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近世常総地域における都市形成と地域的特質にかんする研究

従来,関東地方では元禄期以前の古文書類の伝存するものが少なく,ことに町方の研究にとって史料の欠除が致命的とさえ云えるが,こうした資料的限界性を克服するための方法的検討をふくめて本研究では近世の都市空間の形成過程をたんに古文書資料のみに依存することなく,絵図,旧記,地誌類を総合的に検討する方法を模索してきたが,その一端は本研究の研究報告書において披露することができように考えられる.本研究の課題は、茨城県南部のいわゆる常総地域における近世都市の形成過程を、基礎構造との関連において実証的に解明しようとするものであるが、昭和61年度にあっては、前年度において収集につとめた史料類についての分析検討をおこなうとともに、新史料の発見・調査をすすめた。土浦地域にかんしては、近世町方関係史料について調査を続行し、とりわけ今年度においては町絵図を集中的に収集し、いくつかの年度におたって絵図類多数を検討することが出来た。また元禄・宝永・享保期の町年寄の御用留、御用日記など、多くの新史料を発掘したが、これらは従来町方史料がほとんど見出されなかったこの地域の問題の解明にきわめて有力な材料を提供する。これら新史料にもとずいて城下町土浦の形成過程を検討し、絵図類の年次的変化を辿ることによって近世城下町としての土浦の市街地拡大の経過が解明され、また、市の開設など当時の商業活動の事実を明らかにできた。近世の府中(石岡市)にかんしては、町年寄矢口平右衛門関係史料の検討を中心に研究を継続し、古文書目録公刊の準備をすすめた。さらに、土浦、府中など常総地域における近世都市の形成は、水戸街道の貫通ときわめて密接な関連があるが、交通路ならびにそこにおける交通の実体はまことに朦朧たるものである。近世の交通の実情を反映した道中記の類はいうまでもないが、鎌倉街道など近世以前の時代の交通路については、各地に残る伝承などの分析が必要である。本研究では、常総地域の都市形成が進展した戦国末期から近世前期の時期にかけての交通体系の変遷をできるかぎり解明すべく、府中、土浦両地域の近世地誌、旧記類の検討につとめ、天理図書館所蔵高木利太旧蔵書、国立国会図書館、内閣文庫、靜嘉堂文庫、茨城県立図書館、茨城県立歴史館、土浦市立図書館、石岡市立図書館等の所蔵史料について調査し、関係資料を収集することができた。
部分流量における軸流ポンプ羽根車入口の非定常流れ特性と逆流発生機構に関する研究

軸流ポンプの部分流量における羽根車翼端前縁付近の非定常な流れ特性に対する上流側吸込管流れの流動応答について、非定常圧力分布測定および可視化画像処理流速計測というこれまでに開発を進めてきた最新の計測技術をアクリル樹脂性ケーシングの供試軸流ポンプ(口径100mm、回転数5002,000rpm)の試験装置に適用した実験によって詳細に調べ、逆流発生のメカニズムに関する次のような知見を得た。1.本ポンプ特性を計測し、逆流発生付近の流量における吸込管および羽根車入口付近の流れを染料注入法およびタフト法によって可視化観測し、流量の減少に伴って羽根車翼チップ前縁付近に局所的逆流が発生し、更に僅かな流量の減少によって大規模逆流の発生に至ることが明らかとなった。2.大規模逆流域の流況は単なる軸対称的環状流れではなく、羽根枚数あるいは羽根枚数以下の数で羽根車と共に回転する縦渦構造が逆流域とその内側の主流(吸い込み流れ)との境界領域を形成している。3.羽根車入口から吸込管の上流約20D(Dは管内径)までの管壁面非定常圧力分布を今回購入のパーソナルコンピュータで制御される複数の圧力変換器を用いて、逆流発生前後の流量につき綿密に計測した結果、羽根車入り口付近の吸い込み管壁面上で、翼前縁上流において1ピッチ間の最大圧力から最低圧力までの急激な圧力変化領域が存在し、流量の減少に伴い圧力の急変の程度やその影響領域は増大するものの、局所逆流および大規模逆流の発生に対してこの増大傾向が急激でしかも不連続な変化はしないことが明らかとなった。4.すでに開発したトウインクルレーザシート法によって吸込管内および羽根車入口付近の大規模逆流を伴う吸い込み管の管軸を含む断面内の時間平均流速分布を明らかにした。
スイッチング損失・ノイズを低減した高効率ソーラーパワーコンディショナの開発

本研究課題では,太陽光発電用ソーラーパワーコンディショナの高効率化と低騒音化の相反する要求に対して,一相PWM制御を適用したインバータの適用を提案した。その結果,スイッチング周波数を1/3に低減しても,従来のPWM制御インバータと同等の高調波抑制効果が得られることを明らかにし,スイッチング損失を1/7に,交流インダクタ鉄損失を60%に低減して,高効率化が実現できることを理論と実験の両面から明らかにした。本研究の目的は,系統連系用三相インバータの一相PWM制御法を開発することにある。これは,系統連系用三相インバータの三相の内,二相分のパワー半導体デバイスを導通状態に固定し,一相分のパワー半導体デバイスだけをスイッチング(PWM制御)する制御方式に特長がある。PWM制御を行う一相分のパワー半導体デバイスにはスイッチング損失が発生するが,他の二相分のパワー半導体デバイスにはスイッチング損失を生じない。したがって,従来の系統連系用インバータに比べて,PWM制御に伴うスイッチング損失を少なくとも1/3に低減することができる。本研究課題では,一相PWM制御法を適用した系統連系用インバータの制御法とスイッチング損失の低減効果,高調波抑制効果を明らかにする平成21年度は,実験回路の設計・試作と理論的な動作特性の検討を行った。回路シミュレーションにより,系統電流と直流電圧の制御特性とスイッチング損失低減効果などの基本的な動作特性を評価し,この解析結果を踏まえて,実験装置の主回路仕様を決定した。また,直流コンデンサ容量と電源インピーダンスによる共振現象を理論的に解明し,実験により共振現象が生じることを確認した。次に,実験装置の試作を行い,スイッチング損失の低減効果と高調波抑制効果などの基本的な動作特性を評価した。実験装置の主回路には,一般的な太陽光発電システムと同様に三相系統連系インバータと昇圧コンバータで構成し,系統連系インバータと昇圧コンバータのパワー半導体デバイスとしてMOSFETを用いた。制御回路にはDSPとFPGAを用いた構成を採用し,系統連系インバータと昇圧コンバータを一括して制御する方式を採用した。さらに,実験により基本的な動作特性を確認し,従来の回路方式と同等の高調波抑制効果が得られることを確認した。本研究の目的は,系統連系用三相インバータの一相PWM制御法を確立し,スイッチング損失およびスイッチングノイズを低減した高効率なソーラーパワーコンディショナを開発することにある。従来の系統連系用インバータに比べて,PWM制御に伴うスイッチング損失やスイッチングノイズを1/3以下に低減できる。平成22年度は,理論的な動作特性を検討するとともに,実験回路の設計および試作を行った。回路シミュレーションにより,系統電流と直流電圧の制御特性とスイッチング損失低減効果などの基本的な動作特性を評価した。その結果,スイッチングに伴う損失は3種類の成分に分離でき,成分ごとに1/31/27に低減できることを明らかにした。この解析結果を踏まえて,実験装置の主回路仕様を決定し,基本設計および回路定数の最適化を行った。実験装置の試作を行い,スイッチング損失の低減効果と高調波抑制効果などの基本的な動作特性を評価した。実験装置の主回路は,一般的な太陽光発電システムと同様に三相系統連系インバータと昇圧コンバータで構成した。系統連系インバータと昇圧コンバータのパワー半導体デバイスとしてMOSFETを用いた。実験により基本的な動作特性を確認し,電源高調波および変換効率,回路損失の評価を行った。その結果,一相PWM制御を用いることにより従来の回路方式と同等の高調波抑制効果が得られることを確認し,スイッチングに伴う損失を1/7に低減できることを確認した。本研究課題の目的は,系統連系用三相インバータの一相PWM制御法を確立し,スイッチング損失およびスイッチングノイズを低減した高効率なソーラーパワーコンディショナを開発することにある。平成22年度は,電源高調波および変換効率,回路損失の評価を行った。一相P脳制御を用いることにより従来の回路方式と同等の高調波抑制効果が得られることを確認した。また,解析の結果を基に,最適なMOSFETを選定することにより,スイッチング損失と導通損失の割合の最適化し,スイッチングに伴う損失を1/7に低減できることを確認した。平成23年度は,直流コンデンサ容量や交流インダクタなどの変換器の周辺素子についての検討を行った。まず,直流コンデンサ容量に対する直流電圧制御特性と電源高調波電流の関係を理論的に検討し,インバータの動作周波数に対して適切な直流コンデンサ容量が存在することを明らかにした。

次に,交流インダクタに生じる損失について検討し,一相PWM制御を用いることにより,従来の回路方式に比べて,交流インダクタの鉄損を約60%に低減できることを実験により明らかにした。また,従来の交流インダクタに比べて,鉄心を小さく設計することにより,交流インダクタ鉄損と銅損の和を低減できることを理論的に明らかにした。
樹木と土壌の相互作用による動的森林システムの数学的構造

現実の森林を、森林樹木と堆積土壌とが相互作用するような地質・生態システムとみなし、森林の動態を数理モデルにより調べる研究に取り組みました。モデル化については本研究の準備段階から既に試みていましたが、平成16年以降もその試みを続け、特に平成17年には一つの典型モデルの提案に到達しました(拠点方式による学術交流事業平成17年度成果報告集、平成18年、大阪大学、285-288)。本モデルの数学解析については、現時点では、堆積土壌が一定の場合についてのみ詳細な解析ができました。すなわち、モデルから無限次元力学系が構成される、この力学系はリヤプノブ関数を有する、すべての軌道は時間の経過とともに平衡点に漸近する、平衡点の集合の構造は森林モデルに含まれているいくつかの生態パラメータに依存して劇的に変化する。さらには、このモデルから森林が生来的に有する固有境界を再現できることが見出されました。これは、森林の境界位置から逆に、その森林の生態パラメータが推定され、さらにはその森林の健康度(破壊に対する復元力)が計算でき得ることを示唆しています。一方、堆積土壌も変化する場合については、現在のところ、地質・生態モデについてのシミュレーションによる結果が得られています。すなわち、モデルから森林境界が再現される、しかしこの場合には森林境界は安定せず概周期的で複雑な挙動をすることが観察されています。これの数学的な解析は今後の課題です。個々の森林樹木に着目して森林の動態を調べるIndividual Basedモデルの構築も試みましたが、あまりにもモデルが大規模になり纏まった研究成果は得られませんでした。本研究で得られた、上述のマクロモデルについての成果が、今後の研究展開の指針となるものと期待されます。本年度は,本研究の初年度ということで必要設備の整備を行うと同時に,研究分担者を中心に会合を持ち研究課題について共同の問題認識を深めるとともに各分担者の役割担当について打ち合わせを行った。設備の整備に関しては,数値計算用の高性能パソコン2台,データ処理用パソコン1台,作業の並列化のためのシステム用パソコン1台を設置したのを始めとして,関連する周辺機器として,プリンタ,ノート型パソコン,デジタルカメラ等を装備し運用を開始した。また,書籍の購入として,最近の森林環境問題についての研究図書並びに自己組織化の科学に関する図書を中心に整備した。研究者間の交流に関しては,Le Hung Son教授(ハノイ工科大)を招聘しベトナムにおけるマングローブ林研究の最新情報の提供を受けたのを始め,(他の基金により本研究科に来日中であった)Nguyen Van Mau教授(ハノイ大学科学校学長)と「環境問題への数理的アプローチ」についての研究集会を持った。また,柳相旭助教授(チェジュ大)を招聘し制御問題につての数理的研究について情報交換を行った。一方,ヨーロッパからはMessoud Efendiev教授(シュトゥットガルト大),Davide Guidetti教授(ボローニャ大),Alan Miranville教授(ポワチエ大)を招聘し非線形偏微分方程式及び無限次元力学系に関する最近の情報交換を行うと共に森林動態モデルへの応用について議論した。国内の研究者交流では,本研究の協力者である宮城豊彦教授(東北学院大)と数回に渡り交流し,フィールドワークサイドから樹木と土壌の相互作用について明らかになっている知見について情報の提供を受けた。また,分担者が一堂に会し議論しあう研究集会を開催した。本年度は,海外から3名の研究者を招聘して,国際共同研究を中心的に行った。9月には,Messoud Efendiev教授(ミュンヘン工科大学)を招聘,同教授の招聘を機に「物理・工学における非線形問題」というテーマで研究集会を主催した。この研究集会には,分担者の辻川亨教授(宮崎大工),田畑稔教授(大阪府大大学院工)を始め,中桐信一教授(神戸大学工)等多数の参加者があった。

この研究集会において,本研究代表者は「森林動態モデルと力学系」という基調講演を行うとともに研究集会参加者と深い議論を交わした。Messoud Efendiev教授とは,さらに非自励系システムから決まる力学系の指数アトラクタについて共同研究を行った。10月には,Nguyen Minh Tuan教授(ベトナム国立大ハノイ科学校)とNguyen Huu Du教授(ベトナム国立大ハノイ科学校)を招聘した。Nguyen Minh Tuan教授とは環境問題への数学的方法について共同研究した,一方Nguyen Huu Du教授とは,マングローブ林の動態数理モデルについて共同研究した。研究発表では,9月の日本数学会秋季総合分科会(岡山大学)において「森林動態モデルから決まる力学系について」という一般講演を,また3月の同学会春季年会(中央大学)において「森林動態モデルから決まる力学系の解の漸近挙動について」という一般講演を行った。また,10月には研究集会「現象の数理モデルと発展方程式」(京都大学数理解析研究所)において「森林数理モデルに対する力学系の構成」という講演を行った。11月には,日本マングローブ学会(東京農業大学)において「マングローブ林動態を記述する数理モデルの導入」という講演を行った。6月にはフランスのボアチエ大学で開催された,アメリカ数理科学研究所主催第6回国際会議「力学系,微分方程式とそれらの応用」に招待され「交差拡散を伴うロトカ・ボルテラ競争系方程式と指数アトラクタ」という題名で招待講演を行った。これは,本研究課題に関連する成果発表であった。この折には,Messoud Efendiev教授(ミュンヘン工科大学)やMaurizio Grasselli教授(ミラノ工科大学)と再会し研究上の議論を交わした。一方で,9月にはベトナムから2人の若手研究者Dinh Cong Huong講師(クィヌホン大学)とBui Thi Giang講師(ベトナム暗号学研究所)を招聘し,大阪大学において「環境科学技術に対する数学の貢献」というテーマの国際研究集会を主催した。本研究集会には,両講師の他,本研究課題の分担者である笠井秀明教授(大阪大学)と田畑稔教授(大阪府大大学院工)が参加され講演された。研究発表では,9月の日本数学会秋季総合分科会(大阪市立大学)において「森林動態モデルの定常解」というタイトルの一般講演を,また平成19年3月の同学会春季年会(埼玉大学)において「離散化パラメータに対する指数アトラクタの収束性」という一般講演を行った。また,12月には研究集会「生物数学の理論とその応用」(京都大学数理解析研究所)において「交差拡散棲み分けモデルのアトラクタと不安定多様体」という講演を行った。論文発表としては,本研究課題にかかわる8編の学術論文を発表したほか,2編の学術論文が掲載予定となった。6月にはイタリアのローマ大学で開催された国際研究集会「編微分方程式に関わる順、逆、制御問題」に招待され「森林動態モデルの数学的構造」という題名で招待講演を行った。
大豆製品・乳製品の食後高血糖抑制効果

大豆製品・乳製品を取り上げ、食後高血糖を抑制する食べ方および血糖上昇抑制の作用機序について検討した。(1)牛乳は米飯摂取15分前に摂取すると食後高血糖を抑制したが、15分後では抑制効果がなかった。納豆は米飯摂取15分前・15分後に摂取すると、共に米飯摂取後の食後血糖上昇抑制効果があった。(2)牛乳の血糖上昇抑制には、インスリン分泌が関与し、一方大豆製品に関しては大豆製品中の不溶性食物繊維ではないか、と推察した。【目的】糖尿病予防・食後高血糖予防の観点より、米飯摂取時、同時に摂取した乳製品の血糖上昇抑制作用を、食品の種類・量について検討した。【方法】被験者は女子学生10名(22±1歳)であった。基準食として米飯(サトウ食品147g、糖質50g)を用いた。検査食は米飯+普通牛乳(100ml、200ml、400ml)、低脂肪牛乳・無脂肪牛乳(各200ml)、チーズ36gを食し、検査食では糖質が50gになるように米飯量を調節した。血糖値測定は自己血糖測定器グルテストエース(三和科学研究所)を用い、被験者自身が負荷前、負荷後15、30、45、60、90、120分後の計7回測定した。基準食ならびに検査食の血糖上昇下面積(AUC)を算出した。各時点での基準食と検査食の血糖値の比較、血糖上昇下面積の比較はpaired t-testを行ない、p<0.05を有意差ありとした。【結果】1.血糖上昇のピーク:基準食の血糖値のピークは60分であるのに対して、検査食のピーク値は30分となり、ピークが前方へ移行した。2.牛乳の量:普通牛乳200・400mlの検査食では、基準食と比較して、AUCは有意に低下した。牛乳100mlの検査食と比較して400mlの検査食の方がAUCは有意に低下した。3.乳製品の脂肪含有量の比較:普通牛乳200ml、無脂肪乳200mlの検査食では、基準食と比較して、AUCは有意に低下した。たんぱく質、糖質が同量の普通牛乳・低脂肪乳・無脂肪乳の検査食のAUCは、3群間で差はなかった。【結語】乳製品の血糖上昇抑制効果は、乳製品を一定量以上摂取する必要があり、乳製品の脂肪含有量は関係ないと推測された。乳製品を米飯と摂食すると食後血糖上昇ピークが前方向に移行し、インクレチン分泌が関与すると推察された。【目的】前年度、米飯と同時に摂取した牛乳の血糖上昇抑制作用を検討した、その結果1)牛乳100400mlでは用量依存性はなかった、ある一定以上の牛乳量が必要である。2)普通牛乳・低脂肪乳・無脂肪乳の3食間で、血糖上昇曲線下面積(AUC)に差がなかった。このことより牛乳中のタンパク質が、脂質より、強力が血糖上昇抑制作用があると推察された。一方バター(20g)にも血糖上昇抑制効果があった。今年度は牛乳中のタンパク質・脂質の作用機序を検討する目的で、基準食と無脂肪乳とバターを摂食後のホルモン濃度を測定し、牛乳中のタンパク質・脂質の作用機序について検討した。検査食として1)米飯+無脂肪牛乳(200ml)と2)米飯+バター20gを食し、検査食では糖質が50gになるように米飯量を調節した。採血は負荷前、負荷後15、30、45、60、120分後の計6回行い、インスリン・グルカゴン濃度を測定した。血糖、ホルモンAUCの比較は一元配置分散分析(対応のある要因による反復測定:ANOVA)を行い、その後Scheffeの方法による多重比較をおこなった。【結果】1.食後血糖上昇曲線:基準食の血糖値のピークは60分であるのに対して、無脂肪食のピーク値は30分となり、ピークが前方へ移行した。またバター食の血糖は緩慢に上昇した。基準食、無脂肪乳食およびバター食AUCは3群間で差はなかった。2.食後インスリン濃度は、基準食と比較して、無脂肪乳食では、30分、45分で高くなった(P<0.05)。基準食AUC・バター食AUCと比較して、無脂肪乳食AUCは高値であった(P<0.05)。3)食後グルカゴン濃度は3食間で差はなかった。【結語】牛乳中のタンパク質は、インスリン分泌を介して、食後血糖上昇を抑制する効果があった。バターも食後血糖上昇を抑制した、この作用機序は糖の吸収を緩慢にすることによると推察された。

目的:糖尿病予防・食後高血糖予防の観点より、米飯と同時摂取時に血糖上昇抑制効果が顕著であった豆製品・乳製品について、食べ方およびセカンドミール効果を検討した。即ち、健常大学生を被験者とし、1)食べる方の検討:乳製品・大豆製品を食べる順序を検討した。1米飯摂取前15分に、2米飯摂取15分後に大豆製品・乳製品を摂取した場合の米飯摂取後の血糖上昇抑制効果を検討した。2)セカンドミール効果:朝食に大豆製品を摂取し、昼食時の米飯摂取後の血糖上昇抑制効果があるか否かを検討した。結果:1)米飯の食後血糖に及ぼす牛乳・納豆の摂食時刻;牛乳を米飯摂食前15分に摂取すると食後の血糖上昇抑制効果があった。納豆摂取は米飯摂取15分前でも15分後でも血糖上昇を抑制した。この食後血糖上昇抑制には、牛乳ではインスリンが関与する可能性があり、一方納豆ではインスリン分泌が関与しないことが示された。2)豆乳・納豆のセカンドミール血糖上昇抑制効果;朝食に米飯+納豆、+豆乳を摂取したとき、納豆・豆乳を摂取しなかった時と比較して、昼食時の米飯摂食の初期の血糖上昇を抑えた。それには不溶性の食物繊維の関与が示唆された。しかし昼食時のGAUC(血糖上昇曲線下面積)は、朝食時の納豆・豆乳摂取の有無で差はなかった。意義:1)乳製品・大豆製品は身近な食品で、米飯摂食後の血糖上昇抑制効果が認められた。今後増加が予想される糖尿病予備群に対して、日常の中で行える適切な栄養指導法となる。2)食べ方として、牛乳の血糖上昇抑制効果は米飯摂取の15分前に取るのがより効果的であった。血糖上昇抑制効果の機序に関して、牛乳の場合はインスリン・インクレチンの関与が示唆された。3)大豆製品は米飯摂取15分前・15分後の間に摂取しても、米飯摂取血糖上昇抑制効果があった。大豆製品はインスリンの関与は少ないと推定された。1)乳製品に関しては牛乳に焦点をあてた。糖質50g一定にして、(1)牛乳(100-400ml)の用量依存性効果、(2)牛乳中の脂質含有量の違いによる効果の検討(普通牛乳・低脂肪乳。無脂肪乳)、(3)作用機序を検討するため、基準食と無脂肪乳食・バター食の食後血糖ならびにインスリンを測定し、無脂肪乳食の摂取時にのみインスリンが上昇した。2)大豆製品も糖質50gと一定にして、有機豆乳、納豆、木綿豆腐、黄粉、おから食を摂取後の食後血糖を測定した。その結果、大豆製品中に含まれて一定量の脂質・タンパク質、または不溶性食物繊維が含有されることが、血糖上昇抑制に作用すると推察した。24年度が最終年度であるため、記入しない。1)食後血糖上昇抑制効果は、乳製品と大豆製品を組み合わせたときに、相加効果あるいは相乗効果があるのか?2)牛乳・大豆製品を摂取するタイミング:食事前30分に牛乳摂取したほうが、より食後血糖上昇抑制効果がある、との報告がある。牛乳を摂取するタイミングについて検討する。また大豆製品セカンドミール効果についても検討する。
プロペラ形ねじれキラル巨大パイ電子系を用いる分子ローターの開発

本研究は、三つのデヒドロベンゾ[14]アヌレン環により構成されるプロペラ形構造をもつねじれキラル三方形分子を分子ローターとして設計し、それらを合成し、ラセミ化の活性化障壁の調査を行うことと、固体表面上におけるSTM観測を行い、その機能の検証することを目的として行った。まず3個のデヒドロベンゾ[14]アヌレン環が縮環したねじれパイ電子系の合成を行った。また、プロペラの羽根部分がさらに大きくなり、反転障壁が大きいと予想されるナフタレン環が縮環した分子も合成した。それらのラセミ化の活性障壁を見積もるため、キラルカラムによる光学分割を試みたが、いずれの場合もピークの分離は観測されなかった。そのため、温度可変NMRを用いた詳細な検討を行ったが、1H NMRではピークの分離が見られなかった。しかし、約-100°Cという測定限界まで冷却して13C NMRを測定したところ、シグナルの広幅化が観測された。したがって、デヒドロベンゾ[14]アヌレン環の反転の活性化障壁を定量的に見積もることはできなかったが、反転障壁は予想以上に小さく、キラルなプロペラ形分子が室温付近では非常に速い速度でラセミ化していることが明らかとなった。また、プロペラ形分子の固液界面(有機溶媒/グラファイト)におけるSTM観測を試みたが、明瞭な分子イメージを得るに至らなかった。これは吸着により反転を抑制することができないためと考えられる。結論として、デヒドロベンゾ[14]アヌレン環で構成されるプロペラ形分子の分子ローターへの応用は、現状では困難である。一方、合成過程において、デヒドロベンゾ[14]アヌレン環の渡環環化による新奇な芳香族分子の生成に関する知見が得られた。これは、新たな研究テーマの萌芽として大きな収穫である。本研究では、三つのデヒドロベンゾ[14]アヌレン環により構成されるプロペラ形構造をもつねじれキラル三方形分子を「分子ローター」として設計した。まずそれらを合成し、ラセミ化の活性化障壁などの基本物性の調査を行うとともに、STMを用いて固体表面上への吸着と表面上における外部刺激による一方向回転の観測を行い、「分子ローター」機能の検証するを目的としている。具体的には、中央のベンゼン環に6個のエチニルを導入し、これとブロモエチニルベンゼン誘導体とのクロスカップリングによりヘキサキス(エチニルフェニル)エチニルベンゼン誘導体に導き、最後に分子内の酸化的カップリングにより[14]アヌレン環を形成するという方法で合成した。ヘキサキス置換体の合成が最も困難であったが、反応条件の最適化を行い、再現性よく目的物を得る方法を見出した。目的物は固体状態でやや不安定であるが、結晶にすると安定に保存できる化合物であった。そのラセミ化の活性障壁を見積もるため、温度可変NMRやキラルカラムによる光学分割を試みたが、おそらく環の反転障壁を定量的に決定することはできなかった。さらに、周辺のベンゼン環上にイソプロピル基あるいは(メトキシイソプロピル)基をもつ誘導体を母体化合物と同様の方法により合成したが、これらの場合も温度可変NMRの結果から環反転の障壁を定量的に決定することはできなかった。そこで、より反転障壁が大きいと予想される1,2-ナフタレン環が縮環した巨大プロペラ形分子を合成するため、羽根の部分に相当するヨードエチニルナフタレンの合成を行った。
熟練の平衡生理学的研究

訓練により体平衡機能が向上する機構は、平衡器官を介し、脳を含めて新しい神経回路が成立すると考えられる。しかし、体平衡機能向上の機構や運動の記憶に関与する部位についてはよくわかっていない。体平衡と運動機能向上に関して基礎的研究(研究1)および人による研究(研究2)を行った。研究1:運動の記憶は記憶の中でも空間学習と同じ手続き的記憶に含まれるとされ、空間学習と共通した部位が関与する可能性があると考えられる。そこで、体平衡機能向上に役割をはたす運動の記憶が、空間学習に関与する海馬などの部位の関与があるか否かを検討した。その一つの手段として、体平衡機能向上へのNMDA受容体の関与を検討した。その結果、体平衡機能向上へのNMDA受容体の関与は空間学習と比較して少ないと考えられた。体平衡機能向上には運動の巧緻性や協調運動も影響していると考えられ、同じ手続き的記憶でも関与する部位が異なると思われる。末梢投与によるMK-801は海馬に最も結合しやすく、大脳皮質、大脳辺縁系、脳幹の順に結合部位が少なくなり小脳にはほとんど結合しないことが報告されている。このことより体平衡機能向上の獲得には、空間学習に重要とされる海馬における長期増強の関与は少なく小脳などの関与の可能性が考えられた。研究2:近時、めまい・平衡機能障害例の身体動揺を評価する方法として重心動揺検査が普及しており、運動選手に対しても利用されつつあるが、評価は未だ一定していない。身体の安定さと運動能力の優秀さを見いだすために視運動刺激負荷重心動揺検査による評価を検討した。その結果、本検査における左右径、単位面積軌跡長は、運動能力の評価に有用であると考えられた。また、視器だけの訓練により視性脊髄系の安定を認め、平衡器官の機能の連係が示唆された。(1)水平軸を中心として左右に自由に傾斜する平衡台上に重心動揺計をのせ、その上に被験者の左右軸を傾斜方向に一致させて開脚で直立させた。被験者に台を接地しないように水平に維持するように指示し、平衡台上での平衡維持を連日訓練した。訓練の前後の姿勢維持状態を、頭部動揺、重心動揺、左右ひらめ筋活動、台の傾斜のポリグラフ記録ならびにフィードバックモデルを用いた分析を行い訓練効果の獲得について検討した。訓練2カ月後、頭部動揺は小さくなり、周期が早くなるとともに規則的になった。重心動揺は振幅の変動が小さくなり、周期が早くなった。ひらめ筋活動は群化を認め難くなり筋活動が持続的で変動が小さくなった。台は速やかな左右の傾斜を認め接地しなくなった。フィードバックモデルを用いた分析では迷路性立ち直り反射が関与したフィードバック機構よりも自己受容性立ち直り反射が関与したフィードバック機構が優位に向上していると考えられた。(2)身体動揺に影響を及ぼす視運動刺激を外乱として負荷し、直立姿勢維持への熟練効果を検討した。被験者は健康な青年5名である。被験者を回転大円筒の中央に直立させ視運動負荷を加え直立姿勢を維持する訓練を4週間行った。この訓練が直立姿勢の安定化にどのような効果をもたらすかを視運動負荷時の重心動揺で検討した。また訓練を休止させ、訓練効果の維持を検討した。結果(1)訓練1週間後より軌跡長、左右径、外周面積は減少し、単位面積軌跡長は大きくなり訓練2週以後にほぼ安定した値をとるようになった。(2)訓練休止2週後、軌跡長、左右径、外周面積の訓練効果は維持されていたが、単位面積軌跡長の訓練効果は維持されていなかった。

1.空間学習にNMDA受容体が関与していることは広く知られている。また、運動の記憶に関しての基礎的研究の報告もみられている。我々は、体平衡機能向上(熟練)を運動の記憶としてとらえ、NMDA受容体拮抗剤MK-801を用いて空間学習と比較検討した。実験動物はモルモットを用いた。体平衡機能訓練として細長い板(4cm×100cm)を用い、一方の端から対側の餌がおいてあるゴールボックスへわたる訓練を行った。体平衡機能向上の評価は、板をわたる姿勢と板をわたることができた距離をそれぞれ得点化し点数で評価した。空間学習はMorrisのMilk maze testを用いた。検討項目は、体平衡機能獲得におけるNMDA受容体の関与と体平衡機能維持におけるNMDA受容体の関与である。NMDA受容体の非特異的拮抗剤MK-801注射群において、空間学習は阻害されたが、体平衡機能の獲得および維持は阻害されなかった。2.一側の内耳破壊により自発眼振および偏倚現象が生じるが前庭代償により時間の経過とともに軽減してくる。自発眼振(前庭眼運動系)ではその発現機序としてグルタミン酸受容体の機能が注目されている。グルタミン酸受容体にはサブタイプとしてNMDA受容体と非NMDA受容体があり前庭神経核二次ニューロンの興奮性神経伝達には両者の関与が報告されている。しかし前庭脊髄系への関与については報告がない。今回、前庭代償の特に前庭脊髄系への関与を定量的に評価することを試みている。グルタミン酸受容体拮抗剤としてNC-1200を、NMDA受容体拮抗剤としてMK-801を用いている。また、破壊前に平衡訓練を行い、前庭代償に対する影響を検討中である。一側の抹消前庭からの入力の遮断により、平衡機能障害の諸症候が現れる。静的症候として、前庭眼運動系の不均衡により眼振が、前庭脊髄系の不均衡により頭部や体幹の傾きが生じる。また動的症候として、身体運動の偏倚傾向などが認められる。これらの症候が時間の経過とともに軽減する前庭代償がおこるが、その神経機構や発現機序についての研究の一環として、今回、グルタミン酸受容体遮断薬とNMDA受容体拮抗薬を用い、前庭代償におけるグルタミン酸受容体の役割を検討した。(方法)実験動物は4週齢ハートレー系雄モルモット(250-300g)を用いた。被験化合物は、グルタミン酸受容体遮断薬としてNC-1200(50mg/kg投与群、25mg/kg投与群)とNMDA受容体拮抗薬としてMK-801(0.2mg/kg投与群、0.1mg/kg投与群)を用いた。一側内耳破壊はアルサニル酸を鼓室内注入することにより行った。破壊3時間後に被験化合物を投与し、破壊6時間後より自発眼振および頭部偏位を計測した。2日目より被験化合物を1日1回34日間投与した。動的症候は、遊泳検査を用いてコントロール群(C群)と比較し評価した。(結果)一側内耳破壊群はC群と比較してNC-1200投与、MK-801投与で自発眼振、頭部偏位の発現は抑制されたが、前庭代償は促進されなかった。動的症候の前庭代償はMK-801の0.2mg/kg群では遅延する傾向を認めた。
ＴＲＩＣ－Ａ欠損によるイソプレナリン誘発性心筋線維化メカニズムの解明

興奮性組織に豊富に発現するTRIC-Aを欠損したTric-a欠損マウスにおいてβアドレナリン受容体刺激薬であるイソプロテレノールの持続刺激は顕著な心臓線維化を引き起こした。本研究ではその発症機序の解明を目指し、心筋細胞死に着目した。心筋梗塞の際に検出される血清トロポニンT濃度の上昇及びネクローシスを意味するエバンスブルー色素の膜透過性上昇がTric-a欠損心筋において観察され、電子顕微鏡観察の結果からこれはミトコンドリアの変性によるものと判明した。従って、イソプロテレノール誘発性心臓線維化は少なくとも顕著な心筋細胞死が関与することが示唆された。TRIC-A欠損マウスに対してβアドレナリン受容体刺激薬であるイソプロテレノール(Iso)を浸透圧ポンプにて14日間の持続刺激を行うと、心臓線維化が顕著に観察された。このことから本研究では、TRIC-A欠損マウスにおけるIso誘発性心臓線維化の機序を明らかにすることを目的とした。14日間のIso持続刺激の間、テールカフ法により心拍数及び血圧を測定したところIso投与2日目において顕著な徐脈及び低血圧が観察された。また、Iso負荷したTRIC-A欠損マウスの中に約半数程テールカフ測定中に突然死を引き起こす個体が観察された。このことから心臓における異常の存在が示唆された。次に心臓における異常を組織学的に観察するためHE染色及びマッソントリクローム染色を行ったところ、TRIC-A欠損心臓において顕著な線維化が観察された。線維化の原因として1線維芽細胞の機能亢進、2心筋細胞死の亢進及び3マクロファージの関与の可能性が考えられる。1について各遺伝子型のマウスより線維芽細胞を単離・培養し、TRIC-Aの発現について検討したところ、タンパクレベルで検出されなかったことから線維芽細胞機能の亢進の可能性は低いことが示唆された。また、2については血中心筋トロポニンT濃度やエバンスブルー細胞膜透過性実験の結果から、Iso負荷したTRIC-A欠損心臓において早期に心筋細胞死が亢進していることが示唆された。この心筋細胞死は形態学的観察からミトコンドリアの崩壊により引き起こされることが明らかとなった。以上のことから、Iso誘発性心筋線維化には少なくとも心筋細胞死の亢進が関与していることが示唆された。マクロファージの関与については今後の研究課題である。TRICチャネルは、申請者のグループにて数年前に同定された小胞体膜上に局在するカルシウム放出に対するカウンターイオンチャネルである。申請者は心臓に豊富に発現するTRIC-Aに着目し、TRIC-A欠損マウスにおいてイソプロテレノール(Iso)の持続刺激によって観察された顕著な線維化メカニズムの解明を目指した。本年度は、まず高純度な心筋細胞及び線維芽細胞の単離方法の確立を図った。心筋細胞は、一般的に行われているランゲンドルフ灌流法により免疫染色やカルシウムイメージング、さらには電気生理学的実験にも使用可能な細胞を得ることに成功した。また線維芽細胞は心筋細胞と同様にランゲンドルフ灌流法による単離も可能だが、より多くの細胞を得るため心臓全体を細かく刻み効率よくコラゲナーゼ処理する振盪法による単離法を確立した。心筋線維化という現象は、最初に心筋細胞アポトーシスが生じている可能性が考えられたため、手元にあったパラフィン包埋試料を薄切し、TUNEL染色によってアポトーシスの有無を検討した。パラフィン切片によるTUNEL染色は、ポジティブコントロールにおいてもそれほど割合は上昇しないため、残念ながら野生型及びTRIC-A欠損心臓切片の間において差は見いだせなかった。次にTRIC-Aは細胞内においてカウンターイオンチャネルとして機能していることから、もし線維芽細胞に何らかの機能異常が観察されれば、細胞内カルシウム動態に関しても異常が観察されるはずである。そこで、単離培養線維芽細胞を用いて、受容体刺激によるカルシウム放出や小胞体カルシウム貯蔵量について検討したが、両サブタイプの間で顕著な差は見いだせなかった。当初平成24年度に計画していた、線維芽細胞における細胞増殖能及びコラーゲン産生能についてはほとんど検討できなかった。その理由として、心筋細胞及び線維芽細胞の単離方法の確立に予想以上に時間を費やしてしまったことが挙げられる。当初予定していた実験計画からは多少遅れているが、心筋細胞及び線維芽細胞の単離方法がすでに確立したため、平成25年度にはこれらの細胞を用いた細胞機能解析を中心に行う。線維芽細胞は単離後、実験に使用するまでに培養期間があるため、心筋細胞を用いた解析を平行して行うことで後れを取り戻す。平成24年度は心筋細胞及び線維芽細胞の単離方法の確立に予想以上に時間を費やしたため、研究費の使用が抑えられたと考えられる。
酵母異数体から正常細胞への復帰機構の解明

酵母Saccharomyces cerevisiaeの2n-1異数体が正常二倍体へ復帰する機構を解明するために,染色体数の異常の認識,細胞周期の進行停止による補助,過剰複製あるいは不分離による染色体の倍加について解析した。pSR1プラスミドの部位特異的組換えを利用してIV番染色体とXV番染色体のモノソミ-を,染色体分断法を利用してIII番染色体のモノソミ-を作製した。III番染色体はIV番染色体とXV番染色体よりも分子サイズが小さい。III番染色体モノソミ-の二倍体への復帰効率は,IV番染色体とXV番染色体のモノソミ-よりも悪かった。一方,IV番染色体モノソミ-にセントロメア型プラスミドや分断染色体を導入してセントロメアやテロメアの個数を補っても復帰効率に影響はなかった。したがって,染色体消失による遺伝子量のアンバランスが認識され,染色体の複製・分配に働くシス配列の個数は認識されないと考えられた。RAD9やBUB2遺伝子は,細胞周期の進行を停止してDNA傷害や二動原体染色体などの染色体異常の修復に機能する。RAD9遺伝子を破壊しても復帰効率に影響はなかった。また,対数増殖期の異数体細胞は,細胞周期において顕著な偏りは示さなかった。さらに,IV番染色体モノソミ-では分断染色体の脱落頻度が二倍体に比べ20倍高いことから,2n-1異数体では任意の染色体の不分離の頻度が高いことが示唆された。増殖速度の差を指標として復帰効率の変化した変異株の分離を試みたが,変異株は得られず,現在,残存相同染色体に付与したマーカーを利用して変異株を分離しようとしている。以上の結果から,遺伝子量のアンバランスが認識された後,染色体の不分離によって残存相同染色体が倍加して復帰する機構が考えられた。また,復帰機構に細胞周期の進行の停止が働くかは,さらに検討する必要がある。
塩ストレス防御機構としての循環的電子伝達系の構造とその遺伝子発現制御

循環的電子伝達反応は,光合成により作られた還元力の分配調節(NADPH/ATP比)を司ると考えられている。今年度は,塩ストレス適応機構としての循環的電子伝達系の遺伝子発現制御機構に焦点をしぼり研究を進めてきたが,同時に変調分光ケイ光法(PAM)および光音響分光装置(PAS)の開発などのin vivoでの光合成活性法の確立にも取り組んできた。2)光音響分光装置(PAS)を作製した。この装置を用いて,好塩性らん藻(Aphanothece halophytica)の光エネルギー変換効率の波長依存性を測定したところ,高塩濃度下で循環的電子伝達活性が高いことを示す結果が得られた。3)各種塩濃度(0.25M-2.0M)に適応したAphanothece halophyticaのフラッシュによる解析から,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いことが明らかになった。
性的マイノリティの人権に関する総合的研究―国内法政策を促進するために

最終年度にあたる本年度は、4年間の研究成果を総括する論文執筆と講演を中心に行うとともに、本研究課題の更なる展開を目指した研究のための基礎調査を実施した。研究成果として、主に以下の4点について論文執筆や講演を行った。(1)性的マイノリティがかかえる困難を人権の視点から考える意義、(2)トランスジェンダーの権利について日本がかかえる喫緊の課題(=性同一性障害者特例法の改正の必要性)、(3)職場における性的マイノリティの処遇に関する国際動向、(4)複合差別・交差差別における性的マイノリティの位置づけ、以上の点である。特に(1)については、本研究の総括としてジェンダー法学会の学会誌「ジェンダーと法」15号に投稿し、掲載されてた。研究成果に関する講演は、一般市民や自治体職員、国会議員向けなど様々な対象と機会を通じて実施した。特に自治体職員や国会議員向けに実施した講演では、これまでの研究成果を踏まえて、性的マイノリティに関する法政策が、マイノリティへの「配慮」を越えて、人権保障の在り方の根幹が問われていることを強調して伝えた。11月には日本学術会議において日本で性的マイノリティの法政策を進めるための公開シンポジウムを企画・実施し、法政策を進める上での課題と展望を総括した。また、更なる研究に向けた基礎調査として性的マイノリティの人権保障において世界のトップを走るオランダを訪問し、これまでの経緯や現在の課題等について、国会議員や各省庁の職員、市民団体関係者らからヒヤリングも実施した。本年度は(1)権利内容の明確化と(2)国内法政策の評価の2点を中心に研究を遂行した。まず、性的マイノリティに関連する国内外の判例や国際機関・行政機関の実践をもとに、性的指向や性自認に関連する権利カタログを作成した。国連機関での実践例をもとに、性的マイノリティやLGBT(レズビアン、ゲイ、バイセクシュアル、トランスジェンダー)といった主体別ではなく、個人の属性としての性的指向(sexual orientation)と性自認(gender identity)を基準に整理した。結果、私生活の尊重をうける権利、家族生活の尊重をうける権利、婚姻する権利、差別なき人権の享有、表現・集会結社の自由、拷問・非人道的な処遇、庇護・難民などに分類し、代表的な事例にもとづいて権利内容を分析した。さらに、国内法政策の現状と権利内容を比較し、法政策の問題点を抽出した。刑法の強かん罪の構成要件における男性被害者、トランスジェンダーの該当性、刑事拘禁施設における性別別処遇の問題点、事実婚規定(公営住宅法、DV防止法など)の同性カップルへの適用などがその具体例である。各事例を整理し、日本の性的マイノリティに関連する課題を分析した。2016年2月にジュネーブのヨーロッパ国連本部で実施された女性差別撤廃条約の日本審査に参加し、分析結果をもとに条約の権利内容と国内法政策の齟齬について、女性差別撤廃委員会の専門員に対する情報提供を行った。研究計画にある権利内容の明確化と分析はおおむね順調に進展している。ただし、ウェブサイトや電子アーカイブの作成による研究成果の発信準備が未了である。研究成果を論文や研究発表、講演等で公表しているため、次年度はウェブサイトや電子アーカイブによる発信準備を進める。本年度は(1)同性婚・パートナーシップ制度をめぐる国内の動きと国際比較、(2)性的指向・性自認に関する国際人権法の適用の2点について研究を実施し、両者に関連して、論文・学会報告等をもちいて研究成果の刊行も実施した。(1)これまでの研究で得られた同性婚・パートナーシップ制度について、日本国内における導入の議論を整理した。これまでの市民運動や当事者運動を対象として分析を行い、諸外国における議論の展開との相違点を明らかにした。結果、戸籍を中心とする家族制度の呪縛や人権・権利意識および市民運動に関する特徴的な意識がある種の阻害要因となっていることがわかった。さらに、日本での同性婚・パートナーシップ制度の実現に向けた法的な阻害要因の一旦も明らかにすることができた。(2)として、昨年2月の女性差別撤廃委員会における対日審査の過程および議論を詳細に分析した。いわゆる「LBT女性の人権」に関する議論において、一般的な差別禁止の文脈だけでなく、健康や労働、家族関係に関する個別の人権規定についても十分に検討が必要なことが明らかとなった。またその過程において、国際人権法の適用に関連する議論のひとつである文化多様性の確保との関係において、性的指向・性自認の人権保障をめぐる議論が極めて重要な意味をもっていることも明らかとなった。伝統的価値や文化・歴史的経緯を理由とする反対論に関連して、現在、日本国内の議論と国際社会での議論に矛盾が生じており、国内法政策の実現にむけて解決すべき問題の一つを特定することができた。研究計画の実質的な内容について、おおむね順調に進んでいる。むしろ内容については、計画にはなかった文化多様性をめぐる議論との関係や市民運動論との関係についても研究を進めることができ、当初の予定よりも幅広い内容が検討できている。ただし、形式的な面において、情報公開のためのアーカイブ構築や国際会議での報告等が十分に行えていない部分がある。国内での論文等による刊行および研究発表・招聘講演などは順調に進められている。本年度は「国際人権基準と国内法政策の接合」を中心テーマに据えて研究を実施した。国際人権の領域において性的マイノリティに関する議論は豊富に存在しているものの、日本の国内法政策にはほとんど影響を与えていない。

そこで、昨年度までに実施してきた権利内容の明確化と権利保障の現状分析について、国際人権法の視点から批判的な検討を行った。主に3つの課題について、学会報告や論文を通じて研究成果を公表した。(1)性同一性障害社特例法について:性同一性障害者特例法の各要件は、1990年代以降の国際人権法の判例によって人権侵害性は明らかとなっている。各要件に対する批判論理を憲法学の言葉に置き換えながら、同法の問題点を網羅的にまとめた。(2)同性婚について:同性婚ないし婚姻平等に関連して、同性間パートナーシップに対して国レベルの保障が皆無な状態は、国際人権法の判例からは人権侵害にあたると考えられている。判例の変遷を整理しながら、日本の現状の問題点を整理した。(3)差別禁止法について:さらに、根源的な問題解決の方法としての性的指向・性自認(SOGI)差別禁止法/差別解消法/理解増進法の内容を比較し、早期にSOGI差別禁止法を成立させることの意義をまとめた。(1)から(3)の成果は具体的な内容もさることながら、国際人権法そのものの理解が不十分な日本において、普及・促進を図る効果ももたらしている。また性的マイノリティに関する国内法政策が行き詰まる中、地方自治体の動きにも注目しながら、国内の状況を総合的に検討する研究ができあがりつつある。国際会議等の傍聴を含め、おおむね順調に研究計画を遂行できている。一部、日程や学務の関係で変更せざるを得なかった部分もあったものの、必要な知見や情報は得られている。最終年度にあたる本年度は、4年間の研究成果を総括する論文執筆と講演を中心に行うとともに、本研究課題の更なる展開を目指した研究のための基礎調査を実施した。研究成果として、主に以下の4点について論文執筆や講演を行った。(1)性的マイノリティがかかえる困難を人権の視点から考える意義、(2)トランスジェンダーの権利について日本がかかえる喫緊の課題(=性同一性障害者特例法の改正の必要性)、(3)職場における性的マイノリティの処遇に関する国際動向、(4)複合差別・交差差別における性的マイノリティの位置づけ、以上の点である。特に(1)については、本研究の総括としてジェンダー法学会の学会誌「ジェンダーと法」15号に投稿し、掲載されてた。研究成果に関する講演は、一般市民や自治体職員、国会議員向けなど様々な対象と機会を通じて実施した。特に自治体職員や国会議員向けに実施した講演では、これまでの研究成果を踏まえて、性的マイノリティに関する法政策が、マイノリティへの「配慮」を越えて、人権保障の在り方の根幹が問われていることを強調して伝えた。11月には日本学術会議において日本で性的マイノリティの法政策を進めるための公開シンポジウムを企画・実施し、法政策を進める上での課題と展望を総括した。また、更なる研究に向けた基礎調査として性的マイノリティの人権保障において世界のトップを走るオランダを訪問し、これまでの経緯や現在の課題等について、国会議員や各省庁の職員、市民団体関係者らからヒヤリングも実施した。権利内容の明確化については、過去の研究成果の整理とアップデートが完了し、論文等による公刊も完了した。
放射線のCD80発現増強とアポトーシス制御因子へのプロテオーム解析

これまでに我々は、Bリンフォーマ細胞への放射線照射が、副刺激分子CD80発現を促しT細胞への抗原提供能が増強することを明らかにした。しかし、放射線のCD80発現誘導機序については不明な点が多い。本研究では、Bリンフォーマの他に脾臓中のB細胞や樹状細胞を用い放射線作用について検討した。その結果、放射線照射によりすべての細胞において選択的なCD80増強がみられた。この増強作用は核内転写因子NF-kB活性化を伴うもので活性化経路は細胞により異なることが示唆された。放射線照射が細胞内シグナル伝達系を活性化し、アポトーシス以外にも様々な生理活性を誘導することが知られている。事実、これまでに私達は抗原提示細胞への高線量率低線量の放射線照射が、抗原情報伝達を担うcostimulatory分子(CD80)の発現を促し免疫能が増強することを報告した(Immunology96:642-648,1999)。同様に、蛋白合成阻害剤CHXやエタノール等にもCD80発現増強が認められことを発見した(第31回日本免疫学会)。しかし、これらのCD80発現増強に対するシグナル伝達系阻害剤や処理腫瘍細胞に対するアポトーシス誘導に、より多くの線量を必要とする放射線適応応答能に差が認められた。そこで今回私達は、エタノール(EtOH)や蛋白合成阻害剤のsuperinductionを介するCD80発現増強と放射線抵抗性を示す放射線適応応答の成立機序を明らかにすることを目的とする。研究初年度では、新たに発見したEtOHのsuperinduction作用を明らかにするために、シグナル伝達系に焦点を絞り分子レベルでの免疫能への作用機序を検討している。これまでに、マウスへのEtOH吸入処理が樹状細胞(DC)サブセットに影響し、IL-12産生シグナル系を特異的に阻害することを発見した。また、アポトーシスを起こし易い好中球での放射線作用を検討するためにその性状解析を行い、ホーミングやサイトカイン産生シグナルについての検討を行っている。事実、これまでに私達は抗原提示細胞への高線量率低線量の放射線照射が、抗原情報伝達を担うcostimulatory分子(CD8)の発現を促し免疫能が増強することを報告した(Immunology96:642-648,1999)。そこで今回私達は、エタノール(EtOH)や蛋白合成阻害剤サイクロヘキシミド(CHX)のsuperinductionを介するCD80発現増強と放射線抵抗性を示す放射線適応応答の成立機序を明らかにすることを目的とする。これまでに放射線やCHX処理で53/56kD,42KD,90KD,110KDのリン酸化の亢進を発見した。特に53/56kDのリン酸化はチロシンキナーゼ感受性で、質量分析計の解析でチロシンキナーゼのLynであることを同定した。現在のキナーゼ酵素の働きを解析中である。この他にチロシンフォスファターゼ阻害剤に放射線やCHXと同じようにCD80発現増強作用がみられることを発見した。しかしこれまでの研究では、Lynの脱リン酸化を行うCD45の発現並びにそのチロシンフォスファターゼ活性は、これらの処理にてほとんど変化みられず現在その作用機序を解析中である。事実、これまでに私達は、抗原提示細胞への高線量率低線量の放射線照射が抗原情報伝達を担う副刺激分子CD80発現を促し、抗原提示機能が増強されることを明らかにした。さらに、蛋白合成阻害剤サイクロヘキシミド(CHX)にもCD80発現増強が認められことを発見した。しかし、両者のCD80発現増強に対するシグナル伝達系阻害剤や処マウスBリンフォーマ細胞に対するアポトーシス誘導に、より多くの線量を必要とする放射線適応応答能に差が認められた。そこで今回私達は、放射線と蛋白合成阻害剤CHXのCD80発現増強と放射線抵抗性を示す放射線適応応答の成立機序を検討した。初めに、CHXのCD80発現増強作用が新規の蛋白合成を伴うものなのかを調べた。その結果、発現増強がみられるCHXの1.25μM濃度条件下で蛋白合成能はほぼ8割近くに抑制されていた。CD80 mRNA合成をNorthern blotで解析したところ、蛋白合成が阻害されているにも関わらずその発現は増強していた。

さらに、CD80発現を制御するNF-kB転写因子活性も亢進していた。一方、マウスBリンフォーマ細胞(A20-HL)への200Gy放射線照射で速やかにアポトーシスが誘発された。しかし、CHX処理でCD80発現増強がみられたA20-HL細胞では7割り近くがアポトーシスに抵抗性を示していた。この抵抗性獲得はNF-kB転写因子の阻害剤添加で消失した。次に、アポトーシス抵抗性を示すシグナル分子を解析したところBcl-2発現増強が検出された。以上の結果から、CHXのCD80発現誘導は大部分の蛋白合成能が阻害される条件下で起る特徴的なものであった。さらに、NF-kB転写因子の活性化はアポトーシス抵抗分子Bcl-2発現を誘導し、放射線へのアポトーシス抵抗性獲得に関与することが示唆された。