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環太平洋の環境文明史

新学術領域研究「環太平洋の環境文明史」(平成21-25年度、領域代表者:青山和夫)の主要な研究成果を国民・社会にわかりやすく還元・紹介するために、4つの計画研究の研究代表者4名(青山、米延、坂井、高宮)を編著者として一般書『文明の盛衰と環境変動:マヤ・アステカ・ナスカ・琉球の新しい歴史像』(岩波書店、256頁、H26年9月刊行)を公刊した。主に中堅・若手の計28名の執筆者が、現地調査のエピソードやその土地と文化に魅せられていく様等を適宜織り込みながら、「高校生にもわかる、楽しい読み物」を執筆した。専門用語の使用をできる限り避け、主要な研究成果を幅広い読者に明快かつ親しみやすく発信した。はしがきに続き、第I部環太平洋の環境史を調べるは、湖の底から環境の変遷を探る、水月湖の土が語る五万年、コラムの樹木の年輪からみた近世の社会と環境変動と津波堆積物は語るから構成される。第II部メソアメリカ文明の盛衰と環境は、マヤ文明と環境変動、テオティワカン、アステカ、先住民にとっての自然環境の歴史的記憶、マヤ先住民女性の衣文化の謎を探る、コラムの中米地峡を行き交うモノと人々からなる。第III部アンデス文明の盛衰と環境は、地上絵と共に生きた人々、ナスカ盆地周縁でカタツムリを探す、ナスカ砂漠に生きた人々と食性の変化、コラムの直線の地上絵は何を語るのかとコブのないラクダが作った文明から構成される。第IV部環太平洋の島嶼の環境と先史・原史文化は、奇跡の島々、島における先史時代の墓、サンゴ礁の貝を利用し続けた沖縄の人々、環太平洋北部の狩猟採集民、コラムの「ウミアッチャー」の時代から「ハルサー」の時代へ、沖縄貝塚時代人がみたサンゴ礁、ウォーラシア海域、首長なき社会のモニュメント及びイースター島民は最後の木を切り倒さなかったからなり、あとがきが続く。26年度が最終年度であるため、記入しない。本領域研究は、平成21年度新学術領域研究の人文社会系で唯一採択された。本領域は、既存の学問分野の枠に収まらない新興・融合領域である「環太平洋の環境文明史の創成を目指した。つまり文系でもない、理系でもない全く新しい歴史的知の枠組みを構築していった。本領域が革新的・創造的な研究を推進することで、従来の西洋中心的な人類史を再構成する上で大きく貢献すると共に、当該領域の学術水準を国際的に向上・強化し、革新的な人材育成に繋がると期待される。この貢献は現代地球社会の諸問題解決の糸口を見出し、持続可能な発展を遂げていくための科学的知見に資するものである。本領域研究の目的は、(1)環太平洋の非西洋型諸文明(中米メソアメリカ文明、南米アンデス文明、太平洋の島嶼文明など)の盛衰に関する通時的比較研究を行う、(2)環境史の精緻な記録である湖沼年縞堆積物を用いた環太平洋の環境システムの変遷史と諸文明史の因果関係を詳細に明らかにする、(3)その歴史的教訓と今日的意義を探求する、ことである。本年度は総括班活動として、以下の項目を実施した。(1)領域全体の研究方針の策定と企画・調整:研究組織のデータベースとメーリングリスト(ML、総括班、各計画研究別)を作成し、連絡体制を採択直後に確立した。(2)研究活動の監督と協力:10月に国際研究者全体集会を主催した。総括班会議及び、必要性に即応してウェブ会議やML持ち回り会議を開催した。個々の計画研究の活動(調査・分析・発表等)を迅速に把握し、計画研究間の協力関係をまとめた。その結果、中南米でのA01調査へのA02、A03の共同研究、A01が採取した試料のA04への提供など、効率的な領域運営が実現できた。また、研究組織全体の研究成果情報を収集した。(3)研究成果のとりまとめ・公表と社会還元:領域発足直後にウェブサイトを立ち上げ、随時更新した。1月に和文と英文のニュースレターNo.1を発行し、関係者に配布、PDF版をウェブサイトに掲載した(ダウンロード数は14月で75部)。(4)研究成果の総括と評価:各計画研究の成果を報告し、意見交換を行った。(5)総括班会議を3回(10、12、3月)開催し、領域の企画調整や進行状況を報告、評価した。3月の総括班会議では、H21年度の総括を行い、次年度へ向けた企画立案を行った。本領域研究の目的は、(1)環太平洋の非西洋型諸文明(メソアメリカ文明、アンデス文明、太平洋の島嶼文明など)の盛衰に関する通時的比較研究を行う、(2)環境史の精緻な記録である湖沼年縞堆積物を用いた環太平洋の環境システムの変遷史と諸文明史の因果関係を詳細に明らかにする、(3)その歴史的教訓と今日的意義を探求する、ことである。(1)領域全体の研究方針の策定と企画・調整:研究組織のデータベースとメーリングリスト(ML、総括班、各計画研究別)を更新し、連絡を密接に取り合った。(2)研究活動の監督と協力:5月に国際研究者全体集会、10月にA01,A02,A03の合同研究会を主催した。

個々の計画研究の活動(調査・分析・発表等)を迅速に把握し、計画研究間の協力関係をまとめた。その結果、A01とA02、A03、A04の共同研究を実施するために、効率的な領域運営が実現できた。また研究組織全体の研究成果情報を収集した。(3)研究成果のとりまとめ・公表と社会還元:領域ウェブサイトを随時更新した。5月に京都市の国際日本文化研究センターにおいて公開シンポジウムを開催した。1月に和文と英文のニュースレターNo.2を発行し、関係者に配布、PDF版をウェブサイトに掲載した。(4)研究成果の総括と評価:各計画研究の成果を報告し、意見交換を行った。(5)総括班会議を3回(H22年5月と10月、H23年5月)開催し、領域の企画調整や進行状況を報告、評価した。東日本大震災のためにH23年3月から5月に延期して開催された総括班会議では、H22年度の総括を行い、23年度へ向けた企画立案を行った。本領域研究の目的は、(1)環太平洋の非西洋型諸文明(メソアメリカ文明、アンデス文明、太平洋の島嶼文明など)の盛衰に関する通時的比較研究を行う、(2)環境史の精緻な記録である湖沼年縞堆積物を用いた環太平洋の環境システムの変遷史と諸文明史の因果関係を詳細に明らかにする、(3)その歴史的教訓と今日的意義を探求する、ことである。本年度は総括班活動として、以下の項目を実施した。(1)領域全体の研究方針の策定と企画・調整:研究組織のデータベースとメーリングリスト(ML、総括班、各計画研究別)を更新し、連絡を密接に取り合った。(2)研究活動の監督と協力;5月に国際研究者全体集会を沖縄で主催した。総括班会議及び、必要性に即応してウェブ会議やML持ち回り会議を開催した。その結果、AO1とAO2、AO3、AO4の共同研究を実施するために、効率的な領域運営が実現できた。5月に那覇市の沖縄県立博物館において公開シンポジウムを開催した。(5)総括班会議を6回(H23年5月に2回、9月に2回、H24年1月、3月)開催し、領域の企画調整や進行状況を報告、評価した。本領域研究を推進することによって当該領域における人材育成に繋げていくのが一大目標の一つであるが、本領域研究に参加中の若手の研究者のうち2名が常勤、2名が任期付の研究職を得た。本領域研究の目的は、1環太平洋の非西洋型諸文明(メソアメリカ文明、アンデス文明、太平洋の島嶼文明など)の盛衰に関する通時的比較研究を行う、2環境史の精緻な記録である湖沼年縞堆積物を用いた環太平洋の環境システムの変遷史と諸文明史の因果関係を詳細に明らかにする、3その歴史的教訓と今日的意義を探求する、ことである。(2)研究活動の監督と協力:2月に国際研究者全体集会をキャンパス・イノベーションセンター東京で主催した。
直流除細動通電による心筋細胞興奮と膜傷害

直流通電による除細動時には心室各部の心筋が様々な強度(5100V/cm)の電界に曝される。本研究では、それらの電界が心室筋の膜電位波形に及ぼす作用を解明するため、膜電位感受性色素を用いた活動電位光シグナル計測装置を開発し、灌流心を用いた実験で検討するとともに、膜イオン電流モデルを用いたシミュレーション解析を行った。1.直流通電による活動電位波形変化の心室内部位差:1チャンネル光シグナル記録装置を用いた実験では高圧電界による可逆的な細胞膜破壊(electroporation)によると考えられる直流通電の後作用(静止電位減少、活動電位振幅の減少、膜電位振動)と催不整脈作用の心室内部位差を検討した。その結果、右室心外膜面への通電が左室心外膜面や心室中隔心内膜面への通電に比べて膜電位の後作用が大きく、心室頻拍・細動が誘発されやすいことが示された。2.多チャンネル活動電位光シグナル計測装置の開発:平成8年度の研究で開発した計測装置のoptical probeを小型化し、心表面の8点から活動電位光シグナルを同時に記録できるシステムを完成させた。この装置を用いた実験では、心室興奮の受攻期に比較的弱い強度の直流通電を加えるとスパイラル型のリエントリ-による多形性心室頻拍が誘発されるのに対し、electroporationをきたすような強い通電では、通電部位を発生源とする単形性心室頻拍が誘発されることが示された。3.Beeler-Reuterモデル(1977)とLuo-Rudyモデル(1994)を用いたシミュレーションでは細胞膜にelectroporationを想定した矩絡回路を設定することで高電界直流通電によって生ずる膜電位の後作用が再現できることを確かめた。【目的】直流通電による除細動時には心室各部の心筋が数V/cmから約100V/cmにまで至る様々な強さの電界に曝される。本研究では、それらの電界が心室筋細胞の脱分極と再分極に及ぼす作用を解明するため膜電位感受性色素を用いた活動電位光シグナル計測装置を開発し、潅流心を用いた実験で検討した。【方法】ウサギ摘出心を膜電位感受性色素(di-4 ANEPPS,2μM,10min)により染色した後、左室心外膜面の一部に高輝度発光ダイオードを内蔵したoptical probeを当て、径2mmのスポットに光(中心波長450nm)を照射した。同部位から光りファイバー束を用いて蛍光を集め、long pass filter(カットオフ波長580nm)を介してphotodiodeに入力し、膜電位光シグナルを観察した。Optical probeの両側には直流通電(S2,10ms)用の電極を装着した。【結果】基本刺激(S1)による活動電位のプラトー相で電界強度(FI)7V/cm以上のS2を加えると再分極が遅延し、S1+S2活動電位の持続時間(APD)が延長した。このAPD延長はFIに依存して増大した。FIが12V/cm以上になると、S2後の再分極が不完全となり持続性の静止電位減少が生ずるとともに、S2後のS1活動電位振幅が13分間にわたって減少した。これらの後作用はFIが増す程著しくなった。S2後の第一拍目S1活動電位振幅を50%減少されるFIは平均44,5V/cmであった。(n=6)。【総括】左室心外膜面に直流通電を加えると電界強度に依存して(1)APD延長と(2)持続性の静止電位減少及び活動電位振幅減少が生じた。

前者は不応期延長を介してエントリ-停止に寄与する変化であり、後者は可逆性の膜破壊(electroporation)による心筋細胞障害を反映する現象と考えられる。直流通電による除細動時には心室各部の心筋が様々な強度(5100V/cm)の電界に曝される。本研究では、それらの電界が心室筋の膜電位波形に及ぼす作用を解明するため、膜電位感受性色素を用いた活動電位光シグナル計測装置を開発し、灌流心を用いた実験で検討するとともに、膜イオン電流モデルを用いたシミュレーション解析を行った。1.直流通電による活動電位波形変化の心室内部位差:1チャンネル光シグナル記録装置を用いた実験では高圧電界による可逆的な細胞膜破壊(electroporation)によると考えられる直流通電の後作用(静止電位減少、活動電位振幅の減少、膜電位振動)と催不整脈作用の心室内部位差を検討した。その結果、右室心外膜面への通電が左室心外膜面や心室中隔心内膜面への通電に比べて膜電位の後作用が大きく、心室頻拍・細動が誘発されやすいことが示された。2.多チャンネル活動電位光シグナル計測装置の開発:平成8年度の研究で開発した計測装置のoptical probeを小型化し、心表面の8点から活動電位光シグナルを同時に記録できるシステムを完成させた。この装置を用いた実験では、心室興奮の受攻期に比較的弱い強度の直流通電を加えるとスパイラル型のリエントリ-による多形性心室頻拍が誘発されるのに対し、electroporationをきたすような強い通電では、通電部位を発生源とする単形性心室頻拍が誘発されることが示された。3.Beeler-Reuterモデル(1977)とLuo-Rudyモデル(1994)を用いたシミュレーションでは細胞膜にelectroporationを想定した矩絡回路を設定することで高電界直流通電によって生ずる膜電位の後作用が再現できることを確かめた。
国際義務の「迂回」への法的対応についての理論的研究：国家の規範的整合性に注目して

規範の「迂回」とは、通常とは異なる方法をとることでもって当該規範の適用を免れ、もって当該規範の目的と機能を損なう行為を指す。この点で、当該規範の「違反」とは異なる。また、一見すると「違反」にならないように偽装するものの実質において規範に反する行為(「隠れた違反」)とも異なる。このような行為を無制約に許せば、規範の実効性が損なわれることになる。他方で、人為的な操作を加えたり通常とは異なる方法をとったりするという点を除けば少なくとも形式的には適法な行為である以上、それに対応するにあたっては過剰規制を避ける必要もある。国家は、国内法令を操作することによって国際義務を「迂回」しようとする主体である一方で、私人による国内法令・行政措置の「迂回」を抑止しようとする主体でもある。そこで、国際レベルと国内レベルにおける国家の法的整合性という観点から、「迂回」の規律についての立体的なバランスの取り方を示そうとした。具体的には、国家がWTO協定を実施するにあたって、「迂回防止」措置を取る行為と、国際義務を「迂回」する行為との間の規範的緊張関係を比較対照する。この作業によって、「迂回」概念の分析枠組みと法的対応策について、国際法と国内法の動態的相互関係から再構成しようとした。最終年度は、国際・国内学会での研究発表とその際の質疑応答によって国内外に問題提起を行い、後掲する論文によって学術的成果を公表した。2018年度は、研究発表として東京大学、神戸大学、早稲田大学、国立台中科学技術大学(台湾)、ニューサウスウェールズ大学(豪州)、淡江大学(台湾)において行った。査読ありの雑誌論文をすでに1本公表しており、その他の成果も公開予定である。初年度は、まず「迂回」および「迂回防止」にかかわるWTO協定中の関連規定の解釈適用に関わる先行研究レビューと関連事例分析を更新させつつ、どのような形で「迂回」と「迂回防止」が相互に関連するのか、国際規範と国内規範がどのように相互作用しているか実証的に分析し、理論的課題を整理する作業に重点を置いた。具体的には、WTO協定の対象分野のうち(1)貿易救済措置と(2)原産地規則の分野に焦点を当てた。それに加えて、自由貿易協定(経済連携協定(EPA)を含む)中の規定や、明示的ではないものの実質的に「迂回」への対応として類似の機能を果たす規定や制度についても、解釈適用事例を収集し、分析を加えた。このような実証分析を進めつつ、次年度以降に行う理論的分析のための予備的な分析も並行して行った。とりわけ、これまでに先行研究の多い「信義則」や「権利濫用」に関する一般原則との間の機能的差異について、各国の国内法制ごとの違いに留意しつつ、どのような理論構成が可能か検討した。その際、国家による国際義務の「迂回」を国際規範によってどのように規制しうるかという問題と、私人による法令や行政措置の「迂回」(あるいはその恐れ)に対して各国家が国内法に基づいてどのように規制しうるか(アンチダンピング措置としての「迂回防止」措置等)とを区別しつつ、いずれも国家が国内法に基づいてとる措置であることに照らして、それを規律する法的構成にどのような異同があるか等に光を当てた。申請時点で想定していた分析が実質において順調に進展している。分析対象のうち知的財産権と政府調達に関わるものは次年度に回すこととしたものの、おおむね順調に進展していると評価できる。2年目となる本年度は、前年度に行った実証分析の成果を基に、WTO法に限定されない一般国際法上の理論的検討を行うことに重点を置いた。具体的には、まず、(1)そもそも「迂回」について、義務の「違反」と概念的に区別して別途に論じることが屋上屋を架すことにならないか、あらためて検討した。次に、(2)国際義務の「迂回」行為およびそれに対抗する「迂回防止」措置を類型化することへの要請がある一方で、そのような類型化を行うこと自体が新たな「迂回」の道を開くことになるため何らかの包摂的な規定を設ける要請があるため、両者の調整のあり方について検討した。その上で、(3)ある国家が、私人による「迂回」行為に対抗するために、国際義務に適合した形で国内法上「迂回防止」の制度を整備することと、当該国家が国際義務を「迂回」することに防止するための国際的な規律を整備することとの間に、どのような規範的な関係や相互作用があるのかについて、整合的に説明しうる理論的枠組みを探求した。このように理論的検討は順調に進んだものの、実証研究の対象として特に注目してきた環太平洋パートナーシップ(TPP)協定やWTOドーハ開発アジェンダ(ドーハ・ラウンド)交渉については、政治的に流動性が高い。そのため、年度途中で分析対象を変更する必要が生じた。このため、研究成果として公表できたものが若干少ないことはたしかである。最終年度においては、これまでの研究成果が適時に発表できるよう努める。上述の通り、理論的検討は順調に進んだものの、実証研究の対象として特に注目してきた環太平洋パートナーシップ(TPP)協定やWTOドーハ開発アジェンダ(ドーハ・ラウンド)交渉については、政治的に流動性が高く、いまだその帰趨は明らかでない。そのため、年度途中でFTA/EPAの原産地規則に関する論点などへと分析対象を変更する必要が生じた。このため、研究成果として公表できたものが若干少ないことに鑑み、「おおむね」順調に進展しているものと認めた。

規範の「迂回」とは、通常とは異なる方法をとることでもって当該規範の適用を免れ、もって当該規範の目的と機能を損なう行為を指す。この点で、当該規範の「違反」とは異なる。また、一見すると「違反」にならないように偽装するものの実質において規範に反する行為(「隠れた違反」)とも異なる。このような行為を無制約に許せば、規範の実効性が損なわれることになる。他方で、人為的な操作を加えたり通常とは異なる方法をとったりするという点を除けば少なくとも形式的には適法な行為である以上、それに対応するにあたっては過剰規制を避ける必要もある。国家は、国内法令を操作することによって国際義務を「迂回」しようとする主体である一方で、私人による国内法令・行政措置の「迂回」を抑止しようとする主体でもある。そこで、国際レベルと国内レベルにおける国家の法的整合性という観点から、「迂回」の規律についての立体的なバランスの取り方を示そうとした。具体的には、国家がWTO協定を実施するにあたって、「迂回防止」措置を取る行為と、国際義務を「迂回」する行為との間の規範的緊張関係を比較対照する。この作業によって、「迂回」概念の分析枠組みと法的対応策について、国際法と国内法の動態的相互関係から再構成しようとした。最終年度は、国際・国内学会での研究発表とその際の質疑応答によって国内外に問題提起を行い、後掲する論文によって学術的成果を公表した。2018年度は、研究発表として東京大学、神戸大学、早稲田大学、国立台中科学技術大学(台湾)、ニューサウスウェールズ大学(豪州)、淡江大学(台湾)において行った。査読ありの雑誌論文をすでに1本公表しており、その他の成果も公開予定である。研究計画の大幅な変更は必要ないため、引き続き着実に研究の進展に努める。3年目(最終年度)は、研究成果のとりまとめと公表に重点を置く。確定的な研究成果を挙げることができるとは限らないものの、本申請課題は、比較的新しい課題について実証分析の手法開発と理論分析の新展開のための足がかりを設けることが重要な目的の一つであるため、作業中の段階であっても積極的に研究成果を公表することに意義を見出しうる。そして、関連分野の研究者との議論を通して、より広い分野に学術的な貢献をすることを図る。古本の購入等により資料収集費を節減することができたため、次年度分に18,092円を繰り越した。米国の離脱表明に伴い、TPP協定中の規定について討議するための出張を当該年度に行う必要性が薄れたため、次年度に延期することとした。そのため、旅費・謝金等を次年度に使用するため留保したことによるものである。繰り越した分は、次年度の資料収集に利用する予定である。
時差消失マウスを用いた慢性時差環境下での生活習慣病の発症機構の解明と治療法の開発

グローバル経済を担う24時間体制の工場や物流・輸送サービスあるいは警察や消防、病院といった社会施設は、必須の生活基盤である。しかし、24時間社会を担うシフトワーカーが生活習慣病を高頻度で発症することがわかってきた。私はこれまでに、概日リズムの中枢である視交叉上核(SCN)をターゲットとした研究を行い、神経ペプチド・バソプレッシン(AVP)の受容体であるV1aとV1bを共に全身で欠損したダブルノックアウトマウスが時差を全く示さないことを見出した。本研究は、この時差消失マウスを用いて、慢性時差による病態の発症機構とその治療薬の開発を試みたものである。活動・睡眠という生活リズムは、社会生活や個人の健康の基盤である。ところが、経済のグローバル化に伴い、交替制勤務や夜間労働に従事するシフトワーカーが、急増している。疫学研究により、シフトワークが、肥満や糖尿病といった生活習慣病の高リスクファクターであることが判明した。しかし、なぜ、慢性時差が病態の原因となるのか、その分子メカニズムは不明である。我々は、時差の分子メカニズムを解明するために、概日リズムの中枢である脳の視交叉上核(SCN)を対象としたスクリーニングを行い、SCNの主要な神経ペプチド、バソプレッシンの受容体であるV1aおよびV1bを共に欠損したダブルノックアウトマウス(V1aV1bDKOマウス)では、明暗環境の位相を変化させた時に生じる時差が完全に消失することを発見した。そこで、この時差消失V1aV1bDKOマウスを用いて、慢性時差がもたらす病態のメカニズムを解明するのみならず、新規の時差改善薬をも開発することで、シフトワーカーの病態を予防・治療することを試みた。その結果、野生型マウスを慢性時差環境下におくと、肝細胞が異常を示す傾向にあったのに対し、V1aV1bDKOマウスでは、そのような変化は観察されなかった。V1aV1bDKOマウスや受容体アンタゴニストを用いた検討から、SCNにおけるバゾプレッシン結合の減弱が時差後の再同調を促進すると考えられるため、バソプレッシンシグナルの調整剤が、シフトワーカーの病態に対する創薬に寄与することが期待できる。また、この調整剤は、自然の昼夜サイクルとはズレのあるサイクルで生活する睡眠相前進あるいは後退症候群の患者も治療できるであろう。本研究の成果は、シフトワーカーや睡眠リズム障害者の概日リズム異常の治療に加え、ヒューマンエラーによる、惨事を招きかねない深夜の事故を防止できる点で、非常に意義が深い。時間生物学
超高分散型水素化脱硫触媒の分子設計と機能の解明

1)軽油、重質油の深度脱硫技術の開発は環境保全の立場からも現在最重要課題の一つである。水素化脱硫触媒は、Co(Ni)-Mo二元系硫化物を主成分として構成されており、Co(Ni)-Mo間に強い協働効果が働く。その原因を解明するため多くの研究がなされてきたがいまだ十分には理解されていない。本研究ではCo-Mo複合硫化物の超高分散化による高活性水素化脱硫触媒の開発を検討するとともに、協働効果発現機構を明らかにしようとした。均質な複合硫化物の合成には分子レベルで均質な細孔構造を有するゼオライトが担体として最適であり、さらにゼオライトの酸点との複合化も可能である。ゼオライト細孔内に超高分散Co-Mo複合硫化物を分子設計し、その構造、電子状態等を明らかにすることによりCo-Mo間に発現する協働効果の本質を解明しようと試みた。2)Mo(CO)_6を用いて調製したNoSx/NaYは高く水素化脱硫(HDS)活性を示すことが明らかとなった。さらに、均質な硫化Mo種の生成を確認した。NO吸着量およびEXAFS測定よりMoSx/NaYではMo硫化物が超高分散化していることが明らかとなった。ゼオライト細孔内に固定化されたNo(CO)_6を用いて調製した超高分散硫化Mo種がゼオライト細孔内に存在することは、ベンゼン吸着、各種置換チオフェンのHDS活性およびHREMの結果より結論された。Co(NO)(CO)_3/NaYの硫化処理により調製した硫化Co触媒はMoSx/MaYに匹敵するHDS活性を示すことが明らかとなった。さらに、MoSx/NaYにCo(NO)(CO)_3を吸着後、再硫化することによりCoSx-MoSx/NaY触媒を調製することができた。Co添加によりHDS活性の上昇がみられ、CoSx/NaY、MoSx/NaYの活性との比較によりCo-No間に協働効果がみられることが明らかとなった。Mok吸収端EXAFSの結果より、Co-Mo結合の形成がみられ、複合硫化物の生成が示唆された。
心筋サルコメアにおけるアクトミオシン架橋形成の制御機構

心不全は増加の一途にあり、全世界的に「心不全パンデミック」の到来が予測されているが、現状の治療は全身的な対症療法にとどまっている。これは、心不全の発症・進展の分子メカニズムに未だ不明な点が多いためである。本研究では、心筋の収縮性を制御している分子機構を明らかにすると同時に、その機構がどのように障害されることで心不全につながるかを明らかにしたい。
Sonic-IR法を応用した閉口欠陥の高精度高能率非破壊検出に関する基礎的検討

Sonic-IR法は,被検体を超音波加振した際に欠陥界面で生じる摩擦熱を赤外線カメラで検知して,欠陥を検出する手法であり,従来技術では困難な閉口欠陥の非破壊検出が可能である.本研究では,このSonic-IR法に着目し,被検体の固有振動を利用した,簡便,高精度,高能率で大型の検査対象にも適用可能な新手法の確立を全体構想における最終目標とし,その基礎研究として,摩擦発熱と固有振動の関係を明らかにすること,その結果をもとに新手法の基本構想を立案することを研究期間内の目的とした.28年度には,実験の容易な疑似欠陥を用い,加振条件や欠陥位置等を種々変化させ,欠陥部での摩擦発熱挙動に被検体の固有振動が強く関与することを確認した.29年度は,検査対象を疲労き裂とし,まず,固有振動の腹を加振すると,き裂部での発熱が大きく,節を加振すると小さくなることを示した.つぎに,加振条件を種々変化させた際の,き裂部での発熱,き裂近傍の振動加速度,振動計測結果に対する高速フーリエ変換処理結果および有限要素法による固有振動モード解析結果から,き裂部での発熱に影響を及ぼす主要な振動モードを特定した.30年度には,異なる位置に導入した複数の疲労き裂で同様の検討を行い,き裂部での発熱に影響を及ぼす主要な振動モードは,き裂部の振動エネルギが他モードに比べ大きいこと,また,その被検体の形状において,き裂が存在しない場合の振動モードの(腹ではなく)節の位置にき裂が導入された場合に,き裂面間の相対変位が大きくなり,他モードに比べ発熱が大きくなることがわかった.さらに,疲労き裂以外にも,溶接部欠陥や複合材料の疲労損傷にも研究を展開し,いずれも検出可能であることを示した.また,大型構造物での実験も行い,その検査の可能性も示した.本研究により,Sonic-IR法の高精度化,高能率化のための重要な方針が得られた.本研究課題では,従来の非破壊検査技術では困難な閉口欠陥を検出可能なSonic-IR法に着目し,検査対象物の固有振動を利用した,簡便,高精度,高能率で大型の検査対象にも適用可能な新しい検査方法の確立を全体構想における最終目標とする.平成28年度は,Sonic-IR法における欠陥部での摩擦発熱挙動と検査対象物の固有振動との関係を明らかにすることを主たる目的とし,Sonic-IR法の欠陥検出性を決定付ける摩擦発熱のメカニズムや影響因子について考察するための基礎的な実験を実施した.実験の実施にあたり,き裂やはく離などの実欠陥を使用する場合には,欠陥界面が同じ接触状態である欠陥を試験片の異なる位置に複数導入する必要があり,実験が非常に困難となる.そのため本研究では,半球を試験片に対して一定の力で押し付けた際の接触部を擬似的な欠陥と考え,半球の位置を変化させた際の接触点での発熱の変化の様子を観察した.その結果,半球の接触部における摩擦発熱は,接触位置が固有振動モードの腹のときに大きくなり,節のときに小さくなることがわかった.また,欠陥の位置と欠陥の接触部における温度上昇量の関係は,有限要素法による検査対象の固有振動モードの解析結果とよく対応することがわかった.さらに,加速度計による振動計測,検査対象に貼り付けたフィルムの超音波加振時における粘弾性発熱の観察も行い,Sonic-IR法における欠陥部での摩擦発熱挙動に検査対象物の固有振動が関与していることを確認できた.まず,当初計画していた実験のうち,試験片の材質を変更した実験など,一部実施できていない実験もあるが,Sonic-IR法における欠陥部での摩擦発熱挙動と検査対象物の固有振動との関係を明らかにするという,平成28年度の主たる目的は達成できた.また,欠陥を模擬するための接触子を,当初計画で使用を予定していた半円柱から半球に変更したり,接触子を試験片に押し付けるための治具を改良したりするなどして,誤差やばらつきが少なく再現性の高い実験が可能となるよう実験方法に各種の改良を加えることができた.さらに,粘弾性フィルムを使用し,超音波加振時の粘弾性発熱により検査対象の振動の様子を観察する方法を新たに考案し,一度の加振で検査対象の試験面全体にわたる二次元的な振動や発熱の挙動の観察を可能とした.これらの改良により,平成29年度以降の研究を非常に効率よく実施できる環境を整えることができた.以上のことから,おおむね順調に進展していると評価した.本研究課題では,従来の非破壊検査技術では困難な閉口欠陥の検出が可能なSonic-IR法に着目し,検査対象物の固有振動を利用した,簡便,高精度,高能率で大型の検査対象にも適用可能な新しい検査方法の確立を全体構想における最終目標とする.本年度は,研究対象を昨年度の擬似欠陥から実欠陥に変更し,Sonic-IR法における欠陥部での摩擦発熱挙動と検査対象物の固有振動との関係を調べた.実欠陥には主に疲労き裂を利用した.まず,超音波加振位置を種々変化させてき裂部での摩擦発熱挙動を調べた.

その結果,振動の腹の位置を加振すると摩擦発熱は大きくなり,逆に節の位置を加振すると摩擦発熱は小さくなることがわかった.使用した試験片では,振動の節の位置を加振した場合でも検出可能な十分な摩擦発熱が生じたが,より検出が困難な欠陥や大型構造物中の欠陥を検査対象とする場合などには,加振位置の適切な選定が重要になると考えられた.また,超音波加振時の振幅を種々変化させて,き裂部での摩擦発熱に及ぼす加振振幅の影響を調べた.その結果,加振振幅の増加とともに摩擦発熱が大きくなることがわかった.さらに,振動計測結果に対して高速フーリエ変換処理を行うことで試験片の各位置での振動を周波数ごとに分離し,これと有限要素法による固有振動モード解析結果との比較から,試験片に生じた振動のモードを特定した.まず,加振振幅を増加させると,加振周波数での振動には変化が生じないものの,ある特定の高調波振動が増加することが明らかとなった.このことから,加振振幅を増加させた際の摩擦発熱の増加は,この高調波振動の増加に起因すると考えられた.しかし現時点では,なぜ特定の高調波振動が摩擦発熱に強く影響を及ぼすのかについては明らかにできていない.今後そのメカニズムを明らかにすることで,高能率,高精度な検査方法の確立につなげたい.本年度は,実欠陥として疲労き裂(片側貫通き裂)を導入した試験片を主に使用し,加振位置,加振振幅,超音波ホーンの押付け圧力等の加振条件や試験片の拘束条件を変化させた際の振動挙動の測定およびその際の欠陥部での発熱挙動の観察を実施した.また,有限要素法による固有振動モード解析を実施した.それらの結果として,Sonic-IR法における欠陥部での摩擦発熱に固有振動が深く関与していることを改めて確認でき,摩擦発熱の影響因子やメカニズムについての考察を進めることができた.このように,実欠陥での摩擦発熱メカニズムの検証という平成29年度の主たる目的は概ね達成できた.さらに,本年度の研究により,疲労き裂部での発熱に,特定の固有振動モードが強く関与していることがわかり,単に振動を大きくするだけでは欠陥部での発熱を大きくできない可能性があることが明らかになった.発熱に関与する固有振動モードが欠陥の形状,寸法,位置によってどのように変化するのかは,高精度,高能率で欠陥を検出可能な新技術の開発において重要な課題である.このような平成30年度に検討すべき課題が明確となったことも本年度の大きな成果である.また,疲労き裂以外にも,実欠陥として溶接部欠陥,複合材料の層間はく離,膜の界面はく離などを対象とした実験も実施し,いずれも欠陥検出が可能であることが明らかになった.さらに,当初計画していなかった大型の被検体を対象とした実験も実施し,Sonic-IR検査を行うための加振条件等に関する検討も進めることができた.以上のように,主たる目的が概ね達成され,次年度に取り組むべき課題が明確となり,研究対象についての実験の準備等も進めることができたことから,現在までの進捗状況は,おおむね順調に進展していると評価した.Sonic-IR法は,被検体を超音波加振した際に欠陥界面で生じる摩擦熱を赤外線カメラで検知して,欠陥を検出する手法であり,従来技術では困難な閉口欠陥の非破壊検出が可能である.本研究では,このSonic-IR法に着目し,被検体の固有振動を利用した,簡便,高精度,高能率で大型の検査対象にも適用可能な新手法の確立を全体構想における最終目標とし,その基礎研究として,摩擦発熱と固有振動の関係を明らかにすること,その結果をもとに新手法の基本構想を立案することを研究期間内の目的とした.28年度には,実験の容易な疑似欠陥を用い,加振条件や欠陥位置等を種々変化させ,欠陥部での摩擦発熱挙動に被検体の固有振動が強く関与することを確認した.29年度は,検査対象を疲労き裂とし,まず,固有振動の腹を加振すると,き裂部での発熱が大きく,節を加振すると小さくなることを示した.
発達段階に応じた投運動学習における下位教材の開発

先行研究において,後天的要因な影響が大きく,他の運動(例えば,走運動や跳運動)に比べて個人差が非常に大きいオーバーハンドスロー運動においては,自己の能力に適した課題が存在し,これが学習効果に影響を及ぼすことを見出した.つまり,オーバーハンドスロー能力・動作を習得させるためには,児童の学習段階に応じた教材を関発する必要があることを意味しているといえる.そこで,児童の発育段階あるいは学習段階に応じたオーバーハンドスロー能力の改善および動作習得のための下位教材を開発することを目的とした.この目的を達成するために,平成18年度に,小学校2・5年生を対象に,オーバーハンドスロー運動学習プログラムを実施し,トレーニング効果について検討した.具体的には,教材作成のために,事前にソフトボール投げ,テニスボール投げを行わせ,記録計測およびVTR撮影を実施し,オーバーハンドスロー能力およびオーバーハンドスロー動作を評価した.また,体力,形態についても測定を実施し,課題設定に利用した.作成した教材について授業内で実施し,学習効果を確認するために,学習前に行ったものと同様の測定および撮影を実施した.平成19年度は,最終的な目的である「児童の発達段階に応じた教材」を開発するために,引き続き同一被検者(小学校3・6年生)において,平成18年度の同様の教材の実施および測定を実施し,縦断的な教材実施効果を検討した.小学校2・5年生を対象に,オーバーハンドスロー運動学習プログラムを実施し,トレーニング効果について検討した.教材作成のために,事前にソフトボール投げ,テニスボール投げを行わせ,記録計測およびVTR撮影を実施し,オーバーハンドスロー能力およびオーバーハンドスロー動作を評価した.また,体力,形態についても測定を実施し,課題設定に利用した.作成した教材について授業内で実施し,学習効果を確認するために,学習前に行なったものと同様の測定および撮影を実施した.結果の詳細な考察については今後さらに検討をくわえる必要があるが,学習効果については,一定の学習効果は認められるものの,全被検者に対して積極的な効果があったわけではない.つまり,本研究における課題である「発達段階に応じた教材」を開発するためには,より多くの被検者に対して効果的な教材開発が求められる.したがって,今年度,引き続き同一被検者について,教材の実施および測定を実施し,縦断的な教材実施効果を検討する予定である.先行研究において,後天的要因な影響が大きく,他の運動(例えば,走運動や跳運動)に比べて個人差が非常に大きいオーバーハンドスロー運動においては,自己の能力に適した課題が存在し,これが学習効果に影響を及ぼすことを見出した.つまり,オーバーハンドスロー能力・動作を習得させるためには,児童の学習段階に応じた教材を関発する必要があることを意味しているといえる.そこで,児童の発育段階あるいは学習段階に応じたオーバーハンドスロー能力の改善および動作習得のための下位教材を開発することを目的とした.この目的を達成するために,平成18年度に,小学校2・5年生を対象に,オーバーハンドスロー運動学習プログラムを実施し,トレーニング効果について検討した.具体的には,教材作成のために,事前にソフトボール投げ,テニスボール投げを行わせ,記録計測およびVTR撮影を実施し,オーバーハンドスロー能力およびオーバーハンドスロー動作を評価した.また,体力,形態についても測定を実施し,課題設定に利用した.作成した教材について授業内で実施し,学習効果を確認するために,学習前に行ったものと同様の測定および撮影を実施した.平成19年度は,最終的な目的である「児童の発達段階に応じた教材」を開発するために,引き続き同一被検者(小学校3・6年生)において,平成18年度の同様の教材の実施および測定を実施し,縦断的な教材実施効果を検討した.
細胞内温度センシングとエネルギー代謝制御機構の解明

様々な動物細胞が環境温の変動に応答してミトコンドリアを始めとするエネルギー代謝機構を代償的に変化させることが知られている。しかし、個々の細胞がどのようにして細胞内の温度を感知し、ミトコンドリアのエネルギー代謝レベルを変化させているのか依然不明である。我々は温度変化の影響を強く受ける生体膜の流動性の調節機構に着目し、この機構に重要な役割を果たす脂肪酸不飽和化酵素が細胞内の温度センシングおよび温度制御に深く関わることを見出し、研究を進めている。これまでの研究により、1)Δ9脂肪酸不飽和化酵素DESAT1が生体膜の流動性に応じて発現制御を受けること、2)DESAT1の特異的阻害剤や遺伝子欠損によりミトコンドリアが断片化し膜電位が低下することから、DESAT1が細胞内エネルギー代謝制御に重要な役割を果たすこと、3)エネルギー代謝制御を介して、細胞内局所における温度制御に関わることを明らかにした。本年度、細胞内小器官局在型の蛍光性タンパク質温度センサーtsGFPにより細胞内局所の温度を解析したところ、DESAT1の阻害によりミトコンドリアの温度が顕著に低下することを突き止めた。この原因として、ミトコンドリア内膜構造の崩壊やATP合成酵素の複合体形成の異常がDESAT1の阻害により惹起されることを明らかにした。さらに、DESAT1のミトコンドリア機能の制御が温度適応に関与するかを検証するために、培養細胞を通常の培養温度より10°C低い15°Cの低温環境に暴露した。その結果、低温暴露によりミトコンドリアの伸長及び膜電位の上昇がDESAT1依存的に起きることを見出した。以上の結果から、熱産生を行う細胞内小器官であるミトコンドリアの機能を、低温環境に適応するためにDESAT1依存的に亢進させる機構が存在することが強く示唆された。細胞内の温度は外環境の温度変化に対して細胞自律的に維持される必要があると想定されるが、そのように細胞内温度が制御される機構は未だ明らかではなかった。本年度の研究により、細胞が低温環境に適応するために脂肪酸不飽和化酵素の発現と活性を制御し、熱産生を行う細胞内小器官であるミトコンドリアの機能を亢進することにより細胞内の温度制御に積極的に関与することが明らかとなった。これまでに得られた知見を踏まえ、1)DESAT1が如何なる分子機構を介し細胞内エネルギー代謝制御を成し遂げ、2)個体の体温調節機構に関与するのかを明らかにする。具体的には、1)DESAT1の発現抑制により、ミトコンドリア内膜構造の異常、ATP合成酵素の複合体形成異常が惹起されることを見出した。この点に着目してDESAT1が細胞内の主要な熱産生器官であるミトコンドリア機能を制御するメカニズムならびに細胞内温度を維持する分子機構を明らかにする。2)哺乳動物の肝・脂肪組織に相当する脂肪体で特異的にDESAT1の発現を抑制すると、ショウジョウバエ幼虫の体温調節行動に顕著な変化が観察された。DESAT1発現が脂質・エネルギー代謝さらに脂肪体から分泌される多様なペプチドホルモンの発現・分泌に如何なる影響を及ぼすかを精査し、新たな視点から体温調節の分子機構の解明を試みる。温度は、生命活動の源となるエネルギー産生を担う生化学反応に最も強く影響を及ぼす要因の一つであり、生物は環境温の変動に呼応して個体のエネルギー代謝を変化させる多様な仕組みを獲得して来ている。同様の機構は様々な動物細胞においても認められ、環境温が低下してもミトコンドリアのエネルギー代謝レベルを一定に保つ代償機構が働くことが明らかにされている。しかし、個々の細胞がどのようにして細胞内の温度を感知し、ミトコンドリアのエネルギー代謝レベルを変化させるのか、その分子機構は依然不明である。脂肪酸不飽和化酵素は、環境温の変動に敏感に応答してその発現が変化し、脂質分子の脂肪酸鎖に二重結合を挿入することにより細胞膜の流動性や物性を一定に保ち、恒流動性応答において中心的な役割を担う分子である。申請者らは、動物のエネルギー代謝と体温調節行動を結ぶ分子経路を明らかにする過程で、ショウジョウバエにおけるΔ9脂肪酸不飽和化酵素DESAT1がミトコンドリアのエネルギー代謝制御さらには個体の体温調節行動にも深く関わることを見出した。本研究では、DESAT1の発現・エネルギー代謝制御機構を詳細に解析することにより、細胞内の温度センシングとエネルギー代謝を連関する分子機構の解明を目指す。本年度は、ショウジョウバエ細胞におけるDESAT1の発現制御機構に着目して解析を進めた。その結果、DESAT1タンパク質の発現量の制御が脂質二重膜の流動性に応答したタンパク質分解機構により行われていることが明らかとなった。また、温度変化に応答した細胞内Ca2+濃度変化がシグナルとなり、DESAT1の発現制御がなされていることが示された。温度変動に呼応したDESAT1の発現制御にタンパク質分解機構が関与することが明らかとなった。さらに、DESAT1分解が細胞内Ca2+濃度変化がシグナルとなることを見出し、タンパク質分解に関与するプロテザーゼを特定する糸口が得られた。

脂肪酸不飽和化酵素は、環境温の変動に敏感に応答してその発現が変化し、脂質分子の脂肪酸鎖に二重結合を挿入することにより細胞膜の流動性や物性を一定に保ち、恒流動性応答において中心的な役割を担う分子である。我々は、動物のエネルギー代謝と体温調節行動を結ぶ分子経路を明らかにする過程で、ショウジョウバエにおけるΔ9脂肪酸不飽和化酵素DESAT1がミトコンドリアのエネルギー代謝制御さらには個体の体温調節行動にも深く関わることを見出した。本研究では、DESAT1の発現・エネルギー代謝制御機構を詳細に解析することにより、細胞内の温度センシングとエネルギー代謝を連関する分子機構の解明を目指す。昨年度、ショウジョウバエ細胞におけるDESAT1タンパク質の発現量の制御が脂質二重膜の流動性に応答したタンパク質分解機構により行われていることが明らかとなった。本年度は、DESAT1の発現制御に関わるタンパク質分解経路を特異的阻害剤と遺伝子発現抑制実験、プロテアーゼ活性測定により同定した。さらに、種々の領域の欠失変異体や点変異体を用いた解析から、上記分解経路への感受性に影響を与えるモチーフを脂肪酸不飽和化酵素内に同定し、DESAT1分解機構の詳細について解析を進めた。CRISPR/Cas9システムにより樹立したDESAT1欠損細胞を用いた解析から、同分子がミトコンドリアの脂質組成の制御のみならず、ミトコンドリアの形態制御にも関わることで、エネルギー代謝の制御に強く関与することを明らかにした。さらに脂肪酸とミトコンドリア機能との連関を研究する中で、脂肪滴からミトコンドリアへの脂肪酸動員へ関わる新規輸送体タンパク質を同定することに成功した。このように、温度変化に応答した脂肪酸の代謝経路制御とミトコンドリア機能が機能連関することにより、エネルギー代謝が制御される機構を明らかにしつつある。様々な動物細胞が環境温の変動に応答してミトコンドリアを始めとするエネルギー代謝機構を代償的に変化させることが知られている。しかし、個々の細胞がどのようにして細胞内の温度を感知し、ミトコンドリアのエネルギー代謝レベルを変化させているのか依然不明である。そこで本研究では、細胞内の温度変化に応答した脂肪酸不飽和化酵素DESAT1の発現制御機構及びミトコンドリアの機能制御におけるDESAT1の役割を解析することで、細胞が温度変化を認識する機構とエネルギー代謝制御を介して温度変化へ適応する機構の解明を目指している。これまでに、ショウジョウバエ培養細胞S2の唯一の脂肪酸不飽和化酵素DESAT1が生体膜の流動性の変化に応答したタンパク質分解制御を受けること、この分解制御機構にDESAT1のN末端の連続する2つのプロリン残基(di-proline motif)が必須であることを明らかにした(Murakami et al. J. Biol. Chem. 2017)。
サルコペニアの分子メカニズム解明と栄養・運動介入による予防法

加齢に伴う骨格筋量の低下を予防するために、高齢者を対象にレジスタンス運動と必須アミノ酸摂取を実施し、タンパク同化作用への相乗効果を検討した。筋タンパク質合成に関わるmTORシグナル因子の活性は年齢に関わらず単回のレジスタンス運動によって増加した。また長期的なレジスタンストレーニングは高齢者の筋量・筋力を有意に改善した。また運動後の必須アミノ酸摂取は運動によるmTORシグナル因子の活性を相乗効果的に増加した。1.研究目的本研究では筋タンパク質の合成を刺激する栄養摂取と運動刺激の生化学的な働きを明らかしに、その結果に基づいた運動とサプリメントによる介入試験を高齢被験者を対象として縦断的に実施することで、サルコペニアのメカニズムの解明とその予防策の探索を目的としている。2.研究成果(1)一過性レジスタンス運動に対する骨格筋タンパク質の代謝応答健常な若年者と高齢者を対象に、一過性のレジスタンス運動を高強度(70%1-RM)で行い、骨格筋のタンパク質代謝応答と筋肥大に関与するシグナル因子を調査することで、「運動強度」と「加齢」という要因がタンパク質代謝に及ぼす影響を横断的に検証した。その結果、高齢者は若年者と比較すると筋量と筋力は共に有意に低く、一過性のレジスタンス運動に対する同化ホルモンの応答も顕著に低下していたが、タンパク質合成に関与する骨格筋のシグナル因子活性に関しては有意差が認められなかった。よって加齢によって筋量は低下するが、高齢者であっても適切な運動強度でレジスタンス運動を行うことによって筋量を増加することが可能であると示唆された。(2)長期的なレジスタンス運動による筋肥大への効果一過性のレジスタンス運動による検証を行った高齢被験者(67±1.8歳)を対象として、下肢筋群に焦点を当てた高強度のレジスタンス運動を12週間(週3回)継続し、筋量と筋機能に与える影響を検証した。その結果、トレーニング前と比較して有意な筋量と筋力の改善が高齢者で確認された。この骨格筋の肥大率は一過性のレジスタンス運動に伴うタンパク同化ホルモンの分泌量とは有意な相関が認められなかった。1、高齢者を対象としたレジスタンス・トレーニングの検証健常な高齢男性を対象に週3回、12週間の筋力トレーニングを実施した。膝進展および屈曲運動をウエイトマシンを用いて最大挙上重量の70%を運動強度として実施した。また4週ごとに最大挙上重量(1-RM)を再評価し、運動強度を調整した。トレーニング前後において、筋横断面積、骨密度、最大筋力、血中ホルモン濃度を評価した。トレーニング群において、トレーニング期間前と比較して最大筋力が15-20%上昇し、骨格筋量が約7%増加した。また、安静時におけるタンパク同化ホルモンの濃度がトレーニング後において有意に増加していた。2、高齢者を対象としたレジスタンス運動とアミノ酸サプリメントの併用が筋力および筋機能に及ぼす影響の検証(1)健常な高齢男性を対象として、一過性のレジスタンス運動実施後にアミノ酸サプリメントを摂取し、その後のタンパク質代謝に関連した筋内シグナル因子の活性を検討した。レジスタンス運動のみと比較して、アミノ酸サプリメントはmT0Rシグナル経路のタンパク質活性を有意に増加し、レジスタンス運動のみの実施と比較して、アミノ酸摂取が相乗効果的に骨格筋のタンパク質合成に寄与する可能性が示唆された(2)健常な高齢男性を対象として、12週間、週3回のレジスタンス運動(最大挙上重量の70%)と毎日の必須アミノ酸摂取の併用が骨格筋量と筋機能に及ぼす影響を調査した。現在、介入研究が終了しその結果を解析中である。[背景]加齢に伴う筋量と筋機能の低下(サルコペニア)予防に向けた効率的な運動と栄養摂取の組み合わせに関する検討をおこなった。平成24年度はレジスタンス運動と必須アミノ酸の組み合わせが、骨格筋タンパク質の代謝に及ぼす影響を調査することを目的とした。[方法]若年男性8名を対象に、各被験者がレジスタンス運動のみを行う試技(RE)とレジスタンス運動後にEAAを摂取する試技(RE+EAA)の2試技を別日に行った。レジスタンス運動は膝伸展および屈曲運動(10回×3セット、70%1-RM)を行なった。RE+EAA試技においては運動終了1時間後にEAAを摂取した。両群において安静時と運動終了3時間後に外側広筋から筋生検を行い、RT-PCR法を用いて筋タンパク質分解に関わるシグナル因子のmRNA発現量を測定した。[結論]若年者においてレジスタンス運動後のEAA摂取は筋タンパク質の分解を抑制し、長期的にトレーニングと組み合わせることで筋量増加に寄与する可能性が示唆された。これらの結果から、従来報告されているレジスタンス運動と必須アミノ酸の筋タンパク質合成に対する相乗効果のみならず、レジスタンス運動後の必須アミノ酸摂取は筋タンパク質の分解も抑制する可能性が示唆され、長期的にはより筋肥大に貢献する可能性が示唆された。当初予定していたH23年度の研究計画である高齢者と若年者を対象としたレジスタンス運動と、アミノ酸摂取と運動の併用による骨格筋タンパク質の代謝への効果比較に関しては既に実験が終了しており、またH24年度に行う予定であるレジスタンス運動とアミノ酸摂取による介入研究も第1期が終了し、現在データ解析を進めている。

24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は当初の計画どおり、H23年度の一過性の運動実験によるデータを基に、具体的なレジスタンス運動と有酸素運動のプログラムを作成し、長期的な介入研究によってその運動プログラムは高齢者の筋量および筋機能に及ぼす効果を検討する。長期的な運動介入においては、最終的に何らかの理由で研究を辞退する被験者が若干する出ることを予想して被験者を公募する。
環東シナ海経済圏と沖縄・九州地方の国際連結に関する基礎的研究

環東(シナ)海経済圏とは,地理的には北九州-沖縄-台湾-香港・珠海-上海浦東-山東・遼寧-朝鮮半島西岸をカバーする経済圏であり,沖縄と環黄海経済圏-上海浦東開発区-華南経済圏を結ぶ軸の広がりをもち,経済的補完関係が期待される経済圏である。この経済圏の特徴は,協定等によって制度化された経済圏ではなく,市場メカニズムによってそれぞれが結び付いた市場動因型経済圏であることである。この経済圏は,中国の局地経済圏のダイナミズムを動因として,経済発展のポテンシャリティを顕在化させつつあるが,外資依存型経済発展のもつ経済的・政治的・社会的不安定性を内包している。地域間及び国際間で相互に補完・触発しながら交流・発展する多極分散型の国土形成という国土計画の基本目標に沿った沖縄・九州地方の地域経済発展戦略のコアは,環東(シナ)海経済圏における経済圏リンケージ効果を高めていくことである。それは,ヒト・カネ・モノ・情報が交流することによって高まる。環東(シナ)海経済圏を中心とした東アジアにおける国際貿易・金融・情報センター形成のために,沖縄・九州地方は学術・技術・情報交流センターや総合物流センターやオフショアセンター等の機能を十分に分担することが可能である。また,国内では沖縄にのみ制度化されている自由貿易地域制度(FTZ)や通商産業省の推進するフォーリン・アクセス・ゾーン(FAZ)の効果的な運用を図ることは,沖縄・九州地方の有効な地域経済発展戦略となるにとどまらず,同地方が国際マクロ的な経済調整に貢献することにもつながり,地方が国際分業の一翼を担う具体的実践となり得る。
小児特発性ステロイド感受性ネフローゼ症候群の病態解明への挑戦-STAT5B戦略-

小児慢性腎疾患において世界的に重要な位置を占める、小児特発性ステロイド感受性ネフローゼ症候群(小児ISSNS)の病態解明に寄与する知見を得て、その発症予防・治療薬の開発を促進させることを目的として、本研究を開始した。この目的のために、小児ISSNSに対する転写因子STAT5Bの関与・役割を解明することを試みた。今年度は、次の実験を行い、結果を得た。検体として、保護者ならびに本人に、インフォームドコンセント・アセントを行い、書面で承諾を得られた小児ISSNS患者の、(1)ステロイド治療開始前ネフローゼ期(2)ステロイド治療下寛解期(3)ステロイド治療終了後寛解期の、一連の末梢血を用いて、STAT5B発現量を、RT-PCR法により計則した。結果、ステロイド治療開始前ネフローゼ期の検体では、ステロイド治療終了後寛解期の検体よりも、STAT5B発現量は増加していた。続いて行った、ChIP-seqでは、STAT5B結合部位の下流に、小児ISSNSの徴候を説明しうる遺伝子の存在を確認した。ほぼ当初の予定通りに、順調に、進んでいる。・今年度の予定として、測定サンプル数を増やし、再現性の確認を行う。・ChIP-seq結果の解析を行い、病勢に関連している病勢関連候補遺伝子を絞り込む。・絞り込んだ遺伝子発現量の差を、PT-PCR法により確認する。・(1)ステロイド治療開始前ネフローゼ期(2)ステロイド治療下寛解期(3)ステロイド治療終了後寛解期で、発現量の差を、統計手法により確認する。平成29年度に、残りのサンプルを使用して、測定する。処理サンプル数が少なかったため。