hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
先天性筋ジストロフィーの病態解析-ジストログリカンの細胞内外の分子架橋の検討-

先天性筋ジストロフィーの病態解明を目標として、モデル動物である筋ジストロフィー鶏とフクチン欠損キメラマウスの神経筋障害に関する検討を行った。筋ジストロフィー鶏を用いた研究では、1)骨格筋においてα-ジストログリカンの糖鎖修飾の異常とラミニン結合能の低下があること、2)α-ジストログリカンには2つの分子種があり、分子量の小さいα-ジストログリカン(S-α-ジストログリカン)にはラミニン結合能がないこと、3)レクチンによる糖鎖解析の結果、筋ジストロフィー鶏のα-ジストログリカンはコントロールと比較してGalβ1-3GalNAc構造が増加している一方で、Siaα2-3Gal構造が減少していること、4)骨格筋や心筋においてβ1インテグリンの発現が亢進していること、を明らかにした。また、フクチン欠損キメラマウスを用いた研究では、1)同マウスの神経筋接合部は小さく断片化した形態を呈すること、2)同神経筋接合部ではアグリンの発現とアグリンに対する結合能が低下しており、これが神経筋接合部の形態異常の原因である可能性があること、3)同マウスの末梢神経において有髄線維の減少とradial sortingの障害が存在すること、4)同末梢神経にはα-ジストログリカンの糖鎖修飾の異常とラミニン結合能の低下があり、これが末梢神経の髄鞘異常の一因である可能性が高いこと、などを明らかにした。一方で、yeast two hybrid法を用いてβ-ジストログリカンの細胞内ドメインと結合する蛋白質としてplasma membrane Ca^<2+>ATPaseをクローニングしたが、pull-downアッセイや免疫沈降法などにより蛋白質レベルでの結合は確認できず、その相互作用は非常に弱いものであると考えられた。筋ジストロフィー鶏におけるα-ジストログリカンの糖鎖修飾の異常我々はこれまでの研究から筋ジストロフィー鶏のα-ジストログリカンには糖鎖修飾の異常が生じている可能性があることを見いだし、同鶏のヒトにおける先天性筋ジストロフィーのモデル動物としての有用性を提唱してきた。本年度の主要な研究目標は、同鶏のα-ジストログリカンの糖鎖修飾の異常を明らかにすることにあった。このために、同鶏の骨格筋をTriton X-100により可溶化して各種レクチンビーズによる分画を行い、これらビーズと結合したα-ジストログリカンをウエスタンブロットにより検出した。この結果、筋ジストロフィー鶏のα-ジストログリカンはMAMへの結合がコントロールに比較して著減している一方で、PNA、VVA-B4への結合は著しく増加していた。これらのことから、同鶏のα-ジストログリカンにはSiaα2-3Galβがコントロールに比べて減少しており、逆にGalβ1-3GalNAcやGalNAcといった糖鎖構造が非常に多く含まれていることが明らかとなった。さらにレゾルシノール法を用いたシアル酸定量の結果、筋ジストロフィー鶏の骨格筋においてシアル酸含量の明らかな低下が認められた。これらのことから、同鶏のα-ジストログリカンには糖鎖修飾の異常が確かに生じており、なかでもシアル酸の減少がα-ジストログリカンとそのリガンドであるラミニンとの結合性低下をまねいている可能性が推測された。さらに、これら糖鎖修飾の異常がジストログリカン遺伝子(DAG1)の変異、すなわちN-結合型あるいはO-結合型糖鎖修飾部位の点変異あるいは欠失により生じている可能性を検討するために、同鶏のDAG1の塩基配列の決定を行った。骨格筋よりDNAを抽出し、全エクソンのダイレクトシークエンスを行った。この結果同鶏においてDAG1の変異は見いだされず、α-ジストログリカンの糖鎖修飾異常はジストログリカンの変異によるものではないことが明らかとなった。

筋ジストロフィー鶏を用いた研究では、1)骨格筋においてα-ジストログリカンの糖鎖修飾の異常とラミニン結合能の低下があること、2)α-ジストログリカンには2つの分子種があり、分子量の小さいα-ジストログリカン(S-α-ジストログリカン)にはラミニン結合能がないこと、3)レクチンによる糖鎖解析の結果、筋ジストロフィー鶏のα-ジストログリカンはコントロールと比較してGalβ1-3GalNAc構造が増加している一方で、Siaα2-3Gal構造が減少していること、4)骨格筋や心筋においてβ1インテグリンの発現が亢進していること、を明らかにした。また、フクチン欠損キメラマウスを用いた研究では、1)同マウスの神経筋接合部は小さく断片化した形態を呈すること、2)同神経筋接合部ではアグリンの発現とアグリンに対する結合能が低下しており、これが神経筋接合部の形態異常の原因である可能性があること、3)同マウスの末梢神経において有髄線維の減少とradial sortingの障害が存在すること、4)同末梢神経にはα-ジストログリカンの糖鎖修飾の異常とラミニン結合能の低下があり、これが末梢神経の髄鞘異常の一因である可能性が高いこと、などを明らかにした。一方で、yeast two hybrid法を用いてβ-ジストログリカンの細胞内ドメインと結合する蛋白質としてplasma membrane Ca^<2+>ATPaseをクローニングしたが、pull-downアッセイや免疫沈降法などにより蛋白質レベルでの結合は確認できず、その相互作用は非常に弱いものであると考えられた。
肺高血圧症におけるポリアミン系活性化の意義解明と新規治療法の開発

肺動脈性肺高血圧症では、肺動脈血管平滑筋細胞の増殖が認められる。メタボローム解析から、低酸素誘発性肺高血圧マウス肺のポリアミン濃度が有意に増加していた。マイクロアレイ解析により、代謝酵素S-アデノシルメチオニンデカルボキシラーゼ遺伝子の著明な発現亢進が生じていること認められた。以上より、ポリアミン濃度増加は基質である脱炭酸化S-アデノシルメチオニンの合成亢進に起因し、そこにS-アデノシルメチオニンデカルボキシラーゼの活性亢進が関与していると考えられた。ポリアミンはガン細胞の増殖に関与している。よってPAHでの肺動脈血管平滑筋細胞増殖にも上記機序を介したポリアミン増加が関係していると考えられた。C57bl6マウスに対して、低酸素チャンバーを用い酸素濃度10%の条件で3週間飼育した。対照群には室内気で飼育した。低酸素飼育マウスの右室収縮期圧は室内気群に比し約1.5倍上昇しており、肺動脈圧の上昇に伴い右室重量も有意に大であり、低酸素により肺高血圧の状態であることが示された。また、右室肥大に伴い、肥大マーカーであるβ-MHCの発現も低酸素群で増加しており、マウスにおける肺高血圧モデルの作製が行えることを明らかにした。肺高血圧群・対照群マウスの肺を用いて、メタボローム解析を行った。肺高血圧群において、プトレシン・スペルミジン・スペルミンに代表されるポリアミンの組織内濃度は有意に高値であった。また、これらの現象がポリアミンの合成亢進によるのか分解抑制によるものなのかを明らかにするために合成酵素であるオルニチンデカルボキシラーゼ・S-アデノシルメチオニンデカルボキシラーゼ・スペルミ(ジ)ン合成酵素のmRNA発現を検討した。これらの酵素の遺伝子発現は、肺高血圧症の肺において有意に亢進していることが明らかになった。初年度の計画通り、肺高血圧症モデルの樹立とその評価、また、肺におけるポリアミンの濃度を測定したことから、おおむね順調に進展していると考えられる。8週齢のC57Bl6マウスに対して、低酸素チャンバーを用い酸素濃度10%の条件で3週間飼育した。対照群は室内気で飼育した。低酸素飼育マウスの右室収縮期圧は室内気群に比し約1.5倍上昇しており、肺動脈圧上昇に伴い右室重量も有意に増加しており、低酸素飼育により肺高血圧の状態であることが明らかとなった。また、低酸素飼育群の肺において、Hypoxia inducible factor-1 (HIF1)の発現が亢進していた。右室肥大に伴い、心肥大マーカーであるb-MHCの発現も低酸素で増加していた。以上より、低酸素誘発による肺高血圧モデルが作製可能であることが示された。低酸素誘発性肺高血圧モデルの肺において、メタボローム解析を行った。一方、このモデルにおいてマイクロアレイ解析により網羅的に遺伝子の発現変化を解析した。すると、これらのポリアミン合成を促進するオルニチンデカルボキシラーゼ・S-アデノシルメチオニンデカルボキシラーゼ・スペルミ(ジ)ン合成酵素の遺伝子発現が肺高血圧モデルの肺において有意に亢進していることが明らかになった。よって、肺高血圧モデルの肺におけるポリアミン増加は、合成酵素の発現亢進とそれによる合成促進によるものと考えられた。ポリアミンは細胞増殖を促進すると考えられており、これらの増加が肺動脈血管平滑筋細胞の増殖亢進およびアポトーシス抑制を介して肺高血圧進展に関与しているのかを培養血管平滑筋細胞を用いて検討している段階である。培養肺動脈血管平滑筋を用い、ポリアミンを投与した際の細胞増殖活性を、MTTアッセイ・BrdU取り込みでアッセイする。また、ポリアミン合成抑制剤であるジフルオロメチルオルニチンで処理すると細胞増殖活性が抑制されることを明らかにする。また、ポリアミン合成酵素であるオルニチンデカルボキシラーゼ・S-アデノシルメチオニンデカルボキシラーゼ・スペルミ(ジ)ン合成酵素をノックダウンした場合にも同様の現象が認められるかを検討し、肺動脈血管平滑筋増殖を介した肺高血圧症の進展にポリアミン合成亢進が関与する事を明らかにする。循環器内科学
(DMe-DCNQI)_2Cuの特異な金属-絶縁体転移と分子内振動

DMe-DCNQI-Cu系はDCNQ1分子のπ電子とCuの3d電子が混成して有機伝導体のなかでも有数の良導体を形成している。π電子の1次元性を3d電子がのり働きして低次元不安定性を回避している。DCNQ1分子の外側にあってC軸の積層方向の距離を決定しているメチル基のサイズが重水素化により縮めば低次元不安定性が顔をみせる。本研究の目的はメチル基を重水素化することにより生まれる新しい自由度を熱力学的に検討するため、比熱を子細に測定し、その機構を明らかにするとともに、これらがリエントラントな金属-絶縁体転移に及ぼす影響を総合的に解明することである。この過程でメチル基の水素の1つを重水素化したCH_2Dを含む系では巨大なSchottky比熱を発見し、2つ重水素化CHD_2が近接して存在する系では異常比熱が見られた。本年度はCHD_2の濃度を変化させながら、CHD_2間隔に依存してどのように比熱が変化するのか検討した。この目的のためCH_3とCHD_2の混晶系、CH_2DとCHD_2の混晶を用意して系統的に検討した。その結果CH_2D系ではその間の相互作用が弱く重水素の安定な位置は分子内の電場で決定していることが、またCHD_2系でも濃度が薄い間は分子内でエネルギーレベルが決定しているが、CHD_2濃度が高くなるにつれ、その間の相互作用が大きくなり隣の重水素の位置がCHD_2中重水素の配列を決定する秩序-無秩序転移が起こっていることが明らかとなった。また前者の混晶の実験よりCHD_2濃度を増加させリエントラント転移を制御させ、異常比熱と転移の関係を調べた。その結果CHD_2が低濃度領域ではSchottky型の温度依存性を示すが、高濃度に移行すると、これからはずれ鋭いピークが出現する。転移による比熱のヒステリシスが観測される領域では異常比熱が転移により影響を受け大きく歪むことが観測された。DMe-DCNQI-Cu系ではDCNQI分子内の堅固な構造の外側にメチル基が歯車のように回っており、このメチル基の大きさがC軸の積層方向の距離を決定している。メチル基の水素を重水素化することでC軸の距離が縮み、1次元性が強まるため、C軸方向の3倍周期のCDW転移に大きな影響を与える。我々は本研究において2つの重水素を置換されたDMe-DCNQI分子内の振動の自由度がリエントラントなこの転移にどのような関わっているのか明らかにし、分子内振動が関与した初めてのリエントラント金属-絶縁体転移の可能性を探る。今年度はまず1-100Kの広い範囲にわたって、高精度の比熱を可能とするため測定系の整備を行った。主な改良点は1)小型軽量化した新しい温度センサーの開発2)温度コントローラNeocera社製LTC-21をもちいた熱浴の温度安定性の向上3)ノイズ対策の3点を行った結果1.5-20Kまでの温度範囲で測定精度が3倍程度向上し、相対精度で0.1%までの測定が可能となった。この結果重水素化によるSchottkyおよび異常比熱の測定結果も格段に向上し、重水素化によって出現する金属-絶縁体転移に伴う比熱の段差の構造が明らかとなった。

この整備された測定系を用いて2つの水素を重水素化したCHD_2を持つ結晶で発見した異常比熱の原因を調べるため、1つの重水素を含んだCH_2Dと2つ含んだCHD_2をもつDMe-DCNQI分子を重水素化を系統的に進めながら作成し、その混晶試料で比熱の測定を行った。この結果CHD_2を75%含んだ試料から突然異常比熱が出現することが明らかとなった。これらの実験事実より、CHD_2が積層方向に積み重なってこれら同士が相互作用によって秩序-無秩序転移を起こしている可能性が高いものと考えられる。DMe-DCNQI-Cu系はDCNQI分子のp電子とCuの3d電子が混合して有機伝導体のなかでも有数の良導体を形成している。π電子の1次元性を3d電子がのりのような働きして低次元不安定性を回避している。DCNQI分子の外側にあってC軸の積層方向の距離を決定しているメチル基が重水素化により縮めば低次元不安定性が顔をみせる。本研究の目的はメチル基を重水素化することにより生まれる新しい自由度による比熱を子細に検討し、これらがリエントラントな金属-絶縁体転移に及ぼす影響を総合的に解明することである。まずメチル基を1つの重水素で置換した系に関してCu^<2+>状態のスピンとフェルミ面近傍の自由電子の自由度の競合によりこのようなリエントラント転移が生まれることを明らかにし、論文に発表した。このようなメチル基の水素の1つを重水素化するとSchottky比熱がうまれ、2つ重水素化したものは異常比熱が見られるが、昨年までに完成した超高感度な比熱、潜熱測定システムを用いて、この二つの系の混晶の比熱を測定し、そのエントロピー変化より異常比熱もSchottky比熱も全く同じメチル基中の重水素の自由度から生まれることを定量的に示した。またその温度依存性よりCHD_2が大きな割合を占めはじめると独立に重水素の位置を決定していたメチル基が、連動する秩序-無秩序転移を見せはじめることを明らかにし、有機合成の国際学会で発表した。またこのような異常比熱を見せかつ、金属-絶縁体転移の近傍に位置する試料を作成しこれらの比熱、潜熱、輸送現象を多角的に調べ、このような系でもリエントラントな転移となることを確認した。また異常比熱のピークとリエントラント転移がほぼ同じ温度から生じていること明らかにした。現在潜熱等の定量的な検討に入っており来年度の本研究の最終年度に向け論文等の仕上げ段階に入っている。DMe-DCNQI-Cu系はπ電子が形作る1次元性をCuの3d電子が混成して低次元不安定性を回避して、有機伝導体のなかでも有数の良導体を形成している。DCNQI分子の外側にあって1次元軸方向の距離を決定しているメチル基のサイズが重水素化の程度により段階的に縮小し、低次元不安定性が強められ絶縁化する。温度の低下に伴って金属相から絶縁体相へ、さらに温度を下げると再び金属相へ戻るリエントラントな転移をみせる。本研究の目的はメチル基を重水素化することにより生まれる新しい自由度がもたらす異常比熱およびリエントラントな金属-絶縁体転移の機構を比熱をはじめとする熱測定を用いて熱力学的に解明することである。温度上昇、下降過程で観測される大きなヒステリシスを利用して同一条件下で両相の比熱および転移で観測される潜熱を検討した結果、絶縁体相のCu^<2+>状態のスピンと金属相のフェルミ面近傍の自由電子の自由度の競合によりこのようなリエントラント転移が生まれることを解明した。
明治期から昭和初期の学校教育における「修養」と「教養」に関する基盤的研究

本研究の目的は、近代日本において自己形成の中心的な概念であった「修養」と「教養」の思想と実践を、明治期から昭和初期の学校教育に限定して検討することによって、歴史的に解明することである。「修養」については、木下竹次・中村春二・澤柳政太郎・蘆田惠之助等の教育関係者、西尾実と京都学派、浄土真宗やキリスト教思想等を対象に、それぞれの「修養」を整理し、歴史的・文化的・社会的な文脈において総合的に検討する。「教養」については、大正教養派を中心的な対象に総合的に検討する。実践に関しては、奈良女子高等師範学校附属小学校や成蹊学園、成城学園、蘆田の同志同行の実践、飯田下伊那における教育実践を中心的に検討する。
溶媒可溶性グラフェンを利用した高強度・高耐久性ナノコンポジットの創出

本研究は、新規に見出したメカノケミカル反応制御によって、溶媒に可溶な高アスペクト比グラフェンを創出し、分子レベルで分散している分散液を熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂に混合・複合化することで、高強度、高延性を両立し、かつ長期耐久性を有するナノコンポジットを作製する技術を確立することを目的とする。メカノケミカル反応の分子シミュレーションをすることで、グラフェンの新しい反応とその複合物を提案するとともに、その応用として、新規グラフェンを構造材料のアンチエイジング材料として応用する。
慢性下肢虚血に対する新しい遺伝子治療システムの開発

慢性下肢虚血に対する,標的部位限定的な遺伝子治療法を開発するため,治療実験で用いる下肢虚血モデルを検討したところ,マウス下肢血管解剖の詳細は明らかにされておらず,モデル作製法と適切な標的部位について十分な検討がなされていないことがわかった.そこで,マウス下肢動脈解剖を詳細に観察して循環ネットワークの構造を明らかにするとともに,モデル作製法と最適な治療表的部位との関係について検証した.ここで得た知見は,虚血肢に対する治療実験の基礎として,将来にわたって血管再生療法の開発に寄与するものと思われる.この結果は英文紙(PlosOne)に投稿・掲載されるとともに,学位論文(医学博士)として発表した.研究デザインに即したマウス下肢虚血モデルの開発に際して,その根本となるマウス下肢血管解剖がよく検討されていないことが明らかになった.そこで,マウス下肢血管解剖の解明をH23年度に引き続き行った.これによりマウス下肢栄養動脈の3次元的構造および破格の分類が解明され,虚血モデルのデザインにおける必要知識と,モデルデザインによる差異の知見・考察を得た.これについて現在論文執筆中である.組織中血管密度の評価法として,高周波超音波装置と超音波造影剤による血管密度計測の効果を確認した.特に,市販の半減期が比較的長い造影剤に比べ,半減期が短いリポソームは反復検査も可能であり,手技的にもコスト的にも有効な手法であると思われた.この内容については第21回日本形成外科学会基礎学術集会において,「音響性リポソームと高周波超音波装置による微小血流計測の試み」として報告した.この手法は血管密度変化が大きい場合には有効であることがすでに示されているが,検体の体温や血圧など様々な要因によって得られる数値の誤差が大きいために小さな変化においては有意差を検出しにくいという問題点が明らかとなった.これについては画像処理による補正ができるのではないかと考え,情報科学研究科と連携して解析プログラムの開発を進めている.申請者らはかつてレンチウィルス由来の骨格にレポーター遺伝子を組み込んだベクターの長期発現(100日以上)を確認しており,これに血管新生遺伝子を組み込んで虚血四肢の遺伝子治療法を開発することを目的としているが,H23年度にVEGF-A遺伝子やNIS(PET撮影に用いるレポーター遺伝子)を組み込んだところ発現が約2週間で消失するという問題に直面した.これを改善するため,発現を安定化させるpA配列の付加や,プロモーターの変更,あるいは不要配列の削除など,発現期間延長のための改良を行っている.下肢虚血に対する血管再生療法の研究における、虚血モデルの作成術式および治療介入部位、評価方法などの実験デザインを最適化することを目的に、マウス下肢動脈解剖と虚血肢における虚血性変化および血流動態についての研究を行った。まず、マウス下肢に分布する動脈の走行や分布を詳細に観察した。これまでマウス下肢動脈解剖は大腿動脈を中心とした比較的単純なものとしてとらえてきたが、実際には腸骨動脈から起こる前・後殿動脈や腸骨大腿動脈などが立体的にはいちされた、複雑な講座王であることが分かった。また、これまで一般に「深大腿動脈」と呼ばれてきた動脈は深部には分布しておらず、深層に真の「深大腿動脈」と呼ばれるべき動脈が存在することを明らかとした。各血管の分布からは、側副路には大腿四頭筋・大腿二頭筋・大腿内側の筋群の3つの経路が存在すると考えられ、それぞれの経路には近位・遠位および中間の3つの動脈路が連結していた。大腿動脈とその分枝の解剖から、虚血モデルデザインの基準になるポイントを示すとともに、anatomical variationによる個体差を生じやすい領域を提示した。次に明らかにした解剖所見をもとに9種類の虚血モデルを作製し、それぞれの壊死範囲と末梢血流回復経過を比較した。マウス下肢虚血モデルの作製法や虚血肢における血流動態を考える際の基礎となる動脈解剖、および治療実験におけるモデル・治療介入部位・評価方法についての考え方を示した。これらの知見は、マウス下肢虚血モデルをデザインする際の助けになるばかりではなく、将来にわたって実験デザインや実験結果の理解や検証の土台となり、虚血肢に対する血管再生療法の開発に寄与するものと思われる。以上をまとめ平成25年度の実績として英語論文の校正が終了し、in press済みである。慢性下肢虚血に対する,標的部位限定的な遺伝子治療法を開発するため,治療実験で用いる下肢虚血モデルを検討したところ,マウス下肢血管解剖の詳細は明らかにされておらず,モデル作製法と適切な標的部位について十分な検討がなされていないことがわかった.そこで,マウス下肢動脈解剖を詳細に観察して循環ネットワークの構造を明らかにするとともに,モデル作製法と最適な治療表的部位との関係について検証した.ここで得た知見は,虚血肢に対する治療実験の基礎として,将来にわたって血管再生療法の開発に寄与するものと思われる.この結果は英文紙(PlosOne)に投稿・掲載されるとともに,学位論文(医学博士)として発表した.研究デザインに即したマウス下肢虚血モデルの開発を行った。これまで、マウス血管解剖を詳細に検証した報告はなかったが、研究デザインに合わせたモデル作製法の考案には解剖知識が不可欠と考え、今回マウス下肢血管解剖を詳細に検証・考察して、その概要を学会で発表した。

今回の計画では、申請者らが開発したマイクロ/ナノバブルと超音波を用いた、非侵襲的遺伝子導入法を用いるが、マウス大腿への導入に際しては手技的に不安定な部分があり導入効率にバラつきが見られたため、超音波プローブの種類や照射方法による導入効率の違いを検証し、導入手法の最適化を行った。申請者らがかつて長期発現を確認したレンチウィルスベクターに、VEGF-A遺伝子およびレポーターとしてのLuciferase遺伝子、Na-I symporter遺伝子を組み込んだベクターを作製した。培養細胞への導入では、VEGF-A遺伝子を含むベクターを導入することで、control vector導入細胞に比べて優位に多いVEGFの産生が確認された。ついでvivoにおける発現確認として、マウス下肢に導入して定時的に、導入後8週間までの発現を確認したが、Luciferase遺伝子単独では長期発現が確認されたのに対し、VEGF + Na-I symporter + Luciferase遺伝子、およびNa-I symporter + Luciferase遺伝子を組み込んだベクターでは発現が長期間持続しないという結果となった。そこで現在ベクターに改良を加えるべく新たなベクターを作製中である。マウス下肢血管解剖および虚血モデルについては,昨年度よりさらに知見を上積みして,現在論文を執筆中である.本研究の目的である治療実験について,治療分子を組み込むと発現期間が短縮するという問題に直面し,ベクター開発に難渋しているため,当初の計画よりやや遅れている現状である.マウスモデルの開発は概ね完了し、その過程で検証したマウス下肢血管解剖の知見について論文発表の準備に入っている。高周波超音波をによる血管密度計測は振動等の外的要因に非常に敏感であり、震災後で余震が多い期間には不向きであると考えたため簡単な予備実験にとどめた。長期発現ベクターについては、controlベクターの長期発現は確認できたものの、治療分子(VEGF)を含むベクターでは通常のベクターと同等の期間の発現しか確認できなかった。そのため、現在改良を加えたベクターの作製を行っているところである。長期発現の確認実験には23ヶ月の観察期間が必要であり、その分進達度にやや遅れが生じているが、全体にはおおむね順調であると思われる。マウス下肢血管解剖,および解剖知見に基づいた下肢虚血モデルのデザイン法について,それぞれ論文を執筆中であり,近日中の発表を目指している.高周波超音波と超音波造影剤による組織中血管密度評価法の実用化に向けて,画像解析ソフトの開発を進めるとともに,主要目的である長期発現ベクターによる遺伝子治療法開発に向けて.ベクターの開発を進める方針である.高周波超音波を用いた治療効果の評価法の開発を行うとともに、現在新たに作製しているベクターの発現確認をおこない、長期発現を確認でき次第虚血モデルにおける効果の検証を行う。また、これまでの知見でVEGF単独での効果には疑問を呈されているという状況があることから、あらたにbFGF遺伝子を組み込んだベクターも作製し、その効果の検証も併せて行う方針である。次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成25年度請求額とあわせ、平成25年度の研究遂行に使用する予定である。公布される研究費を、(1)マウス購入および飼育、
血小板の上皮化促進作用に対する子宮体癌の不応性獲得機序の解明とその責任分子の同定

子宮内膜癌細胞株ではchemokineによる遊走促進作用には反応するもののmicropaticl eによる遊走抑制と上皮化促進は誘導されないことを見出した。これらの知見から「血小板由来のchemokineへの反応性の亢進が子宮内膜癌の浸潤に関与し、一方でmicropaticleの上皮化促進作用への反応性の低下が子宮内膜癌の進展に関与するとの発想より、上皮の再生では上皮細胞の遊走と上皮細胞間の結合による上皮関門構造の再形成が必須である。本研究では正常子宮内膜上皮細胞由来のhuman telomerasereverse transcriptase(hTERT)導入不死化細胞株とその細胞に遺伝子導入をして癌化誘導させた細胞株を用いて平成30年度はEM/K-ras細胞の血小板microparticleに対する反応性変化の確認とその責任候補分子の検索:ボランティア女性から分離した血小板を培養し、培養上清をchemokine分画とmicroparticle分画に分ける。それぞれをEM/NorおよびEM/K-rasに添加して接着能、浸潤能の変化を評価する。EM/NorやEM/K-rasを血小板と共培養して敷石状配列への形態変化、cortical actin ring形成の有無、E-cadherinおよびリン酸化focal adhesionkinase(pFAK)の発現形態を指標に検討する。上記検討より反応が異なる条件を見出し、EM/NorとEM/K-rasに誘導される遺伝子発現の差ををmicroarrayで解析し、責任遺伝子の候補を検索することを予定していた。ボランティア女性を募り、血小板分離、正常子宮内膜上皮細胞由来のhuman telomerase reverse transcriptase(hTERT)導入不死化細胞株とその細胞に遺伝子導入をして癌化誘導させた細胞株(EM/K-ras細胞)との共培養の準備を進めていたが、不測の要因によりエフォートを本実験に費やすことができなかった。平成30年度に予定されていた研究を速やかに遂行し、平成31年度に予定しているp-Akt、c-myc、NFkBなどの癌遺伝子の導入もしくはPTENなどの癌抑制遺伝子を抑制した細胞を樹立し、樹立した細胞を用いて血小板および関連因子の存在下に培養して、遺伝子導入による癌化過程における細胞間接着制御因子の解析や子宮体癌病変部での血小板作用への反応性変化の責任候補遺伝子発現の検討についての研究も併行して進めていく予定である。効率的な予算執行のため端数が生じた。次年度は研究計画を遂行するために必要な試薬購入、学会参加費等に充てる。
イオンモビリティー質量分析装置を用いた生薬成分分析と品質評価法の確立

イオンモビリティー質量分析装置を用いて,生薬中の異性体成分,特に配糖体の位置異性体の分離と,ドリフトタイムから算出した衝突断面積の実測値と,分子シミュレーションから得られた衝突断面積の理論値の比較によって構造推定を行う手法を確立した。化合物のサイズや構造についての検討によって,アントラキノン配糖体や五員環アルカロイド、イリドイド配糖体が比較的高精度で構造推定可能であることが明らかになった。本研究では、生薬中の異性体成分、特に配糖体の位置異性体に着目し、Liquid Chromatography Ion Mobility Spectrometry Mass Spectrometry (LC-IMS-MS)分析の有用性を検討するとともに、LC-IMS-MS分析装置を用いた新たな生薬の品質評価法の確立を目指す。本年度は、ダイオウ、カンゾウ、サイコの3種の生薬について、以下の通りイオンモビリティー分離の有用性を検討した。1)大黄に含まれるアントラキノン配糖体について、emodin 8-O-glucoside, 1-O-glucoside, 6-O-glucoside, aloe-emodin ω-O-glucosideの4つの構造異性体を入手し、イオンモビリティー分離によるドリフトタイムの再現性と、分子シミュレーションにより算出した衝突断面積の精度を確認した。その結果、同一分析条件下でのドリフトタイムの再現性は極めて高いことが明らかになり、衝突断面積の実測値に近い分子シミュレーション法を確定することができた。これらの結果を第55回天然有機化合物討論会にて発表した。2)甘草に含まれるglycyrrhizic acidと、そのエピマーである化合物Xが、イオンモビリティーにより分離可能であるかを検討した。その結果、両者の構造的差異は僅かであり、分離には更なる検討が必要であることがわかった。3)柴胡に含まれるsaikosaponin aとsaikosaponin dが、イオンモビリティーにより分離可能であるかを検討した。その結果、両者の分離には更なる検討が必要であることがわかった。以上のことから、イオンモビリティーによって分離可能な化合物のサイズや構造について、有用な知見を得ることができた。本年度は、昨年度に引き続き,山梔子由来のイリドイド配糖体とキャッツクロー由来の五員環アルカロイドについて、イオンモビリティー分離の有用性を検討した。山梔子エキスの分析では,同一質量を有するイリドイド配糖体の異性体と推定される化合物群の分離が確認できたが,標準品を利用した同定にまでは至らなかった。キャッツクローから単離された五員環アルカイドを対象とした分析では,ドリフトタイムから算出した衝突断面積の実測値と,分子シミュレーションにより算出した衝突断面積の理論値が比較的近い値を示した。以上のことから、イオンモビリティーによって分離可能な化合物のサイズや構造について、有用な知見を蓄積することができた。生薬学スクリーニング分析の対象として想定した6種の生薬のうち、3種の分析を終えることができた。トリテルペンサポニンの分析と分離条件の検討では遅れが生じているが、アントラキノン類についてはLC-IMS-MSを用いた構造推定法の精度を測る段階まで来ており、総合的に見て、進捗状況は順調であると考えられる。引き続き、生薬と化合物のスクリーニング分析を進め、イオンモビリティーによる分離と構造推定に適した生薬、化合物についての知見を得る。さらに、良好な分離が得られた化合物については、生薬の品質評価への応用を検討する。当初、第61回質量分析総合討論会への参加を予定していたが、天然有機化合物討論会との日程が近かったこと、ダイオウ以外の生薬を対象としたLC-IMS-MS分析が遅れていたことなどから、学会参加を取りやめたため。試薬、実験器具等の研究遂行に必要な消耗品の購入費の他、学会参加費、旅費、論文投稿料などの成果発表のための費用に使用する。
心筋細胞の圧受容体機構の解明とそれに続く細胞内情報伝達系の解析

我々は、心筋細胞に伸展負荷を加える独自の装置を用いて心筋細胞肥大に関与する細胞内情報伝達経路を解析し、これまでに、伸展負荷により、Cキナーゼ(PKC)、MAPキナーゼ(MAPK)の活性化がおこり、核内癌遺伝子発現の増強や、蛋白合成の亢進が引き起こされることを明らかにした。しかし、伸展負荷によるMAPKの活性化にいたる経路は未だ不明である。今回、MAPKの上流にあると考えられるリン酸化酵素を解析した。ラット新生仔培養心筋細胞に伸展負荷を加え、Raf-1キナーゼ(Raf-1)、MEKキナーゼ(MEKK)、MAPキナーゼキナーゼ(MAPKK)、MAPKの活性を解析した。これらの活性は、それぞれの特異抗体で免疫沈降後、特異的基質のリン酸化能を指標に検討した。すなわち、Raf-1、MEKKの活性をrecombinantMAPKKのリン酸化に伴う^<32>Pの取り込みを指標とし、同様にMAPKK活性の測定にはrMAPKを用いた。Raf-1とMEKKが、伸展負荷2分をピークに一過性に活性化し、MAPKK、MAPKがそれぞれ5分、8分をピークに活性化した。さらに、フォルボルエステル長期刺激またはStaurosporineによりPKCを抑制した後、伸展負荷を加えると、Raf-1、MAPKともに、その伸展負荷による活性化が約5070%抑制された。以上、伸展負荷により心筋細胞内においてプロテインキナーゼカスケードが活性化されることが明らかになった。Raf-1からMAPKに至るこの情報伝達経路は、一部PKCの活性化によって引き起こされるが、PKCを経由しない経路の存在も明らかになり、さらに、MAPKがRaf-1及び、MEKKの2重の支配下にあることも判明した。このことは、伸展負荷による心肥大形成の情報伝達の多様性、重要性を示していると考える。
エキゾチック分子系に対する高精度計算のための量子化学的全自由度第一原理手法の構築

申請者が構築してきた多成分系量子化学計算手法を高度化させ、エキゾチック分子系の高精度計算のために、全自由度に対する量子化学的第一原理計算手法を構築する。具体的には、多成分系量子化学計算手法の高度化として、量子モンテカルロ法、ガウス展開法、経路積分法をそれぞれ高度化し、全自由度第一原理計算手法を構築する。それにより、エキゾチック分子系の大規模高精度計算として、水素化合物クラスター、陽電子化合物、ミューオニウム化合物に焦点を絞った計算を実現する。申請者の多成分系量子化学計算手法と領域内研究者との有機的な結びつきにより、当該領域の研究推進に貢献する。
分子動力学シミュレーションを基にした反応経路探索と金属酵素化学への応用

本研究の目的は、分子構造や電子状態に着目して遷移金属錯体を含む物質の性質や、金属酵素が関係する生化学反応機構を、量子化学・計算化学の理論を基にした手法を用いて解明することである。金属酵素は多くの生化学反応に関与しており、その反応機構を解明することは、その生物を理解するのにとても重要と考えられる。金属酵素のような大きな系に対して量子化学計算を行う場合、計大きくなるにつれて急激に増加する計算コストが問題になる。そこで、フラグメント分子軌道法と、密度汎関数強束縛法とを組み合わせることで、計算の精度を犠牲にせずに大規模系に適用できる手法の開発した。GAMESSと呼ばれるフリーの量子化学計算ソフトウェアに密度汎関数強束縛法を組み込むことにより、効率よくフラグメント分子軌道法を用いた計算ができるようにしている。本研究で開発した手法は、通常の密度汎関数強束縛法よりも10,000倍程度高速であることも分かった。最終的には100万原子のフラーレンクラスターの構造最適化に成功しており、大規模計へ適用できる強力な手法であると言える。本研究により開発した手法は、現時点で最新のGAMESSにて利用することができる。さらに、反応経路探索に重要と言える、エネルギーの二次微分の開発も行った。本研究では分子軌道の電子占有数が小数になっている場合にも解析的二次微分を行える理論を提案・実装をした。その上で、グラフェンナノリボンに対して、赤外分光スペクトルやラマンスペクトルの系の大きさに対する依存性を検討・議論を可能にした。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の目的は、分子構造や電子状態に着目して遷移金属錯体を含む物質の性質や、金属酵素が関係する生化学反応機構を、量子化学・計算化学の理論を基にした手法を用いて解明することである。金属酵素は生体で起こる多くの生化学反応に関与しており、その反応機構を解明することは、その生物に関する性質の理解にとても重要と考えられる。金属酵素のような大きな系に関する計算は、その計算コストが問題になる。そこで、大規模な系に適用することができる計算手法を開発するというねらいを持って、最初に理論面を構築した。北浦教授らによって提案されたフラグメント分子軌道法と、密度汎関数強結合法とを組み合わせることにより、計算の精度を犠牲にせずに大きな系にも適用できる手法の提案をした。フリーのGAMESSパッケージに密度汎関数強結合法を組み込むことにより、効率よくフラグメント分子軌道法を用いた計算ができるようになった。従来から用いられてきたハートリー・フォック法や密度汎関数法と、フラグメント分子軌道法を組み合わせた場合に生じる誤差と同程度であることを確認することができ、これは今回提案した手法も十分に実用化できる可能性があることを示唆している。また、反応経路探索の第一歩として、ロジウム錯体を用いた反応機構に関する研究を行った。この触媒反応は、活性化しづらいシアノ基を室温かつ温和な条件で反応を進行させることができるということがわかっている。この触媒反応の理解は、新規触媒の設計や、類似した触媒反応のさらなる理解に重要であると考えている。これまでに反応経路をいくつか提案し、学会にて発表を行った。金属酵素のような大きな系に関する量子化学計算は、その計算コストが問題になる。そこで、大規模な系に適用することができる計算手法を開発するというねらいを持って、理論面を構築してきた。フラグメント分子軌道法と、密度汎関数強結合法とを組み合わせることで、計算の精度を犠牲にせずに金属酵素などの大きな系にも適用できる手法の提案をした。本研究で提案した手法は、従来から用いられてきたハートリー・フォック法や密度汎関数法と、フラグメント分子軌道法を組み合わせた場合に生じる誤差と同程度であることを確認することができた。18,432原子の水クラスターの計算によると、通常の計算手法よりも約9,000倍程度高速であることも分かった。また、反応経路探索としては、ロジウム錯体やパラジウム錯体を用いた反応機構に関する研究を行った。この触媒反応は、活性化しづらいシアノ基を室温かつ温和な条件で反応を進行させることができることや、かさ高い芳香族化合物を効率よく反応させることができるということがわかっている。

そこで、フラグメント分子軌道法と、密度汎関数強束縛法とを組み合わせることで、計算の精度を犠牲にせずに大規模系に適用できる手法の開発した。GAMESSと呼ばれるフリーの量子化学計算ソフトウェアに密度汎関数強束縛法を組み込むことにより、効率よくフラグメント分子軌道法を用いた計算ができるようにしている。本研究で開発した手法は、通常の密度汎関数強束縛法よりも10,000倍程度高速であることも分かった。最終的には100万原子のフラーレンクラスターの構造最適化に成功しており、大規模計へ適用できる強力な手法であると言える。本研究により開発した手法は、現時点で最新のGAMESSにて利用することができる。さらに、反応経路探索に重要と言える、エネルギーの二次微分の開発も行った。本研究では分子軌道の電子占有数が小数になっている場合にも解析的二次微分を行える理論を提案・実装をした。その上で、グラフェンナノリボンに対して、赤外分光スペクトルやラマンスペクトルの系の大きさに対する依存性を検討・議論を可能にした。26年度が最終年度であるため、記入しない。密度汎関数強結合法とフラグメント分子軌道法とを組み合わせるプログラムを組み上げることは、本研究課題で最も時間がかかる部分と考えていた。不完全ではあるものの、核となる部分は完成したため、おおむね順調に進展していると考えている。密度汎関数強結合法とフラグメント分子軌道法とを組み合わせるプロダラムの大枠は完成した。計算速度の改善をすることもでき、ある程度の機能の充実もさせることができたため、こちらは計画以上に進展していると考えている。しかし、分子動力学シミュレーションを用いた検討については、やや遅れているといえる。来年度は、今年度から組み上げてきたプログラムを実用化できるようにする。本研究課題では、並列計算の効率を上げることが非常に重要である。ディスクやノード間のアクセスをできるだけ減らすことにより、実用的なプログラムができると考えている。同時に、今年度から行ってきた反応経路探索についても、さらなる検討を重ねると同時に、類似の触媒反応に関しても検討していくつもりである。また、反応経路探索に用いるための分子動力学シミュレーションとの結びつきについても、考慮していく予定である。来年度は、これまでに組み上げたプログラムのさらなる機能の充実を考えている。また、本研究で提案する手法は、系によっては大きな誤差を与えることが分かった。原因はすでに判明しているので、こちらの解決をしたいとも考えている。反応経路探索についても、さらなる検討を重ねると同時に、共同研究を行っている実験の研究者と議論をして、新規触媒の設計に役立てていきたい。また、反応経路探索に用いるための分子動力学シミュレーションとの結びつきについても、考慮する。
逆自由電子レーザー機構による電子加速

本研究は昭和59-60年度に科研費補助金一般研究Bとして遂行された、レーザー光による相対論的電子流加速の実験的研究を継承し、補完するものとして計画された。そのために、得られた結果は既に前記研究の成果報告書中に、併せて報告されている部分がある。目的は59-60年度の研究で明らかとなった(1)逆自由電子レーザー過程としては、通常自由電子レーザーとして用いられているヘリカル・ウイグラー磁場と軸方向一様収束場を使用した制動輻射型ではなく、一様磁場による電子のサイクロトロン運動と、その結果としての角度方向のバンチングを本質的機構とする、電子サイクロトロン・メーザー型であるべきとの結論に基き、(2)同時に確立された生成電磁波と、反跳を受ける電子ビーム中の個々の粒子の同時測定の技法を使用して、逆自由電子レーザー機構が存在し得ることを実験的に実証することである。このために60年度に導入された高出力の電磁波生成源を使用して、電子サイクロトロン・メーザー機構で特定の周波数の発光が確認された状態において、正にこの特定の周波数に対応する電磁波の吸収が殆んど完全に行われることを証明した。これは確認された発光機構が誘導輻射であることを意味するものであり、逆に特定の状態にある電子ビーム+磁場系に外部から電磁波を入射することにより共鳴的、且つ集団的に加速が生ずることの証明でもある。入射した電磁波の出力が不足気味であって、加速の直接の検証は出来ていないが、実験手法の改善の努力が続けられている。この実験は上述の意味で逆自由電子レーザー加速が存在することの世界で始めての実験的証明と思われる。発表の手続を急いでいる。
東アジア中世における首都の空間構造

都市壁をもたない琉球の首里と日本の京都においては自然と深く関わる固有の都市空間が形成されたこと、非囲郭・拠点散在・風景都市(Landscapecity)としての様相・特質を指摘することができた。囲郭都市(Walledcity)としてのヨーロッパ中世都市・東アジア古代都城の〈普遍性/一般性/画一性〉の相対化が必要とされる今、京都や首里・那覇の成果を通してそれらに対置しうる都市性、その〈固有性/特殊性/多様性〉を提示することが可能となった。1.東アジア中世における首都の変容と空間構造首里と首都機能を分担した貿易と外交の都市、那覇について、文献史料による地域変遷の仮説とボーリングデータによる解析結果をGIS上にて組み合わせ、近代に大きく改変された那覇の景観を復元することができた。これにより「浮島」であった古琉球那覇から近世那覇への都市化の過程を明らかにした。あわせて那覇の都市形成に深くかかわる渡来中国人の信仰対象であった天妃宮について、古琉球期には上天妃宮と下天妃宮のほかに、波上の地にもう一つの天妃宮が存在したことを明らかにし、これまでの定説を一新した。また天妃宮の機能の推移が久米村(華人街)の変遷、地域形成と深い関係にあることを示した。2.東アジア中世の首都-共通性と固有性首都のみならず中世都市の空間構造を分析する視点について作業仮説を構築することができた。これにより空間構造の基盤をなす要素・要因についてとくに都市思想・環境理念、自然との関係に配慮し、明快に比較検討を進めている。3.西洋中世における首都の変容と空間構造日本の辻子・巷所や中国の侵街などと同様の都市現象について実地調査を行い、ウィーンとザルツブルクにも辻子的現象が存在することを確認した。そしてパリのパサージュのような事例とは異なる、日本の辻子に類似した事例があること、すなわちヨーロッパには少なくとも2つの類型があることを把握した。またブダペストの都市構造は、エジンバラ、そして首里と那覇の関係とも類似し、首都の空間構造を把握する上で示唆的であるという理解を得た。1.東アジア中世における首都の変容と空間構造南北朝を統一した室町幕府・足利義満と戦国の動乱を統一した近世権力・織豊政権それぞれの大規模開発により形成された首都京都の空間構造を比較、検討し、前者の特質を把握した。また首里と首都機能を分担した貿易と外交の都市、那覇について、「浮島」であった古琉球那覇の地域的状況を復原し、さらに近世那覇の都市景観について検討すること、古琉球の波上権現護国寺の創建・再興について同時代史料によって新見解を提示し、波上権現と護国寺が琉球王国と深い関係を築くに至った理由の一端を明らかにすることを通じて、古琉球那覇の都市的な特質、また首里との関係を把握した。2.東アジア中世の首都-共通性と固有性首都のみならず中世都市の空間構造を分析する視点について作業仮説の構築をさらに進めた。これにより空間構造の基盤をなす要素・要因についてとくに都市思想・環境理念、自然との関係に配慮し、比較検討を行った。3.西洋中世における首都の変容と空間構造スペイン中世の首都などについて実地調査を行い、西洋とイスラムの文化が混在するマドリッドやセルビア、バルセロナなどにも日本の<境内>と<町>などと同様の空間現象が存在することを確認した。4.世界のなかの東アジア中世の首都-普遍性と多様性首都を補完する東アジアの交易港市には、媽祖信仰と媽祖廟また観音信仰が不可欠であるが、ヨーロッパにもそれらとよく似た航海守護の信仰があり、例えばバルセロナの都市的発展過程において「海の聖母マリア」を祀る「海の教会」サンタ・マリア・デル・マル教会が重要な位置を占めることを見いだした。1.東アジア中世における首都の変容と空間構造首都平安京から中世京都、そしてその近世から近代への変容過程のなかで、平安京・京都の周縁地域ないし後背地(ヒンターランド)を具体的に「景勝ヒンターランド」として位置づけるとともに、「中心市街地」の特質、さらに中心市街地「京中」・「洛中」とヒンターランド「京中」・「洛外」の関係を検討した。また首里と首都機能を分担した貿易と外交の都市、那覇について、古琉球期における港町那覇の造営の実態を検討することを通じて、首都首里との関係を把握することに努め、那覇港経営の政治・経済的・国際的な意味について新たな理解を提示できるにいたった。これにより空間構造の基盤をなす要素・要因についてとくに都市思想・環境理念、自然、<中心>と<周縁>との関係に配慮し、比較検討を行った。

3.西洋中世における首都の変容と空間構造チェコ中世の首都プラハについて実地調査を行い、プラハ城とその城下、新市街について日本の<境内>と<町>などと同様の空間現象が存在することを確認し、またボヘミアの「首都」であったヴィシェフラトとプラハとの関係から、古琉球期の旧都・浦添を理解する示唆を得た。ほとんど言及されることのない首里への首都移転後の浦添について今後検討する必要性を認識した。4.世界のなかの東アジア中世の首都-普遍性と多様性首都を補完する東アジアの交易港市に不可欠な宗教的要素として、媽祖(天妃・天后)信仰の廟、また観音信仰や文殊信仰の堂がある。ヨーロッパ各地の港町における「海の聖母マリア」を祀る「海の教会」や中国の観音信仰の普陀山と寧波などの事例を増やすとともに、古琉球期の那覇における天妃宮と都市形成の関係を検討した。1.東アジア中世における首都の変容と空間構造/世界のなかの東アジア中世の首都明と朝鮮に対比して日本と琉球の首都には城壁の有無などのほか大きな特徴がある。日本中世の都市形成について検討するなかで、京都そして首里の空間構造の特質を把握し、京都については中世から近世への歴史過程を位置づけ、首里については固有の特性を示した。都市壁をもたない琉球の首里と日本の京都においては自然と深く関わる固有の都市空間が形成されたこと、非囲郭・拠点散在・風景都市(Landscape city)としての様相・特質を指摘することができた。囲郭都市(Walled city)としてのヨーロッパ中世都市・東アジア古代都城の〈普遍性/一般性/画一性〉の相対化が必要とされる今、京都や首里・那覇の議論を通してそれらに対置しうる都市性、その〈固有性/特殊性/多様性〉を提示することも視界に入ってきた。2.東アジア・西洋中世の首都ー共通性と固有性京都の固有性を抽出するために、ともに統一を志向した軍事権門ー足利義満と豊臣秀吉、中国・明から冊封された二人の「日本国王」ーの「王都」について比較検討を行い、近世城下町化とされる秀吉の京都改造事業と対比して、義満の中世的特質をとらえるとともに秀吉の近世都市化も見直した。ネーデルラントの行政的中心で城塞と市場を起源とするブリュッセルと、早くから首都としてついで商業都市として発展したリヨンについて実地調査を行い、日本の〈境内〉と〈町〉などと同様の空間現象が存在することを確認し、またリヨンにはトラブールと呼ばれる通路が建物群のなかを通り抜けていること、日本の辻子などとよく似た都市的現象を認めた。23年度の研究実施の過程で、当初の計画にない首都の後背地に着目したことは予期しない深みをもたらした。通常、後背地とは経済的・社会的機能が及ぶ地域を意味するのであるが、平安京の後背地「京外」の場合はそれらに加えて政治的・文化的・宗教的影響が及ぶ。さらにヒンターランド自体が首都に逆方向の影響をも及ぼすことがある。平安京とヒンターランドが相互依存、相互補完の関係にあることの発見は新たな展望を開くものであった。24年度が最終年度であるため、記入しない。24年度の研究実施計画に基づき着実に進めるが、首都の空間構造を内的のみならず、首都圏とも呼ぶべき周縁地域、あるいはヒンターランドに拡大して捉える必要があることを念頭に置いて、海外実地調査や資料収集にあたりたい。研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点などはない。
「超天然変性タンパク質」の種を超えた生物学的意義

タンパク質は一般に熱によって、固まる性質を持ちます。しかし、この原則には例外があり、その代表的なものが植物やクマムシなどにおいて見つかっています。クマムシや植物の特に種は、乾燥やとても寒い環境などを生き抜く必要があり、そのためにこのような熱によっても固まらない奇妙な性質のタンパク質を利用していることがわかっています。私達は、このような同様の奇妙な性質のタンパク質が、ヒトをふくむ幅広い生物においても存在することを見出しました。このようなタンパク質の機能の解明を目指します。
マウスの異常行動における環境エンリッチメントが与える影響に関する研究

研究目的:近年、「動物福祉(animal welfare)」、という言葉を盛んに聞くようになり、実験動物に関しても動物の「幸福な暮らし(psychological well-being)」を実現するための環境エンリッチメント(environmentalenrichment)の役割が注目されている。実験動物の飼育では、飼育環境が抱える物理的または社会的な問題により、繁殖障害、発育障害、異常行動といった異常がしばしば観察される。これらの問題における環境エンリッチメントの効果に期待が高まっている。今回、環境エンリッチメントの中の一つの要素であるマウス専用玩具に注目し、マウスの異常行動である常同行動と攻撃問題における影響について解析した。研究方法と結果:実験には、給・排気型動動物飼育システム(TONETS SEOBiT)を用いた飼育室(最大収容ケージ数:432)を使用し、設置された9台のラックには前面式自動給水装置(エデステローム)が装備されていた。床敷にはペパークリーン(三協)を使用し、餌はMF(オリエンタル酵母)を給与した。この飼育室の利用者の了承を得て、飼育されているマウス全てを披見動物として使用した。マウスの種類は、ICR、C57BL/6、BDF1と、C57BL/6の遺伝的背景を持つ遺伝子組み換えマウスで、常時約800匹のマウスが飼育されていた。この飼育室で発生する常同行動を、月に1回、4ケ月間調べたところ、飼育ケージ数の平均が289.75±21.05個に対して、給水ノズルを悪戯する行動が60.5±7.85(20.75±1.28%)個のケージで観察された。これらのケージに市販されている玩具であるShepherd Shack(エルエスジー)またはMouse Igloo(アニメック)と木片を施し2週間観察したところ、78例32例(41%)で悪戯が消失した。さらに、悪戯が消失しなかったケージ5例に、新しく考案したボールタイプの玩具を施し2週観察したところ、3例(60%)で悪戯が消失した。一方、攻撃行動が観察されたケージについて、上記と同じ玩具を施したところ、10例中10例(100%)で怪我の治癒が認められた。研究成果:本研究により、マウス専用玩具が常同行動と攻撃行動に効果がある事が明らかとなった。特に攻撃問題に関しては、玩具を一つケージ入れるだけで攻撃問題が消失した事は非常に興味深く、マウスの攻撃性が低下した事によるのか、避難場所が確保できた事によるものか、今後さらに解析を進めたいと考えている。