の場合、市場から排除され、結果的に未利用者となる可能性があること等を理論的かつ実験経済学的に検証した。これらの分析結果の一部は成果報告書の第3章から第5章に収録した。我々の研究テーマは、高齢者福祉の分野に営利企業が参入することに対する利点と欠点についての理論的分析と、営利企業の参入が必要不可欠なものであるとするのなら、適切な参入政策のあり方を探求することである。平成14年度は研究期間の初年度であるので、次年度の研究に向けた準備期間とした。大きく分けて、2つの準備作業をした。1つは介護サービス市場への営利企業参入によって、同市場に流通する介護サービスの質が高まるのか、低められるのかについての実験経済学的検証を行うための理論モデルの構築とその理論的分析である。我々は、今年度において3つの異なるモデルを準備したところであり、その一部について試行的意思決定実験を実施した。現在は得られたデータの解析中である。次に、もう1つの準備は、実際の介護保険における行政の取り組みを調べることである。行政は第三者による評価制度など、介護サービス事業者に対する外部評価制度導入し始めた。この実状を探るために、北海道、福岡県、および沖縄県を調査した。この調査結果も現在解析中である。我々の研究は主に、立ち上がったばかりの介護サービス市場において、1)営利企業を含むサービス基盤の整備が十分に進み、需給がギャップが生じていないのかどうか、そして、2)当初の予想通り提供されたサービスの質は市場の競争原理によって向上したのかどうか、を理論的実証的に探求することであった。これらについて3本のディスカッションペーパーに研究成果をまとめたので、以下に順にその概要を報告する。

この原因の1つは要介護認定を受けていながらサービスを全く利用しない未利用者が安定的に発生しているためであると考えられる。論文USM-03-02では北海道空知福祉圏を取り上げ、未利用者の存在がどの程度第1期計画を狂わせたのかを定量的に分析した。次に、2番目のテーマでは、この未利用者問題を理論的に解明することを試みた。市場メカニズムが前提にしているのは完全競争の世界であるが、要介護者は高齢の障害者であり、いわゆる合理的経済人ではない。つまり、介護サービス市場の消費者は、情報の収集能力やサービスに対する評価能力に劣る面がある。こうした場合、1つに事業者の提供するサービスの質は事業間の競争があるにも係わらず低下する可能性があること(論文USM-03-04)、もう1つは、良質で安価なサービスを求めて市場を探索した要介護者が、最悪の場合、市場から排除され、結果的に未利用者となる可能性があること(論文USM-03-03)、等を理論的かつ実験経済学的に検証した。
クローポール型半波整流可変界磁モータの高トルク・高出力・高効率化

本研究の目的は,研究代表者が提案するクローポール型半波整流可変界磁モータに対して,構造面と制御面の双方から,高トルク,高出力,高効率化を実現することにあり,初年度に試作した鉄塊を用いたクローポール型回転子モータ,および昨年度に試作した積層鉄心を用いた突極型回転子モータを用いて,本年度は以下の研究を実施した。1.積層鉄心突極型回転子モータの特性試験:昨年度に試作した突極型回転子モータに対して,半波整流可変界磁トルクだけでなく,空間高調波によるトルクやリラクタンストルクを付加した,トルク向上の検討を実施した。この研究では,半波整流可変界磁トルクにリラクタンストルクを加えたトルク式を用いて,合計トルクを最大にする励磁電流実効値を,速度PIの出力であるトルク電流指令値により定める制御アルゴリズムを確立し,実機による検証を実施した。その結果,トルクの向上だけでは無く,出力範囲の高速度領域への拡大,さらには効率の向上も確認した。2.リラクタンストルク併用型モータの試作:上記1.の結果を利用して,付加トルクとしてリラクタンストルクを大きく併用可能とするモータ設計を実施した。dq軸インダクタンス比を解析パラメータとして,合計トルクを向上,脈動トルクを減少させる最適な形状を検討し,新たなモータを設計・試作した。この設計により,回転子突極形状について,固定子ピッチと回転子磁極幅の関連性やトルク向上につながる設計指針を得た。3.自動車用途に特化したモータ設計と制御法検討:上記1.にて確立した制御アルゴリズムは,トルク向上だけでなく,出力範囲の高速度領域への拡大,さらには効率の向上も確認されたが,その分析が十分ではなく,自動車用途で必要となる各運転領域における最大トルク,定出力領域拡大,高効率化などを実現するために,特性評価連成シミュレーションによる検討が必要であり,今後の課題としたい。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。H25H27の基盤研究(C)にて代表者が基礎性能を実証したクローポール型半波整流可変界磁モータに対して,構造面と制御面の双方から検討し,高トルク,高出力,高効率化を目的として,本年度は以下の研究成果を得た。1.クローポール型半波整流可変界磁モータの再試作:平均トルクの向上,トルク脈動の軽減を目標として,固定子鉄心形状,極数,スロット数,巻線方法などのモータ定数についてFEMにより検討した。特に,dq軸インダクタンス比を順突極とすることで平均トルクを向上し,d軸インダクタンスの増加と界磁巻線との結合係数を増加させ,トルク脈動の軽減を実現した。さらに,固定子巻線と回転子巻線の巻線数比を検討することで,半波整流可変界磁法にて回転子巻線に誘導される界磁磁束の最大値を拡大し,可変界磁特性の制御範囲を広げた。この結果を用いて新型モータを試作した。2.特性評価連成シミュレーションによる検証: FEMによるモータの基本特性の検討だけでなく,本モータの特殊な半波整流可変界磁法を評価するために,H25H27の基盤研究(C)において検討した特性評価連成シミュレーションを利用して,上記の設計結果を回路シミュレータに取り込み,インバータモデルと半波整流可変界磁プログラムを利用して,半波整流可変界磁法を考慮した基本特性評価を実施し,上記設計と連携して最適な設計モデルを導いた。3.半波整流可変界磁法による最大トルク制御法の検証:半波整流可変界磁法に利用されている,d軸励磁電流成分の三角波の実効値を変化することで,回転子に自励される界磁磁束をゼロから最大値まで可変可能であるが,この実効値を速度と負荷トルクに応じて可変させる最大トルク制御法の検討を実施した。旧モータを利用した検証ではあるが,励磁電流実効値による特性実験結果より,電機子電流を最小にする,もしくは効率を最大にする制御法を検証した。1.クローポール型半波整流可変界磁モータの再試作:平均トルクの向上,トルク脈動の軽減可能とする新型モータを試作した。各設計パラメータはFEMによる繰り返し演算より得ており,基本特性の検討も実施した。2.特性評価連成シミュレーションによる検証:回路シミュレータを用いて,インバータモデルと半波整流可変界磁プログラムを利用した基本特性評価を実施し,上記(1)の設計と連携して最適な設計モデルを導いた。3.半波整流可変界磁法による最大トルク制御法の検証:従来の予定では,試作機を用いての検証予定であったが,上記(1)と(2)に時間を必要とし,最終的なモータ完成が遅れ,さらに,負荷装置の調整にも時間を要した。その結果,本計画の最大トルク制御法の確立が遅れ,旧モータを利用した検証となった。しかしながら,励磁電流実効値による特性実験結果より,電機子電流を最小にする,もしくは効率を最大にする制御法を検証しており,全体計画に問題は無い。本研究の目的は,研究代表者が提案するクローポール型半波整流可変界磁モータに対して,構造面と制御面の双方から,高トルク,高出力,高効率化を実現することにあり,初年次において試作した新型モータを用いて,本年度は以下の研究を実施した。1.最大トルク制御法の検証:初年次に実施する予定であった本検証を新型モータに対して実施し,励磁電流を変更し回転子に発生する界磁磁束を可変することで,特定の速度と負荷において高トルクを得る励磁電流制御手法の指針を得た。

2.空間高調波トルク併用型モータの試作:初年次の試作モータの特性試験の結果より,本モータの特長である半波整流可変界磁法によるトルク以外に,固定子の形状による空間高調波によるトルクと思われる現象を実験により確認した。特に励磁電流を小さくした際に,ダイオードのオン・オフのタイミングに変化が現れ,トルク向上への関与は未確認であるが,界磁磁束を保つために流れる界磁電流の増加を確認している。その成果を用いて,空間高調波トルクを併用するモータの最適設計を検討したが,鉄塊で構成されるクローポール型回転子の電磁界解析では,解析時間が非常に大きくなり,パラメトリックに最適形状を検討することが不可能であった。そこで,空間高調波トルクの併用を確認することを目的として,積層鋼板を用いた突極型の回転子を持つ新たな半波整流可変界磁モータを設計・試作した。3.定出力領域の拡大と高効率制御法の確立:初年次の試作モータを用いて,様々な速度と負荷状態において,励磁電流の三角波の実効値を変化させ,効率を低下させることなく定出力領域を拡大する制御法を検討した。その結果,広い速度範囲で高効率点を維持可能な励磁電流実効値とトルク電流実効値の組み合わせがあることを実証した。1.最大トルク制御法の検証:昨年の研究計画課題ではあるが,初年次に設計したモータに対して検討を実施しており,特定の速度とトルク条件において,効率を大きく下げることなく,高いトルクを得る励磁電流制御法の知見を得た。2.空間高調波トルク併用型モータの試作:初年次の試作モータにおいて,空間高調波の影響と見られるダイオードのオン・オフのタイミング変化を確認した。ただし,この成果を用いた鉄塊クローポール型回転子モータの最適結果は実現できず,積層鉄心の突極型モータを設計・試作した。これは空間高調波トルクの併用の可能性を探る本課題の進捗状況としては不十分であるが,新たな試作機にて検証することで,本課題の進捗は加速すると考える。3.定出力領域の拡大と高効率制御法の確立:励磁電流とトルク電流の実効値の比を適切に制御することで,広い速度範囲で高効率点を維持可能であることを実証した。また,三角波の実効値だけでなく,その周波数による影響を実験により検証したが,250Hz1kHzの範囲では大きな特性向上は得られなかった。これは今後の課題としたい。本研究の目的は,研究代表者が提案するクローポール型半波整流可変界磁モータに対して,構造面と制御面の双方から,高トルク,高出力,高効率化を実現することにあり,初年度に試作した鉄塊を用いたクローポール型回転子モータ,および昨年度に試作した積層鉄心を用いた突極型回転子モータを用いて,本年度は以下の研究を実施した。1.積層鉄心突極型回転子モータの特性試験:昨年度に試作した突極型回転子モータに対して,半波整流可変界磁トルクだけでなく,空間高調波によるトルクやリラクタンストルクを付加した,トルク向上の検討を実施した。この研究では,半波整流可変界磁トルクにリラクタンストルクを加えたトルク式を用いて,合計トルクを最大にする励磁電流実効値を,速度PIの出力であるトルク電流指令値により定める制御アルゴリズムを確立し,実機による検証を実施した。その結果,トルクの向上だけでは無く,出力範囲の高速度領域への拡大,さらには効率の向上も確認した。2.リラクタンストルク併用型モータの試作:上記1.の結果を利用して,付加トルクとしてリラクタンストルクを大きく併用可能とするモータ設計を実施した。
黒潮内側域における中深層水の湧昇と栄養塩の輸送・収支に関する研究

東シナ海の沖縄海盆は、南西から北東に走る大陸棚斜面と南西諸島に挟まれ、台湾、与那国島間の南西の端とトカラ海峡の北東端は水深1000m以浅のシルにより、沖縄舟状海盆の深層の水は閉塞されている。このような半孤立的海盆の深層海の海水交換機構を解明する研究の一環として、中深層水の湧昇について考察した。メキシコ湾流域の大陸棚斜面では、前線波動に伴って直径数10kmスケールの低気圧性渦が発達する際に生じる10m/日程度の強い湧昇流が見い出されている。そこで、1984年67月に東シナ海の大陸棚斜面域で行ったCTDによる水温、塩分のグリッド観測と、係留系による観測結果、および台湾、与那国島間のCTDによる鉛直断面観測の結果等を解析し、東シナ海の大陸棚斜面域における湧昇流の速度、黒潮の取り込みによる強化の実態を明らかにした。その結果、黒潮前線域の栄養塩に富んだ下層の水(中層水)を上層あるいは陸棚に運ぶのは、底相のエクマン流ではなく、黒潮前線の低気圧性渦の発達に伴うポンピングによるものと推察された。さらに1984年夏と1987年夏の白鳳丸航海によるCTDと溶存酸素資料も用いて、沖縄舟状海盆の中深層水の水塊特性を南西諸島南側のものと比較し、海盆内の水の起源や孤立状態について調べた。その結果、シルより深い1300m以深の水は外側から入っていないこと、入った100m付近の水は鉛直によく混合しており、溶存酸素濃度もほとんど低下しないことがわかった。
レーザープラズマによる固液界面反応の理解と骨結合性インプラントシステムへの応用

歯科・外科用インプラントの表面にある種のリン酸カルシウムを成膜すると、骨伝導性を付与することができる。研究代表者らはこれまで、過飽和溶液を反応場とする液相成膜技術とレーザープラズマによる表面加工技術を組み合わせ、インプラント用の材料基材に対するリン酸カルシウム成膜技術を開発してきた。本研究では、レーザープラズマ加工による基材の表面構造変化・液相成膜反応を基礎的に追求するとともに、骨伝導性インプラントの開発に向けて、リン酸カルシウムを成膜したジルコニア基材に対し、動物実験による機能実証を行った。平成28年度は、前期公募研究を含めたこれまでの基礎検討の結果を総合し、種々の基材にリン酸カルシウムを成膜するためのレーザープラズマ条件について比較検討を行い、和文・英文総説としてまとめた。ジルコニア基材に対する応用研究においては、平成27年度の予備検討の結果をもとに、ウサギの匹数を増やして動物実験を実施した。ジルコニア基材としては、インプラント材料として有用なイットリア安定化正方晶ジルコニア多結晶体(Y-TZP)を用いた。フェムト秒レーザープラズマ加工後にリン酸カルシウムを成膜したY-TZP基材(A群)が、未加工基材(C群)およびリン酸カルシウム成膜のみを施した基材(B群)に比して、より強固に骨と固着することを実証した。非脱灰標本を作製して骨と基材との界面を観察した結果、B群およびC群に比べ、A群では骨組織がY-TZP基材と直接接触している領域が多く観察され、骨接触率の有意な向上が認められた。A群では、骨組織が基材との隙間を埋めるように再生したことで、骨固着力を向上させたと考えられた。一方、A群およびB群において、表面に成膜したCaPの残存を明確には確認することができなかった。A群で表面に形成させた凹凸構造が骨固着力の向上に重要な役割を持つことが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、レーザープラズマによる基材の表面反応過程を追求する基礎的研究に並行して、骨伝導性インプラントの開発を目指した応用研究を進めている。基礎的研究において、本年度は、チタン金属基材表面における表面反応過程を実験的・計算科学的に追及した。具体的には、Nd:YAGナノ秒レーザーの基本波(近赤外光)、第2次高調波(可視光)、および第3次高調波(紫外光)を用いてチタン金属基材に対しリン酸カルシウム成膜を試み、表面分析と表面温度計算の結果から、リン酸カルシウム形成反応のフルエンスおよび波長依存性、ならびに表面反応過程を明らかにした。応用研究においては、熱的影響の少ないフェムト秒レーザーを用い、イットリア安定化正方晶ジルコニア多結晶体(Y-TZP)の表面凹凸加工とリン酸カルシウム成膜を試みた。まず、連携研究者である欠端らのレーザー光走査システムにより、Y-TZP基材の表面全面にフェムト秒レーザープラズマ加工を施し、サブミクロン凹凸構造を形成させた。この基材の表面に過飽和溶液法を用いてリン酸カルシウムを成膜したところ、表面凹凸構造によるインターロッキング効果により、平滑な鏡面上に成膜した場合よりも強固な膜密着性が得られた。さらに、少数のウサギを用いて予備的な動物実験を実施し、フェムト秒レーザープラズマ加工後にリン酸カルシウムを成膜したY-TZP基材が、コントロールに比して強固に骨と固着することを示唆する結果を得た。本研究では、レーザープラズマによる表面反応過程を実験的・計算科学的に追求する基礎的研究と、骨結合性インプラントの開発を目指した応用研究を並行して進めている。基礎的研究、応用研究のいずれにおいてもおおむね当初計画の通りに研究を進め、期待通りの成果を挙げつつある。基礎的研究において得られた成果は国内・国際会議で発表済みであり、査読付き原著論文として発表予定である。また、応用研究において得られた成果については特許出願を行ったほか、成果の一部については国内・国際会議、ならびに査読付き原著論文として発表済みである。以上の状況から、現在までのところ本研究はおおむね順調に進捗していると判断される。

フェムト秒レーザープラズマ加工後にリン酸カルシウムを成膜したY-TZP基材(A群)が、未加工基材(C群)およびリン酸カルシウム成膜のみを施した基材(B群)に比して、より強固に骨と固着することを実証した。非脱灰標本を作製して骨と基材との界面を観察した結果、B群およびC群に比べ、A群では骨組織がY-TZP基材と直接接触している領域が多く観察され、骨接触率の有意な向上が認められた。A群では、骨組織が基材との隙間を埋めるように再生したことで、骨固着力を向上させたと考えられた。一方、A群およびB群において、表面に成膜したCaPの残存を明確には確認することができなかった。A群で表面に形成させた凹凸構造が骨固着力の向上に重要な役割を持つことが示唆された。今後も、レーザープラズマによる表面反応過程を実験的・計算科学的に追求する基礎的研究と、骨結合性インプラントの開発を目指した応用研究を並行して実施していく。基礎的研究においては、本年度の研究で得られたチタン金属基材に関する成果を原著論文としてまとめるとともに、他の材料基材を用いた検討を進めていく。具体的には、各種ナノ構造解析技術(X線光電子分光法、薄膜X線回折法、透過型電子顕微鏡分析など)と計算科学的手法を用い、レーザープラズマにより誘起される基材の表面反応、ならびにリン酸カルシウム過飽和溶液(コントロールとして超純水)との反応を基礎的に追求し、効率的なリン酸カルシウム成膜のための指針を明らかにする。応用研究においては、今年度と同様のウサギ動物実験を実施することで、結果の再現性を確認するとともに、骨と基材との界面の精密分析を行う。具体的には、まず、Y-TZP基材(角柱状)にフェムト秒レーザープラズマ処理を施した後、過飽和溶液を用いてリン酸カルシウムを成膜する。この基材をウサギ(成熟した日本白色家兎3kg)の脛骨近位骨幹端部に挿入する。術後4週で屠殺し、挿入部のX線撮影を行うとともに、基材の押し出し強度(骨結合強度)を測定する。また、非脱灰組織標本を作製し、骨組織とY-TZP基材との界面の状態を走査型電子顕微鏡、エネルギー分散型X線分析装置、および光学顕微鏡により評価する。以上の研究を、研究代表者と5名の連携研究者との医工連携体制のもとで実施していく。得られた成果を国内・国際学会で発表するとともに、原著論文としてまとめる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
バイポーラ膜における水解離機構の解明と膜材料及びシステム設計に関する基礎的研究

バイポーラ膜はカチオン交換層とアニオン交換層が直列に配列した構造を有しており、電圧を加えると両層の界面で水はH^+とOH^-に解離する。この現象を利用して酸とアルカリの同時製造が可能である。本研究ではまずインピーダンスアナライザーを用いて直流逆バイアス電圧下で膜界面のキャパシタンスおよびコンダクタンスの測定を行い誘電率を測定し、逆バイアス電圧によって膜中間層界面の幅が広がり、その結果中間層の静電容量が減少することを明らかにした。また同様にバイポーラ膜中間層における導電率と印加逆バイアス電圧との関係もモデル計算の結果とよく一致した。我々はすでにバイポーラ膜において水解離のメカニズムを論じると共に弱酸のみならずアルコール系でも水の解離が起こることを報告してきた。そこでアルコール溶媒系でもカチオンとアニオンへの解離がどのように生じるかを詳細に検討するために、メタノール、エタノール、1-プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコールを溶媒として、電解質としてLiClを用いて電流/電圧測定を行うと共にカールフィッシャー法による生成物の含水量分析と塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液による滴定に基づくリチウムメトキシドと水酸化リチウムの電流効率を求めた。電流/電圧曲線はいずれのアルコールにおいても水と同様の傾向を示した。リチウムメトキシドの電流効率は時間と共に増加し水酸化リチウムの電流効率は減少することが明らかとなった。これより、メタノール系においてもバイポーラ膜の界面でも解離が生じていることが確認できた。また溶液中の不純物としての水がメタノールの解離の原因ではないことが明らかとなった。さらに溶媒の比誘電率が大きいほど自己プロトリシス定数が小さいほど解離が起こり易いと考えられる。バイポーラ膜は、正荷電層と負荷電層が膜の法線方向に対して直列に配置した構造を持つ。このバイポーラ膜に正荷電層側からバイアスを印加(逆バイアス)すると整流作用を示し、更に高いバイアスを印加すると膜の中間層において水解離現象が観測される。現在、水解離現象については第二ウィーン効果モデル、化学反応モデルが提案されているが、いずれも問題点があり水解離の機構の解明には至っていない。ここでは、水解離機構について水ー分子の解離平衡に注目していたこれまでのモデルに対し、膜内の水のネットワーク構造を仮定し、これにツェナー効果理論を適用したモデルを提唱した。これらの水解離機構モデルを論ずる上で、水の解離速度定数及び膜中間層の誘電率は重要な因子である。そこで、まず正荷電層に強塩基である4級アミノ基、負荷電層に強酸であるスルホン酸基が導入されたバイポーラ膜を用いて、直流逆バイアス印加時のバイポーラ膜の電流密度ー電圧特性の温度依存性について観測を行った。実験値と理論値を比較した結果、ツェナー効果モデルは他の二つのモデルに比べて実験値と良く一致し、また用いた物理定数はモデルに矛盾しない値を示した。次に直流バイアス印加時のバイポーラ膜のアドミッタンスを観測することによって、これまで殆ど行われていなかったバイポーラ膜中間層の誘電率に関して考察を行った。三相等価回路モデルを仮定することにより、バイポーラ膜のアドミッタンスから中間層のコンダクタンス及びキャパシタンスを得ることが出来る。最後に中間層の高分子のの構造を制御した上で有溶媒系において電流/電圧曲線の測定を行い、誘電率の異なった系における水の解離現象について考察を加えた。バイポーラ膜はカチオン交換層とアニオン交換層が直列に配列した構造を有しており、アニオン交換層側から0.8V以上の電圧を加えると両層の界面で水はH^+とOH^-に解離する。現在、水解離現象については第二ウィーン効果モデル、化学反応モデルが提案されてきた。

さらにわれわれはこれらに対して、ツェナー効果モデルを提案した。本研究ではまずインピーダンスアナライザーを用いて直流逆バイアス電圧下で膜界面のキャパシタンスおよびコンダクタンスの測定を行い誘電率を測定した。計算によると逆バイアス電圧によって膜中間層界面の幅が広がり、その結果中間層の静電容量が減少する。実験結果は計算結果を定性的に説明できることを示している。また同様にバイポーラ膜中間層における導電率と印加逆バイアス電圧との関係もモデル計算の結果とよく一致した。さらに直流逆バイアス電流を印加した状態におけるバイポーラ膜のアドミッタンス測定に関する解析も行った。このように水の解離に関してはツェナー効果モデルでも説明できることを示している。次に同様に有機溶媒に関しても同様の実験を行った。有機溶媒中におけるプロトンの輸送は必ずしも水と同様ではないと考えられる。ギ酸、酢酸、プロピオン酸のような有機弱電解質は電圧の印加に伴いアニオンとカチオンに解離する。一方メタノール、エタノール、プロパノールに関してはメタノールのみが解離することが明らかになった。これらの電流/電圧曲線は化学反応モデルで説明できることが明らかとなった。今後ツェナー効果モデルに基づく誘電率の測定と共に、各種有機溶媒系における逆バイアス電圧下におけるイオン化の問題と解離モデルとの関係について明らかにしたい。我々はすでにバイポーラ膜において水解離のメカニズムを論じると共に弱酸のみならずアルコール系でも水の解離が起こることを報告してきた。バイポーラ膜における水解離現象は中間層と呼ばれる正荷電層と負荷電層の界面でおこると考えられており、中間層における水分子の解離反応の過程が解離モデルにおける議論の中心となっている。正荷電層側から直流電圧印加下のバイポーラ膜において誘電的性質の変化が観察される。測定系全体の導電率は減少し、静電容量は増加した。このような変化はモノポーラ膜やバイポーラ膜に対する負荷電層側からの電圧印加では観察されず、水解離に起因していると考えられる。次にアルコール溶媒系でもカチオンとアニオンへの解離がどのように生じるかを詳細に検討するために、メタノール、エタノール、1-プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコールを溶媒として、電解質としてLiClを用いて電流/電圧測定を行うと共にカールフィッシャー法による生成物の含水量分析と塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液による滴定に基づくリチウムメトキシドと水酸化リチウムの電流効率を求めた。電流/電圧曲線はいずれのアルコールにおいても水と同様の傾向を示した。リチウムメトキシドの電流効率は時間と共に増加し水酸化リチウムの電流効率は減少することが明らかとなった。これより、メタノール系においてもバイポーラ膜の界面でも解離が生じていることが確認できた。また溶液中の不純物としての水がメタノールの解離の原因ではないことが明らかとなった。さらに溶媒の比誘電率が大きいほど自己プロトリシス定数が小さいほど解離が起こり易いと考えられる。
生体部分肝移植の確立-Redox理論の発展とその応用

本研究において、生体部分肝移植症例において、近赤外光分析を用い肝sinusoidにおけるヘモグロビン酸素飽和度(HSO2)、ヘモグロビン量(THB)を求め、さらに術中凍結採取した肝組織の酸化型フラボプロテイン/還元型ピリジンヌクレオチド比(FP/PN比)を組織蛍光測定法により測定し、さらに血中ケトン体比を経時的に測定し、肝細胞内外の酸化、酸素化の関係について検討した。ドナー肝の採取前、門脈血流再開後、肝動脈血流再開後、閉腹前に近赤外光分析を移植肝臓の10ケ所について測定した。HSO2の10点の平均(mean)とその標準偏差(SD)を求め、肝sinusoidにおける酸素供給とそのheterogeneityの指標とした。バックテーブルに浸漬中、閉腹前について微量肝組織を凍結採取し、組織蛍光測定法によりFP/PN比を求めた。HSO2の平均は、ドナー肝採取前、PV,HA血流再開後、閉腹前、82.8、55.6、72.9、77.9%と、PV血流再開時には低いものの閉腹前には採取前と有意の差は認めないまでに回復した。一方、酸素化のheterogeneityの指標であるHSO2のSDは7.4、21.0、13.2、9.8%と、PV血流再開後には微小循環の障害のためheterogeneityが存在するが、閉腹時には有意差を認めないまでに回復した。一方FP/PN比は浸漬保存中は、対照の1.18+0.19から0.25+0.10と低下し、閉腹前には0.62+0.10と上昇するものの、対照と比べ依然低値を示し、細胞内は還元状態にあることが判明した。血中ケトン体比は閉腹後24時間後に1.62にドナー採取前と有意差のない値に回復した。肝sinusoidレベルでの酸素需給動態を反映するHSO2はそのmean,heterogeneityともに、閉腹時にはほぼ回復したのに対し、主として肝ミトコンドリアのoxid-reduction stateを反映するFP/PN比、血中ケトン体比の回復が遅れたことは、肝移植において肝細胞外への酸素供給は早期に回復するが、ミトコンドリアを中心とする代謝状態の回復には時間を要すると考えられた。以上の事実は単なる肝臓への酸素供給でなく肝細胞内の酸化還元レベルを知る血中ケトン体比が、移植肝の機能を見る指標としては優れていることが証明された。
遷移金属と希土類イオンを含む多核錯体の合成と物性

結晶構造としては、[{Fe(CN)2(phen)2}2{YbC13(H2O)}2]で示される四核錯体が得られた。この錯体の特徴は、シアノ架橋配位による第一遷移金属と希土類イオンを含み、同一平面に4個の金属イオンが位置する興味あるものであった。さらに、用いた鉄錯体は、溶媒や物質の酸度に敏感に反応する特徴をもつため、希土類イオンのイオンサイズに応じてアルコール溶媒中で色変化を示す。言い替えれば希土類イオン半径が色で見分けられる可能性をもつ訳である。そのほか、トリイミン、ジケトナト、および硝酸イオンを含む四元系錯体も幾つか合成することが出来、現在構造解析を進めているところである。
消化器癌におけるストレス反応機構の解析と分子疫学への応用

癌細胞のストレス反応性の細胞内情報伝達に影響を及ぼすと推測されるp21,gadd45,MTK1の3分子間の結合と相互作用に関して解析を行った。前年度のHelaやCos7での強制発現系を用いた実験ではその相互作用について明らかにするには不十分だったため、本年度は系を変更して更なる検討を施行した。3分子の結合および相互作用について明らかにするためyeast 3-hybrid法を用いた。p21に関しては野生型p21(p21 wt)、リン酸化状態をmimicするp21 T145D (p21TD),およびリン酸化を受けないp21 T145A (p21TA)のcDNAをそれぞれ用いて3-hybrid法用のvectorに導入した。3-hybrid法による解析の結果として、1:野生型およびThr変異体のp21は、gadd45α、β、γとMTK1の結合を阻害しない。2.野生型およびThr変異体p21とMTK1の直接の結合は見られない。3.p21とMTK1の結合は、gadd45α、β、γのいずれかを同時に発現させても誘導が見られない、といったことが明らかになった。p21はgadd45ファミリーとも結合し、またMTK1とも結合することがそれぞれ示されているが、3-hybrid法ではこの3分子が同時に結合状態にあるということを示すことはできなかった。今回この3分子がcomplexを作ることが観察できなかったことを考慮すると、gadd45-p21の結合とgadd45-MTK1の結合は互いに競合的である可能性が示唆される。gaddの他分子との結合部位がp21とMTK1の間で共通のものを使用しており、結果として細胞内の情報伝達状態によりそれぞれの分子との結合が排他的に選択されるのであろうと推測される。一方、p21によるgadd45とMTK1の結合の阻害が3-hybrid法で検出されなかったことに関しては、p21の発現量が不十分で、残存した結合により阻害された結合による効果が隠されてしまったものと考えている。
符号，格子及び頂点作用素代数の対称性

符号・格子・頂点作用素代数という,互いに密接な関係を持つ数学的対象がある.3者は類似した性質を数多く持ち,例えば最小距離やt-デザインという概念が,それぞれに定義されている.本研究の目的は,これら3者の分類に向けて,それぞれの数学的性質を明らかにする事である.例えば,それぞれに定義されている,最小距離の上界の決定や,t-デザインのtの値の決定は,3者の分類へ役立つ事が知られており,本研究の目的である.符号,格子,頂点作用素代数という,互いに密接な関係を持つ数学的対象がある.3者は,類似した性質を数多く持ち,例えば最小距離やtーデザインという概念が,それぞれに定義されている.特に符号はもともと情報伝達の手段,効率化を目的に導入された概念であり,実生活にも幅広い応用を持つ.従って3者の分類問題は,実生活への応用上も,数学的にも面白い重要な問題である.本研究の目的は,これら3者の分類に向けて,それぞれの数学的性質(最小距離やtーデザイン)を明らかにし,3者の分類へ貢献する事である.今年度は,主に3つの研究を進めた.極限的符号から良い組合せtーデザインが構成出来ることが知られている.では,どこまで高いtのデザインが構成できるか,という自然な疑問が湧く.この問題に関し,岡山大学の中空氏,千葉大学の堀口氏との共同研究で,多くの極限的符号の最少ウェイトに対し,tが6以上のtーデザインは存在しないことを証明していた.本年度は,任意のウェイトに関し,この結果を拡張することに成功した.これにより,多くの極限的符号の特徴づけに成功した.良い符号や格子は,そのミニマムで生成される,という現象が確認されている.特に特別な自己双対符号や格子に関しては証明されている.本年度は2ーモジュラー格子という自己双対符号の特別なクラスに関して,同様の結果を証明した.この結果を符号に拡張することにより,符号の2ーモジュラー性をどのように定義すべきか,という問題に一定の進歩があったと考える.符号,格子,頂点作用素代数(以後VOAと略す)という,互いに密接な関係を持つ数学的対象がある.符号から格子及びVOAが構成出来,格子からVOAが構成出来るように,3者は類似した性質を数多く持ち,例えば「最小距離」や「t-デザイン」という概念が,それぞれに定義されている.特に符号はもともと情報伝達の手段,効率化を目的に導入された概念であり,実生活にも幅広い応用を持つ.従って3者の分類問題は,実生活への応用上も,数学的にも面白い重要な問題である.本研究の目的は,これら3者の分類に向けて,それぞれの数学的性質(最小距離やt-デザイン)を明らかにする事である.平成24年度は,大きく分けて2つの研究を行った.一つは,格子のフレームの存在性である.格子のフレームは符号やVOAと密接に関係するが,その存在性は,ランクが24以下の特別な格子についてのみ解決されていた.この結果を大幅に拡張し,ランク64までの特別な格子に対して存在性を決定した.これにより,長さ64以下の極限的Z2k-符号の存在も決定した.もう一つは,近年発見されたマシュームーンシャイン現象に現れる,モックテータ関数のフーリエ係数について研究した.マシュームーンシャイン現象とは,あるモックテータ関数のフーリエ係数が,一番大きなマシュー群の既約表現の次元の正整数係数の線形結合で書けるであろうというものである.この現象に現れる,マッカイ-トンプソン級数のフーリエ係数の持つ合同式を多数発見した.この現象に現れるモックテータ関数は,ラマヌジャンの発見した多くのモックテータ関数を含む.これにより,Cheng-Duncan-Harveyの予想も解決した.来年度は,当初の研究計画に加え,本年度得られたマシュームーンシャイン現象に関する結果の,符号・格子・頂点作用素代数の分類問題への応用を目指す.符号,格子,頂点作用素代数という,互いに密接な関係を持つ数学的対象がある.符号から格子及びVOAが構成出来,格子からVOAが構成出来るように,3者は,類似した性質を数多く持ち,例えば最小距離やt-デザインという概念が,それぞれに定義されている.特に符号はもともと情報伝達の手段,効率化を目的に導入された概念であり,実生活にも幅広い応用を持つ.従って3者の分類問題は,実生活への応用上も,数学的にも面白い重要な問題である.本研究の目的は,これら3者の分類に向けて,それぞれの数学的性質(最小距離やt-デザイン)を明らかにし,3者の分類へ貢献する事である.良い符号からは,5-デザインが構成されることが知られている.では,6-デザインが得られることがあるか,これは自然な問題である.本年度の研究において,多くの良い符号の全てのウェイトの符号語に対して,6-デザインは得られないことを示した.更に,アイゼンシュタイン級数という基本的な保型形式がある.この有限類似として,アイゼンシュタイン多項式が大浦学氏(金沢大学)により定義された.この2つの対象は構成法から種々の類似した性質を持つと期待され,実際に大浦氏によって発見されている.本年度の研究において,新たな類似性を指摘した.それは,ゼータ多項式との関連を示唆するものであり,今後は,アイゼンシュタイン級数,アイゼンシュタイン多項式及びゼータ多項式の総合的研究を行う計画である.符号・格子・頂点作用素代数という,互いに密接な関係を持つ数学的対象がある.3者は類似した性質を数多く持ち,例えば最小距離やt-デザインという概念が,それぞれに定義されている.

本研究の目的は,これら3者の分類に向けて,それぞれの数学的性質を明らかにする事である.例えば,それぞれに定義されている,最小距離の上界の決定や,t-デザインのtの値の決定は,3者の分類へ役立つ事が知られており,本研究の目的である.代数的組合せ論本研究の目的は,これら3者の分類に向けて,それぞれの数学的性質(最小距離やt-デザイン)を明らかにし,3者の分類へ貢献する事である.現在まで,符号,格子,頂点作用素代数の最小距離やtーデザインの性質を目標通り明らかにしている.更に,マシュームーンシャイン現象という計画になかった領域まで影響を与える結果を出した.従って,順調に進展していると考えている.本研究の目的は,これら符号・格子・頂点作用素代数の向けて,それぞれの数学的性質(最小距離やt-デザイン)を明らかにする事である.現在までの研究は主に,格子のフレームの存在性,およびモックテータ関数のフーリエ係数の合同式で,3者に関連する保型形式のフーリエ係数に関するものである.保型形式のフーリエ係数は,3者の最小距離やt-デザイン,更には存在性と密接に関連しており,現在まで,あるZ2k-符号の存在を決定した.このように,現在までの研究は,今後も3者の数学的な性質を多数明らかにしていくと予想され,おおむね順調に進展していると言える。これまでと同様,符号,格子,頂点作用素代数の最小距離やtーデザインの性質を明らかにしていく.更に,この3者にマシュームーンシャイン現象とEー多項式という2者を加えることが本質的とわかった.今後は,5者の総括的な研究を推し進め,5者に類似する性質を明らかにし,それぞれの分類問題に貢献していく考えである.今後は,当初の研究計画に加え,本年度得られたマシュームーンシャイン現象に関する結果の,符号・格子・頂点作用素代数の分類問題への応用を目指す.まず,申請者は2<k<7に対して,Type II Z2k-符号の最小距離の上界を得た.この結果を,k>6へ拡張したい.更に1<k<5に対して,長さが十分大きい極限的Z2k-符号の非存在を得た.この結果を,k>4への拡張を試みたい.格子のテータ級数の,モジュラー不変性を用い,証明する計画である.最小ウェイトの上界を達成する時,符号は極限的と呼ばれている.極限的なF2-符号からは,良い組合せデザインが得られる事が知られている.また,Z4-符号から良い組合せデザインを作る方法も知られている.申請者は,k>2に対して,良い組合せデザインを作る方法を確立したい.具体的には,Venkovによって,極限的格子から良い球面デザインを作る構成法が知られているが,この方法を符号に適用しようと考えている.更に,これまで得られたマシュームーンシャイン現象に関する結果を,符号・格子・頂点作用素代数の分類問題へ応用すべく,更に得られた結果を深く研究する予定である.具体的には,マッカイ-トンプソン級数が符号や格子や頂点作用素代数,或いは関連した対象から得られないか,調べて行きたい.次年度,高額の計算機を購入予定があり,今年度の物品購入を控えたため.高額の計算機を購入予定次年度使用額として23,686円の助成金が生じた.これは,予定していたセミナーの延期によるものである.
Znフィンガー蛋白質を用いたメチル化頻度解析法の開発

本研究は、メチル化DNA結合蛋白質(MBD)と、Znフィンガー蛋白質(Zif)融合ルシフェラーゼを用いてDNAのメチル化頻度の簡便な解析法を開発することを目的とし、下記の項目について研究を遂行した。1) Zif-ルシフェラーゼとMBD固定化ビーズを用いて、標的遺伝子領域のメチル化頻度解析方法を開発した。2)がん化に関わるアンドロジェンレセプター遺伝子領域等のメチル化を解析できるZif-ルシフェラーゼを設計・調製した。3)作製したZif-ルシフェラーゼでアンドロゲンレセプター遺伝子領域のメチル化頻度を解析できることを確認した。更にp16遺伝子についてもそのメチル化頻度を解析できるZif-ルシフェラーゼを設計し、その結合特性を解析した。以上の結果から、本手法は様々な遺伝子のメチル化頻度解析に応用できると期待される。本研究は、メチル化DNA結合蛋白質(MBD)と、Znフィンガー蛋白質(Zif)融合ルシフェラーゼを用いてDNAのメチル化頻度の簡便な解析法を開発することを目的とする。DNAのメチル化は、発生・分化過程や細胞のがん化過程において、様々な蛋白質の発現調節を行っていることが知られており、標的遺伝子のメチル化頻度を調べることは医学の基礎研究及び診断において極めて重要である。これまでメチル化頻度の簡便な解析法は、一本鎖DNAのメチル化CpGを認識する抗体を用いた方法しか無く、一本鎖DNAの調製が必須なので簡便とはいえない。これを二本鎖DNAのメチル化CpGを認識するMBDと二本鎖DNAを塩基配列特異的に認識するZifを用いることによりゲノムDNAの煩雑な処理過程を省いた、簡便かつ汎用性のあるメチル化頻度解析方法が開発できる。本年度は下記の項目について研究を遂行した。1)Zif-ルシフェラーゼとMBD固定化ビーズを用いて、標的遺伝子領域のメチル化頻度解析方法を開発した。2)調製したZif-ルシフェラーゼを用いて前立腺がん化に関わるアンドロジェンレセプター遺伝子領域等のメチル化を解析した。1)についてメチル化DNA結合蛋白質としてMBD1、2、3やMeCP2などの蛋白質が知られており、それぞれの蛋白質は既に単離・精製され、これらを用いたメチル化DNA検出方法も報告されている。そこでMBDなどのメチル化DNA結合タンパク質を磁気ビーズに固定化し、ゲノムDNAを超音波処理や制限酵素処理等により断片化した後これらの断片を回収し、PCRによって増幅した。そしてこれをZif-ルシフェラーゼと結合させることで発光検出し、メチル化を検出できる事を確認した。本研究は、メチル化DNA結合蛋白質(MBD)と、Znフィンガー蛋白質(Zif)融合ルシフェラーゼ"を用いてDNAのメチル化頻度の簡便な解析法を開発することを目的とし、下記の項目について研究を遂行した。2)がん化に関わるアンドロジェンレセプター遺伝子領域等のメチル化を解析できるZif-ルシフェラーゼを設計・調製する。3)アンドロジェンレセプター遺伝子領域のメチル化頻度解析を行う。1)については平成22年度に開発し、平成23年度は2)、3)について研究を遂行した。既に報告されている知見を元にp16遺伝子領域検出用Zif-ルシフェラーゼを設計し、大腸菌で生産させた。このZif-ルシフェラーゼの結合能と特異性を評価したところ、結合能はこれまで作製したZif-ルシフェラーゼ渡ほぼ同程度の強い結合能を示し、特異性については、いくつかの配列に対しては結合する事が確認されたものの、本検出原理での利用には問題なく利用できる事が確認された。このように標的配列を認識するZif-ルシフェラーゼを自由に設計し、しかも設計したZif-ルシフェラーゼが十分な結合能と特異性を有していることから本検出法の汎用性は高いと期待される。3)のアンドロジェンレセプター遺伝子領域のメチル化頻度解析を行い、男性、女性で明確にこの領域のメチル化頻度が違うことを検出できる事を確認した。また、この部分のメチル化頻度が変化したいくつかのヒト培養細胞について本手法でメチル化頻度解析を行い、この部位のメチル化頻度を十分に解析できることが確認された。また2)で作製したp16遺伝子領域検出用Zif-ルシフェラーゼ用い、p16遺伝子についてもそのメチル化頻度解析が解析できる事を確認できたので、本手法は様々な遺伝子のメチル化頻度解析に応用できると期待される。
ホスファチジルイノシト-ル要求性変異株を用いた生体膜機能の解明

本研究は動物培養細胞マウス自然発生乳癌由来FM3A細胞F28ー7株におよび細胞増殖にPhosphatidylinositol(PI)を要求する突然変異株を用いてPIが生体膜の合成,アセンブリ-にどのように関わっているか,また細胞諸機能制御との関係を明らかにし,PIおよびそれで構成される生体膜機能の生理的意義の解明を目的として研究を行った。細胞増殖に10μM以上のmyoーinositol(Ins)の存在が必要なこの細胞では,PIを培地に添加すると,(1)細胞PI含量の増加(約4倍),(2)phoshoinositides合成の増大,(3)phosphatidylglycerol(PG)含量の減少,(4)【^3H】Insの細胞脂質画分への取り込み促進が認められた。培地に添加した【^3H】標識はPIはIns濃度また前培養時の牛胎児血清の種類で影響を受けずに細胞脂質画分に取り込まれた。細胞超音波破砕液による【^3H】Insの細胞脂質画分への取り込み(PI合成活性)を中性付近に(pH7.4),低Ins濃度で測定すると,PI:Ins交換酵素活性(PIE)はCDPジアシルグリセロ-ル依存PI合成酵素活性(PIS)の約1.5培で,PI添加によりPISは完全に阻害され,PIEはPI濃度に比例して増大した。寒天培養で脱脂血清添加,Ins存在下で細胞増殖にPI要求性を示す変異株のうち1株(6ー2ーIII)では細胞並びに脂質画分へのIns取り込みが親株に比べ40%,60ー70%に低下,世代時間が1.5ー2倍と増殖低下し、細胞凝集が減少する等の異常が認められた。また別の変異株(17ー6ー1)では液体,寒天培養共,Insを除いて,PIのみを添加しても高い増殖能を示し、またInsを除いた培地での【^3H】PI取り込みが1.4倍に増大していた。(1)培地に添加したPIによる細胞PIレベルの操作が可能になったこと,(2)PI:Ins交換酵素活性の細胞増殖における意義を示唆する知見が得られたこと,(3)変異株でのInsまたはPI取り込み等の変異は,生体膜PIおよびIns生理的役割を明らかにする意味できわめて重要な知見と考えられる。生体膜のリン脂質ホスファチジルイノシトール(PI)およびその代謝産物が動物細胞増殖を制御するシグナル伝達に関わる役割を明らかにするために、全生物で初めて分離されたマウス自然発生乳癌由来FM3A細胞F28-7株より増殖にPIを要求する変異株の変異点の解析、および親株および変異株を用いて、細胞増殖におけるミオ-イノシトール(Ins)およびPIの役割について解析を行った。親株では正常な細胞増殖に10μM以上のInsの存在が必要であるが、PIを添加すると、細胞増殖、PI合成酵素活性は変わらないが、Insの細胞脂質画分への取り込みが増大した。またリン脂質組成はPI無添加時に比べ、ホスファチジルグリセロール(PG)含量が低下していた。

寒天培養で脱脂牛胎児血清添加、Ins存在下で細胞増殖にPIの要求性を示す変異株のうち1株(6-2-III)では細胞リン脂質組成および合成速度、また代謝回転は、親株と著しい差異はなかったが、細胞並びにその脂質画分へのInsの取り込みが、それぞれ親株の約40%、60-70%に低下していたが、細胞破砕液のPI合成酵素活性は親株より低下していなかった。さらに、この変異株の世代時間が1.5-2倍と親株より細胞増殖速度が低下し、増殖形態も凝集が減少するなどの異常が認められた。一方、別の変異株(17-6-I)では液体、寒天培養共、Insの代わりにPIのみの添加で同様に増殖する傾向を示した。またPI添加の有無に関わらず、リン脂質組成に著しい変化はなく、親株に比べ、PGは低含量であった。これらの細胞において、InsおよびPIの細胞増殖並びにPI代謝との関わりはPI代謝回転だけでなく、代謝基質の取り込みから生体膜アセンブリー機能発見に至るまでの複雑な制御によることが推察され、一部明らかにされた親株でのPIおよびInsの増殖に対する効果、PI要求性変異株の性質は、生体膜機能発現におけるIns並びにPIの役割を解明する重要な手掛かりと考えられる。生体膜のリン脂質ホスファチジルイノシト-ル(PI)およびその代謝産物の動物細胞増殖を制御する、シグナル伝達に関わる役割を明らかにするために、前年度より継続して、マウス自然発生乳癌由来FM3A細胞F28-7株および増殖にPIを要求する変異株を用いて、細胞増殖におけるPIおよびミオ-イノシト-ル(Ins)の関与の細胞生物学的および生化学的解析を行なった。培地に添加した〔^3H〕標識PIはIns濃度また前培養の血清の種類で影響を受けず、細胞脂質画分に取り込まれた。培地にPIを添加すると、(1)細胞PI含量の増加(約4倍)、(2)ホスフォイノシチド合成の増大、(3)ホスファチジルグリセロ-ル(PG)含量の減少、(4)〔^3H〕Insの細胞脂質画分への取り込みのPIの脂肪酸分子種にかかわりない促進等が認められた。細胞の超音波破砕液によるin vitroでの〔^3H〕Insの脂質画分への取り込み(PI合成活性)を中性付近のpH7.4で低Ins濃度で測定したところ、PI:Ins交換酵素活性(PIE)はCDPジアシルグリセロ-ル依存PI合成酵素活性(PIS)の約1.5倍で、PI添加によりPISは完全に阻害され、PIEは添加PI濃度に比例して増大した。〔^3H〕標識PIの細胞脂質画分への取り込みはInsを培地より除くと、Ins添加時の約1.5倍に増加し、InsをPIに替えた培地で高い増殖能を示すPI要求生変異株(17-6-1)では親株のおよそ1.4倍となった。これらの結果は、培地に添加したPIにより取り込まれた以上に認められるPI合成にPIEが関わることが推察される。培地にリポソ-ムとして添加したPIによる細胞PIレベルの操作が可能になったこと、PI:Ins交換酵素活性の細胞増殖における意義を示唆する知見が得られたことなどは、細胞のPIを始めとするイノシト-ルリン脂質およびInsの生理的役割を明らかにする意味できわめて重要と考えられる。