hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生命と微小機械の融合による自己再生生命機械システムの創製

本研究では、細胞培養条件が厳しい哺乳類から得られる細胞を用いるのではなく、変温動物である昆虫の筋細胞を用いることにより培養可能環境が緩和されることに着目し、外部環境に対してロバストで室温で動作可能で、自由自在に形を再構成できる、化学エネルギー駆動型の自己再生能力のある生命機械システムの創製を試みた。昆虫の筋細胞組織再構築法を確立するために、昆虫組織からの初代培養方法の最適化を行った結果、培養状態が向上した。また、筋細胞の力学刺激による制御の体系化を行うために、分離し培養された筋細胞について、細胞力学刺激装置により、さまざまなパターンの力学刺激を与える実験システムを構築しており、現在、このシステムを用いて、詳細なデータを取得している。さらに、近年再生医療分野で注目されている温度応答性培養表面を用いた昆虫細胞シートの回収方法に着手し、微細加工により作成したデバイスに昆虫組織から摘出した筋細胞を搭載し、生命機械システムに向けた設計を行っている段階である。試作したデバイスと細胞のアセンブリのためにマイクロマニピュレーションシステムと3次元観察システムの構築を行った。細胞のアセンブリのためにマイクロマニピュレーションシステムを用いることで、複雑なハンドリング作業を行うことが可能になった。また、3次元観察システムと共焦点顕微鏡を組み合わせることで、より複雑なバイオアクチュエータの挙動の観察及び解析が可能になった。成果として、試作した生命機械システムの例が日本科学未来館において常設展示されている。微小かつ複雑で高性能を有する生体組織および細胞をマイクロマシンとして微小構造体にアセンブリすることで、機械と生命を融合したハイブリッドシステムの構築を目指してきた。まず、昆虫の筋細胞組織再構築法の確立を目指し、昆虫組織からの初代培養方法の最適化を行い、自律的に拍動する生体パーツを摘出する技術の最適化を行っている段階である。組織を細胞レベルに分離するための手段およびその後の培養方法を確立することを目標とする。次に、筋細胞の力学刺激による制御の体系化を行うために、分離し培養された筋細胞について、細胞力学刺激装置により、さまざまなパターンの力学刺激を与える実験システムを構築している。次に、近年再生医療分野で注目されている温度応答性培養表面を用いた昆虫細胞シートの回収方法に着手していく。さらに微細加工により作成したデバイスに昆虫組織から摘出した筋細胞を搭載し、生命機械システムに向けた試作を行っている段階である。試作したデバイスと細胞のアセンブリのためにマイクロマニピュレーションシステムと3次元観察システムを構築し、昆虫細胞をハンドリングした後、微小構造体上にアセンブリする基礎実験を行っている。
熱帯域におけるシロアリおよびアリ類の採餌・栄養生態

本研究計画の目的は,熱帯域において著しく繁栄している社会性昆虫の中で、最近に新たな発見がなされ、その採餌行動や餌メニューが特異的なため、学界から注目されている分類群について、自然度の高いスラウェシ島およびマレー半島の山岳部で野外調査である。平成10年9月にインドネシア国のスラウェシ島の北部地域でシロアリ、食材性ゴキブリ、食材性甲虫、アブラムシ類の調査を行った。平成11年3月にマレーシア国のマレー半島においてシロアリ、アリ、食材性ゴキブリ、アブラムシ類の広域的な調査を行った。また,サバ州のサバ大学に赴いて,マリヤチ助教授と研究連絡を行った。調査の現場では、次に記する分類群について採餌行動、社会構造、餌メニューの詳細などの調査を行った(カッコ内は調査担当者)。地衣食のコウグンシロアリ属(松本)、高等シロアリ類(松本,加藤)、下等シロアリ類(北出)、食材性ゴキブリ(松本、前川、近)、食材性甲虫(近)、アリ類の生活と密接に関係したアブラムシ類(深津)、アリ類(伊藤、広沢)。この年度に行った調査は下記のようなものである。(1)ブルネイの国立公園とマレーシアのサバ州およびサラワク州の各地またマレー半島において、シロアリおよびアリ類の生態調査を行った。また、これらとの関連で食材性ゴキブリの調査も行った。(2)持ち帰った資料標本の形態計測、元素分析、タンパク・糖・脂質等の分析、アミノ酸組成分析、DNA分析などを行った。(3)上記の(1)(2)は当初の計画通りの進展状況にあるといる。新たな知見としては次のようなものがある。(1)シロアリの生態調査を行ってみると、その生息状況に対して食材性昆虫とくに食材性ゴキブリおよびクロツヤムシが競合者として大きく影響を与えていることが分かった。(2)カドフシアリ類の巣内に共棲をしているササラダニ類の新たな3種類が発見された。カドフシアリとササラダニの関係は種特異的であることが分かった。(3)シロアリを専門に餌としているアリ類が相当数の種類いることが分かった。(4)地衣類を専門食としているコウグンシロアリにおいて、ワーカー間の分業がより明確になった。このように、当初に計画した研究目的、研究計画・方法はおおむね達成された。ただし、研究分担者の安倍琢哉は健康上の理由で、また分担者に予定していた増子恵一が大学の教務上の理由で時期調整ができず現地に赴けなかったのは残念であった。一方、マレーシアの現地研究者であるマリアチ氏とは充分に研究連絡をとることができた。そして、来年度以降も全面的に協力関係を遂行していく見込みがたった。(1)インドネシアのジャヤプラとウジュンパンダン付近、そしてマレーシアのサバ州において、シロアリとアリ類の生態調査を行った。また、これらとの関連で食材性ゴキブリの生態調査も行った。(2)持ち帰った資料標本の形態計測、元素分析、タンパク・糖・脂質等の分析、アミノ酸組成分析、DNA分析による系統解析などを行った。(3)上記の(1)(2)は当初の計画通りの進展をすることができた。昨年度に引き続いた新しい成果としては次のようなものがある。(1)シロアリの生態調査を行った結果、その生息状況に対して食材性ゴキブリおよびクロツヤムシが競合者として大きく影響を与えていることがさらに詳細に分かった。(2)シロアリを専門に餌としているアリ類が相当数の種類いることがわかった。しかし当初、シロアリ類を相当程度に捕食していると考えていたヒメサスライアリ類はシロアリ類をほとんど摂食していないことが分かった。(3)地衣類を専門食としているコウグンシロアリにおいて、その特異な摂食習性はワーカー間の分業により成立していることがより明確になった。(4)食材性ゴキブリ類の分子系統と、個々の種の社会構造との関係が、より明確なものとなった。マレーシアの現地研究者であるマリアチ氏を日本に招へいした結果、充分に研究連絡をとることができた。さらに、アメリカ合衆国のナレパ氏を日本に招へいおよび現地調査に同行してもらい、しっかりとした研究連絡をとることができた。

そして、来年度も全面的に協力関係を遂行していく見込みがたった。本研究計画の目的は,熱帯域において著しく繁栄している社会性昆虫の中で、最近に新たな発見がなされ、その採餌行動や餌メニューが特異的なため、学界から注目されている分類群について、自然度の高いスラウェシ島およびマレー半島の山岳部で野外調査である。平成10年9月にインドネシア国のスラウェシ島の北部地域でシロアリ、食材性ゴキブリ、食材性甲虫、アブラムシ類の調査を行った。平成11年3月にマレーシア国のマレー半島においてシロアリ、アリ、食材性ゴキブリ、アブラムシ類の広域的な調査を行った。また,サバ州のサバ大学に赴いて,マリヤチ助教授と研究連絡を行った。調査の現場では、次に記する分類群について採餌行動、社会構造、餌メニューの詳細などの調査を行った(カッコ内は調査担当者)。地衣食のコウグンシロアリ属(松本)、高等シロアリ類(松本,加藤)、下等シロアリ類(北出)、食材性ゴキブリ松本、前川、近)、食材性甲虫(近)、アリ類の生活と密接に関係したアブラムシ類(深津)、アリ類(伊藤、広沢)。
ベトナム人日本語学習者の合意形成談話の特徴

日本語学習者にとって難しい談話の一つに、意見一致を目指し、話し合いを進めていく談話が挙げられる。この談話では、対話者との関係性を考慮して対立を示したり、相手の意見を取り入れつつ自分の意見を調整したりしている。また、学習者が日常的に遭遇する場面でもあるため、学習者が抱く困難な点や、日本語母語話者との相違を知ることは重要である。本研究では、在日ベトナム人の増加という社会背景から、ベトナム語を母語とする日本語学習者に焦点を当て、話し合い中の会話の様相を明らかにすることとする。会話を詳細に観察することで、彼らがどのように意見を述べ合い、合意に向けて意見を調整していくのかを分析する。
構造的フラストレーションをもつ金属間化合物を利用した原子容器の研究

昨年度の研究結果をベースとし、原子容器として機能する可能性をもつ近似結晶Zn17Sc3について、金属学的・結晶学的な実験研究を行った。この近似結晶の室温における構造は、体心立方的な原子のネットワークとその中に埋め込まれたクラスターとして理解できる。従来のX線構造解析においては、クラスターは、密にパッキングした3重のシェルから構成されており、その中心部は、原子4個分程度の体積をもつ空洞とされていた。金属において、このような空洞は極めて不自然であり、4個の原子が含まれているとする考えも提案されてきたが、3重シェルの満たす正20面体対称性と内部原子との構造的整合が維持できなくなる。この穴の特性を理解し、原子容器としての可能性を検討した。本年度おいては、150K付近で生じる低温相転移に着目して、実験を行い以下の成果を得た。1.電気抵抗の温度依存性の測定から、相転移は合金組成、熱処理などの条件に敏感であることが明らかとなった。Zn85Sc15の組成においては、鮮明な相転移は観測されなかったが、Zn85.5Sc14.では、除冷試料において鮮明な相転移を生じた。2.電気抵抗測定で鮮明な相転移を生じた試料について、低温(94K)電子顕微鏡観察を行った。その結果、低温相は、高温相のほぼ2倍の体積の単位胞をもつ単斜晶で、空間群がCcまたはC2/cであることが判った。この結果は、低温相の単位胞には、クラスターが4個含まれていること、また、それらは、c-glideおよびC面心により関連付けられていること、従って内部構造も含めてクラスターは、一種類であることが判明した。2.低温(92K)粉末X線回折実験を、SPring-8のBL02B2において行った。Rietveld法による構造解析の結果、クラスター内部に歪んだ4面体が含まれていること、それに伴い、第一シェルも正12面体から大きく歪んでいることをみいだした。この結果は、低温相転移がクラスター内部にふくまれる原子配置の方位規則化であることを初めて直接的に示したものである。この実験結果は、高温相の状態が、乱れたクラスター内部構造、従って選択的な構造異常性を示している。原子容器として機能する可能性をもつ近似結晶Zn17Sc3について、金属学的・結晶学的な実験研究を行った。1.この金属間化合物の単相組成がZn85Sc15ではなく、Zn84.5Sc15.5であることが判明した。室温における粉末X線回折リートベルト法構造解析は、構造的な曖昧さを内部に持ちながら、それ自身は明確な原子位置をもつクラスターの存在を示した。2.Zn84.5Sc15.5試料について、液体窒素から室温までの電気抵抗を測定したところ、130K付近に明確な折れ曲がりを検出した。これは、類似構造であるCd6Ybで報告されているものと同様な構造的相転移の存在を示唆している。すなわち、クラスター内部のZn原子の構造的フラストレーションと関連した規則化と予想される。また、電気抵抗の折れ曲がりの様子は、組成の微妙な違い(Zn濃度で0.5%)や熱処理に依存することを見いだした。この結果は、次年度に予定している低温におけるX線構造解析に有力な手がかりを与えている。3.Scの組成を15.5at.%に保ったまま、ZnをFeまたはAgで置換することを試みたところ、FeおよびAgの固溶限界は、それぞれ3.5at.%と13at%であることを見いだした。これらの置換されたFeやAgの位置を決めること、優先置換の有無は、次年度の課題である。2.低温(92K)

粉末X線回折実験を、SPring-8のBL02B2において行った。Rietveld法による構造解析の結果、クラスター内部に歪んだ4面体が含まれていること、それに伴い、第一シェルも正12面体から大きく歪んでいることをみいだした。この結果は、低温相転移がクラスター内部にふくまれる原子配置の方位規則化であることを初めて直接的に示したものである。この実験結果は、高温相の状態が、乱れたクラスター内部構造、従って選択的な構造異常性を示している。
能動型画像処理方式に基づくモアレ超解像蛍光顕微鏡法

本研究は、モアレ超解像蛍光顕微鏡法の理論的背景の確立とその実証システムの試作、結像特性の計測、実用性の評価等を目的としている。研究経過としては、まず初年度(昭和63年度)においてLukoszとMarchandによる走査格子マスクによるモアレ超解像法を拡張して蛍光顕微鏡に適用する為の理論解析を、一次元および二次元の投影型マスクについて試みた。この結果、提案する投影型のモアレ蛍光顕微鏡は共焦点(コンフォ-カル)蛍光顕微鏡に類似した特性を持ち、面内方向における超解像性とともに光軸方向への真の3次元解像力を持つことが結論された。これに基づき、落射蛍光顕微鏡の改造に着手し、励超光照明系と観察光学系内にそれぞれ振幅格子型の物理マスクとマスク可動機構を組み込んだモアレ蛍光顕微鏡を完成させた。この装置に能動型画像処理の手法に基づく二重マスク移動型再生法を適用し、一次元マスクによる再生実験を行った。生物試料等による実験の結果、明かに真の3次元解像力を有する事が判明した。一方投影型モアレ蛍光顕微鏡がマスク間の位相ずれに敏感で、コントラスト反転が生じるため、この理論解析と補正方法の提案を行った。引き続き次年度(平成元年度)においては、二次元の投影型モアレマスクによる再生を試み、一次元マスクと同等な3次元解像力を確認した。さらに異なった焦点はずれ量の再生像をもとに、試料の3次元スペクトル計算を試み、系の3次元光学伝達関数を評価した。また光学系を明るくする目的で、位相格子型マスクの検討を行った。現在の所、励起光光学系の不適合の為、当初予定した1μm程度のマスク投影が出来ず超解像性は未確認である。励起光光学系の改造および再生時間の短縮等をはかることによって、実用的なシステムとして使用可能であると判断されるものである。本研究で行なう超解像蛍光顕微鏡法においては、励起光照明案内に、一次元あるいは二次元の微細周期マスクパターン(モアレマスク)を入れ、その像を観察対象物に投影する。このような励起光投影型のマスクによって生じたモアレ蛍光像に再度同一周期のマスク(再生マスク)を重ね強度的に乗算する事で従来の解像限界を超えた超解像を実現するものである。まず理論面においては、今年度の研究により、モアレ超解像蛍光顕微鏡の基本概念ならびに基礎理論をほぼ確立した。さらに本方式の実証システム試作に関しては、既設の落射型蛍光顕微鏡を改造してモアレマスク及び再生マスクを光学系内に組み込むとともに、能動型画像処理システムと連動させて生物試料等の蛍光観察を試みている。先の基礎理論が示す所によれば、本モアレ超解像顕微鏡法のもとでは通常の解像限界を超えた超解像が実現できる他に、コンフォーカル蛍光顕微鏡と同等な真の3次元結像特性を有する事が指摘される。一次元モアレマスクを使用して実証システムで生物試料を観察した結果、この真の3次元結像特性によるZ方向スライス像が得られる事を確認した。またモアレマスクと再生マスクの間に位相ずれがある時、再生像に白黒反転が生じる事を理論解析で示すとともに実験的にもこれを確認した。この反転現象の解決法として、90^。位相の異なった再生マスクからの再生像を利用した補正方式を提案すると共に、この方式の適用範囲と補正結果とを示した。一方現在照明系の不適合のため当初予定した1um以下の投影マスクが実現出来ず、目下の所超解像性は未確認である。今後照明光学系を再設計するとともにマスクの2次元化を行う予定である。また周期マスクではなく疑似ランダムパターンをマスクとして用いる事も考えられ、これについても検討を進めている。

本研究で提案するモアレ超解像蛍光顕微鏡は、励起光照明系内に、一次元あるいは二次元の微細格子マスクパタ-ン(モアレマスク)を入れ、その像を観察対象物に投影する。この様な励起光のモアレマスク投影によって生じたモアレ蛍光像に、再度同一周期の物理マスク(再生マスク)を重ね、強度的に乗算することで、超解像特性と光軸方向の解像力を実現するものである。すでに昭和63年度において、本方式の理論的検討を行い、本顕微鏡が共焦点(コンフオ-カル)蛍光顕微鏡に類似した特性を示すことが判明した。さらに一次元マスクを用いた実証実験を試み、光軸方向に対する解像力が確認されている。今年度(平成元年)の経過を以下述べる。引き続き二次元のモアレマスクによる再生を試み、一次元マスクの場合と同様な3次元解像力を確認した。さらに焦点はずれ量の異なった多数枚の再生像をもとに、3次元スペクトルをもとめ3次元OTFを評価した。現在の所、励起光照明系が必ずしも最適のもので無い為、微細ピッチの投影モアレマスクが実現出来ず、本来期待される超解像特性の確認にはいまだ至っていない。この為には励起光投影部の大幅な改造が必要である。一方本投影型モアレ蛍光顕微鏡の明るさを改善する為、当初用いていた振幅格子型のマスクに代え、より高い回折効果をもつ位相格子型のマクスを試みた。これにより若干の明るさの増加が認められたが、本来期待される明るさには達していない。位相型マスクの作成技術を高めると共に、光学系の調整を適切に行う事で改善可能であると予想される。以上の研究によって提案するモアレ蛍光顕微鏡の諸特性が超解像特性をのぞいて確認された。今後照明光学系の再設計、及び再生時間短縮等をはかることで、本方式顕微鏡の実用化が期待出来よう。
cーmyc遺伝子のメチル化が分化、老化、癌化過程で変化する要因の解析

マウスの分化、老化、癌化のすべての過程でcーmyc遺伝子のメチル化が変化することを見出したので、この変化が何によって起こるのか、またこの変化がどれ程重要であるのかを解明するのが本研究の目的である。いくつかの研究アプロ-チの中から今年度は以下の事を明らかにした。(1)分化や老化の速度がマウスより数10倍遅いヒトの肝でのcーmyc遺伝子のメチル化の変化速度を調べるとマウスより約20倍低く、cーmycのメチル化の変化は種を越えて加令速度を反映したものであることが分かった。(2)DNAメチル化の変化がcーmyc遺伝子上にだけ起こるものかそれともゲノム全体にわたって起こるものかを把握するために、全DNA中に含まれる5メチルシトシン量がマウスとヒトの加令過程でどのように変化しているかをHPLCを用いて測定した所、2つの種で同じ変化は見られなかった。従って5メチルシトシン量は加令のよい指標ではないこと、またcーmyc遺伝子での変化とゲノム全体でのメチル化の変化は平行したものではないことが分かった。(3)DNAメチル化を変える要因としてDNAメチル転移酵素があげられるが、この酵素のmRNAは肝では生後間もなく低下することが分かった。従ってcーmycのメチル化の変化は残っているごく少量の酵素が行なっていると推測される。この因果関係を明らかにするために、人工的に酵素活性の高いマウス(トランスジェニックマウス)の作成を始めている。(4)DNAメチル化を変える外的要因として放射線があげられることが分かった。しかもその影響は増殖組織よりも非増殖系の組織で顕著に現れた。
てんかん～不安障害・睡眠障害に至る神経疾患分子メカニズムの解明

α2,3-シアル酸転移酵素(ST3GalIV)は,てんかん,うつ・不安障害,睡眠障害に関与する。本研究では,ST3GalIV遺伝子欠損マウスを利用することで,こうした神経精神疾患に至る分子メカニズムの解明を目指した。結果,ST3GalIVが,てんかん発作閾値に作用する脳成長ホルモンの発現を制御すると共に,脂質代謝系やステロイドホルモン産生に影響することがわかった。α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウスは,てんかん刺激に非応答であり,てんかん発作を発症しない。そこでこの遺伝子欠損マウス脳から,てんかん発症に関わるシアル酸化分子を同定することを目指した。これまで,レクチン組織化学法とレクチン沈降法により,10種のレクチン(MAA, MAM, ECA, SNA, ABA, PNA, BPA, WGA, AAL, EEL)を用いて,ST3Gal IV-KOマウス脳と野生型マウス脳間における,糖たんぱく質のレクチン親和性の違いをレクチン組織化学法によりスクリーニングした結果,ABA (Agaricus bisporus, mushroom),とPNA (Arachis hypogaea, peanut)の間に違いが観察された。そこで本研究では,違いが見られたバンドが含む糖たんぱく質の同定をレクチン沈降法により試みた。その結果,脳特異的スペクトリンがKOマウス特異的に検出された。しかしながら,脳特異的スペクトリン抗体を用いた免疫沈降法を実施したところ,KOマウスと野生型間で分子量の差及び量に差は見られなかった。一方で,幾つかのチャネル受容体抗体を用いたウエスタンブロッティングにより,KOマウスと野生型脳を比較したところ,ナトリウムチャネルαサブユニット量が,KOマウスで著しく亢進した。一方で,KOマウスと野生型脳から調整したTritonX-100膜画分を用いた免疫沈降を実施したところ,ナトリウムチャネルαサブユニット量に差が見られなかったことから,ナトリウムチャネルの局在の変化が示唆された。次年度は,ナトリウムチャネルの局在の差を明らかにすると共に,新たなシアル酸化分子同定系を立ち上げる予定である。また,うつ病や不安障害等の神経精神症状を示す。本研究の目的は,この遺伝子欠損マウス脳から,てんかん不安障害・睡眠障害に関わる分子を同定することである。症状に連動したシアル酸化分子を同定するため,恐怖条件付け試験実施後,不安記憶増強を示すα2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウスと,そのコントロールである野生型脳から,糖タンパク質あるいは糖脂質を抽出することとした。申請者は,平成22年に大阪府立大学から京都産業大学に移動したことから,新たに新設した実験動物室にて恐怖条件付け試験を再検討した。その結果,α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウスが強い恐怖記憶を示した。さらに音に対する感受性を見るため,驚愕試験を導入した結果,正常マウスで生じるプレパルスインヒビション(PPI:突然の強い感覚刺激(パルス)によって引き起こされる驚愕反応が,先行する弱い感覚刺激(プレパルス)によって抑制される現象)が,α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウスでは阻害された。このことから本マウスは統合失調症様症状を呈することがわかった。また同定分子の検討をつけるため,α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウス脳と野生型脳を用いて,ジーンチップアレイを行ったところ,てんかん発症モデルマウスとα2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウス間で見られるα2,3-シアル酸転移酵素mRNAの発現量の増減が,成長ホルモンをはじめとするいくつかの遺伝子発現の増減に強く連動する事がわかった。以上の知見より次年度は,恐怖条件付け試験と驚愕試験の感受性を示すマウス脳を用いて,ジーンチップにより得られた候補分子を含めた分子の糖鎖構造を検討する予定である。α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損(ST3Gal IV-KO)マウスは,てんかん刺激に非応答であり,てんかん発作を発症しない。本研究の目的は,この遺伝子欠損マウス脳から,てんかん不安障害・睡眠障害に関わる分子を同定することであった。まず,ST3Gal IVによりシアル酸修飾を受ける糖鎖構造を持つ候補分子を探索した。正常な雌マウスは,分娩前日より卵胞刺激ホルモン(FSH)の分泌が亢進し,分娩後12-20時間で排卵し,雄に出会うと妊娠する(後分娩発情)。ST3Gal IV-KOマウスの雌は性周期が不順であると共に,周産期分娩異常を示し,後分娩発情に先立つFSHの分泌は全くおこらない。ヒトで不安障害とFSHの分泌量との関連性が示唆されており,治療後にFSH分泌量の増加が見られる。この卵胞刺激ホルモンが,ST3Gal IVによりシアル酸修飾を受けている可能性があり,不安障害に関わる可能性が示唆された。一方,てんかんモデルマウスと本遺伝子欠損マウス脳の間で,発現の逆転を示す分子を見つける事に成功した。

その分子は,成長ホルモンと脂質代謝関連酵素Aであった。そこで,脂肪酸組成の異なる油脂(トリグリセリド)を与えたマウスを用いて,オープンフィールド試験と恐怖条件付け試験を実施したところ,α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウスは,n-3系の多価不飽和脂肪酸油脂の摂食により,探索行動の低下と文脈的恐怖記憶の強化を示した。この結果は,てんかんや不安障害の発症に脳内の脂質代謝が関与し,その原因候補として脂質代謝関連酵素Aが関連している可能性がある。本研究課題の遂行により,少なくとも二つのてんかん不安障害・睡眠障害に関わる分子の探索に成功した。今後,これら分子の作用について検討する道筋をつけることができた。申請者は,平成22年に大阪府立大学から京都産業大学に移動したことから,京都産業大学にて行動実験用の実験動物室を新たに新設した。すると恐怖条件付け試験において,α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウスは,不安記憶の上昇を示さなくなった。そこで平成23年度は,前所属で行ってきた恐怖条件付け試験を含む行動実験を再検討した。結果,ホワイトノイズの存在を排除し,音刺激及びフットショックの電流を弱くする事で,野生型ではほとんど不安を示さない刺激が,α2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウスでは強い恐怖記憶を誘導した。さらに,強制水試験や驚愕反応を新たに導入し,うつ病と統合失調症様症状を示す事を発見することが出来た。その一方で,てんかん不安障害・睡眠障害に関わる分子については,ジーンチップにより候補となる分子を得たのみであり,シアル酸化の有無は確認できていない。24年度が最終年度であるため、記入しない。京都産業大学にて新たに新設した実験動物室内で,行動実験の立ち上げに成功した。また,てんかん発症モデルマウス脳とα2,3-シアル酸転移酵素遺伝子欠損マウス脳遺伝子発現解析より得られた候補分子を元に,次年度はシアル酸化分子の同定を試みる予定である。
二枚貝における未受精卵成熟調整因子の探索とその応用

マベガイから単離・精製した複数のレクチン画分について構造と生理機能を検討した。このうち5画分について得られたN末端配列はすべて相同性を有していた。生理機能を検討した結果、次の3つに大別された。1グラム陰性菌を凝集・抗原提示を行い、生体防御の役割を担う。2炭酸カルシウムの結晶化過程において、マトリックスタンパク質として働くものと、アラゴナイト結晶生成を促進するものがある。3未受精卵の成熟制御に関る可能性がある。これまでに、マベガイ外套膜および体液に含まれるレクチンについて、マンノースをリガンドとしたアフィニティークロマトグラフィーおよびイオン交換クロマトグラフィーによる2段階の精製を行うことで、9個のレクチン画分を得ることができた。これらについてマベガイの卵成熟に関与する機能を追究する課程で、いくつかの画分が、本来の目的とは異なるが、微生物に対して特異的に強い凝集能を有することが明らかになった。そこで、このうち特に反応が明確な2画分(P-1, P-2とする)について、レクチン本来の基本的機能である生体防御機能に視点を置き、微生物(細菌)との相互作用について精査した。2つのレクチンはいずれも植物由来レクチンであるジャッカリンと相同性を有し、SDS-PAGEの結果より二量体で存在していることが確認された。また、トレハロース、マンノース、、メチル-D-マンノピラノシドに強い結合特性を示すことが明らかになった。マンノースに結合特性性を示した事実に基づいて、各種細菌との相互作用について検討した。保有するLPSの明らかになっているグラム陰性菌に対しては、両者とも主にSタイプ(野生型)を認識したが、注目すべき点はP-2がRdタイプの変異株も強く凝集することであった。さらに、各種LPSとの反応について検討した結果、細菌における結果同様、SタイプとRdタイプのLPSを凝集することが分かった。P-2がRd変異株を認識する機構は、RdタイプLPSの最も外側に位置する糖がヘプトース(基本骨格はマンノース)であることに起因すると思われた。また、これらのレクチンは相互作用を示すグラム陰性菌の一部に対して静菌作用を有していたが、抗菌能は見られなかった。これらのレクチンはタキレクチンのようにマベガイの体液中で協調して働き、固体の生体防御に貢献している可能性が示された。これまでに精製されたマベガイレクチン(PPL-1)については、精製タンパク質を抗原として抗体精製を試みたが、cross reactionが認められ、信頼性の高い結果が得にくかった。今回ペプチド配列を基にして検討した結果、特異性の高いポリクローナル抗体を得ることができた。また2013年1月にあらたに奄美大島から貝を入手し、現在各部位の組織切片を作製しているところであり、これらを用いてin situ hybridizationを行う。さらに、マベガイ外套膜のホモジネートおよび体液について2段階の精製を行うことによって、レクチン活性を有し且つ今後の検討を行うために充分な量を有する画分を複数得ることができた。このうち糖との結合特異性が明確な画分についてN末端側のアミノ酸配列を決定した結果、多くは既知のレクチンのイソフォームであると思われたが、新規のものも2種発見された。これらの性状について検討した結果、強い微生物の凝集能、即ち生体防御能を有していることが分かった。これらはグラム陰性菌の表面に存在する各種リポポリサッカライド(精製品)に対しても、類似したいくつかのタイプのものと強く結合することが分かった。これらのタンパク質は、外套膜組織における含量は少ないが、その活性は非常に明確かつ強力で、当該研究との関連において興味深いところであるため、詳細な検討を行う方針である。まず、この新規レクチンがマベガイの生殖線に存在するか否かを明らかにする目的で、ポリクローナル抗体を作製中である。目的タンパク質発現の季節変動を調べる目的で、産卵期にあたる5月と、冬期(11月)において外套膜に発現しているタンパク質を二次元電気泳動によって比較した。その結果、5月期の泳動パターンには冬期には見られないタンパク質が発現していることが明らかになった。これらの同定を進める予定である。前年度にマベガイ外套膜より単離した9種のレクチンのうち、最初に生理機能の一部を解明することができた、グラム陰性菌と相互作用を持つ2種について、発現部位と局在を明らかにする目的で抗体作成を試みた。これらの抗体について全9種のレクチンを用いてウェスタンブロットを行なった結果、同時に精製した数種のレクチンと交叉反応がみられ、in situ hybridizationを行なうことができなかった。P-1, P-2については精製の過程を見直し、アフィニティークロマトグラフィーに続くイオン交換クロマトグラフィーについて再クロマトグラフィーを行なった。SDS-PAGEの結果、単一のタンパク質であると判断されたため、現在サンプル量の確保を行い、再度抗体を作成する準備を進めている。他のレクチンのうち2種は、分子量とN末端配列から、報告者らが以前から検討しているカルシウム結晶化に関与するレクチンと相同であると判断された。また別の2種(両者とも二量体、分子量:非還元条件下32,000、還元条件下16,000)はマベガイに存在するレクチン中で最大量を示すが、生理機能は未だ解明されていない。

微生物との相互作用、カルシウム結晶化への関与は認められないが、生殖腺における未受精卵の成熟調節に関与する可能性は否定できない。両者ともN末端から30個までのアミノ酸配列は一致しており、イオン交換クロマトグラフィーによって2本のピークに分かれた。現在P-1,P-2の全アミノ酸配列を検討中で、2種の相違について検討中である。これまでに単離したマベガイ外套膜レクチンのうち、生理機能については次の3つに大別されることが示唆されている。1.雌性生殖腺の成熟に関与する。2.カルシウムの結晶化(真珠形成)に関与する。3.生体防御(微生物の凝集)に関与する。2, 3,の機能をもつものについては得られた8種のレクチンの一次構造に類似性が見られており、植物レクチンの一種と相同性が確認された。今年度は精製によって単離された8種のレクチンのうち2つについて、抗体を作成して局在をし調べるとともに、各種微生物に対する凝集能を精査した。抗体を用いた検討では、外套膜、生殖線に局在が認められた。また、微生物の凝集能は、複数のグラム陰性菌に対して凝集・静菌能は認められるものの、殺菌能までは見られなかった。8種のうち3種(これらは一次配列が非常に類似していた)にはカルシウム結晶化に関する作用が認められたが、そのうち1種はカルシウムの結晶におけるマトリックスとして機能し、他の2種は結晶化現象をコントロールする機能を有していた。結晶の質(即ち真珠の光沢)は、結晶化のコントロールの際に、2つのレクチンの存在比によって決まるものと推測され、レクチン比がほぼ同程度の場合に結晶の質が高いものができると考えられた。精製された8種のレクチンのうち、前述以外で最も多量に得られたものが2種あるが、これらは予想される生理機能はほぼ全く有していなかった。また抗体の作成においても特異性の高いものが得られなかったため、局在の確認ができなかった。しかし、多量に存在するという事実から、明らかな生理機能をもつものではなく、存在量に意味があるのではないかとも考えられる。1.の機能については、魚卵レクチンと相同性を有するものが単離され、雌性生殖腺に存在することが明らかになった。このレクチンは、他の8種のレクチンとは一次構造が全く異なっていた。マベガイから単離・精製した複数のレクチン画分について構造と生理機能を検討した。このうち5画分について得られたN末端配列はすべて相同性を有していた。生理機能を検討した結果、次の3つに大別された。1グラム陰性菌を凝集・抗原提示を行い、生体防御の役割を担う。2炭酸カルシウムの結晶化過程において、マトリックスタンパク質として働くものと、アラゴナイト結晶生成を促進するものがある。3未受精卵の成熟制御に関る可能性がある。目的タンパク質を単離・精製し、発現と局在を調べるために抗体を作成したが、交叉反応が強く現れ、in situ hybridizationを行なうことができなかった。このため目的タンパク質を再度精製しなおす必要が生じた。精製法の見直しを行い、現在純度確認を終えるところであるが、試料に含まれるタンパク質料がもとより少ないこと、試料の採取時期によって収量が変化すること、により十分な量が得られておらず、その先の研究が進捗しなかった。現在、精製法の確認と試料の確保を行なっているところである。
三量体GTP結合蛋白質による細胞接着・運動の制御機構

三量体G蛋白質による細胞接着・運動の制御機構を明らかにすることを目的にし、HeLa細胞におけるGq/11が誘導する接着斑様構造形成のメカニズムを昨年度に引き続き検討した。昨年度Gq/11によるアポトーシス誘導はチロシンホスファターゼが関与する経路でAktのリン酸化が阻害されるためであること、さらにRhoを介する経路もAktのリン酸化を抑制するためという2つの経路を考えた。しかし、今年度の詳細な研究で、Rhoの活性化はAktのリン酸化を制御することなく、アポトーシスを起こすという結果を得た。機構は不明であるが、Aktの活性型はRhoによるアポトーシスを抑制した。結論としてはGq/11はチロシンホスファターゼとRhoAをそれぞれ活性化し、2つの経路が相加的にアポトーシスを誘導する。私達は以前、Gi2が胎生期脳の脳室周辺に選択的に局在することを見いだし、神経前駆細胞の機能との関連を示唆した。胎仔の脳室に百日咳毒素(PTX)を注入すると、大脳皮質の細胞数およびBrdU陽性細胞数の有意な減少が見られたことより、Gi2は神経前駆細胞の増殖を促進すると考えられた。胎仔脳より分離した神経前駆細胞を用いて、どの受容体刺激で細胞増殖が起こるかを検討した。脳の発生初期に発現が報告されているG蛋白質共役型受容体を刺激し、[^3H]チミジンの取り込みを測定すると、エンドセリトン(ET)で有意な促進が見られ、培養皿をフィブロネクチン(FN)でコートしておくと、さらに強い取り込み促進が見られた。ETによる細胞増殖を検討すると、FN存在下でのみ有意に細胞数が増加した。下流の反応を検討すると、ERKのリン酸化がETにより顕著に増加した。ETによるERKのリン酸化はFNの有無に形容を受けなかったので接着とは無関係と考えられる。
固相窒素吸収法により製造される高窒素チタン合金の組織制御

チタン合金は鉄鋼材料やアルミニウム合金などの他の構造用材料と比較して比強度や耐食性に優れていることから,民生品から航空・宇宙機器,生体材料,化学プラント,海水環境用材料など様々な分野で使用されている.チタンは合金化することで機械的特性の向上を図ることが可能であるため,様々な組成を有するチタン合金の研究・開発がなされてきた.一方で,金属材料に添加される合金元素の資源の枯渇や価格変動などの問題から,従来使用されていた合金元素を安価な合金元素で代替しようという検討がなされている.このような背景から,資源的な制限が無い上に固溶強化能が高く,材料の比重も変化させないといった利点を有する侵入型元素をチタン合金の合金元素として積極的に利用しようとする試みがなされている.侵入型元素の中でも窒素は,最も強化能に優れているが,それと同時にチタン材料を著しく脆化させる元素でもあるため多量の添加は避けられていた.チタンへの窒素添加に関しては,強度上昇や延性低下といった特性値の変化に関して多数報告がなされているものの,これらの特性変化のメカニズムは十分に調査されていない.そのため,窒素をチタンの合金元素として十分に活用できていない可能性がある.また,上述の内容はほとんどがα型チタン合金に関するものであり,他の主要な合金であるβ型チタン合金,α+β型チタン合金への添加に関してはさらに未解明な部分が多い.そこで本研究では,チタン合金において最も固溶強化能に優れる窒素を強化元素として有効利用するための基礎研究として,アーク溶解法および固相窒素吸収法を用いた高窒素チタン合金の作製手法の確率を試み,さらに,α型チタン合金,β型チタン合金の機械的特性および変形挙動に及ぼす窒素添加の影響について調査を行い,次いでα+β型チタン合金を用いて高窒素チタン合金における組織制御の有効性を検討した.従来の高強度チタン合金に添加されている合金元素は、原料費の価格高騰、チタン合金の軽量性損失、生体親和性への懸念といった問題点を有している。これらの問題点の解決手法として、窒素の利用が挙げられる。チタン合金において窒素は、従来は材料の脆化をもたらす不純物元素として取り扱われてきたが強度を著しく上昇させるなどの利点を有している。窒素の添加方法としては、固相窒素吸収法に着目した。通常の溶製法では、チタン合金の合金組成によっては窒素が窒化物として析出してしまうなどの問題点があるが、本手法は高温の窒素雰囲気に材料を保持するだけで高濃度の窒素を材料中に固溶させることが可能であり、雰囲気の制御によってその窒素濃度を容易に変化させることも可能である。固相窒素吸収法はオーステナイト系ステンレス鋼においては盛んに研究がなされ窒素の添加手法として重要な手法に位置づけられており、本研究では純チタンを用いた基礎的な研究により、この手法はチタン合金においても有効であることを確認している。しかしながら、これまでに作製した高窒素チタン合金は、添加した窒素がhcp相の異方性を強め本質的脆化を引き起こすばかりでなく、固相窒素吸収法では長時間・高温保持に伴う結晶粒粗大化による材料の延性低下を招くといった問題点を有する。そこで、今後は固相窒素吸収法で製造される高窒素チタン合金の延性および加工性の改善を目的として、材料の強度-延性バランスに及ぼす(1)結晶粒微細化および(2)軟質第二相(bcc相)分散の効果を検証する。そして、それらの組織制御を融合・最適化して、汎用高強度チタン合金Ti-6Al-4V合金を上回る高性能チタン合金を開発することを目的とする。チタン合金は鉄鋼材料やアルミニウム合金などの他の構造用材料と比較して比強度や耐食性に優れていることから,民生品から航空・宇宙機器,生体材料,化学プラント,海水環境用材料など様々な分野で使用されている.チタンは合金化することで機械的特性の向上を図ることが可能であるため,様々な組成を有するチタン合金の研究・開発がなされてきた.一方で,金属材料に添加される合金元素の資源の枯渇や価格変動などの問題から,従来使用されていた合金元素を安価な合金元素で代替しようという検討がなされている.このような背景から,資源的な制限が無い上に固溶強化能が高く,材料の比重も変化させないといった利点を有する侵入型元素をチタン合金の合金元素として積極的に利用しようとする試みがなされている.侵入型元素の中でも窒素は,最も強化能に優れているが,それと同時にチタン材料を著しく脆化させる元素でもあるため多量の添加は避けられていた.チタンへの窒素添加に関しては,強度上昇や延性低下といった特性値の変化に関して多数報告がなされているものの,これらの特性変化のメカニズムは十分に調査されていない.そのため,窒素をチタンの合金元素として十分に活用できていない可能性がある.また,上述の内容はほとんどがα型チタン合金に関するものであり,他の主要な合金であるβ型チタン合金,α+β型チタン合金への添加に関してはさらに未解明な部分が多い.そこで本研究では,チタン合金において最も固溶強化能に優れる窒素を強化元素として有効利用するための基礎研究として,アーク溶解法および固相窒素吸収法を用いた高窒素チタン合金の作製手法の確率を試み,さらに,α型チタン合金,β型チタン合金の機械的特性および変形挙動に及ぼす窒素添加の影響について調査を行い,次いでα+β型チタン合金を用いて高窒素チタン合金における組織制御の有効性を検討した.
触媒反応安定化燃焼器の高負荷燃焼に関する基礎研究

ガスタービン入口温度が1400°C前後であれば、触媒燃焼器での作動最高温度で火災温度部を生じないため、低公害の燃焼器として注目を集めているが、触媒耐熱温度は、触媒、担体とも高熱負荷および温度変動に対する耐熱性に対して十分なものが得られていない。触媒の耐熱温度を低く保ちながら燃焼ガス温度の上昇を図る方策として、燃料付加による再燃焼技術があり、この研究では、航空機用ジェットエンジン燃焼器に適していると考えられる予混合低NOx燃焼器とは異なる、触媒燃焼によって安定供給される高温燃焼ガスとの混合熱反応による低NOx燃焼器の実現のため、その燃焼特性を調べた。その結果、触媒の耐熱性を考慮すると、1000°C程度であれば触媒による安定燃焼が可能であり、blow-offあるいはblow-out条件下で触媒燃焼ガスに急速混合して低温燃焼させ昇温できることを明らかにした。付加燃料による二次燃焼特性を解明するため、加熱空気を用いたモデル試験装置によって混合熱反応が可能な燃焼条件について調査し、大気圧下での二次燃焼開始を確認した。ついで触媒燃焼ガスを一次燃焼ガスとするシステムにおいて、14atmの比較的低圧下での二次燃焼開始の条件について検討した結果、ある程度以上の加圧下では、比較的小規模の燃焼体積でも容易に混合熱反応を安定持続させることが可能なことを明らかにした。また、2次混合気による火災形成を避ける混合方式も可能であり、低NOx燃焼による昇温が可能なことを明らかにした。近年益々高温化するガスタービンでは、NOx排出の増加を抑える燃焼方式が求められている。気相反応と不均一表面反応が共存する触媒燃焼を利用すれば低エミッション燃焼器の実現が可能であるが、触媒の耐熱性に問題がある。これまでの実績によれば、触媒の耐熱性を考慮すると、1000°C程度であれば触媒燃焼によって安定に燃焼ガスを得ることが可能である。これ以上の温度を得るためには2次燃焼が必要となるが、火炎燃焼を行わせたのではその部分でのNOx生成量が問題となる。従って、火炎伝播限界以下の希薄濃度あるいはblow-off以上の速度で触媒燃焼ガスに急速混合して低温無炎燃焼させることが考えられる。この希薄2段燃焼によってガスタービンの要求温度を満たす低温燃焼が実現できると考えられる。その実証のため、まず高温加熱空気中での混合反応特性を調べ、火炎伝播限界以上の濃度でも混合条件によっては無炎燃焼可能なことを明らかにした。また、2次混合気のエネルギー供給量と燃焼特性が密接に関連しており、その増加によって、主反応域が上流に移り、反応距離が短くなることが分かった。ついで触媒燃焼で得られた燃焼ガスとの混合試験を行っていくつかの限界条件を明らかにした。残留酸素濃度が加熱空気に比べ低下するのでその特性に若干の変化はあるが、同様な特性を得た。装置の特性と関係するが、反応開始の限界は拡散混合温度と密接に関係しているので、低負荷では熱還流による触媒燃焼ガスの予熱が有効と考えられる。また、反応の進行度は混合反応器へのエネルギー供給速度(kJ/kg・s)に依存し、反応持続のための臨界値が存在することが分かった。ガスタービン入り口温度が1400°C前後であれば、触媒燃焼器での作動最高温度が火炎温度部を生じないため、低公害の燃焼器として注目を集めているが、触媒耐熱温度は、触媒、担体とも高熱負荷および温度変動に対する耐熱性に対して十分なものが得られていない。触媒の耐熱温度を低く保ちながら燃焼ガス温度の上昇を図る方策として、燃料付加による再燃焼技術があり、この研究では、航空機用ジェットエンジン燃焼器に適していると考えられる予混合低NOx燃焼器とは異なる、触媒燃焼によって安定供給される高温燃焼ガスとの混合熟反応による低NOx燃焼器の実現とその燃焼特性を調べた。その結果、触媒の耐熱性を考慮すると、1000°C程度であれば触媒による安定燃焼が可能であり、火炎伝播限界以下の濃度、あるいはblow-off以上の速度で触媒燃焼ガスに急速混合して低温燃焼させ昇温できることを明らかにした。

付加燃料による二次燃焼特性を解明するため、加熱空気を用いたモデル試験装置によって混合熱反応が可能な燃焼条件について調査し、大気圧下での二次燃焼開始を確認した。ついで触媒燃焼ガスを一次燃焼ガスとするシステムにおいて、14atmの比較的低圧力下での二次燃焼開始の条件について検討した結果、ある程度以上の加圧下では、比較的小規模の燃焼体積でも容易に混合熱反応を安定持続させることが可能なことを明らかにした。また、2次混合気による火炎形成を避ける混合方式も可能であり、低NOx燃焼による昇温が可能なことを明らかにした。
シャーガス病の薬剤治療反応性を規定する原虫および宿主の遺伝要因解析

ボリビア国保健省のシャーガス病制圧プログラムと協力し、15歳以下の小児の慢性感染患者に対するベンズニダゾールによる治療成績に影響を与える原虫および宿主側の因子を明らかにすることを目的として研究を行った。現地での拠点となった保健省熱帯病研究センター、シラニ病院、日本病院の研究協力者として本研究を企画し、サンタクルースの病院を基盤とした治療プログラムと本プロジェクト研究を開始することができた。治療効果とそれに伴うサイトカイン産生、さらに血中薬剤濃度などを測定を完了し薬剤反応性の多様性、原虫血症の推移、薬剤代謝の影響、免疫応答性の特徴などが明らかになり、遺伝的な背景との関連も示唆することができた。(目的)現在進行中のボリビア国保健省のシャーガス病制圧プログラムNational Chagas Control Program (NCCP)と協力し、15歳以下の小児の慢性感染患者(血清反応陽性者)に対するBenznidazolベンズニダゾール(Roche)による治療成績に影響を与える原虫および宿主側の因子を明らかにすることを目的として研究を開始した。(全体計画)1999年から7年間科学研究費により推進したボリビアでのシャーガス病研究グループを基盤として、現地での拠点となったCENETROPの分子生物免疫分野と西沢医師(シラニ病院)、日本病院のDr.Gutierrezを主たる研究協力者として新たに本研究を開始した。研究は病院ベースの治療研究となる。当初対象を3つの病院(各地域のシャーガス病に関する基幹病院)としたが、NCCPとの連携の都合により、対象病院をサンタクルース近郊のワルネス総合病院に変更した。(本年度実績)1.倫理委員会へのプロトコールの提出と承認(長崎大学およびボリビア保健省)研究代表者がボリビアで実施に関する研究協力者との会議を開催し、NCCPの代表とも協議したうえで、プロトコールを作成し、協力機関であるCENETROPの所長から保健省の倫理委員会に審査の申請を行った。現在審査中であるが、ボリビア国内の政情不安で現在まだ承認が得られていない。2.CENETROPの分子生物免疫分野を通しての現地スタッフの採用契約、さらにCENETROPおよび3つの地域病院の検査室の設備機器などのセットアップCENETROP内の実施責任スタッフとして2名を契約した。またNCCPチームのコーディネーターを一名指名し実務を行ってもらうこととした。いずれも協力機関として無償でおこなう。CENETROPには今後のサンプリングや診断、治療後のフォローのための機材を搬入した。目的:ボリビア国保健省のシャーガス病制圧プログラムと協力し、15歳以下の小児の慢性感染患者に対するベンズニダゾールによる治療成績に影響を与える原虫および宿主側の因子を明らかにすることを目的として研究を行った。研究の進行状況:現地の拠点である保健省熱帯病研究センターCENETROPの分子生物免疫分野Yelin Roca室長、Rola所長と西沢医師(シラニ病院)、日本病院のGutierrez外科部長を主たる研究協力者として、約一年の準備期間(現地の倫理委員会承認を含む)の後、当初企画した病院がサンプルの運搬などに不便であったため、県内の3つの近郊の病院を基盤とした本プロジェクト研究を2012年(平成24年)より実質上開始することができた。CENETROPの分子生物免疫分野を通しての現地スタッフの採用契約、さらにCENETROPおよび3つの地域病院の検査室の設備機器などのセットアップを行い、各病院それぞれ約30ー40名のシャーガス病陽性小児のベンズニダゾール連日2か月投与による治療を行い、治療前、1か月治療後、2か月治療完了時、治療終了後2、4、6、10か月後の計7回の採血を行い、全血、および血漿を-80°Cの冷凍庫に保存した。治療前のスクリーニングでは予想外に陽性率が低く、約3%であったため、上記の治療対象を探すのに各病院で千名以上の小児の検査を要した。そのため当初予定した対象者数の半分ほどにとどまったが、現在、治療効果とそれに伴うサイトカイン産生、さらに血中薬剤濃度などを測定中で、今年中に測定を完了する予定である。期待される結果:対象者約100名について、薬剤反応性の多様性、原虫血症の推移、薬剤代謝の影響、免疫応答性の特徴などが明らかになり、遺伝的な背景との関連も示唆することができる。26年度が最終年度であるため、記入しない。寄生虫学分野26年度が最終年度であるため、記入しない。初年度の目標は、研究施行のためのチーム体制を整備し、協力病院および保健省シャガス治療プログラムとの連携を確認後、実際に研究のシュミレーションを行った後、研究プロトコールを作成し倫理審査に申請することであった。これを完全に実行した。これに加え、地域住民との説明会を行い、広く理解を得るための努力も行った。

(理由)当初の計画におけるボリビア保健省のシャガス病治療プログラム自体が副作用の問題などで著しく遅延し、初年度は対象地域と病院を上記のプログラムにできるだけ依存しない計画に変更することに時間を要した。さらにボリビア国内の政治的な混乱や治安の悪化により現地との連絡や研究準備が十分に行えない事態が平成23年から24年の初めに発生した。24年度から25年度にかけて3つの病院において約百名の小児患者の治療が開始され、当初の計画より遅れたが26年度にはすべての計画が終了する予定である。倫理審査の承認後、すでに動いているワルネス総合病院での治療プログラムにおいて、患者の参加をお願いし、プロトコールに沿った採血や検査を行う予定で、特に問題点はない。倫理審査が多少遅れているので、進行状況を再度問い合わせ、迅速な対応をお願いする。当初の計画より一年ほど遅れているので、研究費の繰り越しを行い平成26年度に24年度に修正した計画のほぼすべてを完了する予定である。現地の共同研究者とも十分な協議を行っており、予定通り100名の慢性シャーガス病の小児(5歳から15才までの)の治療中および治療後の原虫血症および免疫応答性、薬物代謝の状況及び遺伝的な背景に関する情報を集め、解析を行い、多様な治療反応性を決定する免疫遺伝学的な特徴を明らかにする予定である。
C-S-Hの層状構造変化に基づくコンクリートの乾燥収縮メカニズムへのアプローチ

コンクリートの諸性質を解明するために,多くの研究者によってセメントペーストや合成C-S-Hの微細構造を同定する実験やモデル化の検討がされてきた。特に,コンクリートの乾燥収縮性状は,C-S-Hと水との相互作用により大きな影響を受けるため,セメントペーストや合成C-S-Hの水蒸気吸着等温線の測定およびその分析による微細構造のモデル化が行われている。今年度は,長期乾燥を受けたセメントペーストおよび異なるCa/Si比をもつ合成C-S-Hの水蒸気吸着性状の分析を行った。セメントペーストの長期乾燥における水蒸気吸着性状の変化を取得することを目的として,飽水から11%RHまでの湿度環境で6ヵ月間調湿を行ったセメントペーストの水蒸気吸着等温線を取得し,拡張BET理論を用いて吸着等温線全域におけるセメントペーストの水蒸気吸着性状を分析した。その結果,セメントペーストの水蒸気吸着等温線は,湿度環境に関わらず,IV型の吸着パターン,ヒステリシス,低圧ヒステリシス,脱着過程の40%RHの特異点を持ち,水蒸気吸着等温試験中に吸着サイト量,親水性,最大吸着層が変化する傾向が確認された。セメントペースト中のC-S-Hとの比較を目的として,Ca/Si=1.502.24までのC-S-Hの水蒸気吸着等温線を取得し,拡張BET理論を用いて吸着等温線全域における合成C-S-Hの水蒸気吸着性状を分析した。その結果,合成C-S-Hの水蒸気吸着等温線は,Ca/Siモル比に関わらず,セメントペーストと同様に,IV型の吸着パターン,ヒステリシス,低圧ヒステリシス,脱着過程の40%RHの特異点を持ち,水蒸気吸着等温試験中に吸着サイト量,親水性,最大吸着層が変化する傾向が確認された。26年度が最終年度であるため、記入しない。