hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
診療ガイドラインのシステマティックレビューための効果的文献検索方法

さらに、標的文献サンプルでの文献集合におけるその単語を含む文献の出現率が1.0の単語について、文献あたりの出現回数と対照文献サンプルとの出現回数の比でソーティングした出現頻度一覧を作成した。これに基づき、単語をチェックボックスで選択するだけで、検索式を作成し、PubMed検索が可能なHTMLファイルを作成し、一つのクリニカルクエスチョンを対象に試用したところ、読むべき文献数が約3分の1ですべての標的文献を選定可能であった。単語頻度解析は文献検索の効率化に有効であることが示唆された。文献検索を正しく行うには、文献データベースの選択、検索式の作成などの知識と、効率的な検索のためのスキルが必要である。文献検索の専門家である司書と、専門分野の臨床医、研究者の共同作業により文献検索の精度を上げ、複数回の検索が必要である。本研究では、基本的検索(特異度を優先した絞り込み検索)と比較することで、診療ガイドラインのためのスコーピングサーチと感度を優先した網羅的検索について標準的な手順を提案する。PICO検索、つまり、基礎研究においてはリサーチクエスチョン(research question;RQ)、臨床研究においてはクリニカルクエスチョン(clinical question;CQ)を活用して検索を行う。RQ,CQそれぞれP(対象)、I(介入)/E(ばく露)、O(結果)の成分に分け、キーワードをMeSHなどシソーラス語に置き換えて文献検索を行うことで、設定したRQ,CQに答える一次研究を網羅的、効率的に探す。フィールドの絞り込み、システマティックレビューなどの二次研究に使用されている検索式を参照することも効率を上げることが可能である。診療ガイドラインのための文献検索でも1つの検索式ですべての論文を抽出しようとすると、検索式は複雑になり、検索数も膨大となる。網羅的文献検索においても、複数の検索結果から段階的に文献集合を作成する、または、ハンドサーチの結果を追加するなども透明性を担保できれば十分可能であり、高い再現率、高い適合率(益)とコスト労力(害)のバランスを考慮して網羅的文献検索を行う方法を提案する。これらの成果をまとめた報告書はおおむね完成しているが、平成30年度には、文献検索を行う医師、看護師、研究者の一般書の出版を予定し、現在研究協力者とともに執筆中である。また、PICOによる文献検索行うウェブサイトを計画しているが、データベースの構築に時間がかかっている。平成30年中に公開を予定し、本研究の成果である、PICOによる文献検索の普及に努める予定である。
ICU関連筋力低下における骨格筋前駆細胞の動態解析: 間葉系幹細胞移植療法の応用

われわれは間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells: MSCs)の有する多能性、とりわけ骨格筋細胞再生作用に着目し、MSCsおよび骨格筋前駆細胞であるsatellite cellがICU-AWの骨格筋修復に重要な役割を果たしていると推察して研究を開始している。本研究ではICU-AWにおけるMSCsおよびsatellite cellの役割を明らかにするために、1) ICUAWにおけるMSCsおよびsatellite cellの動態、2) MSCsおよびsatellite cell投与による骨格筋修復作用の有無、の2点を明らかにする予定である。さらにICU-AWの客観的指標として横隔膜厚測定も同時に進める予定である。本研究で用いるMSCsおよびsatellite cell移植は、早期リハビリテーション、栄養管理以外有効な治療法を見いだせなかった従来のICU-AW治療とは全く異なる新しい取り組みである。本研究によってMSCsおよびsatellite cellの役割が明らかにされ、同時に客観的指標も確立された暁には、骨格筋前駆細胞移植による細胞治療をはじめ、ICU-AWに対する画期的治療・管理法に発展する可能性を有する。現在集中治療室に長期間入室し人工呼吸器を装着した患者からの検体採取を開始している。MSCsの測定をFACSで開始している。しかしながら前駆細胞の末梢血液中での絶対数が極めて少ないためその測定には難渋している。しかしながら前駆細胞の末梢血液中での絶対数が極めて少ないためその測定は容易でない。測定は可能であるが結果の信ぴょう性に問題がある。抗体を変更しgatingの方法を一部修正して測定を行う予定である。ICU関連筋力低下(ICU-acquired muscle weakness; ICU-AW)は、人工呼吸器離脱困難、誤嚥を引き起こし予後悪化の重大な要因となりうる。ICU-AWは、集中治療後症候群(post-intensive care syndrome; PICS)をきたし、ICU退室後の機能予後、長期生命予後にも深く関与するため、その病態解明は急を要する。われわれは間葉系幹細胞(mesenchymal stem cells: MSCs)の有する多能性、とりわけ骨格筋細胞再生作用に着目し、MSCsおよび骨格筋前駆細胞であるsatellite cellがICU-AWの骨格筋修復に重要な役割を果たしていると推察している。本研究ではICU-AWにおけるMSCsおよびsatellite cellの役割を明らかにするために、1) ICU-AWにおけるMSCsおよびsatellite cellの動態、2) MSCsおよびsatellite cell投与による骨格筋修復作用の有無、の2点を明らかにする予定である。さらにICU-AWの客観的指標として横隔膜厚測定、マイクロRNAを用いた血中バイオマーカーの確立も同時に進める予定である。現在集中治療室に長期間入室し人工呼吸器を装着した患者からの検体採取、保存を開始している。クライテリアに合致する人工呼吸器離脱困難患者を中心に検体採取を開始している。超音波検査を用いた横隔膜厚の測定も開始している。ICU-AWの客観的指標を確立するために、人工呼吸器装着患者の横隔膜厚と血中miR-181aおよびGDF-15濃度の関連を検討する予定である。同時にマウス(C57BL/6)に盲腸結紮穿刺を行い、敗血症性腹膜炎モデル作製する。筋肉障害・再生能(血中CPK、クレアチニン、ミオグロビン濃度、腎組織形態、筋細胞アポトーシス、satellite cell機能・数)が、MSCsの移植、satellite cell移植、もしくは両者を併用投与した場合に、どの程度改善するかin vivoで検討する予定である。

理由)予想以上に試薬代が安価であった。使用計画)今年度使用額を併せて十分量の試薬購入が可能であるため多方面にわたる研究遂行を計画中である。予想以上に試薬代が安価であった
夏季に盆地上で突然の豪雨をもたらす積乱雲の出現に先立つ要因と発達に関する研究

夏季の盆地上の突然の局地的豪雨の形成過程の解明を目的として、夏季に甲府盆地上で出現し局地的降雨をもたらした積乱雲の出現に先立つ盆地内の気象場を解析した。2012年からの3年間に抽出された23事例の解析、およびそれらから選択した事例の詳細な解析から、地上での甲府盆地の外側から盆地内への局地風に伴う水蒸気輸送と上空での甲府盆地周囲の山岳から盆地への水蒸気移流による盆地上空の大気の状態の不安定化、そして地上の甲府盆地への局地風により形成した水平収束に伴う水蒸気の持ち上げと雲の形成が考察された。こうして、水平収束域の上空での積乱雲の出現と、それらの組織化に伴う甲府盆地の局地的降雨の形成が推察された。夏季において、盆地は積乱雲の出現しにくい場であるが、ひとたび積乱雲が出現すると発達して短時間大雨をもたらすことがある。そのような盆地の1つである甲府盆地を例に、夏季に盆地上で突然出現する積乱雲の出現に先立つ要因の形成と発達の過程について研究を推進している。本年度は以下の研究等がなされた。2014年5月から10月までの暖候期にかけて、山梨大学Xーバンドマルチパラメータレーダー(XーMPレーダー)による夏季に出現する降水現象の連続観測を実施し、データの取得を行った。そして、2014年7月から9月にかけて、甲府盆地内の5地点を対象とした気圧、気温、相対湿度、風向風速それぞれの地上観測を実施しデータ取得を行った。また同期間における気象庁気象官署およびアメダス観測点における地上気象観測データを整備した。本年度の暖候期において、XーMPレーダー観測から盆地上で出現した降水セルの事例数と出現分布、そして降雨量について調べた。過去2年間の観測データと比較した結果、暖候期において盆地上で出現した降水セルの事例数は少ないが、毎年最低1事例は出現し、局所的に大雨をもたらす傾向があることが確認できた。また、盆地に短時間で局所的な大雨をもたらせた対流性降水システムのいくつかの事例について、XーMPレーダーによってその構造と発達、そして対流性降水システムの出現前からその発達、衰弱までの地上気象のそれぞれの時間変化を捉えることができた。夏季の盆地において、積乱雲の出現に伴う突然の短時間大雨がもたらされることがある。そのような生じる盆地のひとつである甲府盆地を例に、夏季に盆地上で突然出現する積乱雲の出現に先立つ気象要因の形成と発達の過程についての研究を推進している。昨年度に続き、2015年5月から10月までの暖候期に、山梨大学Xバンドマルチパラメータレーダー(XーMPレーダー)による降水の連続観測を実施し、データの取得を行った。本年度について、盆地上で出現した降水セルの事例数は、過去の事例と比較して少なかったが、それぞれの事例において局所に短時間の大雨をもたらしたことが分かった。昨年度に続き、このような現象は暖候期に少なくとも1事例は出現し、局所に短時間大雨をもたらすことがあることを確認できた。2014年7月25日に甲府盆地の中央部で出現した降水セルの事例について、その出現前の盆地における気象場が、主に地上気象観測の結果から解析された。ほぼ中立な大気場において、弱風で高温かつ低気圧場となった盆地内に、盆地西側でやや高温かつ湿潤な空気を伴う南西風、そして盆地東側でやや高温かつ湿潤な空気を伴う南東風のそれぞれが観測された。その後、盆地の中央部で複数の降水セルで構成された対流性降水システムが出現し、約1時間維持した。個々の降水セルの寿命は短かったが、その間の最大反射強度は50dBZを超えるまでに発達した。以上から、盆地上で降水セルが出現する前の気象場を捉えることができ、その結果から、盆地内の相当温位の上昇に伴う大気の状態の不安定化への寄与と、また南西風と南東風に伴う水平収束の形成への寄与が考えられた。そして、出現した対流性降水システムは、短寿命で急激に発達した降水セルで構成され、局所への短時間大雨の発生が示唆された。2014年度に実施した観測から事例解析を実施し、対流性降水システムの盆地上の出現に先立つ気象場とそこで出現した対流性降水システムの構造を示すことができた。対象事例について、GPS観測の大気遅延量のデータを入手することができたが、可降水量の算出にはまだ到っていない。解析がやや遅れているが、山梨大学レーダーの観測やその他の気象観測のデータの整備が進み、今後の解析と研究の取りまとめの準備が整いつつある。甲府盆地での局地降雨をもたらす対流性降水システム(積乱雲)を構成する、1番目に出現する降水セル(プライマリーセル)の出現特性を、2012年から2014年までの6月から9月までを対象として解析した。プライマリーセルの出現位置は甲府盆地の中央部から東部にかけて集中することが分かった。またプライマリーセルの出現前には、地上気象観測より盆地の西部で南西または南南西風、東部で南東風が、盆地内の気温よりわずかに低い気温の空気を伴って観測された。

そして、気象庁メソ数値予報の初期値の解析より、甲府盆地上空の大気の状態は、午前からプライマリーセルの出現が集中する午後にかけて、下層の相当温位が高くなることで不安定になることが示された。以上の結果と、2014年7月25日に甲府盆地の中央部に出現した対流性降水システムの事例解析から、降水セル出現前の盆地内外の気温コントラストにより形成した、盆地西部の南西および東部の南東風による水蒸気輸送に伴う盆地内の湿潤化、それぞれの風により形成した水平収束に伴う水蒸気の持ち上げ、そしてその水平収束域上空での積雲スケールの上昇流による降水セルの出現が示唆された。以上については、学術誌への掲載に向けてのとりまとめを実施している。夏季の盆地上の突然の局地的豪雨の形成過程の解明を目的として、夏季に甲府盆地上で出現し局地的降雨をもたらした積乱雲の出現に先立つ盆地内の気象場を解析した。2012年からの3年間に抽出された23事例の解析、およびそれらから選択した事例の詳細な解析から、地上での甲府盆地の外側から盆地内への局地風に伴う水蒸気輸送と上空での甲府盆地周囲の山岳から盆地への水蒸気移流による盆地上空の大気の状態の不安定化、そして地上の甲府盆地への局地風により形成した水平収束に伴う水蒸気の持ち上げと雲の形成が考察された。こうして、水平収束域の上空での積乱雲の出現と、それらの組織化に伴う甲府盆地の局地的降雨の形成が推察された。XーMPレーダー観測と地上気象観測は順調に行われ、データも順調に取得できた。しかし、本年度の夏季において、盆地で出現した対流性降水システムの構造とそれに関連する地上気象場の解析を行うのに十分な事例がやや少なく、解析がやや遅れている。また、GPS可降水量データの取得が遅れており、盆地内の水蒸気に関する解析が遅れている。現在解析を推進している事例を基に、盆地上での降水セルの出現に先立つ気象場の形成過程と出現した降水セルの構造と発達についての取りまとめを行う。また、過去の観測データより、盆地上で出現する降水セルの出現特性とそれに先立つ気象場についての統計的な解析を継続する。以上から、夏季に盆地上で突然出現する積乱雲の出現に先立つ気象要因の形成と発達の過程のとりまとめを行う。気象学本年度もXーMPレーダー観測を継続し引き続きデータの取得を実施する。また、地上観測、GPS可降水量データの取得も継続し、取得されたデータより事例解析を継続する。そして、過去の観測データより、盆地上で出現する降水セルの出現特性とそれに先立つ気象場について、統計的な研究を推進する。本年度は、解析に必要な気象観測データ、および観測・解析データの保存用ハードディスクの購入、そして国内会議や研究に関する情報収集のための出張旅費に費用が当てられた。しかし、予定していた国外での国際会議参加が国内で開催の国際会議に変更されたため、残額が生じた。本年度は、地上観測機器の購入にかえて盆地内4地点の地上気象観測の委託とそのデータ整理の依頼を実施したこと、そしてGPS可降水量データ取得に関する計画等に変更が生じ、それらに伴い残額が生じた。次年度は、学術雑誌や会議への投稿・参加費、および学術会議の参加や研究に関する情報収集のための出張旅費に利用する計画である。次年度も観測を継続するため、山梨大学レーダーの保守と地上観測等の実施にかかる経費に利用する予定である。また、解析に利用する気象資料とGPS可降水量の入手、学術雑誌や会議への投稿・参加費、そして研究に関する情報収集のための出張旅費に利用する計画である。
超臨界水処理を用いた木材からのバイオエタノール生産

スギおよびブナ木粉に対して加圧熱水処理や超臨界水処理を行い、各種糖類が可溶化した水可溶部を得た。高速液体クロマトグラフ分析の結果、グルコース、フルクトース、キシロースやそれらのオリゴ糖などが得られていることが明らかとなった。また、糖の過分解物である5-ヒドロキシメチルフルフラールやフルフラールなどのフラン化合物およびシリンガアルデヒドやバニリンといったリグニン由来のフェノール性化合物も同時に含まれていることが明らかとなった。木質炭化物処理により発酵阻害を引き起こすと考えられる糖類以外の成分を水可溶部から吸着・除去し、酵母S.serevisiaeとP.tannophilusの混合系でのエタノール発酵を試みた。さらに別の発酵系としてS.serevisiaeとキシロースイソメラーゼの混合系での各種単糖類のエタノール変換を試みた。どちらの発酵系においても、水可溶部に含まれるほとんど全ての単糖がほぼ定量的にエタノールへと変換されることが分かった。しかしながら、S.sereVislaeとP.tannophilusの混合発酵系の方が発酵に要する時間が短く効率的な発酵系であることが明らかとなった。さらに、水可溶部中に含まれるオリゴ糖もエタノールへと変換することを目的とし、セルラーゼとS.serevisiaeの混合系およびキシラナーゼとP.tannophilusの混合系での並行複発酵を行った結果、どちらの発酵系においても、オリゴ糖がエタノールへ変換されうることが明らかとなり、木材からの高効率なエタノール生産プロセス構築へ向けた基礎的な成果が得られたものと考えられる。ブナ木粉に対して加圧熱水処理や超臨界水処理を行い、各種糖類が可溶化した水可溶部を得た。高速液体クロマトグラフ分析の結果、グルコース、フルクトース、キシロースなどの単糖が得られていることが明らかとなった。また、糖の過分解物である5-ヒドロキシメチルフルフラールやフルフラールなどのフラン化合物およびシリンガアルデヒドやバニリンといったリグニン由来のフェノール性化合物も水可溶部中に含まれていることが明らかとなった。このような水可溶部に対して、Saccharomyces serevisiae、Pachysolen tannophilus、Candida shehatae、Pichia stipitisの各種酵母を用いてエタノール発酵を行った結果、いずれの酵母においても発酵は進まず、エタノールは生成しなかった。これは、上記のフラン化合物やフェノール性化合物が発酵阻害物質として働いたためであると考えられた。そこで、木質炭化物を用いた発酵阻害物の吸着・除去処理を行ったところ、水可溶部の発酵性は改善されエタノールが生成し得ることが明らかとなった。最もエタノール収率が高かったのはS.serevisiaeであり、キシロースは発酵できないものの、資化しうる単糖はほとんど全てエタノールに変換された。一方、P.tannophilus、C.shehatae、P.stipitisは、キシロースを発酵し得るものの発酵効率が悪く、S.serevisiaeに比べエタノール収率は低かった。そこで、S.serevisiaeとP.tannophilusの混合系でのエタノール発酵を試みた結果、水可溶部に含まれるほとんど全ての単糖がほぼ定量的にエタノールへと変換されることが分かった。これらの結果は、木材からの高効率なエタノール生産プロセス構築への足がかりとなる成果である。
CFGFRPの電気抵抗測定による破壊予知

構造材料のリサイクル性を考慮にいれ、これを前提として材料の設計を行う場合、使用時の信頼性の獲得が重要である。本研究は材料自身に特別な機能(自己診断機能)を付与させることにより、材料自身が破壊する前に警報を発することができないかを検討したものである。このための材料設計指針として材料が2段階で破壊することが必要であると考えた。CFGFRPは高弾性、低限界伸びの炭素繊維と高靭性、高限界伸びのガラス繊維を組み合わせた材料であり、コンクリート補強用に清水建設(株)が独自に開発した材料である。東大グループは炭素繊維の導電性に着目し、材料の構造の中で、機械的な応力により動きやすい炭素繊維の電気抵抗が応力により変化することを予想した。CFGFRPにおいて引張り荷重に比例してと電気抵抗が増大することが確認され、荷重を除去した後も抵抗値ははもとの値に戻らず、残留抵抗としての値を示す。残留抵抗は引っ張り試験と電気抵抗の同時計測により材料に与えられた応力の積分値を反映した抵抗値を示すことが確認され、電気抵抗の変化と残留抵抗値すなわち、応力がゼロの時の材料の抵抗値で材料の疲労度が検出できることがあきらかにされた。加えられた応力の積分値が残留抵抗値として表現されることが明らかとされたことが本研究の最も大きな成果であり、過去にうけた材料の最大損傷を複雑なセンサーシステムを利用することなく、自己診断により検出できることを明らかとした。一方、補強炭素繊維をカーボンビーズに替えた試料の電気抵抗-歪み曲線はCFGFRPに比べてはるかに大きな値を示し、応力センサーとして別の応用ができることが確認された。加えられた応力の積分値が残留抵抗値として表現されることが明かとされたことが本研究の最も大きな成果であり、過去にうけた材料の最大損傷を複雑なセンサーシステムを利用することなく、自己診断により検出できることを明かとした。一方、補強炭素繊維をカーボンビーズに替えた試料の電気抵抗一歪み曲線はCFGFRPに比べてはるかに大きな値を示し、応力センサーとして別の応用ができることが確認された。
磁化率と電子構造からの水素ハンドリング材設計手法

水素吸蔵合金の水素平衡圧力,ヒステリシスと水素貯蔵量は圧力-組成等温線を実測することにより評価されている.より効率的に水素吸蔵合金の開発を行うには,コンピュータによる電子状態計算を併用する必要がある.そこで,本研究では水素吸蔵合金の熱力学的特性を電子状態計算より評価することを試みた.その結果,電子状態計算より水素吸収量を予測出来ることを見いだした.あわせて,水素雰囲気下で測定できる磁化率測定装置を開発し,電子状態計算の結果を実際の測定と容易に比較できる状況になった.水素ハンドリング材(金属製水素透過膜,水素吸蔵合金)の熱力学特性(水素平衡圧力,水素化物生成エンタルピー,水素吸蔵量)を従来の圧力ー組成等温線の測定によらず,他の物性値の測定および電子状態計算より評価する手法のを検討することを目的に研究を行っている.長い測定時間が必要な圧力ー組成等温線に依存しない水素ハンドリング材の熱力学特性を評価できる手法が確立すれば,ハンドリング材の開発が飛躍的に効率化される.このため,本研究では特にPd系の水素吸蔵合金に着目し,Pd合金の水素吸蔵に伴う磁化率の測定及びバンド計算を中心に行い評価手法の確立を目指す.あわせて高価なPdを含まないZr系水素吸蔵合金等への展開を図っている.平成24年度に行った研究の主な成果は以下の通りである.(1) Pd-Au,Cu,Rh等のPdの周辺元素とのPd合金及びその水素化物のバンド計算を行った.その結果,Pd-Cu,-Ag,-Auにおいては,バンド計算によりフェルミレベルでの全状態密度を計算し,実測の磁化率の結果と比較することにより水素吸蔵量を評価できることが理解された.しかし,Pd-Ni,-Rh等の合金ではPd-Ag等で得られた評価法に改良を加える必要があることが認識された.(2) Pd系の水素吸蔵合金への水素溶解領域と水素化物生成領域の磁化率の変化を自作した交流磁力計により明瞭に観察することが出来た.これにより,水素溶解領域での電子状態の変化の傾向を得ることが出来た.水素ハンドリング材(金属製水素透過膜,水素吸蔵合金)の熱力学特性(水素平衡圧力,水素化物生成エンタルピー,水素吸蔵量)を水素圧力-組成等温線(P-C曲線)を実測に因らず,電子状態計算により評価する手法の検討を目的に研究を行ってきた.この手法が確立されれば,長時間の測定が必要なP-C曲線を実測することなく,水素ハンドリング材の候補材料のスクリーニングが机上で行う事が出来る様になり,効率的な開発につながる.本研究では特にPd系合金に着目し,水素化に伴う磁化率変化を測定することで電子状態計算の妥当性を確認しながら,バンド計算と実測データの予測法の検討を行った.最終年度である平成25年度に行った研究の主な成果は以下の通りである.(1)水素溶解領域では強磁性元素を含むPd合金において,磁化率が急激に変化することを見いだし,水素センサー等への応用が出来るPd合金のスクリーニングと評価を実測の磁化率とバンド計算より行った.その結果,水素センサーへの利用が可能なPd合金を見いだした.(2)水素吸蔵合金において,水素の吸収と放出の際の圧力は吸収圧力に比べ放出圧力が低くなるヒステリシス現象が現れる.この現象を引き起こす要因をZrMn2合金のP-C曲線の測定を通して,弾性変形が主な要因であることを得た.このことから,バンド計算により得られる弾性率よりヒステリシスの大きさを評価できるという着想を得た.本申請の研究により,バンド計算手法の1つであるKKR-CPAにより非化学量論比の金属水素化物の電子状態が計算できること,非占有のdバンドの大きさより水素吸蔵量が評価できること,弾性率よりヒステリシスが見積もれる可能性があることを見いだした.水素吸蔵合金の水素平衡圧力,ヒステリシスと水素貯蔵量は圧力-組成等温線を実測することにより評価されている.より効率的に水素吸蔵合金の開発を行うには,コンピュータによる電子状態計算を併用する必要がある.そこで,本研究では水素吸蔵合金の熱力学的特性を電子状態計算より評価することを試みた.その結果,電子状態計算より水素吸収量を予測出来ることを見いだした.あわせて,水素雰囲気下で測定できる磁化率測定装置を開発し,電子状態計算の結果を実際の測定と容易に比較できる状況になった.研究の目的は,水素化物の磁性を指標とし水素ハンドリング材(金属製水素透過膜,水素吸蔵合金)の熱力学特性(水素平衡圧力,水素化物生成エンタルピー)を短時間で定量的に求める評価・設計手法を検討し提案することである.このため本研究では,特にPd合金に着目しPd合金水素化物の磁化率の測定とバンド計算を中心に行いすでに得られている熱力学特性と比較し,水素ハンドリング材の評価・設計手法の検討を行う.さらに,得られた結果をもとに高価なPdを含まないZr系水素吸蔵合金についても検討を行う.平成23年度には,研究目的を達成するために次の研究を重点的に行った.1)Pd,Pd-Ag合金とそれら水素化物に対してKKR-CPA法等を用いて電子状態の計算Pd-Ag合金とその水素化物の電子状態計算を通して,Pd-Ag合金が貯蔵できる水素量を評価する手法の目処を得た.その手法は水素化に伴い上昇するフェルミレベルをdバンドの空準位とあわせて評価するものである.

これにより水素吸蔵合金で重要な性能の指標であるプラトー幅が電子状態計算より評価できる.2)Pd,Pd-Ag合金の水素化物生成に伴う磁化率測定Pd及びPd-Ag合金を水素化させながら,その場で磁化率測定を行う装置の構築を行った.この装置により得られた値は,従来報告されている値と極めてよい一致を示した.得られた磁化率測定は水素濃度に対して直線的に減少し,水素吸収量が飽和するプラトーの終端では磁化率はほぼ消失した.この結果は,電子状態計算結果を説明するものであり,KKR-CPAを用いた電子状態計算がPd,Pd-Ag系に適用できることが明らかとなった.3)ZrMn2合金の水素化物生成の熱力学特性の測定Pd系合金以外への評価手法の適用性を広げるために,Zr系水素吸蔵合金としてよく知られているZrMn2合金の水素化物生成の熱力学特性を取得した.今年度の研究より,フェルミレベルでの状態密度よりPd-Cu,-Ag,-Au合金においてはバンド計算により水素吸蔵量を評価できることが示された.この評価法により金属水素化物を生成できる最大のCu,Ag,Auの添加量を見積もることができた.また,Pd-Cu等で利用できた手法は,Pd-Ni等に適用する際には改良する必要があることが示され,今後のさらなる研究方針を得た.水素化に伴う磁化率変化を水素雰囲気下でその場測定する装置の構築が終わり,PdおよびPd-Agで得られた磁化率は報告値と極めてよい一致を示した.また,Pd,Pd-Ag合金とそれら水素化物の電子状態計算が終わり,水素吸収量を電子状態計算より評価する手法の目処を得た.Pd系水素吸蔵合金についてPd-Cu,-Ag,-Au合金で水素吸蔵量を計算により見積もれることが示されたが,Pd-Ni等では評価手法に改良を加える必要が示された.多くのPd系水素吸蔵合金に適用できる評価手法を得るため,Pdの部分状態密度に着目し改良を試みる.これと並行して,水素吸蔵合金を実用化する際の重要な要素である吸蔵・放出圧力で見られるヒステリシスの評価を試みる.他の水素吸蔵合金についてZrMn2,FeTi系の水素吸蔵合金の熱力学データを収集するとともに,水素化に伴う磁化率変化の測定を試みる.AgはPdに比べ原子番号が1つ大きく,Pdへの添加では電子を持ち込む元素である.この合金系に対して,Pd-Co,-Rh,-Irでは電子を少なくする元素である.これら元素を添加した合金の磁化率測定と電子状態計算を当初計画に従い行う.Pd-Cu,-Ag,-Auにおいては,フェルミレベルでの全状態密度変化より水素吸蔵量を電子状態計算により評価できることが示された.しかし,Niをはじめとする他の添加元素では,全状態密度の変化では評価できなかったため,Pdの部分状態密度により評価する方法を検討する.あわせて,水素吸蔵合金を実用化する際の重要な要素である,水素吸蔵圧力と放出圧力の差である吸蔵・放出のヒステリシスを,合金の水素化に伴う弾性率の変化より評価を試みる.即ち,格子定数を変化させた際の全電子エネルギー変化より弾性率を求め,その弾性率と吸蔵・放出のヒステリシスの関係を検討する.電子状態計算より,水素吸蔵量とヒステリシスを評価する手法の確率を達成する.これまでに,測定装置及び電子状態の計算環境は構築されており,物品の購入はない.一方,測定に伴う消耗品,電子部品の購入と成果報告を行うための旅費に使用する.
キュウリの性分化における雄蕊・雌蕊原基の退化に働く新規ＭＭＰ遺伝子の単離と解析

キュウリの性分化機構解明のために、雄花、雌花の蕾において、プログラム細胞死(PCD)に関与するMMP遺伝子と7種類の細胞周期関連遺伝子群(CsCycA, CsCycB, CsCYD3:1, CsCYD3:2, CsCDKA, CsCDKB, CsCYR)の発現を解析した。その結果、MMP遺伝子は雄花の蕾では雌しべの退化領域で、雌花の蕾では雄しべの退化領域で強い発現を示した。CsCYR、CsCycA、CsCycB、CsCYD3:2遺伝子は、雌花の蕾において雄しべの退化領域で強い発現を示した。以上から、雌花の蕾における雄しべの発育抑制には細胞周期の促進とPCDが密接に関与する可能性が示唆された。1.雄花、雌花の蕾全体におけるCsCYR、CsCYP遺伝子の発現解析蕾長7mm以下の雄花の蕾および蕾長16mm以下の雌花の蕾を用いてRT-PCRを行った。その結果、CsCYR遺伝子は雄花に比べて雌花の蕾特異的な発現を示した。また、CsCYP遺伝子は雄花と雌花の蕾で同程度の発現を示した。2.雄花、雌花の蕾におけるCsCYR、CsCYP遺伝子の発現場所の解析蕾長7mm以下の雄花の蕾を切り分けた、がく、花弁、雄しべ、雌しべが退化した領域、および蕾長16mm以下の雌花の蕾を切り分けた、がく、花弁、雄しべが退化した領域、雌しべを用いてRT-PCRを行った。その結果、CsCYR遺伝子は雌花の雄しべが退化した領域でのみ強い発現を示した。一方でCsCYP遺伝子については雄花のがく、花弁、雌しべが退化した領域で、また、雌花のがく、花弁、雄しべが退化した領域で発現が認められた。3.まとめCsCYR、CsCYP遺伝子のうちCsCYR遺伝子は雌花における雄しべの退化に関与することが示唆された。この結果はChoら(2005)の主張を支持しない結果となった。キュウリ(Cucumis sativus L.)の雄花または雌花への分化は、がく、花弁、雄しべ、雌しべの各原基を形成する両性花的な発育段階の花芽を経た後、雄しべまたは雌しべ原基のいずれか一方の選択的な発育抑制によって起こるが、そのメカニズムの詳細は不明である。これを解明する第一歩として、雄花、雌花の蕾における以下の遺伝子の発現を半定量的RT-PCR法により解析した。1)キュウリ子葉の老化期からプログラム細胞死(PCD)期において強い発現を示すmatrix metalloproteinase(MMP)遺伝子。2)短日処理を行った混性型キュウリの茎頂で強い発現を示すCscyclin-related(CsCYR),Cs cyclophilin(CsCYP)遺伝子。3)6種類の細胞周期関連遺伝子群(CsCycA, CsCycB, CsCYD3:1, CsCYD3:2, CsCDKA, CsCDKB)。その結果、MMP遺伝子は雄花の蕾では雌しべが退化した領域で、また、雌花の蕾では雄しべが退化した領域で強い発現を示した。このことから、雄花、雌花ともに、発育が抑制される方の生殖器官はPCDにより退化することが示唆された。CsCYP遺伝子の発現は雄花と雌花の蕾で同程度であったのに対し、CsCYR遺伝子は雄花に比べて雌花の蕾で強い発現を示した。CsCYR遺伝子は雌花の蕾において雄しべが退化した領域で強い発現を示した。CsCycA, CsCycB, CsCYD3:2遺伝子についても雌花の蕾において雄しべが退化した領域で強い発現を示した。このことから、雌花の蕾において、雄しべの発育抑制にはCsCYR, CsCycA, CsCycB, CsCYD3:2遺伝子が関与する可能性が示唆された。以上から、雌花の蕾における雄しべの発育抑制には細胞周期の促進とPCDが密接に関連するものと考えられた。1.1-メチルシクロプロペン(1-MCP)がキュウリの性分化に及ぼす影響の解析キュウリの性表現は植物ホルモンの一つであるエチレンの影響を受けることが知られている。すなわち,エチレン処理により雌花の出現が促進され,逆に,エチレン阻害剤処理により雄花の出現が促進される。これまでに,キュウリの性分化に影響を及ぼすエチレン阻害剤として,硝酸銀やAVGなどが使用されてきたが,安全性に問題があった。

一方で,1-MCPは,安全性の高い気体のエチレン作用阻害剤であり,他の植物では,果実や切り花の鮮度保持に有効であることが報告されている。しかしながら,キュウリの性分化に及ぼす影響は不明である。そこで,雌性型キュウリ(M-F-)を用いて1-MCPがキュウリの性分化に及ぼす影響を解析した。第4葉展開期のキュウリ植物体を,密閉容器に入れ,様々な濃度の1-MCP処理を行った。その結果,雄花形成の促進が若干認められた。また,処理直後には,いくつかの植物体において,茎の基部が,ねじ曲がるような現象が認められた。2.キュウリの性分化におけるプログラム細胞死(PCD)の関与の検討キュウリの性分化に伴う雄蕊または雌蕊の発育抑制におけるPCDの関与を調べるために,Cs1-MMPの発現解析を行った。その結果,Cs1-MMP遺伝子は,雄花では雌蕊が退化した領域で,また,雌花では雄蕊が退化した領域で強い発現を示した。このことから,雄花・雌花ともに,発育しない生殖器官は,PCDによって退化することが示唆された。本研究では、安全かつ効率的な農業の確立を目指し、雄しべと雌しべの発育を分子レベルで人為的に制御する技術の開発を究極の目標として、植物の性分化の分子メカニズムを解明する。そのために、最も多様な性表現型を示す品種が存在するキュウリを材料に用いて研究を行うものである。1.雄花、雌花の蕾全体におけるCsCYR、CsCYP遺伝子の発現解析2.雄花、雌花の蕾におけるCsCYR、CsCYP遺伝子の発現場所の解析以上の解析を通じて、キュウリの性分化においてCsCYR、CsCYP遺伝子のうち、CsCYR遺伝子は雌花における雄しべの退化に関与することが示唆された。これにより、キュウリの性分化に伴う雌花における雄しべの退化を分子レベルで解明するための糸口を見い出すデータを得ることができた。本研究では,安全かつ効率的な農業の確立を目指し,雄蕊と雌蕊の発育を分子レベルで人為的に制御する技術の開発を究極の目標として,植物の性分化の分子メカニズムを解明する。そのために,最も多様な性表現型を示す品種が存在するキュウリを材料に用いて研究を行うものである。1.1-メチルシクロプロペン(1-MCP)がキュウリの性分化に及ぼす影響の解析ガラス室において,エチレン作用阻害剤である1-MCPがキュウリの性分化に及ぼす影響に関する生理実験を初めて実施し,性分化への影響の有無および副作用の有無を明らかにすることができた。2.キュウリの性分化におけるプログラム細胞死(PCD)の関与の検討キュウリの性分化に伴う雄蕊または雌蕊の退化におけるPCDの関与を,分子レベルで示唆するデータを得ることができた。本研究において、雌花における雄しべの退化に関与することが示唆されたCsCYR遺伝子は、細胞周期で働くサイクリン関連遺伝子である。そのため、キュウリの性分化における生殖器官の退化と細胞周期との関係を分子レベルで明らかにするために、細胞周期関連遺伝子に注目し、発現解析を行う予定である。引き続き,研究計画に沿って研究を進めていく。1. 1-メチルシクロプロペン(1-MCP)がキュウリの性分化に及ぼす影響の解析副作用を示すことなく,キュウリの性分化に影響を及ぼすための,1-MCPの処理方法や処理時期について検討を重ねる。2.キュウリの性分化におけるプログラム細胞死(PCD)の関与の検討PCD関連遺伝子とともに,雄花または雌花で強い発現を示す遺伝子群について調査を行う。引き続き、研究計画に沿って研究費を使用する。すなわち,ガラス室(屋外)での植物生理学実験、研究室(屋内)での分子生物学実験、成分分析、得られた成果の論文投稿に係る経費(英文校閲)などに使用する予定である。引き続き,研究計画に沿って研究費を使用する。
スマトラ沖造礁性サンゴ骨格を用いた過去数百年間の地震及び津波履歴の高精度復元に関する研究

熱帯域から亜熱帯域に広く棲息する造礁性サンゴは、年輪を刻みながら炭酸塩骨格を成長させ(サンゴ年輪)、サンゴの生息期間(数百年間)に起こった様々な環境変化や事変を記録している。インドネシア・スマトラ島沖の造礁性サンゴ年輪を用いて過去の地震および津波の記録を復元するという目的で研究調査を行った。その結果、サンゴ年輪による時間軸に沿った骨格構造や化学組成の解析から、地震前後の沈降/隆起を定量的に復元することができることが示された。熱帯亜熱帯に生息する造礁性サンゴの骨格には、高時間解像度で過去の環境変動が記録されている。地震に伴う地殻変動(隆起と沈降)及び津波に鋭敏に応答する造礁性サンゴ骨格の地球化学的、古生物学的手法を用いてインドネシアスマトラ沖における過去数百年間の地震及び津波イベントを高時間分解能で定量的に復元することを目的としている。本年度は前年度までに採取した、インドネシア、スマトラ島沖メンタワイ諸島の南パガイ島及びシメル島産のサンゴコア解析の解析を行った。サンゴコア試料の軟X線画像解析からは、近過去の地震のイベントによる成長阻害構造が地震時に相当する骨格部位に観察され、また、炭素同位体比の顕著なシフトが確認された。これは、地震発生に伴う地盤沈降および隆起に伴ったサンゴから海水面までの距離が変化し、サンゴ生体部へ届く日射量が変化したことに起因すると考えられる。今後は、現代及び歴史的事象として明らかになっている地震、津波について、指標を確立する。それらの手法を化石試料に応用して、歴史事実として明らかになっていない過去の地震、津波の復元を試みる。(1)地震、津波の履歴を含む過去100150年間のサンゴ年輪試料を取得した。(2)骨格構造、地球化学的アプローチから、過去の地震、津波の履歴を定量的に復元する。(3)化石試料の年代測定から過去の地震、津波を高解像度で探る。これらは地震・津波の記録を週スケールで過去に遡る、地震の将来予測に不可欠な時系列データとなる。造礁性サンゴの成長方向(時間軸)に沿った化学分析によって週から月単位の高時間解像度で過去の生息環境の変化を復元することができる。スマトラ沖メンタワイ諸島の南パガイ島およびアチェ州シメル島において大型の塊状ハマサンゴの水申及び陸上掘削によるサンゴコア試料を用いた。サンゴコア試料は平板上に切断し、軟X線写真を撮影したところ、明瞭な密度バンド(年輪)が観察でき、'長いコアでは現在から1750年代にまで遡ることが可能であるとわかった。また、サンゴ骨格中の微量元素濃度、酸素・炭素・窒素安定同位体比を測定した。その結果、津波による海底堆積物の撹檸や陸起源物質の流入により、骨格中の微量元素濃度が変化することが示唆された。また、炭素同位体比は、サンゴの触手に共生する褐虫藻の光合成量によって変化すると考えられており、地震前後の沈降/隆起によるサンゴ生態部の水深の変化(光量の変化)を読み取ることができる定量的な指標として有用であることが示された)。本調査により採取したサンゴ年輪の時間軸に沿った骨格構造や化学組成の解析から、過去から現在までの環境変動やイベントの復元が可能であることを示した。スマトラ沖メンタワイ諸島の南パガイ島およびアチェ州シメル島において大型の塊状ハマサンゴの水中及び陸上掘削によるサンゴコア試料を用いた。サンゴコア試料は平板上に切断し、軟X線写真を撮影したところ、明瞭な密度バンド(年輪)が観察でき、長いコアでは現在から1750年代にまで遡ることが可能であるとわかった。その結果、津波による海底堆積物の撹拌や陸起源物質の流入により、骨格中の微量元素濃度が変化することが示唆された。

また、炭素同位体比は、サンゴの触手に共生する褐虫藻の光合成量によって変化すると考えられており、地震前後の沈降/隆起によるサンゴ生態部の水深の変化(光量の変化)を読み取ることができる定量的な指標として有用であることが示された)。本調査により採取したサンゴ年輪の時間軸に沿った骨格構造や化学組成の解析から、過去から現在までの環境変動やイベントの復元が可能であることを示した。
遺伝子増幅法によるエンテロウイルス診断法の開発

近年、拡張型心筋症の病因としてウイルス性心筋炎の関与が注目され、遺伝子レベルでの検索が報告されるようになってきた。今回我々は多くのエンテロウイルスおよびカルディオウイルスRNAを検出可能な感度が高いポリメラーゼ連鎖反応(PCR)法の開発を行った。多くのエンテロウイルスRNAを検出することが可能であるコクサッキーB3ウイルス(CVB3)遺伝子の5'末端に対応する195塩基の領域を増幅することができるPCRプライマーを作製した。C3H/HeマウスにおけるコクサッキーB3ウイルス性心筋炎では、PCR法により心筋内ウイルスRNAは、亜急性心筋炎の時期にあたる感染後21日後まで検出することができ、従来のウイルス分離法よりも長基にわたって検出が可能であった。また、コクサッキーウイルスと同様に心筋に対する親和性の高いピコルナウイルスであるencephalomyocarditis(EMC)ウイルスについてもPCR法を開発した。プライマーは5'非翻訳領域を増幅するものを開発した。培養細胞を用いた検討では、ウイルスの100コピーを検出できることが判明した。DBA/2マウスにおけるEMCウイルス性心筋炎モデルでの検討では、従来の方法ではウイルス分離が陰性となった後もPCR法により3ヶ月の長期にわたりウイルスRNAが検出できた。本研究により開発されたPCR法によるエンテロウイルスを含むピコルナウイルスRNAの検出法は従来のウイルス検出法に比し、短時間かつ簡便で感度も高く、臨床的に極めて有用であると考える。しかし、多くの報告では放射性同位元素で標識したプロ-ブが使用され、その煩雑さと検出までに長時間を要することから臨床応用には問題があった。今回我々は多くのエンテロウイルスを検出可能なプライマ-を用いて、検出感度が高いポリメラ-ゼ連鎖反応(PCR)法を用いて、エンテロウイルスRNA検出法の開発を行った。多くのエンテロウイルスRNAを検出することが可能であるコクサッキ-B3ウイルス(CVB3)遺伝子の5'末端に対応する195塩基の領域を増幅することができるPCRプライマ-を作製した。このプライマ-は、ヒト羊膜細胞株を用いたin vitroの研究により、コクサッキ-ウイルスRNAを増幅することを確認した。次に、実験的ウイルス性心筋炎モデルであるC3H/Heマウスにコクサッキ-B3ウイルスを接種し、心筋炎を作成し、急性期から慢性期(2-56日目)に心臓を摘出し、RNA抽出及びウイルス培養に用いた。また、一部は病理組織の検討に用いた。抽出したRNAはランダムヘキサマ-を用いてcDNAを作製した後PCR法に用いた。PCR法により心筋内ウイルスRNAは電気泳動ゲルの臭化エチジウム染色により、RNA抽出後約5時間で検出することが可能であった。心筋内ウイルスRNAは、亜急性心筋炎の時期にあたる感染後21日目まで検出することができ、従来のウイルス分離法よりも長期にわたって検出可能であった。エンテロウイルスプライマ-を用いたPCR法によるウイルスRNAの検出は、従来のウイルス検出法に比較して短時間かつ簡便に行え、感度も高く、臨床診断に極めて有用と考えられた。平成4年度は、実験モデルにおいてウイルス持続感染の有無を検討するとともに心筋症、心筋炎症例の心臓の生検、剖検標本やその他の臓器、標本を用いてPCRを実施しエンテロウイルスRNAの検出を試みる。平成3年度の研究成果をもとに本年度はヒト心筋症、心筋炎症例の心筋生検、剖検標本を用いてエンテロウイルスPCRを行った。心筋炎16例、拡張型心筋症9例、他の心疾患2例を対象として心筋生検及び剖検標本よりRNAを抽出後、ランダムプライマーでcDNAを作製し、多くのエンテロウイルス遺伝子の5'末端領域を増幅するプライマー及びウイルスカプシド領域の中でコクサッキーウイルスB3特異的領域を増幅することが可能な2種類のプライマーを用いてPCRを行った。

27例の心筋標本より10年以上病歴を有する拡張型心筋症の1例から多数エンテロウイルス遺伝子の5'末端に対応する195塩基の領域を増幅することができ、さらに、同症例よりコクサッキーウイルスB3の特異領域も検出できた。また、コクサッキーウイルスと同様に心筋親和性の高いピコルナウイルスであるencephalomyocarditis(EMC)ウイルスについてもPCR法を開発した。プライマーは、5'非翻訳領域を用いた。培養細胞を用いた検討では、EMCウイルス100コピーを検出でき、高感度であることが判明した。DBA/2マウスにおけるEMCウイルス性心筋炎モデルでの検討では、従来の方法によるウイルス分離が陰性となった後もPCR法では3ヶ月後の長期にわたりウイルスRNAが検出できることが明かとなった。本研究により開発されたPCR法によるエンテロウイルスを含むピコルナウイルスRNAの検出法は従来のウイルス検出法に比し、短時間かつ簡便で感度も高く、臨床的に極めて有用であると考える。
森林土壌からの放射性セシウム溶脱におけるきのこと土壌細菌のシナジー効果解明

土壌中の放射性セシウムは粘土鉱物に強力に結びついていて、植物等への移行は多くないと考えられている。しかし、きのこは放射性セシウムを効率的に吸収していることが知られている。その理由として研究者は、きのこが土壌等に分泌する有機酸をシデロフォア生産菌の栄養として利用される結果、シデロフォア生産量が増加し、シデロフォアと有機酸の相乗効果によって土壌からのセシウム溶脱が進むのではないかと考えた。その機構の解明を目標として、有機酸とシデロフォアが土壌からのセシウム溶脱に及ぼす検討を行った。今年度は、きのこが生産する有機酸を明らかにするため25種類のきのこを試験した。これらを液体培養し、その培地から抽出した有機酸をガスクロマトグラフィー質量分析器により定量した。その結果、十数種類の有機酸の存在を確認した。中でも、乳酸、プロピオン酸、コハク酸が、放射性セシウムを高効率で吸収するきのこで特異的に生産されていることを明らかにした。次に、これら有機酸が鉱物から放射性セシウムを溶脱させる能力があるかどうか試験した。数種類の鉱物に放射性セシウムを吸着させ、有機酸を含む溶液中で一定時間撹拌した。そして、溶液中に溶脱した放射性セシウムを定量した。その結果、これら有機酸の放射性セシウム溶脱能力はあまり高くないことを確認した。さらに、シデロフォアが土壌中の放射性セシウム溶脱にどの程度影響しているのか確認するため、模擬シデロフォアとして市販のdesferrioxamine B(DFO)を利用して試験した。鉱物に放射性セシウムを吸着させ、DFOを含む溶液中で一定時間撹拌した。その結果、このシデロフォアは放射性セシウム溶脱能はあまり高くないことを確認した。さらに、土壌細菌のシデロフォア産生を確認する際に利用するCAS培地の使用条件を検討し、最適条件を設定した。研究スケジュールに記載してあるとおりの進捗状況であるため、おおむね順調に進展していると言える。2019年度は土壌細菌を培養してシデロフォアを生産させる。産生したシデロフォアを定量・同定する。次に、きのこが生産した有機酸を土壌細菌の培地に添加し、シデロフォアの生産量にどの程度影響があるか確認する。さらに、産生したシデロフォアを利用して、土壌からの放射性セシウム溶脱試験を実施し、溶脱効率を明らかにする。一連の試験では、土壌細菌のシデロフォア産生に時間がかかる。また、大量のシデロフォアを確保するのも時間がかかる。そのため、研究グループで保有している恒温槽を最大限に利用して、サンプル数を多くして実験の進捗を図る。また、解析に時間がかかるときは、研究室のメンバーに協力してもらうことにしてあり、研究を推進していく。

また、大量のシデロフォアを確保するのも時間がかかる。そのため、研究グループで保有している恒温槽を最大限に利用して、サンプル数を多くして実験の進捗を図る。また、解析に時間がかかるときは、研究室のメンバーに協力してもらうことにしてあり、研究を推進していく。
低分子量内分泌かく乱化学物質のオーファン核内受容体結合性の迅速解析

リガンド未知の「オーファン核内受容体」に対して、トレーサーとする標準化学物質がないため受容体結合試験ができず、困難な研究課題となっている。本研究では、複数のヒト核内受容体について、表面プラズモン共鳴法(SPR)を利用した分子間相互作用解析装置Biacore T100を用いて低分子量化学物質と核内受容体の結合試験系を確立し、強く結合する化学物質を見出した。そして、放射標識体を用いた受容体結合試験系の構築にも成功し、これまでに全く知られていない化合物が受容体と非常に強く結合することが判明した。本研究では、ヒト・核内受容体48種類のうち、リガンド未知の「オーファン核内受容体」20種について、強く結合する化学物質を探索する目的として、表面プラズモン共鳴法(SPR)を利用した分子間相互作用解析装置Biacore T100を用いて低分子量化学物質の核内受容体結合親和性について解析する。そして、標準化合物となり得る高親和化合物を同定し、放射標識した化合物を用いる受容体結合試験系を構築する。2年計画の最終年度である平成24年度は、平成23年度の研究成果を踏まえて、残りの10種類オーファン核内受容体タンパク質の発現系の構築を完了した。そのうち、5種受容体について非常に高純度なタンパク質をGSTと融合させて発現・精製を成功した。次いで、得られた受容体タンパク質に対して、ビアコアを用いた結合試験系を確立し、化学物質の結合親和性を評価した。そして、高親和性結合する化学物質の放射標識体を用いた受容体結合試験系の構築を成功し、化学物質をスクリーニングしたところ、これまでに全く知られていない化合物がLRH-1受容体と非常に強く結合することが判明した。内分泌撹乱作用は、化学物質の核内受容体を介したシグナル毒性である。したがって、核内受容体に対する化学物質の結合を測定することは不可欠な研究であり、活性の指標となる標準化合物は必須な分子ツールである。しかし、ヒト核内受容体48種類のうち、化学物質の結合性に関する研究が進展しているのは約半数に過ぎず、残りは天然リガンドさえ発見されていない。本研究の目的は、リガンド未知の「オーファン核内受容体」に強く結合する化学物質を探索する目的とし、表面プラズモン共鳴を利用した分子間相互作用解析装置を用いて分子量150500の低分子量化学物質の核内受容体結合親和性について解析し、そして、標準化合物となり得る高親和化合物を同定する。2年計画の1年目である本年度は、試験化学物質として、合計約500種の試験化学物質を選定した。次に、20種類オーファン核内受容体のうち、10種について受容体タンパク質をGSTと融合させて発現・精製した。次いで、ビアコアを用いた結合試験系を構築した。そして、4種類の核内受容体については、結合する化学物質の同定に成功した。これらは、これまでに全く知られていない化合物群であり、初めて結合性が明らかとなった。平成23年度では、まず、試験化学物質の選定、及び試験溶液の調製法の確立に成就した。さらに、試験系確立のための最も重要な要素の一つである高純度な(95%以上)の受容体タンパク質の調製法にも成就した。また、実際にビアコアを用いた受容体-化学物質相互作用試験から、これまで未同定であった化学物質の同定に成功した。しかも、4種類もの核内受容体について、結合する化学物質同定に成功した。このように、研究は予想以上に順調に進展している。今後の研究については、引き続いて、残りのオーファン核内受容体のタンパク質の発現系の構築を完了し、高純度なタンパク質を大量に精製する。そして、これらの受容体について、ビアコアを用いた結合試験系を確立し、結合化学物質探索のアッセイを遂行する。23年度に結合化学物質が未同定の核内受容体についても引き続き探索を続ける。これらに並行して、結合化学物質が同定済の核内受容体について、トリチウム標識体を用いて化学物質のスクリーニングを実施する。さらに、同定した強く結合する化学物質の核内受容体に対する活性化を評価する。平成24年度の研究費は、本研究課題を推進するため、以下のように使用する予定である。(1)ビアコアシステムを用いた受容体と低分子量化学物質の相互作用を評価するため、専用のセンサーチップを用いるが、これは非常に高価で、しかも、それぞれの受容体に別々のチップの使用が必要である。また、タンパク質を固定するための抗GST抗体、ランーニングバッファー、再生溶液など、高価な試薬が多く必要である。さらに、ディスポーザルなプラスチック器具、システム維持用のキットなどにも多く高価な消耗品が必要である。これらを消耗品費で賄う。(2)得られた成果については、国内の学会(環境ホルモン学会、日本生化学会、日本化学会等)で発表するが、参加のために旅費を充当する。また、論文発表のため、投稿料、別刷代に使用する。