hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シナプス伝達・細胞内情報伝達系におよぼす活性酸素基消去機構の効果

生体から摘出後も適当な環境下でシナプス伝達機能を保持する白鼠上頚部交感神経節(SCG)を好気的条件でインキュベートしながら、コリン作動性アゴニストのカルバコール(Carb)を作用させ刺激した後、SCG内で発生する活性酸素基消去に関与する酵素群の活性を調べた。(1)活性酸素基(O_2^-)消去に働くスーパーオキシド・ジスムターゼ(SOD)活性は、Carb刺激30分後にSCG内で著明(約65%)に増大したが、細胞内情報伝達分子として働く一酸化窒素(NO)合成酵素(NOS)阻害剤(L-NMMA)添加で抑制された。(2)SODにより生成されたH_2O_2を処理し無毒化するグルタチオン過酸化酵素(GSHPx)は、Carb添加後30分でSCG内で明瞭(約25%)に増加したが、この変化はやはりNOS阻害剤で元のレベルに回復した。(3)好気的エネルギー産生系電子伝達鎖上の複合酵素IV(チトクロームCオキシダーゼ;CO)活性は、Carb添加刺激後SCG内で急激に低下し、10分後には最初の値の70%に達したが、この減少はNOS阻害剤添加により回復した。(4)Carb刺激によるSCG内のSOD、GSHPx活性値の増大とCO活性の低下は、節後神経切断(axotomy)1週間後でニューロンが変性・脱落したSCGでは消失したことから、グリアではなくニューロンが反応していることが明らかとなった。以上の実験成績は、NOS阻害剤がCarb刺激効果を抑制することから、SCG内でシナプス伝達に伴う活性酸素基を処理して細胞保護作用機構に、NO分子が細胞内情報伝達系として働いている可能性が強く示唆された。
癌抑制遺伝子PTENの変異による細胞癌化メカニズムの解明

癌抑制遺伝子産物PTENは、ホスファチジルイノシトール3,4,5-三リン酸(PIP3)を脱リン酸化することによって、細胞増殖あるいは細胞生存シグナル等のPIP3を介する細胞内シグナル伝達系に対して負の調節因子として機能することが知られている。PTEN遺伝子の変異は細胞内PIP3量の恒常的な亢進につながり、その結果細胞の異常な増殖や不死化を引き起こし、細胞の腫瘍化につながる原因になると考えられている。様々な腫瘍において見いだされる癌抑制遺伝子PTENの変異にはその脂質ホスファターゼ活性を消失させる酵素活性中心近傍でのミスセンス変異のほか、C末端領域約50アミノ酸残基を欠失するようなナンセンス変異あるいはフレームシフト変異が非常に多いことが知られている。このC末端領域欠失変異はホスファターゼ活性そのものには直接影響を及ぼさないものがほとんどであることから、細胞内におけるPTENの生理活性発現においてこの領域が重要な役割をもつと考えられる。我々はC末端領域欠失による癌化メカニズムを解析する上でこの領域がもつ役割に注目し、この領域と相互作用する因子のスクリーニングをおこなったところ、癌抑制遺伝子産物と考えられる分子をはじめとするいくつかの分子を見いだした。またこの相互作用は腫瘍由来のC末端領域内の変異によって著しく減弱すること、さらにこの分子がPTENのC末端領域に結合することによってPTENが細胞内で安定化することを見いだした。
ひとつの生物のすべての転写因子の制御機能の解明

細菌ゲノムに含まれる数千遺伝子から、転写遺伝子の選択と転写レベル決定は、転写酵素RNAポリメラーゼが、2段階での転写調節因子(シグマ因子と転写因子)との相互作用で決定される。大腸菌の7種類シグマ因子と約300種転写因子の全てに関して、独自に開発したSELEX法を利用し、認識し制御する遺伝子セットを同定し、その基盤で、制御標的遺伝子セットを個別に同定した。これは、『ひとつの生物のすべての転写因子の制御機能解明』を同定した、ゲノム新時代最初の画期的成果である。成果は、TECデータベースとして、国立遺伝学研究所から公開した。大腸菌ゲノムの転写パターンの決定と環境変動に応じた制御は、転写酵素RNAポリメラーゼが、7種類のプロモーター認識シグマ因子と約300種類の転写因子との、2段階の相互作用で、遺伝子選択性を変動させることでなされるとの理論を提唱して来た。この理論を実証する目的で、以下の研究を実施して来た。1)全シグマ因子、全転写因子が支配する標的プロモーター・標的遺伝子セットの同定:この目標に達成するために、シグマ因子が認識する全プロモーター、転写因子が認識する全標的遺伝子群を同定するために、純化蛋白を利用してゲノム上の認識結合DNA配列を同定する「Genomic SELEX法」を開発し、系統的解析を実施した。一方、ひとつのプロモーターを認識制御するシグマ因子、転写因子群を全て一挙に同定するための「PS-TF screening法」を開発し、系統的解析を実施した。ふたつの方向からの研究から、大腸菌転写因子が、一般に、多数の標的遺伝子群を制御していることや、一つのプロモーターの制御に、多数の転写因子が関わっている、画期的発見をした。2)全シグマ因子、全転写因子の細胞内濃度の実測と機能制御機構の解明:シグマ因子、転写因子の標的同定と平行して、それらの細胞内濃度の実測を、純化蛋白を利用して作製した抗体を利用した転写因子蛋白免疫定量法と、転写因子プロモーター活性を蛍光蛋白レポーターで測定する転写因子プロモーター強度測定法を併用して行って来た。加えて、転写因子の機能を制御するエフェクターの系統的探索と、転写因子のリン酸化などの蛋白修飾による活性制御様式の系統的分析を開始した。大腸菌シグマ因子7種、転写因子300種を対象にした本研究の実施に伴って得られつつある成果は膨大である。論文発表に加えて、新たなデータベースを構築するための準備を開始した。大腸菌ゲノムの転写パターンの決定と環境変動に応じた制御を解明する目的で、7種類のシグマ因子と約300種の転写因子の全てに関して、制御標的遺伝子セットを同定し、その基盤で『ひとつの生物のすべての転写因子の制御機能解明』する目標で研究を継続し、以下の成果を得た。(1)全シグマ因子、全転写因子の支配下制御標的遺伝子の同定:大腸菌全7種類、全300種類の転写因子を大量発現し、単離精製に成功した。純化蛋白を利用し、それぞれの認識結合遺伝子DNAを、新規に開発したGenomic SELEX法を利用して探索した。本年度、全シグマ因子、転写因子約200種に関して、支配下遺伝子セットを同定することに成功した。(2)特定遺伝子の転写制御に関わる全シグマ因子、全転写因子の同定:特定遺伝子の転写制御に関わる全因子を同定するPS-TF (promoter-specific transcription factor)探索法を開発した。純化転写制御因子コレクションを利用し、目的遺伝子プロモーターに結合する転写因子群を同定した。大腸菌の生存様式決定に重要な役割を果たす遺伝子群(良好環境で単独遊泳生存状態形成の重要因子FlhDC、過酷状況で集団生存を諮るバイフィルム形成鍵因子CsgD、細胞分裂装置遺伝子群の制御因子SdiAなど)の転写制御に関わる転写因子群の同定に成功した。(3)全シグマ因子、全転写因子の細胞内濃度の計測と機能制御機構の解析;ゲノム制御の提案モデルでは、転写制御因子群の活性成分の細胞内濃度が、重要な役割を果たす。そこで、各制御因子の特異抗体を作製し、免疫定量法で、大腸菌細胞内の濃度の計測を実施した。加えて、転写因子の活性制御に関わるエフェクターの系統的探索及びリン酸化など、蛋白修飾による活性制御の系統的解析を実施した。これらを総合して、本年度も、目的とする『ひとつの生物のすべての転写因子の制御機能解明』に向けて、更に着実に前進出来た。モデル生物大腸菌のゲノム転写パターンは、転写酵素RNAポリメラーゼが、2段階での転写調節因子(シグマ因子と転写因子)との相互作用で決定される。その制御機構を解明する目的で、大腸菌全7種類シグマ因子と約300種の転写因子が、認識し制御する遺伝子群を同定した。『ひとつの生物のすべての転写因子の制御機能解明』達成の成果は、世界最初の記念碑となった。以下は、主な成果である。1)全シグマ因子、全転写因子の支配下制御標的遺伝子の同定:大腸菌全7種類、全300種類の転写因子を単離精製した。純化蛋白を利用し、それぞれの認識結合遺伝子を、Genomic SELEX法を利用して同定した。制御標的が、単一遺伝子である場合は少なく、大多数の転写因子は、多数遺伝子を制御していることが一般的であり、教科書の概念の修正を迫ることとなった。2)特定遺伝子の転写制御に関わる全シグマ因子、全転写因子の同定:上記研究と平行して、逆の方向の研究、即ち、ある遺伝子の転写制御に関わる全因子を同定するPS-TF (promoter-specific transcription factor)探索法を開発した。純化転写制御因子コレクションを利用し、大腸菌生存様式決定に重要な役割を果たす遺伝子群プロモーターに結合する因子を同定した。

その結果、ひとつのプロモーターの制御には、多種類の転写因子が関わっていることが判明した。3)全シグマ因子、全転写因子の細胞内濃度の計測と機能制御機構の解析;ゲノム制御には、転写制御因子の細胞内濃度が重要な役割を果たす。免疫定量法を利用し、大腸菌細胞内の濃度の計測を実施した。加えて、転写因子の活性制御に関わるエフェクターの系統的探索の系統的解析を実施した。4)TECデータベースの構築と公開:成果情報を研究社会で共有する目的で、論文で公表することと平行して、TECデータベースを構築し、国立遺伝学研究所を介して、公表を開始した。細菌ゲノムに含まれる数千遺伝子から、転写遺伝子の選択と転写レベル決定は、転写酵素RNAポリメラーゼが、2段階での転写調節因子(シグマ因子と転写因子)との相互作用で決定される。大腸菌の7種類シグマ因子と約300種転写因子の全てに関して、独自に開発したSELEX法を利用し、認識し制御する遺伝子セットを同定し、その基盤で、制御標的遺伝子セットを個別に同定した。これは、『ひとつの生物のすべての転写因子の制御機能解明』を同定した、ゲノム新時代最初の画期的成果である。成果は、TECデータベースとして、国立遺伝学研究所から公開した。大腸菌RNAポリメラーゼに作用し、その転写特異性の変換に関わる、2群の転写制御因子(7種類シグマ因子と300種類転写因子)を、遺伝子クルーンから大量発現系を構築し、純化精製した。純化蛋白を利用し、独自に開発したGenomic SELEX法を利用して、それぞれの制御標的遺伝子群を探索した。制御支配下遺伝子群については、標的対象遺伝子については、個別に細胞内での制御を解析した。解析作業量は、制御標的遺伝子数量に相関するが、このプロジェクトに加わって来た、国内外の共同研究者の協力で、順調に進んで来た。研究成果は、論文として公表する作業も平行して行い、2014年度では、10編以上の論文を公表することが出来た。論文公表に加えて、解明した大量の転写制御因子の制御機能については、データベースを構築し、広く当該分野に公開し、情報を利用できるシステムを構築する目的で、国立遺伝学研究所の協力を得て、新たなデータベースTEC(Transcription Profiling of Escherichia coli)の準備を開始した。分子生物学ゲノム制御の全体像を解明する目標の二つの柱の研究(大腸菌全7種類シグマ因子、全300種類転写因子のGenomic SELEXを利用した制御標的の探索同定、大腸菌の生存様式の決定や多種多様な環境ストレス応答の主要遺伝子プロモーターに作用する転写因子群のPS-TF法による探査同定)を最終年度で完成させ、『ひとつの生物のすべての転写因子の制御機能解明』を達成したい。研究完成に伴い、この間の研究で得られた成果情報を広く利用できるTEC(Transcription Profiling of Escherichia coli)データベースの構築を進め、公開をしたい。
骨折馬の骨代謝に関する基礎の研究

1.競争馬12頭について,上皮小体ならびに甲状腺の電顕的検索,および血清,糞,尿および飼料中のカルシウム(Ca)とリン(P)についての分析をう行った.その結果,上皮小体主細胞は休止期の状態に,甲状腺C細胞は活性期の状態にあった.血中のCa濃度は正常であったが,尿中では非常に上昇しており,競争馬が恒常的な高Ca状態にあることが窺れた.2.骨折馬40頭および非骨折馬69頭の第三中手骨について病理組織学的ならびに力学的に検索した.大型骨の骨折馬は粘弾性の値の高いものに多く,種子骨などの小骨の骨折馬では値の低いものに多い傾向がみられた.3.健康馬36頭,非骨折馬29頭,骨折馬17頭の血清中上皮小体ホルモン(PTH)およびカルシトニン(CT)をラジオイムノアッセイにより測定した.種子骨骨折例は健康馬の範囲内であったが,それ以上の大型骨の骨折ではPTHおよびCT値に健康馬と比べて異常値を示すものがあった.4.Ca剤の静脈内投与が骨組織および血清成分値にどのような影響を及ぼすか3頭の馬をCa剤を頚静脈内に1回投与して,その後毎日血清内のPTHとCTを測定した.次に同量を毎週1回15回投与して慢性の投与効果を調べた.その結果Ca剤の投与はCTの急激な上昇をもたらすが1週間後にはむしろ下降を示した.一方,長期投与では馬は生体の恒常作用により正常値を維持しようとすることが明らかとなった.5.競争中に右下腿骨を複雑骨折した馬について病理学的検索を行った.全身に高度の石灰沈着がみられ,血清と骨の無機, P,値はやや低下していた.これら石灰沈着症はビタミンD剤の過剰投与時の所見と類似しており,医原病きしての可能性が示唆された.6.まとめ以上2年間の研究により骨折馬における骨代謝の実態が明らかにされた.1.競争馬12頭について,上皮小体ならびに甲状腺の電顕的検索,および血清,糞,尿および飼料中のカルシウム(Ca)とリン(P)についての分析をう行った.その結果,上皮小体主細胞は休止期の状態に,甲状腺C細胞は活性期の状態にあった.血中のCa濃度は正常であったが,尿中では非常に上昇しており,競争馬が恒常的な高Ca状態にあることが窺れた.2.骨折馬40頭および非骨折馬69頭の第三中手骨について病理組織学的ならびに力学的に検索した.大型骨の骨折馬は粘弾性の値の高いものに多く,種子骨などの小骨の骨折馬では値の低いものに多い傾向がみられた.3.健康馬36頭,非骨折馬29頭,骨折馬17頭の血清中上皮小体ホルモン(PTH)およびカルシトニン(CT)をラジオイムノアッセイにより測定した.種子骨骨折例は健康馬の範囲内であったが,それ以上の大型骨の骨折ではPTHおよびCT値に健康馬と比べて異常値を示すものがあった.4.Ca剤の静脈内投与が骨組織および血清成分値にどのような影響を及ぼすか3頭の馬をCa剤を頚静脈内に1回投与して,その後毎日血清内のPTHとCTを測定した.次に同量を毎週1回15回投与して慢性の投与効果を調べた.その結果Ca剤の投与はCTの急激な上昇をもたらすが1週間後にはむしろ下降を示した.一方,長期投与では馬は生体の恒常作用により正常値を維持しようとすることが明らかとなった.5.競争中に右下腿骨を複雑骨折した馬について病理学的検索を行った.全身に高度の石灰沈着がみられ,血清と骨の無機, P,値はやや低下していた.これら石灰沈着症はビタミンD剤の過剰投与時の所見と類似しており,医原病きしての可能性が示唆された.6.まとめ以上2年間の研究により骨折馬における骨代謝の実態が明らかにされた.3歳から9歳までの競走馬6頭について、上皮小体ならびに甲状腺の電顕的検索、および血清,糞,尿および飼料中のミネラル含量特にカルシウムとリンについての分析を行った。その結果、上皮小体主細胞はゴルジ装置や粗面小胞体など細胞内小器官の発達は悪く、脂質滴も認められたことにより、休止期の状態にあると考えられた。一方、甲状腺C細胞は細胞内小器官の発達は良く、分泌物を集積したゴルジ嚢や、同心層状の粗面小胞体が認められたことなどから活性期の状態にあると考えられた。血中のカルシウム濃度は正常であったが、尿中では非常に上昇しており、競走馬が恒常的な高カルシウム状態にあることが窺われた。次に骨折馬58頭および非骨折馬33頭の第三中手骨について病理組織学的ならびに力学的に検索した。骨組織に中心管の拡張ならびにハウシップ窩の形成が見られ、その程度を-+4まで5段階に分けて観察した。種子骨骨折馬では60%が+2であったが、それ以上の大型骨の骨折馬では64%が+1であった。一方、骨折馬と非骨折馬の間に、剛性については有意な差が見られなかったが、大型骨の骨折馬は粘弾性の値の高いものに多く、種子骨など小骨の骨折馬では値の低いものに多い傾向がみられた。健康馬25頭,非骨折馬11頭,骨折馬14頭の血清中上皮小体ホルモンおよびカルシトニンをラジオイムノアッセイキットを用いて測定した。

健康馬の血清上皮小体ホルモン濃度は8.40±0.57ngEq/mlで、カルシトニン濃度は53pg/ml以下であった。種子骨骨折例は健康馬の範囲内であったが、それ以上の大型骨の骨折では上皮小体ホルモンおよびカルシトニン値に健康馬と比べて著しく高いものがあった。以上、骨折の素因については種子骨など小骨の骨折と、それ以上の大型骨の骨折に分けて考察する必要のあることが判明した。
太陽電池の高効率化に関する研究

バルク形で30%、薄膜形で20%以上の変換効率を現実するための基礎研究を行ない、以下の結果を得た。1.30%以上の超高効率を得るための研究(1)ボトムセル開発:2.0OeV、1.43eV、1.0eVの禁制帯幅をもつ3層タンデムでは、理論的に40%の変換効率が見込まれる。本年度は、1.0eV付近のボトムセルについて検討したところ、キャップ層を持つInAlAs/InGaAs構造で最も優れた特性が得られた。(2)GaAs/Siタンデム太陽電池材料の高品質化:歪超格子の採用や成長条件の最適化により、エッチピット密度が10^6cm^<-2>台でキャリア濃度の低GaAs/SiのMOCVD成長ま成功した。2.薄膜で20%以上の変換効率を得るための研究(1)アモルファスSi薄膜太陽電池の高効率化:aーSiの高品質化を目指し、光CVD法による成膜機構を解明した。次に光CVD法によるアンドープ層や微結晶層の膜質改善を図るとともに、デルタドーピングなどの新構造を提案し、0.9V以上と従来よりも高い開放電圧を得た。またデバイス特性に大きな影響のある透明導電膜アモルファス界面の障壁高さの評価を行なった。(2)CuInSe_2薄膜の高品質化:セレン化法によるCuInSe_2薄膜の形成を行ない、粒系を3μm得た。また、この手法によればCu/In比を精度よく制御できる見通しが得られた。3.新型太陽電池の研究超微細な金属アイランドを施した半導体を用いる湿式太陽電池は、従来のpn接合形太陽電池よりも高い性能を示すこと、また同じ原理を適用して新しい型の固体太陽電池を作製できることを明らかにした。また、湿式太陽電池の電極・溶液界面のinーsitu測定に初めて成功した。この他、太陽エネルギーの化学的エネルギーへの効率的な変換のために、半導体光触媒反応の効率を決める因子について考察した。
ロジウム-ポルフィリンを用いる炭素-水素結合の親電子的活性化と選択的物質変換

分子内に2-ヒドロキシナクチル基をもつRH(III)ポルフィリンはルイス酸としてのロジウムイオン、ブレイステッド塩基としての水素基の協同的な効果によりケトン類を活性化し、炭素-ロジウム誘導体を与える。このような多点相互作用が他の反応でも認められるかどうかをみるため、アミド類の開裂反応を検討した。アミド(P-ニトロフェニルアセトアニリド)基質はベンゼン中過塩素酸銀の存在下上述のロジウム錯体とメタノールによりアミド基の開裂をうけ、ロジウムのニトロアニリン錯体と酢酸メチルを与える。この反応は以下の三つの素過程より成り立っていることが明らかとなった。(1)ロジウムポルフィリンの水素基への銀イオンの配位。(2)生成したビスメタル系(Rh-Ag)によるアミド基質のとりこみ。この過程はアミドのNH基とRh(III)の相互作用、およびアミドのC=O基とAg^+イオンの相互作用の二点固定である。(3) (2)により二つの金属(ルイス酸)で二重に活性化された基質に対するメタノールの求核攻撃にもとづくアミド基の開裂。このような機構は、Rh(III)、Ag^+、およびAg^+をポルフィリン近傍に固定するためのOR基(R=Hまたはアルキル)が2の反応にとって必須であることを意味するがこれは実際に確認することができる。基質としてアミドのかわりにエステル(エチルエステル)を用いると類似した機構によりエステル交換反応が触媒的に進行する。多点相互作用は酵素反応を特徴づけることがらであり、合成化合物を用いて実現するのは一般に困難であるが、rigidな骨格をもつポルフィリンを用いれば実現でき、温和な条件下での酵素類似様触媒の開発が可能であることが本研究を通じて明らかになった。
ヴィヴァリーニ工房とその受容―１５世紀ヴェネツィアにおける美術と信心

本研究では、主としてベッリーニ工房とヴィヴァリーニ工房という15世紀を通じて隆盛を誇った両工房が、異なる制作の様相をみせはじめる1470年代を軸に、その前後に制作した祭壇画と小規模板絵をヴィヴァリーニ一族の作品を中心に調査・分析した。その際各地に現存する、同信会によって注文された祭壇画を中心に同時代資料の読解を進め、〈聖母子〉から派生した中心的な図像がヴィヴァリーニ工房でどのように制作されたかという諸事例について詳細に分析した。その結果、図像系譜に応じた画家工房への注文の際には一定の法則性が観察されると共に、その地域的特性を浮かびあがらせることができた。本研究は、ベッリーニ工房とヴィヴァリーニ工房という15世紀のヴェネツィアにおける二大画家工房を研究対象に、制作の実態を主題分類の上で分析するという目的から開始された。ヴェネツィア美術という偉大な潮流を築いた画家工房の制作実態については、これまでの研究において十分に解明されているとはいえない。とくに、ヴィヴァリーニ工房では、家族を主体にした工房体制のもと祭壇画と小型の板絵を内外の注文主に向けて制作することで、当時の絵画需要に多大な貢献をしていた。このことをふまえ、本研究では、地元の聖堂や信心会によって注文された板絵の主題に関する調査を通じ、画家の様式を観察すると同時に工房の実態を明らかにしようとした。とくに、各々の主題がどのような過程を経て図案化されたのかという点に注目し、そこに工房が果たした役割と図像と社会的背景との関係を考察した。以上をふまえ、今年度は以下の二点の方法にしたがって作品分析を行った。1.前年度におこなった、主題別に整理した祭壇画と小規模板絵のデータ分析をふまえ、〈幼児キリストを礼拝する聖母〉〈ピエタ〉の主題を中心に、図像内容と宗教的機能の関係について体系的に解明する。2.上記主題について、ヴェネツィアで信仰を集めたイコン《ニコペイアの聖母》との関連から図像の派生状況について調査し、多様な図像形成の過程と思想背景を浮き彫りにする。本研究は、ベッリーニ工房とヴィヴァリーニ工房という15世紀のヴェネツィアにおける画家工房を研究対象に、制作の実態を主題分類から分析することを目的とする。ヴィヴァリーニ工房は、家族主体の体制のもとで祭壇画と小型礼拝用板絵を内外に注文主に向けて制作し、当時の絵画需要に大きく貢献した。しかしながら、ヴェネツィア美術の潮流を築いたヴィヴァリーニ工房の制作実態と図像選択の関係性、およびベッリーニ工房との関係性については、様式分析を主眼とした従来の研究では十分に解明されてはいない。そこで本研究では、地元の聖堂や信心会の注文による板絵の主題頒布を調査することで、両者の制作方法と実態を明らかにしようとした。方法として各々の主題がいかなる過程を経て選択、図案化されたのかという点に着目し、そこに工房が果たした役割および図像と社会的背景の関係を考察した。とくに以下の事例について現地聖堂にて作品を調査し、ヴェネツィア国立サン・マルコ図書館および市立図書館で聖堂・同信会に関する一次史料を収集、読解に努めた。まず1470年前後のバルトロメオ・ヴィヴァリーニへの作品注文の様相の考察を行った。そこで《聖アンブロシウスの祭壇画》に描かれた〈聖会話〉主題について、注文主の〈石材職人の同信会〉によって画家が選択された状況と図像の選択に関し、契約書をはじめ一次史料の読解を通して考察を行った。またアルヴィーゼ・ヴィヴァリーニらの〈幼児キリストを礼拝する聖母像〉の主題の頒布と図像系譜の調査を行い、その宗教的機能の解明に努めた。同主題が型となり繰り返し表された背景には都市ヴェネツィアの自己表象との結びつきがあること、またその祈念像としての性格との関連を指摘した。全期間を通じ、主題の機能や信心会の要求に応じベッリーニらと棲み分け、同時に共存した同工房の制作状況と当時の人々がそれぞれの画家に要求した図像系譜の構築を行った。本研究はベッリーニ工房とヴィヴァリーニ工房という15世紀半ばのヴェネツィアにおける二大画家工房を研究対象に、その制作の実態を主題分類の点から分析するという目的から開始された。ヴェネツィア美術という偉大な潮流に多大な貢献をした画家工房の制作形態については、これまでの研究において十分に解明されているとはいえない。しかし、ヴィヴァリーニ工房は、家族を主体とした工房という形態からはじまり、祭壇画と小型の礼拝用板絵を内外の依頼者に向けて制作することで、当時の絵画需要に多大な貢献をしていた。そのことをふまえ、本研究では、地元の聖堂や信心会によって注文された板絵の主題に関する調査を通し、画家の様式の違いを観察するというこれまでの研究を一歩進め、工房の実体を明らかにした。

各々の主題がどのように図案化されたのかという点に着目し、制作の過程で工房が果たした役割と、図像と社会的背景との関係を考察した。以上をふまえ、今年度は以下の二点の方法によって作品分析を行った。1.両工房が異なる制作の様相をみせはじめる1470年代を軸に、その前後に制作された祭壇画と小規模板絵を分析する。2.ヴェネツィアをはじめ各地に現存する、同信会によって注文された祭壇画を中心に、同時代資料の読解を進め、〈聖母子〉から派生した中心的な図像が工房でどのように制作されていたのかという絵画制作の環境について考察する。今年度の研究目的を達成するために、以下の方法を海外調査を中心に順調に進めることができた。(1)基礎データの収集、(2)ヴェネツィアを中心とする各聖堂の祭壇画や礼拝堂設置の小板絵、各所に保管される絵画作品の現地調査、(3)同地に現存する聖堂関連の一次史料や典礼書の読解による同時代の宗教思想・制作背景と主題の関連の分析とくに(3)の個別の項目についての基礎調査および事例研究においては、イコンに端を発する当時の聖母信仰と図像の関連を分析し、同時代の社会背景から導き出される宗教的機能を解明するという前年度から進められている考察をさらに深めることができた。また、画像資料と史料読解を通じて、バルトロメオおよびアルヴィーゼ・ヴィヴァリーニ、またその弟子たちが描いた他主題作品の制作と受容環境を明らかにすることによって、当時の社会的コンテクストから導き出される宗教的意味に応じて注文が行われていた制作実態の一端を解明することができた。このことから、ベッリーニおよびヴィヴァリーニによる多くの類型からの派生作品が制作され、それぞれが独自の様式と設置場所や機能に応じた主題との関係が注文主にも理解され、また受容されていたという結論が導き出された。今年度は、各々の主題がどのように図案化されたのかという点に着目し、制作の過程で工房が果たした役割と、図像と社会的背景との関係を考察するという計画について、以下の二点の方法によって作品分析を行った。それぞれについて中心となる作品とその主題が採用された背景に焦点を絞り作品の調査、文献収集を行った。以上に対する主題の作品調査からは、小型の板絵の需要が増えた1470年代をひとつの区切りに、二つの工房が元来制作を行っていた聖母子タイプの伝統が形成された可能性が導き出された。いずれも、イコンに端を発する伝統的な造形表現にマンテーニャに影響を受けた簡潔な形態を主とする線的様式と光の表現を融合させたヴィヴァリーニ、聖会話形式へと続く聖母子の多くのヴァリエーションを生み、新たな型による形態表現を作り上げたベッリーニといった、それぞれ独自の様式と設置場所や目的に応じた主題との関係が、注文主にも理解され、また受容されたという結論が導き出された。(1)基礎データの収集と整理:前年度に引き続き、作品のデータを収集しながら、データベース化のための整理を進める。(2)現地調査:前年度に引き続き、現地調査を進める。最終年度にあたる本年の現地調査は、ヴェネツィアの聖堂を中心に14日程度実施する。
粘土中の鉄の腐食および鉄腐食生成物の化学的挙動

高レベル放射性廃棄物の地層処分では、処分後、粘土(Na型ベントナイト)緩衝材中の炭素鋼製容器(オーバーパック)が徐々に腐食し、そこから溶出したFe^<2+>イオンがベントナイトの主たる構成鉱物であるモンモリロナイトをNa型からFe型に変質させる可能性がある。このようなFe型への変質反応は、膨潤能などの緩衝材性能を劣化させると懸念される一方で、Fe型化したモンモリロナイトあるいは鉄腐食生成物が特定の放射性核種を固定化して、移行を遅延させる性能向上の効果も期待される。そこで、本研究では、粘土中の鉄の腐食および鉄腐食生成物の化学的挙動の解明を目的として、Fe型化したベントナイトの調製およびその特性評価に関連した研究を行った。本年度は、塩化第2鉄溶液を用いたイオン交換法によって調製したFe(III)型モンモリロナイト試料を、電気炉内で加熱処理し、その際の粘土層間のFe^<3+>イオンの安定性を調べた。実験の結果、Fe^<3+>イオンは、190°Cまでは安定であるものの、それ以上の温度では酸化物を形成し、層間距離が減少することを確認した。一方、イオン交換水で飽和した圧縮Fe(III)モンモリロナイト試料を用いた非定常拡散実験を行い、そこでのHTO、Na^+イオンおよびCl^-イオンの見かけの拡散係数を決定した。Fe(III)型試料では、Na型に比べて膨潤能が著しく低下するにもかかわらず、得られた見かけの拡散係数は、Na型モンモリロナイト中の値と同程度であり、見かけの拡散係数に及ぼすイオン交換の影響は低いことが示された。高レベル放射性廃棄物の地層処分では、処分後、粘土(Na型ベントナイト)緩衝材中の炭素鋼製容器(オーバーパック)が徐々に腐食し、鉄腐食生成物が粘土緩衝材-オーバーパック界面に蓄積する他、Fe^<2+>イオンの一部は粘土中に拡散して、Na型ベントナイトをFe型に変質させ、緩衝材の性能を劣化させることが懸念されている。一方、これとは逆に、鉄腐食生成物あるいはFe型ベントナイトが特定の放射性核種を固定化し、その移行を遅延させる可能性も期待されている。しかしながら、このような観点からの研究は極めて限られており、処分環境下での実験を含めた詳細な検討が求められている。そこで、本研究では、粘土中の鉄の腐食および鉄腐食生成物の化学的挙動に関する研究を行った。研究初年度である平成16年度は、ベントナイトの鉄型化に関する既往の研究のレビューを行うとともに、ベントナイトの鉄型化に関する実験に着手した。実験では、2価あるいは3価の鉄イオンを含む溶液にアルカリを加えて加水分解し、さらにそれを室温あるいは65°Cにて熟成させた際の、ベントナイト層間における架橋体形成反応の有無をX線回折法によって調べた。また、Fe(III)型ベントナイトならびに熟成後の試料を大気雰囲気下で150°Cに加熱処理した試料に対しても、同様の分析を行った。この結果、ベントナイトの層間距離(d_<001>距離)は、熱処理等の違いにより異なることが明らかになった。これは、一部の条件においてベントナイト層間に架橋体が形成されている可能性を示唆するものである。こうした架橋体形成反応については、今後、赤外分光、メスバウアー分光、BET比表面積測定法などによって詳細に調べる予定である。本年度は、Fe(II)型モンモリロナイトの簡易な調製方法として、L-アスコルビン酸を添加したニトリロ三酢酸の鉄(II)錯体(Fe^<2+>-NTA)溶液を用いる方法を考案した。この調製方法は、大気中で容易に酸化するFe^<2+>イオンに代えて、Fe^<2+>イオンのキレート錯体をモンモリロナイトと接触させることによって、Na^+イオンとFe^<2+>イオンとをイオン交換させる。このとき、Feキレート錯体は幅広いpH領域で安定であり、調製中の鉄の析出・沈殿を避けることができる。また、イオン交換後のキレート剤はイオン交換水で容易に洗い出すことが出来、その際のモンモリロナイト中のFe^<2+>イオンの酸化を最小にすることができる。調製した試料の特性評価の結果、得られた試料の交換性陽イオンの大部分がFe^<2+>に置換されており、また赤外吸光分光分析等によってモンモリロナイトのシート構造は調製中に変化していないことが確認された。

このようなFe型への変質反応は、膨潤能などの緩衝材性能を劣化させると懸念される一方で、Fe型化したモンモリロナイトあるいは鉄腐食生成物が特定の放射性核種を固定化して、移行を遅延させる性能向上の効果も期待される。そこで、本研究では、粘土中の鉄の腐食および鉄腐食生成物の化学的挙動の解明を目的として、Fe型化したベントナイトの調製およびその特性評価に関連した研究を行った。本年度は、塩化第2鉄溶液を用いたイオン交換法によって調製したFe(III)型モンモリロナイト試料を、電気炉内で加熱処理し、その際の粘土層間のFe^<3+>イオンの安定性を調べた。実験の結果、Fe^<3+>イオンは、190°Cまでは安定であるものの、それ以上の温度では酸化物を形成し、層間距離が減少することを確認した。一方、イオン交換水で飽和した圧縮Fe(III)モンモリロナイト試料を用いた非定常拡散実験を行い、そこでのHTO、Na^+イオンおよびCl^-イオンの見かけの拡散係数を決定した。Fe(III)型試料では、Na型に比べて膨潤能が著しく低下するにもかかわらず、得られた見かけの拡散係数は、Na型モンモリロナイト中の値と同程度であり、見かけの拡散係数に及ぼすイオン交換の影響は低いことが示された。
ＭＤＳ原因遺伝子の同定と解析を通じた細胞分化制御システムの解明

造血細胞の分化メカニズムを解明するため、その異常が生じる疾患である骨髄異形成症候群(MDS)の三原因遺伝子を、疾患特異的な染色体異常である7番染色体長腕(7q)から単離した。エンドソーム蛋白質をコードするSamd9/Samd9Lは、片アレル欠損でも両アレル欠損でもほとんど同じ経過で、老齢マウスにMDSを発症した。一方、Mikiは分裂期中心体に存在し、その発現低下で分裂前中期の延長と、MDSに非常に高頻度にみられる形態異常に酷似した核形態異常を生じた。両遺伝子の片アレル欠失が、MDS発症を促進していると考えられた。エピゲノム制御異常が、造血前駆細胞の分化を混乱させ、骨髄異形成症候群(MDS)などの疾患発症へとつながるメカニズムを解明していく研究の初年度として、以下のような研究を実施した。なお、遺伝子名の変更を行った(Kasumi→eff-1、Titan→eff-2)。1.ヒストン脱メチル化酵素Fbxl10の過剰発現がMDSを発症させるメカニズムを検討するため、Fbxl10欠失マウスとFbxl10過剰発現マウスを作製し、解析を進めた。また、このマウスとeff-2欠損マウスのかけ合わせに着手するとともに、レトロウイルスを用いて造血幹細胞にFbxl10を過剰発現させ、骨髄移植をおこない、Fbxl10過剰発現とEff-2の欠損が協調的に働いてMDSを発症させることを見いだした。2、Eff-1やeff-2が、アクチンリモデリングを制御し、遊走方向や細胞極性決定を制御する分子メカニズムを解析した。Eff-1/eff-2と結合するアクチン・ゲルソリンファミリー複合体の構成メンバーを質量分析機を分析した。エンドソームに局在するいくつかのタンパク質が同定された。さらに候補タンパク質の同定を進めている。また、Eff-1/eff-2タンパク質がアクチンリモデリング制御で果たす生化学的機能の解析を進めた。3.片アレル欠失効果(Haploinsufficiency)による発現低下メカニズムを解析する目的で、7q染色体上の遺伝子のプロモータやヒストンの修飾状況を次世代シーケンサを駆使して網羅的に解析した。今年度は特に最初の段階として、7q領域のゲノムDNAを濃縮してDNAメチル化状態を解析するパイロットスタディを細胞株より抽出したDNAを用いて行い、実験系を確立した。本研究班(北村班)の目的は、転写調節システムやエピゲノム制御による細胞分化への関与を明らかにすることである。当計画研究班では、造血前駆細胞の分化の混乱が、骨髄異形成症候群(MDS)などの疾患発症へとつながるメカニズムを、ヒト7番染色体欠損責任遺伝子としてわれわれが単離したeff-1/eff-2遺伝子を軸に解析する。1.Fbxl10は、ピストン脱メチル化酵素をコードし、eff-欠損と協調して発がんに関与する。すでに作成したFbxl10欠失マウスとFbxl10過剰発現マウスをeff-2欠損マウスとかけ合わせ、系の確立と、マウスの経過観察による血液疾患発症パターンの解析を進めた。2. eff-2欠損マウスにMNU(突然変異誘発剤)を投与したマウスの経過観察を行っていたところ、B6系マウスにMNUを投与した時の常としてT細胞系のリンパ性腫瘍が生じるものの、投与量を減少させたり、投与のタイミングを遅らせたりする工夫により、骨髄性腫瘍がMNU非投与群に比較して前倒しで発現することが判明した。腫瘍細胞の全エクソンシーケンスを行い、eff-2欠損と協調して造血細胞の分化を混乱させる遺伝子を同定する予定である。今年度は、昨年度に引き続き、細胞株より抽出したDNAを用いたパイロットスタディを継続するとともに、一部、商業ベースで得られる臍帯血を材料に分析を進めた。正常造血細胞の分化メカニズムを、造血細胞の分化コースを逸脱した骨髄異形成症候群(MDS)の分化異常の分子メカニズムを解明することにより解明する。また、次世代シーケンサを用いたエピゲノム解析技術を確立して、細胞分化に関わるエピゲノム制御変化を「ビッグデータ」として捕捉し、解析サービスを北村班内外の、造血研究以外を含んだ広い範囲の研究者に提供し、細胞分化の統合的理解を進める、の二点が本計画研究班の目的である。このため、以下の三本柱の研究を進めてきた。(1)MDSに特徴的な7q-の4責任遺伝子候補のうち、SAMD9/SAMD9Lの機能と細胞運命決定。(2)エピゲノム制御の正常/異常(MDS)造血細胞分化への関与。(3)片アレル欠失効果メカニズムの解明。平成25年度までの研究経過は当初計画の枠内で行われた。

(1)に関してはSAMD9/SAMD9Lがエンドソームに局在して、その融合を促進し、リガンド結合性のサイトカイン受容体の代謝に関与していること、同時にRhoを介するアクチンリモデリングの制御を通じて、細胞の遊走や極性に関与する。このふたつのシグナルのクロスする場所で、SAMD9/SAMD9Lが機能することを解明した。これらのデータは平成25年度に、Cancer Cell誌に掲載された。(2)では、脱メチル化剤によるMDS芽球の赤血球系への分化メカニズムの解明を、白血病細胞株を用いた実験系で推進した。この過程で、次世代シーケンサを用いた、多くのエピゲノム解析系を確立し、北村班内外の細胞分化の研究者に提供している。(3)では、(2)で確立された手法を用いて、モノソミー7を有する白血病細胞株を解析するとともに、新たな手法であるゲノム編集手技を用いて染色体中間欠失を作製し、iPS細胞の造血細胞分化による実験系を立ち上げるべく準備を開始した。本計画研究班の目的は、造血細胞の分化システムの解明を目標として、その異常が前面に出た疾患である骨髄異形成症候群(MDS)の分化コース逸脱メカニズムを分子レベルで解明することである。また、次世代シーケンサを用いた大量ゲノム・エピゲノム解析技術を確立して、解析サービスを北村班内外の、造血研究以外を含んだ広い範囲の研究者に提供し、細胞分化の統合的理解を進める、の二点である。具体的な研究内容としては、以下の三本柱の研究を進めてきた。(1)MDSに特徴的な7番染色体長腕欠失(7q-)の複数存在すると想定される責任遺伝子候補の同定と機能解析。(2)エピゲノム制御の正常造血および異常造血細胞分化への関与。(3)片アレル欠失効果メカニズムの解明。平成26年度の研究は当初計画の枠内で行われた。(1)に関してはエンドソーム蛋白質であるSAMD9/SAMD9Lの機能や、モデル動物におけるMDSやAMLの関与が2013年までに解明され一流誌(Cancer Cell)に掲載されたので、これら以外の責任候補の同定を試みて、ゲノム編集法をiPS細胞に応用し、染色体大領域欠損を人工的に作製し、その表現型を観察する新しいテクニックを試みた。(2)では、脱メチル化剤によるMDS芽球の赤血球系への分化メカニズムの解明を、白血病細胞株や臍帯血の初代培養による造血実験系を用いた実験系で推進した。この過程で、次世代シーケンサを用いた、エピゲノム解析系を多数確立し、北村班内外の研究者に提供している。(3)では、(2)で確立された手法を用いて、モノソミー7を有する白血病細胞株を解析中であるが、遺伝子により、転写レベル、翻訳効率レベル、エピゲノム修飾レベルなど、様々なメカニズムが存在することが明らかとなってきた。造血細胞の分化コースを逸脱した、骨髄異形成症候群(MDS)を主な研究材料として、その分化異常の分子メカニズムを解明することにより、正常造血細胞の分化メカニズムを浮き彫りにする。また、次世代シーケンサを用いたエピゲノム解析技術を確立して、解析サービスを北村班内外の、造血研究以外を含んだ広い範囲の研究者に提供し、細胞分化の統合的理解を進める、の二点が本計画研究班の目的である。このため、以下の三本柱の研究を進めてきた。
トポロジー的変分原理による渦管の3次元運動とその最適性の追求

非圧縮流体中を運動する定常渦流は「インパルス一定の拘束条件下での等循環面上のエネルギー極大/極小状態である」を証明した.これより導かれる変分原理を高レイノルズ数での渦輪の運動に適用して,速度公式を大幅に改善した.また,低レイノルズ数極限で,すべての時刻にわたって渦輪の運動速度を書き下した.この解より決定した最適渦輪のパラメータは実験データと符合する.さらに,トポロジー的変分原理に立脚して,渦管に立つ波のエネルギーと非線形的に誘導される平均流を計算した.非圧縮流体中を運動する定常渦流は「インパルス一定の拘束条件下での等循環面上のエネルギー極大/極小状態である」を証明した.これより導かれる変分原理を高レイノルズ数での渦輪の運動に適用して,速度公式を大幅に改善した.また,低レイノルズ数極限で,すべての時刻にわたって渦輪の運動速度を書き下した.この解より決定した最適渦輪のパラメータは実験データと符合する.さらに,トポロジー的変分原理に立脚して,渦管に立つ波のエネルギーと非線形的に誘導される平均流を計算した.非圧縮流体中を一定速度で運動する定常渦流は「インパルス一定という拘束条件下での等循環面上のエネルギー極大・極小状態である」ことを証明し、これから、渦輪の進行速度を導く変分原理を構築した。トポロジー的不変量が鍵を握るが、平面流や軸対称流に対するカシミール不変量がクロス・ヘリシティの形で表現できることを見つけ、ヘリシティとの統一的観点を与えた。この変分原理と接合漸近展開法とを組み合わせることによって、非粘性流体中の軸対称渦輪の進行速度の渦核-リング半径比についての3次補正項を導出した。さらに、高レイノルズ数の運動にも適用して、Safffman(1970)の速度公式を大幅に改善した。この結果は数値シミュレーションとよい一致を示す。渦輪の3次元不安定性について直接数値シミュレーションにより調べた。計算手法の改良を行い、曲率不安定性が顕れることをはじめて確認し、さらに、非線形領域において曲率不安定性が弱められることを捉えることに成功した。らせん渦の安定性を短波長極限において調べた。らせん渦においても渦輪と同様に曲率不安定性が存在する。その成長率が捩れと回転の効果によって変化することを示した。弾性棒の3次元平衡形と渦ジェット糸とのアナロジーを発見し、それを手がかりに、弾性棒に対して、接線ベクトルとそれに垂直な2つのディレクターからなる正規直交枠SO(3)を変数とする変分原理を構築した。さらに、弾性棒の3次元進行波に対する厳密解を楕円関数と楕円積分を用いて陽に書き下すことに成功した。低Reynolds数極限で,非定常Stokes方程式を解いて,任意の初期軸対称渦度分布に対して,渦輪の渦度分布を積分表示の形で書きあらわした.とくに,Helmholtz-Lambの方法を用いて,初期にデルタ関数核をとる渦輪に対して,運動速度を一般化超幾何関数を用いて閉じた形で書き下すことに成功した。これはすべての時刻に適用でき,十分小さい時刻と大きな時刻で有効な漸近展開をそれぞれ行うことによって,初期段階や減衰段階の漸近形を導いた.渦輪が一生涯かけて移動できる距離も簡単な形で求められた.この渦度分布にもとづいて最適渦輪のパラメータを決定すると,十分な精度で実験データに適合する.波のエネルギーの計算には渦度のトポロジーを保つラグランジュ的記述の方がすぐれている.渦管の上に立つKelvin波のエネルギーを1次のラグランジュ変位のみで表現することに成功し,それが分散関係の微分で与えられることを証明した.その副産物として,Kelvin波の自己非線形相互作用によって誘導される平均流が得られた.エネルギーと平均流は,波の作用に周波数と波数を乗ずることによってそれぞれ得られる.すなわち,平均流に密度を乗じた量は擬運動量と一致する,一般的な速度分布をもつ平行流について,点スペクトルの固有モードのみならず連続スペクトルの特異モードに対しても一般化された分散関係を定義し,連続スペクトルにおいてもエネルギーと分散関係の微分が対応づけられることを示した.らせん渦の線形安定性を短波長安定性解析により調べた.渦輪の場合と同様にらせん渦にも曲率不安定性が存在することを示した.捩りと回転の効果により曲率不安定性は変調を受ける.
アンギオテンシノーゲン遺伝子欠損マウスにおける臓器障害の解析と実験動物化

レニン・アンギオテンシン系はレニン、アンギオテンシノーゲン、アンギオテンシン変換酵素およびアンギオテンシン受容体遺伝子から構成され、アンギオテンシンノーゲン(Agt)遺伝子は本系唯一の気質であり、その遺伝子の成体における機能を解明するため、遺伝子操作によりアンギオテンシノーゲン遺伝子欠損(AgtKO;ただし雑種な遺伝的背景を有する)マウスを既に作成した。本研究は均一な遺伝的背景を有するC57BL/6J-AgtKOマウスの開発しAgt遺伝子の機能をより正確に検討すると共に、そのC57BL/6J-AgtKOマウスの基本的特徴を明確に示し実験動物化することを目的とし、以下のことを明らかにした。1)幼若マウスを用いる体外受精方法を介する戻し交配により、短期間にC57BL/6J-AgtKOマウスを開発した。2)C57BL/6J-AgtKOは出生時正常にも関わらず、離乳前に殆どの個体が死亡した。3)幼若時におけるC57BL/6J-AgtKOマウスの死亡率は生後7日間の生理食塩水摂取により改善された。4)C57BL/6J-AgtKOマウスは生後14日までに水腎症を発症した。5)腎臓乳頭部における組織の萎縮は細胞死が関わる可能性が示唆された。我々は、アンギオテンシノーゲン遺伝子欠損マウス(遺伝的背景が雑種)において腎臓における組織障害および新生児致死が生じることを示したが、その出現頻度にばらつきがあり、遺伝的背景の均一化が必要となった。申請者は、アンギオテンシノーゲン遺伝子欠損マウス(つくば低血圧マウス)のコンジェニック化に成功し、更にそれら動物が生後1週間以内に全ての個体が死亡することを明らかにした(Lab.Anim.Sci.1997)。これにより、上記病因を研究するための遺伝的に安定した動物が整った。現在までの実験によって、つくば低血圧マウス胎児は母体環境におけるRA系の有無により、二つの異常表現形質を出現させることが解ってきた。1)ヘテロアンギオテンシノーゲン遺伝子変異マウス間より生じたつくば低血圧マウスでは、生理食塩水接種により新生児致死が回避させること、さらに成長に伴い腎臓組織において形成維持機構に支障が生じてくることが観察されてきた。2)つくば低血圧マウス間から生じるつくば低血圧マウス胎児は腎臓および肺の形成異常が生じていることが観察されてきた(Int.J.Mol.Med.1998)。申請者は、アンギオテンシノーゲン遺伝子欠損マウス(つくば低血圧マウス)のコンジェニック化に成功した。しかしこのマウスは、胎児や新生児期に腎臓および肺の形成異常を多発することが明らかとなった。そこで本研究は、血圧調節以外にRA系が臓器発生および形成維持にどのような役割を演じているか、形態学的、病理学的、生化学的、分子生物学的そして実験動物学的な手法を用い、遺伝的背景の明確なアンギオテンシノーゲン遺伝子欠損マウスであるつくば低血圧マウスの胎児期における臓器発生障害、出生後の個体における臓器形成維持障害のメカニズムを詳細に解析検討する他、新たなモデル動物としてのつくば低血圧マウスの形質を明確化することを目的とした。つくば低血圧マウス間より生じるつくば低血圧マウスの胎児期における腎および肺発生解析:つくば低血圧マウス間より発生するつくば低血圧マウス胎児では、母体由来のRA系生成物の供給もなく、胎児期において腎臓および肺の発生に形態学的異常が生じていることが探索的実験により観察されている。A-1)胎児における腎臓の発生異常がどのような経過より起こるものか後腎の発生から胎児期後期の腎臓の発達までを、病理学的・形態学的解析を行い、病態の進展経過を検討した。A-2)この腎の発生異常はRA系最終産物であるアンギオテンシンII(AII)に起因するものであるか検討するため、浸透圧ポンプによるAII供給を妊娠つくば低血圧マウスへ行い、胎児腎障害の回避状態を経過を追い形態学的に解析した。その結果、胎児腎の障害は回避された。

A-3)腎の発生異常が低形成もしくは萎縮によってもたらされるものか検討するため、bFGF、EGF、PDGF、TGF-β、IGF等の増殖因子の遺伝子発現状態を分子生物学的および組織学的に検索する予定であったが、今後の課題として残された。また、探索的実験よりこの腎組織障害がアポトーシスによる萎縮の可能性をも疑われたが、検討の結果DANの断片化が生じていることが明らかになった。B)胎児における肺の発生異常は、基本的に(A)実験と同様の戦略にて解析検討する予定であったが、今後の課題として残された
ハイブリッド鋼桁の挙動と設計法

普通鋼と高強度鋼の混合桁であるハイブリッド鋼桁について、その崩壊形式を数値計算により調べた。その結果、これまで、通常は発生しないとされていたフランジ垂直座屈が主要な崩壊形式であること、垂直座屈は他の崩壊形式に比べて強度が急激に低下する、極めて危険な形式であることがわかった。また、これまで用いられていた垂直座屈の照査式は必ずしも適切な結果を与えないこともわかった。フランジ垂直座屈は、鋼桁の崩壊形式の一つであるが、腹板の強度がフランジの強度に比べ極端に弱い場合にのみ発生するとされており、通常はほとんど意識されていない。しかし、ハイブリッド鋼桁は、腹板にはフランジより低強度の鋼材が用いられることから、フランジ垂直座屈が発生しやすいといえる。現に、申請者が過去に行ったハイブリッド鋼桁に関する実験では、実験モデルの一つでフランジ垂直座屈が観察されている。23年度は、主としてこの実験結果を数値解析により再現することに主眼を置いていたが、24年度は、主としてハイブリッド鋼桁のフランジ垂直座屈について、有限要素法によるパラメーター解析を行い、ハイブリッド鋼桁における垂直座屈の特性を調べた。パラメーターとしては、フランジの曲げ剛性(フランジ厚さ)と桁高、腹板厚さを考えた。その結果、1垂直座屈はフランジの曲げ剛性(フランジ厚さ)に大きく依存していること、2桁高は垂直座屈にはほとんど影響しない事などがわかった。過去に提案された垂直座屈の強度式には、腹板の幅厚比が用いられているが、上記2の結果から、幅厚比を垂直座屈強度の算出に用いることは不適切であると結論づけられる。一方、ハイブリッド鋼桁と比較するため、ホモジニアス鋼桁についても同様の解析を行ったところ、ホモジニアス鋼桁においても垂直座屈は発生するが、その限界はハイブリッド鋼桁よりも大きい、すなわち座屈強度が大きいことがわかった。普通鋼と高強度鋼の混合桁であるハイブリッド鋼桁について、その崩壊形式を、特に曲げのもとでのフランジ垂直座屈に注目し、数値計算により調べた。主な成果は次の通りである。1.完全に等しい2点載荷の場合、垂直座屈は発生せず、フランジねじれ座屈が発生した。一方、左右の荷重の大きさに1%の差がある場合は、腹板やフランジの板厚に応じ、フランジ垂直座屈、フランジねじれ座屈のいずれかが発生した。このことから、フランジ垂直座屈は荷重の非対称性敏感であることがわかった。2.フランジねじれ座屈が発生する場合は、荷重は最大値に達した後に漸減するが、垂直座屈が発生する場合、その荷重は極めて急激に低下する。つまり、フランジ垂直座屈は、万一発生した場合、極めて危険な崩壊形式となる。3.Baslerは、I型鋼桁のフランジ垂直座屈について、その発生の有無を、腹板の幅厚比を用いて照査する式を提案している。しかし、清水が携わった実験で垂直座屈が発生した試験体、前述の数値解析の結果、いずれにおいても、Baslerの式で垂直座屈が発生しないはずのモデルで垂直座屈が確認された。本研究の結果によると、垂直座屈の発生の有無は、腹板高さには、ほとんど依存していない。この事実は、垂直座屈を腹板の幅厚比で照査しているBaslerの式が、必ずしも適切ではないことを示唆している。4.Baslerは、腹板を、上フランジからの圧縮を受ける板要素と考え、フランジ垂直座屈を、一種の腹板の座屈として照査式を求めている。一方、研究で得られた結果を見ると、垂直座屈が発生した際の腹板は、その上部のみが変形し、下側では面外変形はほとんど見られない。このことは、腹板の下部は、垂直座屈という現象にはほとんど寄与していないことを示唆している。垂直座屈発生の有無が桁高に依存していないのとは、このことが要因と考えられる。本研究では、23年度は、主としてハイブリッド鋼桁のフランジ垂直座屈について、過去の実験結果を数値解析により再現する事を試みた。数値解析の結果、単に鋼桁に曲げを作用させた場合は、フランジのねじれ座屈が先行し、フランジ垂直座屈は発生しなかった。しかし、解析モデルに三角形要素を用いた場合、実験で得られた垂直座屈変形とは異なっていたものの、一部、垂直座屈の発生が認められた。そこで、解析モデルを検討した結果、三角形要素の方向性により、モデルの対称性が損なわれていること、その非対称性が垂直座屈に関係しているらしいことが分かってきた。