hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
肥満症病態におけるprecursor mRNA選択的スプライシングの役割の解明

核内ホルモン受容体であるPPARγの転写共役因子であるHelicase with zincfinger 2 (HELZ2)に結合するタンパクとして同定された転写因子/スプライシング因子thyroid hormonereceptor associated protein 3 (THRAP3)の生体内における機能を解析する目的で、平成30年度は私たちが樹立したThrap3 LoxP/LoxPマウスを、Jackson Laboratoryより入手したアディポネクチン遺伝子プロモーターによってCre遺伝子の発現が制御されるAdipoq-Creー/+マウス、あるいはアルブミン遺伝子プロモーターによってCre遺伝子が制御されるAlb-Creー/+マウスと交配し、白色脂肪組織あるいは肝臓特異的にThrap3を欠失したマウス(KOマウス)を作成した。予定通り各臓器の特異的ノックアウトマウスが得られ、16週の標準餌下で飼育を行い解剖学的表現系(肉眼的・光学顕微鏡的異常の有無、臓器重量など)の解析を行ったところ、明らかな奇形や臓器異常がないことを確認し、標準餌飼育下ではコントロールマウスとKOマウスにおいて体重に有意差を認めなかった。現在、高脂肪食にて飼育を進め、KOマウスの代謝学的表現系(摂餌量、体重、運動量、耐糖能、血清脂質測定、エネルギー消費量測定、肝臓中性脂肪含量測定、脂質代謝関連遺伝子群の発現変化の定量など)の異常の有無に関して解析を行なっている。また、それぞのKOマウスの脂肪組織や肝臓よりtotal RNAを抽出して、マイクロアレイ解析、およびRNAシーケンスに提出し、コントロールマウスと比較して発現レベルおよびASパターンに変化を認める遺伝子群を抽出する準備を行っている。ノックアウトマウスの表現系解析は、概ね順調である。平成31年度は、上述したように高脂肪食を負荷した状態でKOマウスの代謝学的表現系の解析、および白色脂肪組織および肝臓における遺伝子発現と選択的スプライシング(AS)パターンの変化の確認を行ってゆく。高脂肪食を負荷したマウスの性腺周囲脂肪組織ならびに肝臓よりtotal RNAを抽出し、マイクロアレイ解析およびRNAシーケンスに提出し、コントロールマウスと比較して発現レベルないしASパターンに変化を認める遺伝子群を抽出する。変化を認めた遺伝子群のGene ontology解析やPathway解析を行い、どのような生体内機能に関与する遺伝子群の発現が変化しているのか解析し、またどのようなASの変化(exon skipping, intron retention, alternate 5' or 3' splice site, mutually exclusive exonなど)が起こっているのか確認してゆく。核内ホルモン受容体であるPPARγの転写共役因子であるHELZ2に結合するタンパクとして同定された転写因子/スプライシング因子thyroid hormone receptor-associated protein 3 (THRAP3)の生体内における機能を解析する目的で、平成29年度は、私たちが樹立したThrap3LoxP/LoxPマウスを、Jackson Laboratoryより入手したアディポネクチン遺伝子プロモーターによってCre遺伝子の発現が制御されるAdipoq-Creー/+マウス、あるいはアルブミン遺伝子プロモーターによってCre遺伝子が制御されるAlb-Creー/+マウスと交配し、白色脂肪組織および肝臓特異的Thrap3ノックアウトマウスの作成を行った。概ね予定通り各臓器の特異的ノックアウトマウスが得られ、標準餌下で飼育を行って解剖学的表現系(肉眼的・光学顕微鏡的異常の有無、臓器重量など)の解析を行ったところ、肉眼的には明らかな奇形や異常がないことを確認した。さらに現在、KOマウスの代謝学的表現系(摂餌量、体重、運動量、耐糖能、血清脂質測定、エネルギー消費量測定、肝臓中性脂肪含量測定、脂質代謝関連遺伝子群の発現変化の定量など)の異常の有無に関して解析を進めている。また、それぞれのKOマウスの脂肪組織や肝臓よりtotal RNAを抽出して、マイクロアレイ解析、およびRNAシーケンスに提出し、コントロールマウスと比較して発現レベルおよびASパターンに変化を認める遺伝子群を抽出する準備を行っている。ノックアウトマウスの作成とその表現系解析は、概ね順調である。

平成30年度以降は、上述のようにKOマウスの代謝学的表現系の解析、および白色脂肪組織および肝臓における遺伝子発現と選択的スプライシング(AS)パターンの変化の確認を行ってゆく。標準餌で解剖学的/代謝学的な異常を認めない場合には、60%高脂肪食を負荷して同様の解析を行う。高脂肪食を負荷したマウスの性腺周囲脂肪組織ならびに肝臓よりtotal RNAを抽出し、マイクロアレイ解析およびRNAシーケンスに提出し、コントロールマウスと比較して発現レベルないしASパターンに変化を認める遺伝子群を抽出する。変化を認めた遺伝子群のGene ontology解析やPathway解析を行い、どのような生体内機能に関与する遺伝子群の発現が変化しているのか解析し、またどのようなASの変化(exon skipping, intron retention, alternate 5' or 3' splice site, mutually exclusive exonなど)が起こっているのか確認してゆく。平成31年度は、上述したように高脂肪食を負荷した状態でKOマウスの代謝学的表現系の解析、および白色脂肪組織および肝臓における遺伝子発現と選択的スプライシング(AS)パターンの変化の確認を行ってゆく。前年度予定していたマイクロアレイの準備が間に合わず次年度にずれ込んだため。
改良SCIDマウスを用いたヒト良性腫瘍の特性と悪性化に関する研究

2.SCIDマウスでのヒト良性腫瘍の増殖と悪性化:ヒト大腸ポリポ-シス、子宮内膜増殖症、甲状腺濾胞腺腫および耳下腺腺腫などのヒト良性腫瘍を改良SCIDマウスに皮下移植し、3年にわたって継代・維持できるようになった。継代過程での自然悪性化、DMBA投与による悪性化の誘導実験を行った。自然悪性化に関しては、大腸ポリ-プの1例が4代継代途中で巨大な腫瘤を形成した。組織学的には繊維肉腫であったが、C.B17-^<+/+>マウスにも継代可能であり、またマウスK-rasプライマー増幅でき、ヒトK-rasプライマーで増幅できないことにより、ヒト大腸ポリ-プ移植部に発生したマウス由来の繊維肉腫と断定した。6例の大腸ポリ-プを100μg/mlのDMBA溶液で20分間処理することを継代ごとに繰り返したところ、4例に悪性腫瘍が発生した。しかし、いずれも腺癌ではなく、繊維肉腫であり、マウス由来のものであった。3.ヒト良性腫瘍のうち機能性腫瘍(胞状奇胎、副甲状腺腫瘍)の継代移植と、SCIDマウス尿中HCG、血中PTHの測定に成功した。1年以上にわたってホルモンを産生していることがわかった。4.ヒト良性腫瘍の悪性化過程に関与するがん遺伝子とがん抑制遺伝子:移植耳下腺腺腫、甲状腺濾胞腺腫および大腸ポリ-プの継代過程で定期的に移植腫瘍をbiopsyし、Cold-SSCP法、direct sequence法により、K-ras、p53遺伝子の変異を経時的に検出したところ、悪性化はしていないのに、高率にK-ras、p53の突然変異が発生していた。またLOHも観察された。
脂肪組織由来幹細胞を用いた造血器再生

前年に引き続き、脂肪由来幹細胞から骨髄を生体内で再生する技術を研究した。昨年度同様、倫理委員会の承諾を得た上でラット,マウスから脂肪組織を採取し、コラゲナーゼ処理および遠心操作にて脂肪組織由来幹細胞を含む間質細胞を分離した。細胞を通常の細胞培養に用いる10%ウシ胎仔血清含有DMEMにて継代培養し、増殖させた。細胞が3次元的に増殖する環境を与えるために必要な、支持担体に、細胞を播種して移植しているが、支持担体には昨年度用いたハイドロキシアパタイト以外に、コラーゲンやキチンキトサン、その他の素材を用い、比較検討した。その結果、ハイドロキシアパタイトが最も優れていたため、今年度はさらにハイドロキシアパタイトの気孔率や大きさを変えて各種の骨髄生成能に関して検討した。結果は、気孔率が高く、大きさが小さいものが効率的に骨髄を再生可能であることが示唆された。また同時に、再生した骨髄を別の個体や別の部位に移植する研究を行った。同種同系マウスでは再生骨髄を皮下から皮下へ遊離移植し、3週間後に組織学的に評価した。その結果、ある程度の大きさのものは、移植しても骨髄の形態は保たれていたものの、一定以上の大きさのものでは融解が認められ、血管茎を有した骨髄の移植が必要であることが示唆された。またラットでは、右の鼠径部周囲に作成した再生骨髄を大腿動脈を茎とした遊離皮弁として採取し、顕微鏡下で皮弁の血管茎を左の大腿の動静脈を吻合した。3週間後に、右鼠径部から左鼠径部に移植した骨髄を、組織学的に評価した。この研究では移植された組織の形態は保たれており、血管茎ごと移植することにより、骨髄移植できる可能性が示唆された。脂肪由来幹細胞から骨髄を生体内で再生する技術を確立した。倫理委員会の承諾を得た上でラット,マウスから脂肪組織を採取し、コラゲナーゼ処理および遠心操作にて脂肪組織由来幹細胞を含む間質細胞を分離した。細胞が3次元的に増殖する環境を与えるために必要な、支持担体に細胞を播種した。支持担体にはハイドロキシアパタイトの素材を用い、細胞は1cm×1cm×0.5cmほどの支持担体に対し、1×10^6個用いた。細胞を播種した支持担体をマウスやラットなどの皮下に移植し、通常の術後管理を行い、移植後2ヵ月で、造血機能および骨髄の組織が再生されたことを確認し、評価した。ハイドロキシアパタイトの気孔内に骨基質が再生されており、なおかつ骨基質に囲まれて骨髄様組織が確認できた。ただし、骨髄を形成している血液細胞に関しては、ドナー由来であることを証明できておらず、今後の課題である。この結果は学会ならびに論文として報告した。なお、ラット皮下で再生した骨髄組織を、皮弁として一塊に採取し、マイクロサージャリーによる血管吻合を用いて左の鼠径部から右の鼠径部に移植する実験を行った。血管系と共に移植された骨髓は、移植先においても骨髄様の形態を維持していた。この結果については学会報告を行い、現在論文執筆中である。また、再生骨髄の機能解析を行う目的で、PPAR-γ-GFPトランスジェニックマウスを作成する計画をたて、fusion vectorの発現確認を委託研究として行い、成功した。
マメ科植物に含まれる植物活動電位誘導物質の研究

オジギソウ(Mimosa pudica)を,外部から投与した化学物質で刺激することにより,動物の神経や筋肉と類似した,植物の応答としての短時間の急速な電位変化(インパルス)を誘導し,これを指標としてこのようなインパルス誘導物質を広く天然から見い出すための簡便な生物試験法を開発して,これまで植物抽出物中から数種類の活性物質を得てきた。平成11年度は,マメ科ネムノキ(Albizzia julibrissin)の葉のメタノール抽出物のへキサン可溶部に含まれる活性成分を単離し,種々のスペクトルを測定した。その結果,新規化合物であると考えられる本活性成分の構造について一部を明らかにした。すなわち,分子量は462,その精密質量より分子式C_<28>H_<50>N_2O_3であると考えられた。IR,UV,^1H,^<13>CNMRなどにより,その分子中にメチル基,エチル基,イソプロピル基,共役ケトン,メチルケトン等の官能基を含むことが示唆された。これらの組み合わせについては,各種のNMR相関スペクトルにより検討した。また,他のマメ科植物のメタノール抽出物のうち,タンパク質含量が多く生育が早いので,新しいバイオマス資源として高く評価されながらも,アレロパシー物質としてミモシンなどを含むため有効な利用法が見いだされていないギンネム(Leucaena glauca)に強いインパルス誘導活性を見いだした。この活性成分を沖縄に自生しているギンネム7.7kgから単離し,その生理作用と化学構造について検討した。オジギソウ(Mimosa pudica)を外部から投与した化学物質で刺激することにより,動物の神経や筋肉と類似した植物の応答としての電位変化(インパルス)を発生させ,これを指標としてこのようなインパルス発生物質を広く天然から見い出すための簡便な生物試験法を開発した。この試験法を用いて,これまで植物抽出物中から数種類の活性物質を得てきた。平成10年度は,主としてマメ科ネムノキ(Albizzia julibrissin)の葉のメタノール抽出物に含まれる本活性成分の探索をおこない,すでに活性成分として得ている環状アミノ酸の1種である5-ヒドロキシピペコリン酸以外に,新規化合物であると考えられる活性成分の構造について検討してきた。この化合物は比較的極性は低いが,非常に不安定で,単離しても冷所,溶液状態で徐々に分解するので,保存ができず取り扱いが難しい。しかし,平成10年度新たに採取したネムノキから,構造解析できる程度の活性成分を単離・精製し,その構造と生理作用について検討中である。現在,分子量と部分構造についての情報を得ている。また,スクリーニングの結果,他のマメ科植物のメタノール抽出物中にも強いインパルス発生物質か含まれることがわかった。そのうち沖縄に自生しているギンネム(Leucaena glauca)の活性成分について,その数十キログラムから分離・精製をおこない,ほぼ単離の目途がたち,構造の解明を目指している。その結果,新規化合物であると考えられる本活性成分の構造について一部が明らかになった。

IR,UV,^1H,^<13>C NMRなどにより,その分子中にメチル基,エチル基,イソプロピル基,共役ケトン,メチルケトン等の官能基を含むことが明らかとなった。これらの組み合わせについては,各種のNMR相関スペクトルにより検討した。また,他のマメ科植物のメタノール抽出物のうち,タンパク質含量が多く生育が早いので,新しいバイオマス資源として高く評価されながらも,アレロパシー物質としてミモシンなどを含むため有効な利用法が見いだされていないギンネム(Leucaena glauca)に強いインパルス誘導活性を見いだした。この活性成分を沖縄に自生しているギンネム7.7kgから単離し,その生理作用と化学構造について検討した。
手指感覚情報処理時の自律神経性手指循環制御機構に対する脳皮質活性変調の効果

本研究の目的は,感覚情報処理時の手指循環動態変動と感覚認知に関連する大脳皮質活性との関係を明らかにすることであった.手指感覚識別課題(点字解読)遂行時の手指皮膚血流量と前頭皮質部の組織酸素動態の変化を調査した.その結果,点字解読時に手指皮膚血流量は減少し,前頭皮質部組織酸素動態は増加することが分かった.また高齢者において,これらの反応量に負の相関関係が認められた(r = -0.42).さらに学習効果により,手指皮膚血流量と組織酸素動態の反応が速くなることが判明した.これらの研究成績は,点字解読時の手指血流量や前頭皮質部脳組織酸素動態の反応が加齢や学習の影響を受けることを示唆した.昨年度,手指循環動態および脳皮質活動の同時計測システムを開発し,手指感覚情報処理時にみられる手指循環動態と脳皮質活性の変化について健常成人を対象として調査を実施した.本年度は,高齢者を対象として,測定データに対する加齢の影響と手指循環動態および脳皮質活動の関連性について検討した.方法: 23名の地域在住女性高齢者を対象として実施された.実験は,2つのプロトコールから構成されていた.1被験者は机座姿勢をとり,10分の安静の後,右手示指を使用して1つの点字プレート(幅3mm,高さ1mmの凸を点字模様に従って配列)の解読作業を15秒間行った.もう一つは対照実験として,2点字模様のない平らなプレートを1の場合と同じ動作で触れさせた.この2つの課題施行時にみられる手指皮膚血流量および前頭葉部の脳組織酸素動態より推定する脳皮質活性を同時計測した.結果と考察:心拍数および血圧は課題遂行時に大きな変化は生じなかった.一方で,手指皮膚血流量は点字解読中に-27.8±17.2%まで減少し,前頭皮質の活動が3.6±1.6%まで増加した.これらの成績は先行研究と同様の傾向であったが,それらの変化量は健常成人に比べて少ない傾向を示した(健常成人の手指皮膚血流は-39.8±17.2%まで減少,脳血流は3.6±1.6%まで増加した).また,高齢者で観察された手指皮膚血流量と前頭皮質脳血流量の変動値には相関関係がみられた(r=-0.42, p < 0.05).これらの研究成績は,高位中枢でおこなわれる点字解読課題への注意が前頭葉部の脳活動に反映することを示唆する.さらに,その影響は末梢部(手指)で起こる皮膚血流応答との関連性を示唆する.本年度は,点字解読の学習課程における手指循環調節能,および脳皮質活性の変化を明らかにすることを目的として実施した.方法:研究対象は,点字解読経験のない健常成人9名であった.被験者は机座姿勢をとり,10分の安静の後,1右手示指を使用して1つの点字プレート(幅3mm,高さ1mmの凸を点字模様に従って配列)の解読作業を15秒間行った.この実験課題を35分間の休息を取りながら,8回繰り返し実施させた.この課題施行時にみられる手指皮膚血流量,および前頭葉部の脳皮質活性を推定するために測定する脳組織酸素動態を同時に計測し,繰り返し実施する課題への学習効果にともなう反応特性の変化について検討した.結果と考察:1回目の点字解読時に手指皮膚血流量は-21.4±13.8%まで減少し,2回目から8回目の反応は-16.1±26.4%-37.9±20.0%まで減少し,繰り返し課題を実施することの影響は少なかった.一方で,反応のピーク到達までの時間は1回目13.4±1.3秒から,8回目8.4±2.7秒と徐々に速くなる傾向が観察された.前頭葉部の脳組織酸素動態の反応においても同様の傾向が示され,反応のピーク到達までの時間は1回目15.2±1.1秒から,8回目2.5±0.6秒と徐々に速くなっていた.これらの研究成績により,点字解読課題への学習効果が前頭皮質活性の予測制御(見込み的な活性)に関与し,その結果が手指循環動態の反応特性に反映したのではないかと考えた.本研究課題は,循環調節能を指標とする新しい客観的な感覚機能評価法を開発するために,感覚情報処理時の手指循環動態変動と感覚認知に関連する大脳皮質領野の活性について検討した.その結果,点字解読時の手指血流量や前頭皮質の脳組織酸素動態の反応は加齢や学習の影響を受けることが判明した.本研究の目的は,感覚情報処理時の手指循環動態変動と感覚認知に関連する大脳皮質活性との関係を明らかにすることであった.手指感覚識別課題(点字解読)遂行時の手指皮膚血流量と前頭皮質部の組織酸素動態の変化を調査した.その結果,点字解読時に手指皮膚血流量は減少し,前頭皮質部組織酸素動態は増加することが分かった.また高齢者において,これらの反応量に負の相関関係が認められた(r = -0.42).さらに学習効果により,手指皮膚血流量と組織酸素動態の反応が速くなることが判明した.これらの研究成績は,点字解読時の手指血流量や前頭皮質部脳組織酸素動態の反応が加齢や学習の影響を受けることを示唆した.本研究は,循環調節能を指標とする新しい客観的な感覚機能評価法の開発に向けた取り組みである.本年度は,手指循環動態および脳皮質活動同時計測システムの開発と手指感覚

情報処理時にみられる手指循環動態と脳皮質活性の変化について調査を実施した.方法:実験は,5名の健常成人で実施され,2つのプロトコールから構成されていた.(1)被験者は机座姿勢をとり,10分の安静の後,右手示指を使用して1つの点字プレート(幅3mm,高さ1mmの凸を点字模様に従って配列)の解読作業を15秒間行った.もう一つは対照実験として,(2)点字模様のない平らなプレートを(1)の場合と同じ動作で触れさせた.この2つの課題施行時にみられる手指皮膚血流量および心拍数,血圧の変動を観察した.手指皮膚血流量計測にはレーザー血流計を使用した.またこれらの測定パラメータに加えて,手指感覚識別時の脳皮質活性を推定するために,近赤外線方式脳血流評価システム(hemoencephalography)を用いて前頭葉部の脳組織酸素動態を同時計測した.結果と考察:心拍数および血圧は課題遂行時に大きな変化は生じなかったが,手指皮膚血流量は点字解読中に減少した.これらの成績は先行研究と同様の傾向であった.一方で,前頭葉部の脳血流量は点字模様のないプレートに接触している時に変動しなかったが,点字解読中に増加した(3.6±1.6%).その変化は,解読開始からゆっくりと大きくなり,最大反応値までの到達時間は12.2±3.8秒であった.この脳血流の経時的変化は皮膚血流応答と似ていた.これらの研究成績は,高位中枢でおこなわれる点字解読課題への注意が前頭葉部の脳活動に反映することを示唆する.さらに,その影響は末梢部(手指)で起こる皮膚血流応答との関連性が示される可能性がある.来年度実施する高齢者群のデータと合わせ,前述の関連性について精査したい.高齢者における手指感覚識別時にみられる手指循環動態とその制御に関連する高位中枢の脳活動との関連性について示唆するデータを得ることができた.手指感覚識別時にみられる手指循環動態とその制御に関連する高位中枢の脳活動との関連性について示唆するデータを得ることができたが,データサンプル数が少なく,関連性に関する検討が今後の課題として残されている.次年度は,手指感覚トレーニングと手指感覚情報処理時にみられる手指循環動態および脳皮質活性変化の関連性を明らかにしたいと考える.次年度は,脳血流測定を限定的(前頭葉部)にし,データサンプル数を増加させ,手指感覚情報処理時にみられる手指循環動態と脳皮質活性の関連性を明らかにしたいと考える.次年度は,実験遂行に必要となる計測機器の消耗品,被験者謝金,および研究成果発表のための旅費等を計上する.年度は,実験遂行に必要となる計測機器の消耗品,被験者謝金,および研究成果発表のための旅費等を計上する.
老人痴呆症患者在宅介護者のQOL

平成9年度:4月から、既存のWHOQOL短縮版調査票およびGeneral Health Questionnaire12項目版(GHQ-12)に加えて、調査対象者(痴呆患者およびその介護者)の状況を把握する介護状況調査票の草案作成に取りかかり、5月末に完成した.6月14日に、国内の研究者が長崎につどい、調査実施に関する打ち合わせ会議を行った.今回の調査対象者は、各地域の医療機関または特別養護人ホームのショートステイ、および老人デイケアセンターを利用する老人性痴呆症在宅患者の介護者50名とすることに合意した。この討議結果を基に、海外の研究者に、本調査への参加同意の意思を確認した.主任研究者を中心に東京で質的調査(評価の有用性に関する個別面接が中心)を行い、そのあと、国内各地における量的調査(調査票に基づく評価)が7月から開始された.また、10月からは琉球大学医学部保健学科の高良・国吉らが参加した。平成10年度:2月21日、東京において、国内の調査結果中間報告会を行い、データ収集終了を3月中旬に設定した.2月22日から27日にかけてインドのDr.Chaturvediが来日し、介護状況調査票の修正のための会議が持たれた.4月よりインド・スペイン・ロシアでの量的調査が開始された。5月および6月は、各国研究者の来日のための日程調整、および国際会議開催の準備に費やされた.7月末に、全てのデータ入力・解析が東京で行われた.その結果をもとに、9月28・29日、東京市ヶ谷でThe International Meeting of QOL of Inforomal Caregivers of Dementia Patientsを開催した.ここで、翌年1月までに老人性痴呆症患者の実態と介護者の状況を英文のmonographとして出版することが合意され、同年4月には、編集作業を終え、同年後半に公刊の予定である.平成9年度:4月から、既存のWHOQOL短縮版調査票およびGeneral Health Questionnaire12項目版(GHQ-12)に加えて、調査対象者(痴呆患者およびその介護者)の状況を把握する介護状況調査票の草案作成に取りかかり、5月末に完成した.6月14日に、国内の研究者が長崎につどい、調査実施に関する打ち合わせ会議を行った.今回の調査対象者は、各地域の医療機関または特別養護人ホームのショートステイ、および老人デイケアセンターを利用する老人性痴呆症在宅患者の介護者50名とすることに合意した。5月および6月は、各国研究者の来日のための日程調整、および国際会議開催の準備に費やされた.7月末に、全てのデータ入力・解析が東京で行われた.その結果をもとに、9月28・29日、東京市ヶ谷でThe International Meeting of QOL of Inforomal Caregivers of Dementia Patientsを開催した.ここで、翌年1月までに老人性痴呆症患者の実態と介護者の状況を英文のmonographとして出版することが合意され、同年4月には、編集作業を終え、同年後半に公刊の予定である.平成9年4月より、介護状況調査票の草案に取組み、共同研究者の協力を得て改訂作業の後、どう調査票が開発され、その英文化も同時に進行した。6月には研究者間で調査票の内容、データ収集方法についての合意を得た。さらに、6月14日に国内の研究者による調査実施に関する詳細についての打ち合わせ会議を行った。ここで調査対象者を東京、神戸、長崎の各地域で医療施設、あるいは特養老人ホームのショートステイ、デイケアセンターを利用するICD-10分類の老人性痴呆症患者と診断を受けた在宅患者の介護者50名を目標とすることにした。彼らに、GHQ-12、WHOQOL-26、介護状況調査票の3種類の調査票を利用した調査研究をすることで合意した。この討議結果に基づき、海外の研究者に最終的な調査実施内容を電子メールで送付した。実際の量的調査は7月から開始された。また、10月より琉球大学医学部保健学科の高良、国吉らが協力することになり、沖縄においても調査が進められることになった。平成10年2月21日に東京において調査結果の中間報告会を行った。その際に挙がった問題点や、介護者の介護関する受容の時間的変化があり、それによってQOL値結果が変化するのではないかという考察をもとに、引き続きデータ収集を継続することになった。3月中旬までにデータ収集を終え、国内データのでは解析に入る予定である。海外では、スペイン、ロシアではすでに質的調査が終わり、量的調査が開始されていると報告を受けている。また、2月22日から27日の間、インドからDr.Chaturvedi(National Institute of Mental and Neuroscience in India)が来日し、海外での進捗状況、および研究計画内容の確認および、文書化、および平成10年度10月に予定している国際会議の準備について検討した。

さらに、中国、韓国、インドネシアの研究者に研究参画を呼びかけ、中国、韓国から参加希望が寄せられている。平成9年度:4月から、既存のWHOQOL短縮版調査票およびGeneral Health Questionnaire12項目版(GHQ-12)に加えて、調査対象者(痴呆患者およびその介護者)の状況を把握する介護状況調査票の草案作成に取りかかり、5月末に完成した.6月14日に、国内の研究者が長崎につどい、調査実施に関する打ち合わせ会議を行った。今回の調査対象者は、各地域の医療機関または特別養護人ホームのショートステイ、および老人デイケアセンターを利用する老人性痴呆症在宅患者の介護者50名とすることに合意した.この討議結果を基に、海外の研究者に、本調査への参加同意の意思を確認した.主任研究者を中心に東京で質的調査(評価の有用性に関する個別面接が中心)を行い、そのあと、国内各地における量的調査(調査票に基づく評価)が7月から開始された。また、10月からは琉球大学医学部保健学科の高良・国吉らが参加した。平成10年度:2月21日、東京において、国内の調査結果中間報告会を行い、データ収集終了を3月中旬に設定した。2月22日から27日にかけてインドのDr.Chaturvediが来日し、介護状況調査票の修正のための会議が持たれた。4月よりインド・スペイン・ロシアでの量的調査が開始された。5月および6月は、各国研究者の来日のための日程調整、および国際会議開催の準備に費やされた。7月末に、全てのデータ入力・解析が東京で行われた。その結果をもとに、9月28・29日、東京市ヶ谷でThe International Meeting of QOL ofInformal Caregivers of Dementia Patient8を開催した.ここで、翌年1月までに老人性痴呆症患者の実態と介護者の状況を英文のmonographとして出版することが合意され、同年4月には、編集作業を終え、同年後半に公刊の予定である。
主観的輪郭の形成アルゴリズムに関する研究

明るさや色の物理的対比の存在しないところで知覚される主観的輪郭は,生体の巧妙な輪郭軸出機構を反映した現象である.本研究は,主観的輪郭を生じることの知られている図形を入力すると,自動的に主観的輪郭を形成し出力するアルゴリズムを考案することを目的とする.心理学的知見を参照し,主観的輪郭を一部に持つ図形が他の図形をおおい隠していると仮定して,アルゴリズムを構成した.すなわち,物理的対比により生じる客観的輪郭が主観的輪郭によりおおい隠される点は, T形の頂点の一部の欠けたL形頂点となることに着目した.まず入力画像に,ラプラシアンGオペレータを作用させ,その結果えられる画像のゼロクロッシングをたどり,客観的輪郭を抽出する.ついで,そのL形頂点を抽出する.この処理は,視覚系の超複雑形細胞の機能に相当する. L形頂点を形成する2つの辺の延長は,一方が主観的輪郭,他方がおおい隠された客観的輪郭の候補となる.主観的輪郭およびおおい隠された客観的輪郭の,それぞれの両端点となるL形頂点対の決定は一つには閉じた図形の形成の制約と,いま一つはゲシュタルト心理学での近接の要因と(方向の)類同の要因との組み合わせからなる評価関数とによって行う.以上のアルゴリズムを種々の典型的な図形に適用し,満足すべき結果をえることができた.原図形に線分が混在するときは,線分の端点を抽出し,主観的輪郭の通過する点の候補とする.しかし,線分の端点は, L形の頂点そのものとは異なるので,その扱いについてはなお検討の余地がある.以上2値図形についてのアルゴリズムの濃淡画像への拡張は容易である.すなわち客観的輪郭のL形のみならずT形の頂点も含めた頂点対の決定問題として,定式化できる.このアルゴリズムにより対比のほとんど存在しない領域からも輪郭線の抽出が可能となる見通しをえた.明るさや色の物理的対比の存在しないところで知覚される主観的輪郭は,生体の巧妙な輪郭軸出機構を反映した現象である.本研究は,主観的輪郭を生じることの知られている図形を入力すると,自動的に主観的輪郭を形成し出力するアルゴリズムを考案することを目的とする.心理学的知見を参照し,主観的輪郭を一部に持つ図形が他の図形をおおい隠していると仮定して,アルゴリズムを構成した.すなわち,物理的対比により生じる客観的輪郭が主観的輪郭によりおおい隠される点は, T形の頂点の一部の欠けたL形頂点となることに着目した.まず入力画像に,ラプラシアンGオペレータを作用させ,その結果えられる画像のゼロクロッシングをたどり,客観的輪郭を抽出する.ついで,そのL形頂点を抽出する.この処理は,視覚系の超複雑形細胞の機能に相当する. L形頂点を形成する2つの辺の延長は,一方が主観的輪郭,他方がおおい隠された客観的輪郭の候補となる.主観的輪郭およびおおい隠された客観的輪郭の,それぞれの両端点となるL形頂点対の決定は一つには閉じた図形の形成の制約と,いま一つはゲシュタルト心理学での近接の要因と(方向の)類同の要因との組み合わせからなる評価関数とによって行う.以上のアルゴリズムを種々の典型的な図形に適用し,満足すべき結果をえることができた.原図形に線分が混在するときは,線分の端点を抽出し,主観的輪郭の通過する点の候補とする.しかし,線分の端点は, L形の頂点そのものとは異なるので,その扱いについてはなお検討の余地がある.以上2値図形についてのアルゴリズムの濃淡画像への拡張は容易である.すなわち客観的輪郭のL形のみならずT形の頂点も含めた頂点対の決定問題として,定式化できる.このアルゴリズムにより対比のほとんど存在しない領域からも輪郭線の抽出が可能となる見通しをえた.主観的輪郭とは、明るさや色の物理的対比の存在しないところで知覚される輪郭のことで、生体の巧妙な輪郭抽出桟構の反映した現象である。本研究は主観的輪郭を生じることの知られている回形を入力すると自動的に主観的輪郭を形成し出力するアルゴリズムを考案することを目的としている。心理的知見を参照して、主観的的輪郭を一部に持つ図形か、他の図形をおゝい隠していると仮定してアルゴリズムを考えた。すなわち、物理的対比のあるところで生じる客観的輪郭と主観的輪郭との接する点は、T形の頂点となることに着目した。まず、入力画像に、生体の視覚系に存在すると考えられるラプラシアンGオペレータを作用させ、そのゼロクロッシングをたどることにより客観的輪郭を抽出する。ついで、客観的輪郭の曲率の急変部を抽出する。これは視覚系での超複雑形ニューロンの役割りに相当するものである。さらに、客観的輪郭線に、進向方向右手に図が左地が右にあるように失印をつける。客観的輪郭の曲率急変部(頂点)をT形頂点の候補とし、各侯補間に結合強度を定義する。結合強度としては、頂点間の距離が近いほど大きく、頂点から延長した客感的輪郭のペアのなす角度が小さいほど大きくなるものを選ぶ。各頂点のペアにつき、結合強度を調べ、それが最大となるようなペアを求める。最後に求まったペアの間をなめらかに主観的輪郭で結び、客観的輪郭とあわせて出力する。このようなアルゴリズムを用いて、いくつかの主観的輪郭を生じる図形を対象にして、画像処理をほどこしてみた。線をふくまない図形に対しては、人間と同じような主観的輪郭が形成できることを確かめた。塗りつぶし図形と線図形が混在する場合には、線の端点を頂点の候補に加えればよいと思われるが、これについては、次年度の課題としたい。
ARBパルス投与による慢性腎臓病退行治療開発とメタボロミクス技術を用いた臨床応用

今回、アンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)高用量投与が糸球体硬化病変に与える影響とその機序を検討した。マウスのアドリアマイシン(ADM)腎症モデルを用いて、ARBを高用量一過性投与することにより、蛋白尿の減少および糸球体硬化の改善が得られた。興味深いことに、尿蛋白の抑制効果は6カ月以上保持されていた。Highly sensitive in situ zymographyでは、高用量ARB投与により糸球体MMP-2活性の上昇を認め、更に、ARB高用量投与による糸球体硬化の退縮効果は非特異的MMP阻害剤であるDoxycyclineの併用とMMP-2 KOマウスで一部抑制されることが明らかとなった。以上より、ARB高用量一過性投与は既に確立した蛋白尿の減少と糸球体硬化の退縮をもたらすことが示唆され、その機序には糸球体のMMP-2活性の上昇が関与している可能性が示唆された。(Hayashi K, etal.Kidney International 2010 Jul ; 78(1):69-78.)本研究において、不可逆性の病態と考えられた糸球体硬化が一部退縮可能であることを示したことは、非常に医学的意義が大きいと考えられる。この結果の中で、ARB高用量投与により投与中止後も蛋白尿の持続抑制効果が認められたが、通常量の投与では投与中止後の蛋白尿の持続抑制効果は見られず、この機序について、引き続き検討中である。慢性腎臓病(CKD)の原因である糸球体硬化は不可逆性の病態と考えられているが、その退縮をひき起こすことができれば医学的意義は大きい。最近我々は、アンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)高用量一過性投与が高血圧の退行に有効であると報告した(Hypertension,2009)。今回の実験では、ARB高用量投与が糸球体硬化病変に与える影響とその機序を検討した。マウスのアドリアマイシン(ADM)腎症モデルを用いて、ADMによる硬化が確立した時点から各種濃度のARB(カンデサルタン0-50mg/kg/day)を2週間投与すると、蛋白尿の減少および糸球体硬化の改善が得られ、その効果は6カ月以上保持された。Highly sensitive in situ zymographyでは、高用量ARB投与により糸球体MMP-2活性の上昇を認め、更に、ARB高用量投与による糸球体硬化の退縮効果は非特異的MMP阻害剤であるDoxycyclineの併用とMMP-2KOマウスで一部抑制されることが明らかとなった。以上について論文にまとめた。(Hayashi K, etal.Kidney International 2010, in press)今後このような治療が臨床的に有用となるのか否かを検討する必要があると考えられる。また臨床研究については、Agilent CE-TOF/MS法によりstage 1-2のCKD患者の血液・尿の網羅的メタボローム解析を行い、早期のCKDから様々な代謝物の変化が見られることが明らかとなった。現在論文投稿中である。
ミュータンスレンサ球菌が伝播しない小児口腔細菌叢の解明

歯垢中に齲蝕原性細菌であるストレプトコッカスミュータンスが検出される小児と、検出されない小児との間に、歯周病原性細菌として重視されている3種類の細菌、P.gingivalis、T.denticola、T.forsythensisの有無に差があるのかを検討した。さらに、小児の若年性歯周炎との関連が指摘されてきた、A.actinomycetemcomitansについてもその相関性を検討した。一方その母親についても同様の検討を行った。小児の平均年齢は4.6±0.1歳であり、母親の平均年齢は35.4±0.4歳であった。それぞれのdmf/DMF歯率は11.9±1.1%、45.8±1.5%であり、平成23年度歯科疾患実態調査の結果を基に計算した値とほぼ同じレベルであり、齲蝕に関しては平均的な集団と考えてよい。また、歯周病についても母子ともに著明な症状のない被験者であった。ストレプトコッカスミュータンスがプラーク内に存在している小児は327名中121名で37%とやや比率が低かった。ストレプトコッカスミュータンスが口腔内に存在する121名と存在しない206名で、P.gingivalis、T.denticola、T.forsythensis、A.actinomycetemcomitansの検出された割合(%)はそれぞれ、16:12、0:0、26:30、77:77という結果であり、歯周病原性細菌4種の有無には全く相関がみられなかった。母親についてもその割合(%)はそれぞれ22:25、55:49、4:2、79:84という結果であり、小児、母親ともに、ストレプトコッカスミュータンスと歯周病原性細菌とは独立して存在しているものと考えられた。小児から採取したプラークからDNAを抽出し、PCR法により細菌DNAを増幅した。我々が開発した、ミュータンスレンサ球菌の特異的プライマーによりPCRを行い、採取した330名の小児をミュータンスレンサ球菌のいる群(122名、37%)といない群(208名、63%)に分け、さらに歯周病原性細菌であるP.gingivalis, T.forsythensis, T.denticolaについても同様にPCRによりプラーク中における存在の有無について検討を行った。その結果ミュータンス菌のいる小児の25%にPg菌が、37%にTf菌が存在することが明らかになった。もう一つのレッドコンプレックスであるTd菌は1名のみに検出された。しかしながらこれら歯周病原性細菌の存在ととミュータンス菌の存在との関連は認められず、今後はほかの細菌群の調査も行いながら、母親のプラークについても小児と同様の検討を行う予定である。齲蝕原性細菌であるミュータンスレンサ球菌が感染することが、小児の齲蝕発症に大きな影響を与えることは明らかであり、その感染を遅らせることができれば、小児を齲蝕ないしその治療の苦痛から救うことに繋がるものと考えられる。本研究ではまず、歯垢中にストレプトコッカスミュータンス菌が検出される小児と、検出されない小児との間に、歯周病原性細菌として重要と考えられている3種類の細菌、P.gingivalis、T.denticola、T.forsythensisならびに、小児の若年性歯周炎との関連が指摘されている、A.actinomycetemcomitansの有無に差があるのかを検討した。次にT-RFLP法が口腔内細菌叢の特徴を評価する上での、可能性とその限界に関して検討を行った。被験者から採取した歯垢から得られた細菌DNAをT-RFLPと次世代シーケンサーで同時に分析し比較した。その結果T-RFLPを用いて10種類の口腔内細菌の群集解析が可能であり、細菌全体に対する10種類の細菌の比率は、シーケンサーによって得られたより詳細なデータとほぼ比例していた。小児歯科学327名の小児とその母親239名についてプラークの採取を行いその相関性について調査を行うことができた。小児からのプラーク試料が330名から収取でき、ミュータンスレンサ球菌有無による分類、歯周病菌の有無の検索も進んでおり、おおむね順調に進展していると考えられる。具体的には、採取した330名の小児をミュータンスレンサ球菌のいる群(122名、37%)といない群(208名、63%)に分け、歯周病原性細菌であるP.gingivalis, T.forsythensis, T.denticolaについて、同様にPCRによりプラーク中における存在の有無について検討を行えた。

その結果として、ミュータンス菌のいる小児の25%にPg菌が、37%にTf菌が存在することが明らかになったことなど、新たな知見が得られたと評価できると考えられるため。対象とする細菌種を増やして、ミュータンスレンサ球菌と口腔内に共存しているほかの菌種について、更なる関連性の追究を行う。またRFLPによる群集解析についても検討を進めて、歯周病原性細菌以外の口腔内の優勢細菌についての関連性を検討する。現在、収集したプラーク試料から得られた細菌DNAを蓄積して、まずプライマーを保有している歯周病原性細菌についてその感染の有無を調査中であるが、今後は歯周病原性細菌のみならずほかの細菌についても検討を進める予定である。さらに母親のプラークについても検索を加え、母親と小児の両面からさらなる研究を継続する。キャピラリー電気泳動法による、細菌叢全体の分析についてもさらに進めていく予定にしている。現在岩手医大が所有している次世代シーケンサによる網羅的な検索の可能性も模索しており、より多くの菌種との関連性を追求したいと考えている。歯周病原性細菌との関連性を個別に検討しているが、細菌DNAの抽出、PCR増幅に必要な試薬類のストックがまだ残っており、追加発注の必要がなかったRFLPによる群集解析を行う予定である。そのための試薬購入に補助金を充てたいと考えている。今後も小児からプラークの採取を継続し、より試料数を増やすことでデータの信頼性を高めたいと考えており、プラークからの細菌DNAの抽出やPCRによる増幅のための試薬購入に研究費を当てさせていただきたい。キャピラリー電気泳動についても新たに試薬類の購入に支出させていただきたいと考えている。もしも次世代シーケンサによる網羅的な細菌の検索が可能となった場合には、その試薬類についても支出させていただきたい。また、平成25年6月12日からソウルで開催される国際小児歯科学会での情報収集にも研究費の一部を使用させていただきたい。
表面ナノ凹凸構造を用いた脂質二重層膜の固定化と膜タンパク質の分離・分析への応用

本研究では、脂質二重層膜内での膜タンパク質の電気泳動を実現するために、固体基板から部分的に離れた(凹部を"橋架け"した)脂質二分子膜を実現することを目的としている。前年度までに、シリコン基板上に作成された逆ピラミッド状の穴(一辺が5-10ミクロン程度)の上で、脂質二重層膜の"橋架け構造"が形成されることが明らかになっていた。しかし、"橋架け構造"の安定化に、基板上のどのような構造的特徴(凹部の形状、サイズなど)が重要な役割を果たしているのか良く分からなかった。そこで本年度は、基板上の構造と"橋架け構造"の安定性との関係を明らかにするために、実験と理論の両面から研究を行った。その結果、穴の"ヘリedge"の曲率半径が、橋架け構造の安定化に重要な役割を果たしていることが明らかとなった。具体的には、シリコン(111)面のアルカリエッチングを用いて作成した六角柱状の穴(一辺が5-10ミクロン)の上でも、ガラスのHFエッチングを用いて作成した半球状の穴(直径が5-10ミクロン)の上でも、"橋架け構造"が形成されることが明らかと成った。このことは、穴の形状や、サイズは、"橋架け構造"の安定化と無関係であることを示している。これまでに"橋架け構造"が形成された穴は全て、鋭い"へり(edge)"を有していた。そこで、微細加工されたガラス基板を熱アニール処理し、穴のヘリを丸めて実験を行った。その結果、穴のヘリの曲率半径が百数十ナノメートル(臨界曲率半径Rc)を超えると、膜が穴の凹部に沿って基板に張り付くようになり、"橋架け"が起こらないことが明らかと成った。この臨界曲率半径は、Rc=(k/Wa)(k:脂質膜の曲げ剛直性、Wa:膜と基板との吸着力)で計算した値とよく一致することが明らかとなった。
低地球軌道上の原子状酸素と炭素/高分子系宇宙用材料の反応に関する原子オーダー解析

本申請においてはlaser breakdown型原子状酸素発生装置の特徴を生かして、構造材として機体各部に広範に利用されている炭素系材料のモデル材料として熱分解黒鉛(HOPG)を選び、原子状酸素との反応を研究室に現有の超高真空対応走査トンネル顕微鏡(STM)とX線光電子分光装置(XPS)を用いてin-situ観察を試みるものである。本研究の結果、5eVの運動エネルギーを有する原子状酸素がHOPG基底面と反応する場合には、STM像においてprotrusionが観察された。これは反応サイトにおいて炭素原子が気化反応で失われ、ダングリングボンドに酸素原子が吸着したために生じた、局部的な電子状態の乱れに起因するものと思われる。このprotrusionの密度は原子状酸素のフルーエンスと比例関係にあり、その傾きから反応確率は10^<-3>程度であることが明らかになった。この値はこれまでスペースシャトルを使って宇宙での質量減少から計算された原子状酸素とグラファイトの反応確率(0.13)より2桁小さい。これは原子状酸素のフルーエンスが大きくなると観察されるhillocklike structureにより、その斜面ではグラファイトのプリズム面が現れることから、、反応の進行しやすいプリズム面での反応が支配的になるためであると考えられる。また、XPSの結果からは原子状酸素のフルーエンスが約4x10^<17>atoms/cm^2で表面酸素量は飽和値(0.94)に達し、ほとんどが化学吸着状態であることも確かめられた。これにより、steady-stateな原子状酸素とグラファイトの反応系ではグラファイト上の吸着酸素の影響を考慮する必要があることが示された。本研究ではイオンビーム型ならびにレーザーブレークダウン型の原子状酸素発生装置を用いて、低地球軌道環境における高分子薄膜の表面特性の変化について研究を行ったものである。研究初年度に当たる平成9年度はポリイミド薄膜に対する原子状酸素の反応の並進エネルギー依存性などについて研究を行った。その結果、以下のようなことが明らかになった。(1)原子状酸素とポリイミドの反応性における運動エネルギー依存性を調べるためにイオンビーム型原子状酸素発生装置を用いてポリイミド薄膜の質量変化をin-situに測定した結果、ポリイミド薄膜の質量変化は原子状酸素の運動エネルギーと関連しており、30eV以下のエネルギーでは原子状酸素の吸着によると思われる質量増加が、30eV以上では逆に質量減少が認められた。(2)原子状酸素を照射したポリイミド薄膜のXPS分析からは高エネルギーの原子状酸素を照射した場合にはカルボニル基やODAの分解が顕著に観察された。これらの結果は運動エネルギーの増加に伴い、化学反応のみではなく、物理的なスパッタリングによる効果も加わるためであると思われる。本研究ではビームフラックスが小さいため原子状酸素とポリマー表面の反応の初期過程を模擬している事になり、多量の酸素が表面に吸着した定常状態での反応とは異なる可能性がある。表面吸着酸素量が少ない場合には主鎖の切断が抑制されるという報告が最近なされている事から、これが本研究で質量減少が見られなかった原因であると推定される。以上のような結果をもとに次年度は高ビームフラックスでの同様な実験を繰り返すことにより反応の詳細を明らかにしてゆくとともに、グラファイト等の炭素系材料についてもその表面性状の変化を研究する予定である。
管状火炎による高速気流中での火炎の安定化

昨年度は、管状火炎を高速気流中での火炎の安定化の手段として利用する方法を提案し、管状火炎の当量比を0.9以上に設定することで、極めて容易に現装置で可能な140m/sの流速までプロパンのノズル火炎を保炎できることを示した。今年度は、その保炎機構を明らかにする目的で、温度分布を測定し、その熱的構造を調べた。温度の測定には、二酸化ケイ素で被覆したPt/Pt-13%Rhの熱電対を管状火炎バーナ直上に設置し、半径方向の温度分布を測定した。まず、管状火炎で安定化された過濃混合気のノズル火炎の温度分布を測定した。その結果、管状火炎のみの場合に比べ中心軸側に温度の高い領域が形成され、ノズル混合気中の余剰の燃料と管状火炎側混合気の余剰酸素との間に燃焼が起きて、厚い反応帯が形成され、燃焼が非常に安定に行われていることが確かめられた。次に、それのみでは安定に存在できない当量比Φ_n=1.0の理論混合気について、管状火炎で保持した場合の温度分布を流速を順次速くして(V_n=55,94,131m/s)測定した。その結果、遅い流速(V_n=55m/s)では、温度分布は上記の場合とほぼ同様であるが、流速を上げる(V_n=94m/s)と、最高温度は約1400°Cと維持されるものの、いわるゆ限界火炎温度1200°C以上の高温領域の厚みが減少し、現装置の最高速度(V_n=131m/s)では、この高温領域が非常に薄くなって、管壁側、中心部側への温度勾配が著しく増加し、反応領域からの熱損失が増大していることがわかった。したがって、1200°C以上の高温領域が厚く形成され、この領域両側の管壁側から中心軸側にかけての温度分布が上に凸となって反応帯からの熱損失が少ないことが管状火炎による火炎安定化にとって重要であることが明らかになった。流量範囲の異なる面積流量計を購入し、空気流量最大150Nm^3/h、プロパン流量最大25Nm^3/hの供給系を整備するとともに、小型燃焼風洞の導入部を改良したり、ボールバルブを採用して圧力損失の少ない配管系を製作した。その結果、最大混合気流速140m/s、この流速時で最高当量比3までのプロパン・空気混合気の高速気流を得ることが可能となった。そこで、本装置を用いて、本年度は、次の3ケースについて実験を行った。まず、(1)管状火炎の補助を受けない主流そのものの火炎の安定性を把握するために、一様なノズル上に形成される火炎の安定範囲を主流流速と主流当量比のグラフ上で求めた。次ぎに、(2)パイロット火炎として用いる管状火炎そのものの安定性を把握するため、主流が燃料を含まない空気のみの場合に対して、管状火炎が安定に存在できる管状火炎側の当量比を求めた。最後に、(3)代表的な流速、当量比の主流混合気に対して、この火炎を安定に保持するための管状火炎側の当量比を測定した。その結果、通常では、混合気流速が70m/sを越えると、火炎は全くノズル上に保持できないにもかかわらず、管状火炎をパイロット火炎として用いると流速140m/sまで容易に火炎をノズル上に保持でき、また、このときにパイロットに用いる管状火炎側の当量比は高々1(理論混合気)程度以下で良いことが明らかになった。したがって、管状火炎をパイロット火炎として火炎の安定化に利用する本方法の有効性が示された。なお、この140m/sという流速は、現在空気源として用いているターボフロアの吐出圧1400mmAqでは限界の流速であり、来年度は、大型の空気圧縮機や貯気槽の利用などによりさらに高速の気流を用いて、本方法の限界に挑戦する予定である。

その結果、遅い流速(V_n=55m/s)では、温度分布は上記の場合とほぼ同様であるが、流速を上げる(V_n=94m/s)と、最高温度は約1400°Cと維持されるものの、いわるゆ限界火炎温度1200°C以上の高温領域の厚みが減少し、現装置の最高速度(V_n=131m/s)では、この高温領域が非常に薄くなって、管壁側、中心部側への温度勾配が著しく増加し、反応領域からの熱損失が増大していることがわかった。したがって、1200°C以上の高温領域が厚く形成され、この領域両側の管壁側から中心軸側にかけての温度分布が上に凸となって反応帯からの熱損失が少ないことが管状火炎による火炎安定化にとって重要であることが明らかになった。
染色体パセンジャー複合体の制御機構が明かすがん染色体動態の病理

細胞は染色体パセンジャー複合体(Chromosomal Passenger Complex; CPC)をセントロメアに備えることにより、一定の頻度で生じる微小管と動原体の結合エラーを解消することにより、染色体の正確な分配を確実に進めている。我々は先行研究において、HP1によるAurora Bのアロステリックな活性化機構と、それを足がかりにAurora B機能の脆弱性という染色体不安定性の分子背景を見出し報告した。続く本研究の目的は、CPCの制御システムの要所であるHP1とCPCの分子間相互作用に焦点を絞り、アミノ酸レベルから複合体全体の構造情報を得ることである。本年度の進捗状況は以下のとおり:1)HP1とCPCの結合の局所的な構造情報を得るために、INCENPの部分的な断片の組換えタンパク質を精製し、生化学的な結合及びゲルろ過実験、等温滴定型カロリメトリー法により結合に関わる部位を同定した。当初予測したようなヒンジ部の関与は見えなかったが、リン酸化修飾を導入して再検討する必要がある。2)HP1とCPCの結合に関わるアミノ酸残基を明らかにするために、専門家との共同研究によりNMR解析を進めた。さらに相互作用部位の原子レベルの情報を得るために、専門家との共同研究により同部のX線結晶構造解析を進めた。3)CPCホロ複合体のコンフォマーを解析するために、専門家の協力を得て、溶液中で観察可能な高速原子間力顕微鏡での観察条件を決定した。計画した実験をほぼ予定通りに実施することができた。予測と異なった結果が得られた実験については、リン酸化修飾を加えて再度検討することとした。染色体パセンジャー複合体のホロ複合体の全体像を捉えることに成功したので、この実験系を用いて染色体パセンジャー複合体の空間的な制御についての研究を進める。