hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
沿岸域での鉄の起源と生物摂取機構の解明及びそれに基づく沿岸域生態系評価手法の開発

鉄はほぼすべての生物の生長に必要不可欠な微量栄養素である。鉄の化学種は,多様な水環境中で特に河口・沿岸域においてダイナミックに変化し,一次生産を支配する因子となっている。本研究課題では,藍藻類に着目しその摂取機構を解明すること,そして流域レベルで鉄が藻類に及ぼす影響を評価することを目的としている。本年度の研究では,まず,様々な培養条件下で放射性同位体Feの取り込み試験を実施し,反応速度論モデル結果と照合することで,藍藻類は水中で一時的に生成される還元態鉄の第一鉄Fe(II)を摂取することを明らかにした。Fe(II)の生成には,暗条件では活性酸素種の一種であるスーパーオキシドの還元反応が寄与し,明条件では光エネルギーによる有機リガンドの励起を介した反応が優位であることが分かった。もう一つの成果としては,数値シミュレーションにより河口・沿岸域における鉄の移流・拡散を再現できたことが挙げられる。連続の式やナビエストークスの式に,鉄とフミン物質の錯形成反応モデルを組み込むことで,宮城県松島湾流域における有機鉄の動態をシミュレートした。その結果,調査で得られた溶存態鉄濃度と時空間的に適合した。また,数値計算および実測の結果から,松島湾では藻類の成長に十分な鉄濃度が存在することが明らかとなった。今後は,鉄の酸化還元反応を組み込むことで,藻類に利用可能な鉄形態であるFe(II)が時空間的にどう変化するのかを予測評価していく必要があると考えるが,そのために必要な反応速度論モデルや,移流・拡散モデル,Fe(II)の定量手法等の要素技術は,本研究期間の3年間において開発することができたと評価する。多くの水域において,鉄は,一次生産者の生命活動を支配する微量栄養素であることが認識されている。その鉄の生物重要性から,本研究では,流域レベルでの鉄の化学的動態および藻類による鉄摂取機構を解明し,それに基づく沿岸域生態系を評価する手法を新たに開発することを目的とする。藻類に利用できる鉄の種類は,シデロフォアが存在する場合などの特別なケースを除き,溶解性の無機鉄(Fe)と限られている。一方,藻類が生息する表層水中では,その溶解度は非常に低く,ほとんどが不溶性の酸化水酸化鉄または有機リガンドとの錯体として存在する。そのため,より効率的に鉄を摂取するために,藻類はこのような利用不可能な鉄を還元することで,Fe濃度を増加させ,摂取すると考えられていた。本年度の研究では,鉄の還元剤の一つとして,スーパーオキシドアニオンラジカルに注目し,藻類によるスーパーオキシドの生成とその還元作用により生物利用可能な鉄が生成される速度を,分光学的手法やフローインジェクションケミルミネッセンス法を用いて調べた。その結果,藍藻類(Microcystis aeruginosaやLyngbya majuscula)からのスーパーオキシドの発生が確認でき,鉄の還元および摂取に寄与していることが明らかとなった。この事実を基に,化学反応速度論に基づいた鉄の摂取モデルを構築し,藍藻類によるスーパーオキシドを介した鉄の摂取を評価することが可能となった。その生物重要性から,本研究では,自然水中での鉄の化学的動態を明らかにし,鉄要求性の特に高い藻類である藍藻類に対して鉄摂取機構を解明することを目的としている。そして,最終的には構築された鉄摂取モデルに基づき,実水域における鉄の利用性を評価することを目指す。本年度は,スーパーオキシドなどによる有機鉄の還元が藍藻類の鉄摂取において重要であるという仮説の下,放射性同位体鉄(^<55>Fe)を用いた鉄取り込み試験を行い,還元剤の作用により第一鉄イオンの濃度が増すことで鉄の細胞内取り込みが助長されることを実験的に明らかにした。また,培地中に存在しうる様々な鉄化学種に対しての反応(酸化・還元や錯形成・解離など)を考慮した動力学モデルを利用して,実験的に決定された鉄摂取速度の妥当性を示した。スーパーオキシドは生物活動や光の作用により容易に生成されるため,以上の結果は自然水中での鉄摂取にスーパーオキシドが深く関わっていることを示唆する。本年度行われた鉄摂取試験では,鉄結合リガンドとしてEDTAとクエン酸が使用された。これは,鉄の複合反応系において,より単純で再現性の高い系を作成するためであった。しかしながら,自然水中では,フルボ酸などの不均一性の高いリガンドが多数存在し,これらが鉄のキレーターとして重要である。したがって,実水域における鉄の摂取機構を明らかにするためには,このようなキレーターが実際に存在する系において,さらなる検証が必要であると考えられる。これは次年度の課題の一つとする。

Fe(II)の生成には,暗条件では活性酸素種の一種であるスーパーオキシドの還元反応が寄与し,明条件では光エネルギーによる有機リガンドの励起を介した反応が優位であることが分かった。もう一つの成果としては,数値シミュレーションにより河口・沿岸域における鉄の移流・拡散を再現できたことが挙げられる。連続の式やナビエストークスの式に,鉄とフミン物質の錯形成反応モデルを組み込むことで,宮城県松島湾流域における有機鉄の動態をシミュレートした。その結果,調査で得られた溶存態鉄濃度と時空間的に適合した。また,数値計算および実測の結果から,松島湾では藻類の成長に十分な鉄濃度が存在することが明らかとなった。今後は,鉄の酸化還元反応を組み込むことで,藻類に利用可能な鉄形態であるFe(II)が時空間的にどう変化するのかを予測評価していく必要があると考えるが,そのために必要な反応速度論モデルや,移流・拡散モデル,Fe(II)の定量手法等の要素技術は,本研究期間の3年間において開発することができたと評価する。
口腔先天異常疾患関連遺伝子解析研究

口腔先天異常疾患は、最も頻度の高い口唇口蓋裂においてもその頻度は0.015%であり、ましてや症候群の場合、一国のみで遺伝子解析を行うことは困難である。そこで本研究では可及的に多くの国々から多数の口腔先天異常の関連遺伝子を収集してバンキングを行い、研究者に提供するシステムの研究開発を行い、以下の成果を得た。・海外での収集サンプル数:7057例(ベトナム人:4290例、モンゴル人:1999例、ミャンマー人:580例、メキシコ人:30例、ラオス人:158例)・日本人遺伝子サンプル数:1717例口唇口蓋裂をはじめとする先天性疾患の遺伝子的解明のため、患者ならびにその両親を中心とした家族、さらにそのコントロールとしての同一人種の健常者の遺伝子バンキングを世界レベルで行い、研究者に提供することにより、遺伝子分析による科学の発展に寄与することを目的とする。・海外での収集サンプル数:7057例(ベトナム人:4290例、モンゴル人:1999例、ミャンマー人:580例、メキシコ人:30例、ラオス人:158例)・日本人遺伝子サンプル数:1717例1)平成19年10月1日に、愛知県にて班会議を実施した。2)これまでに倫理委員会への申請を行い得なかった研究分担施設においては、準備を進め申請を行い、可及的に各施設での承認を得た。3)初年度に研究分担者と打ち合わせ会議を行い確認した研究実施方法に従い、今年度も引き続き遺伝子試料の収集ならびに研究を実施した。研究分担施設へ送付した血液採取ならびデータ入力のための物品を使用し、遺伝子試料を収集した。4)得られた試料は、本学の口腔先天異常疾患関連遺伝子共同研究機構の口腔疾患関連遺伝子バンキングルームにて、患者のプライバシーに十分留意するとともに安全に保管した。5)ベトナム、ラオスにおいて、継続して遺伝子試料の提供を受け得るようにするため、現地の協力者への説明を行い、血液採取用濾紙やシリンジ等の必要な消耗品を配布するとともに、遺伝子試料を入手した。6)これまでにバンキングされ、遺伝子解析に使用している日本人に加えベトナム人、モンゴル人試料についても本格的にDNA抽出を行った。昨年度に引き続き遺伝子解析を行い、口唇・口蓋裂との関連性について、検討を行った。7)上記とは別に、日本人多発家系の非症候群性の口唇・口蓋裂、約80症例についても遺伝子多型の解析を実施した。8)研究成果を平成19年7月8日、名古屋にて行われた第47回日本先天異常学会書く術集会と、10月21日に福岡県で行われた第19回日本小児口腔外科学会において発表した。9)ミャンマーでの調査は、治安の悪化等によって、平成19年度は実施できなかった。1)初年度に研究分担者と打ち合わせ会議を行い確認した研究実施方法に従い、今年度も引き続き遺伝子試料の収集ならびに研究を実施した。2)ベトナム(夏目、柳澤、中村:H20.12.17H20.12.28)、ラオス(仲間:H20.11.21H20.12.05)、インドネシア(夏目:H20.11.20H20.11.24)、モンゴル(麻野:H20.08.20H20.08.30)において、継続して遺伝子試料の提供を受け得るようにするため、現地の協力者への説明を行い、血液採取用濾紙やジリンジ等の必要な消耗品を配布するとともに、遺伝子試料を入手した。3)得られた試料は、本学の口腔先天異常疾患関連遺伝子共同研究機構の口腔疾患関連遣伝子バンキングルームにて、患者のプライバシーに十分留意するとともに安全に保管した。4)日本人多発家系の非症候群性の口唇・口蓋裂について、研究協力者のアイオワ大学Jeffery C Murrey教授とともに遺伝子多型の解析を実施した。5)これまでにバンキングされ、遺伝子解析に使用している日本人に加えベトナム人、モンゴル人試料についても本格的にDNA抽出を行った。6)研究成果を平成20年9月19日、川越にて行われた第20回日本小児口腔外科学会において発表した。1.世界各国での今後の可及的な遺伝子サンプル収集に向けた取組みを行った。1)モンゴル国(平成21年8月15日8月21日)2)ブラジル連邦共和国(平成21年9月7日8月16日)3)ベトナム社会主義共和国(平成21年12月18日12月24日)4)ラオス人民民主共和国(平成22年3月7日3月10日)2.研究協力者であるJeffrey Murrayと面談し、口唇口蓋裂患者を中心に遺伝子解析を今後の方向性について打合せを行った。(平成21年5月4日5月15日)3.日本人遺伝子サンプル数患者(片側性:52例、両側性:6例、口蓋裂:13例)親(父母:34例)コントロール(16例)

1.世界各国での今後の可及的な遺伝子サンプル収集に向けた取組みを行った。1)モンゴル国(平成21年8月16日8月21日)現地調査:4名2)ベトナム社会主義共和国(平成22年12月17日12月31日)現地調査:2名3)ラオス人民民主共和国(平成22年12月19日12月24日)現地調査:1名4)エチオピア連邦民主共和国(平成23年3月7日3月10日)現地調査:1名ベトナム社会主義共和国、モンゴル国、ラオス人民民主共和国においては予定の如くサンプルの入手が出来たが、エチオピア連邦民主共和国では度々の交渉を行ったが、今回はサンプル入手が出来なかった。2.海外での収集サンプル数ベトナム人:4290例、モンゴル人:1999例、ミャンマー人:580例、メキシコ人:30例、ラオス人:158例3.日本人遺伝子サンプル数は1586例に以下を追加した。患者(片側性:50例、両側性:11例、口蓋裂:8例)親(父母:38例)コントロール(24例)4.本研究においては上記の如く、多数の遺伝子サンプルを入手することが出来、これを多くの研究者に提供することにより口腔先天異常疾患関連遺伝子解析研究を飛躍的に進めることが可能であると考える。5.本研究の成果をもとに、愛知学院大学口唇口蓋裂センターにおいて口唇口蓋裂、先天異常患者本人ならびに家族に対し遺伝カウンセリングを行い、また希望の患者には名古屋大学医学部と協力してMTHFRの分析を行い、研究成果を臨床に応用しており、その成果を学会発表した。
肺癌組織におけるペプチドトランスポータＰＥＰＴの発現と機能：臨床指標との関連

肺癌患者29人(男19名:女10名68.8歳腺癌21名扁平上皮癌8名)より肺癌組織および正常気管支組織を採取した。肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の基質である蛍光ペプチドD-Ala-Lys-AMCAを作成し、取り込み実験を行った。腺癌に比べ扁平上皮癌で取り込みが強い傾向(p=0.09)を認めたが有意差はなかった.肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の蛍光免疫染色を行い癌細胞表面および正常気管支上皮に染色を確認した.リアルタイムPCRによる検討では,腺癌と比べ扁平上皮癌においてPEPT2のmRNAレベルの発現が有意に強いことが確認された(p=0.038)細胞膜上に発現するペプチドトランスポーターPEPTsは生体内のペプチドやペプチド製剤の輸送に関与する蛋白である.その幅広い基質認識性と高い親和性ゆえに薬剤送達の標的分子として注目されている.近年PEPT2が多くの腫瘍細胞株に発現・機能していることが確認されているが,肺癌組織におけるPEPTsの発現・機能について検討した報告はない.本研究では肺癌組織におけるPEPT2の発現・機能について分子生物学的解析を行い臨床データとの相関について検討する.これまで肺癌患者25人(男15名:女10名68.6歳腺癌18名扁平上皮癌7名)より肺癌組織および正常気管支組織を採取した.1肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の基質である蛍光ペプチドD-Ala-Lys-AMCAを作成し、取り込み実験を行った。基質取り込みの程度を定性的に3段階評価した.腺癌に比べ扁平上皮癌で取り込みが強い傾向(p=0.11)を認めたが有意差はなかった.2肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の蛍光免疫染色を行った.癌細胞では癌細胞表面および正常気管支上皮に染色を確認した.3リアルタイムPCRによる検討では,腺癌と比べ扁平上皮癌においてPEPT2のmRNAレベルの発現が有意に強いことが確認された(p=0.039).今後、症例集積を行いながら肺癌組織および正常組織のPEPTsの基質取り込み試験,免疫染色,ウエスタンブロッティングおよび定量PCRを行い組織型や臨床データとの関連を検討する.細胞膜上に発現するペプチドトランスポーターPEPTsは生体内のペプチドやペプチド製剤の輸送に関与する蛋白である。その幅広い基質認識性と高い親和性ゆえに薬剤送達の標的分子として注目されている。近年PEPT2が多くの腫瘍細胞株に発現・機能していることが確認されているが、肺癌組織におけるPEPTsの発現・機能について検討した報告はない。本研究では肺癌組織におけるPEPT2の発現・機能について分子生物学的解析を行い臨床データとの相関について検討する。これまで肺癌患者27人(男17名:女10名68.8歳腺癌20名扁平上皮癌7名)より肺癌組織および正常気管支組織を採取した。1.肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の基質である蛍光ペプチドD-Ala-Lys-AMCAを作成し、取り込み実験を行った。基質取り込みの程度を定性的に3段階評価した.腺癌に比べ扁平上皮癌で取り込みが強い傾向(p=0.11)を認めたが有意差はなかった.2.肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の蛍光免疫染色を行った。癌細胞表面および正常気管支上皮に染色を確認した。3.リアルタイムPCRによる検討では,腺癌と比べ扁平上皮癌においてPEPT2のmRNAレベルの発現が有意に強いことが確認された(p=0.039)肺癌患者29人(男19名:女10名68.8歳腺癌21名扁平上皮癌8名)より肺癌組織および正常気管支組織を採取した。腺癌に比べ扁平上皮癌で取り込みが強い傾向(p=0.09)を認めたが有意差はなかった.肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の蛍光免疫染色を行い癌細胞表面および正常気管支上皮に染色を確認した.リアルタイムPCRによる検討では,腺癌と比べ扁平上皮癌においてPEPT2のmRNAレベルの発現が有意に強いことが確認された(p=0.038)細胞膜上に発現するペプチドトランスポーターPEPTsは生体内のペプチドやペプチド製剤の輸送に関与する蛋白である。近年PEPTsが多くの腫瘍細胞株に発現・機能していることが確認されているが、肺癌組織におけるPEPTsの発現・機能について検討した報告はない。本研究では肺癌組織におけるPEPTsの発現・機能について分子生物学的解析を行い臨床データとの相関について検討する。これまで肺癌患者13人(男8名:女5名,平均69.1歳,腺癌9名扁平上皮癌4名)より肺癌組織および正常気管支組織を採取した。1.肺癌組織および正常気管支におけるPEPTsの基質である蛍光ペプチドD-Ala-Lys-AMCAを高純度で作成し、ペプチド基質取り込み実験を行った。pH、温度、培養時間等の調節に時間を要したが、癌組織および正常組織への蛍光ペプチド取り込みを認め、再現性も確認できた。癌組織の壊死部では取り込みは見られなかった。今後引き続き症例集積を行い定量評価を行う。2.肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の蛍光免疫染色を行った。癌細胞では癌細胞表面が染色されることを確認した。および正常気管支上皮に染色を確認した。

今後、症例集積を行いながら肺癌組織および正常組織のPEPTsの基質取り込み試験、免疫染色、ウエスタンブロッティングおよび定量PCRを行い組織型や臨床データとの関連を検討する。細胞膜上に発現するペプチドトランスポーターPEPTsは生体内のペプチドやペプチド製剤の輸送に関与する蛋白である。その幅広い基質認識性と高い親和性ゆえに薬剤送達の標的分子として注目されている。近年PEPT2が多くの腫瘍細胞株に発現・機能していることが確認されているが、肺癌組織におけるPEPTsの発現・機能について検討した報告はない。本研究では肺癌組織におけるPEPT2の発現・機能について分子生物学的解析を行い臨床データとの相関について検討する。これまで肺癌患者29人(男19名:女10名68.9歳腺癌21名扁平上皮癌8名)より肺癌組織および正常気管支組織を採取した。1.肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の基質である蛍光ペプチドD-Ala-Lys-AMCAを作成し、取り込み実験を行った。基質取り込みの程度を定性的に3段階評価した.腺癌に比べ扁平上皮癌で取り込みが強い傾向(p=0.09)を認めたが有意差はなかった.2.肺癌組織および正常気管支におけるPEPT2の蛍光免疫染色を行った。癌細胞表面および正常気管支上皮に染色を確認した。3.リアルタイムPCRによる検討では,腺癌と比べ扁平上皮癌においてPEPT2のmRNAレベルの発現が有意に強いことが確認された(p=0.038)呼吸器内科学当初PEPT2の基質である蛍光ペプチドD-Ala-Lys-AMCAを作成に時間を要したが,現在実験は順調に進展していると考えられる.検体の集積は外科手術症例数および内容に規定される.病理診断が優先されるため,対象者はある2センチ以上の腫瘍径を有する場合に限られる.転勤に伴い、新施設での実験環境・体制の整備に時間を要しました。実験継続の準備が整ったため試薬や物品発注の手配を開始しているが、外部委託の合成ペプチドの調整・作成に時間を要するため。肺癌組織におけるペプチドトランスポーター(PEPTs)の取り込み機能を調べるために必要な蛍光ペプチド基質であるD-Ala-Lys-AMCAの作成に時間を要した。高純度のペプチド合成を行うため4ヶ月を要した。ペプチド基質取り込み試験においても、細胞株と実際のヒト肺組織と違い、当初考えていた培養条件では癌細胞内に取り込みが確認されなかった。pHや培養温度、培養時間等で最適条件を見出すのに時間を要した。13例のうち9例目より安定した基質取り込みが確認されるようになっている。肺癌組織において基質取り込み能、免疫染色,リアルタイムPCRによるPEPT2のmRNAの発現確認ができたため今後引き続き症例を集積し,以下の実験を実施していく.2リアルタイムPCR:引き続き癌組織における非癌組織におけるPEPTsのmRNAの発現を検討する.癌組織別および癌組織と非癌組織別にmRNAの発現量の違いを定量的に評価する.3蛍光免疫染色:癌組織および非癌組織におけるPEPTs蛋白の免疫染色を行う.
リサイクルにおける環境情報の開示行動に関する経済分析

本研究は、リサイクル活動における環境情報の意義について検討することを目的として出発し、以下のような成果が得られた。前年度から引き続き、環境報告書やヒアリングにより、企業の環境パフォーマンスに関する情報の収集を進め、リサイクルをはじめとする企業の具体的な環境活動や、LCAといった環境情報作成のプロセスについての整理を通じ、集約された環境情報としての「環境効率」を、本研究の焦点となるキーワードに据えた。そのうえで、環境情報としての環境効率の機能等を分析するための準備として、環境効率に関連する文献のサーベイを行った。さらに、企業が環境効率を高めるようなインセンティブの構造をモデル化し、環境効率に基づいた環境パフォーマンスについての情報開示行動そのものが、大量生産・大量消費・大量リサイクル社会に対する「免罪符」としての役割を果たしているのではないか、という問題の検討に主力を注いだ。環境効率および環境負荷についてのミクロ的およびマクロ的データの収集を通じ、環境効率の向上がかえって経済活動の拡大をもたらし、結果として環境負荷低減効果が薄れるという「リバウンド効果」が無視できないことを明らかにし、さらに、環境効率の福祉的な意味についての検討にも着手し、環境効率の向上を基軸とした経済システムの持続可能性に関する批判的な研究結果を、International Society for Ecological Economics,8th Biennial Scientific Conferenceおよび、環境共生学会において発表した。本研究は、平成15年度から平成16年度にわたる2年間において計画されているものである。平成15年度においては、まず、事業者における戦略的な環境情報として、LCA情報も縮約された『環境効率』に着目し、それに関連する資料として、事業者により作成された環境報告書、ヒヤリング、学術論文、マクロ統計データなどの収集・整理を行った。環境効率には様々な定義が存在するが、現在のところ事業者に最も受け入れられているのは、WBCSD(World Business Council for Sustainable Development)により提唱された、「より少ない資源からより多くの財・サービスを生産する」という考え方であり、マクロ的にはGDPの環境効率に対応する。資料・データによれば、物質フローでみたわが国のGDP環境効率は1975年以降、高い経済成長率を維持しながらも一貫して向上し続けてきている。このようなGDPと環境のデカップリングは、産業構造の脱物質化、すなわち、資源集約型のハード産業から人的資本集約型のソフト型産業への継続的なシフトと深く関連している。しかしながら、(1)エントロピー的観点から、環境効率には上限がある(2)環境効率の向上速度は、近年減退傾向にある(3)ソフト型産業も環境負荷からフリーではないことから、GDPの環境効率を高めるための限界費用は既に相当に高くなっているものと考えられる。以上のような整理を進めるうち、持続可能な発展への舵取りとなる指標としてGDPの環境効率を用いることの適格性を早急に再検討する必要性を痛感し、環境効率の分子としてはGDPよりも福祉水準を表現するものであるべきだと考え、アマルティア・センの潜在能力アプローチを用いて環境効率の再定義を試みた。さらに、事業者が潜在能力の環境効率を環境情報として発信するインセンティブの有無、および、そのような行為と持続可能な発展との整合性を検討し、その成果を論文としてまとめ、環境共生学会およびEcological Economicsに投稿した。
専用ハードウェアで実現する高速フラクタル画像圧縮エンコーダ

本研究は,フラクタル圧縮に基づく高能率な画像符号化手法を開発し,それをハードウェア上に構築することを目的として行われた。実験では,FPGAを搭載した画像処理ボード上にフラクタル圧縮のアルゴリズムを構築し,その性能を評価した。本研究によって,LSI化の際に有効となる新たな知見を得ることができた。研究代表者は高速な画像処理が可能な汎用エンジンRM-Vを既に開発している。RM-Vは電気的に書き換え可能なLSIであるFPGAと大容量のSDRAMを搭載した,汎用の信号処理ボードである。メインとなるベースボード上に,モジュール化されたボードであるRMM-Vを4枚まで増設できる構造になっている。本研究では,このRM-Vの構造とフラクタル圧縮の並列性を考慮しながら,処理のスケジューリングとメモリ・アロケーションを行った。入力画像を色成分毎に三つに分割し,それぞれを3枚のRMM-Vによって並列に処理することで高速化を図った。4枚目のRMM-Vを結果の記憶に利用した。また,大容量のSDRAMを利用することで,画像を縦方向に4分割した高度な並列処理を可能にした。これらの効果を総合すると,入力画像を12の領域に分割した並列処理が可能となった。さらに,フラクタル圧縮におけるアフィン変換をSRAMの構造に適したアルゴリズムに変形することにより,メモリアクセスの効率を向上させた。通常,この処理は4つの画素から1つの画素値を算出するが,SRAMは1つのアドレスに4つの画素値を格納できることを利用し,16画素から一度に4画素を算出できるようなメモリ配置を考えた。実験の結果,フラクタル圧縮を搭載したRM-Vはクロック16MHzで動作し,1枚の画像を225msecで処理することができた。このことから,135MHzで動作するLSIを設計すれば,30フレーム/秒の動画像処理も可能であることがわかった。本研究は,フラクタル圧縮に基づく高能率な画像符号化手法を開発し,それをLSI上に構築することを目的として行われた。平成11年度はFPGA上にフラクタル圧縮の基礎部分を構築するという目標を達成した。本研究では,フラクタル圧縮の心臓部となるドメイン探索処理を,新しく開発した汎用エンジンRM-V上に構築した。このRM-Vは,メインとなるベースボード上に,モジュール化されたボードであるRMM-Vを4枚まで増設できる構造になっている。本研究では,このRM-Vの構造とドメイン探索処理の並列性を考慮しながら,処理のスケジューリングとメモリ・アロケーションを行った。まず,入力画像を色成分毎に三つに分割し,それぞれを3枚のRMM-Vによって並列に処理することで高速化を図った。さらに,大容量のSDRAMを利用することで,画像を縦方向に4分割した高度な並列処理を可能にした。これらの効果を総合すると,入力画像を12の領域に分割した並列処理が可能となり,ソフトウェア処理と比較して最大18.9倍の高速化を実現することができた。今後は,エントロピ符号化部など周辺回路の構築とともに,画像品質および圧縮率のさらなる向上を目指して研究を行う予定である。
低温作動固体酸化物形燃料電池用空気極の反応機構の解明

今年度はSr3Fe2O7の酸素量変化が電子伝導特性および結晶構造に与える影響を評価した。これは固体酸化物形燃料電池の空気極がさらされる雰囲気や運転条件で、空気極材料の物性がどのように変化するかを検討するうえで必要不可欠な知見である。また材料の電気化学特性向上を目標に、異種元素添加の影響も評価した。熱重量測定、クーロン滴定、導電率測定は実際の燃料電池が動作する600800°Cで測定を行った。また任意の温度・酸素粉圧における結晶構造をIn-situ XRD測定により評価した。酸素欠陥種が生成することによる結晶格子の変形は他の不定批正材料でも報告されているが、この現象をデバイス設計に反映しないと、深刻な劣化・破壊がもたらされることが懸念される。そのため、任意の条件における結晶構造を明らかにすることは高信頼性の燃料電池システムを構築するうえで必要不可欠な知見である。Sr3Fe2O7の主要な電子伝導キャリアはホールであることが確認できた。酸素分圧変化による電子伝導性の変化は欠陥化学的に予想される挙動と一致した。また、Sr3Fe2O7はある程度の電子伝導性および可動酸素欠陥種を有していることから、酸化物イオン-電子の混合導電性を示すことが示唆された。混合伝導性は、高性能は空気極材料のに必要とされる特性の一つである。酸素量変化による結晶格子の変化は、通常の不定批正酸化物で報告されているものとは異なる挙動を示すことが明らかになった。これは非常に興味深い実験結果であり、Sr3Fe2O7の層状構造に由来するものであることが予想される。今後さらに変形機構を検討する必要があると考えている。また昨年度まで得られていた実験結果をまとめ、査読有論文1報、国際学会発表2件、国内学会発表2件の成果を上げた。26年度が最終年度であるため、記入しない。固体酸化物形燃料電池(SOFC)の新規カソード材料として期待されている層状ペロブスカイト型酸化物であるSr3Fe207系酸化物の酸素欠陥構造とその熱化学的挙動を欠陥化学に基づいて解析した。酸素欠陥はカソード特性に大きな影響を及ぼす重要物理パラメーターである。SOFC運転条件(酸素分圧110'20bar、温度600-800°C)で、本材料系の酸素不定比性を熱重量天秤およびクーロン滴定法により評価した。これらの実験により、酸素分圧110^<-20>barという幅広い酸素分圧領域における酸素不定比挙動を測定する事に成功した。実験により得られたデータを欠陥化学に基づいて解析したところ、特定の酸素サイト間で酸素一酸素空孔の交換が起こり、見かけ上ある酸素サイトは還元されて、もう一方の酸素サイトが酸化されるような挙動が予想された。これは通常の酸化物では想定されない、興味深い挙動である。以上の成果は第81回電気化学会にて成果報告した。また本材料系の電子伝導挙動についても評価を進めている。カソード材料は酸素欠陥を介した酸化物イオン導電性と電子導電性を併せ持つことが望まれており、両特性と関係性を明らかにすることはカソード材料の基礎物性および電気化学的特性を明らかにする上で重要な知見である。今年度、酸素欠陥種の濃度を定量的に評価する事に成功したため、電子キャリアの濃度を推定する事可能となり、より定量的な導電機構の解析が可能となる。来年度は本材料系の電子伝導機構、欠陥構造との関係性を評価する。

26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定通り、固体酸化物形燃料電池動作条件におけるSr3Fe2O7系カソード材料の酸素欠陥構造およびその濃度変化を実験的に測定する事に成功した。また欠陥化学に基づいた解析を行い、本材料系の酸素不定比性(酸素量の変動)を解析する事に成功した。来年度はSr3Fe2O7系カソード材料の酸素不定比性、電子伝導特性および結晶構造の評価を行う予定である。今年度酸素欠陥の評価を行ったため、そのデータを組み合わせることで欠陥に誘起される電子伝導特性の変化および結晶構造の変化を定量的に評価することを目標とする。また異種元素置換した系の評価も計画している。
電磁界印加による溶媒中粒子表面間力の測定と異種粒子凝集分散による担体分離

本研究は3年継続して行い、2種のトピックから構成される。一つは金を被覆した半球と平板間に液体を満たし10nml000nmの表面間隔で、電界、磁界を印加してその相互作用力を測定する装置を製作、測定することである。シリコーン油に1V程度の電界を作用させ距離を接近させたところ、500nm以内で約50nmの間隔で吸引と反発力が周期的に観察された。これはシリコーン油の分子長にほぼ一致した。一方、シリコーン油中に20nm程度のスメクタイトを分散させたER流体で同様に電界を印加して測定したところ、100nmの周期で吸引と反発が生じた。これはスメクタイトが2次粒子を形成している大きさと推定された。半球と平板の周囲にコイルを配置した装置は電界と同時に磁界を平行に作用させることができる。シリコーン油ベース磁性流体で観察中である。もう一つの研究は、粒子の凝集と分散を利用した選別である。-5ミクロンの微細な錫石に同種の粗粒の粒子あるいは他の粗粒の方鉛鉱、石英を混合して浮選すると、微細な錫石の回収率は50%から95%に増加させることができた。また、-5ミクロンの微細な鉄マンガン重石に粗粒の磁鉄鉱を混合して磁力選別を行うと、実収率は50%から90%に増大した。水中での微細表面間力と凝集分散を利用した選別との関係は今後、さらに検討をする予定である。セミミクロ天秤を除振台に配置し、天秤室の内部に粗調整、微調整のゲージ台を入れる。ゲージ台の上には液体を入れることができる容器を配置した。天秤でピエゾ素子を吊り下げ素子の下部にレンズをつけて液体中を上下に微調整できるようにし、測定法を検討している。また、石英等の平板およびレンズにスパッタリングで均一な各種皮膜を形成させ干渉により皮膜を調査した。担体分離はまず、鉄マンガン重石と石英の浮選分離で試みた。鉄マンガン重石の微細な試料(5μm以下)の浮選に捕収剤としてオレイン酸ナトリウムを使用し、粗粒(3753μm)の粒子を担体として添加し鉄マンガン重石の浮遊性を増大させ石英の微粒子(10μm以下)との分離を行った。44%の浮遊率が粗粒子担体を添加することにより78%に増大した。さらに、Fe^<3+>イオンを添加することにより鉱石表面のゼータ電位を変化させるとさらに鉄マンガン重石の浮遊率は増大し、97%となった。ついで、錫石と石英の担体を用いた浮選分離を試みた。錫石(5μm以下)の浮選に捕収剤としてオレイン酸ナトリウムを使用した。担体として混合する錫石の粒度は3050μmで最も実収率が大となり、通常の浮選の28%から80%程度まで実収率は増大した。さらにPb^<2+>イオンを添加すると錫石の実収率は85%とより増加した。使用したpHは6付近で最も分離が良好であった。今後、表面吸着物質、pH等の変化による粒子間力測定を試みる予定である。昨年の基礎実験を基に、本年は実際に装置を作製し、表面間力を電界印加、無印加において測定した。従来のSFA(surface force apparatua)は溶媒が光透過性を有するものという制限があり、また、電界印加による表面間力を観察できなかった。本研究では圧電素子による変位量をあらかじめ光干渉縞で測定しておき、表面間の接触点を電気抵抗から求め、表面間の相互作用力を天秤で測定する装置を試作した。距離の制度は数nmであり圧電素子の電圧で調整できる。

測定にはまず、フェニルシリコーンオイルを溶媒として半球表面と真鍮板表面の間に入れて電界印加、無印加での表面間力を測定した。電界を作用させない場合、両表面間の接近に伴い、単調に反発力が増加した。1.5Vの直流電圧を印加した場合、表面間距離200nm以下の領域において反発力の低下が生じ、相互作用力に極小部が現れた。電界印加により反発力に加えて新たな吸引力が生じることが明らかとなった。フェニルシリコーンオイルの分子が電界方向にクラスターを生じたためと考えられる。また、この溶媒中に厚さ510nm程度のスメクタイト粒子を分散させた流体に電界を作用させた相互作用力も測定した。製作した表面間力測定装置にて、溶媒として蒸発しにくいジメチルシロキサンを用いてその各粘度がことなる、すなわち分子長の異なるシリコーン油をガラス半球の電極と平板電極の間に挟み、電界を印加して表面間力を測定した。例えば、1Vを電極間に印加し、粘度100cpのジメチルシロキサン中で電極を接近させていくと、約500nmの距離で反発力が強まり、約50nmの間、反発し、ついで、約50nmでもとにもどり、再び距離が約50nmで反発が増加する現象があらわれた。シリコーンの分子長を求めたところ約50nmであり、電界方向にシリコーン分子が配列し、圧縮、吸引が繰り返されていると推定される。マグネタイトなどの強磁性粒子をシリコーン油中に分散している系での表面間力測定用に装置の周囲にコイルを配置し、電界と磁界を平行に同時にガラス半球面と平板間に作用させる方法を開発した。現在、実験を進行中である。現在の装置では水などの揮発性溶媒については測定が難しく、揮発性溶媒の測定装置については検討中である。水系については鉄マンガン重石の磁力選別を試み、微粒子の存在ずるけん濁液に粗粒子を添加すると磁着率が増大することを実験として示した。
享受史の側面から見た物語絵本の研究

大阪府立大学学術情報センター図書館所蔵絵入版本(「絵入源氏」「源氏小鏡」「十帖源氏」「源氏物語大概抄」等)のデジタルアーカイブを作成した。成果はすべてDVD-ROM及びCD-ROMに収録して大阪府立大学に配備するとともに、web上でも一般公開する予定である。また、物語享受史における物語絵本の役割とその意義について明らかにするため、物語本文と絵との関係、版本に影響を与えた絵巻について考察した。平成19年度は、大阪府立大学学術情報センター所蔵の絵入版本について、版面のデジタル化を行う作業が中心となった。また、物語享受史における物語絵本の役割とその意義を明らかにするため、物語の挿絵と本文との関係、版本に大きな影響を与えた物語絵巻についての研究を同時に進め、青木賜鶴子「室町期伊勢物語絵巻の一様相-静嘉堂文庫「伊勢物語絵巻」が語るもの-」(『言語文化学研究日本語日本文学編』第3号、2008年3月、1-12頁)を発表した。大阪府立大学学術情報センター所蔵絵入版本の版面のデジタル化については、まず、『大阪女子大学附属図書館和漢書分類目録』記載をもとにした悉皆調査(原本の書誌確認)を行い、全体の撮影計画を立案した。次に、その計画に従い、スキャナを用いた撮影を進めた。平成19年度に撮影を終了した版本は、「絵入源氏物語」慶安跋承応三年刊大本2種、万治三年刊横本、無刊記小本、「源氏小鏡」絵入本2種、野々口立圃「十帖源氏」2種、「源氏髪鏡」などであり、全体のおよそ三分の二に相当する。撮影を終了したものについては、順次、研究及び公開に適した形になるよう加工を行っているところである。今後は、引き続き大阪府立大学所蔵物語絵本のデジタル化及び加工を進めるとともに、同種の他館所蔵本について、既公開のCD-ROM、データベース等を積極的に利用しつつ、研究を進める予定である。また、物語の本文と挿絵との関係や、物語享受の具体相についても、さらに考究してゆきたいと考えている。平成20年度は、前年度に引き続き、大阪府立大学学術情報センター所蔵の絵入版本について、版面のデジタル化を進め、撮影したものから順に、研究及び公開に適した形になるようデータ加工を行った。また、物語享受史における物語絵本の役割とその意義について明らかにするため、物語の挿絵と本文との関係や、版本に大きな影響を与えた物語絵巻についての考察を並行して進め、静嘉堂文庫所蔵「伊勢物語絵巻」を例に、「静嘉堂文庫所蔵「伊勢物語絵巻」-紹介と位置づけ-」(山本登朗、ジョシュア・モストウ編『伊勢物語創造と変容』219-241頁、和泉書院、2009年4月刊行予定)の論にまとめた。版本の撮影は、前年度と同様にスキャナを用いて行った。平成20年度に撮影を終了した版本は、「おさな源氏」「源氏物語大概抄」「源氏大和絵鑑」「源氏物語絵尽大意抄」「絵入竹とり物語」「新版大字伊勢物語」「絵入伊勢物語」「うつほものがたり」等であり、予定していたものすべてについて、撮影とデータ加工を終了することができた。データ加工に予想していた以上の時間がかかったため、他館所蔵本の調査は既公開のCD-ROM、データベース等が中心となった。絵入版本の版面の研究は、従来はともすれば挿絵の部分のみが注目されがちであり、挿絵部分のみが公開・公刊される場合も多かったが、今回、挿絵のみならず本文の部分を含む版面をすべてデジタル化して公開することは、今後同趣の絵入版本を調査する場合、特に、種々の版がある場合の前後関係を考察する上で、益するところ大であると思われる。
ストレスによる性機能障害のメカニズム解明における免疫・内分泌学的側面からの研究

ストレスに応答して生体機能の恒常性を維持するシステムは神経系・免疫系・内分泌系のネットワークの中で構築されており、ストレス負荷によるその破綻は性機能障害をもたらす。また、無月経や閉経による性機能低下状態は、ストレスに対する脆弱性を招来し、間脳・下垂体・卵巣系のみならず、種々のストレス関連疾患の病態発生にも深く関与すると考えられる。そこで、ストレス応答における、免疫・内分泌系の関与を検討する目的で、日本ザルを用いて虚血・再還流ストレス・モデル実験を行った。その結果虚血・再還流ストレス後、30分で海馬ではELRモチーフを持つCXC・Chemokine及びその受容体であるCXCR2がミクログリアに一過性に出現すること、並びに虚血後4日目でEstrogen-β受容体が、増殖性を示すミクログリアの殆どに発現することが明らかとなった。また、ラットを用いた実験系で温経湯が中枢性のケモカインを介して抗ストレス作用をもたらすことが明らかになったので、臨床的にも性機能が低下した閉経婦人に温経湯を投与して抗ストレス作用をもたらすかどうか、さらに検討を加えた。その結果、ホルモン療法に抵抗を示すうつ状態婦人に温経湯を併用投与するとうつ状態が有意に改善することが明らかとなった。以上、ストレス負荷環境での性機能障害における免疫系・内分泌系のネットワークの重要性について基礎的ならびに臨床的に明らかにした。ストレスに応答して生体機能の恒常性を維持するシステムは神経系・免疫系・内分泌系のネットワークの中で構築されており、その破綻は間脳・下垂体・卵巣系にも影響を及ぼし性機能障害を招来する。そこで産婦人科領域で遭遇する体重減少やスポーツ等に起因ストレスによる性機能障害の発症メカニズムに関しても免疫・内分泌学的側面からその病態を捉え直す必要がある。そこで、本年度は先ずストレス負荷によりもたらされる性機能障害を検討するためにストレス負荷実験モデルの作成を試みた。ラットに30分/日,60分/日,120分/日の強制運動ストレス負荷(750m/hour)をそれぞれ1週間連続して与え、強制運動ストレス負荷が性周期に及ぼす影響を観察した。その結果、30分/日の強制運動ストレス負荷では影響は見られなかったが、60分/日では83%に性周期異常が認められ、80%に性周期の停止が認められ、120分/日では100%に性周期異常が認められ、83%に性周期の停止が認められた。また、虚血・再還流ストレスでのケモカインの動態を日本ザルを用いて検討した。その結果、虚血・再還流ストレス後、30分で海馬ではELRモチーフを持つCXC・Chemokine(Gro-a, Gro-b, Gro-g, IL-8, ENA-78, NAP-2, GCP-2)及びその受容体であるCXCR2がmicrogliaに一過性に出現することを免疫組織化学的手法で見いだし、ストレス応答におけるケモカインの関与が霊長類を用いたモデルにおいても確認できた。また、閉経による性機能低下状態は、ストレスに対する脆弱性を招来し、間脳・下垂体・卵巣系のみならず、種々のストレス関連疾患の病態発生にも深く関与すると考えられる。我々はこれまでにケモカイン(CINC)が中枢神経系において抗ストレス作用をもたらす事を明らかにしてきた。そこで本年度はラットを用いて、CRFを脳室内投与して、ストレス負荷状態を惹起させたうえで、CINC分泌を促進する温経湯を経口投与して、温経湯が抗ストレス作用をもたらすかどうかを行動薬理学的に検討を加えた。その結果、温経湯は視床下部でのCINC分泌を亢進させた。アニメックスによる行動量の定量実験に置いて、温経湯を経口投与はCRFの脳室内投与による行動量の増加に拮抗し、抗ストレス作用をもたらすことが明らかとなった。

臨床的にも性機能の低下した閉経婦人に温経湯を投与して抗ストレス作用をもたらすかどうかは症例を増やして現在検討中である。一方、霊長類を用いて、ストレスに反応して変化する脳内のEstrogen受容体の動態を虚血ストレス負荷環境で検討した。その結果、サルの海馬ではEstrogen-α受容体(ERα)はどの細胞にも発現しておらず、虚血ストレス負荷により、虚血後4日目で海馬での増殖性を示すミクログリアの殆どにER-βが発現し、ERαは観察したいかなる時期においても認められなかった。以上から、虚血ストレス負荷後のミクログリアの反応性増殖と活性化にはER-βが何らかの役割を担っているものと考えられた。ストレスに応答して生体機能の恒常性を維持するシステムは神経系・免疫系・内分泌系のネットワークの中で構築されており、ストレス負荷によるその破綻は性機能障害をもたらす。また、無月経や閉経による性機能低下状態は、ストレスに対する脆弱性を招来し、間脳・下垂体・卵巣系のみならず、種々のストレス関連疾患の病態発生にも深く関与すると考えられる。初年度にラットを用いた実験で、強制運動ストレス負荷が性周期障害をもたらすことを明らかにした。そこで、本年度はエルゴメトリーによる運動負荷によるストレスに反応して血清GRO-aが変化するかどうかについてボランティアを用いて検討を加えた。その結果、血液中のコーチゾルの上昇とともに、血清GRO-a濃度が上昇するこのが観察されストレス負荷がケモカイン活性を高めることが示唆された。前年度の動物実験にて、温経湯が中枢のケモカインを介して、抗ストレス作用をもたらすことが明らかとなった。そこで、臨床的にも性機能の低下した閉経婦人に温経湯を投与して抗ストレス作用をもたらすかどうか検討下。その結果、ホルモン療法に抵抗を示すうつ状態婦人に温経湯の併用寮法を行なうとうつ状態が有意に改善することが明らかとなった。さらに、去勢ラットを用いて、ストレス負荷がうつ状態に及ぼす影響について強制水泳モデルを用いて検討を加え去勢によりうつ状態が悪化し、エストロゲンを補充すること出、うつ状態が改善することを明らかにした。
環境化学物質が酸化ストレスを介してエピジェネティック変化を誘導する機序の解明

多くの有害環境化学物質の毒性への関与が報告されている酸化ストレスに着目し、酸化ストレスとDNAメチル化変化との関連について探索した。メチル欠乏食を投与したマウス肝臓では、酸化ストレス誘導性遺伝子の発現や酸化的DNA損傷増加から酸化ストレス誘導が示され、また5meC量の低下が検出された。そのメチル化低下の主要な機序として、最近明らかにされた能動的DNA脱メチル化経路で働く脱メチル化酵素や塩基除去修復酵素の誘導による能動的脱メチル化経路の活性化という新規の機序が示唆された。またgpt deltaマウスを用いた研究で、無機ヒ素が酸化的DNA損傷誘導性の変異を増加させることを明らかにした。1.C57BL/6マウスに酸化ストレスを誘導することが報告されている無機ヒ素(亜ヒ酸ナトリウム50ppm)またはメチル欠乏食を1または3週間投与し、酸化ストレス、酸化的DNA損傷、およびDNAメチル化変化の関係を検討した。(1)雄マウスの肝臓ではメチル欠乏食によって酸化ストレス誘導性遺伝子が強く誘導され、ヒ素では誘導がみられなかった。酸化的DNA損傷である8-OHdGのHPLC/ECD法による測定でも、メチル欠乏食でのみ増加が検出され、ヒ素曝露と比較してメチル欠乏食では肝臓に酸化ストレスが強くかかり酸化的DNA損傷が増加することが示唆された。(2)5-methylcytosineのLC/ESI-MS測定の結果、メチル欠乏食群でのみグローバルDNAメチル化レベルの低下が観察され、さらに8OH-dG量とDNA低メチル化が有意に相関することが明らかとなった。(3)DNA損傷修復酵素に関しては、メチル欠乏食によってOGG1,MUTYH,TDGの発現誘導が観察され、損傷修復系の活性化がDNAメチル化低下につながる可能性が考えられた。TDGは近年能動的脱メチル化に関与することが報告されており、メチル欠乏食によるDNA低メチル化の機序として、能動的脱メチル化の関与についてさらに検討が必要と考えられた。(4)DNAメチル化を担当するDnmt酵素については、メチル欠乏食によってDnmt1とDnmt3aの発現はむしろ増加しており、酸化的DNA損傷によるDnmtの活性抑制の関与が示唆された。(5)雌ではメチル欠乏食によるグローバルDNAメチル化低下とDNA損傷修復酵素の誘導の程度が雄と比較して弱く、能動的脱メチル化経路の活性化が弱いことがDNAメチル化低下耐性に関与する可能性が考えられた。以上より、酸化的DNA損傷とDNAメチル化変化が密接に関連することが明らかとなった。2.gpt deltaマウスに無機ヒ素を投与し、肝臓での点突然変異の頻度および変異パターンを解析した。その結果、変異誘導能は高くないものの、酸化的DNA損傷に伴って現れる変異の増加が検出され、この実験系によってヒ素による酸化的DNA損傷が高感度に検出される可能性が示唆された。1)DNAメチル化レベルは、DNAメチル基転移酵素群(Dnmts)によるシトシンから5メチルシトシン(5meC)へのメチル化と、5meCの脱メチル化のバランスで決定される。近年DNA脱メチル化のあらたな機序として、Tet酵素群による5meCの5ヒドロキシメチルシトシン(5hmC)への酸化から始まる能動的脱メチル化経路の存在が明らかにされた。そこで能動的脱メチル化を解析するために、安定同位体標識5hmCを標準物質として、LC/MS-MSによって5hmC量を精密測定する条件を確立した。C3Hマウスの肝臓では5meCはシトシンの5%程度、5hmCは5meCの10%程度存在し、特に5meCの個体ごとのばらつきはごく小さかった。また肝癌組織では特に5hmC含量が大きく減少することが明らかとなった。2)これまでのin vivoの検討から酸化ストレスとDNAメチル化変化との関連を示唆する結果を得ていることから、これらの関係を直接証明するためにin vitro実験系の構築を試みた。各種細胞株に過酸化水素添加や細胞内活性酸素の産生に関与するNADPHオキシゲナーゼ遺伝子をトランスフェクションし、5hmC生成酵素であるTetの発現量や5meC量を測定した。その結果、Tet発現量や5meC量は実験ごとに大きくばらつくことが明らかとなった。上記1)の動物実験では5meC量の個体ごとのばらつきがごく小さく、5meC量が厳密に制御されていることが示唆されたが、一方、細胞レベルではDNAメチル化レベルに大きく影響を及ぼす未知の因子があることが示唆された。1)低メチル食投与による能動的脱メチル化経路の変動;昨年度、マウスへの低メチル食投与が肝臓の5-methylcytosin (5meC)量を低下させ、同時に酸化的DNA損傷を増加させることを明らかにした。そこで5meC低下への能動的脱メチル化の関与を検討した。能動的脱

メチル化に関与するTet酵素、およびTdgやApe1などの塩基除去修復酵素群の発現を検討した結果、低メチル食群においてTet2, Tet3およびTdg, Ape1が有意に増加することをみいだした。以上の結果は、低メチル食が能動的脱メチル化経路を活性化してDNAメチル化を低下させるという新規の機序を示唆した。2)Nrf2の活性化:肝臓組織より核画分と細胞質を分離しNrf2の局在を調べた結果、低メチル食によってNrf2の核での増加が認められ、低メチル食投与による酸化ストレス誘導を介したNrf2の活性化が示された。低メチル食で発現増加したTet3のプロモーター領域にはNrf2結合配列が存在し、Nrf2によるTetの直接的な制御の可能性も考えられた。3)酸化的DNA損傷とDNA低メチル化:CG配列のGの酸化的損傷により生成した8OHdGが、Dnmt3bの結合を阻害し隣接するCのメチル化を阻害することがin vitroの研究で報告されている。そこでマウス肝臓の5meCと8OHdG含量の精密分析の結果を解析したところ、低メチル食群では対照群と比較して8OHdGがグアニン10<sup>7</sup>塩基あたり2塩基多いのに対して5meCの低下はシトシン10<sup>3</sup>塩基あたり2塩基で、5meCの変化量は8OHdGの変化量の約1万倍であった。この結果は5meCの減少に対する8OHdGの生成を介したDnmt3bの結合阻害の寄与は大きくないことを示唆した。マウスの系において酸化ストレス、酸化的DNA損傷、およびDNAメチル化変化が密接に関連することを示す実験系を確立し、当初の予定通り相互の関連を検討し、新たな知見を見いだした。25年度が最終年度であるため、記入しない。肝臓で酸化ストレスが強く誘導される低メチル食投与によって、能動的DNA脱メチル化酵素の誘導がかかるという新規の知見を得、酸化ストレスとDNAメチル化の関連に関して研究が進展した。また酸化ストレスによって核移行する転写因子であるNrf2が、低メチル食投与によって核移行していることを明らかにしたことから、今後この転写因子と能動的DNA脱メチル化酵素群との関連も探りたい。レトロトランスポゾンL1遺伝子のプロモーター領域における突然変異とDNAメチル化解析についても検討を行ったが、対照群と低メチル食投与群の間で差はみいだせなかった。昨年度の結果から、メチル欠乏食を投与したマウスの肝臓において、酸化ストレスを起点とするDNA低メチル化の新たな機序として、能動的脱メチル化の関与が重要であることが示唆された。そこで本年度は能動的脱メチル化経路にも注目して検討を行う。本年度は、低メチル食投与による能動的脱メチル化関連酵素の発現や脱メチル化の中間体である5-hydroxymethocytosineの測定、ヒストン修飾変化、および昨年度の検討で低メチル食によって発現変動することが観察されたDNAメチル基転移酵素やDNA損傷修復酵素、および転写因子の相互作用について検討する。