hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
蛍光性リポソームと膜透過性分子を用いた酵素センサーの開発

酵素ならびにその阻害剤の活性評価、および特定成分の検出・定量に利用できる酵素センサーの開発を目指した。蛍光色素を内封したリポソームと、膜透過性の分子を用いることで、生理的に重要な酵素の活性評価を簡便に蛍光発光で検出できるシステムの開発に成功した。また、本研究で得られた酵素活性の可視化技術を応用し、食品成分の検出と定量を試みた結果、牛乳に含まれる脂肪やヨーグルトに含まれる乳酸の検出と定量を行える酵素センサーを確立することができた。特定成分の検出・定量や酵素阻害剤の評価・探索に利用できる酵素センサーの開発を目的とする。酵素センサーでは、酵素反応の前後で生成した(または消費された)物質の量を効果的に検出し、信号に変えるデバイス(トランスデューサー)の開発が鍵となる。そこで本研究では、様々な酵素反応系に利用でき、簡便かつ蛍光発光により目視でも評価可能なトランスデューサーの構築を目指す。ポリペプチドが脂質二分子膜を透過する生命現象を応用し、蛍光色素を封入したリポソームを用いて酵素反応溶液中の基質(あるいは生成物)の濃度変化を蛍光強度の変化として検出する。これにより、プロテインキナーゼなど、医薬品開発において重要な酵素の活性を評価できるシステムを構築するとともに、乳酸や脂肪など食品に含まれる成分の検出と定量を行うシステムの構築を行った。文献記載の標準的な方法でプロテインキナーゼ反応を行い、その反応液をある時間ごとにサンプリングし、そこへ蛍光性リポソームおよび膜透過性ポリマーをそれぞれ添加して蛍光強度を測定した。すると、酵素反応の進行とともに蛍光強度が増大する様子が確認でき、本酵素の活性を評価できることを確認した。さらに、異なる酵素系として乳酸オキシダーゼ反応の追跡を試みた。ここではヒドラジド化合物を用いて生成物を誘導化することで、より効果的に酵素反応を追跡できることを見出し、ヨーグルト中に含まれる乳酸の検出と定量を行うことに成功した。加えて、リパーゼとグリセロキナーゼを用いることによって牛乳中の脂肪の検出・定量にも成功し、本系は有効な酵素センサーであることを確認した。本研究では、膜透過性のポリマーと蛍光色素を内封したリポソームを用い、様々な酵素反応系に利用できるとともに、簡便かつ蛍光発光により目視でも評価可能な酵素センサーの構築を目指す。今年度の研究では、蛍光性リポソームと膜透過性のポリマーとして、ポリアリルアミンを用いて、プロテインキナーゼならびにその阻害剤の活性を評価できるシステムの構築を目指した。酵素反応溶液を含む緩衝溶液中でポリアリルアミンの膜透過を調べることにより、酵素反応に伴うATP→ADPの物質変換を蛍光として検出した。すると、プロテインキナーゼ反応の進行に伴って蛍光強度の増大が観測され、同酵素の反応を蛍光でセンシングすることに成功した。続いて、プロテインキナーゼの阻害剤の活性を評価できるシステムの開発を行った。同酵素の阻害剤として広く知られている化合物としてH-89を用い、これを酵素反応溶液中に添加して反応を追跡した。すると、H-89の添加量を増やすにつれて、蛍光強度の減少が確認され、酵素反応が阻害されている様子を確認することができた。さらに、H-89のIC50値を算出することにも成功し、本システムは酵素阻害剤のスクリーニングのみならず、酵素阻害剤の定量的評価にも利用できることを見出した。蛍光性リポソームと膜透過性のポリマーを用いて、プロテインキナーゼならびにその阻害剤の活性を評価できるシステムの構築を目指した。プロテインキナーゼは細胞内における様々なシグナル伝達に係わる酵素で、ATPのリン酸をタンパク質に転移して、リン酸化タンパク質とADPを生成する酵素である。ATPはアニオン性であることから、カチオン性のポリマーと錯形成しながらその膜透過を抑制することを利用して、プロテインキナーゼの活性を蛍光で評価した。このとき、酵素阻害剤を加えてプロテインキナーゼの活性評価を行うことによって、異なる構造をもつ3種類の阻害剤(H-89, daphnetinおよび6-22amide)の活性評価を行った。その結果、本酵素活性評価システムはこれらの阻害剤においても有効に機能することを見出し、プロテインキナーゼ阻害活性評価において高い汎用性を有することを確認した。一方、スクロースなど食品中に含まれる成分を本酵素センサーで検出する応用研究においては、検出感度の向上が課題である。そこで、従来の膜透過性ポリマーよりも低濃度で機能する膜透過性分子の開発を目指した。分子膜の疎水性領域をより効果的に透過できるようにカチオン性のポリマーに疎水性のピレン基を導入した膜透過性ポリマーを新規に合成した。その結果、合成した膜透過性ポリマーは高い膜透過活性を有するとともに、従来よりも低い濃度で活性を有することを確認した。

つぎにこのポリマーを用いて、ATPとADPの変換を伴うヘキソキナーゼの活性評価を行ったところ、従来よりも少ない量の酵素溶液で、酵素活性を測定することができた。こうして新規合成した改良型の膜透過性ポリマーを用いることによって、より少ない量のスクロースの検出が行える酵素センサーが構築できることを見出した。本研究において重要な目標であったプロテインキナーゼの阻害剤の活性評価の課題に対して、簡便かつ迅速に評価できた。また、定性的な評価だけでなく、阻害剤の活性を定量的に評価することにも成功し、当初の目的を達成することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究でターゲットとしているプロテインキナーゼは、細胞増殖などにも関係し、その阻害剤は癌治療にも役立てられると考えられる。そのため、プロテインキナーゼの阻害活性の評価は大変重要であり、より簡便かつ迅速に評価できるスクリーニングシステムの開発が求められている。今後は、種々のプロテインキナーゼ阻害剤の活性を評価することによって、本システムの汎用性を高める研究を行う。また、検出感度の向上を目指し、より低濃度で機能する膜透過性ポリマーの開発を併せて実施する。
粒子分散強化型合金の高温変形機構に関する研究

固溶強化の大きいAl-Mg合金に粒子を分散させた合金について高温変形機構を検討した。Al-5%Mg固溶体合金中にFe【Al_6】粒子を分散させた合金について高温変形挙動を調べた結果、高温強度及び他の高温変形特性はAl-Mg固溶体合金とほぼ同じであり、粒子分散による強化は見いだされなかった。TEMによる組織観察の結果、Fe【Al_6】粒子は球状で微細であった。Al-Mg合金のように高温変形において転位の粘性的なすべり運動が律速過程である場合、微細な粒子は転位の上昇運動によって容易に乗り越えられるため、いわゆるオローワン過程による転位の粒子通過機構は仂かないと考えられる。このためAl-Mg-Fe合金では粒子分散による強化はほとんど見られなかった。転位の上昇運動による分散粒子の通過を抑制し、オローワン過程による分散強化を図るため、粒子の形状を繊維状とし、アスペクト比の大きい粒子を分散させた。一方向凝固Al-5Mg-【Al_3】Ni合金を作製し、その高温変形挙動を調べた。その結果、Al-Mg固溶体合金と比較して、高温強度は著しく上昇し、その強度上昇は【Al_3】Ni粒子の間隔より計算したオローワン応力とほぼ等しくなった。この結果、Al-Mg合金では分散させる粒子の形状及び分布が高温強度と高温変形挙動に大きく影響を与えることが判明した。またAl-Mg合金のような転位の粘性的な運動によって変形が律速されている、いわゆる合金型の合金では粒子分散強化として粒子を繊維状に密度を大きく分布させることが高温強度の向上に有効である。
ジェンダーの視点から日本語教科書を再考する：社会変化を反映した教科書開発

本研究では、20代から50代までの女性標準語話者の自然会話を収集し、その中の文末に現れる女ことば(女性文末詞)の比率を確認し日本語教科書と比較した。その結果、教科書の若い世代の女性登場人物は同世代の自然会話の5倍から15倍と過剰使用していることを確認した。また、日本語教科書の中の日本女性像、家庭内や職場の女性、女性の職業、家族像などに関して詳細なデータをとり、政府による現代社会の実情の調査結果データと比較した結果、教科書は約30年前のジェンダー意識に捕らわれていることをデータで実証した。日本内外の日本語教育者へのアンケート調査も実施し、今後の教科書のあり方を考察、その具体案も提案した。研究2年目は、データ収集に関して対象を変更したため、収集をやり直したこと、また、国外のデータ収集が期待通りの内容ではなかった等の点でデータ収集がやや遅れているが、その他の項目に関しては、ほぼ順調に進んでいる。1.実社会における「女性文末詞」使用に関する自然会話データ補強:50代データ収集のための協力者数に限度があったため、実際に教科書作成に重要な資料となる20代、30代の若い世代の女性のデータ補強に今年度は切り替えた。その結果、20代は目的数の90%の収集が達成出来た。30代に関しては、目的数の30%程度の収集にとどまったが、次年度前半までに、目的数達成の見込み。2.国内外教科書で使用されている「女性文末詞」の調査:(1)国内の教材2種を追加調査した。(2)韓国の教科書の収集を実施したが、取り寄せたものが内容的に調査対象にならない等の理由のため、次年度前半に韓国に行きデータ対象となり得る資料を収集する予定。3.日本語教師に対するアンケート調査結果の分析:国内外180名の調査結果の分析終了。4.社会学的データ収集と分析、および国内教科書に描写される日本女性像の調査結果の分析と両者の比較分析:平成23年度および24年度の国家レベルの調査結果発表(複数)を資料とし、日本語教科書と比較分析した。「家庭内の女性」「仕事場での女性」「日本女性の仕事」「日本の家族像」に関して、教科書に描写される女性像・家族像が、ほぼ30年から40年前の状況に止まっていることを、日本社会における実データと比較して証明出来た。5.国内外の学会での研究発表と論文執筆:国際シンポジウム・日本国内の学会での発表、計2件、国際学会での論文集での論文発表1件、大学紀要論文発表2件など、合計5件。予定以上に実施できた。研究3年目は、韓国と欧州で収集する計画であった教科書が期待通り収集できず、国内発行の教科書との比較分析のために必要なデータ量が収集できなかったため、データ対象を国内発行の教科書のみに限定することにし、新たに国内教科書数種のデータを収集し分析した。その他のデータ収集は一部を除いて終え、教科書と実社会のデータの比較分析から教科書のどのような点をどのように改変すべきかの提案をすることが出来た。1.教科書のデータ収集と分析:国内で新しく出版された教科書4種のデータ収集および女性文末詞の使用状況と女性像の描写に関する分析を加えた。2.日本語教師の意識調査結果比較分析:日本国内&韓国の日本語教師と欧州の日本語教師の女性文末詞に関する意識調査結果を比較分析し、欧州の教師のほうが、従来のジェンダー・イデオロギーに影響されたバイアス的観念が潜在している度合いが高いことを明らかにした。3.実社会における若い世代の自然会話のデータ補強:前年度、達成できなかった30代の女性のデータを補強し、20代と30代の若い世代の女性が実際にどのような文末表現を用いているかに関して分析を進めた。4.社会学的データと国内教科書のデータ分析比較:新たに平成24年度と25年度の国家レベルの調査結果発表を資料に加え、今後の動向も見据えて、今後の教科書に描写すべき日本女性像(女性の社会進出、女性の職業)および家族形態の具体的な提案を行った。5.国際学会での研究発表と論文執筆:国際シンポジウムでの発表1件、国際学会の論文集での論文発表2件の合計3件。研究初年度は一部計画より遅れている項目があるが、一方、次年度の計画で実施できるものに着手し成果を出すことができた。1.実社会における「女性文末詞」使用に関する自然会話データ補強:50代データは予定の約3分の2の収集完成。残りの3分の1は来年度も引き続き収集を継続する。2.国内外の日本語教材で使用されている「女性文末詞」の調査:(1)国内の教材調査はほぼ完成。欧州の教材は該当するものが予想以上に少なく、データ収集は打ち切り。(2)韓国の教材は来年度も調査を継続3.自然会話における「女性文末詞」使用

実態の比較分析:来年度50代のデータ収集完成後、分析を完成予定。4.アンケート調査:日本国内および欧州在住教師を対象にアンケートを実施し180名回答。分析中。5.日本語教材に描写される日本女性「社会的役割」の調査(H24計画):(1)教科書における「家庭内の役割」「職場での役割」を分析(2)現在の日本社会に関する関連データ収集(3)以上の調査結果の比較分析6.国際シンポジウム発表1件、論文1稿。以上の研究結果により今年度は、教科書と実社会における日本女性像に関し、次のことが明らかになった。1.教科書は、ジェンダーという観点からは日本社会の変化と現状を反映しているとは言い難い。家庭では専業主婦が大半を占め、職場では事務系一般職の若い女性が働く女性の典型として描かれている。2.政府レベルの統計によれば、現在の日本社会では専業主婦が激減しており、家庭を持ちながら外で働く女性が大多数を占めている。若い世代は、総合職に就き専門職に従事する女性が急速に増加し主流となっている。また、教科書に描写される日本女性像が約30年前の姿であることが種々のデータ比較分析により立証出来たことは、学術的にも意義があり、今後、教科書制作者にとっては貴重なデータ提供となる。研究4年目前半は、前年度に未完であった以下のデータ分析を実施した。1.前年度までに分析し終えなかった日本語試験(平成21年と22年の日本語能力試験問題計4冊、および平成24年と25年の日本留学試験計4冊)における女性文末詞使用状況の分析2.試験対策本の聴解部分(平成24年、25年の計8冊)における女性文末詞使用状況の分析また、自然会話において女性文末詞を使用しない若い世代が主張度の高い文脈において実際にはどのような表現を用いるかに関する文末詞分析を実施し、その研究結果(若い女性も若い同世代の男性が用いる文末詞と同じ表現を用いるということを定量的分析した結果)を国際シンポジウムで発表した。研究後半は、同テーマによる今までの研究成果をまとめ、単著学術書「ジェンダーからみた日本語教科書:日本女性像の昨日・今日・明日」の執筆に専念し、3月に出版した。日本語教育、社会言語学、ジェンダー1.データ収集:以下の理由で一部遅れている。(1)自然会話データ補強を当初の対象であった50代から20代と30代に変更したため、データ数が増え、今年度ですべてのデータを補強することが出来なかった。(2)韓国の教科書の資料収集が内容的に充分ではなかったため、目的数の収集を完成することが出来なかった。(3)そのため、(1)と(2)の統計・分析および双方の比較分析は、次年度前半までのデータ収集を待って実施することになった。2.アンケート調査:予定通り分析を終了し、成果を発表することができた。3.社会学的データによる比較分析:当初の計画の日本女性の「言動」および「場面設定」に関する比較分析が未完。4.国内外の学会での研究発表と論文発表:予定以上に実施出来た。以上の理由により、データ収集が期待通り進行していないために、比較分析研究が計画通りに進まなかった点において、研究が全体的に「やや遅れている」と自己評価した。海外での研究協力者が期待通り活動出来なかったため、海外で出版された教科書のデータ収集が予定通り出来なかった。
歯周炎の進行に咬合性外傷がはたす役割に関する研究

咬合性外傷を受けている歯と受けていない歯が、歯周治療の有無によって中長期的にどう変化するかを知るために本実験は計画された。実験計画は長期にわたっており、現在進行中である。また、測定評価の手段となるべきX線規格撮影システムは未だ確立された方法と言えず、まず診査方法の確立をめざして新たなシステムの企画開発を行った。この規格撮影装置の有用性については平成6年度春季保存学会において報告される予定である。以下に研究実績の概要を記す。新たに開発したX線規格撮影システムは、アクリル板製咬合印記部、アルミニウムウェッジ組み込み型ホルダー、ホルダー押さえ具、X線照射筒の4部品から構成されている。咬合印記部でホルダーをはさみ込む形で固定し、さらにホルダーを押さえ具を介してX線照射筒に連結する様に工夫されている。この装置の特徴は、各患者の撮影部位毎に調整した咬合印記部を保存して再利用することにより同一部位の規格撮影が容易にできる点と、アルミニウムウェッジを使用することによって現像条件の違いをコンピュータにより補正できる点である。再現性の検討にはヒト乾燥頭蓋骨2体を用い、左右の小臼歯部と大臼歯部を被験部位とし、規格撮影群は本装置を用いて、非規格撮影群との比較を行った。撮影者は両群とも5人で、合計80枚撮影した。その結果、規格撮影群は歯列内の距離、歯列間の距離ともばらつきが少なく、高い再現性を有していることが確認された。また、これらをコンピュータに読み込むことによってディジタルサブトラクションが可能であった。以上のことから、新型X線規格撮影装置の臨床応用は十分可能と思われた。規格撮影装置の再現性が確立されたので、現在、本実験を遂行している。
結晶反転対称性を持たない強磁性体UIrの圧力誘起超伝導

UIrは結晶の空間反転対称性を持たないキュリー温度46K、磁化容易軸[10-1]のイジング型強磁性体であり、この物質に圧力を加えると常圧のFM1相からFM2相、FM3相と3つの強磁性相を経て、磁気秩序が消失する。このFM3相のキュリー温度がゼロになる2.62.7GPaの量子臨界点近傍で転移温度が0.14Kである超伝導が電気抵抗により発見されている。本研究において交流帯磁率測定においてUIrの強磁性FM3相で超伝導に伴うマイスナー効果の測定に成功した。強磁性FM2相では、磁化容易軸[10-1]の残留抵抗はFM1相やFM3相とほとんど変わらないのに対し、これに垂直な[010]方向ではFM1相に比べ、約10倍の急激な増大を示す非常に異方的な電気抵抗を持つことが明らかにした。臨界圧力近傍の電気抵抗から超伝導の上部臨界磁場を測定し、OKへの外挿値は[101]方向で約15mT、[10-1]方向で約32mTであることがわかった。また高圧下における[010]方向のドハース・ファンアルフェン効果にも成功し、1.0GPaでは5つの、また1.5GPaでは1つのドハースブランチが観測されたが、これらのすべてのブランチで電子のサイクロトロン有効質量が常圧のものとほとんど変化がないことを明らかにした。さらに発展させて新しい化合物URhの単結晶育成を試みた。その結果、まだ完全な単結晶ではないが、組成比がおよそ1:1の均一相の物質を作り出すことに成功した。この物質のX線回折の結果はUIrと同じPbBi型結晶構造で説明でき、a=5.604Å,b=10.451Å,c=5.607Å,β=100.07°の空間群P2_1に属する単斜晶構造である。この試料はUIrと同じくイジング型の大きな磁気異方性を持ち、その容易軸方向の飽和磁化はUIrよりも大きい0.65μ_Bであることも明らかにした。本年度はまずUIrの純良単結晶育成から始めた。まず超高真空下で大電流を流し、ジュール熱で加熱するエレクトロ・トランスポート法で原料ウランを精製し、さまざまに条件を変えてチョクラルスキー法で単結晶を引き上げ、育成の最適条件を求めた。この結果、過去の試料を上回る高純度の単結晶を育成することができた。この高純度単結晶を用いて交流帯磁率測定においてUIrの強磁性FM3相で超伝導に伴うマイスナー効果を測定に成功した。超伝導はFM3相内に存在しており、圧力をさらに加えて強磁性相を消失させると超伝導も消失する。

また強磁性FM2相では、磁化容易軸[10-1]の残留抵抗はFM1相やFM3相とほとんど変わらないのに対し、これに垂直な[010]方向ではFM1相に比べ、約10倍の急激な増大を示す非常に異方的な電気抵抗を持つことが明らかになった。また高圧下における[010]方向のドハース・ファンアルフェン効果にも成功し、1.0GPaでは5つの、また1.5GPaでは1つのドハースブランチが観測されたが、これらのすべてのブランチで電子のサイクロトロン有効質量が常圧のものとほとんど変化がないことを明らかにした。UIrは結晶の空間反転対称性を持たないキュリー温度46K、磁化容易軸[10-1]のイジング型強磁性体であり、この物質に圧力を加えると常圧のFM1相からFM2相、FM3相と3つの強磁性相を経て、磁気秩序が消失する。このFM3相のキュリー温度がゼロになる2.62.7GPaの量子臨界点近傍で転移温度が0.14Kである超伝導を電気抵抗測定により発見している。前年度までの残留抵抗比170の単結晶試料において観測された超伝導はそのマイスナー信号の体積分率は5%と非常に小さくバルクの超伝導とは言いがたかったが、今年度さらに高純度の残留抵抗比229の純良単結晶試料の育成に成功し、これを用いるとマイスナー信号の体積分率は19%まで増加した。さらにこの高純度単結晶試料を用いてP_<c3>近傍で電気抵抗測定を行い、超伝導上部臨界磁場H_<c2>の異方性を測定した。超伝導転移温度が最も高い圧力2.7GPaにおいて、H_<c2>(T)=H_<c2>(O)(1-(T/T_<sc>^2)の関係式からH_<c2>(O)を導出すると、_<μ0>H_<c2>(O)は[101]方向で約15mT、[10-1]方向で約32mTであることがわかった。また今年度はUIrと同様な結晶構造を持つ物質の探索にも乗り出した。URhはこれまでその存在が知られていなかったが、アーク炉で多結晶試料を育成したところほぼ単相のURhが得られ、X線回折でUIrと非常に良く似た構造であることがわかった。今年度は近年加圧によって新たな強滋性相や超伝導の存在が明らかになった強磁性体UIrから発展させてUT(T:遷移元素)の単結晶育成と物性測定を行った。この中で周期表でIrの上に位置するRhとの化合物URhの単結晶育成を試みた。URhはU-Rh相図ではその存在が示されていない物質であるが、NaraineらがURhの存在をEMPAで検出している。また多結晶について約57Kのキュリー温度を持つ強磁性体であることが明らかになっているが、結晶構造はいまだ明らかではなかった。今回U:Rh=1:1の組成比でアーク溶解したものを石英管に真空封入し900°Cで36時間アニールした。この物質をEMPAで解析すると、組成比がおよそ1:1の均一相の物質であり、またX線回折の結果はUIrと同じPbBi型結晶構造で説明できることを明らかにした。これはa=5.604A,b=10.451A,c=5.607A,β=100.07°の空間群P2_1に属する単斜晶構造である。この試料はまだ完全な単結晶ではないが、UIrと同じくイジング型の大きな磁気異方性を持ち、その容易軸方向の飽和磁化はUIrよりも大きい0.65μBであることも明らかにした。この物質は常圧では超伝導を示さないが、UIrと同様に高圧下での超伝導が期待でき、これらの研究を通してUIrを含めた結晶反転対称性を持たない強磁性体における超伝導機構解明が進展することが予想される。
加齢による生体リズム機能低下の日中脳機能に与える影響

我が国の高齢者の15%以上は、長期不眠に罹患しており、睡眠障害に起因する日中の脳機能低下により社会的意欲が阻害されていることを、平成78年度の本研究の調査で明らかにした。さらに、高齢長期不眠患者の深部体温の連続記録から、睡眠に障害を持たない同年齢の健常者に比べ、長期不眠患者の深部体温リズムの振幅が有意に低下していることを、平成8年度に明らかにさた。長期不眠を呈する高齢者への睡眠薬の長期投与は、副作用や常用量依存等の問題が生じやすく、望ましい医療的改善法ではないことが、国内外の専門家より指摘されている。そこで、平成9年度には、長期不眠愁訴を有する高齢者を対象として、睡眠衛生の視点からの改善法の開発を試みた、軽度・中等度の睡眠維持の障害を呈する67歳78歳の男女6名を対象として、アクチグラフによる活動量を連続7日間測定した後、高齢者での深部体温リズム頂点位相近傍の1314時の間に、30分間の昼寝を連続10日間計画的に付加し、間患睡眠前の覚醒状態と夜間睡眠の改善効果を検証した。計画的昼寝条件下での入眠時刻と起床時刻は、有意に後退していた。間患の総睡眠時間には、両条件間で差は認められず、中途覚醒は計画的昼寝条件下で有意に減少、睡眠効率は有意に改善にていた。17時21時の間の覚醒状態は、睡眠の混入が有意に減少し改善していた。頂点位相近傍での計画的な短時間の昼寝は、夕方の眠気を減少させ、夜間の睡眠相を後退させるともに、主睡眠の質的改善効果を示すことが判明した。この主睡眠の質的改善に伴って、起床時の睡眠感はすべて有意に改善しており、高齢者の長期不眠患者に対する治療法の一つとして、計画的昼寝による生活改善技術が有用であることが、新たに判明した。老年性痴呆疾患における夜間異常行動や昼夜逆転の睡眠などは、看護の大きな問題となっている。また、老年者の25%以上が何らかの睡眠障害により日中の眠気を訴え、生活に支障をきたしている。日中の眠気の増大は脳の正常な活動を低下させ、痴呆老年患者での反応性の低下や治療効果を阻害する大きな要因ともなっている。この日中の眠気の増加による脳機能の低下は、生体リズムの異常によるものと加齢による覚醒機能の低下が考えられる。平成7年度は、正常加齢による生体リズムの機能低下が日中の眠気の出現と覚醒水準の低下にどのような影響を与えているかを解明し、正常者において、活動量より推定した行動的眠気と覚醒水準との関係を明確にするため以下の研究を遂行した。精神機能が正常で顕著な身体疾患の認められない(1)健常若年者10名、(2)常勤健常中高年者10名、(3)健常老年者10名について、連続1週間異常のリスト・アクチグラフ(mini-motion logger actigraph)による活動量の計測と、携帯型深部体温測定装置(携帯用長時間体温ロガー)による体温リズムの測定を行った。また、健常老年者を対象に活動量の測定と深部体温の測定と同時に日中の多数回のアルファ・アテニュエーションテストを行った。これにより、健常老年者における日中の眠気や睡眠の出現が体温リズムとリンクしており、その頂点位相に出現すること、夜間睡眠と深部体温リズムが老年者では内的脱同調を起こしており、これが夜間睡眠のクオリティを障害している可能性が高いことが判明した。

また、老年者の25%以上が何らかの睡眠障害により日中の眠気を訴え、生活に支障をきたしている。日中の眠気の増大は脳の正常な活動を低下させ、痴呆老年患者での反応性の低下や治療効果を阻害するおおきな要因ともなっている可能性が高い。この日中の眠気の増加による脳機能の低下は、生体リズムの異常によるものと加齢による覚醒機能の低下が考えられる。平成8年度は、加齢による生体リズムの機能低下が日中の眠気を増強し、覚醒水準を低下させ、脳機能を障害し、不眠老年者の社会的適応を阻害していることを明らかにするため以下の研究を遂行した。精神機能が正常で顕著な身体疾患の認められない老年者400名の睡眠問題調査と社会適応度調査を行った。また、その一部で連続1週間以上のリスト・アクチグラフ(mini-motion logger actigraph)による活動量の計測と、携帯型深部体温測定装置(携帯用長時間体温ロガー)による体温リズムの測定を行った。活動量と深部体温の測定と同時に、日中の多数回のアルファ・アテニュエーションテストと反応時間テスト、ビジュアル・アナログスケールによる意欲、感情、覚醒度、食欲、疲労感に関する心理テストを行った。それにより、夜間睡眠中の体温が十分に低下せず、体温リズム振幅が低下している例が,不眠患者に多く見られること,日中の脳波解析や作業能力テストにより,このような老年患者では,脳機能の低下が認められ,社会的自信度や適応度が低下していることが明らかになった。我が国の高齢者の15%以上は、長期不眠に罹患しており、睡眠障害に起因する日中の脳機能低下により社会的意欲が阻害されていることを、平成78年度の本研究の調査で明らかにした。さらに、高齢長期不眠患者の深部体温の連続記録から、睡眠に障害を持たない同年齢の健常者に比べ、長期不眠患者の深部体温リズムの振幅が有意に低下していることを、平成8年度に明らかにした。長期不眠を呈する高齢者への睡眠薬の長期投与は、副作用や常用量依存等の問題が生じやすく、望ましい医療的改善法ではないことが、国内外の専門家より指摘されている。そこで、平成9年度には、長期不眠愁訴を有する高齢者を対象として、睡眠衛生の視点からの改善法の開発を試みた。軽度・中等度の睡眠維持の障害を呈する6778歳の男女6名を対象として、アクチグラフによる活動量を連続7日間測定した後、高齢者での深部体温リズム頂点位相近傍の1314時の間に、30分間の昼寝を連続10日間計画的に付加し、夜間睡眠前の覚醒状態と夜間睡眠の改善効果を検証した。計画的昼寝条件下での入眠時刻と起床時刻は、有意に後退していた。夜間の総睡眠時間には、両条件間で差は認められず、中途覚醒は計画的昼寝条件下で有意に減少、睡眠効率は有意に改善していた。17時21時の間の覚醒状態は、睡眠の混入が有意に減少し改善していた。頂点位相近傍での計画的な短時間の昼寝は、夕方の眠気を減少させ、夜間の睡眠相を後退させるともに、主睡眠の質的改善効果を示すことが判明した。この主睡眠の質的改善に伴って、起床時の睡眠感はすべて有意に改善しており、高齢者の長期不眠患者に対する治療法の一つとして、計画的昼寝による生活改善技術が有用であることが、新たに判明した。
平面構造の超音波顕微鏡用音響レンズとその光学像・音響像同時観察システムへの応用

機械走査型超音波顕微鏡は、物質の微視的な構造の観察や弾性的性質の評価のための新しい手段として注目されており、種々の応用研究が活発に進められている。超音波顕微鏡の集束トランスジューサ部には、現在主として凹面音響レンズが用いられているが、VHFUHFの超高周波領域で用いられる凹面音響レンズの製作には高度の技術が要求されることから、これに代る製作の容易な高周波用音響レンズの開発が望まれる。また、これと共に、超音波像と光学像の同時観察を可能にする新しいレンズシステムの要求も高まっている。本研究は、フレネルゾーンプレートの原理に基く平面構造の音響レンズを超音波顕微鏡の集束システムに導入することにより、高周波用音響レンズの製作を容易にすると共に、この音響レンズ内に光導波路を内蔵させた構造の新しい光-音響共軸・共焦点レンズシステムの開発を目的としたもので、本年度は次のような成果を得た。1.昨年度の50MHz用に引続き、新たに100MHz用の平面音響レンズ(放射面直径5mm、焦点距離5.7mm)を製作し、その集束性能の評価を行った。1組の音響レンズを、それぞれの焦点面が同一になるように対向させて配置し、超音波の送受信実験を行った結果、焦点面ではほぼ回折限界である半値幅約26μm(約1.7波長)の集束超音波ビームが得られることが確認された。さらに、焦点面における音場分布の理論計算を行い、理論値と実験値が良く一致することを確めた。2.機械走査型の超音波顕微鏡装置を製作し、これに平面音響レンズを実装して透過法による被検体の映像化の基礎的な実験を行った。ステンレス網(200メッシュ)やタマネギの表皮組織、スライドフィルム上の文字等を被検体とした映像化実験により、光学像と良く対応した音響像を得た。
基本匂い要素の解明と受容体安定発現細胞センサの開発に関する研究

Y迷路マウス行動実験で、全背側受容体欠損により生じる(+)鏡像異性体選択的な感度低下と一方を検知できる広い濃度範囲で鏡像異性体ペアの識別ができない識別パラドックスを発見した。この結果は、応答する一部の受容体のみが識別を可能としており、フィードフォワード抑制系を介した刺激特徴的な基本匂いを強調する階層的要素匂い符号化説が支持された。混合尿試料を用い、尿の要素匂いは、個人特有体臭+食事由来の匂い<膀胱癌の臭い<潜血の臭い<抗生剤代謝産物の匂いの順に強いことを見出し、100万倍以上の希釈率の等潜血条件で、マウスが11名の膀胱癌患者の腫瘍摘除前の尿臭の識別できることを示した。特許出願:匂いの評価方法。嗅覚情報センシング利用により、遠隔的な危険物検知・捜査や対象物の加工・熟成・健康状態の判定などが可能になる。このセンシングには、色覚のR/G-Y/B基本色に対応する基本匂いの解明と、匂い情報符号化法および嗅覚センサ開発が不可欠である。本課題では、最初の基本匂いの解明を目指し、マウス行動実験で匂いの検知・識別に寄与する受容体の特徴を解析し、共通・相違要素匂いの寄与度および背側受容体の寄与を検討する。また、マウス受容体導入メダカを用い、導入受容体が匂い認識に与える影響を検討する。さらに、多種細胞センサ応答同時計測用のマクロ蛍光測定系の整備、細胞センサの改良などを目指す。1)マウス行動実験による基本匂い要素の解析:試作Y迷路を用いたマウスの鏡像異性体ペア2種の検知・識別閾値濃度の解析から、背側受容体欠損により生じる、(+)異性体選択的な感度低下と極度の識別閾値低下を伴う識別パラドックスを発見した。この広い濃度範囲で検知可・識別不可の結果は、高感度背側受容体がフィードフォワード抑制系を介した刺激特徴的な基本匂いを強調する階層的要素匂い符号化説で説明できる。2)特定臭検知ヒト受容体群の応答データおよび細胞アレイ用マクロ蛍光画像測定系の検討:受容体のhelix8の2番目がグルタミン酸の時のG蛋白質の3倍迅速活性化を発見し、上記成果と併せ、ヒトの受容体375種中で要素匂い形成を支配する166種の受容体を選別し、特許「匂いの評価方法」を申請した。この成果により、予定を変更し、市販のマクロズーム顕微鏡の整備を延期し、特許に関するデータ収集を優先させ、ヒトの67種の受容体の単離・発現ベクターの構築を進めた。3)マウスS6受容体導入メダカ作製と応答解析:マウスS6受容体を嗅上皮特異的に発現させた組換えメダカの作製に取組む予定であったが、上記の特許によって本実験は不要となり、実施を中止した。基本匂いを計測する方法についての基本特許「匂いの評価方法」を出願することができ、計画していた実験の一部が不要となり、最初の基本匂いを明らかにする目標を直接達成する実験が可能となった。さらに計画期間内で明らかにできる基本匂いの種類が計画以上になると期待される。この大きく進展した状況に従った方向で研究を加速するために、マクロ顕微鏡の整備を延期し、ヒト嗅覚受容体の遺伝子クローニングと発現ベクターの構築に努めた。嗅覚情報センシング利用により、遠隔的な危険物検知・捜査や対象物の加工・熟成・健康状態の判定、などが可能になる。1)マウス行動実験による基本匂い要素の解析では、匂いビーム提示型試作Y迷路を用いてヒト尿臭の要素匂いの相対強度を評価した。遺伝的に決定される体臭の個人差や食事の影響を低減させるため、混合尿の等潜血希釈と等希釈条件を比較した結果、食事の影響を受けない希釈条件で、膀胱がん摘除前の尿臭を識別できることが分かった。さらに、潜血の匂いや抗生剤の代謝産物の匂いの相対強度が明らかになった。また、以前のモルモット鼻付き単離全脳の嗅覚2次中枢の振動性応答の類似性を評価するwavelet相関解析法を開発し、嗅覚経路の3次神経細胞で複数種の受容体信号のフィードフォワード抑制系を介した加算処理により、感覚情報の冗長度が変化し、刺激履歴依存性相関から刺激種依存性相関に変化することが分った。特許1件を申請した。2)特定臭検知ヒト受容体群の応答データおよび細胞アレイ用マクロ蛍光画像測定系の検討では、新たに77種のヒト鍵受容体の発現ベクターを構築し、合計144種に増え、応答測定を開始した。また、前述の情報階層性は、へリックス8の2番目のアミノ酸がグルタミン酸である鍵受容体の信号により支配され、GPCRの同一クラス間では対応アミノ酸の共通性が高く、G蛋白質との特異的相互作用の迅速形成を支配していることが示唆された。ヒトの脳内で匂い表現を支配していると考えられる167種の鍵嗅覚受容体の内の8割以上となる144種の受容体の発現ベクターを構築し、要素匂いの概要を理解するための準備がほぼ整った。

嗅覚情報センシング利用により、遠隔的な危険物検知・捜査や対象物の加工・熟成・健康状態の判定、などが可能になる。このセンシングには、色覚のR/G-Y/B基本色に対応する基本匂いの解明と、匂い情報符号化法および嗅覚センサ開発が不可欠である。本課題では、最初の基本匂いの解明を目指し、マウス行動実験で匂いの検知・識別に寄与する受容体の特徴を解析し、共通・相違要素匂いの寄与度および背側受容体の寄与を検討する。さらに、多種細胞センサ応答同時計測用のマクロ蛍光測定系の整備、細胞センサの改良などを目指す。1)マウス行動実験による基本匂い要素の解析:試作Y迷路を用いてヒト膀胱がん摘除前後の尿臭の要素匂い強度を識別閾値として評価した結果、同条件の混合尿試料中の要素匂いは、個人特有体臭+食事由来の匂い<膀胱癌の臭い<潜血の臭い<抗生剤代謝産物の匂いの順に強くなることを見出した。この結果に基づき、個人特有体臭+食事由来の匂いを検知できない100万倍以上の希釈率でかつ、潜血の臭いを同じにした等潜血条件の希釈尿試料で、複数患者混合尿でトレーニングしたスニファー(匂い嗅ぎ)マウスは、11名の患者個人の腫瘍摘除前の尿臭も識別できることが分かり、論文発表した。また、前立腺癌の尿臭の識別の可否についてもデータ収集を行った。また、開発したwavelet相関解析法を脳波から一過性情報を読み出す特許に関する英文総説をまとめ、受理され、6月掲載予定となっている。2)特定臭検知ヒト受容体群の応答データ:出願済み特許「匂いの評価方法」に記載された要素匂い形成を支配するヒト受容体の内の22種の発現ベクターを構築し、166種が揃った。非嗅覚GPCR198種のhelix8の2番目アミノ酸はG蛋白質タイプ別に約7割で1種に保存されていることを見出した。Y迷路マウス行動実験で、全背側受容体欠損により生じる(+)鏡像異性体選択的な感度低下と一方を検知できる広い濃度範囲で鏡像異性体ペアの識別ができない識別パラドックスを発見した。この結果は、応答する一部の受容体のみが識別を可能としており、フィードフォワード抑制系を介した刺激特徴的な基本匂いを強調する階層的要素匂い符号化説が支持された。混合尿試料を用い、尿の要素匂いは、個人特有体臭+食事由来の匂い<膀胱癌の臭い<潜血の臭い<抗生剤代謝産物の匂いの順に強いことを見出し、100万倍以上の希釈率の等潜血条件で、マウスが11名の膀胱癌患者の腫瘍摘除前の尿臭の識別できることを示した。特許出願:匂いの評価方法。マウス嗅覚受容体を導入した遺伝子組換えメダカの作製・解析は中止し、ヒト嗅覚受容体の遺伝子クローニングと発現ベクターの構築、応答解析による基本匂いの概要を把握する方向に向かう。167種のヒト鍵嗅覚受容体の22種の要素匂いに対する相対感度をHEK293細胞機能発現系で測定評価することで、要素匂いの形成を支配している鍵嗅覚受容体の同定を目指して、研究を進める。29年度が最終年度であるため、記入しない。感覚生理学29年度が最終年度であるため、記入しない。
バナッハ空間及び関数空間の幾何学的構造の研究とψ直和の応用

任意有限個のバナッハ空間に対してψ直和のweak nearly uniform smoothnessを特徴づけた。その際、partial [ell]_1-normの概念とそれらのノルムに対応する凸関数の族を導入した。応用として、それらの凸関数を構成することにより、uniformly non-squareでないが不動点性をもつバナッハ空間の例を豊富に与えた。また、modulus of smoothnessに関わる幾何学的定数A(X)を導入して一連の成果を得た他、C2上のabsolute normのvon Neumann-Jordan定数に関する従来の結果を包含する定理を与え、それらを改良した。(1)任意有限個のバナッハ空間のψ直和に対するUNSQ性の研究は著しく煩雑であり,筆者等による2個の場合の結果以来,一つの公開問題になっている。この問題の解決を展望して、そのweak nearly uniform smoothnessを特徴づけた。その際,部分的に[ell]_1ノルムに一致するノルムを生成する凸関数の族を導入した。応用として、凸関数を用いてUNSQでないが不動点性を持つ空間を豊富に構成した(Comment. Math., 2012)。また、この凸関数の族について研究を進め、一連の成果を得た。とくに、ψ-ノルムが狭義単調な場合にUNSQ性を特徴付けた(preprint)。またuniform non-[ell]n_1性について同様の結果を得た(preprint)。(4) Smoothnessに関わる定数A(X)を導入し,一連の結果を得た(投稿中)。(5)これらの成果を国際会議ISBFS2012(招待講演)、数学会秋季総合分科会、関数空間セミナー等で発表した。(1)バナッハ空間のψ直和を用いることにより,uniformly non-squareでないが不動点性をもつバナッハ空間の例が豊富に構成できることを示した(accepted).これにより,uniform non-squarenessが不動点性を導く十分条件としてまだかなり強いことが示された.(4)任意有限個のバナッハ空間のψ直和についてuniform non-squarenessを研究してきたが,ψ-normが狭義単調な場合にその特徴づけを得た(preprint).また,付加的な条件を除いた最終的な結果について知見を得た.(5)国際会議NACA2013(弘前)及びICNAO2013(Kaohsiung,台湾)で本研究成果について招待講演を行った.また,Chiang Mai Univ.,北京師範大学を訪問し,講演を行った.その他,日本数学会年会,関数空間セミナー等で講演した.任意有限個のバナッハ空間に対してψ直和のweak nearly uniform smoothnessを特徴づけた。(1) Weak nearly uniformsmoothness(WNUS性)は空間の不動点性を導く性質の一つとして興味深い。任意有限個のバナッハ空間のψ直和のWNUS性を中心に研究し、その特徴づけを得た。また、応用としてuniformly non-square(UNSQ)でないが不動点性を持つ空間が豊富に存在することを示した(投稿準備中)。このことは、2006年の有名な結果「UNSQな空間は不動点性をもつ」に於いてUNSQ性がまだかなり強い十分条件であることを示唆している。なお、任意有限個のバナッハ空間に対する上述の考察は著しく複雑であり、その研究過程でCn上の[ell]_1型ノルムを生成する新たな凸関数の族を導入したが、この凸関数の族について一連の性質を明らかにした。また、ψ-ノルムがstrictly monotoneの場合、任意有限個のバナッハ空間のψ直和に対するUNSQ性の特徴付けを得た(preprint)。(2)単位区間上の凸関数からC2上のabsolute normを構成するBonsal-Duncanの結果を一般化して、任意の有限区間上の凸関数からabsolute normを構成する手順を与えた。これを用いて一連の2次曲線からC2上のabsolute normを構成し、それらのvon Neumann-Jordan(NJ)定数を決定した(J. Nonlinear Convex Anal.,掲載決定)。この結果は、C2上の[ell]2 normが双曲線の一部から構成されることに動機を有する。これにより、最近得られたNJ定数とJames定数に関する不等式(高橋ー加藤,JMAA, 2009)の精密化について知見を得た。(3) Smoothnessに関連した幾何学的定数A(X)について一連の成果を得た(投稿準備中)。任意有限個のバナッハ空間のψ直和について数年前よりUNSQ性の研究を進めてきたが、その前段階であるWNUS性の研究成果が今年度ようやく満足のいく形で出版された。その研究過程で見出した[ell]_1型ノルムを生成する凸関数の族について研究を進め、当初の予想をはるかに超える成果を得ている。それらは懸案のUNSQ性の研究に大きな手がかりを与えること、またバナッハ空間論において効果的に応用されることが期待される。幾何学的定数については、とくにNJ定数や新たに導入した定数A(X)などについて一連の成果を得た。

任意有限個のバナッハ空間のψ直和については、数年前よりUNSQ性の研究を進めてきたが、WNUS性の研究はその前段階に位置するもので、今年度ようやく満足のいく成果を得た。その研究過程で見出した[ell]_1型ノルムを生成する凸関数の族に関する研究は、当初の予想をはるかに超えて進展し、懸案のUNSQ性の研究に大きな手がかりを与えるものとなった。また、幾何学的定数、とくにNJ定数に関する研究も順調に進んでいる。引き続き、任意有限個のバナッハ空間のψ直和の研究を進める。とくにUNSQ性を特徴付けることを目指す。また、[ell]_1型ノルムを生成する凸関数の研究を進めると同時に、[ell]_p型など[ell]_1型ノルム以外のノルムを生成する凸関数を考察する。多方面で応用される凸関数の基礎的研究としてその意義は大きいと思われる。また、空間X_(ψ)の研究を行う。同時に、これまでに得られている幾何学的定数に関する研究成果(未発表)を纏めていく。UNSQ性の特徴付けなど任意有限個のバナッハ空間のψ直和に対して研究を進める。また、[ell]_1型以外の特徴的な型のノルムを生成する凸関数の族を考察する。多方面で応用される凸関数の基礎的研究として、その意義は大きいと思われる。また、興味深い研究対象である空間X_(ψ)(未発表)の研究を進める。23年度はψ直和や凸関数の族に関する研究において、新たな手法や道具を創り上げていくことに多くの精力を注ぐことになった。この点で、幾何学的定数に関する研究がやや第2義的になった感があるが、この課題でも興味深い問題が多く、着実に成果を挙げていきたい。研究打ち合わせにおけるアイデア・情報の交換は、新たな研究対象・問題に挑む際、その方向性を探る上で、また証明の実行などにおいて重要であり、共同研究活動の本質的な部分をなす。今後も引き続き、研究分担者や研究協力者と緊密な研究打ち合わせを行い、研究の着実な進展を図る。なお、23年度から研究機関を移ったこと、また上述の課題に集中的に取り組んだため、研究代表者自身は海外の招待講演を中心として、国内の研究集会等における発表を控える形になったが、今後、国内においても研究成果を広く発表していく。(1)研究期間の最終年度として、研究の進展及び成果取りまとめのための研究打ち合わせ旅費、また国内外での研究成果発表のための旅費に多くを充てる。とくに、これにより研究分担者、研究協力者等と緊密な打ち合わせを行い、現在preprintの段階にある論文数編を完成させるなど着実な研究の進展を図る。また、本研究の成果を数学会、国際会議等で発表する。なお、前年度、海外出張を控えたために生じた繰り越し額を併せてこれに充てる。(2)文献をはじめ、部分的な成果などを逐一印刷して確認するため、研究費の一部はインクトナー等のプリンター関係消耗品などに充てる計画である。
DMAHP/SIX5の標的遺伝子の同定による筋緊張性ジストロフィーの病態解明

SIX5遺伝子の発現量低下と筋緊張性ジストロフィー1型(DM1)病態との関わりを明らかにするためには、転写因子SIX5によって発現が制御される標的遺伝子の同定が不可欠である。今年度は、活性化型Six5(VP16-Six5wt)をアデノウイルスベクターによりP19細胞で過剰発現させ、cDNAアレーを使って同定した標的候補遺伝子の1つ、IGFシグナル制御因子をコードするIgfbp5遺伝子について詳細な解析を行った。まずIgfbp5遺伝子プロモーター上のSix5結合部位をレポータージーン解析、種々のin vitro結合実験により明らかにした。Six5は進化的に保存されたGCTCAAATTGCという配列(転写開始点の上流-72bpに位置する)に結合することがわかった。既知の標的遺伝子(myogenin、Atpla1)との比較からSix5結合コンセンサス配列(TCARRTTNC)を提唱することができた。またSix5欠損マウス繊維芽細胞におけるIgfbp5の発現レベルは1/2以下に低下しており、生体内でもSix5がIgfbp5遺伝子の転写活性化に関与することが確認された。Igf2遺伝子についても同様な結果が得られた。次にDM1患者由来の繊維芽細胞を骨格筋に分化誘導し、その過程におけるIGFBP5遺伝子発現量の変動を調べた。正常細胞では約2倍の発現増加が観察されたが、3種類の患者由来細胞では発現量はいずれも低下しており、IGFBP5遺伝子の制御の様相が変化していることが示された。本研究により中胚葉、体節、骨格筋、いくつかの筋特異的遺伝子、神経系で発現する遺伝子がSix5標的遺伝子として同定された。以上によりSix5はこれら標的遺伝子の制御を介して中胚葉系の組織、神経組織の構築と機能に関わるタンパク質であり、複雑なDM1症状の一部に関与する可能性が強く示唆された。SIX5遺伝子の発現量低下と筋緊張性ジストロフィー(DM1)病態との関わりを明らかにするためには、転写因子であるSIX5によって発現が制御される標的遺伝子群の網羅的検索を行うことが必須である。本研究ではその第一歩として、標的遺伝子群を効率よく検索、同定するための実験系を確立した。すなわち、転写活性化型VP16-Six5wtとDNA結合活性が著しく低い変異型VP16-Six5W241Rを発現する2種類の組換えアデノウイルスを細胞や組織に感染させ、VP16-Six5wtによってのみ短時間で発現量が増加する遺伝子を検索するという方法である。複数のSix5応答性レポーターを用いたレポータージーンアッセイ、標的遺伝子候補の1つであるmyogenin遺伝子発現のノーザン解析(C2C12筋芽細胞を使用)ではVP16-Six5wtによる特異的な転写活性化が観察され、本実験系の有効性が示された。そして、P19胚性癌腫細胞を用いて行ったcDNAマイクロアレーのスクリーニングの結果、筋分化を抑制する転写因子のMdfi、筋分化を活性化するシグナル分子であるIgf2、Igfbp5、Wnt11、神経繊維の投射に関わるSema3CとSema4Cをコードする遺伝子、さらにSix遺伝子ファミリーではSix2とSix5遺伝子が標的遺伝子候補として同定された。興味深いことに、myogenin遺伝子の活性化はP19細胞では検出されなかった。この結果は種々の培養細胞株や初代培養細胞、またマウス生体の組織にウイルスを感染させ標的遺伝子群の検索を行うことの重要性を明確にした。現在は、同様の方法でC2C12筋芽細胞、レンズ上皮細胞における標的遺伝子を検索中である。またIgfbp5遺伝子についてはプロモーター上のSix5結合部位、Six5遺伝子欠損マウスでの発現パターンについて解析を開始した。

以上によりSix5はこれら標的遺伝子の制御を介して中胚葉系の組織、神経組織の構築と機能に関わるタンパク質であり、複雑なDM1症状の一部に関与する可能性が強く示唆された。
パーキンソン病と細胞膜修復の解析を通じて,ユビキチンの新たな役割を理解する.

パーキンソン病はアルツハイマー病に次いで2番目に高い羅患率を示す老人性神経変性疾患である.病気が発症する仕組みの解明と,その知見を活かした根本的な治療法の確立が強く求められているが,その発症機構については諸説あって,定説が存在していなかった。われわれは本研究を通じて,「神経細胞内でミトコンドリアの品質管理が破綻し、膜電位に異常を持つミトコンドリアが細胞内に蓄積することによって,若年性のパーキンソン病が発症する」ということを明らかにした。また,MG53というユビキチンリガーゼが細胞膜の修復に関与することも明らかにした。Parkinは遺伝性パーキンソン病(AR-JP)の原因遺伝子であり、世界中で精力的に解析が進められている。その為にParkinに関して多数の論文が報告されているが、研究者間で必ずしもコンセンサスが得られていない事柄も多い。例えば、Parkinの細胞内局在はミトコンドリア内・小胞体(ER)膜上・分泌小胞上など研究グループ毎に異なる場所が報告されている。そこで、我々はまず使用する抗体の検定・評価を行った上で、マウス脳を用いて内在性Parkinの細胞内局在や存在様式を調べることにした.最適と思われる抗体を使用してマウス脳の細胞分画を行ったところ、Parkinは小胞体マーカーであるBip、ミトコンドリアマーカーであるFoF1ATP合成酵素、シナプス小胞膜マーカーであるNMDAR1、シナプス小胞マーカーであるsynaptophysinとは異なる挙動を示し、細胞質マーカーであるLDHと同様の挙動を示した。したがって、マウスの内在性Parkinは細胞質メインに存在していると考えられた。さらにParkinの細胞内での存在様式を調べる為に、マウス脳抽出液を用いたGlycerol gradientを行った結果、Parkinは見かけの分子量が60 - 100kDa程度の挙動を示した。この結果から、少なくともマウスのParkinは安定な巨大複合体を構成している訳ではないことが強く示唆された。また、MG53というユビキチンリガーゼが細胞膜の修復に重要な役割を担っていることを見いだし、論文として報告した。パーキンソン病はアルソハイマー病に次いで2番目に高い羅患率を示す老人性神経変性疾患である.病気が発症する仕組みの解明と,その知見を活かした根本的な治療法の確立が強く求められているが,その発症機構については諸説あって,定説が存在していなかった.2008年にアメリカのYouleらの先駆的な仕事によって,若年性パーキンソン病が膜電位を失ったミトコンドリアのオートファジー(マイトファジー)に関係することが示唆された.われわれも直ちにミトコンドリアの膜電位とパーキンソン病の関係に焦点を絞って研究を行い,(1)Parkinが膜電位を失ったミトコンドリアヘ移行してミトコンドリアを分解する為にはPINK1が必須であること,(2)Parkinは普段は酵素的に不活性型に保たれているが,ミトコンドリアの膜電位かせ失われることによって活性型へと変換されること,(3)一連のプロセスの最上位のイベントはPINK1の膜電位依存的な切断と分解であり,この仕組みによってPINK1が膜電位を失ったミトコンドリア上に特異的に局在化すること,(4)上記のプロセスがParkinやPINK1の患者由来の変異によって阻害されること,などを見いだした.そしてこれらの知見を論文として報告した.われわれも含む国内外のグループからの論文によって,「神経細胞内でミトコンドリアの品質管理が破綻し、膜電位に異常を持つミトコンドリアが細胞内に蓄積することによって,パーキンソン病が発症する」という仮説は確かなものになりつつある.MG53という細胞の修復に関与するユビキチンリガーガに関しても引き続き解析を行なった.
光学活性α,β-不飽和スルホキシドを用いる新しい不斉環化付加反応の研究

置換アリールスルフイニルエテン類の不斉Diels-Alder反応の立体過程を研究し、ジエンが接近する際ジエノフイルはエネルギー的に最も安定な立体配座(S-trans又はS-cis)で非共有電子対側から反応するため高ジアステレオ選択性が生じることを明らかにした。更に立体配座の安定性を左右するものはビニルスルホキシドのα又はβ位の置換基であり、dipole-dipole相互作用又は立体障害により左右されることも明らかになった。一方、従来繁用されているp-トリルスルフイニル基の代りに2-ピリジルスルフイニル基を用いることにより、反応性が著しく向上し、低反応性でジエンであるフランとも高ジアステレオ選択的に反応し、光学活性7-Oxabicyclo〔2.2.1〕hept-5-ene-2-carboxylic acid誘導体を与えることを見出した。これらの新しい不斉環化付加反応を利用して、数種の生物活性天然有機化合物のキラル合成を行い、この新反応が有用な合成手段となり得ることを示した。