hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
冷温帯林の送粉系ネットワーク機能の解明

本研究では「樹木開花量の年変動により送粉者個体群が年変動し,それにより送粉者を共有する林床植物の結実率も年変動する」という仮説を証明するために次の3項目について調査し,以下の知見を得た。1.虫媒性樹種の開花量:マルハナバチ利用樹種8種を含む,約20種の樹木の開花量の年変動を定量化した。とくに開花量の年変動が大きいアオダモについてはその繁殖システムを明らかにした。またハクウンボクについては光合成産物のトレースを行い,非繁殖シュートから繁殖器官への転流が開花量決定に重要な役割を果たしていることを明らかにした。2.マルハバチの個体数:森林調査区においては,春期の越冬女王の個体数(標識再捕獲法による)は彼女らが生まれた前年の樹木開花量と,ワーカー個体数(ウィンドウトラップ採集法による)は当年の樹木開花量とそれぞれ同調した年次変動パタンを示した。マルハナバチと樹木開花量の垂直分布の季節変化パタンから,マルハナバチが林冠木の開花量と関連して飛翔空間を決定することが示唆された.森林と草原におけるワーカー個体数の季節変化から,コマルハナバチの草原と森林の利用割合が季節変化しないが,オオマルハナバチは季節によりいずれか一方の生息地に特化するという生息地利用における種間の違いが認められ,これが両者の年次変動パタンの違いに関連していることが示唆された。3.林床性草本の繁殖成功:10種の繁殖特性と結実成功を4年間評価し,エゾエンゴサクを含む林床性植物の繁殖システムの概要を評価できた。また,光環境の異なる林縁と林内での林床植物の結実率を比較することにより,資源制限と花粉制限の影響を相対的に評価した。本研究により初めて温帯林で送粉系の年次変動が定量的に記述され,上記の仮説が部分的に支持された。このことは,送粉系の動的側面を適切に評価するためには長期的モニタリングがきわめて重要であることを示唆する。北海道大学苫小牧演習林の落葉広葉樹林において,林冠観測クレーンなどを利用して林冠開花性樹種の花序数推定および開花フェノロジーの定期記録を行い,複数の階層に設置したウィンドウトラップによりマルハナバチを定期採集した.マルハナバチは,早春期を除いてほぼ季節を通して林冠層でより多く採集され,直接観察によってもかれらが林冠で開花する主な虫媒性樹木8種の花を頻繁に訪花することが確認された.このことにより,林冠で大量に開花する樹木の花がマルハナバチの主要な餌資源であることが明らかになった.一方,マルハナバチを中心とした昆虫類によって花粉媒介が行われると考えられる樹木約20種,林床植物14種の開花フェロジー,結実率,自家和合性,主要なポリネーターを調査した.早春に開花する春植物は,様々な自家和合性の程度をもった種群から構成されており,自然状態では一般に高い結実率を維持していた.これに対して,林床の光環境が悪化していく初夏に開花するグループは,一般的に自家和合性が低く,自然状態での結実率は非常に低かった.これは,花粉不足に加えて資源の不足に依るところが大きく,光環境が繁殖成功に大きく関わっている可能性を示している.例えば,林床低木ミツバウツギの繁殖成功度は,ミツバウツギ各個体の上層を覆う林冠樹種のフェノロジーとマルハナバチによる隣家受粉の頻度に依存していた.

さらに,マルハナバチの主要な蜜源植物であるエゾエンゴサクの結実パターンとマルハナバチの訪花行動の詳細な計測を行った.越冬後のマルハナバチにとって貴重な蜜源植物であるエゾエンゴサクは,生理的自家不和合性であるにもかかわらず,種子生産の花粉制限は認められなかった.これは,マルハナバチとエゾエンゴサクの密接な相互依存性によるものと考えられる.本研究では「樹木の開花量の年次変動にともないマルハナバチの個体群が大きく変動し,それによりマルハナバチが重要な花粉媒介者となっている林床の草本類の結実率も変動する」という仮説を証明するために,昨年度に引き続いて,主要樹種12種の開花量推定,春期マルハナバチ女王(標識再捕獲法による)とワーカー(ウィンドウトラップ採集による)の個体数推定,および越冬女王マルハナバチの蜜源植物であるエゾエンゴサクの結実率,花粉制限,マルハナバチの訪花パターン,盗蜜頻度とその他の林床性草本植物10種の繁殖システム並びに結実成功の調査を行った.特に,マルハナバチの重要な餌資源植物であるハクウンボクの開花結実フェノロジーと樹体内貯蔵養分の季節・年変動の関係を定量化した.この結果,大量開花の見られた年の枝先の貯蔵養分量は開花結実に伴って低下し,全く開花しなかった年の同時期と比較して低い値を取った.このことから開花結実には当年の資源獲得量ではなく前年までの貯蔵養分が重要な役割を果たしていることが明らかとなった.マルハナバチについては,春期女王個体群は,彼女らが生まれた前年の初夏の樹木開花量と,ワーカー個体群は当年の初夏の樹木開花量と同調した年次変化パターンを示した.また,一見片利共生と考えられていた,エゾエンゴサクと盗蜜を行うエゾオオマルハナバチの相利共生的関係が明らかになった.その他の林床草本については,春咲き植物は一般に結実率が高く,67月に開花する初夏咲き種は一般に結実率が低く,7月以降に咲く種で結実率が高くなるという2山型の結実パターンが認められた.本研究では「樹木開花量の年変動により送粉者個体群が年変動し,それにより送粉者を共有する林床植物の結実率も年変動する」という仮説を証明するため,次の3項目について調査し,以下の知見を得た。1.虫媒性樹種の開花量:昨年に引き続き約20種の開花量の年変動を定量化した。とくに開花量の年変動が大きいアオダモについてはその繁殖システムを,ハクウンボクについては開花結実の変動と貯蓄養分の変動ならびに当年光合成量の関係を明らかにした。またハクウンボクについては光合成産物のトレースを行い,非繁殖シュートから繁殖器官への転流が開花量決定に重要な役割を果たしていることを明らかにした。2.マルハナバチの年次変動:森林調査区においては,春季の越冬女王の個体数(標識再捕獲法による)は彼女らが生まれた前年の樹木開花量と,ワーカー個体数(ウィンドウトラップ採集法による)は当年の樹木開花量と同調した年次変動パタンを示した。また,クイーンについては複数のエゾエンゴサクパッチにおいて,ワーカーについては森林調査区から数百m離れた草原において2年間の個体数変動を調査し,マルハナバチの個体数変動と採餌場所との関係をより広い空間スケールで評価した。3.林床性草本10種の繁殖特性と結実成功:林床植物についても昨年度までの調査を継続し,とくに林縁と林内という光環境の異なる場所で結実率を比較することにより,資源制限と花粉制限の影響を相対的に評価した。また,今年度までのデータにより,(エゾエンゴサクを含む)林床性植物の繁殖システムの概要を評価できた。本研究により,初めて送粉系の長期動態が定量的に記述され,上記の仮説を部分的に支持する結果を得た。
ゲノム機能の調節を指向した機能性ペプチド核酸の開発

核酸に特徴的な糖-リン酸骨格をポリペプチド骨格に置き換えたペプチド核酸(PNA)は、二重らせん構造を有するDNAを我々が望む塩基配列のみで一本鎖状態にし、そこへ強く結合して新たなPNA-DNA二重らせん構造を与える。PNAが持つ極めて高い二本鎖DNAに対する塩基配列認識能に着目し、さらにここに有機合成化学的手法を用いて機能を付加することにより、効率的かつ体系的な遺伝子発現情報の解析、遣伝子多型の解析の新たな手段を開発することを目指した。また、機能性PNAを用いて、疾患の予防や治療に向けた新たな分子システムを設計し、提案することを目指した。1)核酸配列特異的シトシンメチル化判定法の開発PNAが二本鎖DNAに効果的に割り込むという性質を利用し、メチル化の有無を判定したい遺伝子配列を二本鎖からはじき出し制限酵素で処理することによってメチル化の有無を判定することができた。従来のbisulfite処理法や単なる制限酵素処理と比べて、正確かつ配列選択的であり、また比較的微量のサンプルに対しても応答が増幅されるため、これまでにない極めて効果的かつ正確な配列選択的メチル化法である。我々が開発した方法では、メチル化を蛍光発光で検出することができ大変有用であると思われる。この研究で開発された手法は、シトシンメチル化の判定のみならず、選択的な遺伝子機能の改変など他に利用可能であると考えられる。2)塩基特異的蛍光消光機能を含むPNAによる簡便な一塩基多型検出法PNAが塩基配列特異的に効率よく二本鎖DNAを捕捉することに着目し、新たな機能性PNAとしてソラレンを含むPNA(P-PNA)を初めて合成した。P-PNAは、紫外光を照射すると強い蛍光を生ずるが、相補的DNAと二重らせんを形成するとその蛍光が顕著に小さくなる。一方、ミスマッチ塩基対が存在すると、二重らせんの安定性が大きく失われるため、蛍光強度の減少はわずかであった。私は、以上のように、ゲノム機能の調節を指向した機能性PNAの開発研究において、PNAを利用した種々の配列特異的核酸塩基検出法を見いだすことができた。いずれの成果も高い実用性が期待され、本科学研究費は、大変有効に役立てることができたと考えている。
有機固相光反応の結晶から結晶への変換

結晶中で分子は規則正しく密に配列している。固相反応において、単結晶から単結晶への転換が可能であれば、X線構造解析により反応過程をその場観察することができる。特に光反応は光照射の条件を工夫することにより、単結晶状態を維持したままで反応を進行させる事がある程度可能である。この方法で有機固相光反応のその場観察を数種類の系について行った。(1)N-メチル、N-{(E)ーメチルメタクリロイル}アニリドの包接結晶内光環化反応については反応直前にメチルメタクリル部位が熱的に分子内回転を起こした後に、光環化した様子を捉えることができた。(2)フタル酸共結晶中におけるtrans-桂皮酸アミドの光=量化反応では、ペダル様配座変化が起こっている事を明らかにした。N-エチル,N-メチルフェニルグリオキシルアミド(guest(a))は,酒石酸から誘導されたキラルなホストと混合することにより,包接結晶(I)及び(II)を形成する.この包接結晶の固相光反応は,ホスト分子のシクロアルカン部位が5員環(host5)か6員環(host6)かで,異なる4員環β-ラクタム誘導体(guest(b)・gucst(d))を生成し,またその不斉が逆転する.この原因を明らかにするために,X線構造解析を行なった.(I)のguest(a)においてはエチル基が光反応に適する位置にあるのに対し,(II)ではメチル基の方がその位置を占めている.さらに,PhCOCON部位の構造が鏡像関係をとっている.これらの相違が生成物の構造を決定付けていると考えられる.包接結晶中のゲスト分子の動きを直接観察するために,単結晶を用いた光照射実験を行なった.(I)に超高圧水銀光(λ≧340nm)を7時間照射した後のX線解析により,ディスオーダー構造(転換率約40%)が得られた.この結果から,主にエチル基がフェニル基側に接近することにより環化していることが明らかとなった.一方,(II)についても,28時間光照射後の構造を解析した.その結果,独立な二個のゲスト分子のうちの一方は4員環β-ラクタム体(guest(d))を主に生成し,もう一方が5員環エーテル化合物(guest(e))となることが示唆された.以上,本研究により,包接結晶中でのゲストの光環化反応も,X線によるその場観察が可能であることが示された.結晶中で分子は規則正しく密に配列している。特に光反応は光照射の条件を工夫する(分子による光吸収の領域をさけて、吸収帯の山すその長波長側の光だけを照射する)ことにより、単結晶状態を依持したままで反応を進行させる事がある程度可能である。この方法で、有機固相光反応のその場が観察を数種類の糸について行なった。(1)N-メチル、N-{(E)-メチルメタクリロイル}アニリドの包接結晶内光環化反応については、反応直前にメチルメタクリル部位が熱的に分子内回転を起こした後に、光環化した様子を捉えることができた。(2)フタル酸共結晶中におけるtrans一桂皮酸アミドの光二量化反応では、ペタル様配座変化が起こっている事を明らかにした。
GHQ/SCAP検閲を中心とした敗戦期文学の実証的研究

1988年から1989年にかけての米国留学と1993年夏の短期渡米調査において入手したGHQ/SCAP検閲原点の復元及びその資料を、分散的にではなく論文別刷り形式で一括して刊行することを主眼としてこの一年間の調査研究を行った。同時に、そのような在外資料に依拠するだけでなく、検閲に付された日本側資料の発掘にも意識的に努めた。幾つかの曲折や時間的限界はあったものの、その調査の成果の一つが甲斐弦氏の聞き書き調査である(『平和文化研究』第18集所収)。英文資料と日本語の本文を照合する作業に付随して、それらの作業過程で得た事柄を分析的に論考し試論の形として「敗戦期における日本文学のアメリカ化」(『叙説』11号所収)して発表した。これらは、資料復元と独自な論考構築を平行しておこなうことによって、日本近代文学史の定説の一部を書き換えようとする私的営為が広く文学研究一般に貢献することを願ってのことである。そのような作業の結果として、『被占領下の文学に関する基礎的研究..資料編』(1995.3.武蔵野書房)を発表できたことは、本研究の部分的到達点をあらわすとともに、近代文学研究に書誌的資料を新たに提供できたのではないかと考える。個々の作品本文を資料によって訂正し、あるいは不可視的な敗戦期の制度的痕跡を確定することで、狭義の戦後文学に関しこれまでの先行する研究成果になかった角度から再認識する根拠を具体的に示すことができた。このような調査研究を今後も継続することによって、敗戦期の文学作品が立脚する言語環境の輪郭が次第に明らかになり、同時に作品の本文解釈における空白部の存在を判然とさせることができ、文学作品を通じた過去の新たな理解がそのまま現在の感覚や意識の欠落を補訂することに連続すると考える。
現代詩文献に関する基礎的研究

本研究において代表者・分担者3名が意図したのは、第一に192040年代の現代詩文献全般の収集、整備、目録作成等の基礎作業であり、第二に、近代詩から現代詩へのこの大転換期における、詩を中心とした文学表現の変革、それに伴う発表方法や発表媒体の構造的変化の様態を史的に解明することであった。しかし探求資料が容易に発見、閲覧、入手できないことに加えて、3名それぞれが勤務先の大学、その他の学務や雑務に追われて、本研究へのエフォートを高めることが困難だったことなどから、当初企図した成果を必ずしも十分に挙げ得なかったのは遺憾である。とくに曾根、藤本が大きな課題の一つとしていた雑誌『椎の木』第3次総目次の作成を、数冊の欠号のために、見送らざるを得なかったのは残念であった。しかし3人3様の調査と分析を通じて、出版の大規模化、資本主義化が進行する蔭で、商品化されにくい詩や文学を発表し、流通させるために、詩人や小説家志望の青年たちが、表現者であると同時に、表現の場や方法を創り出し、演出して行こうとして、自ら編集者や出版者を兼ねる必要があったという、この時代の文学表現に伴う共通の地盤を探り当てることができたのは思いがけない収穫であった。報告書冒頭の「はじめに」で全体の成果の概要を述べたあと、藤本寿彦の論文「日本近代詩の転換期における百田宗治の位置」は、『椎の木』を主な場として大正末年から昭和初年にかけての近代詩の転換期をリードした百田宗治の忘れられた役割を再評価し、佐藤健一「小熊秀雄と『文芸真砂』」は、小野田益三編集の『真砂』と『文芸真砂』という、これまで取り上げられたことのないマイナーな出版物を追跡して、如上の関係を明るみに出し、曾根博義「転換期の文学と表現の場」は、生田春月、金児杜鵑花、伊藤整、椎の木社などの活動を通じて同じ問題を、より広い視野から考察している。(1)研究代表者の曽根及び分担者の佐藤が専用のPCを購入、分担者藤本は既設のPCにより、文献の記録、整理、データや情報の交換、その他を行う態勢がほぼ整った。(2)古書展、目録、その他を通じて古書情報に注意し、今年度は曽根と藤本によって草稿、書簡、詩集初版本、その他の高額な資料を購入した。その主なものは次の通り。丸山薫書簡、百田宗治詩稿・草稿、田中冬二詩稿深尾須磨子草稿、西脇順三郎『純粋な鶯』、福永武彦『ある青春』(3)研究代表者・分担者3名は、藤本の住む京都で1回、北上市の現代詩歌文学館で1回集まり、資料の探索・閲覧、情報の交換、討議等を行った。(4)本年度中に曽根は主として堀辰雄、井上靖の詩、紀伊國屋書店発行のモダニズム誌、佐藤は中野重治ほかのプロレタリア文学者の書簡、藤本は詩誌『椎の木』の周辺誌である『苑』(月刊)等について調査を行い、曽根と藤本は成果の一部を発表している。(5)曾根博義と藤本寿彦が雑誌等に発表した研究成果の一部は「11.研究発表」に記載したが、佐藤健一のプロレタリア文学者の書簡に関する調査と翻刻は、平成17年中に予桁予定の日本近代文学館編『文学者の手紙4昭和の文学者たち』に発表されることになっている。

なお、同書には曾根博義による伊藤整ほかの書簡の翻刻も収められる予定である。(6)佐藤健一は別に深尾須磨子関係の調査にも着手、さしあたって丹波の郷里及び岐阜の深尾家の調査を開始した。(7)曾根博義と藤本寿彦が研究期間中に全冊を確認して解題と総目次を作成したいと念願している詩誌『椎の木』については、当初から原本の発見と入手のために全力を投じているが、白百合大学図書館乙骨文庫において未確認だった号を数冊あらたに確認し得た以外に収穫がなかった。未見の号数冊を含む第三次分十数冊がある古書店の目録に一括で出たが、予算を大幅に超えていたので見送らざるを得なかった。(1)昨年度に引き続き、古書店の目録をはじめ古書情報に注意を払い、代表者、分担者ともに資料の蒐集、購入に努力した。(2)代表者の曾根博義は、俳人兼編集者の金児杜鵑花関係の図書や雑誌、中原中也がらみで中村古峡関係の資料、詩人でもあった中村真一郎の初期資料などを、藤本寿彦は稀覯詩誌『時間』の創刊号を含む4冊、高橋新吉、小野十三郎らの詩稿を、佐藤健一は雑誌『戦列』、『文芸真砂』3篇など、プロレタリア詩関係文献を中心に購入した。(3)資料は購入のほか、引き続き日本近代文学館、神奈川近代文学館、昭和女子大学図書館、大妻女子大学図書館、その他の文学館、図書館で探索、閲覧、複写を行った。(4)とくに曾根博義は『新潮』『現代文藝』『文学世界』『L' ESPRIT NOUVEAU』などの雑誌の調査、紹介、研究に力を入れた。(5)藤本寿彦は同人研究誌『始更』を主要な舞台に成果の発表に意欲を示している。(6)代表者の曾根博義が本年度に発表した主な研究成果○金児杜鵑花と雑誌『現代文藝』『日本古書通信』69-4○新潮一〇〇年史『新潮』101-6○『文学世界』-関東大震災前夜の投書雑誌『〓板』III-8(7)分担者の藤本寿彦が本年度に発表した主な研究成果○ちんからほけきょのとんがらし-三好達治の詩をめぐって-『始更』3○田中冬二論奈良大学『総合研究所所報』13(8)分担者の佐藤健一は来年度に成果を集中的に発表すべく準備中である。(1)3名それぞれ、過去2年に引き続いて、以下のような研究実績をあげることができた。(2)代表者の曾根博義は島崎藤村・蓊助関係資料、戦前の左翼運動取締極秘資料、『改造』等戦前の総合雑誌、その他の資料を購入し、厚生閣、素人社、金星堂などのモダニズム出版社、『新潮』『椎の木』その他のモダニズム文学関係雑誌の調査、研究を行った。その成果の一部として、裏面に掲げたように、『日本文芸史第七巻』の分担執筆、厚生閣、素人社などについての論文を発表して、新たな資料を発掘・紹介し、新知見を発表した。さらに『椎の木』その他の雑誌の未見号をいくつか発掘したが、これはやがて総目次発表の際に役立つはずである。(3)研究分担者の佐藤健一はプロレタリア詩関係の資料、並びにプロレタリア文学運動において重要な役割を果たした徳永直の著作を購入し、同じく『日本文芸史第七巻』に大正末期から昭和10年代までの詩を中心とした表現史をまとめて顕著な成果をあげた。そのような研究を通じて、プロレタリア文学を日本モダニズムの一亜種と見なし、そこにおいて近代日本語の意味体系から逃れたり、壊したり、それを組み替えようとするさまざまな実験が行われていることを明らかにしつつある。さらにそのような表現革新は単に詩だけに限られるものではなく、中野重治や徳永直らのプロレタリア小説、さらには同時代から戦中・戦後にかけての坂口安吾らのモダニズム小説や評論にもつながっていることを確認しつつある。(4)同じく研究分担者の藤本寿彦は百田宗治、北園克衛、丸山薫、阪本越郎、衣巻省三らモダニズム詩人たちの詩集、詩論、草稿などの資料を購入し、東京の国立国会図書館、日本近代文学館などに4度にわたり出張して調査を行った。
慢性腎臓病・加齢腎の基盤病態としての血管内皮障害の分子機序解明と治療戦略の構築

内皮と上皮細胞は近接し、相互に機能連関(内皮/上皮連関)が存在する。以下が明らかとなった。1)内皮障害は内皮/上皮連関を破綻させ、腎障害進展の2大病態「炎症」と「線維化」を惹起し、CKDを重症化させる。2)この過程には、NLRP3-inlammasome経路、Wnt/β-catenin経路が関与する。3)NO/cGMP/PKG経路は、NLRP3-inflammasome活性化、Wnt/β-catenin経路活性化を抑制的に制御している4)糸球体病変・尿細管間質障害の両者に内皮/上皮病態連関が病態形成に重要な役割を果たす。腎臓病治療薬開発にこの成果が活用されることが期待される。1)podocyte障害機序としてのECDの関与を解明する(内皮→podocyteクロストーク)ESRDへ至る最終経路にpodocyte injury/lossが重要であることは間違いない。一方で、CKDの主要原因疾患である糖尿病・高血圧・メタボリックシンドローム等ではECDが最早期病態として先行出現する。「糖尿病等の生活習慣病を基盤としたCKDではECDかpodocyte injury/lossへと至り、アルブミン尿、腎機能障害を来す」と仮説した。本仮説検証のために、内皮特異的NADPHoxidase(tie2-NOX2 Tg)マウスと糖尿病発症Akitaマウスを交配し、糖尿病モデルを作成した。アルブミン尿が検出される以前の超早期の糸球体透過性変化を2光子レーザー顕微鏡と蛍光色素を用いて検出した。糸球体内皮細胞変化を形態的(Glycocalyx変化をレクチン染色で検出)、機能的(in vivo imagingによるNO検出)で評価した。上皮細胞変化を走査電子顕微鏡、ネフリン、ポドシン発現変化等で評価する。その結果、tie-2 NOX2 TG-Akita糖尿病マウス4週齢の時点で、糸球体透過性の亢進、糸球体内皮障害を認め、興味深いことに上皮細胞障害を認めた。2)脳内微小血行動態、透過性変化、ECDの解析システムの構築マウス頭蓋骨を除去(硬膜保持)し、cranial windowを作成し2光子レーザー顕微鏡と蛍光標識デキストランを用いることで脳皮質部微小血流を可視化できた。蛍光標識小分子プローブを用いて脳内血管透過性変化、blood brain barrier(BBB)機能変化を解析する方法をほぼ確立することができた。CKDモデルにおける脳内微小血行動態変化、透過性変化、BBB機能変化の解析に着手した。本研究課題の主要目的のひとつである「podocyte障害機序としてのECDの関与の解明(内皮→podocyteクロストーク)」を証明することできた。podocyteはVEGF等の増殖因子発現を介して糸球体内皮細胞の分化に必須である(podocyte→内皮クロストーク)。一方で、糖尿病・高血圧等ではECDが最早期病態として先行出現する。糸球体内皮からpodocyteへのクロストークが存在し、ECDからpodocyte injury/lossへと至る病態も存在すると想定していた。本研究で内皮特異的NADPHoxidase(NOX2)Tg/糖尿病モデルを作成すると、内皮細胞障害に続発してpodocyte障害が出現することを証明することができた。CKD(糖尿病、5/6腎摘)モデルを用い2光子レーザー顕微鏡を用いて、脳内微小血行動態変化、透過性変化、BBB機能変化と認知機能変化(水迷路試験、Y字迷路試験)を解析する予定であった。しかしながら、これらモデルマウスでは高次脳機能変化を容易に来さず、別モデルの選択が必要であると考えるに至った。CKDモデルマウスに脳梗塞/局所脳虚血モデルを作成する予定である。光刺激増感剤ローズベンガルを静脈内投与し、緑色レーザーを動脈局所に照射することで血小板血栓を作成する。梗塞部及び周辺ベナンブラ部の血行動態変化、透過性変化を解析する予定である。1.慢性腎臓病における防御機転としての転写因子Nrf2/Keap1の役割の解明NF-E2-related factor 2(Nrf2)は抗酸化酵素・解毒酵素群の発現を包括的に制御し生体防御に重要な役割を果たす転写因子である。定常状態では2分子のKeap1に補足され、ユビキチン-プロテアソーム経路で分解制御されている。CKDの基盤病態であるROS/NO不均衡に対するNrf2/Keap1経路活性化の防護機転としての意義をNrf2ノックアウトマウス(KO)(東北大学山本雅之教授より供与)を用いて検証する。2.酸化ストレスと微小炎症の連結機序としてのインフラマソーム活性化の役割の解明インフラマソームはNLRP,ASC,procaspase-1等からなる細胞質内複合体であり、微生物由来成分、尿酸結晶、傷害細胞から放出されるDNA,ATP等のDanger Associated Molecular Patterns等で活性化され、caspase-1活性化を介してIL-1β、IL-18等を活性化し、炎症を惹起する。慢性腎臓病(CKD)病態形成におけるインフラマソームの関与を解析した。NLRP3,ASC-KOマウス(自治医科大学高橋将文教授より供与)に糖尿病(STZ),UUOモデルを作成し病態形成におけるインフラマソームの関与を解析した。マクロファージ内でインフラマソーム活性化を認め、CKD病態形成に重要な役割を果たすことが判明した。

当初、28年度に予定していた以下の実験をほぼ終了することができた。一部はすでに論文化も終了した。1)CKD・加齢腎の末期腎不全への進展機序としてのECDの役割の解明1腎線維化促進機序としてのWnt-βcatenin経路の関与とNO/PKG経路のクロストークの解2podocyte障害機序としてのECDの関与を解明する(内皮→podocyteクロストーク)ESRDへ至る最終経路にpodocyte injury/lossが重要であることは間違いない。一方で、CKDの主要原因疾患である糖尿病・高血圧・メタボリックシンドローム等ではECDが最早期病態として先行出現する。糸球体内皮からpodocyteへのクロストーク(内皮→podocyteクロストーク)が存在し、ECDからpodocyte injury/lossへと至る病態も存在する可能性が高い。内皮特異的NADPHoxidase(tie2-NOX2 Tg)マウスと糖尿病発症Akitaマウスを交配し、糖尿病モデルを作成した。アルブミン尿が検出される以前の超早期の糸球体透過性変化を2光子レーザー顕微鏡と蛍光色素を用いて解析した。アルブミン尿が出現する以前の早い段階において、内皮特異的に酸化ストレスを付与することで、アルブミン尿の出現が加速され、さらに糸球体上皮細胞障害惹起される(内皮ー上皮クロストーク)ことが判明した慢性腎臓病(CKD)は末期腎不全(ESRD)、脳卒中・心血管病(CVD)のリスク因子であるだけでなく、認知機能障害発症とも関連する。CVD・脳卒中の共通した最早期病態は血管内皮機能障害(ECD)である。CKDの基盤病態にECDが関与する蓋然性は極めて高い。糸球体を含めた腎内細小血管における内皮(機能)研究は研究技術上の障壁に阻まれ不十分であった。私共は2光子レーザー顕微鏡を活用し、腎内微小血流・透過性変化を可視化・解析しうる新規in vivo liveimaging技術、組織上で活性酸素種(ROS)・一酸化窒素(NO)の実体を直接可視化検出しうる新規技術を確立した。これらの技術を活用して、CKDの基盤病態に腎内細小動脈血管内皮に酸化ストレスとNO減少(ROS/NO不均衡)が存在し、アルブミン尿出現に糸球体ECDが関与することを明らかにした。正常内皮機能はNO/sGC/cGMP/PKG経路を介してWnt-βcatenin経路(線維化経路)を抑制的に制御しており、NO作用不足により線維化が進行することを証明した。内皮由来NO/sGC/cGMP/PKG経路は線維化抑制のブレーキとして機能する。糖尿病・高血圧等ではECDが最早期病態として先行出現する。糸球体内皮からpodocyteへのクロストークが存在し、ECDからpodocyte障害へと至る病態も存在することを示した。内皮特異的NADPHoxidase(NOX2)Tg/糖尿病モデルを作成すると、内皮細胞障害に続発してpodocyte障害が出現することを確認した。Nrf2は抗酸化・解毒酵素群の発現を制御し生体防御に必須である。Nrf2は核内へ移行し、多くの抗酸化酵素を誘導する。
層状複水酸化物のビタミン用分子コンテナーとしての機能創生

本研究では、生体親和性が高く、健康保持に役立つ機能材料の開発を背景に、層状複水酸化物(LDH)を「分子コンテナー」として利用することを目的にしている。ここでは、ビタミンC(L-アスコルビン酸)とビタミンA酸(レチン酸)をゲスト物質として取り上げ、ホストLDH層間への取り込み、安定化ならびに放出について二年間にわたり検討を行った結果、次の成果を得ることができた。1.LDHへのビタミン類のインターカレーション(取り込み)Mg-Al系、Mg-Fe系およびZn-Al系の三種類を取り上げ、それぞれ再構築法と共沈法の二つの方法によりLDHへの取り込みを行った。その結果、再構築法では、Mg-Al系とMg-Fe系はビタミンCを層間に取り込み、Zn-Al系は再水和反応が起こらず、酸化物前駆体の表面に吸着することが明らかとなった。また、取り込みの等温線を測定し、Freundlichの吸着等温式で整理することができた。一方、共沈法では、Mg-Al系とZn-Al系のみ、層間にビタミンCを取り込んだ。また、ビタミンA酸についてもMg-Al系は取り込むことが明らかとなった。2.LDH層間におけるビタミンの安定性ならびにその放出ビタミンCには還元型と酸化型の二種類があり、前者が還元作用や生理作用を示す。生成ビタミンC/LDH複合体に白色光の照射処理や加熱処理を加えたのち、ビタミンCの分別定量をしたところ、比較例のビタミンC単独に比べて半分以下に酸化が抑えられており、LDH層間はビタミンCの安定化に効果があることが明らかとなった。一方、炭酸ナトリウム水溶液に生成ビタミンC/LDH複合体を添加し、ビタミンCと炭酸イオンのイオン交換を行った。その結果、いずれの系においてもビタミンCについて8297%の高い放出率が得られ、放出が容易であることが明らかとなった。また、ビタミンA酸についてもLDH層間で安定性があること、イオン交換により放出が可能であることが確認された。以上の結果、ビタミン類をゲスト陰イオンとした場合、LDHが分子コンテナーとして利用可能であることが示された。本研究では、環境親和性が高く、健康保持に役立つ機能材料の開発を背景に、層状複水酸化物(LDH)を「分子コンテナー(機能有機陰イオンの取り込み、安定化、保存、運搬、放出)」に利用することを目的としている。平成16年度はビタミン類のうちで特に一般的であるビタミンC(L-アスコルビン酸)とビタミンA酸(レチン酸)をゲスト物質として取り上げ、ホストLDH層間への取り込みについて定量的な検討を行った。A.ビタミンCの分子コンテナーとしてのLDHの機能(再構築法)(1)金属イオンの組み合わせとして、Mg-Al系、Mg-Fe系およびZn-Al系の三種類を取り上げ、それぞれの炭酸型LDHを合成した。また、これらLDHの熱分解により酸化物前駆体を調製した。(2)ビタミンCの水溶液に酸化物前駆体を所定量添加し、かきまぜながら熟成することにより再水和反応を行なった。この際、Mg-Al系とMg-Fe系についてはビタミンCを層間に取り込んだLDH複合体が生成し、Zn-Al系は再水和反応が起こらず、酸化物前駆体の表面に吸着することが明らかとなった。

B.ビタミンCおよびビタミンA酸の分子コンテナーとしてのLDHの機能(共沈法)Mg-Al系、Mg-Fe系およびZn-Al系の混合硝酸塩水溶液を用意し、これをビタミンCの水溶液もしくはビタミンA酸のアルコール溶液にゆっくり滴下し、かき混ぜながら加水分解反応を行なうことにより、一段の操作でビタミン型LDHを合成した。この際、Mg-Al系とZn-Al系についてのみ、LDH層間にビタミンCが取り込まれた。また、ビタミンA酸についてもMg-Al系LDH層間に取り込まれることが明らかとなった。初期の目的が達成できたので、平成17年度はLDH層間でのビタミン類の安定性ならびにイオン交換法による放出特性について定量的な検討を行い、LDHの分子コンテナーとしての利用技術を確立したい。本研究では、環境親和性が高く、健康保持に役立つ機能材料の開発を背景に、層状複水酸化物(LDH)を「分子コンテナー(機能有機陰イオンの取り込み、安定化、保存、運搬、放出)」に利用することを目的としている。平成16年度はビタミンC(L-アスコルビン酸)とビタミンA酸(レチン酸)をゲスト物質として取り上げ、ホストLDH層間への取り込みを行って所期の目的を達成したので、平成17年度はLDH層間でのビタミンの安定性ならびに生成ビタミン/LDH複合体からのビタミンの放出について検討を行った。再構築法(Mg-Al系、Mg-Fe系)と共沈法(Zn-Al系)によりそれぞれビタミンC/LDH複合体を調製した。ビタミンCには還元型と酸化型の二種類があり、前者が還元作用や生理作用を示す。生成複合体に白色光の照射処理(1224時間)や加熱処理(2540°C)を加えたのち、2,4-ジニトロフェニルヒドラジンを用いる分析法によりビタミンCの分別定量をしたところ、比較試料のビタミンC単独に比べて半分以下に酸化が抑えられており、LDH層間はビタミンCの安定化に効果があることが明らかとなった。B.ビタミン/LDH複合体からのビタミンの放出所定濃度の炭酸ナトリウム水溶液に生成複合体を添加し、25°Cで24時間振とうすることによりビタミンと炭酸イオンのイオン交換を行った。その結果、いずれの系においてもビタミンCについて8297%の高い放出率が得られ、放出が容易であることが明らかとなった。また、ビタミンA酸についても数例であるが、同様の検討を行った。この場合、定量分析ができなかったものの、LDH層間で安定性があること、イオン交換により放出が可能であることが確認された。以上の結果、ビタミン類をゲスト陰イオンとした場合、LDHが分子コンテナーとして利用可能であることが示された。
地方中核都市の社会病理に関する学際的研究ー札幌市の場合ー

平成2年度の国勢調査の結果、167万人を越えた地方中核都市としての札幌市の社会病理について、3年間の調査研究を継続してきたが、最終年度としてのまとめをおこなった。以下に調査研究、デ-タ分析作業、検討会の実施、報告書作成作業(研究成界のまとめ)の順に記述する。1.調査研究(1)もみじ台団地の児童の社会病理に関するケ-ススタディ不登校児童が抱える問題や母子世帯の生活問題など学校の病理と合わせて複合的な病理の構造を明らかにした。(2)ひとりぐらし老人の追跡調査(転居者対象)5年間のパネルスタディとして取り組み、転出者の行方について転出届を手ががりに追跡調査を行い、病院、施設への移動および同居したケ-スについても面接調査を行なった。(3)断酒会活動(アルコ-ル中富毒)の実態調査断酒会の関係者の協力により、実態調査をおこなった。2.デ-タ分析作業(1)市民の社会病理に関するデ-タ分析(2)札幌市の社会病理に関する統計デ-タの整理3.検討会の実施(1)調査研究結果の報告検討(2)最終取りまとめのための検討会報告書及び出版計画に向けて研究全体の構成を検討した。4.報告書の作成最終年度(平成2年度)としての各自の研究に関するまとめを論文化し、報告書としてまとめた。1988年6月4日に、札幌中心に第1回打ち合せ会、7月24・25日には北海道会館と北星学園大学会議室にて資料収集と研究計画とが、話合われた。1988年12月20日に、第3回研究会を北海道会館にて行い、東京から再度大橋薫教授をむかえて、御指導を仰いだ。1988年度前半に予定していた「1.全体的視点」と「2.社会福祉の社会病理的診断」については、大半の資料を可能な限り集め分析にとりかかっている。1988年度後半に予定していた「市民の社会病理克服の実態」に迫るべく、(ase-Study他調査を行っているが、「アルコール」、「売春に関する婦人相談所の実態調査」、「札幌市転入者等の精神的不安」、「老人世帯の追跡調査」、「母子会による離婚の実態分析」、「障害者家族のストレス調査」が始められ、今回の特徴は札幌市児童相談所々長の全面的協力のもとに、児童相談所ケースの多くをコンピューターに投入し大量解析を行おうと実施中である。いまだに、研究成果は分析中であり、まとまってはいないが、現在まとめに向かって進行中である。そして、末年度での「市民の社会病理への意識項目の作成にも考慮中である。社会病理を生み出すもの「個人」と「社会」であるならば、克服(治療)して行くのも、また予防して行くのも、「個人」と「社会(他人)」ではないかとも考えられるので、今までどこでも行っていなかった「全市民対象の『社会病理』に関する市民の意識」の調査を、次年度には必ず行うために、現在準備中である。1.札幌市民の社会病理に関する意識調査を実施した。選挙人名簿より2段階無作為抽出法を用いて1,000サンプルを対象として抽出した。(7月)調査方法は郵送留置調査を実施し、学生調査員による回収作業を行った。(89月)回収率は65%で分析作業は1989年10月以降現在まで継続している。日本社会福祉学会大会(於:日本社会事業大学、1989年11月4日)にてその一部を報告(白沢久一・忍博次・杉岡直人)し、日英国際比較の考察を行なった。2.生活保護関係・売春および児童相談所の調査デ-タに関してデ-タ解析作業を実施し、アル中問題、売春問題については、北海道社会福祉学会(於:北星学園大学、1989年9月23日)にて報告(佐々木敏明・加藤峰)をおこなった。3.母子・離婚世帯に関する継続調査および老人世帯に関する継続調査を実施した。4.研究会を4回開催(1989年7,9,12月および1990年3月)して前年度及び平成元年度の調査研究の報告・検討を行なった。

5.これまでの2年間の調査研究に関して統計的デ-タを扱ったものを中心に検討資料編としてまとめた。平成2年度の国勢調査の結果、167万人を越えた地方中核都市としての札幌市の社会病理について、3年間の調査研究を継続してきたが、最終年度としてのまとめをおこなった。以下に調査研究、デ-タ分析作業、検討会の実施、報告書作成作業(研究成果のまとめ)の順に記述する。1.調査研究(1)もみじ台団地の児童の社会病理に関するケ-ススタディ不登校児童が抱える問題や母子世帯の生活問題など学校の病理と合わせて複合的な病理の構造を明らかにした。(2)ひとりぐらし老人の追跡調査(転居者対象)5年間のパネルスタディとして取り組み、転出者の行方について転出届を手がかりに追跡調査を行い、病院、施設への移動および同居したケ-スについても面接調査を行なった。(3)断酒会活動(アルコ-ル中毒)の実態調査断酒会の関係者の協力により、実態調査をおこなった。2.デ-タ分析作業(1)市民の社会病理に関するデ-タ分析(2)札幌市の社会病理に関する統計デ-タの整理3.検討会の実施(1)調査研究結果の報告検討(2)最終取りまとめのための検討会報告書及び出版計画に向けて研究全体の構成を検討した。4.報告書の作成最終年度(平成2年度)としての各自の研究に関するまとめを論文化し、報告書としてまとめた。
ドップラーレーダ情報を同化した海氷流動の短期予測システムの構築

ドップラーレーダを用いて、様々な気象条件下でも確実に流氷域を検出できる方法を開発した。また、面相関法と実測した海氷のドップラー速度データを組み合わせた海氷の流動ベクトルの作成アルゴリズム(マッチング法)を完成させた。さらに、ドップラーレーダデータを毎時大気解析GPVに同化することによって作成された風の場を使って我々の流氷モデルを走らせ、流氷域の短時間予測を実施し、ドップラーレーダデータと比較した。今年度は、オホーツク海沿岸に設置した2台のドップラーレーダを用いて、海氷の短時間変動の観測に成功した。海氷接近時には、海氷野上での風速の鉛直分布観測を、海上保安庁の巡視船「そうや」に同乗して行った。このデータは、海氷の流動計算を行うための重要なパラメーターとして用いられる。また、レーダデータを解析することで、海岸に沿って発生する帯状の雪雲の成因と立体構造を明らかにした。また、領域大気静水圧モデルを用いたシミュレーション結果から、大雪山系を迂回する風の場の変形が、この帯状雲の形成に重要であることが明らかとなった。さらに、オホーツク海沿岸を流れる、宗谷暖流とその外側域に存在する冷水帯形成のメカニズムを、地形に対する流れの非線形共鳴の観点から理論的に解明した。すなわち、宗谷暖流が浅い宗谷海峡を乗り越えるときにサハリン島の南端で内部ケルビン波を励起し、そのため下層の冷たい海水が表面まで湧昇する。その湧昇が宗谷暖流の渦位勾配を導波管とする波として下流に伝搬することで、暖流に沿った冷水帯が形成されることが分かった。氷盤衝突時の運動量保存則に基づく離散的な海氷モデルにより、北海道近海の高解像度(2km格子)海氷変動計算を行った。一週間予測計算による海氷分布を人工衛星による観測データと比較し、その精度を吟味した。その結果、北海道沿岸域では良い精度で海氷変動を予測できる事が判った。これには、宗谷暖流の再現精度向上が大きく影響している。一方、サハリン島南端のアニア湾の海氷変動予測にはまだ有意な誤差が見られる。しかしながらアニア湾においても海氷変化の方向は正しく捉えており、次年度で実施するデータ同化等の改善技術を取り入れれば、実用的な精度での予測が可能になると考えられる。オホーツク海沿岸の紋別と雄武に設置した2台のドップラーレーダを用いて、冬季オホーツク海上に発生する流氷と降雪雲のリアルタイムモニタリングシステムを構築した。この観測から、冬季に陸側から海側に風が吹いた時、オホーツク海沿岸に40m/s近い強風域(ダシ風)が複数存在することを見出した。従って、本システムは、陸・海・空の交通路の安全に対して、極めて重要なリアルタイムの情報を提供可能であることを実証した。また、海上で突風事故をもたらす雪雲中の小さい渦状エコーパターンが、5日に1回は発生していることも分かった。このような渦を短時間に検出して、発生と移動方向を予測するために、ランキン渦を仮定することで単一のドップラーレーダ観測により渦を検出する手法を適用し、2台のドップラーレーダを用いたデュアル観測と比較することでその検出精度を検証した。さらに、モニタリングから一歩進んで、これまで前例の無いドップラーレーダ情報を同化した、海氷の短時間予報モデルを開発するための基礎研究を実施した。すなわち、面相関法で求めた海氷の移動ベクトルから海氷域のドップラー速度の水平分布を計算し、これとレーダで実測したドップラー速度と比較し、再度計算するという逐次法を導入することで、より精度高い海氷の移動ベクトルの作成が可能となった。同時に、ドップラーレーダデータと毎時大気解析GPVを3次元変分法で同化するプログラムを試作した。このプログラムで作成した初期値を用いて、WRFによる最大72時間先までの気象場の予測計算を実施した。予測した海上風データを用いて、流氷モデルを走らせ、10時間程度先までの流氷域の予測を試行した。現在のオホーツク海域や、近い将来樺太近海や北極海などで重要となるであろう海氷域における船舶の安全航行を実現するために、我が国で唯一海氷が存在するオホーツク海沿岸をモデル域として、ドップラーレーダ情報を同化した海氷の稠密・短時間変動予測モデルを開発することを目的とした。オホーツク海沿岸に設置した2台のX-バンドドップラーレーダのデータをモデルに同化して短時間予報を行うには、高速データ通信が不可欠である。昨年度は、紋別の山の上に設置したレーダデータ通信を、無線LANシステムに変更し、観測データの解析、モデル計算、およびその結果をほぼリアルタイムで公開するためのインフラを整備した。本年度は、雄武に設置したドップラーレーダを、光ファイバー網に接続しリアルタイムでドップラーレーダデータを札幌に転送するシステムを完成させた。また、エコー強度、ドップラー速度、ドップラー速度幅という我々のシステムでのみ得られるデータから海氷域のみを抽出するアルゴリズムを完成させ、リアルタイムでWEBに公開した。さらに、前年度に試験的に実施した面相関法と実測した海氷のドップラー速度データを組み合わせた海氷の流動ベクトルの作成

アルゴリズム(マッチング法)を完成させた。さらに、昨年度に試作した、ドップラーレーダデータと毎時大気解析GPVを3次元変分法で同化するプログラムを完成させ、このプログラムで作成した初期値を用いて、WRFによる最大72時間先までの気象場の予測計算を実施し、かつ、予測した海上風データを用いて、流氷モデルを走らせ、10時間程度先までの流氷域の予測を実施し、現場での観測データと比較した。また、2月の結氷時期に合わせて航空機測量による流氷城の撮影を行い、レーダで作成した流氷域の凹凸度と実測値との比較を実施した。
日本型ライム病ボレリア症の診断法とワクチン開発に関する研究

遺伝子診断法の開発ライム病ボレリアの鞭毛蛋白遺伝子、及び主要表層蛋白A(Osp A)並びにOsp B遺伝子増幅プライマー対を合成し、これらの増幅性を調べた。鞭毛プライマーにより日米欧のすべてのライム病ボレリア、並びに回帰熱ボレリアの遺伝子を増幅検出することができた。本プライマー対を用いて増幅したPCR産物を再度PCRする二段階PCR法により1個のボレリアを検出することを可能とした。本プライマー対を用いて実験的感染マウス尿、並びに耳介組織からのボレリア遺伝子の検出診断が可能であることを明らかにした。更に、Osp A-Osp Bプライマーを用いて増幅されたDNAを制限酵素断片長多型性解析することにより、ライム病ボレリア4遺伝種、B.burgdorferi、B.garinii、B.afzelii、並びにB.japonicaの同定が可能であることを明らかにした。予防ワクチンの開発ddYマウス足蹠皮下に病原性ボレリアを接種すると、5日から14日かけて足の腫張が見られた。この反応は死菌体、あるいは培地の投与では誘発されず、特異的病変であることが明らかとなった。また、感染動物の膀胱、心臓から効率よくボレリアが分離され、本感染実験系が有用であることを明らかにした。本モデルを用いて主要感染防御抗原とされるOsp A、Osp Bの性状を異にする株間での交差感染防御活性を調べた。Osp A、Osp Bの免疫学的性状を異にする株間では交差感染防御が成立せず、また同じ免疫学的性状のOsp A、Osp Bを保有する株間でも、交差感染防御は不完全であり、このほかの感染防御抗原の関与が示唆された。この他の感染防御抗原としてOsp Cの関与が予想され、現在本抗原の感染防御活性を検討中である。以上の結果はその地域ごとに発生が予想される感染防御抗原型の菌株をワクチンとして用いなければならないことを強く示唆し、流行する菌株の迅速な同定法の開発が今後重要な課題となるであろうことを明らかにした。静岡県下におけるライム病媒介マダニの棲息分布を調査したところ、井川高原ではヤマトマダニ(Ixodes ovatus)が、南アルプスの奥大井ではヤマトマダニのほかシュルツェマダニ(Ixodes persulcatus)が採取された。また、富士山の高所では主にシュルツェマダニが、高度の低いところではヤマトマダニが採取され、高度による媒介マダニの住み分けが認められた。富士山では5月にシュルツェマダニ分幼虫、若虫、成虫の3世代が同時に採取された。媒介マダニのボレリア保有率を調べたところ、シュルツェマダニで9.5%、ヤマトマダニで13.4%であった。今後の課題は病原体保有動物と媒介マダニの生態、生活環、ヒト感染との関係を解明することである。日本で分離されたライム病病原体Borreliaburgdorferiの抗原構造を欧米分離株と比較するためアメリカ株、ドイツ株およびヤマトマダニ、シュルツェマダニ由来日本株に対する単クロ-ン抗体26種類を調製し、イムノブロット法における反応性を調べた。単クロ-ン抗体O144laはボレリア属共通の41KDa鞭毛抗原を、P1366は生物種共通の66KDa熱ショック蛋白質抗原を認識していることが明らかとなった。30KDaのOsp A

抗原を認識する単クロ-ン抗体O1430、H5332、U31bやE31、ヤマトマダニ由来のB.burgdorferiの鞭毛抗原と強く反応するO1441b、27KDa抗原を認識するP1327やOsp Bを認識するE34b、H68などを使って抗原構造解析を行い、日本分離B.burgdorferiが7グル-プ、欧米分離株が5グル-プに分けられた。日本のヤマトマダニ由来のB.burgdorferiの抗原構造は分離地域に関係なく均一で1つのグル-プにまとめられたのにたいし、シュルツェマダニ由来B.burgdorferiは不均一で、多価ワクチン開発の開発の必要性を示唆した。また、Osp A遺伝子は不安定であるので遺伝子増幅法(PCR)による診断には鞭毛遺伝子が有用であると思われた。1)ライム病ボレリアの鞭毛蛋白遺伝子、主要表層蛋白A(Osp A)遺伝子増幅プライマー対F1,F2,とA1,A2を夫々合成してpolymerase chain reaction(PCR)をボレリア培養液、実験感染マダニとマウスについて実施した。培養液のF1,F2によるPCRでは日、米、欧の全てのライム病ボレリア、並びに回帰熱ボレリアで目的の419bp DNA断片の増幅が見られたが、鞭毛遺伝子の相同性が比較的高いレプトスピラ、レプトネマでは見られず、F1,F2がボレリア属鞭毛遺伝子の一部を特異的に増幅することを明らかにした。F1,F2による2段階のPCRでは10^2個のボレリアでも検出可能で、十分実用に供し得る感度であった。また、ライム病ボレリア実験感染マダニから目的鞭毛遺伝子断片の増幅検出ができ、野外マダニ試料への応用が可能になった。ライム病ボレリア実験感染ddYマウスでは耳介試料で419bpの特異バンドが検出できることが明らかになり、簡便な方法として主なボレリア保有体の疫学調査に応用可能である。Osp A遺伝子を標的とするPCRではB.burgdorferi、B.garinii、一部のシュルツェマダニ由来株で646bpの目的遺伝子断片が増幅され、VS461群、ヤマトマダニ由来株では増幅されないことから分類に応用できる可能性を示した。2)日本分離株、欧米分離株からDNAを抽出、HindIII,EcoRI,EcoRV,StyI処理、16S、23S rRNA遺伝子のPCR増幅DNA断片をプローブとするサザーン・ハイブリダイゼーションを行って制限酵素断片長多型性(RFLP)解析し、日本のシュルツェマダニ由来株はB.burgdorferiに帰属せず、B.garinii,VS461群、その他に分類されること、また、ヤマトマダニ由来株は新種のボレリアである可能性を示した。3)非近交系マウスへの北米由来病原性B.burgdorferi297株の実験感染に成功し、特に心臓、膀胱から長期にわたりボレリアが分離できることを示し、本実験系を用いたワクチン開発実験が進行中である。予防ワクチンの開発ddyマウス足蹠皮下に病原性ボレリアを接種すると、5日から14日にかけて足の腫張が見られた。またこの足蹠の病理組織学的解析により、関節滑膜の肥厚と破断が観察され、関節炎の誘発が確認された。この反応は死菌体、あるいは培地の投与では誘発されず特異的病変であることが明らかになった。また感染動物の膀胱、心臓から効率よくボレリアが分離され、本感染実験系が有用であることを明らかにした。