hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多動児動物モデルにおける脳内ドーパミン系補償メカニズムに関する生理心理学的研究

新生仔期のラットに神経毒6-hydroxydopamineを投与して脳内ドーパミン(DA)系を損傷すると,発達期の多動が見られる.この多動児モデルラットの成体時における報酬特性を調べるため,条件性場所選好(CPP)装置を用いて,メサンフェタミン(MAP)のCPP条件づけを行い,MAPと条件づけられた部屋に対する選好をテストしたところ,新生仔期DA系損傷ラットは対照群と同程度の選好を示し,報酬効果は正常レベルに維持されていた.さらに,脳組織中DA含量の測定を行ったところ,脳内報酬系部位であり,DA神経系の終末部である側坐核の含量は統制群の30%以下であったが,マイクロダイアリシスによって同部位の細胞間隙中のDA遊離量を調べたところ,新生仔期DA系損傷ラットのDAレベルは対照群とほぼ同じであった.従って,発達初期に損傷を受けたDA神経系,とくに側坐核においては,細胞間隙中のDA量を一定に保とうとする補償メカニズムが働いている可能性が考えられる.中脳のDA細胞がニューロテンシン受容体を有することが知られるので,ニューロテンシンを脳内投与することによって,側坐核DAレベルにどのような変化が生じるかをマイクロダイアリシス法により調べたところ,新生仔期DA系損傷ラットでは,側坐核でのDAレベルの上昇率が,対照ラットに比べ有意に大きかった.したがって多動児動物モデルにおける脳内DA系補償メカニズムの1つには,中脳のニューロテンシンが関わっている可能性が示された.新生仔期のラットに神経毒6-hydroxydopamineを投与して脳内ドーパミン(DA)系を損傷すると,発達期の多動が見られる.この多動児モデルラットの成体時における報酬特性を調べるため,条件性場所選好(CPP)装置を用いて,メサンフェタミン(MAP)のCPP条件づけを行い,MAPと条件づけられた部屋に対する選好をテストしたところ,新生仔期DA系損傷ラットは対照群と同程度の選好を示し,報酬効果は正常レベルに維持されていた.さらに,脳組織中DA含量の測定を行ったところ,脳内報酬系部位であり,DA神経系の終末部である側坐核の含量は統制群の30%以下であったが,マイクロダイアリシスによって同部位の細胞間隙中のDA遊離量を調べたところ,新生仔期DA系損傷ラットのDAレベルは対照群とほぼ同じであった.従って,発達初期に損傷を受けたDA神経系,とくに側坐核においては,細胞間隙中のDA量を一定に保とうとする補償メカニズムが働いている可能性が考えられる.中脳のDA細胞がニューロテンシン受容体を有することが知られるので,ニューロテンシンを脳内投与することによって,側坐核DAレベルにどのような変化が生じるかをマイクロダイアリシス法により調べたところ,新生仔期DA系損傷ラットでは,側坐核でのDAレベルの上昇率が,対照ラットに比べ有意に大きかった.したがって多動児動物モデルにおける脳内DA系補償メカニズムの1つには,中脳のニューロテンシンが関わっている可能性が示された.我々はこれまで,新生仔期ラットに神経毒(6-OHDA)を投与して脳内ドーパミン(DA)系を損傷することにより,多動児のモデルを作成し,このモデルラットの特徴を解析してきた.その結果,新生仔期DA系損傷ラットが多動児の特徴を再現すること,しかし一方で,報酬性の学習にほとんど障害が認められず,脳内DA系の補償作用が働いている可能性が示唆された.本研究は,発達初期に損傷を受けたDA神経系で生じるこの補償作用のメカニズムを,中脳腹側被蓋野に存在する神経ペプチド,ニューロテンシンの関与に注目しながら解明することであるが,本年度はまず,新生仔期DA系損傷ラットの成体時における報酬特性の行動的検索と,脳内DA神経系の生化学的検索を行った。白と黒の2室から成る条件性場所選好(CPP)テスト装置を用いて,DA放出促進作用を有するメサンフェタミン(MAP)のCPP条件づけを行い,MAPと条件づけられた部屋に対する選好を調べたところ,新生仔期DA系損傷ラットは統制群と同程度の選好を示し,報酬効果は正常レベルに維持されていた。脳組織中DA含量の生化学的測定を行ったところ,脳内報酬系部位であり,DA神経系の終末部である側坐核の含量は統制群の30%以下であったが,マイクロダイアリシスによって同部位の細胞間隙中のDA遊離量を調べたところ,新生仔期DA系損傷ラットのDAレベルは統制群とほぼ同じであった。従って,発達初期に損傷を受けたDA神経系,とくに側坐核において,細胞間隙中のDA量を一定に保とうとする補償メカニズムが働いている可能性が示唆され,来年度はそれにかかわる中脳のニューロテンシンの役割を,マイクロダイアリシスを用いて検討する予定である。新生仔期のラットに神経毒6-hydroxydopamineを投与して脳内ドーパミン(DA)系を損傷すると,発達期の多動が見られる.この多動児モデルラットの成体時における報酬特性を調べるため,条件性場所選好(CPP)装置を用いて,メサンフェタミン(MAP)のCPP条件づけを行い,MAPと条件づけられた部屋に対する選好をテストしたところ,新生仔期DA系損傷ラットは対照群と同程度の選好を示し,報酬効果は正常レベルに維持されていた.

さらに,脳組織中DA含量の測定を行ったところ,脳内報酬系部位であり,DA神経系の終末部である側坐核の含量は統制群の30%以下であったが,マイクロダイアリシスによって同部位の細胞間隙中のDA遊離量を調べたところ,新生仔期DA系損傷ラットのDAレベルは対照群とほぼ同じであった.従って,発達初期に損傷を受けたDA神経系,とくに側坐核においては,細胞間隙中のDA量を一定に保とうとする補償メカニズムが働いている可能性が考えられる.中脳のDA細胞がニューロテンシン受容体を有することが知られるので,ニューロテンシンを脳内投与することによって,側坐核DAレベルにどのような変化が生じるかをマイクロダイアリシス法により調べたところ,新生仔期DA系損傷ラットでは,側坐核でのDAレベルの上昇率が,対照ラットに比べ有意に大きかった.したがって多動児動物モデルにおける脳内DA系補償メカニズムの1つには,中脳のニューロテンシンが関わっている可能性が示された.
次世代型耐熱材料としての複相金属間化合物の用途展開のための基盤学問体系構築

2種類のNi3X型金属間化合物同士を複相組織化した合金について、高温力学特性や耐環境特性を高める合金元素とその最適量の探索を行いながら、合金設計手法の確立と組織形成機構の解明および組織・相安定性の解明を行った。また、これら合金の溶解・鋳造および粉末法による素材製造技術ならびに熱処理、切削・研削加工、表面改質等の2次加工技術の確立を計り、種々の耐熱、耐摩耗、耐腐食材料としての用途展開を企業とともに行った。本年度は、主としてNi_3Al-Ni_3V擬2元合金(すなわちNi基超・超合金)の研究開発を合金設計と組織制御に基づき行うと共に、用途開発についても企業と共に行い、以下のような成果を得た。1.本合金の耐熱特性を発現する2重複相組織について透過型電子顕微鏡観察を駆使することにより、詳細な組織学的特徴を解析し、上部あるいは下部複相間に存在する界面構造は整合界面であること等が把握された。2. 2重複相組織の強度を支配する組織因子の抽出をはかり、初析Ll2相の体積率が重要な因子であること、加えて、初析Ll_2相とチャンネル部の界面による効果(すなわち界面強化)が存在することを把握して、それらの強化機構と合金の役割について検討を加えた。3.耐熱温度を高める方法論を確立するために、Ni_3Al(Ll_2), Ni_3V(DO_22)およびAl相の相安定性に及ぼす数種の合金元素(Ti, Nb, Cr, Co)の役割について状態図的研究を行い、TiおよびNbなどが2重複相組織の安定温度域を高めることにより耐熱温度向上の可能性が示唆された。4. Ni基超・超合金の高温強度や硬度あるいは耐摩耗特性を改善する元素として、新たに、Ta, Reなどが有望であることが見出されそのメカニズム解明の努力を行った。5. Ni_3Si-Ni_3Nb-Ni_3Ti合金系では、塑性加工と高温強度、耐酸化のバランスに富む実用性の高い合金成分と組織を抽出することができた。Ni_3Si基複相金属間化合物創製の道を切り拓いた。6.企業あるいは産官学との連携により、2重複相金属間化合物合金の高融点・硬質金属用摩擦攪拌接合ツールや耐熱・耐食ボールベアリング部材への適用を、部材に応じた改良成分と組織の適切化あるいは製浩プロヤスの開発により行い研究室プロトタイプの製造にまで至った。昨年度に引き続き,Ni_3Al/Ni_3V 2重複相合金(Ni基超々合金)に関して,(1)合金元素の添加によるLl_2(Ni_3Al),D0_<22>(Ni_3V),Al(fcc Ni固溶体)の各相の相安定性を状態図に基づいて調査した。その結果,Ni-A1-V3元系へのTaの添加は,Ti,Nb添加の場合と同様に規則相を安定化し,共析反応温度の上昇(耐熱性向上)に有効な元素であることがわかった。また,これら3相間の相安定性に及ぼす合金元素添加の効果は相互作用パラメータと価電子濃度の観点から説明できることを明らかにした。一方,(2)Ni基超々合金単結晶の圧縮変形後のTEM観察からは,(i)室温での変形は,初析Ll_2相では転位によるすべりが,チャンネル部のD0_<22>相ではmicro twinningが支配的な変形機構である,(ii)初析Ll_2相およびチャンネル部のD0_<22>相界面は転位の運動に対して障害として働く,(iii)ピーク温度(873K)での変形は,初析Ll_2相の転位対およびそれに付随する積層欠陥が支配的である,(iv)Ni基超々合金の優れた強度特性は,主としてD0_<22>相の加工硬化および初析Ll_2とチャンネル部のDO22界面による界面強化に起因する,などの知見が得られた。(3)Ni基超々合金のミクロ合金化に関しては,TiまたはNbを含むNi基超々合金に単体C(炭素)添加の効果を調べ,(1)Ni基超々合金中への炭素の固溶限は非常に小さい,(ii)炭素添加によるVの炭化物への取り込みにより組織中のV量が減少し,2重複相組織の中の初析Ll_2相とチャンネル部の体積割合が変化し硬さの低下が生じる,(iii)炭素添加量が0.5at.%以上に増加すると引張伸びが大きく向上する。この延性改善効果は特にNbを含む合金で顕著となることが判明した。(4)Ni基超々合金の用途展開では,TaおよびReを添加したNi基超々合金製ツールを用いてフェライト系ステンレス鋼薄板の突き合わせ摩擦攪拌接合(FSW)を行った。その結果,積算接合長さにして20mの接合行ってもツールはほとんど摩耗せず,また,被接合材(ワーク)の接合状態も良好であった。

TaおよびReが,Ni_3Al-Ni_3V擬2元合金(Ni基超々合金)の強度・硬さ,あるいは耐摩耗性を飛躍的に向上させる元素であることに関して,詳細なTEM観察によりその機構解明を行った。Taは初析Ll_2(Ni_3Al)相とチャンネル部のDo_<22>(Ni_3v)相の両相に分配され,顕著な固溶強化をもたらす。一方,Reは初析Ll_2相中にはほとんど固溶せずチャンネル部に分配されるが,この際,Ni_3Vの相安定性を著しく低下させチャンネル部を不規則化してしまう。ここで時効熱処理を行うと,チャンネル部でDO_<22>+Ll_2への相分離(規則化)が生じ,硬さが上昇する。さらに,この規則化の際にチャンネル部においてRe-rich組成の微細粒子による析出硬化も生じる。TaとReを同時添加すると上記の硬化機構が重畳して800HVもの非常に高い硬さが得られる。また,Ni基超々合金については,元素粉末を用いた要素粉末法により緻密度の高い健全な焼結体の作製に成功するとともに,固相反応による2重複相組織形成過程を明らかにした。さらに炭化物等の硬質粒子とのハイブリッド材の試作にも成功し,現用の超硬合金の特性を超える新規な高温耐摩耗材料創製への足掛かりを掴んだ。一方,Ni_3(Si,Ti)基金属間化合物合金においては,第4元素(Al,Co,Cr,Mo)添加による組織,機械的性質,耐酸化性への効果を調査した。これら4元素全てについて,室温から高温にかけての強度,延性が改善(向上)され,耐酸化性改善には特にAlとCrの添加が有効であった。他方,本合金にCo,Cr,Moを添加するとLl_2+Al(fcc)の2相組織となるが,Mo添加合金ではfec相中に50nm以下の微小なLI2相が分散する特異な微細組織が形成され,強度・延性に優れた新規なNi_3(Si,Ti)基複相合金の開発に成功した。また,これまで未解明であったNi_3(Si,Ti)合金の溶液中の腐食挙動について,塩化ナトリウム溶液中の孔食挙動が調べられ,純Niに比べてNi_3(Si,Ti)の耐孔食性は優れていること等が明らかとなった。Ni基超々合金(Ni3Al-Ni3V擬2元合金)の特性向上をもたらす添加元素と最適添加量を決めるにあたり、さらには、コストと耐酸化性に劣るV量を低減させるにあたり、2重複相組織を崩壊させずに、かつ、有害なNi3X相導入を回避することを可能とする熱力学と電子数(e/a)制御理念に基づく合金化法を検討した。その結果、遷移金属元素を単独あるいは複合添加させることにより、用途に応じた強度、延性、耐酸化性、耐腐食性、密度を有する合金成分提案を可能とする包括的合金設計法を確立することができた。一方、析出強化型合金成分として、Taに替わってNbとReを同時に含有する成分を見出し、その適切添加量、組織形成ならびに強化機構を解明した。加えて、Co,Cr,Nb等の遷移金属元素、ならびに、CおよびB元素を微量含有する成分と組織を提案し、高温強度、耐酸化、伸び値、軽量性等のトータルパフォーマンスに優れた成分と組織を提案することができた。一方では、TEMによる本合金の変形組織を観察した結果、Ni3V相のみならず高温ではNi3Al相でも変形双晶が活動していることが見出され、既存γ/γ'超合金と異なる変形挙動の様相を観察し、本合金の力学特性向上への大きな足掛かりを得た。また、本合金は腐食溶液中での孔食特性に優れる等の興味ある知見を得た。Ni基超々合金の製造方法として、これまでの溶解・鋳造法に加えて、企業や公設試験研究機関との共同研究により、新たに粉末冶金法、溶射・肉盛法、レーザーデポジッション法についても検討した。
光療法は神経新生を促進するか？：FDG-PET研究

今回の研究では、FDG-PETによる脳代謝の測定のみならず、MRIのよる形態画像を用いて神経新生の直接的な指標になることを試みた。高照度光照射を行う群と低照度光照射を行う群に無作為に割り付け、FDG-PETやMRIを用いて両群間で比較した。その結果、FDG-PETでは、高照度光照射群でFDGの取り込みが右嗅球で有意に増加しており、これは5日間照射の時の結果と一致した。MRIによる形態画像では、右嗅球の体積も増加しており、この部分における神経新生の促進が推定された。今回の結果からは、4週間の高照度光照射によって右嗅球で神経新生の生じる可能性が示唆されたが、さらに被験者を蓄積する必要がある。私どもは既に予備的な研究として、5日間の高照度光療法が海馬や嗅球へ影響を及ぼすという仮説を立てて、光照射が健常者の脳に及ぼす影響を、18F-fluorodeoxyglucose (FDG)-PETにて撮像した脳機能画像を用いて検討した。その結果、右側の嗅球でFDGの取り込みが光照射群において非照射群よりも有意に増加するという所見が得られ、この部分で神経新生が生じている傍証と考えられた。今回の研究は、4週間の光照射群を設定し、コントロール群と比較して、嗅球や海馬をはじめ他の脳部位に影響があるかどうかを明らかにすることが目的である。昨年度1年間で健常者に関してはコントロール群2名(54歳男性、30歳女性)、高照度光照射群2名(26歳男性、26歳女性)を完了した。患者に関しては、コントロール群1名(30歳男性)を完了した。FDG-PET自体は神経新生の直接的な指標ではないが、神経新生に伴う代謝亢進を把握できる。4週間という長期間の高照度光療法の効果をFDG-PETを用いて測定することで、嗅球や海馬での代謝亢進がさらに増す(つまり、神経新生が嗅球で増加し海馬でも確認される)のか否か、5日間での予備的研究と比較しつつ検討できるところが学問的な意義である。さらに、MRIで形態画像を撮像することで体積増加が確認されれば、神経新生が促進されることがかなり確実に証明できる。これまで、光の作用機序として、メラトニン分泌を抑制しメラトニン生合成の概日リズムをシフトする可能性や気分の調節にかかわるモノアミンの概日リズムに影響する可能性(Prasko, 2008)、3週間の高照度光療法が扁桃体や前頭前野の恐怖に対する反応を抑制すること(Fisher et al, 2014)等が示されてきたが、いまだ十分には解明されていない。そこで、申請者は予備的な研究として、5日間の高照度光療法が海馬や嗅球へ影響を及ぼすという仮説を立て、光照射が健常者の脳に及ぼす影響を、18F-fluorodeoxyglucose(FDG)-PETにて撮像した脳機能画像を用いて検討した。関心領域を両側の左右の嗅球と海馬に設定しSPM8を用いてsmall volume correction(SVC)を行ったところ、光照射群vs.非照射群で右嗅球の有意なpeakを認めた(Kohno et al, Acta Psychiatrica Scandinavica, 2016)が、高照度光療法の期間が5日間と短かったためか、嗅球では有意な所見が見られたものの海馬では有意な所見は認めなかった。そこで今回は、4週間の光照射群を設定し、非照射群と比較して海馬や他の脳部位に影響があるかを明らかにすることを目的とし、FDG-PETによる脳代謝の測定のみならず、MRIによる形態画像を用いて神経新生の直接的な指標になることを試みた。本研究は健常者に対して行う介入研究であり、長期間の高照度光療法(高照度光照射器を用いて10,000Lux、30min(朝)の光照射を毎週5日間、4週間)を行う群(以下、光照射群)と全く行わない非照射群へ健常者を無作為に割付けし、高照度光の効果をFDG-PETやMRIを用いて両群間で比較した。その結果、FDG-PETでは、4週間後に高照度光照射群でFDGの取り込みが有意に増加しており、これは5日間照射の時の結果と一致した。

今回の結果からは、4週間の高照度光照射によって右嗅球で神経新生の生じる可能性が示唆されたが、さらに被験者を蓄積する必要がある。健常者のみならず患者の被験者を増やすことにも積極的にとりくむ。神経科学
室町後期に成立した古今集古注釈書の書誌的研究-宗祇市流古注を中心に-

(1)国文学研究資料館所蔵のマイクロフィルム資料の内、古注釈書を網羅的に調査前年度からの調査の継続。特に、尊経閣文庫蔵古注類を集中的に検討し、その古典籍蒐書の全体像が明らかになった。(2)宗祇流古注の内、『文亀二年注』を中心に検討学界未紹介である永青文庫本を調査し、既に知られている蓬左文庫本と比較の上、該注の宗祇流古注における位置を考究した。その結果、常縁の勅撰集学が宗祇に流れ込んでいる実態が明らかになった。(3)東山御文庫蔵古注類の網羅的調査(予備的研究)宮内庁書陵部に所蔵される東山御文庫蔵本のマイクロフィルムの中から、古今集古注と目される典籍を網羅的に焼き付け、個々について予備的な検討を行い、古今集関連資料に閑し、その蒐書の全体像が明らかになった。(4)未翻刻資料である『鈷訓和謌集聞書』の校訂本文作成完成次第、笠間書院より刊行中の叢書《古今集古注釈書集成》の一として、出版される予定である。底本は宮内庁書陵部蔵本、校合本は東山御文庫蔵本(甲乙)を採用した。(5)宗祇流古注釈書における注説の読みを考究『両度聞書』その他、宗祇流古注に見える《恵命》という術語が、何故常緑→宗祇の伝受の中で用いられたのか、その学的背景を考究し、宗祇流古注の学史的基盤の一部が明らかになった。(1)島原市立島原図書館松平文庫所蔵古今集古注釈書類の実地調査及び内容の検討特に学界未紹介の資料である『古今和歌集聞書』〔松128・2〕を調査し、概略、佐賀県立図書館蔵『古今和歌集聞書』と同一の内容であることを確認。(2)前田育徳会尊経閣文庫蔵伝三条西公条筆『古今集間書』の再検討既に写真版を入手済であったが、『両度聞書』諸本との比較検討を行いつつある。(3) CD-ROM版『弘文荘待賈古書目』所掲古今集古注の総合的検討今年度は、とりあえず、所掲されている古注釈類を検索し、図版・解説文を確認した上、注釈書としての素姓を確定する作業をすすめた。併せて、その後の所蔵先を追跡調査中。(4)古書肆の目録類に所掲される古注釈書類の探索と検討特に『思文閣墨蹟資料目録』を中心に調査し、一点、毘沙門堂本古注系の古筆切を見出し得たので、検討を加えた。(5)国文学研究資料館所蔵のマイクロフィルム資料の内、古注釈書を網羅的に調査必要と思われるものは紙焼をとり、製本の上、同時代の古注釈書と比較検討を進めている。(2)宗祇流古注の内、『文亀二年注』を中心に検討学会未紹介である永青文庫本を調査し、既に知られている蓬左文庫本と比較の上、該注の宗祇流古注における位置を考究した。(3)東山御文庫蔵古注類の網羅的調査(予備的研究)宮内庁書陵部に所蔵される東山御文庫蔵本のマイクロフィルムの中から、古今集古注と目される典籍を網羅的に焼き付け、個々について予備的な検討を行い、古今集関連資料に関し、その蒐書の全体像が明らかになった。(4)未翻刻資料である『鈷訓和謌集聞書』の校訂

本文作成完成次第、笠間書院より刊行中の叢書《古今集古注釈書集成》の一として、出版される予定である。底本は宮内庁書陵部蔵本、校合本は東山御文庫蔵本(甲乙)を採用した。(5)宗祇流古注釈書における注説の読みを考究『両度聞書』その他、宗祇流古注に見える《恵命》という術語が、何故常縁→宗祇の伝授の中で用いられたのか、その学的背景を考究し、宗祇流古注の学史的基盤の一部が明らかになった。
血液凝固・線溶調節因子の分子生物学的研究

1.線溶制波因子アルファ2プラスミンインヒビター(PI)の先天性遺伝性欠損症の遺伝子について、昨年度に解明した家系と異った他の一家系について、その変異を明らかにした。その家系のホモ接合体の解析で遺伝子に再構成や大きな欠落はみとめられず、推一の変化としてGlu137に対応する3塩基対の欠落がみとめられた。この欠落は合成ヌクレオチドをプローブとしたハイブリド形成法にて、ヘテロ接合体にもみとめられた。また、発現実験によって、変異PIが細胞内が産生されるが細胞内移送が障害され分泌されないことが本家系PI欠損症の成因であることが判明した。2.凝固線溶制御調節因子ヒスチジンリッチ糖蛋白(HRG)の主要な性質の1つであるヘパリン中和作用と機能ドメインについてキモトリプシンによる限定分解とモノクローナル抗体による競合で検討した。その結果、HRGがヘパリン中和作用を発揮するためのヘパリン結合部位はN末端領域のシスタチン様ドメイン中に存在することが明らかになった。3.凝固のプロテインCを介する制御系において補酵素的役割を果たす血管内皮蛋白トロンボモデュリン(TM)の機能ドメインの解析を行なった。cDNAを用いて、site-directed deletion mutagenesis法により、6個のEGFドメインを含む蛋白を発現させ、それらのプロテインC活性化能をしらべた結果、活性の発現に必要な最小構造はEGF4、5、6であることが認められた。4プロテインC(PC)欠損家系のPC遺伝子のエクソン3、4、5断片においてメチル化のパターンが正常のそれと異なることが見出されたが、その違いがPC発現異常に関与しているとは現段階では立証できていない。5.凝固線溶の調節因子でもあるアルファ2マクログロブリン(MG)の遺伝子プロモーターをCAT遺伝子と融合し、肝細胞にトランスフェクトし、急性期への応答をになうMG遺伝子上のシグナルの位置と配列を決定した。
外科侵襲時の生体防御能におよぼすprobioticsの効果に関する研究

本研究の目的は、外科侵襲時の腸管免疫系および全身の生体防御に与えるprobioticsの効果を明らかにすることにある。以前、我々は、食餌摂敢制限マウス腹膜炎モデルを用いて、重度食餌摂取制限下の敗血症時生存率低下の背景に、末梢血好中球上接着分子β2-integrin発現の低下・腹腔内常在マクロファージのサイトカイン産生能の低下があることを報告した。抵栄養に伴うこのような生体防御能砥下を改善する治療法開発は術後感染症の発生抑制につながると期待される。Probioticsであるビフィズス菌やその培養液抽出物(Bifidobadterium longum culture condensate : BCC)経口投与が宿主の免疫能を増強するという報告がある。そこで、BCC経口投与による宿主の免疫能の増強劫果とその機序を明らかにするために、以下の2つの検討を行った。1)BCCの経口投与が食館摂取制限下グリコーゲン誘導マウス腹膜炎モデルでの流血中の好中球上の接着分子発現量・局所のサイトカイン濃度・腹腔内滲出細胞数の動態に及ぼす影響について検討した。2)BCCの経口投与が食餌摂取制限マウス敗血症モデルの転帰に及ぼす影響について検討した。その結果、1)食餌摂取制限下グリコーゲン誘導マウス腹膜炎モデルにおいて、BCCの経口投与により、流血中の好中球上の接着分子の発現・炎症惹起後2時間での炎症局所サイトカイン濃度が増強し、炎症惹起後4時間での腹腔内湊出細胞数、特に腹腔内滲出好中球数が増加した。2)食餌摂取制限下マウス敗血症モデルにおいて、BCCの経口投与により、E.coli腹腔内投与後6時間での敗血症の臨床徴侯の出現率は低下し、E.coli腹腔内投与後の生存は、有意ではないものの改善し、盲腸結紮穿刺後の生存は、有意ではないものの改善すなわち、BCC経口投与は、食餌摂取制限による免疫能低下を一部改善した。Probiotics投与は、貧食細胞の動員を修飾することを通じて、宿主の免疫能の増強に役立つと考えられた。以前、我々は、食餌摂取制限マウス敗血症モデルを用いて、食餌摂取制限下では自由摂食時に比べて腹腔内常在マクロファージの炎症性サイトカインやケモカインの産生能が低下し生存率が低下することを報告した。一方、Bifidobacterium longumなどのProbioticsの投与は、宿主のマクロファージ機能を増強することが知られており、Bifidobacterium longum培養液抽出物(BCC)の経口投与が無菌マウスの免疫能を増強するという報告がある。本年度は、Probiotics投与による宿主の免疫能の増強効果とその機序を明らかにすることを目的として、以下の2つの検討を行った。1)BCCの経口投与が食餌制限マウス敗血症モデルの転帰に及ぼす影響について検討した。2)BCCの経口投与が食餌制限下グリコーゲン誘導マウス腹膜炎モデルでの腹腔内滲出細胞数の動態に及ぼす影響について検討した。その結果、BCC経口投与により、1)食餌摂取制限マウス敗血症モデルにおいて、生存率の著明な改善は得られなかったものの、急性期の感染症徴候の発現は減弱した。2)BCC経口投与により、食餌摂取制限下グリコーゲン誘導マウス腹膜炎モデルにおいて、腹腔内滲出細胞数(特に腹腔内滲出好中球数)は増加した。すなわち、BCC経口投与は、食餌摂取制限による免疫能低下を一部改善した。Probiotics投与は、貪食細胞の動員を修飾することを通じて、宿主の免疫能の増強に役立つと考えられた。

2)食餌摂取制限下マウス敗血症モデルにおいて、BCCの経口投与により、E.coli腹腔内投与後6時間での敗血症の臨床徴侯の出現率は低下し、E.coli腹腔内投与後の生存は、有意ではないものの改善し、盲腸結紮穿刺後の生存は、有意ではないものの改善すなわち、BCC経口投与は、食餌摂取制限による免疫能低下を一部改善した。Probiotics投与は、貧食細胞の動員を修飾することを通じて、宿主の免疫能の増強に役立つと考えられた。
スレイヴ・ナラティヴにおける家族と母性の研究

19世紀のスレイヴ・ナラティヴ(奴隷体験記)研究ではフレデリック・ダグラス等、主に奴隷自ら執筆した男性ナラティヴが中心だったが、この研究では自己執筆だけでなく、口述筆記された女性ナラティヴを研究対象とした。家族の離散や性的搾取、母性の否定等、娘、母、妻として作者/口述者が描写した女性特有の奴隷体験から反奴隷制のメッセージを読み取り、主に同性読者である北部白人女性への心理的・社会的影響を論じた。19世紀に発行された(元)奴隷によるスレイヴ・ナラティヴ(奴隷物語)は、1830年代、奴隷制廃止運動の高まりとともに、奴隷制の残酷さや非情さを告発する手段として奴隷制廃止論者たちに利用されるようになる。約9割を占める男性作者によるナラティヴと比較すると、女性によるナラティヴは政治的なメッセージよりも家族関係や恋愛・出産・育児に関わる葛藤といった内面の描写をより詳細に記述しているものが多い。これは女性によるナラティヴが(主に北部の)白人中産階級の女性を読者に想定していたことと関係がある。妻・母としての思い、出産・育児に関する苦しみなど、同性だからこそ語れる思いを綴ったと考えられる。今年度は、1850年に発行された『ソジャナー・トルースの物語』を中心に研究を行った。これは白人女性の友人によって口述筆記されたものであることから、家族との関係や内面の葛藤に関してはあまり詳細に語られていない。一方で、奴隷制を糾弾する男性的ナラティヴとも異なる。家族の絆や個人的葛藤といった内的側面より、奴隷制廃止論者、伝道者としての公的な側面を強調したものである。キリスト教の教えを基盤としながらもより幅広い社会改革(奴隷制廃止、禁酒、死刑廃止、女性参政権)に関わったという点からトルースのナラティヴを扱ったが、今後の研究ではトルースの、おそらく「意図的」であったと考えられる、公的イメージからの「家族」の消去という点についても取り上げていきたい。強制された結婚相手である夫との関係、奴隷制廃止の移行措置として-定期間の奉公を義務付けられた娘たちとの絆、3つの社会主義的共同体での疑似家族的集団生活等に触れながらトルースの家族観・母性についても研究していきたい。トルースの他にも、これまであまり論じられることのなかった女性によるスレイヴ・ナラティヴを取り上げ、そこに描かれた家族や母性の問題について考察したい。19世紀中葉、南北戦争前後に出版された元奴隷のアフリカ系アメリカ人(黒人)女性によるスレイヴ・ナラティヴ(奴隷体験記)では、フレデリック・ダグラスやウィリアム・ウェルズ・ブラウン、ジョサイア・ヘンソンなどの黒人男性によるナラティヴとは異なる視点で奴隷体験が語られている。同じ奴隷女性の体験を語るとき、男性作者は目撃者の立場からより悲劇的に、女性は当事者の立場からより肯定的に語る傾向が認められる。さらに、女性ナラティヴでは奴隷主の非道さや個人的な能力、自己実現の過程より、母性や家族に関わる精神的な苦悩とその克服への意思が強調されている。そこには彼女らが信仰心や自尊心を支えに、性的搾取や家族の別離に向きあい、それらの試練を乗り越えようとする姿が描き出されている。女性は女性にしか語れない奴隷体験を主に(白人)女性読者に向かって訴えかけたと考えられる。今年度はソジャナー・トルース、サリー・ウィリアムズ、ハリエット・ジェイコブズ、エリザベス・ケクリー等、南北戦争をはさむ18401860年代の作品を取り上げた。トルース、ジェイコブズ、ウィリアムズ、ケクリーは、突然ふりかかる性的暴力の恐怖や自分の子供さえ守れない母親としての苦しみについて述べているが、ナラティヴではこれらの体験は悲劇というより試練として肯定的に語り直されて読者に提示されている。このように、女性によるナラティヴは、女性たちが奴隷主や黒人男性が描いた奴隷制とは異なる奴隷制を生きなければならなかったことを示すものである。今後の研究では、主に南北戦争後の女性によるナラティヴを取り上げ、これらの作品において家族や母性の問題がどのように提示されているのか、また、これらの描写が戦前のナラティヴとどのように異なっているのかといった点を奴隷制廃止後の社会情勢や世論の変化を考慮しながら明らかにしていきたい。本課題では主に19世紀に発行されたアフリカ系アメリカ人(黒人)女性によるスレイヴ・ナラティヴを扱い、それらの作品における家族や母性の描写について研究してきた。平成23年度は「奴隷制の暴力と記憶の歴史化」をテーマに、奴隷女性が残したジェンダー特有の暴力の記憶とその表象および歴史化に注目した。これまで研究してきたハリエット・ジェイロブズ、ハリエット・タブマン、ソジャナー・トルース、サリー・ウィリアムズに加え、今年度はクロエ・スピア、ルイーザ・ピケット等の女性ナラティヴを扱ったが、これらの作品には売買による家族離散、奴隷所有者の道徳的堕落、キリスト教信仰および人間性の主張など、男性ナラティヴにも見られるテーマの他、今年度の課題テーマである女性特有の奴隷体験が含まれている。それは性的暴力や奴隷主の強制による妊娠・出産である。

それらは、時に自分に嫉妬する女主人の描写とともに、直接的な被害者の視点から描かれている。これらの女性「性」に対する暴力は同じ母・妻である白人女性読者が共感できるテーマであることから、ナラティヴ作者・口述者の女性は、この点を強調しながら人種を超えた女性間の連携を訴えたと考えられる。これらの作品が当時の社会に与えた影響については白人女性の奴隷制廃止論者(アボリッショニスト)らの足跡が参考となった。今年度は男女のナラティヴのヴォイスを比較するため、北部から誘拐されて奴隷になり、その後救出された自由黒人男性、Solomon Northupの奴隷体験記に関する研究を行ったが、この中で自由人と奴隷の境界線という新たな論点を見出した。女性ナラティヴ研究についての研究成果の発表は果たせなかったが、今後、母性愛、家族の絆およびジェンダー特有の奴隷体験やナラティヴの社会的影響等に関する研究成果の発表に向けて準備したい。
琉球石灰岩地盤のための高性能破壊力学シミュレータの開発～弾性から破壊まで～

本研究では,琉球石灰岩の破壊力学的挙動の解明に資する,高性能破壊力学シミュレータを開発することを目的として,(1)実験的アプローチによる琉球石灰岩における材料学的パラメータの獲得,(2)琉球石灰岩中の微細粒子構造が考慮可能なシミュレーション手法の開発,(3)上記(1),(2)をベースとした破壊力学シミュレータの開発,を実施した.本研究の結果として,琉球石灰岩の破壊現象の解明に資する,ひとつの道具(破壊パラメータ取得に関する基礎実験データ,シミュレーション手法,解析結果等)を提供することができた.これらの成果は,国内外の雑誌・ジャーナルや国内・国際会議において発表することができた.砕屑性の琉球石灰岩を対象に,岩の粒子構造やき裂ネットワーク構造を考慮することができるき裂進展解析手法を開発した.前者に対しては,Enriched Free Mesh Method(EFMM)と付帯条件付多次元移動最小自乗法(C-MultiMLSM)を組み合わせることで実現し,実験結果と比較的よく一致することを確認することができた.後者に対しては,離散き裂ネットワークモデル(Discrete Fracture Network Model)を用いた一般化有限要素解析を行うことで,複雑なき裂分布を有する岩盤のき裂進展解析を行うことができた.これらの成果は,土木学会論文集(地圏工学)をはじめとするいくつかのジャーナル論文に掲載されている.なお,岩盤内を流れる流体挙動についても,き裂ネットワークモデル,ランダムウォーク法および一般化有限要素法を併用することで本シミュレータにおいて表現可能な段階まできている.一方,実験的アプローチにおいては,昨年度に獲得した琉球石灰岩の強度試験データの分析を進めるとともに,強度差のあるセメントモルタルを利用し,岩盤における不連続面を模擬した2相セメントモルタルモデルを制作した.その結果,岩盤の不連続面におけるき裂進展挙動に関して特徴的な解(挙動)を見出した.また,水銀圧入式ポロシメータを利用することで琉球石灰岩特有の微細空隙構造分布を取得することができた.これらの結果は,解析シミュレータの基礎データとして直接的に用いることが可能であり,琉球石灰岩の破壊現象の解明に直接的に繋がるものと考えられる.前年度までに作製したシミュレータと実験結果を利用して,き裂性・多孔質性岩盤の破壊挙動が岩盤の多孔質度やき裂の初期分布に大きく依存することが分かった(論文投稿中)。また,地すべり現象を再現できるような新しいシミュレーション技術の開発にも成功し,2003年に沖縄県北中城村で発生した大規模地すべりに適用することができた(論文投稿中)。なお,これらの基礎となるデータは,本研究で蓄積した実験および解析データが適用されている。さらに,き裂性岩盤における地下水流れ現象に関して,き裂ネットワークモデルと有限要素法を併用した新たな手法を提案することができた。これは,岩盤中のみずみちの推定手段を与えるばかりでなく,岩盤内部で生じている微細なき裂発生機構の解明にも貢献することが可能となる。これらの成果は,土木学会論文集(地圏工学)をはじめとするいくつかの論文に掲載されている。以上のことより,本年度において,琉球石灰岩の破壊現象の解明に資する,ひとつの道具(破壊パラメータ取得に関する基礎実験データ,シミュレーション手法,解析結果等)を提供することができたと考えている。本研究では,琉球石灰岩の破壊力学的挙動の解明に資する,高性能破壊力学シミュレータを開発することを目的として,(1)実験的アプローチによる琉球石灰岩における材料学的パラメータの獲得,(2)琉球石灰岩中の微細粒子構造が考慮可能なシミュレーション手法の開発,(3)上記(1),(2)をベースとした破壊力学シミュレータの開発,を実施した.本研究の結果として,琉球石灰岩の破壊現象の解明に資する,ひとつの道具(破壊パラメータ取得に関する基礎実験データ,シミュレーション手法,解析結果等)を提供することができた.これらの成果は,国内外の雑誌・ジャーナルや国内・国際会議において発表することができた.砕屑性の琉球石灰岩を対象に,岩の微細構造(粒子)を考慮することができる節点ベースの新しい離散き裂進展解析法の開発に着手し,研究を進めている.本手法は,弾性領域で高精度な解を算出することができるEnriched Free Mesh Method(EFMM)と,任意の位置において高精度な近似解を得ることができる付帯条件付多次元移動最小自乗法(C-MultiMLSM)を組み合わせることで構築されている.すなわち,弾性状態にある箇所ではEFMM,き裂が発生した箇所ではC-MultiMLSMに基づいた節点剛性を用いることで,弾性状態から破壊の最終段階に至るまでをシームレスかつ高精度に計算することが可能となる.また,砕屑性の琉球石灰岩に見られるような微細粒子の複雑な形状に関しては,ボロノイ多角形として考慮することが可能であることから,岩の微細粒子の界面に沿って進展するき裂を高精度に解析することができるツールのひとつとして期待できる.なお,岩石中にある微細な空隙や先在き裂も容易に考慮することが可能である.一方,実験的アプローチにおいては,沖縄島全域に渡って採取した第4紀琉球石灰岩(5地域から採取),中生代石灰岩および古生代石灰岩の乾燥密度,一軸圧縮強さ,静弾性係数,ポアソン比等の基本的な材料物性を室内実験より得ることができた.なお,一軸圧縮強さに関しては湿潤状態における値も得ている.これらの材料パラメータは本シミュレータの基礎データとして用いる予定である.以上のように,計算力学的アプローチと実験的アプローチを平行して研究を進めている.これらの成果は国内外の学術誌や学術講演会において発表してゆく予定である.

本研究は,計算力学的なアプローチと実験的なアプローチを併用することで,琉球石灰岩のための高性能破壊力学シミュレータを開発しようとするものである.平成24年度は,計算モデルにき裂ネットワークモデルを新たに取り入れることで,より現実に近い形の岩盤モデルを創り上げることができている.さらに,実験において得られた材料パラメータ(ヤング率,ポアソン比,空隙率等)は本シミュレータに直接的に導入されていることから,高性能な破壊力学シミュレータの開発が順調に進んでいると考えている.これらの結果は,論文という形で公表されている.また,不連続面を有する岩盤の実験モデルについては,強度差のあるセメントモルタルを用いた実験モデルを作製することにより実現できている.以上のとおり,本研究は概ね順調に進んでいると考えている.本研究は,計算力学的なアプローチと実験的なアプローチを併用することで,琉球石灰岩のための高性能破壊力学シミュレータを開発しようとするものである.平成23年度は,計算力学的なアプローチとしては,岩の微細構造が考慮可能な高性能シミュレータの開発を目指した.その結果,報告者が過去の研究において開発したEnriched Free Mesh Methodと付帯条件付多次元移動最小自乗法を発展させ組み合わせることで,き裂が岩の微細粒子の界面に沿って進展する様を精度よく解析することができる数値シミュレータを開発することができた(脆性材料における破壊進展挙動に関しては,既に検証済である).また,本手法は岩石内部の先在き裂の分布も考慮できるように構築されており,これらを考慮したき裂進展シミュレーションを実施したところ,微細な先在き裂の分布が岩石全体の巨視的なき裂生成パターンに大きな影響を与えていることが分かった.実験的なアプローチとしては,高精度なシミュレーションを実現するために,琉球石灰岩の材料特性(乾燥密度,一軸圧縮強さ,静弾性係数,ポアソン比等)をマクロ実験にて獲得することを目指した.その結果,沖縄本島に存在する第4紀琉球石灰岩(5地域から採取),中生代石灰岩および古生代石灰岩に関して,その材料パラメータを得ることができた.しかしながら,今年度は琉球石灰岩のマクロ実験に注力したために,その空隙分布を模擬したセメントモルタルモデルを用いたモデル実験には至らなかった.このことについては,次年度に進めてゆく.以上のとおり,両アプローチ共に概ね順調に進んでいる.なお,平成23年度に得られた結果については,各種学術雑誌に投稿済みである.前年度までに作製したシミュレータと実験結果を利用して,琉球石灰岩のようなき裂性・多孔質性岩盤の破壊挙動について議論する予定である.
新規いもち病防除法の標的としての菌体外酸化還元タンパク質の分子ネットワークの解明

糸状菌Magnaportheoryzaeにより引き起こされるイネいもち病は、最も深刻なイネ病害の一である。その防除には、イネへの侵入に必要とされるメラニンの生合成系酵素に作用するMBI-D剤またはMBI-R剤、ミトコンドリア電子伝達系タンパク質に作用するQol系殺菌剤が一般的に用いられてきたが、近年、それらの薬剤への耐性菌が発生し、全国的に分布拡大が見られ問題となっている。申請者らは、新規防除法の開発を行うために、イネいもち病菌菌体外におけるセルロース分解系に関与するセロビオース脱水素酵素(CDH)に着目して研究を進めている。平成29年度は、イネいもち病菌が有する2種類のCDH(MoCDHホモログ1とMoCDHホモログ2)の生物学的特性ならびに生化学的特性を比較するために、メタノール資化性酵母Pichia pastorisを用いたタンパク質発現系を構築した。平成30年度は、酵母により発現させたMoCDHホモログ1とMoCDHホモログ2の単一精製をそれぞれ行った。次に、基質としてセロビオースを用いて、精製したMoCDHホモログ1とMoCDHホモログ2の酵素活性のpH依存性を検討したところ、MoCDHホモログ1はpH 7.5、MoCDHホモログ2はpH 4において、それぞれ最も高い酵素活性を示すことが明らかになった。さらに、前年度に遺伝子クローニングを行ったCDHの電子伝達パートナー候補タンパク質の酵母発現系の構築を行い、リコンビナント体の作製に成功した。MoCDHホモログとの電子伝達反応を検討したところ、電子伝達パートナー候補タンパク質の還元反応が観測されたことから、M. oryzaeのセルロース分解系において、このタンパク質がMoCDHの電子受容体として働く可能性があることが示唆された。糸状菌Magnaportheoryzaeにより引き起こされるイネいもち病が、我が国の稲作に与える被害量は年間十万トン、被害額は数百億円にも達し、最も深刻なイネ病害の一つになっている。その防除には、イネへの侵入に必要とされるメラニンの生合成系酵素に作用するMBI-D剤またはMBI-R剤、ミトコンドリア電子伝達系タンパク質に作用するQol系殺菌剤が多用されてきたが、現在、それらの薬剤への耐性菌が発生し全国的に分布拡大が見られ問題となっている。そこで、申請者は、新規防除法の開発を行うために、M. oryzae菌体外におけるセルロース分解に関与するセロビオース脱水素酵素(CDH)に着目して研究を進めている。CDHはフラボヘムタンパク質であり、フラビンドメインでセルロース分解物であるセロビオースの二電子酸化反応を行い、反応で生じた電子をヘムドメインが分子内電子伝達により授受する。その後、ヘムドメインから電子伝達パートナータンパク質へ電子伝達すると考えられているが、未だ不明な点が多い。本研究では、M. oryzaeのイネ感染におけるMoCDHの生理的な役割を明らかにすることを目的としている。本年度は、M. oryzaeが有する2種類のCDH(MoCDH1ホモログとMoCDH2ホモログ)の生物学的特性ならびに生化学的特性を比較するために、メタノール資化性酵母Pichia pastorisを用いてタンパク質発現系を構築した。発現させたMoCDHの酵素活性測定の結果、MoCDH1ホモログとMoCDH2ホモログともに高いセロビオース酸化活性を示したことから、既報の他の糸状菌由来CDHと同様に、セルロース代謝に関与している可能性が示唆された。さらに、M. oryzaeのゲノムデータベースから、CDHからの電子伝達反応に関与が予想されるタンパク質を探索し、遺伝子クローニングを行った。計画当初の目的通りに、M. oryzaeが有する2種類のCDHホモログの発現ならびにCDH電子伝達パートナー候補タンパク質のクローニングに成功した。しかし、当初予定していたM. oryzae菌体を用いたin vivo実験系で、栄養源の違いによるM. oryzae中での当該タンパク質のmRNA量及びタンパク質発現量の比較は行えなかった。

MoCDHホモログとの電子伝達反応を検討したところ、電子伝達パートナー候補タンパク質の還元反応が観測されたことから、M. oryzaeのセルロース分解系において、このタンパク質がMoCDHの電子受容体として働く可能性があることが示唆された。来年度は、M. oryzaeを用いたin vivo実験系で、セルロース代謝系にMoCDHの関与がみられるか検討する。また、in vitro実験で、MoCDHホモログ1またはMoCDHホモログ2と、電子伝達パートナー候補タンパク質間の分子間相互作用及び電子伝達反応の検討を行う。Bia-core測定等で結合親和性の検討、Stopped-flow測定で電子伝達速度を解析する予定である。
変異型副甲状腺ホルモン受容体の細胞内輸送と組織異常における新たな展開

副甲状腺ホルモン(PTH)および副甲状腺ホルモン関連ペプチド(PTHrP)の変異型受容体による組織異常を主にトランスジェニックマウスを用いて解析することが本研究の目的である。前年度では、ヒトBlomstrand型軟骨異形成症の組織異常を明らかにするため、type II collagen promoterに組み込んだBlomstrand型PTH-R^<P132L>のcDNAを作製し、その組織異常を解析した(下村、網塚他日本小児歯科学会2010年)。本年度は、PTH-Rシグナルを過剰発現するトランスジェニックマウスの構築であったことから、申請者は胎生18日齢の胎仔において骨芽細胞特異的にPTHrPを過剰発現させることで、骨芽細胞や軟骨細胞の組織異常および細胞増殖・分化の解析を行った。その結果、PTHrPは骨芽細胞特異的に過剰産生されていたが、Runx2/ALP陽性骨芽細胞の数も低下しており、破骨細胞数も低下していた。一方、ALP陰性を示す多くの紡錘形細胞がPCNA陽性を呈したことから、胎生期におけるPTHrPの役割として、骨芽細胞だけでなく他の細胞の増殖を亢進させる可能性が強く示唆された。さらに、このTgマウスでは軟骨が増大しており、肥大化層の形成が認められないことから、分泌型のPTHrPが軟骨細胞の増殖抑制・肥大化促進を誘導していることも示唆された。以上、PTHrP過剰産生モデルの結果から、PTH-Rシグナルは軟骨・骨組織の形態形成に重要であると推測された。軟骨細胞においてFGFR3(fibroblast growth factor receptor III)によって、副甲状腺関連ペプチド(PTHrP)およびPTH/PTHrP受容体の発現が低下すること、また、その過程ではJAK/stat系を介することを明らかにした(Li, Amizuka et al., 2010 in press)。さらに、FGFR3はPTHrPおよびPTH/PTHrP受容体の発現低下を介して軟骨細胞にアポトーシスを誘導することも明かにし、平成22年度の計画一部を先取り的に施行している。また、本研究では、Blomstrand型軟骨異形成症を発症させるPTH/PTHrP受容体を作製するために、cDNAでのP132Lの変異(CCC→CTC)をsilent mutationでleucineをコードするCTAにすることで、Blomstrand型変異遺伝子(PTH/PTHrP受容体(P132L)を作製した。それを、type II collagen promoterを有するベクターに組み込み、変異型PTH/PTHrP受容体(P132L)を発現するトランスジェニックマウスの作製を行っている。現在までに、胎生18日齢トランスジェニックマウスを取得中であるが、その細胞組織異常を平成22年度に行う予定である。まだ、詳細な組織解析や異常な受容体蛋白の解析を行っていないが、トランスジェニックマウスは軟骨異形成に類似した異常を示しており、各種、組織化学(ALP, type II/type X collagen, CD31, osteocalcin, osteoopntinなど)を行う予定である。
不均一系酵素反応場への強力超音波照射による反応促進機構の解明とその定量化

前年度に引き続き、均一系酵素反応場(インベルタ-ゼによるスクロ-スの加水分解反応)への超音波照射実験を再度行い、デ-タの再現性をチェックした。その結果、超音波強度と酵素反応速度との間に良好な相関関係が得られた。続いて、不均一系酵素反応場(水一油二相反応系であるオリ-ブオイルのリパ-ゼによる加水分解反応)への超音波照射を試みたが、その結果思わしくなかった。これは使用したリパ-ゼの安定性が予期していたより悪かったためである。すなわち、反応の初期段階で酵素が変性し、失活してしまったために効果が半減したものと推定される。したがって、交付申請書の計画を若干変更し、固定化酵素を不均一系反応場の触媒として実験を試みた。具体的には固定化β-ガラクトシダ-ゼによるラクト-スの加水分解反応に超音波照射を行い、その反応促進のメカニズムについて検討した結果、つぎに示すような興味深い結論が得られた。(1)遊離及び固定化β-ガラクトシダ-ゼに超音波を照射すると、その超音波強度の増大とともに反応速度が増大する。(2)固定化酵素をカラムに充填した場合は、超音波強度が強いほど、また流量が少ないほどラクト-スの加水分解率が高くなり、その効果が大きくなることが明らかとなった。以上が本年度に得られた研究実績の概要であるが、またデ-タの蓄積が少ないためより詳細な検討を行ったのにち完全な報告書を出す予定でいる。当初の研究目的の一部に関しては、ある程度の知見が得られている。たとえば、超音波制御部および振動子を含んだ反応部からなる反応装置の試作を行った結果、所期の性能を有する装置が作成できた。また、不均一系酵素反応場への超音波照射に先立って、均一系酵素反応場(インベルターゼによるスクロースの加水分解反応)への超音波照射実験を行い、その反応促進のメカニズムについて検討した結果、次に示すような興味深い結論が得られた。1.低濃度基質領域においては、超音波強度が増大するにつれて酵素一基質間の親和性が増大し、反応が促進されるという実験的結論が見い出された。2.高濃度基質領域においては、この反応系に特有な高濃度基質阻害を超音波によってある程度除去できることが明らかとなった。上記で述べたように、超音波照射下における音波のエネルギーと均一系酵素反応場における反応速度との相関関係については良好な結果が得られている。しかしながら、主たる目的である不均一系酵素反応場に関しての実験については、いまだよい結果を得ていない。この理由は、使用を予定していた酵素(Candida cylindracea起源のリパーゼ)が予期していたより不安定であったためである。すなわち、反応初期段階で酵素が変性し、失活してしまうためである。現在、この点を改善するために異なった起源からなる酵素を使用して本来の目的に向けて実験を実行中である。以上が本年度の研究実績の概要であるが、来年度は今回の実績を踏えて、より詳細な反応機構の解明を行う予定でいる。