hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
陸水中におけるカルシウムの化学形態が森林生態系の物質循環におよぼす影響

0.05-0.3mM)を調製し,カルシウムイオン濃度の実測値と理論計算値(Mineqlを利用)を比較したところ,全溶存カルシウム0.25-0.3mMでは理論値とほぼ一致する(誤差+3%から+9%)のに対して,0.05-0.1mMでは理論値と一致しない(誤差+50%から+180%)ことが明らかになった。カルシウムイオン選択性電極の原理を検討したところ,電極液膜にリガンドとして含有されているリン酸基を含むイオン交換体が,試料溶液中のカルシウム有機錯体からカルシウムイオンを奪う働きを持つため,とくに低濃度条件において有機錯体カルシウム濃度が過小評価され,カルシウムイオン濃度が過大評価されると考えられた。酸性降下物等により森林土壌からのカルシウム流出が増加すると、カルシウム欠乏が動植物の生育に悪影響を及ぼすことが懸念されている。本研究では、水に溶解しやすく土壌に保持されにくい有機錯体カルシウムによりカルシウム流出が加速される可能性に着目し、「森林土壌から渓流に流出する溶存態カルシウムは、カルシウムイオンとして存在するのか、可溶性有機錯体として存在するのか」を明らかにすることを目的とする。有機錯体カルシウムの定量法として,カルシウムイオン選択性電極がカルシウムイオンは検出し,有機錯体カルシウムは検出しない現象を利用することを計画した。すなわち,全溶存カルシウム濃度とカルシウムイオン濃度の差を有機錯体カルシウム濃度とする方法である。この方法の妥当性を確かめるために,モデル溶液で実験を行ってきた。前年度までに,クエン酸-カルシウム錯体溶液中カルシウムイオン濃度の実測値が,0.1mM以上では理論値と一致するのに対して,0.05mM未満では理論値の1.5倍以上となることが問題となった。カルシウムイオン選択性電極の原理を検討したところ,電極液膜にリガンドとして含有されているリン酸基を含むイオン交換体が,試料溶液中の有機錯体カルシウムからカルシウムイオンを奪う働きを持つため,とくに低濃度条件においてカルシウムイオン濃度が過大評価され,有機錯体カルシウム濃度が過小評価されると考えられた。そこで今年度は,クエン酸よりもカルシウムとの結合能力が高いEDTAについて検討した。EDTA-Ca錯体溶液中カルシウムイオン濃度の実測値は,0.05mM以上では理論値と一致するのに対して,0.03mM以下では理論値の1.5倍以上となった。EDTAでは,実測値と理論値が一致する濃度範囲がクエン酸よりやや広いものの,クエン酸と同様に低濃度でカルシウムイオン濃度が過大評価される問題が明らかになった。酸性降下物等により森林土壌からのカルシウム(Ca)流出が増加すると、Ca欠乏が動植物の生育に悪影響を及ぼすことが懸念されている。本研究では、水に溶解しやすく土壌に保持されにくい有機錯体CaによりCa流出が加速される可能性に着目し、「森林土壌から渓流に流出する溶存態Caは、Caイオンとして存在するのか、可溶性有機錯体として存在するのか」を明らかにすることを目的とする。渓流水試料の有機錯体Ca濃度を求める方法として,イオンクロマトグラフで測定したCa濃度(CaR:Caイオン濃度と有機錯体Ca濃度の和)から電極法で検出されるCaイオン濃度(CaI)を差し引く方法を検討した。
振動信号に内在する非線形性に着目したカオス時系列解析による軸受診断

本研究ではカオス時系列解析を用いた転がり軸受の異常診断法について調査した.まず転がり軸受の転動疲労試験を実施し,軸受が正常な状態から,傷が生じ寿命に達するまでの振動および音を測定した.次に得られた時系列データに対し,カオス時系列解析を用いて軸受の異常診断を試みた.その際には最大リアプノフ指数および軌道平行測度を計算し,その変化により診断を実施した.また従来からの診断法である,歪度,尖度,波高率の計算,および周波数分析を行い,本研究での診断結果と比較検討した.その結果としてカオス時系列解析の異常診断への有効性を確認した.本年度の研究で用いた実験装置の基本部分は,軸受を保持・回転させる主軸と,駆動用のモータ,モータ回転数を制御するインバータ,および加速試験を行うために軸受に負荷をかける機構からなる.軸受の回転中は常時振動加速度を測定し,データレコーダに取り込んだ後,解析を行った.本年度中には1個の軸受に対して寿命まで転動疲労試験を行い,振動加速を採取した.また,より信頼性の高いデータ解析を行うために,現在も新たな軸受の試験を行っている.データ解析に際しては,まずアトラクタを描いた.この際に遅れ時間を決定した.次に相関指数解析を行った.さらに,アトラクタの性質を表す定量的な指標のひとつである,リアプノフ指数を用いて診断を行い,異常状態の進行状況の把握に取り組んだ.また,軌道平行測度の計算を行い,多面的に異常状態の数値化を試みた.最後に,周波数分析結果や,歪度,尖度,および波高率といった,従来用いられることが多いパラメータについても計算を行い,カオス時系列解析を用いた解析結果との比較,検討を行った.実験,解析の結果として,予め傷を設けた軸受による診断時とは異なり,この度の転動疲労実験ではリアプノフ指数による異常診断は誤差が大きく,有用性に欠けることがわかった.しかし新たに用いた軌道平行測度では,軸受が寿命に到達する前にその値が変化し,異常診断に用いるパラメータとして有効であることがわかった.しかしながら,800時間ほどの総運転時間に対し,傷が検知できるのは寿命の2時間前であり,今後はいかに早期に傷検知を行うか,についてさらに研究の必要性があることもわかった.上記の通り現在も実験を引き続き行っているのはそのためである.また,従来の診断法においては,周波数分析や歪度は診断に有用であったが,尖度と波高率については値の変動が大きく,これらのパラメータを用いた診断は困難であることがわかった.転がり軸受は重要な機械要素であり,より簡易かつ精度の高い異常診断の方法が必要とされている.本研究では,異常診断の解析手法としてカオス時系列解析を用いた.また,軸受の異常診断手法の検証実験として軸受が正常な状態から寿命に至るまでの振動情報を測定し,解析に使用した.研究に使用した実験装置では,転がり軸受に一定の半径方向の負荷荷重を加え,一定の速度で回転させたときの半径方向の振動加速度を測定した.得られた振動情報に対してカオス時系列解析などの解析を用いて異常診断を行い,結果を比較検討した.診断対象としては単列深溝玉軸受を使用した.異常診断に用いた信号解析方法は,カオス時系列解析の手法である軌道平行測度法および最大リアプノフ指数である.また,従来の時系列解析法として歪度,尖度,波高率を,また,周波数分析も実施した.診断実験においては,正常な軸受に傷が生じ,振動値に明確な上昇が見られる約1000時間の転動疲労実験を行い,その際に得られた振動加速度の時系列解析を行った.まず正常な軸受が寿命に達するまでの軌道平行測度および最大リアプノフ指数を計算した.軌道平行測度は軸受が寿命到達時にわずかに減少した.それに対し,最大リアプノフ指数は寿命到達時に大きく減少したことが確認できた.したがって,軌道平行測度より最大リアプノフ指数の方が寿命到達時に値の変化が大きく,傷の検知が可能であることが確認できた.また,比較解析として行った歪度,尖度,波高率,および周波数分析結果では,それらの値が変化する様子は確認できたが,傷の進展度を表すような一律の変化ではなく,異常診断に際して用いる指数として有用ではないことがわかった.解析に用いた解析手法の中では,傷の発生を明確に示す最大リアプノフ指数が異常診断に適していることがわかった.転がり軸受は重要な機械要素であり,その簡便な異常診断法の確立が求められている.本研究では,転がり軸受の転動疲労試験を実施し,軸受が正常な状態から,寿命を迎えるまでの振動・音響診断を目的としている.本研究で実施した転がり軸受の転動疲労試験においては,軸受にラジアル荷重を負荷し,一定の速度で回転させた際の半径方向加速度と,軸受が発生する音を測定した.得られた信号に対し,従来の時系列解析における診断パラメータとして尖度,歪度,波高率を計算した.また周波数分析を実施した.さらに本研究の目的であるカオス時系列解析として最大リアプノフ指数解析および軌道平行測度解析を実施し,診断結果を比較検討した.実験では外輪および内輪に傷が生じた疲労試験結果を得ることができた.まず振動診断として実験開始から軸受寿命までのデータについて,診断を試みた.その結果,両傷事例ともに最大リアプノフ指数解析が有効であることが分かり,カオス時系列解析の機械要素診断への適用可能性を示すことができた.

特に本実験における内輪傷の場合では,特徴的な時系列波形が得られたが,その場合にもカオス時系列解析での診断は可能であり,十分な実用性を有すると考えられる.また音響診断についても計画通りに実施したが,予想されていた通り振動診断と比較すると精度が低く,十分な結果を残せたとは言いがたい.さらに当初の計画には含んでいなかったが,振動・音響より高周波の信号となるアコースティックエミッションについてもその採取と解析を試みた.しかし,音響解析と同様,ノイズによる精度低下が大きく,まだ診断に有用であるかどうか,十分な検討ができていない段階である.これらの手法については引き続き研究が必要であると考えている.本研究ではカオス時系列解析を用いた転がり軸受の異常診断法について調査した.まず転がり軸受の転動疲労試験を実施し,軸受が正常な状態から,傷が生じ寿命に達するまでの振動および音を測定した.次に得られた時系列データに対し,カオス時系列解析を用いて軸受の異常診断を試みた.その際には最大リアプノフ指数および軌道平行測度を計算し,その変化により診断を実施した.また従来からの診断法である,歪度,尖度,波高率の計算,および周波数分析を行い,本研究での診断結果と比較検討した.その結果としてカオス時系列解析の異常診断への有効性を確認した.申請時の予定では,研究2年目の本年度は,軸受が発生する音を測定し,その時系列解析から音響診断を実施する予定であった.しかし,軸受の転動疲労実験を実施する際に,寿命到達までにかかる総回転数が予想よりも多かった,また,軸受の傷が想定した転動面ではなく,保持器に生じ,その解析と確認に時間を要した.そのため本年度は音情報の収集は実施せず,振動診断での解析手法の確立に目的を絞った.したがって研究が遅れていると判断している.しかし,カオス時系列解析が軸受の振動診断に対して有用であることが確認でき,今後の音響診断の基礎として役立つことがわかり,一定の成果をあげることができたと考えている.機械工学,機械力学今後の研究では,転がり軸受の転動疲労実験時に発生する音の収集とその時系列解析の異常診断への適用法の検討である.振動診断と異なり,音響診断では音の収集に課題がある.まず,振動情報の収集と同レベルのS/N比の信号が得られる方法について検討する必要がある.その後,現在までに得られた振動解析法を音響情報にも適用し,異常診断に取り組む予定である.マイクロホンによる音響情報の収集には,指向性を利用した集音を行う,あるいは予め目標としている部分のみからの音を収集するなどの対策を考えている.当初の予定では,3個程度の軸受の転動疲労実験を完了し,カオス時系列解析の有用性の確認と,診断法の確立が今年度の目標であった.現状では1個の軸受の試験を終了し,現在2個目の試験の最終段階と思われる状況である.その軸受の現状での総運転時間は1000時間程度であるが,まだ傷は生じていないようであり,引き続き実験を行っている.ただし,研究実績で述べた通り,カオス時系列解析と従来法による診断結果の比較など,一定の実績を得ることができたと考えており,今後は精度向上などのための実験に取り組みたいと考えている.次年度使用額が生じた理由の大部分は物品(音響情報測定装置)を未購入のためである.これは本年度の研究達成度が遅れているために購入を見送った部分である.今後はまず診断法の確立のために,引き続き転動疲労実験により軸受が発生する振動データの採取を行う.その際に従来は着目してこなかった,より高周波数のデータまでの採取を行い,診断に用いることを考えている.
細胞融合を利用した限定的遺伝子伝達システムの確立

研究の窮極目標である中程度量の遺伝子導入のために、今年度は主としてエレクトロポレーション法を試みたが、これまでこの方法について報告されている口径よりはるかに大きな小孔が生じることが示され従来考えられているよりはるかに大きな高分子の細胞内への導入が可能であることが示された。前年度までに確立されているエレクトロポレーション法を、タバコ培養細胞系BY2株プロトプラストへ適用したが、導入遺伝子としては三次元構造を持つタバコモザイクウイルスおよびキウリモザイクウイルスであった。これらのウイルス粒子は、ウイルス核酸に比べると効率は低いものの細胞内へ導入され形質発現することが螢光抗体法により明瞭に証明された。このことは、これらのウイスル粒子の大きさから考えてエレクトロポレーションによりもたらされる小孔の口径が30nm以上であることを示し、小型細胞内小器官や染色体断片の細胞内導入が可能であることを示している。更に興味あることに生じた小孔は0°Cに保持すると少くとも10分以上開孔しており、閉孔に際しては細胞骨格の関与が認められたことである。またこの実験系において細菌の抗生物質耐性遺伝子を持つキメラプラスミドをプロトプラストに導入したが、受容細胞に高度に同調化させたタバコプロトプラストを用いたところ導入効率は一過性の遺伝子発現においても、また安定な形質転換体の出現においてもM期において著しく高く、【G_1】【G_2】S期の数倍であることが示され、細胞周期と形質転換との関わりを明確に示すことができたが、このような現象はこれまで全く知られておらず新知見である。更にある種の植物プロモーターの細胞周期依存も示された。
超新星爆発の理論と高密度物質の状態方程式

本研究の目的は、最近新しく計算された超新星物質の状態方程式が超新星爆発の理論に与える影響を調べ、超新星爆発の物理を明らかにすると共に、現在の混迷した理論の現状を打開し、超新星の爆発機構を解明することにある。超新星爆発の数値シミュレーションは、一般相対論を考慮した流体力学の方程式を、精密な状態方程式を用いて、電子捕獲反応とニュートリノ輸送と同時に解くことによって行う。流動力学の方程式を解くプログラムは完成したので、現在、電子捕獲反応やニュートリノ輸送を解くプログラムを開発中である。予備的な断熱崩壊でのシミュレーションでは、状態方程式の超新星爆発に与える影響は大きく、状態方程式が柔らかい場合など爆発エネルギーが大きくなることがわかった。但し、状態方程式が柔らかくなりすぎると、その状態方程式で支えることのできる中性子星の質量は、バウンス時の内核の質量よりも小さくなるため、重力崩壊が止まらず、ブラックホールが形成される。また、状態方程式の与える中性子星の最大質量は、観測されている中性子星の質量の最大値よりも大きくなければならないので、状態方程式の柔らかさに対して制限がつく。この条件を満たす最も柔らかい状態方程式が爆発に有効であることがわかった。更に、相転移を考慮した状態方程式の場合は、状態方程式の柔らかさの効果と同時に。一次相転移の場合は、潜熱によってコアの中心部が非常に高温になることもわかった。そのため、相転移が考慮した場合は、ニュートリノの対生成が起こりやすくなり、爆発に有利なニュートリノ光度の上昇に寄与することが期待される。
生体試料用可視化剤への応用を目指したイオン性液体の物性制御

通常および親水化処理したカーボンナノチューブを試料としてイオン液体塗布による電子顕微鏡観察を行い、表面の親水-親油性によってイオン液体の親和性と一致するほど均一に表面をコートしてチャージアップをおさえ、微細構造の観察が可能であることを明らかにした。さらに、イオン液体を可視化剤として化学的な前処理を施さない赤血球の電子顕微鏡観察に成功した。親水性が高く生体細胞との親和性が高いイオン液体を原液のまま用いて細胞を処理することにより、赤血球の破壊を抑えることに成功した。ガラス板上に固定したヒト赤血球にイミダゾリウム系および我々の合成した新規イオン液体を滴下し、電子顕微鏡観察を行った。オスミウム酸固定まで行った赤血球をイオン液体処理した場合は、どちらの場合も明瞭な像が観察され、イオン液体をかけるだけで導電性が付与されたことが確認できた。未処理赤血球に対してイミダゾリウム系イオン液体で処理すると、全ての血球が破壊されてしまった。一方、我々の合成したイオン液体では、赤血球が破壊されずに存在し、イオン液体が細胞内部に浸透して膨潤した赤血球像が観察された。また、グルタールアルデヒドのみで固定した場合には、膜の柔軟性が残っているため、わずかに膨潤している像が得られた。この結果は、イオン液体と試料の組み合わせによっては細胞を破壊せずに内部に浸透し、高真空下においても細胞形状を維持できる可能性を示唆した。また、カーボンナノチューブを試料としてイオン液体塗布による電子顕微鏡観察を行い、表面の親水-親油性によってイオン液体の親和性と一致するほど均一表面をコートしてチャージアップをおさえ、微細構造の観察が可能であることを明らかにした。これは、イオン液体を可視化剤とする微細構造観察の可能性を示す意味で重要な成果であり、学会発表を行った。当初、赤血球のような変形しやすく壊れやすい細胞にイオン液体による処理法を適用することは困難と考えられていた。また、イオン液体を可視化剤とした走査電子顕微鏡観察像では、良好なコントラストが得られないことも問題点のひとつであった。そこで、親水性が高く生体細胞との親和性が高いイオン液体を原液のまま用いて細胞を処理することにより、赤血球の破壊を抑えることに成功した。また、赤血球の変形も最小限におさえられていることから、細胞膜を介した浸透も起こっていると考えられ、細胞浸透性のよいイオン液体の探索を達成した。さらに、フィルターを用いた試料の前処理により、視野中の細胞数を増やし、それによって結果的に導電性を向上することにより良好なコントラストの走査電子顕微鏡観察像を得ることに成功し、赤血球のような遊離細胞にまで適用可能な汎用性の高い電子顕微鏡試料前処理法を確立した。
特発性門脈圧亢進症の成因に関する脾の免疫学的関与について

特発正門脈圧亢進症(IPH)の成因に関する脾の免疫学的関与について, 60-62年度の研究成果についてその概要を述べる.(1)IPH患者の末梢血および肝脾組織のリンパ球サブセットを検討したが,末梢血中のLeu2a陽性細胞百分率は低値で, 3a/2a比は高値を示す傾向にあり,脾内ではLeu2a陽性細胞百分率は高値で, 3a/2a比は低値を示した.免疫組織化学的検索では脾の濾胞は大きく,胚中心にはB1陽性細胞の他にLeu3a, Leu7陽性細胞もみられ,周辺層ではLeu4陽性細胞が,赤脾髓ではLeu2a陽性細胞が有意に増加した.また, IPH肝に浸潤するリンパ球の大部分はLeu4陽性細胞で,門脈域ではLeu3a陽性細胞が主としてみられた.即ち,末梢血,脾内リンパ球サブセットの異常が存在した.(2)IPH例では他の自己免疫疾患との合併例がみられた. AIHA3例, PSS1例, SLE1例,バセドウ病1例の合併例を経験したが,これは全症例の約6%に相当し, overlap症候群との理解も可能と思われ,本邦例29例を集計中である.(3)同種脾および自己脾による遷延感作ウサギを作成した.前者では門脈圧亢進が47.9%にみられ,種々の程度の脾腫がみられた.後者でも43.0%に圧亢進がみられ,感作日数が長期になるに従って脾腫大がみられた.末梢血液像では同種脾感作群で汎血球減少がみられ, 62%に抗甲状腺マイクロゾーム抗体が検出された.一方,自己脾感作群では白血球,血小板数の減少傾向が,また,抗DNA抗体の出現が一部にみられた.これらのことはIPHの臨床像に極めて類似し, IPHの成因に免疫機序ことにアレルギー性臓器炎の関与が推測された.(4)IPHで脾摘を行うと肝の線維化が抑制される例を経験することから,肝再生を抑制する脾内因子について検討した.ラット初代培養肝細胞のDNA合成における^3H-thimidineの取り込みは脾抽出液添加群において,著明に抑制された.そして,その肝再生抑制因子は分子量560000の蛋白と判明した.このことは, IPHの脾摘の意義を示唆するものと思われた.特発正門脈圧亢進症(IPH)の成因に関する脾の免疫学的関与について, 60-62年度の研究成果についてその概要を述べる. (1)IPH患者の末梢血および肝脾組織のリンパ球サブセットを検討したが,末梢血中のLeu2a陽性細胞百分率は低値で, 3a/2a比は高値を示す傾向にあり,脾内ではLeu2a陽性細胞百分率は高値で, 3a/2a比は低値を示した.免疫組織化学的検索では脾の濾胞は大きく,胚中心にはB1陽性細胞の他にLeu3a, Leu7陽性細胞もみられ,周辺層ではLeu4陽性細胞が,赤脾髓ではLeu2a陽性細胞が有意に増加した.また, IPH肝に浸潤するリンパ球の大部分はLeu4陽性細胞で,門脈域ではLeu3a陽性細胞が主としてみられた.即ち,末梢血,脾内リンパ球サブセットの異常が存在した.(2)IPH例では他の自己免疫疾患との合併例がみられた. AIHA3例, PSS1例, SLE1例,バセドウ病1例の合併例を経験したが,これは全症例の約6%に相当し, overlap症候群との理解も可能と思われ,本邦例29例を集計中である.(3)同種脾および自己脾による遷延感作ウサギを作成した.前者では門脈圧亢進が47.9%にみられ,種々の程度の脾腫がみられた.後者でも43.0%に圧亢進がみられ,感作日数が長期になるに従って脾腫大がみられた.末梢血液像では同種脾感作群で汎血球減少がみられ, 62%に抗甲状腺マイクロゾーム抗体が検出された.一方,自己脾感作群では白血球,血小板数の減少傾向が,また,抗DNA抗体の出現が一部にみられた.これらのことはIPHの臨床像に極めて類似し, IPHの成因に免疫機序ことにアレルギー性臓器炎の関与が推測された.(4)IPHで脾摘を行うと肝の線維化が抑制される例を経験することから,肝再生を抑制する脾内因子について検討した.ラット初代培養肝細胞のDNA合成における^3H-thimidineの取り込みは脾抽出液添加群において,著明に抑制された.そして,その肝再生抑制因子は分子量560000の蛋白と判明した.このことは, IPHの脾摘の意義を示唆するものと思われた.特発性門脈圧亢進症(1PH)の成因については、未だ一定の見解がえられていないが、我々は単に肝内門脈枝の閉塞以外に免疫学的機序の関与を推測してきた。以下、この点に関する昭和60年度の研究成果について述べる。【◯!1】免疫学的機序による1PH実験モデルが作成しえた。

即ち、1PH患者の脾および同種ウサギ脾をFreund's complete adjuvantと共に遷延感作したウサギで、約3ヵ月以上経過したものでは、175mm【H_2】O以上の門脈圧亢進が発現した。1PH脾を注射したウサギでは24羽中19羽(79.2%)、同種脾を注射したウサギでは21羽中10羽(46.7%)に圧亢進がみられ、同時に脾腫が全例にみられ、前者では最大8.0g、後者では13gであった。さらに、末梢血液所見でも両者において汎血球減少がみられ、組織像でも脾は脾炎像,髓索の線維化,洞増殖が、肝は感作の進行と共に線維化と細胞浸潤がみられ、特に、小葉間胆管周囲に強く、アレルギー性胆管炎の像がみられた。また、一部に甲状腺炎像も観察された。これらの成績は人の1PHと類似する点が多く、1PHの成因に自己免疫機序の関与が強く示唆される。現在肝硬変患者の脾を用いた時の異同について同様に検索している。今までの成績では、あまり差がないように思われるが現在詳細に検討中である。【◯!2】1PH患者の脾腫は大きいが、脾内のTリンパ球のSubpopulationをOKTシリーズでみると、OKT3陽性細胞が多く、OKT4に比べOKT8陽性細胞が多い傾向がみられた。また、Leu2a陽性細胞の脾内百分率比も高い傾向がみられた。また、末梢血中ではsuppressor/cytotoxic Tリンパ球百分率がやや低下している傾向にあった。これらの点は、かかるsuppressor Tリンパ球が脾と関連して、1PHの成因に関与するものと推測された。【◯!3】1PH脾の肝に及ぼす影響として、まず、正常ラット脾が初代肝培養細胞に及ぼす影響をみたが、脾には肝再生を抑制する因子の存在することが確められた。これらの因子についても、現在なお追求中である。従来より、私たちは特発性門脈圧亢進症(IPH)の成因には免疫機序が関与するものと推定し、前年度までにIPH脾の家兎感作実験にて、極めて臨床列と類似した病態を作成し得ているが、61年度の研究成果について述べる。1.抗原として用いたIPH脾に対して、今回は肝硬変症脾の20%抽出液をFreund Complete Ajuvantとともに雌家兎に2ml/kg,2週間に1回の割で遷延感作実験を行い、肝,脾,甲状腺の組織像および門脈圧,脾腫の程度,末梢血液所見,自己抗体の検索をした。成績については現在整理中である。併せて脾摘後の変化についても検討中である。2.モノクローナル抗体を用いてIPH脾の免疫組織化学的検索を行い、【B_1】陽性細胞を主とし、発達した胚中心を有する大型のリンパ濾胞の存在、胚中心ではLeu3a,Leu7陽性細胞の増加など、旺盛な免疫反応を示唆する所見がみられた。現在、巨脾性肝硬変症,日本住血吸虫症,PBCの脾についても検索し比較検討中である。また、Flowcytometryによる脾内のリンパ球サブセットの検索では、IPH脾は正常脾に比べてLeu2a陽性細胞が多く、Leu3a/Leu2a比が低値を示し、末梢血リンパ球サブセットでは正常に比し、Leu2a陽性細胞の低値,Leu3a/Leu2a比の高値が認められた。3.脾摘後の肝に及ぼす脾内因子の検討は、ラット初代培養肝細胞のDNA合成における【^3H-】thymidineDNA分画への取り込み成績でみると、DNA合成は培養開始48時間後に最高に達するが、脾抽出液添加群ではDNA合成が有意に低下した。また、脾抽出液をSephadex G-75カラムでゲル濾過し分画すると、その活性因子は分子量50,00060,000daltonの蛋白であると推定され、脾蔵には肝再生を抑制する蛋白様物質が存在することが示唆された。また、現在では肝細胞の核DNA量の測定などの面からも検討している。以上、61年度の研究実績について報告した。
コールドスプレーイオン化法を用いた反応追跡システムの開発

反応追跡システムの検証および応用平成18年度に構築した質量分析装置による反応追跡システムは、通常大気圧化にあるイオン源部を小型真空ポンプにより減圧することで、ピークチューブで結合された反応容器中の溶液を質量分析装置に引き込み、そのまま測定が出来る画期的なシステムである。この試料輸送方法は有機反応の連続測定や様々な形で応用出来ることが判明した為、その基礎データを取ることとした。流速ピークチューブ(1/32×0.07×12inch)を質量分析装置と水溶液の入った試料容器とを接合し、途中経路に流速計を置き流速を測定したところ8.2μ1/minであった。この速度は質量分析装置がシリンジポンプを用いて測定する時とほぼ同じ流速である。また減圧等を調整することで流速を制御できると考える。感度感度は質量分析装置のみならず、すべての分析機器に必要な要素である。本システムを用いてのハイスループットスクリーニングを検討するにあたり、感度の影響を調査した。本システムにより試料を送る場合は、シリンジポンプによる試料の輸送に比べ約1/10倍であることが判明した。これはイオンの小型ポンプとの接続部が試料の噴霧される位置の真下となり、イオン化された試料が、ポンプに引き込まれているためである。今後ポンプ接続部の変更や、イオンが流れやすいように工夫するなど改善が必要となる。スルホンアミド生成反応の観測スルホンアミドの生成反応を本システムにより観測した。連続観測を行った結果、空気中の水分が反応溶液に溶け込み様々な会合体が反応溶液中に存在することが判明した。この結果より窒素雰囲気化、また脱水溶媒を用いることで反応の収率、時間の効率が上がることが示唆された。今後様々な反応やスクリーニング等へ応用し、迅速な解析が可能なシステムへの改良を続けることとする。反応追跡システムの構築本研究は反応容器内で進行している反応溶液を連続的に取り出し、質量分析装置を用いて解析を行うことにより、反応の進行状態が直接的に反映するシステムの構築が目的である。質量分析装置を選んだ理由としては、反応溶液をそのまま取り込むことが出来、加えて高感度であるため、必要となる試料溶液も少量で済むためである。ここで反応容器と質量分析装置との接続を考えた場合、距離は短く、経路になにも接続しないことが理想である。これらの条件を検討し、新しい試料導入法(Reaction Tracking System:以下RTS)を開発した。通常質量分析に試料を送るためにはシリンジポンプや液体クロマトグラフィーのポンプを用いて導入するが本システムは大気圧下にあるイオン源内部をポンプにより減圧することで試料を引き入れる方法を採用した。これにより反応容器と質量分析装置間とをピークチューブを接続するだけで試料を流すことが可能となった。しかしこのままではどの程度試料が流れているかわからないため、必要に応じて反応経路に流速計を用いることにより流量の確認を取れるように改良した。反応中間体の捕捉RTSの評価測定としてMorita-Baylis-Hillman反応を行った。この反応は近年注目されており、また反応中間体が明確で、かつ、安定に存在している。さらに反応が比較的遅く、RTSの評価には最適な反応である。実際に測定を行ったところ2種類の反応中間体を捕らえることが出来た。またイオン強度の変化などから反応過程を追跡することが可能であることが証明された。
アドホックネットワークにおける適応的転送領域制御

本年度は,研究課題である(1)転送領域の拡大縮小制御,(2)転送領域の選択制御,(3)輻輳を回避するための負荷分散制御についての検討を行った.(1)の転送領域の拡大縮小制御では,昨年度得られた研究成果等への追加検討として,端末の複数伝送速度を考慮した通信制御を提案した.本手法では,端末が自律的に適切な伝送速度を決定することで,転送領域を適応的に設定することを可能とした.また,モバイル回線を用いたP2P通信を併用した位置情報に基づく転送領域制御を提案した.本手法では,モバイル通信を用いて制御情報を交換することで,効率的な転送領域制御を実現した.(2)の転送領域の選択制御では,通信資源消費の偏りを抑制するため,蟻の採餌行動から着想を得た手法である蟻コロニー最適化を応用した省電力経路制御手法を提案した.本手法では,蟻コロニー最適化を応用し最短経路を用いながら特定の経路に電力消費が偏らないように転送領域選択を行うことで電力消費を分散し,ネットワーク寿命を延長を実現した.また,無線電力伝送を用いることで端末協調を促す省電力経路制御手法を提案した.本手法では,複数の経路から電力負担の小さい経路を選択することで,省電力な経路選択を行うことで中継端末における電力負担の低減を実現した.(3)の輻輳を回避するための負荷分散制御では,通信環境が良い領域に負荷が集中する問題を解決するため,真正粘菌の採餌行動から着想を得た負荷分散経路制御手法を提案した.この手法では,真正粘菌の数理解析モデルを応用し経路がもつ容量と送信データ量に応じて適応的な負荷分散を実現した.また,この手法について詳細な解析を行い,通信環境の偏り,通信環境の変化,送信データ量の変化等による影響について評価を行い,様々な環境において本手法が適応できることを確認した.本研究では,昨年度の研究計画に基づき,転送領域の拡大縮小制御に関する追加検討に加え,転送領域の選択制御,及び負荷分散を考慮した制御についての研究を行った.上記実施概要における(1)では,伝送速度の側面から適切な転送領域制御を行う手法とモバイルネットワークを併用した転送領域制御を効率化する手法の提案を行い,それらの影響についての評価を行うことができた.従って,実施概要における(1)においては,複数の側面から複数の制御手法の提案を実現できており,その結果として多面的な評価を行い,国内学会において発表を行った.上記実施概要における(2)では,生物模倣を用いることで省電力化を実現するための効率的な転送領域選択を行う手法を実現し,その制御がネットワーク寿命に与える影響について評価することができた.また,1件の学術論文誌,1件の国際会議,その他国内学会において発表を行った.上記実施概要における(3)では,生物模倣を用いることで効率的に複数経路に通信負荷を分散する手法を実現し,その制御が与える影響や効果を詳細に評価することができた.また,1件の学術論文誌,1件の国際会議,その他国内学会において発表を行った.従って,上記の理由から当初の研究計画以上の成果と進展が得られていると判断した.当初予定していた研究計画に基づき,(1)転送領域の拡大縮小制御,(2)適応的なパラメータ制御について追加の検討を行う予定である.(1)では,様々な観点から効率的な拡大縮小制御の検討を行ってきた.そのため,その検討の中からいくつかの手法に着目し追加の検討及びその解析を行う予定である.(2)では,転送待機時間に基づくOpportunistic Routingにおける動的なパラメータについての検討を行ってきた.そのため,以前より検討を行っているパラメータ制御について追加の検討及びその解析を行う予定である.本年度では,研究課題である(1)「パケット中継時に用いる通信領域の拡大縮小制御」を実施するとともに研究課題として(2)「Opportunistic Routingにおけるパラメータの適応的制御」に関する研究を行った.(1)の通信領域の拡大縮小制御では,無線センサネットワークにおいて蟻コロニー最適化を応用することで,パケット中継に利用する領域をバッテリ残量等に基づき適応的に選択する経路制御手法の提案を行った.これにより,各端末のバッテリ残量等を互いに通知し合うことで,負荷の偏りを検出し,これを抑制するように通信に利用する領域の拡大縮小制御を行うことで,負荷の偏りを抑制することができた.また,過剰なパケットの拡散を抑制するため,クラスタ化を用いた階層形Opportunistic Routingの提案を行った.この手法では,ある端末を中心とした階層構造を中継端末間でもち,各端末がもつ情報や中継に用いる通信方向を限定することで,性能の改善を実現した.(2)のOpportunistic Routingにおけるパラメータの適応的制御では,既存の待機時間に基づいて中継端末を選択するOpportunisticRoutingにおいて課題となるパラメータ設定を自動化する手法を提案した.この手法では,パケットを送信した後に,送信したパケットと同一のパケットをいくつ再受信するかという点を確認し,その結果に応じてパラメータを増減させることで,事前にパラメータを設定することなく動的にパラメータを設定することが可能となった.更に,この手法では,各端末がパラメータを分散的にもつことができるようになったことから,各端末の通信環境に応じたパラメータ設定が可能となり,プロトコルの柔軟性を大きく改善した.本研究では,当初予定している研究計画に基づき転送領域の動的な拡大縮小制御に関する研究に加えて,転送待機時間に基づいて中継端末を選択するOpportunistic Routingにおけるパラメータの動的制御に関する研究を行った.上記実施概要における(1)では,通信負荷等の側面から転送領域の拡大縮小制御手法の提案と、その制御が与える影響を評価することができた.

また、上記実施概要における(2)では,待機時間に基づいて中継端末を選択するOpportunistic Routingにおいて重要となるパラメータ設定を自動化する手法を実現し,その制御が与える影響や効果を評価することができた.上記の理由から当初の研究計画通り一定の成果が得られた.本年度は,研究課題である(1)転送領域の拡大縮小制御,(2)転送領域の選択制御,(3)輻輳を回避するための負荷分散制御についての検討を行った.(1)の転送領域の拡大縮小制御では,昨年度得られた研究成果等への追加検討として,端末の複数伝送速度を考慮した通信制御を提案した.本手法では,端末が自律的に適切な伝送速度を決定することで,転送領域を適応的に設定することを可能とした.また,モバイル回線を用いたP2P通信を併用した位置情報に基づく転送領域制御を提案した.本手法では,モバイル通信を用いて制御情報を交換することで,効率的な転送領域制御を実現した.(2)の転送領域の選択制御では,通信資源消費の偏りを抑制するため,蟻の採餌行動から着想を得た手法である蟻コロニー最適化を応用した省電力経路制御手法を提案した.本手法では,蟻コロニー最適化を応用し最短経路を用いながら特定の経路に電力消費が偏らないように転送領域選択を行うことで電力消費を分散し,ネットワーク寿命を延長を実現した.また,無線電力伝送を用いることで端末協調を促す省電力経路制御手法を提案した.本手法では,複数の経路から電力負担の小さい経路を選択することで,省電力な経路選択を行うことで中継端末における電力負担の低減を実現した.(3)の輻輳を回避するための負荷分散制御では,通信環境が良い領域に負荷が集中する問題を解決するため,真正粘菌の採餌行動から着想を得た負荷分散経路制御手法を提案した.この手法では,真正粘菌の数理解析モデルを応用し経路がもつ容量と送信データ量に応じて適応的な負荷分散を実現した.また,この手法について詳細な解析を行い,通信環境の偏り,通信環境の変化,送信データ量の変化等による影響について評価を行い,様々な環境において本手法が適応できることを確認した.本研究では,昨年度の研究計画に基づき,転送領域の拡大縮小制御に関する追加検討に加え,転送領域の選択制御,及び負荷分散を考慮した制御についての研究を行った.上記実施概要における(1)では,伝送速度の側面から適切な転送領域制御を行う手法とモバイルネットワークを併用した転送領域制御を効率化する手法の提案を行い,それらの影響についての評価を行うことができた.従って,実施概要における(1)においては,複数の側面から複数の制御手法の提案を実現できており,その結果として多面的な評価を行い,国内学会において発表を行った.上記実施概要における(2)では,生物模倣を用いることで省電力化を実現するための効率的な転送領域選択を行う手法を実現し,その制御がネットワーク寿命に与える影響について評価することができた.
タンパク質分解における糖鎖修飾系とユビキチン修飾系のクロストークの構造的基盤

本研究は、糖鎖修飾とユビキチン修飾により決定される糖タンパク質の細胞内分解メカニズムの分子基盤を理解するために、糖鎖生物学と構造生物学の融合的アプローチを展開したものである。1.糖鎖ライブラリーを利用した細胞内レクチンの糖鎖認識特性の解明多次元HPLC法を応用して高マンノース型糖鎖のライブラリーを構築し、これを利用したフロンタルアフィニティー解析により糖タンパク質の品質管理にかかわる様々な細胞内レクチンの糖鎖認識の特異性を明らかにした。これにより、小胞体シャペロン、積荷受容体、ユビキチンリガーゼ、脱糖鎖酵素の糖鎖結合ドメインは、N型糖鎖のプロセシング過程に現れる異なるグライコトープを特異的に認識して、糖タンパク質の細胞内運命を決定していることが明らかとなった。2.構造生物学的アプローチによる糖タンパク質分解系の作動機構の解明小胞体から細胞質へ逆行輸送された立体構造不全の糖タンパク質のユビキチン修飾にかかわる酵素(SCF^<Fbs1>)の糖鎖認識ドメインおよびそのプロテアソーム分解を円滑化する脱糖鎖酵素(peptide:N-glycanase)のユビキチン認識ドメインに関して安定同位体利用NMR解析を実施し、それらの分子認識機構を明らかにした。さらに、試験管内酵素反応により構築したユビキチン鎖ライブラリーを用いてユビキチンリガーゼと脱ユビキチン化酵素の分子認識機構を解明するとともに、NMRを用いてNedd8修飾による複合体型ユビキチンリガーゼの活性化機構を明らかにした。以上の研究により、糖タンパク質の細胞内分解における糖鎖認識系とユビキチン修飾系の機能連携の構造基盤を明らかにすることができた。1.糖鎖ライブラリーの作成とPNGaseの糖鎖認識特異性の解析鶏卵由来の免疫グロブリンYなどを原材料として、多次元HPLCマップ法により高マンノース型糖鎖のライブラリーを作成した。一方、peptide : N-glycanase(PNGase)のレクチンドメインを大腸菌を利用して発現した。これを用いて糖鎖との相互作用をフロンタルアフィニティークロマトグラフィー(FAC)法により系統的に解析し、糖鎖認識の特異性を明らかにした。小胞体関連分解にかかわる種々の細胞内レクチンについても組換えタンパク質を調製し、糖鎖結合特性の系統的解析を実施するための基盤を整備した。2.ポリユビキチン鎖とPNaseの相互作用解析一定の重合度のポリユビキチン鎖を酵素反応とHPLCを利用して調製した。これにより得られた様々な長さのポリユビキチン鎖(Ub, Ub_2,Ub_3)とPNGaseのPUBドメインとの相互作用をFAC法により解析した。その結果より、ユビキチン鎖の鎖長の増大とともに、PUBドメインとユビキチン鎖との親和性が増大することが判明した。また、ポリユビキチン鎖とPNaseのNMRによる相互作用解析を行うために、特定の位置のユビキチンに安定同位体標識を施したポリユビキチン鎖の大量調製を行うことに成功した。ユニット特異的に安定同位体標識を施したユビキチン鎖の調製により、詳細なNMR解析が実現可能となった。このようにPNGaseのPUBドメインとユビキチン鎖との詳細な相互作用解析を行うための研究環境を整えることができた。前年度までに構築した糖鎖ライブラリーを利用して、(1)糖タンパク質特異的なユビキチンリガーゼ、(2)小胞体でミスフォールドした糖タンパク質を認識している分解レクチン、(3)プロテアソームの分解標的となる糖タンパクから糖鎖を切り出す酵素など、糖タンパク質の細胞内分解の関与する様々なタンパク質による糖鎖認識の特異性を明らかにすることに成功した。これにより、細胞内における糖タンパク質の品質管理システムにおいては、タンパク質上に発現した高マンノース型糖鎖のトリミング中間体の構造に依存して分解標的の認識が行われていることを実証することができた。

一方、NMRを利用して、PNGaseのPUBドメインの立体構造を決定するとともに、安定同位体を施したポリユビキチン鎖の作成技術を基盤として、PNGaseとポリユビキチンとの相互作用部位を明らかにした。さらに、この相互作用はユビキチン鎖の鎖長に依存していることも見出すことができた。こうした方法論を応用して、小胞体関連分解に関与するユビキチンリガーゼであるgp78のユビキチン認識機構の研究を行い、gp78分子上のユビキチン結合部位を同定した。さらに、その結果に基づいて知見に基づいてgp78によるユビキチン鎖伸張メカニズムに関わるモデルを提唱した。本研究により、細胞内の糖タンパク質分解における糖鎖修飾とユビキチン修飾のクロストークの構造的な基盤を明らかにすることができた。
数論多様体上のp進局所系の研究

平成6年度までの研究で、正標数完全体上の非特異代数曲線上でのp進局所系のうち、unit-root overconvergent F-isocrustalについては、代数曲線の基本群の有限monodromy表現と対応することが解り、R. Crewの結果と合わせるとそのp進cohomologyの有限性が得られていた。平成7年度の研究ではp進cohomologyの局所的な寄与に関することを中心に研究した。局所的な場合の結果として、正標数局所体のGalois群の有限monodromy表現に対応するFrobenius構造付きの微分加群(overconvergent ψ-∇-modules)に対して、Robbaの定義したlocal indexを利用してirregularityという量が定義できることを示した。さらに、そのirregularityが対応するGalois表現のSwan導手と一致することを示した。この結果は、"Local Index and Swan conductor"という題の論文にまとめられている。階数が1の微分加群の場合はこれは松田の結果である。証明のポイントは、微分加群のdirect imageにおいて有理関数で定義されている微分方程式が再び有理関数で表されることで、このとき、Robbaによる双対性が使えて誘導公式が成り立つことである。大域的な結果として、特別な場合にはunit-root overconvergent F-isocrystal係数のcohomologyのEuler数は局所項がψ-∇-moduleのirregularityで与えられる。これはl進におけるWeil公式の類似である。このことは一般にも成り立つと予想される。
都市供給施設における震害の防止・軽減

本研究は,都市供給施設が地震により被る災害に対して,震後の復旧方法も含めた耐震対策の確立を目標としている.本年度は,大別して, (1)震害を受けた供給施設の機能を考慮した被害の評価方法の提案,(2)復旧の戦略に関する基本的考察, (3)震害機構の解明のための研究の3項目について分担して研究を行った.以下に得られた結果の概要を示す.(1)に関しては,先ず震害をうけた都市供給システムの震害の全体像を捉えるためのシステム分析方法を提供し,地下街についての事例研究により震害モデルの構築方法の考察を行った.また,新しい震害評価の方法として,アンケートに基づいて得られた物理的被害と供給の支障の関係についての経験則をもとにした実用的被害予測モデルの構築方法や,管路網の震害評価に対してフラクタルの概念を導入する方法を提案した.さらに,大規模な都市供給網の機能被害を卓上電子計算機間の通信網を用いて評価する方法を検討した. (2)に関しては,先ず,供給施設の地震被害を都市全体のシステムの中で捉え,被災による全体の損失を考慮して復旧方法や耐震対策を講ずる方法について基本的な考察を行った.また,ガス供給網や電気通信システム等が被災した後に,復旧に影響を及ぼす諸要因を考慮しながら,時々刻々処理するための小型電子計算機による復旧支援システムの開発を行った.(3)に関しては,供給施設の震害機構を調べる上で最も問題となる地盤の破壊について,粒状体シミュレーションによる不連続体の破壊解析法を提案し,盛土破壊の進行や液状化解析への応用例を示した.また,地震時の異種地盤接合境界付近における間隙水圧を考慮した振動特性を調べるために, 2相系モデルの弾塑性有限要素法解析を行った.さらに,埋設管の地震時挙動を調べる上で必要となる入力波の時空間的関数をアレー観測地震波記録より合理的に求める方法を提起した.本研究は,都市供給施設が地震により被る災害に対して,震後の復旧方法も含めた耐震対策の確立を目標としている.本年度は,大別して, (1)震害を受けた供給施設の機能を考慮した被害の評価方法の提案,(2)復旧の戦略に関する基本的考察, (3)震害機構の解明のための研究の3項目について分担して研究を行った.以下に得られた結果の概要を示す.(1)に関しては,先ず震害をうけた都市供給システムの震害の全体像を捉えるためのシステム分析方法を提供し,地下街についての事例研究により震害モデルの構築方法の考察を行った.また,新しい震害評価の方法として,アンケートに基づいて得られた物理的被害と供給の支障の関係についての経験則をもとにした実用的被害予測モデルの構築方法や,管路網の震害評価に対してフラクタルの概念を導入する方法を提案した.さらに,大規模な都市供給網の機能被害を卓上電子計算機間の通信網を用いて評価する方法を検討した. (2)に関しては,先ず,供給施設の地震被害を都市全体のシステムの中で捉え,被災による全体の損失を考慮して復旧方法や耐震対策を講ずる方法について基本的な考察を行った.また,ガス供給網や電気通信システム等が被災した後に,復旧に影響を及ぼす諸要因を考慮しながら,時々刻々処理するための小型電子計算機による復旧支援システムの開発を行った.(3)に関しては,供給施設の震害機構を調べる上で最も問題となる地盤の破壊について,粒状体シミュレーションによる不連続体の破壊解析法を提案し,盛土破壊の進行や液状化解析への応用例を示した.また,地震時の異種地盤接合境界付近における間隙水圧を考慮した振動特性を調べるために, 2相系モデルの弾塑性有限要素法解析を行った.さらに,埋設管の地震時挙動を調べる上で必要となる入力波の時空間的関数をアレー観測地震波記録より合理的に求める方法を提起した.
各種吸入麻酔薬と内皮由来弛緩因子の相互作用および交感神経系の関与に関する研究

【方法】ペントバルビタール麻酔犬を気管内挿管下に機械換気した。右外頚静脈からSwan-Ganzカテーテルを挿入し、大腿動脈にカニュレーションを行い、体および肺循環動態を連続記録した。実験系が安定した後に、1MACのイソフルラン(Iso)を20分間吸入し、平均肺動脈圧(MPAP)、肺動脈楔入圧(PCWP)、平均動脈圧(MAP)の変化を観察した。Iso吸入前と吸入終了直前に熱希釈法により心拍出量(CO)を測定した。ついで2MACのIsoを20分間吸入し、同様の研究を施行した。研究中、吸入酸素濃度は100%とした(Iso群)。また、IsoとNOの相互関係を検討する目的で、別の実験群ではNO合成酵素阻害薬であるL-NMA(30mg/kg)を前処置した状態で、同様の研究を施行した(L-NMA-Iso群)。【結果】Iso群では1MAC,2MACののいずれの濃度のIsoでもMPAPは変化しなかった。MAPは1MACのIsoにより98.0±26.6から65.0±7.1mmHgに、2MACのIsoにより80.0±10.0から47.0±13.0mmHgに減少した。COは1MACのIsoにより2.2±0.4から1.6±0.31/minに、2MACのIsoにより1.6±0.3から1.3±0.31/minに変化した。L-NMA-Iso群では、1MACのIsoにより16.5±4.7から13.4±3.7mmHgに、2MACのIsoにより15.0±3.9から12.3±2.7mmHgに減少した。MAPはIso群と同程度の変化であった。COは1MACのIsoにより2.3±1.5から1.6±1.11/minに、2MACのIsoにより1.7±1.2から1.2±0.71/minに変化した。PCWPは両群においてIsoにより変化しなかった。【まとめ】L-NNA非前処置状態ではIsoにより血圧が低下するが、肺動脈圧は変化しない。Isoの心拍出量およびPCWPに及ぼす影響はL-NNA前処置で変化しなかったため、IsoはL-NNA-Iso群においてより強く肺血管抵抗を減じた。これは、IsoがNO抑制による肺血管収縮作用とNO以外の肺血管拡張作用を有することを意味する。
マダニプロテアーゼインヒビターの機能解明と応用に関する研究

本研究では、吸血によってマダニ中腸に取り込まれた宿主血液の消化及びバベシア原虫の伝播に関与するマダニ蛋白分解酵素の機能解明を推進し、殺ダニ剤による現行防除法に代わる有効で安全性と持続性の高いマダニ防除及び動物・ヒトバベシア症制圧技術を確立する。そのために、蛋白分解酵素の機能を制御するマダニプロテアーゼインヒビター(TPI)に焦点をあて、マダニ吸血行動と自然免疫に欠かせないヘモサイト由来のクニッツタイプキモトリプシンインヒビター(HlChI)の機能解明を行った。1.HlChIは6つのシステイン残基と3つのS-S結合が保存され、推定分子量は9.1kDaであった。2.HlChImRNAは全発育ステージで確認され、吸血によってその発現量は上方調節されていた。3.内在性HlChIの発現は、主にヘモサイトで確認された。4.HlChIは、牛膵臓キモトリプシンの加水分解作用を阻害することが確認されたが、牛膵臓トリプシンに対する阻害作用は弱く、豚エラスターゼ活性には影響が認めらなかったことから、キモトリプシンに対して特異反応を示すと考えられた。5.HlChIの活性はpH2-11、温度70°Cまでにおいて発揮された。6.HlChIは8M尿素及びpH8.0の2%SDS存在下で温度37°C24時間において安定であったが、2-メルカプトエタノールでは活性が完全に消失した。7.RNA干渉法で作製したHlChIノックダウンマダニでは、飽血不全と体重減少が惹起され、死滅するマダニが確認され、同時に著しい産卵数の低下が確認された。8.以上の成績より、HlChIは、高安定性のキモトリプシン特異的インヒビターであり、マダニ吸血・消化と繁殖過程の制御に重要な役割を果たしていると考えられた。本研究では、吸血によってマダニ中腸に取り込まれた宿主血液の消化及びバベシア原虫の伝搬に関与するマダニ蛋白分解酵素の機能解明を推進し、現行の防除法に代わる有効で安全性と持続性の高いマダニ防除及び動物・ヒトバベシア症制圧技術を確立する。そのために、蛋白分解酵素の機能を制御するマダニプロテアーゼインヒビター(TPI)に焦点をあて、血液貯留庫の形成・維持に欠かせない血管新生抑制分子のヘマンギンなどの内在性機能について、分子細胞・生化学的性状解析を実施した。1.フタトゲチマダニ唾液腺よりTPIのヘマンギン遺伝子を分離した。ヘマンギンはマダニ唾液腺に発現し、吸血によってその発現が顕著に増強されることが示された。ヘマンギン組換え体のin vitro解析によって、トリプシンやキモトリプシンなどのプロテアーゼ活性に対しての阻害作用を保有することが分かった。さらに、ヘマンギンは発育鶏卵由来大動脈およびヒト毛細血管内皮細胞に対して新生阻害作用を示した。これらの成績より、TPIは従来の典型的なプロテアーゼインヒビターにみられるような機能だけでなく、マダニ特有の長期間吸血に欠かせない宿主皮下への血液貯留庫の形成と維持のための血管新生阻害作用を有していると考えられた。2.中腸よりエンドペプチダーゼであるレグマイシを分離した。組換えレグマインはウシ由来ヘモグロビンに対して顕著な加水分解活性を示した。レグマインの吸血時における機能について明らかにするため、RNA干渉法によってレグマイン遺伝子の発現を抑制したノックダウンマダニを作製し、宿主ウサギに吸血させたところ、無処置マダニと比較して、吸血終了(飽血)時体重の有意な減少や産卵数の減少などが確認され、中腸上皮細胞の再構築が阻害されていることが認められ、血液成分の消化・吸収を担う中腸上皮細胞の構築・再生に重要な役割を果たしていると考えられた。1.フタトゲチマダニ唾液腺より分離されたTPIであり、宿主血管新生の阻害活性が確認されたヘマンギンの、吸血時における機能について検討するため、RNA干渉法によりヘマンギンノックダウンマダニを作製し、ウサギより吸血させたところ、対照区マダニと比較して著しい吸血の阻害が確認された。さらに、ノックダウンマダニにおいては、宿主皮下に形成される血液貯留庫の形成不全がみられた。これらの成績より、TPIは血管新生阻害などの機能により、マダニ吸血行動の維持を支えていると考えられた。2.マダニ中腸より分離されたレグマイン遺伝子(アスパラギニルエンドペプチダーゼ)について、マダニ生活環の各発育ステージにおける発現動態と局在を検討した。レグマインの遺伝子発現は、成ダニのみならず、幼ダニ、若ダニにおいても、吸血時にその発現が顕著に増強され、吸血開始後48時間において最も発現レベルが上昇していることが確認された。また、レグマイン遺伝子の発現は、幼ダニ、若ダニ個体においても中腸特異的であることが示された。