hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
打撃超音波による青果物の内部品質非破壊検査法

1.研究目的この研究は、打撃超音波と横波超音波によって青果物の熟度評価法および空洞果検出法の基礎研究を行い、青果物の内部品質を非破壊評価する方法の基礎を確立しょうとするものである。2.装置と方法1)実験装置は、最終的に打撃超音波発生・受信器、ソレノイドハンマ,横波超音波受信子、オシロスコープおよび試料保持台で構成した。2)実験は、スイカについては横波超音波実験と打撃超音波実験を行った。得られた両時間軸波形に対し、専門の品質鑑定人による評価およびBx糖度による破壊評価の結果を比較した。3)マンゴとビワについては横波超音波実験を行った。4)ジャガイモについては、人工的に加工した空洞果の打撃超音波実験を行った。3.研究成果1)スイカについては、横波超音波実験の時間軸波形から最大電圧値が空洞果ほど低くなり、98%の正判定率で空洞果を検出できた。また、打撃超音波実験による時間軸波形の最初のピーク値までの立上り時間は、未熟果ほど短く、過熟果ほど長くなるという相関関係が見られた。これらによって、スイカの熟度と空洞の評価が可能になった。2)マンゴの熟度は、時間軸波形の最大電圧値とパワースペクトルのピークエネルギー値との積によって評価できた。ビワの生理傷害果は、樹上における時間軸波形によって評価できる可能性が大きくなった。3)ジャガイモについては、時間軸波形の0から1msまでにおける空洞果の最大電圧値は正常果に比べて小さくなり、空洞果の検出が可能となった。4.展望本法によって、青果物の熟度と空洞の評価を実用化できる可能性が非常に高くなった。今後、試験機を試作して実用化研究を行うことが待たれる。1.研究目的この研究は、打撃超音波による青果物の熟度判定法の基礎を確立するとともに、これと横波超音波による内部欠陥の検出法を組合せることにより、青果物の内部品質を非破壊検査する方法の確立を目的とするものである。2.研究計画1)実験装置は、打撃超音波受信器、横波超音波受信子、FET解析器(試作器)、試料保持台ならびにインパクトハンマーキットで構成する。打撃時にはトリガ用横波センサ付き打撃板を用いる。2)実験はまず、スイカ、マンゴおよびビワに関する横波超音波実験を行う。3)次に、桜島ダイコンのス入りについて打撃超音波実験を行う。4)得られた時間軸波形、パワースペクトラムなどのデータと、専門の品質鑑定人による判定ならびに破壊検査の結果を基にし、さらに2)の結果と組合せて内部品質の判定法を開発する。3.研究成果1)打撃超音波受信器の回路変更を行い、所定の性能を得た。2)スイカについては2点の測定点における時間軸波形において、5msec以前の最大電圧値によって空洞果を98%の正判定率で検出できた。マンゴの熟度は時間軸波形における最大電圧値とパワースペクトルにおけるピークエネルギー値との積によって、未熟果と完熟果を判定できる可能性がでてきた。ビワの生理障害果は、樹上において時間軸波形によって判定できる見通しが得られた。3)桜島ダイコンのス入りを熟度に見立てた打撃超音波実験から若干のデータが得られた。スイカのデータを待って、その解析法を開発する必要があるという段階まで到達した。4.展望今後、打撃超音波受信器を新たに設計製作して、多角的な実験を行う必要がある。1.研究目的この研究は,打撃超音波と横波超音波によって青果物の熟度評価法および空洞果検出法の基礎研究を行い,青果物の内部品質を非破壊評価する方法の基礎を確立しようとするものである。2.研究計画

1)実験装置は,打撃力を与えるソレノイドハンマと電源,帯域フィルタを持つ打撃超音波測定器,横波超音波受信子,オシロスコープおよび試料保持台で構成する。2)実験は,スイカについては横波超音波実験および打撃超音波実験を行う。3)ジャガイモについては,打撃超音波実験を行う。この場合,人工的に加工したジャガイモの空洞果の検出を試みる。4)スイカについては,得られた両時間軸波形に対し,専門の品質鑑定人による評価およびBx糖度による評価を含む破壊評価の比較して,内部品質評価法の基礎を確立する。3.研究成果1)スイカについては前年度と同様,横波超音波実験実験の時間軸波形から最大電圧値が空洞果ほど低くなることが再確認された。また,打撃超音波実験による時間軸波形の最初のピーク値までの時間は,未熟果ほど立ち上がり時間が短く,過熟果ほど立ち上がり時間が長くなるという相関関係が見られた。これらのことから,スイカの空洞と塾度の評価が可能になってきた。2)ジャガイモについては,打撃超音波実験による時間軸波形の,0から1msまでにおける空洞果の最大電圧値は正常果に比べて小さくなり,空洞果の検出が可能になった。4.展望本法によって,スイカの空洞と熟度の評価を実用化できる可能性が非常に高くなってきた。また,ジャガイモについても,本法による空洞果検出法が実用レベルで可能になる見通しを得た。今後,試験機を試作して実用化研究を行うことがまたれる。
陽電子発生用超伝導加速器の電子銃開発

500MHz同軸空洞をLLNLのSuperfishコードで設計をして、無酸素銅から空洞を制作しました。産総研が開発をしていたカーボンナノ構造電界放出型電子カソードを空洞に設置して、超伝導加速器のためのRF同軸空洞型電子銃の開発を進めている。制作した空洞の電子放出特性を測定しました。現在、電子のパルス構造を評価している。今年度開発した電子銃を超伝導加速器に接続する予定です。陽電子発生、陽電子消滅、加速器
PETとMRIによる高齢者の脳の機能と形態の評価

加齢により脳細胞が脱落して脳萎縮がおこることが知られているが、脳血流などの局所機能やその刺激反応性については十分わかっていない。高齢者の脳の局所機能と形態を評価するため、20歳台から80歳台の正常人ボランティアを対象として、ポジトロンCT(PET)で安静時と刺激時の脳血流画像を撮影して刺激による局所脳血流の賦活を測定する一方、T1強調MRIで脳の形態を撮影した。刺激は、バイブレータによる右手指振動刺激、ガム咀嚼・口腔運動刺激、または復唱課題による言語刺激を与えた。局所脳血流の測定は、酸素-15標識水(H_2^<15>O)の静脈注射直後よりPETカメラで2分間撮影し、PET-autoradiography法を用いて、6.5mm間隔14スライスの脳血流画像を7.5mmの空間分解能で作成した。PET画像は三次元平行回転移動によりMPI画像と重ね合わせて(registration)、賦活の部位と大きさを調べ、さらにTalairach標準脳に変換してアトラスと対比した。右手指振動刺激では左の一次運動感覚領が、咀嚼・口腔運動刺激では両側の一次運動感覚領下部から弁蓋部・島部にかけての領域が、言語復唱課題では左後下前頭回(Broca野)と上側頭回(Wernicke野)が、それぞれ賦活された。高齢者は、MRIで脳溝の開大など大脳皮質の萎縮所見を認め、しかも深部よりも大脳皮質の萎縮が大きい傾向であった。また、PETで測定した刺激による賦活部位の局所血流増加量も、高齢者は若年者より小さくなる傾向が見られた。
腸管出血性大腸菌が保持する病原性因子の評価

腸管出血性大腸菌(EHEC)は主要な病原因子として志賀様毒素を産生する。志賀様毒素1(Stx1)と志賀様毒素2(Stx2)では分泌様式が異なっており、Stx1の毒素活性のほとんどが菌胎内に存在しているが、Stx2では培養上消に存在する。そこで我々はEHECでのStx2の分泌機構の解析を進めるために、C端末にHis Tagを付加したStx1のBサブユニット(Stx1BH)、あるいはStx2のBサブユニット(Stx2BH)を低いレベルでEHECに発現させた菌体でのStxBHsとStxsの分布を解析した。その結果。発現していたStx1BHとStx2BHはどちらも分泌されなかった。しかしながら、Stx2BHを発現させたEHECではStx2の分泌が阻害された。一方、StxBHを発現させたEHECではそのようなことは起こらなかった。これらの結果はStx2BHが特異的にEHECのStx2分泌システムを阻害していることを示していた。そこで、Stx2分泌装置が認識するStx2のBサブユニットを作成し、解析を行った。その結果、Stx2BHのSer31をStx1BHのそれに相当するAsnへの置換によってこのBサブユニットを発現していたEHECにおけるStx2の分泌の制御が回復した。ことのことより、Stx2の分泌には、BサブユニットのSer31が重要であることが示唆された。このことを明らかにするためにStx2のBサブユニットの31番目のセリン残基をアスパラギン残基に置換した変異Stx2を作製し、その分布を確認したところ、大部分が菌体内から検出された。このことから、Stx2のBサブユニットの31番目のセリン残基が分泌に必須であることが明らかになった。その結果。腸管出血性大腸菌が産生する志賀様毒素には志賀様毒素1(Stx1)と志賀様毒素2(Stx2)が存在しており、Stx2の方がStx1よりもマウスに対する病原性が高いことが知られている。しかしながら、Stx1の方がStx2よりも受容体に対する親和性は高い。そこで我々はStx1とStx2の病原性と受容体に対する親和性との関係を明らかにするために、Bサブユニットの置換変異ホロ毒素を作製し、検討をおこなった。Stx2Bの特定領域をStx1Bのものに置換し、C末端にHisTagを付加したキメラStx2BHの作製を行った。Stx2BH(I)は1-8残基をStx1Bのものに置換した。同様に、Stx2BH(II),Stx2BH(III),Stx2BH(IV),Stx2BH(V)はそれぞれ9-16残基、17-31残基、36-45残基、48-70残基をStx1Bのものに置換した。受容体分子であるGb3との親和性について、Gb3-ELISA法によって確認した。その結果、IIIの領域とVの領域両方を置換したStk2BH(III V)はStx1BHとほぼ同じレベルの親和性を示した。そこで、このBサブユニットを持ったホロ毒素の毒素活性を明らかにするために、Stx2のAサブユニットとstx2B(III V)を同時に発現させた変異Stx2を作製した。これらのホロ毒素とStx1およびStx2のGb3に対する親和性をGb3-ELISAによって比較した。その結果、すでに報告されているようにStx1がこの中では最もGb3に対する親和性が高く、次にStx2A2B(III V)であった。

また、Stx2はこの中では一番Gb3に対する親和性は低かった。そこでこれら結合性の異なるホロ毒素の病原性をマウスを用いた致死活性を基にして解析した。その結果、Stx2が最も病原性が高く、LD50はおよそ3ng、それ以外のポロ毒素のLD50は少なくとも300ng以上であることが明らかになった。これらの結果から、志賀様毒素の病原性は受容体であるGb3への親和性と逆相関の関係があることが明らかになった。腸管出血性大腸菌(EHEC)は主要な病原因子として志賀様毒素を産生する。志賀様毒素1(Stx1)と志賀様毒素2(Stx2)では分泌様式が異なっており、Stx1の毒素活性のほとんどが菌体内に存在しているが、Stx2では培養上清に存在する。そこで我々はEHECでのStx2の分泌機構の解析を進めるために、C末端にHis Tagを付加したStx1のBサブユニット(Stx1BH)、あるいはStx2のBサブユニット(Stx2BH)を低いレベルでEHECに発現させた菌体でのStxBHsとStxsの分布を解析した。その結果、発現していたStx1BHとStx2BHはどちらも分泌されていなかった。しかしながら、Stx2BHを発現させたEHECではStx2の分泌が阻害された。一方、Stx1BHを発現させたEHECではそのようなことは起こらなかった。これらの結果はStx2BHが特異的にEHECのStx2分泌システムを阻害していることを示していた。そこで、Stx2分泌装置が認識するStx2のBサブユニットの領域を特定するために、Stx1BHとStx2BHのキメラBサブユニットを作成し、解析を行った。その結果、Stx2BHのSer31をStx1BHのそれに相当するAsnへの置換によってこのBサブユニットを発現していたEHECにおけるStx2の分泌の制御が回復した。このことより、Stx2の分泌にはBサブユニットのSer31が重要であることが示唆された。このことを明らかにするためにStx2のBサブユニットの31番目のセリン残基をアスパラギン残基に置換した変異Stx2を作製し、その分布を確認したところ、大部分が菌体内から検出された。このことから、Stx2のBサブユニットの31番目のセリン残基が分泌に必須であることが明らかになった。
カルシウムチャネルを標的とした二次性副甲状腺機能亢進症治療基盤の構築

培養副甲状腺細胞にCa^<2+>感受性蛍光色素を負荷し、共焦点レーザー顕微鏡下に、150 mM K^+溶液を10秒間投与すると細胞内Ca^<2+>濃度の一過性の上昇を示す蛍光強度変化が得られ、無Ca^<2+>溶液中では応答しないこと、細胞を150 mM K^+溶液中に30秒以上さらした後では上記応答が完全に不活性化されることを示した。また、パッチクランプ法にて形質膜の脱分極によりCa^<2+>およびBa^<2+>に透過性の内向き電流が記録され、L型Ca^<2+>チャネルに類似した電流電圧特性と薬理特性が得られた。これらの結果より、ヒト培養副甲状腺細胞に電位依存性L型様Ca^<2+>チャネルが発現し、Ca^<2+>流入経路として機能しうることが示唆された。我々は、先ず、二次性副甲状腺機能亢進症患者を対象とし、多数の候補遺伝子(358個)について遺伝子多型と血清PTH値との関連性を検討した。即ち185名の血液透析患者をiPTH値200pg/ml以上か以下かで2群に分けて副甲状腺ホルモンに関連する遺伝子多型を探索的に解析した。その結果心筋L型Ca^<2+>チャネル(CACNA1C)がPTH分泌に関連する可能性を見出した。さらにCACNA1Cの遺伝子上に数個の遺伝子多型が有意な偏位を認めたため、本遺伝子上の80個の遺伝子多型を測定しハプロタイプ分析を行った。Haplotype解析においても、心筋L型Ca^<2+>チャネル(CACNA1C)がPTH分泌に関連する可能性が高かった。その結果をもとに蛍光染色及び免疫染色で副甲状腺にCACNA1Cが存在することを明らかにした。さらにCACNA1Cが機能を確認するために培養副甲状腺細胞の脱分極によって細胞外から流入するCa^<2+>をホールセルパッチクランプ法によるCa^<2+>電流の測定およびCa^<2+>感受性蛍光プローブfluo-3を用いた細胞内Ca^<2+>濃度測定にて検出した。さらに、副甲状腺においてCACNA1Cを同定することを免疫組織学的に成功した。副甲状腺結節性病変ではCACNA1Cの染色性が異なる症例が存在した。さらに電気生理的にも電流-電圧特性からCACNA1Cが機能する可能性を見出した。即ち、従来想定されていた副甲状腺ホルモン分泌に関しての制御機構(Ca、P、活性型ビタミンD、FGF23, Klotho等)ではない新しい制御機構があることが想定され。尚、本内容に関しては、下記の雑誌(Exp PhysiolとNephron Clin Pract.)に受理されている。さらにCACNA1Cの遺伝子上に数個の遺伝子多型が有意な偏位を認めたため、本遺伝子上の80個の遺伝子多型を測定し、ハプロタイプ分析を行った。従来信じられているCa感受受容体による副甲状腺ホルモンの分泌調節に新たな分子機構の関与が想定されたことになる。そこで、平成22年度は、副甲状腺のCa流入と関連するKlotho蛋白に焦点を当てて検討を行った。Klotho蛋白は細胞膜直下の輸送小胞様構造でNa+/K+ATPaseと結合していると推定され、細胞外のカルシウム濃度の低下に素早く応答してNa+/K+ATPaseの細胞表面へのリクルート、即ち、Na+/K+ATPaseの機能を調節している。血清カルシウム濃度が低下すると副甲状腺ホルモンの分泌が誘導されるが、Klothoを欠失するとNa+/K+ATPaseの機能が働かず、低Caのシグナルを感知出来ないためにPTH分泌応答能が顕著に低下すると考えられている。先ず、二次性副甲状腺機能亢進症患者の副甲状腺摘出標本で、膜型Klotho蛋白の免疫染色を行った。

副甲状腺の結節病変と過形成病変とでは膜型Klotho蛋白の染色性に差異があった。また、Klotho蛋白と副甲状腺のCa応答の関連を評価するために、ヒトにおいては血清分泌型Klothoを測定している。さらに、二次性副甲状腺機能亢進症モデルであるアデニンマウスを作成中である。1)副甲状腺Ca2+新規感受機構の解明研究計画の詳細:平成22年度からは、副甲状腺のCa流入と関連するKlotho蛋白に焦点を当てて検討を行った。二次性副甲状腺機能亢進症患者からの摘出副甲状腺では膜型Klotho蛋白の発現が低下してる症例が存在し、FGF23/Klotho系による副甲状腺ホルモンの抑制が低下している可能性が示唆された(Ohkido I,Yokoyama K.Nephrol.Dial Transplant.2010;25:1007-8)。同時期に多施設からの同様の報告があり、FGF23/Klotho系が副甲状腺ホルモンの調節系の一つであることが明らかにされている。さらに血液透析患者(二次性副甲状腺機能亢進症患者)血清中の分泌型αKlotho値が血清P値と相関することを見出し、報告している(Yokoyama K.Clin Nephrol.2012 in press)。2)二次性副甲状腺機能亢進症の動物モデルの作成。新規感受機構の解明二次性副甲状腺機能亢進症のモデル作成のため、C57BL/6 mice(6weeks old:male)に通常食に0.25%アデニン含有食にて飼育し、以下の条件でコントロールと比較した。通常食4週間群、0.25%アデニン含有食1週間に加えて通常食3週間群、0.25%アデニン含有食2週間に加えて通常食2週間群の3つ群を作成した。0.25%アデニン含有食2週間に加えて通常食2週間群では、コントロールである通常食4週間群と比較して、ミネラル代謝においては血清Pレベルに差はなかったが、血清Caが有意に高値であるにも関わらず、血清iPTHレベルは有意に高値であり、副甲状腺のCaに対する応答性が低下していることが示された。すなわち二次性副甲状腺機能亢進症モデルマウスを確立し、カルシウムチャネルを標的とした二次性副甲状腺機能亢進症治療基盤の構築を動物レベルで評価することが可能となった。
宇宙往復輸送システムの熱防御構造に関する研究

宇宙往復輸送システムの開発計画が具体化するにつれて,大気圏再突入時の空力加熱による温度上昇から機体一次構造を保護するための熱防護システム(TPS)に関する研究が必須の課題となってきた.この熱防護システムの候補の一つとしてチタン合金の箔材を凹凸形状にディンプル加工したものと,平らな箔材により多層壁構造を形成する,いわゆるマルチウォ-ル型金属熱防護システムの開発が進められている.本研究ではこのマルチウォ-ル型金属TPSが加熱を受けた場合の挙動を調べるための基礎研究として各種環境下でのTPSの熱的および機械的な性質を明らかにした.まず熱防護システムとしての遮熱性,逆に言えば伝熱特性を検討した.一般に曲面形状のディンプルを対象とし,本来板厚方向に積層を成し面内でも異方性を有するTPS板を,巨視的に一様な均質板とみなし内部での伝熱が熱伝導のみによると考えた場合の熱伝導率,すなわち等価熱伝導率の定式化を行った.この等価熱伝導率は温度の関数であるのみならず,板厚や積層数などの各種パラメ-タの依存するため,これらによる等価熱伝導率の変化を調べ、TPSの遮熱性能に関するパラメ-タスタディを行った.従来,伝熱特性については具体的なTPSのモデルについて,特定の条件下での値を計算し,誠作されたものによる測定値との比較を行うことは成されているが,本研究のように各種パラメ-タの影響を整理したものは見当たらない.次に,この等価熱伝導率を用いて,機体一次構造まで考慮した非定常熱伝導解析を行うとともに,その結果に基づいて,ディンプルシ-トに発生する熱応力解析を行った.等価熱導率,比熱および密度などの温度依存性を考慮するため,計算には有限要素法を用いた.また境界条件はTPSパネル面内の熱膨張を拘束した場合と許容する場合について考え,前者では非常に大きな熱応力を生じることを明らかにした.宇宙往復輸送システムの開発計画が具体化するにつれて,大気圏再突入時の空力加熱による温度上昇から機体一次構造を保護するための熱防護システム(TPS)に関する研究が必須の課題となってきた.この熱防護システムの候補の一つとしてチタン合金の箔材を凹凸形状にディンプル加工したものと,平らな箔材により多層壁構造を形成する,いわゆるマルチウォ-ル型金属熱防護システムの開発が進められている.本研究ではこのマルチウォ-ル型金属TPSが加熱を受けた場合の挙動を調べるための基礎研究として各種環境下でのTPSの熱的および機械的な性質を明らかにした.まず熱防護システムとしての遮熱性,逆に言えば伝熱特性を検討した.一般に曲面形状のディンプルを対象とし,本来板厚方向に積層を成し面内でも異方性を有するTPS板を,巨視的に一様な均質板とみなし内部での伝熱が熱伝導のみによると考えた場合の熱伝導率,すなわち等価熱伝導率の定式化を行った.この等価熱伝導率は温度の関数であるのみならず,板厚や積層数などの各種パラメ-タの依存するため,これらによる等価熱伝導率の変化を調べ、TPSの遮熱性能に関するパラメ-タスタディを行った.従来,伝熱特性については具体的なTPSのモデルについて,特定の条件下での値を計算し,誠作されたものによる測定値との比較を行うことは成されているが,本研究のように各種パラメ-タの影響を整理したものは見当たらない.次に,この等価熱伝導率を用いて,機体一次構造まで考慮した非定常熱伝導解析を行うとともに,その結果に基づいて,ディンプルシ-トに発生する熱応力解析を行った.等価熱導率,比熱および密度などの温度依存性を考慮するため,計算には有限要素法を用いた.また境界条件はTPSパネル面内の熱膨張を拘束した場合と許容する場合について考え,前者では非常に大きな熱応力を生じることを明らかにした.宇宙往復輸送システムの開発計画が具体化するにともない,大気圏再突入時の空力加熱に耐える熱防御構造,いわゆる熱防御システム(TPS)に関する研究が必須の課題となってきた.この熱防御システムの中でも特に使用する材料や形状によって広範な設計条件に対して適用可能な高剛性金属フォイルを用いた金属TPSに注目し,その遮熱性および力学的特性について研究を行った.デインプルシ-トとフラットシ-トを交互に積層したマルチウォ-ル型の金属TPSに関して,まず文献調査を行い,特に再突入時の空力加熱による非定常温度分布と熱応力・熱変形に関連した分野の問題点を明らかにした.解析モデルとして平板型マルチウォ-ルTPSを用い,内部でのガス中熱伝導,熱ふく射,ならびに金属シ-ト内の熱伝導を考慮した等価熱伝導率を導出し,それがディンプルの形状や高さおよびその層数,シ-ト厚みなどの形状パラメ-タによってどのように変化するかを明らかにした.ディンプルシ-トの層数は熱ふく射に,シ-トの厚みは金属熱伝導に大きく影響を与えることが示された.次に熱負荷として再突入時の温度履歴をモデル化し,表面での熱伝達境界条件を考慮した非定常熱伝導解析を行い,TPS単体での温度分布を計算し,各形状パラメ-タの影響を調べた.さらに一次構造まで考慮した場合について同様な解析を行い,形状パラメ-タによる金属TPSの遮熱性の変化を明らかにした.なお,等価熱伝導率はもとより比熱,密熱などの各物性値も一般に温度の関数となるため,計算には有限要素法を用いた.

高温になるにつれて,熱ふく射の比重が増すことが確認され,ディンプルシ-トとフラットシ-トとの間の空間での熱ふく射の定式化が本解析の重要なキ-ポイントであることが明らかにされた.宇宙往復輸送システムの開発計画が具体化するにつれて,大気圏再突入時の空力加熱による温度上昇から機体一次構造を保護するための熱防護システム(TPS)に関する研究が必須の課題となってきた.この熱防護システムの候補の一つとしてチタン合金の箔材を凹凸形状にディンプル加工したものと,平らな箔材により多層壁構造を形成する,いわゆるマルチウォ-ル型金属熱防護システムの開発が進められている.本研究ではこのマルチウォ-ル型金属TPSが加熱を受けた場合の挙動を調べるための基礎研究として各種環境下でのTPSの熱的および機械的な性質を明らかにした.まず前年度に続いて遮熱性,逆に言えば伝熱特性を検討した.今年度は一般的に曲面形状のディンプルを対象とし,本来板厚方向に積層を成し面内でも異方性を有するTPS板を,巨視的に一様な均質板とみなし内部での伝熱が熱伝導のみによると考えた場合の熱伝導率,すなわち等価熱伝導率の定式化を行った.この等価熱伝導率は温度の関数であるのみならず,板厚や積層数など各種パラメ-タに依存するため,これらによる等価熱伝導率の変化を調べ,TPSの遮熱性能に関するパラメ-タスタディを行った.従来,伝熱特性については具体的なTPSのモデルについて,特定の条件下での値を計算し,試作されたものによる測定値との比較を行うことは成されているが,本研究のように各種パラメ-タの影響を整理したものは見当たらない.次に,この等価熱伝導率を用いて,機体一次構造まで考慮した非定常熱伝導解析を行うとともに,その結果に基づいて,ディンプルシ-トに発生する熱応力解析を行った.等価熱伝導率,比熱および密度などの温度依存性を考慮するため,計算には有限要素法を用いた.また境界条件はTPSパネル面内の熱膨張を拘束した場合と許容する場合について考え,前者では非常に大きな熱応力を生じることを明らかにした.
モンゴル諸語東部グループの記述、比較研究

平成28年度中は本格的に博士論文執筆にとりかかった。論文の各章・各節の議論について多く意見を頂戴しようと学会発表と投稿論文の執筆に努めた。現地調査は夏と冬、2週間ずつ2回行った。博士論文のテーマを「ダグール語の述語」に絞り、研究を行った。この問題を論ずるにあたって関連するモンゴル語に関する研究発表も含む。同大学ゼミ内で行われた記述言語学研究会では、毎月博士論文の各章を執筆・発表し先生や同輩に意見を求めた。発表内容は次の通り。4月「ダグール語の形動詞と副動詞」、5月「ダグール語の助動詞」、6月「ダグール語の名詞述語」、7月「ダグール語の終助詞」、10月「モンゴル語族の「形動詞」」、11月「新疆ダグール語の諸特徴」、12月「ダグール語の述語無人称」、1月「ダグール語の述語と文のタイプ」。国内外の言語学、モンゴル語、中央アジア言語に関する学会に参加し、博士論文で扱う問題について議論を行った。また関連する言語や理論に関する発表を聞き、広い知見を得ることができた。研究者同士の交流を行い、最新の研究動向を知ることができた。現地調査は夏季と冬季に次の通り行った。なお、下記の日程には移動日が含まれ、とくに詳細を記さない場合には調査を行わなかったことを意味する。夏季は7月11日から23日にかけて調査を行った。13日には中国黒竜江省チチハル市マンガルト、14日15日には同市メイリスにてダグール語の聞き取り調査。17日には内モンゴル自治区フルンボイル市モリダワダグール族自治旗トンコ村、18日には同自治旗ニルキ鎮にてダグール語の聞き取り調査、20日21日には同市エウェンク族自治旗バヤンチャガンソムのモホルトにてダグール語の使用実態調査を行った。冬季は3月14日から23日にかけて行った。16日には中国黒竜江省黒河市愛琿の四季屯、17日には同クンフ県およびフラルジ県にてダグール語の使用実態調査。19日から21日には同省チチハル市メイリスにてダグール語の聞き取り調査を行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。中華人民共和国内モンゴル自治区および黒竜江省にて言語調査を行った。2015年7月には内モンゴル自治区フフホト市においてダグール語ハイラル方言の調査を行った。調査内容は民話の採録である。同8月には黒竜江省チチハル市市街およびメイリス区においてダグール語チチハル方言の調査を行った。調査内容は同じく民話の採録とエリシテーション(聞き取り)である。さらに内モンゴル自治区フルンボイル盟モリダワダグール族自治旗にてダグール語ブトハ方言、同ハイラル市モホルト村にてダグール語ハイラル方言の話し手を得ることができた。2016年3月も引き続き黒竜江省チチハル市メイリス区において民話の収集とデータ整理、同マンガルト村にて話し手探し、内モンゴル自治区フルンボイル盟モリダワダグール族自治旗においてエリシテーション調査、同フフホト市にてハイラル方言の民話収集とデータ整理、エリシテーション調査を行った。エリシテーション調査によって得られたデータは『語学研究所論集』にデータとして投稿し査読中である。また採録した民話の一部は中国北方少数民族の言語資料として出版を計画している。これらの調査と同時進行でモンゴル語の調査も行った。調査は調査協力者に対する電話等による聞き取りおよびコーパス検索により、その成果は2015年7月に行われた韓国アルタイ学会、2015年11月に行われた日本言語学会にて発表、また韓国のアルタイ学報に投稿(査読審査中)した。こうした一年間の調査研究活動を経て、研究の対象とする言語をモンゴル諸語東部グループの中でもとくにダグール語の諸方言に注目し、一方で「再帰所属」という文法現象から範囲を広げて動詞や述語のカテゴリーの方言間の際についてまとめるという博士論文の方向性を固めることができた。当初課題としていたモンゴル語あるいはモンゴル諸語の「再帰所属」という現象に関する研究方針を見直し、研究対象とする言語をダグール語に限定することによって研究の方向性は大幅に変更することとなった。しかしながらこれによって博士論文の構成、構想がより明確になり調査が順調に進んだ。課題の変更に伴い、論文の本旨とは直接関係のない発表なども行うこととなったが、むしろ同系統の言語であり研究の蓄積のあるモンゴル語に関してさまざまな言語現象を扱うことができたことは今後ダグール語の分析を本格的に行うにあたり資するところが大きいと考える。調査においてはダグール語の3方言について行うことができ、また新たな調査協力者を得るに至った。総じて、博士論文執筆の見通しが明るくなり、当初の計画以上に進展しているといえる。発表内容は次の通り。

4月「ダグール語の形動詞と副動詞」、5月「ダグール語の助動詞」、6月「ダグール語の名詞述語」、7月「ダグール語の終助詞」、10月「モンゴル語族の「形動詞」」、11月「新疆ダグール語の諸特徴」、12月「ダグール語の述語無人称」、1月「ダグール語の述語と文のタイプ」。国内外の言語学、モンゴル語、中央アジア言語に関する学会に参加し、博士論文で扱う問題について議論を行った。また関連する言語や理論に関する発表を聞き、広い知見を得ることができた。研究者同士の交流を行い、最新の研究動向を知ることができた。現地調査は夏季と冬季に次の通り行った。なお、下記の日程には移動日が含まれ、とくに詳細を記さない場合には調査を行わなかったことを意味する。夏季は7月11日から23日にかけて調査を行った。13日には中国黒竜江省チチハル市マンガルト、14日15日には同市メイリスにてダグール語の聞き取り調査。17日には内モンゴル自治区フルンボイル市モリダワダグール族自治旗トンコ村、18日には同自治旗ニルキ鎮にてダグール語の聞き取り調査、20日21日には同市エウェンク族自治旗バヤンチャガンソムのモホルトにてダグール語の使用実態調査を行った。冬季は3月14日から23日にかけて行った。16日には中国黒竜江省黒河市愛琿の四季屯、17日には同クンフ県およびフラルジ県にてダグール語の使用実態調査。19日から21日には同省チチハル市メイリスにてダグール語の聞き取り調査を行った。上記のように研究計画そのものには大きな変更があり、昨年度は博士論文に直接関係のある研究発表をほとんど行っていない。今年度は5月にロシアで行われる国際モンゴル学会、6月に行われる日本言語学会、8月にモンゴルで行われる国際モンゴル学会での発表が決定しており、現在の博士論文から条件副動詞、形動詞、定動詞希求形に関する研究発表を行うことを計画している。その他11月にも日本言語学会での口頭発表に応募、その他複数の投稿論文を計画している。ただし今年度においても研究の中心は現地調査と調査によって得られたデータの整理に費やされる。大学の夏季休業(および冬季)を利用し再度ハイラル、ブトハ、チチハルの3方言の調査を行う。また未整理の調査資料の整理も同時に行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。
コゲラ個体群の生態的・分子生物学的な比較

コゲラDendrocopos kizukiは、日本列島周辺の多様な面積や隔離度の海の島と緑地の島の両方に広く生息する。そのようなコゲラの個体群の関係を研究することによって、樹木と密接な関係を保ちながら生活しているキツツキの一種である本種から緑地・動物相の保護管理についても重要なヒントを得ようとしている。秩父山地、伊東諸島三宅島、南西諸島の奄美大島と沖縄島、東京都下の緑地などで定着個体がいる可能性の高い繁殖期にコゲラを捕獲し、各部(翼長、嘴長、ふ蹠長、尾長、体重など)を計測し、羽毛パターンを分析するために風切羽、腹面、背面などの写真を撮影した。DNA型分析のための採血を行った。その結果、形態における本土と島嶼部で別々のクラインの存在が、現生個体についても示唆された。また、島嶼においては、伊東諸島(三宅島)と南西諸島では翼の形が異なり、海洋島の個体群の起源の相違が示唆された。これらは、生態適要因と系統的要因を反映した個体群間変異だと推測される。DNA多型分析については、本種の属するDendrocopos属において、当初ターゲットとして考えていたCytochrome-bおよびD-loopの増幅が正常に行えなかったという報告および情報があり、マイクロサテライトやMHCなど他のターゲットを利用する可能性を含め、再検討中である。今後、近縁種とされる、セグロコゲラ(D.canicapillus,東南アジア・ヒマラヤから東アジアに分布)、コアカゲラ(D.minor,東アジアからヨーロッパ、イングランド地方に分布)などの資料もコゲラと合わせて収集し、また、オオアカゲラ(D.leucotos)やオオトラツグミ(Zoothera dauma)など日本列島周辺に形質上特異な個体群が分布する種の系統を参照しながら、コゲラが日本列島周辺で共通の祖先種から種分化したという作業仮説の検証をこころみ、分布様式、遺伝子交流頻度、個体群内外の遺伝的多様性を基準に森林の種多様性の維持について考察をつづけたい。コゲラの個体群を比較する資料を得るために、秩父・三宅島・沖縄・奄美大島などで捕獲を試み、捕獲した個体の各部の測定と捕獲場所の環境、そこでの行動の記録を行い、採血をした。捕獲個体はその地域に定着している確率の高いことが条件になり、捕獲適期である2月中旬6月にさらに資料収集につとめる。本研究においては、資料収集自体にきわめて大きな労力がかかる。標本の測定結果と合わせ、現資料の得られたいずれの地域でも、本種には雌が大きいという性的二型があること、形態の地域変異(クライン)として南へいくほど小さくなる傾向があるが、日本列島の本土部と島嶼部では、翼長において異なるクラインが存在するらしいことなどが、形態の比較結果から確かめられつつある。これらは、本種の種分化、地理分布などを考察する上で参考になる事実である。DNA多型の研究については、当初、海外での研究予算がとれれば分析に協力してもらう予定であったワシントン大学へは、予算がとれずまだ行けるまどが立たない。国際鳥学会議、食品総合研究所、森林総合研究所、北海道大学、インターネットなどにおける討議などを通じて、情報交換・収集をすすめ、現時点ではミトコンドリアDNAのDループおよびチトクロームb領域のシークエンシング結果による個体群の比較を1つの柱とすべきことが明らかになった。それだけでは不十分なこともわかり、5sRNA,MHC,アイソザイムなど比較すべき別の方法を検討中である。

今年度当初の申請時にも報告したように、捕獲するための囮(おとり)の死亡によって捕獲効率が極めて低くなり、まだ所定の資料や血液標本を収集するにいたっていない。ただし、友人らの協力も得て、秩父・札幌・盛岡などを含む各地の資料を徐々に収集しつつある。今年度は、今までに研究計画の再検討と調査地の下見および文献調査・内外の研究者との個人的討論などを行ってきた。その結果、コゲラ個体群の比較基準として(1)本土と島嶼部および(2)山地による隔離を基準として遺伝子交流の頻度および地域間の差異を分析することを明確に認識した。そのための調査地として、従来から決定してあった秩父山地、三宅島、沖縄島、奄美大島に加え、調査地の詳細を決定し得ていなかった、秩父周辺については、奥秩父山地および八ケ岳山地の両側の個体群を比較することで、所定の比較ができるものと推定された。これらの調査地に、東京都市部を加えて、個体群の隔離、ひいては生息緑地の隔離がコゲラ個体群の動態に与える影響を評価する基準が明確になってきた。昨春の(鳥類の)繁殖期に囮のためのコゲラを捕獲し飼育中であり、今後の繁殖期を中心に積極的に資料を収集する。今秋には予備的なDNA分析を実施し、外部形態的および生態的な調査結果にmtDNAコントロール領域等の塩基配列による比較を加味した、コゲラ個体群の系統関係の推定を行う予定である。コゲラDendrocopos kizukiは、日本列島周辺の多様な面積や隔離度の海の島と緑地の島の両方に広く生息する。そのようなコゲラの個体群の関係を研究することによって、樹木と密接な関係を保ちながら生活しているキツツキの一種である本種から緑地・動物相の保護管理についても重要なヒントを得ようとしている。秩父山地、伊豆諸島三宅島、南西諸島の奄美大島と沖縄島、東京都下の緑地などで定着個体がいる可能性の高い繁殖期にコゲラを捕獲し、各部(翼長、嘴長、ふ蹠長、尾長、体重など)を計測し、羽毛パターンを分析するために風切羽、腹面、背面などの写真を撮影した。DNA多型分析のための採血を行った。その結果、形態における本土と島嶼部で別々のクラインの存在が、現生個体についても示唆された。また、島嶼においては、伊豆諸島(三宅島)と南西諸島では翼の形が異なり、海洋島の個体群の起源の相違が示唆された。これらは、生態的要因と系統的要因を反映した個体群間変異だと推測される。DNA多型分析については、本種の属するDendrocopos属において、当初ターゲットとして考えていたCytochrome-bおよびD-loopの増幅が正常に行えなかったという報告および情報があり、マイクロサテライトやMHCなど他のターゲットを利用する可能性を含め、再検討中である。今後、近緑種とされる、セグロコゲラ(D.canicapillus,東南アジア・ヒマラヤから東アジアに分布)、コアカゲラ(D.minor,東アジアからヨーロッパ、イングランド地方に分布)などの資料もコゲラと合わせて収集し、また、オオアカゲラ(D.leucotos)やオオトラツグミ(Zoothera dauma)など日本列島周辺に形質上特異な個体群が分布する種の系統を参照しながら、コゲラが日本列島周辺で共通の祖先種から種分化したという作業仮説の検証をこころみ、分布様式、遺伝子交流頻度、個体群内外の遺伝的多様性を基準に森林の種多様性の維持について考察をつづけたい。
GDPに代わる経済社会政策の成果指標の開発と応用

持続可能性要因と幸福度要因を入れた生産関数を推定して新しいGDPの代替指標を作り、実データに適用して応用研究を行うことが最終的な目的である。初年度である2018年度は、生産関数を推定するための理論モデルの研究とデータ収集を行った。理論モデルとして、通常の入出力(資本、労働、GDP)に望ましいアウトプットとして幸福度要因持続可能要因を加え、さらに望ましくないアウトプットとして環境負荷要因を加えた指向性距離関数について、データ包絡分析または確率フロンティア分析による推定が可能となるような工夫を検討した。特に、確率フロンティアモデルについては、空間相関を考慮したモデルに通常の入出力以外の要因を組み込み可能なモデルを開発し、都道府県データによる推定を行った。その成果の一部は、研究協力者の塚本高浩により韓国ソウルで開催されたThe 12th Asia-pacific ProductivityConferenceにおいて口頭報告を行った。データ包絡分析については、従来より用いていた標準的なCRS/VRSモデルを更新して、スラックベースのSBMモデルによって推定可能な指向性距離関数のコードを作成しテストを行っている。データについては幸福度要因、持続可能要因に関わる多様なデータを、47都道府県について収集している。既存の幸福度指標の作り方を参考にして、平均寿命や体力など健康関連指標、余暇消費支出、自殺率、犯罪検挙率などのフローデータ、文化・娯楽施設、医療施設、教育施設、住居ストックなど質量両面のストックデータを収集した。また、環境要因として温暖化ガス排出量、廃棄物処理量などを収集済みである。データ収集が予定より遅れていることと、特に動学的データ包絡分析のためのモデルの準備が進んでいない。また、多数の幸福度要因指標、持続可能要因指標、環境要因指標の集約に、多変量解析を利用する予定であるがその方面の準備も進んでいない。研究代表者の公務多忙により本研究のための所要のエフォートが確保できなかったことが遅れの原因であり、研究上の予期しない困難によるものではない。今後、十分なエフォートを確保して遅れを回復する。ただし、十分に遅れを回復する目処が立たない場合は、構造的なGDP代替指標を提案・作成するという最終的な目標の達成に絞って研究を行い、その過程で試みることを予定していた新規な試みに代えて従来より利用してきた方法を利用し時間を節約する。たとえば、多数の原データを集約する多変量解析の方法については、潜在構造モデルのような手間のかかるものを避け、標準的な主成分分析で代替することを考慮する。環境指標関連のデータの購入を予定していたが期待していた内容のものが見つからず、他の物品の支出に変更を計画したが間に合わず未使用となった。当該データは官庁のwebサイトに公開されているデータで代替することとし、昨年度未使用額は他のデータ(一般的な都道府県の社会指標の直近年次のもの)の購入に振り向け、より直近時点での分析を可能にする。
可視光駆動型二酸化マンガン光触媒を用いた人工光合成反応の最適化

二酸化マンガン触媒による水分解反応を実証した。従来の光触媒は水を水素と酸素に分解するが、二酸化マンガン触媒は植物同様に水をプロトン、電子、および酸素に分解することを明らかにした。二酸化マンガンの結晶構造をラムズデライト型に高純度合成することで、室温下でプロトン導伝性が得られる事を明らかにした。この性質を利用して新規な高濃度対応型の水素濃度センサを実現した。ラムズデライト型の結晶構造を有する二酸化マンガンを大量合成する方法を開発した。ラムズデライト型の結晶構造を有する二酸化マンガンが水中で示す弱い還元能によって二酸化炭素を有機酸に変換することを発見した。当該年度は、研究実施計画に従って以下の1)3)の成果を得た。1)研究対象としているR型結晶構造を高純度で含む二酸化マンガンのナノ粒子を水熱合成によって大量生産する合成技術を確立した。従来手法は粉末焼成と酸処理過程を経て合成していたために、その合成過程で二酸化炭素の排出が不可避であった。また、従来手法は工業的な大量合成には向かなかったことを解決した。2)研究対象としているR型結晶構造を高純度で含む二酸化マンガンのナノ粒子は、水中で水酸化物イオンから酸素と電子、および水素イオンが発生させる性質を有することを明らかにした。従来の知見では、単に同材料の触媒効果によって水分解が生じて酸素が発生しているとしか明らかでなかった反応を詳細に分析・理解することができた。以上の1)および2)の成果は特願2010-73823として3月末に京都大学から特許出願された。また、電気化学会第77回大会にて発表した。3)R型結晶構造を高純度で含む二酸化マンガンのナノ粒子と水との反応性に関する研究の過程で明らかにすることができた同材料の水素イオン導伝性を利用して、水素濃度を1100%と広いレンジに渡って計測することが可能な水素ガスセンサを新たに開発することができた。室温下で数秒間で濃度測定できるため、従来の方式に比べて性能的にもコスト的にも実用化が望める新技術として期待できる。地球上の全ての植物が、その葉緑体内でマンガンと酸素を主成分とする天然触媒を使って水を分解(Water Splitting)し、エネルギー(電子とプロトン)を得ている。本研究では、マンガンと酸素からなる二酸化マンガン微粒子を人工触媒として水分解に応用する研究を実施してきた。その結果、触媒効果によって同位体水(H2180)から同位体酸素1802が発生することを実験的に明らかにし、種々の観点から追試を重ねた結果、可視光を照射せずとも同二酸化マンガン触媒によって水分解が生じることを確認した。本成果は、太陽光が含む可視光が水分解を引き起こすために必要なエネルギー値を有しないにもかかわらず、葉緑体中における天然触媒が水分解していることを説明する成果である(現在論文投稿準備中)。次に、葉緑体内で水から獲得されたエネルギーは、チロシン蛋白とP680色素(太陽光によって酸化された状態)によって天然触媒から引き抜かれて後段に運ばれることは既知である。そこで本研究では、燃料電池システムの中に水で湿潤した二酸化マンガンを電解質として組込むことで、水分解の結果生じたプロトンと電子を引き抜くアクセプター環境を人工的に整えた。その結果、通常のセラミクスは500°C以上でないとプロトン導伝性を示さないにもかかわらず、室温下でセラミクスの一種である二酸化マンガンが8×10-5S/cm程度のプロトン導伝性を示すことを証明した。本成果は、直ちに水素センサ用の電解質への応用につながった。すなわち、ppmオーダーの低濃度にしか対応できない既存の水素濃度計測センサを革新し、0.199.9%と高濃度対応型の計測を実現した(論文・学会等で発表済み)。さらに本研究では、水起源の電気エネルギーで帯電させた二酸化マンガン微粒子による二酸化炭素の有機酸への変換を試みた。その結果、水中で二酸化炭素が有機酸に変換される反応を見出した(特許出願済み)。現在、同反応効率を向上させるための実験的研究を継続している。地球上の植物は、葉緑体内でマンガン原子と酸素原子でつくられた天然触媒物質を使って水を分解することによってエネルギー(電子とプロトン)を獲得している。光合成反応には、三つの未解明の重要な反応が存在する。一つは、導管から吸い上げた水を葉緑体内で分解する触媒反応である。本研究では、既に先駆けて人工の二酸化マンガン触媒が同位体水(H_2^<18>O)を分解して同位体酸素^<18>O_2が発生する事を確認している。

二つ目の重要な反応は、水分解の結果、生じた電子やプロトンが葉緑体内を伝導し、触媒物質から後段の組織(チロシン蛋白とP680色素)にスムーズに渡る反応である。このため、人工触媒自体に電子やプロトンの伝導性が求められる。研究最終年度であった平成23年度は、二酸化マンガンのプロトン伝導性が結晶構造毎に異なる事を明らかにした。その結果、ラムズデライト型の結晶構造を高純度に有した二酸化マンガンを使えばプロトン伝導性が室温下でも生じることが明らかになり、従来技術では不可能であった高濃度対応型の水素ガスセンサの電解質を実現し、その電気化学的特性を学会発表および海外学術誌において報告した。前述の水分解能と併せてこのプロトン伝導性は、二酸化マンガン微粒子の表面に貴金属ナノ粒子が高密度に析出する現象を説明した。この成果は天然ガスから水素ガスを直接変換によって製造する新規な触媒材料を合成する分野への応用にも道を開いた。すなわち、200500°Cの常温域で作動する燃料電池触媒として本研究の二酸化マンガンベースの触媒材料が有望であることを明らかにし、成果を特許出願および学会発表した。さらに本研究では、光合成反応の三つめの重要反応である二酸化炭素を有機物へ変換する反応に関して、水起源の電気エネルギーで帯電した二酸化マンガン微粒子表面が、二酸化炭素由来の炭酸水素イオンを乳酸、ギ酸や酢酸などの有機酸に変換する反応を見出し特許出願に至っている。今後、同変換反応効率を向上させるための研究活動を継続する。
巨大モーター蛋白質ダイニンのX線構造解析

細胞質ダイニンの微小管と結合する領域は、長いcoiled-coil領域によってATPの加水分解を行う球状ドメインと繋がれている。この微小管と結合するドメイン(coiled-coil領域を含む)はストークドメインと呼ばれている。100Aを超える長さを持つcoiled-coil構造が微小管結合とATPの加水分解という2つの連動したイベント情報を相互に伝えていることは間違いないが、その情報伝達の構造基盤については明らかになっていない。そこで、DynMDの結晶化と並行してダイニンストークドメインのX線結晶解析を行っている。再現性良く棒状の結晶を得ることに成功し、ゆっくり3日間かけて結晶化ドロップの状態で抗凍結剤を導入したSe-Met置換体結晶を使って3.2A分解能の良質のMADデータを収集した。MAD法により初期位相を決定することに成功し、coiled-coil領域の電子密度図を得ることに成功している。ダイニンのcoiled-coilは、一本のαヘリックスが真っ直ぐな構造をしており、対照的にもう一本のヘリックスが非常に湾曲した構造をとっていた。我々の結晶では、ストークヘッドの構造がハッキリしなかったが、Se-Metの位置からcoiled-coilの相対配置を特定できている。研究期間中にUCSFのR. Vale等のグループが世界に先駆けてマウス細胞質ダイニンのストークヘッドの結晶構造を発表した(Science 2008)。Vale等の構造と我々の構造とでは,coiled-coilの組合せが11残基ずれた関係にあった。このことは,coiled-coil構造を使った情報伝達の分子機構と相関があると考えられる。今後も,様々なコンストラクトを使って、この情報伝達機構に迫っていきたい。ダイニンはATP依存的に微小管上を滑り運動するモーター蛋白質で、重鎖・中間鎖・軽鎖から構成される1000kDaを超える生体超分子複合体である。鞭毛運動や繊毛運動、さらに蛋白質輸送や染色体分離運動を担うモーター蛋白質であり、その生物学的重要性は極めて高い。しかしながら、ダイニンの分子量が巨大であるが故に同じモーター蛋白質のキネシンやミオシンと比べて運動機構の解明が遅れている。我々は、まずダイニンストークドメインのX線結晶解析を行った。MAD法により初期位相を決定することに成功し、coiled-coil領域の電子密度図を得ることに成功した。現在、この特徴的なcoiled-coil構造と機能との相関を考察している。我々の結晶では、ストークヘッドの構造がハッキリしていないが、2008年Science誌にUCSFのR. Vale等のグループが世界に先駆けてマウス細胞質ダイニンのストークヘッドの結晶構造を発表した。今後は、Vale等の結晶構造を参照しつつ、主にcoiled-coilを使った情報伝達の分子機構に迫っていきたいと考えている。
肝細胞癌の動脈塞栓療法後の側副血管新生についての基礎的研究

1) DDB-Exマウス肝癌モデルにおける肝切除の影響:0.3%DDB-Ex溶液をICRマウスに自由飲水させ肝細胞癌を発生させるモデルである。DDB-Ex単独投与群とDDB-Ex+肝切除群に分け、化学発癌における肝切除の影響につい検討した。肝切除は飲水開始後5週目に体積で約20%の切除を行い、35週目と50週目に屠殺した。腫瘍の発生はDDB-Ex単独投与群で35週で60%、50週で100%であったのに対し、DDB-Ex+肝切除群では35週で90%、50週で100%であり肝切除が化学発癌において腫瘍発生のプロモーターとして働いていることが明らかとなった。2)肝細胞癌では肝炎、肝硬変を基礎に有し、初回手術後も多中心性に第2の肝細胞癌が発生しやすいことを我々は明らかにしてきた。前述の肝切除がヒト肝細胞癌発生のプロモーターとして働くとすれば、初回手術後の治療により第2の肝細胞癌の発生を抑制しうるのではないかと考えた。肝細胞癌は血管新生の著しい腫瘍であり、血流支配も門脈から動脈支配へと変化する。この血管新生を肝切除に抑制することにより新たな肝細胞癌の形成を抑制できるのではないかと考えた。血管新生の抑制には、TNP-470(武田薬品工業より提供)を用いた。TNP-470はフマギリンの誘導体で、血管内皮細胞のシグナル伝達阻害によりin vitroでは血管内皮細胞の増殖を抑制し、in vivoでは血管新生を抑制する。TNP-470を10ng/kgで肝切除後より1週間目から隔日皮下投与を行った。20週投与後20週間DDB-Exの投与を継続、肝切除後より40週目に屠殺し、肝腫瘍形成の有無、個数について検討した。その結果TNP-470投与群と非投与群との間に有意差はみられなかった。すなわちマウス肝細胞癌化学発癌モデルにおいては血管新生の抑制は発癌の抑制には直接関与しないものと結論づけられた。1)DDB-EXマウス肝癌モデルの作成;0.3%DDB-EX水溶液を自由飲水させ、35週目、50週目に屠殺した。腫瘍の発生は35週で60%、50週で100%であった。更に、肝切除が腫瘍発生に与える影響を調べるためにDDB-EX水溶液飲水開始後5週目に肝切除を加えたところ、35週で腫瘍の発生率は90%であった。2)DDB-EXによるマウス実験肝癌からのcell lineの樹立はできていない。cell lineを用いた研究は既に樹立されているヒト肝癌細胞株を用いて行っていく予定である。3)肝細胞癌における血管増生因子の出現;抗VEGFモノクローナル抗体を用いて肝癌切除標本の免疫組織化学的検討を行った。VEGFは肝腫瘍部及び非腫瘍部肝組織ともに組織内の血管は陽性を、実質細胞は軽度陽性を示し有為な差はなかった。2年目の研究は、血管新生が肝細胞癌の発生・増殖に不可欠であろうという前提のもとに、血管新生抑制剤であるTNP-470を投与しDDB-EXマウス肝癌モデルで肝腫瘍の発生が抑制されるかどうかを検討するとこを追加し、研究を進めていく予定である。