hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
合鴨雛の耐寒性および水への順応能力に関する行動生理学的研究

環境調和型農業の1技術モデルとして合鴨農法が注目されている。しかしながら合鴨農法において、水田放飼して間もない合鴨雛が低温や降雨にさらされると死亡するケースがみられる。そこで本研究では行動生理学的な見地から、合鴨雛の体温調節機能、耐寒性ならびに水への順応性について検討した。1.合鴨雛の水への順応能力合鴨雛の水への順応能力は孵化直後(0日齢)の雛が最も高く、日齢の経過とともにその能力は次第に低下することが明らかになった。また日本の合鴨は中国系在来種とインドネシア在来種に比べて高い水順応能力をもつことが示唆された。2.合鴨雛の体温調節機能合鴨雛は孵化後約1週間で体温調節機能を獲得することが示唆された。3.合鴨雛の耐寒性合鴨に比較して中国系在来種とインドネシア在来種は耐寒性において優れていることが示唆された。水浴下における合鴨雛の耐寒性において0日齢の雛が最も優れ、日齢がすすむほど劣ることが明らかとなった。研究実績の概要合鴨雛の耐寒性ならびに水への順応性について、行動生理学的に解析した。その実験成果は次の通りである。(1)耐寒性および水への順応性の指標として、合鴨雛の生理的諸元を、テレメーターにより検討したが、雛に取り付ける発信器の小型化が困難であり、さらに改善が必要である。(2)水への順応性の指標として、合鴨雛の行動学的解析を試みた結果、横転するまでの水浴時間が、最も有効であることが判明した。(3)孵化後0日齢の雛が水への順応性が最もよく、卿化後の日齢が進むにつれて、横転までの水浴時間が短かくなり、水への順応性が悪くなることが明らかとなった。(4)洗剤で洗った雛は非洗浄の雛に比べて横転までの水浴時間が短くなる傾向を示した。したがって卵殻から卿化した直後の雛は、羽毛に脂肪が付着しており、水を弾く能力を有しているものと推測された。合鴨雛の耐寒性を解明する上での基礎的知見を得るために、環境温度が合鴨雛の体温調節機能の発達および成長に及ぼす影響について検討を行った。試験は5、10、20、25、30、37°Cの6水準に設定した恒温室で合鴨雛を04週齢まで飼育し、体温(直腸温)、死亡率、体重、飼料摂取量、血中のホルモン濃度(T_3、T_4およびCTC)、甲状腺および副腎重量を測定した。得られた結果は、以下の通りである。1.5、10および37°C条件下での合鴨雛の死亡率は、20、25および30°C条件下に比べ高かった(P<0.05)。特に5、10°C条件下の合鴨雛は試験開始から3日以内に全て死亡した。2.体温については、2日齢まで20°Cと25°C条件下での合鴨雛が他の温度条件に比べ低い値を示した。3日齢以降各温度間に差はなく、約2週齢で合鴨雛の体温は成鳥の水準(直腸温約42°C)に達した。3.4週齢での合鴨雛の体重は、20°C条件下で最も高い値を示し、次いで25°C、30°Cおよび37°Cの順であった(P<0.05)。30、37°C条件下では、2週齢以降合鴨雛の増体は抑制された。飼料利用性についても、20°C条件下で最も高く、環境温度が高くなるにつれ低下する傾向がみられた。4.各温度条件下における合鴨雛の血中T_4(甲状腺ホルモン)およびCTC(副腎皮質ホルモン)濃度に差はみられなかった。T_3(甲状腺ホルモン)濃度ついては、20、25°C条件下の合鴨雛が30、37°C条件下に比べ有意に高い値を示した(P<0.05)。5.甲状腺重量については、各温度間に差がみられなかったものの、20、25°Cでの合鴨雛の副腎重量は30°C条件下に比べ大きかった(P<0.05)。

以上のことから、2037°C条件下で飼育した合鴨雛は約2週齢で恒温性を獲得することが明らかになった。また、合鴨雛の最適な育雛温度は02週齢までは30°C、2週齢以降は20°Cである可能性が示唆された。合鴨雛の耐寒性を解明する上での基礎的知見を得るために、雛の日齢と体温調節機能の関係について検討した。試験は0,1,2,4,6,8,10,12,14,16日齢の合鴨雛各27羽ずつに対し、48時間の寒冷暴露(5°C)を行った。寒冷暴露による死亡個体の発生率、体温および血液性状(赤血球、血糖値、白血球中の好酸球割合)の変化を調査した。なお、合鴨雛は供試日齢に達するまで25°Cの温度条件下で飼育した。得られた結果は、以下の通りである。1.0,1日齢の合鴨雛は寒冷暴露によりそれぞれ55.6%、61.1%が死亡した。216日齢の合鴨雛では、寒冷暴露による死亡個体の発生はみられなかった。2.寒冷暴露前後の体温変化については、04日齢の合鴨雛で暴露12時間後に0.71.8°Cの体温低下が認められた(P<0.05)。2,4日齢の合鴨雛の体温は寒冷暴露48時間後に暴露前と同水準に回復した。0,1日齢の合鴨雛については体温の回復がみられなかった。一方、616日齢の合鴨雛では寒冷暴露による体温低下が認められなかった。3.血液性状については、1,14日齢の合鴨雛で赤血球数が寒冷暴露後、低下した(P<0.05)。血糖値は、0,1,12日齢の合鴨雛で暴露12時間後に上昇した(P<0.05)。好酸球割合は0,2日齢の合鴨雛で寒冷暴露により有意に低下した(P<0.05)。このように、寒冷暴露による血液性状の変化は、主に02日齢の合鴨雛で観察された。以上のことから、合鴨雛は孵化してから約1週間で体温調節機能を獲得する可能性が示唆された。
ペロブスカイトマンガン酸化物の磁性と伝導に対する電子相関の効果

近年、ペロブスカイト型マンガン酸化物における非常に大きな磁気抵抗効果(CMRと呼ばれる)が注目されている。この酸化物は組成により多様な磁気的、電気的性質を示す。LaMnO_3やPrMnO_3は層状構造の反強磁性(AF)絶縁体(A-型AF)であり、LaやPrをSrやCaで置換すると、強磁性金属状態が現れる。50%置換された組成ではCE-型AFと呼ばれる複雑な反強磁性電荷秩序相が現れる。更に置換すると、ストライプ型AF(C-型AF)や通常の反強磁性状態(G-型AF)が現れる。CMR効果は(La-Sr)MnO_3や(La-Ca)MnO_3だけでなくPr_<0.5>Sr_<0.5>Mn0_3やPr_<0.5>Ca_<0.5>MnO_3にも見出されている。後者の場合には、反強磁性電荷秩序相が外部磁場により強磁性金属相へと変化する。これは磁場による絶縁体-金属転移とみなすことができる。これらの現象は、この系の多様な磁気状態と密接に関連している。そこで、この系の物性を理解する手始めとして、磁気状態の研究を行った。マンガンイオンは3d^4配位であるので、t_<2g>とe_gスピン間のフント結合、e_g軌道の縮退、e_g電子間のクーロン相互作用が重要となる。これらの要素を含んだ模型から出発し、まず有効ハミルトニアンを導いた。この有効ハミルトニアンでは、スピンと軌道の自由度が結合しており、その結果多様な磁気状態が期待される。このことを調べるため、2*2*2のクラスターに厳密対角化方法を適用した。その結果以下のことが明らかにされた。LaMnO_3におけるA-かたAFはスピンと軌道との絡み合いの結果生じる。電荷配列相においては、強磁性相、A-型AFとフェリ磁性とが狭いパラメーター領域に現れる。ここでのA-型AFの出現もスピンと軌道との絡み合いの結果である。この絡み合いは磁化過程にも影響することが示された。
FM・CWレーダによる土層判別方式の研究

FM-CW(周波数変調-連続波)レーダーは、周波数検出方式なので、微弱な反射もとらえ易いと考えられるので、土層の判別能力もパルスレーダより優れていると考えられる。また、アンテナの周波数帯域内に、発信周波数を収めることもできるので、リンギングも抑えられ明瞭な画像が得られると期待される。本研究では、まずFM-CWレーダの試作からはじめた。スロットアンテナを用いた500MHz1GHz帯域のレーダ,300MHz500MHz帯域のレーダなどを試作し実験を重ね、最終的には中心周波数300MHzのボウタイアンテナを用いたFM-CWレーダシステムを完成させた。このFM-CWレーダは、送受別体の2台のアンテナを持ち、発信周波数は、100MHzから500MHzの400MHzの帯域で、三角波状に周波数変調をかける。この三角波の周期は、5msec,10msec,50msec,100msecの4種類を選択できる。走査する時は、車輪のついた台車の上に乗せて引くか、そりに固定して牽引する。変調三角波の周期は50msecを用いた場合、周波数変調速度は16Hz/nsec(=400MHz/25msec)となり、パルスレーダで30nsecの深さ(土の比誘電率25とした時90cmの深さに対応)はFM-CWレーダでは、480Hzに対応する。このレーダを用い、長崎県壱岐郡原の辻遺跡、茨城県ひたちなか市殿塚1号墳、宮崎県西都市都原古墳群横穴墓、岐阜県大垣市昼飯大塚古墳、大阪府岸和田市久米田貝吹山古墳、岐阜県養老町象鼻山1号墳などで探査実験を行った。とくに原の辻遺跡では、従来のパルスレーダでは捕らえられなかった水田下の環濠がFM-CWレーダでは捕らえることができ、このレーダの土層判別能力の優位性が証明された。また、土の誘電率を現場で直接測定する方法として、同軸ダイポールアンテナやモノポールアンテナを直接大地に刺入して反射係数から推定する方法を開発した。地中レーダによる探査では、不整地や傾斜面でアンテナを地面に密着した状態で移動しながら測定しなければならないので、アンテナは、軽量コンパクトで、大地との密着性がよく、インピーダンス整合がとり易く且つ対象とする周波数範囲での放射パターンが安定していることなどが要求される。そこで本年度はスロットアンテナを用いたFM-CW地中レーダを試作した。試作したスロットアンテナはスロット長180mm、全体の寸法は300×300×100mmで、帯域は570930MHzの特性を持つ。試作したレーダシステムは、このアンテナを送受別々に2基使用し、アンテナ上面にレーダ回路を装着した。総重量は約4.5kgと軽いものとなっている。発信器出力は15dBmで、500800MHzの周波数を繰り返し周波数100Hzのノコギリ波や三角波で変調をかける。遺構を模し、地下約1mに埋設した中空木箱やコンクリート製ヒューム管に対して、本システムを用いた探査実験を行ったところ、その検出に成功し、レーダの正常動作を確認した。しかしながら、受波信号は非常に弱く、回路内の損失の低減や地中への放射特性の改善などのハードウエアの改良や、信号処理部でもパルスレーダで用いられているSTCなどのゲインコントロール法に代わる手法の導入が必要なことがわかった。

別方式のアンテナについても検討を進め、また実用面では、地表面とアンテナとの間に隙間が生じる車輪走行式地中レーダの大地とのインピーダンス整合を図る「整合層」を理論的に検討した。得られたレーダ断面図の判読を容易にするために、レーダ画像のシミュレーションを行い、さらに合成開口処理などの手法についても検討を加えた。1.地中レーダでは地中での電波の放射パターンが探査能力に重要な影響を与えるが,アンテナからの地中への電波の放射パターンの直接測定は困難であるので,土と似た複素比誘電率を持つ紙粘土を疑似土壌として用い,紙粘土に挾み込んだ感熱液晶板により土中の電界分布を発熱量として直視することができる実験槽を組立てた.モノポールアンテナに430MHzの電波を給電して行った実験では,観測結果は理論値とよく対応しており,本手法の有効性が確認された.2.地中レーダ用アンテナは大地から強い影響を受ける.その影響を調べるためにアンテナの共振周波数や帯域幅に注目し,実験的にその度合いを検証した.用いたアンテナは真空中での共振周波数495MHzの折り返しダイポールアンテナで,乾燥土・芝生・煉瓦敷・アスファルト舗装の各種地表面からの高さを変えて共振周波数と帯域幅の変化を調べ,地中レーダー用アンテナ設計のための基礎資料を得た.また反射板の影響についても検討した.3.昨年度試作したFM-CWレーダ回路の基本特性を検証するために,送受信アンテナの代わりに長さの異なる遅延線を直結し,その電気長と応答周波数との関係を調べた.その結果回路応答の線形性が確認され,また周波数変調速度の校正を行うことができた.4.偏波制御による探査能力向上のために,偏波を容易に切り替えられる中心周波数625MHz帯域幅350MHzのスロットループアンテナを試作した.昨年度までに製作した400MHz900MHz帯域のスロットアンテナを用いたFM-CW地中レーダの他に,より深い土層を観測するために,新たに300MHz500MHz帯域のスロットアンテナを用いたFM-CW地中レーダを試作した.また,新しい種類のアンテナとして,土質の変化に対応してインピーダンス整合のとりやすいガンママッチ・ダイポールアンテナを試作した.このアンテナは,400MHz900MHz帯域と,300MHz500MHz帯域の2種類を製作し,先のスロットアンテナを用いたFM-CW地中レーダの送受信回路部に接続しそのまま利用できるようにした.これら試作した地中レーダ用いて,群馬県子持村田尻遺跡の軽石層下に埋没した古墳の探査実験を行った.さらに,地中レーダのアンテナとして一般に使われているボウタイアンテナを用いた200MHz500MHz帯域のFM-CWレーダを設計製作した.2.土壌の誘電率測定土層判別の基礎データとするために,誘電体プローブを用いて,静岡県袋井市石ノ形古墳,兵庫県氷上郡春日町七日市遺跡,群馬県北群馬郡子持村相ノ田遺跡などの各土層の土壌サンプルの複素誘電率を測定した.本測定は,土壌サンプルを採取して測定するので,含水量や密度などが土中にある場合と異なってしまい,正確な状況が把握できないことが考えられるため,新たに,モノポールアンテナを直接土壌に刺入して誘電率を測定する手法を開発した.本手法は校正などの必要のないシンプルな測定法である.昨年度試作したボウタイアンテナを用いたFM-CW地中レーダを実際に遺跡探査に利用できるように改良し,茨城県ひたちなか市殿塚1号墳,長崎県壱岐郡原の辻遺跡,宮崎県西都市西都原古墳群地下式横穴墓での実地探査を行い、性能評価を行った.
動脈壁のリモデリングに及ぼす血流および血圧の影響の解明と力学的適応機構のモデル化

動物(ラット)を用いた慢性実験によって、動脈の血流と血圧を単独に、あるいは同時に変化させ、これらの力学的条件の変化が動脈壁の形態と力学的性質に及ぼす影響を調べ、その機能的適応と再構築の現象を解析した。1)高血圧に対する反応:左右腎動脈間の腹大動脈を結紮する方法で、2日から8週の間高血圧とし、総頸動脈のサイズと力学特性を調べたところ、壁厚さが増加し、収縮期血圧によって生ずる壁円周方向応力はすでに2日で正常値に維持された。この間、血管平滑筋の活性度が増加した。2)高血流あるいは低血流に対する反応:右総頸動脈を結紮して、左総頸動脈の血流を増加させる実験、及び左外頸動脈を結紮して、同側の総頸動脈の血流を減少させる実験を行い、2週から8週後に左総頸動脈のサイズと力学特性を調べたところ、血流量増加の場合には、動脈は素早く径を増大させて、壁せん断応力を正常レベルに維持するが、血流量減少の場合には、感受性が低く、適応に時間を要することがわかった。3)高血圧と高血流の同時発生に対する反応:左右腎動脈間の腹大動脈を結紮して高血圧にしたうえで、右総頸動脈を結紮して、左総頸動脈の血流を増加させ、高血圧と高血流を同時に発生させる実験を行い、8週後に左総頸動脈のサイズと力学特性を調べたところ、壁厚さと血管径が増加し、その結果壁せん断応力、壁円周応力ともに、正常レベルになることが明らかになった。この場合も、血管平滑筋の活性度が亢進していた。以上の結果、動脈壁は、高血圧と高血流に対して機能的に適応するように再構築し、この現象には血管平滑筋が重要な役割を果たすことが明らかになった。本年度は,ラットの手術方法を確立するとともに,血流量の増加・減少および血圧の上昇に対する動脈壁の反応を調べた。(1)ラットの手術方法の確立:セボフレン麻酔下でラット片側の総顆動脈を納紮ずることにより反対測の総頚動脈の血流重を約10%増加させ,片側の外頸動脈を結紮することにより同じ側の総頸頚動脈の血流量を約30%減少させることが出来た。また,腎動脈間で腹大動脈を結紮することにより上半身の血圧を急激に160mmHg以上に増加させることが出来た。手術後の回復が早く,安定した血流,血圧波形が得られる方法を確立した。(2)血流の変化に対する動脈壁の反応:ラット総頸動脈の血流量を増加,または減少させて2,4,8週間飼育した後,総頸動脈の力学試験を非活性状態,最大収縮状態,完全弛緩状態において行い,血流量の変化に対ずる動脈壁の反応を調べた。動脈壁は,血流量の変化に対して,血管内壁剪断応力,壁内円周方向応力を正常値に維持するように適応することがわかった。また,この適応反応には血管平滑筋細胞が関与することがわかった。(3)血圧の上昇に対する動脈壁の反応:ラットの腹大動脈の結紮により,極めて迅速にラットを高血圧状態にして,2,4,8ト1間飼育した後,総頸動脈の力学試験を行って,血圧の上昇に対して動脈壁が短期間のうちに起こす反応を調べた。動脈壁は通常の状態でも有意に収縮して壁厚さを増大させ,高血圧にも関わらず壁内円周方向応力を正常レベルに保つことがわかり,この適応には平滑筋細胞が大きく関与することがわかった。次年度は,高血流と高血圧の同時発生に対する動脈壁の応答を調べる予定である。

動物(ラット)を用いた慢性実験によって、動脈の血流と血圧を単独に、あるいは同時に変化させ、これらの力学的条件の変化が動脈壁の形態と力学的性質に及ぼす影響を調べ、その機能均適応と再構築の現象を解析した。1)高血圧に対する反応:左右腎動脈間の腹大動脈を結紮する方法で、2日から8週の間高血圧とし、総頸動脈のサイズと力学特性を調べたところ、壁厚さが増加し、収縮期血圧によって生ずる壁円周方向応力はすでに2日で正常値に維持された。この間、血管平滑筋の活性度が増加した。2)高血流あるいは低血流に対する反応:右総頸動脈を結紮して、左総頸動脈の血流を増加させる実験、及び左外頸動脈を結紮して、同側の総頸動脈の血流を減少させる実験を行い、2週から8週後に左総頸動脈のサイズと力学特性を調べたところ、血流量増加の場合には、動脈は素早く径を増大させて、壁せん断応力を正常レベルに維持するが、血流量減少の場合には、感受性が低く、適応に時間を要することがわかった。3)高血圧と高血流の同時発生に対する反応:左右腎動脈間の腹大動脈を結紮して高血圧にしたうえで、右総頸動脈を結紮して、左総頸動脈の血流を増加させ、高血圧と高血流を同時に発生させる実験を行い、8週後に左総頸動脈のサイズと力学特性を調べたところ、壁厚さと血管径が増加し、その結果壁せん断応力、壁円周応力ともに、正常レベルになることが明らかになった。この場合も、血管平滑筋の活性度が亢進していた。以上の結果、動脈壁は、高血圧と高血流に対して機能的に適応するように再構築し、この現象には血管平滑筋が重要な役割を果たすことが明らかになった。
アイヌ漆器に関する歴史的研究ー文献史学と考古学、民俗学・文化人類学の連携

文献史料に記載されている漆器と、博物館等の現有資料のすり合わせを行ったことを第一の成果としてあげることができる。文献史料のほとんどは場所請負商人関係史料であり、それらがアイヌ漆器の分析に極めて有効であることを確認した。また、北海道内の博物館等の収蔵アイヌ漆器の調査がほぼ終了し、計測値と画像データが集積された。さらに、アイヌの精神文化を象徴するものと従来理解されていた奉酒箸(イクパスイ)が、和人社会の規格化された製品である可能性を指摘した。これは、従来のアイヌ文化理解に極めて重大な変更を迫る知見である。最大の成果は、文献史学、考古学、民俗学・文化人類学の研究者が、協働と融合を図った点である。平成25年度は、初年度として、本研究全体の核となる文献・現有資料の調査を中心に進めた。本研究の遂行のためには、近世・近代の漆器生産地における生産者の史資料、蝦夷地への移出関係資料を発掘することが喫緊の課題である。そのため、輪島市の漆芸美術館、輪島漆器資料館、輪島漆器会館、加賀市の山中漆器伝統産業会館、珠洲市立珠洲焼資料館等にて文献史料調査班と考古学・民族(民俗)資料調査班の合同調査を行った。また連携研究者1名が越前漆器伝統産業会館、石川県立美術館・石川県立伝統産業工芸館、高岡市美術館、富山市博物館で、同じく1名が新潟市の西厳寺で、さらにもう1名が札幌学院大学等でアイヌ漆器に関する調査を行い、それぞれ研究を進めた。この調査によって、北海道内の埋蔵文化財センター所蔵の漆器椀と同形の椀が石川県内の博物館に収蔵されていることを確認した。また、漆器の仕様書が資料館に所蔵されたいることや「台盃」の制作方法を確認した。この仕様書については、26年度中の撮影をめざしたい。さらに、各漆器生産地の漆器の技法の相違や販売対象・生産戦略の相違を確認した。それらの調査を受けて平成26年3月には、北海道大学アイヌ・先住民研究センター会議室において第1回研究集会「アイヌ社会と漆器I」を開催し、現在の研究の到達点を確認し成果の共有を図った。あわせて、漆芸作家や保存科学の専門家と情報・意見交換を行い、今後の調査対象や研究の方向性などを協議した。今年度は、各自がそれぞれの研究課題に関する調査を行い、研究を進めた。同じ道内の博物館に勤務する連携研究者の3名(文化人類学を専門とするD氏、民俗学のF氏、文献史学のA氏)は、滋賀県の日野漆器関係の調査を行い、道内の別な博物館に勤務するO氏は京都で高台寺漆器の調査を行った。また、研究代表者と連携研究者のK1氏・K2史(いずれも考古学を専門とする)、及びS氏は、会津若松市にて会津漆器の技法について、漆器職人等から聞取り調査を行った。あわせて、研究代表者と連携研究者のK1氏は、苫小牧博物館にての調査を行い、研究代表者は、昨年撮影できなかった輪島漆器関係資料の撮影を行った。2名の研究分担者も、それぞれの研究テーマに応じた調査を行った。年度末の3月には、北海道大学アイヌ・先住民研究センターにおいて、第2回目の研究集会を開催した。研究集会を通じて顕著になったことは、本科研の目的の一つであった文献史学と考古学、民俗学の相互の乗り入れができるようになったことである。考古学のK1氏が文献史料に記されたアイヌ漆器について、現有資料から特定することを試みたり、同じく考古学のK3氏が、文書に記された椀の容量を現有資料で確認するなど、学際交流が顕著に進んでいることの証左となろう。またゲストスピーカーとして、鈴木式轆轤の研究者K3氏にご報告を頂いた。さらに、研究集会には、昨年に引き続き、琉球漆器等の成分分析を行っている明治大学のM1先生や、漆芸家のM2氏が参加されるなど、本科研の枠を越えた学際交流が進みつつある。本科研の最終年度に当たる平成27年度は、平成27年10月に北海道大学において、本科研メンバーとゲストスピーカーによりシンポジウム「漆器とアイヌの社会・文化」を開催したことが最大の成果である。まず浅倉と研究分担者の谷本晃久による問題提起の後、漆芸家で人間国宝の室瀬和美氏による講演「北海道から発信する漆ー今につながる漆文化ー」をテーマに基調講演を頂いた。その後、連携研究者の古原敏弘(元北海道アイヌ民族研究センター)、藪中剛司(新ひだか町博物館・図書館)、小林幸雄(元北海道開拓記念館)、清水香(東京大学)、東俊佑(北海道博物館)が研究成果を報告し、さらにゲストとして、宮腰哲雄(明治大学)、本多貴之(同前)が、アイヌ漆器の科学分析の成果について報告を行った。古原敏弘は、厖大な報告書としてまとめ上げた『アイヌ民族に伝わる漆器の調査データ』に記載された博物館現有の漆器と古文書に記載された漆器とが一致する複数の事例を示し、また藪中剛司は、特定の文様がある奉酒箸(イクパスイ)が同一の規格てであることを報告した。これは、従来アイヌにより製作されたと考えられて来た祭器が、和人社会で生産されていたことを示すもので、アイヌの精神文化にも関わる、極めて興味深い報告であった。また東俊佑は、サハリン(樺太)の大福帳を分析し、北海道内と比較して、アイヌに手厚い手当が行われていたことを明らかにした。

さらに、代表者及び各研究分担者・連携研究者は、それぞれの研究テーマによるアイヌ漆器に関する研究を推進した。文献史料に記載されている漆器と、博物館等の現有資料のすり合わせを行ったことを第一の成果としてあげることができる。文献史料のほとんどは場所請負商人関係史料であり、それらがアイヌ漆器の分析に極めて有効であることを確認した。また、北海道内の博物館等の収蔵アイヌ漆器の調査がほぼ終了し、計測値と画像データが集積された。さらに、アイヌの精神文化を象徴するものと従来理解されていた奉酒箸(イクパスイ)が、和人社会の規格化された製品である可能性を指摘した。これは、従来のアイヌ文化理解に極めて重大な変更を迫る知見である。最大の成果は、文献史学、考古学、民俗学・文化人類学の研究者が、協働と融合を図った点である。研究の核の一つとなる漆器生産地への調査が比較的順調に進み、多くの成果が得られた。また、代表者、分担者、連携研究者の相互の情報交換も、比較的順調である。前年度に掲げた今年度の諸課題のうち、1漆器生産地の調査として、高台寺漆器と日野漆器、及び会津若松の調査を行い、道内で所蔵されている漆器椀と同形態の椀などを確認することができたのは、収穫であった。また、2特殊な技法を伴う漆器については、箔椀に関する研究が進展した。さらに、3本研究課題の眼目の一つである、文献史学と考古学、文化人類学との相互横断的な連携が進んでいることは、大きな収穫である。日本近世史本科研の関係者のみの交流にとどまらず、他分野の研究者等が、昨年度末と本年度末の2度の研究集会に参加して意見を述べるなど、相互の情報交換と研究交流が一層進展した。それらを踏まえて、本年10月には、一般の市民等を対象とした講演会とシンポジウムを、M1先生等を交えて開催する予定である。あわせて漆芸家のM2氏から、本科研関係者に限定したワークショップの開催を提案されている。本科研の最後の年度であるので、成果をまとめることを試みたい。また来年度に向けて、M1先生等を交えた科研費の基盤研究(B)の申請を検討している。初年度として、研究の一つの核となる輪島市、加賀市等への文献班・考古学・民族(民俗)資料調査班による合同調査を実施し、多くの新知見を得ることができたた。また合同調査に参加できなかった連携研究者は、それぞれのテーマに沿った調査を行い、研究を推進した。年度末には北海道大学で研究集会を開催し、それぞれの研究成果の共有を図った。研究代表者が長期入院を余儀なくされたため、思うように研究が進められなかったものの、研究分担者、連携研究者が精力的に研究を進めたために、総体として「おおむね順調な進展」と評価した。昨年度の未使用額が大きかったため、全てを使い切ることができなかった。本研究全体の核となる文献・現有資料の調査を精力的に進めていく。前年度の調査に加え、1京都などの先進的な漆器生産地や場所請負商人と関係が深い滋賀県蒲生郡日野町における伝来の漆器の調査、場所請負商人関係の文献史料を所蔵している滋賀大学、滋賀県立大学等における合同調査を実施する。2北海道内の博物館現有のアイヌ漆器の調査を実施する。北海道内の博物館において、コレクターによって収集された漆器コレクションと、地域の人々から寄贈・寄託された漆器資料の両者を調査し、各々の漆器の属性のデータと写真資料を集積する。これらの調査についても、可能な限り、文献史料調査班と考古学・民族(民俗)資料調査班の合同とする。あわせて、コレション・ヒストリーに関わる受入時のカード等の調査やインタビュー調査を実施する。
大腸菌の蛋白質分泌における膜リン脂質の挙動と寄与の分子レベル解析

大腸菌の蛋白質分泌における膜リン脂質の挙動と寄与を分子レベルで解析するため,(1)リン脂質組成をさまざまに改変するための変異株群の構築,(2)これらの株におけるTEMβ-ラクタマ-ゼの分泌能の解析,及び(3)酸性リン脂質合成欠損変異の細胞致死性の外膜主要リポ蛋白欠損による抑制現象の分子機序の解析,をそれぞれ次のように行った。(1)遺伝背景統一のためW3110株から出発し,酸性リン脂質合成欠損変異pgsA3(lpp-2変異と共存),カルジオリピン合成酵素完全欠損変異cls::kan,ホスファチジルセリンシンタ-ゼ温度感受性変異pssA1の各変異を単独及び組み合わせて保持する株,並びにこれらの野生型遺伝子の発現増幅プラスミド保持株を構築した。(2)TEMβ-ラクタマ-ゼ遺伝子をラクト-スオペロンプロモ-タ-の支配下においた多コピ-プラスミド及びラクト-スオペロンリプレッサ-遺伝子を持つプラスミドの両者をpgsA3変異株に保持させ,IPTGで誘導すると,対象野生型株に比べβ-ラクタマ-ゼ前駆体が顕著に蓄積することを見いだした。抗β-ラクタマ-ゼ抗体を用いるこの系の分析条件を確立した。(3)pgsA3変異を培養条件によって許容するlpp^+株を見いだし,酸性リン脂質合成欠損時の外膜主要リポ蛋白の分泌過程を調べた。その結果,プロリポ蛋白の修飾及びシグナル切断はほぼ正常に起こるが,グリセリド修飾の速度が低下していること,この低下はpssA1変異により改善され,pssA遺伝子の増幅発現により増大することを見いだした。lpp欠損以外にpgsA3の致死性を抑制する変異の検索も行い,酸性リン脂質合成改善以外の変異は調べた限り無効で,リポ蛋白に極めて特異的であることが分かった。
PP2CによるSAPKシグナル伝達路の制御機構

SAPKシグナル伝達路は細胞の分化、アポトーシスやストレス応答に関わる主要なシグナル伝達路である。我々はこれまで、プロテインホスファターゼによるSAPKシステムの制御機構の解明を目的に研究を進め、プロテインホスファターゼ2Cβ(PP2Cβ)がMAPKKKの一種であるTAK1と会合し、これを直接脱リン酸化して不活性化することにより、下流へのシグナルの流れを抑制することを報告した。これを受けて本研究では、PP2CβとTAK1の会合の特異性について検討し、さらに、PP2Cβのドミナントネガティブ型がTAK1シグナル伝達路に与える影響について検討を加えた。まず、PP2Cβがリン酸化型のTAK1にのみ結合するのか否かを検討する為に、TAK1の自己リン酸化部位のセリンを他のアミノ酸に置換した変異体を293細胞で発現させ、PP2Cβとの会合の有無を免疫共沈の手法で調べたところ、変異体TAK1も野生型と同様にPP2Cβと会合することが判明した。次に、PP2CβとTAK1の会合の特異性について検討したところ、PP2Cのもう一方のアイソフォームであるPP2CαはTAK1とは会合せず、また、TAK1以外のSAPKシステムの構成因子(MEKK3、MKK4、MKK6、JNKおよびp38)はPP2Cβと会合しないことが判明した。293細胞のIL-1刺激によりTAK1の活性化を介してAP1およびNFκBの活性化が起こることが報告されている。そこで、PP2CβがIL-1によるAP1およびNFκBの活性化に影響を与えるか否かをレポーター遺伝子を用いて検討したところ、PP2Cβの発現によって、いずれの活性化も部分的に抑制された。さらに、PP2Cβのドミナントネガティブ変異体はIL-1によるAP1の活性化をさらに上昇させることが判明した。
多偏波合成開口レーダデータを使用した海氷物理量抽出に関する研究

異なる偏波を観測可能な合成開口レーダ(SAR)は、従来のSARと異なり、観測対象物の散乱強度だけでなく散乱メカニズムを推定できるという特徴がある。海氷表面付近の誘電率は海氷成長に伴い低下するため、誘電率を推定することができれば、間接的に海氷厚を推定することが可能である。しかし、表面粗度の大小が散乱強度に影響を及ぼすため、海氷表面の誘電率と表面粗度を同時に推定する必要がある。本研究は、多偏波SARデータから海氷の物理量を推定することを目的として、人工衛星で取得したSARデータと同期して地上において海氷を計測したものを総合的に解析を行うものである。平成21年度は、前年度にオホーツク海およびサロマ湖で実施した地上観測データの解析および平成22年2月にサロマ湖において2回目の衛星同期観測実験を行った。人工衛星観測データとしてPALSARの多偏波データを使用し、過去に有効性を評価した手法を用いて解析を行った。その結果、PALSAR多偏波データを使用して海氷密接度を算出する手法を提案し、オホーツク海の比較的薄氷が多い領域に適用した。提案手法は、多偏波SARデータから算出する散乱エントロピを使用して海氷の有無を判断するが、海氷の有無を判断するしきい値(0.18)を導出した。提案手法について、定常的に海氷密接度を算出しているAMSR-E海氷密接度と比較検証を行った結果、PALSARデータから推定した海氷密接度とAMSR-E海氷密接度について、特に薄氷領域における違いが明確になった。提案手法を用いることによって、海氷密接度の分解能を50m程度にすることが可能であることがわかった。今後は、海氷密接度以外の物理量について推定手法を検討していく予定である。本研究は、多偏波で観測した合成開口レーダ(SAR)データから、海氷の重要な物理量である海氷表面粗度および海氷厚推定を高精度化することを目的としている。多偏波SARデータは従来のSARデータと異なり、観測対象物の散乱強度だけでなく散乱メカニズムを推定できるという特徴がある。しかし、表面粗度の大小が散乱強度に影響を及ぼすため、表面粗度の後方散乱への影響を除去し、誘電率の推定精度を高める必要がある。海氷の表面粗度を推定し、その値を使用することによって、多偏波SARデータから表面粗度を推定する手法を開発する。また、開発した手法を人工衛星で取得した多偏波SARデータに適用することによって有効性を評価する。平成20年度は、多偏波SARデータの解析を行う環境を整備し、過去に取得した多偏波SARデータの解析を行った。具体的には、航空機搭載SAR(PiSAR)および衛星搭載SAR(PALSAR)の海氷観測データを解析し、海氷表面粗度や海氷厚に感度が高いパラメータを確認した。この結果の一部はボストンで開催されたIEEE Geoscience and Remote Sensing Symposiumで発表を行った。また、2月にオホーツク海において、衛星データと同期した海氷観測実験を実施し、海氷の表面粗度および海氷厚に関する検証データの取得を行った。特に、外洋における海氷の表面粗度データを取得するために、観測船舶に向けて衛星観測データを伝送することによって密接度の高い海氷領域を把握し、効率的にデータ取得を行った。
レンサ球菌属における種特異的ゲノム進化機構の解明

広範かつ多種にわたる病原性細菌のゲノム解析が世界的規模で推進され,現在ではこれらの遺伝子情報の入手は容易となってきでいる.口腔の2大疾患の1つである齲蝕は,感染症的色彩の強い疾患であり,その原因がStreptococcus mutansを中心とするレンサ球菌によることは多くの報告から明らかであるが,その機能発現メカニズムについては未だ不明な点が多い.レンサ球菌種の分類学上の分類基準種であり,かつ咽頭部粘膜が初発感染部位と考えられるA群レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)は,多彩な病態を示し,近年,劇症型A群レンサ球菌感染症(TSLS)の起因菌として注目を集めている.S.pyogenesは,申請者らが決定した劇症型のSSI-1株を含め13株のゲノムが決定されている.比較ゲノム解析の結果,S.pyogenesゲノムの約1/5もがファージ由来であり,そのため,S.pyogenesはファージによって異なる病原因子を獲得し,これが本菌による多彩な病原性を発揮する原因の一つだと考えられている.細菌のファージへの獲得免疫として機能することが実験的に証明されたclustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)が同種の配列を持つファージへの抵抗性を持つようになることが報告されているが,その詳細な機構は明らかとされていない.そこで本研究では、CRISPRはすでにゲノムに入り込んだファージ由来の遺伝子によってその遺伝子発現が特異的に抑制されていることを明らかとし、またA群レンサ球菌ではゲノムの再構成そのものにも関わっていることを明らかとした.すなわちワァージは細菌の免疫機構を打ち破る,いわばanti-CRISPRsystemをすでに有していることが推定された.レンサ球菌は皮膚の化膿性疾患から、口腔内のう蝕、肺炎など非常に多彩な病態を示す.これまで世界中で単一の属としては、非常に数多くの菌株のゲノム配列が決定されているが,現在までのところ,疾患に特異的な遺伝子群あるいは変異遺伝子の存在は明らかとなっていない.この理由は、ゲノム情報だけでは疾患特異的な遺伝子の時空間的な発現様式が明らかとできないことが考えられる.そこで、本研究では、レンサ球菌の基準株であるA群レンサ球菌と系統的に近縁種であるが、病態が大きく異なるStrptococcus mutansの全ゲノム配列を決定し、A群レンサ球菌を含むレンサ球菌属内で比較することにより、新規遺伝子獲得機構について解析を行った.その結果、S.mutansはA群レンサ球菌と同様に染色体が大幅に入れ替わる大規模なゲノムの再構成が認められ、このようなゲノム構造の入れ替わりは、個別の遺伝子で起きるのではなく遺伝子クラスターでの移動が認められること、レンサ球菌の進化の過程で頻繁におきていることが明らかとなった.また、S.mutansでは、A群レンサ球菌とは異なりファージ、あるいはプロファージがゲノム内に全く認められなかった.A群レンサ球菌は、既知の病原性遺伝子は、コアの染色体内に保存されているが、菌株ごとの変化は、ファージにコードされている病原性遺伝子に依存していることが明らかとなった.このファージを規定する要因として、S.mutansではCRISPR領域が非常に発達しており、このCRISPRを用いてS.mutansは外来性遺伝子の侵入を非常にタイトに制御していることが明らかとなった.広範かつ多種にわたる病原性細菌のゲノム解析が世界的規模で推進され,現在ではこれらの遺伝子情報の入手は容易となってきでいる.口腔の2大疾患の1つである齲蝕は,感染症的色彩の強い疾患であり,その原因がStreptococcus mutansを中心とするレンサ球菌によることは多くの報告から明らかであるが,その機能発現メカニズムについては未だ不明な点が多い.レンサ球菌種の分類学上の分類基準種であり,かつ咽頭部粘膜が初発感染部位と考えられるA群レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)は,多彩な病態を示し,近年,劇症型A群レンサ球菌感染症(TSLS)の起因菌として注目を集めている.S.pyogenesは,申請者らが決定した劇症型のSSI-1株を含め13株のゲノムが決定されている.比較ゲノム解析の結果,S.pyogenesゲノムの約1/5もがファージ由来であり,そのため,S.pyogenesはファージによって異なる病原因子を獲得し,これが本菌による多彩な病原性を発揮する原因の一つだと考えられている.細菌のファージへの獲得免疫として機能することが実験的に証明されたclustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)が同種の配列を持つファージへの抵抗性を持つようになることが報告されているが,その詳細な機構は明らかとされていない.そこで本研究では、CRISPRはすでにゲノムに入り込んだファージ由来の遺伝子によってその遺伝子発現が特異的に抑制されていることを明らかとし、またA群レンサ球菌ではゲノムの再構成そのものにも関わっていることを明らかとした.すなわちワァージは細菌の免疫機構を打ち破る,いわばanti-CRISPRsystemをすでに有していることが推定された.
健診・検診受診の意思決定に関わる要因分析及び時間非整合性の影響の推定

本研究では、意思決定者が現在の利益や損失を将来のそれらよりも過度に重視する「現在バイアス」を持ち、更にそのバイアスの程度やそれに関する認識が個人間で異なることを許容した動学的意思決定のモデルを取り上げ、こうしたモデルの識別問題を議論した上で、モデルを応用して時間選好のバイアスが健康診断の受診行動に与える影響を実証分析した。具体的には、多くの意思決定者が時間選好に基づいて3種類の観測不可能なタイプに分類できると仮定し、タイプに基づく有限混合モデルを構築した上で、まずはタイプの分布やタイプ毎の選択確率を識別し、次にそれを用いて選好パラメータを識別する2段階アプローチをとった。有限混合モデルの識別に関しては多くの先行研究が存在するが、ラグ付き被説明変数やタイプの変遷を許したモデルなどの広いクラスのモデルについて、適切な状態変数及び操作変数を用いて一般の2期間パネルデータによる識別を模索した点が本研究の貢献となっている。結果的に、先行文献で用いられていなかった変数の変動を利用することでより短いパネルデータでの識別が可能になることなどがわかった。推定についても、先行文献で用いられていたパラメトリックな方法や数値的に不安定なノンパラメトリック法の代わりに、ノンパラメトリックな最小二乗推定法を考案した。また実際のパネルデータを用いた分析では、頑健な結果ではないものの、時間選好におけるバイアスが受診率を押し下げていることを示唆する結果が得られた。本研究で用いられた識別・推定の手法は消費・貯蓄、労働供給、新技術導入、喫煙など幅広い文脈に応用可能であり、また有限混合モデルの分析のみに絞ると個人の異質性が存在するかなり幅広い計量経済モデルに応用可能である。意思決定主体間に存在する様々な差異をうまく取り扱うことは、政策分析においても重要であり、本研究の結果は実用的にも極めて有用である。29年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、人々の時間選好にバイアスがあるような動学的意思決定のモデルを取り上げ、こうしたモデルの識別可能性を議論した上で、モデルを応用して時間選好のバイアスが健康診断の受診行動に与える影響を実証分析した。ここで注目するバイアスとは、将来の意思決定に関しては忍耐強く長期的な利益を考えられるにも関わらず、現在における意思決定においては現在の利益を重視するため長期的に望ましい選択を行うことができなくなるような傾向である。こうした現在重視の傾向は現在バイアスと呼ばれ、最近20年間において理論面・実証分析面の双方で研究が進んできた。しかし、現在バイアスのパラメータを推定しようとする際には、識別の問題が生じる。特に、時間選好には個人間差異が存在するという実験結果が多数報告されている一方で、個人間差異のあるモデルが通常のパネルデータから識別されるための条件は明確になっていなかった。そこで、本研究では現在バイアス及びそれに関する自己認識に複数のタイプが存在して、なおかつタイプが観察できないような離散選択のモデルを用いて、識別の問題を議論した。結果として、行動選択には影響を与えるがタイプの分布には影響を与えないような変数と後者には影響を与えるが前者には影響を与えないような変数が存在する等の適切な条件の下で、このようなモデルが2期間のパネルデータから識別可能であることが示された。また、実際のパネルデータを用いた分析では、現在バイアスを持つ個人の健診受診率がそうでない個人の受診率と比べて低くなっていることを示唆する結果も得られた。本研究の分析結果は、健診の受診行動のみならず消費・貯蓄、労働供給、新技術導入、飲酒、喫煙など幅広い行動の分析に適用可能である。個人の時間選好を柔軟にモデル化して標準的なデータから推定する道を拓くことで、こうした行動に関するより現実的で充実した分析が可能となるであろう。本研究は計量経済理論的な側面では一定の成果を挙げているものの、健康診断の実証分析においては満足な推定結果を得られていない。平成27年度中は計量経済学的な研究に焦点を当てており、実証分析に十分な時間を割くことができなかった。平成28年度においては推定手法の改善に十分な時間や労力を注ぐ予定である。本年度は実証分析を行う土台となる計量経済学的分析において有意義な進展が見られた。具体的には、個人の意思決定に・状態依存(過去の行動が現在の行動選択に直接影響を与えること)・個人のタイプによって異なる状態推移・タイプ自体の推移を許容する識別方法を考案した。健診の文脈で例を挙げると、ある年に受診した個人は受診習慣を形成するためそうでない個人よりも高い確率で翌年も受診する、近視眼的な個人の方が高確率で生活習慣を乱して不健康になったり仕事を辞めたりする、現在バイアスを自覚していない個人が自身の受診履歴からバイアスを認識するようになる、といった状況がそれぞれの概念に対応する。こうした要素が含まれる場合には、異時点間の意思決定が条件付独立とならない、観察可能な個人特性の分布からタイプ毎の状態推移確率を直接推定することができなくなる、タイプの推移を他の意思決定要因の変化と区別するのが難しい、といった問題が発生するためより複雑な識別戦略が必要となる。申請者は先行文献の手法を改良することにより、3期間のパネルデータからこれらの要素を取り込んだモデルを識別する方法を考案した。これにより、昨年度に考察した状況よりも遥かに複雑な動学的意思決定の状況を分析することが可能となった。

また推定に関しては、第一段階で観察可能な変数の分布(個人特性の分布や全体の受診率)から観察不可能な確率分布(タイプの分布やタイプごとの受診率)を推定し、第二段階でそうした分布を用いて個人の選好パラメーター(時間割引因子や効用関数)を復元するという、昨年度に考案した二段階推定を踏襲しつつ、第一段階において最小二乗推定を用いたより安定的な推定手法を考案した。本年度は、実証分析を行うためのツールとしての識別・推定方法の構築に専念した。本研究の最終目標は、データを用いた実証分析によって受診の意思決定における行動バイアス及びその影響を特定し、政策的含意を導出することにある。しかし限られたデータからそうした分析を行うためには、行動モデルを定式化したうえでそのパラメーターをデータから復元する計量経済学的な手法が不可欠となる。本年度は実証分析の面では大きな進捗が得られなかったものの、計量経済学的な側面では成果が得られており、本研究の完成に順調に近づいたと言えよう。本研究では、意思決定者が現在の利益や損失を将来のそれらよりも過度に重視する「現在バイアス」を持ち、更にそのバイアスの程度やそれに関する認識が個人間で異なることを許容した動学的意思決定のモデルを取り上げ、こうしたモデルの識別問題を議論した上で、モデルを応用して時間選好のバイアスが健康診断の受診行動に与える影響を実証分析した。具体的には、多くの意思決定者が時間選好に基づいて3種類の観測不可能なタイプに分類できると仮定し、タイプに基づく有限混合モデルを構築した上で、まずはタイプの分布やタイプ毎の選択確率を識別し、次にそれを用いて選好パラメータを識別する2段階アプローチをとった。有限混合モデルの識別に関しては多くの先行研究が存在するが、ラグ付き被説明変数やタイプの変遷を許したモデルなどの広いクラスのモデルについて、適切な状態変数及び操作変数を用いて一般の2期間パネルデータによる識別を模索した点が本研究の貢献となっている。結果的に、先行文献で用いられていなかった変数の変動を利用することでより短いパネルデータでの識別が可能になることなどがわかった。推定についても、先行文献で用いられていたパラメトリックな方法や数値的に不安定なノンパラメトリック法の代わりに、ノンパラメトリックな最小二乗推定法を考案した。また実際のパネルデータを用いた分析では、頑健な結果ではないものの、時間選好におけるバイアスが受診率を押し下げていることを示唆する結果が得られた。本研究で用いられた識別・推定の手法は消費・貯蓄、労働供給、新技術導入、喫煙など幅広い文脈に応用可能であり、また有限混合モデルの分析のみに絞ると個人の異質性が存在するかなり幅広い計量経済モデルに応用可能である。意思決定主体間に存在する様々な差異をうまく取り扱うことは、政策分析においても重要であり、本研究の結果は実用的にも極めて有用である。本研究の抱えている課題をいくつか述べて、これに対処することを今後の研究の推進方策としたい。経済理論の側面では、時間選好により多様な異質性を許したモデルや、時間選好が時間と共に変化するモデル、更に個人が自身の時間選好を学習していくモデルなど、より柔軟な変数の依存関係を許容したモデルを用いた分析が望ましい。こうしたアイデアの一部は先行研究においても提案されているが、実証分析への適用可能性を念頭に置いてモデルを構築することが重要となる。
ビタミンD水酸化酵素の立体構造に基づく機能改変と阻害剤の設計

放線菌由来ビタミンD水酸化酵素の立体構造を解明し、2箇所にアミノ酸変異を導入することにより活性を飛躍的に上昇させることに成功し、有用性の高い3種のビタミンD水酸化体を効率よく製造することに成功した。また、多くの新規ビタミンD誘導体を合成し、それらの生物活性および代謝様式を調べたところ、体内で代謝されにくく、抗癌作用の高い化合物を得ることに成功した。CYP105A1による新規ビタミンD誘導体の生産CYP105A1の二重変異体R73V/R84A遺伝子を放線菌S. lividans菌体内で発現誘導した。基質ビタミンD_3(VD_3)を添加し、得られた代謝物をHPLC分析したところ、25D_3, 1α, 25(OH)_2D_3(活性型VD_3)以外に未知代謝物が生成した。LC-MS、^<1>H-NMR分析結果などからこの代謝物は活性型VD_3がさらに水酸化された1α, 25, 26(OH)_3D_3であることがわかり、26R(OH)体と26S(OH)体を5:1の割合で含むことがわかった。これらは強い細胞増殖抑制作用と弱いカルシウム作用を示し、癌治療薬への応用が期待されるため、特許出願した。新規ビタミンD誘導体の評価2α位に置換基を有する種々のビタミンD誘導体を合成し、その性質を調べたところ、その中で14epi体について特筆すべき成果が得られた。特に、14-epi-Mart10はビタミンD受容体への親和性が1α, 25(OH)_2D_3の約4分の1であるにもかかわらず、種々の生物活性において、1α, 25(OH)_2D_3よりもはるかに優れていることが明らかになった。CYP24A1による代謝を調べたところ、1α, 25(OH)_2D_3よりもはるかに代謝を受けにくく、効果が持続することに依ると考えられる。CYP105A1による新規ビタミンD誘導体の生産と抗癌作用の評価昨年度報告したようにCYP105A1の変異体が生産する代謝物は1α,25,26(OH)_3D_3であることがわかり、26R(OH)体と26S(OH)体を5:1の割合で含むことがわかった。ヒト前立腺由来培養細胞を用いてこの代謝物の細胞増殖抑制作用を評価したところ、活性型ビタミンDとして知られる1α,25(OH)_2D_3よりも強い作用を示し、癌治療薬への応用が期待される。新規ビタミンD誘導体合成と生物活性の評価2α位置換体である2α-[(2R)-2,3-ジヒドロキシプロポキシ]-ビタミンD誘導体(MT-1)と2α-[(2R)-2-ヒドロキシプロポキシ]-VD誘導体(MT-3)、およびそのS体であるMT-2、MT-4を合成した。ヒトCYP24A1に対する代謝効率を調べたところ、いずれもきわめて代謝されにくく、生体内半減期の長いリガンドであることが示唆された。All-trans-レチノイン酸(ATRA)耐性ヒト前骨髄球性白血病細胞株におけるATRAとの併用の有効性を検証した。ATRAと併用処理した細胞では増殖抑制とともに分化誘導が認められ、本研究で使用したCYP24A1耐性VD誘導体は、生体内半減期の短いVDに比べ投与量・投与回数を低減することが可能であり、より副作用の少ない治療法の確立に寄与するものと考えられる。新規ビタミンD誘導体合成と生物活性の評価CD環がcis配置の14-epi-1α,25(OH)_2D_3は、[1,7]-シグマトロピー転位により、より安定なプレ型に熱的平衡が偏っている。ビタミンD受容体(VDR)への親和性は低くなるが、CYP24A1による代謝を受けにくくなる。プレ型ビタミンDの生理活性を純粋に調べるため、[1,7]-シグマトロピー転位の起こり得ない19位メチル基を除去した化合物を合成した。この化合物の誘導体を種々、合成したところ、強い転写活性を示すものが見出された。プレ型構造を持つ限り、この結果は説明できないことから、トリエン構造への異性化が示唆された。HPLCで精査したところ、予想通り6,7-cis結合(19-norprevitamin D_3)から6,7-trans結合(14-epi-19-nortachysterol)へと構造変化した化合物の単離に成功した。そこで14-epi-19-nortachysterolを直接化学合成し、その異性化体の構造を確定するとともに、生物活性を評価した。14-epi-19-nortachysterolの2位メチル体(2α体と2β体)を取得し、VDR結合能を調べたところ、2位エキソメチレン置換体では天然の活性型ビタミンD_3の83%という高い親和性を示した。また、2位メチル基の立体化学も大きく影響することがわかった。

ヒトVDRのリガンド結合領域(LBD)との共結晶X線構造解析を行ったところ、C7,8-s-transとC5,6-s-trans配置をとり、2位メチル基がある場合にはその立体化学に関わらず、2つの単結合がs-trans配置をとることがわかった。活性型ビタミンD_3のVDR共結晶構造とA環部および側鎖部は位置的によい一致を見せており、1α,3β,25位の水酸基はほぼ同じ位置を占めた。今後、細胞増殖抑制作用およびCYP24A1による代謝を調べる予定である。