hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
無限次元の代数群とリー環の研究、およびその物質科学・生命科学への応用

これは今までになかった全く新しい方法論による研究成果であり、多くの他の分野との関連が見つかる可能性を秘めた大変に面白い結果である。4つ目の項目に関しては、記号力学系やDNA文字列に関する数値実験を繰り返し、有理性と非有理性について配列との比較検討を行い、プログラミングの整備を行いながら、数学的な意味での必要十分条件の決定に、全力を挙げている段階である。以上、どの項目に関する研究も、概ね実施計画の予定に沿って順調に進んできている。とくに、単純性の発見、分類の完成、定理の周知、および有理性・非有理性の研究成果は、平成21年度における大きな研究実績である。1つ目の項目に関しては、幾つかのカッツ・ムーディ群の単純性が前年度までに確かめられたことを受け、それらの理論的背景を分析しながら、今後の展開を見越した理論整備を行った。この項目の目的は達成された。2つ目の項目に関しては、局所アフィン・リー環の分類は完成された。従って、この項目の目的は達成された。これら2つの研究における考察の応用として、30年来、未解決であった「ムーディ予想」を解決することに成功していたが、その長い証明のプロセスをまとめて発表することができた。3つ目の項目に関しては、準結晶や文字列に対して代数的・組合せ論的アプローチを行い、付随する代数系の研究を進め、その代数系が元の構造を完全にコントロールする仕組みを解明した。4つ目の項目に関しては、記号力学系やDNA文字列に関する数値実験を繰り返し、既に得られていた有理性定理を更に深め、自然数、整数、有理数、実数という様な数の階層が、綺麗にオートマトンと対応していることを発見した。これは、この項目の目的を遥かに超えた研究成果である。さらに、この成果を物質科学や生命科学へ広く応用するために、理論整備を行った。全ての項目で目的を達成し、それらの総括を行い、さらに今後の発展も見越した考察も行うことが出来た。これが平成22年度における研究成果である。
CD4陽性ヘルパーT細胞に認識される上皮性癌抗原遺伝子の同定

本研究では、CD4陽性ヘルパーT細胞に認識されるヒト癌細胞の癌抗原をコードする遺伝子を新たに単離することを、また、既知の癌抗原に関しては、クラスII分子に提示されCD4陽性T細胞に認識される新たな抗原ペプチドを同定することを試みた。その結果、卵巣癌患者の癌性腹水よりクラスII分子を恒常的に発現しているアロ腫瘍であるB細胞系・単球系白血病細胞を自己HLA-DRB1^*04051拘束性に認識するCD4陽性T細胞(SA-1)を確立した。このCD4陽性細胞は自己末梢リンパ球にも反応し自己反応性を有することが判明した。cDNAライブラリー発現クローニングを行なうために、HLA-DRA1^*0101,-DRB1^*04051を恒常的に発現した293T細胞(293T-DR0405)を確立し、また、細胞内にクラスII抗原プロセッシングに必要な分子(IiやHLA-DM)を発現させるためにCIITA cDNA準備しtransfectしたが、SA-1細胞はCIITAをtransfectしない293T-DR0405細胞にも反応した。また、クラスII分子を発現した上皮性癌細胞株を反応性確認のスクリーニングに用いることを目的に、CIITAを恒常的に発現した(内因性クラスII分子を発現することを意味する)上皮性癌の細胞株を作製した。また、クラスI癌抗原ペプチドUBE2V 43-51をワクチン投与され、このペプチドに対するIgG抗体が増強した患者の末梢リンパ球からHLA-DRB1^*0403拘束性にUBE2V 43-51ペプチドを認識するCD4陽性T細胞株を樹立した。この結果は、クラスIペプチドワクチン療法でのCTL誘導を伴わない抗腫瘍効果や、CD4陽性ヘルパーT細胞誘導を目的としたペプチドワクチン療法のプロトコールに示唆を与えるものと考えられる。
ヒドロキシアパタイト中空粒子の組成・形態制御と抗菌剤徐放歯科インプラントへの応用

複合エマルションを利用してヒドロキシアパタイトやリン酸水素カルシウムなどのリン酸カルシウム系化合物中空ミクロスフィアを調製した。マグネシウム塩,炭酸塩,あるいは低分子有機化合物を添加することにより,組成,形態,結晶性などを制御した。抗菌剤徐放歯科インプラントに応用するための基礎的知見を得るために,チタン上へそのミクロスフィアを付着させる条件を検討した。チタンねじ表面上にミクロスフィア層を形成し,そこに抗菌剤モデル物質としての色素溶液を含浸させ,生分解性ポリマーであるポリ乳酸で被覆してモデルインプラントを作製した。さらに,インプラント術前の歯根治療への応用を念頭に置いて,ミクロスフィアと生分解性ポリマーとの複合マイクロカプセルを調製した。本研究の最終的な目標は,歯科インプラント術におけるチタン製人工歯根の定着性向上に資する材料の提供にある。平成21年度の概要を以下に示す。1.微量のCO_3^<2->等を含むHPO_4^<2->水溶液を内水相とし,Mg^<2+>とCa^<2+>との水溶液を外水相とするW/O/W分散系において粒子を調製した。外水相中のMg含有比が増すにつれて,粒子表面が平滑になり,注射可能製剤への応用が期待される結果を得た。2.複合エマルションにおける固体生成過程に関して,一方向拡散機構に基づくHAp形成モデルの構築と解釈を試みた。Ca^<2+>が油相中をHPO_4^<2->側の界面まで移動して固体を形成する機構であることを確認した。ただし,界面活性剤の種類と濃度,内水相濃度,反応温度などが拡散速度に影響を及ぼし,条件によっては外水相側界面が反応場となりうることを見出した。3.チタン平板の表面処理条件による金属組織の制御とHAp中空粒子の付着に及ぼす影響を検討した。エッチングによってチタン表面に生成するヒロックがHAp中空粒子の大きさに匹敵するとき,付着が促進されることを見出した。4.HApの疑似体液中での溶解析出挙動を評価し,純粋な物理化学的機構による解釈を試みた。リン酸カルシウム化合物に関して一般に知られる不一致溶解現象に関して,ネルンスト拡散層と速度境界層を考慮したモデルを提案し,チタン上へのHAp粒子の付着機構を推定した。5.モデルインプラントとしてチタンねじ表面にHAp中空粒子を付着させ,ここに抗菌剤を含浸させ,その徐放特性を評価した。HAp中空粒子は抗菌剤の保持に有効であり,その上に形成した生分解性高分子膜によって徐放特性を制御できることを確認した。平成22年度の概要を以下に示す。1.複合エマルションにおける固体生成過程に関して,一方向拡散機構に基づくHAp形成モデルの構築と解釈を試みた。平成21年度の成果に基づいて,カルシウム溶液とリン酸溶液をゲル化し,油相を介して接触させた。各相を縦に積み重ねる形式から横に並べる形式へと変更したことにより,気泡の介在を防ぐことができた。装置断面積を大きくすることにより,生成量を増すことができた。2.HApミクロスフィアの疑似体液および純水中での溶解析出挙動を評価し,市販品と比較した。ミクロスフィアは市販品よりも溶解速度が大きく,チタン上への付着が容易に達成できることが示唆された。純水中での溶解速度は疑似体液中でのそれよりも大きく,チタン上への付着においては純水中での操作が有利であることが示唆された。3.チタンねじ表面にミクロスフィア層を形成した。チタンねじは絞り加工で作製されたものであり,多様な表面起伏状態を呈していたが,適切な条件におけるエッチングによってどのような部位にもミクロスフィアを多重層として付着させられることを確認した。4.上記ミクロスフィア層に抗菌剤のモデルとなる色素水溶液を含浸させ,ポリ乳酸で被覆した。ポリ乳酸を溶解する溶媒として純トリクロロメタンおよびトリクロロメタン-シクロヘキサン溶液を使用して,その組成の効果を検討した。溶液の組成,ポリマー濃度,被膜回数などの膜形成条件によって色素水溶液の含浸量および徐放速度を制御できた。平成23年度の概要を以下に示す。1.複合エマルションにおける内水相および外水相が油相の液膜を介して接する状況を再現するためのモデル反応装置として,メチルセルロース水溶液の熱ゲル化特性を利用する垂直平行平面型装置を作製した。このとき,ゲルの機械的強度の不足を補うのと同時に,反応場となる界面の平坦性を保つために,パンチングメタル製棚段を複数枚設けた。

また,ゲル化速度に対する伝熱速度の影響を考慮して,装置の材質をアクリル樹脂からステンレスに変更した。その結果,期待したようにヒドロキシアパタイト(HAp)の生成量増加が達成できた。2.複合エマルションを用いて調製したHAp中空粒子の疑似体液および純水中における溶解挙動を評価した。このとき,撹拌方式として往復振盪による弱撹拌とディスクタービン翼による強撹拌を採用し,比較した。その結果,撹拌強度の違いが溶液中のCa/P比に影響することを見出した。チタン上にHApを生成させる際には疑似体液の流動状態が影響することが示唆された。そこで,静止場および流動場でのチタン上での析出を定量的に評価するために,微小流動反応装置を設計し,製作した。インパルス法により装置内の流動特性を評価した。3.PLAにより被覆されたHAp中空粒子の中にモデル抗菌剤として色素水溶液を含浸させ,徐放特性を評価した。PLAクロロホルム溶液濃度およびPLA被覆回数が徐放特性に及ぼす影響を調査した。微細構造を観察し,徐放特性に及ぼす作成条件の影響を考察した。
電力系統の電圧調整機器群の自律分散形協調制御

電力系統の電圧調整機器群は、電圧レベルの低い二次電圧系統や配電系統において、負荷時タップ切替式変圧器を中心に多数分散設置され、現状では単独、個別に動作している。この方式は長年の使用実績があり、分散制御であるがゆえの耐故障性や機器を追加設置する場合などの拡張性にも優れるが、一方で制御動作(タップ切替回数)が不必要に増加すると言った問題の他、重負荷時に系統の不安定化要因(電圧安定性の問題)となるなど、いくつかの課題がある。本研究では、この電圧制御問題を系統全体の安定性および経済性と言った観点から考察し、多数の制御機器を強調させる自律分散形の電圧制御方式を策定した。これは従来方式に制御機器間での情報交換機能を補足することにより、機器群の制御動作を最適化する方式である。本方式では、系統全体の電圧違反を最小化する分散形の最適制御規範を開発したことにより、電圧安定性維持に対して悪影響を及ぼさず、かつタップ切替回数をも最小化する分散形の制御を可能にしている。この最適制御規範は従来型の各制御器において算出され、この付加的情報を従来規範(ローカル電圧の調整)と比較しながら各機器で独立した制御が実施される。各機器において従来規範と最適規範のどちらに主眼を置くかについては自由度があり、ここでは系統運用の指針に合わせて運用者が調整できるようにファジー制御方式を採用した。このことにより二次電圧系統や配電系統における電圧制御に関して、従来方式の利点をも活用した自律分散形の制御方式が構築できた。さらに本研究では将来、提案法を一次電圧系統をも含めた系統全体の電圧制御方式に拡張するため、パワーエレクトロニクス機器(FACTS機器)による電圧制御問題についても検討を行い、そのための解析手法なども開発した。本年度は電圧調整機能に関する最適な制御手法を策定し、関連する幾つかの研究を行った。すなわち、電圧違反に関する評価関数とタップ切替回数に関する評価関数の両者を最小化する最適制御問題を定式化し、そのための具体的な条件を導出した。この条件は集中制御方式を採用すれば実際のタップ制御に可能であるが、分散制御方式に対してはそのままでは使用できない。従って、ここでは導出された条件とほぼ等価な条件を考え、自律分散制御則を構築した。これは、電圧調整機器が制御する母線電圧の電圧違反量を各母線で直接計測し、既に開発済みの分散型状態推定器と組み合わせ、隣接機器間で通信する方式である。そして、この通信による情報の交換により、各制御器において上記の条件が満たされた場合に電圧調整機器のタップ切替(上げまたは下げ)が行われる。制御則の構築にあたっては、制御性能の最適性に加え、感度解析から導かれた制御系全体の安定条件、および、通信情報の欠落時に従来型と同一の制御則を保証する条件などの制御の基本性能を重視した理論展開を行い、これらをシミュレーションにより検証した。以上の制御方式は、準最適でかつ比較的簡単な制御則に基づいており、十分な制御性能の向上が確認されたため、この段階で論文としてとりまとめ、現在投稿の準備を行っている。来年度は制御則の若干の改良を行うとともに、更に電圧の予測制御を導入するなど、更なる制御性能の向上に向けて検討を加えていく予定である。

本研究では、この電圧制御問題を系統全体の安定性および経済性と言った観点から考察し、多数の制御機器を協調させる自律分散形の電圧制御方式を策定した。これは従来方式に制御機器間での情報交換機能を補足することにより、機器群の制御動作を最適化する方式である。本方式では、系統全体の電圧違反を最小化する分散形の最適制御規範を開発したことにより、電圧安定性維持に対して悪影響を及ぼさず、かつタップ切替回数をも最小化する分散形の制御を可能にしている。この最適制御規範は従来型の各制御器において算出され、この付加的情報を従来規範(ローカル電圧の調整)と比較しながら各機器で独立した制御が実施される。各機器において従来規範と最適規範のどちらに主眼を置くかについては自由度があり、ここでは系統運用の指針に合わせて運用者が調整できるようファジー制御方式を採用した。このことにより二次電圧系統や配電系統における電圧制御に関して、従来方式の利点をも活用した自律分散形の制御方式が構築できた。さらに本研究では将来、提案法を一次電圧系統をも含めた系統全体の電圧制御方式に拡張するため、パワーエレクトロニクス機器(FACTS機器)による電圧制御問題についても検討を行い、そのための解析手法なども開発した。
新生児期の栄養環境変化に着目した発達障害ならびに成人期疾患発症機序の解明

出生前の胎児にとっては悪影響をもたらす栄養制限が生後環境では良い効果をもたらすという逆作用に着目し、C57マウス新生児期の栄養環境変化(50%給餌制限あるいは60%高脂肪食摂取)に起因した成人期疾患発症リスクに関与する責任候補遺伝子群の選抜を試みた。肝臓の遺伝子解析の結果から、新生児期の栄養環境の変化は新生児期の栄養環境変化初期には摂取エネルギーに非依存的に自然免疫系(Fos、Il1b、Rgs1、Ppp1r3g、Hamp、Igll1)が優位になること、離乳時にはアセトアルデヒドの分解能が低下(Aldh1a7)することが考えられた。また、免疫組織の発達にも影響を及ぼすことが示唆された。これまでに我々は胎生期に栄養環境を変化させ、妊娠末期の母体および胎児の遺伝子解析を実施し、栄養環境により疾病発症に関係する遺伝子の選抜を行ってきた。本プロジェクトでは生後の栄養環境を変化させて出生児の遺伝子解析を実施し、胎児期の遺伝子解析結果と併せて発達障害や成人期疾患発生機序に関与する遺伝子の選抜を試みている。平成25年度は新生児期に栄養環境を変化させた生後1週および3週の出生児の肝臓のオミクス解析を行うとともに、肝臓、脾臓および胸腺の病理組織学的検索を行った。50%給餌制限(FR群)を生後一週間受けた出生児では、生後1週の解析では免疫系に関連する遺伝子発現があがっていた(NFkB, Cd40, IL1β)。また、マクロファージ賦活化を示すケモカインシグナル発現もあがっており、自然免疫系が優位になっている遺伝子変動がみられた。生後3週の解析では、体重はキャッチアップしているにもかかわらず、コレステロール合成系の遺伝子群(Mvk,Pcsk9, Insig1など13種)、脂肪合成/代謝に関与する遺伝子発現(scd1)の低下など肥満を示唆する遺伝子発現は低下していた。一方、60%高脂肪食を哺育期間3週間摂取(HF群)した出生児の生後1週の解析では、脂肪合成/代謝に関与する遺伝子(scd1)、自然免疫に関与する遺伝子(IL1β,)の発現があがっていた。生後3週では、マクロファージ賦活化を示すケモカインシグナル発現、脂肪蓄積を反映する遺伝子(Rxra)、動脈硬化に関与する遺伝子(Vwf)の発現が上がっていた。形態学的観察では、肝臓、脾臓での髄外造血に新生児期の栄養環境が影響を及ぼすこと、胸腺、腎臓にも形態学的な変化(発達遅延、尿細管形成異常)が観察された。本年度の結果から、新生児期の栄養環境が免疫系および腎臓の発達に影響を及ぼすことが示唆された。平成24年度は動物実験を行った。すなわち、50%制限給餌群、高脂肪食群、通常食群(対照群)の3群を設定し、分娩日から哺育期間中に栄養環境を変化させた。その結果、50%制限給餌群では哺育5日以降に食害がみられたために制限給餌期間を1週間にし、それ以降は対照群と同様に飼育にした。すべての群は生後3週に離乳させ生後10週まで飼育した。生後7日、離乳時、生後10週に動物を解剖し、オミクス解析用および病理組織学検査用に組織(脳、脾臓、腎臓、脂肪、血液)をサンプリングした。また、出生児体重、出生児生存率も調べた。その結果、哺育期間中の児の生存率は50%制限給餌群で対照群と比較して低く、出生児の体重も低値に推移したが、離乳後の生存率および生後10週の体重には対照群と差はなかった。また、高脂肪食群では、母動物の営巣行動が対照群と比較して乏しくなったが、児の生存率および体重には差はなかった。また、同群では児の脾臓の大型化が哺育期間中に観察されたが、生後10週には対照群と差はなかった。次年度はサンプリングした組織の病理学検査およびオミクス解析を順次開始する予定である。本プロジェクトではマウス新生児期に母動物の栄養環境を変化させて出生児の遺伝子解析を実施し、胎生期の遺伝子解析結果と併せて評価をすることにより、発達期の栄養環境に起因した発達障害や成人期疾患発症に関与する遺伝子の選抜を試みた。

最終年度である平成26年度は、胎生期低栄養実験によりプロモーター領域のDNAメチル化に変化を受ける肝臓の遺伝子群(Ogawa, Kuwagata et al., 2014)と、本プロジェクトで実施した新生児期低栄養曝露による肝臓の遺伝子発現変動の比較を行い、発達期の低栄養曝露による成人期疾患責任遺伝子の検索を行った。また、新生児期の栄養環境変化は自然免疫系の遺伝子発現を変化させることが明らかになったことから、免疫系器官の形態学的観察を詳細に行った。新生児期の網羅的遺伝子発現解析の結果、生後7日の肝臓では245個の遺伝子発現に変化がみられ、このうち胎生期低栄養実験によりプロモーター領域のDNAメチル化に変化を受ける遺伝子は37個であった。さらに21個が胎児期と新生児期で低栄養に対する発現が逆方向に変化していたことから、成人期疾患責任遺伝子群の候補として、今後の研究基盤となり得る結果を得た。これらの中には自然免疫系(Cd274, Gbp3, Il1b, Xcl1など)、脂肪代謝(Mrap)、肥満(Sulf2)、糖新生(Sds)に関与するものが含まれていた。また、形態学的観察では、栄養環境変化後である生後21日に、脾臓のT(CD3陽性)およびB細胞(CD45R陽性)の減少および樹状細胞(Iba-1陽性)の局在に変化が、胸腺では大型のT細胞(CD3陽性)の分布が皮質表層に多く観察された。肝臓ではクッパー細胞数(Iba-1陽性)の増加がみられた。これらの結果から、低栄養は胎生期は自然免疫系を劣勢に、新生児期には優勢にさせることも明らかになった。生殖発生毒性学生後1週および3週の遺伝子解析の操作は終了し、現在、これらの結果の解析を行うとともに、必要に応じてRT-PCRにて発現の確認を行っている。また、形態学的観察も主要臓器の標本作製中であり、計画どおりに進んでいる。同プロトコールにて再度動物実験を実施し、体重推移の再現性も確認した。平成24年度は動物実験を実施した。動物実験計画時には給餌制限期間を哺育期間中の3週間と設定したが、母動物による児の食害が観察されたために制限期間を1週間に短縮した。これ以降、哺育状態は回復した。動物実験は無事に終了し、計画どおりに組織のサンプリングが終わっている。胎生期の低栄養環境により変動した遺伝子群と本実験での遺伝子群の変動を比較し、DOHaD説に基づいた発達期の栄養環境により疾病発症に関係する遺伝子の選抜を行う。また、新生児期栄養環境に変化により自然免疫系が優位に動くことが明らかになったことから、脾臓および胸腺についても免疫組織学的解析を行い、生体への影響を検索していく予定である。本実験プロトコールではFR群の生後1週および生後3週との比較により体重のキャッチアップによる影響も検討できることが考えられたことから、多方面から得られた結果を解析する。平成24年度にサンプリングした出生児組織(血液、脳、肝臓、腎臓、脂肪)の遺伝子解析を行い、胎生期栄養環境変化後の胎児組織における遺伝子解析結果との比較を行う。サンプリングは生後7日(新生児期)、生後21日(離乳時)、生後70日(成人期)の3点で行ったが、まず成人期のサンプルから遺伝子解析を行い、我々が既に得ている胎生期の栄養制限により得られた胎児組織での遺伝子解析の結果と発現の増減を比較解析して、出生前後によりどのような遺伝子群が逆向きの発現をするかを検証する。候補遺伝子が選抜されたら、生後21日および生後7日と遺伝子解析を実施する予定である。毎年、海外の学会に参加発表する予定とし予算をたてたが、実験の進行状況および日程から参加ができなかったことに起因する。実験の成果が得られてきたことから、今年度は複数の海外学会へ参加発表することを予定している。
カレニア・ミキモトイ殺藻ウイルスと宿主の間にある共存と対立の動的平衡の検証

有害藻類カレニア・ミキモトイ(Karenia mikimotoi;以下カレニア)が引き起こす赤潮について、カレニアに特異的に感染するウイルスなど天敵微生物を活用した防除技術開発への発展を目指している。本課題では,カレニアウイルスの高感度定量PCRを開発し,環境中のKmVとカレニアの分布や動態を明らかにするとともに,RNAseqによる発現解析,アポトーシスやメチレーション解析によるウイルス感染時のカレニアの応答を明らかにする。環境動態と相互作用等生理生態学的な知見を統合し,赤潮衰退期におけるウイルスの影響を明らかにすることを試みる。
脳神経外科手術における架橋静脈および脳静脈路切離の安全性の検討

本研究では静脈路切離の安全性(危険性)を一時的な静脈遮断における静脈圧の変化および静脈内容量負荷による静脈圧の変化(側副血行の予備能に相関すると考えられる)という点から検討した。また、同時に局所脳血流量を無侵襲なモニターである温熱式プローブで測定し静脈圧との関係を検討した。まず、ネコを用いて、全麻下に開頭を行ない上矢状静脈洞と架橋静脈を露出後、段階的に側副血行路の閉塞を行い、静脈圧の上昇の有無、程度および容量負荷後の静脈圧の上昇および下降曲線等を測定ご閉頭した。静脈圧および負荷静脈圧に変化のないものは脳血流にも有意な変化はみられず、組織学的にも異常は認めなかった。逆に、静脈圧の上昇が明きらかであったものは術後早期に脳ヘルニアを起こし死亡した。この境界領域を負荷静脈圧で検討したが、予想外に境界範囲が狭いようである。現在、静脈圧負荷の方法に工夫を加えて検討中である。本研究と平行して、臨床例14例において開頭術後脳表に脳血流モニターを設置し、架橋静脈および静脈洞の一時遮断による脳血流の変化を調査した。一時遮断により血流低下がみられなかった12例中7例では、静脈を切離し、のこる7例では静脈を温存して手術を終えた。現在までのところ、術後の脳損傷を合併したものはない。まだ、症例が少なく断定的なことはいえないが、一時遮断による静脈圧と脳血流の変化をみることで、静脈切離の安全性に関する評価が、ある程度可能と考えられた。
ヒト生体における骨格筋無負荷最大短縮速度とその加齢変化

本研究では、筋肉の質を反映する指標である無負荷最大短縮速度をヒト生体内で測定する方法を確立し、その加齢変化について検討することを目的とした。その結果、1)筋に電気刺激を与え、その際に生じる筋振動と筋力発揮の時間遅れを測定することにより、無負荷最大短縮速度の測定が可能なこと、2)無負荷最大短縮速度は、随意運動から推定された最大短縮速度よりも高い値を示すこと、などが示唆された。ただし、無負荷最大短縮速度を高精度に測定し、その加齢変化を観察するためには、アーチファクトの除去方法についてのさらなる検討が必要であることもわかった。本研究の目的は、ヒト生体における骨格筋無負荷最大短縮速度の測定法を確立し、その加齢変化について検討することである。本研究は「ヒト生体における骨格筋無負荷最大短縮速度の測定法の確立(実験1)」および「ヒト骨格筋無負荷最大短縮速度の加齢変化の検証(実験2)」という二つの実験から構成され、このうち平成19年度は実験1を実施した。得られた知見は以下の通りである。1)前脛骨筋に電気刺激を与えてから足関節トルクが発揮されるまでの時間(EMD)を測定したところ、関節角度にあまり依存しないことがわかった。この結果は先行研究と異なるものであるが、先行研究では総腓骨神経を刺激していたため、同神経に支配される他の筋が関与していた可能性がある。2)腓腹筋内側頭に電気刺激を与えEMDを測定したところ、足関節角度0度底屈25度の範囲ではEMDはほぼ一定値であったが、さらなる底屈位ではEMDが徐々に延長(数ミリ秒)していくことがわかった。方、刺激から筋腹表面に貼り付けた加速度計が振動するまでの時聞については、ほぼ一定値であった。3)ヒラメ筋下部に電気刺激を与えEMDを測定したところ、足関節角度0度底屈30度の範囲ではEMDはほぼ一定値であったが、さらなる底屈位ではEMDがやや延長した。一方、刺激から筋腹表面に貼り付けた加速度計が振動するまでの時間については、やや短縮する傾向が認められた。4)以上の結果および知見から、腓腹筋内側頭およびヒラメ筋では、EMDと筋長の関係から骨格筋の無負荷最大短縮速度を算出可能であることがわかった。1)筋に電気刺激を与えてから関節トルクが発揮されるまでの時間には、筋が電気的に興奮してから実際に動き始めるまでの時間遅れ(興奮-収縮連関)と、筋組織や腱組織に含まれる直列弾性要素の伸張に要する時間遅れ(張力の伝達)が含まれる。関節角度(筋長)変化に伴い、これらの時間遅れ成分がどのように変化するのかについて腓腹筋内側頭を対象に調べた。膝関節角度を様々に変えながら足関節底屈トルクを測定する装置を新たに開発し、これを利用して腓腹筋内側頭の張力の伝達に要する時間を測定した。測定対象は健康な成人男女80名(中高齢者を含む)とした。2)腓腹筋内側頭の張力の伝達に要する時間は、膝関節角度にそれほど依存しなかった。これは、電気刺激を腓腹筋内側頭に選択的に与えたものの、その収縮力が結合組織を介してヒラメ筋に伝達されたためと考えられる。したがって、無負荷短縮速度を高精度に測定し、その加齢変化を観察するためには、こうしたアーチファクトの除去方法についてのさらなる検討が必要である。3)一方、様々な肘関節角度における上腕二頭筋の張力の伝達に要する時間を、若齢男性を対象に調べた。その結果、興奮-収縮連関に要する時間は肘関節角度に依存しなかったが、張力の伝達に要する時間は、ある関節角度を境に、関節角度変化(筋長の短縮)に伴い増加した。4)筋長(関節角度から推定)と張力の伝達に要する時間の関係を一次回帰することにより、上腕二頭筋の無負荷短縮速度(Vo)を算出した。その値は随意的な肘屈曲動作のスピードから推定した最大短縮速度(Vmax)を大きく上回るものであった(Vo/Vmax:2.23±0.95,P<0.01)。
亜熱帯島嶼地域における水供給計画の再考-生活と観光のジレンマに着目して-

沖縄県の離島市町村を対象とした社会調査をもとに、主として観光との関わりから地域の渇水問題を整理・構造化した。そして、地域社会環境変化と水需要構造の変化の分析、および観光用水量の明確化を行った。これらをもとに、座間味島における観光客増加等に関するシナリオ分析を行った。また、4つの離島市町村を対象としたアンケート調査より、島嶼環境の違いと水に対する意識の相違点、さらには水利用実態の違いを明らかにした。本研究は、亜熱帯島嶼地域における渇水リスクマネジメントのために、利用者参加型の水資源・利水計画方法論の構築を目的としている。このために、平成19年度には沖縄県内にある全ての離島市町村の水道担当者へのヒアリング調査および水道関係施設の視察を行った。これより、観光による渇水リスクが高い島や海水淡水化によって水道料金が高くなっている島等、島嶼別の問題点を明らかにした。海水淡水化は渇水リスクの軽減につながるが、水道料金を抑えるために一般財源からの繰り入れを行い、町村財政を圧迫している現状や、故障時において本土からの技術者が来るまで対応できない等の問題点も明らかになった。また、1980年以降の島嶼自然・社会環境変化を主成分分析によって示すことにより、全ての離島市町村が観光依存型社会へと移行していることが示された。さらに、一部の市町村の協力により、宿泊施設やダイビングショップ等で使用されている水量を明らかにし、水需要予測で用いられている原単位が沖縄の特に観光化した島嶼地域に適応するには困難であることを示した。特に、座間味島においては、これまで明らかになっていなかった観光客1人あたり使用水量(観光水量)を明確にした。これとダム貯水量等のデータを用いることにより、さらなる観光客の増加といったシナリオに対する給水制限の可能性について分析を行った。このようなアプローチは島嶼観光地における持続可能性について、水資源からその可能性を示すことができる有意義な内容であると言える。本研究は、亜熱帯島嶼観光地域における渇水リスクマネジメントのために、利用者参加型の水資源・利水計画方法論の構築を目的としている。このために、前年度の研究成果より離島市町村を分類し、この結果を踏まえ、平成20年度には座間味島、石垣島、渡名喜島において水利用実態および水や渇水リスクに対する意識調査を行った。座間味島は毎年のように給水制限を繰り返している観光依存型の島であり、石垣島は他の離島と比べて人口や経済規模が大きな観光依存型の島である。渡名喜島は昔から海水淡水化を実施しており、このため水道料金も高い島である。最も水使用量が少ないのは渡名喜島であり、これは水道料金が高いからだけでなく、家庭用井戸の利用や天水タンクの利用による効果だと考えられる。また、給水制限に備え、座間味島では約半数の家庭で屋上タンクを設置していた。最も水に困窮している座間味島が最も節水機器を利用しているが、それでも3割に留まるという結果となった。座間味島の人々は、「観光客の増加が給水制限に影響している」と考えており、「日々、渇水になるかと不安」である。「節水は観光客も住民も全員で行わなければならない」と考え、給水制限の責任は、天候や行政だけでなく自分たちにもあると認識している。さらに、観光客はさらに増加して欲しいとも考えており、観光振興は島の経済のためには不可欠であるが、水使用量を増やしてしまうというジレンマを抱えていることが明確になった。また、水道料金が高い渡名喜島の住民は、そのことを負担とはあまり感じていないという結果も得られた。このことは水道の価格弾力性が小さいことを意味していると考えられる。このために、一昨年度の研究成果より離島市町村を分類し、昨年度は座間味島、石垣島、渡名喜島、今年度は与那国島において渇水リスク・観光に対する意識、節水行動に関するアンケート調査を実施した。1人1日あたり水使用量は渡名喜島が最も少なく、与那国島が最も多くなった。この原因は渡名喜島が最も家庭用井戸を利用していることによると考えられる。雨水タンクの利用は座間味島が最も多いが、それでも3割に満たない。これらは主に散水に利用され、次いで洗濯、トイレ用水となった。また、節水機器の利用は座間味島が最も多いが、これも約3割程度であった。この島は毎年のように給水制限が実施されており、節水コマを全戸配布したにもかかわらず、その普及率は低いものとなった。しかし、蛇口はこまめに閉める、洗濯はまとめ洗いをするなど、節水への心配りは半数以上の座間味島民が行っていた。このような行動に至る原因として、「この島は水が不足している」という意識、「日々、渇水による給水制限が起きるのではないか不安である」という心が「節水しよう」という行動意図の形成に影響している事が示された。

また、海水淡水化を行っている渡名喜村は水道料金が最も高いが、これが家計の負担と感じている人は約4割であり、他の島との違いはなかった。また、座間味島の人は観光客の増加が給水制限に影響を与えていると判断している一方で、観光産業のさらなる発展を望んでいる。これは、沖縄の離島地域が抱える観光の光と陰を表していると考えられる。本研究では、各家庭の水使用量のデータを入手することが出来なかったため、意識と水使用量の関係を因果モデルとして構築することは出来なかったが、島の環境による水に対する意識と行動の差異は表現できた。
地域包括ケアシステム深化に向けた住民を含む関係者の連携推進要素評価の単一尺度開発

本研究の目的は、多様な地域連携関係者の連携推進要素を評価する単一尺度の開発と結果を視覚化するレーダーチャートの考案である。平成30年度は、「地域ケア・連携・協働」の文献から地域ケアにおける「連携推進」の構成概念抽出と、地域の多様な連携関係者への面接調査から「よい連携」の要素抽出を目標とした。まず、地域連携の評価尺度の再確認を行った。医中誌Web「地域・連携・評価・尺度」and検索により36件を抽出、尺度の信頼性・妥当性に言及しないものを除外した文献における7つの尺度について詳細に確認した。そのうち、5尺度は測定対象が多様な保健・医療・福祉専門職であり、3件は非専門職を含んでいた。しかし、これらでは在宅療養、退院支援、緩和ケア、看取りなど中重度の集中ケアを必要とする対象への医療と介護の包括的サービス提供のための連携であり、地域の自立した人々への疾病・介護予防もしくは健康増進のための連携は想定されていないことが確認できた。次に、概念分析の対象文献を決め、地域ケアの連携推進の概念分析を進めたが、地域に特徴的な構成概念とは言い難い結果であったため、分析精度を上げるべく本研究の着想に至った前段階の研究の再分析を行った。全国から選ばれた地域活動の中から他の地域に参考になると専門家から評価された好事例を掲載する報告書の中で特に質の高い11事例の記述から連携推進に関する事象をフレーズとして取り出し、質的帰納的に分析した。その結果、地域ケアに関わる人々の連携には4つの推進要素があり、時間的差異からケアシステムの形成期または展開期における要素であるとの知見を得、論文としてまとめた。地域ケアにおける連携推進の概念分析ではケアシステムの発展過程に注目すべきであり、面接調査の対象地域選定においても形成期、発展期、いずれかに偏らないよう意識する必要がある。現在、概念分析の対象文献の再抽出段階にある。多様な地域連携関係者の連携推進要素を評価する単一尺度の開発が本研究の目的の柱であるため、我々の考える「健康増進を含む地域ケアの連携推進を評価する尺度」が現存しないこと(計画立案時以降に発表されていないこと)の再確認を最初に行った。次に、当初の研究計画どおりに概念分析を実施したが、その分析結果に疑問をもったため、地域における連携に関連する各尺度における「連携」のとらえ方と評価指標の内容の比較、さらに本研究の前段階にあたる研究の質的データの再分析を実施した。これらのプロセスは当初の計画になかったが、本研究の質を向上させるためには必要不可欠な段階であると我々は判断した。追加したこれらの検討を通して、健康増進を含む地域ケアのための連携に関わるあらゆる関係者(各種専門職、事務職、住民)を調査対象に連携の推進状況(意識、知識、行動、結果)について評価可能な単一尺度の開発の必要性を再認識した。さらに、概念分析の質向上と適切な面接調査対象地域の選定に向けた知見を得ることができた。なお、質的データの再分析結果について学会発表し、論文として公表した。これら追加したプロセスに時間を要したため本研究の進度は遅れたが、研究計画の内容を変更するものではなく、次年度以降も当初計画した内容に副って順次進めていく予定である。これまでの地域社会では、病院と在宅医療の連携、医療と福祉の連携、医療と産業保健の連携など、「集中ケアや療養生活の継続」のために、複数の組織間または複数の専門職間において連携が行われてきた。しかし、日本では世界に例をみない急激な高齢化に伴って地域包括ケアの重要性が意識されるようになり、健康課題をもつ人たちの本来の生活の場における生活継続に向け、住民を含む地域資源を活用した支援活動が増えてきた。さらに、疾病や介護の予防、健康増進といった「一次予防」の視点に立つ活動展開を図ることも意識されるようになってきた。しかし、この動きについて発表された論文は少なく、それらの活動における連携推進に焦点を絞った論文はさらに少ない。この状況下において、本研究を推進する上で以下の2つの大きな課題が研究初年度に浮上した。(1)データベース検索した論文から地域ケアにおける連携推進の構成概念を抽出できるのか:構成概念は2者間連携や専門職間連携から脱却できるのか、連携全般に通用する構成概念のみではないか、医療現場ではなく地域に特化した連携推進の内容が抽出できるのか等(2)面接対象の多様な連携関係者が「よい連携」を語ることができるのか:「よい連携」を意識または経験しているのか、地域住民が連携の脇役になっていないのか、一次予防の活動展開が地域保健行政の力に頼りすぎていないのか等これらは概念分析を実施したからこそ浮かんだ課題であり、報告書を分析したからこそ抱いた疑問である。対応としては、前述したように、ケアシステムの発展過程に注目しながら概念分析を進めることと、形成期と発展期、いずれかのケアシステムが現在動いている地域両方を対象地区とする、または発展期のケアシステムのある地域において調査を実施して形成期のケアシステムを覚えている者を意識的に面接対象とすることであると考えている。

医中誌Web「地域・連携・評価・尺度」and検索により36件を抽出、尺度の信頼性・妥当性に言及しないものを除外した文献における7つの尺度について詳細に確認した。そのうち、5尺度は測定対象が多様な保健・医療・福祉専門職であり、3件は非専門職を含んでいた。しかし、これらでは在宅療養、退院支援、緩和ケア、看取りなど中重度の集中ケアを必要とする対象への医療と介護の包括的サービス提供のための連携であり、地域の自立した人々への疾病・介護予防もしくは健康増進のための連携は想定されていないことが確認できた。次に、概念分析の対象文献を決め、地域ケアの連携推進の概念分析を進めたが、地域に特徴的な構成概念とは言い難い結果であったため、分析精度を上げるべく本研究の着想に至った前段階の研究の再分析を行った。全国から選ばれた地域活動の中から他の地域に参考になると専門家から評価された好事例を掲載する報告書の中で特に質の高い11事例の記述から連携推進に関する事象をフレーズとして取り出し、質的帰納的に分析した。その結果、地域ケアに関わる人々の連携には4つの推進要素があり、時間的差異からケアシステムの形成期または展開期における要素であるとの知見を得、論文としてまとめた。地域ケアにおける連携推進の概念分析ではケアシステムの発展過程に注目すべきであり、面接調査の対象地域選定においても形成期、発展期、いずれかに偏らないよう意識する必要がある。現在、概念分析の対象文献の再抽出段階にある。多様な地域連携関係者の連携推進要素を評価する単一尺度の開発が本研究の目的の柱であるため、我々の考える「健康増進を含む地域ケアの連携推進を評価する尺度」が現存しないこと(計画立案時以降に発表されていないこと)の再確認を最初に行った。次に、当初の研究計画どおりに概念分析を実施したが、その分析結果に疑問をもったため、地域における連携に関連する各尺度における「連携」のとらえ方と評価指標の内容の比較、さらに本研究の前段階にあたる研究の質的データの再分析を実施した。これらのプロセスは当初の計画になかったが、本研究の質を向上させるためには必要不可欠な段階であると我々は判断した。追加したこれらの検討を通して、健康増進を含む地域ケアのための連携に関わるあらゆる関係者(各種専門職、事務職、住民)を調査対象に連携の推進状況(意識、知識、行動、結果)について評価可能な単一尺度の開発の必要性を再認識した。さらに、概念分析の質向上と適切な面接調査対象地域の選定に向けた知見を得ることができた。なお、質的データの再分析結果について学会発表し、論文として公表した。これら追加したプロセスに時間を要したため本研究の進度は遅れたが、研究計画の内容を変更するものではなく、次年度以降も当初計画した内容に副って順次進めていく予定である。これまでの地域社会では、病院と在宅医療の連携、医療と福祉の連携、医療と産業保健の連携など、「集中ケアや療養生活の継続」のために、複数の組織間または複数の専門職間において連携が行われてきた。しかし、日本では世界に例をみない急激な高齢化に伴って地域包括ケアの重要性が意識されるようになり、健康課題をもつ人たちの本来の生活の場における生活継続に向け、住民を含む地域資源を活用した支援活動が増えてきた。さらに、疾病や介護の予防、健康増進といった「一次予防」の視点に立つ活動展開を図ることも意識されるようになってきた。
肝炎ウイルス持続感染時の病態・治療に及ぼすウイルス側および生体側因子の解明

本邦では2-300万人の肝炎ウイルスキャリアがいると推定され、年間約4万5千人が肝癌や肝不全で死亡している。C型肝炎では治療によって、肝発癌の抑制のみならず生命予後の改善も認められる。しかしながら、有効とされるIFN・リバビリン併用療法によっても、約半数の症例は依然として難治である。またB型肝炎に関しても、ラミブジンなどの抗ウイルス剤が用いられているが、治療抵抗株の出現がみられ、治療困難な例も多い。我々は、IFN・リバビリン治療効果とウイルス側因子に関して、治療不応例、再燃例、著効例におけるC型肝炎ウイルス(HCV)全塩基配列を解析し、有効例、著効例では不応例に比べて、HCVの変異率が高く、特に非構造蛋白5A・5B領域に変異の集積傾向がみられることを明らかにした。また自然経過中と治療中の変異率を比較し、治療反応例では自然経過中においても変異率が高いことを示した。またウイルス複製系のモデルであるHCVレプリコンを用いて、IFN・リバビリン投与時の解析により、リバビリン投与時には非構造蛋白領域5A・5B領域の変異率が高いことを確認した。また、HCVのIRES領域のsiRNAを用いて、ウイルス増殖を抑制し得ることを示し、治療応用への可能性を示した。また、B型肝炎ウイルス(HBV)に関しても、各種病態における全HBV塩基配列を検討し、HBVのcore, precore, pre-S領域の変異が病期の進展や肝発癌と関連がみられることを示した。また、ラミブジン抵抗株の出現とHBVのポリメラーゼ領域の変異との関連が示唆された。さらに、生体側の因子についても、肝細胞内遺伝子の発現を検討し、HCVによりNFkBやAP-1の発現に変化がみられることを示した。現在これらの発現変化と、治療効果や発癌との関連について検討中である。ウイルス性慢性肝炎は本邦の肝不全、肝癌の最大の原因である。ウイルス性慢性肝炎の進行、その治療反応性にはウイルス側因子および生体側因子が重要な役割を担っていると考えられる。C型慢性肝炎に対しインターフェロン(IFN)療法が肝発癌の抑制のみならず生命予後の改善にも有用であることが明らかにされた。しかしながら、約半数の症例は、IFN・リバビリン併用療法によってもウイルス駆除が出来ず、依然として難治である。そこでIFN・リバビリン治療の有効例、無効例におけるC型肝炎ウイルス(HCV)の全塩基配列を検討し、治療抵抗性ウイルスの特徴を検討した。IFNとリバビリン併用治療症例のうち治療効果別に、持続陰性化群、再燃群、無効群の各群について、投与1年前、投与直前、投与終了時あるいは再燃時の血清からRNAを抽出し、逆転写酵素によりcDNA合成後、約9500塩基からなるHCV RNAをPCR法により増幅し、塩基配列を決定した。治療無効群では治療中および治療前の変異の出現頻度が、再燃群、持続陰性化群に比べて少なく、特にHCVのNS5A領域に差異が多く認められることを示した。治療抵抗例では治療抵抗性のあるウイルスが存在しているか、生体側のウイルス排除能が減弱していることが示唆された。またB型慢性肝炎においても、無症候性キャリア、HBe抗原陽性慢性肝炎、HBe抗体陽性慢性肝炎例の全塩基配列を決定し、慢性肝炎例では、無症候性キャリアに比べて、core, surface蛋白領域に変異の出現が増加することを明らかにした。

またラミブジン治療時のB型慢性肝炎ウイルスの全塩基配列を経時的に検討したところ、ラミブジン著効例ではpolymerase領域に変異の増加がみられ、治療効果の差異がウイルスpolymerase活性の差による可能性が示唆された。今後、生体側因子についても検討する予定である。本邦では2-300万人の肝炎ウイルスキャリアがいると推定され、年間約4万5千人が肝癌や肝不全で死亡している。C型肝炎では治療によって、肝発癌の抑制のみならず生命予後の改善も認められる。しかしながら、有効とされるIFN・リバビリン併用療法によっても、約半数の症例は依然として難治である。またB型肝炎に関しても、ラミブジンなどの抗ウイルス剤が用いられているが、治療抵抗株の出現がみられ、治療困難な例も多い。我々は、IFN・リバビリン治療効果とウイルス側因子に関して、治療不応例、再燃例、著効例におけるC型肝炎ウイルス(HCV)全塩基配列を解析し、有効例、著効例では不応例に比べて、HCVの変異率が高く、特に非構造蛋白5A・5B領域に変異の集積傾向がみられることを明らかにした。また自然経過中と治療中の変異率を比較し、治療反応例では自然経過中においても変異率が高いことを示した。またウイルス複製系のモデルであるHCVレプリコンを用いて、IFN・リバビリン投与時の解析により、リバビリン投与時には非構造蛋白領域5A・5B領域の変異率が高いことを確認した。また、HCVのIRES領域のsiRNAを用いて、ウイルス増殖を抑制し得ることを示し、治療応用への可能性を示した。また、B型肝炎ウイルス(HBV)に関しても、各種病態における全HBV塩基配列を検討し、HBVのcore,precore,pre-S領域の変異が病期の進展や肝発癌と関連がみられることを示した。また、ラミブジン抵抗株の出現とHBVのポリメラーゼ領域の変異との関連が示唆された。さらに、生体側の因子についても、肝細胞内遺伝子の発現を検討し、HCVによりNFkBやAP-1の発現に変化がみられることを示した。現在これらの発現変化と、治療効果や発癌との関連について検討中である。
ユ-グレス葉緑体形成の初期過程における構成酵素の局在性

Euglena細胞は前培養条件を適切に選べば、葉緑体形成の初期暗過程が観察できることを見いだし暗所で起こる現象と、光照射によって初めて誘導される現象とを区別して追究することを可能にした。本報告はこの実験系を用いて、葉緑体形成の初期にみられる光合成酵素RuBisCOおよび光化学系IIのLHCP IIの細胞内局在性を連続切片疫電顕法で経時的に追跡したものである。暗所で継代培養したEuglenaを有機栄養培地中で静置培養すると細胞質内にパラミロンと共に脂質の蓄積がみられる。このような細胞を暗所で無機培地に移しCO_2を通気する。144時間後の細胞に、照度3ftーcの弱光又は強光150ftーcを照射した。弱光条件下で形成されたチラコイド膜は方向性を欠いたカ-リ-型になる。一方、強光条件下では48時間後にピレノイドが葉緑体の中央部に移動し、正常な葉緑体構造が完成された。免疫電顕法により、RuBisCOの細胞局在性を追跡するとRuBisCOは細胞核およびCOS構造、次いでプロピレノイド及びストロ-マに見られた。次に、弱光3ftーcを照射すると、従来の実験系においては弱光条件下では合成されないとされてきたLHCP IIの合成、照度3ftーcでも起こることが免疫電顕法により初めて確かめられた。すなわちLHCP IIは弱光照射2時間後、核およびCOS構造、その後ゴルジ体、次にプラスチドに観察された。その結果、細胞質で合成されたLHCP IIがゴルジ体を経由し、葉緑体に運ばれることを最初に見いだした。先にわれわれはユ-グレナ細胞は前培養条件を適切に選べば、葉緑体形成の初期暗過程が観察できることをみいだし研究を行っている。本報告は光と無関係に進行する一部の葉緑体形成過程と、光照射によって初めて葉緑体形成が進行する過程とを区別し、免疫電子顕微鏡法を用いてRuBisCoと、光によって初めて誘導されるLHCPII酵素の細胞内配置を観察した。Euglena GracilisZ株を暗静置培養し細胞質に脂質を蓄積させた後、暗所で有機炭素源を除いた無機倍地に移し、通気すると(0時間細胞)酸化による脂質の急激な減少により細胞分裂が始まる。それに伴ってRuBisCOの比活性は暗所144時間でおよそ10倍に増加し、以後一定の値を保つ。この結果、Western Blotting法による蛋白質の増加パタ-ンとも一致した。この間(暗所)プロプラスチドの内部構造の一部の発達がみられ、特にプロピレノイドと思われる構造が24時間前後からプロラメラ体に隣り合って形成された。144時間前後にはプロピレノイド様構造のサイズは直径1μm(出現頻度6070%)になった。ピレノイド内部にはガ-ドルチラコイドが陥入し規則性をもって折り畳まれ、チラコイド膜はラメラ構造を形成する。しかし暗所ではプロプラスチドはこれ以上の発達は見られない。連続超薄切片法一免疫電子顕微鏡法によりRuBisCO蛋白の細胞内局在性を追跡すると、RuBisCOは葉緑体のピレノイド構造と同様に、暗所で形成されたピレノイド様構造に特異的に局在することが判った。この結果、暗所で形成された構造はピレノイドであることが判った。次に、このような細胞に光を照射するとプロピレノイド内部からチラコイド膜がストロ-マに向って伸長する。免疫電子顕微鏡法によりLHCPII蛋白の配置を観察すると、光照射2時間後LHCPIIは最初ゴルジ体上に、その後ゴルジ体とプロプラスチドの両者に局在した。

葉緑体が充分に発達するとLHCPIIは葉緑体のみに観察された。以上の結果から、合成されたLHCPIIはゴルジ体を通じて葉緑体に運ばれていくことが示唆された。ユ-グレナの葉緑体形成過程は弱光条件下(照度、3ー7 ftーc以下)でもある程度誘導されるが途中で停止し、それ以上の発達は起こらない。すなわち、弱光により一部分形成されたチラコイド膜は48時間以後その伸長が止り、短いチラコイド膜のままで留まる。そのような細胞を免疫電子顕鏡法を用いて、光化学系IIの集光性クロロフィルa/b結合蛋白質(LHCPII)の局在性を経時的に観察した。その結果、LHCPIIの細胞内局在は見られなかった。同じ細胞に、正常な葉緑体発達を誘導する光(80ー150 ftーc)を照射すると、LHCPIIは最初ゴルジ体に局在し、次いでプロプラスチドに観察された。72時間前後で葉緑体構造が完成し、この時期のLHCPIIはプラスチドチに局在するが、ゴルジ体上には全く見られないことが判った。この結果は細胞質で合成されたLHCPIIはゴルジ体を経由して葉緑体に運ばれることを示唆する。次に、同調培養したユ-グレナ細胞をもちいて、cell cycleにおけるLHCPIIの細胞内配置を経時的に追跡した。LHCPIIはcell cycle中すべてのステ-ジで葉緑体のチラコイド膜上に局在した。一方、ゴルジ体上のLHCPIIは光照射初期中期の限って観察された。光照射直後の細胞を“0時間細胞"とすると、大部分のゴルジ体は葉緑体に接近して見られたが、LHCPIIのゴルジ体への局在性は全くない。“3時間細胞"をみると、60%のゴルジ体上にLHCPIIが局在し、“8ー10時間細胞"では95%に達した。その後、ゴルジ体への局在性は急激に減少し、14時間細胞"5%、暗期16時間は0%であることが判った。
刺激応答におけるカルシウムイオンの動員機構

刺激応答時の最も重要なセカンド・メッセンジャーの一つであるカルシウムイオンが、どのような機構で細胞内に動員されるかを明らかにするのが本研究の目的であるが、このカルシウム動員機構は細胞の種類によってそれぞれ異っている。本年度は、心筋,平滑筋において重要な役割を果たしている細胞膜の膜電位依存性カルシウムチャンネルと、細胞内の主要なカルシウム・ストアである小胞体におけるカルシウムの動態に主として焦点をしぼって研究を行った。1)心筋細胞膜のカルシウムチャンネルは交感神経の刺激Fにその活動性を高めることが分っているが、入沢は、パッチ・クランプ法でカルシウムチャンネルの活動を電気的に測定しつつ、細胞内にC-AMPまたは燐酸化,脱燐酸化酵素などを適用する実験によりチャンネルのC-AMPによる燐酸化がその活性化機構であることを証明した。2)筋小胞体にはカルシウムイオン自身がカルシウムを放出させる機構が存在しているが、山本はこのカルシウム放出機構がATP存在下に、おそらく燐酸化を介して不活性化されることを見出し、この機構が生理的制御を受けている可能性を示唆した。この機構は骨格筋で発見されたものであるが、平滑筋小胞体にもこの機構が存在することを遠藤は明確に証明した。また、平滑筋および血小板の生理的刺激によるカルシウム放出が骨格筋とは違ってカルシウムによるカルシウム放出の抑制薬で抑制されることが示され、これらの細胞におけるこの機構の生理的役割の可能性はさらに追究する価値がありそうである。また、最近注目されているイノシトール三燐酸の小胞体に対するカルシウム放出作用、放出と並行して働くカルシウムポンプによるカルシウム動態の制御、さらには、まだあまり解析の行われていない諸種細胞についてカルシウム動員機構を解析する前段階としてのカルシウムによる応答反応の解析などを行った。