hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
タイ北部におけるエコ・ファーミングシステムの開発

本研究において、九州東海大学から、平成9年度に7名、平成10年度に5名、平成11年度に5名、合計17名をタイ国に派遣し、メジョー大学より平成9年度に6名、平成10年度に4名、平成11年度に5名、合計15名を我が国へ招へいして情報交換及び調査・研究を実施した。1.タイにおける作物生産は水分の供給と病害虫の発生によって大きく影響を受けており、これを効率的に解決するためには多方面からの解析が必要である。そこで雨季と乾季において実際に農家圃場や農業関連施設を訪問し、メジョー大学の研究者と総合的な討議を行って、持続的農業の実践と作物生産の増加についての可能性を模索し、さらなる調査および研究が必要であることを確認した。2.常緑性シバ系統の作出を目的とし、日本及びタイを含む諸外国からシバの遺伝資源採集を行っている。現在、休眠期間の短いタイで採集した在来型と耐寒性を持つ日本採集系統間で交雑を行い栽培試験を実施している。3.環境保全型農業においてどのように天敵を利用するかについてメジョー大学の研究者と意見交換を行った。そして、水稲害虫の天敵相及び水田における生息密度が比較的高かったクモに関する知見を得た。また、効果的な園芸作物の花粉媒介者を探索する目的で、タイ国北部にて、野生ハナバチ相を調査し、4科6属10種の野生ハナバチを確認した。4.タイ北部のカンキツやマンゴー等の果樹栽培、品種及び地方市場を中心とした流通を調査した。特に、育種母本や新栽培法開発の材料として、カンキツについてはタンゴールとブンタンの有望品種、マンゴーについては主にわい性品種を導入した。5.我が国の西表島とタイ北部に自生するSpathoglottis plicata遺伝的多様性を明らかにするため、西表島自生地の個体とメジョー大学で管理されている個体についてアイソザイム分析を行った結果、それぞれの個体群内に多形が観察された。これらの結果はSpathoglottis plicataの保護を目的とした遺伝子資源保存のための貴重な資料と考えられる。6.タイ北部の中山間地域では、少数民族の定着を図るため、園芸作物栽培が奨励されているが、そこには各種の土壌病害が発生して問題となっている。これらの防除対策として、環境保全型農業のために、生物的防除法の確立が緊急課題であることを指摘し、そのためには、各地で土着の拮抗微生物を探索すること及びその利用法について研究する必要性を指摘した。7.タイ国の農産物価格の変動は大きくこれは農民にとって深刻な農業経済問題の原因となっている。この問題を解決するための研究課題として、流通システムと市場情報との関連性の問題が指摘できる。農民にとって、市場情報は重要な役割と担っている実態を分析することが重要である。

この問題を解決するための研究課題として、流通システムと市場情報との関連性の問題が指摘できる。農民にとって、市場情報は重要な役割と担っている実態を分析することが重要である。メジョー大学より6名を招へいし,九州東海大学から7名を派遣した。1)本共同研究の詳細な研究実施計画を策定し,相手国側と打ち合わせを行って,合意を得たので,それに従って共同研究を実施した。2)タイ北部における,中山間地帯には少数民族による果樹・薩菜作が実施されていた。そこでは,雨よけ栽培やハウス栽培が主体で,数年の連作を余儀なくされるため,野菜の青枯病,立枯病,炭疽病などの土壌病害の発生が見られた。このような地点とそれらの病害を対象として,生物的防除技術の開発を推進する予定である。3)タイ北部のチェンマイ近郊における農産物流通市場を研究植するには,まず流通実態の把握が必要であるので,基礎資料の収集から開始した。調査から,大消費地であるバンコクと地方都市であるチェンマイの流通上の役割を明らかにする事が重要であると指摘できる。また,ブローカーの果たす役割が流通問題と密接に関連していることも重要な点である。4)単胚性カンキツ,24品種の2倍体間交雑を行い,小粒種子からの3倍体発生頻度の調査を行った。その結果,宮内イヨカン,キシュウ,バンペイユ及びリ-などの品種において高い頻度で3倍体力が得られた。バンペイユXルビーレッドグレープフルーツの組み合わせで発生した3倍体は,葉が厚く,旺盛な生長を示し,トゲが認められたが,種なしの有望系統になると考えられ,導入系統として選抜した。5)常緑性の高いシバを作出する方法として、日本シバと熱帯・亜熱帯地域に自生するシバ属植物との交配が考えられ、タイにおける野生Zoysia属植物の採集及び常緑性評価が必要であることが指摘された。6)タイ北部における生態系保全型栽培システムは、中山間地域のロイヤルプロジェクトがリーダーシップをとって、研究を実施している段階で、未だその研究成果で実際栽培に普及されているものはごく僅かであった。現在精力的に研究が推進されているので、本共同研究においてもそれを支援する必要がある。7)タイ北部の水田地帯に生息する補食性天敵であるクモ類の生息状況及びその生態を解明する必要性が指摘された。メジョー大学から4名を招へいし、九州東海大学から5名を派遣した。1)タイ北部における生態系保全型水稲栽培システムについて、タイ東北部でのケースと比較するため、現地圃場調査および聞き取り調査を行った。2)主としてタイ北部中山間地帯における野生Zoysia属植物の探索を行い、常緑性を有すると思われるものを収集して、メジョー大学構内の圃場に植した後、交配育種材料とする予定である。3)タイ北部水田地帯に生息する捕食性天敵であるクモ類および寄生性天敵であるハチ類の調査を行い、水稲害虫の生物的防除に有望な天敵類を採取することが出来た。4)昨年度選抜した単胚性3倍体カンキツをタイ北部に導入し、定着状況と生育状況の調査を継続している。また、タイ北部に自生しているわい性マンゴーの調査を行ったさらに、メジョー大学研究者と熊本において、新たな3倍体カンキツの選抜育成を行った。5)野生ランを保護するために、昨年度採取した西表島の野生ランを対象として、バイオテクノロジーによる種の増殖保存実験をメジョー大学の研究者と熊本において行った。
ヒト胎盤アミノペプチダーゼの生理的意義の解明

胎盤にはオキシトシンやアンジオテンシンを分解する酵素の存在が示唆されていたが、その本態は殆んど不明であった。我々の研究は胎盤と妊婦血中に存在する各種アミノペプチダーゼ(APによるペプチドホルモンの代謝・分解機序を明らかにすることにより、胎盤APの妊娠時における生理・病態的意義を明らかにすることにある。基礎的研究(1)妊娠後血からP-LAPを精製し、精製P-LAPによるバゾプレシン、オキシトシン、アンジオテンシンIIIの分解を明らかにした。(2)胎盤におけるオキシトシンの分解機序をAP類の各種阻害剤を用いて明確にした。(3)胎盤からアミノペプチダーゼA(AP-A)、アミノペプチダーゼB(AP-B)を精製し、それらの酵素学的性質を明確にした。(4)アミノペプチダーゼMの生理的な基質が内因性オピオイドや各種免疫調節ペプチド(サイモペンチンやタフトシン等)であることを明確にした。臨床的研究胎児は各種ホルモンを産生し、急速に発育する。我々の研究により胎児が産生する昇圧ホルモンであるアンジオテンシン、バゾプレシン、降圧ホルモンであるブラジキニン、子宮収縮ホルモンであるオキシトシンを分解する妊娠血中の各種AP(胎盤由来)の本体が明確になった。胎盤と妊娠血中のAPは胎児産生の各種ペプチドを代謝・分解し、胎児の発育環境の恒常化に働くと考えられる。我々の研究により、妊娠血中各種APの動態とパルスドプラーによる子宮動脈、臍帯動脈D/S比との関連性が明確になった。今後妊娠中毒症を中心とした病態の解明に向けて胎盤APの研究が強力な手段となることを明確にした。妊婦血中(胎盤後血)から硫安分画ブル-セファロ-ス、DEAE、フェニ-ルセファロ-ス、セファクリルSー200のカラムによりPーLAP(オキシトシナ-ゼ)を約3000倍精製し、単一蛋白にした。精製PーLAPは糖蛋白であり、その分子量は21万であることが明らかになった。精製PーLAPによる各種ペプチドホルモンの分解を検討したところ、PーLAPはワゾプレッシン、オキシトシン、アンジオテンシンIIIを分解することがペプチドホルモンから分解遊離するアミノ酸をHPLCで定量することにより判明した。また、PーLAPとシスチンアミノペプチダ-ゼ(CAP)が同一のものであることも酵素化学的性質が一致することから明らかになった。現在PーLAPのアミノ酸のシ-クエンスを検討中である。2.胎盤分画(膜、可溶性、リソゾ-ム)におけるオキシトシン分解をオキシトシンと各分画をインキュ-ベトし、オキシトシンから分解遊離されるアミノ酸を定量し検討した。同時に各種酵素阻害剤(ベスタテン、ピュロマイシン、アマスタテン、フオスフオラミドンなど)によるオキシトシン分解能への影響も検討し、胎盤分画に存在するオキシトシナ-ゼの酵素学的性質を検討した。3.胎盤に存在するアンジオランシナ-ゼであるアミノペプチタ-ゼAを胎盤膜分画からDEAE、イムノアフィニテイ-、ベスタチンアフィニテイ-、BioーgelAなどカラムにて精製し、ほぼ単一蛋白にまで精製し、現在そのアミノ酸のシ-クエンスを検討している。4.胎盤可溶性分画からアミノペプチダ-ゼBをDEAE、ヒドロキシアルアパタイト、BioーgelAなどのカラムにて精製し、胎盤アミノペプチダ-ゼBの酵素学的性質を明かにした。1)胎盤アミノペプチダ-ゼM(APーM,CD_<13>)の生理的意義

我々は、APーMが各種内因性オピオイド(Metーエンサファリンなど)を分解代謝することを見出しているが、APーMの生理的基質となる他のペプチドにつき検討した。APーMは免疫調節ペプチドであるサイモペンチンやタフトシンを強力に水解した。またソマトスタチン,Lysーブラジキニン,アンジオテンシンIIIも同様に分解した。従って胎盤アミノペプチダ-ゼ(AP)の妊娠時における新しい役割として、免疫現象への関与が示唆された。2)PーLAP(オキシトシナ-ゼ)のクロ-ニングPーLAPのアミノ酸の部分シ-クエンスを明らかにしたので、それをもとにヒト胎盤cDNAライブラリ-を用いて、PーLAPのcDNAクロ-ニングを検討した。3)アミノペプチダ-ゼA(アンジオテンシナ-ゼ)のアミノ酸配列高度に精製したアミノペプチダ-ゼAの部分アミノ酸配列を決定した。4)妊娠中毒症と胎盤AP胎児は各種ホルモンを産生し、急速に発育する。我々は胎盤APがそれらペプチドを代謝・分解し、胎児の発育環境の恒常化に働くと考えている。ペプチドホルモンの中で昇圧ホルモンであるアンジオテンシン.バゾプレシン.降圧ホルモンであるブラジキニン.子宮収縮ホルモンであるオキシトシンを分解するAPとして.PーLAP.アミノペプチダ-ゼA.キニナ-ゼIが働くことを明確にした。本年は正常妊婦多数例からこれら3つの妊婦血中の活性値を測定し夫々の正常値を明確にした。次年度はこれら酵素の測定による妊婦中毒症の予知につき検討する。1)胎児が産生するブラジキニン(BK)は強力な降圧ホルモンであるが、その他に多岐な生理作用を持つ。BKの妊娠時における生理・病態的意義を明らかにするためには、BKの代謝分解APを明確にする必要がある。BKの代謝・分解に関与する胎盤APとして、我々すでにBKのC端側のアミノ酸から代謝・分解するAP(カルボキシペプチダーゼ)であるキニナーゼIとIIを胎盤から精製し、妊娠血中におけるそれらの動態を明確にした。しかしながら、近年BKの代謝・分解APとしてBKのN端アミノ酸を水解するアミノペプチダーゼP(AP-P)の重要性が示唆されている。そこで(1)AP-Pの測定系を検討し、HPLCによる血清及び胎盤中のAP-P測定系を確立した。(2)ヒト胎盤中にAP-Pの存在を見出し、その酵素化学的性質を他臓器(動物)のものと比較検討した。(3)妊婦血清中のAP-Pの動態を明確にした。2)アミノペプチダーゼA(AP-A)胎盤に在存し、妊婦血中に遊出するAP-Aの妊婦血中動態を検討した。今後AP-A測定による妊娠中毒症の予知や管理への応用のための基礎データとなる。現在AP-Aのクローニングを行っている。3)P-LAP(オキシトシナーゼ)現在クローニングを行っている。4)妊娠中毒症と胎盤AP妊婦血中AP-A、キニナーゼI、P-LAPの動態とパルスドプラーによる子宮動脈、臍帯動脈D/S比との関連性を明確にした。現在各種胎盤APの妊婦血中動態(AP-A、キニナーゼI、P-LAP)による妊娠中毒症の予知及び管理への応用を検討している。
低次元磁性体、ボーズ粒子系における競合量子相の統一的、幾何学的理論

フラストレーション系における競合秩序の問題、特に、多体交換相互作用を持つ1次元、2次元の量子磁性体(ベクトル・カイラル、ネマティックなど)の新奇量子相を統一的、系統的に理解するための有効理論を用いたアプローチを開発した。また、理論、実験的にも多くの例が知られている「磁化プラトー」の問題をトポロジカルな効果の立場から再考し、強磁場中で新しいタイプのスピン液体プラトーが実現する可能性を指摘した。近年、理論、実験ともに盛り上がりを見せた「磁化プラトー」の現象は、理論的にはある種のボゾン的な磁気励起の「超流動・絶縁体転移」や磁気励起の「電荷秩序状態」という概念で捉えることができる。これまで理論的、実験的に知られてきた磁化プラトー相(「絶縁相」)は、元の結晶の周期性に起因するもの(バンド絶縁体の類似物)か、直交ダイマー系SCBOのように結晶の幾何学などに起因する自明でない有効相互作用のために磁気的なボゾンが結晶状態を形成するもののいずれかであった。今回、強磁場中の反強磁性体を有効理論にマップすることにより、スピン量子数と磁化の値の組み合わせによって、非自明なトポロジカル干渉効果が起こることを示した。また、特定の磁化の値では、いかなる回転群、空間群の対称性も破らない「トポロジカル秩序」のあるプラトー状態が可能であることを指摘した。別の話題として、最近「マルチフェロイックス」などとの関連で再び脚光を浴びている量子ヘリ磁性体における三次元効果を漸近的に厳密な手法で解析した。一次元の量子ヘリ磁性体は、密度行列繰り込み群、ボゾン化法などの手法で理論的にはかなり詳細に信頼できる情報が得られているが、実際の物質では三次元効果が無視できないため、三次元性を考慮した信頼できる理論解析が必要である。今回、希薄ボーズ気体の手法を用いて、三次元量子(スピン1/2)ヘリ磁性体の飽和磁場直下の磁気構造を(希薄極限で漸近的に)厳密に決定した。その結果、永宮等の理論から古典的にも知られていたコーン構造(スピンが磁場に対して「傘状」になった状態)に加えて、強誘電性を示さない「fan構造」も現れることがわかった。また、引力が優勢になる領域では、マグノンの束縛状態が安定であり、束縛状態の凝縮によるいわゆる「スピンネマティック状態」が出現する可能性があることもわかった。昨年度、強磁場中の反強磁性体を有効理論にマップすることにより、特定の磁化の値では、いかなる回転群、空間群の対称性も破らない「トポロジカル秩序」のあるプラトー状態が可能であることを指摘したが、これをさまざまな格子、他の磁化の値に拡張し、新しいクラスのスピン液体状態が可能であることを示した。別の話題として、最近「マルチフェロイックス」などとの関連で再び脚光を浴びている量子らせん磁性体における三次元効果の厳密な手法(Bethe-Salpeter方程式による)による解析を拡張し、昨年度までの研究で示されていた、コーン構造(スピンが磁場に対して「傘状」になった状態)、強誘電性を示さない「fan構造」に加えて、マグノンの束縛状態が安定であり、束縛状態の凝縮によるいわゆる「スピンネマティック状態」が出現する領域があることをあらわに示した。また、超伝導のBCS理論とのアナロジーで、このような束縛状態形成に対する有効理論を構築した。近年、理論、実験ともに関心を集めた「磁化プラトー」の現象は、理論的にはある種のボゾン的な磁気励起の「絶縁体状態」と見なせる。平成20年度の研究で、これまで理論的、実験的に知られてきた、元の結晶の周期性に起因するクラス(バンド絶縁体の類似物)や、直交ダイマー系SrCu_2(BO_3)_2 (SCBO)のように磁気的なボゾンが自明でない結晶状態を形成するタイプのものとは本質的に異なる新しいタイプのプラトーを見いだしたが、その微視的機構をさぐる研究を行った。磁場中磁性体の他の問題として、今なお新しい興味深い実験結果を生み出しつつある直交ダイマー系物質SCBOを念頭に置いて、プラトーのような磁気的な超構造が形成されている時の磁気励起スペクトルの理論的考察を行った。現実の磁気共鳴スペクトルなどを理解する上でこのような研究は重要である。

また、従来の「局所的な対称性の破れ」の概念では捉えきれないトポロジカル秩序を実現するパラダイム的な模型である「量子ダイマー模型」を拡張し、その相図を調べた。本課題の主要課題である、「競合量子相の統一的アプローチ」に関して、Contractori Renormalization (CORE)法を用いた二次元量子磁性体の相構造の研究を完成させた。ここ数年、非常に関心を集めている「トポロジカル物質」をどのように特徴づけるか、というのは重要かつ難しい問題であるが、手始めとして、スピンと電荷の自由度からなるある一次元模型を用いて、そのトポロジカルな性質を考察した。
高分子の界面分子運動が布の風合いに与える影響

布は繊維を織って作製されるが、細長い構造を持つ繊維は単位面積当たりの表面積が非常に大きい。繊維を構成する高分子は内部(バルク)と表面・界面において物理的性質が異なることが知られており、高分子の界面分子運動の影響が布の風合いに大きな影響を与えると考えられる。本研究では、ナイロン、ポリエステル等の極性高分子を中心に界面相における物理的性質を調べ、布の風合いに与える影響について考察した。布の風合いは聴覚(衣ずれ)、視覚(テクスチャ)、触覚(肌触り)、運動性(伸縮性)などから決定される複雑な性質である。繊維のほとんどは極性高分子からできているが、近年の高分子科学の発展から極性高分子の表面・界面の物性はバルク物性と異なる場合が多いことが解ってきている。風合いは布の最表面の性質が関与しているため、極性高分子の表面・界面物性が重要な役割を果たすことは明白であるが、極性高分子の表面・界面物性と布の風合いを関連付けた研究はなかった。本研究では一般に広く利用されている極性高分子であるナイロン、ポリエステル、さらに特に表面・界面で大きな影響を受けることが期待されるポリフッ化ビニリデン(PVDF)に対して、布の風合いの解明を視野に入れて、表面・界面の物理化学的性質を解明することを目指した。最終年度では、PVDFの繊維に結び目を形成することによって加えられる応力によってPVDFの結晶構造が変化し、融解温度が上昇することを見出して、学術雑誌に投稿、印刷が受理された。布は繊維を織ることで形成されており、その過程で結び目形成時と同様に応力がかかることは避けられない。同様の融解温度上昇は他の極性高分子でも観察されており、この研究の成果が布の風合いを解明する手助けになるものと考えられる。また、ナイロンの一種であるMXD6が微粒子を添加することで結晶化度を変化させること、同じくナイロンの一種であるナイロン39が特異な極性構造のために興味深い電気物性を示すことを既に学術雑誌で報告した。また、ポリエステルの一種であるポリ(L-乳酸)が溶媒分子との界面において複合体結晶を形成しゲル化することを見出し、既に学術雑誌で報告した。このように、極性高分子繊維の性質に対して表面・表面が大きな影響を与えることを明らかにし、布の風合いを解明するに当たってその解明が不可欠であることを示した。ポリエステルの表面物性解析としては、生産時に環境負荷が低い高分子繊維として注目を集めているポリ(L-乳酸)を対象に選んだ。表面物性評価では溶媒キャストによって薄膜を作製して測定に用いる。ポリ(L-乳酸)では用いる溶媒の種類によっては、溶媒と複合体を形成して結晶形が変わり、場合によってはゲル化することを発見した。溶媒との相互作用機構を解析し、溶媒キャストに適した溶媒を探索した。このような性質は溶液紡糸、ゲル紡糸によって作製される繊維の性質に大きく影響を与える可能性がある。ナイロンの表面物性解析の対象には、ナイロン39を選んだ。ナイロンの物性は高分子鎖間に形成される水素結合の影響を大きく受けるが、ナイロン39は水素結合を形成すると歪んだ分子構造になるために水素結合の安定性が低く、外部刺激によって水素結合の状態を比較的容易に変化させることが可能である。ナイロン39に直流・交流の電場をかけた際の水素結合の状態の変化とそれに伴う誘電率等の電気物性の変化を調べた。この性質は微細繊維を作製する際に用いられるエレクトロスピニング法等の電場を用いて紡糸する繊維において極めて重要である。同様に極性を持つポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデンについても表面物性を解析した。ポリカーボネートでは薄膜形成、粉砕等によって比表面積を増やした試料では表面に分子運動性が高い相ができることを明らかにした。この性質はポリカーボネートの高い耐衝撃性の要因の一つになっており、高分子の表面相が全体の物性に大きな影響を与えていることを示した。ポリフッ化ビニリデンでは繊維に結び目を形成させることによって融点の高い相が形成されることを見出した。繊維を布にする際には繊維どうしを絡ませ合う必要があり、絡み合い点、結び目における高分子繊維の物性の変化が布の風合いに影響を与えることを確認できた。ポリ(L-乳酸)では溶媒としてN,N-ジメチルホルムアミドを用いると、ポリ(L-乳酸)とN,N-ジメチルホルムアミドが複合体を形成し、ポリ(L-乳酸)が通常のアルファ結晶からイプシロン結晶に変化することをX線回折測定から確認し、得られたゲルの粘弾性測定からイプシロン結晶が流動を阻害してゲル化させていることが分かった。布の風合いに影響を与える繊維高分子の表面物性評価を調べると言う点では、順調に研究が進んでいると考える。ナイロン39の研究では、赤外分光測定の結果より、直流・交流の電場を印加した試料では水素結合が弱まっていることが分かり、誘電緩和測定、分極反転測定より、一部の水素結合が切れてアミド基がイオン化していることが示唆された。

ポリカーボネートは溶媒キャストおよびボールミルを用いて作製した比表面積の大きな試料、ポリフッ化ビニリデンは荷重をコントロールして結び目を作製した試料をそれぞれ用意して、示差走査型熱量分析を行った。その結果、比表面積の大きなポリカーボネートはガラス転移温度の減少がみられ、ポリフッ化ビニリデンは結び目部分で結晶融点の上昇が見られた。これらの性質は布の風合いにおいて高分子繊維の表面物性の重要性を示すだけでなく、同様の実験手法によってポリエステル、ナイロンにおいても表面物性の評価ができる可能性を示している。一方で、繊維の物性に大きな影響を与える高分子の分子量測定に関しては、ゲル浸透クロマトグラフィーで新しい検出器を購入してより正確な値を求めることを目指したが、高分子の種類によっては溶媒・測定カラムの選択が難しく、十分な結果を出せなかった。今後、別の測定手法を検討する必要があると考える。ポリ(L-乳酸)ではゲル化を引き起こす溶媒と、そうでない溶媒で溶媒キャストによって薄膜を作製し、両者の物性の比較を行う。場合によっては、故意に溶媒蒸気に曝した状態の薄膜を作製し、物性を比較する。特に、平成23年度の研究では十分に分からなかった溶媒と複合体を形成したポリ(L-乳酸)の分子運動性を示差走査型熱量分析などから明らかにする。ナイロン39に関しては、平成23年度に得られたデータを基に学術雑誌に論文を投稿し、必要であれば追加実験を行う。また、他の種類のナイロンに関しても同様の実験や、溶媒に曝された際の物性の変化に関する実験を行う。具体的には水を吸着させた状態のナイロンの示差走査型熱量測定によってガラス転移などの分子運動性を評価し、X線回折測定からナイロン内の構造を評価する。ポリフッ化ビニリデンに関しては、現在得られた結果を学術雑誌(Journal of Applied Polymer Science誌)に投稿中であり、必要であれば論文が受理されるように論文を書き直す。一方で、高分子繊維の分子量評価においては、ゲル浸透クロマトグラフィーに加えて光散乱測定を行う予定である。ゲル浸透クロマトグラフィーでは、高分子試料が測定溶媒に溶解したとしても、高分子試料が測定カラムに吸着して測定できない場合があり、また測定系によっては適当な標準試料の入手が困難である。これに対して、光散乱測定では高分子溶液に可視光を照射し、散乱光を分析するために測定カラムは必要ない。また、絶対的な分子量が得られるために標準試料も用意する必要がない。光散乱測定から正確な分子量測定が可能になり、繊維高分子の分子運動性や布の風合いへの影響を評価することを目指す。平成23年度では繊維高分子の分子量決定のために主にゲル浸透クロマトグラフィーを用いる予定であったが、測定高分子にあった測定溶媒、カラムの選択が難しく、当初期待していた成果が得られなかった。そのため、ゲル浸透クロマトグラフィー関連の物品費のうち、低濃度でも高感度の紫外可視検出器と極性溶媒で使用可能な分析カラムのみ支出し、その他の支出を控え、光散乱測定装置関係の物品費に充てるために「次年度使用額」として残した。光散乱測定には既存の大塚電子製DLS-7000を用いるが、現状では経年劣化によって必要な性能を得られない。そのため、新たに光源のレーザーと散乱光検出器を導入し、測定感度を増大させる。また、傷みが激しい測定用光学セルなどの消耗品・附属品なども更新していく。
生体高分子上における3次元水和構造の解明

本年度では、プローブ先端と試料表面間に働く微小な相互作用力が検出可能な周波数変調方式の原子間力顕微鏡(FM-AFM)を用い、液中環境で原子・分子スケールでの再現性の高い表面観察や、試料表面上に存在し生命現象に重要な役割を果たす水和構造の可視化実験を行うための装置開発を行った。主な成果は下記の2点である。1.高精度位置決め可能なFM-AFMシステムの実現雰囲気温度を制御するため恒温チャンバー内に装置を設置し、装置の雰囲気温度変化を±1°C未満(10時間)に抑えた環境での実験が可能となった。また、封止用液体を用いた蒸発防止機構を実現した。これらの結果、プローブ先端と試料表面間の相対位置の熱ドリフトを1nm/min.以下に抑えることに成功し、低熱ドリフト環境下でマイカ(雲母)上での原子分解能観察や、生体高分子試料の一つであるDNAの高分解能観察を達成した。2.制御コントローラ(プログラム)の開発周波数シフトカーブ(プローブ先端と試料表面間に働く相互作用力に起因するカンチレバーの共振周波数の変化(△f)の距離依存性)を指定した表面領域の各点で取得し3次元データを取得し水和構造の可視化するための制御ゴントローラ(プログラム)を作製した。カーブ取得時に周波数シフトに対する閾値を設けることで、プローブ先端と試料表面間に大きな斥力働きプローブ先端や試料表面が破壊されるのを防ぐ機能を実装した。その結果、マイカ表面上に局在する水和構造に起因する周波数シフトの3次元分布を得ることができた。また閾値を適当に設定することで脆弱な生体高分子上においても安定した周波数シフトカーブが得られ、水和構造の可視化実験が可能となった。
平面型カルボン酸等価体、スクアリン酸を組み込んだ新規アミノ酸類縁体の創製と機能

アミノ酸は生命の維持機能を担う重要な化合物である。アミノ酸を取り巻く研究分野は幅広く、ゲノム科学、タンパク質工学、ペプチド科学、非天然型アミノ酸の合成と利用など、様々な角度と視点から精力的な取り組みが為されている。とりわけ、非天然型アミノ酸を分子プローブに利用するアプローチは、精密な分子構造情報を与える手法として、注目されている。本研究では、アミノ酸のカルボキシル基を平面型カルボン酸等価体であるスクアリン酸へと置換した、新たなアミノ酸類縁体の創製とその機能解析を通じて、生命科学研究の新しい研究ツールを提供する。H16年度の研究課題として、(1)天然型アミノ酸各種に対応するa-アミノスクアリン酸(ASQ)類の合成並びに(2)生理活性ペプチド(エンケファリン)への組み込みを掲げた。(1)においては、スクアリン酸含有アミノマロン酸誘導体を利用する新たなASQの合成ルートを確立した、先に開発したジアニオンエノラートを利用する方法との相補的活用によって、供給可能なASQ類の幅を広げることに成功した。(2)では、エンケフェリンアナログの合成を試みた。試行錯誤の末、新規アミノ酸誘導体をN末端、或いはペプチド鎖中に導入可能なことを初めて示し、これをもとに、4種の新規エンケファリンアナログの合成に成功した。新規アナログのオピオイドレセプター結合活性を調べたところ、弱いながら選択的な結合活性が認められた。ASQ含有ペプチドの合成と活性特性を始めて明らかにした初めての研究例である。さらに、NMRによるコンホメーション解析により、ペプチド構造に与える影響を明らかにした。とりわけ、非天然型アミノ酸を分子プローブに利用するアプローチは、精密な分子構造情報を与える手法として、今後、その重要性を増してゆくものと予想される。本研究では、アミノ酸のカルボキシル基を平面型カルボン酸等価体であるスクアリン酸(SQ酸)へと置換した、新たなアミノ酸類縁体の創製とその機能解析を通じて、生命科学研究の新しい研究ツールを提供する。H15年度の研究課題として、(1)天然型アミノ酸各種に対応するα-アミノスクアリン酸(ASQ)類の合戊並びに(2)生理活性ペプチド(エンケファリン)への組み込みを掲げた。(1)においては、まず、入手容易な保護アミノ酸エステルから、ジアニオンエノラートを効率よく発生させる反応条件を精査した。その結果、低収率を引き起こす反応平衡の存在を明らかにするとともに、望むエノラートを効率良く発生することに成功した。これより、各種天然アミノ酸に対応するアナログの大量合成法を確立できた。次いで、(2)各種アミノ酸誘導体のペプチド化法を試みた。試行錯誤の末、新規アミノ酸誘導体をN末端、或いはペプチド鎖中に導入可能なことを初めて示した。本法を適用し、次年度の研究日標である酵素耐性や鎮痛活性試験を調べるための、4種の新規エンケファリンアナログの合成に成功した。とりわけ、非天然型アミノ酸を分子プローブに利用するアプローチは、精密な分子構造情報を与える手法として注目されている。本研究では、アミノ酸のカルボキシル基を平面型カルボン酸等価体であるスクアリン酸へと置換した、新規アミノ酸類縁体の創製と機能解析を行った。H16年度の研究課題として、(1)天然型アミノ酸各種に対応するα-アミノスクアリン酸(ASQ)類の合成並びに(2)生理活性ペプチド(エンケファリン)への組み込みを掲げた。

(1)においては、スクアリン酸含有アミノマロン酸誘導体を利用する新たなASQの合成ルートを確立した、先に開発したジアニオンエノラートとの相補的活用によって、供給可能なASQ類のバリエーションを広げることができた。(2)では、エンケフェリンアナログの合成を試みた。試行錯誤の末、新規アミノ酸誘導体をN末端、或いはペプチド鎖中に導入可能なことを初めて示し、これをもとに、4種の新規エンケファリンアナログの合成に成功した。新規アナログのオピオイドレセプター結合活性を調べたところ、弱いながら結合活性が認められた。ASQ含有ペプチドの合成と特性を明らかにした、初の研究成果である。
小型魚類の社会脳の脳機能地図の作製

メダカの三者関係(オス、オス、メス)において、「オスがライバルオスよりもメスから近い位置を維持するように、ライバルオスとメスとの間に割り込む」という形で配偶者防衛を示すことを発見した。メダカ変異体を用いた行動実験の結果、バソトシンシステムが配偶者防衛においてライバルオスに勝つために必要であることを示した(PLoS Genetics 2015).さらに配偶者防衛行動は、ライバルオスの性行動を妨害するだけでなく「ライバルオスを記憶できないようにすることで、自らが配偶相手として選ばれる確率を上昇させる」という意義も存在することが示唆できた(Frontiers in Zoology, 2016).多くの動物のオスは自らの子孫を残すために、メスに対する求愛行動やライバルのオスに対する攻撃行動など、さまざまな配偶戦略を持っている。これまで求愛行動や攻撃行動などの異性関係および同性関係の二者関係に着目した研究は数多く行われており、脳の分子機構が解明されつつある。しかしながら、自然界の動物集団内には異性と同性が共存しており、異性と交配するためには、性的パートナーとライバルの両方に同時に注意を向ける必要がある。このことに着目した行動の代表例として配偶者防衛行動が知られている。これまでにメダカの三角関係(オス、オス、メス)において、「オスがライバルオスよりもメスから近い位置を維持するように、ライバルオスとメスとの間に割り込む」という形で配偶者防衛を示すことを発見した。本年度はバソトシンやその受容体を合成できないメダカ変異体を作成して行動実験を行った。その結果、三角関係(変異体オス、正常オス、メス)において、変異体オスの割り込み頻度は正常オスより低く、劣位となる傾向が得られた。よってバソトシンホルモンは配偶者防衛において優位になるために必要であることが遺伝学的に示された。また、バソトシン変異体オスが正常オスに勝つことができない原因が、異性に対する性的モチベーションを失ったためか、またはライバルオスに対する対抗心を失ったためかを検証した。その結果、バソトシン変異体オスは正常オスと同程度に、他のオスに対する攻撃行動を示した一方で、異性に対する求愛頻度は正常オスよりも低く、異性に対する性的モチベーションが低いことが明らかになった。このため、バソトシンは異性に対する性的モチベーションを有するのに必要であり、このモチベーションを失ったことが、バソトシン変異体オスが配偶者防衛でライバルオスに勝てなかった原因になっていると示唆される。本研究の成果はPLOS GENETICSに掲載された。(1)終脳の体系的な細胞系譜解析本年度はこれまでに開発した神経胚期のごく少数の幹細胞を遺伝的にラベルする実験系を用いて、子孫の細胞群(細胞系譜単位)を成体脳で可視化して体系的な細胞系譜解析を行った。終脳全体を3D撮影するため全脳を透明化して光シート顕微鏡で撮影する手法と、3D脳アトラスを「標準化」し、撮影条件によってサンプル間で生じたずれを補正する計算手法を確立した。70個体のサンプルを解析した結果、終脳は片半球40個の細胞系譜単位から構成されていることが示され、3D脳アトラスにすべての細胞系譜単位をマップすることができた。(2)社会認知を定量する新規行動実験系の確立本研究では生育ステージ(幼魚から成魚)、性差、魚種を問わずに視覚的な社会認知能力を定量化する行動実験系を確立した。この行動実験系の確立により、個体認知能力、同種認知能力に加え、成長に伴う認知能力の変化を定量できるようになった。方法は直径の異なる二つの円形透明水槽を同心円状に配置し、外側と内側に魚を一匹ずつ入れた。2個体の距離の経時変化を記録した結果、この条件では「内側の魚」が「外側に魚」に壁越しに近接する行動を示すことを見出した。成魚メダカは異種(ゼブラフィッシュ)には近づき行動を示さなったが、メダカ(同種)にのみ近づき行動を示した。一方、稚魚メダカはゼブラフィッシュ及びメダカの両方に近づき行動を示した。このことから、メダカの同種認知能力は成長に伴って獲得される可能性がある。さらに性成熟したメスメダカは「見知ったオス」に対する選択的な近づき行動が、放卵前に見られたが、放卵後には選択性を失った。このことから本実験系で個体認知能力やメスの性的動機を検定できることが分かった。社会脳の機能地図を包括的に作成するためには、脳全体を解析可能な領域の数に分解し、領域毎に社会行動との関連を解析する必要がある。本年度は細胞系譜に注目することで終脳を40個の脳領域に分割することができた。今後は各細胞系譜単位に神経毒素を発現することで、社会脳の機能地図を包括的に作成する。さらに本年度、社会認知を定量するシンプルな実験を確立に成功したため、今後の行動検定が迅速にできるようになった。

メダカ変異体を用いた行動実験の結果、バソトシンシステムが配偶者防衛においてライバルオスに勝つために必要であることを示した(PLoS Genetics 2015).さらに配偶者防衛行動は、ライバルオスの性行動を妨害するだけでなく「ライバルオスを記憶できないようにすることで、自らが配偶相手として選ばれる確率を上昇させる」という意義も存在することが示唆できた(Frontiers in Zoology, 2016).本研究では社会行動の分子神経基盤を解明することを目的としており、これまでに確立していた配偶者防衛行動の行動実験系とメダカの変異体作成法を組み合わせて、当該行動に必要なホルモン(バソトシン)とバソトシン受容体を同定することに成功した。さらにバソトシン受容体の機能を解析することによって、バソトシン受容体ファミリーの中で、V1a2バソトシン受容体がオスの社会性行動(配偶者防衛行動、攻撃行動、求愛行動)において中心的な役割を持っていることを解明した。さらに、V1a2を活性化するリガンドはバソトシン以外にもあり、社会的文脈(二者関係、三者関係等)によって、V1a2を活性化するリガンドが変化することも示唆した。このとこからバソトシンシステムの新しい活性化様式を示唆することができた。今後は各細胞系譜単位に神経毒素を発現して、本年度確立した行動実験系を用いて社会脳の機能地図を包括的な作成を実施する。神経科学昨年度の研究によって、V1a2バソトシン受容体がオスの社会性行動(配偶者防衛行動、攻撃行動、求愛行動)において中心的な役割を持っていることを解明した。しかしV1a2バソトシン受容体を発現するニューロンは脳全体にあり、どのニューロン群が各社会性行動の要素を関連しているのかが不明である。本年度はV1a2バソトシン受容体の発現ニューロンのサブプピュレーションに神経毒素を発現する遺伝子導入メダカを作成し、どのV1a2バソトシン受容体発現ニューロンが社会性行動の惹起に重要なのかを検定する。昨年度、平成28年3月に実施予定であったCRISPR/Cas9法の進行が一ヶ月遅れてしまい、CRISPR/Cas9に用いるガイドRNAの外注を平成28年4月に実施したため。CRISPR/Cas9に用いるガイドRNAの外注に用いる。
ペルム紀海水ストロンチウム同位体組成変動の研究

海水ストロンチウム同位体比の顕生代最小値はペルム紀中期末で,同時期に大量絶滅事件も起きた.本研究では,先行研究のほとんどないペルム紀中期ガダルピアン世に中緯度域で堆積した石灰岩を対象に,生層序データとあわせてストロンチウム同位体分析を実施した.その結果,海水ストロンチウム同位体比顕生代最小値はウォーディアン期に開始し,中緯度陸棚礁崩壊がキャピタニアン期に起きたことが明らかになった.500万年以上の長期のストロンチウム同位体最小値は,寒冷化で氷床に大陸が覆われて,年代効果により高いストロンチウム同位体比を持つ大陸ケイ酸塩の風化侵食率低下が原因であり,大絶滅も寒冷化に起因するモデルで説明した.顕生代海洋のストロンチウム同位体比の永年変化は,ペルム紀中期-後期境界で特異な最小値をとる。海洋ストロンチウム同位体比の変化から,海洋への大陸フラックスとマントルフラックスのバランスが,最小値の時期を境に古生代型から中生代型へと大転換したと考えられるが,その根本原因は未解明である.さらに,当時起きた顕生代最大規模の生物絶滅事件との関連も示唆されるが、古生代型から中生代型への生物相の劇的変化を引き起こした地球規模の表層環境の変化との因果関係についてもあきらかになっていない。そこで本研究では,世界各地で採取された当境界をまたぐ連続性のよい地層を対象に、ストロンチウム同位体比および炭素同位体比、さらに他の各種古環境指標値を解析し,各種同位体組成変化とほぼ同時期に起きた地球規模の環境変動の因果関係と根本原因の解明を試みる.堆積場が遠洋域である美濃丹波帯岐阜赤坂炭酸塩岩,秩父帯宮崎県高千穂上村石灰岩,堆積場が大陸縁辺である熊本球磨炭酸塩岩,宮城岩井崎炭酸塩岩,南中国四川省中部峨辺地域炭酸塩岩を対象にストロンチウム同位体組成分析を実施した.得られた結果から,顕生代最大規模の大量絶滅が起きたペルム紀中期後期境界を含むおよそ1千年間の,海水ストロンチウム同位体組成の変化を解析し,ストロンチウム同位体組成変化と,他のプロキシの対応関係から,古生代型から中生代型への環境変化を説明する包括的モデルを構築する.顕生代海洋ストロンチウム同位体比の永年変化は,ペルム紀中期-後期境界で特異な最小値をとる。海洋への大陸由来フラックスとマントル由来フラックスのバランスは,ストロンチウム同位体最小値の時期を境に古生代型から中生代型へと大転換したと考えられるが,その原因は未解明である.さらに,当時起きた顕生代最大規模の生物絶滅事件との関連も示唆されるが、古生代型から中生代型への生物相の劇的変化を引き起こした地球規模の表層環境の変化との因果関係についてもあきらかになっていない。そこで本研究では,世界各地で採取された当境界をまたぐ連続性のよい地層を対象に、ストロンチウム同位体比および炭素同位体比他の各種古環境指標値を解析し,同位体組成変化とほぼ同時期に起きた地球規模の環境変動の因果関係と根本原因の解明を試みた.これまでの本研究期間で,ペルム紀中期-後期境界を含む東日本岩井崎,南中国四川省、クロアチアVelebit山地,ロシアなど世界各地から採取された炭酸塩岩のストロンチウム同位体比分析を実施した.その結果,当時の海水ストロンチウム同位体比最小値はこれまで考えられていたペルム紀中期ガダルピアン世Capitanian期以前のWordian期に開始していたことを明らかにした.また岩井崎石灰岩では不明だったペルム紀中期-後期境界について制約を与え,陸棚礁崩壊時期がペルム紀中期ガダルピアン世Capitanian期に開始していたことを示した.化石層序などとあわせて詳細なストロンチウム同位体比変化の時期を特定し,氷床増減による大陸フラックス変化のモデルについて検討した.顕生代海洋ストロンチウム同位体比の永年変化は,ペルム紀中期-後期境界で特異な最小値をとる。そこで本研究では,世界各地で採取された当境界をまたぐ連続性のよい地層を対象に、ストロンチウム同位体比および炭素同位体比他の各種古環境指標値を解析し,同位体組成変化とほぼ同時期に起きた地球規模の環境変動の因果関係と根本原因の解明を試みた.本研究期間で,ペルム紀中期-後期境界を含む東日本岩井崎,南中国四川省、クロアチアVelebit山地,ロシアなど世界各地から採取された低緯度/中緯度,遠洋/陸棚など堆積場の異なる炭酸塩岩の分析を実施した.その結果,当時の海水ストロンチウム同位体比最小値はペルム紀中期ガダルピアン世Wordian期には開始していた,つまりこれまで考えられていたよりも古い時代から長期間続いたことが明らかになった.

また,岩井崎石灰岩の同位体層序データ分析結果より,中緯度陸棚礁崩壊時期がペルム紀中期ガダルピアン世キャピタニアン期に開始していたことを示し,生物層序データも合わせて低緯度と中緯度での変化の違いを比較検討し,寒冷化による絶滅,またその後の温暖化による氷床増減をストロンチウム同位体変動の主因とする大陸フラックス変化のモデルを示した.海水ストロンチウム同位体比の顕生代最小値はペルム紀中期末で,同時期に大量絶滅事件も起きた.本研究では,先行研究のほとんどないペルム紀中期ガダルピアン世に中緯度域で堆積した石灰岩を対象に,生層序データとあわせてストロンチウム同位体分析を実施した.その結果,海水ストロンチウム同位体比顕生代最小値はウォーディアン期に開始し,中緯度陸棚礁崩壊がキャピタニアン期に起きたことが明らかになった.500万年以上の長期のストロンチウム同位体最小値は,寒冷化で氷床に大陸が覆われて,年代効果により高いストロンチウム同位体比を持つ大陸ケイ酸塩の風化侵食率低下が原因であり,大絶滅も寒冷化に起因するモデルで説明した.計画したほとんどの各研究項目について分析を実施することが出来たため。当初計画通りペルム紀中期-後期境界を挟むペルム紀中部ー上部の連続試料(東日本岩井崎,南中国四川省、クロアチアVelebit山地)について,炭酸塩岩のストロンチウム同位体比分析を実施した.さらに追加で得られたロシアで採取されたボーリング試料についても同位体分析を実施した.地球化学前年までの結果をふまえて,より重要な層準の岩石試料を効率的に判別し,ひきつづきストロンチウム同位体組成分析と主成分・微量元素組成分析を実施する.これまでの成果で,最小値の開始時期については,これまで考えられていたより古く,キャピタニアン期以前のWordian期に開始したことがわかったが,フズリナ層序とあわせてより詳細に開始時期を特定する.最小値の前後の同位体比変化は顕生代で最大で最も急激であるので,ペルム紀ガダルピアン世の試料を中心に時間幅を広げて分析を実施し,変化速度についても検討する.当初計画していたとおり,中国四川省中部峨辺地域と日本の各地で採取されたペルム紀石灰岩のストロンチウム同位体分析を実施した.岩石試料の結果はフズリナ生層序学的検討にもとづいて時間軸が詳細かつ信頼性が高いものを用いた.中国四川省中部峨辺地域炭酸塩岩と美濃丹波帯岐阜赤坂炭酸塩岩の分析結果から,顕生代を通じた海水ストロンチウム最小値の開始時期がこれまで考えられていたよりも以前に開始し,500万年以上の長期間続いたことを明らかにした.今後は,データの不足しているペルム紀後期を重点的に中国,日本各地の炭酸塩岩のストロンチウム同位体組成分析と主成分・微量元素組成分析を実施する.前年度までの分析結果もあわせて,大陸縁辺と遠洋域の対比をおこない,各種化学元素組成と化石記録などの対応関係,変動パターンの比較検討し,絶滅と環境変化の因果関係について議論を進める.残額が少なく,次年度物品費として使用するため.次年度使用額と合算して物品費等で使用する.
肝細胞増殖因子(HGF)によるポリグルタミン病の治療開発

球脊髄性筋萎縮症(SBMA)は、成人期に発症する緩徐進行性の下位運動ニューロン疾患であり、四肢近位部の筋力低下・筋萎縮と球麻痺を主症状とする。患者は男性のみであり、女性保因者は通常無症状である。病因はアンドロゲン受容体(AR)第1エクソン内のCAGリピートの異常延長であり、異常延長したポリグルタミン鎖が病態の中心と考えられているが、根本的治療は存在しない。本研究では、CAGリピートが異常延長したヒト変異ARを発現するトランスジェニックマウスモデル(SBMA-Tg)を使用して、SBMAのモデルに対する肝細胞増殖因子(hepatocytegrowthfactor: HGF)高発現の治療効果を検討した。HGFは、初代培養肝細胞の増殖活性を指標に肝細胞増殖因子として我国において精製・クローニングされた増殖因子であるが、その後の研究発展によりHGFが多様な細胞に対して、その増殖、細胞移動、分化、生存作用、さらには器官形成・血管新生促進作用を持つことが明らかになってきている。SBMA-TgとHGF高発現マウスのダブルトランスジェニックマウスを作成し、表現型をSBMA-Tgと比較検討した。ダブルトランスジェニックマウスでは、HGFが高発現し、SBMA-Tgの運動能、生存率、体重が改善した。この改善効果は、抗アンドロゲン療法との混合治療でも認められた。HGF高発現は、SBMAの病態を改善させる可能性があると考えられた。肝細胞増殖因子(hepatocyte growth factor : HGF)は、初代培養肝細胞の増殖活性を指標に肝細胞増殖因子として我国において精製・クローニングされた増殖因子であるが、その後の研究発展によりHGFが多様な細胞を標的とし、その増殖、細胞移動、分化、生存作用、さらには器官形成・血管新生促進作用を持つことが明らかとなってきている。球脊髄性筋萎縮症(SBMA)は、アンドロゲン受容体(AR)遺伝子内のCAGリピートの異常延長により、運動ニューロンなどが特異的に変性死に陥るポリグルタミン病の一つであり、運動ニューロンが変性する。我々は、HGF高発現の治療効果を検討するために、HGFを高発現するトランスジェニックマウスとSBMAマウスとのダブルトランスジェニックマウスを作成することにより、HGFを高発現させ、神経栄養因子を用いた治療法開発の可能性を検討した。マウスモデルは、chicken β-actinプロモーターの調節下で異常延長したCAGリピートをもつヒトの全長のAR遺伝子を発現するトランスジェニックマウス(SBMAマウス)を用いた。SBMAマウスは、表現形に性差があり、進行性の運動障害を来たす。HGF高発現の効果を、体重変化、生存率、Rotarod法(一定の速度で回転する棒の上に,落下せずにつかまっていられる時間を測定)、Cage activity測定法(24時間のマウスの動作の回数の測定)、の4つのパラメーターを用いて解析した。HGF高発現により有意にマウスの運動機能、体重減少、生存率がすべて改善し、治療効果が認められた。HGFを高発現して治療効果を狙う試みが、SBMAモデルマウスで治療効果が確認できたことにより、この考え方をさらに広い範囲の神経変性疾患へ展開することが可能となってくると思われる。本研究では、CAGリピートが異常延長したヒト変異ARを発現するトランスジェニックマウスモデル(SBMA-Tg)を使用して、SBMAのモデルに対する肝細胞増殖因子(hepatocyte growth factor:HGF)高発現の治療効果を検討した。SBMA-TgとHGF高発現マウスのダブル

トランスジェニックマウスを作成し、表現型をSBMA-Tgと比較検討すると、ダブルトランスジェニックマウスでは、HGFが高発現し、SBMA-Tgの運動能、生存率、体重が改善したため、この改善効果を抗アンドロゲン療法との混合治療でも確認するために、ダブルトランスジェニックマウスに去勢術を施行した。HGF高発現マウスでは、SBMA-Tgに比較して、去勢後の運動能がより改善した。HGF高発現は、SBMAの病態を改善させる効果のみでなく、症状の改善もうながすと考えられた。
3次元動作解析と新規髄液循環評価法を用いた特発性正常圧水頭症の予後と病態の解明

特発性正常圧水頭症は、高齢者において認知機能障害、歩行障害、排尿障害などを来す疾患で、全国に30万人いるとされる。MRIで脳室拡大はあるが脳脊髄圧は正常範囲内で、脳脊髄液シャント術により症状改善効果が得られる。髄液循環動態の異常をきたす病院や病態は確定していない。一番頻度の高い症候は歩行障害で、歩幅の減少、足の挙上低下、開脚歩行が見られ、髄液排出試験やシャント術により歩幅が拡大し、方向転換に要する歩数も少なくなる。一方で不安定は改善されにくい。歩行障害の原因は線条体や皮質脊髄路との関連性が報告されているが、確定していない。特発性正常圧水頭症の原因を特定できない原因は2つあると考えられる。ア)従来のMRIや機能画像では検出できない病態である。イ)重要な動作が評価されていない、評価指標の難易度が適切でない可能性がある。昨年度5件症例登録が行われ、髄液排出試験(髄液検査で30ccの廃液を行う)前後での率維持の姿勢制御を評価し、改善が得られた。しかし、アルツハイマー病や変形性股関節症を合併した症例、術後に水頭症と関連のない疾患(視床出血)などが相次いだ。サンプルサイズを確保し、病態解明につなげる予定であったが、3次元動作解析を施行時の被験者の不安定性に対する安全性を確保する人員が確保できないため、検査の安全性が保てなくなった。また、研究者退職により科研費による研究を中止した。これまでに研究による有害事象はなかった。特発性正常圧水頭症は高齢者で認知障害、歩行障害、排尿障害などを来す疾患で全国に30万人いるとされる。MRIで脳室拡大はあるが脳脊髄圧は正常範囲内で、脳脊髄液シャント術により症状改善が得られる。髄液循環動態の異常をきたす病因や病態は確定していない。一番頻度の高い症候は歩行障害で、歩幅の減少、足の挙上低下、開脚歩行がみられ髄液排出試験やシャント術により歩幅が拡大し、方向転換に要する歩数も少なくなる。一方で不安定性は改善されにくい。歩行障害の原因は線条体や皮質脊髄路との関連性が報告されているが確定していない。現在5例で髄液排出試験(髄液検査で30ccの廃液を行う)前後での立位時の姿勢制御を評価し改善傾向が見られた。現在研究活動スタート支援助成(平成27年度)を受け症例の蓄積および解析を継続している。一方特発性正常圧水頭症には高齢者特有の合併症が多い。実際5例中にもアルツハイマー病や変形性股関節症の合併症例が含まれていた。いずれの疾患も経過中に運動機能障害を合併し転帰に影響しうる。そこで申請者は,合併症のない症例のサンプルサイズを確保し病態解明につなげる,iNPHの長期予後と合併症との関係を評価するため3年間の縦断研究を立案し症例を蓄積中である。前向き研究であり,解析結果は今後のフォローアップ後に報告する。動作解析では立位姿勢が不安定な患者が多く,介助者が複数必要となる。しかし,スタッフの入れ替えなどにより人員が確保できていない。またMRIの不具合により一時的に使用できない状況があった。MRIは現在復旧している。動作解析の人員については未だ予定が立っておらず,引き続き募集を続ける。国際学会に参加しなかったため。研究助手を雇用できなかったため。