hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体コンディションに依存した可塑剤毒性増幅現象の解明

軟質ポリ塩化ビニル製医療機器に使用される可塑剤は生体内に一部が溶出することが知られており、主に欧州において毒性の疑いから代替が進められている。かつて汎用されていたBis - (2-ethylhexyl) -phthalate (DEHP)をTrioctyl trimellitate (TOTM)へ置き換えた製品も多く市販されるようになってきた。一方、DEHPおよびTOTMのいずれを使用した製品においても、透析時をはじめとする慢性使用の例などで不明熱をはじめとした起炎性を疑う現象が報告されており、潜在的な毒性の評価が不十分である可能性を残している。可塑剤の毒性評価においては試験間の偏差が大きく、これらの物質の毒性検出感度として十分な系と言い難いことは一因と考えられる。本研究では、毒性発現が生体コンディションに依存する可能性を明らかにし、感度良くまた使用実態に即した安全性試験法を提案することを目的とした。昨年度までに、ヒト新鮮血および健常ラット由来血液を用いた試験において、可塑剤由来の炎症反応機序を解析し、異物貪食反応の関与が最も高いという知見を得た。特にヒト新鮮血を用いた試験系についてラウンドロビンテストを行い、試験施設に依存しない半定量的な炎症強度を再現する試験系であることを確認した。しかし、試験施設あるいは試験回ごとの反応性を比較すると、一定した値を得ることが難しく、試験精度を向上することはできなかった。本年度は、可塑剤由来炎症反応の機序解析結果より、異物貪食反応を主とする細胞株と産生するサイトカインを絞り込み、可塑剤由来の炎症反応を検出することを試みた。その結果、ヒトT細胞由来細胞株を用いた試験系において、主にT細胞増殖に関与する因子を測定することで、ヒト新鮮血での試験と同傾向の炎症反応を検出することができた。軟質ポリ塩化ビニル製医療機器からの可塑剤溶出は、主に欧州において毒性の疑いから代替が進められている。すなわち、汎用されていたBis-(2-ethylhexyl)-phthalate (DEHP)をTrioctyl trimellitate (TOTM)へ置き換えた製品が開発されてきた。一方、DEHPおよびTOTMのいずれを使用した製品においても、透析時の不明熱等の起炎性を疑う現象が報告されており、潜在的な毒性の評価が不十分であると考えられる。本研究では、毒性発現が生体コンディションに依存する可能性を明らかにし、感度よく使用実態に即した安全性試験法を提案することを目的とした。本年度においては、可塑剤の炎症反応性の高いコンディションの検討を行うことを目標とした。ヒト新鮮血を用いた試験では、可塑剤由来の炎症反応の機序として異物貪食反応の関与が最も強いことが示唆された。したがって、自然免疫反応が活性化されたコンディションが目的に合致する可能性が高いと考えられる。この仮説に基づき、同様の試験をげっ歯類あるいは細胞で確立するため、まずラットの血液を用いた同様の試験系を考案した。無処置のラットから採取した血液について、可塑剤との共培養および上清を用いたサイトカイン濃度測定が可能であることを確認した。次年度では、自然免疫系を活性化すると考えられる処置をラットに対して行い、上記の方法で試験した材料について、遺伝子レベルおよびタンパク質レベルでの解析を行う予定である。当初の計画においてはラットを用いて網羅的にコンディション検索を行う予定であったが、実験動物の使用数削減の観点からデータの有効活用を期し、ヒト新鮮血液を用いたデータからの因子絞り込みをまず行った。そのため、動物を用いた実験の進捗が計画よりも遅れたが、事前に因子の一部を限定できたことより今後の研究のスリム化が可能となった。合わせて、ラットの血液を用いて、より均一な系として同様の試験を行うための検討を完了したため、次年度以降の条件負荷における不確定要素を減じることができた。上記より、研究課題全体としての進捗は順調と言える。一方、DEHP及びTOTMのいずれを使用した製品においても、透析時の不明熱等の起炎性を疑う現象が報告されており、潜在的な毒性の評価が不十分であると考えられる。昨年度までに、ヒト新鮮血を用いた試験で可塑剤由来の炎症反応機序を解析し、異物貪食反応の関与が最も高いことが示唆された。合わせて同様の試験をラット血液を用いた系として立ち上げ、無処置のラットから採血した血液を用いたサンプルについて、サイトカイン濃度測定が可能であることを確認した。本年度は、ラットの自然免疫系を活性化する目的で環境負荷による交感神経優位状態や体温上昇を誘発する手法を確立した。続いて、負荷個体より採取した血液を用いて可塑剤との共培養を行い、上清サンプル採取を行った。後述する理由により研究進捗が遅れたため、予定していた遺伝子レベル及びタンパク質レベルでの解析は完了しておらず、次年度に継続実施する予定である。昨年度までの課題進捗状況は順調であった。

当初の計画において、環境条件を負荷したラットを用いた毒性試験と網羅的解析、特定した因子の確認実験を行う予定であったが、後述するように本研究に充てるもの以外のエフォートにおける業務が間歇的に発生し、ラットの環境条件負荷に十分な時間を確保することが難しく、処置動物の血液を用いた培養サンプルを得る段階までの進捗に留まった。したがって、研究課題全体としての進捗は遅れている。ただし、本年度発生した業務は一時的なもので、次年度の状況は改善される見込みであるため、次年度でのキャッチアップは可能な範囲の遅れである。軟質ポリ塩化ビニル製医療機器に使用される可塑剤は生体中に一部が溶出することが知られており、主に欧州において毒性の疑いから代替が進められている。すなわち、汎用されていたBis-(2-ethylhexyl)-phthalate (DEHP)をTrioctyl trimellitate (TOTM)へ置き換えた製品が開発されてきた。一方、DEHP及びTOTMのいずれを使用した製品においても、透析時の不明熱を初めとした起炎性を疑う現象が報告されており、潜在的な毒性の評価が不十分である可能性がある。本研究では、毒性発現が生体コンディションに依存する可能性を明らかにし、感度良くまた使用実態に即した安全性試験法を提案することを目的とした。昨年度までに、ヒト新鮮血および健常ラット由来血液を用いた試験において、可塑剤由来の炎症反応機序を解析し、異物貪食反応の関与が最も高いという知見を得た。本年度は、環境負荷をかけることで交感神経優位状態や体温上昇を誘導したラットについても同様に血液を採取し、活性化白血球における炎症反応の増幅を試みたが、健常ラット由来血液を用いた場合と比して炎症反応を増幅することはできなかった。一方、ヒト新鮮血による試験系についてラウンドロビンテストを行い、試験施設に依存しない半定量的な結果が得られることがわかった。試験施設あるいは試験回ごとの反応性を比較すると、一定した値を得ることが難しく試験精度を確定できなかった。ドナーの遺伝的多様性以外の因子が関与していることが明らかであるため、次年度に継続して生体コンディションとの関連性を検討し、関与の強い炎症系因子に着目して最適な細胞評価系を探索する予定である。27年度までの課題進捗状況は順調であった。28年度に本研究以外のエフォートにおける業務が間歇的に発生した関係で、ラットを用いた検討の進捗が遅れていた。今年度は、処置ラットの血液を用いた検討を行ったが、予期していた炎症反応の増強が見られず、タンパク解析および遺伝子解析に至ることはできなかった。一方で、ヒト新鮮血を用いた試験法の普遍化に成功し、またヒト血液における同様の試験時に採取したサンプルからの遺伝子解析を発展させたことで、試験感度を上昇させうる因子の候補を絞り込むことができたため、次年度においては、ラットを用いた検討を一部削減し、細胞系での検討を並行して行う。軟質ポリ塩化ビニル製医療機器に使用される可塑剤は生体内に一部が溶出することが知られており、主に欧州において毒性の疑いから代替が進められている。かつて汎用されていたBis - (2-ethylhexyl) -
貝柱の接着機構を模倣した、バイオミメティックインプラントアバットメントの創製

我々はリン酸カルシウムを貝殻の成分として有するミドリシャミセンガイの貝殻-貝柱間の強固な接着機構に着目し,バイオミメティックス技術を応用することで,生体材料であるチタンに同様の軟組織との結合能を付与することを目的として研究を開始した.平成17年度においてはチタン表面へのアパタイト/ラミニンの析出及びラミニン含有アパタイトコーティングディスクを用いたin vitroにおける細胞培養に関する研究を行い,その結果は昨年の報告書に記載した通りである.引き続き本年度はファイブロネクチンコーティングディスクにより線維芽細胞を用いたin vitroでの検討,ならびに同様の処理・コーティングを行ったスクリューインプラントを用い,ラット口蓋粘膜への埋入実験を行い,in vivoでの検討も加えた.その結果接着タンパクであるファイブロネクチンの存在により線維芽細胞の有意なケモタキシスが観察され,またインプラントに直行する線維の走行を可能とした.しかしながらバイオミメティックスという本題に振り返ると,貝殻-貝柱間において観察された,貝殻内面再表層と貝柱筋線維を繋ぐような10-15μm程度の膜様構造を再現することは困難であった.この膜様構造は,興味深いことに歯根表面と歯槽骨とを繋ぐ歯根膜と類似の構造を呈し,独立した組織を連結するためには,この2層構造が鍵となるのではないかとの仮説に至っている.今後,発展の一途をたどる再生医療とのコラボレートも視野に入れ,本研究を一層深めることが必要である.目的我々はリン酸カルシウムを貝殻の成分として有するミドリシャミセンガイの貝殻-貝柱間の強固な接着機構に着目し,バイオミメティックス技術を導入することで,生体材料であるチタンに同様の軟組織との結合能を付与することを目的として研究を開始した.実験1:チタン表面へのアパタイト/ラミニンの析出純チタンディスク(φ10mm)に対しアルカリ処理(5M NaOH 5ml/disk,80°C,48h)を施し,その後熱処理(600°C,1h)を行い,リン酸過飽和/ラミニン溶液に37°Cにて1日浸漬した.なお温度,時間等の条件設定は溶液中の経時的カルシウム濃度及びタンパク濃度を測定し、条件ごとのSEM観察を行った上で決定した.実験2:ラミニン含有アパタイトコーティングディスクを用いたin vitroにおける細胞培養我々は実験1にて準備したラミニン含有アパタイトコーティングディスクを用いてマウス線維芽由来であるNIH3T3細胞株を用いて培養を行い,対照としてアパタイトコーティングのみのディスク上で同様の培養を行った.両者の表面への生着を観察するために3時間培養後、30mM HEPESバッファー洗浄、2.5%グルタールアルデヒド固定を行いエタノール系列にて脱水後SEM観察用試料を作製した.SEM観察の結果、ラミニン非含有アパタイトコーティングディスクは細胞の伸展,成長がほとんど観察されなかったのに対し,ラミニン含有アパタイトコーティングディスク上における細胞は,伸展性,細胞相互の接着性,細胞層の成長等において優れているようであった.ここまでの総括純チタン表面に接着タンパク及びアパタイトを析出したディスク上における細胞の反応は良好であったものの,チタンと析出層との結合は脆弱である.現在,アパタイト析出によるラミニン徐放と並行してラミニンを一定期間担持可能なチタン表面改質を検討中である.我々はリン酸カルシウムを貝殻の成分として有するミドリシャミセンガイの貝殻-貝柱間の強固な接着機構に着目し,バイオミメティックス技術を応用することで,生体材料であるチタンに同様の軟組織との結合能を付与することを目的として研究を開始した.平成17年度においてはチタン表面へのアパタイト/ラミニンの析出及びラミニン含有アパタイトコーティングディスクを用いたin vitroにおける細胞培養に関する研究を行い,その結果は昨年の報告書に記載した通りである.引き続き本年度はファイブロネクチンコーティングディスクにより線維芽細胞を用いたin vitroでの検討,ならびに同様の処理・コーティングを行ったスクリューインプラントを用い,ラット口蓋粘膜への埋入実験を行い,in vivoでの検討も加えた.その結果接着タンパクであるファイブロネクチンの存在により線維芽細胞の有意なケモタキシスが観察され,またインプラントに直行する線維の走行を可能とした.しかしながらバイオミメティックスという本題に振り返ると,貝殻-貝柱間において観察された,貝殻内面再表層と貝柱筋線維を繋ぐような10-15μm程度の膜様構造を再現することは困難であった.この膜様構造は,興味深いことに歯根表面と歯槽骨とを繋ぐ歯根膜と類似の構造を呈し,独立した組織を連結するためには,この2層構造が鍵となるのではないかとの仮説に至っている.今後,発展の一途をたどる再生医療とのコラボレートも視野に入れ,本研究を一層深めることが必要である.
バルク結晶に導入した亀裂の平面透過電子顕微鏡観察

材料の破壊は材料科学の最重要課題のひとつである。材料の破壊の研究には、2つのアプローチが存在する。その1つは巨視的なアプローチで、その対極に位置する方法は計算機によるシミレーションである。しかし、この両者を橋渡しするメゾスコピックな尺度での亀裂の挙動に関する情報が現在欠落している。メゾスコピックなアプローチとしては透過電子顕微鏡(TEM)が最適である。しかし、亀裂先端部からTEM用薄膜試料を作製することは容易ではない。本研究では、集束イオンビーム(FIB)法を適用してバルク結晶内に亀裂を導入し、亀裂が薄膜試料の表面と平行になるようなTEM試料を作製し、バルク結晶内での亀裂先端部の構造変化を透過電子顕微鏡で観察するもことにより、これまで欠落していた破壊のミクロとマクロの研究の橋渡しをすることを目的としている。Siの他に、GaAs、アルミナや準結晶といった脆性材料の亀裂先端部の観察を行い、基礎的知見を得た。本研究はバルク結晶内での亀裂先端部の構造変化を透過電子顕微鏡で観察するものであり、これまで欠落していた破壊のミクロとマクロの研究の橋渡しをすることを目的としている。本年度の実績は以下のごとくである。(1)試料としては単結晶シリコンを用いた。その理由はシリコンは現在入手できる結晶のうち最も純度、完全度が高い結晶であり、且つ、温度を変化させることによって延性破壊、脆性破壊のいずれも起こさせることが可能なためである。(2)無転位のシリコン単結晶に室温でビッカース圧痕によって直線的な亀裂を導入した後、延性-脆性遷移温度(DBTT)近傍の600°Cで更に3点曲げによって亀裂を伝播させた。(3)亀裂先端部をピンポイントで狙ってFIB装置で薄膜試料を加工した。(4)この試料を加速電圧1000kVの超高圧電子顕微鏡で観察した。(5)室温で導入した脆性亀裂は極めて直線的でその周辺には転位等は一散観察されなかったのに対して、DBTT近傍で伝播した亀裂はジグザグしており、且つ破面の周辺に多数の転位ループが観察された。(6)これらの転位ループの解析より、亀裂周辺での転位の発生に関して新しいモデルを提唱した。しかし、亀裂先端部からTEM用薄膜試料を作成することは容易ではない。本研究では、集束イオンビーム(FIB)法を適用してSiのバルク結晶内に亀裂を導入し、亀裂が薄膜試料の表面と平行になるようなTEM試料を作製し、バルク結晶内での亀裂先端部の構造変化を透過電子顕微鏡で観察するもことにより、これまで欠落していた破壊のミクロとマクロの研究の橋渡しをすることを目的としている。本年度は、Siの他に、GaAs、アルミナや準結晶といった脆性材料の亀裂先端部の観察を行い、基礎的知見を得るとともに、この知見に基づき、脆性材料の新規な強靱化法を提唱した。

本研究では、集束イオンビーム(FIB)法を適用してバルク結晶内に亀裂を導入し、亀裂が薄膜試料の表面と平行になるようなTEM試料を作製し、バルク結晶内での亀裂先端部の構造変化を透過電子顕微鏡で観察するもことにより、これまで欠落していた破壊のミクロとマクロの研究の橋渡しをすることを目的としている。Siの他に、GaAs、アルミナや準結晶といった脆性材料の亀裂先端部の観察を行い、基礎的知見を得た。
ジエン類のダブルカルボニル化を伴う5成分連結反応の開発

本研究は、ニトロシルカルボニル鉄錯体の特性を最大限に活用し、1,3-ブタジエン類やアレン類を原料とし、ハロゲン化アルキル存在下、2分子のCOの挿入、即ち位置および立体選択的なダブルカルボニル化を経てアルコール分解することにより5成分を一挙に結合させる反応の開発を行うものである。1,3-ブタジエン類を種々のハロゲン化アルキル存在下にトリカルボニルニトロシル鉄酸塩と反応させ、1,3-ブタジエンの1位へのアシル化を伴うπ-アリル鉄錯体の合成を行った。次に、このπ-アリル鉄錯体にビス-1,2-(ジフェニルフォスフィノ)エタン(DPPE)を反応させて1,3-ブタジエンのもう一方の末端にカルボニル挿入したε-オキソ-β,γ-不飽和アシル鉄錯体を合成した。これにより1、4位ダブルカルボニル化を達成した。次にこの鉄錯体をアルコール分解することにより、ε-オキソ-β,γ-不飽和カルボン酸エステルを合成した。これらの反応により、5成分連結反応が完成した。さらにこれらの反応をシングルフラスコ中で連続的に行うことにより、一挙に5成分を連結することが出来た。アレン類についても同様に、種々のハロゲン化アルキル存在下にトリカルボニルニトロシル鉄酸塩と反応させ、次にDPPEを反応させ、トリカルボニルニトロシル鉄酸塩からの2分子のCOがアレンの1、2位にダブルカルボニル化し、続いてアルコール分解することにより、これら5成分が連結したγ'-オキソ-β,γ-不飽和カルボン酸エステルを一挙に合成する反応を開発した。[n-Bu_4N][Fe(CO)_3NO](TBAFe)存在下、1,3-ブタジエン類と種々のハロゲン化アルキルを反応させることにより1,3-ブタジエン類の一方の末端にアシル基を導入した(η^3-l-アシルメチルアリル)Fe(CO)_2NO錯体を合成した。この反応で種々の置換基やアシル基を持つ鉄錯体を合成可能であることを見い出した。しかし、鉄錯体の収率に対する置換基の影響は大きく、置換基を持たない1,3-ブタジエンでは高収率であったが、置換基を持つとその収率は低下した。特に、1位と4位の両末端に置換基を持つとき、最も収率が低下した。次に(η^3-1-アシルメチルアリル)Fe(CO)_2NO錯体と二座配位子である1,2-ビスジフェニルフォスフィノエタン(DPPE)とを反応させ、1,3-ブタジエンのもう一方の末端にCO挿入したε-オキソ-β,γ-不飽和アシル鉄錯体を良好な収率で得られることを見い出した。しかし、1,3-ブタジエンのアシル基が付加した末端とは反対側の末端に置換基を持つ場合には、カルボニル挿入反応は阻害された。以上のように、種々の1,3-ブタジエン類の末端にアシル基を導入し、さらにもう一方の末端にカルボニル基を挿入した1,3-ブタジエン類の1,4位ダブルカルボニル化反応を伴うε-オキソ-β,γ-不飽和アシル鉄錯体の合成法を開発した。今後は、この1,4位ダブルカルボニル化反応をワンポットで進行させ、次に、さらにもう1分子の有機成分と反応させることにより、当初の目的の5成分連結反応を完成させる予定である。また、種々の置換基を持つアレン類と種々のハロゲン化アルキルをTBAFe存在下反応させることにより、アレンの2位にレギオ選択的にアシル基が付加した(η^3-2-アシルアリノレ)Fe(CO)_2NO錯体が好収率で得られることを見い出した。

今後は、さらにこの錯体とDPPEとの反応によりアレン類の1位と2位でのダブルカルボニル化を完成し、さらに、得られた錯体を用いた有機合成への展開を図る予定である。本研究は、ニトロシルカルボニル鉄錯体の特性を最大限に活用し、1,3-ブタジエン類やアレン類を原料とし、ハロゲン化アルキル存在下、2分子のCOの挿入、即ち位置および立体選択的なダブルカルボニル化を経てアルコール分解することにより5成分を一挙に結合させる反応の開発を行うものである。1,3-ブタジエン類を種々のハロゲン化アルキル存在下にトリカルボニルニトロシル鉄酸塩と反応させ、1,3-ブタジエンの1位へのアシル化を伴うπ-アリル鉄錯体の合成を行った。次に、このπ-アリル鉄錯体にビス-1,2-(ジフェニルフォスフィノ)エタン(DPPE)を反応させて1,3-ブタジエンのもう方の末端にカルボニル挿入したε-オキソ-β,γ-不飽和アシル鉄錯体を合成した。これにより1、4位ダブルカルボニル化を達成した。次にこの鉄錯体をアルコール分解することにより、ε-オキソ-β,γ-不飽和カルボン酸エステルを合成した。これらの反応により、5成分連結反応が完成した。さらにこれらの反応をシングルフラスコ中で連続的に行うことにより、一挙に5成分を連結することが出来た。アレン類についても同様に、種々のハロゲン化アルキル存在下にトリカルボニルニトロシル鉄酸塩と反応させ、次にDPPEを反応させ、トリカルボニルニトロシル鉄酸塩からの2分子のCOがアレンの1、2位にダブルカルボニル化し、続いてアルコール分解することにより、これら5成分が連結したγ'-オキソ-β,γ-不飽和カルボン酸エステルを一挙に合成する反応を開発した。
反強磁性体における幾何学的位相による量子輸送現象の理論的研究

本研究の課題は,反強磁性体における量子輸送現象の性質を調べることであるが,平成28年度はそれに先立って,強磁性体におけるトポロジカルホール効果(THE;磁化の非共面的構造によって横電流が誘起される現象)を調べた.これまで,伝導電子スピンと局在磁化の交換相互作用(s-d相互作用)が強い領域と弱い領域でTHEが調べられていたが,我々はそれらの何れでもない「中間結合領域」が存在し,多様な領域に応じてTHEの物理的解釈が異なることを認識した.平成29年度は,s-d相互作用の強さや磁化構造の波長などのパラメータで特徴づけられる様々な領域において,THEの物理的な描像とホール伝導度(THC)の解析的表式を明らかし,より多様な物質・状況に適用できるTHEの理論の完成を目指した.まず,磁化構造の波長が伝導電子の平均自由行程よりも長い場合には,ゲージ場の方法という統一的枠組みによって説明され,中間結合領域においては,電子拡散の寄与が重要であることが分かった.また,s-d項を摂動的に取り扱うことによって,スカーミオン格子において,様々な波長をもつ磁化構造の下でのTHCの定性的振舞いを明らかにした.さらに,フランスの実験グループとの共同研究により,弱強磁性体Ca1-xCexMnO3で生じる巨大なトポロジカルホール効果の実験結果が,本研究の中間結合領域における結果によって定性的に説明できることが分かった.続いて,元々の課題であった反強磁性体中の量子輸送現象の研究にとりかかった.これまでの理論研究によって,ネールベクトルが非共面的構造を持つことによってスピンホール効果が生じることが知られているが,我々はこれまで指摘されていなかったゲージ場の非断熱過程による寄与を見出した.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の課題は,反強磁性体内でネールベクトルの緩やかな空間変化がスピンカイラリティーをもつ場合に,スピンホール効果(あるいはホール効果)を調べ,それがどの程度現れるか,あるいはどのように記述されるかを調べることである.その前段階として,強磁性体内の磁化構造のスピンカイラリティーによるホール効果の解析を行った.スピンカイラリティーによる異常ホール効果は従来,磁化と伝導電子の間の交換相互作用が強い(強結合の;断熱的な)場合を考え,ベリー位相という幾何学的位相の観点で理解されるが,磁化と伝導電子の交換相互作用が弱い(弱結合の;非断熱的な)場合には,断熱的な描像が破綻することに着目し,異常ホール効果の非断熱な成分を調べた.本研究では,伝導電子,非磁性不純物,(静的な)磁化構造が存在するモデルを考え,1.磁化と伝導電子の交換相互作用を摂動的に取り扱い,2.ゲージ場の方法を用いて解析した.計算の結果,異常ホール伝導度の主要項については従来の理論と異なり,磁化と伝導電子の結合の強さMの1次に比例する項が現れることがわかった(従来の理論ではMの3次が主要項).本研究ではこの原因究明の過程で,異常ホール効果が先ほどのM,電子の平均自由行程,磁化構造の空間変化のピッチなどの大小関係によって様々な領域があることも認識した.本年度においては,手始めに磁気スカーミオン格子において,それぞれの領域で異常ホール効果の解析を行い,従来の弱結合理論がどの領域に当てはまるのか,ある程度の同定を行った.また,異常ホール伝導度において不純物散乱によるバーテックス補正(電子の拡散的伝導とスピンの保存を記述)の効く領域と効かない領域があることがわかった.本年度に得られた結果は国内学会・研究会2件,国際学会2件において発表した.現在,更なる計算を行っており,完成,論文執筆まであと少しのところまで迫っている.研究実績の概要でも述べた通り,本研究の当初の予定では,反強磁性体内の伝導電子が反強磁性体内でどのような位相を感じるか,ということを調べる予定だった.ところが,強磁性体内の輸送現象(トポロジカルホール効果)の研究が予想外の方向に進展したため,先ずは強磁性体におけるホール効果の研究に集中してまとめることにした.この研究は現在最終段階を迎えており,論文執筆まであと一歩のところまで迫っている.現在,この内容で23本の論文の投稿を予定している.また,強磁性体内の磁化構造の空間変化や,電子の平均自由行程などの大小関係は,反強磁性体内の電荷・スピン輸送をしらべる際にも重要になることが充分期待される.現在までの経験が今後の研究計画を豊かにしたという意味で,ある程度順調に進展しているといえる.本研究の課題は,反強磁性体における量子輸送現象の性質を調べることであるが,平成28年度はそれに先立って,強磁性体におけるトポロジカルホール効果(THE;磁化の非共面的構造によって横電流が誘起される現象)を調べた.これまで,伝導電子スピンと局在磁化の交換相互作用(s-d相互作用)が強い領域と弱い領域でTHEが調べられていたが,我々はそれらの何れでもない「中間結合領域」が存在し,多様な領域に応じてTHEの物理的解釈が異なることを認識した.平成29年度は,s-d相互作用の強さや磁化構造の波長などのパラメータで特徴づけられる様々な領域において,THEの物理的な描像とホール伝導度(THC)の解析的表式を明らかし,より多様な物質・状況に適用できるTHEの理論の完成を目指した.

まず,磁化構造の波長が伝導電子の平均自由行程よりも長い場合には,ゲージ場の方法という統一的枠組みによって説明され,中間結合領域においては,電子拡散の寄与が重要であることが分かった.また,s-d項を摂動的に取り扱うことによって,スカーミオン格子において,様々な波長をもつ磁化構造の下でのTHCの定性的振舞いを明らかにした.さらに,フランスの実験グループとの共同研究により,弱強磁性体Ca1-xCexMnO3で生じる巨大なトポロジカルホール効果の実験結果が,本研究の中間結合領域における結果によって定性的に説明できることが分かった.続いて,元々の課題であった反強磁性体中の量子輸送現象の研究にとりかかった.これまでの理論研究によって,ネールベクトルが非共面的構造を持つことによってスピンホール効果が生じることが知られているが,我々はこれまで指摘されていなかったゲージ場の非断熱過程による寄与を見出した.まずは,これまでの強磁性体でのトポロジカルホール効果の解析を完了させる.具体的には,まだ計算の完了していない領域でのホール伝導率を計算し,磁化構造の空間変化の大きさとホール効果の関係を弱結合の場合に包括的に理解し,また弱結合領域と強結合領域のゲージ場による統一的記述を目指す.つぎに,当初計画していた反強磁性体での電荷・スピン輸送の解析に移る.まずはゲージ場の断熱的な成分に着目し,ネールベクトルの空間変化の大きさに気を付けながら計算する.つぎに,反強磁性体内で伝導電子が感じる位相をゲージ場の観点から理解することを試みる.先行研究において,反強磁性体内では強磁性体とは異なるベリー位相を感じることが指摘されているが,このような場合にゲージ場がどのような性格を持っているか(断熱成分,非断熱な成分が存在するか)について調べる.また,本研究の計画に記載したカゴメ反強磁性体内の異常ホール効果は2016年度話題になり,精力的に研究された.これについても,出版された論文を精査し,研究を進める.29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
キラルな含カルバゾールポルフィリンの開発

ポルフィリン類縁体は光化学、電気化学、超分子化学など様々な分野で注目されている色素である。申請者はカルバゾールを組み込んだ縮環ポルフィリンの開発に成功してきた。カルバゾールのベンゾ環の縮環により共役系が大きく拡張するため興味深い電子的性質を示す。またカルバゾールを組込んだBODIPYを合成したところ、いくつかの色素が固体発光を示した。このような近赤外吸収や固体発光は一般的なポルフィリンやBODIPYでは見られない。本研究ではキラルな含カルバゾールポルフィリンやBODIPYを合成し、円二色性(CD),円偏光発光(CPL)スペクトルを用いてキロプティカル特性を評価する。ヘリセン構造を組込んだカルバゾールを用いたり、ビナフチルを導入することで目的化合物を合成する。特にこれまでに研究例の少ない近赤外領域におけるCDや固体状態におけるCPLの発現に重点を置く。初年度はEt2AlClを用いた新規条件によりキラルBODIPYを合成した。これらは溶液中及び固体状態でCPLを示した。固体CPLを示すBODIPYとして初の例でありChemical Communicationsに掲載された。またキラルBODIPYのキロプティカル特性に及ぼす置換基効果の調査と二量体の合成、および螺旋状カルバゾール骨格を持つ新規キラルBODIPYの開発を行った。キラルな含カルバゾールポルフィリンについても合成も行い近赤外領域でのCDを確認した。固体CPLを示す新規キラルBODIPYの開発に成功し、その成果がChemical Communicationsに掲載された。またキラルBODIPYのキロプティカル特性に及ぼす置換基効果の調査および螺旋状カルバゾール骨格を持つ新規キラルBODIPYの開発を行っており順調に進展している。初年度に引き続きキラルな含カルバゾールポルフィリンやBODIPYを合成し、キロプティカル特性を評価する。得られた成果に関する学会発表および論文発表する。ほぼ計画通りに予算を使用したが、繰越金が発生した。基金のため繰越金を0円にする調整をしなかった。初年度以上に積極的に研究を遂行する。学会発表や論文発表のための経費にも充てる。
図形表現と文表現を組み合わせたヘテロジニアスな日常的推論の論理学研究

本研究では、文・記号表現を対象としてきた論理学研究を拡張し、(1)図形表現と文表現を組合わせたヘテロジニアス推論の分析を行う。さらに、(2)インダクションやアブダクションといった非演繹的な日常的推論に基づくヘテロジニアス推論の分析を行う。とくに、ヘテロジニアスな日常的推論を、実際にわれわれが行う形に沿って形式化し分析する。1.オイラー図や表、グラフ等のこれまでに研究を進めてきた具体的なヘテロジニアスシステムを抽象化し、アブストラクトなヘテロジニアスシステムの形式化を行った。さらに、そのアブストラクトシステムにおける証明の正規化定理を証明し、ヘテロジニアスな証明一般の特徴づけを行った。研究成果は「日本大学哲学会第68回(平成29年度)学術研究発表会」および「証明論研究会2017」において口頭発表を行った。2.上記のヘテロジニアスな証明一般の特徴づけに基づいて、その認知的な分析と、認知的な証明構成戦略について考察した。「日本認知科学会第34回大会」において研究成果の口頭発表を行った。4.本研究での図形と文表現を組合わせたヘテロジニアスな日常的推論の分析を、論理トレーニングに応用し、教材開発を行った。また、eラーニング教材の開発も行った。平成29年度は当初の予定通り、ヘテロジニアス推論の証明論的分析、認知的な分析、日常的推論への応用研究を行った。また、前年度に引き続き、証明論的意味論の分析を行った。本研究では今後、以下を並行して行っていく。1.ヘテロジニアス証明の正規化定理を拡張してヘテロジニアス推論の証明論を確立する。さらに、反例構成やアブダクション等の非演繹的推論も同一のシステム内で形式化し、より拡張されたヘテロジニアス推論の分析を行う。また、計算論の観点からの分析も行う。2.まずは通常の情報科学的な計算量分析を応用しながら、人間の計算能力に合った計算ステップやより細やかな計算量の階層を探求し、認知的特性に基づく計算論的分析手法の開発を目指す。3.経済学におけるグラフと文・論理式を用いたヘテロジニアスな推論の分析を進め、経済学におけるグラフの効果的な使用方法について考察する。4.Prawitzの証明論的意味論研究に基づき、形式的体系における「証明」から、より広い推論を含む「論証」へと拡張された証明論的妥当性の概念について分析する。5.本研究のヘテロジニアスな日常的推論の分析を、論理的思考訓練や論理トレーニングへと応用する。本研究では、文・記号表現を対象としてきた論理学研究を拡張し、図形表現と文表現を組合わせたヘテロジニアス推論の分析を行う。さらに、インダクションやアブダクションといった非演繹的な日常的推論に基づくヘテロジニアス推論の分析を行う。とくに、ヘテロジニアスな日常的推論を、実際にわれわれが行う形に沿って形式化し、分析する。1.本研究ではまず、図形(グラフ)を用いたヘテロジニアス推論であり、なおかつアブダクション等の非演繹的推論が頻繁に用いられる具体的なケースとして、経済学におけるグラフを用いた推論の分析を開始した。とくに、線形グラフに基づくヘテロジニアス推論の形式化を行った。(研究成果は国際学会Diagrams 2016にて発表した。)2.シンタクティカルな推論規則によってセマンティックな妥当性の概念を定める証明論的意味論(Prawitz (1971))の完全性の概念について分析した。(研究成果はThe 3rd Asian Workshop on Philosophical Logic (AWPL 2016)において発表した。)証明論的意味論は、自然演繹の推論規則と証明の正規化過程に基づく意味論であり、証明論的妥当性の概念は、形式的体系における証明に限らず、より広い推論を対象とした「論証」へと応用される。本研究の中心的な形式化手法も自然演繹であり、図形を用いた推論に対してもその正規化過程を考察することにより、証明論的意味論を応用することが可能であると考えられ、今後さらに分析を進める。平成28年度は、当初の予定通り、経済学におけるグラフを用いた推論の数学的形式化を行った。ただし、その分析は未だ不充分であり、現在引き続き分析を進めている。また、形式的体系における証明に限らない、より一般の推論を含む「論証」を対象とするPrawitzの証明論的意味論の分析を行った。

2.上記のヘテロジニアスな証明一般の特徴づけに基づいて、その認知的な分析と、認知的な証明構成戦略について考察した。「日本認知科学会第34回大会」において研究成果の口頭発表を行った。4.本研究での図形と文表現を組合わせたヘテロジニアスな日常的推論の分析を、論理トレーニングに応用し、教材開発を行った。また、eラーニング教材の開発も行った。平成29年度は当初の予定通り、ヘテロジニアス推論の証明論的分析、認知的な分析、日常的推論への応用研究を行った。また、前年度に引き続き、証明論的意味論の分析を行った。本研究では今後、以下を並行して行っていく。1.図形の認知的特性の証明論的分析:証明論的手法の中心的なものの一つが、証明の正規化定理である。証明の正規化定理は、どんな証明もそれと同じ結論をもつ正規形の証明に書き換えられることを述べる定理であり、とくに正規形証明は、そのシステムにおける証明の構造を特徴づけるものである。本研究で導入するヘテロジニアスシステムに対して、証明の正規化定理を確立し、そのシステムにおける証明の特徴づけ、および認知的特性の証明論的分析を行う。2.図形の認知的特性に基づく計算論的分析手法の開発:本研究では、まずは通常の情報科学的な計算量分析を応用しながら、人間の計算能力に合った計算ステップやより細やかな計算量の階層を探求し、認知的特性に基づく計算論的分析手法の開発を目指す。3.論理学教育等への応用:論理学が果たす役割の1つは、われわれが行う推論の規範を与えることである。ただしそのためには、できる限りわれわれが実際に行っている推論に沿った形式化を行わなければならない。本研究でのヘテロジニアスな日常的推論の形式化では、これを目指しており、実現すれば従来の文表現のみに妥当する論法よりも、さらに現実的な推論に近く、また応用力のあるものとなる。さらに、図形の認知的特性の分析から導かれるその適切な使用法などと合わせて、とくに経済学におけるグラフを用いた推論をはじめとして、一般に科学的思考法や論理トレーニングへと応用できる。本研究におけるヘテロジニアスな日常的推論の形式化は、たとえば経済学で行われる推論の習得や、より一般に論理トレーニング等への応用が可能であり、それを積極的に試みていく。1.ヘテロジニアス証明の正規化定理を拡張してヘテロジニアス推論の証明論を確立する。さらに、反例構成やアブダクション等の非演繹的推論も同一のシステム内で形式化し、より拡張されたヘテロジニアス推論の分析を行う。また、計算論の観点からの分析も行う。2.まずは通常の情報科学的な計算量分析を応用しながら、人間の計算能力に合った計算ステップやより細やかな計算量の階層を探求し、認知的特性に基づく計算論的分析手法の開発を目指す。3.経済学におけるグラフと文・論理式を用いたヘテロジニアスな推論の分析を進め、経済学におけるグラフの効果的な使用方法について考察する。4.Prawitzの証明論的意味論研究に基づき、形式的体系における「証明」から、より広い推論を含む「論証」へと拡張された証明論的妥当性の概念について分析する。5.本研究のヘテロジニアスな日常的推論の分析を、論理的思考訓練や論理トレーニングへと応用する。予定していた英文校閲費が不要になったり、入手不可能なことが判明した図書が複数冊あったりしたため。論文の進行状況により、予定していた海外学会への参加を見送ったため。
古代ローマ帝国における言語接触と西部地域におけるラテン語の浸透過程

本研究では、現代国際社会の縮図とも言うべき古代ローマ帝国時代、その領域内における諸言語の存在に焦点を当て、また特に帝国西部地方のラテン語化に注目して考察を進めてきた。その中でこれまで我が国ではほとんど等閑に付されてきた、古典語(ラテン・ギリシア)以外の言語の存在についての認識を深め、大学等研究機関における講義などを通じそれに関する情報を発信し、また特にグローフザンクの陶工文書、及びバースの「呪詛板」文書といった、本研究課題に関わり、そしてこれまで我が国において紹介されたことのなかった文書群を初めて取り上げて研究したことは、我が国の古代ローマ時代研究史の中で画期的なことであった。昨年度は本補助金の援助を得て、大きな研究成果を挙げることができた。特に昨年度二月には、南フランスへの研究旅行を実施することができ、ミヨー市のラ・グローフザンク遺跡という、後1世紀の西地中海世界における陶器製造の中心地を訪れることができた。この町はその多岐にわたる重要性故に、以前より欧米の研究者からは大きな注目をもって扱われてきたが、残念なことにこれまでの我が国の研究者たちにはほぼ全く注目されてこなかった。本研究においては、そこで発見されている陶器片上の文字の言語から、当時当地にあった陶エコミュニティで使用されていた言語を反映する、文学史料などには現れない実際の言語使用に関する多くの情報を引き出すことができると想定していたが、実際に現地の状況を自身の目で確かめ、また日本では手に入れにくい多くの資料を入手することで、問題意識をさらに深め、また理解をも深めることができた。また我が国の大学図書館等にはあまり所蔵されていない、古代地中海世界において使用されていたギリシア語とラテン語以外の言語に関する資料集を中心に書籍の購入を進め、多くの情報を集めることもできた。こうして得られた成果はそのまま大学における講義、社会人講座の内容に反映させ、成果の社会への還元も行った。また研究旅行の成果を含む論文はすでに帰国後直ちにまとめられており、本年度中に南窓社から複数著者による論文集の一篇として出版されることになっている。こうした活動は本年度も継続する予定である。本研究の二年目となった平成20年度は、本補助金の援助により大きな成果をあげることができた。まず第一年目に実施した南フランスへの調査旅行の成果を直ちに論文にまとめ、既に論文集(豊田浩志編『神は細部に宿り給う』南窓社)所収論文の形で公にされた。この論文の中では、これまで我が国では全く取り上げられたことのない、ラテン語とガリア(ケルト)語の用いられた二言語文書資料の分析を通じ、ラテン語のガリア(現フランス)地方への浸透のプロセス解明に、大きな一石を投じることができたと自負している。また購入を進めてきた各種文献・資料を利用して行った研究・検討はそのまま、昨年度後期に東京外国語大学で開講した「ヨーロッパ史料を読む:多言語併存社会としてのローマ帝国」と題した講義を始めとして、いくつかの大学で担当している講義内容に反映され、社会への還元を行うことができた。また海外への調査旅行に関しては他の予算措置を利用することができ、夏期休暇を利用してトルコ南部(リュキア地方)に赴き、ギリシア語とリュキア語の言語接触という類例について認識を深め、そして資料・書籍のテキストのみからは分からない、現地の様子を垣間見ることができた。こうした活動の中から特に、イタリア半島におけるラテン語以外の言語への意識・理解が高まり、講義中でもエトルリア語、サベッリ(オスク・ウンブリア)語、ウェネト語を取り上げるなどした。こうした言語とラテン語との接触については、本研究の一応の最終年度となる平成21年度に、調査旅行を実施するなどして、更に深く追求する予定である。本研究課題の一つの区切りとなったこの三年度目には、夏期休暇期間を利用し、ローマ支配時代にラテン語の幅広い浸透の見られた、北アフリカ地域(チュニジア)への研究旅行を実施し、その地域における土着語(フェニキア・カルタゴ(ポエニ)語、リュビア語)とラテン語の接触の様態を確認した。また次いでエジプトにも赴き、その地のエジプト語、ギリシア語、ラテン語三言語使用の状況を調査した。また一方で北にも関心の幅を広げ、プリタンニア(現イングランド)における古代の温泉保養地バースで発見されている「呪詛板」文書の検討も行った。これは盗難にあった物品の返還を、バースの温泉湧出地に宿る女神(スリス=ミネルウァ)に願うため、盗人を呪う文言を鉛板に記して源泉に投げ込んだものが発見されたものであるが、そこに記された盗品の「些細さ」から、中下層民の手になるものと推測される。その言語(ラテン語、及び島嶼ケルト語?)は、ブリタンニアへのラテン語普及について、多大な情報を提供してくれるものであり、その成果の一部は既に雑誌に発表し、また平成22年6月の「西洋古典学会」にて報告する予定である。

さてこの三年間の成果は、現在出版計画及び執筆の進んでいる共著『(仮)ラテン碑文で楽しむローマの歴史』(研究社)の中の、ローマ共和政期におけるローマとイタリア半島の言語についての章、そして単著『古代史テキストシリーズ(仮)多言語の地中海世界』(聖公会出版)での記述を通じて、来年度以降に社会へと還元していく予定である。こうしたことからも、本研究への三年にわたる補助の成果が、大変実り多いものであったことを証明できるものと思う。
基礎実験科目とキャリア教育を融合させた新しい双方向・文理融合型授業の導入

北海道北見市はかつてハッカの町であった。大正時代に始まり一時は世界シェア70%まで記録した北見薄荷産業は1983年に終焉を迎えた。独特の変遷を経た薄荷産業の現状について,北見市および岡山県・兵庫県において聴き取り調査を行った結果,薄荷産業の灯は幸運にも北見市において各種団体・民間企業によって個別に守られながら今まさに復興に向けた動きが起き始めていることが判明した。これらの結果を基にして,大学基礎化学実験にて北見薄荷産業の過去・現在・未来について考えさせるという,文理融合型の新しい試みを行った。学生に対するアンケート調査の結果,本試行は学生の社会的視野を広げるのに効果的であることが判明した。北海道北見市は昭和初期に世界シェア70%を誇った薄荷産業の中心地であった。その歴史は、屯田兵による種根の持ち込みから1983年の薄荷工場閉鎖まで、我が国の産業構造の変化と共に流れた、大変教育価値の高いものである。また薄荷生産は薄荷の栽培→水蒸気蒸留による精油の分離→精油の冷却後遠心分離によるメントールの分離→精製という工程であり、これにTLC等による分析を加えると基礎化学実験として最適のテーマとなる。本研究は、上記2つの長所を活かし、北見薄荷の実習と薄荷産業の歴史を組み合わせたキャリア教育志向化学実験授業の実現とその効果検証である。研究は、薄荷産業の現状取材、2化学実験実習の改良、3実施効果の検証の3点について行った。以下にその成果を示す。1北見市の他、薄荷産業発祥の地と言われる岡山県総社市他を訪問し、薄荷産業の現在と未来について取材した結果、北見、岡山共に薄荷復活の動きがある事が判った。特に北見市では歴史を伝える各施設や企業が使命感をもって歴史を伝え、薄荷の灯が消えないよう温めており、そして今まさに薄荷復興へ向けて動きが出始めている。2大学2年次の「化学実験」の授業にて、以前収集した資料に今回の取材で得た薄荷産業の現在も加えて歴史の講義・ワークをした後、実験実習を行った。その後「北見薄荷に未来はあるか?」というテーマの課題を与え、学生に考えさせた。3学期最終日に、この薄荷のテーマと他の実験テーマとを比較する、学生への無記名アンケート調査を行った。その結果(化学実験実習のみの)他テーマに比べ、本研究の薄荷産業の歴史を考えながら実習する文理融合型テーマは、実習スキル向上・実験の基本的心構え等の基本的価値を下げることなく「社会的視野を広げる効果」があった。以上の様に、従来の科目枠を超えた「キャリア教育志向化学実験実習」の試みは、北見薄荷という題材によって大きな成果を得た。理科教育
Differential Display法による神経膠腫悪性化に関する遺伝子探索

グリオーマ細胞株に対する分化誘導実験系を用い、mRNA fingerprinting法にて未知複数の遺伝子をスクリーニングすることにより、グリオーマ細胞の生物学的特性に関与する遺伝子の探索を試みた。ラットC6細胞を用いた実験ではRAP法により約600本のバンドを観察し、サブクローニングおよびノーザンブロットにより4個の分化誘導関連遺伝子を同定した。うち2個は既知のものであったが、他の2個はrabit dystrobrevinおよびhamster complement Cls proteaseと高い相同性を示す新規遺伝子であった。このうちC1s proteaseにhomologousなcloneに関してはcDAN cloningを行いC1s proteaseのrat homologであることが判明した。また、この遺伝子はGFAPの発現にもよく相関して分化誘導に伴い発現量が増加した。ヒトA172細胞を用いた解析でも分化誘導に関連したいくつかのcDNAを同定しており、現在これら遺伝子の解析を進めている。
活性葉酸の母豚繁殖効率向上の作用機序の解明

母豚の一腹当たり産子数を増やすことは、養豚業にとって重要な問題である。葉酸というビタミンは、DNA合成の補酵素として作用するため、産子数を増やすには欠かせない栄養源である。そこで産子数を増やすために、母豚に葉酸を添加することが栄養学的に推奨されている。この葉酸には、生理活性を持つ還元型と、生体内で還元されて作用を発揮する酸化型の二種類がある。当研究室では以前に、多くの動物と違って、酸化型葉酸を利用出来ないことを発見した。本研究は、母豚の繁殖効率改善を目的として飼料添加する場合、還元型葉酸でなければ効果がないのか、酸化型葉酸でも同様な効果が得られるのかを試験研究した。試験は母豚4群に分けて行った。I群:無添加対照、II群:酸化型葉酸投与、III群:ロイコボリン投与、IV群:菌体粉末投与。ロイコボリンは還元型葉酸薬である。一腹当たり産子数、離乳頭数、一頭当たりの体重、成長速度、初産後の次発情までの日数について、データーをとった。初産豚の離乳後から、二産後45日目まで、薬物を試験飼料に混ぜて投与した。〔結果〕II、III、IV群の分娩当たり出産数は、対照のI群よりも多く、新生豚の発育速度は早かった。酸化型葉酸投与群(II)と還元型葉酸投与群(III、IV)の間では、一腹当たりの産子数も離乳頭数も、統計的な有意差は検出出来なかった。また、II、III、IV群間で、初産後から次ぎの発情までの日数に有意差は検出出来なかった。但し、III、IV群の豚は、II群の豚よりも血漿中還元型葉酸濃度は有意に高かった。〔結論〕本試験では、母豚の繁殖効率改善には、酸化型葉酸でも効果が得られるようである。母豚に飼料添加投与している合成葉酸は豚での利用性が悪く、代替えに活性葉酸(還元型葉酸)を飼料添加投与したところ、母豚の繁殖効率が向上することが生産の現場で明らかにされた。その作用機序につき、本プロジェクトでは現在3つの研究が進行中であるが、ここでは結果が出始めたそのうちの一つにつき以下に記す。結果:経産母豚(2産目)26頭を活性葉酸投与群(以下RF群:10頭)、合成葉酸投与群(FA群:7頭)、対照群(以下CO群:9頭)の3群に分けた。交配後40日で母豚を屠殺し、胚を子宮から回収しその生死、排卵数、胎子重量などを検査した。活性葉酸群には還元型葉酸を高濃度に含む菌体粉末(味の素リッターメートル)を用いた。結果を以下に示す。(平均±標準偏差)。[排卵数]RF群:17.4±2.15、FA群:16.7±2.06、CO群:16.00±3.00[生存胎子数]RF群:12.00±2.21、FA群:11.86±2.41、CO群:10.00±3.08[胎子生存率%]RF:72.62±14.77、FA群:67.99±10.62、CO群:64.73±22.33[胎子乾重量gm]RF:2.08±0.28、FA群:2.01±0.45、CO群:1.87±0.21考察とまとめ:交配40日目はほぼ子宮内で胎子の器官形成が終了した時期である。

葉酸はDNA合成の補酵素で、この器官形成期に最も多く必要と考えられるのでこの時期での屠殺試験を行った。結果から分かるように、活性葉酸投与(RF)群では、排卵数、胎子生存数、生存率、胎子乾重量いずれも他の群よりも大きい値を示した。従って、活性葉酸の繁殖効率改善効果の原因として、器官形成期での胎子の生存率を向上させること、母豚の排卵数を増加させることが可能性として挙げられる。妊娠母豚に活性葉酸を飼科添加投与すると、産子数が増加し、離乳後の母豚の発情回帰日数が短縮する。その機序を解明するため、昨年度に続き、1)活性葉酸の排卵数への影響、胎子の子宮内死への影響と、2)卵巣機能への影響、生殖ホルモンバランスへの影響を検討した(予備試験)ので報告する。また本研究継続中、新たに豚の葉酸体内恒常性維持機構についてのテーマが生じ、検討したので、その経過も合わせて報告する。1)排卵数・胚の子宮内生存に友ぼす影響について:初産豚を活性葉酸投与群と対照群の2群に分け、交配後35日後に母豚を屠殺して、生存胚を子宮から回収した。卵巣の残存黄体数から排卵数を推定し、胚の子宮内での生存胚の性状(数、重量、RNA含量、奇形発現率、成熟度など)、生存率を算出した。また母体の子宮粘膜性状について、形状観察、プロスタグランジン類・プロゲステロン・エストロゲン含量を測定した。生存胚の重量、RNA含量、成熟度が、活性葉酸投与群で有意に高い値であった。生存胚の数については差が出ていない。その他ブロスタグランジン類やホルモン類の測定などの結果はまだ出ていない。2)離乳後次発情までの日数短縮効果:初産豚を交配し、分娩・授乳させ、離乳後再度交配させた。この間、授乳期以後、離乳し次の発情が来るまで、1目1回の採血で、エストロゲン/プロゲステロン/黄体ホルモンのサージを見ることが目的である。今回は予備試験として、2頭の妊娠豚について、試験期間中の適切な採血間隔、採血量のの検討を行った。現在採血は完了し、ホルモン類の測定を行っているところである。3)多くの動物で、葉酸の体内恒常性維持には腸肝循環が重要な役割を果たしている。胆汁中に多量の葉酸誘導体を分泌し腸管で吸収し、また胆汁から分泌する回路である。豚についてはこれについての知見がない。慢性カテーテルを装着した豚で、胆汁中葉酸誘導体濃度を測定したが、胆汁中分泌量はラットと同程度、ウサギの約半分であった。体重比にすれば極めて少ない。豚の葉酸恒常性維持には、腸肝循環は関与していないと解釈できる。還元型葉酸が、母豚の繁殖効率を向上させる作用機序を検討した。未経産雌豚を交配させ、妊娠105日目から分娩、授乳、次回交配、妊娠45日目まで、1)葉酸無添加対照飼料、2)ビタミン葉酸添加飼料、3)豚用還元葉酸添加飼料で飼養した。二産豚について、交配後45日目に安楽死させ、子宮を摘出し、生胎子数、胎盤長と重量、胎子長と重量、尿膜水量と羊膜水量を測った。分娩時、授乳期間中、初産母豚、新生豚の成績に有意な差は検出できなかった。妊娠45日での母豚と胎子の成績でも、各群で統計的な有意差は見られなかった。本実験条件下では、還元葉酸の飼料添加投与は、母豚の繁殖効率、産子数増加や胎子の成長促進を向上させる効果は見られなかった。還元型葉酸飼料添加により、母豚や新生豚の血漿中還元型葉酸濃度を上昇させる作用は確認できたが、それが養豚での生産性向上にどのような有用性があるかについては、不明であった。
血球の分化と生存における細胞周期制御蛋白p21の新しい機能に関する研究

我々は細胞周期阻害因子p21が細胞質に発現することにより、アポトーシス阻害作用を発揮すること、.そのメカニズムとしてMAPKKKであるASK1が少なくとも1つの標的分子であることを昨年報告した(Asada eta1,EMBO J,1999)。今回我々は亜鉛誘導によらない恒常的に細胞質p21(DNLS-p21)を発現する新たなBaf3(IL-3依存性pro-B細胞株)およびU937細胞を樹立した。これらの細胞株を用いて、DNLS-p21と他の細胞周期制御因子との関係およびアポトーシス抵抗性について検討した。DNLS-p21はサイクリンD,E,AやCDK2と結合できたが、PCNAとは結合できなかった。L-3存在下ではモック細胞とDNLS-p21発現細胞のアポトーシス感受性に変化は見られなかったが、IL-3非存在下においては抗がん剤や酸化的ストレスによるアポトーシスに対してDNLS-p21発現細胞は有意に抵抗性を獲得していた。酸化的ストレスの際、アポトーシス特異的なMAPキナーゼ経路の活性化も抑制していた。以上の結果より、細胞質p21は単球系のみならずリンパ球系の細胞においてもアポトーシス阻害作用があることが判明した。このシステムは、アポトーシス特異的MAPキナーゼ経路の標的分子の同定の有用な手段となるのではないか、と考える。単球の分化の過程でどのようにしてp21が細胞質に発現するようになるのか。今年我々はこのヒントをつかんだ。p21の核内移行シグナルを含むGFP融合蛋白を単球系前駆細胞WEHI3BD+に発現させたところ、GFPのシグナルは核にのみ見られた。この細胞をビタミンD3で分化誘導するとGFPのシグナルが核のみではなく細胞質にも見られるようになった。この結果から単球への分化に伴ってp21の核移行シグナルをモジュレートする分子が発現してくるのではないかと考えられた。今後、この分子の同定をする予定である。