hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高度心不全に対する異種心を用いた循環補助の可能性に関する免疫学的検討

高度心不全に対する異種心を用いた循環補助の可能性に関して、異種移植心を一時的な循環補助として用いた場合にそれに続く同種移植心の超急性拒絶反応の免疫学的機序などの点が免疫学的問題点として残されている。異種感作後の同種心移植時の免疫反応を実験的に検討し免疫抑制剤併用療法の効果について検討した。Golden-Hamsterを異種donor、Wister-King ratを同種donor、Lewis ratをrecipientとした。異種皮膚移植をラット背部に施行後7日までに同種心移植をOno-Lindsey法に従い異所性心移植を施行した。対象を異種皮膚移植期間、同種心移植期間にそれぞれ無投与群、免疫抑制剤を使用した群を設定、免疫抑制剤投与FK0.5±DSG5mg/kg/day連日投与に統一した。異種皮膚移植期間無投与群での皮膚移植片は移植後7日で完全に拒絶されたが、免疫抑制剤投与群では皮膚グラフトは完全に生着した。続く同種移植心のグラフト生着日数は異種移植期間無投与群の80%に超急性拒絶反応を認めた。これが異種抗原感作により惹起されたことを確認するため抗異種抗体価を求めると、免疫抑制剤投与群では抗体価は有意に抑制されていた。拒絶されたグラフト心筋の組織学的所見は心筋内血管の血栓閉塞と心筋内出血を免疫組織染色では心筋内血管の内膜周囲に1gM,C3の沈着を認め、液性免疫の関与が示唆された。これらの所見は免疫抑制剤投与群では認められず、FK0.5+DSG5mg/kg/dayの免疫抑制剤投与はブリッジ前後の免疫抑制療法として有効であると考えられた。
ナノポアを用いた溶液中生体材料の形状分布解析法の開発

本研究では、低アスペクト(ポア厚/ポア径)ナノポア構造をSi3N4メンブレンに作製し、微粒子をナノポアに通過させ、その際のナノポアを流れるイオン電流の変化を数学的に解析することで、液中に浮遊している微粒子の1粒子形状解析に成功した。また、本解析技術によってエクソソームの1粒子形状解析を行うことで、液中に浮遊しているエクソソームの形状分布は分泌元のがん細胞の種類ごとに異なることを発見し、エクソソームの形状は重要な生態情報であることを示唆した。さらに、グラフェンナノポアの作製や金属微粒子のパターニング技術開発にも成功し、今後、ナノポアによる形状解析の空間分解能を改良できる可能性を示唆した。本研究では、低アスペクトナノポアデバイスをコア技術とし、溶液中に浮遊している生体物質の「3次元形状分布解析法」の技術開発と原理構築を目的としている。具体的には、エクソソームを低アスペクトナノポアに通過させ、ナノポアを流れるイオン電流の変化からエクソソームの「3次元形状分布」を135nmの空間分解能で解析を行う。がん細胞由来のエクソソームは、正常細胞から分泌された物に比べ、「粒径分布」や「形状分布」が異なる。そのため、「3次元形状分布解析法」を開発することで、エクソソームをがんマーカーとした新しいがん検査デバイスの実現を目指している。本年度はグラフェンナノポアの作製と評価、およびエクソソームを検出するための検出装置の開発を主に行ってきた。まず、グラフェンナノポアについてはTEMを用いることによりグラフェンにポア構造を作製することに成功したものの、その構造をデバイスに組み込む段階でグラフェンが破損してしまう問題に直面した。デバイスの作製プロセスを工夫することで、デバイス作製は可能となったがその評価は次年度の課題となった。装置開発については、研究の遂行に伴い最新の論文を参考に当初の予定には無かった機能(速度制御)を加えることになった。当初、エクソソームのナノポア通過速度を制御する必要はないと考えていたが、関連文献や予備実験の結果から、速度制御を新たに行う必要があると判断した。そのため、本装置開発の予定は遅れ、それに伴い開発費を次年度へと繰り越した。本年度はグラフェンナノポアの作製と評価、およびエクソソームを検出するための検出装置の開発を計画していたが、グラフェンナノポアについては、TEMを用いることによりグラフェンにポア構造を作製することに成功したものの、その構造をデバイスに組み込む段階でグラフェンが破損してしまう問題に直面した。また、装置開発については、研究の遂行に伴い最新の論文を参考に当初の予定には無かった機能(エクソソームの速度制御)を加えることになったため、本装置の図面を新た作製し直し、工程表の修正を行った。そのため、装置開発は大幅に遅れ、それに伴い開発費を次年度へと繰り越した。具体的には、エクソソーム(細胞分泌顆粒)を低アスペクトナノポアに通過させ、ナノポアを流れるイオン電流の変化からエクソソームの「3次元形状分布」を1 35 nmの空間分解能で解析を行う。本年度は低アスペクト窒化シリコンナノポアデバイスを作製し、数種類のエクソソームの形状解析を試みた。具体的には、厚さ35 nm、直径200 nmの窒化シリコンナノポアを微細加工技術により作製し、「大腸ガン細胞」「肝臓がん細胞」「乳がん細胞」由来のエクソソームをそれぞれTEバッファーに分散させた後、電気泳動によって、エクソソームをナノポアに通過させた。その際に得られるナノポア内のイオン電流変化から、エクソソームの粒径分布および形状分布解析を行った。その結果、粒径(短軸長)分布はいずれも近い値を示し、粒径による識別は困難であったが、形状分布ではいずれも異なる分布を示し、形状分布からエクソソームの識別が可能であることを明らかにした。また、超低アスペクトナノポアデバイスとし、TEMによってグラフェンにナノポアを作製し、それをPDMSのマイクロ流路と組み合わせることでグラフェンナノポアデバイスの作製に成功した。さらに、ナノポア通過物質の表面電荷がイオン電流変化にどのような影響を及ぼすのか実験的に検証を行うため、表面電荷だけが異なる数種類の金微粒子の合成にも成功した。当初の計画通り、低アスペクトナノポアデバイスを用いることでエクソソームの形状解析に成功し、さらに形状分布からエクソソームの識別に成功している。この成果により、血液検査などの非侵襲的検査によってガンを検出できる可能性を見出している。超低アスペクトナノポアデバイスとしてグラフェンナノポアデバイスの作製にも成功している。また、表面電荷だけが異なる金微粒子の合成にも成功し、ナノポア通過物質(検体)の表面電荷がイオン電流に及ぼす影響についても明らかになってきている。以上の理由から、本研究はおおむね順調であると言える。

具体的には、エクソソーム(細胞分泌顆粒)を低アスペクトナノポアに通過させ、ナノポアを流れるイオン電流の変化からエクソソームの「3次元形状分布」を1 35 nmの空間分解能で解析を行う。がん細胞由来のエクソソームは、正常細胞から分泌された物に比べ、「粒径分布」や「形状分布」が異なる。そのため、「3次元形状分布解析法」を開発することで、エクソソームをがんマーカーとした新しいがん検査デバイスの実現を目指している。前年度までは、厚さ35 nm、直径200 nmの窒化シリコンナノポアを用いて、「大腸ガン細胞」「肝臓がん細胞」「乳がん細胞」由来のエクソソームの「粒径分布」と「形状分布」を評価した結果、粒径(短軸長)分布はいずれも近い値を示したが、形状分布ではいずれも異なる分布を示し、形状分布からエクソソームの識別が可能であることを明らかにしてきた。これらのエクソソームは培養サンプルであるため、今年度は実際のがん患者と健常者の血液に含まれるエクソソームの形状分布を同様の実験によって比較を行った。その結果、がん患者(乳がん)のエクソソームの形状分布は健常者のものに比べ明らかに異なる分布を示した。この違いが本当に乳がんに由来するものかはどうかを議論する必要があるが、エクソソームの形状分布を用いたがん診断の糸口が見えた。また、理論計算によってナノポア内のエクソソームの動的解析も行い、より定量性をもって形状分布等を解析できることを明らかにした。さらに、ナノポアに光を照射することで、局所電場によるエクソソームのポア通過速度を制御できる可能性を理論的に示し、そのためのボトムアップ技術を構築した。本研究では、低アスペクト(ポア厚/ポア径)ナノポア構造をSi3N4メンブレンに作製し、微粒子をナノポアに通過させ、その際のナノポアを流れるイオン電流の変化を数学的に解析することで、液中に浮遊している微粒子の1粒子形状解析に成功した。また、本解析技術によってエクソソームの1粒子形状解析を行うことで、液中に浮遊しているエクソソームの形状分布は分泌元のがん細胞の種類ごとに異なることを発見し、エクソソームの形状は重要な生態情報であることを示唆した。さらに、グラフェンナノポアの作製や金属微粒子のパターニング技術開発にも成功し、今後、ナノポアによる形状解析の空間分解能を改良できる可能性を示唆した。グラフェンナノポアに関しては、トライ&エラーを繰り返すことで、デバイスの作製と評価を行う。作製に成功したサンプルは、素性が明らかになっている金属微粒子などを用いて評価を行う。デバイスの作製では、主に作製手順の見直しとグラフェンナノポアデバイス作製専用の治具設計を検討する。装置開発については、次年度に繰り越した予算を用いて、可能な限り迅速に業者と協力しながら開発を行う。(修正計画通り、繰越し金により装置開発は無事に成功した)今後は実際の血液サンプルを用いた実験を行う。これまでは、培養サンプルを用いていたため、今後は実際の患者から提供して頂く血液からエクソソームを取り出し、粒径分布や形状分布を健常者とのそれと比較することで、より応用研究を見据えた実験を行う。また、グラフェンナノポアデバイスにおける問題はデバイスの歩留まりと実験の難しさである。
新しい非脱分極性筋弛緩薬SZ1676のPharmacokinetics

新しく開発された四級アンモニウムステロヂ骨格を持つ非脱分極性筋弛緩薬SZ1676のpharmacokineticsに関する研究を行った。ネコをケタラール筋注後酸素、セボフルランにて麻酔深度を深くし気管内挿管を行った後、人工呼吸によりPaCO2を35^40mmHg、pHを7.35^7.45に維持した。大腿静脈および大腿動脈にcannulationを行い、前者からペントバルビタール持続注入により麻酔を維持し、Lactate Ringer液を輸液した。後者は血液採取及び血圧測定に使用した。次に開腹し膀胱、尿道を露出後尿道にcannulationを行い、さらに胆嚢管を結紮し十二指腸に近い部分で総胆管にcannulationをした。血行動態が安定した後、SZ1676を100mcg/kg静注し、経時的に血液、尿、および胆汁を採取した。各々の試料中のSZ1676の濃度をガスクロマトグラフィーおよびマススペクトロメーターにより測定を行った。血液中の濃度測定により、他の四級アンモニウムステロイド骨格の非脱分極性筋弛緩薬と同じく血液中濃度変化は、bi-exponentialになる可能性があることがわかった。現在腎機能不全、肝機能不全群として腎動脈結紮あるいは門脈バイパスを造設し、その影響を検討中である。
悪心発現機構におけるc-fosおよびdynorphinの機能解析

c-fosは癌遺伝子の一つであり,細胞増殖や分化の制御に関わっている.また中枢の神経細胞においては,疼痛等様々な末梢刺激に応答し発現する.このことからc-fosは短期の細胞性応答を長期の細胞性応答に転換する際に働き,学習や記憶に関与すると考えられている.ところで疼痛刺激に対するc-fosの発現は中枢において神経ぺプチドの一種であるdynorphinの産性変化を引き起こすことが明らかにされている.申請者は悪心誘発剤投与時も中枢内にdynorphinが発現することで実際の悪心反応が引き起こされると仮定した.そこで11年度の研究目的としては,c-fosの関与でdynorphinが中枢に実際に発現するかを調べることにあった.実験方法としては,c-fosノックアウト・マウスと対照群にシスプラチンを各濃度で腹腔内投与し,種々の時間後組織の固定操作に入り,延髄より上位でdynorphinの発現とその局在を1次抗体にanti-dynorphin Aを用い免疫組織化学的手法で,両者の間で比較検索したが,dynorphinの脳内蓄積は時間を要すると考えられ,結果として有意な差は現れなかった.12年度はdynorphin発現の局在部位を特定し,ラットを用いdynorphinを局所投与することで,悪心反応の発現をみた.しかし同反応を誘発する有効投与部位の限定ができなかった.c-fosは最初期遺伝子の一つで,末梢での刺激に応答して中枢の神経細胞に発現し,短期の細胞性応答を長期の細胞性応答に転換する際に働き,学習や記憶に関与すると考えられている.ところで疼痛刺激に対するc-fosの発現は中枢において神経ペプチドの一種であるdynorphinの産生変化を引き起こすことが明らかにされている.申請者は悪心誘発剤投与時中枢内にdynorphinが発現することで実際の悪心反応が引き起こされると仮定した.このため今年度の研究目的としては,c-fosの関与でdynorphinが中枢内に実際に発現するかを調べることにした.そこで以前より交配繁殖中であるc-fosノックアウト・マウスを使用し,悪心誘発物質投与時中枢でのdynorphin発現を免疫組織化学的手法で検索することとした.悪心誘発物質としては悪心.嘔吐反応を副作用とする癌化学療法剤の一種であるシスプラチンを用いた.実験方法としては,野性型,ホモ接合型マウスにシスプラチンを各濃度で腹腔内投与し,種々の時間後組織の固定操作にはいり,延髄より上位でdynorphinの発現とその局在を1次抗体にanti-dynorphin Aを用い,両者の間で比較検索した.dynorphinの脳内蓄積には時間を要すと考えられ,シスプラチンの投与量,投与から環流固定開始までの時間等に各種の設定が必要であり,現段階では結果を出すまでには至っておらず,実験継続中である.c-fosは癌遺伝子の一つであり,細胞増殖や分化の制御に関わっている.また中枢の神経細胞においては,疼痛等様々な末梢刺激に応答し発現する.このことからc-fosは短期の細胞性応答を長期の細胞性応答に転換する際に働き,学習や記憶に関与すると考えられている.ところで疼痛刺激に対するc-fosの発現は中枢において神経ぺプチドの一種であるdynorphinの産性変化を引き起こすことが明らかにされている.申請者は悪心誘発剤投与時も中枢内にdynorphinが発現することで実際の悪心反応が引き起こされると仮定した.そこで11年度の研究目的としては,c-fosの関与でdynorphinが中枢に実際に発現するかを調べることにあった.実験方法としては,c-fosノックアウト・マウスと対照群にシスプラチンを各濃度で腹腔内投与し,種々の時間後組織の固定操作に入り,延髄より上位でdynorphinの発現とその局在を1次抗体にanti-dynorphin Aを用い免疫組織化学的手法で,両者の間で比較検索したが,dynorphinの脳内蓄積は時間を要すると考えられ,結果として有意な差は現れなかった.12年度はdynorphin発現の局在部位を特定し,ラットを用いdynorphinを局所投与することで,悪心反応の発現をみた.しかし同反応を誘発する有効投与部位の限定ができなかった.
〈見ること〉と〈読むこと〉をつなぐ「デジタル教材」に関する研究

本研究では、知覚としての「見ること」に着目し、「〈見ること〉と〈読むこと〉をつなぐ『デジタル教材』に関する研究」を進めてきた。「学校のICT環境の整備」が盛り込まれた「スクール・ニューディール」構想に基づいて、教育環境を抜本的に見直すことが求められ、「21世紀の学校」にふさわしい教育環境として、「電子黒板」や「タブレットPC」を活用した指導方法の開発は緊要の課題ととらえ以下のことに取り組んだ。研究を進めるにあたっては、概ね前期と後期とに区分し、前期(平成26年度平成27年度(上半期))に1「見ること」に関する理論研究、2デジタル教材論(現代文・古典)、3沖縄文学と地理教材論、後期(平成27年度(下半期)平成28年度)に、4見ることの指導理論と実践研究、5国語科と社会科を架橋するデジタル教材開発を行う予定であった。しかし、研究分担者の転出等の理由で、当初予定していた「電子黒板」や「タブレットPC」の購入がかなわず、また、主たる研究機関において三者が共同研究を行うことが困難な状況になったため、平成26年度をもって廃止することにした。よって、「見ること」に関する理論研究の一部とデジタル教材の問題点などをまとめることしか出来なかった。ただし、「電子黒板」や「タブレットPC」の活用において、身体感覚や共感などの概念を用いて教材開発する視点は見出すことができた。
家禽卵黄膜ZPCタンパクの繊維形成及び精子レセプター活性の制御機構

ZPCは鳥類の卵黄膜を構成するタンパクのひとつで,輔乳類の透明帯のZPCと相同なタンパクである。家禽の卵黄膜の繊維形成機構と生理機能をあきらかにするために,ZPCの不溶化機構を調べ,以下の結果を得た。卵黄膜を[^3H]標識ZPCとインキュベートしたところ,不溶性画分に放射活性が検出され,さらに,この不溶性画分を泳動し,オートラジオグラフィーで検出したところZPCのバンドが検出された。つまりZPCは卵黄膜と接触すると,不溶性に変化し,卵黄膜に取り込まれることを見い出した。2.卵黄膜の可溶化物を転写膜に固定化し,[^3H]標識ZPCを用いたリガンドブロット法で検出したところ,内層のもうひとつの構成タンパクであるZP1と特異的に結合することを発見した。また,[^3H]標識ZPCと卵黄膜の可溶化物をインキュベートし,抗ZPC抗体を用いた免疫沈降法を行なったところ,抗ZPC抗体によりZP1がZPCと共沈することがわかった。以上の結果からZPCは卵黄膜のZP1との結合を介して内層に取り込まれ,不溶化することが判明した。3.ZP1の発現組織を同定するために,特異的プライマーを設計しRT-PCR法でスクリーニングしたところ,ZP1は肝臓で発現していることを発見した。ついで,遺伝子の塩基配列を決定し,特異的抗体を作成し,これらをプローブとして生合成機構を調べたところZP1は女性ホルモンによって合成を刺激されることを発見した。4.ZPCとZP1との結合特性を調べる実験を行なったところ,この結合は,イオン強度,pHによる影響を大きく受けることを見い出した。つまり,両タンパクはイオン結合により特異的に結合することが判明した。ZPCは鳥類の卵黄膜内層を構成するタンパクのひとつで,哺乳類の透明帯のZPCと相同なタンパクである。家禽の卵黄膜の形成機構と生理機能を明らかにするために,ZPCの翻訳後修飾およびその生理的役割を調べ,以下の結果を得た。1.分泌前後のZPCの構造変化を調べることにより,ZPCは翻訳後にN結合糖鎖の付加とC末端側の77アミノ酸の除去を受けることを見い出した。切断部位はRFRRでこれはズブチロペプチダーゼの一種であるフューリンの認識配列であった。2.この翻訳後修飾の生理的役割を調べる系を確立するために,ZPC遺伝子をCHO細胞に導入したところ,培養液と細胞可溶化物の両方で抗ZPC抗体と反応するバンドが検出され,ZPCをCHO細胞で発現させることに成功した。さらに特異的抗体,各種レクチンを用いた解析により,ウズラZPCはCHO細胞でもN結合糖鎖の付加およびC末端側のアミノ酸が除去を受けることが示され,生体内にきわめて近い翻訳後修飾を細胞株内で再現することに成功した。3.site-directed mutagenesis法により作成したN結合糖鎖の付加部位に対する変異ZPCでは,N結合糖鎖を欠いたZPCが培養液中に検出されたが,これに対してフューリンの認識配列の変異ZPCでは,細胞に前駆体ZPCが蓄積し,培養液中にバンドは検出されなかった。これらの結果からウズラZPCはN結合糖鎖が付加されなくても細胞外に分泌されるが,フューリン認識配列で切断を受けないと細胞外に分泌されないことがわかった。
昆虫の飛翔における創成流場を用いた適応的運動能力のシステムバイオロジーによる解明

羽ばたきにより創成される流場環境を用いてマヌーバという適応的運動を実現するという観点から,蝶が適応的運動能力(運動知能)を発現するメカニズムの解明を目的とする.具体的には(1)蝶が創成環境との非線形相互作用を如何に利用するか,(2)生体の蝶の感覚器と身体機構とその入出力関係の解明について,生体の蝶の実験観測による生物学的な解析と様々なモデルの構成をとおした工学的な実現による,システムバイオロジーにより調査する.生物学的な解析:生体の蝶の複数の筋電を同時に計測し,記録できるようにした.アサギマダラの飛翔筋の筋電位を4チャンネルで取得するための計測装置を開発した.プリアンプはチョウの細長い胸部背面に取り付け可能な3 x 6 mmとし,メインアンプは目的に合わせて増幅率やフィルタを設定できる設計とした.胸部を固定した蝶の筋肉に刺激を加えて運動の様子を計測した.工学的なモデル解析:上の筋肉に対する刺激と運動のデータを用いて筋モデルを同定した.また,蝶の羽ばたき飛翔の運動学的制御系をヒューリスティックに構成し,渦法を用いて構築した数値モデルにより,生体の蝶と同様の羽ばたき飛翔を再現した.マヌーバのうち,特に翼運動と渦運動の関係を調べるため,一様流中の振動翼の後流に形成される渦構造を非定常(非周期)翼運動を経由することで変化させられるかどうかを調べた.構造変化を引き起こす翼運動ははばたき周期の1周期程度の間振動数を下げることで与えた.振動数低減の開始位相と継続時間を様々に変えた結果,ある組み合わせ付近では速やかに渦構造が反転し,同時に揚力の符号が逆転させることが可能であることがわかった.この結果は揚力の制御を渦構造を経由した翼運動の変化で行った例であり,蝶の適応的運動能力の発現の解明に寄与するものであると考えられる.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。羽ばたきにより創成される流場環境を用いてマヌーバという適応的運動を実現するという観点から,蝶が適応的運動能力(運動知能)を発現するメカニズムの解明を目的とする.具体的には(1)蝶が創成環境との非線形相互作用を如何に利用するか,(2)生体の蝶の感覚器と身体機構とその入出力関係の解明について,生体の蝶の実験観測による生物学的な解析と様々なモデルの構成をとおした工学的な実現による,システムバイオロジーにより調査している.生物学的な解析:材料としてアサギマダラの飼育系統を確立し,常時生体を実験に供する状態を維持した.CT画像,外骨格の実体顕微鏡画像,外骨格を脱色した個体の観察等により,飛翔に関わる筋肉や骨格の同定と計測を行った.自由飛翔する蝶の生体情報計測を試みた.体重が約300 mgのため有線計測を採用し,オペアンプを胸部に搭載することでワイヤの機械的ノイズを解決した.これにより主な5つの飛翔筋の活動計測に成功した.また,40 mgの超小型慣性センサを搭載することにより胸部運動を125 Hzで計測できた.工学的なモデル解析:はばたき運動の大変化が引き起こす飛翔挙動の変化(マヌーバ)を解析する基礎研究を行った.はばたき翼からの剥離渦が構成する渦構造変化を調べるため,剥離渦の形成過程を2次元モデルの単一渦近似法により解析し,翼形状による剥離渦の吸引点の有無や位置,形成された剥離渦の切り離し前後における剥離渦運動の変化を研究した.2次元蝶モデルを用いて,スライディングモード制御による姿勢制御を数値的に行った.胸部姿勢に大きな擾乱が加わっても,腹部角のみを動的に動かすことで,短時間で胸部姿勢を適切な状態へ復帰できることがわかった.このことは,突風などの外乱に対して,腹部を用いた安定化が可能であることを示している.今後,腹部運動を用いたマヌーバーの機構解明に取り組む.生物学的な解析に関連して,アサギマダラの飼育系統を確立し,飛翔に関わる筋肉や骨格の同定と計測を行うことができた.また,自由飛行での生体情報計測のための実験系を構築することができた.工学的なモデル解析に関連して,マヌーバ制御・解析に必要な流体力学的解析・数学解析の基礎研究が進展した.他方,スライディングモード制御では,腹部運動のみによる姿勢制御と翼も同時に用いる協調制御の適用範囲の同定に時間がかかり,やや遅れ気味である.羽ばたきにより創成される流場環境を用いてマヌーバという適応的運動を実現するという観点から,蝶が適応的運動能力(運動知能)を発現するメカニズムの解明を目的とする.具体的には(1)蝶が創成環境との非線形相互作用を如何に利用するか,(2)生体の蝶の感覚器と身体機構とその入出力関係の解明について,生体の蝶の実験観測による生物学的な解析と様々なモデルの構成をとおした工学的な実現による,システムバイオロジーにより調査する.生物学的な解析:生体の蝶の複数の筋電を同時に計測し,記録できるようにした.アサギマダラの飛翔筋の筋電位を4チャンネルで取得するための計測装置を開発した.プリアンプはチョウの細長い胸部背面に取り付け可能な3 x 6 mmとし,メインアンプは目的に合わせて増幅率やフィルタを設定できる設計とした.胸部を固定した蝶の筋肉に刺激を加えて運動の様子を計測した.工学的なモデル解析:上の筋肉に対する刺激と運動のデータを用いて筋モデルを同定した.

また,蝶の羽ばたき飛翔の運動学的制御系をヒューリスティックに構成し,渦法を用いて構築した数値モデルにより,生体の蝶と同様の羽ばたき飛翔を再現した.マヌーバのうち,特に翼運動と渦運動の関係を調べるため,一様流中の振動翼の後流に形成される渦構造を非定常(非周期)翼運動を経由することで変化させられるかどうかを調べた.構造変化を引き起こす翼運動ははばたき周期の1周期程度の間振動数を下げることで与えた.振動数低減の開始位相と継続時間を様々に変えた結果,ある組み合わせ付近では速やかに渦構造が反転し,同時に揚力の符号が逆転させることが可能であることがわかった.この結果は揚力の制御を渦構造を経由した翼運動の変化で行った例であり,蝶の適応的運動能力の発現の解明に寄与するものであると考えられる.羽ばたきにより創成される流場環境を用いてマヌーバという適応的運動を実現するという観点から,蝶が適応的運動能力(運動知能)を発現するメカニズムの解明を目的とする.具体的には(1)蝶が創成環境との非線形相互作用を如何に利用するか,(2)生体の蝶の感覚器と身体機構とその入出力関係の解明について,生体の蝶の実験観測による生物学的な解析と様々なモデルの構成をとおした工学的な実現による,システムバイオロジーにより調査する.生物学的な解析:二酸化炭素を充満させたケースに生体の蝶を入れて麻酔をかけ,胸部と腹部の間,および,胸部と翅の間の関節に静的および動的荷重をかけ,その応答から関節の構造柔軟性を計測した.生体の蝶の複数の筋電を同時に計測し,記録できるようにした.筋電計測の本実験においてデータ解析したところ,当初の予想に反し,予期しなかったノイズが増長していたため,目的とするデータが計測できないことが判明した.このため,研究方法を見直し,追加でノイズを低減する筋電計測方法を開発し,検証のための予備実験とそのデータ解析を行ったうえで,平成30年度に改めて筋電計測の本実験を行った.工学的なモデル解析:渦法(パネル法)で流体力を計算する3次元モデルの関節に構造柔軟性を考慮し,計測した構造柔軟性を参考値として,パラメータを変化させて飛翔安定化に及ぼす影響を評価した.筋電計測の本実験においてデータ解析したところ,当初の予想に反し,予期しなかったノイズが増長していたため,目的とするデータが計測できないことが判明した.このため,研究方法を見直し,追加でノイズを低減する筋電計測方法を開発し,検証のための予備実験とそのデータ解析を行ったうえで,改めて筋電計測の本実験を行う必要が生じた.生物学的な解析に関連して,筋肉のサイズや容量について,複数の計測法を検討し,客観的で安定したデータが得られる手法を見出す.また,自由飛行の計測を踏まえ,テザード飛行との実験データの整合性について検証を行い,身体機構を含めた感覚運動系のシステム同定のために必要な実験系を構築を目指す.工学的なモデル解析に関連して,直接数値計算により単一渦近似との比較を行い,具体的なマヌーバ制御をデザインするための手法を研究する.また,腹部運動を用いた安定化が可能となったので,今後「研究の目的」であるマヌーバーに取り組む.現在までの研究によって,腹部運動のみを用いた制御は短時間であれば非常に有効であることがわかったので,これをマヌーバーに用いることにする.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。追加でノイズを低減する筋電計測方法を開発し,検証のための予備実験とそのデータ解析を行ったうえで,改めて筋電計測の本実験を行う.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
GCおよびAT選択的な新規リガンドを基本とするDNA配列認識分子の創製

背景:合成オリゴヌクレオチドは生体内においてmRNAあるいは2本鎖DNAと複合体を形成することによって、特異的に遺伝子発現阻害を行うことが可能であり、アンチセンス、アンチジーン法として新時代の医薬品への発展が期待されている。高い阻害効率を実現するため、これらの複合体の安定化が必要であり、特に、機能性核酸を利用した核酸間を共有結合で固定化するクロスリンク反応の適用が検討されている。我々は、効率的かつ特異的な反応が、目的の標的部位でのみ活性化される分子の開発を目指し、標的核酸との複合体形成→活性化→クロスリンク反応と一連の反応がシンクロナイズして誘起される、新規機能性核酸誘導体の開発を目指している。結果:「シンクロナイゼーション活性化」の概念によって、安定な構造から2本鎖DNA形成によって活性化され、効率的かつ選択的なクロスリンク反応を実現する新規分子、2-amino-6-vinylpurine誘導体を開発した。特に、反応基としてフェニルスルフォキシド誘導体を用いるとき、約100%近いクロスリンク収率で、シチジン選択的および部位特異的に反応する優れた反応であることを報告した。さらにより安定な構造からより多段階の活性化を受ける分子構造を検索したところ、m-カルボキシル置換体が、ほぼフェニルスルフォキシド体に匹敵する効率を実現することを見いだした。m-カルボキシル置換フェニルスルフィド体を含むオリゴヌクレオチドは単独では極めて安定であり、相補鎖とのハイブリダイゼーションによってのみ、シンクロナイゼーション活性化を受けた。さらに、これまでの誘起反応性を持つ機能性核酸はシンクロナイゼーション活性化の過程も、クロスリンク過程も酸触媒が必要であったため、生体内での利用可能な分子の開発を目指し、「ダブル活性化」構造を持つ分子を設計した。その結果、pH7での効率的なクロスリンク反応を実現することができた。高い阻害効率を実現するため、これらの複合体の安定化が必要であり、特に、機能性核酸を利用した核酸間を共有結合で固定するクロスリンク反応の適用が検討されている。平成11年度の成果:反応基としてフェニルするフォキシドを有する2-aminopurine誘導体を用いるとき、約100%近い収率で、シチジン選択的および部位特異的に反応する優れた反応であることを報告した。今回、スルフィド芳香環上の置換基が電子吸引性基は反応効率を減少させ、電子供与性基が反応収率を大きく向上させることを見出した。そこで、よりより電子供与性基としてカルボキシルレートの置換体を検討したところ、活性化体としてのビニル体に近い反応収率が得られた。グルタチオンおよびアスコルビン酸など生化学的なラジカルスキャベンジャーの添加によりスルフィド体のクロスリンク反応が完全に阻害され、スルフォキシド体の反応は影響を受けなかったことから、このシンクロナイゼーション活性化には、電子移動が鍵反応として含まれることが示唆された。現在、中性条件下でも機能する効率的なクロスリンク剤についても検討中である。
DTI の発生機序解明および予防的看護援助技術の開発に関する基礎的研究

本研究では、深部損傷褥瘡(Deep Tissue Injury: DTI)の発生機序を解明し、予防的かつ治癒に貢献する看護ケアを開発するために広範に組織の観察が可能である動物実験モデルを開発した。その結果、臨床で発生するDTIの所見を包含した創をラットに作製することができた。炎症性細胞は創縁から創中心部に向けて波及する様子が観察されたことから、創中心部への炎症性細胞浸潤の遅れにより時間差が生じ、一部炎症の慢性化像を示して創傷治癒の遅延を引き起こしたと考えられた。さらに創治癒悪化防止を目的に創作製直後に冷罨法を実施した結果、冷罨法群では圧迫創発生直後は対照群に比較し炎症性細胞の浸潤が多いが、後の壊死領域が減少する所見を得た。組織学的詳細および適切な看護ケア介入方法は今後さらに検討する。動物実験を基盤にしたDTIの発生機序および看護援助技術の開発とその効果を明らかにすることを目的とし、DTIの動物実験モデルの作製に向け基礎的実験を行った。雄性Jc1/ICRマウスを用い、深麻酔下で背側皮膚への血管を腰背部の骨格筋下層部で結紮し虚血モデルを作製し、1、3、5日目後に皮膚標本を摘出した。術後1日では、マウスの背側皮膚は肉眼的観察では無傷の状態であり、血色不良等の著明な変化は認められなかった。組織学的観察では、筋層の浮腫、顕著な好中球の遊走や壊死徴候を示す筋線維束が散見され、皮下組織層、真皮層においても、好中球の遊走、浮腫がみられた。3日目の肉眼的所見ではわずかな皮膚の変色、5日目では、明らかに茶褐色に壊死した皮膚がそれぞれ観察された。3日目の組織学的観察では、浮腫、炎症性細胞浸潤の増悪がみられ、5日目では表皮の一部の欠損がみられた。急性炎症の所見が広範囲にわたることから、筋や皮下組織レベルでの軟部組織における局所の虚血状態は、広範囲な皮膚組織の領域に影響を与えることが示唆された。動物モデルの解析と併せて、ヒトでの発生機序に関するデータを確認するために解剖実習遺体においてDTIを疑う事例の所見を検討した。仙骨部の皮膚組織では、真皮表層に浮腫を認め真皮層では毛細血管が拡張していた。皮下組織では、汗腺・血管周囲に浮腫を、脂肪細胞周囲に血管の拡張を認めた。さらに、筋線維と筋内膜との境界、筋周囲膜との境界の拡張がみられ、一見I度の褥瘡が疑われる皮膚組織において、深層では浮腫や充血が起こり炎症反応を示したことから重篤な組織損傷が生じていると考えられた。深部損傷褥瘡(DTI)は患者のQOLを著しく悪化させ重篤な褥瘡へ移行するリスクが高いため、治療や悪化予防策の検討が急務である。患者の側近にある看護師は褥瘡を発見する機会が多いため褥瘡による組織損傷の悪化予防の看護援助が開発される意義は大きい。組織損傷悪化を抑制する看護援助の開発と効果を検討することを目標に、今年度はその評価のための再現性の高いDTI動物モデルの作製に取り組んだ。H22年度の実験を基盤に圧迫創作製方法を考案した。9週齢のWistar系雄性ラットの麻酔後腰背部を除毛した。圧迫創はネオジム磁石1個(534mT)を腹腔内へ埋め込み腰背部皮膚から同タイプの磁石1個を装着して皮膚全層および深部筋層を6時間圧迫し作製した。6時間後に磁石除去後毎日皮膚状態を観察した。圧迫創部および対側の皮膚を1,3,5,7,10,14,21,28日目に摘出した。統一した方法で改良を重ねた圧迫方法は、n数を増やして圧迫創の再現性を肉眼的および組織学的に検討した。その結果、肉眼的所見では、1Day2Dayでは創は蒼白で創周囲は発赤がみられる状態が継続し、3Dayから創中心領域が黄色茶褐色に変化し、6,7Dayでは褐色へ変化した。その後痂皮は徐々に縮小し始めたが、2628日頃まで創部を覆っており損傷が継続していた。組織学的所見からは、皮膚全層および皮下・筋組織に及ぶ組織損傷が認められた。15Dayでは、各組織に好中球など炎症性細胞の遊走、マクロファージによる貧食など創傷治癒急性期の所見が観察された。

7日目から、損傷創部辺縁、皮下組織層に血管の拡張がおこり新生血管が認められ深部筋部では活性化した核が認められたが、痂皮の下部では、10Dayでリンパ球、マクロファージが継続して観察され、慢性創傷と考えられる所見が認められた。これらの所見は、各日実験群において同程度の損傷および創傷治癒過程を示した。以上のことから、本実験の圧迫創の損傷が慢性創傷の所見を有し、DTIのモデルとして有用であることが示唆された。重篤な損傷に移行しやすい深部損傷褥瘡(DTI)は初期段階では表皮の欠損がないため表層から損傷の程度が推測できず、発見や治療が遅れるという問題を持つ。そのためDTI初期段階の看護ケア介入を開発する意義は大きい。本年度は、褥瘡の動物実験モデルの再現性の確認および創傷全体における細胞動態に注目し発生機序の解明を行った。Wistar系雄性ラット36匹に深麻酔下で手術を施行した。磁石2つを用い、腹腔内に一つもう一つは背側皮膚から着け6時間圧迫し圧迫創を作製した。肉眼的所見は一日目は蒼白、35日目には黄色茶褐色の痂皮を形成した。7日目には創部全体を覆う痂皮となり、21日28日まで徐々に縮小するが創部を覆っていた。組織学的所見は1日目は真皮の繊維芽細胞の染色性が低下し、創部全体に浮腫が認められた。創部辺縁の皮下組織層と筋層の疎性結合組織内に好中球の浸潤が始まった。3日目に真皮深層の顕著な血管拡張が認められ、真皮層へ徐々に好中球が浸潤した。7日目には顕著な痂皮の形成と痂皮直下にマクロファージ(Mφ)を認め筋層では筋細胞の再生が認められ、核の偏移が顕著にみられた。10日目から14日目には真皮層のMφの集積と毛包の貪食と毛包の崩壊、以降には真皮層の顕著な瘢痕治癒をみとめた。創傷進行の指標としてMφ抗体(RM-4)およびProliferating Cell Nuclear Antigen (PC10)を用い分析した。RM-4陽性細胞は3日目から皮下組織層は全体に、および真皮層と筋層の創部辺縁に集積を認め、徐々に創部に浸潤した。7日目には創中心付近までみられた。14日目には真皮層毛包近傍に集積した。PC-10陽性細胞率はRM-4陽性細胞数に追随し、依存的に陽性率の増加を認めた。DTIは創部各層および創中心への細胞浸潤の浸潤進度が異なるため創傷が悪化し治癒の進行が遅滞することが示唆された。本実験の目的の一つである、深部損傷褥瘡の悪化を抑制する看護援助技術の開発を行うために、現在より臨床に即した再現性の高い褥瘡モデルの作製に取り組んでいる。開発する看護援助技術の評価は、確実な再現性のある精度の高い深部損傷褥瘡モデルの存在が不可欠であり時間を費やしているため。24年度が最終年度であるため、記入しない。深部損傷褥瘡動物モデル作製を確立し、今後は、組織損傷の悪化を抑制する看護援助技術の開発に着手していく。看護援助技術は、温・冷罨法から試行していくが、看護援助技術のみでは組織損傷の悪化を抑制する効果的な結果が得られない可能性が考えられる。そのため、深部損傷褥瘡の治療や悪化予防策の開発に対しても貢献できるようにステロイドなどの薬剤投与等も視野に入れて実験を進める。
統計と確率を結び付ける数学的モデリングの授業に関する研究

本研究では,中1において統計と確率を結び付ける授業を構想・実践し,その位置付けの可能性と指導の手立てを探ることを主たる目的とした。先行研究にある,ビジネスにおけるデータ分析の局面(説明的分析,予測的分析,指示的分析),数学的モデリング過程,統計的問題解決過程を参考に,活動の模式図を作成し,実験授業「貸し出し靴を買い換えよう」を行い分析した。本研究の成果は以下のとおりである。1実験授業の活動においては,ほとんどの生徒が各サイズの相対度数を求め,(暗黙裡ではあるが)その後も同じ割合で借りられると仮定して計算し,意思決定していた。相対度数を確率とみなしている姿である。中1の統計と確率を結び付ける授業として, D領域の学習の最後に位置付けることが妥当である。2単純に,各サイズの相対度数を基に買う足数を決定する生徒のみならず,更に批判的に考察し,現実的な条件を加味して決定を修正する生徒が多く見られた。他者との交流により決定をさらに修正する生徒もいた.3相対度数を確率とみなす中で,その行為を暗黙裡にしてしまい,みなしてよいかを批判的に検討しない生徒が多かった。この行為の是非を検討させ自覚化を促すことが,統計と確率を結び付ける過程で必要な考え方を指導する手立てとなる。4「貸し出し靴を買い換えよう」と同様に,作成した模式図を基に,中2「四分位範囲・箱ひげ図」で統計と確率を結び付ける実験授業「相手投手を攻略しよう」を構想した。本研究の意義は,過去のデータを基に未来へ意思決定するという,実社会で度々行われる行為の背景にある大切な考え方を学ぶ授業を開発したことである。新学習指導要領では中1・中2のそれぞれで統計と確率を学ぶ予定であるが,統計と確率とを関連付けた中学校の指導についての実証的な研究はない。平成30年度から始まる学習指導要領の先行実施(移行措置)に向けても,必要不可欠な研究である。
米国における多文化共生都市空間のガバナンスと再編成

本研究は,グローバル化や新自由主義的政策転換を背景として,近年注目されているオルターナティヴな都市ガバナンスについて,多文化都市を構成する多様な市民,集団による都市政策への関与実態を考察することで,現代都市空間の変容と再編成について解明することを主たる目的とした。これを達成するためカリフォルニア州サンフランシスコ・ベイエリア都市圏における現地調査を実施した。NPOや社会的企業家を訪問し,聞き取りや資料収集,統計分析を行った。また,研究代表者が東日本大震災被災地との縁が深かったことから震災後,地域の再生と復興における「新しい公共」の災害復興ガバナンスに関する議論にも発展させた。特に,本研究が課題とする多文化共生の視点から,被災空間における外国人・マイノリティ支援の課題についての資料収集や討議を行った。また今次震災で発生した大量の避難者の移住問題(ホスト・ゲスト関係),こうした集団の一時定着にかかる諸問題にも着目した。その過程でGIS(地理情報システム)による空間的統計分析を援用した。短期間であったが渡米して資料収集を実施するとともに,カリフォルニア大学バークレー校マイケル・オミ教授(エスニック・スタディ)から,上記研究の進捗に関する指導・助言を得た。また,学内共同研究の一部にも参画して震災,復興,ガバナンス,マイノリティをキーワードに定期的な勉強会,発表会で討議を続けた。こうしたなか年度途中で,特別研究員PDの受入機関に常勤教員として採用された。このため本課題研究は制度上廃止せざるを得ないが,本研究で得られた知見と現行の震災関連研究とを有機的に融合させながら,所期の研究テーマを継続発展させたい。本研究は,近年注目されている米国都市社会におけるオルターナティヴな都市ガバナンスについて,多文化都市を構成する多様な市民,集団による都市政策への関与実態を考察することで,現代都市空間の変容と再編成について解明し,多文化社会のあり方や課題,実現可能性を究明することを主たる目的とする。この達成のため,初年度は,当初の予定通り,夏期にカリフォルニア州サンフランシスコ・ベイエリア都市圏において現地調査を実施した。その際,都市貧困問題の解消,環境問題の解決に関与するNPOや社会起業家を訪問し,聞き取りや資料収集を行うとともに,サンフランシスコ日本町において断続的に実施されている地区再生計画事業の追加調査を行った。また,これまでに現地で収集した統計や空間データを整理し,多文化都市の移民街区の変遷についてGIS等を用いて計量的に分析した結果を,英語論文として公表した。さらに,かかる研究成果を,国内外の学会(3件,他1件は震災のため中止)で発表・討議した。これらを通じて,(1)都市空間におけるエスニック集団の分布とその変化を統計や空間データで明らかにし,(2)その上で,多文化都市空間に存在する一移民街区の「まちづくり」の事例から,エスニシティや文化資源を扱う都市ガバナンスの実態解明や課題の検討を行った。このように,GISを用いた定量的・空間的分析を通じた社会空間とエスニック集団の関係性解明の作業に引き続いて,関係者への聞き取りや活動の観察等の臨地調査に基づく質的分析を実施することによって,都市ガバナンスの再編成の在り方や課題を包括的に論じる本研究を前進させることが出来た。
自己組織化された銅-パラジウム複核錯体の創製と酸化反応触媒としての機能調整

有機基質を金属錯体の介在により自己組織化させる研究が、近年注目を浴びている。これに比べて、2元系金属錯体それ自身を自己組織化させ、その実態と機能を究明しようとする研究例は乏しい。我々は既に、有機合成化学の分野で汎用されている酸化触媒PdCl2-CuClを分子状酸素存在下でヘキサメチルホスホルアミド(HMPA)と反応させ、銅とパラジウムに架橋した酸素原子を持つ複合錯体(PdCl2)6(CuO)4(HMPA)4及びポリマー状錯体[(PdCl2)2CuCl2(HMPA)2]nの単離に初めて成功した。また、この手法をHMPAの代わりにジメチルホルムアミド(DMF)に適用し、配位子としてDMFを持つ二種のPd-Cu二核錯体(**Cl2)x(CuO)y(DMF)z及び[(PdCl2)2CuCl2(DMF)2]nの単離にも成功した。本年度は、アミド化合物として2-ピロリジノンを同様に反応させたところ、この場合もパラジウムと銅が塩素原子で架橋された錯体[(PdCl2)2CuCl2(2-pyrrolidinone)4]n(1)が得られた。この錯体を触媒に用い、メタノール-ジクロロメタン溶媒中でシクロヘキセンの酸素酸化反応を行なった。その結果、この錯体1と同じ組成でPdCl2(MeCN)2,CuCl2,および2-ピロリジノンを個別に加えて調整した触媒よりも、錯体1は触媒活性が高いことが判明した。さらに、錯体1を触媒に用いたシクロヘキセンの酸化反応から生成したパラジウム錯体(PdCl2)2(HCl)(2-pyrrolidinone)4をCuCl2と共に用いた場合も、その触媒活性は錯体1に及ばなかった。これらの結果から本酸化反応における触媒作用はパラジウム-銅複核錯体によるもので、一般に知られているワッカー型レドクス機構によるものでないことを明らかにした。
骨基質タンパク質オステオカルシンによる脳機能保護作用の分子基盤解明

最近、骨芽細胞の作るタンパク質「オステオカルシン(OC)」が脳の発達および機能維持に重要な役割をもつことが明らかとなった。この分子基盤を解明するため、本研究では、神経細胞の機能調節におけるオステオカルシンの役割とその分子機構の解明を目指す。平成30年度は、まず神経細胞に対するOCの直接作用の有無について、ラット副腎髄質褐色細胞腫由来細胞株PC12を用いた神経突起伸長モデルにより検討した。OC存在下・非存在下でPC-12を神経成長因子(NGF)で処理したところ、神経突起伸長(突起の長さ)は、OC添加によって促進された。一方、細胞あたりの突起数および突起を有する細胞の割合はOC添加の影響を受けなかった。このとき、OC処理によってPC-12におけるNGF受容体の発現量は変化しなかったが、NGF刺激によって惹起されるErkおよびAktのリン酸化は変化していた。これらの結果から、OCは培養神経細胞の分化・機能に対して細胞内シグナルの修飾を介して直接的な影響を及ぼしうることが確認できた。また、OCにはグルタミン酸残基のγカルボキシル化(Gla化)の有無によってGlu型とGla型が存在し、既知のOCの受容体であるGPRC6AはGlu型にのみ応答することが知られるが、PC12細胞を用いた本実験ではGlu型およびGlu型が同程度の作用を有していたことから、OCはGPRC6A以外の受容体を介して作用を発揮したことが示唆された。引き続き同モデルを用いたOCの作用とその機序について検討を進めている。平成30年度の当初の目的である、「オステオカルシン(OC)が培養神経細胞に対して、その分化や機能に直接的な作用を有するかどうか」に関して前向きな結果を得ることができたため、予定していた計画を進めることができている。また、関与するOCの受容体も既知のものとは異なる受容体の存在が示されたため、予定通りにその同定を試みる実験を進めることができる。受容体候補の網羅的探索は予備的に初年度の予定に含めていたもので、2年目の実施となる点について問題ない。平成31年度は、神経細胞の初代培養系を用いたOCの効果の検証とOCの受容体候補探索等を中心に実験を進める。平成31年度は、オステオカルシン(OC)の効果を確認したPC12細胞の実験系を継続しつつ、セロトニン分泌培養細胞株RN46Aを用いた開口分泌への作用、初代培養神経細胞を用いた細胞機能へのOCの効果を検討する。一方、これら細胞のうち、最もOC刺激への応答の顕著なものを使用して新奇OC受容体の網羅的探索に着手する。各種培養神経細胞の実験系におけるOCの効果とその作用発現の分子メカニズムの解明を目指す。

当初、培養神経細胞に対するOCの効果に関する予備実験が予想以上に順調に進んだ場合に受容体の網羅的探索を開始できるように、必要となる費用を予備的に初年度に計上していた。PC12細胞を用いた機能実験で予想よりも結果が得られたために当該実験を優先して時間を要したこと、また予備的実験が予想以上に順調に進むことはなかったことから、OCの候補受容体の網羅的探索に必要な費用として次年度に持ち越した。同費用は、初年度の実験結果を踏まえて予定通り網羅的探索に使用する。翌年度分に計上した助成金も当初2年目に計画していた実験に使用する。
遺伝性腫瘍における欠失型突然変異の細胞遺伝学的ならびに分子遺伝学的解析

本研究では、腎細胞癌と家族性大腸ポリポーシス(FPC)における発癌過程に、発癌抑制遺伝子が関与している可能性を検証することを目的として、患者の正常体細胞と腫瘍細胞における欠失型突然変異を細胞遺伝学的及び分子遺伝学的手法を用いて検索した。(1).酵素処理法と短期培養法により、非家族性腎細胞癌31例の染色体解析を行った。その結果、腫瘍の進行度及び組織・細胞型に関わりなく、19例(61%)にNo.3染色体短腕(#3p)の部分欠失(単純欠失、不均衡転座による)が観察され、3p14-p21の共通欠失領域が認定された。他にNo.7染色体のトリソミー、X又はY染色体の消失が高頻度に(それぞれ26%、39%)認められた#3pに座位する2種のDNA probe(c-raf,D3S6)によるヘテロ接合性消失(LOH))の検索を6例について試みたがいずれも正常体細胞ではホモ接合型であったため有意な知見は得られなかった。特に#3p異常がみられない腫瘍についての検討が急務である。(2).FPC患者に発症した大腸癌5例について、原発組織とヌードマウス移植細胞を用いて染色体解析に成功した。多数の構造異常のうち、#17pと#18のモノソミーが3例ずつに認められ、これまでの多型性DNA probeによるLOH解析結果を裏づけた。FPC遺伝子が座位する#5qの構造異常は認められなかった。また、3症例由来の腺腫ポリープ多数の培養にも成功し、#7トリソミーが頻発することも確認された。腺腫と腺癌におけるこのような染色体解析は、FPC癌の多段階発症を解明する上で有力なアプローチと考える。(3).FPC患者5例と精神遅滞を伴うポリポーシス患者1例の培養リンパ球を用い、#5qの高精度バンド解析を行ったが、微小な染色体欠失を認定するには至らなかった。先天性の微小欠失症例に由来した体細胞はFPC遺伝子の分離・同定の研究過程で有用な試料となることが期待されるので、その探索は今後も重要である。
細胞質雄性不稔イネの核-ミトコンドリア間相互作用による花粉発達制御の機構解明

イネの細胞質雄性不稔系統の中には異なる細胞質に由来するBT型CMS系統とLD型CMS系統が存在し、これらはいずれもRf1およびRf2という異なる2種類の稔性回復遺伝子(Rf遺伝子)の存在下で可稔の花粉を生じる事が報告されている(新城ら1974)。BT型CMSではRf1の作用によるB-atp6-orf79 mRNAのプロセッシング、ORF79の蓄積の抑制が起こる事が知られていたが、本研究ではRf2がRf1とは異なりプロセッシングを経ずにORF79の蓄積量を減少させる事を明らかにした。また、Rf2保持系統ではB-atp6-orf79mRNA量の減少が見られ、Rf2はB-atp6-orf79の転写後制御あるいは翻訳制御に関与している可能性が示唆された。LD型CMS系統にはB-atp6-orf79に非常に相同性の高い領域(L-atp6-L-orf79とした)が存在するが、成熟葯においてもL-ORF79の蓄積が見られなかった事から、LD型CMSはBT型CMSとは異なるメカニズムによって引き起こされる事が示唆された。Rf2保持系統としてインディカ品種「Kasalath」を用いたポジショナルクローニングを行い、Rf2がglycine-rich protein family domainを持つ152アミノ酸から成るタンパク質をコードする事を明らかにした。また、Rf2は2細胞期および3細胞期の花粉を含む葯で発現している事、RF2はミトコンドリアに局在するタンパク質である事を明らかにした。BT型CMSではRf1の作用によるB-atp6-orf79 mRNAのプロセッシング、ORF79蓄積の抑制が起こる事が知られていたが、本研究ではRf2がRf1とは異なりプロセッシングを経ずにORF79の蓄積量を減少させる事を明らかにした。また、Rf2保持系統ではB-atp6-orf79 mRNA量の減少がみられ、Rf2はB-atp6-orf79の転写後制御あるいは翻訳制御に関与している可能性が見いだされた。Rf2保持系統としてインディカ品種「Kasalath」を用いたポジショナルクローニングを進めているが、陸稲品種「オワリハタモチ」もRf2と同様に、BT型CMSとLD型CMSに対して稔性回復効果を持つRf遺伝子を保持している。ラフマッピングの結果、「オワリハタモチ」由来のRf遺伝子はRf2とは染色体上の異なる位置に座乗している事が明らかになり、新規のRf遺伝子である可能性が示唆された。イネの細胞質雄性不稔系統の中には異なる細胞質に由来するBT型CMS系統とLD型CMS系統が存在し、これらはいずれもRf1およびRf2という異かる2種類の稔性回復遺伝子(Rf遺伝子)の存在下で可稔の花紛を生じる事が報告されている(新城ら1974)。BT型CMSではRf1の作用によるB-atp6-orf79mRNAのプロセッシング、ORF79蓄積の抑制が起こる事が知られていたが、本研究ではRf2がRf1とは異なりプロセッシングを経ずにORF79の蓄積量を減少させる事を明らかにした。また、Rf2保持系統ではB-atp6-orf79mRNA量の減少がみられ、Rf2はB-atp6-orf79の転写後制御あるいは翻訳制御に関与している可能性が見いだされた。BT型CMSではRf1の作用によるB-

atp6-orf79 mRNAのプロセッシング、ORF79の蓄積の抑制が起こる事が知られていたが、本研究ではRf2がRf1とは異なりプロセッシングを経ずにORF79の蓄積量を減少させる事を明らかにした。また、Rf2保持系統ではB-atp6-orf79mRNA量の減少が見られ、Rf2はB-atp6-orf79の転写後制御あるいは翻訳制御に関与している可能性が示唆された。LD型CMS系統にはB-atp6-orf79に非常に相同性の高い領域(L-atp6-L-orf79とした)が存在するが、成熟葯においてもL-ORF79の蓄積が見られなかった事から、LD型CMSはBT型CMSとは異なるメカニズムによって引き起こされる事が示唆された。Rf2保持系統としてインディカ品種「Kasalath」を用いたポジショナルクローニングを行い、Rf2がglycine-rich protein family domainを持つ152アミノ酸から成るタンパク質をコードする事を明らかにした。また、Rf2は2細胞期および3細胞期の花粉を含む葯で発現している事、RF2はミトコンドリアに局在するタンパク質である事を明らかにした。