hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複製開始因子DiaAを介した開始複合体の解析およびDiaA制御因子の解析

生物の個体を形成する細胞の増殖において、遺伝情報を担う染色体DNAの複製は必要不可欠な反応である。代表者は、この染色体複製が開始されるメカニズムついて大腸菌を研究材料に解析を行った。大腸菌では、染色体DNA上の複製開始点にDnaA-DiaAタンパク質複合体が結合した後、DnaBタンパク質が装着することで染色体複製を起こす事ができる。本研究では、DnaA-DiaA複合体の結合様式の解析を行った。さらに、DiaAタンパク質をDnaAから解離させるタンパク質の探索を行った。【平成20年度研究成果】全ての細胞性生物の増殖、個体と種の維持において、遺伝情報を担う染色体DNAの複製は、必要不可欠なプロセスである。この染色体DNA複製は、細胞周期の適切な時期に一度だけ起こり、正確に二倍化するように厳密に制御されている。この制御は主に複製開始段階で起こっている。大腸菌の染色体DNA複製開始反応は、染色体DNA上の複製起点(oriC)上で起こる。開始蛋白質DnaAのArP結合型はoriC上で、特異的な高次複合体を形成し、二重鎖DNA開裂を引き起こす。これにより、開裂した一本鎖DNA領域上にDnaBヘリケースが装着され、一本鎖DNA領域を拡大していくことで複製開始反応が進行していく。ホモ4量体である複製開始促進因子DiaAは、複数のDnaA分子と複合体形成し、oriC上へのDnaAの集合を促進する。これによりDiaAは複製開始を促進している(Keyamura et al. GenesDev. 2007)。本研究では、oriC上でのDiaAを介した高次複合体がどのように二重鎖DNAを開裂し、DnaBヘリケースを装着させるのかに着目した。目的1. DiaAを含むDnaA-oriC開裂複合体の構造様式の決定。目的2. DnaBヘリケース装着機構およびDiaA制御機構の解明。細胞粗抽出画分中にDiaAの活性を制御し、DnaB装着を進行させる因子の存在が示唆されている。申請者は、DiaAの活性制御因子を同定するための実験系を構築した。平成21年度において、DiaA制御因子の同定・解析を行う。【研究背景と目的】大腸菌の染色体DNA複製開始反応は、染色体DNA上の複製起点(oriC)上で起こる。oriCは開裂領域と複数のDnaA結合領域から構成されている。開始蛋白質DnaAのATP結合型がoriC上のDnaA結合領域を介して、特異的な高次複合体を形成し、開裂領域での二重鎖DNA開裂を引き起こす。ホモ4量体であるDiaAは、複数のDnaA分子と複合体形成し、oriC上へのDnaAの集合を促進する。さらに、DiaAはATP-DnaAとoriCの特異的な高次複合体形成を促進し、二重鎖DNAの開裂を促す(Keyamura et al. Genes Dev. 2007)。本研究では、oriC上でのDiaAを介した高次複合体がどのように二重鎖DNAを開裂し、DnaBヘリケースを装着させるのかに着目し、以下の2つの目的を掲げ研究を行った。【研究成果】目的1. DiaAを含むDnaA-oriC開裂複合体の構造様式決定。申請者は、DnaA内のDiaA結合部位を決定し、DiaAとDnaAの結合様式を明らかにした。この結果と構造学的知見とを統合し、新しいDiaA-DnaA-oriC開裂複合体構造モデルを提唱することができた。さらに、DiaAがDnaBヘリケース装着を制御しているという新しい概念を見出し、原著論文として発表する事ができた(Keyamura et al. J.B.C.2009)。目的2. DnaBヘリケース装着機構及びDiaA制御機構の解明。細胞粗画分中にDiaAをoriC上のDnaAから解離させ、DnaB装着を進行させる因子の存在が示唆された。申請者は、このDiaAの活性制御因子を同定するための実験系を構築した。さらに、構築した実験系を用いて、粗画分からの因子の精製を進めた結果、20種類程度の蛋白質まで絞り込む事ができた。
二足直立の獲得機構の解明

安定した二足直立・歩行は,重力環境の中で,ヒトが獲得した特徴的姿勢である.脳科学・進化学などの基礎科学や,二足歩行ロボットなどの産業応用技術,リハビリテーション医学における廃用防止など,重要なテーマである.これまで,二足直立の獲得機構に関する研究は十分でなかった.我々は,本研究で二足直立の前段階の発達的運動モードの力学的研究を行った.また,神経機構についても研究を行った.成果は学会で発表し,英文誌に投稿準備中である.安定した二足直立・歩行は,重力環境の中で,ヒトが獲得した特徴的姿勢である.脳科学・進化学などの基礎科学や,二足歩行ロボットなどの産業応用技術,リハビリテーション医学における廃用防止など,重要なテーマである.これまで,二足直立の獲得機構に関する研究は十分でなかった.我々は,本研究で二足直立の前段階の発達的運動モードの力学的研究を行った.また,神経機構についても研究を行った.成果は学会で発表し,英文誌に投稿準備中である.安定した二足直立・歩行は,重力環境の中で,ヒトが獲得した特徴的姿勢である.脳科学・進化学などの基礎科学や,二足歩行ロボットなどの産業応用技術,リハビリテーション医学における廃用防止など,重要なテーマである.ヒトの二足直立・歩行に関する研究の現状では,ヒトの発達的動作を対象とした運動力学的研究の研究はわずかである.そのため診療においては立位不可能な障害児・者に対する運動力学的に正確で妥当な治療法や日常動作の介入法は未確立である.先端医療おけるロボットスーツでも床からの自然な立ち上がりは再現できていない.そのパワーアシストによる動作効率向上の方法も正確には不明である.動作の,環境応答や認知との関係も不明である.本研究の目的は,これらを解明することであり,立ち上がりや日常動作が困難な障害者に有益なリハビリテーションを開発し,パワーアシストなど人を支える産業技術に結びつけることである.平成25年度は,計測済みのデータなども活用しつつ,発達的動作をまずは成人を対象に一部解析した.まずは7人の成人データを解析した.体の動作による座標情報と,床反力計による力学的情報を複合的に解析した.解析にあたって,統計家の協力を一部仰いだ.解析結果の一部は,国内学術全国大会に発表予定であり,さらに英文専門学術誌に投稿準備中である.また,乳児の発達的動作についても座標データ等を一部解析し,英文専門学術誌に投稿準備中である.その他,パワーアシストの専門家や動作解析の専門家などとも会議を重ねた.知識を得るのに必要な書籍等を購入した.安定した二足直立・歩行は,ヒトが獲得した特徴的姿勢である.脳科学・進化学などの基礎科学や,二足歩行ロボットなどの産業応用技術,リハビリテーション医学における廃用防止など,重要なテーマである.ヒトの二足直立・歩行に関する研究の現状では,ヒトの発達的動作を対象とした運動力学的研究の研究はわずかである.そのため診療においては立位不可能な障害児・者に対する運動力学的に正確で妥当な治療法や日常動作の介入法は未確立である.先端医療おけるロボットスーツでも床からの自然な立ち上がりは再現できていない.そのパワーアシストによる動作効率向上の方法も正確には不明である.動作の,環境応答や認知との関係も不明である.本研究の目的は,これらを解明することであり,立ち上がりや日常動作が困難な障害者に有益なリハビリテーションを開発し,パワーアシストなど人を支える産業技術に結びつけることである.平成26年度は,10人が発達的動作を行った際のデータを解析した.体の動作による座標情報と,床反力計による力学的情報を複合的に解析した.解析にあたって,統計家の協力を一部仰いだ.解析結果の一部は,国内学術全国大会に発表し,さらに英文専門学術誌に投稿最中である.さらに,神経機構についても計測し国際学会にて発表した.その他,パワーアシストの専門家や動作解析の専門家などとも会議を重ねた.リハビリテーション医学もともと二年の計画の中で,現時点で,一部データを解析し,英文専門学術誌に投稿準備するところまで来ている.平成26年度は,学会発表や英文専門学術誌への投稿をすすめる.必要に応じて新たに発達的動作等の計測,解析する.工学・発達・進化の専門家との会議を重ね,研究をより深化させる.当初,赤外線カメラを購入予定であったが,研究をすすめる順番から,本年度の購入は行わなかった.生体信号計測装置や動作解析装置や認知計測装置は日々進歩しており,次年度の時点で,本計画により適切なものを購入する予定である.
金属元素を含まない触媒工具による次世代半導体表面の創成

本研究の目的は、半導体表面の凸部を選択的かつ化学的に除去できる、非金属系の触媒工具を開発することである。そのためにはまず、半導体表面を効率よくエッチングできる触媒材料の探索が必要である。本研究期間に、以下の知見を得た。(1)サイクリックボルタンメトリー法に基づく電気化学測定により、各種材料の触媒活性を評価した。そして、グラフェン系触媒の有効性を確認した。(2)グラフェン触媒を単一フレークレベルで半導体表面上に散布する技術を確立した。そして、水中での原子間力顕微鏡観察を行い、散布したフレークの近傍で、選択的に半導体表面がエッチングされることを見出した。以上により、本提案研究の基礎を打ち立てた。次世代の高性能半導体デバイスを実現するためには、シリコン(Si)を超える電子物性を持つ半導体基板の導入が不可欠である。しかし、ゲルマニウム(Ge)に代表されるこれらの次世代半導体基板に対する表面平坦化技術は稚拙である。本研究では、金属元素を全く含まない、炭素(C)原子をベースとした触媒工具を開発する。そして、次世代半導体表面に適用でき、金属除去のための高濃度薬液による後洗浄をも必要としない、超精密な平坦化法の創出を目指している。本年度は、C系触媒の性能を上げることに注力した。具体的には、強還元剤であるヒドラジンをベースとした溶液処理による酸化グラフェンの還元に取り組んだ。また熱化学気相成長法(熱CVD法)における実験条件を最適化することにより、グラフェンへの異種元素(窒素(N)原子)のドーピング量やN原子の配位位置が制御できることを見出した。また、得られたグラフェンの酸素還元活性を電気化学的に評価することにも取り組んだ。すなわち、Linear Sweep Voltammetry法と回転電極法を組み合わせることにより、各種触媒材料が発現する酸素還元反応における反応電子数を電極電位毎に導出した。その結果、理想的な四電子反応が起こりやすい順に並べると、白金(Pt)、窒素ドープグラフェン、還元グラフェン、グラッシーカーボンになることを確認した。しかし、これらの次世代半導体基板に対する表面平坦化技術は稚拙である。本研究では、金属元素を全く含まない、グラフェンをベースとしたカーボン(C)系の非金属酸素還元触媒を開発し、これを用いた触媒工具を世界に先駆けて開発する。そして、次世代半導体表面に適用でき、金属除去のための高濃度薬液による後洗浄をも必要としない超精密な平坦加法を創出することを目指して研究を進めた。最終年度にはまず、前年度に開発したアンモニアを含むガス中でのアニールにより窒素(N)原子を数%の濃度でドーピングしたNドープグラフェンの触媒活性を電気化学測定により明らかにした。具体的には、サイクリックボルタンメトリー法やリニアスウィープ法を用いて、Nドープグラフェンの触媒活性を他の材料(貴金属、グラッシーカーボン、通常のグラフェン)と比較した。その結果、作製したNドープグラフェンの活性は貴金属には及ばないものの、他の材料よりは優れていることを見出し、Nドーピングの有効性を確認した。また、走査型プローブ顕微鏡を用いた水中でのその場観察技術を適用し、単一のグラフェンフレークが水中で半導体表面をエッチングする様子を観察することに成功した。これにより、グラフェン触媒の活性を定量的に把握する手法を手に入れた。当初予定していた、C系触媒の性能向上のためのプロセス開発及び、電気化学的な手法に基づく特性評価について、ほぼ予定通り進めることができた。そのため、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。半導体プロセス開発したグラフェン触媒による半導体表面のエッチング特性(加工速度や加工痕)をナノスケールで観察する。さらに、用いるグラフェン触媒の種類によって、半導体表面のエッチング特性がどのように変化するかを明らかにする。以上の結果に基づき、グラフェン触媒による半導体表面のエッチングメカニズムを分子レベルで考察する。また、これらの触媒からなる工具を具現化し、半導体表面の加工に適用していく予定である。今年度取り組んだ、酸化グラフェンの還元方法について、当初は専用のランプ加熱装置を準備し、熱処理により行う必要があると考えていた。しかし他者の研究情報を調査した結果、強還元剤を用いた液相での還元が有効であることを新たに知り、これを試した結果、思いがけず良い結果を得た。この湿式処理を準備するにあたり、当初の熱処理に比べると初期投資費用が大幅に抑えられたため、次年度使用額が生じた。提案した触媒工具を具現化するための、消耗品費(電気回路部品、真空部品、樹脂製配管部品、高純度薬品・試料・ガス)に充てると共に、得られた成果を積極的に外部発表するための英文校閲費及び学会参加費・旅費に用いたいと考えている。
ヒト染色体セントロメアの分子構造

セントロメアは、姉妹染色分体の結合、染色体と微小管の結合、紡錘体チェックポイント信号の発信を担う、分裂期における染色体動態制御の中枢として機能する染色体の特殊なドメインである。本研究では、Aurora Bがセントロメアの構築にどう関わるかを検討し、次の成果を得た:分裂期にAurora Bは、HPIaというクロマチンのタンパク質をセントロメアに引き込むこと、セントロメアでHPIaは微小管の誤接続を防ぎ、染色体の不均等分配を未然に防いでいること、を見出した。安定した染色体の継承は、微小管による動態制御と、染色体自体の構築制御とに依存している。本研究は、染色体の動態制御の起点であるセントロメアについて、分子構造を明らかにしてその機能をより深く追究することを目的としている。これまでの観察結果により、セントロメアの構築過程に染色体の凝縮を担うコンデンシンが重要であることが予測されていたので、コンデンシンの動態制御機構について調べた。先ず、GFPタグをつけたコンデンシンを安定発現する細胞を作成し、その動態を生細胞で解析した。細胞質に分布し、それゆえ核膜崩壊にはじめて染色体に取り込まれるコンデンシンIは、セントロメアに剛性を享受しており、その分子のターンオーバーがきわめて活発であることが判明した。それに対し、核にするコンデンシンIIはいったん染色体に取り込まれると、安定してクロマチンと結合し動きはほとんどみられない。つまり、二つのクラスのコンデンシンが、細胞内で全く異なる振る舞いをすることで、それぞれが特異な役割を担い、セントロメアの機能に必要な物性を与えているという構図が明らかとなった(Curr.Biol.2006)。さらに、我々はコンデンシンIの分裂期におけるリン酸化にAurora Bの活性が必要であること、の染色体への取り込みがAurora B依存性に促進されることを見いだし、一連の観察結果をまとめ論文発表した(J.Cell Sci.2007)。このことは染色体構成分子のAurora Bによる制御が、正常な染色体の構築過程において主要な役割を担うことを意味しており、次に、Aurora Bによるセントロメア構成分子の制御にフォーカスして研究を進めている。なお、蛍光顕微鏡および解析装置一式は、当該研究費において予定通り購入し、顕微鏡学的なアプローチが主体である本研究においては極めて有効に活用した。本研究は染色体の動態制御の起点であるセントロメアについて、その分子構造を明らかにして機能をより深く追究することを目的としている。昨年度までの研究で、セントロメアの構築において、Aurora Bが重要な役割を担うことが明らかになったので、Aurora Bによるセントロメア構成分子の制御という視点から研究を進めた。Aurora BによるHistone H3のSer10のリン酸化がHP1αの解離を促進するという発見(Hirota et a1.2005)を発展させ、この度、HP1α自身もAurora Bによってリン酸化されることを見出した。そのリン酸化部位を同定し、同部位にリン酸化特異的抗体を作成して調べると、分裂期にリン酸化を受けたHP1αの大部分は染色体より解離するが、ごく一部のリン酸化HP1αはセントロメア領域においてAurora Bを含めた"染色体パッセンジャー複合体"と共局在していることが明らかになった。生化学的な解析によりHP1αと染色体パッセンジャー複合体のINCENPとの直接的な結合が示唆された。HP1αの除去により分裂中期が短縮して姉妹染色分体の同時期の分離が見られなくなった。この結果は、Aurora Bの紡錘体チェックポイント機能がHP1αとの相互作用を依存しているという興味深い可能性を示唆している。その可能性を検証するために、現在、Aurora Bによるリン酸化を受けないHP1α変異体を作成し、その表現形を検討するという最終段階にある(Takagaki, et. Al., in preparation)。セントロメアは、姉妹染色分体の結合、染色体と微小管の結合、紡錘体チェックポイント信号の発信をになう、分裂期における染色体動態制御の中枢として機能する染色体の特殊なドメインである。多くの研究がなされセントロメアを構築する分子の解明が急速に進んでいるが、本研究では、Aurora Bがセントロメア構成分子をどのように制御するかという視点から、セントロメアの分子構造の理解を目指した。特に、Aurora BによるHistoneH3のSer10のHP1αの機能を追った。昨年度までに、HP1αのSer92がAurora Bによってリン酸化を受けるとAurora B/染色体パッセンジャー複合体(CPC)と結合しセントロメアに集積することと、HP1αが正常な後期開始のタイミングと後期における染色体の同期した動きに、つまり紡錘体チェックポイント機能に関わっていることを見出した。つづく本年度は、Aurora B/CPCとHP1αの相互作用の意義に焦点を絞り解析した。研究計画に従い、HP1α非リン酸化合に必要であることが分かった。

さらに、Aurora B/CPCとHP1αの結合は紡錘体チェックポイント分子のMad2とBubR1の結合という本シグナルの中心的な局面に必須であることを突き止め、チェックポイント信号の発信というセントロメアの機能にAurora Bの果たす役割を具体的に提示することができた(Takagaki et al., unpublished)。
環境考慮型半導体β-FeSi_2の薄膜成長と受発光デバイスへの応用

斜方晶のβ-FeSi_2は環境に低負荷で、地球上に豊富に存在する元素からできている。β-FeSi_2は熱電変換素子、受発光素子、太陽電池として応用が期待されている。我々は、レーザアブレーション法でSi基板上にβ-FeSi_2薄膜を堆積させ、その諸特性の評価を行った。(1)室温でβ-FeSi_2相はなく、400°C以上ではっきりとしたβ-FeSi_2からの回折ピークを確認した。(2)レーザアブレーション法により作製したSi(111)基板上のβ-FeSi_2は(202)、(220)方向にのみ成長し、単結晶構造だということが分かった。(4)Si基板内へFeは拡散し室温および500°Cのときに拡散量が大きい。(5)400°Cで成膜したとき不純物分布が片側階段接合となることが示された。(6)20時間以上の熱処理を行った時、β-FeSi_2の半値幅が約50%減少し、結晶性が改善され、βFeSi_2の組成比はストイキオメトリーに近づいた。そして、バンドギャップの増大も起きる。(7)Feやよび格子欠陥が不純物準位を作り、発光のキラーセンターとして働いていると考えられる。(8)900°C、40時間のアニーリングサンプルは0.807eVにPLピークが現れているのが分かる。我々が知りうる限りでは、レーザアブレーション法では初めてβ-FeSi_2薄膜からのPL発光を確認した。また、as-depositedサンプルは、Siの欠陥かターゲットに含まれる不純物、およびそれらの複合体からの発光によるピークが得られた。Si(111)基板上に作製したβ-FeSi_2(220)においてSi基板からの歪を受けることにより、振動子強度が有限の直接遷移型半導体になるという理論的報告がある。この報告に基づき、Si基板上にエピタキシャル成長を行ったβ-FeSi_2薄膜の成長条件を変え、歪の影響を大きく受けるβ-FeSi_2の作製を行った。はじめに作製したヘテロ接合ダイオード、p-β-FeSi_2/n-Siの容量電圧(C-V)測定を行った。接合部分の不純物分布が接合を急峻に変化する片側階段接合の場合、接合容量はVに対して1/C_j^2をプロットすると直線が得られる。また、接合部分の不純物分布が接合をなだらかに変化する片側傾斜接合の場合はVに対して1/C_j^3をプロットすると直線が得られる。基板温度400°Cで成長したサンプルのみ1/C_j^2-Vプロットにおいて直線が得られ片側階段接合となっていること、また基板温度を500°Cで成長を行ったサンプルは1/C_j^3-Vプロットで直線が得られ、片側傾斜接合となっていることが明らかになった。この理由としては500°Cという基板温度のために、薄膜成長中に接合部でFeおよびSi原子が不純物としてそれぞれSi基板とβ-FeSi_2薄膜側に相互拡散するためと考えられる。実際にRBS法による組成分析の結果Si基板側にFeが1%ほど拡散していることが確認できた。次にラマン散乱分光測定の結果より。基板温度を400°Cとして成長した基板のみSiのラマンピークが低波数側にシフトしている。このラマン散乱分光測定の結果とC-V測定の結果より、Si基板から歪の影響を受けていることが示唆される。我々が成膜したβ-FeSi_2薄膜をDLTS法により測定し、as-depositionの状態のサンプルで深い不純物準位が多数確認された。これらの不純物はターゲットに約0.01%程含まれるMn、Cr、Co、Ni、などの不純物および結晶性が悪いために見られる転移などの影響と考えられる。

これら深い不純物準位が発光を妨げる原因の一つになっていると考えられるスパッタ法、IBS法、RDE法など発光が確認されている作製法と比較検討を行い、β-FeSi_2を発光させるために必要な要因の一つに結晶性のよさが大きく関わっていると推定し、900°C40時間の高温長時間熱処理を行い、X線回折測定法のロッキシグカーブ測定から20時間以上の熱処理を加えた場合、β-FeSi_2の半値幅が約50%程度減少し、結晶性の大幅な回復がみられた。また、as-depositionのサンプルと熱処理後のサンプルのRBS測定を行った。as-depositionのサンプルにおいてSi : Fe=2:1のターゲットを用いて成膜しているにも関わらず成長膜においてSiリッチな組成になっていることが判明した。これは成長時の基板加熱により基板シリコンが薄膜中に拡散しているものと考えられる。熱処理を行うことによりシリコン基板内へ鉄が多く拡散することが確認された。しかしながらSiリッチであったβ-FeSi_2薄膜の組成比が改善することが確認され。β-FeSi_2薄膜の結晶性の回復には組成比の改善が伴うことが確認された。次に、40時間の熱処理を加えたサンプルをPL測定したところ微弱ながら発光が確認された。いままでPLD法ではβ-FeSi_2の発光が確認されてはおらず、我々が初めて発光を観察した。今後、β-FeSi_2膜の発光素子を作製する上で大きな指針となるものと確信している。
腫瘍内低酸素イメージングに基づく高精度放射線治療の開発

放射線抵抗性の低酸素領域に集積する18F-ミソニダゾール(F-MISO)を用いたPET/CTによる前向き臨床研究を実施した。合計22例の検査を行ったが、18例では治療前F-MISO-PETでSUV 1.6以上の低酸素領域を認めた。治療前F-MISO SUVmaxが2.0以上のF-MISO高値群は低値群に比較して局所制御率(p=0.03)および全生存率(p=0.004)が有意に不良であった。以上より、多くのヒト腫瘍は低酸素領域を有しており、分割照射で再酸素化現象を示す。また、治療前F-MISO SUVmaxが2.0以上の高値を示す腫瘍は放射線抵抗性であることが示唆された。放射線抵抗性の低酸素領域に集積する18F-ミソニダゾール(F-MISO)を用いた臨床研究を実施した。試験参加について患者本人から文書で同意を得た上で、F-MISOを体重1 kg当たり7.4 MBq静脈内投与し、3時間後にPET/CT撮影した。この検査を、照射開始前および照射開始2週目(20Gy/10回前後)の原則2回行った。本プロトコールは、当院の施設倫理委員会で承認を受けている。平成25年度末までに合計17例の検査を行ったが、最初の10例(頭頸部癌、肺癌、食道癌、子宮体癌、肛門癌)を対象とし、低酸素領域の閾値を求めた。腫瘍長径は1668mmであった。正常筋肉におけるF-MISO SUVmaxの平均値±SDは、1.25 ±0.17であった。これをもとに1.60 SUV(平均+ 2SD)以上のF-MISO腫瘍内集積を有意な低酸素領域とした。さらに、腫瘍内F-MISO SUVmaxを筋肉のSUVmaxで割った値(T/M比)も低酸素状態の指標とした。その結果、10例中1例では初回検査の腫瘍内F-MISO SUVmaxが1.60 SUV未満で低酸素領域を認めなかった。また2回検査の行えた8例すべてで、腫瘍内F-MISO SUVmax、腫瘍内のSUV値1.60以上の体積の比率、あるいはT/M比のいずれかが低下した。以上より、F-MISO-PETで腫瘍内低酸素領域の画像化が可能で、多くの未治療ヒト腫瘍に低酸素領域が認められた。また、8腫瘍全例において20Gy/10回程度の分割照射によって再酸素化現象が確認された。腫瘍内低酸素領域に対して高線量を照射する標的内同時ブースト強度変調放射線治療の治療計画も行い、低酸素領域を標的とする放射線治療の可能性も示された。本研究の概要は、J Radiat Res 54:1078-1084, 2013に掲載された。F-MISOを体重1 kg当たり7.4 MBq静脈内投与し、3時間後にPET/CT撮影した。本プロトコールは、施設倫理委員会で承認を受けている。平成26年度末までに合計20例(頭頸部癌8例、消化器癌9例、非小細胞肺癌2例、子宮体癌1例)の検査を行ったが、最初の10例を対象とし、低酸素領域の閾値を求めた。筋肉におけるF-MISO SUVmaxの平均値±SDは、1.25 ±0.17であった。本結果は、J Radiat Res 54:1078-1084, 2013に掲載された。合計20例のうち17例では治療前F-MISO-PETで低酸素領域を認めたが、上咽頭癌3例では治療前検査で低酸素領域を認めなかった。また照射開始2週目に2回目の検査の行えた16例中15例で、腫瘍内F-MISO SUVmax、腫瘍内のSUV値1.60以上の体積の比率、あるいはT/M比のいずれかが低下した。本結果は、ヒト腫瘍で再酸素化現象が起きていることを示している。治療前SUVmaxと照射の一次効果の関係を検討したところ、腫瘍が消失しなかった群のSUVmaxは、完全消失群に比較し有意に高かった(2.42±0.45 vs. 1.76±0.34, p=0.005)。以上より、F-MISO-PETで腫瘍内低酸素領域の画像化が可能で、治療前F-MISO SUVmaxが一次効果の推定に役立つ可能性が示された。

2009年から2011年にF-MISO PET/CT検査を行った最初の10例を対象とし、低酸素領域のない筋肉におけるF-MISO SUVmaxをもとに1.60 SUV(平均+ 2SD)以上のF-MISO腫瘍内集積を有意な低酸素領域とした。さらに、腫瘍内F-MISO SUVmaxを筋肉のSUVmaxで割った値(T/M比)も低酸素状態の指標とした。2015年までに合計22例(頭頸部癌10例、食道癌6例、肛門管癌2例、非小細胞肺癌2例、膵臓癌1例、子宮体癌1例)の検査を行ったが、合計22例のうち18例では治療前F-MISO-PETで低酸素領域を認めた。また照射開始2週目に2回目の検査の行えた17例中16例で、低酸素指標が低下した。本結果は、ヒト腫瘍で再酸素化現象が起きていることを示している。治療前SUVmaxと照射3ヵ月以内での一次効果の関係を検討したところ、腫瘍が完全消失しなかった群のSUVmaxは、完全消失群に比較し有意に高かった(2.4 ±1.0 vs. 1.7 ±0.4, p=0.005)。また、治療前F-MISO SUVmaxが2.0以上の12例と、2.0未満の10例に分けて検討すると、F-MISO低値群は高値群に比較して局所制御率(p=0.03)および全生存率(p=0.004)が有意に良好であった。放射線抵抗性の低酸素領域に集積する18F-ミソニダゾール(F-MISO)を用いたPET/CTによる前向き臨床研究を実施した。合計22例の検査を行ったが、18例では治療前F-MISO-PETでSUV 1.6以上の低酸素領域を認めた。治療前F-MISO SUVmaxが2.0以上のF-MISO高値群は低値群に比較して局所制御率(p=0.03)および全生存率(p=0.004)が有意に不良であった。以上より、多くのヒト腫瘍は低酸素領域を有しており、分割照射で再酸素化現象を示す。また、治療前F-MISO SUVmaxが2.0以上の高値を示す腫瘍は放射線抵抗性であることが示唆された。F-MISO/PETを行った最初の10例の検討で、撮像時期を3時間に決定し、1.60 SUV以上のF-MISO腫瘍内集積を有意な低酸素領域と定義することができ、J Radiat Res 54:1078-1084, 2013に掲載された。平成26年度では、頭頸部癌および食道癌を主な対象に検査症例数も20例にまで増加し、治療前F-MISO SUVmaxが一次効果の推定に役立つ可能性が示された。引き続き症例登録を行っており、今年度中にはF-MISO/PETの臨床的な意義が明らかにできるものと考えられる。放射線腫瘍学現時点においてF-MISO/PETは、患者に直接的なメリットがなく、あくまで研究に協力していただいているので、検査同意の取得は必ずしも容易でない。平成26年度は、頭頸部癌および食道癌を対象に検査を実施したが、さらに対象を広げて検査件数の増加を図りたい。また、治療前と20Gy時点での低酸素領域への線量増加治療計画プランを作成し、線量体積ヒストグラムでの比較を通じて、この照射法の臨床的安全性あるいは問題点を明らかにしたい。F-MISO/PETを行った最初の10例の検討で、撮像時期を3時間に決定し、1.60 SUV以上のF-MISO腫瘍内集積を有意な低酸素領域とすることができた。文献的には、F-MISO SUV 1.6は、酸素分圧15-20mmHgに対応し、ちょうど酸素効果が低下する酸素分圧に相当した。このF-MISO/PETにおける低酸素領域の定義を明らかにできたこと、さらにヒト腫瘍で再酸素化が起きていること確認できたことは、放射線治療の観点からは大きな前進である。この段階で原著論文として発表できた。さらに頭頸部癌および食道癌を対象に検査症例数も順調に増加しており、今後これらの臨床経過を合わせるとF-MISO/PETの臨床的な意義が明らかにできるものと考えられる。今年度は主としてデータ集積にあたり、学会発表旅費が少なかった。
発芽玄米酒と副産物の呈味性と高付加価値化

本研究では発芽玄米酒粕を食品加工へ利用することによって3つの付加価値を見いだすことができた。1つは製パン時に発芽玄米酒粕を10%添加した場合、膨らみが大きく、柔らかさが持続し、良い焼き色になるという物性の利点である。2つ目はパンの「コク味」と「塩味」が強くなる傾向を見出した。この呈味は主に発芽玄米酒粕中の有機酸によるものであった。有機酸を計算化学的に検討した結果、その「コク味」が妥当である可能性を示唆した。3つ目、パンの香気性はイソアミルアルコールなどの量が増えたことによりその増強がなされていた。以上のことから発芽玄米酒粕の高付加価値化がなされた。我々は今まで食品としては廃棄されてしまっている発芽玄米酒の残渣「発芽玄米酒粕」の再利用するべく、その付加価値を食品加工の面から研究してきた。これらの付加価値は特に「おいしさ」に関係するものであるが、今回、酒粕を製パンの際に添加することでその影響をさらに検討したので報告する。何も添加しないコントロール(無添加食パン)とその比較対照である吟醸酒粕を加えた製パン、発芽玄米酒粕を加えた製パンについてそれぞれ比較を行い、パンの性状について全32名による官能試験を行った。その結果からパンの「ふわふわ感」、「しっとり感」、「もちもち感」、「好ましさ」はコントロールより各種酒粕を加えたパンの方が有意に強く、官能的に好ましくなることがわかった。またパンのおいしさには特に時間経過が重要と考え、パン焼成後、常温で1時間経過したものと24時間経過後のものについて物性測定を行った。その際、焼成したパンは皮を除き、縦横2.0cm×高さ1.5cmに切ったものを試料とし、物性測定を行った。これらの試験でも同じくコントロールと比較対照である吟醸酒粕製パン、発芽玄米酒粕製パンの3点比較を行った。24時間経過した後のパンについて物性測定をした結果、コントロールや比較対照である吟醸酒粕製パンは時間経過とともに有意に硬くなっていた。一方、発芽玄米酒粕製パンは柔らかさが長時間持続することが示された。以上のことから発芽玄米酒粕を加えたパンはおいしく長時間柔らかで、その高付加価値化の方向性が見えたと同時に食品としてのリサイクルが可能になることが示された。申請者は食品産業廃棄物のカスケード利用の面からも環境に優しく機能性に富むと考えられる発芽玄米を使用した清酒と酒粕に注目し、その二次・三次機能性に対する発現機構の探索を行ってきた。研究の結果、発芽玄米酒粕を添加することによる食品加工への3つの付加価値を見出した。1つは製パン時に発芽玄米酒粕を10%添加した場合、膨らみが大きく、また柔らかさが持続し、よい焼き色になるという物性の利点を見出した。2つ目は同じくパンの呈味性(「コク味」と「塩味」)が強くなる傾向があることを見出した。3つ目はパンの香気性(イソアミルアルコール等)についてその増強効果を見出した。特に2つ目の呈味性に関して「コク味」と「塩味」は発芽玄米酒粕中の有機酸によるものであることがわかった。酒の味に「コク」をもたらすのは窒素源だと言われており、酒粕もそれと同様の嗜好をもたらすと考えられた。しかし、遊離アミノ酸は「コク」ではなくパンの「甘味」に関与し、一方、呈味核酸については検出されなかった。申請者らはコクに関係あるとされるカルシウム受容体モデルと、非常に強いコク味を呈するγ-Glu-Val-Glyの結合計算を行うと同時に、単純なカルボン酸105種類の結合を検討した。計算結果から、γ-Glu-Val-Glyは水溶性が高くカルシウム受容体に結合しやすい形になっていることがわかった。その一方でアラキドン酸など「コク」があると言われているものや、申請者の今までの研究で「コク」が増したと考えられる有機酸の一部にも同様に水溶性が高く、カルシウム受容体に結合しやすい形のものが見出され、「コク」を呈する可能性を見出した。発芽玄米清酒ならびにその酒粕は、酒米玄米を1-2mm発芽させたものを原料とする清酒とその残さである。一般的な清酒醸造過程で取り除かれてしまうぬかや胚芽の成分がこれら清酒や酒粕にそのまま残ることで食品の機能性に富むことが予想される。廃棄物利用の観点から、まずは酒粕においてその有効利用方法を検討するためにその呈味性や香気成分について分析を行った。

GC-MS分析において、発芽玄米酒粕は、同じ酒米玄米を精米して作成した酒粕(吟醸酒粕)と比べるとethyl caproateやethyl octanoateなどの「吟醸香」は減少していた。その一方、発芽玄米酒粕にはisobutyl alcohol、isoamyl acetateなどのiso化合物が多かった。これらの成分はウイスキーや泡盛の香気成分として検出されるもので、熟成した香りとして供されるものであった。酒粕の有効利用方法を検討するための加工手法として製パンを行った。これらの製パンについて官能試験を行ったところ、匂いについては吟醸酒粕製パンよりも発芽玄米酒粕製パンの方が「香ばしさ」、「酒粕臭」においてより強くなることが示された。味についても「酒粕味」が発芽玄米酒粕製パンの方が有意に強いことが示された。また発芽玄米酒粕製パンの方が「コク味」、「塩味」ともに強くなる傾向が見られた。これらの製パンの香気成分をGC-MSで分析したところ、吟醸酒粕製パンには「吟醸香」成分はほとんど残っていなかったが、発芽玄米酒粕製パンにはiso化合物が多く残っており官能的に「香ばしさ」として影響したと考えられる。呈味については今後さらに検討を行う予定である。発芽玄米酒粕と、その同じ酒米玄米を精米して作成した酒粕(吟醸酒粕)を食品に加工、すなわち製パン時に加えて官能試験、機器分析を用いておいしさの比較検討を行ってきた。その結果、それぞれの酒粕において食感においておいしさが異なることがわかった。しかし、特にコク味や塩味などの呈味の面では、官能試験の段階では差がみられるものの、その機器分析が進んでおらず今後、早急に進めたい。発芽玄米酒粕と、その同じ酒米玄米を精米して作成した酒粕(吟醸酒粕)について官能試験、機器分析を用いて比較検討を行ってきた。その結果、それぞれの酒粕において香気成分や呈味について異なることがわかった。製パンなどの加工を行い、その成分を検討することでその高付加価値化の方向性が見えた。今後は特にコク味や塩味などの呈味の面において、窒素化合物の機器分析を進める方針である。コク味は、最新研究の結果から窒素化合物だけでなく脂肪酸関連化合物(オレイン酸など)もコク味に関連があることがわかってきている。ほかにも清酒のコクはコハク酸などの低分子の有機酸という報告もあることから、これらの脂肪酸、有機酸についても分析を進める考えである。呈味性検討のために、発芽玄米酒粕の中の窒素化合物分析を推進する予定である。その一方で、特にコク味の検討では、最新研究の結果から窒素化合物だけでなく脂肪酸関連化合物もコク味に関連があることがわかってきた。それゆえ、窒素化合物だけでなく脂肪酸関連化合物についても検討を行って行きたいと考えている。窒素化合物分析を検討するためにまずは粗タンパク質や遊離アミノ酸の分析を行う。それから各種有機酸の分析を行う予定である。発芽玄米酒粕の中の窒素化合物分析及び脂肪酸関連化合物分析に係る研究に使用予定。
寄生蜂の寄主探索行動を支配する内的・外的要因の解析

ミカンハモグリガ幼虫は,ミカンの新葉柔組織を食害し潜孔(mine)を作るが,これには数種の寄生蜂が寄生する.京都ではヒメコバチ科のSympiesis striatipesとCirrospilus sp.の2種が優先種である.一般に寄生蜂が寄主に寄生するまでに,寄主の棲息場所,寄主の確認,産卵のなどの段階を追って探索範囲を限定して行くことが知られている.本研究では主にS.striatipesを用いて寄主探索に係わる蜂の内的並びに外的要因の解析を行動生理学的観点より行った.外的要因としての潜孔:ガの幼虫は孵化後ミカンの新葉柔組織を食害し潜孔を残す.この潜孔上と潜孔が形成されていない葉上での寄生蜂の探索行動を解析した.非潜孔上では蜂はほぼrandomに探索を行っったが,潜孔上では探索速度を落すなど非randomにすなわち前に探索した場所の情報をもとに寄主を発見していることが分った.例えば潜孔上から非潜孔上へ探索を行った場合の多くの事例で,蜂は素早く潜孔上へ戻ったがこれは両者の物理的な違いを認識して振舞ったと考えられる.内的要因としての学習:寄生者が寄主発見に於て寄主の生息する微環境要因を寄主の発見に利用していることが詳細に研究され始めている.産卵経験のある蜂と未経験の蜂のミカン葉の匂いに対する反応の違いを嗅覚計を用いて調べた.一度産卵経験を持った寄生蜂は,ミカン葉の匂いに対して未経験の個体に比べて強く反応した.またこの反応は7日近く持続した.すなわち蜂は産卵の際に寄主の生息場所と関連した情報を記憶し,学習反応を示すことがわかった.以上の様に,蜂は寄主探索の各々の段階で得られる情報を最大限に利用していると推測された.特に後者の記憶と学習は,探索範囲がほぼ限定された段階での前者に比べ,充分に探索範囲を限定していない段階ゆえに,探索効率を考えると極めて有効な行動反応と考えられる.今後,他種かつ多種の寄生蜂を用いて学習反応の行動学的適応について研究を押し進める予定である.ミカンハモグリガ幼虫は,ミカンの新葉柔組織を食害し潜孔(mine)を作るが,これには数種の寄生蜂が寄生する.京都ではヒメコバチ科のSympiesis striatipesとCirrospilus sp.の2種が優先種である.一般に寄生蜂が寄主に寄生するまでに,寄主の棲息場所,寄主の確認,産卵のなどの段階を追って探索範囲を限定して行くことが知られている.本研究では主にS.striatipesを用いて寄主探索に係わる蜂の内的並びに外的要因の解析を行動生理学的観点より行った.外的要因としての潜孔:ガの幼虫は孵化後ミカンの新葉柔組織を食害し潜孔を残す.この潜孔上と潜孔が形成されていない葉上での寄生蜂の探索行動を解析した.非潜孔上では蜂はほぼrandomに探索を行っったが,潜孔上では探索速度を落すなど非randomにすなわち前に探索した場所の情報をもとに寄主を発見していることが分った.例えば潜孔上から非潜孔上へ探索を行った場合の多くの事例で,蜂は素早く潜孔上へ戻ったがこれは両者の物理的な違いを認識して振舞ったと考えられる.内的要因としての学習:寄生者が寄主発見に於て寄主の生息する微環境要因を寄主の発見に利用していることが詳細に研究され始めている.産卵経験のある蜂と未経験の蜂のミカン葉の匂いに対する反応の違いを嗅覚計を用いて調べた.一度産卵経験を持った寄生蜂は,ミカン葉の匂いに対して未経験の個体に比べて強く反応した.またこの反応は7日近く持続した.すなわち蜂は産卵の際に寄主の生息場所と関連した情報を記憶し,学習反応を示すことがわかった.以上の様に,蜂は寄主探索の各々の段階で得られる情報を最大限に利用していると推測された.特に後者の記憶と学習は,探索範囲がほぼ限定された段階での前者に比べ,充分に探索範囲を限定していない段階ゆえに,探索効率を考えると極めて有効な行動反応と考えられる.今後,他種かつ多種の寄生蜂を用いて学習反応の行動学的適応について研究を押し進める予定である.ミカン葉の柔組織を食害するミカンハモグリガ幼虫(miner)には,数種の寄生バチが寄生する.ハチは,寄生するまでに,寄主の棲息場所,寄主の確認,産卵などの段階を追って探索範囲を限定して行く.これらの段階には棲息場所(ミカン葉)への匂による定位反応,ミカン葉の潜溝(mine)中にいる寄主を捜し当てるまでの潜溝上での探索行動とが,寄主発見に重要な要因として働いている.これらの要因を化学的に,また探索行動を数学的手法を用いて行動学的側面より予備実験を含め解析した.ハチはEulophidaeの優先種2種(同定依頼中)を用い比較実験を行った.ガの幼虫が寄生しているミカン葉上に寄生バチを放ち,ハチが幼虫に寄生するまでの探索行動をビデオで録画ののち解析した.ハチは未寄生葉上ではランダムに探索を行い,寄生を受けている潜溝上では潜溝にそって丁寧に触角を用いて探索することが分った.潜溝上では単位時間当りの探索

移動距離は短く,集中的に探索した.また単位時間,単位距離当たりの転回身の分布は,ランダムな探索を仮定した場合に期待されるひと山型の正規分布では記述出来ず,ハチは潜溝という環境から種々の情報を得て寄主を捜していると考えられた.ミカン葉への定位についてY字型嗅覚計を用いて,ハチがミカン葉から発散する匂いによって誘引されるか否かについて検討した.ハチは有意にミカン葉に誘引され(10匹中8匹),定位すると考えられた.しかし,本年は例年よりハチの発生が少なく平成4年度に追試と誘引成分の候補物質の分析が必要と考えている.本年は当初の計画を概ね達成出来たと考えられるが,数学的解析については今まで多くの研究者に依って使用されてきた解析方法に加え,より有効な解析方法の導入を考えている.ミカン葉の柔組織を食害するミカンハモグリガ幼虫には,数種のハチが寄生する。ハチは寄生するまでに,寄主の棲息場所と寄主の確認,産卵のなどの段階を追って探索範囲を限定して行く。寄主発見には,ミカン葉への匂による定位と,潜孔中にいる寄主を捜し当てるまでの潜孔上での探索行動とが,重要な要因として働いている。本年度は,後者のハチの潜孔上での探索行動を主に数学的手法を用いて解析した。実験には京都で優先種として確認された2種のハチ(Sympiesis striatipes,Cirrospilus sp.)を用いた。ガの幼虫が寄生しているミカン葉上に寄生バチを放ち,幼虫に寄生するまでの探索行動をビデオで録画ののち,一秒当たりの平均移動距離と転回角を算出した。この移動距離と転回角を基に,ハチの行動を定量化した。ハチは未寄生葉上ではランダムに探索を行い,寄生を受けている潜孔上では丁寧に触角を用いて探索することが分った。潜孔上でのハチの行動は,平均移動距離は短く集中的に探索することが確認された。またその転回角の分布は,ランダムな探索を仮定した場合に期待されるひと山型の分布では記述出来ない例が見出された。これは,探索に際して複数の異なった刺激を利用していることを示唆している。ひとつは,潜孔上と非潜孔上との違いをハチが認識して,潜孔を特徴づける一般的な刺激により全体的な探索を行う場合であり,他の一つは,潜孔が線条にはっきりと隆起している場合,その隆起を認識してその上をアリと同様のtrailをなどるような探索行動を示す場合である。各々の転回角を俊別して分析したところ,両者は異なった平均と分散を与え,ハチが異なった刺激を利用して探索を行っていることが数学的にも示唆された。今回用いた2種とも同様の探索行動を示した。最終年は,軌跡を単位距離当たりで分析し過去2年間の結果と比較し,探索行動を総合的に考察する。ミカンの新葉の柔組織に潜孔(mine)を作り食害するミカンハモグリガ幼虫には,数種の寄生バチが寄生する.京都ではヒメコバチ科のSympiesis striatipesとCirrospilus sp.の2種が優先種である.これらのハチは寄生するまでに,寄主の棲息場所と寄主の確認,産卵のなどの段階を追って探索範囲を限定して行く.寄主の生息場所の発見には,ミカン葉の匂への定位と,潜孔中にいる寄主を捜し当てるまでの潜孔上での探索行動とが,重要な要因として働いている.本年度は,以上の実績をもとに,一度寄生経験を持ったハチが別の寄主に寄生する場合に,産卵経験が寄主探索の重要な因子の一つであるミカン葉の匂いと関連を持つか否かを室内実験で明らかにした.実験には発生数の多いS.striatipesを用いた.ガの幼虫の寄生を受けたミカンの新葉をハチに与え,寄生させた後,1,3,7日目のこのハチの平面型風洞でのミカン葉の匂いに対する風上定位歩行を録画した.これを再録してハチの(1)平均歩行速度(2)転回角の絶対値(3)録画開始から終了時までの直線移動距離と実質移動距離との比の3つのパラメータを求め,匂いに対する反応の違いを解析した.対照には産卵未経験のハチを用いた.結果は次のように要約できた.
コア変形法を適用した原位置地殻応力測定による内陸広域応力場の解明

本研究は、岩石コアの断面形状を計測する「コア変形法」を適用して、地震前あるいは地震後の原位置地殻応力を測定する。地震観測からは、地震前後の応力の主軸の回転と、差応力値が推定され、地殻変動観測からは、地殻歪の時間変化が推定されるのに比べて、本研究では、ある時点における絶対応力そのものを測定する。これらデータを組み合わせることによって、より信頼性の高い、地殻応力データを取得して、内陸の広域地殻応力場を明らかにし、内陸地震の発生メカニズム解明と地震発生予測に資することを目指す。
サイトカインによる好塩基球活性化の分子機構

(1)健常人より、好塩基球、好酸球を99%以上に純化し、IL-3R、IL-5R、GM-CSFRαの発現を検討した。mRNAの発現量は好塩基球ではIL-3Rα>IL-5Rα>GM-CSFRα、好酸球では、IL-5Rα≧GM-CSFRα>IL-3Rαの順であった。好塩基球は好酸球に比べ約100倍のIL-3RαmRNAを発現していた。好塩基球の脱顆粒、CD11b発現、アポトーシス抑制、また好酸球のCD11b発現、アポトーシス抑制に対するリガンドの作用強度は、受容体α鎖mRNAの発現量と平行していた。しかしながら、好塩基球刺激後24時間後のCD69発現は、発現量に平行せず、IL-3のみが選択的に誘導し、好酸球CD69発現もIL-3が最も強力に誘導した。(2)好塩基球、好酸球の増殖因子の脱顆粒、CD11b発現、アポトーシス抑制に対する作用強度は受容体のα鎖の発現量と平行するが、刺激24時間後のCD69発現は発現量と平行しなかった原因が、受容体のリガンドによる刺激により、受容体の発現レベルが変化した可能性が考えられた。好酸球のIL-5Rα、GM-CSFRαの表面発現は、各々のリガンド刺激で著明に減少したが、IL-3による刺激は、IL-3Rαの発現に影響せず却って増加を誘導した。また、IL-5、GM-CSFによる刺激もIL-3Rα発現を著明に増強した。これらの増強はmRNAレベルでも認められた。以上の結果は長期間の増殖因子の刺激により受容体の発現量が変化し、IL-3Rαの発現が好酸球においても最大になる可能性を示した。近年、欧米での臨床治験で抗IL-5抗体が喘息に対し臨床効果を示さなかったことが判明し話題となったが、本研究の結果は、好酸球が組織中でIL-5の作用を受けにくい方向に変質していく可能性を示唆している点で重要と考えられる。(3)好塩基球の血管内皮間隙遊走(transendothelial migration)初めて検討し、他の様々な細胞機能と同様、IL-3が血管内皮間隙遊走を増強することを見出した。

しかしながら、好塩基球刺激後24時間後のCD69発現は、発現量に平行せず、IL-3のみが選択的に誘導し、好酸球CD69発現もIL-3が最も強力に誘導した。(Yoshimura C etal. Biochem Biophys Res Commun 302:201-206,2003)(2)好塩基球、好酸球の増殖因子の脱顆粒、CD11b発現、アポトーシス抑制に対する作用強度は受容体のα鎖の発現量と平行するが、刺激24時間後のCD69発現は発現量と平行しなかった原因が、受容体のリガンドによる刺激により、受容体の発現レベルが変化した可能性が考えられた。好酸球のIL-5Rα、GM-CSFRαの表面発現は、各々のリガンド刺激で著明に減少したが、IL-3による刺激は、IL-3Rαの発現に影響せず却って増加を誘導した。また、IL-5、GM-CSFによる刺激もIL-3Rα発現を著明に増強した。これらの増強はmRNAレベルでも認められた。以上の結果は長期間の増殖因子の刺激により受容体の発現量が変化し、IL-3Rαの発現が好酸球においても最大になる可能性を示した。(Yoshimura C etal. Biochem Biophys Res Commun 309:26-31,2003)しかしながら、好塩基球刺激24時間後のCD69発現は、発現量に平行せず、IL-3のみが選択的に誘導し、好酸球CD69発現もIL-3が最も強力に誘導した。その原因としては、受容体のリガンドによる刺激により、受容体の発現レベルが変化した可能性が考えられた。以上の結果は長期間の増殖因子の刺激により受容体の発現量が変化し、IR-3Rαの発現が好酸球においても最大になる可能性を示した。近年、欧米での臨床治験で抗IL-5抗体が喘息に対し臨床効果を示さなかったことが判明し話題となったが、本研究の結果は、好酸球が組織中でIL-5の作用を受けにくい方向に変質していく可能性を示唆している点で重要と考えられる。(3)好塩基球の血管内皮間隙遊走(transendothelial migration)初めて検討した。IL-3が血管内皮間隙遊走に対しても作用し増強することを見出した。
免震構造の過度応答過程におけるエネルギー吸収性能の評価

従来の免震橋梁構造構造の挙動の研究においては、直下型地震の特性を前提としてどの程度地震時安全性の向上に有効であるかどうかや、直下型地震の特性を十分に考慮した設計法の確立には至っていない。本研究では、免震システムを導入した橋梁構造物の直下型地震による入力に対する地震時安全性の問題を、特にパルス状入力による過度応答時のエネルギー吸収過程に着目した評価を行い、この種の地震動に対する免震橋の応答特性および都市直下地震に対する安全性の検討を行うことを目的とした。免震機構を有する橋梁構造物の強震下における応答評価は、免震装置および橋脚の双方における非線形履歴復元力特性を考慮した適切なモデル化に基づいて行った。また、免震橋梁構造の応答解析に当たって必要とされる直下型地震の地震入力の特性を踏まえて、用いるべき入力の選定をおこなうとともに、免震構造の応答を検討するにあたり、直下型地震による地震荷重をパルス型荷重列として単純モデル化することの妥当性を検討するとともに、特性パラメータによる応答特性の変化を数値シミュレーションにより検討した。その結果、特に単一のパルス状入力が大きく卓越する地震の場合、その作用時間幅として、免震装置が大きな変形を示す橋梁の等価固有周期に近いものと、橋脚に大きな損傷を与える可能性がある短いものの2種類の危険な領域が存在することが明らかとなった。また、パルスが複数個続くパルス列型の入力の場合、特に作用時間輻の短いものの影響が大きいことが示されている。これは、吸収エネルギーのビルドアップ過程に着目した免震構造物の応答指標によっても評価される。
地域在住高齢者の口腔機能向上を目指した呼気筋トレーニングプログラムの確立

呼吸筋のトレーニングのうち呼気筋トレーニング(EMST)が呼吸筋力や咳嗽能力を向上させるだけではなく、嚥下や発声等の口腔機能を向上させる効果も期待されている。本研究は、地域在宅で暮らす高齢者へ実践可能な在宅EMSTトレーニングプログラムを確立し広く普及することを目的とする。具体的には、1在宅EMSTトレーニングプログラムを確立する。2通所関連施設の看護職および介護職へ在宅EMSTトレーニングプログラムについて研修会を企画・実施する。3在宅EMSTトレーニングプログラムの効果と課題について検証する。