hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セグメントスケールの河道の能動的な制御法に関する研究

流路幅の数倍ほどの波長となる中規模河床波は、流路幅の広狭に応じて単列砂州と複列砂州のいずれかが動的平衡状態の河床形状として形成されることを前提として研究が進められてきた。このうち、複列砂州については解明されていないことが多く、実河川において複列砂州がしばしば長期間に渡って安定に存在することにさえ説明が与えられてない。本研究では、複列砂州を維持する実河川の共通点として流路幅が縦断方向に広狭を繰返していることを指摘したうえで、室内実験などを通して中規模河床波の形成においては流路の側壁が支配的な役割を果たすことを明らかにした。複列砂州は、少なくとも直線状の水路において長時間にわたり安定に維持されることは稀であり、河床波形成の初期では高モード成分が大きな波高増幅率を持つものの時間の経過に従って次第に大きな波高を有する低モード成分が卓越するようになることが理論的に説明されている。一方で、実河川においては複列砂州が長期間にわたり安定に維持されることは少なくなく、既往の直線水路における実験や理論解析の結果との間の大きな乖離は見逃せない。平成24年度は、複列砂州を維持する実河川は縦断方向に流路幅が拡幅と狭窄を周期的に繰返す共通点を有することに着目し、まず、拡縮流路における複列砂州の形成や維持およびそこで見られる水理について調べた。つぎに、拡縮流路で見られる特有の流量フラックスの横断方向分布が上流端境界条件に与えられた際の河床波および流路の幾何学形状の変化について調べた。そして、これらを総合することで、拡縮流路そのものの形成とそこに形成される複列砂州の相互関係について調べた。拡縮流路を用いた河床変動の数値実験を行ったところ,拡縮形により両岸から河床波の形成初期に発生する強制砂州が流心で相互干渉することで河床形状の概形が決定され,その後自由砂州成分の不安定性が加わることで複列砂州の形成とその後に長期間にわたり維持されることがわかった.引き続いて拡縮流路の形成について調べた、側岸浸食を許容した直線流路の上流端に流量フラックス分布の偏在を与えたことにより発生した強制砂州が初期に河床形状と側壁形状の概形を決定し,川幅水深比から規定される不安定性が複列砂州を生じさせることが示された.また、上流端の境界条件の偏在に比べ、側岸浸食が許容されることは、複列砂州のような強い不安定性を要求する河床波の形成に大きく寄与することが合わせて示唆された。河道内における樹林化の解消案は、樹林伐採や植生域の冠水頻度を向上させるための中水敷造成など植生管理に対する対策方法がほとんどである。これらの対策は樹林化の根本的な原因の究明に至らないままの対処療法にすぎない。本研究はこれまでの対策から一線を画し、自然営力による河床材料の活発な更新を促すために複列砂州を河道内地形の基本とすることで、樹林化対策の抜本的な解決を行う。以下の項目に平行して研究を進めてきた。(1)拡縮水路と直線水路を用いた室内移動床実験前年度までに複列砂州の形成と維持については縦断方向に川幅が変動する拡縮水路を用いることにより実現可能であることを数値実験で実証している。今年度は数値実験から得られた複列砂州が維持されやすい水理条件と拡縮水路の平面形状を組み合わせた条件下で室内移動床実験を行った。拡縮水路の平面形状の比較対象として直線水路においても実験を行った。その結果、拡縮水路内では複列砂州が形成され、長期間に渡って維持されやすいことが確認された。また、同一の水理条件下で直線水路において実験を行った結果、単列砂州が形成されたことから平面形状の違いが河床形態に強く影響することが明らかとなった。(2)直線水路の平面形状が河床形態に及ぼす影響について既往の研究で報告されている複列砂州から単列砂州への移行が生じる原因の解明を試みた。既往の研究では河道の平面形状の影響を無視するために直線水路を頻用してきたが、改めて直線形状が河床形態に与える影響を検証した。初期河床に複列砂州を模擬した河床の起伏を与え、形成される河床形態についての数値実験を行った。その結果、初期に与えた複列砂州の形状は維持されず、最終的には単列砂州の形成が確認された。つまり、単列砂州は直線水路の平面形状に応答した河床形態であることを間接的に示すことができた。流路幅の数倍ほどの波長となる中規模河床波は、流路幅の広狭に応じて単列と複列のいずれかが動的平衡状態の河床形状として形成されることが暗黙の了解とされているようである。

単列砂州については、実河川と直線水路を中心とした模型実験のいずれにおいても動的平衡状態の河床形状として存在することが広く認められている。一方で、複列砂州については、直線流路を用いた模型実験などにおいて複列砂州が形成されるとする大きな川幅水深比を与えると、通水開始後の間もない段階に平坦床から多モードの複列砂州が卓越することはあっても、その後、長時間に渡って複列砂州が安定に維持されることはなく、動的平衡状態の河床形状としては単列砂州と見なせる河床形状に到達することが度々報告されている。このことは人工改修されて川幅が縦断方向に均一になった河川においては単列砂州が卓越するようになることと一致する。これに対し、実河川においてはしばしば複列砂州が長期間に渡って安定に存在することが共通の認識となっている。このような複列砂州を維持する実河川の共通点として流路幅が縦断方向に広狭を繰返していることが指摘され、直線流路と流路幅が縦断方向に周期的な広狭を繰返す流路では、動的平衡状態の河床形状が根本的に異なることを示唆している。本研究では、三角型構造物を縦断的に連続に設置することで広狭させ、中規模河床波が形成されると言われる水理条件を与える移動床の模型実験を実施した。実験の結果、水路の流心付近に堆積域を伴う複列砂州と見なせる河床形状が形成された。現状では、中規模河床波の形成要因としては流水と流砂の界面不安定が主要な仮説として尊重されている。これに対し、模型実験を通して、流路幅が広狭する流路で形成された河床形状は、流路の周期的な平面形状から支配的な影響を受けた流水が中規模河床波の形成に対して極めて重要な役割を果たす事が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。河川工学26年度が最終年度であるため、記入しない。実河川の地形解析および数値解析を通して当初の狙いどおりの結果を得ることができた。平成25年度は拡縮水路を用いた水路実験から平面形状に由来した強制砂州成分による複列砂州の形成と維持について明らかとなった。しかしながら、現状では平面的な河床の起伏を容易に計測する技術がないため、写真から河床形態を判断する定性的な評価に留まっており、面的計測情報が不足している。そこで、新たに下記に示した時空間的に連続な情報を採取する計測技術の開発に取り組んでいる。(1)デジタルポイントゲージを用いた水位と河床位の同時計測2軸光ファイバセンサを応用したデジタルポイントゲージにより、水位と河床位を同時に連続的に計測することが可能となった。秒単位の時間間隔で自動計測が可能となるため、これまで以上に時間的に密な計測情報を得ることが期待される。(2)レーザーシートを用いた光学的計測デジタルポイントゲージでは面的情報が不足しているため、新たにレーザーシートを用いた光学的計測手法の開発に取り組んでいる。レーザー光を水路上に設置したレーザーヘッドで往復運動させながら照射し、水路両岸からデジタルカメラで撮影した写真画像を解析することで、水位と河床位の時空間的に連続な情報を得ることができる。上記の計測技術により、従来は所定の時間ごとに完全排水とその後の計測を繰り返してきたが、通水の一時停止をする必要がなくなるため、流れと河床形態の動態を把握することが可能となる予定である。数値解析と室内実験の組み合わせにより実河川における複列砂州の維持機構の解明を進める。現在のところ、川幅が広くなればなるほど複列砂州が形成される事が理論的に示されている。
日常食成分としてのグリセロリン脂質による免疫調節ネットワークの解明

免疫刺激物質を投与した際に上昇するマウスの血中炎症性サイトカインレベルは、食餌性グリセロリン脂質の影響を大きく受けていた。ホスファチジルコリンまたはホスファチジルイノシトールの摂取は炎症を抑制する方向に働くが、ホスファチジルセリンの摂取は炎症を亢進させており、インターフェロンγ(IFNγ)レベルの変動が顕著であったであった。ホスファチジルイノシトール摂取によって脾臓のT細胞数が変動しており、更にはConA刺激によるT細胞活性に変動が生じていた。それらのT細胞においては、細胞外刺激に対する活性化能は鈍化していたが、細胞内刺激に対する活性化能は変化していなかった。当該年度は食餌性リン脂質による免疫動態変動に関与する細胞種の同定を目的として、食餌性ホスファチジルイノシトールによるマウスの各種免疫担当細胞の機能変動について検証した。チリアシルグリセロール摂取群とホスファチジルイノシトール摂取群の脾臓由来免疫担当細胞群の機能を比較したところ、CD3/CD28共刺激したT細胞の炎症性サイトカイン産生能に差が生じていることが明らかとなった。ホスファチジルイノシトール摂取群の脾臓由来T細胞亜群の細胞数およびそれらT細胞亜群の未刺激下における炎症性サイトカイン発現能は対照群と差は認められなかった。しかしながら、In vitroにてT細胞マイトジェンであるコンカナバリンAにて脾臓由来T細胞亜群を刺激すると、CD4陽性T細胞中のTNFおよびIFNγ強発現細胞数とCD8陽性T細胞のIFNγ強発現細胞数の増加が認められる。それら炎症性サイトカイン強発現T細胞数の増加はホスファチジルイノシトール摂取によって抑制されることが明らかとなったが、それら強発現細胞の一細胞あたりの炎症性サイトカイン発現能に変化は認められなかった。コンカナバリンA刺激によるT細胞亜群の炎症性サイトカイン強発現においては、CD3/CD28によるT細胞受容体刺激を重ねることによって強発現細胞数の増加、および一細胞たりのサイトカイン発現能の増強が認められる。本研究では、このT細胞受容体刺激による炎症性サイトカイン発現能の増強はホスファチジルイノシトール摂取によって抑制されることが明らかとなった。一方で、T細胞受容体刺激に変わって細胞内のサイトカイン発現シグナルの増強をプロテインキナーゼCおよびカルシウムイオノフォアによって刺激を行うと、ホスファチジルイノシトール摂取によるT細胞亜群の炎症性サイトカイン発現抑制はキャンセルされることも明らかとなった。従って、食事性リン脂質によってT細胞の細胞膜形質が変化して、T細胞受容体などの細胞膜受容体からのシグナル伝達に変動が生じることが示唆される。また、これらの結果は、ホスファチジルイノシトール摂取によるコンカナバリンA誘導性肝炎の発症抑制にT細胞の機能変動が関与していることを支持するものである。当該年度は「標的細胞の機能変動」についての基盤データを収集して、その機能変動に関与する分子機序について明らかにする計画であったが、細胞膜の性質(脂肪酸組成など)について明らかとするには至らなかった。生体膜の主要構成成分の一つであるリン脂質は、我々ヒトが摂取する食事性脂質の約38%を占めるとされる。リン脂質の栄養生理作用は中性脂質よりも有益であることが数多く報告されているが、免疫動態に及ぼす影響についての報告は数少ない。当該研究は、食事性グリセロリン脂質の基本構造による免疫調整機能の差とその作用機序の解明を行った。実験には大豆由来の中性脂質とグリセロリン脂質3種を用いて、各脂質摂取による発現機能を比較した。その結果として、リポポリサッカライド(LPS)やコンカナバリンA(ConA)の投与による血中の炎症性サイトカインの上昇は、グリセロリン脂質の摂取によって大きく影響を受けることが明らかとなった。ホスファチジルコリンやホスファチジルイノシトールの摂取は炎症抑制効果を、ホスファチジルセリンの摂取は炎症促進効果を示していた。特に変動が顕著であった炎症性サイトカインはインターフェロンγ(IFNγ)であった。ホスファチジルイノシトール摂取マウスの脾臓においてはT細胞数が対照群よりも有意に増加していた。脾臓由来のT細胞を回収して、そのIFNγ産生能について解析を行ったところ、免疫刺激剤による活性化に変化が生じていることが確認できた。T細胞マイトジェンであるConAやCD3/CD2によって細胞外からの刺激による活性化を施した際には、PI摂取マウスのT細胞活性化が鈍化していることが確認できたが、PKC活性化因子とカルシウムイオノフォアによる細胞内刺激による活性化は変化していなかった。これらの結果は、食事性リン脂質はT細胞機能性、特に抗原提示細胞からの刺激経路に影響を与えて、免疫動態に影響を与えていることを示すものであった。

当該年度は「標的細胞の絞込」および「分子機序の明確化」を行うことを計画していた。食餌性リン脂質による免疫動態変動に関与する細胞がT細胞であることを明らかに出来たにもかかわらず、その詳細(分子機序など)を明確にするには至っていない。そのため当該年度の達成度は「やや遅れている」と評価した。T細胞の機能変動に焦点をあてて、細胞膜受容体からの免疫活性化刺激の変化について議論して、当該申請研究の目的を達成する。脂質応用学、食品機能学当該申請研究の標的細胞をT細胞群に絞り込むことが出来たため、今後は影響を受けるT細胞亜群を同定して、標的細胞の機能的側面から食餌性リン脂質による機能変動における分子機序について明らかにする。施設の設備故障により、計画通りに研究を実施することができなかった。標的細胞種の同定に困難を要したため、当該年度の研究目的の達成に遅延が生じた。従って、機能変動解析に使用する使用額を執行できなかった。平成27年度に実施する計画であったが、未実施となっている食事性リン脂質種毎の細胞機能変動機序の解明に必要となる消耗品の購入に使用する。食餌性リン脂質により機能変動が生じるT細胞亜群の同定に必要となる消耗品、ならびに機能解析に必要となる消耗品などの購入に使用する。。
糖尿病におけるストレス応答性UCP2発現低下による活性酸素産生亢進と対策法の確立

糖尿病病態ではミトコンドリア機能不全による酸化ストレスの亢進およびそれに適応するためのミトコンドリアからの活性酸素を負に制御するUCP2が過剰発現していることが判明した。その際、食事制限は糖尿病病態を改善し、UCP2の過剰発現も正常化した。さらに、糖尿病病態が鉄代謝異常による鉄沈着とその結果起こる酸化ストレスが病態の進展に関わっていることを明らかにし、除鉄療法が糖尿病治療に有効であることを明らかとした。これより、現在、慢性C型肝炎治療で行われている瀉血治療が糖尿病にも応用されることで、特に後進国での有効な治療法として期待できることが示唆された。また、抗酸化物質も有効であり、特にニンニクの熟成成分であるS-アリルシステインの糖代謝および脂質代謝に関する機序を解明した。糖尿病は酸化ストレス亢進による様々な臓器のミトコンドリア機能障害が起こっている。このため、糖尿病病態のいくつかの組織では生成した活性酸素(ROS)を負に制御する機能を持ち、ミトコンドリア内膜に存在する脱共役タンパク2(UCP2)が強発現しているが、炎症や手術などの二次的ストレスがかかってもストレス応答性のUCP2の発現が起こらないためにさらなるミトコンドリア機能不全になることを見出している。そこで、食品成分や事制限によるUCP2発現の正常化(誘導法)を検討し、糖尿病を基礎疾患に持つ人のストレス応答性のUCP2発現誘導制御により、糖尿病およびその合併症リスクファクターを予防する解決法を提示できる。22年度は自然発症糖尿病ラット(OLETFラット)における心血管系酸化ストレスとUCP2の関連および食事制限による効果を検討した。OLETFラットの29週齢および42週齢、29-42週齢の間70%の摂食制限を加えた群(制限群)を解析に用いた.対照はLETOラットとした。42週齢時の体重はOLETF群691g,制限群553g,LETO群537gと制限群ではほぼ対照群と同程度であった.ミトコンドリア由来活性酸素の生成は加齢とともに増加し、いずれの週齢の心血管においてもOLETF群ではLETO群より著明に増強していた.OLETF群はLETO群に比し心および大動脈中のUCP2が多く発現していた.制限群においては活性酸素生成およびUCP2量ともにOLETFとLETOの中間であった.大動脈のeNOS発現はOLETF群でLETO群の2倍であったが、pVASPは1/4であり明らかにNO/cGMPシグナルの機能不全が見られた.制限群はこれを正常化した.心組織内還元型チオール量に有意な差はなかった.脂質過酸化修飾タンパク(HNE:66kDa,42kDa)およびニトロチロシンはOLETF群で有意に高く、制限群で減少した.以上の知見より、糖尿病病態時の食事制限はUCP2の過剰発現を正常化することが判明し、さらなるストレスがかかってもミトコンドリアからの酸化ストレスを負に制御するための適応機構が作動するのではないかと考えられた.前年度の結果では、糖尿病病態時の食事制限はUCP2の過剰発現を正常化することが判明し、さらなるストレスがかかってもミトコンドリアからの酸化ストレスを負に制御するための適応機構が作動するのではないかと考えられることを報告した。本年度においては、糖尿病病態が鉄代謝異常による鉄沈着とその結果起こる酸化ストレスが病態の進展に関わっていることを明らかにし、除鉄療法が糖尿病治療に有効であることを明らかとした。具体的には、25週齢で糖尿病を発症するH型糖尿病ラット(OLETF)を用いて15週齢より低鉄食または28週齢から週に1回4ml瀉血する治療を行い、42週齢で犠牲死させた.体重やHbAlcなどは経時的に測定した.体重および摂食量はOLETFラット、対照のLETOラットそれぞれにおいて有意な変化はなかった.低鉄食群および瀉血群の血漿フェリチン濃度は有意に低下した.肝、腎、膵などへの組織内鉄沈着は鉄制限の両群で低下していた.OLETFラットにおいて血糖値およびHbAlcは週齢とともに増加傾向にあるが鉄制限群はそれらを有意に低下させた.その推移と並行して血漿および膵のインスリン量や線維化なども正常化した。低鉄食群では中性脂肪、LDL、PAI-1なども低下させた。漿、肝、膵の脂質過酸化物はOLETFラットで高値であり、鉄制限の両群ではその上昇を抑制した。以上の結果より、糖尿病ラットにおいて、低鉄食摂取はHbAlcや高血糖、高脂血症病態を改善することが判明した。

現在、慢性C型肝炎治療で行われている瀉血治療が糖尿病にも応用されることで、特に後進国での有効な治療法として期待できることが示唆された。近年、糖尿病患者が激増しその対策は急務である。糖尿病は酸化ストレス亢進による肝、膵、心血管系など様々な臓器のミトコンドリア機能障害が起こっている。このため、糖尿病病態のいくつかの組織では生成した活性酸素(ROS)を負に制御する機能を持ち、ミトコンドリア内膜に存在する脱共役タンパク2(Uncoupling protein 2; UCP2)が強発現しているが、炎症や手術などの二次的なストレスがかかってもストレス応答性のUCP2の発現が起こらないためにさらなるミトコンドリア機能不全になることを我々は見出している。そこで、食品成分や食事制限によるUCP2発現の正常化(誘導法)を検討し、糖尿病を基礎疾患に持つ人のストレス応答性のUCP2発現誘導制御により、糖尿病およびその合併症リスクファクターを予防する解決法の提示を目的とした.昨年度までにほぼ、OLETFラットに摂食制限、除鉄療法、抗酸化物質のαーtocopherolや熟成ニンニク成分のS-alyl cysteine (SAC)などを投与する実験が終了した。その結果、いずれもHbA1cなどを指標とした糖尿病病態を改善することが判明した。本年度は昨年度に続いてその組織サンプルを用いてOLETFラットにおける糖尿病治療効果について分子レベルで解析した。食品成分特にS-allyl-cysteineに治療効果が見られ、OLETFラットの肝臓において酸化ストレス応答で上昇したと考えられるUCP2がほぼ正常化した。将来的にサプリメントや薬としての製品化を目指したい。本年度は糖尿病を酸化ストレスと鉄代謝の側面を中心に研究し、その酸化ストレスの指標と除鉄治療が逆相関することを見出した。これにより酸化ストレスと糖尿病の関連性がより明確になった。これらの知見は、当初の研究目的を達成していると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は抗酸化剤の治療効果について新規の薬剤についてもその治療効果の可能性を検討していきたいと考えている。また、研究計画では非アルコール性脂肪肝炎についてのモデルも検討する予定であったが、糖尿病病態解析を深める方向で検討したいと考えている。
Mn基機能性磁性体の相変化に対する磁場効果と磁場中合成の最適化に関する研究

Mn系強磁性体への反応・相変化に対する磁場効果を明らかにした。本課題では、Mn-Alの強磁性相への相変化とMnBiの反応焼結に対する磁場効果に着目した。MnBiの反応焼結は磁場で反応が促進する。この磁場効果は、反応初期におけるMn粒周辺のMnBi相の生成数の増加に起因している。また、磁場中反応焼結を用いることで、固相焼結と液相焼結の両方で、ほぼ完全な一軸配向試料が得られることがわかった。Mn-Al系では、非強磁性であるε相から非平衡強磁性τ相への相変態は、磁場によって促進し、その効果は、τ相のキュリー温度直下である350°Cにおいて最も顕著になることが明らかになった。課題であるMn基強磁性体の磁場中熱処理効果について、その起源解明を目指し、課題遂行を行っている。MnとBiからMnBiへの反応焼結が磁場で促進し、かつ合成された相が結晶配向する磁場中熱処理効果を理解するために、熱処理時間の異なる試料を作製し、磁気特性を評価することで磁場効果について考察した。磁場中熱処理は東北大金研強磁場センターの15T及び10T無冷媒超伝導マグネット及び磁場中熱処理炉、磁気特性の評価は振動試料型磁力計を使用した。今回、反応に対する磁場効果の大きさは、それぞれの条件で作製した試料の1.2Tにおける磁化の比によって比較した。その結果、合成量の比は熱処理時間の増加と共に減少する傾向となった。そのため、反応に対する磁場効果は、反応初期段階で顕著に現れることが明らかになった。さらに、結晶配向度を反映するバルク試料の異方性磁界は、熱処理時間の増加とともに上昇した。そのため、結晶配向度は熱処理時間の増加と共に向上することがわかった。現在、MnとBiの拡散に対する磁場効果を明らかにするために、薄膜試料の磁場中熱処理を行っている。次に、Mn-Al合金の磁場中熱処理効果に着手した。Mn-Al系において磁石となるτ相は、準安定相である。τ相は1100°Cから急冷することによって得られるhcp構造を有するε相を熱処理することで得られる。これまでに、高周波溶解したMn-Al磁石を成型、熱処理し、ε相を作製した。27年度は、磁場中熱処理を行い、τ相晶出に対する磁場効果を明らかにする予定である。本課題では、マンガン基強磁性体の合成に対する磁場効果に着目している。特にMnBiの反応焼結及びMn-Alの強磁性相への相変態について、磁場効果及びその起源解明と、磁場中合成による磁気特性の最適化について明らかにすることが目的である。前年度までで、Mn-Bi系の反応焼結に対する磁場効果は焼結の初期段階に影響していることを明らかにした。また、Mn-Al系の磁場中熱処理に着手した。本年度は、MnBi及びMn-Al系の磁場中熱処理を行った。MnBiでは、磁場効果に対する微視的な知見を得るため、磁場中反応焼結過程におけるMnBi粒の形状と、結晶配向性について走査型電子顕微鏡による観察を行った。現在、観察結果を基に相変化と配向性に対する磁場効果について検討中である。Mn-Al系では、1100°Cから急冷することから得られるhcp構造を有するε相から、非平衡である強磁性τ相への相変態に対する磁場効果について、熱処理温度、熱処理時間及び磁場強度依存性について明らかにした。磁場中熱処理を行った試料は、ゼロ磁場中熱処理を行った試料より明確に磁化が増大した。この磁化の増大は、X線回折測定からτ相の生成量が増大したことによることがわかった。以上の結果は、強磁性τ相が磁場で優先的に生成されたことを示唆している。本年度は主にMn-Al系の強磁性相への相変化に磁場効果に焦点を当て、課題を遂行してきた。Mn-Al系においては系統的に磁場と熱処理温度、熱処理時間を変化させて、磁気特性の評価を行った。その結果、Mn-Bi系と同様に、明確な強磁性相への相変態が磁場中熱処理によって促進することを明らかに出来た。また、その磁場効果が現れる最適な熱処理温度について、明らかにすることが出来た。Mn-Bi系においては、磁場効果の起源解明のため、磁場中熱処理を行った試料について、熱処理時の磁場方向と平行、垂直方向について微視的観察を行っている。以上の理由から、H27年度は、おおむね順調に進展している。本課題は、マンガン系の強磁性体の反応と相変化への磁場効果への起源解明とその最適化に関する研究である。これまでは、Mn粉体とBi粉体からMnBiへの反応焼結が磁場で促進することや、Mn-Alの非平衡強磁性相への相変化がキュリー温度以下での熱処理では磁場で促進することを明らかにした。最終年度である本年度は、前年度から継続して、1)Mn-Al系の磁場中熱処理による強磁性相への相変化の評価2)MnとBiからMnBiへの磁場中反応焼結における焼結初期及び中期の試料を作製し、EPMAによる微視的観察を行った。MnBi系においては、反応初期のMn粒周辺に生じるMnBi相の数が磁場で飛躍的に上昇したことが明らかになった。

また、反応初期だけ磁場を印加し、中期はゼロ磁場中で熱処理した試料は、初期及び中期に磁場印加した試料と同等の反応率を示した。このことから磁場は反応焼結において、初期のMnとBiの粒界における拡散と強磁性MnBiへの相変化に主に有効であることを示している。Mn-Al系においては、キュリー温度直下において最も大きな磁場効果が得られることがわかった。これは、磁場中においてゼーマンエネルギーの利得を得た非平衡強磁性相及び、平衡相の自由エネルギーの関係によって説明可能であることがわかった。課題全体を通じ、強磁性を有する相への相変化や、反応について磁場中プロセスが有効であることと、磁場がプロセスのどの段階に有効であるかを明らかにすることができた。磁場を合成や相変化に利用した本課題での成果は、新たな磁性物質合成としての利用が期待できる。Mn系強磁性体への反応・相変化に対する磁場効果を明らかにした。本課題では、Mn-Alの強磁性相への相変化とMnBiの反応焼結に対する磁場効果に着目した。MnBiの反応焼結は磁場で反応が促進する。この磁場効果は、反応初期におけるMn粒周辺のMnBi相の生成数の増加に起因している。また、磁場中反応焼結を用いることで、固相焼結と液相焼結の両方で、ほぼ完全な一軸配向試料が得られることがわかった。Mn-Al系では、非強磁性であるε相から非平衡強磁性τ相への相変態は、磁場によって促進し、その効果は、τ相のキュリー温度直下である350°Cにおいて最も顕著になることが明らかになった。本年度は、MnBiの磁場中熱処理効果の起源について理解するため、種々の熱処理時間で作製した試料の特性から磁場効果について考察した。その結果、磁化というマクロな観点から反応焼結過程に対する磁場効果について検討した。相変化過程に対する磁場効果の理解に対し、定性的な指針を得ることができた。さらに、微視的な理解を得るために、拡散に対する磁場効果の評価を現在行っている。具体的には、Biペレット上に成膜されたMnの磁場中熱処理を開始した。現在、熱処理後の試料について、組織観察及び組成分析を行い、拡散、相変化への磁場の影響を評価する。H27年度以降に予定していたMn-Alの磁場中熱処理の準備を行った。熱処理後のバルク体のX線回折測定を行い、ε相が得られていることを確認した。次年度以降遂行予定であるMn-Alの磁場中熱処理を滞り無く行うことが可能である。以上の理由から、課題はおおむね順調に進展していると考えられる。H28年度は、Mn-Bi系の強磁場中熱処理後の試料の微視的観察を引き続き行い、磁場中反応焼結の起源についての知見を得る。結晶粒の形状、サイズや、結晶配向性について、走査型電子顕微鏡による観察や、X線回折測定を行うことで明らかにする。また、Mn-Al系については、これまでに磁場中合成によってτ相の生成が促進されることが明らかになった。その起源について、ε相、τ相の自由エネルギーとゼーマンエネルギーの観点から考察を行う。H28年度は最終年度であるため、これまでに得られた結果を元に、本課題の目的である、「マンガン系強磁性体の磁場中合成の最適化」について指針を得る。強磁場材料科学現在、Biペレット上に成膜したMnの薄膜試料について磁場中熱処理を行い、得られた試料について電子線マイクロアナライザによる組成分析を行っている。この結果から、BiとMnの拡散、及びBiとMnからMnBiへの相変化に対する磁場効果を評価する予定である。
過疎地域における生活継続支援モデルの構想－地域特性による類型化と支援のあり方

本研究は、過疎地域における生活継続を支援するための社会福祉実践について、集落の現状と問題の構造的な把握方法、そこで必要・有効な福祉実践・公共政策を明らかにした。その結果確認されたことは、下記の通りである。過疎地域への支援は社会的要因及び環境的要因を量的だけでなく、質的に把握することが重要である。社会的要因は、集落住民の主たる産業構造と密接に関係しており、生活時間、家族構成、親族間関係、近隣住民との共同作業の実施、支え合い活動の実施、地域のリーダーの存在において差が見られる。環境的要因は、集落の置かれている地理的な条件であり、集落の地形や道路形状、家屋の設計によって集落の支え合いに差が見られる。過疎地域は平成の大合併によって、圏域設定が広域、複雑になっている。また、人口減少によって、日常生活とは異なる行政主導の圏域設定が行われている現状もある。そのため、地域住民が支え合いを行える圏域を設定するアプローチが福祉実践や公共政策においては重要であった。このような圏域設定には、住民座談会などの専門職のアウトリーチが欠かせない。住民座談会では、地域の社会的要因、環境的要因を専門職及び参加住民と共に、確認、共有しながら共通理解を深めていく対話型のアプローチが重要であった。この住民座談会は、1回で終わるものではなく、年間複数回、毎年行ないながら、集落ごとの生活情報を更新していくことが重要となっていた。対話型のアプローチでは、住民からの情報を聞くだけではなく、専門職からも住民へ情報提供することが求められる。特に過疎地域における情報提供は、社会福祉に関わるものだけではなく、産業生産、資源管理、文化といった生活全般を内包することが求められていた。そのため、従来の社会福祉の地域アセスメント項目だけでは対応できず、新たな地域アセスメント項目を検討することが求められていた。平成28年度研究計画に基づき、対象地域の国勢調査結果、高齢者保健福祉計画、町史等の歴史文書を分析対象として、町全体、地区ごとの過去から現在に至る人口の変動、開発・発展・合併の歴史、主産業の変化といった点から地域アセスメントを行い、地域特性を明らかにした。また、地域包括支援センター、教育委員会、社会福祉協議会、一部の地域住民へのインタビューを行い、地域課題の把握と現在行われている住民活動の傾向を明らかにした。その結果確認されたことは、以下の通りである。行政機関は、平成の大合併後の現在の一つの自治体を単位として地域課題を把握し、対応している。地域住民は、平成の大合併前の旧町村、一部はそれ以前の旧町村を単位として地域課題を把握し、対応している。そのため、行政機関の設定する圏域と住民の生活感覚での圏域には一部に違いがある。地域全体では人口が減少し、生産年齢人口の流出とそれに伴う年少人口の減少、高齢化率の上昇傾向にあるが、地区単位では人口の変化のスピードに差がある。介護認定率においても、地区単位で差がある。そのため、地区単位での人口の変化と介護認定率を把握し、地区に合わせた支援を展開することが必要となる。一次産業、二次産業、三次産業の違いによって、生活時間、家族構成、親族関係、歴史的な人口の流入出、住民の支え合い活動への理解と実践状況に差がある。産業の変遷は、その地域を形成してきた歴史を含み、地域特性を把握するうえで重要な視点となる。これらの結果から、旧町村よりさらに細分化した地域範囲を設定し、地域特性に基づく地域モデルの素案を作成した。そして、次年度個別支援、地域支援、政策立案にかかわる組織へのヒアリングの基礎資料を作成した。平成28年度予定していた研究計画に基づき、統計資料、行政資料、町史の分析を行った。それらの結果を用いて、地域包括支援センター、教育委員会、社会福祉協議会、一部の地域住民にも話を伺い、地域特性に関する基礎資料を作成することができた。また、次年度に向けてのヒアリングの調整を行い、対象者の選定や時期、内容について確認を行うことができた。以上の理由より、おおむね順調に進展していると判断できる。平成29年度研究計画に基づき、対象地域にヒアリング調査を実施した。ヒアリング調査では、昨年度研究結果に基づき再設定した地区ごとに地域における生活課題と社会資源の現状と課題、修正、開発、連携が求められる社会資源について話を伺った。社会資源については、身近な地域での見守り支援活動などの人的資源、サロンや活動拠点の有無と機能、拠点での事業内容について明らかにした。地域住民には、地域での見守り支援の現状とネットワークの構築を中心に聞き取りを行った。一方、社会福祉法人職員には、地域生活課題に対応する学校教育内での福祉教育の内容と法人の公益的な取り組みについて聞き取りを行った。その結果確認されたことは、以下の通りのである。見守り支援においては、一部住民の自主的な活動、民生委員や区長といった役職者の役割と認識されており、自主的な活動者は自身の活動の正当性への大きな不安を持っている。役職者や対象に対して活動する人数の少なさと支援内容の大きさに負担を抱えている。そして、活動者同士のネットワークもなく、異変に気が付いた時の対応方法も確立されていない。これら見守り支援とそのネットワーク化においては、設定した地区の地形や道路形状、居住形態によって差があることが確認された。そこで、地区の地形や道路形状、居住形態による類型化作業を行った。全国的な課題に対応した福祉教育を実施することはできている。

しかし、対象地域に特化した地域生活課題を題材にした福祉教育実施のための、個別課題の分析を行うことは単一法人では時間的、技術的に難しさがある。学校内での福祉教育だけでは、教育内容や取り上げる分野の差があり、子どもの成長に合わせた統一的な福祉教育を行うことに難しさがある。特定の福祉施設が対象地域内でも福祉教育の核となっている。このような課題と現状から、地域全体で福祉教育を推進する組織を必要としている。平成29年度に予定していた研究計画に基づき、対象者にヒアリング調査を実施することができた。ヒアリングでは当初予定していた社会福祉法人の担当職員だけでなく、多くの一般職員に話を伺うことができた。福祉教育に関する聞き取り調査結果からは、地域の福祉教育の現状と支援体制に関する報告書を作成し、対象地域に対して情報提供することができた。また、研究結果に基づき近隣社会福祉協議会職員も対象とした地域特性に関する研究会、地域住民を対象とした見守り支援活動の報告会を実施することができた。そして、地域モデルの類型化作業を行い、支援モデルの構築も行うことができた。以上の理由から、おおむね順調に進展していると判断できる。本研究は、過疎地域における生活継続を支援するための社会福祉実践について、集落の現状と問題の構造的な把握方法、そこで必要・有効な福祉実践・公共政策を明らかにした。その結果確認されたことは、下記の通りである。過疎地域への支援は社会的要因及び環境的要因を量的だけでなく、質的に把握することが重要である。社会的要因は、集落住民の主たる産業構造と密接に関係しており、生活時間、家族構成、親族間関係、近隣住民との共同作業の実施、支え合い活動の実施、地域のリーダーの存在において差が見られる。環境的要因は、集落の置かれている地理的な条件であり、集落の地形や道路形状、家屋の設計によって集落の支え合いに差が見られる。過疎地域は平成の大合併によって、圏域設定が広域、複雑になっている。また、人口減少によって、日常生活とは異なる行政主導の圏域設定が行われている現状もある。そのため、地域住民が支え合いを行える圏域を設定するアプローチが福祉実践や公共政策においては重要であった。このような圏域設定には、住民座談会などの専門職のアウトリーチが欠かせない。住民座談会では、地域の社会的要因、環境的要因を専門職及び参加住民と共に、確認、共有しながら共通理解を深めていく対話型のアプローチが重要であった。この住民座談会は、1回で終わるものではなく、年間複数回、毎年行ないながら、集落ごとの生活情報を更新していくことが重要となっていた。対話型のアプローチでは、住民からの情報を聞くだけではなく、専門職からも住民へ情報提供することが求められる。特に過疎地域における情報提供は、社会福祉に関わるものだけではなく、産業生産、資源管理、文化といった生活全般を内包することが求められていた。そのため、従来の社会福祉の地域アセスメント項目だけでは対応できず、新たな地域アセスメント項目を検討することが求められていた。平成29年度も当初研究計画に基づき、地域モデルとそれに合わせた支援モデルの構築を行う予定である。
国際租税政策の内生的手番決定モデルに基づく分析

本研究では、所与とされてきた戦略決定のタイミングを内生化した国際租税競争の均衡結果を国際的二重課税の各調整方法について比較を行った。その結果、第1にDeductionでは同時手番の租税競争となるがCreditでは逐次手番のそれとなる、第2にDeductionよりCreditの方がある国の経済厚生を上昇させるが他国のそれは低下させる、第3に調整方法に関係なく均衡では国際資本移動は生じる、との帰結を得ることができた。本研究の目的は国際租税政策について内定的手番決定モデルに基づき分析することである。所与とされる事が多かった戦略決定のタイミング、つまり、戦略は同時決定されるのか、あるいは、逐次決定されるのか、も分析対象とする内生的手番決定モデルは、ゲーム理論の分野では盛に研究されている。公共経済学の分野で扱う課題に本モデルを応用することは、現実の政策決定プロセスを考えると、非常に有益でその範囲も広いと考えられるが、これまで国内外を通じて研究実績は殆どなかった。そこで、本研究ではこの応用例の一つとしてこれまで中心的に分析を進め、かつ、経済のグローバル化に伴い特に関心が高まっている国際租税政策について内定的手番決定モデルに基づき分析した。具体的な本年度の研究活動として(1)基礎調査の実施とその結果の整理、(2)外国性額控除制度に関する理論分析、(3)国際学会での成果報告と国外学術雑誌への投稿を計画していた。まず、(1)については学内外で図書・統計資料の収集を行い、その分析から国際税制の実態や研究動向をまとめた。次に(2)については国際二重課税の調整方法の中で古典的研究では最良とされ日本をはじめ多くの国が採用している外国税額控除制度の下での租税競争を、内生的手番決定モデルに基づき分析した結果、ホーム国が先導者、ホスト国が追随者という戦略決定の手番が内生的に決定され、特にホスト国の経済厚生は最大になるという帰結を得た。さらに、(3)については、本年度の研究成果を2008年7月18日にシンガポールで開催されたFar Eastem and South AsianMeeting of Econometric Societyで報告を行い、そこで得た本研究に対するコメントを基に改訂を行い国際学術雑誌に投稿した。国際的二重課税を調整する方法には、外国税額は居住地国の算出税額から控除される外国税額控除方式(Credit Method)、居住地国の課税所得から必要経費として外国の課税額が控除される外国税額免除方式(Deduction Method)、国外所得は課税されない国外所得免除方式(Exemption Method)がある。他方、所与とされることが多かった戦略決定のタイミング、つまり、戦略は同時決定されるのか、あるいは、逐次決定されるのか、も分析対象とする内生的手番決定モデルは、ゲーム理論の分野では盛に研究されている。公共経済学の分野で扱う課題に本モデルを応用することは、現実の政策決定を考えると、非常に有益でその範囲も広いと考えられるが、これまで国内外を通じて研究実績は殆どなかった。そこで、本研究では国際的二重課税の調整方法の比較を、内定的手番決定モデルに基づき行っている。具体的な本年度の研究活動としては、Bond and Samuelson (1989 Economic Journal)では最良とされ国内法の規定がある外国税額免除方式(Deduction Method)、アルゼンチンやブラジル等が採用する国外所得免除方式(Exemption Method)、Ida (2006 Review of Urban and Regional Development Studies)では最良とされた未調整方式(No Allowance Method)の下での租税競争に関する分析を計画していた。この研究成果の一つとして、Deduction Methodが伴う均衡では、ホーム国とホスト国の両国が戦略的決定を同時に行い、どちらか一国はCredit Methodと比べて経済厚生が上昇するというBondand Samuelsonとは異なる帰結を得た。本研究では、所与とされてきた戦略決定のタイミングを内生化する内生的手番決定モデルに基づき、国際租税競争という環境の下で、国際的二重課税の調整方法に関する比較を行った。国際的二重課税の調整方法には、外国税額を居住地国の算出税額からそれを上限として控除する外国税額控除方式(Credit)、居住地国の課税所得から必要経費としてそれを控除する外国税額免除方式(Deduction)がある。これら以外にも、国外源泉所得を非課税とする国外所得免除方式(Exemption)や国際的二重課税を全く調整しない未調整方式もある。しかし、Exemptionについては拙稿の分析からCreditの特別ケースと解釈でき、未調整方法についてはOakland and Xu (1996, International Tax and Public Finance 3, 45-56)の分析から結論を類推できたため、本年度もCreditとDeductionに特化して分析を続けた。その結果、次の4つの帰結を導出することができた。第1に、Deductionは全ての国がfirst-move advantageとなるが、Creditは少なくとも一国はsecond-move advantageとなる。第2に、Deductionでは同時手番の租税競争となるが、Creditでは逐次手番のそれとなる。第3に、調整方法に関係なく均衡では資本移動は生じる。

第4に、Deductionと比較して、Creditはある国の経済厚生を上昇させるが、他国のそれは低下させる。以上の結果より「各国はなぜ明らかに効率的なDeductionでなく非効率なCreditを採用するのか」というBond and Samuelson (1989, Economic Journal 99, 1099-1111)への疑問に対して一定の解を与えることができた。
フォトサ-マル効果を利用したレ-ザ真空計の開発

光学式真空計は真空中に電気を導入するための電極が必要ないのできわめて簡便であり、微小空間の圧力計測や、真空封止した装置の簡単な圧力検査に有用である。一方レ-ザを用いた光熱効果によれば物体に非接触で振動が与えることができる。本研究はこの光熱効果を光学式真空計に適用するものである。該当年度内に以下のような研究を行い、新たな知見を得た。1.光熱振動の共振周波数は周りの気体の密度により変化するので、低真空領域(1760Torr)において共振周波数により光学式に真空度を計測できることが明らかになった。周波数による測定は精度を高く雑音に強い等の利点があるので真空検査の簡便な方法として有用である。2.気体の熱伝導は中真空領域(110^<-3>Torr)において圧力の変化により大きく変化する。レ-ザによって与えられた熱はこの領域では十分に故熱されずに振動子の温度上昇をもたらし共振周波数も温度にしたがって変化するので、これによりこの領域で真空度を計測することができることが明らかになった。特の材料としては熱膨張率の高いものほど共振周波数の変化が大きく、支持形態も片持ち梁構造よりも周辺支持の方が有効であることがわかった。3.上記の方法は気体の種類が違うと感度が異なる欠点があり、組成のわからない気体では正確な圧力計測をすることができない。圧力の判明している部屋(たとえば高真空)と測定室とのしきりに隔膜を置き、これを光熱効果により振動させれば圧力差により共振周波数が変化するので、気体の種類によらず圧力計測ができる。本方式によれば10^<-3>10Torrの範囲で十分計測が可能であることが明らかになった。物体を振動させ、気体の粘性を利用してその圧力を測定する真空計は被測定系に影響を与えないという点で優れており、これまでにさまざまなタイプの真空計が開発されている。本研究においては、レ-ザ光を薄板に当ててその振動によって圧力を検出する非接触のレ-ザ真空計を提案し、実用化のための基礎的な実験を行っている。本年度は装置の組立および1mTorrまでの圧力に対して実験を行う計画をたてた。計画は予定どうり進み、振幅の圧力依存性あるいは共振の鋭さの圧力依存性などに予想どうりの特性を示し、フォトサ-マル振動を用いたレ-ザ真空計が粘性型の真空計として使用できることがわかった。また、この過程において、共振周波数そのものが分子流領域にはいるとシフトしていくことが実験的に明らかになった。これは従来の粘性振動型の真空計における理論では全く説明のつかないものである。レ-ザ光が試料に当たると板の温度が上がり歪む。光がカットされれば元に戻り、これを繰り返すことによって共振周波数で振動する。このとき、試料からの放熱が十分に行われないと熱の直流分が板にのこる。温度上昇した板の共振周波数は当然シフトする。圧力が変化することにより、熱伝導が変化し、これによって板自体の温度変化によって周波数がシフトするものと考えられる。その特性は同じ熱伝導型のピラニ-真空計ときわめてよく似ている。フォトサ-マル効果を利用した真空計は粘性型と熱伝導型の両方の性質をもつという新しい知見が得られた。これに関しては特許申請を行う予定である。来年度以降については、さらに高真空域において、同様の実験を行う予定である。試料の材質及び形状にかなりの自由度があり、今後さまざまな方向に研究は展開して行くものと思われる。物体を振動させ、気体の粘性を利用してその圧力を測定する真空計は被測定系に影響を与えないという点で優れており、これまでに様々なタイプの真空計が開発されている。

本研究においては、強度変調したレ-ザ光を薄板に当てて、その振動によって圧力を計測するレ-ザ真空計を提案し、実用化のための基礎的な実験を行っている。昨年度までの研究によって、中真空領域において圧力に応じて共振周波数が変化するという新しい知見が得られ、この現象が粘性によるものではなく、気体の熱伝導に起因するものであることが明らかにされた。今年度はこれを裏付ける実験として、ガス種依存性、レ-ザ出力依存性およびレ-ザ照射位置依存性に関する実験を行い、検証を行った。これらの結果については論文にて公表している。また、国有特許出願を行った。以上は材料としてはガラスの薄板を用いていたが、共振同波数が大きく変化する材料について各種の実験を行い、ポリエチレンが優れていることが明らかになり、これに関しても論文にて公表している。また、支持形態としては片持ち梁構造よりも周辺固定円板の方が優れているという実験結果が得られた。熱伝導型のサトサ-マルレ-ザ真空計として実用的なものとするために寿命特性などの各種の実験を行った。現在、公表の準備中である。また、粘性型の真空計として、電子線リソグラフィによって製作した超小型振動子についても実験を行い、粘性によって圧力に応じて共振の鋭さQの値が変化することが明らかになり、これに関しても論文公表を行った。光学式真空計は真空中に電気を導入するための電極が必要ないのできわめて簡便であり、微小空間の圧力計測や、真空封止した装置の簡単な圧力検査に有用である。一方レ-ザを用いた光熱効果によれば物体に非接触で振動を与えることができる。本研究はこの光熱効果を光学式真空計に適用するものである。本年度内に以下のような研究を行い、新たな知見を得た。1.光熱振動の共振周波数は周りの気体の密度により変化するので、低真空領域(1760Torr)において共振周波数により光学式に圧力を決定できることが明らかになった。理論的にも音響放射のモデルにより解析を行い、よい一致をみた。周波数による計測は精度が高く雑音に強い等の利点があるので真空検査の簡便な方法として有用である。2.振動子の近くに壁がある場合には、この壁からの音波の反射により、共振周波数がかなり変化することが明らかになった。これは本方式による圧力計測の感度をあげることにつながる。マイクロマシニングで製作した超微小振動子が理論値よりもかなり大きな周波数シフトを示したのはこの原因によるものと推定される。3.上記の方法は気体の種類が違うと感度が異なる欠点がある。光熱振動を隔膜型真空計に適用し、光学式の圧力の絶対値の計測が低・中真空領域で可能なことが明らかになった。
ＡＭＰＫ・ｍＴＯＲシグナルをターゲットとした子宮筋腫に対する新治療戦略

糖尿病治療薬であるメトホルミンを用いて、子宮筋腫細胞におけるAMPK・mTORシグナルを標的とした、細胞増殖抑制機構とVEGF産生抑制機構を明らかにした。メトホルミンはAMPKを活性化し、mTORシグナル伝達経路を抑制し、細胞増殖とVEGF産生の両者を抑制した。また、メトホルミンは低酸素下でのHIF-1をpost-transalational levelで抑制した。メトホルミンは細胞増殖と血管新生の両面から、子宮筋腫増大に抑制的に作用する可能性が示唆される結果が得られた。1ラット子宮筋腫モデル細胞株であるELT-3細胞を用いたin vitroの検討により、メトホルミンによるmTORシグナルに対する抑制メカニズムを明らかにした。これを英文論文に投稿し受理された(Gynecol Endocrinol. 2013Jan;29(1):87-90)。2血管新生への影響を検討するため、ELT-3細胞を用いてメトホルミンによるVEGF発現抑制を検討した。メトホルミンはELT-3細胞の培養上精中のVEGF濃度を抑制し、細胞でのVEGF蛋白発現を抑制した。また、子宮筋腫は低酸素下にあると考えらえるため、低酸素によるVEGF発現に対するメトホルミンの効果を検討したが、これも効率的に抑制した。昨年度に検討したヒト子宮筋腫組織移植モデルマウスへのメトホルミン投与試験の検体を用いて、血管新生へのメトホルミンの抑制効果を検討した。メトホルミンは子宮筋腫移植組織におけるVEGF発現を抑制し、細胞増殖だけでなく、血管新生に対する抑制効果も認めることを明らかとした。以上の結果をもとに、現在論文作成中である。3子宮平滑筋肉腫は、子宮筋腫と同様に子宮平滑筋オリジンであり、mTORシグナルが細胞増殖において重要な役割をはたすが、子宮筋腫とは異なりきわめて悪性で予後不良の疾患である。クルクミンによるmTORシグナル抑制が子宮平滑筋肉腫細胞増殖抑制に働くことをこれまでに明らかにしてきた。そこで、子宮平滑筋肉腫細胞に対するメトホルミンの効果を検討したところ、mTORシグナルの抑制に働くことを明らかにした。悪性腫瘍へのメトホルミンの応用が期待できる。1ラット子宮筋腫モデル細胞株であるELT-3細胞に対して、糖尿病治療薬であるメトホルミンのVEGF産生抑制機構についてさらに詳細な検討を加えた。メトホルミンは低酸素条件下でのHIF1αの蛋白合成を抑制し、VEGF発現に抑制的に作用した。メトホルミンはHIF1αシグナル上流のmTORC1を構成するraptorのリン酸化を抑制した。以上の内容を第16回世界婦人科内分泌学会で発表(口演)した。2ヒト子宮筋腫移植モデルマウスにメトホルミンを投与し、CD31免疫染色による血管新生への抑制効果を確認した。HIF1α蛋白の免疫染色も併せて実施したが、安定した結果がえられずに条件設定を検討している。3メトホルミン投与中の筋腫合併PCO患者における、筋腫サイズの変化に関しての臨床的検討では、プレリミナリーな検討しか実施できておらず、さらに今後の検討が必要とされる。これまでの全体の検討により、メトホルミンはin vitro、in vivoにおいて子宮筋腫の細胞増殖ならびに、血管新生系の両者に抑制的に作用することが明らかとなった。糖尿病治療薬であるメトホルミンは、一般臨床においても汎用される薬剤であり、また婦人科領域では多嚢胞性卵巣の排卵障害改善薬としても使用されている現状からすると、比較的副作用の少ない薬剤といえる。メトホルミンはこのように安全な薬剤であり、今後の実地臨床での応用が期待できる。子宮平滑筋肉腫においても同様のメカニズムの存在を示唆するデータが得られており、極めて予後不良の腫瘍である肉腫治療への応用も期待できる。(1)ラット子宮筋腫モデル細胞株であるELT-3細胞に対して、糖尿病治療薬であるメトホルミンは1mMから細胞増殖抑制効果を示した。また、メトホルミンの添加によりELT-3細胞におけるAMPKのリン酸化亢進を認めた。さらに、メトホルミンは細胞の増殖・運動、細胞分裂、アポトーシスを制御するmTORシグナル伝達経路下流のp70S6, S6のリン酸化を減弱させた。AMPKinhibitorであるCompound Cは細胞増殖抑制を阻害した。CleavedPARP抗体によるウエスタンブロット法、TUNEL染色とCaspase-3活性による検討から、メトホルミンは濃度依存的にアポトーシスを誘導した。このように、メトホルミンの子宮筋腫細胞増殖に対する抑制効果とメカニズムを世界で初めて明らかにした。研究成果を英文論文(Gynecological Endocrinology)に投稿中である。(2)ヒト子宮筋腫組織移植モデルマウスにメトホルミンを腹腔内投与し、8週後に摘出した組織をTUNEL染色とKi67抗体を用いた免疫染色で検討したところ、アポトーシスの誘導と細胞増殖抑制を認めた。In vivoにおいても、メトホルミンのヒト子宮筋腫細胞に対する増殖抑制効果を確認した。