hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
氷床拡大期のマーキュリーミレニアム解析

この集積・堆積水銀メカニズムは,千年スケールでの北大西洋の堆積水銀量解析に普遍化でき,堆積水銀量変動が氷床拡大縮小現象の重要な化学指標となりえる可能性を得た点で重要である。氷床の拡大・縮小に伴う短期間の海洋表層水塊構造の気候変動の研究は、現在の気候変動にも重要な研究課題であるが,その化学的手法はほとんど報告されていないため,海洋堆積水銀量を数万年からミレニアムスケール(数千年単位)の気候変動研究の普遍的な化学指標とすることを目的とする。平成24年度では,北大西洋IODP Site U1308の現在から100万年間の数万年スケールの堆積水銀量変動は,漂流岩屑堆積物(IRD)量変動とよく一致し,古気候変動のミランコビッチ周期と同様の10万年,4.1万年および2.3万年を与えることの世界初の発見を成し遂げている。かつ,氷期に北大西洋に流出したIRDと水銀を含む氷山が,氷期から間氷期への移行期に透光帯で融解し,この付加水銀を含む海洋水銀を植物プランクトンの下部透光帯種が消費・有機水銀化し,かれらの死骸と共に堆積する集積・堆積メカニズムを明らかにできた。我々が赤道海域で提唱してきた海洋水銀の植物プランクトン下部種による消費・有機水銀化する集積・堆積メカニズムが,北大西洋にも適用できたことは,期待通りの結果であり,海洋堆積水銀による透光帯水塊構造の気候変動研究に,水銀を普遍的な化学的指標を確立する上で重要な成果である。したがって,この成果は,化学的手法がほとんど報告されていない大陸氷床の出現・発達期(300200万年前)(特に急激な気候変動が期待できるガウスーマツヤマ地磁気逆転境界(約2.58Ma)とその前後)の氷床拡大・縮小に伴う北大西洋海域の透光帯水塊構造の気候変動をミレニアムスケールで解析する新化学指標を確立する上で,堆積水銀量と海洋水銀の集積堆積メカニズムの有効性が評価できた,研究手法にも問題が無く,平成24年度の研究計画の目的を十分に達成できた。北大西洋における数千年スケールでの堆積水銀量と植物プランクトンの微化石の群集変動および彼らが生産した有機物量およびその窒素・炭素同位体比の変動関係を明らかにするために,北大西洋で掘削された堆積物コアで,堆積速度が速く,特に地球磁場が逆転したガウスーマツヤマ境界(GMB)(約2.58Ma)の堆積物コアを含むIODP Hole U1314の堆積物コアを入手している。平成24年度では研究手法にも問題がないため,まず,氷床の発達・拡大期(300200万年前)の中で,最も大きく明確な変動がある250年前(MIS99)から255万年前(MIS101)の5万年間の約250試料を選定し,平成24年度と同じ植物性ナンノプランクトンの群集解析と化学・同位体分析と漂流岩屑堆積物量(IRD)の分析(1部は24年度実施発表済)を行い,それらの分析データの変動に数千年スケールの周期性が存在すること,およびその海洋水銀の集積・堆積メカニズムを解明する。加えて,そのX線回折実験による石英や層状ケイ酸塩鉱物量の測定および振動試料磁力計による高温磁気分析とMPMS帯磁率計による低温磁気分析に基づく磁気鉱物種の同定と起源の推定を行う。さらに,MIS101以前の255万年前から290万年前のガウスーマツヤマ境界(GMB)(約2.58Ma)を含む同データセットの分析とその解析を行い,氷床発達・拡大期初期(250万年前から290万年まで)からU1308の現在から100万年前までの結果と比較し,氷床発達期から第四紀全期間に亘る上記データの変動幅や変動関係の推移と普遍的関係ならびに磁場逆転現象が及ぼす海洋環境への影響などの有無を明らかにする。これらの結果から,海洋水銀の普遍的な集積・堆積メカニズムを構築し,北大西洋海域における氷床拡大縮小現象と海洋気候変動をミレニアムスケールで解析する新らたな化学手法を確立する。平成24年度の研究計画には問題がなかったので,平成25年度の研究経費の使用計画には大きな変更はない。平成25年度の研究では,IODPで掘削されたU1314の海底堆積物コア試料(約500個)がすでに確保・準備されているため,その搬送費は不要である。海洋水銀の集積・堆積メカニズムの解明に不可欠な植物性
18-20世紀ロシア小説の文体の計量的・総合的比較研究

1.浦井が構築してきたロシア語形態生成システム、語辞書データベースを、平成10年度に購入したUNIXサーバ・システム上で運用するための準備作業と、語辞書データの最終点検を進めた。2.浦井康男編「カラムジン『ロシア人旅行者の手紙』コンコーダンス」(2巻,北海道大学,2000)を刊行した。3.インターネット上のコーパス等から取得したテキストデータを利用して、ロシア文学作品の語彙・文体・テーマ等について、文学・語学両面からのアプローチによる研究を進めた。(1)平成10年度研究会(北海道大学文学部,1999.2.17-18)では研究分担者・協力者12名が研究成果を発表した。平成12年度には研究のまとめとして、(2)国際ドストエフスキー研究集会・2000《21世紀人類の課題とドストエフスキー》(千葉大学文学部,2000.8.22-25)、(3)平成12年度研究会:Seminar "Comparative Studyof 18-20th Century Russian Novelson Data Bases"(北海道大学文学研究科,2000.8.27)、(4)第25回ドスエフスキー記念国際研究集会「ドスエフスキーと世界文化」(サンクトペテルブルグ,ドストエフスキー記念館,2000.11.8-11)、(5)第50回日本ロシア文学会研究発表会・ワークショップ《ロシア語テキスト研究とデータベース》(東京外国語大学外国語学部,2000.11.12)等で研究分担者・協力者17名が研究成果を発表した。1. UNIXサーバ・システムを購入し、浦井が構築してきたロシア語形態生成システム、語辞書データベースをUNIX環境で運用する準備をはじめた。2.ザソーリナ編「ロシア語頻度辞典」のデータの校正を進め、語辞書データの充実を図った。3. 1998年にインターネット上に公開されたComputer Fund of Russian Languageからゴンチャロフ、プーシキン、ドストエフスキー等の作品のテキストデータを入手し、また新たにプラトーノフの作品、「貴族夫人モロゾヴァの物語」等のテキストデータを作成し、それを使った分析を試みた。5.平成10年度研究会(北海道大学文学部、2月17-18日)を催し、岡本哲也(電気通信大:ロシア語データ処理の諸問題)、浦井康男(インターネットのロシア語リソースの利用)、久保久子(北大:アンドレイ・プラトーノフにおける身体部位の用例について)、大西郁男(北大:「オブローモフ」における人物造形と「もの」)、安藤厚(「罪と罰」の語彙とUppsala Corpusの語彙データの比較)、堀越しげ子(北大DC:プーシキン「ルスランとリュドミラ」の語彙について)、丸山由紀子(学振特別研究員:17世紀ロシア古儀式派文献「貴族夫人モロゾヴァの物語」の語彙的特徴)、栗原成郎(ポゴレーリスキーの文体)、水上則子(県立新潟女子短大:ギリフェルヂング「オネガ地方のブイリーナ」における定型的表現の出現について)、岡本崇男(神戸市外大:ロシア年代記のテキストデータベース利用について)、佐藤昭宏(京大:過ぎし年月の物語の言語と古教会スラブ語の影響の可能性)、島田陽(東京国際大:「チェヴェングール」におけるчувствоとум)が研究報告を行った。1.浦井が構築してきたロシア語形態生成システム、語辞書データベースを、昨年度購入したUNIXサーバ・システム上で運用するための準備作業を進めた。2.インターネット上に公開されているComputer Fund of Russian Language等から入手した、プーシキン、レールモントフ、ゴーゴリ、ゴンチャロフ、ツルゲーネフ、トルストイ、ドストエフスキー等の作品のテキストデータや、すでに作成したプラトーノフの作品、『貴族夫人モロゾヴァの物語』等のテキストデータを使い、Micro-OCP、WordSmith Tools等の文書解析ツールを利用して、さまざまな作品の計量的な分析を試みた。

4.新たな研究成果として、久保久子「プラトーノフ『幸せなモスクワ』における身体の部位の用例について」、浦井康男「ラヂシチェフ『旅』におけるスラヴ/ロシア要素の使用について」を「ロシア語ロシア文学研究」31(1999年10月)誌上に公刊した。5.浦井康男編「ニコライ・カラムジン『ロシア人旅行者の手紙』コンコーダンス」、北海道大学、2000年1月、全2巻、xxi+1,375頁を刊行し、大きな反響を得た。6.平成10年度研究会(北海道大学文学部、1999年2月17-18日)での発表論文をまとめて、『スラヴ学論叢』4-1(北海道大学、2000年2月)誌上に公刊した。1.浦井が構築してきたロシア語形態生成システム、語辞書データベースを、一昨年度購入したUNIXサーバ・システム上で運用するための準備作業と、語辞書データの最終点検を進めた。2.インターネット上のコーパス等から取得したテキストデータを利用して、ロシア文学作品の語彙・文体・テーマ等について、文学・語学両面からのアプローチによる研究を進めた。そのまとめとして、(1)国際ドストエフスキー研究集会・2000《21世紀人類の課題とドストエフスキー》(千葉大学文学部,2000.8.22-25)、(2)本研究平成12年度研究会:Seminar"Comparative Studyof 18-20th Century Russian Novelson Data Bases"(北海道大学文学研究科,2000.8.27)、(3)第25回ドスエフスキー記念国際研究集会「ドスエフスキーと世界文化」(サンクトペテルブルグ,ドストエフスキー記念館,2000.11.8-11)、(4)第50回日本ロシア文学会研究発表会・ワークショップ《ロシア語テキスト研究とデータベース》(東京外国語大学外国語学部,2000.11.12)等において、研究分担者・協力者17名が研究成果を発表した。
p21遺伝子導入による分化誘導を利用した新しい癌遺伝子療法の開発

ヒト培養癌細胞H1299(肺癌)、DLD-1(大腸癌)、LoVo(大腸癌)、SAOA-2(骨肉腫)に,p21遺伝子発現アデノウイルスベクターAd5CMVp21でp21遺伝子を過剰発現させると、細胞周期停止を来たし、また細胞の膨化や核に対する細胞質の比率の増加などの形態学的な変化が観察された。これらは、老化/分化に特異的な変化であり、すべての細胞が老化マーカーであるβ-galactosidase活性が陽性となり、H1299、DLD-1、LoVo細胞ではTRAPアッセイによるテロメラーゼ活性の低下が認められた。さらに、食道癌細胞TE-1、TE-3では、p21遺伝子導入により扁平上皮癌の分化マーカーであるinvolucrinの発現が増強した。involucrinプロモーターを持つルシフェラーゼ・レポーター・プラスミドの導入実験により、このp21のinvolucrinの発現増強作用はtranscriptionalなものであることが明らかになった。また、TE-1扁平上皮癌細胞とヒト正常上皮細胞にアデノウイルスベクターによりp21遺伝子を導入すると、TE-1細胞では一過性のdormant phaseの後に急速にアポトーシスが誘導されたが、正常上皮細胞では増殖停止にともなう緩やかな細胞数の減少が観察された。この反応性の違いは、p21遺伝子導入の遺伝子治療としての臨床応用を考えた場合に、非常に有用であると思われる。ヒトp21遺伝子をアデノウイルスベクターを用いて各種ヒト培養癌細胞(非小細胞肺癌[H1299]、大腸癌[DLD-1、LoVo]、食道癌[TE1、TE13]、骨肉腫[SAOS-2])に導入したところ、フローサイトメトリ解析により細胞周期のG1期停止が認められた。個々の細胞は細胞質の増大や扁平化などの分化/老化によりみられる形態学的変化を呈し、p21遺伝子導入がこれらの現象のtriggerになっている可能性が示された。抽出した蛋白質のテロメラーゼ活性はp21遺伝子導入によりいずれの細胞でも顕著に低下しており、分化傾向が誘導されていると考えられる。また最近、老化のマーカーとしてpH6.0におけるβ-galactosidase活性が注目されているが、p21遺伝子導入によりH1299、DLD-1、LoVo、SAOS-2細胞は強いX-gal染色陽性となり、老化が誘導されていることが明らかになった。TE1(p53変異株)およびTE13(p53正常株)細胞では、p21遺伝子導入により認められる形態学的変化と同様の変化がretinoic acid(RA)処理により得られ、またRA添加後のTE13細胞では強いp21蛋白質発現が観察された。TE1細胞はコラーゲンによりゲル化した繊維芽細胞上で重層培養可能で、この器官培養法により食道上皮をin vitroで再現できると考えられる。現在までのところ、各種実験を繰り返すことでアッセイなどの結果が安定してきており、再現性をもったデータが得られつつある。また、個々の実験結果についてはほぼ当初の予測どうりの結果が得られており、現時点では研究全体からみて順調に進行していると思われる。われわれは以前より、アデノウイルスベクターによる正常なp53遺伝子導入の癌治療への応用を検討してきており、その背景となる基礎研究も積極的に行ってきている。p21遺伝子はp53遺伝子産物の標的遺伝子であり、細胞周期制御に重要な役割を果たしているが、分化あるいは老化細胞でp21蛋白質の発現が増強していることが知られている。これらの結果は、p21蛋白質は単に細胞周期を調節しているのみではなく、分化/老化という形態学的変化にも関与している可能性を示唆している。非小細胞肺癌細胞、骨肉腫細胞、大腸癌細胞などの発生母地の異なる各癌細胞株で、p21遺伝子を導入することにより全ての細胞株で形態学的変化が観察され、また老化マーカーとして知られているβ-ガラクトシダーゼ活性が上昇することを証明した。

さらに、これらの老化細胞ではテロメラーゼ活性が著明に減弱しており、血清を除去することで細胞周期を止めた細胞ではテロメラーゼ活性が変化しないことから、p21は直接テロメラーゼ活性を制御している可能性が示唆された。食道癌細胞TE-1、TE-3では、p21遺伝子導入により扁平上皮癌の分化マーカーであるinvolucrinの発現が増強した。involucrinプロモーターを持つルシフェラーゼ・レポーター・プラスミドの導入実験により、このp21のinvolucrinの発現増強作用はtranscriptionalなものであることが明らかになった。また、TE-1扁平上皮癌細胞とヒト正常上皮細胞にアデノウイルスベクターによりp21遺伝子を導入すると、TE-1細胞では一過性のdormant phaseの後に急速にアポトーシスが誘導されたが、正常上皮細胞では増殖停止にともなう緩やかな細胞数の減少が観察された。この反応性の違いは、p21遺伝子導入の遺伝子治療としての臨床応用を考えた場合に、非常に有用であると思われる。
脳卒中データバンクを用いた再開通治療の実態解明とデータフィードバック効果の検討

虚血性脳卒中に対するtPA静注血栓溶解療法と血管内再開通療法の複合治療はその有効性が確立され、わが国のガイドラインにも明記されたが、その診療実態は十分明らかになっていない。本研究では、わが国最大の脳卒中レジストリのひとつである日本脳卒中データバンクに蓄積されたデータを用い、tPA静注療法及び血管内再開通療法の実態を明らかにし、診断,治療,ひいては医療費削減に資する研究成果を提供する。また、quality indicator(QI)を用いたベンチマーキング機能を開発し、これをデータバンクに実装することで、参加施設に自施設の診療内容をフィードバックし、診療の質の改善に寄与するかどうかを検証する。
異常胸肉の抑制に寄与する鶏の血流改善飼料の開発

本研究の目的は、ブロイラーの胸肉が異常な肥大とゴム状に硬化する「異常胸肉」の発症機序の解明と、正常胸肉の安定的な産出を目指した新たな鶏飼料の開発である。現在の鶏肉業界では、品質低下を伴う異常胸肉の多発が問題となっている。異常胸肉の発症は、胸肉への血流量不足による酸化ストレスが原因とされている。申請者は、異常胸肉を発症した鶏では、骨格筋への血流を促進するホルモンであるGlucagon like peptide-1 (GLP-1)の血中濃度が減少していることを見出している。そこで本研究では、異常胸肉の発症機序における血中GLP-1の関連性を明らかにし、さらに、GLP-1分泌を誘導するカスタムメイド飼料により異常胸肉の発症が抑制されるか検証すことを目的とした。平成30年度は、血中GLP-1濃度と、酸化ストレスおよび胸肉の変性について生化学およびミクロからマクロレベルでの形態学的手法により相関を解明することにした。具体的には、1養鶏場にて申請者が確立した翼の拳上検査法により、異常胸肉を発症した鶏と未発症の鶏を摘発し、血中GLP-1濃度を測定する。2鶏の研究で多く用いられる脂質過酸化物質をストレスマーカーとして設定しTBARSアッセイ法により測定する。3q-PCRと光学顕微鏡観察により筋線維の炎症と再生に関与する遺伝子の発現量と筋線維の変性と炎症による結合組織の増加を観察して相関を明らかにする。以上の3点を実施することにした。当該年度に予定していた検体の採取は予定通り実施し解析を順次行う予定であったが、平成30年9月6日に北海道で発生した地震後の2日間の停電により、血中GLP-1濃度および酸化ストレスを測定するTBARSアッセイ用の凍結血清サンプルが融解を起こしてしまった。そのため、再度の鶏の飼育と検体採取の必要から予定の遅延が生じてしまった。光学顕微鏡観察およびq-PCR解析は予定通り解析を実施し、筋変性および炎症反応の遺伝子発現量は光学顕微鏡で認める組織構造の破綻に先行して増加していることが示唆された。大停電のアクシデントにより遅延は起こったが解析成果は着実に積み重ねている。当初の計画では平成31年度は飼料に特定のアミノ酸を添加した飼料の給餌によるGLP-1分泌の変化と発症の関連を検索する予定であったが、最新の研究では飼料の蛋白質含量が発症に関与すると報告されている。そこで、本年度は低蛋白質飼料と高蛋白質飼料の給餌による筋組織構造の変化とGLP-1濃度の関連を明らかにし、違いを認めた場合には飼料中の蛋白質の成分を精査し原因と思われるアミノ酸の特定を行うことにした。これによって、無作為にアミノ酸を添加する飼育実験を繰り返すよりも極めて効率的に異常胸肉の発症を抑制するアミノ酸の特定を行うことにする。

これによって、無作為にアミノ酸を添加する飼育実験を繰り返すよりも極めて効率的に異常胸肉の発症を抑制するアミノ酸の特定を行うことにする。大停電の影響により実験鶏の再飼育だけでなく凍結保管していた試薬の購入が必要となり、前倒し請求を行った。実験は半期遅れて進行中であるため今後は適宜計画通りに使用する予定である。
Webカメラを用いたビデオクリップ自動作成システムの普及と評価に関する研究

研究代表者らは,理科の授業における観察を支援するとともに,結果として得られたビデオクリップ自体を授業の救材とすることを目的とし,パソコンと安価なWebカメラを用いたビデオクリップ自動作成システムの開発,評価および本システムを用いた授業案の検討に関する研究を行ってきている.本年度は,小学校3年生3クラスで「かげと太陽」の学習について行った。実施時期は2006年5月中旬-6月中旬の計12時間であった.本単元では,日なたと図1並置ビデオ画面例日かげの地面のようすを比較して調べる活動を通して,その違いをとらえることや学習の過程で見られる影の変化と太陽の動きの関係について着目することをねらいとしている.そのうち,影の変化と太陽の動きについて,両者の動きの連動性を,より確かに説明できることを目標に,Webカメラシステムを活用した観察活動を展開した.表1に単元構想を示す.ビデオ閲覧の際には,「太陽の高さ」と「影の長さ」,「太陽の動く方向」と「影の動く方向」という視点を持たせて,子どもたちの積極的な観察活動を促していった.質問紙調査を実施した結果,小学校3年生を対象とした本授業では,並置画像による観察が学習に有効であったとは必ずしもいえない.児童の自由記述を見ると,原因としては,児童が発達段階的に,速いスピードで変化する並置画像を十分比較しつつ理解することができなかったおそれがある(記述2件).魚眼レンズを利用して円形の動きを表現した点についても,空間認識能力が十分でなかったおそれが示唆される(記述4件)、しかし児童の自己効力感に多少有効に働いていることも分かった.研究代表者らは,理科の授業における観察を支援するとともに,結果として得られたビデオクリップ自体を授業の教材とすることを目的とし,パソコンと安価なWebカメラを用いたビデオクリップ自動作成システムの開発,評価および本システムを用いた授業案の検討に関する研究を行ってきている.本年度は,本システムにおいて,複数のカメラの画像を1つのビデオクリップに並置して表示する機能を開発して実験授業を通して評価を行った.本機能は,複数の観測対象を比較しながら学習する場合に特に有効であることが期待される。ビデオクリップ並置機能とは,1つの画面にビデオクリップをいくつか並べて同時に見ることができる機能である.従来のシステムにおいては,1台のカメラで撮影可能な観察対象を継続して観察することを前提としてユーザインタフェースが設計されていたため,1つの画面にビデオクリップが1つであった.様々な観察対象を一画面に並置することは,観察者の視点の構成に対して良い効果を与えることが期待できる。複数の観察対象を観察して相違点や類似点を比較することにより学習を進めていく場合,従来のシステムでは,何本ものビデオを繰り返して再生する必要があった.しかし,本機能を用いると,複数の観察対象における相違点や類似点を同時に比較することができる.本機能に関する評価は,4種類の植物(マリーゴールド,百日草,ミニひまわり,ほうせんか)をカメラ8台を用いて長期間に亘り観察する授業(小学校3年生理科:植物園をつくろう,期間5月-10月)および物質の溶解・析出に関する授業(小学校5年生理科)において実施した.その結果,従来のシステムより幅広い視点で学習を進めていく児童が多くなるという結果を得た.研究代表者らは,理科の授業における観察を支援するとともに,結果として得られたビデオクリップ自体を授業の救材とすることを目的とし,パソコンと安価なWebカメラを用いたビデオクリップ自動作成システムの開発,評価および本システムを用いた授業案の検討に関する研究を行ってきている.本年度は,小学校3年生3クラスで「かげと太陽」の学習について行った。実施時期は2006年5月中旬-6月中旬の計12時間であった.本単元では,日なたと図1並置ビデオ画面例日かげの地面のようすを比較して調べる活動を通して,その違いをとらえることや学習の過程で見られる影の変化と太陽の動きの関係について着目することをねらいとしている.そのうち,影の変化と太陽の動きについて,両者の動きの連動性を,より確かに説明できることを目標に,Webカメラシステムを活用した観察活動を展開した.表1に単元構想を示す.ビデオ閲覧の際には,「太陽の高さ」と「影の長さ」,「太陽の動く方向」と「影の動く方向」という視点を持たせて,子どもたちの積極的な観察活動を促していった.質問紙調査を実施した結果,小学校3年生を対象とした本授業では,並置画像による観察が学習に有効であったとは必ずしもいえない.児童の自由記述を見ると,原因としては,児童が発達段階的に,速いスピードで変化する並置画像を十分比較しつつ理解することができなかったおそれがある(記述2件).魚眼レンズを利用して円形の動きを表現した点についても,空間認識能力が十分でなかったおそれが示唆される(記述4件)、しかし児童の自己効力感に多少有効に働いていることも分かった.
保存図書の酸性化対策に関する研究

1.図書の脱酸性化処理;前年度の補助金によって作製した装置を用い、主としてジエチル亜鉛による図書の中和処理を行ない、脱酸性化効果を検討した。まず下級紙、中質紙、セミ上質紙、酸性上質紙、中性上質紙など、密度、原料パルプを異にする各種の書籍用紙について、単層の紙から書籍のように多数枚の層状まで各種の条件における紙中へのジエチル亜鉛の浸透を検討した。またジエチル亜鉛処理時の真空度、温度、添加量、紙中残留水分が紙中残留亜鉛に及ぼす影響も検討した。紙中残留亜鉛は原子吸光法で測定しているが、上記処理により12以上の量を紙に含有させられ、処理した紙を急速老化処理したところ劣化防止効果が著しいことが認められた。2.保存図書の分析;1910年代初めより現在に至る図書約50冊について、紙のpH、白色度、水分、耐折強さ、繊維配合率、項料組成などを分析し、在来行われた官能評価による保存図書の劣化調査と対比させた所、よく一致することが知られた。また、現行発行図書の用紙のpHを測定、中性紙化が進行していることを明らかにした。3.和紙の劣化の検討;古くから和紙に行われている陶砂引きが劣化に及ぼす影響を調べ、明礬液として35g/l以上の濃厚液を使用すると、pH、白色度、強度低下が著しくなることを明らかにした。4.劣化の機構;紫外線照射、高温高湿条件による劣化作用を、紙の強度、光学的性質、ぬれあるいは吸水性、さらにセルロースの重合度などから測定し、紙の劣化機構について考察した。
阪神大震災後の解体作業による大気中粉塵の濃度並びに粒径分布の経時的変動について

平成7年1月17日に発生した阪神・淡路大震災の被災地域では、一斉に倒壊建造物の解体作業が行なわれている。そこで粉塵の増加による住民への健康影響が懸念されるため、解体作業周辺の大気中粉塵濃度を測定することにした。方法は、同年5月から翌年9月にかけて、神戸市内の解体作業現場付近で、アンダーセンエアサンプラーを用いて大気中粉塵を捕集した。測定した粉塵は総粉塵濃度と粒径別に小粒子(0-2.1μm)、中粒子(2.1-11.0μm)、大粒子(11.0μm以上)に3区分して検討した。解体現場付近では、総粉塵濃度は0.20-0.23mg/m^3で、対照とした非解体地域の約1.2-2.2倍で中粒子の割合が大きかった。ビル解体現場付近では、前日雨であっても建造物の内部まで水分が浸透せず、粉塵濃度は影響を受けにくいが、木造家屋では、構造内部まで水分が浸透しやすく、中粒子の割合が1/2に減少し、対照地域と同程度まで減少した。解体処理に伴って発生した粉塵により、例年より大気中濃度は上昇したものの、環境基準の上限(1時間値が0.20mg/m^3を超えないこと)程度であり、一般住民の呼吸機能を障害するとは考えにくい。しかし、中粒子の割合が多く、気管・気管支の粘膜刺激症状を訴える住民も多かったことから、マスクの着用やうがいなどの防御措置を講じた方がよいと考えられる。更に解体作業に伴う粉塵の発生と対比する為、自然発生源として、桜島の噴煙による周辺地域での粉塵濃度についても検討した結果、噴煙による粉塵は震災地の粉塵より大粒子の割合が多く、呼吸器系への影響は少ないであろうと推測された。また解体作業現場内での作業従事者については、吸入性粉塵(粒径7.07μm以下)の濃度が4mg/m^3と、日本産業衛生学会が勧告している濃度(2mg/m^3)の2倍であったことから、作業者は呼吸用保護具を装着しておく必要があると考えられる。
骨格筋分化効率の向上に寄与する小胞体ストレスと応答分子の機能解明

マウス骨格筋細胞株C2C12に対してXBP1-shRNAを導入してXBP1ノックダウン細胞を作製し、骨格筋分化に生じる影響について解析した。XBP1をノックダウンすると筋管形成に著しい抑制が起こり、分化に不可欠なMRFsだけでなく、ミトコンドリア生合成に関わるPGC-1αや、MEF2ファミリー分子の遺伝子発現も抑制されることが明らかとなった。XBP1をノックダウンした細胞では、分化過程のアポトーシス細胞死が過剰となることが明らかとなった。通常の筋細胞でも分化誘導後24時間48時間にかけて死細胞の緩やかな増加が見られたが、分化誘導後24時間のXBP1ノックダウン細胞では死細胞数が対照区と比較して7倍近く増加しており、その後はむしろ減少した。また、XBP1ノックダウン細胞ではアポトーシスの実行因子であるCleaved-Caspase3発現が、分化誘導後12時間で対照区の2倍以上高くなっていた。この結果は、XBP1が骨格筋分化における細胞保護的な役割を担っていることを示唆している。XBP1ノックダウン細胞で確認されたアポトーシス促進が、ミトコンドリア生合成の抑制および、酸化ストレスによって生じている可能性を鑑み、XBP1ノックダウン細胞におけるミトコンドリア量、活性酸素種(ROS)の定量解析を行ったが、いずれも変化は認められなかった。一連の解析によってXBP1は骨格筋分化に不可欠な因子であり、血清飢餓による分化誘導の際に細胞保護的な役割を担うことが明らかとなった。しかしながらXBP1が分化調節に寄与する具体的な下流シグナルおよび作用機序に関しては、さらなる検討が必要である。29年度が最終年度であるため、記入しない。筋サテライト細胞の分化過程において、XBP1、ATF4、CHOP、ATF6といったUPR関連因子の遺伝子発現が高くなることを明らかにした。特に、XBP1の遺伝子発現増加は他の因子に比べて顕著であり、未分化時と比べて810倍近く増加していた。また、XBP1の遺伝子発現は分化後期(分化誘導4日目)に高くなることが示され、分化中期(分化誘導2日目)に発現がピークとなる他のUPR関連因子とは異なる発現挙動を有することが明らかになった。この結果は、XBP1が他のUPR関連因子とは独立し、骨格筋分化に関わる何らかの機能を持つ可能性を示唆している。XBP1は小胞体膜にあるストレスセンサー分子であるIRE1を介して活性化されることが知られていることから、C2C12細胞にIRE1-shRNA導入したIRE1ノックダウン筋細胞株を作製し解析した結果、IRE1ノックダウン細胞株では分化誘導を行っても筋管形成が生じないことが明らかとなった。IRE1のRNase活性を特異的に阻害する薬剤(STF-083010)およびKinase活性を阻害する薬剤(APY-29)をそれぞれC2C12細胞株に添加し、分化に及ぼす影響を解析した。その結果、STF-083010を添加した細胞では筋管形成が阻害された一方で、APY-29を添加した細胞では筋管形成の阻害が起こらなかった。IRE1のRNase活性が分化において必須であることが示され、IRE1はXBP1を介して骨格筋分化に関与していることがより明確になった。小胞体ストレス応答機構、特にIRE1-XBP1経路が骨格筋分化に必要な経路であることを見出した。今後は、XBP1下流の分子経路を明らかにするとともに、分化誘導刺激後における生細胞と死細胞における、これら経路の関わりを明らかにする必要がある。28年度において、筋サテライト細胞の分化過程にはXBP1発現の著しい増加が見られること、加えて、IRE1のRNase機能を介したXBP1活性化が骨格筋分化に必須であることを解明した。しかし、XBP1がどのようにして骨格筋分化を促進するのかについて具体的な作用機序はわかっていない。

さらに、骨格筋分化を促進する効果のある軽微な小胞体ストレス刺激を与えた際、筋細胞が獲得する形質やストレス応答機構の変化も依然として不明なままである。作用機序の検討では、FOXO1という分子に着目し検討する。FOXO1は骨格筋において発現が高く、過去の知見より骨格筋分化と密接な関係があることが知られている。近年、FOXO1とXBP1の間には物理的相互作用があることが見出され、XBP1がFOXO1の発現調節に寄与するという興味深い知見が報告されている。よって、我々は骨格筋分化過程におけるXBP1-FOXO1の相互作用の有無について解析していく。さらに分化誘導刺激後の生存・死細胞の間でIRE1-XBP1活性を比較し、同機構が分化誘導刺激後の生存細胞の筋分化効率に及ぼす効果を解明する29年度が最終年度であるため、記入しない。29年度が最終年度であるため、記入しない。
心ファブリー病の遺伝子異常と発症病理の解明

心ファブリー病の遺伝子異常と発症病理の解明のためにプロモーター領域を含めた転写異常の解明を行った。対象としてαガラクトシダーゼ酵素蛋白をコードする領域、すなわちエクソン1-7には異常は認めず、αガラクトシダーゼ遺伝子のmRNAの著明な減少を認めた心ファブリー病5例を用いた。このような遺伝子異常の報告はない。これらの症例ではプロモーター領域などの転写機構の異常が推測されたので、この領域の遺伝子異常を明らかにすることを試みた。αガラクトシダーゼ遺伝子のエクソンが1の5'側の上流は1120bpの塩基であるが、そのどの位置にプロモーター領域が存在するのかについては未だ同定されていない。そこで新たにプライマーを作成して上流1120bpの塩基配列を決定した。その結果、1120bpの中で1070bpの塩基配列を決定できたが、心Fabry病5例全例において1070bpのいずれも正常配列であり、異常は認めなかった。この結果より、おそらく5'側の上流には遺伝子異常が存在しない可能性が強くなってきた。それにプロモーター領域の同定はなされていないが、プロモーターは正常である可能性がある。今後、残りの50bpの塩基配列決定を行い遺伝子異常を明らかにする予定である。異常を認めない場合は、イントロン内の塩基配列決定を行う。
成人T細胞白血病患者家系におけるHTLVー1免疫応答遺伝子の解析

鹿児島県下で昭和6162年度に発症したATL患者36名,同地区一般,康人112名,HAM患者44名と夫々の家族,計323名のHLAハプロタイプとHTLVー1特異T細胞増殖反応を測定しATL家系に特発するHLAハプロタイプの同定とそれに連鎖するHTLVー1免疫応答遺伝子の機能を解析した.ATL患者群のHLAは一見したところ多型性にとみ特定されるものは見出しえなかったが, A26B_w62C_w3DR5DQ_w3をプロトタイプとするHLA成分に注目すると, ATL群の全例でこれに関連するHLAが分断されて見出された.しかし,一般健康集団, HAM群ではこれらのHLAの特徴をもたずATL群との相異が認められた.加えて, ATL群に特異なことはHLAの,失が約30%の患者でみられMHCを基盤とする免疫応答の異常が示唆された.以上のHLAハプロタイプの分布とHTLVー1免疫応答の高低差の関連性からATL群はHAMおよび平均的日本人集団とは異なる民族系統であり,かつ免疫機能の低応答性がATL群の発症素因に関係する可能性が示された.しかるに鹿児島県の一般健康集団でも上記HLAハプロタイプによってHTLVー1免疫応答能が区別されることが判った.鹿児島県の特定家系でATL発症の免疫遺伝学的要因が関与している可能性がつよく示唆された.鹿児島県下で昭和6162年度に発症したATL患者36名,同地区一般,康人112名,HAM患者44名と夫々の家族,計323名のHLAハプロタイプとHTLVー1特異T細胞増殖反応を測定しATL家系に特発するHLAハプロタイプの同定とそれに連鎖するHTLVー1免疫応答遺伝子の機能を解析した.ATL患者群のHLAは一見したところ多型性にとみ特定されるものは見出しえなかったが, A26B_w62C_w3DR5DQ_w3をプロトタイプとするHLA成分に注目すると, ATL群の全例でこれに関連するHLAが分断されて見出された.しかし,一般健康集団, HAM群ではこれらのHLAの特徴をもたずATL群との相異が認められた.加えて, ATL群に特異なことはHLAの,失が約30%の患者でみられMHCを基盤とする免疫応答の異常が示唆された.以上のHLAハプロタイプの分布とHTLVー1免疫応答の高低差の関連性からATL群はHAMおよび平均的日本人集団とは異なる民族系統であり,かつ免疫機能の低応答性がATL群の発症素因に関係する可能性が示された.しかるに鹿児島県の一般健康集団でも上記HLAハプロタイプによってHTLVー1免疫応答能が区別されることが判った.鹿児島県の特定家系でATL発症の免疫遺伝学的要因が関与している可能性がつよく示唆された.
高配向ポルフィリン単分子膜・多層膜の構築による反応場制御

分子配列の制御されたポルフィリン組織化膜を固体表面上に構築し,電極反応がもっとも効率の良い形で発現する場を創造することを目的に研究をおこなった。アルカンチオール側鎖数が一本と四本のテトラフェニルポルフィリン誘導体を合成した。中心金属イオンを導入した後にセルフアセンブリ法により組織化単分子層を構築する方法と,単分子層を構築した後に金属イオンを導入する方法を検討した結果,他種類の金属イオンを迅速に導入できる点で後者が優れていることがわかった。中心金属イオンはにCo(II),Fe(II),Zn(II),Mn(II),Cr(II)を用いた。合成の最終段階と単分子層の構築は本研究で購入した真空グローブボックスを用いて嫌気下で行った。種々の分光法と電気化学測定により,構築した単分子層のキャラクタリゼーションを行った。その結果,一本鎖ポルフィリン単分子層では側鎖およびポルフィリン環とも表面に垂直より若干傾いてスタックしており,四本鎖ではポルフィリン環が表面に平行に配列していることが明らかになった。また,これらの単分子層の酸素分子の還元反応に対する電極触媒能を検討したところ,Co(II),Fe(II)ポルフィリンが良好な活性を示した。さらにCo(II)ポルフィリンでは,一本鎖の場合は過酸化水素が,四本鎖の場合は水が主な生成物であることを回転リングディスク法などの電気化学的手法を用いて明らかにした。また,アルカンチオールとの複合単分子層では単一膜に比べて大きな過電圧を必要とした。以上,本研究では,アルカンチオール側鎖数の制御により分子配向の制御が可能であること,配向や配列の異なった単分子層は異なった電極触媒能を示すことを明らかにした。
高機能単一細胞診断を目指したマイクロウェル実装バイオアッセイシステムの開発

従来,がん細胞の細胞診断において薬剤感度試験を行う場合,細胞の表面抗原を蛍光標識抗体によりイメージングするなど多くの細胞診断法が開発され臨床に応用されてきた.しかしながら装置が高価であることや成功率が低いこと,操作が煩雑であること等の理由から,低価格・高精度かつ簡便に評価が可能な新しい細胞診断デバイスの開発が求められている.本研究課題では,単一細胞に対して高精度・高効率な細胞診断が可能な新しいバイオアッセイシステムを開発した.従来,がん細胞の細胞診断において薬剤感度試験を行う場合,細胞の表面抗原を蛍光標識抗体によりイメージングするなど多くの細胞診断法が開発され臨床に応用されてきた.しかしながら装置が高価であることや成功率が低いこと,操作が煩雑であること等の理由から,低価格・高精度かつ簡便に評価が可能な新しい細胞診断デバイスの開発が求められている.本研究課題では,単一細胞に対して高精度・高効率な細胞診断が可能な新しいバイオアッセイシステムを開発した.従来,がん細胞の細胞診断において薬剤感度試験を行う場合,細胞の表面抗原を蛍光標識抗体によりイメージングするなど多くの細胞診断法が開発され臨床に応用されてきた.しかしながら装置が高価であることや成功率が低いこと,操作が煩雑であること等の理由から,低価格・高精度かつ簡便に評価が可能な新しい細胞診断デバイスの開発が求められている.本研究課題では,単一細胞に対して高精度・高効率な細胞診断が可能な新しいバイオアッセイシステムを提案する.すなわち,細胞をソーティングしたアレイ型チップをマイクロ流体型チップに実装することにより薬剤などの送液機能をも具備した単一細胞診断チップの開発を行うことを目的とする.昨年度に引き続き本年度もマイクロポンプの開発を行った.マイクロウェル内に培養した細胞に試薬を送液するためのポンプとしてマイクロポンプを作製するものである.ポンプの仕様は外部磁場によって回転するスターラーにより送液を行う磁気駆動型マイクロポンプとした.スターラーは磁性体の微細加工技術により作製した.予備的検討により低速回転域ではマイクロポンプは十分に機能することを確認した.高速回転域では流路抵抗や回転摩擦抵抗により外部磁場に追従できず十分な回転が得られなかったためこれは今後の課題である.また,作製したマイクロポンプを用いてマイクロウェル内に培養した細胞に対してカルセインの送液実験を行った.生細胞の染色により本システムの有効性を確認することができた.従来,がん細胞の細胞診断において薬剤感度試験を行う場合,細胞の表面抗原を蛍光標識抗体によりイメージングするなど多くの細胞診断法が開発され臨床に応用されてきた.しかしながら装置が高価であることや成功率が低いこと,操作が煩雑であること等の理由から,低価格・高精度かつ簡便に評価が可能な新しい細胞診断デバイスの開発が求められている.本研究課題では,単一細胞に対して高精度・高効率な細胞診断が可能な新しいバイオアッセイシステムを提案する.すなわち,細胞をソーティングしたアレイ型チップをマイクロ流体型チップに実装することにより薬剤などの送液機能をも具備した単一細胞診断チップの開発を行うことを目的とする.昨年度に引き続き本年度もマイクロポンプの開発を行った.マイクロウェル内に培養した細胞に試薬を送液するためのポンプとしてマイクロポンプを作製するものである.ポンプの仕様は外部磁場によって回転するスターラーにより送液を行う磁気駆動型マイクロポンプとした.スターラーは磁性体の微細加工技術により作製した.予備的検討により低速回転域ではマイクロポンプは十分に機能することを確認した.高速回転域では流路抵抗や回転摩擦抵抗により外部磁場に追従できず十分な回転が得られなかったためこれは今後の課題である.また,作製したマイクロポンプを用いてマイクロウェル内に培養した細胞に対してカルセインの送液実験を行った.生細胞の染色により本システムの有効性を確認することができた.従来,がん細胞の細胞診断において薬剤感度試験を行う場合,細胞の表面抗原を蛍光標識抗体によりイメージングするなど多くの細胞診断法が開発され臨床に応用されてきた.しかしながら装置が高価であることや成功率が低いこと,操作が煩雑であること等の理由から,低価格・高精度かつ簡便に評価が可能な新しい細胞診断デバイスの開発が求められている.本研究課題では,単一細胞に対して高精度・高効率な細胞診断が可能な新しいバイオアッセイシステムを提案する.すなわち,細胞をソーティングしたアレイ型チップをマイクロ流体型チップに実装することにより薬剤などの送液機能をも具備した単一細胞診断チップの開発を行うことを目的とする.本年度は最終年度として,本バイオアッセイシステムの第一段階開発期としての完成を目指した.前年度より継続して開発を行っているマイクロ流体型チップはより簡便により精度良くアレイ型チップに実装することが可能となった.また,流路を4本設け,LabViewにてマイクロポンプを制御することにより異なる流量の試薬をそれぞれの流路に流すことに成功した.さらに,本デバイスを用いて内皮細胞の流れ負荷実験が可能であることを示した.具体的にはアレイ型チップに内皮細胞を予めコンフルエント状態になるまで培養し,マイクロポンプの送液により内皮細胞に流れによるせん断応力を負荷するものである.内皮細胞はマクロな系で行われてきた実験結果と同様に流れの方向に伸長・配向した.
部分免震構造の研究

本研究課題は、通常の免震構造には不可欠である地下のピットを用いることなく、高層建築物に免震構造と同等の高い減衰性能を与え、かつ、地震時における加速度応答の低減を実現する構造形式について、解析的な検討を行ったものである。5層鋼構造建物の1/30スケールモデルを高精度に制作し、小型振動台を用いた地震波加振実験により、減衰効果と振動数の変化が関連していることを初めて実験で検証した。実験研究と解析検討により、積層ゴム支承と減衰装置を組合せ、柱梁骨組み内部に分散配置する構造形式を詳細に検討した。この構造形式を「部分免震構造」と定義し、特許の出願を行うとともに積層ゴムに必要な部材性能を明らかとした。◇平成23年度平成24年度までの研究概要と今後の予定本研究課題は、高層建物の第1層のみを免震構造とするのではなく、多層に渡って免震構造部材を配置することにより、長周期で高減衰の振動系を作り、結果として高耐震な建築構造物を比較的低価格で実現することを目標にしている。昨年までの解析研究により、多層に免震構造部材を配置した場合の地震応答解析プログラムを作成し、必要な部材性能について基本的な知見を得た。この結果に基づき、本年度は大学の知的財産権登録を目指し、その後、研究成果を論文にまとめる予定である。本年度は、解析研究から必要とされる性能を満足すべき、実用的な試験体を製作し性能確認実験を実施する予定である。◇具体的内容高層建築(10階建以上)は、その形状が積層ゴムと同じである。積層ゴムは鋼製の積層板とゴムの薄層が互層構造となって鉛直荷重を支えるとともに水平剛性が低い構造となっている。一方の高層建築も床を支える梁によって硬くて薄い層と柱によって作られた空間という柔らかい層が互層構造を成している。従って、大きな変形が生じた時の座屈性能や変形したときの水平剛性の低下などは、ほぼ同じ力学的な性状を示す。そこで、高層建物の柱に積層ゴムを部分配置することにより剛性を調節すると、大きな変形能力と鉛直荷重支持能力を兼ね備えた「高耐震」構造を実現することができる。この考え方は、従来の構造設計手法とは大きく異なるため(部材の平面保持の仮定が成立しないので曲げモーメント分布の変化の割合がせん断力に等しくない)解析が不可能であった。本研究の最も大きな成果は、この仮定を設定しなくても荷重変形関係を大変形領域で正確に評価できるモデルを解析ソフトに組み込んだ点にある。この数値解析ソフトにより、従来困難であった減衰性能の評価を正確に行えるようになり部分免震支承の配置計画を行えることが可能となった。本研究課題は、建築構造物の一部分に分散配置した積層ゴム支承を配置することによって、免震構造に特有の地下ピットを作ることなく、高い減衰性能と比較的長周期の建物固有周期を実現する方法を検討したものである。解析検討を行い、超高層建物の場合はせん断剛性を低減するかわりに、曲げ剛性を低減することによって建物固有周期を長くして、層間に設置する減衰装置の性能を向上させることが可能となった。さらに、幾何学的非線形を考慮した積層ゴムの座屈モデルと、材料非線形を有する積層ゴムの座屈モデルについて考察を行い、統一的な非線形座屈モデルを考察するに至った。現在、材料非線形と幾何学非線形を同時に考慮した統一モデルの検討を行っている。この新しいモデルを用いて、部分免震構造に必要な積層ゴム支承の性能を満足する部材を検討した。以上、2つの解析検討の結果得られた新型積層ゴム支承に必要な性能は、従来の積層ゴムの形状とは大きく異なる。そのため、実験による性能の把握と確認が必要となる。現在、非線形座屈モデルに材料非線形と幾何学非線形を同時に考慮したモデルを用いた場合のモデル化について論文をまとめている。研究の結果、部分免震構造の実現には、曲げ剛性の小さい積層ゴム支承を実現する必要のあることが判明した。現在、実験研究により、部分免震構造を実現できる曲げ剛性の小さい積層ゴムの性能確認を行っている。また、論文による公表に先立ち、特許出願のための準備を行っている。今後は、このモデルに基づいた積層ゴム支承を実現し、性能確認実験を行う予定である。平成23年度の研究計画では、部分免震構造の実用化に必要な積層ゴム支承の解析検討を行い、試験体の形状をスタディーする計画となっていた。解析検討計画の概要を示す。(1)部分免震構造を高層の鋼構造ラーメン構造に適応した場合のパラメータスタディを行い、必要な減衰性能、剛性、変形能力、鉛直荷重支持能力などについて検討を行う。次に、応答せん断力の低減効果、応答変形の低減効を、従来の耐震構造システムと比較した際の耐震性能向上を数量的に把握すること。

(2)幾何学的非線形理論に基づく、座屈理論モデルに基づき、必要性能を満足する積層ゴム支承の試設計を行うこと。平成23年度は、計画通りほぼ目標の性能を満足する形状の積層ゴム支承を確定した。具体的には、目標性能を満足する積層ゴム支承の形状として、直径600mm、高さ700mm、中空断面を有し、鉛を封入した状態で弾塑性の復元力特性を有するものと決定した。この事前解析の結果を基に、実験用試験体を製作し静的加力実験を計画している。常時の鉛直支持荷重は250トンを予定しており、プロトタイプ試験体の座屈荷重は750トンと予想されている。解析では250トンの鉛直荷重を加えた状態で、水平変形能力±600mmの繰り返し水平加力に耐えられるものと推定されている。この結果は、部分免震構造を実現する部材として十分な性能を有している。また、解析検討結果を基に試験体を計画しており、実験の準備も順調に進んでいる。◇研究目的本提案は高層建築の耐震性能を飛躍的に向上させる耐震構造システムに関する研究である。本研究成果が実用化されると、ラーメン構造と比較して応答せん断力は1/4程度、応答変形は1/2に削減される。また、免震構造と比較すれば、免震構造で不可能であった応答変形の削減と応答せん断力の削減を同時に達成することが可能となる。◇達成度の評価理由本提案の研究目標に照らして、現在までのところ解析研究はほぼ順調に進んでおり、部分免震構造を実用化するのに必要な積層ゴム支承の性能を特定するところまで進んでいる。残された課題は、性能を満足する積層ゴム支承を製作し実験によってその性能を確認することである。実用化に至るまでは、開発部材の大臣認定取得、一般的な汎用構造解析ソフトへ部材性能データを入力することなどが残された課題である。以上の研究達成状況と当初の研究目的を照らし合わせて、現状の研究達成状況は概ね予定通りである。実験に向けた試験体の解析を実施した。現在までに、試験体の形状をほぼ確定し、平成24年度の実験に向けた準備はほぼ終了しているため。◇本研究課題提案時点での研究達成度既に、解析研究はほぼ当初の計画通り進んでおり、部分免震構造用積層ゴム支承に必要な部材性能を検討する段階に進んでいる。当初の目標は、プロトタイプの部分免震構造用積層ゴムを実験によって性能確認し、実用化の一歩手前まで行う予定であった。平成25年度は試験体を計画し、制作メーカと協議を行い実用化を目標とした試験体の制作を行う予定である。また、平成25年度は最終年度であり、大学を通じた特許出願、研究論文の発表、実用化を目的としたプロトタイプ積層ゴムの形状検討を行う予定である。当初の研究計画では、部分免震構造に適したプロトタイプ積層ゴム支承を実験によって確認することになっていた。本実験には3体の試験体を用意し、解析研究で予想された性能を実験で確認する予定である。震災の影響を考慮して、通常の免震構造にも使用可能で、かつ高性能な積層ゴム支承としての性能も併せ持つプロトタイプ積層ゴムの解析が終了後、実験を実施し、当初の目標を達成する予定である。実験結果により、プロトタイプ積層ゴム支承を実用化する方向性が確認できれば、広く研究成果を製造メーカに開示し、実用化に向けた技術移転のプロセスに進む予定である。
新型の翻訳後修飾“ポストリン酸糖鎖”の全構造・修飾機序・病態生理的意義の解明

ポストリン酸糖鎖は、その異常が筋ジストロフィーや脳奇形に直結することから、重要な生理的役割を担っていると考えられる。しかし、その構造、修飾機序、生理機能について不明な点は多い。本研究では、ポストリン酸糖鎖の実体として、リビトールリン酸という哺乳類ではこれまで知られていなかった新規の修飾体が二つ連なった構造を同定した。更に、この構造の生合成に関わる酵素として、4種の筋ジストロフィー原因遺伝子の機能を明らかにした。また、リビトールリン酸不全型の疾患モデルを作出し、脳病態の発症機構を明らかにし、新たな治療戦略の構築に至った。新型の翻訳後修飾体として最近発見された“ポストリン酸糖鎖"は、その異常が筋ジストロフィーや精神発達遅滞などの疾患に直結することから、生体において重要な役割を担っていると考えられる。本研究では、ポストリン酸糖鎖の構造全貌と修飾に関わる酵素活性を決定し、その生理的・病的意義を解明することを目的とする。本年度は、ポストリン酸糖鎖の中に、哺乳類ではこれまで見出されていない糖鎖ユニット「リビトールリン酸」が二つ連なったタンデム構造として存在していることを発見した。また、筋ジストロフィー原因遺伝子産物のひとつISPDが、リビトールリン酸の糖供与体であるCDP-リビトール合成酵素であることを見出した。更に、福山型筋ジストロフィーの原因遺伝子産物フクチンと、肢帯型筋ジストロフィー2Iの原因遺伝子産物のFKRPが、リビトールリン酸を順に糖鎖に組み込む糖転移酵素であることを発見した。以上の成果から、ポストリン酸糖鎖構造の全容がほぼ明らかになり、その修飾機序も解明された。このことは、筋ジストロフィーがリビトールリン酸糖鎖の生合成不全によって発症するという新たな病態機序の存在を示している。初年度の目標であったポストリン酸糖鎖構造と修飾酵素活性を同定できたが、TMEM5の機能解明が残されている。本計画において我々は、ポストリン酸糖鎖の中に、哺乳類ではこれまで見出されていない糖鎖ユニット「リビトールリン酸」が二つ連なったタンデム構造として存在していることを発見した。一方で、このリビトールリン酸がどのようにリガンド結合性の糖鎖と連携しているかは明らかではなかった。本年度は、筋ジストロフィー原因遺伝子のひとつTMEM5が、リビトールリン酸にキシロースを転移する糖転移酵素であることを発見し、更に、リビトールリン酸とリガンド結合性を結ぶ連携部分の構造を明らかにした。以上の成果から、長年の課題であったポストリン酸糖鎖構造の全容が世界に先駆けて明らかになり、その修飾機序も解明された。以上の結果は、筋ジストロフィーがリビトールリン酸糖鎖の生合成不全によって発症するという新たな病態機序の存在を示し、新たな治療法開発の道を拓くものである。2年度目までの目標であったポストリン酸糖鎖構造と修飾機序の全容解明に成功した。糖鎖機能解析についても順調に進行している。新型の翻訳後修飾体として最近発見されたポストリン酸糖鎖は、その異常が筋ジストロフィーや精神発達遅滞などの疾患に直結することから、生体において重要な役割を担っていると考えられる。更に、筋ジストロフィー原因遺伝子のひとつTMEM5が、リビトールリン酸にキシロースを転移する糖転移酵素であることを発見し、リビトールリン酸とリガンド結合性ドメインを結ぶ連携部分の構造が明らかになった。今年度は、フクチン欠損マウスを用いて、胎仔期の大脳皮質の形成過程におけるリビトールリン酸糖鎖の病態生理的重要性を明らかにした。脳形成過程で放射状グリアに発現している糖鎖の有無が、その後の脳病変の重篤度に寄与する可能性が示唆された。

これらの知見は糖鎖異常型筋ジストロフィー患者の脳病変に見られる臨床的多様性を考える上で興味深く、胎児期の糖鎖修飾の制御が脳病変に対する新たな治療戦略になりうる可能性を示唆している。ポストリン酸糖鎖は、その異常が筋ジストロフィーや脳奇形に直結することから、重要な生理的役割を担っていると考えられる。しかし、その構造、修飾機序、生理機能について不明な点は多い。本研究では、ポストリン酸糖鎖の実体として、リビトールリン酸という哺乳類ではこれまで知られていなかった新規の修飾体が二つ連なった構造を同定した。更に、この構造の生合成に関わる酵素として、4種の筋ジストロフィー原因遺伝子の機能を明らかにした。また、リビトールリン酸不全型の疾患モデルを作出し、脳病態の発症機構を明らかにし、新たな治療戦略の構築に至った。今年度はTMEM5の機能を明らかにし、さらに、リビトールリン酸修飾の生理的・病的意義を、疾患モデル細胞と動物を用いて明らかにしていく。今年度はポストリン酸糖鎖欠損モデルを用いて、糖鎖の生理機能を明らかにしていく。29年度が最終年度であるため、記入しない。機能生物化学29年度が最終年度であるため、記入しない。