hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アフリカ類人猿のコミュニティの構造と進化

また、オスの群れの出入りや群れ構成、生活史パラメーターに大きな地域差が見られることから、ゴリラの性格判定を行い、オキシトシン受容体とバソプレシン受容体の多型領域の地域比較を試みている。低地ではチンパンジーが3種類の道具を用いて蜂蜜を枝の穴から取り出し、マングースなどの獲物を倒木の洞から追い出すことに使っていることが判明した。これらの結果は、国際誌に掲載し、8月にハノイで行われた第25回国際霊長類学会でも発表した。本研究は、アフリカの熱帯雨林に共存するゴリラとチンパンジーのコミュニティの構造を、低地の熱帯雨林と標高の高い山地林で調べ、個体の分散、コミュニケーション、繁殖戦略、生活史の比較分析から、これらヒトに近縁な2属の類人猿がいかにして共存しながら進化してきたかを解明することを目的としている。2015年度は、山地林のカフジ(コンゴ民主共和国)で、チンパンジーの集団のDNA解析を進め、群れの親子関係など、血縁関係を詳細に明らかにした。その結果、通常チンパンジーのメスは出自群を移籍してから出産するが、移籍せずに出自群で出産していると推定されたメスがいること、1頭のオスの繁殖成功が高いことなどがわかった。また、同集団においてDNA再捕獲法を用いたチンパンジーの個体数推定に関する論文を国際誌で発表した。さらに、チンパンジーだけが生息するウガンダ国カリンズにおいて、ムカラバのゴリラと同じく大型果実Treculia africanaを分配することを発見した。低地林のムカラバ(ガボン共和国)では、長年調査してきたゴリラの1集団とソリタリーのオスの動きを継続してモニターし、この集団に外から若いオスが移入したことを確かめた。オスの移入は他の地域では報告されていない社会的な特徴であり、オスどうしの社会関係が山地のゴリラとは違っている可能性が高い。そこで、個体の生理状態によってゴリラ個体間、とくにシルバーバックと移出前のワカオスとの社会関係がどのように変化するかについて調べるため、ホルモン分析のためのサンプル収集と行動観察を行った。現在資料を分析中である。ムカラバのゴリラの行動特徴を他地域と比較し、ゴリラの行動文化に関する論文をまとめて国際誌に投稿した。また、ゴリラの分散パターンに関するこれまでの研究を概説し、群れを出たオスの分散距離はどの亜種でも長い傾向にあることを明らかにし、国内学会で発表した。ムカラバ(ガボン共和国)とカフジ(コンゴ民主共和国)では、現地の協力者が継続して類人猿、気象、植生のモニタリングをしており、順調にデータを集積できている。すでにムカラバのゴリラ、カフジのゴリラとチンパンジーの社会生態、生活史については論文として公表しているし、今回カフジのチンパンジーについて個体の分散と繁殖構造の解析結果をまとめ、論文として公表した。さらに、ムカラバのゴリラの社会や行動の特異性が明らかになったので、他地域のゴリラと比較してその種内変異について論文をまとめた。この変異がどんな要因によって発現しているかを、生理的な指標で分析している。また、これまでにまとめた類人猿の社会生態的特徴をもとに、人類の社会進化を考察し、論文にまとめて英文書籍の1章として公表した。総まとめに向けて順調に進行している。
雌雄異株樹木の頻度の地域間変異を生む要因の探索

雌雄の性機能を個体レベルで分業する雌雄異株植物では,両性植物に比べて強い花粉制限がかかったり種子散布範囲が狭くなることによって,集団の維持が難しくなると予想される.これらの不利を補うための雌雄異株植物の生態特性の一つに、必ず他殖によって種子生産するため、集団中の遺伝的多様性が高くなる、ということが考えられる。平成30年度は、次世代シーケンサーを用いて、ゲノムワイドに多数の一塩基多型を検出し、奈良県春日山における遺伝的多様性を雌雄異株樹木と雌雄同株樹木との間で比較した。対象樹種は、いずれもクスノキ科の高木で、カゴノキとシロダモ(異株)とヤブニッケイとホソバタブ(同株)である。遺伝的多様性の指標とした多型サイトの割合、塩基多様度、ヘテロ接合度は、いずれも雌雄異株樹種のほうが高い傾向にあった。また、雌雄異株樹種では、ヘテロ接合度の期待値よりも観測値のほうが値が大きかった。これは、他殖による種子生産の効果かもしれない。さらに、雌雄異株樹種の雌株は、同株樹種よりも多くの果実を生産するため、ディスプレイ効果が大きく、多くの果実食性鳥類が集まる、という仮説を検証するため、春日山において、13樹種を対象に訪れる果実食鳥類の種と個体数、採食果実数を観察した。の種子散布共生系を調べた。その結果、メジロ、ヒヨドリ、シロハラ、コゲラ、ヤマガラが重要な種子散布者であった。雌雄異株のカラスザンショウは特に多くの鳥類種の餌資源になっていたが、雌雄同株のクマノミズキもまた、同程度の多くの鳥類種によって採食されており、今のところ、雌雄異株樹種と同株樹種との間には、明確な差は見つかっていない。研究成果の一部が国際学会で発表され、ポスター賞を受賞した。また、遺伝的多様性の生活史段階間で比較するため、一部の樹種については、成木だけでなく、実生や種子のサンプルも得た。よって、おおむね順調に進展している。日本の森林で実証された雌雄異株植物の性的早熟性を、熱帯雨林で開花が観察され次第、ただちに調査を開始する。また、遺伝的多様性の樹種間の比較を、熱帯樹木についても行う。雌雄異株植物の個体群では、種子生産に有効な送粉者の移動が雄株から雌株への方向に限られるため、厳しい花粉制限が生じていると可能性がある。また、雌株のみが種子散布に貢献するため、雌雄同株植物に比べ散布範囲が狭くなる。これらの不利にも関わらず、異株植物は群集の中である程度の割合を占めている。雌雄異株植物は何らかの生態特性によって送受粉や種子散布の段階での不利を補っていると考えられる。異株植物と同株植物の共存機構を探るため、個体群増加率に関わる特性として開花開始サイズに注目した。奈良県春日山照葉樹林において、木本30種(異株11種、同株19種)の幹直径と開花の有無を記録し、開花開始サイズを異株樹種と同株樹種で比較した。開花の有無と相対サイズとの関係をロジスティック回帰で記述し、50%の個体が開花するサイズをもとめ、開花開始サイズとした。系統学的線形回帰の結果、開花開始サイズは性表現と関係があり、異株樹種は同株樹種に比べ、小さいサイズで開花する傾向があった。鳥類のよる種子散布を雌雄異株植物と同株植物の間で比較するため、春日山において音声記録によって鳥類相を把握した。さらに、雌雄異株樹種2種を含む6樹種を訪れる果実食鳥類を記録した。その結果、樹種によって散布者として機能する鳥類種が異なることが明らかになった。雌雄異株植物は必ず他殖によって種子を生産するため、近交弱勢がおきにくく(ただし、二親性近親交配が起きる可能性はある)、子がより強壮であることも有利な点として考えられる。奈良県春日山とマレーシアの熱帯雨林のクスノキ科8樹種からDNAを抽出し、RAD-Sequenceによる解析を開始した。今後、集団中のヘテロ接合度や遺伝的多様性の比較を行う予定である。当初の予定通り、日本の照葉樹林において、さまざまな雌雄異株樹種の開花特性のデータを収集し、解析まで完了した。また、鳥類相の詳細な把握や種子散布者として有効な鳥類種を樹種ごとに評価できた。さらに、平成29年度に予定しいたマレーシアの熱帯雨林のクスノキ科樹種のDNA解析のためのサンプルを集めることができた。よって、今年度は当初の計画以上に進展した。雌雄の性機能を個体レベルで分業する雌雄異株植物では,両性植物に比べて強い花粉制限がかかったり種子散布範囲が狭くなることによって,集団の維持が難しくなると予想される.これらの不利を補うための雌雄異株植物の生態特性として,これまでさまざまなものが列挙されてきた.まず,本研究では平成28年度に,雌雄異株植物は両性植物に比べて性的に早熟であることを実証的に示すことに成功した.平成29年度はこの成果をまとめ,学術誌に発表した(Doi: 10.1002/ece3.3117).さらに,平成28年度に行った音声データによる森林性鳥類の探索の成果も平成29年度には学術誌に掲載された.

次に,鳥類による種子散布を雌雄異株植物と両性植物の間で比較するため,野外で鳥類の糞を集め,それに含まれる種子をカウントした.ただし,目的のためには糞を落とした鳥類種を知る必要がある.そのため,糞からDNAを抽出しミトコンドリアDNAのCOI領域の塩基配列から種同定を試みた.その過程においてサンプルとして糞を用いることによる特有の課題が明らかになり,プロトコルの確立には至らなかったものの,糞からの鳥類の種同定に大きく前進した.課題は以下の3点である.(1)鳥類に餌として食われたさまざまな生物のDNAが夾雑物として含まれる.糞の中から鳥類のDNAだけを抽出することが重要である.(2)日本産鳥類に特化し、かつ、糞中の断片化したDNAを鋳型とした場合でもフラグメントを増幅できる新たなプライマーの設計が有効であると思われる.(3)ただ1組のユニバーサルプライマーを用いるより,複数組のプライマーを組み合わせるほうが成功する可能性が高いことが示唆された.今後は見つかった課題を克服し,最終的には鳥類による種子散布効率を雌雄異株植物と両性植物の間で比較する予定である.研究成果の一部が国際的な英文学術誌に1報,国内の和文誌に1報,掲載された.鳥類による種子散布に関する調査では,平成29年度には最終的なプロトコルの確立には至らなかったが,課題や解決策が浮き彫りとなり,成功する手ごたえを得た.よって,おおむね順調に進展している.雌雄の性機能を個体レベルで分業する雌雄異株植物では,両性植物に比べて強い花粉制限がかかったり種子散布範囲が狭くなることによって,集団の維持が難しくなると予想される.これらの不利を補うための雌雄異株植物の生態特性の一つに、必ず他殖によって種子生産するため、集団中の遺伝的多様性が高くなる、ということが考えられる。平成30年度は、次世代シーケンサーを用いて、ゲノムワイドに多数の一塩基多型を検出し、奈良県春日山における遺伝的多様性を雌雄異株樹木と雌雄同株樹木との間で比較した。対象樹種は、いずれもクスノキ科の高木で、カゴノキとシロダモ(異株)とヤブニッケイとホソバタブ(同株)である。遺伝的多様性の指標とした多型サイトの割合、塩基多様度、ヘテロ接合度は、いずれも雌雄異株樹種のほうが高い傾向にあった。また、雌雄異株樹種では、ヘテロ接合度の期待値よりも観測値のほうが値が大きかった。これは、他殖による種子生産の効果かもしれない。さらに、雌雄異株樹種の雌株は、同株樹種よりも多くの果実を生産するため、ディスプレイ効果が大きく、多くの果実食性鳥類が集まる、という仮説を検証するため、春日山において、13樹種を対象に訪れる果実食鳥類の種と個体数、採食果実数を観察した。の種子散布共生系を調べた。その結果、メジロ、ヒヨドリ、シロハラ、コゲラ、ヤマガラが重要な種子散布者であった。雌雄異株のカラスザンショウは特に多くの鳥類種の餌資源になっていたが、雌雄同株のクマノミズキもまた、同程度の多くの鳥類種によって採食されており、今のところ、雌雄異株樹種と同株樹種との間には、明確な差は見つかっていない。研究成果の一部が国際学会で発表され、ポスター賞を受賞した。また、遺伝的多様性の生活史段階間で比較するため、一部の樹種については、成木だけでなく、実生や種子のサンプルも得た。よって、おおむね順調に進展している。日本の照葉樹林で明らかになった雌雄異株樹種と同株樹種の開花サイズの差を熱帯雨林においても調査する。また、DNA解析の対象種はクスノキ科8種であったが、当初の予定以上に進展しているので、種数を増やし、より詳細な比較研究を行う。日本の森林で実証された雌雄異株植物の性的早熟性を,熱帯雨林で開花が観察され次第,ただちに調査を開始する.
ヒト眼部腫瘍細胞の糖鎖合成阻害剤を介する癌胎児性抗原産生調節の研究

1.ヒト眼部腫瘍組織より、凍結切片を作製し、抗癌胎児性抗原(CEA)モノクローナル抗体、抗上皮成長因子受容体(EGF-R)モノクローナル抗体、抗上皮性抗原(EA)モノクローナル抗体を用い、免疫組織学的に抗原の発現、および癌組織形態との関連性の有無を検討した。2.今回検索を行った眼部腫瘍に、CEAはほとんど発現されていなかった。上皮性腫瘍に対してはEGF-R、EAの発現がみられた。扁平上皮癌では特にEGF-Rの発現が強くEGF-Rの検索が、上皮性腫瘍の悪性度の指標となる可能性が示唆された。3.今回、ヒト眼部腫瘍の組織培養は達成できなかったが、既に培養中のヒト胃癌細胞株を用いた実験では、糖鎖合成阻害剤(tunicamycin、monensin)を投与しても、細胞膜表面上のCEAは、発現抑制を受けず、安定していた。細胞膜表面におけるCEAの生理的役割が示唆された。
タイムユーズサーベイを応用した官僚の行動分析の革新

(1)タイムユーズサーベイのための準備作業:タイムユーズサーベイは一日の活動を時間帯別に記録するダイアリー式質問紙調査を典型とする調査方法である。本研究課題は日本で初めて官僚を調査対象とするものである。そのため、タイムユーズサーベイが官僚に対して適用可能かどうか検討することから本研究を開始した。まず、研究代表者の人的ネットワークを活用して、中央省庁職員(キャリア官僚)の3名に対してタイムユーズサーベイについて説明を行い、調査対象としての見解を聴取した。その結果、技術的に検討を要する事項が数点明らかになった。第1に、調査時期である。国会議員選挙が行われる時期は国会議員が地元選挙区での活動に注力するために、官僚は調査に協力しやすいことがわかった。第2に、調査対象である。職位によって従事する業務が異なるため、ある程度幅広い職位を調査対象とする必要があることがわかった。具体的には課長級以上はマネジメントが主体となるため、その前後の職位を含める必要がある。第3に、業務分類である。官僚の業務をどの程度細分化するかはさらに検討を要する点である。今年度の時点では、省内業務(連絡調整、打ち合わせ)と省外主体(政治家、関係団体)との接触に大別される。第4に、調査の時間帯と日数である。休日を含めるかどうか、1日24時間を対象とするか、1時間間隔か30分間隔かといった点をさらに検討していく必要があることがわかった。(2)研究組織の立ち上げ:グループウェアを活用して研究打ち合わせを行った。
咀嚼筋腱・腱膜過形成症の画像診断基準の確立と病態解明

咀嚼筋腱・腱膜過形成症(HyTAM)の画像診断基準の確立と病態解明のため, 1) CT画像を用いて,正常ヒト(対照群)およびHyTAM患者(HyTAM群)の咬筋における腱・腱膜の画像解析を行った.次いで2)正常ヒトおよびHyTAM患者における下顎運動と咬合状態ならびに最大随意噛みしめ時の筋活動量解析を行った.1) CT画像解析結果からヒト咬筋内の腱・腱膜の分類を, I型:咬筋前縁に細い腱が1本, II型:頬骨突起から下顎骨咬筋粗面に至る連続する腱が咬筋前縁に1本, III型:頬骨突起から下顎骨咬筋粗面に至る連続する腱が咬筋に複数存在, IV型その他,の4タイプに分類した.対照群ではI型: 163側, II型: 14側, III型: 19側IV型: 4側であり, HyTAM群ではI型: 0側, II型: 1側, III型: 31側, IV型: 2側であった.2)下顎運動では最大開口量において, HyTAM群は,対照群に比較して有意に開口量が小さかった.しかし,前方運動量および左右側方運動量において,有意差を認めなかった.さらに最大噛みしめ時の咬合力では, HyTAM群は,対照群に比較して有意に大きかった.側頭筋および咬筋における最大随意噛みしめ時の筋活動量では, HyTAM群は,対照群に比較して有意に大きかった.しかし,側頭筋と咬筋の筋活動量の比では有意差を認めなかった.以上の結果から,咬筋における腱・腱膜のCT画像解析および下顎運動と咬合状態ならびに最大随意噛みしめ時の筋活動量解析は, HyTAMの診断に有用であることが示唆された.咀嚼筋腱・腱膜過形成症(HyTAM)の画像診断基準の確立と病態解明のため, 1) CT画像を用いて,正常ヒト(対照群)およびHyTAM患者(HyTAM群)の咬筋における腱・腱膜の画像解析を行った.次いで2)正常ヒトおよびHyTAM患者における下顎運動と咬合状態ならびに最大随意噛みしめ時の筋活動量解析を行った.1) CT画像解析結果からヒト咬筋内の腱・腱膜の分類を, I型:咬筋前縁に細い腱が1本, II型:頬骨突起から下顎骨咬筋粗面に至る連続する腱が咬筋前縁に1本, III型:頬骨突起から下顎骨咬筋粗面に至る連続する腱が咬筋に複数存在, IV型その他,の4タイプに分類した.対照群ではI型: 163側, II型: 14側, III型: 19側IV型: 4側であり, HyTAM群ではI型: 0側, II型: 1側, III型: 31側, IV型: 2側であった.2)下顎運動では最大開口量において, HyTAM群は,対照群に比較して有意に開口量が小さかった.しかし,前方運動量および左右側方運動量において,有意差を認めなかった.さらに最大噛みしめ時の咬合力では, HyTAM群は,対照群に比較して有意に大きかった.側頭筋および咬筋における最大随意噛みしめ時の筋活動量では, HyTAM群は,対照群に比較して有意に大きかった.しかし,側頭筋と咬筋の筋活動量の比では有意差を認めなかった.以上の結果から,咬筋における腱・腱膜のCT画像解析および下顎運動と咬合状態ならびに最大随意噛みしめ時の筋活動量解析は, HyTAMの診断に有用であることが示唆された.近年、MRIの歯学領域での普及に伴い、高度な開口障害を有する顎関節症類似の病態を示す疾患である咀嚼筋腱・腱膜過形成症の臨床所見が明らかになってきたが、鑑別診断法として重要な位置を占める画像診断については、いまだ推測の域を出ていないのが現状である。咀嚼筋腱・腱膜過形成症の疾患概念は、2008年にようやく専門学会である日本顎関節学会で共通認識されたばかりであり、画像診断基準もいまだ定まっていない。また基礎的研究も緒についたばかりである。本研究の成果が明らかになれば、咀嚼筋腱・腱膜過形成症の画像診断が可能となり、除外診断と、推測でしかなかった顎関節症との鑑別が確立し、誤った治療法の継続を除外することなり、患者に福音を与えるものと信じる。平成21年度は正常者および咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の咬筋、内側翼突筋、側頭筋、外側翼突筋の腱、腱膜の発現部位、発現様相のMRI解析を行った。正常者の対象は大阪歯科大学教員ならびに学生で個性正常咬合を有するボランティアとし、咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の対象は大阪歯科大学附属病院口腔外科を受診し咀嚼筋腱・腱膜過形成症と診断された患者とした。GE社製1.5テスラMRI装置(現有設備)を使用して撮像し咬頭嵌合位における咀嚼筋領域を撮像し、DICOM画像データを採取し、3次元医用画像処理システム(Real INTAGE)を使用して、咀嚼筋領域の腱・腱膜を可視化させ、その発現部位、容量の解析を行った。

近年、MRIの歯学領域での普及に伴い,高度な開口障害を有する顎関節症類似の病態を示す疾患である咀嚼筋腱・腱膜過形成症の臨床所見が明らかになってきたが、鑑別診断法として重要な位置を占める画像診断については,いまだ推測の域を出ていないのが現状である咀嚼筋腱・腱膜過形成症の疾患概念は,2008年にようやく専門学会である日本顎関節学会で共通認識されたばかりであり,画像診断基準もいまだ定まっていない.また基礎的研究も緒についたばかりである.本研究の成果が明らかになれば,咀嚼筋腱・腱膜過形成症の画像診断が可能となり,除外診断と,推測でしかできなかった顎関節症との鑑別が確立し,誤った治療法の継続を除外することとなり,患者に福音を与えるものと信じる平成22年度は正常者および咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の咬筋,内側翼突筋,側頭筋,外側翼突筋の腱.腱膜の発現部位,発現様相をCT画像を用いて解析を行った。正常者の対象は大阪歯科大学教員ならびに学生で個性正常咬合を有するボランティアとし、咀嚼筋腱・腱膜過形成症患者の対象は大阪歯科大学附属病院口腔外科を受診し咀嚼筋腱・腱膜過形成症と診断された患者とした16列マルチスライスCT装置Bright Speed(現有設備)を使用して撮像し咬頭嵌合位における咀嚼筋領域を撮像し,DICOM画像データを採取し、3次元医用画像処理システム(Real INTAGE)を使用して,咀嚼筋領域の腱・腱膜を可視化させ,その発現部位,発現様相,容量の解析を行った1)咀嚼筋腱・腱膜過形成症(以下HyTAM)の画像診断法を確立するため,CT画像を用いて,ヒト咬筋における腱・腱膜の分類を行った.【対象と方法】対象は大阪歯科大学附属病院中央画像検査室においてCT撮影を行ったHyTAMではなく,咬筋部および顎骨内に病変を有さない者100名200側(以下対照群)と,HyTAM患者17名34側(以下HyTAM群)である.CT装置は16RowMDCTBrightspeed(GE, USA, Milwaukee)を用いて撮影を行った.撮影条件を以下に示す;管電圧:120kV,管電流:100mA,Thickness: 0.625mm,Image pitch:0.9mm,FOV230×230mm、Matrix:512×512,画像プロトコル:Soft tissue.撮影は仰臥位で,頚部の過剰な伸展や屈曲をなくし,中心咬合位で行った.得られたCT画像データをSoft tissueデータに変換し,Advantage workstation(GE, USA, Milwaukee)に転送した上で,Window level: 80, Window width: 20で3次元解析を行った.ヒト咬筋内の腱・腱膜の分類を以下の4タイプに分類した;I型:咬筋前縁に細い腱が1本,II型:頬骨突起から下顎骨咬筋粗面に至る連続する腱が咬筋前縁に1本,III型:頬骨突起から下顎骨咬筋粗面に至る連続する腱が咬筋に複数存在,IV型その他.【結果】対照群: I型: 163側, II型: 14側, III型: 19側, IV型: 4側HyTAM群: I型: 0側, II型: 1側, III型: 31側, IV型: 2側【結論】ヒト咬筋における腱の分布は,HyTAM群と対照群では異なることが明らかとなった.2)HyTAMにおける下顎運動解析および咬合力の計測を行った.【対象と方法】対象は顎関節に症状のない健常者9名(対照群)とHyTAM患者11名である.顎運動測定装置(K7システム)を用いて下顎運動解析を施行し,DePROS709を用いて最大随意噛みしめ時の咬合力を測定し、比較検討した。【対象と方法】対象は顎関節に症状のない健常者9名(以下対照群)とHyTAM患者11名とした。【結果】下顎運動では最大開口量において、HyTAM群は対照群に比較して有意に開口量が小さかった。また、最大随意噛みしめ時の咬合力はHyTAM群で有意に大きかった。側方運動、前方運動量では両群に有意さを認めなかった。【結論】下顎運動解析と咬合力の測定はHyTAMを診断する上での指標となりうると考えられた.
粘膜下層剥離面治癒を促進するHGF含浸外用剤の開発

ミニブタの食道および胃に作製したESD後の粘膜下層剥離面を疎水化ゼラチン多孔膜さらにはHGF含浸ゼラチン多孔膜で被覆し、その接着性を評価するとともに粘膜下層剥離部における再生・修復促進作用を明らかにすることである。rh-HGF含浸ゼラチン多孔膜による治療法が確立されれば、内視鏡治療後の瘢痕収縮に伴う狭窄予防にのみならず、炎症性腸疾患などの傷害粘膜の再生・修復を目指した新たな治療法となることが期待される。
教員過労防止を目指した学校講成員による教員労働関連性疲労リスク改善活動手法の構築

本研究では、とくに幼稚園教諭の労働負担についての調査、改善活動を実施した。過労につながる労働負担に関する質問紙調査をおこなったが、幼稚園教諭では、勤務時間が一般的に長くなり、休憩がとりにくいなどの状況が判明した。また、運動器症状に関する訴えが多かった。運動器症状のリスクを調査するため、作業姿勢等の解析を目的としたタイムスタディを実施し、幼稚園教諭では、立位時間が長く、さらに、しゃがみ姿勢、膝立ち姿勢などの不自然姿勢も多く購された.その糸課、幼稚園教諭では、勤務時間・休憩時間などの労働条件や作業方法など課題があることが明らかとなった。上記で判明したリスクを考慮しながら、幼稚園で、改善志向型チェックリストを用い、自主的な改善活動を実践し、作業関連疲労の減弱を目指した介入の試みを行った。現時点では2幼稚園で実施したのみであり、客観的に明確な評価はできないものの、職場のリスクを分析しながら自主的に改善していく手法は、活動に参加した多くの幼稚園教諭で改善活動としても用であるとの賛同を得ている。本年度の研究では、自主的な教員過労予防活動を推進するための基礎的資料とすべく教員の健康リスク調査を行った。具体的には教員のうち幼稚園教諭を主対象として、その健康状況および作業状況に関する質問紙調査や現場調査を実施し、作業関連性健康リスク評価を試みた。公立幼稚園に勤務する教諭150名を対象とした質問紙調査を行い、130名から回収した(回収率86.7%)。その結果、1)勤務時間は、平均で1日10.5時間であり、2)睡眠時間が6時間未満の者の割合は約40%、3)3040%の教諭が、頚肩腕部や腰部に最近1ヶ月間「いつも」痛みがあると訴え、4)この1年間に腰痛や頚肩腕部の痛みで治療(医師を受診)した者は約3割いることが判明した。従って、幼稚園教諭では筋骨格系の健康上の課題が大きいと考えられ、また、比較的長時間労働となるために、睡眠など個人生活を含めた疲労回復時間への圧迫があることが認められた。筋骨格系の課題に対する作業関連リスク要因を把握するため、「自覚症しらべ」、「疲労部位しらべ」、およびタイムモーションスタディを実施した。「自覚症しらべ」では、「だるさ感」以外の群では園児降園後にスコアの上昇がみられたが、「だるさ感」では1日を通じて一定の割合で上昇した。「疲労部位しらべ」では、上体と下体部では動きが異なり、腰部以下の下体では、園児在園時に上昇し、降園後は横ばいであったが、上体部では1日を通じて上昇することが判明した。5名の幼稚園教諭を対象としたタイムスタディからは、勤務時間の50%以上で立位姿勢をとっており、蹲踞、膝立ち、前傾など不安定姿勢も多くの教諭において15%以上の時間、観察された。以上より、幼稚園教諭では、筋骨格系疾患のリスクが高く、長時間労働と回復時間の不足、保育活動時の動作・姿勢がリスク要因として考えられた。本年度は、過労につながる労働負担に関する質問紙調査を、私立幼稚園教諭で行った。私立幼稚園教諭でも、公立の教諭と同様に、勤務時間が一般的に長くなり、休憩がとりにくいなどの状況が判明した。運動器症状のリスクを調査するため、作業姿勢等の解析を目的としたタイムスタディを実施し、私立幼稚園教諭では、立位時間が長く、さらに、しゃがみ姿勢、膝立ち姿勢などの不自然姿勢も多く観察された。その結果、幼稚園教諭では、勤務時間・休憩時間などの労働条件や作業方法など課題があることが明らかとなった。これまで実施した公立・私立幼稚園の調査から判明したリスクを考慮しながら、幼稚園で、改善志向型チェックリストを用い、自主的な改善活動を実践し、作業関連疲労の減弱を目指した介入の試みを行った。
抗ジベレリン抗体のGA認識部位アミノ酸配列をコードしたDNAの合成と応用

抗ジベレリンA4(GA4)抗体の一本鎖抗体(scFV)遺伝子を構築し、E.coliを形質転換してscFVを作らせた。scFVは、不溶性の沈殿として回収された。そこで、これを尿素で変性させて可溶化し、再構成を試みたが大部分は沈殿となり可溶化のscFVは得られなかった。得られたscFVを懸濁し、トリチウム標識GA4との結合性を検定したところ、微弱ながらscFVの量に依存した結合が認められた。先のscFVをバイナリーベクターを用いるアグロバクテリウムの系によりタバコに導入し、形質転換されたカルスを得た。これをオーキシン、サイトカイニンを含む培地で培養し、再分化を行わせ、10この再分化個体を得た。再分化個体のmRNAを抽出し、ノーザンハイブルダイゼーションを行ったところ、いずれの個体からもscFVをコードしているDNAとハイブリダイズするバンドを認め、scFV遺伝子が導入されたことを確認した。形質転換した植物体の培養を続けているが、期待される矮化等の明瞭な形質は発現していない。今後、ウエスタンブロティングによりscFVが植物体内で生産されているか否か検定する予定である。茎の伸長、発芽など植物の生長生理を制御する植物ホルモンの一つ、ジベレリンを認識する抗体遺伝子を用い、ジベレリンの生理作用を研究する新しい実験系を構築する目的で本研究を行っている。以下、本年度の研究実績を記す。1.ジベレリンの構造中、活性発現に重要と考えられる部位を認識するモノクローナル抗体産生ハイブリドーマよりmRNAを調製し、cDNAライブラリーを作成した。2.cDNAをテンプレートとし、H鎖およびL鎖それぞれの可変領域のN末端および定常領域の一部に対するプライマーを用いてPCRを行い、抗体遺伝子の部分配列を増幅した。3.2で得られた遺伝子をプローブとし、H鎖およびL鎖をコードする抗体遺伝子γおよびκをライブラリーよりスクリーニングした。4.インサートDNAをプラスミドベクターにサブクローニングし、配列決定用のデリーションクローンを作成した。5.蛍光シークエンサーにより配列決定を行い、抗体遺伝子であることを確認した。当初は、抗体遺伝子の持つシグナルペプチドを利用し、κ,γ鎖を別々に植物に導入し、植物内で両ペプチドのアセンブリを行わせることを計画していたが、その後の報告により、両ペプチドの可変領域のみを一定のペプチドで連結した一本鎖抗体が、より有効に植物中で抗原と結合する可能性が高いことが示されており、現在、一本鎖抗体生産用ベクター構築の準備段階として、PCRに用いるプライマーの調整等を行っている。植物の各種生理現象を制御するジベレリンを認識する抗体遺伝子を用い、ジベレリンの生理作用を解析する新しい実験系を構築する目的で本研究を行っている。以下に本年度の研究実績を記す。1.昨年度得られた抗活性型ジベレリン抗体遺伝子γおよびκのリーダー配列と可変領域の塩基配列を決定した。2.1に基づいて作製したプライマーを用い、両鎖の可変領域をPCR増幅した。その際、V_H領域用のアンチセンスプライマーにV_HとV_Lを連結するリンカーペプチドをコードする配列を含ませた。両PCR産物をヴェクター上で結合し、リンカーペプチドを挟んでV_HとV_Lが繋がった一本鎖抗体(scFv)遺伝子を作製した。3.scFv遺伝子を大腸菌用発現ヴェクター(pRSET,pGEX-2T)を用いて大腸菌内で発現させた。いずれのヴェクターを用いた場合にも、目的タンパク質の発現が電気泳動により確認された。これらのタンパク質は不溶性のものとして得られたため、変性剤による可溶化、アフィニティー精製に続く変性剤の除去およびS-S結合の再生によるscFvの再構成を試みた。変性剤を完全に除いた段階でタンパク質の大部分は再び不溶化したが、ラジオイムノアッセイによりジベレリンとの結合活性を測定したところ、微弱ながらも明らかに活性が認められた。4.scFv遺伝子を植物導入用のバイナリーヴェクターに構築し、タバコに導入した。カナマイシン耐性を示す形質転換体が多数得られた。

いくつかのクローンについてscFv遺伝子をプローブにしたノーザン解析を行ったところ、すべての形質変換体で予想される位置にmRNAのバンドが検出された、scFv遺伝子の転写が確認された。しかしながら現時点で形態的な変化は認められておらず、植物内でのscFvの生産、ジベレリンとの結合能を確認する必要がある。また今後、発現プロモーターの改善なども検討すべき課題と考えている。抗ジベレリンA4(GA4)抗体の一本鎖抗体(scFV)遺伝子を構築し、E.coliを形質転換して、scFVを作らせた。scFVは、不溶性の沈殿として回収された。そこで、これを尿素で変性させて可溶化し、再構成を試みたが大部分は沈殿となり可溶性のscFVは得られなかった。得られたscFVを懸濁し、トリチウム標識GA4との結合性を検定したところ、微弱ながらscFVの量に依存した結合が認められた。先のscFVをバイナリーベクターを用いるアグロバクテリウムの系によりタバコに導入し、形質転換されたカルスを得た。これをオーキシン、サイトカイニンを含む培地で培養し、再分化を行わせ、10この再分化個体を得た。再分化個体のmRNAを抽出し、ノーザンハイブルダイゼーションを行ったところ、いずれの個体からもscFVをコードしているDNAとハイブリダイズするバンドを認め、scFV遺伝子が導入されたことを確認した。形質転換した植物体の培養を続けているが、期待される矮化などの明瞭な形質は発現していない。今後、ウエスタンブロティングにより、scFVが植物体内で生産されているか否か検定する予定である。
慢性肉芽腫症に対する遺伝子治療の基礎的研究

1.レトロウイルスベクターMFG-SにX連鎖性慢性肉芽腫症(X-CGD)の原因遺伝子であるgp91 phox cDNAを組み込み、gp91 phox発現プラスミドMFG-S-91を構築し、これをパッケージング細胞ΨCRIPにネオマイシン耐性遺伝子発現プラスミドpSV2-neoと共にトランスフェクションし、プロデューサー細胞株を樹立した。NIH3T3細胞を標的としてタイトレーションを行い、細胞あたり約0.5コピーの高力価細胞株を以下の実験に用いた。X-CGD患児より樹立したEBV感染B細胞株6株を上記プロデューサー細胞株のウイルス上清と共に、32°C、5%CO2、24時間の培養を2回繰り返した後、5日から7日の後培養を行い化学発光を用いた系にて活性酸素産生能を測定した。その結果、1株(LCL-CGD3)においては正常細胞株の約20%の活性酸素能を示し、この方法によってCGD細胞の機能的再構築が可能であることが証明された。2.血液細胞の異常に起因する疾患の遺伝子治療の効果を恒久的に持続させるためには、造血幹細胞への遺伝子導入が必須であると考えられる。今回我々は、ヒト臍帯血CD34陽性細胞と、現在遺伝子治療に用いられているLASNベクターを用いて、その導入効率を検討した。導入に際し、ヒトリコンビナントフィブロネクチン分画(CH296)を被膜化し、サイトカインとしてIL3,IL6,SCFを加えた。導入効率の算定には、コロニーアッセイ(CFU-GM、HPP-CFC)及び半定量的PCR法を用いた。その結果、CH296存在下で、CFU-GM,HPP-CFC,半定量的PCR法いずれの場合においても導入効率の有意な上昇を認めたことから、CH296が血液幹細胞への遺伝子導入効率の改善に有用であることが示唆された。平成7年度は主として血液幹細胞への高効率遺伝子導入法について検討を行った。慢性肉芽腫症の遺伝子治療においては血液幹細胞を標的細胞とするため、レトロウイルスベクターを用いた高効率の遺伝子導入法の開発が必要である。そこで我々は臍帯血から抗CD34抗体coating plateにより分取した幹細胞にLASNベクターを用いて遺伝子導入を行う方法で、効率の向上について検討してきた。現在、ベクターの感染をフィブロネクチンをコーティングしたプレート上で行うプロトコールを採用し、血液前駆細胞への高効率を遺伝子導入を確認している。今後、さらに至適条件を検討し下記gp91-phox発現ベクターを用いて血液幹細胞への遺伝子導入を行う予定である。ベクターとしてはレトロウイルスベクターMFGの改良型であるMFG-Sを使用することとし、現在R.Mulligan博士に使用の承諾を依頼中である。慢性肉芽腫症の原因遺伝子の一つであるgp91-phox cDNAはすでに入手してあるので、MFG-Sが使用可能になり次第gp91-phox発現レトロウイルスベクターの構築を行う。その後、すでに樹立した慢性肉芽腫症患児由来のEBV感染B細胞株を標的細胞として遺伝子導入を行い、今回購入したマイクロプレートルミノメーター(Microlumat LB96P,BERTHOLD社製)により活性酸素産生能を測定することで、欠失した機能の再構築を確認する予定である。1.レトロウイルスペクターMFG-SにX連鎖性慢性肉芽腫症(X-CGD)の原因遺伝子であるgp91 phox cDNAを組み込み、gp91 phox発現プラスミドMFG-S-91を構築し、これをパッケージング細胞ΨCRIPにネオマイシン耐性遺伝子発現プラスミドpSV2-neoと共にトランスフェクションし、プロデューサー細胞株に樹立した。

NIH3T3細胞を標的としてタイトレーションを行い、細胞あたり約0.5コピーの高力価細胞株を以下の実験に用いた。X-CGD患児より樹立したEBV感染B細胞株6株を上記プロデューサー細胞株のウイルス上清と共に、32°C、5%CO2、24時間、2回繰り返し培養した後、5日から7日の後培養を行い化学発光を用いた系にて活性酸素能生能を測定した。その結果、1株(LCL-CGD3)においては正常細胞株の約20%の活性酸素能を示し、この方法によってCGD細胞の機能的再構築が可能であることが証明された。2.X-CGDを含めて血液細胞の異常に起因する疾患の遺伝子治療の効果を恒久的に持続させるためには、造血幹細胞への遺伝子導入が必須であると考えられる。このためにはまず、ヒト臍帯血CD34陽性細胞と、現在遺伝子治療に用いてられているLASNベクターを用いて、その導入効率を検討した。導入に際し、ヒトリコンビナントフィブロネクチン分画(CH296)を被膜化し、サイトカインとしてIL3, IL6, SCFを加えた。導入効率の算定には、コロニーアッセイ(CFU-GM、HPP-CFC)及び半定量的PCR法を用いた。その結果、CH296存在下で、CFU-GM, HPP-CFC,半定量的PCR法いずれの場合においても導入効率の有意な上昇を認めたことから、CH296が血液幹細胞への遺伝子導入効率の改善に有用であることが示唆された。
ATP合成酵素におけるエネルギー共役機構と回転モデルの検証

生物界に普遍的に存在しエネルギー獲得機構にとって不可欠なATP合成酵素(F_1F_0)は、8種のサブユニットからなる複雑な高次構造を持ち電子伝達系で形成されたベクトリアルな水素イオンの酵素内の移動をATP合成のエネルギー源とするというユニーク機能発現機構を有している。この酵素は逆反応としてATPを加水分解して得られるエネルギーを利用してH^+を排出するポンプ機能を有している。しかし、このエネルギー共役の機構の分子レベルでの解明はなされていない。本研究の目的は、大腸菌ATP合成酵素のF_1-ATPase部分のうち特にαβ複合体がγサブユニットを軸とするモーター構造を有することを、回転を視覚化することにより検証するための基礎的研究をすること。またモーターを形成するATPaseサブユニットの分子間相互作用を新たな手法をもちいて明らかにし、生物分子モーターの構造的実体を明らかにすることである。本年度は、回転を可視化するための材料として固相に固定するATPaseの再構成系の確立を目指し、これに成功し論文とした(B.B.A.(1996)1273,62-70).すなわち、デルタ、またはイプシロンサブユニットにグルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)を融合したサブユニットを作製し、これに正常なATPaseを再構成し固相に結合する事ができた。また最近本酵素の膜結合性サブユニットの一つであるbサブユニットの細胞質への突出部分をもつ融合タンパク質を作製し、これにも再構成を行う実験系を確立できた(論文準備中)。これらの実験系を用いて当初の目的である回転の可視化の系を確立する目途がたった。一方、本酵素のなかで立体的なサブユニットの配置が未解明なストーク領域についてサブユニットの相互作用を調べるために新たに酵母を用いるTwo-hybrid系を確立した(B.B.A.(1996)1274,67-72).この結果ガンマとイプシロンサブユニット、およびbとデルタサブユニットの強固な結合の存在を明らかに出来た。この実験系を用いて結合が失われる突然変異の分離と解析にも成功した(論文準備中)。今後、本酵素のエネルギー共役の実体を理解する上でこれらの知見は有用となろう。
遺伝子改変マウスを使用した大脳新皮質投射型GABA神経細胞の役割に関する研究

作成したNOS-Cre/tet-onマウスとHA,Chop2-Cre-reporter mouseの作動確認:本研究では、すでに作成したnNOS-Cre/tet-onマウスとHA,Chop2-Cre-reporter mouseの作動が正確であるかどうかを確認した。それぞれのDNAコンストラクトは、ドキシサイクリン投与まではCreの働きを最低限に抑えられるようにcultured-cellで十分にモニター実験を繰り返したものであった。両者を掛け合わせ生まれたマウスが4週齢以上に成育して、興奮性神経細胞でのnNOS promoter活性が終息した段階に、ドキシサイクリンを常時飲水の中に添加して、bidirectional promoter上のrtTSサプレッサーを除き、rtTA2Mの結合を促してFlpeを発現させ、一週間程度の期間を掛けてnNOS陽性細胞にCreを発現させた。CreはloxPではさまれたmodified redfluorescent protein (mRFP) cDNAを除くことにより、HR,Chop2, YFPがCAG promoterの下流に来て、3つの蛋白発現が始まる事が期待された。さらに2-3日の生存期間をおいて灌流固定し、nNOSとGFPに対する二重免疫組織化学を行い、明らかなGFP陽性でnNOS陰性の細胞が無いことを期待していた。GFP陰性nNOS陽性の細胞は、tet-onからCreによるDNAの組み換えにいたらなかった場合であり、全てが二重染色になるようにドキシサイクリンの投与量と期間を調整した(全てのnNOS陽性細胞のレポーター標識)。しかし、現在までのところtet-on systemが予定通りの頻度で働いておらず、望む実験ができていない。哺乳類大脳新皮質は興奮性(Glutamate)神経細胞と抑制(GABA)神経細胞により構築され、GABA神経細胞はさらに多くのサブタイプに分かれている。近年我々が発見した投射軸索を持つ大脳皮質GABA神経細胞は、その多くがnNOS陽性細胞であった。nNOS陽性GABA神経細胞の数はGABA神経細胞の約1%、全体の0.2%を占めるにすぎず、同細胞の機能の研究を著しく難しくしている。同細胞の軸索の終始する相手の細胞を確認することが判れば、他の大脳新皮質の神経細胞とどの様に関わっているかが分かると期待している。それ故、我々はnNOS陽性GABA神経細胞で特異的にGFPを発現させるために、nNOS-Cre/tet-onトランスジェニックマウスを作成する計画をスタートした。nNOSは軸索伸長時発現し回路形成の調節に働いていると考えられている分子で、全ての興奮性神経細胞も生後2週目ぐらいまで発現している。それゆえ、単にnNOS-CreマウスとGFPレポーターマウスを掛け合わせると、ほとんど全ての細胞がGFP陽性となる。nNOS陽性GABA神軽細胞で特異的にGFPを発現させるためには、他の細胞の軸索伸長が終わった生後2週目以降にCreの発現誘導をかける必要性がある。Creの働きを時間的に操作するために、CreERを発現させてタモキシフェンで核内に導入しDNAの組み換えを起こさせる方法があるが、幼若な細胞でなければ組み替えはなかなか起こらない傾向がある。それ故今回は、tet-on systemを導入したマウスを作成してみた。
内殻励起X線分光に関する第一原理バンド計算からの理論的研究

強磁性遷移金属におけるスピン分解光電子分光スペクトルを、第一原理計算を用いて計算し、スペクトル形状の元素依存性、コアホールスピン依存性、励起コア依存性を統一的に理解する理論を構築し、スペクトル構造と電子状態との関係を明らかにした。またカイラル物質における共鳴散乱の理論式を構築し、散乱強度スペクトルの振舞を説明した。特に、アジマス角依存性が位相のずれも含めてE1E1過程だけでも説明できることを明らかにした。遷移金属での3s内殻励起光電子放出分光スペクトルの第一原理計算に基づく研究の一部が22年交付申請の少し前に完了することができた(Phys.Rev.B81,035118(2010))ので、その結果を踏まえ、以下の2点の研究を進めた。まず、3sスペクトルの第一原理計算を遷移金属化合物に応用できるか、その信頼性はどの程度か、スペクトルに化合物としての特徴がどのように現れるのかをホイスラー合金を例に検討した。その結果、概ね実験スペクトルを第一原理的に再現できることが分かりスペクトル形状の由来についてかなり理解が進んだが、電子物性との対応をつけるためにはまだ検討すべき課題が分かった。特にホイスラーハンプと言われているサテライト構造を説明することが課題である。一方、遷移金属の2p内殻光電子分光スペクトルに同様の手法が有効かどうかの検討も行った。その結果、単体の遷移金属の範囲内ではあるが、2p軌道の自由度を考慮しなくても、実験スペクトルのサテライト構造の元素依存性を良く再現できることが分かった。特にNiでは顕著なサテライト構造が現れるのに対し、Feでは比較的鋭いシングルピークになることを、先見的なパラメータを与えること無しに再現できることは注目に値すると思われる。これらの結果は、局所密度汎関数近似に基づく理論計算であっても、終状態ポテンシャルルールを前提とすることで第一原理的にスペクトルの元素依存性、光電子スピン依存性、励起内殻(3s,2p)依存性を、統一的に理解できることを示唆している。さらに、スペクトルの構造と遷移金属サイトの磁気モーメントを結びつける手がかりを得ることができると考えられる。将来、局所密度汎関数近似を超える近似を取り入れた第一原理計算が容易に使えるようになれば、我々の提案する手法を用いて金属に関する光電子分光の理解が飛躍的に進むと思われる。22年度に引き続き、我々の提案した理論計算方法を用いて強磁性遷移金属の2p内殻光電子分光スペクトルの解析を行った。単体の遷移金属で2p軌道の自由度を考慮しない範囲であるが、実験スペクトルのサテライト構造の元素依存性とthreshold peakの交換分裂の傾向を良く再現できることが分かり、磁気モーメントとバンドフィリングの観点から理解できることを明らかにした。Niでは顕著なサテライト構造が現れるのに対し、Feでは比較的鋭いシングルピークになること再現することに成功したが、Ni 2p、3sXPSに見られるサテライトピークの位置は計算では12eV程度浅い位置に出てしまう。これは、完全遮蔽ポテンシャルを終状態ポテンシャルとすることに問題があると思われる。しかしながら、先見的なパラメータを無しにスペクトル形状の元素依存性、励起コア依存性、光電子スピン依存性を再現できることは注目に値する。これらの結果は、遍歴電子系におけるXPSスペクトルの解析に我々の方法が有効であることを示している。将来、局所密度汎関数近似を超える近似を取り入れた第一原理計算が行えるようになれば、我々の提案する手法を用いて遍歴電子系における.光電子分光の理解が飛躍的に進むと期待される。一方、thresholdピークの交換分裂のエネルギーの差を見積もる方法として、コアホールをゼロ密度極限の不純物と見なしてコヒーレントポテンシャル近似で計算する方法を提案した。この方法ではスーパーセルを用いないので簡便にエネルギー差を高精度で見積もりことができる。以上の結果をまとめ、PRB85、085128として発表した。水晶等の螺旋結晶構造をもつ物質における共鳴散乱スペクトルの自然円二色性について、電子状態とスペクトル形状を結びつけるための定式化を行った。その公式を用い、第一原理計算をする前段階して、簡単なモデルで計算を行い、スペクトル強度のアジマス角依存性まで含めて電気双極子遷移の範囲で説明がつきそうであることが判明した。カイラル結晶のα水晶、αベルリナイト、テルルにおけるX線共鳴散乱の入射偏光依存性に関する研究を行った。Si,Al,PのK吸収端やTeのL1吸収端の共鳴プロセスと円偏光を利用して結晶のカイラルを区別できることが実験で示されている。我々は、光学過程を微視的な電子論に基づいて考察し、電気双極子近似の範囲で、散乱強度の入射X線エネルギー依存性、ブラッグスポット依存性、アジマス角依存性、偏向依存性、カイラル依存性を説明する理論を構築した。α水晶、αベルリナイトについて、ボンドオービタルモデルを用いて、テルルについては、局所密度汎関数近似によるバンド計算を用いて、電子状態を求め、その結果を我々の導いた散乱強度の理論式に当てはめ散乱強度の計算を行い、概ね実験結果を説明できることを示した。

注目すべきは、ア散乱強度のジマス角変化に対する正弦振動の対称線が結晶の対称軸からずれることが、双極子近似の範囲で説明できることを示したことである。テルルにおいて、そのずれが実験と我々の理論計算が良い一致を示すことも確認できた。このずれは、コアホールの寿命とバンド構造が絡みあって現れている。励起コアの寿命がスペクトルの幅に現れるだけでなく、強度のアジマス角に依存性のシフトとして現れる点が大変興味深い。これらの結果のうち水晶とベルリナイトについては学会およびPhysical Review B上で発表し、テルルについては日本物理学会で発表した。また、終状態ポテンシャル則の仮定のもとで、始状態と終状態のスレーター行列波動関数の内積を第一原理バンド計算を用いて計算する手法を、ホイスラー合金の光電子分光スペクトルの解析に適用することを試みた。その結果、ハーフメタル合金においても終状態ポテンシャル則がうまく働くき実験スペクトルをよく再現できることを確かめることができ、サテライト強度の由来についての知見が深まった。ホイスラー合金におけるスペクトル計算の試みについては、系が大きいことに起因して、数値的収束性が極めて遅いため、実験スペクトルの解析まで至れなかった。しかし、一方で、単純な遷移金属強磁性におけるスペクトルの問題で交換分裂の大きさを見積もる方法を提案し実験とよい一致を示すことができ、我々の提案する計算方法が、遍歴電子系におけるスペクトルの解析に有効であることを示すことができた。また、水晶をはじめとする螺旋結晶構造をもつ系における共鳴X線散乱の自然円二色性スペクトルの研究に関しては、第一原理計算からスペクトルを得る理論的枠組みを構築するところまでできている。それに付随して、モデル計算を進めることができた。これらから判断して概ね順調に進展していると判断する。24年度が最終年度であるため、記入しない。水晶をはじめとする螺旋結晶構造をもつ系における共鳴X線散乱の自然円二色性スペクトルの研究に関しては、モデル計算で物理的理解を得た上で第一原理計算を進める。合金系における内殻XPSスペクトルについては、自己無撞着ポテンシャルを慎重に求め信用できる結果を得たい。また、Fe-Co-Ni系の合金系を利用して、XSPのthresholdピークにおける交換分裂が局所磁気モーメントにどのように依存するのか明らかにする。さらに、時間依存密度汎関数法を利用しコアホールの遮蔽プロセス、遮蔽時間の元素依存性を明らかにできないか検討を行う。
炎症性疾患における生理活性脂質の関与

1.炎症モデル動物の作成と解析PAF受容体トランスジェニックマウス、PAF受容体欠損マウス、cPLA2欠損マウスおよび正常マウスにおいて、酸気道投与およびLPS投与による成人呼吸逼迫症候群(ARDS)モデル解析し、これら病態における生理活性脂質の役割を解明した。肝切除後のクッパー細胞におけるPAF受容体の増加を報告した。2.LTB4受容体研究プロモータ解析により、白血球特異的発現のメカニズムを明らかにした。本受容体を発現しているCHO細胞を用いて、急性腎炎症におけるLTB4の役割を解明した。さらに、第二受容体を発見した。欠損マウスの作成を行っており、germ line transmissionが確認されている。3.LTD4受容体のシグナルの解析LTD4受容体について解析した。特に単球・マクロファージにおけるLTD4受容体のシグナル解析を行った。4.生理活性脂質産生酵素の細胞内局在cPLA2,5-リポキシゲナーゼ、LTA4水解酵素の細胞内局在と、移行のメカニズムについて明らかにし、脂質メディエーター産生のメカニズムの一端を解明した。これらの研究成果は、生理活性脂質の産生機構とその種々の病態における役割を明らかにしたものであり、新たな治療法や治療薬の開発に道を開くものである。ロイコトリエン(LT)類および血小板活性化因子(PAF)は多形核白血球、好酸球、リンパ球、マクロファージなどの炎症性細胞の遊走および活性化、血管透過性の亢進、気道平滑筋収縮、気道粘液分泌などの作用を持つ炎症性の生理活性脂質である。いずれも刺激に応じて細胞膜のリン脂質を前駆体として合成され標的細胞に作用し速やかに代謝される。その作用は、いずれも細胞膜に存在する受容体を介して行われる。本研究では、種々の遺伝子改変マウスを用いた種々の炎症モデルの解析、LTB4受容体欠損マウスを確立すること、まだ一次構造の解明されていない生理活性脂質受容体のcDNAクローニングを目的とした。平成11年度は以下のような研究実績をあげた。1.炎症モデル動物の作成と解析PAF受容体トランスジェニックマウス、PAF受容体欠損マウス、cPLA2欠損マウスおよび正常マウスにおいて、酸気道投与およびはLPS投与による成人呼吸逼迫症候群(ARDS)モデルを作成、解析し、その成果を一部報告した。2.LTB4受容体欠損マウスの確立ターゲッティングべクターの構築を行い、ES細胞を形質転換し、ネオマイシン耐性株を選択し組み替えES細胞を得ることができた。しかしキメラ率の高いマウスが得られないため欠損マウスの作成には成功していない。3.LTD4受容体のシグナルの解析cDNAクローニングのためのアッセイ法(細胞内カルシウムの上昇反応、レポーター遺伝子アッセイ)を確立した。最近一次構造の報告された、ヒトLTD4受容体のマウスやモルモットのオルソログのクローニングに成功し、シグナルを解析しているところである。当該研究期間の成果は以下の通りである。1.リン脂質代謝ならびに生理活性脂質の産生に関する研究ロイコトリエン産生酵素群の細胞内局在と、細胞内移行のメカニズムを解明した。とくに、5-リポキシゲナーゼの核移行シグナルの発見を行い、さらにストレス刺激による核外輸送のメカニズムを発見した。cPLA2欠損マウスの表現型の解析を、急性肺炎症モデルで行い、欠損マウスにおいては対照群と比較して著明な反応の減弱を認めた。さらにこのマウスを使って、マラリア感染実験を行い、脳マラリアなどの病態における本酵素の関与を証明する実験を開始し、そのための実験系の確立を行った。カイニン酸で脳の海馬特異的に誘導されるcPLA2遺伝子由来の新規タンパク質を発見し、その転写機構を解明した。2.生理活性脂質受容体の機能解析に関する研究LTB4受容体を欠損したマウスを作成中であり、germline transmissionが完了した。LTB4受容体の白血球特異的な発現の機構を解明した。LTB4の第2受容体のリガンド特異性を報告した。

LTB4を発現したCHO細胞を蛍光色素で標識し、それを静脈内投与して組織移行を検出する系を確立し、虚血後再灌流による急性腎障害における、LTB4の関与をラットにおいて証明した。マウスにおける2種類のLTD4をクローニングしその性質を明らかにした。肝切除後のクッパー細胞におけるPAF受容体の増加を報告した。これらの研究成果は、生理活性脂質の産生機構とその種々の病態における作用を明らかにしたものであり、新たな治療法や薬物の開発に道を開くものである。