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カンショの塊根形成過程におけるスクローストランスポーターの役割に関する研究

本研究はカンショにおけるスクローストランスポーター(SUT)の特に塊根形成における役割を明らかにするため,SUTの一次構造と各器官及び塊根形成過程の根における遺伝子の発現様式について検討した.カンショの塊根より3種類のSUTのcDNA(それぞれIbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3と名付けた)が得られた.IbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3とジャガイモ,シロイヌナズナ及びソラマメのSUTとは,塩基レベルで6072%,アミノ酸レベルで5877%の相同性を示した.また,ゲノミックサザン分析からカンショのSUT遺伝子は少なくとも2コピーの遺伝子から成るスモールジーンファミリーを形成していると考えられた.IbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3をプローブとしたノーザンブロット分析ではそれぞれ約3.1kb,約2.4kb及び約1.6kbの位置に一本のバンドが検出され,カンショの3種類のSUTは種類によってmRNAのサイズが異なっていた.器官別のSUTのmRNAレベルを比較すると,IbSUT1のmRNAは各器官でほぼ同レベルであった.IbSUT2のmRNAレベルは葉柄と若根で高く,葉身,ほふく茎及び塊根ではそれらの50%以下であった.IbSUT3のmRNAレベルは葉柄で最も高く,他の器官ではその約30%程度の発現量であった.塊根形成過程の根では,IbSUT1のmRNAレベルは期間を通じてほぼ一定であったが,IbSUT2とIbSUT3のmRNAレベルは経時的に低下した.以上の結果より,カンショには少なくとも3種類のSUTが存在し,それらの遺伝子の発現は植物体の各器官及び塊根形成過程の根において異なっていることが明らかとなった.本研究はカンショにおけるスクローストランスポーター(SUT)の特に塊根形成における役割を明らかにするため,SUTの一次構造と各器官及び塊根形成過程の根における遺伝子の発現様式について検討した.カンショの塊根より3種類のSUTのcDNA(それぞれIbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3と名付けた)が得られた.IbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3とジャガイモ,シロイヌナズナ及びソラマメのSUTとは,塩基レベルで6072%,アミノ酸レベルで5877%の相同性を示した.また,ゲノミックサザン分析からカンショのSUT遺伝子は少なくとも2コピーの遺伝子から成るスモールジーンファミリーを形成していると考えられた.IbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3をプローブとしたノーザンブロット分析ではそれぞれ約3.1kb,約2.4kb及び約1.6kbの位置に一本のバンドが検出され,カンショの3種類のSUTは種類によってmRNAのサイズが異なっていた.器官別のSUTのmRNAレベルを比較すると,IbSUT1のmRNAは各器官でほぼ同レベルであった.IbSUT2のmRNAレベルは葉柄と若根で高く,葉身,ほふく茎及び塊根ではそれらの50%以下であった.IbSUT3のmRNAレベルは葉柄で最も高く,他の器官ではその約30%程度の発現量であった.塊根形成過程の根では,IbSUT1のmRNAレベルは期間を通じてほぼ一定であったが,IbSUT2とIbSUT3のmRNAレベルは経時的に低下した.以上の結果より,カンショには少なくとも3種類のSUTが存在し,それらの遺伝子の発現は植物体の各器官及び塊根形成過程の根において異なっていることが明らかとなった.本研究はカンショのスクローストランスポーター着目し,その一次構造や器官別の発現を検討することにより,カンショの塊根形成過程におけるスクローストランスポーター役割を明らかにする目的で行った.まず,これまで報告されている他の植物のスクローストランスポーター保存性の高い領域をもとに2つのプライマーを作成した.そして,カンショの葉身及び塊根から抽出した全RNAを鋳型としてRT-PCRを行った.葉身からは約300bp(LSUT),塊根からは約450bpのcDNA(IBSUT)が増幅された.LSUTは他の植物のスクローストランスポーターとほとんど相同性が認められなかった.IBSUTには塩基配列の異なる3種類のcDNAが存在した.この3種類のcDNAと他の植物のスクローストランスポーターの相同性を比較すると,塩基配列レベルでは60-70%,アミノ酸配列レベルでは57-78%の高い相同性を示した.また,塩基配列から予想されるアミノ酸配列についてそれぞれ疎水性プロットを行ったところ,他の植物のスクローストランスポーターと類似した親水性及び疎水性領域の出現パターンを示した.したがって,塊根から得られた3種類のcDNAはいずれもカンショのスクローストランスポーターのcDNAであると考えられる.更に,これらの3種類のcDNAについて,予想されるアミノ酸配列に基づいて系統樹を作成したところ,3種類のcDNAは系統関係が大きく異なることが分かった.以上のことから,カンショには少なくとも3種類の塊根で働くスクローストランスポーターが存在することが明らかとなった.スクローストランスポーターは細胞膜に存在し,H^+の濃度勾配に依存してスクロースを輸送するタンパク質でアポプラストを介したスクロースの輸送に関与していると考えられている.

本研究ではカンショに特に塊根形成過程におけるスクロースの輸送経路を明らかにするため,スクローストランスポーターのcDNAの特徴と発現様式について検討した.カンショの塊根には少なくとも3種類のスクローストランスポーター(それぞれのcDNAをIBSUTl,IBSUT2及びIBSUT3と名付けた)が存在し,IBSUTlとIBSUT2は69%,IBSUT2とIBSUT3は73%,IBSUTlとIBSUT3は67%の相同性を示した.また,ジャガイモのスクローストランスポーターのcDNAと比較するとIBSUTlは65%,IBSUT2は71%,IBSUT3は73%の相同性を示した,IBSUTl,IBSUT2及びIBSUT3をプローブとしたノーザンプロット分析ではそれぞれ約3.1kb,約2.4kb及び1.6kbの位置に一本のバンドが検出され,スクローストランスポーターの種類によってmRNAの大きさが異なった.また,IBSUTlのmRNAはすべての器官でほぼ一定のレベルであったが,IBSUT2のmRNAレベルは葉柄と若根で高く,IBSUT3のmRNAレベルは葉柄で著しく高かった.さらに,IBSUT2とIBSUT3のmRNAレベルは塊根形成にともなって低下したが,IBSUTlのmRNAは塊根形成過程を通じて一定のレベルを維持した.以上の結果から,サツマイモの根には少なくとも3種類のスクローストランスポーターが存在し,塊根形成過程においてmRNAレベルが一定であるものと低下するものに分かれることが明らかとなった.本研究はカンショにおけるスクローストランスポーター(SUT)の特に塊根形成における役割を明らかにするため,SUTの一次構造と各器官及び塊根形成過程の根における遺伝子の発現様式について検討した.カンショの塊根より3種類のSUTのcDNA(それぞれIbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3と名付けた)が得られた.IbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3とジャガイモ,シロイヌナズナ及びソラマメのSUTとは,塩基レベルで6072%,アミノ酸レベルで5877%の相同性を示した.また,ゲノミックサザン分析からカンショのSUT遺伝子は少なくとも2コピーの遺伝子から成るスモールジーンファミリーを形成していると考えられた.IbSUT1,IbSUT2及びIbSUT3をプローブとしたノーザンブロット分析ではそれぞれ約3.1kb,約2.4kb及び約1.6kbの位置に一本のバンドが検出され,カンショの3種類のSUTは種類によってmRNAのサイズが異なっていた.器官別のSUTのmRNAレベルを比較すると,IbSUT1のmRNAは各器官でほぼ同レベルであった。IbSUT2のmRNAレベルは葉柄と若根で高く,葉身,葉柄及び塊根ではそれらの50%以下であった.IbSUT3のmRNAレベルは葉柄で最も高く,他の器官ではその約30%程度の発現量であった.塊根形成過程の根では,IbSUT1のmRNAレベルは期間を通じてほぼ一定であったが,IbSUT2とIbSUT3のmRNAレベルは経時的に低下した.以上の結果より,カンショには少なくとも3種類のSUTが存在し,それらの遺伝子の発現は植物体の各器官及び塊根形成過程の根において異なっていることが明らかとなった.
脱炭素社会への転換と民主主義の革新・深化との統合的実現に関する国際比較研究

気候変動・エネルギーの問題をめぐって現在日本が抱える課題に早くから直面し、多種多様な市民参加の方法が試みられてきた英国を対象として国際比較研究を行い、脱炭素社会への長期的な移行と、民主主義の革新・深化とを統合的に実現するための理論的枠組みと実践手法を探求する。無作為抽出型の市民参加の方法(ミニ・パブリックス)にとくに焦点を当て、英国において実際に参加者を集め、脱炭素社会への転換をテーマとしたミニ・パブリックスの社会実験を実施するとともに、英国内における市民参加の事例を幅広く収集し分析する。帰国後には、国際共同研究による日英比較研究の成果をふまえた国際ワークショップを行う。内定年度:2018気候変動・エネルギーの問題をめぐって現在日本が抱える課題に早くから直面し、多種多様な市民参加の方法が試みられてきた英国を対象として国際比較研究を行い、脱炭素社会への長期的な移行と、民主主義の革新・深化とを統合的に実現するための理論的枠組みと実践手法を探求する。
冷戦期の在日米軍基地の運用をめぐる合意形成－地域安全保障のなかの日米同盟

冷戦期の日米の安全保障関係は、とりわけ旧日米安全保障条約下(19511960年)においては、在日米軍基地の設置と運用が中核となっていた。基地は米軍の極東戦略を支える重要なシステムであった。他方で、基地は、いわゆる「基地問題」という形で日本国民の反米感情を刺激し、日米関係の不安定要因でもあった。本研究は、米軍の戦略的利益と基地周辺住民の利益を可能なかぎり均衡させる方途を求めて、日米両政府が基地の設置と運用の方式について合意を形成した過程を考察した。今年度は夏休みに米国で資料調査を行うとともに、日本国内では東京に行く機会を利用して、国会図書館や外交史料館等で数回にわたって資料収集を行った。ワシントンの国立公文書館では、在日米軍基地をめぐる日米両政府の交渉記録や米韓関係、米台関係に関する外交文書など、ヴァージニア州のマッカーサー記念館では、朝鮮戦争時の極東軍の記録や日本国内の施設・設備の使用に関する文書、D・マッカーサー駐日大使の個人文書を閲覧、収集した。一方、国会図書館や地方の公立図書館では、日本国内各地の米軍基地について、基地闘争を中心に当事者の記録や回想録、地方史に掲載されている資料などを収集した。また外交史料館では、台湾海峡危機の際に外務省や在外公館が残した記録を閲覧した。これらの史資料は、1950年代に在日米軍基地が実際にどのように運用されていたのか、台湾や韓国との関係のなかではどのような位置にあったのかを考える材料になると期待される。本研究の成果の一部として、『現代日本政治史1占領から独立へ』(吉川弘文館、2013年)と「冷戦と日米知的交流ー下田会議(1967)の一考察」『国際学研究』vol. 3, no. 1(2014年3月)を挙げたい。前者は占領から独立にかけての時期の政党政治に焦点を当てた通史的研究であり、日本の保守政権と米国との関係を検討する基礎となる。後者は、1950年代から1960年代にかけての、知識人対策を中心とする文化冷戦を論じたものである。人々の心を勝ち取る戦いであった冷戦が、日本においてはどのように展開されたかを考えることによって、日米安保条約を基礎とする日米関係をより重層的に理解することが可能となるであろう。今年度の研究活動は、資料収集と過去数年間に調査・収集した資料の分析が中心となった。まず資料収集は、6月に米国の国立公文書館、7月にオーストラリアの国立公文書館で行った。米国では昨年閲覧できなかった資料や見落としていた資料などを収集することができた。オーストラリアでは、オーストラリアが対日講和条約や日米安保条約の形成にどのように関与し、どのように理解していたか、また1950年代の日本外交や日米の安全保障関係をどのようにみていたかを示す資料を調査することができた。地域安全保障のなかで日米の安全保障関係がいかなる意味をもっていたかを理解するうえで非常に有用な資料収集だった。過去数年間に収集した史資料の分析を通じて、1950年代の基地をめぐる日米関係の実態が少しずつ輪郭をもってきた。基地の運用をめぐる関係の形成、基地と日本の再軍備の連関について事実の再構成に少しずつ近づいている。学会では、今年度はアメリカ対外関係史学会(SHAFR)や国際政治学会で討論を担当した。米国の東アジア政策や日米同盟を、長期的な視野で考えるうえで有用であった。また今年度は、講和条約とアジアという観点から資料を読み直し、考えを深めることもできた。「サンフランシスコ体制」あるいは「日米安保体制」と呼ばれるものをアジア地域の視点からみて記述することは、日米間の安全保障関係をより多角的に理解するきっかけとなった。今年度は11月に米国(国立公文書館、ワシントンDC)、3月にフィリピン(マニラ地区、現地資料の調査・購入)で海外調査を行い、米国の海外基地政策に関する資料や1950年代の日米の経済関係に関する資料を収集した。米国の海外基地政策のなかで在日米軍基地がもった意味が、フィリピンと比較することでより立体的に理解できると期待される。また、1950年代の日米関係においては、安全保障問題とともに日本の経済・財政状況も重要なテーマであり、とくに再軍備や基地費用の分担問題は両者が密接にからむ問題であった。今回収集した資料によって、その実態を明らかにすることができると考えられる。他方、国内においては、朝霞市で米軍基地関連の資料を閲覧、収集した。外務省の情報公開制度を利用して、基地をめぐる日米交渉の資料の入手も進めた。いずれも在日米軍基地をめぐる国内政治を分析するのに有用である。これまでの3年間で、米国の国務省や国防総省関係の文書はおおむね調査、収集したと思われる。ただ調査、分析を進める過程で、米国議会の動きを視野に入れる必要があると考えるようになり、議会関係の公文書や有力議員の個人文書に調査対象を広げたい。イギリスやオーストラリアなど利用可能な関係国の文書も、主要な文書には到達したと思われるが、周辺の文書にもあたってみる必要があるように思われる。今年度1年間で、収集した資料の分析と論文執筆はかなり進んだ。それでも3年間で収集した膨大な量に上るため、分析に時間がかかっている。同様に、論文としてまとめる作業も当初の予定よりもう少し時間がかかる見込みである。本年度は、夏季に米国での史料調査・収集を行った。ロックフェラー・アーカイヴス(ニューヨーク)では1950年代におけるフォード財団の日本関係の活動などに関する史料を閲覧、収集した。

国立公文書館では、これまでの史料調査・収集で見逃していた史料、とくに日米の経済関係に関する史料を調査、収集した。また日本国内では、国立国会図書館で1950年代の各種雑誌記事を調査し、米軍基地や防衛分担金などについてどのような議論があったのかを分析した。外交史料館では移管ファイルを中心に比較的最近公開された文書を調査した。とくに外交企画政策委員会ファイルは、外務省が1950年代にどのような外交戦略を描いていたのかを考える重要な史料である。本年度は、数年来の史資料収集とその分析の成果を以下の雑誌および書籍に発表した。まず基地をめぐる日米関係については、アメリカ学会の英文ジャーナルThe Japanese Journal of American Studies, no. 27(2016)に"Consensus Building on Use of Military Bases in Mainland Japan: US-Japan Relations in the 1950s"を投稿し、採択された。「芦田均ー対米協調論者の『国際貢献』論」は増田弘編著『戦後日本首相の外交思想ー吉田茂から小泉純一郎まで』(ミネルヴァ書房、2016年)に掲載された。1950年代の政治指導者たちの安全保障政策構想の一端を考察することができた。また日米安全保障条約の条約的意味と政治的理解について、日本政治学会のジャーナル『年報政治学』に論文を投稿中である。冷戦期の日米の安全保障関係は、とりわけ旧日米安全保障条約下(19511960年)においては、在日米軍基地の設置と運用が中核となっていた。基地は米軍の極東戦略を支える重要なシステムであった。他方で、基地は、いわゆる「基地問題」という形で日本国民の反米感情を刺激し、日米関係の不安定要因でもあった。本研究は、米軍の戦略的利益と基地周辺住民の利益を可能なかぎり均衡させる方途を求めて、日米両政府が基地の設置と運用の方式について合意を形成した過程を考察した。資料収集については、米国で閲覧したい資料はほぼ収集できたと考えている。軍部関係や個人文書はもう少し調査の余地があるかもしれない。またイギリスや可能であればフィリピンなど、米国以外の西側諸国の史料はもう少し調査せねばならない。史資料の分析も順調に進んでいる。過去数年間の収集量は数万点に上るため、分析にはもう少し時間を要するが、現在までの分析で、1950年代から1960年代にかけての基地をめぐる日米関係や在日米軍基地が地域安全保障のなかでもっていた役割が少しずつ明らかになっている。史資料の分析をさらに進めたい。2016年度は、引き続き米国を中心に資料の調査・収集作業を行うが、中心的な作業は史資料の分析とする予定である。またこれを基盤として論文の執筆を進めていく。防衛分担金をめぐる日米交渉や在日米軍基地の運用と役割について、あらたな分析視角を提示できるよう考察を深めたい。日本政治外交史引きつづき史資料の分析を行うとともに、次年度は分析結果を論文として発表する。基地の運用をめぐる合意形成、基地と再軍備のトレード・オフ関係の変容とその意味、鳩山一郎内閣期の日米関係について、それぞれ論文として発表したい。
植物の栄養ストレス下における糖代謝およびストレス関連酵素

本研究では、低栄養素ストレス下でも期待する収量が得られるよう、栄養素の利用効率を高めた作物の作出が急務と考え、作物が多量に集積するデンプンに着目した。サイトウやイネを材料に、デンプン合成・分解に関わる酵素と、いわゆるストレス関連酵素であるperoxidaseについて得られた成果を概説する。1.デンプン枝付け酵素(Branching enzyme: BEと略)の精製と諸性質......トラマメ登熟種子よりBEを精製し、一般的な諸性質を明らかにした。本酵素はZn^<2+>やHg^<2+>などの金属イオンにより阻害されるばかりでなく、Ca^<2+>によっても強い阻害を受けた。N末端配列とプロテアーゼ消化による幾つかのペプチド断片の配列を解析したところ、イネおよびトウモロコシ起源のBEに高い相同性を示した。2.α-Amylaseの精製とcDNAの解析......トラマメ発芽期と登熟期のcDNA解析を行った。両者には3'末端側のpolyA部分のみに相違が認められた。一方、緑葉中のα-Amylaseを単一に精製し、発芽種子α-Amylaseと性質や一次配列が酷似していることを明らかにした。3.ストレス酵素Peroxidase遺伝子......イネperoxidaseをコードするprxRPN cDNAに対応する遺伝子(poxN)を単離し構造を解析した。さらに、プロモーター領域を5段階に削り込み、その下流にβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子を導入した各プラスミドを用いてタバコを形質転換し、得られた形質転換タバコ葉に幾つかの処理を施しGUS活性を測定した。
「メディアの教育学」分析のための理論的・経験的研究

1.海外からの研究者を招いて以下の3つの講演会・討論会を開催した。これらの会議をとおして、それぞれ異なる視点からメディアと教育の関係について理解を深めることができた。(1)2007年9月21日、ハノーファー大学のManfred Heinemann教授を招いて、講演会「安全政策としての文化政策-メディア政策に関連づけながら」を開催した。(2)2007年12月14日、ブウンシュヴァイク大学のKarl Neumann教授を招いて、講演会と討論会「スローガンとしての自己制御学習-その二重の顔」を開催した。この講演のテキストは、翻訳して『研究室紀要(東京大学大学院教育学研究科教育学教室)』第33号(2008年6月刊行予定)に掲載する予定である。(3)2008年2月23日、ベルリン自由大学のクリストフ・ヴルフ教授を招いて、講演会「イメージ・まなざし・イマジネーション-人間形成論への一視点」を開催した。2.学術雑誌の「メディア」関連の論文1,900本あまりを調査して文献表を作成した。これは今後の研究の基礎データとなるものである。3.これまでの研究成果をまとめて内外の学術雑誌に論文を投稿した。(3)『教育哲学研究』に論文「教育において「伝達」とは何か」を投稿した。本論文は同誌第97号(2008年5月刊行予定)に掲載される予定である。これらの論文において明らかになったのは、メディアが教育的コミュニケーションの成立条件となっていること、教育においてはメディアが被教育者の「力」を構築可能な対象として浮上させるメカニズムとして利用されていること、である。2005年9月9日:山梨学院大学附属小学校授業研究会に参加。10月8日:教育史学会(於東北大学)シンポジウム「教育史研究のメディア論的展開」において、「<教育とメディア>の20世紀的編成-ペスタロッチからバウハウスまで」を発表。11月26日:ワタリウム美術館にて、「ナチズムの映画プロパガンダ」をテーマに講演。2006年1月16日:山梨学院大学附属小学校を見学。校長・教員にインタビュー。2月:『教育学研究』誌の特集「情報化時代における教育学の課題」に依頼論文「情報化時代の力の行方-後期ウィトゲンシュタインを手がかりとして」を執筆。2006年7月11日/10月11日/12月11日:横浜市立美しが丘東小学校の授業研究会に参加。2007年1月30日:京都大学高等教育研究開発推進センターの合宿において講演。題目は「アドルフ・ライヒヴァインのメディア教育学-教育的抵抗とは何か」2007年2月22日一3月11日:ベルリンの教育史図書館でワイマール期メディア教育に関する資料調査。以上のように、本年度の研究においては、授業研究と連携しつつ、とりわけメディアと教育に関する理論的研究において日独の研究者との交流を深めることができた。その主な成果は、「11.研究発表」の「雑誌論文」に掲げた2つの論文の他、ベルリン自由大学で発表した"Wittgensteins Dilemma, oder: Schwierigkeiten des Lehrens im Zeitalter der Information"であり、この論文は2007年度においてドイツの学術雑誌に投稿する予定である。また、ベルリン教育史図書館における調査では、これまで体系的な研究が存在しないにもかかわらずワイマール期のメディア教育・映画教育を解明する上で重要な雑誌Bildwart(1923-1935)の徹底した調査を行い、主な記事を複写することができた。この資料に基づいて今後論文を作成する予定である。
エピゲノム調節に着目した子宮の胚受容能獲得機序の解明

初期胚発生の後半(着床直前)に関する研究において、これまで子宮内の微小環境と胚発生という観点の研究は十分に行われてこなかったことから、本研究では、胚の初期発生の最終段階に際して起こる「卵巣ホルモンによる子宮内膜の着床能の獲得→子宮内膜による胚盤胞活性化→子宮への胚の接着反応」の過程の分子メカニズムを、マウスの実験系を用いてエピゲノムの観点から検討し、子宮による着床に向けた初期胚活性化の分化調節機構の詳細の解明を目指した。本研究では、卵巣ホルモンにより子宮が着床能を得る過程(1)と、その子宮が胚を活性化する過程(2)に分け、検討を行った。1について、microRNAによる子宮の調節機構に着目した。野生型マウスにおいて、着床期と、着床前の子宮で、microRNAの網羅的発現解析を行った。着床期で2倍以上、発現が上昇したものは全体の2.1%、低下したものは1.2%と少数であった。ヒトでも共通して存在するmicroRNAを抽出し、局在を検討したところ、着床期に低下し、着床の場である子宮内膜に発現が見られたmicroRNAを特定できた。現在、投稿準備中である。2については、胚の活性化のエピジェネティックな制御に着目した。胚のメチル化に着目し、野生型マウスの活性化した胚と、活性化前の胚についてMeDIP-seqを行った。同時に、活性化前後の胚のRNAの網羅的発現解析を行った。活性化により、27221の遺伝子中、4092の遺伝子(15%)に、2倍以上の発現の変化が見られた。全遺伝子についてのメチル化の頻度に差は見られなかったものの、発現変化のあった遺伝子の69%についてはメチル化の頻度にも変化があり、胚の活性化において、メチル化による遺伝子発現制御が示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究が進展すれば、エピゲノムと着床という新しい研究領域の開拓や、子宮内環境による胚への影響に関する研究という、生殖生物学のうち未だ詳細が明らかでない分野の発展が期待できる。今後は、このmicroRNAについて、ホルモン応答能や機能的役割の検討、標的遺伝子の検索を行っていく予定である。2については、胚の活性化と子宮内膜のエピジェネティックな制御による相互作用に着目した。胚のメチル化に着目し、野生型マウスの活性化した胚と、活性化前の胚について解析した。同時に、活性化前後の胚と子宮のRNAの網羅的発現解析を行った。メチル化による胚の活性化について明らかにするべく、現在、解析中である。今後は、抽出した因子と、子宮の相互作用を検討していく予定である。申請者の研究計画においては、当初の目的以上に進行していると推測される。その理由は以下の点が挙げられる。第一に、申請者は着床に関わる可能性のあるmicroRNAを抽出することが出来た。着床のマーカーとなる可能性や、着床期の子宮におけるエピジェネティックな制御の解明に繋がる可能性がある。また、詳細のほとんどわかっていない着床期における胚と子宮の相互作用について、胚と子宮のエピゲノムに関わる有用なサンプルを回収することに成功した。このサンプルの解析を行うことで、胚と子宮の相互作用について新たな見地を得ることができる可能性がある。このように、申請者の当該年度における研究成果は期待以上のものが認められたと考えられる。

着床期で2倍以上、発現が上昇したものは全体の2.1%、低下したものは1.2%と少数であった。ヒトでも共通して存在するmicroRNAを抽出し、局在を検討したところ、着床期に低下し、着床の場である子宮内膜に発現が見られたmicroRNAを特定できた。現在、投稿準備中である。2については、胚の活性化のエピジェネティックな制御に着目した。胚のメチル化に着目し、野生型マウスの活性化した胚と、活性化前の胚についてMeDIP-seqを行った。同時に、活性化前後の胚のRNAの網羅的発現解析を行った。活性化により、27221の遺伝子中、4092の遺伝子(15%)に、2倍以上の発現の変化が見られた。全遺伝子についてのメチル化の頻度に差は見られなかったものの、発現変化のあった遺伝子の69%についてはメチル化の頻度にも変化があり、胚の活性化において、メチル化による遺伝子発現制御が示唆された。卵巣ホルモンによる子宮内膜の着床能の獲得の解明については、引き続きmicroRNAによる子宮の調節機構に着目し、抽出したmicroRNAについて、卵巣ホルモン応答能や、in vivo/vitroにおける機能的役割の検討、標的遺伝子の検索、マウスだけでなくヒト検体を用いた検討を行っていく予定である。胚と子宮の相互作用については、胚のメチル化に着目し、検討を行っていく。まず、胚の活性化、すなわち、胚が着床可能となる変化におけるメチル化の検討を行う予定である。その後、子宮の相互作用を解明するべく、胚と子宮の検討を行う予定である。このように、着床について、エピゲノムの観点から、子宮側、胚側の両面からのアプローチを行っていく予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。
増殖因子受容体とGTP結合蛋白との共役機構の解明

前年度までの成果として、我々は、精製IGFーII受容体が精製G蛋白を直接認識し、かつ活性化することを証明したので、本年度は、IGFーII受容体の持つこのG蛋白共役の分子機構の解明を試みた。我々は、独自の方法で、まず、IGFーII受容体の細胞内ドメインに所在する、2410残基から2423残基の領域(ペプチド14領域)に、特異的なG蛋白活性化能が存在することを見いだした。ペプチド14が、G蛋白を活性化する様式は、従来知られている受容体により活性化様式と差がなかった。ペプチド14のG蛋白活性化能は、これにIGFーII受容体の膜貫通領域を結合することで、1000倍に上昇することが出来た。これらのことは、ペプチド14の機能が、IGFーII受容体のG蛋白共役活性の責任を担うことを示唆していたので、我々は、更に、ペプチド14に対する抗体を作成し、その証明を試みた。果たして、IGFーII受容体とG蛋白とから成る再構成系において、この抗体は、IGFーII受容体のG蛋白共役活性を完全に抑制した。以上のことから、ペプチド14配列を用いて、IGFーII受容体がG蛋白を認識し、かつ活性化すると結論することができる。これは、受容体のG蛋白認識機構として明らかにされた初めての分子機構である。更に、我々は、ペプチド14のG蛋白活性化能を担う構造を、各種変異ペプチドを用いて明らかにする実験を行なった。このことから、G蛋白を活性化する一次構造モチ-フが存在すること、それは、G_<iー2>蛋白の場合、N端に塩基性残基を2個持ち、C端にBーBーXーBもしくはBーBーXーXーB(B:塩基性残基,X:非塩基性残基)の構造から成る配列であることを、世界で初めて明らかにした。今後、このモチ-フを用いて、これまで未知とされてきた様々な受容体シグナル伝達機構の解明を計画中である。
エナージトランスファーを利用した生細胞内繊維化アクチンの選択的可視化の試み

エナージトランスファーの効率がよい2種の色素で精製したアクチンに標識した。標識アクチンの混合比を最大のエナージトランスファー効率になるように、試験管内で決定した。試験管内で標識アクチンを繊維化させ、繊維化したアクチンのみが観察できる条件を設定した。in vitroの状態では、アクチン繊維一本一本を見ることが予想されたが、トランスファー効率が低いため、束になったもので確認できるレベルであった。次に、上での予備実験をもとに、2種の標識アクチンを細胞内に導入した。導入は、エレクトロポレーション法を用いた。エナージトランスファーによって繊維化アクチンのみが観察できた。ただやはりトランスファー効率が低いため、画像としては弱く、さらに超高感度のカメラが必要であろう。精製蛋白を化学的に蛍光標識する代わりに、green fluorescence proteinとbluefluorescence protein(GFP.BFP;ともに、クラゲ蛍光蛋白質)とそれぞれ融合させたアクチンを細胞内で発現させることを試みている。現在GFP-アクチン遺伝子の発現に問題があり、検討中である。この両蛍光蛋白質間でもエナージトランスファーが起こることが報告されているので、細胞内の繊維化アクチンを可視化できると考えられる。
家禽卵胞の顆粒膜細胞と卵胞膜細胞の機能分化に関する研究

ウズラ卵胞の顆粒膜細胞にはコレステロ-ル側鎖切断酵素やΔ5ー3βーステロイド水酸基脱水素酵素が存在し、下垂体ホルモンの刺激によってプロゲステロンを合成分泌することができる。ところが無血清培養液をもちいて顆粒膜細胞を単層で培養すると、下垂体ホルモンに対する反応性は短時間で消失する。この原因を探るため、単層を形成した培養顆粒膜細胞の機能分化について検討した。卵胞は排卵予定時刻の10時間前のウズラから採取した。顆粒膜細胞はコラゲナ-ゼで単離し、フィブロネクチン処理を施した24穴マルチウェルプレ-トにウェルあたり生存細胞が10^5となるように加え、5%CO_2ー95%airの気相中で39°Cで培養した。培養液はHam F12とMcCoy 5aの等量混合液に、グルタミン、HEPES、BSA、インスリン、トランスフェリン、コルチコステロンを添加したものである。プロゲステロンの代謝は培養液に^<14>Cで標識したプロゲステロンを添加して一定時間培養を続けることによって調べた。培養液中のステロイドは有機溶媒で抽出し、代謝物の分離は薄層クロマトグラフィ-でおこなった。酸化、アセチル化、等に対する代謝物の挙動を標準品と比較することによって構造を決定し、最終的には放射性代謝物を標準品とともに繰り返し結晶化しても比放射活性が変化しないことによって確かめた。その結果、培養中の顆粒膜細胞に添加した^<14>C標識プロゲステロンは、5βープレグナンー3,20ーダイオンおよび3αーハイドロキシー5βープレグナンー20ーオンに変換されることがわかった。この2種類の代謝物の量から推定した5βー水素添加酵素の活性は、培養直後の細胞では低いが、培養時間の経過とともに上昇することもあきらかとなった。培養液に抗酸化剤を添加することによって5βー水素添加酵素の活性上昇を抑えることができた。実験動物としてウズラを用い、排卵予定時刻の8時間(脳下垂体からのLH放出前)前の最大卵胞から顆粒膜細胞を単離し、以下の実験をおこなった。1.コラゲナ-ゼで細胞を分離し、フィブロネクチンで表面処理をおこなったプラスチック培養皿で120時間培養した。用いた培養液は、マッコイ5aとハムF12を等置混合したもので、これにグルタミン、牛血清アルブミン、インスリン、トランスフェリン、コルチコステロン、及び抗生物質を添加したものである。24時間毎に顆粒膜細胞のプロゲステロン産生能を測定したところ、培養72時間以後は、LHに反応しなくなることが判明した。2.プロケステロン産生能の低下の原因を探るため、^<14>Cープロゲステロンを添加した培養液で顆粒膜細胞を培養したところ、きわめて短時間に、5βープレグナンー3,20ージオンと3αーヒドロキシー5βープレグナンー20ーオンが^<14>Cで標識された代謝物として得られた。単離直後の顆粒膜細胞では、このような代謝物は検出されなかったので、5βー還元酵素及び3αーステロイド水酸基胞水素酵素は、培養中に新たに誘導されたものと考えられる。種々の薬剤を培養液に添加して、これらの酵素活性に及ぼす影響を調べた結果、抗酸化剤、特にジメチルスルフォキシドが、これらの酵素活性を抑制することがわかった。

3.ウズラ卵胞の顆粒膜が、一層の細胞であることを利用して、細胞を単離せずに、より生体に近い状件で長期間培養する方法を開発した。現在、この方法を用いてLHに対する顆粒膜細胞の反応性を検討中である。ウズラ卵胞の顆粒膜細胞にはこレステロ-ル側鎖切断酵素や△5ー3βーステロイド水酸基脱水素酵素が存在し、下垂体ホルモンの刺激によってプロゲステロンを合成分泌することができる。ところが無血清培養液をもちいて顆粒膜細胞を単層で培養すると、下垂体ホルモンに対する反応性は短時間で消失する。この原因を探るため、単層を形成した培養顆粒膜細胞の機能分化について検討した。卵胞は排卵予定時刻の10時間前のウズラから採取した。顆粒膜細胞はコラゲナ-ゼで単離し、フィブロネクチン処理を施した24穴マルチウェルプレ-トにウェルあたり生存細胞が10^5となるように加え、5%CO_2ー95%airの気相中で39°Cで培養した。培養液はHam F12とMcCoy5aの等量混合液に、グルタミン、HEPES、BSA、インスリン、トランスフェリン、コルチコステロンを添加したものである。プロゲステロンの代謝は培養液に^<14>Cで標識したプロゲステロンを添加して一定時間培養を続けることによって調べた。培養液中のステロイドは有機溶媒で抽出し、代謝物の分離は薄層クメマトグラフィ-でおこった。酸化、アセチル化、等に対する代謝物の挙動を標準品と比較することによって構造を決定し、最終的には放射性代謝物を標準品とともに繰り返し結晶化しても比放射活性が変化しないことによって確かめた。その結果、培養中の顆粒膜細胞に添加した^<14>C標識プロゲステロンは、5βープレグナン3,20ーダイオンおよび3αーハイドロキシー5βープレグナンー20ーオンに変換されることがわかった。この2種類の代謝物の量から推定した5βー水素添加酵素の活性は、培養直後の細胞では低いが、培養時間の経過とともに上昇することもあきらかとなった。培養液に抗酸化剤を添加することによって5βー水素添加酵素の活性上昇を抑えることができた。
岩盤露頭の画像データと構成岩石の力学特性に基づく岩盤力学特性評価法

(1)デジタル画像から均質化用解析モデルを自動生成するサブシステムの開発:均質化理論に基づいて岩盤を構成する岩石コアの材料特性と岩盤の内部構造を示す画像情報から岩盤の平均物性を数値解析的に推定することができる.この均質化解析をスムーズに行うために,パーソナルコンピューターにおいて,イメージスキャナを介しての岩盤の詳細スケッチなどのデジタル画像データを取り込み,それらから1画素を1有限要素とする有限要素モデルを生成するサブシステムを構築した.(2)均質化法による画像データからの岩盤物性解析プログラムの整備:岩盤表面の画像データから有限要素モフルを作成する(1)のサブシステムと,これまでの研究において開発済みである均質化解析によって平均弾性係数を計算するフログラムならびに数値的強度試験よって岩盤の巨視的な破壊強度基準を算定する解析プログラムを連結し,一連の解析システムとして整備した.(3)極限支持力解析法に基づく岩盤構造物安定解析プログラムの整備:均質化解析によって得られる岩盤の平均弾性係数と数値的強度試験によって得られる岩盤の破壊強度基準を用いれば,極限荷重解析によって岩盤構造物の破壊荷重を評価することができる.そのため,現有する極限支持力解析プログラムを修正して,(2)のサブシステムを介して作成された有限要素モデルに対して岩盤構造物の2次元安定性評価を行うための解析プログラムを新たに開発整備した.(4)均質化理論に基づくマルチスケール解析法の理論的背景を整理し,開発した解析システムによる解析例題と併せて論文としてまとめた.(1)デジタル画像から均質化用解析モデルを自動生成するサブシステムの開発:均質化理論に基づいて岩盤を構成する岩石コアの材料特性と岩盤の内部構造を示す画像情報から岩盤の平均物性を数値解析的に推定することができる.この均質化解析をスムーズに行うために,パーソナルコンピューターにおいて,イメージスキャナを介しての岩盤の詳細スケッチなどのデジタル画像データを取り込み,それらから1画素を1有限要素とする有限要素モデルを生成するサブシステムを構築した.(2)均質化法による画像データからの岩盤物性解析プログラムの整備:岩盤表面の画像データから有限要素モフルを作成する(1)のサブシステムと,これまでの研究において開発済みである均質化解析によって平均弾性係数を計算するフログラムならびに数値的強度試験よって岩盤の巨視的な破壊強度基準を算定する解析プログラムを連結し,一連の解析システムとして整備した.(3)極限支持力解析法に基づく岩盤構造物安定解析プログラムの整備:均質化解析によって得られる岩盤の平均弾性係数と数値的強度試験によって得られる岩盤の破壊強度基準を用いれば,極限荷重解析によって岩盤構造物の破壊荷重を評価することができる.そのため,現有する極限支持力解析プログラムを修正して,(2)のサブシステムを介して作成された有限要素モデルに対して岩盤構造物の2次元安定性評価を行うための解析プログラムを新たに開発整備した.(4)均質化理論に基づくマルチスケール解析法の理論的背景を整理し,開発した解析システムによる解析例題と併せて論文としてまとめた.(1)デジタル画像から均質化用解析モデルを自動生成するサブシステムの開発均質化理論に基づいて,岩盤を構成する岩石コアの材料特性と岩盤の内部構造を示す画像情報から岩盤の平均物性を数値解析的に推定することができる.この均質化解析をスムーズに行うために,パーソナルコンピューターにおいて,イメージスキャナを介しての岩盤の詳細スケッチなどのデジタル画像データを取り込み,それらから1画素を1有限要素とする有限要素モデルを生成するサブシステムを構築した.(2)均質化法による画像データからの岩盤物性解析プログラムの整備岩盤表面の画像データから有限要素モデルを作成する(1)のサブシステムと、これまでの研究において開発済みである均質化解析によって平均弾性係数を計算するプログラムならびに数値的強度試験よって岩盤の巨視的な破壊強度基準を算定する解析プログラムを連結し,一連の解析システムとして整備した.(3)極限支持力解析法に基づく岩盤構造物安定解析プログラムの整備均質化解析によって得られる岩盤の平均弾性係数と数値的強度試験によって得られる岩盤の破壊強度基準を用いれば,極限荷重解析によって岩盤構造物の破壊荷重を評価することができる.そのため,現有する極限支持力解析プログラムを修正して,(2)のサブシステムを介して作成された有限要素モデルに対して岩盤構造物の2次元安定性評価を行うための解析プログラムを新たに開発整備した.(4)均質化理論に基づくマルチスケール解析法の理論的背景を整理し,開発した解析システムによる解析例題と併せて論文としてまとめた(投稿中).(1)デジタル画像から均質化用解析モデルを自動生成するサブシステムの開発均質化理論に基づいて,岩盤を構成する岩石コアの材料特性と岩盤の内部構造を示す画像情報から岩盤の平均物性を数値解析的に推定することができる.この均質化解析をスムーズに行うために,パーソナルコンピューターにおいて,イメージスキャナを介しての岩盤の詳細スケッチなどのデジタル画像データを取り込み,それらから1画素を1有限要素とする有限要素モデルを生成するサブシステムを構築した.(2)均質化法による画像データからの岩盤物性解析プログラムの整備岩盤表面の画像データから有限要素モデルを作成する(1)のサブシステムと、これまでの研究において開発済みである均質化解析によって平均弾性係数を計算するプログラムならびに数値的強度試験よって岩盤の巨視的な破壊強度基準を算定する解析プログラムを連結し,一連の解析システムとして整備した.(3)極限支持力解析法に基づく岩盤構造物安定解析プログラムの整備

均質化解析によって得られる岩盤の平均弾性係数と数値的強度試験によって得られる岩盤の破壊強度基準を用いれば,極限荷重解析によって岩盤構造物の破壊荷重を評価することができる.そのため,現有する極限支持力解析プログラムを修正して,(2)のサブシステムを介して作成された有限要素モデルに対して岩盤構造物の2次元安定性評価を行うための解析プログラムを新たに開発整備した.(4)均質化理論に基づくマルチスケール解析法の理論的背景を整理し,開発した解析システムによる解析例題と併せて論文としてまとめた.
リラクタンストルクを有する究極の高温超伝導誘導同期機実現への挑戦

本研究では、研究代表者らが先駆的研究を展開している高温超伝導誘導同期回転機について、リラクタンストルクを付与するトルク密度究極化に挑戦した。即ち、高温超伝導かご形回転子の鉄心コア内に4個のHTSバルク磁気遮蔽体を挿入する構造を提案し、その特性を解析的かつ実験的に明確化した。本成果によって、定常回転時には高効率の誘導同期トルクのみが発生するのに対して、高トルクが必要な始動時や過負荷時にのみ上記トルクにリラクタンストルクが追加される可能性を明確化した。(H23年度)まず、HTS磁気遮蔽体の候補として、HTSテープ材(Bi系)とHTSバルク体(Gd系)を対象とし、基礎検討を実施した。その後、Gd系磁気遮蔽体に候補を絞り、電磁界解析を実施し、リラクタンストルク発現の可能性を確認した。さらに、Gd系磁気遮蔽体を設計し、購入完了した。(H24年度)小出力機の設計・試作を実施した。その後、既存の銅固定子と組み合わせることによって、回転試験を実施した。特に、無負荷回転試験の温度依存性を詳細に測定し、Gd系高温超伝導バルク体およびBi系高温超伝導線材の常伝導転移に伴う一次電流や力率の変化を確認することができ、即ち上記2種類のHTS材料が共に回転特性に寄与することを明確に実証した。さらに、上記試作機について、有限要素法を用いた電磁界解析を実施した。その結果、Gd系磁気遮蔽体によるリラクタンストルクが、回転子鉄芯が緩やかな磁気飽和状態(高トルクが必要な状態)において自動的に発現するとともに、非磁気飽和状態(通常回転状態)では消失して、Bi系かご形巻線による高効率誘導同期トルクのみになる可能性を示した。一般に、リラクタンス回転機は低力率・低効率が課題であるが、本構造では、高トルクが必要な状態においてのみリラクタンストルクが発生する。本年度は、まずビスマス系高温超伝導テープを用いたバンドル導体について、その磁気遮蔽特性を検討した。リニアコアを利用して、液体窒素中で試験を実施したところ、その磁気遮蔽特性を確認することができた。ただし、ビスマス系高温超伝導バンドル導体の複雑な非線形電流輸送特性や、あるいは構成した磁気回路における漏れ磁束他の定量評価が困難であったことから、まだ磁気遮蔽特性の正確な評価には至っていない。このことは、次年度の課題になった。リラクタンストルク付与形の高温超伝導誘導同期回転機の電磁設計を実施した。市販の3定格かご形誘導機の改造を想定し、固定子巻線(銅巻線)はそのまま使用することとし、回転子試作のための設計を実施した。まず、回転子鉄心ならびに同スロット形状を制約条件として、かご形巻線の電流容量を決定した。また、上記回転子鉄心に高温超伝導磁気遮蔽体を収める穴を設計して完成形状とした。穴の穿孔に際しては、既にモータメーカとの打ち合わせが終了しており、次年度に試作予定である。上記したビスマス系高温超伝導バンドル導体との比較のため、高温超伝導バルク遮蔽体の形状を設計した。そして、実績のあるGd系高温超伝導バルク体について、決定した形状に加工依頼し、購入を完了した。次年度の初期に、特性評価を実施する予定である。高温超伝導磁気遮蔽体について、非線形通電特性や磁気回路の漏れ磁束他を考慮した定量特性評価にやや時間がかかっている。次年度には、設計に耐える定量評価が行えるようにする必要がある。また、試作用に改造するかご形誘導機について、回転子に穴を穿孔可能なものを選定するのに時間がかかった。ただし、上記解決の目途が立っていることから、次年度には着実な成果を上げる。まず、高温超伝導バルク体における磁気遮蔽特性の測定を実施する。特に、鉄心内と鉄心外における磁気遮蔽特性の違いについて検討を進める。また、上記高温超伝導バルク体の特性を、ビスマス系高温超伝導磁気遮蔽体の特性と比較検討し、磁気遮蔽特性の優劣を精査する。さらに、上記磁気遮蔽特性の定量評価に努める。また、並行してリラクタンストルク付与形高温超伝導誘導同期機の試作を実施する。試作に際しては、市販の3定格かご形誘導機を使用する。固定子(銅巻線)はそのまま使用することとし、かご形回転子を改造(高温超伝導かご形巻線の施工、磁気遮蔽体の挿入・固定)する。シャフトのベアリングを、ローラーベアリングに交換し、極低温試験時に潤滑油を抜きやすくする。試作機について、液体窒素浸漬冷却条件における各種試験(無負荷試験、負荷試験など)を実施し、本挑戦研究の優位性を検証する。上記試験結果について、その定量性を電磁界解析に基づいて理論的に検証する。また、更なる高トルク密度化のための課題を、実験的かつ解析的に明確化する。次年度の研究費は、まず高温超伝導モータの試作費に使用する。

まず、既存の改造用回転子鉄心に磁気遮蔽体挿入用穴を穿孔するため、その加工費として使用する。また、シャフトのベアリングをローラーベアリングに交換する。次に、試作機の特性評価のための消耗品購入費に使用する。まず、試作機を負荷試験装置に接続するためのカップリングや、モータ温度測定用センサーなどを購入する。なお、モータ試験ベッド他の装置は既設のものを利用する。研究成果を発表するための旅費や学会参加費に使用する。
加齢性記憶障害の分子メカニズム解明を目指した網羅的解析

ショウジョウバエの加齢性記憶障害特異的変異体であるDCO/+変異体では、PKA活性が抑制されている。そこで加齢性記憶障害に関連するPKAの下流因子を見つけるため、野生型とDCO/+変異体で加齢によるタンパク動態を比較した。その結果、加齢に伴って、野生型ではリン酸化タンパクに特徴的なスポットシフトが亢進されるが、DCO/+変異体では若齢体、老齢体いずれでもスポットシフトが抑制されているタンパクを発見した。そこで質量分析によって一連のスポットタンパクを同定したところ、このタンパクがピルビン酸カルボキシラーゼ(Pyc)であることがわかった。若齢体と老齢体でPyc活性を測定したところ、老齢体ではPyc活性が亢進しており、DCO/+変異体ではこれが抑制されていた。Pycを過剰発現すると若齢体でも記憶障害が観察され、さらにDCO/+変異体においても加齢性記憶障害の回復が見られた。これらのことから、老化に伴うPKA活性依存的なPycの活性亢進が加齢性記憶障害の原因であることが示唆された。Pycはグリアに存在するタンパクであり、Pycを介したグリアのTCAサイクルが記憶学習過程とどのように連動しているのかについては未知であり、加齢性記憶障害の研究における新たな経路の発見につながる可能性がある。Pycはミトコンドリアに局在する4量体のタンパクであり、ピルビン酸からTCAサイクルヘ、オキサロ酢酸を供給する酵素である。次いでPycが加齢性記憶障害に関わるか、Pycのヘテロ変異体(Pyc/+)で調べたところ、Pyc/+ではDCO/+変異体同様に加齢性記憶障害が顕著に抑制されており、老齢体においても高い記憶スコアを示した。ところで野生型では、キノコ体でPKA活性を亢進させると、若齢体でも加齢性記憶障害に良く似た記憶障害が起こる。しかしキノコ体でのPKA活性亢進とPyc変異を重複させると、PKA活性亢進による記憶障害が抑制された。以上のことから、PKA活性による加齢性記憶障害の発現には、Pycの活性亢進が重要な役割を担っていることが示唆された。Pycの活性調節機構や、TCAサイクルが記憶学習過程とどのように連動しているのかについては未知であり、加齢性記憶障害の研究を通じてそのメカニズムを解明できれば本分野にとって大きな前進になると思われる。
新規収縮物質Up4Aを介する炎症時における一過性血管収縮へのアルコールの影響

ショックに関連する様々な病態は、末梢循環不全を来す。我々は、エンドトキシンショックの初期症状であるwarm shock時に起こる循環亢進に及ぼすエタノールの作用について検討を行った。正常Wistar系雄性ラットの上腸間膜動脈を用い、一定の張力を負荷し安定させた後、収縮のピーク時にIL-1β暴露による炎症機能に及ぼすエタノールの作用について検討した。IL-1β暴露1h後に見られたフェニレフリン収縮の増大は、IL-1βとTXA2受容体TP阻害剤であるSQ29548・インドメタシン・TXA2を産生させるシクロオキシゲナーゼ阻害剤などの共存により抑えられた。この反応より、収縮の増大は、TXA2を介した一過性の収縮反応であることを示した。エタノールは、IL-1β暴露により、一過性の血管収縮反応をさらに増大させることも確認した。さらに、収縮反応について正常ラットの実験と同様の方法にて、慢性アルコール摂取ラットとの比較検討を行った。Wistar系雄性ラット(10週齢)に10%エタノールを含んだ液体飼料(Lieber食)を10週間投与し、慢性モデルとした。エタノールを含まない同カロリーの液体飼料(エタノールを等カロリーの炭水化物で置き換えた試料)を10週間投与し,総摂取カロリーを合わせたラットを対照群とした。予備的検討の結果、慢性アルコール摂取ラットにおいてさらなる収縮の増加傾向を示した。今後、様々な阻害剤を用いて統計的検討を行う予定である。これらにより、血管の収縮・弛緩の維持・恒常に重要なNOとTXA2との「クロストーク」を解明する手がかりとなり、飲酒による循環器関連の突然死や高血圧の発症の機序などの病態の解明に役立つものと考えられる。平成30年度の実験計画通り実施した。収縮の増大は、TXA2を介した一過性の収縮反応であることを示した。平成30年度の成果とともに引き続き研究を進め、さらに、慢性ラットを用いた血管収縮実験を進める予定である。2016年度研究活動スタート支援課題(課題番号16H07131)で使用していた消耗品の残りを用いたため、平成30年度は新たに消耗品を購入せずに課題に取り組むことが出来たため。次年度での予算の使用を予定通り行う。
フェナレノキシル型安定中性ラジカルの開発

安定中性ラジカルの開発を目指して新しい分子の設計・合成を行っている.特に,ヘテロ原子ラジカル,奇交互型共鳴系,嵩高い置換基の化学的役割に着目し,具体的にはこれらの特性を供えた新しい中性ラジカルとして,フェナレニル系を含むオキソフェナレノキシルラジカルの開発を行っている.フェナレニル骨格を持つ安定中性ラジカル,即ち,室温で単離可能なラジカルは未知である.そこで,3-オキソフェナレノキシルラジカルの反応性の知見を得るため3-ヒドロキシフェナレノン誘導体を合成し,対応するラジカルへの酸化反応を検討した.酸化剤としてはK_3[Fe(CN)_6],PbO_2,Ag_2CO_3を用いた.酸化生成物は目標とするラジカルが生成し二量化したと考えられる構造と決定した.酸化反応により,ナフタレン環の水素引抜き反応による生成物やスピロ構造を持つ生成物を得た.各種のスペクトルデータやX線結晶構造解析などを行って,前年度の研究成果を含め確実なものとした.さらに,ラジカル種に対する分子軌道法による考察を行い,2-位にスピン密度が局在している電子構造の特性を持つことを明かにし,ラジカルの安定化にはより嵩高い置換基または電子的効果の導入が必要であることを実験的に明かにした.これらの結果を考慮して,現在,スピン密度の非局在化の度合の大きな6-オキソフェナレノキシルラジカルの合成に着手している.安定中性ラジカルの開発を目指して新しい分子の設計・合成を行っている.特に,ヘテロ原子ラジカル,奇交互型共鳴系,嵩高い置換基の化学的役割に着目し,具体的にはこれらの特性を供えた新しい中性ラジカルとして,フェナレニル系を含むオキソフェナレノキシルラジカルの開発を行っている.フェナレニル骨格を持つ安定中性ラジカル,即ち,室温で単離可能なラジカルは未知である.そこで,3-オキソフェナレノキシルラジカルの反応性の知見を得るため3-ヒドロキシフェナレノン誘導体を合成し,対応するラジカルへの酸化反応を検討した.酸化剤としてはK_3[Fe(CN)_6],PbO_2,Ag_2CO_3を用いた.酸化生成物は目標とするラジカルが生成し二量化したと考えられる構造と決定した.酸化反応により,ナフタレン環の水素引抜き反応による生成物やスピロ構造を持つ生成物を得た.各種のスペクトルデータやX線結晶構造解析などを行って,前年度の研究成果を含め確実なものとした.さらに,ラジカル種に対する分子軌道法による考察を行い,2-位にスピン密度が局在している電子構造の特性を持つことを明かにし,ラジカルの安定化にはより嵩高い置換基または電子的効果の導入が必要であることを実験的に明かにした.これらの結果を考慮して,現在,スピン密度の非局在化の度合の大きな6-オキソフェナレノキシルラジカルの合成に着手している.