hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ES・iPS細胞を用いた網膜神経前駆細胞の分化機構の解析

網膜を構成する主要な細胞は、網膜神経節細胞、双極細胞と視細胞であり、視細胞は明暗を感知する杆体視細胞と,色覚を担う錐体視細胞とに大別される。これまでに発生あるいは再生の過程で、網膜前駆細胞から神経節細胞や双極細胞、さらに視細胞前駆細胞から杆体視細胞と錐体視細胞とに別れて分化する段階に関わる分子やその受容体、その後の細胞内シグナル伝達が精力的に解析されてきたが、その詳細は十分に明らかではない。我々はマウスES細胞並びにiPS細胞に眼発生に関わる重要な転写因子の一つであるpax6を遺伝子導入した後、限界希釈法を用いることでnestin,musashi1,six3,網膜前駆細胞の分化に関わる転写因子chx10を同時に発現する網膜神経前駆細胞株を複数樹立する事に成功した。iPS細胞から樹立した網膜前駆細胞は視細胞前駆細胞マーカーであるCD73を非刺激状態で50%程度、ロドプシン蛋白を中等量発現する。この細胞は様々な成長因子やケモカインに反応して更に分化してgreen-opsin,blue-opsin,red-opsinを発現する。一方、ES細胞から樹立した細胞株は優先的に網膜神経節細胞に分化する。即ち視細胞前駆細胞は異なったケモカインで杆体視細胞と錐体視細胞に分化調節されていることが明らかになった。ヒト網膜細胞の分化機構の詳細は不分明である。網膜神経前駆細胞から網膜神経節細胞を経て双極細胞や視細胞に分化すると考えられているが詳細は確認を要する。我々はiPS細胞から網膜神経前駆細胞を精製する培養法を確立しクローン化にも成功した。この網膜神経前駆細胞はnestin, musashi1, six3, chx10を同時に発現している。この細胞株はフィブロネクチン存在下に神経分化誘導培地とともに培養すると網膜神経節細胞、双極細胞および視細胞に自然に分化する。そこで視細胞への分化を加速させる基礎的検討として、この細胞を種々のサイトカイン、成長因子、ケモカインとともに培養して視細胞への分化誘導能を評価した。その結果、特定のふたつのサイトカインがCD73陽性の視細胞前駆細胞へ分化誘導できることが明らかになった。特定の培養条件下では95%程度の細胞がCD73陽性視細胞前駆細胞へと分化する。このような高純度の視細胞集団についてはこれまで全く報告は無い。網膜発生や再生をrecapitulateするこの細胞の特性をさらに明らかにするためと同時に高純度視細胞集団を将来網膜組織の再生に利用するためには網膜神経細胞シートの作成が必要と考え、神経細胞シートの作成を試みた。その結果、予備的ながら24層の細胞からなる視細胞シートの作成が可能になった。細胞シートが作成出来た要素の一つは、この細胞が軸策を長く伸ばす性質を持つためと思われる。通常の上皮細胞シートのような胞体同士の接着は全く認められず、軸索同士が接着してあたかも平に伸ばした綿のような形態を示した。この過程は網膜発生のなかでも視細胞層の発生過程をin vitroでrecapitulateしたものと思われ、今後ここに関わる転写因子を同定する。具体的にはSDF1とMCP1であり、それぞれの存在下は95%程度の細胞がCD73陽性視細胞前駆細胞へと分化する。これは更にRhodopsin陽性細胞とRed-opsinとGreen-opsin陽性細胞にまで分化する。これらの細胞株を用いて、視細胞分化の詳細を検討する事が可能になった。視細胞への最終分化機構にかかわるサイトカインを同定することができた。今後は、より高効率に視細胞を分化誘導できる条件を設定し、そこに関わる転写因子を明らかにする。24年度が最終年度であるため、記入しない。

上述したように高効率に視細胞を分化誘導できるようになったが、Rhodopsin陽性細胞とRed-OpsinおよびGreen-Opsin陽性細胞の分化の別れ道、分岐点については明らかでない。その点をこの細胞群を用いて明らかにする。24年度が最終年度であるため、記入しない。
レ-ザ-集光法によるファイバ-単結晶の育成とX線その場観察

標記課題のもとに交付を受けた研究費補助金にて無機化合物ファイバ-結晶育成用レ-ザ加熱装置を作製した。レ-ザ発振装置はネオジム(Nd)を添加したイットリウム・アルミニウム・ガ-ネット(YAG)をレ-ザ発振体とし、マルチモ-ドで最大発振出力50Wを得る。これを同時2分割光学系を通して±5%以内の精度で2分割し、300μのGI光ファイバ-で加熱装置まで誘導し、ワ-クディスタンス50mmの出射光学部2台を用いて最小スポット経100μとなるように集光し、試料に照射した。2台の出射光学部はファイバ-結晶育成方向に対して約45゚の角度を保ち、180゚に相対する位置に固定した。現在、メタホウ酸バリウム(BaB_2O_4)、イットリア(Y_2O_3)、各種希土類(Ln_2O_3)を添加したジルコニア(ZrO_2)などの溶融実験を行いファイバ-結晶育成のための基礎的デ-タ線回折法によるその場観察を行い、その結晶成長と相転移を調べた。装置としては試料水平型ゴニオメ-タを用い、白金基板上に数10μの微小結晶をなるべく接触しないように配置し、室温から1200°Cの温度範囲で試料X線回折プロファイルを収集した。低温型メタホウ酸バリウム(β-BaB_2O_4)は925°Cで高温型(α)になり、1105°Cで融解する。このβーα相転移を調べたところ、β相を加熱してα相に相転移させた場合には中間状態として非晶質相を経由するこを見いだした。この非晶質相はBaB_2O_4組成の融液と推定され、この様な融液相が生成する理由をオスワルドのステップ則に基づいて解釈した。また、1105°Cの融液を過冷却した時にβ相が初晶としてあらわれる場合の晶出温度が980°Cであることを明かにした。このことはβ相の融点が980°Cよりも高いとすると、やはりオスワルドのステップ則によって解釈出来る。β相の融点については昇温実験と降温実験とで矛盾があることを指摘し、今後の研究課題とした。
酸化ストレス発がんモデル動物の遺伝学的・分子生物学的解析

鉄ニトリロ三酢酸(Fe-NTA)腹腔内投与によるラット腎発がんは、転移が高頻度におこること,発がん過程でフリーラジカルによる組織傷害を伴うことに特徴を有する酸化ストレス発がんモデルである。ヒトの発がん過程においても酸化ストレスが炎症,放射線,紫外線など多面的に関わっていると考えられることから、この発がんモデルの詳細な解析を施行した。まず、Fischer344系統とBrown-Norway系統のラットをかけあわせ,F1動物を作成した。そのF1動物の雄にFe-NTAを腹腔内に3ヶ月に渡り投与し、その後1年以上経過観察することにより、50例以上の腎臓癌サンプルを収集した。これまでのマイクロサテライト解析により、ラット染色体5番と8番にアレル揖失が高頻度に発生することが判明していたため、染色体8番について解析を進めた。2系統でpolymorphicな34のマイクロサテライトマーカーを使用して、22の腫瘍についてアレル損失の解析を行った。染色体8番全体に高いアレル損失を認めたが、その中でも70%を越える高率の部位に関して、腎癌のcDNAマイクロアレイ解析による発現が有意に減少する遺伝子を検索した。今回,aminoacylase-1を新たながん抑制遺伝子の候補として見出した。これをRNA,蛋白レベルで確認した。細胞内画分を用意し,この蛋白が細胞のどの部分に存在するのかを検索した。核画分のみにおいてこの蛋白と結合する低分子蛋白の4本の強いバンドが出現した。これを切り抜きマススペクトロメトリーで同定すると、すべてヒストン蛋白であった。また,gpt deltaトランスジェニックマウスを使用して腎臓におけるFe-NTAの変異パタンの解析を行った。G : Cへの点突然変異ならびに1kb以上の欠損が高頻度に起こることが判明した。鉄ニトリロ三酢酸(Fe-NTA)腹腔内投与によるラット腎発がんは、がんの悪性度が高い、発がんの過程で鉄の触媒作用を介したフリーラジカルによる組織障害を伴っていることに特徴を有する酸化ストレス発がんモデルである。ヒトの発がん過程においても酸化ストレスが多面的に関わっていると考えられることより、この発がんモデルの詳細な解析を行った。まず、Fischer344系統とBrown-Norway系統のラットをかけあわせF1動物を作成した。そのF1動物の雄のみにFe-NTAを腹腔内に3ヶ月に渡り投与し、その後1年以上経過観察することにより、50例以上を腎臓癌を収集することに成功した。これまでのマイクロサテライト解析により、ラット染色体5番と8番にアレル損失が多いことが判明していたため、今回は染色体8番について解析を進めた。今回使用した2つの系統でpolymorphicな34のマイクロサテライトマーカーを使用して、22の腫瘍についてアレル損失の解析を行った。polymorphicな部位を選択しているので、PCR後のアガロースゲル電気泳動で正常では2本の同じ濃さのバンドが見られるはずであるが、アレル損失があるとバンドが基本的に1本になる。染色体8番全体に高いアレル損失を認めたが、その中でも70%を越える高率の部位に関して、腎癌のcDNAマイクロアレイ解析による発見が有意に減少する遺伝子を検索した。現在、このスクリーニングにより得られたがん抑制遺伝子候補のいくつかについて、リアルタイムPCRによる発現の確認作業を行っている。これは独立して、細胞内の二大還元系のひとつであるチオレドキシンと結合する蛋白として取られてきたThioredoxin-binding protein-2が、この腎癌においてそのプロモーター領域のメチル化により発現がほぼ完全に抑制されており、それが細胞増殖と関連していることが明らかになった。
神経系細胞の分化形質及び可塑性を規定する分子群の解析

哺乳類中枢神経系に存在する神経幹細胞は発生過程を通じてニューロン、アストロサイト、オリゴデンドロサイトなどの細胞へと分化する。本研究では神経幹細胞からアストロサイトへの分化系をモデルとして、神経系細胞が「排他的に自身の分化形質を維持する」メカニズムの解明を試みた。本年度はアストロサイト分化誘導性サイトカインの一つである骨形成因子(BMP)刺激に依存して、ニューロン分化及びニューロン発現遺伝子群の転写制御を行なうことが知られるRE-1 Silencing Transcription Factor/Neuron Restrictive Silencer Factor(REST/NRSF)の発現誘導が生じることを見出した。このメカニズムとしてREST/NRSF遺伝子転写制御領域にBMPシグナルの下流転写因子Smadの応答配列が存在することを見出した。また、神経幹細胞にREST/NRSFを発現させるとニューロン分化を抑制し、さらにREST/NRSFの機能を阻害するとBMP依存的なアストロサイト分化誘導を阻害することを見出した。さらに、成熟アストロサイトにおいてREST/NRSFの機能を阻害することにより、アストロサイトにおいて異所的にニューロンに発現する遺伝子の発現上昇が観察された。これらのことより、神経幹細胞からアストロサイト分化過程において発現するREST/NRSFがアストロサイトにおいてニューロンに発現する遺伝子群の転写を抑制し、アストロサイトの分化形質を維持していることが示唆された。
薬理活性インド-ル化合物群の合成研究

申請者は独自の物業仮説に基き、植物の成長をコントロ-ルして、米やりんごなどの食糧生産高をあげる効果のある化合物として、4位および2位置換インド-ル化合物群をデザインし、目的通りの薬理作用を持つ2,3の化合物を創造してきた。しかし、従来法によるこれら化合物の合成は極めて困難であった。今回我々は、合目的的であると同時に、簡単かつ独創的なこれら化合物の合成法を開拓することに成功した。本法を適用することにより、現在種々の誘導体合成を行なっている。また我々はパ-キンソン病治療に役立つ可能性を持つKSU1415(1)の開拓にも成功しており、さらに幅広く多様な誘導体群を合成し得る道を確立するために、麦角アルカロイドの一種で未だ全合成されていないchanoclavineーI acid(2)の全合成に挑戦し、我々の提唱する共通全合成という概念に基いた効率良い合成法を見出すことに成功した。さらに、インド-ル骨格中に位置選択的に官能基を導入するという難題にも挑戦し、1位に水酸基を持つ化合物群(3)の、合成法の発見に成功した。これらの化合物のAmesテストでは、変異原性を持たないことがわかり、新規なリ-ド化合物群となることは明らかである。上記の合成法を用いて、今後さらに種々の誘導体を合成し、それら化合物に特徴的な反応性や薬理作用の検討を行なっていく予定である。尚、1位に水酸基を持つインド-ルの化学は、世界広しといえども、我々以外は行なっていない。模倣でない、真に独創的な研究領域の扉を開くことができた。
近世阿波の森林資源と流通に関する地域史的研究

本研究は、阿波の山間地域を素材に、近世日本の森林資源をとりまく生業と流通構造について、具体的に解明することを目的としている。多くの森林資源を、人々がいかに管理・利用し、再生産してきたのか。この点を軸にしながら、18-19世紀における地域社会の変化を、支配構造・市場構造との関連の中で捉え直そうとするものである。具体的な研究対象は、林業経済史の中で「林業地帯」とされてきた阿波国那賀川上流の木頭地域である。2年目にあたる2018年度は、(1)基礎史料調査、(2)コア地域研究、(3)広域連環地域研究、(4)関係史料データベースの作成という四つの作業領域を設け検討を進めた。(1)として、湯浅家文書(旧阿波国那賀郡木頭村)の調査を進めた。湯浅家は、近世初頭から木頭村の肝煎・庄屋・組頭庄屋を務めた家である。本年度は、調査補助を得ながら、全18箱すべての現状記録調査と写真の全点撮影を終了させたことが大きな成果である。(2)としては、湯浅家の所在する近世木頭村の地域社会構造分析を進め、「切畑」として登録された山の、所有と利用のあり方(焼畑・薪・炭・椎茸・茶・楮)を明らかにし、その社会的諸関係が村の同族団関係(「株」)と深く関わっていることなどを解明した。その成果の一部は、論文として公表した。(3)としては、「取山」とよばれる那賀川上流にのみみられる徳島藩独自の山林類型について分析を進めた。あわせて、椎茸・茶などの産物が那賀川を経由して移出されていく様を、船持・荷問屋・小寄人という存在に着目し、分析を開始した。さらに、同じ徳島藩領でも吉野川水系・祖谷山地域における焼畑の存在形態を分析し、論文として公表した。これは那賀川上流地域の焼畑との比較を進める上で、重要な手がかりとなった。(4)として、(1)の写真をもとに、湯浅家文書のデータベース化の作業を進めた。2年目にあたる2018年度は、計画通り下記の研究を進めることができた。基礎史料調査当該地域の中心的文書群である湯浅家文書(旧阿波国那賀郡木頭村)の調査を進めた。2018年度末までに、全18箱(史料単位)の現状記録調査と、全点の写真撮影を、予定通り終了させることができた。那賀川上流地域の特徴を具体的に明らかにするコア地域研究としては、初年度に引き続き、湯浅家文書の所在する近世木頭村の地域社会構造分析を進めた。その結果、当該地域では、山の所有・利用に同族団が大きく関わっている点が明らかとなった。つまり「切畑」として登録された山を、「株」(同族団)の長である「壱家」が所有し、そのもとで「小家」が焼畑(穀物生産)や休閑期利用(薪炭・茶・楮生産)をしていたこと、近世の後期になるとこうした同族団的結合をつき破るような関係が新たに生み出されていくことが判明した。その成果の一部を「近世後期の焼畑と村落構造」(『歴史評論』825)として公表することができた。さらに、焼畑の比較類型にむけて、同じ徳島藩領でも吉野川水系に位置する祖谷山地域の焼畑を検討した。祖谷山では「名主」と呼ばれる壱家が「名」を支配し、「竿外地」(検地登録外の山野)を独占する特権を与えられていたことが判明した(「近世祖谷山と名に関する基礎的考察」『阿波学会紀要』62)。集落単位のコミュニティを「株」とするか「名」とするか、あるいは検地帳登録外か否かという点では異なるが、山野利用の独占をテコに壱家(名主)がその結合の核となっている点では共通するという点を見いだすことができたと考える。あわせて近世村落の内部構造分析の方法論錬磨を意図し、「三田智子著『近世身分社会の村落構造』に学ぶー村落論の立場からー」(『部落問題研究』228)を発表した。ここで学び得た視点を、本研究においても活かしたい。1)基礎史料調査、および4)湯浅家文書の目録データベースの作成;初年度・2年度で進めた湯浅家文書の調査成果を整理し、全点のデータベース化の早期完成・公開を目指す。残る7箱分の目録作成・入力を、可能な限り進め、今後の公開に備えたい。2)コア地域研究;初年度・2年度の成果である「近世後期の『切畑』と村落内関係」について、さらに分析し、成果を論文発表する。あわせて、「切畑」で生産された産物を含め、材木・薪炭・茶などの産物がいかに〝生産〟されたのかを、地域社会構造の中で位置づける分析を進める。3)広域連環地域研究;材木・薪炭・茶などの森林資源を、那賀川を介して流通させていく際に、高瀬船持や荷問屋と呼ばれる存在が重要な役割を果たしていた。この点をふまえながら、徳島藩が19世紀に実施した、山の産物流通統制「仁宇谷産物趣法」の実態や社会矛盾を解明する。この趣法は、藩が山村の百姓に銀子を前貸し、材木・炭・茶等の産物を那賀川河口の役所で回収、これを他国船に販売するシステムである。湯浅家は、その取締役を担当していたことから、関係史料が湯浅家文書には豊富に含まれている。

特に、「小寄人」と称する山方の仲買商人や、那賀川中流域に存在した「荷問屋」の形態、さらには河口部の諸問屋と徳島城下町商人との関係に着目することで、19世紀の流域における産物流通の実態や、それに対する藩統制のあり方を解明し、地域の変容を動態的に把握することを目指す。あわせて「仁宇谷産物趣法」には含まれない、椎茸や紙の生産や広域的な流通構造に着目し、これを分析する。本研究は、阿波の山間地域を素材に、近世日本の森林資源をとりまく生業と流通構造について、歴史具体的に解明することを目的としている。多くの森林資源を、人々がいかに管理・利用し、再生産してきたのか。この点を軸にしながら、18-19世紀における地域社会の変化を、支配構造・市場構造との関連の中で捉え直そうとするものである。具体的な研究対象は、林業経済史の中で「林業地帯」とされてきた阿波国那賀川上流の木頭地域である。しかし当該地域は、近世においては林業中心の地域ばかりではなく、多くの産物を生む雑木林や焼畑等、多様性に富んだ利用形態が確認できる。かかる地域が近世から近代にかけてどのように「林業地帯」へと変容したのか、そこに生きた人々にとっての意味を根底に見据えながら検討することを目指している。その際、1)基礎史料調査、2)コア地域研究、3)広域連環地域研究、4)関係史料データベースの作成という四つの作業領域を設け検討を進めている。初年度にあたる2017年度は、1)基礎史料調査と2)コア地域研究を進めた。まず1)基礎史料調査として、湯浅家文書(旧阿波国那賀郡木頭村)の調査を進めた。湯浅家は、近世初頭から木頭村の肝煎(庄屋)であり、19世紀には組頭庄屋として周辺地域である組村(組合村)を統括していた。従来もそのごく一部が史料紹介されていたが、本研究では全18箱(史料単位)の調査を進めるものである。2017年度末までに、16箱分の現状記録調査と写真撮影を終了させることができた。また2)コア地域研究としては、湯浅家の所在する近世木頭村の地域社会構造分析を進めた。焼畑の対象地で「切畑」として登録された山の、所有と利用のあり方を明らかにし、そのあり方が村の同族団関係(「株」)と深く関わっていることなどを解明した。その成果を、「近世後期の『切畑』と村落内関係」として研究発表することができた。本年度は、計画通り下記の研究を進めることができた。1)基礎史料調査当該地域の中心的文書群である湯浅家文書(旧阿波国那賀郡木頭村)の調査を進めた。2017年度末までに、全18箱(史料単位)中、16箱分の現状記録調査と写真撮影を終了させることができた。これによって本研究を進める上での、一つの重要な研究基盤を構築することができつつある。2)コア地域研究コア地域研究とは、研究対象である那賀川上流地域の特徴を具体的に明らかにするもので、本研究の中核部分にあたる。初年度にあたる2017年度は、とくに湯浅家文書の所在する近世木頭村の地域社会構造分析を進めた。当該村の人口変動、婚姻関係等の基本的なデータを整理・分析した上で、特に、焼畑の対象地で「切畑」として登録された山の所有と利用のあり方を明らかにした。またその所有と利用が村の同族団関係(「株」)と深く関わっていることなどを解明し、「近世後期の『切畑』と村落内関係ー阿波国那賀郡木頭村を中心にー」として研究発表した。これによって、論文執筆の条件を整えることができたと考える。あわせて流域地域における産物・石灰の産出と流通に関する論文「近世後期の山方の産物と請負ー『水井村正石灰』を中心にー」(『地方史研究』388、2017年8月)を公表した。この論文は必ずしもコア地域研究に属する内容ではないが、次年度以降に予定している広域連環
表情の分析・合成システムを用いた感性コミュニケーションに関する心理学的研究

我々が開発したFIPSと呼ばれるコンピュータシステムを心理学研究、特に、表情を中心とした対人コミュニケーションに関する実験的研究に利用して、人間の表情認識メカニズムの解明や表情認識訓練の開発などを進めてきた。また、表情合成の妥当性を高めるために、表情データベース構築についての基礎的作業に取り組んできた。平成6年度は、とくに、以下の作業を行った。(1)表情データベース作成のため顔モニター撮影システム(FACESCOPE)の神戸大学への設置とそのシステム利用の検討、及び、予備実験を進めた。この作業を通して、FACSの各AUを動かす訓練に、顔のモニターが効果があり、また、AUや個人による差はあるものの、平均して35回で基本表情を構成する主要なAUを正しく動かせるようになることが確かめられた。(2)表情認識メカニズムの解明の作業の一環としてFIPSによってAUをわずかずつ変化させて作った表情刺激を用いて表情の弁別閾を測定して、表情ごとの精神物理曲線を描く精神物理学実験を行った。その結果、表情によって描く精神物理曲線が異なり、大体2種類のパターンにわけられることがわかった。(3)表情研究のさらなる方向性を模索する試みのひとつとして日本と欧米のTVドラマを用いた表情識別実験のデータを分析し、日本人の表情認知メカニズムについて考察した。この作業により悲しみの表情の表出と認知における日米の文化差と、日本人が日本人の悲しみの表情と欧米人の悲しみの表情を別な認知メカニズムで処理していることが示唆された。
大理石骨病の発症機構における分子遺伝学的研究

大理石骨病は破骨細胞の機能不全により全身性にびまん性の骨硬化をきたす遺伝性疾患であり常染色体劣性遺伝形式をとる悪性型と常染色体優性遺伝の良性型に分類されている。常染色体優性および劣性遺伝型の大理石骨病の原因遺伝子をそれぞれ明らかにし、大理石骨病における発症機構を分子レベルで解明する事を目的として実験を行った。我々が扱った常染色体優性遺伝型の大理石骨病を持つ家系で連鎖解析を行ったところ、1p21内のmicrosatellite markerで組み換えが見られたため、この家系の大理石骨病の原因遺伝子は以前より報告されているローカスである1p21外であると考えられた。そこでトランスジェニックマウスやノックアウトマウスで大理石骨病の表現型が見られる遺伝子を大理石骨病の候補遺伝子として遺伝子変異スクリーニングを行った。それらの遺伝子はOsteoprotegerin(OPG)、Osteoclast differentiation factor(ODF)、Receptor activator of NF-kB(RANK)、TNF receptor associated factor 6(TRAF6)およびNF-kBの6つの遺伝子であるが、いずれの遺伝子にも有意な遺伝子変異を見つけだすことができなかった。一方、常染色体劣性遺伝型の大理石骨病の原因遺伝子に関しては研究期間中にFrattini等が一群の常染色体劣性遺伝型大理石骨病は破骨細胞特異的な小胞体型プロトンポンプのサブユニット(TCIRG1)の欠損によるという論文を発表した。そこで我々の症例でもそのTCIRG1遺伝子の異常を検索した結果、両方の対立遺伝子にそれぞれ異なる遺伝子変異が見つかった。日本人の常染色体劣性遺伝型大理石骨病においてもTCIRG1遺伝子異常で起ることを示した。
配偶子致死遺伝子を利用したコムギにおけるTILLINGシステムの開発

TILLING(Targeting Induced Local Lesion in Genome)システムは突然変異集団から点突然変異(ヌクレオチドの変異)を大規模にスクリーニングする極めて効率的な方法である。配偶子致死遺伝子(Gc遺伝子)は、パンコムギに染色体突然変異を誘発することは明らかになっている。本研究は、Gc遺伝子が点突然変異を誘発するかどうかを明らかにする目的の実験を行った。前年度までに、パンコムギ品種Chinese SpringにGc遺伝子の座乗する配偶子致死染色体2Cが添加された系統を育成し、そのF1子孫1139個体の内、表現型から2C染色体の無いと思われる692個体、及び、オオムギ3H染色体と2C染色体添加系統の子孫706個体の内、種子の取れた約400個体からDNAを抽出した。年度当初はこれらのDNAを用いてTILLINGする予定であったが、岡山大学資源生物科学研究所でDNA塩基配列のシークエンスを迅速にしてもらえることが判明したので、予定を変更して、3Hの子孫の約400個体についてオオムギの2つの遺伝子(rym4、uzu)の各5領域(それぞれ約500bp)のシークエンスを行った。その結果、rym4遺伝子については、20個体で1塩基の挿入が見つかった。この挿入の位置と塩基はランダムであった。uzu遺伝子については、15個体で11箇所にわたって塩基置換が見つかった。ところが、この内8箇所の置換は全く同じものであったことから、この置換は一世代前に起こって、分離したことが想定された。いずれにしても、本研究の結果は、Gc遺伝子が塩基レベルでの変異も高頻度で誘発していること、また、遺伝子領域によって異なる変異を誘発することを示唆した。今後は、これらの変異の再確認とTILLINGによる広範なゲノム領域における変異の解析を行う。配偶子(Gc:gametocidal)致死遺伝子はパンコムギに染色体構造変異を誘発するが、点突然変異も誘発するかは明らかでない。そこで、Gc遺伝子を利用してパンコムギのTILLINGシステムを確立できるかを明らかにするため、実験標準品種Chinese SpringにAegilops cylindrica由来のGc遺伝子の座乗している2C染色体が1本添加した系統(21"+1')を自家受粉して、突然変異の起こっていると期待されるF1集団を得た。2C染色体が有ると芒が生じるので、研究計画にあった2C染色体の無い個体を細胞遺伝学的に選抜することはせずに、1139個体を育成した。その内、芒が無かった692個体からDNAを抽出した。また、研究計画には乗せなかったが、オオムギ3H染色体が一対、2C染色体が1本添加した系統(22"+1')にChinese Springを戻し交雑したBc1集団を706を育成し、平成20年4月にDNAを抽出する予定である。この集団では、コムギだけでなくオオムギの3H染色体に座乗するDNA配列のTILLINGも可能にすることが期待できる。TILLINGのPCR条件の設定は予定より遅れているが、必要な試薬を購入しているので、平成20年度の早急に実際のTILLINGを合計1398個体を用いて開始する予定である。
PCR-CFLP(切断酵素断片長多型性)を用いた結核菌耐性遺伝子変異の直接検出法

日常検査として,PCR法が導入され結核の診断は迅速に行えるようになった。しかし,治療薬剤選択に関する情報は治療開始時には得られない。治療薬剤選択のため薬剤感受性試験は,純培養を含め810週と長期間を要する。また,培養不能菌の薬剤耐性の情報を得ることは全く不可能である。本研究の目的は,多剤耐性菌の迅速な検出法として,PCRによるrpoB遺伝子増幅産物の切断酵素断片長多型性(PCR-CFLP)検出法を開発することである。まず,臨床菌株から耐性菌株を収集し,これを用いてrpoB遺伝子のPCR-CFLPを試み,さらに菌株マーカーとなりうる反復配列IS6110遺伝子のPCR法によるフィンガープリント検出との比較を行う。リファンピシン耐性菌株の同定は,薬剤感受性試験にて臨床分離菌株から抗結核剤(RFP,SM,PAS,INH,KM,EB)の薬剤感受性スペクトル培地を用いたマイクロタイター法にて行った。その結果,臨床分離株から21/42(50.0%)株にリファンピシン耐性菌株がみられた。また,REF,SM,lNHの3剤に耐性のある多剤耐性菌株は6/42(14.3%)株であり,すべての薬剤(RFP,SM,PAS,INH,KM,EB)に感受性のある株は5/42(11.9%)株であった。IS6110遺伝子の反復配列の検出は,臨床検体およびコロニーからDNAを抽出し,PCRを用いて増幅後アクリルアミドゲル電気泳動で解析し,銀染色にて検出した。この方法により培養を必要とせず直接検体から菌株の鑑別同定が可能となった。リファンピシン耐性菌株と感受性菌株の鑑別のための検査として反復配列のパターン解析を行ない,パターンの比較を行った。リファンピシン耐性株に特異的なパターンおよびバンドは認められず,リファピシン耐性株と感受性株を比較してもパターンの差は認められなかった。同パターンを示す株の感受性検査を比較したところ,リファンピシン耐性株と感受性株が存在した。また,多剤耐性株と感受性株を比較したところパターンに差は認めらなかった。PCR-CELP法によるrpoB遺伝子の点突然変異検出は,現在検討中である。今日結核の治療開始時に,治療薬選択に関する迅速検査に適切なものがない。結核治療のための菌の薬剤耐性試験を施行するためには,810週と長期間の培養期間を要し,治療開始前に情報入手ができない。培養不能菌の薬剤耐性の情報を得ることは全く不可能である。レファンピシン耐性菌株の同定は,薬剤感受性試験にて臨床分離菌株から抗結核剤(RFP,SM,PAS,INH,KM,EB)の薬剤感受性スペクトル培地を用いたマイクロタイタ-法にて行った。その結果,臨床分離株から6/21(28.6%)株にリファンピシン耐性菌株がみられた。いずれの菌株も,SM,INHなど多剤耐性パターンを示した。現在,耐性菌株と感受性菌株の鑑別のための検査としてリファンピシン耐性菌株の反復配列のパターン解析,PCR-CFLP法によるrpoB遺伝子の点突然変異検出の比較検討中である。

リファンピシン耐性菌株と感受性菌株の鑑別のための検査として反復配列のパターン解析を行ない,パターンの比較を行った。リファンピシン耐性株に特異的なパターンおよびバンドは認められず,リファピシン耐性株と感受性株を比較してもパターンの差は認められなかった。同パターンを示す株の感受性検査を比較したところ,リファンピシン耐性株と感受性株が存在した。また,多剤耐性株と感受性株を比較したところパターンに差は認めらなかった。PCR-CELP法によるrpoB遺伝子の点突然変異検出は,現在検討中である。
後天的身体障害者のアスリートキャリア形成に関する社会学的研究

車椅子バスケット日本代表クラスの後天的身体障害者を対象に、彼ら/彼女らのアスリートキャリア形成に関して検討した。このプロセスでの性差として、主に車椅子バスケットに参加する契機の相違が認められた。男子は他律的な面が顕著であるのに対し、女子は自律的な面が顕著であった。その後の車椅子バスケットに定期的、継続的に参加するようになる要因としては、良き仲間を得たことや車椅子バスケットそれ自体の魅力が、参加し続ける要因としては、向上心とともに、身近にアスリートとしての同志や役割モデルを得たことが認められた。こうした一連のアスリートキャリア形成をめぐる主な問題点として、競技活動と仕事や家庭との両立、また練習場所や資金といった物的な側面が認められた。日本代表クラス競技者の車椅子バスケットへの社会化をめぐる性差について検討するために、女子代表クラス5名に対し、彼女らの生いたちから障害を克服し車椅子バスケットへの社会化を遂げるまでに関して調査を行った。そこで得たデータと既に得ている男子代表クラス5名のデータとを比較検討した結果、男子において、車椅子バスケット界の他者(先輩等)からの勧誘・支援により車椅子バスケットへの社会化を遂げる過程が顕著に認められた。このことは、彼らの居住地域にはいわば車椅子バスケット界の障害者ネットワークが形成されていたことを物語るものと言えよう。女子の場合、自力で車椅子バスケットに参加するようになった者がほとんどであり、男子よりもそうしたネットワークが不足していると考えられる。車椅子バスケットの普及度の性差の問題が指摘されよう。なお、女子においては、彼氏の反対によって車椅子バスケットへの取り組みを中止せざるを得なかった者もいた。こうした社会化の阻害要因は女子特有のものではないかと思われる。また、わが国のトップレベルのクラブメンバーの車椅子バスケットに参加し続ける要因と問題点を検討するために、仙台市を拠点とするクラブを対象に調査を行った。主な知見は次の通りである。まず、参加し続ける主な要因としては、車椅子バスケットの魅力とともに、重要な他者であるチームメイトの情緒的支援が挙げられる。主な問題点としては、仕事との両立、経済的側面(強くなろうとするほど遠征費が増えること)が挙げられる。ただし、本年度、当クラブの活動を支援するスポンサーが現れ、それによってメンバーの遠征費の負担がかなり軽減された。活動場所の問題もほとんど有しておらず、指導者の言の通り他のクラブよりも恵まれているようであった。「わが国のトップレベルのクラブメンバーの車椅子バスケットに参加し続ける要因と問題点」を検討するために、東京都を拠点とするクラブのリーダー1名、他の選手5名、運営スタッフ2名に対するインタビューおよびクラブ活動の観察等を行った。当クラブは2002年に有志3名によって結成され、2年後には東京都の大会で優勝を遂げた強豪クラブである。選手達は当クラブのリーダーを慕って他のクラブから移籍した者がほとんどであり、インタビュー対象の5名は皆そうであった。リーダーも含めた選手6名は、障害を負った後に車椅子バスケット関係者から誘われ練習に参加するようになった。彼らが競技的に参加し続けるようになったのは基本的に、ある時期にトップレベルのプレーに触れ、その魅力や凄さに惹かれたことを契機に、やがて同志や目標(憧れ)となる役割モデルを得たこと、そうした中で向上心が強化されたことによる面が大きいとみられる。トップレベルのプレーに触れた時期は一様ではなく、最初の頃に触れた者もいれば、始めてから暫く経ち活動レベルに物足りなさを感じていた頃に触れた者もいた。また、「障害によって失った青春を取り戻せると感じた」「汗をかける」「杜会で感じるバリアがない」といった、要因に関するユニークで貴重な語りも得られた。問題点として挙げられたのは主に、仕事や家庭生活との両立、定まった練習場所がないこと、全体練習があまりできないことなどであった。こうした知見は、障害者の競技スポーツを振興するため、ならびに後天的身体障害者にとってのスポーツの意味を考えるための有効な手がかりになると考えられる。
直接不定胚誘導によるクローン植物生産法の開発

本研究は、直接不定胚誘導法をクローン植物の大量繁殖技術として確立することを、目的としている。本法では、植物ホルモンを用いた誘導培養により植物切片組織内の細胞に新たな細胞間極性を誘導し、その後、植物ホルモンを含まない培地にて不定胚を発展させる。ニンジン無菌種子由来の芽生え下胚軸を検討試料として用いている。昨年度の検討において、外形変化の連続観察により、不定胚が下胚軸切片両端部より生じるカルス部からではなく胚軸周囲全体より発生することを確認するとともに、培養条件の検討により、発展培養段階において光照射が必要であること、カルシウム強化が不定胚形成を促進することなどが示された。本年度は、これらの成果を踏まえ、不定胚発生のために要する組織の特性について更に検討を進めるとともに、バイオリアクターを利用した大量・自動処理のための試験を行った。1不定胚発生過程にある組織について、凍結切片・透明化試料を作成し内部観察を行った。不定胚発生に先立ち、厚い細胞壁を有し核酸合成が盛んである厚角組織の発展がみられること、この厚角組織を基部として不定胚が発生することを確認した。使用材料依存性について、芽生えの下胚軸長さと不定胚発生頻度との相関を検討し成長度が低く短い下胚軸切片より多くの不定胚が発生すること、より長い下胚軸を用いた場合には、不定胚の発生およぴ厚角組織の形成が抑制されることを明らかにした。2液体培養における操作条件の不定胚発生への影響について試験管・培養プレートを用いた基礎検討を行い、培養液の流動がある場合には、不定胚の形成・成長が促進される一方、不定根の伸展が顕著であることを確認した。3エアリフト型バイオリアクターを用いた培養試験を行い、"2"に示した結果を確認するとともに、1本の芽生えより計6週間の培養により平均1700本の不定胚を誘導することに成功した。脱分化増殖カルスを経由せずに、組織片から直接的に不定胚を形成させる方法である。試験材料にはニンジン無菌種子由来の実生下胚軸を用いた。植物ホルモンとして2,4-Dを含む培地上で730日間、誘導培養を行い、植物ホルモンを含まない培地に移して不定胚の発展を観察した。操作の簡易化と植物体発生効率の向上を課題とした検討により、本年度は以下の成果が得られた。1植物ホルモンなど培地成分の組織片への浸透が不定胚形成効率に影響を与えている可能性を考慮し、浸透促進のための処理切片の細分化およびDMSO処理の影響を検討した。しかしながら、ともに不定胚形成促進効果は得られなかった。2直接不定胚形成過程を解析するために、デジタルカメラを装着した実体顕微鏡システムにて切片の形態変化を連続的に観察、記録した。その結果、組織切片切断面からは脱分化カルスが発生し、カルス部からはほとんど不定胚は発生しないこと、不定胚は切断面に近い部位に比較的多く見られるが、切片全体の表層下部より発生していることが明らかになった。3不定胚発生頻度に対する作用因子として、光照射、ポリアミンおよびカルシウムの添加の影響を検討した。ポリアミンおよびカルシウムの添加については、脱分化カルス細胞からの不定胚誘導に促進効果が見られている。その結果、光は誘導培養段階には必要ではないが、その後の不定胚発展段階には必須であること、ポリアミンの添加は影響しないこと、発展段階でのカルシウム添加は再分化を促進させることが明らかとなった。

3エアリフト型バイオリアクターを用いた培養試験を行い、"2"に示した結果を確認するとともに、1本の芽生えより計6週間の培養により平均1700本の不定胚を誘導することに成功した。
希土類アモルファスリン酸塩の合成と紫外線遮断剤への応用

安全で副作用を及ぼさない全く新規な紫外線防御剤の開発を目指し、セリウム(Ce)とチタン(Ti)の複合アモルファスリン酸塩を合成した。開発したアモルファスCe_<1-x>Ti_xP_2O_7リン酸塩は、紫外線(波長400nm以下)を効率よく吸収し、組成を変えることで任意に吸収波長を制御できることが明らかとなった。また、油脂の酸化活性の評価を行ったところ、アモルファスCe_<1-x>Ti_xP_2O_7には従来の酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムに見られた光あるいは熱による酸化は見られず、皮脂や他の有機物を分解しないことが明らかとなった。しかしながら、これらの特性はアモルファス状態であるときのみ得られるため、アモルファス状態の安定化について検討した結果、リン酸塩中に高価数でリン(P)よりもイオン半径の大きいニオブ(Nb)やタンタル(Ta)を導入することで、耐熱温度を400°Cから650°Cまで引き上げることに成功した。さらに、アモルファスを構成するリンをタングステンで置換することにより、また、チタンをジルコニウムで置換することにより、長波長領域の紫外線を完全に遮断可能である新規な紫外線遮断材料を開発した。この材料は、粒子径30nmのナノ粒子で構成されており、組成の変化によって光吸収波長を制御できる。鮮やかな黄色を呈することから、紫外線遮断剤としての応用に限らず、ナノ黄色顔料としての応用も期待できる。また、人体や環境に対して有害な金属を全く含まないため、副作用を及ぼさない環境調和型の材料となることが明らかとなった。本研究では、セリウム(Ce)とチタン(Ti)の複合アモルファスリン酸塩を母体材料として選択し、安全で副作用を及ぼさない全く新規な紫外線防御剤の開発を目指した。金属リン酸塩を選択した理由は、地球上に鉱物として存在するだけでなく、骨や歯の構成成分の一つとしてもよく知られており、人体に対して全く無害だからである。そして、得られた複合アモルファスリン酸塩の組成、構造、形態と紫外線防御能との関係を明らかにし、紫外線防御剤として応用する際に問題となる触媒活性や耐熱性の評価を行うとともに、耐熱性を付与することで化粧品としてだけでなくプラスチック、塗料やフィルムなど、幅広い応用を視野に入れた検討を行った。開発したアモルファスCe_<1-x>Ti_xP_2O_7リン酸塩の紫外可視反射スペクトルを測定したところ、紫外線(波長400nm以下)を効率よく吸収できることが分かった。また、その吸収波長はTi量の増加に伴い短波長側にシフトするため、組成を変えることで任意に吸収波長を制御できることが明らかとなった。また、実際に製品として用いる際に重要な各試料の触媒活性の評価を行ったところ、アモルファスCe_<1-x>Ti_xP_2O_7には従来の酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウムに見られた光あるいは熱触媒活性は見られず、皮脂や他の有機物を分解しないことが明らかとなった。しかしながら、これらの特性はアモルファス状態であるときのみ得られ、結晶化すると失われる。そこで、アモルファス状態の安定化、すなわち耐熱性の付与について検討した結果、リン酸塩中に高価数でリン(P)よりもイオン半径の大きいニオブ(Nb)やタンタル(Ta)を導入し、CeとTiの比を固定したままリン酸塩中の架橋酸素量を減少させることで、少なくとも650°C(添加前に比べ200°C以上も高い温度)まで結晶化を抑制することに成功した。
光二量化反応に基づいた有機化合物の可逆的な相構造制御とその応用に関する研究

アントラセンカルボン酸に置換基を導入して得られたさまざまな化合物は室温において結晶相を示した。この化合物を加熱溶融した状態で紫外光を照射してアントラセンの光二量化反応を進行させたところ、得られた光二量体は結晶相を示すものと、アモルファス固体相を示すものがあること分かった。さまざまな測定および計算シミュレーションの結果、アモルファス固体相を示す要因は、光二量体に構造異性体が存在すること、および溶融状態での拡散速度が遅いことが示唆された。また、光二量体は高温に加熱すると熱逆反応により元のモノマーに戻り結晶相を示すことが分かった。この現象を利用して書き換え可能な光パターニングの作成に成功した。本年度は、各種アントラセンカルボン酸誘導体の溶融光二量化と熱戻り反応を系統的に調べ、溶融状態のアモルファス相の固定化に関するメカニズムをある程度明らかにした。また、フォトマスクを用いた光パターニングを試みたところ、2ーアントラセンカルボン酸誘導体(光照射部位がアモルファス固体相、未照射部位が結晶相)と9ーアントラセンカルボン酸誘導体(光照射部位が結晶相、未照射部位がアモルファス固体相)から、それぞれがネガポジの関係になるパターンを作成することが出来た。さらに、このパターンは約200°Cに加熱すると消去することができ、再生したサンプルは繰り返し光パターニングに使用できることを明らかにした。これまでの結果をまとめ国際誌に投稿したところ、改訂後にアクセプトされ、掲載されることになった。アントラセン光二量体の構造異性体をHPLCで分取することに関しては、まず分析用のHPLCにより異性体分離が可能な条件(カラム、溶液の種類など)を明らかにした。次に、直径の大きい分取用のカラムを購入し、分取HPLC用の機器を整えたが、今のところ光二量体の単離には成功していない。この原因としては、異性体間の極性の差が小さいこと、および光二量体の溶媒への溶解性が低いことが考えられる。この課題を解決するために、現在リサイクル分取HPLCに取り組んでいるところである。アントラセンとそれ以外の機能性官能基を組み合わせて新たな光機能性材料を開発する試みに関しては、有機半導体や有機ELにしばしば応用されているペリレンの導入を試みた。まず、5段階の合成経路からなる目的化合物をデザインした。実際に、合成を行ったところ最終5段階目の反応で収率が極端に低くなり、物性評価するほどの量が得られなかった。本年度は、まずシアノビフェニル基を有するアントラセン光二量体の構造異性体の分離をリサイクルHPLCで試みた。分析用HPLCによると少なくとも3種類の構造異性体が存在していたが、そのうち1種類を分取することができた。単離された構造異性体は室温で結晶相を示すことがわかった。分取する前のアントラセン光二量体は室温でアモルファス固体相を示すので、構造異性体の混合物であることがアモルファス固体相発現の理由の1つであることが明らかとなった。一方、ヘキシル基を有するアントラセン光二量体も3種類の構造異性体から成るが、こちらは室温で結晶相を示す。したがって、構造異性体の混合物であることはアモルファス固体相発現の必要条件ではあるが、十分条件ではないことが分かっていた。そこで、各種アントラセン光二量体の溶融状態における構造、物性等を分子動力学法を用いた計算シミュレーションにより解析することを試みた。その結果、溶融状態における光二量体の拡散速度が、室温で結晶相を示すものでは速く、アモルファス固体相を示すものでは比較的遅いことが示唆された。これにより、溶融状態で拡散速度が速いアントラセン光二量体は安定な構造に辿り着いて結晶相へ転移することができるが、拡散速度が遅いものは安定な構造に辿り着く前にガラス化するということで矛盾なく実験事実を説明することができた。一方、新たな電子・光機能性材料の開発を目的とし、ペリレン含有アントラセンを合成した。本化合物はペリレン骨格に基づく蛍光を発光し、溶融状態からの冷却時にスメクチック液晶相を発現した。しかし、アントラセン部位が吸収する紫外光を照射したところ、二量化反応は進行しなかった。これは、ペリレン部位が紫外光を吸収してアントラセン部位が励起されないか、あるいは励起されたアントラセンからペリレン部位にエネルギー移動を起こしているためと考えられる。本年度は、我々の見出した特定のアントラセン光二量体が室温で固体アモルファス相を発現するメカニズムを解明することを試みた。そのためにまず種々のアントラセン誘導体を系統的に合成した。まず、2-アントラセンカルボン酸、および9-アントラセンカルボン酸を原料とし、エステル結合によりアルキルスペーサーを導入した。

さらにアルキルスペーサーの末端にメソゲン基(液晶性基)を導入したものも種々合成した。得られたアントラセンモノマー誘導体を様々な条件下(融解状態、結晶状態)で光二量化させ、得られた光二量体の室温における相状態および構造異性体成分について調べた。その結果、光二量体において2種類以上の構造異性体(head-to-head、head-to-tail、syn、antiなど)が形成していることが、固体アモルファス相発現にとって必要条件であることが分かった。9-アントラセンカルボン酸誘導体モノマーから得られた光二量体や、結晶相において光二量化させた2-アントラセンカルボン酸誘導体の光二量体は、構造異性体が存在せず、ただ1種類の光二量体しか生成しなかったが、この光二量体は室温および比較的高温でも結晶相を示し、固体アモルファス相は示さなかった。また、固体アモルファス相を示したアントラセン光二量体の熱的挙動を調べたところ、室温より高い温度でガラス転移点を示し、さらに光照射実験を行った温度(約150 °C)付近でも非常に粘度が高いことが分かった。このことから、固体アモルファス相を発現するアントラセン光二量体は、融解時における熱運動性が低いということが分かり、さらにこの熱運動性の低さは末端のメソゲン基に由来することが示唆された。アントラセン光二量体のHPLC測定では、分析用で適当な測定条件を見つけられても、それが分取用にもそのまま使えるとは限らなかった。特に、溶離液への溶解度が極端に低いため、もし適切に異性体の分離が行えても、分取には相当な量の溶媒が必要であることが分かった。そこで、溶離液を回収することができるリサイクルHPLCを試みることになり、現在も取り組んでいる。ペリレン部位をアントラセンに導入する試みに関しては、まず、ペリレンテトラカルボン酸ジイミドの片方のイミドにスペーサーを導入すべく、類似物質の文献をもとに合成を進めた。文献に従い中間生成物の精製をほとんど行わず、次のステップに進んでいたが、結局それが原因で最終生成物の収率が低かったと思われる。本年度は、我々の見出した特定のアントラセン光二量体が室温で固体アモルファス相を発現するメカニズムを解明することを目標とした。解明する手段として、1)種々のアントラセンモノマーを系統的に合成して、それから得られる光二量体の相状態を調べる、2)光二量体中に含まれる構造異性体を分取して、個々の異性体の性質を調べる、3)選択的に1種類の光二量体を合成する、という方法が考えられた。本年度は全ての方法を試みるまでには至らなかったが、1)の方法を用いて研究を進めることによりある程度固体アモルファス相発現のメカニズムを解明することが出来た。今年度は、リサイクルHPLCを用いてアントラセン光二量体を構成する異性体の分取を試み、アモルファス固体相発現のメカニズムをより明確にする。引き続き、アントラセンとペリレンを結合させた新規機能性材料の開発を試みる。まずは、最終合成ステップの前に、中間生成物の精製を行う予定である。目的化合物が得られた場合、光相変化特性および蛍光発光特性などを調べる。また、溶液塗布による機能性薄膜の作成を目的とし、光による液晶相-アモルファス相変化が可能なアントラセン含有ポリマーの合成も試みる予定である。
ハロゲン化多環芳香族炭化水素類とその誘導体の網羅的同定とリスクスクリーニング

ハロゲン化多環芳香族炭化水素類(ハロゲン化PAHs)は、環境残留性や有害性の観点から新規残留性有機汚染物質の候補となり得る化学物質群であるが、包括的な環境汚染調査やリスク評価が行われていない。そこで本研究では、不足していた高リスクが推定される標準物質の新規合成を行い、一般環境汚染実態の包括的把握と主要な汚染源の探索を行う。また、これら汚染調査結果に基づいて、ヒトへの主な曝露経路の推定とリスクレベルの評価を行う。昨年度までに、廃棄物焼却施設がハロゲン化PAHsの主な発生源の一つであること、これらのハロゲン化PAHs(塩素化ピレン)は気相中でピレンが逐次的に塩素化していく反応経路が主であることを明らかにした。また、生態リスクを考慮して代謝物(ヒドロキシ誘導体など)の合成の検討を開始し、一部の物質については単離でき、NMRによる構造決定を行った。今年度は、別の発生源の一つである食品調理中に生成するPAHsやハロゲン化PAHsを網羅的に調査し、9-Chlorophenantherene、9-Chlorofluorene、3-Chlorofluoranthene、1-Chloropyreneが主要生成物質であることやそれらの濃度に関する情報を取得した。また、曝露経路別の曝露量を推算した結果、調理後の食品を経口摂取するよりも、調理排ガスを吸入することによる吸入曝露量が多くなることが示され、吸入曝露経路のリスクが高い可能性を示した。さらに、ハロゲン化PAHsの代謝物の一部に関して、有害性評価とその分析法開発を行っい、母核となるハロゲン化PAHsとその代謝物の有害性を比較すると、代謝物の有害性が上昇していることが示唆された。ハロゲン化PAHsのリスク評価やその誘導体の有害性評価・分析法開発が順調に進んでいることから、当初の予定通りである。引き続き、高塩素化PAHsの合成と共に、生態リスクを考慮して代謝物等の合成と有害性評価を進める。また、それらの物質の分析方法の開発や環境汚染実態の調査を行う。初年度は、3塩素化体以上の高塩素化PAHsの合成を試み、6塩素化体までの生成を確認した。また、年間通して採取した過去の大気試料と40施設程度の廃棄物焼却施設排ガスの試料を活用して、ハロゲン化PAHsの排出実態(年間排出量)と汚染実態を調査した。得られたハロゲン化PAHs年間排出量結果と大気拡散モデルを用いることで、焼却施設由来のハロゲン化PAHsの大気中濃度への寄与度を推定した。その結果、廃棄物焼却施設はハロゲン化PAHsの主な発生源の一つであることと、一部の物質は廃棄物焼却施設からの排出だけでは説明できないことを明らかにした。なお、ハロゲン化PAHsを高排出する廃棄物焼却施設に対して、燃焼条件や排ガス処理方法の改善を行うことで、ハロゲン化PAHsの大気中への排出総量を効率よく削減することが可能であり、大気中ハロゲン化PAHs濃度の削減も行えることが明らかとなった。また、毒性等価換算係数が物質ごとに大きく異なるため、大気中濃度が低くても、毒性等価換算係数が大きいハロゲン化PAHsに関しては、注意を払う必要があることが明らかとなった。発生源や汚染調査が順調に進んでいることから、当初の予定通りである。昨年度、廃棄物焼却施設がハロゲン化PAHsの主な発生源の一つであることを明らかにしているため、今年度は一部のハロゲン化PAHs(塩素化ピレン)に着目し、廃棄物焼却施設を模擬したポリ塩化ビニル(PVC)の燃焼実験と反応速度解析を行った結果、気相中でピレンが逐次的に塩素化していく反応経路が主であることの直接的な証拠を初めて明らかにした。この研究成果は、ハロゲン化PAHsの生成抑制技術の開発に資するだけでなく、極微量の燃焼副生成物質の反応解析分野に大きな影響を与える成果である。これらの知見を活用することで、実施設の排ガス中ハロゲン化PAHsの排出抑制するための排ガス処理方法を明らかにした。さらに、生態リスクを考慮して代謝物(ヒドロキシ誘導体など)の合成の検討を開始し、一部の物質については単離でき、NMRによる構造決定を行った。ハロゲン化PAHsの生成・排出機構解析やその誘導体の合成が順調に進んでいることから、当初の予定通りである。