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炎症・感染時の好中球細胞死の炎症遷延・臓器障害発生における役割の解明とその防止

局所・末梢血での好中球接着分子発現の差異とその制御:マウスに生食(対照)、GH(4.8mg/kg/日)又はinsulin-like growth factor I(IGF-I;24mg/kg/日)を前投与後、E.coli腹膜炎を惹起した。4時間後、GH・IGF-Iは対照に比べ腹腔内浸出細胞数を増加した。CD11b発現は末梢血好中球(PN)に比べ腹腔内浸出好中球(PEN)が高値であったが、特にGHはPNのCD11b発現を増すことなくPENのCD11b発現を増加させ、PEN数を3倍に増加して腹腔内生菌数をを減少させた。以上の検討より、好中球細胞死は細菌数や外科侵襲の程度、即ちendotoxinや炎症性サイトカイン等の炎症性メジエータの種類・多寡に影響され、これが生体防御能や臓器障害・炎症遷延化に関連すると考えられた。また好中球細胞死のGHによる制御の一端が示された。一方、腹膜炎では侵襲局所・末梢血での好中球接着分子発現の制御が宿主防御に重要であることがGHを用いた検討で示された。本研究は、炎症・感染における好中球細胞死とその炎症遷延・臓器障害発生における役割の詳細を明らかにし、さらに重症感染や重症炎症での好中球のネクローシス防止、アポトシス誘導、寿命延長などの対策を開発することを目的とする。本年度は、周術期患者の局所・全身における好中球細胞死と好中球機能について検討した。【方法】外科手術患者11例を対象に、末梢血は術前、術後第1、3、7日目に、腹腔ドレーン排液は術後1、2、3日目に採取した。それぞれの分離好中球を用いてフローサイトメトリーによる好中球細胞死と光学顕微鏡による好中球細胞死形態を測定した。電気泳動法によるDNA断片化も測定した。また、好中球機能の評価として活性酸素産生能とCD16(IgG FcレセプターIII)発現能、TNFレセプター発現能をも測定した。さらに培養上清のサイトカイン濃度も測定した。【結果】1)末梢血の好中球のアポトーシスは術後1日目から術後3日目において抑制され、術後7日目には回復すること、2)腹腔ドレーン排液中の好中球アポトーシスも術後1日目では極めて抑制され、その後に回復すること、3)術後局所の好中球アポトーシスが抑制されているほど、活性酸素産生能が亢進していること、4)これらの末梢血および局所の好中球のアポトーシスの抑制は手術侵襲と相関すること、5)腹腔局所の術後早期の好中球アポトーシスにTNF-α、IL-6、IL-10濃度が関与する可能性があること、などが示唆された。【結語】これらの成績から、外科手術患者では、術後の経過とともに、ドレーン排液中と末梢血の好中球のアポトーシスが誘導され、好中球機能も正常化し、炎症所見も消退する。そして、この術後の好中球アポトーシスにサイトカインが関与する可能性が示唆された。このような侵襲時における好中球アポトーシスをめぐる現象は、生体の防御にとって合目的であると考えられる。
外国人学校の社会学-「往還する人々」の教育戦略を軸に

本研究では、日本にある「外国人学校」のなかから15校ほどを事例として選び、その教育の実態と課題を明らかにし、トランスナショナル化が進む社会におけるその意義と可能性の探究を試みた。具体的に扱ったのは、「中華学校」「コリア系学校」「インターナショナル・スクール」「ブラジル人学校」の4つのタイプの学校である。その教育実態はさまざまな住民の多種多様な教育ニーズを反映するものであり、日本の公教育システムのなかでの位置づけをより確かなものにする必要性が見出された。本研究の目的は、日本に100校以上存在する「外国人学校」の教育の実態と課題を明らかにし、グローバル化が進展する日本社会におけるその意義と可能性を探究することにある。外国人学校とは、外国人あるいは外国籍の子どもたちを教育するため、あるいは多様な背景をもつ子どもたちに国際的あるいは民族的な教育を施すために設立されたもので、日本の学校制度上に正規の位置づけをもつものの一部あるが、多くは各種学校あるいは私塾としてのステータスをもつにとどまっている。2年間の助成期間の二年度めにあたる本年度は、日本に存在する外国人学校のなかから、「インタナショナル・スクール」「中華系学校」「コリア系学校」「ブラジル人学校」の4タイプを対象として設定し、それぞれ数校の協力を得たうえで、昨年度に引き続き第二段階の聞き取り調査を実施した。具体的には、学校経営者あるいは管理職を対象に、教育方針・経営状態・カリキュラムの特色・入学者の属性・具体的な進路先に関して1数回にわたるインタビュー調査を実施した。また可能な場合には、授業見学や行事への参加といった活動にも従事した。その結果浮かび上がってきたのは、外国人学校の多様化という実態であった。たとえば、かつては「民族教育」を施す機関として見られていた中華系や韓国系の学校でも、グローバル化を見据えて英語教育が重視されるという新たな傾向が見いだされた。また、各タイプの学校に、「ふつう」の日本人が入学する傾向が強まっているという新しいトレンドを発見することもできた。その制度的位置づけは不安定で、経営状態も概してきびしい状態にさらされているが、外国人学校にはさまざまな住民の、多種多様な教育ニーズが反映されているという現状を明らかにすることができた。2年間の助成期間の第一年度にあたる本年度では、日本に存在する外国人学校のなかから、「インタナショナル・スクール」「中華系学校」「コリア系学校」「ブラジル人学校」の4タイプを対象として設定し、それぞれ数校の協力を得たうえで、第一段階の聞き取り調査を実施することができた。4つのサブグループのそれぞれで、36校の対象校において、第一段階の聞き取り調査を実施し、それらの学校の概要を把握することができた。今年度に実施する予定の第二段階の調査(一般教員や保護者対象)を実施する土台をかためることができたという意味で、初年度の計画は順調に遂行されたと判断しうる。今年度は、前年度において聞き取り調査を実施した18校において、継続的な第二段階調査を実施することになる。調査は10月までにすべて終了し、それ以降は収集されたデータの整理・分析および知見のまとめに従事する予定である。おおむね配分される研究費を4等分し、それぞれのサブグループの研究活動にあてる予定である。調査チームが本拠地とする関西圏のみならず、首都圏にある外国人学校がいくつも調査対象となっているが、旅費を有効に活用するため、それらの学校に対する調査は1週間程度のインテンシブな訪問調査にすることを考えている。
群ロボットの集団運動における相転移と通信によらない大域的秩序形成

群ロボット系における集団運動の制御機構として,高度な通信機能を用いない自己のセンサ情報のみによる協調動作を実現させる方法について研究した.実際,自然界での自己組織化現象(ベナ-ル対流,ベロ-ソフ・ジャボチンスキー反応などにおけるパターン形成)では,挙動単位の分子は通信など行わずに動いているにも関わらず,系全体は状況に応じてふさわしく大域的な秩序パターンを自己組織する.その現象を参考にして自律移動ロボット群の挙動を考察し,自己のセンサによる局所的な情報のみによる系全体としての協調動作原理を一部解明した.ベナ-ル対流におけるパターン形成の場合,系全体に同一方向から働く重力が必要であるため,完全に局所情報のみによる自己組織化とは言いがたい.そこで,ネマティック液晶における配向の相転移を参考に自律移動ロボットの挙動原理を考案した.液晶における相転移は,液晶分子の細長い形状により起こる.簡単に言えば,分子どうしの衝突頻度がある程度以上になると,衝突の異方性から分子どうしの向きがそろい配向の自由度が失われる相転移がおこる.このような相転移は,系全体を秩序化しようとする“力"と,無秩序化しようとする“力"とのせめぎあいから起こると考えた.自律移動ロボットにこの考え方を応用し,局所的なセンシングに従う挙動のみから大域的な秩序形成が可能であることを示した.衝突により配向する移動アルゴリズムと,無衝突時に配向する移動アルゴリズムのどちらでも,密度により秩序状態と無秩序状態との間を変化することを明らかにした.群ロボット系における集団運動の制御機構として,高度な通信機能を用いない自己のセンサ情報のみによる協調動作を実現させる方法について研究した.実際,自然界での自己組織化現象(ベナ-ル対流,ベロ-ソフ・ジャボチンスキー反応などにおけるパターン形成)では,挙動単位の分子は通信など行わずに動いているにも関わらず,系全体は状況に応じてふさわしく大域的な秩序パターンを自己組織する.その現象を参考にして自律移動ロボット群の挙動を考察し,自己のセンサによる局所的な情報のみによる系全体としての協調動作原理を一部解明した.ベナ-ル対流におけるパターン形成の場合,系全体に同一方向から働く重力が必要であるため,完全に局所情報のみによる自己組織化とは言いがたい.そこで,ネマティック液晶における配向の相転移を参考に自律移動ロボットの挙動原理を考案した.液晶における相転移は,液晶分子の細長い形状により起こる.簡単に言えば,分子どうしの衝突頻度がある程度以上になると,衝突の異方性から分子どうしの向きがそろい配向の自由度が失われる相転移がおこる.このような相転移は,系全体を秩序化しようとする“力"と,無秩序化しようとする“力"とのせめぎあいから起こると考えた.自律移動ロボットにこの考え方を応用し,局所的なセンシングに従う挙動のみから大域的な秩序形成が可能であることを示した.衝突により配向する移動アルゴリズムと,無衝突時に配向する移動アルゴリズムのどちらでも,密度により秩序状態と無秩序状態との間を変化することを明らかにした.
地域研究におけるアクター・ネットワーク論的な展開

本研究は、アクター・ネットワーク論(以下、ANT)を地域研究に援用し、地域における出来事や事象を、人、モノ、言葉(記号)のネットワークとしてとらえ、それらを動態として記述・分析することを目指した。ここでは、研究代表者と研究分担者がこれまで個別に関わってきた開発、在地の技術、基地の事例研究を、ANT的に再構成することで、地域研究におけるANT的な展開の可能性を具体的に議論した。本研究を通して理論的・方法論的に明確になってきた点は、以下の通りである。1.ANTは、科学技術研究を目的として発展してきたもので、上記のような対象には、十分な分析概念を必ずしも備えておらず、新たなボキャブラリーを付け加える必要がある。2.そのために、ANTと親和的な存在論と分析枠組みを持っている生態心理学とメディオロジーを検討した。生態心理学は、活動というものを人と文化的道具(言語、技術、改変された自然物など)の媒介過程ととらえている。また、メディオロジーでは、イデオロギーが歴史的に制度とモノによって媒介されて力を持つ過程を分析している。そして、これらの理論の検討の結果、これらのボキャブラリーが、今後のANTの理論的、方法論的な検討に有効であることを認識した。例えば、多様なアクタントが巻き込まれる過程の分析には、ANTにおけるネットワーク概念よりも生態心理学やメディオロジーにおける媒介概念の方がよりその動態を考えやすいと思われる。3.上記の検討から、新たなANTの分析枠組みを、人と文化的道具(制度、イデオロギーを含む)の歴史的な媒介過程の分析と言いかえることができるであろう。この意味で、本研究によって、このような媒介過程をより詳細に分析し、記述するという理論的・方法論的展望が開かれたといえる。本研究は、科学技術の社会学・人類学が培ってきたアクター・ネットワーク論を地域研究に援用し、地域における出来事や事象を、人、モノ、言葉(記号)のネットワークとしてとらえ、それらを動態として記述・分析する。ここでは、これまで本研究の研究代表者と研究分担者が個別に関わってきた開発(足立、スリランカ)、在地の技術(安藤、バングラデシュ)、基地(平松、沖縄)の事例研究を、アクター・ネットワーク論的に再構成することで、地域研究におけるアクター・ネットワーク論的な展開の可能性を個別・具体的に明らかにする事を目的とする。本年度は、まず、アクター・ネットワーク論に関する基本的な共通認識を得るために、7月に第1回研究会を開催し、方法論的な検討を行った。また、具体的な調査資料を基に、開発(足立)、在地の技術(安藤)、基地騒音(平松)に関してどのようなアクター・ネットワーク論的展開が可能かを、3回に分けて検討した。また、研究協力者の内山田康によって、ヒンドゥー寺院における神とモノの関わりの変容に関してアクター・ネットワーク論的な議論が行われた。これらの議論を通して、アクター・ネットワーク論の文理融合的性格が明確になってきた。しかし、同時に、このメタ方法論によって、どのような新たな知見が見いだされうるかは、モノと人の相互作用に関する既存の研究(たとえば、環境心理学、認知科学)を組み込むことをしない限り、枠組み倒れになってしまうことが判明してきた。次年度は、このような観点から研究の展開を図ることになる。本研究は、昨年度に引き続き、科学技術の社会学・人類学が培ってきたアクター・ネットワーク論を地域研究に援用し、地域における出来事や事象を、人、モノ、言葉(記号)のネットワークとしてとらえ、それらを動態として記述・分析することを目指した。ここでは、これまで本研究の研究代表者と研究分担者が個別に関わってきた開発(足立、スリランカ)、在地の技術(安藤、バングラデシュ)、基地(平松、沖縄)の事例研究を、アクター・ネットワーク論的に再構成することで、地域研究におけるアクター・ネットワーク論的な展開の可能性を個別・具体的に議論した。

本研究をとおして理論的・方法論的に明確になってきた点は、人とモノの関係を考える前提に関してである。すなわち、人は文化的道具(言語、技術、改変された自然物など)に媒介されて活動するのであり、その過程では、われわれの「心」は両者の間に存在するという点である。これは、「主客未分」の立場というものが、哲学的な議論や宗教的修行に基づく必要はなく、われわれのあらゆる活動において日常的に行っている媒介過程であるという点である。この認識をとおして、アクター・ネットワーク論的な研究方法における生態心理学的な前提が明確になった。また、これらの生態心理学的なアクター・ネットワーク論の具体的な展開は、より歴史過程における制度とモノの媒介過程に着目するレジス・ドブレなどのメディオロジーと同じ認識論的・方法論的な立場であることも明らかになってきた。その結果、われわれの具体的な検討課題は、個別の研究テーマにおける人と制度、およびモノの媒介過程に見られるアクター・ネットワークの生成・変容となる。例えば、在地の技術とは、在地の人々が、在地の事物に込められた記憶やその機能・形態全体を文化的道具として(意識的・無意識的に)活動し、その活動の結果であるということが判明してきた。本研究において、この媒介過程をより詳細に分析し、記述するという理論的・方法論的展望が開かれたといえる。
オプトスペクトロスコピイによるプラズマ反応機構の基礎的研究

プラズマプロセシング分野で広く用いられている反応性プラズマに関しては、ラジカルの発生・消滅のメカニズムをプラズマと壁面条件の関数として把握する必要がある。その際にプラズマに擾乱を与えない点で、オプトスペクトロスコピイは最有力な観測法である。本年度はまずプラズマ装置の制作に努力し、可視域のプラズマ発光分光分析ができる回折格子分光器を購入した。また実際の物理過程の解釈を容易にするため、補助観測装置としてラングミュア探針システム、残留ガス分析装置、電荷状態分析器を合わせて用意した。制作したプラズマ装置は、ステンレススチール放電管(直径150mm、長さ1m)を一対の同軸空心ソレノイド磁石(最大磁界3RG)の中に置いた構成に成っている。放電管はユニットチューブ(長さ276mm)から成るので、必要に応じて各部分の機能を交換できる。ソレノイドコイル対の中央に位置する部分は、オプトスペクトロスコピイ用の石英窓(直径100mm)と半径方向に移動できるラングミュア探針の装着部とを有する。放電管内の到達圧力は2台のターボモレキュラーポンプ(排気速度600l/Sおよび360l/S)によって1×10^<-9>Torrが得られる。一方の端部フランジからは円板電極を石英窓視野部に挿入できる。この電極はDCバイアス電圧あるいはRF電圧(13.56MHz)の印加によってその前面にシースを形成する。また対極部分にマイクロ波ロンチャー(2.45GHz)を設けてあるので、これによってECRプラズマ生成を行うことができる。このプラズマ装置を用いて水素のECRプラズマをミラーフィールド中で生成し、円板電極近傍に存在するプラズマに対して可視域スペクトロスコピイを実施した。水素のバルマー系列発光が観測され、その発光状況は空間的構造をもつことが明らかとなった。次年度はこの成果を踏まえて波長域を紫外にまで拡大し、より総合的にプラズマダイナミクスの解明を進める。
英語の他動詞・自動詞の交替と中間動詞の習得に関する認知言語学的研究

本研究は、認知言語学および構文文法の観点に基づき、英語における動詞の自他交替と中間動詞の習得プロセスを探求することを目的とした。そのために、こどもの発話のデータベースであるCHILDESを使用し、他動詞と同形の非対格自動詞の出現状況を、こどもと対話者の大人の発話から抽出し分析した。その結果、こども・大人共に他動詞と同形の非対格自動詞は中間動詞的機能を担っている点、大人の発話には特定表現を多用するインプットの偏りや特定構文への埋め込みなど、自他交替の習得を促進する機能が見受けられる点が明らかとなり、他動詞構文から中間動詞および非対格自動詞構文の成立のプロセスの一側面が示された。英語での同形態の自動詞・他動詞の交替習得のメカニズムを構文文法・使用基盤モデルの観点から検討する本研究の実施計画に基づき、21年度は、データベースCHILDESにおける英語話者のこどもと大人の発話から無生物であるモノを主語とする非対格自動詞の用例を抽出し、その形式的・意味的特徴を分析した。特に本年度はmoveの非対格自動詞用法を対象とし、和泉緻香氏の補助協力のもと、詳細なデータ分析を行った。その結果、前年度までの研究で調査したopenのケースと比較すると、肯定形での使用例が全体に占める割合が低い点や、否定形での使用割合が高い点は共通した傾向であり、大部分の事例がAgentの意味役割を担うこども自身の存在を含意している点で中間構文的な意味機能を果たしていることが明らかとなった。その一方で、moveの自動詞用法に特徴的であったのは、使役構文の補部(makemove)の形式による使用が顕著な割合を示した点である。他動詞moveではなく使役構文を用いるのは一見すると余剰的な現象であるが、自動詞用法をその補部に透過させることによって自他交替の習得を助けるストラテジーとして機能していると想定したならば、使役構文中の使用は十分に動機づけが可能である。以上、本年度の調査結果から、自動的事態の記号化のオプションとして使用される構文を次年度以降で調査するにあたり、重要な仮説を得るに至った。英語での同形態の自動詞・他動詞の交替習得のメカニズムを構文文法・使用基盤モデルの観点から検討する本研究の実施計画に基づき、21年度にはデータベースCHILDESにより自動詞moveの非対格用法を含むこどもと大人の発話を抽出したが、22年度はその調査結果を精査すると共に、本研究課題に先駆けていった自動詞openのデータを見直し、これら2つの典型的な非対格自動詞の習得の特性を考察した。その結果、第二言語習得における中間言語と同様、こどもの習得過程における文法もまた独特であり、大人の文法とは異なる使用目的で機能する構文が一時的に存在する可能性を示唆するに至った6また同時に、日本語のような膠着語や、語順に柔軟性がありかつ受動態を持たないスペイン語など、他の語族での「構文」の機能および習得過程と比較するため、これらの言語における動詞の自他の発現を調査し、研究最終年度となる次年度に包括的な構文習得モデルを提示するための基礎研究を主に行った。平成23年度は本研究課題の最終年度であり、平成21年度・22年度における調査内容を総括すると共に、今後の研究の方向性について検討した。こどもの発話のデータベースであるCHILDESに基づき、自他交替を生じる動詞openおよびmoveの非対格自動詞用法を抽出し調査した結果のひとつとして、これらの非対格自動詞用法の多くが実際には中間動詞的であり、否定形の多用や、特定の他構文との併用といった特徴的現象が観察された。この事実は、使用基盤モデルによる習得理論として代表的見方となっている、Tomaselloによる「動詞の島」からの一般化という構文形成プロセスとは相容れず、他の理論的可能性を検証する必要性が生じていた。そのため本年は、Bybee(2010)によって提案されたexemplar-basedmodelによる構文文法理論の有効性について、主に検討した。Bybeeの見方では、exemplarと呼ばれる具体的事例が類似の事例を引きつけ、抽象化を伴わず具体性を維持したままでカテゴリー形成が可能であるとみなされる。本研究では、BNC, Word Banksといった主要コーパスを用い、現代英語における中間動詞用法のexemplarを"sell well"と同定し、その統語的・機能的特性を分析した。その結果、こどもの習得と同様、高頻度の中間動詞用法の定着から新たに非対格用法が獲得されるという仮説がさらに支持されることが明らかとなった。以上、本研究から、特定のexemplarの定着を媒介とする構文形成のプロセスの存在が示唆されるに至った。
紀伝道文人における延喜・天暦聖代観についての研究――一条朝の文学を中心に――

花山・一条朝の詩文に頻出する延喜・天暦聖代観(醍醐天皇、村上天皇の治世を「聖代」と位置付ける思想)が、伝道文人自らの規範意識である「文道」概念と表裏一体であると仮定し、国家と紀伝道文人との関係性を検証する。そのために、花山朝や一条朝の紀伝道文人による、官職等を申請する奏状に注目して、「聖代」とは何かを明らかにする。さらに紀伝道文人が、菅原道真を「文道の大祖」と称揚したことと、道真を左遷した醍醐天皇を「延喜聖代」と見做すこととが、両立する論理を明らかにする。
有機金属錯体を用いる不活性結合切断を利用した多置換アセン類の合成

ペンタセンは高い移動度を示すことなどから有機電子材料として期待されている化合物の一つである。しかし、ペンタセンは光や酸素に不安定なことや、有機溶媒への溶解度が低いことなどが問題となっている。これらの問題を克服するために、様々な置換基を導入して物性を制御する研究が盛んに行われているが、置換ペンタセンの合成は簡便ではなく、新たな合成法の開発が望まれている。ルテニウム触媒による芳香族ケトンのオルト位選択的な炭素-水素結合の官能基化反応を用いることで、効率的にペンタセンキノンにアルキル基を4ヶ所導入できることを見出した。得られたアルキル置換ペンタセンキノンを還元し、アルキル基を置換基に有するペンタセン誘導体を合成することにも成功した。この方法を利用することで、これまで合成が困難であったアルキル基を置換基に有する様々なペンタセン誘導体が入手容易な原料から僅か2工程合成できるようになった。また、炭素-水素結合の官能基化反応と炭素-酸素結合の官能基化反応を組み合わせることで、異なる2種類の置換基を分子内に有する4置換ペンタセン誘導体の合成法の確立も行った。これらの新規ペンタセン誘導体は、ペンタセンに比べ光や酸素に対する安定性や、有機溶媒への溶解度の大きな向上が見られた。この他に、同様の炭素-水素結合の官能基化を利用した、有機電界効果トランジスタへの利用が期待されるジベンゾ[a,h]アントラセン及びピセン誘導体を簡便に合成する方法の開発も行った。さらに、合成した化合物のホール移動度を測定し、これらの化合物が有機電界効果トランジスタ特性を有することを明らかとした。
魚卵中に見出された新しいプロテア-ゼのタンパク化学的および生物学的機能の研究

ニジマス未受精卵表層胞に局在するポリシアロ糖タンパク質(PSGP)を受精直後に特異的に切断するプロテア-ゼ(PSGPase)は受精という重要な生物現象に関わる極めてユニ-クなタンパク質分解酵素である。本研究ではPSGPase浩性の新しい測定法(塩化セチルピリジニウムと反応物・生成物とのコンプレックスの溶解度の差を理用するアッセイ法)を開発し、それを利用してニジマス未受精卵からPSGPaseを単離・精製する方法を確立した。まず、PSGPaseは低塩濃度条件下においてのみ活性発現がみられること、更に低塩濃度処理によって高分子型(160K)からより活性の高い低分子量型(17K)へと変換することをHPLC法を用いて明らかにした。その結果、酵素比活性をcontex画分からの粗抽出液の約1万倍にまで高めることができた。この精製酵素標品を用いてPSGPaseの酵素化学的諸性質を調べた。殊に、基質特異性に関して種々のサケ科魚未受精卵から精製したPSGPを天然基質および種々の合成ペプチドを合成基質として使用することにより、ニジマスPSGPaseの基質特異性はAsp残基のNー端側を切断し、しの際切断部位から3残基Nー端側のPro残基の存在が重要であることを明確にした。ニジマス未受精卵PSGpaseは基質であるPSGP分子と表層胞中に共存していることが決定された。受精あるいは人為的卵活性に伴う表層胞のexocytosisによって両著とも囲卵腔中に放出・局在変化され、酵素反応の場となることが明らかにされた。以上要約した本研究の成果は、従来報告のないユニ-クなタイプのプロテア-ゼPSGPaseの同定と酵素化学的諸性質を明確にしたばかりではなく、そのユニ-クな基質特異性から今後のタンパク質化学分野での有用性を保証するものである。我々はニジマスをはじめサケ科魚卵一般に存在する極めてユニークな糖タンパク質(ポリシアロ糖タンパク質:PSGPと略称)が未受精卵内の顆粒である表層胞に局在し、受精直後開口分泌し細胞膜と受精膜の間にできる空間(囲卵腔)に放出されると直ちに低分子化されることを見出し、この表層反応に呼応した疲化の分子機構を明らかにした。この反応にあずかるプロテアーゼ(PSGPase)の研究が本研究課題である。本年度新たに得られた成果の概要は以下の通りである。1.PSGPというpolyproteinをプロセスする酵素という生物学的に重要な過程に関与する分子である点からin vitroの系に移すことを先ず試み、未受精卵(ニジマス)表層画分に酵素活性が局在することを見出した。2.表層画分に見出したPSGPase活性の有効な活性測定法の確立を目指し、トリチウム標識した基質〔^3H〕PSGPを調製し、セチルピリジニウム(CPC法)を考察し、各種クロマトグラフィー法を組合せて用いることによって、SDS-PAGEおよびHPLC的に均一な純化された酵素PSGPase標品を得ることに成功した。この過程でPSGPase分子は未受精卵にあっては前駆体として存在することも見出した。3.精製したPSGPase標品を用い酵素化学的諸性質を明確にする実験を行ない、(1)至適温度が16°Cと低いこと、(2)低塩濃度下(<40mM)においてのみ活性であること、(3)DEPおよびPCMBによって活性阻害を受けること、(4)ニジマス以外のサケ科

魚卵(イワナ、ヤマメ、サケ)から単離し、構造解析を行ったPSGPを天然基質として用いることによって、ニジマス卵PSGPaseの基質特異性はPro残基のC端側3残基目にあるAsp、残基のN端側ペプチド結合を特異的に加水分解することを明らかにした。次年度以降、広く人工基質を用いた基質特異性の検索、活性発現とその制御の分子機構、タンパク質化学上の諸問題等も解決していく。ニジマスをはじめサケ科魚種未受精卵内に在る分泌顆粒である表層胞には極めてユニ-クな酸性高分子糖タンパク質であるポリシアロ糖タンパク質(PSGP)が存在することを以前我々は発見した。PSGP分子のコアタンパク質はポリプロテイン構造、すなわち、1113個のアミノ酸から成るペプチドを最小構造単位とするタンデム反復構造をしている。受精など卵活性化に呼応して、表層胞は開口分泌し、PSGPをはじめ内容物は細胞膜と受精膜の間の囲卵膣に放出される。表層胞の開口分泌に伴い、PSGPは反復単位まで低分子化される。この反応を触媒するプロテア-ゼ(PSGPase)に関する研究が本課題であり、本年度の研究成果の概要は下記の通りである。(1)PSGPaseは未受精卵内表層胞に高分子基質であるPSGPと共存していることを明らかにした。未受精卵では基質分子と同一顆粒内に共存していることから、卵が活性化されるまではPSGPaseは何らかの仕組で酵素活性が抑えられていなければならない。その仕組としては例えば、プロ酵素の型で存在し、卵活性化後プロセスされて活性型酵素に変換されるなどの可能性が考えられたが、本研究の結果、酵素PSGPase活性の発現は塩濃度によって厳密に制御されていることが明らかにされた。(2)PSGPaseの局在性が判明したことにより、SPGPaseの単離・精製法および収率向上に画期的な改良を加えることができた。まず、ニジマス未受精卵から表層胞に富む画分を調整し、そこから各種カラムクロマトグラフィ-を重ね、最終的にHPLCを用いて高純度のPSGPaseを調整することができた。このプロテア-ゼは極めて比活性が高いため、PSGPaseを酵素化学的(基質特異性をはじめ酵素としての諸性質の研究)には種々の問題は一応解消したが、タンパク質化学的研究(アミノ酸配列の決定、免疫抗原として用いるなど)ができる程の酵素量(タンパク量)を得るにはなおいくつかの問題が残されている。ニジマス未受精卵表層胞に局在する主要糖タンパク質であるポリシアロ糖タンパク質(PSGP)を特異的に切断するプロテア-ゼ(PSGPase)は極めてユニ-クなタンパク質分解酸素である。本研究ではPSGPase活性の新しい測定法(塩化セチルピリジニウムと反応物・生成物とのコンプレックスの溶解度の差を利用するアッセイ法)を開発し、それを利用してニジマス未受精卵からPSGPaseを単離・精製する方法を確立した。PSGPaseは低塩濃度条件下においてのみ活性発現が見られること、更に低塩濃度処理によって高分子量型(160K)からより活性の高い低分子量型(17K)へと変換することをHPLCを用いて明らかにした。その結果酵素比活性をcortex画分からの粗抽出液の約10,000倍にまで高めることができた。この酵素標品についてPSGPaseの酵素化学的諸性質を調べ、新たに基質特異性に関して種々のサケ科魚未受精卵から精製したPSGPを天然基質および種々のペプチドを合成基質として使用することにより、ニジマスPSGPaseの基質特異性はAsp残基のN-端側を切断し、その際切断部位から3残基N-端側のPro残基の存在が重要であるという結果を得た。
赤外外部反射吸収法によるn-アルカン表面の分子構造と相転移挙動に関する研究

平成13年度はこれまでに、以下の実験を行った。1.空気とアルカン液体(n-C_<17>H_<36>)の2相系における赤外外部反射吸収スペクトルを入射角30度での温度依存性をより高感度に測定した。2.上記アルカンと水の2相系、アルカンのみ、および、アルカン-両親媒性分子-水の3相系におけるラマンスペクトルを測定した。3.水表面に両親媒性分子を数分子層程度展開した上に、上記のアルカン液体を滴下し、その量(アルカン層の厚さ)を変えながら赤外外部反射吸収スペクトルを測定した。その結果、以下の知見を得た。I.融点より数°C高い特定の温度において不連続な差スペクトル変化が観測された。これは、アルカンのバルク液体内部の無配向状態と異なる規則構造がその温度で表層近傍において出現・消失するためと考えられる。II.上記2のラマンスペクトルの違いから、融点よりわずかに高い温度領域において、異種分子と接する界面近傍で炭化水素鎖が、接する分子の違いにより異なる構造をとることがわかった。キーバンドの帰属と併せて詳細を解析中である。III.上記3の赤外外部反射吸収スペクトルにおいて、アルカン層の平均厚さがマイクロメーターのレベルでも下地の水に由来するピークが観測された。赤外線の反射光を赤外領域に吸収を持つ媒体から測定する赤外外部反射吸収法では、測定深さが数分子層レベルよりも深いことがわかる。また、入射角、媒質の光学定数、形成された層の二次元面内での凝集・分散状態、温度など多くのパラメーターに依存することも示唆された。ブルースター角顕微鏡や顕微測定法を用いて条件を確認しながらさらに調べる必要がある。
400MeVまでの陽子及び重イオン加速器の中性子及び光子の放射線遮蔽に関する研究

本研究は数百MeVの陽子および重イオン加速器での、中性子および光子の放射線遮蔽の問題を主として大型計算機による解析計算により評価検討を試みようとするものである。昭和6263年度にかけて以下の点の検討をおこなった。(1)数値計算による種々の物質の遮蔽性能の評価-高エネルギー中性子および光子の遮蔽材として有効な、鉛、鉄、重コンクリート、コンクリート、水、グラファイト、大理石、パラフィン等の各種物質の放射線透過特性を熱中性子から数百MeV(400MeV)にわたって数値計算で求めた。中性子および光子の透過計算はSN型輸送計算コードを用い(1次元ANISNおよび2次元DOTS.5コード)、断面積はAlsmillerらにより求められたものを用いた。この結果は他の大型加速器遮蔽設計にも利用できる有用なものである。(2)加速器施設における遮蔽性能評価法の実際的適用-実際の大型加速器施設として、理研のリングサイクロトロン(SSC)を取りあげ、実際の陽子および重イオンビーム条件下での加速器室の遮蔽壁厚の検討、ビームダンプ遮蔽体の設計、スカイシャイン効果の検討等を試みた。計算解析手法は上記と同様、S_N型輸送計算コードである。得られた結果は他の大型加速器施設遮蔽設計に有用な図表の形にまとめた。(3)中性子および光子の線量評価手法の実験的基礎検討-実際の高エネルギー加速器(理化学研究所のリングサイクロトロン)において減速材型中性子検出器を用いて線量計測の予備実験を行ない、その有効性を確認した。本研究は数百MeVの陽子および重イオン加速器での,中性子および光子の放射線遮蔽の問題を解析計算による評価,実験による検証の形で系統的に検討しようとするものである.昭和62年度は以下の3点について検討をおこなった.(1)数値計算による種々の物質の遮蔽性能の評価---高エネルギー中性子および光子の遮蔽材として有効な,鉛,鉄,重コンクリート,コンクリート,水,グラファイト,大理石,パラフィン等の各種物質の透過特性を熱中性子から数百MeV(400MeV)にわたって数値計算で求めた.中性子および光子の透過計算はSN型輸送計算コードを用い(1次元ANISNおよび2次元DOT3.5コード),断面積はAlsmillerらにより求められたものを用いた.結果は他にも利用できるよう1次元平板透過の形にまとめられ, Nuclear Instruments and Methods誌に投稿準備中である.また,これらの結果を実際の大型加速器遮蔽設計に適用できる簡易図表も作り,これも論文の形にまとめている.(2)中性子および光子の線量評価手法の実験的基礎検討---高エネルギー加速器の遮蔽体を透過する中性子および光子のスペクトルおよび線量率を精度よく評価するための検出器の基本的整備を行った.中性子については減速材型中性子スペクトロメータを,光子については電離箱およびNaI(Tl)シンチレータを考えた.また,理化学研究所のリングサイクロトロンにおいて^<40>Ca^<14+>の重イオンビームを26MeV/u(1.04GeV/atom), 30nAで加速し,鉄供試体を用いた遮蔽実験の予備実験を行なった.(3)高エネルギー加速器遮蔽に関連した文献・研究調査---国内での高エネルギー加速器施設での研究の現状調査,文献,学会での討論,情報交換をおこなった.本研究は、数百MeVの陽子および重イオン加速での、中性子および光子の放射線遮蔽の問題を、解析計算による評価などにより系統的に検討しようとするものである。昭和62年度は、(1)数値計算による種々の物質の遮蔽性能の評価、および(2)中性子および光子の線量評価手法の実験的検討をおこなった。昭和63年度はこれら(1)(2)の作業の残りの部分と以下の点を検討した。(3)加速器施設における遮蔽性能計算評価法の実際的検討

実際の大型加速器施設として、理研のリングサイクロトロン(SSC)を取り上げ、実際の陽子および重イオンビーム条件下で(代表例として^<12>C重イオンビーム、135MeV/核子のものが^<56>Feターゲットに入射した場合をとりあげた。)加速器室の遮蔽厚の検討を行った。第1番目の遮蔽壁厚の検討においては壁厚6mまでにつき検討した。第2番目のサイクロトロン施設周辺領域に対するスカイシャイン評価においても同様の条件を設定し、周辺101000mまでにつき中性子線量の空間分布を評価した。また、第3番目には、加速器のビームダンプの遮蔽計算を行った。検討は2つの体系についておこなった。第1は、鉄、重コンクリート、コンクリートの3重層構造のビームダンプの場合についての検討で、第2はコンパクトさをねらった鉄のみによるビームダンプの場合についてである。各々、ダンプの厚み毎の線量率減衰曲線を求めた。これらの評価結果は、他の大型加速器遮蔽にも利用できるよう結果が図表で与えられている。
穀物・農産食品の高品質長期保存の理論的実践的研究

平成30年度は、生鮮青果物の高品質長期保存を行うにあたり必要不可欠となる腐敗菌制御に関する新しい保存法(バイオプレザベーション)について検討を行った。具体的には、収穫後のカットしたニンジンを乳酸菌(Lactobacillus casei)溶液に浸漬したのちに密封保存を5日間行い、その理化学的特性(目減り、色彩色度、硬度・β-カロテン・pHなど)および微生物数(大腸菌群数・乳酸菌数)の継時変化を測定した。その結果、理化学的特性は対照区と比較して有意な差は見られなかった。菌数の変化をみると、大腸菌群数は乳酸菌溶液に浸漬後減少したが、保存日数とともに増加し、これに対して乳酸菌数は浸漬後大きく増加し保存後一旦減少したのち再び増加する傾向を呈した。また初発の乳酸菌数と大腸菌群数を原点座標とする二次元グラフを作成したところ、保存中における乳酸菌数と大腸菌群数との関係に規則性があることが示された。更に本研究では、LCA手法による農産食品の環境負荷の解析の一例として、乾燥キャベツの遠赤外線乾燥過程を対象とし、ブランチング処理が環境負荷低減に及ぼす影響について検討するとともに、乾燥後製品の栄養成分から環境効率を算出し、品質と環境負荷の関係について考察した。その結果、資源消費および水資源消費を除く全ての影響項目で、加工工程における環境負荷の寄与度が高い結果となった。乾燥キャベツの製造時における環境負荷を低減するための手段として、ブランチング処理は極めて有効であることが明らかとなり、かつ栄養成分を考慮した上でも良好な処理方法であることが示された。今年度は、これまで得られた知見をもとに、高品質長期保存を可能とする保存条件を水分活性、温度、LCAの観点から整理し、実用化につながる保存方法を提案する。本研究は最終的に、1穀物・農産食品の高品質長期保存に必要な水分活性とガラス転移温度を測定し最適保存条件を提案すること、2農産食品の長期保存における品質・水分や理化学的特性の計測・評価、3ライフサイクルアセスメント手法を用いた環境負荷やコスト評価を行うことを目標としている。現時点で、1と2に関しては、品質に関するデータが若干少ないものの、水分活性やガラス転移温度の観点から穀物・農産食品の高品質長期保存に関する俯瞰的かつ可視的な説明や提案が可能となったこと、3については十分な成果が得られた点をかんがみ、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。今年度は、研究室で継代培養している乳酸菌Lactobacillus caseiを果実に固定化させ、フリーズドライした後、種々の湿度条件で保存し、その水分吸着等温線(水分活性と水分との関係)をモデル化するとともに、フリーズドライ乳酸菌固定化果実(以後、FDL果実)の乳酸菌生存率や、品質および理化学的特性(アスコルビン酸含有率、色彩色度、硬度など)の経時変化を計測・評価する。これより得られた結果から、水分活性(湿度)および保存時間がフリーズドライ果実の乳酸菌生存率および品質・理化学的特性に与える影響を予測モデルを用いて検討する。更にL. caseiのガラス転移温度を計測することで、FDL果実の乳酸菌生存率を保持しうる保存条件を検討する。これらの結果から、FDL果実の高品質長期保存の実現可能性について検討する。また、これまで本研究で得られた穀物、農産食品(粉体)、フリーズドライ果実の保存結果をベースに、農産物・農産食品の高品質長期保存条件について俯瞰的かつ可視的に説明できるグラフの作成を検討する。加えて、今年度は穀物・農産食品の乾燥・保存条件における環境負荷についてLCA手法により解析し、そのホットスポットを明確化する。またプロセスの改善ポイントを明らかにし、環境面から見た最適乾燥・保存条件について検討を行う。平成28年度は、穀物・農産食品の水分活性を種々の保存条件(温度・湿度)下で測定した。サンプルとしてアルファ化玄米、アルファ化色素米、乾燥ニンジンパウダーを用い、これらの平衡含水率と水分平衡時のガラス転移温度を計測した。その結果、アルファ化玄米とアルファ化色素米の水分収着等温線はGAB式を用いて高い精度で表現できること、平衡含水率の温度依存性は極めて小さいことが示された。次にサンプルのガラス転移温度(Tg)は、各湿度条件下で複数点観測された。観測されたTgは湿度の増加に伴いわずかに温度が低下したものの、全て常温より高い温度であった。一方、ニンジンパウダーの水分収着等温線はGAB式を用いて表現できるが、平衡含水率は温度に大きく影響された。またTgは水分活性0.87においてー74°C、水分活性0.11において45°Cとなり、水分活性(平衡相対湿度)の影響を強く受けることが示された。このTgをGordon-Taylorモデルにあてはめたところ精度よく測定値を近似できた。以上、本研究の主目的である「穀物・農産食品の状態図(ガラス転移温度、含水率と水分活性との関係図)の作成および長期保存条件の提案」が可能となった。現時点では、長期保存条件は、サンプルが低水分活性領域にありTgが室温より高いことが推奨されるが、その条件が保存中の品質保持に効果的か否かは、保存試験中の品質試験をもって検討する。更に本研究では、青果物長期貯蔵・流通を想定して、日本から台湾に輸出されるリンゴのシステムバウンダリを構築し、環境影響評価に関する予備的解析を行った。その結果、(1)リンゴの栽培と日本国内のトラック輸送がホットスポットであること(2)生体毒性および淡水毒性へ及ぼす影響が大きいこと

(3)低温貯蔵およびCA貯蔵に伴う環境影響物質の排出は小さいこと、を明らかにした。本研究は最終的に、1穀物・農産食品の高品質長期保存に必要な水分活性とガラス転移温度を測定し最適保存条件を提案すること、2農産食品の長期保存における品質・水分や理化学的特性の計測・評価、3ライフサイクルアセスメント手法を用いた環境負荷やコスト評価を行うことを目標としている。現時点で、1に関しては計測・解析手法等の問題点はクリアーしており、2・3についても一年目としては順調である。よって研究は順調に進展していると判断する。平成29年度は、青果物(リンゴ)を乳酸菌溶液に浸漬後、真空凍結乾燥機により乳酸菌を固定化させ、プロバイオティクス農産食品を製造するとともに、その保存性、乳酸菌生存率および食味の保存中の変化を種々の保存条件下で測定を行った。ここに、保存性は水分活性、色彩色度やガラス転移温度により、食味は官能試験により測定した。その結果、フリーズドライ(真空凍結乾燥)したサンプルの水分収着等温線はGAB式を用いて高い精度で表現できること、色彩色度は、湿度が低いほど褐変が抑制されたが、湿度が0 %近辺となると脂質酸化と思われる褐変が生じることが示された。また今回、サンプルの明確なガラス転移温度は得られなかった。次に、サンプル内乳酸菌は、保存時間とともに指数関数的に減少し、保存温度が高いほど減少率は大きくなった。乳酸菌残存率は湿度(水分活性)依存性があり、湿度11 %付近にて乳酸菌の生存が最も高まることが示された。保存後のサンプルの食味は、乳酸菌を固定化させていないサンプルと比較して、有意差はないものの高い評価を得た。以上、農産食品の長期保存条件は、ある程度の低水分活性領域が望ましいことを定量的に示した。今後は温度の影響について検討する。更に本研究では、農産食品の環境負荷の解析の一例として、キャベツの遠赤外線乾燥過程における消費電力について評価し、平成30年度に実施する予定であるLCA手法による環境負荷の評価に必要な予備的解析を行った。その結果、低温長時間乾燥における潜熱顕熱比が高温短時間乾燥のそれと比べて有意に大きくなったことから、同条件において投入された乾燥エネルギが試料の水分蒸発に使用される割合が大きいこと、すなわちエネルギ効率が良好であることを定量的に示すとともに、低温長時間乾燥の方が高温短時間乾燥と比べて消費電力量の削減効果が大きくなることを明らかにした。現時点で、1と2に関してはある程度の低水分領域が保存に望ましいことを定量的に示すことができ、3については論文としての成果も出た。平成30年度は、生鮮青果物の高品質長期保存を行うにあたり必要不可欠となる腐敗菌制御に関する新しい保存法(バイオプレザベーション)について検討を行った。
HRマウスを用いたイヌロ腔乳頭腫ウイルス増殖系の開発

イヌロ腔乳頭腫ウイルス(COPV)のウィルスの増殖動物実験系の開発にあわせて、COPVのカプシド蛋白質L1遺伝子の解析を行なった。1.HRマウスに対して紫外線照射誘導乳頭腫を作成し、COPVを接種後そのDNAを抽出した。ヒトパピローマ16型及びCOPVをプローブとし、サザンブロット法により遺伝子検出検索を行なった。2.全長8.4キロ塩基対からなるCOPVウイルスDNAの遺伝子配置をウシ及びヒトパピローマウイルス(BPV-1とHPV16)DNAをプローブとし推定した。次いでCOPVのL1に相当部分のDNA塩基配列解析から、1509塩基(503アミノ酸)のL1解読枠を得た。(1)既知のパピローマウイルスのL1とアミノ酸レベルで比較すると、ヒトおよび他の動物のウイルスとの間の類似性はかなり低かった。(2)L1を基にした系統樹では皮膚病変型であるコットンテイルウサギ及びヒト1型パピローマウイルス(CRPVとHPV1)に近かった(3)BPV-1やHPV-6/11,HPV16などで報告のあるL1抗原エピトープに相当すると考えられる領域が6カ所散在していた。今後はL1蛋白質の三次構造とエピトープとの関係を解析し、免疫系でのL1抗原の認識機構について検討を加えたい。
有限群のmodular表現について

研究成果の中から主なものを2つ挙げる.まず有限群のp-ブロックの核について次の結果を得た.Bを有限群Gの不足群がDのp-ブロックとする.またKer(B)をBの核,Ker^0(B)をBの高さが0の任意の通常既約指標の核の共通部分とする.このときKer^0(B)=∩_<x∈G>Ker(B)D′^xとなる。特にDが可換群のときはBrauerの高さ予想通りKer(B)=Ker^0(B)となる.Fを標数がpの代数閉体とする.HをGの正規部分群とする.主直既FH-加群のGへの拡張に関して次の結果を得た.bをHの,不足群がHの中心に含まれるp-ブロックとし,Vをbの主直既約加群とする.PをGのp-部分群でHの補群とする.もしbがG-不変ならばVはGへ拡張出来てかつ拡張の中にはP-射影的なものが存在する.直既約加群の正規部分群から全体の群への拡張についてほとんど分かっておらずさらにこの方面の研究を続けたい.研究成果の中から主なものを2つ挙げる.まず有限群のp-ブロックの核について次の結果を得た.Bを有限群Gの不足群がDのp-ブロックとする.またKer(B)をBの核,Ker^0(B)をBの高さが0の任意の通常既約指標の核の共通部分とする.このときKer^0(B)=∩_<x∈G>Ker(B)D′^xとなる。特にDが可換群のときはBrauerの高さ予想通りKer(B)=Ker^0(B)となる.Fを標数がpの代数閉体とする.HをGの正規部分群とする.主直既FH-加群のGへの拡張に関して次の結果を得た.bをHの,不足群がHの中心に含まれるp-ブロックとし,Vをbの主直既約加群とする.PをGのp-部分群でHの補群とする.もしbがG-不変ならばVはGへ拡張出来てかつ拡張の中にはP-射影的なものが存在する.直既約加群の正規部分群から全体の群への拡張についてほとんど分かっておらずさらにこの方面の研究を続けたい.
QT延長症候群における遺伝子変異部位別チャネル機能異常と不整脈基盤・予後との関係

QT延長症候群における遺伝子解析を次世代シーケンサー(NGS)を用いて集中的かつ網羅的に行い、得られた膨大なゲノム情報をデータベース化し臨床情報と家系情報も含めゲノム情報と患者情報を有機的に関連づけ、新たなLQTの疾患原因遺伝子の候補となる可能性のある遺伝子を同定した。新たなLQTSの原因と考えられる遺伝子はRyR2やカルモジュリンなどのCa関連蛋白と関係する遺伝子であると考えられた。NGSを用いた解析からLQTSの新たな原因遺伝子として3家系においてKチャネルに関係する遺伝子がQT延長あるいは心室性不整脈にも関係することを証明した。LQT3あるいはBrugada症候群におけるSCN5Aのリスク評価を検討したところ、ポア領域の変異を有する患者はそれ以外の患者に比べて有意に突然死のリスクが高いことを証明した。遺伝子検査にてLQT13の原因遺伝子は認められない遺伝子型未診断例(genotype-unknown)について、リスク評価を行った結果、遺伝子未診断でも必ずしもリスクが低い訳ではないことを証明した。27年度が最終年度であるため、記入しない。先天性QT延長症候群(LQTS)はQT時間延長とTorsade de Pointes (TdP)と称される多形性心室頻拍を認め、小児や成人の失神や突然死の原因となる症候群である。本症候群は現在までに8つの染色体上に13の遺伝子型が報告されているが、遺伝子による診断率は概ね6割前後にとどまりさらにそのほとんどがLQTS13型である。本研究では日本人におけるLQTS患者の臨床像と遺伝子型、予後との関連を解析した。LQT1とLQT2については遺伝子型さらにその変異部位と予後や薬物治療の効果について比較検討した報告がある。いずれもチャネルのポア領域の変異を有する患者はそれ以外の変異に比べて明らかにTdPなどのリスクが高いことが知られている。LQT3はLQT1やLQT2と異なり、Naチャネルの機能亢進がQT延長の原因であるが、QT延長以外にBrugada症候群や伝導障害に関係する疾患の原因遺伝子でもあり、その変異部位と予後との関係は十分わかっていない。本研究結果からはLQT3においてSCN5Aのポア領域(S5-S6)の変異はそれ以外の変異よりも明らかに心室細動や突然死といった致死性不整脈のリスクが高いことが判明した。さらにチャネル機能解析からはS5-S6領域の変異は他の変異に比べて電位依存性不活性化が脱分極側にシフトしており、'window' currentが大きく、さらにlate Na電流が大きいことが判明した。本チャネル機能特性のみでS5-S6領域の変異を有するLQT3患者が心室細動に移行しやすいことを証明できた訳ではなく、実際の心筋組織をシミュレーションしたモデルによる検討が必要である。現在までにLQT3のS5-S6領域の変異は全部で9つが同定されているが、いくつかは最近になり見つかった異常のため、その機能解析を完全に行うには時間を要した。さらにその結果をFSKモデルを応用し再現するためには、モデルの設定を実験環境に合わせる必要があり時間を要した。遺伝性不整脈疾患は近年の遺伝学・分子生物学の進歩により疾患概念やその原因遺伝子や不整脈機序などが次々と明るみになりつつある。今後さらに次世代シークエンサーを用いたゲノムワイド関連解析(GWAS)、エクソーム解析などの遺伝子診断技術のめざましい進歩により新たな遺伝子異常や修飾因子の解明が進みつつある。疾患患者からのiPS細胞を用いた機能解析や薬効評価などを行う必要もある。遺伝子検査から得られた膨大な情報から本当に疾患に関係する遺伝子異常なのか否か、逆に臨床の病態についての正確な情報が大切になりつつある。
胆汁酸代謝異常症の早期診断と治療法の確立〜肝移植回避をめざして〜

新生児肝炎もしくは胆道閉鎖症類似疾患で診断がつかない症例のうち閉塞性黄疸があるにもかかわらず、血清γ-GTPおよび総胆汁酸値が正常もしくは低値の症例について、尿中胆汁酸分析をGS-MSを用いて行い、異常胆汁酸の検出を行った。また同時に必要な症例に関しては肝生検にて組織病理的特徴を検討した。さらに分子生物的な解析として、患者およびその血縁者の血液あるいは肝臓よりGenomic DNA抽出。上記検査から疑われる胆汁酸代謝異常症の責任遺伝子の遺伝子配列を確認し、コントロール群およびこれまで報告のある結果と比較検討した。その結果本邦で初めてのものを含めいくつかの新たな遺伝子異常が確認された。これにより、これまでの生化学的な解析では鑑別が不可能であった病像の類似する一次胆汁酸異常症と肝疾患や全身性疾患によって生じる二次的な胆汁酸酵素異常との鑑別が可能となった。また、胆汁酸の胆汁酸生合成過程と胆汁酸酵素の関係はまだ完全に解明されていない部分も多く臨床像と胆汁酸解析の結果が一致しないものもある。今年度の研究の中で蓄積したデータをもとにコレステロールから胆汁酸への変換経路・相互制御機構の解明を行っていく予定である。さらに今回加わった分子生物学的手法を用いた解析により正確な早期診断を、行い内科的治療法を選別することで、肝移植回避を選択しうる重要な根拠となる可能性があるものと考えている。