hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重症心身障害児の医療・生活・教育を支援するICTシステムと情報ネットワーク基盤

本研究では、重症心身障害児(者)(重症児と略す)の在宅ケアを支援するためにICTシステムを導入し、3つの情報ネットワーク基盤を設定して実証運用を行った。情報ネットワーク基盤は、1)家族の職場からの見守り支援、2)重症児施設によるケアホームでの地域生活支援、3)特別支援学校からの教育支援を目的とし、併せて重症児施設による医療支援も行われた。その結果、見守り基盤は患者の体調を把握するうえで大きな助けとなることが示され、家族に安心感をもたらした。地域生活基盤は健康管理を支えるのみならず、利用者の地域生活を促すために有用であった。教育基盤は居宅での訪問教育と教室での学習を一体化できる可能性が示唆された。重症心身障害児(以下,重症児と略す)とは,重度の知的障害と重度の肢体不自由が重複し,日常的な生活介護のみならず,常に医療的な管理を必要とする人たちである。全国の重症児数は約39,000名と推計されているが,約13,000名が専門の「重症児施設」の入所者であり,一方,2倍の26,000名は居宅で家族によってケアされている。本研究では,重症児の在宅ケア対策の一つとして,重症児専門施設で提供される医療管理・生活介護・教育支援など各種のサービスを可能な限り居宅でも受けられること目指し, ICT(情報通信技術)を活用した支援機器システムを開発し,これが効果的に活用される包括的な情報ネットワーク基盤を構築して,その実証運用と評価を行うことを目的とした。重症児は多くが日常的に医療的管理を必要とする人たちであり,時には急に健康状態が悪化することがある。そのため,ICTを利用した在宅ケア支援においても,バイタル信号をモニタリングする機能は重要である。しかし,「比較的健康状態が安定した在宅重症児」では,生活支援や簡単な診療であれば,テレビ電話のみで要望を満たすことができる。一方,「健康状態が不安定な在宅重症児」に対しては,バイタル信号のモニタリングは不可欠であるが,その人数は前者と比べて少ないと思われる。そこで,バイタル信号のみを扱うICT機器を考え,必要に応じてテレビ電話と併用するシステムを想定した。このような検討の後,ひかり電話網によるテレビ電話を中心とした機器システムの導入を行った。そして,全国3つの地域(北海道,滋賀県,京都府)の重症児居宅2箇所,重症児施設4施設,特別支援学校1校,ケアハウス1施設の協力を得て,それぞれ特色のある在宅ケア支援モデルを設定して実証運用を開始し,評価データを収集するために現在も運用を継続している。本研究では,重症心身障害児(者)(重症児と略す)の在宅ケア対策の一つとして,重症児専門施設で提供される医療管理・生活介護・教育支援など各種のサービスを可能な限り居宅でも受けられること目指し,ICT(情報通信技術)を活用した支援機器システムを開発し,これが効果的に活用される包括的な情報ネットワーク基盤を構築して,その実証運用と評価を行うことを目的とした。本年度は,まず,健康状態が不安定な在宅重症児を対象とし,呼吸器機能のバイタル信号(呼吸音および肺音)を電子的に聴取する計測システムを開発し,これら低周波数信号の記録を確認できた。また,3つの情報ネットワークモデルを設定して,テレビ電話を中心としたICTシステムの実証運用を開始した。テレビ電話にはNTT製フレッツフォンVP1000を使用し,重症児の居宅と重症児施設あるいは特別支援学校の間を高速ひかり電話網/ADSL電話網で接続した。情報ネットワークモデルは,(1)家族の職場からの見守り支援,(2)重症児施設によるケアホームでの地域生活支援,(3)特別支援学校からの教育支援の3つのモデルを設定し,併せて重症児施設による医療支援も行った。現在も実証運用中であるが,見守りモデルでは,患者の体調を把握するうえで大きな助けとなることが示され,家族に安心感をもたらした。地域生活モデルでは,ケアホーム利用者の健康管理や日常生活を支えるのみならず,利用希望者に対してもケアホーム生活の抵抗感を低減し,入居の促進につながることが期待された。教育モデルでは,居宅での訪問教育と教室での学習を一体化できる可能性が示唆された。また,こうした課題学習だけでなく,居宅生徒に対して全く行われてこなかった朝の会や終わりの会などの学校行事への参加がテレビ電話を通して可能となった。

本年度は,重症児居宅を中心に,重症児施設【医療支援】,通園施設・ケアハウス【生活支援】,特別支援学校【教育支援】を相互に接続した3種類の情報支援ネットワークの実証運用を昨年度から1年余りにわたって継続実施し,その評価を行った。具体的に,【医療支援】では,必要に応じてバイタル信号を参照しながら遠隔診療を行い,健康状態の診察,急変時の対処や慢性合併症に対する助言,リハビリの相談・指導を行った。【生活支援】では,日中の生活の場である地域の通園施設や,夜間の共同生活の場であるケアハウスと重症児施設とが連携して,生活介護支援や健康管理を指導した。こうした支援は,在宅重症児の体調を把握するうえで大きな助けとなることが確認でき,家族にも大きな安心感をもたらした。また,地域生活での健康管理を支えるのみならず、こうした地域の福祉資源の活用を促すために有用であった。【教育支援】に関して,特別支援学校による重症児の訪問教育では居宅で生徒と教師が1対1で授業を行っている。本研究では,ICTによって居宅と教室を接続し,級友と一体感のある授業環境を構築して,これまで経験できなかった参加型の遠隔教育を試行した結果,居宅での訪問教育と教室学習を一体化した新しい特別支援教育の形態を創出できる可能性を確かめることができた。今後はこうした研究成果を広く公開し,ICTによる在宅支援の普及や多様な情報ネットワークの構築を目指したいと考えている本研究では,その目的を達成するために具体的な課題を3つ設定した:(1)テレビ電話システムの選定と技術的課題の検討,(2)バイタル通信機器の開発,(3)情報ネットワーク基盤の構築と実証運用。課題(1)は当初の計画を達成できた。課題(2)は電子聴診器による呼吸音・肺音の計測システムの開発を完了し,その伝送方法の検討を進めている。課題(3)では3種類の情報ネットワークモデルでの実証運用を開始し,評価データの蓄積を行い,その有用性や課題が明らかになり始めた。24年度が最終年度であるため、記入しない。ICTシステムの実証運用を継続し,少なくとも1年以上の長期間にわたるデータを蓄積し,確実に実用化を図るために有用性の評価と課題の分析と対策を進めていく予定である。バイタル通信機器の開発では,呼吸音・肺音を伝送するシステムの開発を推進する。さらに,近年,インターネットを利用したテレビ電話(Skypeなど)やテレビ会議システム(Spreed, Live Onなど)が普及し始め,その性能も著しく進歩してきた。これらは経費的に極めて有望であるが,パソコンを利用する技術を必要とする。新しいICTツールとして今後の動向に注目し,導入を検討したい。
BMPシグナル伝達系へのカテコラミンの促進効果(運動による骨形成促進メカニズム)

運動によって分泌亢進するカテコラミンと骨形成蛋白(Bone morphogenetic protein ; BMP)の関係をin vivo, in vitroで検索した。マウスの異所性骨誘導実験では、BMP単独含有群と比較してカテコラミンをBMPと含有した群すべてにおいて異所性骨の骨量増大を認めた。また、骨髄由来間葉系細胞(ST2)では、BMP単独投与群と比較してBMPにエピネフリンを共投与することで有意に骨芽細胞分化マーカーが上昇した。カテコラミンはBMPの骨誘導作用を増強し、生体内カテコラミン分泌とBMPによる骨形成反応との相互作用の存在が示唆された。【研究目的】運動によって分泌亢進したカテコラミンとBMP(骨形成蛋白)の関与を検索し、運動による新しい骨量維持機序を明らかにすること。BMPによるマウス異所性骨誘導実験モデルを用いて、BMPに対するカテコラミンの局所投与効果をin vivoで検索すること。【研究結果】マウスの背筋筋膜下に産生した新生異所性骨について、DXAによるBMC・BMD値測定結果では、各々のカテコラミンをBMPと複合した群すべてにおいて、コントロール群と比較して用量依存性に有意な増大(エピネフリン: 10, 20, 40, 80μg〔最大35倍〕、ノルエピネフリン: 40μg〔最大25倍〕、ドパミン: 10, 20, 40, 80μg〔最大3倍〕)が認められた。またX線学的にも同様に、各々のカテコラミンをBMPと複合した群すべてにおいてコントロール群と比較して容量依存性にサイズの増大を認めた。カテコラミンはIn vivoにおいてBMPによる骨形成促進作用を増強した。骨形成において、運動によるカテコラミンの分泌、体内循環動態とBMPによる骨形成反応との相互作用の存在が示唆された。BMP骨誘導作用に対するカテコラミン(エピネフリン)の増強効果の有無について、in vitroで明らかにすること。【研究方法】骨髄由来間葉系細胞(ST2)を用いてエピネフリン(10^<-8>M)を投与した際の細胞内cAMP濃度を経時的に測定した。BMPの骨芽細胞分化促進作用に対するエピネフリンの増強効果の有無を検討するために、エピネフリン(10^<-8>M)をrh-BMP2:50ng/mlと共投与し、骨芽細胞分化マーカーを測定した。骨芽細胞分化マーカーとしては、ALP活性(投与3日後)を、及びreal time RT-PCRによって、ALP(投与3日後)、Osteocalcin(投与6日後)、Osterix(投与3日後)のmRNA発現量を評価した。転写調節についてはBMP応答領域及びcAMP応答領域を含んだId-1 gene promoterを用いたReporter Assay(投与24時間後)で評価した。【研究結果】エピネフリンを連続投与することにより、細胞内cAMP濃度は投与後1分で上昇しかつ2時間まで高濃度に維持された。BMPにエピネフリンを共投与することによって、BMP単独投与群と比較して有意にALP活性が上昇した。BMP単独投与群で発現が増強されたALP(投与3日後)、Osteocalcin(投与6日後)、Osterix(投与3日後)のmRNA発現は、BMPにエピネフリンを共投与した群において、すべて有意に発現亢進を認めた。Id-1 reporter assayでは、BMPにエピネフリンを共投与した群において、BMP単独投与群と比較して優位に増強効果を認めた。エピネフリンはBMPの骨誘導作用を増強した。骨形成において、生体内のカテコラミン分泌・体内循環動態と、BMPによる骨形成反応との相互作用の存在が示唆された。
シグマ陽子散乱断面積測定によるバリオン間力の斥力芯の起源の解明

核力に存在する短距離での斥力芯の起源を解明するために、我々はシグマ陽子弾性散乱実験を計画している。この実験では、高強度のビームを使用し、大量のシグマ粒子を生成し、更に散乱された陽子を大きな立体角を持つ散乱陽子検出システムで検出する。この実験で中心的な役割を果たす検出器の開発を中心的に行った。まずビームラインに設置したファイバー検出器によって、従来の10倍以上のビーム強度である6MHzでの実験を可能にすることが出来た。また円筒形ファイバー検出器とBGO検出器からなる散乱陽子検出器システムのプロトタイプを製作し、陽子陽子散乱実験を行い、散乱事象の同定能力等、十分な性能を確認することが出来た。本研究ではJ-PARCK1.8ビームラインにて大強度πビームを用いて、約10000イベントのΣ陽子散乱事象を検出し、微分断面積を導出することによって、Σ陽子間の相互作用の斥力の強さを定量的に決定し、斥力の起源を探る事が目的である。このΣ陽子散乱実験の実験プロポーザルをJ-PARCに提出し、H23年度の7月の実験審査委員会に於いてJ-PARC E40実験としてstage-1の承認を受けることが出来た。更にstage-2の承認を受けるために、本研究に関連した検出器の開発を行っている。我々は本研究を行うために二種類のファイバー検出器の開発を行っている。標的周囲に設置される散乱粒子を検出するための検出器(SFT)およびビームライン上に設置する検出器(BFT)である。そしてこれらのファイバー検出器の読み出し方法としてMPPC光検出器を用いた多チャンネル読み出しの開発を実現した。我々はEASIROCと呼ばれるMPPC多チャンネル読み出し用のASICを用いた読み出し回路のテストボードの製作に成功し、これを応用してこれらの検出器の読み出しに用いる。BFTについては320チャンネルのMPPCからなる位置検出器を開発した。MPPCをコンパクトに配置した基板をデザインし、ファイバーとMPPCが一対一に接続するように工夫した。この検出器をRCNPの陽子ビームに照射して性能の評価を行った。ファイバー当たり1MHzという高いビーム強度でも、検出効率が95%以上であり、時間分解能として1nsを切る値を得る事が出来た。これはH24年度の早い時期に実際にK1.8ビームラインに設置する予定である。SFTに関しても同じ読み出し方法を用いる事が出来るため、こちらはファイバーを配置する方法に関してR&Dを行っている。ファイバーのサイズとMPPCのピクセル数は最小電離粒子に対して十分な光量が得られるように選定を行った。SFTに関してはR&Dの途中である。本研究では核力の斥力芯の起源を解明するために、その起源の1つとされるクォーク間でのパウリ斥力があらわに現れるシグマ陽子間の相互作用をシグマ陽子散乱の微分断面積を測定することことを目的としている。そしてそのための検出器開発が研究の中心的なテーマである。円筒形ファイバー検出器およびBGOカロリメーターからなる散乱陽子検出器に関しては、プロトタイプを製作し、東北大学のサイクロトロンにおいて、陽子陽子散乱実験を行い性能を評価した。散乱事象の同定能力は1.6MeV(σ)程度で十分に陽子陽子弾性散乱事象を同定出来可能であり、シグマ陽子弾性散乱でも同程度の性能で散乱事象の同定が可能であると期待出来る。ファイバーでのΔEおよびBGOカロリメーターでの全エネルギーEの関係から陽子とパイ中間子との粒子識別能力として4σという十分な性能を得ることが出来た。陽子陽子散乱の微分断面積に関しても正しく導出することが出来、システムとして十分に動作することを確認した。散乱陽子検出器の実機の開発に移り、ファイバー検出器およびBGOカロリメーターのデザインを行い、実機製作を着手した。BGOに関しては実機で用いるBGOカロリメーターにおいても80MeVの陽子に対して1%と十分な分解能を得られていることを確認した。円筒形ファイバー検出器に関しては、8層構造のうちの2層をこの研究で構築した。またMPPC読み出しボードに関しても、1ボードで64チャンネルのMPPCを読み出すことが可能なEASIROC ver2ボードを開発することに成功した。本研究において、高強度ビームの使用を可能にするビームラインファイバー検出器を作り上げ、散乱陽子検出器に関してもファイバー検出器の製作およびその読み出し方法の確立、BGOカロリメーターの製作など検出器開発の大部分を行うことが出来た。今後、J-PARCにおいて実際にシグマ陽子散乱実験を遂行する予定である。本研究では、核力の斥力芯の起源を解明するために、その起源の一つとされるクォーク間でのパウリ斥力があらわに現れるシグマ陽子間の相互作用をシグマ陽子散乱の微分断面積を測定することにより明らかにすることを目的としている。

そのために、シグマ粒子を大量に生成するために、10MHzの高パイ中間子ビーム強度下で実験を可能にすること、およびシグマ陽子散乱で生じる陽子を検出するアクセプタンスの大きな散乱陽子検出器(円筒形ファイバー検出器(CFT)とBGOカロリメーターからなる)を製作することが大きな課題である。BFTに関しては320本のファイバーを平面上に並べた位置検出器を開発し、実際にK1.8ビームラインにインストールを行った。従来の10倍以上のビーム強度である6MHzのビーム下においても、99%の高い検出効率および0.78nsという十分な時間分解能を有することを確認した。散乱粒子検出器に関しては、まずBGOおよびCFTのプロトタイプを製作し、性能を評価した。BGOに関しては、80MeVの陽子を照射して、1.2%(σ)のエネルギー分解能を得ることができ、十分に要求される性能(3%)を満たすことを確認することが出来た。またCFTは、実機としては8層構造を予定しているが、まずファイバーを円筒形に組み上げることの構造的なR&Dを行うために、3層からなるプロトタイプをまず製作し、検出器として製作の実現の可能性から性能の評価を行った。特にファイバーを螺旋状に配置するという位置検出器は初めての試みであったが、効果的に位置決めジグを配置することにより、製作を可能にすることが出来た。ファイバーの読み出しとしてはMPPCを用いており、全体で1200チャンネルの読み出しをEASIROCボード(ver1)を用いることで可能とした。本研究を遂行するための実験計画がJ-PARCの実験審議委員会で認められたのは大きな進展であった。またMPPCの多チャンネル読み出し回路を実際に作る上げる事が出来たため、様々なファイバー検出器の読み出しとして用いる事が出来るようになった。BFTに関しては、すでに実機を製作でき、今後量産する事が可能となった。SFTに関しては、まだR&Dが必要であり、今後も更に重点を置いて開発する必要がある。25年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、以下の2つが主な開発事項となる。1.高強度ビームを使いこなすための検出器開発、および2.散乱陽子検出器の開発である。我々が実験をする予定のJ-PARCの遅い取り出しのビームの時間構造が非常に悪く、時間的にビーム強度の疎密が激しくなっており、ビーム強度が瞬間的に密なときには平均的なビーム強度の10倍のビームが出てしまうという問題があり、ビーム強度が0.5MHzに制限されていた。そのため、平均的に10MHzのビームを使用するためには、瞬間的に100MHzの強度に達するということになる。このため、1.の高強度ビームのための検出器開発に重きを置いて開発をおこなった。結果的にBFTをインストールすることによって現在でも平均的に6MHzのビームを使用することが出来る所まで飛躍的に向上することが出来た。一方で、2.の散乱陽子検出器の方が少し遅れてしまい、プロトタイプのデザインおよび製作にとどまってしまった。BFTに関しては、K1.8ビームラインにインストールするので、今後のビームタイムで本研究に必要な高強度ビームのハンドリングが可能になるかどうかを調べる必要がある。
半導体ネットワークを持つ新しい共有結合性金属化合物の合成と物性評価

「半導体ネットワークを持つ共有結合性金属化合物」群の創製を目的とした本研究では、7種類の新規共有結合性金属化合物の合成に成功し、それら全ての結晶構造の解析に成功した。そのうちLuGe_2とCaGe_3の二つのジャーマナイドは新構造を有する超伝導体であることを見出した。またアニオンをケージ内に内包する初めてのスクッテルダイト化合物の合成とその構造解析を行い、軌道計算によってその電気的性質の解明を行った。1.Prを含む二元系ジャーマナイドの合成10万気圧以上の高圧力下における反応を利用することによって、新化合物PrGe_3の合成に成功した。本化合物は重い電子系で有名なCeGe_3に類似の結晶構造を持ち、スクッテルダイト系やクラスレート系と同様に、立方対称場をもつカゴの中心にPrが位置する興味深い化合物である。構造解析の結果、結晶構造中に特異なGe_6正八面体ユニットが形成されていることがわかった。Zintlアニオン的な共有結合クラスターを含むジャーマナイドはいくつか報告されているが、本系は正八面体クラスターを含む初めての合金系ジャーマナイドである。また、立方晶の単位胞を持つ本化合物は基本構造であるCu_3Au型に対して各軸に2倍の超構造を持つが、その原因の一つが強い八面体クラスターを形成するGe-Ge共有結合の安定化にあることを解明した。2.新規超伝導体Lu_3Ge_7の高圧合成我々は以前にLuGe_3-δという組成式をもつ新化合物を今成し、これがTc=3Kの超伝導体であることを報告した。本研究ではLu-Ge二元系における新しい超伝導体の探索を目標にあげているが、今年度、13万気圧という高圧下での反応によって新化合物Lu_3Ge_7の合成に成功し、本化合物が、Tc=3.4Kの新規超伝導体であること見出した。組成分析ならびに粉末X線回折測定結果の解析から、その構造はルテチウムイオンがゲルマニウムからなる層間に挟まれたサンドイッチ構造を持つことが推測され、現在詳細な構造解析を進めている。1.新規超伝導体CaGe_3の高圧合成(Ca-Ge系初の超伝導)。高温高圧合成により新構造を持ったCaGe_3の合成に成功した。本化合物はCa-Ge系化合物で初の超伝導体(Tc=7K)である。単結晶合成にも成功し、単結晶構造解析により本化合物が新しいゲルマニウムネットワークを持つことを明らかにした。構造中には二個のゲルマニウムからなるダンベル形ユニット同士が緩やかに結合した層状構造があり、Caはその層間に位置している。2.ヨウ素含有スクッテルダイトの結晶構造、電子構造の解明以前の研究で当研究者が合成したヨウ素含有スクッテルダイトは、アニオンをゲストに含む初めてのスクッテルダイト化合物として注目されている。今年度は合成条件を様々に変えて試料を作成し、結晶構造変化の詳細な検討を行った。また得られた構造にもとづいて電子軌道計算による電子構造の解明を行った。その結果、本化合物はヨウ素のサイトに不定比性があり、合成圧力を高めるとその充填率が上昇することがわかった。またEPMAやXPS、軌道計算などによりヨウ素が-1価に近い価数をもつことを見出した。YbGe_3, Yb_3Ge_5という新しい金属化合物の合成に成功した。構造解析の結果、YbGe_3は合金的な構造をもち、一方Yb_3Ge_5は構造中に四角錘型をしたGe5ユニットが存在し、共有結合ネットワークを持った金属化合物であることがわかった。我々は既にLu-Geの系においてLuGe_3,Lu_3Ge_7という二種類の新化合物を合成し、それらがTc=3.6Kの超伝導体であること明らかにしている。本年度の研究では、更にLuGe_2という新化合物の合成に成功し、これがTc=3.3Kの超伝導体であることを見出した。また、その結晶構造を詳細に解析した結果、本化合物が新構造を有し、有名なCaGe_2型構造の新しいポリタイプであることを明らかにした。更にYb-Ge系においても同形化合物であるYbGe_2を得ることができた。本研究で得られた新化合物についてその電子構造を解明するために、第一原理計算を行った。そのうち、Yb_3Ge_5について以下に示すような興味深い結果が得られた。Yb_3Ge_5は昨年度に行った単結晶構造解析により、その構造中に四角錐型のGe_5ユニットが存在することがわかっている。このユニット内の隣り合う全てのGe-Ge結合について、そのCOHPを計算したところ、強い共有結合性をもつことが分かった。更に、同様の方法で隣り合うGe5ユニット同士の相互作用を見積もったところ、そのユニット間を一次元的につなぐGe-Ge原子間にも比較的強い共有結合性が見出された。
水和状態の摂動によるアクトミオシンキネティクスの変化

水和量を減少させたときにATP依存的なアクトミオシン運動の停止機構を詳細に調べるために,ショ糖を添加したときにATP依存的なアクトミオシン反応の素過程で何が起きているかをストップドフロー装置による速度論的解析を行った。ATP加水分解にともなうミオシンのアクチン運動に関わる素過程は,(1)アクトミオシンからのADP解離反応と(2)ATP結合によるアクトミオシン解離反応の2つの反応から成り立っているショ糖濃度が0M,1.5M,2.0Mのとき,アクトミオシンからのADP解離速度定数k_<-AD>はそれぞれ148,149,71s^<-1>であった。この結果は,ショ糖がアクトミオシンからのADP解離速度に及ぼす影響はごくわずかであることを示している。ATPによるアクトミオシンの解離反応はκ_1,k_<+2>で定義される2段階反応,反応によって進む(反応2)。最初の反応の平衡定数K_1はアクトミオシンとATPとの結合反応における定数であり,これはATPの濃度に依存する,つまり拡散が効いてくる反応である。ショ糖濃度が0,1.5M,2.0MのときのK_1の値はそれぞれ5.6×10^<-6>,3.4×10^<-6>,2.9×10^<-6>M^<-1>であった。2.0Mのショ糖のときはショ糖がないときに比べて約半分になっていることを示す。これは溶液粘性の上昇による拡散の減少によると考えられる。飽和ATP濃度のときのATPによるアクトミオシンの解離速度定数はk_<+2>(ATPによるアクトミオシンの異性化反応)と等しい。k_<+2>はショ糖濃度が0,1.5 M,2.0Mのときそれぞれ,418,145,54s^<-1>であった。つまり,k_<+2>はショ糖濃度に異存して,1/3,1/8と減少した。これは水和量を減少させたときにATPによるミオシンの異性化によるアクチンからの解離反応が阻害されたことを示唆している。「ATP加水分解にともなうミオシンのアクチン繊維にそった運動における水和のはたす役割」を検証するためにショ糖を添加し水和状態を変化させたとき,ミオシンの運動速度がどのように変化するか、また、そのときのアクトミオシンATP加水分解のkineticsはどのように変化するかをいろいろな速度をもつミオシンに対して行い、水和がATP加水分解によるアクトミオシン運動にはたしている役割の一般化をおこなう。本年度は昨年8月に申請が受理されてから実験を開始した。in vitro運動アッセイにおいてショ糖を添加し水和状態を変化させたときの運動速度がどのように変化するか調べた。ミオシンはクラスVIIIに属するシロイヌナズナのATMを用いた。in vitro運動アッセイにおけるショ糖濃度が1.0M,1,5M,1.75M,2.0Mと上がるにつれて、驚くべきことにミオシンの速度は80%,60%,40%,20%,と落ち、ショ糖濃度が2.0Mのときはまったく動かなかった。ショ糖濃度が2.0Mのときは自由に動ける水分子の割合は50%と予想できる。このことから水和状態がATP加水分解にともなうミオシンのアクチンにそった運動になんらかの役割を果たしている可能性を示唆できた。では、なぜ、本当に水和の影響か?そうだとしたら水和がアクトミオシンATP加水分解kineticsのとこに効いているのか?を調べるために今後は、ショ糖以外の物質、たとえばグリセロール、PEGでも調べ、また、速度がおちた原因をストップドフローを用いたkineticsで調べる予定である。

k_<+2>はショ糖濃度が0,1.5 M,2.0Mのときそれぞれ,418,145,54s^<-1>であった。つまり,k_<+2>はショ糖濃度に異存して,1/3,1/8と減少した。これは水和量を減少させたときにATPによるミオシンの異性化によるアクチンからの解離反応が阻害されたことを示唆している。
機能性磁性ナノ粒子を用いた筋組織再生技術によるバイオアクチュエーターの開発

筋肉はきわめて高いエネルギー効率を有する動力素子(アクチュエータ)である。本研究では、磁力を用いた組織工学技術を応用して、高密度の筋芽細胞からなる三次元組織を構築し、電気刺激に応じて収縮運動する人工筋組織を構築することに成功した。さらに、人工筋組織の高機能化を目指して、筋芽細胞への遺伝子導入を行い、機能向上を評価した。我々の身の回りにあるアクチュエータと比較すると、筋肉はきわめて高いエネルギー効率を有している。本研究では、「磁力を用いた三次元組織構築技術」を応用して、筋芽緯胞からなる三次元組織を構築し、「機能する」つまり電気刺激に応じて収縮運動する人工筋組織(バイオアクチュエーター)を構築することを目的とする。平成21年度は研究実施計画に基づいて主に以下の3つの研究課題に関して研究を行った。1.磁力を用いた遺伝子導入筋芽細胞の作製筋芽細胞をアクチュエータとして使用する場合、遺伝子導入によって筋芽細胞の能力を高めることが可能となる。正電荷脂質包埋型磁性ナノ粒子(MCL)でレトロウイルスベクターを磁気標識し、磁力で筋芽細胞に引き寄せることで、高効率に遺伝子導入する手法「Magnetofection法」を開発した。また、バイオアクチュエータに効果があると考えられるPGC1α遺伝子、Connexin43遺伝子、IGF-I遺伝子およびBc12遺伝子の取得に成功した。2.磁力を用いた三次元筋組織の構築MCLを筋芽細胞に添加し、磁力で細胞を集積させて培養することで、筋芽細胞シート、筋芽細胞ロッドおよび筋芽細胞リングを作製した。さらに、筋芽細胞リングは分化誘導培地で培養することで、筋管を含み、電気刺激に応答する筋組織を作製することに成功した。3.中空糸型バイオリアクターを用いた分厚い筋組織の構築金属スペーサーを用いて中空糸を0.1mm間隔に配置したデバイスの上から磁力を用いて磁気ラベルした筋芽細胞を播種することで、中空糸を含んだ筋芽細胞組織を作製した。さらに中空糸に培地を還流して培養することで分厚い筋組織の構築に成功した。我々の身の回りにあるアクチュエータと比較すると、生体内の筋肉はきわめて高いエネルギー効率を有している。本研究では、研究代表者が今までに開発してきた「磁力を用いた三次元組織構築技術」を応用して、高密度の筋芽細胞からなる三次元組織を構築し、「機能する」つまり電気刺激に応じて収縮運動する人工筋組織(バイオアクチュエータ)を構築することを目的として研究を行った。平成22年度は研究実施計画に基づいて主に以下の2つの研究課題に関して研究を行った。1.遺伝子導入筋芽細胞の機能評価筋芽細胞をアクチュエータとして使用する場合には、遺伝子導入によって筋芽細胞の能力を高めることが可能になると考えられる。前年度作製したIGF-I遺伝子およびBc12遺伝子をそれぞれ導入したC2C12細胞(C2C12/IGFおよびC2C12/Bc1)の機能を評価した。結果として、C2C12/IGFは、IGF-Iのパラクライン/オートクライン作用によって、増殖能・分化能ともに向上した。また、C2C12/Bc1は、Bc12の抗アポトーシス作用によって、組織構築後の細胞の高密度化に伴う低酸素状態でも細胞の生存率が向上した。2.磁力を用いた三次元筋組織の構築機能性磁性ナノ粒子を筋芽細胞に添加し、磁力で細胞を集積させて培養することで筋芽細胞リングを作製し、分化誘導培地で培養することで、分化した筋組織を作製した。本方法で作製した筋組織は、電気刺激にリズミカルに応答し、力を発生したことから、本方法で作製した筋組織はバイオアクチュエータに応用可能であると考えられる。
煙突状対流を考慮した内核外核境界の進化モデルの構築

本年度は,昨年及び一昨年度開発した固液混相流の数値計算コードの改良を引き続き行なうとともに,これを用いて様々な応用計算を行なった.なおこのコードは,2成分2相流体,固相の沈殿,密度の異なる2相間の相対移動を取り入れることができるものである.計算コードの改良,実際の計算,及び計算結果の解析においては,昨年度,本年度の補助金で購入した計算機システムを用いた.このコードを用いて行なった計算は,以下の通りである.内核の成長:内核の成長は,2成分系の冷却で説明される.内核表面では,鉄の固化にともない,硫黄に富んだ軽い液体が放出される.この過程を数値シミュレーションで計算し,煙突状の集中した上昇流が固液境界付近に形成することが分かった.島弧熱水系の対流:島弧の熱水系は,地殻の浸透率構造が多層構造を取る.このような状況設定で,熱水の流れにともなう鉱物の沈殿を扱った.結果は,観測で見つかっている鉱物の沈殿層と整合的である.中央海嶺熱水系の対流:中央海嶺で起こる気液2相分離が,熱水の循環構造に与える影響を調べた、計算の結果,熱水循環は、上部の対流層と,下部の高塩濃度の停滞層の2層構造を取ることが分かった.それぞれの成果を国内外の学会・研究会で発表した.その際,旅費,プレゼンテーション用のコンピュータ,ポスター製作用ソフトウェアには研究補助金を用いた.また,本年度は,マリアナ海嶺下部の電磁気構造を探査するプロジェクトに参加した.この観測は,中央海嶺熱水系の研究を観測的にサポートするためのデータ取得が含まれる.なお,その際の旅費には研究補助金を用いた.本年度は,昨年及び一昨年度開発した固液混相流の数値計算コードの改良を引き続き行なうとともに,これを用いて様々な応用計算を行なった.なおこのコードは,2成分2相流体,固相の沈殿,密度の異なる2相間の相対移動を取り入れることができるものである.計算コードの改良,実際の計算,及び計算結果の解析においては,昨年度,本年度の補助金で購入した計算機システムを用いた.このコードを用いて行なった計算は,以下の通りである.内核の成長:内核の成長は,2成分系の冷却で説明される.内核表面では,鉄の固化にともない,硫黄に富んだ軽い液体が放出される.この過程を数値シミュレーションで計算し,煙突状の集中した上昇流が固液境界付近に形成することが分かった.島弧熱水系の対流:島弧の熱水系は,地殻の浸透率構造が多層構造を取る.このような状況設定で,熱水の流れにともなう鉱物の沈殿を扱った.結果は,観測で見つかっている鉱物の沈殿層と整合的である.中央海嶺熱水系の対流:中央海嶺で起こる気液2相分離が,熱水の循環構造に与える影響を調べた、計算の結果,熱水循環は、上部の対流層と,下部の高塩濃度の停滞層の2層構造を取ることが分かった.それぞれの成果を国内外の学会・研究会で発表した.その際,旅費,プレゼンテーション用のコンピュータ,ポスター製作用ソフトウェアには研究補助金を用いた.また,本年度は,マリアナ海嶺下部の電磁気構造を探査するプロジェクトに参加した.この観測は,中央海嶺熱水系の研究を観測的にサポートするためのデータ取得が含まれる.なお,その際の旅費には研究補助金を用いた.
成長期骨量分析による適正体格の評価法の開発

今年度は"成長期の体格及び骨量評価"と"成長期における「体格と骨の発育」の関連要因の検討(断面研究)"の2つを柱に研究を推進していった。1.成長期の体格及び骨量評価学校フィールド(小学校大学)の健常学生約1,000人を対象として,体格及び体格組成の各指標(身長,体重,Body mass index,体脂肪率,皮脂厚,waist/hip ratio等)を評価する一方で,乾式踵骨超音波法の骨量測定装置(アロカ社:AOS100)を用いて,骨量測定(超音波伝播速度,超音波減衰係数,音響的骨評価値)を行った。また,3次元的骨評価も行うため,足の大きさ,踵骨幅等の生体情報も非侵襲的に収集した。2.成長期における「体格と骨の発育」の関連要因の検討(断面研究)(1)対象児童の個人的属性(関連要因)を調査実施。性,年齢,既往歴,家族歴(高血圧,糖尿病,高脂血症,骨粗鬆症等),食習慣(乳製品,小魚,偏食,ダイエット等),生活習慣(運動・スポーツ活動,テレビ視聴時間等)等の個人の属性を児童の家族に協力を得て,収集・評価した。(2)「体格と骨の発育」に影響する関連要因の検討昨年度求めた各体格(組成)指標は,性別年齢階級別の平均値及び標準偏差及びpercentile等により,体格(組成)指標の測定値の標準化を行った上で,痩せ群,適正体格群,肥満群を分類した。昨年度求めた各骨量指標(3次元骨量指標も含む)は,性別年齢階級別の平均値及び標準偏差よりSDI,Z-score^<註)>を算出し,各骨量指標の測定値の標準化を行った。その上で,低骨量群,普通骨量群,高骨量群の分類を行った。以上より,「体格と骨の発育」の群として,<痩せかつ低骨量>群,<適正体格かつ低骨量>群,<適正体格かつ普通高骨量>群,<肥満かつ普通高骨量>群等に影響する関連要因を解析した。(註)Z-score=(測定骨量-同性同年齢階級の平均骨量)/同性同年齢階級の骨量の標準偏差χ2検定,Woolf法等による単変量解析を行った。「体格と骨の発育」の各群と各要因(個人的属性)が深く関連する事がわかった。今後,成長期骨量を様々な観点から評価し,最も成長期の骨発育をはじめとする,健康づくりに有用な骨量指標を開発し,さらに検討を深めていく予定である。今牢度は,次の2点について研究を進めた。1.成長期の体格及ぴ骨量評価学校フィールド(小学校中学校)の健常学生約500人を対象に,まず体格及ぴ体格組成の各指標(身長、体重、Body mass index等)を測定。次に、乾式踵骨超音波法骨量測定装置(AOS100)で、骨量測定(超音波伝播速度、超音波減衰係数、音響的骨評価値)を実施。また,足の大きさ、踵骨幅等の生体情報も収集し、3次元的骨評価を行った。2.成長期における「体格と骨の発育」の関連要因の検討(断面研究)(1)対象児童の個人的属性(関連要因)の調査体格・骨量評価の対象と同じ約500人に対し、家族の協力を得て、性、年齢、既往歴、家族歴、食習慣,生活習慣等に関するアンケート調査を行った。(2)「体格と骨の発育」に影響する関連要因の検討調査で得た各体格(組成)指標を、性別年齢階級別の平均値及ぴ標準偏差及ぴpercentile等により,体格(組成)指標の測定値として標準化した上で、痩せ群、適正体格群、肥満群を分類。一方、各骨量指標(3次元骨量指標も含む)については、性別年齢階級別の平均値及び標準偏差よりZ-score^<註)>を算出し、各骨量指標の測定値の標準化をし、更に低骨量群、普通骨量群、高骨量群を分類した。以上より、「体格と骨の発育」の群として、<痩せかつ低骨量>群、<適正俸格かつ低骨量>群、<適正体格かつ普通高骨量>群、<肥溝かつ普通高骨量>群等に影響する関連要因を解析した。

(2)「体格と骨の発育」に影響する関連要因の検討昨年度求めた各体格(組成)指標は,性別年齢階級別の平均値及び標準偏差及びpercentile等により,体格(組成)指標の測定値の標準化を行った上で,痩せ群,適正体格群,肥満群を分類した。昨年度求めた各骨量指標(3次元骨量指標も含む)は,性別年齢階級別の平均値及び標準偏差よりSDI,Z-score^<註)>を算出し,各骨量指標の測定値の標準化を行った。その上で,低骨量群,普通骨量群,高骨量群の分類を行った。以上より,「体格と骨の発育」の群として,<痩せかつ低骨量>群,<適正体格かつ低骨量>群,<適正体格かつ普通高骨量>群,<肥満かつ普通高骨量>群等に影響する関連要因を解析した。(註)Z-score=(測定骨量-同性同年齢階級の平均骨量)/同性同年齢階級の骨量の標準偏差χ2検定,Woolf法等による単変量解析を行った。「体格と骨の発育」の各群と各要因(個人的属性)が深く関連する事がわかった。今後,成長期骨量を様々な観点から評価し,最も成長期の骨発育をはじめとする,健康づくりに有用な骨量指標を開発し,さらに検討を深めていく予定である。
冠循環の調節と冠予備能に関する病態生理学的研究

本研究の目的は、冠循環とその予備能が病的心においてどのように障害されているかを、カテ先ドプラ-血流計によって計測することであり、その基礎的検討を実験的、臨床的に行い、虚血性心臓病に応用した。1.実験的検討:20MHX_zの超音波振動子を3-5Fカテ-テル先端に装着することにより、電磁流量計との比較においても精度の高い冠動脈血流が得られた。反応性充血では血流速度が平常の3-6倍に増加するが、その範囲においては本法で計測可能であり、冠予備能の測定に有効であることが示された。2.臨床における基礎的検討:本法によって、冠血流を臨床的にも計測でき、正常では拡張期優位の血流パタ-ンがみられた。また安全性についても問題がなかった。本法では血流の絶対値を計測することは困難で、信頼性に乏しかった。ただし血流の相対的変化を調べるには有用であり、冠予備能の評価は可能と考えられた。本研究では冠拡張薬としてパパベリンを使ったが、効果が直ちに現れ、作用時間が短く、副作用を生ずることなく十分な冠血流増加作用がみられ、有用性が確認された。また造影剤による冠拡張作用も調べたがパパベリンよりも弱かった。3.虚血性心臓病への応用:有意の冠狭窄病変をもつ狭心症患者において、PTCA前後に冠市備能を検討した。PTCAによって冠狭窄度は91%から32%へと改善し、冠予備能は1.9から3.9に有意に上昇した。冠狭窄度と冠予備能の間には負の相関が存在した。しかし正常冠動脈でも予備能が低下している症例や、高度狭窄があっても予備能が保たれているものもあり、測定上の問題だけでなく、病的心の冠循環には未解決のことが多い。本研究の目的は、心機能を維持する上で極めて重要な冠血流量とその予備能が病的心においてどのように障害されているかを、カテ先ドプラー血流計を用いて計測することであり、その臨床応用の基礎的検討を行なった。成果は以下の通りである。(1)、動物実験により、カテ先ドプラー血流計が安全かつ信頼性の高い計測方法であることを電磁血流計と比較し確認した。即ちドプラーシフトから求めた血流計と電磁血流計の血流量との間に、良好な一次相関関係(γ=0.98)を認めた。但しカテーテル先端の位置の変化により流速は変化し易く、操作上注意が必要であった。(2)臨床的に冠動脈血流速度および冠予備能の測定を試みた。Millar社製カテ先ドプラー血流計を右冠動脈もしくは左冠動脈枝に選択的に挿入、留置した。冠動脈血流速度を安静時および造影剤もしくはpapaverine投与下に連続記録した。(3)造影剤投与後の最大血流速度は安静時の2.3±0.7倍に増多した。冠血管抵抗は安静時の0.45±0.11に低下した。これらの値は高浸透圧性イオン性造影剤と低浸透圧性非イオン性造影剤との間で差はなかった。しかしイオン性造影剤では反応性充血の時間が55±17秒であり、非イオン性(29±3秒)に比べ長かった。(4)冠スパスムの誘発された患者と誘発されなかった患者との間で、非発作時においては冠血管抵抗に有意差はなく(2.1±0.4vs2.2±0.7)、予備能にも差を認めなかった(1.8±0.2vs2.2±0.6)。

(5)臨床応用上、安全度の点で問題はなかった。今後、肥大心における冠予備能の測定、狭心症患者における経皮的冠動脈形成術前後の冠予備能の変化などを測定する予定である。本研究の目的は、冠循環とその予備能が病的心においてどのように障害されているかを、カテ先ドプラ-血流計によって計測することであり、その基礎的検討を臨床的に実行し、虚血性心臓病に応用した。1.臨床における基礎的検討:本法によって、冠血流を臨床的にも計測でき、正常では拡張期優位の血流パタ-ンがみられた。また安全性についても問題がなかった。本法では血流量の絶対値を計測することは困難で、信頼性が低かった。但し血流量の相対的変化を調べるには有用であり、冠予備能の評価は可能と考えられた。本研究では冠拡張薬としてパパベリンを使ったが、効果が直ちに現れ、作用時間が短く、副作用を生ずることなく十分な冠血流増加作用がみられるなど、冠予備能を調べるのに有用と考えられた。造影剤によっても冠血流量は増加したがその作用はパパベリンよりも有意に弱かった。2.虚血性心臓病への応用:有意の冠狭窄病変をもつ狭心症患者において、pTCA前後に冠予備能を検討した。pTCAによって冠狭窄度は91%から32%へ改善し、冠予備能は1.9から3.9に有意に上昇した。冠狭窄度と冠予備能の間には負の相関が存在した。しかし正常冠動脈でも予備能が低下したり、高度狭窄があっても予備能が正常の例もあり、病的心の冠循環には今後も検討すべき事項が多い。3.肥大心、弁膜症については現在症例数が少く、まだ結果、結論がでるに至っていない。
情報保護法制の将来像に関する研究

本研究は、インターネットをはじめとするコンピュータ・ネットワークの急速な普及に対応した情報の保護というテーマを中心に据え、情報保護法制という、これまで研究対象とされることのなかった分野について総合的な検討を行うことを目的としている。本年度は、本格的検討のための準備として、研究室内にLANを構築し、当該LANを活用して、情報の保護に関する問題点の洗い出しを行った。また、それと並行して、ネットワーク上で発生しうる情報保護の諸問題について、中央官庁や情報通信関連企業において実務に携わっている方々への取材も行った。その結果、主に次の2つの事が明らかになった。まず第一に、インターネットの整備によって、個人が第三者の有する情報にアクセスすることが極めて容易になってきているということである。特に、電子商取引の普及に伴って、コンピュータに蓄積された第三者の情報への侵害事例が増大すると考えられる。そして第二に、そうした問題に対して、これまでは、刑法による電磁的記録の保護、不正競争防止法による営業秘密の保護、電気通信事業法による通信の秘密の保護など、個別の法律による断片的な保護が行われているにすぎないということである。来年度は、これらを踏まえ、保護されるべき情報の範囲、ならびに規律対象とされるべき行為類型について整理を行う。個別の法律の枠にとらわれず、民事的救済、刑事的救済、行政による規制など、様々な選択肢を考慮に入れた上で、情報保護法制について総合的な検討を行う。
教育財政システムにおける学校教育費配分の研究-日・英・スウェーデンを対象として

連邦制のもとにあるアメリカではなく、日本と同様に国が教育行財政に相当の役割を果たすイギリス、スウェーデンの事例は、教育財政システムの中での学校教育費配分の制度と実態をあきらかにした。人件費、学校運営経費を含んだ学校予算が学校に配分され、学校段階での柔軟な予算執行が可能なイギリス、スウェーデンに対し、日本では学校予算の範囲の限定や予算執行権限の不十分さが課題である。平成19年度は(1)日本における学校教育費配分の実態解明、(2)イギリス・スウェーデンにおける学校教育費配分調整の実態解明と制度特徴の分析を目的とし研究を行った。(1)については、総務相および全国学校事務職員研究会に対し情報提供依頼を行い、国内全市町村の平成18年度における市町村教育費と学校教育費のデータ収集を行うとともに、北九州市、京都市、福岡県春日市、芦屋町等におけるインタビュー調査を行った。これにより、国内の学校教育費配分が市町村毎にまったく異なる配分方式を採用していること、これまで政令市では標準運営費にもとづく学校教育費算定により比較的安定し透朋化された教育財政配分が行われていたが、近年の財政削減方式のもとで不透明性、不安定性を高めていること、これにより学校教育費の財源不足を引き起こしていることなどの諸課題があきらかとなった。また学校に比較的多額の予算配分を行っている春日市における小中学校インタビューを通じて、たとえ学校に予算が配当されても予算配分に関する自由裁量度が少ない場合には、学校運営に関する効率性や効果の向上はひきおこしにくい実態をあきらかにした。(2)については2007年9月のイギリス調査と、スウェーデンに関する盗料収集を行った。イギリスでは2006年4月より学校特定交付金という中央集権的な教育財政制度を導入しているが、その算定公式制定に際しては地方自治体や学校関係者によるワーキンググループが大きな役割を果たしている実態、予算配分の透明性と学校の予算配分に関する裁量が大きいことで学校運営の効率や教育活動の効果の上昇にがみられることを明らかにした。スウェーデンについては、学校に対する予算権限委譲の進展した背景についての文献収集と分析を行った。これらの成果を学会報告として公表した。教育財政システムにおいて学校予算配分の範囲が拡大する方向性での改革が、分権は、財政配分の透明性、学校間資源配分基準の平等性などの実現に際して、SBMやSBFの先進地域である北米のみならず、中央集権型の教育財政システムを持つイギリス、地方分権型のスウェーデンにおいて、一定の成果をもたらしてきた、もしくは改善されるべき課題の存在を明らかにしてきた。この点は、これまでアメリカ中心であった日本の学校予算配分に関する研究動向に対し、ヨーロッパモデルの重要性を主張するという意味でおおきな意義をもつ。また学校分権の進展の条件として、国の義務教育費算定機能や、監査・評価権限も重要であることが指摘できる。中央集権型教育財政システムを採用しているイギリスの場合、義務教育費の算定・配分権限を国が担っている。また地方分権型教育財政システムであるスウェーデンの場合、地方間の義務教育費の格差や学校間の格差に対し、国の監査機能が平等性確保のための一定の役割を果たしている。学校への権限委譲が、放任主義的な規制緩和策の一環として行われるならば、学校分権は学校間の格差拡大の手段でしかなくなる。社会経済格差、地域格差の拡大が懸念されている日本社会において、義務教育の教育パフォーマンスを向上させつつ平等性を追求する権限は、国が有するべきであると考えられる。この際に、地方分権型の教育行財政構造を有する日本においては、スウェーデンのように監査機能の向上が有力なものとなりうる可能性が高い。
ゴルジ体構造タンパク質の細胞生物学的、生化学的手法による機能解析

ゴルジ体の機能はタンパク質の選別の場であり、また小胞体から送られてきたタンパク質はそこで糖鎖等の修飾の場である。この機能についてはよく知られているが、それ以外に近年、ゴルジ体の機能について細胞分裂調節等の様々なシグナル伝達の場であることが示唆されている。例えば、MAPキナーゼやCDK1等のリン酸化酵素がゴルジ体に局在すること、これらの基質が細胞内の様々なイベントに関わることが明らかになっている。GRASP65というタンパク質について代表者は研究を進めてきたが、このタンパク質が細胞周期の間期にリン酸化を受けること、また分裂期にはさらに高度にリン酸化されることを突き止めた。また、間期、分裂期を通じて、共通してリン酸化されるセリン残基を特定し、この部位のリン酸化は間期においてはMAPキナーゼが、また分裂期にCDK1/CyclinBによってされることを明らかにした。GRASP65はゴルジ体の層板構造を維持する「ゴルジマトリックスタンパク質群」の一つである。GRASP65のリン酸化が細胞分裂期におけるゴルジ体構造分散化の引き金になることを示唆する報告が他より出た一方、我々のグループはこの部位のリン酸化がGRASP65とpolo様キナーゼ1(PLK1)の結合に重要であることを示唆する結果を得た。またこれらの二者の結合が細胞分裂期の進行に必要である可能性を示唆する結果を得た。CDK/CyclinBの阻害的調節因子として知られているMyt1がゴルジ体に局在しており、さらにPLK1の基質となること、PLK1によるリン酸化がMyt1の細胞内局在に影響を与える等の論文報告、学会発表がなされており、現在、GRASP65がゴルジ体の構造維持としての機能の他、PLK1I-Myt1-CDK1と続くリン酸化カスケードの足場として機能していると考えられる。ゴルジ体タンパク質の動態を探る目的で、小胞体からのCOPII小胞の出芽に機能するSar1タンパク質のGTP型変異体(Sar1p (GTP))を組み換えたアデノウイルスを作製し、培養細胞に感染させた。Sar1p (GTP)を細胞内に発現させると、小胞体からゴルジ体方向への輸送が完全に遮断され、結果としてゴルジ体に大きな構造変化が引き起こされることが明らかになった。間接蛍光抗体法や電子顕微鏡を用いた形態学的な観察により、糖鎖修飾酵素群等多くのゴルジ体局在の膜タンパク質は小胞体へ逆行輸送されていたが、ゴルジ体の構造維持に機能するgolginファミリーやGRASPファミリーなどのタンパク質群(ゴルジマトリックスタンパク質群)は小胞体への局在は観察されず、中心体付近に小胞上のクラスターを形成することが明らかになった。細胞分画を用いた生化学的解析によっても、ゴルジマトリックスタンパク質群は小胞体と全く共局在しないか、あるいは一部共局在するのみであった。このことはゴルジマトリックスタンパク質群がゴルジ体の構造を形成する上で、いわば足場のような区画を構成していることを示唆する。また小胞体とゴルジ体に局在し、小胞輸送に機能すると考えられるヒトの五回膜貫通タンパク質のファミリーを同定した。データベース上より、酵母Yip,Yifファミリーと相同性のある遺伝子の探索を行った結果、八つのメンバーから成るファミリーの存在が明らかになった(FinGERファミリー)。FinGERファミリーの間での相互作用が観察されたことから、これらはFinGER間でホモ、あるいはヘテロの複合体を形成することによって機能することが示唆される。哺乳動物細胞のゴルジ体は層板構造を形成しているが、その形成と維持に機能する重要な因子としてGRASP65(Golgi reassembly stacking protein 65)が知られている。細胞分裂期にはゴルジ体は分散するが、このときのGRASP65のリン酸化修飾がその構造変化をもたらす要因になっていると考えられている。今回、HeLa細胞を用いたパルス・チェイス実験を行う過程で、チェイス後にSDS-PAGE上でGRASP65の分子量のシフトを認めた。アルカリホスファターゼ処理や種々のGRASP65欠失変異体を用いた解析により、このシフトは277番目のセリン残基(S277)のリン酸化修飾に起因することを確認した。さらにこの箇所に対する抗リン酸化ペプチド抗体(PS277)を作製し、その抗体を用いた間接蛍光抗体法による解析を行った結果、ゴルジ体にそのシグナルが認められた。細胞に対し、血清やEGF刺激を与えると、ゴルジ体でのPS277抗体によるシグナル強度の上昇が観察された。このシグナル強度の上昇はMEK1,2の特異的阻害剤であるU0126存在下で抑えられた。次に精製GRASP65に対し試験管内リン酸化反応実験を行った結果、S277部位はMAPキナーゼファミリーの一員であるERK2によってリン酸化されることがPS277抗体を用いたイムノブロット法によって確認された。これらのことから、S277のリン酸化には少なくともERKが関与していることが示唆される。現在このリン酸化修飾の意義について解析を行っている。

GRASP65というタンパク質について代表者は研究を進めてきたが、このタンパク質が細胞周期の間期にリン酸化を受けること、また分裂期にはさらに高度にリン酸化されることを突き止めた。また、間期、分裂期を通じて、共通してリン酸化されるセリン残基を特定し、この部位のリン酸化は間期においてはMAPキナーゼが、また分裂期にCDK1/CyclinBによってされることを明らかにした。GRASP65はゴルジ体の層板構造を維持する「ゴルジマトリックスタンパク質群」の一つである。GRASP65のリン酸化が細胞分裂期におけるゴルジ体構造分散化の引き金になることを示唆する報告が他より出た一方、我々のグループはこの部位のリン酸化がGRASP65とpolo様キナーゼ1(PLK1)の結合に重要であることを示唆する結果を得た。またこれらの二者の結合が細胞分裂期の進行に必要である可能性を示唆する結果を得た。CDK/CyclinBの阻害的調節因子として知られているMyt1がゴルジ体に局在しており、さらにPLK1の基質となること、PLK1によるリン酸化がMyt1の細胞内局在に影響を与える等の論文報告、学会発表がなされており、現在、GRASP65がゴルジ体の構造維持としての機能の他、PLK1I-Myt1-CDK1と続くリン酸化カスケードの足場として機能していると考えられる。