hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
凍結濃縮相に着目した氷結晶粗大化抑制技術の開発

結果、1温度依存性は糖の種類(分子量)に応じて強くなる事。2縣濁液についてはシリカ粒子およびセルロース繊維を問わず、温度依存性は殆ど同じである事がわかった。以上の結果は再結晶化の傾向が、水の運動性以外の因子にも影響を受ける事を示唆していると思われる。セルロース繊維等を縣濁した糖水溶液の再結晶化速度を求め、その温度依存性から再結晶化の傾向は、水の運動性以外の因子にも影響を受ける事が示唆された。一方で、これと平行して検討予定であった凍結濃縮相の状態観察については濃度分布を計測するまでには至らなかった。よって、研究全体の進捗状況としてはやや遅れている。氷の再結晶化抑制は冷凍保存された食品の品質を保持する上で重要な課題である。したがって、食材の違いや増粘剤をはじめとする添加物の影響など、これまでにも様々な側面から研究が成されてきた。しかしながら、水に存在する溶質や縣濁物の種類、濃縮相の状態や濃度分布がおよぼす影響など、未だ不明な点も多い。そこで本研究ではこれらを明らかにし、新たな解決手段を提案する事を最終的な目標としている。尚、H28年度までの研究実績の概要としては、1特定のシリカ粒子やセルロース繊維を縣濁させると、再結晶化速度は低下する事。2縣濁物による再結晶化速度の低下はキサンタンガムやローカストビーンガムを同量添加した場合と比べて大きい事。3再結晶化速度定数のアレニウスプロットは糖水溶液単独の場合も含め、縣濁物を添加した場合でも-10-30°Cの範囲で単一な直線となるが、その活性化エネルギーは縣濁物により異なる事などがわかっている。そこでH29年度は縣濁物添加による再結晶化抑制の要因を明らかにする為、-10°Cよりも高温域で再結晶化の速度定数を求め、その温度依存性について検討した。また、顕微鏡による観察のみならず、これと同様の温度履歴で熱分析を行い、残存している氷結晶の量についても測定を行った。その結果、1再結晶化が確認できる温度の上限は縣濁物の有無に関わらず-4°Cであった。2再結晶化速度定数のアレニウスプロット(-4°C-10°C)は特定の温度(-6または-8°C)から単一な直線とはならず、その温度は縣濁物の有無および種類により異なった。3-4°Cで保持した際の氷結晶量(DSC測定)の測定から、添加により氷結晶の融解を促進する縣濁物ほど再結晶化を抑制している傾向にある事がわかった。-4-10°Cにおける再結晶化速度定数の温度依存性と熱分析による氷結晶量の測定から、再結晶化を抑制する縣濁物は保存時に氷結晶の融解を促進している事が示唆された。しかしながら、これと平行して検討予定であった凍結濃縮相の状態観察および濃度分布を計測するまでには至っていない。したがって、食材の違いや増粘剤をはじめとする添加物の影響など、様々な側面から研究が成されてきた。しかしながら、水に存在する溶質や縣濁物の種類、濃縮相の状態がおよぼす影響など、未だ不明な点も多い。H29年度までの研究実績の概要としては、1特定のシリカ粒子やセルロース繊維を縣濁させると再結晶化速度は低下する事。3再結晶化が確認される上限温度は縣濁物の有無に関わらずスクロース溶液であれば-4°C、グルコース溶液では-3°C付近である事。
胃癌腹膜播種に対する抗腫瘍免疫応答の解明

腹膜播種は、腫瘍自体より遊離した癌細胞(peritoneal exfoliated cancer cell; PECC)の微小転移から形成され、進展していく。PECCは足場として、大網や腹膜に表面に局在するmilky spotと呼ばれる原始的なリンパ組織に、他の臓器に先んじて接着する。milky spotは、腹膜播種の癌細胞の足場形成部となるだけでなく、同時に腹腔内の腫瘍特異的免疫応答に関わる二次リンパ組織である。細胞障害性T細胞の供給源である、幹細胞メモリー様T(stem cell-memory-like, Tscm-like)細胞のはmilky spotに集簇し、腹腔内抗腫瘍免疫応答において重要な役割を担うと強く推測される。そのためその機能、動態を解析することは腹膜播種の抗腫瘍免疫紀行のメカニズムを解明する上で重要である。また同時に、抗PD-L1抗体腹腔内投与を含めた治療の可能性を探求する研究である。腹膜播種モデルマウスの作成に着手した。milky spotでの免疫応答の破綻のメカニズムを解明するために、経時的に進行が観察可能なモデルが望ましいと考えられた。腹腔内に投与する腫瘍細胞の細胞数の過多により早期にマウスが死亡するが、少量であれば腹膜播種が樹立しない。肉眼的に確認する以外に腹膜播種を確認する方法がないため、適切な細胞数、適切な解析時期を決定するのに難渋した。BALB/cマウスに大腸癌細胞株であるMC-38を腹腔内投与し、経時的に安定して評価可能な系を確立した。大網内、および腹腔内のT細胞の分布をフローサイトメトリーを用いて評価した。大網に関しては、ナイーブマウスの大網からリンパ球を抽出し評価する系が安定せず、T細胞の詳細な評価にまでは至らなかった。腹膜播種モデルで腹腔内のCD8 T細胞は腹膜播種の進行に関わらず、ほぼ一定の割合を示した。胃癌は外科手術が根治治療の中心となるが、術後再発形式として、最も高率な因子は腹膜播種である。実際、死因の約60%は腹膜播種に伴う癌性腹膜炎とされる。胃癌の治療成績の向上には、腹膜播種の病態解明と治療戦略の確立が急務であると言える。マウス腹膜播種モデルを作成している。各細胞株を腹腔内投与し、腹膜播種モデルを作成する。C57BL/6マウスを宿主とし、腫瘍は腫瘍特異的システムを用いるため、マウス悪性黒色腫細胞株B16-OVA(OVAタンパク導入B16)を用いる。同時にマウス大腸癌細胞株MCー38を用いる。必要に応じて、β-gal導入を行う。また、BALB/cマウスを宿主とし、大腸癌細胞株CT26CL25 (β-gal導入CT26)を用いる。肉眼的に確認する以外に腹膜播種を確認する方法がないため、適切な細胞数、適切な解析時期を検討している。

肉眼的に確認する以外に腹膜播種を確認する方法がないため、適切な細胞数、適切な解析時期を決定するのに難渋した。BALB/cマウスに大腸癌細胞株であるMC-38を腹腔内投与し、経時的に安定して評価可能な系を確立した。大網内、および腹腔内のT細胞の分布をフローサイトメトリーを用いて評価した。大網に関しては、ナイーブマウスの大網からリンパ球を抽出し評価する系が安定せず、T細胞の詳細な評価にまでは至らなかった。腹膜播種モデルで腹腔内のCD8 T細胞は腹膜播種の進行に関わらず、ほぼ一定の割合を示した。適切なマウスモデルを作成後、大網、洗浄腹水、腸間膜リンパ節、脾臓、肝臓、骨髄、末梢血を検体として、幹細胞メモリー様T細胞(CXCR5+CD8+T細胞)の局在を調べ、正常マウスと比較する。CXCR5+CD8+T細胞としての機能はPD-1、Tim-3、ICOS、Bcl-6などの発現で確認する。腸管膜リンパ節、脾臓に関しては蛍光免疫染色を行い、CXCR5+CD8+T細胞の組織内での局在を調べる。次に、活性炭素の腹腔内投与にてマウス大網上のmilky spotを同定する。さらに蛍光免疫染)を用い評価する。CXCR5+CD8+T細胞の局在およびのナイーブT細胞、CXCR5-CD8+T細胞との割合を調べる。また、マウスモデルでの進捗をみて、並行してヒトの手術検体(腹水、大網)での評価を進める。
日本語・琉球語における情報構造と述語類型

本年度は助詞と述語タイプの相関を見るためのアノテーションを日本語話しことばコーパスに対して行った。2019年度夏までにはアノテーション基準を確立し、他方言にアノテーションを拡張する。また、琉球八重山白保方言を調べる過程でアクセントに関する発見があった。これは2019年度中に国内外の学会で発表し、論文にする予定である。概ね順調に進展している。また、琉球八重山語白保方言を調査していく過程で明らかになったアクセントに関する発見を順次発表してゆく。
総合的フロー分析に基づいたウナギ資源の持続的利用政策の検討

前年度に引き続き,ウナギ産業に関連する情報・データ収集を実施した.自然環境における天然ウナギ資源に関する情報収集については,データが未整備である現状に鑑み,わが国の内水面漁業および養殖業の産業連関表を用いてウナギ産業の経済規模を推計することを試みた.この「ウナギ産業」を「漁業ウナギ」と「養殖ウナギ」とに分類し,関連する漁業生産量,養殖生産量のデータに仮想的に対応させて推計を行った.つまり内水面漁業と内水面養殖業のデータをもとに産業連関表を用いてそれぞれの投入構造と産出構造の特徴を明らかにした.これらの市場における流通データを資源フローとして考え,さらに産業連関分析により関連する他産業への波及効果を川上産業・川下産業それぞれについて推計した.これらのモデルと産業構造を把握しておけば,今後詳細なウナギ関連産業のデータを得ることにより,同産業の縮小や拡大などの変化に応じて川上・川下両面への他産業に対する影響を把握することが可能となる.このように市場におけるウナギ資源の取引が明らかになれば,全てのウナギ資源を天然資源から得ている現在,社会で利用している全体の資源量の推計が可能となり,それが必然的に自然環境からの投入量とすることができる.さまざまなデータ不足が明らかとなったため,それらを充実されるための方策とともに,現在実用化に向けて開発中の完全養殖技術の評価や将来的な市場への影響について分析することが今後の課題である.平成28年度は,主に自然科学的な側面からニホンウナギについて整理することが目的のひとつであることから,現時点で明らかにされているニホンウナギの生活史について確認し,あわせて生態学など自然科学の観点から基本的なニホンウナギに関する情報を収集し整理した.本研究ではニホンウナギを対象とするため,主に食資源として利用しているわが国における生態について概観したが,まとまっている資源量データなどは存在しておらず,その他資源量に関する情報も乏しいのが現状であることが明らかとなった.そこで,近年開始された生態モニタリングの状況に関して情報収集を実施したところ,現在,生態モニタリング調査については国内外数箇所の地域で個別に実施されていることがわかったが,今のところ一部地域の状況しか把握できていないため,まだ情報を得られていない地域での調査を実施する必要がある.ヒアリング等を行い,データの収集を進める予定である.また,最終的に構築する総合的資源フローモデルを想定し,ウナギ資源の社会的利用の一部を構成する消費に関する情報収集を実施した.貿易統計や家計調査など一般に公表されているデータのみではなく,私企業の調査による収集データや過去の調査結果なども存在したことから,これらについても情報を収集した.今後はフローモデルの構造を検討しながら,モデル分析のために必要なデータを収集することと,入手した情報やデータを適宜整理・加工することが必要になるため,このことを念頭に置きながら調査を進めることとしたい.当初の計画に基づいて研究を進めているが,ニホンウナギの生態モニタリング調査(生息実態や天然資源量の把握につながる河口調査)の状況についてのヒアリング調査および情報収集が若干遅れている.これは,当初想定していたよりも調査対象が多いことが明らかになったためであり,可能な限り対象を増やして情報収集を行う予定である.その他のニホンウナギに関する情報については予定通り進行している.平成29年度は,ニホンウナギの自然科学的側面に関する研究内容として,前年度に引き続き生活史の確認と生態モニタリング調査の状況について調査を行った.わが国においては,公的機関などによる大規模なニホンウナギの資源量に関する実態調査は実施されておらず,一部の大学および関係機関による小規模な生態モニタリング調査が行われていることから,それらの調査内容やデータに関してヒアリング調査を実施した.特に,比較的継続的に実施されている調査地域のモニタリング結果についての状況を把握した.今後はそれらの情報をもとに分析を行う予定だが,データの精度に問題があるということが明らかになったため,別のアプローチによる分析も検討してゆくことが課題となった.今後,より詳細にデータを確認し検討する予定である.一方,社会科学的側面に関する研究としては,産業連関分析の枠組みにおいて,ウナギ産業に関連がある内水面漁業・養殖業を対象として,まずは同部門への投入・産出構造を明らかにすること,さらには他の産業への経済波及効果を推計することを目的とした解析を進めている.より詳細にウナギ産業および関連産業を特定化して分析し,わが国の経済社会でウナギ資源がどのように利用されているのか(例えば食品部門やサービス部門などの関連産業部門における資源の利用形態や経済的影響など)や,それらを含めた産業規模について,計量的に分析することが必要である.その上で,資源量と社会的利用量との関連性を分析する予定である.前年度のウナギ資源に関する情報収集の遅れの影響とあわせて,現状では資源データの存在がなく,推計なども困難であることが明らかになったが,一部で実施しているモニタリング調査の情報や漁獲データをもとに利用可能なデータを新たに収集している状況である.経済分析に関しては,関連産業についてのデータが断片的であり既存データの加工に遅れが出ているが,利用可能なデータをもとに産業連関分析を実施している.前年度に引き続き,ウナギ産業に関連する情報・データ収集を実施した.自然環境における天然ウナギ資源に関する情報収集については,データが未整備である現状に鑑み,わが国の内水面漁業および養殖業の産業連関表を用いてウナギ産業の経済規模を推計することを試みた.この「ウナギ産業」を「漁業ウナギ」と「養殖ウナギ」とに分類し,関連する漁業生産量,養殖生産量のデータに仮想的に対応させて推計を行った.

つまり内水面漁業と内水面養殖業のデータをもとに産業連関表を用いてそれぞれの投入構造と産出構造の特徴を明らかにした.これらの市場における流通データを資源フローとして考え,さらに産業連関分析により関連する他産業への波及効果を川上産業・川下産業それぞれについて推計した.これらのモデルと産業構造を把握しておけば,今後詳細なウナギ関連産業のデータを得ることにより,同産業の縮小や拡大などの変化に応じて川上・川下両面への他産業に対する影響を把握することが可能となる.このように市場におけるウナギ資源の取引が明らかになれば,全てのウナギ資源を天然資源から得ている現在,社会で利用している全体の資源量の推計が可能となり,それが必然的に自然環境からの投入量とすることができる.さまざまなデータ不足が明らかとなったため,それらを充実されるための方策とともに,現在実用化に向けて開発中の完全養殖技術の評価や将来的な市場への影響について分析することが今後の課題である.平成29年度は,生態モニタリング調査に関しての情報を早急に整理し,天然資源量の把握につながる情報整理を実施するとともに,その他のデータ・情報に基づいて資源量推計を目指す.また,漁獲,養殖,加工,販売といった社会利用における資源供給側の情報とあわせて需要側に関する諸データを整理することを予定している.需要・供給に関して整理するとともに,国内外の流通の状況を把握するための情報収集についても検討する.資源量については,精度に問題があると考えられるが,共同研究者らが実施しているモニタリングのデータや,漁獲データをもとに何らかの方向性を模索して分析を進める予定である.経済分析については,産業連関分析を中心にウナギ産業の規模や経済的影響に関しての分析を実施する予定である.実際の消費量との関係を分析し,日本市場でのウナギ産業による資源必要量などについて検討したい.当初想定していたよりも調査対象が増加し,日程的な問題で当該期間内に調査を実施できなかったため.予定していた資源量データに関する情報収集のための調査が実施できず,翌年度に調査を行うこととしたため.また,調査にともなって実施する分析についても同様に遅れが生じたため.当初より増加した調査対象箇所を整理し,必要となる対象については現地調査を実施する.
ストレスモデル動物を用いた発達期海馬障害の病態解明

本年度は昨年度の研究結果を踏まえて、1)ビスフェノールA(BPA)の胎児期および授乳期投与におけるストレス感受性への影響、2)母仔分離ストレスがその後のストレス感受性に影響する機序、に関しての実験を行った。1)について、本年度はエストロゲン受容体のアンタゴニストであるICI182780を出生後から3週齢まで投与し、成体後の行動学的・組織学的変化を調べた。その結果、昨年度報告したBPA投与群で見られたオープンフィールド試験での雄ラットの行動量の増加はICI182780により対照とほぼ同レベルに戻ることが明らかになった。またBPA投与群では対照と比較して、生後7日でエストロゲン受容体mRNAが一旦減少し、11日で増加した後に対照レベルになるが、BPA+ICI182780投与群はこれらの変化が消失していた。以上から、周産期BPA投与による成体後の不安行動の変化は出生後約2週間に生じるエストロゲン受容体の発現の変化と関連する可能性がある。さらにBPA投与によるストレス感受性への影響を明らかにするため、BPA投与モデルに7週齢で拘束ストレスを施行し、血清コルチコステロン(CORT)濃度を経時的に測定したところ、雌ラットにおいて拘束ストレス12時間後のCORT濃度が対照と比較して有意に高値であった。2)について、出生二日後から1日おきに5回、1回8時間の分離を行った母仔分離モデルを用いて、昨年報告したトランスサイレチン以外の物質についても定量RT-PCRで検討したところ、ACE・IGF2といった物質の有意な発現低下が明らかになった。その後の検討から両者ともに脈絡叢で主に発現する物質であることがわかり、トランスサイレチンも脈絡叢関連物質であったことを考えると、母仔分離ストレスが海馬だけでなく何らかの機序で脈絡層の機能を低下させていることが示唆された。本年度はストレスモデルの一つとして、まず母仔分離モデルを用いた検討を行った。母仔分離モデルは幼若期の生育環境が以後のストレス耐性に永続的影響を与えることが知られているモデル動物である。臨床上、幼少期の虐待・無視などはうつ病のリスクを3倍にすることが知られ、また幼少期の親との離別はうつ病、躁うつ病の危険因子であることから、本研究には最適なモデル動物と考えられた。今回我々はF344系統のラットを用いて、「母仔分離(MD)群」として出生二日後から1日おきに5回、1回8時間の分離を行った群、「ハンドリング(H)群」として出生二日後から毎日14回、1回15分の分離を行った群、および対照(C)群との計3群を作成した。それぞれ12週齢で採取した海馬から抽出したRNAを用いてGeneチップによるスクリーニングを施行したところ、トランスサイレチンについて、C群とMD群で発現量が4倍以上異なることが明らかになった。さらに上記サンプルを用いて定量的RT-PCRを施行したところ、ほぼ同一の結果が得られ、In situハイブリダイゼーションにより脈絡叢に限局したTTRmRNA発現が確認された。トランスサイレチン(TTR)についてはこれまで恐怖条件付けにより扁桃体でTTRの発現が亢進することや、うつ病患者の脳脊髄液ではTTRが低下することが知られており、興味深い結果と考えられる。このほか、胎児期から授乳期にかけて、エストロゲン様作用を有する内分泌攪乱物質であるビスフェノールA(BPA)を投与したところ、オープンフィールド試験でBPA投与群では不安様行動の雌雄差が消失するという結果が得られた。

組織学的にはBPA投与群オスの発達期海馬においてエストロゲンα受容体発現の増加を認めるなど、幼年期のBPA曝露が海馬機能および不安・ストレス感受性に影ずることが明らかになった。本年度は昨年度の研究結果を踏まえて、1)ビスフェノールA(BPA)の胎児期および授乳期投与におけるストレス感受性への影響、2)母仔分離ストレスがその後のストレス感受性に影響する機序、に関しての実験を行った。1)について、本年度はエストロゲン受容体のアンタゴニストであるICI182780を出生後から3週齢まで投与し、成体後の行動学的・組織学的変化を調べた。その結果、昨年度報告したBPA投与群で見られたオープンフィールド試験での雄ラットの行動量の増加はICI182780により対照とほぼ同レベルに戻ることが明らかになった。またBPA投与群では対照と比較して、生後7日でエストロゲン受容体mRNAが一旦減少し、11日で増加した後に対照レベルになるが、BPA+ICI182780投与群はこれらの変化が消失していた。以上から、周産期BPA投与による成体後の不安行動の変化は出生後約2週間に生じるエストロゲン受容体の発現の変化と関連する可能性がある。さらにBPA投与によるストレス感受性への影響を明らかにするため、BPA投与モデルに7週齢で拘束ストレスを施行し、血清コルチコステロン(CORT)濃度を経時的に測定したところ、雌ラットにおいて拘束ストレス12時間後のCORT濃度が対照と比較して有意に高値であった。2)について、出生二日後から1日おきに5回、1回8時間の分離を行った母仔分離モデルを用いて、昨年報告したトランスサイレチン以外の物質についても定量RT-PCRで検討したところ、ACE・IGF2といった物質の有意な発現低下が明らかになった。その後の検討から両者ともに脈絡叢で主に発現する物質であることがわかり、トランスサイレチンも脈絡叢関連物質であったことを考えると、母仔分離ストレスが海馬だけでなく何らかの機序で脈絡層の機能を低下させていることが示唆された。
農村地域における生物多様性の評価とその保全に関する研究

本研究では、兵庫県淡路島の農村地域に対象地を設定した。淡路島では降水量の少ない瀬戸内海性気候のために、灌漑は天水を溜めたため池によってまかなわれており、小規模なため池が多数存在しているこの淡路島のため池の分布特性と管理主体の特徴を分析した結果、淡路島の南部には比較的規模の大きなため池が、北部には小規模のため池が多いことがわかった。そこで、北部からは北淡町を南部からは三原町を取り上げ、さらに地形的な要因や水利組合の組織形態の比較を行った結果、地形が急峻で平坦地が少ない北淡町においては、農家は小規模のため池を複数管理しており、その運営は伝統的に行われていた。一方で、扇状地に位置する三原町では、規模の大きなため池が組織的に管理されていた。これらの結果は、既に論文として発表済みである。このような特徴的にため池が分布する農村地域において、生物がどのように分布しているのか調査研究を行った。淡路島北淡町の農村地域のため池24ヶ所において、2000年の6月から9月の間、トンボ類の分布を調査した。出現したトンボ類の種数とため池の水域面積の間には明らかな関係が見られなかった。TWINSPANによって、24ヶ所のため池は5つのタイプに分類された。ため池の環境についての変数を説明変数として、分類・回帰樹木を用いて分析を行った結果、ため池の区分には、ため池の位置する標高、隣接する樹林の存在、水域面積、水質が影響を及ぼしていることがわかった。特に、ため池の周囲の約半分以上で樹林と接していれば、林縁や暗い環境を好む種が出現することが明らかになった。さらに、2001年3月から10月にかけては、特に小規模なため池に絞って調査を行った。現在環境要因の調査を行い、結果の分析中であるが、上記の要因に加えて、草刈り等の人為的な撹乱が、トンボ類の分布に影響を与えていることが示唆されてきている。前者の結果については、論文として発表しており、印刷中である。後者については、既に学会で口頭発表済みであり、新年度に論文として発表する予定である。その他、同じく北淡町の農村地域において、2000年12月から2001年2月の間、鳥類調査を行った。現在、調査地域の土地利用区分図を作成中であり、環境要因と鳥類の分布については、今後分析する予定であるが、GPSを用いた新しい鳥類調査方法を提案しており、手法については既に関係学会で発表済みである。また、主に北淡町と三原町の農村地域に残存する孤立樹林地の植生調査を2001年夏に実施した。これについては、2002年度も継続して実施する予定である。本研究では、兵庫県津名郡の農村地域に対象地を設定した。津名郡は淡路島の北部に位置し、急傾斜地が多いためにいわゆる棚田景観が卓越している農村地域である。降水量の少ない瀬戸内海性気候のために灌漑は天水を溜めたため池によってまかなわれており、小規模なため池が多数存在している。平成12年度には、研究対象地の土地利用の分布やため池の配置を、土地利用図の作成とため池台帳などの資料の収集によって分析を行ってきた。淡路島には兵庫県下の半数以上のため池があることが知られているが、そのうちのほとんどが淡路島北部に位置している。それらのため池は、どれも規模が非常に小さく、また集水面積も灌漑面積も小さく、そのため複数のため池を利用して水田に灌漑を行っていることが明らかになった。これは、同じ淡路島内でも南部の三原郡とは明らかに異なるため池の利用形態である。ため池の分布特性については、4月に開かれる農村計画学会春期大会で発表予定である。また、現在地理情報システムを用いて、対象地域の土地利用図を作成しており、今後土地利用特性についても明らかにしていく予定である。上記の分析に並行して、生物相についての現地調査を行った。平成12年6月から9月にかけては、対象地内20ヶ所のため池に分布するトンボ類の分布調査を行った。その結果、37種のトンボ類が確認され、それらの分布は、ため池周辺の樹林地の存在や海からの距離、ため池内の水草の存在などに影響を受けていることが明らかになった。この結果についても、農村計画学会春期大会で発表予定である。平成12年9月と平成13年2月には、トンボ類の調査を行ったため池において水質調査を行った。平成12年12月から平成13年2月にかけては、対象地域全域を網羅するように、鳥類の越冬期調査を行った。現在、これらの水質調査と鳥類調査の分析を行っている。

このような特徴的にため池が分布する農村地域において、生物がどのように分布しているのか調査研究を行った。淡路島北淡町の農村地域のため池24ヶ所において、2000年の6月から9月の間、トンボ類の分布を調査した。出現したトンボ類の種数とため池の水域面積の間には明らかな関係が見られなかった。TWINSPANによって、24ヶ所のため池は5つのタイプに分類された。ため池の環境についての変数を説明変数として、分類・回帰樹木を用いて分析を行った結果、ため池の区分には、ため池の位置する標高、隣接する樹林の存在、水域面積、水質が影響を及ぼしていることがわかった。特に、ため池の周囲の約半分以上で樹林と接していれば、林縁や暗い環境を好む種が出現することが明らかになった。さらに、2001年3月から10月にかけては、特に小規模なため池に絞って調査を行った。現在環境要因の調査を行い、結果の分析中であるが、上記の要因に加えて、草刈り等の人為的な撹乱が、トンボ類の分布に影響を与えていることが示唆されてきている。前者の結果については、論文として発表しており、印刷中である。後者については、既に学会で口頭発表済みであり、新年度に論文として発表する予定である。その他、同じく北淡町の農村地域において、2000年12月から2001年2月の間、鳥類調査を行った。現在、調査地域の土地利用区分図を作成中であり、環境要因と鳥類の分布については、今後分析する予定であるが、GPSを用いた新しい鳥類調査方法を提案しており、手法については既に関係学会で発表済みである。また、主に北淡町と三原町の農村地域に残存する孤立樹林地の植生調査を2001年夏に実施した。これについては、2002年度も継続して実施する予定である。
リン酸化ニューロフィラメント重鎖血中濃度を用いた脊髄損傷の新規診断・治療法の開発

犬の脊髄損傷症例において血中pNF-H濃度は発症から約1週間で上昇し、予後判定に用いるバイオマーカーとして有用であった。一方、急性期においては、GFAPが特異度の高い予後判定因子になりうる可能性を見出した。犬における血中pNF-Hの半減期は約190分であり、発症後に上昇し、血中濃度が維持されることは、中枢からの継続的な漏出を示唆すると考えられ、血中pNF-H濃度をモニタリングすることで脊髄損傷の病態を把握することで、術後管理やリハビリテーションにおける治療指針となることが期待できる。現在、犬pNF-H測定系を独自に開発しており、将来的な臨床応用を目指す。当初の予定では、東京大学動物医療センターに来院した胸腰部椎間板ヘルニアの症例から新たにサンプルを収集する予定であったが、重症度の高い症例では慢性期症例が多かったため、主に保存血清を用い、希釈率を高めてELISA測定を行い、正確な濃度を明らかにした。受傷後急性期において、血中へのpNF-H漏出はわずかであり、予後との相関は認められず、診断的意義は低かった。しかし、血中pNF-H濃度は受傷後4,5日から上昇し、約10日でピークに達した。その後、血中濃度は次第に減少し、受傷後1か月前後で消失した。重症度が高いほどピーク時の濃度が高い傾向が認められ、特に200ng/mL以上の血中濃度上昇がみられた症例は、全て最も重症度の高いグレード5であり、術後の自力歩行回復も認められなかった。また、同一サンプルを用いて、脊髄損傷のバイオマーカーとして有用性が報告されているグリア線維性酸性タンパク(GFAP)濃度の測定も行ったところ、GFAPは受傷後急性期にのみ検出され、血中濃度の上昇はみられなかった。次に、犬においてpNF-Hの血中消失半減期を測定したところ、190分であることが明らかとなった。これらのことから、受傷後の血中pNF-H濃度変化は中枢からの漏出変化をほぼ即時的に反映しており、急性期においては、機械的損傷による血中への漏出を反映するが、経時的に測定することにより、二次損傷による組織損傷の進行をモニタリングできる可能性が示された。また、頚部椎間板ヘルニアにおいても同様に血中pNF-H濃度を測定したが、胸腰部椎間板ヘルニアと比較すると濃度上昇は緩徐で、術直後に歩行能力が回復症例が多く、両者の病態の違いが反映されている可能性が示唆された。今年度は、術後に積極的なリハビリテーションを行った場合、血中pNF-H濃度が上昇するかを確認したが、リハビリテーションを開始後、1か月以上経過しても血中pNF-Hは検出されなかった。このことから、手術により圧迫が十分解除されていれば、積極的なリハビリテーションを行っても、脊髄への新たな損傷原因にはならないことが示唆された。また、他の中枢神経系疾患においても発症後の血中pNF-H測定を行ったが、外側型椎間板ヘルニアのような、末梢神経に対する損傷が生じている場合、臨床症状は軽度であっても、血中pNF-Hが高くなる傾向があり、血中pNF-H濃度からの重症度判定には損傷部位の解剖学的位置を含めた検討が必要であり、血中濃度の理解にはMRIなどの画像診断も重要であることが示唆された。以上の結果から、pNF-Hは神経損傷あるいは変性疾患の病態をモニタリング可能な補助的検査として有用であると考え、犬pNF-HのELISA測定系を独自に開発することとした。犬NF-Hタンパクの二次構造情報をもとに、特異的抗原認識部位となりうる領域を選定し、その領域の抗原ペプチドを作製した。ウサギおよびニワトリで免疫を行ったのち、現在ウサギからIgG抗体、卵黄からIgY抗体を得ている。それぞれELISAで十分な力価が確認できており、本年度はサンドイッチELISAによる血清中pNF-H測定を確認し、臨床例での利用を試みる予定である。初年度に血中pNF-H濃度上昇の臨床的意義を明らかにし、計画以上の進捗を得られたが、市販のELISA kitは高価なため、サンプルが一定量に達しないと、経済的な理由から測定が困難であった。本年度は本研究における経済的な支障を取り除くため、ELISAの測定系を自作することとした。現在、ウサギおよびニワトリでの免疫が終了し、本年度はELISAによる迅速な犬pNF-H測定系を作製する。測定の信頼性が高ければ即時に臨床応用できる体制が整うと予想している。前年度、犬のリン酸化ニューロフィラメント重鎖(NF-H)タンパクの配列情報を基に作製したペプチド抗原より、ウサギおよびニワトリでポリクローナル抗犬NF-H抗体を作製した。最終年度はこれらの抗体を用いたサンドイッチELISA測定系を確立を目標とした。

まず、犬正常脊髄に対する免疫染色で評価したところ、既存の抗NF-H抗体と比較し、神経軸索に特異的に反応し、同等の免疫染色性を示した。次に、常法に従い、ELISA測定系を組み立て、既存のELISAキットにて、pNF-H濃度が既知のサンプルを用いて測定したところ、血液サンプルでの検出が可能であった。血中に漏出するNF-Hはリン酸化を受けていると考えられていることから、ペプチド抗原により作製した抗体を用いたELISA測定系が利用可能と考えれた。現在、定量性および、測定時間の短縮を目指して測定系の改良を行っており、今後、日常的な臨床現場での応用を目指す。また、これまで、血中pNF-Hの濃度変化がもつ意義について不明であったため、最終年度はラット脊髄損傷モデルにおける血中pNF-Hの濃度変化を検討し、脊髄損傷の進行や代謝とpNF-Hの関連を検討することとした。これまで、ラットにおいては、損傷後3日目で血中濃度がピークに達することが明らかになっていることから、脊髄損傷後3日目のピーク時に血清を採取、保存した。血中濃度が十分に正常化し、検出されないと予想される、損傷後1か月において、血中に戻した後、経時的に採決を行い血清中pNF-H濃度を測定することで、血中半減期をまず明らかにする予定である。犬の脊髄損傷の症例を用いて、pNF-Hを経時的に測定した。従来、予算の都合上、測定閾値を超えたサンプルについて正確な濃度を求められなかったが、保存血清を希釈し、再測定を行うことで正確な濃度を測定できた結果、重症度が高く、予後不良な症例では血中濃度のピークが顕著に高く、他の症例との明確な差を明らかにできた。また、犬における血中消失半減期を求められたことから、濃度変化が即時的な血中漏出の変化をとらえていることが明らかとなり、今後の研究の基盤的情報を得ることができた。また、当初の計画以上に、頚部脊髄損傷を含む様々な脊髄損傷症例のサンプルを付加的に測定し、pNF-Hが他の脊髄疾患にも利用可能である可能性を見出しており、計画以上に進展したと考えている。本年度はELISAの測定系を確立し、信頼性を確認した後、実際にpNF-Hの迅速測定法をさらに開発し、pNF-H測定が日常的な臨床において活用されることを目指す。また、脊髄損傷以外にも様々な神経疾患の他、整形外科学的疾患においてもpNF-H測定を行い、血中pNF-H濃度上昇が神経疾患特異的であるかどうかを確認する。獣医神経病学今後はリハビリテーションなど、術後の治療介入を行った症例について経時的にpNF-Hを測定し、積極的なリハビリテーションが脊髄損傷の進行や再発を誘発する可能性に対して血中pNF-H濃度測定が診断的意義を持つかを検証する。また、亜急性期におけるpNF-H濃度変化が単純に二次損傷による組織破壊の進行であるか、あるいは損傷を受けた軸索の神経線維を投射する神経細胞においてNF-H産生が亢進している可能性も考えられるため、ラット脊髄損傷において血中濃度変化の意義をさらに検証する予定である。実験に用いた消耗品は前年度までに購入した物品で賄えた。また、本年度はELISA測定系の確立のため、犬ニューロフィラメント重鎖ペプチド抗原を作製し、ウサギおよびニワトリでの免疫を行った。現在、ペプチド抗原に対する精度の高い抗体(血清および粗IgG)を得ているが、免疫動物の作製には時間を要するため、本年度は抗体作成までで終了している。ELISAの再測定が当初の見込みよりもうまくいき、再度ELISAを購入する必要が生じなかった。
骨転移を有する長期生存がん患者・悪性骨腫瘍患者の身体活動量維持プログラムの開発

がん患者に対するリハビリテーションの有用性が報告され、がん治療の副作用軽減から生命予後の改善まで豊富なエビデンスが蓄積されつつある。一方で骨転移を有するがん患者に対しては、脊髄圧迫・病的骨折のリスク管理が大きな課題となり、その運動処方は消極的になりがちであり、コンセンサスが得られず質の担保されないリハビリテーションの温床とさえなり得る診療現状がある。申請者施設は2010年より全国に先駆け、骨転移に特化したキャンサーボード(CB)の設置運用を開始、骨転移に対し領域横断的・積極的な早期介入による病的骨折の予防や退院時ADLの向上、外来フォローアップシステムを確立しその成果を報告してきた。本研究はこのシステムを基盤とし、次の2点から未だほぼ明らかになっていない長期生存骨転移・骨腫瘍患者群の身体活動の現状を調査、高いレベルの身体活動維持リハ・プログラムのモデルを開発・検証する、これまでに類を見ない新しい試みである。(1)骨転移を有するがん患者、悪性骨腫瘍患者の身体活動量計測と生活スタイルの把握。当院骨転移外来にてフォローアップを受ける骨転移を有する患者及び原発性骨腫瘍患者を対象とし、加速度計を用いて身体活動量を計測、生活スタイルを明らかにする。身体活動の内容、運動強度及び質(内的生活への影響評価;唾液サイトカインによるストレス/免疫機能に関わる非侵襲バイオマーカー解析及び心理尺度評価)を行う。またイベント的活動参加機会についても聞き取りを行う。(2)高いレベルで身体活動量を維持する患者群の抽出とモデルの作成身体活動量を高いレベルで維持できている患者群を抽出し、その活動内容を解析、運動強度と質の評価を基に、身体活動量維持のためのリハ・プログラムのモデルを作成する。初年度より対象患者の活動量計測を開始した。対象は原発がん病巣の全身制御が得られ、かつ骨転移病巣の局所制御が1年以上得られている通院患者のうち、ほぼ日常的な活動の生活を過ごしているもの(ECOG PS=0,1)を対象としている(ワンアーム・前向き観察研究)。骨転移CB・外来フォローアップ中の患者から登録をリクルート開始した。目標登録症例数は骨転移患者及び骨腫瘍患者合計20名を予定していた。これはCBフォロー平均患者数(年間約80名)およびその病勢内訳、事前の意向調査から1/4に同意が得られるとし算出したが実際は12名の登録となった。追跡期間: 1年間。診察日より最初の連続7日間に活動量計測を行う。追跡は、通常の診察日で遂行出来ている。以下の各項目について無事計測できている。観察・検査項目1身体活動量、活動の内容及び運動強度の評価。2運動の質に関する項目(FIM,Barthel index,がん性疲労、内的生活への影響の評価:非侵襲バイオマーカー解析、心理尺度評価)3その他(薬物療法による有害事象発生頻度など)次年度以降は計画通り得られた活動量及び活動の質のデータについて、既存の健常者データとの比較及び病勢、治療経緯との相関評価を行ったのち、次のようにモデルプログラムの作成と有効性評価を行う。1身体活動量が高く維持できている群を抽出、i)再度聞き取り及びii)第二回の活動量計測を行い運動強度及び質評価を再検、本データをモデルに在宅で日常的に行い得るリハビリテーションプログラムを(複数)作成する。2低活動量患者群へのモデリング(運動習慣の形成を促す認知行動的技法)に使用する動画/音声メディア、紙媒体資料を作成し、骨転移外来、リハ外来(及び患者会)にて低活動量患者群にプログラムのマッチングを行う。3マッチングを満たした群について、希望プログラムの運動処方を行い、引き続き受診時にセルフモニタリングと目標設定を外来にて支援、初年度に準じた活動量計測、臨床評価を行い実際の活動量変化、運動の質の関する項目の変化から有効性を評価する。

初年度より対象患者の活動量計測を開始した。対象は原発がん病巣の全身制御が得られ、かつ骨転移病巣の局所制御が1年以上得られている通院患者のうち、ほぼ日常的な活動の生活を過ごしているもの(ECOG PS=0,1)を対象としている(ワンアーム・前向き観察研究)。骨転移CB・外来フォローアップ中の患者から登録をリクルート開始した。目標登録症例数は骨転移患者及び骨腫瘍患者合計20名を予定していた。これはCBフォロー平均患者数(年間約80名)およびその病勢内訳、事前の意向調査から1/4に同意が得られるとし算出したが実際は12名の登録となった。追跡期間: 1年間。診察日より最初の連続7日間に活動量計測を行う。追跡は、通常の診察日で遂行出来ている。以下の各項目について無事計測できている。観察・検査項目1身体活動量、活動の内容及び運動強度の評価。2運動の質に関する項目(FIM,Barthel index,がん性疲労、内的生活への影響の評価:非侵襲バイオマーカー解析、心理尺度評価)3その他(薬物療法による有害事象発生頻度など)次年度以降は計画通り得られた活動量及び活動の質のデータについて、既存の健常者データとの比較及び病勢、治療経緯との相関評価を行ったのち、次のようにモデルプログラムの作成と有効性評価を行う。1身体活動量が高く維持できている群を抽出、i)再度聞き取り及びii)第二回の活動量計測を行い運動強度及び質評価を再検、本データをモデルに在宅で日常的に行い得るリハビリテーションプログラムを(複数)作成する。2低活動量患者群へのモデリング(運動習慣の形成を促す認知行動的技法)に使用する動画/音声メディア、紙媒体資料を作成し、骨転移外来、リハ外来(及び患者会)にて低活動量患者群にプログラムのマッチングを行う。3マッチングを満たした群について、希望プログラムの運動処方を行い、引き続き受診時にセルフモニタリングと目標設定を外来にて支援、初年度に準じた活動量計測、臨床評価を行い実際の活動量変化、運動の質の関する項目の変化から有効性を評価する。本年度の目標登録症例数は骨転移患者及び骨腫瘍患者合計20名を予定していた。これはCBフォロー平均患者数(年間約80名)およびその病勢内訳、事前の意向調査から1/4に同意が得られるとし算出したが実際は原病進行他の要因で12名の登録となった。このため、診察日より最初の連続7日間に実施する活動量計測を(日程を重ならず)少ない機材数で割り振って行うことが出来、合わせて試行する臨床検査バッテリーも少数で兼用することができた。しかしながら、さらなる原病進行によるドロップアウト症例、同意撤回例も発生したため、来年度以降も登録を続け、同時計測に足る数の機材を拡充する事で計画通り予算執行する予定である。
再生可能エネルギーの有効利用に適した電力・水素複合エネルギー貯蔵システムの研究

将来的日本に大量導入が予想される太陽光発電の有効利用、および災害時にライフライン施設に長時間・安定的な電力供給を可能とする独立非常用電源を実現するために、本研究では即応性・大容量性・コンパクト等の特性を同時に有する電力・水素複合エネルギー貯蔵システムの適切な構成・制御方法について検討する。また、その結果を踏まえて、システムの長期間的な連続運転を実現する。さらに、将来の実用化を目指して、システムの高効率化・低コスト化等について検討する。
光ルミネッセンス年代決定法を用いた極域寒冷圏の高分解能古海洋変動解析

海底堆積物を用いた過去の環境変動の解析を高分解能にするためには,正確な年代決定が必要不可欠である.本研究では,光ルミネッセンス年代測定法を導入し,炭酸塩に乏しい極域寒冷圏の海底堆積物コアに適用した.オホーツク海南西部において25, 000年前まで、オホーツク海中央部においては最終間氷期に相当する130, 000年前までの年代測定に成功し,光ルミネッセンス年代は,炭素放射性年代、酸素同位体比層序の年代と整合的であり,年代測定の難しい海域での年代法確立に活路を見出した.海底堆積物を用いた過去の環境変動の解析を高分解能にするためには,正確な年代決定が必要不可欠である.本研究では,光ルミネッセンス年代測定法を導入し,炭酸塩に乏しい極域寒冷圏の海底堆積物コアに適用した.オホーツク海南西部において25, 000年前まで、オホーツク海中央部においては最終間氷期に相当する130, 000年前までの年代測定に成功し,光ルミネッセンス年代は,炭素放射性年代、酸素同位体比層序の年代と整合的であり,年代測定の難しい海域での年代法確立に活路を見出した.本研究の目的は,光ルミネッセンス年代測定法(Optically Stimulated Lumnescence;以下OSL)を,炭酸塩に乏しい極域寒冷圏の海底堆積物コアに適用し,広域に対比可能な年代層序を行い,時間分可能の高い古海洋変動を明らかにすることである。目的到達のために,(1)OSLラボの立ち上げ,(2)これまでに得られた試料のOSL年代測定の実施,(3)古海洋プロクシの分析を行なった。(1)ラボの立ち上げに際し、国立Riso研究所(Denmark)製光ルミネッセンス年代測定装置を購入する計画であったが,装置および放射線線源の契約・購入・輸入にほぼ1年必要であることがわかったため,首都大学東京に設置済みの同装置を海洋研究開発機構へ移設・稼働し,データ取得などを開始した.平成21年3月末には,本科研費で新たに購入したOSL年代測定装置の設置を行ない,測定装置2台体制のラボを完成させた.(2)これまでに得られた試料のOSL年代測定は,MR06-04航海で得られた、オホーツク海南西・中央部の試料を用いてその有効性を試した。オホーツク海南西部において25,000年前まで、オホーツク海中央部においては最終間氷期に相当する130,000年前までの年代軸の構築に成功し,成果を国内外学会など出公表し,論文を投稿,受理された.結果は,炭素放射性年代、酸素同位体比層序の年代とも整合的であり、他の海域への適応も期待できることを確認した。(3)古海洋プロクシの分析は、同コアについて,酸素同位体比層序を高解像度で行ない、OSL年代と合わせて数千年単位での古環境復元を実現できる兆しが見えた。本研究の目的は,光ルミネッセンス年代測定法(以下OSL)を,炭酸塩に乏しい極域寒冷圏の海底堆積物コアに適用し,広域に対比可能な年代層序を行い,時間分可能の高い古海洋変動を明らかにすることである。今年度は,以下の点を実施した.(1)光ルミネッセンス装置の立ち上げ・測定精度確保のための,基礎実験を徹底して行い,の後,本格的に,海底堆積物の光ルミネッセンス測定を行った.取り扱う試料は,オホーツク海(MR06-04航海,YK07-12航海),ベーリング海(MR06-04航海)からの海底堆積物コア試料である.(2)光ルミネッセンス測定と同じ層準の試料について,自然放射線年間線量を測定するため,自然放射線年間線量測定のためのGe検出器を調整・設置(名古屋大学より)を行って,自然放射線年間線量実験室の立ち上げを行い,実測定を開始した.(3)坂本,池原,岡田,高橋は,統合深海掘削計画代323次航海(ベーリング海)に乗船し,光ルミネッセンス,酸素・炭素同位体比,非破壊コア解析ほかのための試料を採取し,分析を開始した.(4)古海洋プロクシの分析の継続:上記試料について,古海洋プロクシの分析を行っている.(a)有孔虫の酸素・炭素同位体比測定(坂井).(b)U-channelサンプルを使った,非破壊透過X線コアロガー,非破壊蛍光X線コアロガー,非破壊分光コアロガーによる連続分光スペクトル測定(飯島),(c)古地磁気測定(岡田ほか),(d)陸上起源粒子の粒度分析,漂流岩屑解析(坂本),(e)珪藻化石の内,海氷指標種の群集解析(高橋ほか),(f)無機元素,特にBa量(坂本他),(g)有機化合物組成(池原ほか).(5)光ルミネッセンス測定を本格的に行うため,ポスドク研究員を1名公募の上,雇用した.(6)関連する研究成果の発表を行った本年度は研究目的に基づき,以下の研究を推進した.(1)炭酸塩に乏しい極域寒冷圏の海底堆積物コアに光ルミネッセンス(以下OSL)年代測定法の適用を試みた.試料はオホーツク海(MR06-04航海,YK07-12航海),ベーリング海(MR06-04航海,総合深海掘削計画第323次航海)から得られた約10万年分に相当する海底堆積物コア試料であり.海底堆積物中に含まれる石英微粒子を対象として,TL/OSL装置を用いたOSL測定の基礎実験を行った.

(2)OSL測定と同じ層準の堆積物試料について,OSL年代を算出するために必要な自然放射線年間線量を測定するため,Ge検出器の調整,OSL年代測定用の校正を行い,実測定を開始した.(3)坂本,池原,岡田,高橋は,統合深海掘削計画第323次航海(ベーリング海)で得た,光ルミネッセンス,酸素・炭素同位体比,非破壊コア解析ほかの試料の分析を継続中である.(4)古海洋プロクシの分析の継続:上記試料について,古海洋プロクシの分析を継続して行っている.(a)有孔虫の酸素・炭素同位体比測定(坂井).(b)U-channelサンプルを使った,非破壊透過X線コアロガー,非破壊蛍光X線コアロガー,非破壊分光コアロガーによる連続分光スペクトル測定(飯島),(c)古地磁気測定(岡田ほか),(d)陸上起源粒子の粒度分析,漂流岩屑解析(坂本),(e)珪藻化石の内,海氷指標種の群集解析(高橋ほか),(f)無機元素,特にBa量(坂本他),(g)有機化合物組成(池原ほか).(5)光ルミネッセンス測定を本格的に行うため,ポスドク研究員を1名公募の上,雇用した.(6)関連する研究成果の発表をAGU,古海洋シンポジウム等で行った。
B型とZ型DNAの構造変換を制御するフォト如ミックDNA結合1功"ンドの創製

本研究では、光照射によりDNAのB-Z相互変換を制御できるフォトクロミックDNA結合リガンドの創製を目指した。[ 5]ヘリセンリガンド体のDNA錯体形成を評価したところ、P体はB-DNAに、M一体はZ-DNAに高い親和性を示すことを明らかにした。さらに、アゾベンゼン基とナフタレン環を一個ずっもっリガンドはB-Z遷移を誘起し、さらに光照射によりB-DNAへの再変換されることを明らかにし、B-Z相互変換を制御するフォトクロミックDNA結合リガンドの創製に成功した。DNAのダイナミックな高次構造変換は遺伝子発現において重要な役割を果たしていると考えられている。しかし、試験管内で証明された高次構造の生体内での機能については、必ずしも明快な解答が得られていない。通常の右巻きらせんB型DNAとは異なる左巻きらせんZ型DNAについても同様であり、生体内での役割の解明に有用な分子ツールの開発が望まれている。そこで本研究では、光照射によりDNAのB-Z相互変換を制御できるフォトクロミックDNA結合リガンドの創製を目指す。本年度は以前開発したビスアリールカチオンリガンドの光環化-開環異性化を検討したが、水中での効果的は異性化が困難であることがわかった。そこで環化体として得られるヘリセン構造の立体異性体を単離したところP体はB-DNA、M-体はZ-DNAに、それぞれ高い親和性を示すことがわかった。ビスアリールカチオンリガンドではフォトクロミズムが達成できなかったので、光異性化能をもつアゾベンゼンをもつカチオンリガンドを合成し、光異性化の検討とそれによるB-Z相互変換機能を調べた。その結果、光照射(550nm)によってtrans->cis光異性化が起こることがわかった。transアゾベンゼンをもつカチオンリガンドはBからZ-DNA遷移能を示したが、光照射によってcis異性体の比率が増加するに伴い、Z-DNA誘起能が低下することがわかった。このように、平成22年度にはアゾベンゼンを用いることによってフォトクロミックDNA結合リガンドの創製の可能性があることがわかった。次年度はさらに効果的なフォトクロミズムの達成を検討する。通常の右巻きらせんB型DNAとは異なる左巻きらせんZ型DNAも生体内での存在や役割について完全には明らかになっていない。そこで本研究では、最終的には生体内で作用する有用な分子ツールの開発を目的に、光照射によりDNAのB-Z相互変換を制御できるフォトクロミックDNA結合リガンドの創製を目指した。昨年度にビスアリールカチオンリガンドの環化体として得られるヘリセン構造の立体異性体を単離し、表面プラズモン共鳴(SPR)で錯体形成を評価しP体はB-DNAに、M-体はZ-DNAに高い親和性を示すことを明らかにした。本年度はさらに等温滴定カロリメトリ(ITC)を用いて錯体形成の詳細を調べた。その結果、P体はB-DNAとKs=2-3x10^8M^<-1>の安定な2:1錯体を形成しB-DNAを安定化することが分がった。一方、M体はZ-DNAとKs=5.6x10^7M^<-1>の1:1錯体を形成し、やや小さいもののほぼ同程度の親和性でB-DNAとも錯体形成することが分かった。昨年度に、ビスアリールリガンドにナフタレン環をアゾベンゼンにしたリガンドを合成し、光異性化によるB-Z相互変換機能があることを確認したが誘起能は低いものであった。そこで本年度は、アゾベンゼン基とナフタレン環を一個ずつもつモノアゾベンゼンリガンドを合成した。その結果、リガンドの添加によりB-Zが遷移が誘起され、さらに光照射にょりB-DNA、の再変換されることが分かった。このように、平成23年度にはモノアゾベンゼン体を用いることによって光照射によりB-Z相互変換を制御できるフォトクロミックDNA結合リガンドの創製に成功した。