hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動器慢性痛対策を念頭においた新たな介護予防プログラムの開発とその効果検証

本研究では,運動器慢性痛を有する地域高齢者に対する運動介入と患者教育指導を併用した介護予防プログラムを開発し,その有効性についてランダム化比較試験で検証することを目的としている.平成29年度に運動器慢性痛を有する地域高齢者128名(介入群64名,対照群64名)を対象に,運動介入と患者教育指導を併用する介護予防プログラムの効果をランダム化比較試験で検証した.その結果,ベースライン時の評価項目の比較では2群間で有意差を認めず,介入による有害事象の発生も認めなかった.介入効果の結果では,運動機能に関しては介入群と対照群ともに介入前と比較し有意に改善していた.一方,介入群では痛みの捉え方が介入前と比較し有意に改善しており,介入後の痛みの程度や身体活動量が対照群と比較すると有意に改善していた.以上のことより,本プログラムは,地域高齢者の運動器慢性痛に対する介入戦略として有効であることが示唆された.最終年度である平成30年度は,これまでの研究データの詳細な解析と論文執筆ならびに論文投稿を行った.具体的には,本研究に参加した全ての地域高齢者(運動器慢性痛を抱えていない高齢者含む)379名を対象に運動器慢性痛とフレイルとの関連性について検討し,運動器慢性痛とフレイルは密接に関連していることが明らかとなった.また,運動器慢性痛の発生予防を目的としたパイロットスタディを実践し,身体活動性の促進を図る介護予防プログラムは現状では運動器慢性痛を抱えていない地域高齢者に対する介入戦略として有効である可能性が高いことが示唆された.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,運動器慢性痛を有する地域高齢者に対する運動介入と患者教育指導を併用した介護予防プログラムを開発し,その有効性についてランダム化比較試験で検証することを目的としている.平成29年度は,介護予防事業に参加した地域高齢者225名に対し運動器慢性痛のスクリーニング調査を実施し,その内慢性痛を有する128名を対象者として選定した.そして,対象者を運動介入と患者教育指導を併用する介入群64名と運動介入のみを実施する対照群64名にランダムに分類し,3ヵ月間週1回の介入を実施した.介入群と対照群共通の運動介入については,筋力増強・バランストレーニングから構成された60分間の運動トレーニングを行った.そして,介入群に対しては歩数計を配布し,痛み行動日誌を使用したセルフモニタリングを行った.評価項目は,痛み・運動機能・心理面・身体活動量とし,これらの項目を2群間で比較検討した.その結果,ベースライン時の評価項目の比較では2群間で有意差を認めず,介入による有害事象の発生も認めなかった.介入効果の結果では,運動機能に関しては介入群と対照群ともに介入前と比較し有意に改善していた.一方,介入群では痛みの捉え方が介入前と比較し有意に改善しており,介入後の痛みの程度や身体活動量が対照群と比較すると有意に改善していた.以上のことより,運動介入と患者教育指導を併用した介護予防プログラムは,地域高齢者の運動器慢性痛に対する介入戦略として有効であることが示唆されている.平成29年度は98名の対象者(介入群49名,対照群49名)に対する介入を予定していたが,1年間に開催される介護予防教室の数が当初の予定より増加したため,目標とするサンプル数に対する介入研究が実施できている.また,介入による脱落者も少なく,仮説に基づく結果も得られており,良好に経過している.これらの状況より,当初の計画以上に進展しているものと考えている.本研究では,運動器慢性痛を有する地域高齢者に対する運動介入と患者教育指導を併用した介護予防プログラムを開発し,その有効性についてランダム化比較試験で検証することを目的としている.平成29年度に運動器慢性痛を有する地域高齢者128名(介入群64名,対照群64名)を対象に,運動介入と患者教育指導を併用する介護予防プログラムの効果をランダム化比較試験で検証した.その結果,ベースライン時の評価項目の比較では2群間で有意差を認めず,介入による有害事象の発生も認めなかった.介入効果の結果では,運動機能に関しては介入群と対照群ともに介入前と比較し有意に改善していた.一方,介入群では痛みの捉え方が介入前と比較し有意に改善しており,介入後の痛みの程度や身体活動量が対照群と比較すると有意に改善していた.以上のことより,本プログラムは,地域高齢者の運動器慢性痛に対する介入戦略として有効であることが示唆された.最終年度である平成30年度は,これまでの研究データの詳細な解析と論文執筆ならびに論文投稿を行った.具体的には,本研究に参加した全ての地域高齢者(運動器慢性痛を抱えていない高齢者含む)379名を対象に運動器慢性痛とフレイルとの関連性について検討し,運動器慢性痛とフレイルは密接に関連していることが明らかとなった.また,運動器慢性痛の発生予防を目的としたパイロットスタディを実践し,身体活動性の促進を図る介護予防プログラムは現状では運動器慢性痛を抱えていない地域高齢者に対する介入戦略として有効である可能性が高いことが示唆された.平成30年度は,引き続き介入研究を継続し,サブ解析を含めた詳細なデータ分析を行う予定である.そして,その成果を学会に発表するとともに,論文を執筆し国際・国内雑誌に投稿予定である.加えて,介護予防事業運営の中核を担っている地域包括支援センターや福祉事務所スタッフに対する研究成果報告会を実施する予定である.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
非定常噴流を用いた非定常燃焼の機構の解明

ヘリウム、CO_2などの気体を単発噴射して生じる非定常気体噴射終了後の混合気形成機構を以下のようにして解明した。濃度の測定は、熱線濃度計を用いて行なった。また、レ-レ散乱法による濃度測定も試みた。圧力の時間経過の測定は半導体圧力変換器を用いて噴流内各点で行った。これらの測定値について、噴流内の乱流を考慮した統計処理を行ない、場所的・時間的な分布を求めた。非定常気体噴流の形状・到達距離、噴流角の測定、噴流と周囲気体との界面に生じる大規模渦の観察などのため、高速度レ-ザ-シュリ-レン撮影を行い、高速度シュリ-レン画像と、濃度・速度・圧力の各測定点での測定値の時間経過との対応により、混合気形成過程の解明を行った。これらの一連の実験の結果、噴流外縁では噴流と周囲気体との境界位置変動のため条付き平均濃度は無条件平均濃度と比較して高くなることがわかった。また、衝突非定常気体噴流においては、噴流先端に向かうにつれ無条件平均濃度は滑らかに減少するが、条件付き平均濃度は先端付近で一旦増加してから減少する。濃度標準偏差に関しては、噴流先端部においては無条件濃度標準偏差と比較して条件付き標準偏差は極めて低い。このことは、噴流先端では、大規模渦による周囲気体の噴流内への取り込みが行なわれているが混合気塊と流入空気との乱流混合はほとんど行なわれていないことを意味する。また、無条件平均濃度は静圧がもっとも低い部分で高くなることなどがわかった。
日本の多国籍企業の投資行動と企業間提携に関する理論的および実証的研究

1.日本の多国籍企業の企業体制論上の位置づけおよびその経営システムのあり方、とくに企業の段階から経営の段階への発展過程の一形態として多国籍企業を経営的観点から明らかにした。この場合,日本的経営論の一環として日本の多国籍企業の投資原理および企業原理を明らかにした。2.日本の多国籍企業の実態調査のなかで、企業間提携の緊密度によって具体的に経営活動する組織の実態が明らかにされた。企業間提携という経営活動を具体化する場合、基本的にはトップ・マネ-ジメントの組織構造が重要であることが明らかにされた。3.企業間提携の経営機能として、日本の多国籍企業の実態調査のなかから、パ-トナ-シップ経営という特性を持つことが明らかにされた。パ-トナ-シップ経営は、個別企業の組織経営や企業グル-プのグル-プ経営と異なる新しい経営活動ということができる。とくに、企業間提携の概念的枠組みとしては、企業間の協働活動、経営的自立性などが重要な要素となっている。4.日本の多国籍企業における企業間提携は、現在、国内の企業間提携にとどまらず、国際的な企業間提携に広がっているという実態が明らかにされた。とくに、日本多国籍企業のうち、いわゆる成熟産業においては、この企業間提携の国際化、グロ-バル化がきわめて重要な要素となっている。5.企業間提携を経営的観光から経営意思決定に組み込むとすれば、今後、日本型経営者の実践原理の解明が必要となろう。とくに、経営体論と経営者論の一体的関係のなかでわれわれは新しい経営実践原理を提示したい。
貧困撲滅に関するビジネスアプローチの明暗境界線の研究

本研究は、社会的課題の解決に対する満足を社会的満足の概念として提唱し、明暗境界線の分析の枠組みを構築した。具体的に、個人的満足と社会的満足の達成を目指す事業、社会的弱者が問題解決に取り組む事業は「明」、個人的満足の追求ができるが、社会的満足の達成ができない事業及び社会的弱者の個人レベルの満足及び社会的満足に反した事業は「暗」に分類される。社会的課題の課題を解決できる方向(社会的満足)で利潤追求をしていくのは条件付き(グレーゾーン)の「明」として定義される。平成25年度において、本研究は、先行研究のサーベイをしながら、ホームレス、震災被災者、障がい者等をターゲットとして捉えているビジネスの事例を調査し、貧困課題の完全な解決を目指すビジネスとただ貧困者を食い物とするビジネスとの違いを分析してきた。貧困ビジネスは政治上の課題として認識されており、また、規制条例を制定している自治体もあるが、その条例はまだ特定の社会的課題の当事者だけ(例えば、生活保護受給者を搾取する囲い屋)を対象として、社会的課題の当事者を食い物とするあらゆる貧困ビジネスを包括的に規制することがまだできないのが現状である(林田、2013年)。その中で、本研究は、調査を踏まえて、純粋に社会的課題の解決を目指すビジネスと貧困ビジネスとの区別は難題であるが、区別要因として挙げられるのはミッションの確認(何のために働いているのか、何をしたいのか)、利益の使い方(利益が使用不明になっているのか)、ビジネスのターゲットである社会的課題の当事者の満足度であることを指摘した。いかに貧困層や社会的課題の当事者をターゲットするビジネスアプローチを貧困や社会的課題の完全な解決に誘導していけるのか、または、これらのビジネスがいかに構築された課題解決のメカニズムや枠組みを貧困課題の解決にいかせるのかを分析していくことを今後の研究課題とした。これまで本研究は、先行研究のサーベイと事例の分析を踏まえて、純粋なビジネス的手法による貧困撲滅のアプローチと、貧困者や社会的課題の解決をただ食い物にするビジネスを区別する明暗境界線に関するいくつかの形成要因を抽出したが、本研究だけではなく先行研究においても、理論的な分析枠組みがまだ構築されていないのが明らかにされた。そのなかで、平成26年度において、本研究は、この論点の解明に関して多くの示唆を与えてくれると思われる社会問題の社会的構成(social construction of social problems)の理論を参考し、改めて事例で検証・分析を行った結果、ビジネスアプローチのターゲットとなる社会的課題の当事者の満足(individual satisfaction)が社会的課題の解決に対する満足(本研究では社会的満足、social satisfactionと呼ぶ)のなかで追及されるかどうかという分析の枠組みを構築できた。また、理論上の一般化を図るには、更に新しい事例などに転換して、枠組みの適用範囲を明らかにする必要があると思われる。分析結果は日本国内外の学会にて公表、及び学術誌に論文を投稿し、発信していく。平成27年度において、平成26年度に構築できた社会的課題の当事者の個人的満足と社会的満足に関する分析の枠組みを新しい事例(発展途上国支援事業、社会的弱者の自立事業組織や復興支援ビジネス)に転換して、その適用範囲を更に明らかにすることができた。その結果、本研究は、貧困撲滅を前提にビジネスを営んでいくという純粋な貧困撲滅アプローチ(明)を、単に利潤極大化や市場開拓を目的に貧困層をターゲットとするビジネス(暗)と区別する要因に関しては、次のような結論を導出することができた。個人的満足と社会的満足の達成を目指す事業、社会的弱者が自発的に社会的課題の解決に取り組む事業は「明」、個人的満足の追求ができるが、社会的満足の達成ができない事業及び社会的弱者の個人レベルの満足及び社会的満足に反した事業は「暗」に分類される。社会的課題の問題を解決できる方向(社会的満足)で利潤追求をしていくのは条件付き(グレーゾーン)の「明」として定義される。そういう意味で、最初に本研究が仮説として立てた境界は線ではなくゾーン(領域)として捉えなおすことができる。そして、研究成果を実践経営学会東北支部会での報告と青森中央学院大学研究紀要での掲載論文にて公表を行った。社会的課題を定義した利害関係者の満足を具体的にいかに達成できるのかという論点、また、社会的満足が社会的課題を捉える貧困ビジネスの発生を防止し、純粋かつ効果的な貧困削減アプローチに方向付ける機能、メカニズムに関する動学的考察が今後の研究課題である。研究協力者と定期的に勉強会を実施し、研究進行状況を確認し、研究成果を共有している。また、今後の研究計画(調査、データ分析や論文作成)について相談している。経営学当初の予定通りに研究活動を進めていく。研究代表者と研究協力者は頻繁に勉強会を実施し、研究成果を確認し、共有している。また、研究の進捗情況や今後の研究展開の方向性、研究計画について議論し、話し合っている。

平成26年度においては、社会問題の社会的構成の理論研究、文献調査および事例分析をした上で、明暗境界線に関する理論的枠組みの構築を重点的に行った。そのため、当初計画していた研究調査を実施できず、旅費等の経費を使用できなかった。当初の予定通りに研究活動を進めて行く。事例研究と文献調査を中心に研究活動を進めていく。ケースの比較を通じて、理論上の一般化を目指す。インタビューを中心とした貧困ビジネスや社会的課題の解決を目指すビジネスのヒアリング調査を行う。
パイエル板のTFH細胞形成におけるToll様受容体と腸内細菌の役割に関する評価

本研究の目的は、バイエル板におけるFoxp3+制御性T細胞由来の濾胞ヘルパーT細胞サブセット(Tfh)への分化制御機構やTfhサブセットの機能を明らかにすることである。この目的に即して、腸内細菌や腸内代謝産物を認識しTfhへの分化を制御する細胞群の同定を試みた。本研究における3つの主要な発見を報告する。第一に、好酸球はバイエル板TfhやIgA産生に必要不可欠であるということである。好酸球欠損マウスを用いてTfh細胞数、IgA産生における好酸球の役割を検討した結果、好酸球欠損マウスではバイエル板Tfh細胞数の減少やIgA産生量の減弱が認められた。第二に、ビタミンAは腸管における好酸球の生存に必須であるということを見出した。野生型マウスおよびビタミンA欠損マウスにおける腸管での好酸球の細胞数を比較検討した結果、現在までに、ビタミンA欠損マウスでは小腸および脂肪組織において好酸球数が減少しているという結果が得られている。第三に、抗生物質投与マウスでは成熟好酸球の割合が増加していることを発見した。マウスに抗生物質を投与して好酸球数の変化を調べた結果、抗生物質投与群と非投与群とでは好酸球数に変化は見られなかった。次に、抗生物質投与が好酸球の代謝回転速度に影響を及ぼすかどうかを検討した。その結果、抗生物質非投与群と比較して抗生物質投与群では好酸球代謝回転速度の減少が観察された。これらの結果より、本研究はTfhサブセットへの分化制御を担う新たな細胞群として好酸球を同定すると共に、好酸球代謝回転速度における腸内細菌や腸内代謝産物の役割を示した。さらに好酸球が非感染時においても腸の白血球の主要な集団であり腸内細菌叢依存的に維持されていることを見出した。本研究結果は新規腸管免疫誘導機構を提示した点でたいへん意義深いものであると考えている。本研究の目的は、パイエル板におけるFoxp3陽性制御性T細胞由来の濾胞ヘルパーT細胞サブセットへの分化制御機構や濾胞性ヘルパーT細胞サブセットの機能を明らかにすることである。その中でも特に、Toll様受容体と腸内細菌、ウイルスの役割に焦点を当てて解析を進めて行く。また、本研究課題を遂行するために、Toll様受容体関連遺伝子改変マウスの解析や抗生物質投与による腸内細菌減少マウスの解析等を行うこと、および、ウイルスの経口感染モデルを用いてFoxp3陽性制御性T細胞由来の濾胞性ヘルパーT細胞サブセットの機能を明らかにしていくことは申請のとおりである。現在は、上記解析に必要な実験系の立ち上げに従事している。具体的にはこれまでに、腸管由来細胞の単離をはじめ、IgA産生細胞や濾胞性ヘルパーT細胞サブセットのFACS解析、T細胞のサイトカイン産生プロファイルの解析、免疫組織化学を用いたバイエル板や絨毛などの腸管構造の組織学的観察を行い、研究実施計画に基づいた本実験の予備実験が進行している。これらの予備実験はいずれも濾胞性ヘルパーT細胞サブセットの分化制御機構や機能の解析において根幹をなす実験であり、予備実験で安定した結果を出すことは、本実験結果の評価に必須であることから念入りに行っている。また、ウイルスの経口感染実験には高力価のウイルスが必要であるため、ウイルスの増幅や精製にも現在取り組んでいる。本研究の目的は、パイエル板におけるFoxp3+制御性T細胞由来の濾胞ヘルパーT細胞サブセットへの分化制御機構や濾胞ヘルパーT細胞サブセットの機能を明らかにすることである。この目的に即して、腸内細菌や腸内代謝産物を認識し、濾胞ヘルパーT細胞サブセットへの分化を制御する細胞群の同定を試みた。好酸球は小腸粘膜固有層に多数存在するが、その役割は未知の部分が多い細胞群である。好酸球は骨髄や脂肪組織において免疫細胞を制御していることから小腸においては濾胞ヘルパーT細胞サブセットの分化制御を担っているという仮設を立てて検証した。我々は、好酸球欠損マウスを用いて濾胞ヘルパーT細胞、IgA産生における好酸球の役割を検討した。その結果、好酸球欠損マウスではパイエル板濾胞ヘルパーT細胞数の減少やIgA産生量の減弱が認められた。さらに、このマウスでは制御性T細胞数の増加やIL-17産生細胞数の減少が認められた。また、野生型マウスおよびビタミンA欠損マウスにおける末梢組織での好酸球の細胞数を比較検討した。その結果現在までに、ビタミンA欠損マウスでは小腸および脂肪組織において好酸球数が減少しているという結果が得られている。さらに好酸球生存における腸内細菌叢の役割を検討した。これらの結果より、本研究は濾胞ヘルパーT細胞サブセットへの分化制御を担う新たな細胞群として好酸球を同定すると共に、好酸球生存における腸内細菌や腸内代謝産物の役割を示した。本研究結果は新規腸管免疫誘導機構を提示した点で意義深いものであると考えている。

本研究の目的は、バイエル板におけるFoxp3+制御性T細胞由来の濾胞ヘルパーT細胞サブセット(Tfh)への分化制御機構やTfhサブセットの機能を明らかにすることである。この目的に即して、腸内細菌や腸内代謝産物を認識しTfhへの分化を制御する細胞群の同定を試みた。本研究における3つの主要な発見を報告する。第一に、好酸球はバイエル板TfhやIgA産生に必要不可欠であるということである。好酸球欠損マウスを用いてTfh細胞数、IgA産生における好酸球の役割を検討した結果、好酸球欠損マウスではバイエル板Tfh細胞数の減少やIgA産生量の減弱が認められた。第二に、ビタミンAは腸管における好酸球の生存に必須であるということを見出した。野生型マウスおよびビタミンA欠損マウスにおける腸管での好酸球の細胞数を比較検討した結果、現在までに、ビタミンA欠損マウスでは小腸および脂肪組織において好酸球数が減少しているという結果が得られている。第三に、抗生物質投与マウスでは成熟好酸球の割合が増加していることを発見した。マウスに抗生物質を投与して好酸球数の変化を調べた結果、抗生物質投与群と非投与群とでは好酸球数に変化は見られなかった。次に、抗生物質投与が好酸球の代謝回転速度に影響を及ぼすかどうかを検討した。その結果、抗生物質非投与群と比較して抗生物質投与群では好酸球代謝回転速度の減少が観察された。これらの結果より、本研究はTfhサブセットへの分化制御を担う新たな細胞群として好酸球を同定すると共に、好酸球代謝回転速度における腸内細菌や腸内代謝産物の役割を示した。さらに好酸球が非感染時においても腸の白血球の主要な集団であり腸内細菌叢依存的に維持されていることを見出した。本研究結果は新規腸管免疫誘導機構を提示した点でたいへん意義深いものであると考えている。濾胞ヘルパーT細胞サブセットへの分化の制御機構の解明という「研究の目的」に対して、これまでに候補細胞群として好酸球を同定していることから概ね順調に進展していると考えられる。今後の推進方針として、好酸球がどのように濾胞ヘルパーT細胞サブセットへの分化を制御しているかについてその制御機構を検討していくことを考えている。
ナノ超微粒子の特異機能を発現する複合機能材料のプロセシング

ナノサイズに超微粒子化された材料は量子サイズ効果などに基づく新規な機能を発現できる機能材料として期待されている。ナノ粒子は逆ミセルなどの微小反応場を用いることによりサイズ選択的に合成できるが、合成後の回収・固定化などの材料化プロセシング技術の開発に関する研究が不足している。本研究では、主として逆ミセル中で合成した半導体ナノ粒子の回収・固定化による複合材料の創製と機能発現に関する研究を行った。1.機能性ポリマーおよび無機粒子担体を用いるナノ粒子の固定化と材料調製チオール基で修飾した球形ポリスチレン微粒子やアルミナ粒子を合成し、CdSまたはRuS_2ナノ粒子を合成した逆ミセル溶液にこの担体を添加・攪拌することによって簡便にナノ粒子を回収し担体表面に固定化し複合材料を調製した。光照射に対するナノ粒子の凝集抑制が可能であり、安定な光触媒活性を示す光触媒材料の調製法として有用であることを示した。2.無機多孔体材料を担体とするナノ粒子の固定化と材料調製数ナノメートル径の揃った細孔をもつメソポーラスシリカは、各種の触媒材料への応用が期待されている。種々の細孔径をもつメソポーラスシリカの表面をチオール基で修飾したものを担体とし、これをCdSナノ粒子を調製した逆ミセル溶液に添加して撹拝することによって、メソ細孔内にCdSナノ粒子を固定化した。この際、細孔径より小さなCdSナノ粒子のみが固定化されるというふるい効果が認められ、「粒子ふるい効果」と名付けた。調製した複合材料は、水の光分解による水素発生のための光触媒として機能し、水素発生量がメソ細孔径の増加とともに増大するという関係を示すことを明らかにした。3.高機能光触媒複合材料の創製カルボン酸基をもつチオールで表面修飾したCdSナノ粒子を二酸化チタン担体粒子上に固定化した複合材料、ならびにZnドープしたシリカ粒子の表面をジチオールで修飾した担体にCdSナノ粒子を固定化した複合材料を合成した。これらの複合光触媒においては、光励起された半導体上の電子が他の半導体に移動することによって効率のよい電荷分離が可能となり、高い光触媒活性を示すことを明らかにした。ナノ超微粒子は逆ミセルなどの微小反応場を用いることによりサイズ選択的に調製できるが、調製した後の回収・固定化などの材料化プロセシング技術の開発に関する研究が不足している。本研究では、主として逆ミセル中で調製した半導体ナノ粒子の回収・固定化による複合材料の創製と機能発現に関する研究を行った。1.高分子材料を担体とするナノ超微粒子のプロセシング技術の開発と複合機能材料の創製種々の官能基で修飾できるポリスチレンにチオール基を導入したものを担体とし、これをCdSナノ粒子を調製した逆ミセル溶液に添加して攪拌することによって、簡便にナノCdS固定化ポリスチレン粒子を調製できた。得られた複合材料PSt-CdSを水の光分解による水素発生のための光触媒として利用した。犠牲剤(2-プロパノール)存在下での可視光(波長400nm以上)照射によって水素生成が認められた。光照射によるCdSナノ粒子がやや凝集を起こすことが認められたが、これは逆ミセル中での調製段階でCdSナノ粒子の表面をZnSでコートすることによって抑制できた。種々のCdS粒子径および吸収端波長ををもつPSt-CdSを調製することができ、照射する光線の波長域に適応した複合材料の特性制御を容易に達成できることを示した。2.無機多孔体材料を担体とするナノ超微粒子のプロセシング技術の開発と複合機能材料の創製数ナノメートル径の揃った細孔をもつメソポーラスシリカは、各種の触媒材料への応用が期待されている。種々の細孔径をもつメソポーラスシリカの表面をチオール基で修飾したものを担体とし、これをCdSナノ粒子を調製した逆ミセル溶液に添加して攪拌することによって、メソ細孔内にCdSナノ粒子を固定化した。

2.無機多孔体材料を担体とするナノ粒子の固定化と材料調製数ナノメートル径の揃った細孔をもつメソポーラスシリカは、各種の触媒材料への応用が期待されている。種々の細孔径をもつメソポーラスシリカの表面をチオール基で修飾したものを担体とし、これをCdSナノ粒子を調製した逆ミセル溶液に添加して撹拝することによって、メソ細孔内にCdSナノ粒子を固定化した。この際、細孔径より小さなCdSナノ粒子のみが固定化されるというふるい効果が認められ、「粒子ふるい効果」と名付けた。調製した複合材料は、水の光分解による水素発生のための光触媒として機能し、水素発生量がメソ細孔径の増加とともに増大するという関係を示すことを明らかにした。3.高機能光触媒複合材料の創製カルボン酸基をもつチオールで表面修飾したCdSナノ粒子を二酸化チタン担体粒子上に固定化した複合材料、ならびにZnドープしたシリカ粒子の表面をジチオールで修飾した担体にCdSナノ粒子を固定化した複合材料を合成した。これらの複合光触媒においては、光励起された半導体上の電子が他の半導体に移動することによって効率のよい電荷分離が可能となり、高い光触媒活性を示すことを明らかにした。1.機能性ポリマー粒子を用いるナノ超微粒子のプロセシング技術の開発と複合機能材料の創製チオール基で修飾した球形ポリスチレン微粒子を合成し、CdSナノ粒子を合成した逆ミセル溶液にこの担体を添加・攪拌することによって簡便にCdSナノ粒子を回収し担体表面に固定化した。しかし、この複合材料を光触媒材料として用いるためには、光照射よるCdSナノ粒子の凝集を抑制する必要がある。そこで、複合粒子の表面をポリチオウレタンでコーティングする手法を開発し、光照射に対するナノ粒子の凝集抑制が可能であり、安定な光触媒活性を示す光触媒材料の調製法として有用であることを示した。2.機能性無機担体を用いるナノ超微粒子のプロセシング技術の開発と複合機能材料の創製メソ細孔をもつメソポーラスシリカをチオール基で修飾した担体を合成し、この担体をCdSナノ粒子を含む逆ミセル溶液に添加・攪拌することで細孔中にナノ粒子を固定化した複合材料を合成した。サイズ選択的にナノ粒子の固定化が起こることを明らかにした。合成した複合材料の水の光分解に対する光触媒活性を調べ、細孔径の大きいメソポーラスシリカ担体において触媒活性が高いことを明らかにした。3.高機能光触媒複合材料の創製カルボン酸基をもつチオールで表面修飾したCdSナノ粒子を二酸化チタン担体粒子上に固定化した。この複合光触媒においては、可視光の照射で光励起されたCdSナノ粒子上の電子が二酸化チタン上に移動し、水の光還元に用いられるという光触媒反応機構が起こることを提案し、光励起されたCdSにおける効率のよい電荷分離が高い光触媒活性をもたらすことを示した。
有機合成反応におけるルイス酸の役割に関する系統的研究

α-ブロモアミノエステルがアリルスズと反応する際に,ルイス酸の使用により反応が活性化されるが,例えばZnCl_2を用いるとこれがラジカル開始剤として作用することを見い出した.キレーション効果によって立体選択性を高めるのみならず,ZnCl_2はアリルスズのラジカル開始剤となる.他の活性ハロゲン化合物(ベンジル位やアリル位にハロゲンを有するもの)でも同様にアリルスズでアリル化されるが,やはりZnCl_2を用いると反応が活性化され,塩化亜鉛がラジカル開始剤として作用することが判明した。一方,α-メトキシカ-バマートをBF_3・OEt_2などのルイス酸で処理すると,アシルイミニウムイオンが生成するのではないかと提案されていたが証明されていなかった.我々は有機合成への応用に直接結びつけられる系において,アシルイミニウムイオン中間体をはじめてNMRで直接観測することに成功した。NOE等の測定により一般にはE体のイミニウムイオンが生成することが判明した.これまで分子内にアセタールを有するα-アルコキシアリルスズ化合物がルイス酸の存在下で非常に効率よく環化することを見い出している.この環化の遷移状態を明らかにするために,α'位にメチル基を導入した基質で反応を行い,その生成物の立体構造を解析したところ、反応はシンクリナル遷移状態を経由して進行することを見い出した.四塩化チタン存在下スチロイド側鎖を有するキラルなアルデヒドに対し,S配置をもつキラルなα-メトキシ有機鉛反応剤を作用させ,高いクラムーシン選択性を得ることに成功した.またラセミ体の有機鉛反応剤を用いると効率よく速度論的分割が行われ,やはり同様に高いクラムーシン選択性が得られた.この方法論を応用し,植物生長ホルモンとして重要なブラシノリド関連化合物として,28-ノルブラシノライドを得ることに成功した.α-ブロモアミノエステルがアリルスズと反応する際に,ルイス酸の使用により反応が活性化されるが,例えばZnCl_2を用いるとこれがラジカル開始剤として作用することを見い出した.キレーション効果によって立体選択性を高めるのみならず,ZnCl_2はアリルスズのラジカル開始剤となる.他の活性ハロゲン化合物(ベンジル位やアリル位にハロゲンを有するもの)でも同様にアリルスズでアリル化されるが,やはりZnCl_2を用いると反応が活性化され,塩化亜鉛がラジカル開始剤として作用することが判明した。NOE等の測定により一般にはE体のイミニウムイオンが生成することが判明した.これまで分子内にアセタールを有するα-アルコキシアリルスズ化合物がルイス酸の存在下で非常に効率よく環化することを見い出している.この環化の遷移状態を明らかにするために,α'位にメチル基を導入した基質で反応を行い,その生成物の立体構造を解析したところ、反応はシンクリナル遷移状態を経由して進行することを見い出した.四塩化チタン存在下スチロイド側鎖を有するキラルなアルデヒドに対し,S配置をもつキラルなα-メトキシ有機鉛反応剤を作用させ,高いクラムーシン選択性を得ることに成功した.またラセミ体の有機鉛反応剤を用いると効率よく速度論的分割が行われ,やはり同様に高いクラムーシン選択性が得られた.この方法論を応用し,植物生長ホルモンとして重要なブラシノリド関連化合物として,28-ノルブラシノライドを得ることに成功した.近年、有機合成におけるルイス酸の役割は益々重要なものになってきている。我々は14族金属元素とルイス酸を組み合わせることにより、新反応性、新選択性の発現を目指し、研究を行った。その結果、1.TiCl_4存在下、ステロイド側鎖を有するキラルなアルデヒドに対し、S-配置を有するキラルなα-メトキシ有機鉛反応剤を作用させ、高いクラム-シン選択性を得ることに成功した。またラセミ体の有機鉛反応剤を用いると、効率良く速度論的分割が行われ、やはり同様に高いクラム-シン選択性が得られた。これによって得られた生成物は28-ノルブラシノライドの前駆体として有用である。2.ルイス酸存在下、α-アルコキシカルバマートから中間体であるN-アシルイミニウムイオンが生成することを^1H及び^<13>CNMRを用いることにより初めて確認した。更にその両者の間に平衝が存在し、その平衝定数は利用するルイス酸に強く依存していることが分かった。またその中間体の生成定数を飽和移動現象から、その構造をNOE実験から決定することに成功した。3.これまで分子内にアセタールを有するγ-アルコキシアリルスズ化合物がルイス酸存在下で非常に効率良く環化することを見い出している。この環化の遷移状態を明らかにするため、α^1位にメチル基を導入した基質で反応を行い、その生成物の立体構造を解析したところ、反応はシンクリナル遷移状態を経由して進行することを見い出した。以上3つの系について成功を収めた。更に今後種々のルイス酸の導入を図り、古典的カルバニオン種の「安定化-活性化」法という概念に基づき新反応性、新選択性の発現を目指したい。

α-ブロモアミノエステルがアリルスズと反応することはよく知られているが,我々はこの反応がルイス酸により促進されることを見い出した。すなわちルイス酸が存在しない場合,-78°Cで1はアリルスズとは全く反応せず,室温まで上げることにより初めて反応は進行したが,それでも収率,不斉収率共に低かった。ところが,ZnCl_2・OEt_2を添加したところ,-78°Cで反応は進行し,しかも収率85%,不斉収率70%deと,共に良い結果が得られた。また反応初期の段階で反応を停止すると不斉収率が86%deにまで向上した。この反応系内にラジカル停止剤であるGarvinoxylを加えると,ルイス酸存在化でも反応が全く進行しなくなることから,ルイス酸はキレート剤としてだけでなく,低温条件下での効率的なラジカル開始剤として働いていることが明らかとなった。これまで述べてきたN上に電子吸引基を有するアシルイミニウムイオンは,一部の構造化学的な観点からの特殊な系を除くと,はっきりとした構造を検証した例がなかった。我々は合成応用に直接結び付けられる系において,イミニウムイオンをNMRで観察することに成功した。NOE等の測定により4からはE体5が,6からはZ体7が立体特異的に生成していることがわかった。
１分子動態観察による膜蛋白複合体の自己組織化と機能発現の動的連関機構の解明

医学・生理学的に重要な生命プロセスの多くは、必要に応じて生体膜上で機能性膜蛋白が集合して形成された膜蛋白/脂質ラフト高次機能複合体によって遂行されている。この動的な膜蛋白複合体の動作機構の解明は、医学生理学の大きな進歩に繋がると期待されるが、直接的な測定データが乏しく、その分子レベルでの動的なメカニズムについてはほとんど解っていない。本研究では、機能中の膜蛋白複合体の分子動態の直接的動画観察を可能にする高速原子間力顕微鏡(高速AFM)システムを開発し、膜蛋白/脂質間の相互作用に基づいた動的秩序形成および自己組織化の視点から膜蛋白複合体形成・解離と機能発現の動的連関メカニズムを解明することを目的とする。そのためにまず、各膜蛋白の機能を保持したままでの発現・精製系の確立、膜蛋白複合体が生体膜中と同様な動態を示すための細胞膜環境観察プラットフォームの開発および、膜蛋白分子間相互作用についての1分子動画データの解析技術の確立に挑戦した。AQP4およびCFTRを人工脂質2重膜に組み込んだ状態での高速AFM観察に成功した。さらにAQP4およびCFTRの抗体を投与して、それらの抗体結合・解離動態の直接観察にも成功している。1) AQP4に対する抗AQP4抗体の巨視的レベルでの結合・解離動態と高速AFMを用いた1分子レベルでの結合・解離動態を詳細に比較検討した結果、定量的な整合を取ることできなかったことから、1分子レベルと巨視レベルとの間のメゾスコピックな領域において、分子間相互作用に関する未知の重要な分子動態プロセスが起こっている可能性が示唆された。このことを受けて、まず、AQP4アレイに近接して複数の抗体が結合した場合の、相互作用による抗体解離促進と、アレイ上のある一点(抗原)に抗体が結合した場合に、その近接した抗原への新たな抗体の結合の阻害に、抗体のアレイ上のウォーキングを加味した大規模シミュレーションを計画した。このシミュレーションには、強大な計算パワーを必要とするため、NVIDIA社製GPUを利用した超並列デスクサイドスパコンを購入、シミュレーションモデルのプログラミングを行なっている。2)高速AFM用の細胞膜環境観察プラットフォームを開発については、AFM観察ステージのマイカ表面と脂質2重膜の間に潅流液の層を作るために直鎖構造PEG脂質誘導体を添加して、この効果を高速AFMで組み込まれた膜蛋白の挙動を観察すること評価してきた。しかし、この方法は間接的な評価であり、さらに広範囲により直接的に評価するために、AFMステージ上に近接場光を展開することを計画・準備中である。3)将来的に本研究の重要な研究対象となる病因性CFTR変異体、特に日本人・アジア人に特有な変異体の研究も並行して行なった。以上のように、当該研究を計画した当時には予想できなかった展開となってはいるが、最終目標達成のために研究を粛々と進めている。1)機能を保持した状態での各膜蛋白の精製試料を、より高効率で得るために、前年度からナノディスクを導入した。今後も発現・精製システムの改良を続ける。2)細胞膜環境観察プラットフォームを改良するための、PEG脂質誘導体の添加やリン脂質の種類の変更等の効果を評価するため、それに加え、膜複合体の動態観察の新しい測定パラメータとして、AFM観察ステージ上の近接場光展開の計画を進める。3) 1分子ー巨視レベル間のメゾスコピックな領域において、分子間相互作用に関する未知の重要な分子動態プロセスが起こっている可能性がある。次のステップとして自己組織化などを含めたメゾスコピック領域での分子動態の理論的な研究に挑戦する。1) AQP4の2つのアイソフォームM1-AQP4とM23-AQP4およびCFTRを人工脂質2重膜に組み込んだ状態で高速AFM観察することに成功している。特にM23-AQP4については、電子顕微鏡で細胞膜上に観察される規則正しいアレイ構造を高速AFMで直接観察することができた。さらにAQP4およびCFTRの抗体を投与することにより、それらの抗体結合の動態観察にも成功した。2)膜蛋白分子間相互作用についての1分子動画データの解析技術を確立するために、ELISAを用いたAQP4に対する抗AQP4抗体の巨視的レベルでの結合・解離動態と高速AFMを用いた1分子レベルでの結合・解離動態を比較検討した。その結果、定性的には一致したが、定量的な整合は困難であった。

このことから、1分子レベルと巨視レベルとの間のメゾスコピックな領域において、分子間相互作用に関する未知の重要な分子動態プロセスが起こっている可能性が示唆された。3)高速AFM用の細胞膜環境観察プラットフォームを開発するために、AFM観察ステージのマイカ表面と脂質2重膜の間に潅流液の層を作る目的で、直鎖構造PEG脂質誘導体を添加したリポソームを作製して、AFMステージ上へ展開したが、PEGリン脂質誘導体の分布に偏りがあり、改良の余地があった。4)将来的に本研究の重要な研究対象となる病因性CFTR変異体の研究も並行して行なった。医学・生理学的に重要な生命プロセスの多くは、必要に応じて生体膜上で機能性膜蛋白が集合して形成された膜蛋白/脂質ラフト高次機能複合体によって遂行されている。この動的な膜蛋白複合体の動作機構の解明は、医学生理学の大きな進歩に繋がると期待されるが、直接的な測定データが乏しく、その分子レベルでの動的なメカニズムについてはほとんど解っていない。本研究では、機能中の膜蛋白複合体の分子動態の直接的動画観察を可能にする高速原子間力顕微鏡(高速AFM)システムを開発し、膜蛋白/脂質間の相互作用に基づいた動的秩序形成および自己組織化の視点から膜蛋白複合体形成・解離と機能発現の動的連関メカニズムを解明することを目的とする。そのためにまず、各膜蛋白の機能を保持したままでの発現・精製系の確立、膜蛋白複合体が生体膜中と同様な動態を示すための細胞膜環境観察プラットフォームの開発および、膜蛋白分子間相互作用についての1分子動画データの解析技術の確立に挑戦した。AQP4およびCFTRを人工脂質2重膜に組み込んだ状態での高速AFM観察に成功した。さらにAQP4およびCFTRの抗体を投与して、それらの抗体結合・解離動態の直接観察にも成功している。1) AQP4に対する抗AQP4抗体の巨視的レベルでの結合・解離動態と高速AFMを用いた1分子レベルでの結合・解離動態を詳細に比較検討した結果、定量的な整合を取ることできなかったことから、1分子レベルと巨視レベルとの間のメゾスコピックな領域において、分子間相互作用に関する未知の重要な分子動態プロセスが起こっている可能性が示唆された。このことを受けて、まず、AQP4アレイに近接して複数の抗体が結合した場合の、相互作用による抗体解離促進と、アレイ上のある一点(抗原)に抗体が結合した場合に、その近接した抗原への新たな抗体の結合の阻害に、抗体のアレイ上のウォーキングを加味した大規模シミュレーションを計画した。このシミュレーションには、強大な計算パワーを必要とするため、NVIDIA社製GPUを利用した超並列デスクサイドスパコンを購入、シミュレーションモデルのプログラミングを行なっている。2)高速AFM用の細胞膜環境観察プラットフォームを開発については、AFM観察ステージのマイカ表面と脂質2重膜の間に潅流液の層を作るために直鎖構造PEG脂質誘導体を添加して、この効果を高速AFMで組み込まれた膜蛋白の挙動を観察すること評価してきた。しかし、この方法は間接的な評価であり、さらに広範囲により直接的に評価するために、AFMステージ上に近接場光を展開することを計画・準備中である。
性差に基づくストレス負荷時の脳領域特異的オピオイド受容体の役割

本研究では、性差の観点から薬物依存症におけるオピオイド神経伝達系の役割を明らかにすることを目的とし、ストレス応答や疼痛・鎮痛において重要な役割を果たす、オピオイド受容体に着目し、依存性薬物への感受性が増大する逆耐性現象の関与を行動感作の実験により検討した。逆耐性現象は、薬物依存患者が一旦薬物を断った後、再燃を引き起こす要因の一つとして、非常に重要な問題である。一方、これまでの薬物依存研究やストレス研究は女性(雌性)の性周期により研究結果の解釈が複雑になるという理由で、ほとんどが男性(雄性)を対象に行われてきた。性差をふまえた精神疾患の病態や治療法に関する研究が急務とされているにもかかわらず、雄性のみを対象としたこれまでの研究デザインでは限界があり、性差を考慮した精神疾患の神経科学的なメカニズムをモデルマウスを用いて明らかにし、それにもとづく新たな治療アプローチが必要とされている。そこで本年度は、メタンフェタミン(methamphetamine; METH)1mg/kgを6日間投与したμ、δ、κオピオイド受容体欠損マウス(以下、METH慢性投与マウス)と野生型マウス、及びコントロール(生理食塩水を6日間連続投与)マウスに8日間の休薬期間を設け、再びMETHを投与し移所運動量(行動感作の有無)を成体の雌雄両性で評価した。結果、野生型マウスや他のオピオイド受容体欠損マウスでは休薬期間中にも感受性亢進が進行するが、μオピオイド受容体ホモ欠損マウスでは雌雄ともに進行しなかった。さらに、δオピオイド受容体ヘテロ欠損マウスにおいて、雄マウスは雌マウスより行動感作形成が増強していた。以上のことより、μオピオイド受容体が完全に欠損していることでMETHによる再燃を阻害した可能性が高い。δオピオイド受容体ヘテロ欠損マウスでのみMETH感受性の雌雄差が確認できた。今回の実験結果から、両性μオピオイド受容体ホモ欠損マウスでのみMETHによる再燃が他のマウスより減少していることが示され、METHによるにおける行動感作形成と再燃にμオピオイド受容体が関与している可能性が明らかとなった。各オピオイドの機能を詳細に解明する必要がある。μオピオイド受容体が完全に欠損していることでMETHによる行動感作を阻害した可能性が高いことから、現在、野生型マウスを用いて休薬期間中に選択的オピオイド受容体調節薬を投与した検討を行っている。更に、メタンフェタミン以外の依存性薬物においても検討を始めている。今後は詳細な分子メカニズムを解析する必要がある。研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、次年度も予定通り実験を行っていく。

平成30年度の研究結果より、μオピオイド受容体が完全に欠損していることでMETHによる行動感作を阻害した可能性が高いことから、次年度は、野生型マウスを用いて休薬期間中に選択的オピオイド受容体調節薬を投与した検討を当初予定していた計画に追加し実施する。
顎舌骨筋筋紡錘求心線維の電子顕微鏡的研究

ラットの顎舌骨筋に筋紡錘が存在し、その筋紡錘求心線維の細胞体が三叉神経中脳路核内に由来することは、これまでに電気生理学的所見およびhorseradish peroxdase(HRP)神経標識法などを用いた光学顕微鏡学的所見によって明らかにされた。さらに、平成11年度の研究で、三叉神経中脳路核内に局在する顎舌骨筋筋紡錘求心線維の細胞体は他のニューロンからの入力を受けていることが明らかとなった。本年度は、HRP神経標識法と電子顕微鏡学的手法の両者を用いて顎舌骨筋筋紡錘求心線維と顎舌骨筋運動ニューロンとのシナプス様式を検索した。実験にはWistar系ラットを用いた。顎舌骨筋に分布する神経枝を下顎骨内側の臼歯部で剖出、切断する。その中枢側切断端を生理食塩水で満たした先端直径100μmの微小ガラス管で吸引し、10%horseradish peroxdase-wheatgerm agglution (HRP-WGA)で置換することにより115時間浸潤させた。ラットを48時間生存させた後、1.25%glutaraldehyde-1%paraformaldehydeで灌流固定を行い脳幹を摘出した。マイクロスライサーにて厚さ80μmの連続切片を作製し、tetramethylbenzidin(TMB)を用いてHRPを可視化した。三叉神経運動核腹内側亜核のHRPに標識された細胞を含む標本を通法に従いエポン樹脂に包埋し、超薄切片を作製した。酢酸ウラニルとクエン酸鉛にて電子染色行った。電子顕微鏡にて三叉神経運動核腹内側亜核内のHRPに標識された顎舌骨筋運動ニューロンとHRPに標識された一次求心線維軸索終末の微細構造を観察したところ、両者の間にシナプス接合が認められた。この結果より、顎舌骨筋筋紡錘求心線維は顎舌骨筋運動ニューロンヘ単シナプス性に入力することが示唆された。ラットの顎舌骨筋に筋紡錘が存在しその筋紡錘求心線維の細胞体は三叉神経中脳路核内に由来することは、これまでに電気生理的所見およびHRP神経標識法などを用いた光学顕微鏡的所見によって明らかにされた。そこで今回の研究で、三叉神経中脳路核内に局在する顎舌骨筋筋紡錘求心線維の細胞体が視床下部などの上位中枢からの入力を受けているかを検討した。顎舌骨筋に分布する神経枝にHRP-WGAを注入した。ラットを48時間生存させた後、灌流固定を行い、脳幹を摘出した。厚さ80μmの連続切片を作製し、tetramethylbenzidinを用いてHRPを可視化した。三叉神経中脳略核のHRPに標識された細胞を含む標本を通法に従いエポン樹脂に包埋し、超薄連続切片を作製した。三叉神経中脳路核内のHRP標識細胞およびその周囲の微細構造を電子顕微鏡にて観察した。HRPに標識された顎舌骨筋筋紡錘求心線維の細胞体10個について検討したところ、合計75個のシナプス接合が観察された。シナプス様式は軸索終末が細胞体のspine様突起の基部に接合していた。それらの軸索終末の形態は、多くがround vesicleのみを含むタイプであった。以上のの所見から、顎舌骨筋筋紡錘求心線維の細胞体は他のニューロンからの入力を受けることが明らかとなった。
地球化学的手法による豪雪メカニズムの研究

豪雪の生成メカニズムの解明は、気象観測データや衛星からの情報のみからでは容易でない部分も多い。本研究の目的は、地球化学的手法で得られた降雪データを衛星データや気象データと結合させて、水蒸気の供給過程、雲の発達過程、雪の生成過程など、豪雪の生成メカニズムを解明することである。上越、金沢、福井の三市の降雪の酸素安定同位体組成は、西高東低の冬型の気圧配置のときの降雪と低気圧の通過に伴う降雪では、全く逆の関係を示した。低気圧の通過に伴う降雪は近海起源の水蒸気の供給が主体であることを示しているが、西高東低の冬型の気圧配置のときの降雪は、一転して、近海起源の水蒸気の供給が主体ではなく、半球規模の大気大循環による水蒸気の供給によりもたらされている、と理解される結果であった。この差異は、低気圧の通過に伴う降雪と西高東低の冬型の気圧配置のときの降雪では、降雪の生成メカニズムが異なるという考え方に依拠して、この差異の解釈を検討した。季節風の吹き出しの弱いときには、陸風前線と層状性領域での下降流をトリガーとして季節風と陸風の収束によって維持されているシングルセル型の陸風降雪雲帯が発生し、海洋から供給された水蒸気の大部分が下層で降雪となって北陸地方にもたらされており、季節風の吹き出しの強いときには、環状降雪雲をトリガーとしてガスフロントと海面上の暖気との収束によって維持されているマルチセル型のスコールライン状降雪雲帯が発生し、海洋から供給された水蒸気のうち下層で生成した降雪は強い上昇流の発生をもたらすとともに海上で落下して北陸地方にもたらされている降雪の水蒸気は日本海から供給されたものの割合は小さく、大気大循環により供給されたものの割合が大きい、ことを見いだした。
キチン結合性を有する抗真菌蛋白質の探索と構造解析及び抗真菌剤開発のための基礎研究

今回は、カブトガニの血球や体液中から、微生物の表層成分を認識するレクチンや、抗菌ペプチドを発見した。タキレクチン-1は、リポ多糖に共通した構造要素を認識するとともに、アガロースやデキストランに吸着する性質がある。タキレクチン-2は、生物に普遍的にみられるD-GlcNAcやD-GalNAcを認識し、また、タキレクチン-3やタキレクチン-4は、特定のグラム陰性菌のO-抗原に見られる糖や糖鎖構造を特異的に識別した。タキレクチン-5は、さらに構造的な単純なアセチル基を標的としている。カブトガニ血球より3種類のキチン結合性タンパク質を精製し、タキスタチンと命名した。タキスタチン類の特徴は、大腸菌などのグラム陰性菌よりも、グラム陽性菌や真菌に対して強い抗菌活性があり、なかでもタキスタチンCがもっとも強い活性を示す。いづれのタキスタチンにも、リポ多糖感作赤血球をリポ多糖依存的に溶血する性質があり、その溶血活性は、直径2.4nm程度の穴を細胞膜に開けていることが推定された。さらに、カブトガニのN-アセチルグルコサミン認識レクチンのX線結晶構造解析を行い、非自己認識におけるパターン認識の一端を明らかにした。カブトガニ血球細胞沈査から、Sephadex G-50,S-Sepharose、およびChitinを用いたカラムクロマトグラフィーにより、新規のキチン結合タンパク質を精製した。NH_2-末端配列分析の結果、当グループがすでに見い出しているTachystatinと配列類似性が見られたため、TachystatinをTachystatin A(配列によりA1,A2に分けられる)とし、新規のキチン結合タンパク質をTachystatin Bと命名した。精製したTachystatin Bは逆相HPLCにより2種のアイソタンパク質に分離され、それぞれTachystatin B1、B2(存在比3:2)とした。Tachystatin B1、B2ともに42アミノ酸残基からなり、2、3番目にアミノ酸置換が見られるほかは、同一の配列であった。配列より推定される分子量はTachystatin B1=4,912.62、Tachystatin B2=4,940.67であり、質量分析の結果と良く一致した(それぞれ4,912.69および4,941.17)。Tachystatin Bはグラム陰性菌、グラム陽性菌、真菌に対して抗菌活性を示し、特に真菌に対する抗菌活性は他のカブトガニ抗菌タンパク質と比較して非常に強かった。さらに、Tachystatin Bはリポ多糖(LPS)感作赤血球に対して溶血活性を示し、Polyethylene glycol #1540、Dextran 4などの糖により溶血が阻害されることが明らかとなった。従ってTachystatin Bは赤血球膜上のLPSと結合し、直径約2.4mmのporeを形成すると予想された。以上のことから、Tachystatin Bは、TachycitinやBig Defensinと同様にカブトガニの生体防御において重要な役割を果たしていると思われる。日本産カブトガニTachypleustridentatusの顆粒細胞から3種の抗菌性ペプチド、タキスタチンA、B、Cを精製した。これらのタキスタチンはグラム陰性菌、陽性菌、真菌に対し広い抗菌活性があり、中でもタキスタチンCは、何れの菌に対しても最も強い活性を示した。また、顕微鏡観察の結果、タキスタチンCは、出芽酵母Pichia pastorisの溶菌を引き起こすことも判明した。タキスタチンCを蛍光ラベルして、P.pastorisに作用させると、細胞壁の、特にキチンの豊富な部分が強く染色され、タキスタチンCは、細胞壁の主にキチンを認識していることが示唆された。さらに、細胞傷害性を調べるため、溶血活性を測定したところ、タキスタチンCは、カブトガニの抗菌性ペプチドの中で最も強い溶血活性を示した。タキスタチンCは、3個のジスルフィド結合を含む41アミノ酸残基からなり、6個のCysの位置は3種のタキスタチンの間で保存されていた。タキスタチンAとBの配列類似性は40%であったが、タキスタチンCとAおよびBとの有意な相同性は見られなかった。

一方、タキスタチンCは、殺虫作用のあるクモの神系毒、μ-agatoxinとcurtatoxinsに相同性が見られた。タキスタチンCは、C末端に特徴的な、両親媒性のβシート構造をとっていることが推定され、これが、抗菌活性に重用な役割を果たしていると思われる。今回は、カブトガニの血球や体液中から、微生物の表層成分を認識するレクチンや、抗菌ペプチドを発見した。タキレクチンー1は、リポ多糖に共通した構造要素を認識するとともに、アガロースやデキストランに吸着する性質がある。タキレクチンー2は、生物に普遍的にみられるD-GlcNAcやD-GaINAcを認識し、また、タキレクチンー3やタキレクチンー4は、特定のグラム陰性菌のO-抗原に見られる糖や糖鎖構造を特異的に認別した。タキレクチンー5は、さらに構造的に単純なアセチル基を標的としている。カブトガニ血球より3種類のキチン結合性タンパク質を精製し、タキスタチンと命名した。タキスタチン類の特徴は、大腸菌などのグラム陰性菌よりも、グラム陽性菌や真菌に対して強い抗菌活性があり、なかでもタキスタチンCがもっとも強い活性を示す。いづれのタキスタチンにも、リポ多糖感作赤血球をリポ多糖依存的に溶血する性質があり、その溶血活性は、直径2.4nm程度の穴を細胞膜に開けていることが推定された。さらに、カブトガニのNーアセチルグルコサミン認識レクチンのX線結晶構造解析を行い、非自己認識におけるパターン認識の一端を明らかにした。