hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
立方重偶符号についての研究

計画では、立方重偶符号が備える三次形式の構造が立方重偶性の解明につながる構造として有望であると考え、二元体上の三次形式の備える性質の解明を通して、立方重偶符号の解明に繋げていく計画であったが、三次形式の構造は予想していたより複雑であったため、当初の見立て通りには成果が得られていない。そのため、重偶自己双対符号の分類から研究を進展させる方向に転換を模索している。計画では、立方重偶符号が備える三次形式の構造が立方重偶性の解明につながる構造として有望であると考え、二元体上の三次形式の備える性質の解明を通して、立方重偶符号の解明に繋げていく計画であったが、三次形式の構造は予想していたより複雑であったため、研究が予定と比較して進展していない。極大であると期待している立方重偶符号について、コンピュータを活用した方法と、組合せ論、群論などの手法を用いた理論的な方法との両面からその極大性の検証を進めていく。同時に様々な組合せ構造との関連を模索することを通して、立方重偶符号の解明に繋げていく。同時に二元体上の三次形式の備える性質の解明を通して、立方重偶符号の解明に繋げていく。まず、設備備品費として、数値実験に必要な数式処理ソフトウェアの購入、計算機の周辺機器の購入を予定している。また、国内旅費として、研究代表者が研究協力者との打合せを行うために用いる他、情報収集のを目的とした研究集会参加のために用いる。同時に研究協力者との情報交換の場でもある東北大学で行われる「組合せ論セミナー」に参加することを計画している。また、国内旅費として、他の研究者との情報交換のため、研究集会「代数的組合せ論シンポジウム」を研究代表者の所属する大学内で開催することを計画している。同時に研究代表者が研究協力者との打合せを行うために用いる他、情報収集のを目的とした研究集会参加のために用いる。
樹木成分の自動酸化を利用した生理活性物質の合成

未利用樹木成分のテルぺン類の自動酸化反応を試み,生成物の生物活性について検討した。ロンギホレン,ツヨプセン等について加熱反応を試み,これまで得ていた反応生成物以外の生成物を確認し,反応機構を推定した。その他のテルペン類にも特徴的な自動酸化反応や異性化反応が見られたが,特にロンギホレンの反応機構についてエポキシドを中間体とする新たな知見が得られた。反応生成物の生物活性について,抗蟻,抗菌,抗藻類活性,植物生長抑制活性について新規なデータが得られた。各成分で加熱反応の方が室温での自働酸化よりも生理活性物質を効率よく与えることが示されたが,重合反応の抑制が今後の課題となることも示された。27年度は,これまでの研究ですでに反応機構等を明らかにし,生成物の標品等を所持しているカリオフィレン,ロンギフォレン,ツヨプセンの自動酸化反応生成物についての更なる検討と,生理活性試験を行った。活性を有する誘導体を選択し,反応温度,時間等の反応条件を変化させて,特定成分が得られる条件を見出し,高収率合成法の検討を試みた。本年度は特にロンギホレンの自動酸化生成物について,詳細に検討し,加熱反応を試みた結果,多種多様な反応生成物が得られた。その反応機構について,エポキシドを合成し,その加熱反応を検討したことでエポキシドを中間体とする自動酸化反応機構が推定できた。またそのエポキシドの自動酸化反応についてさらに検討することで,微量反応生成物の合成などを行うことができ,ロンギホレンのハイドロキシケトン誘導体が最も抗蟻活性が高い生成物であること,カルボン酸誘導体が抗菌活性が高いことなど,反応特性,生理活性評価について予想以上の知見を得ることができた。当初の計画では,生理活性試験の結果を基に,反応温度,時間等の反応条件を変化させて,特定成分が得られる条件を見出し,活性成分の高収率合成法の検討することとしていたが,ロンギホレンについてこれらの目的を達成することができ,新たな進展の可能性を期待することができた。ツヨプセン,カリオフィレンについても同様に実験を行い,生成物を得て検討した。カリオフィレンの加熱反応ではエポキサイドとそのエポキサイド環の開裂したアルコールが得られた。また,ツヨプセンについては,過酸化物の生成が見られたため,この生成物について検討する必要があることを見いだした。本年度は,樹木成分の中でカリオフィレン,ロンギフォレン,ツヨプセンなど,これまでの研究で自動酸化反応が容易に進行することが知られている成分の反応を詳細に検討し,生成物の生理活性と活性生成物の簡易合成を行うことを目的に研究した。その結果,ロンギホレンについて,これまで明らかにした生成物以外に多様な生成物を単離同定し,生成物の抗蟻活性,抗菌活性を詳細に検討することができ,当初の目的以上の成果を得ることができた。カリオフィレンについても同様に反応の解析を行い,生成物の生物活性を検討したが,ロンギホレンのように自動酸化反応で多様な生成物は見られなかった。ツヨプセンについては多くの生成物を加熱による自動酸化反応で確認し,その生成物を単離し,生物活性を確認することができたが,ガスクロマトグラフィー(GC)分析の結果などから,過酸化物の生成が多量にあることが推察された。この確認と,高い生物活性が期待される過酸化物の単離,活性評価を次年度以降の課題の一つとして見いだすことができたため,当初の計画から概ね順調に進展していると判断した。本年度は,まず,前年度からの課題であるツヨプセンの自動酸化反応を詳細に検討し,より詳しい生物活性評価を行った。前年度からの課題であった過酸化物二量体の単離を行い,生成量をヨウ素を用いた滴定で定量し,さらに加熱反応で過酸化物の分解生成物を確認した。その結果,過酸化物二量体の生成量を加熱反応の反応時間ごとに追跡して生成量のピークが存在することを見出し,過酸化物が加熱反応の自動酸化反応の各種最終生成物に至る中間体となっていることを証明した。また,過酸化物はGC導入時の加熱反応で分解が生じるため従来行っていたGCによる定量法が過酸化物分解物を考慮すると厳密でないことが明らかとなった。そのため,過酸化物の生成量を別法で求めて補正する必要も明らかにした。さらに過酸化物を含めて,生成物の生理活性評価をシロアリを対象として調べ,各生成物の活性を評価し,生成物ごとの活性の強弱を明らかにした。高い活性を有する生成物の特定を行うことができたが,当初,強い生理活性を有すると思われた過酸化物はシロアリに対する活性試験では,他の主要な最終生成物と比較して弱い抗蟻活性を示し,興味深い結果が得られた。過酸化物の生成量も含めた定量を行っていたため,活性の高い成分の合成条件を明らかにすることができており,ツヨプセンについても前年度のロンギホレンの実績と同様に活性成分の高収率合成条件を見出すことができ,当初の目的を概ね達成することができた。さらにスウェーデンの王立工科大学等に赴きこれまで得られたテルペンの反応生成物の生理活性試験について研究協力者に共同研究の提案を行った。また予定していたその他テルペン炭化水素類は,スギ針葉などから単離を行い原料調達を行った。さらにそれらの酸素付加体の活性評価も行っており各種構造異性体や立体異性体の有害藻類に対する活性,植物成長抑制効果のデータを蓄積した。

本年度は前年度からの課題であるツヨプセンの自動酸化反応の詳細な検討と,生成物の生理活性について検討し,課題であった過酸化物の単離・定量と活性評価も行え,前年度のロンギホレンの実績と同様に活性成分の特定と高収率合成条件を見出すことができた。さらに前年度までに行っていたカリオフィレン,ロンギホレンの自動酸化生成物と本年度行ったツヨプセンの自動酸化反応の知見と生成物の蓄積ができたため,研究協力者のスウェーデン王立工科大学のBorg Karlson元教授らと共同研究の打ち合わせを行い,化学生態学的見地から昆虫類に対する生理活性評価を行うこととなり,新たな研究の展開が期待できた。また他のテルペンについても単離と予想されうる生成物の生理活性のデータの蓄積が進んでおり,研究は概ね順調に進捗していると判断した。未利用樹木成分のセスキテルペンおよびジテルペンの自動酸化反応を試み,生成物の生物活性について検討した。caryophyllene, humuleneの自動酸化ではこれまで明らかにしていたエポキシドに加え,その立体異性体や開環したアルコールが長時間の熱反応で生成することが示された。longifoleneとthujopseneについても,これまで得ていた反応生成物以外の生成が確認でき,それらの構造決定と反応機構の解析を行った。その他,hedicaryolは異性化が進行すること,cadineneは自動酸化で脱水素体のcadarene,アルコール,ケトアルコールなどの複雑な生成物を与えた。ジテルペンでは特に特徴的な自動酸化反応がcembreneで見られ,酸素付加体のオキサイドやジオールなどが触媒・溶媒を使用せず原料の加熱のみで容易に生成することが示唆された。自動酸化の反応機構の解析で特にlongifoleneについて新たな知見が得られ,各種反応生成物がエポキシドを中間体として生成することが実験的に確かめられた。反応生成物の生物活性の検討では,特に,longifoleneとthujopseneの反応生成物についての詳細な検討で有用なデータが得られた。longifoleneの自動酸化物の中で今回新たに単離したhydroxy-ketone体は強い抗シロアリ活性を示した。また抗菌活性はlongifolic acidが木材腐朽菌に対して強い活性を示した。thujopseneでは反応中間体の過酸化物2量体が単離され生物活性を検討したが,強い活性は示さず,主要な生成物としてGCで観測されるmayuroneが活性を示した。その他の成分についての検討においても,原料よりも強い活性が生成物に見られており未利用成分を自動酸化によって有用な生物活性成分に容易に変換することができることを明らかにした。未利用樹木成分のテルぺン類の自動酸化反応を試み,生成物の生物活性について検討した。ロンギホレン,ツヨプセン等について加熱反応を試み,これまで得ていた反応生成物以外の生成物を確認し,反応機構を推定した。その他のテルペン類にも特徴的な自動酸化反応や異性化反応が見られたが,特にロンギホレンの反応機構についてエポキシドを中間体とする新たな知見が得られた。反応生成物の生物活性について,抗蟻,抗菌,抗藻類活性,植物生長抑制活性について新規なデータが得られた。各成分で加熱反応の方が室温での自働酸化よりも生理活性物質を効率よく与えることが示されたが,重合反応の抑制が今後の課題となることも示された。27年度の実験の継続として,ツヨプセンの過酸化物の確認とその単離,反応特性の検討,生理活性評価を行う。
活動銀河中心核への質量降着現象の観測的研究

本研究の目的は、活動銀河核(AGN)の莫大な放射パワーの源である質量降着過程を明らかにするために、AGNの中心0.1pcの領域において降着物質の物理状態を調べることである。AGNの近傍の水蒸気メーザーとプラズマ自由-自由吸収という二つの異なる相にある降着物質の遷移を明らかにする。2005年に米国国立電波天文台(NRAO)のGreen Bank Telescopeで得られたメーザーの増光(バースト)現象(報告済み)に対応する高分解能電波写真をNRAOの電波干渉計VLBAを用いて撮影し、バースト成分の同定を行った。この結果、(1)これまで西側のジェットにしか見つかっていなかったメーザーが、東側の近づくジェットにも見つかった、(2)メーザーの分布はプラズマ自由-自由吸収が深い領域と一致した、(2)3回のバーストのうち、最初の成分は東側ジェットに、後2回は西側ジェットに付随していた、(3)メーザー源の視線速度がジェットを横切る方向に勾配を持つ、ことが分った。この結果は、濃いプラズマと分子ガスの混合が、ジェットに垂直なトーラスを形成していて回転しながら降着している、と考えると説明でき、活動銀河への質量降着過程に示唆を与えるものである。本研究の目的は、活動銀河核(AGN)の莫大な放射パワーの源である質量降着過程を明らかにするために、AGNの中心0.1pc(3×10^<15>m)の領域において降着物質の物理状態を調べることである。具体的には、AGNの近傍から放射される水蒸気メーザーをモニター観測することで、高密度分子ガスの空間構造や運動を調べ、また、多周波連続波観測によってプラズマの空間分布を描き出し、二つの異なる相にある降着物質の遷移を明らかにする計画である。2005年11月-2006年1月にかけて、米国国立電波天文台(NRAO)のGreen Bank Telescopeを使って活動銀河NGC 1052が放射する水蒸気メーザーのスペクトルをモニター観測した結果、速度幅が狭い(<20km/s)メーザー成分が2ヶ月間に3回も増光(バースト)する現象を発見した。この結果は、メーザーを励起している暖かく(T>400K)高密度(n_H>10^7cm^<-3>)な分子ガスが、0.002-0.005pcという小さなサイズで非一様であることを示している。この結果は野辺山45m鏡を用いた観測結果(Kameno et al. 2005,ApJ,620,145)を確認するもので、日本天文学会2006年春季年会S04bにて報告した。並行して、NRAOの電波干渉計VLBAを用いてメーザーとプラズマの空間分布を描き出すマッピング観測を2005年12月と2006年1月に実施している。こちらの結果は解析中であり、早急に結果をまとめる手はずとなっている。
アモノサーマル法による窒化物結晶作製プロセスに関わる熱力学性質の解明

本研究は、超臨界アンモニア+ハロゲン化アンモニウム混合系の高温高圧下におけるPVT性質を精密測定し、アモノサーマル法による窒化ガリウム(GaN)単結晶成長プロセスシミュレーション向けの状態方程式の開発および熱力学性質を明らかにすることを目的としている。本年度は、アンモニア+ヨウ化アンモニウム混合系の高温領域におけるアンモニア+ハロゲン化アンモニウム混合系のPVT測定を行った。はじめに、昨年度作製したPVT測定装置の測定精度を確認するためにアンモニアの純成分のPVTを測定し、測定における不確かさの範囲内でアメリカ国立標準技術研究所(NIST)が作成する熱物性データベースソフトウェアREFPROP 10による計算値と一致することを確認した。アンモニア+ヨウ化アンモニウム混合系のPVTを温度300ー600°Cの範囲で測定した。低温領域のPVT測定の結果と同様、アンモニア純成分の場合と比較して低い圧力を示した。すなわち、アモノサーマル法における結晶成長シミュレーションを高精度に行うためには、アンモニア+鉱化剤混合系の物性値に基づく解析が必要であることが示唆された。低温領域の測定データで作成した状態方程式を用いて高温領域のPVTを計算した結果と実測値を比較したところ、温度上昇に伴い偏差が大きくなった。また、アンモニア+臭化アンモニウム系のPVT測定も一部行った。これまでのところ、アンモニア+ヨウ化アンモニウム混合系同様、アンモニア純成分と比較して低い圧力を示している。液体アンモニアの熱伝導率について昨年度に引き続き検討した。REFPROPは本年度にバージョンアップし、アンモニアの熱伝導率に採用されている相関式が変更された。これにより、2013年にShamsetdinovらにより非定常細線加熱法で測定されたデータを加えて作成した相関式が採用されたが、それと比較しても5.8%低い値が得られている。当初の計画で掲げた本年度の計画を達成しており、2019年度の計画であるアンモニア+臭化アンモニウム系のPVT測定データも一部得られている。このため、おおむね順調に進んでいると判断する.平成29, 30年度に得られたアンモニア+ヨウ化アンモニウム系の低温領域から高温領域に渡るPVTデータを使って状態方程式の作成を進める。そして、アンモニア+臭化アンモニウム系の高温領域のPVT測定を引き続き行い、アンモニア+ヨウ化アンモニウム系の測定データを用いて作成した状態方程式の適応性について確認する。液体アンモニアの熱伝導率についても、Shamsetdinovらが非定常細線加熱法により測定したデータとの比較検討を進め、測定データの妥当性について検討する。本研究は,超臨界アンモニア+ハロゲン化アンモニウム混合系の高温高圧下におけるPVT性質を精密測定し、アモノサーマル法による窒化ガリウム(GaN)単結晶成長プロセスシミュレーション向けの状態方程式の開発および熱力学性質を明らかにすることを目的としている.本年度は,腐食性の高い流体を精密測定するための高温高圧PVT測定装置の開発および低温領域におけるアンモニア+ハロゲン化アンモニウム混合系のPVT、熱伝導率測定を行った.まず,腐食性の高い流体を精密測定するための高温高圧PVT測定装置の開発を行った.Ni系合金の材料を用いることで650°C,200 MPaまで使用可能な小型オートクレーブを作製した.オートクレーブ内部には白金メッキを施すことで,腐食性流体の測定を可能にした.また,低温領域におけるアンモニア+塩化アンモニウム混合系のPVTおよび熱伝導率を測定した.液体アンモニアの熱伝導率を測定したところ,アメリカ国立標準技術研究所(NIST)が作成する熱物性データベースソフトウェアREFPROPによる計算値と比較して低い値を示した.REFPROPで採用されているアンモニアの熱伝導率の相関式は1984年のものであり,相関式作成に用いられた測定データはそれ以前のものであり,対流の影響が含まれている可能性が示唆された.アンモニア+塩化アンモニウム系の熱伝導率測定では塩化アンモニウム濃度の上昇に伴い,熱伝導率は低下した.これは,電解質水溶液と同様の傾向であった.30°C90°C,圧力1030 MPaの範囲でアンモニア+ハロゲン化アンモニウム混合系のPVTを測定した.平成30年度の高温高圧下における超臨界アンモニア+ハロゲン化アンモニウムのPVT測定に向けて,650°C,200 MPaまで測定可能なPVT装置を開発し,測定する準備が整った.また,装置開発の間に,低温域のPVTや熱伝導率を測定した.そこで,アメリカ国立標準技術研究所(NIST)が作成する熱物性データベースソフトウェアREFPROPによる計算値は対流の影響を含んだデータに基づいて相関式が作成されている可能性があることを発見した.当初の計画で掲げた本年度の計画を達成しており,おおむね順調に進んでいると判断する.本研究は、超臨界アンモニア+ハロゲン化アンモニウム混合系の高温高圧下におけるPVT性質を精密測定し、アモノサーマル法による窒化ガリウム(GaN)単結晶成長プロセスシミュレーション向けの状態方程式の開発および熱力学性質を明らかにすることを目的としている。

低温領域のPVT測定の結果と同様、アンモニア純成分の場合と比較して低い圧力を示した。すなわち、アモノサーマル法における結晶成長シミュレーションを高精度に行うためには、アンモニア+鉱化剤混合系の物性値に基づく解析が必要であることが示唆された。低温領域の測定データで作成した状態方程式を用いて高温領域のPVTを計算した結果と実測値を比較したところ、温度上昇に伴い偏差が大きくなった。また、アンモニア+臭化アンモニウム系のPVT測定も一部行った。これまでのところ、アンモニア+ヨウ化アンモニウム混合系同様、アンモニア純成分と比較して低い圧力を示している。液体アンモニアの熱伝導率について昨年度に引き続き検討した。REFPROPは本年度にバージョンアップし、アンモニアの熱伝導率に採用されている相関式が変更された。これにより、2013年にShamsetdinovらにより非定常細線加熱法で測定されたデータを加えて作成した相関式が採用されたが、それと比較しても5.8%低い値が得られている。当初の計画で掲げた本年度の計画を達成しており、2019年度の計画であるアンモニア+臭化アンモニウム系のPVT測定データも一部得られている。このため、おおむね順調に進んでいると判断する.平成29年度に開発した高温高圧PVT測定装置により,アンモニア,水,窒素などを用いて測定精度の確認を行う.また,平成29年度に測定した低温域のPVTデータを用いて,状態方程式の開発を行いつつ,高温高圧域のデータと照らし合わせて,状態方程式の適応性について確認していく.また,アンモニアの熱伝導率について,既存のデータは対流の影響を含んでいる可能性が確認されたので,引き続き検討を進めていく.平成29, 30年度に得られたアンモニア+ヨウ化アンモニウム系の低温領域から高温領域に渡るPVTデータを使って状態方程式の作成を進める。そして、アンモニア+臭化アンモニウム系の高温領域のPVT測定を引き続き行い、アンモニア+ヨウ化アンモニウム系の測定データを用いて作成した状態方程式の適応性について確認する。液体アンモニアの熱伝導率についても、Shamsetdinovらが非定常細線加熱法により測定したデータとの比較検討を進め、測定データの妥当性について検討する。
介護環境の移動阻害要因に関する調査的および実験的研究

施設における移乗及び移動介護環境の改善を目的に,適正な介護寸法に関するアンケート調査と滞留時間や移動動線に関する計測を実施した。初年度は入居者50名程度の中規模特別養護老人ホームでの寮母全員(女性18名,男性2名)を対象に,介護場所別による移乗及び移動介護に伴う介護空間,身体負担,安全性及び介護機器性能について明らかにした。当該施設での移動は車いすを基本とした動作が多くなるために,移動や移乗介護のしにくさに関する申告は出入り口幅がもっとも多く,一般浴室,汚物処理室,便所などで幅員の狭さが指摘された。また,食堂では食事用いすにかわって車いす乗車のままで食事がとれる食堂空間を必要とした。第二年度には、同一施設内において赤外線ロケーションシステムにより,人や物の移動と所在空間の関係を時系列的に捉え,安全性が高く効率的で,移動負担などの少ない施設内環境条件について検討した。送信機の携帯対象は寝たきりを除く入居者全員、寮母全員及び移動用の介護機器の合計68台とした。受信機の設置場所は全居室,廊下、入居者用便所、食堂周辺,脱衣室・浴室,汚物処理室,リネン室,パントリー室、寮母室の合計30ヶ所とした。介護者や移動機器は施設内配置や入居者の自立程度などが、入居者では普段利用している移動機器や自立程度などの違いにより滞留期間や移動頻度には差がうかがえた。車いす利用者の移動は自室と食堂をつなぐ空間に限局されやすい傾向にあった。今後の施設居住者の身体機能水準を考慮すると,車いすによる移動はいっそうの増加が予想されることから,福祉機器による移動寸法を前提とした施設空間の設計が必要とされる。施設における移乗及び移動介護環境の改善を目的に,適正な介護寸法に関するアンケート調査と計測を実施した。某特別養護老人ホームの寮母全員(女性18名,男性2名)を対象に,介護場所別(居室,便所,廊下,浴室,食堂等)による移乗及び移動介護に伴う介護空間,身体負担,安全性及び介護機器性能に関する評価を受けた。腰痛の程度で「ときどき痛む」以上は4割に達した。また入居者50名中の移動能力は自立歩行4名,歩行器1名,車いす31名,リクライニング車いす2名,寝たきり6名,その他5名であった。当該施設での移動は車いすを基本とした動作が多くなるために,移動や移乗介護のしにくさに関する申告は出入り口幅がもっとも多く,一般浴室(現存寸法:112cm→最低要求寸法:140cm),汚物処理室(102cm→140cm),便所(117cm→150cm)等で幅員の狭さが指摘された。続いて,ベッド間の幅が狭いことによるベッド・車いす間の移乗介護での支障(78cm164cm→200cm),エレベータ内の幅が狭いことによる出入り動作での支障(115cm→150cm)等の申告が多かった。また,食堂では食事用いすにかわって車いす乗車のままでの食事となるために,移動に支障のないテーブル間幅にはかなりのスペースが必要となり,現存寸法(1,470×890cm)の1.52.0倍を最低要求寸法とする回答が多かった。今後の施設居住者の身体機能水準を考慮すると,車いすによる移動は一層の増加が予想されることから,福祉機器による移動寸法を前提とした施設空間の設計が望まれる。さらに,同一施設内において次年度以降に予定している赤外線ロケーションシステムを利用した移動空間評価に関する予備実験を実施した。移動対象となる介護者,要介護者及び福祉機器それぞれに赤外線発信器を装着し,施設内の複数場所に受信器を設置することで,移動対象の受信状況やバッジの装着方法等について検討を加えた。

某特別養護老人ホーム内(入居定員:50名)において、赤外線ロケーションシステムの活用により、介護者、入居者及び介護機器についての移動状況を数日間にわたり連続計測し、安全性が高く効率的で,移動負担等の少ない施設内環境条件について検討した。当システムは,送信機と呼ばれるバッジから特有のID番号を拡散式赤外線により発信し,それを受信機と呼ばれるリーダーで受信することで,バッジをつけた個人や物の位置情報を得ることができる。バッジの携帯対象は寝たきりを除く入居者全員(39名)、寮母全員(20名)及び移動用の介護機器(9台:オムツ交換車等)の合計68台とした。リーダーの設置場所は全居室(14ヶ所),廊下(5ヶ所)、入居者用便所(3ヶ所)、食堂周辺(2ヶ所),脱衣室・浴室(2ヶ所),汚物処理室,リネン室,パントリー室、寮母室が各1ヶ所の合計30ヶ所とした。分析は滞留期間(同一リーダーによる連続した30秒間以上の検知)と移動頻度(隣接したリーダー間での経時的な移動)について実施した。介護者や移動機器は施設内配置や入居者の自立程度等が、入居者では普段利用している移動機器や自立程度等の違いにより滞留期間や移動頻度には差がうかがえた。すなわち、介護者の移動については、寮母室、食堂及びパントリーをつなぐ領域で高頻度であったのに対して、施設の両端に位置する居室周辺ではわずかにとどまった。移動用機器については、オムツ交換車において居室間の滞留期間に差が大きく、寝たきり居住者の多い居室内では長期間の滞在を認めた。一方、車いす利用者の移動は自室と食堂をつなぐ空間に限局されやすい傾向にあった。
聴覚系におけるスペクトル分析過程の新しい推定手法に関する研究

本研究では,聴覚における情報処理過程を「聴覚系がその非線形な特性により,音の物理スペクトルを主観スペクトルに変換する過程である」とする仮説を設けた.また,その変換に際しては,聴覚系の特性の中でも,複合音の成分間に生ずるマスキング現象(相互妨害現象)が支配的であると仮定した.本研究の特色は,聴覚においてはスペクトルの差異が音色の相違として知覚されることを利用した聴取実験により,以上の仮定の妥当性を検証することである.本年度は,高調波構造を有する広帯域複合音を対象として,二つの観点から検討を行った.1つは,広帯域音の音色知覚に及ぼす,聴覚フィルタ群(聴神経系の応答として観測される非線形なバンドパスフィルタ群)の寄与に関する検討である.マスキング現象は主観実験により観測される現象であり,その背景にある生理学的現象は聴覚フィルタの特性として観測される.昨年度までに,刺激音の物理スペクトルの変化による音色の変化は,聴神経の興奮パタンから推定した聴覚フィルタ群の特性を考慮することにより,ある程度まで説明できることを示した.本年度は,そのフィルタ群の特性に聴神経の側抑制までを考慮し,音色の相違として観測された聴取実験の結果を,そのフィルタ群からの出力によりほぼ完全に説明できることを明らかにした.このことから,聴覚系における情報処理過程に,聴覚フィルタ群が大きな寄与を及ぼしていることを明らかにした.もう一つは,基本周波数が異なる高調波構造複合音は,音色だけでなくピッチ(主観的な高さ)も異なって聞こえることに着目したものである.刺激音の音色とピッチを評価した結果から,聴覚系における情報処理過程では,刺激音のパワースペクトルの形状の分析過程だけでなく,位相スペクトルまで分析していることが示唆された.来年度は,この位相スペクトル分析過程も詳細に検討する予定である.本研究では,聴覚における情報処理過程を「聴覚系がその非線形な特性により,音の物理スペクトルを主観スペクトルに変換する過程である」とする仮説を設けた.また,その変換に際しては,聴覚系の特性の中でも,複合音の成分間に生ずるマスキング現象(相互妨害現象)が支配的であると仮定した.本研究の特色は,聴覚においてはスペクトルの差異が音色の相違として知覚されることを利用した聴取実験により,以上の仮定の妥当性を検証することである.本年度は,高調波構造を有する広帯域複合音を対象として,二つの観点から検討を行った.1つは,広帯域音の音色知覚に及ぼす,聴覚フィルタ群(聴神経系の応答として観測される非線形なバンドパスフィルタ群)の寄与に関する検討である.マスキング現象は主観実験により観測される現象であり,その背景にある生理学的現象は聴覚フィルタの特性として観測される.昨年度までに,刺激音の物理スペクトルの変化による音色の変化は,聴神経の興奮パタンから推定した聴覚フィルタ群の特性を考慮することにより,ある程度まで説明できることを示した.本年度は,そのフィルタ群の特性に聴神経の側抑制までを考慮し,音色の相違として観測された聴取実験の結果を,そのフィルタ群からの出力によりほぼ完全に説明できることを明らかにした.このことから,聴覚系における情報処理過程に,聴覚フィルタ群が大きな寄与を及ぼしていることを明らかにした.もう一つは,基本周波数が異なる高調波構造複合音は,音色だけでなくピッチ(主観的な高さ)も異なって聞こえることに着目したものである.刺激音の音色とピッチを評価した結果から,聴覚系における情報処理過程では,刺激音のパワースペクトルの形状の分析過程だけでなく,位相スペクトルまで分析していることが示唆された.来年度は,この位相スペクトル分析過程も詳細に検討する予定である.
ハスによる底質からの栄養塩類の吸収に関する調査解析

伊豆沼・内沼湖沼群の水質浄化および多様な生物の生息環境の復元のため,沼に自生するハスに関する調査解析を行うことが目的である。ハスは底質から窒素等を吸収し水質を浄化する一方,枯死した後は水中で分解され,富栄養化の加速が懸念される。ハスの刈り取りによる水質浄化に向けて,窒素含有率の時系列変化,底質からの窒素吸収量を調べた。全窒素は,乾燥させた微粉末試料を熱濃硫酸と過酸化水素水で分解,水蒸気蒸留し,溜出アンモニア態窒素を混合指示薬入りホウ酸液で捕捉し,硫酸溶液で滴定して求めた。1)容器栽培によるハスの窒素含有量および底質からの窒素吸収量分析40l容器に沼の底質とレンコン1節を入れ,411月にビニールハウス内で無施肥で栽培した。2ヶ月毎,部位別に窒素含有率を分析した。期間前後の底質の分析も行った。地上部の窒素寄与率は6月に最も高く72.5%となった。一方,地上部が枯死した11月には地下部の値が74.8%となった。窒素は生育期間中,地上部に高い割合で存在し,秋以降,地下部に移行している。また,葉の窒素含有率は6・8月で差はないが,8月の現存量は大きく,地上部の窒素の絶対量は6月より大きい。ハスを栽培した底質の窒素含有率は減少し(4月:0.44%→11月:0.29%),ハスによる底質からの窒素の吸収が確認できた。2)伊豆沼に自生するハスの地上部分の窒素含有量分析811月に1ヶ月毎に1m^*1m方形区で水面上の植物体を刈り取り,部位別に窒素含有率と現存量を調べた。各部位の窒素含有率は8月が最大で,以降は減少した。8月の葉身の窒素含有率は4.0%であった。水面上の現存量中,葉身の割合は期間を通して高く,特に8月の窒素寄与率は74%であった。水面上の植物体の刈り取りにより窒素除去を行う場合,8月には7.9g/m^2の窒素を沼から除去できるが,時期が遅くなるほど効果は小さくなる。
脳室帯からの方向性をもった細胞移動機構に関する細胞生物学的解明

我々は発生期大脳皮質の脳室帯に発現する新規分子FILIPを同定し、FILIPがフィラミンAと結合し、フィラミンAの分解を促進することにより、脳室帯からの細胞移動の開始を負に制御していることを明らかとしてきた。本研究では、FILIPの活性が抑制され、フィラミンAが細胞内に十分量蓄積された時、どのような機構で脳表方向に方向性をもって細胞が移動を開始するかを解明することがそもそもの目的である。以下の成果を得た。(1)フィラミン(の存在量)が移動途中の細胞形態に重要であることを見いだした(論文として発表)。(2)細胞内局在によりフィラミンの存在様式に変化が生じた。FILIP、フィラミンとも細胞質と細胞膜近傍で大きくその存在様式が変化していた。すなわち、細胞質では両者は共存するものの、フィラミンは(少なくとも一部は)分解されていた。一方、細胞膜近傍では両者は繊維状構造を保ったまま存在していた。この事実は、FILIPの存在下で、細胞質と細胞膜近傍とでフィラミンの分解程度が大きく変わること、すなわち細胞内局在変化によるフィラミンの活性調節ができることを物語っている。その局在変化による活性調節機構を検討し、予備実験のレベルであるが、その分子機構の概要を明らかとできた。(3)フォスファチジルイノシトールリン酸の細胞内局在について検討したフォスファチジルイノシトールリン酸に対する結合部位を持つ分子にGFPを結合させた分子を作成し、細胞内に発現させ、可視化を進めた。移動細胞での局在を観察することができたが、時間によりどのように変化するかを明らかとする段階までは達しなかった。今後の課題である。(4)関連するノックアウトマウスの作成と解析を行った。脳室帯の細胞移動に関連する分子のノックアウトマウスの作成・解析を進めた。以下の成果を得た。今後の課題である。本年は以下の実験を進めた。(1)FILIP、フィラミン、SHIP-2の大脳皮質脳室帯における細胞内局在を詳細に検討するFILIPについては抗体の作成を進めた(現在進行中)。SHIP-2に関しては、いまだ細胞内局在の観察には成功していない。(2)フォスファチジルイノシトールリン酸の細胞内局在を検討する局在の可視化・検討は、これらフォスファチジルイノシトールリン酸に対する結合部位を持つ分子をGFPを結合させた分子を細胞内に発現させ可視化を進めた。細胞内での局在は観察できたものの、細胞膜に限局した局在様式は観察できなかった。(3)活性型Racの観察システムを構築し、活性型Racの細胞内局在を検討する(4)SHIP-2ノックアウトマウスにおける大脳皮質脳室帯からの細胞の移動開始の様子を解析する我々は、SHIP-2を膜に局在させることにより、脳室帯の細胞の挙動が変化することを観察した。本年度は最終的に以下の成果を得た。(1)フィラミンの細胞内局在を詳細に検討する。

FILIPについての細胞内局在も併せて検討した。FILIP、フィラミンとも細胞質と細胞膜近傍で大きくその存在様式が変化していた。すなわち、細胞質では両者は共存するものの、フィラミンは(少なくとも一部は)分解されており、細胞膜近傍では両者は繊維状構造を保ったまま存在していた。この事は、細胞質と細胞膜近傍とでフィラミンの分解程度が大きく変わること、すなわち細胞内局在変化によるフィラミンの活性調節ができることを物語っており、ついでその局在変化による活性調節機構を検討し、その分子機構の概要を明らかとできた。(2)フォスファチジルイノシトールリン酸の細胞内局在について局在の可視化・検討は、これらフォスファチジルイノシトールリン酸に対する結合部位を持つ分子をGFPを結合させた分子を細胞内に発現させ可視化を進めた。移動細胞での局在を観察することができたが、時間によりどのように変化するかを明らかとする段階までは達しなかった。今後の課題である。(3)関連するノックアウトマウスの作成と解析を行った。脳室帯の細胞移動に関連する分子のノックアウトマウスの作成・解析を行った。
中学校理科進化教材の開発とそれらの体系代に関する研究

1研究の目的学習指導要領が改訂され,中学校理科に新しく加えられた進化にかかわる教材開発とそれらの体系化を行う。進化は長大な時間の中で行われるため,教科書や教師の講議が中心になりがちである。本研究は,できるだけ生従の観察や記録を重視する教材開発を行った2開発した教材(1)イチヨウの葉から進化を知る「植物の進化は、その幼形に移行する」といわれている。また地質時代のイチヨウの葉の切れ込みは,時代とともに少なくなる傾向がある。これらのことをふまえて、葉の分類方法、池錠の仕方を開発し,筑波大附属中,秋田醍醐中などで実践してもらった。その結果,数値にばらつきはあるものの、大きくみてこれらのことが実験できた。(2)カエルの発生と進化「個体発生は系統発生を繰り返えす」というヘッケルの説には多くの反対意見がある。しかし、カエルの発生の過程における外鰓の形成、鰓ぶたの形成は、進化の様子を知るものとして興味がある。本研究は、このためのワ-クシ-ト、手引書をつくり、今春,実施中である。(3)両生類,八虫類,鳥類の脚の比較観察鳥類と八虫類が近縁であることは鳥の脚のウロコのあることによって示されている。しかし,コピ-をとって,これらの様子の分かる写真・絵をつくることがむずかしく、改善の余地はあるが、ワ-クシ-トを作成した。(4)新ビ-グル号探検討の教材代平成3年11月27日TBSテレビで放映した前記の映像は、まことにすばらしいもがある。この内容の分析、ワ-クシ-トを作成し、前記の中学校で実施した。生徒は感激した多くの記録を残した。
テロメラーゼ活性依存性遺伝子導入法の開発

本研究は、telomere seeding現象がテロメラーゼ活性に依存していることを確認するために、1.テロメラーゼ陰性である初代線維芽培養細胞にhTERT遺伝子を導入しテロメラーゼ活性を導入した場合、本現象がおきるか、2.テロメラーゼ活性陽性HeLa細胞と、hTERTに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドでテロメラーゼ活性を抑制したHeLa細胞での比較、3.HeLa細胞をテロメラーゼ阻害剤で処理した群と未処理群との比較、をすることを目的としている。平成12年度はム各種ベクターとアンチセンスオリゴヌクレオチドの作製を行った。hTERT遺伝子導入ベクターの構築: hTERT遺伝子のfull length cDNAを、HeLa細胞由来m-RNAよりRT-PCRと5,-RACE法を用いてクローニングした。クローンをシークエンシングにて確認後、発現ベクターpZeoSV(INVITROGEN)にサブクローニングした。hTERT遺伝子アンチセンスオリゴヌクレオチド(AS-ODN)の作製:翻訳開始部位15-20merを中心にして5種類のAS-ODNを作製した(AS-ODN1-5)。HeLa細胞を用いて、AS-ODN1-5のうちで最も阻害するAS-ODN3を今後の検討に用いることとした。Telomere seedingベクターの作製:テロメア配列をHeLa細胞のゲノムライブラリーよりクローニングし、pSP73(PROMEGA)に挿入するテロメア配列をクローニングし挿入した。上記ベクターを用いて、テロメラーゼ陰性である初代線維芽細胞にhTERT遺伝子を導入し安定発現クローンを得た。この細胞にtelomere seedingが起こるか、検討したところtelomere seedingは確認できなかった。培養細胞dependentな現象であることを考え、HeLa細胞を含むtelomerease陽性培養細胞7種類で再度、telomere seedingがおこるか検討したが、やはり起こらなかった。本研究は、telomere seeding現象がテロメラーゼ活性に依存していることを確認するために、1.テロメラーゼ陰性である初代線維芽培養細胞にhTERT遺伝子を導入しテロメラーゼ活性を導入した場合、本現象がおきるか、2.テロメラーゼ活性陽性陽性HeLa細胞と、hTERTに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドでテロメラーゼ活性を抑制したHeLa細胞での比較、3.HeLa細胞をテロメラーゼ阻害剤で処理した群と未処理群との比較、をすることを目的としている。平成12年度は、各種ベクターとアンチセンスオリゴヌクレオチドの作製を行った。hTERT遺伝子導入ベクターの構築:hTERT遺伝子のfull length cDNAを、HeLa細胞由来m-RNAよりRT-PCRと5'-RACE法を用いてクローニングした。クローンをッシークエンシングにて確認後、発現ベクターpZeoSV(INVITROGEN)にサブクローニングした。Telomere seedingベクターの作製:テロメア配列をHeLa細胞のゲノムライブラリーよりクローニングし、pSP73(PROMEGA)に挿入する予定であったが、現在まで十分長いテロメア配列をクローニングできていない。現在も、検討中である。
遺伝子病研究のための新しい遺伝子導入・発現法の開発

本年度の最も大きな成果は、動物細胞への遺伝子導入活性を持つ粒子の完全精製とその導入活性の定応化に成功したことである(中西・芦原、投稿準備中)。遺伝子導入活性に持つ粒子は、直径200nmの一枚膜を持ち内部にDNA(10mg/m1)を封入したリポソーム(比重約1.02)を、紫外線で不活化したセンダイウイルス(比重約1.17)と37°Cで反応させたあと、蔗糖密度勾配遠心法で精製した。物質導入できる活性は比重1.09から1.13の分画に認められた。この分画を電子顕微鏡で観察すると、直径250nmの脂質1枚膜を持ち、内部が空洞で外部にウイルスの外膜タンパク質のスパイクを持った構造が観察された。これはレーザー光散乱による粒子径の解析と一致した。また精製粒子はセンダイウイルスと同等のシアルダーゼ活性と赤血球凝集活性を持ち、粒子の内部に封入された物質の60%以上は細胞膜に結合する活性を持っていた。これに対して単純なリポソームに封入された物質は、10%以下しか細胞に吸着するきとはできなかった。こと副子にハイグロマイシンB耐性遺伝子を組み込んだEBVベクターDNA(4分子/粒子)やCRM22タンパク質を封入して細胞への物質導入活性を測定した結果、この粒子の内容物が直接細胞質へ導入されていること、またDNAが核に導入されて発現する効率は10^7/m1/OD_<540>、タンパク質を細胞質に導入する効率は10^<10>/ml/OD_<540>であるという結果を得た。このことからこの粒子の細胞質への物質導入効率はセンダイウイルスの感染能と同等で非常に高いこと、また細胞質に導入されたDNAが核へ到達できる確率は約10^<-3>であること、このような遺伝子導入粒子をヒト細胞で安定に存在できるEBVベクターと組み合わせると、ヒトの遺伝子治療に必要だとされる安定な遺伝子導入の効率(10^6/ml)を達成していることが確認できた。
１８世紀ドイツの書きことばにおける口語性の機能―社会語用論的・言語意識史的研究

1750年頃にドイツ語圏全域で高地ドイツ語文章語の受け入れが完了したあと、18世紀末には、教養人は公的場面ではできる限り標準文章語に近い話し方をすることが好ましいという意識をもった。方言と標準文章語とが言語接触した結果として都市で「日常語」が生まれ、これが標準文章語の平準化を促した。硬直的で形式的な傾向のあった標準文章語が日常語という形で話しことば化して柔軟性を得た。この標準文章語の平準化は、18世紀後半に親称のduの使用範囲が大幅に拡大したことと同じ脈絡で説明ができる。18世紀ドイツにおける口語性に関わる言説を機械可読のデジタルデータとして蓄積した。それを分析することによって、18世紀に入ると簡明でわかりやすい文体が復権し始め、口語性が見直されたことがわかった。口語性が同時代の言語研究者によって「日常交際語(Umgangssprache)」として捉えられるのは、標準文章語の確立する18世紀後半を待ってからである。具体的には研究成果は次の4点にまとめられる。1)東中部ドイツ・低地ドイツ型の標準文章語がスイス、オーストリア、バイエルンにも普及し終えた1770年代になると、公的状況で書かれる標準文章語(文語性)とのコントラストにおいて、私的状況で語られる日常交際語(口語性)が明確な輪郭を得た。2)18世紀末に、都市部の教養人たちは私的状況では方言を放棄せず、公的状況では標準文章語(文語)に近い話し方をする二言語併用状態にあった。その結果、方言と標準文章語とが混交して、両者を仲介する日常交際語が形成された。ここでは、日常交際語は私的状況と公的状況の両方で話された。3)公的状況で話される「標準ドイツ語の日常交際語」は、公的な通信文などに書き綴られることによって、日常交際語は文字としても実体化した。4)このように日常交際語は、口語性と文語性の間の広いスペクトルをカバーすると同時にメディアとして音声と文字の両方を有するに至った。日常交際語を、人工的で公的な標準文章語と素朴で私的な方言との間の緩衝材として捉えてみると、ひとが多様な半公的・半私的状況においてその都度口語性・文語性の程度をうまく調整してコードスイッチングしていくのに格好の手段であったと言える。とりわけ低地ドイツでは公的場面において書籍に書いてあるとおり発音をすることが実践された。そして、L変種(低い変種)である方言とH変種(高い変種)である標準文章語とが言語接触した結果として、都市で「日常語」が生まれた。それにより、硬直的で形式的な傾向のあった標準文章語が日常語という形で話しことば化して柔軟性を得た。都市化が進むなか、種々の公的場面に参加する機会および学校教育を受ける機会を得た一般大衆は、19世紀になって標準文章語を獲得する。この標準文章語の平準化の進展は、18世紀後半に親称のduの使用範囲が大幅に拡大したことと同じ脈絡で説明ができる。これは、1800年頃を境にして(相手との距離をとる)ネガティブポライトネスから(相手との距離を縮める)ポジティブポライトネスへ移行したことを示唆するひとつの重要な現象である可能性がある。日常語を、Koch and Oesterericher (1985)の意味での、私的な「近いことば」と公的な「遠いことば」との間の緩衝材と捉えてみると、ひとは「遠いことば」と「近いことば」との間の座標軸上の位置で書きことば性と話しことば性の程度を調整できる日常語を、多種多様な場面(私的・公的場面、そして半私的・半公的場面など)に合わせて使用し、そのことによってポライトネスを制御することが可能になったと言える。大都市ベルリンにおいて日常語が際立ったのは、まさに都市化にともなう日常生活の多様化のなかで、公私のことばに微妙な濃淡を与える必要があったからであると考えられる。18世紀ドイツにおける口語性に関わる言説、とりわけ「日常語」に関わる言説について、機械可読のデジタルデータとして蓄積する作業を開始した。この「18世紀ドイツ語口語性言説コーパス」を分析することで、「書簡」、「交際」、「方言」、「生活」、「低地ドイツ語」、「柔軟」、「親密」、「歓談」などの、口語性に関わるキー概念が抽出できた。その際、海外共同研究者から助言を得た。当該年度の暫定的結論としては次のことがわかった。

1)東中部ドイツ・低地ドイツ型の標準文章語がスイス、オーストリア、バイエルンにも普及し終えた1770年代になると、公的状況で書かれる標準文章語(文語性)とのコントラストにおいて、私的状況で語られる日常語(口語性)が明確な輪郭を得た。2)18世紀末に、都市部の教養人たちは私的状況では方言を放棄せず、公的状況では標準文章語(文語)に近い話し方をする二言語併用状態にあった。その結果、方言と標準文章語とが混交して、両者を仲介する日常語が形成された。ここでは、日常語は私的状況と公的状況の両方で話された。3)公的状況で話される「標準ドイツ語の日常語」は、公的な通信文などに書き綴られることによって、日常語は文字としても実体化した。4)日常語は、口語性と文語性の間の広いスペクトルをカバーすると同時にメディアとしても音声と文字の両方を有するに至った。日常語は、人工的で公的な標準文章語と素朴で私的な方言との間の緩衝材であったのであり、これを手段として用いれば、ひとは多様な半公的・半私的状況においてその都度口語性・文語性の程度をうまく調整してコードスイッチングすることができたのである。5)大都市ベルリンにおいて日常交際語が際立ったのは、まさに都市化にともなう日常生活の多様化のなかで、公私のことばに微妙な濃淡を与える必要があったからであろう。18世紀後半に、年代が進むにつれて「日常交際語」という概念が拡大していくプロセスをかなり明確に示すことができた。また、海外から招聘したStepfan Elspass教授(アウクスブルク大学)からいただいた19世紀の庶民の書きことばに関する指摘から、研究構想全体についての大きなヒントをいただけた。18世紀ドイツにおける言説を対象とする本研究においては、「設備備品費」および「消耗品費」による原典資料の調達が成功の大きな鍵となる。そのため、復刻本・翻刻本、インターネット上に公開されている資料等について選定を行い、購入と入手を始めた。電子データ化されていない資料について、まずPDFの形にした上でOCR(光学式文字認識)ソフトを用いて電子データ化を進めた。このコーパス化の作業の際、「謝金」を利用して大学院生を雇用した。ある程度の大きさのコーパスができた時点で、統計処理のプログラム(一部は研究分担者自身が作成)により、文法情報等のタグの付け方やキーワードの抽出法等について試行し、必要に応じてプログラムの修正を図った。共同研究をさらに推進し、ドイツからAndreas Gardt教授(カッセル大学)を招聘し、18世紀の言語観・ドイツ語観に関する専門的知識を教示いただく。最終的に、すべての結果を統合して、18世紀の書きことばにおける話しことば性の、とりわけ社会的意義について結論を導く。資料の電子データ化を終え、「18世紀ドイツ語口語性言説コーパス」を完成するとともに、その統計的処理法についても確定する。海外共同研究者であるStephan Elspass教授を5月6月に日本へ招聘し、とくに18世紀の言説の解釈法に関して専門的知識の供与を受ける。完成したコーパスに統計的処理(例えば、コロケーション、時期ごとの特徴語、肯定的形容詞と否定的形容詞の抽出など)を施し、その分析結果に基づきながら、本研究の研究課題の解明に取り組む。該当無し「設備備品」および「消耗品費」として、研究データとするべき原典資料(第一次資料)を入手する。わが国で入手困難な資料を海外の図書館において調達するために、「外国旅費」を利用した外国出張を行う。電子データ化に際して、研究代表者と研究分担者が所属する大学でドイツ語学を専攻する大学院生を「謝金」により雇用し、その補助を委託する。
骨分泌因子による神経系を含む全身調節機構の解明

本研究では、骨から分泌され骨以外の組織に作用する分子の同定および機能解析を行うことにより骨による全身制御機構を明らかにすることを目指している。これまでの研究において、マウス頭蓋冠細胞から分化誘導した骨芽細胞の培養上清の濃縮物がPC-12細胞に神経突起様の構造を誘導することを見出し、活性分子の部分精製画分に含まれるタンパク質をLC-MS/MSにより同定した。その結果、157タンパク質が同定され、うち84が分泌タンパク質であった。平成26年度の研究では、候補タンパク質が実際にPC-12細胞に突起構造を誘導する活性を有するか否かを検討した。その結果、突起誘導活性を示すタンパク質としてIGF-1およびTIMP-2がみつかった。IGF-1は骨を含む全身のさまざまな組織から分泌されることが知られているが、骨芽細胞が産生するIGF-1が神経系に及ぼす影響については明らかにされていない。そこで骨芽細胞由来のIGF-1の神経系に対する作用を解析するためにIGF-1を骨芽細胞系の細胞特異的欠損するマウスの作製を進めている。今後、得られる骨芽細胞特異的Igf-1欠損マウスを用いて神経走行やマウスの行動異常の有無などを調べることで、神経系の制御における骨分泌因子の重要性が明らかになることが期待される。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、骨が分泌し骨以外の組織に作用する分子の同定および機能解析を行うことにより骨による全身制御機構を明らかにすることを目指している。平成24年度は神経突起誘導活性を示す骨芽細胞分泌分子の探索に取り組んだ。ラット褐色細胞腫から樹立されたPC-12細胞は神経栄養因子(NGF)の添加によって神経突起伸長が誘導され、神経様の細胞に分化することが知られている。PC-12細胞のこの性質を利用して、骨の細胞が神経突起を誘導する分子を分泌するかを調べた。マウス頭蓋冠細胞から分化誘導した骨芽細胞の培養上清濃縮物をPC-12細胞に作用させたところ、神経突起様の構造が誘導された。骨芽細胞培養上清濃縮物中のNGFを定量したが、培養上清濃縮物のNGF濃度は神経突起を誘導する濃度に満たなかった。これらの結果から骨芽細胞が神経突起誘導作用を示す分子を分泌し、且つこの分子はNGFではないことがわかった。そこでこの活性本体をPC-12細胞の神経突起誘導活性を指標にして精製することを試みた。活性分子は60°C30分処理により失活し、エタノールおよび硫酸アンモニウムにより沈殿したことから、タンパク質であろうと考えた。種々の検討より、活性分子は陰イオン交換カラムDEAEsepharoseの素通り画分を陽イオン交換カラムSP sepharoseに吸着させ500mMNaClで溶出した画分に含まれることを見出した。今後、この活性分子を質量分析により同定する予定である。本研究により他臓器制御に働く新たな骨分泌因子が同定されれば、臓器間クロストークの理解に寄与するだけでなく、歯や骨疾患に付随する疾患の発症機構に示唆を与える知見となりうる。前年度の研究において、マウス頭蓋冠細胞から分化誘導した骨芽細胞の培養上清濃縮物がPC-12細胞に神経突起様の構造を誘導することを見出した。そこで平成25年度はこの活性本体を精製することを試みた。活性分子は60°C30分処理により失活し、エタノールおよび硫酸アンモニウムにより沈殿したことから、タンパク質であろうと推定した。精製の第一段階として骨芽細胞培養上清を2560%飽和硫酸アンモニウム沈殿により濃縮した。骨芽細胞培養上清に含まれる大量のコラーゲンが活性分子の各種カラムによる分離を阻害することが判明したので、硫安沈殿画分をコラゲナーゼ処理するステップを導入した。次にコラゲナーゼ処理画分を陰イオン交換カラムDEAEセファロースに供し、その素通り画分を陽イオン交換カラムSPセファロースに吸着させ500mMNaClで溶出した画分が高い比活性を示すことを突き止めた。さらにこの画分をゲルろ過カラムSuperdex200により分子サイズで分画したところ、活性は主に30kDaより小さいタンパク質か含まれる画分に検出されることがわかった。次に上記の5段の精製ステップを経て得られた部分精製画分に含まれるタンパク質をLC-MS/MSにより分析した。その結果、259タンパク質が同定され、うち分泌タンパク質は94あった。このうち、神経系への関与が報告されている因子が53あった。これらの遺伝子の過剰発現、もしくはこれらの遺伝子の組み合わせの過剰発現が神経細胞の分化や保護に働くかどうかを今後調べていくつもりである。活性分子が同定され、生体内における機能が明らかになれば、骨による神経系の制御を示す重要な知見となることが期待される。