hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
補欠分子族含有酵素におけるプロトン・電子移動の協同的制御機構の解明

その結果,各中間体において様々なコンフォメーションが見出され,リン酸イオンはその中でも反応に都合の良いコンフォメーションの高い比率を維持すること,逆に硫酸イオンは反応に不都合なコンフォメーションを増やし,特にアミノクロトン酸シッフ塩基中間体において副反応を助長していることが示された.上記の主要な研究対象のほか,フラビン酵素である2-methyl-3-hydroxypyridine-5-carboxylic acid oxygenaseにおいてもTyr270のプロトン移動における役割を解明した.Arthrobacter globformis銅アミン酸化酵素(AGAO)についてプロトンの位置の決定に中性子線解析を行いつつあり,またEscherichia coliアスパラギン酸アミノ基転移酵素(AAT)にもこの方法を適用する予定である.しかしながら,J-PARCに対する東日本大震災の影響で中性子線解析の開始が遅れており,この点において研究の進捗がやや送れていると判断される.Arthobacter globformis銅アミン酸化酵素(AGAO)について,添加剤の検討により,生理的な湿度と温度における結晶解析に成功し,嫌気的条件化における基質及び基質アナログとの複合体の結晶について温度を変化させてX線結晶解析を行うことにより,ある素過程についての標準エンタルピー変化と標準エントロピー変化を求めることが可能となった.これはAGAOの触媒反応におけるプロトン-電子移動の協同的制御機構の説明に必須の多次元エネルギー準位図の構築に大きく貢献する成果である.トレオニン合成酵素(ThrS)については,後半の反応については実験的・理論的解析がほぼ完成し,多次元エネルギー準位図を描くことが可能となったので,前半の反応の解析に力を傾注した.まず,エナミン中間体で反応が停止することが明らかとなっている2-アミノ-5-ホスホノペンタン酸(AP5)の安価な合成法を開発し,大量のAP5を用いてThrSの反応をpHを変化させて行った.その結果,外アルジミン中間体,カルボアニオン中間体,ケチミン中間体,エナミン中間体の生成を区別して見いだすことができた.また,pHによって変化するのはThrSへのAP5の結合段階であり,AP5はアミノ基が脱プロトン化した状態が優先的にThrSに結合することが示された.それに対して,反応中間体についてはエナミン中間体までの全ての速度定数にpH依存性がなく,AP5が酵素に結合後は溶媒から隔離された状態にあることが示唆された.Arthrobacter globformis銅アミン酸化酵素の遅れを取り戻すべく,力を傾注したために,ピリドキサール酵素については,トレオニン合成酵素,アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼともに,やや遅れ気味である.Arthobacter globformis銅アミン酸化酵素(AGAO)について,本研究全体のの骨子である「プロトン・電子移動の協同的制御機構」を解明するための中心的な情報である,種々のプロトン化状態における反応解析を行った.嫌気的条件下,種々のpHにおいて基質フェニルエチルアミンとAGAOを反応させ,スペクトル変化をフォトダイオードアレイを装備したストップトフロー分光器を用いて追跡し,得られたスペクトル変化をグローバル解析に供し,遷移相速度論的解析を行った.
ペルオキシソーム形成因子群の膜インターフェイス機能と制御

本年度は以下の研究項目に取り組み、分子レベルでの成果を得ることができた。膜局在ペルオキシンPex14pに関し、機能領域21-260の同定と共に、ペルオキシソーム膜上にてPex14p-Pex13p複合体として存在、PTS1タンパク質-Pex5p複合体をリクルートし、ついでPTS1タンパク質はペルオキシソーム膜内に取り込まれ、Pex5pは結合しているPex14p複合体から解離再び細胞質へとリサイクルされ、その後Pex14pは再び他のPex14pおよびPex13pと結合し複合体を形成することを見出した。2)ペルオキシソームの分裂・形態制御機構正常な球形ではなく繊維状に伸びたペルオキシソームを表現型とするCHO変異細胞ZP121では、その原因がダイナミン様タンパク質DLP1遺伝子の点突然変異によりGTPase活性を失ったことに起因すること、すなわちDLP1がペルオキシソームの形態形成にも関わっていること、ZP121が世界で初めての哺乳動物dlp1変異細胞であることを見出した。さらに、DLP1の膜上レセプターであるFis1もペルオキシソーム膜上に存在していることを見出した。この両者に、ペルオキシソームの分裂に必須なPex11pを加えた3者の協奏的作用により、ペルオキシソームの分裂と形態が制御されていることも最近明らかにした。ペルオキシソーム膜タンパク質のPex19pによるin vitro局在化アッセイ系の確立に続いて、Pex19pは新規合成膜タンパク質と細胞質中で複合体を形成、安定化し,次いで経時的に膜形成に依存して輸送,局在化させることを、ペルオキシソーム膜欠損性pex19CHO変異細胞ZP119を用いて明らかにした。4)AAA ATPaseファミリーPex1pならびにPex6pとその複合体のペルオキシソームへのリクルーターPex26pとのダイナミズム解析Pex1pとPex6pのWalker motifs変異解析を含めた分子解剖とPex1p、Pex6pそれぞれの活性領域、さらには両者複合体形成必須領域を明らかにした。加えて、Pex26pとの3者複合体形成能とその生理的意義を明らかにした。また、細胞質のPex1pのオリゴマー体を検討、3量体ならびに6両体として存在することも見出した。新たな温度感受性pex1変異CHO細胞株の分離に成功した。5)PTS2受容体Pex7pによるマトリクスPTS2タンパク質の輸送機構本年度は、主として以下の研究成果を得ることができた。1)PTS1受容体Pex5pのペルオキシソーム-サイトゾル間シャトリングの分子機構ペルオキシソームマトリックス酵素群の多くはC-末端局在化シグナル1(PTS1)を有しており、サイトゾルで合成された後、PTS1受容体Pex5Pによりペルオキシソームに輸送される。我々は、Pex5Pのペルオキシソームへの移入および移出過程を無細胞系により検討した結果、Pex5pはペルオキシソームへの移入にはPex14pと温度を必要とし、移出にはAAA-ATPase Pex1pおよびPex6p、ATP加水分解ならびにサイトゾルを必要とすることを解明した(MCB 2005)。2)Pex19pによるペルオキシソーム膜タンパク質のin vitro輸送系の確立ペルオキシソーム膜タンパク質のPex19pによるin vitroペルオキシソーム局在化を検討した。Pex16pおよびPex26pは、Pex19pおよびATPエネルギー依存的に輸送され、ペルオキシソーム膜に組み込まれた。その後のPex19pの細胞質への解離・放出も認められた、さらに、膜タンパク質Pex3p、Pex19p、Pex16pあるいはPex26p間で3者複合体の形成を見出し、Pex3Pが膜上におけるPex19p-膜タンパク質複合体の受容体として働くことを示唆した(JBC 2006)。3)ペルオキシソーム形成異常症患者由来Pex26p変異は安定性、ペルオキシソームへの局在化、Pex1p-Pex6p複合体との相互作用に障害をきたすペルオキシソーム欠損症相補性群第8群の病因遺伝子PEX26に関し現在までに13名の患者解析の結果、計11種の変異を同定、これらの変異体は、Pex26p自身の安定性やペルオキシソーム膜への局在化、Pex1p-Pex6p複合体との結合活性の障害などを有することを見出した(JBC 2006)。ペルオキシソーム膜局在ペルオキシンPex14P(構成アミノ酸数376)は、マトリックスタンパク質に対する膜内透過装置の一構成因子として機能する。Pex14pに関し、機能領域21-260の同定と共に、ペルオキシソーム膜上にてPex14p-Pex13p複合体として存在、PTS1タンパク質-Pex5p複合体をリクルートし、ついでPTS1タンパク質はペルオキシソーム膜内に取り込まれ、Pex5pは結合しているPex14p複合体から解離再び細胞質へとリサイクルされ、その後Pex14pは再び他のPex14pおよびPex13pと結合し複合体を形成することを見出した(JBC 2006,in press)。5)ペルオキシソームの形態制御機構:DLP1異常CHO変異細胞ZP121による解析ZP121 CHO変異細胞では繊維状に伸びたペルオキシソームならびに極度に繋がり凝集したミトコンドリアが観察される。

Dynamin-like Protein 1(DLP1、699アミノ酸)cDNAの導入によりこれらの異常が相補され、かつZP121において野生型DLP1と変異型DLPIG363Dの二種が対立DLP1アレルから発現していること、DLPIG363DはGTPase活性を有せずdominant negative体として働くことを明らかとした。ZP121は初めての哺乳動物dlp1変異細胞である(ECR 2006,in press)。本年度は以下の研究項目に取り組み、分子レベルでの成果を得ることができた。膜局在ペルオキシンPex14pに関し、機能領域21-260の同定と共に、ペルオキシソーム膜上にてPex14p-Pex13p複合体として存在、PTS1タンパク質-Pex5p複合体をリクルートし、ついでPTS1タンパク質はペルオキシソーム膜内に取り込まれ、Pex5pは結合しているPex14p複合体から解離再び細胞質へとリサイクルされ、その後Pex14pは再び他のPex14pおよびPex13pと結合し複合体を形成することを見出した。2)ペルオキシソームの分裂・形態制御機構正常な球形ではなく繊維状に伸びたペルオキシソームを表現型とするCHO変異細胞ZP121では、その原因がダイナミン様タンパク質DLP1遺伝子の点突然変異によりGTPase活性を失ったことに起因すること、すなわちDLP1がペルオキシソームの形態形成にも関わっていること、ZP121が世界で初めての哺乳動物dlp1変異細胞であることを見出した。さらに、DLP1の膜上レセプターであるFis1もペルオキシソーム膜上に存在していることを見出した。この両者に、ペルオキシソームの分裂に必須なPex11pを加えた3者の協奏的作用により、ペルオキシソームの分裂と形態が制御されていることも最近明らかにした。ペルオキシソーム膜タンパク質のPex19pによるin vitro局在化アッセイ系の確立に続いて、Pex19pは新規合成膜タンパク質と細胞質中で複合体を形成、安定化し,次いで経時的に膜形成に依存して輸送,局在化させることを、ペルオキシソーム膜欠損性pex19CHO変異細胞ZP119を用いて明らかにした。4)AAA ATPaseファミリーPex1pならびにPex6pとその複合体のペルオキシソームへのリクルーターPex26pとのダイナミズム解析Pex1pとPex6pのWalker motifs変異解析を含めた分子解剖とPex1p、Pex6pそれぞれの活性領域、さらには両者複合体形成必須領域を明らかにした。加えて、Pex26pとの3者複合体形成能とその生理的意義を明らかにした。また、細胞質のPex1pのオリゴマー体を検討、3量体ならびに6両体として存在することも見出した。新たな温度感受性pex1変異CHO細胞株の分離に成功した。5)PTS2受容体Pex7pによるマトリクスPTS2タンパク質の輸送機構
Semantic Webベースの造船教育用CADシステムの国際共同開発

同じメンバーにより、昨年度から、科学研究費補助金14350518「設計知識が内蔵された造船概略設計用CADシステムの使用と実装に関する研究」により設計知識の内蔵された造船用CADシステムの新しいアーキテクチャーを提案した。これをベースに教育用システムを構築することを発想し、国際共同開発を計画した。造船設計においては、かつて建造された船舶の膨大なデータから知識を抽出し、概略一般配置を求め、その後、タンクの分け方や中央断面などの構造の概略や船体の安定性や積み付け状態による荷重に対する強度検討などを行っていく。概略一般配置の設定までを、セマンティックウェブを用いて、XMLで記述されたウェブ上のデータベースを検索して、過去の船舶のデータから知識の抽出と利用を行い、これにより設計値を決定していくメカニズムを提案した。これが確定したら、データを商用造船用CADシステムであるTRIBONにデータを移し、ここでの詳細設計の機能を用いて設計を確定していく。このようにして概略一般配置設計とその後のやや詳細な検討を、二つのフェーズに分けて行っている。この全プロセスにおいて、ワークフローを定義しておき、それぞれのタスクにおいては必要なデータやドキュメントをセマンティックウェブにより簡便に参照することができるようにしてある。このワークフローシステムでは先生が学生に設計手順を示すことにし、また必要な教科書をウェブ上のドキュメントとして実装すれば、教育用のCADシステムが実現できる。また、ウェブサイトはどこにあってもよく、ワークフローも同様に置くことができるために、国際協力作業によって世界共通の教育用CADシステムが実現でき、ニューカッスル大学主催の国際会議に発表し、欧米を中心に7カ国程度の国々に提案中である。に公開してあり、現在はニューカッスル大学とブリティッシュコロンビア大学が実装を検討している同じメンバーにより、昨年度から、科学研究費補助金14350518「設計知識が内蔵された造船概略設計用CADシステムの使用と実装に関する研究」により設計知識の内蔵された造船用CADシステムの新しいアーキテクチャーを提案した。に公開してあり、現在はニューカッスル大学とブリティッシュコロンビア大学が実装を検討している
超伝導マグネットの総合的研究

本年度は核融合特別研究の最終年度に当たるため、10年間のまとめをも兼ねて、マグネット構成材料及びマグネット技術の2サブ班構成の下に4件の計画研究を行った。本研究ではこれらの計画研究の円滑な推進、総合的見地からの計画研究間の調整及び研究成果のまとめの方向付けを目的として、次の研究活動を行った。1.総括班会議及び幹事会本年度の計画研究の遂行方針並びに本研究班の本年度活動方針の決定のために2回の幹事会及び1回の総括班会議を開催した。2.ワークショップの開催過去10年間に行ってきた研究成果を現在進行中のヘリカル型核融合実験装置のR&Dに生かすことを目的として、設計面から要請される研究内容及び必要な研究テーマに関するワークショップを2回開催した。○第1回ワークショップ:大型ヘリカル装置超伝導化の課題と超伝導班の研究課題平成元年9月14日横浜国立大学○第2回ワークショップ:ヘリカル装置超伝導化平成2年1月19日1月20日東北大学工学部なお、ワークショップの準備のためのワーキンググループ会合を計4回行った。3.報告書本年度の研究成果のまとめと報告を兼ねて、次の報告書を印刷・配布した。○ヘリカル装置超伝導化(A4判271頁)○超伝導マグネットの総合的研究(B5判139頁)本年度は核融合特別研究の最終年度に当たるため、10年間のまとめをも兼ねて、マグネット構成材料及びマグネット技術の2サブ班構成の下に4件の計画研究を行った。○ヘリカル装置超伝導化(A4判271頁)○超伝導マグネットの総合的研究(B5判139頁)
職域ー地域のネットワ-ク化による勤労者のト-タルヘルス・ケア・システムの構築

システム構築の基礎となる健診情報や生活関連情報などについてデ-タ-ベ-スを作成し、実態把握ならびに疫学的検討を行った結果、rーGTPと飲酒や喫煙、あるいは肥満と腹一杯食べる食習慣など定期健診結果と生活習慣との間に関連が認められた。これらのことより、検査値に異常を示した者はもちろん、40才未満の年代層や検査値に異常を示さなかったが生活習慣の好ましくないものに対する成人病予防の具体的な手がかりが得られ、労働衛生コンサルタント所属保健婦を中心とした生活・保健指導などへの活用が可能になった。また、企業間でみると個々の企業における集団特性がうかがわれ、各個人の保健指導の充実を図るとともに企業の集団特性に応じた健康管理の必要性が明らかになった。さらに以上の成果をもとに保健指導の一試みとして、地域開業医との連携のもとに労働衛生コンサルタント所属保健婦・地域保健婦・栄養士等による包括的ヘルスケアの実践的事例研究を行い、一定の成果を得た。中小零細企業における健康管理活動は健診・事後指導の充実を当面の重点にさぜるを得ない現状にあるが、成人病予防などに対しては第一次予防への展開が必要である。そのためには、勤労者の生活が職域と地域の密接な関わりの中で営まれていることを考えると、職域と地域の連携がとくに中小零細企業における今後の健康管理活動の展開にとって重要と言え、今回の試行は一定の成果を収めた。今後、地域の社会資源の有効活用が一つのポイントになると考えられる。
心臓マクロファージの新たな分子制御機構の解明と心不全における機能解析について

心不全は依然として罹患率と死亡率が高く、病態生理の解明は急務である。我々はこれまでに、マウスの心臓マクロファージが心臓恒常性維持に必須であり、心臓マクロファージ由来のAmphiregulinが心筋細胞保護的作用を持つ事を示した。これら細胞特異的遺伝子発現の転写調節に関して、ATAC-seqで心臓マクロファージのエピゲノム解析を行った。心不全モデルや老化マウスを用いて比較解析し、心臓マクロファージの細胞起源が胎仔肝由来から骨髄由来に変わり、さらに骨髄が老化することで表現型が変化する事が分かった。これらのエピゲノム変化を起こす分子機構の解明と介入が、心不全の新たな治療ターゲットになると考えられた。心不全における炎症性免疫細胞の浸潤は、以前より増悪因子として報告され、過剰な炎症を標的とする治療戦略が検討されている。一方で心臓マクロファージは均一の集団ではなく、一部は外的ストレスに対して恒常性維持を図る保護的作用を示す。様々な環境の変化を検知し、可塑性に富んだ反応を示すための、心臓マクロファージ特異的な分子機構が存在していると考えられ、これらを明らかにすることで心不全という恒常性破綻の病態形成の解明を目指す。組織マクロファージの組織特異的な分子機構の解明はいくつかの臓器で検討され、病的状態において組織マクロファージが実質細胞とのマルアダプティブな相互作用を起こすことが病態生理の原因と考えられている。生理的状態において心臓マクロファージが心保護的蛋白アンフィレギュリンを分泌することをこれまでに明らかにしたが、その制御機構は不明であり、病態形成における役割は分かっていない。心臓マクロファージ特異的に発現する心保護的蛋白の発現制御には、細胞特異的な転写制御機構が存在することが予想されるが、心臓組織の微小環境において心臓マクロファージのリガンドになるものは同定されていない。まずは様々な病態の心臓マクロファージを単離して網羅的発現解析を行い、心筋細胞に与える影響を解析する。続いて心臓マクロファージ特異的な転写因子への遺伝子介入を行い、心臓マクロファージの質的変化に伴う病態形成に与える影響を解析する。心臓マクロファージを単離して網羅的発現解析を行い、他の臓器マクロファージと比較すると、組織特異的な発現様式を示した。この過程で同定した心臓マクロファージ特異的な発現を示すAregは心保護的作用を持つことが新たに分かった。Aregは心臓においてマクロファージのみが発現し、心臓マクロファージで発現するAregをノックアウトすると心機能が低下した。これらの心臓マクロファージ特異的な発現を制御しているのは細胞特異的に発現する転写因子と考え、細胞特異的に発現する転写因子に注目することとした。それぞれマクロファージにおける発現制御に関わる転写因子として新規性が高かった。それぞれの転写因子に対してCRISPR/Cas9システムを用いてノックアウトするレンチウイルスを作成し、造血幹細胞に感染させた後、放射線照射マウスに注入した。心臓マクロファージ特異的な転写制御機構に関わる転写因子をノックアウトした造血幹細胞は心臓マクロファージに分化できないと考えた。心臓マクロファージを後に単離して組み込まれたレンチウイルスの配列をシーケンスすることでマスター転写因子の同定を行う。生活習慣病を原因とする心血管病は近年ますます増加しており、心不全は依然として罹患率と死亡率が高く、その病態生理の解明は急務である。我々はこれまでにマウスの心臓マクロファージが心臓恒常性維持に必須であることを示した。そこで心臓マクロファージの新たな発現制御機構の解明を目的とした。さらに心臓マクロファージの老化をエピゲノムの観点から解析し、その変化が心機能に与える影響を明らかにすることを二つ目の目的とした。若年マウスと老化マウスの心臓マクロファージのATAC-seqを行うことで心臓マクロファージ特異的に発現する遺伝子の転写調節領域が、老化によりどのように変化するのかを捉えることができる。心臓の老化は心臓マクロファージと心筋細胞との相互作用の破綻が引き起こすという視点のもと、老化を転写制御領域の変化としてゲノム上で可視化し、これらのエピゲノム変化が心機能低下の表現型に与える影響を解析することにした。これまでに、心臓マクロファージ由来の心筋細胞保護的制御因子として分泌タンパクのアンフィレギュリン(Areg)を同定した。Aregは心臓においてマクロファージでのみ発現しており、その他の組織マクロファージでは発現しておらず細胞特異的な発現を示す。Aregのプロモーター領域は心臓マクロファージが老化するとエピゲノムが変化することが分かり、これらは細胞起源による違いと考えられた。心臓マクロファージの細胞起源が胎仔肝由来から骨髄単球由来のものに変わり、さらに骨髄の老化により心臓マクロファージが質的に変化すると考えられている。これらのエピゲノムの変化による心臓実質へ与える影響を解析することで、老化や心不全の新たな病態解明を図ることが今後の課題である。

これらのエピゲノム変化を起こす分子機構の解明と介入が、心不全の新たな治療ターゲットになると考えられた。(今後の推進方策)心臓マクロファージのマスター転写因子を同定しAregを始めとする心臓マクロファージ特異的発現を示す心保護的蛋白の制御機構を解明する。これにより心不全の病態生理に迫り、新規治療の開発に繋げる。遺伝子介入による心臓マクロファージの質的な変化により心筋実質がどのように変化するかを評価することは新しい病態生理の解明にもつながる。循環器内科学今後は次世代シーケンサーを使用した発現解析やゲノムシーケンスを行う必要があり、多額の費用が予想された。これまでの予備検討で得られたデータをもとにして動物実験も本格化するため実験動物の飼育維持や介入にも費用を要す。次年度の必要経費を鑑み初年度の使用額を限定的なものとした。上記今後の実験計画に対する予算が必要であることに加えて、これまで得られたデータをもとに今後さらなる学会発表や海外での発表、議論も予定しており旅費も含めた予算が必要と考えられた。
線維芽細胞増殖因子(FGF)-7とFGF-10による膵組織再生誘導の研究

線維芽細胞増殖因子受容体ファミリーのKeratinocyte growth factor receptor(KGFR/FGFR2IIIb)は上皮細胞に局在し、線維芽細胞増殖因子(FGF)-7とFGF-10が結合することにより各種上皮細胞の増殖や分化に関与していることが知られている。近年、膵臓の発生分化過程において、FGF-10が重要な役割を果たしていることが報告されている。ラットの急性膵炎モデルにおいてはFGF-7とFGF-10が膵炎の回復期に産生され、再生腺房細胞には正常の腺房細胞に見られないKGFRが発現している。またKGFRは正常膵臓と膵炎組織の膵島に豊富に局在していることから、膵島の機能、形態の維持にも重要と考えられる。FGF-7,FGF-10の慢性膵炎後の膵再生における役割を検討するため、Dibutyltin dichloride(DBTC)をラット頸静脈内に投与し、実験膵炎モデルを作成した。ラット慢性膵炎組織においては、膵島細胞に加えて多数の膵管細胞と再生腺房細胞にKGFRの局在が認められた。これらのことから膵管細胞と腺房細胞の増殖分化にFGF-7,FGF-10がKGFRを介して作用していると考えられ、KGFR陽性細胞の一部は分化能を有する膵前駆細胞である可能性も示唆された。一方、神経細胞のstem cellに発現するnestinが、膵島細胞にも局在することから膵の前駆細胞として膵臓の再生に重要な役割を果たすものと注目されている。ラットの急性膵炎モデルにおいてnestinの局在を検討したところ、nestinが膵島と膵炎後に新生する血管内皮細胞、myofibroblastなどに豊富に認められることを確認した。慢性膵炎モデルでは線維化巣の間質細胞に局在がみられた。これらのことよりnestinが膵臓の血管新生と膵臓の上皮系細胞の再生に関与していることが考えられ、KGFRの局在と比較検討し、膵臓の前駆細胞の組織標本上での同定と再生誘導治療への応用を検討中である。線維芽細胞増殖因子(FGF)-7とFGF-10は上皮細胞に局在するKeratinocyte growth factor receptor(KGFR/FGFR2IIIb)に結合し、上皮細胞のみの増殖を促進させることが知られている。ラットの急性膵炎モデルにおいてFGF-7とFGF-10が膵炎の回復期に産生され、再生腺房細胞には正常の腺房細胞に見られないKGFRが発現していることが明らかとなっている。またKGFRは正常膵臓と膵炎組織の膵島に豊富に局在していることから膵島の機能、形態の維持にも重要と考えられる。FGF-7,FGF-10の慢性膵炎後の膵再生における役割を検討するため、Dibutyltin dichlorideをラット頸静脈内に投与し、実験膵炎モデルを作成した。慢性膵炎組織において、線維化巣に接して局在する再生腺房細胞においてKGFRの局在が認められた。このことから腺房細胞の再生にFGF-7,FGF-10がKGFRを介して作用している可能性が考えられた。現在、recombinant FGF-7,FGF-10の膵炎モデルへの投与による組織形態的変化の検討を行っている。近年、神経細胞のstem cellにnestinが発現していることが報告され、nestinが膵島細胞にも局在することから膵のstem cellとして膵臓の再生に重要な役割を果たすものと注目されている。

ラットの急性膵炎モデルにおいてnestinの局在を検討したところ、nestinが膵島の毛細血管と膵炎後に新生する血管内皮細胞、新生したductal-ductular structureの周囲にあるmyofibroblastに豊富に認められることを確認した。このことよりnestinが膵臓の血管新生と膵臓の上皮系細胞の再生に関与していることが考えられ、KGFRの局在とも比較検討しその役割を明らかにする予定である。上皮細胞に局在するKeratinocyte growth factor receptor(KGFR/FGFR2IIIb)に対して線維芽細胞増殖因子(FGF)-7とFGF-10が結合し、その増殖を促進させることが知られている。近年、膵臓の発生分化過程において、FGF-10が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。ラットの急性膵炎モデルにおいてFGF-7とFGF-10が膵炎の回復期に産生され、再生腺房細胞には正常の腺房細胞に見られないKGFRが発現している。またKGFRは正常膵臓と膵炎組織の膵島に豊富に局在していることから、膵島の機能、形態の維持にも重要と考えられる。FGF-7,FGF-10の慢性膵炎後の膵再生における役割を検討するため、Dibutyltin dichlorideをラット頸静脈内に投与し、実験膵炎モデルを作成した。慢性膵炎組織において、膵島細胞に加えて多数の膵管細胞と再生腺房細胞にKGFRの局在が認められた。このことから膵管細胞と腺房細胞の増殖分化にFGF-7,FGF-10がKGFRを介して作用していると考えられ、KGFR陽性細胞の一部は分化能を有する膵前駆細胞である可能性が示唆された。神経細胞のstem cellに発現するnestinが、膵島細胞にも局在することから膵の前駆細胞として膵臓の再生に重要な役割を果たすものと近年注目されている。ラットの急性膵炎モデルにおいてnestinの局在を検討したところ、nestinが膵島と膵炎後に新生する血管内皮細胞、myofibroblastなどに豊富に認められることを確認した。このことよりnestinが膵臓の血管新生と膵臓の上皮系細胞の再生に関与していることが考えられ、KGFRの局在と比較検討し、膵臓の前駆細胞の組織標本上での同定と再生誘導治療への応用を検討中である。
ロタキサン形成を分子のキラル配向制御に用いる円偏光発光材料の創製とその一般化

本研究計画では、[4]ロタキサンの左右両円偏光発光(円偏光発光:CPL)の実現と広範な波長領域への対応を通して、本法のCPL材料創出法への一般性を検証するため、以下の項目を実施した。1、γ-シクロデキストリン(γ-CD)の鏡像異性体を用いずに[4]ロタキサンから左右両円偏光発光を実現する手法の確立:これまでの研究で得られた知見より[4]ロタキサンの円偏光の回転方向は、γ-CDに内包された2分子のアルキニルピレンが形成するスタック構造の絶対配置関係により決定されることが判明している。この絶対配置関係が反転する条件を計算化学的手法から探索して、γ-CDの鏡像異性体を用いずに円偏光特性が反転した[4]ロタキサン(反転[4]ロタキサン)を設計した。2、アルキニルピレン以外の発光分子として、アルキニルペリレンを新たに設計・合成した。またアルキニルペリレン2分子、γ-CD2分子からなる[4]ロタキサンを合成し、強いCPLを示すことを確認した。3、アルキニルピレン以外の発光分子として、ビスフェニルエチニルアントラセンを新たに設計・合成した。またこのビスフェニルエチニルアントラセンがγ-CDに2:2のモル比で包接されることを確認した。そしてこの包接錯体が、強いCPLを示すことを確認した。4、テンプレートクリック法を用いて、シクロデキストリン・アルキニルピレン・ククルビットウリル3元系での当該ロタキサン類の高収率な合成法を開発した。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究計画では、[4]ロタキサンの左右両円偏光発光(円偏光発光:CPL)の実現と広範な波長領域への対応を通して、本法のCPL材料創出法への一般性を検証するため、以下の項目を実施する。(1) γ-シクロデキストリン(γ-CD)の鏡像異性体を用いずに[4]ロタキサンから左右両円偏光発光を実現する手法の確立:これまでの研究で得られた知見より[4]ロタキサンの円偏光の回転方向は、γ-CDに内包された2分子のアルキニルピレンが形成するスタック構造の絶対配置関係により決定されることが判明している。(2)アルキニルピレン以外の発光分子として、アルキニルペリレンを新たに設計・合成した。またこのアルキニルペリレンがγ-CDに2:2のモル比で包接されることを確認した。(1)計算化学的手法を用いて、γ-CDの鏡像異性体を用いずに円偏光特性が反転した[4]ロタキサン(反転[4]ロタキサン)の探索に成功した。(2)新たな発光分子であるアルキニルペリレンの合成に成功し、このアルキニルペリレンがγ-CDと2:2のモル比で包接錯体を形成し、さらにこの錯体が強いCPLを示すことを確認することに成功した。(1)反転[4]ロタキサンの分子設計の妥当性を検証するため、昨年度に設計した修飾アルキニルピレンと修飾γ-CDを合成し、分子間会合での擬[4]ロタキサンの円二色性およびCPLスペクトルを測定する。擬[4]ロタキサンのキロプティカル特性評価の結果、円偏光の反転が確認されない場合は、計算化学に立ち戻り、より高精度な量子化学計算法の使用も視野に入れる。

また、擬[4]ロタキサンの物性を各種分光測定より評価して、得られた情報(会合定数など)を次のロタキサンの合成条件の最適化に利用する。その後、修飾アルキニルピレンと修飾γ-CD、ストッパー分子を用いて、反転[4]ロタキサンを合成する。反転[4]ロタキサンの光学特性およびキロプティカル特性を、各種分光測定より評価する。(2)これまでの研究で得られた知見を活かして、広範な波長に対応できる[4]ロタキサン群を合成する。発光部位には、同種もしくは異種のアルキニル発光分子(ナフタレン、アントラセン、ピレンなど)を組み合わせたエキシマー発光体、およびヘテロエキシマー発光体を使用する。発光部位を包摂するキラルホスト分子には各種CDだけでなく、CDでは包摂できないサイズの発光部位の使用を考慮して、空孔サイズのバリエーションが豊富なキラル包摂化合物(ククルビットウリル、キラルなピラーアレーン)なども選択肢に入れる。分子モデリングソフトから各パーツの最適な組み合わせを決定し、それらを用いて[4]ロタキサンを合成する。合成した[4]ロタキサンは、(1)の手法から反転[4]ロタキサンへと誘導する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ツチガエルで臨む変温動物化学防御機構の完全証明

両生類や爬虫類は、体表の分泌腺から悪臭や毒を出して捕食者から身を守ると考えられているが、実験的に証明されていない。そこで苦味と悪臭でヘビからの捕食を防ぐと考えられるツチガエルを材料に、ヘビ捕食作用の物質的実体と考えられる苦味物質と悪臭物質の同定に取り組んだ。カエルへの影響を極力抑えた非侵襲的な体表分泌物の採取法及び新臭気捕集法“ドライヘッドスペース法"を開発し、苦味物質としてrugosamarin Aと命名したペプチドを、また悪臭を構成する成分の一部としてイオノン誘導体と2種のアルデヒドを同定した。本研究の目的は、ヘビに捕食されることのない、臭くて無毒なカエル「ツチガエル」をモデルに、そのヘビ忌避の物質的メカニズムを明らかにすることで、変温動物の化学防御機構の一端を明らかにするとともに、その知見を効果的かつ無害な害獣忌避剤の開発に生かすことである。これまで、ヘビの忌避作用はツチガエルの体表分泌物が担い、かつ体表分泌物は臭くて苦いことが分かっている。研究代表者は苦味を指標に、9頭のカエルから4.1 mgの苦味物質を単離し、それがペプチドであることを明らかにしている。ツチガエル体表分泌物中のヘビ忌避作用の本体と考えられる苦味ペプチドの構成アミノ酸は、NMRスペクトル中でのシグナル重複が激しく、その解析は困難を極めたが、5残基のLys、3残基ずつのArgおよびSer、2残基ずつのPhe、Ile、Val、Ala、およびCys、1残基ずつのGly、Asn、およびProよりなることが分かった。合計25残基のうち、19残基が既知の抗菌ペプチドgaegurin 6と共通であることが分かった。ツチガエルからは、過去に6種類の抗菌性ペプチドが得られているが、いずれも一対のCys残基を持ち、うち一つはC末に位置しており、「6の字」構造を取ることが予想される。本苦味ペプチドのMALDI-TOFMSのCIDデータは複雑であったことから、同じ様な構造を取ることが予想された。アミノ酸配列を決定するため、lysyl endopeptidaseによる酵素消化を行ったところ、HPLC分析にて4本のピークを得、うち一つを分取した。NMRによる構造解析を試みたが、十分量無かったため、今後はペプチドシークエンサーによる配列決定を行う。ツチガエル体表分泌物から精製した苦味ペプチドをプロテインシーケンサーで配列解析した結果、高濃度の試料を用いることにより、24残基のうち17残基までが信頼度100%でアミノ酸配列を決定出来た。残りの7残基はシークエンスデータと前年度の機器分析データを考え合わせることにより、予想配列を決定することが出来た。得られた配列はgaegurin 5との相同性が76%であり、前年度NMRおよびMSで得られた組成アミノ酸のうち、Ile一残基をLysに変更したものであることが明らかとなった。ツチガエルは「くさいカエル」として知られているが、特徴的な匂いの寄与成分は明らかにされていない。そこで匂いの本体を明らかにすべく、M. H. Brodnitzらの方法(J. Agr. Food. Chem. 1971, 19-269-272)に習い体表洗浄液より匂い成分を捕集した。NMRやGC-MSで解析したものの、1-BuOHやEtOAcなど、明らかに実験室の雰囲気中に揮発した溶媒以外にめぼしいものは見られなかった。そこで体表洗浄液を微量のクロロホルムで抽出し、これをGC-MS解析に供した。成分の分離にTC-70キャピラリーカラムを用いたところ、benzaldehydeとcholesterolが主要ピークとして表れたが、何れも期待した匂い特性では無かった。このほかに幾つかのマイナーピークが得られているが、フラグメンテーションパターンから構造を決める事は出来なかった。今後はSPMEカートリッジに直接体表抽出物を吸着して分析することで、体表から直接候補となる特徴臭物質のEI-MSピークを観測する予定である。当初の予測とは異なり、特徴臭の原因物質はマイナー成分である可能性が出てきており、同定が難航する恐れがあるため。前年度に引き続き、ツチガエル電極刺激時に発散する特有臭の捕集法に取り組んだ。カエルを逆さにした漏斗と通電したアルミ箔被覆ガラス板に閉じ込め、開口部から逆相吸着剤による体表近傍の雰囲気を捕集したが、GC-MS分析での成績は好ましくなかった。そこでまず体表分泌物を濾紙に吸い取り、これを逆相吸着剤とともに小バイアルに密閉して雰囲気を吸着させ、微量のn-pentaneで抽出して分析した結果、幾つかの特徴的な主成分が検出できた。このうちdihydro-beta-iononeについては、標品を入手し、官能検査に供したが、フローラルな香りであり、ツチガエル特有臭とは異質だった。ツチガエルの特有臭は、一成分によるものではなく、多成分により構成されるものである可能性が示唆された。ツチガエル体表分泌物中のヘビ忌避作用を担うと予想されるgaegurin 6様苦味ペプチドrugosamarin A (ツチガエル種小名rugosa +ラテン語「苦い」amaraより命名) +と命名)の完全構造配列決定に向けて、前年度に得た予想配列のペプチド10 mgを委託合成した。また、ペプチドでのヘビ捕食阻害実験の実施に向けて、ペプチドの大量供給法を確立すべく、共同研究者の富山県立大学磯貝泰弘准教授により遺伝子工学手法でペプチドを合成する手法が確立された。

今後、これらをフォールドさせ、天然物との同等性をHPLC分析およびNMR、MSなどの機器分析により確認する予定である。特有臭の同定が予定通りに進んでいない。分析対象が季節限定の試料である上、臭いの捕集法を確立する必要があったことが理由である。また、当初の想定とは異なり、特有臭が構成的に発現する可能性があり、複数成分の同定が必要となったことも挙げられる。また、授業準備や大学運営業務が増え、研究計画時のエフォット計算とずれが生じたことも、本評価に繋がっている。そこで補助事業期間の延長を申請し、研究計画の修正を行った。本研究では、カエル食のヘビに対する捕食阻害効果が証明されたツチガエルの体表分泌物より、ヘビ捕食阻害成分を同定することで、世界に先駆けて物質レベルで変温動物の化学防御機構を証明することを目指している。“味"または“臭気"が毒に匹敵しうる有効な生存戦略の一つであることが証明されれば、環境調和型動物忌避剤の開発にも知見を応用できる。苦味の本体として同定されたペプチドの構造確認のため、前回プロテインシーケンサーにて得られた予想構造を持つペプチドを委託合成した。これをHPLCにて精製後、HPLC分析によるピーク同定に供した。非常に界面活性が高いせいか、注入量が一定量以上になるとカラムに保持されずフロントに溶出し、保持時間の一致に頼った同定は非常に困難だった。そこで界面活性による保持のかく乱を生じない微量(20 ng)をLC-MS分析に供した。ダイオードアレイによる検出限界以下であり、UV吸収による検出は出来なかったが、多価イオンを標的にしたイオン選択的モニタリングにてピーク溶出を検出し、保持時間を比較したところ、予想構造を持つペプチドは保持時間が天然物と一致したことから、構造を最終確認できた。特異臭については、前回開発した試香紙を用いた臭気捕集法にヒントを得て、官能評価法を試香紙を用いたものに変更したところ、前回GC-MS分析にて検出したイオノン誘導体が特徴香の一部を再現することが確認できた。これに加えて、アルデヒド2成分についても、特異臭の構成成分であるかどうか確認するため、現在標品の入手と試香紙を用いた方法で官能評価を検討している。両生類や爬虫類は、体表の分泌腺から悪臭や毒を出して捕食者から身を守ると考えられているが、実験的に証明されていない。そこで苦味と悪臭でヘビからの捕食を防ぐと考えられるツチガエルを材料に、ヘビ捕食作用の物質的実体と考えられる苦味物質と悪臭物質の同定に取り組んだ。カエルへの影響を極力抑えた非侵襲的な体表分泌物の採取法及び新臭気捕集法“ドライヘッドスペース法"を開発し、苦味物質としてrugosamarin Aと命名したペプチドを、また悪臭を構成する成分の一部としてイオノン誘導体と2種のアルデヒドを同定した。構成アミノ酸の種類が少ないためNMRスペクトル中でシグナル重複が激しく、構造解析に時間を要している。アミノ酸配列の決定までには至っていない。苦味ペプチドの予測配列を確定するため、特異性の高いエンドペプチダーゼで消化してC末側ペプチド断片の配列をプロテインシーケンサーで分析する。構造が確定した場合は合成により十分量確保し、ヘビへの忌避活性を検討する。また、揮発成分は体表分泌物をSPMEカートリッジに塗布して吸着後、加熱脱着してGC-MS分析に供する。
登録文化財の多様な活用を前提にした保存修復のあり方の研究-事例集と指針案の作成-

建造物保存の分野で緊急な対策を必要としている課題のひとつに、登録有形文化財の修復への取り組みがある。本研究は、同文化財の中でもとくに地方自治体や企業が所有し、使い続けられることが重視される公共的施設及び近代産業遺産などを対象に、活用を前提とした修復の具体的なあり方を探るものである。建物の価値をどこに置き、それをどのように維持していくかを考える保存と、将来にわたって親しんで使い続けられるよう工夫を必要とする活用、その両立に成功していると見られる事例を対象に調査・分析・評価し、これからの登録形文化財の保存修復のあり方の参考としてまとめ、具体的な取り組み方や考え方・方法に関する指針案としての作成を試みた。文化庁をはじめとする府県・市町村の行政から事前に情報を得て、各地の現地調査をおこなうとともに、整理しつつあった研究成果をもとに、近代産業遺産の保存活動が活発な群馬県下において、修復における課題、その対策、今後の展望などをテーマに、登録有形文化財の修復に携わる建築家を主体とする研究会を実施した。以上の三か年の調査研究成果を、「(1)魅力ある各地の登録有形文化財の保存修復」として紹介し、「(2)多様な活用を前提とした保存修復」と題して指針案となるべき考え方、方法をまとめ、「(3)活用の普及をはかり、より多くを遺産としえ伝えていくために」として、今後の展望を述べた。登録有形文化財の保存に関する行政資料、刊行物、論文・修理報告書などを収集し、現地諸機関から得た活用状況の情報をもとに、対象としてふさわしい物件を選択して現地調査計画をたてた。今年度の現地調査は、登録有形文化財の登録に比較的活発な動きがみられる地方自治体において、同自治体が所有する登録物件及び同自治体の積極的な行政指導になる民間所有の登録物件とし、とくに日常生活の中でごく自然に利用される例を取り上げることとした。現地では、建物や修復記録などの基礎データの収集のほか、関係者がどのような認識や意識で登録有形文化財の登録を受け入れ、それが修復や使い方にどう影響を与えているかという点も重視して調査した。主な現地調査対象物件は以下のとおりである。旧札幌控訴院(ギャラリー)/ニッカウヰスキー北海道工場(現役、公開)/五島軒本店旧館(現役)/栃木市役所別館(現役)/雅秀店舗(カー用品店)/正田醤油醸造蔵(本社社屋)/旧合名会社飯塚織物工場(博物館)/旧南部鋳造所キュポラ(公開)/富士ラビット(多目的)/旧ユニオン教会(レストラン)/ぜいたく豆本舗本店(店舗)/旧三池炭鉱三川電鉄変電所(社屋)/旧第一銀行熊本支店(社屋、展示)/旧鐘淵紡績熊本工場診療所(生花教室)いずれも、自治体担当者の登録有形文化財への深い理解による自治体からの保存活動団体への支援や所有者への働きかけが、大きな成果を生んでいる。所有者も登録有形文化財に関する知識を十分にもち、守り伝えていくことへの志向が高く、活用のための修復に対し、しっかりとしたコンセプトをもっていることが読み取れる。所有が企業である場合には、登録有形文化財として保存・活用されることが企業イメージの向上に活かされ、好結果を生んでいる例もみられた。昨年に引き続いて資料と情報を収集し、調査対象となる登録有形文化財物件を選択して現地調査をおこなった。今年度に対象としたのは、昨年同様、企業など民間所有の物件で日常生活上の用途に充てられている物件と、あらたに、市民団体の活動によって積極的な活用や健全な保存行為が見られる事例を加えた。未登録だが個人や企業が建物の歴史的な価値をよく認識して維持・活用する例も参考に取り上げた。現地調査した主要な物件は以下のとおりである。あさでん春光整備工場(旧陸軍第七師団騎兵第七連隊覆馬場・旭川市)/上川倉庫(旭川市)/旧河内屋橋本合名会社(八戸市)/市島銃砲火薬店(山形市)/西洋館倶楽部(市川市)/千葉トヨペット本社(旧勧業銀行本店・千葉市)/熱海輪店(旧千葉銀行大網支店・大網白里町)/旧第四銀行住吉町支店(新潟市)/新潟県副知事公舎(未指定・新潟市)/旧南豆製氷所(下田市)/

旧五十嵐歯科医院(静岡市)/旧川上貞奴邸(名古屋市)/半田赤レンガ建物(旧カブトビール・半田市)/黒壁ガラス館本館(旧第百三十銀行長浜支店・長浜市)/白雲館(近江八幡市)/魚友(旧八幡警察署武佐分署庁舎・近江八幡市)/グンゼ記念館(綾部市)企業が建物を保存し活用する例は、その地で古くに起業し、今日まで市民に親しまれながら繁栄を保っている場合に多い。市民団体が維持管理に積極的に関わっている場合は、活用の方途、修復のための資金導入方法、修復計画への取り組み方などにさまざまな状況がみられ、指導者の裁量、支援する行政の対応、コンサルタントの関与などによって大きく左右されることが見て取れる。建造物保存の分野で緊急な対策を必要としている課題のひとつに登録有形文化財の修復への取り組みがある。本研究は、同文化財の中でもとくに地方自治体や企業が所有し、使い続けられることが重視される公共的施設及び近代産業遺産などを対象に、活用を前提とした修復の具体的なあり方を探るものである。建物の価値をどこに置き、それをどのように維持していくかを考える保存と、将来にわたって親しんで使い続けられるよう工夫を必要とする活用、その両立に成功していると見られる事例を対象に調査・分析・評価し、これからの登録形文化財の保存修復のあり方の参考としてまとめ、具体的な取り組み方や考え方・方法に関する指針案としての作成を試みた。本年度は、17、18年度に実施してきた調査の補足として、木村産業研究所(弘前市)/正田醤油醸造蔵(本社社屋・館林市)/湯宮釣具店(手打ちそば百丈・川越市)/日本銀行岡山支店(旧日銀ホール・岡山市)などの現地調査をおこなった。また、整理しつつあった研究成果をもとに、近代産業遺産の保存活動が活発な群馬県下において、修復における課題、その対策、今後の展望などをテーマに、登録有形文化財の修復に携わる建築家を主体とする研究会を実施し、その記録を有効な情報として利用できるよう整理した。以上三か年の調査研究成果を、「(1)魅力ある各地の登録有形文化財の保存修復」として紹介し、「(2)多様な活用を前提とした保存修復」と題して指針案となるべき考え方、方法をまとめ、「(3)活用の普及をはかり、より多くを遺産としえ伝えていくために」として、今後の展望を述べるものとする。
制御工学手法に基づく三次元加速度信号からの酸素摂取量ダイナミクス計測法の開発

本研究は三次元加速度信号から酸素摂取量(VO_2)ダイナミクスと歩行周波数を推定する手法を開発することを目的とした。歩行運動時の三次元加速度ベクトル振幅(A_<3D>)とbreath-by-breathで計測したVO_2との伝達関数をARXモデルを用いて推定し,ステップ負荷で検証実験を行った。A_<3D>は三次元加速度ベクトル信号のヒルベルト変換による瞬時振幅値として求め,歩行周波数は瞬時位相の微分値から計算した。トレッドミルを用いた漸増速度運動によりA_<3D>とVO_2間に時速2.5km/h5.5km/hの間で線形性があることを確認した。伝達関数は2.55.5km/hのM系列信号により推定し,ステップ負荷におけるVO_2のキネティクスをインパルス応答とA_<3D>とのコンボリューション演算で求めた。個人毎の伝達関数を用いるとVO_2ダイナミクス推定の二乗平均平方根誤差(RMSE)は1.23ml/min/kgと良好な推定値が得られた。また,性別毎のグループ平均伝達関数を用いるとRMSEは1.9ml/min/kgであり,精度は50%ほど低下した。歩行周波数はトレッドミル速度2.56.5km/hの範囲で±1.5%の誤差以内で推定可能であった。以上より,個人毎の伝達関数を予め計測しておくことで,加速度センサのA_<3D>からVO_2のダイナミクスと歩行周波数を精度良く推定可能であることを示した。個人毎の伝達関数を簡便に求める手法を開発することが今後の課題である。最終的に被験者毎のインパルス応答をフィルタ係数としてソフトウェアにインプリメントし,コンボリューション演算によって被験者の経時的なVO_2を計算するアプリケーションソフトを開発した。研究成果は第56回米国スポーツ医学会大会,第11回医用物理生体工学国際会議,第24回生体生理工学シンポジウムで発表した。本年度は,三次元加速度信号の瞬時振幅とbreath-by-breathで計測した酸素摂取量間(Vo_2)の伝達関数をARXモデルで解析し,そのインパルス応答を求め,インパルス応答係数をフィルタとして計測システムにインプリメントすることでエネルギー代謝ダイナミクスが計測可能かどうか検討した。三次元加速度センサを被験者の剣状突起部に取り付けた。トレッドミル運動中の前進方向(X),側方向(Y),垂直方向(Z)の加速度信号を携帯用データロガーに取り込み, 10Hzでパソコンにダウンロードした。トレッドミル速度は2.5km/hと5.5km/hの疑似ランダム二値系列信号(PRBS)を用いて伝達関数を推定した。PRBSのビット数は8とし, 15秒間隔で繰り返した。PRBS負荷終了後,回復を待って2.5km/hから55km/hへスピードを変えるステップ運動負荷(SW)応答を記録し,これを検証用データとした。三次元加速度信号のX, Y, Z信号の平均ベクトルを算出し, Hilbert変換により瞬時振幅を求めた。瞬時振幅を入力, Vo_2を出力としてARXモデルによる伝達関数を求めた。決定された伝達関数モデルを用いて入出力間のインパルス応答を求め, SW運動時の加速度計瞬時振幅とインパルス応答との畳み込み演算によりSW運動時Vo_2を推定した。また瞬時位相から運動時の歩行リズム周波数を求めた。7名の健常被験者(男性3名,女性4名,平均年齢26才)で個人のインパルス応答を用いてVo_2ダイナミクスを推定したところ,実測値と推定値との2乗平均平方根誤差(RMSE)は平均0.071/minであった。また, Vo_2の生理学的応答の特徴である第1相も推定可能であった。
関係性攻撃の形成メカニズムの解明と介入プログラムの開発に関する理論的・実践的研究

本研究は,幼児期における関係性攻撃(仲間外れ,無視など)の発達と,家族や仲間を含むさまざまな要因との関連を3年間にわたって縦断的に検討することにより,関係性攻撃の形成メカニズムを明らかにするものである。加えて,これらの成果を踏まえ,関係性攻撃児に対する指導プログラムの開発を試みることを目的とする。主な結果は,(1)1年目と3年目の攻撃の保育者評定の相関を算出した結果,女児のみにおいて,関係性攻撃は有意な正相関を示した。(2)1年目の保護者による養育スキル等の評定と,3年目の保育者による攻撃の評定の相関を算出したところ,男児では関係性攻撃について有意な相関は見られず,身体的攻撃については父親による外面化行動評定,夫婦げんかにおける父親の引きこもり,および父親のしつけの一貫性のなさとの相関が有意であった。女児では,関係性攻撃について父親の不機嫌・怒りと負の相関を示しており,身体的攻撃については有意な相関は見られなかった。(3)年長児66名を対象に,現実の教室場面における仲間関係や,仲間の好きな遊びに関する対人的知識を面接により調べた結果,関係性攻撃群は非攻撃群よりも,仲間関係に対する知識が正確かつ豊富であった。この結果から,対人的知識の高さが関係性攻撃という仲間関係を利用した,ある種,高度な攻撃を可能にしていることが示唆される。本研究の結果を指導プログラムの開発という観点からまとめると,(1)女児において関係性攻撃は何らかの指導がなければ持続しやすい,(2)年少時期の親による心理的コントロールやネグレクト的養育態度が関係性攻撃の素地を形成しており(1年目の研究結果),このことへの早期的介入が関係性攻撃の低減に有効である可能性がある,(3)社会的知識の豊富さを,関係性攻撃の低減につなげる手だてを考えることが重要である,等が指摘できる。加えて,これらの成果を踏まえて,関係性攻撃児に対する指導プログラムの開発を試みる。縦断研究の第1年目にあたる本年度は,4つの幼稚園において,1.年少児,年中児および年長児の保護者を対象とした質問紙調査(7月)と保育者(計37名)を対象とした質問紙調査(7月,3月の計2回),2.ひとつの園の年少児全員を対象とした面接調査(10月下旬)を実施した。調査対象は,年少児313名,年中児351名,年長児360名の計1024名であった。また保護者からは,父536名,母613名の回答(回収率は順に53%,60%)があった。主な結果としては,1.関係性攻撃の高低で家族の属性を比較した結果,両親の年齢や同居する祖父母の数には両群で有意な差はなかったが,出生順位ときょうだいの数に有意差が認められた。関係性攻撃の高群の方が出生順位が低く,姉を持つ傾向がみられた。2.関係性攻撃の高低で保育者からみた親の態度を比較した結果,適切な健康管理,園との肯定的な関係,子どもへの関心,園とのコミュニケーションには有意差がなかったが,子どもへの応答的態度,子どもの体調への感度では有意差があり,高群の方が低かった。3.親の要因と関係性攻撃との関連の様子を調べるためにパス解析を行った結果,親要因から子どもの関係性攻撃に対する直接的な影響はみられなかったが,親要因(養育スキル,愛着など)から子どもの社会的スキルを介した関係性攻撃への間接的な影響が認められた。このことは,関係性攻撃の低減に対する社会的スキル指導の妥当性を支持するものである。縦断研究の第2年目にあたる本年度は,引き続き4つの幼稚園において,年中児336名(初年度年少児313名,継続の年中児287名,維持率91.7%)の保育者を対象とした質問紙調査を実施した。調査時期は,2006年7月と2007年3月の計2回であった。なお,2回目(3月)の調査用紙は,現在,回収中である。以下,初年度1回目調査をTime1,2回目調査をTime2,2年度1回目調査をTime3と記述する。主な結果としては,3.関係性攻撃と身体的攻撃の相関係数は,Time1ではr=.79,Time2では7=.78,Time3では7=.66であり,両者の関連は徐々に小さくなった。4.Time1の社会的スキルとTime2の関係性攻撃の相関係数を求めたところ,規律性スキル,友情形成スキル,主張性スキルの順に,r=-.27(p<.001),r=.01(n.sの,r=.01(n.s)であった。一方,Time1の社会的スキルとTime2の身体的攻撃の相関係数を求めたところ,規律性スキル,友情形成スキル,主張性スキルの順に,r=-.49(p<.001),r=.16(p<.001),r=.16(p<.001)であった。