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旧日本植民地・占領地におけるアーカイブズ政策と記録伝存過程の研究

本研究は、第二次世界大戦期アジア太平洋の旧日本植民地ならびに軍事占領地域において、植民地行政上あるいは軍政執行上きわめて重要な位置を占めた文書記録政策(アーカイブズ政策)ならびに文書記録の伝存や消滅の過程について、中国東北地方、上海・南京地域、朝鮮半島、マレー・シンガポール、インドネシアを対象に選び、関係史料の探索と分析を行うことを目的としたものである。具体的には、(1)植民地行政府または軍政当局の文書システムを解明し、植民地研究ならびに軍政研究に基礎的材料を提供するとともに、アーカイブズ政策という観点から植民地行政ならびに軍政の性格を明らかにすること、(2)日本敗戦時を中心とした植民地ならびに軍政記録の廃棄・焼却の実態、及び連合国や現地勢力等による文書押収と伝存の事実関係を明らかにし、可能な限り残存文書の所在確認をすること、(3)植民地ならびに軍政支配の過程において頻発したとされる、現地の旧政権文書や歴史記録の略奪・破壊・流出の実態を解明するとともに、これらについても可能な限り残存文書の所在を確認すること、の3点を目標とした。研究調査対象地域の内、中国東北地方については満鉄関係史料を中心に、朝鮮半島については朝鮮総督府文書(とくに中枢院並びに朝鮮史編修会関係史料)、マレー・シンガポールについては英軍政府文書を中心に多くの史料を収集し、かなりの研究成果をあげることができた。また関連調査地域として、台湾(台湾総督府文書など)、オーストラリア(接収日本企業記録など)、オランダ(オランダ軍情報部文書など)において多くの史料の所在を確認し、成果をあげることができた。以上の研究成果については、研究分担者によって論文並びに口頭報告の形で多くの発表が行われた。今後は本研究成果を史料所在目録や論文集などの形でまとめるべく協議している。また本課題に関する研究をさらに進めるため、平成17年度平成20年度科学研究費補助金基盤研究(A)「朝鮮総督府文書を中心とした旧植民地関係史料の共用化に関するアーカイブズ学的研究」を計画した。平成14年度は以下の外国調査並びに国内調査を実施し、史料の複写収集と関係者からの聞き取りによる情報収集、並びに研究協議等を行った。1.外国史料調査中国(遼寧省档案館、吉林省档案館、吉林省社会科学院満鉄資料館、吉林省図書館、長春市図書館、香港歴史档案館)、韓国(韓国政府記録保存所、韓国国史編纂委員会、ソウル大学校圭章閣、明知大学校)・台湾(国史館台湾文献館、台湾大学、国防部史政編訳局、国立中央図書館)、インドネシア(インドネシア国立文書館)、シンガポール(シンガポール国立文書館)、イギリス(国立公文書館、ロンドン大学アジアアフリカ研究所)、アメリカ合衆国(国立公文書館、議会図書館、スタンフォード大学、フーバー研究所)の7カ国において、計12回実施し、資料収集並びに情報収集を行った。2.国内関連調査東京都内の史料所蔵機関(国立公文書館、外務省外交史料館、防衛庁防衛研究所図書館など)の他、北海道、宮城、群馬、富山、京都、滋賀、高知、大分、宮崎、熊本、沖縄など各道府県の文書館、資料館、大学等10数カ所において、本研究課題に関連する史料の調査・収集と研究協議を行った。3.収集史料の集約・分析と研究会議収集した史料・情報については一部資料整理補助者の協力によって研究代表者ならびに研究代表者が集約し、分析しているところである。また研究会議を数回開催して協議を行った。平成15年度は以下の外国調査ならびに国内調査を実施し、史料の複写収集と関係者からの聞き取り、ならびに研究協議等を行った。

1.外国史料調査として、韓国(韓国政府記録保存所、韓国国史編纂委員会ほか)、台湾(国史館、台湾中央研究院近代史研究所、台湾師範大学)、インドネシア(インドネシア国立文書館)、イギリス(国立公文書館、ロンドン大学、リバプール大学)、アメリカ合衆国(国立公文書館、議会図書館ほか)、オーストラリア(国立文書館シドニー分館)、ロシア(サンクトペテルスブルク大学、国立歴史文書館、ハバロフスク地方文書館)の7ヵ国において、計11回実施した。2.国内関連調査として、東京都内の史料所蔵機関(国立公文書館、外務省外交史料館、防衛庁防衛研究所図書館、アジア経済研究所、慶応大学など)のほか、山形、福島、京都、山口、島根、愛媛、熊本、沖縄など各道府県の文書館、資料館、大学等20数ヵ所において、本研究課題に関連する史料の調査・収集と研究協議を実施した。3.収集史料の集約・分析と研究会議収集した史料・情報については一部資料整理補助者の協力によって研究代表者ならびに研究代表者が集約し、分析しているところである。また研究会議を数回開催して協議を行った。平成16年度は以下の外国調査ならびに国内調査を実施し史料を複写収集するとともに、収集史料の整理と分析、研究協議及び研究とりまとめを行った。1.外国史料調査として、中国(社会科学院文献情報中心、同近代史研究所、中国近現代史史料学会満鉄資料館、上海市档案館、香港歴史档案館、澳門博物館ほか)、台湾(国史館台湾文献館、国立台湾大学図書館、国立中央図書館台湾分館)、韓国(国家記録院、国史編纂委員会)、マレーシア(国立文書館)、インドネシア(国立文書館)、ミャンマー(国立文書館)、イギリス(国立文書館、ロンドン大学)、オランダ(国立文書館、国立戦争史料研究所、外務省図書館)、オーストリア(国立文書館、ザルツブルグ州立文書館)、アメリカ合衆国(国立文書館、議会図書館、スタンフォード大学フーバー研究所アーカイブズ)、オーストラリア(国立文書館シドニー分館)の11カ国において計11回実施した。2.国内関連調査として、東京都内の史料所蔵機関(国立公文書館、外務省外交史料館、防衛庁防衛研究所図書館、アジア経済研究所など)のほか、北海道、京都、大阪、奈良、山口、島根、愛媛など各道府県の文書館、資料館、大学等20数カ所において、本研究課題に関連する史料の調査・収集と研究協議を実施した。3.収集史料の集約・分析と研究会議収集した史料・情報については資料整理補助者の協力によって研究代表者ならびに研究分担者が集約し分析した。また研究会議を数回開催して協議ならびに研究とりまとめを行った。
植物中のグリオキシル酸の前駆体の検索-高蓚酸尿症における蓚酸生成抑制の試み

蓚酸は主として肝臓のペルオキシソームでグリコール酸から作られるグリオキシル酸を直接の前駆体として生産される。グリオキシル酸の主たる代謝経路はセリン:ピルビン酸/アラニン:グリオキシル酸トランスアミナーゼ(SPT/AGT)の触媒作用によるグリシンへの変換であるが,ペルオキシソームのSPT/AGTが欠損している原発性高蓚酸尿症1型ではより多くのグリオキシル酸が蓚酸生成に使われ,その結果高蓚酸尿症を経て全身性蓚酸症となり,死に至る。SPT/AGTは動物種により食習性に応じてミトコンドリア,ペルオキシソームまたはその両方に存在する。この種特異的オルガネラ局在の機構は2箇所の開始部位からの転写と翻訳開始AUGコドンの突然変異であり,現存する動物は進化の過程で食習性に基づく代謝上の必要性に合致したSPT/AGTのオルガネラ局在を遺伝子変異により獲得し,生き延びてきたと想像される。蓚酸の主たる前駆体であるグリコール酸の由来は今だに不明であるが,もし食物由来とすれば,グリコール酸は光呼吸の中間体であるので,植物中に多く含まれる可能性がある。蓚酸生成に対する食物由来のグリコール酸の関与の算定を目的として本研究を開始した。そのため,まず手軽に行えるグリコール酸の酵素的定量法の開発を試み,グリコール酸をシステアミンの存在下でグリコールオキシダーゼ(GO)により酸化し,生じたチアゾリジン2-カルボン酸をpico tagクロマトグラフィーで測定する方法と,グリオキシル酸フェニルヒドラゾンをK_3Fe(CN)_6で1,5-ジフェニルホルマザンに酸化し,520nmの吸光度を測定する方法を確立した。後者では,グリオキシル酸をTrisとの付加物として保護した上で,GOの作用でL-乳酸から生じるピルビン酸をGPT-GIDH-G6PDH系で消去した。この2つのグリコール酸測定法の感度はいずれも約1nmolであり,後者は日常的な測定法として,前者はその結果の確認用として有用と考えている。植物には蓚酸のみならずグリオキシル酸を経て酵素的に蓚酸に酸化されるグリコール酸(光呼吸の中間体)も多量含まれている。植物を常食とする草食動物とヒトは、グリオキシル酸を良好な基質とするセリン:ピルビン酸/アラニン:グリオキシル酸トランスアミナーゼを肝臓のペルオキシソームに装備し、このオルガネラで生産されるグリオキシル酸を除去することで蓚酸生成を削減している。ヒトが尿に排泄する蓚酸の何%が植物性食物中のグリコール酸に由来するのか、調理による食物からのグリコール酸の除去で正常人および原発性高蓚酸尿症1型患者の蓚酸排泄をどの程度削減できるのかを明らかにすることを目的として本研究に着手した。本年度はその第一歩としてグリコール酸定量法を検討し、精度の高い方法の確立を試みた。その結果、グリコール酸をシステアミン存在下でグリコール酸オキシダーゼ(GO)により酵素的に酸化することで定量的にチアゾリジン2-カルボン酸(thia-2-C)に変えてからpico tagクロマトグラフィーにより検出するという手段が満足すべき結果を与えた。

Thia-2-CにはD-体とL-体があり、両者は水溶液中では平衡状態にあるが、グリオキシル酸とシステアミンから調製したThia-2-Cはpico tagクロマトグラフィーにおいて市販のThia-2-Cと同一の1本のピークとして溶出されたので単純な測定系となった。感度も十分で試料中の濃度10μMまで測定可能という結果が得られた。GOによるグリコール酸の酸化の際発生するH_2O_2をペルオキシダーゼを用いて測定する方法も検討したが、GOはグリコール酸以外に乳酸とグリオキシル酸にも作用するという難点を解消できなかった。動物では蓚酸は主として肝臓においてグリコール酸から供給されるグルオキシル酸を前駆物質として生産されるが,グリコール酸の由来は不明である。グリコール酸は光呼吸の中間体であり,植物に多く含まれると推定される。ヒトにおける蓚酸生成への植物性食物由来のグリコール酸の関与の検討を目的として本研究を開始した。まず,簡便で精度の高いグリコール酸定量法の開発を目指し,昨年度はグリコール酸からグリコール酸オキシダーゼ(GO)の作用で生じるグリオキシル酸をチアゾリジン-2-カルボン酸に変えてからpicotagクロマトグラフィーで測定する方法を検討した。満足すべき精度,特異性は得られたが,手間と特に費用がかかるという欠点があった。そこで,本年度もグリコール酸定量法の開発を続行し,GOの作用によりグリコール酸から生じるグリオキシル酸をフェニルヒドラゾンとした後,K_3Fe(CN)_6による酸化で1,5-ジフェニルフォルマザンとして定量する方法を検討した。グリオキシル酸もGOの基質になるという欠点は,Tris緩衝液(pH8.3)を用いて反応を行い,グリオキシル酸をTrisとの付加物として補捉することで回避した。同じくGOの作用で乳酸から生じるピルビン酸はグルタミン酸:ピルビン酸トランスアミナーゼ(GPT)-グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(GIDH)-G6Pデヒドロゲナーゼ(G6PDH)系により除去した。幸い,Tris-グリオキシル酸付加物は用いた条件ではGO,GPTの作用を受けなかった。1,5-ジフェニルフォルマザンは515nmに強い吸収を持ち(εmM=40),且つ基質特異性が明らかなGOを用いているため,今回開発した方法を用いると1nmolという高い感度でもってグリコール酸の特異的な定量が可能であった。現在,蓚酸生成への植物性食物由来のグリコール酸の関与の検討に取りかかっている。
低分子化合物を用いた骨・歯周組織再生促進システム開発のための基礎的研究

低分子化合物を用いた骨・歯周組織再生促進システム開発のため、骨芽細胞分化促進化合物であるハルミンの作用機構について遺伝子レベル、タンパク質レベル、分子レベルにおける多面的解析を行った。その結果、ハルミンの骨芽細胞分化促進作用にはBMP経路だけでなく、Wnt経路およびヘッジホッグ経路が関わっている可能性を見出した。超高齢化社会において患者数の増加が見込まれる歯周病はQOLに大きく関わる疾患であり、進行した病態においては歯周組織を再生して治療する技術が必要となる。本研究では、先行研究において骨芽細胞分化促進作用を見出している低分子化合物のハルミンの作用標的分子を明らかとすることを目的として、以下の実験を行った。(1)各種特異的シグナル阻害剤を用いて、ハルミンによる骨芽細胞分化に対する影響をアルカリホスファターゼ(ALP)活性を指標に解析した。その結果、以前明らかにしていたBMPシグナル経路の他、骨芽細胞分化に関わることが知られるWntシグナル経路やヘッジホッグシグナル経路なども関与していることを示唆する結果を得た。(2)ハルミンによって発現が変動する標的遺伝子を網羅的に解析するために、ハルミン刺激後のmRNAを調製した。骨芽細胞分化関連マーカー遺伝子の発現を確認後に、マイクロアレイ解析を行うための準備を進めている。(3)ハルミンによって発現が変動するタンパク質を同定するために、まず、ハルミンで刺激後の培養液中の蛋白質を調製した。このタンパク質をトリプシンで消化後に、LC-MSで解析するための条件を検討している。(4)ハルミンに直接結合するタンパク質を精製・同定するために、ハルミン誘導体を結合した磁性ナノアフィニティービーズを作製した。このハルミン結合アフィニティービーズと骨芽細胞抽出液中の蛋白質との結合や洗浄条件の検討を始めている。低分子化合物を用いて骨・歯周組織を再生する方法を開発するために、骨芽細胞分化促進化合物のハルミンの作用標的分子を明らかとすることを目的として、前年度に引き続き、以下の検討を行った。(1)前年度までの研究によって、ハルミンの骨芽細胞分化促進作用には、BMPシグナル経路の他、Wntシグナル経路やヘッジホッグシグナル経路なども関与していることが示唆されたことから、ハルミン添加による各シグナル経路の活性化に対する影響をルシフェラーゼアッセイにて検討した。その結果、BMP経路とともに、Wntシグナル経路やヘッジホッグシグナル経路の活性化も認められた。(2)前年度に準備したmRNAサンプルを用いて、マイクロアレイ解析を行い、ハルミンによって発現が変動する数百の遺伝子を同定した。また、パスウェイ解析によって、発現変動の多い経路を複数見出だした。(3)ハルミンによって発現が変動するタンパク質の網羅的解析のため、ハルミン刺激後の培養上清中のセクレトーム解析を行い、複数のタンパク質の同定に成功した。(4)ハルミン誘導体を結合させた磁性ナノアフィニティービーズを用いて、ハルミンに直接結合するタンパク質の精製・同定を試み、複数の候補タンパク質のバンドを検出した。本研究によって、ハルミンの骨芽細胞分化促進作用には、BMP経路、Wntシグナル経路、ヘッジホッグシグナル経路の活性化が関わっている可能性が明らかとなり、それらのシグナルの活性化に関連する発現変動遺伝子やタンパク質の情報を得ることができた。今後は、ハルミンに直接結合する分子の同定を含めて、さらに詳細な作用機構の検討を行う予定である。歯科医用工学・再生歯学ハルミンの骨芽細胞分化促進作用における作用標的分子を明らかとするために、4方向からのアプローチを同時進行で進めている。阻害剤を用いた研究から新たな知見を得られた他、マイクロアレイ解析やセクレトーム解析によるmRNAレベルやタンパク質レベルでの結果が得られる見通しが既に立っていることから、本研究はおおむね順調に進行していると判断した。今後、マイクロアレイ解析によるmRNA発現変動遺伝子の同定、プロテオーム解析によるハルミン刺激下流の蛋白質の同定、さらに、ハルミンに直接結合するタンパク質の精製と同定を進め、それらの結果の相関を統合的に解析することで、ハルミンが骨芽細胞分化を促進する経路の解明につなげる。マイクロアレイ解析の外注費用の支払いが当初の計画と異なり次年度の支払いとなったため。次年度使用額については当初の予定通り、マイクロアレイ解析の外注費用として使用し、その他は計画通りに使用する予定である。
「精神分裂病の家族教育ビデオ」のアジア諸国への普及と共同研究の模策

1.精神分裂病(現、統合失調症)の再発予防には家族療法、特に家族教育が効果的である。教育にはビデオなどの視聴覚教材が必須で、我々は以前5巻もののビデオを制作した。今回このビデオが社会文化的に類似する東アジア・東南アジアの諸国での使用価値を検証し、かつ家族教育をテーマとした共同研究の可能性を模索した。2.平成14年度は、日本版ビデオ5巻のうち、汎用性の高い3巻(症状、原因、薬物治療)の英訳を試み普及を図った。英訳に際しては患者や家族の発言、専門家の解説、グラフなどの説明、ナレーションなどすべての領域で修正を要するような箇所はなかった。まず世界精神保健連盟西太平洋地区会議(2002年10月30日)で、英語版ビデオのデモンストレーションを行い、韓国、台湾、香港、フィリピン、マレーシア、シンガポールの精神保健専門家から利用可能性が高いという意見を得た。学生講義や専門家向けセミナーなど利用機会があるという見解であった。その後、世界精神保健連盟世界会議(2003年2月23日、メルボルン)、WHO精神保健プログラム調整会議(2003年12月16-18日、マニラ)などの機会を通じて、約40の機関に3巻のビデオを送付した。そのうち約4分の1の機関からのコメントを受け取っており、教育、臨床に使用されている。3.平成15年度は、中国語訳を試みた。翻訳に際しては、患者や家族の発言、専門家の解説、グラフなどの説明、ナレーションなどすべての領域で要修正の箇所はなかった。ビデオは中華人民共和国とその他の中国語圏の諸国とで異なったタイプであり2種類、各50コピーを完成させた。その後5ヶ所の機関に配布し共同研究を呼びかけた。現時点で、そのうちの1ヶ所からコメントが寄せられている。4.今後特定の地域や機関と共同して、家族教育の効果的な進め方について比較研究をしたいと考えている。精神分裂病の再発予防には心理教育的家族療法が有効であり、中でも家族教育が重要である。家族教育を効果的に行うにはビデオなどの視聴覚教材が必須であり、我々はこれまで独自に製作を進めてきた。日本で開発されたビデオは、社会文化的に類似する東アジア・東南アジアの諸国でも利用可能と予測され近隣諸国での使用価値について検証しようとした。まず日本版ビデオ5巻のうち、汎用性の高い3巻(症状、原因、薬物治療)の英訳を試みた。次に、世界精神保健連盟西太平洋地区会議(2002年10月30日、東京)の席で、英語版ビデオのデモンストレーションを行った。参加者は、韓国、台湾、香港、フィリピン、マレーシア、シンガポールの精神保健専門家であった。ビデオ視聴と説明の後、韓国、台湾、フィリピン、マレーシア、シンガポールの専門家からは英語版ビデオの利用可能性が高いという意見を得た。英語ビデオを家族教育に使えるのはフィリピンだけであるが、学生講義や専門家向けセミナーなど利用機会は高いという見解であった。また香港からは、中国版ビデオの利用価値は高くぜひ利用したいということであった。次に、世界精神保健連盟世界会議でポスター発表を行い広く意見を求めた(2003年2月23日)。その後、上記の施設を中心に3巻のビデオを送付した(For the Understanding of Schizophrenia : Volume 1Symptoms of Schizophrenia, Volume 2 Causes of Schizophrenia, Drug Treatment)。現在その評価を待ち共同研究の可能性を探っているところである。また中国版の制作にとりかかる予定である。統合失調症の再発予防には心理教育的家族療法が有効であり、特に教育セッションによる知識伝達と理解が重要である。

家族教育を効果的に行うにはビデオなどの視聴覚教材が必須であり、我々はこれまで独自に製作を進めてきた(平成11年度平成12年度基盤研究(C)(2)、代表研究者:井上新平、研究課題:精神分裂病の疾患教育のためのビデオ教材の開発)。我々が開発したビデオは、社会文化的に類似する東アジア・東南アジアの諸国でも利用可能と考えられたので、近隣諸国での使用価値について検証しようとした。昨年度は、日本版ビデオ5巻の中で汎用性の高い3巻(症状、原因、薬物治療)の英訳をまず試み普及を図った。本年度は、引き続き英語版ビデオの普及ならびに中国語訳を試みた。英語版の普及は、WHO精神保健プログラム調整会議(マニラ、2003年12月16-18日)参加者34(うちアジア関係はカンボジア1名、中国4名、韓国2名、ラオス1名、マレーシア1名、モンゴル1名、フィリピン9名、ベトナム1名、ブルネイ1名)に提供した。現在までに9名から感謝や共同研究への関心を示す返事を受諾している。今後の共同研究の可能性を模索する。中国語訳は英語版と同様の3巻で行った。翻訳に際しては、患者や家族の発言、専門家の解説、グラフなどの説明、ナレーションなどすべての領域で要修正の箇所はなかった。ビデオは中華人民共和国とその他の中国語圏の諸国とで異なったタイプであり2種類、各50コピーを完成させた。その後以下の機関に配布し共同研究を呼びかけた。●WHO西太平洋地区精神保健・物質乱用制御部門●台湾精神保健協会●香港新生精神康復会●シンガポール精神保健協会●マレーシア精神保健協会
末梢オキシトシンによる摂食・代謝調節神経経路の解明と肥満治療応用基盤の確立

1.長期投与オキシトシンのエネルギー・糖代謝への作用の解明皮下埋め込み式浸透圧ポンプからの除放による13日間のOxt投与は、オスの高脂肪食誘発肥満(DIO)マウスにおいて、摂食量・体重・内臓脂肪量の低下、脂肪利用の亢進、脂肪肝・耐糖能障害の改善をもたらし、抗肥満・抗メタボリックシンドローム作用が観察された。一方、メスのDIOマウスにおいても摂食量、体重の低下と耐糖能改善効果が見られたが、特に耐糖能改善効果においては著しいものであった。普通食を与えた肥満を呈さないマウス(オス、メス)でもオキシトシンの長期投与は摂食量、体重増加量を減少させるが、その効果は肥満を呈する動物における効果のほうが大きかった。2.末梢投与による摂食抑制神経経路の解明Oxtの末梢投与により摂食・エネルギー代謝中枢である視床下部弓状核と室傍核、延髄孤束核を含むいくつかの神経核にc-FOSタンパク発現の増加が見られた。さらに末梢投与Oxtによる摂食抑制は中枢投与のメラノコルチン阻害剤(SHU9119)で阻害されないことから、メラノコルチン非依存的な経路を介することも明らかになった。室傍核に発現するc-fos発現細胞の約47%がNesfatin-1ニューロンであり、54%がOxtニューロンであった。このことから、末梢オキシトシン投与は、室傍核nesfatin-1-Oxt系を活性化する可能性が示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。1.長期投与オキシトシンのエネルギー代謝への作用の解明皮下埋め込み式浸透圧ポンプからの除放による13日間のOxt投与は、高脂肪食誘発肥満(DIO)マウスにおいて、摂食量・体重・内臓脂肪量の低下、脂肪利用の亢進、脂肪肝・耐糖能障害の改善をもたらし、抗肥満・抗メタボリックシンドローム作用が観察された。一方、Oxtの長期投与はDIOマウスの正常血圧レベルおよび自発運動量には影響を与えなかった。DIOマウスにおいて17日間のOxtの皮下連日投与も摂食量・体重を有意に減少させ、さらに投与終了後も1週間以上にわたり有意な体重低下が持続し、遺産効果が示された。末梢からのOxtの長期投与は肥満・メタボリックシンドロームに対する有効な治療法となる可能性が示唆された。末梢投与による神経経路はほぼ明らかになってきており、今年度はもう少し詰める課題もあるが、ほぼ完成といえる。長期投与オキシトシンによるエネルギー代謝、糖代謝などへの抗肥満作用についてはすでに論文を発表し、治療応用基盤も確立しつつある。すでに末梢投与によるオキシトシンの抗肥満効果については論文を発表したが、今年度はより非侵襲的な経鼻投与オキシトシンまたはアナログの有効な投与量、方法および作用機序などを検討し、より現実的なオキシトシンを用いた治療応用基盤を確立する予定である。
単一分子磁石・基板の接合界面におけるスピンダイナミクス

分子の組織化とそれによる機能創製の土台となる表面の設計と計測・物性制御が目標とし、特に分子スピンと分子電流の相互作用の学理探求と、その応用展開を目指し研究を行った。成果として、磁性分子における単一スピン物性評価手法として、近藤共鳴を用いた検出手法を開発、脱水素化による2層ポルフィリン・テルビウム錯体を用いた単一分子磁石特性のON/OFFに成功し、また銅コロール分子のスピンの空間分布を可視化した。原子レベルで磁気特性を測定可能なスピン偏極走査トンネル顕微鏡(SP-STM)の手法を開発、ナノ磁性材料に関する最も重要な特性である磁気異方性エネルギー(MAE)をナノ構造と同時に可視化・測定に成功した。本研究領域では「分子アーキテクト」による分子の組織化とそれによる機能創製が目標になるが、その「土台」となる表面の設計と計測・物性制御がA02班の役割である。そのなかで我々研究グループは(1)スピン注入(2)単一分子磁石によるをキーワードに進める.平成25年度においては単一分子磁石の多層フタロシアニン分子について表面吸着構造と電子状態・スピン状態の総合的な報告を行い、分子の表面上での薄膜形成と構造とスピン制御の指針を与えた。(T. Komeda, et al, Prog. Surf. Sci. 89 (2014) 127.)特にテルビウム2層フタロシアニン分子(TbPc2)は高いブロッキング温度を持つ単分子量子磁石として注目を集めている。さらに本領域A01小川計画班から配位子をポルフィリンに置換した、2層ポルフィリン・テルビウム錯体の供給を受け、吸着構造・電子状態およびスピン状態についての測定と解析・理論研究を行った。多層フタロシアニンの場合とは異なり水素原子を配位子に吸着させた分子を合成させることが可能で、その吸着により分子磁石としての性質をON/Offさせることが可能であることを原子レベルのスピン測定で見出した。また電流注入による分子モーター類似の回転を生じさせることに成功した。この動きは水素の吸着位置の変化と配位子の回転の両方から生じると考えるが、そこで観察されるトンネル電流にはゆらぎ特有のノイズ挙動が観察され、分子磁石と分子モーターを併用した新奇な物性の発現を見出した。そのなかで我々研究グループは(1)スピン注入(2)単一分子磁石をキーワードに進め、スピンを用いた分子伝導のゆらぎを用いた新しいデバイス動作を開発する。特に我々のグループが得意とするトンネル電流による分子操作は、単分子単位での分子の構造操作が可能であるだけでなく、スピンの制御および検知にも用いることができる。単一スピンの制御を可能とする'分子技術'を検証するのに最適なツールである。具体的には、「いかなる分子コンフォーメション変化で分子のスピンが変化・制御可能か」という実験と、「空間的に制御可能なトンネル電流で実際の分子の操作が可能か」という2つの大きな問題を実空間で解決することができる。本年度、領域内の共同研究で、水素化されたテルビウム・2層ポルフィリン錯体(2, 3, 7, 8, 12, 13, 17, 18-octaethylporphyrin (OEP)-TbIII double-decker complex, (TbIII(OEPH)(OEP))の提供を受け、これを実証した。先行研究でTbIII(OEP)2は単一分子磁石であるが、その窒素原子に水素原子を付加したTbIII (OEPH)(OEP)分子は単一分子磁石の性質を失うことが示されていおり、また同時にリガンドの不対パイ電子も消滅する。実験ではTbIII (OEPH)(OEP)分子の単分子膜を作成し、STMで観察後、1.5Vのエネルギーを持つトンネル電子を注入した。その結果、ターゲット分子のみが明るい分子に変化した。第一原理計算と組み合わせることで、この明るい分子がトンネル電流によって誘起された脱水素によって作成されたTbIII (OEP)2分子であることが示された。そのスピンの挙動は、分子のスピンによって形成される近藤共鳴を検知することで調べる手法を用いてこれを明らかにした。本領域では単一分子単位の電気伝導を用い、特にそのゆらぎを活かした新しい分子デバイスの作成を目指すものである。本グループはA02班として、分子の組織化とそれによる機能創製の土台となる表面の設計と計測・物性制御が目標であり、特に単一分子で磁石の性質を示す単一分子磁石に注目し、新奇な量子効果の物理化学的な学理探求と、応用につながるスピンを用いた電気伝導制御を目指す。本年度は磁気異方性エネルギーを直接測定するスピン偏極走査型トンネル顕微鏡の開発を中心に行った。ここでは金(111)表面にコバルト2層の島を成長させそれをスピン偏極STM(SP-STM)をもちいて磁気異方性エネルギーを求めた。金(111)表面にコバルト2層膜は強磁性的に振る舞い表面垂直方向に容易軸を持つ。コバルトの単一原子を探針上に移動させることにより、常磁性特性を持つスピン偏極探針を作成する。外部磁場によって探針のスピンを上向き下向き報告に制御した後、それぞれのスピン偏極探針を用いて、強磁性のコバルト島についての測定を行う。

探針とコバルト島のスピンが平行・半平行かによってトンネル電流における微分コンダクタンスに変化が生じることを利用して、コバルト島のスピン方向を決定することが出来る。また外部磁場を変化させることによりコバルト島の磁性方向の回転を磁場の関数として求めることが出来る。結果として、ナノスケールの実空間観測が可能であるから、コバルト島のサイズの関数として反転磁場を求めることが出来、コバルト単一原子あたりの磁気異方性エネルギーを求めることに成功した。また、前年までに得られたスピン挙動をデバイス動作で実証する研究を進め、MoS2電界効果型トランジスタ(FET)を用いた分子検出に関する研究を行った。単層MoS2を用いたFETデバイスの作成に成功し、単一分子磁石を吸着したFET挙動の測定に成功した。また、化学反応を用いない完全電気応答による高速・高感度分子検出を目指して、MoS2 FETを用いた分子検出に関する研究を行った。MoS2はグラフェンと同じく二次元の層状構造を持った物質であり、グラフェンとは異なりバルクでも半導体の性質を示す。単原子層のFETデバイスを作成することで、従来のFETデバイスに比較して、チャンネル部分の表面積と厚さの比が圧倒的に増大し、チャンネル部分における分子吸着がFET特性に大きな影響を及ぼす。デバイスの作成には内藤グループとの連携で、つくば物材機構の施設を用いた。MoS2FETの作成に成功し電界効果移動度は50.9 cm2/Vsを得た。分子吸着実験では、脳内情報伝達物質として注目されるDopamineおよび関連物質であるAscorbic acidについて分子吸着を行い、それらに伴う電気特性の変化とその違いを観測した。Dopamine吸着における電気特性変化として、ID-VG特性のネガティブシフトが観測され、MoS2FET電気伝導測定を用いる分子検出の可能性を示した。また、コバルト島についての実験は、微小化するナノ構造における磁気異方性エネルギーを正確決定でき、磁気メモリーの微細化においてもまた基礎科学的にも重要なデータである。単一コバルト原子あたりの磁気異方性エネルギーを正確に決定することが出来た。この結果は精密な理論計算と比較することで真に有用なデータとして活用することが出来る。公募班である三重大・中村グループは磁気異方性エネルギーの計算において世界をリードする精度のシミュレーションを報告している。H27年度には、密接な連絡と結果に関する議論を行い、満足するモデルを構築する事ができ、発表のために論文を準備している。領域の連携が強力であったため、理論と実験が高度に結びついた結果が得られたと考える。Ag(111)表面に吸着したTbPc2のスピン挙動について調べた。単層吸着層について、Au(111)に吸着した場合に見られた、近藤共鳴は観察されなかった。これは分子とAg(111)表面の強い相互作用によって分子のラジカル軌道に電子移動が生じ、そのためにラジカルが消滅したため観察されなかったと考えられる。しかしながら2層目に吸着した分子について、明瞭な近藤共鳴が観察された。これはAg(111)表面との強い相互作用が一層目の分子層の存在によって弱められ、ラジカルスピンが生き残ったためと考えられる。さらに、この系に外部磁場2Tを印加した場合、ピークとして観察されていた近藤共鳴が、ディップに変化することを見出した。この現象は、非弾性トンネル過程と考えられる。
角化性皮膚疾患に対するレーザー光力学的作用の臨床応用に関する研究

角化性皮膚疾患移植キメラについて機能形態学的に検索し、これを増殖と分化の面から、移植キメラを確立してモデル化してきた。モデル化された角化性皮膚疾患移植キメラに対してレーザー光力学的療法を行い、臨床的に応用することを目的として研究してきた。角化性皮膚疾患移植キメラに光増感剤を作用させ、ルビーレーザーを照射し、経時的に検討してきた。光増感剤としてはフタロサイアニンまたは5-アミノルブリン酸塩酸塩を用いた。モデル化した疾患として、(1)尋常性乾癬においては、植皮法のほかに、我々が開発し、臨床所見と極めて類似した像を示すことが認められた包埋法、さらに包埋後有窓移植法を考案した。この結果については学会報告し、"Ultrastructure of the lesions of psoriasis vulgaris transplanted into the subcutaneous tissue of nude mice,by the fenestrating transplantation method"と題し、J.Dermat.に掲載予定である。包埋後有窓移植法を行った尋常性乾癬に対してレーザー光力学的療法を行い検索中で、レーザーの照射法について改良して検討中である。(2)角化性腫瘍については、実験皮膚腫瘍に光力学的療法を行い、腫瘍細胞の細胞質内のミトコンドリアに変化が始まることを認め、その結果についてはすでに公刊してきた。臨床材料についてはヌードマウス移植汗器官癌ならびに光力学的作用後の癌細胞の超微細構造」と題して報告した。また悪性黒色腫については、移植キメラにおいて検討中であり、in vitroにおいては学会報告した。Bowen病移植キメラにおける検討でも臨床応用できることが認められた。さらにレーザー光力学的療法の作用機序として活性酸素の面からも検討を進めている。以上、一連の本研究によって、角化性皮膚疾患に対する一治療法として光力学的療法が臨床的に用いられることが認められた。角化異常性皮膚疾患をヌードマウスに移植し、生着した移植キメラについて機能形態学的に検討してモデル化してきた。モデル化された角化異常性皮膚疾患を材料として、レーザー光力学的操作を加えて移植キメラの所見を増殖と分化の面から検討して、臨床応用に結びつけることを目的とした研究である。角化症では、特に尋常性乾癬については移植法を検討し、従来から行ってきた移植法を改良して包埋法、また有窓法を考案し、その一部はJ.Dermatol.21:940-946,1994に記載した。また、有棘細胞癌についてはMed.Electron Microsc.26:191-194,1994に記載した。レーザー光力学的作用については増感剤としてHematoporphyrin oligomerを用いて検討してきたが、Phthalocyanine tetrasulfonate,同亜鉛化合物、同アルミニウム化合物などを用いて、増殖と分化のみならず、活性酸素の動態から検討し報告している。またこれらの得られた結果をまとめて比較検討している。さらに新しく得られた光増感剤についても検討を進めている。操作検索は、ヌードマウスに移植後、14日目の材料について行うことにしており、尋常性乾癬ならびに有棘細胞癌について確認することができたため今後も同様の方法で進めている。また光増感剤の投与量は30μg/g BWが適しており、さらにレーザー照射については、照射量を3060J/cm^2に決めて、結果を得るようにしている。

初年度については、尋常性乾癬、有棘細胞癌を対象として検討しているが、今年度からは、さらに疾患の種類を追加して、角化症では表皮母斑、尋常性疣贅、脂漏性角化症、日光角化症、ボ-エン病、基底細胞癌などの移植キメラにレーザー光力学的作用を行い検討する計画を立てている。角化性皮膚疾患移植キメラを機能形態学的に検索・確立し、確立された移植キメラを用いてレーザー光力学的療法を行ない、臨床的に応用することを目的として検討してきた。特に移植法について臨床的に応用可能な方法について開発し、有窓移植法と称して新しい移植法を用いてレーザー光力学的療法を行ない検討を行ってきた。すでに尋常性乾癬については植皮法よりも包埋法の方が生着しやくす、臨床応用し易いことは報告したが、さらに今回、有窓法は包埋法よりも臨床応用し易く、開発した有窓移植法を用いてレーザー光力学的療法を行ない、増殖と分化の面から検討している。有窓移植法を行った尋常性乾癬の所見については「ヌードマウス有窓移植法を行った尋常性乾癬病巣皮膚の超微細構造」(第10回日本乾癬学会,1995.9.29.)と題して報告している。有窓移植法を行った尋常性乾癬病巣皮膚を用いてレーザー光力学的療法を実施しているが、結果についてはさらに検討して報告したい。その他、尋常性疣贅については本方法は有効である可能性があるため、検討を続けている。角化性腫瘍については移植キメラの機能形態学的に確立し、公刊してきた。すでに実験皮膚腫瘍を用いてレーザー光力学療法を行ない、その結果については公刊してきたが、臨床材料を用いて本方法を行ない、「ヌードマウス移植汗器官癌ならびに光力学的作用後の癌細胞の超微細構造」(第22回日本電顕皮膚生物学会,1995.8.18.)と題して報告している。この研究ではさらに経時的に検討を続けており、公刊する予定である。また、一方では光力学的療法に用いる新しい光増感剤についての検討、とくにフタロサイアニンのみならず5-アミノルブリン酸塩酸塩の作用についても活性酸素の面から検討を進めている。
前立腺癌の転移と血管内皮増殖因子の検討

前立腺癌に対する血管内皮増殖因子抑制因子による治療の可能性を検討するために、前立腺癌の転移増殖の過程における血管内皮増殖因子(VEGF)の関わりを検討した。前立腺全摘除術を実施し、前立腺全割面組織標本を作成した腫瘍マッピング、腫瘍体積、分化度など病理学的因子を検討した。VEGF染色性臨床病理学的所見の関連では初診時PSA(P=0.53)、被膜外浸潤性(P=0.24)外科的切除縁(P=0.61)、リンパ節転移(P=0.50)、腫瘍体積と有意な関連を示さなかった(P=0.83)。VEGF染色性階層別に遠隔成績を比較したところPSA非再発生存率、臨床的非再発生存率、疾患特定生存率においてVEGF染色性と遠隔成績に有意な関連は認められなかった。比例ハザードモデルを用いて予後因子としてのVEGFの評価を行ったが、VEGFは有意な独立予後因子ではなかった。現状では前立腺癌の臨床経過に関してVEGFの果たす役割は重くないものと推定された。前立腺癌の転移増殖の過程における血管内皮増殖因子(VEGF)の働きを解明し、血管内皮増殖因子抑制因子による治療の理論的至適治療開始時期が推定しするため、VEGFと予後の関連を検討中である。これまでに未治療初診前立腺癌116例に前立腺全摘除術実施した。摘出検体はホルマリン固定後平行割断し、前立腺全割面組織標本を作成した。腫瘍マッピング、腫瘍体積、分化度など病理学的因子を検討した。116例全例においてヘマトキシリン-エオシン染色による病理学的評価を終了した。病理組織学的所見:病理組織学的浸潤度は被膜内癌43例、摘出組織内癌4例、外科的切除縁陽性28例、精嚢浸潤21例、リンパ節転移19例であった。分化度は高分化癌33例、中分化癌62例、低分化癌14例、その他7例であった。116例のうち31例にVEGF免疫組織化学的染色を実施し陽性対象、陰性対象を作成し、VEGFが安定して染色される条件を設定した。VEGF染色により腺上皮、間質ともに染色されることを確認したが、現時点では腺上皮の染色性に予後と関連する一定の傾向は確認されていない。病理組織学的評価を半定量化するためラベリングインデックス、コンピューター色調解析は条件の設定をおこなった。残りの検体にVEGF免疫組織化学的染色を追加し、統計解析を実施する予定である。臨床経過の経時的検討:全症例の生化学的再発は25例、臨床的再発16例、癌死10例を確認した。VEGF染色を実施した31例では生化学的再発はこれまでに24例が再発がなく、7例に再発を確認した。臨床的再発例死亡例はこの31例には認められていない。ヌードマウスXenograftを用いた動物実験への移行は免疫組織学的解析終了後に実施する予定である。前立腺癌の転移増殖の過程における血管内皮増殖因子(VEGF)の働きを解明し、血管内皮増殖因子抑制因子による治療の理論的至適治療開始時期が推定しするため、VEGFと予後の関連を検討した。前立腺全摘除術を実施し、前立腺全割面組織標本を作成した。78例においてヘマトキシリン-エオシン染色とVEGF染色を実施し、臨床病理学的評価を実施した。病理組織学的所見:VEGFラベリングインデックス(VEGFLI)は病理組織学的浸潤度(p=0.1)、分化度(p=0.69)、外科的切除縁陽性(p=0.83)、リンパ節転移(p=0.055),腫瘍体積(p=0.60)と有意な関連を認めなかった。全例の長期遠隔成績は臨床的非再発生存率は82.6%、疾患特定生存率は96.3%である。VEGFLI階層別生存率は有意差は認められなかった。予後因子としてVEGFの評価を行ったが、VEGF(p=0.11)分化度(p=0.11)、被膜内限局性(0.46)、リンパ節転移の有無(0.39)、治療前PSA(p=0.26)は有意な予後因子ではなかった。本検討の結果からVEGF染色性に臨床的再発予知因子として、従来の分化度以上の意義は認められないものと考えられた。
生体必須金属イオンを生体内へ供給する高機能バイオマテリアルの創製

平成30年度の研究成果である特殊ターゲットスパッタ(Enhancement Sputtering with Typical tArget :以下ESTA法と略)法の装置を構築し、制御性良いZnを含むDLC(Diamond-like carbon)の作製を行った。外科学系バイオマテリアルとして利用されているSUS304L基板やTi基板上に作製した試料および細胞播種環境下でのZn量の溶出機序を分析するために、Zn溶出量を測定した。模擬生体内環境下で試料から溶出されたZn濃度の解析結果から作製条件を還元させ、バイオマテリアルへの応用に向けたZn-DLCの作製技術として条件の抽出をした。Zn溶出量の測定には、細胞培養液(MEM-α)を1wellあたり1mL加えて試料を浸漬させ、96時間留置した後、溶液を抽出しICP質量分析(ICP-MS)で評価した。Zn溶出量の機序を解明するために、pH値の異なる溶媒を用いて試料を留置し、その溶出量を検討した。生体におけるZn-DLCの効果を解明するために、細胞環境にZn-DLCを留置し、その影響を考察した。平成30年度においては、申請時の研究計画に従った実験を実施し、概ね目標に設定していた成果が得られている。初年度は、特殊ターゲットスパッタ(Enhancement Sputtering with Typical tArget :以下ESTA法と略)法の装置改良を実施し、亜鉛ドープダイヤモンド状炭素(Zn-DLC)膜の作製方法を検討した。そして、DLC内の含有Znを制御する手法の作製条件の調整を行った。Zn-DLCの作製条件を制御することで、DLC内に含まれるZn量を調整でき、培養液に浸漬した後の溶液からは溶出量の異なるZnが確認された。試料のXPS解析の結果からは、Zn-DLC内に存在するZnは、試料の深さ方向に対し、ほぼ均一に存在していることが解明できた。溶出するZnについては、溶媒の環境によって変化することが示唆されているが、詳細な分析は次年度以降の計画に従って実施する予定となっている。研究計画書に沿った研究を実施する計画である。また、平成30年度までに得られた成果に基づいた実験計画の一部追加を行う。特殊ターゲットスパッタ(Enhancement Sputtering with Typical tArget :以下ESTA法と略)法および既存の作製方法で合成したZn-DLCのZn濃度の解析結果から、バイオマテリアルとして最適な濃度分布を持つZn-DLCを確立する。動物実験としてマウスに留置したZn-DLC試料から体内に吸収されるZnについて解析する。試料の作製および分析から得られた結果と細胞実験から取得する成果を総合的に検証し、令和2年度の研究計画に還元する。令和元年度後半より、実験結果を基にした骨折治療用固定具を模擬した動物実験を進める。このために動物実験用マウス(JclBDF1:♂)を用いたZn-DLCの骨折治療効果を検証し、(ComputedTomography:コンピュータ診断CT)による観察、血液中のZn濃度の解析等を実施する。

動物実験としてマウスに留置したZn-DLC試料から体内に吸収されるZnについて解析する。試料の作製および分析から得られた結果と細胞実験から取得する成果を総合的に検証し、令和2年度の研究計画に還元する。令和元年度後半より、実験結果を基にした骨折治療用固定具を模擬した動物実験を進める。このために動物実験用マウス(JclBDF1:♂)を用いたZn-DLCの骨折治療効果を検証し、(ComputedTomography:コンピュータ診断CT)による観察、血液中のZn濃度の解析等を実施する。平成30年度の装置改良計画は順調に進行したが、ターゲット材料の仕様について変更があったため一部の予算執行が次年度に繰り越しとなった。次年度の研究では、試料作製における条件の詳細制御のため装置ターゲット購入費用に繰り入れ実行できると考えている。
生物処理システム中の腐生食物網における捕食微小動物類の機能解析

排水の生物処理システムにおける微生物生態系と浄化機能との間の関係を明らかにすることを目的とし、以下の研究を行った。浄化槽から単離し16SrRNAの配列を用いて同定した細菌(Bacilus cereus, acinetobacter sp.等12種類)に対する繊毛虫類Tetrahymena thermophila(無菌株)、OColpidium sp.および後生動物輪虫類Philodina sp.の捕食実験を行い、これら捕食者の細菌に対する選好性が明らかとなった。この結果から適切な細菌(Serratia marcescens等)を選択し、原生動物と細菌、輪虫と細菌から構成された腐生食物連鎖のモデル微生物生態系(マイクロコズム)を構成し、個体群と有機態炭素(TOC,DOC)の動態解析を行った。また、分子生物学的手法として、T-RFLP法が浄化槽などの混合微生物系での細菌動態の解析に有用であることを示すことができた。これらの結果から、細菌単独の場合よりも、細菌捕食者としての原生動物や後生動物が存在する場合には、生菌数が減少するにもかかわらず、DOCとTOCの減少量が高くなること、また、溶存有機物を取り込むことができるT.thermophilaの場合でも、単独培養の細菌と単独培養のT.thermophilaのDOCの減少量の合計よりも、混合培養時のDOCの減少量が大きいことが判明した。一方、有機物-細菌-捕食者から構成された数理モデルの解析結果では、捕食により細菌数が減少するためDOCとTOCの減少速度は捕食により低下するという実験結果と逆の結果を得た。これらのことから、捕食効果により細菌1細胞あたりの有機物分解活性が高まることが示唆され、細菌捕食性生物は生活系排水の処理において、有機物除去と汚泥減量化に寄与し、処理水質の向上に極めて有効であるとの結論を得ることができた。本研究では浄化槽やアオコ含有湖水の上水処理装置などの生物学的水処理装置内に形成された微生物生態系における腐生食物網の構造と処理能との関係を明らかにすることを目的として研究を行った。先ず、浄化槽(13°Cの条件下)の好気槽内の担体に形成された生物膜における微生物生態系中の原生動物と微小後生動物を顕微鏡下で観察し個体数計算を行った。同時に処理水の水質(BOD, SS等)について測定した。約160日間で27種の原生動物と12種の微小後生動物が確認され、各微小動物間、また水質項目と微小動物間の関係についてピアソンの相関等による統計解析を行った。その結果、有意な微小動物間の相関関係が多数推定された。また、水質との相関関係では、透視度およびSSとヒルガタワムシPhilodina. spに強い相関があることが判明した。すなわち、Philodina. spの個体数密度が高いときには、浮遊細菌などを捕食することで、SSが低下し透視度が上昇することが推定された。そこで、浄化槽からPhilodna. spとEnterobacter sp., Bacillus sp., Acinetobacter sp., pantoea sp.の4種の細菌(16SrDNAに基づく系統解析により同定)を単離し、2者培養による捕食実験を行った。その結果、Phrlodina. spは4種全ての細菌を捕食したものの、増殖速度と捕食速度が異なることわかった。中でも、Acinetobacter spが特によい植物源であることが判明した。このPhilodina. spは有毒藍藻ミクロキスティスを捕食分解することも可能であり、上水処理においても有効な種として期待された。

これらの結果は、今後、水処理装置内の腐生食物網のモデル生態系(マイクロコズム)の構築と、これを用いた腐生食物網の構造と処理機能との関係の解明のための基盤的知見とすることができた。排水の生物処理システムにおける微生物生態系と浄化機能との間の関係を明らかにすることを目的とし、以下の研究を行った。浄化槽から単離し16SrRNAの配列を用いて同定した細菌(Bacilus cereus, Acinetobacter sp.等12種類)に対する繊毛虫類Tetrahymena thermophila(無菌株)、Colpidium sp.および後生動物輪虫類Philodina sp.の捕食実験を行い、これら捕食者の細菌に対する選好性が明らかとなった。この結果から適切な細菌(Serratia marcescens等)を選択し、原生動物と細菌、輪虫と細菌から構成された腐生食物連鎖のモデル微生物生態系(マイクロコズム)を構成し、個体群と有機態炭素(TOC,DOC)の動態解析を行った。また、分子生物学的手法として、T-RFLP法が浄化槽などの混合微生物系での細菌動態の解析に有用であることを示すことができた。これらの結果から、細菌単独の場合よりも、細菌捕食者としての原生動物や後生動物が存在する場合には、生菌数が減少するにもかかわらず、DOCとTOCの減少量が高くなること、また、溶存有機物を取り込むことができるT.thermophilaの場合でも、単独培養の細菌と単独培養のT.thermophilaのDOCの減少量の合計よりも、混合培養時のDOCの減少量が大きいことが判明した。一方、有機物-細菌-捕食者から構成された数理モデルの解析結果では、捕食により細菌数が減少するためDOCとTOCの減少速度は捕食により低下するという実験結果と逆の結果を得た。これらのことから、捕食効果により細菌1細胞あたりの有機物分解活性が高まることが示唆され、細菌捕食性生物は生活系排水の処理において、有機物除去と汚泥減量化に寄与し、処理水質の向上に極めて有効であるとの結論を得ることができた。
プロウログアニリンのプロ領域の分子内シャペロン機能の解明とその応用

1.プロウログアニリンにおける構造形成機構の解明今までに、プロウログアニリンの構造形成機構の解析により,プロウログアニリンの構造形成はウログアニリン領域内ジスルフィド結合の架け違った異性体1および異性体2を経由して天然型のジスルフィド結合様式を形成することを明らかにしている。さらにそれぞれの異性体の構造決定を目指し,NMR解析に着手した結果,最終的にトラップされる異性体2はプロ領域の構造変化を駆動力として生理活性構造の構築を行っていることを強く示唆した。現在,構造決定の解析中であり,本成果の達成はプロウログアニリンのフォールディングにおける原子レベルでの解明に繋がる。2.機能性人工タンパク質の創製技術の展開プロ領域の分子内シャペロン機能を構造制御されるペプチドホルモンの立場から解析するため,今までにプロ領域に捕らえられる人工ペプチドの創製に成功している。そこで,本年度はさらにその構造形成機構を詳細に検討した結果、正しいジスルフィド結合を持っているが不活性構造(トポロジカル異性体)を経由して活性構造へフォールディングすることを明らかにし,プロウログアニリンにおけるプロ領域の構造制御機構と異なった構造制御が行われていることを明らかにした。さらに以上研究成果を通じて,新たなフォールディング促進剤を創製し論文に採用された結果,FEBS Jにおいて該当分野の総説を、国内外の他の研究グループを招き、まとめるに至った。1.プロウログアニリンにおける構造形成機構の解明プロウログアニリンの構造形成機構の解析により,構造形成過程の初期においてウログアニリン領域内のジスフィド結合はプロペプチド領域内のジスルフィド結合よりも早い段階で形成されることが明らかになった。さらに,プロウログアニリンの構造形成はウログアニリン領域内ジスルフィド結合の架け違った異性体1および異性体2を経由して天然型のジスルフィド結合様式を形成することを明らかにした。またそれぞれの異性体から天然型への構造形成における速度論的解析により,各異性体間におけるジスルフィド結合の交換反応が存在することを示し,さらに異性体2が天然構造に移行する最終ステップとなる中間体であることを明らかにした。2.機能性人工タンパク質の創製技術の展開プロ領域の分子内シャペロン機能を構造制御されるペプチドホルモンの立場から解析するため,新規な生理活性ペプチドの創製を試みた。プロ領域によって構造制御される新規生理活性ペプチドを設計し、その人工ペプチド単独およびプロ領域を融合させた人工タンパク質のフォールディングを解析した。その結果,プロウログアニリンとは違うフォールディング過程を取り,遅い修復機構ではあるが,プロ領域によって構造制御されている事を明らかにした。さらにこの人工タンパク質が生理活性を持つ事を明らかにした。また、アンフォールディング解析の結果,人工タンパク質はプロウログアニリンと比べ素早くジスルフィド結合を切断されやすい事がわかった。つまり,プロ領域による人工ペプチドの捕獲がウログアニリンと比べて弱いことが考えられる。さらに人工タンパク質はプロウログアニリンと違った2次構造を持っており,このことによりプロ領域による違う構造の制御に成功した事が明らかになった。
酸化ストレスマーカーを指標としたdaily hasslesの実態と評価

日常生活の些細なイライラ(ストレス)は、心身の健康に重大な影響を及ぼすことが知られている。これまでストレスを測定する場合は、主に質問紙調査が用いられてきた。一方で、近年はより客観的な指標による評価の重要性の高まりから酸化ストレスを用いた研究が用いられ始めている。そこで、本研究では、daily hassles(日常的なイライラ)の程度と酸化ストレスの関連性を生物学的視点から明らかにすることを目的とした。日常生活におけるdaily hasslesについて、生物学的指標から評価することは、ストレスの予防を客観的指標からアプローチすることにつながるため有用であると考える。