hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
西太平洋域およびチベット高原でのエネルギ-収支に関する国際共同研究

大気・海洋・地表系のエネルギ-収支に関する正確な知識は、自然的要因による気候変動はもとより、地表温暖化などの人間活動の気候影響を解明する上でも不可欠である。本研究は、このようなエネルギ-収支に関する知識が特に欠如しているチベット高原の積雪域と西太平洋の暖水域を対象として、国際協力によって、デ-タの収集・解析・観測・数値シミュレ-ションを実施し、エネルギ-収支の実態と機構を理解することを目的としている。研究成果の概要は以下の通りである。1.中国科学院大気物理研究所および安徽光学精密機械研究所との協力により、中国大陸および西太平洋の放射エネルギ-収支の評価に重要なエアロゾルの光学的性質の解明を行った。これにより黄砂粒子を含む対流圏エアロゾルの粒径分布、複素屈析率、時間空間変動が明らかとなった。2.西太平洋における大気中の二酸化炭素濃度を系統的に観測し、その変動に及ぼすモンス-ン循環や中国大陸の影響の解析を進めた。3.中国科学院蘭州氷河凍土研究所および同高原大気物理研究所と、今後のチベット高原での大気・雪氷相互作用に関する観測研究について検討を進め、この観測に必要な測器の一部を調達した。さらに、北半球高層気象資料を用いた西太平洋・ユ-ラシア大陸の大気・海洋・陸面系の相互作用に関する解析研究を実施した。4.海洋観測のための簡易日射計の有効性を検討し、実際に日本南方において表層ブイにより167日間の観測に成功した。現在赤道域のATLASブイにも設置して観測が続けられている。5.エル・ニ-ニョに代表される短期気候変動を解明するために、太平洋のみならずインド洋全域をもカバ-する海洋循環モデルを開発し、数年間分の数値積分を実施した。これによりソマリ海流の季節変動や赤道域の海洋変動について興味ある知見が得られた。6.海洋上における放射対流平衡状態を明らかにするため、積雲対流計算と放射計算を組み入れた新しいモデルを追求した。7.エル・ニ-ニョ現象の発生と深く関わっている赤道太平洋西部の暖水域の構造とその形成機構を解明するため、デ-タを収集・解析すると同時に、観測に必要な測器(XBT)を調達した。
導電性酸化物単結晶を用いた粒子整列塗膜の実現と物性解明

優れた導電性酸化物であるLa4BaCu5O13+dに対する強塩基フラックス法を用いた単結晶粒子合成において、100nmから10μmの間での粒子サイズ制御および1時間程度の短時間粒子合成を実現した。また、異方的な形状での粒子成長の可否に関して、様々な検討から当該材料系においては理論的に非常に困難であることを明らかにした。新規粒子整列膜作製プロセスを開発し、合成したマイクロサイズ立方体状単結晶粒子を用いて粒子整列膜を実現した。当該材料系に対する元素置換を用いた物性制御を検討し、La4BaCu5O13+dの電気特性が元素置換や他元素の混入に影響を受けにくい強固なものであることを確認した。本研究の目的である「導電性酸化物単結晶を用いた粒子整列塗膜の実現」において、平成27年度の研究実施計画に記載した「異方的形状の単結晶粒子育成」の達成に向けた、実験装置の整備および単結晶粒子の合成、評価を実施した。本研究で導電性酸化物単結晶粒子合成に用いる強塩基フラックス法は、酸化物単結晶粒子を容易かつ比較的短時間で合成することができる長所を有する一方で、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の強塩基物質を400°C以上の高温で溶融させるため、当該物質の揮発や原料酸化物との劇的な反応による融液飛散等の危険が伴う手法である。そこで本研究内では、まず強塩基フラックス法を長年実施されている研究者を訪問し、実験の危険性に関して聴き取り調査を行い、安全に実験可能な設備を整えた。具体的には小型グローブボックス内に電気炉を設置し、合成中はグローブボックス内のガスを置換を行い排気ガスを水でバブリングすることにより揮発した強塩基の回収および飛散による溶融強塩基の人体への付着を防止した。さらに万全を期すため、上記装置を局所排気装置内に組み上げた。安全な実験遂行が可能であることを確認した上で、強塩基フラックス法にペロブスカイト型導電性酸化物La4BaCu5O13+dの単結晶粒子合成を実施した。当該物質構成金属元素の酸化物原料から短時間でLa4BaCu5O13+d単結晶粒子を合成することに成功し、粒子サイズや異相生成を律速する各種合成パラメータの検討を行った。本研究に必要な実験設備の整備および強塩基フラックス法を用いた導電性酸化物La4BaCu5O13+dの単結晶粒子合成には成功したが、平成27年度の実施内容である「単結晶粒子形状の異方性制御」は実現できていないため。それに伴い、同様に平成27年度実施内容である「Cuサイト置換単結晶粒子育成」に関しても実施することができていないため。本研究の目的である「導電性酸化物単結晶を用いた粒子整列塗膜の実現」において、平成28年度の研究実施計画に記載した「La4BaCu5O13+d単結晶微粒子の形状異方性制御及び強塩基グラックス法における当該酸化物材料の結晶成長メカニズムの解明、単結晶微粒子整列膜の実現」の達成に向け、様々な検討を実施した。平成27年度から継続して検討を行った「単結晶微粒子の形状異方性制御」に関しては、温度や原料濃度、雰囲気、昇降温レートなど結晶成長に係るあらゆるパラメータを検討した。その結果、どの様な成長条件においても、単結晶微粒子の面が複合ペロブスカイトであるLa4BaCu5O13+dのab面やac面に平行に成長することは無く、La4BaCu5O13+dの中に5つ存在する基本ペロブスカイトab面に平行に成長することが明らかとなった。そのため、当該材料系では形状異方性を有する単結晶微粒子を作成する事が困難であると判断し、立方体単結晶微粒子を用いた整列膜の作製へと研究計画を変更した。強塩基フラックス法で作製する単結晶微粒子は一辺が数μm程度の大きな粒子であり、一般的な粒子プロセスで用いられる粒子(数十数百nm)と異なり溶媒中でブラウン運動をせず容易に分散しないことが明らかになった。そのため、本研究内ではスピンコートを改良した新規プロセスを開発し立方体粒子の整列を実現した。得られた整列膜を用いて粒界や異なる結晶面結合における電気伝導特性の解明に着手した。その他にも、La4BaCu5O13+dの希土類元素(La)を他の元素で置換した材料を検討し、極低温から高温までの電子物性を詳細に検討した。平成28年度においても引き続き「単結晶粒子形状の異方性制御」の実現に向けた粒子合成実験を実施し、単結晶粒子成長メカニズムの検討や強塩基フラックス内における新規結晶成長制御手法の開発に取り組む。

また、等方的な形状の単結晶粒子であっても粒子サイズが均一であれば、粒子整列膜の実現により導電性酸化物としての電気物性の向上や新規機能物性に関する検討が可能であると予想されるため、先述の粒子合成に関する検討と並行して、均一な粒子サイズを有する単結晶粒子合成条件の探索および粒子整列膜の実現に向けた膜作製プロセスの検討を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。材料工学28年度が最終年度であるため、記入しない。
アジアにおける学校での生活習慣病対策モデルの開発と日本型教育の応用可能性の検討

本研究では、1日本とアジアの開発途上国の学校での生活習慣病対策の実態と特徴、成功・阻害要因を明らかにすること、また、2アジアの開発途上国における学校での生活習慣病対策の実践状況と課題、各国の特徴を明らかにすること、3日本型の教育活動のアジアの開発途上諸国での応用可能性を検討すること、4当該分野の研究ネットワークを構築することを目的とした。本研究では、日本の学校での生活習慣病対策(肥満及び飲酒)に関するシステマティック・レビューを行った。その結果、肥満については、3111件の論文のうち、レビュー条件に合致した論文が21件であった。また、学校での肥満対策は、運動と食育を組み合わせ、生活習慣の改善を図りつつ行うものが良いこと、また、中学生以下においては家庭との連携も重要であることが示唆された。また、飲酒に関しては、パッチテストなど日本独自の教育の介入方法について、一定の教育効果が確認されていることが明らかになった。一方で、日本の教育介入の特徴としては、地域や保護者との連携が少ないこと、また、他国では、飲酒と他のリスク行為(HIV/AIDSや性の問題)を統合した教育がなされているが、日本では、飲酒予防のみを目的とした教育が行われていることが特徴として明らかになった。また、ラオスの保健省及びスポーツ教育省において、学校での生活習慣病対策(学校給食、健康診断、栄養教育(食育)、身体活動)を所管している機関を訪問し、活動に関するポリシー、ガイドライン等の資料を入手した。また、活動の成果や課題及び他機関との連携の状況等について聞き取り調査を行った。その結果、学校での生活習慣病対策の重要性は認識されているものの、十分な活動が行われていないことが示唆された。本研究で得られた成果を、学校保健行政を担当する職員や国際NGO職員等を対象としたアジア国際学校保健研修及び国内の関連学会で報告した。本研究では、1日本とアジアの開発途上国の学校での生活習慣病対策の実態と特徴、成功・阻害要因を明らかにすること、また、生活習慣病対策と関係の深い2日本型の教育活動(学校給食、健康診断、栄養教育(食育)、身体活動)に着目し、それらのアジアの開発途上国での実践状況と課題、各国の特徴を明らかにすることを目的とした。さらに、3日本型の教育活動のアジアの開発途上諸国での応用可能性を検討し、その上で、4研究成果の共有による当該分野の研究ネットワークを構築することを目的とした。平成28年は、日本とアジアの開発途上国の学校で行っている生活習慣病対策(肥満、飲酒、喫煙及び口腔保健)のシステマティック・レビューを行った。また、採択された論文の分析より、学校での肥満予防介入は、運動と食育を組み合わせ、生活習慣の改善を図りつつ行うものが良いこと、また、中学生以下においては家庭との連携も重要であることが示唆された。飲酒、喫煙及び口腔保健に関しては、レビュー条件に合致した論文が、アルコールでは、1021件中10件、飲酒では、2204件中63件、口腔保健では、2795件中84件あり、引き続き選択された論文の分析を進めている。今後、アジアの開発途上国に関しても、同様の方法で進めていく予定である。ラオスの保健省及びスポーツ教育省において、学校での生活習慣病対策の中で、学校給食、健康診断、栄養教育(食育)、身体活動に焦点を絞り、関連する活動を所管している4つの機関を訪問し、関連の活動に関するポリシー、ガイドライン等の資料を入手した。また、各機関が実施している活動の成果や課題および他機関との連携の状況等について聞き取り調査を行った。また、モルディブ、フィリピン研究の予備調査を行った。初年度に予定していたアジアの開発途上国における学校での生活習慣病対策に関するシステマティック・レビュー研究が少し遅れているため。平成29年度は、平成28年度に続き、日本とアジアの開発途上国の学校で行っている生活習慣病対策(肥満、飲酒、喫煙及び口腔保健)のシステマティック・レビュー行った。その結果、飲酒に関しては、パッチテストなど日本独自の教育の介入方法などがあり、一定の教育効果が確認されていることが明らかになった。一方で、日本の教育介入の特徴としては、地域や保護者との連携が少なく、また、飲酒とHIV/AIDSや飲酒と性教育など、他の国では統合した教育がなされているが、日本では、飲酒予防のみを目的とした教育が行われていることがわかった。喫煙及び口腔保健については、レビュー対象となる論文を確定し、分析の作業を進めている。また、得られた成果を、アジア諸国において、学校保健行政を担当する職員や国際NGO職員等を対象としたアジア国際学校保健研修および国内の関連学会で報告した。

平成29年4月より12月末まで育児休暇を取得したため、十分に研究に従事する時間を確保できなかったため本研究では、1日本とアジアの開発途上国の学校での生活習慣病対策の実態と特徴、成功・阻害要因を明らかにすること、また、2アジアの開発途上国における学校での生活習慣病対策の実践状況と課題、各国の特徴を明らかにすること、3日本型の教育活動のアジアの開発途上諸国での応用可能性を検討すること、4当該分野の研究ネットワークを構築することを目的とした。本研究では、日本の学校での生活習慣病対策(肥満及び飲酒)に関するシステマティック・レビューを行った。その結果、肥満については、3111件の論文のうち、レビュー条件に合致した論文が21件であった。また、学校での肥満対策は、運動と食育を組み合わせ、生活習慣の改善を図りつつ行うものが良いこと、また、中学生以下においては家庭との連携も重要であることが示唆された。また、飲酒に関しては、パッチテストなど日本独自の教育の介入方法について、一定の教育効果が確認されていることが明らかになった。一方で、日本の教育介入の特徴としては、地域や保護者との連携が少ないこと、また、他国では、飲酒と他のリスク行為(HIV/AIDSや性の問題)を統合した教育がなされているが、日本では、飲酒予防のみを目的とした教育が行われていることが特徴として明らかになった。また、ラオスの保健省及びスポーツ教育省において、学校での生活習慣病対策(学校給食、健康診断、栄養教育(食育)、身体活動)を所管している機関を訪問し、活動に関するポリシー、ガイドライン等の資料を入手した。また、活動の成果や課題及び他機関との連携の状況等について聞き取り調査を行った。その結果、学校での生活習慣病対策の重要性は認識されているものの、十分な活動が行われていないことが示唆された。本研究で得られた成果を、学校保健行政を担当する職員や国際NGO職員等を対象としたアジア国際学校保健研修及び国内の関連学会で報告した。今後は、初年度に実施を予定していたアジアの開発途上国における学校での生活習慣病対策に関するシステマティック・レビュー研究を進めていく。その際、非常勤の研究員を雇用する等により、研究実施に必要なマンパワーを確保していく。また、初年度に実施したラオスでの現地調査によって得られたデータの分析を進めていく、その際には、ラオスの現地研究者と連携を図りながら進めていく。また、モルディブおよびフィリピンでの現地調査を効率的に進めていくために、当該国の事情に詳しい日本人研究者から情報を得るとともに、ラオス調査で得られた成果や課題を踏まえて、現地の研究者との連携を図りながら、調査を進めていく。今後は、システマティックレビューで得られた成果を学術論文として投稿する作業を進めていく予定である。また、ラオス等で行った現地での調査結果についても、論文投稿の準備を進めていく予定である。28年度に実施を予定していたアジアの開発途上国における学校での生活習慣病対策のレビュー研究が実施できなかったため、研究補助者に支払う予定の謝金分が残った。中断:平成28年12月8日平成29年12月31日、延長:平成30年1月12日上記の期間に研究を中断したため、使用計画に変更が生じたため。平成30年度は、システマティックレビューで得られた成果の論文投稿及びラオス等で行った現地での調査結果についての論文投稿に関わる費用に使用する予定である。
「死別」のインパクトに関する疫学的研究

栃木県M町の住民登録者のうち、昭和43年62年の20年間における全死亡者(4153名)及び死別世帯(3240世帯)を調査し、以下の知見を得た。4153名のうち同一世帯内2名以上の死亡者を有する世帯数は779であった。内訳は2名死亡660世帯、3名死亡105世帯、4名死亡13世帯、5名死亡1世帯、1名のみの死亡2461世帯、1名も死亡の起こっていない世帯は4848世帯であった。この分布にポアソン分布を適用した結果、大略ポアソン分布に近似していたが、同一世帯内2名死亡及び3名死亡については、いずれも45%程度観察値の方が多くなっていた。このことは、死別が残された家族に強いインパクトを与えていることを示唆している。死別により残された家族からの死亡率は、人口千対7.19であり、この値は20年間のM町の粗死亡率6.57に比し、1.09倍の高値であった。観察期間別に第2死亡者の年間粗死亡率を見ると、死別後の観察期間が短いほど増加する。これを20年間のM町の粗死亡率(6.57)と比較すると、死別により残された家族からの死別後1ケ月間の死亡率は2.97倍、3ケ月間2.63倍、6ケ月間2.03倍、1年間1.74倍、2年間1.49倍、3年間1.33倍と高率であった。第1死亡との死別後、第2死亡が発生するまでの期間は、20年間の観察において平均で5.73年であった。これを性・年齢別に補正した期待値と比較してみると男性では5.83年(期待値は6.88年)、女性では5.68年(期待値6.76年)であり、男女とも期待値より約1516%程度短くなっていて、男女間に差は認められない。性・年齢別にみると、(1)29才以下の若年群でこの差が最も大きい、(2)次いで差が大きいのは50才代である、(3)80才をすぎると差がなくなる、ことが示唆された。また、死別によるインパクトの強さは夫妻(差0.4)より親子(差1.0)の方が強いことが示唆された。性別・死因別に検討すると、ほとんどの疾患において死別の影響が認められた。栃木県M町における住民登録者のうち昭和5462年(9年間)の全死亡者1927名(年間粗死亡率人口千対5.7)について,同一世帯内で2名以上の死亡者の出た世帯を検討した結果, 190組(2名死亡184組, 3名死亡6組:386名)が把握された.これら190組の諸特性について,第1死亡群と第2死亡群(同一世帯における第1死亡後の死亡者)とを比較すると,第2死亡群は女性の割合が58.7%と顕著に多く(第1死亡群39.3%,全死亡群45.5%)

平均死亡年令も若干高い(第2死亡群71.3才(男65.9才,女75.0才),第1死亡群70.1才,全死亡群69.4才).性・年令の影響を除去するため,性・年令別に第1死亡から第2死亡までの時期を計算し,全死亡群から推定される性・年令別の期待値と比較すると(1)第2死亡群では男女とも有意に生存期間の短縮が認められた(時期値-観察値=0.53年(男), 0.62年(女).(2)年令別にみて,期待値-観察値の差が最も大きいのは男では60-64才,女では70-74才であった.男女とも50才すぎ頃から第2死亡群の生存期間の短縮がおこり, 85才をすぎると差がみられなくなる.(3)第1死亡から第2死亡までの期間別に第2死亡群の平均死亡年令をみると,「死別」の影響は男では数年を経過してもなお残るが(1年後8.5年の短縮, 2年後4.2年, 3年後3.7年, 4年後2.1年, 5年後1.5年, 6年後0年の短縮),女では2年と比較的短期間しか残らないことが示唆された.(4)第2死亡の続柄別に期待値-観察値の差をみると,父(0.17年),母(0.66年),息子(0.60年),娘(1.69年),祖父(2.89年),夫(0.17年),妻(0.65年)など親しい親族の死が死別者の生存期間を短縮させている可能性が示唆された.兄弟姉妹,嫁では期待値との間に差がみられない.(5)第2死亡者の死因別に期待値との差をみると,虚血性心疾患(男0.59年,女1.22年),その他の心疾患(男1.80年,女0.70年),老衰(男1.05年,女1.42年)などに差がみられる.栃木県M町の住民登録者のうち、昭和4362年の20年間の死亡者数は、4153人(年間粗死亡率6.3/千人)であった。このうち、2人以上の死亡者を有する世帯は、779家族(1692人:913組合せ)で、その内訳は、1人死亡2461家族、2人死亡660家族、3人死亡105家族、4人死亡13家族、5人死亡1家族であった。この分布は、死亡が一定の確率(20年間で0.127)でat randomに発生すると仮定して導かれるポアソン分布等の世帯数分布(期待値)とは一致せず、2名以上の複数死亡家族数が期待値を上まわって発生している。同一世帯内に2名以上の死亡者のいる779家族(913組合せ)について、第一死亡から第二死亡までの期間(間隔期間と略)別に組合せ頻度をみると、3ケ月以内46組、46ケ月29組、79ケ月32組、1012ケ月27組、1315ケ月27組、1618ケ月23組、1921ケ月24組、と3ケ月以内の死亡が10人余多くなっている。これらは、「死別」が強いインパクトとなって第二の家族内死亡を惹き起したと思われる症例である。第二死亡者の死因をみると、虚血性心疾患の割合が、短い間隔期間での死亡群に有意に高い。この傾向は高令群において特に顕著であり、若年群においてはこの傾向はないか薄弱である。間隔期間別に、平均死亡年令をみると、男女とも3ケ月以内の短い間隔期間での死亡群が最も低く、間隔期間が長くなるに従って、死亡の平均年令も高くなる。4153人の全死亡者は、昭和42年12月31日現在全員生存し、昭和62年12月31日までには全員が死亡した集団であるが、この集団の性別・年令別・年代別平均生存年数をもって、間隔期間の期待値とし、死別家族の第一死亡から第二死亡までの期間を比較すると、「死別」の影響は、50歳頃から現れること、親しい親族への影響が血縁の薄い親族より大きいことが示唆された。
高浸透圧によるアポトーシス誘導機構の解析

培養ラット腹膜中皮細胞を用い、高浸透圧依存性アポトーシスのシグナル伝達機構を検討した。メディウム浸透圧を700mOsmまで増加させると、チトクロームCがミトコンドリアから細胞質に漏出し、caspase-3活性化が起こり、アポトーシスが誘導された。チトクロームC漏出の機序を明らかにするため、アポトーシス関連蛋白の発現量を検討したが、p53蛋白は減少し、Bax、Bcl-2、Bcl-XLの蛋白量は変化なく、アポトーシスへの関与は低いと考えられた。高浸透圧負荷によるミトコンドリアへの物理的な力の関与を想定し、単離ミトコンドリアを用いて、ミトコンドリアのサイズ変化、チトクロームCの漏出を検討した。KCI、グルコース添加により高浸透圧負荷をかけるとミトコンドリアサイズは減少し、このサイズの変化に添加した溶質による明らかな差はなかった。しかし単離ミトコンドリアからのチトクロームCの漏出はNaCl、KCl添加の場合においてのみ認められ、スクロース、グルコース添加では認められなかった。ミトコンドリアからのチトクロームCの漏出は高浸透圧による物理的な外膜の破壊ではなく、電解質濃度に特異的であり、また20μMのサイクロスポリンA(CsA)が単離ミトコンドリアからのチトクロームCの漏出を抑制したことより、チャネルを介したチトクロームC漏出が示唆された。実際、CsAは高浸透圧依存性のcaspase-3活性化を濃度依存性に抑制した。細胞が高浸透圧条件にさらされると、細胞質ではKClなどの電解質濃度がはじめに上昇し、その後、有機浸透圧物質に置換される。高浸透圧負荷直後の電解質濃度の上昇がミトコンドリアからのチトクロームC漏出、アポトーシス誘導に重要な働きを持つと考えられる。グルコース添加によりメディウム浸透圧を300より500mOsmに増加させると細胞死は認めないが増殖抑制がおこり、p53発現量は4時間後にピークを示した。P53の標的遺伝子産物であるP21、MDM2の増加が8時間後に認められ、増殖抑制はp21の増加によると推測された。アポトーシスを誘導し、P53の標的遺伝子産物でもあるBaxの発現量は変化しなかった。メディウム浸透圧を700mOsmまで増加させると、2時間後にCaspase-9、Caspas-3活性の有意な増加を認め、8時間後には細胞死が誘導された。caspase-8の活性化はわずかであった。Caspase-9が活性化することよりミトコンドリア障害のアポトーシスへの関与が考えられた。細胞質分画とミトコンドリア分画を調製後、チトクロームCの蛋白量を検討し、チトクロームCがミトコンドリアから細胞質に漏出することを明らかにした。チトクロームCの漏出にbcl-2 familyの関与が報告されているが、高浸透圧による細胞死ではp53発現量は急速に減少し、Bax, Bcl-2の発現量は変化しなかった。高浸透圧によるアポトーシスではミトコンドリア障害よリチトクロームCの放出がおこり、Caspase familyを活性化すると推測される。またこのチトクロームCの放出にp53、Baxは、関与しないと考えられた。

メディウム浸透圧を700mOsmまで増加させると、チトクロームCがミトコンドリアから細胞質に漏出し、caspase-9、caspase-3活性化が起こり、ミトコンドリア経路によるアポトーシスが誘導された。種々のアポトーシス誘導刺激ではミトコンドリアに存在するチャネルを介したチトクロームCの漏出が起こり、Bax, Bcl-2蛋白の関与が重要とされているが、腹膜中皮細胞の高浸透圧依存性アポトーシスではBax, Bcl-2の発現量変化は認めなかった。ミトコンドリアからチトクロームC漏出の機序を明らかにするため、培養ラット腹膜中皮細胞よりミトコンドリアを単離し、単離ミトコンドリアからのチトクロームCの漏出を次に検討した。高浸透圧負荷によりミトコンドリアへ物理的な力が加わり、ミトコンドリア外膜が傷害されることを想定し、ミトコンドリアの形態変化を散乱光を用いて検討した。KCl、グルコース添加により高浸透圧に調製したメディウムに変更するとミトコンドリアサイズは急速に減少し、このサイズの変化に添加した溶質による相違はなかった。単離ミトコンドリアからのチトクロームCの漏出はNaCl、KCl添加の場合においてのみ認められ、スクロース、グルコース添加では認められなかった。ミトコンドリアからのチトクロームCの漏出は高浸透圧による単純な物理的な外膜の破壊ではなく、チャネルなどを介した選択的な機序によると考えられる。細胞が高浸透圧条件にさらされると、細胞質ではKClなどの電解質濃度がはじめに上昇し、その後、有機浸透圧物質に置換される。高浸透圧負荷直後の電解質濃度の上昇がミトコンドリアからのチトクロームC漏出、アポトーシス誘導に重要な働きを持つと考えられる。
ポリマクロモノマー超分子構造における糖側鎖の役割

オリゴ糖側鎖の長さは糖複合ポリスチレンの構造にどのような影響を及ぼすであろうか。側鎖にラクトビオースを持つ糖複合ポリスチレンをリビングラヂカル重合により調整した。これらの試料の重合度はGPC結果から29および92、分子量分布指数はそれぞれ1.12および1.22であることが分かっている。また別に比較的高分子量の試料をラヂカル重合により調整した。従って高分子量試料の分子量分布は広く2以上であると予想される。重合度が高い2試料については、その水溶液から観察された小角X線散乱はほぼ円筒状物体の散乱プロフィールで近似でき、その円筒断面の慣性半径は重合度に無関係で約13Å程度であった。この結果を基にラクトビオース側鎖糖複合ポリスチレンの分子モデルを構築し、計算機シミュレーションを行った後、モデルから直接計算した散乱プロフィールと小角X線散乱プロフィールを比較した。この結果から、ポリスチレン骨格鎖は緩やかな螺旋を巻き、全体としては円筒状の形態をとる。ポリスチレン骨格鎖の形態は重合度にほとんど依存しない。マルトペントース側鎖の場合よりも螺旋径はより大きい。この場合、ポリスチレン螺旋はシンヂオタクティックポリスチレン結晶のような規則的な螺旋ではなく、擬螺旋状とでもいうべき性格のもので、本質的にはランダムコイルであると考えられる。糖側鎖は骨格に対してほぼ垂直に接合し、円筒表面にはオリゴ糖末端が突き出ている。糖複合ポリスチレンは水溶液中では分子棒状ミセルを形成する。ポリスチレン骨格鎖は緩やかな擬螺旋形態をとり、糖側鎖末端がすべて分子棒状ミセルの表面に突き出ることにより、高次認識機能を発揮すると考えられる。
変形性関節症の発症と進展におけるWISP1遺伝子の機能解析

本研究では,変形性関節症の原因遺伝子のひとつと推測されているWISP1遺伝子に着目し,変形性関節症の発症ならびに病態への関わりを,組織学的・分子細胞生物学的に解明することを目的とした.今回我々は,WISP1はBMPが属するTGF-βファミリーを制御しているという観点から,軟骨細胞分化過程においてBMPネガティブ・フィードバック機構が働き,軟骨細胞の分化と共に発現が上昇するBMPアンタゴニストにより軟骨細胞分化が制御されることを明らかにした.このことは,WISP1が間接的にではあるものの,BMPネガティブ・フィードバック機構を介して軟骨細胞分化を制御している可能性を示唆している.高齢化が進む我が国で国民が要支援となる主要な原因である変形性関節症(OA)はいまだ発生原因が明らかとなっておらず,その原因遺伝子のひとつであると推測されているWISP1遺伝子に着目し,変形性関節症の発症ならびに病態への関わりを解明することを目的とした.過去の報告よりWISP1はBMPが属するTGF-βファミリーを制御していること,OA患者の軟骨組織においてBMPとそのアンタゴニストの発現が亢進することが知られているため,今回軟骨細胞分化過程におけるWISP1とBMP-2のネガティブ・フィードバック機構との関連を検討した.ヒト間葉系幹細胞(hBMSCs)を100 ng/ml BMP-2含有軟骨細胞分化培地で4週間pellet培養し,BMPアンタゴニストの経時的な遺伝子発現パターンを定量性RT-PCR法にて解析したところ,NOG,CHORD,GREM1の遺伝子発現量は培養時間の経過と共に有意に上昇した.Sebaldらが作製したBMPアンタゴニストの機能阻害剤L51P (BMPアンタゴニストへの結合能は有するがI型BMP受容体への結合能が低下したBMP変異体)を用い,軟骨細胞分化過程におけるBMPアンタゴニスト阻害実験をhBMSCsのpellet培養法にて行ったところ,培養3週間後にBMP-2/L51P共刺激群において軟骨細胞分化マーカーであるCOL2A1,ACANの遺伝子発現が有意に上昇した.以上より,軟骨細胞分化過程においてもBMPネガティブ・フィードバック機構が働き,軟骨細胞の分化と共に発現が上昇するBMPアンタゴニストにより軟骨細胞分化が制御されていることが示唆された.平成28年度の結果より,WISP1が間接的にではあるものの,BMPネガティブ・フィードバック機構を介してhBMSCsの軟骨細胞分化を制御している可能性が示唆された.本研究では,変形性関節症(OA)の原因遺伝子のひとつであると推測されているWISP1遺伝子が変形性関節症の発症ならびに病態への関わりを解明することを目的に,前年度までに過去の報告よりWISP1はBMPが属するTGF-βファミリーを制御していること,OA患者の軟骨組織においてBMPとそのアンタゴニストの発現が亢進することに着目し,軟骨細胞分化過程におけるWISP1とBMP-2のネガティブ・フィードバック機構との関連を検討したところ,軟骨細胞分化過程においてもBMPネガティブ・フィードバック機構が働き,軟骨細胞の分化と共に発現が上昇するBMPアンタゴニストにより軟骨細胞分化が制御されていることが示唆された.今年度は更に軟骨細胞分化におけるBMPアンタゴニストの役割を解明するため,まずレチノイン酸刺激によるOAモデル軟骨細胞を作製した.マウス大腿骨より採取した間葉系幹細胞(mBMSCs)をレチノイン酸含有培地(1, 3, 10 μM)で3日間培養したところ,レチノイン酸濃度依存的に軟骨細胞分化マーカー(Col2a1, Acan)の遺伝子発現量は低下した.このレチノイン酸誘導性OAモデル軟骨細胞では,レチノイン酸刺激によりBMPアンタゴニスト(Nog, Chord)の遺伝子発現量の上昇を認め,同時に軟骨細胞分化マーカーの遺伝子発現量は低下したが,Sebaldらが作製したBMPアンタゴニストの機能阻害剤L51P (BMPアンタゴニストへの結合能は有するがI型BMP受容体への結合能が低下したBMP変異体)を更に添加すると,レチノイン酸刺激により発現が低下したCol2a1やAcanは,統計学的有意差は認めなかったものの回復傾向を示した.これより,軟骨の修復や維持にBMP-2と共に,BMPアンタゴニストが深く関与していることが示唆された.本研究では,変形性関節症の原因遺伝子のひとつと推測されているWISP1遺伝子に着目し,変形性関節症の発症ならびに病態への関わりを,組織学的・分子細胞生物学的に解明することを目的とした.今回我々は,WISP1はBMPが属するTGF-βファミリーを制御しているという観点から,軟骨細胞分化過程においてBMPネガティブ・フィードバック機構が働き,軟骨細胞の分化と共に発現が上昇するBMPアンタゴニストにより軟骨細胞分化が制御されることを明らかにした.このことは,WISP1が間接的にではあるものの,BMPネガティブ・フィードバック機構を介して軟骨細胞分化を制御している可能性を示唆している.平成29年度はhBMSCsにおけるBMPネガティブ・フィードバック機構を介した軟骨細胞分化の制御にWISP1が直接関与しているかどうかを検討する.その後,OAモデル細胞ならびにOAモデルマウスを用いてWISP1が軟骨細胞分化に関与しているかどうかを検討する.歯学・補綴系歯学
ナノ空間に修飾されたアゾベンゼン誘導体の機能性制御の研究

溶液中におけるアゾベンゼン(AB)の光異性化機構を検証した。またABの光化学的挙動をプローブとして、ナノ細孔空間や、ナノ表面での吸着状態を評価した。i.励起波長効果光定常状態比に及ぼす濃度効果は、励起波長における吸収強度の違いと各波長における光異性化効率の違いに起因することがわかった。ii.溶媒効果366nm光を励起光に用いた場合、芳香族溶媒中ではシス体の生成効率が高いが、脂肪族溶媒中では生成効率が低いことがわかった。iii.置換基効果3,3'-ジメチルアゾベンゼンでは、ABの場合に見られた光定常状態比に及ぼす溶媒効果の程度が小さく、芳香族溶媒中でも脂肪族溶媒中でも効率よくシス体が生成した。4-ヒドロキシアゾベンゼン(HOAB)の場合には、溶媒により著しくシス体の安定性が変化することがわかった。iv.会合体形成ABのメチルシクロヘキサン溶液を用いて、吸収スペクトルの温度変化を測定したところ、会合体形成を示唆する結果が得られた。v.フェムト秒時間分解過渡吸収スペクトルABのシクロヘキサン溶液とベンゼン溶液に、365nmレーザー光を照射して時間分解過渡吸収スペクトルを測定したところ、溶媒依存性が観測された。vi.三重項増感光異性化ベンゼン中における2-アセチルナフタレン励起三重項とt-ABとの反応速度を測定した(7.2×10^9 M^<-1>s^<-1>)。また励起三重項を経由した場合には、シス体の生成効率が低いことが確認された。vii.分子軌道計算ab initio計算により求めたAB会合体の結合エネルギーは、AB/ベンゼン会合体の結合エネルギーとほぼ同程度であった。viii.ナノ空間・ナノ表面におけるABの光異性化吸着系におけるアゾベンゼンの光異性化は、置換基により制御されることがわかった。吸着サイトに存在する金属イオンや水酸基との相互作用に起因すると推定した。
白血病モデルマウスを用いた放射線発がんの分子機構解明と年齢依存性の解明

放射線被ばくは白血病のリスクを増加させるが、その詳しい分子機構は解明されていない。近年、放射線誘発白血病発症メカニズムの一因として、放射線が直接転座を誘発するのではなく、生体内に既に存在する転座をもつ細胞集団が放射線の標的細胞であり、放射線は転座の次に必要な変異を誘発するのではないかという仮説が提唱されている。そこで、我々は、白血病モデルマウスを用いた放射線発がん実験を試み、白血病モデルマウスが野生型マウスと比較して放射線発がんに高感受性であることを明らかにした。また、若年期での放射線被ばくにより発がんリスクが増加することを明らかにした。21世紀の社会では、原子力エネルギーや医療、産業等での放射線の利用が激増し、放射線の健康影響が問題となっている。さらに、東京電力福島第一原子力発電所事故(福島原発事故)では、放射線被ばくにおける科学的な発がんリスク評価が緊急の課題である。広島、長崎の原爆被爆者の疫学調査において、白血病ならびに胃がんや乳がんなどの一部の固形がんの発症率が高いことが知られている。また、白血病は固形がんと比較して、放射線単位線量あたりの発症リスクが極めて高いという特徴があるが、その詳しい機構は未だ解明されていない。我々は、本研究において、原爆被爆者の疫学研究から得られた知見と我々のこれまでの放射線発がん研究から明らかに知見をもとに、「放射線が、BCR/ABL転座を持つ細胞に新たな変異を誘発させることが放射線誘発白血病発症の一因である」という仮説を提唱し、その解明を試みる。この仮説が正しいのであれば、BCR/ABL転座を持つ白血病モデルマウス(BCR/ABLTg/-マウス)は、放射線被ばくにより発がん高感受性を示すと考えられる。本研究では、BCR/ABLTg/-マウスを用いて放射線発がん実験を実施した。その結果、BCR/ABLTg/-マウスは野生型マウスと比較して、高頻度に腫瘍が検出される結果が得られた。その結果、BCR/ABLTg/-マウスの放射線感受性には年齢依存性があることが明らかにされた。これまでの本研究から、野生型マウス、BCR/ABLTg/-マウスを用いて放射線発がん実験を実施した結果、BCR/ABLTg/-マウスでは、放射線発がんに高感受性であること、放射線発がん感受性には、年齢依存性があることを明らかにした。そこで、今年度は、放射線発がん実験で得られた腫瘍を用いて、遺伝子変異解析を行った結果、BCR/ABLTg/-マウス特有の遺伝子変異を検出することに成功した。遺伝子変異解析の立ち上げに、当初の予定よりも多くの時間を費やした。しかしながら、その後の解析は順調に進行することができたため、今年度の研究は、おおむね順調に進展しているといえる。

我々は、本研究において、原爆被爆者の疫学研究から得られた知見と我々のこれまでの放射線発がん研究から明らかに知見をもとに、「放射線が、BCR/ABL転座を持つ細胞に新たな変異を誘発させることが放射線誘発白血病発症の一因である」という仮説を提唱し、その解明を試みた。この仮説が正しいのであれば、BCR/ABL転座を持つ白血病モデルマウス(BCR/ABLTg/-マウス)は、放射線被ばくにより発がん高感受性を示すと考えられる。我々は、昨年までの研究からBCR/ABLTg/-マウスが放射線発がんに高感受性を示すことを明らかにした。今年度は、BCR/ABLTg/-マウスにおける放射線損傷応答を解析した。実際には、放射線照射後の微小核頻度やT細胞受容体突然変異頻度を経時的に測定した。その結果、BCR/ABLTg/-マウスで検出される放射線照射後の微小核頻度やT細胞受容体突然変異頻度は野生型と同程度の値を示した。このことから、放射線照後における損傷応答機構は、BCR/ABLTg/-マウスと野生型マウスに違いがみられない可能性があることが示唆された。放射線被ばくは白血病のリスクを増加させるが、その詳しい分子機構は解明されていない。近年、放射線誘発白血病発症メカニズムの一因として、放射線が直接転座を誘発するのではなく、生体内に既に存在する転座をもつ細胞集団が放射線の標的細胞であり、放射線は転座の次に必要な変異を誘発するのではないかという仮説が提唱されている。そこで、我々は、白血病モデルマウスを用いた放射線発がん実験を試み、白血病モデルマウスが野生型マウスと比較して放射線発がんに高感受性であることを明らかにした。また、若年期での放射線被ばくにより発がんリスクが増加することを明らかにした。放射線発がん実験に必要なマウスを準備するために、予定よりも多くの時間を費やした。しかしながら、その後の発がん実験は順調に進行することができたため、今年度の研究は、おおむね順調に進展しているといえる。我々は、本研究において、原爆被爆者の疫学研究から得られた知見と我々のこれまでの放射線発がん研究から明らかに知見をもとに、「放射線が、BCR/ABL転座を持つ細胞に新たな変異を誘発させることが放射線誘発白血病発症の一因である」という仮説を提唱し、今年度は、その解明を試みた。これまでの研究から、BCR/ABLTg/-マウスは野生型マウスと比較して、高頻度に腫瘍が発症することを明らかにした。今年度は、得られた腫瘍組織試料を用いて、遺伝子変異解析を行いBCR/ABLTg/-マウスに特有の遺伝子変異を検出した。これからは、野生型マウス、BCR/ABLTg/-マウスを用いた放射線損傷応答解析を行い、これまで得られた結果についての更なる分子メカニズムの追求を行いたい。放射線生物学我々は、本研究において、原爆被爆者の疫学研究から得られた知見と我々のこれまでの放射線発がん研究から明らかに知見をもとに、「放射線が、BCR/ABL転座を持つ細胞に新たな変異を誘発させることが放射線誘発白血病発症の一因である」という仮説を提唱し、今年度は、その解明を試みた。
新しい非薬物療法としての温熱療法の開発〜膀胱機能への温熱および寒冷刺激の影響〜

本年度は、昨年度確立した膀胱機能への温熱療法の効果の定量的評価法により、頻尿を訴える患者を評価することを主目的に研究を行った。検査手順であるが、まず摂氏25度の室温下で膀胱機能検査を行った。その後、15度の冷水に浸したタオルでソケイ部より膝下まで覆った5分後に同様に検査を行い、さらに10分間41度のエレベール浴による全身温浴後に検査を行った。被検者が最初に尿意を感じた時点での生理食塩水の注入量を初発尿意時膀胱容量、実際に膀胱収縮がみられた時点での注入量を最大膀胱容量とし、排尿時の膀胱収縮圧の最大値を最大膀胱収縮圧とした。10名に対し、検査を実施した。結果、初発尿意時膀胱容量は、室温下144.0ml、寒冷刺激後137.8ml、温浴後151.1mlであり、3群間で有意差は認められなかった。最大膀胱容量は、室温下では260.1ml、寒冷刺激後215.3ml、温浴後241.6mlであり、室温下と寒冷刺激後、寒冷刺激後と温浴後の変化は有意であった。また最大膀胱収縮圧は室温下66.4cm2-0、寒冷刺激後63.7cmH2-0、温浴後73.0cmH2-0であり、寒冷刺激後に比べ温浴後に有意に高値となった。なお、室温下での膀胱機能検査の結果、初発尿意時膀胱容量が150ml以下であったものは2例、最大膀胱容量が300ml以下であったものは6例、最大膀胱収縮圧が50cmH2-0以下であったものは1例であり、6名が過活動型膀胱に分類された。温浴により膀胱容量および収縮圧が改善したことにより、温浴が頻尿に対し治療上有効であることが示唆された。本年度は、膀胱機能への温熱療法の効果の定量的評価法の手技の確立を主目的に研究を行った。(1)ウロダイナミクス装置膀胱機能検査法として、ウロダイナミクス(シストメトリー)機器であるANDROMEDA社製エリップスを用いることとした。本年度は症例を通し、検査方法の取得および動作確認を行った。検査を行うにあたり、被験者のプライバシーや羞恥心に配慮して独立した個室を確保した。検査は、腹圧の影響を除くために仰臥位で行うこととした。また検査に当たり、被験者の苦痛を最小限にするために適切に局所麻酔薬を使用すること、検査による合併症を防ぐために必要に応じ抗生物質を検査後に投与することを確認した。そして検査機器や周辺機器、消耗品の清潔操作や廃棄方法について研鑽した。さらに得られたデータの処理法などについても研鑽した。(2)情報収集第12回日本排尿機能学会(2005年10月5日7日、長野県松本市)に参加し、最新の情報の収集にあたった。類似の研究を行っている研究者と情報交換し、最新の膀胱機能の定量的評価法や膀胱機能に対する基礎的研究についての講演や演題発表を聴講した。また、同学会機器展示ブースにて、ANDROMEDA社製品を取り扱っているエダップテクノメド社職員より、実物を用いてエリップスの操作方法や専用ソフトを用いたデータ解析方法、使用上の注意点について情報収集した。
家畜ふん尿処理液利用による環境保全型果菜類栽培システムの開発

家畜糞尿浄化プラントから排出される糞尿処理液は様々な無機成分を含むため,肥料資源として注目に値する.本研究では、牛ふん尿処理液を液肥としてトマトやイチゴ等の果菜類、あるいは葉菜類の栽培に利用することが可能であることを明らかにし、またそれらの栽培におけるシステムの検証を行った。トマトの砂耕及び土耕隔離床栽培では、牛糞尿処理液区の生育、収量は、対照区に比べやや低かったが,尻腐れ発生率も対照区と同程度であり、栽培への利用は十分可能であった.また、牛糞尿処理液を電気分解処理した高濃度液も、無機成分補正を行うことで、トマトの栽培は可能であり,また果実サイズは小さくなるが,可溶性固形物含有率などの品質を向上させることが明らかとなった.家畜糞尿の施用効果について食品残渣等を原料とする数種堆肥と比較しながら,静岡市の基幹作物である石垣イチゴでの利用可能性について検討した結果,牛糞尿処理液,牛糞堆肥,牧草堆肥での利用可能性が示唆された.葉菜類の栽培実験では、・栽培システムの検討、・栽培作物の検討、・培養液濃度、添加物の影響の検討を行った。牛糞尿処理液の生育阻害要因として無機組成のアンバランス、高塩類濃度に加え高pH、何らかの生育抑制物質の存在が考えられる。底面給液システム、NFT栽培において生育阻害の原因は主としてpHを低下させることで回避できることを明らかにしたが、生長抑制物質の存在についでは特定することができなかった。以上の栽培試験の結果より、生育阻害要因やその除去方法を明らかにすることで牛糞尿処理液の果菜類栽培における培養液としての利用可能性が大きく増すと考えられる。家畜糞尿浄化プラントから排出される糞尿処理液は様々な無機成分を含むため,肥料資源として注目に値する.本研究では、初年度として牛糞尿電気分解液を液肥としてトマトの掛け流し式点滴養液栽培、数種葉菜類の底面給液による培地栽培し,生育,収量,品質に及ぼす影響を調査した.砂耕及び土耕隔離床栽培では、牛糞尿処理液区の生育、収量は、対照区に比べやや低かったが,BER発生率も対照区と同レベルであり、栽培には十分利用可能であった.また、牛糞尿処理液を電気分解処理した高濃度液も、無機成分補正を行うことで、トマトの栽培は可能であり,また果実サイズは小さくなるが,可溶性固形物含有率などの品質を向上させることが明らかとなった.葉菜類の栽培実験では、(1)栽培システムの検討、(2)栽培作物の検討、(3)培養液濃度、添加物の影響の検討を行った。その結果、パーライトを用いた底面給液システムで、タカナを材料として実験を行った。牛糞尿処理液は、無機成分の組成バランスが悪く、硝酸態窒素濃度が相対的に低いために、全体の希釈濃度を上げると、他の塩類の障害がおこる。今後は塩類濃度が高くても生育可能な耐塩性の作物を選び、なおかつ窒素含有量の高い有機性堆肥あるいは培地と組み合わせることにより、硝酸態窒素濃度を上げ、生育の増大を計る必要があることが明らかとなった。実験1砂にそれぞれ体積比で,牛糞堆肥を20,40,60%,鶏糞堆肥を1,2,4%混合した培地に牛糞尿処理液(PLCM)を施用する区,砂のみの培地にPLCM,大塚ハウスA処方培養液を施用する区を設け、トマトを栽培した。その結果,牛糞堆肥を2060%混合した培地では生育,生産量は減少し,鶏糞堆肥14%混合した培地では,生育は向上するが,混合量が多いと果実生産量は減少することが明らかとなった.

実験2砂のみの培地に大塚ハウスA処方培養液,PLCMを施用する区(CNS区,PLCM),砂にそれぞれ体積比で,牛糞堆肥を8%混合した培地に大塚ハウスA処方培養液,PLCM施用する区(牛糞4C区,牛糞8C区,牛糞4P区,牛糞8P区)鶏糞堆肥を0.5,1,2,4%混合した培地にPLCMを施用する区(鶏糞0.5区,鶏糞1区,鶏糞2区,鶏糞4区)を設け、トマトを栽培した。その結果,牛糞堆肥48%は生育に影響を及ぼすほどの割合ではなく,PLCMと牛糞堆肥との組み合わせに問題があると考えられた.鶏糞堆肥の添加は有効ではあるが,添加量が多いと窒素過多となるためか果実生産量は減少する傾向があった.したがって,0.51.0%の混合割合が適当と考えられた.実験35パーライトを培地とする底面給液栽培システムにおいて、牛糞尿処理液の濃度や施用開始時期を変えて葉菜類を栽培し、利用可能性を検討した(実験3,4>。さらに、葉菜類の土耕栽培における牛糞尿処理液の利用可能性を検討した(実験5)。その結果、土耕栽培では牛糞尿液の利用可能性は示唆されなかったが、牛糞尿液の施用開始時期を定植1週間目以降とすることで葉菜類の栽培に利用できる可能性が示唆された。これは、定植後しばらくの間市販培養液で栽培することにより、葉菜類の根が十分に活着し、牛糞尿液による生育抑制への耐性が大きくなったためと考えられる。牛糞尿処理液の生育阻害要因として無機組成のアンバランス、高塩類濃度に加え高pH、何らかの生育抑制物質の存在が考えられる。牛糞尿処理液を用いた数種類の葉菜類を栽培試験し、コマツナ(Brassica campestris L.)'わかみ'を栽培試験に用いた。牛糞尿処理液濃度を変えて栽培試験すると、濃度が高くなるにつれて生育が抑えられた。牛糞尿処理液と同じ無機成分組成の同一無機組成培養液をつくり栽培試験をすると無機組成が同一にもかかわらず牛糞尿処理液では生育が抑えられた。よって牛糞尿処理液中には無機成分組成以外に生育を阻害する要因が存在する可能性が考えられた。そこで牛糞尿処理液と同一無機組成培養液とを比率を変えて混合しpH8.8にしたところ、処理区によって生育に差が生じなかった。そこで高pHが生育阻害要因と断定するために、もう一度同じ栽培試験を、栽培ベッドを連続しておこなったところ、牛糞尿処理液の比率が高くなるほど生育が抑制された。これは1作目と2作目の牛糞尿処理液の保存方法が異なるために違う結果となったことが分かった。幼植物検定の結果より、牛糞尿処理液のpHを下げると生育が良好になる結果をふまえ、実際の栽培での牛糞尿処理液のpH低下の影響を検討するためと何らかの生育抑制物質の可能性を検討するために、牛糞尿処理液と同一無機組成培養液の混合比率を変えpH低下処理をしたところ、牛糞尿処理液の混合比率が高くなるにつれて生育が抑制され、pH低下処理においては生育に改善はみられなかったが、葉色に向上が見られた。よって高pH以外にも何らかの生長抑制物質といった生育阻害要因が考えられた。以上の栽培試験の結果より、生育阻害要因やその除去方法を明らかにすることで牛糞尿処理液の果菜類栽培における培養液としての利用可能性が増すと考えられる。本研究では資源の有効利用と環境汚染防止という観点から,牛糞尿処理液のトマトや葉菜類栽培への利用を検討してきたが,コマツナの栽培では牛糞尿処理液のpH低下処理により生育が改善することを報告した.本年度は,pHと重炭酸濃度がホウレンソウの生育,品質に及ぼす影響を明らかにするためにNFT栽培により,牛糞尿処理液の利用可能性について検討した.その結果、牛糞尿処理液の高いpHを補正することで,生育阻害を軽減させることが可能であった。
カルシウム感知受容体の構造活性相関の解析とそのカルシウム代謝調節異常症への応用

ヒトカルシウム感知受容体の部分配列に対応する合成ペプチドを免疫し、抗血清を得た。この抗血清が実際にカルシウム感知受容体を認識するか検討するために、発現プラスミドであるpcDNA.CASRを陽イオンリポゾーム法にてCOS細胞にtransfectし、一過性にヒトカルシウム感知受容体を過剰発現させ、この細胞から抽出したタンパクをウエスタンブロット法にて検討したところ、ヒトカルシウム感知受容体に対応する約80kDaのバンドを特異的に検出した。また、原発性副甲状腺機能亢進症の副甲状腺腺腫組織から抽出したタンパクにおいても同様なバンドを検出した。そこで、このアッセイにより、以下の方法で低カルシウム血症をきたした特発性副甲状腺機能低下症の血清(3例)中にカルシウム感知受容体の自己抗体の有無を検討した。1)ヒトカルシウム感知受容体過剰発現細胞の可溶化膜標品をあらかじめ、4C、over nightで特発性副甲状腺機能低下症の血清とincubate後、上清をウエスタンブロットに用いてコントロールとバンドの変化を比較した。2)ウエスタンブロットに用いる抗血清と特発性副甲状腺機能低下症の血清を混合し、バンドの変化を比較した。いずれの方法にてもバンドの位置、濃度に変化を認めず、検討した特発性副甲状腺機能低下症の血清においてはカルシウム感知受容体に対する抗体の存在は明らかではなかった。同様の検討をわれわれが既に作製したPTH受容体過剰発現細胞と抗PTH受容体血清を用いて行ったが、特発性副甲状腺機能低下症の血清においてPTH受容体に対する抗体の存在は明らかではなかった。ヒトカルシウム感知受容体の細胞外ドメインから選択した部位に相当する7種類のペプチド(CASR1-7)を固層法により合成し、HPLCにより精製し、合成ペプチドを得た。CASR1;YPESKENKDVPTGSRRRGRPC,CASR2;ESDLGWTLASTSGLRLELEAY,CASR3;EML-DVPTGSRRRGRPC,CASR4;CWDLSSGHKKWIIOVPI,CASR5;CEVSGTLWQIQMHY,CASR6;CEVQAEURJSWSRWTLA,CASR7;CALDFKRKARSGSSSYSYGAM.これらをそれぞれ3種類のマウスに免疫し、それぞれのペプチドに対する抗血清を得た。抗原ペプチド(CASR1-7)を用いたドットブロット法によりそれぞれの血清の抗体価を評価した。いずれの血清も抗原を認識したが、なかでもN端細胞外ドメイン由来であるCASR2,CASR3で免疫した血清は強い活性を示した。そこで、最も強い活性を示した抗CASR2a抗体,抗CASR3b抗体を用いて実際のヒトカルシウム感知受容体を認識するか検討した。発現プラスミドであるpcDNA.CASRを陽イオンリポゾーム法にてCOS細胞にtransfectionし、一過性にヒトカルシウム感知受容体を過剰発現させ、この細胞から抽出したタンパクをSDS-PAGEにて泳動し、ウエスタンブロット法にて検討したところ、ヒトカルシウム感知受容体に対応する約80kDのバンドを特異的に検出した。また、site-directed mutagenesis法にてヒトカルシウム感知受容体の細胞外ドメインを一部欠失したmutant受容体を作成し同様の検討を行ったところ、欠失部位を認識する抗CASR2a抗体は受容体を認識しなかったが、抗CASR3b抗体では約65kDのmutant受容体を検出した。
耐塩性および形質転換ラン藻を用いた光合成の高塩環境適応機構の解明

1)耐塩性ラン藻(Aphanothece halophytica)の光エネルギー変換効率の波長依存性をPASを用いて測定したところ,光化学系Iが主要に働く波長域の光エネルギー変換効率は,高塩濃度の方が高いことが明らかになった。また,DCMUにより光化学系IIからの電子の流入をブロックした条件での光化学系Iへの電子の流入量は,塩濃度が高いほど多くなることが明らかになった。光化学系I,チトクロムc-553,NADHデヒドロゲナーゼ蛋白質の蓄積量が増加するが,フィコビリゾーム含量はやや低下した。以上の結果は,高塩濃度下で循環的電子伝達活性が高いことを示しているが,これらについては論文として発表した。2)耐塩性ラン藻のチラコイド膜の電子伝達活性は,培養条件により耐塩性が異なった。チラコイド膜の光化学系II活性は,このラン藻が蓄積する濃度のベタインで保護された。チラコイド膜のNADPHを経る光化学系Iの還元活性は,高塩濃度で培養したラン藻から単離したチラコイド膜の方が高かった。3)ベタイン合成遺伝子を導入した形質転換ラン藻(Synechococcus sp.PCC7942)のチラコイド膜では,NADPHを経る光化学系Iの還元活性が高いことが示された。4)シアノバクテリア(Synechocystis sp.PCC6803)のNADHデヒドロゲナーゼ遺伝子の欠損株は,wild型と比較して塩ストレス適応能が低下することが明らかになったが,このときmutantの光化学系I,光化学系II活性には大きな変化は見られなかった。塩ストレス適応能の低下は,NADHデヒドロゲナーゼ蛋白質の欠損による循環的電子伝達活性の低下か,光化学系I以降の部位低下によるものと思われる。