hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周疾患に関わる頸動脈硬化症が中枢性血圧反射感受性に与える影響

本研究の特徴としてマイクロニューログラムを利用し、ヒト交感神経活動を直接計測するとともに、頚動脈の硬化度を局所評価するβスティッフネス、中心動脈全域の硬化度を評価するPWVで測定していることである。以上のデータ採取をヒト歯周病患者を対象に応用するのは国内外で初となる。現在は健常者を対象に対照群のデータ採取を行い、他の研究室で得られたデータ値と差がないことを確認した。これは、本研究室に新たにセットアップされた動脈硬化測定システムや交感神経測定方法が正確に機能していることも示している。今後は歯周病患者に対象を広げ、対照群と比較検討していく。また、研究協力体制を担うテキサス大学循環器科准教授Qi Fu先生を研究室にお招きして、上記の28年度研究成果についてのデータディスカッションをするとともに、今後の研究遂行にあたってご助言を頂いた。本研究で必要な動脈硬化度を評価する脈波伝播速度を測定できる機器(AtCor Medical)がオーストラリア本社に3台しか存在せず、入手するのに時間がかかった。現在、同機器のセットアップが完了し、若年成人を被験者としてパイロット実験を行っている。一方、対象は年齢層を広くするため、大学ホームページで、とりわけ高齢者の一般公募しているが、高齢層で歯周病を有し、かつ他の疾患に罹患していない被験者は少なく、リクルートに時間を要している。循環器疾患や循環器イベントの重要なリスクファクターとして中心動脈硬化症が知られている。また、最近、験者らは圧受容器の存在する頸動脈で動脈硬化度を評価し、中心動脈である頸動脈の動脈硬化度が高いものでは、血圧を一定に保つ圧反射感受性が低下していることを発見した。現在、歯周病の重症度と動脈硬化度には相関関係があるということが多くの横断的研究から報告されているが、いまだにその因果関係を示すような介入研究は存在しない。そこで、われわれは、まず歯周病患者と健常者を対象に頸動脈硬化度を測定し比較した。その後、歯周病患者に対し、血圧変動と交感神経活動を同時に測定することで、血圧変動に対する交感神経反応の変化量を算出し、両者の関係から圧反射感受性を評価した。対象となった歯周病患者はかかりつけ歯科医院で通常の歯周病治療を進め、約6ヶ月の治療後に同一の測定評価を行った。そのデータを用い、治療前後の動脈硬化度、圧反射感受性を比較することで、歯周病の存在の影響を評価した。また、改善群と非改善群にわけて、群間で比較することで、歯周病の有無が圧反射感受性に与える影響を明らかにしている。さらに、歯周病のないものを治療期間と同等の時間をおいて、2度同様の評価をすることで時間的影響を排除するように努めた。今後、被験者の数を追加することで、統計学的に歯周病が動脈硬化に与える影響を評価するとともに、動脈硬化を介して、中枢性血圧調節機構にどのような変化をもたらすのかを検証する予定である。治療の進行度:歯周病の治療による改善度をコントロールするための時間を要していることで進行は遅れている。また、歯周病以外の慢性疾患がない高齢者を対象としているため、十分な数の被験者をリクルートするのに困難をきわめており、研究の測定数も研究会支持に設定した数よりも少ない状況である。また、研究機関の転籍も重なったため、補助事業期間を延長した。循環器系疾患は受療率が最も高い疾患であり、世界的に大きな医療負担となっている。
化学物質の発達神経毒性影響に関するメダカ胚を用いた新規評価法の開発

非哺乳類を用いた新規の発達神経毒性スクリーニング試験法開発のために、化学物質が発達中のメダカ胚神経系にどのような影響を及ぼすかについて組織形態および行動レベルについて調べた。近交系メダカHO4C受精卵、発生ステージ26(受精後約2日)を、塩化メチル水銀9-10×10^<-7>M(高濃度)、2-5x10^<-7>M(中濃度)、および1×10^<-8>SM(低濃度)の水溶液に、それぞれ72時間曝露し、洗浄後、孵化まで飼育して、生体観察し、一部の材料からは組織切片を作成した。艀化までの時期における発達神経毒性評価のエンドポイントとして、孵化までの胚の個体死および脳の形態組織変化をとった。その結果、高濃度のメチル水銀曝露によって、メダカ胚の約半数は孵化までには死ぬことが分った。高濃度のメチル水銀曝露胚では、脳の形態および組織像において、明確な異常が検出され、メダカ胚を用いて発達神経毒性評価が可能であることが明らかになった。中濃度および低濃度のメチル水銀曝露によっては、メダカの胚はほとんど致死的影響を受けることなく孵化まで発生を続けた。また、これらの濃度では脳の形態および脳の組織像に明確な変化は認められなかった。中濃度のメチル水銀に曝露された胚から孵化した稚魚の一部を成魚まで育てた。育てた成魚について、行動解析による恐怖学習一記憶力変化を調べた。行動解析の結果、メチル水銀暴露メダカは恐怖を学習一記憶できない傾向があることが判明した。しかし厳密な統計上の有意差は検出できなかった。また、塩化カドミウムの影響についてもほぼ同様の実験を行い、予備的結果が得られつつある。以上のように、方法を工夫すれば、メダカ胚は新規発達神経毒性スクリーニング試験法のための優れた材料になりうることが本研究によって判明した。
酵母ペルオキシソーム蛋白質の局在化信号の解析

これまでの研究で不完全酵母Candida tropicalisのペルオキシソーム系遺伝子POX2(アルシCoA酸化酵素のサブユニットPXP-2の遺伝子)およびPOX4(同じくPXP-4の遺伝子)を類縁酵母Candida maltosaに導入すれば、これらの遺伝子が正しく発現し、外から加えたプロテアーゼに対する抵抗性でみるかぎり、正しく宿主のペルオキシソーム内部へ輸送されていることが示された。そこで、POX4をPXP-4のN末端側1/3(ペプチドN)とC末端側2/3(ペプチドC)をコードする部分とに切断し、それぞれ宿主の中で発現できるような短縮型遺伝子を作製して宿主細胞を形質転換した。その結果ペプチドNは僅にしか輸送されなかったがペプチドCはPXP-4と同程度多量に輸送された。これはPXP-4の主要な局在化信号が分子の中央からC末端の部分に存在し、N末端側部分にも微弱ながら局在化信号の機能を果し得る構造が存在していることを示すものである。PXP-4のC末端側にある主要な局在化信号を更に明らかにするために、ペプチドCのさまざまな部分を欠失させた4種類のポリペプチドに対応する遺伝子を作製して同様な実験を行った。その結果最もC末端に対応するポリペプチドは全く輸送されず、また残りの3種類のいずれも僅かにしか輸送されず、ペプチドCと同程度の局在化能力をもつものは存在しなかった。これは主要な局在化信号がPXP-4分子の中央部にあり、しかも分散した複数の部分から構成されるか、または特別な立体構造をとることが必要であることを示すものである。ペプチドCの中央部を欠くポリペプチドを含むペルオキシソームでは宿主のアシルCoA酸化酵素群の輸送が著しく阻害され、他方カタラーゼの輸送は殆ど影響を受けていなかった。これはペルオキシソームの表面に少なくとも2種類の局在化機構(リセプター)が存在することを示すものである。
国際紛争処理における事実審査手続きの法的意義と位置づけに関する研究

国際紛争処理手続としての事実審査手続は19世紀末にはすでに整備されていたものであるが、長らくその利用実態や実際的意義について明らかとされてこなかった。本研究はこうした事実審査手続について、とりわけ国際連合によって頻繁に用いられるようになっていることをふまえ、その利用実態を調査し、それが現在の平和的紛争解決および国際安全保障を促進する上で有する意義の解明を試みた。本年度はまず事実審査手続の整備に関わる歴史的な背景につき調査、検討を行った。事実審査手続が独立した国際紛争処理手続として示されたのは1899年のハーグ国際平和会議においてであり、同会議において採択された国際紛争平和的処理条約はその実施を促すための手続を用意した。多くの国際紛争はその原因を事実認識の相違に持つこと、また些細な問題を契機としながらも事実的側面に関する認識の齟齬が激しい対立を生じさせることがあることから、事実審査手続はそうした場合における対立を解決する、あるいは第三者の介入をはかることで緩和することを期待して整備されたものであったと言える。もっとも20世紀初頭における国際環境は、こうした事実審査手続に期待された役割が十全に果たされるようなものではなく、国家が政策的に事実関係の秘匿を求めるような場合でも、当時においては、それは国家主権(各国家の主観的立場から「重大な利益」とされるものへの他国による介入の排除)の下で尊重されるべきものとされていた。こうした状況が大きな変化を示すのは第一次世界大戦後、国際連盟規約により連盟理事会による紛争解決手続に審査手続が組み込まれるようになってからである。ここに、今日の国連活動において重要な一部を占めるに至っている事実調査手続の端緒を認めることができる。こうした歴史的経緯をふまえ、本年度は次いで特に国連による事実調査手続の利用に焦点をあて、関連資料の収集と検討を行った。本調査および検討はなお継続中である。本年度は、前年度の歴史的な検討をふまえ、国連による事実調査手続の利用に焦点をあて、関連資料の収集と検討を行った。収集の対象となる資料は国連から公表されているものが中心であるが、必ずしも入手が容易なものばかりではなかった。そのため、国連資料の調査と共に、そうした資料が作成された経緯や、加盟国の態度に関する資料を得るためにフランス外交文書館における資料調査を行った。同国の外交文書館は2009年にパリ郊外に新設されたものであり、従来の外務省内に設置されていた外交文書館施設よりも資料収集がしやすくなっているものの、レファレンスの不備などもあり、なお継続的に調査が必要な状態にある。また本年度より、国際紛争処理手続としての事実調査手続に対する比較対照という観点からから、とりわけ民族紛争後の平和構築において用いられるようになっている真実・和解委員会手続きについての検討にも着手した。両者は共に事実調査を目的とするという点では共通するが、その実施方法は相当に異なる。とりわけ、真実・和解委員会手続きが時に当事者からの謝罪を公式に示す場として利用されることによる和解と将来的な共同体の再建に重点を置く傾向があることに対比すると、事実調査手続はその中立性を厳格に維持しようとする傾向が強い。この点は事実調査手続が紛争解決の主導権を当事者自身にほぼそのまま残しながら、しかし適当な解決を促すことに重点を置いていることにもよるとも思われる。その他、両者の対比は事実調査手続の意義を考える上で重要な視点を提供するものであるとおもわれ、この点については継続的な検討を要する。本研究の第一の目的は事実審査手続の利用実態の把握であるため、本年度においても引き続き、事実審査の導入とその利用に関する資料の調査収集を継続的に行った。加えて、実務家および海外の研究者との意見交換を行い、実施実態および収集資料の効果的なとりまとめ方、またその適切な評価方法に関する検討を行った。その上で、前年度までに収集した資料とあわせてそれらのデータベース化をはかり、それを基に事実審査手続が今日有する意義についての暫定的な評価を行った。本研究を通じて得られた資料に基づく事実審査手続の意義に関する本格的な評価は今後の課題であるが、さしあたり次の点を指摘できると思われる。まず1.事実審査手続は紛争当事者から独立した第三者による審査を通じて事実認定の客観性を「擬制」することにより、事実認識をめぐる主観的な非難の応酬を避けることで紛争処理を促進しようとするものであること、またそのために、2.単に国家間紛争のみならず、国内紛争・争乱の悪化をも避けるための利用にも適していることを、その積極的な意義として有する。しかし他方で、3.事実審査を進める上での証拠の収集方法やその評価の方法については、もっぱら事実審査委員会を担う者、またそれらの任命者(国際組織・機関)への信頼・権威によるところが大きく、上記のような積極的な意義を実際に果たすための制度的な保証が欠けていること、また4.とりわけ人権侵害事案のような場合には事実認定と法的評価を厳密に分離することが困難であり、そのために紛争当事者による審査結果の受け入れを困難とする可能性を潜在的に伴ってもいるということも指摘することができよう。

今後は、収集した資料のより詳細な検討を行うとともに、現在も増え続ける審査手続の利用例を継続して調査しつつ、上記の結論の妥当性をさらに検証していくことが求められる。
ペンドリン変異体の細胞内における機能回復過程の解明

Pendrinは内耳に発現する膜タンパク質であり,遺伝子変異により難聴になることが知られている.我々の研究室では,サリチル酸がPendrin変異体の機能を回復させることを発見した.このことは,遺伝性難聴の治療の可能性を示唆している.しかし,その機能回復メカニズムは不明である.そこで,本研究では,Pendrin変異体の細胞膜移行過程を追い,Pendrin変異体の機能回復メカニズムの解明を目指している.このメカニズムが明らかになれば,遺伝性難聴治療のための薬剤の効果的投与方法および効果的時期を決定できる.以前の研究により,日本人で報告されている10種類の変異Pendrinのうち,H723Rの変異を持った患者が最も多く,このH723R変異体は細胞内に蓄積されることが明らかとなっている.また,このH723R変異体は,サリチル酸により細胞内から細胞膜に移行することがわかっており,細胞膜に移行すればイオン交換能を獲得し,野生型と同様に機能することも確認されている.しかしながら,サリチル酸には耳毒性があることが知られており,難聴の治療には,機能回復の効果を持つと同時に人体への影響が少ない薬剤の発見が必要となる.本研究において,変異体H723Rを発現させたHEK293細胞に,サリチル酸およびサリチル酸と分子構造が類似した4種類のサリチル酸誘導体(サリゲニン,2,3-ジヒドロキシ安息香酸,2-ヒドロキシアセトフェノン,サリチル酸メチル)を投与し,1,3,6,12時間後のH723R変異体の細胞内局在を蛍光免疫染色法を用いて解析しところ,サリゲニンが最も迅速にPendrinの膜移行を促進することが分かった.また,サリチル酸が細胞増殖を抑制するのに比べ,サリゲニンは細胞増殖を抑制しないことが分かった.このことから,サリゲニンはH723Rの変異に対し,効果的薬剤となる可能性を示唆した.Pendrinは内耳に発現する膜タンパク質であり,遺伝子変異により難聴になることが知られている.我々の研究室では,サリチル酸がPendrin変異体の機能を回復させることを発見した.このことは,遺伝性難聴の治療の可能性を示唆している.しかし,その機能回復メカニズムは不明である.そこで,本研究では,Pendrin変異体の細胞膜移行過程を追い,Pendrin変異体の機能回復メカニズムの解明を目指している.このメカニズムが明らかになれば,遺伝性難聴治療のための薬剤の効果的投与方法および効果的時期を決定できる.以前の研究により,日本人で報告されている10種類の変異Pendrinのうち,H723Rの変異を持った患者が最も多く,このH723R変異体は細胞内に蓄積されることが明らかとなっている.また,このH723R変異体は,サリチル酸により細胞内から細胞膜に移行することがわかっており,細胞膜に移行すればイオン交換能を獲得し,野生型と同様に機能することも確認されている.しかしながら,サリチル酸には耳毒性があることが知られており,難聴の治療には,機能回復の効果を持つと同時に人体への影響が少ない薬剤の発見が必要となる.本研究において,変異体H723Rを発現させたHEK293細胞に,サリチル酸およびサリチル酸と分子構造が類似した4種類のサリチル酸誘導体(サリゲニン,2,3-ジヒドロキシ安息香酸,2-ヒドロキシアセトフェノン,サリチル酸メチル)を投与し,1,3,6,12時間後のH723R変異体の細胞内局在を蛍光免疫染色法を用いて解析しところ,サリゲニンが最も迅速にPendrinの膜移行を促進することが分かった.また,サリチル酸が細胞増殖を抑制するのに比べ,サリゲニンは細胞増殖を抑制しないことが分かった.このことから,サリゲニンはH723Rの変異に対し,効果的薬剤となる可能性を示唆した.Pendrinは内耳に発現する膜タンパク質であり,遺伝子変異により難聴になることが知られている.我々の研究室では,サリチル酸やその誘導体がPendrin変異体の機能を回復させることを発見した.このことは,遺伝性難聴の治療の可能性を示唆している.しかし,その機能回復メカニズムは不明である.そこで,本研究では,Pendrin変異体の細胞膜移行過程を追い,Pendrin変異体の機能回復メカニズムの解明を目指している.このメカニズムが明らかになれば,遺伝性難聴治療のための薬剤の効果的投与方法および効果的時期を決定できる.以前の研究により,日本人で報告されている10種類の変異Pendrinのうち,H723Rの変異を持った患者が最も多く,このH723R変異体は細胞内に蓄積されることが明らかとなっている.また,このH723R変異体は,サリチル酸により細胞内から細胞膜に移行することがわかっており,細胞膜に移行すればイオン交換能を獲得し,野生型と同様に機能することも確認されている.本研究において,変異体H723Rを発現させたHEK293細胞に,サリチル酸およびサリチル酸と分子構造が類似した2種類のサリチル酸誘導体(サリゲニン,2,3-ジヒドロキシ安息香酸)を投与し,1,3,6,12時間後のH723R変異体の細胞内局在を蛍光免疫染色法を用いて解析しところ,サリチル酸およびサリゲニンが,36時間で変異体の細胞膜への移行を促進する事が確認できた.このことから,遺伝性難聴治療のための薬剤の効果的時期を決定することができた.

また,この結果から,今後は,薬剤投与後36時間でのタンパク質の細胞内経時変化を顕微鏡用培養装置を用いて追跡し,薬剤投与により細胞内のどの場所から変化が起こるかを観察することで,機能回復を形成している場所の解明を目指す.2011年3月11日に発生した東日本大震災および関連する余震によって,実験設備,試薬等に多大な被害を受けた.早期復旧に取り組んできたものの,長期の停電により冷蔵・冷凍保存していた試薬等は使用できなくなったため,実験の実施が遅れている状況である.顕微鏡用培養装置を用い,時間経過とともに変異タンパク質がどのように移行するかを観察し,機能回復を形成している場所を特定する.次年度使用額は,当初計画していたBCEFCの活性測定の実験ができなかったため,次年度以降に延期することによって発生した未使用額と平成24年度請求額をあわせ,次年度に計画している研究の遂行に使用する予定である.
高齢者の体力・健康水準別身体活動量の目標設定に関する研究

高齢者が意のままに動ける体力を保持し、最後まで自立しているためには、個人の体力や健康水準・あるいは生活環境に応じた適度な身体運動が必須で、高齢者の誰もが場所や時間を選ばず、体調に合わせて無理なくできる「歩行運動」や「体操」が注目される。しかし、「どのくらい歩けば良いか?」、あるいは「体操の効果は?」などについては、身体レベルの異なる広範囲な高齢者について詳細に検討された研究は殆ど見あたらない。そのため、本研究では、高齢者が確保したい活動量の目安を、歩数として体力・健康水準別に検討することを目的として、生活環境や健康レベルの異なる広範な高齢者を対象に、従来からの体力測定に、身体活動量(加速度装置付き歩数計による)と栄養摂取状況を加えた調査を行った。現在までに、京都市、神戸市ポートアイランド地区、宮城県一迫町に住む一般の在宅高齢者に、ソフトバレーの継続者や膝や腰にリスクを抱える高齢者などを加え、運動習慣や体力・健康レベルの異なる約700名のデータが収集できた。以下はこれらから得られた結果である。1)高齢者の身体活動量は総消費熱量、運動消費熱量、歩数とも年齢に伴い減少し、女性の場合は10歳年齢が進む毎に約2000歩程度の歩数の減少が認められる。2)降雪の少ない近畿地方の高齢者の活動量には夏冬の季節差は認められない。しかし、冬の間、雪に閉ざされる束北地方在住の高齢者の冬期歩数は夏期の6割から7割に減少し、BMIが増える。3)日常生活活動強度指数(1日総消費熱量/基礎代謝量)と歩数との間には高い相関関係が認められ、この関係を用いて高齢者が確保したい活動量の目安を、歩数として体力・健康水準別に求めることが可能であるまた、4)個別歩数記録に基づき、これの12割増しの歩数を目標値にして、2週間から1ヶ月単位で見直すことで、高齢者では無理なく活動量を増やすことができる高齢者が意のままに動ける体力を保持し、最後まで自立しているためには、個人の体力や健康水準・あるいは生活環境に応じた適度な身体運動が必須で、高齢者の誰もが場所や時間を選ばず、体調に合わせて無理なくできる「歩行運動」や「体操」が注目される。3)日常生活活動強度指数(1日総消費熱量/基礎代謝量)と歩数との間には高い相関関係が認められ、この関係を用いて高齢者が確保したい活動量の目安を、歩数として体力・健康水準別に求めることが可能であるまた、4)個別歩数記録に基づき、これの12割増しの歩数を目標値にして、2週間から1ヶ月単位で見直すことで、高齢者では無理なく活動量を増やすことができる高齢者が意のままに動ける体力を保持し、最後まで自立しているためには、個人の体力や健康水準、あるいは生活環境に応じた適度な身体運動が必須で、高齢者の誰もが場所や時間を選ばず、体調に合わせて無理なくできる「歩行運動」や「体操」が注目される。しかし、「どのくらい歩けば良いか?」、あるいは「体操の効果は?」などについては、身体レベルの異なる広範囲な高齢者について詳細に検討されている研究は殆ど見あたらない。そのため、本研究では、高齢者が確保したい活動量の目安を、歩数として体力・健康水準別に検討することを目的として、生活環境や健康レベルの異なる広範な高齢者を対象に、従来からの体力測定((1)一般体力:バッテリーテストおよびSSTw、(2)バランス能:重心動揺とファンクショナルリーチテスト、(3)歩行テスト:10mの距離をできるだけ速く歩かせ、速度、歩幅、歩調を測定)に加え、身体活動量(加速度装置付き歩数計による)と栄養摂取状況の調査を行う計画を立てた。現在までに、京都市、神戸市ポートアイランド地区、宮城県一迫町に住む在宅高齢者を中心に約300名の調査が終了し、一部については学会等で発表した。これまでに得られた主な結果は、(1)高齢者の身体活動量は総消費熱量、運動消費熱量、歩数とも年齢に伴い減少し、女性の歩数は、10歳年齢が進む毎に約2000歩程度減少する。

(2)降雪の少ない近畿地方の高齢者の活動量には夏冬の季節差は認められないが、冬、雪に閉ざされる東北地方に住む高齢者の冬期の歩数は、夏期の6割から7割にまで減少し、BMIが増える。(3)日常生活活動強度指数(1日総消費熱量/基礎代謝量)と歩数との間には高い相関関係が認められる。などである。平成15年度は、虚弱高齢者の調査も加え、この方面のデータを蓄積するとともに、高齢者が確保したい活動量の目安を、歩数として体力・健康水準別に検討する。高齢者が意のままに動ける体力を保持し、最後まで自立しているためには、個人の体力や健康水準、あるいは生活環境に応じた適度な身体運動が必須で、高齢者の誰もが場所や時間を選ばず、体調に合わせて無理なくできる「歩行運動」や「体操」が注目される。しかし、「どのくらい歩けば良いか?」、あるいは「体操の効果は?」などについては、身体レベルの異なる広範囲な高齢者について詳細に検討されている研究は殆ど見あたらない。そのため、本研究では、高齢者が確保したい活動量の目安を、歩数として体力・健康水準別に検討することを目的として、生活環境や健康レベルの異なる広範な高齢者を対象に、従来からの体力測定((1)一般体力:バッテリーテストおよびSSTw、(2)バランス能:重心動揺とファンクショナルリーチテスト、(3)歩行テスト:10mの距離をできるだけ速く歩かせ、速度、歩幅、歩調を測定)に加え、身体活動量(加速度装置付き歩数計による)と栄養摂取状況の調査を行う計画を立てた。昨年までに、京都市、神戸市ポートアイランド地区、宮城県一迫町に住む在宅高齢者を中心に約300名の調査が終了した。今年度は、運動習慣や体力・健康レベルの範囲を広げた約200のデータを補完した。これらから得られた主な結果は、(1)高齢者の身体活動量は総消費熱量、運動消費熱量、歩数とも年齢に伴い減少し、女性の場合は10歳年齢が進む毎に約2000歩程度の歩数の減少が認められる。(2)降雪の少ない近畿地方の高齢者の活動量には夏冬の季節差は認められないが、冬、雪に閉ざされる東北地方在住の高齢者の冬期歩数は、夏期の6割から7割にまで減少し、BMIが増える。(3)日常生活活動強度指数(1日総消費熱量/基礎代謝量)と歩数との間には高い相関関係が認められ、(4)この関係を用いて高齢者が確保したい活動量の目安を、歩数として体力・健康水準別に求めることは可能である。また、(4)4ヶ月の健康教室の試みでは、個人の歩数記録をもとに約12割増しの歩数を目標値にすると、高齢者では無理なく活動量を増やすことができることが明らかになった。などである。
蛋白質栄養に由来する増殖シグナルの検討

本研究は、生体の成長において蛋白質栄養が単に生体材料としてのみではなく、増殖シグナル、あるいはそのモジュレーターとしての機能を有するという仮説を実証しようとするものである。まず、成長期のラットあるいはマウス(3-4週令)を種々の栄養条件で飼育し、増殖関連遺伝子の肝臓での発現変動を検討した。その結果、c-myc mRNA量とインスリン様増殖因子(IGF-1)mRNA量が食餌たんぱく質の量と質(栄養価)に鋭敏に反応し、相反して変化することが明かとなった。すなわち、たんぱく質栄養が悪化し成長が悪くなるほどc-myc mRNA量は増加し、IGF-1 mRNA量は減少した。次に、無蛋白質食で飼育したラットにカゼイン食を与えるとc-myc mRNAの速やかな減少に続いてDNA合成が誘導されるが、ツエイン食にはこのような効果はがないこと、しかし、ツエイン食に欠失しているアミノ酸(トリプトファン、リジン)を補足するとカゼイン同様c-myc mRNAの速やかな減少とDNA合成の誘導が見られるようになることを見いだした。これらの結果から現在、栄養条件が悪くなると肝細胞は細胞周期のG1期でアレストされ、その結果c-myc mRNAが蓄積し、G1からS期への進行に蛋白質栄養が関与するものと考えている。また、このときIGF-1 mRNA量はc-myc mRNA量と相反して変動し、カゼイン食で肝臓のDNA合成が誘導される様な条件で増加した。血中のIGF-1は主に肝臓で合成され、様々な組織の増殖を促進させるものと考えられているが、以上の結果は肝臓の増殖と生体の成長が同調して蛋白質栄養で調節されていることを示唆している。このことは成長期のラットにおいて肝重量の増加と成長が平行しているという事実と一致する。次に、初代培養肝細胞を用いて培地のアミノ酸組成がこれらの遺伝子発現にどのような影響を与えるか検討した。その結果、培地からアミノ酸を欠失させるとc-myc mRNA量が2-3時間後に15倍以上に増加すること、これはmRNAの安定化によることが明かとなった。以上のように、増殖関連遺伝子の発現がたんぱく質栄養、あるいは培地アミノ酸栄養に鋭敏に反応し変化することはこれら栄養素が単に生体材料としてのみではなく、増殖シグナル、あるいはそのモジュレーターとしての機能を有することを強く示唆している。このため成長期のラットを種々の栄養条件で3日間飼育し、増殖関連遺伝子の肝臓での発現変動を検討した。その結果、c-myc mRNA量とインスリン様増殖因子(IGF-1)mRNA量が食餌栄養に鋭敏に反応し変化することが明かとなった。一般にc-myc遺伝子の発現は活発な増殖をしている細胞で高いことが知られているが、成長期のラット(3-4週令)では栄養が悪化し、成長が悪くなるほど肝臓のc-mcy mRNA量は増加することがわかった。次に、無蛋白質食で飼育したラットにカゼイン食を与えるとc-myc mRNAが速やかに減少し、続いてDNA合成の誘導されるが、ツエイン食にはこのような効果はがないことを見いだした。

これらのことから現在、栄養条件が悪くなると肝細胞は細胞周期のG1期でアレストされ、その結果c-myc mRNAが蓄積し、G1からS期への進行に蛋白質栄養が関与するものと考えている。一方、インスリン様増殖因子(IGF-1)mRNA量はc-myc mRNA量と相反して変動し、カゼイン食で肝臓のDNA合成が誘導される様な条件で増加した。血中のIGF-1は主に肝臓で合成され、様々な組織の増殖を促進させるものと考えられているが、以上の結果は肝臓の増殖と生体の成長が同調して蛋白質栄養で調節されていることを示唆している。このことは成長期のラットにおいて肝重量の増加と成長が平行しているという事実と一致する。次に、初代培養肝細胞を用いて培地のアミノ酸組成がこれらの遺伝子発現にどのような影響を与えるか検討した。その結果、培地からアミノ酸を欠失させるとc-myc mRNA量が2-3時間後に15倍以上に増加すること、これはmRNAの安定化によることが明かとなった。本研究は、生体の成長において蛋白質栄養が単に生体材料としてのみではなく、増殖シグナル、およびそのモジュレーターとしての機能を有するという仮説を実証しようとするものである。これまで、蛋白質としてガゼインとツエインを用い成長期ラット肝臓でのc^-myc、インスリン様増殖因子-1(1GF^-1)の発現とDNA合成の関わりを検討してきた。その結果、これらが蛋白質の栄養価に依存して変動することが明かとなった。本年度はこの現象の普遍性を確認することと、たんぱく質栄養の効果をさらに詳細に検討するために、扱いやすいマウスを実験動物として用い研究を進めた。成長期のマウスを無たんぱく質食で飼育し、肝臓のc^-myc mRNA量の変動を調べたところ同様無たんぱく質食摂取後c^-myc mRNA発現量が増加し3-4日後にピークに達した。次にたんぱく質含量と発現量および成長との関係を検討した。マウスを0.2.5,5,10,20,40%のカゼインを含む食餌でそれぞれ4日間飼育したところ、たんぱく質含量が10%以上ではどの群も正常な成長を示し、肝臓でのc^-myc mRNAの発現は検出することができなかった。一方、たんぱく質含量が5%以下で成長は抑制されるが、このとき抑制の程度が大きいほど、すなわち食餌たんぱく質含量が少ないほど肝臓のc^-myc mRNA発現量が高くなった。さらに無たんぱく質食で飼育した後にたんぱく質含量の異なる食餌を与えると、たんぱく質含量が10%以上の食餌ではc^-myc mRNA量は速やかに減少し12時間後にはほとんど検出できなくなるが、5%以下ではたんぱく質含量が少ないほど高いレベルに留まった。以上、肝臓のc^-myc mRNA発現は食餌のたんぱく質含量に依存して変化するが、たんぱく質含量が少なく成長が抑制されるほどその発現量が高くなることが明らかとなった。このように、c^-mycのような細胞増殖に密接に係わる遺伝子の発現が食餌たんぱく質により速やかに変動することはたんぱく質栄養が単に生体構成材料の供給だけではなく増殖のシグナル及びそのモジュレーターとしての機能を有することを強く示唆している。
セーリング競技におけるコーチング支援システム開発のための実践的研究

本研究ではDGPSを活用し、オリンピッククラスのウインドサーフィンおよびディンギーを被験艇としナショナルチーム選手を含む一流競技者を対象者として艇速度の検証を行った.また、単独測位GPSを活用し、選手のコース取りを検証するためのチェックシート(コーチング支援のための評価用紙)およびGPSレシーバーを選手に装着してもらうためにライフジャケットの改良を実施した.これらをまとめた研究報告書「セーリング競技におけるコーチング支援システム開発のための実践的研究」を発刊した.本研究ではDGPSを活用し、オリンピッククラスのウインドサーフィンおよびディンギーを被験艇としナショナルチーム選手を含む一流競技者を対象者として艇速度の検証を行った.また、単独測位GPSを活用し、選手のコース取りを検証するためのチェックシート(コーチング支援のための評価用紙)およびGPSレシーバーを選手に装着してもらうためにライフジャケットの改良を実施した.これらをまとめた研究報告書「セーリング競技におけるコーチング支援システム開発のための実践的研究」を発刊した.本研究課題で取り組もうとしているGPSを利用しての航跡情報に関しては、近年国内外において様々な団体が現場活動において実践的に活用しているという報告が見られるが、セーリング競技において視覚的情報と選手のコース選択に関する認知との間にどの程度の開きが生じているのか、あるいは与えられた情報が効果的であるかどうかといったことについて検討した研究はみられない。本研究の成果は、近年安価で入手できる全地球測位システム(Global Positioning System)を用いて、今まで不透明だった航跡を選手にフィードバックさせることで競技成績に大きく貢献できる有用な情報を与えるといった新たなトレーニング方法を開発しようとするものである。平成19年度は、文献調査、海上でのデータ収集、データのフィードバック方法の検討、コーチング支援システムの開発について取り組んだ。海上でのデータ収集では、(1)ボートスピード及びコース選択に関するデータのリンク、(2)レースコースに対するコース選択の視覚化、(3)ボートスピードおよび風上・風下方向への成分の視覚化、について取り組んだ。その成果の一部は、バイオメカニクス研究II(2)において「セーリング競技-GPSを用いた航跡分析の可能性-」を論じた。また、ボートスピードに関する分析結果の一部は1st International Scientific Conference on Aquatic Space Activitiesにおいて「Assessment of Action in the Upper Part of the Body on Upwind Dinghy Sailing Performance using a Differential GPS」といった題目でのOral Presentationを実施した。1. DGPSを用いた艇速度の測定DGPSを活用した試みでは、現在オリンピッククラスとして設定されているRS-Xクラスのウインドサーフィンおよびレーザークラスのディンギーを被験艇として艇速度の検証を行った。実験1では日本代表選手を含むナショナルチーム選手を対象者としてウインドサーフィン競技におけるパンピング動作(セイルパンピング)の有効性について検証し(未発表)、速度に影響を及ぼす技術的な要因を分析することができた。この測定はセーリング競技における風上航での分析であるが、実験2では国内大会で入賞経験のある一流選手を対象として、ディンギーを用いたダウンウインド(風下航)での計測を試みデータを収集した(未発表)。ダウンウインドでのセーリングにおけるスネーキング技術の有効性について検討し、データ分析後に公表する予定としている。2.単独測位GPSを用いたコーチングシステムの開発単独測位GPSを活用した試みでは、松崎たちの開発した「どこでもヨットレース」を活用し、選手のコース取りを検証するためのチェックシート(コーチング支援のための評価用紙)を開発した。また、GPSレシーバーを選手に装着してもらうためにライフジャケットに改良を加えた。論文「ウインドサーフィン競技におけるレース戦略の改善を目的としたGPSの活用」では、このレースの様子をレース後に選手に視覚的にフィードバックすることのみでも総セーリング距離が減少する効果が得られているが、今後は、コーチング支援のための評価用紙を活用してコーチングを実施することにより、戦術・戦略に関する能力がどのように向上するかを検討していく必要がある。
一酸化窒素の生成と分解に寄与する機能遺伝子に着目した亜酸化窒素生成機構の解明

本研究は,強い温室効果を有する亜酸化窒素の下排水処理槽における生成を抑制するため,主たる生産者であるアンモニア酸化細菌を対象に,一酸化窒素の生成と分解に関わる生理学的応答を解明することを目的にしています。一酸化窒素は亜酸化窒素の直接的な原料なので外部から通気すると生成量が増えることが予想されるが,条件によっては亜酸化窒素の生成が減少する。本研究は,そのメカニズムを解明することで亜酸化窒素の生成を制御する技術の開発を目指すものである。
微小蛋白質結晶のX線回析データ測定のための全自動高輝度光学系調整システム

X線源の単位面積当りの強度(輝度)を強めるために、ミラーミラー光学系をコンピュータ制御することにより全自動調整システムを作製をし、(株)マックサイエンスの迅速X線回析装置DIP100と組み合わせ、性能を評価した。計算からは、X線の輝度は従来より4-5倍高まるはずであるが、実質8-10倍と大幅な改良が見られた。従来のミラーミラー光学系の調整を手動で行う方式では、微妙なミラーの湾曲調整は経験と時間を必要としたが、ステッピングモーターの使用によるコンピューター制御により調整時間が半分以下に短縮がされ、再現性も向上した。蛋白質のX線結晶構造解析の最大のネックは結晶化であるが、比較的得易い0.2x0.2x0.1mm程度の微小結晶では、DIP100で集光系を用いない場合には、解析に使用できる精度のデータ収集はできなかった。この集光系と組み合わせた実験結果を以下に示す。1)アルカリセルラーゼ; 0.15X0.10X0.08mmという従来ではデータ収集不可能な微小結晶でも、3.3A分解能でほぼ放射光での実験に匹敵するデータを収集できた。2)モジュール置換キメラヘモグロビン; 0.9X0.1X0.1mmの針状結晶を用いて、放射光に匹敵する2.5A分解能のデータを収集できた。3)アミダーゼCwlC ; 0.8×0.3×0.08mmの結晶から、3.5A分解能までの反射約31,000(孤立な反射数約11,000)を収集し、Rmerge=0.10程度と精度の良いデータを収集できた。以上、通常のX線源でも集光系とDIP100を用いれば、撮影時間は20倍程度要するが、従来は放射光でしか測定できなかった微小サイズの結晶でもデータ収集が可能なことが明らかになった。本システムは、初心者にも使いやすく、蛋白質結晶構造解析のためのデータ収集に能率良く利用でき、当初の目的を十分に達成できたと考えられる。蛋白質のX線結晶構造解析の最大のネックは目的蛋白質の結晶化であるが、比較的得易い0.2x0.2x0.1mm程度の小結晶では、通常の実験室系での良質のデータ収集は困難である。従って、小結晶のデータ測定にはX線源の単位面積当りの強度(輝度)を強めるのことが必要となる。輝度を高めるために調整箇所をコンピュータ制御した全自動ミラーミラー光学系調整システムの作製を行なった。当初の目的は、X線の輝度は従来より4-5倍高まるはずであるが、現状では3倍弱であり、改良すべき点を検討中である。また、現在の装置は調節の自動化が目標通りとは言えない点もあり、今後も改良を行なう予定である。作製した全自動ミラーミラー光学系調整システムのチェックのために、ピ-ナッツのプロテアーゼインヒビターA-IIとトリプシンの1:2複合体の結晶データを測定し、構造解析を行なった。複合体の結晶学データは、空間群P2_12_12_1、a=55.47,b=55.95,c=182.1Aとc軸が非常に長いしかしながら、集光システムのため、従来のシステムと異なり回折反射の分離が改良され、データ収集の質が向上した。この結晶は反射能が弱くRmergeが0.10以下のデータを得ることは今までできなかった。結晶のサイズは0.2x0.2x0.25mmと当初目標より2倍程度大きいが、2.5A分解能までの18,991反射を測定し、データの質の目安であるRmergeは0.087と目標である0.10を切っている。構造の精密化の結果、現段階の結晶学R値は0.203であり、良好なX線回折データが収集されたことが確認できた。今後は、より微小な結晶を用いての回折データのチェックを進めて行く。

3)アミダーゼCwlC ; 0.8×0.3×0.08mmの結晶から、3.5A分解能までの反射約31,000(孤立な反射数約11,000)を収集し、Rmerge=0.10程度と精度の良いデータを収集できた。以上、通常のX線源でも集光系とDIP100を用いれば、撮影時間は20倍程度要するが、従来は放射光でしか測定できなかった微小サイズの結晶でもデータ収集が可能なことが明らかになった。本システムは、初心者にも使いやすく、蛋白質結晶構造解析のためのデータ収集に能率良く利用でき、当初の目的を十分に達成できたと考えられる。X線源の単位面積当りの強度(輝度)を強めるために、ミラーミラー光学系をコンピュータ制御することにより全自動調整システムを作製をし、(株)マックサイエンスの迅速X線回折装置DIP100と組み合わせ、性能を評価した。計算からは、X線の輝度は従来より4-5倍高まるはずであるが、実質8-10倍と大幅な改良が見られた。従来のミラーミラー光学系の調整を手動で行う方式では、微妙なミラーの湾曲調整は経験と時間を必要としたが、ステッピングモーターの使用によるコンピューター制御により調整時間が半分以下に短縮がされ、再現性も向上した。蛋白質のX線結晶構造解析の最大のネックは結晶化であるが、比較的得易い0.2x0.2x0.1mm程度の微小結晶では、DIP100の集光系を用いない場合には、解析に使用できる精度のデータ収集はできなかった。この集光系と組み合わせた実験結果を以下に示す。1)アルカリセルラーゼ;0.15X0.10X0.08mmという従来ではデータ収集不可能な微小結晶でも、3.3分解能でほぼ放射光での実験に匹敵するデータを収集できた。2)モジュール置換キメラヘモグロビン;0.9X0.1X0.1mmの針状結晶を用いて、放射光に匹敵する2.5A分解能のデータを収集できた。3)アミダーゼCw1C;0.8*0.3*0.08mmの結晶から、3.5A分解能までの反射約31,000(独立な反射数約11,000)を収集し、Rmerge=0.10程度と精度の良いデータを収集できた。
高齢者を配慮した視覚バリアフリー情報呈示に関する研究

我が国においては世界的にも類を見ない速度で「少子超高齢化」が進んでおり,このことが様々な面で大きな社会問題の一つとなっている。ちなみに総務省が発表した統計調査結果によれば,平成16年度における65歳以上高齢者人口の総人口に占める割合は,19.5%と過去最高を更新し,10年後には4人に1人が高齢者になると予測されている。高齢者においては老化による身体機能の低下が重要な問題であり,そのため様々な分野でバリアフリー化が進められている。老化による身体機能の低下としては様々なものが挙げられるが,その中の1つに「老人性白内障」(以下,白内障とする)を挙げることが出来よう。白内障は眼球内においてレンズの役割を果たしている水晶体が,加齢に伴って混濁・黄変化することにより起こるものであり,白髪や皮膚のしわと同じく誰にでも起こりうる老化現象の一つである。手術を除いて一度始まった水晶体の混濁・黄変化が回復することはなく,年齢と共に徐々に進行していく。従って,高齢になるほど発生率は高くなり,その割合は50歳代で6割近く,80歳以上では9割以上になると言われている。そこで本研究では,視覚工学の観点より,高齢者の視覚機能(特に白内障)を考慮した「視覚バリアフリー」情報呈示のための基礎的データを提供することをその目的としている。そこで平成18年度は,17年度に引き続き白内障に関する情報収集を行った。また17年度の実験において,白内障の場合ではそうでない場合と比較して周囲の光による色の認識への影響が大きいことが明らかとなり,それ故,周囲照度の変化と色の見え方について測定を行った。その結果,赤とオレンジと認識される範囲に大きな差があることが明らかとなった。得られたこれらの結果は国内外の学会において発表を行った。国外ではオランダで開催されたIEA2006大会で発表を行い,国内では,照明学会や人間工学会の全国大会にて発表を行った。現在,我が国においては世界的にも類を見ない速度で急速に「少子超高齢化」が進み,大きな社会問題の一つとなっている。総務省が発表した統計調査結果によれば,平成16年度における65歳以上高齢者人口の総人口に占める割合は,19.5%と過去最高を更新し,10年後には4人に1人が高齢者になると予測されている。そこで平成17年度は,白内障に関する情報収集並びに高齢者を被験者とするための新しい装置の開発に重点的に取り組むと共に,これまでの研究成果を学会等で発表した。特に装置については,従来と同等の機能を有し且つポータブルな表示機器を開発した。さらに学会において、あるいは専門の眼科医並びに医療機器メーカの開発者に話を伺い,白内障に関する貴重な知識を提供頂いた。

得られたこれらの結果は国内外の学会において発表を行った。国外ではオランダで開催されたIEA2006大会で発表を行い,国内では,照明学会や人間工学会の全国大会にて発表を行った。
超大規模暗号通信ネットワーク用新鍵管理システムに関する研究

高度情報化社会の進展と共に"情報セキュリティ"という新しい重要な問題が発生した.情報セキュリティの問題を解決するために有効な手法として,暗号化技術がある.暗号化技術を適用する際に最も重要な問題は,如何にして暗号化・復号に用いる鍵の共有を行うかである.特に不特定多数のユーザ間で暗号通信を行うための鍵共有は極めて困難である.本研究では,この極めて困難な問題を解決するために,超大規模暗号通信ネットワークに適用できる新しい鍵管理システムについて研究を行った.その基本的発想は,公開鍵暗号系の公開鍵リストを除去するために,ID情報に基づく暗号系の概念を導入し,その容易な実現法についての研究を推進し,安全性が極めて高く実現が容易なID情報に基づく鍵共有法の開発に成功した.また超大規模暗号通信ネットワークに適用するためには鍵生成センタの負荷を大幅に軽減する必要があり,その目的を達成するために,鍵生成センタのクローン(clone)を生成するという全く新しい独創的な発想を得た.この発想を実現するためにクローンセンタを構築するための理論的研究を行い,情報的に一方向性を有するクローンセンタの構成に成功した.その結果,クローンの概念を導入した鍵生成センタは,樹枝状に何階層にも階層化が可能であるので,超大規模暗号通信ネットワークにおける鍵共有並びに郵便型の暗号通信が可能となった.最後に上記研究成果の実用化の可能性と有効性を性を確認するために,鍵生成センタの機能を高性能PCクラスタシステム上で実装し,任意の2ユーザ間の鍵共有実験並びに暗号化・復号実験を行った.また鍵生成センタのクローンセンタが問題なく機能するかどうかを確認実験を行った.その結果,実用化の可能性と有効性が確認できた.高度情報化社会の進展と共に"情報セキュリティ"という新しい重要な問題が発生した.情報セキュリティの問題を解決するために有効な手法として,暗号化技術がある.暗号化技術を適用する際に最も重要な問題は,如何にして暗号化・復号に用いる鍵の共有を行うかである.特に不特定多数のユーザ間で暗号通信を行うための鍵共有は極めて困難である.本研究では,この極めて困難な問題を解決するために,超大規模暗号通信ネットワークに適用できる新しい鍵管理システムについて研究を行った.その基本的発想は,公開鍵暗号系の公開鍵リストを除去するために,ID情報に基づく暗号系の概念を導入し,その容易な実現法についての研究を推進し,安全性が極めて高く実現が容易なID情報に基づく鍵共有法の開発に成功した.また超大規模暗号通信ネットワークに適用するためには鍵生成センタの負荷を大幅に軽減する必要があり,その目的を達成するために,鍵生成センタのクローン(clone)を生成するという全く新しい独創的な発想を得た.この発想を実現するためにクローンセンタを構築するための理論的研究を行い,情報的に一方向性を有するクローンセンタの構成に成功した.その結果,クローンの概念を導入した鍵生成センタは,樹枝状に何階層にも階層化が可能であるので,超大規模暗号通信ネットワークにおける鍵共有並びに郵便型の暗号通信が可能となった.最後に上記研究成果の実用化の可能性と有効性を性を確認するために,鍵生成センタの機能を高性能PCクラスタシステム上で実装し,任意の2ユーザ間の鍵共有実験並びに暗号化・復号実験を行った.また鍵生成センタのクローンセンタが問題なく機能するかどうかを確認実験を行った.その結果,実用化の可能性と有効性が確認できた.まず公開鍵暗号系の公開鍵リストを不要にするために,公開鍵を各ユーザのEメールアドレスや住所・氏名・電話番号等のユーザ固有のID情報で置き換えられる,ID情報に基づく暗号系の実現法について研究を行った.結託攻撃に対しても安全性を賦与するために,建生成センタの公開情報ベクトルに秘密の置換を導入することにより,離散対数問題にトラップドアを埋め込むという新しい独創的な発想を得ることに成功した.その結果,実現が極めて容易で結託攻撃に対しても安全なID情報に基づく鍵共有法とID情報に基づく暗号系を実現できるようになった.そこでID情報に基づく鍵共有法の実現の可能性とその有効性を確認するために,鍵生成センタの機能を高性能PCクラスタシステム上で実装し,2ユーザ間で鍵共有実験並びに略号化・復号実験を行って実用化の可能性と有効性を確認した.つぎに,ID情報に基づく鍵共有法を超大規模暗号通信ネットワークにおける鍵共有に適用するためには,鍵生成センタの負荷を軽減する必要があり,鍵生成センタを分散させるために,鍵生成センタと全く同じ機能を有する鍵生成センタのクローン(clone)を生成するという独創的な概念の着想に到達した.この新しい概念に基づいて,鍵生成センタのクローンを生成する方法について研究し,親クローンから子クローンヘの秘密情報の流れが一方向性を有するクローンの生成法の開発に成功した.その結果,鍵生成センタのクローンを樹枝状に階層化することにより,超大規模暗号通信ネットワークに適用できる分散型の鍵生成センタを構築できる.また異なるクローンセンタに所属する任意のユーザ間のID情報に基づく鍵生成や暗号系の実現が可能であることも確認できた.

更に鍵供託システムへの適用の可能性を検討し,枝葉の鍵生成クローンセンタの鍵変更を行っても鍵共有に支障のないことを確認した.残された問題は,各種応用システムの開発とパソコンクラスタ上でのモデルの構築である.ID情報に基づく鍵共有法を超大規模暗号通信ネットワークにおける鍵共有に適用するためには,鍵生成センタの負荷を軽減する必要がある.負荷の軽減を計るためには鍵生成センタを分散させる必要があり,鍵生成センタと全く同じ機能を有する鍵生成センタのクローン(clone)を生成し樹枝状に階層化する,という独創的な概念の着想に到達した.この新しい概念に基づいて,鍵生成センタのクローンを生成する方法について研究し,RSA暗号系の原理を導入して鍵生成センタからクローンを,また親クローンから新しい子クローンを生成できるアルゴリズムを開発した.親クローンと子クローン間の情報特性を詳細に検討した結果,親クローンから子クローンへの秘密情報の流れが一方向性を有することが明らかとなった.その結果,鍵生成センタのクローンを樹枝状に階層化することにより,超大規模暗号通信ネットワークに適用できる分散型の鍵生成センタを構築できる.また異なるクローンセンタに所属する任意のユーザ間のID情報に基づく鍵生成や暗号系の実現が可能であることも確認できた.さらに鍵供託システムへの適用の可能性を検討するために,枝葉のクローンセンタの固有の秘密鍵の変更の可能性を検討した.その結果,枝葉のクローンセンタが固有の秘密鍵を変更しても,異なるクローンセンタに所属するユーザ間で鍵共有の実行に全く支障のないことが確認できた.さらにID情報に基づく鍵共有法の有効性と階層化したクローンセンタの実用化の可能性を確認するために,鍵生成センタの機能を高性能PCクラスタシステム上で実装し,任意の2ユーザ間の鍵共有実験並びに暗号化・復号実験を行った.まず用いる素数の決定を初めとする実装条件の設定を行い,次に秘密鍵の発行と鍵共有を実行するために必要な計算量を測定した.その結果,センタのパラメータ設定を除いては高速処理が可能であり,実用化の可能性と有効性が確認できた.
トランスポーター膜蛋白質の機能解明を目指した活性天然物の探索

1)P-gpを過剰発現するKB-C2株とMRP1を過剰発現するKB-CV60株に対する耐性克服物質として発見したagosterol Aに^<125>Iとアジド基を有する光親和性補助基を11位水酸基に5炭素のリンカーを介して結合させたラジオアイソトープ標識光親和性プローブを設計・合成することに成功した。2)合成した光親和性プローブを用いてMRP1に対する標識実験を行った結果、MRP1を効率よく標識でき、MRP1の基質輸送の際に必須であるグルタチオン(GSH)の存在下のみにMRP1を標識できるという優れた選択性も有していることが明らかになった。また、GSHのかわりにmethyl-S-GSHを用いても同様にMRP1を標識できたが、ethyl-S-GSHを用いると標識は半分程度に減少し、octyl-S-GSHを用いた際にはまったく標識できなかった。さらに、GSH存在下のMRP1に対する標識において、octyl-S-GSHを共存させると標識がoctyl-S-GSHの濃度依存的に拮抗阻害された。これは、かさ高いoctyl-S-GSHが基質の結合部位への接近を阻害したためと考えられ、この結果から、GSHの結合部位と基質の結合部位が近い位置に存在することが推定された。3)本プローブを用いてMRP1を標識後、限定加水分解し、分解物をSDS-PAGEで分離解析した結果、本プローブの結合部位は、MRP1のC末端側に存在することが判明した。さらに、MRP1の1202番目のアルギニンをグリシンに置換した変異体および1249番目のアルギニンをアラニンに置換した変異体を作成し、基質輸送能の検討および標識実験を行った結果、R1202Gは基質輸送能を保持しており標識もされたのに対して、R1249Aは基質輸送能が大幅に減弱し標識もされなかった。以上の結果から、MRP1の基質認識には1249番目のアルギニンが重要であると考えられた。ATP加水分解エネルギーを利用して栄養素や老廃物の能動輸送を行う細胞の重要な膜タンパク質群であるABCトランスポーターの特異的な阻害剤を探索し、それらを鍵化合物としてABCトランスポーターの機能メカニズムの解明を行う。ABCトランスポーターの中でもがん多剤耐性に関わりの深いP-gpやMRP1の2種の膜タンパク質を過剰発現する多剤耐性がん細胞を用いた阻害剤探索のアッセイ法を構築し、それら膜タンパク質に特異的に作用する阻害剤をこれまでに採取したサンゴ礁生物の抽出エキスから探索し、現在までに数種の化合物を見出している。中でも、海綿から見いだした強力な耐性克服作用を有するステロイドagosterol Aについて検討し、市販のergosterolを出発物質とするagosterol Aの合成研究を展開し、agosterol Aの全合成を達成した。また、全合成の中間体を用いて合成した種々の誘導体の耐性克服作用の有無を検討し、構造と活性の相関を解析した。さらに、2種のラジオアイソトープ光親和性標識体を合成し、MRP1の標識を試みた。その結果、11位水酸基にリンカーを介して光親和性基を結合させた標識体のみが、MRP1を標識できることが明らかになり、この結合は、MRP1の基質であるleukotriene C4、17β-estradiol-17-(β-D-glucuronate)や種々の抗がん剤によって拮抗阻害された。また、このラベル体は、GSH濃度依存的にMRP1を標識できるという優れた選択性も有していた。さらに、MRP1をトリプシン処理して得られるN末端側およびC末端側タンパクや、発現系を用いて作成したmutant MRP1を用いた結合実験の結果から、11位標識体はC末端側タンパクに結合することが明らかになり、このGSH依存性の結合には、MRP1のlinker region L0が大きな役割を果たしていることが明らかになった。