hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
催不整脈作用を検討する動物モデルの開発

抗下整脈薬を心筋梗塞後の心室性不整脈のある患者に長期投与すれば、心臓死を減少させ患者の生命予後を改善するはずであるという仮定でクラスI抗不整脈薬、いわゆるNaチャネル抑制薬で大規模な治験をプラセボと比較して行ったCAST(Cardiac Arrhythmia Suppression Trial)報告が予想に反してプラセボより心臓死を増加させ生命予後を悪化させたことを示して以来、抗不整脈薬およびそれ以外の薬物による心臓死の誘発、特に催不整脈作用が注目されてきた。特にクラスIII抗不整脈薬はKチャネルを抑制し、リエントリー不整脈を抑制するが、病的なQT延長は臨床で古くから知られていた様に致死性の不整脈を誘発するので、クラスIII薬については抗不整脈作用と同時に催不整脈作用についても前臨床試験の段階から検討が必要である。この点従来からの動物不整脈モデルは主として薬物などの抗不整脈作用を検討するために開発されていたもので、新たに不整脈を誘発しやすくするかなどの検討に充分使いうるかは疑問であり、間違いなく不整脈を悪化させるであろう細胞内Caを増加させる強心薬などについてしか我々も用いていない。薬物が不整脈を起こし易くするかを検討出来る動物モデルを開発出来れば有用である。今回の研究ではイヌを用いて長時間の記録をとり、自動的に解析し不整脈を誘発し易くするかを検討した。ホルター心電計とその解析装置が購入出来たので、正常ビーグル犬に何回にもわたり薬物を投与し、特にクラスIII薬の催不整脈作用を心室性期外収縮の出現を目安に評価したが、臨床で問題になる倒錯頻拍は認められなかった。従来の不整脈モデルに関しては、それを用いて新しい強心薬について検討し、特にCa電流の増加が起こっているアドレナリン不整脈では強心薬がさらに悪化させることを示すことが出来た(文献1,2)。抗不整脈薬の長期投与が致死性の不整脈を必ずしも抑制しないで、かえって突然死などによる死亡率を薬物を投与しない群において増加させることが米国の心筋梗塞後の患者を対称とした臨床試験(CAST Study)で示され、用いられたクラスI抗不整脈薬の催不整脈作用が注目されている。また現在不応期を延長させリエントリー不整脈を起こさせなくする選択的な作用を持つと考えられているKチャネル抑制薬であるクラスIII抗不整脈薬がQT延長と共に重篤な心室性不整脈を誘発しえることが動物でもヒトでも認められている。従来不整脈を抑制するためにモデルを作ることはあったが、ある条件下で薬物が不整脈を起こしやすいかを検討する動物モデルはほとんどなかった。虚血回復期、自律神経支配の異常時などに抗不整脈薬が不整脈を自然発生させるか、または、刺激により不整脈を誘発しやすくするかをイヌのモデルで検討を始めた。本年度は長時間ホルター心電計を導入し、臨床で高い確立で心室性不整脈を誘発するクラスIII抗不整脈であるMS-551やE-4031を経口投与し、無麻酔下での心電図の変化を検討した。正常なイヌでも時折心室性期外収縮は記録出来るが、現在まで行なったクラスIIIの経口投与実験では、重篤な心室頻拍は出現していない。来年度は心電計を増やし、心筋梗塞慢性期のイヌを用いて検討する予定である。

クラスI抗不整脈薬を心筋梗塞後の心室性不整脈のある患者に長期投与したCAST(Cardiac Arrhythmia Suppression Trial)の報告が予想に反してプラセボより心臓死を増加させ生命予後を悪化させたことを示して以来、抗不整脈薬およびそれ以外の薬物による心臓死の誘発、特に催不整脈作用が注目されてきた。特にクラスIII抗不整脈薬はKチャネルを抑制し、リエントリー不整脈を抑制するが、病的なQT延長は臨床で古くから知られていた様に致死性の不整脈を誘発するので、クラスIII薬については抗不整脈作用と同時に催不整脈作用についても前臨床試験の段階から検討が必要である。この点従来からの動物不整脈モデルは主として薬物などの抗不整脈作用を検討するために開発されていたもので、新たに不整脈を誘発しやすくするかなどの検討に充分使いうるかは疑問であり、間違いなく不整脈を悪化させるであろう細胞内Caを増加させる強心薬などについてしか我々も用いていない。薬物が不整脈を起こし易くするかを検討出来る動物モデルを開発出来れば有用である。本年度はイヌを用いて長時間の記録をとり、自動的に解析し不整脈を誘発し易くするかを検討した。正常ビーグル犬に何回にもわたり薬物を投与し、特にクラスIII薬の催不整脈作用を心室性期外収縮の出現を目安に評価したが、臨床で問題になる倒錯頻拍は認められなかった。また従来の不整脈モデルに関しては、それを用いて新しい強心薬について検討し、特にCa電流の増加が起こっているアドレナリン不整脈では強心薬がさらに悪化させることを示すことが出来た(文献1,2)。
InAs量子ドットを用いた面型構造超高速全光スイッチの研究

光信号処理技術では、近い将来100Gb/sから1Tb/s級の超高速化が必要となるが、そのためには基本素子となる超高速全光スイッチの実現が必須である。本研究では、量子ドットと1次元フォフォトニック結晶とを組み合わせることによって高効率の面型構造超高速光スイッチを実現することを目的とする。本年度は、これまでに最適化した設計により量子ドット光スイッチ素子を製作する一方、新しい非線形評価システムによる特性評価を進めて、量子ドット光スイッチの超高速スイッチとしての適用性を評価した。以下に成果の要点をまとめる。光スイッチの設計では,これまでの研究で明らかになった結果を用い、電子第1励起準位が1.3μm付近の長波長領域に対応する量子ドットにおいて、励起準位と基底準位との間の超高速サブバンド間緩和を利用するデバイス構造を採用した。また、多層膜共振器構造には出力最大化のための新構造(16/30周期)を採用してデバイスを製作した。このデバイスにおける吸収飽和の応答特性を確認するために、ポンプ・プローブ法による測定を実行し、1.24μmの波長で、20psの超高速応答と、2.5fJ/μm^2の低スイッチングエネルギーのデータを得た。一方、量子ドットの非線形性の評価を屈折率特性の変化から評価するために、マッハツェンダー干渉計配置を持つ位相変化測定系を構築し、デバイスの光励起時における位相変化量特性の測定を行った。その結果、励起エネルギー0.2fJ/μm^2において18゚の位相変化の観測に成功した。これは量子ドット面型光スイッチにおける屈折率変化に基づく位相変化を初めて検出したものである。この結果は、量子ドット面型光スイッチが、吸収飽和型スイッチのみならず、さらなる超高速・低エネルギーのマッハツェンダー型光スイッチにも適用出来ることを実証したものである。以上の結果から、量子ドット面型超高速全光スイッチの超高速吸収飽和スイッチング特性、およびこれに対応する屈折率変化を実証することができた。これを通じて、InAs量子ドットと多層膜共振器との組み合わせによる面型光スイッチ構造が、超高速・低エネルギー光スイッチとして適用可能であることが明らかになった。本年度は、InAs量子ドットの結晶成長技術を用いて面型光スイッチングデバイスを試作し、さらにその光応答特性の初期的な評価を行うことを目指して研究を行った。InAs量子ドット結晶成長では、多層化構造量子ドットの結晶成長条件を詳細に調べ、光学特性との対応関係を確かめることにより、実際の光デバイス構造の製作に適用できる結晶成長手法を固めた。面型光スイッチ構造として、量子ドットを多層膜分布帰還型共振器構造における電界強度ピーク位置に配置した構造を基本とした面型光スイッチデバイス構造を検討した。このデバイスは、励起光パルスによって生ずる量子ドットの吸収飽和と屈折率変化によって共振器反射率のピーク波長がシフトする事を利用するものである。このデバイス構造の設計を行うため、転送行列法およびFDTD解析法などを用いて光学特性解析ツールを開発した。次にこの設計に基づいて結晶成長を行ってデバイスを試作した結果、量子ドットのサブバンド波長と共振器モードが一致していることが確かめられた。そこで、フェムト秒ポンプ・プローブ分光システムによって本デバイスの光学応答特性の測定を実行した。これにより、量子ドットサブバンドの基底準位を用いたもので80ps、第1励起準位を用いたもので32psの光スイッチング応答を確認した。この結果により、InAs量子ドットによる超高速光スイッチの実証とともに励起準位からの緩和の影響を検討するための初期的評価に成功した。本年度は、InAs量子ドットを用いた面型光スイッチングデバイスの特性解析を行い、光応答特性の高速化のためのデバイス構造、および干渉計配置による超高速デバイスの可能性について研究した。量子ドットを多層膜分布帰還型共振器構造中に配置した面型光スイッチデバイス構造を作製してその光学特性を検討した。本デバイスでは、励起光パルスによって生ずる量子ドットの吸収飽和と屈折率変化に伴う共振器反射率変化を利用する。実験で得られた特性データの詳細な解析、特に応答速度特性の入射光の角度依存性の解析を行った結果、電子励起準位から基底準位へのサブバンド間遷移による高速緩和特性を考慮する事によって、角度依存性を説明できることを明らかにした。これらの検討から、現状の試料で20ps程度の高速光応答の実現性が明らかになった。また、反射率変化を最大化するための共振器構造を検討し、前面側・背面側の多層膜周期の最適化を行って、性能向上の指針を得た。さらに、電子緩和速度の高速化に向けて、量子ドットの近傍に量子井戸を配置して電子の高速移動を生じさせる構造を考案し、基礎特性を調べた。その結果、電子の高速トンネル移動を確認し、構造の最適化を通じて今後デバイス高速化への応用が期待できる事を明らかにした。一方、マッハツェンダー干渉計配置により光スイッチの位相変化量の精密測定ができるか否かの基礎検討を行い、基本的な可能性を確かめることが出来た。次年度における特性測定、さらには超高速光スイッチング・モジュールのための構成として、極めて有用な構成法であることを明らかにしたこの結果により、面型光スイッチの超高速化を含めた特性向上に関する重要な知見を得た。

本年度は、これまでに最適化した設計により量子ドット光スイッチ素子を製作する一方、新しい非線形評価システムによる特性評価を進めて、量子ドット光スイッチの超高速スイッチとしての適用性を評価した。以下に成果の要点をまとめる。光スイッチの設計では,これまでの研究で明らかになった結果を用い、電子第1励起準位が1.3μm付近の長波長領域に対応する量子ドットにおいて、励起準位と基底準位との間の超高速サブバンド間緩和を利用するデバイス構造を採用した。また、多層膜共振器構造には出力最大化のための新構造(16/30周期)を採用してデバイスを製作した。このデバイスにおける吸収飽和の応答特性を確認するために、ポンプ・プローブ法による測定を実行し、1.24μmの波長で、20psの超高速応答と、2.5fJ/μm^2の低スイッチングエネルギーのデータを得た。一方、量子ドットの非線形性の評価を屈折率特性の変化から評価するために、マッハツェンダー干渉計配置を持つ位相変化測定系を構築し、デバイスの光励起時における位相変化量特性の測定を行った。その結果、励起エネルギー0.2fJ/μm^2において18゚の位相変化の観測に成功した。これは量子ドット面型光スイッチにおける屈折率変化に基づく位相変化を初めて検出したものである。この結果は、量子ドット面型光スイッチが、吸収飽和型スイッチのみならず、さらなる超高速・低エネルギーのマッハツェンダー型光スイッチにも適用出来ることを実証したものである。以上の結果から、量子ドット面型超高速全光スイッチの超高速吸収飽和スイッチング特性、およびこれに対応する屈折率変化を実証することができた。これを通じて、InAs量子ドットと多層膜共振器との組み合わせによる面型光スイッチ構造が、超高速・低エネルギー光スイッチとして適用可能であることが明らかになった。
新規ポドサイト発現蛋白・デンドリンを用いたＩｇＡ腎症進行度診断法の確立

IgA腎症は、末期腎不全に至り、最終的には透析療法が必要になる可能性がある。IgA腎症の悪化には、糸球体上皮細胞(ポドサイト)障害が関与し、ポドサイト障害は蛋白尿の原因ともなる。IgA腎症、微小変化型ネフローゼ症候群等の腎組織を用いた検討から、ポドサイトでのCathepsin Lの増加がdendrinの核移行を促進し、アポトーシスを増加させた結果を得られた。IgA腎症は、我が国において患者数が最も多い慢性糸球体腎炎である。糸球体硬化への進展に伴い、その約25-40%は末期腎不全に至り、最終的には透析療法が必要になる可能性が高い。糸球体硬化へ至る過程には糸球体上皮細胞(ポドサイト)障害が関与しており、ポドサイト障害は蛋白尿を引き起こす原因ともなる。我々は、dendrinのポドサイト核への移行が、ポドサイトのアポトーシスを誘発することを報告している。ポドサイト障害がCathepsin Lの活性化を生じ、ポドサイトの足突起消失を引き起こすという報告がある。上記の結果も含めて、Translocation of dendrin to the podocyte nucleusin acuteglomerular injury in patients with IgA nephropathy. (Nephrol Dial Transplant. 2013; 28(7):1762-72.)にて報告した。アドリアマイシン腎症マウスは、ポドサイト障害・蛋白尿・糸球体硬化を生じる。アドリアマイシン腎症マウスにアンジオテンシンII受容体拮抗薬・活性型ビタミンDアナログを投与すると、腎保護的な効果(尿蛋白量の減少、糸球体硬化数の減少)を認めた。さらに、培養ポドサイトを用いた同様の検討では、抗アポトーシス作用がみられた。今後は、これらの薬剤の効果とdenrdrinの核移行の関連を検討する。IgA腎症進行度診断法として、IgA腎症患者の尿中メガリンの測定を検討している。メガリンは近位尿細管に発現し、糸球体障害・尿細管障害が生じると、尿中への脱落が増加する。糖尿病腎症では病期の進行と尿中メガリン値に相関がみられたと報告されている。IgA腎症患者の尿中メガリンと腎組織所見との関連の検討をすすめている。IgA腎症は、我が国において患者数が最も多い慢性糸球体腎炎であり、糸球体硬化への進展に伴いその約25-40%は末期腎不全に至り、最終的には透析療法が必要になる可能性が高い。糸球体硬化へ至る過程には腎糸球体上皮細胞(ポドサイト)障害が関与しており、さらに蛋白尿を引き起こす原因ともなる。我々はdendrinのポドサイト核内への移動がポドサイトのアポトーシスを誘発することを報告している。IgA腎症、微小変化型ネフローゼ症候群、minorglomerularinjuryの腎組織を用いて、Cathepsin Lとdendrinの関係性を検討した。IgA腎症はMCNS、minorglomerular injuryに比べ、dendrinが核内に移行したポドサイト数が多く、Cathepsin Lの発現も増加していた。これらの結果から障害をうけたポドサイト内でのCathepsin Lの増加がdendrinの核内への移行を促進し、アポトーシスを増加させたと考える。上記の結果も含めてTranslocation of dendrin to the podocyte nucleusin acuteglomerular injury in patientswith IgA nephropathyというタイトルで論文化した。IgA腎症は、糸球体硬化への進展に伴い、その約25-40%は末期腎不全に至り、最終的には透析療法が必要になる可能性が高い。糸球体硬化へ至る過程には糸球体上皮細胞(ポドサイト)障害が関与し、ポドサイト障害は蛋白尿の原因ともなる。上記の結果も含め、Translocation of dendrin to the podocyte nucleusin acuteglomerular injury in patients with IgA nephropathy.(Nephrol Dial Transplant. 2013 ;28:1762-72.)にて報告した。アドリアマイシン(ADR)腎症マウスは、ポドサイト障害・蛋白尿・糸球体硬化を生じる。

ADR腎症マウスにアンジオテンシンII受容体拮抗薬・活性型ビタミンDアナログを投与すると、腎保護的な効果を認めた。さらに、培養ポドサイトを用いた同様の検討では、抗アポトーシス作用がみられた。これらの薬剤の効果とdendrinの核移行の関連を検討中である。腎臓内科IgA腎症患者におけるdendrinの核移行に関して論文にて報告した。アンジオテンシンII受容体拮抗薬・活性型ビタミンDアナログがポドサイトのアポトーシスを抑制する作用を認めたため、アドリアマイシン腎症マウスでの治療効果とdendrinの核移行に関する検討をすすめている。研究の目的の達成度はおおむね順調に進展していると考える。これまでの結果と平成24年度の結果を合わせてIgA腎症患者におけるdendrinの核内移行に関して論文にて報告した。この論文によりポドサイト障害にdendrinが重要な役割を担うことを臨床的観点からも示せたと考えている。しかし、臨床経過の評価や治療効果の指標につながるかは検討は不十分であった。dendrinの核移行がIgA腎症患者の臨床経過・ステロイド療法・扁桃摘出術・尿蛋白抑制薬などの治療経過と相関するのか、引き続き検討していく。さらに、腎炎モデルマウスにおいて、dendrinの核移行と治療の効果(アンジオテンシンII受容体拮抗薬・活性型ビタミンDアナログ等)を検討中である。IgA腎症進行度診断法として、尿中メガリンの測定を行っている。IgA腎症患者の尿中メガリン値と腎組織病変の関連を検討中である。dendrinの核内移行がIgA腎症患者の臨床経過、ステロイド療法・扁桃摘出術・蛋白抑制薬などの治療効果と相関するのか検討していく。さらに腎炎モデルマウスにおいてdendrinの核内移行と治療の効果を検討しようと考えている。次年度使用額は9212円であり、必要な試薬類は次年度に購入するために生じてしまった。使用計画に関しては大きな変更はなく、動物実験等に使用する試薬の購入に使用する計画である。dendrinなどの抗体購入費、腎炎モデルマウスを作製するための試薬の購入を予定している。
胃瘻造設を検討する患者の家族の意思決定支援ガイドの普及と評価

本研究は、意思決定支援ガイドを使用して患者に代わり胃瘻造設するか否かを決定した家族が抱く意思決定に対する後悔に影響する要因を明らかにすることを目的とした前向き研究である。本研究の対象者は65歳以上の患者の家族45人であった。重回帰分析を行ったところ、決定した半年後の家族の後悔に影響していたのは、胃瘻造設の有無と決定直後の葛藤レベルであった。つまり、胃瘻造設することを決定した家族のほうが造設しないことを決定した家族より半年後の後悔が高く、決定直後の葛藤が高い家族のほうが低い家族と比べて半年後の後悔が高かった。患者の家族が納得して胃瘻造設するか否かを決定できるよう支援することの重要性が示唆された。平成24年度に、研究者が開発した「胃瘻造設を検討する患者の家族の意思決定支援ガイド」の効果を測定するパイロットスタディを実施したので、その結果にもとづきガイドの修正を行なった。ガイドの長さについて「やや長い」と評価されたため、胃瘻についての研究方法と結果(生存の可能性、誤嚥の可能性)を資料編として巻末に移動した。胃瘻造設について患者に代わって意思決定した家族を対象として、決定後の満足度とその要因を測定する質問紙(決定した直後と半年後の2種類)を作成した。質問紙調査の計画を立案し、研究者が所属する大学の研究倫理審査委員会にて承認を得た。現時点までに、決定した直後の質問紙を156部郵送し45部回収した。決定した直後の質問紙に回答した家族に、決定した半年後の質問紙を郵送した(現時点までに34部)。意思決定支援ガイドの普及のために、以下のことを行った。1日本老年医学会学術集会で、研究者がパイロットスタディの結果について口演した際、聴衆にガイドを配布した(50部)。2平成25年5月に意思決定支援ガイドを紹介するホームページ(胃ろうの意思決定支援サイト)を開設した。サイトより、無料でガイドをダウンロードできるようにした。3朝日新聞社の記者に働きかけ、朝日新聞(2013年7月12日夕刊2面)に本研究に関する記事(ホームページのURL含む)が掲載された。これによって、ホームページへのアクセス数が増え、現時点までにアクセス数15000件、意思決定支援ガイドのダウンロード数7300件あり、ガイドの郵送を希望する患者本人、患者の家族、医療者に約700冊を郵送した。ホームページの開設と新聞記事の掲載により、ガイドを広く普及させることが可能となった。<質問紙調査の実施と分析結果>研究者が作成した意思決定支援ガイドを入手して、患者に代わって胃瘻造設の有無を決定した家族の決定に対する満足度とその要因を明らかにすることを目的とした。専用Webサイトを見てガイドを入手した、または医療者からガイドを手渡された後に決定した家族を対象とした。ガイドを送付する際に、1回目の質問紙(決定直後用)を同封し、返送のあった家族を対象に2回目の質問紙(決定の半年後用)を送付した。1、2回目両方の質問紙に回答した者は、患者45人(平均年齢84.1歳)の家族45人(平均年齢62.1歳)であった。患者との続柄は、実子24人、配偶者11人、義理の子5人、その他5人であった。患者に胃瘻造設することを決定した家族は20人だった。半年後に死亡していた数は、胃瘻造設群(20人)は5人、非胃瘻造設群(23人)は7人であった。決定した半年後の家族の後悔の程度と満足度をそれぞれ従属変数として、1変量の分散分析を行った。家族と患者の属性を独立変数に加え、交互作用の確認を行った。後悔の程度を従属変数とした場合、家族が患者の実子のほうが、実子以外の群と比べて後悔の程度が低く(p<.01)、決定直後の葛藤の低い群のほうが高い群と比べて後悔の程度が低かった(p<.01)。患者の性別と生存の有無で交互作用がみられた。従属変数を満足度とした場合、非造設群のほうが造設群より満足度が高かった(p<.05)。葛藤の低い群のほうが高い群と比べて満足度が高かった(p<.01)。交互作用はみられなかった。後悔の程度と満足度において、患者の生存の有無、医療者へ相談の有無、医師から推奨する選択肢の提示の有無による差はなかった。<研究結果の重要性>本研究により、決定した半年後に、後悔の程度が高い、または満足が低い家族の特徴が明らかとなり、特に支援を必要とすることが分かった。<胃瘻造設を検討する患者の家族の意思決定支援ガイドの送付>研究者が作成したサイトより、ガイドの送付を希望した患者の家族65人にガイドを送付した。<質問紙調査の再分析>投稿論文としてまとめるためにデータを見直したところ、得点を逆転させるべき項目で、逆転させていなかったことを発見した。得点を逆転させたのちに、分析し直した。再度、胃瘻造設するか否かを決定した家族の半年後の後悔の程度と満足度をそれぞれ従属変数として、一変量の分散分析を行った。

その結果、決定直後の葛藤の低い群のほうが高い群と比べて後悔の程度が低い(p<.01)という結果に変わりはなかったが、あらたに、非造設群のほうが造設群と比べて、後悔の程度が低い(p<.01)という結果を得た。満足度を従属変数とした場合、決定直後の葛藤の低い群のほうが高い群と比べて、満足度が高かった(p<.01)。後悔の程度と満足度において、患者の生存の有無、医療者への相談の有無、医師から推奨する選択肢の提示の有無による差はなかった。<研究結果の重要性>患者に代わり決定した家族の、決定直後の葛藤の程度が、半年後の後悔や決定に対する満足度に影響することが明らかとなった。家族が、納得して決定できるよう支援することと、特に、胃瘻造設するほうを選択した家族には継続的な支援が必要であるといえる。<投稿論文の作成>現在、上記結果について、論文作成中である。研究結果はまとまったものの、論文投稿までに至っていないため。【平成2527年度】(1)修正した意思決定支援ガイドの普及第一に、第55回日本老年医学会学術集会でガイドを配布した(50部)。第二に、平成25年5月にガイドを紹介するホームページ(胃ろうの意思決定支援サイト)を開設した。サイトより無料でガイドをダウンロードできるよう設定した。第三に、朝日新聞(2013年7月12日夕刊2面)に本研究に関する記事(サイトのURLを含む)が掲載された。この後、アクセス数が17000件を超え、ガイドのダウンロード数が7800件を超えた。また、ガイドの郵送を希望する患者本人、患者の家族、医療者に約700冊を郵送した。(2)ガイドを使用して意思決定した家族を対象とした前向き調査研究者が開設したサイトを見てガイドを入手した、または医療者からガイドを手渡された後に決定した家族(45人)を対象とした。決定した半年後の家族の後悔の程度と満足度をそれぞれ従属変数として重回帰分析を行った。従属変数を後悔の程度とした場合、主効果として、胃瘻造設の有無(p<.01)、決定直後の葛藤の程度(p<.001)がみられ、非造設群のほうが、造設群より後悔の程度が低かった。葛藤の低い群のほうが高い群と比べて後悔の程度が低かった。半年後の後悔の程度には、胃瘻造設の有無、決定直後の葛藤の程度が影響していた。【平成28年度】(1)開設したサイトより郵送希望した患者の家族と医療者の合計22名にガイドを送付した。(2)研究結果をまとめ、国際老年医学誌である「BMC Geriatrics」に投稿した。査読者からの指摘を受けて追加の分析を行った。具体的には、患者が胃瘻造設に関する自分の意思(胃瘻造設を希望するか否か)を伝えられるか否かを従属変数に加えて、独立変数である半年後の家族の決定に対する後悔の程度への関連を重回帰分析にて検証した。その結果、有意差は認められず関連はみられなかった。本研究は、意思決定支援ガイドを使用して患者に代わり胃瘻造設するか否かを決定した家族が抱く意思決定に対する後悔に影響する要因を明らかにすることを目的とした前向き研究である。本研究の対象者は65歳以上の患者の家族45人であった。重回帰分析を行ったところ、決定した半年後の家族の後悔に影響していたのは、胃瘻造設の有無と決定直後の葛藤レベルであった。つまり、胃瘻造設することを決定した家族のほうが造設しないことを決定した家族より半年後の後悔が高く、決定直後の葛藤が高い家族のほうが低い家族と比べて半年後の後悔が高かった。患者の家族が納得して胃瘻造設するか否かを決定できるよう支援することの重要性が示唆された。修正した意思決定支援ガイドを使用して、患者に代わり意思決定した家族(n=45)を対象に、継続的に調査し、決定した半年後に下した決定に対する後悔の程度と満足度を評価することができたため。
低次元ダイナミカルシステムに適合する相空間解析法の新構築

相平面解析法を整備・構築し,低次元の線形微分方程式系・半分線形微分方程式系・準線形微分方程式系の平衡点(または零解)が漸近安定性,大域的漸近安定性,一様大域的漸近安定性であるかどうかを判定する基準を解明した。得られた基準は小型船の自由横揺れ運動の解析に応用された。小型漁船の自由横揺れ運動に作用する抵抗は主に3種類あることがよく知られている。即ち,摩擦抵抗と造渦抵抗(粘性圧力抵抗とも呼ばれる)と造波抵抗である。造波抵抗は角速度に比例するが,摩擦抵抗と造渦抵抗は角速度の自乗に比例する。そのため,横揺れの運動方程式は優線形振動子で記述されなければならない。この研究で,優線形振動子の平衡点が大域的漸近安定になるための必要十分条件が見出された。上記の基準は,環境の時間変化の影響を受ける被食者(または捕食者)をもつロトカ-ボルテラ型捕食者・被食者モデルにも応用された。このモデルは生態モデルとして有名であり,内部平衡点が唯一つ存在する。この研究で,内部平衡点が大域的漸近安定になるための十分条件が得られた。さらに,被食者の移入を考慮したローゼンツウァイク-マカッサー型捕食者・被食者モデルの極限閉軌道の一意性問題についても議論した。初年度にあたる本年度は,基礎理論を整備すること重きを置いた。実施計画に沿って,研究代表者が単独にまたは研究協力者や連携研究者の支援を受けながら研究を進め,多くの成果が得られた。1.ハミルトン系を内包する3次元非線形微分方程式系1-1基礎理論の整備3次元非線形微分方程式系の零解が一様安定かつ漸近安定になるための条件を解明した。結果を得るためには,解軌道の漸近的挙動を詳しく解析することが必要であった。特別な場合として,線形微分方程式系では従来からよく知らせている判定法(the Routh-Hurwitz criterion)との比較を行うとともに,得られた結果の長所について議論した(Nonlinear Anal.2011)。1-2生態学への応用得られた成果を生態系モデルの現象解析に応用した(Proc.Amer.Math.Soc.掲載決定)。2.周期係数をもつ線形微分方程式系2-1基礎理論の整備変数係数をもつ2次元線形微分方程式系の零解の一様漸近安定性を保証する条件や,準線形微分方程式系の零解の漸近安定性を保証する条件を導出した(Proc.Amer.Math.Soc.2010;Ann.Mat.Pura Appl.掲載決定)。これらの成果は制御理論など他分野との関係が深く,広い応用が期待できる。3.半分線形微分方程式系3-1基礎理論の整備2次元半分線形微分方程式系の零解が一様漸近安定や大域的漸近安定になるための条件を得た(J.Math.Anal.Appl.2010;Proc.Royal Soc.Edinburgh掲載決定;Monatsh.Math.掲載決定)。本研究開始2年目にあたる本年度は,基礎理論を整備・構築するとともに,その応用・発展にも力を入れた。実施計画に沿って,研究代表者が単独にまたは研究協力者や連携研究者の支援を受けながら研究を進め,3つのテーマそれぞれに多くの成果を得ることができた(以下の番号は交付申請書に記載したものに対応している)。1.ハミルトン系を内包する非線形微分方程式系1-2生態学への応用昨年度に得られたハミルトン系の零解の大域的漸近安定性に関する成果を生態系モデルとして有名なロトカーボルテラ系の現象解析に応用し,すべての解軌道が内部平衡点に漸近するための条件を得た(Proc.Amer.Math.Soc.2011 ; Appl.Math.Lett.2011に掲載済み)。また,捕食者・被食者モデルの極限閉軌道の一意存在性のための必要十分条件を得た(SIAM J.Appl.Math.2011に掲載済み)。2.周期係数をもつ線形微分方程式系2-1基礎理論の整備

昨年度に得られた線形微分方程式系の成果を精査することにより,準線形微分方程式系にも同様の議論を進めることが可能であることを考究した(Ann.Mat.Pura Appl.2011に掲載済み)。2-3テーマ1への帰還研究線形微分方程式系の零解が漸近安定であることを保証する条件が単振子の研究にも有効であることを示した(Proc.Amer.Math.Soc.に掲載決定)。3.半分線形微分方程式系本研究の最終年にあたる本年度は,今までに整備・構築した基礎理論を応用・適用し,実施計画に掲げたそれぞれのテーマについて以下のような成果を得ることができた。1.ハミルトン系を内包する非線形微分方程式系(1-2生態学への応用)昨年度は,捕食者・被食者モデルとして有名なロトカーボルテラ系に関するある現象を解析し,テーマ1の基礎理論の整備によって得られた手法が大いに役立つことを実証した。本年度は,さらに生態学的な妥当性を高めるために,考察するモデルを改良し,すべての解軌道が内部平衡点に漸近するための条件を得た(Appl. Math. Comput. 2013に掲載済み)。そのためには,研究対象としたロトカーボルテラ系に同値変換できる非線形微分方程式系に関する摂動問題を考察した。2.周期係数をもつ線形微分方程式系(2-3テーマ1への帰還研究)本研究では,周期関数を一般化した概周期関数をも含む適用範囲が広い関数族を定義し,係数がその関数族の性質をもつ線形微分方程式系や半分線形微分方程式系を研究対象として,その零解が漸近安定であることを保証する条件を得た(Monatsh. Math. 2012に掲載済み)。これはテーマ3とも関連を持っている。また,減衰係数をもつ単振子の零解が漸近安定であるための必要十分条件を得た(Proc. Amer. Math. Soc. 2013に掲載済み)。3.半分線形微分方程式系(3-2テーマ1との関連研究)減衰半分線形振動子や減衰優線形振動子の平衡点が大域的漸近安定になるための必要十分条件を得た(Acta Math. Hungar. 2012; J. Dynam. Diff. Equ. 2012に掲載済み)。減衰優線形振動子に関する結果は,純粋数学の発展のみならず,船舶工学への応用が期待できる。本研究開始から現在までの2年間に得られた成果は11編の国際的にも評価の高い国際誌に掲載済みまたは掲載決定であることからも,本研究は十分良好な進捗状態にある。そのうちの2編は中国や韓国の有力な研究者(一人は本研究の研究協力者:范猛教授)との共同論文であり,今後の研究交流が期待される。本研究は関数方程式論の複数のテーマを純粋数学的側面から解決するのみならず,生態学の未解決問題にも真正面から取り組んでいる。その意味で,交付申請書の「研究目的」及び「研究計画・方法」に記載したように,本研究は社会への還元も視野に入れた発展的課題であると言える。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後も交付申請書の「研究計画・方法」に記載したタイムテーブルに沿って,本研究を進める。特に,最終年度にあたる本年度は応用研究を重視する。例えば,テーマ3に関連する研究が船舶工学における問題(静水中の漁船の横揺れ)に密接な関係を有することが分かってきた。これについても力を注ぎたい。また,引き続き,テーマ1の一部である生態モデルに関する研究も国際的な交流も視野に入れて継続する。さらに,最終年度で行う予定であるテーマ3の一部(振動定理の導出)も既に,研究協力者である呉奮〓副教授と共同論文を作成中である。
P.gingivalisの産生する赤血球溶血素の遺伝学的及び生化学的解析

Porphyromonas gingivalisは歯周病原菌の一つと考えられており、その増殖にビタミンK_3とヘミンを必要とする。ヘミンはヘモグロビンに由来し、本菌病原性に深く関与している。本菌はin vitroで溶血活性を示し、歯周病巣は易出血性であることを考え合わせると、本菌の溶血活性が歯周病原性に重要な関わりをもっている可能性が高い。本研究では、分子遺伝学的手法を用い、本菌W83株の溶血活性に関わる遺伝子をクローニングし、以下の結果を得た。1)少なくとも16種の溶血活性に関わるDNA断片がクローニングされた。2)これらの中には既知の主要プロテアーゼ遺伝子は含まれていなかった。4)残る13種のうち7種の挿入DNA断片の部分塩基配列を決定し、それを元にしてTIGRのデータベースを検索し、全塩基配列を推測し、TIGRデータベース上に位置付けた。5)残る6種の挿入DNA断片も制限酵素地図からみて明らかに独立の溶血活性に関わる遺伝情報を含んでいた。以上のことから、P.gingivalis W83株の新規な溶血活性に関わる遺伝子、あるいはその大部分を含むDNA断片が少なくとも16種クローニングされ、そのうち10種についてその全塩基配列が明らかにされ、TIGR P.gingivalisゲノムデータベース上に位置付けられた。本菌の赤血球溶血の作用機序は、現在までに推測されているものとは異なってはるかに複雑である可能性が強く示唆された。成人性歯周炎原因菌であるPorphyromonas gingivalisは、偏性嫌気性、グラム陰性桿菌であり、人工培地で成育するには、ヘミンを要求し、また血液寒天培地上では溶血性を示す。本菌種の場合、過剰のヘミンが蓄積され黒色集落を形成するが、この性質の欠損している変異株の病原性が低下していることから考えて、ヘミンの獲得が病原因子の一つとして歯周炎の病態発生に大きく寄与している可能性が考えられている。当該研究では、本菌のヘミン獲得に大きく関わっていると思われる赤血球溶血素をコードしている遺伝子の検索を行っている。現在までに、大腸菌において赤血球溶血活性を発現する約28Kbの遺伝子断片を28種類得ており、これらのサブクローニングが完了した。サザンハイブリダイゼーションの結果からこれら28種類のなかには、Porphyromonas gingivalis W83株における既知の各種プロテアーゼ遺伝子に相当するクローンは含まれていないことが確認されている。現在そのうち13種類の遺伝子配列の検索が完了した。これらの配列結果から想定されるアミノ酸配列とデータベースに登録されている蛋白との相同性を解析したところ、これらのクローンからは赤血球溶血素あるいは赤血球溶血に関わると推測される酵素などと相同性のある配列は得られなかった。従って、新規の配列のクローンである可能性が考えられる。今後さらに残り15種のクローンの遺伝子配列の検索を進める。また現在のところ、常法においてはin vitroで溶血活性を測定するのが困難であった。そこで、溶血活性のより高感度な測定法の開発を行う予定である。
都市・地域政策における共助の評価手法‐ソーシャルネットワーク再現法による定量化‐

本研究では,アンケート調査によって捕捉した個人の支援者数や支援者属性をもとに,複雑ネットワーク分析を応用して,地域のソーシャルネットワークを再現する手法を構築した.そして,世帯構成員や友人による活動代替性や送迎可能性を考慮した生活関連施設の利用可能性の評価手法を提案した.さらに,個人レベルでの支援者の有無だけでなく,他者間の人づきあいの程度など地域レベルでのソーシャルネットワークが,個人の生活安心感に及ぼす影響を明らかにした.家族や地域住民とのつながりの希薄化や空洞化が懸念される近年,「共助」のまちづくりが着目されているが,「共助」の定量的評価はなされていない.本研究では,共助機能を活かした都市・地域計画立案のために,地域のソーシャルネットワークの再現手法を構築することを目的とし,本年度は以下のことを実施した.(1)個人の支援者数および支援者属性の捕捉を目的としたアンケート調査の結果から,個人属性や世帯属性,居住地属性等によって支援者数に有意な差が見られないこと,および支援者と被支援者の間には年齢が有意に影響を及ぼしていることを明らかにした.(2)複雑ネットワーク分析の1つであるコンフィグモデルを応用することによって,調査結果を逆解析し,現実社会のソーシャルネットワークを再現する分析方法を構築した.さらに,ネットワーク密度,ネットワーク推移性,ネットワーク相互性,ネットワーク中心性の4つのネットワーク指標を用いて,ソーシャルネットワークの特性を定量化した.(3)人口規模が異なる複数地域においてソーシャルネットワークを再現し,地域間での人のつながりの差異について考察した.家族や地域住民とのつながりの希薄化や空洞化が懸念される近年,「共助」のまちづくりが着目されているが,「共助」の定量的評価はなされていない.本研究では,共助機能を活かした都市・地域計画立案のために,地域のソーシャルネットワーク再現手法を構築し,地域の人のつながりが住民の生活にどのように影響を及ぼすかを明らかにすることを目的とし,本年度は以下のことを実施した.(1)支援者と被支援者の関係を分析するために,アンケート調査で得られた支援者数分布,世帯・個人属性分布を用いて,現実のソーシャルネットワークを仮想空間上に生成する方法を構築した.そして,生成したソーシャルネットワークが持つ特性とアンケート調査結果を比較し,提案手法が高い精度で現実のソーシャルネットワークを再現できることを明らかにした.(2)離散選択モデルによって構築した施設別・交通手段別の施設利用可能性評価モデルと(1)で生成したソーシャルネットワークを用いて,アクセシビリティの定量化手法を提案した.具体的には,a)個人が徒歩や自動車,あるいは公共交通で直接,買物施設や医療施設に行くことができる,または世帯構成員や友人といったソーシャルネットワークを介して間接的に施設を利用できることをアクセシビリティと定義し,それらを地域レベルで集計した地域アクセシビリティの指標化を行った.そして,b)生成されたソーシャルネットワーク内の個人とその個人の施設利用可能性を1つのネットワークとして記述し,各個人から施設までの最短距離を算出することによって,地域レベルでのアクセシビリティの算出を行った.研究実績の概要に記載したように,買物施設や医療施設等の生活関連施設への送迎,および食料品や日用品の購入依頼等の活動代替に着目し,各個人が他者とのつながりのなかでどのように役割分担や助け合いを行いながら活動しているかを,ソーシャルネットワーク再現手法と個人選択行動モデルを組み合わせて表現し,地域全体のアクセシビリティを定量化する方法の構築に成功した.そのため,当初の計画通り順調に研究が進んでいる.核家族化の進行やライフスタイルの多様化により,人のつながり,すなわちソーシャルネットワークの希薄化が懸念されているなか,「共助」のまちづくりが注目されている.本研究では,共助機能を活かした都市・地域計画立案のために,地域のソーシャルネットワーク再現手法を構築した上で,世帯構成員や友人による活動代替性や送迎可能性を考慮した生活関連施設の利用可能性の評価手法の提案,および個人レベルでの支援者の有無だけでなく,他者間の人づきあいの程度など地域レベルでのソーシャルネットワークが,個人の生活安心感に及ぼす影響を明らかにすることを目的に実施した.分析方法として,支援者と被支援者の関係を分析するために,アンケート調査で得られた支援者数分布,世帯・個人属性分布を用いて,現実のソーシャルネットワークを仮想空間上に生成する方法を構築した.そして,生成したソーシャルネットワークが持つ特性とアンケート調査結果を比較し,提案手法が高い精度で現実のソーシャルネットワークを再現できることを明らかにした.本提案手法を用いて,個人が自分で施設を利用可能な状況を表現する直接アクセシビリティと,他者による活動の代替や送迎によって施設が利用可能な状況を表現する間接アクセシビリティを算出し,地域全体のアクセシビリティを定量化する方法を提案した.さらに,生成したソーシャルネットワーク特性,個人属性,地域特性を用いて,それらが生活安心感に影響を及ぼす要因分析を行った.分析の結果,自動車の利用可能性や病床数などの個人属性や居住地の施設整備状況に加え,居住地のソーシャルネットワーク特性が生活安心感に影響を及ぼしていることを明らかにした.本研究では,アンケート調査によって捕捉した個人の支援者数や支援者属性をもとに,複雑ネットワーク分析を応用して,地域のソーシャルネットワークを再現する手法を構築した.そして,世帯構成員や友人による活動代替性や送迎可能性を考慮した生活関連施設の利用可能性の評価手法を提案した.さらに,個人レベルでの支援者の有無だけでなく,他者間の人づきあいの程度など地域レベルでのソーシャルネットワークが,個人の生活安心感に及ぼす影響を明らかにした.現実世界に存在する人のつながり,すなわちソーシャルネットワークは,多様で複雑な構造を有しているが,いくつかの基本的な数理的特性を持つと言われている.

本年度は,当初予定していた通り,ソーシャルネットワークの数理的特性を捕捉するための調査手法を開発し,調査で得た数理的特性を用いた逆解析によって,地域のソーシャルネットワークを再現する方法論の構築を完了した.以上より,研究は順調に進展している.これまでに構築したソーシャルネットワーク再現手法を用いて,個人レベルでの支援者の有無だけでなく,他者間の人づきあいの程度など地域レベルでのソーシャルネットワークが,住民の生活の質にどのように関係しているかを定量的に明らかにする予定である.土木計画学本年度の研究成果より,地域のソーシャルネットワークを定量的に評価できることが示された.今後は,医療施設や商業施設などの生活関連施設への送迎,および食料品や日用品の購入依頼等の活動代替に着目し,各個人が他者とのつながりの中で,どのように役割分担や助け合いをしながら活動しているかを分析する予定である.また,人のつながりと地域の暮らしやすさの関係性を明らかにする予定である.3月に予定していた研究打合せ(出張)が中止となったため,次年度使用額が生じた.Webアンケート調査の実施を見送ったため次年度使用額が生じた.3月に予定していた出張を,4月に変更し,研究をすすめる.平成27年度にWebアンケート調査を実施する.また,研究打ち合わせ及び成果発表を行うための国内旅費,成果発表のための国外旅費,研究成果投稿料,論文別刷料,消耗品費を計上する.
走化性情報システムの理解を目指した細胞極性、運動の分子機構の解明

走化性とは、細胞が示す細胞外化学物質の濃度勾配に沿った細胞運動の総称で、白血球が感染部位に集まるのがその代表例である。このような細胞では形態的に顕著な前後軸をもち、効率の良い細胞運動がおこなう。本研究ではこれらの分子基盤を探索し、低分子量Gタンパク質を介したTorC2-PDK-PKB(TPP)モジュールが細胞外シグナルのない状態でも活性化する、いわゆる自己組織化能をもつことで自発運動を制御し、これが走化性の細胞運度において重要であることを示した。また、その背後にある細胞膜上での分子動態の一端も明らかにした。本研究は、走化性における細胞極性形成と細胞運動の分子機構について細胞性粘菌のTorC2-PDK-PKB(以下、TPP)モジュールを中心とした解析から明らかにしようとするものである。そこで、当該年度では以下の研究を実施した。走化性物質刺激による一過的な応答は適応反応とよばれ、細胞極性の形成と深く関わりをもつと考えられている。TPPモジュールは低分子量タンパク質RasCにより制御されている。また、RasC自体も走化性物質により一過的にGTP結合型となる。この機構を試験管内で再構成するため、蛍光ラベルされたグアニンヌクレオチドアナログと蛍光相関分光法を用い、RasCへのヌクレオチド結合状態を評価する測定系を構築できた。さらにTPPモジュールの細胞内での動態を調べるため、各因子に蛍光タンパク質を付加し発現させた。TorC2複合体、AleA複合体は主に細胞質に局在が見られ、一方、PKBR1は強く、RasCは弱く細胞膜に結合していた。また、これらの因子について全反射顕微鏡による一分子解析も同時に進行しており、PKBR1、RasCについて細胞膜上の拡散係数と膜からの解離定数を導出した。更に,本研究を実施中に、TPPモジュールの上流にある三量体Gタンパク質と相互作用する新規の因子を発見し、GIP1と命名した。Gip1破壊株の解析からこの因子が走化性に重要な機能を有することが明らかになった。現在、この因子が走化性において細胞極性や細胞運動にどのように関与しているか調べている。本研究では、走化性における細胞極性形成と細胞運動の分子機構を細胞性粘菌のTORC2-PDK-PKB(以下、TPP)モジュールの解析から明らかにする。そこで、以下3つの研究課題を計画した。1.細胞極性と適応反応(RasCを介した適応機構の解明)。RasCは走化性物質の刺激により適応的な反応ダイナミクスを示す。この機構を詳細に理解するには、試験管内での再構築が必須となる。そこで今年度は必要となる試料の調製を行った。RasCはGST融合タンパク質として大腸菌で発現、大量精製することに成功した。また、RasCのGEFであると示唆されるAleA複合体は、細胞性粘菌の抽出液から精製する方法を確立した。これらを用いてRasCの活性状態を検出できる条件が整いつつあり、今後予定している細胞抽出液からのGEF、GAP同定につながる結果である。また、高純度のRasCはRasC結合タンパク質の同定にも使用可能であり、非常に有用となる。2. TPPモジュールの自己組織化と自発運動の関与。TPPモジュールの自発活性化はRasC依存的、PIP3非依存的であった。また、TPPの活性は自発運動で観察される重合アクチンの濃縮する領域近傍に観察された。さらに、Latrunculin処理した細胞ではTPPの自発活性が顕著に減少した。この結果は、TPPの活性化と自発運動と深く関わることを示唆する。3.細胞運動を制御するTPPモジュールの下流因子の解析。PKB基質のうちRasGEFN, RasGEFS, GAPQの破壊株を作製しそれらの走化性能を調べたが、現在のところ顕著な異常は観察されない。この結果は、PKBの基質であるRasGEFN, RasGEFS,あるいはGAPG、GAPQが重複した機能を持つ可能性を示唆する。PI5Kに関しては破壊株が得られず、増殖に必須である可能性が考えられた。本研究は、走化性における細胞極性形成と細胞運動の分子機構について細胞性粘菌のTorC2-PDK-PKB(以下、TPP)モジュールを中心として明らかにしようとするものである。走化性物質刺激による一過的な細胞の応答は適応反応とよばれ、細胞極性の形成と深く関わりをもつと考えられている。TPPモジュールは低分子量Gタンパク質RasCにより制御されており、この因子が適応反応を示す。そこで、すでに確立したRasCの大量精製系を用いて、RasC結合ビーズを作製した。これを用いて細胞性粘菌の抽出液からGDPあるいはGTPに依存して結合する因子を探索した。

その結果、RasC依存的に結合する因子を複数見いだしたが、GDPあるいはGTP依存性をもつものは見いだされなかった。RasCのグアニンヌクレオチド交換因子であるAleA複合体はGDP結合型RasCに結合が予想されるが、このような結合も検出されなかった。これらの事実は、RasCとそれらの制御因子、あるいはエフェクターとの結合が非常に弱いことを示唆している。RasC、AleA、TorC2の細胞内局在の観察結果も上記の結果を指示している。つまり、TPP経路の活性化における非常に早い反応が、10秒以内に終了する一過的な適応反応の基盤にあることが考えられた。更に、本研究を実施中に、TPPモジュールの上流にある三量体Gタンパク質と相互作用する新規の因子を発見した。この因子の破壊株では、細胞極性の形成に弱く異常をきたしており、細胞運動の効率が低下していた。この因子が三量体Gタンパク質を介してTPPモジュールの活性制御に関与していることが示唆された。生物学細胞極性と適応反応については、低分子量Gタンパク質RasCの活性状態を試験管内で検出する実験系を確立した。また、TPP経路の上流で機能するGip1を新規に見いだした。この因子を解析することで、細胞極性について新たな知見が得られると考えられた。更に、TPPモジュールの生細胞における観察系と、全反射顕微鏡を用いた定量データの取得もおおむね予定通り進行している。走化性における細胞極性と細胞運動の分子機構を明らかにするため、以下3つの研究課題を実施している。1.細胞極性と適応反応(RasCを介した適応機構の解明)については、低分子量Gタンパク質RasCの活性制御を生化学的に調べるため、RasC、AleA、細胞抽出液の調整を完了している。これらを用いた試験管内での活性測定の予備実験もすでに終了した。2. TorC2-PDK-PKB(TPP)モジュールの自己組織化と自発運動の関与については、予定していたTPP活性化のRasC、PIP3依存性と、自発運動の際に観察される重合アクチンとの共局在と阻害剤を用いたTPP活性の影響を調べた。3.細胞運動を制御するTPPモジュールの下流因子の解析では、計画通りPKBの基質であるRasGEFN, RasGEFS, GAPQの破壊株を作製し、基本的な解析を終えた。PI5Kに関しては破壊株が得られず、増殖に必須である可能性が考えられた。このように、ほぼ予定通りに研究計画は進んでいる。TPP経路の解析については、そのGapを同定し、GEFとGAP活性がどのように制御されているか調べていく。また、本研究遂行中に新たに同定したGip1は、走化性において重要な機能を持つことが示唆された。この因子の発見は予定外であったが、より詳細に解析することで、走化性における細胞極性あるいは細胞運動への理解が進むものと期待される。1.細胞極性と適応反応(RasCを介した適応機構の解明)については、低分子量Gタンパク質RasCの試験管内での活性測定を確立し、AleAあるいは細胞抽出液中のGEF、GAP活性の有無を検討する。また、同時に、RasC結合因子を細胞抽出液中から探索し、GEF、GAPの候補因子を同定する。2. TorC
微量温室効果ガスの環境中における動態と制御

人間活動に伴って放出される温室効果をもつ大気中微量ガスの濃度増加が顕著になり、二酸化炭素に匹適するあるいは二酸化炭素を上回る地球温暖化をもたらすと懸念されている。一方対流圏で分解される微量ガスは大気中OHラジカルの減少をもたらし、それによって分解除去されている多くの大気汚染物質或いは温室効果物質の濃度増加をもたらす。本研究では主として(1)微量ガスの大気中における濃度・分布・変動を正確に詳細に測定するための分析法の開発と測定、(2)大きな温室効果が予武されながらその発生源が十分に解明されていないメタンの生成・放出の機構解明と発生制御の検討、(3)人工物質ハロカ-ボンの大気中への放出抑制技術の開発、(4)微量ガスの増加による地球環境への影響評価などについて研究を進めた。平成2年度の各研究の経過および成果は以下の通りである。(1)については大気中のハロカ-ボン、メタン、窒素酸化物の高感度・高精度分析法を開発し、地表では北海道、南極昭和基地で、大気球により成層圏内の、航空機により対流圏内などで、その分布と挙動を調べた。(2)水田土壌中におけるメタン生成過程と水稲を経由して大気中へ放出される過程を、室内インキュベ-ション実験および^<13>Cトレ-サ-実験で調べた。水田・沼沢地で採取したメタンの炭素同位体比から発生機構を調べた。(3)フロンなどの各種除去・回収技術を検討し、装置の評価と改良の方向を示した。(4)温室効果ガスの増加が地球大気の温度構造と化学状態に与える影響を調べるために、大気のエネルギ-収支・水収支を組みこんだ一次元放射・対流平衡モデルによる放射・対流平衡状態の計算と、一次元化学・拡散モデルによる温室効果ガスの除去、対流圏オゾンの生成過程についての大気化学的解析を試み、それぞれの適格性を確認した。