hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
老化に伴う造血幹細胞のリンパ球産生機能低下を制御する方法の開発

この計画において、成獣マウス骨髄の造血幹細胞分画をSATB1の発現量に基づいて細分化し、in vitroでの機能解析のみならず、単一の造血幹細胞を致死量の放射線照射を行ったマウスに移植し、長期的な造血・免疫系の再構築を評価する実験も行うことができた。以上の状況から、本研究はおおむね当初の計画通りに研究が進んでいると考える。今後の研究では、SATB1レポーターマウスを用いて、加齢に伴う造血幹細胞の機能的変化を解析するとともに、SATB1の生理的な機能をより詳細に解析するため、近年報告された生体内での目標蛋白質のビオチン化方法を応用して、SATB1蛋白のN末端にビオチン化領域とFlagタグ領域を付加したノックインマウスを用いた検討を計画している。このマウスでは、ある特定のペプチド配列を選択的にビオチン化する大腸菌由来ビオチン化酵素BirAを過剰発現するマウスとの交配によって、研究対象のSATB1蛋白質が生体内において特異的にビオチン化される。作製したビオチン化SATB1マウスから造血幹細胞を分離し、ストレプトアビジンビーズを用い、造血幹細胞の核内においてSATB1と結合している蛋白を同定する。このモデルでは、抗SATB1抗体を用いた手法では極めて困難な高濃度SDSでの洗浄が可能となるため、夾雑物が少なく信頼性の高いchip-sequence assayを行える。さらにアビジンとビオチンの結合と抗Flag抗体による沈降を応用して、造血幹細胞やリンパ球前駆細胞の核内でSATB1と相補的に機能している蛋白が解析可能である。SATB1の標的遺伝子および共役蛋白が、造血幹細胞からリンパ球系への初期分化に伴ってどのように変化していくかを解析し、さらに若年マウスと老年マウスから得られるデーターの比較を行って、SATB1の加齢に伴う機能変化を明らかにする。
パニックディスオーダーの病態生理と薬物・認知療法の効果に関する経時的研究

パニックディスオーダー(PD)患者の認知機能の薬物療法による変化を調べる目的で、治療前後で聴覚事象関連電位のP300成分の測定と、中枢セロトニン系の機能状態の指標として電位/刺激強度機能勾配(ASF slope)と血中モノアミン代謝産物(5HIAA)の測定をしを検討した。対象はDSM-IVのPD患者で、十分な説明を行い書面で同意の得られた24例で、対照群は健康成人18例。方法:治療前未服薬時とalprazolam投与46週間後の発作改善時の2時点で検査した。P300測定は、75dB、2KHz(標的)及び1KHz(非標的)tone burstを2:8の頻度で呈示し、標的刺激計数のoddball課題とし、Pz導出波形を30回加算平均。4種類の音圧の異なる純音を用いASFslopを測定算出。5-HIAA濃度は検査前に採血した検体をPHLCで測定。結果:1)P300潜時:治療前は対照群よりも延長。改善時は短縮し、対照群との差は消失。2)P300電位:治療前は対照群よりも有意に低下、改善時はさらに低下し、対照群との差が広がる。3)ASFslope:治療前は対照群より高値、改善時は差が消失。4)5-HIAA濃度:治療前は対照群より低値、改善時は差が消失。考察:これまで我々は、未治療のPD患者はP300潜時延長と電位低下がみられ、刺激評価時間の延長と、知覚に配分可能な心的資源の量の減少の可能性を報告してきた。今回の結果では、alprazolam服用による発作改善にともないP300潜時の延長の改善と、電位の一層の減少が認められ、これらは刺激評価時間の改善が認められた一方で、知覚に配分可能な心的資源の量がさらに減少していることを示唆するものと考えた。こ変化は、中枢セロトニン機能にも反映されると考え、ASFslope、血中5-HIAAを測定したが治療によるP300成分の変化を十分説明できる結果は得られなかった。
声帯創傷治癒に対するフィブリン生体接着剤の効果についての基礎的研究

われわれは、フィブリン接着剤の声帯粘膜創傷治癒への影響を、声帯粘膜波動および組織学的に評価し、フィブリン接着剤の音声外科への応用の可能性を検討した。成犬を使用し、ペントバルビタールで静脈麻酔後、喉頭展開し、顕微鏡下に両側声帯を声帯膜様部中央でかん除により画一的損傷を与えた。ここでフィブリン接着剤を左側声帯損傷部位に直接表面塗布した。右側声帯損傷部位については塗布せずにコントロールとした。術後1週、2週、3週、5週後に喉頭顕微鏡下に肉眼的に観察し、さらに各週ごとの喉頭を摘出後、両側声帯突起部を縫合し声門閉鎖させ、加湿加温した空気で吹鳴させた。声帯振動を上面より超高速度カメラを用いて3000コマ/秒にて映画撮影後、声帯膜様部全長を3等分し、前より3分の1の点、後より3分の1の点を左右それぞれにつきフィルムモーションアナライザーを用い各コマごとにX軸、Y軸成分に分けて声帯振動解析を行った。さらに声帯損傷部について連続切片を作成し、病理組織学的評価を行った。喉頭顕微鏡下観察においては、術後2週で塗布側、非塗布側ともに滑らかに上皮化した。超高速度映画のフィルムモーションアナライザーによる声帯振動解析では、術後5週で塗布側で振動が大、波形は定常の良好な粘膜波動が認められた。病理組織学的検討では、術後2週で非塗布側で膠原腺維増生を認めた対応部位において、塗布側では膠原腺維の増生は弱く、細血管増生、炎症細胞浸潤が見られ、炎症性肉芽性で、腺維化の程度が軽減された可撓性の良い粘膜として治癒する可能性を示した。フィブリン接着剤は創傷治癒に好影響を与えることが示唆され、臨床への応用が期待できるものと思われた。
上皮細胞の分化増殖におけるCOX-2とmPGESの作用の解明

誘導型酵素であるCOX-2は、アラキドン酸を基質としてPGH_2を合成し、同じく誘導型酵素のmPGES-1により、PGH_2はPGE_2へと変換される。胃癌組織ではCOX-2とmPGES-1双方の発現が誘導されており、産生されるPGE_2が腫瘍発生に何らかの役割を果たしていると考えられた。本研究では、胃粘膜上皮で転写活性のあるK19遺伝子プロモーターを用いて、COX-2とmPGES-1の双方を発現するトランスジェニックマウス(K19-C2mE)を作出し、胃粘膜上皮の分化増殖におけるPGE_2の作用を解析した。K19-C2mEマウスの腺胃には加齢にともない炎症反応を伴う過形成性腫瘍が発生した。腫瘍病変には好中球やリンパ球浸潤をともなう炎症反応がみとめられたが、抗生物質の投与により胃内の除菌を行なうと炎症病変は消失し、腫瘍病変も退縮した。また、K19-C2mEマウスの粘膜固有層には顕著なマクロファージ浸潤の亢進が認められ、抗生物質により炎症反応が抑制されても浸潤は残っていた。したがって、PGE_2により浸潤が亢進したマクロファージが胃内の常在菌に反応して起こした炎症が、腫瘍性増殖に重要であることが明らかになった。さらに、粘膜外の細菌が胃粘膜上皮細胞のToll-like受容体4(TLR4)を介してマクロファージを活性化している可能性が培養細胞を用いた実験から示唆された。炎症性サイトカインの発現が上昇していたため、TNF-αとIL-1β受容体遺伝子ノックアウトマウスをそれぞれ、K19-C2mEマウスと交配すると、TNF-α欠損により腫瘍病変の消失が観察された。したがって、TNF-αに依存した炎症反応が上皮細胞の異常増殖を引き起こす事が明らかになった。また、胃炎の発症はIL-1βに依存していないことも示された。この結果により、TNF-α阻害薬が胃炎をともなう胃癌発生を予防する可能性が示された。プロスタグランジン合成酵素のCOX-2はアラキドン酸を基質としてPGH_2を合成し、さらに変換酵素のmPGES-1によりPGE_2へ変換される。腫瘍組織では双方の発現誘導が認められ、PGE_2産生が亢進している。また、COX-2活性阻害が腫瘍発生を抑制するので、COX-2/mPGES-1経路が腫瘍形成に重要な役割を果たしていると考えられる。本研究では、COX-2とmPGES-1を胃粘膜上皮で発現するトランスジェニックマウス(K19-C2mE)を作製し、上皮細胞の分化増殖における影響を解析している。K19-C2mEマウス腺胃の上皮細胞は過形性変化を生じ、12週齢以降に腫瘍性病変を発生する。COX-2選択的阻害薬NS398投与によりこの病変は消失する。また、K19-C2mEマウスの胃粘膜下組織には炎症性細胞浸潤が認められたが、セフォペラゾンとストレプトマイシンの抗生物質投与により、胃内常在菌を検出限界以下にすると炎症性細胞浸潤が抑えられた。

このとき、粘膜過形性も抑制されたので、細菌感染に起因した炎症反応が胃の上皮細胞増殖に重要であることが明らかになった。また、K19-C2mEマウスの胃粘膜間質には強い活性化マクロファージ浸潤が認められた。NS398投与によりマクロファージ浸潤は抑制され、抗生物質投与ではマクロファージ数に変化はなかったが、TNF-α発現などのマクロファージ活性化は抑制された。したがって、COX-2/mPGES-1の発現誘導は粘膜マクロファージ集簇に直接重要であり、これが細菌感染により活性化して、炎症反応が惹起されることが上皮細胞増殖の原因と考えられた。さらに胃癌発生の危険因子であるHelicobacterを感染(H.felis)せた野生型マウスの胃粘膜でもCOX-2とmPGES-1の発現が誘導されることも明らかにした。現在、さらに詳細な分子機序を解析している。プロスタグランジン合成酵素である誘導型のCOX-2は、アラキドン酸を基質としてPGH_2を合成し、同じく誘導型酵素であるmPGES-1により、PGE_2へと変換される。これまでの報告により、胃癌組織ではCOX-2とmPGES-1双方の発現が誘導されており、産生されるPGE_2が腫瘍発生に重要な役割を果たしていると考えられた。本研究では、胃粘膜上皮で転写活性のあるK19遺伝子プロモーターを用いて、COX-2とmPGES-1の双方を発現するトランスジェニックマウス(K19-C2mE)を作出し、胃粘膜上皮の分化増殖におけるPGE_2の作用を解析した。K19-C2mEマウスの腺胃には加齢にともない過形成性腫瘍が発生した。腫瘍病変には好中球やリンパ球浸潤をともなう炎症反応がみとめられたが、抗生物質の投与により胃内の除菌を行なうと炎症病変は消失し、同時に腫瘍病変も退縮した。したがって、細菌感染に起因した炎症反応が粘膜上皮細胞の増殖を亢進したと考えられた。K19-C2mEマウスの胃内細菌数は野生型と変化がないが、粘膜固有層には著しいマクロファージ浸潤の亢進が認められ、抗生物質により炎症反応が抑制されても浸潤は残っていた。そこで、単球系細胞株であるRAW264を用いた解析を行なった結果、恒常的に発現するケモカインCXCL14に対するマクロファージの走化性を、PGE_2が亢進することを明らかにした。おそらく生体内でもPGE_2とCXCL14が相互作用していると考えられた。さらに胃粘膜上皮細胞の初代培養を用いた解析により、粘膜外の細菌が胃粘膜上皮細胞のToll-like受容体4(TLR4)を介してマクロファージを活性化している可能性が示唆された。以上の結果により、COX-2とmPGES-1の発現誘導は、マクロファージの浸潤と活性化を介して上皮細胞の増殖を亢進することが明らかとなった。
遷延性意識障害患者の生活活動性を高める摂取エネルギー量の妥当性に関する研究

遷延性意識障害患者における生活活動性を高める摂取エネルギー量を検討することを目的として、平成16年度は経管栄養により栄養摂取している意識障害患者の栄養評価を実施した。日本脳神経外科学会の「遷延性植物状態」基準に準じた意識障害患者を対象に身体計測値、血液検査値、および間接熱量測定などを実施し多角的に検討した結果、意識障害患者の82.6%は低栄養のリスクが高いことが明らかになった。低栄養は免疫能が低下し、易感染・呼吸機能低下を惹起することから、肺炎・褥瘡などの合併症のリスク要因となるが、意識障害患者がこれらの合併症を発症すると生命の危機に陥ることが多い。そこで、平成17年度は意識障害患者の栄養状態および身体機能と、肺炎、褥瘡、尿路感染の発症に関連する要因の検討を行った。医療機関に入院している意識障害患者58名を対象に、身体計測、血液検査、間接熱量測定を実施した。また、呼吸・栄養摂取方法(経鼻または胃瘻)・排泄方法、眼瞼結膜・喘鳴・浮腫などの臨床症状、さらに関節拘縮の強度について評点化を行い、これらの項目と発症との関連について分析した。その結果、1)意識障害患者の平均年齢は75.8±15.0歳(Mean±SD)、一日の栄養摂取カロリー量は994.8±180.6kcal/日であった。過去3ヵ月における合併症発症率は、肺炎が41.4%、褥瘡24.1%、尿路感染32.8%であった。2)肺炎発症者は非発症者に比較して上肢の関節拘縮が強度であり(p<0.01)、3)褥瘡は、肩甲骨下部皮下脂肪厚(%SSF)と関連がみられ(p<0.01)、血清アルブミン値よりむしろ%SSFが同姓・同年齢の健常者の80%以下になると発症リスクが高くなることが明らかになった。これまで、意識障害患者の過剰栄養が留意されてきたが、本研究において低栄養のリスク者が多く、合併症発症にも影響していることが示唆されたことから、意識障害患者の栄養管理には適正な摂取カロリー量の算出と栄養評価指標の開発が今後の課題であると考える。本研究は、遷延性意識障害患者における生活活動性を高める摂取エネルギー量を検討することが目的であり、平成16年度は非経口的に栄養摂取している遷延性意識障害患者に関する栄養状態の評価を行った。日本脳神経外科学会の「遷延性植物状態」基準に準じて、非経口的(経鼻栄養・胃瘻等)に栄養摂取している意識障害患者58名を対象に、1)診療録からの調査(性別・年齢・意識障害に至った疾患名・意識障害の期間・入院期間等),2)血液検査値(WBC・RBC・Plt・Hb・Ht・Alb・Na・K・Cl・BUN・Cr等),3)身体計測(%AMC;上腕筋周囲長・%TSF;上腕三頭筋部皮下脂肪厚・%SSF;肩甲骨下部皮下脂肪厚・%下腿周囲長等),4)全身状態の観察等を指標として、栄養状態の評価を行った。その結果、遷延性意識障害患者は男性が22名(37.9%),女性は36名(62.1%)であり、脳梗塞後の患者が25名(43.1%)と最も多かった。意識障害に至った疾患における発症からの期間は平均45.9±52.1ヵ月と長期に及んでいた。そして、血液検査値が明らかである46名中、%AMC(上腕筋周囲長)・%TSF(上腕三頭筋部皮下脂肪厚)・%下腿周囲長・Alb(血清アルブミン)値ならびにTLC(総リンパ球数)の5項目の評価において、38名(82.6%)は低栄養のリスクが高いことが明らかになった。したがって、非経口的に栄養摂取している遷延性意識障害患者は低栄養の危険性が高いことから、定期的な栄養評価の必要性が示唆された。平成17年度は遷延性意識障害患者の身体および精神状態、生活行動、二次的合併症の発症状況から、適正な摂取エネルギー量について検討する予定である。その結果、1)意識障害患者の平均年齢は75.8±15.0歳(Mean±SD)、一日の栄養摂取

カロリー量は994.8±180.6kcal/日であった。過去3ヵ月における合併症発症率は、肺炎が41.4%、褥瘡24.1%、尿路感染32.8%であった。2)肺炎発症者は非発症者に比較して上肢の関節拘縮が強度であり(p<0.01)、3)褥瘡は、肩甲骨下部皮下脂肪厚(%SSF)と関連がみられ(p<0.01)、血清アルブミン値よりむしろ%SSFが同姓・同年齢の健常者の80%以下になると発症リスクが高くなることが明らかになった。これまで、意識障害患者の過剰栄養が留意されてきたが、本研究において低栄養のリスク者が多く、合併症発症にも影響していることが示唆されたことから、意識障害患者の栄養管理には適正な摂取カロリー量の算出と栄養評価指標の開発が今後の課題であると考える。
中国古代における太陽とロータスと鳥の図像的イメージと神仙思想

研究の概要、中国では戦国から秦漢にかけて、太陽・ロータス・鳥の図像が多く描かれるようになる。そのもとはエジプトにある。エジプトでは太陽信仰にもとづく再生復活観念が、太陽・ロータス・ハヤブサなどの図像を通して表現された。それらの図像は中国にも流入し、不死の仙薬や仙人という神仙思想を生み出す契機となった。当初の仙人は死者が復活する尸解仙と呼ばれるもので、エジプトのミイラの復活によく似ている。研究の目的では、中国の戦国から秦漢時代にかけての太陽とロータスと鳥の図像的イメージがエジプト起源の再生復活観念および不死の観念と強く結びついており、それが神仙思想の形成にも大きな影響を与えていることを論証したい、ということを述べた。本年度は扶桑について研究した。「中国の死生観に外国の図像が影響を与えた可能性について-馬王堆帛画を例として」では、馬王堆漢墓の帛画にみえる図像がエジプトあるいは北方の遊牧系の図像と関わりがあることを述べた。従来、馬王堆の帛画に関しては楚の地方の特異性といった観点から論じられていた。ところが、じつは西方や北方の文化の影響をも受けているようだ。馬王堆帛画にエジプト的要素と遊牧系要素が入っており、それが、その死生観をも規定するとすれば、以下のような仮説が提出できるだろう。馬王堆の帛画は、エジプトの死生観においてミイラが復活・再生することを願ったのと同様に被葬者が復活・再生することを願った圖ではないか。被葬者はエジプトの圖のように横向きに描かれ、龍の形の船に乗っているが、死者が船に乗って太陽神と共に地底である冥界を旅し、朝には若返って再生・復活することを願うというエジプトの考え方に似ている。馬王堆帛画も被葬者が下段の冥界を通り抜ける圖像ではないか。エジプトではバーと呼ばれる人面鳥がおり、これは魂をあらわし、太陽に入って復活再生する。馬王堆では一號漢墓に人面鳥がおり、バーの図像の影響があると思われる。赤く大きな太陽に描かれる黒い鳥もエジプトに類似の圖がある。これはバーの形のオシリスが復活・再生する圖として描かれている。先端が尖り基台のある二柱は形状的にオベリスクであろう。右の扶桑は蔓草状だが、パルメット状の花から太陽が生まれており、パルメットのもつ再生観念とも関わっているようだ。「『道・經』にみえる「精」と房中術-広成子・大成・容成等「成」のつく人物との関わりから」は『老子道徳経』の中の「精」と房中術の関係について考察したものである。とくに名前に「成」のつく人物が房中術と関連が深く、『道徳経』の中からうみだされてきた人物像ではないかということ述べている。本研究は戦国秦漢の太陽とロータスと鳥の図像的イメージが、エジプト起源の再生復活観念と結びついており、神仙思想の形成にも影響を与えたことを考察するものである。太陽は毎朝、新たに生まれ、永遠に繰り返す。ロータスは夜に花が水に沈み、翌朝、太陽が昇ると再び水中から顔を出す。エジプトでは再生復活の象徴である。今年度はロータスの図像の中国的展開として芝を考察した。仙薬は当初、「芝」だけであったが、初期の図像や文献をみればキノコではなく、むしろ、ロータスであり、その再生復活観念により不死の仙薬とされたようだ。パルメット(ロータス)形の芝の図像を画像石・画像磚等から集めた。また文献も探索した。この原稿はほぼ仕上っており、来年度、考古学関係の雑誌に投稿する。ほかに「鏡と太陽信仰」について考察した。エジプトの鏡は太陽の象徴だが、中国の鏡は、なぜか星と結びつけられている。けれども、形・文様・銘文を検討すると太陽と関連するものが多い。鏡もまた復活再生の象徴とされたのだろう。副葬されたことにも、本来、その意味があったと考えた。台湾で発表した原稿は整理しなおして『中国研究集刊』に投稿中である。人文研で発表した「房中術と陰陽」では、「陰陽不死と日月の循環」という項目で、『十問』の「陰陽不死」を、循環して死なない、という考えとして捉えた。陰陽は日月の循環と関わり、それらは大きくはエジプト的な太陽の復活再生観念を下敷きにしていると思われる.房中術は神仙思想の一部を構成しているが、「陰陽不死」という概念が、神仙思想の尸解仙などが生み出されていく思想的根拠となりうるのではないかと考えた。これは来年度に活字化の予定。「救日祭祀と十日神話」は、日食から太陽を救う儀礼である救日祭祀と、太陽が扶桑樹から生み出される十日神話について三星堆のものを中心に、花の図像、鳥の図像なども含めて考察した。

研究実施計画では『山海経』、博山炉等を考察するとした。拙論「陰陽と房中術(09年8月原稿提出、未刊)」では馬王堆房中書『十問』の「陰陽不死」を考察。巫成昭は「陰陽とともに生き、陰陽は死なない」とある。『山海経』海経には巫彰などが不死の薬をもつ。「アツユの尸は、みな不死の薬を操り、尸を守る。アツユは蛇身人面で貳負臣が殺した」とある。注釈は、肉体を腐らせず、復活を願ったと解釈する。蛇はエジプトで再生のシンボルだが、この話はエジプトのミイラ信仰に似、神話のオシリスを想起させる。アツユ、貳負臣は外国人名の音訳にみえる。オシリスは弟セトに殺され、妻イシスが復活させた。死者が復活するミイラ信仰の根源の話でもある。『山海経』海経は外国の珍奇なもめを紹介するが、ここはエジプト由来の伝承の伝播だろう。復活観念は「沈んだ太陽=死」が「再び昇る=復活」という循環に基づく。『十問』では「陰陽不死」だが、陰陽は『易』繋辞伝で日月と結びつく。月もまた満ち欠けという循環を繰り返す。循環再生を不死と考えたのだろう。『十問』の「日月に向かってその精光を吸う」は、日月を体内に取りこむことで不死となるという。「陰陽不死」の象徴が日月だろう。「鏡と太陽信仰」では中国鏡がエジプト以来の太陽の象徴で、鏡背の図案や鏡銘に太陽と関連するものが多いと指摘。副葬に鏡を用いるのは、太陽にもとづく死者の復活観念と関わると推測した。神仙思想は死者が復活する尸解仙から始まる。『道教美術』(勉誠出版、印刷中)では、「古代オリエントと道教美術」を担当し、パルメットと霊芝・ヨルダンの香炉と博山炉・エジプトのバ・カと魂魂・カノプスの壷と五蔵神・ベスと力士、西王母と、東西の比較を行った。これまで神仙思想およびその基礎となる中国の死生観に関して、外国の影響を大きく受けているとしたものはないが、本研究は、その可能性の一端を切り開いたものと考える。
弥生時代以降・都市圏直下の大地震と地形環境変化に関する変動地形学的研究

高解像度DEMを用いた変動地形学的解析によって、各地の沖積低地において断層変位地形が新たに発見されている。本研究では、上町台地付近の沖積低地、熱田台地北方の沖積低地、および飯山市街地付近の沖積低地の3地域を主な対象として、変動地形学的調査、表層地質調査、および居住地空間の変遷に関する調査を実施し、断層変位地形の分布、断層変位地形と表層地質の関係、および大地震に伴う沖積低地内の地形環境変化について検討を行った。高解像度DEMを用いた変動地形学的解析によって、大阪、上町台地付近や名古屋、熱田台地付近など都市圏の沖積低地に、長波長の微細な断層変位地形が発見された。研究代表者は、これらが弥生時代以降の大地震に伴って出現し、地形環境をひろく激変させたとする仮説を提案している。本研究では高解像度DEMを用いた変動地形学的解析の有効性の検証、また上記仮説の検証のため、旧地形解析や地層掘削調査、居住地空間の変遷に関する調査を実施して、変位地形と表層地質の関係や広域的な地形環境の変化を議論する。平成27年度は、大阪、上町台地の東方にひろがる河内平野について、瓜生堂遺跡、高井田遺跡、鬼虎川遺跡、森小路遺跡などの発掘調査報告書を精読し、居住地空間の変遷に関する検討を行った。その結果、上町断層帯の最新活動が弥生時代中期末頃に発生し、これに伴って河内平野の地形環境がひろく激変したとする仮説を裏付ける結果が得られた。また名古屋、熱田台地北方に発達する沖積低地について調査を実施した。旧地形解析では、国土地理院1970年代撮影縮尺約1万分の1航空写真を入手し、Agisoft PhotoScan Proを用いて高解像度数値標高モデルを作成したほか、米軍1940年代撮影縮尺約1万分の1航空写真を入手し、写真図化によって地形断面を作成した。表層地質に関する資料の収集や居住地空間の変遷に関する調査も実施した。さらに1847年善光寺地震および2014年長野県北部の地震(長野県神城断層地震)に伴う地形環境変化に関する調査を実施した。交付申請時の計画にほぼ沿う形で、研究実績の概要に記した調査を進めることができている。平成28年度は、名古屋、熱田台地北方に発達する沖積低地について、前年度に引き続き、国土地理院1970年代撮影縮尺約1万分の1航空写真を使用して、Agisoft PhotoScan Proを用いた高解像度数値標高モデルの作成を実施した。写真図化による地形断面との比較検討も行った。その結果、従来認定されていた長波長の微細な断層変位地形を確認することができた。旧地形解析に関しては、米軍1940年代撮影縮尺約1万分の1航空写真を使用した高解像度数値標高モデルの作成も行い、写真図化による地形断面との比較検討も実施した。表層地質に関しては、ボーリングデータを入手して層相と層序、構造、年代に関する検討を行った。また、遺跡分布の確認作業を実施したほか、平手町遺跡などの発掘調査報告書を精読し、居住地空間の変遷に関する検討を行った。その他、長野盆地西縁断層帯の弥生時代以降の活動(1847年善光寺地震を含む)に伴う飯山市街地の地形環境変化に関して、飯山市立第二中学校跡地において地層掘削調査を実施し、地形面を構成する堆積物の層相と層序、構造、年代に関する情報を得た。さらに遺跡分布の確認作業を行ったほか、発掘調査報告書の精読を開始し、居住地空間の変遷に関する予察的検討を実施した。また、2016年4月に発生した熊本地震に伴っては地表地震断層が出現しており、本研究では「前震」および「本震」に伴う地表地震断層の分布等についての検討を行った。論文公表や学会発表など、成果の公表に関しても昨年度に引き続き、積極的に行った。平成29年度は、名古屋、熱田台地北方の沖積低地に発達する長波長の微細な断層変位地形について、沖積層最上部の把握のための地層掘削調査を、名古屋市北区において実施した。この調査は平成28年度に実施予定であったが、平成29年度に実施可能性をさぐる予定であった飯山市街地の地層掘削調査に関して、用地確保の面から平成28年度中の実施が望ましい状況となりこれを実施したため、平成29年度に持ち越されていた。調査では、地形面を構成する堆積物の層相と層序、構造、年代に関する情報が得られ、平成27・28年度の成果も踏まえて、長波長の微細な断層変位地形の成立時期等について検討を行った。また、飯山市街地に関し、居住地空間の変遷に関する検討を実施して、平成28年度の成果を考慮しながら、長野盆地西縁断層帯の弥生時代以降の活動(1847年善光寺地震を含む)に伴う地形環境変化について検討を行った。その成果は、平成29年11月に広島市で開催された日本活断層学会2017年度秋季学術大会において発表された。長野県大町市街地の活断層分布に関する検討も実施した。平成2729年度の3年間では、(1)上町台地付近の沖積低地、(2)熱田台地北方の沖積低地、(3)飯山市街地付近の沖積低地の3地域を主な対象として、旧地形解析や地層掘削調査、居住地空間の変遷に関する調査などを実施し、得られた結果に基づいて、断層変位地形の分布を検討し、断層変位地形と表層地質の関係や広域的な地形環境の変化に関する議論を行った。

本研究では、上町台地付近の沖積低地、熱田台地北方の沖積低地、および飯山市街地付近の沖積低地の3地域を主な対象として、変動地形学的調査、表層地質調査、および居住地空間の変遷に関する調査を実施し、断層変位地形の分布、断層変位地形と表層地質の関係、および大地震に伴う沖積低地内の地形環境変化について検討を行った。平成27年度に得られた成果にもとづいて、熱田台地北方に発達する沖積低地に関し、引き続き旧地形解析を実施する。また断層変位地形について、沖積層最上部の把握のため地層掘削調査等を実施する。表層地質に関する資料の収集、および居住地空間の変遷に関する調査も引き続き行う。必要に応じて河内平野などについても調査を実施する。平成27・28年度に得られた成果に基づき、熱田台地北方の沖積低地において、沖積層最上部の把握のための地層掘削調査等を実施するほか、旧地形解析や居住地空間の変遷に関する検討を引き続き行って、変位地形と表層地質の関係や広域的な地形環境の変化を議論する。必要に応じて河内平野や飯山市街地などについても調査を実施する。また、本研究で得られた成果を総括し、取りまとめを実施する。変動地形学・古地震学熱田台地北方の沖積低地における現地調査(地層掘削調査等のサイト選定)を次年度に持ち越したためである。上記のように、熱田台地北方の沖積低地における調査を次年度に実施することとし、一方で飯山市街地における調査を年度中に実施した。このことに起因して次年度使用額が生じた。次年度は、この現地調査を含め、今後の推進方策に記した調査を実施する。次年度使用額、および次年度予算を使用して、熱田台地北方の沖積低地における調査等を実施する。
ヒトグリオーマ初代培養株を用いた悪性グリオーマに対する局所治療法の開発

本研究の主たる目的は、血液脳関門の存在により薬剤の到達性が限られる悪性グリオーマ局所に対し、抗癌剤などの治療薬剤を効率よく至適濃度に到達させる新しいドラッグデリバリーシステムを開発し、臨床応用を目指すことである。膠芽腫(悪性グリオーマ)は腫瘍摘出腔周囲からの再発が圧倒的に多く、局所再発を防ぐことが出来れはば治療成績の向上が期待できるため、「膠芽腫患者の手術摘出腔にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を散布すれば、徐放性にテモゾロミドが摘出腔周囲の膠芽腫ニッチおよびグリオーマ幹細胞に作用し、局所コントロール(再発予防)出来る」と仮説をたてた。この仮説を証明するために患者検体を忠実に模倣し膠芽腫ニッチを再現出来る患者検体由来グリオーマ初代培養株「皮下連続継代モデル」を樹立し、移植腫瘍片内にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を局所投与したとき腫瘍増大抑制効果を期待できることを本研究で明らかにしたい。本研究では動物実験にて市販のグリオーマ細胞株では再現出来ない、手術摘出腔周囲の膠芽腫ニッチを標的とした局所治療法の開発を目的としている。そのために浸潤性腫瘍を忠実に再現することの出来る患者検体由来「皮下連続継代モデル」を用いることが本研究の最大の工夫点と言える。またin vivo実験において、移植腫瘍内にテモゾロミド混合フィブリン糊を局所注入するためにMDアンダーソンがんセンターにて採用されている「ガイドスクリューシステム」を導入した。現在継代している患者検体由来「皮下連続継代モデル」13株の中から安定した腫瘍形成能を持ち、さらにMGMT遺伝子プロモーターのメチル化を有するもの、有さないものを各2株ずつ抽出し、申請者の仮定が正しいのか、実験継続が妥当であるかを検討中である。熊本大地震、臨床研究棟移転などのため研究環境の再構築に時間を要した。実験動物が震災ストレスのためか、死滅してしまいグリオーマ初代培養株継代がストップした。臨床業務多忙のため研究活動時間の確保が困難であった。in vivoおよびin vitro実験の環境整備を行った。本研究課題推進のための研究活動時間を確保し、成果を期待したい。膠芽腫(悪性グリオーマ)は腫瘍摘出腔周囲からの再発が圧倒的に多く、局所再発を防ぐことが出来れば治療成績の向上が期待できるため、「膠芽腫患者の手術摘出腔にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を散布すれば、徐放性にテモゾロミドが摘出腔周囲の膠芽腫ニッチおよびグリオーマ幹細胞に作用し、局所コントロール(再発予防)できる」と仮説をたてた。この仮説を証明するために患者検体を忠実に模倣し膠芽腫ニッチを再現できる患者検体由来グリオーマ初代培養株「皮下連続継代モデル」を樹立し、移植腫瘍片内にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を局所投与したとき腫瘍増大抑制効果を期待できることを本研究で明らかにしたい。本研究では動物実験にて市販のグリオーマ細胞株では再現できない、手術摘出腔周囲の膠芽腫ニッチを標的とした局所治療法の開発を目的としている。そのために浸潤性腫瘍を忠実に再現することのできる患者検体由来「皮下連続継代モデル」を用いることが本研究の最大の工夫点と言える。2016年4月の熊本震災のため、実験環境が崩壊した。2016年12月に熊本大学医学部新臨床研究棟が完成したため、研究環境のセットアップを行なっている。本研究の主たる目的は、血液脳関門の存在により薬剤の到達性が;限られる悪性グリオーマ局所に対し、抗癌剤などの治療薬剤を効率よく至適濃度に到達させる新しいドラッグデリバリーシステムを開発し、臨床応用を目指すことである。

現在継代している患者検体由来「皮下連続継代モデル」13株の中から安定した腫瘍形成能を持ち、さらにMGMT遺伝子プロモーターのメチル化を有するもの、有さないものを各2株ずつ抽出し、申請者の仮定が正しいのか、実験継続が妥当であるかを検討中である。熊本大地震、臨床研究棟移転などのため研究環境の再構築に時間を要した。臨床業務多忙のため研究活動時間の確保が困難であった。本研究の主たる目的は、血液脳関門の存在により薬剤の到達性が限られる悪性グリオーマ局所に対し、抗癌剤などの治療薬剤を効率よく至適濃度に到達させる新しいドラッグデリバリーシステムを開発し、臨床応用を目指すことである。膠芽腫(悪性グリオーマ)は腫瘍摘出腔周囲からの再発が圧倒的に多く、局所再発を防ぐことが出来れはば治療成績の向上が期待できるため、「膠芽腫患者の手術摘出腔にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を散布すれば、徐放性にテモゾロミドが摘出腔周囲の膠芽腫ニッチおよびグリオーマ幹細胞に作用し、局所コントロール(再発予防)出来る」と仮説をたてた。この仮説を証明するために患者検体を忠実に模倣し膠芽腫ニッチを再現出来る患者検体由来グリオーマ初代培養株「皮下連続継代モデル」を樹立し、移植腫瘍片内にテモゾロミド混合フィブリン糊製剤を局所投与したとき腫瘍増大抑制効果を期待できることを本研究で明らかにしたい。本研究では動物実験にて市販のグリオーマ細胞株では再現出来ない、手術摘出腔周囲の膠芽腫ニッチを標的とした局所治療法の開発を目的としている。そのために浸潤性腫瘍を忠実に再現することの出来る患者検体由来「皮下連続継代モデル」を用いることが本研究の最大の工夫点と言える。またin vivo実験において、移植腫瘍内にテモゾロミド混合フィブリン糊を局所注入するためにMDアンダーソンがんセンターにて採用されている「ガイドスクリューシステム」を導入した。実験動物が震災ストレスのためか、死滅してしまいグリオーマ初代培養株継代がストップした。グリオーマ初代培養株を継代していたヌードマウスも震災のため大半が死亡してしまった。これまで凍結保存していたサンプルをヌードマウスに移植し、継代培養を再開する予定である。腫瘍形成能が不安定な場合は新鮮な患者グリオーマ検体からの初代培養を行う必要と考えられる。継代培養が安定して行われるまでの間は採取サンプルの分子遺伝学的評価を行う予定である。現在、非常勤医師として活動しているが、近日中に附属病院寄附講座特任助教に着任予定であり、研究時間の確保が可能と考えられる。in vivoおよびin vitro実験の環境整備を行った。本研究課題推進のための研究活動時間を確保し、成果を期待したい。熊本大地震のため研究環境が崩壊した。実験計画がかなり遅れているため来年度まで実験継続予定である。
ヒストリー学習・メタヒストリー学習の有機的関連と段階的展開に基づく歴史実践教育

本研究は、ヒストリー学習とメタヒストリー学習の有機的関連、小学校から高等学校までの社会系教科における両学習の段階的展開について理論的実践的に究明し、小中高における「歴史実践」教育としての歴史教育のあり方をカリキュラムと授業の両レベルで明らかにするものである。さまざまな歴史が遍在する社会の中での「歴史実践」の能力を育成する小中高の歴史教育とはどうありうるかを明らかにするため、ヒストリー学習とメタヒストリー学習の有機的関連はどうありうるか、小中高の社会系教科における両学習の段階的展開はどうありうるかを探る。
受験圧と学習方略の発達的変化と相互作用に関する研究

日本のセンター試験に相当するGCEのA-Level Mathの中から、順列・組合せ、三角比、ベクトルの問題を抽出し、課題とした。日本人大学生(JPN)48名とシンガポール人大学生(SNG)40名が被験者として参加し、実際にこれらの問題を解答するように求めた。各被験者はそれぞれの問題(単元)の、(1)高校時の学力、(2)現在の学力、(3)努力率、(4)典型性、(5)当時感じた目的の明確さを評定した。現在の学力は、高校時の学力に対してどれだけ解けるようになったのか(解けなくなったのか)を評定する項目である。努力率とは、その他の教科の勉強を含めて、どの程度その単元に力を入れて勉強したかを評定する項目である。なお、SNGで理系を志望する高校生には、応用数学として物理の力学分野が必須科目として課せられている。一般の文系学生にとって、数学の典型的な学習方法とは、問題集をひたすら繰り返し解くことであり、これと平行して公式を暗記していく作業が行われる。しかし、公式の意味を理解した上での記憶ではないので、三角比やベクトルのように公式の利用を前提とした問題ではほとんど手が出ない状況になりやすかった。それに対して、順列・組合せのようないわゆる「計算問題」は中学までの延長線上にあり、また応用場面も明らかなため、比較的容易に解くことができた。JPNの現在の学力に対して、高校時の学力、努力率、目的の明確さを説明変数に重回帰分析をしたところ、努力率の寄与度は低く、極端な場合には有意な負の値を示した。つまり、極端に書くと、「積極的に勉強した内容ほど忘れやすく、学力低下も著しい」という逆説的な結果となっており、学力の形成と保持に関して深刻な問題が存在していることも予想される。日本人大学生(JPN)48名とシンガポール人大学生(SNG)20名が被験者として参加し、実際にこれらの問題を解答するように求めた。しかし、公式の意味を理解した上での記憶ではないので、三角比やベクトルのように公式の利用を前提とした問題ではほとんど手が出ない状況になりやすいようである。それに対して、順列・組合せのようないわゆる「計算問題」は中学までの延長線上にあるため、比較的容易に解くことができる。

日本のセンター試験に相当するGCEのA-Level Mathの中から、順列・組合せ、三角比、ベクトルの問題を抽出し、課題とした。日本人大学生(JPN)48名とシンガポール人大学生(SNG)40名が被験者として参加し、実際にこれらの問題を解答するように求めた。各被験者はそれぞれの問題(単元)の、(1)高校時の学力、(2)現在の学力、(3)努力率、(4)典型性、(5)当時感じた目的の明確さを評定した。現在の学力は、高校時の学力に対してどれだけ解けるようになったのか(解けなくなったのか)を評定する項目である。努力率とは、その他の教科の勉強を含めて、どの程度その単元に力を入れて勉強したかを評定する項目である。なお、SNGで理系を志望する高校生には、応用数学として物理の力学分野が必須科目として課せられている。一般の文系学生にとって、数学の典型的な学習方法とは、問題集をひたすら繰り返し解くことであり、これと平行して公式を暗記していく作業が行われる。しかし、公式の意味を理解した上での記憶ではないので、三角比やベクトルのように公式の利用を前提とした問題ではほとんど手が出ない状況になりやすかった。それに対して、順列・組合せのようないわゆる「計算問題」は中学までの延長線上にあり、また応用場面も明らかなため、比較的容易に解くことができた。JPNの現在の学力に対して、高校時の学力、努力率、目的の明確さを説明変数に重回帰分析をしたところ、努力率の寄与度は低く、極端な場合には有意な負の値を示した。つまり、極端に書くと、「積極的に勉強した内容ほど忘れやすく、学力低下も著しい」という逆説的な結果となっており、学力の形成と保持に関して深刻な問題が存在していることも予想される。
胎芽および胎児の成長過程におけるホメオボックス蛋白の発現に関する研究

HOX4Bに特異性の高い抗体を作成するために、N末端側のアミノ酸をコードする領域を発現ベクター(pIH888)に組込んだ組み替えプラスミド(pIH4Bc)を作製した。pIH4Bc組み換えプラスミドによって大腸菌で産生されるHOX4B融合蛋白をプレパラテイブ・アクリルアミドゲル電気泳動で分離して回収した。この抗原をcomplete Freund's adjuvantに混ぜ、3週間おきに家兎に免疫し、全採血を行なった。HOX4B融合蛋白-セファロース4BアフィニティーカラムとMBPアフィニティーカラムを通して、抗体を精製した。免疫組織化学染色には主にこの抗HOX4Bポリクローナル抗体を用いた。13日齢マウスのホモジネートをサンプルとしてSDS-PAGEを行い、ニトロセルロース膜に転写して、上記の抗HOX4B抗体を反応させてDABで発色させた。その結果、HOX4BのcDNAから予測されるアミノ酸の分子量28,000と一致する28 KDaのバンドが確認された(抗体の特異性の確認)。ヒトとマウスのHOX4Bはアミノ酸配列が96%一致するので、この抗ヒトHOX4B抗体はマウスのHOX4Bとも反応すると予測される。そこで11日,13日,15日,17日令のマウス胎児のパラフィン包埋標本を作成し、矢状面と横断面のパラフィン切片を抗HOX4B抗体で免疫染色を行なった。(a)骨形成に関しては、骨化部に近接した軟骨細胞が染色された。(b)皮膚形成に関しては、胚芽細胞よりも上の周皮(epidermis)細胞が染色された。特に、プログラム細胞死の領域として知られている手足の水かき部分が染ったのが注目された。(c)腎臓では、主に髄質が染色された。赤芽球系白血病細胞HEL細胞に動物細胞発現ベクターに組込んだHOX4A遺伝子を導入して過剰発現させたとこ、フィブロネクチン・レセプター)が高発現して細胞-細胞外基質の接着性が著しく高まった。ホメオボックス遺伝子は約40個の遺伝子クラスターから成る形態形成調節遺伝子である。我々は、遺伝子組替え技術によって作製した抗ヒトホメオボックス蛋白抗体(抗HOX4Aおよび抗HOX4B抗体)を用いて、マウス胚の発生過程におけるホメオボックス蛋白鵜の発現パターンを免疫組織化学的に検索した。抗HOX4A抗体の抗体価は免疫染色にはやや不十分であったが、抗HOX4B抗体ではきれいな免疫組織染色標本が得られた。先ず、抗HOX4B抗体を用いた免疫組織化学染色をマウス胎児(胎生11,13,15,17,19日)および成獣マウスの組織で行った。その結果、脳および脊髄神経細胞は弱く染り、脳室脈絡叢、脊椎、頭蓋・四肢の軟骨細胞、心筋細胞、腎、副腎髄質は強く染色された。増殖細胞のマーカーとしてPCNA(DNAポリメラーゼdelta補助蛋白)を免疫染色した結果、抗HOX4B抗体で免疫染色される細胞は、PCNA陰性あるいは弱陽性の細胞で細胞周期の静止期(GO)あるいはGO期に入りつつある細胞と判定された。注目されたのは手足の水かき部分で、プログラム細胞死の領域が強く染色されたことである。合肢症にHOX4B遺伝子の発現異常が関与している可能性が考えられる。

成獣マウスの副腎髄質が抗HOX4B抗体で染色されたので、この結果に基づいてヒト成人の副腎を抗HOX4Bで免疫染色したところマウスと同様に髄質が強く免疫染色された。この結果は、マウスとヒトの間には、ホメオボックス(HOX)蛋白の発現組織に差がないことを示唆しており、マウス胎児におけるHOX4Bの発現組織およびパターンはヒトの胎児にそのまま当てはめて考えうることを示していると考えられた。HOX4Bが腎で発現していることから、HOX4Bの標的遺伝子を捜した結果、腎臓で特異的に発現している血漿型グルタチオン・ペルオキシダーゼ遺伝子の調節領域にホメオボックス蛋白の結合配列が見出された。1.抗体によるホメオボックス蛋白の発現の検索。HOX4BのN末端側のアミノ酸配列に対する抗体を用いて、マウス胚におけるHOX4B蛋白の発現を調べた。11日,13日,15日,17日令のマウス胎児のパラフィン包埋標本を作成し、矢状面と横断面のパラフィン切片を抗HOX4B抗体で免疫染色を行なった。その結果、13日齢以降の皮膚、軟骨、腎髄質が染色された。いずれも細胞分裂を停止して分化を始めている細胞が染色された。2.培養細胞へのHOX4A遺伝子の導入による生物学的変化とその解析。赤芽球系白血病細胞HEL細胞に動物細胞発現ベクターに組込んだHOX4A遺伝子を導入して過剰発現させた。センストランスフェクタントのE1とE6のクローンはHOX4A mRNAを7-10倍も過剰発現していていた。一方、アンチセンストランスフェクタントのHOX4Aの発現レベルは全て親株HEL細胞とほとんど同じ低レベルであった。このうちC1とC2のクローンをコントロールとして実験に用いた。[結果]E1とE6クローンでは細胞-細胞および細胞-細胞外外基質の接着性が著しく高まった。HOX4Aの過剰発現はHEL細胞の増殖速度には影響を及ぼさなかった。RNAブロット解析ではインテグリンβ3のmRNA量が増加していた。FACS解析では、ヒト血小板インテグリンαIIbβ3(GPIIb-IIIa)複合体(フィブロネクチン・レセプター)がE1とE6クローンで高発現していることが証明された。
金属製サイロの構造特性係数に関する研究

金属製サイロの構造特性係数は一定ではなく、サイロの周期によって変化する。特に、短周期サイロの変化は大きいと推測される。その短周期部分における構造特性係数を、サイロが座屈する以前の線形時周期によって分類または関数化しようとするものである。そのためにはまず模型サイロによる繰返し加力実験を行い、その復元力特性を得る必要があり、得られた力-変位関係からそのループ面積、骨曲線を変位振幅で関数化する。これをもとにサイロの振動特性を反映すべき関数型復元力モデルを設定する。設定された復元モデルに対して非線形時周期、等価減衰等の振動特性を変位振幅の関数として求め、種々の実地震波に対する応答解析を基に構造特性係数を算出する必要がある。実験に用いた試験体は黄銅製サイロ模型(直径375mm、高さ980mm)である。試験体の下部を固定し、上部リブの上側に鉛直な軸力となる錘を載荷し、水平荷重は周辺に一切接触しないように上部リブと同じレベルでロードセルを経由して油圧ジャッキにより水平に加力して、力-変位関係を示す履歴曲線を求め、これからその特性に応じて骨曲線は4つの変域に分けて表現しやすい直線で関数化、ループ面積はプラニメータを用いて計測した後、指数関数で関数化した。設定した復元力モデルに対して各種地震波(エルセントロ、タフト、八戸等)を種々のレベル調整入力し地震応答解析を行った。座屈後一定の変位における振動周期の伸びの程度、座屈加速度の大きさ等の計算を行い、構造特性係数を算出した。結果は3つの変位レベル各々において縦軸に構造特性係数、横軸に線形時周期をとったグラフ上にプロットし、その包絡線の上限を関数化することによって表した。本研究の大きな目的の1つは金属製サイロの構造特性係数と線形時周期との依存関係を把握することである。そのためにはまず模型サイロによる繰返し加力実験を行い、その復元力特性を得る必要がある。得られた力ー変位関係からそのループ面積、骨曲線を変位振幅で関数化する。これをもとにサイロの振動特性を反映するべき関数型復元力モデルを設定する(ここまで平成4年度の計画)。設定された復元力モデルに対して非線形時周期、等価減衰等の振動特性を変位振幅の関数として求める。また、種々の実地震波に対する応答解析をもとに構造特性係数を算出する(平成5年度の計画)。上記の計画に対して、科研費の2次分としての交付(平成4年10月13日)が決定したため半年の計画のずれが生じている。本年度は2体の模型に対して実験を実施し、ループ面積、骨曲線を関数化すべくデータを整理中である。試験体の下部を固定し、上部リブの上側に鉛直な軸力となる錘を載荷し、水平荷重は周辺に一切接触しないように上部リブと同じレベルでロードセルを経由して油圧ジャッキにより水平に加力して、力ー変位関係を示す履歴曲線を得た。現在、このループ面積をプラニメータを用いて計測し、関数化の準備をしている段階である。また、模型の精度をあげるために黄銅製を用いているが、ある程度の歪はしかたない。しかし、サイロ模型の初期不正(横断面の円形の程度)あるいは溶接部の不揃いなどが復元力特性にどのくらいの影響を与えるかを知る必要があり、数理モデルを用いて検討している。研究実績の概要(5年度)金属製サイロの構造特性係数は一定ではなく、サイロの周期によって変化する。

その短周期部分における構造特性係数を、サイロが座屈する以前の線形時周期によって分類または関数化しようとするものである。そのためにはまず模型サイロによる繰返し加力実験を行い、その復元力特性を得る必要があり、得られた力-変位関係からそのループ面積、骨曲線を変位振幅で関数化する。これをもとにサイロの振動特性を反映するべき関数型復元力モデルを設定する。設定された復元力モデルに対して非線形時周期、等価減衰等の振動特性を変位振幅の関数として求め、種々の実地震波に対する応答解析を基に構造特性係数を算出する必要がある。4年度から5年度半ばにかけて2本の模型に対して実験を実施し、地震応答計算をするための準備段階の復元力モデルを設定した。実験に用いた試験体は黄銅製サイロ模型(直径375mm、高さ980mm)である。試験体の下部を固定し、上部リブの上側に鉛直な軸力となる錘を載荷し、水平荷重は周辺に一切接触しないように上部リブと同じレベルでロードセルを経由して油圧ジャッキにより水平に加力して、力-変位関係を示す履歴曲線を求め、これからその特性に応じて骨曲線は4つの変域に分けて直線で関数化、ループ面積はプラニメータを用いて計測した後、指数関数で関数化した。現在、設定した復元力モデルに対して各種地震波(エルセントロ、タフト、八戸等)を種々のレベル調製入力し地震応答解析を行っている。座屈後一定の変位における振動周期の伸びの程度、座屈加速度の大きさ等の計算を行っている状態である。これが終了後に構造特性係数の算出に入る予定である。
微孔性ポリマーによる次世代型高性能二次電池用電極材料の開発

モバイル電子機器を支える技術の一つにリチウムイオン二次電池がある。高電圧,高容量の点で優れるが,電極物質に希少金属であるCoなどの重金属が用いられているため,代替材料の一つとして有機化合物を用いる研究が盛んに行われている。有機化合物を用いる利点の一つとして,環境に優しいグリーン電極として有望なナトリウムやマグネシウム二次電池への応用展開が可能である。本研究では,大きな比表面積,低い骨格密度,高い物理化学的安定性,溶媒不溶性といった特性と、合成および機能設計の多様性を特徴とする微孔性有機ポリマーからなる新規二次電池電極材料を提案し,次世代型二次電池の有機電極材料の設計指針および方向性を提示する。
有害微生物のDNA検出のための新規ジンクフィンガー蛋白質の創出

13年度に2本鎖DNAの特異的塩基配列を直接検出できるジンクフィンガー蛋白質Zif268をファージディスプレイにより調製した。ジンクフィンガーモチーフを形成させるために必要な、亜鉛イオンに配位するアミノ酸配列の部分は保存し、塩基配列を認識するフィンガー部分を改変させることにより日本に於ける食中毒の主な原因菌であるinvA遺伝子中の連続した9塩基配列を認識するジンクフィンガー蛋白質を探索する事を試みたが、これまで報告された変異等を導入しても高い結合能を示す新規ジンクフィンガー蛋白質を作製することはできなかった。そこでPCR産物のような2本鎖DNAを簡単迅速に検出できる方法として、ジンクフィンガー蛋白質提示ファージを用いて蛍光偏光法により蛍光標識2本鎖DNAを検出することを試みた。その結果Zif268提示ファージを用いれば、Zif268の認識配列GCGTGGGCGをもつ合成2本DNAを瞬時に選択性良く検出できることが見いだされた。蛍光偏光法は特定の分子同士の結合を溶液の中で直接観察できる方法であり、結合していない分子等を分離する作業を要しない最も簡単な検出法の一つである。サルモネラなどの有害微生物は高感度かつ迅速に検出する必要であるが、最も一般的に使われている効率の良いPCRにより増幅した標的遺伝子配列を含む2本鎖DNAをジンクフィンガー蛋白質により溶液中で混合しただけで瞬時に検出できる事が可能になり、本方法は最も簡単な微生物検出法としてその応用範囲は極めて広いと考えられる。大腸菌O157やサルモネラなどによる食中毒は多発しており、これらの有害微生物を迅速に検出する手段の確立が熱望されている。有害微生物はごく少数でも食中毒を引き起こすことができるので極めて高感度な測定が必要であるが、その為には数十分で目的のDNAを百万倍以上に増幅できるPCRと組み合わせることが必要不可欠である。しかしPCR産物は2本鎖であり短いDNAプローブはハイブリダイゼーションしにくい。そこで2本鎖DNAの特異的塩基配列を認識するジンクフィンガー蛋白質に着目した。ジンクフィンガー蛋白質は直接PCR産物を2本鎖のままで認識するので極めて迅速な測定が可能になる。そこで初年度はファージディスプレイによりジンクフィンガー蛋白質を発現させ、これで目的の配列を認識できるか確認することを目的として研究を行った。実験のモデルとしてマウスのZif268を選びこれをcDNAからクローニングしてM13ファージのファージミドpCANTABに組み込むことにより、M13ファージのgIII蛋白質に提示させた。ELISAによりこのZif268提示ファージ(Zif-M)とZif268の認識配列GCGTGGGCGをもつ合成2本DNAとの結合能を確認したところ、強い結合が確認されM13ファージに提示してもZif268は2本鎖DNAの認識能を失わないことが確認された。更にジンクフィンガーモチーフのαヘリックス部分にランダムな変異を入れたところ結合能は激減し、αヘリックス部分はZif268の2本鎖DNA認識に極めて重要な役割を果たしていることが確認された。更に認識配列を1塩基だけ改変した2本鎖DNAを合成し、Zif-Mの配列を遺伝的アルゴリズムを用いて改変させて分子認識能の改変を試みたが、αヘリックスを壊すような変異はすべて認識能の低下を引き起こした。従って遺伝的アルゴリズムを適用する際のアミノ酸の変異に一定の制限を設ける必要があることが再認識された。平成13年度に2本鎖DNAの特異的塩基配列を直接検出できるジンクフィンガー蛋白質Zif268をファージディスプレイにより調製した。

そこでPCR産物のような2本鎖DNAを簡単迅速に検出できる方法として、ジンクフィンガー蛋白質提示ファージを用いて蛍光偏光法により蛍光標識2本鎖DNAを検出することを試みた。その結果Zif268提示ファージを用いれば、Zif268の認識配列GCGTGGGCGをもつ合成2本DNAを瞬時に選択性良く検出できることが見いだされた。蛍光偏光法は特定の分子同士の結合を溶液の中で直接観察できる方法であり、結合していない分子等を分離する作業を要しない最も簡単な検出法の一つである。サルモネラなどの有害微生物は高感度かつ迅速に検出する必要であるが、最も一般的に使われている効率の良いPCRにより増幅した標的遺伝子配列を含む2本鎖DNAをジンクフィンガー蛋白質により溶液中で混合しただけで瞬時に検出できる事が可能になり、本方法は最も簡単な微生物検出法としてその応用範囲は極めて広いと考えられる。