hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
周辺の自然・地形と応答する伝統的都市デザイン手法の解明とまちづくりへの継承の検証

本研究は、周辺の自然・地形と応答する環境共生を基本とした伝統的都市デザイン手法を、城下町都市、北海道殖民都市を事例に解明し、近年の都市デザインにどのように活かされているのかを検証することを目的としている。平成29年度は、以下の3点について研究を進め成果を得た。第一に、城下町都市における、潅漑・治水などの周辺水環境マネジメントとの関係での分析・解明である。デルタ地帯に位置する萩、低平地に位置する佐賀、柳川の三都市を対象として、江戸時代における排水、利水、治水・洪水対策など水環境マネジメントの実態を、城下町の都市構成との関係を分析した。デルタ地帯、低平地に築かれた各都市では、それぞれが地理的条件に対応した独自の技術開発による水管理手法を構築しており、これに応じて、土地利用や周辺山岳への景観の分布、庭園の配置に違いが見られる実態が明らかとなった。第二に、北海道殖民都市を対象にした、水との関わりにおける自然地形と応答した都市デザイン・環境共生手法の分析・解明である。水との関わりについては、原野全体の自然地形に応答した排水・灌漑用水路計画が根底にあり、区画道路とともに固有の農村風景の枠組みを構成していること、卓越風に対しては、市街地風上側に風防林を置く、寺社を風上側に配置して延焼を防ぐ、公共施設の間口を風下側に計画する、等の手法が確認された。第三に、伝統的都市デザインとその変容に関するデータベースの作成である。平成28年度に、江戸末期の石高が50万石未満の主要な城下町を対象として作成したデータベースに、石高50万石以上の主要な城下町都市を加えることで、大小規模の城下町を含むデータベースを完成させた。また、村上、萩の2都市を対象に、現時点で、視認可能な周辺山岳への山当て景観を撮影・記録し、前年度に撮影・編集を終えていた鶴岡、盛岡、羊蹄山周辺地域を加えて、映像データベースを作成した。本研究グループはこれまで、都市の構成が周辺の山岳への眺望や地理的条件に応答し固有の特性を持つことを明らかにしていた。本研究は、地理情報システムとGPSを用いた精密な計測を行い、伝統的都市設計手法を解明した。すなわち、土地の高低などを含む地理的条件や寺社の配置などとの関係を明らかにした。また、城下町都市においては江戸末期の正確な再現図を作成し多様な伝統的都市デザインの実態を解明した。さらに、自治体へのアンケート調査により、周辺山岳への多様な景観軸などの伝統的都市設計が、都市景観計画に継承されている実態を明らかにした。あわせて、これらの情報を地理情報システム上に整理したデータベースを作成した。研究は順調に進んでおり、研究計画書に記したとおり、今後も進捗する予定である。また、行政担当者へのアンケート調査は詳細調査都市の絞り込みのために、本年度着手したが、これをもとに現地調査等で、次年度に、環境構成原理が景観計画にどのように取り込まれ、施策化されているかを詳細な分析により深める予定である。さらに、山当てや信仰対象への軸線に関しては、山陰になったり遠方にあるため視認できないものでも、位置関係上から考慮されているものもありえると考えられ、広域の位置関係をGISシステムを活用して分析する必要も生じてきており、これらへの対応を如何に行うかが、新たな課題である。いずれにしろ、当初の目標は、着実に達成することができると考えている。これまでの成果をもとに、下記4点について、城下町都市を重点に、北海道植民都市を比較対象として、研究を推進する。
網膜A2アマクリン細胞におけるNaチャネルの局在とその機能的意義

AII(A2)アマクリン細胞(AII細胞)は、光情報を杆体入力型双極細胞から錐体入力型双極細胞に伝える。また、電位依存性Na電流をもち振幅1020mV程度の活動電位を発生することが報告されている。本研究では(1)AII細胞の活動電位の詳細な解析、(2)Na電流の細胞内局在の解析、(3)Naチャネル(Nav)のメッセンジャーRNAの網膜局在の解析、を行った。(1)(田丸、渡辺)活動電位頻度は、1)杆拝体入力型双極細胞の樹状突起部分に投与したグルタミン酸(Glu、視細胞の伝達物質)の濃度に依存して抑制された、2)AII細胞の樹状突起部分に投与したGlu(杆体入力型双極細胞の伝達物質)濃度に依存した、3)AII細胞の膜電位に依存した(細胞内電流注入実験)。(2)(田丸)AII細胞の各部位にNaチャネル阻害剤であるテトロドトキシン(TTX)を投与した。電位依存性Na電流はTTXを細胞体および出力シナプス付近に投与したときに強く抑制されたのでNavはこれらの部位に局在していると考えられた。電位依存性Caチャネルの活性化電位が活動電位の振幅と一致していることを明らかにした。(3)(金子、有田、中平)Nav各サブユニットについてin situハイブリダイゼーション(ISH)を行った結果、Nav1.1が内顆粒層と内網状層の境界付近の細胞体で陽性であった。AII細胞のマーカーであるparvalbuminに対する抗体とISHとの二重染色を行った結果、同一細胞に発現していることが示唆された。以上の結果をまとめると、(1)活動電位は光強度をコードしている。(2)Navのαサブユニットのタイプは1.1である。(3)出力シナプス近くにNavが発現している。(4)活動電位は出力シナプス近くで発生し、電位依存性Caチャネルを効率的に活性化する。A2(AII)アマクリン細胞は、光情報を杆体入力型双極細胞から錐体入力型双極細胞に伝える。AIIアマクリン細胞は電位依存性Na電流をもち、振幅10mV程度の活動電位を発生することが報告されている。本年度は(1)Naチャネルの細胞内局在、(2)活動電位の役割(これは次年度以降も継続する)、の解明を目標として研究を遂行し、以下のことが明らかになった。(1)AIIアマクリン細胞の活動電位の特性とNa電流の細胞内局在(分担:田丸):マウス網膜スライス標本にホールセルパッチクランプ法を適用し、記録電極から電流注入して活動電位を発生させると、発生頻度は電流注入量に依存して増加した。また、AIIアマクリン細胞に杆体入力型双極細胞の伝達物質(グルタミン酸)を投与すると、活動電位の発生頻度が濃度に依存して増加した。AIIアマクリン細胞内でグルタミン酸感受性が高い部分は形態学的に杆体入力型双極細胞のシナプスを受けることが報告されている樹状突起先端部分であること分かった。さらに、杆体入力型双極細胞の樹状突起にグルタミン酸を投与すると、予想されるようにAIIアマクリン細胞へのシナプス入力が減少し、活動電位発生が抑制された。以上のことから、AIIアマクリン細胞の活動電位が光刺激強度をコードしていることが示唆される。

また、Naチャネル阻害剤であるテトロドトキシンを局所投与した結果、細胞体近傍でNa電流密度が高いことが示唆された。(2)Naチャネルの免疫組織染色(分担:有田・中平):ラット網膜切片でAIIアマクリン細胞とNaチャネルの二重染色を行った(ラットAIIアマクリン細胞は抗parvalbumin抗体陽性)。AIIアマクリン細胞は抗Naチャネル抗体に対して内網状層と同程度の弱い染色反応しか示さなかった。今後、Naチャネルのサブタイプに対する抗体等を用いてさらに検討する。AII(A2)アマクリン細胞(AII細胞)は、光情報を杆体入力型双極細胞から錐体入力型双極細胞に伝える。AII細胞は電位依存性Na電流をもち、振幅10mV程度の活動電位を発生することが報告されている。本年度は(1)AII細胞の活動電位の特性の詳細な解析、(2)Na電流の細胞内局在の解析、を行った。(1)(田丸、渡辺)AII細胞が発生する活動電位の頻度は光強度の情報をコードしていることが以下の実験結果から示唆された。活動電位の頻度は、1)杆体入力型双極細胞の樹状突起部分に投与したグルタミン酸(視細胞の伝達物質)の濃度に依存して抑制された、2)AII細胞の樹状突起部分に投与したグルタミン酸(杆体入力型双極細胞の伝達物質)濃度に依存した、3)AII細胞の膜電位に依存した(細胞内電流注入実験)。(2)1)(田丸)AII細胞の種々の部分にNaチャネル阻害剤であるテトロドトキシン(TTX)を投与した。電位依存性Na電流はTTXを細胞体付近に投与したときに最も強く抑制されたのでNaチャネルは細胞体付近に局在していることが示唆された。2)(有田、中平)AII細胞のマーカーであるparvalbuminに対する抗体と抗Naチャネル抗体の二重染色を行った。AII細胞は複数種の抗Naチャネル抗体に対していずれも陽性反応を示さなかった。したがって、AII細胞のNaチャネルは密度が低い、あるいはサブユニットが網膜神経節細胞などが持つNaチャネルとは異なる、と考えられる。3)(金子)前項の結果からAII細胞で発現しているNaチャネルのメッセンジャーRNAを同定することにした。単一AII細胞をパッチ電極によって得る方法は確立しており、現在準備段階にある。平成17年度は、免疫組織学的、分子生物学的手法による実験を進め、上記の未解明項目を明らかにする。また、電位依存性Na電流をもち振幅10mV程度の活動電位を発生することが報告されている。本年度は(1)AII細胞の活動電位の詳細な解析、(2)Na電流の細胞内局在の解析、(3)Naチャネル(Nav)のメッセンジャーRNAの網膜局在の解析、を行った(1と2は前年度からの継続)。(1)(田丸、渡辺)活動電位頻度は、1)杆体入力型双極細胞の樹状突起部分に投与したグルタミン酸(Glu視細胞の伝達物質)の濃度に依存して抑制された、2)AII細胞の樹状突起部分に投与したGlu(杆体入力型双極細胞の伝達物質)濃度に依存した、3)AII細胞の膜電位に依存した(細胞内電流注入実験)。(2)(田丸)
盲視における色弁別能力のメカニズムの研究

このプロジェクトの第一段階として、まず我々は、PET(potron emission tomography)を用いて色弁別課題遂行中のサル大脳皮質を観察し、色弁別に重要な部位を特定しようと試みた。2頭のニホンザルに、色弁別課題を訓練した。サルが眼前のレバーを押すと画面中央に直径5mmの白色の点(注視点)が現れ、ついでその周辺に直径3cmの視覚刺激を呈示した。もし刺激の色が赤、青、黄であったなら、サルはレバーを500ミリ秒以内に放さなければならず(GO反応)、緑、水色、空色の場合にはサルはレバーを保持し続けなければならない(NOGO反応)。GO反応、NOGO反応ともに正解の場合には、サルには報酬としてジュースが与えられる。同じ色の刺激でも、その明るさを3段階に変え、サルが刺激の明るさを手がかりにして課題を解決できないようにした。コントロール課題には、色弁別課題からサルのレバー押し運動の成分を差し引くために、注視点のみを呈示して、注視点が消えたときにレバーを放すレバー押し課題を訓練した。色弁別課題遂行中には、側頭葉の下側頭溝の下壁に有意な血流の増加が見られた。この部位の活動は2頭で共通に観察され、下側頭溝下壁が色弁別に重要な役割を果たしていることを強く示唆された。脳局所血流量をレバー押し課題遂行中と色弁別課題遂行中で直接比較してみると、下側頭葉には色弁別課題遂行中に血流量が増加する部位が多数認められ、ニューロン活動が活発化していることが示された。その部位は下側頭葉の後部から前部にかけて分布していたが、その部位と広がり、血流の増加量はサルおよび左右半球によって異なっていた。以上のことから、1.下側頭葉には、色弁別課題遂行中に活動を高めるニューロンが局在しているが、その部位は固体と半球により異なっている。2.下側頭溝下壁は、色弁別に重要な役割を果たしている。ことが明らかになった。
生体内三次元荷重解析に基づく固定性インプラント上部構造の咬合に関する検討

インプラント(人工歯根)を土台とした被せもの(冠・橋義歯)治療の良好な予後を期待する上で,インプラントに加わる負荷(力)を考慮した設計が重要となる.しかしながら,現在の治療において,インプラントに加わる力について不明な点が多く,この力を基にした診療ガイドラインは確立されていない.本研究では生体内三次元解析システムによりインプラントに加わる力を測定し,力に影響を与える因子について解明した.インプラント(人工歯根)を土台とした被せもの(冠・橋義歯)治療の良好な予後を期待する上で,インプラントに加わる負荷(力)を考慮した設計が重要となる.しかしながら,現在の治療において,インプラントに加わる力について不明な点が多く,この力を基にした診療ガイドラインは確立されていない.本研究では生体内三次元解析システムによりインプラントに加わる力を測定し,力に影響を与える因子について解明した.インプラントの予知性向上の為には、インプラント体および上部構造に加わる荷重の制御が重要であり、固定性インプラント上部構造に与える咬合に関する指標を確立し、インプラント補綴治療における荷重制御に関する指針を構築するためのデータ取得を目的とし、1)機能時にインプラントに加わる荷重の特性を調査する。この際、これまでに当研究室の佐々木らにより、同一センサを用いて測定された歯に加わる生体内三次元荷重データを、本研究で得られるデータとの比較検討コントロールとして利用する。2)インプラント上部構造に与える咬合接触の点数・面積・位置、咬合接触圧、咬頭傾斜角、咬合様式等を変化させた際のインプラントに加わる荷重を測定、解析し、これら咬合因子がインプラントに加わる荷重に及ぼす影響に関して解明する。さらに咀嚼筋走行方向、顎顔面形態等の生体力学的な因子が荷重に与える影響に関しても同様に検討する。今年度は、右下5, 6部にインプラントが2本埋入されている被験者1名に三次元荷重測定装置を生体内応用した。上部構造の連結・非連結の各場合において、随意的最大咬みしめ(MVC)、ワックス片咬みしめ(WAX)時の荷重測定・分析を行い、2本のインプラントに加わる総荷重量は両タスクで、連結・非連結間で有意差がないこと、MVCでは、各インプラントに加わる荷重が、非連結で右下6に加わる荷重が右下5よりも有意に大きく、連結で荷重量は各インプラントに分散すること、荷重方向は、連結に比較して非連結で、右下5, 6間で大きく異なる傾向を示すこと、WAXでは、各インプラントに加わる荷重の大きさ,方向は,連結・非連結間で有意差はないことを明らかした。インプラントの予知性向上の為には、インプラント体および上部構造に加わる荷重の制御が重要であり、固定性インプラント上部構造に与える咬合に関する指標を確立し、インプラント補綴治療における荷重制御に関する指針を構築するためのデータ取得を目的とし、1)機能時にインプラントに加わる荷重の特性を調査する。今年度は、右下5部にインプラントが1本埋入されている被験者1名に三次元荷重測定装置を生体内応用した。側方運動時における側方ガイドを付与した上部構造と、側方ガイドを付与しない上部構造に関して、随意的最大咬みしめ(MVC)、ワックス片咬みしめ(WAX)時の荷重測定・分析を行った。MVC時にインプラントに加わる荷重量は側方運動有りと無しの間で有意差は認められないが、グラインディングを行ったときには、インプラントに加わる荷重は側方ガイド有りの上部構造が、側方運動無しの上部構造に比較して、水平方向に加わる荷重量と荷重方向の変化量が有意に大きくなった。側方ガイドの有無がインプラントに加わる荷重に影響を及ぼすことが定量的に明らかになった。
社会的選好に基づく意思決定への他者視点取得の影響：fMRI・rTMSによる検証

我々は日常生活において社会的選好に基づいた意思決定を行っている。これまでの研究は、背外側前頭前野や内側前頭前野がその神経基盤として関与することを明らかにしてきた。しかし、申請者の最近の研究は、他者の道徳的特性が社会的選好のひとつである不平等嫌悪に関わる社会的意思決定に影響を与えることを明らかにした。そこで申請者は、他者の視点取得が社会的選好に基づく意思決定に影響するという仮説を導いた。本研究は、他者の視点取得に関わる右側頭頭頂接合部の活動・機能的結合を機能的磁気共鳴画像法と繰り返し経頭蓋磁気刺激法により計測・制御して、意思決定における社会的選好の影響の認知・神経基盤を明らかにすることを目指す。
メンタルヘルスケア受療行動の最適化のための受診勧奨・心理教育プログラムの開発

本年度は、学校精神保健分野において、受診勧奨に関する介入として、リーフレットとWEBを開発し、その効果測定を実証的に行った。を行った。具体的には、大学構内の専門機関(保健センター精神科またはキャンパスライフ健康保健管理部門。以下、保健センター)で実施した受診行動に関するアンケート(2017年度実施)の結果をベースラインとして、メンタルヘルス不調者の早期受診を働きかけるような内容のチラシと先に実施した調査内容を踏まえたコンテンツを含むWEBページによる介入を行い、その効果を測定した。チラシにWEBページへのリンクを記載し、大学内における一斉健康診断時に配布した。介入後のデータはベースラインと同様に、大学構内の保健センターで実施した受診行動に関するアンケートによって収集された。その結果、ベースライン期では約半数以上(54%)が不調を感じてから受療までに半年以上かかっていたのに対し、介入後は3ヶ月以内に受療する者が半数を超え、ある一定の効果が確認された。さらに、初診の者のみを抽出して検討したところ、不調を感じてから半年以内に受診するものが50.0%から59.7%となり、統計的にも有意な増加が確認された。また、「脳疲労」の症状としてWEBで紹介した抑うつや気分の落ち込みを主訴とする者も17%から27%に増加しており、精神的な不調に関する具体イメージを喚起させることによって自分自身の状態を認知させることが可能であることが示された。精神科・心療内科・心理カウンセリングなどのメンタルヘルスケア受療に至るまでの意思決定プロセスの詳細と、それに影響を与える「情報の適切な提供・提示のあり方」を明らかにするために、精神科・心療内科・心理カウンセリングなどのメンタルヘルスケアを実際に利用した6名昨年度までの科研で作成したWebサイト(http://grappo.jp/mhc/)、製薬会社のうつ病サイト、厚生労働省のメンタルヘルスに関するサイトを用いて実際のメンタルヘルス利用者5(平均年齢44.2歳、SD=12.73)名に対するインタビュー調査を行った。その結果、実行意図形成につながる情報提示の工夫、費用(概算)の提示、事例の提示、検索サイトへのリンクの必要性について明らかにされた。最終年度に実施予定のメンタルヘルスケアの受診勧奨介入を行なうにあたり、大学保健センターをフィールドとして現状の受診行動に関するベースライン・データを得るための調査の研究計画並びに倫理申請、調査票の作成を行い、データの取得を開始した。この調査では、保健センター(精神科・学生相談)の利用者を対象にして、受診理由、受診に至るまでの機関、受診へのバリアを調べるものである。最後に、メンタルヘルスケアに関する教育プログラムの開発として、大学生・大学院生を対象としたメンタルヘルス・リテラシー、メンタルヘルスケアに関するマニュアル並びに研修プログラムを開発し、大学院プログラムのメンタルヘルスの研修において試行を行った。対象者26名への無記名の事前事後アンケートを行ったところ、「精神的不調の原因が不明瞭であること」や「自分自身では不調に気づきにくいこと」「治療に時間がかかること」についての理解に、有意な改善が見られた。開発した教育プログラムは実施可能性とその内容の妥当性を有することが確認された。最終年度に実施予定のメンタルヘルスケアの受診勧奨介入を実施予定であるが、ベースライン・データ取得のための調査を開始することができた(介入後のデータと比較するため)。さらに、教育プログラムについてもこれまで作成していたWebサイトのコンテンツの改良が順調に進んだため、その内容を踏まえて、大学生・大学院生対象の研究コンテンツを開発することができ、さらに実際に大学院生のメンタルヘルス研修において試行を行い、その実施可能性と内容の妥当性を確認することができた。これらの進捗は当初の計画以上に進展していると考えている。昨年度より開発を進めてきた受診行動に関するアンケートを、大学構内にある専門機関(保健センター精神科。以下、保健センター)に受診した学生を対象に実施した。これは、来年度以降に実施する介入前にベースラインを測定することを、目的としている。一年間で87名からの回答を得た。ほとんどがメンタルヘルスの専門機関を初めて受診するものであり、その半数近く(47%)が受診までに一年以上かかっていることが明らかとなった。このような傾向を示す多くが、より早く受診できていた層に比べ、うつ傾向を強く示していた。この結果から、受診までの期間を短縮し、早期受診が可能になるような介入の必要性が改めて示唆された。また、介入にて使用するチラシとWEBページに掲載する内容について、効果的なメッセージを開発することを目標としたインタビュー調査も実施した。一般的な学生ならびにメンタルの問題をかかえて保健センターを受診した経験がある学生、そして学外の専門機関利用の経験がある学生の合計5名に面接を実施し、利用者にとって有効な言葉と有効でない言葉についての結果を得た。これを受けて、チラシならびにWEBページの作成を行った。そして、メンタルヘルスリテラシーに関する介入プログラムを大学区院生に加え学部生を対象に実施した。実施対象に合わせた事例を用い、学部生150名に対して大学授業の一部で行った。プログラムは、最低限の知識定着や理解の促進がみられ、一定の効果が確認された。その一方で、自由記述コメントにおいて、おもに理工系学部所属の学生と、人文科学系学部所属の学生とに違いがみられた。このことから、さらに対象を理解し、それぞれに応じた目標行動設定とコンテンツ構築が必要であることが考えられる。さらに、看護師向けの介入コンテンツを開発し、病院内の研修ならびにスクリーニングに使用している。まずは、来年度以降に実施予定である保健センターの介入前ベースラインデータの収集が完了し、分析を進められている。

長期間、受診できないままいる学生が半数近くいることが明らかとなり、課題に取り組む必要性がさらに明確となった。また、予防教育の役割を担った大学生・大学院生向けコンテンツを使ったメンタルヘルス研修を拡大することができた。学生に応じたコンテンツ開発も進められている。さらに、対象を変え、看護師向けのコンテンツも作成することができた。これについては、実際の現場におけるメンタルヘルス問題への対応につなげることができている。そして、保健センターにおける介入で使用するチラシとWEBページの開発が終了した。効果的なメッセージと症状例を掲載し、イラストを効果的に用いて早期受診を働きかけることを目的としている。一昨年度より開発を進めてきた受診行動に関するアンケートを、大学構内にある専門機関(保健センター精神科またはキャンパスライフ健康支援センター保健管理部門。以下、保健センター)に受診した学生を対象に実施した。これは、来年度に実施する介入前にベースラインを測定することを、目的としている。平成28年度の87名に追加し、さらに平成29年度データとして152名からの回答を得た。約75%がメンタルヘルスの専門機関を初めて受診するものであり、その半数以上(54%)が受診までに半年以上かかっていることが明らかとなった。このような傾向を示す多くが、より早く受診できていた人たちに比べ、ストレスや憂鬱な気持ちを強く感じ、さらには自尊心の低下などのうつ傾向を強く示していた。この結果から、受診までの期間を短縮し、早期受診が可能になるような介入の必要性が改めて示唆された。また、これまでに実施した研修データの再分析を行った。その結果、来年度実施する介入研究の対象となる大学生・大学院生の多くはメンタルヘルスケアの治療目的についての理解が不十分であり、「症状をすべてなくすこと」が可能であると認識していることが明らかとなった。また、学部生は院生にくらべて不調の原因が明確であると認識しやすく、ストレッサーが解消すればうつ状態などの症状は解消すると誤解していることがわかった。保健センターの改称前後において、それぞれ1年ずつのデータ収集が完了し、分析を進めている。改称による影響はとくに見られず、介入前のベースラインとして適切なデータであることが確認された。昨年度末における名称改称による影響によってデザイン変更を余儀なくされたが、効果的なメッセージと症状例を掲載し、イラストを効果的に用いて早期受診を働きかけることを目的としている。チラシに関してはすでに印刷を完了しており、一斉健康診断時に配布を予定している。本年度は、学校精神保健分野において、受診勧奨に関する介入として、リーフレットとWEBを開発し、その効果測定を実証的に行った。を行った。
高分子の絡み合いダイナミックスについての多重粗視化スケールを有するモデルの構築

高分子鎖に対する絡み合いの効果を管状領域内への鎖運動の拘束として表現する管モデルには、周囲の鎖の運動によってこの拘束が緩んで管が時間と共に膨張する機構が組み込まれている。この管膨張機構と他の緩和機構を組み合わせたモデルの予言と線形粘弾性データは相当良く一致するが、この一致は、モデルの仮定する鎖運動が実際に起こっていることを保証するものではない。実際、同一の鎖運動を異なる形で平均化する粘弾性量と誘電量の比較から、直鎖の長時間緩和については管膨張の描像が成立しているが、星形分岐鎖についてはこの描像が破綻していることが明らかにされている。これらの結果から、直鎖に対しても、短時間域では管膨張描像が破綻している可能性が示唆される。短時間域の誘電量は、粘弾性量に反映される鎖の大規模運動からの寄与に加えて、側鎖運動などの局所運動からの寄与も含む。このため、上記の粘弾性量と誘電量の比較という方法は、短時間域での管膨張の描像の検証にはあまり有用ではない。この問題に対して、本研究では、短時間域における直鎖の異なる絡み合いセグメントの平均相対変位Φ'と粘弾性緩和関数μの間の関係式を、管膨張が起こる場合と起こらない場合について、理論的に導出した。その結果は、各セグメントの平均自乗変位を含む形で定式化されたものである。この導出では、絡み合い鎖がガウス形態を持つことのみを利用し、鎖の運動様式の詳細は仮定していない。従って、得られた理論式は高い一般性を有し、動的散乱実験から得られるΦ'データと粘弾性実験から得られるμデータの間の関係をこれらの理論式と比較することで短時間域での管膨張の描像の検証が可能となる。さらに、この結果に基づいて、管が不完全にしか膨張しない場合の誘電量と粘弾性量の間の関係についての定式化も行った。管モデルは、高分子鎖に対する絡み合いの効果を、管状領域内への鎖運動の拘束として表現する。現在の管モデルには、周囲の鎖の運動によってこの拘束が緩み、管が時間と共に膨張する機構が中心的緩和機構として組み込まれている。この管膨張機構と他の緩和機構を組み合わせたモデルの予言と線形粘弾性データは相当良く一致する。しかし、この一致は、モデルの仮定する鎖運動が実際に起こっていることを保証するものではない。この問題に対して、本研究では、短時間域における直鎖の絡み合いセグメントの平均自乗変位φと粘弾性緩和関数μの間の関係式を、管膨張が起こる場合と起こらない場合について、理論的に導出した。たとえば、鎖端セグメントについては、管膨張が起こる場合φ=<R^2>(1-μ1^<1/2>)(<R^2>は鎖の平均自乗末端間距離)、管膨張が起こらない場合φ=<R^2>(1-μ)となる。従って、得られた理論式は高い一般性を有し、短時間域における拡散実験から得られるφデータと粘弾性実験から得られるμデータの間の関係をこれらの理論式と比較することで短時間域での管膨張の描像の検証が可能となる。

従って、得られた理論式は高い一般性を有し、動的散乱実験から得られるΦ'データと粘弾性実験から得られるμデータの間の関係をこれらの理論式と比較することで短時間域での管膨張の描像の検証が可能となる。さらに、この結果に基づいて、管が不完全にしか膨張しない場合の誘電量と粘弾性量の間の関係についての定式化も行った。
婦人科がんにおける末梢血RNAを用いた遺伝子腫瘍マーカーの確立

癌の早期発見を目的として、癌細胞で高頻度に発現するサイトケラチン19遺伝子を癌患者の末梢血から検出する試みがなされてきたが、近年この遺伝子の発現が健常人の末梢血からも検出され、特異性が低いという報告がなされている。我々が卵巣癌患者を対象に行った研究においても、卵巣癌患者において高頻度に検出されるが同時に健常人においても検出され、その特異性は低いという結果を得て既に報告している。しかし、我々が用いたnested RT-PCR法は、高感度に安定して末梢血から遺伝子の発現の検出が可能であり、適切な標的遺伝子に用いれば非常に有用であると考える。一方、マイクロアレイを用いた研究等によって、卵巣癌に特異的に発現している遺伝子が報告されている。我々は、今までに確立した末梢血からnested RT-PCR法を用いて遺伝子を検出する方法により、卵巣癌に高頻度に発現している遺伝子を検出し、癌の早期発見に応用することを計画した。インフォームドコンセントを得た25例の卵巣癌症例、良性卵巣腫瘍症例14例、正常人20人の末梢血からm-RNAを抽出しnested RT-PCR法を用いてCA125、およびマイクロアレイ等により新たに卵巣癌で高頻度に発現していることが報告されているprotein disulfide isomerase-related protein, Mac-2-binding protein, AA723859(EST)について検出を行った。卵巣癌症例にはCA125は25例中25例100%、protein disulfide isomerase-related proteinについては25例中20例80%、Mac-2-binding proteinについては25例中20例80%、AA723859(EST)については25例中21例84%とそれぞれ高頻度に検出された。しかし、正常人においてもCA125は25例中23例92%、protein disulfide isomerase-related proteinについては25例中19例76%、Mac-2-binding proteinについては25例中22例88%、AA723859(EST)については25例中19例76%検出されており、正常人の末梢血からも高頻度に検出され特異性が低いという結果となっている。癌組織で高頻度に発現するとされる多くの遺伝子が、正常組織でも極わずかに発現している可能性があり、今後検出法の特異性の向上と、新たなターゲットについての検索が必要である。癌の早期発見を目的として、癌細胞で高頻度に発現するサイトケラチン19遺伝子を癌患者の末梢血から検出する試みがなされてきたが、最近この遺伝子の発現が健常人の末梢血からも検出され、特異性が低いという報告がなされている。我々が卵巣癌患者を対象に行った研究においても、高頻度に検出されるが特異性が低いという結果を得ている。インフォームドコンセントを得た25例の卵巣癌症例、良性卵巣腫瘍症例14例、正常人20人の末梢血からm-RNAを抽出しnested RT-PCR法を用いてCA125、およびマイクロアレイ等により新たに卵巣癌で高頻度に発現していることが報告されているprotein disulfide isomerase-related proteinについて検出を行ったところ、卵巣癌症例にはCA125は25例中25例100% protein disulfide isomerase-related proteinについては25例中20例80%とそれぞれ高頻度に検出された。しかし、正常人においても卵巣癌症例ではCA125は25例中23例92% protein disulfide isomerase-related proteinについては25例中19例76%検出されており、正常人の末梢血からも高頻度に検出され特異性が低いという結果となっている。今後更にマイクロアレイにより新たに卵巣癌で高頻度に発現していることが報告されているMac-2-binding protein, AA723859(EST)ついても検索を進める予定である。

インフォームドコンセントを得た25例の卵巣癌症例、良性卵巣腫瘍症例14例、正常人20人の末梢血からm-RNAを抽出しnested RT-PCR法を用いてCA125、およびマイクロアレイ等により新たに卵巣癌で高頻度に発現していることが報告されているprotein disulfide isomerase-related protein, Mac-2-binding protein, AA723859(EST)について検出を行った。卵巣癌症例にはCA125は25例中25例100%、protein disulfide isomerase-related proteinについては25例中20例80%、Mac-2-binding proteinについては25例中20例80%、AA723859(EST)については25例中21例84%とそれぞれ高頻度に検出された。しかし、正常人においてもCA125は25例中23例92%、protein disulfide isomerase-related proteinについては25例中19例76%、Mac-2-binding proteinについては25例中22例88%、AA723859(EST)については25例中19例76%検出されており、正常人の末梢血からも高頻度に検出され特異性が低いという結果となっている。癌組織で高頻度に発現するとされる多くの遺伝子が、正常組織でも極わずかに発現している可能性があり、今後検出法の特異性の向上と、新たなターゲットについての検索が必要である。
Rap1制御分子破壊による新規慢性骨髄性白血病発症モデルマウスの作出とその解析

Rasファミリー低分子G蛋白Rap1の生体内での機能については解析するために、リンパ・造血系組織の主たるRap1GAPであるSPA-1の遺伝子破壊(SPA-1-/-)マウスを作製し、解析を行ってきた。これまでにこのマウスでは、活性化型Rap1の蓄積により、(1)T細胞の機能不全に基づく免疫不全状態に陥ること、(2)多能性造血幹細胞を含む未分化造血細胞の増殖亢進が起こり、その後生後1年1年半でほぼ全例において慢性骨髄性白血病(CML)をはじめとする多彩な白血病を発症することなどを明らかにしてきた。さらにSPA-1-/-マウスの解析を行った結果、このマウスでは加齢に伴う腹腔B1細胞数の増加、二重鎖DNAや赤血球に対する自己反応性抗体の産生などのSLEモデルマウスであるNZBマウスに酷似した自己免疫疾患状態に陥ることが新たに確認された。SPA-1-/-マウスは約80%においてCMLを発症するが、残り20%においてCD5+B220+白血病細胞の増加及び貧血を特徴とするヒトB細胞性慢性リンパ性白血病(B-CLL)に酷似した病態を発症した。SPA-1-/-マウス由来骨髄細胞より樹立したB1細胞株はIgMを分泌し、SCIDマウスに移入するとB-CLLを発症するが、レトロウイルスを用いてSPA-1を導入することでIgM産生および白血病原性は抑制され、SPA-1によるRap1活性化制御がB1細胞の分化や活性化に不可欠であることが強く示唆された。詳細な分子機序は現在解析中であるが、Rap1GTPによる転写因子OCABの発現誘導が確認され、Rap1による転写の活性化という新しい機序の関与が示唆されている。Rap1の生体内における機能を解析するために、リンパ造血組織において発現するRap1の制御因子、SPA-1の遺伝子破壊(SPA-1-/-)マウスを作成し、その形質解析をおこなった。(1)SPA-/-マウスは、生後3ヶ月以降から加齢に伴って末梢T細胞におけるRap1GTPの過剰の蓄積を示し、これに平行してT細胞の不応答性が進行、生後1年以内に強いT細胞免疫不全状態となった。生化学的解析から、この不応答性は抗原刺激後に生成する過剰のRap1GTPによるT細胞レセプター下流のRas-ERKシグナル経路の阻害が原因であった。(2)SPA-1-/-マウスは、T細胞免疫不全に続発して生後1年以降ほぼ全例白血病を発症した。白血病の病型は、慢性骨髄性白血病(CML)、その急性転化、慢性リンパ性白血病(CLL)と多彩であり、一部は骨髄異形成症(MDS)に酷似した症状を呈した。前白血病のSPA-1-/-マウスの骨髄において、多能性前駆細胞分画において選択的なRap1GTPの過剰の蓄積とそれに伴う細胞増加が認められ、さらに活性型Rap1の遺伝子導入によって正常骨髄前駆細胞の増殖亢進が見られたことから、この白血病の発症は過剰のRap1GTP生成による多能性造血前駆細胞の異常増殖によることが強く示唆された。さらに、SPA-1-/-マウス由来白血病細胞株にSPA-1遺伝子を再導入することによって白血病原性が完全に消失することが示され、SPA-1遺伝子は造血系における癌抑制遺伝子であることが示された。SPA-1-/-マウスにおける白血病の発症は、明らかにT細胞免疫不全状態に続発することから、免疫監視機構の破綻が臨床的白血病発症に大きな役割を果たしていることが強く示唆され、SPA-1-/-

マウスは自然発生腫瘍における免疫監視機構の意義を明らかにする上で極めて有用なモデルを提供しうることが期待される。Rasファミリー低分子G蛋白Rap1の生体内での機能については解析するために、リンパ・造血系組織の主たるRap1GAPであるSPA-1の遺伝子破壊(SPA-1-/-)マウスを作製し、解析を行ってきた。これまでにこのマウスでは、活性化型Rap1の蓄積により、(1)T細胞の機能不全に基づく免疫不全状態に陥ること、(2)多能性造血幹細胞を含む未分化造血細胞の増殖亢進が起こり、その後生後1年1年半でほぼ全例において慢性骨髄性白血病(CML)をはじめとする多彩な白血病を発症することなどを明らかにしてきた。さらにSPA-1-/-マウスの解析を行った結果、このマウスでは加齢に伴う腹腔B1細胞数の増加、二重鎖DNAや赤血球に対する自己反応性抗体の産生などのSLEモデルマウスであるNZBマウスに酷似した自己免疫疾患状態に陥ることが新たに確認された。SPA-1-/-マウスは約80%においてCMLを発症するが、残り20%においてCD5+B220+白血病細胞の増加及び貧血を特徴とするヒトB細胞性慢性リンパ性白血病(B-CLL)に酷似した病態を発症した。SPA-1-/-マウス由来骨髄細胞より樹立したB1細胞株はIgMを分泌し、SCIDマウスに移入するとB-CLLを発症するが、レトロウイルスを用いてSPA-1を導入することでIgM産生および白血病原性は抑制され、SPA-1によるRap1活性化制御がB1細胞の分化や活性化に不可欠であることが強く示唆された。詳細な分子機序は現在解析中であるが、Rap1GTPによる転写因子OCABの発現誘導が確認され、Rap1による転写の活性化という新しい機序の関与が示唆されている。
GnRH産生ニューロンの機能状態と微細構造の変化を繋ぐ新たな相関顕微観察法の開発

性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)ニューロンは、血液中に多量のホルモンを放出するため、分泌顆粒やゴルジ装置など調節性分泌経路を構成する細胞内小器官の発達が良いと考えられている。しかし、その細胞微細構造については未解明の点が多い。そこで本研究では、神経トレーサー標識などによる神経解剖学的解析技術と連続切片SEM観察やオスミウム浸軟法による顕微解剖学的解析技術を連携させ、特定の神経細胞の組織内分布から細胞内小器官の立体微細構造までをシームレスに観察・解析できるような新たな相関顕微観察法を開発する。そして、開発した相関顕微観察法によりGnRHニューロンの細胞微細構造を明らかにする。
フォトニック結晶導波路での超高速動的スローライトチューニングとその応用

私が昨年までに研究してきた逆伝搬スローライト系と、アレイ化された二光子吸収フォトダイオード(Two-Photon-Absorption Photodiode: TPA-PD)を組み合わせたオンチップの光相関計の研究を進めた。これは、TPA-PDをアレイ状に形成したPCWの両端から光パルスを同時入力すると、入力パルス波形を反映した光電流分布が生じ、光パルス波形を観測できるというものである。提案したオンチップ光相関計を設計し、実際にCMOSプロセスにより製作した。提案デバイスは構成・動作原理ともにシンプルで、高い歩留まりを確認した。これはオンチップ光相関計の実用化、低価格化、信頼性向上にとって重要な結果である。製作したデバイスを用いて相関波形観測を実験し、半値全幅110psのパルスの相関波形の観測に成功した。パルス幅の測定範囲はデバイスの設計により0.1100ps程度まで変えられると考えられ、さまざまな利用状況に対応可能である。ところで、光相関計には周期的でない単発の光パルスを観測できるシングルショット光相関計があるが、従来市販されているものではメガワット級のハイパワーパルスしか波形観測できない難点があった。本デバイスもシングルショット観測が可能な構成であるが、PCWの強い光閉じ込めとスローライトの非線形増大効果によりTPA-PDを高感度化でき、従来型と比較して1千万倍(パルスピークパワーと平均パワーの積で評価)の高感度波形観測を実現した。さらに、初期的な実証実験でありながらも比較的高い精度での相関波形観測を確認しており、今後、ファイバー接続やPD電流読み出し用の電子回路などの実装ができれば、近い将来に実用化できると考えている。これを実用化できると、従来ボックスサイズであった光相関計をチップサイズにまで小型化できる。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、CMOS互換プロセスを用いてシリコンフォトニック結晶導波路を製作し、それにより生成されるスローライトの物理を探求する。特に、本研究では2つのスローライト間の相互作用を利用した光制御を動的スローライトチューニングと呼び、これまでに超高速遅延チューニングと断熱的波長変換を実証してきた。本年度はさらに、非線形効果によるスペクトル拡大を伴う光パルス圧縮と、光による光反射を用いた巨大なドップラーシフトを提案、実証した。光パルス圧縮も過去の機能と同様に信号用と制御用の2つのスローライトパルスをフォトニック結晶導波路に入力する手法を採る。ここでは制御パルスの非線形効果による信号パルスのスペクトル拡大と、フォトニック結晶導波路による分散補償を適切に組み合わせることで、通常、シリコンの導波路では難しいとされるパルス圧縮を実現した。本手法により入力時13.3 psの信号パルスを1.4 psまで圧縮し、オンチップパルス圧縮としては過去最大のパルス圧縮率9.9を記録した。光による光反射を用いたドップラーシフトでは信号パルスと制御パルスをフォトニック結晶導波路の両端から向かい合わせに入力する。制御パルスは非線形効果によりフォトニックバンドギャップを周波数シフトさせ、信号パルスが進入できない領域を移動させる。つまり、制御パルスが移動する鏡となり信号パルスを反射させる。このような光による光の反射は、世界的にも議論されて来なかった新しい物理であり非常に興味深い。さらに、本手法では反射鏡の移動速度が準光速で非常に速いため、一般的には実現困難な数10数100 nmという巨大なドップラーシフトが期待される。本研究では時間領域有限差分法に基づくシミュレーションを行い、提案したドップラーシフトが確かに起こり、数10数100 nmの波長シフトが得られることを確認した。本研究では、CMOS互換プロセスを用いてフォトニック結晶導波路(PCW)を製作し、それにより生成されるスローライトの物理を探求する。特に、2つのスローライト間の相互作用を利用した動的スローライトチューニングを研究してきた。本年度は、昨年度に動作実証したドップラーシフトと断熱的波長変換の研究を深め、さらに、非線形フォトダイオード(PD)アレイを集積したPCWを用いた光相関計を提案した。光による光反射を用いたドップラーシフトは、基本動作を実証していたが反射の原理に不明な箇所がいくつかあった。本年度はこれに取り組み、理論考察とシミュレーションの整合より原理の解明に至った。その過程で、これまで類似の現象として曖昧に議論されていたドップラーシフトと断熱的波長変換と相互位相変調の3つの現象の関係性を明らかにし、物理的に興味深い議論を示した。断熱的波長変換においてはこれまで、制御パルスの非線形吸収により自由キャリアを生成し、キャリアプラズマ効果による屈折率の低下を信号パルスに動的に与えて短波長シフトさせていた。これは本研究に限らず、他機関の実証例においても全般的に同じであった。これに対し本年度は、PCW上に形成したpnダイオードの逆バイアス動作を用いて、生成した自由キャリアを引き抜くというこれまでと逆の過程により長波長シフトを実現した。ここで得た波長シフトは0.08nmと大きくなかったが、現在、pn接合形状の最適化による大きな長波長シフトの実現に取り組んでいる。PCWに非線形PDをアレイ化した光相関計では、PCWの両端から入力された光パルスの空間的な相関を非線形PDアレイによって取得してパルス波形を測定する。計算では波形取得速度数100 MHz数GHzという高速動作でパルス幅110psの短パルスを測定できると見積もられた。今後、実際に設計した光相関計の動作を実証する予定である。

本年度は光による光反射を用いたドップラーシフトの詳細な原理を解明し、その全貌を明らかにすることができた。さらに、ドップラーシフトと断熱的波長変換の関係を明瞭化するなど物理的に興味深い知見を得ることもできた。これを昨年度までの実証結果と合わせて論文としてまとめ上げ、Physical ReviewA誌のRapidCommunicationsに掲載され、国際会議で2件の口頭発表と1件のポスター発表を行うなどの成果を上げた。断熱的波変換の研究においてはpnダイオードの逆バイアス動作による長波長シフトを実証し、波長変換機能を拡張させることに成功した。この結果に関して、国内学会で1件の口頭発表を行った。ただし、ここでは波長シフト量0.08 nmと十分な大きさを得られず、現在、pn接合形状の最適化による大きな長波長シフトの実現に取り組んでいる。既に発注したデバイスが近日納品される予定であり、これにより波長シフト量が増大されることを期待している。これまでの研究から、非線形PDアレイを集積したPCWを用いた光相関計を提案した。これはPCWの両端から光パルスを入力して相関波形を取得するというものであり、先の反射型ドップラーシフトの研究が着想のヒントであった。このデバイスは従来の光相関計と比較して、超高速動作(数100MHz数GHz)、オンチップ集積可能、高感度という利点を同時に実現する。本構想にはCMOS互換プロセスの高度な集積技術とスローライトチューニングを巧みに組み合わせた本研究の独自性が現れており、大変有意義な研究であると考える。この研究においても近日納品予定のデバイスによる動作実証を期待している。以上の成果より、本年度の研究は期待以上の進展があったと評価する。私が昨年までに研究してきた逆伝搬スローライト系と、アレイ化された二光子吸収フォトダイオード(Two-Photon-Absorption Photodiode: TPA-PD)を組み合わせたオンチップの光相関計の研究を進めた。これは、TPA-PDをアレイ状に形成したPCWの両端から光パルスを同時入力すると、入力パルス波形を反映した光電流分布が生じ、光パルス波形を観測できるというものである。提案したオンチップ光相関計を設計し、実際にCMOSプロセスにより製作した。提案デバイスは構成・動作原理ともにシンプルで、高い歩留まりを確認した。これはオンチップ光相関計の実用化、低価格化、信頼性向上にとって重要な結果である。製作したデバイスを用いて相関波形観測を実験し、半値全幅110psのパルスの相関波形の観測に成功した。パルス幅の測定範囲はデバイスの設計により0.1100ps程度まで変えられると考えられ、さまざまな利用状況に対応可能である。ところで、光相関計には周期的でない単発の光パルスを観測できるシングルショット光相関計があるが、従来市販されているものではメガワット級のハイパワーパルスしか波形観測できない難点があった。
モーリシャスサンゴ礁海水中に存在する天然ホルモン活性物質の同定

本研究は、モーリシャスのサンゴ礁で検出された天然ホルモン活性物質の単離・構造決定を目的とした。サンゴ礁の海水中の物質を濃縮し、HPLCによる精製を進め、活性画分の質量分析を行った。活性物質は夏にのみ検出され、その量は約10-100 ng/1000Lと推定され、主に海藻とサンゴから分泌されていることが明らかになった。分子質量約447と621 Daの物質が活性物質の有力候補であることが明らかとなった。申請者らはモーリシャスサンゴ礁海水中に含まれる新規ステロイド膜受容体作用性の天然ホルモン活性物質の存在を始めて検出することに成功した。さらに、そのホルモン作用を細胞レベルで検出できるセルベースアッセイ法を世界に先駆けて開発した。これらの一連の研究成果に基づき本研究は以下の2つの事項を目的とする。(1)モーリシャスサンゴ礁海水中からの天然ホルモン活性物質の単離・構造決定(2)生物学的手法を用いた天然ホルモン活性物質の作用機序の解明本年度は天然ホルモン活性物質の季節変動を調べるためモーリシャスの冬季にあたる7月から8月にかけて、夏季となる3月にサンプリングを実施した。また、物質の同定に向けサンプリングの多量化を図った。多量化については濃縮用のカートリッジのサイズ変更はせず、送液ポンプの台数を増やすことで対応した。それにより目標であった海水1000Lからの物質の濃縮を達成できた。サンプルを日本に持ち帰った後、活性物質を溶出し、溶出画分の活性を確認した後、HPLCによる分離を行った。HPLCのピーク画分については活性を調べるとともに質量分析を行いピーク成分の分子組成を明らかにした。その結果、活性物質は夏季には存在し、冬季には存在しないことが明らかになった。HPLC画分にも活性が検出され、やや疎水性の高い物質であることが分かった。また、冬季と夏季では海水中の溶存物質の種類が大きく異なることが明らかになった。本年度は冬季と夏季でサンプリングを行い、溶存物質の季節変動についての情報が得られた。活性物質は予想通り夏季にみられることが明らかになり、今後は夏季のみにサンプリングを行うよう計画することとした。HPLCによる分画後も活性が検出できたことは大きな前進であった。これにより物質の存在量の推定が可能となりサンプリング量など、より詳細な計画が立てられるようになった。(1)モーリシャスサンゴ礁海水中からの天然ホルモン活性物質の単離・構造決定(2)生物学的手法を用いた天然ホルモン活性物質の作用機序の解明本年度は平成28年3月の採水において、モーリシャスサンゴ礁海水約1000 Lから、疎水性カートリッジの樹脂を用いた有機化合物の濃縮を行った。HPLCを用いた分析の結果、ナノグラムオーダーで活性を示す化合物を発見した。活性物質は疎水性化合物でありESI-MSの結果から910 Daの分子量であることが明らかとなった。しかしながら、1000 Lの海水中に約10-100 ngと微量に含まれるため完全な構造決定を行うためには、さらに100-1000倍の海水が必要となってくる。その点を踏まえると、現在遂行中の課題のやり方では対応できず、新たな戦略が必要となる。そこで、本年度のサンプリングはホルモン活性物質を分泌する生物種の特定を目的に行った。サンプリングポイントのサンゴ礁で優勢となっている生物種12種類について一昼夜飼育し、その間、海水成分をカートリッジに濃縮し、分泌されている物質を回収した。一方、その他の生物を含む17種については生体試料の抽出液を調製し、体内に活性物質が含まれるかどうか調べた。その結果、バイオマスの多い海藻とサンゴからアロステリック効果のある化学物質が分泌されていること、ウニの一種の体内に競合阻害効果を示す物質が存在することが明らかになった。本年度はこれまで活性の検出された冬季に生物種を特定するためのサンプリングを行い、ホルモン活性物質を分泌する生物種についての情報が得られた。活性物質は予想通り優占種である海藻とサンゴが分泌していることが明らかになり、今後は飼育下での継続的なサンプリングを行うよう計画することとした。モーリシャス大学との関係も深まり、海洋生物の調査のためのサンプリング許可が得られ、大学施設を利用したサンプリングが可能となったことは大きな前進であった。申請者らはモーリシャスサンゴ礁海水中に含まれる新規ステロイド膜受容体作用性の天然ホルモン活性物質の存在を初めて検出することに成功した。さらに、活性物質には当初、活性の検出されたホルモン結合競合阻害効果を示す物質以外にアロステリック効果のある物質も存在することを明らかにした。そして、それらを分泌している主な生物種を特定した。本年度は昨年度ホルモン活性物質を分泌していることを明らかにした海藻からの直接的な活性物質の抽出を試みた。平成29年3月に実施したサンプリングにより、海藻約1kgを採取し、70%メタノールにより抽出液を調製した。これを濃縮し、日本に持ち帰った。凍結乾燥後、エタノールにて溶解したサンプルについて活性を確認した。

その後、HPLCにて分画を行い、活性測定を行った結果、海藻にはアロステリック効果のある化学物質と競合阻害効果を示す物質の両方が含まれることが明らかになった。各画分のESI-MS分析の結果をこれまでの解析結果と比較したところ、それぞれ分子質量、約447.2と621.4 Daの物質が活性物質の有力候補であることが明らかとなった。しかしながら、粗抽出液からの直接精製にはカラム担体の選択や、クロマトグラフィーの条件検討が必要となることから多くの時間が必要となり、今後の課題として残された。3年間の成果により、共著論文の発表と合同ワークショップ開催に至り、モーリシャス大学との関係も深まった。今後、大学施設を利用した長期飼育場所の提供についても確約が得られたことは大きな前進であった。本研究は、モーリシャスのサンゴ礁で検出された天然ホルモン活性物質の単離・構造決定を目的とした。サンゴ礁の海水中の物質を濃縮し、HPLCによる精製を進め、活性画分の質量分析を行った。活性物質は夏にのみ検出され、その量は約10-100 ng/1000Lと推定され、主に海藻とサンゴから分泌されていることが明らかになった。分子質量約447と621 Daの物質が活性物質の有力候補であることが明らかとなった。より詳細な解析が必要ではあるが、活性画分に含まれている物質量はあまり多くは無いことが明らかになった。そのため、構造解析のためにはより多量のサンプリングが必要になる。次年度以降は夏季に集中してより長期間のサンプリングを実施する。今年度のサンプルについてもHPLCによる再分画を行い、活性画分の成分分析を進める。これにより構造決定に向けた取り組みを開始する。より詳細な解析が必要ではあるが、活性物質を分泌する生物種を特定できた。構造解析に必要となる多量のサンプリングため次年度以降は生物の長期間飼育による継続的なサンプリングを実施する。必要な場合は現地でのサンプリングとモーリシャス大学での飼育、サンプリングを依頼する。これらの取り組みにより構造決定に着手したい。29年度が最終年度であるため、記入しない。生殖生物学29年度が最終年度であるため、記入しない。