hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
輸液看護におけるPICC技術導入プログラムの開発

がん化学療法看護認定看護師28名を対象にシミュレーターに対するPICC挿入を録画し調査した。実施手順のうち「エコーを用いて血管径、血管走行、動静脈の位置関係を確認する」が実施できた割合は0.0%であった。逐語録から「エコー画像の理解および適切なエコープローブ(以下プローブ)操作が困難」など課題が抽出された。アンケート調査の結果「プローブの操作」に関する3項目が「難しい」と答えた割合の上位3位を占めた。提案する技術教育プログラムはデモンストレーションを含むレクチャー、シミュレーターへのPICC挿入の実践および録画による課題抽出、熟達者による教育的介入、臨床実践、実践録画による評価から構成される。2015年10月より看護師の研修制度が開始されているPICC挿入は、末梢静脈から穿刺し、長いカテーテルを腋窩静脈、鎖骨下静脈を経由して上大静脈に先端を位置させる技術である。PICC挿入は上腕の深部静脈への挿入と、中心静脈にカテーテルを送る技術を要し、研修プログラムの体系化が求められている。PICC技術の実践者2名およびがん化学療法認定看護師8名にヒヤリングを実施した結果、看護師がPICC技術を実践する上で技術的な課題は、1超音波画像診断装置(エコー)を用いた穿刺、2静脈血管の切開、3X線レントゲン撮影によるカテーテル位置の確認にあることが明らかとなった。また、PICCを患者に適応する判断、輸液実施中の観察も含め、安全・安楽を重視した技術プログラムの構築が必要であるとの示唆を得た。PICC技術のカテーテルシミュレーターを用いて検討した結果、PICC挿入技術において看護師にとって最も巧緻性が高く課題となるのは超音波画像診断装置の操作であった。超音波画像診断装置の扱いも含め、比較的短期間のレクチャーと研修によって習得できる技術プログラムを構築する必要がある。技術プログラムの骨子は、PICCに関するレクチャーの受講、カテーテルシミュレーションモデルを用いたシミュレーショントレーニング、トレーニング終了後のデブリーフィングとし、この技術プログラム案を今後検証してゆく。PICCを患者に適応する判断、輸液実施中の観察も含め、安全・安楽を重視した技術プログラム案の構築を完了している。今後、技術プログラム案を検証してゆく。PICC(末梢留置型中心静脈注射用カテーテル)の挿入は、末梢静脈から穿刺し、長いカテーテルを上大静脈に先端を留置させる技術である。PICCは看護師が実施する場合、実践的な理解力、思考力及び判断力並びに高度かつ専門的な知識及び技能が必要とされる特定行為(38行為)の1つである。現在、日本国内で最も使用頻度が高い中心静脈カテーテル(CVC)の穿刺挿入は主に医師が実施している。新生児・未熟児は成人に比べ、マルポジションや気胸、血胸など穿刺時等の機械的合併症が起こりやすく、CVCよりPICCが選択されることからも、静脈血管の細い患者や、細胞毒性の強い輸液内容を使用する際にPICCは適した方法であるといわれている。また、PICCは鎖骨下穿刺で挿入したCVCに比べてカテーテル関連血流感染(CR-BSI)が少なく、PICCの有用性が示唆されており、今後、日本国内において成人を対象とした輸液治療にさらに適応が拡大されることが予想される。挿入時や輸液中の安全性が高いことから、今後より多くの看護師がPICC挿入を担うことにより、安全・安楽な輸液実施が可能になると予想される。PICCの挿入は特定行為として、指定された研修を経た看護師に実施が認められているが、技術プログラムは確立されていないのが現状である。PICC挿入を看護師が担ううえでトレーニングプログラムの体系化が求められている。2017年2月、がん化学療法看護認定看護師28名を対象に、カテーテルシミュレーションモデルを用いたトレーニングを実施した。トレーニングプログラムはPICCに関するレクチャーの受講、シミュレーションモデルに対する実施、ディブリーフィングを骨子とした。また、シミュレーションモデルに対する実施およびディブリーフィングの際に録音・録画した。さらに、参加者にアンケートにて各技術項目の主観的難易度を調査した。がん化学療法看護認定看護師を全国から募集し、応募した28名を対象としたシミュレーショントレーニングを実施した。PICCの挿入およびディブリーフィングの場面の録音・録画データ、アンケート調査にて各技術項目の主観的難易度を収集した。PICC(末梢留置型中心静脈注射用カテーテル)の挿入は、看護師が実施する場合、実践的な理解力、思考力及び判断力並びに高度かつ専門的な知識及び技能が必要とされる特定行為(38行為)の1つである。2017年2月、がん化学療法看護認定看護師28名を対象に調査を実施した。対象者はレクチャーの受講、シミュレーターに対する実施、デブリーフィングを行なった。シミュレーターに対する実施およびデブリーフィングの際に録音・録画した(n=27)。また、参加者にアンケートにて各技術項目の主観的難易度を調査した(n=26)。録画を動作分析した結果、実施手順(47項目)のうち、「実施できた」割合は「エコーを用いて血管を描出し、血管径、血管走行、動静脈の位置関係を確認する」が0.0%、その他の項目は全て50.0%を上回った。デブリーフィングの逐語録から「実施困難である要因に関する対象者の問い」を抽出した結果、知識上の課題として「静脈や神経など解剖学的知識の不足」、血管アセスメントに関する課題として「エコー画像の理解および適切なエコープローブ(以下プローブ)操作が困難」など抽出された。

主観的難易度のアンケート調査の結果、実施手順(47項目)のうち「プローブの操作」に関する3項目が「難しい」と答えた割合が高く、上位3位を占めた。提案する技術教育プログラムの骨子は、デモンストレーションを含むレクチャー、シミュレーターへのPICC挿入の実践および録画による課題抽出、熟達者による教育的介入、臨床実践、実践録画による評価の5つのStepから構成され、解剖学的理解とともにプローブ操作を備えることができる忠実度の高いシミュレーターの開発が必要である。なお、PICCの適用の判断など臨床推論に関する課題は今回の調査に含まれておらず、今後検討が必要である。がん化学療法看護認定看護師28名を対象にシミュレーターに対するPICC挿入を録画し調査した。実施手順のうち「エコーを用いて血管径、血管走行、動静脈の位置関係を確認する」が実施できた割合は0.0%であった。逐語録から「エコー画像の理解および適切なエコープローブ(以下プローブ)操作が困難」など課題が抽出された。アンケート調査の結果「プローブの操作」に関する3項目が「難しい」と答えた割合の上位3位を占めた。提案する技術教育プログラムはデモンストレーションを含むレクチャー、シミュレーターへのPICC挿入の実践および録画による課題抽出、熟達者による教育的介入、臨床実践、実践録画による評価から構成される。PICCに関するレクチャーの受講、カテーテルシミュレーションモデルを用いたシミュレーショントレーニング、トレーニング終了後のデブリーフィングを骨子としたプログラム案を、認定看護師の協力の元、有効性を検証してゆく。対象はがん化学療法認定看護師30名程度とし、PICCトレーニングセミナーを実施・評価する。プログラムは、トレーニング終了後、デブリーフィングにより知識上の課題、血管アセスメントに関する課題、PICCの挿入操作に関する課題、画像診断に関する課題について、対象者であるがん化学療法認定看護師のインタビューから抽出する。また、PICCシミュレーション手技をビデオ録画し動画分析する。観察内容は準備、血管アセスメント、PICC挿入、ドレッシング固定までを録画する。対象者は各自の録画を再生し、自身の課題を言語化する。以下のアセスメントに基づく静脈注射投与ルートの判断や挿入技術などに着目する。1.アセスメント項目:患者状態、輸液期間、輸液内容、血管状態(どのような場合にPICCが適しているか判断するための知識の学習)2.血管アセスメント技術(触診および超音波画像診断装置の扱い)3.血管切開を含むカテーテル挿入技術4.X線レントゲン撮影によるカテーテル位置の確認に関する知識5.輸液実施中、実施後の合併症など安全、安楽に関する知識シミュレーションモデルに対する実施およびディブリーフィングの際に収集した録音・録画データを基に、行動レベルで示した技術項目の到達度を客観的に評価する。また、アンケート調査にて収集した各技術項目の主観的難易度を評価する。これらのデータを分析することにより、看護師がPICCの挿入技術を担う上での技術的課題を明確にする。
毒腺アイソザイムの構造情報に基づく南西諸島ハブ属ヘビの進化と系統の解析

1.ハブ毒ホスホリパーゼA_2(PLA_2)アイソザイムの島間変異奄美大島,徳之島及び沖縄ハブ毒の塩基性[Asp^<49>]PLA_2はそれぞれPLA-B',PLA-B及びPL-Yと呼ぶが,相互に14残基のアミノ酸置換があり,孤立環境下での島特異的変異と考えられた。奄美大島ハブ毒からの神経毒性をもつPLA_2を単離し,PLA-Nと命名した。このアイソザイムは徳之島ハブ毒にも含まれるが,沖縄ハブ毒は1アミノ酸置換ホモログPLA-N(O)をもっていた。これも島間変異の例である。これより原島(分離前の島)から沖縄島が離れ,ついで残りが奄美大島と徳之島に分れたと考えられる。2.南西諸島のマムシ亜科ハブ属ヘビの進化と系統サキシマハブ毒より49位にArgをもつ2つの新規な[Arg^<49>]PLA_2を精製し,TeBP(R)-I, TeBP(R)-IIと名付けた。これらは3位のアミノ酸がValとlleで,1残基ポルモルフィズムを示した。またサキシマハブ毒腺から[Asp^<49>]PLA_2(TePLA_2)cDNAをクローニングした。トカラハブ毒から中性[Asp^<49>PLA_2を単一成分にまで精製し,また塩基性PLA_2アイソザイムの存在を確認したが,トカラハブ毒腺のcDNAライブラリーの作製に失敗した。トカラハブを除く南西諸島ハブ属ヘビの毒腺PLA_2アイソザイムについてアミノ酸配列に基づく系統樹を作成した。系統樹をみると,[Lys^<49>]PLA_2型群において,サキシマハブ毒のTeBP(R)-I及びTeBP(R)-IIはハブのTfBPI及びTfBPIIより台湾ハブのTmK49PLA_2にはるかに近い。またPLA2型群においてもサキシマハブ毒のTePLA_2はハブのTfPLA2よりも台湾ハブのTmPLA_2に近い。これよりサキシマハブはハブよりも台湾ハブに近い種であるといえる。一方,ヒメハブ(奄美大島)やグリーンハブ(台湾)はハブ,サキシマハブ,台湾ハブからは比較的に離れた種であることがわかった。本研究は、トカラ列島、奄美諸島、沖縄諸島、先島諸島、台湾に棲息するクサリヘビ科マムシ亜科ハブ属ヘビの進化と系統を、毒腺ホスホリパーゼA_2(PLA_2)アイソザイムのアミノ酸配列、cDNAの塩基配列を基にして、解析することを目的とする。まず、奄美大島、徳之島、沖縄ハブ毒のPLA_2アイソザイムについて調べた。塩基性[Asp^<49>]PLA_2型アイソザイムは、アミノ酸配列とcDNAクローニングにより、3島間でβウイング領域に変異があることがわかった。また神経毒性[Asp^<49>]PLA_2型では奄美大島と徳之島では同じであったが、沖縄ハブでは1残基の置換があった。これらは100万年に及ぶ孤立と島間の環境の違いに基づぐ変異である。これは、また、沖縄古陸よりまず沖縄が分れ、残りの島が奄美大島と徳之島に分れたことを示す。サキシマハプ毒より[Arg^<49>]PLA_2という新規な2つのPLA_2アイソザイムを単離し、アミノ酸配列とcDNA塩基

配列を決めた。これまでのハブ属PLA_2アイソザイムが122アミノ酸残基よりなるのに対して、これら121残基であった。これは遺伝子変換による1残基減と考えられた。加えて1つの中性[Asp^<49>]PLA_2(122残基)のcDNAクローンをとった。サキシマハブ毒には3種のPLA_2アイソザイムしか含まれないことがわかった。サキシマハブ毒のPLA_2アイソザイムはハブ毒の対応するアイソザイムよりも台湾ハブ毒のそれらとの相同性が高く、サキシマハブはハブよりも台湾ハブに近い種であることが明らかとなった。地史的には、第四紀陸橋は中国大陸から奄美、沖縄までつながっていたとされているが、これらの現象は第四紀陸橋がせいぜい先島諸島、宮古島あたりまでであったことを示すものであろう。本研究は、トカラ列島、奄美諸島、沖縄諸島、先島諸島、台湾に棲息するクサリヘビ科マム亜科ハブ属ヘビの進化と系統を、毒腺ホスホリパーゼA_2(PLA_2)アイソザイムのアミノ酸配列、cDNAの塩基配列を基にして、解析することを目的とする。平成15年度に先島諸島のサキシマハブ毒より新規な2つの[Arg^<49>]PLA_2を精製し、TeBPI、TeBPIIと名付けた。TeBPIのアミノ酸配列を決定した。また[Arg^<49>]PLA_2をコードする2つのcDNAをクローニングした。今年度はTeBPIIのアミノ酸配列の決定を行い、約90%の配列を決定した。1つのcDNAからのアミノ酸配列はTeBPIのそれと完全に一致した。TeBPIIの部分アミノ酸配列は今1つのcDNAからのアミノ酸配列に相当するものであった。TeBPIとTeBPIIは第3位のアミノ酸がValとIleの違いのみであり1残基ポルモルフィズムを示した。これらはともに121アミノ酸残基のタンパク質であった。一方、クローニングした[Asp^<49>]PLA_2 cDNAは122アミノ酸残基をコードしていた。トカラハブ毒からのPLA_2アイソザイムの分画を行い、中性[Asp^<49>]PLA_2を単一成分にまで精製した。また塩基性PLA_2アイソザイムの存在を確認した。トカラハブ毒腺のcDNAライブラリーを作製し、PLA_2アイソザイムcDNAの網羅的スクリーニングを試みた。驚いたことに、2つのクローンはサキシマハブと同じ[Arg^<49>]PLA_2をコードするものであった。また得られた[Asp^<49>]PLA_2 cDNAはサキシマハブ毒腺の[Asp^<49>]PLA_2 cDNAと同じ配列であった。ここにいたってトカラハブ毒腺cDNAライブラリーとして取り扱っていたものは、実際はサキシマハブ毒腺cDNAライブラリーであることがわかった。取急ぎトカラハブ毒腺cDNAライブラリーを作製し、所期の目的を達成するようにする。
犠牲結合原理が導く戦略：金属を凌駕するソフト・ハード複合強靭材料の創製

本研究では、高靭性ゲルの力学挙動(引張試験で見られる降伏現象、弾性率の低下を伴うヒステリシス現象、および引裂試験で見られる亀裂周辺の降伏領域(内部破壊領域)の形成)の三つの特徴を評価することによって、ゲルの靭性及びその高靭性化機構を解明することを目的とした。研究機関内には、ポリアンフォライトゲル/グラスファイバー織物の複合体について、様々な幅のサンプルを作製して引裂試験を行い、破壊エネルギーと降伏領域の関係を見積もった。サンプルの幅が降伏領域のサイズ(cm)より小さい場合、複合体の破壊エネルギーはサンプルの幅と正の相関があった。一方、サンプルの幅が降伏領域より大きい場合、複合体の破壊エネルギーはサンプルの幅に依存しなかった。これは、本複合体の異常に高い破壊エネルギーが、亀裂近傍の降伏領域形成によるエネルギー散逸によることを強く示唆する結果である。また、破壊されたサンプルを走査型電子顕微鏡で観察した結果、繊維近傍におけるゲル層の破壊が確認された。ここから、本複合体の変形時には、ゲル-繊維間の応力伝達により、ゲル層の変形と破壊によるエネルギー散逸が高効率で発生し、それが本複合体を高効率にタフ化していることが示唆された。29年度が最終年度であるため、記入しない。
科挙文献による明代中国の思想史と社会史

本研究では、明代における科挙の問題および解答の分析と、各省郷試の試験官に招かれた人びとの履歴や評判に関する精査とをおこない、その前者からは、模範解答の模倣から脱却して「自得」を強調する立場の文章が増加傾向にあったという現象を析出し、後者からは、試験官に対する高い資質の要求という全般的傾向のなかで、明代中期までは副榜挙人という会試の次点合格者が重用され、しかしその後は、進士登第者でありながらも地方の教官に就いた人士が尊重される、という趨勢の変化を明らかにした。本年度の主な活動は、中国における明代科挙文献学の研究者である陳長文氏(魯東大学副教授)を招いて応用科挙史学研究会の研究集会を開催したことと、中国・寧波で開催された「科挙与科挙文献国際学術研討会」に参加して学術発表をおこなったことである。応用科挙史学研究会のプログラムは、9月24日開催の第7回研究集会「明代科挙学各論(社会と制度篇)」が、大野晃嗣「明代中期の社会と監生」、三浦秀一「明代中期の郷試考官と「副榜挙人」」、陳長文「明代教官進士登科考論」であり、9月25日開催の第8回研究集会「明代科挙学各論(人物と文化篇)」が、渡辺健哉「元・明代における挙業書の展開」、三浦秀一「郷試考官としての林光と王守仁」、鶴成久章「朱舜水の語った明代科挙」であって、報告者それぞれが、近刊の科挙関連史料などを駆使しつつ、従来、等閑視されてきた観のある明代科挙制度文化史の諸側面を明らかにした。また12月20日に開催の国際学術研討会においては、三浦が「郷試考官林光と明代中期の副榜合格者」、大野が「景泰天順両朝の政権運営と科挙」、鶴成が「天一閣「明代登科録」大型蔵書の謎」、渡辺が「宋より明にいたる科挙受験参考書の展開」と題する報告を中国語でおこない、それぞれの主題に応じて、同学会に参加した中国人研究者と意見を交換した。本科研が推薦した東北大DC生の水盛涼一も「清末官員考試制度小論」と題する報告をおこなった。以上の研究集会において三浦が解明した明代中期の「副榜挙人」という存在は、会試のいわば次点合格者であるのだが、当該時代では、エリート教官であり且つ郷試主考官の候補者として注目された人びとであり、三浦によるこの知見は、従来の「副榜」即会試下第者という理解が通時代的に適用されうるものではないことを示すものである。本年度は、明代思想史と社会史、それぞれの専門分野について研究報告をおこなうとともに、関連する分野の専門家との学術交流をおこなった。2011年8月4日開催の応用科挙史学研究会第四回ワークショップ「明清の科挙と官僚社会」では、三浦秀一が、各省の郷試考官に徴聘された「進士教職」をめぐりその歴史的変遷について述べ、8月11日開催の同第五回ワークショップ「明代科挙関連文献研究」では、渡辺健哉が、書坊での擧業書の出版傾向を明らかにすべく建陽の出版業者・劉氏の活動に光をあて、大野晃嗣が、明代会試の試験官に関する基礎的データを網羅的に紹介した。三浦も、明代科挙における程文代作の風潮と湛甘泉による「二業合一」論と関係性について推察をおこなった。これらの研究会は、発表者相互のレベル向上を目指したものであり、それぞれの報告はより充実したものとなり、各氏は、9月23日から25日まで中国武漢で開催された第八届科挙制与科挙学国際学術討論会と、11月、中国長沙で開催の書院文化的伝承与開拓において、それぞれの発表を中国語でおこなった。長沙での学会では、鶴成久章も天真書院の思想的活動について報告した。2012年2月13日および14日開催の応用科挙史学研究会第九回・第十回研究集会は、明清両学の個別性と共通性を明確にすべく、四名のゲストスピーカを招待した。それぞれの論題と報告者は以下のとおりである。明清之際儒学研究心得(中央研究院・呂妙芬)、論戴震与章学誠(台湾大学・鄭吉雄)、明代朱子学与陽明学(北海道大学・佐藤錬太郎)、皖派成立攷(東北大学・尾崎順一郎)。また、三浦は「副榜挙人と進士教職-明代における地方学官と郷試考官の一特徴」(集刊東洋学106、2011年10月)と題する雑誌論文も発表し、明代の郷試における試験官制度と地方教官の相互的関連性を歴史的に検証した。

本科研24年度の活動は、研究集会の開催および各学会での研究発表と論文の刊行とに分けられる。科研のメンバーを中心に活動している応用科挙史学研究会主催の研究集会では、第11回「明代科挙史研究の応用局面ー書院と大全」において鶴成久章が「天真書院と陽明門下」、三浦秀一が「性理大全書受容史研究ー序説と三つの断章ー」と題する報告を、第13回「明代の政治経済と科挙」において渡辺健哉が「元末明初の北京地区における交通路の整備」、大野晃嗣が「明代会試試験官に関する一考察ー執事官を中心にー」、三浦秀一が「人法兼任の微意ー明朝正徳嘉靖期における科挙実施体制の展開とその理念ー」と題する報告をおこなった。そのほか三浦は、東方学会主催第57回国際東方学者会議東京会議において「模倣と自得ー万暦三十八年実施の科挙から見た明代思想史の基層ー」を、鶴成は九州中国学会主催第60回大会において「科挙競争力からみた「明儒」の出身地域ー地域の学力格差と思想文化ー」を発表してもいる。三浦による三件の報告は、本科研の成果を前提とした新たな研究の進展を意図したものであり、明朝認定の科挙テキストのひとつである性理大全書の異なる版本の存在を披露したほか、明代中期後半において、いわゆる外簾官と提学官とが各省郷試の実施体制において合否判定にも関わるという積極的な役割を果たしていた史実とその思想史的意味を解明した。公刊された論文のなかでは、中国語に翻訳した幾つかの研究論文として、三浦の「王門欧陽徳及其会試程文」や鶴成の「明代科挙制度与朱子学ー論体制化教学所帯来的学習模式的変化ー」(哲学与時代ー朱子学国際学術研討会論文集、華東師範大学出版社、所収)がある。さらに、三浦や鶴成も編者のひとりである『哲学資源としての中国思想』には、三浦「王門欧陽徳の学問とその会試程文」と鶴成「天真精舎と陽明門下」が載る。明代士人の思想ないし心性と当時の科挙制度との結びつきをめぐり、たとえば明代前半期における「副榜挙人」という身分に対する認識の形成および変化や、「挙業」と「徳業」との異同に対する明代中後期の多様な議論など、従来の研究では必ずしも明確化できていなかった事例を、科挙文敵を活用することで具体的に解明することができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画についてはとくに変更を要しないと判断する。これまでどおり、応用科挙史学研究会での活動を中心にしながら、科研メンバーが報告を積み重ね、また国内外の研究者と学術交流をもおこなうなか、それぞれの研究成果を雑誌論文等の形式で公表する予定である。そうした活動と並行して、関連の文献も調査、収集してゆきたい。
らせん状液晶性共役系高分子の創成とキラル発光材料の開発

本研究者らは、液晶のもつ自発配向性や外場応答性を利用して、π電子共役ポリマーの新しい合成法を開発し、その階層的高次構造を制御し、新規の機能を導出してきた。本研究では、らせん構造と液晶性をもつ芳香族π電子共役系高分子を創成し、液晶性と円偏光二色性および光の三原色(RGB)に対応する発光性を生かして、直性偏光発光のみならず円偏光発光(キラル発光)を有する従来にないプラスティック光学材料を開発することを目的とした。[1]キラル液晶を反応場とする不斉重合法を確立・発展させた。ヘリカルポリアセチレンの合成のみならず、新たに階層的らせん構造をもつ複素環および芳香環共役ポリマーを化学重合および電解重合により合成した。これにより、階層性を有するスパイラル形態の構築や、円偏光諸光性(キラル発光)などの新しい光学的性質を発現させた。[2]側鎖に液晶基を導入したポリパラフェニレン誘導体にキラル化合物を添加することで、キラルネマティック液晶に基づくらせん構造を構築し、吸収および発光における光学円偏光二色性を発現させた。さらに、キラル化合物に種々の化学修飾を行うことで、光応答性や温度応答性の性質を付与し、高度なキラルドーパントおよびキラル反応場を構築した。[3]側鎖に直接、長鎖キラル置換基を導入したフェニレン部位あるいはチエニレン部位からなるホモポリマーおよびコポリマーを合成し、主鎖型液晶性を発現させるとともに、主鎖のねじれ、および主鎖間のスタッキング構造におけるねじれに伴う円偏光二色性を得た。らせん構造と液晶性をもつ芳香族π電子共役系高分子を創成し、液晶性と円偏光二色性および光の三原色(RGB)に対応する発光性を生かして、直性偏光発光のみならず円偏光発光(キラル発光)を有する従来にない高分子光学材料を開発することを目的として、以下の研究を行った。[I]まず液晶基を側鎖に一置換あるいは二置換した側鎖型液晶性ポリパラフェニレン誘導体を合成した。次に軸不斉キラルビナフチル化合物に液晶基を二置換あるいは四置換したキラル化合物を合成した。この軸不斉型キラル化合物をキラルドーパントとして、上記で合成した液晶基性ポリパラフェニレン誘導体に添加し、キラルネマティック液晶相を発現させた。示差走査熱量計、偏光顕微鏡、X線回折測定を通じて、ポリマーの液晶相の同定を行った。[2]側鎖に直接、長鎖キラル置換基を導入したフェニレン部位あるいはチエニレン部位からなるホモポリマーおよびコポリマーを合成し、主鎖型液品性を発現させるとともに、主鎖のねじれに伴うキラルネマチック液晶相を構築した。また、キラルネマティック液晶相により、らせん構造の発現を確認した。[3]1及び2のポリマーについて、紫外可視吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルの測定を行った。有効共役鎖長や光の三原色および白色の発光、蛍光量子収率の定量的評価を行った。[4]円偏光二色性スペクトルの測定により、ポリマーにらせん構造に基づくキラリティーの発現を確認した。蛍光円偏光二色性スペクトルの測定により、キラル発光の発現を確認した。芳香族共役系高分子に液晶性とらせん構造を付与し、発光時に直線偏光および円偏光二色性を発現させるべく、二通りのアプローチを開発した。(1)ポリパラフェニレンの側鎖に液晶基を一置換あるいは二置換した側鎖型液晶性共役系高分子を合成した。液晶相は流動性のあるネマティック相であることを利用して、これに軸不斉のキラルバイナフチル誘導体を添加してキラルネマティック相を誘起した。この混合系をフィルム化してキラルネマティック相を固定化し、蛍光円偏光スペクトルを測定した。

その結果、キラリティーの度合いを示す非対称因子は、低分子キラル化合物で報告されていたものより2桁から3桁大きい値(10のマイナス1乗オーダー)を示した。これにより、従来にない大きな円偏光性をもつキラル発光は実現した。(2)フェニレン環の複数個を繰り返し単位とするホモポリマー(ポリビフェニル、ポリターフェニル)、あるいはフェニレン環とチエニレン環を複数個連結した繰り返し単位をもつコポリマーを対象として、その側鎖にキラル置換基を導入した。芳香族環をメソゲン部位とする主鎖型液晶性を発現させるとともに、キラル置換基の効果により主鎖にらせん構造を付与した。これにより、蛍光発光時に液晶配向に基づく直線偏光性と、らせん構造にもとづく円偏光二色性をあわせもたせることを可能とした。円偏光発光における非対称因子は、ポリマーを有機溶媒に溶解した場合でも保持されるばかりか、フィルム化するとポリマー鎖間のスタッキングが強められ、さらに増大することがわかった。また、コポリマーの場合、繰り返し単位におけるフェニレン環とチエニレン環の割合や数を変えることで、光の三原色である赤緑青(RGB)や白色の発光を発現させることができた。これらは、電界発光(EL)や高分子光発光ダイオード(LED)としてデバイス化されることで、エネルギー消費が半分の低消費型の次世代偏光発光材料として適用されるであろうと期待される。らせん構造と液晶性をもつ芳香族π電子共役系高分子を創成し、液晶性と円偏光二色性および光の三原色(RGB)に対応する発光性を生かして、直性偏光発光のみならず円偏光発光(キラル発光)を有する従来にないプラスティック光学材料を開発することを目的に、以下の研究を行った。複数のらせん状液晶性共役系高分子の合成法の確立(モノマーの合成、触媒、重合温度、溶媒の最適化)と、合成物のキャラクタリゼーションおよび光学特性の評価を行った。1.液晶基をポリマーの側鎖に一置換あるいは二置換した側鎖型液晶性ポリパラフェニレン誘導体を合成した。2.軸不斉キラルビナフチル化合物に液晶基を導入したキラルドーパントを合成した。3.上記のキラルドーパントを液晶性共役系ポリマーに添加することで、キラルネマティック液晶相を発現させた。4.示差走査熱量計、偏光顕微鏡、X線回折測定により、ポリマーの液晶相の同定を行った。5.電子吸収スペクトルおよび蛍光スペクトルの測定による、有効共役鎖長や発光色、蛍光位量子収率の評価を行った。6.円偏光二色性スペクトルの測定により、ポリマーのキラリティやらせん構造の誘起を確認した。7.蛍光円偏光二色性スペクトルの測定により、キラル発光の誘起を確認し、非対称因子を評価した。8.次に、側鎖に長鎖キラル置換基を導入したフェニレン部位あるいはチエニレン部位からなるホモポリマーおよびコポリマーを合成した。9.上記のポリマーについて、主鎖型液晶性の発現を確認するとともに、キラルネマチック液晶を経由したスタッキング構造において、主鎖間のらせん構造を確認した。本研究者らは、液晶のもつ自発配向性や外場応答性を利用して、π電子共役ポリマーの新しい合成法を開発し、その階層的高次構造を制御し、新規の機能を導出してきた。本研究では、らせん構造と液晶性をもつ芳香族π電子共役系高分子を創成し、液晶性と円偏光二色性および光の三原色(RGB)に対応する発光性を生かして、直性偏光発光のみならず円偏光発光(キラル発光)を有する従来にないプラスティック光学材料を開発することを目的とした。[1]キラル液晶を反応場とする不斉重合法を確立・発展させた。
波/流れ共存場における地盤液状化と土砂輸送過程の一体解析に関する研究

1.2003年台風10号にともなう高知港湾東第一防波堤基礎地盤の水圧/間隙水圧応答の連続観測結果を対象として、法先地盤、マウンド下、消波ブロック下およびケーソン直下地盤の波浪応答の連成弾塑性有限要素解析(代表者開発コードによる)を実施した。その結果、1)本解析により注先地盤及びマウンド下地盤部における過剰間隙水圧振動成分の位相・振幅変化特性の実測結果を整合的に再現すること、2)高波浪作用による液状化のオンセットは、法先地盤部において生じることを示した。さらに、3)その液状化メカニズムとして、従来から知られているような波の谷において1波ごとに発生する不安定化や残留間隙水圧による不安定化のみではなく、新たに時系列の波群特性に起因する過剰間隙水圧変動による不安定化プロセスを見出した。2.水中堆積物の液状化にともなう堆積物重力流れの発達から減速、停止するまでの一連の過程を有効応力の考え方に基づいて予測することが可能な数値解析法(LIQSEDFLOW)を開発した。本解析法の特徴として、ナビエーストークス式-連続式系を適用する液状化域と2相系の貯留方程式を適用する未液状化域の間に有効応力がゼロであるが僅かな剛性を有する遷移境界層を導入することにより、液状化流れ・凝固/圧密過程の一体解析を可能としていることが挙げられる。提案解析法による予測結果は、水槽実験により観察された高濃度重力流れの進行性凝固にともなう停止機構と調和的であることを示した。今年度に行った研究によって得られた新たな知見と今後の研究の展開をまとめると次のようになる。1.波高2m以上の高波浪時の海底砂質地盤において、残留間隙水圧の発生と消散過程をとらえることに世界ではじめて成功した。(2)観測した残留間隙水圧には、数千波にわたり徐々に蓄積する平均的な成分に数波レベルで変動する成分が重なっている。観測データのスペクトル解析によると、波群特性と残留間隙水圧の変動特性との間には密接な相関関係がある。(3)観測された時系列での波群特性と細砂の現実的な繰返し塑性特性を考慮した応力・変形浸透連成解析を実施した。そして本解析により上述の観測結果の特徴を良好に再現できることを示した。(4)さらに、波高5m以上の暴波来襲を仮定すると、残留間隙水圧の上昇は、変動間隙水圧により波の谷で生じる有効応力の減少に比べて、地盤の支持力低下により大きく寄与することを明らかにした。2.沿岸域における液状化堆積物の重力流れダイナミクスを予測しうる解析フレームワークを開発した。具体的には、液状化土の最深部に遷移境界層の概念を導入した二次元ナビエ-ストークス式/圧密式系の連成システムに基づいて、液状化堆積物の水中重力流れ・凝固/圧密過程の一体解析を実現した。本解析によると、液状化流れの過程で発生する凝固領域の伝播プロセスと、流体土/凝固領域間の動的相互作用ならびに流れの減速/停止過程を整合的に記述することができる。3.平成15年7月より、高知港東第一防波堤直下の基礎地盤すなわちケーソン庇下、消波ブロック下、マウンド下および法先の自由地盤域において、台風にともなう高波浪時の水圧/間隙水圧の系統的な応答観測とマルチソナーによる地盤変状観測を実施し、本研究で開発した一体解析コードとの緊密な連携の下に、液状化とそれによる海底地盤の流動変形過程の解明を行っていく予定である。
薬物トランスポーターにおける遺伝子多型の機能解析から個の医療への応用

近年、患者の遺伝子型に応じて最適な治療法を選ぶ「個の医療」の実現に向けた取り組みが世界規模で進んでいる。薬物の体内動態に関与するABC(ATP-binding cassette)トランスポーターの一塩基多型(SNP)は薬の効果および副作用に影響を与えることが考えられるため、本研究では、ABCトランスポーターのSNPの機能解析を行うことを目的とした。これまでにABCトランスポーターABCB1(MDR1/P-糖タンパク質)のSNP機能解析を実施し、タンパク質の機能を変化させるSNPを見出したが、これらの変異型タンパク質を強制発現させた哺乳類細胞では抗癌剤に対する耐性は野生型と比べて有意に変化しなかった。また、小児被験者における免疫抑制剤シクロスポリン(ABCB1の基質)の血中濃度を調べたが、ABCB1のSNPによる影響はほとんど認められなかった(神戸大学医学部付属病院、現・京都大学大学院薬学研究科栄田敏之教授との共同研究)。これらは、SNPのアミノ酸置換による基質特異性の変化が原因であるため、他の薬物を用いてさらに試験を行う必要がある。また、耳垢型決定遺伝子であるヒトABCC11のSmart Amp法用の遺伝子型診断プライマーを設計し、臨床検体を用いて試験したところ、反応開始から30分以内にシークエンス解析と完全に一致する結果が得られた。また、新たにABCB1の遺伝子多型を診断するプライマーの設計に着手し、ゲノムDNAまたは血液から30分以内に遺伝子型を正確に判別することに成功した(理化学研究所OSC林崎良英領域長らとの共同研究)。1つの塩基が3種類に変わるSNPの遺伝子型診断では診断ミスが起こりやすいため、今回の結果は個の医療の実現に大変重要であると考えられる。ヒトABCトランスポーターABCB1は細胞膜において薬物を排出するトランスポーターであり、薬物の体内動態において重要な役割を担っている。したがって、このヒトABCB1の一塩基多型(SNP)によりABCB1の機能がどう変化するのかを調べることは、個別化医療実現のために非常に重要であると考えられる。そこでまず、一塩基変異を導入したヒトABCB1をヒト胎児腎臓由来Flp-In293細胞へ安定発現させた。各変異型ABCB1タンパク質の発現量が一定であることを確認し、この細胞を用いて数種類の抗癌剤による細胞毒性試験を行ったが、野生型(WT)と変異体間で抗癌剤に対する耐性に有意な差は認められなかった。私はこれまでに遺伝子多型によりABCB1の基質特異性が変化することを明らかにしているので、今後、他の抗癌剤を用いた試験を行う必要がある。また理化学研究所・横浜研究所においてプロジェクトリーダー林崎良英と三谷康正と共に日本発・最速遺伝子型診断法であるSMAP法を応用し、耳垢型決定遺伝子であるヒトABCC11遺伝子の遺伝子型を判定する診断薬の開発に取り組んだ。その結果、ゲノムDNA、または新鮮な血液からそれぞれ30分、35分で遺伝子型を判定することに成功した。ABCC11は抗癌剤を運ぶという報告もあることから、この診断薬は将来個別化医療を行うにあたり迅速に診断することができ大変有用であると言える。現在、他のABCトランスポーターのSNPを判定するための試薬キットの開発に取り組んでいるところである。さらに、胆汁酸排出トランスポーターであるABCB11の生体内PET(ポジトロン断層法)プローブの作成は理化学研究所(神戸)チームリーダー鈴木正昭および渡辺恭良らと共に行っているが、現在もプローブを作成している段階である。
NKG2Dリガンド制御による歯肉癌の骨吸収抑制の可能性の検討

生理的なリモデリングの状態では、破骨細胞分化を促進するRANKLの主要な供給源は骨芽細胞・骨細胞と考えられているが、癌の場合には、骨吸収に隣接してRANKL陽性の線維芽細胞様細胞が存在していることから、歯肉癌上皮細胞のRANKL産生が促進することで著しい骨吸収を示すのではないかと考えた。検討の結果、歯肉癌上皮細胞にMICAを過剰発現させることでRANKL発現が誘導され、培養上清を破骨細胞前駆細胞に作用させることで破骨細胞の形成が促進された。歯肉癌は顎骨への癌浸潤により骨吸収を呈すると、顎骨の離断を余儀なくされ、QOLが著しく低下してしまう。歯肉癌による骨吸収を阻止することは重要な手段と考える。歯肉癌による骨吸収のメカニズムについてはよくわかっていない。われわれは、組織学的検討により歯肉癌において発現の高いNKG2DリガンドとしてMICA/MICBを見出している。ヒト歯肉上皮癌細胞であるBHY細胞でNKG2DリガンドであるMICA, MICBが発現しているかどうか調べる予定であったが、BHY細胞の増殖能が悪く、全く使用できない状態であった。そのため、別のヒト歯肉上皮癌細胞株であるCa9-22細胞を使用したところ、細胞の状態は良く、継代も問題なくできた。Ca9-22細胞からRNAを抽出し、RT-PCRによりcDNAを作製し、リアルタイムRT-PCRを行った。プライマーとして、MICAおよびMICBを用いてこれらの遺伝子発現を確認した。また、Ca9-22細胞からlysis bufferとしてTriton-X100を用いてタンパク質を抽出し、MICA, MICBの抗体を用いてwestern blotにて調べたところ、タンパク質発現を確認できた。さらに、MICAあるいはMICBのウイルスベクターを用いて、platE細胞に感染させて上清を回収して、ウイルスを含む上清をCa9-22細胞にlipofectamine LTXを用いてトランスフェクションし、一過性にCa9-22細胞にMICAあるいはMICBを過剰発現させる実験系を立ち上げているところである。細胞でのMICA、MICB発現を確認し、ウイルス実験系の立ち上げを行っているため。ヒト歯肉癌上皮細胞であるCa9-22細胞について、レトロウイルスを用いてMICAを過剰発現させることにしたが、成功しなかった。レトロウイルスはヒト細胞に感染しないということが判明した。そのため、早急に対応を考えた。解決にはしばらくかかったが、水疱性口内炎ウイルスのエンベロープ糖タンパク質VSV-Gを同時に遺伝子導入する方法があることが判明した。まず、レトロウイルスベクターのGFP遺伝子であるpMX-GFPをVSV-Gと一緒にScreenFectAを用いてplat E細胞へ遺伝子導入した。培養後2日目に培養上清を回収し、遠心して濃縮しポリブレンを加えたものをCa9-22細胞に添加した。培養3日目に蛍光顕微鏡にて観察したところ、GFPの蛍光を確認できた。本実験系の確立により、MICA遺伝子のCa9-22細胞への強制発現を検討した。レトロウイルスベクターのヒトMICA遺伝子については、vector builder社に作製を依頼した。ヒトMICA遺伝子pMMLV-hMICAをVSV-Gと一緒にScreenFectAを用いてplat E細胞へ遺伝子導入した。培養3日目にRNAを回収してリアルタイムPCR法にてMICA遺伝子のmRNAを調べたところ、MICA遺伝子の発現がコントロールであるpMX-GFPと比較して有意に上昇していた。一過性にMICA遺伝子を過剰発現するCa9-22細胞が得られた。次にこのMICA遺伝子強制発現Ca9-22細胞においてRANKL発現を検討し、現在この解析を行っている。さらにMICA遺伝子強制発現Ca9-22細胞の培養上清をRAW264.7細胞に作用させ、RNAを抽出してRANKL等の遺伝子発現を調べている。また破骨細胞分化に対する作用も検討している。MICAを過剰発現させたCa9-22細胞においてRANKL発現が亢進しているかどうかを調べる。また、MICAを過剰発現させたCa9-22細胞の培養上清をRAW264.7細胞に作用させて破骨細胞形成が促進されるか検討する。口腔外科学ウイルス実験系で使用する試薬を研究協力者より分与してもらったため、購入の必要がなくなったため。次年度に使用する生化学実験の費用として使う予定である。
Bi系非鉛圧電体薄膜の厚膜化とSiデバイス作製プロセスの確立

今年度初旬に計画した通りに研究を進めてきた。まずはプロセスに関して、ローカルエピタキシャル成長のための(111)SrRuO_3/(111)Pt/(111)Si基板をスパッタリング法を用いて作製した。この基板を用いて、ローカルエピタキシャル成長させた一軸配向Bi系圧電体薄膜を堆積させた。強誘電体材料は高圧相材料であるBi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3、およびその固溶体Bi(Zn_<1/2>Ti_<1/2>)O_3-Bi(Mn_<1/2>Ti_<1/2>)O_3-BiFeO_3を用いた。XRDθ-2θパターンおよびX線極点図の結果より、堆積されたこれらの薄膜材料は基板の方位に沿って(111)軸に配向しており、また面内方向はランダムであった。これは作製した薄膜がローカルエピタキシャル成長している結果である。作製したSi基板上のこれらの薄膜について、圧電応答顕微鏡(PFM)を用いて、基板垂直方向の圧電特性d_<33>を測定した。このPFM測定にはAFMのZ-piezo信号を用いた歪電界曲線を用いた。その結果、Bi(Mg_<1/2>Ti_<1/2>)O_3、およびその固溶体Bi(Zn_<1/2>Ti_<1/2>)O_3-Bi(Mn_<1/2>Ti_<1/2>)O_3-BiFeO_3において40pm/vおよび75pm/Vであった。後者の材料の圧電特性は(111)SrRuO_3//SrTiO_3基板上に作製されたエピタキシャル薄膜の場合で150pm/V程度の圧電性を示したが、ローカルエピタキシャル膜の場合は半分程度の値となった。この理由はモルフォトロピック相境界の組成領域が、成長させる基板で異なる可能性がある、言い換えると内部の残留歪に敏感であり、異なる組成域を示す可能性が考えられる。事実、高圧合成法で作製された粉末の結晶構造解析の結果より、薄膜におけるモルフォトロピック相境界と粉末におけるそれは、異なる組成を示した。今後、カンチレバーおよびSAWデバイス用に加工した基板を用いて、上記で調査した特性を基に必要な組成・方位の薄膜を作製する予定である。申請者が開発したBi(Zn1/2Ti1/2)O3系エピタキシャル薄膜は、従来材料であるPZTに匹敵する圧電特性を有している。さらにPZTを格段に上回る特性として、キュリー点(Tc)が750°C以上であることが確認されており、PZTなどに見られる90度ドメインは存在しておらず、膜厚方向に分極軸を有している単軸配向膜である。単軸配向膜が出来る理由として、成膜温度よりキュリー点の方が高いために、成膜時に堆積される結晶系は正方晶であると考えられ、その後室温に冷却する過程で相転移がないことに起因する。また微構造により圧電性を変化させることが出来ることは知られており、各デバイスに求められる材料定数を設計するには、微構造を変化させればよい。従って、微構造を設計するためにはキュリー点の制御が必要となり、本研究ではBiサイトにLaをドーピングすることによって制御を行う。Bi系単純ペロブスカイト構造強誘電体はBiイオンの6s軌道の孤立電子対に依存していることが知られており、この全体量を変化させることで制御を行う。その結果、少量のLaドープした薄膜において、大きく変化がなかった。またLa量が多い場合、ペロブスカイト相を得るのが非常に難しかった。LaによってTcの制御を行うのは難しかった。そこで、基板を変化させることで、膜内の応力を変化せることでTcを制御することにした。その結果、Si基板上において600度程度まで低下することが分かった。

後者の材料の圧電特性は(111)SrRuO_3//SrTiO_3基板上に作製されたエピタキシャル薄膜の場合で150pm/V程度の圧電性を示したが、ローカルエピタキシャル膜の場合は半分程度の値となった。この理由はモルフォトロピック相境界の組成領域が、成長させる基板で異なる可能性がある、言い換えると内部の残留歪に敏感であり、異なる組成域を示す可能性が考えられる。事実、高圧合成法で作製された粉末の結晶構造解析の結果より、薄膜におけるモルフォトロピック相境界と粉末におけるそれは、異なる組成を示した。今後、カンチレバーおよびSAWデバイス用に加工した基板を用いて、上記で調査した特性を基に必要な組成・方位の薄膜を作製する予定である。申請時に計画した方法での実験結果は芳しくなかったが、早い時期に方向転換をしたため、おおむね順調に研究が遂行できていると考えている。Si基板上にBi系圧電体を堆積することを可能としたため、その物性を定量的に測定しコントロールする方法を取得する。また、Si基板上でデバイス化することも検討する。
精神的ストレスが歯根膜感覚鈍磨を惹起する可能性に関する精神生理学的解析

本実験の被験者は,精神的疾患を有さない9名(男性4名,女性5名,年齢2432歳)を対象とした.歯根膜感覚閾値の測定は,右側上顎犬歯を被験歯として,ひずみゲージを応用した自作の荷重装置を用いて行った.被験歯に対する荷重は極限法上昇系列に準じて行い,10回の測定値の平均値を歯根膜感覚閾値とした.精神状態の評価は心電図RR間隔変動の周波数解析ならびに心拍数(HR)の変化によって行った.心電図RR間隔変動の周波数解析は,0.040.15Hzの低周波成分のパワー値(LF:msec2,交感神経,副交感神経活動の指標)と0.150.40Hzの高周波成分のパワー値(HF:msec2,副交感神経活動の指標),LF/HF(交感神経活動の指標)の1分間平均値を算出して行った.各データの統計解析は対応のあるt検定によって行った(両側検定,有意水準0.05).本実験の結果から,精神的ストレスは自律神経系のうち交感神経の活動性を高めるとともに,歯根膜感覚閾値の増加も惹起することが示唆された.精神的ならびに内科的疾患を有さない9名の被験者(男性4名,女性5名,年齢2432歳)を対象として実験を行った.歯根膜感覚闘値の測定は,右側上顎犬歯を被験歯として,ひずみゲージを応用した自作の荷重装置を用いて行った.被験歯に対する荷重は極限法上昇系列に準じて行い,被験者は被験歯に荷重を感じた時点でデータレコーダーに接続したトリガースイッチを押し,この時点において記録される荷重値を計測値とした.測定は10回行い,計測値の平均値を被験者固有の歯根膜感覚閾値とした.精神状態の評価は心電図RR間隔変動の周波数解析によって行った.心電図RR間隔変動の周波数解析は,0.040.15Hzの低周波成分のパワー値(LF : msec2,交感神経,副交感神経活動の指標)と0.150.40Hzの高周波成分のパワー値(HF : msec2,副交感神経活動の指標),LF/HF(交感神経活動の指標)の1分間平均値を算出して行った.実験は以下の手順に従つて行った;(1)被験者に心電図記録用心電電極を貼付した後,安静時の歯根膜感覚閾値の測定ならびに1分間の心電図データを記録した.(2)5分間の休憩後に精神的ストレスとして暗算負荷を10分間被験者に実施させた.(3)精神的ストレス負荷後の歯根膜感覚閾値の測定ならびに1分間の心電図データを記録した.心電図データ各指標に関しては,LF成分なちびにLF/HFは精神的ストレス負荷前後において有意に増加し,HF成分は有意な変化を示さなかった.歯根膜感覚閾値に関しては,精神的ストレス負荷前後において有意な増加が認められた.また,歯根膜感覚閾値は心電図データの各指標のうちLF/HFに対して有意な正の相関を示した.本実験の結果から,精神的ストレスは自律神経系のうち交感神経の活動性を高めるとともに,歯根膜感覚閾値の増加も惹起することが示唆された.本実験の被験者は,精神的疾患を有さない9名(男性4名,女性5名,年齢2432歳)を対象とした.歯根膜感覚閾値の測定は,右側上顎犬歯を被験歯として,ひずみゲージを応用した自作の荷重装置を用いて行った.被験歯に対する荷重は極限法上昇系列に準じて行い,10回の測定値の平均値を歯根膜感覚閾値とした.精神状態の評価は心電図RR間隔変動の周波数解析ならびに心拍数(HR)の変化によって行った.心電図RR間隔変動の周波数解析は,0.040.15Hzの低周波成分のパワー値(LF:msec2,交感神経,副交感神経活動の指標)と0.150.40Hzの高周波成分のパワー値(HF:msec2,副交感神経活動の指標),LF/HF(交感神経活動の指標)の1分間平均値を算出して行った.各データの統計解析は対応のあるt検定によって行った(両側検定,有意水準0.05).本実験の結果から,精神的ストレスは自律神経系のうち交感神経の活動性を高めるとともに,歯根膜感覚閾値の増加も惹起することが示唆された.
植物におけるアルミニウムおよび酸性ストレス感受性を制御する因子の同定

酸性土壌ストレスに対する耐性に関わる転写因子を探索するため、ホスト研究機関が開発した新規遺伝子サイレンシング法によって作成したシロイヌナズナキメラリプレッサー発現ライブラリーを用いて、酸ストレスに対して耐性を示すラインのスクリーングをためpH5.0に調整した培地を用い、地上部の生長および一次根の長さを観察し、野性型よりも顕著に耐性を示すものを単離した。また、酸性土壌ではリン酸欠乏が誘導されることから、リン酸欠乏に対して表現型をしめすキメラリプレッサー発現体に注目してスクリーングを進めた。酸性土壊では、酸によって土壌中のアルミニウムがイオンとなって溶出しそれらがリンと結合し不溶性のリン酸アルミニウムとなることから、酸性土壌ではリン欠乏となる。そこでシロイヌナズナキメラリプレッサー発現ライブラリーから酸性土壌耐性のラインをスクリーングするために、最初に低リン酸に対して抵抗性を示すキメラリプレッサー発現体のスクリーングを行った。通常のMS培地のリン酸濃度(625μM)の1/100濃度のリン酸を含むMS培地を用いてスクリーングを行った。有効と考えられるラインの次世代種子(T3)種子を100ライン単離し、解析を進めたところ、二つのB-boxタンパク質因子であるHR1072とHR1373、bZIP転写因子であるHR3090, MYB転写因子であるCR711に対するキメラリプレッサーを発現するシロイヌナズナ株が低リン酸に対しても耐性(非感受性)示すことが判った。これらのラインがアルミニウムおよび酸性土壌に対して耐性を示すか調べた結果、特にHR1072とHR3090ラインが低リン酸に対して強い耐性がある事を明らかにした。スクリーングが順調に進み、強い耐性ラインが取れたことからこれらの解析を進め、論文にまとめた。現在校正中でまもなく投稿する予定である。26年度は、感染実験を順次進め、応答する因子の単離を進める。実験計画は、よく練られており、簡素であるため、順調に進めば結果が良好な結果が期待できる。酸性土壌は、植物の生育に有害なアルミニウムの溶解を促進し、また、空気中のチッソを肥料分としてとり入れる土壌微生物の活性を著しく抑制するなど、農業に深刻な影響を与える。酸性土壌で溶出した土壌中のアルミニウムイオンは、植物の生育に必要なリンと結合し、難溶性の塩を形成するとによって、結果として施肥効率が低下を引き起こし、穀物などの生産量に大きな影響を与えることが知られている。世界では約30%の耕地が酸性土壌であり、これら酸性土壌条件下においても問題なく生育出来る植物の開発が求められている。特に酸性条件下で土壌に溶出するアルミニウムイオンは根の細胞の細胞壁に結合し、それによって活性酸素の発生を促し、脂質の過酸化やミトコンドリアの機能障害を引き起こすことによって、生育阻害を誘導すると考えられているが、その詳細な機構については明らかになっていない。そこで本研究は、酸性土壌で生じるアルミニウムが、植物の生育にどの様に影響し、生育阻害を誘導するのかその分子機構について明らかにする為、シロイヌナズナ全転写因子を網羅するキメラリプレッサー発現種子ライブラリースクリーングし、アルミニウムイオンに対して感受性の異なるライン(耐性および過敏株)の単離を根の伸長から比較することによって行った。その結果、6種類の異なる転写因子に対するキメラリプレッサーを発現するシロイヌナズナが、50uMの酸化アルミニウム存在下でおいて野性型に比べ、顕著に高い感受性を示し、一方一種の転写因子は、耐性を示す事が明らかになった。そこでマイクロアレイを用いて、該当する転写因子に発現が影響される遺伝子の探索を行っている。また、アルミニウムとリン酸欠乏との関係についても詳細な解析を進めている。当初の目的であるアルミニウム感受性のスクリーニングを予定通り終了し、次の段階である単離した遺伝子の解析に進んでいる。

スクリーングが順調に進み、強い耐性ラインが取れたことからこれらの解析を進め、論文にまとめた。現在校正中でまもなく投稿する予定である。研究は,順調に進んでいるが、アルミニウム耐性は、リン酸欠乏ともリンクしており、得られた表現型が、アルミニウムによるものかリン酸に関与しているものか調べる必要があり、現在その両方から解析を進めている。26年度は、感染実験を順次進め、応答する因子の単離を進める。実験計画は、よく練られており、簡素であるため、順調に進めば結果が良好な結果が期待できる。