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歯周組織に対するクロロゲン酸の抗加齢作用の検討

加齢に伴い酸化ストレスが増加する。また、酸化ストレスの増加は歯周組織の退行性変化を促す。したがって、コーヒー粉末等の抗酸化物質の摂取による血清や歯周組織の酸化ストレスの抑制は、加齢に伴う退行性変化を防ぐために重要である。そこで、本研究では、コーヒー粉末の摂取による歯周組織への抗加齢作用を、組織学的・生化学的に検討することを目的とした。Fischer344系雄性ラット(8週齢)をベースライン群、対照群(通常飼育のみ)、A群(0.62%コーヒー粉末配合食摂取群)、およびB群(1.36%コーヒー粉末配合食摂取群)の4群にわけた。実験期間は12週間とし、ベースライン時と実験期間終了時に血清を採取した。採取した血清を用いて、酸化ストレス度(dROMs)と抗酸化度(OXY吸着)を測定した。また、歯周組織の組織定量分析を行った。対照群の血清の酸化ストレス度は、ベースライン時と比較して、有意に高い値を示した。A群とB群の酸化ストレス度は、対照群との間にそれぞれ有意な差は認めなかった。また、血清の抗酸化度は、ベースライン時と比較して、B群のみ有意に高い値を示したが、対照群とA群は、ベースラインの値との間にそれぞれ大きな違いは認めなかった。セメント・エナメル境から歯槽骨頂までの距離について、対照群の値はベースライン時よりも有意に大きい値を示し、B群の値は対照群と比較して有意に小さかった。また、歯周組織における8-hydroxy-2'- deoxyguanosine (8-OHdG)陽性細胞数は、ベースライン時と比較して、対照群は有意に多く、B群の値は対照群と比較して有意に少なかった。以上の結果から、1.36%コーヒー粉末配合食の摂取は、血清の抗酸化度を増加させ、加齢による血清や歯周組織の酸化ストレスの増加を低減し、歯槽骨の退行性変化を抑えることが示唆された。コーヒー粉末には、クロロゲン酸等の抗酸化物が多く含まれている。過去の疫学研究では、コーヒーの摂取頻度が多い者は、歯周状態が良好であるとの報告がある。そこで本研究では、コーヒー粉末摂取による歯周組織の抗加齢作用を、組織学的・生化学的に検討することを目的とした。平成28年度は、Fischer344系雄性ラット(8週齢)25匹を対照群(通常飼育のみ)、0.62%コーヒー粉末配合食摂取群、および1.36%コーヒー粉末配合食摂取群の3群にわけ、コーヒー粉末摂取による抗加齢作用を検討した。対照群、コーヒー粉末配合食摂取群とも、水と飼料は自由摂取とした。ベースライン時(実験開始時)から12週間の飼育後、血清を採取し、血中酸化ストレス度(dROMs)と血中抗酸化度(OXY吸着)を測定した。また、歯周組織を採取し、セメント・エナメル境から歯槽骨頂までの距離を測定した。血中酸化ストレス度(dROMs)において、3群間で有意な差はみられなかった。血中抗酸化度(OXY吸着)において、1.36%コーヒー粉末配合食摂取群は対照群と0.62%コーヒー粉末配合食摂取群よりも有意に高い値を示した。セメント・エナメル境から歯槽骨頂までの距離において、1.36%コーヒー粉末配合食摂取群は対照群よりも有意に低い値を示した。対照群と比較して有意さが現れる最適なコーヒー粉末濃度を見つけることが出来た。1.36%コーヒー粉末配合食の摂取は、血中の抗酸化度を増加させ、歯槽骨吸収を抑制するかもしれないことが示唆された。予定よりも組織学的分析に時間がかかったため。したがって、抗酸化物質の摂取による歯周組織の酸化ストレスの抑制は、加齢に伴う退行性変化を防ぐために重要である。そこで、本研究では、コーヒー粉末の摂取による抗酸化力の向上が、加齢に伴う歯周組織の酸化ストレスの増加にどのように作用するのかを検討した。H29年度では、Fischer344系雄性ラット(8週齢)を、1.36%コーヒー粉末配合食摂取群(A群)と通常食摂取群(B群)の2群にわけ、12週間飼育した。実験期間終了後、歯周組織を採取し組織定量分析を行った。まず、ヘマトキシリン・エオジン染色を行い、歯周組織の付着上皮直下結合組織に存在する多核好中球数を計数した。次いで、酸化ストレスの指標として8-hydroxy-2'- deoxyguanosine (8-OHdG)の免疫染色を行い、歯周組織における8-OHdG陽性細胞率を求めた。さらに、酸化ストレス応答転写因子であるNF-E2-related factor-2 (Nrf2)の核内移行の程度を、蛍光染色で評価した。その結果、多核好中球は2群間で有意な差は認めなかった。8-OHdG陽性細胞率は、A群がB群と比較して有意に低かった(P<0.05)。一方、Nrf2核内移行率は、A群がB群と比較して有意に高い値を示した(P<0.05)。以上の結果から、コーヒー粉末の摂取は、歯周組織中のNrf2-keap 1系抗酸化経路を活性化させ、加齢による歯周組織の酸化ストレスの増加を抑制することが示唆された。

H29年度までに得られたデータを用いて、論文を作成できる段階まできている。加齢に伴い酸化ストレスが増加する。また、酸化ストレスの増加は歯周組織の退行性変化を促す。したがって、コーヒー粉末等の抗酸化物質の摂取による血清や歯周組織の酸化ストレスの抑制は、加齢に伴う退行性変化を防ぐために重要である。そこで、本研究では、コーヒー粉末の摂取による歯周組織への抗加齢作用を、組織学的・生化学的に検討することを目的とした。Fischer344系雄性ラット(8週齢)をベースライン群、対照群(通常飼育のみ)、A群(0.62%コーヒー粉末配合食摂取群)、およびB群(1.36%コーヒー粉末配合食摂取群)の4群にわけた。実験期間は12週間とし、ベースライン時と実験期間終了時に血清を採取した。採取した血清を用いて、酸化ストレス度(dROMs)と抗酸化度(OXY吸着)を測定した。また、歯周組織の組織定量分析を行った。対照群の血清の酸化ストレス度は、ベースライン時と比較して、有意に高い値を示した。A群とB群の酸化ストレス度は、対照群との間にそれぞれ有意な差は認めなかった。また、血清の抗酸化度は、ベースライン時と比較して、B群のみ有意に高い値を示したが、対照群とA群は、ベースラインの値との間にそれぞれ大きな違いは認めなかった。セメント・エナメル境から歯槽骨頂までの距離について、対照群の値はベースライン時よりも有意に大きい値を示し、B群の値は対照群と比較して有意に小さかった。また、歯周組織における8-hydroxy-2'- deoxyguanosine (8-OHdG)陽性細胞数は、ベースライン時と比較して、対照群は有意に多く、B群の値は対照群と比較して有意に少なかった。以上の結果から、1.36%コーヒー粉末配合食の摂取は、血清の抗酸化度を増加させ、加齢による血清や歯周組織の酸化ストレスの増加を低減し、歯槽骨の退行性変化を抑えることが示唆された。平成28年度では、血中の酸化ストレス度と抗酸化度を測定した。平成29年度では、歯周組織中の酸化ストレス度を測定する予定である。また、歯周組織の遺伝子発現も調べる予定である。H30年度では、H29年度の実験期間終了時に採取した歯周組織を用いる。歯周組織からRNAを抽出し、PCRで増幅した後、DNAチップを用いたマイクロアレイ解析を行う。分析では、酸化ストレスおよび抗酸化に関わる遺伝子群の変化に注目し、1.36%コーヒー粉末配合食摂取群と通常食摂取群との比較を行う。組織学的分析が遅れたため、予定していた経費を使用できなかったため。次年度の研究に充当するため。(理由)H30年度では、マイクロアレイを行えるだけの金額が必要である。そのため、H29年度に配分された研究費の一部を、H30度の研究に充当することにした。(使用計画)H30年度に予定しているマイクロアレイ解析の費用に充当する。具体的には、RNA抽出キット、RNA品質検査用品、RNA増幅キット、Gene chip等を購入予定である。平成29年度に予定している動物実験の費用に充当する。実験用動物、動物用飼料、染色用試薬(8-OHdG、TNF-α)ELISAキット(8-OHdG)、ELISAキット(カルボニル化蛋白)等を購入予定である。
赤核を中心とした複数の運動モジュールの適応的制御機構

身体の協調運動の神経機構を明らかにすることは、健常時の運動学習の仕組みの理解を促進するだけでなく、身体損傷後の再適応機構に関する包括的な原理の解明に不可欠である。協調運動の理解のカギは出力としての筋のまとまりがどの程度、どのように適切なタイミングで動員されるかを明らかにすることにある。この問題に取り組むため、覚醒行動下でのマカクサルを用いて、筋の協調構造が動的に変化する状況を作り出すことで筋間協調の再適応過程を観察し、その過程に重要と推測される中脳に位置する小細胞性赤核に焦点を当て、筋間協調の原理を明らかにすることを目指している。本研究により複数の筋間モの再適応に関わる神経機構が明らかになれば、身体運動の協調性を支える神経基盤の理解だけでなく、小細胞性赤核へ出力する小脳歯状核の情報処理の仕組みの一端が明らかになることが期待され、小脳の情報処理の原理理解への手がかりとしても重要な意味をもつ。この課題において把持ー挙上の行動課題をマカクサルに課し、予測できないタイミングでその物体の負荷(粘弾性)を変えた状況を作り出すことで、筋間協調の変化、再適応、予測制御の成分を評価可能にする行動実験を確立することに従事した。2頭のマカクサルに対してオペラント条件づけを利用することにより単純な物体へのタッチから物体把持、精密把持へとシェービングした。現在は異なる負荷の物体の提示し、訓練を継続している。またこれに並行して同動物に対してステレオ座標下でのMRI、CTを撮像した後、頭部固定器具、筋間協調の評価のため上肢筋へ網羅的に筋電活動記録のための電極埋入術を行った。2頭のマカクサルの行動課題への馴化・訓練を行った。ペレットやフルーツジュースなどを報酬として用いるオペラント条件づけを利用することにより、単純な物体へのタッチから把持運動、異なる負荷での把持ー挙上運動への習熟、と段階を踏んで訓練をおこなった。異なる把持負荷に関しては力覚提示装置を自作し、現在把持負荷の変更に対し再適応できるように訓練を行っている。並行して同動物に対してステレオ座標下でのMRI、CTを撮像した後、頭部固定器具、筋間協調の評価のため上肢筋へ網羅的に筋電活動記録のための電極埋入術を行った。訓練が完了したマカクサルに対し、再適応時に筋間の協調が変化、再適応しているかついて、筋活動を筋シナジー解析によって評価する。その後、行動実験遂行中の動物に対して薬理的介入を行い、適応の評価を行う。GABA作動薬であるmuscimolを小細胞性赤核に局所投与し、十分時間が経過した後(30分)に把持ー挙上運動課題遂行中に動物が予測しないタイミングで負荷を切り替え、把握運動の予測成分の再適応の可否を観察する。並行してマカクサルが同様の課題を遂行中に小細胞性赤核の神経活動を電気生理学的手法により細胞外記録を行い、再適応時に活動の変化を示す神経細胞の有無、活動の様式を検証する。

GABA作動薬であるmuscimolを小細胞性赤核に局所投与し、十分時間が経過した後(30分)に把持ー挙上運動課題遂行中に動物が予測しないタイミングで負荷を切り替え、把握運動の予測成分の再適応の可否を観察する。並行してマカクサルが同様の課題を遂行中に小細胞性赤核の神経活動を電気生理学的手法により細胞外記録を行い、再適応時に活動の変化を示す神経細胞の有無、活動の様式を検証する。当該年度は動物に対して把持負荷を可変にした状況で課題を遂行させるための力覚提示装置の購入を予定していたが、試作のために自作した装置で対応できているため、パッケージとなっている高額機器を購入せずに済んでいる。その分を次年度に繰越し、状況に応じて力学提示装置の購入か、より多数の神経活動を記録するための電気生理装置の購入に充てる計画をしている。
走トレーニングは脳における海馬神経の新生・増殖および認知機能を促進するか?

(目的)走トレーニングが海馬神経の新生・増殖および認知機能を促進するか否か、またこれらはトレーニング強度の違いによって異なるか否かについて検討すること。(方法)2ヶ月齢、Wistar系雄ラット60匹を走トレーニングのスピードの違いによって、LOW-RUN(10m/min)とHIGH-RUN(25m/min)およびCONTROL群の3群に分けた(各20匹)。RUN群は各スピードで60分間のトレッドミル走を5回/週、4週間行わせた。コントロール群は60分間トレッドミル内に静置した。また、細胞増殖を評価するために、DNA合成期(S期)の細胞に取り込まれるBrdU(5-bromodeoxyuridine)を実験期間の後半2週間、毎日腹腔内投与した。トレーニング期間終了2日後に、各群10匹ずつ安楽死させ、PFA固定後、脳サンプルを摘出し、免疫組織化学的分析を行った。残りの各群10匹はさらにゲージ内で飼育し、Waster mazeテストを1週間かけて行った。(結果および考察)海馬歯状回(DG)の顆粒細胞層におけるBrdU positive cellの数は、RUN-HIGH群で高値を示す傾向が認められた。Water mazeテストでは、プラットフォームにたどり着くまでの時間は、初日から3日目までにおいてのみRUN-HIGH群テストが短い傾向にあったが、泳速度は3群とも同様であった。以上の結果と昨年度の研究の結果(RUN-HIGH群において海馬DGのBDNF-mRNAが有意に増加した)は、高強度のトレーニングによって海馬歯状回の細胞増殖が盛んに行われ、その結果認知機能を高める可能性を示唆するものである。また、これらにはBDNFの関与が考えられた。(目的)走トレーニングが,脳海馬における神経栄養因子(BDNF),グルココルチコイド・ミネラルコルチコイド受容体(GR,MR),成長ホルモン受容体(GHR),インシュリン様成長因子(IGF-I)遺伝子(mRNA)発現に対する走トレーニングの影響について検討することを目的とした。(方法)16週齢の雄性S.D.ラットを高強度走トレーニング群(High),低強度トレーニング群(Law)およびコントロール群(CON)の3群に分けた。High群には25m/min,Low群には10m/minの速度で60分間のトレッドミル走を5回/週,4週間おこなわせた。コントロール群はケージ内飼育のみとした。トレーニング期間終了2日後に,安楽死させ,採血後,脳サンプルを摘出し,in situハイブリダイゼーション法により海馬の3領域(CA1,CA3,DG)における上述の遺伝子発現量を測定した。また,同時に摘出したヒラメ筋のクエン酸シンターゼ(CS)活性を測定し,トレーニング効果を評価した。(結果および考察)ヒラメ筋CS活性は両トレーニング群が高値を示す傾向にあり,本研究で用いたトレーニングが有酸素性エネルギー代謝を活性化させる効果があったことを確認した。BDNF mRNA発現量は,CA1およびDGにおいてHigh群がLow群と比較して高値を示す傾向にあった。これに対して,強度依存的に増加し,BDNF mRNA発現量を抑制する因子の一つとして知られているグルココルチコイドの受容体(GR)のmRNA発現量は,いずれの領域においても3群間に差は認められなかった。以上の結果から,一過性ではストレス反応を惹起する高強度(>20m/min)の走トレーニングは,神経新生,サバイバル等に関与しているBDNF mRNA発現を高め,これには運動継続によるmRNAレベルでのグルココルチコイドの作用抑制が関与している可能性が示唆された。
天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現

当該総括班は、構造生物学、分子生物学、情報生物学の研究者が密接に連携し、天然変性タンパク質の様々な特徴や性質、機能を理論的・実験的に明らかにする計画研究の目的を達成するために、総括班会議、研究代表者分担者連絡会議、領域全体会議を定期的に開催した。また、各計画研究班および公募研究班に対して、それぞれの研究進捗を把握して助言を与えた。さらに、各種学会でのシンポジウムの企画、国際シンポジウム、公開シンポジウム等を開催して、国内外に向けて当該研究で得られた研究成果を発信した。また、若手研究者の育成のため、5年間の研究期間内に4回の若手研究者の育成のための技術講習会を開催し、若手研究者の育成に努めた。当該領域では、構造生物学、分子生物学、情報生物学の3分野の研究者が連携して、「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」について、その構造科学的・機能科学的基盤を理論的・実験的に解明することを目指している。この当該領域の研究目的を着実に遂行し、各研究分野の協力・連携関係を強力に促進・支援していくために、本年度は以下のような活動を行った。●総括班研究代表者分担者連絡会議(2009年8月28日、横浜市立大学鶴見キャンパス)領域全体の目標の確認し、本年度の活動計画およびそれぞれの研究分担者の役割を決定した。●総括班会議(2009年10月21日、神戸国際展示場2号館2階2B会議室)本年度の活動計画の実施状況およびそれぞれの研究分担者の役割の進行状況を確認し、今後の活動状況ついて議論した。●領域会議(2010年1月19日、横浜市立大学鶴見キャンパス)来年度の活動計画およびそれぞれの研究分担者の役割の進行状況を確認し、今後の活動状況ついて議論した。●公開シンポジウム(2010年1月19日、理化学研究所横浜研究所交流棟ホール)本領域研究のキックオフミーティングという位置づけで公開シンポジウムを開催した。このシンポジウムによって天然変性タンパク質をテーマにした新学術領域研究が立ち上がった旨を全国にアナウンスした。●領域会議(2010年5月26目-28日、鳥取県大山ロイヤルホテル・ロイヤルホール)計画班及び公募班の研究代表者が一同に集まり、これまでの研究の進捗状況を発表し、今後の活動状況ついて議論した。●総括班会議(2010年5月27日、鳥取県大山ロイヤルホテル・会議室)本年度の活動計画の実施状況およびそれぞれの研究分担者の役割の進行状況を確認し、今後の活動状況ついて議論した。●第1回若手育成講習会(2010年9月10日、横浜市立大学鶴見キャンパス)わが国の学術水準の向上・強化につながる新たな研究領域について共同研究や研究人材の育成等の取り組みを通じて発展させるために、若手育成の講習会を開催した。第1回の今回は「コンピュータによる天然変性タンパク質(領域)の探索」と題する講習会で、本領域内外から66名が参加した。●第1回国際シンポジウム(2011年1月27日-28日、横浜市、浜銀ホール・ヴィアマーレ)海外から、本領域に関連する研究成果をあげている研究者を招聘し、本領域の研究者と共に公開で国際シンポジウムを開催した(総参加者は104名で、そのうちの75%は40代以下の若手研究者)。●若手育成講習会(平成23年4月26日大阪大学蛋白質研究所)「NMRによるタンパク質解析法の基礎的理解(概論と実習)」と題する講習会を開催した。NMRを専門としない研究者が天然変性タンパク質の研究においてNMRのデータを利用、理解するための基礎的かつ実践的な講習会となった(参加者は48名)。●領域会議(平成23年6月29日7月1日宮崎県青島パームビーチホテルブーゲンビリア)計画班及び公募班の研究代表者が一同に集まり、これまでの研究の進捗状況を発表し、中間評価に向けた取り組みの確認および今後の活動状況ついて議論した。

●平成23年度第1回総括班会議(平成23年6月30日宮崎県青島パームビーチホテル龍王)本年度の活動計画の実施状況の報告およびそれぞれの研究分担者の役割の進行状況を確認し、中間評価に向けた取り組みおよび今後の活動状況ついて議論した。●第2回公開シンポジウム(平成24年1月24日25日大阪千里ライフサイエンスセンター)本領域研究において顕著な成果を挙げている若手研究者による最新の研究成果の発表により、これまでの本領域の研究成果を発表した。●平成23年度第2回総括班会議(平成24年1月24日大阪千里ライフサイエンスセンター)本年度第1回総括班会議以後の活動計画の実施状況の報告およびそれぞれの研究分担者の役割の進行状況を確認するとともに、中間評価結果を踏まえた今後の領域運営および活動状況ついて議論した。当該領域では、構造生物学、分子生物学、情報生物学の3分野の研究者が連携して、「天然変性タンパク質の分子認識機構と機能発現」について、その構造科学的・機能科学的基盤を理論的・実験的に解明することを目指している。この目的を達成するために、最終年度においても、年度当初の研究推進方針に基づいて、以下のような活動を行った。1.若手育成講習会(平成25年5月22-23日高エネルギー加速器研究機構)「X線溶液散乱法によるタンパク質の構造解析法の基礎的理解(講義と実習)」と題する講習会を開催した。学生および若手研究者が参加者の8割以上を占め、若手育成に相応しい講習会となった(参加者は61名)。2.領域全体会議(平成25年9月3-5日ひだホテルプラザ)と平成25年度第1回総括班会議(平成25年9月4日ひだホテルプラザ)計画班及び公募班の研究代表者・分担者が一同に集まり、これまでの研究の進捗状況を発表し、事後評価に向けた取り組みの確認および今年度の活動状況ついて議論した。また、総括班会議では、本年度の活動計画の実施状況の報告およびそれぞれの研究分担者の役割の進行状況を確認し、事後評価に向けた取り組みおよび今後の活動状況ついて議論した。4.第3回公開シンポジウムと(平成26年2月27-28日九州大学医学部百年講堂)と平成23年度第2回総括班会議(平成26年2月28日九州大学医学部百年講堂)研究代表者および本領域研究において顕著な成果を挙げている若手研究者による最新の研究成果の発表を行った。なお、参加者は100名を超え、たいへん盛況であった。また、総括班会議では本年度第1回総括班会議以後の活動計画の実施状況の報告およびそれぞれの研究分担者の役割の進行状況を確認するとともに、事後評価結果を踏まえた今後の領域運営および活動状況ついて議論した。この目的を達成するために本年度は以下のような活動を行った。1.領域全体会議:平成24年5月30日ー6月1日、北海道北広島クラッセホテルに計画研究班および公募研究班全員が集結し、この1年間の成果を発表し、今後の研究方針について意見交換を行った。
大麦の炊飯および吸水特性に関する基礎的研究

大麦をとう精した丸麦は加熱加工を伴う押麦や米粒麦と異なり炊飯中の酵素作用が期待される。85%、60%とう精丸麦、押麦を試料とし、90%とう精白米と比較して麦飯の糖の生成および内在性酵素作用について検討した結果、とう精丸麦のデンプン分解活性が米より高く、米との混炊においてそれぞれの単独炊飯よりも多くの還元糖が生成することが明らかになった。大麦のアミラーゼが米および大麦のデンプンを分解し、米のグルコシダーゼが作用しやすくなり、混炊飯の還元糖、特にグルコースが増加することが示唆された。大麦は嗜好的には単独より米との混炊が好ましく、大麦40%の混炊飯は粘りがやや少ないながら官能評価により受容された。大麦100%飯の成分に及ぼす炊飯温度履歴の影響を調べるために炊飯過程の昇温速度を変化させ、沸騰まで11分間(標準)、45分間、炊飯途中で40°C、60°C、80°Cを15分間保持後に通常炊飯を行い、飯抽出液を終濃度50%のエタノールで抽出し、糖、アミノ酸の定量を行った。その結果、昇温速度を遅くしたり、60°Cを保持すると還元糖、遊離糖が増加した。リン酸バッファーで粗酵素液を調製し、可溶性デンプン、大麦デンプン、米デンプンを基質として大麦内在性酵素の温度依存性を調べるたところ、還元糖および遊離糖の生成量から50°Cおよび60°C付近が酵素活性がもっとも高いことを示した。大麦、米の粗酵素液を混合して行った混炊モデル実験により、単独の粗酵素液活性に基づく計算値よりも、混合したときの実測値のほうが還元糖、グルコース生成量は多くなり、酵素の相互作用があることが示唆された。大麦の割合を40%とする混炊飯および米、大麦の単独炊飯の物性をテクスチャーアナライザーにより測定した結果、米に比べて大麦の飯は有意に硬くて、粘らないことが明であり、混炊しても麦飯全体の粘りはこの傾向がは変わらず、大麦の割合が高いほどその傾向は強くなった。大麦が全体の40%とする米と麦の混炊飯は大麦単独炊飯飯のときより還元糖、特にグルコースが増える傾向にあった。これは大麦と米の混炊により大麦のαアミラーゼーやβアミラーゼなどの酵素が米デンプンに作用することで、間接的に米のグルコシダーゼの働きを促進していることが示唆された。大麦と米の混炊を行う過程において大麦は米よりも粒中心まで吸水されるまでの時間が長いこと、混炊においては吸水のはやい米が大麦より多く吸水してしまい両者の差が大きくなることがわかった。また水分分布も大麦のほうが不均一であった。60%搗精大麦を40%の割合で米と混炊した飯の官能評価は10段階評点法で平均6.06点であり、麦飯として受容されることがわかった。米と大麦のテクスチャーが異なることから、大麦の粘らない、粒感の好みには個人差があった。一方、85%搗精大麦の場合は平均3.88点であり、受容されなかった。大麦と米の混炊により、米単独炊飯より還元糖、全糖量が多い飯になることが明らかであった。炊飯過程の60°C付近を一定時間保つことにより還元糖が有意に増加したのは85%搗精大麦炊飯の場合であり、60%搗精大麦では有意差はみられなかった。飯中の糖量の変化には酵素作用が大きく影響するため大麦と米から粗酵素液を調製し、酵素活性を調べた。その結果、大麦は米に比較し顕著に高い酵素活性を示し、このことが混炊による還元糖の増加に関係することが明らかになった。加熱あっぺん処理している押麦ではこのような高い活性がみられなかったことから、丸麦と米の混炊においてのみ還元糖増加効果があることがわかった。全糖量と還元糖量の値からみかけの重合度を算出したところ、米よりも大麦の飯のほうが値が大きく、大麦の酵素による還元糖生成ではデンプンが大きく分解される傾向にあることがわかった。粗酵素液を用いて酵素活性の温度依存性を調べた結果、大麦では50°C付近に至適温度があり、米のそれは60°C付近であることから、混炊では炊飯温度履歴を50-60°C通過時間を長めにとると糖生成に寄与することが示唆された。大麦の炊飯および吸水特性に関する基礎的研究として平成23年度は、大麦試料は85%とう精丸麦、60%とう精丸麦、60%

とう精丸麦を加熱・圧ペンした押し麦、55%とう精丸麦を半分にカットした米粒麦を用い、標準計測法を改良した炊飯特性の測定、炊飯過程の粒内水分分布の測定、炊飯による成分変化の測定を行った。大麦の炊飯特性では米に比べて丸麦の吸水が遅いこと、溶出固形分量が多いことが分かり、炊飯過程で起こる吸水や溶出固形分が飯の物性に影響することから炊飯条件や飯において米との違いが明らかであった。MRIを用いて大麦の粒内に水が入っていく様子を観察し、プロトンの緩和時間(T2)の測定から炊飯過程の粒内水分分布の変化を把握した。大麦は米に比べて同じ炊飯時間における吸水が遅く、粒内も不均一であることが視覚的・定量的に明らかになりこれを考慮した炊飯条件が必要であることが示された。押し麦、米粒麦では丸麦に比べ吸水が促進され、加工により吸水性が向上していることが示された。炊飯による成分変化では、総遊離アミノ酸量は85%とう精丸麦で有意に増加したが、他の大麦試料では有意差はみられなかった。全糖、還元糖量は炊飯により増加し、85%、60%とう精丸麦の特徴としてフルクトースの増加がみられた。このように大麦のとう精度や加工法により糖の消長が異なる原因の一つとして、糖の生成・分解に関わる酵素の種類や活性、粒内での酵素の局在が異なることが示唆された。大麦の炊飯及び吸水特性を把握する目的で大麦を炊飯するときの温度履歴を変えて糖などを測定する実験を行うことで、酵素作用が働く時間を長くすると飯中の糖が増えることを明らかにした。このことは大麦単独炊飯および米と大麦の混炊において温度履歴の工夫により糖含量の多い飯を調製することが可能であることを示した。また大麦内在性酵素の温度依存性を調べたところ、50°C、60°Cに至適温度があり、炊飯温度履歴をこれを加味することが可能であった。大麦40%の米との混炊ではそれぞれの単独炊飯から計算される値よりも還元糖やグルコースの量が多い実測値が得られたことから、それぞれの酵素が互いに相互作用をもたらして混炊の効果をもたらしていることが示唆された。混炊飯の物性は大麦単独炊飯のものよりも大きく変わることはなく、大麦が硬くて粘らない傾向はそのまま混炊飯にも移行された。米と大麦の混炊効果は物性よりも糖という成分に現れることが示された。大麦と米との混炊において大麦の割合が少ない場合は比較的好まれ、大麦40%においても受け入れられることが示唆された。以上より、当該年度の研究成果はおおむね目的を達成できたと考える。大麦の炊飯に関する基礎的研究として、まず大麦の炊飯特性が丸麦で吸水が遅いこと、溶出固形分量が多いことが分かり、炊飯条件設定において考慮する必要があることがわかった。MRIを用いた大麦の炊飯過程の粒内水分分布の変化を把握したことは大麦は米に比べて同じ炊飯時間における吸水が遅く、粒内も不均一であることを裏付ける有用な情報であり、押し麦、米粒麦では丸麦に比べ吸水が促進され、加工により吸水性が向上していることが視覚的・定量的に示された。炊飯による成分変化では、総遊離アミノ酸量が85%とう精丸麦で有意に増加したが、他の大麦試料では有意差はみられなかったことや全糖、還元糖量は炊飯により増加し、85%、60%とう精丸麦の特徴としてフルクトースの増加がみられたことは大麦のとう精度や加工法により糖の消長が異なることを明らかにした初めての結果であり、その原因の一つとして、糖の生成・分解に関わる酵素の種類や活性、粒内での酵素の局在が異なることが示唆されたことは今後の大麦の研究における内在性酵素の作用に着目することに対する意味づけがなされた有用な情報と考える。これらの知見はこれまで加水比など炊飯に必要な条件と物性との関係という視点から報告されてきた先行研究に対し、新たに食味との関係と糖生成とそれにかかわる内在性酵素の関係、さらに炊飯条件設定へのデータ蓄積へと大麦の研究範囲を拡大するものである。
糖尿病網膜症の発症におけるMrp4の役割の解明

Multidrug resistance protein 4 (Mrp4)ノックアウトマウスでは野生型マウスに比較してストレプトゾトシン誘発高血糖における有意な網膜血管密度の低下が認められた。InsCreTg; Pdk1flox/floxマウスでは明らかな網膜血管の異常がない段階で、ラミニンの菲薄化と網膜神経線維の減少が生じていることが判明した。糖尿病初期の網膜細胞異常を評価するために2光子顕微鏡を用いた網膜生体イメージングの系をマウスで確立した。これらの成果は糖尿病網膜症の病態解明に役立つと考えられる。1.研究内容: Mrp4ノックアウト(KO)マウスと野生型(コントロール)マウスを用いて以下の実験を行った。成体マウス(生後8-10週)にストレプトゾトシン(45mg/kg body weight)の腹腔内注射を5日連続で行い2週間後に血糖値を測定し300mg/dl以上であることが継続的に確認できた個体をその後の実験に用いた。高血糖が出現してから3ヵ月後に網膜を取り出し網膜伸展標本で免疫組織染色を行ったところ、Mrp4KOマウスでは野生型マウスに比較して網膜血管の脱落が有意に認められた。ただ、SMA陽性周皮細胞およびGFAP陽性アストロサイトについては明らかな形態変化は認められなかった。網膜切片を用いたHE染色においても網膜10層構造に明らかな変化は認められなかった。2型糖尿病マウスモデルについては、InsCreTgマウスとPdk1flox/+マウスの交配を進めて、nsCreTg; Pdk1flox/floxマウスを作成している最中である。2.研究の意義:実験結果からMrp4は高血糖における網膜血管内皮細胞の脱落を促進していると推測される。Mrp4が糖尿病網膜症に関与している可能性が考えられるが、今回の実験では高血糖後比較的早期の段階での評価であり更なる追加実験が必要である。3.研究の重要性: Mrp4が糖尿病網膜症の形成を促進するのであればMrp4機能不全を防ぐことが糖尿病網膜症に対する治療的アプローチとなるかもしれない。平成27年度の研究計画予定していた(1)1型糖尿病モデルマウスにおける網膜血管でのMrp4の発現の変化を明らかにする、(2) Mrp4の1型糖尿病網膜症における役割を明らかにする、(3) 2型糖尿病モデルマウスの作成、ことであり、技術的な問題で(1)についての実験の再現性を確認している最中であるが、(2)(3)についてはおおむね達成されている。排出型トランスポーターであるMultidrugresistance protein 4 (MRP4)と糖尿病網膜症の関係についてノックアウト(KO)マウスを用いて調べた。研究の意義:実験結果からInsCreTg; Pdk1flox/floxマウスが個体差の少ない糖尿病モデルマウスとして利用可能であることが初めて明らかにされた。InsCreTg; Pdk1flox/floxマウスとMrp4KOマウスとの交配を行い、得られたマウスの表現型を解析することによってMRP4の糖尿病網膜症における役割が明らかになるものと思われる。研究の重要性: MRP4が糖尿病網膜症の形成に関与するのであればMrp4機能不全に注目した糖尿病網膜症管理が可能となり糖尿病網膜症の発症予防や治療につながる可能性がある。平成28年度の研究計画予定していた、(1) 2型糖尿病モデルマウスにおける網膜血管でのMrp4の発現の変化を明らかにする、(2) Mrp4の2型糖尿病網膜症における役割を明らかにする、については動物実験施設の感染の問題があり大きく遅れることとなったが、計画そのものは着実に進めている。高血糖マウスにおける網膜表現型の解析と血管内皮細胞機能関評価のための2光子イメージングを行った。1.研究内容: InsCreTg; Pdk1flox/floxマウス(高血糖マウス)の網膜表現型の解析をさらに進め、明らかな網膜血管の異常がない段階で、細胞外マトリックスであるラミニンと網膜神経線維の著しい菲薄化が生じていることを確認した。血管内皮細胞機能評価については網膜血管内皮細胞に蓄積されたfluo-cAMPを蛍光画像で描出することを予定していたが、将来の臨床応用を考えるとin vivo imagingの系を確立することが優先されると考え、2光子顕微鏡による細胞レベルでの網膜イメージングを行った。経瞳孔的な2光子網膜イメージングは困難とされていたが、独自に開発したコンタクトレンズを姿勢保持装置によって良好な画像がえられることが分かった。InsCreTg; Pdk1flox/floxマウスとMrp4KOマウスとの交配を行う予定であったが、Mrp4KOマウスのコロニーでgenotypingミスの可能性がある個体を複数確認したために再度コロニー全体のgenotypingを行うことになり、高血糖におけるMrp4の役割の解析については進んでいない。2.研究の意義:実験結果からInsCreTg; Pdk1flox/floxマウスは検眼鏡的に明らかな網膜症のない段階での網膜異常を評価するのに適した高血糖マウスであることが判明した。また、2光子顕微鏡では網膜のすべての種類の細胞を可視化することができることから、これらを組み合わせることによって、糖尿病による網膜異常の病態解明が促進されると思われる。3.研究の重要性:糖尿病網膜症の形成に関与する細胞の動き

生体で観察できれば細胞機能不全に注目した糖尿病網膜症管理が可能となり糖尿病網膜症の発症予防や治療につながる可能性がある。Multidrug resistance protein 4 (Mrp4)ノックアウトマウスでは野生型マウスに比較してストレプトゾトシン誘発高血糖における有意な網膜血管密度の低下が認められた。InsCreTg; Pdk1flox/floxマウスでは明らかな網膜血管の異常がない段階で、ラミニンの菲薄化と網膜神経線維の減少が生じていることが判明した。糖尿病初期の網膜細胞異常を評価するために2光子顕微鏡を用いた網膜生体イメージングの系をマウスで確立した。これらの成果は糖尿病網膜症の病態解明に役立つと考えられる。1型糖尿病マウスモデルの追加実験と並行して、当初の研究計画にあった2型糖尿病マウスモデルの解析を行う予定である。2型糖尿病マウスモデル(InsCreTg; Pdk1flox/floxマウス)の解析を引き続き行う予定である。医師薬学施設でのマウスの飼育料が予定していた金額より安価であったため1,970円の繰り越しが生じた。動物実験施設の感染問題のため実験の中断があったことから支出が予想を下回った。繰り越し金については次年度の実験に使用する予定である。上記の理由によりH28年度の研究が遅れることとなったが、計画そのものは着実に進めていることから経費については交付申請どおりの使用を計画している。
着床期におけるエストロゲン・プロゲステロン作用の分子生物学的機序の解明

エストロゲン・プロゲステロンは応答臓器において、それぞれの受容体を介して作用する。エストロゲンやプロゲステロン応答遺伝子についていくつかの報告があるが、その生体内での多彩な作用を説明するほどには知られていない。これまでわれわれは、エストロゲン・プロゲステロンにより発現調節される遺伝子を検索し、その機能について研究を続けている。着床の時期における子宮内膜でも、その機能の重要な部分についてはエストロゲン・プロゲステロン応答遺伝子が関与していると思われる。そこで、本年度は子宮内膜においてプロゲステロンにより発現調節される遺伝子の単離とその機能解析を行い、新たにプロゲステロン応答遺伝子2つをを見出した。ひとつは細胞内シグナル伝達の調整にかかわる遺伝子であり、現在、プロゲステロンにより発現が誘導される本遺伝子が、増殖因子の作用に対してどのように修飾するのか検討している。具体的にはラット子宮内膜細胞の初代培養系および細胞株培養系を用いて、RNAiにより本遺伝子の発現を抑制することにより、増殖因子作用の発現にプロゲステロンにより制御される本遺伝子が関与していることを確認している。また、もうひとつはレチノイン酸合成に関与する遺伝子であり、着床期におけるレチノイン酸の機能の解析と平行して、この系にプロゲステロンがどのようにかかわるのかを検討中である。
口蓋裂術後の口蓋化構音病態解明に関する空気力学的研究

本研究は、口唇口蓋裂患者の口蓋化構音の病態を解析とするとともに、口蓋形成術後の構音障害の分類と評価方法を検討し、口蓋化構音の発症因子を明確にすることを目的とした。その結果、鼻咽腔閉鎖の曖昧さが口蓋化構音の発症要因に関わることが判明した。よって、治療アプローチとして、口蓋化構音を予防するためには鼻咽腔閉鎖機能へのアプローチが重要であることが示唆された。平成22年秋の承認であったので、4か月の活動報告を行う。初年度は口蓋化構音を呈する対象者でのデータ収集とその分析を中心に研究活動を行った。研究1口蓋化構音患者の鼻咽腔閉鎖機能獲得までのNasometer検査の分析口蓋化構音患者の鼻咽腔閉鎖機能と口蓋化構音の関連を検討するため、口蓋化構音を呈する患者のNazometer検査を実施した。これは今後もデータを収集する予定である。研究2口蓋化構音患者のX線ビデオによる咽頭運動の解析口蓋化構音患者の鼻咽腔閉鎖運動様式と口蓋化構音の関連を検討するため、口蓋化構音を呈する患者のX線ビデオを撮影した。これも今後データを収集する予定である。研究3口蓋裂患者のトランスデユーサーによる口腔内の分布と鼻咽腔鎖機能運動の関係口蓋化構音患者の構音時の口腔内圧を測定するため、必要な口腔内圧を計測する機器を購入した。23年度はこれを使用して口腔内圧の測定を行っていく予定である。口蓋化構音の聴覚判定による音声転記は、その信頼性をあげるため、ひとりの言語聴覚士による判定ではなく、九州大学との共同の評価により、判定を進め、口蓋化構音の細分類を検討している。この件に関しても、今後、継続する予定である。これらの検討で、口蓋化構音の鼻咽腔閉鎖機能との関連は従来言われている少ないものではなく、関連があるという所見が得られている。結果がまとまり次第、随時、学会などで発表する予定である。平成23年度は、昨年度からの継続でデータを収集し、学会発表を4件行った。研究1口蓋化構音患者の鼻咽腔閉鎖機能獲得までのNasometer検査の分析口蓋化構音を呈する患者のテープを収集し、九州大学大学院人文学院附属言語運用総合センターおよびNPO法人ことりの研究協力者とともに録音媒体の聴覚判定を行った。その結果に基づき、口蓋化構音の音声記号への転記を行い、構音障害の細分類を試み、nasometer検査の結果とともに口蓋裂学会および九州大学大学院人文科学研究院附属言語運用総合研究センター社会連携ワークショップで発表した。現在、論文としてまとめ、近々、投稿予定である。研究2口蓋化構音患者のX線ビデオによる咽頭運動の解析研究分担者の九州大学顎口腔外科の協力を得て、X線ビデオによる口蓋化構音患者の鼻咽腔閉鎖運動様式と口蓋化構音との関連を検討し、その結果を日本口蓋裂学会と日本音声言語医学会で発表した。研究3口蓋裂患者のトランスデユーサーによる口腔内圧の分布と鼻咽腔閉鎖機能運動の関係口蓋化構音患者の構音時の口腔内圧を測定するため、データを収集した。今後も引き続き、データを蓄積し.まとめていく予定である。研究1および研究2まで、データ収集、学会発表と論文執筆と順調に進んでいる。研究3もデータを集積し、まとまり次第、学会発表、誌上発表を行う予定である。本研究は、平成22年度から24年度にかけて、口唇口蓋裂患者の構音障害の病態を新たに解析するとともに、構音障害の分類を検討し、それぞれの発症因子を明確にすることを目的として、以下の研究を行ってきた。各研究は次の通りである。口蓋化構音を呈する患者の構音動態の分析とそれに基づいた細分類の検討:口蓋化構音を呈する患者の構音検査を聴覚的に国際音声字母に転記し、口蓋化構音の細分類を試みた。その結果、口蓋化構音の構音点の後方化に着目したbacking scoreを考案し、構音障害の重症度を明確に示すことが可能であった。口蓋化構音患者のX線ビデオによる構音運動の解析と鼻咽腔形態の計測:研究1の細分類に準じて、X線ビデオによる鼻咽腔閉鎖機能の関連を検討した。その結果、構音障害を呈しない健常者は、音を発する際、軟口蓋運動が先行し、舌運動を施行していたが、口蓋化構音を呈する患者は、軟口蓋運動より舌運動が先行し、構音運動のタイミングが異なっていることが判明した。口蓋裂患者における口腔内圧の分布と鼻咽腔閉鎖機能の関係:研究1と研究2に基づき、口蓋化構音と口腔内圧の関連をトランスデューサーで測定し、口蓋化構音と鼻咽腔閉鎖機能との関連を検討した。

本研究で、本邦では口蓋化構音は鼻咽腔閉鎖機能と関連は少ないと言われているが、鼻咽腔閉鎖の曖昧さが口蓋化構音の発症要因に関わることが明らかとなり、口蓋化構音の誤学習の要因に鼻咽腔閉鎖機能と口腔内圧との関連が示唆された。よって、口蓋化構音を予防するためには、良好な鼻咽腔閉鎖機能を獲得し、十分な口腔内圧が得ることが肝要ではないかと思われた。今後も口蓋化構音と鼻咽腔閉鎖機能と口腔内圧の関連について、継続して検討していきたい。現在、23年度に発表した研究を投稿準備中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究課題3つのうち、二つに関しては、論文としてまとめている。最後の課題(口腔内圧と構音の関連)に関して、実験を継続する予定で、まとまり次第、学会発表、誌上発表を行う予定である。
ステロイド性骨壊死発症機序におけるsFasのheterogeneityの関与

アポトーシスや自己免疫異常は、これらの研究が進行するにつれて従来より発症原因が不明であったステロイド性骨壊死の病態生理に対する関与が考えられるようになった。ステロイド性骨壊死はSLE患者に高率に発症することや経過が急速で複数の部位に同時に発生するなどの点から、一方、SLEの病態は自己応答性ヘルパーT細胞とサプレッサーT細胞の不均衡がもたらすB細胞のポリクローナル活性化と自己抗体の過剰産生によるとされている。FasまたはFasリガンド(FasL)の遺伝子異常を有する自己免疫モデルマウスやヒト自己免疫性リンパ球増殖症候群(ALPS)では、Fas依存性アポトーシス機能の喪失ないし低下に伴って、DNT細胞の著明な増加や種々の自己抗体産生が認められる。これらの事実は、Fas/FasL系アポトーシスの機能不全が自己寛容を破綻させ、自己免疫病態を誘導する一つの要因となることを示している。現在まで、我々以外にSLEに発症したステロイド性骨壊死におけるFas/FasLの遺伝子および蛋白異常を解析した報告は認められないが、今回、可溶性Fas(sFas)の遺伝子同定とその発現機構、蛋白分子の機能的解析、およびSLE血清sFasの構造解析などを行い、sFasがFas依存性アポトーシス機構の抑制因子となることを見いだしている。当科において人工関節置換術を施行した大腿骨頭壊死症患者の摘出骨頭標本をIn situ apotosisdetection kitをもちいて染色した結果、骨組織中にアポトーシス細胞を認めた。また、採取した骨組織中のFas抗原を抗原抗体法を用いて染色した結果、骨頭壊死とFas抗原発現度の間に若干の相関性が認められた。ステロイド性骨壊死はSLE患者に高率に発症することや経過が急速で複数の部位に同時に発生するなどの点からアポトーシスや自己免疫異常の関与が考えられており、一方、SLEの病態は、自己応答性ヘルパーT細胞とサプレッサーT細胞の不均衡がもたらすB細胞のポリクローナル活性化と自己抗体の過剰産生によるとされている。本研究に関して現在まで、我々以外にSLEに発症したステロイド性骨壊死におけるFas/FasLの遺伝子および蛋白異常を解析した報告は認められないが、我々は既に可溶性Fas(sFas)の遺伝子同定とその発現機構、蛋白分子の機能的解析、およびSLE血清sFasの構造解析などを行い、sFasがFas依存性アポトーシス機構の抑制因子となることを見いだしている。今後も引き続き解析を行っていく予定である。
水とイオウ資源を利用した太陽エネルギー変換システムの構築

本年度は、システムの完成を目指し、下記研究事項を総括して研究を推進した。1.高活性光触媒の開発本項目は、昨年度までに高活性光触媒の開発とその大量合成法の開発も修了し、システム構築に必要な触媒量が得られるようになっている。本年度は、システム構築のための光触媒セルを中心に研究を行った。その結果、原料である硫化水素を溶かしたアルカリ溶液の効率的利用と発生する硫化水素を効率的に回収できる光触媒セルが完成した。2.反応副生成物の回収に関する研究硫化水素から水素を得る場合、副生成物としてイオウクラスターが生成する。この触媒反応を妨害するクラスターの除去のために、アルカリ溶液を劣化することなく回収する方法を開発した。本方法は、物理的方法かつ、イオウクラスターの電荷を利用して回収する方法である。本研究では、電子のホスト物質であり、強アルカリ溶液中で不活性なフラーレン(C60)固体を利用した。フラーレンは、本水溶液条件で分散性が高く、この溶液にフラーレンを投入すると即座に、黄色アルカリ溶液が無色透明になった。さらに、このイオウ含有フラーレンを加熱することにより、イオウとフラーレンが分離可能であることも判明した。この成果により、イオウの回収とアルカリ水溶液の再利用が可能となった。3.回収硫黄からの原料硫化水素の再生昨年度まで、イオウ循環を達成させるため、回収イオウと水を水熱条件下で反応させ硫化水素に戻す試みを行っていたが、本年度は、硫酸還元菌を利用した硫化水素の再生に関する研究を行い、メタン発酵と同等、すなわち、硫化水素含有率15%のバイオガスの発生と硫化水素の再生に成功した。4.登生した硫化水素の濃縮3.により発生する硫化水素には、CH4やCO2が大量に含まれるため、これを低コストで分離、回収する固体ならびに液体吸着剤の開発を行い、ほぼ100%の濃縮技術が完成した。このように、水とイオウを用いた太陽エネルギー変換システムが完成した。本研究では、イオウ化合物である硫化水素の光分解により太陽光エネルギーを化学エネルギーである水素に変換し、イオウを原料である硫化水素に戻すシステムの開発を目的としている。これは、光反応後生じたイオウを水と反応させ原料の硫化水素を再合成できるような反応系の可能性を見極めることが重要である。このようなイオウリサイクルの確立により、結果的に太陽エネルギーを利用した水からの水素製造システムが完成することになる。本年度においては、キセノン光源を用いた水素生成実験と溶液中のイオウ関連イオンの詳細な分析により、光反応におけるイオウ反応フローを解明してイオウリサイクルシステム達成の指針を明確にするための基礎実験を開始した。また従来の触媒調製法を詳細に検討し、高い量子効率を維持しつつストラティファイドCdS光触媒の調製プロセスを現在の数十倍までスケールアップさせ、光触媒大量合成の目処がついた。一方、光反応後のイオウ化合物を原料にリサイクルするための2つの反応プロセスに関する研究を開始した。ひとつは微生物反応プロセスであり、種々のフィールドから採取したサンプルから有望な硫黄還元菌株を得ることに成功し、硫化水素生成に関する基礎実験を開始した。もうひとつは熱分解反応プロセスで、オートクレーブを用いた水熱反応実験から、この反応が硫化水素生成に利用可能であることを示唆する結果を得た。

来年度予定している、太陽エネルギー変換ミニシステムによる実機試験に向けての、水素生成反応(光反応)およびイオウリサイクル反応(微生物・水熱反応)を円滑に循環させるための反応条件(pH、温度、イオン濃度など)を決定するための実験にも着手し、最適化への指針を得た。本研究では、イオウ化合物である硫化水素の光分解により太陽光エネルギーを化学エネルギーである水素に変換し、そこで排出される副生成物としてのイオウを原料である硫化水素に戻すシステムの開発を目的としている。これは、言い換えれば光反応と硫化水素合成反応を組み合わせたイオウの酸化還元反応サイクルを軸として、結果的に太陽エネルギーを利用した水からの水素製造システムを完成させることになる。本年度は、CdS微粒子光触媒を用いた太陽エネルギー変換ミニシステムを試作し、硫化水素を溶解したアルカリ水溶液から水素を得ることに成功した。ここで用いた光触媒は、バインダーを用いてストラティファイド微粒子CdSをプラスチック基板上に塗布したものである。太陽光の受光効率水素への変換効率は未だ最適化前の段階であるが、1平方メートルあたり1時間に最高約2リットルの水素を発生する能力をもつ。今後光触媒自身の高効率化とともに、太陽エネルギー変換ユニットとしての構造最適化を検討する予定である。新しい試みとして、炭素ナノ素材を光触媒担体として利用することを考え、本年度購入の超高真空高温加熱装置を用いてカーボンナノチューブの結晶性制御や表面改質に関する実験を行った。また、光触媒による水素生成反応に伴う溶液中でのイオウ種の状態変化をイオンクロマトグラフィーで分析調査し、硫化水素イオンのほか亜硫酸、硫酸、チオ硫酸イオンや単体硫黄などが複雑に関与した反応系であることが判明した。この結果を基に、硫黄還元菌を用いた微生物反応や還元雰囲気での水熱反応による硫化水素生成システム設計に向けた基礎実験を進めている。その中で、固体硫黄やチオ硫酸イオン含有溶液などから硫化水素生成が得られており、今後個々の反応プロセス解明による反応条件最適化や光エネルギー変換プロセスとの連携に向けての具体的な設計に取りかかる予定である。本研究は、イオウ化合物である硫化水素の光分解により太陽光エネルギーを化学エネルギーである水素に変換し、そこで反応生成物として生じるイオウを水と反応させることで再び原料となる硫化水素を生成するシステムの開発を目的としている。この硫化水素の光分解反応と生成反応を組み合わせたイオウの酸化還元反応サイクルは、結果的にイオウを中間体とした太陽エネルギーによる水からの水素製造システムを完成させることになる。本年度は、白金などの貴金属を用いずに水素生成が可能な微粒子に着目し、本研究の構造制御技術を適用することで、その反応性の向上に成功した。これまで白金は水素生成反応の助触媒として必要不可欠であったが、白金のコストは触媒生産コストの大半を占めており、システムを大面積化する上で大きな問題点となっていた。具体的には単体で水素生成能を持つものの紫外光でしか反応性を示さない素材である硫化亜鉛に、カドミウムあるいは銅を添加することで複合硫化物微粒子を合成することで可視光応答性を付与し、さらに本研究のストラティファイド粒子調製技術を用いて粒子構造を制御し、反応性を向上させた。
高度情報化社会における新しい子育てネットワーク形成に関する実証的研究

1年次の研究の結果、情報を発信する立場からは育児情報が多様化していること、親自身の情報も必要とされていること、インターネットを使った情報提供も期待されていることが明らかになった。そこで、情報の受け手である子どもを持つ母親がどのように考えているのかを明らかにするために、子どもを持つ母親を対象に子育てに関する生活実態と意識に関するアンケート調査を実施した。調査対象者:01歳の子どもを持つ母親調査方法:東京都、埼玉県の保健所、保健センターに乳児検診に来た母親に調査票配布、郵送による回収配布数2880回収数1075回収率37.3%得られた知見:(1)子育てについては「周囲の意見や情報に流されず自分の育児をしたい」と考える母親が多く、子育ての自分らしさが志向されている傾向が見られる。が一方で、「いろいろな情報があり、どれが正しいか迷うことがある」も多く、必ずしも自分の育児に自信を持っているわけではない。(2)子どもを連れて家族で外出する事は多く、「よく」「ときどき」を合わせると9割を超える。子どもを連れていく遊び場情報、お出かけ情報が必要とされる背景となっている。しかし、子どもを預けて夫婦だけでの外出は「全くしない」が半数を超える。(3)子育てに関わる情報のうち最も必要とされているものは、子どもの身体に関するものであり、次が遊び場・おでかけ情報である。また、職業を持っている母親、高学歴の母親ほど自分自身にとっての情報を必要としている。(4)利用されているメディアはテレビが最も多く、雑誌、市や町の広報と続く。インターネット利用は15%である。利用したいメディアには、市や町の広報も上位に挙げられており、公的な情報が期待されている。今年度は2年計画の1年次として、育児情報が多様化、個別化するなかで、活用されているメディア媒体とその内容を明らかにすることを目的として、市販の育児情報誌、地域における母親グループの編集による育児情報誌、インターネットを利用した育児情報についての資料収集及び分析を行うとともに、情報誌発信に関わっている担当者に対するヒアリング調査を実施した。得られた主な知見は以下のとおりである。1.雑誌という媒体が、育児分野に参入し大きな情報源となっていくのは1960年代半ば以降。それまでの婦人雑誌の中の部分的な記事から育児だけを内容とした、独自の雑誌として創刊があいついだ。育児雑誌の盛況の背景には、母親の育児意識の変化、小児科医の小児保健の重視、企業による育児用品の商品化があげられる。2.80年代に入ると、指導型育児、母性神話への疑問が出され、育児情報誌の内容が変化し、90年以降は多様化するニーズへの対応が求められるようになってきた。こうした動きの中で、子育て中の母親自身が取材、編集する育児情報誌が各地で作られ始めている。これらの雑誌の特徴は、母親の目から見た地域に密着した情報に力点が置かれていること、子どもに関する情報だけでなく、育児をしている母親についての情報も重視されていること、さらに、“子どもの育てやすさ"という視点から、住んでいる地域を見直していく方向性を持っていること、等があげられる。多様なニーズに対応するために市販されている全国誌も、読者参加型の紙面づくりと内容構成が変化しつつある。3.また、インターネットの普及によって、育児関係のホームページが開設され、新たなメディアとして注目されるようになっている。しかし、内容、維持・管理体制、スクリーニング等、様々な課題を抱えており、今後の充実が望まれる。今年度は2年計画の2年次として、情報の受け手である子どもを持つ母親がどのように考えているのかを明らかにするために、子どもを持つ母親を対象に子育てに関する生活実態と意識に関するアンヶート調査を実施した。調査対象者:1歳未満の子どもを持つ母親調査