hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
(X,eX)分光法の開発研究

いずれの場合にも励起効率を上げるため非対称カットした水晶(1011)面を分光結晶として使用し、銅Kα1線を使って励起にあてた。ただし10分の1程度のKα2線の混入が認められた。1。の場合は2次元検出器で広い受光面積を持つマイクロチャンネルプレートを使用することにより、効率良い電子検出が可能であることから採用した。しかし、MCPは電子ばかりでなく、X線にも感度があるため、広い受光面積のために散乱X線も効率よく検出してしまい、電子による信号とX線による信号の識別は不可能であるために、このセットアップは(X,eX)同時検出に不適当であることが判明した。2。は上記の失敗をふまえ、偏向電極を用いて電子軌道を湾曲させ、X線が検出器に到達しないような実験条件を設定して同期実験を行おうとしたものである。その結果、予想通り電子のみをエネルギー分解して検出することができたが、残念ながらまだX線光子と電子との同期検出には成功していない。次年度にかけ、更に目的遂行のため、努力する予定である。なお、本年度は本研究に関する、(X,X)とも云うべきX線ラマン散乱についても理論的研究を行った。(X,eX)という名称は類似の(e,2e)分光からとったものであり、前者でのX線の代わりに後者では同じエネルギーの電子を利用するという違いこそあれ両者はほぼ同じ情報を与える。しかし、電子とX線との違いから対象とする試料は大きく異なる。透過力の弱い電子を使う(e,2e)法は希薄気体を対象とすることが多いのに対し、透過力に優れたX線を使う(X,eX)法は固体も対象とし得る。一方電子は相互作用が強いため衝突断面積が大きい(10^<-21>cm^2)のに対し、X線のそれは数桁小さい。その結果、(X,eX)スペクトルを観測したという報告は未だなされていない。これを実現するためには多くの課題が残っている。具体的には可能な限り強い単色光を励起光源とすること、散乱X線を有効に集光すること、そしてまた反跳電子のみを識別して効率よく検出することの三点である。そこで本研究では上記を究極の目的とし、効率良いX線集光器および分光器、そして電子アナライザーの開発研究を行った。詳細は研究成果報告書にゆずるが、まずスーパーグラファイト結晶を利用した効率よいX線分光器を製作し、従来のGeを使った分光器に較べて5倍程反射率が高いことを確認した。それを利用して(X,eX)実験を行ったが、反跳電子と光電子とが同時に入射するために目的の信号は得られなかった。そこでそれらを分離するための明るい同心球型電子アナライザーの試作を行い、約2eVの分解能を得た。現在これらを組み合わせて(X,eX)信号の検出を試みつつある。
水上栽培法による植物生産並びに水質浄化に関する研究

平成6年度においては,水上栽培技術の基本となる筏の素材,栽植密度,肥料の種類と施肥量などについて検討し,標準となる基本技術を確立した.また水上栽培に適する種の選定を30種の植物を対象に行った.その結果,カンナとシュロガヤツリが生育旺盛で水上栽培に最適であることがわかった.この2種のバイオマス量および窒素分析値から求めた水中からの窒素収奪量は大きく,水質浄化効果の高いことが立証された.次にコムギとイネで施肥量とバイオマス,収量との関係を実験した結果,コムギ,イネとも水上栽培区は無栽培区に比べて水中のNO3-N,NH4-N,全リン濃度が低く,CODは水上栽培区で顕著に減少することが明らかになった.平成7年度は,平成6年度の結果から明らかになった水上栽培に適するカンナ,シュロガヤツリの2種を対象に水上栽培におけるバイオマス量,水質浄化能を土耕栽培と比較した.またカンナを対象に生長解析,光合成測定を行い水上栽培植物の特性を明らかにした.さらに数種植物の根の組織構造を土耕栽培と比較した.その結果,(1)カンナ,シュロガヤツリとも土耕栽培に比べて水上栽培ではバイオマス生産が顕著でカンナで4倍,シュロガヤツリで5倍の値が得られた.植物体の窒素分析から窒素含有率とバイオマス量を乗じた両植物の水中からの窒素収奪量は大きく水質浄化能の高いことが明らかになった.特に,シュロガヤツリは窒素以外にリン,カリの含有率が高く,水中からのリン,カリの収奪量が顕著で両成分のエリミイネーターになることが判明した.(2)水上栽培したカンナの高いバイオマス生産は面積生産速度の大きいことに加えて単位葉面積当たり乾物生産速度(NAR)が高いこと,高いNARは光合成速度が水上栽培カンナで大きいこと,さらに高い光合成速度は気孔を介してのCO2拡散系と葉肉組織における高いCO2固定能力にあることが要因解析から明らかになった.(3)水上栽培植物は土耕栽培植物に比べて根の破生組織がよく発達する傾向がみられたが,これには種間差がみられ,双子葉植物に比べて単子葉植物で発達が著しかった.また破生組織の発達と根の比重との間に高い相関関係がみられた.平成6年度においては,水上栽培技術の基本となる筏の素材,栽植密度,肥料の種類と施肥量などについて検討し,標準となる基本技術を確立した.また水上栽培に適する種の選定を30種の植物を対象に行った.その結果,カンナとシュロガヤツリが生育旺盛で水上栽培に最適であることがわかった.この2種のバイオマス量および窒素分析値から求めた水中からの窒素収奪量は大きく,水質浄化効果の高いことが立証された.次にコムギとイネで施肥量とバイオマス,収量との関係を実験した結果,コムギ,イネとも水上栽培区は無栽培区に比べて水中のNO3-N,NH4-N,全リン濃度が低く,CODは水上栽培区で顕著に減少することが明らかになった.平成7年度は,平成6年度の結果から明らかになった水上栽培に適するカンナ,シュロガヤツリの2種を対象に水上栽培におけるバイオマス量,水質浄化能を土耕栽培と比較した.またカンナを対象に生長解析,光合成測定を行い水上栽培植物の特性を明らかにした.さらに数種植物の根の組織構造を土耕栽培と比較した.その結果,(1)カンナ,シュロガヤツリとも土耕栽培に比べて水上栽培ではバイオマス生産が顕著でカンナで4倍,シュロガヤツリで5倍の値が得られた.植物体の窒素分析から窒素含有率とバイオマス量を乗じた両植物の水中からの窒素収奪量は大きく水質浄化能の高いことが明らかになった.特に,シュロガヤツリは窒素以外にリン,カリの含有率が高く,水中からのリン,カリの収奪量が顕著で両成分のエリミイネーターになることが判明した.(2)水上栽培したカンナの高いバイオマス生産は面積生産速度の大きいことに加えて単位葉面積当たり乾物生産速度(NAR)が高いこと,高いNARは光合成速度が水上栽培カンナで大きいこと,さらに高い光合成速度は気孔を介してのCO2拡散系と葉肉組織における高いCO2固定能力にあることが要因解析から明らかになった.(3)水上栽培植物は土耕栽培植物に比べて根の破生組織がよく発達する傾向がみられたが,これには種間差がみられ,双子葉植物に比べて単子葉植物で発達が著しかった.また破生組織の発達と根の比重との間に高い相関関係がみられた.平成6年度においては,水上栽培技術の基本となる筏の素材,栽植密度,肥料の種類と施肥量などについて検討し,標準となる基本技術を確立した.また水上栽培に適する植物の種を選ぶために春,夏,秋,冬に生育する植物30種を対象に水上栽培し,季節ごとに適種を選定した.さらに代表的な5種(イネ,トウモロコシ,サツマイモ,カンナ,シュロガヤツリ)について,その形態的特徴を調査した.特に水上栽培した植物の根の断面組織を土耕栽培植物のそれと比較したところ,適種の水中根では破生組織がよく発達し地上部からのO_2供給の可能性が示唆された.次に水質浄化についてみると,上記5種のバイオマスの量及びN分析値から施用量を上まわるNの蓄積量があった.このことからこれら植物の水質浄化能力の大きいことが立証された.

詳細な実験はコムギとイネを対象に施肥量を変えて行い,施肥量とバイオマス,収量との関係を明らかにすると共に,水質浄化をNO_3-N,NH_4-N,全P及びCODの水質基準から検討した.コムギ,イネともに水上栽培区は無栽培区に比べ,水中のNO_3-N,NH_4-N,全P濃度が低く,CODは水上栽培区で顕著に減少することが明らかになった.施肥量の影響は少肥より多肥区で生育が促進し,収量生産は高まり,それによって水中からの養分吸収も増大し,CODの低下をもたらした.以上から水上栽培は,バイオマスの生産を通じて水質浄化に寄与することが明確になった.またメダカの生長量を水上栽培区と無栽培区で比較したところ,水上栽培区では34倍大きくなることが実証された.平成7年度は,平成6年度の結果から明らかになった水上栽培に適する種の中から,カンナ,シュロガヤツリの2種を対象に水上栽培におけるバイオマス量,水質浄化能を土耕栽培と比較した.またカンナを対象に生長解析,光合成測定を行い水上栽培植物の特性から明らかにした.さらに数種植物の根の組織構造を土耕栽培と比較した.その結果,(1)カンナ,シュロガヤツリとも土耕栽培に比べて水上栽培ではバイオマス生産が顕著で,カンナで4倍,シュロガヤツリで5倍の値が得られた.植物体の窒素分析から,窒素含有率とバイオマス量を乗じた両植物の水中からの窒素収奪量は大きく水質浄化能の高いことが明らかになった.特に,シュロガヤツリは窒素以外にリン,カリの含有率が高く,水中からのリン,カリの収奪量が顕著で両成分のクリエーターになることが判明した.(2)水上栽培したカンナの高いバイオマス生産は葉面積生産速度の大きいことに加えて単位葉面積当り乾物生産速度(NAR)が高いことによることが生長解析からわかった.さらに高いNARは光合成速度が水上栽培カンナで大きい為であること,高い光合成速度は気孔を介してのCO_2拡散系と葉肉組織における高いCO_2固定能力にあることが要因解析から明らかになった.(3)水上栽培植物は土耕栽培植物に比べて根の破生組織がよく発達する傾向がみられたが,これには種間差がみられ,双子葉植物に比べて単子葉植物で発達が著しかった.また破生組織の発達と根の比重との間に高い相関関係がみられた.
無細胞翻訳系を応用した植物膜輸送体の機能解析

膜輸送タンパク質は、膜貫通領域が疎水性に富むアミノ酸残基で構成されているという性質を有するため、水溶性のタンパク質と異なり、機能を保持した形での組み換えタンパク質調製が著しく困難である。本課題では、従来の組み換えタンパク質調製法の欠点を補う新規技術として我々が開発したコムギ無細胞翻訳系を利用する試験管内での膜輸送タンパク質の可溶化合成系を、様々な植物膜輸送タンパク質の機能構造解析に応用することを目的として研究を進めている。今年度は、まず無細胞翻訳系でアミノ末端を均一化する新たな技術の構築を進め、学会報告とともに論文発表を行った。7回膜貫通領域を有するモデル膜タンパク質バクテリオロドプシンのプロテオミセル合成の技術開発に成功した。さらに、膜輸送タンパク質のリン酸化などに関与するミリストイル化タンパク質の機能解析システム確立も完了した。これらの研究成果は、和文総説および学会において報告し、原著論文として投稿中である。今年度は岡山大学との共同研究により、植物の酸性土壌におけるアルミ耐性に寄与するALMT1タンパク質の多量合成および効率的精製のシステム構築に成功した。さらに、膜輸送タンパク質のリン酸化などに関与するミリストイル化タンパク質の機能解析システム構築を進めるために、コムギ無細胞翻訳系を用いたタンパク質ミリストイル化修飾系を確立することに成功した。これらの研究成果は、和文総説および学会において報告している。
船舶排ガス由来粒子状物質が海洋環境に及ぼす影響と制御に関する研究

1.船舶排ガス由来粒子状物質(SDEP)中の多環芳香族炭化水素(PAH)およびニトロ化PAH(NPAH)の定量フォークリフトディーゼルエンジン由来の粒子状物質(標準試料:SRM2975)を供試し、ジクロロメタンを抽出溶媒として高速溶媒抽出装置を用いて有機溶媒可溶画分(SOF)を調製し、アミノプロピルカラムおよびアミノプロピルHPLCカラムを用いた2段階処理の後、15種類のPAHおよび11種類のNPAHをそれぞれ定量する分析方法を確立した。標準試料の他に、(1)A重油を燃料とした本学部練習船の煙突付着スス、(2)C重油を燃料とした実験エンジンIの冷却器内部付着スス、(3)A重油を燃料とした実験用エンジンIIからのSDEP、(4)植物油を燃料とした実験用エンジンIIからのSDEPを供試した。総PAH量が多かったのは、(3)>(4)=(2)>(1)の順であった。分析対象としたNPAHの中で検出されたのは1-nitropyreneのみであり、量が多かった順に(2)>(1)>(4)>(3)であった。2.SDEPが海洋生態系に及ぼす影響および化学的・毒性学的特性の評価海産発光細菌に対して、4種類のSOFの中で(1)のみが有意な阻害を示した。一方、Salmonella typhimurium NM2009株を用いた変異原性試験では、試料(1)と(2)が直接変異原性を示し、(2)は間接変異原性も示した。変異原性を示した試料(2)、および(2)から調製したSOFにそれぞれ紫外線UV-Cを8時間照射した。SOFに紫外線を照射して8時間後には全PAHの99.9%が分解したが、変異原性に顕著な減少は認められず、また発光細菌への阻害は逆に強まった。スス粒子そのものに同じ強度の紫外線を8時間照射しても、PHA量、変異原性に顕著な減少は認められなかった。以上のことから、紫外線照射によってSDEPに付着する有機有害成分の生物活性を消去することは困難であると推測された。1.NPAHの高感度分析法の開発13種類のニトロ化多環芳香族炭化水素(NPAH)を対象として、蛍光検出器(FD)の後に化学発光検出器(CD)を接続したHPLC-FD-CDシステムを導入した。移動相に10mMイミダゾール(pH7.6)を用い、CD検出にはH202-TCPO系を用いた。NPAHをカラムで分離後に、100°Cに設定した還元カラムでオンライン還元してアミノ化PAH(APAH)とし、FDおよびCDにより検出した。同時に8種類のNPAHを分離分析できたが、5種類は不分離であった。2.SDEP中のNPAH・PAHの定量フォークリフト排ガス由来の標準粒子状物質SRM2975を、高速溶媒抽出装置を用いてジクロロメタンを抽出溶媒として30分間で抽出し、アミノプロピルカラムを用いて粗分画し、前記の分析法により15種類のPAHおよび13種類のNPAHを定量した。PAH濃度は公表値とほぼ一致したが、NPAH濃度の回収率は低かった。粗分画後にさらに精製を進める必要があると思われた。ローボリュームエアサンプラーと石英フィルターを用いて、種々の実験条件下で稼動させた船舶ディーゼルエンジンから排出される排ガスから粒子状物質(SDEP)を採取した。ジクロロメタンを用いて高速溶媒抽出し、アミノプロピルカラムを用いて粗分画して対象物質濃度を定量したが、バックグラウンドが高く、定量は困難であった。3.SDEPおよびNPAH・PAHの生態毒性評価SDEPを4種類の有機溶媒を用いて抽出し、海産発光細菌阻害試験、藻類増殖阻害試験、甲殻類急性致死試験により生態毒性を評価した。細菌および藻類に対する毒性は比較的強かったが、甲殻類に対する毒性は弱かった。

変異原性を示した試料(2)、および(2)から調製したSOFにそれぞれ紫外線UV-Cを8時間照射した。SOFに紫外線を照射して8時間後には全PAHの99.9%が分解したが、変異原性に顕著な減少は認められず、また発光細菌への阻害は逆に強まった。スス粒子そのものに同じ強度の紫外線を8時間照射しても、PHA量、変異原性に顕著な減少は認められなかった。以上のことから、紫外線照射によってSDEPに付着する有機有害成分の生物活性を消去することは困難であると推測された。
アーベル多様体のモジュライ空間に入る階層構造と葉層構造の研究

アーベル多様体のモジュライ空間は代数学に多くの応用を持つ空間であり、本研究は、その空間の階層や葉層構造を調べることを目標とした。先ず、Ekedahl-Oort階層と似ているdistinguished Deligne-Lusztig多様体のアファイン性について新しい判定法を提出し証明に成功した。また、工藤桃成氏との論文では種数4標数7以下の超特別曲線の数え上げについても成功し、種数4標数7の超特別曲線の非存在(Ekedahlのある問への否定的解決)を証明することが出来た。その他、飽和NPを持つp-可除群の研究でも大きな成功があり、樋口伸宏氏との共同研究でも新しい知見が得られた。本年も、主偏極アーベル多様体のモジュライ空間に入る葉層構造の研究を主に行った。葉層構造とは上記モジュライ空間の(一般には無限個の)leavesへの自然な分割のことである。各leafの境界の決定はとても重要な課題であり、ここ数年研究を続けている。一昨年あたりから大きな進展があり、あと一歩で解決できるところまできている。境界の既約成分によっては記述しきれていないところがあることが分かり、残念ながら未だ完全には解決していない。来年度も引き続き研究を続け是非解決したいと思っている。関連した話題として、些細な発見かも知れないが、indecomposable BT1の数え上げについて面白い結果が得られたのでそれについては近く論文を発表したいと考えている。Distinguished Deligne-Lusztig多様体のアファイン性の論文がJournal of Algebraに掲載された。G2のDeligne-Lusztig多様体のアファイン性はこの分野では一つの大きな課題であったのでそれが解決できたので満足している。代数群の有限環値点として得られる有限群の共役類の分類、その既約表現の分類、既約指標の決定に興味を持ち研究を続けている。本年度は修士の学生と有限群GL2(Fq[t]/t2)の上記の問題に対して完全な回答を得ることが出来た。近く論文に纏めたいと思っている。飽和Newton polygonsを持つp-可除群の同種類の分類に関する美しい定理を証明できた。結果の詳細は、非常に弱い仮定の下、飽和Newton polygonsを持つp-可除群は、幾何的ファイバーが全て極小(minimal)であるp-可除群と同種であるというものである。この結果は、本年度論文を執筆し、すでに投稿を行った。本研究テーマは主偏極アーベル多様体のモジュライ空間に入る葉層の境界の決定であるが、上記定理は、偏極が無い変種に対する飽和Newton polygonsを持つ場合の葉層の境界の決定に関し、重要な役割を果たすと期待している。ある意味特殊な場合であるが、最も典型的な場合であり、適切な問題設定だと考えている。偏極付きの場合と偏極無しの場合は共に興味深い研究対象であり、本研究課題については偏極無しの場合の方がやや易しい問題と考えているため、先ず偏極無しの場合に取り掛かっている。近いうちに偏極無しかつ飽和Newton polygonsを持つ場合の葉層の境界の決定に決着がつけれられるのではないかと考えている。関連研究として、BT_1の新しい分類法についても結果を得ていたが、今年度ある種の一般化も得ることができたので、現在論文の構成について検討している。また、代数群の有限環値点として得られる有限群の表現論も引き続き取り組み、ある場合の結果の論文を執筆中である。前年度(平成26年度)に引き続き、p-可除群の族の同種類の構造について、研究を行った。これは本研究(central leavesの境界の決定についての研究)の核心部分の一つになると考えている。一般のNewton polygonsの組に対しては混とんとしていると思われるため、飽和Newton polygonsを持つp-可除群の場合を先ず研究している。具体的には、飽和Newton polygonsを持つp-可除群の同種による幾何的ファイバーの振る舞いがとても美しく記述されると期待し研究を行っている。モジュライ理論的に言うと、同種により自然にブローアップおよびブローダウンが起きているという統一的な振る舞いを期待しており、当該年度に期待通りの現象を観測することができ、証明の戦略についてもある程度目処を立てることができた。ブローダウンについては前年度執筆した論文「On p-divisible groups with saturated Newton polygons」の帰結と見做すことができる。ブローアップについては技術的な困難があったが解決の手がかりを得ることができ、現在証明に取り掛かっている。上記の研究とは直接関係はないが、最近は曲線の場合の研究も始めており、九州大学の工藤桃成氏との共同研究で低種数、低標数における超特別曲線の存在/非存在およびその構造について計算機を用いたアプローチで新しい結果を得ることができた。現在、論文を執筆中である。飽和Newton polygonsを持つp-可除群の同種による幾何的ファイバーの振る舞いについて研究が進んでいる。九州大学の工藤桃成氏との共同研究が順調に進展している。九州大学の工藤桃成氏との共同研究により、低標数の種数4の超特別曲線の数え上げについて結果を得ることが出来た。以下詳細を述べる。Ekedahlにより、標数pが種数gに比べて小さい時(p^2-p < 2gの場合)、超特別曲線は存在しないことが証明されている。例えば種数4の場合、p≦3に対しては超特別曲線は存在しない。これを踏まえ、Ekedahlは1987年にp≧5なら種数4の超特別曲線は存在するかという問いを立てていた。

実際p=5,11,13,17,19では超特別曲線が存在することが知られている。しかし、本年(2016年)工藤氏との共同研究で、未解決であったp=7の場合について、種数4の超特別曲線が存在しないことを証明することができた。種数4の場合のEkedahlの問いの否定的解決となる。その証明は、最後は計算機を利用するものであるが、超特別性の判定法(より詳しくはHasse-Witt行列の計算法)や定義方程式の簡約化法など他の場合でも利用できる道具を提示したところも重要であった。p=5においてはFuhrmann-Garcia-Torresの最大曲線が一意であるという結果を再証明することが出来た。加えて標数5の2次体F_25上の超特別曲線の数え上げも行い21個であることも明らかにした。また、素体上の種数4の超特別曲線の数え上げについても論文を執筆し、p≦11で数え上げに成功した。また、横浜国立大学の樋口伸宏氏と、極小p-可除群の特殊化について研究し、偏極付きの場合のcentral streamsの配置についての前研究の結果について、偏極なしでも証明することが出来た。アーベル多様体のモジュライ空間は代数学に多くの応用を持つ空間であり、本研究は、その空間の階層や葉層構造を調べることを目標とした。先ず、Ekedahl-Oort階層と似ているdistinguished Deligne-Lusztig多様体のアファイン性について新しい判定法を提出し証明に成功した。また、工藤桃成氏との論文では種数4標数7以下の超特別曲線の数え上げについても成功し、種数4標数7の超特別曲線の非存在(Ekedahlのある問への否定的解決)を証明することが出来た。その他、飽和NPを持つp-可除群の研究でも大きな成功があり、樋口伸宏氏との共同研究でも新しい知見が得られた。飽和Newton polygonsを持つp-可除群の同種類の分類に関する美しい定理を証明できた。これは葉層の境界の決定という本研究テーマの達成の最初のステップとなると期待している。その他、関連研究にも進展があった。飽和Newton polygonsを持つp-可除群の同種による幾何的ファイバーの振る舞いについて証明をしっかり書き論文にまとめたい。これによりcentral leavesの境界に関する研究を更に進めることができる。九州大学の工藤桃成氏との共同研究で一定の成果が得られたので、それを論文をまとめ、更にこの方向で研究を進めて行きたい。代数幾何学基本的には、多くのアイデアを試し、地道に計算を積み重ね、課題を解決したり、面白い現象をみつけたりするより他ない。国内外の研究者との意見交換は、新しいアイデアを得るもっともよい方法だと思っている。特に、主偏極アーベル多様体のモジュライ空間に入る葉層構造の研究については、研究当初から共同研究しているFrans Oort教授と連絡を取り合い、研究を進めて行きたい。Distinguished Deligne-Lusztig多様体のアファイン性の論文が出版された。
未成熟筋組織による骨組織誘導系の確立

胎仔ラットの未成熟筋組織に骨形成因子であるBMPを作用させ,e-PTFE膜状で培養したところ,培養2週間後に骨様組織が誘導されていた(H-E染色).さらにこの培養組織が骨系の組織であることを組織(免疫染色),遺伝子,元素レベルで解析し,証明することができた.胎仔ラットの未成熟筋組織に骨形成因子であるBMPを作用させ,e-PTFE膜状で培養したところ,培養2週間後に骨様組織が誘導されていた(H-E染色).さらにこの培養組織が骨系の組織であることを組織(免疫染色),遺伝子,元素レベルで解析し,証明することができた.骨芽細胞や骨細胞を分化・誘導させるために,胚性幹細胞(ES細胞),骨髄幹細胞,脂肪前駆細胞,最近では人工多能性幹細胞(iPS細胞)など様々な幹細胞が用いられている.既にこれらの幹細胞を用いた実験ではたくさんの成果が得られている.本研究課題ではこれらの幹細胞からさらに分化した状態の筋芽細胞・筋管細胞を中心とする未成熟筋組織からin vitroにおいて骨組織を誘導することを試みている.それに際して,サイトカインには骨形成因子であるBone Morphogenetic Protein (BMP), scaffoldにはe-PTFE(expanded-polytetrafluoroethylene)膜を用いた.これまでの実験から,未成熟筋組織は骨芽細胞様細胞とこれらの細胞が形成したと思われる類骨からなる骨様組織に分化することが分かった.さらに,in vitroで誘導された骨様組織を3週齢のSprague-Dawley rat(雄)の背部皮下に移植すると,移植2週以降では骨様組織は骨化することが確認できた.今年度はこれらの結果を基に,in vitroで誘導された骨様組織がより骨組織に近い組織への分化を試みるため,15mM CaCl2を加えた培養液を用いて実験を行った.その結果,培養2週後において強い石灰化組織像が観察された.さらに,培養3,7,10および14日目におけるI型コラーゲン,オステオポンチンおよびオステオカルシンの遺伝子発現量を確認したところ,何れの遺伝子もCaCl_2を加えない場合よりも発現量が増加していた.これらの結果より,誘導骨様組織はより骨組織に近い組織に分化しており,CaCl_2の培養液への添加は有効であることが分かった.来年度は培養液に添加するCaCl_2の最適濃度を模索することを中心に実験を遂行する予定である.本研究課題では幹細胞からさらに分化した状態の筋芽細胞・筋管細胞を中心とする未成熟筋組織からin vitroにおいて骨組織を誘導することを試みている.それに際して,サイトカインには骨形成因子であるBone Morphogenetic Protein (BMP), scaffoldにはexpanded-polytetrafluoroethylene (e-PTFE)膜を用いた.これまでの実験から,未成熟筋組織は組織学的に,骨芽細胞様細胞とこれらの細胞が形成したと思われる類骨からなる骨様組織に分化することが分かった.さらに,誘導された組織が骨系の組織であることを検証するため,各種解析を行った.(1)培養組織の軟エックス線およびマイクロCT観察:軟エックス線像において,培養組織の一部に不透過性のやや強いか所が観察され,マイクロ. CT観察ではその部位が明確に確認できた.(2) H-E染色および, I型コラーゲン,オステオポンチン,オステオカルシンの免疫染色による組織観察: H-E染色では,組織の一部に骨芽細胞様細胞と類骨が観察され, I型コラーゲン,オステオポンチンおよびオステオカルシンの免疫染色ではいずれも類骨部が染色されていた.(3) RT-PCRによる各種骨系遺伝子の定性および定量:培養1, 2, 3, 7, 10, 14日目にmRNAを抽出後, RT-PCRを行った(培養1, 2, 3日目にRunx2/Cbfa-1およびOsterixについて,培養3, 7, 10, 14日目にI型コラーゲン,オステオポンチンおよびオステオカルシン)結果,観察した全ての骨系遺伝子の発現が確認された.さらに, Runx2/Cbfa-1の遺伝子発現は特に2日目に強く認められ,オステオカルシンの発現量は培養期間中終始少なかったものの, I型コラーゲンとオステオポンチンの発現量は培養期間中増加していた.(4)エネルギー分散型X線分析(EDS) : EDSにより細胞外基質にCaとPが確認され,その重ね合わせ像から同位に存在していることが確認され,骨と同じリン酸カルシウム系の組織が誘導されていることが分かった.
翼列における非定常問題に関する総合的調査研究

最近におけるターボ機械の大型化,高速化および軽量化に伴い,羽根の振動,破損さらには騒音に関する研究の社会的要請が強まる一方,電算機の高速化,大容量化と計測技術の飛躍的向上とあいまって,翼列の非定常問題に関する解析的ならびに実験的研究は,その数が増しているばかりでなく,多岐にわたってきている.これらの散在する個々を広範囲に追求するとともに,多角的視点から整理統合することが現時点では必要不可欠である.このためには,我が国の翼列における非定常問題に関する各分野の研究者が緊密な協力の下に,総合的な調査研究を効果的に遂行することが強く望まれ,これによって現段階までの研究成果の有機的利用を図るとともに,総合的見地から問題点を検索することが期待される.本総合的調査研究では,昭和61年度と62年度の2年間にわたり,翼列の非定常問題に関する国内外の学術文献に関する各研究分担者からの調査研究報告と討議,招待講演者からの話題提供,さらに関連する実験設備見学などを行った.その結果,最近13年間の学術文献が調査対象とされ,研究調査事項として1.振動翼列, 2.周期変動流れにある翼列, 3.静・動翼列の非定常干渉, 4.入口不均一流れにある翼列, 5.翼列の内部流路および下流の粘性後流, 6.キャビテーション発生下の翼列, 7.翼列における騒音, 8.翼列における非定常な遷移,剥離および動失速, 9.翼列の過渡応答, 10.非定常翼列に関する実験関係に大別し,さらにそれぞれを細部に分類した.各研究分担者が上記事項を分担して調査研究したものを調査資料として集大成した.これによって,現在までのこの分野の研究成果や知見が整理統合され,現状認識と今後の研究指針の把握の上で貴重な資料を提供するこができた.最近におけるターボ機械の大型化,高速化および軽量化に伴い,羽根の振動,破損さらには騒音に関する研究の社会的要請が強まる一方,電算機の高速化,大容量化と計測技術の飛躍的向上とあいまって,翼列の非定常問題に関する解析的ならびに実験的研究は,その数が増しているばかりでなく,多岐にわたってきている.これらの散在する個々を広範囲に追求するとともに,多角的視点から整理統合することが現時点では必要不可欠である.このためには,我が国の翼列における非定常問題に関する各分野の研究者が緊密な協力の下に,総合的な調査研究を効果的に遂行することが強く望まれ,これによって現段階までの研究成果の有機的利用を図るとともに,総合的見地から問題点を検索することが期待される.本総合的調査研究では,昭和61年度と62年度の2年間にわたり,翼列の非定常問題に関する国内外の学術文献に関する各研究分担者からの調査研究報告と討議,招待講演者からの話題提供,さらに関連する実験設備見学などを行った.その結果,最近13年間の学術文献が調査対象とされ,研究調査事項として1.振動翼列, 2.周期変動流れにある翼列, 3.静・動翼列の非定常干渉, 4.入口不均一流れにある翼列, 5.翼列の内部流路および下流の粘性後流, 6.キャビテーション発生下の翼列, 7.翼列における騒音, 8.翼列における非定常な遷移,剥離および動失速, 9.翼列の過渡応答, 10.非定常翼列に関する実験関係に大別し,さらにそれぞれを細部に分類した.各研究分担者が上記事項を分担して調査研究したものを調査資料として集大成した.これによって,現在までのこの分野の研究成果や知見が整理統合され,現状認識と今後の研究指針の把握の上で貴重な資料を提供するこができた.1翼列における非定常問題に関する調査研究課題を(【i】)振動翼列(【ii】)周期変動流れにある翼列(【iii】)静動翼列の非定常干渉(【iv】)旋回失速(【v】)翼列の粘性後流(【vi】)キャビテーション発生下の翼列(【vii】)翼列における騒音(【viii】)翼列における非定常遷移,剥離及び動失速(【ix】)翼列の過渡応答(【x】)非定常翼列に関する実験関係に大別して、分担による調査研究を進めた。2下記の事項について、各研究分担者からの調査研究結果の報告があり、討論を行った。(【i】)翼列の粘性後流(【ii】)周期変動流れにある翼列(【iii】)キャビテーション発生下の翼列(【iv】)非定常翼列に関する実験関係(【v】)振動翼列(【vi】)入口不均一流れにある翼列(【vii】)静動翼列の非定常干渉(【viii】)翼列における非定常な遷移,剥離及び失速など3調査研究題目に関連のある話題提供を分担者以外の外部者に依頼し、これについても討論を行った。
天然由来抗腫瘍性物質の開拓と病態解析への応用

がん細胞の特性を利用して探索系を工夫し、天然物から新規物質を発見しそれらの評価ならびに分子標的との関わりを調べる目的で、標的としてIL-6活性阻害ならびに薬剤耐性克服物質とした。がん悪疫質の原因の一つとしてIL-6関わりが考えられている。そこでQOL改善のために天然よりIL-6活性阻害物質を探索しその活性をしらべ臨床応用への可能性を検討する。一方、薬剤耐性克服物質を発見することは、既知制癌剤の効果を増強させる作用が期待されるので、重要なテーマとなっている。がん細胞の特性を利用して探索系を工夫し、天然より数種の新規物質を発見しそれらの活性を評価した。一方すでに発見された物質の誘導体を合成し、その活性を評価した。糸状菌FO-7711株の代謝産物より新規物質CD4およびCD6をを発見した。これらのP388/VCR、KB/VJ-300/VCRに対する耐性克服作用は、CD-4,CD-6非添加(control)と比べて化合物CD-4(6.25μg/mL)はvincristin(VCR)耐性を約20倍、化合物CD-6(6.25μg/mL)は約30倍克服した。すでに発見されたacyl-coA阻害物質物質pyripyropenの誘導体を合成し薬剤耐性克服作用を検討した。その結果7-0-Benzoylpyripyropene A(6.3μg/ml)はKB/VJ-300/VCR細胞ならびにadriamycin耐性P-388細胞をほぼ完全に克服した。P-gpに結合してその働きを抑制する以外に、MRPにも作用するなど新たな作用も認められている。生薬のセンソからIL-6活性阻害物質を単離した。本物質は細胞毒性が認められないことから、種々の誘導体を合成しそれらの活性を調べた。その結果、アセチル化体とブチル化体はIL-6依存性増殖を示すマウス骨髄細胞由来MH-60細胞の増殖を1.6μg/mlで阻害したが、非依存性増殖細胞株にはなんら増殖阻害は認められなかった。天然より得られた低分子物質で、顕著なIL-6阻害作用を示すことは今後の研究が期待される。
感情調節困難患者を対象とした弁証法的行動療法スキル訓練のプロトコル開発と有用性

弁証法的行動療法スキルトレーニングによる最も顕著な変化は、主要スキルのマインドフルネスによる「気づき」の感度の高まりであった。研究参加者は、肯定的な感情に対する気づきの感度の高まりから感動や幸福を見つけやすくなるとともに、感情調節や対人関係の顕著な改善が見られ、人と繋がり、人としての当たり前の感情を取り戻していた。本プログラムの構成は、毎回実施する様々なバリエーションのマインドフルネス、肯定的な感情に注目するシェアリング、弁証法的行動療法スキルトレーニングの講義とワークから構成されていたが、参加者の情動の調節と他者と繋がっていくという対人関係の改善に有効に機能したと考えられた。平成26年度の実施計画は、弁証法的行動療法(DBT)スキル訓練効果分析の継続比較分析を実施しつつ、日本の実情に即したDBT実施者用手順を作成することであった。まずは先行研究から継続中の弁証法的行動療法のスキルトレーニングによる患者の変化について感情調節困難の1事例を対象に継続比較分析をし、グラウンデット・セオリーを用いて介入効果の質的分析を実施した。結果、先行研究の事例の効果分析と照合してみての共通性は、「これまでの自分の生き方そのものや、辛い時に自分で編み出し、必死で用いてきた対処方法を肯定的に捉え直すことが可能となったという変化であった。それにより、研究対象者は≪新しい対処方法の模索≫の段階へと、さらに歩みを進み始めていた。研究代表者は、弁証法的行動療法スキル訓練の実施者研修を受講して資料収集を行い、主要4スキルである「マインドフルネス」「苦悩耐性スキル」「感情調整スキル」「対人関係スキル」のプロトコルの検討を行った。合わせて実施したことは、国内で数少ない弁証法的行動療法のスキル訓練を実施している心理相談室や病院デイケア・閉鎖病棟での実践について資料収集と見学を実施し、介入者である心理士等から具体的な助言を受けた。臨床の場で実際に使用している資料が入手でき参考にすることができた。平成26年度は、Mckayによる実践トレーニングブックを参考に、研修資料やDBT実施施設の資料等を参考にして、主に実施者用テキストを検討した。患者用テキスト(行動分析などのワークシート、自習用資料やホームワーク用紙)の作成も試み、日本の実情に合う内容として修正中である。平成27年度は、質研究の分析結果も反映させた活用可能な内容として完成させ、研究最終年には量的調査による効果検証を実施する予定である。平成27年度の実施計画は、平成26年度に引き続き弁証法的行動療法(DBT)スキルト訓練の効果分析について、質的に継続比較分析を行いつつ日本の実情に即したプロトコルを開発することであり、患者用テキストと実施者用テキストを作成することであった。弁証法的行動療法は1993年にマニュアルが開発されたが、2013年に20年ぶりの改訂版が出版され、研究者はこれを入手した。邦訳が待たれるところであるが、これに先行してDBT開発者であるLinehanから改定版マニュアルの研修を受講し翻訳にかかわっている心理学者から新たな治療技法の情報を収集することができた。新しいマニュアルは、マインドフルネスと情動調節をより強化した内容となっており、研究目的のプロトコルの開発に大変有用であった。特にいくつかのマインドフルネスの方法は、研究者が臨床で実際に活用し、スキル訓練参加者の反応も良好であった。スキル訓練の効果分析は、インタビューデータの3例目を重ねることができ、GTAのプロパティとディメンションを増やして先行の分析と合わせたスキル訓練の有効性が確認できた。DBT本来の治療法は、個人療法と集団療法によるスキルトレーニング、24時間電話対応(コーチング)にチームコンサルテーションが加わった包括的治療法であるが、医師による個人療法と研究者が実施しているスキルトレーニングの非包括的な組み合わせでも効果の有効性が認められた。日本の治療体制ででは24時間の電話対応は困難なため、スキルトレーニングを有効に機能させることが求められる。平成28年度は、DBT改定マニュアルも参考にした我が国の実情に合わせたプロトコルを作成し完成を目指す。また、インタビューデータを増やし質分析の妥当性を高めることを目的とする。20年ぶりに改訂された弁証法的行動療法の2013年版改定マニュアルに関するスキルトレーニングの情報収集ができ、これを参考に実際の臨床の場で取り入れてみることができた。スキルトレーニング参加者の反応は概ね良好であった。より活用の幅が増えるプロトコル作成に向け準備することができた。平成28年度の実施計画は、改訂版弁証法的行動療法(DBT)マニュアルを参考にして日本の実情にあわせたプロトコルを作成し完成を目指すことであった。またDBTスキル訓練の効果分析について質的に継続比較分析を実施することとした。実施手順については、スキル訓練のコアとなるマインドフルネスについてマニュアルやDBT研修などから得た様々な内容をプログラム参加者に提供して検討を加えた。スキル訓練の質的効果分析については、4例目を重ねることができ、スキル訓練による激しい感情の自覚とスキルの治療的活用は、プログラムから自分の目標達成に役立つ内容を取り入れることで、対人関係を改善させて回復の実感をもたらしたことが明らかになった。研究者は本年度、DBTの治療戦略である「承認」についての研修に参加し情報の収集に努めた。スキル訓練提供者と患者との関係もまた弁証法的な考えに基づいている。回復を導くにはプログラム提供者の承認的な態度が鍵になるため、これらは実施者用テキストに含める必要がある。DBTは、個人療法と4主要スキル訓練、24時間電話コーチングとチームコンサルテーションミーティングが揃って包括的なDBTである。

スキル訓練に焦点を当てた介入の有用性が明らかになれば、非包括的な方法として日本でも導入が容易となり感情調節困難な患者が回復への支援を受けやすくなる。今年度は、継続比較分析による研究成果を学会で発表し、また学会交流集会でDBTスキルアップトレーニングを実施している病院の臨床心理士や作業療法士と共に非包括的な方法でのDBTの研究エビデンスや実践例の紹介を企画し、多職種と連携してDBTスキル訓練の提供が可能であること等を学会を通じて発信することが出来た。最終年度の平成29年度は、インタビューデータを増やして更に内容妥当性を高めてプロトコルの完成を目指す。弁証法的スキル訓練の提供には時間を要する。また申請者の異動に伴いデータ収集に時間を要することが考えられる。研究期間を延ばすことにより数例のインタビュー対象者を増やすことが可能となるため期間延長する。平成29年度は、弁証法的行動療法スキル訓練介入後の効果分析のために調査対象を増やし分析することを主な目的とし、加えて患者用配布資料の整備とプロトコルの完成を目指した。申請者の異動に伴い、所属大学倫理委員会に申請を行った。その後に介入1年半の対象のインタビューを実施した。これまでの調査を実施した対象数は5名で、そのうち分析対象は4名まで増やすことができた。本研究のプログラムは、精神科外来付設ナイトケアの90分間で実施された。週1回のオープン形式の当該プログラムは参加を希望する患者はだれでも参加でき、毎回78名で実施している。90分の構成は、最初の30分でマインドフルネスを実施する。次の30分でポジティブな感情に焦点を当てるシェアリングを実施し、最後の30分で配布資料を使用してのスキル訓練のワークと振り返りの3部構成である。追加した対象の質的データ分析の概要は以下である。弁証法的行動療法スキル訓練による最も顕著な変化は、主要スキルのマインドフルネスによる気づきの感度の高まりであった。本プログラムの介入による患者の変化は、気づきの感度の高まりによって感動や幸福を見つけやすくなり、感情調節や対人関係の顕著な改善が見られ、人と繋がり、人としての当たり前の感情を取り戻すことが出来るようになっていた。調査結果により、プログラムの導入として毎回繰り返されたマインドフルネスは、自身の感情に気づく訓練となるとともに、その後のポジティブな出来事に注目するシェアリングを通して肯定的な感情を高める働きかけとなった。これらのプログラム構成により、引き続き実施したスキル訓練は、自身の感情をより的確に捉える事を可能にして感情に振り回されない余裕を生み、問題解決に向けた変化のために効果的に展開されたことが明らかになった。弁証法的行動療法スキルトレーニングによる最も顕著な変化は、主要スキルのマインドフルネスによる「気づき」の感度の高まりであった。研究参加者は、肯定的な感情に対する気づきの感度の高まりから感動や幸福を見つけやすくなるとともに、感情調節や対人関係の顕著な改善が見られ、人と繋がり、人としての当たり前の感情を取り戻していた。
マンモグラフィ精度管理-診断精度の底上げを目指す基盤整備-

本研究では地域がん登録を用いて検診発見がん、中間期がん、一般の外来発見がんの網羅的な予後調査を行い、乳癌死亡率の低下を含めた検診の有効性の評価を行った。発見がんの進行度を比較するとマンモグラフィ検診発見がん、マンモグラフィ中間期がん、視触診検診発見がん、外来発見乳がんの順番で早期がん比率が高く、マンモグラフィ検診の有効性が示唆された。本年度は当初の研究計画に則り、本研究内容を東北大学大学院医学系研究科倫理審査委員会並びに宮城県新生物レジストリー倫理審査委員会へ提出し、承認を得たのちに研究を開始した。1995年4月1日から2002年12月31日までに宮城県対がん協会にて乳がん検診を受診した126,537人(のべ358,242人)の受診者名簿を宮城県地域がん登録と照合し、検診受診から二年以内に初発乳がんと診断された994症例を抽出した。結果、検診発見がんが698例、中間期がんが296例であることを確認した。また、同時期に検診以外で診断された乳がん症例は4,409例であった。(1995年4月1日から2004年12月31日までの宮城県地域がん登録における乳がん症例の死亡診断書のみで確認された症例(Death certificate only, DCO)は2.82%であった。)これらの乳がん症例を2007年12月31日まで追跡調査して生存の有無を確認、平均観察期間86.9カ月における乳がん死亡例は検診発見で31例、中間期で37例、検診以外の診断例で829例、計897例の乳がん死亡が認められた。これらの結果をもとにSAS Version 9.1を用いてKaplan-meier法による生存分析を行ったところ、各群の5年生存率は検診発見群で96.9%、中間期群で90.3%、検診以外の診断例群で86.3%であり、Log-rank検定にて各群間に統計学的に有意差を認めた。我が国において、高い精度を誇るがん登録を用いた追跡による乳がん生存率の検討は皆無であり、検診の有用性を測定する今後の貴重な資料になるものと考えられる。本年度は当初の研究計画に則り研究を継続開始した。1995年4月1日から2002年12月31日までに宮城県対がん協会にて乳がん検診を受診した126,537人(のべ358,242人)の受診者名簿を宮城県地域がん登録と照合し、検診受診から二年以内に初発乳がんと診断された996症例を抽出し、さらに視触診単独群、マンモグラフィ併用群に分けて検討した。結果、視触診単独群の検診発見がんが332例、視触診単独群の中間期がんが215例、マンモグラフィ併用群の検診発見がんが366例、マンモグラフィ併用群の中間期がんが83例であることを確認した。また、同時期に検診以外で診断された乳がん症例は3,047例であった。これらの乳がん症例を2007年12月31日まで追跡調査して生存の有無を確認、平均追跡率98.9%、観察期間中央値97.4カ月における乳がん死亡例は、視触診単独群の検診発見がんでは26例、視触診単独群の中間期がんでは31例、マンモグラフィ併用群の検診発見がんでは9例、マンモグラフィ併用群の中間期がんでは9例であった。これらの結果をもとに各モダリティ別の生存率をSAS Version 9.2を用いてKaplan-meier法による分析を行ったところ、5年生存率は視触診検診群で92.7%、マンモグラフィ検診群で96.8%、検診以外の診断例群で86.6%であり、Log-rank検定にて各群間に統計学的に有意差を認めた。すなわち、中間期がんを含めた検討においても、マンモグラフィ検診群の生存率は視触診検診群、自己発見群に比較して良好であり、マンモグラフィ検診の有効性を示唆する結果となった。今後は中間期癌のデータベースを作成し、中間期癌を減らすべく資料の作成を行う。上昇する乳癌死亡率を減少させるには、マンモグラフィ検診の充実は必須である。しかし、読影精度は個人の力量に大きく依存し、特に中間期癌として発見されるがんは所見の判断が困難な症例が多く、一般検診医では充分な精度を維持できない。検診受診率を50%以上に上げ死亡率低下を目標とする以上、精度管理の面から難しい症例を一般の医師が判断できるように支持するシステムの構築は必須であると考えられる。死亡率に関するデータは、観察期間が短く明らかにできなかったが、発見がんの進行度を比較するとマンモグラフィ検診発見がん、マンモグラフィ中間期がん、視触診検診発見がん、外来発見乳がんの順番で早期がん比率が高く、マンモグラフィ検診の有効性が示唆された。中間期発見

がんとその他の発見がんを比較した臨床特性に関する研究は、現在投稿準備中である。中間期がんの画像データは現在も集積を継続しているが、地域がん登録の性格上、がんの診断治療を行った医療機関への逆紹介は不可能であり、効率よく症例を集積することができない。自験例を中心に、中間期がんとなったマンモグラフィ画像を検討し、中間期がんには一定の割合で検診時に診断できた可能性のある症例(見落としの可能性が日的できない症例)が存在し、指摘できた所見は乳房後隙や乳房下部、乳房頭側の比較的辺縁といえる付近に多いことが明らかとなった。データベースとするには症例の更なる集積が不可欠であるが、現時点では画像研究会などで一般の検診医に結果をフィードバックし検診精度の向上をはかっている。
SLC41輸送体群によるMg2+制御機構とその破綻に基づく病態機序

マグネシウムイオンは生体機能の調節と維持に必須の2価カチオンである。実際に、マグネシウム代謝異常は、高血圧症や虚血性心疾患など、様々な疾患に関係することが知られている。近年、マグネシウム輸送体の候補遺伝子が報告されているが、それらの生理的役割については不明な点が多い。今回、マグネシウム輸送体ファミリーの遺伝子欠損マウスを作出したところ、SLC41A2輸送体欠損マウスの血管反応が減弱していることを見出した。つまり、SLC41A2輸送体は血管収縮制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。Mg2+は生体機能の調節と維持に必須の2価カチオンである。実際に、Mg2+欠乏やMg2+代謝異常は、高血圧症や虚血性心疾患、不整脈、胃腸疾患、骨格筋不全など、様々な疾患に関係することが知られている。近年、Mg2+輸送体の様々な分子実体(候補遺伝子)が報告されているが、それらのMg2+制御機構、生理学的役割および病態学的意義については未だ不明な点が多い。本研究では、生理学的に重要なMg2+輸送体を特定する目的で、C57BL/6Jマウスに正常マグネシウム食、低マグネシウム食もしくは高マグネシウム食を4週間摂取させて、各種臓器(大動脈、心臓、腎臓、小腸)におけるMg2+輸送体候補遺伝子の発現変化を調べたところ、TRPM7(Mg2+透過チャネル)と同様に、SLC41A1およびSLC41A2がマグネシウム摂取量依存性に発現変化を示すことを見出した。これら3群のマウスでは、血中Mg2+濃度および尿中Mg2+排泄量がマグネシウム摂取量に相関して有意に変動していた。また、摘出大動脈標本のフェニレフリン収縮反応を比較したところ、低マグネシウム食群ではMg2+欠乏による血管反応性の低下が観察された。さらに、SLC41A1およびSLC41A2の生体Mg2+制御における機能的役割および病態学的意義を明らかにする目的で、両者の遺伝子欠損マウスを作出した。得られたSLC41A1、SLC41A2ホモ欠損マウスはともに成獣まで成長し、各種臓器で標的遺伝子を特異的に欠損していることを確認した。これらホモ欠損マウスでは、マグネシウム摂取量依存性の血中Mg2+濃度の変動が野生型マウスと明らかに異なっており、SLC41A1およびSLC41A2は生理学的に重要なMg2+輸送体であることが推定された。また、興味深いことに、SLC41A2ホモ欠損マウスでは血管反応性の低下および腎機能の低下が観察された。SLC41輸送体はMg2+輸送体の一つであり、Mg2+流入やNa+依存性Mg2+排出に関わる可能性が示唆されているが、その生理学的役割や病態学的意義については未だ明確になっていない。本研究の目的は、独自に作製したSLC41A1/SLC41A2遺伝子改変マウスを用い、SLC41輸送体の生体Mg2+制御における機能的役割を多角的に解析するとともに、各種病態モデル実験により心臓・血管機能維持および心血管病発症における生理的病態的意義を解明することである。これまでに、SLC41A1/SLC41A2のホモ欠損マウスでは、マグネシウム摂取量依存性の血中Mg2+濃度の変動が野生型マウスと明らかに異なっていることを見出している。また、SLC41A2ホモ欠損マウスでは血管反応性の低下および腎機能の低下も認められた。平成27年度には、SLC41A1/SLC41A2の心筋特異的・血管平滑筋特異的高発現マウスを作製した。現時点の研究結果から、SLC41輸送体高発現マウスでは心機能変化が観察されており、その機序についてさらに解析を進めている。SLC41輸送体は心血管機能維持に重要な役割を有する可能性が高いと推測される。当初の研究計画に基づいて、SLC41A1/SLC41A2の心筋特異的・血管平滑筋特異的高発現マウスを作製した。現在、これら遺伝子改変マウスの心血管機能解析を実施している。現時点の解析結果から、心機能変化を見出しており、その機序についてさらに詳細に解析中である。マグネシウムイオン(Mg2+)は生体機能の調節と維持に必須の二価カチオンである。細胞内Mg2+濃度は多様なMg2+輸送体によって厳密に制御されており、Mg2+輸送体の機能異常は様々な疾病につながると考えられる。本研究の目的は、独自に作製したSLC41A1/SLC41A2ホモ欠損マウスを用い、SLC41輸送体の生体Mg2+制御における機能的役割を解析するとともに、各種病態モデル実験により、その病態生理学的意義を解明することである。作製したSLC41A1/SLC41A2ホモ欠損マウスでは、マグネシウム摂取量依存性の血中Mg2+濃度の変動が野生型マウスと明らかに異なっていた。また、SLC41A2ホモ欠損マウスでは血管反応性の低下および腎機能の低下が認められた。本年度は、腎臓疾患との関係を調べる目的で、SLC41A1/SLC41A2