hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
論述式試験の採点システム構築に関する統計科学的研究

人間が設定した基準による分析的評価結果,包括的評価結果,自動採点に基づく評価結果の相互の一致度および整合性に関する検討を行い,成果の一部は柴山・前田(2007)で発表した。(4)評価システム構築法の整理平成19年度にむけて,実際の試験制度内で実現可能な採点デザインのひな形を提案し,採点基準の望ましい設定の仕方に関する指針を与え,スコアの算出方法とその方法に基づく信頼性評価を整理した。(5)テキストデータからの採点の自動化と採点基準の自動抽出の研究藤田・新田(2007)に成果を発表した(6)米国における論述型試験の採点・解析法等に関する資料収集平成18年9月18日・19日に米国,ペンシルバニア州,ニュータウンにあるLSACを訪問し,論述試験の採点法・解析法,および選抜における利用法に関する資料収集と情報交換を行った。本研究の目的は、ともすれば主観的判断に依存しがちな論述式試験のための採点続きに対して、統計科学的および情報科学的なアプローチにより、最適な採点システムを設計するノウハウを提案することにある。そのため、課題を、(a)現実的制約下での最適な採点者配置の方法、(b)適切な採点基準の構成手続き、(c)採点者間の相違を調整するスコアリング法の開発、にわけた。具体的には、(a)においては、必要な制度を確保しつつ効率のよい採点者割り当てを達成する手段として、採点者が担当する対象論文を重複させつつ、一つの論文に対して複数の採点者が採点しながらも、一人の採点者がすべての論文を採点しない、循環型の採点者配置を提案した。(b)においては、本年度は昨年度開発したAI的推論機能を用いた自動採点システムに、パターン識別手法の一つであるSVM(support Vector Machine)の観点から大幅な改良を加えた。その結果、サンプル採点答案数が200程度あれば、人間の採点者と同程度の採点が可能であるところまで採点精度を向上させることができた。このことは膨大な採点対象答案がある場合に、このシステムを用いることで採点時間の大幅な短縮が見込めることを意味する。(c)においては採点者配置デザインと信頼性の評価について、欠測値をともなうデータに対する一般化可能性理論の適用とANOVA的アプローチによる欠測値の補完の両面から信頼性の評価方法を提案した。
原子間力顕微法を用いたエンコーダの製作

本研究は、原子間力顕微法(AFM)の原理を用いたエンコーダ(AFMエンコーダ)の製作を目的とする。AFMは原子レベルの空間分解能を持つため、原子の持つ結晶学的周期構造を基準スケールとして用いることによって、原子レベルの分解能を持つエンコーダが実現可能であると考えられる。製作するAFMエンコーダの基本構造は、複数の探針を持つ斥力型AFMである。多数あるプローブ顕微法の中で斥力型AFMはもっとも単純な構造であり、複数の探針を用いた装置の製作が容易である。エンコーダは変位量と変位方向を出力する必要があるため、製作するAFMエンコーダには複数の探針を用いる。探針の複数化によって、基準スケールの周期を内挿し実質的な分解能を向上させる効果が期待される。製作したAFMエンコーダのAFM探針の変位検出には、ライン状に集光する半導体レーザを光源とするマイケルソン干渉法を用いた。これによって、2本のAFM探針の変位を同時に検出することができた。構造を最適化して振動などの外乱の影響を低減したことと、フィルタを用いて電気的ノイズを除去したことによって、現在までに約1オングストローム程度のAFM探針の変位検出が可能となっている。また、フィルタ特性を適切に設定することにより、既知の外乱の影響は受けないことを明らかになっている。今後の課題としては、動作環境に対する耐性を高めることが必要である。エンコーダとしての動作を保証するために、エンコーダが使用される動作環境における基準スケール用試料とAFM探針の相対位置を精度良く制御する必要があり、試料とAFM探針の位置決め精度の向上に取り組んでいる。また、内挿による検出精度の向上を図るために、AFM探針の多数化を試みている。本研究は、原子間力顕微鏡(AFM)の原理を用いた位置計測装置(AFMエンコーダ)の製作を目的とする。基本構造は製作が容易な斥力型AFMである。AFMカンチレバ-の変形量の検出にマイケルソン干渉計を用いる。ライン状に集光する半導体レーザとフォトダイオードアレイを使用し、2個のAFMカンチレバ-の変形を同時に検出する。光源の半導体レーザはライン状に集光するように設計されている。半導体レーザ光はビームスプリッタで二分割される。参照光は全反射ミラーによって反射され、物体光はAFMカンチレバ-によって反射される。ライン状に集光する半導体レーザを用いたため、参照光は空間的に連続であるが物体光は2個のAFMカンチレバ-の配置を反映した離散的な光となる。参照光と物体光はビームスプリッタにて干渉し、フォトダイオードによって検出される。フォトダイオードによって検出される光強度の変化はAFMカンチレバ-のたわみによるものである。位置計測の分解能は原理的に基準スケールの周期により制限されるが、基準スケールに高配向性グラファイト(HOPG)を用いることにより、原子レベルの位置計測が可能である。HOPGの表面形状を2個のAFMカンチレバ-によって検出し、位置計測の基準スケールとして用いる。検出した信号の周期より変位量を検出し、検出信号の位相差より変位方向を検出する。振動やノイズなどの外乱の影響を少なくするために、装置のコンパクト化を図った。また、外部光や空気中の埃や空気の揺れがノイズとならないように、装置全体を密閉することによりノイズの減少を図っている。
災害履歴および複合災害を考慮できる斜面災害予測モデルの構築

近年,自然災害における土砂災害の比率は高まってきており,豪雨や地震をトリガーとした大規模斜面災害が発生している.既往の斜面災害予測モデルは詳細な地形情報を与えることにより精度の向上を目指してきたが,過去に受けた災害履歴や直前の気象状況に影響を受けることに着目し,現地調査等から詳細な被害データを収集し,災害履歴に応じた斜面地盤の強度および安定性の低下のような潜在的リスクを考慮できるモデルに拡張させる.また,拡張斜面災害予測モデルを用いて豪雨と地震が同時に発生する複合災害の再現に取り組み,技術的な課題を抽出する.近年,自然災害における土砂災害の比率は高まってきており,豪雨や地震をトリガーとした大規模斜面災害が発生している.既往の斜面災害予測モデルは詳細な地形情報を与えることにより精度の向上を目指してきたが,過去に受けた災害履歴や直前の気象状況に影響を受けることに着目し,現地調査等から詳細な被害データを収集し,災害履歴に応じた斜面地盤の強度および安定性の低下のような潜在的リスクを考慮できるモデルに拡張させる.また,拡張斜面災害予測モデルを用いて豪雨と地震が同時に発生する複合災害の再現に取り組み,技術的な課題を抽出する.
ＧＩＲＫチャネルを標的とした次世代型、難治性脳疾患治療薬の開発研究

1.Aβ25-35脳室内投与マウスの認知障害に対するチペピジンの改善作用におけるドパミンD1受容体の関与について、行動薬理学的に検討した。新奇物体認識試験において、チペピジン(40mg/kg)はAβ25-35の脳室内投与により誘発される認知障害をvehicle投与マウスとほぼ同程度まで改善した。ドパミンD1受容体アンタゴニストであるSCH23390(0.02mg/kg)の前処置により、チペピジンのAβ25-35誘発認知障害改善作用は完全に消失した。したがって、チペピジンのAβ25-35誘発認知障害改善作用にドパミンD1受容体の活性化が関与することが示唆された。また、ドパミンD2受容体の関与についても予備的な検討を加えた。2.APP23マウスの空間学習障害に対するクロペラスチンの効果を検討した。8-9ヶ月齢のAPP23マウスおよびWTの同腹仔に、alzetミニ浸透圧ポンプmodel 2004を埋め込み、クロペラスチン(40mg/kg/day)または生理食塩水を28日間持続投与し、モリス水迷路試験により空間学習を評価した。その結果、クロペラスチン(40 mg/kg/day)の持続投与は、運動機能に影響を与えることなく、APP23マウスの空間学習障害を改善することが示唆された。これらの成果は、GIRKチャネル抑制作用をもつ薬物が、未だ根本的な治療法が確立されていないアルツハイマー病に対し、脳内ドパミン系の活性化という、これまでの治療薬とは異なるメカニズムに基づく、新規治療薬となる可能性を示した点で、非常に意義深いものである。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
インターフェロン前投与による抗癌剤感受性向上を目指した新しい肝細胞癌化学療法

C型肝炎ウイルス(HCV)のコア蛋白が抗癌剤感受性を低下させる可能性に着眼し、HCV合併肝細胞癌例に対しインターフェロン(IFN)前投与を行い、その後の抗癌化学療法による抗腫瘍効果の増強を検討した。A.基礎的検討:HCVコア蛋白発現による抗癌剤耐性獲得機序の解祈B.臨床的検討:肝細胞癌に対する高用量化学療法前にIFNによる坑ウイルス療法を行い、ついで私達の考案した経皮的肝灌流化学療法(PIHP)を実施し、HCVウイルス量の低下と肝細胞癌の抗癌剤感受性との関連性につきPIHP(adriamycinおよびcisplatin)による抗腫瘍効果の点から評価した。(1)retrospectivestudy : PIHPを施行した患者において血中HCV-RNA量とPIHPの抗腫瘍効果との関連性を検討した。低ウイルス群(3x10^2Kcopy/ml未満)および高ウイルス群(3x10^2Kcopy/ml以上)で抗腫瘍効果を比較すると、両群で背景因子に差はなかったが、抗腫瘍効果は奏効率(CR+PR)に関して低ウイルス群86%、高ウイルス群25%となり有意に低ウイルス群で抗腫瘍効果が高かった。(2)prospective study : HCV陽性切除不能肝細胞癌に対しIFN(IFNα300万IU/dayを1週間連日静脈内投与)で前処置した上で、PIHPを施行した。52歳および63歳男性のいずれもstageIVA幹細胞癌2症例に対しIFN治療後、PIHP(adriamycin100130mgおよびcisplatin 50mg)を施行した治療後1ヶ月のCTではいずれもPartial responseが得られ良好な抗腫瘍効果が得られた。以上より、症例数は少ないが術前のIFNによる抗ウイルス療法によりC型肝炎ウイルスを減少させることでPIHPの抗腫瘍効果をさらに増強させる可能性が示唆された。しかしIFNの副作用である骨髄抑制(特に血小板減少)が高頻度で、今後投与量や投与期間の再検討が必要である。(1)実験的検討-HCVコア蛋白発現による抗癌剤耐性獲得機序の解明(2)臨床的検討HCV陽性切除不能肝細胞癌に対しインターフェロン(インターフェロンα300万IU/dayを1週間連日静脈内投与)で前処置した上で、当科で考案した経皮的肝灌流化学療法(PIHP)を施行した。これまでの検討で症例数は少ないものの、術前のインターフェロンによる抗ウイルス療法によりC型肝炎ウイルスを減少させることでPIHPの抗腫瘍効果をさらに増強させる可能性が示唆された。そこで現在までの症例でC型肝炎ウイルスが少ない症例と多い症例でPIHPの腫瘍効果に差があるかどうかをretrospectiveに検討した。【臨床的検討】経皮的肝灌流化学療法(PIHP)を施行した患者において血中HCV-RNAとPIHPの腫瘍効果との関連性を検討した。対象と方法:1997年以降で術前HCV-RNA量を測定したC型肝炎合併肝細胞癌11例を対象にこれらをI群;低ウイルス,3×10^2Kcopy/ml未満(n=7)およびII群;高ウイルス,3×10^2KCopy/ml以上(n=4)の2群に分け、抗腫瘍効果を比較した。

結果:両群で年齢、肝硬変、ICGR15値などの背景因子や腫瘍径、肉眼型、血管侵襲などの腫瘍因子に差はなかったが、腫瘍効果はI群PR6例、SD1例、II群PR1例、SD3例で奏効率は各々I群86%、II群25%となり有意に低ウイルス群で抗腫瘍効果が高かった。従ってPIHPによる高用量化学療法においてウイルス量の多寡が腫瘍効果を左右することが示された。今後、インターフェロンによる抗ウイルス療法の前処置後にPIHPを施行する症例をさらに増やしその腫瘍効果を検証していきたい。<2003年度の研究成果>経皮的肝灌流(PIHP)の効果についてこれまでの肝細胞癌(HCC)症例で奏功率、生存率を解析した。【対象】2003年12月までにPIHPで治療した進行肝細胞癌82例(初回切除不能38例,切除後再発16例,減量切除併用28例)を対象とした。stageIVA/IVBは68例/14例、肝炎はB/C/NBNCが32例/41例/9例で平均ICGR15は15.7%、平均最大腫瘍径7.0cm、Vp3,4は20例、Vv2,3は12例で全例5個以上の肝内転移を認めた。PIHPはadriamycin(80150mg/m2)叉はcisplatin(150200mg/m2)を高用量投与し平均2回反復した。【成績】奏効率(PR+CR)は64%、生存率は全体(1年73,5年17%)、stageIVA(1年81,5年20%)と他治療では絶望視された症例でもPIHPにより良好な中・長期生存が得られ、日本肝癌研究会報告の肝動注(奏効率20%)やTAE(5生率10%)を大幅に上回る肝局所制御力を示した。このうち減量切除+PIHPの28例では奏効率85%、生存率1年87,5年41%とstageIVの成績をさらに向上させ、Vp陽性の予後を陰性と同等レベルまで改善させた。以上より従来切除不能HCC(stage IV)に対してPIHPにより飛躍的な予後改善が得られ、強力な肝局所制御力が証明された。さらに大型多発進行例や門脈腫瘍栓例では切除を許容する肝機能を有すれば2段階治療により中-長期予後の改善が高率に得られ、高度進行HCCに対し合理的かつ最強の集学的治療と考えられた。今後インターフェロン前投与でさらに奏効率、生存率が向上するか検討予定である。【課題】インターフェロン前投与により副作用(白血球や血小板減少などの骨髄抑制)が多く、当初予定していた計画がまだ十分進んでいない。投与量や投与期間を見直してインターフェロン前投与症例を増やしていく予定である。
エビデンスに基づく高齢者福祉実践のあり方に関する研究

エビデンスに基づく高齢者福祉実践のあり方をめぐる国内外の動向をふまえ、介護予防新規利用者(n=111)のサービス利用前後の効果を、生活の質、利用者満足度、実践評価を含む多元的評価によって検討した。また、重度要介護高齢者(n=427)の在宅/施設入所に関するエビデンスを、担当介護支援専門員(郵送調査)および本人・家族への調査(事例)によって検討し、高齢者福祉実践のエビデンスの収集・評価の方法論を提示した。本研究の目的は、近年、欧米諸国において推進されている「エビデンスに基づく実践」の高齢者福祉実践における適用について検討することにある。わが国では、介護保険制度の導入およびその近年の改正により、限られた財源を効率的・効果的に活用し、介護予防につながるアウトカム、すなわち実践のエビデンスを把握・蓄積・活用する実践が求められている。しかしながら、医療の領域と異なり、多様な社会的要因が関与する高齢者福祉の領域において、無作為割り当てを行った対照群と実験群を比較検討するような研究および実践の遂行は倫理的にも多くの問題を孕んでいる。そこで平成19年度は、エビデンスに基づく実践に関する内外の先行実践および研究の一定のレビューを行い、高齢者福祉の領域におけるエビデンスに基づく実践に関する議論を整理した(研究成果については、4月下旬に韓国・光州で行われる韓国社会福祉学会日韓シンポジウムにおいて「改正介護保険法下の地域包括支援センターにおける実践の質とその評価-エビデンスに基づく実践による質の保障-」を発表予定)。さらに、東京都八王子市市内のすべての地域包括支援センターの介護予防ケアマネジメント新規利用者(計180名)および対照群となる20名に対して、介護予防サービスの効果評価を実施するための枠組みおよび指標を作成し、11月3月にかけて事前(初期),調査を行った。評価指標には、生活の質を構成する要素として、ADL,IADL,生活満足度、精神的健康、ソーシャルサポートが組み込まれている。本研究は、近年、欧米諸国で推進されている「エビデンスに基づく実践」の動向と方法をおさえながら、介護保険制度の導入によって効率化とケアの質の向上がめざされているわが国の高齢者福祉実践における適用のあり方について検討を行うことを目的としている。本年度は、昨年度以来行ってきた文献的検討を整理し、4月に韓国・光州で行われた韓国社会福祉学会日韓シンポジウムにおいて報告を行った。また、東京都八王子市市内の地域包括支援センターの介護予防ケアマネジメント新規利用者(計111名)および要支援認定をうけながらサービスを利用していない対照群となる20名に対して、介護予防サービスの6ヶ月後の効果評価を実施するための枠組みおよび指標を作成し、5月9月にかけて担当相談員を通して評価調査を行った。評価指標には、生活の質を構成する要素として、ADL,IADL,生活満足度、精神的健康、ソーシャルサポート、サービス満足度などが組み込まれている。その結果、ADL等には低下傾向がみられるものの、精神的健康および生活満足度で改善傾向が認められた。なお結果の概要は冊子にして八王子市など関連機関に送付した。さらに、要介護高齢者の施設入所に関わるエビデンスを収集するために、愛知県内の居宅介護支援事業所(N=700)に対して郵送調査を実施し、要介護4以上の重度者で3年以上在宅生活を行っている者と、同じく重度者で3ヶ月以内に施設入所した者についての情報を担当ケアマネジャーへの郵送調査を通して把握した。現在、データの収集を終え、入所/在宅に関連する要因の分析を実施しているところであるた。本研究は、近年、欧米諸国で推進されている「エビデンスに基づ実践」の動向と方法をふまえ、介護保険制度の導入によって効率化とケアの質的向上が求められるわが国の高齢者福祉実践における、エビデンスに基づく実践のあり方について検討を行うことを目的とした。本年度は、ソーシャルワーク実践および研究の観点から、エビデンスの収集および検証をめぐる論点を整理し、その成果を雑誌『ソーシャルワーク研究』に論文として発表した。また、本研究では昨年度までに2つの大きな調査を実践した。一つは、改正介護保険法のもとで創設された、地域包括支援センターにおける介護予防ケアマネジメントに関する効果評価(エビデンスの検証と評価のための枠組みの開発)であり、もう一つは重度要介護高齢者の在宅継続/施設入所をめぐる要因に関するエビデンスの収集である。前者については、今年度はその成果を日本社会福祉学会において3件の報告にまとめた。後者については、日本ケアマネジメント学会で報告するとともに、成果の一部を『老年社会科学』に論文として発表した(査読有)。さらに本年度は、上記の調査研究を補足するために、3つの調査を実施した。介護予防ケアマネジメントに関するエビデンスの検討については、当初の予定ではアメリカにおける専門家からのヒアリングを予定していたが、相手方の事情により本年度の調査が困難になったことから、これに代わるものとして、神奈川県下の介護支援専門員へのグループインタビューを実施した。また、重度要介護高齢者の在宅継続/施設入所をめぐるエビデンスに関しては、昨年度、郵送調査に協力にただいた介護支援専門員に再び郵送法による意識調査を行った(N=340)。

さらに、世田谷区内の社会福祉法人の協力のもと、長期に在宅で暮らしている重度者への事例研究(N=6)を実施し、量的のみならず質的なエビデンスの検証を行った。
化学兵器剤の高感度かつ網羅的な測定－量子化学計算による分光学的性質の理論的予測－

サリン、ソマン、VXなどの有機化合物は、1997年に発効した化学兵器禁止条約(CWC)において最も危険な神経剤であると報告された。安全保障のためにこれらを短時間で検出・同定する方法の開発が緊急に必要である。神経剤とその代謝物の分光学的性質を量子化学計算によって評価し、その結果をフェムト秒イオン化に基づく尿サンプル中の代謝産物の高感度かつ包括的な分析に用いた。その結果、代謝物は顕著な分子イオンを与え、これらの化合物の微量分析に有効であった。さらに、神経剤と類似した化学構造をもち、神経剤を合成するための中間化学物質として使用できるものを含む51種の農薬についても理論的および実験的に研究を行った。1997年に発効した化学兵器禁止条約(CWC)において、サリン、ソマン、VXなどは最も危険な神経剤であると報告されている。昨年のシリア内戦においてサリンが使用され、多数の犠牲者を出したが、神経剤、催吐剤、催涙剤のような化学兵器使用の断定や種類の特定には時間を要するため、短時間で正確に検知する方法の開発が求められている。そこで、本研究では量子化学計算による理論研究と超短パルスレーザーイオン化質量分析の技術を基に、高感度で網羅的な化学兵器剤やその代謝物の同定を行うことを目的とする。1.化学兵器剤の励起エネルギーとイオン化エネルギーの計算・・サリンやソマンなどの神経剤やその代謝物の電子状態の研究は少なく、励起、イオン化に最適なレーザー波長を予測する必要がある。いくつかの代謝物を誘導体化したものを対象に、予測を行ってみた。まず基底状態の最適化構造や振動数を密度汎関数法で求め、多配置性を導入した時間依存法を採用して、(0,0)電子遷移エネルギーの励起エネルギーを求めた。次に1電子を放出する際に必要なエネルギー、すなわちイオン化エネルギーを決定し、試料分子をイオン化するために用いるレーザー波長を予測した。2.超短パルスレーザーを用いる質量分析・・現在までの予備的な検討により、サリンなどの神経剤は紫外、真空紫外域に吸収帯を持つことが予想される。また、その代謝物も神経剤と同様な分光学的性質をもつと予想される。そこで、紫外超短パルスレーザー(200, 267 nm)をイオン化光源とする質量分析計を用いて分析した。その結果、これらの化学兵器剤を分析できることがわかった。化学兵器剤である神経剤の励起エネルギーとイオン化エネルギーの理論計算による予測については、量子化学計算プログラムを採用して、予備計算の後、九州大学情報基盤研究開発センターのスーパーコンピューターに接続して、密度汎関数レベルでの基底状態、励起状態、イオン分子のエネルギーを求め、試料分子をイオン化するために用いるレーザー波長を予測できた。化学兵器剤のガスクロマトグラフ/多光子イオン化質量分析については、連携研究者や研究協力者が担当した。これらの化学物質の多くは極性が高く、直接加熱してガスクロマトグラフに導入することは困難である。そこで、誘導化試薬を用いて揮発性の化合物に変換し、267と200 nmのフェムト秒レーザーにより多光子イオン化質量分析した。その結果、一部の化学兵器剤についてはフェムト秒レーザーを用いることにより分子イオンを増大することができることがわかった。サリン、ソマン、VXなどは化学兵器禁止条約(CWC)において最も危険な神経剤であると報告されている。2013年や今年4月にもシリア内戦において化学兵器剤が使用され、多数の犠牲者を出した。神経剤、催吐剤、催涙剤のような化学兵器使用の断定や種類の特定を短時間で正確に検知する方法の開発が求められている。本研究では量子化学計算による理論研究と超短パルスレーザーイオン化質量分析の技術を基に、高感度で網羅的な化学兵器剤やその代謝物の同定を行うことを目的とする。1.化学兵器剤の励起エネルギーとイオン化エネルギーの計算・・励起、イオン化に最適なレーザー波長を予測するため、サリンやサリンの合成副産物、代謝物およびタブンなどのイオンの吸収スペクトルを予測してみた。基底状態の最適化構造や振動数を密度汎関数法で求め、多配置性を導入した時間依存法を採用して、イオンでの吸収スペクトルを求めた。すでに求めていた基底状態での吸収スペクトルと比較検討を行い、試料分子を測定するのに最適なレーザー波長の予測や科学的性質の考察を行った。2.超短パルスレーザーを用いる質量分析・・神経ガス代謝物を測定するため適切な標識試薬を探索したところ、ブロモメチルナフタレンは神経ガス代謝物のOH基と効率よく反応し、深紫外フェムト秒レーザーを用いて効率よくイオン化できる可能性があることがわかった。そこで、この試薬を用いて数種の神経ガス代謝物を標識し、質量スペクトルを測定した。その結果、神経ガス代謝物を効率よくイオン化でき、分子イオンを明瞭に観測できることがわかった。化学兵器剤である神経剤及びその代謝物質の励起エネルギーとイオン化エネルギーの理論計算による予測については、現在までのところ、量子化学計算プログラムを採用して、予備計算の後、九州大学情報基盤研究開発センターのスーパーコンピューターに接続して、密度汎関数レベルでの基底状態、励起状態、イオン分子のエネルギー、基底状態とイオンの吸収スペクトルを求め、試料分子をイオン化するために用いるレーザー波長を予測した。従来用いられているペンタフルオロベンジルブロミドにより修飾する方法は、標識効率やイオン化効率が低く、十分な分析感度が得られなかった。

また、分子イオンがほとんど観測されず、信頼性に面で問題があった。これに対して新規に見出したブロモメチルナフタレンは、標識効率が高く副生成物がほとんど生成しなかった。また、分子イオンが強く観測され、微量分析に極めて有効であることがわかった。1997年に発効した化学兵器禁止条約(CWC)においてサリン、ソマン、VXなどは最も危険な神経剤であると報告されている。シリア内戦においてサリンが使用され、多数の犠牲者を出したが、化学兵器使用の断定や種類の特定には時間を要するため、短時間で正確に検知する方法の開発が求められている。そこで、本研究では量子化学計算による理論研究と超短パルスレーザーイオン化質量分析の技術を基に、高感度で網羅的な化学兵器剤やその代謝物の測定について研究した。1.化学兵器剤の励起エネルギーとイオン化エネルギーの計算・・主要な化学兵器剤について紫外レーザーを用いて効率よく共鳴/非共鳴イオン化する方法、及び近赤外レーザーを用いて多光子イオン化して分子イオンを効率よく検出する方法について検討することにした。そこで類似の化学構造を持ち、かつ化学兵器剤の合成原料としても利用される農薬51種類について、中性分子の励起エネルギー、イオン化エネルギー、及び分子イオンの吸収スペクトルを計算した。2.超短パルスレーザーを用いる質量分析・・上記の量子化学計算の結果を参考に、農薬51種類についてレーザーイオン化質量分析した。その結果、紫外レーザーを用いる方法は共鳴2光子イオン化、近赤外レーザーを用いる方法は多光子イオン化した後に分子イオンがレーザー光を吸収しない場合に、分子イオンを効率よく検出できることがわかった。この結果から類推して、化学兵器剤については近赤外レーザーを用いる方法が有力であると結論した。一方、ブロモメチルナフタレンを用いる神経ガス代謝物の分析については理論計算の結果を参考にして紫外レーザー(267 nm)を用いる方法について研究した。反応温度、反応時間、誘導体化試薬の濃度などについて最適化を図り、尿中の数種の神経ガス代謝物を測定した。その結果、回収率(反応率)は70%前後、検出限界は数ng/mlであった。サリン、ソマン、VXなどの有機化合物は、1997年に発効した化学兵器禁止条約(CWC)において最も危険な神経剤であると報告された。安全保障のためにこれらを短時間で検出・同定する方法の開発が緊急に必要である。神経剤とその代謝物の分光学的性質を量子化学計算によって評価し、その結果をフェムト秒イオン化に基づく尿サンプル中の代謝産物の高感度かつ包括的な分析に用いた。その結果、代謝物は顕著な分子イオンを与え、これらの化合物の微量分析に有効であった。さらに、神経剤と類似した化学構造をもち、神経剤を合成するための中間化学物質として使用できるものを含む51種の農薬についても理論的および実験的に研究を行った。神経剤やその代謝物の誘導体の励起エネルギーやイオン化エネルギーに関する計算について、予定通りに進めていく予定である。また、紫外域に吸収帯をもつ誘導体化試薬を用いて標識し、紫外フェムト秒レーザー、さらに安価な紫外ナノ秒レーザーを用いてイオン化する条件を理論予測する。
鼻粘膜上皮の杯細胞化生に関する研究-エンドトキシンを利用した動物モデル作成と細胞特異的分化マーカーと免疫組織化学法を用いた病態の解明-

鼻粘膜を含む気道上皮では,炎症に応じて粘液産生の増加が見られ,このことには上皮内の杯細胞過形成や杯細胞化生が深く関わっている。我々は鼻粘膜上皮における杯細胞化生と粘液分泌の機序を解明する手段として,エンドトキシンを用いた杯細胞化生の動物モデルの作成に成功した。ラット鼻中隔粘膜上皮は,基底細胞,線毛細胞,杯細胞,非線毛内柱細胞の4種類の細胞で構成されているが,エーテル麻酔下に前鼻孔よりエンドトキシン0.1mg/100mulを3日間連日注入することで,容易に著しい杯細胞数の増加が認められた。また,投与終了後7日目には杯細胞化生は消失し,正常な上皮に回復した。定量的な各種上皮細胞数の検討により,杯細胞数の増加は非線毛内柱上皮細胞の減少と一致して生じ,総細胞数の変化は認められなかった。コルヒチン処理にて検討した細胞増殖能にも変化が認められず,この杯細胞化生は非線毛内柱上皮が直接杯細胞へ移行して生じると考えられた。異なったpH下のAB-PAS染色を利用して,杯細胞中の粘液糖蛋白の性状を検討すると,エンドトキシン刺激により新たに産生される糖蛋白はほとんどがスルホムチンであった。インドメサシンやデキサメサゾンなどの抗炎症剤がエンドトキシンによる杯細胞化生を抑制したことから,杯細胞化生の機序はエンドトキシンによる直接作用以外に,各種の炎症反応を介した経路の存在が考えられた。また,好中球由来の酵素であるエラスターゼの鼻腔内注入でも同様の杯細胞化生が認められた。現在はこの動物モデルを利用して,杯細胞化生の機序についてより詳細な検討を行なっている。
LEDとカメラで超える無線LAN通信容量の限界

本研究は、主に無線LANを対象とし、逼迫する無線通信帯域の効率的な利用を目的として、異なる通信技術、特に、カメラを用いた通信とマイクロ波・ミリ波通信とを組み合わせた無線通信システムを提案した。異なる通信メディアを適材適所に用いることで、スループットを50%以上に向上し、特に、ファイルダウンロード時のスループットを最大で5倍程度向上させることに成功した。本研究は無線LANの性能向上を目標として、LEDとカメラを用いた無線LANアクセス制御メカニズムについて検討を行う。平成25年度は基礎検討を行った。具体的には、LEDとカメラを用いた通信の性能調査、調査に基づく実現性能検討、プロトコル設計、および、数学モデルに基づく理論的性能解析およびシミュレーションによる性能評価を行った。本研究では、LED-カメラ間の通信性能が全体の通信性能及びプロトコルの設計に大きく影響をおよぼす。そこで、文献調査によりLED-カメラ間の通信性能の下限と上限を明らかにし、実現性能検討を行ったところ、アクセス制御として用いるに十分な性能であるmsecオーダでの通信が可能であった。このLEDとカメラの通信性能を考慮した上で、プロトコルの設計を行い、シミュレーション評価および理論解析を行った。理論解析では、実際の無線LANのパラメータ値を用いて検討し、従来の無線LANより性能向上することを示した。また、シミュレーションにはネットワークシミュレータを用い、TCP層まで考慮した評価を行い、本研究により、無線LAN性能が向上することを明らかにした。さらに、無線LAN側の機能拡張に関する検討も行った。信頼性のあるマルチキャストプロトコルを設計し、シミュレーション評価を行った。マルチキャストは周波数利用効率向上への寄与が大きいが、信頼性の担保や制御に困難がある。今回は、無線LAN帯域のみを用いた解決法を提案したが、LEDとカメラを用いた通信や他の通信メディアを応用することで、メディアアクセス制御と同様、より性能向上できることが期待される。無線LANは、家庭やオフィス、商業施設のみならず、医療や被災地での利用など様々な分野に普及し、社会を支える技術になりつつある。しかし、通信帯域は逼迫しており、無数の無線LANシステムが互いに奪いあうように帯域を利用しているのが現状である。本研究では、LEDによる可視光通信技術とカメラによる多重受信を応用した無線LANアクセス制御方式を提案し、無線LANの通信容量を従来の3倍にする。提案方式をIEEE 802.11規格に基づきプロトコル化し、数学的な理論解析、および計算機シミュレーションによる実現性と性能の評価を行う。平成26年度は、平成25年度に明らかになったTCP通信時の性能低下に対し解決策を提案した。提案手法では、TCP通信に対しては予めTCP ACK送信分の送信機会を確保することで性能低下を解消し、通信容量を向上した。また、複数基地局存在下におけるアクセス制御手法を提案した。本手法では、複数基地局に対し、異なるAIFSNの初期値を与えることで同時送信を回避し、システム全体の通信容量を向上する。また、本研究の応用として、マイクロ波通信を応用したミリ波・テラヘルツ波通信メディアアクセス制御方式及びカメラを用いたミリ波通信制御方式を提案し、それぞれシミュレーション及び実験により有効性を示した。マイクロ波通信を応用したミリ波・テラヘルツ波通信メディアアクセス制御方式では、ACKフレームなどサイズは小さいが重要なフレームをマイクロ波通信を用いて送信することで安定性を向上させる。カメラを用いたミリ波通信制御方式では、カメラを受信機用途だけではなく、通信環境解析に用いることで、これまでにない柔軟な無線通信制御を可能とした。26年度が最終年度であるため、記入しない。無線通信システム26年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は単一無線LAN下でのLEDとカメラを用いたアクセス制御の検討を計画しており、成果としてアクセス制御プロトコルの開発を目標にしていたが、その目標通りの成果が得られたことから、おおむね順調に進展していると結論できる。本年度、ネットワークシミュレータを用いて上位レイヤまで考慮した評価を行ったことにより、当初は予定していなかったTCP通信における問題点が明らかとなった。今後は、このTCP通信における問題点の解決、および、他の無線LANが存在する環境下への適応およびプロトコルの拡張を検討する。また、本研究で得られたノウハウを活かすため、カメラとLEDを用いた通信以外の通信技術をアクセス制御に応用することを検討する。
21世紀環境保全型新社会システムの設計に関する研究

平成4年度における予備研究の成果を受けて、平成5年度においては、具体的な研究活動を行うとともに、両年度の成果のとりまとめを行い、2年間に及んだ本研究を締め繰った。21世紀環境保全型社会の部分形態の一つは、自律分散型の自然調和型都市において実現されるとして、金沢市犀川水系上流の内川ダムに包蔵される自然エネルギーを利用する社会システム構築の可能性を実験的に検討した。平成5年7月より9月にかけて、犀川浄水場の上流と下流を対象として、エクセルギー(利用可能エネルギー)量を評価し、実用に耐えるものであることを確認した後具体的な冷房実験を実施した。又、21世紀に期待されるエネルギーとして、水素が北陸地方で果す意味と可能性を最新のデータをもとに分析した。(以上若林)クリーンなエネルギー源の一つとして、ソーラー利用が重要である。ソーラー光発電の未来社会に対する貢献の可能性を具体的に検討することを目指して、北陸地方における太陽光発電量を無人測定するためのシステムを製作し、データの蓄積してきた。さらに、エネルギー収率向上の為の実用的な姿静制御架台付パネルシステムを製作し、基本データがとられた。(以上村田)近年、スーパーマーケット、コンビニエンスストアにおける即時的納品を前提とした配送システムが多頻度の商品納入を強要する結果、交通渋滞、排気ガス、騒音等の社会問題を増長している。社会的費用を抑える商品配送問題を数理的に検討する基礎研究が行われた。(以上三原)環境保全型新社会システムの設計にあたり看過できないことは、新しい社会システムの構成員が、今の幼年者達であるということである。即ち、何よりも教育の問題が重要視されるべきで、初等中等教育全体が環境倫理に根ざした教育に進化する必要がある。その為のデーターベースの作成、環境倫理教育システムの構築を課題として残し、本研究を終了した。(以上札野)平成4年度における予備研究の成果を受けて、平成5年度においては、具体的な研究活動を行うとともに、両年度の成果のとりまとめを行い、2年間に及んだ本研究を締め繰った。(以上札野)平成4年度研究を始めるにあたり、研究課題の21世紀環境保全型社会の特徴を再確認した。新社会の基本条件として、公平性、持続性、構成員の参加性をとり挙げ、11項目の社会システム設計指針と3項目の評価指計を整理した。又、新しい社会の都市構造、住居システムにつき具体的なイメージを明らかにした。そのような社会は自律分散型の自然調和型都市において実現されるとして、金沢市犀川水系内川上流を対象に具体的な検討を開始した。自然調和型都市のエネルギーシステムとして、内川ダム湖における季節蓄熱利用をとり挙げ、平成4年8月より12月にかけ、ダム湖水温分布の連続測定を行い、有効エネルギー(エクセルギー)の評価を完了した。(以上若林)クリーンなエネルギー源として、ソーラー利用が重要である、ソーラー光発電の未来社会に対する貢献の可能性を具体的に検討することを目的として、北陸地方における太陽光発電量を無人測定するためのシステムを製作し、運転を開始し、平成4年10月よりのデータを畜積しつつある。さらに、エネルギー収率向上の為の室用性のある姿靜制御架台につき、ソーラーパネルシステムの試作を行った。(以上村田)一方、近年、スーパーマーケット、コンビニエンスストアにおける即時的納品を前提とした配送システムが多頻度の商品納入を強要し、交通渋滞、排気ガス、騒音等の問題を発生している。又、自動車生産方式であるかんばん方式においても同様である。そこで、社会的費用を考慮した部品配送問題を数理的に検討する基礎的研究が開始された。(以上三原)環境保全型新社会システムの設計にあたり看過できないことは、システムの開発を進め、そこに棲む人達は今の幼年者達であるということである。従って、初等中等教育全体が、環境倫理に根ざした教育に進化する必要がある。

その為のデーターベースの作成、及び環境倫理教育システムの構築を開始した。(以上札野)21世紀環境保全型社会の部分形態の一つは,自律分散型の自然調和型都市において実現されると考えられる.そこで【.encircled1.】石川県金沢市犀川水系上流の内川ダム湖に包蔵される自然エネルギー(冷熱)を利用する社会システム構築の可能性を実験を通して検討した。平成5年7月より9月の期間,犀川浄水場の上流と下流を対象として,エクセルギー(利用可能エネルギー)量を評価し、実用に耐えるものであることを確認した後,具体的な冷房実験を実施し、十分に利用可能であることを実証した.【.encircled2.】一方,21世紀に期待されるエネルギーとして北熱地方で水素が果す意味と可能性を最新のデーターを基に分析した.【.encircled3.】又、クリーンなエネルギーとしてソーラー光発電利用が進みつつあるが,未来社会における貢献の可能性を具体的に検討する為,北陸における発電量を無人測定するためのシステムを製作し,データーの蓄積をした.【.encircled4.】近年,スーパーマーケット,コンビニエンスストアにおける即時的納品を前提とする配送システムが多頻度の商品納入を強要する結果,交通渋滞,排気ガス,騒音等の社会問題を増長しているにつき、社会的要因を抑える為の数理分析を行った.【.encircled5.】尚,当初計画した環境倫理教育システムの構築については,課題として残し本研究を終了した.
ORCのリン酸化による、細胞周期制御

一つ目の方法は、活性を指標とした蛋白質の精製である。即ち、酵母の核粗抽出液中にOrc2p-Ser188のリン酸化を阻害(促進)する活性、あるいはOrc5pとATPとの結合を阻害(促進)する活性を見いだしたので、その活性を指標にカラムクロマトグラフィーによりその因子を精製した。同定したタンパク質は新規なタンパク質であり、現在その構造決定を行っている。一方、ORCに結合する因子を網羅的に同定し、その中からOrc2p-Ser188のリン酸化を阻害(促進)する因子、あるいはOrc5pとATPとの結合を阻害(促進)する因子を同定した。我々はyeast two-hybrid法を用いて、ORCに結合する因子の網羅的同定を行った。その結果新規蛋白質も含め、30以上のORCに結合する蛋白質(Orc1p:5個,Orc2p:4個,Orc3p:7個,Orc4p:5個,Orc5p:3個,Orc6p:9個)を発見した。そこでこれらの因子の中から既存の因子とのホモロジーなどを参考にして、Orc2p-Ser188のリン酸化、及びOrc5pのArp結合活性を調節する可能性のある因子を絞り込んだ。次に候補因子を多量発現させた酵母細胞から核粗抽出液を調製し、目的の活性が上昇しているのかを調べるところ、候補因子を複数同定することに成功した。(1)細胞周期におけるOrc2p-Ser188のリン酸化状態の変化我々は、Orc2pのSer188の脱リン酸化により、Gl期からS期へ細胞周期が進行する(DNA複製が開始する)こと、及びOrc2pのSer188の再リン酸化により、S/G2期において再複製開始が抑制されることを示唆している。このことを証明するために本年度我々は、リン酸化セリンを用いてSer188を含むOrc2p断片を合成し、ウサギに免疫し、特異的な抗体(リン酸化されたOrc2pのSer188を認識する抗体)を得た。この抗体を用いて検討した結果、CDK、あるいはサイクリンの温度感受性変異株において、Orc2p-Ser188のリン酸化が抑制されていることを見いだした。上述のように我々は酵母細胞内でORC2-D(リン酸化状態を模倣したOrc2p-Ser188を含む変異ORC)を発現したとき、複製開始反応が阻害されることを見出している。そこでこの系において、複製開始反応がどの段階で停止しているかを検討した。ORC2-Dを発現したとき、個々の因子がorigin DNAに結合しているかをCHIP法で調べたところ、MCMのローディングが抑制されていることを見いだした。一方我々はATPと結合できない変異ORCが細胞内で不安定であることを示しているので、同様のことがORC2-Dでも見られるのかを検討した。しかしながら、ATPと結合できない変異ORCの場合と異なり、ORC2-Dは細胞内で安定であった。
表面処理を施したチタンインプラント表面上における骨芽細胞の遺伝子発現解析

我々は、純チタン表面へ陽極酸化と水熱処理を行うことで陽極酸化皮膜表面上にハイドロキシアパタイト(HA)を析出させる表面処理(SA処理)法について検討してきた。その結果、SA処理インプラント体表面では初期の骨形成能が高く、口腔インプラント治療への有用性が示唆されてきた。しかし、SA処理チタンインプラント表面上での骨形成メカニズムについては不明確であることから、平成16、17、18年度の3年間に渡る研究プロジェクトでは、骨伝導性に関わるSA処理表面性状・構造の解析、骨形成関連遺伝子マーカーを用いた遺伝子レベルでの解析を行った。SA処理を施すことで表面の陽極酸化皮膜は多孔質化となるとともにHA結晶が析出する。SA処理により析出したHA結晶は、結晶性の高い六方晶系であること、六方晶系を呈するHA結晶の特徴であるa軸・c軸の分極による生体内体液のPとCaイオンの吸着現象の促進化、陽極酸化皮膜表面構造のぬれ性の向上と極性・表面エネルギーなどの向上など、種々の骨伝導能を促進させる因子を有する特徴があることが明らかとなってきた。一方、骨芽細胞培養モデルを用いた細胞外基質生成と石灰化形成の過程においては、SA処理により析出したHA結晶形態、HA結晶内部のPとCaの結合エネルギー、HA皮膜の構造に変化は認められないことが示された。さらに未処理チタンに比較してSA処理チタン上での骨基質形成関連遺伝子の発現は高まる傾向を示し、さらに遺伝子発現パターンも異なっていることが推察された。SA処理表面の陽極酸化皮膜から析出したHA結晶を含むHA皮膜の微細構造(表面形状・性状)は骨芽細胞内のシグナル伝達系に作用することで骨芽細胞の分化調節機構を活性化させ、その結果、骨芽細胞の分化・機能は促進されて骨伝導能を高める要因となり、早期のオッセオインテグレーションが獲得されるメカニズムとなっていることが推察された。我々は、純チタン表面へ陽極酸化と水熱処理を行うことでハイドロキシアパタイト(HA)を析出させる表面処理法(SA処理)の有用性を検討してきた。SA処理により骨伝導性が高まる理由として、HA結晶を含むHA皮膜の化学的要因による効果が影響していると考えている.SA処理インプラント埋入後にオッセオインテグレーションを獲得し恒常的に維持・機能するためには、骨形成過程でのHA皮膜の化学的安定性について分析しておく必要がある。そこで平成16年度の研究では、骨芽細胞培養モデルを用いて、細胞外基質生成と石灰化形成の過程(5,7,10,14日間)におけるSA処理により形成されたHA皮膜の構造とHA結晶について、X線回折(XRD)とX線光電子分光分析(XPS)を用いて分析した。また、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いたHA結晶形態観察ならびに骨芽細胞の分化にともなう細胞外基質生成の形態観察、電子プローブX線微小部分析装置(EPMA)を用いた石灰化物の構成元素であるPとCaを指標とした分布状態の面分析を行った。SEM観察では7日目以降よりHA結晶上に骨芽細胞の分化により形成された石灰化小球体が認められた。また、結晶性の高い六方晶系を呈するHA結晶像が観察され、HA結晶の変化は認められなかった。全ての培養期間においては、XPS分析ではHA結晶内部のPとCaの結合エネルギーに変化は認められなかった。また、XRD分折ではTiO_2(anatase, rutile)、Ti、HAの2θ、d値と一致していた。

以上の結果から、骨芽細胞による石灰化形成過程においては、HA結晶形態、HA結晶内部のPとCaの結合エネルギー、HA皮膜の構造に変化は認められないことが示された。HA結晶を含むHA皮膜は骨形成過程において変化することなく、オッセオインテグレーションを獲得しやすい場を作り出す要因となっていることが推察された。平成17年度の研究では、SA処理チタンディスク(SAcpTi)ならびに未処理チタンディスク(cpTi)上にてラット骨髄由来骨芽細胞を5,7,10,14日間培養後、骨芽細胞よりmRNAを抽出し逆転写酵素を用いたポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)法にて骨基質形成関連遺伝子の発現解析を行った。培養5日目までを骨基質形成期、7日目以降を石灰化期とした。I型コラーゲン(ColI)mRNAはcpTi、SAcpTiともに7日目まで増加し、それ以降の石灰化期では減少した。アルカリフォスファターゼ(ALP)、オステオポンチン(OP)、骨シアロプロテイン(BSP)mRNAはcpTiに比較してSAcpTiで骨基質形成期から石灰化期にかけて増加した。オステオカルシン(OC)mRNAは石灰化期の14日目で発現を示し、cpTiに比較してSAcpTiで増加した。以上の結果から、cpTiに比較してSAcpTi上での骨基質形成関連遺伝子の発現は高まる傾向を示し、さらに発現パターンも異なっていることが示唆された。また、ラット顎骨内でのHA結晶状態について検証した。28日間埋入後に摘出し、HA結晶について、走査型電子顕微鏡(SEM)による形態観察、電子プローブX線微小部分析装置(EPMA)によるPとCaを指標とした面分析、X線光電子分光分析(XPS)によるHA結晶内部のPとCaの結合エネルギーを分析した。SAcpTi表面に形成されたHA結晶層(HA皮膜)に沿って骨の形成が認められた。この理由として、陽極酸化膜上に析出したHA皮膜は、結晶性の高い六方晶系を呈する単結晶のHA結晶で構成されているためと考えられた。高結晶性のHAは、安定性があると報告されていることから,結晶性の高いHA結晶により、形態やHA結晶のPとCaの分布状態に変化は認められなかったと考えられた。さらにPとCaの結合エネルギー状態は、埋入前後において、平成16年度の報告と同様の傾向を示し、変化していないことが示された。SAcpTi上に形成されたHA皮膜は、骨基質形成ならびに骨形成の過程において変化することなく、オッセオインテグレーションを獲得しやすい場を作り出す要因となっていることが考えられた。我々は、純チタン表面へ陽極酸化と水熱処理を行うことで陽極酸化皮膜表面上にハイドロキシアパタイト(HA)を析出させる表面処理(SA処理)法について検討してきた。その結果、SA処理インプラント体表面では初期の骨形成能が高く、口腔インプラント治療への有用性が示唆されてきた。しかし、骨形成メカニズムについては不明確であることから、平成16、17年度では骨伝導性に関わるSA処理表面性状・構造の解析、骨形成関連遺伝子マーカーを用いた遺伝子レベルでの解析を行ってきた。この結果から、我々はSA処理表面に形成されたHA皮膜の化学的要因による効果が骨形成促進に関与していると考察している。そこで平成18年度は、HA皮膜の生体内での挙動を解析する目的で擬似体液中にSA処理チタンを浸漬(ハンクス溶液;37°C、pH=7.4)して分析した。
カ-(井泉)の実証的研究

本研究は、沖縄における水利用、水利慣行の実態を把握して沖縄の水利特性をカ-(井泉)を軸に解明することにあった。単年度のみの調査であったが、その結果、以下の事項について知見をえることができた。(1)沖縄全自治体53のなかで既刊の自治体史(誌)からカ-(井泉)に関連する項目のチェックにつとめることができた。(2)上記の諸資料を集落発祥のカ-・集落共同のカ-・ノロ(神女・祝女)専用のカ-・みそぎのカ-・産湯を汲むカ-分類・整理する作業に着手することが可能な体制をとることができた。(3)時間的制約もあって、調査対象地域は主として石垣市・平良市・城辺町・下地町・上野村・多良間村、中部圏域の沖縄市、南部諸地域であったが、人々にとって水は生命であり、それだけに切実な人間の歴史があることを確認した。(4)カ-の問題を考えることは、村落構造、労働形態、民間信仰の本質を捉える重要な点であることを確認した。(5)生活環境が破壊されていく今日的な状況下で、カ-を軸とした生活がどのようなものであったかを再確認することにより、自然にたいする畏敬の念を21世紀を背負って立つ子供たちに伝えていくことの重要性を痛感した。また、カ-は道路整備、宅地造成、土地基盤整備事業によって大半が埋められていく危険性があるので、その保存につとめることが大切であることを実感した。
糖鎖プローブによる糖脂質親和性蛋白質の同定と生理的意義の解明

ガングリオシド誘導体を合成し、これを糖鎖プローブとして、白血病細胞の分化・増殖の制御に関わるガングリオシド結合蛋白質を標識・同定し、その機序を探るとともに、結合蛋白質としての糖脂質合成酵素や糖鎖受容体を親和標識することによって特定することを目的とし、以下の結果を得た。1.ヒト白血病細胞HL-60細胞に12-O-tetradecanoylphorbol 13-acetate(TPA)を添加すると、GM3プローブによって特異的に標識される分子量40K、等電点5.2-5.3の蛋白質が誘導されてきた。この蛋白質は、TPAの濃度が5×10^<-9>M以上の濃度で誘導され、TPA処理後、1-2時間で一過性に、24時間以降は調べた限り4日目まで定常的に発現していた。この40K蛋白質は可溶性画分に回収された。2.ヒト急性単球性白血病細胞THP-1細胞でも、GM3親和性40K蛋白質の誘導が認められた。この蛋白質はHL-60細胞よりTHP-1細胞で安定して発現していた。さらに、TPAによって誘導される分化形質のうち、40K蛋白質は細胞の基質接着性に関与することが示された。無血清培地で継代培養したTHP-1細胞の可溶性画分より、CM3アフィニティークロマトグラフィーでGM3親和性40K蛋白質を精製した。3.ラット肝から1万倍以上に高度に部分精製したGM1合成酵素をGM2プローブで光親和標識したところ、分子量40K、等電点4.5同酵素が特定された。4.リン酸化マンナンプローブによってラット肝のMan6P/IGF-II受容体が光親和標識された。IGF-IIはリン酸マンナンによるMan6P/IGF-II受容体の光親和標識を阻害しなかったことから、Man6Pを認識する部位とIGF-IIを認識する部位が異なることが確かめられた。ガングリオシド誘導体を合成し、これを糖鎖プローブとして、細胞の分化、増殖に関わるガングリオシド結合蛋白質を同定し、その機序を探るとともに、結合蛋白質としてのガングリオシド合成酵素を光標識することを目的とし、次の結果を得た。1.ガングリオシドGM3から脂肪酸を解離して生じたアミノ基にアリールアジド基を導入し、さらに^<125>I標識して光反応性の糖鎖プローブを作製した。2.ヒト白血病細胞HL-60細胞をホルボールエステル(TPA)で分化誘導すると、上記の糖鎖プローブによって特異的に標識される分子量約40Kの蛋白質が誘導されてくることを見い出した。この蛋白質は、TPAの濃度が5XIO^<-9>M以上の濃度で誘導され、分化誘導に必要な濃度とほぼ一致することがわかった。この蛋白質は、TPA処理後、1-2時間で一過性に、24時間以降は定常的に発現した。還元、変性下での等電点は5.2-5.3であった。3.このGM3結合蛋白の精製に必要な定量法として、ビオチン標識したGM3プローブとペルオキシダーゼを結合したアビジンを用いる酵素測定法を検討中である。4.この蛋白質の精製に用いるアフィニティクロマトとして、GM3固相化アガロースを作製した。予備実験で、上記のGM3結合蛋白質が吸着することがわかった。5.1と同様の方法でGM2糖鎖プローブを化学合成し、ラット肝から部分精製したGM1合成酵素を光親和標識したところ、分子量4OK、等電点4.5の同酵素が特定された。

IGF-IIはリン酸マンナンによるMan6P/IGF-II受容体の光親和標識を阻害しなかったことから、Man6Pを認識する部位とIGF-IIを認識する部位が異なることが確かめられた。ガングリオシド誘導体を合成し、これを糖鎖プローブとして、白血病細胞の分化に関わるガングリオシド結合蛋白質をキャラクタライズするとともに、糖鎖結合蛋白質としてマンノース6-リン酸(Man6P)/インスリン様成長因子-II(IGF-II)受容体を光標識することを目的とし、次の結果を得た。1.前年度、ヒト白血病細胞HL-60細胞をTPAで分化誘導すると、ガングリオシドGM3糖鎖プローブによって特異的に標識される分子量40Kの蛋白質が誘導されることを見い出したが、今年度、同じ方法によって、ヒト急性単球性白血病細胞THP-1細胞にも40KのGM3親和性蛋白質が認められた。この蛋白質はHL-60細胞によりTHP-1細胞で安定して発現していた。2.THP-1細胞をTPAで処理した場合、シャーレに付着した細胞にのみ40K蛋白質が誘導され、浮遊細胞には誘導されなかった。このことは、TPAによって誘導される分化形質のうち、40K蛋白質は細胞の基質接着性に関与することを示唆する。3.無血清培地で継代培養したTHP-1細胞から、40K蛋白質をGM3固相化アガロースを用いて部分精製した。SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(SDS-PAGE)では近接する2本のバンドとして検出された。SDS-PAGE後PVDF膜に転写し、膜上で40K蛋白質をトリプシン消化し、ペプチド断片を逆相液クロで分離した。現在、ペプチドのアミノ酸配列を解析中である。4.リン酸化マンナンの糖鎖プローブを作製し、ラット肝のMan6P/IGF-II受容体の光親和標識を行った。IGF-IIはリン酸化マンナンによる光親和標識を阻害しなかったことから、Man6Pを認識する部位とIGF-IIを認識する部位が異なることが確かめられた。