hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多体力学系の構造を用いた低推力宇宙機による惑星間ハイウェイ

多体力学系とは,1つの天体の重力のもとでの物体の運動を考える2体問題に対して,重力を及ぼす天体が2つ以上の場合を指す.天体が作る多体力学系の平衡点近傍に存在する周期軌道は図1のような安定多様体,不安定多様体という力学的な構造を持ち,その構造を利用することでより低エネルギーな軌道移行が実現できることが明らかになってきた.本研究では,設計の自由度を高めるため多体力学系の効果を利用した低推力宇宙機の軌道設計を行った.特に「多体力学系の力学構造の効果を最大限利用するためには,低推力をどのように加えるのが良いのか」を明らかにするための検討を行った.多体力学系の平衡点あるいは周期軌道の近傍の運動を考えたときに,推力を加えない力学系では宇宙機の運動は初期状態が安定な固有ベクトル上にある場合,外力を使わずに平衡点に到達することができる(安定多様体).一方,低推力を加えた運動では,平衡点に到達できる初期状態の集合は,飛行時間・消費燃料に応じて決まる領域であり,消費燃料や飛行時間が大きいほど大きな楕円体となる.この低推力により拡張された領域を「低推力に拡張されたマニフォールドダイナミクス」と定義し,消費燃料を評価関数とする最適制御理論により設計する方法について考察した.多様体に沿った線形化を行うことで最適レギュレータにより多様体を拡張することに成功した.またその結果,飛行時間を長くした場合に,線形化を用いるため,誤差の増大により非線形性の影響が顕著になることが問題となることが明らかとなった.このため,多様体の構造に基づき繊維軌道を適切に選択することで非線形性の影響を抑制する方法について考察した.提案手法により,太陽ー地球ー月4体問題を太陽地球系の三体問題と地球ー月系の三体問題により近似したモデルにおいて低推力により多様体を接続する軌道を設計することに成功した.本来は1つの三体問題の系における低推力軌道を設計する予定であったが,手法が十分確立したため太陽ー地球ー月4体問題を太陽地球系の三体問題と地球ー月系の三体問題により近似したモデルに適用し,低推力により多様体を接続する軌道を設計することに成功したため.本手法をさらに惑星間の移行に拡張し効率の良い惑星間遷移を実現するためには,ゲートウェイ構造をなす軌道の設計が不可欠である.次年度は,その中心となるトランジット軌道の特徴を明らかにし,そのための低推力の制御法を検討する.多体力学系とは,1つの天体の重力のもとでの物体の運動を考える2体問題に対して,重力を及ぼす天体が2つ以上の場合を指す.天体が作る多体力学系の平衡点近傍に存在する周期軌道は図1のような安定多様体,不安定多様体という力学的な構造を持ち,その構造を利用することでより低エネルギーな軌道移行が実現できることが明らかになってきた.本研究では,設計の自由度を高めるため多体力学系の効果を利用した低推力宇宙機の軌道設計を行った.特に「多体力学系の力学構造の効果を最大限利用するためには,低推力をどのように加えるのが良いのか」を明らかにするための検討を行った.多体力学系の平衡点あるいは周期軌道の近傍の運動を考えたときに,推力を加えない力学系では宇宙機の運動は初期状態が安定な固有ベクトル上にある場合,外力を使わずに平衡点に到達することができる(安定多様体).一方,低推力を加えた運動では,平衡点に到達できる初期状態の集合は,飛行時間・消費燃料に応じて決まる領域であり,消費燃料や飛行時間が大きいほど大きな楕円体となる.この低推力により拡張された領域を「低推力に拡張されたマニフォールドダイナミクス」と定義し,消費燃料を評価関数とする最適制御理論により設計する方法について考察した.多様体に沿った線形化を行うことで最適レギュレータにより多様体を拡張することに成功した.またその結果,飛行時間を長くした場合に,線形化を用いるため,誤差の増大により非線形性の影響が顕著になることが問題となることが明らかとなった.このため,多様体の構造に基づき繊維軌道を適切に選択することで非線形性の影響を抑制する方法について考察した.提案手法により,太陽ー地球ー月4体問題を太陽地球系の三体問題と地球ー月系の三体問題により近似したモデルにおいて低推力により多様体を接続する軌道を設計することに成功した.本来は1つの三体問題の系における低推力軌道を設計する予定であったが,手法が十分確立したため太陽ー地球ー月4体問題を太陽地球系の三体問題と地球ー月系の三体問題により近似したモデルに適用し,低推力により多様体を接続する軌道を設計することに成功したため.本手法をさらに惑星間の移行に拡張し効率の良い惑星間遷移を実現するためには,ゲートウェイ構造をなす軌道の設計が不可欠である.次年度は,その中心となるトランジット軌道の特徴を明らかにし,そのための低推力の制御法を検討する.航空券が見積もりより安くすんだため
環境因子によるミトコンドリア機能変化を介する新しい老化モデル

ミトコンドリア分裂促進Gタンパク質Drp1の活性調節にシステインのポリイオウ鎖(Cys-SS(n)H)が関与することを見出した(Science Signaling, revised)。神経毒性を起こさない微量のメチル水銀(MeHg)を投与したマウスの心臓において、ミトコンドリアが著しく分裂していること、Drp1のGTP結合活性が増大していることを見出した。Drp1のCys624-SS(n)Hはポリイオウ鎖を形成している状態では活性が低く保たれており、MeHg曝露によりこのポリイオウ鎖からイオウが奪い取られることでDrp1活性が増加することを明らかにした。Drp1のポリイオウ鎖は、ミトコンドリアCystinyl tRNA合成酵素(CARS2)がCysSHを基質にCysSSHを生成することで翻訳時にDrp1タンパク中に取り込まれること、CARS2欠損HEK293T細胞株において著しいDrp1の活性化とミトコンドリア過剰分裂が起こることも明らかにした(Nature Commun., 2017)。さらに、心筋梗塞後の梗塞周辺領域における心筋ミトコンドリア過剰分裂が心筋の早期老化(機能低下)に関与することもマウスで明らかにし、これを抑制する既承認薬(シルニジピン:ジヒドロピリジン系L/N型Ca2+チャネル拮抗薬)がDrp1の脱イオウ化によるミトコンドリア過剰分裂を阻害し、心筋梗塞後の心不全を回復させる効果をもつこともマウスで実証した(Science Signal., 2018)。以上の結果より、環境化学物質によるDrp1タンパク質ポリイオウ鎖のイオウ枯渇がミトコンドリア過剰分裂(品質低下)を招き、心筋の早期老化を誘導することでストレス抵抗性を減弱させることが示された。また、これを阻害する既承認薬シルニジピンが心不全をはじめとする心血管リスクの軽減に貢献しうる可能性も示された。細胞の老化は、加齢に伴う様々な疾患病態に密接に関わっており、高齢者の生活の質に大きな影響を与えると考えられる。近年、細胞の老化のメカニズムとして外因的・内因的にもたらされる酸化ストレスや、ミトコンドリアの機能不全などが関わることが分かってきたが、環境因子が老化に及ぼす影響や詳細な老化の分子機構については不明な点が多く残されている。本研究では、親電子シグナルによるミトコンドリア新生制御と、細胞老化に関わる環境親電子物質によるシグナル撹乱作用に着目し、細胞老化メカニズムの解明と、その知見をもとにした生体の老化を抑制する薬剤および老化予防法の開発を目指す。我々は、心筋梗塞や血行力学的圧負荷により心臓組織中に8-ニトロ-cGMPなどの内因性親電子物質が生成されること、親電子物質によるGTP結合タンパク質のシステイン修飾が心筋細胞の早期老化を誘導することを明らかにしてきた(Nature Chem. Biol., 2012)。興味深いことに、心臓に負荷がかかった際の抵抗力もまた環境親電子物質の曝露状態に依存しており、ミトコンドリア分裂促進Gタンパク質Drp1のC末端に存在するシステインの親電子修飾によりミトコンドリアが過分裂状態になることが、その後の物理的負荷に対する抵抗力を低下させる原因となることを新たに見出した。さらに、酸化ストレスの新規制御因子としてシステインパースルフィドなどの活性イオウ分子種を同定した(PNAS,2014)が、Drp1の親電子標的となるシステインSH基もまたパースルフィドを形成することで親電子物質に対する反応(修飾)を可逆的に制御する自己防御機構を有することも明らかにした。細胞老化の原因となるミトコンドリア分裂誘導の分子機構をレドックスシグナルの視点から解明し、論文(2本)投稿している。また、これを選択的に抑制できる既承認薬も見出しており、臨床研究も展開できている。環境親電子物質(有機水銀)による心疾患リスク増悪のメカニズム解析を行った。神経障害を誘発しない低用量のMeHgを含ませた飲料水を1週間摂取させたマウスの心臓ではミトコンドリアが有意に分裂していることが明らかになった。ミトコンドリア分裂促進GTP結合タンパク質dynamin-related protein 1 (Drp1)の活性も有意に上昇しており、その機序としてC末端に存在するシステインSH基の脱イオウ化が関与することを新たに見出した。すなわち、内因性Drp1タンパク質をはじめとする親電子感受性のタンパク質システインSH基の多くが翻訳時にポリイオウ化されていること、環境親電子物質曝露によりシステインポリイオウ鎖からイオウが引き抜かれることでDrp1活性が増加し、ミトコンドリア品質管理異常が生じることで心筋のストレス抵抗性が減弱する可能性を示した。一方、分担者の赤池らはタンパク質システインパースルフィド(CysSSH)の産生酵素がミトコンドリアtRNA合成酵素(CARS2)であることも明らかにした。CARS2はシステインを基質にCysSSHを生成するユニークな活性を持つこと、CysSSHが翻訳時にタンパク質に取り込まれることでタンパク質ポリイオウ鎖が出来てくることを明らかにした。CARS2欠損細胞において、Drp1のポリイオウ鎖量は有意に減弱し、それによりDrp1のGTP結合活性も有意に増加することが明らかとなった。GTP結合タンパク質はこれまで、グアニンヌクレオチド交換因子(GEF)やGTPase促進タンパク質(GAP)によってのみ制御されると信じられてきたが、本研究により、Cysのポリイオウ鎖の長さによってDrp1の活性が厳密に制御されるという全く新しい概念が示された。活性イオウの生成酵素を同定し、その遺伝子改変マウスの作出も終え、個体解析まで進んでいる。

環境親電子物質(MeHg)曝露による心疾患リスク増加機構の論文も投稿直前の準備段階にあり、着実に成果にまとまりつつある。ミトコンドリア分裂促進Gタンパク質Drp1の活性調節にシステインのポリイオウ鎖(Cys-SS(n)H)が関与することを見出した(Science Signaling, revised)。神経毒性を起こさない微量のメチル水銀(MeHg)を投与したマウスの心臓において、ミトコンドリアが著しく分裂していること、Drp1のGTP結合活性が増大していることを見出した。Drp1のCys624-SS(n)Hはポリイオウ鎖を形成している状態では活性が低く保たれており、MeHg曝露によりこのポリイオウ鎖からイオウが奪い取られることでDrp1活性が増加することを明らかにした。Drp1のポリイオウ鎖は、ミトコンドリアCystinyl tRNA合成酵素(CARS2)がCysSHを基質にCysSSHを生成することで翻訳時にDrp1タンパク中に取り込まれること、CARS2欠損HEK293T細胞株において著しいDrp1の活性化とミトコンドリア過剰分裂が起こることも明らかにした(Nature Commun., 2017)。さらに、心筋梗塞後の梗塞周辺領域における心筋ミトコンドリア過剰分裂が心筋の早期老化(機能低下)に関与することもマウスで明らかにし、これを抑制する既承認薬(シルニジピン:ジヒドロピリジン系L/N型Ca2+チャネル拮抗薬)がDrp1の脱イオウ化によるミトコンドリア過剰分裂を阻害し、心筋梗塞後の心不全を回復させる効果をもつこともマウスで実証した(Science Signal., 2018)。以上の結果より、環境化学物質によるDrp1タンパク質ポリイオウ鎖のイオウ枯渇がミトコンドリア過剰分裂(品質低下)を招き、心筋の早期老化を誘導することでストレス抵抗性を減弱させることが示された。また、これを阻害する既承認薬シルニジピンが心不全をはじめとする心血管リスクの軽減に貢献しうる可能性も示された。親電子物質の内因性消去物質であるシステインパースルフィドを生成する酵素を過剰発現または欠損させたマウスを作出しているが、その管理維持経費が当該予算では追いつかない。そのため、別予算の獲得に踏み込む必要がある。ストレス誘発性の心筋早期老化モデルで得られた知見が個体レベルの加齢に伴って生じる老化にも当てはまるかどうか検証していく。MeHg曝露モデルで得られた知見が普遍性をもつ機構かどうか確認するため、タバコ主流煙曝露モデルマウスの心臓形態・心機能を測定するとともに、仔マウスのストレス抵抗能力の解析も行うことで、環境ストレスによる健康リスクが世代を越えて継承されうるかどうか、そのメカニズムも含めて解析する。1年目に予定していた遺伝子改変マウスの作出は予定通り実施されたものの、部門内動物実験室の温度制御装置の修理が遅れたため、最もお金のかかるマウスの凍結胚の作成およびクリーンアップと当該施設への受け入れ作業の実施が昨年度内に間に合わなかった。そのため、次年度早々にマウスのクリーンアップ・胚操作・飼育繁殖の経費を執行する。平成29年度の大幅な研究進展により、ミトコンドリアtRNA合成酵素
ナノメ-タ-級セラミックス超微粒子の作製と超塑性焼結体への応用

昨年度は,ナノメ-タ-級の粒子サイズを有す炭化ケイ素超微粒子の合成に成功した。この研究成果に基づき本年度は,ナノメ-タ-級超微粒子を焼結用原料とした焼結の実験を行なった。炭化ケイ素は共有結合性の強い物質であり,焼結が困難である。それ故に焼結の第1目標は緻密焼結体を得ることである。焼結の第2の目標は,その緻密焼結体が,超型性を示すためには,微細な微構造をとることである。本年は第1の目標を達成することができた。焼結用超微粉末原料は高周波プラズマを利用した気相反応法で合成した。合成条件は昨年の研究成果に基づき,アルゴンをプラズマ作動ガスとし,モノシランとメタンを原料ガスとして合成した。高温度の煙状炭淡ケイ素は、数百度の温度領域のところでアルミナ皿と衝突させ,ゆるやかな凝集粉末として採集した.粒径5nmの黒色をしたダイヤモンド型の炭化ケイ素を焼結用原料粉末とした。炭化ケイ素の自己焼結体は未だ得られていなかったが,本研究ではホットプレスにより2300°C,40MPaで理論密度に到達した焼結体を得るのに成功した。本焼結体は超微粒子を焼結原料とした点が特徴である。超微粒子は表面積が大きいため,表面酸化が起り易い。炭化ケイ素の表面酸化関R1(非晶質ケイ酸塩)は焼結を妨害するため,含有酸素量を1.5重量%以下にした。超微粒子は成形が困難なため,CIP圧力を上げ,超微粉末を造粒するなどの手段により生成形体密度を50%TDにすることができた.表面酸化の防止を,生成形体密度の向上が緻密焼結体を得る鍵であることがわかった。焼結体の微構造を観察した結果,粒成長が起こり2ー3μmの粒子径となっていることがわかった。現在粒成長の制御をいかにするかと云う難問題を解決すべく研究を進めている。
女子大学における物理実験教育に関する研究

女子学生の理工系への進出は年々増しているが、物理学を専攻する数はまだまだ少ない。本学の一般教育でも家政学部の理科系以外の学科からの履修者はほとんどいない。しかし物理学は自然科学の基礎となる学問であり広く学ばれることが望ましい。それには興味を引く実験を中心として、物理学的概念を学ぶ授業を展開するのが有効であると考えられる。理解しにくく、興味を持ちにくいというという意識を改めさせ、積極的な活動力を引き出す物理受験教育のために次の諸点について研究を行った。1)本学の一般教育の物理学実験の2テ-マ(シンクロスコ-プの応用、レ-ザ光を用いた光回折)の原理説明とデ-タ処理に学生が興味を示すパソコンを用いてグラフィック処理を導入しわかり安い構成を試みた。2)現象が目に見えるためわかりやすく楽しんで出来る光学実験のテ-マとして白熱電球の特性や光回折の実験教育を行う前のガイダンスの準備として、基本的な光学用語と簡単な作図で学生の知識調査を行った(応用物理教育分科学会会誌、vol.15)。3)附属高校および私立、県立などの女子系高校(34校)の物理学担当者に物理教育の現状と実験教育についてアンケ-ト調査を依頼し、かなりの学校が真剣に実験教育していることを確かめた。さらに物理学の受講者が減少していることへの対策について多くの示唆があった。4)3の高等学校のうちの11校の生徒に物理教育の問題点や将来の進路など大学との接点についてアンケ-ト調査を行い、生徒の考える物理教育の現状と興味のあり方を明らかにした。5)全国の87校の国立、私立の女子大学の一般教育の物理学担当者にアンケ-ト調査を依頼し家政学部系の大学では30%以上が実験を伴う教育が行われていること、また設備や助手の補充があれば実験教育を行いたいとその必要性を認めていることも明らかになった。6)本校の理科系学生24年生を対象にアンケ-ト調査を行い、物理系、化学系、生物系の順で物理実験教育が専門教育に有効であることを認識していることを確かめた。これらのアンケ-ト調査の結果はコンピュ-タにより処理し、グラフ化し学会で報告の予定である。女子学生の理工学系への進出は年々増えているが、物理学を専攻する学生はまだ少ない。物理学は理解しにくく、興味を持ちにくいという意識を改めさせるために、わかりやすく積極的な活力を引き出す実験を中心とした物理教育に関する検討を主として、次の諸点について研究を加えた。(1)現在、一般教育の物理学実験で実施しているシンクロスコ-プの応用という実験のなかで、単振動による波形、リサ-ジュ図形のパソコンによる原理説明と実験デ-タの処理を16bitパソコンで、カラ-表示を用いてわかりやすくするため、プログラムを作成中である。(2)He-Neレ-ザ-光を用いたスリット、回折格子による光回折の強度分布の測定実験の原理説明で、より理解を深めるために回折の原理のプログラム作りを実行中である。また、実験デ-タの処理をパソコンを用いて行なうための準備を始めた。(3)附属小中高校を対象とした実験教育に関するアンケ-ト調査項目を決めた。また物理教育の現状と興味の在り方の意識を調査するために調査対象とする私立、都立などの女子系高校の候補及びアンケ-ト項目を決めた。アンケ-ト発送予定時期を検討中である。(4)現在、本校の学生のみを対象として行なっている一般教育課程における物理学実験に関するアンケ-トを他大学(例えばお茶ノ水女子大や東京女子大)に対しても行うため、アンケ-ト項目を決め、調査依頼校の検討を終了し、4月中旬頃発送予定である。(5)本校の理科系学生24年次を対象に物理教育の現状と興味の在り方の意識を調査するためのアンケ-トを4月始めに行う予定である。

5)全国の87校の国立、私立の女子大学の一般教育の物理学担当者にアンケ-ト調査を依頼し家政学部系の大学では30%以上が実験を伴う教育が行われていること、また設備や助手の補充があれば実験教育を行いたいとその必要性を認めていることも明らかになった。6)本校の理科系学生24年生を対象にアンケ-ト調査を行い、物理系、化学系、生物系の順で物理実験教育が専門教育に有効であることを認識していることを確かめた。これらのアンケ-ト調査の結果はコンピュ-タにより処理し、グラフ化し学会で報告の予定である。女子学生の理工系への進出は年々増しているが、物理学を専攻する数はまだまだ少ない。本学の一般教育でも家政学部の理科系以外の学科からの履修者はほとんどいない。しかし物理学は自然科学の基礎となる学問であり広く学ばれることが望ましい。それには興味を引く実験を中心として、物理学的概念を学ぶ授業を展開するのが有効であると考えられる。理解しにくく、興味を持ちにくいというという意識を改めさせ、積極的な活動力を引き出す物理受験教育のために次の諸点について研究を行った。1)本学の一般教育の物理学実験の2テ-マ(シンクロスコ-プの応用、レ-ザ光を用いた光回折)の原理説明とデ-タ処理に学生が興味を示すパソコンを用いたグラフィックの処理を導入しわかり安い構成を試みた。2)現象が目に見えるためわかりやすく楽しんで出来る光学実験のテ-マとして白熱電球の特性や光回折の実験教育を行う前のガイダンスの準備として、基本的な光学用語と簡単な作図で学生の知識調査を行った(応用物理教育分科会会誌、vol.15)。3)附属高校および私立、県立などの女子系高校(34校)の物理学担当者に物理教育の現状と実験教育についてアンケ-ト調査を依頼し、かなりの学校が真剣に実験教育していることを確かめた。さらに物理学の受講者が減少していることへの対策について多くの示唆があった。4)3の高等学校のうちの11校の生徒に物理教育の問題点や将来の進路など大学との接点についてアンケ-ト調査を行い、生徒の考える物理教育の現状と興味のあり方を明らかにした。
剖検事例におけるリチウム中毒の評価と簡易リチウム分析法の検討

双極性障害の治療で用いられるリチウム(Li)は、自殺目的で大量摂取する事例に加え、有効域と中毒域が近接しているため慢性中毒の頻度が比較的高い薬物である。Li分析は元素分析装置を所有する機関が限られており広く行われていない。法医剖検例では、患者情報を入手できないこともあり、Liが死因に影響を及ぼしていても見過ごしている可能性がある。本研究では、高度・高額な機器がなくても全血試料からLiを簡便かつ迅速に検出する方法を確立して剖検事例に応用し、リチウム中毒の影響ならびにその実態を明らかにすることである。Liを簡便かつ迅速に検出する方法として、F28ポルフィリンキレート化合物(F28TPP)をLiの特異的発色剤とした「色相変化」による検出法の検討を行った。全血に等量の10%スルホサリチル酸溶液を加え撹拌し遠心分離後、上清にF28TPPを添加しLED光を約1分間照射し色相を確認した。0 mEq/Lは緑色、0.5と1.0 mEq/L(治療域濃度)は橙色、1.9と3.0 mEq/L(中毒域濃度)は赤色を呈した。色相変化に基づく半定量値と分析機器で測定した定量値を比較した結果、色相変化と機器を用いて測定した値は概ね良好な相関を示し、本法は半定量的にLiを検出できるスクリーニング法であることが確認された。また、本法を剖検事例に応用したところ、簡便かつ迅速にLi存在の有無を確認することができ、患者のLi服用に関する情報が無くともLi摂取事例を確認することができた。これらの事例に関して、血中Li濃度を測定したところ、その濃度は治療域以下で脳内Li濃度も検出限界以下であり、今回対象とした事例において、慢性Li中毒事例は存在せず死因にLiが影響を及ぼしていないことが確認された。本法は法医学におけるLi中毒死の見過ごしをなくし、死因究明に貢献できる分析方法であると考えられる。Liの分析は元素分析装置を所有する機関が限られており広く行われていない。法医剖検例では、患者情報を入手できないことがあり、Liが死因に影響を及ぼしていてもLi中毒を見過している可能性がある。本研究では、高度・高額な機器がなくても全血中のLiを簡便かつ迅速に検出する方法を確立して法医剖検事例に応用し、Li中毒の影響ならびにその実態を明らかにすることである。本年度は、F28ポルフィリンキレート化合物(F28TPP)をLiの特異的発色剤とした「色相変化」による検出法の全血サンプルへの適応を検討した。リチウムを添加した全血試料(0、0.5、1.0、1.9、3.0 mEq/L)150 μLに等量の10%スルホサリチル酸水溶液を加えて除タンパクを行った。遠心分離した上清8 μLにF28TPP試薬240 μLを添加してLED光を約1分照射後、蛍光灯下で5、10、20、30、60、120、180、240分の色相を確認した。全血にF28TPP試薬を直接添加する方法では、ヘモグロビンの影響を受けるため、色相による確認は困難であった。そこで、全血試料をスルホサリチル酸溶液で除タンパクした上清を用いたところ、0 mEq/Lは緑色、0.5と1.0 mEq/Lは橙色、1.9と3.0 mEq/Lは赤色を呈し、その色相は60分まで安定していた。本結果は本法が全血中Liを色相変化により半定量的に検出できることを示しており、分析条件に関しては、ほぼ確立した。Li服用歴がある法医剖検事例に関して、F28TPPを用いた色相変化による検出法を導入する予定であったが、2016年度の剖検例においてLi服用歴がある事例は存在せず、これらの検討が行えなかった為、研究に遅れが生じた。近年、精神疾患で医療機関にかかる患者数は大幅に増大し、そのうち双極性障害の患者は少なくとも数十万人にのぼると見積もられている。双極性障害の治療で用いられるリチウムは、自殺目的で大量摂取する事例に加え、有効域と中毒域が近接しているため慢性中毒の頻度が比較的高い薬物である。リチウムの分析は元素分析装置を所有する機関が限られており広く行われていない。法医剖検例では、患者情報を入手できないこともあり、リチウムが死因に影響を及ぼしていても見過ごしている可能性がある。本研究では、高度・高額な機器がなくても全血試料からリチウムを簡便かつ迅速に検出する方法を確立して法医剖検事例に応用し、リチウム中毒の影響ならびにその実態を明らかにすることである。本年度は、昨年度に確立したF28ポルフィリンキレート化合物(F28TPP)をリチウムの特異的発色剤とした「色相変化」によるリチウム検出法について、色相変化に基づく半定量値と分析機器を用いて測定した定量値を比較し、色相変化の定量性について検討を行った。また、本法を用いて法医剖検事例に対しリチウムのスクリーニング検査を実施した。色相変化により推定した血中リチウム濃度と吸光度法で測定した値は概ね良好な相関を示し、本法は半定量的リチウムを検出できるスクリーニング法であることが確認された。

剖検事例において、本法により簡便かつ迅速にリチウム存在の有無を確認することができ、患者のリチウム服用に関する情報が無くともリチウム摂取事例を抽出することが可能であった。F28TPPを用いた「色相変化」によるリチウム検出法が法医剖検事例に応用できることが分かり、本法がリチウムのスクリーニング検査として有用であることが示された。本法により、剖検事例からリチウム服用事例を抽出することができた。これらの事例について、血中および脳中リチウム濃度を測定し剖検事例におけるLi中毒を評価する。双極性障害の治療で用いられるリチウム(Li)は、自殺目的で大量摂取する事例に加え、有効域と中毒域が近接しているため慢性中毒の頻度が比較的高い薬物である。Li分析は元素分析装置を所有する機関が限られており広く行われていない。法医剖検例では、患者情報を入手できないこともあり、Liが死因に影響を及ぼしていても見過ごしている可能性がある。本研究では、高度・高額な機器がなくても全血試料からLiを簡便かつ迅速に検出する方法を確立して剖検事例に応用し、リチウム中毒の影響ならびにその実態を明らかにすることである。Liを簡便かつ迅速に検出する方法として、F28ポルフィリンキレート化合物(F28TPP)をLiの特異的発色剤とした「色相変化」による検出法の検討を行った。全血に等量の10%スルホサリチル酸溶液を加え撹拌し遠心分離後、上清にF28TPPを添加しLED光を約1分間照射し色相を確認した。0 mEq/Lは緑色、0.5と1.0 mEq/L(治療域濃度)は橙色、1.9と3.0 mEq/L(中毒域濃度)は赤色を呈した。色相変化に基づく半定量値と分析機器で測定した定量値を比較した結果、色相変化と機器を用いて測定した値は概ね良好な相関を示し、本法は半定量的にLiを検出できるスクリーニング法であることが確認された。また、本法を剖検事例に応用したところ、簡便かつ迅速にLi存在の有無を確認することができ、患者のLi服用に関する情報が無くともLi摂取事例を確認することができた。これらの事例に関して、血中Li濃度を測定したところ、その濃度は治療域以下で脳内Li濃度も検出限界以下であり、今回対象とした事例において、慢性Li中毒事例は存在せず死因にLiが影響を及ぼしていないことが確認された。本法は法医学におけるLi中毒死の見過ごしをなくし、死因究明に貢献できる分析方法であると考えられる。F28TPPを用いた色相変化による全血中のLi検出法を法医剖検事例へ導入する。しかし、2016年度の剖検事例ではLi服用歴があった事例は存在せず、2017年度に関しても同様の事態になる可能性がある。そこで、これまでの計画では分析対象をLi服用歴のある事例としていたが、今後はスクリーニング検査の項目の一つとして本法によるLiの検査を剖検事例に対し実施するよう計画を変更する。これにより、見過しているLi中毒事例を抽出することができ、Li中毒の影響ならびにその実態を明らかにすることが可能になると思われる。また、F28TPPを用いた吸光度法による定量法についての検討も実施する予定である。これらの成果を発表するべく、今年度はドイツで開催される国際法医学シンポジウムに参加する予定である。本年度の上半期は、スクリーニング検査で抽出された事例の血中および脳中Li濃度を測定する。下半期は得られたデータを集積し解析を行い本研究の総括を行う。F28TPPを用いた「色相変化」によるリチウム検出法を用いて、剖検事例からリチウム服用事例を抽出し、これらの事例について、血中および脳中リチウム濃度を分析機器で測定する予定であった。
骨・軟骨に発現する新規線維性コラーゲン分子群の組織特異的発現調節機構及び機能解析

マウスXXVII型コラーゲンα1鎖遺伝子の転写調節機構の解析を行った結果、下流領域の基本プロモーター活性は、エクソン1転写開始点上流-568-445の領域に、上流領域では、エクソン1'転写開始点上流-310'+1'の領域に認められた。しかしながら、軟骨特異的なエンハンサーエレメントは認めることはできなかった。組織局在を検討したところ、エクソン1'を含む転写産物は軟骨特異的な発現パターンを示し、エクソン1を含む転写産物は主に皮膚に発現が見られた。軟骨に特異的に発現している新規コラーゲン分子マウス27型コラーゲンα1鎖遺伝子には、2つの選択的スプライシング産物が存在していることを既に見出している。そこで、今年度は、この2つの選択的スプライシング産物の発現機構を調べるために、これらに関与するプロモーターの解析を行うと共に、これら産物の組織における発現分布を検討した。まず、2つの転写産物の上流領域を含むゲノムDNA断片をクローニングし、ルシフェラーゼ遺伝子の上流につないだコンストラクトを作製し、ラット軟骨肉腫細胞(RCS細胞)にトランスフェクションした時のプロモーター活性を検討した。その結果、2つの転写産物の上流領域には、それぞれに対応するプロモーター領域の存在がみとめられ、この遺伝子の転写調節機構は、選択的プロモーターによって行われていることが認められた。一方、この2つの転写産物の組織発現をin situハイブリダイゼーション法で検討したところ、その発現パターンは異なっており、1つの産物は従来から報告されている軟骨特異的の発現が認められたが、もう一つの産物は、非軟骨領域に発現しており、これら2つの産物の発現パターンも異なっていることが示された。新規コラーゲン分子マウス27型コラーゲンα1鎖遺伝子は、軟骨に特異的に発現していると考えられていたが、2つの選択的スプライシング産物が存在した。そこで、この2つの転写産物の組織発現をin situハイブリダイゼーション法で検討したところ、その発現パターンは異なっており、1つの産物は従来から報告されている軟骨特異的の発現が認められたが、もう一つの産物は、非軟骨領域に発現していて、これら2つの産物の発現パターンも異なっていることが示された。そこで、今年度は、この2つの選択的スプライシング産物の発現機構を調べるために、これらに関与するプロモーターの解析を行った。まず、2つの転写産物の上流領域を含むゲノムDNA断片をクローニングし、ルシフェラーゼ遺伝子の上流につないだコンストラクトを作製し、マウス軟骨細胞(ATDC5細胞)とマウス線維芽細胞(NIH-3T3細胞)にトランスフェクションした時のプロモーター活性を検討した。その結果、2つの転写産物の上流領域には基本プロモーター活性が確認され、その活性は細胞間によって異なっていた。以上の結果は、この遺伝子の発現パターンが組織によって異なる原因が、それぞれのプロモーター活性の制御により行われている可能性が示唆された。この2つの転写産物の組織発現パターンは異なっており、1つの産物は従来から報告されている軟骨特異的の発現が認められたが、もう一つの産物は、非軟骨領域に発現していて、これら2つの産物の発現パターンも異なっていることが示された。更に、この2つの選択的スプライシング産物の発現機構を調べるために、これらに関与するプロモーターの解析を行った結果、2つの転写産物の上流領域には基本プロモーター活性が確認され、その活性は細胞間によって異なっていた。そこで+B66本年度は、軟骨組織特異的シスエレメントの存在を検討するために、マウスゲノム遺伝子をスクリーニングしたところ、この遺伝子のイントロン内に軟骨細胞特異的なエンハンサー領域が存在する事を明らかにした。更に、同じ軟骨組織に発現している11型コラーゲンのゲノム遺伝子もスクリーニングした結果、この遺伝子にも軟骨特異的エンハンサー領域が存在する事を見出した。以上の結果は、軟骨組織に発現しているコラーゲン遺伝子に、組織特異的発現調節機構が存在する事を示している。
活性型GPCRとその特異的抗体による共結晶化から構造解析へ向けて

本研究は昆虫(Sf9)細胞発現系を用いて、ヒトの膜タンパク質であるGPCR(Gタンパク質共役受容体)を当該細胞に大量に発現させる。大量発現させた受容体を精製し、タンパク質としての性質を検討する。精製したGPCRを用いて特異的な構造認識抗体を作製する。GPCRと抗体の共結晶を作製する。受容体の構造をX線回折により解くことを目的とした。GPCRの構造解析は非常に難しく、本研究課題の遂行によりGPCRの構造決定の進展に寄与するものと考えられる。本研究期間に、アンジオテンシン2型受容体(AT2)の大量生産、精製、特異的抗体、および共結晶化に成功した。AT2の大量生産において、5Lの昆虫細胞の培養を行い、FACS解析から約70%のAT2が、またリガンド結合試験から平均80.36pmol/mlのAT2が発現しているのを確認した。大量生産した昆虫細胞を用いた精製系の検討により、5L培養分から約2mgのAT2が精製できるまでに至った。精製したAT2はリポソームに再構成し、特異的構造認識抗体取得の為にマウスへ免疫した。免疫されたマウスの脾臓から免疫細胞を採取し、ミエローマ細胞と融合することでハイブリドーマを作製し、その中からAT2特異的構造認識抗体のスクリーニングを行なった。1次スクリーニングから96サンプルの候補を、2次スクリーニングから15サンプルが得られた。これらの抗体についてAT2と共結晶化した結果、3つの抗体において微結晶が得られた。このうちの1つについてさらに結晶化の条件を検討した結果、結晶の成長が認められた。この結晶をSPring-8にてX線による回折像の取得を試みたが、分解能が低く構造決定までは至らなかった。これらの結果から、本研究課題の目的は達成されたものと考えられる。今後はGPCR特異的構造認識抗体との共結晶化の条件を更に検討し、AT2の構造を決定したい。平成22年度の研究計画に従って、3つのGPCR(アンジオテンシン受容体、ヒスタミン受容体およびニューロキニン受容体)について大量発現から精製系の検討および確立を行った。しかし、申請時には全てのGPCRにおいて昆虫細胞発現系を用いて行う予定であったが、ヒスタミン受容体およびニューロキニン受容体は酵母発現系の方が高発現であったためこれに変更した。まず安定化変異体を作製する為に、それぞれのGPCRについてN、C末端を欠損させ、蛍光ゲルろ過法により検討した。その結果、それぞれのGPCRについて安定化するための最適な欠損位置が存在することが確認出来た。これらの安定化変異クローンに対してさらにT4リゾチームを細胞内第三ループに挿入しさらに安定化を高めた。またこれらの安定化変異体のリガンド結合活性が維持されているかをリガンド結合試験により確認した。次いでこれらの安定化変異GPCRの精製系の確立を行った。既に精製系が確立しているアデノシンA2a受容体やムスカリン性アセチルコリンM2受容体のGPCRの精製系を踏襲し、本研究のターゲットGPCRの精製を行った。Hisタグ精製の回数、ゲルろ過の有無など各ターゲットGPCRにより、精製法に変更が必要であることが分かったが、3つのターゲットGPCRについて精製法を確立することが可能となった。また特異的リガンド結合試験の結果、これらの精製GPCRはそれぞれ活性を維持したままで精製出来ることが確認出来た。以上の結果から、今年度の研究計画に基づき研究を遂行出来き、GPCR

特異的構造認識抗体の取得へ向けた準備が整ったと考えられる。当該年度において、昆虫細胞または酵母細胞により大量発現したアンジオテンシン2型受容体、ヒスタミン受容体及びニューロキニン受容体について、宿主の発現量はフローサイトメトリー法を用いた細胞表面上の発現頻度により見積もった後に精製を行った。これらの精製したGPCRはゲルろ過またはSDS-PAGE後にクマシー染色を行うことにより分子量が均一であることが認められた。さらにアンジオテンシン2型受容体について単体での結晶化を試みた。また、アンジオテンシン2型受容体及びニューロキニン受容体については抗体の作製の為にリポソーム化及びマウスへの免疫を毎週1回、計4回行った。免疫終了後、マウスの尾静脈より採血し、全血から得られた血清を用いてリポソーム化GPCRを抗原としたELISAを行い、免疫したマウスの抗体価のチェックを行った。抗体価の上昇を確認後、マウスから脾臓を摘出及び単一細胞へ分離し、ミエローマ(B細胞腫)細胞とポリエチレングリコールを用いて融合させハイブリドーマを作製した。その後、選択培地にて生き残った細胞を限界希釈法により96wellplateに播種しクローン化を行い、クローン化したハイブリドーマの培養上清を用いてクローンの選別を行う。GPCR特異的抗体の選別は、(1)リポソーム化GPCRを抗原としたELISAの反応性による1次スクリーニング、(2)ウエスタンブロットによる検出の可否、(3)ゲルろ過法による抗原抗体複合体形成の有無による2次スクリーニング、(4)各スクリーニングを経た抗体についてビアコアによる抗原抗体複合体の親和性のチェックにより最終的な抗体のセレクションを行った。この結果、アンジオテンシン2型受容体について立体構造を維持したGPCRを認識できる抗体を15種類、またニューロキニン受容体は24種類得られた。この内、抗体を結合させたことによるGPCRの安定性の変化をCPM試験およびフローサイトメトリー法により判定した。その結果、アンジオテンシン2型受容体に対する抗体について2種類、ニューロキニン受容体について1種類が細胞外を認識し且つGPCRの安定性が向上することが確認できた。また、アンジオテンシン2型受容体をLCP法にて結晶化した結果、微小結晶が得られた。この結晶についてSpring-8のマイクロフォーカスビームによる回折像の取得を試みたが有望な反射は認められなかった。今後、この結晶について反射が得られるような条件の検討を行う。本研究は昆虫(Sf9)細胞発現系を用いて、1ヒトの膜タンパク質であるGPCR(Gタンパク質共役受容体)を当該細胞に大量に発現させる。2大量発現させた受容体を精製し、タンパク質としての性質を検討する。3精製したGPCRを用いて特異的な構造認識抗体を作製する。4GPCRと抗体の共結晶を作製する。5受容体の構造をX線回折により解くことを目的とした。GPCRの構造解析は非常に難しく、本研究課題の遂行によりGPCRの構造決定の進展に寄与するものと考えられる。本研究期間に、アンジオテンシン2型受容体(AT2)の大量生産、精製、特異的抗体、および共結晶化に成功した。
小学生の肥満児童に対するランニング指導法の開発

1.研究の目的本研究は、小学校陸上部員(肥満児童を含む)を対象にして、心拍計を用いて運動強度を管理しながら、肥満度や体脂肪がどのように変化していくかを研究したものである。2.研究の方法(1)研究の対象肥満児童を含む小学校4年生6年生までの陸上部員(2)研究期間平成24年4月12月(3)練習内容心拍計を管理したペースランニング(7:308:00)毎日10分間のペースランニングを2ヶ月間続ける(10月12月)練習後、体脂肪計で体重などのデータを記録し、2ヶ月間の変化を観察した。3.研究成果(1)「心拍計管理より自覚的運動強度をもとにした方が、児童にあった練習が可能である」マフェトン理論によって提唱されている心拍数の運動強度では、10歳から12歳の児童は、すぐにその範囲を超えてしまい、マフェトン理論がそのまま児童に適用できないことが分かった(平成24年4月7月)そこで、「ボルグスケール」という「自覚的運動強度スケール」を用いて、ペースランニングを行うことにした。(2)「小学校4年生の女子児童は体脂肪率が25低下」ボルグスケールをもとにして「ややきつい」強度のランニングを毎日10分間、2ヶ月続けた結果、女子児童は、体重1.35kg減少、体脂肪2.5減少、BMI0.7減少した。
ミュオンと核プローブの相補利用による磁性積層膜の深さプロファイル探査

核プローブを用いたメスバウアー分光法と超低速ミュオンの相補利用研究に向けて,種々の磁性積層膜の作製と,密封放射線源およびシンクロトロン放射光源を用いたメスバウアー分光実験を推進し,超低速ミュオンの活用対象となる系の探索と試料構造の高品質化および最適化を進めた。まず,伝導電子が100%スピン分極した「ハーフメタル」の候補物質であるホイスラー合金の積層膜に関して,典型的メスバウアー核である鉄57あるいはスズ119を含んだ系の研究を継続し,界面の磁性および磁気的安定性を調べた。これらの積層膜の界面磁化には特異な減少や大きな温度依存性は見られず,ホイスラー合金を金属強磁性層として用いた磁気トンネル接合における低温から室温にかけての磁気抵抗効果の大きな減少は,界面磁化の減少を直接反映したものではないことが明らかになった。一方,酸化鉄系積層膜に関しては,強い磁性層間反平行磁気結合が見出され,希少金属フリーの反平行磁気結合膜として応用面からも注目されている鉄/マグネタイト積層膜の埋もれた界面の局所構造・局所磁性の解明研究を継続した。ごく最近開発された円偏光放射光を用いたメスバウアー分光法を適用し,磁場印加時の界面付近の局所的な磁気モーメントの方向をサイト選択的に決定する試みを行い,新しい界面構造モデルを提案した。放射光メスバウアー分光法によるスピンホール効果の検出実験に関しては,試料の構成金属の種類やプローブ核の種類をいくつか変えて実験を行ったが,スピンホール効果による試料表面近傍のスピン蓄積を明確に示す実験データが得られるには至らなかった。今後の超低速ミュオンを用いた相補的実験の結果に興味が持たれる。これらの成果は,1報の査読付き解説記事,5件の国内学会・研究会発表,3件の国際学会発表として公表されており,現在さらに2報の学術論文を投稿準備中である。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は,メスバウアー分光法,放射光核共鳴散乱法,既存ミュオンビームによるミュオンスピン共鳴法を用いた実験を通じて,超低速ミュオンを用いた磁性薄膜・積層膜研究の提案を行い,超低速ミュオン新学術領域研究の活性化に貢献していこうとするものである。公募研究初年度の平成24年度は,まず,種々の磁性積層膜の作製と,密封放射線源を用いたメスバウアー分光実験および放射光を用いたメスバウアー分光実験(核共鳴散乱実験)を推進し,超低速ミュオンの活用対象となる系の探索と試料構造の高品質化および最適化を進めた。なかでも,ホイスラー合金系積層膜および酸化鉄系積層膜に重点を置き,良質な積層膜の作製を進めるとともに,界面磁性や磁気的性質の深さプロファイルの測定を推進した。伝導電子が100%スピン分極した「ハーフメタル」の候補物質であるホイスラー合金の積層膜に関しては,メスバウアー核種のスズ119あるいは鉄57を含んだホイスラー合金に対して,界面磁性や磁気的安定性の膜厚依存性を調べた。酸化鉄系積層膜に関しては,スピントロニクスの分野で注目を浴びている強磁性ハーフメタル物質のマグネタイトと強磁性絶縁体のマグヘマイトの作り分け条件の最適化を進めるとともに,鉄/マグネタイト界面の局所構造・局所磁性解明に向けた研究を推進した。さらに,次年度以降の計画を先取りし,放射光メスバウアー分光法を用いた非平衡電子スピン分極の検出の試みを行った。

なお,これらの成果は,国際会議招待講演1件を含む10件の学会・研究会講演および1報の査読つき国際学術誌論文で発表されている。いくつかの研究対象物質ターゲットのうち,ホイスラー合金系積層膜および酸化鉄系積層膜に対する研究がおおむね順調に進んでいる。一方,次年度以降の計画を先取りし,放射光メスバウアー分光法を用いた非平衡電子スピン分極の検出の予備実験も行った。この先取り実験は,本新学術領域研究主催の研究会における情報蒐集と意見交換を通じた触発によるところが大きく,公募研究の採択が研究の進展を後押ししていることを示している。2年間の公募研究の最終年度の平成25年度は,引き続き種々の磁性積層膜の作製とメスバウアー分光実験および核共鳴散乱実験を推進し,超低速ミュオンの活用対象となる系の探索と試料構造の高品質化および最適化を進めていく。また,スピン注入やスピンホール効果を用いた非平衡スピン分極状態の創製と検出などの課題も検討し,ミュオンと核プローブの相補利用による磁性研究を推進していく。以上の成果をまとめ,現在本新学術領域研究で着々と立ち上げが進められている超低速ミュオンビームの有効利用に向けて,次期公募における課題の再採択を目指していく。25年度が最終年度であるため、記入しない。
九州南部に於ける近世社寺建築大工の作風と技術の伝播方法及び組織の研究

1.頭取大工小八重平兵衛道義が寛政10年に榎原神社(南郷町)神殿、石の間、拝殿と摂社櫻井神社神殿、幣殿、拝殿を造営していることを指摘し,作風を解明した。2.上掲の造営に「大工」として参加した松浦藤右衛門が天保3年に潮嶽神社に(北郷町)神殿、幣殿、拝殿の造営に「大工頭取」として造営指導したことを指摘し,作風及び技術の伝播方法と組織を解明した。3.大工甲斐庄吉が明治5年桑野内神社神殿(五ケ瀬町)を,同20年八幡神社お旅所(高千穂町)を造営したことを指摘し,両建物の作風と技術は特徴的解明した。4.大工荒田甚右衛門有起は天明4年新田神社(川内市)拝殿、舞殿、四足を,蒲生神社(蒲田町)神殿を,「惣大工」として造営し,文化元年に宮浦神社(福山町)神殿を「御大工頭」として造営したことを指摘し,作品と技術の伝播方法を解明した。5.大工林杢右衛門橘林〓は八幡神社(高千穂町)神殿を明和8年に「大工」として造営し,同町黒口神社を寛政5年に「大工棟梁」として建立したことを指摘し,その作風と技術の伝播方法と組織を解明した。6.大工阿蘇鉄矢中臣政辰は弘化4年に指宿神社(指宿市)神殿、拝殿、舞殿、勅使殿を,嘉永2年に東霧島神社(高崎町)神殿、拝殿、舞殿と住吉神社(末吉町)神殿を「大工頭」として造営したことを指摘し,その作風と技術を解明した。以上のうち,4.の宮浦神社神殿は平成13年の台風で倒壊した。よって,このような研究は早急にやらなければならないことが判明し,研究の意義と重要性を具体的に指摘することができた。
現代国家における先住権の具体的実現…アイヌとハワイ先住民の比較的実証的研究

平成12年度から13年度にかけて、本研究は、わが国固有の事情に適合した先住民族の権利実現の具体的モデルとなる事例を検討することを目指した。具体的には、アメリカ本土48州において確立している先住民法制の適用を受けておらず、合衆国政府から正式に先住民族としての認定を受けていないという点でハワイ先住民とアイヌ民族に近似性があるとの認識に基づき、ハワイ先住民の法的地位およびそれに関する法制度を調査・検討した。とりわけ、OHA(ハワイ先住民局)の理事選挙の選挙権を先住民に限定することを違憲とした合衆国最高裁のRice v.Cayetano判決の意義・射程を検討するとともに、OHAを中心に実施されている先住民を対象にしたプログラムを調査・検討した。また、現在のハワイ先住民に関する法制度が、深く歴史に根ざしたものであるため、ハワイ王国建国前後からの法制史を調査した。この研究の結果、合衆国法によって先住民族との認定を受けなくても、合衆国憲法の平等保護条項に違反することなく先住民としての権利を保障することは必ずしも不可能ではないことを認識するに至った。アメリカにおいては、まさにこの考え方がRice事件において争われたと見ることができるが、ロジックとして成立しうるとすれば、あとは政治的決断の問題である。そうであるならば、その政治的決断を導く要因は何か、が次に探求されるべき課題となろう。ハワイにおいては1974年の州憲法改正においてこの決断が積極になされ、Rice判決以後、この決断が消極になされそうな気配が見える。この両者を比較して考究することで、ハワイと同様に多数者に対する経済的利得という事情の無い日本において、憲法に抵触することなく先住民族の権利を保障する方途が見えてくるはずであるとの着想を得た。今後は、この着想を発展させ、日本に適合的な先住民法制のあり方を具体的に考究していくことにしたい。合衆国最高裁判所は、2000年2月にRice v.Cayetano事件に関する判決を下し、ハワイ州先住民局(OHA)の理事選挙の有権者をハワイ先住民に限定する州法を、選挙権の平等を定める合衆国憲法第15修正違反と判示した。ハワイ州政府は、これに対応して、非先住民にも選挙権・被選挙権を認める法改正を行った。さらに、最高裁判決以降、OHAの存在および先住民のみを対象とする各種施策の合憲性を争う訴訟が提起されている。平成12年度の研究においては、まず第一にRice判決の多角的検討を行い、その判旨の射程について吟味した。その結果、判決は形式的には第15修正の問題に限定しているが、その実質は容易に第14修正の平等保護一般に敷衍できるものであることが判明した。実際、Rice判決の後で下されたハワイ管轄連邦地裁の判決は、このような理解に基づいてOHA理事の被選挙権を先住民に限定する州法を第14修正違反と判決している(Arakaki v.Hawaii)。なお、Rice判決研究の成果の一部は、日米法学会機関誌『アメリカ法』に掲載した。さらに、海外共同研究者であるハワイ大学のMark Levin助教授の協力を得て、現地調査を行い、OHAおよび先住民のHomestead landを視察したほか、ハワイ大学の研究者(Van Dyke教授、Eric Yamamoto教授、Chris Iijima助教授ら)との意見交換および先住民運動のリーダーや弁護士らのインタビューを実施した。これらによって、Rice判決の余波は広汎に及んでいること、OHAの存在自体に悲観的な意見が少なくないこと、立法的解決の必要性が高いこと、先住民の中にも多様な意見があること、などが明らかになった。これによって得られた知見に基づき、アイヌ民族との比較という意味でも、とりわけ立法的解決の可能性について今後一層の研究が必要であると考えられた。

なお、ハワイ先住民の現状については、北海道ウタリ協会札幌支部主催のシンポジウムにおいて報告する機会を得た。本研究は、わが国固有の事情に適合した先住民族の権利実現の具体的モデルとなる事例を検討することを目指したものである。具体的には、アメリカ本土48州において確立している先住民法制の適用を受けておらず、合衆国政府から正式に先住民族としての認定を受けていないという点でハワイ先住民とアイヌ民族に近似性があるとの認識に基づき、ハワイ先住民の法的地位およびそれに関する法制度を調査・検討した。とりわけ、2000年2月にでた合衆国最高裁のRice v. Cayetano判決によってOHA(ハワイ先住民局)の理事選挙における選挙権を先住民に限定した州法が合衆国憲法第15修正(選挙権の平等)に違反するとされたことに注目し、その判決の意義・射程を検討するとともに、OHAを中心に実施されている先住民を対象にしたプログラムを調査・検討した。また、現在のハワイ先住民に関する法制度が、深く歴史に根ざしたものであるため、ハワイ王国建国前後からの法制史を調査した。この研究の結果、合衆国法によって先住民族との認定を受けなくても、合衆国憲法の平等保護条項に違反することなく先住民としての権利を保障することは必ずしも不可能ではないことを認識するに至った。アメリカにおいては、まさにこの考え方がRice事件において争われたと見ることができるが、ロジックとして成立しうるとすれば、あとは政治的決断の問題である。そうであるならば、その政治的決断を導く要因は何か、が次に探求されるべき課題となろう。ハワイにおいては1974年の州憲法改正においてこの決断が積極になされ、Rice判決以後、この決断が消極になされそうな気配が見える。この両者を比較して考究することで、ハワイと同様に多数者に対する経済的利得という事情の無い日本において、憲法に抵触することなく先住民族の権利を保障する方途が見えてくるはずであるとの着想を得た。
選択的メタボロミクスによる有機カチオン膜輸送体の生体内基質同定と生理的機能の解明

膜輸送体OCT1とOCT3は、metforminやimatinib等の基質薬を輸送し体内動態に関与する一方で、OCT3は、冠動脈疾患や大腸がん等の疾患と関連する。OCT1/OCT3の輸送機能は、先天的・後天的な要因で個人差があり、輸送機能をin vivoで個人毎に予測することは、薬物治療上重要である。OCTsの内因性基質の血漿中濃度は、in vivoにおいてOCTsの機能や薬物相互作用を予測するバイオマーカーとして有用であり、本研究は、OCTs阻害剤の投与で血漿中濃度が変化する内因性基質を探索し、OCTs機能変化のバイオマーカーとしての有用性を確立することを目的とした。マウスにOCTs阻害剤tetrapentylammonium (TPeA; 11.3 mg/kg)またはvehicleを静脈内投与し、血漿サンプルをLC-TOF-MSで網羅的に測定した。アンターゲットメタボローム解析の結果、複数のacylcarnitineの血漿中濃度が、TPeA投与群においてvehicle投与群よりも高かった。Acylcarnitinesは、4級アンモニウムカチオンであるため、カチオン性化合物を基質とするOCT1で輸送される可能性がある。マウスにOCTs阻害剤としてTPeA (3.8および11.3 mg/kg, i.v.)またはimatinib (100 mg/kg, p.o.)を投与後のacylcarnitinesの血漿中濃度推移をLC-MS/MSで測定した結果、複数のacylcarnitineの血漿中濃度が、vehicle投与群に比べ経時的に増加した。Acylcarnitinesを、OCT1/OCT3発現細胞と一定時間インキュベーションし、発現細胞への化合物の取り込みが対照群よりも上昇するか、取り込みが阻害剤で阻害されるかを評価中である。本研究でOCTsの生体内基質の候補化合物が同定された。次年度に予定していたin vivoでの基質探索を先行しており、今後も研究計画の達成が期待できる。同定された候補化合物のマウスにおける血漿中濃度の上昇にOCTsの寄与を明らかにするため、OCTsをアデノウィルスまたはアデノ随伴ウィルスをマウスに投与してknockdownし、候補化合物の血漿中濃度が上昇するかを評価する。また、ヒトにおいてOCTsの阻害によって候補化合物の血漿中濃度が上昇するかを、OCTs阻害剤の投与1-2日目と投与前との血漿中濃度を比較して評価する。