hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大学における科学的根拠に基づく発達障害者への合理的配慮－当事者と周囲との合意形成

研究I発達障害のうちASDに関する合理的配慮の先行研究を調べたところ、研究が少なかったものの、個室受験など、LDとは異なる配慮が検討されていることが分かった。次年度実施予定の時間延長の妥当性に関する実験の準備を進め、試験における困り感を測定する項目を作成したほか、教科、対象者の条件、状態像を把握するための認知検査等を決定した。研究II障害学生支援への許容度に関する認識を明らかにするため、大学生および教員を対象としてASD学生への支援に対する許容度、および実施可能性について、ASDと身体障害との比較から捉えることを目的とした。質問紙調査より、ASD学生に対して周囲が支援を行う場合、教員では、授業中の情報伝達方法の工夫、学生では、授業環境の整備やグループワークでの役割分担の実施可能性が高いことが明らかとなった。研究III発達障害の中でも自閉スペクトラム症(ASD)のセルフアドボカシースキルについて焦点をあてた研究動向について検討を進めた。「ASD」と「Self-Advocacy」をキーワードとして2018年までの研究をAmerican Psychological Associationが提供する「PsycINFO」を用いて検索し、82件が抽出された。対象としては、当事者だけでなくその保護者や支援者(教員等)を対象とした研究があることがわかった。また、自己決定と自己効力感がセルフアドボカシーと強く関連していることがわかった。定期的な研究会を開催し、進捗状況を確認しながらすすめている。研究Iの研究協力者である発達障害のある高校生をリクルートすることが今後の課題であり、各関連機関と連携を深めている。
シャットネラ赤潮から急激な貧酸素化をもたらす海洋微生物群集の実態解明

2010年から2012年夏の海洋観測により,橘湾から有明海奥部にかけて,低塩分かつ高水温で,クロロフィルa濃度および溶存態有機物濃度が高い上層水ほど,浮遊性細菌1細胞あたりの呼吸活性が高くなることが示された。また,シャットネラの培養実験により,シャットネラ細胞の周囲にはγおよびαプロテオバクテリアを含む多様な細菌群が存在し,シャットネラの増殖に伴って放出される親水性の溶存態有機物を利用して増加することが示唆された。有明海の小長井漁港および近隣のアサリ漁場における海洋観測を行い、得られた海水試料について、シャットネラ細胞数、全細菌数、溶存有機炭素濃度を測定したところ、水温と全菌数、および溶存有機炭素量と全菌数の間でそれぞれ高い相関が見られたが、シャットネラ細胞数と細菌数や溶存有機炭素濃度には正の相関は認められなかった。そこで、培養実験では、シャットネラマリナおよびシャットネラアンティカから放出される溶存有機物量を定量し、シャットネラ細胞の周囲に存在する細菌群集の現存量および群集組成の動態をより直接的に明らかにすることを目指した。その結果、シャットネラマリナおよびシャットネラアンティカ株の各培養において、対数増殖初期と定常期初期の2つの時期に溶存有機炭素量の顕著な増加が見られた。培地中の全細菌数は溶存有機炭素量の増加と同時期に増え、各シャットネラ株の培養初期と培養後期に顕著な増加が見られた。シャットネラ株の培養期間を通じてγ-プロテオバクテリアが細菌群集の主要グループだったが、培養中期にはα-プロテオバクテリアの割合が増加する傾向が見られた。これらの実験結果から、天然においてもシャットネラ赤潮の発生によって、その初期と後期に大量の溶存有機物が海水中に供給される可能性が示唆された。放出された有機物は、シャットネラ細胞周辺に存在する主にγおよびαプロテオバクテリアによって消費されると考えられ、これらの細菌がシャットネラ赤潮の崩壊前から高い酸素消費を行っている可能性が示唆された。以上の知見は、諌早湾でシャットネラ赤潮に伴って起こる貧酸素水塊の発生メカニズムを考察する上で重要であるとともに、赤潮発生予知や終息予測に応用できると期待される。Chattonella antiqua/marinaを培養すると、対数増殖期初期と後期以降の2つの時期に溶存有機炭素量が顕著に増加した。この傾向はC.antiqua/marina株の分離海域や時期によらず概ね一貫して認められることが分かった。その溶存有機物組成は、培養過程を通じてほとんどが親水性有機物で占められており、大きな変化は見られなかった。C.antiqua/marina周囲の細菌群集は、この溶存有機物量の変化パターンに対応して増殖する傾向を示した。このとき細菌群集構造はC.antiqua/marina株ごとに異なっていたが、C.antiqua/marinaの培養初期、中期および後期に対応して大きく変動した。さらに、分離場所や時期、保存場所が異なるC.antiqua/marina株でも、周囲の細菌群集には特定の共通細菌種が含まれている可能性が示唆された。以上の結果から、天然海域においてもC.antiqua/marina赤潮が発生すると、赤潮発生初期および後期に藻体から主に親水性成分からなる溶存有機物が放出され、C.antiqua/marinaのPhycosphereに存在する細菌群集が速やかにそれらを利用して増殖すると予想される。それらの細菌群集は、赤潮発生海域に由来する細菌種と、C.antiqua/marinaに特異的に共生する細菌種から構成され、赤潮の発達に伴って、より広範囲の水域において物質循環に大きな影響を及ぼすことが考えられる。浮遊性細菌群集の呼吸は水中の有機物分解・無機化を駆動するとともに,閉鎖的な水域では貧酸素水塊形成の原因にもなる.しかし細胞レベルでの細菌の呼吸活性の変動や,制御メカニズムについては不明な点が多い.本年度は,有明海だけでなく大村湾も調査対象に加え、浮遊性細菌群集の呼吸活性を単一細胞レベルで解析し,細菌群集による水柱の酸素消費活動の実態解明を目指した.2011年及び2012年の夏季(7月10月)に大村湾と有明海において海水を採集し,5-cyano-2,3-ditolyl-2H tetrazolium chloride(CTC)による呼吸鎖脱水素酵素の活性染色後,flow cytometerを用いて細菌細胞を分析した.呼吸活性の高い細胞集団の割合(H-CTF)を求めるとともに,水柱における溶存酸素濃度の鉛直的な勾配(△O2),及び他の環境因子(水温,塩分,クロロフィルa (Chl.a)量,DOC)とH-CTFとの相関を求めた.

その結果、大村湾底層および有明海においてH-CTFと△O2との間に正の相関関係が見られ(大村湾底層: r=0.71,有明海; r=0.30, p<0.05),個々の浮遊性細菌の呼吸活動が水柱における溶存酸素濃度勾配の形成に寄与することが示唆された.大村湾底層では,H-CTFと他の環境因子との間に相関が見られなかったのに対し,有明海ではH-CTFと塩分の間に負の相関(r=ー0.44, p<0.05),Chl.a量との間には正の相関(r=0.59, p<0.05)が認められ,両海域において浮遊性細菌群集の呼吸活性の制御機構は異なると考えられた.特に有明海では,河川水の流入が内部生産の増大をもたらして浮遊性細菌群集の呼吸活性を高めることが示唆され,有明海における塩分成層の強化と貧酸素水塊形成の関連を支持する結果となった.シャットネラの細施周囲における細菌群集の増減がシャットネラから放出される溶存態有機物の量と高い相関があることが確かめられ,その細菌群集構造もシャットネラの増殖段階に応じて変動することが明らかとなった.また,フローサイトメトリーを用いて浮遊細菌群集の呼吸活性を定量化する手法も確立されたため.24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究を開始してから,有明海干潟縁辺部におけるシャットネラ赤潮と貧酸素の同時発生現象が観測されておらず,今後も現場調査にのみ依存して研究を推進することは困難だと予想される.そこで,今後はシャットネラの培養実験を中心に,細菌群集構造と呼吸活性の変動を詳細に解析することで研究を推進する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
性能指向型耐風設計における風力係数の設定手法に関する研究

1.本研究の目的性能指向型耐風設計の確立に資するため、以下の検討及び調査を行って、ばらつきを考慮した風洞実験法並びに設計用風力の信頼度の評価方法の提案を行う。・国内外の規基準を調査し、お互いの設計用風力係数の違いについて検討する。・低層建築物を対象に、風圧測定試験を実施し、結果のばらつきと測定条件との因果関係を調査する。2.研究の成果(1)規基準の調査(2)風圧測定試験平成15年度に引き続き、低層建築物を対象に風圧測定試験を実施した。平成15年度は地表面粗度及び縮尺率の違いに着目したが、今年度は軒高さの違いによる風圧性状も併せて検討した。また、1/200スケールの試験模型については、建築研究所以外にも、クレムソン大学(米国)、コロラド州立大学(米国)、テキサス工科大学(米国)、ウエスタンオンタリオ大学(カナダ)、CSTB(フランス)でも同様の気流条件のもとで風圧測定を実施している。これらのデータに基づいて、梁間方向の柱と屋根梁との接合部に係る曲げモーメント、屋根の風上隅角部に作用する局部風圧の結果を相互比較した結果、地表面粗度が小さいはど、また、軒高さが高いほど、各試験機関での結果間のばらつきが小さいことがわかった。また、局部風圧のピーク風圧係数に関する各試験機関での結果間のばらつき(変動係数)は1520%となった。1.本研究の目的性能指向型耐風設計法の確立に資するため、以下の検討、調査を行いもって、ばらつきを考慮した風洞実験法、ならびに設計用風力の信頼度の評価法の提案を行う。・国内外の規基準を調査し、互いの設計用風力係数の違いについて検討する。2.研究成果(1)規基準の調査(2)風圧測定試験低層建築物を対象に風圧測定試験を実施した。実験結果は平均風圧係数、変動風圧係数および特定の建物フレームを想定した、曲げモーメントなどの応力として整理する。用いた試験体は、実物に対し、縮尺率1:100、1:200、および1:57の3体とした。風洞気流は、田園地帯のような開けた地形での気流と都市郊外での気流の2種に相似させたものとした。なお。1:100の試験体については、米国National Institute of Standard and Technologyが主催して、米国クレムソン大学、カナダウェスタンオンタリオ大学およびフランスCSTVでも同様の気流条件で測定を実施している。これらのデータを相互比較することで、試験機関によるデータのばらつきなどの検討が行える。これらのデータに基づいて、梁間方向の柱と屋根梁との接合部に係る曲げモーメント、屋根の風上隅角部に作用する局部風圧の結果を相互比較した結果、地表面粗度が小さいほど、また、軒高さが高いほど、各試験機関での結果間のばらつきが小さいことがわかった。
先進複合材料における力学的特性のミクロ非線形性制御による耐損傷構造設計

本研究では,マトリックス樹脂の力学的特性を考慮に入れたミクロ力学とプライの特性から積層構造全体の特性を考えるマクロ力学を融合させ,研究代表者が従来行ってきたマトリックスクラック発生予測解析と組み合わせ,それにより,マトリックスクラック発生抑制のための材料開発指針,あるいはマトリックスクラック発生が抑制され,かつ,所望の力学的特性を持たせた積層構造の設計手法を確立させることを目的としている.すなわち,材料非線形性を制御することにより,所望の耐損傷性を有する材料・構造設計を行う.実験においては,実際にそのような材料を作製し,その手法の有効性を確認する.前年度得られた実験結果(複合材料の構成基材・プライレベルでの非線形挙動)に基づき,耐損傷性複合材料・構造設計手法の構築を行った.前年度までで,材料特性のミクロパラメータから積層構造(マクロレベル)での構成関係,応力分布が算出可能となっているので,それを基礎に材料・構造設計へのフィードバック手法を構築した.構築した設計手法の妥当性を検討するため,いくつかの複合材料・構造の要求性能を設定し,実際にそれを満たす構造の設計を行い,実験的にそれを作製,妥当性を検討した.以上により,ミクロレベルでの材料非線形性を制御することによりマクロレベルでの要求性能をも満たす材料・構造を得る手法を確立し,その妥当性の検討を行った.すなわち,実際にこのような材料を作製し,その性能評価を行った.さらに,長期耐久性を評価するため,クリープ負荷試験を行い,寿命評価の検討を行った.これにより,ホプキンソン棒法衝撃装置による動的試験,熱サイクル試験も併せて,様々な負荷様式での試験について,総合・系統的な材料評価を行うことができた.本研究では,マトリックス樹脂の力学的特性を考慮に入れたミクロ力学とプライの特性から積層構造全体の特性を考えるマクロ力学を融合させ,マトリックスラック発生予測解析と組み合わせ,それにより,マトリックスクラック発生抑制のための材料開発指針,あるいはマトリックスクラック発生が抑制され,かつ,所望の力学的特性を持たせた積層構造の設計手法を確立させることを目的としている.実験的にはまず,モデル複合材料として,カーボン・エポキシ単繊維複合材料を用い,界面強度特性を評価するとともに,マトリックス材料の非線形力学特性を調べ,基礎データを得た.モデル材料として汎用型CFRPを用い,従来の解析がどの程度妥当性を有するかの検討を行った.実際には,まず,一方向強化積層板を作製し,任意の方向での引張試験を行い,その構成関係を予測可能かどうか検討した.さらに,その構成関係を予測できるようなミクロ力学パラメータの算出を行った.さらに,アングルプライ積層板を中心に数種の積層板を作製し,構成関係の測定,損傷発生,進展メカニズムの検討を行った.また,破損応力の測定から,解析との比較により損傷発生クライテリオン構築の基礎を検討した.解析としては,材料の力学的特性の非線形性を考慮した複合材料の力学的挙動予測解析を行った.すなわち,マトリックス樹脂の塑性変形などを起因とする非線形性を考慮した一般理論構築を試みた.構成材料を考えたミクロレベル,ラミナレベル,積層構成を考えたマクロレベルの三段階で考えた.また,耐損傷性複合材料を目指していることから,損傷による非線形性の考慮より,負荷中の複合材料内部の応力分布をより高精度に算出できるモデルを目指し,実験データとの比較により損傷発生クライテリオンを検討した.これにより,次年度の耐損傷性複合材料の設計の基礎とする.本研究では,マトリックス樹脂の力学的特性を考慮に入れたミクロ力学とプライの特性から積層構造全体の特性を考えるマクロ力学を融合させ,研究代表者が従来行ってきたマトリックスクラック発生予測解析と組み合わせ,それにより,マトリックスクラック発生抑制のための材料開発指針,あるいはマトリックスクラック発生が抑制され,かつ,所望の力学的特性を持たせた積層構造の設計手法を確立させることを目的としている.すなわち,材料非線形性を制御することにより,所望の耐損傷性を有する材料・構造設計を行う.実験においては,実際にそのような材料を作製し,その手法の有効性を確認する.前年度得られた実験結果(複合材料の構成基材・プライレベルでの非線形挙動)に基づき,耐損傷性複合材料・構造設計手法の構築を行った.前年度までで,材料特性のミクロパラメータから積層構造(マクロレベル)での構成関係,応力分布が算出可能となっているので,それを基礎に材料・構造設計へのフィードバック手法を構築した.構築した設計手法の妥当性を検討するため,いくつかの複合材料・構造の要求性能を設定し,実際にそれを満たす構造の設計を行い,実験的にそれを作製,妥当性を検討した.以上により,ミクロレベルでの材料非線形性を制御することによりマクロレベルでの要求性能をも満たす材料・構造を得る手法を確立し,その妥当性の検討を行った.すなわち,実際にこのような材料を作製し,その性能評価を行った.さらに,長期耐久性を評価するため,クリープ負荷試験を行い,寿命評価の検討を行った.これにより,ホプキンソン棒法衝撃装置による動的試験,熱サイクル試験も併せて,様々な負荷様式での試験について,総合・系統的な材料評価を行うことができた.
畦畔における野鼠等の低コスト忌避方法に関する実証的研究

・具体的内容4月に総延長2.4km余の自己所有の田畑の畦畔を8区画に分け目印をした。5月に用意したヒガンバナ及び水仙の球根を異なる間隔(0.6,0.9,1.2,1.5m)で各区画に植え付け,生育管理を行った。また,何も植えない比較対照区(2区画計0.4km)を設けた。なお畦草刈は全ての畦を5月から9月にかけ計4回実施した。5月から11月下旬までの間,1週間に23回,早朝5時6時に畦畔を廻り野鼠等の生息状況調査及び畦畔の経過観察及び記録を行った。生息状況及び畦畔の様子について0.6m間隔のところでは生息穴は20m程度に1ヶ所見受けられる程度である。ところが1.5m間隔では生息穴が球根を植付けた根元に78m毎に見受けられる状態であったところもある。また何もしなかった比較対照区は数m毎に大小様々な生息穴が見受けられたことから明らかに生息密度が高いと認められ,このことからも忌避効果は明らかである。・最重要である費用対効果の纏めについて農業は単年度だけでは効果がはっきりとは判らない部分があり,そのため3年間程度は様子を見る必要がある。3ha余の田畑の畦畔に今回,球根を植えその経費は約9万4千円である。植え付けには5日以上を要したため,相応の負担ではあったが多年草のため来年以降の植え付けは不要であるので毎年何万円も殺鼠剤等を購入することを考慮すれば67年で償還でき,それ以降は経済的であることが判明した。また植え付け間隔が狭隘になるに従い,生息密度は明らかに差異が認められた。忌避(撃退)効果は立証済みであるが費用対効果の面で最適な間隔の判断は現在では時期尚早である。そのため先に述べたように今後の生育・生息状況を踏まえてから判断したいと考えている。
宇宙空間における筋骨格系廃用萎縮予防法の開発

拮抗筋の電気刺激筋収縮を主動筋の運動抵抗とする筋力増強法、ハイブリッドトレーニングシステム(HTS)を有酸素運動、自転車エルゴメータと組み合わせた新しい運動法(HCE)を考案した。30分間のHCE実施後、成長ホルモン、IL-6、乳酸が増加した。軌道上で使用されている運動プログラムにて週3回6週間実施したところ、電機刺激無しよりも有意に膝伸展筋力が増加した。パラボリックフライトを利用した微小重力環境下での運動状況を検証し、微小重力環境下でもHCEは問題なく実行可能で、酸素摂取量や膝関節運動は地上でのシミュレーションと同じ結果であった。HCEは宇宙空間でも有効な運動法であると考えられる。微小重力環境でも実施可能な有酸素運動(自転車こぎ運動)と電気刺激を利用した筋力増強法(ハイブリッドトレーニングシステム)を利用した筋力増強運動とを同時に可能とする運動法を実施可能な刺激装置を作成した。刺激装置は、従来は2秒間ずつでの関節屈伸運動中に電気刺激を行うゆっくりとした運動であったが、自転車こぎ運動は連続運動で運動速度も速いため、刺激装置プログラムを変更し、関節角度センサーの感知制度を高めた運動装置を作成した。運動負荷としては、定常負荷と高負荷と低負荷を交互に繰り返すインターバルトレーニングを考案し、最大酸素摂取量(VO2max)に対して、40%、60%、70%、80%、90%、各運動強度での自転車こぎ運動と電気刺激運動の同時実施が可能であることを確認した。運動効果の検証として、平均年齢23.8歳の男性10名の介入実験を行った。定常負荷として、VO2maxの40%で30分間の自転車こぎ運動を行い、運動前、運動後に採血を行い、生体反応を検証した。検査項目は、乳酸、成長ホルモン(GH)、ILー6である。結果、乳酸、GH、ILー6すべてで電気刺激と自転車こぎ運動の組み合わせた運動後に増加し、GHとIL-6では、電気刺激を組み合わせない自転車こぎ運動よりも大きく増加した。以上の結果から、電気刺激と自転車こぎ運動を同時に組み合わせた新しい運動法が実施可能であり、その生体反応は電気刺激を加えた分だけ異なり、その運動効果が期待されることが示された。前年度実施した健常男性10名の実験データを解析した。得られた有意な変化として、電気的遠心性筋収縮と自転車こぎ運動を同時に実施できる運動後、直後から15分後にかけて血中成長ホルモンが有意に増加、運動直後に乳酸が有意に増加、そしてILー6が運動後30分後に有意に増加した。この乳酸とILー6の変化は電気刺激を組み合わせない場合には見られなかった。運動負荷強度は最大酸素摂取量の40%と決して高くはないものの、比較的強強度で蓄積する乳酸が増加し、マイオカインの一つであるILー6が分泌されたことから、電気刺激を組み合わせる方法には、筋力増強、筋肥大効果が期待される。次に、前年度に作成した電気的遠心性筋収縮と自転車こぎ運動を同時に実施できる運動法の長期間介入実験を実施した。健常成人29人を無作為に電気刺激を組み合わせる群(HTS群:14人)と電気刺激を組み合わせない群の2群(CON群:15人)に分けた。運動は、自転車による強強度と低強度を繰り返し行うインターバルトレーニング、グリーンリーフプログラムを用いて、30分間、週3回、6週間行った。トレーニング後、HTS群とCON群ともに呼気ガス分析による最大酸素摂取量が有意に増加した。一方で、HTS群はCON群よりも角速度60度での伸展筋力が有意に増加した。しかし、エコーを用いた大腿直筋の筋厚の評価では、両群ともに有意な変化はなかった。この結果から、電気的遠心性筋収縮を有酸素運動と同時に組み合わせることにより筋力増強効果も同時に得られる可能性が示唆された。考案した運動効果検証として実施した長期介入実験を、血液検査による生体反応が良好に得られたこと、運動プログラムが完成したこと、さらに被験者を長期間拘束するため、次年度計画を繰り上げて開始した。しかし、想定した人数を確保するために、当初予定していた運動期間を実施できなかった。また、筋量の評価であるMRIは実施できず、代わりにエコーを用いて評価した。筋量の評価が大腿骨格筋の一部だけになったことから、特にハムストリングの評価が不十分であった。しかし、新しい運動法による筋力増強と心肺能力の改善が得られたことから、想定した運動効果が得られることが示せたと考える。本研究では、宇宙船内の座席でも使用可能なハイブリッドトレーニングシステム(以下HTS)付属座位型自転車エルゴメーターを考案し、微小重力下でも使用可能かを検証した。20-30歳代の健常男性2名が、パラボリックフライト(放物線飛行)による微小重力実験を行った。HTSは大腿四頭筋、ハムストリングスへクランク角度に合わせて交互に拮抗筋電気刺激がかかるものとした。測定項目は電位、クランク角度、酸素摂取量、動脈血酸素飽和度、心拍数である。HTS併用で座位型自転車こぎを3分間行い、その間、放物線飛行による1G→2G→μG→1Gの重力変化に晒された。HTS併用を計5回、通常の自転車こぎを計5回行った。心拍数は平均2.55拍、HTS併用が上昇した。酸素摂取量に有意差はなかったものの、電気刺激をかけても有酸素運動の妨げとはならなかった。クランク角度や電位は、2Gまたは微小重力であっても、適切なタイミングで刺激されていることが分かった。

先行研究において、微小重力曝露で機能的残気量や換気量が低下するとの報告があるが、本実験での動脈血酸素飽和度に関しても、μG後の低下を認めた。地上でもほぼ同条件で実験を行った。酸素摂取量と心拍数ではHTSあり・なしで変化を認めなかった。これは3分間と短時間であり、差が出なった可能性が考えられる。動脈血酸素飽和度に関してはHTSあり・なし両実験で2%程の低下を認めた。クランク角度や、電位は2Gまたは微小重力と同様に、適切なタイミングで刺激されていた。HTSは筋力増強訓練を主目的としたトレーニング機器であるが、座位型自転車こぎのような有酸素運動であっても妨げることなく、運動を遂行できた。更に有酸素運動効果を得るためには、より長時間でかつ長期間の運動を行う必用がある。拮抗筋の電気刺激筋収縮を主動筋の運動抵抗とする筋力増強法、ハイブリッドトレーニングシステム(HTS)を有酸素運動、自転車エルゴメータと組み合わせた新しい運動法(HCE)を考案した。30分間のHCE実施後、成長ホルモン、IL-6、乳酸が増加した。軌道上で使用されている運動プログラムにて週3回6週間実施したところ、電機刺激無しよりも有意に膝伸展筋力が増加した。パラボリックフライトを利用した微小重力環境下での運動状況を検証し、微小重力環境下でもHCEは問題なく実行可能で、酸素摂取量や膝関節運動は地上でのシミュレーションと同じ結果であった。HCEは宇宙空間でも有効な運動法であると考えられる。宇宙空間でも実施可能な自転車こぎ運動と電気刺激を同時に組合せ実施できる電気刺激装置と運動プログラムを考案し、検証した。検証予定の運動強度としては1種類だけであるが、生体反応を血液検査から検証できた。本研究のもっとも基本的な部分である運動方法(メニュー)とその運動を実現可能な電気刺激装置の作成と運動プログラム作成が終了し、その装置の動作確認が実施できたことは、本研究を進めるにあたって非常に重要なポイントである。この結果から、運動法の効果検証を様々な角度から順次行っていく。遠心性電気刺激と自転車こぎ運動とを組み合わせた運動法と低強度と強強度とを交互に繰り返すインターバルトレーニング(グリーンリーフプログラム)を宇宙空間での運動法として提案する。模擬微小重力実験としてパラボリックフライト実験を実施し、新しい運動が生体に与える影響と機体に与える影響を解析する。筋骨格系廃用予防血液反応による運動効果検証に加え、呼気ガス分析、近郊赤外線分光法による評価、等運動筋力計測器による評価を実施し、8週間の長期運動介入実験を開始する。実験の実施時期は、計測機器の準備と被験者の確保の時期によって、準備が整い次第、適時実施することで、進行に遅れが生じないように工夫する。長期運動介入研究による実施時期がH27年度末からH28年度初めであったため、研究データは得られたが、謝金の支出をH27年度内に実施できなかった。また、計画されたMRIによる筋量評価を実施せず、エコーによる筋量評価に変更したため、MRI撮影料が不要となった。さらに、血液検査項目を先行した数名のデータから有意に変化しない可能性がある項目を削除することで、血液検査委託料が少なく済んだ。刺激装置本体とケーブルにプログラム変更を一式として発注したため、当初の計画よりも安くなった。
血栓症リスクファクター・先天性/後天性プロテインS欠乏症発症の分子基盤解明

先天性プロテインS(PS)欠損症・異常症の遺伝子解析において、未解析の新たな症例検体については従来のPCRダイレクトシーケンス法を用いた遺伝子変異の同定を行った結果、新規変異を含めてその原因と思われるPROS1遺伝子変異を同定した。その中でPROS1遺伝子の蛋白翻訳領域には変異は見つからなかったものの、翻訳開始点より168bp上流のプロモーター領域に同定したC→T (c.-168C>T)の点突然変異のルシフェラーゼ・レポーター解析の結果、変異型では転写活性が20%まで低下し、先天性PS欠損症の原因と思われた。先天性PS欠損症症例で従来の各エクソンのPCRダイレクトシーケンス法にてPROS1遺伝子に変異の見つからなかった症例において、PROS1遺伝子の15個の各エクソン部に偽遺伝子と区別するPCRプライマーを設定し、Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA)法によってPROS1遺伝子欠失の同定解析を行ったところ、PROS1遺伝子の全欠失を示す症例を1例同定した。しかし、他の多くの症例では欠失を同定できず、遺伝子欠失の頻度はまれであると思われた。ヒトPSを産生するHepG2細胞を用い、エストラディオール(E2)の添加による培養上清中のPS分泌量の変動についてELISA解析を行ったところ、30%の発現低下を認めた。また、細胞内PS mRNAの変動についてReal Time PCRを用いて定量した結果、同様にE2の添加によるmRNA発現低下を認めた。現在、PS遺伝子プロモータ領域をクローニングし、ルシフェラーゼ・レポーター解析による、HepG2細胞でのE2によるPS遺伝子発現の制御動態解析を施行中である。その中でPROS1遺伝子の蛋白翻訳領域には変異は見つからなかったものの、翻訳開始点より168bp上流のプロモーター領域に同定したC→T(c.-168C>T)の点突然変異のルシフェラーゼ・レポーター解析の結果、変異型では転写活性が20%まで低下し、先天性PS欠損症の原因と思われた。先天性PS欠損症症例で従来の各エクソンのPCRダイレクトシーケンス法にてPROS1遺伝子に変異の見つからなかった症例において、PROS1遺伝子の15個の各エクソン部に偽遺伝子と区別するPCRプライマーを設定し、Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification(MLPA)法によってPROS1遺伝子欠失の同定解析を行ったところ、PROS1遺伝子の全欠失を示す症例を1例同定した。また、細胞内PSmRNAの変動についてReal Time PCRを用いて定量した結果、同様にE2の添加によるmRNA発現低下を認めた。先天性プロテインS(PS)欠損症は血栓性素因として日本人に頻度が高く、我々も数多くのPROS1遺伝子異常を同定してきたが世界的にみて約半数は遺伝子異常の同定に至っていない。また、妊娠や重症感染症での後天的PS欠損症も血栓症リスクであるが、その発症分子機構も十分には解明されていない。本研究は、PS欠損症発症の遺伝的要因であるPROS

1遺伝子異常(遺伝子欠失など)の同定とともに、後天的要因である性ホルモンや全身性炎症反応によるPS発現低下機構の解明を行い、PS欠乏にともなう血栓症発症予防や治療法開発の理論的基盤を明らかにすることを目的とする。ヒトPSを産生するHepG2細胞を用い、ERα共発現下においけるエストラディオール(E2)の添加による培養上清中のPS分泌量の変動についてELISA解析を行ったところ、30%の発現低下を認めた。また、細胞内PS mRNAの変動についてReal Time PCRを用いて定量した結果、同様にE2の添加によるmRNA発現低下を認めた。ルシフェラーゼレポーター解析では、E2によりPROS1プロモーター活性は50%60%までの低下がみられ、-172と-163に存在する2つの隣接するGC-rich motifのうち、上流側のGC-rich(-172から-163)がE2による抑制に必要であることが判明した。さらにEMSAおよびDNA pull-down assay、ChIP assayを行った結果、2つのGC-rich motifを含む領域にはSp1およびSp3に加え、ERαが結合することが示された。これらの結果より、E2によるPS発現の抑制はPROS1プロモーター領域へのERα/Sp蛋白の結合に起因することが明らかとなり、妊娠女性においてはE2濃度の上昇が血中PS量の低下を導き、静脈血栓塞栓症のリスクとなることが示唆された。
CdTeピクセル検出器の硬X線,ガンマ線の高感度イメージング観測への応用

われわれは高いエネルギー分解能を持った新しい硬X線撮像素子の開発を進め、独自の読み出し用アナログLSI(ASIC)や実装技術を開発することで、200ミクロンから2mm角にいたる様々な大きさの画素を持ったピクセル検出器を実現した。第一段階として、ピクセル検出器にバンプ接合をした読み出し基板から信号を引きだした後、それをシリコンストリップ検出器用に開発した低雑音の1次元LSIで処理する方式による256ピクセル(2mm角)からなる大面積のCdTeダイオード撮像素子の開発を行い、全面にわたって、エネルギー分解能が2keV(FWHM)というような、一様なスペクトル応答を得る事ができている。こうした検出器を16枚組み合わせて1026チャンネルもの計測を行うためのコンパクトなデータ収集システムを構築し、実際にイメージング実験を行うとともに、コンプトンカメラに応用する試みも行った。また、ボン大学と共同で、特別に開発した、あるエネルギー範囲のフォトンだけをカウントする2次元LSIを用い、20Gミクロンの位置分解能でイメージを取得する4096ピクセルの検出器の開発にも成功した。現在、われわれは、こうしたLSIを発展させ、200ミクロンピッチのピクセル検出器に直接バンプ接合することにより、撮像と分光の両方を実現する2次元のLSIの開発を進めており、本研究において、0.35ミクロンCMOSルールを用い、放射線計測に必要な回路ブロックを実現して、12x12のピクセルに対応したLSIの試作を行った。今後、規模を拡大し数千ピクセルに対応した2次元LSIが完成すれば、世界で初めて、高いエネルギー分解能と位置分解能とを合わせ持つガンマ線撮像分光素子を実用化できる。我々が開発を続けてきた、高いエネルギー分解能を持つCdTeダイオード素子を用いたガンマ線ピクセル検出器の開発を続けると共に、21.5mm角(厚さ0.5mm)というこれまでにない、大面積CdTeダイオード検出器の試作を行った。検出器は、非常に優れた一様性を示し、エネルギー分解能2.7keV(FWHM)を得る事ができた。宇宙観測に用いるために、25Gにもおよぶ振動や音響試験を行うと共に、150MeVの陽子ビームを用いた試験を行い、放射線損傷などが起こらない事を確認し、またアクテイベーションの効果などについて試験を行った。この検出器をガンマ線観測に応用するために新しい概念として、多層に積み上げて、独立に読み出す検出器を考案し、実際に3層から40層の検出器を完成させた。従来、CdTe半導体は、電荷の収集効率が悪いため、0.5cmから1cmを超えるような厚い結晶を用いた検出器が作られていない。多層の検出器ではそれぞれの層に十分に高い電圧を加えることが可能なため、完全に電荷を収集することができる。将来の実験にそなえ、3層を重ねた検出器による気球実験を試験的に行い、上空30kmにおける0.5mmの検出器を40段重ねた場合には、全体の厚みが2cmになる。将来の実験にそなえ、3層を重ねた検出器による気球実験を試験的に行い、上空30kmにおけるバックグラウンドスペクトルをとることに成功した。昨年度試作したピクセル検出器の試験結果に基づき、新しいチップのデザインを行った。1mm角、5mm長さのテルル化カドミウム半導体素子を、1024個しきつめたガンマ線イメージャー検出器を動作させた。この検出器は、われわれが開発を行った64チャンネルの処理回路を数ミリ角のLSIの中に内蔵させたASICで読み出し、さらに、特別に設計した、高速のデジタルボードによって処理するものである。

実験の前段階として、2cm角という大面積のCdTe素子に8x8=64のピクセル電極をつけ、それを同じASICで読み出すコンパクトなイメージャーを製作し、常温で約2keVというエネルギー分解能を得ることができた。これらの装置は、2003年度に計画されている気球実験に搭載されることになる。耳いエネルギー分解能をもったテルル化カドミウム(CdTe)半導体検出器の開発を行った。本グループがこれまで進めてきたショットキー型の検出器の改良としてガードリングを新たに導入した。これは、ダイオード型の検出器では、ほとんどのリーク電流が側面を流れているという事実を実験から推測し、新しく試作したもので、リーク電流を一桁以上低減することに成功した。この結果、常温で長期間にわたって安定に動作するCdTeダイオード検出器を実現することができた。多チャンネルのCdTeガンマ線検出器の開発、特にストリップ型とピクセル型の検出器の開発を行い、読み出しのためのアナログVLSIを実装して読み出し実験を行った。カリフォルニア工科大学と共同で、1インチ×0.5インチという大型のアナログLSIを用い、500ミクロン角のピクセル電極を1250個有するようなCdTeピクセル素子をLSIに実装し動作させた。その結果、ユニフォーミティ等が従来のCZTのものに比べて非常に良好であり、122keVで、1.2keV(FWHM)というような検出器を実現することに成功した。並行して、64ピクセルの素子とシリコンストリップ検出器を大気球を用いて気球高度(40km)で動作させるための装置開発を行った。
培養肝細胞を用いた増殖と分化の制御機構の研究

肝臓は多様な機能を発現し、かつ旺盛な再生能力を示す。また肝癌発生に関する脱分化の現象もよく知られている。この様な増殖と機能発現の研究には我々の用いているラット肝細胞の初代培養系が最近の実験方法である。本年度は主に増殖抑制機構について検討した。1.TGF-βの中和蛋白(MP)の同室・・・血小板より不活性型TGF-βを精製、分子量約40万であが、これを尿素処理、還元下電気泳働すると分子量3万9千と10万のMPに分かれ、前者のアミノ酸配列はTGFβ合成前駆部分でシグナル部分を除く250残基である事を決定した。この様にある蛋白因子の前駆部分がその作用調節因子になっている事は興味深い。分子量10万のMPについては現在その性質を解明中である。2.インターロイキン(IL)-1と-6はの増殖抑制作用・・・肝組織にはマクロファージ、クッパー細胞があり炎症時ILを分泌して肝細胞に急性期蛋白質を作らせる。このIL-1と-6は肝細胞の増殖を抑制した。この抑制効果は細胞密度に依存し高密度で効果が強い、逆にTGF-βの抑制効果は低密度で強い。この様に同じ増殖抑制因子でも細胞密度依存性が異なっている事は興味深い。3.新生仔ラット肝細胞の分化・・・生後数日間のラット肝細胞は未熟で分化形質発現も低く、オートクリンに自律増殖をしている。しかしこれに成熟肝細胞を接触させると自律増殖を停止し分化形成を発現する。この未熟肝細胞の増殖はIL-1やTGF-βで抑制されるが、肝癌細胞ではこれらは抑制効果がなく、TGF-βはむしろ増殖促進的であった。以上の結果から成熟肝細胞の再生、未熟肝細胞の自律増殖、更に肝癌細胞の増殖に関する抑制機構を検討し夫_2に特異的機構が存在することを明らかにした。この機構の各種細胞での比較により正常の肝再生から肝癌の自律増殖えの移行が解明される。
二酸化チタンの階層的構造構築による色素増感太陽電池の高機能化

新しい太陽電池として期待されている色素増感太陽電池の二酸化チタン電極に関する研究を行った。独自のチタン錯体を原料に用いることで、ニードル状の二酸化チタンを合成し、この試料を用いて電極を作製したところ、無定形の二酸化チタンに比べて高いエネルギー変換効率を示した。また、様々な二酸化チタンの結晶多形を作り分け、電極としての機能を調査した。最もよく使用されるアナターゼ型に比べ、ブルカイト型は電流値は低かったが、高い電圧が取り出せることが見出された。本研究課題では、色素増感太陽電池の高効率化を目的として、色素増感太陽電池の光活性電極として用いられる二酸化チタンをミクロ(原子配列)・メソ(粒子界面)・マクロ(膜の成層構造)の階層的構造構築を行い、太陽エネルギーの変換効率向上を目的とする。ミクロ構造制御では、最適な二酸化チタンの原子配列、すなわち結晶多形としてアナターゼ、ルチル、ブルカイト、ブロンズの4種類を合成し調査する。メソ構造制御では、二酸化チタン粒子同士の接触界面をナノメートルスケールで制御し、最適なネッキングを構築することで二酸化チタンの伝導帯中の電子移動を最適化する。マクロ構造制御では、針状や棒状など一次元的に成長させた二酸化チタン粒子の利用や、二酸化チタンによる光の散乱を抑制するためのナノ粒子光吸収層の配置、異なるサイズの粒子の共存による充填率向上と吸着色素量増大など、ナノメートルからマイクロメートルスケールの構造を制御する。最終目標として、色素増感太陽電池におけるもっとも理想的な二酸化チタンの階層的構造構築を実現することを目指す。2014年度にはミクロ構造として結晶構造の違いの影響を詳細に調べ、アナターゼ型、ルチル型、ブルカイト型、ブロンズ型の4種類の試料を近い比表面積で合成し、そのエネルギー変換効率を比較・検討した。またメソ構造制御に該当する、粒子形態制御の一つとして、長さの異なる針状アナターゼ型二酸化チタンを合成し、それらを用いて電極としての機能を評価した。2015年度にはアナターゼ型二酸化チタンの粒子形態制御のメカニズム解明と、形態制御されたアナターゼ型二酸化チタンを用いた色素増感型太陽電池の特性評価を行った。様々なアミン化合物を用いることで長さや太さの異なる粒子を合成し、最大で7.7%のエネルギー変換効率を示す電極の作製に成功した。アナターゼ型、ルチル型、ブルカイト型、ブロンズ型の4種類の結晶多形を用いた色素増感太陽電池電極の評価を行った。ルチル型は微粒子合成はできたが、均一に成膜することが難しく、電極材料としての正しい評価ができていない。ブロンズ型は均一に成膜・電極化できたが、抵抗が高くエネルギー変換効率は低かった。ブルカイト型はアナターゼ型に匹敵する優れた電極特性を示したことを確認した。アナターゼ型はニードル型粒子の形態制御に十分な進展が得られ、熱処理条件や種々のアミン化合物を用いることで、200nmや350nmなどの長さの調整に成功した。またジエチレントリアミンを用いることで細く比表面積の大きなニードルアナターゼ粒子が得られた。これらの粒子形態制御のメカニズムに対し、アナターゼ型二酸化チタン結晶の100面と102面にジアミン化合物やトリアミン化合物がキレート状に配位することで、この2つの結晶面の成長を抑制し、その結果一次元方向に伸張したニードル形状に成長するという機構を明らかにした。350nm以上の長いニードル状粒子はスキージ法で成膜すると粒子が電極面に平行に並んでしまうことが確認されたが、あらかじめニードル状粒子をスプレードライ法で球状に凝集させ、この球状粒子を成膜に用いることで配向してしまう問題を解決した。電極に平行に並んだ試料では電流が流れる方向に対して粒界が増えエネルギー変換効率が5.4%程度であったのに対し、球状粒子を経由することで粒子が並ばずにランダム状となり、エネルギー変換効率は5.8%に改善した。本研究課題では色素増感太陽電池の高効率化を目的として、色素増感太陽電池の光活性電極として用いられる二酸化チタンをミクロ(原子配列)・メソ(粒子界面)・マクロ(膜の成層構造)の階層的構造構築を行い、太陽エネルギーの変換効率向上を目的とした。2015年度までにおよそ7.7%のエネルギー変換効率は得られたが、より詳細な実験条件の最適化を行ったものの8%以上の効率は得られなかった。単一のセルではこれ以上のエネルギー変換効率を得ることは難しいと考えられた。

そこで2016年度は、異なる色素の太陽電池や他の方式の太陽電池とのタンデム利用が可能となる、光透過型太陽電池の作製に注力した。色素増感型太陽電池では二酸化チタン多孔質電極が最も光の散乱を起こしやすく、そこでアナターゼ型二酸化チタンナノ粒子を用いて光散乱を抑制した電極作製を行った。リンゴ酸チタン錯体を原料に用い、水熱反応によって20nm以下のアナターゼ型粒子が得られ、成膜後も高い透明性を持つことを確認した。12μm程度の薄い膜で色素の吸着量は多くなかったものの、460600nmにおいて外部量子収率で1015%の光電変換効率が得られた。透過した光は他の太陽電池による発電に利用でき、タンデム型太陽電池としての利用が期待できる光透過型色素増感太陽電池のための二酸化チタン電極が得られた。研究期間全体を通じて、色素増感型太陽電池の最高効率を更新するには至らなかったが、色素吸着量を増大させる針状粒子や、高い電圧が取り出せるブルカイト型二酸化チタン、光散乱が抑制できるアナターゼナノ粒子薄膜電極など、いくつかの有益な成果が得られた。これらの知見は色素増感型太陽電池に加え、近年そのエネルギー変換効率の向上が著しい有機ペロブスカイト型太陽電池にも適用できる知見であり、太陽電池の分野に広く貢献できる成果と考えている。新しい太陽電池として期待されている色素増感太陽電池の二酸化チタン電極に関する研究を行った。独自のチタン錯体を原料に用いることで、ニードル状の二酸化チタンを合成し、この試料を用いて電極を作製したところ、無定形の二酸化チタンに比べて高いエネルギー変換効率を示した。また、様々な二酸化チタンの結晶多形を作り分け、電極としての機能を調査した。最もよく使用されるアナターゼ型に比べ、ブルカイト型は電流値は低かったが、高い電圧が取り出せることが見出された。2014年度はミクロ構造と針状粒子の影響を調査した。ミクロ構造の影響は、アナターゼ、ルチル、ブルカイト、ブロンズ型の4種類の二酸化チタンを合成し、それらを用いて多孔質電極を作製し、色素増感太陽電池として評価した。エネルギー変換効率は従来の報告と同様にアナターゼ型が最も高かった。ルチルについてはアナターゼと同程度の低い抵抗で、電流値が小さいことが変換効率が低い要因であることが明らかになった。ブルカイトはアナターゼやルチルより高い開放電圧を示したが、一方で直列抵抗が高いことが分かり、高効率化には多孔質電極内の抵抗を下げる必要があることが示唆された。ブロンズは他の3多形に比べて抵抗が高く電流値も低く、電極材料として不向きであることが分かった。針状粒子の影響はアナターゼ型で調査し、酒石酸チタン錯体と各種アミンを用いて合成した。様々なアミンを検討した結果、隣同士の炭素にアミノ基を持つジアミンやトリアミンのみにおいて針状粒子の生成が確認され、炭素鎖が長くなると形成しなくなることがわかった。このことから、あるアミノ基同士の間隔がアナターゼ粒子表面の特定のチタンに配位し、針状粒子を作ることが強く示唆された。合成時の昇温条件によって200350nmの長さの異なるニードル形粒子が得られ、これらを用いて色素増感太陽電池の多孔質電極を作製し、エネルギー変換効率を調べた。
色素性乾皮症原因遺伝子産物によるゲノム損傷認識とその制御機構

精製したヒストンアセチル化酵素(HAT) CBP/p300がUV-DDBと相互作用し、DDB2をアセチル化することを昨年度までに明らかにした。このDDB2の修飾部位を質量分析によって解析したところ、少なくともin vitroにおいてはN末端の40アミノ酸を含む領域に存在する7か所のリジン残基がアセチル化の標的となる可能性が示唆された。そこでヒト正常線維芽細胞WI38 VA13を親株として、このN末端領域を欠失した変異DDB2を安定に過剰発現する形質転換細胞株を樹立した。野生型DDB2の過剰発現により細胞の紫外線抵抗性が顕著に増強されたのに対して、N末端欠失DDB2を過剰発現する細胞株ではこの効果が明らかに減弱していた。一方、野生型DDB2は細胞の紫外線照射に伴ってCUL4リガーゼによるユビキチン化、およびプロテアソームによる分解を受けることが知られているが、N末端欠失DDB2は紫外線照射に応答した分解を受けにくいことが示された。以上の結果より、アセチル化部位として同定されたDDB2のN末端領域がユビキチン化の標的にもなっており、両者が共通のリジン残基を競合する可能性があること、またこの領域がDDB2タンパク質の安定性や細胞の紫外線感受性の制御において重要な役割を果たしている可能性が示唆された。現在、N末端欠失DDB2を含むUV-DDBを組換えタンパク質として精製し、in vitroでユビキチン化の基質となるかどうかを検討すると共に、7か所のリジン残基を非アセチル化体(アルギニン)、あるいはアセチル化模倣体(グルタミン)で置換した変異DDB2を作成し、その機能解析を進めている。UV-DDBとヒストンアセチル化酵素(HAT)CBP/p300との相互作用がヌクレオチド除去修復(NER)において果たす役割を調べる目的で、まずsiRNAによりHATをノックダウンし、NER活性に対する影響を解析した。ヒト正常線維芽細胞WI38 VA13においてHATをノックダウンしたところ、特にp300をノックダウンした際に紫外線照射後の(6-4)光産物の修復に有意な遅延が観察された。さらに、細胞をヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)阻害剤であるtrichostatin Aで処理したところ、(6-4)光産物の修復はむしろ遅延することがわかった。このことはグローバルなクロマチン構造の弛緩はゲノム全体のNERにとって決して有利なことではなく、損傷部位における特異的なクロマチン構造の変換が重要であることを示唆している。一方、精製した組換えHATタンパク質を用いてin vitroでUV-DDBのアセチル化反応を行い、DDR2のアセチル化部位を質量分析により同定した。その結果、DDB2の少なくとも2か所のリジン残基が比較的効率よくアセチル化されることがわかったため、これらのリジンをアルギニンやアラニンに置換した変異DDB2を作成し、DDB1との複合体として昆虫細胞中で発現・精製を行った。この変異UV-DDBを基質としてin vitroアセチル化反応を行ったところ、依然としてアセチル化が観察されたため、さらに質量分析による解析を行って複数の修飾部位を同定した。これらの修飾部位について変異体の作成を進めている。
腸管由来IgA抗体を利用した、新規抗菌薬ターゲット因子の探索

薬剤耐性菌の蔓延が問題となっているにもかかわらず、近年の抗菌薬開発は停滞している。これまでの抗菌薬開発は、天然物あるいは化合物ライブラリーを用いて抗菌活性を評価する化学的スクリーニングが主流であったが、現在問題になっている耐性菌はそれらの化合物に対して様々な耐性メカニズムを獲得してきている。そのため、既存の抗菌薬とは異なる作用点を持つ抗菌薬の開発が求められている。本研究では、腸管由来IgA抗体が腸内の「悪玉菌」を認識するという知見に基づき、IgA抗体を利用した免疫学的スクリーニングによって、新規薬剤の標的候補と成り得る細菌因子の同定を目指す。近年、薬剤耐性菌の蔓延が世界的な問題となっており、既存の抗菌薬とは異なる作用点を持つ抗菌薬の開発が求められている。腸管環境の維持に重要な働きを担う腸管由来IgA抗体が腸内の「悪玉菌」を認識するという知見から、腸管IgA抗体が認識・結合する分子は細菌が生存・増殖にとって真に必要な因子である可能性が考えられる。そこで本研究では過去の抗菌薬とは異なる作用点を標的とする薬剤創出に向け、IgA抗体を利用した免疫学的スクリーニングを行うことで、細菌が宿主内で増殖する、あるいは病原性を発現するために真に必要な因子の同定を目指す。研究初年度である本年度は、野生型C57BL/6マウス、Balb/cマウスを用いて、小腸から粘膜固有層細胞を回収し、IgA抗体産生ハイブリドーマの作製を試みた。従来法に加え、試薬や手法を検討することでいくつかのクローンを得て、ELISA法によって上清中に含まれる抗体がIgA抗体であることの確認とその場合の抗体価を測定した。またディフィシル菌などの細菌を投与することでマウスの免疫系を刺激した後、IgA抗体産生ハイブリドーマの作製を試みた。またすでに取得したIgA抗体を用いて、種々の病原細菌の細菌溶解液に対してウェスタンブロットを行い、これらの細菌に特異的なバンドを検出した。中でも大腸菌やディフィシル菌を用いて2次元電気泳動・質量分析を行い、該当するIgA抗体が特異的に認識している細菌のタンパク質候補を取得した。当初の目的通り、IgA抗体産生ハイブリドーマの作製を試み、いくつかのクローンを得た。またすでに取得したIgA抗体を用いることで、IgA抗体が特異的に認識する細菌タンパク質の候補を得るに至った。試薬や手法を検討することで、より多くのIgA抗体産生ハイブリドーマの作製を目指す。本年度に2次元電気泳動・質量分析を行った結果得られた、大腸菌やディフィシル菌のIgA抗体標的タンパク質候補について、細胞に発現させるなどしており詳細な解析を行う。また並行してそれらの菌の増殖や生存に対するIgA抗体の効果をin vitro, in vivoの両方で検討する。
溶媒可溶性メンブランフィルタ-を用いる水中の微量成分の濃縮と定量

本研究の目的はメンブランフィルタ-を用いて水中の微量成分を濃縮して定量する方法の応用拡大を図ることである。先に報告した定量法を改善するとともに新しい定量法の開発ができたので,その成果を述べる。1.シリカ(ケイ酸)の吸光光度定量:シリカはモリブデン酸とヘテロポリブル-陰イオンを生成する。これは陽イオン界面活性剤の共存下でイオン会合体を形成する。吸引濾過によりこの会合体をメンブランフィルタ-(MF)に捕集することができる。MFごと少量のDMFに溶解してブル-の吸光度を測定する。シリカのヘテロポリ酸は生成条件によってα型あるいはβ型のものができる。これまでβ型を生成させてシリカを定量していたが、鉄(II)の妨害が大きかった。今回,α型ができる条件で行ったところ,鉄(II)の影響を受けずに定量できた。この方法でμg/lレベルのシリカを定量するためには,汚染された試薬や水を予め蒸留で精製しなければならない。本補助金で購入した非沸騰式酸蒸留装置で塩酸を精製したところ,汚染を1/5まで減少させることができた。2.鉄の吸光光度定量:次のような新しい鉄(II)の定量法を開発した。μg/lレベルの鉄(II)をバソフェナントロリンジスルホン酸との錯陰イオンとした後,陽イオン界面活性剤を添加し,イオン会合体としてMFに捕集する。MFごと会合体をDMFに溶解して溶液の吸光度を測定する。この方法では,一度MFに捕集させた会合体を2週間後にDMFに溶解しても,捕集後直ちに溶解した場合と同じ吸光度を与える。採水現場で鉄(II)を固定して,後でゆっくり測定できるので実用上のメリットは大きい。3.アルミニウムの原子吸光(AAS)定量:アルミニウムのクロムアズロ-ルS錯陰イオンを陽イオン界面活性剤の共存下でテフロン製のMFに捕集できた。捕集物をエタノ-ルに溶出しAASでμg/lのアルミニウムを定量できた。