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無機質燃焼生成物による遮熱皮膜の損傷機構の解明とリスクコントロール

本研究は,航空機や発電プラントで広く利用されているガスタービンの安全かつ効率的な運用の一助となることを目的とした研究である.ガスタービンの熱効率および性能向上を目指して,運転温度高温化のための技術開発が進められ,ガスタービンを構成する材料はより厳しい環境で使用され,様々な損傷により機能を損なう危険性が高まっている.本研究では,大気中の微小な無機不純物(砂埃,火山灰など)による材料の損傷に注目している.ガスタービンを構成する材料のうち,特に高い温度で使用される部材の表面には遮熱コーティング(TBC)と呼ばれる保護膜が施工される.TBCは材料の耐久性を維持しながら運転温度の高温化を可能にしている.しかし,近年の運転温度は,先の不純物が溶融可能な温度にまで達し,溶融した不純物(無機質燃焼生成物:CMAS)がTBCに付着・浸透することで遮熱性能を低下させるとともに寿命を大幅に短縮してしまう.運転温度がより高温化している中にあってTBCの喪失は深刻な状況を招く.しかし,CMASによる損傷現象に対する理解とその対策は十分とは言えない.本研究では,(1)CMASによる損傷メカニズムを解明し,(2)損傷の程度を適切に評価する手法および(3)CMASに強いTBCあるいはその運用方法の提案を通して,問題解決を目指す. 2018年度は,(1)と(2)を中心に取組み,CMASの浸入によるTBCの熱・機械的特性の変化に伴う内部応力の発達過程について検討を行い,温度変化に伴う内部応力の変化を介した損傷の程度を精度の良く評価する手法が実現可能であることを明らかにした.また,損傷を受けたTBCを特殊な複合材料とみなし,その熱変形の様子について数値解析を用いた検討を行い,場合によってはその微視的構造の影響が強く反映されるとともに,その効果の程度は微視的構造のサイズ・スケールに依存するという知見が得られた.2017年度の進捗状況を受けて,2018年度の研究開始に先立ち研究計画を見直し,実験手法の変更と検討項目の絞り込みを行なった.その結果,概ね計画どおりに課題に取り組むことができた.また,2017年度の成果から,新たな研究の観点として,無機質燃焼生成物が付着・浸透したTBCを特殊な複合材料とみなし,その力学的な考究を行うことにした.2018年度は,その基礎的な検討を行い,TBCの損傷現象や損傷検出技術との関係づけはもとより,複合材料の微視的構造と材料特性に関する新しい研究課題としての発展の可能性が見込まれる結果が得られた.本研究では,前々項目で述べた(1)(3)の3つの観点について,さらに下記の4つの課題に分けて実施している.・課題1:TBC皮膜の機械的・熱的特性に及ぼすCMASの影響の解明(2016,17年度実施済み)・課題2: CMASによる損傷素過程の解析的および実験的検証(2017,18年度実施済み) ,(課題2より派生): CMASが付着・浸透したTBCの動的変化に関する解析的検討(2018年度一部実施済み,2019年度)・課題3: CMAS損傷の許容基準の検討(2018年度一部実施済み,2019年度)・課題4: CMAS損傷の検出・評価技術および損傷防止・抑制技術に関する検討(2018年度一部実施済み,2019年度)本年度は,本研究課題の最終年度であり,これまでに得られた結果を総合し,CMAS損傷の許容基準(課題3)と新たな損傷対策(課題4)に関する検討を実施する.許容基準(課題3)については,これまでの結果(課題1および2の結果)から,TBCの最終的な破壊(はく離・脱落)が生じないCMASの臨界浸入量(例えば,深さなど)を探求する.しかし,これまでに得られた知見によれば,ある時点でのCMASの浸入深さのような量的な基準が得られたとしても,それに続く熱的負荷により損傷の様相が時々刻々と変化する.従って,CMAS損傷が動的現象であることを考慮する必要がある.そこで,昨年度に課題2の派生課題として実施した,CMAS損傷したTBCを複合材料とみなしてその微視的構造と材料物性の動的変化に関する解析的検討をさらに前進させるとともに,実験結果との整合性を検証し,量的な許容基準について考察する.そして,損傷対策(課題4)については,特にCMAS損傷の抑制技術に関する検討に注力し,CMASの付着・浸透とそれに伴うTBCの反応を抑制するための新しい表面改質技術の可能性について検討する.本研究は,航空機や火力発電プラントで広く利用されているガスタービンの安全かつ効率的な運用の一助となることを目的とした研究である.ガスタービンはエネルギーを無駄なく利用するために,より高い温度で運転できるよう技術開発が進められている.従って,ガスタービンを構成する材料はより厳しい環境で使われることになり,様々な損傷を受け機能が損なわれる危険性が高まっている.本研究では,大気中の砂埃や火山灰といった微小な不純物による損傷に注目している.現在,特に高い温度で使用されるガスタービンの部品は,遮熱コーティング(TBC)とよばれる主にセラミックスからなる皮膜で表面を保護して使用されている.

ところが,近年の運転温度の高温化によって,吸気中に含まれる微小な砂埃などが溶融した物質(無機質燃焼生成物)がTBCに付着・浸透することで,TBCの性能を低下させるとともに寿命を著しく短くしてしまう.運転温度の高温化が進められている中で,予期せずTBCを喪失することは,ガスタービンにとって極めて危険な状況となる.しかし,無機質燃焼生成物による損傷現象に対する理解や対策は十分とは言えない.そこで本研究では,(1)無機質燃焼生成物による損傷メカニズムを解明したうえで,(2)損傷の程度を適切に評価する手法の開発さらに(3)無機質燃焼生成物のダメージに強いTBCの提案を通して,この問題の解決を目指すことを目的としている.本年は,主に上記の(1)の課題に取り組み,無機質燃焼生成物がTBC内部への浸透を実験的に再現し,それが単なる浸透ではなく,化学反応を伴いながら微視的組織を顕著に変化する現象が起きることを明らかにした.また,それによってTBCの性質が変化し性能低下につながる可能性を示した.さらに,TBCの成膜の方法の違いによる微視的組織の効果についても検討し,将来的に上記(3)につながる重要な知見を得た.本研究の当初計画は下記のとおり,4つの段階を経て目的を達成することであり,平成28年度は主としてi)に取組んだ.既存実験装置の都合により,当初計画していた実験の一部を完了することができなかったが,それに替えて平成29年度以降実施予定であったii)の課題を先取りして着手したことで,全体としては概ね研究計画のとおりに順調に進行しているといえる.i)TBC皮膜の機械的・熱的特性に及ぼすCMASの影響の解明(平成28年度)ii)CMAS損傷素過程の解析的および実験的検証(平成29,30年度)iii)CMAS損傷の許容基準の検討(平成30年度)iv)CMAS損傷の検出・評価技術および損傷防止・抑制技術に関する検討(平成30,31年度)具体的には,上記i)について,CMAS損傷を実験的に再現しCMAS損傷を受けたTBC試験片を作成し,その弾性係数,減衰特性,熱膨張係数など基礎的物性の測定を行なった.しかし,CMAS損傷したTBC試験片の準備に用いる実験装置の利用にあたって,他の研究課題との兼ね合いにより一部条件の試験片の作成が遅れ,それらを使用する実験を平成29年度に実施することとなった.一方で,i)の過程ではCMAS損傷に対するTBCの成膜方法による影響について検討を行なうとともに,損傷に伴うTBC微視組織の変化,内部での物質の移動の様子について詳細な調査も実施した.これらの知見に基づいて,平成29年度以降に取組む予定であった上記ii)の課題について解析モデルの基礎的検討を先行して開始した.本研究は,航空機や発電プラントで広く利用されているガスタービンの安全かつ効率的な運用の一助となることを目的とした研究である.エネルギーを効率よく利用するために,ガスタービンの運転温度を高温化するための技術開発が進められている.従って,ガスタービンを構成する材料は,より厳しい環境で使用されることになり,様々な損傷によって機能を損なう危険性が一層高まっている.本研究では,大気中の微小な不純物(砂埃など)による材料の損傷に注目している.特に高い温度で使用される部材は,表面を遮熱コーティング(TBC)と呼ばれる保護膜に覆われた状態で使用されている.しかし,近年の運転温度上昇は,先に述べた不純物が溶融可能な温度にまで達し,溶融した不純物(無機質燃焼生成物)がTBCに付着・浸透することでTBCの遮熱性能を低下させ,TBCの寿命(皮膜のはく離・脱落)を大幅に早めてしまう.運転温度の高温化が進められている中で,TBCの喪失は深刻な状況を招く.しかし,無機質燃焼生成物による損傷減現象に対する理解ならびに対策は十分とは言えない.
がん細胞の接着が誘発する血管内皮細胞間隙の開裂に関わるシグナル伝達分子の探索

【1】キメラCD44を用いた新しい接着シグナルの検出系の確立とCD44の機能的エピトープの解析:CD44の細胞内領域にFasのdeath domainを含む細胞内領域を連結したキメラ分子をCD44を発現しないAKR-1細胞に遺伝子導入し、CD44の接着シグナルを細胞死へ変換する新しい検出系を確立した。この検出系とCD44の異なるエピトープに対する単クローン抗体(mAb)を用いて、CD44のシグナル形成に関与する細胞外領域の特定を試みた。その結果、LyS49を含むCD44のヒアルロン酸結合に関連するエピトープを認識するmAbおよびPro108/Thr113を含むエピトープに対するmAbにアポトーシス誘導活性が認められた。【2】血管内皮細胞に発現しtransmigrationを制御する信号伝達分子の検索:リンパ節の高内皮細静脈(HEV)はその表面に接着した細胞を高率にtransmigrateさせる特徴をもつ。そこで、精製したHEVから3′末端特異的cDNAライブラリを作製し、各々約1,500クローンの塩基配列(gene、signature:GS)の決定とGSの出現頻度解析を通じてHEVの「遺伝子発現プロフィル」を得た。また、CD31^+内皮細胞やリンパ球を含む他のライブラリの解析リストとの比較およびデータベース検索を通じてHEV特異的遺伝子の探索を試みた。その結果、HEVにはendoglinやCD34などの既知の内皮細胞マーカーに加え、炎症反応に関連する遺伝子などの発現が認めれられた。またHEVに選択的に検出された既知遺伝子のうち、出現頻度の高いmac25/TAFについてin situハイブリダイゼーションを行ったところ、HEVに選択的にシグナルが検出された。
氷上現場観測による冬季海氷域の大気－海氷－海洋間の炭素輸送プロセスの解明

本研究の目的は、冬季海氷域の大気ー海氷ー海洋間の炭素および物質輸送プロセスを明らかにすることである。これまでの調査では、気候条件の厳しさやプラットフォームの整備が課題となり、冬季の氷上野外観測は実現困難であった。そこで本研究では、冬季の観測を集中的に実施した。特に今年度は、(1)アルフレッドウェゲナー極地海洋研究所(ドイツ)が所有する砕氷船ポーラシュテルンを用いた厳冬期南極海(2013年6-8月)で採取したサンプルの分析作業を実施した。分析結果を組み合わせ、大気ー海氷間の二酸化炭素とブロモホルム交換量の評価/変動要因を明らかにした。上記分析で得られた結果をまとめ、国際学会および国内学会で成果発表した。現在、国際査読誌への投稿に向けて執筆作業を進めている。(2)ノルウェー極地研究所(ノルウェー)が所有する砕氷船ランセを用いた厳冬期北極海航海(2015年2-3月)に参加し、氷上観測を実施した。観測サイトでは、海氷上積雪、海氷、海氷下海水を採取した。また、大気ー海氷間の二酸化炭素とブロモホルム交換量の測定を実施した。特に、大気ー海氷間の二酸化炭素交換量の測定では、気温による交換量の変化、積雪による交換量の抑制に関する貴重なデータを取得した。今後、各研究機関での分析、データ解析をする。そして、分析結果、取得データ解析をまとめ、国際学会および国内学会で成果発表する。最終的に(1)(2)を組み合わせ、冬季海氷域の大気ー海氷ー海洋間の炭素および物質輸送プロセスを明らかにする。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、冬季海氷域の大気-海氷-海洋間の炭素輸送プロセスを明らかにすることである。そこで本研究では、(1)ノルウェー極地研究所を拠点とした冬季北極海での継続的な観測を実施した。(2)オーストラリア南極局の国際プロジェクトに参加し、南極海の冬季氷上観測を実施した。(1)ノルウェー極地研究所を拠点とした冬季北極海での継続的な観測北極海スバールバル諸島テンペルフィヨルドにおいて2012年1月中旬から4月中旬に月1回のペースで氷上観測を実施した。また、CTDを用い、海氷下海水の温度、塩分を測定した。海氷上積雪、海氷サンプルは、研究室に持ち帰り、融解後、ガラス瓶に入れ、保存した。今後、北海道大学で化学分析(溶存無機炭素、全アルカリ度、溶存メタン、酸素安定同位体比)を実施する予定である。本観測では、氷河融解水が海氷下においてプルーム状に浸透して行く様子を捉えることが出来た。今後、化学分析結果と合わせ、海氷-海水間での炭素輸送プロセスについて研究を進める予定である。(2)オーストラリア南極局の国際プロジェクトによる南極海の冬季氷上観測オーストラリア南極局が所有する砕氷船オーロラ・オーストラリスを用いた冬季南極海における海氷観測航海SIPEX2(Sea Ice Physics and Ecosystem eXperiment2)(2012年9-11月)に参加し、氷上観測を実施した。観測サイトでは、(1)と同様の観測項目に加え、CO2フラックスチャンバーによる海氷-大気間のCO2交換量を測定した。今後、海氷-大気間のCO2交換量とサンプルの分析結果を組み合わせ、海氷-大気間での炭素輸送プロセスについて研究を進める予定である。本研究の目的は、冬季海氷域の大気ー海氷ー海洋間の炭素輸送プロセスを明らかにすることである。そこで本研究では、前述した目的を達成するために、(1)昨年採取したサンプルの分析作業を実施した。また、(2)ドイツの砕氷船による国際共同研究に参加し、南極ウェッデル海での冬季氷上観測を実施した。(1)昨年採取したサンプルの分析北極海スバールバル諸島フィヨルド内の海氷上ステーション(2012年1-4月)及びオーストラリア南極局が所有する砕氷船オーロラ・オーストラリスを用いた春季南極海における海氷観測航海(2012年9-11月)で採取したサンプルの分析を実施した。測定項目は、物理パラメータ(塩分、酸素安定同位体比)および生物/化学パラメータ(溶存無機炭素、全アルカリ度、栄養塩、ブロモホルム)である。分析結果を組み合わせ、大気ー海氷間のCO2・ブロモホルム交換量の評価/変動要因を明らかにした。上記分析で得られた結果をまとめ、国際学会及び国内学会で成果発表した。現在、国際査読誌(Journal of Geophysical Research)投稿に向けての執筆作業を進めている。(2)ドイツの砕氷船による国際共同研究アルフレッドウェゲナー極地海洋研究所(ドイツ)が所有する砕氷船を用いた厳冬期南極海(ウェッデル海)における海氷観測航海(2013年6-8月)に参加し、氷上観測を実施した。これまで厳冬期における船舶観測は、運行上困難なため非常に限られていた。しかしながら、本航海に参加する機会を得ることが出来た。観測ではフラックスチャンバーを使用し、厳冬期南極の外洋域における海氷ー大気間のCO2およびプロモホルム交換量を評価した。現在、採取したサンプルの分析・解析を進めている。

これまでの調査では、気候条件の厳しさやプラットフォームの整備が課題となり、冬季の氷上野外観測は実現困難であった。そこで本研究では、冬季の観測を集中的に実施した。特に今年度は、(1)アルフレッドウェゲナー極地海洋研究所(ドイツ)が所有する砕氷船ポーラシュテルンを用いた厳冬期南極海(2013年6-8月)で採取したサンプルの分析作業を実施した。分析結果を組み合わせ、大気ー海氷間の二酸化炭素とブロモホルム交換量の評価/変動要因を明らかにした。上記分析で得られた結果をまとめ、国際学会および国内学会で成果発表した。現在、国際査読誌への投稿に向けて執筆作業を進めている。(2)ノルウェー極地研究所(ノルウェー)が所有する砕氷船ランセを用いた厳冬期北極海航海(2015年2-3月)に参加し、氷上観測を実施した。観測サイトでは、海氷上積雪、海氷、海氷下海水を採取した。また、大気ー海氷間の二酸化炭素とブロモホルム交換量の測定を実施した。特に、大気ー海氷間の二酸化炭素交換量の測定では、気温による交換量の変化、積雪による交換量の抑制に関する貴重なデータを取得した。今後、各研究機関での分析、データ解析をする。そして、分析結果、取得データ解析をまとめ、国際学会および国内学会で成果発表する。最終的に(1)(2)を組み合わせ、冬季海氷域の大気ー海氷ー海洋間の炭素および物質輸送プロセスを明らかにする。26年度が最終年度であるため、記入しない。しかし、本研究ではノルウェーやオーストラリアなど海外の研究者と連携し、現場観測を実施することで、不足していた冬季の観測データを得ることが出来た。過去に採取したサンプル分析・解析を予定通り実施することが出来た。また、これまで実施が困難であった、厳冬期の氷上野外観測をドイツの研究者と連携し、現場観測を実施することで、不足していた冬季の観測データを得ることが出来た。本観測は、ノルウェー極地研究所、オーストラリア南極局、アルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所、国立極地研究所と共同で実施した。今後、各研究所で分析されたデータを合わせて、国内外の研究者と連携し、解析を進める。特に、海氷の成長履歴・種類の違いが、海氷-大気間の物質交換量に与える影響を評価する。これらの結果をまとめ、学会発表、論文投稿する。オーストラリア南極局が所有する砕氷船オーロラ・オーストラリスを用いた春李南極海における海氷観測航海とアルフレッドウェゲナー極地海洋研究所が所有する砕氷船を用いた厳冬期南極海で採取したデータをもとに、国内外の共同研究者と連携し、解析を進める。特に、海氷の成長履歴・種類の違いが、海氷ー大気間の二酸化炭素及びブロモホルム交換量に与える影響を評価する。
ノシセプチン受容体による記憶学習および長期増強の調節

ノシセプチン(Nociceptin)は最近単離された神経ペプチドで、その情報伝達の生理的重要性は明らかではない。我々はノシセプチン受容体欠損マウスの作製と解析により、ノシセプチンの生理機能の解明を目指している。ノシセプチン前駆体とノシセプチン受容体は海馬領域にも高発現し、記憶学習などの機能に関与すると予想することも可能である。我々はノシセプチン受容体ノックアウトマウスを利用して、行動学的実験と電気生理学的実験を遂行した。行動学的実験においては、水探索学習行動、モリス水迷路学習と受動回避学習試験の3種の異なった実験系において、ノシセプチン受容体欠損マウスは正常マウスよりも記憶学習能力が高いことが明らかになった。電気生理学的解析においては、変異マウスの海馬CA1領域の長期増強の振幅は正常マウスのものと比較して上昇していることが明らかにされた。以上の結果は、ノシセプチン受容体欠損変異は記憶学習と長期増強のgain of functionの表現系を示すことを証明しており、ノシセプチンによる情報伝達は正常個体においては記憶学習と長期増強の負の調節をすることが強く示唆された。一方、脳内投与されたノシセプチンは疼痛閾値低下作用を示すが、ノシセプチン受容体欠損マウスでは疼痛閾値の異常は見い出せず、ノシセプチンの薬理作用と変異マウスの表現系に矛盾が生じていた。この関係を明らかにするために、ノシセプチン受容体アンタゴニスト活性を有するオピオイド系薬物(naloxon benzoyihydrazone)を見い出し、正常マウスとノシセプチン受容体欠損マウスに対するその薬理作用を検討した。その結果、通常ではノシセプチンによる情報伝達系は生理的疼痛閾値調節に寄与しているが、受容体欠損マウスにおいてはノシセプチン情報伝達の欠失による異常を他の情報伝達系により打ち消していることを明らかにした。以上の結果は、単にノシセプチンによる情報伝達の生理機能を明らかにしただけではなく、ノシセプチン情報伝達を阻害する薬物は優れた鎮痛薬や記憶学習強化薬になりうる可能性を実験的に示していることとしても注目される。
沖縄の歴史情報研究

かつて琉球は、東アジア世界における地域間交流の要、「万国之津梁」として繁栄した。この沖縄の地理的重要性は、今日においても変るところがない。沖縄は今も日本、中国、台湾、朝鮮半島、さらには東南アジアの諸地域を包む環東シナ海世界の要である。沖縄をそのような国際社会のなかに位置付けて地域間交流の具体的様相を歴史的に考察し、東シナ海を取り囲む諸民族、いわゆるアジアニーズの歴史的変貌を明らかにすることを課題として重点領域研究「沖縄の歴史情報研究」は平成6年度より同9年度までの4年間の研究期間をもって遂行された。本研究は、領域研究の成果を取りまとめて研究成果報告書を作成し、領域研究の成果である琉球・沖縄史と環東シナ海地域間交流史に関する各種歴史情報を、学界はもとより広くインターネット等を利用して一般に公開・利用に供することを課題とした。琉球・沖縄史と環東シナ海世界の地域間交流史に関する多種多様な歴史資料をいかにして情報化するか、本領域研究では、(1)各種研究文献の統合的把握のための歴史情報の集積と検索システムの開発、(2)古文献、古文書資料など琉球・沖縄に関する歴史資料が、どこに、どのようなものがあるか、各種歴史資料の所在に関する情報の集積と検索システムの開発に関する研究、(3)本領域研究で調査・収集した琉球・沖縄史と環東シナ海世界の地域間交流史に関する基本的史料の画像情報の検索システムの開発とこれら各種資料をインターネット上で広く公開・利用するためのシステムの開発、(4)琉球王朝期の外交文書集「歴代宝案」や琉球家譜、「明実録」「清実録」「島津家琉球外国関係文書」など、琉球・沖縄史研究にとっての基本的文献の全文テキスト・データベースや環シナ海地域間交流史に関する各種の文献史料の情報化、を進めた。計画研究・公募研究の各研究班によって行なわれたこれらの情報化資料はすべて総括班に集積された。本研究課題は、これらの情報化資料の統合、ならびにその検索システムの開発等に関する各種の研究成果の取りまとめを行ない、またこれら収集・集積した各種歴史情報を筑波大学付属図書館の電子図書館サーバーからインターネットに公開・提供するための整備作業を進めた。平成10年8月には、本領域研究の全体を総括した総括班研究成果報告書「沖縄の歴史情報研究」を刊行した。また、本領域研究で収集されたマイクロフィルム等各種歴史情報は、東京大学史料編纂所、筑波大学附属図書館、大阪市立大学学術情報総合センター、沖縄国際大学南島文化研究所等に寄贈し、ひろく学界の利用に提供することにした。本領域研究は、沖縄を東シナ海世界の国際社会のなかに位置付けて地域間交流の具体的様相を明らかにする歴史資料の情報化をすすめ、また東シナ海を取り囲む諸民族いわゆるアジアニーズの歴史的変貌を実証的に解明することを意図している。本研究は、総括班として領域研究全体にわたる研究内容の方向性を定める役割を担い、また本領域研究を構成する各研究班との連絡、調整など研究の推進にあたった。研究第3年度の本年度にあっては、領域研究の推進と全体の連絡調整に意をそそぎ、総括班会議・研究代表者会議等の研究打ち合わせ会を頻繁に開催して各研究班の研究進展状況を確認し、研究情報の交流をはかった。また東京・京都・つくば大学、沖縄国際大学などでたびたび総括班研究会を開催して研究成果の中間発表や研究者相互の交流を促進した。とくに本領域研究の最終年度である今年度にあっては研究成果の取りまとめに留意し情報化資料やデータファイルの集積を図った。本研究プロジェクトの広報手段として作成しているニューズレター「沖縄の歴史情報研究」は第7号を刊行し、また速報版ニューズレター「飛船」は第30号までを発行して、研究情報、技術情報、諸研究会・研究集会開催案内などの紹介と研究成果の交流に務めた。さらに大阪国際女子大学に開設してあるWWWサーバーによるホームページによる情報ネットワークの充実に務め研究集会等の広報や研究成果の発表、研究進展状況に関する情報を提供した。本研究班は、領域研究の各研究班によって調査・収集された各種歴史情報の統合・集積をはかり、琉球・沖縄史関係研究文献情報データベースならびに琉球・沖縄史関係史料所在情報データベースの作成にあたった。琉球・沖縄史関係研究文献情報データベースはおおよそ7万レコードのデータ入力を完了した。計画研究の「琉球・沖縄の対外関係史」や「琉球王国の構造に関する研究」、「沖縄の社会に関する研究」などの各研究班と共同で進めてきた「歴代宝案」、「琉球家譜」、「琉球産業制度資料」など主要史料のテキストデータベースの開発はほぼ完成し、また計画研究「琉球・沖縄の歴史的文物の情報化」(文物班)と連携して研究開発を進めてきた画像データベース「琉球史料集成」は、インターネットを利用したWWWサーバによる検索システムの試験的供用を行なっている。本研究は、沖縄を東シナ海世界の国際社会のなかに位置付けて地域間交流の具体的様相を明らかにする歴史資料の情報化をすすめ、また東シナ海を取り囲む諸民族いわゆるアジアニーズの歴史的変貌を実証的に解明することを意図している。本研究班は、総括班として領域研究全体にわたる研究内容の方向性を定める役割を担い、また本研究を構成する各研究班との連絡、調整等を行なった。研究初年度の本年度にあっては、まず研究プロジェクト全体の立ち上がりのための連絡調整に意をそそぎ、研究代表者会議、総括班会議等の研究打ち合せを頻繁に開催して各研究班の研究進展状況の確認や研究情報の交流を行った。

また研究の方向性を確認、協議し、研究の相互交流の促進をはかるための「総括班主催研究会」を開催し(3回)たほか、島津家文書の見学会、東京大学史料編纂所や国立民族学博物館等の情報システムの見学会なども開催し、有益であった。また本研究プロジェクトの広報手段として、総括班では研究情報、技術情報、諸研究会・研究集会開催案内などを掲載したニューズレター(第3・4号)と速報版ニューズレター「飛船」(第1号第7号)を発行した。総括班は、各研究班によって調査・収集された各種歴史情報の統合をはかり、「研究文献情報データベース」ならびに「史料所在情報データベース」の作成にあたった。本年度は「沖縄歴史関係論文目録」(『沖縄史料編集所紀要』所収)、『琉球文献目録』(琉球大学付属図書館発行)などを底本としてデータベース化をすすめたほか、新城安善編著『沖縄書誌総覧-沖縄書誌の書誌-』についても電算入力を完了した。本総括班のもとに置かれた「研究支援応用情報システム」の各研究グループは、定例的に研究会を開催して本領域研究全体にわたる情報システムの整備をはかった。研究会では漢字処理、かな漢字変換システム、沖縄歴史情報データベースの構造などをテーマに取り上げて検討した。とくに画像データベース研究班(X011)では、計画研究「(A031)琉球・沖縄の歴史的文物の情報化」と連携して、富士写真フィルム(株)社製イメージプリンタFDIP6200・SCSIインタフェースユニットMS10を購入して画像データベース構築のための研究開発に当った。本領域研究は、沖縄を東シナ海世界の国際社会のなかに位置付けて地域間交流の具体的様相を明らかにする歴史資料の情報化をすすめ、また東シナ海を取り囲む諸民族いわゆるアジアニーズの歴史的変貌を実証的に解明することを意図している。本研究は、総括班として領域研究全体にわたる研究内容の方向性を定める役割を担い、また本領域研究を構成する各研究班との連絡、調整など研究の推進にあたった。研究第2年度の本年度にあっては、領域研究全体の連絡調整に意をそそぎ、総括班会議、研究代表者会議等の研究打ち合わせ会を頻繁に開催して各研究班の研究進展状況の確認や研究情報の交流を行った。また東京・京都・福岡のほか那覇市、宜野湾市、名瀬市などで総括班研究会を開催して研究の相互交流の促進をはかった。また本研究プロジェクトの広報手段としてニューズレター「沖縄の歴史情報研究」と速報版ニューズレター「飛船」を発行し、研究情報、技術情報、諸研究会・研究集会開催案内などを紹介した。さらに本年度は大阪国際女子大学、琉球大学、九州大学、東京農工大学、東京大学史料編纂所を結ぶ情報ネットワークを整備し、WWWサーバーによるホームページを開設して研究成果の発信を開始した。本研究班は、領域研究の総括班として各研究班によって調査・収集された各種歴史情報の統合・集積をはかり、琉球・沖縄史関係研究文献情報データベースならびに琉球・沖縄史関係史料所在情報データベースの作成にあたった。また計画研究「琉球・沖縄の対外関係史」(研究代表者:金城正篤琉球大学教授)と共同して「歴史宝案」のテキスト検索データベースの開発にあたり、成果を得た。本総括
ガングリオシド結合性ペプチドを用いた新規ドラッグデリバリーシステムの開発

細胞標的性のドラッグデリバリーシステム(DDS)の設計として、エンドサイトーシス経路を制御した細胞内導入を達成するペプチドの開発を行なった。そのために、細胞膜に存在するガングリオシド(GM3およびGM1)に結合するペプチドをファージライブラリー法で探索して、細胞認識素子として用いた。それらペプチド提示リポソームおよびペプチド修飾タンパク質を作製して、細胞内導入機構や細胞内局在などの評価を行なった。その結果、ペプチド特異的な細胞内導入が達成され、ラフト/カベオラ介在型のエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれることが明らかとなった。これにより新たなDDSの素材の開発を行なった。細胞表面に提示されているガングリオシドであるGM3やGM1に結合性を有するペプチドを結合したバイオコンジュゲートを作製した。ひとつはアジド化ペプチドをリン脂質とクリック反応で結合したペプチド脂質であり、もうひとつはビオチン化ペプチドである。ペプチド脂質はリポソームに組み込み脂質表面に提示させた。あるいは、ビオチン化ペプチドはアビジンとのABC複合体として作製した。GM3結合性ペプチド脂質を用いてペプチド鎖をリポソーム表面に提示させた。ペプチド提示リポソームを蛍光プローブで一部標識をしておき、COS7細胞との相互作用を検討した。その結果、100nm以下のサイズのリポソームが細胞に取り込まれやすく、ラフト/カベオラ介在型エンドサイトーシスで取り込まれている事が示された。一方、クラスリン介在型のエンドサイトーシスはほとんど生じていない事が示された。さらにGM1結合性のペプチドを用いたABC複合体を用いて細胞との相互作用を検討した。4種の細胞にp3ペプチド複合体を投与したところ、GM1の発現量と関係して細胞の種類に応じた取り込みが見られた。例えば、COS7細胞では、コントロール配列のcp8ペプチド複合体と比較してp3ペプチド複合体ではペプチドの濃度依存的に有意な結合量が見られた。また、p3ペプチド複合体と細胞との相互作用時間を検討したところ、相互作用時間が短いと主に細胞表面と相互作用し、相互時間が長くなるに伴い細胞内へ取り込まれた。最後に取り込み経路をCLSMで観察した結果、COS7細胞においては主にカベオラ/ラフト介在エンドサイトーシスで、一部はクラスリン介在エンドサイトーシスで取り込まれており、リソソームへの移行は少なかった。本研究では、糖脂質GM3に結合性を有するペプチドc01を提示させたリポソームやタンパク質の作製および細胞内へのデリバリーについて検討している。特に本年度はリポソームを用いた実験を行なった。卵黄ホスファチジルコリンおよびコレステロールから成るリポソームを作製した。c01ペプチド提示リポソームのGM3に対する認識は表面プラズモン共鳴(SPR)法を用いて評価した。c01ペプチドの提示により、リポソームはGM3単分子膜に特異的に結合した。またリポソーム中のコレステロール含有率がc01提示リポソームの糖鎖認識に大きく影響していた。さらに、細胞との相互作用は共焦点レーザー顕微鏡(CLSM)およびフローサイトメーター(FCM)により評価した。c01提示リポソーと細胞との相互作用のCLSM観察では、投与直後に形質膜表面に強い蛍光が観察され、投与1時間後から細胞内への取り込みが見られ、2時間以降では細胞内での強い蛍光が観察された。細胞内への取り込みにエンドサイトーシスが寄与していることが示された。FCM解析では、c01ペプチドの配列依存的に効率良く細胞内に取り込まれることが示された。そこで、エンドサイトーシス阻害剤を用いてc01提示リポソームの細胞内取り込み経路の解析を行った。c01提示リポソームと細胞との相互作用を各種エンドサイトーシス阻害剤共存下で行なったところ、主にカベオラ介在性エンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれていることが明らかとなった。c01修飾タンパク質でもカベオラ介在性エンドサイトーシスによる取り込みが見られており、c01ペプチドの特徴が明らかとなった。初年度に計画していた実験の準備段階が順調に達成できたことから、申請計画書の2年度目の計画の一部を前倒しして実験を行った。研究実績の概要で述べたように、GM3結合性ペプチド提示リポソームを用いて、カベオラ介在型の細胞内への取り込みを確認することができた。これにより大きな目標を達成できる見通しが得られた。よって、当初の計画沿った研究を推進できることが確認された。リポソーム以外のDDSでも同様の成果が得られるかを今後確認して行くことで、2年目に計画していた実験を予定通り推進することで、全体計画の目標を達成できる可能性が高まった。2年度目の計画として提案していた通りに、ペプチドを修飾した各種バイオコンジュゲートを作製する。ペプチドの提示方法として、デンドリマー化もしくはタンデムリピート法を試みる。ペプチド提示

リポソームでは、GM3結合性ペプチドに加えて、GM3とは異なる糖脂質であるGM1に結合するペプチドを用いる。初年度と同様の検討を行い、ペプチドの糖鎖認識性の違いによる細胞間相互作用の相違について検討する。特に核酸やタンパク質のデリバリーシステムを確立する。細胞との相互作用のメカニズム解析を複数のペプチドコンジュゲートで比較することで、細胞内輸送におけるガングリオシド結合性ペプチドの有用性を評価する。本申請者がこれまで開発してきた遺伝子複合体では、マクロピノサイトーシスにより細胞内に導入されていた。本申請研究では、ペプチドの認識を利用したラフト/カベオラ介在型の核酸のDDSを開発する。TATやレクチンとの比較解析を行い、本研究で開発するガングリオシド結合性ペプチドの特性を明らかにする。以上の様な実験により、糖脂質結合性ペプチドを利用した細胞内導入システムの特徴を明確にして、カベオラ介在性の細胞内導入の意義について明らかにすることを基本方針として、当初の計画通りに実験を実施する。総額1,500,000円は以下の様な内訳で使用する予定である。物品費(培養・合成・分析のための試薬や器具類)として1,000,000円、旅費として国内旅費(高分子討論会)100,000円および海外旅費(コントロールリリース学会)300,000円、その他経費として共通機器使用料100,000円を予定している。
低次元量子ハイゼンベルグモデルの基底状態の数値的研究

本研究では3年問の研究期間にわたり、様々な空間構造を持つ低次元量子ハイゼンベルグモデルについて、数値的手法を中心に研究し、以下の結果を得た。1.梯子量子ハイゼンベルグモデルで鎖間相互作用の弱い極限での臨界現象を密度行列繰り込み群(DMRG)を用いて明らかにした。2.1次元ランダム量子系にDMRGを適用する方法を開発し、1次元ランダム量子反強磁性ハイゼンベルグモデルにおけるランダムシングレット相の存在を確証した。現在、さらに準周期系などにも拡張して研究を進めている。3.1次元ランダム量子反強磁性ハイゼンベルグモデルに強磁性ボンドが入ったときの低エネルギー状態をDMRGを用いて調べ、比熱や帯磁率の温度依存性を議論した。4.ボンド交替のある1次元ランダム量子反強磁性ハイゼンベルグモデルをDMRGを用いて調べた。基底エネルギー、エネルギーギャップ分布、ストリングオーダーなどのボンド交替に対する依存性を求め、スピンパイエルス不安定性がランダムネスによって抑えられることを示した。5.1次元強磁性・反強磁性交替ボンドハイゼンベルグモデルの有限温度磁化過程を1次元ボゾン系への変換と量子モンテカルロ計算を併用して明らかにした。6.2倍・4倍の空間周期の共存するスピン1/2の1次元ハイゼンベルグモデルの基底状態を数値対角化法により調べ、相図と臨界指数を求めた。さらに、これに基づき、スピン1/2のダイマー化転移とスピン1のハルデン・ダイマー転移の関係を明らかにした。現在、異方性及び磁場の効果について研究を進めている。7.スピン1/2の2層量子反強磁性ハイゼンベルグモデルの基底状態と励起スペクトルに対するフラストレーションの効果を修正スピン波近似やダイマー展開法を用いて調べた。フラストレーションの強いところでは層間相互作用が弱いところまでスピンギャップ状態が残ることを示した。本年度は,以下の3つの研究について成果を得た。・強磁性的な鎖間相互作用を物量子悌子ハイゼンベルグモデルは、スピン1とスピン1/2の1次元ハイゼンベルグモデルをつなぐモデルとして興味を持たれてきた。特に、鎖間相互作用の小さい領域での臨界現象は国内外で様々な研究者により調べられているが、数値計算の困難さから確定的な結論がえられていなかった。本研究では密度行列繰り込み群法と有限サイズスケーリングを併用する事により、Strong-Millisや戸塚・鈴木による場の理論を用いた計算結果と一致する結果が得られ、これらの解析的理論の結論を確証した。・2層J-_1-J_2モデルは面間の相互作用によるシングレット対形成とフラストレーションの競合系として興味深い量子的基底状態が期待される。このモデルについて、修正スピン波近似により基底状態の相図を求めた。フラストレーションの強い領域では比較的小さな層間相互作用によりフラストレーションが本質的な役割を担っていると考えられ、フラストレーションによって引き起こされた量子スピン液体状態が実現している事は確実と思われる・密度行列繰り込み群をランダム系に拡張するアルゴリズムを開発した。この方法で、1次元ランダム反強磁性ハイゼンベルグモデルのエネルギーギャッ分布を計算誌、スケーリング理論と一致する結果を得た。現在、この方法を他の量子ランダムスピン系にも適用して計算を進めている。また、この方法は電子系を始め様々な対象に適用可能であり、今後の発展が期待される。本年度は以下の3つのテーマにつき下記の成果を得た。・密度行列繰り込み群をランダム系に拡張するアルゴリズムを開発し、スピン1/2の1次元ランダム反強磁性ハイゼンベルグモデルのエネルギーギャップ分布を計算し、DasGupta-MaやFisherによる実空間繰り込み理論と一致する結果を得た。

・上記の方法を強磁性ボンドと反強磁性ボンドが共存するスピン1/2の1次元ランダムハイゼンベルグ系に適用し、エネルギーギャップ及び基底状態でのスピンの大きさの期待値を求めた。Westerbergらによって実空間繰り込み理論によって指摘されたとおり、強磁性ボンドが存在すると基底状態のユニバーサリティクラスがランダムシングレット相から大スピン相へ変わることを確認した。また、これに基づき強磁性ボンドの割合が少ない極限でのランダムシングレット相へのクロスオーバーを議論した。・上記の方法を、ボンド交替のあるスピン1/2の1次元ランダム反強磁性ハイゼンベルグモデルに適用し、基底状態・エネルギーギャップを求めた。Hymanらによって実空間繰り込み理論によって指摘されたとおり、ランダムネスのある場合にもストリングオーダーの長距離秩序が残り、系がランダムタイマー相にあることを確認した。また、現在、基底状態エネルギー、エネルギーギャップの期待値、ストリングオーダーのボンド交替の強さによる変化を調べ、実空間繰り込み理論との比較を行いつつある。本研究では3年間の研究にわたり、様々な空間構造を持つ低次元量子ハイゼンベルグモデルについて、数値的手法を中心に研究し、以下の結果を得た。1.梯子量子ハイゼンベルグモデルで鎖間相互作用の弱い極限での臨界現象を密度行列繰り込み群(DMRG)を用いて明らかにした。2.1次元ランダム量子系にDMRGを適用する方法を開発し、1次元ランダム量子反強磁性ハイゼンベルグモデルにおけるランダムシングレット相の存在を確証した。現在、さらに準周期系などにも拡張して研究を進めている。3.1次元ランダム量子反強磁性ハイゼンベルクモデルに強磁性ボンドが入ったときの低エネルギー状態をDMRGを用いて調べ、比熱や帯磁率の温度依存性を議論した。4.ボンド交替のある1次元ランダム量子反強磁性ハイゼンベルグモデルをDMRGを用いて調べた。基低エネルギー、エネルギーギャップ分布、ストリングオーダーなどのボンド交替に対する依存性を求め、スピンパイエルス不安定性がランダムネスによって抑えられることを示した。5.1次元強磁性・反強磁性交替ボンドハイゼンベルグモデルの有限温度磁化過程を1次元ボゾン系への変換と量子モンテルカルロ計算を併用して明らかになった。6.2倍・4倍の空間周期の共存するスピン1/2の1次元ハイゼンベルグモデルの基底状態を数値対角化法により調べ、相図と臨界指数を求めた。さらに、これに基づき、スピン1/2のダイマー化転移とスピン1のハンデル・ダイマー転移の関係を明らかにした。現在、異方性及び磁場の効果について研究を進めている。7.スピン1/2の2層量子反磁性ハイベンベルグモデルの基底状態と励起スペクトルに対するフラストレーションの効果を修正スピン波近似やダイマー展開放を用いて調べた。フラストレーションの強いところでは層間相互作用が弱いところまでスピンギャップ状態が残ることを示した。
加圧トレーニングの安全性と血管に及ぼす効果の検証

サルコペニアやロコモティブシンドローム予防にレジスタンストレーニング(RT)は欠かせない.血流制限しながらRTを行う方法は,低負荷で筋肥大や筋力増強に導き得る.しかし,筋に及ぼす影響を通常のRTと同じにした場合,通常RTに比べて実施中の血圧応答は大きく,慢性的な影響として血管を硬くすることを助長し得る.定期的な血流制限下有酸素運動の実施は,血管を硬くすることなしに持久的運動能力と筋力を向上させる.腕や脚の付け根などを約180mmHg程度の圧で圧迫し,血流制限をしながら筋力トレーニングを行うと,通常では効果がないとされるような低負荷(最大筋力の20%程度)でも筋肥大や筋力増強を生じさせ得る.この方法は加圧トレーニングと呼ばれ,高齢者のトレーニングやリハビリへの応用が期待されているが,血流制限トレーニングが血管機能に及ぼす影響については未解決である.私たちは,有酸素トレーニングに血流制限を組み合わせた場合,有酸素能力の有意な向上に加え,最大筋力の有意な増加,筋肥大傾向があることを見出した.そこで,このトレーニング方法が動脈の伸展性に及ぼす影響を検討した.被検者は週3日,1日あたり30分の自転車運動を8週間行った.運動強度は最大酸素摂取予備能(VO2R)の45%からはじめ2週毎に5%ずつ上げた.血流を制限する群は大腿部の付け根を160mmHgの圧で5分おきに圧迫し1週間毎に10mmHgずつ上げた(血流制限群,9名).血流を制限せずにトレーニングを行う群を対照群(6名)とした.動脈硬化指数をトレーニング前,4週間後,8週間後に血圧脈波検査により求めた結果,有意な交互作用(群×時間)は認められなかった(P=0.91).この結果より,有酸素運動に血流制限を組み合わせたトレーニングは動脈スティフネスに影響を及ぼさない可能性が示唆された.血流制限トレーニングとは,体肢の付け根をカフなどで加圧し,血流を制限しながらレジスタンス運動を行うことである.その優れた点は,低強度の負荷でも筋肥大や筋機能の改善を示す点である.しかし,血流制限トレーニングのように代謝産物を留め,強い酸性に筋を暴露させながら行う運動では,逆に運動昇圧応答が強まり,血圧などの循環応答が過度に高くなると考えられた.我々はこれまでに,血流制限トレーニングと通常のそれでは,前者の方が血圧の上昇が高いこと,また,有酸素運動と血流制限を組み合わせた場合も血圧の上昇が血流制限しない場合に比べて高くなることを報告した.本年は,過度な血圧応答を示す血流制限トレーニングの継続が,動脈コンプライアンス(伸展性)と血管機能に及ぼす影響を検討した.20人の被検者はランダムに対照群(n=8)と血流制限群(n=12)に振り分けられた.週3日の頻度にて4週間,両腕アームカール運動を実施した.強度,回数,インターバルは,両群の筋力増強の幅が同じになるようにした.血流制限群のみ上腕の付け根を加圧しながら実施した.最大筋力,最大挙上重量,上腕屈筋群の厚さ,上腕周囲長は増加し,両群間におけるそれらの変化の仕方に有意な交互作用は認められなかった.動脈コンプライアンスは,血圧-脈波検査により,動脈硬化指数を算出した.そのトレーニング前後における変化の仕方に有意な交互作用が認められた.そして,対照群は有意に低下し,血流制限群は増加傾向であった(P=0.076).また,血管内皮機能の評価のために血流依存性血管拡張反応(FMD)検査を実施した.両群ともに有意な差は認められなかった.本研究より,血流制限トレーニングにより動脈コンプライアンスは低下し得るという負の影響が示唆された.サルコペニアやロコモティブシンドローム予防にレジスタンストレーニング(RT)は欠かせない.血流制限しながらRTを行う方法は,低負荷で筋肥大や筋力増強に導き得る.しかし,筋に及ぼす影響を通常のRTと同じにした場合,通常RTに比べて実施中の血圧応答は大きく,慢性的な影響として血管を硬くすることを助長し得る.定期的な血流制限下有酸素運動の実施は,血管を硬くすることなしに持久的運動能力と筋力を向上させる.腕や脚の付け根などを約180mmHg程度の圧で圧迫し,血流制限をしながら筋力トレーニングを行うと,通常では効果がないとされるような低負荷(最大筋力の20%程度)でも筋肥大や筋力増強を生じさせ得る.この方法は加圧トレーニングと呼ばれ,高齢者のトレーニングやリハビリへの応用が期待されている.しかし,血流を制限することに伴う運動昇圧応答の増強や痛みに由来する交感神経の興奮などにより,通常のトレーニングに比べて血圧が過剰に上昇することが推察される.そこで本研究では,片腕の屈曲-伸展動作中の血圧応答を通常条件と血流制限条件間にて比較することを目的とした. 8名の被検者について,約50秒おきに活動肢とは反対側の上腕にて収縮期血圧を測定した.上腕の屈曲-

伸展動作前の安静値,動作中の最高値はそれぞれ,通常条件(約70%1RMの負荷を用いて,8回,5セット,セット間インターバル1分)にて116±5 mmHg,145±12 mmHg,血流制限条件(約35%1RMの負荷を用いて,25回,5セット,セット間インターバル15秒,運動開始から終了まで160-180mmHgの圧で圧迫)にて116±10 mmHg,168±23 mmHg (値は平均値±標準偏差)であり,血流制限条件の方が血圧応答は有意な高値を示した(P<0.01).これらの結果より,加圧トレーニング中の血圧のコントロールには十分に配慮する必要が示唆された.最終目的である血流制限下の"筋力"トレーニングにより血管機能がどのように変化するかの実験に及んでいないため,また,論文執筆に至っていないため.当該年度の目標(研究計画)は達成できたが,論文執筆に至っていないため.また,現象を捉えることに成功したが,機序の解明には至っていないため.定期的な血流制限下“筋力"トレーニングは動脈コンプライアンスを変化させるかの研究を実施する.同時並行で,1-2年目の成果をまとめ,論文を執筆,投稿する.当初の計画通り,研究(定期的な血流制限下筋力トレーニングは中心動脈コンプライアンスを変化させるか)を実施する.同時並行で,1年目の成果をまとめ,論文を執筆,投稿する.平成24年度の実験が効率よく進んだ結果,消耗品の支出が予定より少額となった.このため24年度に予定していた物品の購入は,平成25年度研究計画の予算と合わせて前半に予定することとした.平成25年度の研究費の50%を被検者謝金等に充てる.残りの50%を消耗品と旅費(学会発表のため)に充てる.50%を被検者謝金等に充てる.残りの50%を消耗品と旅費(学会発表のため)に充てる.
アポ蛋白E遺伝子導入実験モデルによる糸球体障害の解析

1.アポEノックアウトマウスへのアポE導入アデノウイルスの感染:アポEノックアウトマウスにApoE-Sendaiを導入したアデノウイルスベクターを注入してリポ蛋白糸球体症(LPG)を作製し、血漿リポ蛋白分析と病理所見を検討した。対照群としてアポE2、E3、E4を導入したアデノウイルスベクターを注入した。2.血漿の生化学的分析:各種アポE投与マウスの血漿について、脂質解析とともにキャピラリー等速電気泳動法(cITP)およびアガロース電気泳動法によるリポ蛋白分析を行った。各群ではアポEが発現し、総コレステロール(TC)、LDLは正常化した。ApoE-Sendai投与群では一過性のトリグリセリド上昇があり、TC、LDLの改善は他群より不十分であった。cITPではアポEベクター注入にてVLDL/IDL、LDL、electronegative LDLの低下が示されたが、ApoE-Sendai投与群でVLDL/IDL、LDLの再上昇までの期間が短く、electronegative LDLの上昇は他群より目立った。electronegative LDLがほぼ酸化LDLに一致することから、酸化LDLがLPGの発症に関わることが示唆された。3.病理組織検討:各種アポEを投与したマウスの組織所見を検討した。ApoE-Sendaiを投与した一部のマウスでメサンギウムから血管極にかけて塊状のリポ蛋白が沈着しており、ヒトLPG類似の所見が得られた。4.アポE、FcRγ鎖ダブルノックアウトマウスでの腎障害の検討:FcRγ鎖欠損マウスにGVH反応の惹起によりLPGの発症が報告されおり、今回の結果をふまえて、アポEとFcRγ鎖ダブルノックアウトマウスの作製を試み、それにApoE-Sendaiを導入したアデノウイルスベクターを注入して、FcRγ鎖がLPGの発症機序にどのように関わっているか検討する予定である。1.アポEノックアウトマウスへのアポEベクターの注入:アポEノックアウトマウスを繁殖させ、apoE-Sendaiをはじめ各種アポEをそれぞれ組み込んだアデノウイルス・ベクターを4ヶ月齢オスの尾静脈に注入し、リポ蛋白糸球体症(LPG)に類似した腎障害等の発現を観察した。2.実験モデルの生化学的分析:マウスにおけるアポEの発現について、免疫ブロッティングとELISAにて確認した。リポ蛋白の分析に関しては、当初予定していたHPLC法に代わり、血漿10μlで分析可能なキャピラリー等速電気泳動法を用い、解析を行った。アポEノックアウトマウスやLPGではVLDL/IDL、酸化LDL、LDLなどの分画が高値なことが明らかとなったが、それぞれのアポE注入マウスにおける詳細な検討は、次年度に行うこととなった。3.実験モデルの病理組織学的解析:apoE-Sendaiを注入することで、LPG類似の組織像が観察されたが、同じ群のマウスすべてにこのような変化が起きるとは限らないことも明らかとなった。また、apoE2を注入すると、LPGとは異なる形態のリポ蛋白沈着を伴った糸球体障害が観察された。以上の結果から、リポ蛋白による糸球体障害には、アポE側の問題とともに、糸球体側の何らかの変化が関与している可能性が示唆された。最近、アポEノックアウトマウスと同じC57BL/6のバックグラウンドを有するFcRγマウスにおけるGVH反応で、LPG類似の障害が報告されている。今年度の研究の実績から、次年度においてその手法を応用することで、アポEノックアウトマウスにおけるLPGの解析がより詳細に行えることが示された。1.アポEノックアウトマウスへのアポE導入アデノウイルスの感染:アポEノックアウト

マウスにApoE-Sendaiを導入したアデノウイルスベクターを用いリポ蛋白糸球体症(LPG)おけるリポ蛋白分析と病理所見像を検討した。対照群としてアポE2、E3、E4を導入したアデノウイルスベクターを投与した。2.実験モデルの生化学的分析:各種アポE投与マウスの生化学的脂質解析とキャピラリー等速電気泳動法(cITP)によるリポ蛋白分析を行った。各群でアポEの上昇、TC、LDLの改善を認めた。しかしApoE-Sendai投与群では一過性のTGの上昇を認め、TC、LDLの改善効果が他群より低いことが証明された。cITPではアポEベクター注入にてVLDL/IDL、LDL、酸化LDLの改善が得られ、同時にポリアクリルアミドゲル電気泳動法によるリポ蛋白精密測定を行ったところApoE-Sendai投与群ではVLDL/IDL、LDLの再上昇までの期間が短く、アポE異常に関連したリポ蛋白やTGの変化がLPGの発症要因に関連していることが示唆された。3.病理組織検討:各種アポEを投与したマウスの組織所見を検討した。ApoE-Sendaiを投与した一部のマウスでメサンギウムから血管極にかけて塊状のリポ蛋白の沈着を認め、ヒトLPG類似の所見が得られた。電顕所見では同部位に一致してリポ蛋白が充満していた。4GVH反応下での腎障害の検討:FcRγ鎖欠損マウスにGVH反応の惹起によりLPGの発症が報告されおり、GVH反応とアポEの投与を同時に行い詳細に検討していく予定で、FcRγ鎖欠損マウスの増殖、アポE、FcRγ鎖ダブルノックアウトマウスの作製およびリンパ球ドナー用のCH2^<bm12>マウスの増殖を試みた。