hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高圧水蒸気中での圧縮成形固定による丸太からの非切削角材製造技術の開発

軟化および固定に要する時間は材の軸方向の長さが長くなるに連れて、また含水率が高くなるにしたがって長くする必要があり、30cmの材では処理時間が20-30分必要である。また、種々の方式の圧縮成形用治具を開発し、曲げ加工や、曲面成形、等の種々の形状の加工法の開発を行った。更に圧縮木材の材料評価を行ったが、丸太を角材に成形する際、平均で約1.5倍程度の圧縮により、表面硬度は2倍から5倍に硬くなった。走査型電子顕徴鏡による圧縮材各断面の細胞形態の観察とX線による木材の密度分布や圧縮及び水蒸気処理における木材の内部破壊の観察を行い、処理条件を検討した。圧縮によって細胞壁は破壊する事なくなめらかに変形し、強く圧縮されているところでは内腔が完全になくなるまで変形されていた。またX線撮影による内部の観察によっても大きな破壊はみられず、節の観察されるところでも破壊はみられず、節は内部に強く圧入されていた。小型の装置により、処理温度、時間、プレス圧等が明らかになった事から、実寸大の木材を処理できる大型の装置の設計を行い、高圧水蒸気木材圧縮加工装置を試作した。本装置は長さ2m、直径20cmの丸太を角材に成形できる、処理条件の検討に時間がかかった事、角材への成形方法を色々検討し、改良を加えて実験を行ったため、大型の装置の試作が遅れ、3月から試運転を始めたばかりである。次年度ではこの装置を用いて実用化に向けて処理方法の確立と、処理木材の物性評価を行う予定である。昨年度の終わりに大型の圧縮成形装置が導入され、試運転が開始されたが、本年度より、直径約1418cm、長さ2mのスギ間伐材丸太を用いて高圧水蒸気処理による11cm角の柱材への圧縮成形加工時の処理条件の検討を行った。本年度購入した測定装置を用いて、水蒸気処理や圧縮成形時に於ける木材内部の温度及び応力の変化を経時的に測定することにより木材内部温度の上昇過程や圧縮に要するプレス圧及び水蒸気処理による内部応力の緩和過程の分析を行った。この研究により、形状固定に必要な処理温度、処理時間、及び成形に必要なプレス圧等が明かとなり、丸太から圧縮成形による角材製造時の処理条件を決定することが出来た。また圧縮成形された角材の乾燥速度を生材丸太と比較するとともに角材内部の水分の分布や乾燥割れの発生状況などについて測定した。さらに成形された角材の各部位から試験片を切り出し、乾燥・吸水の繰り返し試験及び煮沸処理を施し、形状の固定化率を求めた。また2mの成形角材をそのまま室外で風雨にさらし、耐候試験を行った。これらの結果を元にして直径16cm、長さ2mの間伐材丸太から圧縮成形による角材製造時における実用規模での処理条件についても検討した。水蒸気処理による圧縮成形木材の実用化に向けて、間伐材丸太から種々の形状の柱材を製造したり、ロッグハウス用として6角に組み合わせ用の雄雌の加工を施したものや太鼓引きした丸太を一方向に圧縮して立体トラス用部材の加工等を行った。圧縮材の乾燥・吸水性、薬剤の浸透性、吸放湿特性などを測定するとともに、表面硬度やヤング率、曲げ強度、色調等について検討した。さらに木材を種々の形状の治具でプレスすることによる木材表面の加飾性などについて検討した。これらの圧縮成形木材を用いた実用的な建築物として、豊橋サイエンスコア前にスギ間伐材で作られた立体トラス構造のバス待合所が完成した。現在この屋外建築物による圧縮材の塗装性、耐候性を試験している。
インドールアミン酸素添加酵素2による増殖制御機構が腫瘍細胞に及ぼす影響

インドールアミン酸素添加酵素2 (Indoleamine 2,3-dioxygenase 2;IDO2)は、トリプトファンをキヌレニンに代謝する酵素である。本研究ではIDO2の生理的機能を解析し、IDO2発現が腫瘍形成に及ぼす影響について明らかにする事を目的とした。IDO2のトリプトファン代謝能を検討するため、IDO2強発現細胞を作製したところ、キヌレニン量の増加が認められた。またマウス肺癌細胞を用いた担癌マウスモデルにおいて、野生型に比べIDO2 KOマウスでは、腫瘍体積の縮小およびサイトカインの分泌増強が認められた。本研究によりIDO2発現の抑制は、抗腫瘍効果を有する事が明らかとなった。インドールアミン酸素添加酵素2 (Indoleamine 2,3-dioxygenase 2;IDO2)は、トリプトファンをキヌレニンに代謝する律速酵素である。IDO2はIndoleamine 2,3-dioxygenase 1(IDO1)のアイソフォームとして新たに同定されたが、生体内での生理学的役割は明らかとなっていない。本研究では、培養細胞およびノックアウトマウスを用いた解析によりIDO2の生理的機能を明らかにし、さらにはIDO2が腫瘍細胞で発現上昇がみられている意味を明らかにすることを目的とする。本年度は、3年計画の1年目として研究活動の基礎固めとなる以下の検討を行った。IDO2の生理的機能を明らかとするため、培養細胞を用いたIDO2強発現細胞の作成、またIDO2遺伝子を欠失させたノックアウトマウスを作出し、それぞれのフェノタイプ解析を行った。各種腫瘍細胞株を用いてIDO2強発現細胞を作成し、IDO2が腫瘍細胞に及ぼす役割について検討を行ったところ、IDO2強発現細胞では増殖能の亢進が認められた。またそれらの細胞を用いて二次元電気泳動法を行うことで、IDO2の発現に伴い発現が変動する数種のタンパク質の同定を行った。また本年度は、ノックアウトマウスを用いた解析のためにIDO2ノックアウトマウスを作製し、IDO2発現部位の特定を行った。IDO2はIndoleamine2,3-dioxygenase1(IDO1)のアイソフォームとして新たに同定されたが、生体内での生理学的役割は明らかとなっていない。本研究では、培養細胞およびノックアウトマウスを用いた解析によりIDO2の生理的機能を明らかにし、さらにはIDO2が腫瘍細胞で発現上昇がみられている意味を明らかにすることを目的としている。本年度は、昨年度に作成した培養細胞およびノックアウトマウスを用いて、IDO2蛋白質の生理的機能に関する検討を行った。培養細胞についての検討では、IDO2強発現により変動の見られる蛋白質の同定を行い、それらの関連性について検討を行った。またIDO2ノックアウトマウスを用いて、IDO2欠失がトリプトファン代謝に与える影響を検討したところ、血中でのトリプトファン代謝産物の減少を確認した。またIDO2欠失によりマクロファージの機能に影響が見られることを明らかにした。昨年度に計画した通りに検討は進行している。本研究では、培養細胞およびノックアウトマウスを用いた解析によりIDO2の生理的機能を解析し、さらにはIDO2発現が腫瘍形成に及ぼす影響について明らかにすることを目的とした。IDO2のトリプトファン代謝能を明らかにするため、IDO2強発現細胞を作製し、培養上清中のキヌレニン量を測定したところ、キヌレニン量の増加が認められた。またIDO2 KOマウス由来マクロファージを培養したところ、野生型由来マクロファージの培養上清中キヌレニン量に比べ有意な減少が見られた。またIDO2強発現細胞を用いて2D-DIGEを行うことで、IDO2の発現に伴い発現が変動する数種のタンパク質を同定した。マウス肺癌細胞(Lewis lung carcinoma cell line; LLC)を用いた担癌マウスモデルにおいて、野生型に比べIDO2 KOマウスでは、腫瘍体積の縮小およびサイトカインの分泌増強が認められた。本研究によりIDO2は生体内のトリプトファン代謝に関与し、IDO2発現の抑制は、抗腫瘍効果を有することが明らかとなった。当初の研究計画に通りに進展している。本年度は、研究活動の基礎固めとなる細胞の作成やノックアウトマウスの作成を終了し、それらについて基礎的な検討を終了している事から当初の計画通りに順調に進展していると思われる。

本年度も引き続き、これまでに作成した細胞およびノックアウトマウスを用いて、さらに詳細な解析を行う事でIDO2の生理的機能を明らかにし、さらに腫瘍細胞におけるIDO2の意義を明らかにするため下記の検討項目を行う。<IDO2強発現細胞を用いた機能解析>IDO2の発現に伴い変動の認められた各種タンパク質を中心に検討を行い、IDO2の生理的機能について明らかにする。またそれらの分子の免疫系への関与も明らかにする。<IDO2ノックアウトマウス(IDO2 KO)を用いた機能解析>IDO2 KOマウスを用いて、IDO2欠失が生体に与える影響について検討を行う。またIDO2 KOマウスより分離したマクロファージ細胞を用いて、マクロファージにおけるIDO2の役割についても検討を行う。<腫瘍モデルマウスでの検討> IDO2強発現細胞株を用いた腫瘍接種実験を行うことでvivoでの解析を行う。またIDO2ノックアウトマウスを用いた腫瘍接種実験についても検討する。病態生化学今後は本年度に作成した細胞およびノックアウトマウスを用いて、さらに詳細な解析を行う事でIDO2の生理的機能を明らかにし、さらに腫瘍細胞におけるIDO2の意義を明らかにするため下記の検討項目を行う。<IDO2強発現細胞を用いた機能解析>IDO2の発現に伴い変動の認められた各種タンパク質を詳細に解析することで、IDO2の生理的機能について明らかにする。さらに免疫機能に焦点を当てた解析も行う。<IDO2ノックアウトマウス(IDO2 KO)を用いた機能解析>我々は本年度にIDO2 KOマウスをCre-RoxPシステムを用いて作出済みである。それらの動物を用いて、IDO2が恒常的に発現している臓器を中心にwildとKOの比較検討を行う。それぞれの臓器の組織学的解析、および生化学的検査(血清中、尿中)を行い、KOマウスのフェノタイプについて解析する。変動の見られたフェノタイプについて、さらに詳細な検討を行いIDO2 KOが生体に及ぼす役割について検討を行う。またIDO2ノックアウトマウスを用いた腫瘍接種実験も行う。備品の購入を計画していたが、既存の備品の修理で補えたため当初の金額より少なくなったため、助成金を翌年度分として請求した。翌年度分として請求した助成金は、計画遂行のための物品の購入を計画している。
遷移金属ナノ微粒子坦持フラーレンハイブリッド型燃料電池触媒の創製

燃料電池用触媒としてのナノ構造型白金触媒について、カーボンナノチューブなどの各種炭素担体に直接水素バブリング法を用いて合成し、坦持した白金ナノ微粒子の粒子径や形状、炭素担体の種類による触媒活性への影響、白金ナノ微粒子の物性評価および触媒としての最適化を行った。そのことで市販触媒よりも約5倍の出力を示す触媒の創製に成功し、理論的原理を解明することで白金坦持量について約22%にまで軽減することに成功した。本研究目的は燃料電池用触媒として、ナノ構造型白金触媒および自浄機能CO選択酸化触媒をハイブリッドし、フラーレン分子に担持した触媒を創製することにある。そのために(タスク1)カーボン担体や白金ナノ微粒子の粒径、形状の触媒活性への影響についての詳細な理解、(タスク2)フラーレン分子を担体とした場合の触媒活性への影響、(タスク3)異種遷移金属を白金ナノ微粒子に導入することによる自浄機能CO選択酸化触媒の発現を見出すことが必要となる。当該年度は、研究計画に従い(タスク1)および(タスク2)の研究を完了し、(タスク3)についても準備研究を行った。(タスク1)の研究成果:白金ナノ微粒子触媒のカーボン担体や粒径、形状の触媒活性に与える影響について、各種炭素素材を用い、白金ナノ微粒子の形状を制御するために白金担持量を変化させて、それぞれ触媒を直接水素バブリング法で合成し、燃料電池触媒活性評価を行った。炭素担体の比較ではカーボンブラックおよびマルチウォールCNTが高触媒能を示し、触媒活性は白金担持量や白金原子間距離に線形に比例した。市販触媒と比較して白金含有量を21.8%に減少しても同等の触媒能を示す触媒の合成に成功し、触媒能の白金ナノ微粒子の形状、粒径による影響を解明した。(タスク2)の研究成果:フラーレンを炭素担体とした触媒では電池出力が得られなかった。これはフラーレン分子の電気伝導性が著しく低いためで、CNTで代用した場合に非常に高い電池出力を得たことから、今後はCNTを利用して触媒創製を進めていく。(タスク3)の準備実験結果:PEFC用触媒として異種遷移金属を加えた二元触媒を数種類合成し、比較検討した結果、亜鉛一白金混合触媒で高触媒能を示した。今後はこの組み合わせで、より安価で高性能な触媒創製に向けて最適化を行っていく。本研究目的は燃料電池用触媒として、ナノ構造型白金触媒および自浄機能CO選択酸化触媒をハイブリッドし、フラーレン分子に坦持した触媒を創製することにある。そのためにタスク1 :炭素担体や白金ナノ微粒子の粒子径、形状の触媒活性への影響についての詳細な理解、タスク2 :フラーレン分子を担体とした場合の触媒活性への影響、タスク3 :異種遷移金属を白金ナノ微粒子に導入することによる自浄機能CO選択酸化触媒の発現を見出すことを研究計画とした。当該年度は最終年度として研究計画に従い、全タスクの研究を完了した。タスク1 :白金ナノ微粒子触媒の炭素担体や粒子径、粒子状の触媒活性への影響について検証をおこなった。白金ナノ微粒子の形状を制御するために各種炭素担体(フラーレン、バルカン炭素粉末、各種カーボンナノチューブ)について、前処理方法や白金坦持量を変化させ、それぞれ直接水素バブリング法により触媒を合成し、触媒の物性評価と共に燃料電池触媒活性評価を行った。炭素担体としてバルカン炭素粉末および多重カーボンナノチューブが高触媒活性を示し、白金坦持量について市販触媒と比較して21.8%に含有量を減少しても同等の発電効率を示すことを見出した。さらに白金ナノ微粒子の粒子径を減少させることで、バルクでは説明できない触媒活性を示すことを見出した。タスク2 :フラーレンでは電気伝導性の問題から実際に有効な触媒生成には至らなかったが、多重カーボンナノチューブを用いることで問題を解決した。白金ナノ微粒子の粒子径、粒子形状のみならず炭素担体による影響について総合的な最適化を達成した。タスク3 :燃料電池触媒として当該合成方法によって二元触媒系で検証した結果、亜鉛一白金系混合触媒での高触媒能発現に成功し、触媒創製に成功した。
外傷性嗅覚障害に対する嗅覚再生治療のための基礎研究

嗅神経切断後に篩板を自家筋膜片に置換すると、再生嗅神経が移植筋膜片を貫通して再生しているのを確認した。嗅神経の再生は篩板周囲の局所傷害の程度に依存し、傷害が軽度だと炎症も軽度で神経再生が良好となり、傷害が高度であると局所炎症も高度で神経再生が不良となることがわかった。ステロイド薬による消炎治療を同時に行うと、高度傷害群でも炎症が軽度となり神経再生も良好となった。今回の研究は、嗅神経切断後に篩板を自家筋膜片に置換すると、再生嗅神経の嗅球到達、嗅球ニューロンとのシナプス形成がより効率的に成され、嗅覚回復に寄与することを、哺乳動物を用いて実験的に検証する目的で施行した。瘢痕化した篩板を自家筋膜片で置換することにより、嗅神経-嗅球の神経路が再生するのを組織学的、生化学的に検証し、さらにこの置換による再生促進に寄与する因子を探索する。また電気生理学的、実験行動学的検証により、この瘢痕化した篩板の置換がより効果的に嗅覚機能の回復を招来することを明らかにする。実験用マウスをペントバルビタールで麻酔し、マウスの前頭骨と鼻骨を削開して嗅球と鼻内の嗅粘膜を明視下におく。テフロンで作製した柔軟な神経切断カッターを左側の篩板と嗅球の間に挿入して嗅神経を切断する。右側は切断せず、コントロールとする。開いた鼻骨の穴を介して、嗅粘膜にHRP(Horseradish peroxidase)またはビオサイチンを注入して順行性軸索輸送により神経終末を標識する。次に篩板を切除し、その欠損部に同一個体から採取した側頭筋膜片を挿入し、閉頭した。術後5日目、14日目、42日目、70日目でマウスを生理食塩水とホルマリンで環流固定し、頭蓋を摘出し、脱灰処理した後、スライス切片標本を作製し、再生した嗅神経の嗅球到達を組織学的に検証する。移植筋膜片及び嗅球の嗅神経再生における組織学的変化をTrichrome染色、抗GFAP、(Glial fibriary acidicprotein)抗体蛍光免疫染色、抗CD68抗体蛍光免疫染色により解析する。後者の解析により、嗅神経の再生の成否に関連する周囲組織の生物学的環境を明白にする。本年度は上記の実験システムを確立した。嗅神経切断後に炎症が軽度であるほど嗅神経の再生が良好で、逆に炎症が高度であるほど嗅神経の再生が不良であることがわかった。引き続き次年度に研究計画を続行する予定である。移植筋膜片及び嗅球の嗅神経再生における組織学的変化をTrichrome染色、抗GFAP(Glial fibriary acidicprotein)抗体蛍光免疫染色、抗CD68抗体蛍光免疫染色により解析する。嗅神経切断後に期間を置いた例では嗅神経の再生が不良であることがわかった。

瘢痕化した篩板を自家筋膜片で置換することにより、嗅神経-嗅球の神経路が再生するのを組織学的、生化学的に検証し、さらにこの置換による再生促進に寄与する因子を探索する。また電気生理学的、実験行動学的検証により、この瘢痕化した篩板の置換がより効果的に嗅覚機能の回復を招来することを明らかにする。遺伝子組み換えマウスであるOMP-tau-lacZマウスをペントバルビタールで麻酔し、マウスの前頭骨と鼻骨を削開して嗅球と鼻内の嗅粘膜を明視下におく。テフロンで作製した柔軟な神経切断カッターを左側の篩板と嗅球の間に挿入して嗅神経を切断する。右側は切断せず、コントロールとする。篩板を切除し、その欠損部に同一個体から採取した側頭筋膜片を挿入し、閉頭した。術後5日目、14日目、42日目でマウスを生理食塩水とホルマリンで環流固定し、頭蓋を摘出し、脱灰処理した後、スライス切片標本を作製し、X-gal染色により可視化した嗅神経が再生して嗅球へ到達するかを組織学的に検証した。この結果、嗅神経を切断直後に筋膜片を移植した場合、嗅神経が移植筋膜片を貫通して再生しているのを確認した。嗅神経の再生は篩板周囲の局所傷害の程度に依存し、傷害が軽度だと炎症も軽度で神経再生が良好となり、傷害が高度であると局所炎症も高度で神経再生が不良となることがわかった。ステロイド薬による消炎治療を同時に行うと、高度傷害群でも炎症が軽度となり神経再生も良好となった。
単為発生昆虫卵を用いた受精・発生機構の研究

膜翅目昆虫カブラハバチは、成熟未受精卵(未産卵成熟未受精卵、あるいは成熟卵巣卵)を単に水に浸すだけで発生開始(付活)させることができるから、卵成熟・受精・発生開始(付活)機構の研究に好適な実験系を提供すると考えられ、新規実験材料としての開発を試みてきた。初期の研究から、カブラハバチは精子注入(intracytoplasmic sperm injection, ICSI)による受精が可能な、昆虫では唯一の系であることを明らかにした。本補助金による研究期間中に得た成果は5編の原著論文として公表した。内容の要約は以下の通りである。1.卵黄蛋白質遺伝子cDNAをクローニングし、塩基配列から予想されるものと実際のアミノ酸配列が一致することを確認した。また、遺伝子発現は雌脂肪体でのみ起こり、卵巣では起こらないことを明らかにした。2.精子注入を、卵前端から行うと受精が起こるが、後端から行うと受精はけして起こらず、かわりに卵核と精子核とが独立に発生に酸化する半数体キメラを生じることを明らかにした。3.精子は、凍害保護材を加えることなくいきなり液体窒素に投入して凍結保存したものを解凍し、形態的に異常なものでも、授精能を持つことを明らかにした。4.卵黄蓄積前の未成熟卵巣を近縁異種雄に移植し、ホルモン処理により卵黄蛋白質合成を誘導すると、異種卵黄蛋白質のみで卵は成熟し、人為的に付活すると発生を完了し、半数体雄になることを確認した。5.抗カブラハバチ卵黄蛋白質抗体、カブラハバチ卵黄蛋白質遺伝子cDNAを用いて、広く膜翅目広腰亜目を調べ、抗原性および塩基配列に高い類似性が認められることを明らかにした。膜翅目昆虫は,未受精卵が発生して雄になるという特異な生殖・発生を行うグループである.なかでも,ハバチ(葉蜂)科のカブラハバチ(Athalia rosae)では,卵巣から取り出した成熟未受精卵を真水に浸すだけで単為発生を開始させることができ,これに精子を人為的に注射して受精させることもできる.本年度の成果は,すでに進行していたカブラハバチ卵黄蛋白質遺伝子のcDNAクローニングの結果をふまえて,遺伝子発現の特徴付けを行ったことのほか(Kageyama et al.印刷中),以下の通りである.1.卵の前後は,発生した胚の頭腹方向に一致する.卵前端に精子を注入すると受精が起こるが,後端に注入すると受精は起こらず,卵核と精子核とが独立に発生に参加して半数体のキメラ雄を生じる.突然変異を用いてキメラを検出し,子孫検定を行った結果,卵核と精子核由来の細胞がいずれもキメラ個体の生殖細胞に分化することが明らかになった.すなわち,初期胚の核はダイナミックに移動すると結論される(Hatakeyama,Sawa and Oishi印刷中).なお,精子は液体窒素中で凍結しても受精能力があることを確認した(Hatakeyama,Sawa and Oishi投稿中).2.未成熟卵巣は,同種雄に移植して,ホルモン処理により卵黄蛋白質合成を誘導すると,発生可能な成熟卵を生じる.未成熟卵巣を近縁(同属)異種雄に移殖した場合にも同様に成熟卵が得られ,上述した卵黄蛋白質cDNAをプローブとして,卵黄蛋白質遺伝子発現が移植卵巣中では起こらないことを確認し,異種卵黄蛋白質のみを取り込んで発生可能な成熟卵となることを明らかにした(投稿準備中)

.1.精子束を生理食塩水に懸濁したもの,雄内部生殖器,あるいは雄虫体をそのまま,凍結保護剤を加えることなく単に液体窒素に投入して凍結保存し,解凍して得た精子は形態的に異常で,運動性をもたず,明らかに死んでいるが,成熟未受精卵に注入すると受精卵を生じること,すなわち,このように保存した精子は遺伝資源として有用であることを明らかにした(Hatakeyama et al.,(1994)J.Insect Physiol.,40,909-912).2.カブラハバチ未成熟卵巣を同属異種のセグロカブラハバチ雄成虫に移植し,幼若ホルモンの投与により宿主雄に卵黄蛋白質産出を誘導すると,セグロカブラハバチ卵黄蛋白質のみを取り込んだ成熟カブラハバチ卵が得られ,発生完了できることを明らかにした.カブラハバチ卵黄蛋白質の産出がないことは,カブラハバチ卵黄蛋白質cDNAを用いたNorthern blot法で確認した(Hatakeyama et al.投稿中).3.抗カブラハバチ卵黄蛋白質抗血清,カブラハバチ卵黄蛋白質cDNAを用いて,広腰亜目約20種について,卵黄蛋白質遺伝子翻訳産物,転写産物の保存性を調べたところ,非常に良く保存されていることを確認した.数種については変異が認められ,系統関係を含めてさらに検討が必要である.膜翅目昆虫カブラハバチは、成熟未受精卵(未産卵成熟未受精卵、あるいは卵巣卵)を単に水に浸すだけで付活することができ、また昆虫では精子注入(intracytoplasmic sperm injection, ICSI)による受精が可能な唯一の系である。本補助金による研究では、すでに、卵前端に精子を注入すると受精がおこるが、後端に注入すると卵核、精子核が独立に発生する半数体キメラを生じること、などの成果を得ているが、最終年度の本年の成果は以下の通りである。1.未成熟卵巣を別種雄成虫腹腔内に移植し、ホルモン処理により卵黄蛋白質合成を誘導すると、異種卵黄蛋白質のみを蓄積して卵は成熟する。移植された卵巣による卵黄蛋白質の寄与がないことは、すでに得ている卵黄蛋白質遺伝子cDNAクローンをプローブとしたノーザンブロット法で確認した。未成熟卵巣の凍結保存が可能になれば、すでに成功している精子凍結法と併せて、種が絶滅しても、近縁種が存在すれば、種の復活が可能であると論議した(J. Insect Physiol., 41,351-355(1995))。2.すでに得ている抗カブラハバチ卵黄蛋白質抗血清を用い、また上述したカブラハバチ卵黄蛋白質遺伝子cDNAクローンをプローブとして用い、広く膜翅目広腰亜目で卵黄蛋白質の抗原性、同遺伝子の塩基配列が極めてよく類似していることを明らかにした。(J. Insect Physiol., in press (1996))。なお、これらの成果は、これまでの結果とあわせて、総説としてまとめた(Proc. Arthropod. Embryol. Soc. Jpn. 30,1-8(1995))。
医師として適切な服装・言動とは？　医師・患者の横断調査

医師の服装・身だしなみは患者との関係構築の上で重要であると考えられているが、実際どの程度重視され、またどのような服装・身だしなみが適切・不適切なのか具体的に調査されていない。これらの点を明らかにすべく、本研究を実施した。医師の服装・身だしなみは医師の話し方や評判に匹敵する評価であった。医師の服装として、白衣は年齢や性別に関係なく適切な服装と見なされている。清潔さでは白衣より優れているされるスクラブに関しては、概ね良好な評価である一方、高齢層には好まれていないという結果であった。具体的なデータにより、これまであいまいであった適切な服装を具体化できると考えられる。医師の服装は医師患者関係を構築する上で重要な要素であると考えられている。患者との関係の構築は医学生が臨床実習を行う上でも必要とされる。本研究では、服装・身だしなみが実際にどの程度の影響力を有しているか明らかにすること、医学生が服装・身だしなみをどのように認識しているかを明らかにするために調査を行った。患者対象は国内5カ所1411名(内解析対象491名)、医学生対象調査は国内2カ所439名(内解析対象382名)に実施した。患者対象調査の結果、医師への信頼感に影響する要因として、服装・身だしなみは約80%が重要であると回答した。この結果には性別、年齢、地域などの要因は影響しなかった。また、医師の服装として白衣は最も適切な服装と考えられ、スクラブ(手術着)はこれに次いだ評価となっていた。しかしながら、スクラブは各要因を調整した結果、地域や年齢による影響を受けており、特に年齢に関しては高齢層ほど好ましくない服装と認識していることが判明した。スクラブは医学的な意味での「清潔」という観点からは好ましい服装であり、機能性という面からも近年若い医師を中心として着用することも増えている。医師としては相応しくないと見られている可能性もあり、注意が必要であると考えられる。身だしなみに関して、名札の未着用は汚れた白衣の着用と同等の評価であること、イヤリング・ピアスは男性医師では不適切とみなされていること、女性医師では形状により違いがあるが小さいならば受け入れられる可能性があることなどが示された。医学生に関しては、概ね患者よりも服装・身だしなみに対して厳しい見方をしていることが示された。医療者の適切なみだしなみに関する調査を実施するにあたり、調査に盛り込む項目として、問題となる可能性のある身だしなみ(髪型や色、衣服、靴、アクセサリーなど)や服装(白衣、スクラブ、スマートカジュアルなど)について研究者間で検討を行った。その上で調査項目を設定した。また、調査項目に準じた医師の服装男女各5種類の写真を撮影し、質問紙開発を行った。医師に対する信頼感に影響する要因として、服装、話し方、評判、肩書き、医師の年齢、性別の6項目、医師の服装として白衣、スクラブ、セミフォーマル、スマートカジュアル、カジュアルの5種類について、それぞれ信頼感、話しやすさ、医師として適切かを5段階リッカートスケールで質問を行った。筑波大学医学群医学類において、2012年5月と7月に、それぞれ5年生100名と1年生105名に対して上記で作成したアンケート調査を実施した。10月と12月に順天堂大学医学部において、それぞれ6年生100名と2年生100名に対しても同様の調査を実施した。2012年5月より茨城県つくば市、同北茨城市、東京都内、新潟県新潟市、同新発田市においてアンケート調査を実施した。調査員3名でタブレット端末を用いて、医師の服装について写真を実際に提示しつつ、アンケートに回答するという形態で調査した。筑波大学医学類生とつくば市内で実施した調査の結果の一部にについては、2012年9月1日に開催された第3回日本プライマリ・ケア連合学会学術集会にて発表を行った。【本研究の目的・意義】患者・医師関係の構築は医療の基本とされている。服装・身だしなみは、関係構築の上で社会認識上重要と考えられているものの、患者・医師関係においてどの程度重視されるかに関しては我が国においてはほとんど調査がなされていない。この点が明らかになれば、医師の側が不要に不快感を与えることを減らし、よりより患者・医師関係の構築に役立つと考えられる。【本研究の成果】国内5カ所の主要医療機関近隣の調剤薬局内において、受診後に来局した患者を対象としてアンケート調査を実施した。対象者数後で記載医師の印象に影響する要因(服装、話し方、医師の年齢、性別、評判)について5段階評価で質問した。服装は医師の話し方に次いで重視される要因となっていた。

医師の服装として、白衣、スクラブ(手術着)、セミフォーマル、スマートカジュアル、カジュアルの5種類を男性医師の写真、女性医師の写真をそれぞれ提示し、医師として適切な服装を5段階評価で質問した。年代、性別を問わず白衣は医師の服装として高い評価を得ていた。衛生面の面では白衣より優れているとされ、近年医療機関の中で普及しつつあるスクラブに関しては、全体としては適切と評価されているものの、医師の性別に関係なく、高齢層ほど不適切と見なしており、世代間での認識の違いが明らかとなった。身だしなみに関して、履物(革靴、運動靴、サンダル、ハイヒール)、名札の着用、白衣の汚れ、染めた髪、ピアスなど13項目について医師としての適切さを5段階で質問した。履物は革靴、運動靴は概ね適切と見なされている一方、サンダルは半数が不適切と見なしていた。名札の未着用は著しく評価が低くかった。男性医師のピアスは不適切が多数であったが、女性医師では大きくないものであれば許容される可能性が示唆された。プライマリ・ケアデータの収集および解析は終了し、その内容の一部をasia pacific family medicine誌に論文としてまとめ、掲載された。平成24年度に計画していたとおり、服装と身だしなみに調査に関して質問紙の開発が終了している。患者を対象とした調査に関しては25年度に実施する予定であったが、前倒して実施している。医学生対象調査に関しては、筑波大学1校のみではデータの一般性が乏しいため順天堂大学でも同調査を実施した。当初、診療風景の動画を提示しての調査を予定していたが、回答に時間がかかり、参加者が著しく少なくなる為、写真を提示しての調査とした。データの収集はすでに終了し、解析も概ね完了している。今後、とりまとめたデータの一部を別の論文としてまとめ、海外の雑誌に投稿する予定である。平成25年度は医師を対象とした調査を予定している。医学生対処調査に関して、当初筑波大学1校のみであったが、データをより一般的なものにするため、調査対象校を広げることを検討している。また、当初の予定通り、医師対象調査を実施する。該当なし
生体モデル膜および培養細胞における全身麻酔薬の作用部位に関する研究

本研究の目的は、全身麻酔薬は生体膜の脂質の構造変化を引き起こし、その結果として、生体膜に存在するタンパク質の構造や機能が変化して麻酔作用が発現するという申請者らの仮説を検証することであり、過去の研究成果をベースに、1)リポソームを生体膜モデルとした系でイソフルランを用いて得られた結果が吸入麻酔薬全般に適用可能なのかの検討、2)電子スピン共鳴スペクトルに対する作用から得られた吸入麻酔薬と静脈麻酔薬のリポソームに対する作用の相違に関して、核磁気共鳴スペクトルの測定及びNa,K-ATPaseに対する作用からの検証、3)神経系細胞において重要な機能を担うNa,K-ATPaseをモデルとして、その分子構造やイオン輸送機能に及ぼす麻酔薬の影響の検証、4)培養細胞を用いた、膜タンパクの機能に対する麻酔薬の作用の検証、を行うことである。本年度は、昨年度に引き続き、研究環境の観点から3)の静脈麻酔薬に関する研究を優先することとし、ラット及びウサギ脳Na,K-ATPase活性に対するバルビツール酸系薬物の作用を検討した。その結果、昨年判明した結果である「基質阻害下では、pentobarbitalとphenobarbitalはNa,K-ATPaseの構造をE1型に変化し、ATPに対する親和性を増加させることによりNa,K-ATPase活性を促進する」ことは、Na,K-ATPaseの構造をE1型に変化させた結果であることが判明した。以前より導入を検討しているドラフトチャンバーに関しては、2019年度に在籍している研究棟の改修工事、および研究室の移転が正式決定したため、導入については保留せざるを得なかった。しかし、この研究棟改修工事により研究室の環境が根本的に改善するため、今後、本研究の遅れを取り戻す機会を持つことができると考えている。また、本研究に関連した他の研究等に割く時間の比率が高かったこと、研究時間確保の困難も重なり、本研究は遅れている。2019年度に在籍している研究棟の改修工事、および研究室の移転が正式決定し、実験を伴う研究は一時的に継続困難になることが予想される。したがって、工事期間はデータ解析や発表準備などに労力を割き、可及的に実験に支障を来さないよう計画的に進める所存である。本年度は1)を確認するにあたり、生体膜モデルとしてより生体に近い単層のリポソーム(LUV)と、作製が容易な多重層のリポソーム(MLV)で測定結果に相違があるか確認した。過去の研究で実績のあるイソフルランを用いたところ、LUVとMLVで結果に相違なく、モデル膜が多重層である弊害はないと考えられた。そこで、MLVをモデル膜として上記2)の検討を行った。麻酔薬としてセボフルランを用い、リポソーム中に組み込んだスピンラベル剤5-DSAと16-DSAに対するセボフルランの影響を調べた。19F-NMRスペクトルの1/T1および1/T2値はスピンラベル剤との相互作用によって著しく大きくなり、その程度は5-DSAの方が大きかった。これは、麻酔薬分子とモデル膜の比較的表層にある5-DSA中のラジカルの位置が、深部に位置する16-DSA中のラジカルより近接していることを示しており、セボフルランも「麻酔薬はモデル膜の表層に位置する」という従来の研究代表者らの結果を裏付けた。実験計画当初、研究室にドラフトチャンバーを導入する予定であったが、排気経路を構築するために、予測を大幅に上回る予算が必要との試算がでた。排気経路を当初の予定と変更させ、施設内で使用していなかった排気経路を活用するなどの策を講じようとしたが、予算内に収めることが出来ず、さらに吸収剤が付属し、有害物質を含まない気体のみを排気する装置設置を検討したが、学内の了承を得ることが出来ず、最終的には断念することになった。以上の件につき予想を遥かに上回る労力を必要としたため、本来の研究時間を削減せざるを得ず、研究着手まで時間を要した。

本年度は、研究環境の観点から3)の静脈麻酔薬に関する研究を優先することとし、ラット及びウサギ脳Na,K-ATPase活性に対するバルビツール酸系薬物の作用を検討した。その結果、25mMATP存在下において、PentobarbitalとphenobarbitaはNa,K-ATPaseの活性を濃度依存的に抑制したが、5 mM ATP存在下では逆にNa,K-ATPase活性を促進した。さらに検討を行った結果、5 mM ATP存在下ではNa,K-ATPase活性は基質阻害を示すこと、また、Pentobarbitalとphenobarbitalは, Na,K-ATPaseのNa+とK +に対する親和性を増加することによって基質阻害を軽減することが判明した。昨年より導入を検討しているドラフトチャンバーに関しては、屋外への排気を必要としない機器の設置を検討したが、費用の面で折り合いがつかず、また、設置箇所の検討に予想以上の労力を要した。また、本研究に関連した他の研究に割く時間が多かったことや、産休や病休に伴う所属講座の人員減により、研究時間確保の困難も重なり、本研究は遅れている状態が継続してしまった。本研究の目的は、全身麻酔薬は生体膜の脂質の構造変化を引き起こし、その結果として、生体膜に存在するタンパク質の構造や機能が変化して麻酔作用が発現するという申請者らの仮説を検証することであり、過去の研究成果をベースに、1)リポソームを生体膜モデルとした系でイソフルランを用いて得られた結果が吸入麻酔薬全般に適用可能なのかの検討、2)電子スピン共鳴スペクトルに対する作用から得られた吸入麻酔薬と静脈麻酔薬のリポソームに対する作用の相違に関して、核磁気共鳴スペクトルの測定及びNa,K-ATPaseに対する作用からの検証、3)神経系細胞において重要な機能を担うNa,K-ATPaseをモデルとして、その分子構造やイオン輸送機能に及ぼす麻酔薬の影響の検証、4)培養細胞を用いた、膜タンパクの機能に対する麻酔薬の作用の検証、を行うことである。本年度は、昨年度に引き続き、研究環境の観点から3)の静脈麻酔薬に関する研究を優先することとし、ラット及びウサギ脳Na,K-ATPase活性に対するバルビツール酸系薬物の作用を検討した。その結果、昨年判明した結果である「基質阻害下では、pentobarbitalとphenobarbitalはNa,K-ATPaseの構造をE1型に変化し、ATPに対する親和性を増加させることによりNa,K-ATPase活性を促進する」ことは、Na,K-ATPaseの構造をE1型に変化させた結果であることが判明した。以前より導入を検討しているドラフトチャンバーに関しては、2019年度に在籍している研究棟の改修工事、および研究室の移転が正式決定したため、導入については保留せざるを得なかった。しかし、この研究棟改修工事により研究室の環境が根本的に改善するため、今後、本研究の遅れを取り戻す機会を持つことができると考えている。また、本研究に関連した他の研究等に割く時間の比率が高かったこと、研究時間確保の困難も重なり、本研究は遅れている。
三次元雷可視化システムを用いた発電用大型風車からの上向き雷成因の解明と予知

雷放電路三次元進展可視化システムFALMAの開発と夏季雷観測データの解析を行った。岐阜県及びその周辺での12観測サイトから構成したFALMAの夏観測データを解析し、FALMAは雷放電の三次元進展の様子を細かく再現できることが分かった。夏季雷データの解析で以下三つの成果が出ており、論文にまとめた:(1)正極性落雷の初期放電のパルス列(preliminary breakdown pulses)の放電極性を初めて特定した;(2)高高度(>12km)から開始し、下に進展する雲放電を初めて観測した;(3)観測が困難と言われる正極性リーダを数百例記録し、進展速度の統計解析ができた。これらの結果は平成30年度6月に開催された第16回国際大気電気学会でも発表され、注目を浴びた。冬季雷の観測に向けて、夏に北陸地方に7か所の観測サイトを設置し、予備実験として観測を行った。そして、10月からさらに7か所の観測サイトを増やし、直径80kmの観測ネットワークを構築した。このシステムを用いて、10月から3月まで上向き雷を中心に冬季雷の観測を行った。停電や雪などの影響にもかかわらず、12サイト以上同時に観測した冬季雷は数百例があった。その中に、上向き雷は既に数例確認できた。今後はこれらのデータを詳しく解析する予定である。夏季雷データの解析により複数の成果は既に出ているため、私たちが開発した雷放電路三次元進展可視化システムFALMAの優れた性能が確認できた。FALMAを用いて北陸での冬季雷観測も多くのデータを獲得した。これらのデータの解析で多くの成果が期待できる。平成30年度冬季の観測で、いくつかの観測サイトのノイズレベルは高くて、改善する余地がある。今後はノイズレベルの低い場所に移設して、もっと質の高いデータを獲得することを準備している。
音声対話に基づく情報検索システムの研究開発と評価

Webに代表されるオンライン情報の普及によって,自宅やオフィスにいながらにして,世界中の情報にアクセスが可能になった.しかし,キーボードリテラシーのない人や非晴眼者は情報弱者となりつつある.そこで,コンピュータ利用におけるキーボード入力・画面表示というバリアーを克服する方式の提案は社会・的意義が大きい.本研究は,上記問題に対する解決策の1つとして,音声入出力を用いた情報検索システムの研究開発を行い,実験によってその有効性を評価した.従来の音声認識・対話に関する研究は,主に認識用辞書の規模の問題のために,比較的限られた分野に適用されることが多かった.それに対して,テキスト情報検索の研究では,Webのような異種分野文書群を対象に,一般的文書から専門的文書まで幅広い分野を扱う研究が行われている.本研究は,音声研究と情報検索における語彙の規模に関する齟齬を埋める手法を開発した.Web上の外国語文書へのアクセスは,コンピュータ利用者にとっては今や日常的になっている.しかし,外国語文書を検索するための有効なキーワードを特定することは一般ユーザにとって必ずしも容易な作業ではないため,情報を十分に活用できていないのが現状である.本研究では,多言語検索・言語横断検索の基礎技術を導入することで,上記問題の解消を行った.わが国では,音声処理・情報検索・自然言語処理などの分野が「言葉」という共通の対象を扱っているにも拘らず,研究者相互の協力体制が諸外国に比べると希薄である.そこで,個々の分野での成果をどのように統合すればよいのか、そもそも統合する際にどのような問題があるのかさえも研究者ベースでは分かりにくくなっている.本研究を通して,音声処理と情報検索を統合する上での研究課題を特定し,以降の広い意味での言語処理研究に貢献した.Webに代表されるオンライン情報の普及によって,自宅やオフィスにいながらにして,世界中の情報にアクセスが可能になった.しかし,キーボードリテラシーのない人や非晴眼者は情報弱者となりつつある.そこで,コンピュータ利用におけるキーボード入力・画面表示というバリアーを克服する方式の提案は社会・的意義が大きい.本研究は,上記問題に対する解決策の1つとして,音声入出力を用いた情報検索システムの研究開発を行い,実験によってその有効性を評価した.従来の音声認識・対話に関する研究は,主に認識用辞書の規模の問題のために,比較的限られた分野に適用されることが多かった.それに対して,テキスト情報検索の研究では,Webのような異種分野文書群を対象に,一般的文書から専門的文書まで幅広い分野を扱う研究が行われている.本研究は,音声研究と情報検索における語彙の規模に関する齟齬を埋める手法を開発した.Web上の外国語文書へのアクセスは,コンピュータ利用者にとっては今や日常的になっている.しかし,外国語文書を検索するための有効なキーワードを特定することは一般ユーザにとって必ずしも容易な作業ではないため,情報を十分に活用できていないのが現状である.本研究では,多言語検索・言語横断検索の基礎技術を導入することで,上記問題の解消を行った.わが国では,音声処理・情報検索・自然言語処理などの分野が「言葉」という共通の対象を扱っているにも拘らず,研究者相互の協力体制が諸外国に比べると希薄である.そこで,個々の分野での成果をどのように統合すればよいのか、そもそも統合する際にどのような問題があるのかさえも研究者ベースでは分かりにくくなっている.本研究を通して,音声処理と情報検索を統合する上での研究課題を特定し,以降の広い意味での言語処理研究に貢献した.本研究は,図書館情報大学(図情大)と電子技術総合研究所(電総研)の共同研究である.そこで,今年度(初年度)は,図情大と電総研に均一な計算機環境や研究資源を整備することと,音声対話に基づく情報検索システム開発のための基盤研究を中心に行った.本研究が目的とするシステム開発には,a)利用者が発話した検索要求に対する音声認識技術,b)検索要求を満足する文書情報を取得する検索技術,c)検索を円滑に進めるための音声対話技術,さらに,d)以上の処理に共通して利用する単語辞書の構築が必要である.これらのうち,今年度は,「音声認識」「情報検索」「辞書構築」の3つを中心に行った.音声認識では,認識精度を向上させるための言語モデルを半自動的に構築する手法と,辞書未登録語(未知語)の音韻系列を推定するための手法を提案した.これらによって,既存の音声認識エンジンを検索対象の分野に応じて柔軟に調整(カスタマイズ)することが容易になった.情報検索では,利用者の母国語で書かれた文書だけでなく,外国語情報を幅広く検索するための言語横断検索(cross-language information retrieval)に関する新しい手法を提案し,母国語だけを用いて高い精度で外国語文書を検索できることを実験的に示した.さらに,講演音声文書の検索・要約に関する新しい手法を提案し,文書情報だけでなく音声情報の検索を可能にした.辞書構築では,WorldWide Webから専門用語に関する事典情報を自動的に収集する手法を提案し,既存の単語辞書の網羅性を高めることに成功した.また,Webから収集した事典情報を一種の知識ベースとして利用することで,次年度以降着手する音声対話部分の性能を高めることが期待できる.キーボード入力中心のコンピュータシステムが抱えるバリアを克服するために,音声発話によって対話を円滑に進めながら,必要な情報を取得する検索システムの研究開発について研究を行っている.本研究に必要な技術はa)ユーザの発話を正しく認識する音声認識処理,b)必要な情報を取得する検索処理,c)検索を円滑に進めるための対話処理,d)全ての処理で共用する大規模な辞書の構築,e)以上を統合し,システム化することである.

平成13年度は,音声認識と情報検索を統合するための研究を中心に行った.具体的には,検索対象となるテキストコレクションを用いて,ユーザが発話すると想定される言語世界をモデル化し,統計的な音声認識手法に取り込んだ.また,現在の音声認識で認識できる語数には限度があるため,未知語問題が発生する.この問題に対処するために,検索対象テキストを用いて未知語を正しい語に補完する新しい音声入力検索手法を提案した.音声対話では,ユーザが持つ知識(常識)をシステムに導入する必要があるため,ワールドワイドウェブを用いて大規模な事典データベースを構築した.次年度以降は,当該辞典を用いて音声対話についても研究を進める予定である.キーボード入力中心のコンピュータシステムが抱えるバリアを克服するために,音声発話によって対話を円滑に進めながら,必要な情報を取得する検索システムの研究開発について研究を行っている.平成14年度は,音声入力による柔軟な情報検索モデルの構築を行った.具体的には,検索対象となる文書コレクション(テキストデータベース)を用いてユーザの発話内容を統計的にモデル化することで,ユーザの発話を高精度で音声認識し,さらに音声認識辞書に登録されていない語が発話されても適切に補完する機能を実現した.また音声入力による検索システムを評価するためのベンチマークデータ(テストコレクション)を構築し,一般利用できる形式で公開した.ここでは,国立情報学研究所が主催するシステム評価ワークショップNTCIRのサブタスクとして音声入力による検索を実行し,システムの評価に用いるテスト用検索質問(発話データ)や音声認識用の言語資源を構築した.さらに,ユーザとの対話を円滑に進めるための基盤技術として,文脈解析における照応解析の計算モデルを提案し,対話やテキストで省略されている格要素を前文脈から探索して補完することを可能にした.検索対象のデータとして,テキストだけでなく講演音声データも含めユーザの要求に応じて長時間の講演を短時間で簡潔に視聴するための検索機能につ唖実現した.キーボード入力中心のコンピュータシステムが抱える物理的なバリアを克服するために,音声発話によって必要な情報を取得する検索システムの研究開発を行った.平成15年度は,質問の種類として,キーワードやフレーズによる音声発話に加えて,WH型の質問や対話的な質問に対処した.また,発話のスタイルとして,あらかじめ用意された質問内容を発話する「読み上げ音声」だけでなく,抽象的な要求に基づいて質問内容をその場で考えながら発話する「自由発話音声」についても対処した.これらの研究開発を進めるためには,構築したシステムを評価するためのベンチマークデータ(テストコレクション)が必要である.そこで,国立情報学研究所が主催するシステム評価ワークショップNTCIRにおける検索や質問応答の質問を被験者に発話させて」音声データを整備して利用した.しかし,自由発話音声はユーザの主観や問題設定によって発話内容が大きく変わるため,音声データの収録方法そのものが確立されていない.
非定型抗酸菌・レジオネラ菌感染症に対する肺コレクチンの生体防御機構と臨床応用

肺コレクチンは呼吸器における生体防御において重要な役割を果たすC型レクチンである。本研究課題では、肺コレクチンがレジオネラ菌・非定型抗酸菌の増殖を抑制すること、また非定型抗酸菌を凝集することなどにより、感染初期の過程において感染を局所に留める役割を果たすことを明らかにした。さらに、レジオネラ菌に対しては、マクロファージによる菌体の排除を促進することが明らかとなった。呼吸器は外界に開放されていることから、常に感染微生物への暴露を受けており、生体防御の最前線に位置する器官である。肺コレクチンはコラーゲン様の構造を有するC型レクチンであり、呼吸器の生体防御において重要な役割を果たしている。本研究では、非定型抗酸菌やレジオネラ菌といった細胞内寄生細菌に対する肺コレクチンの生体防御機構を明らかにすることを目的として研究を行なった。肺コレクチンはレジオネラ菌体にCa^<2+>依存的に結合した。また、肺コレクチン存在下ではマクロファージによるンジオネラ菌の貪食が促進されることが明らかとなった。レジオネラ菌はマクロファージにより貪食された後も、ファゴソームとリソソームの融合を阻害することで消化を逃れ細胞内に寄生する。肺コレクチン存在下で貪食されたレジオネラ菌の細胞内増殖を解析したところ、貪食された菌体数は増加しているにも関わらず、1,2, 3, 4日後に細胞内に存在する菌体数はコントロール群と比べ有意に減少していた。肺コレクチン存在下で貪食されたレジオネラ菌は、リソソームのマーカー蛋白質であるLAMP-1と共局在する割合がコントロール群と比べ増加していることから、肺コレクチンはレジオネラ菌を取り込んだファゴソームとリソソームとの融合を促進することで、レジオネラ菌の細胞内増殖を抑制していると考えられる。以上の結果は、肺コレクチンがレジオネラ菌感染の初期過程において重要な生体防御機能を担っていることを示しており、今後、臨床応用に向けたさらなる研究を展開していく予定である。肺コレクチン(SP-AおよびSP-D)はコラーゲン様の構造を有するC型レクチンであり、呼吸器における生体防御において重要な役割を果たしている。本研究課題の目的は、レジオネラや非定型抗酸菌といった細胞内寄生細菌に対する肺コレクチンの生体防御機構を明らかにすることであり、本年度は非定型抗酸菌に対する肺コレクチンの生体防御機構に焦点をあてて研究を行なった。肺コレクチンは、濃度依存性、Ca^<2+>依存性に非定型抗酸菌に結合した。SP-Aは菌体表層に存在する脂質成分を、SP-Dはリポアラビノマンナン(LAM)をそれぞれ認識することが明らかとなった。表面プラズモン共鳴センサーを用いた解析では、SP-DとLAMの結合の解離定数は10^<-9>M程度であり、肺コレクチンは非定型抗酸菌と強固に結合すると考えられる。コレクチン存在下で非定型抗酸菌を培養したところ、SP-Aは非定型抗酸菌の増殖を阻害した。SP-Dも増殖抑制活性を示したが、その活性はSP-Aと比較すると非常に弱かった。一方、非定型抗酸菌に対する凝集活性を観察すると、SP-Dが低濃度で菌体凝集を引き起こしたのに対して、SP-Aは高濃度でも菌体凝集を引き起こさなかった。SP-AとSP-Dのキメラ体を用いた解析から、菌体凝集にはSP-Dのレクチン活性の特異性が重要であるが、より効果的に菌体を凝集するためにはSP-Dの立体構造が重要であることが明らかとなった。以上の結果は、肺コレクチンが非定型抗酸菌表層に存在する別々の分子を認識することで、増殖抑制、菌体凝集というそれぞれの機能を発揮し、非定型抗酸菌を感染局所に封じ込め、感染の拡大を防いでいることを示唆している。
運動性筋肥大が筋での成長ホルモン(GH)を誘導する可能性に関する分子生物学的検討:自然発症GH単独欠損ラットを用いた検討

本研究は、筋の成長が運動トレーニングにより促進される現象において、成長全般にかかわる液性因子(ホルモン)として知られる成長ホルモン(GH)が標的器官で誘導されたり関与するか否かを結論づけるために計画された。しかし、その前段階において、下垂体由来のGHが果たして筋に直接的に関与するか否かを証明する必要がある。これまでの研究で、外因性にGHをラットに注入するとおよそ7時間後に筋や肝臓内でIGF-I遺伝子の発現が亢進することが報告されている。本論では、そのモデルを再現しながら、同じタイミングで筋のGH受容体遺伝子発現がどう変化するかを検討した。実験には、内因性のGHを含めた下垂体由来のホルモンの影響を最小限にするために下垂体の摘出を行った成長期の雄ラットを用いた。そのラットの腹腔内に外因性の遺伝子工学産物であるコンビナント・ヒトGH(rhGH)を注入し。その際、筋の細胞膜に発現すると考えられるGH受容体遺伝子の発現を測定感度に優れ、定量性の高いソリューションハイブリダイゼーション法を用いて測定した。その結果、既報通り、rhGH注入7時間後に筋内でIGF-Iの遺伝子発現が最高値に達した。そして、rhGH遺伝子発現も同じタイミングで有意に減少する傾向が観察された。rhGH遺伝子発現が低下することの生理的意義は不明だが、GH受容体はGHとの結合により増加したり減少することがある。すなわち、GHの筋への結合を契機として発現する生理作用に関連した一連のプロセスの中で起こる減少であることを考えると、GH受容体蛋白をコードする遺伝子の増減は、少なくともGHの筋への直接的作用の可能性を強く示唆するものと考えることができる。これを踏まえて、代償性肥大を惹起したラットの下肢筋でGH受容体遺伝子発現の変化を検討したところ、有意な低下を認めた。これは内因性のGHかあるいは局所性のGHのいずれかが肥大に関与することを示唆している。現在、この効果がGH単独欠損ラットでみられるかどうかを検討中である。