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実験と理論の連携による可逆的固液光相転移の機構解明

我々は、室温において光照射のみで固体と液体の間を可逆的に相転移する有機化合物を見出していた。本研究では、まず可逆的固液光相転移の機構を解明するために、この相転移を示すアゾベンゼン単量体を開発した。この単量体の結晶構造から有限個のクラスターを切り出し、中心分子の光異性化を時間依存密度汎関法により計算したところ、固体状態でも異性化が可能なことが示唆された。次に、この相転移を示す化合物を可逆接着剤へと応用するために、アゾベンゼンを有するポリマーを合成し、その光相転移挙動と接着強度の関係を調べた。その結果、相転移挙動には分子量依存性は見られなかったが、接着強度は高分子量化することにより改善した。まず、実験的手法では、液体と固体間を光で状態変化する物資の内、糖アルコール骨格をもつ多官能アゾベンゼン誘導体について、そのメカニズムを明らかにすることを目的として研究を進めた。これまではすべての側鎖にアゾベンゼンを導入していたが、一部を光反応性のない側鎖を導入してその影響を調べた。その結果直鎖状の側鎖を導入すると光照射にかかわらず、固体のままであり、屈曲した側鎖を導入した場合は液体のままであった。このことは折れ曲がり構造と直鎖構造の変形によって、相転移することがメインのメカニズムであるという仮説が正しいことを示唆している。また極性の高い置換基を導入すると液化が起きなくなることも分かった。一方、分光学的な検討から、アゾベンゼン部分の会合体形成が可逆の相転移に重要であることも分かった。計算科学的手法として、アゾベンゼン系分子に対して、会合状態が光学吸収スペクトルに及ぼす影響を理論的に明らかにすることを目的に、無置換アゾベンゼン2分子をさまざまな位置関係で配置し、その励起状態を時間依存密度汎関数(TD-DFT)法より計算した。その結果、それぞれの分子配置から予想されるH会合体またはJ会合体的な励起エネルギー構造が得られた。その際の光学吸収ピーク位置のシフトは比較的小さく、実験的に観測される光学吸収スペクトルを説明するにはさらなる検討が必要と判断された。また、アゾベンゼンだけではなく他の光反応性基についても理論的な研究を行った。具体的には、可逆的に光二量化反応を示すアントラセンについて、二量体からの光解離過程について計算し、特定の励起状態が光解離に大きく関わることが理論的に示された。実験的手法では、糖アルコール骨格をもつ多官能アゾベンゼン誘導体について、その光固液相転移メカニズムを明らかにすることを目的として研究を進めた。26年度の分光学的な検討から、アゾベンゼン部分の会合体形成の有無が光可逆相転移挙動に関係していることが分かっている。27年度では、会合体の形成について紫外可視吸収スペクトルのあおり角測定や、FT-IRの高感度反射測定との組み合わせなどでより詳細な分析を行った。その結果、相転移の有無に関してアルキル基のパッキングよりも、アゾ色素部分の会合形成が支配的関与していることを確認した。また、材料骨格として糖アルコールではなく高分子系についても検討を進めた。これまで高分子系では分子量の制御ができないデメリットがあって糖アルコール系での検討を進めてきたが、リビングラジカル重合法を適用することで重合体の分子量制御を行った。一方、計算科学的手法として、アゾベンゼン系分子に対して、会合状態が光学吸収スペクトルに及ぼす影響を理論的に明らかにすることを目的に、結晶構造での分子配置をとる分子ペアに対し励起子カップリングを時間依存DFT法で計算し、結晶状態での吸収スペクトルを理論的に求めた。その結果、π-π*吸収バンドは、実験結果と同程度の幅を与え、バンド内に異方性を有することが示された。また、理論と実験によるデータを比較するために結晶構造が既知である単純な分子構造を持つアゾベンゼンの単結晶薄膜を作成し、その光学吸収スペクトルの実測について検討した。その結果、長波長側のn-π*バンドについては観測することができたが、短波長側のπ-π*バンドについては、吸光係数が大きいため吸収強度が飽和した。今後はさらに薄い薄膜を作成する予定である。さらに、同じ化合物の結晶では、光照射によって結晶の移動現象が観測されるが、結晶の移動および形態変化は、連続的な相転移によるものであると結論付けた。昨年度は産総研が中長期計画第3期から第4期に移行した。それに伴い本研究課題に参画しているメンバーも所属が変わったり、主任研究員から研究グループ長に昇格するなどし、新しいユニットやグループの設計や立上げなどに相当のエフォートを割かれてしまった。そのため本研究課題に取り組む時間が十分にとれず、進捗はやや遅れている。昨年度に引き続き、理論と実験によるデータを比較するために結晶構造が既知である単純な分子構造を持つアゾベンゼンの単結晶薄膜を作成し、その光学吸収スペクトルの実測について検討した。約500ナノメートルのギャップを持つサンドイッチセル内にて、目的のアゾベンゼンの単結晶膜を、光学顕微鏡観察下において成長させることに成功した。この結晶薄膜を用いて偏光吸収スペクトルを測定し、結晶の吸収異方性を実測した。得られた実測結果と、密度汎関数法による遷移双極子相互作用による理論的なスペクトルを比較した。その結果、実験結果を理論計算が定性的に再現できていることが明らかになった。また、結晶構造中でもトランス-シス転移が可能かについて計算した。

結晶構造から切り出したクラスターにおいて、中心分子のトランス-シス転移に対するポテンシャル局面を密度汎関数法により計算し、空間的に制限され環境においても転移の可能性が示唆された。一方、分子内にアゾベンセン部位を複数有する中分子において、異性化率と相転移との関係について調べた。トランス→シス異性化率が約20%を越えると軟化することがわかったが、液体か固体かの定量的な評価法が確立していないため、明確な線引きは困難であった。さらに、リビングラジカル重合によるホモポリマー系の光可逆接着剤の合成方法を確立した。リビングラジカル法の導入により、分子量の制御が可能となったため、分子量依存性を調べた。その結果予想に反して低分子量体において強い接着強度が発現することが分かった。高分子の末端の影響が出ていることが示唆された。我々は、室温において光照射のみで固体と液体の間を可逆的に相転移する有機化合物を見出していた。本研究では、まず可逆的固液光相転移の機構を解明するために、この相転移を示すアゾベンゼン単量体を開発した。この単量体の結晶構造から有限個のクラスターを切り出し、中心分子の光異性化を時間依存密度汎関法により計算したところ、固体状態でも異性化が可能なことが示唆された。次に、この相転移を示す化合物を可逆接着剤へと応用するために、アゾベンゼンを有するポリマーを合成し、その光相転移挙動と接着強度の関係を調べた。その結果、相転移挙動には分子量依存性は見られなかったが、接着強度は高分子量化することにより改善した。実験的手法、および計算科学的手法の両方で等温状態での光相転移のメカニズムに関して、ある程度の知見が得られた。しかし、未だ両手法を相補的に組み合わせたメカニズムの確立には至っていない。本年度以降、まずは吸収スペクトルや自由体積の変化等、両手法ともにアプローチしやすい現象に関して注力して研究を行っていきたい。前年度に引き続き、可逆的固液光相転移のメカニズム解明に取り組む。照射波長の制御によって異性化率と相転移挙動との相関を調べ、相転移が起こる時の異性体比について明らかにする。また重合体の合成に成功したので、より高分子量側で、相転移挙動にどのような影響を与えるかを検討する。当初計画していた測定法だけではなく、研究を進める中で必要となった新たな固体物性情報を得るために産総研内でアクセス可能なさまざまな測定装置を用いると同時に、依頼測定なども予定している。また、計算科学においては、結晶中の励起子カップリングに関して詳細に調べる。これらの結果により可逆的固液光相転移のメカニズムを解明できれば、光相転移の律速段階となる反応素過程が明らかとなり、高速相転移実現に向けた材料の設計指針が示されると予想される。例えば、分子骨格構造や分子量、また1分子中に導入するアゾ基の数、アルキル置換基の長さ等、単一分子の最適構造が明示されれば、その合成を目指す。加えて、単一分子構造・結晶構造・光相転移速度の相関の解明を目指す。あるいは、解明されたメカニズムによっては、単一分子構造のチューニングだけでは高速光相転移が達成されない可能性もあると考えられる。その場合には、複数種類の官能基を導入した異性体からなる複合材料も併せて検討していくことになる。
発生に伴う脳内神経細胞の移動を観察する方法の開発

神経細胞の移動は、その神経領域の形成や、神経回路の形成においてどの様な意味を持つのか、なぜ顆粒細胞は、プリキンエ細胞や僧帽細胞と同じ場所から生じないのだろうか。この様な疑問は、脳の形成メカニズムを考える上でひとつの重要な課題で、十分な解析が必要である。本研究の目的は、少数で方向も一定しない細胞移動であっても、任意の場所で効果的に検出する方法を開発することにあった。開発する細胞移動の検出法の基本原理は、光ファイバーで紫外光を局所に照射し、細胞核内のDNAにThymin-dimerを形成させ、anti-Thymin-dimerモノクロナール抗体を用いて、免疫組織化学的に検出するというものである。DNA内にThymin-dimerを形成させることで、移動に障害が生じる細胞もあるであろうが、既に合成されたMrnaや蛋白で移動を続ける細胞も存在するはずで、細胞移動に何ら影響を受けないですむ細胞もいると考えた。胎生後期から大脳基底核原器(ganglionic eminence)に由来する細胞が、嗅球に向けて上衣下層を盛んに移動し、嗅球の顆粒細胞を供給する系に、UV-Thimine-dimer標識法を応用し、新たな所見を得た。嗅球尾側部に刺入した光ファイバーによりUV-照射を行い、移動細胞を観察した。吻側に移動していた細胞は、1日の内に、一部は顆粒細胞層に到達し、移動中は扁平であった核が球形になっていた。吻側に向かう細胞の移動速度は、もつとも速いもので70μm/hrと見積もられた。加えていずれの観察例でも、嗅球から大脳に向けて逆走する細胞が、同時に観察された。尾側に向かう細胞の移動速度はもっとも速いもので20μm/hrであった。尾側に移動していた細胞は、上衣下層進んで大脳基底核原器付近まで散在する様子が観察された。この方法を、DNA内のThymin-dimerを除去出来なくなった、色素性乾皮症の症状を示すミュータントマウスに用いれば、核内の標識は永く残るので、時間を変えて観察すれば、細胞が生じるところから最終目的地までの細胞移動を追跡できた。脊椎動物の中枢神経は、単純な神経管が細胞分裂の度合いが様々に違うことと、神経細胞が生まれた場所とは違った場所に着生するのに、盛んに移動することにより、複雑な形態を獲得する。しかしこれまで細胞移動を効果的に検出する良い方法が無く、十分な解析が成されていない。本研究では、少数で方向も一定しない細胞移動であっても、任意の場所で細胞移動を効果的に検出する方法を開発した。開発した細胞移動の検出法の基本原理は、水銀ランプの光を集光して、石英光ファイバーに導き、胎児脳組織の局所に紫外線を照射することで細胞核内のDNAにThymin-dimerを形成させ、モノクロナール抗体を用いて、免疫組織化学的に検出するとういうものである。DNA内にThymin-dimerを形成させることで、移動に障害が生じる細胞もあるであろうが、既に合成されたmRNAや蛋白で移動を続ける細胞も存在するはずで、細胞移動に何ら影響を受けないですむ細胞もいることを、in vitroの系で示した。

この方法を、DNA内のThymin-dimerを除去出来なくなった、色素性乾皮症の症状を示すミュータントマウスに用いたところ、核内の標識は永く残り、時間を変えて観察すれば、細胞が生じるところから最終目的地までの細胞移動を追跡できる。それぞれの系でどの程度の光エネルギーが必要であるか、その光エネルギーをどうやって局所に導くか、導く光ファイバーの太さはどの程度の物にするか(太ければ容易に十分なエネルギーを送れるが、胎児脳組織に対する侵襲が大きい)、UV特異的Endonucleaseの作用によりThymin-dimerが除去されるのに要する時間はどの程度であるか、Thymin-dimerが除去されるまでにどの程度の距離の細胞移動の観察が可能か、等など検討すべき多くのパラメーターがあった。ミュータントマウスでは、過剰のUV照射で、多くの細胞がアポトーシスを起こすので、免疫組織化学法でThymin-dimerが検出でき、死ぬことなく細胞が移動を続けられる程度の光エネルギーを調べた。マウスの胎児は、ラットのものより小さくなるので、光ファイバーに依る侵襲を減らすため、さらに細いものを使う努力をした。神経細胞の移動は、その神経領域の形成や、神経回路の形成においてどの様な意味を持つのか、なぜ顆粒細胞は、プルキンエ細胞や僧帽細胞と同じ場所から生じないのだろうか。この様な疑問は、脳の形成メカニズムを考える上でひとつの重要な課題で、十分な解析が必要である。本研究の目的は、少数で方向も一定しない細胞移動であっても、任意の場所で効果的に検出する方法を開発することにあった。開発する細胞移動の検出法の基本原理は、光ファイバーで紫外光を局所に照射し、細胞核内のDNAにThymin-dimerを形成させ、anti-Thymin-dimerモノクロナール抗体を用いて、免疫組織化学的に検出するとういうものである。DNA内にThymin-dimerを形成させることで、移動に障害が生じる細胞もあるであろうが、既に合成されたmRNAや蛋白で移動を続ける細胞も存在するはずで、細胞移動に何ら影響を受けないですむ細胞もいると考えた。胎生後期から大脳基底核原器(ganglionic eminence)に由来する細胞が、嗅球に向けて上衣下層を盛んに移動し、嗅球の顆粒細胞を供給する系に、UV-Thymine dimer標識法を応用し、新たな所見を得た。嗅球尾側部に刺入した光ファイバーによりUV-照射を行い、移動細胞を観察した。吻側に移動していた細胞は、1日の内に、一部は顆粒細胞層に到達し、移動中は扁平であった核が、球形になっていた。吻側に向かう細胞の移動速度は、最も速いもので70μm/hrと見積もられた。加えていずれの観察例でも、嗅球から大脳に向けて逆走する細胞が、同時に観察された。尾側に向かう細胞の移動速度は、最も速いものでも約20μm/hrであった。尾側に移動していた細胞は、上衣下層進んで大脳基底核原器付近まで散在する様子が観察された。この方法を、DNA内のThymin-dimerを除去出来なくなった、色素性乾皮症の症状を示すミュータントマウスに用いれば、核内の標識は永く残るので、時間を変えて観察すれば、細胞が生じるところから最終目的地までの細胞移動を追跡できた。
塑性加工解析の精度向上のためのベンチマ-クテスト

1.ベンチマ-クテスト第1次テストとして負荷及び除荷変形を同時に含む『両端の変形を拘束された棒の軸対称引張り及び平面ひずみ引張り』を行い、要素分割と要素形状、構成式、変形増分を統一して、計算結果を比較した。ついで、平面応力引張りが解析条件の変化に敏感であることに気付いて、第2次テスト『両端の変形を拘束された薄板の引張り』を実施した。2回のテストを通じて各分担者・協力者のFEMプログラムが規格化され、計算結果がほぼ一致するようになった。そこで要素の回転が応力に及ぼす影響を検討するための第3次テスト『両端固着条件下における板(平面応力)及びブロック(平面ひずみ)のせん断』を行った。更に摩擦境界を含む問題として第4次テスト『リング圧縮』、大変形の進行と共に力のモ-メントの不平衡の起こる現象を解明するための第5次テスト『板の平面ひずみ曲げ』を取り上げた。計算結果の生デ-タを塑性加工解析精度標準解としてまとめた。2.塑性加工変形解析に関する基礎研究と定式化ひずみ速度依存性、温度依存性、異方性、変形分岐に関する各種塑性構成式を整理して塑性と加工誌解説記事にまとめた。弾塑性・剛塑性FEM解析において問題となる要素形状、分割数、積分点数、変形増分量、工具角点の処理法についても研究して論文発表を行った。曲げ問題における力のモ-メントの不平衡の原因を2次元三角形1次要素の単一モデルについて考察して、剛体回転の影響は誤差を生じないことを明らかにした。大変形後の要素形状の崩れによる計算誤差を減少させるための要素再分割における物理量の再配分則について、資料収集を行ったが、ベンチマ-クテストとして検討するには至らなかった。1解析プログラムの規格化最も汎用性の高い塑性加工解析法として有限要素法を取り上げ,要素の形状と分割方式や変形増分量が解の精度に及ぼす影響を共同研究した.まず,第1次テストとして負荷及び除荷変形を同時に含む「両端の変形を拘束された棒の軸対称引張り及び平面ひずみ引張り」について,要素分割と要素形状,構成式,降伏判定条件を統一して,最高荷重とそのときの両端変位,両端変位の初期長さ比が0.05,0.1,0.15,0.2における荷重,くびれ量,体積変化,くびれ部中央及び外表面の相当塑性ひずみ,主応力,板厚,くびれ部曲率を比較した.ついで,平面応力引張りが解析条件の変化に敏感であることに気付いて,第2次テスト「両端の変形を拘束された薄板の引張り」を実施した.分担者・協力者所有の8種類の解析プログラム(独自に開発した7種及び汎用プログラム1種)による計算結果はほぼ一致し,解析プログラムの規格化の目的が達成された.2解析条件と解の精度の検討(1)要素形状と積分点:交差三角形要素CT,4節点アイソパラメトリック要素のうち,2×2の積分点を用いたBL,選択低減積分を行なったBLS,低減積分を行なったBLRと8節点アイソパラメトリック要素について低減積分を行なったQSRについて,要素分割を指定して計算を行なった結果,CTとQSRはほぼ満足する解が得られたが,BLとBLRは厳しい変形に追随できず,BLSは一応妥当と考えられたが,なお今後の検討が必要とされた.(2)変形増分量と応力子度:耐力ひずみの2倍までの範囲で変形増分量は解の精度に関係しないことが示された.又,Jaumann,Oldroydほか4種の応力速度についてそれぞれに適合した構成式の使用が推奨された.(3)変形分岐と不安定:尖り点硬化理論を用いずともすべり帯の発生を予測できることが示された.

1基礎研究と定式化降伏面に尖り点を有する構成式のFEM定式化を行なった。変形の進行と共に曲げモーメントに不釣合を生じる原因を理論的に明らかにし対策を検討した。圧縮性塑性理論及びプラスチックスに関する塑性構成式の研究成果をまとめて日本塑性加工学会誌に掲載した。FEMにおける増分量拡大の各種方法と、要素の大変形後の形状の崩れを補正するためのリゾーニング法についても検討した。2第3次ベンチマークテスト前年度に取り上げた引張り変形では、要素の回転の影響がほとんど入らなかったことから、板(平面応力)及びブロック(平面ひずみ)のせん断変形を選んだ。幅/高さ比を2とし、下辺は固定、上辺は高さ一定で一様な横変位を受けるとした。これまでの計算に対する理論から、要素形状は交差三角形要素CTと8節点アイソパラメトリック(低次積分)QSRのみに限った。分割数は幅方向と高さ方向をCTについて5×10、10×20、10×40、15×30、20×20、20×40、QSRについては2×4、3×6、5×10とした結果、予め指定した標準分割(下線付)は妥当な値であることが示された。構成式としては標準のJ2F理論の他に降伏面の尖りを許容するJ2K、J2D、J2C、MG理論とボイド材の理論を取り上げて、荷重と変形形状を比較し、J2D理論は横変位が幅を越えると固定端近傍の要素の変形が厳しく変形が進行しなくなることを示した。相当塑性ひずみ増分については標準設定の2倍の0.004としても横変位が幅の2倍近くまで荷重の誤差は1%以下であり、CPU時間は約半分となることが示された。1.ベンチマ-クテスト第4次テストとして、摩擦係数の測定に利用されている「リング圧縮」を取り上げた。変形前の外径:内径:高さ比:摩擦条件:単軸の応力ーひずみ関係、構成式を与えて、弾塑性・剛塑性FEMにより、摩擦条件と加工硬化が内径と外径の変化率と圧下率、圧下力の関係、無滑り点の位置、変形形状に及ぼす影響を比較した。第5次テストは、「板の平面ひずみ曲げ」を取り上げた。V型剛体工具による冷延鋼板の平面ひずみ曲げについて、要素分割と変形増分を指定し、摩擦はないとして、荷重、変形形状、応力分布、力のモ-メント、弾性回復量を比較した。特に曲げ加工精度の予測の際に問題となる不均衡量は初期曲げ降伏モ-メントの2ー3%で弾性回復量に与える影響が無視し得ないことが分かった。2.曲げ問題における力のモ-メントの不平衡の検討2次元三角形1次要素の単一モデルについて考察して、モ-メントの誤差原因は、要素節点力と要素内応力が十分な精度で適合していないこと、節点力のモ-メントの釣り合いの2次的誤差の集積などによるもので、剛体回転の影響は誤差を生じないことを明らかにした。3.要素再分割大変形後の要素形状の崩れによる計算誤差を減少させるための要素再分割における物理量の再配分則について、資料収集を行ったが、ベンチマ-クテストとして検討するには至らなかった。
インシュリン抵抗性と肝インシュリンクリアランスの相互作用に関する研究

【目的】血清Cペプチドはプロインシュリンからインシュリンと等モルに分離するが、肝臓で代謝されずインシュリンに比べて安定である。本研究はこの点に注目して、肝臓におけるインシュリンクリアランスを算出し、糖尿病との関係を検討することを目的とした。【方法】成人病検診の際に生活習慣質問票、空腹時採血、腹囲、臀囲の測定を行った。その血清を用いてCペプチドを測定した。検体数は1820検体だったが、1)インシュリン測定値がある、2)血糖測定値がある、3)身長、体重、腹囲、臀囲の測定値がある、4)同一人物の検体が複数ある場合は、最初の検体を用いる、という基準を満たした解析対象者は1805名であった。過去に糖尿病と診断されている者を糖尿病群とし、それ以外を非糖尿病群とした。1)BMI、2)WHR、3)肝機能障害:GOT>40IUあるいはGPT>35IU、を交絡因子と考えた。BMIは18.2以下をやせ、25.0以上を肥満とした。WHRは解析対象者の最下位20%、最上位20%、その他の3群に分けた。糖尿病の有無とインシュリン量、インシュリン抵抗性、Cペプチドーインシュリン比(CIR)との関係を、上記の交絡因子を考慮しながら検討した。インシュリン、Cペプチドともにモルに変換し比を取った。インシュリン抵抗性(IR)はHOMAモデルを用いて計算した。インシュリン、インシュリン抵抗性、CIRは連続変量として用い、多重ロジスティック解析により検討した。【結果】糖尿病群で有意に高かったのはWHR、インシュリン、インシュリン抵抗性、有意に低かったのはCペプチドーインシュリン比、有意差が認められなかったのはBMI、Cペプチドであった。インシュリン、インシュリン抵抗性が上昇すると、糖尿病になる危険が有意に高くなった。一方、Cペプチドーインシュリン比が1単位上昇すると糖尿病になる危険が0.93倍になった。本研究では、血清Cペプチドが肝臓で代謝されないことに注目して、血清Cペプチド濃度と血清インシュリン濃度との乖離に基づき、肝臓におけるインシュリンクリアランスを算出する。また、空腹時血清インシュリン濃度を用いてHOMAモデルによりインシュリン抵抗性を算出し、これらを用いて肝インシュリンクリアランスとインシュリン抵抗性、および耐糖能異常との関連を検討し、ひいては糖尿病発症との関連を調べることを目的としている。本研究の対象者は、某運輸系企業の30歳以上の男性社員である。成人病健診の一環として1995年に採血を実施し、遠心分離によって得られた血清は5本に分注して、-80°Cで凍結保存されている。この凍結血清のうち、今まで一度も解凍されたことのない1本を使用して、RIA固相法を用いて血清Cペプチドを測定した(SRL、東京)。測定された検体数は1820検体である。成人病健診では、身長・体重測定、血圧測定、尿検査、血液生化学検査が実施された。空腹時血清グルコース濃度は成人病健診時に、また空腹時血清インシュリン濃度は凍結血清の別の1本を使用して別の機会に既に測定されている。測定結果はコンピュータのデータベースに入力した。

今後は、これまでに得られた各種データ(空腹時血清インシュリン濃度、既往歴、現病歴、生活様式、各種検査成績)と結合、整理の上、解析を進めていく予定である。本研究はコホート研究のベースラインデータの一部を形成するものである。解析の方向としては、まず横断的に検討を行い、その後、縦断的にその後の糖尿病発症者について検討を加えていく予定である。本研究では、血清Cペプチド濃度より肝臓におけるインシュリンクリアランスを算出し、また空腹時血清インシュリン濃度よりHOMAモデルを用いてインシュリン抵抗性を算出して、これらと糖尿病との関連を検討した。平成11年度に血清Cペプチド濃度を測定した1820検体のうち、1)空腹時インシュリン濃度を測定してある、2)空腹時血糖値を測定してある、3)身長、体重、腹囲、臀囲を測定してある、4)同一人物の検体の場合は最初に採取した検体を用いる、の基準に適合した1805検体を解析対象とした。過去に糖尿病と診断されている者を糖尿病群、他を非糖尿病群とした。血清Cペプチド濃度、空腹時血清インシュリン濃度、空腹時血糖値よりCペプチド-インシュリン比(CIR)およびHOMAモデルを用いてインシュリン抵抗性(IR)を算出した。Body mass index(BMI)およびWaist tohip ratio(WHR)はそれぞれ3群に分類した。GOT>40あるいはGPT>35の場合は肝機能障害ありとした。CIRは平均15.1、標準偏差3.9、IRは平均2.26、標準偏差2.17であり、CIRとIRは有意な負の相関を示した。ロジスティック回帰分析を用いた検討では、CIRが大きいほど糖尿病のリスクは有意に低くなり、一方、IRが大きいほど糖尿病のリスクは有意に高くなった。この結果は、BMI、WHR、肝機能障害で補正しても変化しなかった。以上より、CIR、IRともに全身性肥満、中心性肥満と独立して糖尿病と関連していることが示唆された。CIRは肝機能と関連すると考えられたが、肝機能障害の有無で補正しても糖尿病との関連は変化しなかった。
トリチウムガス動物実験用フ-ドの試作

平成2年度にグロ-ブボックスを、また平成3年度にトリチウムガス吸入曝射装置およびトリチウムガス回収装置を完成させた。その概要を次に述べる。1.グロ-ブボックスの製作本グロ-ブボックスはアウタ-ボックスおよびインナ-ボックスより構成され、どうような実験系の操作においても十分な気密性を有し、トリチウムガスの実験室内への漏洩を防止することができ、安全性を保つことができる。本グロ-ブボックスの寸法は(Wd700+Wu550)×L1200×H900mmであり、材質はSUSー304,板厚は3mmで、前面は透明アクリルである。2.トリチウムガス吸入曝射装置の製作本装置はトリチウムガスをマウス等の動物頭部に曝射させ、吸入によって呼吸系を通して、トリチウムガスを動物に投与するためのものである。トリチウムガス曝射チャンバ-と曝射ホルダ-より構成され、主材質は透明アクリルで、実験動物の生態が外部から観察できる。曝射チャンバ-は、ガス実効容積を最少限にし、密閉型の構造とした。曝射ホルダ-は、チャンバ-にワンタッチで接続できるようになっている。3.トリチウムガス回収装置の製作本装置は吸入曝射装置内のトリチウムガスを回収するものであり、その経路は高気密性を維持して、安全・確実に漏洩を防護でき、燃焼触媒部は300°Cの高温制御ができ、冷却吸着部は空冷式とし、吸着剤はモレキュラ-シ-ブを使用した。循環部はダイヤフラムポンプ,流量計,バルブおよび台車等によって構成されている。なお実際にトリチウムガス水蒸気を用いた予備実験を行い、動物のトリチウム吸収量のプラト-値までの経時的曲線を得た。千代田保安用品(株)技術部において下記のように検討を繰り返しながら,基本設計を行い製作に入った.I.平成2年7月17日に次の検討結果を得た:1.フ-ドの大きさは,できるだけ少容積が望ましいので,トリチウム水実験用フ-ドの約1/2とする.2.トリチウムガスの酸化をどのような方式にするか,また最も困難なフ-ド壁ガス吸着の問題をどのように解決するか,早急に資料を収集し,基本設計を行う.II.平成2年9月7日,できあがったトリチウムガス動物実験用フ-ドシステムの基本設計について修正を行った:1.トリチウム曝露エンクロ-ジャの設計の一部を変更する.2.飼育安全キャビネットの設計の一部を変更する.3.トリチウム曝露チャンバ-のフロ-シ-トを手直しする.4.平成2年度は中継部を含む外枠部の製作に限定し,材料を発注する.III.平成2年11月初旬より組み立て開始.平成3年1月下旬当該部分の製作を完成し,その後種のテストを行う.平成3年2月7日立ち会い検収を行った.平成3年3月20日の広島大学アイソト-プ中央実験施設の建築完成を持って搬入を行う.一方,広島大学原爆放射能医学研究所トリチウム実験棟において,ロ-タリ-エバポレ-タ-を利用し,トリチウムガスのトリチウム水への変換方法の検討を行った.また実際に動物を使用し,照射方法の検討も種々行った.1.トリチウムガス吸入曝射装置の製作本装置はトリチウムガスをマウス等の動物頭部に曝射させ、吸入によって呼吸系統を通して、トリチウムを動物に投与するためのものである。本装置はフ-ド内の背面側に付帯でき、前面のグロ-ブによって操作する。トリチウムガス曝射チャンバと動物へトリチウムガスを供給する頭部曝射ホルダ-より構成され、主要材質は透明アクリルで、実験動物の生態が外部より観察できる。

曝射チャンバは、ガス実効客積を最小限に止めており、予備のソケットには閉止プラグを接続し、密閉型の構造とした。頭部曝射ホルダ-は、動物を一匹づつ収納でき、曝射チャンバにワンタッチで接続できる。このホルダ-は動物の頭部を曝射チャンバ側に固定でき、また実験動物の排泄物はインナ-ホルダ-から外側の曝射ホルダ-にトラップできる。2.トリチウムガス回収装置の製作本装置は吸入曝射装置内のトリチウムガスを回収するものであり、その系路は高気密性を維持して安全・確実に防護できる。燃焼触媒部,冷却吸着部および循環部より構成され、フ-ドに付帯できる構造となっている。燃焼触媒部は約300°Cの高温制御ができるが、処理時においてトリチウムガスが壁面に吸着・溶解・浸透するのを抑制するために石英管を内蔵する。触媒塔にはアルミナにパラジウムを担持したものを充鎮する。冷却吸着部は、高温トリチウムガスを空冷式スパイラルチュ-ブ方式によって放冷し、吸着剤としてモレキュラ-シ-ブを使用した。循環部は、高気密式ダイヤフラムポンプ,流量計,バルブおよび台車等によって構成され、回収装置の性能評価ができるように、出口側にはモニタ用接続口と吸着剤が変換できるようになっている。
再構成された遺伝調節ネットワークで胚発生の遺伝子発現変化を論理的に再現する

遺伝子調節ネットワーク(GRN)の研究が良く進んでいるモデル生物であるカタユウレイボヤの胚を用いて、実験データに基づいた遺伝子発現のシミュレーションをおこなうことを目指して研究をおこなった。平成30年度は、平成29年度に引き続き32細胞期に注目して、研究を進めた。本研究のシミュレーションに必要な情報は、個々の遺伝子発現を調節する関数、調節因子の発現パターン、誘導シグナルを受容する細胞がどれか、というものであり、計算機を使ったシミュレーションと実験を繰り返して、最初の胚性の発現が始まる16細胞期から順次、胚の遺伝子の発現パターンを再構成することを目指した。32細胞期には少なくとも15個の遺伝子が9種類の異なるパターンで特異的に発現を始める。昨年度までに、このうちの6種類のパターンを示す遺伝子について調節関数をブール関数を使った式で決定した。30年度は残っていたOtx, Nodal, ZicL遺伝子の調節関数を決めた。これらの遺伝子はいずれも細胞系譜ごとに異なる機構で制御されており、また、一部の細胞では複数の機構が重複して発現を調節していることが分かった。さらに、決められた調節関数を使って、様々な条件で過剰発現をおこなった場合の遺伝子発現パターンを予測し、実際の胚でそれが再現できるかどうかの検証実験を行ったところ、ほぼ予想通りの結果を得たが、2つの遺伝子の特定の割球での発現が予測通りとならず、調節関数の一部がまだ不完全である可能性が示唆された。平成29年度にSnailが構成的活性型Rafによって調節されるという予想外の発見があったこと、平成30年度に進めたOtx, Nodal, ZicL遺伝子の調節関数が発現パターンから予測されるよりも複雑であったことなどによって、当初の予定よりもブール関数の決定が遅れた。しかしながら、平成30年度末の時点で、すべての調節関数がおおむね一意に決めることができた。平成31年度は32細胞期の結果の検証を続け、成果を論文としてまとめる。その後、64細胞期の発現調節へ進み、運命決定までの遺伝子発現調節のシミュレーションを目指す。平成29年度は特に32細胞期に注目して、研究を進めた。このうちの6種類のパターンを示す遺伝子については、単一あるいは複数の上流候補遺伝子のノックダウン実験によって、調節関数をブール関数を使った式で様々な実験条件に矛盾の無い形で決めることができた。のこり3種類のうち、Snail・Wnttun5の発現は、当初に想定した母性因子または16細胞期までに発現する調節因子の組み合わせでは説明できなかった。そこで、未知の分子の関与があると考え、それを特定する実験を進めた。その結果、ホヤ胚では、MAPキナーゼ経路のRafキナーゼの一部が、オルタナティブスプライシングによって構成的活性型として存在しており、少なくともSnailの発現にはこの構成的活性型Rafが機能していることが分かった。ほかの2種類の発現パターンについては、複数のブール関数が候補として残った。Snailが構成的活性型Rafによって調節されるという予想外の発見があった。そのため、当初の予定よりもブール関数の決定が遅れているが、構成的活性型Rafによる調節という発見は、遺伝子発現調節の新しい機構として重要で、この分野の理解を進める成果だと考えている。

しかしながら、平成30年度末の時点で、すべての調節関数がおおむね一意に決めることができた。平成30年度は引き続き32細胞期の発現調節のブール関数の決定をおこない、その十分性を証明し、コンピューター上でのブール関数に基づくシミュレーションを完成する。その後、64細胞期の発現調節へ進み、運命決定までの遺伝子発現調節のシミュレーションを目指す。平成31年度は32細胞期の結果の検証を続け、成果を論文としてまとめる。当初予定していた学会参加を授業などの用務のため取りやめたため、次年度使用額が生じた。平成29年度に見つけた構成的活性型Rafによる調節の影響が他の遺伝子にも及ぶかどうかを調べることが、本研究の目的を達成するために必要となったので、その目的で平成30年度に物品費として使用する予定である。予想外の興味深い結果が得られ、32細胞期の解析に時間がかかったため、64細胞期の解析に必要な試薬の購入を遅らせたことにより、次年度使用額が生じた。今年度は64細胞期の解析に進むので、購入を遅らせた試薬の購入を速やかに進め、研究を行う予定である。
企業間信用の役割およびその銀行借入・在庫との関連性のミクロデータを用いた研究

世界中の研究者・実務家は在庫投資変動が短期のマクロ経済変動の主要原因の1つだと考えてきた。これに対し、ミクロ経済学者や企業行動に詳しい実務家の多くは異議を唱えてきた。日本の四半期GDP統計の商品別・在庫カテゴリー別在庫投資データ(19942010)を用いて在庫投資行動について研究し、2つの結論を得た。第1に、厳しい制約下で作成されることもあり、四半期データは激しい季節変動を繰り返してきた。この変動は年次データではほとんど消滅する。第2に、在庫投資が激増したと予想されるリーマンショック後の時期について見ると、在庫残高はほとんど増加せず、予想される在庫調整も観察されなかった。平成24年度は、第1に、前年度の作業結果を踏まえて、論文を作成し、セミナー等で報告して改良し、日本語・英語の双方で公表した。第2に、研究対象である在庫および在庫投資に関しては、政府統計に限定してもかなりの数の推計値が存在し、それぞれが定義・調査対象・カバレッジ・調査頻度などの点で異なり、相互関係が必ずしも明らかではなく、相互に矛盾・対立する印象を与えるケースも稀ではない。最終的な目的である銀行借入と在庫投資の関連性の研究のためには、在庫投資データの作成方法にまでさかのぼって、利用可能データの性質と利用可能性について評価し、目的に照らして適切な統計を選択する必要がある。平成24年度には、この目的に向けた作業を開始した。事前の準備に基づき、可能性のある関係省庁(具体的には、経済産業省、内閣府、日本銀行)の関係部署と接触・意見交換をしたうえで、方法を選択して、現時点までに第1段階の作業を終えて、これを完成させるとともに、次の段階に進む準備を整えた。カバレッジの点で内閣府のSNA統計の活用が望ましいが、とりわけ四半期SNAの在庫統計の推計値は、いずれの国でも激しく変動することが知られている。これこそがGDP全体の短期的な変動を引き起こす最大の要因だとして半世紀以上前から世界中のマクロ経済学者の注目を集めてきた。反面、在庫投資主体の企業行動に注目するミクロ経済学者の側からは、繰り返し違和感が表明されてきた。この基本イメージの対立に注目して、その実態の確認、原因の解明に取り組んだ。幸い、四半期SNAの在庫投資統計の推計過程で作成される計数がこの目的に有用であることに気づき、その活用が認められたことから、ショッキングかつ有用な結論を導くことができた。現在、各方面で結果を報告しつつ、論文にまとめつつある段階である。平成25年度は、前年度までの活動の成果を踏まえて、在庫投資変動の実態の検討に重点を置いた。在庫投資変動が、マクロの短期の景気変動の最重要の原因の一つであるとする世界共通の通念は、とりわけ在庫管理技術が向上した近年の個別企業の在庫投資行動の実態との間に重大な違和感を生じさせている。しかし、在庫あるいは在庫投資、さらにその変動をデータに即して実証的に検討するためには、関連統計の乏しさに加えて、各国の関連統計の作成方法、在庫概念の多様さなどの深刻な障害に悩まされることになり、各国の研究も実証データの制約の前に、長らく停滞してきた。日本には、月次の生産動態統計およびそれに基づく鉱工業生産指数が存在し、品目ごとの生産・出荷・在庫投資の変動を月次ベースでみることができる。さらに、GDP統計の在庫投資について商品別・座愛顧形態別に四半期ベースで見ることができる。リーマンショック後の時期と先の金融危機の時期に焦点を合わせて、大きな在庫投資変動が見られるはずの時期の在庫投資の変動について詳細に検討して、半世紀にわたって世界中で通念として受け入れられてきた在庫投資変動が短期のマクロ変動の最重要原因の一つであるとする見方が、少なくとも日本のデータによっては支持されないという結論を得た。日本語と英語で論文をまとめたdiscussion paperを作成して幅広い読者に読まれるようにすると同時に、研究会等で発表して、改善の作業を継続している。英文の論文は近日中に出版されることになっている。この研究も、先行する2年間の研究成果と密接に関連すると同時に、整合的な結論を得るものであり、既存研究にも重大な影響を与えるものである。平成23年度は、「法人企業統計」(年報と季報)の個表を活用して、企業間信用の実態を、それと銀行借入・在庫との関連性について、1980年代後半期から1990年代にかけての日本経済について検討することを中心とした。成果は、詳細な検討結果を示す膨大な報告書をdiscussion paperとして刊行し、それに基づく2本の論文を現在刊行中である。1980年代後半から1990年代の日本経済については、「バブル」の発生・崩壊とその後始末に忙殺された混乱期だと広く理解されている。

その中心に位置した銀行を中心とした金融機関の行動およびその後始末である「不良債権」処理にかかわる不手際が「失われた20年」の根本原因だとの理解が標準的である。かりに銀行などが「不良債権」処理に忙殺され、結果として「貸し渋り」が深刻であったとしても、企業間信用を中心とする代替的資金調達のための資金市場がきわめて有効に機能し続けたとする本研究の結論は、金融資本市場にかかわる新たな知見を示すと同時に、従来の通説・通念に根本的な疑問を提示するものである。また、頻発する「金融危機」に過度に注目しがちな世界中の人たちに対しても、重要な知見として歓迎されるはずである。事実、論文の一部を英訳したものについて、有力なアメリカ人研究者から説得的かつ驚くべき内容だとの反応を得ている。企業間信用の研究にとっては現行の「法人企業統計」に重大な限界があることから、担当部署(財務省)にその内容を明示して対応を申し入れ、同時に有効な代替策の模索に取り掛かっている。現在は、次の段階の研究の準備に取り掛かっている。各種統計資料を積極的に利活用する新しくかつ野心的な研究プロジェクトである。このため、おおよその見当をつけてはいるものの検討を進めてみなければ明確にはならない障害・欠陥が表面化する多面的なリスクに直面している。本年度に関しては、研究対象の一環である在庫投資統計そのものの実態と信頼度・利用可能性の確認などという課題に改めて直面する必要があった。幸い、誰も注目せず、誰も利用してこなかった一連の推計値の存在に気づき、その利用を許可されたことから、多くの専門家が驚き注目する結果を得ることができた。この結果自体は、今後論文にして公表すれば国際的に幅広い注目を集めるものと予想される。とはいえ、本研究の目的との関係では、必要ではあるが、いささか遠回りとなる作業である。この意味で、「おおむね順調に進展」と評価する。このため、おおよその見当をつけてはいるものの検討を進めてみなければ明確にはならない障害・欠陥に直面する多面的なリスクに直面している。企業間信用にはさほどの重点を置いていない「法人企業統計」は、おおむね期待した情報を提供してくれたが、一部には重要な限界を示すことがあった。このため「おおむね順調」とした。今後の検討についても同様の傾向があるものと予想される。前年度の成果である四半期SNA統計の在庫投資推計値(品目別・在庫形態別)を活用した検討結果を、論文にして公表することが前半の課題となる。並行して、在庫投資データに顕著な規則的季節変動が、会計慣行と密接にかかわっている点に注目して、その実態を法人企業統計季報の個表を活用して解明する計画である。今年度中にそこまで到達できるかどうかは不透明であるが、その成果と銀行借入・企業間信用との関連の検討も計画している。なお、研究をより深めるために大阪大学大学院経済学研究科太田亘および神戸大学大学院経営学研究科畠田敬を連携研究者として追加する.太田は、法人企業統計調査のパネルデータ構築を試みたことがあり、また「負債比率における規模効果について」(2000,現代ファイナンス)では通商産業省企業活動基本調査を用いた分析を行っているが、本研究ではデータ準備および分析を担当する。
肝細胞がんに対する陽子線治療後の効果判定法の確立

2015年以降に肝細胞癌陽子線治療を施行した82例のうち、1年以上の経過観察で再発のなかった症例の経時的な腫瘍サイズの変化と、EOB-MRIによる造影パターンをタイプ分けし、データベースを作成した。効果判定には画像と腫瘍マーカーを用いており、それぞれの有用性と限界を明らかにするため、EOB-MRIと腫瘍マーカー(AFPとPIVKA-II)を陽子線治療前、治療後1か月、3か月、6か月、9か月、12か月と経時的に測定した。腫瘍マーカーについては陽子線治療後腫瘍量の減少に比例して継続的に漸減するものばかりではなく、一過性に治療前よりも20%以上の上昇を示すいわゆるFlare現象と呼ばれるパターンを示す患者がAFPで5.9%、PIVKA-IIでは39%いることを明らかにすることができた。腫瘍マーカーの変動を詳細に検討してみると、Flare現象の生じる時期は症例ごとにまちまちであり、腫瘍サイズが縮小しているのにも関わらず、数値が一過性に上昇する症例があることもわかり、腫瘍マーカーの上昇時は腫瘍マーカー、特にPIVKA-IIにおいてはfalse positiveとなる可能性が低くなく注意が必要であることが判明した。逆に数値が低下に転じた場合には効果判定として腫瘍の細胞量の減少を表しており効果判定に極めて有用であることもわかった。画像解析については非再発時のパターンを明らかにするために腫瘍内部構造に関する造影パターン化を現在進めている。当初計画通り、肝細胞癌陽子線治療後のデータベース化が順調に進んでおり、腫瘍マーカーに関しては陽子線治療後にいわゆるFlare現象と呼ばれる現象の発生頻度は少なくなく、特にPIVKA-IIにおいては39%%の症例で認められることが明らかにできた。本年度に作成したデータベースに基づき、非再発例の画像パターンを解析するため、造影早期相と肝細胞相の画像を中心に内部構造変化をパターン化していく予定である。その後に再発例についても同様のパターン化をすすめることで、再発群と非再発群の画像における差異を明らかにする予定である。データ解析に必要なソフトウエアが主にはテキスト解析であったため従来のもので賄うことができたため物品費は抑えることができ、学会も海外学会での発表がなかったために旅費も当初予算時よりも少なくなった。次年度以降は画像解析と、これまでの成果の海外学会での発表、論文化などをめざしており、本年度文の繰り越しでの支出を予定している。
汗アレルギーの抗原解析と簡易診断法の開発

アトピー性皮膚炎の悪化因子である汗抗原の同定を目的に、ヒスタミン遊離活性を指標に各種カラムを用いて汗抗原の精製を行った。質量分析を行って汗抗原として有望な蛋白質のペプチド断片を複数得た。さらに、抗汗モノクローナル抗体と部分精製した汗抗原を用いて、血清中に存在する抗汗IgE抗体を検出する系を確立した。アトピー性皮膚炎患者血清中から高率に抗汗IgE抗体を検出し、汗アレルギーの簡易診断法として有用であることが示唆された。本年度は、好塩基球からのヒスタミン遊離活性を持つ精製汗抗原物質の同定を行う目的で、以下の通り研究を実施した。1.ヒト皮膚由来cDNAライブラリーの作製と発現スクリーニングヒト皮膚由来cDNAライブラリーを、動物細胞用ベクターで構築した。作製したcDNAライブラリーを分割し、cDNAクローン1000個分を1プールとしてまとめてプラスミド精製を行った。精製したプラスミドをCOS7細胞に一過性に発現させ、培養上清および細胞を回収し、培養上清、細胞破砕物と抗汗抗体を用いてスクリーニングを行った。1次スクリーニングの陽性プールを2次、3次、4次スクリーニングと絞り込んで行き、最終的に得たシングルクローンの遺伝子配列をDNAシークエンサーにて解析した。得られた物質のヒスタミン遊離活性を検討したが、本年度の研究期間内にはヒスタミン遊離活性のある物質の同定には至らなかった。2.新規抗汗抗体の作製上記の発現スクリーニングに平行して、カラムワークを組み合わせて汗の精製を行い、この精製汗抗原を用いて新規の抗汗抗体を作製した。汗抗原と汗に反応する好塩基球を使用したヒスタミン遊離活性試験、さらに免疫ブロット法およびELISA法を用いて解析を行った結果、今回得られた新規汗抗体と、以前に我々が得た抗汗抗体とは異なる抗原部位を認識していることを確認した。現在、これらの新規抗汗抗体を大量に精製し、免疫染色による皮膚組織における汗抗原の発現様式の検討と、新規抗汗抗体を用いた発現スクリーニングによる検討の準備中である。1.抗汗抗体を用いたヒト皮膚由来cDNAライブラリーによる発現スクリーニング新規に作製した抗汗抗体を用いて、昨年度に引き続きヒト皮膚由来cDNAライブラリーによる発現クローニングを行った。cDNAクローン1000個分を1プールとしてまとめてプラスミド精製を行った。得られた物質のヒスタミン遊離活性を検討したが、ヒスタミン遊離活性のある物質の同定には至らなかった。2.新規抗汗抗体による皮膚組織の免疫染色昨年度に引き続き、新規の抗汗抗体の作製とその解析を行った。精製汗抗原と汗に反応する好塩基球を使用したヒスタミン遊離活性試験、さらに免疫ブロット法およびELISA法を用いて解析を行った結果、これまでに得られた抗精製汗抗体はIgG型、IgM型に大別され、汗抗原による好塩基球からのヒスタミン遊離活性を抑制するものやしないものがあり、異なる抗原部位を認識していることを確認した。これらの抗体を用いて免疫染色法による皮膚組織における汗抗原の発現様式を検討した。その結果、抗精製汗抗体は、皮膚の汗腺組織を認識することを明らかにした。昨年度に引き続き本年度も、好塩基球からのヒスタミン遊離活性を持つ精製汗抗原物質の同定を行う目的で、以下の研究を実施した。1.ヒト皮膚由来cDNAライブラリーを用いた発現スクリーニングヒト皮膚由来cDNAライブラリーを用いてヒスタミン遊離活性を持つ蛋白の発現クローニングを行ったが、目的の分子の同定に至らなかったので、もう一つの方策として挙げていたヒト汗をカラム精製して質量分析により分子同定を行う方法に切り替えた。2.精製汗抗原の質量分析と解析大量にプールしたヒト汗を濃縮し、アトピー性皮膚炎患者好塩基球のヒスタミン遊離活を指標に、陰イオン交換カラム、逆相カラム、ゲル濾過カラムを用いてヒスタミン遊離活性をもつ分画(QR)を絞り込み、質量分析を行って汗抗原として有望な蛋白質のペプチド断片を複数得た。現在、この蛋白質をリコンビナント蛋白として合成し、活性を確認中である。3.患者血清を用いた汗アレルギーの簡易診断法の確立2.で絞り込んだ分画(QR)を免疫原として作製したモノクローナル抗体を固相化したELISAplateにQRを結合させ、患者血清を反応後、抗ヒトIgE抗体で検出する系を確立した。アトピー性皮膚炎患者と健常人の血清間で有意差を得ており、汗アレルギーの簡易診断法として有用であることが示唆された。

好塩基球からのヒスタミン遊離活性を持つ汗抗原を含む画分を用いて新規の抗汗モノクローナル抗体を作製した。これらの抗体を用いて皮膚組織の免疫染色を行った結果、抗精製汗抗体は汗腺組織を認識することを明らかにした。一方、ヒト皮膚由来cDNAライブラリーと抗精製汗抗体による発現スクリーニング法では、ヒスタミン遊離活性を持つ物質の同定には至っていない。精製カラムの組み合わせを工夫し、発現スクリーニングと平行してカラムワークと質量分析によるヒスタミン遊離活性を持つ汗抗原の同定を行う。
新たな身体活動の価値を創造する児童期の実生活生体リズム研究

子どもの身体活動量には季節性の変化が見られ、気温の低い冬期に低下するとされている。また、冬期には体温などのサーカディアンリズム位相が後退すると言われている。実際、小学生児童の冬の身体活動量および就床時メラトニン量に減少が認められ、体温リズム位相の後退を助長した結果、起床時体温が低下する可能性が示唆された。一方、冬期の運動介入によって高い身体活動量を維持・増加すると、体温リズム位相の維持あるいは前進に貢献する可能性があると考えられた。本研究は児童の生体リズムについて、身体活動との関連について検討することを目的に実施した。本年度は、身体活動量の変化が体温リズムに及ぼす影響について検討した。9-11歳の児童77名を対象に平日の身体活動量(歩数)および口腔内舌下温を測定した。舌下温は、起床時(朝)、午後2時(昼)および就寝時(夜)に測定し、その時刻とともにを記録させた。各対象者の歩数は、加速度歩数計を用いて測定し、1日当たりの歩数平均値を算出した。測定は、夏(6月)と冬(12月)の計2回行った。夏と冬の生活時間を比較すると、起床平均時刻および平均就床時刻は、夏に比べて冬では有意に後退した(p<0.01)。歩数は、夏に比べ、冬で有意に少なかった(p<0.01)。全対象者の舌下温の概日リズムは、夏に比べ冬は朝昼夜ともに有意に低値であった(p<0.001)。歩数の全体平均値は夏に比べ冬で減少したが、個人差が大きかった。そこで、夏冬の歩数差を基準に、活動量増加群、活動量減少群および対照群(歩数差小)に分けて舌下温の日内リズムを比較した。その結果、対照群および歩数減少群(平均-6,883±4,727歩、n=11)では全体平均値の傾向と同様に夏に比べ冬の舌下温は有意に低かった(p<0.05)。一方、活動量増加群(平均+5,154±1,541、n=11)では、季節性変化が認められなかった。また、冬の起床時舌下温は、活動量減少群に比べ、増加群で有意に高値であった(p<0.05)。児童における冬の身体活動量低下は、舌下温リズム位相の後退を助長する可能性が示唆され、一方、高い身体活動性を維持することで体温リズム位相の維持あるいは前進に貢献すると考えられた。生体リズムの舌下温について測定分析を進め順調に推移した。平日と休日の睡眠や活動の時間差は社会的時差と考えられている。児童においてもまた、学校登校日と休日では睡眠時間などが異なると推測されるが、特に身体活動量においては二極化しているとの報告がなされている。日中の身体活動は体温などの概日リズムの同調に貢献しているため、日曜に身体活動量が低値であることは月曜起床時体温に影響を及ぼすと考えられる。本研究では、児童における社会的時差、特に学校登校日と休日の身体活動量の差が体温概日リズムに及ぼす影響について検討した。小学校4年生児童24名(男子13名、女子11名、平均身長141±5cm、35±9kg)を対象に起床時舌下温および歩数を1週間連続測定した。舌下温は起床時に電子体温計(C502、テルモ)を用いて5分間実測し、歩数は加速度計で計測し身体活動量の指標とした。測定機器は木曜日に配布して金曜から測定を開始し、起床および就床時刻も合わせて記録させた。登校日および休日の歩数平均値は、それぞれ15,506±2,674歩および11,076±5,099歩であり、登校日の方が有意に高値を示した(t=4.25, p<0.001)。また、歩数の変動係数は登校日17.2%に対し、休日46.0%と約2.7倍のばらつきを示した。起床時体温平均値は、登校日36.4±0.3°C、休日36.5±0.1°Cであり、休日の方が有意に高かった(t=2.18, p<0.05)。この結果は、休日の起床時刻(7:09±0:47)が、登校日(6:35±0:23)より有意に遅延(t=4.31, p<0.001)したためと考えられた。また、月曜起床時体温のZスコアと日曜歩数のZスコアとの間には有意な正の関連(r=0.757, p<0.01)が認められた。日曜歩数が個人内で低値をとると月曜起床時体温が個人内で低くなり、体温概日リズムが後退する可能性が示唆された。順調に研究遂行ができている。本研究では、身体活動量の低下する冬期に運動介入を行い、児童の体温リズムおよび就床時メラトニン量に及ぼす影響について検討することを目的に実施した。解析対象者は、運動群が児童26名(男子13名、女子13名、平均年齢9.8±0.7歳)、コントロール群28名(男子15名、女子13名、平均年齢9.9±0.7歳)であった。