hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
接触的一酸化炭素取込みを含む鎖状基質からの双環性骨格合成法の開発

本研究は申請者が見出したシリルホルミル化に基礎を置き、Rh錯体を触媒とする一酸化炭素ガスの接触的取り込みを利用したビシクロ[3.3.0]オクテノン骨格の形成法、および複雑な天然化合物の合成ブロック構築のための一般的手法の開発を目的として計画した。その結果、この型の反応は、双環性ケトン合成のための一般的手法を提供し得ることを明らかにした。即ち、反応基質としては、アルカジインのみならず、ジプロパルギルエーテル、ジプロパルギルアミン誘導体を用いても対応する双環性ケトンが容易に得られた。また、1,6-ヘプタジインに対する反応では、Δ^<1,2>型の双環性不飽和ケトンが得られるのに対し、アルキル基などの置換基を持つ1,6-ジイン骨格を出発基質とする場合には、Δ^<1,5>型のビシクロオクテノン誘導体が得られることを見出し、4位における置換基の嵩高さとΔ^<1,5>型生成物の割合がかなり良い相関性を示すことも明らかにした。従って、本反応はコリオリン類など三環性のセスキテルペン類の合成ブロツク構築のための簡便かつ効率的なルートを提供し得ることになるので、現在その点をも引き続き検討している。従来、一酸化炭素ガスをこのような双環性ケトンのカルボニル基源として、直接利用する手段は殆ど開発されていないので、本研究で得られた知見は、有機合成化学における新規なカルボニル基導入法としても、きわめて価値の高いものと言えよう。
新規アレルギー検査方法に最適な細胞の探索と作製

アレルギー被疑薬を複数有する患者の問題点は、薬物治療の選択肢が限定されたままということである。この問題を解決する上で、アレルギー誘発薬剤を安全に同定し被疑薬を1つでも減らすことは非常に重要な意味を持つ。しかし、遅発型アレルギーが疑われる際、本邦で保険適用を有する唯一のin vitro試験として薬剤リンパ球刺激試験(DLST)があるが、その検出率が低いことから、検査自体を実施しないケースが散見される。そこで、申請者らはDLSTに比べて検出力の高い、白血球の遊走能を利用した新規アレルギー誘発薬剤同定試験(HiSAT)を考案した。HiSATの将来的な普及に向け、現在遊走細胞として用いているヒト白血球と同等の反応性を示す新規細胞株の樹立を本研究の目標とした。初年度(平成29年度)、既存細胞株を用いてアレルギー判定に有効な細胞株を探索した。既存細胞株にDimethyl sulfoxideやレチノイン酸(RA)を処理することによって顆粒球などに分化誘導することで走化性を獲得するか試験した結果、RA処置により分化したHL-60細胞(由来:ヒト前骨髄球性白血病)が最も遊走能が優れており、実臨床でのアレルギー同定も可能と考えられた。しかし、ヒト白血球と比較すると同等の細胞動態を持つまでには至らなかったため、平成30年度は、HL-60細胞にmRNAのマイクロアレイ解析によって絞り込んだ細胞走化性に重要な遺伝子の導入を試みた。HL-60細胞にGreen Fluorescent Protein (GFP)発現レンチウイルスベクターを加え48時間培養した結果、GFP発現が認められた。この細胞をシングルセルまで希釈したものの、培養は困難であった。今後、培養条件を再検討し、遺伝子導入による新規細胞株の樹立を目指す。HiSATの将来的な普及に向け、現在遊走細胞として用いているヒト白血球と同等の反応性を示す新規細胞株の樹立を本研究の目標とする。ヒト白血球と同様に人工的なアレルゲン刺激の培養上清液を走化因子として用いて遊走能を確認した結果、EoL-1細胞(由来:ヒト好酸球性白血病)とU937細胞(ヒト組織球性リンパ腫・マクロファージ)が僅かながら反応を示した。そこで、既存細胞株にDimethyl sulfoxide (DMSO)やレチノイン酸(RA)を処理することによって顆粒球などに分化誘導することで走化性を獲得するか試験した結果、HL-60細胞(由来:ヒト前骨髄球性白血病)などの走化性を確認した。遊走能に関しては、RA処置により分化したHL-60細胞が最も優れていたが、ヒト白血球と比較すると同等の細胞動態を持つまでには至らなかった。平成29年度の目標であるアレルギー判定に有効な樹立細胞株の探索において候補細胞株を絞ることができたから。平成30年度は、人工的なアレルゲン刺激の培養上清に対して良好な反応性を示した株化細胞から走化性に必要な細胞内でのケモカイン受容体などの遺伝子発現を定量RT-PCRにて解析する。

また、移動度の異なる細胞から抽出したmRNAのマイクロアレイ解析によって絞り込んだ細胞走化性に重要な遺伝子を発現ベクターに組み込み適当な株化細胞に導入後、樹立した細胞の遺伝子発現を定量RT-PCRおよびウエスタンブロットで確認し反応性をヒト白血球と比較する。細胞内でのサイトカインの発現情報などを基に、細胞動態に必要な遺伝子情報を絞り込み、遺伝子導入による新規細胞株の樹立を目指す。早期に良好な実験結果が得られたため予定していた実験回数が減り試薬等の購入が必要なかったことや見積もりと比較し旅費を抑えられたことにより次年度使用額が生じた。平成30年度のマイクロアレイ解析や試薬等の購入に使用させていただく予定である。
リン酸三カルシウムフォームセメント

本研究は骨欠損内部で、室温で硬化し、骨に置換するリン酸カルシウムのみで多孔体を形成するリン酸三カルシウムフォームセメントを調製できるか否かを検討することを目的とした。β型リン酸三カルシウム顆粒と酸性リン酸カルシウム水溶液を練和するとβ型リン酸三カルシウム顆粒表面にリン酸水素カルシウム二水和物が形成され、形成されたリン酸水素カルシウム二水和物結晶の絡まりあいでβ型リン酸三カルシウム顆粒が橋架けされ、その結果、β型リン酸三カルシウム顆粒が硬化して多孔体が形成された。クエン酸を練和液に添加することによって硬化時間が制御でき約4分で硬化するリン酸三カルシウムフォームセメントとなることがわかった。本研究の目的は1骨欠損部で硬化性を示すこと、2硬化体の組成の全てが、骨に置換される組成であること、3硬化体の構造が、骨への迅速な置換のために細胞が硬化体内部にまで侵入できる完全連通多孔構造を示すこと、の全てを満足するリン酸三カルシウムフォームセメント創製の可能性を検討することである。本年度は研究計画の二年目にあたり、硬化体の組成および構造の検討、動物実験による有用性の検討を行った。顆粒部としてはMgOを添加することにより安定化させたβ型リン酸三カルシウム顆粒とした。練和液として第一リン酸水素カルシウムーリン酸溶液を用いた。顆粒部を練和液で練和すると硬化すること、硬化体は表層部がコア部を被覆している構造であり、コア部の組成はβ型リン酸三カルシウム、表層部の組成はリン酸水素カルシウムであることを確認した。硬化体が示す組織親和性を検討するためにラットに作成した骨欠損部をリン酸三カルシウムフォームセメントで再建した。リン酸三カルシウムフォームセメントは骨欠損部でも硬化性を示した。また、埋入1週間目までに著明な炎症反応は認められなかった。より詳細な検索が必要であるが、リン酸三カルシウムフォームセメントは骨置換型のセメントとなる可能性が高いことがわかった。本年度は初年度にあたり、セメントの粉末部にあたる顆粒と硬化液の調製を検討した。骨に置換される組成とするため、コアの組成は&#61538;型リン酸三カルシウム(&#61538;TCP)とした。フォーム形態の&#61538;TCPを得るためにポリウレタンフォームを用いるが、高温焼成しないと機械的強さに問題がある。しかし、高温焼成すると組成が高温安定相である&#61537;TCPとなった。鋭意検討した結果、MgOを添加すると&#61538;相が安定化され1500°Cで焼成しても&#61538;TCPフォームが調製できることがわかった。なお、フォーム調製に時間がかかるため、本挑戦的萌芽研究においては顆粒を用いることが適切であると判断した。そこで、焼成体を粉砕し、1000ミクロンのふるいを通過し、600ミクロンのふるいに残留したものを粒部とすることとした。硬化液は第一リン酸水素カルシウムをリン酸水溶液に溶解して調製した。第一リン酸水素カルシウムの濃度を増大するにつれ、リン酸濃度を増大させる必要があることがわかった。リン酸濃度が0.1モル濃度の場合には第一リン酸水素カルシウム濃度が0.3モル濃度、リン酸濃度が1モル濃度の場合は第一リン酸水素カルシウム濃度が1モル濃度が適当であることがわかった。本年度は硬化体の組成および構造の検討、動物実験による有用性の検討を行った。硬化反応は溶解析出型反応であるため、顆粒部の反応性を制御する必要がある。αリン酸三カルシウムよりβリン酸三カルシウムが好ましいため、顆粒部としてはMgOを添加することにより安定化させたβ型リン酸三カルシウム顆粒とした。

硬化体が示す組織親和性を検討するためにラットに作成した骨欠損部をリン酸三カルシウムフォームセメントで再建した。リン酸三カルシウムフォームセメントは骨欠損部でも硬化性を示した。また、埋入1週間目までに著明な炎症反応は認められなかった。埋入4週目の段階で骨伝導が認められた。また、過剰な酸性リン酸カルシウムは骨形成を阻害することもわかった。本研究で得られた結果を基盤として、より骨伝導性に優れるリン酸三カルシウムフォームセメントの創製が望まれる。生体材料学硬化体の組成や構造の確認が終了していること、ラットに作成した骨欠損部をリン酸三カルシウムフォームセメントで再建していることから概ね順調に計画は進展していると思われるが、病理組織学的な検索が終了していないため早期の実施が望まれる。本年度は初年度であり、リン酸三カルシウムフォームセメントの顆粒部および硬化液を調製することを目的とした。骨に置換される組成とするため、コア部の組成は&#61538;型リン酸三カルシウム(βTCP)としたが、βTCPは低温安定相でありαβ転移点が1180°Cであることから1180°C以下で焼成する必要があるが、フォーム調製においては圧粉操作ができないため、1180°C以下では十分な強さのβTCPフォームが調製できなかった。そこでMgOの添加によるβ相の安定化を検討した。1500°Cで焼成する場合、1モル%のMgOの添加ではαTCP、2モル%のMgOの添加ではαTCPとβTCPの混合相、3モル%以上のMgOの添加ではβTCPの単一相が得られることがわかった。なお、本研究はリン酸三カルシウムフォームセメントの創製が可能か否かを検討する挑戦的萌芽研究であることからフォーム調製に時間を取られるべきではないと判断し、βTCP顆粒を用いて検討を続けることとした。一方、硬化液はリン酸水溶液を基盤に調製した。硬化性の観点からリン酸水溶液に第一リン酸水素カルシウム(MCPM)を溶解させることがわかった。MCPMの濃度を増大するにつれ、リン酸濃度を増大させる必要があることがわかった。リン酸濃度が0.1モル濃度の場合にはMCPM濃度が0.3モル濃度、リン酸濃度が1モル濃度の場合はMCPM濃度が1モル濃度が適当であることがわかった。骨置換材とされるβ型リン酸三カルシウムの硬化が確認されたため、リン酸三カルシウムフォームセメントの有用性をさらに検討する。まず、ラットに埋入したリン酸三カルシウムフォームセメントの病理組織学的検索を行い、当該結果にもとづき、さらに改良を重ねる。本年度は研究計画の2年目にあたり、1リン酸三カルシウムフォームセメントの硬化挙動の検討および2リン酸三カルシウムフォームセメント硬化体の材料学的検討を行う。昨年度の硬化液の調製にあたり、予備的検討でリン酸三カルシウム顆粒は第一リン酸水素カルシウムを溶解させたリン酸水溶液で硬化することがわかっているため、硬化挙動粉末X線回折装置等で解析する。リン酸三カルシウムフォーム顆粒とリン酸カルシウム硬化液を混合し、37°C、相対湿度100%のインキュベーター内に保管する。経時的にインキュベーターから取り出し、乾燥させることによって反応を停止させる。電子顕微鏡観察、粉末X線回折などで反応相を定性分析した後、析出相を定量分析する。また、リン酸三カルシウムフォーム顆粒とリン酸カルシウム硬化液の反応で形成された硬化体の機械的強さは万能試験機による圧縮強さ測定で定量化する。連通性および気孔径はマイクロCT分析にて評価を行う。
ジグザグ型カーボンナノチューブ部分構造としての環状アセンキノンの合成とその連結

環状アセンは構造的な興味だけでなく、ジグザグ型カーボンナノチューブの部分構造としても重要な分子である。しかし、これまで多くの科学者が合成を試みた結果、不安定で合成は困難であることが明らかとなっている。本研究では、環状アセン等価体として環状アセンキノンに着目し、その性質を明らかにすることとした。検討の結果、各種2,3,9,10-四置換ペンタセンキノンの合成法を確立した。クラウンエーテル置換のペンタセンキノンについては、イオン半径の大きなアルカリ金属イオン(カリウム、ルビジウム、セシウム)との錯形成により大環状錯体を与えることを見いだした。本研究では、ジグザグ型カーボンナノチューブの部分構造として重要な分子である環状アセン類縁体の合成を目指し、ポリアセン誘導体の連結による大環状構造の構築とそのゲスト認識能についての検討を進めている。具体的には、構成要素としてペンチプチセンキノンやペンタセンキノンを選び、これらを環状に連結する反応について検討を行った。複数分子のペンチプチセンキノンやペンタセンキノンをC-C結合生成やエーテル生成反応により連結する反応を行ったところ、多くの場合で複雑な混合物となり、目的とする大環状化合物を得るには至っていない。その一方で、B-O結合等の動的共有結合や超分子的な相互作用を使うと高効率で大環状化合物が生成することを見いだした。従って、目的とするチューブ部分構造の構築には可逆な結合の利用が有効であるということがわかった。しかし、これまで多くの科学者が合成を試みた結果、不安定で合成は困難であることが明らかとなり、その連結によるチューブ構造の形成には至っていない。本研究では、環状アセンの等価体として環状アセンキノンおよびその部分飽和体を合成し、その連結による環状構造よびチューブ構造の構築を検討することとした。構成ユニットとして2,3,9,10-四置換のペンタセンキノン誘導体に着目した。この位置を官能基化すれば連結により環状構造を得られると期待されるため、各種置換基の導入を試みたところ、ヒドロキシ基の導入に成功した。しかし、このテトラヒドロキシ体のアルキル化等の官能基変換は困難であり、これを原料とした大環状構造の構築には至らなかった。また、非共有結合による環状構造形成についても検討を行った。ヒドロキシ体とホウ酸、アリールボロン酸などとの反応では構造不明の生成物を与えたのみであったが、クラウンエーテル骨格を予め導入したペンタセンキノン誘導体はイオン半径の大きなアルカリ金属イオン(カリウム、ルビジウム、セシウム)との錯形成により定量的に2:2マクロサイクル型の集積体を与えることを見いだした。ナフタレン・アントラセン骨格をもつ大環状化合物/錯体はこれまでに多く報告されてきたが、本研究のようにペンタセン等価体骨格をもつ大環状化合物の報告例は極めて少なく、本研究の成果は大環状アセン構築に向けた先駆的な例の一つとなるものである。超分子化学当初計画していたような、複数分子のペンチプチセンやペンタセンキノンをC-C結合生成やエーテル生成反応により連結していき大環状化合物を得る反応は想定通りに進まなかったが、その一方で、動的共有結合や超分子的な相互作用を使うと高収率で大環状化合物が生成することを見いだした。チューブ部分構造の構築には可逆な結合の利用が効果的であるという研究の方向性を示すことができた。チューブ部分構造となる大環状構造の構築には、動的共有結合や超分子的相互作用の利用が有効であることがわかったので、今後はペンチプチセンキノンやペンタセンキノンをさまざまな動的共有結合や超分子的相互作用により連結して大環状構造を得る検討を行い、その性質を調べていく予定である。研究代表者の異動のため研究実施体制に変更があり、より多くの予算を平成26年度に配分する必要が生じたため。新体制において研究を推進するため、各種実験機器および試薬類を購入する予定である。また、成果発表のための旅費や論文投稿料として使用する予定である。
Constructing an educational model for collaborative team teaching

本研究は、日本人英語教員と外国人英語教員によるティームティーチングの在り方を数校の中等教育機関で調査したものである。質的調査を行った結果、現場では英語教育の二極化が存在することがわかった。1つはコミュニケーション強化でALTをさらに必要としていること。そしてもう1つはALTの存在意義が英語教育現場で総じて薄いことである。さらに教育実習生もTTの目的に関して指導を受けていない状況であった。しかしながらActivityTheoryに基づいたTTの骨組みを導入することで教員たちが共同に行うコミュニケーション指導の意識を改善し両者の役割を明確にし学習者の動機づけと言語習得を高めることが可能である。
MR内視鏡の開発に関する基礎的および臨床的研究

1.MR内視鏡(MRE)の撮像を1.5-Tの臨床用MR装置と4.7-Tの実験用MR装置を用いておこなった。ネットワークアナライザーを用い、表面コイルとQDコイルを含むRFコイルを設計および試作した。各々のRFコイルについてファントムを用いた撮像実験をおこなった。スピンエコー法、高速スピンエコー法、グラディエントエコー法および高速グラディエントエコー法によるMREを施行することにより、各RFコイルの空間分解能、コントラスト分解能および時間分解能を検討した。2.実験動物を用いた撮像実験をおこなった。ファントム実験で得られた結果を参考にしながら、実験動物の臓器についてスピンエコー法、高速スピンエコー法、グラディエントエコー法および高速グラディエントエコー法によるMREを施行し、各臓器ごとに最適なMRE像の得られるパルス系列、TR、TE、フリップ角、FOVおよびマトリックスサイズを検討した。3.手術や剖検によって摘出された人体の臓器を用いて、上記と同様のMREの撮像を施行し、MREによる病理組織学的なレベルでの病変の描出能を検討した。消化管の悪性腫瘍については病理組織学的な壁深達度や病期診断などに関するMREの診断能を検討した。MREは胃壁と食道壁の層構造を明瞭に分離して描出できることを明らかにした。さらに、MREによって診断した胃癌と食道癌の壁深達度は病理組織学的な壁深達度とよく一致することを明らかにした。MREは食道癌と胃癌の病期診断において高い診断脳を示し、術前における病理組織学的病期診断を可能とする方法であることを証明した。4.現在はこれらの実験結果を参考にしながら、ボランティアや様々な疾患の症例に対してMREを施行している。今後とも、新たなMREの方法を研究開発するとともに、全身の各臓器ごとにMREの最適な撮像条件を検討していく予定である。2.ネットワークアナライザーを用い、表面コイルとQDコイルを含むRFコイルを設計および試作した。3.各々のRFコイルについてファントムを用いた撮像実験をおこなった。スピンエコー法、高速スピンエコー法、グラディエントエコー法および高速グラデイエントエコー法によるMREを施行することにより、各RFコイルの空間分解能、コントラスト分解能および時間分解能を検討した。この結果に基づいて、最適なMRE像の得られるパルス系列、繰り返し時間(TR)、エコー時間(TE)、フリップ角、field-of-view(FOV)およびマトリックスサイズを検討した。4.実験動物を用いた撮像実験をおこなった。ファントム実験で得られた結果を参考にしながら、実験動物の臓器についてスピンエコー法、高速スピンエコー法、グラディエントエコー法および高速グラディエントエコー法によるMREを施行し、各臓器ごとに最適なMRE像の得られるパルス系列TR、TE、フリップ角、FOVおよびマトリックスサイズを検討した。5.実験動物から臓器の組織標本を作製し、MRE像と比較することによって、臓器におけるRME硯像と組織像との相関性を検討した。6.手術や剖検によって摘出された人体の臓器を用いて、上記と同様のMREの撮像を施行し、MREによる病理組織学的なレベルでの病変の描出能を検討した。7.これらの実験結果を参考にしながら、ボラティアや様々な疾患の症例に対してMREを施行し、全身各部位の臓器や組織について最適なMREが得られる撮像条件を検討した。

スピンエコー法、高速スピンエコー法、グラディエントエコー法および高速グラディエントエコー法によるMREを施行することにより、各RFコイルの空間分解能、コントラスト分解能および時間分解能を検討した。この結果に基づいて、最適なMRE像の得られるパルス系列、繰り返し時間(TR)、エコー時間(TE)、フリップ角、field-of-view(FOV)およびマトリックスサイズを検討した。4.実験動物を用いた撮影実験をおこなった。ファントム実験で得られた結果を参考にしながら、実験動物の臓器についてスピンエコー法、高速スピンエコー法、グラディエントエコー法および高速グラディエントエコー法によるMREを施行し、各臓器ごとに最適なMRE像の得られるパルス系列、TR、TE、フィリップ角、FOVおよびマトリックスサイズを検討した。5.実験動物から臓器の組織標本を作製し、MRE像と比較することによって、臓器におけるMRE像と組織像との相関性を検討した。6.手術や剖検によって摘出された人体の臓器を用いて、上記と同様のMREの撮像を施行し、MREによる病理組織学的なレベルでの病変の描出能を検討した。消化管の悪性腫瘍については病理組織学的な壁深達度や病期診断などに関するMREの診断能を検討した。7.これらの実験結果を参考にしながら、ボラティアや様々な疾患の症例に対してMREを施行し、全身各部位の臓器や組織について最適なMREが得られる撮像条件を検討した。2.ネットワークアナライザーを用い、表面コイルとQDコイルを含むRFコイルを設計および試作した。3.各々のRFコイルについてファントムを用いた撮像実験をおこなった。4.実験動物を用いた撮像実験をおこなった。ファントム実験で得られた結果を参考にしながら、実験動物の臓器についてスピンエコー法、高速スピンエコー法、グラディエントエコー法および高速グラディエントエコー法によるMREを施行し、各臓器ごとに最適なMRE像の得られるパルス系列、TR、TE、フリップ角、FOVおよびマトリックスサイズを検討した。
複合低エネルギー生体組織接合のコラーゲン構造変化可視化と冠動脈血管吻合への適用

低レベル量の100 °C程度の熱,数10 kPa1 MPa程度の圧力を生体組織基材であるコラーゲンに与えることにより生体組織の接合を行う新しい生体組織接合方法について研究を行った.コラーゲン変性,再凝固のメカニズムが解明できれば,従来では手縫いの縫合しか手段のなかった血管吻合や止血手技において,人工物に依らない簡便かつ低侵襲,無毒な全く新しい血管吻合技術を確立できる.本研究では,熱によるコラーゲンの形態学的変化の観察とFIB(収束イオンビーム)やSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて接合部位構造の可視化を行い,本接合方法の現象を明らかにし,本技術を応用した冠動脈吻合装置を開発し有効性を評価した.○熱によるコラーゲンの形態学的変化の解明体外で線維化したコラーゲンフィブリルを水中・空気中で加熱し,水分環境・加熱温度・加熱時間がどのようにコラーゲン線維の幾何学的形状に影響するか検証した.水中加熱の場合,コラーゲンフィブリルは,加熱温度・加熱時間の増加と共に,変性量も増加した.空気中加熱の場合,加熱温度100 °Cで90分間加熱を行っても,コラーゲンフィブリルは加熱前の線維構造を維持していた.また,含水率を調整したぶた大動脈試料を用いて接合強度実験を行い,含水量により接合強度が変化することを確認した.これより組織水分量により,組織変性度合いおよび接合強度がが変化することが分かった.○FIBを用いた組織接合部位観察による変性組織構造の評価複合低エネルギ生体組織接合実験装置を用いてブタ大動脈試料片の内膜同士を接合条件:温度100°C,圧力1.25 MPa,接合時間60秒で接合し接合試料を作製した.また,100°Cのコンベクションオーブンで60秒間加熱した加熱試料,1.25 MPaで60秒間加圧した加圧試料,および未処理試料を作製した。これら4種の試料をSEM観察用化学処理し,SEM(JSM,日本電子)およびFIB-SEM(NB5000,日立ハイテクノロジーズ)で観察した.その結果,接合試料では,接合部において他試料に比較して更に緻密な組織構造を確認した.三次元再構築した断面画像からも接合界面で組織が三次元的に緻密に重なり結合している様子が確認され,本接合方法はコラーゲンを主とした生体組織構造を変化させ緻密化することが判明した.計画どおりにコラーゲンならびに生体試料の変性状態の可視化が行えたため.血管吻合技術を有効に活用できる応用手術として冠動脈バイパス手術を対象とし,心臓表面の冠動脈にバイパス用血管を吻合する装置の開発を行った.加熱部周辺組織損傷回避のために加熱範囲を吻合部に制限し,バイパス用血管の取り付けが簡便,小型な冠動脈接合装置の実現を目指してプロトタイプ機を設計・製作した.本デバイスは,陰圧吸引により柔軟生体組織である冠動脈とバイパス用血管を固定,内筒管にニクロム線を用いて熱誘導し加熱,加圧機構で血管同士を挟み込み圧力付加する.鉗子状加圧機構により,操作性を向上,吻合部への的確な加圧を実現した.外筒の先端部分を段状,テーパー加工して吻合部の目視を容易にした.内筒と生体試料の接着を抑制するために内筒の先端部にテフロンコーティングを行い,血管のデバイスへの接着を防止した.屠殺試料の豚心臓,血管を用いて冠動脈吻合装置の評価を行った.プロトタイプ機を用いて豚血管同士の吻合,心臓上の冠動脈への血管吻合を実施し,その接合強度を引張試験により評価した.血管はブタの大動脈から分岐する内径約3 mmのものを用いた.吻合温度は120°Cとし,吻合時間は60秒とした.引張試験は吻合した血管を引っ張り,引張力を力トランスジューサで計測する専用計測装置を製作して行った.血管同士の吻合成功率は11回中11回と100%で,引張強度は平均18.5kPaであった.血管の冠動脈への吻合成功率は5回中4回と80%であり,引張強度は19.2kPaと手で引っ張っても取れない程度の十分な強度を確認した.平成29年度に予定していた「屠殺試料による冠動脈吻合装置評価」の一部まで今年度中に行えたため.血管吻合技術を有効に活用できる応用手術として冠動脈バイパス手術を対象とし,心臓表面の冠動脈にバイパス用血管を吻合する装置の開発を行った.加熱部周辺組織損傷回避のために加熱範囲が最小,バイパス用血管の取り付けが簡便,小型な冠動脈接合装置の実現を目指してプロトタイプ機を設計・製作した.本デバイスは,陰圧吸引により柔軟生体組織である冠動脈とバイパス用血管を固定,内筒管にニクロム線を用いて熱誘導し加熱,加圧機構で血管同士を挟み込み圧力付加する.鉗子状加圧機構により,操作性を向上,吻合部への的確な加圧を実現した.外筒の先端部分を段状,テーパー加工して吻合部の目視を容易にした.内筒と生体試料の接着を抑制するために内筒の先端部にテフロンコーティングを行い,血管のデバイスへの接着を防止した.成山羊を用いて本デバイスの評価動物実験を行った.その結果,胸腔内の冠動脈にアクセスするためには内筒ヒータ直径が太く,加圧鉗子部も周囲と干渉すること,加熱内筒内部に通したバイパスグラフトが加熱損傷すること,陰圧による位置決め精度が低いこと,融着面の視認が困難であること,等が問題として挙げられた.

本問題を解決するためにプロトタイプ2号機を設計,製作した.熱源とバイパスグラフトとの接触を減らすために,加熱機構を内筒内部から加圧アーム部に移動した.これにより内筒部の直径の減少,バイパスグラフトの低損傷を実現した.トング機構を用いて加圧アーム部の幅を減少すると共に加圧アーム部をスライダ機構により上下位置変更可能とすることで,血管接着時の接着部の位置決め精度の向上と視認性の向上を図った.プロトタイプ2号機の血管接合強度は0.023 MPaと1号機の0.022MPaと同様の接合性能を得,120°Cまでの加熱に要する時間は1号機の40秒に対して2号機が20秒と縮小に成功した.今後,動物実験にて評価・改良を進めていく.低レベル量の100 °C程度の熱,数10 kPa1 MPa程度の圧力を生体組織基材であるコラーゲンに与えることにより生体組織の接合を行う新しい生体組織接合方法について研究を行った.コラーゲン変性,再凝固のメカニズムが解明できれば,従来では手縫いの縫合しか手段のなかった血管吻合や止血手技において,人工物に依らない簡便かつ低侵襲,無毒な全く新しい血管吻合技術を確立できる.本研究では,熱によるコラーゲンの形態学的変化の観察とFIB(収束イオンビーム)やSEM(走査型電子顕微鏡)を用いて接合部位構造の可視化を行い,本接合方法の現象を明らかにし,本技術を応用した冠動脈吻合装置を開発し有効性を評価した.本接合方法を応用した冠動脈吻合装置の開発を行い,動物実験による安全性およひ変性部位治癒過程の評価を行う.今年度開発したプロトタイプ機の動物実験による評価および改良を行う.医用工学,医用機械工学,医用生体工学冠動脈吻合装置の設計仕様の変更に伴い,その一部の製作を次年度に行うことにしたため.冠動脈吻合装置評価実験および装置改良の一部を次年度も継続して行うため.冠動脈吻合装置等の製作費用として使用する.冠動脈吻合装置評価実験試料と装置改良費として使用する.
複合粒子の低エネルギ-有効理論とTeV領域の複合フォ-クレプトン模型

テクニカラ-模型および前年度提唱した(Miransky・棚橋誠治・山脇)トップクォ-ク凝縮模型("トップモ-ド標準模型")の現象論的研究と、それら複合ヒグス模型の基礎となった非自明紫外固定点と大きな異常次元とをもつ力学系、とくに対称性の力学的破れに関する相構造の研究を中心に展開した。先ず、上記模型に本質的である4体フェルミ相互作用の役割を明らかにするため、はしご近似を越える近似として1/N展開法を用いて時空の次元が4未満(2<D<4)のとき(くり込み可能な4体フェルミ理論)、非自明紫外固定点と大きな異常次元γ_m=D-2を見出した(菊川芳夫・山脇)。これはD=4での4体フェルミ相互作用を伴なうゲ-ジ理論のはしご近似による分析と類似の結果であり、非摂動論的くり込み理論への手掛りを与えるものと思われる。また、トップクォ-ク凝縮模型の4体フェルミ相互作用の起源として、思いゲ-ジボソン交換(強結合ゲ-ジ相互作用)と重いスカラ-ボソン交換(強結合湯川相互作用)の両方の相構造をはしご近似で調べ、4体フェルミ相互作用と類似の結果を得た(近藤慶一・棚橋・山脇)。これは格子モンテカルロ法の結果とも整合する。一方、トップクォ-ク凝縮模型におけるヒグスボソンの質量m_Hをはしご近似の枠内で計算し、ゲ-ジ相互作用が少しでもあると、4体フェルミのみの場合の結果m_H【similar or equal】2m_t(m_tはトップクォ-クの質量)からずれてm_H【similar or equal】√<2>m_tになることを見出した(首藤晋・棚橋・山脇)。これは今後の実験的検証にとって重要である。また、漸近自由ゲ-ジ理論(QCD等)と4体フェルミ相互作用の共存する力学系の相構造について、前年度の解析的結果(Miransky・野々山龍彦・山脇)にひき続きコンピュ-タによる数値的研究を行ない、より詳しい知見を得た(中谷一・首藤・山脇)。1.「隠れた局所対称性」の研究では一般化された「隠れた局所対称性」の定式化を行なうとともに,その具体例としてA_1中間子の詳細な分析を行なった(坂東・藤原・山脇).さらにこれと従来の「有質量ヤン・ミルズ」理論との関係を解明し, 20年来のパズルに終止符を打った(山脇).また,この研究の総まとめとしての総合報告「非線型実現と隠れた局所対称性」を仕上げた(坂東・九後・山脇).これはPhysics Reports誌にまもなく掲載される予定である.この総合報告では従来の結果の外に新たに超対称な非線型シグマ模型における隠れた局所対称性の一般論を展開した.低エネルギー定理に関する新しい定式化も行なった.2.テクニカラー理論の研究では, Schwinger-Dyson方程式の解の研究が進んだ.とくに,結合定数の運動量依存性とFCNC問題の解決策との関連を先ず解析的方法で解明し,「ゆるやかに動く結合定数」をもつ漸近自由理論ではダメで,ノントリヴィアル紫外固定点のある我々の「スケール不変テクニカラー」のみが解決策になりうることを示した(坂東・両角・宗・山脇).その後コンピュータによる数値解を研究することにより,この結論を補強した(論文を準備中-青木健一・坂東昌子・美濃英俊・野々山龍彦・宗博人・山脇幸一の共著).3.カイラル異常について正準量子化の立場での理論が進んだ(藤原・大貫).4.スキルミオンと「隠れた局所対称性」の研究では,力学的ゲージボソンに結合したスキルミオン解の新しい特徴を調べた(五十嵐・小林・小津・沢田).1.テクニカラー理論の研究では、Schwinger-Dyson方程式の解の研究が格段に進み、現実的な模型構築に向けて大きく踏み出した。先ず前年度からひき続いて行った研究として、「ゆっくり変化する」結合定数をもつ漸近自由なテクニカラー理論が、申請者の主唱した固定点ゲージ理論に比して、FCNC問題を解決しえないことを、前年度の解析的な分析に続いて数値的にも明らかにした(青木健一・坂東昌子・美濃英俊・野々山龍彦・宗博人・山脇幸一の共著)。さらに、拡張されたテクニカラー(ETC)もしくは複合テクニフェルミオン模型による有効4体フェルミ相互作用を採り入れたはしご近似のSchwinger-Dyson方程式の新しい解を発見し、カイラル相転移の臨界曲線を見出した(近藤慶一・美濃英俊・山脇)。さらにこの臨界曲線上でディラトンの存在を調べ否定的な答を得る(同上の共著。野々山龍彦・鈴木剛・山脇の共著)とともに、くり込み群の流れを含めた相転移の構造を明らかにした(近藤・美濃・野々山・鈴木・山脇)。また、この臨界曲線の近くでは異常次元が、4体フェルミのない場合(γm=1)と比して、さらに大きな値(1<γm>2)をとることが分かった(V.A.Miransky・山脇)。これを用いて、テクニカラーに止まらず複合ヒッグス模型のより一般的な可能性が拓け、具体的な提案としてt・クォークの凝縮機構による模型を提唱した(Miransky・棚橋誠治・山脇)。またこのような系における演算子展開を考察した(Miransky・山脇)。

その他、漸近自由理論と4体フェルミ相互作用の共存する系での相転移をも解明した(Miransky・野々山・山脇)。2.「隠れた局所対称性」の研究では、前年度脱稿した総合報告がPhysics Reports誌に掲載された。テクニカラ-模型および前年度提唱した(Miransky・棚橋誠治・山脇)トップクォ-ク凝縮模型("トップモ-ド標準模型")の現象論的研究と、それら複合ヒグス模型の基礎となった非自明紫外固定点と大きな異常次元とをもつ力学系、とくに対称性の力学的破れに関する相構造の研究を中心に展開した。先ず、上記模型に本質的である4体フェルミ相互作用の役割を明らかにするため、はしご近似を越える近似として1/N展開法を用いて時空の次元が4未満(2<D<4)のとき(くり込み可能な4体フェルミ理論)、非自明紫外固定点と大きな異常次元γ_m=D-2を見出した(菊川芳夫・山脇)。これはD=4での4体フェルミ相互作用を伴なうゲ-ジ理論のはしご近似による分析と類似の結果であり、非摂動論的くり込み理論への手掛りを与えるものと思われる。また、トップクォ-ク凝縮模型の4体フェルミ相互作用の起源として、思いゲ-ジボソン交換(強結合ゲ-ジ相互作用)と重いスカラ-ボソン交換(強結合湯川相互作用)の両方の相構造をはしご近似で調べ、4体フェルミ相互作用と類似の結果を得た(近藤慶一・棚橋・山脇)。これは格子モンテカルロ法の結果とも整合する。一方、トップクォ-ク凝縮模型におけるヒグスボソンの質量m_Hをはしご近似の枠内で計算し、ゲ-ジ相互作用が少しでもあると、4体フェルミのみの場合の結果m_H【similar or equal】2m_t(m_tはトップクォ-クの質量)からずれてm_H【similar or equal】√<2>m_tになることを見出した(首藤晋・棚橋・山脇)。これは今後の実験的検証にとって重要である。また、漸近自由ゲ-ジ理論(QCD等)と4体フェルミ相互作用の共存する力学系の相構造について、前年度の解析的結果(Miransky・野々山龍彦・山脇)にひき続きコンピュ-タによる数値的研究を行ない、より詳しい知見を得た(中谷一・首藤・山脇)。
遺伝子導入を用いた生殖細胞特異抗原TEX101の性腺形成制御機構の解析

生殖細胞マーカー糖タンパク質TEX101はuPAR/Ly-6スーパーファミリーに属するGPIアンカー型タンパク質である。本研究において我々はTEX101が同じスーパーファミリーに属するLy6kと共役していることを明らかにした。本スーパーファミリーには細胞の接着・遊走に関与する分子が多く、今後TEX101及びLy6k遺伝子を培養細胞に導入し、両分子の細胞接着・遊走への関与を解析する予定である。精子形成に関与する分子機構を解明する研究過程において、我々は生殖細胞特異的糖タンパク質TEX101を発見した。本分子は高度にN結合型糖付加を受けたGPIアンカー型タンパク質として精母細胞以降の分化した精細胞に発現していることが判明している。しかしその一次構造は既知のタンパク質と相同性がない独特な構造を持っているため、依然その機能は不明である。そこで本研究ではTEX101の機能を解明する目的で、バキュロウイルス発現系を用いて新規単クローン抗体、6002、6035を作製した。ウェスタンブロット解析では,両抗体は還元・非還元下ともTEX101を認識し、またN-グリカナーゼ処理された本分子への反応も観察された。免疫組織化学では,プアン固定切片での反応は精母細胞,精子細胞,精巣精子に認められ,以前の我々の報告と同様であったが,両抗体の凍結切片上での反応は主に精母細胞にのみ認められた。以上の結果より、これらの抗体はジスルフィド結合の関与しないペプチドを認識していることが明らかとなり、またプアン固定切片と凍結切片では染色パターンが異なることから,凍結切片ではこれらの抗原決定部位が共役分子等で掩蔽されていることが推測された。またこれらの抗体に加え、人為的処置なしに長期間飼育したマウス脾細胞より樹立したハイブリドーマから新規抗TEX101抗体Ts4を得た。本抗体は精巣Triton-X 100可溶性画分に抽出されるTEX101を認識することはできたが,細胞外及び水溶性画分にある本分子の検出はできなかった。またN-グリカナーゼ処理された本分子への反応を認めなかった。この結果よりTs4はN型糖鎖を認識しており,さらに本分子のN型糖鎖修飾パターンは細胞膜上とそれ以外の部位で異なることが示唆された。このような分子生物学的多様性は本分子の機能に関係することが推測された。TEX101はuPARスーパーファミリーに属するGPIアンカー型タンパク質である。成熟マウスでは主に減数分裂開始以後の精巣内生殖細胞膜表面に限局発現が見られ、精子形成過程においての関与が示唆されている。この分子は現在では新規の癌-精巣関連抗原としても注目されており、その細胞生物学的機能の解明が期待されるが未だ多くの点が不明である。その機能解析の目的で、我々はこれまでプロテオミクス解析を用いてTEX101の精巣内共役候補分子としてLy6kを同定した。Ly6kはTEX101同様にuPARスーパーファミリーに属するGPIアンカー型タンパク質であるが、特異抗体も作成されていないためその性状はほとんどわかっていない。本研究ではLy6kの組み換えタンパク質をウサギに免疫して特異抗体作成を作製し、それを用いてマウス精巣におけるLy6kの分子性状の解析を行った。精巣抽出液を用いたウエスタンブロット法で抗Ly6k抗体の反応性を検討すると、Ly6kの予想分子質量17kDaの位置に単一の明瞭なバンドを認めた。この反応性はパラホルムアルデヒド固定凍結精巣切片中の間質細胞では陰性であり精細管内にのみ明瞭に陽性反応が認められた。抗Ly6k及び抗TEX101抗体を用いて精巣抽出液の免疫沈降をしたところ38kDa(抗TEX101抗体反応)と17kDa(抗Ly6k抗体反応)のバンドがそれぞれ検出され、TEX101とLy6kの精巣内での共役が示唆された。さらに共焦点レーザー顕微鏡及びショ糖密度勾配法による膜タンパク質分画を用いた解析でもTEX101とLy6kの挙動は高い連関を示した。以上の結果から作成した抗Ly6k抗体はLy6k検出プローブとして有用であり、この抗体により精巣内におけるTEX101とLy6kは共役が強く示唆された。今後TEX101及びLy6k遺伝子を培養細胞に導入し、両分子の細胞生物学的な機能を解析する予定である。
聴覚中枢機構の比較形態学的研究

本研究では脳幹部聴覚系中継核間の神経回路網の解析に焦点を絞り聴覚情報処理のメカニズムを比較解剖学的アプロ-チにより解明しようとするものである。このことにより、1)なにがより原初的な構造か?2)特定の聴覚機能にかかわると推定される構造が存在するか?を知ることが期待される。今回は特殊な聴覚機能をもちながら原始的な脳を保持していることが知られているモグラについて重点的に検索した。モグラで、下丘の一側にFluoroーGold、他側にWGAーHRPを注入し、生存期間をおいて潅流固定し、TMBでHRP反応させたあと蛍光顕微鏡下に上オリ-ブ核を観察した。その結果内側核(MSO)では多数のニュ-ロンが二重標識されたのに対し、外側核(LSO)では、二重標識されたニュ-ロンはごくわずかで大多数がどちらか一方のトレ-サ-でのみ標識された。この結果から内側核からは軸索側枝の分枝による両側投射であることがわかった。これにたいし外側核からは交叉性の投射をするニュ-ロン群と非交叉性の投射をするニュ-ロン群とがほぼ完全にわかれていることがらかった。上オリ-ブ核群は両耳情報比較器(binaural comparator)であることが生理学的には確立されていて、上オリ-ブ核から下丘への交叉性および非交叉性投射が右と左のAcoustic fieldの中枢内再現機能に重要なかかわりをもっているものと考えられている。この投射系では、外側核からは両側性なのにたいして内側核からは同側性であるというのが定説で、現在まで調べられた動物のうち、ネコ、ラット、マウス、スナネズミ、フェレット、コウモリでそうであったのでこれが全哺乳類共通のプランと考えられてきた。ところが原始的哺乳類である有袋類のオポッサムやフクロネコでは内側核も両側投射することが最近あきらかとなった。食虫類であるモグラでえられた今回の結果を考え合わすと系統発生学的流れを推測でき興味深い。
沖縄県児童のアレルギー疾患・肥満の増加と環境・生活様式の変化との関連性の検討

平成22年の那覇市の児童の保護者14,072人の回答結果。医師の診断を受けた児は、喘息15.1%、アトピー性皮膚炎8.3%、何らかのアレルギー疾患の診断を受けた児(アレルギー体質児)は36.7%。児の肥満(肥満度20%以上)は1年4.4%、2年6.5%、3年7.7%、4年6.9%、5年9.4%、6年9.4%。因子分析(主因子法マトマックス回転)の結果、アレルギー体質児は「脂っこい洋食の過多」「早食い傾向」「孤独な食事」「屋内での独り遊び」「友達も遊びも少ない」「虚弱な神経質」「市街地環境」の因子が抽出。喘息児、アトピー性皮膚炎児も同様な因子であった。ロジスティック解析(変数増加法ステップワイズ(尤度比))の結果、アレルギー体質児において「兄弟の順位が遅いほどアレルギー体質になる確率が有意に減る」「スポーツ時間が長いほどアレルギー体質でない確率が有意に高い」という結果がでた。喘息児も「兄弟の順位が遅いほど喘息になる確率が有意に減る」という結果がでたが、アトピー性皮膚炎児はない。両検定とも、肥満児を除いた結果も同様であった。肥満児の結果は「脂っこい洋食の過多」「早食い」「間食とる「屋内の独り遊び」「友達も遊びも少ない」「市街地環境」「子どもの将来に希望が強い」「手伝いをさせない」「家庭行事が減った」の因子を抽出。ロジスティック解析では「初潮がある児の方が有意に高い」という結果がでた。両検定において、アレルギー体質児を除いた結果も同様であった。都市化を示す因子において、アレルギー体質児、喘息児、アトピー性皮膚炎児、肥満児の発症率が有意に高く、反対の傾向を示す結果はなかった。復帰後20年間に比べ、その後の20年間の発症率は緩やかだが、子どもの生活環境の都市化は進み、それを強く受ける子どもに発症率が高いことが示唆された。肥満児の発症率は都市の平均値に近づき、子どもの食生活と育て方の影響を強く受けることが示唆された。沖縄県は復帰後に生活様式、食環境、環境汚染等の急速な変化を経験し、変化に伴う問題が次第に顕在化してきている。そこで那覇市の児童を対象として、アレルギー疾患、肥満の現状に焦点を当てて、復帰後40年の子どもをとりまく生活環境と健康状況を調査した。1.以下を明らかにするために、那覇市の小学校児童の母親に質問紙調査法を行った。(1)那覇市の児童のアレルギー疾患、肥満を主としたメタボリック症候群の推移。(2)復帰後20年と比較し子どもの疾病構造、生育環境、生活様式の変化。(3)アレルギー疾患とメタボリック症候群について、親や祖父母の世代と児童の差。2.平成21年12月、那覇市校長会会長に本調査の協力を依頼し承諾を得た。3.平成22年1月、小学校36校に調査協力の依頼書、調査用紙、調査方法の説明書を送付する。2.平成22年2月3月、各小学校のクラス担当教員により、児童に調査用紙を配布し、保護者に無記名で記入を依頼した。4.調査対象は、那覇市の全小学校36校の1年生から6年生の全児童の保護者約2万人。5.調査内容は、疾患、社会的環境因子、都市化の視点の以下の内容である。(1)児童のアレルギー性鼻炎、アトピー性皮膚炎、喘息の症状の有無、医師の診断の有無。(2)肥満、糖尿病の症状の有無。(3)親、祖父母、兄弟の家族歴、家族の人数と同居人数。(4)児童の社会環境因子について:運動や学習塾などの生活内容、食事内容、住居・通学中の大気汚染の状況、住居の形態や周囲環境、遊びの内容や場所、人間関係等。(5)アレルギー疾患の症状悪化の時期と誘因。6.回収方法は、小学校に回収ボックスをおいてもらい、保護者が封筒の封をし、担任教員の手を介さず児童が投函し、担当教員が回収ボックスを大学あてに送付し回収した。7.アンケートの回収は平成22年3.月から4月である。平成22年2月に沖縄県那覇市36校の小学校の児童の保護者に質問調査を行った。有効回収数は14,072名。医師の診断を受けた児は、喘息15.1%、アトピー性皮膚炎8.3%、アレルギー性鼻炎22.4%、花粉症0.7%、アレルギー性結膜炎7.4%であった。何らかのアレルギー疾患の診断を受けた児は36.7%であった。何らかのアレルギー疾患の診断を受けた児の学年別の発症率は1年生34.2%、2年生34.7%、3年生37.9%、4年生36.9%、5年生39.1%、6年生37.7%であった。性別では、男児41.6%、女児32.3%であった。児の喘息の学年別発症率は1年生17.1%、2年生17.0%、3年生16.9%、4年生15.5%、5年生15.8%、6年生13.9%、アトピー性皮膚炎は1年生8.9%、2年生8.5%、3年生9.7%、4年生8.5%、5年生9.5%、6年生8.6%であった。

父親の喘息の割合は6.6%、母親は8.9%、父親のアトピー性皮膚炎の割合は1.9%、母親は3.6%であった。児の肥満度の正常(-2020%未満)の割合は67.5%、高度やせ(-30%未満)0.2%、やせ(-3020%未満)2.5%、軽度肥満(203脇未満)3.7%、中等度肥満(3050%)2.8%、高度肥満(50%以上)0.9%であった。肥満児(経度高度肥満)は、男児7.6%、女児7.1%、1年生4.4%、2年生6.5%、3年生7.7%、4年生6.9%、5年生9.4%、6年生9.4%であった。父親が肥満であると回答した割合は13.7%、母親が肥満であると回答した割合は11.6%であった。那覇市小学校に単純集計の結果を12月に報告した。今後、研究目的に対する分析を行う。平成22年の那覇市の児童の保護者14,072人の回答結果。医師の診断を受けた児は、喘息15.1%、アトピー性皮膚炎8.3%、何らかのアレルギー疾患の診断を受けた児(アレルギー体質児)は36.7%。児の肥満(肥満度20%以上)は1年4.4%、2年6.5%、3年7.7%、4年6.9%、5年9.4%、6年9.4%。因子分析(主因子法マトマックス回転)の結果、アレルギー体質児は「脂っこい洋食の過多」「早食い傾向」「孤独な食事」「屋内での独り遊び」「友達も遊びも少ない」「虚弱な神経質」「市街地環境」の因子が抽出。喘息児、アトピー性皮膚炎児も同様な因子であった。ロジスティック解析(変数増加法ステップワイズ(尤度比))の結果、アレルギー体質児において「兄弟の順位が遅いほどアレルギー体質になる確率が有意に減る」「スポーツ時間が長いほどアレルギー体質でない確率が有意に高い」という結果がでた。喘息児も「兄弟の順位が遅いほど喘息になる確率が有意に減る」という結果がでたが、アトピー性皮膚炎児はない。両検定とも、肥満児を除いた結果も同様であった。肥満児の結果は「脂っこい洋食の過多」「早食い」「間食とる「屋内の独り遊び」「友達も遊びも少ない」「市街地環境」「子どもの将来に希望が強い」「手伝いをさせない」「家庭行事が減った」の因子を抽出。ロジスティック解析では「初潮がある児の方が有意に高い」という結果がでた。両検定において、アレルギー体質児を除いた結果も同様であった。都市化を示す因子において、アレルギー体質児、喘息児、アトピー性皮膚炎児、肥満児の発症率が有意に高く、反対の傾向を示す結果はなかった。復帰後20年間に比べ、その後の20年間の発症率は緩やかだが、子どもの生活環境の都市化は進み、それを強く受ける子どもに発症率が高いことが示唆された。肥満児の発症率は都市の平均値に近づき、子どもの食生活と育て方の影響を強く受けることが示唆された。
高等植物におけるエチレン生合成調節の分子機構に関する研究

エチレンは高等植物において,多様な生理作用を行う植物ホルモンであり,その生合成制御の分子機構を解明することは,植物の生長調節機構を明らかにするうえで重要な課題である.高等植物においてACCシンターゼ(ACS)とACCオキシダーゼ(ACO)はエチレン合成経路の主要な酵素である.これらの酵素には多数のアイソ酵素があり,それぞれ時期や組織,また様々な環境刺激に応答して特異的に発現している.これらの酵素遺伝子のプロモータ領域に特異的に結合する転写調節因子をクローニングすることにより,複雑に発現制御されているこれら遺伝子間の発現調節の分子機構が解析できる.本研究ではCMe-ACS2のプロモータ領域に存在するGCCGAC配列に結合するAP2/ERFタイプの転写調節因子(CMeDREB1,CMeERF1およびCMeERF2)をクローニングして酵母one-hybrid法によるDNA結合能の測定,植物葉組織を用いた一過的発現系を用いて転写調節因子としての活性を得た.その結果,CMeDREB1はCMeACS2の発現に関与していると示唆された.CMeDREB1はメチルジャスモン酸により発現が上昇することから,ジャスモン酸とエチレンシグナルのクロストークに関与している可能性が示唆された.メロンのCmACO1遺伝子はエチレンにより発現促進を受け,また果実の成熟に伴って発現が高まる.エチレンの作用はアラビドプシスのEIN3様(EIL)遺伝子が関与していることが明らかになっており,CmEIL遺伝子のCmACO1遺伝子発現への関与を検討した.メロン果実よりクローニングした2種類のCmEIL遺伝子はメロン葉を用いた一過的発現系でCmACO1の発現を促進することが明らかになった.今後,これらの実験系を用いて詳細な調節機構を検討する必要がある.エチレンは高等植物において,多様な生理作用を行う植物ホルモンであり,その生合成制御の分子機構を解明することは,植物の生長調節機構を明らかにするうえで重要な課題である.高等植物においてACCシンターゼ(ACS)とACCオキシダーゼ(ACO)はエチレン合成経路の主要な酵素である.これらの酵素には多数のアイソ酵素があり,それぞれ時期や組織,また様々な環境刺激に応答して特異的に発現している.これらの酵素遺伝子のプロモータ領域に特異的に結合する転写調節因子をクローニングすることにより,複雑に発現制御されているこれら遺伝子間の発現調節の分子機構が解析できる.本研究ではCMe-ACS2のプロモータ領域に存在するGCCGAC配列に結合するAP2/ERFタイプの転写調節因子(CMeDREB1,CMeERF1およびCMeERF2)をクローニングして酵母one-hybrid法によるDNA結合能の測定,植物葉組織を用いた一過的発現系を用いて転写調節因子としての活性を得た.その結果,CMeDREB1はCMeACS2の発現に関与していると示唆された.CMeDREB1はメチルジャスモン酸により発現が上昇することから,ジャスモン酸とエチレンシグナルのクロストークに関与している可能性が示唆された.メロンのCmACO1遺伝子はエチレンにより発現促進を受け,また果実の成熟に伴って発現が高まる.エチレンの作用はアラビドプシスのEIN3様(EIL)遺伝子が関与していることが明らかになっており,CmEIL遺伝子のCmACO1遺伝子発現への関与を検討した.メロン果実よりクローニングした2種類のCmEIL遺伝子はメロン葉を用いた一過的発現系でCmACO1の発現を促進することが明らかになった.今後,これらの実験系を用いて詳細な調節機構を検討する必要がある.本研究の目的はエチレン生合成に関与するACCシンターゼのプロモーター領域に結合する転写調節因子を酵母one-hybrid法を用いて網羅的にクローニングして、それらの機能解析を行い、エチレン生合成の調節機構を解析することを目的にしている。ACCシンターゼは多重遺伝子族を形成しており、植物には89種類のアイソ酵素が存在すると考えられている。それらの遺伝子が植物の生長過程で時期及び組織特異的に発現する。メロンCMe-ACS2は、様々な外因性刺激に応答して発現が誘導される。本研究では、その発現調節機構を解明することを目的として、CMe-ACS2遺伝子の上流プロモーター領域中に存在するストレス応答性のDRE/CRT様シス配列(GCCGAC)に注目し、その配列に結合する転写調節因子の探索と機能解析を試みた。酵母ワンハイブリッド法によりメロン成葉のcDNAライブラリーから、3種類の転写調節因子(CMe-DREB1、CMe-ERF1、CMe-ERF2)をクローニングして、ゲルシフト法、酵母ワンハイブリッドレポーター法によりシス配列への結合力と転写活性化能を定量した。さらにパーティクルガンを用いたメロン成葉における一過的発現実験により、in vivoにおける転写活性化力を定量した。またノーザン解析により、CMe-DREB1は傷害及びジャスモ酸、CMe-ERF1はエチレン、CMe-ERF2は塩ストレスやタンパク合成阻害剤などに応答して強く発現が誘導されることが分かった。これらの結果はこれらの転写調節因子がCMe-ACS2の発現調節に関与している可能性を示唆している。(日本植物生理学会16年度年会で発表)本研究は高等植物におけるエチレン生合成機構の解析とエチレン生合成に関与するACCシンターゼのプロモーター領域に結合する転写調節因子をクローニングして、それらの機能解析を行うことである。本年度以下の結果を得ている。(1)メロン果実の成熟過程におけるエチレン生合成は、受粉果実より単為結実果では遅れることを見いだした。(2)メロンCMe-ACS2は、様々な外因性刺激に応答して発現が誘導される。