hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温・高密度でのカイラル相転移と核媒質中でのシグマ中間子の研究

(1)CHAOSグループのパイ-核散乱の実験結果が、原子核中でカイラル対称性の部分的に回復に伴うシグマ中間子あるいはそのチャンネルでのスペクトル関数のソフト化として解釈できるということが、カイラル対称性の表現によらず成り立つことを示した。我々はさらに、非線形模型におけるこの増大の原因となる相互作用が4π-NNバーテックスとして与えられることを示した。(2)(d,^3He)反応を用いた実験による原子核中でのカイラル対称性の回復の検証可能性について検討を行い、(d, He)反応だけでな.く(d, t)反応によってシグマ中間子原子核が生成される断面積を計算し、お互いに相補的であり、両者とも実験するに値することを示した。(3)Disoriented ChiralCondensateの形成のようなカイラル相転移の動的過程を記述する有効方程式が拡散型になるか波動型になるかを調べることを目的として、NJL模型から出発して時間に依存するGinzburg-Landau (TDGL)方程式の整合的な導出を試みた。この微視的な導出は微分展開の係数が発散し困難であることはAbrahams-Tsunetoの古典的仕事以来よく知られているが、我々は、ランダウ減衰によるこの発散が微分方程式の摂動解に現われる「永年項」と同種のものであることを同定し、くりこみ群法による「総和」により有限の微係数を得た。得られた発展方程式とTDGL方程式との関連について考察を進めている段階である。(4)非平衡状態を記述する運動学的方程式や輸送方程式をより下の階層の微視的な理論から導く一搬的かつ統一的方法を「くりこみ群法」にもとづいて与えた。1.CHAOSグループのパイ-核散乱の実験結果が、原子核中でカイラル対称性の部分的に回復に伴うシグマ中間子あるいはそのチャンネルでのスペクトル関数のソフト化として解釈できるということが、カイラル対称性の表現によらず成り立つことを示した。すなわち、線形および非線形のカイラル模型に拘らず、核媒質中でのI=J=0チャンネルでのパイ-パイ散乱の断面積が2パイ中間子閾値付近で特異的に増大することを示した。この増大の原因は核媒質中でのカイラル凝縮体の減少、すなわち、カイラル対称性の部分的回復である。2.Disoriented Chiral Condensateの形成のようなカイラル相転移の動的過程を記述する有効方程式が拡散型になるか波動型になるかを調べることを目的として、NJL模型から出発して時間に依存するGinzburg-Landau(TDGL)方程式の整合的な導出を試みた。この微視的な導出は微分展開の係数が発散し困難であることはAbrahams-Tsunetoの古典的仕事以来よく知られている。我々は、ランダウ減衰によるこの発散が微分方程式の摂動解に現われる「永年項」と同種のものであることを同定し、くりこみ群法による「総和」により有限の微係数が得られ、TDGL方程式が整合的に導出可能であることを示した。これは、我々の知る限る、40年来の問題をはじめて解決したことを意味する。(1)有限密度系でのカイラル対称性の部分的回復にからめた我々によるCHAOSグループの実験(1996)の結果の解釈が1999年に出版されたあと、カイラル摂動論を出発点とする非線形シグマ模型ではCHAOSグループの実験はどのように理解可能かという問題が提起された。問題は、非線形模型でどのようにカイラル対称性の回復を取り入れるか、また、それに関連して、媒質効果を取り入れた非線形模型はどのような項からなるかということである。

我々(Jido-Hatsuda-Kunihiro,2001)は、簡単な線形模型から出発して媒質中での非線形有効模型を導くことを試みる研究を行ない、その結果、従来用いられている非線形模型には、自由空間では効かないが核媒質中では大きな効果を生み出す項が取り入れられていないことが明らかにされた。さらに、(d,He)反応によるシグマ中間子原子核を生成する可能性についての理論計算については、この分野の専門家である比連崎氏らとの共同研究を行い、Nucl. Phys.に投稿中である。(2)有限温度、特に非平衡の過程の解析、たとえば、Disoriented Chiral condensateを記述する有効方程式は、確かに拡散型の時間依存ギンズブルグ-ランダウ型になり得ることを根本幸雄氏との共同研究で示し、2001年春の学会で発表した。さらに、Disoriented Chiral Condensateなどの非平衡相転移を記述する有効理論を導く一般的方法を「くりこみ群法」にもとづいて与えた(Hatta-Kunihiro)。これにより、与えられた微視的な理論からゆっくりした運動としての運動学的方程式や流体方程式が一般的かつ統一的に導かれる。
ナノドメインエンジニアリングによる環境調和型巨大圧電アクチュエータの開発

本年度は、キュリー温度の高い新規非鉛系圧電材料の探索と、昨年度報告したチタン酸バリウム(BT)配向セラミックスの圧電定数の更なる向上について、研究開発を行った。その結果、まず、BTとニオブ酸カリウム(KN)の固溶体セラミックスについての研究からは、BT-KN系相図を新たに作製し、その結果、BTとKNが1:1の組成比において、正方晶構造と斜方晶構造からなる2相共存領域を初めて確認した。なお、この領域のキュリー温度は430°Cと非常に高いことも明らかとなった。この組成での圧電定数は約20pC/Nと低いものの、2相界面の面積を出発原料にナノ粒子を用いることで制御した結果、2相界面面積の増加とともに圧電定数は単調に増加し、もとの5倍以上にまで増大することがわかった。今後さらなる増大が予測される。また、従来のBTセラミックスにマグネシウム酸チタン酸ビスマス(キュリー温度: 700°C以上、BMT)を固溶したBT-BMT系セラミックスを初めて常圧で合成することに成功し、その結果、BTセラミックスのキュリー温度130°Cを360°Cまで増大できることを明らかにした。この結果、これまでの非鉛系圧電材料に2種類の新規圧電材料を加えることに成功した。最後に、BT配向セラミックスをTGG法で作製し、焼結条件に加え、テンプレート粒子/マトリックス粒子比、Ba/Ti比などをパラメータとし、グレインサイズ、配向度、密度の3つの微構造パラメータの圧電定数依存性を検討した結果、グレインサイズが小さく、配向度および密度が高いほど圧電定数が高くなることを明らかにした。最終的には圧電定数が1000pC/Nを超える圧電材料の作製に成功した。本年度はBaTiO_3(BT)配向セラミックスを作製し,それにナノドメインを導入することで目標である圧電定数(1,000pC/N)を達成することとした。まず,[110]配向BT板状粒子をテンプレート粒子とし,マトリックス粒子に堺化学工業製のBT-01,BT-03を用いてテンプレート粒子成長(TGG)法により,[110]配向BTセラミックスの作製を試みた。その結果,マトリックス粒子の種類,テンプレート粒子とマトリックス粒子の配合比,焼結温度の3つが配向度を支配する重要な因子であることを明らかにし,作製条件の最適化を行った結果,相対密度が95%以上で,配向度を0100%まで変化させることに成功した。これらのセラミックスの微構造を観察した結果,50100μm程度の粗大な粒子からなっており,微構造からは配向セラミックスである特徴は観察されなかった。続いて,配向度ごとに31振動子を作製し,得られた31振動子を100°Cで分極処理した。その後,共振反共振法により-d_<31>振動子としての圧電特性を,d_<33>メータや歪み-電場曲線よりd_<33>を得た。その結果,-d_<31>は配向度にかかわらず約50pC/Nでほぼ一定値を示すのに対し,d_<33>は配向度の増加とともに緩やかに増大し,配向度80%以上では急激に増大した。特に,配向度84.6%の[110]BT配向セラミックスにおいてd_<33>は最大で788pC/Nに達した。また,0.2kV/mm以下で測定した歪み-電場曲線の傾きから求めたd_<33>はd_<33>メータで測定した値とほぼ一致した。また,圧電定数d_<33>が507,788pC/Nを示した試料においてそのドメインサイズを測定した結果,前者については平均ドメインサイズが1.2μmであるのに対し,後者の平均ドメインサイズは0.8μmであった。これまでBT単結晶において,1μmのドメインサイズを導入できれば1,000pC/N近い圧電定数を持つBTを作製できることを報告してきたが,本研究はそれを間接的ではあるが証明できた。

最後に、BT配向セラミックスをTGG法で作製し、焼結条件に加え、テンプレート粒子/マトリックス粒子比、Ba/Ti比などをパラメータとし、グレインサイズ、配向度、密度の3つの微構造パラメータの圧電定数依存性を検討した結果、グレインサイズが小さく、配向度および密度が高いほど圧電定数が高くなることを明らかにした。最終的には圧電定数が1000pC/Nを超える圧電材料の作製に成功した。
細胞における膜タンパク質の膜内動態予測法の開発

本研究では、多数の膜タンパク質について生細胞内で1分子拡散動態解析を行い、その運動性(運動モードや拡散性)を網羅的に解析する手法を確立した。その実現のために、(1)ハイスループット化した細胞内1分子顕微鏡の開発、(2)計測対象となる蛍光標識タンパク質の安定発現株の作成、(3)1分子トラッキングと拡散統計解析の自動化を実施した。これら全ての項目について目標を達成した。こうした網羅的解析により、膜タンパク質の構造(膜貫通領域から推定されるタンパク質の半径)と拡散係数の間にSaffman and Delbruckモデルで記述されるような比較的単純な関係が成立する可能性が示唆された。本研究では、膜タンパク質の運動性(運動モードや拡散性)を網羅的に解析する1分子イメージング解析法を確立する。その実現のために、本年度は(1)ハイスループット化した細胞内1分子顕微鏡の開発、(2)計測対象となるタンパク質の選定と蛍光標識、(3)得られた1分子画像の1分子トラッキング(single-molecule tracking)と拡散統計解析の自動化、を実施した。以下に各研究項目について実績を報告する。(1)既存の全反射型蛍光1分子顕微鏡に励起光学系の自動調節機能と自動焦点合わせ機能を導入することにより、1分子計測の省力化・高速化を図った。これにより、以下に述べる20種類の膜タンパク質を従来よりも効率よく計測できた。(2)PDBの構造データやUniProtKBの構造予測データを基にし、細胞膜に存在すると予測されるタンパク質を細胞膜貫通部位の貫通回数を指標に分類して選定した。合計170種類のタンパク質を測定候補として選び、蛍光1分子観察に適したHaloTagで標識した。細胞に遺伝子導入し、これまでに20種類について安定発現株を樹立した。また、HaloTagに適用できる量子ドットプローブの開発に成功し(Komatsuzaki et al., 2015)、従来より高輝度での1分子観察を実現した。(3)得られた安定発現株については、我々が開発した1分子拡散キネティクス統計解析法を適用し、拡散係数、拡散状態数を決定した。また、大量の実験データを効率よく解析するための解析ソフトを開発した。加えて、膜タンパク質分子のうちインテグリン分子については原著論文として発表した(Ishibashi et al., 2015)。各研究項目について進捗状況を報告する。(1)ハイスループット化した細胞内1分子顕微鏡の開発:膜タンパク質について生細胞で1分子レベルの網羅的解析を実現した例はこれまでになく、網羅的1分子拡散解析の実現はそれ自体で世界に先駆けた成果になる。多数のウェル内の異なる細胞株を効率よく計測するために、励起光学系の自動調節機能と自動焦点合わせ機能に加えて、顕微鏡ステージの電動制御の導入をすすめている。網羅的解析手法の確立に向けた技術開発が順調に進んでおり、本年度における当初の研究目的を十分に達成した。(2)計測対象となるタンパク質の選定と蛍光標識:計測候補の170種類のうち20種類については安定発現株が得られたが、タンパク質の発現が確認できない分子種も多数存在することがわかってきた。これらの分子種についてはHaloTagとは異なる蛍光タグの使用や発現量の調節などを試み、より多くの安定発現株を得る必要がある。安定発現株が得られた分子種については1分子拡散解析を進めており、おおむね順調に進展していると言える。(3)1分子トラッキングと拡散統計解析の自動化:1分子解析の熟練者でなくとも短時間に1分子の統計解析ができるようにするために、これまでに我々が開発した1分子トラッキング用の1分子輝点自動追跡ソフトと1分子統計解析ソフトを統合し、画像取得から多状態の状態数推定および拡散パラメタの推定、1分子軌跡への状態割り当てまでを自動で行う解析システムを構築を進めている。すでに20種類の膜タンパク質については、拡散する分子の変位に関する統計理論に基づき、赤池情報量基準(AIC)を用いて拡散分子の状態数と拡散係数を推定することに成功した。従って、本年度における当初の研究目的を十分に達成した。ゲノム配列には、タンパク質のアミノ酸配列や発現制御の情報、タンパク質の細胞内局在を規定する情報などが書き込まれている。本研究で着目する膜タンパク質の膜内動態に関連した例としては、例えば、タンパク質がシグナル配列により特定のオルガネラに輸送されることが知られている。しかしながら、輸送先でさらに局在が詳細に規定されるアミノ酸配列が存在するかどうかは不明であり、ゲノム配列に書き込まれた情報についてはまだ我々の理解が限られている可能性がある。近年のイメージング技術の進展により、膜タンパク質の機能が細胞膜の微小環境(例えば脂質ラフト)で変化することがわかってきたが、こうした機能調節もゲノム配列によって規定されている可能性がある。そこで本研究では、細胞内1分子計測を多数の膜タンパク質に適用し、微小環境による拡散動態の変化を網羅的に捉え、膜タンパク質の配列情報から予測される構造と膜内動態の相関を解析できる技術の開発を行った。こうした技術の実現のために、(1)ハイスループット化した細胞内1分子顕微鏡の開発、(2)計測対象となるタンパク質の蛍光標識と安定発現株の作成、(3)得られた1分子画像の1分子トラッキングと拡散統計解析の自動化に関する開発を実施した。こうした網羅的解析により、膜タンパク質の構造(アルファーヘリックスの貫通回数から推定されるタンパク質の半径)と拡散係数の間にSaffman and Delbruckモデルで記述されるような比較的単純な関係が成立する可能性が示唆された。

今後は、ゲノム配列に書き込まれた情報の新たな理解へとつなげるために、こうした解析の網羅性をさらに拡張する必要があるだろう。本研究では、多数の膜タンパク質について生細胞内で1分子拡散動態解析を行い、その運動性(運動モードや拡散性)を網羅的に解析する手法を確立した。その実現のために、(1)ハイスループット化した細胞内1分子顕微鏡の開発、(2)計測対象となる蛍光標識タンパク質の安定発現株の作成、(3)1分子トラッキングと拡散統計解析の自動化を実施した。これら全ての項目について目標を達成した。こうした網羅的解析により、膜タンパク質の構造(膜貫通領域から推定されるタンパク質の半径)と拡散係数の間にSaffman and Delbruckモデルで記述されるような比較的単純な関係が成立する可能性が示唆された。安定発現株が得られた候補タンパク質から順次細胞内1分子拡散解析を実施する。実験的に得られる拡散係数とアミノ酸配列から予想される膜貫通回数の比較、あるいはタンパク質の構造から予測される大きさ(半径)との相関関係について解析を進める。特にSaffman-Delbruckモデルから予測される相関関係に注目する。このモデルの妥当性については人工脂質二重膜にタンパク質を導入したin vitro再構成実験系を用いて検証が進められており、いくつかの膜タンパク質については関係式の成立が報告されている。一方、生きた細胞ではその膜構造の複雑さからタンパク質の構造と拡散の間にSaffman-Delbruckモデルで記述されるような単純な関係はみられないと予想される。多くの種類の膜タンパク質の拡散を網羅的に計測することによって、細胞膜の構造的な不均一性を考慮した上で、構造と拡散の普遍的関係が見いだせるか検討する。膜の脂質組成の違いや細胞骨格との相互作用はSaffman-Delbruck関係式の粘性タームを補正することで記述できる可能性がある。生物物理学
環境中の低分子有機化合物の神経機能修飾作用に関する衛生学的研究

環境中の低分子有機化合物のうちに神経系機能修飾作用を有する物質が存在することを示す目的にて、主にアミノ-γ-カルボリン類の作用について検討した。アミノ-γ-カルボリン(Trp-P-1,Trp-P-2)は、大気,雨水,食品など広く環境中に分布することが知られている発癌性変異原性複素環状アミンである。本研究は、この物質が抑制性神経伝達物質γ-アミノ酪酸(GABA)のアンタゴニストとして作用することを明らかにした。Trp-P-1,Trp-P-2は,マウスに腹腔内投与すると量依存的に痙攣を誘発した。ラットに腹腔内投与後採取した脳脊髄液を高速液体クロマトグラフで測定し,この物質が速やかに血液-脳関門を通過し,代謝されずに脳脊髓液に移行することを示した。さらに,この物質をラットの脳室内に直接投与することにより中枢神経系における痙攣誘発作用を確認した。この物質の作用機序を検討する目的で電気生理学的手法であるパッチクランプ法を用い、培養したマウス後根神経節細胞のGABA応答に対するTrp-P-1,Trp-P-2の作用を調べた。その結果,この物質はGABA受容体のアンタゴニストとして作用することにより量依存的にGABA応答を抑制することを明らかにした。さらにin vivoにおける痙攣誘発作用もベンゾジアゼピン受容体を介するのではなく、GABA受容体での拮抗によることを示した。この物質のシナプス部における動態を調べる目的にて,ラット脳スライス標本への特異的取込み,電気刺激による放出を検討したが,今のところ有意な結果は得られていない。これはこの物質の細胞毒性のためと思われ,実験条件の再検討が必要である。以上のように,本研究により環境中の低分子有機化合物の中にGABAアンタゴニストが存在することが示された。この物質が生理的条件下で実際に作用しているかどうか検討することが,今後必要であると思われる。
L2 Motivation and Metacognition

本研究の目標は、英語学習者の動機づけを高める教授法を見つけることでした。一つ目は、海外研修に参加することで参加者の英語に対する不安が下がると分かりました。しかし、帰国するときに、普段の授業でも海外で学んだことを継続しなければ、モチベーションのレベルが下がることも分かりました。二つ目は、語学学習におけるコンピューターを利用すると学習者の動機づけが高まるかを研究することでした。教育を目的にして、スマートフォンを英語の授業で使うことや反転学習を行うとで学習者の動機づけが高まることが分かりました。これから、さらにコンピューター支援語学学習に関する研究が必要であると思われます。
胃粘膜再生のクローナル検索と遺伝子変化の分析

1.キメラマウス胃粘膜凍結潰瘍,カテコール投与.,放射線照射各モデルにつき,再生腺管のクロナリティーを解析した.組織学的ならびに遺伝子レベルで,再生腺管の単クローン性とBALB/C優位の系統差を見い出したが,性差は明らかではなかった.2.腺管分離法による再生腺管の単離は,これまでのところ成功していない.多くの場合再生腺管は間質と強固に癒着し,腺管形態が不完全であり,分離の途中で壊れるからである.そこで,放射線照射ラット胃粘膜に生じる腸上皮化生は,再生に伴う変化として再生腺管に高頻度に生じると考え,化生腺管の単離と遺伝子解析を試みた.化生腺管は容易に単離でき,胃と腸の細胞分化マーカーを用いた染色で化生の有無が識別可能であった.現在,p53,K-ras,H-ras,APCの各遺伝子についてその変異を解析中である.3.MNU実験胃癌発癌過程と再生変化との関連については,キメラマウス腺胃粘膜にMNUとカテコールを投与する実験系で検討した.これにより腺胃粘膜には,再生上皮,過形成,腺腫,腺癌の4種の病変が形成された.これらの相互関係は現在不明である.免疫組織化学的検討で得られた結果では,再生上皮,過形成は腺管単位では単クローン性だが,病変全体は多クローン性であった.腺腫と腺癌の多くは単クローン性であったが,一部の大きな癌は多クローン性であった.これは別個の腫瘍が各々の成長過程で衝突し接合したものと考えられた.これらの病変にも系統差が見い出された.BrdU投与のデータでは,正常状態では系統による細胞増殖のスピードに差は認めなかった.しかし過形成でしばしば観察される,粘膜下に潜り込むような病変はBALB/C優位であり,細胞レベルでの反応性の違いが示唆された.現在これらの病変の相互関係を,クロナリティーと遺伝子レベルの解析結果を踏まえながら考察中である.1.キメラマウス胃粘膜凍結潰瘍,カテコール投与.,放射線照射各モデルにつき,再生腺管のクロナリティーを解析した.組織学的ならびに遺伝子レベルで,再生腺管の単クローン性とBALB/C優位の系統差を見い出したが,性差は明らかではなかった.2.腺管分離法による再生腺管の単離は,これまでのところ成功していない.多くの場合再生腺管は間質と強固に癒着し,腺管形態が不完全であり,分離の途中で壊れるからである.そこで,放射線照射ラット胃粘膜に生じる腸上皮化生は,再生に伴う変化として再生腺管に高頻度に生じると考え,化生腺管の単離と遺伝子解析を試みた.化生腺管は容易に単離でき,胃と腸の細胞分化マーカーを用いた染色で化生の有無が識別可能であった.現在,p53,K-ras,H-ras,APCの各遺伝子についてその変異を解析中である.3.MNU実験胃癌発癌過程と再生変化との関連については,キメラマウス腺胃粘膜にMNUとカテコールを投与する実験系で検討した.これにより腺胃粘膜には,再生上皮,過形成,腺腫,腺癌の4種の病変が形成された.これらの相互関係は現在不明である.免疫組織化学的検討で得られた結果では,再生上皮,過形成は腺管単位では単クローン性だが,病変全体は多クローン性であった.腺腫と腺癌の多くは単クローン性であったが,一部の大きな癌は多クローン性であった.これは別個の腫瘍が各々の成長過程で衝突し接合したものと考えられた.これらの病変にも系統差が見い出された.BrdU投与のデータでは,正常状態では系統による細胞増殖のスピードに差は認めなかった.しかし過形成でしばしば観察される,粘膜下に潜り込むような病変はBALB/C優位であり,細胞レベルでの反応性の違いが示唆された.現在これらの病変の相互関係を,クロナリティーと遺伝子レベルの解析結果を踏まえながら考察中である.本年度は当初の計画に従い、以下の実験を施行した。1)胃粘膜傷害・再生モデルとして、以下の3つについて検討を加えている。(A)凍結潰瘍モデル:ドライアイスアセトン中で冷却したスチール棒をマウス腺胃に接触させて凍結潰瘍、すなわち急性胃粘膜傷害を作製する実験モデルの確立。(B)カテコール胃粘膜傷害モデル:カテコール含有食をマウスに投与し、慢性胃粘膜傷害を作製、経時的な腺胃粘膜の変化とカテコールの濃度との関連を検討した。さらに、、MNUでイニシエーションしたマウス胃粘膜に対する、カテコール傷害の濃度依存性の腺胃発癌プロモーション作用を明らかにした。(C)放射線照射胃粘膜傷害モデル:現在ラットを用いた実験系で解析を進めており、検討が終了次第マウスを用いた実験を開始する予定である。2)腺管分離法の確立ヒト新鮮切除胃粘膜を用いて腺管分離の手技を確立・修得し、腸上皮化生腺管の検討を行った。現在は上記1)の各実験系における腺胃粘膜より腺管を分離し、様々な再生過程にある単一腺管の選別分離法を検討中である。3)マイクロサテライトマーカーを用いたマウス系統および性の判定法の確立DEN誘発キメラマウス(C3H⇔BALB/c)肝癌の腫瘍切片より抽出したDNAを用い、Y染色体上と常染色体上のマイクロサテライト(Sry7097、D3Mit21)に対するプライマーを設定し、PCRを施行した。

C3HとBALB/cで増幅されるPCR産物の長さが異なることにより、両系統と性が識別可能となった。さらに、Y染色体特異的プローブY353/Bを用いたin situ hybridizationにより、組織切片上で細胞レベルで雄性細胞(XY)を同定する事が可能となった。消化管粘膜でも同様の染色が可能であるか、現在検討中である。本年度は以下の成果を得た.1.キメラマウス胃粘膜凍結潰瘍,カテコール投与,放射線照射各モデルにつき,再生腺管のクロナリティーを解析した.組織学的ならびに遺伝子レベルで,再生腺管の単クローン性とBALB/c優位の系統差を見い出したが,性差は明らかではなかった.2.腺管分離法による再生腺管の単離は,これまでのところ成功していない.多くの場合再生腺管は間質と強固に癒着し,腺管形態が不完全であり,分離の途中で壊れるからである.そこで,放射線照射ラット胃粘膜に生じる腸上皮化生は,再生に伴う変化として再生腺管に高頻度に生じると考え,化生腺管の単離と遺伝子解析を試みた.化生腺管は容易に単離でき,胃と腸の細胞分化マーカーを用いた染色で化生の有無が識別可能であった.現在,p53,K-ras,H-ras,APCの各遺伝子についてその変異を解析中である.3. MNU実験胃癌発癌過程と再生変化との関連については,キメラマウス腺胃粘膜にMNUとカテコールを投与する実験系で検討した.これにより腺胃粘膜には,再生上皮,過形成,腺腫,腺癌の4種の病変が形成された.これらの相互関係は現在不明である.免疫組織化学的検討で得られた結果では,再生上皮,過形成は腺管単位では単クローン性だが,病変全体は多クローン性であった.腺腫と腺癌の多くは単クローン性であったが,一部の大きな癌は多クローン性であった.これは別個の腫瘍が各々の成長過程で衝突し接合したものと考えられた.これらの病変にも系統差が見い出された.BrdU投与のデータでは,正常状態では系統による細胞増殖のスピードに差は認めなかった.しかし過形成でしばしば観察される,粘膜下に潜り込むような病変はBALB/c優位であり,細胞レベルでの反応性の違いが示唆された.現在これらの病変の相互関係を,クロナリティーと遺伝子レベルの解析結果を踏まえながら考察中である.
制御機能をもつ耐熱性酵素の設計と応用

フェニルアラニン脱水素酵素はフェニルアラニンの可逆的脱水素反応を触媒するNAD要求性の酵素である。好熱性放線菌、Thermoactinomyces intermediusの本酵素の1次構造は、Bacillus stearothermophilusの耐熱性ロイシン脱水素酵素の一次構造に対して47.1%の相同性を示し、特に、180番から220番のアミノ酸残基の間に相同性の高い特徴的な配列がみられた。いずれもGlyーXーGlyーXーXーGlyー(X)1_0-Glyー(X)6_-Aspという配列を含んでいた。この領域はNAD結合ドメインを構成していると考えられた。また、60番から120番のアミノ酸残基の間にも特徴的な配列がみられ、両酵素の1次構造の相同性は極めて高い。特に、80番付近にGlyーGlyーGlyーLysという配列が存在し、この領域は基質結合ドメインを構成していると考えられた。そこで、実際にこのようなドメイン構造が存在するかどうかを明らかにするために、酵素の限定分解を行った。耐熱性フェニルアラニン脱水素酵素をズブチリシンで処理したところ、相異なる分子量を持つ2種の主要なタンパク質断片に分解された。それぞれのN末端配列を解析したところ、本酵素は主にThr147とSer148の間で限定分解を受けていることが明らかになった。一方、耐熱性ロイシン脱水素酵素の場合にはこのような結果を得ことができなかった。両酵素の基質特異性は明白に異なるけれども、1次構造上の相同性が高いこと、NADH水素転移の立体化学がいずれもB型であるなどの理由により、両酵素は互いに極めて類似した立体構造を持つと予想された。耐熱性フェニルアラニン脱水素酵素においてはN末端ドメインに基質結合部位が存在し、C末端ドメインにNAD結合部位が存在すると考えられた。ロイシン脱水素酵素のN末端ドメインとフェニルアラニン脱水素酵素のC末端ドメインを遺伝子工学的手法を用いて結合させ、キメラ遺伝子を構築し、活性を持つキメラタンパク質を発現させるのに成功した。
鋼及び鋳鉄の凝固時における水素による気孔生成に及ぼす合金成分の影響

1.Alの影響:Alの添加によって、ねずみ鋳鉄の場合、気孔の生成は抑制された。白鋳鉄の場合は、気孔の生成状況に大きな変化はなかった。2.Tiの影響:Tiの添加によって、白鋳鉄の場合、気孔の生成状況に大きな変化はなかった。3.Ti共存下におけるAlの影響:ねずみ鋳鉄においてTi濃度が0.09%0.108%、Al濃度が0.0460.124%の場合、Tiが共存しない場合と比較して気孔の生成が促進された。また、同様にAl濃度が0.230%以上では、気孔の生成状況に大きな変化はなかった。そして、気孔表面に介在物が観察され、E.P.M.A.による分析の結果、その介在物からAl、Ti、Oが検出された。4.Bi、Te、Sの影響:これらの元素の添加によって、白鋳鉄の場合、気孔の生成は促進された。次に、水素気孔生成に及ぼす溶融鋳鉄中のAlの酸化の影響を調べるために、溶湯中にAlのみを酸化する約10^<-4>atmの水蒸気分圧を有するH_2ーAr混合ガスを溶湯に吹き込んだ。そして、上述の方法によって実験を行なった。5.Alの酸化の影響:いずれの溶湯においてもH_2ーArーH_2Oガスを吹き込むことによって気孔が発生し、発生開始の時期は、0.05%Alの試料の方が0.4%Alの溶湯よりも早かった。そして、気孔表面に介在物は観察されなかったが、凝固試料内部のミクロポアに存在した介在物からAlとOが検出された。6.Ti共存下(0.1%)におけるAlの酸化の影響:H_2ーArーH_2Oガスを吹き込むことによって、試料表面の気孔の生成状況に大きな変化はなかったが、凝固中の溶湯が石英管から吹き出した。また、気孔表面にのみ介在物が観察され、その介在物からAlとTiが検出された。鋳鉄溶湯(C:3.31%,Si:1.88%)を直接石英管に吸引凝固する方法を用いて、鋳鉄中の微量成分の水素気孔に及ぼす影響について実験を行なった。本実験方法は、雰囲気中の水素分圧を一定値に設定することによって凝固直前の溶湯中の水素量を任意にコントロールできるという特長を有する。凝固資料形状は、外径約6mm長さ約40mmであった。吸引する溶湯の温度は1350°Cであった。図1図3に気孔発生状況に及ぼす雰囲気中の水素分圧及び添加元素濃度の影響を示す。(1)A1の影響:白鋳鉄の場合、A1無添加の場合と比較して気孔の発生状況に大きな変化はなかった。(図1)一方(図2)(2)Tiの影響:白鋳鉄のみについて実験を行なった。気孔の発生状況はA1の添加と同様な結果が得られた。(3)AiとTi(0.09%)が共存した場合:ねずみ鋳鉄について実験を行い、A1濃度が0.12%以下においては気孔生成が促進されることが見いだされた。(4)Bi、Te、S添加の影響:これらの元素の影響はすべて白鋳鉄について実験を行い、気孔生成を促進する結果が得られた。図3に代表例としてTeの影響を示す。

水素気孔生成に及ぼす溶融鋳鉄(C:3.52%、Si:2.02%)中のAlの酸化の影響を調べるために、1350°Cの溶湯中にAlのみを酸化する約10^<-4>atmの水蒸気分圧を有するH_2-Ar混合ガスを溶湯に吹き込んだ。そして、石英管吸引凝固法によって気孔生成状況を調べた。本実験では、溶解雰囲気中の水素分圧を一定の値に設定して、溶湯中の水素量を任意に制御した。また、S.E.M.及びE.P.M.A.によって、気孔表面を観察、分析した。図1図2に、H_2-Ar-H_2Oガスの吹き込み開始後の気孔発生状況の経時変化を示す。図中の水素分圧は、溶解雰囲気中の水素分圧を示す。1.Alの酸化の影響(図1):いずれの溶湯においてもH_2-Ar-H_2Oガスを吹き込むことによって気孔が発生し、発生開始の時期は、0.05%Alの試料の方が0.4%Alの溶湯よりも早かった。そして、気孔表面に介在物は観察されなかったが、凝固試料内部のミクロポアに存在した介在物からAlとOが検出された。2.Ti共存下(0.1%)におけるAlの酸化の影響(図2):H_2-Ar-H_2Oガスを吹き込むことによって、試料表面の気孔の生成状況に大きな変化はなかったが、凝固中の溶湯が石英管から吹き出した。また、気孔表面にのみ介在物が観察され、その介在物からAlとTiが検出された。
羊毛を中心とした被服材料の芳香保持能について

多様な物理化学構造を持ち、様々な芳香を持つテルペン化合物を用いて、におい物質の吸着という観点からの被服の着心地を考えるためにインバ-スガスクロマトグラフ法で被服材料への芳香物質の吸着挙動を調べた。被服材料として優れた性能を持つ羊毛を固定相とし、天然の植物界に広く存在し、香料にとって不可欠の重要な化合物であるテルペン化合物をプロ-ブとして用いた。プロ-ブには、モノテルペン炭化水素であるβーピネン、フェランドレン、リモネンとモノテルペンアルコ-ルであるリナロ-ル、モノテルペンアルデヒドであるシトラ-ルそしてモノテルペンケトンである1ーカルボンと末端基の極性が異なるテルペン化合物を選んだ。羊毛織糸をかせ状にしてステンレスカラムに詰め、それを、購入したガスクロマトグラフに取り付け、パックドカラム分析により芳香物質の吸着実験を行なった。得られたクロマトグラムから、保持容量、極限保持容量、吸着熱などを算出して、芳香物質の羊毛への吸着機構を推定し、さらに、羊毛への吸着挙動に及ぼす末端基の効果を検討した。プロ-ブ注入量と保持容量V_Rとの間には直線関係が成り立ち、プロ-ブと固定相との相互作用が小さいことを示唆した。極限保持容量V_R^0の値は極性が最も低いモノテルペン炭化水素が最も小さく、以下、モノテルペンアルコ-ル、モノテルペンケトン、モノテルペンアルデヒドの順に大きくなっており、官能基の影響がV_R^0に反映されていることが推側できた。各プロ-ブの沸点と保持容量V_Rとの関係からもこの事が裏付けられた。側定前後のカラム固定相の羊毛の変性状態も検討し、保持容量V_R、極限保持容量V_R^0の値は変化していくが、吸着熱の算出には大きな影響は与えないことがわかった。極限保持容量V_R^0の値は極性が最も低いモノテルペン炭化水素が最も小さく、以下、モノテルペンアルコ-ル、モノテルペンケトン、モノテルペンアルデヒドの順に大きくなっており、官能基の影響がV_R^0に反映されていることが推測できた。測定前後のカラム固定相の羊毛の変性状態も検討し、保持容量V_R、極限保持容量V_R^0の値は変化していくが、吸着熱の算出には大きな影響は与えないことがわかった。
通風を促進する開口部の開発と涼風環境の評価に関する研究

蒸暑期の室内温熱環境改善のため「自然通風」の有効利用を目的とし、通風現象を包括的に説明可能なモデル(通風の局所相似モデル)を提示することをはじめ、通風に関して重点的に研究を行なった。主な研究成果は以下のとおりである。通風の局所相似モデルの検証風洞実験により、このモデルが風向角・開口部位置によらず成立することを検証した。また、評価対象開口部の正面に隣接建物が存在する条件、突起物などの障害物がある条件で検証を行い、モデルの適用限界について確認した。開口部の通風性能評価法の開発通風の局所相似モデルに従った開口部の通風性能評価法を開発した。この評価法は、開口部のみを再現すれば良く、開口面を風洞床面と平行に設置することにより、装置による風洞断面閉塞の影響を最小限に抑えられる。そのため、開口部周辺の状況が通風性能に及ぼす影響・通風促進効果を評価することが可能である。各種流入開口部の通風性能データベースの作成上記評価法により、各種流入開口部の通風性能評価を行った。その結果から、流量係数変化を表す近似式を導き、通風性能を示すパラメータをまとめ、データベースを作成した。この結果を利用することで、従来の一定値とした流量係数を用いた場合に比べ、高精度な通風量予測が可能であることについても実証した。さらに、風洞模型実験のみでなく、実大寸法での通風実験においてもモデルの成立を検証し、通風性能データベースの整合性について確認した。壁面接線方向動圧の簡易測定法通風の局所相似モデルでは、壁面接線方向動圧が新たなパラメータが必要となる。モデルの実用化に配慮し、その簡易測定法として、Irwin (1981)により、風洞実験における歩行者レベルの水平面風速を測定するために開発されたSurface Wind Sensorを壁面に適用し、壁面接線方向動圧を簡易測定する手法を示した。蒸暑期の室内温熱環境改善のため「自然通風」の有効利用を目的とし、通風の力学的メカニズムを数値計算法と風洞実験法を駆使して詳細に解明し、通風現象を包括的に説明可能なモデル(通風の局所相似モデル)を提示することをはじめ、通風に関して重点的に研究を行う。それぞれについて、本年度の研究実績の概要は以下のとおりである。また、開口寸法と室寸法によるモデルの適応範囲について検証した結果、室寸法に関しては、開口長辺寸法の1.5倍以上の奥行きを必要とすることを確認した。簡易全圧測定法の開発風速計により動圧成分を測定し、風圧との和により全圧を求めるという手法を開発した。来年度以降、この手法による建物モデルの全圧分布測定を行う。この評価法により開口部周辺の状況が与える通風性能の影響を評価することが可能である。来年度以降、通風を促進する開口部の性能確認が可能である。その結果から、流量係数変化を表す近似式を導き、各種流入開口部の通風性能を表すパラメータをまとめ、通風性能データベースを作成した。この結果を利用することで、より正確な通風量予測が可能となる。流量係数低下メカニズムの解明数値計算法

(LESモデル、K-εモデル)により開口部周辺の気流性状を解析することにより、気流の衝突に伴う開口部周辺の静圧上昇が流量係数低下の一因であることを把握した。この結果が通風を促進する開口部の開発のいとぐちになることが期待される。局所相似モデルに従うと、従来一定とされていた流量係数の変化を把握することが可能となる。昨年度は本モデルを利用した開口部の通風性能評価法を開発し、各種流入開口部の通風性能データベースを作成した。本年度は、その結果を利用し局所相似モデルによる通風換気量の予測精度を検証した。またCFD(LES)により、流量係数低下メカニズムについて詳細な検討を昨年度から継続して行った。以下に本年度研究実績の概要を示す。風洞実験にて局所相似モデルによる通風換気量予測精度の検証を行なった。まず風上/風下壁面に開口部が各一つ配置された単室の通風換気量をトレーサーガス法により直接測定した。そして風圧、室圧、全圧(局所相似モデルのみで使用)から、「従来型(流量係数一定)」、「局所相似モデル(流量係数はP_R^*の回帰式を使用)」の2つの手法で求めた通風換気量と比較した。その結果「従来型」は、流量係数変化を無視するため3割程度過大に予測してしまうが、「局所相似モデル」では正確に予測可能であることが実証された。流量係数低下メカニズムの検討では、昨年度の開口部周辺の気流性状解析に加え、開口部通過後の「気流エネルギー変化の検討」、「圧力損失機構の解明」を目的とし、LESによる流管解析を行なった。その結果、開口部通過時の縮流におけるエネルギー変化は、これまで考えられてきた動圧、静圧間での相変化のみでなく全圧損失が生じることを確認した。また、この全圧損失は開口部付近での乱流エネルギーの生産に使用される為であることを示唆した。本年度は、通風の力学的相似性に基づく高精度通風量予測モデル(通風の局所相似モデル)の実用化に向け、モデル検証実験を継続して行うとともに、本モデルで新たに必要となるパラメータ、壁面接線方向動圧の簡易測定法に関する検討を行った。開口部周辺に障害物が存在する状況を想定し、開口部両端に突起物がある場合、隣棟建物がある場合について検証を行った。この場合、開口周辺の気流性状は通風量によって変化するが、`各状況におけるパラメータ(全圧、室圧、通風量)を評価することで、障害物の有無によらず開口の無次元室内圧P_R^*により流量係数が一意に表される(通風の局所相似モデルの成立)ことを確認した。しかし、実用化を考えると各状況の全圧を評価することは困難である。そこで、通風量予測精度に焦点を絞り、流量係数が変化する状況下で全圧を評価することの妥当性を実証した。また、袖壁などの突起物により、風圧を積極的にコントロールするとともに壁面接線方向動圧を抑制することで、通風量を促進することが可能になることが示唆された。開口を壁面の様々な位置に設置し通風性能を評価した。その結果、(1)接近流の開口面接線方向の向きが変化する場合、あるいは、(2)流入気流の進路を妨害する室内壁(天井・床を含む)がある場合にP_R^*と流量係数の関係に若干の変化が確認された。この現象をCFDおよび風洞実験により考察し、開口部および壁面での気流衝突による静圧上昇によるものであることを示した。
肥満・インスリン抵抗性・動脈硬化の分子メカニズムの解明

一咋年度、咋年度に引き続き肥満・インスリン抵抗性・動脈硬化の分子機構の解明を行っている。一昨年、アディポネクチンがインスリン感受性ホルモンとして作用していることを明らかにし、咋年、アディポネクチンの個体レベルにおける生理的な役割を明らかにする目的で、アディポネクチン欠損マウスを作製しその解析を報告した。アディポネクチン欠損マウスは、体重に著変がなく、インスリン抵抗性、耐糖能異常を認めたものの、その表現型は同じように脂肪細胞から分泌されるインスリン感受性ホルモンであるレプチンの欠損マウスに比し予想以上に軽度のものであった。そこで本年はその原因を明らかにするためにさらなる研究を行ったところ、アディポネクチンが中枢においてレプチン感受性を負に制御していることを見いだした。アディポネクチン欠損マウスはレプチン感受性が亢進しており、この表現型はアディポネクチンの補充によって消失した。また逆にアディポネクチン過剰発現マウスはレプチン抵抗性を示した。レプチンシグナルを抑制する蛋白としてSuppressor of cytokine signaling (SOCS)-3が知られているがアディポネクチンはp38MAPKの活性化を介してこのSOCS3の発現を上昇させ、その結果、レプチン感受性を負に制御していることが初めて明らかとなった。アディポネクチン欠損マウスの表現型が軽度であった理由の一つとして、このレプチン感受性の亢進により一部代償されていたためであることが示唆された。昨年度の引き続き肥満・インスリン抵抗性・動脈硬化の分子機構の解明を行っている。昨年、脂肪細胞のほとんど存在しない脂肪萎縮の状態と脂肪細胞の肥大した状態がともにインスリン抵抗性を惹起する一つのメカニズムとして、脂肪組織から分泌されるインスリン感受性ホルモンの存在を仮定し、アディポネクチンがインスリン感受性ホルモンとして作用していることを明らかにした。本年はさらにアディポネクチンの個体レベルにおける生理的な役割を明らかにする目的で、アディポネクチン欠損マウスを作製しその表現型を解析した。アディポネクチン欠損マウスは予想外なことに、体重に著変を認めなかった。インスリン負荷試験を行ったところ、外来性のインスリンに対する血糖値の降下の程度がアディポネクチン欠損マウスにおいて野生型に比し有意に低く、アディポネクチン欠損マウスはインスリン抵抗性有していることが明らかとなった。さらにアディポネクチンがin vitro培養細胞の系で直接的に抗動脈硬化因子として作用しうることをふまえ、このアディポネクチンホモ欠損マウスを用いて、cuff injuryに対する内膜肥厚を評価する系で、アディポネクチンのin vivoでの抗動脈硬化因子としての機能を解析した。このアディポネクチンホモ欠損マウスでは野生型マウスと比較してcuff injuryに対して、内膜肥厚が2倍程度有意に増加していた。血管径や中膜には有意な差を認めず、内膜(I)/中膜(M)比も約2倍程度に有意に増加しており、アディポネクチンが生理的にin vivoで抗動脈硬化因子として作用していることが示された。以上の結果からアディポネクチンはin vivoにおいてインスリン感受性作用、抗動脈硬化作用を有していることが明らかとなった。これらの研究の一部はJournal of Biological Chemistry誌に発表した。
みなしごとして育ったニホンザル雌の子育て行動に関する研究

岡山県真庭郡勝山町神庭の滝付近に生息するニホンザル餌付け自然集団を対象として、幼少期に母親を失ったみなしご雌の子育て行動を観察し、みなしごでない同年齢の雌の子育て行動と比較した。みなしご雌の多くは、そうでない雌に比べて身体の成長が遅く、体格が小さい(これは幼少期に母親を失ったことが栄養的欠乏につながったことや、母親がいないことによる心理的ストレスのためと考えられている)。みなしご雌の子育て行動をそうでない雌の子育て行動と比較すると、近接行動や身体接触行動など、親和的行動の量においては大きな差はないが、子どもに対する攻撃行動の量が多いという特徴が認められた。また、攻撃行動の質においても、母親のいる個体が、子どもに対して威嚇の表情などの比較的緩やかな攻撃行動を示すことが多いのに対し、みなしご雌の攻撃行動は、たたく、つかむ、かみつくなどの、身体接触を伴うような、どちらかというと強度のものが多かった。このような子育て行動におけるみなしご雌とそうでない雌の違いは、幼少期に、自分自身がどのような行動を母親から受けていたか、ということにある程度起因すると考えられ、母親とどの程度の期間一緒にいたか、あるいは自分の発達段階のどの時期に母親を失ったかということとの関連を調べることが新たな関心事となる。子どもの側から見てみると、みなしご雌の子どもは、そうでない雌の子どもに比べて母親から離れようとする行動の出現が早く、また、母親から離れた場所での採食行動もより多く観察され、母親の行動の違いによって、母親からの独立の過程が加速されているのではないかと考えられた。
不応性貧血の発症にかんする動態血液学的研究

本年度は本研究の最終年度にあたるので,研究成果報告書を作製した.詳細は同報告書に詳しいが,過去三年間にわたって研究した不応性貧血の造血能,不応性貧血の造血幹細胞,不応性貧血の染色体異常,モノクローナル抗体による不応性貧血の血球分化の検索,不応性貧血の免疫異常,不応性貧血の治療についてそれぞれ論文または報告書を作製した.不応性貧血の造血能にかんして,トランスフエリンレセプターによる赤芽球の鉄の受け渡しを考慮したerythron transferrin uptakeで評価すると鉄のとりこみを正確に表現し,不応性貧血ではuptakeが高値を示し, %利用率低値で無効造血の存在が確認され, Acta Hematologicaに投稿中である.また不応性貧血では6例の染色体異常があり,付加的異常をもつものは予後が悪かった.本症においては免疫異常を伴うものがあり,これらの症例を集積報告した.不応性貧血における動態血液学的所見として,細胞の増殖と分化の異常は緩慢ではあるが徐々に白血化へと向う.この異常はおそらくはリンパ球をふくむ全造血幹細胞におよんでおり, geneticであり腫瘍性変化と考えられる.骨髄における細胞の増殖能は幹細胞in vitroコロニー法や^3Hチミジン標識法の研究から低下しているが世代交代時間の延長や成熟障害のためか骨髄は正形成,過形成となっている.いずれもpremature deathをきたし無効造血の形をとる.従って末梢では極度の汎血球減少を呈し,易感染性,出血などで生命が危険にさらされる.これらは非可逆的で治療に抵抗することがわかった.以上が本研究の要約であるが,成因,治療など解決されるべき問題は多い.本年度は本研究の最終年度にあたるので,研究成果報告書を作製した.詳細は同報告書に詳しいが,過去三年間にわたって研究した不応性貧血の造血能,不応性貧血の造血幹細胞,不応性貧血の染色体異常,モノクローナル抗体による不応性貧血の血球分化の検索,不応性貧血の免疫異常,不応性貧血の治療についてそれぞれ論文または報告書を作製した.不応性貧血の造血能にかんして,トランスフエリンレセプターによる赤芽球の鉄の受け渡しを考慮したerythron transferrin uptakeで評価すると鉄のとりこみを正確に表現し,不応性貧血ではuptakeが高値を示し, %利用率低値で無効造血の存在が確認され, Acta Hematologicaに投稿中である.また不応性貧血では6例の染色体異常があり,付加的異常をもつものは予後が悪かった.本症においては免疫異常を伴うものがあり,これらの症例を集積報告した.不応性貧血における動態血液学的所見として,細胞の増殖と分化の異常は緩慢ではあるが徐々に白血化へと向う.この異常はおそらくはリンパ球をふくむ全造血幹細胞におよんでおり, geneticであり腫瘍性変化と考えられる.骨髄における細胞の増殖能は幹細胞in vitroコロニー法や^3Hチミジン標識法の研究から低下しているが世代交代時間の延長や成熟障害のためか骨髄は正形成,過形成となっている.いずれもpremature deathをきたし無効造血の形をとる.従って末梢では極度の汎血球減少を呈し,易感染性,出血などで生命が危険にさらされる.これらは非可逆的で治療に抵抗することがわかった.以上が本研究の要約であるが,成因,治療など解決されるべき問題は多い.不応性貧血の動態血液学的研究として、末梢赤血球回転,造血幹細胞レベル,染色体異常とクロナリティー,モノクロナル抗体を用いた細胞起源の研究などを目的とした。不応性貧血には赤血球産生の無効造血が存在することが大きな特徴である。無効造血の評価法としてフェロキネティクスがあるが、本症のフェロキネティクスについて若干の知見を得て近く論文とする予定である。不応性貧血の細胞遺伝学的研究については、共同研究者により発表され、投稿中であるが、del7,+8などの核型異常が13例中5例の多くにみられた。また、抗血小板単クロン抗体GP-【II】b-【III】aによる不応性貧血の巨核球の観察では、陽性巨核球がかなり多く存在し、うち小型巨核球の比率が高いことが判明した。しかも、血小板数は減少しているので、無効巨核球造血が認められた。以上の末梢血液,細胞遺伝学,細胞免疫学的観察により、不応性貧血においては、三血球系の幹細胞レベルでの造血異常があり、各血球系の造血がいずれも無効であることが示唆される。このほか不応性貧血の造血異常を基盤として、赤血病,赤白血病に移行する例や、リンパ腫を発症する例があり、報告したが、とくに前者については動態血液学的立場から検討を加えた。造血幹細胞レベルの研究は本症の骨髄細胞でなかなかコロニー形成が得難く、造血幹細胞レベルでの細胞遺伝学的異常の観察は、次年度における課題である。
脊髄における抑制性ＧＡＢＡ及びグリシンシナプスの形成と運動機能の発達

子宮内で手足を活発に動かす胎児の動きを母親は胎動として感じる。胎児は母体を離れ外界に出たあと、手足を動かし母親を捜し、乳を飲み始める。このような運動機能の発達には、脊髄に局在する抑制性伝達物質であるGABAやグリシンが重要な役割を果たしている。しかし、胎動を含め、母親を捜し、乳を飲むなど生存に必須な運動機能の発達過程に、GABA及びグリシンシナプス形成やその抑制性がどのように関与しているのか不明な点が多い。そこで、運動の出力を担う脊髄における抑制性GABA及びグリシンシナプスの形成と運動機能の発達との関連を解明することを本研究の目的とした。平成28年1月に、抑制性GABA及びグリシンシナプス形成過程についての研究成果をNeuroscience誌に発表した。運動出力を担う前角において、GABAの生合成酵素であるGADは胎齢14日には既に発現していた。GlyT2免疫陽性反応(グリシン作動性終末)は遅れて胎齢16日に発現した。生後7日齢まではGAD陽性終末が優位で、GlyT2は共存していた。しかし、2週目以降GABA作動性終末は急激に消退し、グリシン作動性終末が優位となった。この結果から、前角に局在する運動神経細胞に対し電気生理学的な手法を用い、GABA及びグリシンの放出について調べた。胎齢14日から少なくともGABAの放出が優位であり、生後14日では、グリシン放出が優位となると考えられ、その間は、GABAとグリシンの共放出が見られると考えた。この手法を行うに必須であるアンプが、不調で困難を感じたが、新たに購入しセットアップを完了した。現在、順調に作動することを確認している。平成29年9月より、琉球大学分子解剖学講座の准教授を拝命することとなり、平成29年8月31日に日本学術振興会特別研究員(RPD)を辞職することとなったが、今後も本研究は遂行していく予定としている。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。脊髄における抑制性GABA及びグリシンシナプス形成過程の形態学的手法を用いて研究を行い、発達期の脊髄、特に運動出力を担う前角において、運動機能の発達に必要なGABAやグリシンシナプスがどのように形成され、抑制性に働くようになるのか、GABAの生合成酵素であるグルタミン酸脱炭酸酵素(GAD)、GABAやグリシンをシナプス小胞に充填するトランスポーターである(VGAT)、グリシンを神経終末に取り込むグリシントランスポーターである(GlyT2)について免疫組織化学法を行い、明らかにした。運動機能を司る脊髄前角において、GADは胎齢14日には既に発現していたが、GlyT2免疫陽性反応(グリシン作動性終末)は遅れて胎齢16に発現し、以後発現が増加した。生後7日齢まではGAD陽性終末(GABA作動性終末)が優位で、GlyT2はGABA作動性終末に局在していた。2週目以降GABA作動性終末は急激に消退しグリシン作動性終末が優位となった。GAD及びVGAT、GlyT2の発現は、発達とともに脊髄前角から、後角へと広がっていくことがわかった。脊髄後角では、グリシン作動性終末は生後0日齢に第IV層に、生後7日齢に第III層に局在し、以降増加していった。GlyT2は前角同様GAD陽性の終末に局在し、生後21日齢ではGABAとグリシンの共存する終末が優位であった。これらのことから、抑制性GABA及びグリシン神経終末の形成は以下のように進行することが示唆された。(1) GABA作動性終末が最初に形成される。(2) GlyT2がGABA作動性終末に局在し、やがて、灰白質全体でGABAとグリシンが共存する終末となる。(3)前角においては、GABA及びグリシン共存終末がグリシン終末に変化する。(4)後角では、GABA及びグリシン共存終末が残存する。上記研究成果はNeuroscience誌に受理された。

胎齢14日から少なくともGABAの放出が優位であり、生後14日では、グリシン放出が優位となると考えられ、その間は、GABAとグリシンの共放出が見られると考えた。この手法を行うに必須であるアンプが、不調で困難を感じたが、新たに購入しセットアップを完了した。現在、順調に作動することを確認している。平成29年9月より、琉球大学分子解剖学講座の准教授を拝命することとなり、平成29年8月31日に日本学術振興会特別研究員(RPD)を辞職することとなったが、今後も本研究は遂行していく予定としている。脊髄スライスの作成および電器生理学的方法の準備は整っている。形態学的方法により本年度得られた結果をもとに、脊髄におけるGABAやグリシンの放出及び抑制性神経伝達物質の応答性などについて検討を行う。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。