hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波キャビテーションを利用した高速・高精度な超音波結石破砕法の開発

その結果,4焦点同時形成を行った場合の方が,単一焦点形成時よりも(結石破砕量)/(音響エネルギー)で算出されるエネルギー効率が高いことがわかった.交付申請書における計画のうち,1.のキャビテーション気泡の挙動解析においては,様々な超音波パラメータで実験を行った.具体的には,超音波パルスの強度,パルス長,パルス繰り返し周波数,超音波焦点形成方法である.このうち,特に焦点形成方法について着目し,方法間での比較を行った.また,周囲生体へのキャビテーション気泡の影響を解析するための準備として,鶏肉内部に生じたクラウドキャビテーション気泡の高速度撮影を行う実験系も確立できた.さらに,結石破砕中に生じたキャビテーション気泡のモニタリングを超音波イメージングによって可視化することにも着手するなど,当初の計画を拡張して研究が実施できた.したがって本項目については,当初の計画以上に進展していると言える.2.の結石破砕量の測定および破砕片の解析については,様々な超音波パラメータにおいて破砕量の比較を行った.特に各種焦点形成方法における超音波結石破砕について,投入音響エネルギーに対する破砕効率を比較した.破砕片の大きさについては,当社はモデル結石作成時に生じる1 mm程度の結晶粒の大きさに依存するようになっていた.この大きさの結晶粒は他のモデル結石では見られないものであったため,モデル結石の作成プロセスを改良し,結晶粒の影響を低減した.これは計画当初には考慮していなかった過程であり,そのため予定よりもやや遅れていると言える.以上より,全体としてはおおむね順調に進展していると言える.1.高速な結石破砕を実現する超音波照射方法の開発結石破砕の高速化を目指し,128素子からなるアレイトランスデューサを用い,主として超音波の焦点形成法,パルス長,パルス繰り返し周波数をパラメータとして実験を行った.超音波の周波数は1 MHzとし,焦点形成法としては,単一焦点,単一焦点の高速走査,4焦点同時形成,リング状焦点,および単一焦点とリング状焦点の組み合わせについて検討を行った.その結果,低い繰り返し周波数の条件では,それぞれの焦点形状に対応した形状で破砕が行われることを確認した.一方,高い繰り返し周波数の条件では,単一焦点の場合ではサイドローブにおいても破砕が起こり,サイドローブ領域を含む広い領域で破砕が行われることがわかった.また,単一焦点とリング状焦点を組み合わせた場合に,それぞれ単独で行った場合の破砕速度を加算したとき以上の破砕速度が得られる条件があることがわかった.2.さらに高速な結石破砕を実現するトランスデューサの開発さらなる結石破砕の高速化を目指し,周波数0.5 MHzで強力な超音波を照射可能なアレイトランスデューサの開発を行った.一般的には周波数が低い方がキャビテーションエロージョンの効果や,結石内の定在波による破砕効果が高まると考えられる.しかしながら,低周波数では焦点領域が拡大するため組織損傷の危険性が高くなること,高出力を達成するために電気インピーダンスをある程度に抑えるには素子が大型化することなどから,0.5 MHzを目標周波数とした.市販のソフトウェアを用いた数値計算により設計を行い,実績のある1 MHzのトランスデューサのテストピースの評価結果を加味して最終的な仕様を決定した.
個人の交通手段選択行動と世帯の自動車保有行動の変遷に関する中長期的分析

中長期にわたる交通行動の変遷の理解と予測のため,名古屋の30年にわたる4時点の断面データを活用して,交通行動分析を行った.その結果,中長期にわたる交通手段選択行動と自動車保有行動の変遷についての理解が進んだ.また,直近の1時点のデータだけではなく過去のデータを用いることで需要予測精度を向上させる方法を提案した.さらに,需要予測の誤差要因の解明,途上国の交通行動予測への適用,所得データの取り扱い,行動変化分析のための技術的検討,を行った.中長期にわたる交通行動の変遷の理解と予測のため,名古屋の30年にわたる4時点の断面データを活用して,交通行動分析を行った.その結果,中長期にわたる交通手段選択行動と自動車保有行動の変遷についての理解が進んだ.また,直近の1時点のデータだけではなく過去のデータを用いることで需要予測精度を向上させる方法を提案した.さらに,需要予測の誤差要因の解明,途上国の交通行動予測への適用,所得データの取り扱い,行動変化分析のための技術的検討,を行った.本年度は以下の3つの研究を行った.1つ目に,中京都市圏において1981年と2001年のデータを用いて構築した自動車・二輪車保有モデルを1990年代後半に得られたバンコクとクアラルンプールのデータに適用した.中京圏における分析からモータリゼーションの進展に伴う保有行動の変遷を捉えることができ,年齢や性別による保有行動の差がなくなっていることが明らかになった.また,途上国の1990年代後半の保有行動は,中京圏の2001年のモデルよりも1981年のモデルによってより適切に表現されることが明らかになった.また,バンコク(クアラルンプール)のデータでもモデルを構築しクアラルンプール(バンコク)のデータに適用したところ,中京圏の1981年のモデルよりも適切に保有行動を表現できた.2つ目に,1971年のデータで構築された分担率曲線モデルと非集計ロジットモデルという2つの交通手段分担段階のモデルを,1991年に新規に開業された交通システムの分担段階に適用した.この結果,非集計ロジットモデルのほうが現実の分担率の表現において優れていることが明らかになった.また,この交通システムの計画において実際に行われた需要予測の各段階における誤差要因についても検討を行い,交通手段分担段階で最も大きな誤差が生じていることが明らかになった.3つ目に,RPの属性値を変化させてSPの属性値を設定するSP調査の場合,どの程度の変化がRP/SPモデルの推定において適切か,を誤差項に着目して分析した.この結果,SPの誤差分散がRPの誤差分散に比べて大きい場合には変化量を大きくしたほうがよい,RPモデルとSPモデルの誤差項が両モデルに共通する項と互いに独立な項の和で表現されるという一般化された誤差項の仮定に基づくモデルでは変化量がない場合の近傍が最適,という知見が得られた.本年度は以下の4つの研究を行った.1つ目に,中京都市圏の1971年,1981年,1991年の3時点のデータを用いて2001年の交通手段選択行動を予測するという問題を取り扱った.複数時点のデータが利用可能でも,従来の予測では直近の1991年のデータのみが用いられてきた.本研究では3時点のデータを同時に用い,パラメータを時間の関数として表現することで,予測精度が向上するという新しい知見が得られた.予測において過去のデータを効率的に利用する可能性を示したという点で大きな意義がある.2つ目に,1990年代後半のバンコクおよびクアラルンプールの自動車・二輪車保有行動を予測するという問題を取り扱った.モデルは名古屋の1981年と2001年のデータで構築していたが,1991年のデータを用いたモデルも新たに構築した.また,モデルの説明変数も追加した.その結果,1990年代後半の途上国の保有行動は,名古屋の1981年のモデルによって最もよく予測され,続いて1991年,2001年のモデルという順であることが示された.3つ目に,分担率曲線モデルと非集計ロジットモデルによる需要予測精度は後者のほうが高いという研究成果が昨年度までに得られていたが,その原因について考察した.その結果,非集計ロジットモデルでも分担率曲線と同じ説明変数を用いた場合には予測精度の向上は見込めないことが分かり,適切な説明変数を組み込むことの重要性が示された.4つ目に,RPの属性値を変化させてSPの属性値を設定するSP調査の場合,どの程度の変化がRP/SPモデルの推定において適切か,という問題を取り扱った.具体的には,プレ調査のデータを用いて適切な誤差項の仮定に従ってシミュレーション行うことにより,適切な変化の範囲を定める方法を提案した.本年度は以下の5つの研究を行った.1つ目に,1971,1981,1991年の3時点のデータを用いて2001年の交通手段選択行動を予測するという問題を取り扱った.昨年度の研究で,直近の1991年のデータのみを用いるよりも,3時点のデータを同時に用いたほうが高い予測精度が得られることを示した.3時点のデータを同時に用いた分析ではパラメータを時間の関数(線形)として表現していたが,本年度は関数形として,2乗,1/2乗,指数,対数の場合も検討した.その結果,パラメータの経年変化についてより詳しく考察することができた.

2つ目に,名古屋の3時点(1981,1991,2001年),バンコク,クアラルンプールのデータを用いて自動車・二輪車保有行動を予測するという問題を取り扱った.本年度は昨年度までの成果に若干の考察を追加し,論文として公表した.3つ目に,被験者が実際に直面している交通手段のサービスレベルを変化させて,仮想的なサービスレベルをもつ交通手段からの選択を要請する質問票作成において,どの程度サービスレベルを変化させるのが適切か,という問題を取り扱った.本年度は昨年度までの分析により広い視点からの考察を加えるとともに,本研究の限界についての検討を追加して,論文として公表した.4つ目に,交通行動の変化を表現するにはどのようなモデルが優れているかを分析した.筆者の用いたデータには,ある属性の劣位を他の属性の優位で補うことはできないという非補償型のモデルや,属性の客観値だけではなくそれをどのように感じたかという主観的評価値も考慮したモデルが優れていた.5つ目に,所得のデータに関する諸問題(観測誤差,回答拒否,過大あるいは過小報告,他の属性との相関)を,潜在変数を用いて取り扱い,自動車保有分析に適用した結果,モデルの適合度が向上することを示した.本年度の分析で,複数時点の断面データを用いることができる場合の将来予測は,直近のデータだけではなく,過去の複数時点のデータを用いたほうがよいという知見が得られた.これは,本研究の大きなリサーチクエスチョンの答えとなるものであり,進捗程度は当初計画と大きなずれはない.24年度が最終年度であるため、記入しない。予測に複数時点のデータを用いるという考え方は,今後の交通需要予測の研究発展に大きく寄与する可能性のある重要なテーマであるということが分かったので,この分析を深めていく.当初は他の地域のデータも用いて分析を行うことも考えていたが,1つの地域のデータで分析を深めることを検討している.24年度が最終年度であるため、記入しない。
小児漏斗胸に対する胸肋挙上術の長期予後とコンピューター解析による術前評価の研究

1.胸肋挙上術施行後10年以上経過漏斗胸症例の主観的形態:漏斗胸に対し胸肋挙上術を施行した症例について主観的形態に対する満足度をアンケート調査にて、5段階評価を行った。近接期を含めた調査では、回答を得られた335例中298例(89.0%)が普通以上の満足度であったが、10年以上経過症例では16例中9例(56%)であった。不満足の原因が前胸部陥凹によるものは3例で術後数年を経て陥凹が出現していた。過去17年間の再陥凹に対する再手術症例についても検討したが、胸肋挙上術1025例中2例(0.2%)と少なかったが1例は10年以上経過例であった。2.術後10年経過時に外来検診による術後形態の客観的評価:術後10年を経過して外来受診し得た57例について検討した。臨床分類I度の陥凹を10例(17.5%)、II度の陥凹を8例(14%)に認めた。しかし術前後の陥凹度の比較ではいずれの症例も術前に比し陥凹度は改善していた。術前より認められた心電図の胸部誘導におけるP波の陰転化は42例(74%)に改善が見られた。術後陥凹度II度の症例8例中6例では心電図所見で改善が得られなかった。3.術後10年目の肺機能:術後10年目の肺機能(n=57)は%VC81.7【+-】11.9、FEV1.0%90.4【+-】6.2と拘束性障害、閉塞性障害とも認められなかった。5年目及び10年目に呼吸機能検査を施行し得た18例では5年目%VC87.2【+-】5.7、FEV1.0%90.0【+-】7.4、10年目%VC83.9【+-】12.5、FEV1.0%90.0【+-】5.1と有意差なく経時的変化は認めなかった。4.術後陥凹度と至適切除肋骨長の検討:胸部CTにて再陥凹部での予測切除長を実際の第5肋骨切除長と比較したが有意な相関は得られず2次元画像での切除長の予測は困難であると考えられた。今後ヘリカルCTでの3次元像での検討を行う予定である。
小型2ストロークアルコール機関のデポジット生成に関するバイオ系潤滑油の挙動

小型2ストローク機関の燃焼室内で生成するデポジットがピストン上面の堆積におよぼす潤滑油の影響について実験的に調べた。潤滑油をトラップする多数の小穴を設けたピストンを用いて潤滑油の流れとデポジットの堆積傾向を示した。また、メタノールとガソリンで機関運転をし、デポジットの堆積傾向の差を求めた。生分解性潤滑油の構成成分について、それに熱履歴を与え、デポジットへの転化特性を調べ、また潤滑油の種類が摩耗量に及ぼす影響を調べた。環境保全とエネルギー資源有効利用の観点から、民生や産業界で広く使用されている小型2ストローク(2ST)機関についての規制も厳しさを増してきている。これに対応する一つの方法として燃料にアルコール混合燃料を、潤滑油にバイオ系のものを用いることにより機関性能改善(熱効率、排出ガス)させることを目的として研究を行った。2ST機関は,弁機構を有しないために,混合気吹抜けによるHC排出が多く,近年の排気規制をクリアしているものはほとんどが触媒装着機関になっている.しかし2ST機関では潤滑油が燃料と共に燃焼室に供給されてるために,燃焼室デポジット(CCD)と排気煙が4ストローク機関と比べて非常に多いという特質を有する,生成したCCDが排気組成を悪化させたり,シリンダ摺動特性を悪化させ触媒汚損を生じる。また、アルコール燃料は潤滑油との相溶性が低いのでこれも潤滑特性に影響を与える。本研究では意図的にCCDを堆積させるという手法をとった。これによりピストン上面の潤滑油の流れを可視化でき、アルコール燃料での潤滑油の流れ様相を明らかにし、シリンダー・ピストンのトライボロジー特性への影響を調べることを目的として実験を行った。小型2ST機関においてピストン上面に多数の小穴(ディンプル)を設け、そこに滞留した潤滑油が再流出する際にデポジット化して流脈模様(CCDS)を形成する過程について調べた。潤滑油は掃気口から混合気に誘引されて吸気口側に流れ込み、排気口と反対側に滞留する。温度の高い箇所は生成したデポジットが熱分解して付着が少なく、温度の低い、燃料が流れ込む掃気口付近は潤滑油の清浄分散作用働いていてやはりデポジットの付着が少ない傾向を把握でき、デポジット堆積パターンの形成理由を明確にすることができた。小型2ストローク(2ST)機関について、燃料にガソリンとアルコールの混合燃料を用い、潤滑油としてバイオ系のものを用いる場合の機関性能に関して、運転により生成するデポジットとトライボロジーに及ぼす影響を調べることを目的に、実験を中心とする研究を遂行してきた。2ST機関は機構上、吸排気弁を有さず、シリンダ壁面に設けられた掃気口、排気口を通してガス交換を行っており、燃料に潤滑油を混合して潤滑する方法が行われている。このために、燃焼室デポジット(CCD)と排気煙が4ストローク機関と比べて非常に多いという特質を有する。生成したCCDが排気組成を悪化させたり、シリンダ摺動特性を悪化させ触媒汚損を生じる。本研究ではこの潤滑油のシリンダ内での挙動を推測するために意図的にCCDを堆積させるという手法をとった。また、ガソリンとアルコール混合燃料による運転および排気特性を調べた。トライボロジーの観点からは、シリンダおよびピストンの表面における摩擦進行の状況を観察し、その面機能と焼き付きに至るスカッフィングの発生について検討を加えた。小型2ストローク(2ST)機関について、燃料にガソリンとアルコールの混合燃料を用い、潤滑油としてバイオ系のものを用いる場合の機関性能に関して、運転により生成するデポジットとトライボロジーに及ぼす影響を調べることを目的に、実験的研究を実施した。運転経過によるシリンダおよびピストンリングの摩耗の進行について、アルコールとしてメタノールを用い、実機運転においてガソリンで運転した場合との比較において検討した。潤滑油は通常の市販のものと生分解性2ストローク用(バイオ系、生分解性)潤滑油を用いた。シリンダの摩耗は、シリンダーとリング・ピストンの機械的な摺動、温度、圧力、トライボケミカル反応など多くの要因が関係するので、往復摺動試験機を用いた模擬試験を行い、実機実験との関連性を調べた。以上の実験において、メタノールを燃料とした場合は、ガソリンで運転した場合よりもシリンダやリングの摩耗のは少なくなった。しかし、メタノールの場合は部分的スカッフィング発生の頻度が多いということも分かった。これは摺動試験でも同様の結果が得られ、潤滑油と相溶性の低いメタノールの場合はシリンダ壁面上に潤滑油成分が残存して油膜保持能力が高いが、相溶性の低い分、潤滑油がシリンダ壁面にまんべんなく分布できにくいということを示唆している。

また、小型2ST機関は、その機構上吸排気弁を有さず、シリンダ壁面に設けられた掃気口、排気口を通してガス交換を行っており、燃料に潤滑油を混合して潤滑している。このために燃焼室デポジット(CCD)が多く、生成したCCDが排気組成を悪化させたり、シリンダ摺動特性に悪影響を与えている。これを調べるために各燃料と潤滑油の組み合わせでCCD生成実験を行った結果、メタノールと生分解性潤滑油との組み合わせにおいて、もっともCCDの生成が少なくなった。前項の研究実績の概要で示された内容について、逐次簡潔なまとめを行い、学術講演会で、4件の発表を行った。すなわち本研究課題に沿った内容を、燃焼室デポジットの生成、アルコール混合燃料の種類、燃料供給方法および潤滑油のシリンダとピストントライボロジーに及ぼす影響の4項目にそれぞれまとめて講演に至ったもので、このことにより区分(2)と評価した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今までの研究より、シリンダやピストン側面で発生するスカッフィングには燃焼室デポジットの寄与する部分があることが判明した。そこで、2種類の模擬試験装置により潤滑油の劣化特性と、シリンダトライボロジについて調べる。ひとつは流動駆動力を重力により与えるため加熱傾斜平板上において潤滑油を滴下供給する。これによりシリンダ内潤滑油の流動劣化状況を模擬しそのデポジット生成特性を調べる。もうひとつは、エンジンをモーターリングにより駆動し、運転パラメータを個別に変化させて摩耗進行状況に及ぼす影響を調べる。これらの結果から、模擬実験と実機運転との関連づけを行い、小型2ストロークアルコール機関における潤滑油の挙動と実機運転時の最適供給量について探求する。
体細胞核移植由来胚性幹(ES)細胞を用いた再生医療前臨床試験システムの構築

コモンマーモセットは、繁殖効率が高く、小型の霊長類であることから、ヒトに近い霊長類の実験動物としての有用性が高い。特に再生医療の実現化には、霊長類を用いた治療の有効性、安全性を検討する霊長類の前臨床モデル試験システムが重要である。再生医療の実現化には、免疫拒絶されないES細胞作出が大きな課題となっており、その問題解決の一つとして体細胞核移植胚からのES細胞樹立が挙げられる。我々は、コモンマーモセットにおける体細胞核移植胚からのES細胞樹立を目指し、マーモセット体細胞核移植胚の作製法およびその体外発生能を検討した。体細胞クローン胚の発生能は極めて限られたものであることから、その要因について検討した。マーモセット卵胞卵子を24時間成熟培養し、染色体を除去した卵子をレシピエントとして、ドナーには胎子由繊維芽細胞を用いた。活性化処置の1時間前に核移植を実施し、電気刺激(150V/mm、50μsec、2回の条件を20分間隔で3セット)を処置することにより、高い胚発生能が得られる事を見出した。次いで、一部の卵子について、融合後ホールマウント標本を作製して核相を確認したところ、核膜崩壊および未成熟染色体凝縮が認められた。更に、第2減数分裂中期染色体(卵子染色体)の存在と倍数性の影響を検討するため、染色体除去卵子へドナー細胞を2個もしくは無操作卵子へ1個核移植することで4倍体核移植卵、ならびに4倍体単為発生卵を作製し、それぞれの発生能を調べた。その結果、無操作卵子へドナー細胞を1個核移植した4倍体核移植卵のみ胚盤胞への発生が確認された。他の4倍体卵は発生しなかったことから、卵子染色体の存在が重要な役割を果たしていると考えられた。コモンマーモセットは、生理学・解剖学的にヒトに近く、前臨床モデルとして極めて適した小型霊長類の実験動物である。初年度である本年度は、コモンマーモセットにおける体細胞核移植(scnt)クローン胚由来の胚性幹(ES)細胞の樹立に向けて、マーモセット卵子の活性化法、体細胞核移植のタイミング、ドナーに適した細胞種の3点について検討を行った。活性化方法は、電気刺激(150V/mm、50μsec、2回の条件を20分間隔で3セット)と2mM DMAP処置の組合せ、10mM塩化ストロンチウム処置の二通りの方法について検討した。卵子の活性化は、前核形成により確認した。その結果、電気刺激により高率(94.3%)に活性を誘起されるが、塩化ストロンチウム処置では、全く活性化を誘起されないことが明らかとなった。体細胞核移植のタイミングを検討するため、染色体を除去した成熟卵子をレシピエントとし、活性化処置から1時間前、直後および2時間後に、雌の胎子由来繊維芽細胞をドナーとした核移植を行った。これらをISM1培地で48時間、次いで10%FBS添加ISM2培地でマーモセット胎子繊維芽細胞と8日間共培養し、胚盤胞への発生を確認した。その結果、活性化処置前に核移植したクローン胚は、4.3%が胚盤胞へ発生したのに対し、活性化処置後および直後に核移植を実施した場合は、全て8細胞期で発生を停止した。ドナーに適した細胞種を検討するため、雌雄成体骨髄由来細胞および雌成体皮膚由来繊維芽細胞の核移植によりクローン胚を作製し、胚盤胞への発生を確認した。雌および雄の成体骨髄

由来細胞の場合はそれぞれ9.4%および14.5%、雌の皮膚由来繊維芽細胞の場合は9.3%が胚盤胞への発生が認められた。これらの結果から、いずれの体細胞をドナーとした場合でも、コモンマーモセット体細胞クローン胚は胚盤胞への発生能を有することが示された。このnt胚盤胞よりES細胞の樹立を試みた。しかしながら、内部細胞塊の分離の方法として定法となっている免疫手術では内部細胞塊を分離できないこと、自然交配卵を用いて樹立したES細胞の培養方法では内部細胞塊の細胞の増殖は認められなかった。今後、ESを樹立するための培養方法を検討する予定である。我々は、これまでにコモンマーモセットにおける体細胞クローン胚を作製し、体外発生能を検討してきた。しかしながら、現状ではその発生能は極めて限られたものであることから、その要因について検討した。雌個体の卵巣から外科的に吸引採取した卵胞卵子767個を広島へ輸送して実験を行った。得られた卵胞卵子を24時間成熟培養し、以下の実験に供試した。実験1:体細胞クローン胚の作製方法を検討するため、染色体除去卵子をレシピエントとして、活性化処置の1時間前、直後および2時間後に核移植を実施した。ドナーには胎子由繊維芽細胞を用い、活性化処置は電気刺激(150V/mm、50μsec、2回の条件を20分間隔で3セット)と2mMDMAPによる処置を組合せて実施した。これらをISM1液で48時間、次いで10%FBS添加ISM2液で胎子繊維芽細胞と共培養し、胚盤胞への発生を確認した。実験2:一部の卵子について、融合後30、60、120および180分でホールマウント標本を作製して核相を確認した。実験3:第2減数分裂中期染色体(卵子染色体)の存在と倍数性の影響を検討するため、染色体除去卵子ヘドナー細胞を2個もしくは無操作卵子へ1個核移植することで4倍体核移植卵、ならびに4倍体単為発生卵を作製し、それぞれの発生能を調べた。実験1では、いずれの方法も胚盤胞へは発生は認められなかったが、活性化処置前に核移植した場合に8細胞期へ最も高率で発生した。実験2では活性化処置前に核移植した場合に、早期染色体凝縮が最も高率に誘導されていた。実験3では無操作卵子ヘドナー細胞を1個核移植した4倍体核移植卵のみ胚盤胞への発生が確認された。他の4倍体卵は発生しなかったことから、卵子染色体の存在が重要な役割を果たしていると考えられた。
液体上展開単分子膜の偏光変調赤外外部反射分光法による研究

主要設備である偏光変調赤外外部反射装置を現有のニコレーMagna850型FT-IR分光光度計にとりつけ、水面上の外部反射スペクトルの観測に耐え得るよう、設定した。ついで、展開物質には、ステアリン酸おび12-ヒドロキシステアリン酸を選び、下層水にはZnCl_2水溶液を用い、生成した各亜鉛塩のラングミュア膜の、種々の表面積での偏光赤外外部反射スペクトルを測定し、その解析を行った。ステアリン酸亜鉛のラングミュア膜においては、表面積の変化に対し、CH_2の伸縮震動バンドは、波数、吸光度ともに変化は見られなかった。これは炭化水素鎖の配向とコンフオメーションには変化が起こらなかったことを意味する。一方、カルボキシレートの伸縮振動バンドの波数には変化が見られた。これはカルボキシレート基の構造変化に対応しているものと考えられる。12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛とステアリン酸亜鉛のラングミュア膜とでは、炭化水素鎖軸の、膜面の法線方向に対する配向に違いが見られた。また、急圧縮後30分ほどの間の表面圧緩和過程で、CH_2逆対称伸縮振動の波数が、2916cm^<-1>から2914cm^<-1>まで低下するとともに、CH_2はさみ振動の波数が、1470cm^<-1>から1474cm^<-1>へと増加した。前回の圧縮実験では、これらの波数は30分後の平衡値になっており、値に変化は見られなかった。緩和過程でのこれらのバンドの波数の変化は、いずれも構造が高度に緻密化する結果であることを示唆している。一方、同じ過程で、COO^-逆対称伸縮振動の波数は、1540cm^<-1>から1543cm^<-1>へと増加した。この波数は、COO^-基がZn^<++>イオンとイオン結合した波数であるが、波数の増加は、OCO角の増加として解釈できる。本研究は、重金属イオンの生体関連物質への影響を調べる、基礎的なデーターを提供するのに成功している。まず、主要設備である偏光変調赤外外部反射装置の構成部品である、外部光学系ユニット、外部反射光学ユニット、光学弾性モジュール(PEM)、ロックインアンプ、MCT-A検出器、および制御・解析ソフトウエアーの各部分につき、微調整・使用法の確認等を繰り返し、現有のステップスキャン方式のニコレー850型FT-IR分光光度計にとりつけ、水面上の外部反射スペクトルの観測に耐え得るよう、設定した。ついで、展開物質には、ステアリン酸および12-ヒドロキシステアリン酸を選び、設定した。ついで、展開物質には、ステアリン酸および12-ヒドロキシステアリン酸を選び、下層水にはZnCl_2水溶液を用い、生成した各亜鉛塩のラングミュア膜の、種々の表面積での偏光赤外外部反射スペクトルを測定し、その解析を行った。ステアリン酸亜鉛のラングミュア膜においては、表面積の変化に対し、CH_2の伸縮振動バンドは、波数、吸光度ともに変化は見られなかった。これは炭化水素鎖の配向とコンフォメーションには変化が起こらなかったことを意味する。

これはカルボキシレート基の構造変化に対応しているものと考えられる。また12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛とステアリン酸亜鉛のラングミュア膜とでは、炭化水素鎖軸の、膜面の法線方向に対する配向に違いが見られた。表面圧緩和過程における、亜鉛原子の配位数の変化に伴うスペクトル変化等が観測できるかどうかについては、今後検討する予定である。前年度の実験で、展開物質にはステアリン酸および12-ヒドロキシステアリン酸を選び、下層水にZnCl_2水溶液を用い、生成した各亜鉛塩の圧縮過程での構造変化を検討した。今年度は、これらの内ステアリン酸亜鉛の系を固体膜の状態(表面積0.2nm^2/molecule)まで一気に加圧し、その後、表面圧の緩和過程で、分子構造がどう変化するかを、申請の主要設備である偏光変調赤外外部反射装置を用いてモニターした。その結果、表面圧の緩和過程の30分ほどの間に、CH_2逆対称伸縮振動の波数が2916cm^<-1>から2914cm^<-1>まで低下するとともに、CH_2はさみ振動の波数が、1470cm^<-1>から1474cm^<-1>へと増加した。前回の圧縮実験では、これらの波数は30分後の平衡値になっており、値に変化は見られなかった。緩和過程でのこれらのバンドの波数の変化は、いずれも構造が高度に緻密化する結果であることを示唆している。一方、同じ過程で、COO^-逆対称伸縮振動の波数は、1540cm^<-1>から1543cm^<-1>へと増加した。この波数は、COO^-基がZn^<++>イオンとイオン結合した波数であるが、波数の増加は、OCO角の増加として解釈できる可能性がある。別の可能性として、亜鉛原子の配位数の変化に伴うスペクトル変化が出ている可能性もある。その詳細は次年度に譲るとして、本研究は、重金属イオンの生体関連物質への影響を調べる、基礎的なデーターを提供しつつある。前年度の実験で、展開物質にはステアリン酸を選び、下層水にZnCl_2水溶液を用い、生成したステアリン酸亜鉛塩を固体膜の状態(表面積0.2nm^2/molecule)まで一気に加圧し、その後、表面圧の緩和過程で、分子構造がどう変化するかを、申請の主要設備である偏光変調赤外外部反射装置を用いて、主にCH_2逆対称伸縮振動の波数、CH_2はさみ振動の波数、ならびにCOO^-逆対称伸縮振動の波数をモニターする事により検討した。今年度は、同じ系で、表面圧の緩和過程で、前述の各振動モードのバンド強度がどう変化するかを検討した。その結果、CH_2逆対称伸縮振動およびCH_2対称伸縮振動の反射吸光度は共に減少する傾向を示した。これは、圧縮直後には一旦垂直配向した炭化水素鎖が、徐々に、より安定な傾いた構造に変わることを示唆している。また逆に、同じ過程で、COO^-逆対称伸縮振動およびCOO^-対称伸縮振動の反射吸光度は増加傾向を示した。この結果は、COO^-基の作る面が最初水面に対して、傾斜していたものが、時間と共に数十分のオーダーでより水面に近く再配向することを示唆している。すなわち、ステアリン酸亜鉛の単分子膜においては、親水基と疎水基が互いに影響を及ぼし合いながら、より安定な構造に移ってゆく様子を観察することが出来た。このように、本研究は、重金属イオンの生体関連物質への影響を調べる、基礎的なデーターを提供するのに成功している。
刺激応答細胞の情報伝達系におけるホスファジン酸の役割

血小板および肥満細胞を用い、刺激により増大するホスファチジン酸(PA)の細胞活性化における役割を、ジデカノイルPA(C_<10>PA)および1ーステアロイル2ーアラキドノイルPA(SAPA)を外因的に作用させて、または細菌由来のホスホリパ-ゼ(PL)Dの作用で内因的にPAを増大させて、主にPLA_2およびPLC活性に対する影響から検索し、以下の成績を得た。1.ウサギ血小板にC_<10>PAを添加すると、濃度依存的に凝集、アラキドン酸(AA)遊離、イノシト-ル1,4,5ー三リン酸(IP_3)とジアシルグリセロ-ル(DG)の生成、内部Ca^<2+>量の増大が外部Ca^<2+>依存的に生じた。PLDーおよびSAPAでも外部Ca^<2+>依存的に同様な活性化反応が生じたが、SAPAの20μMまでの低濃度域ではAA代謝阻害剤により凝集およびDG生成は抑制された。またこのAA遊離はPLA_2阻害剤で抑制された。2.サポニン透過性血小板または膜画分にこれら3種のPA増大処理を行っても、AA遊離、DGまたはIP_3生成が生じたが、これにGTPγSを添加しても影響はなかった。SAPAでは無傷血小板のNaF+AlCl_3前処理でも同様に影響は見られなかった。3.ラット腹腔肥満細胞にC_<10>PAを添加すると、濃度依存的なヒスタミンとAAの遊離およびDG生成がCa^<2+>依存的に生じた。AA遊離とDG生成は百日咳菌毒素(IAP)処理によっても影響を受けず、またサポニン透過性肥満細胞でもこれら活性化反応が生じたが、これらもGDPβSで影響されなかった。しかしAA遊離はPLA_2阻害剤で抑制された。以上の結果から、血小板、肥満細胞ともにPAはPLA_2およびPLCを活性化することが判明し、従って生理的には、刺激により増大するPAはこれらホスホリパ-ゼ活性を増大させるポジティブフィ-ドバック作用を有し、活性化の増幅に寄与しているもののと思われる。これら反応はいずれも受容体を介するものではないことも判明した。ホスファチジン酸(PA)は,刺激応答細胞におけるイノシト-ルリン脂質(PI)代謝回転の中間産物として生成されるが、内在性ホスホリパ-ゼ(PL)Dによっても生成される物質であり,近年このPAがPIーPLCを活性化させる可能性が示唆され,その生理的役割が注目されている。本研究では,このPAの情報伝達系における役割を明らかにすることを目的とし,本年度は血小板を用い,膜に進入可能なPA,および細菌由来のPLDを外因的に作用させてPAを増大させ,主にPLCへの影響を中心に活性化への寄与を検索した。以下に得られた結果を示す。1.ウサギ洗浄血小板にジデカノイルPAを作用させると,その濃度依存的に血小板凝集が誘起され,イノシト-ル3リン酸およびジアシルグリセロ-ル(DG)の生成が著明に増大した。しかし外部Ca^<2+>非存在下ではこれら生成は見られなかった。

2.血小板にPLDを外因的に作用させると膜リン脂質中にPAが増大するが,これとともに1と同様に凝集が誘起されDG生成も増大した。3.Fura2負荷血小板を用い細胞内Ca^<2+>量の変化を検索したところ,外部Ca^<2+>存在下でこれらの外因的処理により著明な増大が見られた。4.上記結果はPAのCa^<2+>イオノフォア作用による可能性を示唆するが,これ以外にさらに直接的に酵素の活性化を誘起する可能性を考え,サポニン透過性血小板または血小板膜画分を用いてCa^<2+>の一定量存在下でPAの影響を検索したところ,PAの濃度依存的にDG生成の増大が見られた。しかし,この反応でGTPγS,およびGDPβSを加えてもDG生成への影響は見られなかった。以上の結果から,PAはCa^<2+>イオノフォア効果以外にPLCを直接活性化する可能性が示唆された。しかもこの作用は受容体やGタンパク質を介するものではないと考えられる。前年度成果から、ジデカノイルホスファチジン酸(C_<10>PA)が、血小板のホスホリバ-ゼ(PL)Cを活性化し、刺激を増幅する役割を持つことが判明したので、本年度は刺激下に生理的に生成され得る1ーステアロイル2ーアラキドノイルPA(SAPA)の同様な効果を検討すると共に、肥満細胞におけるC_<10>PAの効果についても検索し、以下の結果を得た。1.血小板にSAPA(60μM)を添加すると、濃度依存的な凝集と共に、アラキドン酸(AA)遊離とジアシルグリセロ-ル(DG)生成が、外部Ca^<2+>依存的に生じた。しかし20μMまでの低濃度域では、AA代謝阻害剤により凝集およびDG生成は抑制された。またこのAA遊離はPLA_2阻害剤であるpープロモフェナシルブロマイド(BPB)等で抑制された。2.NaF+AlCl_3で前処理してもこれら反応は影響されなかった。3.血小板膜画分にCa^<2+>存在下にSAPAを添加してもAA遊離が生じた。4.ラット腹腔肥満細胞にC_<10>PAを添加すると、濃度依存的なヒスタミン遊離、AA遊離およびDG生成が生じた。しかしCa^<2+>無添加ではこれら反応は生じなかった。また百日咳毒素(IAP)処理によってもAA遊離およびDG生成は影響を受けなかった。5.サポニン透過性肥満細胞にCa^<2+>存在下でC_<10>PAを添加してもAA遊離およびDG生成は濃度依存的に増大した。この増大はGDPβSを添加しても影響を受けなかったが、BPB処理でAA遊離が抑離された。以上の結果から、血小板ではSAPAは、低濃度でPLA_2を活性化することが判明し、従って生理的にはPAは、主にPLA_2活性の増幅の寄与しているものと思われる。肥満細胞においてもPAは、PLA_2、PLC共に活性化し、ヒスタミン遊離を誘起したことから、その生理的役割が示唆された。これら反応はいずれも受容体を介するこのではないことも判明した。
種分化種形成の分子レベルのメカニズムの解明

短期間に爆発的な種分化を起こしてきたヴィクトリア湖産カワスズメ科魚類(シクリッド)を用いて、種の分化と形成のメカニズムを分子レベルで明らかにすることを試みた。その結果、光受容体の遺伝子が生息する光環境に適応し、次いで婚姻色が、適応した光受容体に感度良く吸収される光を反射する色に進化し、これらにより別種との認識が弱くなり種分化が引き起こされることを明らかにした。本年度までに透明度の異なる生息域を持つ種を用いて視覚の適応を介した種の分化と形成の分子機構が明らかにしてきた。本年度は生息水深の異なる近縁な2種を用いて視覚の適応と種分化について研究を行った。その結果、生息水深により異なる光環境に光受容体遺伝子が適応し、適応した光受容体に高感度で検知される色に婚姻色が進化し種分化を引き起こしてきたことを明らかにした。また昨年度までに水深や透明度などビクトリア湖の様々な環境に生息する種の光受容体遺伝子が、生息環境の光に適応するように分化していることを示してきた。そこで今年度はこれらの遺伝子の配列から光受容体を再構築し吸収波長の測定を行った。その結果、これらの遺伝子から再構築された光受容体が535-560nmの範囲で異なった最大吸収波長を持つことが明らかになり、それぞれの種が生息する環境の光に適応してきたことが明らかになった。また光受容体遺伝子の近傍領域の配列を用いて系統樹を構築し、ビクトリア湖の種の適応の歴史を推定した。その結果、最も古くに分岐した配列は透明度の低い岩場のアリルでこのアリルの配列間の遺伝的多様性は大きかった。深場に適応的なアリルや透明度の高い岩場に適応的なアリルはビクトリア湖の中でも派生的なアリルであり、最近に生じたためアリル間の遺伝的多様性は小さかった。これらのことからビクトリア湖の種は透明度の低い河川の環境から深場や透明度の高い岩場などの湖特異的環境に適応して来たことが推定された。本年度までに水深や透明度などビクトリア湖の様々な環境に生息する種の長波長領域に吸収帯をもつ光受容体遺伝子(LWS)が、生息環境の光に適応するように分化していることを予測した。また、実際に光受容体を構築し吸収波長の測定を行い、適応的であることも少数の例ではあるが示してきた。本年度は、LWSのすべてのアリルについて光受容体の構築と吸収波長の測定を行った。その結果、LWS光受容体の最大吸収波長は537-560nmの範囲で異なった最大吸収波長を持つことが明らかになり、それぞれの種が生息する環境の光に適応してきたことが明らかになった。また、薄明視で働く光受容体、RH1についても同様に様々な環境に生息する種の配列を解析した。その結果、深さにより特定のアリルをもつことが明らかになった。次にそれらRH1アリルの機能を調べるために光受容体の構築と吸収波長の測定を行った。その結果、深い生息水深の種から浅い生息水深の種になるにつれて、RH1のアリルが遷移し最大吸収波長は長波長側から短波長側にシフトする(515-502nm)ことが明らかになった。これらのことからビクトリア湖の種は透明度や深さによって変化する光環境にLWS,RH1のアリルを適応させ進化してきたことが明らかになった。
アメリカ南部と白人性―第二次大戦後の時代性と人種表象の力学

本研究の全体像として、地理的・思想的領域としてのアメリカ南部をめぐり、この地域的独自性と表裏一体とされた白人性の概念から、Richard Wright、James Baldwin、その他の同時代のアフリカ系アメリカ人作家の文学を考察する。公民権法制定や冷戦構造によって南部の位置付けが変化した第二次大戦後において、これらの作家たちが、地域内の人種的相互作用を越えて構築される南部白人性を表象しようとした文学的想像力を捉えることを目指す。そのために、カラーラインと地理的境界線の相関性を再考する南部研究の新たな流れを踏まえ、白人性研究の理論的枠組みを援用しながら南部のローカリズムとグローバリズムの接点を人種という観点から探っていく。上記の全体像を踏まえた2018年度の取り組みとして、Richard Wrightの自伝的小説Black Boy/American Hungerにおける人種と自己表象についての論文を完成させた。未出版の構想メモやタイプ原稿をもとに作品執筆から出版までの経緯を辿り、アフリカ系アメリカ人作家にとっての自己表象のあり方を当時の出版業界との関係を踏まえて考察した。この論文は、20世紀前半から中盤までのアメリカン・モダニズムにおける大衆性について論じた共著『アメリカン・モダニズムと大衆文学』(2019年3月金星堂)に収められている。また、研究の新たな取り組みとしてFrank Yerbyの小説における南部白人性の構築について学会発表を行なった。Yerbyが抗議文学的短編“Health Card" (1944)でO. Henry賞を受賞しながら、その直後に南部大農園を舞台にした白人主人公の歴史ロマンスThe Foxes of Harrowを執筆した意義について、未出版の書簡、構想メモ、タイプ原稿をもとに考察した。2018年度に行った学会発表の内容を論文に発展させる上で追加の研究資料が必要になったため、論文執筆が2019年度にずれ込んだため。2019年度の取り組みとして、James Baldwinの初期から中期にかけての作品の構想や執筆の経緯について、草稿や書簡などの未出版物を手がかりとして検証し、Baldwin文学において重層的かつ交差的に映し出されるアメリカ南部と人種の表象の力学を読み解く。特に南部とそれ以外の土地(北部やヨーロッパ)との地理的相互作用を探りながら、第二次大戦後にヨーロッパに渡ったアフリカ系アメリカ人作家たちにも共通する間大西洋的文脈による南部の位置付けを考察する。研究の総括および今後の発展的研究のために、考察の範囲を20世紀転換期から第二次大戦後まで拡大し、各世代の作家たちの白人性表象にまつわる同時代的特性を捉えると同時に、南部と白人性にまつわる言説の時代変遷を辿りたい。本研究の全体像として、地理的・思想的領域としてのアメリカ南部をめぐり、この地域的独自性と表裏一体とされた白人性の概念から、William Faulkner、Richard Wright、James Baldwinの文学を考察する。上記の全体像を踏まえ、29年度はJames BaldwinのAnother Country (1962)におけるアメリカ南部と白人性表象についての考察を行なった。1948年にアメリカを離れたBaldwinが、主にフランスで執筆したこの作品において、ニューヨークとパリで生きる南部白人の異性愛者と同性愛者を描いた意義を考察した。「大西洋間の通勤者(transatlantic commuter)」と自称するBaldwinが、南部をアメリカ国内外に「転地(relocate)」しつつ南部白人のセクシュアリティを表象した点が、犠牲者/反抗者としての黒人男性を語る従来的な物語からの脱却であることを明らかにした。この研究の成果は、29年度5月に開催された国際James Baldwin学会で発表し、Georgetown大学のAngelyn Mitchell氏をはじめとする3名のパネリストとのオープン・ディスカッションを行なった。この発表内容を異なるアプローチから日本語でまとめた論文を共著『ホワイトネスとアメリカ文学』発表した。ボールドウィンに関する日本語論文は共著の中で発表できたが、国際学会での原稿を英語論文として完成できていないので、29年度内に完成させたい。本研究の全体像として、地理的・思想的領域としてのアメリカ南部をめぐり、この地域的独自性と表裏一体とされた白人性の概念から、Richard Wright、James Baldwin、その他の同時代の黒人作家の文学を考察する。上記の全体像を踏まえ、29年度はRichard WrightのBlack Boy (1945)およびAmerican Hunger (1962)において作者Wrightが南部経験と人種的自己を表象する上での諸問題や作品出版にまつわる経緯を考察した。本来二部構成として執筆されていた

この2冊の自伝が、白人読者を想定した出版社側の意向を受けて第一部のみBlack Boyとして先に出版された経緯を辿りながら、語り手を通して自らの経験を語る文学的言語を模索しながら作家としてあるべき自己像を提示しようとしたWrightの試みを論じ、黒人作家にとっての自己言及をめぐる葛藤を考察した。この研究の成果は、20世紀前半から中盤までのアメリカン・モダニズムにおける大衆性について論じた共著『アメリカン・モダニズムと大衆文学』(30年秋出版)に掲載予定である。上述の共著は29年度中に出版予定であったが、編集作業に時間を要したため30年度に出版されることになったため。また、29年度中に購入予定であった複数の図書について、年度内の納品が間に合わず、30年度に予算執行することになったため。本研究の全体像として、地理的・思想的領域としてのアメリカ南部をめぐり、この地域的独自性と表裏一体とされた白人性の概念から、Richard Wright、James Baldwin、その他の同時代のアフリカ系アメリカ人作家の文学を考察する。公民権法制定や冷戦構造によって南部の位置付けが変化した第二次大戦後において、これらの作家たちが、地域内の人種的相互作用を越えて構築される南部白人性を表象しようとした文学的想像力を捉えることを目指す。そのために、カラーラインと地理的境界線の相関性を再考する南部研究の新たな流れを踏まえ、白人性研究の理論的枠組みを援用しながら南部のローカリズムとグローバリズムの接点を人種という観点から探っていく。上記の全体像を踏まえた2018年度の取り組みとして、Richard Wrightの自伝的小説Black Boy/American Hungerにおける人種と自己表象についての論文を完成させた。未出版の構想メモやタイプ原稿をもとに作品執筆から出版までの経緯を辿り、アフリカ系アメリカ人作家にとっての自己表象のあり方を当時の出版業界との関係を踏まえて考察した。この論文は、20世紀前半から中盤までのアメリカン・モダニズムにおける大衆性について論じた共著『アメリカン・モダニズムと大衆文学』(2019年3月金星堂)に収められている。また、研究の新たな取り組みとしてFrank Yerbyの小説における南部白人性の構築について学会発表を行なった。Yerbyが抗議文学的短編“Health Card" (1944)でO. Henry賞を受賞しながら、その直後に南部大農園を舞台にした白人主人公の歴史ロマンスThe Foxes of Harrowを執筆した意義について、未出版の書簡、構想メモ、タイプ原稿をもとに考察した。2018年度に行った学会発表の内容を論文に発展させる上で追加の研究資料が必要になったため、論文執筆が2019年度にずれ込んだため。Richard Wrightが1945年に発表したBlack Boyについて、Wright自身の経験を綴ったこの小説が、黒人作家が人種的真正性を語る「自伝」という定式を書き換えた点、そして、この書き換えが思想的空間としての南部をめぐるWrightの独創性を表す点を明らかにする。
周術期炎症管理における新規診断・治療戦略の開発：レドックスバイオロジーの臨床応用

炎症や代謝異常が引き起こす細胞内酸化還元(レドックス)バランスの撹乱が原因となり、様々な疾患の発症や病態増悪につながることが知られている。酸化ストレスに対する防御や生体の恒常性維持において重要な役割を果たすレドックスタンパク質チオレドキシンやその関連分子に着目し、炎症等のストレス環境下での挙動、および炎症応答におけるレドックス制御の分子機構を明らかにすることが本研究の目的である。ストレスマーカーとしての血中チオレドキシンの有用性を明らかにするため、ELISA法に代わる定量法の確立を試みた。液相での免疫反応と化学発光を組み合わせた自動分析装置を活用し、検体取得から数分以内にチオレドキシン濃度の測定が可能となった。またタンパク質の定量と平行して、チオレドキシンの酵素活性を評価するシステムを構築した。蛍光標識されたインスリンを基質として、還元に伴う蛍光シグナルの変化をモニタリングすることにより、従来の吸光度測定と比較して感度の大幅な向上が認められた。これらの高感度計測システムは、生体サンプルを用いた測定においてしばしば問題となる夾雑物質による反応阻害や感度低下の問題を解決する有効な手段となることが期待された。またチオレドキシン関連分子の活性中心を構成するシステイン残基の酸化還元状態を解析することにより、炎症等のストレス環境下における酵素活性の変動、細胞内レドックスバランス維持機構に関する知見を得た。炎症による細胞障害や代謝制御異常と関連の深い小胞体ストレス環境下では、小胞体へのタンパク質の蓄積によりレドックスバランスの撹乱が引き起こされ、小胞体膜上に存在するチオレドキシン関連分子TMX1が酸化型に変換されることを見出した。チオレドキシンは酸化ストレスや感染等により誘導され、様々なバイオストレスに対する生体防御因子として働く。本研究では、オンサイトでのチオレドキシンの定量を可能にする迅速測定システムを構築し、周術期管理におけるストレスマーカーとしてのチオレドキシンの有用性を確立する。さらに細胞外チオレドキシンの示す抗炎症作用について、酸化還元(レドックス)制御の観点から、その分子機序を明らかにすることを目的とする。従来のELISA法(固相化抗体による呈色反応)に代わるチオレドキシン定量法として、小型化学発光自動分析装置POCubeを用いたチオレドキシン測定系を開発した。本技術は液相での免疫反応と化学発光(CLEIA法)に基づき、カートリッジ方式により様々な生理活性物質を半自動的に測定することが可能である。組換えヒトチオレドキシンタンパク質を標準物質として、同一の抗体ペアを用いたELISA法との比較を行ったところ、従来法と同等以上の測定感度を示した。血漿サンプルを用いた予備検討において、検体採取法、希釈率、反応量等に関する条件設定を行い、定量性に問題がないことを確認した。チオール基の修飾と電気泳動法を組み合わせた手法により、チオレドキシン、およびその関連分子の酸化還元状態の検出法を確立した。N-エチルマレイミド、4-acetamido-4- maleimidyl-stilbene-2,2-disulfonate (AMS)、PEGマレイミド等のチオール修飾試薬を用い、酸化型および還元型チオレドキシンタンパク質の判別に成功した。また生細胞におけるタンパク質のレドックス状態について、同様の手法により解析を行った。活性酸素によるタンパク質の酸化的ダメージの検出に加えて、小胞体へのタンパク質の蓄積を伴うストレス条件下において、小胞体内レドックス関連分子が還元型から酸化型へ変換されることを見出した。チオレドキシンの体内レベルについては、主にELISA法による測定が行われ、文献的なデータの蓄積がなされてきた。今回新たなチオレドキシンの迅速測定法が確立され、オンサイトでの測定や短期間における時間変動の解析など、チオレドキシンのストレスマーカーとしての有効性に関する研究の進展が期待される。また炎症等のストレス環境下においては、レドックスバランスの撹乱が原因となり、代謝異常や細胞死など病態増悪につながることが知られている。本年度は精製タンパク質および生細胞を用い、細胞内レドックホメオスタシスについて、タンパク質のレドックス状態の変化、活性酸素の発生、低分子抗酸化物質の変動などの観点から包括的な解析を行った。本成果をもとに、細胞内代謝、シグナル伝達等の観点からさらに解析を進め、高度侵襲がもたらす生体ストレスと体内レドックス環境維持との関連について明らかにしたい。炎症や代謝異常が引き起こす細胞内レドックスバランスの撹乱が原因となり、様々な疾患の発症や病態増悪につながることが知られている。タンパク質は細胞の内外において様々な酸化的修飾を受けるが、中でも2つのチオール基の酸化により生じるジスルフィド結合(S-S結合)の形成はタンパク質の高次構造の安定化やサブユニットの会合に必要であるばかりでなく,立体構造の変化を誘導し活性のオン・オフに関わる分子スイッチとしてタンパク質の機能発現に重要な役割を果たしている。そこで本研究では細胞内レドックスバランスの制御に関わるチオレドキシンファミリー分子に着目し,炎症等のストレス環境下での酸化還元酵素のレドックス状態の変動について,チオール特異的プローブによる修飾と電気泳動法を組み合わせた手法により解析を行った。炎症による細胞障害や代謝制御異常と関連の深い小胞体ストレスが細胞内レドックス環境に及ぼす影響を検討したところ、小胞体へのタンパク質の蓄積によりレドックスバランスの撹乱が引き起こされ、小胞体膜上に存在するチオレドキシン関連分子TMX1が酸化型に変換されることを見出した。