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統一的正犯概念の比較法的研究―イタリア・デンマーク・ノルウェー刑法という新領域

研究成果として、英文による論文を公表し、統一的正犯概念の考え方が、デンマーク、ノルウェー、イタリアのみならず、英米刑法や国際刑法においても普及しており、特に背後において犯罪実現に重要な役割を果たしている者の処罰について、適切な理論を提供できることを明らかにした。研究分担者の吉中は、イタリアにおける統一的正犯概念についての調査を継続し、その成果を、研究ノートとして公表した。イタリアにおける共同正犯論の議論をまとめ、共同正犯の成立要件についても言及した。研究分担者の田川は、ドイツが共犯体系を維持していることから、統一的正犯概念に対する批判的考察を行い、正犯と共犯の区別が、量刑上行われ、多様な要素の総合判断が行われる場合の課題について検討した。刑法平成25年度に計画していた海外リサーチについて、イタリアに限定してはいるが、平成26年度にノルウェー調査を行う予定であり、おおむね順調に進展していると考えている。また、研究成果も3点公表している。平成25年度の海外調査を行うために、基礎的な文献を読み進めており、計画通りの進行状況であると認識している。準備は「しすぎる」ということがないので、「計画以上に進展している」とは考えていない。平成26年度は、これまでの調査をふまえ、わが国において統一的正犯概念を論じるに当たり、これまでの調査がどのように理論的に接合できるのかを研究し、わが国における統一的正犯概念を明らかにすることとしたい。なお、平成25年度に実施できなかったノルウェー調査は、今年度行う予定である。平成25年度に予定していたノルウェー調査を、平成26年度に変更したため、次年度使用額が生じた。この分については、ノルウェー調査で使用する。なお、研究代表者については、日本での打ち合わせ旅費としても使用する予定である。平成25年度は、海外調査を行う。まず、イタリアにおける調査を行うが、基礎的な文献を調査して現出した疑問点について、現地の研究者にインタビューを行うことで、回答を得たいと考えている。文献には表れない、実務上の問題などもインタビューできればよいと考えている。また、現地でしか入手できない文献などもあるため、それらの情報を入手し、購入、複写を行いたい。その上で、さらに議論を重ね、平成26年度には、成果を公表したいと考えている。なお、研究代表者については、日本での打ち合わせ旅費としても使用する。平成25年度は、イタリアに海外調査に行く予定であり、研究費は旅費として使用する。前年度の繰り越し分については、現地における書籍購入、複写に使用する。
土地利用混合の時間的変化・地域的差異を解析する手法の開発と適用

この研究の目的は、地理情報システムに立脚したミクロな土地利用混合の解析手法を開発し、これを使って土地利用混合の時間的変化・空間的差異に対してさまざまな要因がおよぼしている影響を分析することにある。この目的のため、詳細な土地利用情報に立脚して土地利用混合状況をミクロに分析する手法として、土地利用構成比関数(各点で円集計を行なって求めた土地利用構成比)を開発した。ミクロな土地利用混合状況の把握は、従来の500メートルメッシュなどの集計単位領域による土地利用構成比だけでは困難である。把握手法としてまず考えられるのは集計単位領域を小さくすることであるが、極限では敷地が集計単位領域となり、混合は把握できなくなる。一方、対象地域のすべての地点で土地利用構成比に当たる値を定義できれば、ミクロな混合状況把握が可能になる。この方法としては、対象地域のすべての地点でそこを中心としてある半径の円を描いて、その内部の土地利用構成比を計算する(走査円集計と呼ぶ)ことが考えられる。この結果、対象地域のすべての点でその周囲の土地利用構成比というベクトル関数(土地利用構成比関数と呼ぶ)が定義される。この土地利用構成比関数は対象地域の各地点での土地利用混合度であると同時に、次の解釈が可能である。第一は境界問題を考慮した土地利用構成比の導関数であり、第二は市街地の土地利用変化を多項分布で表わす下記の確率モデルにおける確率ベクトルの推定値である。実際に土地利用構成比関数を計算するには集計円の半径を決定する必要がある。この研究ではこの方法として、複数の半径候補があるときに上記の第二の解釈のもとで最適な半径を赤池情報量基準によって選択する方法を開発し、モンテカルロシミュレーションで作成した市街地図に適用してその有効性を確かめた。
母体血中胎児有核赤血球前駆細胞を用いた胎児診断の検討

妊娠初期における母体血清中の胎児DNAを用いた出生前診断法の有用性を検討した。[方法]当科で妊婦検診を受けた妊婦のうち同意の得られた正常妊娠81例(妊娠5週から10週、平均:8週3日)を対象とした。妊婦の同意を得たうえで6mlから10mlの末梢血を採血した。その後、血清を分離しQiagen社のQLAamp DNA Blood Mini Kitを用いてDNAを抽出した後、PCR法を用いてY染色体に特異的な遺伝子領域DYS14(198bp)検出を行って性別判定を行った。また、男児と判定された症例についてABI PRISM 7700 Sequence Detection Systemを用いて性決定遺伝子SRYを定量し、β-Globin遺伝子を外部標準として母体血清中の胎児DNA量を算出した。[結果]81例中、40例が男児でこのうち38例(95%)で血清中にDYS14が検出された。DYS14が検出されなかった男児2例は妊娠5週および6週に採血した症例であった。一方、41例の女児ではいずれもDYS14が検出されなかった。また、男児と判定された38例のうち23例における胎児DNAの定量的評価では、母体血清中DNAにしめる胎児DNAの割合は0.046から3.65%(平均;0.87%)であった。[結論]妊娠初期には母体血清中に1%弱の割合で胎児DNAが存在していることが判明し、PCR法を用いたDYS14検出による胎児性別診断は伴性劣性遺伝性疾患のスクリーニング検査として有用であることが示された。しかし、妊娠6週以前では胎児DNA量が少ないため偽陰性になる可能性があり妊娠7週以降にこれを実施することが望ましい。臨床応用する場合には今後さらに症例数を増やし偽陰性率に関する詳細な検討を行う必要がある。非侵襲的な出生前診断の臨床応用を目指し、母体末梢血中を循環している胎児赤芽球を培養し増殖することを試みた。[方法]1.男児の臍帯血を用い、以下の方法で培養胎児赤芽球を用いたFISH法による性別診断の可能性を検討した。すなわち、妊娠満期で出生した正常男児の臍帯血5mlを用い、比重遠心法にて単核細胞を分離した。それらの単核細胞をエリスロポエチン5U/mlを含む半固形培地中で10日間培養した後赤芽球系コロニーを回収後スライド上に固定し、FISH法に供した。FISH法はDNAprobeとしてDXZ1、DYZ1を用いたdual-color法で行い、蛍光顕微鏡下にシグナルの判定を行った。2.妊娠18週、30週、37週の男児を妊娠中の女性3名の末梢血20mlを採取した。また、妊娠歴のない女性1名からも同様に末梢血20mlを採取しコン卜ロールとして用いた。これらを、前述の方法で10日間培養したのちFISH法に供し、DYZ1陽性の胎児由来細胞が存在するか否かを検討した。[結果]1.男児の臍帯血では、培養5日目頃より赤芽球系コロニーが出現し始め、経時的にコロニーの大きさは増大していった。これらのコロニーを回収しFISH法に供したところ、XとYのシグナルが1つずつ観察された。2.妊娠中の女性3名の末梢血20mlでは培養10日目の時点で赤芽球系コロニーの数は200-400個に達し、妊娠週数および妊娠の有無による差はなかった。これらのコロニーを回収しFISH法に供したところ、すべての症例でXのシグナルのみが観察され、Yのシグナルは検出されなかった。すなわち得られた細胞はすべて母体由来の赤芽球と考えられた。したがって、本法で出生前診断を行うには、胎児赤芽球に特異的な培養方法の確立が必要と考えられた。[結論]

妊娠初期には母体血清中に1%弱の割合で胎児DNAが存在していることが判明し、PCR法を用いたDYS14検出による胎児性別診断は伴性劣性遺伝性疾患のスクリーニング検査として有用であることが示された。しかし、妊娠6週以前では胎児DNA量が少ないため偽陰性になる可能性があり妊娠7週以降にこれを実施することが望ましい。臨床応用する場合には今後さらに症例数を増やし偽陰性率に関する詳細な検討を行う必要がある。母体血漿・血清中の胎児DNAを用いた出生前診断の可能性を探る目的でこれらを用いて胎児性別診断を行いその有用性を検討した。[方法]用水検査を受けた妊婦61例(妊娠10週5日から17週3日、平均:13週2日)を対象とした。妊婦の同意を得たうえで羊水検査前に血漿分離用に4ml、血清分離用に6ml、計10mlの末梢血を採血しそれぞれ血漿および血清を分離した。その後、各800μlの血漿および血清からQiagen社のQIAamp DNA Blood Mini Kitを用いてDNAを抽出した後、PCR法を用いてY染色体に特異的な遺伝子領域DYS14(198bp)およびDYZ3(172bp)の検出を行い、羊水細胞培養による染色体分析の結果と比較した。また、正常核型男性5例の血漿および血清中から同様の方法でDNAを抽出し、1/10、1/100、1/1000、1/10000のような10倍毎の希釈系列を作成し、PCR法でのDYS14とDYZ3の検出限界を求めた。[結果]61例中、羊水検査で男児と判定されのは31例ですべて正常核型であった。一方、女児と判定されたのは30例でこのうち28例が正常核型、1例がモザイク型の21トリソミー、残りの1例が13番、14番染色体間のロバートソン型転座保因者であった。男児を妊娠していた妊婦のうち27例に結晶中にDYS14とDYZ3がともに検出され(87%)、また血清中には前例においてDYS14とDYZ3が検出され(100%)、検体として妊婦血清を用いた方が胎児性別診断は正確に行なえることが分かった。一方、女児と判定された30例では血漿・血清においてDYS14とDYZ3はいずれも検出されなかった。また、正常男性の血漿および血清の希釈系列では男性5例ともDYS14が検出されたのは1/1000希釈まで、DYZ3は1/100まであり、DYS14を用いたPCR法はより鋭敏な検出法であった。妊娠初期における母体血清中の胎児DNAを用いた出生前診断法の有用性を検討した。[方法]当科で妊婦検診を受けた妊婦のうち同意の得られた正常妊娠81例(妊娠5週から10週、平均:8週3日)を対象とした。妊婦の同意を得たうえで6mlから10mlの末梢血を採血した。その後、血清を分離しQiagen社のQIAamp DNA Blood Mini Kitを用いてDNAを抽出した後、PCR法を用いてY染色体に特異的な遺伝子領域DYS14(198bp)検出を行って性別判定を行った。また、男児と判定された症例についてABIPRISM7700Sequence Detection Systemを用いて性決定遺伝子SRYを定量し、β-Globin遺伝子を外部標準として母体血清中の胎児DNA量を算出した。[結果]81例中、40例が男児でこのうち38例(95%)で血清中にDYS14が検出された。DYS14が検出されなかった男児2例は妊娠5週および6週に採血した症例であった。一方、41例の女児ではいずれもDYS14が検出されなかった。また、男児と判定された38例のうち23例における胎児DNAの定量的評価では、母体血清中DNAにしめる胎児DNAの割合は0.046から3.65%(平均;0.87%)であった。[結論]
自動脱着機能を有するモジュール型狭隘空間探査ロボットの開発

モジュール型狭隘空間探査ロボット開発の課題は、モジュールの自動脱着機構の確立と相対位置関係の把握、遠隔操作から自動化まで見通した脱着を繰り返す移動方法の確立である。前年度までのモジュール型狭隘空間探査ロボットの脱着機構及び相対位置関係の把握のためのセンシングシステムの設計を踏まえ、モジュールの全体設計を行い、試作機を製作した。製作した脱着機構は、当初の設計に近いツメを有した開閉式機構及び機械的強度を持たせた回転式機構の2種類である。開閉式機構は、カメラを内蔵し、接続時のセンサとして利用できるようにしている。回転式機構は、オスメスがなくどのモジュールとも接続が可能な機構を有している。脱着機構に関する評価は、モジュールの進入角度や接続時間を評価項目とし検証を行った。進入角度はモジュールの移動精度及びセンサの精度に対して十分余裕を持つ結果を得られた。接続時間は、想定より時間がかかる結果となったが、センサの接続判定を調節することで改善が見込まれる。モジュールの分離は、接続の逆工程で実現可能であることが実験的にも検証できた。モジュールは、脱着機構に加えモジュール周りの障害物や他のモジュールを検知することができる距離センサ(LiDAR)を搭載した。これはモジュールの脱着時や狭隘空間の移動時に利用できると考えている。搭載するセンサの選定及び動作の実現を重視したため、試作モジュールの大きさは実際に想定しているモジュールより1.5倍ほど大きい設計とした。モジュールの移動方法は、基本となる独立2輪型及びクローラ型のモジュールを想定し、モジュール単体移動と複数連結移動についてシミュレーションにより検討を行った。モジュール単体の移動及びモジュール脱着のアプローチについては、ROSを用いて環境を構築しシミュレーションにより検証し方法に問題がないことが確認できた。本研究の進捗は、おおむね予定通り進んでいる。脱着機構設計評価と位置検知用統合センシングシステム開発、移動方法検討の3項目を重点項目として位置づけ研究を進めてきた。以下項目ごとの進捗状況を示す。最も優先した脱着機構の設計に関して、当初予定していた機構の設計が実現に対して課題も発見されたため、2つのアプローチから試作機を製作した。強度評価、接続手順、分離手順に関してシミュレーション及び試作機による検証を行っており、課題を解決しつつ概ね脱着機構の設計は当初計画の通り進んでいる。機構の小型化と脱着時間の短縮が残された課題である。センシングシステムの開発は、距離センサ(LiDAR)による周囲環境把握に関して重点を置いて研究を行った。研究の重要項目である相対位置関係の把握については、LiDARを主として開発中のIMUセンサ、カメラ等を統合したシステムによる実現の可能性を見出すことができた。計画を変更しLiDARをシステムに追加したため、モジュール外皮に搭載予定の圧力センサについては、優先度を下げて研究を進めている。移動方法検討は、脱着及びモジュール単体移動に関しては、シミュレーション及び試作機による実証実験は計画通り進んでいる。ただし、モジュール複数連結移動及び狭隘空間などの環境適応に関する部分は、計画よりやや遅れている。試作したロボットによる実証実験を行う。このため、実験環境を整える。また、研究を総括する。実証実験について、脱着方法を含む移動方法を製作したモジュールに実装し屈曲配管内の移動性能を評価する。模擬使用環境を構築し、実験結果を踏まえ、制御アルゴリズムの確立、制御条件の最適化を探るとともに問題点を洗い出す。必要に応じて、小型化、外皮の追加などモジュールの改良も行う。また、モジュール構成を変更し順次検討する。研究総括について、自動脱着機能を有するモジュール型の狭隘空間探査ロボットの開発を目的としてモジュールの脱着機構の設計製作、モジュールの相対位置測定、移動方法の確立の重点3項目について、各開発目標数値と照らし合わせ評価し研究をまとめる。そこで、まずモジュール型狭隘空間探査ロボットの脱着機構及び相対位置関係の把握のためのセンシングシステムの設計を行った。脱着機構の設計について、脱着機構は機械的強度を十分にもった機構を有しつつ小型化しなければならない。そこで試作機による接続時の3次元的な位置ずれや応力集中、モータへの負荷について検証を行った。様々な接続形態における各モジュールの関節部の特性を実験により評価した。実験では、特に高い負荷がかかると予想されるメカナムホイールを有する車輪モジュールとユニバーサルジョイントによる2自由度を有する関節モジュールを用いた。実験結果より、一部のモジュールに軸部分の変形が確認できた。一部の形態においてモータへの高い負荷が確認された。脱着機構の強度設計のための有効なデータを得ることができた。脱着機構の強度設計と並行して機構の設計を行った。脱着機構は素早い脱着と単純な機構を有しなければならない。そこでまず、2次元を想定した機構を設計した。脱着部はその特性からどうしても隙間ができてしまうためサスペンションを内蔵する機構とした。試作機による提案方法の可能性を見出した一方問題点も多く残る結果となった。相対位置関係の把握については、近接距離での用途として赤外線による簡易システムを提案し実験を行った。2台の試作機による追従実験の結果、本方式では目標とする着脱時間の達成は困難であることがわかったため、LRFやカメラの導入を検討することとした。高精度慣性計測装置IMUセンサによる位置把握は検討を進めている。脱着機構設計とセンシングシステム開発の2項目を重点項目として位置づけ研究を進めてきた。

以下項目ごとの進捗状況を示す。脱着機構の設計に関して、当初予定していた機構の設計が実現に対して課題も発見されたため、強度設計と機構設計に分けて研究を実施した。試作機による実験的検証などの検討項目が増えたため、脱着機構の設計は当初計画よりやや遅れているものの、現在詳細設計に取り組んでいるところである。相対位置関係の把握に関して、センシングシステムの開発は個々のセンサごとに分けて研究を進めている。特に高精度慣性計測装置IMUセンサを導入し、精度の検証及びデータの制御への適用方法について検討している。また、モジュール同士が接続されているときに各モジュールから得られる相対位置は既知であることを利用した、ガウシアンフィルタの一つであるカルマンフィルタにより状態推定し学習させ補正処理を行うシステムの検討も進めている。また、当初予定していなかったが、人体利用に設計した音による音源位置推定方法をロボットの自己位置推定に応用することを検討した。モジュール型狭隘空間探査ロボット開発の課題は、モジュールの自動脱着機構の確立と相対位置関係の把握、遠隔操作から自動化まで見通した脱着を繰り返す移動方法の確立である。前年度までのモジュール型狭隘空間探査ロボットの脱着機構及び相対位置関係の把握のためのセンシングシステムの設計を踏まえ、モジュールの全体設計を行い、試作機を製作した。製作した脱着機構は、当初の設計に近いツメを有した開閉式機構及び機械的強度を持たせた回転式機構の2種類である。開閉式機構は、カメラを内蔵し、接続時のセンサとして利用できるようにしている。回転式機構は、オスメスがなくどのモジュールとも接続が可能な機構を有している。脱着機構に関する評価は、モジュールの進入角度や接続時間を評価項目とし検証を行った。進入角度はモジュールの移動精度及びセンサの精度に対して十分余裕を持つ結果を得られた。接続時間は、想定より時間がかかる結果となったが、センサの接続判定を調節することで改善が見込まれる。モジュールの分離は、接続の逆工程で実現可能であることが実験的にも検証できた。モジュールは、脱着機構に加えモジュール周りの障害物や他のモジュールを検知することができる距離センサ(LiDAR)を搭載した。これはモジュールの脱着時や狭隘空間の移動時に利用できると考えている。搭載するセンサの選定及び動作の実現を重視したため、試作モジュールの大きさは実際に想定しているモジュールより1.5倍ほど大きい設計とした。モジュールの移動方法は、基本となる独立2輪型及びクローラ型のモジュールを想定し、モジュール単体移動と複数連結移動についてシミュレーションにより検討を行った。
狭波長帯域分光撮像による木星可視オーロラの地上光学観測

1.水素バルマーα線(656.3nm)での木星可視オーロラについて2005年2月に国立天文台岡山天文物理観測所の188cm望遠鏡と高分散分光装置(HIDES)を用いた観測結果を詳細に調べたところ装置雑音と同程度(S/N1)の信号がオーロラ出現が予想される木星極域に検出された。2.平成15年度および16年度にハワイ・ハレアカラ山頂で行ったファブリーペローイメージャーを用いたイオプラズマトーラスの観測の詳細な解析により、イオプラズマトーラス中の硫黄イオンの発光強度、硫黄イオンのバルク速度およびその木星磁場共回転速度からの遅れ、イオン温度(磁場並行および磁場垂直方向)の2次元分布が得られるようになった。この観測結果からイオプラズマトーラスへのプラズマ供給はイオかち離れた場所では経度方向に比較的一様であり、年変化を示すことが明らかになった。平成16年度にはこれに加えてハレアカラ山頂の米国空軍研究所所属の口径3.7mAEOS望遠鏡に上記ファズリーペローイメージャーを接続し、補償光学装置も併用したイオ極近傍のナトリウム原子共鳴散乱発光の観測に成功したが、この観測の詳細な解析を行った結果イオの木星側と反木星側でナトリウムの分布が非対称であることが明らかになった。3.木星衛星イオ起源のナトリウム原子の共鳴散乱光観測と計算機シミュレーションから、高速ナトリウム原子放出メカニズムとして、スパッタリングと分子イオン解離・解離性再結合反応が主要であることが明らかになった。木星オーロラの地上光学観測について以下のように研究を進めた。1東北大学惑星圏飯舘観測所の口径60cm望遠鏡のクーデ焦点で、1m分光器およびファブリーペローイメージャーの2台の観測装置が両方とも使用できるようにするための「分光装置スライドベンチ」の設計・製作を行った。完成した分光装置スライドベンチの性能評価を行い、2台の分光装置を再現性よく交互に使用できることを確認した。2ファブリーペローイメージャーに用いる冷却CCDカメラを購入し、性能評価を行い感度・暗雑音・読み出しノイズとも観測に充分使用できるものであることを確認した。3 1m分光器を用いて木星極域でのHα線(波長656.3nm)でのオーロラ検出を試みた。この観測では分光器入射スリットに木星を結像させ、スリットを木星極域の東西方向および木星の両極を通る南北方向の両方で分光を行うように木星像を回転させ、波長分解能は0.02nmで観測を行った。観測データの解析にあたって、木星の視線方向のドップラー速度を考慮して極域でのHα増光の検出を試みたが最小検出感度(シーイングによるがS/N=1で10kR160kR)以上の発光は認められなかった。4衛星イオ関連のオーロラ発光を調べるために、イオプラズマトーラスのイオン発光の観測をファブリーペローイメージャーを用いて行った。観測は硫黄イオンの671.6nm発光を波長帯域0.01nmで行った。この観測の結果、イオプラズマトーラスの硫黄イオン発光強度・視線方向速度・イオン温度の空間分布の導出が可能となった。1.ファブリーペローイメージャーの光学系を35cmシュミットカセグレン望遠鏡に接続できるよう改造を行った。新たな観測装置は光路切り替えによってファブリーペローイメージャーまたはフィルター分光イメージャーとして使用できるものを製作した。ファブリーペローイメージャーとしての波長分解能は約30,000、フィルター分光イメージャーとしての波長幅は約2nmの性能をもつ。2.平成16年3月の木星衝の時期に合わせて以下の観測を行った。2-1.衛星イオ関連のプラズマ発光を調べるために1.に述べた観測装置を用いて、平成16年2月にハワイ・ハレアカラ山頂において、イオプラズマトーラスの硫黄イオン発光(波長671.6nm)の観測を行った。この観測において、発光輝線のドップラー変位からイオンのマスローディングの状態を、またドップラー幅から磁力線垂直方向のイオン温度を、さらに硫黄イオン発光強度の空間分布を明瞭に得られるデータを得することができた。

ハレアカラ山頂では、日本国内では得られない良好なシーイング条件により、初めて硫黄イオンのドップラー観測を行うことができた2-2.国立天文台岡山天体物理観測所において、平成16年2月に180cm望遠鏡とHIDES分光器を用いて木星南極域のオーロラオーバルに直角にスリットを配置して、水素Hα線(656.3nm)を対象に波長分解能100,000で分光観測を行った。3.上記2.の観測から得られたデータの解析を現在進めている。木星可視オーロラの地上光学観測について以下のように研究を進めた。1.国立天文台岡山天体物理観測所において、平成16年2月に行った180cm望遠鏡とHIDES分光器を用いた波長分解能100,000での水素Hα線(656.3nm)を対象とした木星南極域の観測結果について解析を行った。その結果、オーロラオーバルの予想位置から外れた場所では何も検出されないのに対し、オーロラオーバルの予想位置では、強度10kR以下のHα発光がみられた。観測の雑音限界からオーロラを検出したと断定するには早計だが、今後さらに東北大学飯舘観測所において最適な波長分解能による観測を続ける。2.前年度にファブリーペロー干渉計を用いてハワイで行ったイオプラズマトーラス中の硫黄イオ発光の観測結果から、硫黄イオン速度の磁場共回転速度からの遅れを導出し、木星オーロラに関連が深い現象として衛星イオ起源プラズマの木星磁気圏へのマスローディングの様子を調べた。その結果、硫黄イオン速度の共回転速度からの遅延はイオ位相角、システムIII経度のいずれにも明確な依存性はみられないが、共回転速度からの遅延は数時間のうちに大きな変動を示すことが明らかになった。3.2004年3月までの観測結果およびその解釈を、2004年11月に米国ケンタッキー州ルイビルで開催された米国天文学会惑星分科会において発表した。木星オーロラの地上光学観測について以下のように研究を進めた。1.水素バルマーα線(656.3nm)での木星可視オーロラについて2005年2月に国立天文台岡山天文物理観測所の188cm望遠鏡と高分散分光装置(HIDES)を用いた観測結果を詳細に調べたところ装置雑音と同程度(S/N1)の信号がオーロラ出現が予想される木星極域に検出された。2.平成15年度および16年度にハワイ・ハレアカラ山頂で行ったファブリーペローイメージャーを用いたイオプラズマトーラスの観測の詳細な解析により、イオプラズマトーラス中の硫黄イオンの発光強度、硫黄イオンのバルク速度およびその木星磁場共回転速度からの遅れ、イオン温度(磁場並行および磁場垂直方向)の2次元分布が得られるようになった。この観測結果からイオプラズマトーラスへのプラズマ供給はイオから離れた場所では経度方向に比較的一様であり、年変化を示すことが明らかになった。平成16年度にはこれに加えてハレアカラ山頂の米国空軍研究所所属の口径3.7mAEOS望遠鏡に上記ファブリーペローイメージャーを接続し、補償光学装置も併用したイオ極近傍のナトリウム原子共鳴散乱発光の観測に成功したが、この観測の詳細な解析を行った結果イオの木星側と反木星側でナトリウムの分布が非対称であることが明らかになった。
Hairy-Rod構造を有する液晶性配位高分子の合成

これまで、無機-有機複合材料として期待されている環状ホスファゼン分子を配位結合を用いて自己集合させることによって、一般的な有機合成手法では合成が困難なロッド構造を有する配位高分子の合成と組織化に成功している。平成13年度には、新たにピリジル基を有するホスファゼン分子とアルキルスルホン酸銀から、配位結合と静電結合を利用した集積化によるHairy-Rod構造をもつ配位高分子の合成を試みたところ、期待通りにHairy-Rod構造を有する配位高分子が得られ、さらに、それら高分子は、側鎖アルキル基のパッキング効果によって秩序構造に組織化されることを明らかにした。この結果に基づいて、平成14年度には、アルキルスルホン酸銀とピラジン(Pyra),ピリミジン(Pymi),そしてピリダジン(Pyda)の組み合わせからなる配位子を合成し、それら配位高分子の構造と性質を検討した。いずれの配位高分子も、側鎖アルキル基のパッキング効果によって秩序(ラメラ)構造に組織化され、隣接する配位高分子のアルキル鎖同士は入れ子状になっていると推測された。Pyra Pymiと長鎖アルキルスルホン酸銀からなる配位高分子は融解したが、熱的に不安定であった。一方、Pydaと長鎖アルキルスルホン酸銀からなる配位高分子は熱的に安定でサーモトロピック液晶を示すことがわかった。この結果に基づいて、新たにピリジル基を有するホスファゼン分子とアルキルスルホン酸銀から、配位結合と静電結合を利用した集積化によるHairy-Rod構造をもつ配位高分子の合成を試みたところ、期待通りにHairy-Rod構造を有する配位高分子が得られ、さらに、それら高分子は、側鎖アルキル基のパッキング効果によって秩序構造に組織化されることがわかった。この秩序構造形成は、側鎖アルキル鎖長に依存し、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル基の場合、配位高分子はラメラ構造に組織化され、それらアルキル鎖はRod高分子主鎖に対して40゚傾き、隣接する配位高分子のアルキル鎖同士は入れ子状になっていると推測された。一方、アルキル鎖がドデシル基の場合、ラメラ構造への組織化は認められなかった。続いて、得られた配位高分子の液晶挙動について検討を行ったが、これら配位高分子は液晶性を示さなかった。今後は、アルキルスルホン酸銀と組み合わせる配位子を変えて得られる配位高分子について、組織構造形成と液晶挙動を調べる予定である。
肝硬変の腹水の成立機序と新しい治療に関する研究

肝硬変の血行動態や腎循環調節に占めるエンドセリンの病態生理学的意義について検討した。血漿エンドセリン-1(ET-1)は、慢性肝炎に比べ肝硬変および肝硬変合併肝細胞癌で明らかに上昇していること、肝硬変では有腹水症例において有意に上昇していること、さらに血漿ET-1の上昇は各種肝機能の重症度と相関することを明らかにした。血漿ET-1の上昇機序として、その代謝クリアランスの低下、あるいは血管内皮細胞からの産生亢進が考えられるが、肝硬変における上昇は後者が主因と考えられた。一方、血漿ET-1は心房性ナトリウム利尿ペプチドと有意の正の相関を示したが、血漿レニン活性、血中エンドトキシン、クレアチニンクリアランスとの間には有意な相関は得られなかった。種々の肝疾患において尿中エンドセリン様免疫活性(endothelin-like immunoreactivity;ET-LI)を測定すると、肝硬変患者の尿中ET-LIは明らかに上昇していた。このような尿中ET-LI増加が糸球体濾過値と有意な正の相関を示したこと、さらにET-LI・クリアランス/クレアチニン・クリアランス比が10%以下であった結果より、糸球体で濾過されたエンドセリンの約90%は尿細管で再吸収され、しかも尿細管からの明らかな産生亢進はなく、尿中ET-LIは糸球体濾過値依存であることが示唆された。また、尿中ナトリウム排泄分画と尿中ET-LIとの間に有意な相関関係が認められなかったが、血漿エンドセリン値との間には有意な正の相関が認められたことより、腎尿細管において、エンドセリンは管腔側からではなく、血行性に基底膜に作用して尿細管細胞機能に影響を及ぼしているものと考えられた。現在次の研究として、腹水を有する肝硬変患者にループ利尿剤、プロスタグラジン、トロンボキサンA_2合成酵素阻害剤などを投与して、血漿ET-1および尿中ET-LIの変動を観察中である。
大気中ナノ粒子成分と共有結合して気管収縮を引き起こすタンパク質の同定

疫学研究より、ヒトが大気中微小粒子に長期曝露されるとアレルギーや喘息が生じることが示唆されている。しかし、大気中微小粒子に含まれている如何なる化学成分がこのような疾患と関係するかは明らかにされていない。当研究室は最近、大気中微小粒子に含まれる新規キノン系化合物として1,2-ナフトキノン(NQ)の存在を明らかにしている。また、NQが気管収縮を引き起こし、上皮成長因子受容体(EGFR)を含む気管タンパク質のチロシンリン酸化を亢進することを見出した。これらの知見は、NQによるプロテインチロシンポスファターゼ(PTPs)の機能障害に由来するチロシンリン酸化を介したシグナル伝達経路撹乱が、気管収縮に関与していることを示唆している。そこで本研究では、EGFRの負の制御因子であるPTP1Bに対するNQの効果について検討を行った。NQは用量依存的にPTP1B活性を阻害し、ジチオスレイトールによる還元反応においても活性の回復は認められなかった。これはチオール基の酸化ではなく不可逆的な修飾であることを示唆しており、Western blot解析から共有結合によるアルキル化であることが明らかとなった。さらに、NQはモルモット気管収縮が十分見られ、かつPTP1B活性をほとんど消失させるような条件下(50μM)において、PTP1B分子中に存在する6個のCys残基のうち1個のみが修飾された。最終的にMALDI-TOF-MS解析により、NQのチオール基修飾部位は活性部位のCys215ではなくCys32であることが示された。以上の結果より、NQはCys32への特異的共有結合に伴い高次構造を変化させ、活性低下を引き起こすというPTP1Bの新規活性阻害機構が立証された。我が国における大気中浮遊粒子状物質に係る環境基準の達成率は、大都市およびその周辺地域において依然として低い水準で推移しており、その改善が急務となっている。疫学調査より、大気中浮遊粒子状物質による長期曝露とアレルギー、喘息様疾患および循環器疾患に係る死亡率との間に正の相関性が見出されているが、その詳細なメカニズムは明らかにされていない。我々は大気中ナノ粒子(PM2.5)の新規成分として1,2-ナフトキノン(1,2-NQ)を同定した。興味あることにこのキノン系化合物はモルモット気管リング標本を用量依存的に収縮した。種々のアンタゴニスト実験より、1,2-NQによる気管収縮にはカプサイシンレセプター、タキキニンおよびL型カルシウムチャンネルが関与することが明らかとなった。1,2-NQによるカプサイシンレセプターの活性化には気管上皮細胞の膜画分に存在するレセプター型チロシンキナーゼのリン酸化が関係することも示された。ナフタレン関連化合物を使用した気管収縮実験の結果より、1,2-NQの気管内タンパク質システイン残基との共有結合が気管収縮に必須であることが明らかとなった。そこで、1,2-NQをヘモシアニンに結合させたハプテンをウサギに感作させて得た1,2-NQと共有結合するタンパク質を認識する抗体を作成した。本抗体を用いてイムノブロット分析を行った結果、1,2-NQと共有結合する複数のタンパク質が存在することが明らかとなった。
学生アスリートの睡眠の実態調査から最適な生活・睡眠習慣指針の基礎研究

学生アスリートの睡眠時間、睡眠時間帯を含む睡眠習慣の実態を把握し、どの程度コンディショニングや競技スポーツの成績に影響を及ぼしているかを調査する。1睡眠時間、睡眠時間を含む睡眠習慣とアスリートの生活、習慣や心身の自覚症状との関連、2アスリートの日々の睡眠時間、睡眠時間帯、概日リズム等の心身の自覚症状の詳細な実態やダイナミクス、3時差の影響による太陽光の日周(明暗)リズムと脳と心の健康保持増進に最適な睡眠時間帯を明らかにし、学生アスリートの生活習慣と心身の健康について「学生生活ガイドライン」としてまとめ、アスリートの海外遠征における負担を減らし、競技スポーツの発展に寄与することである。
導電性ポルフィリンラジカル単結晶の電解構築と機能化

単結晶電極は、ナノスケールで構造のはっきりした電極材料の一つであるが、これまで研究されたものは主に金属や無機半導体の単結晶電極であり、導電性の有機単結晶電極ではなかった。本研究では、メタロイドポルフィリンの電解反応により導電性のラジカル単結晶が得られることを利用し、この単結晶の基本的物性を解明するとともに、新しい電極材料の開発と機能界面の電気化学的構築を行い、さまざまな電気化学反応への応用を試みた。昨年度までに、ジクロロP(V)テトラフェニルポルフィリンモノカチオンが、ポルフィリン環の1電子還元により、安定な中性のπラジカル単結晶を生じることを明らかにした。本年度は、これらの単結晶の電気化学的応答が、単結晶の育成条件によって著しく異なることを明らかにした。金作用極上に異なる電解時間で結晶化させた電極の、0.1MNa_2SO_4/H_2O中での酸化還元応答は、電解時間に依存してシフトする。この現象は、電極上にπラジカル単結晶の微結晶核が生じている過程で見られ、電極全体を結晶が覆ってしまった後には見られない。このことは、電解還元過程初期に電極上に生じるπラジカルの微結晶の性質が、バルクの単結晶の性質と異なることを示すものである。また、本年度は、電解結晶化が可能な6種類のcenter-to-edge型オリゴマーについて、酸化還元特性を調べた。その結果、異なる軸置換基のオリゴマーで適当な電位で電解還元を行うことにより、中央のポルフィリンのみを還元したπラジカルや、端のポルフィリンを還元したπラジカルを作り分けられることを明らかにした。これらは、有機分子の単結晶電極の新機能を探索するうえで興味深い知見である。
パエル受容体のドーパミンニューロンの機能維持と変性における役割の解明

常染色体劣性若年性パーキンソニズム(AR-JP)の原因遺伝子parkinはユビキチン・プロテアソーム系で重要な役割を果たすユビキチンリガーゼであり、タンパク質分解系の破綻がPDの発症にかかわることを示す強い証拠を提供している。我々はParkinの基質タンパク質として構造異常を起こしたPael受容体(Pael-R)を単離し、parkinの変異によって分解されなくなったPael-Rが蓄積すると、これが小胞体ストレスを惹起して神経変性が生じるという仮説を提唱している。本年度はPael-Rの毒性と小胞体ストレスの関係をさらに明らかにするため、哺乳類の小胞体ストレス応答で最も重要な役割を担っている転写因子ATF6α欠損細胞においてPael-R毒性を検討した。Pael-Rをコードするアデノウイルスを作製し、ATF6αノックアウト(KO)マウス(京大理学研究科・森和俊教授より供与)から作製したマウス胎仔由来線維芽細胞(MEF)に感染させたところ、野生型に比べて顕著に不溶性のPael-Rの蓄積を認めた。さらにPael-Rによる細胞死もATF6α欠損MEFで有意に増加していた。これに一致して、Pael-R感染にともなう小胞体シャペロン発現上昇をはじめとする小胞体ストレス応答が野生型ではみられたが、ATF6α欠損MEFでは欠如していた。この結果から、Pael-Rの細胞死には小胞体ストレスが深く関与していることが示された。今後、ATF6α-KOマウスとPael-Rトランスジェニックマウスを掛け合わせ、パーキンソン病モデルマウスを作製する計画である。常染色体劣性若年性パーキンソニズム(AR-JP)の原因遺伝子parkinはユビキチン・プロデーアソーム系で重要な役割を果たすユビキチンリガーゼであり、タンパク質分解系の破綻がPDの発症にかかわることを示す強い証拠を提供している。また、我々はPael-R変異マウスの解析からPael-Rのドパミン代謝への関与をしている。本年度は"Pael-Rと複合体を形成するタンパク質の同定と、Parkinの基質候補としてのPael-R複合体構成タンパク質について解析した。既報告のあるドパミントランスポーターに加え、同様に選択的な変性の認めちれるノルエピネフリン作動性神経に特異的に発現しているノルアドレナリントランスポーター(NET)がそれぞれPael-Rと複合体を形成することを過剰発現系を用いて示した。さらにNETがMBP-Parkih組み換え蛋白質によってエビキチン化されることをin vitroユビキチン化アッセイで明らかにし、培養細胞での過剰発現系では、不溶化したNETがParkinの過剰発現で減少することを明らかにした。以上より、NETがParkinの新規基質であり、その蓄積がAR-JPにおける青斑核ノルアドレナリン作動性神経の変性を説明しうることが示唆された。
麻酔覚醒メカニズムの新側面

視床下部外側から後側に存在するオレキシンは、食欲増進作用のみならず、覚醒維持、交感神経活性化、痛みの調節作用など種々の働きを有している。従来の報告では、イソフルラン、セボフルラン、プロポフォール、ニューロレプト麻酔からの覚醒にコリン作動性神経経路が重要な働きをしていることが知られている。そこで、われわれは脳内の種々の覚醒システムの中でもコリン作動性神経経路に着目し、麻酔からの覚醒にオレキシンがどのように関連しているかを検討した。その結果、(1)オレキシンの脳室内投与がイソフルラン深麻酔での脳波を活性化することがわかった。(2)オレキシンが存在する視床下部後側に興奮性伝達物質であるグルラミン酸を微量注入すると、オレキシンを選択的に活性化しイソフルラン深麻酔下での脳波を活性化した。(3)視床下部をオレキシン-サポリン複合体であらかじめ破壊しておくと、イソフルラン麻酔の最小肺胞濃度(MAC)を減少させ、イソフルラン麻酔のMACにオレキシンが影響することが示唆された。(4)イソフルランで麻酔を導入すると、コリン作動性神経経路の前脳基底核でのグルタミン酸放出を用量依存的に増大し、さらに、グルタミン酸受容体agonistであるAMPAを微量注入すると、イソフルランによる大脳皮質からのアセチルコリン放出抑制に拮抗してアセチルコリンを用量依存的に増大した。このことから、麻酔のレベルは麻酔薬の抑制作用とグルタミン酸などの興奮作用とのバランスから成り立っていることが示唆された。オレキシン神経細胞は前脳基底核に神経線維を送っており、また、その神経末端にはオレキシンのみならずグルタミン酸も含有していることから、このイソフルランによるグルタミン酸増大はオレキシン細胞と関連があるかもしれない。そこで、(5)イソフルラン麻酔下で前脳基底核にオレキシンを微量注入すると大脳皮質からのアセチルコリンの放出が用量依存的に増大した。また、コリン作動性神経は橋脚被蓋核を起源とする神経経路であり、この核を電気刺激すると大脳皮質からのアセチルコリンが増大する。この放出増大がオレキシン-1受容体拮抗薬であるSB334867の前脳基底核への微量注入で抑制されたことから、イソフルラン麻酔レベルにオレキシンが関与することがわかった。以上の結果より、麻酔からの覚醒にコリン作動性神経経路に関連したオレキシン神経経路が深く関与することがわかった。イソフルレン麻酔下で脳室内orexin投与が、脳波にどのような影響を及ぼすかについて研究した。1.2%および1.8%イソフルレン麻酔での脳波はBurst & Suppressionを示し、深い麻酔深度を示した。また、脳波でのBurst Suppression比(BSR:ある一定時間の脳波に対するsuppression時間の割合)に関しては、1.2%麻酔時が58%なのに対して、1.8%麻酔時が91%と麻酔が深くなるにつれBSRの値は多かった。

1.2%麻酔時、orexin-Aを1nmol脳室内へ投与すると、2分後から脳波は活性化し、suppressionは消失した。1.8%麻酔時でもorexin-A脳室内投与後BSRは次第に減少し、30分後には65%となり、投与2時間後には回復した。このことから、orexin-Aはイソフルレン麻酔に拮抗し、脳波を活性化することが明らかとなった。また、自由行動ラットを用いたorexin-Aの脳室内投与は血圧,心拍数を指標とした交感神経活動を活性化することが証明されている。しかし、1.2%および1.8%麻酔下で、orexin-A脳室内投与は血圧、心拍数に影響しなかった。以上の結果から,イソフルレンはorexin-Aによる覚醒経路と交感神経活性化機構には均一に作用しないことがわかった。一方、orexin-Bに関しては、脳室内投与による脳波活性化はorexin-Aと比べて時間が短く、10分程度で回復した。したがって、orexinのイソフルラン麻酔拮抗作用は、orexin-Aの方がBよりも強いことがわかった。脳内覚醒機構で働く伝達物質にはorexin以外にもヒスタミン、アセチルコリン、ドパミン、ノルエピネフリンがある。視床下部orexin細胞は、視床下部後側に存在し,ヒスタミンを遊離する結節乳頭核(tuberomammillary nucleus : TMN)と密接な神経線維の連絡があり、自由行動ラットでのorexinによる覚醒作用には一部ヒスタミンが関与すると言われている。そこで、orexinの脳室内投与がヒスタミンを介するかどうかを、ヒスタミンH_1受容体拮抗薬であるピリラミンを前投与してからorexin-Aを脳室内に投与した。しかし、ピリラミン前投与はorexin-Aの脳波活性化作用を阻止できなかった。したがって、orexin-Aの麻酔拮抗作用は少なくともヒスタミンH_1受容体を介するものではないことが明らかとなった。前年度では、外因性投与オレキシン-Aはイソフルレン麻酔(1MAC:1.2%)に拮抗し、脳波を活性化することを報告した。本年度は、まず、内因性オレキシンがイソフルレンにどの様に作用するかを検討した。オレキシン細胞は脳内視床下部外側から後側部にかけて存在することが知られている。そこで、250300gのWistarラットを用い、視床下部外側部および後側部に脳内活性化物質であるグルタミン酸(20mg/ml:0.1μl)を微量投与した。視床下部外側部にグルタミン酸を投与しても、脳波は活性化されなかったが、視床下部後側部に投与すると、脳波はburst & suppressionから活性化脳波に変化した。この事実は、オレキシン細胞の覚醒維持作用は視床下部後側部位に存在し、オレキシン細胞には異所性にその作用が異なることが示唆された。また、このグルタミン酸刺激がオレキシン細胞を刺激しているのかどうかを検討するために、オレキシンとサポリン(細胞内に入りリボゾームを破壊する)結合体を、実験10日前に視床下部後側部に投与し、再び同量のグルタミン酸を投与した。この結合体はオレキシン細胞と選択的に結合し、細胞を破壊する。しかし、この場合には脳波は活性化されず、グルタミン酸刺激は選択的に視床下部後側部にあるオレキシン細胞を刺激することが判明した。次に、イソフルレン麻酔は脳血液関門を通過するフィゾスチグミンなどのアセチルコリン(Ach)エステラーゼ阻害薬により、拮抗されることが報告されている。
老化制御と食事因子：糖鎖修飾ダイエット

カロリー制限などのような食事修飾は、寿命延長効果を有する。Klotho欠損(KL)マウスは、短命で、老化が促進したモデルマウスである。リン制限食は、KLマウスの寿命を延長させ、その表現型を回復させる。本研究では、リン制限食による糖鎖修飾機能について、Npt2cを例として解析した。リン制限食により、Npt2cとKlothoは、誘導され、Npt 2cの糖鎖修飾パターンが、変化した。KlothoとNpt2cの欠損マウスを掛け合わせたKLNpt2cマウスでは、明らかに、klothoマウスの老化兆候が改善した。よって、リン制限は、糖鎖修飾を誘導する食事因子と考えられた。食生活の乱れは、栄養代謝異常に起因する心血管障害、糖尿病、慢性腎臓病などの生活習慣病の発症と密接に関与している。最新のニュトリオーム解析技術により、食事と各種疾患との関係において膨大な研究が蓄積された。その結果、食事による老化や生活習慣病の原因として、未知のミトコンドリアの機能異常(糖鎖修飾など)が重要な位置を占める可能性が明らかにされた。糖鎖は、核酸及び蛋白質とならぶ、第3の生命鎖とも呼ばれ、自然界に存在する蛋白質全種類の、約半数以上は糖鎖修飾を受けた糖蛋白質として存在している。また、糖鎖は多くの生命現象に関与しているが、未だ、食事による糖鎖制御の基本的な理解は遅れている。本研究では食事による糖鎖制御を解明するモデルとして、リンと亜鉛に注目して腎臓を中心に研究を実施した。まず、正常および老化モデルKlothoマウスを用いて、リンの食事組成を、それぞれ変化させた食事を用意し、糖鎖修飾蛋白遺伝子発現を、腎臓(尿細管)に関して行い、糖鎖修飾酵素(とくにミトコンドリア)を絞り込んだ。糖鎖修飾の変化を解析した結果、リン制限により、腎尿細管におけるミトコンドリアにリンクした細胞膜リン輸送分子の糖鎖修飾に変化が観察されることを明らかにした。そこで、修飾の変化が観察されたNaPI-IIcなど、ミトコンドリア機能とリンクしたリン輸送関連蛋白質の糖鎖修飾情報をもとに影響される糖鎖を調べた。その結果、リン制限食による糖鎖修飾酵素GALNT3遺伝子の誘導、それらに付随したKlotho老化マウスの寿命延長効果が観察され、同時に、血中リン濃度の変化も見られた。この寿命延長の原因は、GALNT3やKlothoの有する、グルクロニダーゼ活性や、シアリダーゼ活性に起因すると予想された。以上より、亜鉛やリン制限はKlothoマウスの腎尿細管の糖鎖修飾酵素に影響を与える事で、リン輸送を変化させ表現型の回復が見られると予想された。当初の研究計画に記載した項目で、以下の部分の解析が遅れている。これらは、GALNT3遺伝子の配列が一部異なり、糖鎖付加部位の研究が実施できなかった。これらは、遺伝子配列で確認した部位とは糖鎖部位が異なる可能性が考えられた。事実、糖蛋白質の結合している糖鎖には、種を越えて比較的保存させているが、一方で、0-グリカンはスレオニンもしくは、セリンなら、どこでも結合する可能性がある。例えば、GALNT3の0-グリカンに異常があれば、ミネラル代謝異常により、老化促進が開始される。つまり、栄養状態に伴い、20種類の糖鎖修飾酵素の発現パターンが大きく変化する。このことは、0-グリカンの結合位置は、細胞分化や癌化に加え、ミネラル摂取などの状態により、異なることを意味している。そこで、まず、正常およびKlothoマウスを用いて、リンの食事組成を、それぞれ変化させた食事を用意し、糖鎖修飾蛋白遺伝子発現を、骨や腎臓(尿細管)に関して行なったが、GALNT3遺伝子やタンパク質における糖鎖修飾異常は、観察できなかった。また、GALNT3遺伝子とリン制限や亜鉛制限の影響を再度、検討する必要があると考えられる。一方で、糖鎖は多くの生命現象に関与しているが、未だ、食事による糖鎖制御の基本的な理解は遅れている。平成27年度に、糖鎖修飾の変化を解析した結果、リン制限により、腎尿細管におけるミトコンドリアにリンクした細胞膜リン輸送分子の糖鎖修飾に変化が観察されることを明らかにした。また、細胞膜NaPi-IIcには、Klothoの有する、グルクロニダーゼ活性や、シアリダーゼ活性に起因する修飾部位が確認された。そこで、平成28年度は、平成27年度に引き続き、糖鎖修飾の変化が観察された細胞膜NaPI-IIcと機能異常に関して検討を行った。NaPi-IIcの糖鎖修飾部に各変異体を作成し、その機能を調べた。それらの結果、KlothoマウスにおけるNaPi-

IIcの糖鎖修飾部位は、リン制限や亜鉛負荷により、リン輸送機能変化を有する修飾を受けている事が明らかになった。カロリー制限などのような食事修飾は、寿命延長効果を有する。Klotho欠損(KL)マウスは、短命で、老化が促進したモデルマウスである。リン制限食は、KLマウスの寿命を延長させ、その表現型を回復させる。本研究では、リン制限食による糖鎖修飾機能について、Npt2cを例として解析した。リン制限食により、Npt2cとKlothoは、誘導され、Npt 2cの糖鎖修飾パターンが、変化した。KlothoとNpt2cの欠損マウスを掛け合わせたKLNpt2cマウスでは、明らかに、klothoマウスの老化兆候が改善した。よって、リン制限は、糖鎖修飾を誘導する食事因子と考えられた。今後は、リン過剰摂取により、引き起こされる石灰化において、糖鎖修飾酵素の変動および標的蛋白質を解析する。この為にはリン摂取で変動し、かつ、すでに病態情報から、腎石灰化を引き起こす各種マーカー蛋白質が知られている。FGF23 (fibrobrast growth factor 23)-KOマウスは、Klothoマウスと、同様に老化が加速される。HYPマウス( Phex-KO)では、糖鎖を有するNaPi-IIcの発現低下により、リン利尿および低リン血症を呈する。Phexの異常を呈するHYPマウスを用いて、NaPi-IIcの糖鎖構造の異常を明らかにする。リン摂取によるGALNT糖鎖修飾では、O-グリカンの合成を開始するppGalNac-T (GALNT)と命名された糖転移酵素は、ヒトでは約20種類が存在する。細胞の分化や癌化に伴って、20種類の各酵素の発現パターンが大きく変化する。このことは、0-グリカンの結合位置は、細胞分化や癌化におより、異なることを意味している。本研究では、GALNT3に注目して、リン、カルシウム、あるいはカドミウムなどの、因子が骨芽細胞GALNT3によりFGF23が増加する機序を明らかにする。また、抗体オーバーレイ検出法は、分析対象である糖蛋白質に対して、蛍光標識等の処理をせずにそのままレクチンマイクロアレーに添加、反応させ、基盤上のレクチンに結合した糖蛋白質をコア蛋白質認識蛍光標識抗体で検出する。Klothoマウスをモデルは、ミトコンドリアでの腎臓繊維化を引き起こす。本モデルを用いて、カルシウム/リン負荷食が、腎臓繊維化に及ぼす糖鎖修飾系を明らかにする予定である。生活科学・食生活学