hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
誘導反発形磁気浮上系の磁気連成振動と制御に関する研究

まず,円盤の回転速度を一定として浮上体の静特性を調べた.浮上体の磁極は,前後で同極とした場合と,異極とした場合で行った.この結果によると,上下1自由度運動する浮上体を前後に独立に配置した場合(昨年度)と異なり,両極性の場合とも後部浮上空隙間が前部浮上空隙より大きくなっている.これは,浮上体を台車構造としたため磁気連成力のほかに磁気抗力が大きく影響しているためである.次に磁気浮上系の減衰特性を向上させるため,電磁石電流を最適レギュレータ理論を用いて制御する実験を行った.制御は前後独立に行う分散制御方式とした.この結果によると,電磁石電流の制御により減衰力が大きくなり,磁気連成に影響されずに制振性能が大幅に向上することが明らかになった.さらに,浮上体の姿勢を水平に保つため,前後浮上空隙の差の積分補償を付加した制御実験を行った.この結果,電磁力の直接制御により浮上体の姿勢をほぼ水平に保つことが可能であることが確認された.以上の静特性と動特性の実験より,磁気抗力が浮上体に大きな影響を与えている.また,磁石間の磁気連成が生じている場合でも,振動特性は電磁力制御により大幅に向上することが明らかになった.
孤立電荷移動錯体分子対の単一分子分光とその応用

電荷移動錯体はドナー分子とアクセプター分子の組み合わせによってその物性が多彩に変化することから、化学や物性物理学の研究対象として長く研究されてきた。本研究はその最小単位である単一ドナー・アクセプター分子対の孤立化を世界に先駆けて行い、その基礎物性を明らかにし応用の可能性を探るものである。孤立化された錯体分子対は量子光学的には孤立2準位系として作用するので、単一ドットや単一分子と同様に単一光子発生源として利用できる。単一分子系では分子の褪色が問題となっているが、錯体分子対では個々の分子内の遷移よりも低エネルギーの光子を発生することから褪色寿命が著しく延びることが期待できる。また分子対の配置の制御などにより制御可能な単一光発生源とすることが可能となると考えられる。本研究では、固体マトリックス中や基板上にドナー分子とアクセプター分子を希薄に分散させることにより、単一のドナー分子とアクセプター分子の対からなる単一錯体分子を孤立固定化する技術の開拓を進めた。この際に、ドナー分子、アクセプター分子が実際に"対を形成し"、"孤立化している"ことを確認することが重要な問題となる。本研究では、背景光の除去という観点からマトリックスポリマーの不純物除去を徹底的に行った。市販のポリマー材料には未知不純物が混入していることが明らかとなり、高純度ポリスチレンを自前で合成し使用した。測定はレーザーを光源とする共焦点顕微鏡によって蛍光観察を行い、2次元画像において孤立輝点の分布を観察することに成功した。また、冷却CCDを備えた高感度分光装置で孤立基点の分光スペクトル観察を行った。これまで使っていたピエゾステージでは位置の再現性が悪く、系統的な実験を行うのに適さなかったため、本研究費でフィードバックつきのピエゾステージを導入し、位置の再現性を十分に得られる実験系を再構築した。その結果、系統的に基礎データの収集が行えるようになり、統計的に発光の起源がドナー・アクセプター分子対に起因することが明らかになった。また、この孤立化された分子の蛍光観察を行い、そのスペクトル形状、発光の光子統計を調べ孤立分子対の制御法の探索もおこなった。
酵母の変異形質に基づく生理活性物質スクリーニング系の構築と利用

研究室では1991年に出芽酵母のカルシニューリン(Ca^<2+>依存性プロテインホスファターゼ)触媒サブユニットをコードする遺伝子を世界に先駆けて取得して以来、その生理機能解明および本機構の医薬開発への応用展開に全力を傾注している。その後の研究において、Ca^<2+>シグナル伝達経路はG_2/M期の細胞周期エンジンCdc28/Clbを負に制御するSwe1キナーゼ活性化を通し、M期進入をブロックする機構を発見し、これが細胞周期"チェックポイント機構"として機能する可能性を提示した(Nature,392,303-306(1998))。この成果に基づいて、本経路における変異株を多数取得し解析することにより、チェックポイント機構の全貌解明および生理的意義解明を目指す研究を展開する一方、この経路を利用し新しい発想に基づく生理活性物質スクリーニング系を着想した。本研究により(1)スクリーニング条件の設定および高効率スクリーニング法の開発、(2)微生物培養液からのスクリーニング実施(3)ケミカルライブラリーからのスクリーニングを実施した。それぞれから候補物質が取得されたので、作用部位の特定を行った。さらに詳細な薬剤作用点の決定及び動物試験をする計画である。従来の生理活性物質スクリーニング法には、細胞の増殖阻止活性に基づくものが多い。多用されてきたため、新規物質発見に至る可能性が低下しているばかりでなく、毒性物質を選択するなどの問題がある。今回我々は酵母の特異な変異形質を利用することにより、この変異体を増殖不能に陥らせている原因機構に阻害的に作用する物質を、増殖阻害を解除させる物質として取得する方法を考案した。酵母はある遺伝的バックグラウンド(Δzda1株)のもとで、Ca^<2+>を高濃度に含む培地においてCa^<2+>シグナル伝達系が活性化を受けると、細胞周期G2期で増殖停止がおこる。初年度である本年度は、この条件のもとで、Ca^<2+>シグナル伝達を特異的に阻害する物質は、増殖阻害を解除する性質により容易に検出可能なことを免疫抑制剤FK506をモデル物質として示した。増殖への"正の効果"に基づいて、Ca^<2+>シグナル伝達に特異的に作用する物質の取得を可能にする本スクリーニング法は極めてユニークな方法である。予備的スクリーニングを実施し、Radicicolがこの系に作用する物質として再発見されたが、ヒット率は、供試サンプル12000に対して2と非常に低かった。その原因としては、本法により検出される物質がCa2+シグナル系に対して極めて特異性が高いことが考えられるが、酵母の薬剤に対する感受性が非常に低いことがもう一つの原因として考えら得る。このために薬剤透過性に関わることが知られているSYR1遺伝子を破壊した株を構築して、感受性を10倍程度高めることに成功した。Ca2+シグナル伝達経路に作用する生理活性物質のスクリーニングに関し、(1)一次スクリーニング法の改善と(2)スクリーニングを実施、ならびに(3)および作用部位を限定する方法の確立を行った。(1)一次スクリーニング法の改善:従前のスクリーニングでは、検出の頻度が低かったが、これは第一次スクリーニングにおける検出感度が高くなかったことに起因していると判断した。Ca2+感受性に関わるZds1に加えて多剤耐性遺伝子の発現制御に関与するpdr1/Pdr3、薬剤の膜透過性に関係するSyr1をそれぞれコードする遺伝子を破壊した四重破壊株を作成して、この株をスクリーニングに用いることとした。薬剤の感度を三十倍に高めることに成功し、スクリーニングに必要な感度を達成できたと考えられる。(2)スクリーニングの実施:四重破壊株を利用して以下のスクリーニングソースによるスクリーニングを実施した。ケミカルライブラリーを用いたスクリーニング:8000サンプルをスクリーニングした結果、計5個のヒット化合物を見出した。各化合物について、(3)で述べる方法に従い、作用点及び関連化合物のスクリーニングを行っている。微生物培養液を用いたスクリーニング:2400サンプルをスクリーニングした結果、個のヒットサンプルを見出した。各ヒットサンプルについて、(3)で述べる方法に従い、シグナル経路上の作用点および構造の解析を行っている。(3)作用部位を限定する方法の確立:免疫抑制剤FK506およびCyclosporinAをモデル化合物として、作用部位を限定する方法の確立を行った。

カルシニューリン経路とMpk1経路の区別:カルシニューリン破壊株とmpk1破壊株が合成致死となることを利用して、取得された活性物質がいずれの経路に作用しているかを調べることにより、区別できるカルシニューリン経路に作用することがわかった物質については、いずれのイムノフィリンを介して作用しているか、あるいは既知のイムノフィリンを介さずに作用しているかの区別を行う。当研究室が開発したCa^<2+>シグナル伝達を阻害する生理活性物質のポジティブスクリーニングを実施し、かび培養液から得られた化合物ラディシコールの作用様式を検討した。その結果、ラディシコールはCa^<2+>シグナル活性化による増殖停止、G2期遅延および細胞極性成長のすべてを抑圧した。各種変異株により、作用部位の詳細を検討した結果、ラディシコールはカルシニューリン経路とMpk1 MAPキナーゼ経路が合流したあとの経路の下流、すなわちSwe1キナーゼ周辺を阻害することが示唆された。実際、ラディシコールによりSwe1タンパク質の量が顕著に減少することが明らかとなり、これが増殖回復の原因と考えられた。Swe1タンパク質の分解には影響しなかったので、Swe1タンパク質生成プロセスがラディシコール感受性であることが示唆された。Hsp90阻害によるde novoに合成されたSwe1を不安定化することが原因と考えている。同様にケミカルライブラリーのスクリーニングで得られた化合物、16C2の作用機構を検討した。各種変異株等を利用した実験により、16C2はカルシニューリン経路を阻害していることが示唆された。しかし、CN依存的に転写誘導されることが知られる遺伝子ENA1およびFKS2の発現には影響がなかった。また、ウシのカルシニューリン活性を直接測定した結果、阻害効果は見いだされなかった。そこで、カルシニューリン経路下流のswe1タンパク質レベルを調べた結果、同タンパク質レベルを低下させることが明らかになった。初年度において、確立したスクリーニング法を利用し、ケミカルライブラリー(メイブリッジ)のスクリーニングを行った。約8,200種類の化合物のスクリーニングから、6種化合物が取得されたが、うち一番強い活性を与えた化合物16C2について、作用部位の特定を行った。本物質はCa^<2+>存在下のzds1破壊株の増殖を顕著に促進した。本物質がカルシニューリン経路またはMAPキナーゼ経路のいずれを阻害するかを推定する実験を行った。本物質に対し野生株酵母は殆ど感受性を示さなかったが、Mpk1破壊株がカルシニューリン破壊株に比べて強い感受性を示したことから、カルシニューリン経路への作用を予想した。カルシニューリン高発現株が示す増殖阻害などの表現型もきれいに抑圧した。カルシニューリン阻害を予想し、カルシニューリン活性に及ぼす影響を調べたが阻害効果はみられなかった。
可換代数学に於けるネタ-局所環の研究

本年度は、不等標数完備局所環上にBig Cohen-Macaulay加群を構成する研究を行った。我々は、先ず、不等標数完備局所環の構造定理と、H.FlennerによるBertini定理を用い、不等標数不分岐完備正則局所環のpを含む開集合上エタールな場合に帰着し、次に、p-進ヘンゼル化とFrobenius写像との関係を考察した。更に、Hochsterのmodificationの近似と不等標数完備局所環の構造定理との関係を研究した。また、特異点解消問題とGroebner基底との関連についても考察した。奥山は、代数的組み合わせ論のassociation schemeの問題から派生した群の既約指標に関する問題を考察した。これは、数理物理の共形場理論や、Linkのinvariantと関わるSpin modelの理論と関係がある問題である。福井、八ツ井、長谷川は、微分幾何学の諸問題、Lie代数のSpencer cohomologyや、Kaehler多様体の射影変換、球面の特徴付け、を研究した。
加齢促進モデルとしての人工心臓動物の非線形解析

本邦における人口構成の高年齢化に伴い、「加齢」現象の本質の究明は急務になっている。しかしながら現在までの研究ではこの加齢現象の原因は明らかになっておらず、対策も立てようがない。加齢現象のような生体の全体において進行する変化は、これまでの科学研究において主流であった要素分解論的な微視的還元論では解明できないものと考えられ、システム全体に視点を置いた全体論的な解析の方法論の適用が不可欠となってくるものと考えられる。本研究では人工心臓動物を「加齢促進モデル」として位置づけることにより、その循環動態時系列曲線等における病態生理学的な変化を、非線形力学による解析を駆使して解明することを目的としている.主たる研究成果は下記の通りである。1.非線形力学を応用した生体計測の手法を考案した。2.人工心臓の慢性実験動物を作成し、循環動態の非線形解析を行い、自然心臓による循環動態との比較検討を行った。3.人工心臓動物において自律神経活動記録を行い、循環制御系の直接的な変化を一種の加齢促進モデルと位置づけ、人工心臓制御アルゴリズム等がこの病態に与える変化を観察した。これらの方法論によって生体全体で進行する加齢現象の成因となる心臓血管制御系の非線形ダイナミクスについて考察を加え、加齢を制御する方法論についての検討を加えた。その結果、加齢現象とは、生体制御系の磨耗故障による非線形ダイナミクスの変化で説明しうる現象ではないかという仮説が得られ、それに対する対策としての人工臓器工学の応用の可能性も示唆された。人口心臓を装着した動物における老化現象の促進が注目されている。本研究はこれに注目して、人口心臓動物を実験モデルとしての加齢促進動物として捕え、非線形数学理論による全体論的解析によって加齢の本質を究明しようという全く新しい試みである。人工心臓動物の血行動態に非線形数学理論による解析を加えるために、まず方法論の確立を目的に、成山羊を用いた慢性動物実験を行ない、両心バイパス型の人口心臓を装着し、覚醒状態において人口心臓循環と自然心臓循環の比較検討を行なった。得られた血行動態時系列曲線を、パーソナルコンピュータに入力し、定量化、統計処理を行なうと同時に、非線形数学理論を用いて高次元位相空間内へ埋め込んでアトラクターを再構築した。カオス理論を用いてリアプノフ指数の解析を行ない、KSエントロピー及びフラクタル次元を求めカオスアトラクターの定量化を試みた。その結果、血行動態アトラクターの再構築には3次元以上の位相空間が必要であり、リアプノフ指数の計算による初期値依存性の判定から、人口心臓循環においても血行動態がカオス的な挙動を示していることが明らかとなった。更に、自然心臓循環と比較してフラクタル次元やKSエントロピーが変化するのが観察され、非線形数学理論による循環動態の異常の定量化の可能性が示唆された。このような方法論によって人口心臓をも含んだ循環制御系の全体論的な解析が可能になるものと考えられた。加齢促進モデルとしての完全人工心臓の慢性実験動物を健常成山羊を用いて作成し、その血行動態の時系列曲線を記録し、ADコンバータを介してパーソナルコンピュータに入力し、非線形数学理論を駆使した解析を試みた。人工循環により加齢現象が促進される成因について追求するために、自然心臓による循環との比較検討が必要なので、本研究では空気圧駆使型の補助人工心臓を両心バイパス方式に装着して、心臓を電気的に心室細動とし、完全人工循環慢性実験モデルとした。この実験により、その鋭敏な初期値依存性により微妙な観察が必要となるカオス理論やフラクタル理論による非線形解析が、同一の対象において人工心臓循環と自然心臓循環を比較検討することにより可能となり、多くの興味深い結果が得られた。得られた解析結果は内外の国際学会雑誌等に投稿され、既にアクセプトされたものもある。次年度は更に研究を進め、人工心臓制御が循環動態の非線形特性に与える影響などを、情報量のエントロピー等によって定量化し、生理学的に優れた人工心臓制御を具現化するとともに、加齢現象の制御という分野に新知見をもたらして行きたい。

本邦における人口構成の高年齢化に伴い、「加齢」現象の本質の究明は急務になってる。しかしながら現在までの研究ではこの加齢現象の原因は明らかになっておらず、対策も立てようがない。加齢現象のような生体の全体において進行する変化は、これまでの科学研究において主流であった要素分解論的な微視的還元論では解明できないものと考えられ、システム全体に視点を置いた全体論的は解析の方法論の適用が不可欠となってくるものと考えられる。本研究では人工心臓動物を「加齢促進モデル」として位置づけることにより、その循環動態時系列曲線等における病態生理学的な変化を、非線形力学による解析を駆使して解明することを目的としている.主たる研究成果は下記の通りである。1.非線形力学を応用した生体計測の手法を考案した。2.人工心臓の慢性実験動物を作成し、循環動態の非線形解析を行い、自然心臓による循環動態との比較検討を行った。3.人工心臓動物において自律神経活動記録を行い、循環制御系の直接的な観察を試みた。4.人工心臓慢性実験動物の観察を行い、長期人工心臓循環における病態生理学的な変化を一種の加齢促進モデルと位置づけ、人工心臓制御アルゴリズム等がこの病態に与える変化を観察した。これらの方法論によって生体全体で進行する加齢現象の成因となる心臓血管制御系の非線形ダイナミクスについて考察を加え、加齢を制御する方法論についての検討を加えた。その結果、加齢現象とは、生体制御系の磨耗故障による非線形ダイナミクスの変化で説明しうる現象ではないかという仮説が得られ、それに対する対策としての人工臓器工学の応用の可能性も示唆された。
卵白アルブミンに脂肪酸を添加しただけでなぜゲル化するのか-その機構と応用的側面

平成11年度は、卵白アルブミン(OVA)に脂肪酸塩を添加しただけでなぜゲル化するのか、脂肪酸塩誘導OVAゲルの形成機構を解明した。1、H10年度の研究により、添加する脂肪酸塩の炭素鎖長の違いにより、ゲル形成の為の最適条件並びに物性(硬さや保水性)が顕著に異なることが判った。そこでこの要因を明らかにするため、走査型電子顕微鏡(SEM)によるゲル表面の微細構造、透過型電子顕微鏡(TEM)によるゲル内部の微細構造観察を行った。その結果、脂肪酸塩誘導ゲルのネットワークは脂肪酸塩添加加熱誘導ゲルや、脂肪酸塩誘導ゲルを形成した後加熱処理を施したものに比べて、より均質で且つ大きなポアーサイズを有するゲルであることが判った。2、脂肪酸塩が引き起こす卵白アルブミンの構造変化の解析常温でゲルを形成するということは、脂肪酸塩を添加するだけで、タンパク質に何らかの構造変化が生じていることを示唆するものであるが、この点を明らかにするために、タンパク質に脂肪酸塩を添加した際の二次構造の変化を、円偏光二色性分析法及びフーリエ変換赤外分光分析法により解析した。円偏光二色性分析の結果、OVAに脂肪酸塩を添加しただけで、タンパク質がモルテングロビュール構造を構築していることが明らかになった。更に、フーリエ変換赤外分光分析により脂肪酸塩誘導ゲル形成過程において、α-ヘリックスの減少並びにβ-シート構造の増加が生じていることが判った。以上の研究成果とH10年度の成果より、脂肪酸塩誘導OVAゲルの常温下での形成機構は、基本的にはOVAの加熱誘導ゲルのそれに類似しているが、より緩和な構造変化に基づくものと結論付けられた。平成10年度は、脂肪酸塩誘導ゲルの食品学的機能特性を解明した。卵白アルブミンの加熱誘導ゲル、脂肪酸類を添加した加熱誘導ゲル、及び今回新たに見い出した脂肪酸塩誘導ゲルの物理化学的性質の違いについて、1、卵白アルブミン標品を用いて、低温から常温の範囲での種々の温度における、炭素鎖長10以上の2種の脂肪酸塩添加によるゲル形成性について動的粘弾性測定を行ったところ、10%卵白アルブミンに対して、カブリン酸ナトリウム添加(2%添加が最適)では15°C以上で時間経過に伴う貯蔵弾性率の増加が観察されたが、より鎖長の長いオレイン酸ナトリウム(3%添加が最適)では25°C以上で緩やかな貯蔵弾性率の増加が認められた。2、形成したゲルの保水性を遠心分離法により測定したところ、いずれの脂肪酸塩添加でも1%以上の添加で顕著な離水率の低下が観察され、各脂肪酸塩添加の最適条件以下の濃度でさえ保水性が向上することが明らかになった。マイクロプレートリーダーを用いた波長500nmでの濁度測定法により評価したところ、01%で半透明、2%以上で透明なゲルを形成し、添加量の増加に伴い徐々に濁度が低下し、上述の各脂肪酸塩の最適添加条件下では、25°Cの常温で透明で保水性の優れたゲルが形成できることが明らかになった。3、卵白アルブミンの加熱誘導ゲル、脂肪酸塩誘導ゲル、脂肪酸塩誘導ゲルに更に加熱を施したゲルの3者について、それらの粘弾性を静的および動的試験により比較検討したところ、脂肪酸塩誘導ゲルの貯蔵弾性率は、加熱誘導ゲル(コントロール)の40%の非常に柔らかい性質をもっており、25°Cで脂肪酸塩誘導ゲルを形成させた後加熱処理を施すことにより貯蔵弾性率が3倍に増加する事が明らかになった。
水産食品におけるバクテリオシン耐性リステリア菌の動態と制御に関する研究

水産食品でのリステリア制御へのバクテリオシン利用時に問題となる耐性獲得リステリアの性質とバクテリオシンによるリステリア制御に関する研究を行った。リステリアにおけるナイシン耐性は、ナイシンと菌体間の親和性低下が主な要因であること、また細胞膜に存在するタンパク質および細胞壁ペプチドグリカン構造の変化も関与していることが推察された。水産食品におけるリステリアの制御法では、ナイシンとペクチン分解物製剤の併用によって優れた発育抑制のできることが明らかとなった。ナイシン耐性リステリアの耐性機構の解明を試み,以下のような結果を得た。1.ナイシン耐性リステリア菌体とナイシンとの相互作用を調べたところ,ナイシン耐性株へのナイシン吸着量は,親株よりも減少していた。また,ナイシン耐性株における菌体表面電荷の状況をシトクロムCの吸着性から評価した結果,すべての耐性株において親株よりも負電荷が低下していた。さらに,有機溶媒親和性からナイシン耐性株の細胞表面疎水性度を調べ,その程度は3株の耐性株で異なるものであった。これまで,ナイシン耐性リステリアにおいて菌体表面疎水性の低下は,ナイシンとの疎水性相互作用を低下させるため,耐性機構のひとつの要因と考えられてきたが,本研究の結果から菌体表面における疎水性の変化はナイシン耐性の獲得に伴う特性変化のひとつではあるものの,ナイシンに対する耐性機構において主な要因ではないと推察された。2.ナイシン耐性リステリアの細胞壁分解酵素に対する感受性を調べたところ,ナイシン耐性株においてラビアーゼとリゾチームに対する感受性の低下が認められた。したがって,ナイシン耐性の獲得に細胞壁の構造変化も関与していると推察された。3.ナイシン耐性株のタンパク質発現を調べたところ,分離耐性株3株のうちATCC7644R株でのみ細胞膜に局在するタンパク質の発現が親株と比べて異なっていたことから,ストレスタンパク質の発現がナイシン耐性機構に関与していると推察された。水産食品におけるリステリアの食中毒リスクを軽減するため,リステリア汚染の可能性の高いサケイクラ醤油漬けを対象としたナイシンを利用したリステリア制御法について検討した。その結果,サケ生卵では,ナイシンの単独添加のみでリステリアの発育を効果的に制御できることが明らかとなったが,イクラ醤油漬けではナイシンの単独添加ではリステリアの発育抑制はできず,この要因が食品に含まれる食塩の影響と推察された。そこで,食塩の影響を受けにくく,またナイシン耐性リステリアの制御に不適当な抗菌物質(タンパク質性の抗菌物質)を除いて検討し,ペクチン分解物製剤(ノイペクチンL)に着目した。次に,イクラ醤油漬けにおけるリステリア制御へのナイシンとペクチン分解物製剤との併用効果を検討し,これらの併用によってイクラ醤油漬けにおいてもリステリアの発育を完全抑制することができることを見出した。以上の結果から,水産食品における微生物制御法において,本研究におけるナイシンとペクチン分解物製剤の有用性は,水産加工食品の安全性の向上に大きく貢献できると考えられた。ナイシン耐性リステリア菌を人為的に作出し,発育特性および抗菌物質感受性を調査した。1.ナイシン耐性出現頻度の調査:最小発育阻止濃度(MIC)の4倍量のナイシンAを添加した液体培地にリステリア菌を接種し, 30°Cで1時間保持後の生残率から耐性出現頻度を算出した。ナイシンのMIC値が7.81 μg/mlのIID577株の耐性出現頻度は1.2×10-5, MIC値が1.95 μg/mlのATCC7644株では1.0×10-8以下であり,リステリア菌のナイシン感受性が高いほど耐性出現頻度は小さかった。2.ナイシン耐性リステリア菌の作出および発育動態調査:ナイシン含有平板培地にリステリア菌を接種し, 30°Cで培養後,平板上に出現したコロニーから45株のナイシン耐性株を得た。耐性強度の違う3株を選抜し,その発育特性を調べた。ナイシン耐性株の低温(4°C,8°C)、酸性(pH 5.0,6.0)およびNaCl存在下(3%、10%)における発育は,その誘導時間および最大比増殖速度を比較すると親株と同等以下となり、ナイシン耐性獲得による発育特性の大きな変化はなかった。3.ナイシン耐性リステリア菌の各種薬剤感受性の検討:ナイシン耐性リステリア菌の食品添加物および抗生物質に対する感受性をMICまたはディスク拡散法で調べた。ナイシン耐性株では耐性強度によらず,卵白リゾチーム, ε-ポリリジン,プロタミンに対する感受性が低下し、タンパク質性抗菌物質に対する交叉耐性の獲得が確認された。一方,その他の非タンパク質性の抗菌物質に対する感受性はほとんど変化なかった。抗生物質に対しては,全てのナイシン耐性株でポリミキシンBに対する感受性が低下したが、アンピシリンやテトラサイクリンに対しても菌株毎に異なる感受性変化が見られたことから多様な耐性機構を持つ可能性が示唆された。

本研究は,リステリアによる食中毒リスクを低減するために,食品保蔵,特に水産食品保蔵へバクテリオシンであるナイシンを積極的に利用するための基礎的な知見を得る研究であり,特に水産食品へ応用するときに懸念されるバクテリオシン耐性リステリアの性質と耐性獲得機構を明らかにしようとするものである。本年度は,ナイシン耐性リステリア菌体とナイシンとの相互作用形態から,耐性機構を明らかにしうようと計画していたが,ほぼ当初計画通りの実験を行い,概ね良好な結果を得ていることから評価区分(2)とした。本研究は,リステリア菌による食中毒リスクを低減するために,食品保蔵へバクテリオシンであるナイシンを積極的に利用するための基礎的な知見を得るための研究であり,特に,バクテリオシン耐性リステリア菌の性質と耐性獲得機構を明らかにしようとするものである。本年度は,まずナイシン耐性リステリア菌の獲得とその基礎的な細胞特性を明らかにしようと計画していたが,当初計画通り実験を行い,概ね良好な結果を得ていることから評価区分(2)とした。当初計画通り,これまで得られた知見をもとにナイシン耐性菌にも効果を発揮する抗菌物質を探索し,有効なリステリア制御法の確立を目指す。平成23年度に計画した研究内容を概ね達成したことから,当初計画通り,ナイシン耐性リステリア菌の細胞における変化について,細胞膜組成(脂質やタンパク質)ならびに細胞壁の構造変化を観察し,耐性メカニズムについて総合的に考察する。次年度使用額として17,010円が計上されているが,研究を滞り無く実施するため,この残額は平成24年3月上旬にすでに執行済みである。(4月末の支払い)
高等植物DNA組換え関連遺伝子のDNA傷害応答性発現制御に関する研究

本研究では、高等植物細胞におけるDNA傷害応答性転写制御機構に関する知見を得ることを目的とし、これまでに擬似放射線物質として使用されているブレオマイシンに特異的に応答するシス領域をAtRAD51(At5g20850)遺伝子の発現制御領域内より見出している。さらなる知見を得るため、ブレオマイシン処理やγ線、X線照射などDNA鎖切断を引き起こす刺激により遺伝子発現が上昇する複数のシロイヌナズナ遺伝子に着目し、それらの解析を行っている。シロイヌナズナゲノムよりAtRPA1-1(At4g19130)、AtBRCA1(At4g21070)、AtGR1の3種類の遺伝子の推定発現制御領域を単離し、それらの発現制御領域下流にレポーター遺伝子としてホタルルシフェラーゼ遺伝子を連結した融合遺伝子を作成した。遺伝子銃を用いた一過的発現実験により、単離した遺伝子の推定発現制御領域がプロモーターとして機能する事を確認した。また、AtRPA1-1においては作成した形質転換植物体にブレオマイシンを処理することにより、ブレオマイシンによる発現誘導性が確認された。AtRAD51のプロモーター解析より、ブレオマイシン応答性のシス領域が機能的に働くことが示されているが、AtRPA1-1、AtBRCA1、AtGR1において、その相同配列を見出すことはできなかった。今後、上記のプロモーターの欠失解析を行うことにより、高等植物DNA傷害応答性発現制御に関与するシス配列を明らかにする必要がある。本研究では、γ線やX線などにより生じたDNA鎖切断により遺伝子発現が上昇するシロイヌナズナAtRAD51遺伝子に着目し、AtRAD51遺伝子発現制御領域を利用して植物細胞内に伝達されるDNA鎖切断シグナルを可視化する系の開発を試みた。AtRAD51遺伝子発現制御領域の下流にホタル由来改変ルシフェラーゼ遺伝子(Fluc+: modified firefly luciferase)を連結した融合遺伝子(AtRAD51::Fluc+)を作製し、植物細胞の染色体に組み込む為のバイナリーベクターを構築した。アグロバクテリウム法を用いて、タバコ培養細胞、タバコ植物体、シロイヌナズナ植物体にAtRAD51::Fluc+融合遺伝子を導入し、形質転換体を取得した。これらの形質転換体を用いて発光解析機器により、各種刺激処理に対するAtRAD51の転写制御解析を行った。AtRAD51::Fluc+形質転換タバコ培養細胞、形質転換タバコ植物体、形質転換シロイヌナズナ植物体にDNA二重鎖切断誘導剤であるブレオマイシンを様々な濃度で添加したところ、ブレオマイシン濃度依存的なレポーター遺伝子の誘導が観察された。また、AtRAD51::Fluc+形質転換タバコ葉に対して、各種刺激処理を行つたところ、DNA鎖切断を引き起こす刺激であるUV-B処理とブレオマイシン処理特異的なAtRAD51の発現誘導が観察された。それに対して、重金属や植物ホルモン、病害応答遺伝子誘導剤などの処理においては、植物組織への生体異物反応が観察されたもののArRAD51の発現誘導は観察されなかった。これらのことより、AtRAD51の発現誘導はDNA鎖切断刺激処理部分において特異的に観察され、AtRAD51のDNA傷害応答制御は細胞自律的に行われていることが示唆された。
小学生を対象とした再生可能エネルギーを用いた創造力育成ものづくり教材の開発

小中学生を中心に学習時間の減少が顕著になり,学力低下や学力格差が社会的問題となっている.これに伴い,子供たちの理科離れが進み,理工学分野への興味・関心の低下が深刻化している.このような背景から,知識や技能の習得を行う過程で求められる思考力や判断力を育む教育の必要性が明らかになってきた.そこで,近年注目されている再生可能エネルギーと,身近な道具で作成可能な電子工作教材の開発し,低下しつつある小中学生の創造力とエネルギー問題に働きかける教育を提案した.これは,太陽光発電と身近な道具を用いることで,理科目の苦手意識を払拭し,理工学分野への興味・関心を促すもので,本研究では,加工が容易な厚紙やアルミ箔,テープやのり等を採用した教材を開発した.本研究は,香川高専で実施する小中学生を対象としたものづくり教室に参加した6名に対して行った.ものづくり教室では視聴覚に訴える体験型学習として,技術についての理解と思考力・判断力を促し,自由な発想に基づき創造力に働きかけるツールとして作品の仕様書を作成させた.この中で参加者は,仕様書を基にして教材を自由に加工・変形させ,成形した基板上にLEDを用いたドット絵を作成し,各自が設定したテーマに沿った独創的な作品を仕上げた.作業後,教育効果を測定するためにアンケートを実施した.アンケート結果から,参加者の8割以上が再生可能エネルギーヘの興味を示し,理工学への興味・関心の萌芽が明らかとなった.また,作業の難しさ・楽しさについて選択回答させたところ,特定の作業においては難しくもあり楽しくもあると回答があった.この結果から,本研究で開発した教材を用いた電子工作は,参加者の創造力を刺激したといえ,小中学生に対する創造力育成教材として有用であると考える.小中学生を中心に学習時間の減少が顕著になり,学力低下や学力格差が社会的問題となっている.これに伴い,子供たちの理科離れが進み,理工学分野への興味・関心の低下が深刻化している.このような背景から,知識や技能の習得を行う過程で求められる思考力や判断力を育む教育の必要性が明らかになってきた.そこで,近年注目されている再生可能エネルギーと,身近な道具で作成可能な電子工作教材の開発し,低下しつつある小中学生の創造力とエネルギー問題に働きかける教育を提案した.これは,太陽光発電と身近な道具を用いることで,理科目の苦手意識を払拭し,理工学分野への興味・関心を促すもので,本研究では,加工が容易な厚紙やアルミ箔,テープやのり等を採用した教材を開発した.本研究は,香川高専で実施する小中学生を対象としたものづくり教室に参加した6名に対して行った.ものづくり教室では視聴覚に訴える体験型学習として,技術についての理解と思考力・判断力を促し,自由な発想に基づき創造力に働きかけるツールとして作品の仕様書を作成させた.この中で参加者は,仕様書を基にして教材を自由に加工・変形させ,成形した基板上にLEDを用いたドット絵を作成し,各自が設定したテーマに沿った独創的な作品を仕上げた.作業後,教育効果を測定するためにアンケートを実施した.アンケート結果から,参加者の8割以上が再生可能エネルギーヘの興味を示し,理工学への興味・関心の萌芽が明らかとなった.また,作業の難しさ・楽しさについて選択回答させたところ,特定の作業においては難しくもあり楽しくもあると回答があった.この結果から,本研究で開発した教材を用いた電子工作は,参加者の創造力を刺激したといえ,小中学生に対する創造力育成教材として有用であると考える.
中国の環境保全に関する日本からの効果的な技術移転の研究

1980年以降の中国経済は年率10%以上の高度成長を続けている。経済成長が進む一方で、エネルギー源を石炭に依存する中国では硫黄酸化物、窒素酸化物、煤塵などによる環境汚染が深刻な問題となっている。汚染源の大きさからして、日本への影響はもとより、将来にわたって、地球的規模での環境におよぼす影響は計り知れない。環境対策のために、日本鉄鋼業で開発された代表的技術として、排煙脱硫、脱硝技術、NOx,SOxを発生させない焼結鉱製造技術などがある。一方、日本東北大学の研究グループによるセメント結合塊成化プロセスも有効と考えられる。しかし、中国には独自の体制があり、これらの技術を直接移転しても効果が上がるとは限らない。本研究では、これまで研究交流を進めてきた中国各地の研究者、また、研究グループ以外の研究者の協力を得て、中国鉄綱業における石炭使用に伴う環境汚染の現状、農業に及ぼす影響、適切な環境対策技術等の研究を総合的に開始するためにの学術調査研究を進めてきた。今年度は国内研究者を3つのグループに分けて中国各地の環境調査を行った。また、中国からも研究者を招聘して調査・研究交流を行った。研究協力者として東北大学経済学部および農学部から参加を得て、「日本からの環境技術移転の中国経済ならびに農業環境に及ぼす影響」について、中国の学術調査も行った。今年度は国内で2回、中国国内で1回、計3回の研究会を開催した。本研究では、これまで研究交流を進めてきた中国各地の研究者、また、研究グループ以外の研究者の協力を得て、中国鉄鋼業における石炭使用に伴う環境汚染の現状、農業に及ぼす影響、適切な環境対策技術等の研究を総合的に開始するための学術調査研究を進めてきた。今年度は国内で2回、中国国内で2回、計4回の研究会を開催した。1980年以降の中国における経済成長はめざましく、1978-93年の工業生産の伸び率は14.2%にもなっている。この高度成長の結果として環境汚染物質や廃棄物の排出量が著しく増大した。中国における石炭の消費量は世界の32%(1993年)にあたり、最大の消費地域である。しかも、中国の石炭は硫黄含有量が高いため、硫黄酸化物のみならず、窒素酸化物、煤塵による大気環境汚染が深刻である。汚染源の大きさからして、日本への影響はもとより、将来にわたって、地球的規模での環境に及ぼす影響は計り知れない。日本鋼鉄業で環境対策のために開発された代表的技術として、排煙脱硫・脱硝技術、NO_X SO_Xを発生させない焼結鉱製造技術などがある。一方、日本東北大学研究グループによるセメント結合塊成化プロセスも有効と考えられる。

本研究ではこれまで研究交流を進めてきた中国各地の研究者と共同で、石炭使用に伴う環境汚染の現地調査、基礎研究と環境対策技術などの学術交流、シンポジウムの開催などの学術研究を進めてきた。効果的技術移転に関して得られた多くの研究成果は報告書にまとめられている。
生組織標本における環状アデノシン一リン酸のイメージング技法の開発と応用

これまで適当なプローベが無かったためlivecell imagingが充分になされてこなかったcAMPに着目して,工藤佳久氏が新規開発したcAMP感受性蛍光試薬(溶液中のcAMP測定に使うのが主目的の試薬)を、生きた細胞内でもイメージングに使用できないかどうかを検討するのが本研究の目的であった。試薬の蛍光特性に合致したフィルターを作製し、単離細胞標本と組織標本でcAMPイメージングをおこなった。マスト細胞では細胞内Ca^<2+>が上昇する刺激(Compound 48/80,ATP)で明瞭な蛍光変化を認めたものの、培養細胞(Hela細胞)、腺房細胞、あるいは血管平滑筋細胞でははっきりとした変化をみとめなかった。今回は、AKMLysとAKMOrnの2種類のプローブを用意したが、AKMOrnはレーザー照射による減光が著しかったことから、細胞負荷後に充分な蛍光量を発するAKMLysを用いて実験を進めた。実験の結果、1)ヒスタミン刺激によるcAMPの上昇が確認されているポジティブコントロールの細胞では変化が認められないこと、2)マスト細胞の顆粒基質は多種の色素と結合して蛍光を発することがある、および3)マスト細胞で蛍光特性が変化した箇所を高精細で観察すると顆粒状に見えること、などから、マスト細胞で得られた所見は、cAMPの上昇を引き起こしたものというよりは顆粒基質に蛍光色素が結合したためにおきた人工産物的な現象と推察される。cAMPイメージングそのものは成功したとは言い難いが、このぷろジェクトを遂行するにあたって行われた高速レーザー顕微鏡のブラッシュアップにより、副次的にCa^<2+>イメージングの研究は成果を上げた。●COS7を培養し、ラット腹腔内マスト細胞を単離した。唾液腺線房および血管標本を作製した1.cAMP感受性蛍光プローブを負荷し,可視化の可能性と妥当性を探った。(佐藤・齋野)連携研究者:工藤佳久3265960326(東京薬科大学・薬学部・名誉教授)2.肥満細胞では明瞭な変化を認めたが、他の標本でははっきりとした変化をみとめるに至っていない。3.蛍光プローベの蛍光特性に合致したフィルターを選択しフィルターセットを新規購入開発したプローベの蛍光特性(UV励起;Ex:380nm, Em460/580)に合致したフィルターとダイクロイックミラーでratiometryが可能かどうか検討した。4.高速共焦点レーザー顕微鏡の改良とプログラム開発連携研究者:箱崎博之(UCSD技術負)リアルタイム共焦点顕微鏡のプログラム改良をおこない、OSのバージョンアップに対応するとともに、通常のハードディスクへ画像を書込むことが可能となった(オリジナルでは、OSがwindowsNTで、特種なリアルタイムHDに書き込みするしかなかった)。研究目的これまで適当なプローべが無かったためlivecell imagingがなされてこなかったcAMPに着目して,工藤佳久氏(東京薬科大学名誉教授)が新規開発したcAMP感受性蛍光プローべの評価を細胞レベルでおこなう。研究成果蛍光特性に合致したフィルターを購入し、実験をおこなった。フィルター設置が年度半ばになってしまったため、充分な実験がなされなかったが、現時点では、肥満細胞では果粒放出とともに明瞭な変化を認めた。血管標本では色素の負荷が弱く、反応が明瞭とはならなかったが、血管平滑筋周囲の線維芽細胞がヒスタミンで反応した。但し同様の実験条件ではカルシウム濃度変動は認めていないことから、ヒスタミンによる反応はcAMPのみと思われた。なおCOS7培養細胞、唾液腺房細胞でははっきりとした変化をみとめるに至っていない。リアルタイムハードディスクという特殊なハードディスクに書込むしかなかった高速共焦点レーザー顕微鏡(NikonRCM)の改良は進行中である。

まだバグが多く、実際は旧版で実験を遂行することが多いが、OSをWindowsNT4.0からWindows XPに変更したことで、ギガビットのネットワーク環境が整い、大量の取得データの転送と保存が容易になった。研究目的これまで適当なプローベが無かったためlivecell imagingが充分になされてこなかったcAMPに着目して,工藤佳久氏(東京薬科大学名誉教授)が新規開発したcAMP感受性蛍光プローベの評価を細胞レベルでおこなう。研究成果昨年度に引続き蛍光特性に合致したフィルターで、実験を行った。マスト細胞(肥満細胞)では果粒放出とともに明瞭な変化を認めたものの、培養細胞(COS7、Hela)、唾液腺房細胞、神経細胞、血管平滑筋細胞でははっきりとした変化をみとめなかった。今回の実験では、AKMLysとAKMOrnの2種類のプローブを用いたが、細胞負荷後に充分な蛍光量を発するAKMLysを用いて実験したが、1)ヒスタミン刺激によるcAMPの上昇が確認されているポジティブコントロールの細胞では変化が認められないこと、2)マスト細胞の顆粒基質は多種の色素と結合して蛍光を発することがある、および3)マスト細胞で蛍光特性が変化した箇所を高精細で観察すると顆粒状に見えること、などから、マスト細胞で得られた所見は、cAMPの上昇を引き起こしたものと断定するのは早計のように思われる。なお、本研究計画で旧型の高速共焦点レーザー顕微鏡(NikonRCM)の改良ができたため、通常のカルシウムイメージングに関しては成果が上がりつつある。
分割表解析における個体差等の及ぼす影響の究明と頑健な解析方法の開発

当初の研究実施計画に沿って、本年度は2つの問題を中心に研究を行ってきた。そのひとつは、二値データにおける個体差の影響の程度の評価である。まず二値データにおける個体差を混合モデルを用いてモデル化し、その場合の各指標(平均度数や二標本問題での対数オッズ化など)における影響を理論的に評価することを試みた。この結果についてはCommunications in Statistics誌に投稿し現在修正中である。もうひとつの問題は個体差の影響を除去するために用いられるひとつの方法であるデータの層別は行った場合の解析方法に関するものである。まず、オッズ化の均一性を仮定した場合の共通オッズ化の推定問題については、九州大学理学部柳川可尭教授との共同研究で、射影法を用いた基礎となる列に関して不変な推定量の構成法を開発した。この結果は、日本数学会1993年度秋期総合分科会で発表するとともに、現在Journal of the Amencan Statistical Association誌に投稿中である。また、これと平行して推定関数の考え方を利用した推定方法についても現在研究中で、その一部については日本数学会1993年度秋期総合分科会で発表し、現在継続して研究中である。さらに上の推定方法における前提であるオッズ比の均一性の検定問題に関しても推定関数を用いたアプローチについて研究し、その結果をBulletin of Informatics and Cybernetics誌に投稿中である。これらの研究を通して、個体差の影響を含むデータに対する分析方法を考察してきたけれども、尚、残された問題も多く、今後も継続して研究を続けていきたいと考えている。
幾何学的位相シフトを用いたワンショット点回折干渉顕微鏡の開発

ワンショット観察可能な外乱に強い共通光路型の定量位相差顕微鏡の開発を目指す.共通光路型として,我々が開発したピンホール内部と外部で金属細線の方向を互いに直交させたワイヤーグリッド偏光ピンホールを適用した点回折干渉顕微鏡を用いる.この顕微鏡に,波長に依存しない位相シフト法として幾何学的位相シフト法を導入し,さらにワンショットで観察するために,マイクロ偏光子アレイ:0°,45°,90°,135°の4方向を画素に配置した偏光カメラで撮影することで,位相差0°,90°,180°,270°の4枚の画像を取得し,位相像を計算で得る.また,波長可変光源を用いることで,波長ごとの位相像を取得することを目指す.ワンショット観察可能な外乱に強い共通光路型の定量位相差顕微鏡の開発を目指す.共通光路型として,我々が開発したピンホール内部と外部で金属細線の方向を互いに直交させたワイヤーグリッド偏光ピンホールを適用した点回折干渉顕微鏡を用いる.この顕微鏡に,波長に依存しない位相シフト法として幾何学的位相シフト法を導入し,さらにワンショットで観察するために,マイクロ偏光子アレイ:0°,45°,90°,135°の4方向を画素に配置した偏光カメラで撮影することで,位相差0°,90°,180°,270°の4枚の画像を取得し,位相像を計算で得る.また,波長可変光源を用いることで,波長ごとの位相像を取得することを目指す.
バセドウ病術後甲状腺ホルモン完全コントロールを目指して

バセドウ病に対する外科治療の目的は、内科的治療によって重篤な副作用が認められた症例などが適応となっている。そのため、術後甲状腺ホルモンを正常または低下状態とする手術が必要である。術後の甲状腺ホルモンやバセドウ病原因因子のひとつと考えられるTSH受容体抗体について測定した。その術後の甲状腺ホルモン状態を調査し、79%が甲状腺機能低下症になることを報告した。(参考文献)(術後患者ホルモンおよびTSH受容体抗体の状態)術後甲状腺ホルモン低下症となっていることが確認され、甲状腺ホルモン補充療法が必要となっでいる。また、現時点においてTSH receptor抗体の陰性化が10%に認められた。このような症例においては凍結保存している自家甲状腺組織の移植が臨床上必要になると判断された。(培養系)インフォームトコンセントが得られた症例において、手術標本は直ちに無血清であるセルバンカー2にて凍結保存を全例に施行した。数例の保存組織より凍結組織より、培養を試みることで、viabilityについて検討した。これは、凍結保存法の確認にすぎず、移植に用いる時には、最小限の組織単位にて移植を行う予定である。(移植方法)臨床例にて副甲状腺組織の自家移植必要な場合に前腕移植を行い、手技の確立を図っている。移植片の作成大きさが一番条件の良いものを検討しそのviabilityを検討した。今後はその移植方法についてなどについて解析する。(平成16年度の研究実績経過報告)バセドウ病手術患者において、手術後の甲状腺ホルモン低下症となる患者に対して、移植することにより甲状腺ホルモンをコントロールする研究課題である。平成16年度においては、平成17年3月2日の時点において、合計28例のバセドウ病患者の手術を施行した。手術の目的は、重篤な副作用をもつバセドウ病に対する最後の砦としての再発防止であるため、術後は甲状腺ホルモン低下症とする必要がある。(術後患者ホルモン状態)術後甲状腺ホルモン状態をフォローアップすると、殆どの症例において甲状腺ホルモン低下症となっていることが確認された。また、半数においてTSH receptor抗体の陰性化が認められ、このような症例においては自家移植が可能になると判断された。(培養系)インフォームトコンセントが得られた症例において、手術標本は直ちに無血清であるセルバンカー2にて凍結保存を全例に作成した。今後のin vitroおよびvivo実験系のために、それぞれの症例より凍結チューブ3本以上を確保した。セルバンカーにて凍結保存後に単層培養での培養は可能であることを確認した。今後さらに、viabilityの検索および移植方法を確認予定である。(平成17年度の研究実績経過報告)バセドウ病に対する外科的治療の目的は、内科的治療によって重篤な副作用が認められた症例などがその適応であるため、術後に再発させてはならない。外科的治療の目的を保ちながら、患者の美容的意義を求めた手術方法および、その術後の甲状腺ホルモン状態について79%が甲状腺機能低下症になることを報告した。(参考文献1)(術後患者ホルモンおよびTSH受容体抗体の状態)術後甲状腺ホルモン低下症となっていることが確認され、甲状腺ホルモン補充療法が必要となっている。(培養系)インフォームドコンセントが得られた症例において、手術標本は直ちに無血清であるセルバンカー2にて凍結保存を全例に施行した。数例の保存組織よりviabilityに関しては生存組織が存在することを確認した。現在移植方法について検討中である。(平成18年度の研究実績経過報告)バセドウ病に対する外科的治療の目的は、内科的治療によって重篤な副作用が認められた症例などがその適応であるため、術後に再発させてはならない。

外科的治療の目的を保ちながら、患者の美容的意義を求めた手術方法を確立した。その術後の甲状腺ホルモン状態を調査し、79%が甲状腺機能低下症になることを報告した。(参考文献1)(術後患者ホルモンおよびTSH受容体抗体の状態)術後甲状腺ホルモン低下症となっていることが確認され、甲状腺ホルモン補充療法が必要となっている。また、現時点においてTSH receptor抗体の陰性化が10%に認められた。このような症例においては凍結保存している自家甲状腺組織の移植が臨床上必要になると判断された。(培養系)インフォームトコンセントが得られた症例において、手術標本は直ちに無血清であるセルバンカー2にて凍結保存を全例に施行した。数例の保存組織より凍結組織より、培養を試みることで、viabilityについて検討している。これは、凍結保存法の確認にすぎず、移植に用いる時には、最小限の組織単位にて移植を行う予定である。(移植方法)臨床例にて副甲状腺組織の自家移植必要な場合に前腕移植を行い、手技の確立を図っている。移植片の作成大きさが一番条件の良いものを検討しており、0.5mm,1mm,2mm,3mm大の角切りにて、そのviabilityを検討している。
正常筋芽細胞のジストロフィー筋への移植による正常筋組織の再生

移植筋芽細胞の宿主内における再生を調べるために、正常筋組織における筋再生過程、および解離した筋芽細胞の培養における性質を調べ、さらに筋芽細胞C2の移植による筋組織の再生を観察した。1.筋再生過程の観察:ニワトリの前(遅筋)および後広背筋(速筋)に凍結損傷を与えて筋再生を起こさせた。ジストロフィン(Dys)と筋蛋白質トロポニン(Tn)の発現状態を経時的に蛍光抗体法により調べると、Tnは胚型のものが出現したあとにDysが細胞膜上に点状に出現し、またDysが細胞膜上に均一に分布するようになったあとにTnは親型に変換するのを観察した。神経支配の切除はDysの発現には影響を与えなかったが、Tnは成熟したのちに再び胚型にもどるのが観察された。すなわちDysとTnの遺伝子発現は別々に調節されていること、また神経はこれらの蛋白質の発現に異なって作用していることが考えられた。2.解離筋芽細胞の培養:ニワトリの胚由来の筋細胞を培養し、この細胞内にビオチン標識アクチンおよびミオシンを微量注入して抗ビオチン抗体による染色により、筋原線維の形成過程におけるアクチンとミオシンの動態をとらえた。共焦点顕微鏡的には、ミオシン・アクチン共に筋原線維の横紋のない未熟な部分に取り込まれるのがみえた。電顕的には、ミオシンは主に筋原線維のA-I結合部に、アクチンはA帯のレベルに取り込まれるのがみえた。3. C2細胞の注入移植による筋線維の形成:蛍光色素PKH26で標識した骨格筋芽細胞C2を、マウス(ScN,mdx)の前脛骨筋に注入移植して免疫抑制剤サイクロスポリンを投与し、経時的に観察した。移植された細胞は宿主の筋芽細胞と融合し、多核のキメラ筋線維を作るのがみえた。本法は筋芽細胞移植による遺伝子治療の基礎的研究をするのに有用な系であることがわかった。移植筋芽細胞の宿主内における再生を調べるための基礎実験として、正常筋組織における筋再生過程と、培養における解離した筋芽細胞の性質を調べた。1.筋再生過程の観察:材料にはニワトリの前(遅筋)および後広背筋(速筋)を用い、これに凍結損傷を与えて筋衛星細胞より筋再生を起こさせ、ジストロフィン筋蛋白質(トロポニン)の発現状態を経時的に蛍光抗体法により調べた。その結果、まずトロポニン胚型の分子種が出現したあとに、ジストロフィンが細胞膜上に不連続線状に出現すること、またジストロフィンが成熟筋と同じように細胞膜上に均一に分布するようになったあとに、トロポニンの分子種は親型に変換するようになることが観察された。支配神経(腕神経叢)の切除は、ジストロフィンの発現には影響を与えなかったが、トロポニンは親型の分子種になったのちに再び胚型にもどるのが観察された。両蛋白質の発現状況の経過は遅筋と速筋とでは相違がみられなかった。すなわちジストロフィンとトロポニンの遺伝子発現は別々に調節されており、神経はこれらの蛋白質およびRNA分子の合成への作用が異なっていることが考えられた。2.解離筋芽細胞の培養:ニワトリの胚由来の筋細胞を陪養し、この細胞内にビオチン標識アクチンおよびミオシンを微量注入してコロイド金法による免疫電顕を行い、収縮構造(筋原線維)の形成過程におけるアクチンとミオシンのダイナミクスをとらえ、筋原線維成長の機構を解明した。