hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機Ni、Pd錯体を鍵中間体とする環状ポリシラン及び類縁体の精密合成

本研究では、ニッケル触媒による鎖状と環状ポリシランの選択的合成を開発し、環状パラジウム中間体の反応性に関するデータを基に本高分子重合の反応機構を提案した。その結果、これら環状高分子、環状中間体の形成は鎖状構造より熱的安定性が高いことに起因する。側鎖にπスタック相互作用をもつ新しい構造概念の有機ケイ素高分子を合成し、その特異的な光学的性質を評価した。本研究の概要は、π共役平面を側鎖置換基にもつ有機ケイ素高分子(ポリシラン)の合成である。その意義は、平面側鎖基の重なり(πスタック共役)とポリシランのσ共役との二重共役構造に由来する前例のない光・電気化学特性を調査することである。23年度の研究成果では、モノマー合成を重点とし、低分子量オリゴシラン錯体の合成と構造決定をおこなった。最終年度の研究成果は、(1)後周期遷移金属錯体による高活性重合触媒の探索、(2)側鎖平面置換基をもつ可溶性新規ケイ素高分子の合成である。成果(1)では、強い電子供与性リン配位子をもつニッケル錯体が高い重合活性と熱安定性を示すことが分かった。その結果、10員環程度の均一な分子量をもつ環状ポリシランを収率良く与えた。従来、錯体触媒による脱水素重合反応は線状と環状ポリマーの混合物を与えるが、本研究では、遷移金属触媒のリン配位子の配位環境又は重合中の反応条件に応じて、線状及び環状構造を選択的に作り分けできるケイ素高分子の合成法を見出し、その成果を論文発表した。成果(2)では、ケイ素高分子の側鎖平面置換基の重なりが興味深い光学的性質を示すことが分かった。溶解度向上のためアルコシキ鎖の導入をおこない、その鎖長が異なる3種のモノマーを合成した。上記のニッケル触媒を用いて重合反応を検討し、分子量3000程度の線状ポリシランを得た。ケイ素モノマーは平面構造に由来して強い蛍光特性を示すが、その重合体は消光した。これは、側鎖平面置換基が隣接し、πスタック相互作用によるエネルギー移動が生じることが要因である。本研究では、概ね研究計画書に従い、有機ケイ素高分子の合成と物性評価、中間錯体の構造決定を実施した。今後の課題として、新しいケイ素高分子の合成法を目指して、ポリシランの分子量制御、ランダム又はブロック共重合体の合成を検討する。本研究の目的は、π共役平面を側鎖置換基にもつ環状ポリシランの合成、主鎖ポリシランのSi-Si結合のσ共役と側鎖平面置換基のスタック構造に由来するπ共役との相乗効果によって生じる光・電気化学特性を調査することである。23年度の研究計画はπ平面骨格を有するケイ素モノマー(ジヒドロシラフルオレン)の合成と遷移金属錯体による重合反応であり、置換基が異なる数種類のケイ素モノマーを合成した。研究開始時におけるモノマー合成は予期せぬ副反応を伴ったが、厳密な窒素雰囲気下での実験条件ではこれが改善され、目的とするモノマーの単離に成功した。早期のモノマー合成方法の確立は、本研究が順調に進展していることを示唆している。当研究室で独自に開発したニッケル触媒による脱水素カップリング重合法を用いて、ポリシラン合成反応を検討した。得られた高分子量ポリマーは有機溶媒に対する溶解度が低く、現時点でポリシランの物性評価には至っていない。そこで、23年度には、溶解可能な低分子重合体の分子構造と光学的性質との関連性を調査した。二量体ジシランは結晶性が高く、単結晶構造解析法により分子構造を直接観察することができた。Si-Si結合とC=C結合が同一平面に位置するジシランは顕著に長波長シフトした発光が観測された。これは電子供与性Si-Si結合から電子受容性C=C結合への分子内電荷移動に基づく発光であった。ジシランの電荷移動型発光は分子構造の捻じれが関連しているという興味深い知見を得た。本研究では、環化ポリシラン重合の反応経路を明確にすることも課題の一つである。パラジウム錯体を用いたオリゴマー化では、環状5員環オリゴシラン錯体の合成とその構造決定に成功した。この5員環錯体は環化ポリシラン重合の中間構造として重要な役割を果たしていることが示唆される。23年度では、1)π共役平面を側鎖置換基とする有機ケイ素モノマーの合成、2)ニッケル触媒によるポリシラン合成、3)低分子重合体の光学的性質の評価、4)環化重合反応に重要な役割をもつ中間生成物の単離を実施し、ほぼ計画通りの研究成果を得ることができた。1)は本研究の重要な基盤項目であり、モノマー合成を重点的に検討した。その結果、高度な実験技術を要するが、高収率でモノマー合成の反応経路を確立した。これによって、項目2)-4)の研究成果を比較的容易に達成することができた。2)ニッケル触媒による重合反応が円滑に進行し、重合条件に応じて低分子から高分子までのポリマーを得た。3)合成・単離が容易なオリゴマーの物性評価をおこなった。

ここで得た知見は、高分子量ポリマーの測定結果との比較により有効に活用することができる。4)重合活性を示すニッケル錯体はその中間構造の単離・同定が困難であるが、パラジウムを含む環状オリゴシラン錯体の構造決定に成功した。今後、この錯体を起点に反応性を精査し、反応機構の解明に向けたデータ収集をおこなう。今年度の計画案に達成できなかった点として、高分子量のポリシランは有機溶媒に対する溶解度が低く、分子量測定、ポリマーの構造解析等の基本的な同定に至っていない。全般的に、本研究はおおむね順調に進展しており、次年度では、重合条件の改善、物性評価、反応機構の考察等の本研究計画の達成を目標とする。今後の推進方策は、23年度の研究成果を基に、1)重合反応の最適化により分子量制御が可能な重合反応の開発、特に、環状ポリシランの合成、2)合成したポリシランの溶解度の向上、具体的には、長鎖アルキル基又はアルコシ基をもつモノマー合成とその重合、の改善点を重点的におこなう。特に、1)は本研究の骨子であり、ポリシランの物性、機能に大きく影響するので、徹底的に検討する。具体的には、モノマーのSi-H結合の活性化を効果的におこなう高い電子供与能をもつリン配位子、嵩高さから金属周辺に空間をもつカルベン配位子を用いる。高収率で分子量の制御が可能な重合反応は興味深く、反応追跡実験、速度論的考察により重合反応を理解する。24年度の計画案で示したσ及びπ共役で拡張されたポリシランの物性評価もおこなう。具体的には、吸収・発光スペクトルによる波長の変化や分子軌道計算を用いて電子遷移エネルギーの見積をおこない、実験と理論を併せて高分子鎖中の電子の非局在化を考察する。合成ポリシランの化学的酸化反応をおこない、光学的特性、軌道計算との比較考察する。さらに、ヨウ素、ナトリウム等のドーピング操作をおこない、この電気伝導度の評価をおこなう。次年度にあたる24年度では、23年度と同様に、高い溶解度を要する有機ケイ素モノマー合成に必要な有機薬品、重合触媒の原料であるパラジウム、ニッケル等の無機薬品、高活性の重合反応が期待されるカルベン配位子、二座リン配位子等の試薬購入を予定する。また、厳密な窒素雰囲気下での重合条件を要するので、シュレンク等の特殊なガラス器具を補充購入する。合成した有機ケイ素高分子の電気伝導度を測定するために、四端子電気抵抗計の購入をおこなう。24年度の研究費の多くを実験消耗品として使用する予定である。但し、合成したポリマー、環状中間体の同定、物性評価をおこなうための分光機器、単結晶構造解析装置、核磁気共鳴装置等は、当該研究所或いは当該研究室の既設の測定機器を使用する。
口腔がんの発症に係るニコチン性アセチルコリンレセプターに関する分子基盤の解明

タバコは口腔がんの主要なリスクファクターの一つである。タバコの構成主成分であるニコチンは、これまで直接的に発がんに影響することは証明されていないが、本研究において、細胞の分裂促進に関連するシグナル伝達経路であるEpidermal Growth Factor Receptor(EGFR)のリン酸化を促進すること、また、その経路においてニコチンレセプターα7サブユニットの関与が示唆された。欧米諸国や日本における口腔がんの発症率は、がん全体の数パーセントと頻度はあまり高くないが、発生学的口腔の特殊性から、摂食・咀嚼・嚥下障害、発音障害、味覚障害など口腔機能が障害されることにより患者のQOLは著しく低下する。口腔粘膜と直接接触する噛みタバコの日常習慣があるインドを中心とした東南アジア地域での口腔がんの全がんに対する比率は約30パーセントにまで増加することやコホート研究等による統計学的な研究などからこれまで喫煙は口腔がんのリスクファクターの一つとして挙げられているが、タバコの構成主成分の一つであるニコチンが、直接的に発がんに影響することは証明されていない。本研究では、ニコチンが与える口腔細胞への影響を検討し、口腔がん発症に関連するニコチン誘導性シグナル伝達経路の解明を目指す。本年度は、口腔がん細胞において、ニコチンによる刺激で、細胞の分裂促進に関連するシグナル伝達経路(Epidermal Growth Factor Receptor; EGFR)を活性化し、細胞を増殖させるかを検討した。ニコチン刺激24時間前より血清飢餓状態にした口腔がん細胞に対して、ニコチンがEGFRに及ぼす影響についてウェスタンブロット法にて解析を行った。コントロールに比べ、ニコチン刺激したものは有意にEGFRのリン酸化を促進していた。ニコチンがEGFRシグナルを活性化することが示唆された。また、細胞増殖能を検討するために行ったWound healing assay法においてもニコチン刺激した口腔がん細胞の方が増殖していた。タバコには様々な化学物質が含まれ、喫煙は、口腔がんのリスクファクターの一つとして挙げられている。タバコの構成主成分の一つであるニコチンは、以前より、その強い依存性に焦点が当てられる研究が多くなされてきた。その背景もあり、ニコチンとがんとの関連についてはあまり多く研究がなされておらずこれまで直接的に発がんに影響することは証明されていないが、本研究では、口腔がん細胞において、ニコチンによる刺激が細胞増殖の促進、細胞の分裂促進に関連するシグナル(Epidermal Growth Factor Receptor : EGFR)を活性化することを見出した。下流シグナルのさらなる探索は必要であるが、ニコチンの刺激により、EGFRがリン酸化されることを確認しており、増殖促進にニコチンが関与していることがわかった。喫煙による発がんの危険性は、タバコ中の発がん物質を含む有害物質等の化学物質によるものが主と考えられるが、ニコチンは細胞の働きを活性化させ、相乗的に作用していると考察される。また、血清飢餓状態で培養した口腔がん細胞に対し、1ニコチン、2無刺激、310%FBSに分け、細胞増殖試薬であるWST-1で解析を行ったところ、数時間後にはコントロールとして用いた10%FBSには及ばないものの、ニコチン刺激のグループは、無刺激の細胞に比べ高い細胞増殖傾向を示した。この結果からもニコチンによる細胞増殖能が明らかとなった。以上より、ニコチンはこれまで広く知られているその強い依存性だけでなく、がんの増殖促進においても相乗的に作用する可能性が示唆された。タバコの構成主成分の一つであるニコチンは、アセチルコリン受容体の一つである、ニコチン性アセチルコリンレセプター(ニコチン受容体;nAChR)のアゴニストで、同レセプターを介して細胞に作用する。nAChRは、ヒトの神経系組織以外にも血管内皮、肺・気管上皮をはじめ、口腔上皮、食道上皮、神経筋接合部など全身の多くの器官の細胞で発現が確認されている。また肺がん(特に非小細胞がん)では、喫煙者と非喫煙者間でレセプターが異なった発現のパターンを示すことが分かっている。また、nAChRは5つのサブユニット(α、β、γ、δ、ε)、さらにαサブユニットは10種類、βサブユニットは4種類の変異体を持ち、合計17種類が発見されている。本研究ではがんの発生と増殖に関連が高いとされるα7受容体に注目し、口腔扁平上皮がん細胞(HSC-2)を用いて検討を行った。これまで、ニコチン刺激により、Epidermal Growth Factor Receptor(EGFR)を活性化し、細胞増殖促進することは確認できていたが、どのnAChRが作用しているかは不明であった。今回、α7選択的拮抗薬(α-bungarotoxin)を用いてその影響をウェスタンブロット法にて解析した。結果は、ニコチン単独の刺激ではα7の発現を確認できたが、α-bungarotoxinで前処理後のニコチン刺激ではその発現が抑制された。このことからニコチン刺激により、EGFRを介したシグナル伝達が行われ、α7受容体の関連性が示唆された。なお、以上の研究結果を歯科基礎医学会学術大会にて発表した。

ニコチンによる細胞増殖を示すことができたため。病態科学系歯学・歯科放射線学今回まで得られた結果に加え、EGFRの下流シグナルに対する発現確認を行う。今後はこれまでのデータの解析が主な作業となると思われるが、ニコチンのマウスに対する影響についても考慮する必要があると考えている。ニコチン誘導の細胞増殖シグナル伝達経路の主要な経路と考えられるEGFRの活性化促進を確認することができ、細胞増殖能についてもニコチン刺激により活性化することが示唆されたため、現在のところ当初の予定通りに研究が進んでいる。概ね計画通りに研究を遂行していたが、これまで得られた結果に加え、ニコチン刺激グループがコントロールに比べ、細胞増殖能が予期しえなかった刺激後8時間以降の長期に有意な差を生じるという新たな知見が2015年1月に得られた。研究遂行上、この本質を見極めるため当初の計画を変更し、次年度に新たな知見に対するさらなる解析および、成果発表を行う必要性が生じたため次年度使用額が生じた。現在検討している口腔がん細胞以外の細胞でも同様の現象が起こるかを確認し、正常細胞における挙動を確認する。また、ニコチンシグナルのカギとなるニコチン性アセチルコリンレセプターのサブユニットの探索、EGFRシグナル伝達経路のさらなる解明を目指す。新しく得られた結果の追試用の実験費用と学会発表費用、論文投稿費用に充てることにしたい。抗体を購入する予定であったが、納品遅延となったため。H26年度請求額と合わせて使用する予定である。当初より購入予定であった抗体の購入に充て、H26年度の研究遂行に使用する予定である。
夏目漱石『文学論』中の「集合的F」に関する研究

1.『文学論』における「集合的F」概念を検討した結果、群衆が「暗示」や「感染」に支配されるとのル・ボンの学説や社会は「模倣」なりとのタルドの社会心理学の理論の影響が明らかになった。漱石は『文学論』第5編で、「集合的F」理解のための参考図書の一冊としてル・ボン著『社会主義の心理学』を推賞しているが、図書を詳細に検討しても、『文学論』で重要な役割をはたしている「暗示」や「模倣」の概念に触れている箇所はない。この事実から、漱石は別の著書からル・ボンやタルドの学説を知り、その間接的知識に基づいて「集合的」の概念を構築したとの推論を行った。2.ル・ボンの文明論の『それから』への影響を指摘した。3.「現代日本の開化」における近代日本の文明に関する漱石の視点が、ル・ボンの『社会主義の心理学』の、とりわけ近代日本の運命に触れている箇所の読書体験のなかから育まれたのではないかとの推論を行った。4.社会主義思想に対する漱石の関心がどのようなものであったかを『社会主義の心理学』に対する反応を検討することを通して推測した。5.現在、ロンブロ-ゾ著『天才と狂気』やボールドウィン著『精神発達の社会的・倫理的解釈』が漱石に与えた影響を検討しつつある。特に、ロンブロ-ゾの天才論が『文学論』に与えた影響、文明の進歩における「天才」の役割に関する漱石の考えをどのように理解するかなどの点を考察しつつある。6.5の作業を終えた後、ボールドウィンと漱石作品の関係を検討する予定。7.1で触れた、ル・ボンやタルドの学説の情報源となった著書も、引き続き探索する予定。
開境界適応型の大気海洋結合波浪推算手法に関する研究

本研究は海域施設の信頼性設計・性能設計に必須となる波浪情報を高精度・高解像度で提供できる開境界適応型大気・海洋結合波浪推算手法の開発を目的として行ったものであり,これによって得られた主要な成果は以下の通りである.1.Adjoint法によるデータ同化を用いた任意開境界条件の推定法の開発目的変数を開境界上の方向スペクトルとするAdjoint法を波浪推算モデルWAMに組み込むことにより,推算精度が格段に向上し,計算領域も大幅に縮小できることを明らかにした.2.風から波へのエネルギー伝達過程の解明とエネルギー流入項と損失項の定式化風波下の水粒子速度場の計測結果に基き,白波砕波がエネルギー散逸率の増大と風から波へのエネルギー伝達量の増大に密接にかかわっていることを明らかにするとともに,白波砕波の影響を反映させたエネルギー流入および損失項の定式化を行った.3.局地気象モデルによる海上風算出局地気象モデルとしてMM5を用いて鉛直20層の水平解像度1km格子で2001年度1年間の伊勢湾海上風の再現計算を行い,その結果を海洋観測塔の風速・風向データと比較し,このモデルによって外洋海上風だけでなく陸地の影響を強く受ける内湾海上風の算出が実用レベルで十分に可能となることを実証した.4.海上風と風波を結合させた波浪推算手法海上風を気象モデルMM5,波浪をWAM及びSWANでそれぞれ計算する結合モデルを開発して伊勢湾及び東京湾の波浪追算を行い,格子間隔を200m程度まで細密化することによって,空港島や海底地形の影響も含めて多様な気象場での内湾波浪の実用レベルの高精度推算が可能となることを実証した.5.日本周辺全域での波浪追算精度の検証日本周辺任意地点での波浪追算精度の向上のため,各地点での観測データに同化させるAdjoint WAMの開発を行った.方向スペクトルの第1推定値を同化変数とし,評価関数に観測誤差項と背景誤差項の両方を考慮することにより,日本周辺全域において推算精度が向上することが示された.本研究は海域施設の信頼性設計・性能設計に必須となる波浪情報を高精度・高解像度で提供できる開境界適応型大気・海洋結合波浪推算手法の開発を目的として行ったものであり,これによって得られた主要な成果は以下の通りである.1.Adjoint法によるデータ同化を用いた任意開境界条件の推定法の開発目的変数を開境界上の方向スペクトルとするAdjoint法を波浪推算モデルWAMに組み込むことにより,推算精度が格段に向上し,計算領域も大幅に縮小できることを明らかにした.2.風から波へのエネルギー伝達過程の解明とエネルギー流入項と損失項の定式化風波下の水粒子速度場の計測結果に基き,白波砕波がエネルギー散逸率の増大と風から波へのエネルギー伝達量の増大に密接にかかわっていることを明らかにするとともに,白波砕波の影響を反映させたエネルギー流入および損失項の定式化を行った.3.局地気象モデルによる海上風算出局地気象モデルとしてMM5を用いて鉛直20層の水平解像度1km格子で2001年度1年間の伊勢湾海上風の再現計算を行い,その結果を海洋観測塔の風速・風向データと比較し,このモデルによって外洋海上風だけでなく陸地の影響を強く受ける内湾海上風の算出が実用レベルで十分に可能となることを実証した.4.海上風と風波を結合させた波浪推算手法海上風を気象モデルMM5,波浪をWAM及びSWANでそれぞれ計算する結合モデルを開発して伊勢湾及び東京湾の波浪追算を行い,格子間隔を200m程度まで細密化することによって,空港島や海底地形の影響も含めて多様な気象場での内湾波浪の実用レベルの高精度推算が可能となることを実証した.5.日本周辺全域での波浪追算精度の検証日本周辺任意地点での波浪追算精度の向上のため,各地点での観測データに同化させるAdjoint WAMの開発を行った.方向スペクトルの第1推定値を同化変数とし,評価関数に観測誤差項と背景誤差項の両方を考慮することにより,日本周辺全域において推算精度が向上することが示された.本研究は波浪情報を高精度・高解像度で提供できる開境界適応型大気・海洋結合波浪推算手法の開発を目的とするものである。本年度得られた主要な成果を以下に列記する。1.波浪推算モデルWAMに、目的変数を開境界上の方向スペクトルとするAdjoint法を組み込んだモデルを構築した。このモデルの適用により、推算精度はAdjointを行わない計算結果に比べて格段に向上し、また波浪推算を行う上で重要な問題となる計算対象領域の大きさは、Adjointを行う限り推算精度向上にあまり影響しないことが明らかになった。2.Adjoint法によるある地点の推算値は、データ同化を行う観測点のうち最も近傍の観測点のデータに大きく影響され、その点のデータ品質が悪い場合にはむしろ推算精度が悪化することが明らかになった。従って、データ同化に用いる観測点の選定、観測値の品質検査には十分に配慮する必要がある。3.波浪推算の主要パラメータである海面せん断応力、砕波せん断応力、海面粗度、海面抗力係数を大気海洋相互作用という観点から包括的に算出可能な「大気・波浪・海洋双方向結合モデル」を構築した。このモデルを冬季日本海へ適用し、深海域において砕波せん断応力は風によるせん断

応力に比べて無視でき得ること、海洋循環の時間スケールが大気運動や波浪運動の時間スケールに比べてはるかに大きいことなど、このモデルが気象・海象現象を総合的・包括的に判断する上で有効であることを示した。4.気象、波浪単独モデルと「大気・波浪・海洋双方向結合モデル」の計算結果を比較し、気象予報モデル及び波浪推算モデルの予報・推算精度向上のために海面粗度を動的に評価できる双方向接合モデルは有効であることを示した。本研究は波浪情報を高精度・高解像度で提供できる開境界適応型大気・海洋結合波浪推算手法の開発を目的とするものである.本年度得られた主要な成果を以下に列記する.1.風から波へのエネルギー伝達過程の解明LDVおよびPIVによって風波下の水粒子速度場の計測を行い,白波砕波によって水面下に強い乱流境界層が生成され,そこでのエネルギー散逸率の増大と風から波へのエネルギー伝達量の増大が密接にかかわっていることを明らかにした.2.波浪推算モデルにおけるエネルギー流入項と損失項の実験的検討風洞水槽実験によって風波スペクトルの発達過程に対する波浪推算モデル(SWAN)の精度検証を行い,砕波を介したエネルギー流入項および損失項だけでなく,スペクトル成分間のエネルギー輸送を担う非線形干渉項にも精度的に問題があり,これら3つの項の整合性を保ちつつモデルの改良を行う必要があることを示した.3.局地気象モデルによる海上風算出局地気象モデルとしてMM5を用いて2001年3月の1ヶ月間の伊勢湾内海上風の再現計算を行い,海洋タワー(中部国際空港)での風速・風向データと比較し,このモデルによって陸地の影響を強く受ける内湾海上風の算出が実用レベルで十分に可能となることを実証した.4.海上風と風波を結合させた波浪推算1999年2000年の2年間を対象として局地気象モデルによって東京湾の海上風を計算するとともに,波浪モデルWAMおよびSWANに結合させて,内湾波浪の推算を行い,高風速時を除けば実用精度の結果が得られることを示した.本研究は波浪情報を高精度・高解像度で提供できる開境界適応型大気・海洋結合波浪推算手法の開発を目的とするものである.本年度得られた主要な結果を以下に明記する.1.白波のエネルギー伝達過程に及ぼす影響を評価したエネルギー流入項と損失項の定式化風から波へのエネルギー伝達過程に白波砕波の影響を反映させるため,エネルギー流入・損失項にSnyderらの理論およびJannssenの理論を導入した.その結果,後者は流入を過小評価し,損失を過大評価するが,前者によって白波の影響を精度良く評価できることが確認できた.2.日本周辺全域での波浪追算精度の検証日本周辺任意地点での波浪追算精度の向上のため,各地点での観測データに同化させるAdjoint WAMの開発を行った.方向スペクトルの第1推定値を同化変数とし,評価関数に観測誤差項と背景誤差項の両方を考慮することにより,日本周辺全域において推算精度が向上することが示された.3.海上風と風波を結合させた波浪推算手法海上風を気象モデルMM5によって計算し,外洋波浪をSWANでそれぞれ計算する結合モデルを開発して伊勢湾内の波浪追算を行った.その結果を中部国際空港観測塔の波浪データと比較し,格子間隔を200m程度まで細密化することによって,空港島や海底地形の影響も含めて多様な気象場での波浪の高精度再現が可能となることを実証した.
スペクテイタースポーツが都市コミュニティの再生に及ぼす影響について

1990年代以降の日本におけるグローバル化と少子高齢化の進展は、(東京を除く)大都市圏で地域アイデンティティの希薄化と住民の無力感を助長した。本来、地域アイデンティティは市民活動のインフラを形成するものだが、その弱体化に抗して、プロ野球のように大都市圏の境界と合致する営業圏をもつスペクテイタースポーツがどう貢献できるか、本研究ではその潜在的な可能性を模索した。平成20年度の活動としては、まず6月にナゴヤドーム球場にて、調査員約百人を動員して、有効回答数が千を超えるアンケート調査を行った。この種の調査は平成18年から3年連続して行っており、プロ野球ファンの意識を知る上で、有意義な定点観測となっている。この調査の分析結果は、年末に中日球団事務所で報告し、今後の活動の参考にしてもらっており、さらには代表者の所属学部HPでも一部を公開し、市民に成果を還元している。また、同じく6月末には仙台へ赴き、かの地の球場を視察するとともに、ファンにインタビューを行い、プロ野球文化の新興地と伝統ある地域(名古屋)の比較調査の起点とした。9月には編著『トヨティズムを生きる』を刊行したが、これは名古屋とその周辺地域で盛んな自動車産業が地域住民の生活・文化にどれほど深く影響を与えているか、根底から分析したものである。これにより、この地のプロ野球球団とそのファンがどういう物質的基盤に依拠するかがより明確になった。さらに10月には同じく編著『市民学の挑戦』を刊行したが、こちらではグローバル化の深化と、その派生物としての新自由主義の普及により、ますます解体していく都市生活を再生するために、市民の、市民による、市民のための新しい公共空間をいかに立ち上げるかを理論的に模索した。あと、年明け以降の3月には、日本スポーツ社会学会で行われたミニシンポに登壇し、近代社会においてスポーツが果たしてきた役割を再考した上で、今後それをどう生かしていくべきかを展望し、本研究課題の基礎固めを行った。サッカーJリーグの発足以来、スペクテイタースポーツは地域振興との関係で注目されるようになった。プロ野球でも、仙台における楽天球団の設立や日本ハムファイターズの優勝が地域にもたらした興奮は、スポーツによる地域振興が、小規模な「町おこし」にとどまらず、経済・文化の東京-極集中と「郊外化」に苦しむ地方大都市圏の再生に寄与しうることを示した。本研究は、中日球団の協力を得て、スペクテイタースポーツによる名古屋都市圏の文化的活性化を模索し、都市コミュニティの再生を図るものである。本年度は、本調査の対象都市圏におけるプロ野球の位置づけに関する現況を知るために、名古屋のほか、阪神地区と新しいプロ野球用球場のできた広島を比較対象として、球場・球団を取り巻く実情をある程度まで把握した。また主たる調査地である名古屋都市圏では、一昨年と同様、ナゴヤドーム以外の拠点でもプロ野球ファンが行う活動を調査した。昨年は特に、キャンプ地である沖縄に足を運んだファンと、プロ野球球団を看板に景気浮揚をはかる商店街の役員などに聞き取り調査を行った。さらにアンケート調査については、ナゴヤドームにおいて(一昨年のものから調査項目を一部修正しながら)大規模な意識調査を行った。それ以外にも、名古屋都市圏における「野球人」の形成過程を探るために、第二次世界大戦以前から全国的な野球強豪校であった中京商業とその後身にあたる中京大学附属中京高校ならびに中京大学の出身者、あるいはそこで活躍した指導者に焦点を当て、この地域の「野球文化」の展開をある程度まで把握できた。以上の成果については、特にアンケート結果を中心に研究代表者が所属する学部ホームページで紹介している。また、代表者が調査のバックボーンとなる理論研究をまとめ、博士論文として大阪大学に提出し、受理されている。プロ野球でも、仙台における楽天球団の設立や北海道日本ハムファイターズの優勝が地域にもたらした興奮は、スポーツによる地域振興が小規模な町おこしにとどまらず地方大都市圏の再生に寄与しうることを示した。本研究は、中日球団の協力を得てスペクテイタースポーツによる名古屋都市圏の文化的活性化を模索し、都市コミュニティの再生を図るものである。本年度の活動としては、研究代表者が関西の大学に異動したこともあり、名古屋大都市圏以外、プロ野球以外のスペクテイタースポーツファンの意識や行動に注目し、本調査のメインターゲットである名古屋都市圏のプロ野球ファンと比較することに力を入れた。その手法としては、まず(1)イギリスから著名なスポーツ社会学者John Horne氏を招いてワークショップを行い、プロスポーツとメディアとファンの関係について日英米の比較を行った。次に(2)フィールドワークとして阪神甲子園球場に何度か足を運び、関西でのドラゴンズファンの行動と、タイガースファンの行動を比較した。最後に(3)過去にナゴヤドーム球場で行ったアンケート調査のデータを解析して、都市住民のアイデンティティとチームイメージの関係を分析した。今後は連携協力者とともに、3年間の成果を集約して研究書を刊行する予定である。
動物蛋白質の植物塊根、塊茎での特異的発現に関する研究

動物蛋白質を植物塊根、塊茎に特異的に発現させ、目的とする蛋白質を大量に容易に得る方法の確立をめざして研究を進めた。本年度は特にプロトプラスとから植物体の再生、培養系での塊形成の方法を確立させ、塊茎での蛋白質の同定を目的とした。そこで、まず、CaMVプロモーター、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子、NOS poly(A)を組み込んだプラスミッド(pCaMVCAT)のCAT上流に各種の長さのパタチンン遺伝子上流のシグナル配列をつなぎ合わせたベクターを作成した。プロトプラストは無菌的にMurashige-skoog培地で育種した植物体の幼葉より、1%セルラーゼ(オノズカR-10)/0.5% Macerozym(オノズカ)/10mMCaCl2/0.42Mしょ糖/V-KM培地で調製した。調製したプロトプラストにプラスミッドをエレクトロポレーション法で導入した。プロトプラストからの植物体の再生は、まず、プロトプラスト用培地で培養後、インドール酢酸10muMを含有するLS培地でカルスを誘導後、10%ショ糖、インドール酢酸1muM,ベンジルアデニン10muMを含有するLS培地で葉茎分化培地に移し、その後、10%ショ糖、0.1muMインドール酢酸含有LS培地で生育させたのち、鉢上げした。結果は、これらの方法ではイモは形成されなかった。そして、植物体の各組織におけるCAT遺伝子の発現を測定したところ、カルス、葉茎培養後の葉、茎、さらに、根分化後の根において、同様な発現がみられたが、組織の特異的発現は観察されなかった。
膵島移植における分離膵島の二層法による機能回復に関する研究

膵島移植において、膵島分離後2448時間の培養(例えばRPMI,37°Cで培養)を行ったのちに移植することを推奨する報告が多い。我々はこの移植前の膵島に対する培養に二層法を組み合わせ、成績向上を目指した。Wister ratの膵島を分離後、種々の条件で24時間の培養あるいは保存を行い、膵島のviability評価をin vitroで行った。1群:培養・保存なし(control)、2群:RPMI,37°Cで培養、3群:二層法(RPMI/PFC)37°Cで培養、4群:二層法(RPMI/PFC)4°Cで培養、5群:UW,4°Cで保存、6群:二層法(UW/PFC)、4°Cで保存。Stimulation Indicesはそれぞれ1.3,2.6,3.7,1.2,1.4,2.4で2、3、6群ではインスリン刺激に対する膵島の反応性が良好であった。これら3群における膵島をFDA/PI染色でそのviabilityを比較した結果、2、3、6群でそれぞれ88%,92%,76%で、有意差を認めないものの、二層法(RPMI/PFC)37°Cが最も良好な結果を示した。以上より、分離膵島の培養に二層法を応用する手法の有用性を証明した(Hepato-Gastroenterol, in press)。我々が開発した臓器保存法(二層法)を単離後の膵島保存・培養に用い,保存・培養中に膵島(膵臓の消化および膵島の純化の課程で温阻血,化学的,物理的傷害を受けている)の機能回複を図る今までに無い試みである。当初の計画に従って、本年度はin vitroでの検討を行っている。ラット膵から分離した膵島を各種条件(UW単純、RPMI、UWを用いた二層法、RPMIを用いた二層法)にて保存(4°C)あるいは培養(37°C)し,その後の膵島機能をグルコース刺激に対する膵島のインスリン分泌能にて評価し,分離膵島に対する二層法の至適条件を決定する。分離膵島の二層法(24°CRPMIを用いた二層法、および4°CUWを用いた二層法)を用いた培養では、培養後のStimulation indexで好成績が得られたが、24°CRPMI単独培養群に比べ有意差は認められなかった。今後、in vivoでの膵島機能評価を行い、二層法を用いた培養の効果に関して検討中である。
脱細胞化血管組織へのiPS細胞由来血管細胞播種による自己成長型血管グラフトの開発

(研究の目的)ブタなどの中動物由来血管を脱細胞化し、さらにHLAホモ健常ヒトiPS細胞から分化誘導した血管細胞(血管内皮細胞・血管壁あるいは平滑筋細胞)を再播種することにより血管グラフトを作製する。さらに動物への移植により機能および安全性の評価を行うことにより、最終的に先天性心疾患等に用いることのできる生体適合性の高い自己成長型血管グラフトを開発することを目的とする。(研究の成果)1.脱細胞化ゼノグラフト血管組織への血管細胞再播種による自己成長型血管グラフトの開発本課題における高静水圧を用いた脱細胞グラフトに対する詳細な組織学的検討を行った結果、通常の化学物質を用いた脱細胞グラフト作製法と比較して、内弾性板などの血管組織独自の微細構造を高度に保つことが示された。一方で、ヒトiPS細胞由来血管内皮細胞の前段階としてのヒト臍帯静脈由来内皮細胞の播種実験においては、播種細胞数および期間を調整しても十分な播種効果を得ることが困難であった。次年度以降にコーティング剤等を含めたさらなる検討を継続する予定である。また本年度は、脱細胞異種グラフトヘの再細胞化に関して実績のあるドイツ・ハノーファー医科大学との共同研究を開始し、技術的支援を得た。2.脱細胞化ゼノグラフト血管組織の異種動物への移植実験本年度は動脈系への移植実験として、まずウサギ腹部大動脈置換モデルに着手したが、対麻痺の発生が多く、実験系としては不適であった。そのためミニブタ頸動脈移植モデルの確立のため、頸動脈露出・スパスム予防法を含めた実験条件の最適化を進めた。また頸動脈エコー・IVUS・血管造影などを用いた自己成長性評価法を確立した。次年度以降に移植後の細胞生着性および自己成長性に関するさらなる検討を行う。脱細胞化ゼノグラフト血管組織の異種動物の動脈系への移植実験系として、ミニブタ頸動脈移植モデル作製法および自己成長性に関する評価系を確立することが出来た。またヒトiPS細胞由来血管内皮細胞を用いた再細胞化のための基礎データとして、高静水圧を用いた脱細胞グラフトの血管独自構造の高度な保持効果について組織学的に確認することが出来た。1.脱細胞化ゼノグラフト血管組織への血管細胞再播種による自己成長型血管グラフトの開発前年度までの研究開発において、本課題における高静水圧を用いた脱細胞グラフトは、通常の化学物質を用いた脱細胞グラフト作製法と比較して、内弾性板などの血管組織独自の微細構造を高度に保つことが示された。一方で、この独自の脱細胞グラフトに対する再細胞化においては、コーティング剤を適度に使用することが必要であることを見出した。したがって本年度においては、前年度までに作製した脱細胞化ゼノグラフトの一部(1x1cm程度)に対する各種細胞外マトリクスタンパク(I/IV型コラーゲン・フィブロネクチン・ゼラチンなど)の最適なコーティング条件を見出し、その条件におけるヒト由来血管内皮細胞を37°C、5% CO2下に播種・培養する。組織学的検査(H-E染色・シリウスレッド染色・VEcadherin/PDGFRb/Calponin免疫染色・EVG染色など)・LIVE/DEADアッセイ・走査式電子顕微鏡観察などにより、細胞の生存率・細胞およびECM組成につき検討し、最適条件を検索する。最適条件について、バイオリアクターを用いて血管の状態(1-2cm)にて細胞播種を行い、上記の評価項目を用いて播種効率を検討する。2.脱細胞化ゼノグラフト血管組織の異種動物への移植実験前年度までに静脈系への移植としてミニブタ下大静脈-右心房バイパスモデルを確立し、移植実験を行った。本年度は動脈系への評価として、ミニブタ頸動脈移植モデルへの移植実験を行い、その細胞生着性および自己成長性を評価する。上記検討をミニブタ(クラウンなど)頸動脈の置換により行う。n=3-5程度とする。評価後に犠牲死ののちグラフトを摘出し、上記1.で示された内弾性板等の動脈構造の保持の有無を中心に組織学的に評価検討する。(研究の成果)本年度は、実臨床における自己成長性血管グラフト開発のための動物モデル作製を行った。フォンタン手術および大静脈ー肺動脈連結法における自己成長型心外導管を念頭におき、ブタを用いた下大静脈ー右心耳バイパスモデルを確立した。本モデルを人工心肺非使用可に安定して作製するため、簡易ローラーを用いたテンポラリーシャントを使用する術式を開発した。コントロールとして使用した非自己成長性のePTFE製グラフトを用いて同モデルを作製し、術後の下半身静脈系の圧上昇を確認することが出来た。また、脱細胞グラフトの開発として、幅広い口径の血管に対して使用することを念頭におき、ウシ心膜を高静水圧法により脱細胞化して、血管上に造形して使用する方法を開発した。再播種するヒトiPS細胞由来血管細胞について、KDR陽性血管前駆細胞の分化誘導・純化および再播種による、高収量のヒト

iPS細胞からの血管内皮細胞分化誘導法を開発し、論文化した(Ikuno, PLoS One 2011)。さらに、臨床使用に適したHLAホモiPS細胞からの血管内皮細胞分化誘導についての条件検討を行い、方法の最適化を行った。ミニブタを用いたフォンタン型手術モデルを開発することができた。また、脱細胞心膜を用いた血管作製方法を確立した。さらに、ヒトiPS細胞からの血管内皮細胞の効率的な分化誘導方法につき論文化し、HLAホモiPS細胞を用いた血管内皮分化誘導法も確立し得た。(研究の目的)ブタなどの中動物由来血管を脱細胞化し、さらにHLAホモ健常ヒトiPS細胞から分化誘導した血管細胞(血管内皮細胞・血管壁あるいは平滑筋細胞)を再播種することにより血管グラフトを作製する。さらに動物への移植により機能および安全性の評価を行うことにより、最終的に先天性心疾患等に用いることのできる生体適合性の高い自己成長型血管グラフトを開発することを目的とする。(研究の成果)1.脱細胞化ゼノグラフト血管組織への血管細胞再播種による自己成長型血管グラフトの開発本課題における高静水圧を用いた脱細胞グラフトに対する詳細な組織学的検討を行った結果、通常の化学物質を用いた脱細胞グラフト作製法と比較して、内弾性板などの血管組織独自の微細構造を高度に保つことが示された。一方で、ヒトiPS細胞由来血管内皮細胞の前段階としてのヒト臍帯静脈由来内皮細胞の播種実験においては、播種細胞数および期間を調整しても十分な播種効果を得ることが困難であった。次年度以降にコーティング剤等を含めたさらなる検討を継続する予定である。また本年度は、脱細胞異種グラフトヘの再細胞化に関して実績のあるドイツ・ハノーファー医科大学との共同研究を開始し、技術的支援を得た。2.脱細胞化ゼノグラフト血管組織の異種動物への移植実験本年度は動脈系への移植実験として、まずウサギ腹部大動脈置換モデルに着手したが、対麻痺の発生が多く、実験系としては不適であった。そのためミニブタ頸動脈移植モデルの確立のため、頸動脈露出・スパスム予防法を含めた実験条件の最適化を進めた。また頸動脈エコー・IVUS・血管造影などを用いた自己成長性評価法を確立した。次年度以降に移植後の細胞生着性および自己成長性に関するさらなる検討を行う。脱細胞化ゼノグラフト血管組織の異種動物の動脈系への移植実験系として、ミニブタ頸動脈移植モデル作製法および自己成長性に関する評価系を確立することが出来た。またヒトiPS細胞由来血管内皮細胞を用いた再細胞化のための基礎データとして、高静水圧を用いた脱細胞グラフトの血管独自構造の高度な保持効果について組織学的に確認することが出来た。分化誘導したヒトiPS細胞を用いた、脱細胞グラフトへの再細胞化実験を行い、再細胞化に適した条件を検討する。また、静脈系に加え、ブタ頸動脈などを用いた動脈系移植モデルについても確立する。1.脱細胞化ゼノグラフト血管組織への血管細胞再播種による自己成長型血管グラフトの開発前年度までの研究開発において、本課題における高静水圧を用いた脱細胞グラフトは、通常の化学物質を用いた脱細胞グラフト作製法と比較して、内弾性板などの血管組織独自の微細構造を高度に保つことが示された。
単一分子計測を用いたナノスケール光物理過程の直接可視化

光電子機能性材料内部での光物理過程は、これらを用いた光電子デバイスをデザインする際の最重要因子であるが、一般的にナノメーターサイズで起こる光物理過程を直接観る方法はこれまで存在しなかった。そこで本研究では、ナノメーターサイズの空間分解能を持つ光学顕微鏡法を開発し、光電子材料として共役系高分子を対象として、最重要光物理過程である励起子の分子内での移動と局在化のナノイメージングを行った。その結果、高分子鎖内で励起子はこれまでの予想を大きく超える移動距離(70nm程度)をとりうることが明らかとなった。ナノスケールにおける光物理過程、特に励起状態ダイナミクスは、光電子デバイスなどをデザインする際にキーとなる因子である。しかしながら、光物理過程の計測をナノメーターの空間分解能で行うことはこれまで不可能であった。そこで本研究では、単一分子計測法を応用した超解像イメージング法を適用することによって、ナノスケールで、励起状態ダイナミクスを直接可視化することを目指した。先ず超解像イメージング法の構築及び最適化を行った。顕微鏡のメカニカルな安定性の向上、測定中の顕微鏡ステージの動きの補正などを行い、その結果数ナノメーターの精度で蛍光イメージング計測を行うことが可能となった。次に、本手法を用いて共役系高分子MEH-PPVの単一分子鎖内での発光サイトの空間的分布のマッピングを行ったところ、ナノメーターの精度で単一分子鎖上の発光サイトの空間的分布を決定することができた。分子量の異なるMEH-PPVについて検討したところ、発光サイトは分子量によらずほぼ均一に10ナノメーター程度の間隔で分子鎖上に分布していることが明らかとなった。この結果は、これまでに集合系の測定から平均値として得られている共役系高分子での励起子の移動距離と良い一致を示しており、本測定を通して励起子移動を直接ナノメータースケールで可視化することができたことを示している。一方、わずかではあるが、発光サイト間の距離が60ナノメーターを超えるような分子も観測された。これは、これまで考えられてきた共役系高分子での励起子移動距離である5-10ナノメーターと比較し非常に大きな値であり、共役系高分子内で生じる励起子移動のメカニズムを再考する必要があることを強く示唆している。さらに、この測定からはナノメーターサイズの分子鎖の形状を光学的に直接決定することができ、解析の結果、多くの分子鎖は棒状の構造を取っていることを実証することができた。昨年度までに構築した超解像イメージング法を用いることによって、共役蛍光分子の発光サイトの位置マッピングと分子鎖構造の計測を行い、これらの結果を基に励起子移動・局在化のモデル(ドメインサイズリミッテドモデルとチェーンサイズリミテッドモデル)を提案した。前者のモデルが適用できる場合、分子鎖内で励起子広がりが起こるドメインサイズは10nm程度であることが示唆された。一方、後者のモデルでは、励起子は最大70nm程度まで分子鎖上で広がりを持つことが示唆された。共役蛍光分子において励起子が広がるサイズはこれまで議論が分かれるところであったが、本研究によって、初めてそのサイズを直接的に測定することに成功した。さらに励起子移動と分子鎖形状にも相関があることが明らかとなり、これらの結果は、共役蛍光分子を用いた光電子デバイスを実際に設計する場合に必要となる基礎的かつ本質的な知見といえる。さらに、近年太陽電池や白色LEDなどへの応用が図られている電荷移動型共役系高分子についても単一分子計測による研究を行い、共役系高分子の共役セグメント内での分子のねじれ構造が分子鎖全体の光物理的性質(発光スペクトル、発光寿命、光吸収効率)を決定する因子であることを明らかとした。これまでは、主に共役セグメント間の相互作用が分子鎖の光物理的特性を決定していると考えられていたので、本研究での発見は電荷移動型共役系高分子をデザインするための新たな指針となったといえる。
運動と遺伝子が高温下での運動パフォーマンスに関係する汗イオン濃度調節に及ぼす影響

運動が汗イオン濃度の調節に及ぼす影響を検討するため,運動時の汗イオン濃度の調節と安静温熱負荷時(安静時)のそれを比較することで,運動がどのようにこの調節に影響するのか検討した.被験者は健康な学生12名であった.実験条件として,環境温25ー27°C,相対湿度50%の環境試験室内で,以下に示す二つの実験を実施した.いずれの場合も全身の皮膚温と局所皮膚温(発汗や汗イオン濃度を測定している部位)を水循環スーツで一定にし,運動時と安静時,運動強度間で汗イオン濃度の調節を比較した.また,皮膚温が汗イオン濃度の調節にどのような影響を及ぼすのかについても,局所の皮膚温を変化させてながら検討し,運動時と安静時によって皮膚温が異なった場合の影響程度を推測した.1)下肢温浴(42°Cの湯に下肢を浸す)を40分間負荷し,その際,体表面の皮膚温を一定にするため水循環スーツを用いた.2)最大酸素摂取量の30%と60%の運動負荷を,それぞれ別の日に実施した.いずれの実験でも,心拍数,血圧,体温,皮膚温,前腕部の発汗量・皮膚電気コンダクタンス,アルドステロン濃度など測定した.その結果,最大酸素摂取量の60%の運動時汗イオン最大再吸収能は安静温熱負荷時のそれより有意に高かった(0.63 ±0.28 mg/cm2/min vs. 0.44 ±0.3 mg/cm2/min, P<0.05).また,居所皮膚温の影響を検討した実験で3°C程度の局所皮膚温の差は汗イオンの最大再吸収能に大きな影響を及ぼさないが,その差が6°C程度になると生理的に影響することが示された.この結果をもとに検討すると,運動時と安静時によるこの能力の差には局所皮膚温は大きく影響しておらず,運動時に分泌されるホルモンなどが汗イオン濃度調節機構に影響することを及ぼすことが明らかとなった.2017年度の研究計画であった汗イオン再吸収能力の評価方法の確立が行え,2018年度にはそれによって求めた汗イオン再吸収能力が運動によってどのように修飾されるのかを検討し,特に運動強度がそれなりに高い場合は汗イオン再吸収能が高まることが明らかになった.いずれも研究計画通りに実験を実施し,具体的な結果を得ることができた.また,汗イオン再吸収能力の評価方法をより定量的にするため,汗イオンの直接測定による評価も引き続き検討することも必要であることが分かった.前述した汗イオン再吸収能力の定量的評価をさらに検討し,2019年度と2020年度の研究を,以下の点に留意し,推進する.1.2019年度実施の筋代謝受容器活動と汗イオン再吸収能との関係の実験において,この受容器活動が15分程度継続できるのか確認し,難しい場合は,運動に関わる要因を抽出するための新しい方法を検討する.例えば,運動に関わる要因としてセントラルコマンド・筋機械・代謝受容器が関係する動的な掌握運動を用いる.2.2020年度実施の遺伝子と汗イオン再吸収能との関係の実験において,被験者の確保のため,2019年度の実験の進捗状況によっては,2020年度実施予定の実験を2019年度から行う.高温下での運動パフォーマンス低下や運動時の熱中症発症の予防には,発汗の量の調節だけでなく,効率よく汗を蒸発させるには汗イオン濃度(本研究では塩分濃度)をも重要となる.本研究では運動に関わる要因と遺伝子の違いが汗イオン濃度の調節にどのように影響するのかを明らかにし,高温下運動時に起こる課題の予防に新しい情報を提供することを目的とした.その中で,H29では汗イオン濃度の調節能力を様々な視点から評価した.1)発汗量と汗ナトリウム濃度および皮膚電気コンダクタンスとの関係被験者に対して下肢温浴あるいは自転車運動を負荷し,皮膚温を一定にするために水循環スーツを用いた.この温熱負荷中,心拍数,血圧,体温,皮膚温,発汗量・皮膚電気コンダクタンス,皮膚血流量,汗ナトリウム濃度などを測定した.また,皮膚で汗が蒸発した場合,汗に含まれるイオンが皮膚に残るため,その影響を従来申請者が報告した汗コンダクタンスを測定する方法(純粋な水を皮膚に流し,汗コンダクタンスを直接測定する方法)とも比較した.この結果,本研究で用いた発汗量ー皮膚電気コンダクタンスの関係は汗ナトリウム濃度の変化と関連性が認められた.また,従来との比較ではいずれもコンダクタンスが急増する発汗閾値には大きな差はないが,発汗量ー皮膚電気コンダクタンス関係の勾配が汗コンダクタンスのそれより大きくなった.これは前述の汗蒸発により皮膚に残った汗イオンが影響している可能性が指摘された.2)様々な部位,年齢,運動等による汗イオン濃度の調節能力の違い発汗量ー皮膚電気コンダクタンス関係からみた汗イオン調節能力は前腕より胸部で大きく,年齢とともに低下していくことが示された.また,運動によりこの能力は促進され,無酸素性作業閾値より高い負荷の運動でのみ,それがみられた.H30年度予定であった研究の一部を実施することができた.H29年度では,発汗量と汗ナトリウム濃度および皮膚電気コンダクタンスとの関係を明らかにし,発汗量ー皮膚電気コンダクタンス関係から評価する汗腺でのイオン再吸収能力の指標の妥当性を検討することが主の目的であった.汗ナトリウムの測定からこの評価方法の妥当性がある程度評価できた.

また,この方法の妥当性を,体の部位での違い,年齢あるいは運動で評価できた.特に,部位と年齢の違いの影響はこれまでの報告と一致するもので,今回の方法の妥当性を示す大きな結果となった.さらに,H30年度で実施する実験の一部を行うことができた.運動が汗イオン濃度の調節に及ぼす影響を検討するため,運動時の汗イオン濃度の調節と安静温熱負荷時(安静時)のそれを比較することで,運動がどのようにこの調節に影響するのか検討した.被験者は健康な学生12名であった.実験条件として,環境温25ー27°C,相対湿度50%の環境試験室内で,以下に示す二つの実験を実施した.いずれの場合も全身の皮膚温と局所皮膚温(発汗や汗イオン濃度を測定している部位)を水循環スーツで一定にし,運動時と安静時,運動強度間で汗イオン濃度の調節を比較した.また,皮膚温が汗イオン濃度の調節にどのような影響を及ぼすのかについても,局所の皮膚温を変化させてながら検討し,運動時と安静時によって皮膚温が異なった場合の影響程度を推測した.1)下肢温浴(42°Cの湯に下肢を浸す)を40分間負荷し,その際,体表面の皮膚温を一定にするため水循環スーツを用いた.2)最大酸素摂取量の30%と60%の運動負荷を,それぞれ別の日に実施した.いずれの実験でも,心拍数,血圧,体温,皮膚温,前腕部の発汗量・皮膚電気コンダクタンス,アルドステロン濃度など測定した.その結果,最大酸素摂取量の60%の運動時汗イオン最大再吸収能は安静温熱負荷時のそれより有意に高かった(0.63 ±0.28 mg/cm2/min vs. 0.44 ±0.3 mg/cm2/min, P<0.05).また,居所皮膚温の影響を検討した実験で3°C程度の局所皮膚温の差は汗イオンの最大再吸収能に大きな影響を及ぼさないが,その差が6°C程度になると生理的に影響することが示された.この結果をもとに検討すると,運動時と安静時によるこの能力の差には局所皮膚温は大きく影響しておらず,運動時に分泌されるホルモンなどが汗イオン濃度調節機構に影響することを及ぼすことが明らかとなった.2017年度の研究計画であった汗イオン再吸収能力の評価方法の確立が行え,2018年度にはそれによって求めた汗イオン再吸収能力が運動によってどのように修飾されるのかを検討し,特に運動強度がそれなりに高い場合は汗イオン再吸収能が高まることが明らかになった.いずれも研究計画通りに実験を実施し,具体的な結果を得ることができた.また,汗イオン再吸収能力の評価方法をより定量的にするため,汗イオンの直接測定による評価も引き続き検討することも必要であることが分かった.汗ナトリウムの連続測定により発汗量ー皮膚電気コンダクタンス関係から評価する汗腺でのイオン再吸収能力の妥当性は十分に検討出来なかった.現段階では,汗ナトリウム濃度の連続測定は難しく,測定間隔を出来るだけ短くし,さらに本研究の方法の妥当性を検討していきたい.H29年度にH30年度の研究の一部が実施できたため,H30で実施予定の内容を実施するとともに,H31年度実施の遺伝子の研究に関わり,被験者確保の準備を並行して行っていきたい.この遺伝子を持っていない日本人の割合が約25%と低く,汗腺に関わる遺伝子の影響をみるためには被験者の同定と確保が欠かせないと考えられる.前述した汗イオン再吸収能力の定量的評価をさらに検討し,2019年度と2020年度の研究を,以下の点に留意し,推進する.
ヒトBACライブラリーを用いた脳神経系疾患原因遺伝子の探索

若年性パーキンソニズム(AR-JP)は連鎖解析によって6q25.2-q27にマップされていた。さらにこの患者の1名においてマーカーD6S305が欠失していることが見いだされた。こららの情報をもとに我々が作製した慶應BACライブラリーを駆使してポジショナルクローニングを進め、AR-JP原因遺伝子Parkinを同定することに成功した。同遺伝子はゲノム上で1Mbにも及ぶ巨大遺伝子で12エキソンから構成されていた。ノーザンブロット解析の結果、同遺伝子の転写物約4.5kbで心筋、骨格筋、脳等で発現していた。そのうちコーディング配列1.4kbを含む2.9kbのcDNA構造を明らかにした。我々が確立したQ-Bee法を用いてエキソン・イントロン構造、およびエキソン両側のイントロン構造を明らかにし、各エキソンにおける遺伝子変異を検索するためのPCRプライマーを設計した。その結果、複数のタイプのエキソン欠失、ポイントミューテーションを発見し、同遺伝子をAR-JPの原因遺伝子と特定することができた。遺伝子変異の大部分はエキソン3、4、5を中心としたエキソン欠失であった。cDNAから予想される蛋白質はN末にユビキチンと相同性を持ち、C末にリングフィンガー様ドメインを持つ465残基のポリペプチドであるがその機能はまだ不明である。また高頻度エキソン欠失の機構やスプライシング認識機構の解明などの点でも興味深い遺伝子である。現在この巨大遺伝子のシーケンスをすすめ既に約400kbの塩基配列を明らかにし、欠失を塩基レベルで解析を進めている。また細胞生物学的手法等で同遺伝子産物の機能解析を進めている。