hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
学校と連携したヘルスサポートプログラムの実践と肥満度別評価

十分なエネルギー"を自分で考えてもらうために、介入校の90人を対象としてエネルギー代謝測定を行い、その結果を含む個人向けレポートを作成した17年度は16年度に検診で異常値を示していた16人中9人が再検診を受け、今回、基準値内であった。また、肥満度と各調査結果との関連分析などを実施している。平成18年度は継続している徳島県全体の小中学生の体格調査の解析、ハイリスク児に対する医療介入、及び介入校における生活習慣病検診、生活習慣調査、運動量調査、栄養教室、個別相談等を行った。1.生活習慣病検診保護者の承諾を得た小学46年生86人の児童生徒に対して7月に生活習慣病検診を実施した。身体測定をし、採血にてAST、ALT、TC、HDL-C、中性脂肪、尿酸、血糖、インスリン値を測定した。また体脂肪率測定、血圧測定も行った。2.生活習慣調査介入校(小学46年生)110人を対象に平成17年度と同様の生活習慣に関するアンケート調査を行った。内容は体格、生活リズム、食生活、運動や遊び、生活環境、健康に関する意識等である。3.生活時間・消費エネルギーの測定と運動アドバイスレポート介入校の児童生徒を対象にライフコーダ(生活習慣記録機)による24時間生活習慣記録調査を実施した。検診結果、生活習慣調査結果とともに個人へのアドバイスレポートを作成し、18年度は町より自宅へ郵送した。4.個別訪問の実施検診の結果、異常値のみられた児童について、町の保健師が家庭訪問を行い、親子に対して生活指導を行った。2回目の訪問では保護者の血糖測定なども併せて実施した。5.食育講座の実施介入校(小学校、中学校)において管理栄養士によるフードモデルを用いた食育講座を実施した。講座後、講座についてのアンケート調査、食物摂取頻度調査も実施し、栄養バランスのレポートを返却した。今年度の検診や調査結果を集計し、介入地区の町、各学校、各保護者へ報告書を提出している。また、小児の肥満の評価法について考察し、雑誌に発表した。小児の肥満の地域差についても他の社会指標との関連を解析し、地方学会で発表を行った。平成19年度は徳島県内全小中学生の体格調査に加え、高校生の体格調査を実施した。また、ハイリスク児に対する県全体の医療介入システムも継続している。また、介入校における生活習慣病検診、生活習慣調査、運動量調査、栄養教室、個別相談等を行った。1.生活習慣病検診:保護者の承諾を得た小学46年生63人の児童生徒に対して6月に生活習慣病検診を実施した。また体脂肪率測定、血圧測定を行った。63人中2人が小児メタボリック症候群に該当していた。2.生活習慣調査:介入校(小学46年生)69人を対象に平成17年度、18年度と同様の生活習慣に関するアンケート調査を行った。3.生活時間・消費エネルギーの測定:介入校の児童生徒を対象にライフコーダ(生活習慣記録機)による24時間生活習慣記録調査を実施した。検診結果、生活習慣調査結果とともに個人ヘアドバイスレポートを返却した。
超新星の非等方エジェクタと核γ線及びパルサ-活動性

我々は、超新星エジェクタの中での物質混合の数値シミュレ-ションを軸対称及び三次元で行ってきた。この現象は細かい構造の形成が現象の定性的性質にも影響し、解像度の高い計算が要求される。従って、メッシュ数の少ない三次元計算よりも軸対称を仮定したメッシュ数の多い計算の方が信頼性の高い結果が得られている。本年度は軸対称計算のより多くの異なった初期揺らぎによる計算を行い、物質混合の程度の初期揺らぎによる依存性をしらべた。その結果からエジェクタ中で起こるの物質混合の程度についての定量的な評価を数値結果から解析的に得ることに成功した。エジェクタ中に大規模な物質混合が起こるかは密度分布に急激なとびがあることが本質的である。しかし、次の点で初期揺らぎの存在する位置が重要である。超新星のprogenitorモデルには二つの密度ギャップがあるが、内側の密度ギャップに初期揺らぎが存在しても外側の密度ギャップにブラストショックが衝突したときに発生するリバ-スショックが内側の揺らぎを抑えてしまう。これはRichtmeyerーMeshkov不安定性として知られている不安定性が逆に働いているとして定量的に説明可能である。従って、外側の密度ギャップに初期揺らぎが存在することが、観測されているエジェクタ中での大規模な物質混合を引き起こすために本質的であることが明らかにされた。
交連軸索腹側伸長における脳室帯を起源とするネトリン１の機能の解明

本研究の目的は、軸索誘導分子・ネトリン1による真の交連軸索誘導機構を明らかにすることである。平成29年度までに、後脳交連軸索の腹側伸長に対する、腹側正中線、脳室帯のそれぞれに由来するネトリン1の寄与の解析を行い、脳室帯に起源を持つネトリン1こそが後脳交連軸索の腹側伸長を制御していることを見出し、論文に報告した(Yamauchi et al., Sci Rep, 7:11992)。平成30年度は、部位特異的にネトリン1を欠損するコンディショナルノックアウトマウス(ネトリン1cKOマウス)の更なる解析を実施した。腹側正中線を交差し対側へと軸索を伸長する交連神経は中脳・後脳・脊髄に存在する。そしてそれぞれの領域において交連軸索は、腹側正中線に到達するまでに領域特異的な伸長経路を取ることが知られており、領域特異的な交連軸索誘導機構が存在する可能性が考えられた。そこで、ネトリン1cKOマウスの中脳・後脳・脊髄における交連軸索伸長の解析に取り組み、そのうちの脊髄における表現型の一部を学会発表において報告した(Yamauchi et al.,第41回日本神経科学大会)。軸索誘導分子タンパクが生体内において、どのように分布し、どのようにして神経軸索の伸長経路選択に影響を与えているのかは不明な部分が多い。そこで、共同研究により開発したネトリン1タンパクに対する特異的抗体を用いて、ネトリン1cKOマウスにおけるネトリン1タンパクの発現分布解析と軸索伸長異常の関係性の解析を行なった。平成29年度は、後脳交連軸索の腹側伸長に対する、腹側正中線、脳室帯のそれぞれに発現するネトリン1の寄与の解析を行い、脳室帯に起源を持つネトリン1こそが、後脳交連軸索の腹側伸長を制御していることを見出した。得られた成果は、論文並び学会で報告した(Yamauchi et al., Sci Rep, 7:11992, Yamauchi et al.,第123回日本解剖学会総会・全国学術集会)。発生期の後脳、交連軸索が腹側正中線へと伸長する時期において、ネトリン1の転写活性は、腹側正中線並びに脳室帯において確認された。交連軸索の腹側伸長に対するそれぞれの寄与を明らかにするため、腹側正中線特異的、脳室帯特異的にネトリン1の発現を欠損するコンディショナルノックアウトマウスを作成し、その解析を行った。その結果、腹側正中線特異的にネトリン1の発現を欠損する個体では、後脳交連軸索の腹側伸長にほとんど異常は検出されず、一方で脳室帯特異的にネトリン1の発現を欠損する個体では、顕著な後脳交連軸索の走行異常が確認された。これらの結果は、交連軸索の腹側伸長は、脳室帯に由来するネトリン1により制御されていることを示唆しており、長年信じられてきた腹側正中線から分泌されたネトリン1が交連軸索を腹側正中線へと誘引するというモデルとは相反するものであった。現在までに、平成29年度に設定した研究目的、「脳室帯を起源とするネトリン1が、交連軸索の腹側正中線への伸長に必要かどうかを明らかにする」の大半と、平成30年度に設定した研究目的「脳室帯を起源とするネトリン1が、どのようにして交連軸索の腹側伸長を制御しているのか」の一部を達成し、その成果を論文に取りまとめ発表した(Yamauchi et al., Sci Rep, 7:11992)。よって、現時点までに、本研究は当初の計画以上に進展していると判断している。課題としては、部位特異的にネトリン1を欠損するコンディショナルノックアウトマウスにおけるネトリン1タンパクの発現分布の解析が遅れている点が挙げられる。平成29年度までにネトリン1タンパクに対する抗体を作成し、その特異性も確認している。平成30年度はネトリン1タンパクの発現分布解析に取り組んでいく予定である。

軸索誘導分子タンパクが生体内において、どのように分布し、どのようにして神経軸索の伸長経路選択に影響を与えているのかは不明な部分が多い。そこで、共同研究により開発したネトリン1タンパクに対する特異的抗体を用いて、ネトリン1cKOマウスにおけるネトリン1タンパクの発現分布解析と軸索伸長異常の関係性の解析を行なった。平成29年度に、本研究計画目的の一つである「脳室帯を起源とするネトリン1が、交連軸索の腹側正中線への伸長に必要かどうかを明らかにする」を達成し、その成果を論文、学会で発表することができた(Yamauchi et al., Sci Rep, 7:11992, Yamauchi et al.,第123回日本解剖学会総会・全国学術集会)。平成30年度は、部位特異的にネトリン1を欠損するコンディショナルノックアウトマウスの詳細な解析を進めていく。また同時に、ネトリン1タンパクの発現分布解析を行うことによって、同年度に設定した研究目的「脳室帯を起源とするネトリン1が、どのようにして交連軸索の腹側伸長を制御しているのか」を明らかにすることを目指し、当初の研究目的を達成することを目指す。平成29年度は、異動を二回行った。異動先のそれぞれの研究機関における研究設備、研究試料の状況を把握し、それらが有効に活用できるものであるかを判断するのに時間を要したため、当初購入計画を立てていた備品、試薬を購入することができなかった。平成29年度末までに、現所属における研究備品、研究試料の状況を確認することができたので、平成30年度の初期の時点で、現所属において当研究計画の推進に必要不可欠な備品(インジェクター等)並びに研究試料(抗体、組織学試薬、分子生物学試薬等)の購入を進めていく予定である。
心臓において力学シグナルを核へと伝える転写コファクターの解析

臓器の発生や恒常性の維持において、力学的な刺激は重要なシグナルとして働いている。しかし、力学刺激伝達の分子メカニズムについてはほとんど理解されていない。そこで、本研究では、その細胞内局在が力学刺激によって制御される転写因子に注目し、伸展刺激やせん断応力負荷システムを用いて解析を行った。またトランスジェニック・マウス、ゼブラフィッシュを用いた解析により、生体内でも力学刺激に応答した局在変化があること、またこの遺伝子を欠損したマウスでは心臓血管系をはじめ、筋骨格系においても異常が観察されることを明かにした。本年度は、心臓において力学的な刺激を核に伝える因子として私が注目している転写コファクターの解析を行った。まず細胞質-核シャトリングにかかわるタンパク質ドメインを同定するため、様々なドメインを欠損する発現ベクターを構築した。このベクターを用いて解析を行い、細胞質から核への移行に必要と思われるタンパク質ドメインを同定した。先行研究により、このドメインはG-アクチンが結合することが言われていたため、アクチン変異体(R62D、S14C)の共発現を行ったところ、アクチン動態依存的な細胞内局在を示した。力学刺激とアクチンとのかかわりを明らかにするため、トロポニンT2のKOマウスやゼブラフィッシュ胚を用いて、心筋におけるアクチンの状態を可視化し、一定の関連があることを確認した。この転写コファクターが相互作用すると思われる転写因子について、共免疫沈降法を用いて相互作用の確認を行った。またルシフェラーゼアッセイを行い、転写を協調的に活性化することについても確認を行った。生体心臓での機能を明らかにするために、この転写コファクターのFloxマウスを導入し、aMHC-CreERラインと掛け合わせ、コンディショナルKOマウスを作成した。成体マウスにタモキシフェンを投与し、その影響を観察した。現在のところ、一部の個体において心臓の肥大が認められている。今後はこのマウスに対し、TACによって負荷をかけ、表現型を観察する予定である。また心筋におけるこの転写コファクターと相互作用する転写因子を同定したことから、転写因子の標的遺伝子として知られている遺伝子の発現量を、ノックアウトマウスの心臓(胎児・成体)からRNAを抽出し、qPCRによって定量した。(ただ、現在までに顕著な変化を示すものは見つかっておらず、そのためマイクロアレイを用いた解析については、いったん保留している)当初予定していた計画通りの進捗状況であるといえる。まず、私が注目している転写コファクターの核移行メカニズムについては、デリーション・コンストラクトを用いて、計画通りに行うことができた。またアクチン動態との関係についても、アクチン変異体(R62D、S14C)を用いた解析により明らかにすることができている。転写因子との関係については、共免疫沈降やルシフェラーゼアッセイによって解析済みである。(当初予定していたHippoパスウェイとの関係についても、ルシフェラーゼアッセイを実施済みである)生体心臓での解析については、コンディショナルKOマウスを樹立できており、タモキシフェン投与により一部のマウスで心肥大が起こることが確認できた。ただその頻度は大きくなく、H28年度に予定しているTAC手術によって負荷をかけるモデルで詳細を見ていきたいと思っている。一方、標的遺伝子の同定については、難航している。マイクロアレイ解析を行う前の予備実験として、この転写コファクターが相互作用する転写因子の既知の標的遺伝子について、その発現量の変化を調べたが、顕著な差を示すものはなかった。生体心臓で心肥大を示すものの割合が低いことから、遺伝子レベルでの発現量には個体ごとにばらつきがある可能性がある。今後、TACマウスなど負荷をかけた条件下で顕著な表現型がみられるようであれば、その系でマイクロアレイ解析を行ったほうが良いと考えている。また、エピトープタグのノックインマウスについては、現在までに樹立ができていない。H28年度の早期にマウスの樹立を行いたいと考えている。当初の研究計画に従って進めていく予定である。H27年度に実施ができなかったマイクロアレイ解析については、H28年度に実施するTACマウスの表現型を見極めながら実施したいと思っている。またノックインマウスについても、樹立ができていないため、H28年度のできるだけ早期に樹立したいと考えている。(ただこちらのマウスについては、この転写コファクターのタンパク質の大部分のドメインを残したままLacZとの融合タンパク質になる遺伝子トラップマウスを導入しており、研究内容によってはこの遺伝子トラップマウスを用いたいと考えている。)発生生物学
骨芽細胞を素材としたペリサイト主導血管形成モデル

1骨芽細胞とペリサイトとの類似性に注目し基礎的検討を行った.その結果,これらふたつの細胞は多くの細胞生物学的フェノタイプを共有することが示された.すなわち,ヒト胎児由来骨芽細胞株(SV-HFO)は,(1)平滑筋細胞マーカーのα平滑筋アクチン(αSMA)とカルポニン,およびペリサイト特異的マーカーである糖脂質3G5を発現していた.(2)SMAおよび3G5の発現量は脱メチル化剤(5-アザシチジン)処理よりによって増加した.(3)αSMA陽性細胞は紡錘形形態を消失し,ペリサイトの特徴である多稜形形態を示した.2毛細血管全載標本を用いた3G5陽性ペリサイトの三次元的解析を行った.その結果,3G5陽性細胞は,毛細血管の外側に位置し,かつ豊富な細胞突起を有する扁平な細胞であり,ペリサイトと考えられた.この3G5陽性ペリサイトは,毛細血管の直部には少なく屈曲部や分岐部に多く分布していた.SMAは比較的大きな血管の壁細胞(平滑筋細胞)には陽性であるが毛細血管の周皮細胞には陰性であった.一方,カルポニンは多くの周皮細胞で陽性であり特定の分布を示さなかった.これらの結果から以下のことが示唆された.(1)3G5陽性周皮細胞が毛細血管の3次元構築を規定している可能性があること,(2)周皮細胞一般のマーカーとしては3G5よりカルポニンが優れていること,(3)In vivoにおける周皮細胞の形態学的検討のために,毛細血管全載標本が有用であること.3転移性唾液腺多形性腺腫の細胞学的,分子生物学的検討原発巣摘除から44年を経て発見された唾液腺多形性腺腫の骨転移巣から,腫瘍細胞の初代培養および分子生物学的検討を行った.(1)腫瘍細胞は,CTNNB1/PLAG1キメラ遺伝子を発現しており染色体転座の存在が示唆された.(2)初代培養細胞は,vimentinおよびcytokeratinを共発現していた.(3)一方,平滑筋アクチンおよびS-100蛋白の発現は乏しく,筋上皮細胞としての性格は乏しかった.1骨芽細胞とペリサイトとの類似性に注目し基礎的検討を行った.その結果,これらふたつの細胞は多くの細胞生物学的フェノタイプを共有することが示された.すなわち,ヒト胎児由来骨芽細胞株(SV-HFO)は,(1)平滑筋細胞マーカーのα平滑筋アクチン(αSMA)とカルポニン,およびペリサイト特異的マーカーである糖脂質3G5を発現していた.(2)SMAおよび3G5の発現量は脱メチル化剤(5-アザシチジン)処理よりによって増加した.(3)αSMA陽性細胞は紡錘形形態を消失し,ペリサイトの特徴である多稜形形態を示した.2毛細血管全載標本を用いた3G5陽性ペリサイトの三次元的解析を行った.その結果,3G5陽性細胞は,毛細血管の外側に位置し,かつ豊富な細胞突起を有する扁平な細胞であり,ペリサイトと考えられた.この3G5陽性ペリサイトは,毛細血管の直部には少なく屈曲部や分岐部に多く分布していた.SMAは比較的大きな血管の壁細胞(平滑筋細胞)には陽性であるが毛細血管の周皮細胞には陰性であった.一方,カルポニンは多くの周皮細胞で陽性であり特定の分布を示さなかった.これらの結果から以下のことが示唆された.(1)3G5陽性周皮細胞が毛細血管の3次元構築を規定している可能性があること,(2)周皮細胞一般のマーカーとしては3G5よりカルポニンが優れていること,(3)In vivoにおける周皮細胞の形態学的検討のために,毛細血管全載標本が有用であること.1骨芽細胞とペリサイトとの類似性に注目し基礎的検討を行った.その結果,これらふたつの細胞は多くの細胞生物学的フェノタイプを共有することが示された.すなわち,ヒト胎児由来骨芽細胞株(SV-HFO)は,(1)平滑筋細胞マーカーのα平滑筋アクチン(αSMA)とカルポニン,およびペリサイト特異的マーカーである糖脂質3G5を発現していた.(2)SMAおよび3G5の発現量は脱メチル化剤(5-アザシチジン)処理よりによって増加した.(3)αSMA陽性細胞は紡錘形形態を消失し,ペリサイトの特徴である多稜形形態を示した.2毛細血管全載標本を用いた3G5陽性ペリサイトの三次元的解析を行った.その結果,3G5陽性細胞は,毛細血管の外側に位置し,かつ豊富な細胞突起を有する扁平な細胞であり,ペリサイトと考えられた.この3G5陽性ペリサイトは,毛細血管の直部には少なく屈曲部や分岐部に多く分布していた.SMAは比較的大きな血管の壁細胞(平滑筋細胞)には陽性であるが毛細血管の周皮細胞には陰性であった.一方,カルポニンは多くの周皮細胞で陽性であり特定の分布を示さなかった.これらの結果から以下のことが示唆された.(1)3G5陽性周皮細胞が毛細血管の3次元構築を規定している可能性があること,(2)周皮細胞一般のマーカーとしては3G5よりカルポニンが優れていること,(3)In vivoにおける周皮細胞の形態学的検討のために,毛細血管全載標本が有用であること.

3転移性唾液腺多形性腺腫の細胞学的,分子生物学的検討原発巣摘除から44年を経て発見された唾液腺多形性腺腫の骨転移巣から,腫瘍細胞の初代培養および分子生物学的検討を行った.(1)腫瘍細胞は,CTNNB1/PLAG1キメラ遺伝子を発現しており染色体転座の存在が示唆された.(2)初代培養細胞は,vimentinおよびcytokeratinを共発現していた.(3)一方,平滑筋アクチンおよびS-100蛋白の発現は乏しく,筋上皮細胞としての性格は乏しかった.
線虫のシナプス後部タンパク質の動態と機能の解析

近年、シナプスの形態と機能分子局在がシナプス機能を制御しさらには神経回路の機能自体を調節していることを示唆するデータが報告されているが、シナプス形態や機能分子動態と神経回路網の調節を個体レベルで解析することは脊椎動物の脳神経系では難しい。そこで我々は線虫(C. elegans)をモデル生物として、シナプスタンパク質をGFP融合タンパク質の発現によって可視化し、その動態を生体内で観察することで、シナプス動態を個体レベルで解析することを試みた。1)Non-NMDA型グルタミン酸受容体チャネルGLR-1の動態解析。GLR-1とGFPとの融合タンパク質を発現するトランスジェニック線虫を作製した。GLR-1-GFP融合タンパク質はGLR-1の欠失変異体をレスキューでき、頭部の神経環および腹側神経索にクラスターを形成することを確認した。このGLR-1-GFPの生体内での動態を2光子レーザー走査顕微鏡を用いて観察し、神経突起内のGLR-1-GFPクラスターは数分から1時間程度の短時間の観察では比較的安定で位置や大きさが変化しないこと、一方、同一個体の4齢(最終)幼虫期と成虫期の比較から、成長に伴って間隔が広がった腹側神経索のクラスターの間に新たなクラスターが生じることが観察された。2)線虫の新規シナプスタンパク質の探索。線虫のシナプスを可視化し、シナプス形成や維持の分子機構を解析するために、哺乳類の11種類のシナプス後部タンパク質および類似タンパク質の相同遺伝子を線虫のゼノムから探索した。そのうち、7種類については、相同遺伝子(8個)を同定し、cDNAのクローニングとプロモーター解析、およびGFP融合タンパク質の局在の解析を行い、遺伝子破壊株の作製を行った。線虫の特定の神経細胞に形成されるシナプス構造の発生過程における変化およびシナプス構造変化と線虫行動の関係を明らかにするための手法として、シナプスタンパク質とGFPの融合タンパク質の生体内での動態観察は有効なアプローチであると考えられる。さらに、将来的には、遺伝的因子と後天的因子(学習・経験)の相互作用によってシナプス形成再構築の過程がどのように制御されているのかを明らかにしたい。線虫(C. elegans)のシナプスを標識するためのシナプス後部タンパク質の探索を行った。哺乳類の中枢神経のシナプスタンパク質、特にグルタミン酸受容体と複合体を形成するタンパク質群、PSD-95/SAP90ファミリー、S-SCAM/MAGIファミリー、Shankファミリー、MAGUIN、CRIPT, nArgBP2、p55ファミリーの線虫ホモログの遺伝子のcDNA単離を行い、遺伝子構造とアミノ酸配列を明らかにした。また、プロモーター解析を行い、S-SCAM/MAGIファミリー、MAGUIN、p55ファミリ-のホモログが神経細胞で発現することを確認した。現在、これらのタンパク質の神経細胞内局在を、GFP融合タンパク質の発現によって解析している。一方、上記の遺伝子群について、遺伝子破壊株の作製を行っている。現在までに、S-SCAM/MAGIファミリー、CRIPT, nArgBP2ホモログの遺伝子破壊株を単離している。これらの破壊株では、すでに報告されているAMPA型受容体やNMDA受容体の変異体同様、外見上の形態や通常の行動には異状は見られない。今後は、遺伝子破壊株の行動解析、既知の変異体との多重変異体の作製を行うとともに、これらの遺伝子破壊株におけるイオンチャネル型グルタミン酸受容体のシナプス局在や動態への影響についても解析していく。
バンドエンジニアリングを通した磁気異方性電界制御の高効率化の研究

本研究は、強磁性金属薄膜/絶縁層の界面電子構造を最適化することで、磁気異方性の電界制御効率の巨大化を狙うと共に、その起源解明を目指すものである。本年度では、材料の側面から界面エンジニアリングを目指し、2つの研究を実施した。1つは、絶縁層HfO2の作成方法を変えた、自然酸化Coにおける磁性の電界効果の調査である。表れる電界効果のメカニズム:電荷蓄積効果と電気化学反応の2種が絶縁層の作製温度を変えるだけで切り替わることを実証した。さらに、電荷蓄積型の電界制御において、磁気異方性の変調効率が数倍に増加することを確認し、Co表面の酸化状態を変えるだけで界面の電子構造を理想化できることを示唆する結果を示した。また、レーストラックデバイスへの応用を想定したCo層を細線状に加工した構造において、ゲート電極直下を磁場アシストなく電界効果のみで磁化反転させることに成功した。2つ目は、強磁性金属Coと酸化物絶縁層界面に重金属(Pt,Pd)を挿入した際の磁気異方性の電界効果の調査である。本系では、すでにイオン液体ゲートを用いた際、磁気異方性の電界制御に特異な温度依存性が表れることを確認していたが、固体絶縁膜を用いた際でもCoでは表れなかった、制御効率の増大を確認することができた。さらに、X線を用いた測定から、重金属層とCo層が合金化せず、独立した層となっていることを確認した。さらに軟X線を用いた測定から、電界が掛からないと推測されるCo層の磁気モーメントが不変であるにもかかわらず、材料の保磁力が変化していることを示し、挿入重金属の電子構造が磁気異方性の電界制御に特異な温度依存性を与えている証拠を得ることができた。本研究の最終目的は磁気異方性の電界制御効率を実用に至る領域まで到達させることである。研究代表者は主に3種の材料(酸化物絶縁層、表面酸化させた強磁性金属、重金属)に着目し、界面材料種の観点から電界効果に関する調査を行った。特に、当初より予定していた重金属を用いた系においては、扱いが難しい液体ゲートから、実用化に適した固体ゲートデバイスでの実験舞台を整えることに成功した。さらに本デバイスにおいても重金属層に誘起された磁気モーメントが磁気異方性の電界制御効率を大きく上昇させる鍵を握っている可能性を示したことも大きな進展である。また、電極として用いる材料のみならず、接触する絶縁層の化学状態も電界効果に大きく影響することを示せたことは、予見していた以上の発見であり、材料に関しての知見が大いに深まることとなった。さらに、この絶縁膜を用いることで、無磁場での磁化反転の実証実験にも成功し、実用化への道を切り開く結果となった。以上のことから、本研究の進捗区分をこのように判断した。現在までの進捗を踏まえ、以下の2つの方針で研究を進めていく予定である。1つは、挿入した重金属に対する硬X線測定による磁気モーメントの調査である。硬X線を用いることで、内部の強磁性金属ではなく電界が掛かる重金属層の磁気モーメントを直接測定することができる。この磁気モーメントの温度依存性を調べ、電界効果との関連性を確かめることで、磁性の電界制御の起源解明及びその巨大化のための材料指針の形成を目指す。もう1つは、当初の予定でもあった、基板種を変え内部歪みを系に導入した際の電界効果の調査である。基板種を工夫することで、電界効果が生じる界面に引張・圧縮歪みを導入することができる。歪みと電界効果との関連を調査することで、巨大な変調効率を生む適切な電子状態をつくるビルトイン歪みを探る。

本研究の最終目的は磁気異方性の電界制御効率を実用に至る領域まで到達させることである。研究代表者は主に3種の材料(酸化物絶縁層、表面酸化させた強磁性金属、重金属)に着目し、界面材料種の観点から電界効果に関する調査を行った。特に、当初より予定していた重金属を用いた系においては、扱いが難しい液体ゲートから、実用化に適した固体ゲートデバイスでの実験舞台を整えることに成功した。さらに本デバイスにおいても重金属層に誘起された磁気モーメントが磁気異方性の電界制御効率を大きく上昇させる鍵を握っている可能性を示したことも大きな進展である。また、電極として用いる材料のみならず、接触する絶縁層の化学状態も電界効果に大きく影響することを示せたことは、予見していた以上の発見であり、材料に関しての知見が大いに深まることとなった。さらに、この絶縁膜を用いることで、無磁場での磁化反転の実証実験にも成功し、実用化への道を切り開く結果となった。以上のことから、本研究の進捗区分をこのように判断した。現在までの進捗を踏まえ、以下の2つの方針で研究を進めていく予定である。1つは、挿入した重金属に対する硬X線測定による磁気モーメントの調査である。硬X線を用いることで、内部の強磁性金属ではなく電界が掛かる重金属層の磁気モーメントを直接測定することができる。この磁気モーメントの温度依存性を調べ、電界効果との関連性を確かめることで、磁性の電界制御の起源解明及びその巨大化のための材料指針の形成を目指す。もう1つは、当初の予定でもあった、基板種を変え内部歪みを系に導入した際の電界効果の調査である。基板種を工夫することで、電界効果が生じる界面に引張・圧縮歪みを導入することができる。歪みと電界効果との関連を調査することで、巨大な変調効率を生む適切な電子状態をつくるビルトイン歪みを探る。
アジア開発途上国の高濁水源の活用に向けた膜ろ過プロセスにおける膜閉塞機構の解明

本研究では、熱帯地域に位置する開発途上国での膜ろ過浄水プロセスの適用に向けて適正前処理技術としての原水貯留の効果を検討した。貯留することで、自然由来のマンガンなどの無機コロイドが析出・沈降する。析出した無機コロイドはその周りに有機物を吸着するため沈降に伴い有機物が除去され、膜ファウリングの低減に有効であることが示された。また膜内部に存在する膜汚染物質を分子レベルで捉える手法を開発し、使用済み膜の内部を観察した結果、従来の手法では捉えることができなかった膜洗浄後に内部に残留する汚染物質の分布を捉えることが可能であることが示された。アジア開発途上国における膜ろ過を用いた浄水プロセスの適用における膜閉塞機構の解明を目的に、本年度はモノリス型無機膜に対する非破壊式膜面解析手法の開発、及び東南アジア地域の河川表流水としてタイ北部のチェンマイ地域を流れるピン川の水質特性の把握と膜ろ過適用性の検討を行った。モノリス型無機膜の膜面解析に関しては、ボアスコープを用いて直径2.5mmの円筒型チャンネル内に滴下した液滴を撮影することによる実験手法を開発し、解析に適用した。液滴には水、及びグリセリンを用いた。その結果、水は膜面で液滴を形成せず接触角は0°であった。グリセリンは膜面で液滴を形成したが凹型で、その接触角は30-35°であった。セラミック平膜の場合の接触角はおよそ75°であったことから、円筒構造が液滴の形状と接触角に影響することが明らかとなった。東南アジア地域の河川表流水の水質特性の調査を、乾季である2014年11月に実施した。対象としたピン川の濁度は10-16NTUであった。無機成分としては、溶存態マンガンが0.2 mg/Lと表流水としては高い濃度で存在していた。鉄は0.8 mg/Lほど存在し、その多くはコロイド状、粒子状の形態で存在していた。地質由来の無機物を多く含むことを確認した。有機物濃度は2.0-2.8mg/L、SUVA値は1.2-1.7程度であったことからフミン質は低濃度であった。膜ろ過においては前処理として静置貯留することで、濁質の沈降、溶存態マンガンの酸化が進み、膜閉塞が25%ほど軽減された。このことより途上国において維持管理が容易で持続的に運用が可能な膜ろ過前処理の提案が可能と言える。膜ファウリングについては、塩酸を用いた薬品洗浄結果より鉄やマンガンの閉塞が卓越していたことが分かったが、膜抵抗がろ過前まで戻らなかったことより濁質由来のシリカ等の膜ファウリングの可能性が示唆された。平成26年度に実施した東南アジア地域の河川表流水の膜ろ過性調査において薬品洗浄後も膜にファウリング物質が残留していたことが明らかになったことより、平成27年度は洗浄後の膜表面および膜内部に残留するファウリング物質に着目し、新たな解析手法の確立と残留するファウリング物質の解析を行った。従来膜表面のファウリング物質の解析に応用されている共焦点レーザー顕微鏡(CLSM)に加え、200nm程度の解像度を持つCLSMに比べて10倍の解像度(20nm程度)を持つ超解像顕微鏡と呼ばれる確率的光学再構築顕微鏡(STORM)を用いた解析手法を確立し、微量なためにこれまで解析が困難であった薬品洗浄後に膜表面や膜内部に残留するファウリング物質を分子レベルで解析すること可能となった。具体的には蛍光標識したウシ血清アルブミン(BSA)を用いて限外ろ過膜(分画分子量50kDa、および300kDa)にろ過後、逆洗上を行った上で水酸化ナトリウム(pH12)による薬品洗浄を行った膜を観察した結果、残留するファウリング物質量は減少するものの残留する位置が洗浄後に膜の分離層から、その支持層に広がることが明らかになり、透水性能の回復に影響を与えていることが示唆された。また当該地域の河川表流水の膜ろ過において原水中に酸化鉄として存在する鉄がファウリング物質として卓越していたことから、酸化鉄の天然有機物との相互作用および膜ろ過への影響を、サロゲート物質としてフェリハイドライトとタンニン酸を用いることで調査した。フェリハイドライトが存在することでタンニン酸による膜ファウリングが軽減されたことより、表流水中の自然由来の無機物と天然有機物との相互作用が膜ファウリングを軽減していることが示唆された。平成26年度はモノリス型無機膜の非破壊式膜面分析手法の開発、東南アジア地域の河川表流水の水質特性の把握とその膜ろ過特性の調査を行った。開発したモノリス型無機膜のチャンネル内における接触角の測定手法については、今後、膜ろ過後の閉塞した膜に適用していき、その解析を行っていく。

乾季における河川表流水の水質特性とその膜ろ過性の調査を実施した。河川表流水への膜ろ過適用性については、数時間オーダーの膜ろ過試験と薬品洗浄試験により膜ろ過性、および閉塞物の特性を捉えることが可能であり、雨季についても同様の試験を行うことで、乾季・雨季を含めた膜ろ過適用性の評価方法の開発が可能と考えている。パイロット実験による連続運転による膜ファウリング機構の解明に向け、パイロット実験装置の運転準備も実施してきており、現地協力機関であるタイ国チェンマイ大学との協議の上、連続実験における役割分担、実施計画を共有し、平成27年度より連続運転を実施することを決定している。また、連続運転に向けて装置の試運転を行い課題を抽出し、対応策を講じており、連続運転試験の準備は整っている。27年度が最終年度であるため、記入しない。土木工学・土木環境システム平成26年度に得られた結果を受け、1無機膜の膜面解析および膜ファウリングの解析手法の開発では、引き続き曲率を持つチャンネル内の接触角からの表面状態の解析方法の開発を進めていく。また、接触角のみでは得られる膜表面の情報が限定的であることから、より詳細な解析が可能となる量子ドットを用いた膜閉塞の解析手法の開発を新たに行う。コロイド粒子としての量子ドット、または量子ドットで標識をした有機物や無機物のサロゲート物質を用いて膜ろ過を行い、膜ファウリングにおけるファウリング物質の動態を解析する手法を確立する。その上で膜ろ過におけるファウリング物質の動態の解析を行う。また、2東南アジア地域の河川表流水の水質特性の調査に関しては、前年度は乾季を対象に実施したが、今年度は雨季における調査を実施し、その水質特性を明らかにする。同時に雨季における膜ろ過への影響調査も実施する。前年度の調査で、河川表流水中の鉄やマンガンに加えて、地質由来のシリカなどの膜ファウリングへの影響が示唆されている。それらの物質の存在形態に関しても、有機物との複合体の形成を含めて調査していく。乾季、雨季の水質特性および膜ろ過性から、膜ろ過適用性の簡易評価方法を確立する。3チャオプラヤ川上流域の河川表流水を原水とした膜ろ過パイロット試験を実施し、乾季、雨季における熱帯地域の水源水質の長期運転における膜ろ過への影響を明らかにし、現地で持続的に適用可能な前処理方法、膜洗浄方法を提案する。目的1、2で確立した方法の検証を行う。現地での調査、実験に関しては、タイ国チェンマイ大学との協力関係を構築済みであり、実施計画、役割分担を共有している。熱帯地域に特徴的に水質に起因する膜ろ過特性について、前年度に得られた結果を取りまとめて第6回国際水協会アジア太平洋地域会議(H27年9月、北京)にて発表の予定である。
急性・慢性腎障害の発症・進展過程におけるDAMPsの役割とその制御システムの検討

急性・進行性腎障害の発症、進展過程におけるDAMPsの制御機構を検討するため、HUSモデルマウス作製時にDAMPs抑制因子であるトロンボモジュリン(rhTM)とブラセボ薬を投与し腎機能や腎組織像の変化,サイトカインや凝固機能の変化を比較した。rhTM群は全匹生存し腎機能や腎組織障害度の軽症化がみられ、投与後24時間後の血清HMGB1、IL-6,IL-1β,TNF-αや血清MCP-1濃度、血清C5-9濃度、FDP濃度が有意に低値であった。これらの結果は、DAMPs抑制因子であるrhTMが、今後、HUSも含めた急性腎障害の病態を制御しうる有効な薬剤になり得る可能性を示唆する所見である。目的:私達は、急性・慢性腎障害の発症、進展過程におけるDAMPsの役割を検討するためにHUS動物モデルを使用し、DAMPsの発現の程度を検討した。方法:6週齢のC57BL/6マウスにリポポリサッカライド(LPS,300μg/kg)と志賀毒素(Stx2 225ng/kg)を腹腔内投与しHUSマウスモデルとコントロール群を作製した。各種腎炎モデルの経時的な組織病変の推移を解析した。さらに、各群間において蛍光抗体法と免疫染色を行いS100A8,9やS100A12蛋白, HMGB1蛋白、マクロファージサブクラスやα-SMAをmonoclonal抗体を用いて染色した。と殺時に採取した血液を使用し、血清クレアチニン、アルブミン濃度や各種サイトカインやケモカイン、血清S100A8,9やS100A12蛋白, HMGB1蛋白濃度とその発現性を経時的に測定した。結果:1.HUSマウスモデル群において内皮細胞障害とメサンギオーシスの所見がLPS+Stx2投与後24-72時間をピークに認められた。2.HUSマウスモデル群において腎機能の低下がみられた。3.HUSマウスモデル群において対象群と比較して腎組織内にS100A8,9陽性細胞の浸潤が認められた。4.HUSマウスモデル群において炎症性サイトカイン濃度の上昇がみられた。考察:HUSマウスモデルにおいてDAMPsの発現が認められた。背景:Myeloid-related protein 8/14 (MRP8/14)は、別名S100A8,9蛋白でDAMPsの一部として知られている。これら転写因子複合体はヘテロダイマーを形成し、活性化した好中球や単球により分泌されるカルシウム結合蛋白である。私達は血清MRP8/14が微小変化型ネフローゼ症候群と腎炎関連ネフローゼ症候群を鑑別するための有用な指標になりえるか否かを評価した。方法:私達は微小変化型ネフローゼ症候群と腎炎関連ネフローゼ症候群患者37例の発症時の血清MRP8/14濃度を検討した。これら患者を微小変化型ネフローゼ症候群13例(1群)と腎炎関連ネフローゼ症候群患者24例(2群)に分け、さらに2群患者をIgA腎症群、紫斑病性腎炎群、巣状糸球体硬化症群と急性糸球体腎炎群に分類し、各郡間における臨床経過、検査成績、血清MRP8/14濃度、腎内のMRP8の染色性を検索した。結果:各群間において血清蛋白、アルブミン濃度や尿素窒素値および一日蛋白尿量に差はなかった。IgA腎症群、紫斑病性腎炎群、巣状糸球体硬化症群と急性糸球体腎炎群における血清MRP8/14濃度は1群と比較して有意に高値であった。糸球体内や間質内のMRP8の染色性は1群と比較してIgA腎症群、紫斑病性腎炎群と急性糸球体腎炎群において有意に高かった。結論:自検討より血清MRP8/14濃度は微小変化型ネフローゼ症候群と腎炎関連ネフローゼ症候群を鑑別するための有用な指標になりえる可能性が示唆された。平成26年度はHUSマウスモデルによるDAMPsの発現を確認し、平成27年度には、IgA腎症群、紫斑病性腎炎群、巣状糸球体硬化症群などの慢性腎炎や急性糸球体腎炎群などの腎炎関連ネフローゼ症候群患者においてDAMPsの一部として知られているMyeloid-related protein 8/14 (MRP8/14;別名S100A8,9蛋白)の血中濃度と腎組織内の浸潤度がその疾患活動性の指標となり、さらにヒトの微小変化型ネフローゼ症候群との鑑別にも有効であることを示すことが可能であったため、上記と判断した。目的:私達は、急性・慢性腎障害の発症、進展過程におけるDAMPsの役割を検討するためにHUS動物モデルを使用し、DAMPsの主たる因子であるHMGB1発現と各種サイトカイン濃度との関連性について検討した。方法:6週齢のC57BL/6マウスにリポポリサッカライド(LPS)と志賀毒素(Stx2)を腹腔内投与し重症型と軽症HUSマウスモデルとコントロール群を作製し経時的な組織病変の推移を解析した。また、投与後3,6,12,24,48時間,1,2,4週間に経時的にと殺を行い、血液を採取して、HMGB1に加え、各種サイトカインやケモカイン濃度を測定した。結果:1.重症型HUSマウスモデル群において内皮細胞障害とメサンギオリーシスがLPS+Stx2投与後3時間から72時間に認められた。

2.血清HMGB1濃度は3時間後ですでにピーク濃度に達し、12時間後には前値に復した、3.GM-CSF、IFN-γ、IL-1β、IL-5、IL-6、IL-12、IL-13、MCP-1、TNF-αは6時間後にピークを認め、その後減少した。また、抗炎症性サイトカインであるIL-10は3-24時間にかけて上昇傾向がみられた。4.軽症型HUSマウスモデル群では、回復期においてVEGFとアンギオポエチン1濃度が上昇し、組織内発現が強く出現した。4.重症型HUSマウスモデル群において発症早期にHMGB1が出現し、その後、経時的に炎症性、抗炎症性サイトカインが誘導されていた。さらに、腎障害からの回復期にはVEGFとアンギオポエチン1などの血管新生因子の関与が示唆された。考察:HUSマウスモデルにおいてDAMPsの発現とその後の炎症性、抗炎症性サイトカイン誘導との関連性が明らかになり、さらに腎障害回復期における血管新生因子の関連性が示され、これらの所見は、腎障害の制御に役立つ可能性が示唆された。急性・進行性腎障害の発症、進展過程におけるDAMPsの制御機構を検討するため、HUSモデルマウス作製時にDAMPs抑制因子であるトロンボモジュリン(rhTM)とブラセボ薬を投与し腎機能や腎組織像の変化,サイトカインや凝固機能の変化を比較した。rhTM群は全匹生存し腎機能や腎組織障害度の軽症化がみられ、投与後24時間後の血清HMGB1、IL-6,IL-1β,TNF-αや血清MCP-1濃度、血清C5-9濃度、FDP濃度が有意に低値であった。これらの結果は、DAMPs抑制因子であるrhTMが、今後、HUSも含めた急性腎障害の病態を制御しうる有効な薬剤になり得る可能性を示唆する所見である。HUSマウスモデルにおいてのDAMPsの発現が確認できたので、上記と判断した。HUSモデルの回復期を経過観察したHUS・CKDモデルとHUSを同一マウスに2回発症させたHUS・FSGSモデルを作成し、この発症、腎炎硬化性病変の進展過程における各種血中、腎臓組織中のDAMPsの発現の程度を検索する。さらにHMGB1抗体とヒストン抗体を投与時のHUSモデル、HUS・CKDモデル、HUS・FSGSモデルの変化についても検討する予定である。小児腎臓病学HUSモデルの重症度および経時的DAMPsの変化について検討する。HUS・CKDモデルのDAPMsの発現に関する検討ができなかったため、次年度に延期しています。HUSマウスモデルの重症度によるDAMPsの役割の変化に関する検討が出来なかったため、次年度に延期しました。C57BL/6マウス,LPS,志賀毒素と各種サイトカイン、ケモカイン測定キットの購入、各種DAMPs血中、尿中測定キットC57BL/6マウス、LPS、志賀毒素と各種サイトカイン、ケモカイン測定キットの購入に充てる。
次世代近赤外線高分散分光器による高赤方偏移における銀河間物質の進化の研究

宇宙論的な距離に存在するクェーサーを背景光として、そのスペクトルに現れる銀河間空間の水素や金属を吸収線(影)として検出することで、宇宙論的なスケールでの銀河間物質の金属量(水素に対するヘリウムよりも重たい元素)、化学組成(元素の間の相対量)の進化("化学進化")の研究が可能であり、低赤方偏移(z<2)では可視光高分散分光によって化学進化の描像が明らかにされつつある。その一方で、高赤方偏移(z>3)の化学進化の描像を解明するには、観測系で赤外線の波長域に赤方偏移した吸収線の観測が必要であり、8メートルクラスの大型望遠鏡によって初めて可能となった。すばる望遠鏡の近赤外撮像分光器(IRCS)を用いて高赤方偏移クェーサー「APM08279+5255」の赤外線高分散分光観測を行った。その結果z=3.5に一階電離マグネシウムと一階電離鉄の吸収線を検出した。さらに可視光高分散分光で検出されている中性水素や他の金属吸収線と合わせて、モデル化を行い、金属量と化学組成を導出した。生成起源が違うため宇宙論的な化学進化の重要な指標となるマグネシウムと鉄の組成比を高赤方偏移で初めて導出し、銀河系の化学進化と異なる描像が示され、近傍の矮小楕円体銀河の祖先である可能性が示唆された。さらに化学進化を解明する上で重要だが、亜鉛やマンガンなどの弱い吸収線を観測するために、現状の装置よりも高感度かつ高分散である赤外高分散分光器「WINERED」の開発的研究進めた。赤外線検出器「VIRGO」の実験用電子回路であるマルチプレクサを駆動させて、WINEREDの光学系を用い、可視光波長ではあるがスペクトルの取得に成功した。今後、本番用の赤外線検出器を導入し、実験室での調整後、広島大学のかなた望遠鏡や海外の4m望遠鏡を用いて多数の高赤方偏移クェーサーの観測を行い、高赤方偏移の化学進化の描像を明らかにする。宇宙論的な距離に存在するクェーサーを背景光として、そのスペクトルに現れる銀河間空間の水素や金属の吸収線を用いて宇宙論的なスケールで銀河間物質の金属量、化学組成の進化の研究が可能である。高赤方偏移(z>3)での化学進化を解明するには、観測系で赤外線の波長域に赤方偏移した吸収線の観測が必要である。そのため、既存の装置による観測的な研究と、さらに化学進化を解明する上で重要な、極めて弱い吸収線を観測するための高感度な赤外高分散分光器「WINERED」の開発的研究すすめている。すばる望遠鏡の近赤外撮像分光器(IRCS)を用いて高赤方偏移クエーサー「APM08279+5255」の赤外線高分散分光観測を行った。その結果z=3.5023の明確なMgII吸収線と、微弱なFeII吸収線を検出した。さらに可視光高分散分光で検出されている中性水素や他の金属吸収線と合わせて、光電離モデルを用いて、金属量、化学組成を導出した。これらは宇宙論的な化学進化の重要な指標となるMg/Fe等の組成比の高赤方偏移での初めての結果である。従来の赤外線高分散分光器では分解能が足りなく(R=10,000)、弱い吸収線を十分に検出することは難しい。そのため特殊な光学素子(イマージョングレーティング)を用いて高分解能(R=70,000)を達成でき、かつ高感度な観測が可能な赤外線分光器「WINERED」の開発をすすめている。赤外線検出器の読み出しシステム「UTIRAC」の開発を進め、高感度な観測を行うために必要な低いノイズでの読み出しが可能となった。さらにWINERED全体の光学素子を組み上げ、赤外線検出器「VTRGO」の電子回路の実験用であるマルチプレクサの駆動させて、スペクトルの取得に成功し、完成の目処を立てた。

さらに化学進化を解明する上で重要だが、亜鉛やマンガンなどの弱い吸収線を観測するために、現状の装置よりも高感度かつ高分散である赤外高分散分光器「WINERED」の開発的研究進めた。赤外線検出器「VIRGO」の実験用電子回路であるマルチプレクサを駆動させて、WINEREDの光学系を用い、可視光波長ではあるがスペクトルの取得に成功した。今後、本番用の赤外線検出器を導入し、実験室での調整後、広島大学のかなた望遠鏡や海外の4m望遠鏡を用いて多数の高赤方偏移クェーサーの観測を行い、高赤方偏移の化学進化の描像を明らかにする。
アジア系各集団のDNAのMVR-PCRアリル分析に基づいた日本人起源の研究

本研究の初年度では、中国人100名のDNAを得ることができ、MS31A及びMS32Aのフランキング領域の三種類の塩基置換多型の頻度を調査した。そして、それらの多型分析から中国人の多くがへテロ接合体となっており、そのことを利用してアリル特異的PCRでMS31Aの中国人アリルのタイピングを行った。本研究の2年度では、D1S8(MS32)の中国人アリルのタイピングを行い、約80アリルについて他の人種との比較検討を行った。MVR-PCRは極めて多型性に富み、ほとんどがユニークなアリルであるが、部分構造の分析から類似アリルをドットマトリックス法によりグループ化することが可能である。これらの手法により日本人アリルと中国人アリル、及び他人種のアリルと比較することで、それぞれの近縁性を分析することができる。我々はすでに白人種、黒人種と日本人のアリルについて分析し、それぞれがユニークなグループをつくる傾向が強いことを示している。今回得られた中国人のアリルは全く同一のものはなく、それそれ違っていたが、ドットマトリックス法で分析すると日本人のアリルと同一のグループをつくるものがかなりみられ、中国人と日本人のアリルの内部構造では部分構造がかなり類似しており、互いの近縁性が示された。また、アジア人でのアリル分析が進んでいないD16S309(MS205)について、まず日本人のアリルのタイピングを行った。MS205は全長が短かいためアリル全体のMVR-PCRマッピングが可能である。その結果、日本人は短かいアリルが多く、内部構造は白人種のアリルとかなり違っていた。MVR-PCRは複雑な内部構造を示し、情報量が多いので現在論文としてのまとめを慎重に行っている段階である。なお、MVR-PCRのマッビングはその多型性のため親子鑑定にも極めて有用であり、実際例への応用によりそれを証明した。本研究の初年度において、名古屋大学医学部における八木基金による海外研究者招聘制度により、中国公安部法科学研究所の棟松室長を招聘することができ、1カ月間の共同研究が実現した。そこで、中国人100名のDNAにつき、MS31A (D7S21)及びMS32A (D1S8)のMVR-PCRアリル分析を試みた。まず、アリル特異的PCRを行うため、この二つのローカスにおけるフランキング領域の三種類の多型の頻度を調査した。その結果、いずれのローカスにおいても中国人でかなりの多型が認められた。例えば、MS31Aでは三種類のフランキング領域の多型について、中国人の81.8%はいずれかの部位がヘテロ接合体となっており、アリル特異的PCRが可能であった。このアリル特異的PCRを利用して、中国人のMS31Aの120アリルをタイピングすることができ、その特徴を解析しつつある。中国人120アリルは1つとして同じことはなく、すべてがユニークなものであった。これまでの日本人アリルの分析からは日本人149アリル中16アリルが50リピート程度の短かいアリルであったが、中国人120アリル中短かいアリルは27と頻度が高かった。短かいアリルはコーカシアン人種や黒人種ではほとんど認められておらず、中国人と日本人に特徴的であると考えられる。その内部構造の分析によっても中国人と日本人の短かいアリルは極めてよく類似しており、中国人と日本人の近縁性を示していた。長いアリルについても中国人と日本人のアリルは部分構造がかなり類似しており、現在ドットマトリックス法により類似アリルをグループ化する方法で解析を進めている。

次年度はさらにMS32Aなどの他のローカスのアリル構造の解析や他の民族との比較を実施したい。本研究の2年度では、D1S8(MS32)の中国人アリルのタイピングを行い、約80アリルについて他の人種との比較検討を行った。MVR-PCRは極めて多型性に富み、ほとんどがユニークなアリルであるが、部分構造の分析から類似アリルをドットマトリックス法によりグループ化することが可能である。これらの手法により日本人アリルと中国人アリル、及び他人種のアリルと比較することで、それぞれの近縁性を分析することができる。我々はすでに白人種、黒人種と日本人のアリルについて分析し、それぞれがユニークなグループをつくる傾向が強いことを示している。今回得られた中国人のアリルは全く同一のものはなく、それぞれ違っていたが、ドットマトリックス法で分析すると日本人のアリルと同一のグループをつくるものがかなりみられ、中国人と日本人のアリルの内部構造では部分構造がかなり類似しており、互いの近縁性が示された。また、アジア人でのアリル分析が進んでいないD16S309(MS205)について、まず日本人のアリルのタイピングを行った。MS205は全長が短かいためアリル全体のMVR-PCRマッピングが可能である。その結果、日本人は短かいアリルが多く、内部構造は白人種のアリルとかなり違っていた。MVR-PCRは複雑な内部構造を示し、情報量が多いので現在論文としてのまとめを慎重に行っている段階である。なお、MVR-PCRのマッピングはその多型性のため親子鑑定にも極めて有用であり、実際例への応用によりそれを証明した。