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超音速流れ場を用いた廃棄物熱処理排ガス中微小重金属類のin situ測定法の検討

本研究では,高温排ガス中微小粒子分離に利用できる超音速インパクターの開発を目指して研究を行い,以下の成果を得た。1.基礎実験による排ガス存在状態変化の把握により,捕集対象である排ガス中の粒子状物質の状態変化を調査するため,小型電気炉により,重金属を含有する模擬廃棄物を熱処理し,発生したダストとガスを温度,流量が制御可能な煙道内に設置されている円盤状のフィルタに導入し,反応速度の影響を制御できる高温場でのサンプリングを行った。この実験を流量,温度およびフィルタの位置を変化させて行い,ダストとガスの反応速度を考慮した重金属類の挙動を実験的に検討した結果,ガス状重金属類の粒子化には最大で1秒程度の滞留時間が必要であり,この間の状態変化は指数関数的に進行することが判明した。2.高温場粒子分級性能の検討により,粒度分布のある燃焼排ガス中重金属エアロゾルからナノ粒子だけを高速・高精度で分級・抽出できる条件を明らかにするため、ノズル内、捕集プローブ近傍、開孔部内の流れを汎用流体解析ソフトウェアFLUENTによる数値シミュレーションにより解析し、インパクターの最適構造と操作条件を提案した。これを用いて,試作品を製作し,粒子分離実験を行い,基礎的な性能の把握を行った結果,断熱膨張に伴い水分を含むガス状物質が過飽和状態となり,ほぼ全ての粒子が粒子化・成長するという,超音速ノズルによる急速な状態変化が確認された。この現象は興味深い研究成果として報告したが,高温排ガス中粒子の分級には致命的な欠点となりうる。これを回避するために状態変化の少ない亜音速ノズルによる分級装置を検討し,室温において実用に耐えることを確認した。本研究ではナノサイズ重金属粒子を"そのままの状態"でかつ高濃度でサンプリングすることの可能な「高温場超音速インパクター」を開発することを目標として、実験と解析から検討を行うものである。今年度は,基礎的な実験により重金属類粒子状態のデータ把握を行い,その結果を基に高温場超音速インパクター装置の設計を行った。1)基礎実験による排ガス存在状態変化の把握捕集対象である排ガス中の粒子状物質の状態変化を調査するため,小型電気炉により,重金属を含有する模擬廃棄物を熱処理し,発生したダストとガスを温度,流量が制御可能な煙道内に設置されている円盤状のフィルタに導入し,反応速度の影響を制御できる高温場でのサンプリングを行った。ただし,この滞留時間は温度と物質によって異なるため,高温場超音速インパクター内状態解析の際には,これらの因子を考慮する必要がある。また,この状態変化により発生した粒子状物質は液相を多く含み,状態変化に凝縮現象が含まれていることがわかった。2)高温場超音速インパクターの設計および製作粒度分布のある燃焼排ガス中重金属エアロゾルからナノ粒子だけを高速・高精度で分級・抽出できる条件を明らかにするため、ノズル内、捕集プローブ近傍、開孔部内の流れを汎用流体解析ソフトウェアFLUENTによる数値シミュレーションにより解析し、インパクターの最適構造と操作条件を提案した。次年度はこれを用いて,試作品を製作し,粒子分離実験を行い,基礎的な性能の把握を行う。今年度は,基礎的な実験により粒子状態のデータ把握を行い,その結果を基に高温場粒子分級技術の検討を行った。1)基礎実験による排ガス存在状態変化の把握

捕集対象である排ガス中の粒子状物質の状態変化を調査するため,小型電気炉により,重金属を含有する模擬廃棄物を熱処理し,発生したダストとガスを温度,流量が制御可能な煙道内に設置されている円盤状のフィルタに導入し,反応速度の影響を制御できる高温場でのサンプリングを行った。この実験を流量,温度およびフィルタの位置を変化させて行い,ダストとガスの反応速度を考慮した重金属類の挙動を実験的に検討した結果,ガス状重金属類の粒子化には最大で1秒程度の滞留時間が必要であり,この間の状態変化は指数関数的に進行することが判明した。2)高温場粒子分級性能の検討粒度分布のある燃焼排ガス中重金属エアロゾルからナノ粒子だけを高速・高精度で分級・抽出できる条件を明らかにするため、ノズル内、捕集プローブ近傍、開孔部内の流れを汎用流体解析ソフトウェアFLUENTによる数値シミュレーションにより解析し、インパクターの最適構造と操作条件を提案した。これを用いて,試作品を製作し,粒子分離実験を行い,基礎的な性能の把握を行った結果,断熱膨張に伴い水分を含むのガス状物質が過飽和状態となり,ほぼ全ての粒子が粒子化・成長することにより,超音速ノズルによる急速な状態変化が確認された。この現象を回避するためには状態変化の少ない亜音速ノズルによる分級装置を試作・検討した。
ベルクソン哲学の成り立ちと構造：『物質と記憶』を中心として

本研究は、アンリ・ベルクソンの第二主著『物質と記憶』(1896)の中心をなす、物質を「イマージュ」として見るという一見不明瞭かつ同書に独特な考え方について、こうした考え方がどのような意図の下で導入されるに至ったかを明らかにし、同書の論証構造の明確化を図ることによって、『物質と記憶』という著作の、他著作に還元されない独自性を示すことを試みるものである。本年度は、前年度の研究をさらに敷衍し、『物質と記憶』公刊の直前にリセ・アンリ4世において行われた講義「形而上学三講」を用いつつ、「イマージュ」概念を、『物質と記憶』に先立つ第一主著である『意識の直接与件についての試論』(1896)を起点として跡付けた。こうした考察により、『物質と記憶』第一章と第四章との関係が明確化される。以上の成果を、日仏哲学会2018年秋季研究大会において発表した。また、前年度に引き続き、今年度7月まで、大学院指導委託制度を利用し、パリ・カトリック学院のカミーユ・リキエ氏のもと在仏研究を行っており、近年公刊されたコレージュ・ド・フランスにおける哲学史についてのベルクソンの諸々の講義等に言及しつつ、ベルクソンの哲学史的背景について、リキエ氏と頻繁に意見交換を行った。さらに、リキエ氏から情報を得て、さらに、今年度の9月から1月まで、ベルクソンの高弟であるジャック・シュヴァリエの記録による、ベルクソンのコレージュ・ド・フランスにおける講義「因果性の観念」(1900-1901)のメモについて、シュヴァリエの子孫の許可を得て、パリ郊外に位置する国立文書館において、調査・整理を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、アンリ・ベルクソンの第二主著『物質と記憶』の中心をなす、「イマージュ」という一見不明瞭かつ同書に独特な概念について、(1)この概念がどのような意図の下で導入されるに至ったかを明らかにし、(2)同書の論証構造の明確化を図ることによって、『物質と記憶』という著作の、他著作に還元されない独自性を示すことを試みるものである。今年度は(1)を中心に研究を進めた。まず、『物質と記憶』に先立つ著作である『意識の直接与件についての試論』における関連事項を整理し、その上で『試論』から『物質と記憶』にかけてのベルクソンの思考の発展を、主客の関係という観点から跡付けた。以上の成果を、論文「ベルクソンにおける外界についての一考察ー『意識の直接与件についての試論』から『物質と記憶』第四章にかけてー」にまとめた。さらに、『物質と記憶』の出版直前期の講義録および同書に影響を与えた関連著作の概観を行った。これらの講義を、『試論』および『物質と記憶』という二つの著作と突き合わせることから、ベルクソンの「イマージュ」概念とは、デカルトやカントの議論、そしてトムソンやファラデーによる当時の最先端の物理学の成果を総合的に考察する過程において練り上げられていったものではないかという仮説が得られた。上記の研究と並行して、前年度5月から8月まで、フランスに渡航し、ジャック・ドゥセ文書館(パリ)において資料調査をおこなった。ベルクソンの蔵書のうち、特にカントに関わるものについて閲覧し、ベルクソンが『純粋理性批判』のどの箇所を集中的に検討していたのかを確認した。また前年度9月からは、今年度7月までの予定で、大学院指導委託制度を利用しパリ・カトリック学院のカミーユ・リキエ氏のもと在仏研究を行っており、『物質と記憶』執筆におけるカントの影響等について、リキエ氏と頻繁に意見交換を行っている。研究の順調な進展を示すにあたり、以下の二点が具体的な成果として挙げられる。(1)ベルクソン自身の思想の進展を跡付けるため、第一主著『意識の直接与件についての試論』と第二主著である『物質と記憶』とを比較し、「イマージュ」概念に関わる、両著作間の相違の明確化を図り、その成果を、論文「ベルクソンにおける外界についての一考察ー『意識の直接与件についての試論』から『物質と記憶』第四章にかけてー」として公表した。(2)大学院指導委託制度を利用し、当該年度の後半から1年間の予定でベルクソン研究の第一人者であるカミーユ・リキエ氏(パリ・カトリック学院・准教授)のもと在仏研究をしており、渡航以来、継続的に同氏と有益な意見交換が出来ている。またリキエ氏の他にも、学会等の機会をも活用してフランス本国の多数のベルクソン研究者たちと積極的に議論を交わすことが出来た。加えて、文書館所蔵のベルクソンの蔵書への欄外書き込み・メモ等の関連資料の調査・整理が順調に進んだ。本年度は、前年度の研究をさらに敷衍し、『物質と記憶』公刊の直前にリセ・アンリ4世において行われた講義

「形而上学三講」を用いつつ、「イマージュ」概念を、『物質と記憶』に先立つ第一主著である『意識の直接与件についての試論』(1896)を起点として跡付けた。こうした考察により、『物質と記憶』第一章と第四章との関係が明確化される。以上の成果を、日仏哲学会2018年秋季研究大会において発表した。また、前年度に引き続き、今年度7月まで、大学院指導委託制度を利用し、パリ・カトリック学院のカミーユ・リキエ氏のもと在仏研究を行っており、近年公刊されたコレージュ・ド・フランスにおける哲学史についてのベルクソンの諸々の講義等に言及しつつ、ベルクソンの哲学史的背景について、リキエ氏と頻繁に意見交換を行った。さらに、リキエ氏から情報を得て、さらに、今年度の9月から1月まで、ベルクソンの高弟であるジャック・シュヴァリエの記録による、ベルクソンのコレージュ・ド・フランスにおける講義「因果性の観念」(1900-1901)のメモについて、シュヴァリエの子孫の許可を得て、パリ郊外に位置する国立文書館において、調査・整理を行った。前年度の研究により、ベルクソンの「イマージュ」概念とは、デカルトやカントの議論、そしてトムソンやファラデーによる当時の最先端の物理学の成果を総合的に考察する過程において練り上げられていったものではないかという仮説が得られた。そこでまず、上記の当時の物理学に対するベルクソンの態度の変遷を追いつつ、当時の物理学が特に「イマージュ」概念の形成に及ぼした影響について整理し、成果を論文としてまとめる。また、講義録や、前年度にジャック・ドゥセ文書館で調査した資料も用いつつ、『物質と記憶』執筆におけるカントの影響についても整理し、リキエ氏との議論を深めた上で成果を論文にまとめる。なお、「イマージュ」概念は同書のとりわけ第一章に主題的に現れるが、リキエ氏は、「イマージュ」概念も含め第一章が最後に書かれた章であるという主張をしており、その上で、この著作が一冊の書物として成立するに際して、カント理解の深化が決定的な役割を果たしていると主張している。ベルクソンとカントの比較研究は数多あるが、『物質と記憶』におけるカントのポジティヴかつ決定的な影響を主張する研究者はベルクソン研究史を通じてもリキエ氏を措いておらず、自身の研究にとって氏の主張は大変注目すべきものである。それゆえ今後もカントの影響について氏と議論を深める予定である。さらに今年、未公開資料であった、カントについて言及した講義が出版予定であるので、当講義についてもリキエ氏と意見交換をしその成果も論文に活かしたい。以上の研究を踏まえて最終的に、「研究実績の概要」欄に(2)として述べた『物質と記憶』の論証構造の明確化について、同書を「イマージュ」概念を中心として成立する書物と捉え直すことで同書の論証構造の明確化を図り、『創造的進化』をはじめとする他著作に還元されない同書の独自性を示す。その成果は論文ないし口頭発表として公表する予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
血管内皮細胞におけるATP遊離機構に関する研究

ATP遊離機構に関する薬理学的検討:ラット尾動脈において,ノルアドレナリンによるプリン物質の遊離は,細胞外Ca^<2+>依存性であり,細胞質中のCa^<2+>濃度の上昇が関連していることが明らかにされた。さらに,このプリン物質の遊離の関連するCa^<2+>の流入経路としてはα_1受容体刺激により活性化される受容体作動性チャネルの関与が大きいこと,このチャネルはランク非感受性・ペレパミル感受性という薬理学的性質を有する新しいタイプのチャンネルであることが併せて示唆された。次に,内皮細胞におけるプリン物質遊離機構と内皮細胞由来弛緩因子(NO)産生放出機構の関連性について検討を加えた。その結果、ATP遊離作用を有するノルアドレナリンはNOの産生放出作用を示さないこと,反対に,NOを産生放出させるアセチルコリンはATP遊離作用を示さないことが明らかにされ,ラット尾動脈内皮細胞におけるプリン物質遊離機構とNO産生放出機構は共にCa^<2+>依存性であるという点で共通しているが、そのCa^<2+>動員機構は相互に影響を及ぼさず、むしろ互いに独立していることが示唆された。ATP遊離機構に関する組織・形態学的検討:共焦点レーザー顕微鏡・画像解析装置(ACAS)を用い、細胞内Ca^<2+>濃度に及ぼすノルアドレナリンの影響をアセチルコリンと比較した。その結果、ノルアドレナリンおよびアセチルコリンはともに内皮細胞内のCa^<2+>濃度を著明に上昇させることが確認された。しかし、ノルアドレナリンによって細胞内Ca^<2+>濃度が上昇した細胞では、AChによる細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が認められなかったことから、プリン物質遊離機構とNOの産生放出機構に連関するCa^<2+>動員機構は異なったものであり、これは内皮細胞の違い(heterogeneity)に基づく可能性が示唆された。ATP遊離機構に関する薬理学的研究により得られた知見1)α受容体刺激によるATP遊離が外液カルシウム除去により消失したことから、カルシウム依存性であることが示唆された。2)α受容体刺激によるATP遊離はランタンにより抑制された。3)カルシウムイオノフォアであるA23187はATP遊離を惹起しなかった。4)高カリウムにより内皮を脱分極することによってATPの遊離は有意に抑制された。5)組織の温度を室温(18°C)にまで下げることによりATP遊離は亢進した。以上の結果より、内皮細胞におけるATP遊離機構は神経などにおける遊離分泌メカニズムとは違った性質を有することが予想された。ATP遊離機構に関する形態学(組織学)研究より得られた知見1)キナクリンによる蛍光染色像を解析した結果、平滑筋に比べ内皮細胞の方が強く染色された。2)標本に^3H-アデノシンを取り込ませた結果、平滑筋組織よりも内皮細胞の方に感光銀粒子が多く観察された。3)α受容体刺激した培養内皮細胞において、ルシフェリンルシフェラーゼの発光が観察された。すなわち、ATPの遊離をビジュアル化することに成功した。以上の結果より、内皮細胞は平滑筋細胞よりも強いアデノシン取り込み作用を示し、ATPもより多く貯蔵されている可能性が示され、ATPの大きなsourceである可能性が示唆された。ATP遊離機構に関する薬理学的検討:ラット尾動脈において,ノルアドレナリンによるプリン物質の遊離は,細胞外Ca^<2+>依存性であり,細胞質中のCa^

<2+>濃度の上昇が関連していることが明らかにされた。さらに,このプリン物質の遊離に関連するCa^<2+>の流入経路としてはα_1受容体刺激により活性化される受容体作動性チャネルの関与が大きいこと,このチャネルはランタン非感受性・ベラパミル感受性という薬理学的性質を有する新しいタイプのチャネルであることが併せて示唆された。次に,内皮細胞におけるプリン物質遊離機構と内皮細胞由来弛緩因子(NO)産生放出機構の関連性について検討を加えた。その結果,ATP遊離作用を有するノルアドレナリンはNOの産生放出作用を示さないこと,反対に,NOを産生放出させるアセチルコリンはATP遊離作用を示さないことが明らかにされ,ラット尾動脈内皮細胞におけるプリン物質遊離機構とNO産生放出機構は共にCa^<2+>依存性であるという点で共通しているが、そのCa^<2+>動員機構は相互に影響を及ぼさず、むしろ互いに独立していることが示唆された。ATP遊離機構に関する組織・形態学的検討:共焦点レーザー顕微鏡・画像解析装置(ACAS)を用い、細胞内Ca^<2+>濃度に及ぼすノルアドレナリンの影響をアセチルコリンと比較した。その結果、ノルアドレナリンおよびアセチルコリンはともに内皮細胞内のCa^<2+>濃度を著明に上昇させることが確認された。しかし、ノルアドレナリンによって細胞内Ca^<2+>濃度が上昇した細胞では、AChによる細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が認められなかったことから,プリン物質遊離機構とNOの産生放出機構に関連するCa^<2+>動員機構は異なったものであり、これは内皮細胞の違い(heterogeneity)に基づく可能性が示唆された。
知覚心理学,言語学の両面から見た「聴覚の文法」の研究

音声知覚の仕組みを聴覚心理学の立場から解明するために、音韻の結合に現れる文法的な規則にどのような知覚的な基盤があるかを、過去の研究と新たな実験とに基づいて考察した。単純な音刺激パターンの知覚に関して、「音の始まり」、「音の終わり」、「継続部」、「空白部」という4種類の音要素が、簡単な文法によって線形に結びつくとの、これまでの仮説を発展させ、検出された音要素を単純に結びつけるだけでは文法上の破綻が生ずるときには、知覚上の補完、再構成によって破綻を最小限に抑えるとの考えかたをおし進めた。この研究の過程において、調波複合音の成分のうち一つが、他の成分より早く終わるような刺激パターンを作り、隣接する二つの音が知覚されることを見いだした。この現象の生ずる仕組みを解明するには至っていないが、後続する音の主観的な時間長を求めたところ、上述の成分が途切れるより少し前の時点に対応する形で、物理的には存在しない「音の始まり」が補完されたのではないかと推測するに至った。現在、このことを確認するために、知覚された音の主観的な時間長を体系的に求めるような実験を計画している。音声知覚、音声産出に関して、種々の文法的な制約条件が現実にどのように働くかを理解するために提出された「最適性理論」を、言語に直接関係のない聴覚現象に適用するために、理論の枠組みを構築した。全体として、音声知覚に特有のものであるように見える現象であっても、聴覚の基本的な仕組みによって理解することのできる場合があることが示された。
糸状菌における多型mRNAの生理機能解明

本研究は、セルラーゼ高生産菌である糸状菌Trichoderma reeseiをモデル生物として同一遺伝子から転写される多型mRNAの生理機能の解明を目的としている。22年度はT.reeseiの有する9129遺伝子の中からセルラーゼを含む糖質加水分解酵素遺伝子およびそれらと密接な関係があると推測される転写調節因子をコードする遺伝子など55種の遺伝子を対象に、多型mRNAの選抜、転写産物の同定を行うために以下の研究を行った。ターゲットとなる遺伝子すべてについて、遺伝子内部の配列を10塩基ずつずらして作製した60bpのオリゴヌクレオチドを基板上に配列させたDNAチップを作製し、様々な培養条件下で得られるRNAを用いてタイリングアレイ解析を行った。また、プロモーター領域(上流600bpを対象とした)については1bpずつずらして同様のDNAチップを作成した。T.reeseiがセルラーゼを生産する条件(セルロース培養、セルロース誘導、ソホロース誘導、ソルボース誘導)および生産しない条件(グルコース誘導)からそれぞれmRNAを得た。このRNAを上記のDNAチップに対してハイブリダイズさせた。その結果、誘導条件下ではほぼすべてのセルラーゼ遺伝子の転写産物のDNAチップに対するハイブリダイゼーションパターンは同一であった。遺伝子の塩基配列をすべて網羅したプローブ全てに一様にハイブリダイズシグナルが観察されず、ある特定のプローブにのみ特異的にハイブリダイズするということが明らかとなった。また、セルラーゼ高生産変異株とその親株で同様の解析を行ったが、株間でのハイブリダーゼーションパターンの違いがないことが明らかとなった。本研究は、糸状菌Trichoderma reeseiをモデル生物として同一遺伝子から転写される多型mRNAの生理機能の解明を目的としている。21年度は多型mRNAの選抜、転写産物の同定を行うために以下の研究を行った。まず、様々な培養条件下で得られたRNAの転写開始点を次世代シーケンサーを用いて同定した。その結果、ひとつの遺伝子から多様な転写産物が生じている事を示唆するデータが得られた。次に、ゲノムデータベースで明らかとなっている9147遺伝子すべてについて、遺伝子内部の配列を10塩基ずっずらして作製した60bpのオリゴヌクレオチドを基板上に配列させたDNAチップを作製し、様々な培養条件下で得られるRNAを用いてタイリングアレイ解析を行った。T.reeseiはある培養条件下でのみ種々のセルラーゼを大量に分泌生産するという特性を持っている。これらセルラーゼ遺伝子の誘導発現メカニズムと、多型mRNAの間の相関は今まで明らかにされたことがない。そのため、様々なセルラーゼ誘導条件下で得られたRNAを用いてタイリングアレイ解析を行った。このアレイでは、プロモーター領域の転写開始点を1塩基単位で明らかにできるように専用に設計したものである。その結果、誘導条件下ではすべてのセルラーゼ遺伝子の転写産物のDNAチップに対するハイブリダイゼーションパターンは同一であった。さらに詳細に解析したところRNAのハイブリダイゼーションパターンに偏りが生じていた(同一遺伝子内の一部にのみ特異的にハイブリダイゼーションする)ことから多型mRNAの存在が示唆された。またこれらの解析から、現在まで未知であった種々のセルラーゼ遺伝子の転写開始点上流に位置する基本転写因子の結合部位を推定することができた。
唾液腺上皮管腔形成におけるタイトジャンクション分子クローディンの役割

マウス唾液腺の管腔構造形成過程におけるクローディンの役割や遺伝子発現変化について解析した。腺房特異的に発現しているクローディン-10についてその役割の解明を試みたが,明確な結果を得ることはできなかった。管腔形成前後の唾液腺での遺伝子発現解析などから,これまで知られていなかったクローディン-15や形成初期の管腔面マーカー分子を同定した。また,数十種類の転写因子が管腔形成過程で発現が大きく上昇し上皮特異的に発現していた。これらの分子は管腔形成機構の解明に役立つと考えられる。唾液腺管腔形成におけるタイトジャンクション分子クローディンの役割を探るために、腺房で特異的に発現しているクローディン-10に着目し、培養唾液腺においてその発現を阻害することを試みた。いくつかの遺伝子導入試薬とともにsiRNAやアンチセンスオリゴDNAの効果を調べたが、現在のところ、特異的な発現阻害を認めるには至っておらず、腺房形成におけるクローディン-10の役割を明らかにすることはできていない。一方、管腔形成機構やクローディンの役割を解析するためには、管腔形成開始期のアピカルマーカーが不可欠であるが、唾液腺においてそのようなマーカーは同定されていない。それを同定するために、管腔形成前後の唾液腺における遺伝子発現を網羅的に解析し、管腔形成後に発現レベルの上昇する遺伝子の中からアピカル膜たんぱく質をコードしている遺伝子を選び出した。それらに対してRT-PCR、ウェスタンブロットおよび免疫組織染色を行い、唾液腺管腔形成開始期のアピカル膜に発現している膜たんぱく質を2種類見つけた。これらのたんぱく質は唾液腺管腔形成の有用なマーカーになることが期待され、これらのたんぱく質の発現・局在におけるクローディンの役割について解析を進める予定である。また、転写因子やトランスポーター、そして、細胞内輸送や細胞極性・接着に関連した多くの遺伝子の発現が管腔形成過程で大きく変動することを見つけた(論文準備中)。これらの発現変動遺伝子は唾液腺管腔形成や細胞分化のメカニズムの解明に大きく貢献することが期待され、今後さらに解析を進める予定である。哺乳類の唾液腺などいくつかの器官における上皮組織の管腔形成は、タイトジャンクションおよびアピカル膜がde novoに確立されることと密接に関連している。昨年度の研究において、管腔形成前後の唾液腺を用いてマイクロアレイ解析を行い、管腔形成マーカーとなるアピカル膜タンパク質の遺伝子候補をいくつか見いだした。本研究では、その1つであるCD133がマウス胎仔唾液腺の管腔形成開始期に管腔側(アピカル側)に発現していることを免疫組織染色によって見い出した。また、その発現はRT-PCRと免疫ブロットでも確認された。興味深いことに、CD133の発現部位は唾液腺形成過程で徐々に限定されるようになり、成体唾液腺ではおもに腺房と介在部導管のアピカル側で発現が認められた。介在部導管には唾液腺幹細胞が存在すると考えられているが、唾液腺幹細胞はいまだ単離されていない。CD133は唾液腺幹細胞の有用なマーカーになることが期待され、CD133の細胞外ドメインに対する抗体を用いて唾液腺幹細胞を単離できる可能性が考えられる。このように本研究の成果は唾液腺の管腔形成の解明のみならず、唾液腺幹細胞の解析および唾液腺再生医療にもつながることが期待される。唾液腺の発生はタイトジャンクションを含めた細胞接着装置やアピカル膜・管腔の形成を伴っており、これは腺房や導管細胞への分化と連動している。その分子機構を明らかにすることは細胞・発生生物学的にも、また、外分泌腺疾病の治療法開発に向けての基礎となるなど医学的にも重要な課題である。本年度は、このような唾液腺細胞の形態形成や分化を制御している転写因子の同定を目指して研究を行った。管腔形成前後のマウス唾液腺を用いたマイクロアレイ解析により、いくつかの転写因子の発現が管腔形成後に大きく上昇することを見いだした。これらの転写因子の中には、細胞接着装置の形成を制御していることが知られているGrainyheadファミリー因子や上皮細胞の分化を制御していることが知られているEtsファミリー因子が含まれていた。In situ hybridization解析により、Grainyhead転写因子やEts転写因子を含めた管腔形成前後で発現が大きく上昇する転写因子の多くがマウス唾液腺の形成初期から上皮組織特異的に発現していることが明らかになった。これらの転写因子は唾液腺においてタイトジャンクションを含めた細胞接着装置やアピカル膜・管腔の形成および細胞分化の制御に関わっていることが示唆される。今後、これらの転写因子の機能を解析することによって唾液腺形成の機構解明につながることが期待される。
日本の家族における既婚女性の娘としての意味-親と娘に関する文化人類学的研究

本研究は、これまでの日本の家族研究において見過ごされてきた、親と既婚の娘との関係から日本の家族を再考する一視点を提供しようとするものである。既婚女性が生家と強いつながり伝統的に持ってきた社会を第一の研究対象とし、山形県温海町・福井県小浜市・新潟県岩船郡朝日村において、調査を行った。特に、新潟県朝日村では、過去において行われていた既婚女性の生家訪問慣習の形式が異なる二つの村落を対象とした。その結果、生家訪問形式の差異は、家族関係・婚姻形式の差異、女性の地位と関連していることが明らかになった。つまり、一つの村落では、既婚女性が毎晩のように夫と共に生家に戻って休息をしていた。ここでは村内婚・恋愛婚が前提となり、その夫婦関係は緊密であり、平等的である。もう一つの村は、既婚女性が長期的に生家に戻って生活し、自分と子供の衣服を整える「センタクヤスミ」を行っていた。ここでは、女性は婚家においては、「嫁」として低い地位にあり、生家に戻る期間は夫婦は隔離されることになる。二つの形態の差異は、夫の行動パターンの差異でもあり、夫が「家」の枠組みから出て妻の生家と親密な関係をもつ社会のほうが、女性の意思が尊重され、夫婦中心的行為をなす。このような夫婦のあり方あるいは妻と生家との関係は、「家」制度とは矛盾するものであるが、新潟の事例は夫婦の紐帯、女性の家族内における地位を視点として日本の家族を再考する上で、重要な意味をもつ。もつ一つの研究対象は、現代都市における既婚女性と親との関係であるが、特に既婚の娘と親との同居・交際についての資料を収集した。ここにおいても、結婚した娘と生家の親とが、気安く頼れる存在として相互に緊密な関係を維持しようとする志向をみることができた。本研究は、これまでの日本の家族研究において見過ごされてきた、親と既婚の娘との関係から家族をとらえ直そうとするものである。今年度は、山形県温海町・新潟県山北町・新潟県朝日村においてフィールドワークを実施した。この地域はかつて既婚女性が夫と共に生家を毎晩のように訪れる慣習があったが、これまで充分な報告が行われてこなかった。今回の調査の結果、具体的な報告のない村落においてもこの慣習のあったことがわかり、さらに慣習の偏差についてもかなり解明ができた。また、先行研究では注目されていなかった「婿と姑」の関係が、この地域の親と娘との関係についての分析に重要である点がわかった。現在でも既婚女性と生家との関係が日常的・儀礼的側面において、他地域と比較して重視されている。さらに朝日村は、既婚女性が長期にわたって生家に帰る「センタクガエリ」を行っていた村落も存在し、前述の慣習との混在が見いだせる非常に興味深い地域である。これらの地域の家族に関する研究は手薄であり、今後の継続調査の実施によって、これまでの研究で指摘されていた日本の家族における「娘」の意味とは異なる資料が収集されることが期待できる。福井県小浜市は、かつてセンタクガエリや定期的里帰りであるバンが行われていたが、本研究の調査によって、既婚女性と生家の親との緊密な関係の継続が確認された。東京における既婚女性と親との関係の研究は、文献資料・統計資料を収集している。本研究と直接関係する資料は少ないが、女性の意識調査などに生家の親との関係が取り上げられたものがいくつかあり、今後の調査の参考となった。

来年度は文献・統計資料の収集をすすめると同時に、女性のライフヒストリーを中心に調査を進める計画である。本研究は、これまでの日本の家族研究において見過ごされてきた、親と既婚の娘との関係から日本の家族を再考する一視点を提供しようとするものである。今年度は、前年度に引き続き、新潟県岩船郡朝日村において、フィールドワークを行った。この際、既婚女性が結婚後、一定期間にわたって行っていた生家訪問慣習の形式が異なる二つの村落を対象とした。その結果、生家訪問形式の差異は、家族関係・婚姻形式の差異、女性の地位と関連していることが明らかになった。つまり、一つの村落は、既婚女性が毎晩のように夫と共に生家に戻って休息をしていた地域である。ここでは村内婚・恋愛婚が前提となり、その夫婦関係は緊密であり、平等的である。もう一つの村は、既婚女性が長期的に生家に戻って生活し、自分と子供の衣服を整える「センタクガエリ」を行う地域である。ここでは、女性は婚家においては、「嫁」として低い地位にあり、生家に戻る期間は夫婦は隔離されることになる。二つの形態の差異は、夫の行動パターンの差異でもあり、夫が「家」の枠組みから出て妻の生家と緊密な関係をもつ社会のほうが、女性の意思が尊重され、夫婦中心的行為をなす。このような夫婦のあり方あるいは妻と生家との関係は、日本の「家」制度とは矛盾するものであるが、日本の家族にかなり普遍的に見られるものと考えうる。新潟の事例は、日本の家族について、夫婦の紐帯、女性の家族内における地位を視点として再考する上で、重要な意味をもつ。現代都市における既婚女性と親との関係に関する研究では、中高年女性の家族に対する観念・行為、親との同居に関する資料を収集した。このなかにも結婚した娘と生家の親とが、「気安い関係」として相互に緊密な関係を維持しようとする志向をみることができる。
正標数の特異点上の極大コーエン・マコーレー加群の研究

本研究においては、後藤四郎氏(明治大学)、高橋亮氏(名古屋大学)、大関一秀氏(山口大学)、渡辺敬一氏(日本大学)らと共に、古典的なウルリッヒ加群(極大線型加群)の一般化としてウルリッヒ加群とウルリッヒイデアルの概念を導入し、一般論を構築致しました。さらに、スペシャルマッカイ対応に注目して、2次元の有理二重点上のウルリッヒ加群、ウルリッヒイデアルの完全な分類を与えました。研究代表者は、奥間智弘氏と渡辺敬一氏と共に幾何種数を用いてpgイデアルの概念を導入して、有理特異点のイデアル論を拡張しました。応用として、2次元優秀正規環のグッドイデアルの存在定理を証明しました。有理二重点上の自由でない既約な極大コーエン・マコーレー加群は,極小特異点解消の例外因子に現れる既約曲線に対応することが知られている(古典的マッカイ対応)。また、この対応において反ネフ因子で表現されるイデアルの余長さは反ネフ因子と基本因子などの交点数で計算することができる(リーマン・ロッホ定理)。また、後藤・居相・渡辺によりゴレンシュタイン環に対して導入された良イデアルの概念は有理二重点の場合は極小特異点解消で表現される整閉イデアルとして理解することができる。その事実に注意して、我々は二重点でない有理特異点に対しても固定された良イデアルに付随するスペシャルコーエン・マコーレー加群の概念を導入し、その判定法を与えた。また、その結果を利用して、有理特異点におけるスペシャルイデアル、ウルリッヒイデアルの分類、有理二重点における(与えられた良イデアルに付随する)ウルリッヒ加群の完全な分類定理を証明した。一方、超曲面に対して、ウルリッヒ加群を有する良イデアルはウルリッヒイデアルであることを証明し、有理二重点におけるウルリッヒ加群の完全な分類定理を証明した。超曲面上の極大コーエン・マコーレー加群は行列式分解を用いて表現できることが知られている。我々はその事実を良イデアルに付随するウルリッヒ加群の場合に適用することにより、超曲面におけるウルリッヒイデアルが満たす必要条件を発見した。次年度以降はその事実を利用して、上記の結果の高次元化、すなわち、単純超曲面におけるウルリッヒイデアル(もしくはウルリッヒ加群)の分類を試みようと思う。前年度の研究において、2次元ゴレンシュタイン有理特異点上の直既約な極大コーエン・マコーレー加群は、極小特異点解消の例外因子に表れる既約曲線に対応するという古典的マッカイ対応とリーマン・ロッホの定理を利用して、ウルリッヒ加群とウルリッヒイデアルの完全な分類を与えた。その証明のアイデアを巡回商特異点の場合に適用して、ゴレンシュタインでない有理特異点の場合のウルリッヒイデアルの特徴づけを与えた。本年度はその結果の高次元化として、単純(超局面)特異点のウルリッヒイデアルとウルリッヒ加群の分類定理を証明した。我々はその事実を良イデアルに付随するウルリッヒ加群の場合に適用することにより、超曲面におけるウルリッヒイデアルが満たす必要条件を発見していた。さらに、議論を推し進めて、その逆側の条件を見出して、定理の証明を完成した。ただし、本結果は小さい標数の場合には当てはめることができない。その場合に対する拡張は今後の課題である。古典的なウルリッヒ加群の決定問題は、2次元の巡回商特異点の場合ですら知られていない。そこで、名古屋大学の中嶋氏とその場合のウルリッヒ加群の簡単な特徴づけを見出した。成果については日本数学会などを通じて報告中である。今後はウルリッヒ加群のブローアップ代数などがどのような構造を持つのかなどを議論していく予定である。本年度は3年間の研究総括を行い、H28年度の数理解析研究所における研究集会において「ウルリッヒ加群とイデアル」に関する入門的講演を行うための準備を行った。概要について述べておく。古典的なウルリッヒ加群はゴレンシュタイン性を極大コーエン・マコーレー加群を用いて特徴づけるためにウルリッヒにより導入された加群のことであり、極小生成系の個数が極大イデアルに関する重複度に一致することで定義される。ウルリッヒ加群の極小自由分解は各写像を行列で表現するとき、1次の元で表現されるという特徴的な形をしており、線形コーエン・マコーレー加群とも言われる。古典的なウルリッヒ加群がどんなCM環においても存在するというウルリッヒの予想が知られているが、多くの場合は未解決である。研究代表者は中嶋氏との共同研究により、2次元の巡回商特異点の場合にその構造定理を与えた。本研究に先立ち、研究代表者は後藤四郎教授らと共にウルリッヒ加群の概念を拡張することに成功し、極大イデアルに付随する一般のイデアルに関するウルリッヒ加群の研究を開始した。さらに、対応するイデアルに注目することにより、ウルリッヒイデアルの概念に到達した。ウルリッヒイデアルは良イデアルの一種であり、幾何的にとらえることができる。この視点から、研究代表者は奥間智之氏、渡辺敬一氏と研究を良イデアルの研究をスタートさせ、H27年度もその研究に時間を割いた。

ウルリッヒイデアルの研究において、研究代表者が得た最も重要な成果は2次元の有理二重点におけるウルリッヒ加群、ウルリッヒイデアルの完全分類であるが、その高次元化はまだ論文の形で成果発表はしていない。次年度以降の課題である。本研究においては、後藤四郎氏(明治大学)、高橋亮氏(名古屋大学)、大関一秀氏(山口大学)、渡辺敬一氏(日本大学)らと共に、古典的なウルリッヒ加群(極大線型加群)の一般化としてウルリッヒ加群とウルリッヒイデアルの概念を導入し、一般論を構築致しました。さらに、スペシャルマッカイ対応に注目して、2次元の有理二重点上のウルリッヒ加群、ウルリッヒイデアルの完全な分類を与えました。研究代表者は、奥間智弘氏と渡辺敬一氏と共に幾何種数を用いてpgイデアルの概念を導入して、有理特異点のイデアル論を拡張しました。応用として、2次元優秀正規環のグッドイデアルの存在定理を証明しました。本研究の1つの目標は高次元単純特異点上のウルリッヒ加群の分類である。少なくとも標数0の場合については求める結果が得られた。また、巡回商特異点上のウルリッヒ加群の個数に関する幾何学的考察も得られるなど予想外の成果も得られている。今後の課題として、ウルリッヒ加群及びウルリッヒイデアルの分類を正標数の場合に拡張していくことが求められる。さらに、概Gorenstein環の理論、良イデアルの理論と連携する目途を立てることができた。可換環論(小さな)正標数の場合に拡張するためには代数幾何、整数論の知識などが必要である。文献の確保なども含めて情報収集が必要である。また、得られた研究成果の発表をできるだけ大きな研究集会で発表していく機会を模索していきたい。その特別な場合として、2次元の有理二重点におけるウルリッヒ加群、ウルリッヒイデアルの分類に成功した。さらに、高次元への足掛りとして、行列式分解を使った表示、クネーラーの周期性が有効であることが判明している。おおむね当初予定していた結果が得られるものと期待している。当初計画していたシンポジウムの開催年度が後ろ倒しになったため、前年度からの繰り越しが生じました。また、円安の影響により研究に必要な雑誌類の購入計画に変更が生じたことによります。研究成果を広く公表するために、富山県で国際シンポジウムを開催予定である。国際的な研究者を多く招聘し、意見交換を予定している。また、目標の高次元化に関しては、「現在までの達成度」に記載したアイデアに基づいて遂行すればよいと考えている。研究に必要な雑誌類の購入に前年度からの繰り越し金として約80万円が必要です。残りについては、当初計画していたものと同様の方針で使用する予定です。当初はバークレー出張を本研究費から支出する計画を立てて申請したが、ホテル・航空券の購入の都合により、他の研究費からのサポートを受けたため。また、次年度に主催予定の国際シンポジウムのサポートに多くの予算をさく必要が生じたため。次年度富山県の国際シンポジウムにおいて、外国からの参加者約10名分の宿泊費のサポートを予定します。また、可換環論シンポジウムの国内旅費のサポートを予定しています。
水素結合によるイミダゾールからイミダゾレートへの変換

金属としてはFe(II)、Cu(I)、Mo(V)、Mo(IV)、Co(II)、cd(II)、Hg(II)などを用い、配位ジオメトリーや価数を変え、水素結合の寄与について調べた。NH...S水素結合の確認は結晶構造やIRスペクトル、IHNMRスペクトルにより行なった。蛋白質の結晶構造から予想されているN...S距離から水素結合の存在の有無は、距離からだけでは判定できないこともわかった。例えばジスルフィド、{S-2,6-(t-BuCONH)_2C_6H_3}_2ではアミドのNHは硫黄の方向を向いているがIRの結果から水素結合は形成していないことが明らかになった。チオラート配位子をもつ金属錯体の金属一硫黄結合は、硫黄から金属へのπ電子供与で特徴ずけられる。同じ金属で価数のみが異なる場合、価数が高いほうがM-Sの距離が短くなることからも説明できる。このとき、NH...S水素結合は硫黄上の電子密度を減少させる。従ってM-Sは長くなると予想されたが、構造解析の結果ではこの結合距離が短いことを示している。分子軌道計算では、HOMOがM-Sの反結合性軌道にあることがわかった。これらの金属錯体ではHOMOの反結合性軌道をNHS水素結合が安定化することによりM-Sの反結合性を減少させ、結合は強くなり、結合距離は短くなると解釈した。また、共有結合性の高いHg(II)錯体では、硫黄配位子からHg(II)へのLMCTのためにNH...S水素結合は極端に弱いものとなる。金属錯体の配位原子への水素結合は金属一配位原子間の結合性を変化させることがわかり、ペプチドの構造変化と連動して複雑な金属酵素反応のそれぞれのステップを安定化させたり、不安定化させたりすることが推定される。
結合発振 回路網の解析とその化学反応・生体リズムへの応用に関する研究

振動的に変化する化学反応系,生物の睡眠・覚醒に関連したサーカディアン(概日性)リズム,神経回路モデルの振動パタンなどのマクロな挙動は,非線形振動子として記述される.本研究は,これらの分野で観察された振動に対する発振器回路のモデルを作制し,このモデルにみられる種々の非線形現象を解析することにより,もとの化学・生物系の挙動をより深く検討することにある.本年度は3年目に当たり,前々年度・前年度の研究成果に基づき,化学反応系,サーカディアンリズムの数学モデルの解析を行った.1.塩水・真水振動系,B-Z反応系が複数個結合した反応系など結合発振器の数学モデルを解析した.結合方式の違いが,同相または逆相で同期する現象の機構とどう関係しているかを検討した.また,結合方式と非線形特性の違いによって,N相あるいは準周期振動が同期すること理論的に考察した.これらの条件を分岐理論を用いて解析する問題は今後の課題となった.2.人のサーカディアンリズムの研究はKronauer等による2-振動子モデル,Daan等による1-振動子モデルなどがある.どちらのモデルについても,各種の同期現象,カオス的振動がみられる.これらの発生機構を解明するため分岐理論を適用した解析を行なった.3.昨年度に引き続き,環状あるいは線状に結合した神経回路モデルの振動パタン移動現象が各振動子間の相互作用とどのように関係しているか分岐理論を用いて解析した.4.研究全体を総括し,報告書を作成した.振動的に変化する化学反応系,生物の睡眠・覚醒に関連したサーカディアン(概日性)リズム,神経回路モデルの振動パタンなどのマクロな挙動は,非線形振動子として記述される.本研究は,これらの分野で観察された振動に対する発振器回路のモデルを作制し,このモデルにみられる種々の非線形現象を解析することにより,もとの化学・生物系の挙動をより深く検討することにある.本年度は3年目に当たり,前々年度・前年度の研究成果に基づき,化学反応系,サーカディアンリズムの数学モデルの解析を行った.1.塩水・真水振動系,B-Z反応系が複数個結合した反応系など結合発振器の数学モデルを解析した.結合方式の違いが,同相または逆相で同期する現象の機構とどう関係しているかを検討した.また,結合方式と非線形特性の違いによって,N相あるいは準周期振動が同期すること理論的に考察した.これらの条件を分岐理論を用いて解析する問題は今後の課題となった.2.人のサーカディアンリズムの研究はKronauer等による2-振動子モデル,Daan等による1-振動子モデルなどがある.どちらのモデルについても,各種の同期現象,カオス的振動がみられる.これらの発生機構を解明するため分岐理論を適用した解析を行なった.3.昨年度に引き続き,環状あるいは線状に結合した神経回路モデルの振動パタン移動現象が各振動子間の相互作用とどのように関係しているか分岐理論を用いて解析した.4.研究全体を総括し,報告書を作成した.結合発振器モデルの制作と解析を行なっている.すなわち,発振器モデルとして(1)レ-リ-型の柔らかい発振器,(2)レ-リ-型の硬い発振器,(3)RCーコンパレ-タからなる弛張発振器の3種類を,また結合方式として,(1)直接結合,(2)拡散的結合の2種類を考え,これらの組み合わせにより得られる結合発振器モデルの方程式を得た.これらのモデル方程式と化学反応系,生体系の睡眠覚醒リズムとの対応を考慮し,幾つかの方程式について解析を進めている.次に,具体的な解析の状況であるが(1)2個からN個の柔らかい発振器の結合系にみられる,同相およびN相モ-ドに同期する同期現象を解析した.これらの結果は,化学反応系に生じるN相振動と比較検討中である.(2)硬い発振器の結合系において,準周期振動の包絡線が同期する現象を見いだした.この現象を分岐理論の立場から解析中である.(3)カオス振動を持つ発振器を正弦波で励振した場合に生じるカオスの同期現象を解析した.この現象は,生体系の睡眠覚醒リズムとの関係が非常に興味深いので,今後さりに分岐のメカニズムを解析する必要がある.(4)神経振動体のモデルとして考えている方程式から,発振モ-ドの移行する現象を見いだしたが,この現象も分岐理論から説明できるので,現在解析を進めている.(5)睡眠覚醒リズムを弛張発振器でモデル化した場合,不連続点を許した力学系として定義できることが分かったので,この結合モデルについても解析を行っている.(1)睡眠覚醒リズムの数学モデルとして2個の発振器が結合した電気回路モデルに強制外力を引加した系を取りあげ,基本調波および分数調波同期化現象を解析した。これらの同期はサーカディアンおよびインフラディアンリズムに対応している。特にインフラディアンリズムに対する解析はこれまでになされていない。このことから分岐ダイアグラムや同期のメカニズムに新らしいパタンのあることが分かった。分岐のパタンの解析は引続きすすめる予定にしている。(2)化学反応系のモデルとして3個の発振器の結合係数の異なる系に生じる発振の同期や停止の現象を解析した。また実際の反応系で実験し同様の現象のみられることを確認した。結合係数の異いと分岐の詳細を更に解析予定である。(3)環状に結合した硬い発振器回路において波形の包絡線の同期が生じることを見い出した。この現象は摂動法により,解析的に説明できる。

系が強非線形系となった場合における同様の現象を分岐の理論を用いて解析中である。(4)神経振動体のモデルとして考えた結合発振器の発振モード移行の現象を解析中である。実際に環状結合した振動体を計算機シミュレーションし、モード移行の生じるパラメータ領域を求めた。どのような分岐現象と対応してるか現在解析を進めている。(5)周期的外力としてインパルス列や矩形波のような不連続波形を引加した非線形系の解析を定性的に行う方法を確立した。更に不連続点を許した力学系の解析法およびこのような系にみられる特有の分岐現象を計算するアルゴリズムを確立した。これらの方法をBVP方程式や合成力学系の解析に応用し研究を進めている。振動的に変化する化学反応系,生物の睡眠・覚醒に関連したサーカディアン(概日性)リズム,神経回路モデルの振動パタンなどのマクロな挙動は,非線形振動子として記述される.本研究は,これらの分野で観察された振動に対する発振器回路のモデルを作制し,このモデルにみられる種々の非線形現象を解析することにより,もとの化学・生物系の挙動をより深く検討することにある.本年度は3年目に当たり,前々年度・前年度の研究成果に基づき,化学反応系,サーカディアンリズムの数学モデルの解析を行った.1.塩水・真水振動系,B-Z反応系が複数個結合した反応系など結合発振器の数学モデルを解析した.結合方式の違いが,同相または逆相で同期する現象の機構とどう関係しているかを検討した.また,結合方式と非線形特性の違いによって,N相あるいは準周期振動が同期すること理論的に考察した.これらの条件を分岐理論を用いて解析する問題は今後の課題となった.2.人のサーカディアンリズムの研究はKronauer等による2-振動子モデル,Daan等による1-振動子モデルなどがある.どちらのモデルについても,各種の同期現象,カオス的振動がみられる.これらの発生機構を解明するため分岐理論を適用した解析を行なった.3.昨年度に引き続き,環状あるいは線状に結合した神経回路モデルのの振動パタン移動現象が各振動子間の相互作用とどのように関係してているか分岐理論を用いて解析した.4.研究全体を総括し,報告書を作成した.
ポドサイトにおけるアンジオテンシン阻害薬によるエピゲノム修復効果の検討

最近申請者は腎糸球体ポドサイトにおける転写因子KLF4を介したエピゲノム調節について報告し、レニンアンジオテンシン阻害薬の持続的蛋白尿抑制効果との関連性について報告した(JCI2014, KI 2015)が、本研究においては、このようなエピゲノム変化形成の原因の一つとしてDNA損傷修復機構の関与の可能性があることを見出し、KLF4-interacting proteinと既報のあるKAT5に注目して検討を進めた。ポドサイト特異的KAT5ノックアウト(KO)マウスは非常に強い表現型を呈し、腎不全により6週齢前後で死亡したことから、発生段階での影響を除外するため、タモキシフェン誘導型ポドサイト特異的KOマウスを作成したところ、同様に著明なアルブミン尿、巣状分節性糸球体硬化病変を認め、ポドサイトにおけるKAT5を介したDNA修復の重要性が示唆された。また病態における関与について検討したところ、糖尿病性腎症ポドサイトではKAT5発現が低下しており、更にヒト培養ポドサイトにおいてはKAT5過剰発現により、スリット膜分子として重要なネフリン発現の増加、プロモーター領域のメチル化低下、同領域での二本鎖DNA損傷マーカーであるγH2AX低下が認められ、DNAメチル化とDNA修復が関連していることが示唆された。DNA損傷および修復反応は活性化クロマチン部位に起こりやすく、クロマチンアクセシビリティ解析によりポドサイトにおいてはネフリンプロモーター領域は非常に活性化状態にあったことから、DNAメチル化等の遺伝子特異的なエピゲノム変化は、一部DNA損傷修復環境により決定されている可能性が示唆された。以上の成果をCell Reports誌に報告した。最近申請者は腎糸球体ポドサイトにおける転写因子KLF4およびDNAメチル化酵素DNMT1を介したエピゲノム調節について報告した(JCI2014, KI 2015)が、本研究においては、それらをつなぐ因子としてヒストンアセチル化酵素KAT5/Tip60に着目して検討を進めた。ポドサイト特異的KAT5ノックアウト(KO)マウスを作成したところ、著明なアルブミン尿、巣状分節性糸球体硬化病変を認めた。KOマウスのポドサイトにおいては、ネフリンの発現が低下しており、ポドサイト数の減少、TUNEL染色陽性ポドサイトの増加が認められた。糖尿病性腎症においては、予備検討と同様KAT5発現が低下していることが確認され、既報の方法でKAT5遺伝子を遺伝子導入するとアルブミン尿の改善が認められた。またヒト培養ポドサイトを用いた検討では、高糖条件下のヒト培養ポドサイトにKAT5を遺伝子導入すると、ネフリン発現の改善、ネフリンプロモーター領域のDNAメチル化低下、DNMT1結合低下が認められ、KAT5によりネフリンプロモーター領域のDNMT1結合低下、メチル化低下を介して、ネフリン発現が上昇する可能性が示唆された。ポドサイト特異的KAT5ノックアウトマウス作成も順調に進捗しており、フェノタイプの解析も進んでいる。誘導型ポドサイト特異的ノックアウトマウスを追加して作成・検討することができ、KAT5を介したDNA修復機構とエピゲノム変化形成の関連について、より詳しく検討が進められていると考える。

DNA損傷および修復反応は活性化クロマチン部位に起こりやすく、クロマチンアクセシビリティ解析によりポドサイトにおいてはネフリンプロモーター領域は非常に活性化状態にあったことから、DNAメチル化等の遺伝子特異的なエピゲノム変化は、一部DNA損傷修復環境により決定されている可能性が示唆された。以上の成果をCell Reports誌に報告した。KAT5のポドサイトにおける役割を検討するため作成したポドサイト特異的KAT5ノックアウトマウスは著明なアルブミン尿を呈したが、発生段階における関与が否定できないため、今後タモキシフェン誘導型マウスやin vivo grade siRNA投与などによる検討を予定している。また、KAT5はDNA損傷修復において重要な因子であることから、DNA損傷修復応答とエピゲノム変化形成の関連について現在さらに検討を進めている。高血糖によるDNA修復因子KAT5の低下という、DNA修復環境の変化がもたらすエピゲノム変化形成プロセスについて、より詳細な分子機序の検討を進めたいと考えている。具体的には、まず高血糖によりKAT5発現が低下する分子機序について培養細胞を用いた検討を進める。また、KAT5は主に二本鎖DNA切断(DSB)の修復に関与するが、ポドサイトにおいて人為的にDSBを起こした場合にDNAメチル化が惹起されるのかについて検討を行い、DNA損傷修復とDNAメチル化変化の関連について、より具体的な検討を行いたいと考えている。効率的な科研費使用を行ったため。来年度の消耗品費として使用予定である。
シリコン異方性エッチングによる二次元マイクロステージに関する研究

微少変位を可能にするシリコンステージを試作し、その特性を評価できた。過去の実験結果より、変位を発生させる機構として両端が支持されたシリコン梁の熱膨張による座屈を利用すれば実用変位が得られることがわかっていた。この機構を実現する構造として(110)面を持つシリコンウエハとガラスを陽極接合し、シリコン側のみ異方性エッチングにより貫通エッチングを行うことによって、外形10×20×1.3mm^3で、40×320×8000μm^3の梁を75本有する一次元試料を作製した。この梁に電流を印加し発熱させ、発熱量および時間に対する変位を計測・評価した。この結果、50mAの駆動電流にて梁の実用的変位(4μm)が得られることを明らかにした。また、この梁の変位によって5g程度の重量のものを移動させることができることを確認した。現在の構造では熱容量が比較的大きく、変位に要する時間が秒のオーダとなることが問題であり、熱絶縁によってどの程度の変位速度が得られるのかを知ることを最終目的として、手始めに有限要素法による座屈解析および熱流動解析を行った。座屈解析では、小駆動電流で大変位を得るためには2μm程度の初期変位が必要であることが明らかになり、今後の研究における構造改良の指針が得られた。また、熱流解析結果は、アクチュエータ全体の設置状態が梁変位に大きく影響を与えることを示しており、デバイスが働く環境を設定することが肝要であることが明らかとなった。今後、熱絶縁構造のデバイスに対して過渡熱解析を行い、応答時間のより短い構造を提案し、試作する予定である。