hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アフリカにおける野生動物寄生病原体の新宿主獲得戦略の分子論的解析

ある種の動物、人の病原体は野生動物社会と人間あるいはその飼育動物社会との間を往来し、種々の疾病を引き起こす。本研究では野生動物と人間、家畜が密に接触する機会の多いアフリカをフィールドとして、原虫、ウイルス、細菌を含む各種病原体を家畜・野生動物、あるいは生息環境(土壌)から分離し、遺伝子解析から生物学的、生態学的障壁を乗り越え、病原体が宿主域を広げてゆけるのか検討した。ウシあるいはヒツジのTheileria原虫は大きく、良性タイレリア群と強病原性タイレリア群に分類されるが、野生動物由来のタイレリア種はこれら反芻家畜由来のタイレリア群とは系統進化的には離れていた。ウシ由来タイレリア原虫に関して、rRNA遺伝子塩基配列から個体毎の感染状況を検査した結果、Theileria oroentalisなど4種が混在していることが明らかにされた。馬飼育地の土壌からRhodococcus equiを分離し、強毒プラスミド保有株の存在を確認したが、そのタイプは欧州の馬から分離される型と同一であった。このことは強毒プラスミド保有株が欧州から持ち込まれ、南アの自然環境に定着したと考えられる。ヘルペスウイルスに関しては、DNAポリメラーゼを標的とするPCRにより、5種のレイヨウおよびサイからウイルス遺伝子が検出された。インパラ由来ヘルペスウイルスはウシなどの反鯛家畜由来ヘルペスウイルスとはかなり類縁性が低いものであった。以上のように、以上調査した病原体は宿主と共進化を遂げてきたと考えられ、アフリカの様に野生動物と家畜が密に接触しうる環境下でも、あらゆる病原体が「種の壁」を自由に乗り越えることによって新たな宿主を獲得し進化を遂げてきたとは考えにくいと結論づけられた。今年度は南アフリカ共和国およびケニアでの調査を行った。南アフリカ獣医学研究所原虫研究部門、ウイルス研究部門、細菌研究部門およびプレトリア大学獣医学部熱帯獣医学研究部門の協力を得て、各種の野生動物(ブルーウィルデビースト、ブラックウィルデビースト、シマウマ、サイ、スプリングボック、クドゥ、エランド、インパラ、ライオン、ハイエナ、アフリカスイギュウ、キリン)の血液材料からDNAを抽出した。これらは日本に持ち帰り、ヘルペスウイルス、住血原虫(タイレリア、バベシア)などの遺伝子を標的にPCRを実施し、各種病原体の保有状況を解析している。また南アのロバから分離されたヘルペスウイルスDNA試料も調製し、遺伝子解析を行い馬ヘルペスウイルスとの類縁関係を解析中である。プレトリア近郊2カ所の馬飼育地の土壌を採取し、これらを選択培地に接種し、30°C、2日間培養してRhodococcusequiを分離した。ほぼ全サンプルからR.equiが分離されたが、これら120株について日本に持ち帰り、詳細な検査を行った。病原性プラスミドの保有状況を調べたところ、現在まで2株の強毒株が得られている。そのプラスミド保有パターンは、過去欧州飼育馬から検出されたR.equiのそれと同一であり、南ア固有のものではなく、おそらく輸入馬が持ち込んだものと考えられた。また各種の臨床材料から分離、保存されていたR.equi分離株についても入手し、分子疫学的な解析を行っている。病原体がこのような生物学的、生態学的障壁を乗り越え、新宿主内での増殖を達成するためには、新たな侵入、定着機構、宿主生体防御反応への反撃や回避など多様な戦略が必要であると考えられる。

本研究では野生動物と人間、家畜が密に接触する機会の多いアフリカをフィールドとして、原虫、ウイルス、細菌を含む各種病原体を家畜・野生動物、あるいは生息環境(土壌)から分離し、その病原性にかかわる遺伝子を中心に解析を行い、病原体の新宿主獲得戦略を分子論的に解明することを目的とする。12年度において南アフリカ、ケニアにおいて野生動物の血液試料を収集し、ヘルペスウイルス、タイレリアなどの住血原虫類の遺伝子検索を行った結果、野生動物にこれらの病原体が広く存在していることを明らかになった。今年度はこれら陽性試料について塩基配列解析を行い、家畜等の病原体等との類縁関係明らかにした。すなわち、DNAポリメラーゼを標的とするPCRにより、ヘルペスウイルスは4種のレイヨウおよびサイから検出された。また、rRNA遺伝子を標的とするPCRにより水牛、ハイエナからタイレリア、バベシア原虫遺伝子を検出した。それぞれの遺伝子について塩基配列を解析し、系統進化解析を加えた。また細菌学的調査では馬飼育地の土壌からRhodococcus equiを分離し、強毒プラスミド保有株の存在を確認したが、そのタイプは欧州の馬から分離される型と同一であった。またザンビア国内の国立公園でシマウマの糞便、土壌検査を行い、多数のR.equi株を分離したが、強毒型菌は見いだせなかった。
特異構造を介してのエネルギー転換機構の理論

窒化物半導体を用いた発光デバイスにおいて、非発光領域の成長によって発光効率が低下する現象が問題となっている。発光効率低下によるデバイスの劣化を抑え、素子寿命を担保するためには非発光領域成長機構の解明が不可欠である。非発光領域は点欠陥が欠陥反応により集合することで成長すると考えられているが、欠陥反応の機構は現在までほとんど未解明である。欠陥反応は特異構造を介した電子系-フォノン系間のエネルギー転換が原因で起こる。先行研究では、簡単な配位座標モデルを用いた欠陥反応シミュレーションによって、エネルギー転換が起り得る条件が示されたが、モデルが一般的であったため、具体的な材料において現実に条件が満たされるか否かを明らかにする必要がある。本研究では最も基本的な特異構造である欠陥を対象に、そこでの電子系とフォノン系の間のエネルギー転換機構の理論的解明を行うことを目的としている。具体的には、窒化物の典型的な特異構造を対象に、電子状態とフォノン構造を第一原理計算によって求める。定量的に算出される各種物性値を基に、特異構造を介して電子系から格子系へのエネルギー転換が起こるダイナミクスを理論的に明らかにする。当年度は、本研究を通して注目しているGaN中のGa空孔(VGa)にに対して、荷電状態における電子状態及び振動状態の解析を行った。前年度の結果と合わせて、VGaは欠陥反応につながるフォノンキック機構を引き起こす条件を、中性状態・荷電状態で共に満たしていることを示した。これらの結果により、VGa周りで起こる欠陥反応のミクロな機構が明らかになった。欠陥反応によって、VGaからNGa- VNの複合欠陥へと特異構造が変形することをあきらかにした。成果をまとめ、原著論文を3報発表した。また、学会発表として、招待講演1件、国際会議での発表6件、国内学会での発表3件をおこなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。定量的に算出される各種物性値を基に、欠陥反応シミュレーションをより現実的なものへと拡張し、特異構造を介して電子系から格子系へのエネルギー転換が起こるダイナミクス、さらには欠陥増殖反応の機構を理論的に明らかにする。本年度は、GaN中のGa欠陥に注目し、電子状態及び振動状態の解析を行った。その結果、中性状態においてGa欠陥は欠陥反応につながるフォノンキック機構を引き起こす条件を満たしていることが明らかになった。これまでの成果をまとめ、原著論文を1報(JJAP. 56. 091001(2017))発表した。また、学会発表として、国際会議での口頭発表2件、国内学会でのポスター発表1件をおこなった。本研究では、これまでGaN中にGa欠陥を含むモデルと含まないモデルを構築し、それらに対して第一原理計算を用いた電子状態解析、および振動モード解析を行った。欠陥を含む系と含まない系のフォノン状態密度の比較から、Ga欠陥を導入することで4つの孤立振動モードが現れることが明らかになった。振動モードの解析から、音響フォノンバンド直上にあらわれる波数406cm-1のモードは、Ga欠陥周りの4つのN原子のうち1つのみが大きな振幅をもつ局在モードであることをつきとめた。この結果は、もしこのモードが増強された場合、欠陥反応につながることを示唆している。この局在モードと欠陥由来のバンドギャップ中に存在する欠陥由来の孤立電子準位との電子格子相互作用を評価するため、振動モードの各原子配置ステップに対する電子バンドを比較した。その結果、局在振動モードの原子振幅に合わせて不純物電子バンドがギャップ中を上下しているため電子格子相互作用が大きいこと(ファン・リー因子=9.3)が明らかになった。これらの結果は、GaN中のGa欠陥が欠陥反応を引き起こすフォノンキック機構の原因となりうることを示している。ただし、ここまでの計算はすべて中性状態に対するものであった。フォノンキック機構が起きるためには、ギャップ中の電子準位がホール捕獲・電子捕獲を繰り返す必要がある。すなわち、中性状態の計算に加えて荷電状態の計算を行い、局在モードが荷電状態でどの程度変調されるかを定量的に求める必要がある。本年度である程度荷電状態の計算を進めていく予定であったが、プログラムの問題で荷電状態の繰り返し計算の収束が遅く、予定よりは少し遅れている。しかし、プログラムの問題の解決策を見出したため、現在精力的に荷電状態の計算を行っている状況である。

発光効率低下によるデバイスの劣化を抑え、素子寿命を担保するためには非発光領域成長機構の解明が不可欠である。非発光領域は点欠陥が欠陥反応により集合することで成長すると考えられているが、欠陥反応の機構は現在までほとんど未解明である。欠陥反応は特異構造を介した電子系-フォノン系間のエネルギー転換が原因で起こる。先行研究では、簡単な配位座標モデルを用いた欠陥反応シミュレーションによって、エネルギー転換が起り得る条件が示されたが、モデルが一般的であったため、具体的な材料において現実に条件が満たされるか否かを明らかにする必要がある。本研究では最も基本的な特異構造である欠陥を対象に、そこでの電子系とフォノン系の間のエネルギー転換機構の理論的解明を行うことを目的としている。具体的には、窒化物の典型的な特異構造を対象に、電子状態とフォノン構造を第一原理計算によって求める。定量的に算出される各種物性値を基に、特異構造を介して電子系から格子系へのエネルギー転換が起こるダイナミクスを理論的に明らかにする。当年度は、本研究を通して注目しているGaN中のGa空孔(VGa)にに対して、荷電状態における電子状態及び振動状態の解析を行った。前年度の結果と合わせて、VGaは欠陥反応につながるフォノンキック機構を引き起こす条件を、中性状態・荷電状態で共に満たしていることを示した。これらの結果により、VGa周りで起こる欠陥反応のミクロな機構が明らかになった。欠陥反応によって、VGaからNGa- VNの複合欠陥へと特異構造が変形することをあきらかにした。成果をまとめ、原著論文を3報発表した。また、学会発表として、招待講演1件、国際会議での発表6件、国内学会での発表3件をおこなった。本年度までの研究結果から、もっとも単純に予想される欠陥反応は、増強されたモードのN原子がGa欠陥サイトに移動しもとのN原子サイトが空孔になるという新たな複合欠陥(NGa-VN)を生成する経路である。次年度は、まずN原子移動に対する断熱ポテンシャルを、中性・荷電状態それぞれに対して計算する。また、その結果を元に振動状態解析を荷電状態に対して行う。本年度の結果と比較することで中性状態の局在モードの振動数が荷電状態においてどの程度変調されるかを定量的に求める。これらの計算を元に、中性・荷電状態で同一振動数を改定していた先行研究で用いた配位座標モデルによる欠陥反応シミュレーションを現実的な系に対するシミュレーションへと拡張する。この拡張を行うことで、欠陥反応の時定数などを定量的に評価することが可能になる。以上の計画と平行して、新しい複合欠陥に対する電子状態計算を行い、筑波大学上殿グループに依頼する実験的検証と合わせ、新たな特異構造の物性を明らかにして行く。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
e-ラーニングとシミュレーターを用いた効果的な気管支鏡教育法の確立

2019年:まずeラーニング教材の作成を行うと同時に、気管支鏡経験者によるトレーニングプログラムより得られた数値をもとに標準値を決定していく。決定しだいカリキュラムに基づき修練者のトレーニングを開始し、結果と標準値とを比較検討する。2020年以降:年間約20名の修練者が見込まれる。適宜トレーニングプログラムの結果を検討し、練習回数の推定や学習進捗の傾向分析を行い、それに基づいた修練者のタイプを分類し、タイプ別の必要練習回数等を予測提示する。検討結果は日本医学教育学会や日本呼吸器内視鏡学会などの関連学会で報告する。
体内時計による循環機能日内変動調節の分子メカニズムの解明

本研究は末梢組織体内時計の下流アウトプット遺伝子を同定し、中枢と末梢の体内時計が、各組織ごとの概日リズムの形成にどのように寄与しているかを明らかにすることを目的とする。ClockとBmalを発現するアデノウイルスを培養細胞にinfectionし、cDNA Microarrayにより発現が増加する遺伝子を網羅的に解析した結果、転写因子、分泌タンパク、膜受容体などが体内時計の標的遺伝子の候補として同定された。その中の転写因子、Dec1の機能について解析した。心臓や腎臓、大動脈などの臓器でDec1mRNAの発現は日内変動を呈した。Dec1はClockとBmalによりmRNAレベルで誘導され、またDec1はClockとBmalによるPer1プロモーターの活性を抑制した。さらにDec1は低酸素でその発現が誘導された。これらのことより、Dec1が低酸素などの環境因子を関知して体内時計のコアフィードバックループを調整する因子として働いている可能性が示された。今後はDNA Microarrayにより同定された体内時計に関連する他の遺伝子群についてさらにその発現パターン、循環機能調節における役割をさらに解析する。次に、中枢の体内時計は正常に保たれ、血管内皮末梢体内時計のみが異常なトランスジェニックマウスを作成した。このマウスを用いて今後さまざまな循環機能の日内変動を解析することにより末梢体内時計の役割を中枢と末梢に分けて解析できる。本研究により、心筋梗塞の早朝発症機序を初めとする循環器系疾患の日内変動のメカニズムが分子レベルで詳細に解明されることが期待される。組織固有の日内リズム発生のメカニズムを理解することは今後時間に即した治療法の開発にむすびつけるられることが期待される。血圧や心拍数など心血管系機能、また心筋梗塞、脳梗塞などの循環器疾患の発症頻度には明らかな日内変動がみられる。本研究は末梢組織体内時計の下流アウトプット遺伝子を同定し、中枢と末梢の体内時計が、各組識ごとの概日リズムの形成にどのように寄与しているかを明らかにすることを目的とする。本年度は、心臓や血管などの組織において実際に体内時計を構成する遺伝子がmRNAレベルのみでなくタンパクレベルで日内変動を呈すること、さらに血管内皮細泡や、心筋細胞など細胞レベルで個々の体内時計を有していることを明らかにした。さらに、ClockとClifを発現するアデノウイルスを培養細包にinfectionし、体内時計の標的遺伝子をcDNA Microarrayにより網羅的に解析した。この中には、転写因子、分泌汐ンパク、膜受容体などが含まれていた。末梢組織特異的に体内時計を障害したマウスモデルを作成するために、体内時計を抑制するCry1を血管内皮細胞特異的に発現するマウスを作成中である。コンストラクトがin vitroで実際に体内時計を抑制することを確認した後、現在マイクロインジェクションを終了したところである。平成15年度はDNA Microarrayにより同定された体内時訓こ関連する新たな遺伝子群についてその発現パターン、循環機能調節における役割をさらに解析する。さらに血管内皮特異的にCry1を過乗溌現させることにより、中枢の体内時計は正常に保たれ、血管内皮末梢体内時計のみが異常なマウスが期待される。このマウスにおいてさまざまな循環機能の日内変動を解析することにより末梢体内時計の役割を中枢と末梢に分けて解析できる。本研究により、心筋梗塞の早朝発症機序を初めとする循環器系疾患の日内変動のメカニズムが分子レベルで詳細解明されることが期待される。組織固有の日内リズ発生のメカニズムを理解することは今後時間に即した治療法にむすびつけるられることが期待される。

昨年度、clockとBmalを発現するアデノウイルスを培養細胞にinfectionし、cDNA Microarrayにより発現が増加する遺伝子を網羅的に解析した結果、転写因子、分泌タンパク、膜受容体などが体内時計の標的遺伝子の候補として同定された。今年度はその中の転写因子、Dec1の機能について解析した。心臓や腎臓、大動脈などの臓器でDec1mRNAの発現は日内変動を呈した。Dec1はClockとBmalによりmRNAレベルで誘導され、またDec1はClockとBmalによるPer1プロモーターの活性を抑制した。さらにDec1は低酸素でその発現が誘導された。これらのことより、Dec1が低酸素などの環境因子を関知して体内時計のコアフィードバックループを調整する因子として働いている可能性が示された。今後はDNA Microarrayにより同定された体内時計に関連する他の遺伝子群についてさらにその発現パターン、循環機能調節における役割をさらに解析する。次に、体内時計を抑制するタンパクであるCry1が全身あるいは血管内皮細胞特異的に発現するようなコンストラクトを作成し、現在その、トランスジェニックマウスがそれぞれ2ラインと5ライン得られたところである。このマウスにより、中枢の体内時計は正常に保たれ、血管内皮末梢体内時計のみが異常なマウスが期待でき、このマウスでさまざまな循環機能の日内変動を解析することにより末梢体内時計の役割を中枢と末梢に分けて解析できる。本研究により、心筋梗塞の早朝発症機序を初めとする循環器系疾患の日内変動のメカニズムが分子レベルで詳細に解明されることが期待される。組織固有の日内リズム発生のメカニズムを理解することは今後時間に即した治療法の開発にむすびつけられることが期待される。
アルコール関連問題における家族支援に関する研究

本研究は、アルコール関連問題を抱える家族支援に関する質的記述的研究である。本研究の目的は、アルコール関連問題を抱える家族に対する効果的な支援について考察することである。本研究は効果的な家族支援について考察することを目的としていたが、その内容は多岐にわたる為、平成25年度はアルコール関連問題を抱える家族を支援する際に、行政で働く保健師が行っている判断を明らかにした。アルコール関連問題において、家族支援を行った経験がある行政で働く保健師6名に対し半構成的面接を行った。その結果、対象者の属性はアルコール関連問題業務担当年数が通算15年は2名、6年以上は4名であった。年齢は、20歳代から50歳代の間であり、男性が1名、女性が5名であった。分析を行ったところ、3のコアカテゴリーが抽出された。行政で働く保健師は【アルコール関連問題が錯綜する本人と家族の現状の判断】を行い、家族の全体像を捉えていた。また同時に【アルコール関連問題に対する先を見通した支援の判断】を行っていた。その上で【家族員の自立性を引き出す実現可能な支援の判断】を行っていた。アルコール関連問題を抱える家族は、家族自身の自立性が低下している為、行政で働く保健師は、その自立性の程度を判断し、それに合わせた実現可能な支援を判断していくことが重要となると考えられた。また、保健師は、世代間連鎖に関連しているアルコール関連問題の有無の判断を行い、アルコール関連問題から家族が回復し、次の世代に連鎖させない為に、家族の生育歴を把握し、どのような問題が現在生じているのか充分に判断を行っていくことが必要であると考えられた。平成26年度は、平成25年度に得られた結果および考察内容について、日本地域看護学会学術集会での発表に向け抄録の作成を行った。また、日本地域看護学会誌への論文投稿に向けた準備を行った。本研究の目的は、アルコール関連問題を抱える家族に対し、効果的な家族支援について考察することである。効果的な家族支援について考察することとしたが、その内容は多岐にわたるため、平成25年度はアルコール関連問題を抱える家族に対する家族支援する際に保健師が行っている判断を明らかにすることとした。今回、アルコール関連問題において家族支援を行った経験がある、行政で働く保健師6名を対象に半構成的面接を実施した。その結果、対象者の属性は、25年目が1名、610年目が1名、1115年目が2名、16年目以上が2名、アルコール関連問題業務担当年数は通算15年が2名、6年以上が4名であった。年齢は20歳代から50歳代の間であり、1名は男性、5名が女性であった。行政で働く保健師はアルコール関連問題を抱える家族を支援する際、3のコアカテゴリーが抽出された。【アルコール関連問題が錯綜する本人と家族の現状の判断】を行い、家族の全体像を捉えていた。また同時に【アルコール関連問題を先を見通した支援の判断】を行っていた。アルコール関連問題を抱えた家族は、家族自身の自立性が低下してしまっているため、保健師は、その自立性の程度を判断し、それに合わせた実現可能な支援を判断していくことが重要となると考えられた。また、保健師は、世代間連鎖に関連しているアルコール関連問題の判断を行い、アルコール関連問題から家族が回復し、次の世代に連鎖させないために、家族の生育歴を把握し、どのような問題が現在生じているのか充分に判断を行っていくことが必要であると考えられた。

家族がアルコール関連問題を抱える本人に対し、どのような対応を行っているかも重要であるが、その家族を支援する保健師の関わり方によって、その家族が本人にどのように対応するかも変わってくるため、更に重要であることが分かった。面接対象者は変更したものの、保健師の効果的な家族支援について多くのデータを得、分析を行うことができた。今後は、更に分析を進め、アルコール依存症やアルコール関連問題における、家族に対する保健師の効果的な家族支援について考察をしていく。また、研究成果についてまとめ、論文投稿や研究協力者および関係機関等へも報告を行う予定である。調査対象者の確保が難しく、対象者が当初の予定よりも少ない結果となったこともあり、旅費や調査に必要な経費も結果として減少したためである。しかし、各研究対象者から得られたデータが当初予定より膨大であったため、次年度使用額は少額にとどまった。平成26年度は、研究成果の報告・発表のため、研究対象者や関係機関先への出張等も考えているため、平成25年度未使用分もあわせ経費使用をさせていただきたいと考えている。
音声および旋律の情報処理に関与する知覚-運動系の神経基盤の研究

本研究の目的は、知覚-運動神経処理機構(内部モデル)が音声知覚にどの程度たずさわっているのかを明らかにすることであった。過去2年間の研究期間において、fMRI実験を実施し、潜在的音声生成(covert speech production)に関する脳領域(小脳、運動前野、上側頭回前部、側頭平面)が、音声知覚時においても活性化していることを明らかにした(NeuroImageに掲載)。この結果は、内部モデルが音声知覚促進に用いられていることを示すものであった。また、知覚困難な状況(ノイズ下)での音韻同定課題を用いたEEG、MEG、fMRI実験を実施し、刺激提示前注意(prestimulus attention)に関わるアルファ波とガンマ波が運動前野と上側頭回に局在することを示した。この実験の基本的な目的は、異なった脳領域の時間的、スペクトル的神経活動を調べるための分析手法の開発であった。EEGとMEGによる活動、結合パターン分析と、fMRIデータに制約を受けた信号源の推定により、運動前野における活動が、上側頭回における音声の聴覚処理を促進していることを明らかにした。この結果も、音声知覚が内部モデルに制約を受けていることを示唆するものであった。この研究の目的は感覚-運動制御の神経プロセス(内部モデル)が音声および非音声の知覚にどの程度関与しているか明らかにすることである。初年度は、分析手法の開発と非母語の音声知覚研究を行った。分析方法の開発では、fMRIデータを利用して大脳表面における脳波(EEG)の局在部位を推定する方法の開発に大きな進展があった。開発した技術は、スペクトラルダイナミクス(周波数の時間変化)と異なった脳領域の機能的結合(インタラクション)を調べるために必要ものであり、これにより、知覚に関する内部モデルを実行する脳回路の研究が可能となった。非母語の音声知覚研究では、聴覚呈示された音声刺激対が被験者の母語で音韻対立を成しているものと成していないものの間の神経プロセスの差異を検討する実験のデザインを行った。被験者は日本語母語話者と英語母語話者とし、刺激音声はヒンディー語の音韻対立語を用いた。今年度は、刺激音として用いるヒンディ語話者による音声を録音した。また、EEGとfMRI同時計測に用いることができる刺激提示プログラムを作成した。さらに、この実験プログラムを用いて、EEGとfMRI同時計測データを被験者2名から採取した。その結果、母語にない音韻対立の知覚は、母語にある音韻対立の知覚に比べて、音声生成領域(ブローカ野、運動前野)と音声処理の音響的ジェスチャに関する領域(側頭野上部、側頭平面)の間により強い結合があることが示された。この結果は、母語にない音韻の知覚は、母語にある音韻よりも内部モデルがより強く関与していることを示唆する。
刑法解釈に基づく刑事要件事実論の研究

2018年度は共同正犯について論稿を発表した。研修誌上に発表した「共謀共同正犯における共謀の意義」は共謀の実体法上の内容について解明することで、主要事実の特定が可能になることを明確にした。共謀=犯罪実行についての合意というシンプルな理解は、犯罪実行者の主観的意識を主要事実の立証において取り上げることが必要であることを指摘する点で、近時の議論の一面性を是正するものである。また、著名な最高裁判例3件についてケーススタディー方式によって主要事実を明確にする作業を実際に展開することで、実務への指針になる作業を行うことができた。また、井上正仁先生古稀祝賀では実行共同正犯を論じ、共謀共同正犯とは主要事実が異なることを明示した。実行共同正犯と共謀共同正犯を区別しないことで、共同正犯の主要事実が茫漠としていることを問題とし、両者を区分することによって主要事実の特定が可能になることを明示した点で、近時の議論と一線を画すものである。最高裁においても実行共同正犯を意識した判断が危険運転致死傷罪で下されているところ、実行共同正犯に絞って議論を展開した論文は我が国では本論文しかなく、今後の議論を指導するものを発表することができた、といってよい。以上、共同正犯という古典的テーマについて、主要事実の明確化という問題意識の元、過度に抽象的な議論をさけて、実務に指針を与える論文を発表することができた。今後の我が国における議論の基礎を築くことができたといえる。過失犯について2017年度に徹底した検討を行い、2018年度には共同正犯について2本論文を発表することができた。いずれのテーマも歴史的蓄積があり、わずか1年で重厚な論文を発表することができたのは想定外の事態といえる。背景には、執筆の機会を与えられたことだけでなく、依頼の前の段階で、学部演習を通じ手詳細な検討を行うことができ、基本的な調査を完了させるとともに、基本構想を明確化できていたことが挙げられる。2019年度は責任能力と共謀というこれまで研究してきたテーマについて、主要事実の特定についてさらに議論を重ねる予定である。特に、特殊詐欺について共謀立証の構造を解明する必要性は高く、優先的に取り組む予定である。刑法解釈に基づいて、刑事裁判において確定すべき主張事実を明晰に把握するという見地から、注意義務の内容確定基準について包括的な検討を行った。平成28年に出た渋谷の温泉施設爆発事件の有罪を維持した最高裁決定、及び、平成29年に出た最高裁のJR福知山線脱線事件の無罪を維持した決定をきっかけとして、義務内容の確定という評価的視点の内実をなす主要事実の特定という作業を集中的に行った。そこでは、主に明治以来の沿革調査を踏まえて、注意義務設定時点における危険性を基礎づける事実の把握方法の重要性を明らかにした。研究の過程においては、草稿について検討を行う研究会への参加を複数回行い、研究の結果として、法曹時報誌において180ページにわたる連載を行った。連載については実務家からの反響を少なからず得られた。刑事要件事実という視点が、刑事実務に必要とされていることを明らかにでき、引き続き、各所において研究成果の共有のための報告を予定している。また、性犯罪の抜本改正に合わせて、新179条の監護者性交等・わいせつの罪についても、主要事実の確定を念頭に置きながら包括的な検討を加えることができた。児童の意思決定を類型的に歪曲する危険性を基礎づける事実という視点から、主要事実の具体化を図った。こちらは、法律時報誌上に成果を発表することができた。法改正後直ちに成果を公表できたため、今後の実務運用を支援できる、と考えている。5カ年計画の初年度において、早くも実務上の重要問題である刑事過失と性犯罪について包括的な著作を公刊することができた。従来から関心を持っていたテーマではあるものの、講演の依頼と包括的な論文の執筆依頼を連続していただけた幸運によるところが大きい。講演の準備段階において包括的な検討を行い、講演への反応を通じてリライトを繰り返すことができたため、実務的にも意義のある研究成果につながったと思う。

以上、共同正犯という古典的テーマについて、主要事実の明確化という問題意識の元、過度に抽象的な議論をさけて、実務に指針を与える論文を発表することができた。今後の我が国における議論の基礎を築くことができたといえる。過失犯について2017年度に徹底した検討を行い、2018年度には共同正犯について2本論文を発表することができた。いずれのテーマも歴史的蓄積があり、わずか1年で重厚な論文を発表することができたのは想定外の事態といえる。背景には、執筆の機会を与えられたことだけでなく、依頼の前の段階で、学部演習を通じ手詳細な検討を行うことができ、基本的な調査を完了させるとともに、基本構想を明確化できていたことが挙げられる。平成30年度は責任能力と共謀共同正犯を対象に、主要事実の確定という作業を行う。すでに5月の学会において責任能力を報告し、10月の研修という雑誌において共同正犯を執筆を予定しており、成果を得られる見込みは極めて高い。2019年度は責任能力と共謀というこれまで研究してきたテーマについて、主要事実の特定についてさらに議論を重ねる予定である。特に、特殊詐欺について共謀立証の構造を解明する必要性は高く、優先的に取り組む予定である。予定どおり執行し、1万5千円程度の残額が出た。次年度に合わせて執行すれば足りる、と考えている。予定どおりの交付を受けた。前年度までと同様、書籍の購入を中心とし、旅費の使用も見込んでいる。
ナノスケール構造制御機能材料の開発

本研究は今年度が最終年度であるため、例年通り5つの研究班と1つの評価班による研究組織で研究を実施する傍ら成果の発表と公表を兼ねて9月には「ナノクラスターとナノグラニュラー物質」と題する国際会議を国外13ヶ国から41名、国内より、117名の参加者を得て開催し、研究の総括を行った。更に翌年1月には最終成果発表会を行うとともに、本研究分野に於ける現状と今後の発展についても具体的な討論を行った。各研究班及び共同研究の今年度の主な成果は以下の通りである。金属ナノ粒子の研究では昨年に引続き、金属マトリックス中にナノスケールの磁性体微粒子を分散させた磁性金属グラニュラー物質についてサイズとサイズ分布をより小さく整え、磁気的特性を更に向上させた。Si-C-O非晶質繊維についてX線小角散乱による詳細な構造解析を行い、ナノ構造制御による機械的強度増大を図った。又、超音波法によるゲル化、メカニカルアロイング法により新規材料を合成した。ナノ粒子の光学非線形の研究では粒径を10nm以下に小さくして特性を解析し、高効率レーザー材料、超高速演算素子への応用の可能性を明かにした。ナノ構造を制御して得られた新物質として、Feを含む合金で零磁歪高磁束密度軟磁性材料、高磁束密度永久磁石材料、ナノ準結晶を使って高比剛性、高比強度、高延性材料、Si粒子分散合金による高強度と高延性を具備した高耐摩耗性材料を開発した。ゼオライト細孔を用いたナノ粒子の研究ではキラルなチャンネル構造を有する新型物質の構造解析に成功し、右手系と左手系を分けたナノ構造物質を合成する道を初めて開いた。又表面ナノ粒子材料について本研究で特に開発された原子配列同定アトムプローブ法、EELS-STM、FI-STM、MBE-STMを駆使した実験により、ナノ粒子の特異な反応を利用した高品質SiC膜の合成、レーザー照射によるナノ粒子電子状態の制御等、新物質の創製と新しい原理に基づく電子機能の開拓を行った。
発生期腎臓上皮の細胞競合とその破綻による異常

腎臓は尿管芽と後腎間葉という2つの組織の相互作用によって形成される。尿管芽は後腎間葉を分化誘導しつつ、自身は後腎間葉からのGdnf/ Retシグナルの作用で分岐・分化する。この上皮細胞が分裂する際に、一旦管腔内に飛び出してから上皮に再挿入されるという現象が報告された(Packard et al. Dev Cell 2013)。一方、我々は尿管芽の発生を解析する過程で、上記の現象が障害されたと考えられる変異マウスに遭遇した。そこで本計画は、尿管芽という発生期腎臓上皮における細胞競合の関与とその破綻による異常を解析することを目的とした。1)正常発生における尿管芽上皮の細胞競合:マウス胎生11.5日から発生段階を追って、分裂期の細胞をリン酸化ヒストン(pHH3)抗体で染色したところ、管腔内で分裂するように見える細胞は多く見られるが、そのすべてが上皮層内に留まり、管腔内には飛び出ていないことが明らかになった。分裂時に細胞核の位置が上皮内で変動するのみで、細胞のアピカル面より明らかに細胞側に位置した。またHE染色でも管腔内に細胞は認められなかった。既報論文は、過剰固定による細胞収縮のartifactを見ていたのではないかと推測される。2)ミオシン欠失における尿管芽上皮の異常:尿管芽特異的にミオシン重鎖IIA/IIBを欠損するマウスで見られるapical extrusionとbasal protrusionの原因を探索した。尿管芽の形成に重要な働きを担うRetのシグナルの下流遺伝子群は変化しておらず、Retヘテロマウスとの交配でも症状は軽減しなかった。しかしERKは変異細胞で顕著に増強し、阻害剤存在下の器官培養において異所性の尿管芽形成は一部抑制されたため、Ret非依存性のERK活性化が関与することが明らかになった。しかし、in vivoにおいても、MDCK細胞によるノックダウンにおいても、細胞競合に必須の条件である細胞非自律的な現象という証拠がまだ得られておらず、細胞競合の関与は未解明である。28年度が最終年度であるため、記入しない。尿管芽は後腎間葉を分化誘導しつつ、自身は後腎間葉からのGdnfの作用で分岐・分化する。Gdnf受容体Retを発現する尿管芽先端の上皮は自己複製しながら茎の部分を産み出す前駆細胞である。この上皮細胞が分裂する際に、一旦管腔内に飛び出してから上皮に再挿入されるという現象が最近報告された(Packard et al. Dev Cell 2013)。1)正常発生における尿管芽上皮の細胞競合:細胞極性や張力、Hippo経路の活性化を解析することで、どのような機構で管腔内で分裂する細胞が選択されるのかを明らかにする計画であった。しかし、マウス胎生11.5日から発生段階を追って、尿管芽上皮をcytokeratin-8抗体で、分裂期の細胞をリン酸化ヒストン(pHH3)抗体で染色したところ、管腔内で分裂するように見える細胞は多く見られるが、そのすべてが上皮層内に留まり、管腔内には飛び出ていないことが明らかになった。2)ミオシン欠失における尿管芽上皮の異常:尿管芽特異的にミオシン重鎖IIA/IIBを欠損するマウスでは、出生時に水腎症を呈した。胎生期11.5日において、上皮基底側に細胞突起(basal protrusion)に基づくと見られる異所性の尿管芽形成が観察され、これが水腎症を引き起こす原因と考えられた。また管腔内に尿管芽上皮が塊となって飛び出し、細胞死を起こすことを見出した。上皮アピカル面の収縮低下と側方の接着班の機能不全を示唆する所見が得られ、いわゆるapical extrusionの現象であった。使用していた染色試薬が販売中止になり、代替試薬による条件設定に時間を要したことが一因である。加えて、正常の発生期腎臓において管腔内への分裂細胞の飛び出しという既報の結果が再現されなかった。これが我々の技術的欠陥であるのか、既報の間違いであるのかの判断が困難であった。1)正常発生における尿管芽

上皮の細胞競合:マウス胎生11.5日から発生段階を追って、分裂期の細胞をリン酸化ヒストン(pHH3)抗体で染色したところ、管腔内で分裂するように見える細胞は多く見られるが、そのすべてが上皮層内に留まり、管腔内には飛び出ていないことが明らかになった。分裂時に細胞核の位置が上皮内で変動するのみで、細胞のアピカル面より明らかに細胞側に位置した。またHE染色でも管腔内に細胞は認められなかった。既報論文は、過剰固定による細胞収縮のartifactを見ていたのではないかと推測される。2)ミオシン欠失における尿管芽上皮の異常:尿管芽特異的にミオシン重鎖IIA/IIBを欠損するマウスで見られるapical extrusionとbasal protrusionの原因を探索した。尿管芽の形成に重要な働きを担うRetのシグナルの下流遺伝子群は変化しておらず、Retヘテロマウスとの交配でも症状は軽減しなかった。しかしERKは変異細胞で顕著に増強し、阻害剤存在下の器官培養において異所性の尿管芽形成は一部抑制されたため、Ret非依存性のERK活性化が関与することが明らかになった。しかし、in vivoにおいても、MDCK細胞によるノックダウンにおいても、細胞競合に必須の条件である細胞非自律的な現象という証拠がまだ得られておらず、細胞競合の関与は未解明である。管腔内への分裂細胞の飛び出しという既報の結果が再現されない原因を早急に突き止める。一方でミオシン欠失では細胞の管腔内への飛び出しは認められているので、この現象の機構を詳細に解析するとともに、細胞競合への関与を解明する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
生物機能を用いた広域的・持続的環境修復技術の開発

本研究においては、広く拡散した汚染土壌・低濃度に分布した汚染土壌への生物機能を用いた環境汚染物質分解システムの構築を目指した。地球生態系には多様な土壌微生物の分解代謝系により様々な有機化合物が無機化される炭素循環系が存在する。環境汚染物質の分解を考えた場合、自然界に本来備わった分解能力を強化することによる環境修復が最も望まれる。これまでに環境汚染物質分解能力を有する微生物の研究が行われ一定の成果をあげている。しかし、これまでの技術は環境汚染物質が拡散している広範囲の土壌環境に対しては長期間特定の分解微生物を優勢に維持することが必要である。そこで平成15年度はまず、環境汚染物質に対し幅広い分解機能を示す木材腐朽菌のLaccase(Lac)、Lignin Peroxidase(Lip)に着目し、これらの酵素機能を遺伝子組み換え技術を用いて、独立栄養的に生育する植物への導入と機能発現について取り組んだ。1、Lac形質転換体の作出と機能解析担子菌Coriolus versicolor IFO1030株よりLaccaseをコードするcvL3遺伝子cDNAをRT-PCR法により獲得した。得られたcvL3cDNAをAgrobacteruimtumefaciense LBA4404株を媒介したLeaf-disk法を用いてNicotiana tabacum Sumsun NN株を形質転換した。PCR法により遺伝子の導入が確認された形質転換タバコをMS培地で2ヶ月生育させ、Lac形質転換体20個体の根の粗酵素液を調整し、活性染色を行った結果、9個体の形質転換体それぞれの根粗酵素液において、Lac活性が検出された。これら9系統のLac形質転換体を水耕栽培し、根からのLac分泌能を検討した結果、全ての個体おいて、遺伝子組み換え技術により導入した微生物機能が植物により根圏部に分泌生産されていることが明らかとなった。2、LiP形質転換体の作出と機能解析本研究においては、広く拡散した汚染土壌・低濃度に分布した汚染土壌への生物機能を用いた環境汚染物質分解システムの構築を目指した。2、LiP形質転換体の作出と機能解析
生活者の色彩感覚が消費購買活動に及ぼす影響とその国際比較

本研究では,消費購買活動への色彩寄与,ならびに,その要因となる生活者の色彩感覚について検討した.具体的には,消費購買に関連する色彩感覚の抽出と数量的解析,色彩感覚や消費購買動機への色彩寄与とその国際比較,感覚と消費購買に対する脳活動の解析とその可能性の考察などを行った.その結果,消費購買動機については,たとえば和のテイストに見られる文化的因子の影響を抽出した.また,消費購買動機の要因になると思われる季節感などの色彩感覚の数量化を行い,その計測評価システムを開発した.一方で,消費購買動機への色彩の寄与は,対象となる生活用品毎に色彩寄与の程度に差があること,各国間での類似点と相違点を見出した.本研究では,消費購買活動への色彩寄与,ならびに,その要因となる生活者の色彩感覚について検討した.具体的には,消費購買に関連する色彩感覚の抽出と数量的解析,色彩感覚や消費購買動機への色彩寄与とその国際比較,感覚と消費購買に対する脳活動の解析とその可能性の考察などを行った.その結果,消費購買動機については,たとえば和のテイストに見られる文化的因子の影響を抽出した.また,消費購買動機の要因になると思われる季節感などの色彩感覚の数量化を行い,その計測評価システムを開発した.一方で,消費購買動機への色彩の寄与は,対象となる生活用品毎に色彩寄与の程度に差があること,各国間での類似点と相違点を見出した.モノが溢れている現在,人間は単に物質的な欲求だけではなく,より高度で高品質なものを求めるようになってきている.このことは,物質的豊かさから,精神的豊かさを求める時代へと変化しつつあることを意味している.そのような状況下で,近未来の理想的な生活として掲げられている「心豊かな生活」を実現するためには,生活者(人間)の感覚を調べ,消費購買動機や行動に現れる生活者の深層を知る必要がある.そこで本研究では,消費購買活動に色彩によって感じる印象や感情がどの程度寄与しているのか数量的に調べることで,生活者の立場に立ったモノづくりをしていくことにフィードバックすることを大きな目標として「色彩」に注目し,生活者の色彩感覚が消費購買活動にどのくらい影響を与えているのか研究を行い考察を深めることを試みた.そしてまた,海外の国でも実験や調査を行うことで,それぞれの国で色彩感覚の消費購買活動への影響を調べると同時に,数量的な解析や国際比較を元に,生活者の生活環境の背景にある文化や民族的な特性を解析する手がかりを見つけることを試みた.生活者の色彩感覚が消費購買活動に及ぼす影響を調べるために,研究対象となる具体的な生活用品(生活環境を含む)の選定,色彩感覚に関連する評価語(感性語)の収集,色彩感覚の数量化,消費購買動機・活動の調査などを行った.そして,得られたデータを統計手法による解析,数量化,ならびに比較を行い,生活者の色彩感覚が消費購買活動に及ぼす影響について,数量的な解析を行った.また,これらの作業は,海外の国でもなるべく同じ方法・条件で行っている.平成18年度に行った具体的な作業は,以下のとおりである.1.研究対象となる具体的な生活用品(環境)の選定.平成18年度は,紙製品,髪色,机などを検討した2.色彩感覚に関連する感性語の収集と,色彩から受ける印象評価の数量化を行った.3.ブランド戦略と色彩の効果.特に,CIカラーに注目した.4.消費購買動機にかかわる色彩の影響についての調査を行った.本研究では,消費購買活動に色彩によって感じる印象や感情がどの程度寄与しているのか数量的に調べることで,生活者の立場に立ったモノづくりをしていくことにフィードバックすることを大きな目標として「色彩」に注目し,生活者の色彩感覚が消費購買活動にどのくらい影響を与えているのか研究を行い考察を深めることを試みた.そしてまた,海外の国でも実験や調査を行うことで,それぞれの国で色彩感覚の消費購買活動への影響を調べると同時に,数量的な解析や国際比較を元に,生活者の生活環境の背景にある文化や民族的な特性を解析する手がかりを見つけることを試みた.生活者の色彩感覚が消費購買活動に及ぼす影響を調べるために,研究対象となる具体的な生活用品(生活環境を含む)の選定,色彩感覚に関連する評価語(感性語)の収集,色彩感覚の数量化,消費購買動機・活動の調査などを行った.そして,得られたデータを統計手法による解析,数量化,ならびに比較を行い,生活者の色彩感覚が消費購買活動に及ぼす影響について,数量的な解析を行った.また,これらの作業は,海外の国でもなるべく同じ方法・条件で行っている.平成19年度に行った具体的な作業は,以下のとおりである.1.研究対象となる具体的な生活用品(環境)の選定.平成19年度は,主に紙製品と髪色を検討した2.色彩感覚に関連する感性語の収集と,色彩から受ける印象評価の数量化を行った.3.ブランド戦略と色彩の効果.特に,CIカラーに注目し,その色彩分布について検討した.4.消費購買動機にかかわる色彩の影響に関連して,購買順位の優先度について調査を行った.本研究では,「色彩」に注目し,生活者の色彩感覚が消費購買活動にどのくらい影響を与えているのか研究を行い,考察を深めた.その目的は,人間の色彩にかかわる感覚と感性を調べ,消費購買活動に色彩によって感じる印象や感情がどの程度寄与しているのか数量的に知ることで,生活者の立場に立ったモノづくりをしていくことにフィードバックすることにある.

具体的には,まず,人間の色彩にかかわる感覚と感性をいくつかの角度から調べ,そして,生活者の色彩感覚が消費購買活動に及ぼす影響を知るために,前年度に得られた結果ならびに継続中の研究を元にして,色彩感覚の数量化,消費購買動機・活動の調査を行った.そして,得られたデータを統計手法による解析,数量化,ならびに比較を行い,生活者の色彩感覚が消費購買活動に及ぼす影響を,得られた数量的な解析結果を踏まえて考察した.その結果,人間の色彩にかかわる感覚と感性に関して知見を得るとともに,たとえば,色彩から受ける季節感が与える影響とその数量化を試み,評価システムを構築した.また,アパレル製品などのファッション製品に関しては色彩が消費購買活動にかなり影響を与えていることがわかった.一方で,家電製品では,色彩は直接的にはそれほど大きくは寄与しないが,価格によって機能がほぼ決まっている現在の製品供給の中では,相対的に色彩や形のデザインが消費購買活動に寄与することが推測された.さらに,海外との比較では,色彩の寄与の類似点と相違点とを見出した.
岩石内応力分布可視化法と粒界応力特異性評価

多孔質媒体中の空隙のような閉塞空間において鉱物が成長する場合,鉱物が空隙壁面を押しのけて成長することがある.このような鉱物が周囲の拘束を変形させる力は,Crystallization pressureと呼ばれ,建材として用いられている岩石の風化・破壊や地下における物質移動,岩石の変形,組織等に影響を与えていると考えられている.発生するCrystallization pressureは,鉱物が晶出する際の溶液の過飽和度に依存し,この大きさや性質を評価する多くの実験的研究が行われているが,そのメカニズムを明らかにし,かつ定量評価を行った例は多くない.そこで光弾性法を用いた,塩化ナトリウム結晶が閉塞空間において晶出する際の拘束材料内部の応力分布可視化を通じて,Crystallization pressureの定量評価を行った.PDMSマイクロ流路内で塩化ナトリウム結晶を成長させたところ,過飽和溶液から成長する結晶は,PDMS流路壁面を押しのけることがわかった.また,その結晶成長過程は非平衡であり,時間経過と共に結晶・流路壁面界面の形状が変化する.結晶成長過程においてPDMS流路壁面近傍に生じる複屈折率変化を複屈折率イメージング装置により測定した.結晶成長に伴うCrystallization pressureは,PDMSのリターダンス変化により観察することができることがわかった.リターダンスを元にした有限要素法解析により,Crystallization pressureの定量評価に成功した.本年度において,材料中の複屈折率の二次元分布を顕微に定量できる複屈折率イメージング装置を導入した.本装置を用いて,石英単結晶に施したビッカース圧子痕を観察したところ,圧子により導入された残留応力に起因する複屈折変化を定量評価できることが明らかとなった.複屈折率変化は,結晶面方位依存性を示し,c軸を法線に持つような面に圧子痕を施した場合,リターダンス変化および速軸変化が最も顕著であった.一方,c軸と試験片法線がなす角が大きくなると,リターダンスにおいては変化が見られるが速軸の変化量は減少し,残留応力の主軸が速軸方位と一致しなくなることが分かった.圧子による負荷の大きさが98mNと微小であっても,最大4nm程度の有意なリターダンス変化が圧子痕近傍に生じることから,本複屈折率イメージング装置は,応力に起因する光弾性を観察することに適していると言える.圧子痕を中心として半径方向に圧縮,周方向に引張の残留応力場を仮定し,それを元にポッケルスによる応力場と誘電率テンソルの関係式から圧子痕まわりの3次元微小要素について屈折率楕円体を求めた.さらに観察光によって定まる高速軸とリターダンスの二次元分布をジョーンズ計算により求めると,複屈折率イメージング装置にて取得される圧子痕まわりの高速軸およびリターダンスイメージと比較的良く一致することから,光弾性より圧子痕まわりの残留応力場を求めることができる.また,本装置により石英多結晶体のc軸方位分布を迅速かっ簡便に決定できるようになった.多孔質媒体中の空隙のような閉塞空間において鉱物が成長する場合,鉱物が空隙壁面を押しのけて成長することがある.このような鉱物が周囲の拘束を変形させる力は,Crystallization pressureと呼ばれ,建材として用いられている岩石の風化・破壊や地下における物質移動,岩石の変形,組織等に影響を与えていると考えられている.発生するCrystallization pressureは,鉱物が晶出する際の溶液の過飽和度に依存し,この大きさや性質を評価する多くの実験的研究が行われているが,そのメカニズムを明らかにし,かつ定量評価を行った例は多くない.そこで光弾性法を用いた,塩化ナトリウム結晶が閉塞空間において晶出する際の拘束材料内部の応力分布可視化を通じて,Crystallization pressureの定量評価を行った.PDMSマイクロ流路内で塩化ナトリウム結晶を成長させたところ,過飽和溶液から成長する結晶は,PDMS流路壁面を押しのけることがわかった.また,その結晶成長過程は非平衡であり,時間経過と共に結晶・流路壁面界面の形状が変化する.結晶成長過程においてPDMS流路壁面近傍に生じる複屈折率変化を複屈折率イメージング装置により測定した.結晶成長に伴うCrystallization pressureは,PDMSのリターダンス変化により観察することができることがわかった.リターダンスを元にした有限要素法解析により,Crystallization pressureの定量評価に成功した.
XFELとマイクロ流体技術の融合によるモノオキシゲナーゼの新しい構造解析

モノオキシゲナーゼ(一原子酸素添加酵素)であるシトクロムP450ファミリーのタンパク質は、ヘムを補欠因子として様々な基質を酸化して生命活動の維持を担っている。これまでの研究からは、いったん基質がタンパク質の基質ポケットに結合した後に、ヘム鉄の酸化状態や酸素リガンドの化学状態の変化に伴って、基質が活性中心の鉄イオン側へ大きく引き寄せられる機構が推測されてきた。本研究は、このような酵素の触媒反応における動的な分子メカニズムの解明を目的としており、X線自由電子レーザーによる測定と最先端のマイクロ流体技術、そして分光技術を駆使した新しい構造解析の確立に挑戦する。
高血圧における細胞膜異常に関する研究

1.高血圧における細胞膜異常を、生ず神経・血管細胞の膜異常に注目し、実験高血圧から得た分離血管標本を応用して交感神経-血管平滑筋伝達シナプス膜での神経伝達物質遊離調節機構や血管収縮反応、更にNa,Caを中心とした電解質代謝の面より検討した。高血圧自然発症ラット(SHR)の幼若期,DCCA食塩高血圧の慢性期ではnorepinephrine(NE)遊出量は増加し、血管反応性も亢進していた。このNE遊出量増加機序には各種シナプス前膜受容体を介するfeed back機構の障害が深く関与し、epinephrine,peptide hormone等の内因性体液物質に対する反応性の変化もその要因となる。またCa-Calmodulin阻害薬、【Na^+】,【K^+】-ATPase阻害薬のNE遊出に対する影響が高血圧群で著明なことから、細胞レベルでのCa,Na-handlingの異常もNE遊出,血管反応性亢進に寄与するものと考えられる。2.次に臨床的に本態性高血圧患者から得られた赤血球を用い、実験高血圧の成績と対比しながら電解質輸送や膜の物理的性状を検討した。本態性高血圧では細胞内Naの増加やNa-Li countertransportの亢進が認められる。またosmotic fragilityを指標とした膜rigidityや電子スピン共鳴法より測定した膜fluidityはCaの影響を強く受け、正常血圧群に比し高血圧群ではその変化の程度は大きい。更にCa拮抗薬やcalmodulin阻害薬によりCaの影響は是正されることから、細胞膜を介してのca-handingの異常が高血圧の質的変化をきたす可能性がある。以上の如く、高血圧の細胞膜では物理的性質に変化が認められ、それが細胞内外の電解質に影響されることは、構造上および機能的な細胞レベルの異常が互いに密接に関連していることを示唆するものと考えられる。そしてこれら電解質輸送を中心とした膜異常が高血圧の細胞にひろく存在し、神経細胞や血管平滑筋においては神経伝達物質遊離の増大や血管収縮の亢進につながり、高血圧の発症・維持機構に関与するものと考えられる。高血圧の病因,昇圧機序における膜異常について、Na,Ca代謝を中心に検討し、以下の結果を得た。1.血球成分,単離細胞標本の調整と電解質含量測定の基礎的検討白血球はFicoll-Paqueにより、血小板はSepharoseCL22Bカラムによリ分離する方法が、また心筋,腎細胞の単離はBerry&Friendの方法に準じてcollagenase処理を行っており、異相差顕微鏡を用いてその検定を行い、本研究に適した調整法であることを認めた。これら血球内および単離細胞内遊離Ca含量はTsienらのQuin2/AMを用いた方法により測定し、定量的に測定し得ることを確認した。2.高血圧における細胞膜異常に関する検討高血圧自然発症ラット(SHR)の血球成分、とくに血小板の遊離Ca濃度は対照のWistar Kyoto Rat(WKY)のそれに比し、有意に上昇しており、Ca括抗薬のnicardipine投与により、降圧とともに低下することを認めた。一方DOCA・食塩高血圧ラットでは血小板内Ca増加がみられず、SHRにおけるCa増加は血圧上昇による二次的変化でないものと考えられた。本態性高血圧患者の赤血球内Na濃度は正常血圧対照群に比し有意に増加、血小板内Ca濃度も上昇傾向を認めた。またそれらの輸送機序の一つであるNa-Li counter transportも同様に上昇していることを認めた。膜異常の一指標として、赤血球fragilityを検討し、本症患者では正常血圧者に比し低下しており、細胞内遊離Caの増加が示唆された。3.細胞膜分画における電解質結合能および酵素活性に関する検討心,腎について各細胞膜分画を超遠心スイングローターおよび庶糖密度勾配作製機を用いて分離し、純度の高い膜分画が得られることを確認し、SHRについてそのCa結合能,Na-K ATPase,Na-Ca ATPase活性の基礎的検討を行っている。