hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
粘着性土の浸食機構の解明とその成果の実河川への応用に関する研究

本年度は,主に以下の点に関して研究を致しました.1.前年度まで研究の対象としてきた粘土(S.A.クレー)に関して,不足していた浸食実験を行いました.さらに,その結果を基に,この粘土からなる粘着性土の浸食特性をとりまとめるとともに,浸食速度式に関する検討を行いました.その結果,粘土が塊状に浸食を受けるようなせん断力の場では,浸食速度は水含有率と作用せん断力の影響を顕著に受け,特に後者の3/2乗に比例して増大することが理解されました.2.浸食速度に密接に関係すると予想される「材料の土質力学的強度(引張破壊強度)」を評価するための試験装置を考案し,これを用いた試験法を開発確立しました.さらに,この試験法によって上記の粘土の引張破壊強度を求め,この強度と浸食速度との相互関係を明らかにしました.たとえば,作用せん断力を一定として比較すると,水含有率一定の条件下で粘土含有率を変化させても引張破壊強度はほとんど変化しないのに対して,粘土含有率一定の条件下で水含有率を増加させると引張破壊強度が顕著に低下する傾向にあること,などがわかりました.これは浸食速度において見られる傾向とよく符合するものです.3.これまでの粘土に変わってカオリナイトを対象として,浸食実験ならびに引張破壊試験を行いました.さらに,この結果を前述のS.A.クレーのものと比較することで,異なる鉱物からなる粘土が示す浸食特性の違いが理解されるとともに,これまで確立してきた浸食試験法における問題点が明らかになりました.たとえば,大きな粘着力を発揮する粘土の場合,厚さ5cm程度の供試体では,ある瞬間に一体となって浸食を受ける可能性があります.4.河川に実際に堆積した粘土を採取し,これを対象とした検討も試みており,現地の材料を対象として浸食特性を評価する場合の問題点を明らかにすることができました.さらに,2年間にわたる研究のとりまとめを致しました.本年度は,主に以下の点に関して研究を致しました.1.前年度まで研究の対象としてきた粘土(S.A.クレー)に関して,不足していた浸食実験を行いました.さらに,その結果を基に,この粘土からなる粘着性土の浸食特性をとりまとめるとともに,浸食速度式に関する検討を行いました.その結果,粘土が塊状に浸食を受けるようなせん断力の場では,浸食速度は水含有率と作用せん断力の影響を顕著に受け,特に後者の3/2乗に比例して増大することが理解されました.2.浸食速度に密接に関係すると予想される「材料の土質力学的強度(引張破壊強度)」を評価するための試験装置を考案し,これを用いた試験法を開発確立しました.さらに,この試験法によって上記の粘土の引張破壊強度を求め,この強度と浸食速度との相互関係を明らかにしました.たとえば,作用せん断力を一定として比較すると,水含有率一定の条件下で粘土含有率を変化させても引張破壊強度はほとんど変化しないのに対して,粘土含有率一定の条件下で水含有率を増加させると引張破壊強度が顕著に低下する傾向にあること,などがわかりました.これは浸食速度において見られる傾向とよく符合するものです.3.これまでの粘土に変わってカオリナイトを対象として,浸食実験ならびに引張破壊試験を行いました.さらに,この結果を前述のS.A.クレーのものと比較することで,異なる鉱物からなる粘土が示す浸食特性の違いが理解されるとともに,これまで確立してきた浸食試験法における問題点が明らかになりました.たとえば,大きな粘着力を発揮する粘土の場合,厚さ5cm程度の供試体では,ある瞬間に一体となって浸食を受ける可能性があります.4.河川に実際に堆積した粘土を採取し,これを対象とした検討も試みており,現地の材料を対象として浸食特性を評価する場合の問題点を明らかにすることができました.さらに,2年間にわたる研究のとりまとめを致しました.本年度は,主に,これまで有していた実験水路における浸食実験の継続とそのとりまとめを行うとともに,新たな実験装置の製作ならびにこの水路における新たな浸食実験を試みた.第一の点に関しては,粘着性土の浸食機構を支配する主たる因子として考えられる「作用流速(あるいはせん断力)」,供試体における「粘土の含有比率」,「水の含有比率」ならびに混合材料としての「砂の粒径」,および「水温」に対して,その各々を系統的に変化させることで一連の浸食実験を行った.ここでは,これまでも一貫して使用してきた「S.Aクレー」という粘土を対象としており,今年度の検討の結果,この粘土に関する限り大半の測定を完了することができたと考えている.そこで,この成果に基づいて,限られた条件の範囲内ではあるが,試みに浸食速度予測式を誘導している.この予測式の精度と適用範囲に関しては更なる検討が必要であるが,このような浸食速度式の誘導に向けた研究の方向性を示すことができたと考えている.第二に,これまでの実験が装置の関係で,通水開始後10分程度の浸食過程の解析に止まっていた点を考慮し,新たな実験装置の製作を行った.

この装置では,供試体表面を上下流の水路底面の高さと常に等しく保つことができるようになっており,供試体の全てが浸食されるまでの比較的長い時間にわたるプロセスを解析することができる.現在検討を継続中であるが,現段階では,供試体に作用するせん断力を一定に保つ限り,浸食速度が時間とともに変化することはなく,初期の10分程度で測定される値と等しくなるとの結果を得ている.これは,第一の成果が有用であることを裏付ける結果といえる.この点も含めて,今後さらに検討していく予定である.本年度は,主に以下の点に関して研究を致しました.1.前年度まで研究の対象としてきた粘土(S.A.クレー)に関して,不足していた浸食実験を行いました.さらに,その結果を基に,この粘土からなる粘着性土の浸食特性をとりまとめるとともに,浸食速度式に関する検討を行いました.その結果,粘土が塊状に浸食を受けるようなせん断力の場では,浸食速度は水含有率と作用せん断力の影響を顕著に受け,特に後者の3/2乗に比例して増大することが理解されました.2.浸食速度に密接に関係すると予想される「材料の土質力学的強度(引張破壊強度)」を評価するための試験装置を考案し,これを用いた試験法を開発確立しました.さらに,この試験法によって上記の粘土の引張破壊強度を求め,この強度と浸食速度との相互関係を明らかにしました.たとえば,作用せん断力を一定として比較すると,水含有率一定の条件下で粘土含有率を変化させても引張破壊強度はほとんど変化しないのに対して,粘土含有率一定の条件下で水含有率を増加させると引張破壊強度が顕著に低下する傾向にあること,などがわかりました.これは浸食速度において見られる傾向とよく符合するものです.3.これまでの粘土に変わってカオリナイトを対象として,浸食実験ならびに引張破壊試験を行いました.さらに,この結果を前述のS.A.クレーのものと比較することで,異なる鉱物からなる粘土が示す浸食特性の違いが理解されるとともに,これまで確立してきた浸食試験法における問題点が明らかになりました.たとえば,大きな粘着力を発揮する粘土の場合,厚さ5cm程度の供試体では,ある瞬間に一体となって浸食を受ける可能性があります.4.河川に実際に堆積した粘土を採取し,これを対象とした検討も試みており,現地の材料を対象として浸食特性を評価する場合の問題点を明らかにすることができました.
口腔の食物認識能力と摂食動作の関連

口腔内での立体の大きさ認識能力とそれに影響を及ぼす要因について検討した。2種類の硬さの違う歯科用レジンを用いて、断面直径の異なる5種類の円柱ピースを作成し、大きさをどのように認識するかを調べた。23人の健康成人を対象とした第1回目の実験では、同定するまでの時間が長いと大きく認識し、短いと小さく認識するという結果が得られた。35名を対象とした2回目の実験では、口腔内に入れる時間を7秒に規定し、またサンプルとのマッチングではなく感じた大きさをフリーハンドで描く方式を用いた。その結果口腔内では立体は実物より小さく感じられ、ソフトレジンでその傾向が強かった。一方レジンの温度は認識に影響を与えなかった。24年度の結果より、口腔における立体認識能力は認識にかける時間の影響を受けることが明らかになったので、25年度は口腔内で確かめる時間を7秒に規定した。また円柱と直方体で明らかな差異がなかったことから、変数を少なくするためにも25年度は円柱ピースに限定して測定を行った。一方物体の物性は認識に影響を与える因子であるという仮説のもとにソフトレジンで新たに実験ピースを作成し、物体の物性、温度が認識に与える影響を検証する実験を行った。25年度の実験の対象は27名の健康な20代の成人とした。実験に先立ち3種類の円柱ピース(断面直径12,14,16mm,高さは共通で5mm)を歯科用常温重合レジン、および軟性レジンでそれぞれ必要数作成した。視覚遮断下で被験者の口腔内に挿入し7秒後にとりだした後、断面の円を感じた通りに描かせた。レジンピースの温度は、50°C,36°C,5°Cの3種類に設定し、描かれた円の直径を測定し、温度、物性との関連を検討した。その結果、以下のようなことが明らかになった。1)すべての大きさ、温度、物性のレジンピースが実物より小さく認識されていた。2)男性は女性に比べ、個人差が大きかった。3)認識に温度の影響は認められなかった。4)ソフトレジンはハードレジンに比べより小さく認識されていた。実験後の被験者の感想では、温度では冷たい物体、物性ではソフトレジンのほうがわかりにくいという者が多かった。【対象と方法】24年度は若年男女23名(男性13名、女性10名)を対象に、温度・形状の異なるテストピースを用いて、それぞれ口腔で大きさを同定する能力を測定し、立体識別能力が温度、形状の影響をどのように受けるかを男女別に検討した。実験に用いたピースは歯科用即時重合レジンを用いて、円柱状のものを7種類(高さ5mm,直径11,12,13,14,15,16,17mm)、直方体のものを7種類(高さ5mm,1辺11,12,13,14,15,16,17mm)作成した。温度はインキュベータで、5°C、36°C、65°Cに保ったものを用意した。各10個ずつ用意したので、同日にまとめてデータを取ることが可能であった。【結果】女性の場合は、全体に過小評価する傾向があり、温度の上昇とともにそれがなくなり正解率が上がった。一方男性では温度の上昇とともに過小評価が少なくなった点は女性と同じであるが、常温が最も正解率が良かった。回答時間はどの温度でも女性のほうが短く、また男女ともに回答時間が短いほうが過小評価する傾向があった。形状の影響は認められなかった。従来口腔内のサーマルスティムレーションでは冷刺激が効果的とされているが、冷刺激に敏感であるということは、必ずしも冷たいものの大きさをしっかり認識できるということを意味するわけではないことが示唆されている。冷たいものは過小評価しやすいということは、丸呑みや窒息のリスクにもつながる可能性がある。さらに回答時間が短い方が過小評価する傾向があるということは、口腔内にある程度とどめることで、大きさを理解していることが推察される。"安全にかつ味わう"ために、口の感覚という要因は欠かせないことが示唆されたことで、次年度以降はさらに物性による違いについて検討することとする。26年度は新たに8名の被験者でデータを取得することができ、合計35名の健康成人を対象とした実験結果から、口腔内で立体を認識する能力について以下の知見が得られた。1.口腔内では,立体の物性,温度によらず、実際より物体は小さく認識されていた.2.同じ物性・温度では、小さいものの方が、より小さく認識される傾向があった。3.認識力に男女差は認められなかったが,男性は女性に比較して個人差が有意に大きかった.4.立体の認識に影響を与える要因の分析において,強い順に立体の物性,性別,温度であった.物性では柔らかいものの方が、より小さく認識される結果であった。5.口腔容積に影響を与えると考えられる被験者の身長の影響を調べたが、有意な影響ではなかった。ただし本研究では、体格は身長の情報のみで、口腔容積を計測したわけではない。精密に口腔の容積や形態との関連を調べるためには、印象して模型上での分析が必要とされるが、体格との関連が示唆される結果ではなかったのでそこまでの解析は行っていない。

摂食嚥下機能は先行期・準備期・口腔期・咽頭期・食道期の5期モデルによる説明が一般的であるが、研究結果から、先行期における対象物認知の重要性が示唆された。本研究は対象となる立体としてレジンの円柱ピースを用いているので、そのまま結果を食物に適用できるとは限らないが、介助摂食の場合、先行期における視覚認知が得られないまま食物が口に入る可能性があり、できるだけ視覚による認識を促すこと、またそれが可能でない場合は、声かけでの情報やさらに量や一口の大きさについて介助者の十分な注意が必要であることが推察される。特に軟性の物体でより小さく認識されていた結果から、形態を調整した介護食はより認識しにくいと考えられ、そのことを理解した上での食事介助が必要であると考えられる。本研究では、口腔内での立体の大きさ認識能力とそれに影響を及ぼす要因について検討した。立体は、歯科用レジンを用いて、断面積の直径の異なる円柱ピースを作成し、その断面の大きさをどのように認識するかを調べた。1回目の実験では、23人の健康成人を対象とし、同定するための時間を規定せず、同定方法としてサンプルから同じ大きさの円柱ピースを選ぶという方法を用いた。大きさは、円柱の高さは共通で5mm、直径は1216mmの5種類とし、表面温度は各々5°C、36°C、50°Cの3種類に設定した。その結果、同定するまでの時間が長いと大きく認識し短いと小さく認識するという結果が得られ、いずれも温度の影響は認められなかった。また直径1mmの差を正しく認識することは難しく、サンプルから選ぶ際に自信を持って選べない被験者が多かった。これらの知見を踏まえ実験デザインを改良したうえで、新たに35名の健康成人を対象に2回目の実験を行なった。口腔内で認識する時間を7秒に規定し、同定方法としてサンプルとのマッチングではなく、感じた大きさをフリーハンドで描く方式を用いた。大きさは直径12,14,16mmの3種類とし、温度は5°C、36°C、50°Cの3種類、さらに円柱の物性をハードレジン、ソフトレジンの2種類に設定した。その結果、口腔内では物性・温度によらず立体の大きさは実物より小さく感じられること、小さいものの方がより小さく感じられることが明らかになった。物性ではソフトレジンでその傾向がより強いことが認められた。2回目の実験でもレジンの温度は大きさの認識に影響を与えなかった。これらの結果は国の内外の学会で発表すると共に、現在国際誌に投稿中である。口腔内での立体の大きさ認識能力とそれに影響を及ぼす要因について検討した。2種類の硬さの違う歯科用レジンを用いて、断面直径の異なる5種類の円柱ピースを作成し、大きさをどのように認識するかを調べた。23人の健康成人を対象とした第1回目の実験では、同定するまでの時間が長いと大きく認識し、短いと小さく認識するという結果が得られた。35名を対象とした2回目の実験では、口腔内に入れる時間を7秒に規定し、またサンプルとのマッチングではなく感じた大きさをフリーハンドで描く方式を用いた。その結果口腔内では立体は実物より小さく感じられ、ソフトレジンでその傾向が強かった。一方レジンの温度は認識に影響を与えなかった。35名のデータを解析してさらに信頼度の高い結果が得られたので学会発表を行うことができた。国内学会では、平成26年9月に開催された摂食嚥下リハビリテーション学会でポスター発表を行い、質問やコメントを頂いた。また同年10月には国際障害者歯科学会でも発表し、本研究の結果をどのように認知機能が不十分な対象者の支援に活かしていくかをディスカッションできた。
細胞パターン培養に向けたプラズマ処理によるナノファイバパターニング技術の開発

本研究では、プラズマ処理を用いて、ナノファイバをパターニングする技術を開発した。さらに、パターニングされたナノファイバシートを用いた細胞のパターン培養の可能性を検討した。具体的には、プラズマ処理において、マスクを用いることで、プラズマ処理面および未処理面を同一基板内に得た。そのPDMS基板に対して、ナノファイバを紡糸したところ、ナノファイバはプラズマ処理面に選択的に付着し、パターニングされたナノファイバシートを得た。プラズマ処理条件およびナノファイバ紡糸時の環境条件の最適化により、パターニング精度が向上した。さらに、ナノファイバシート上で細胞パターン培養に成功した。プラズマ処理を用いたナノファイバ(NF)のパターニング技術を開発し、NFシート上での複数種の細胞の微細細胞パターン培養技術を創製することを最終目的としている。当該年度では、1.生体適合性材料を用いたNFシートの作製、2.NFパターニング技術の条件選定、3.NFシート上での単一種の細胞培養を実施した。1.生体適合性材料を用いたNFシートの作製では、生体適合性や生分解性を有するポリマ材料であるポリカプロラクトン(PCL)、ポリ乳酸(PLA)、汎用性ポリマ材料であり安定性に優れるポリプロピレン(PP)を用いて、エレクトロスピニング(ES)法によりNFシートを作製した。溶媒選定により、NFシートを構成するNFは直径300 nm程度まで細径化した。2.NFパターニング技術の条件選定では、ポリジメチルシロキサン(PDMS)を基板に用いて、(1)プラズマ処理に用いるガス種、(2)出力、(3)処理時間の各条件がNFパターニングに与える影響を解析した。その結果、以下のような結論を得た。(1)ガス種を酸素、窒素、アルゴンで比較した場合、NFパターニングには窒素ガスが適した。(2)出力(20 Wから200 Wまで)を比較した場合、NFパターニングには高出力のプラズマ処理が適した。(3)プラズマ処理時間は、最短5秒の処理時間でNFパターニングが可能であった。以上の条件選定により、幅300 μmのプラズマ処理面へのNFパターニングに成功した。3.NFシート上での単一種の細胞培養では、NFシート上での細胞培養の手技を確立するために、血管内皮細胞をNFシート上で培養した。その結果、培養4日目において、細胞がNFシート上に生着していることを確認した。以上より、複数種の細胞を培養可能な微細細胞パターン培養に向けて、基礎技術を確立したと言える。当該年度の研究計画においては、プラズマ処理を用いたナノファイバ(NF)のパターニング技術の確立と細胞パターン培養のプロトタイプの構築を目標とした。この目標にあわせて、生体適合性材料を用いたNFシートの作製、NFパターニング技術の条件選定、NFシート上での単一種の細胞培養を実施した。研究成果としては、直径300 nm程度のNFからなるポリカプロラクトン(PCL)、ポリ乳酸(PLA)、ポリプロピレン(PP)NFシートの作製、NFパターニング技術の確立、単一種の細胞を用いた細胞培養の実施と評価系の構築がある。なお、PPNFシートの作製に関しては、国際誌論文Journal of Applied Polymer Scienceにて、NFパターニング技術に関しては、国際学会14th Pacific Polymer Conferenceにて、その成果を報告した。以上より、プラズマ処理を用いたNFパターニング技術の開発、NFシート上での複数種の細胞を培養可能な微細細胞パターン培養に向けて、おおむね順調に進展していると考えている。当該年度では、1.細胞パターン培養の評価手法の確立、2. NFシートの微細パターニング技術の開発、3.共培養に向けた微細細胞パターン培養の3点を実施した。1.細胞パターン培養の評価手法の確立では、パターニングされたNFシート上に、内皮細胞または線維芽細胞を播種し、37°Cの環境下で培養した。培養後の細胞を蛍光色素を用いて染色することで、蛍光顕微鏡を用いて観察することに成功した。2. NFシートの微細パターニング技術の開発では、前年度に確立したNFパターニング技術を応用して、より微細なスケールでのNFパターニング技術を開発した。具体的には、窒素ガスをプラズマ処理に用いることで、幅100 μmのプラズマ処理面へのNFパターニングに成功した。また、マスク形状を変化させることで、ストライプ構造、海島構造など異なるパターニング形状を達成した。3.共培養に向けた微細細胞パターン培養では、内皮細胞や線維芽細胞を用いて、細胞の微細パターン培養を試みた。1.で確立した手法を用いて、内皮細胞または線維芽細胞の一方を、2.で開発した微細パターンされたNFシート上で培養した。次に、もう一方の細胞を播種することで、37°Cの環境下で、2種の細胞を共培養することを試みた。蛍光顕微鏡観察の結果、微細細胞パターン培養の可能性が示唆された。

プラズマ処理条件およびナノファイバ紡糸時の環境条件の最適化により、パターニング精度が向上した。さらに、ナノファイバシート上で細胞パターン培養に成功した。複数種の細胞を培養可能な微細細胞パターン培養技術の実現に向けて、細胞パターン培養の評価手法の確立とナノファイバ(NF)パターニング技術の微細化を目指す。細胞パターン培養の評価手法に関して、現段階では、NFシート上で培養した単一種の細胞に対する評価手法を確立している。この手法を発展させることで、複数種の細胞に対する評価手法を確立することを目指す。具体的には、蛍光色素を用いて染色し、蛍光顕微鏡を用いて観察する。一方で、NFパターニング技術の微細化に関して、現段階では、幅300 μmのプラズマ処理面へのNFパターニングに成功している。この技術をもとにすることで、より微細なスケールでのNFパターニング、また、ストライプ構造や海島構造など複雑形状のNFパターニングを目指す。具体的には、形状に応じたプラズマ処理条件の最適化、マスク形状の最適化を実施する。上記を達成した後には、共培養に向けた微細細胞パターン培養のプロトタイプの構築を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。ポリマ材料28年度が最終年度であるため、記入しない。
高機能落射型蛍光顕微鏡とガラス線量計を用いた線質弁別線量評価に関する研究

本研究の目的は中性子捕捉療法の照射場において、中性子及びガンマ線の線量を弁別して測定する手法を開発するものである。ガラス線量計に中性子遮蔽及び中性子コンバータを組み合わせることで、それぞれの線質を弁別して測定することに成功した。また、蛍光顕微鏡を用いる事により、二次元で線量分布を取得できることを確認することができた。実際に加速器中性子源の照射場において、人体を模擬した水ファントムを用いて照射試験を実施したところ、従来の手法と同等の結果を得る事ができた。中性子捕捉療法におけるサイクロトロンを用いた加速器中性子源は研究用原子炉中性子源と比較して治療ビーム・全身被ばく線量のうち高速中性子成分の寄与が大きく、熱中性子線、ガンマ線線量以外にも高速中性子成分を正確に抑える必要がある。本研究では光ルミネッセンス線量計の蛍光特性に着目し、さらに高性能蛍光顕微鏡を用いて光ルミネッセンス内で生成された荷電粒子(中性子とコンバータによって発生する)の軌跡情報を解析することにより、ガンマ線、熱中性子線、速中性子線を分離して測定手法を提案している。本年度は(1)ガンマ線による蛍光強度の線量換算校正と、(2)中性子コンバータを用いたガラス線量計中の荷電粒子の軌跡情報の取得を実施した。(1)線量換算の校正では60Coガンマ線を板状ガラス線量計に照射し、最適化された光学フィルターを蛍光顕微鏡に組み合わせることで、ガラス線量計からの蛍光強度とガンマ線の線量値が良い線形性を示すことを確認することができた。(2)荷電粒子の軌跡情報の取得では、高速中性子コンバータとして高密度ポリエチレン、熱中性子コンバータとして6LiFと板状ガラス線量計を組み合わせた線量計を開発した。241Am-Be中性子源からの高速中性子をポリエチレンで減速した中性子源-ガンマ線混在場において線量計の照射試験を実施した。照射後に蛍光顕微鏡で蛍光強度を観測したところ、高速及び熱中性子用ともに、荷電粒子の軌跡による蛍光スポットを確認することに成功した。また、ガンマ線による蛍光強度分布も確認することができた。次年度は本年度の成果を踏まえて、コンバータの最適化を実施し、高強度中性子源を用いて蛍光スポットの線量依存性を調べ、線質弁別可能な線量計の実現を目指す。中性子捕捉療法におけるサイクロトロンを用いた加速器中性子源は研究用原子炉中性子源と比較して治療ビーム・全身被ばく線量のうち高速中性子成分の寄与が大きく、熱中性子線、ガンマ線線量以外にも高速中性子成分を評価する必要がある。本年度は(1)KUR重水設備による熱中性子コンバータの最適化と、(2)速中性子コンバータの最適化を実施した。(1)熱中性子コンバータとして濃縮ボロノフェニルアラニン溶液に浸して照射を実施した。ボロン濃度に比例して蛍光量が増加することを確認することができた。明確な蛍光による軌跡を確認することが出来なかったが、おそらく蛍光ピットが多いためであり、中性子捕捉療法の照射場ではコンバータの有無による差し引きによって線量評価することが望ましいことが分かった。(2)一方、高速中性子の照射を実施したが、高速中性子フラックスが低いため、精度良く測定することが出来なかった。サイクロトロン加速器中性子源では高速中性子フラックスがKURよりも多く、エネルギーも高いため測定可能であると考えている。次年度では本年度の成果を踏まえて、サイクロトロン加速器中性子源の照射場に適したコンバータの最適化を実施し、線質弁別可能な線量計の実現を目指す。本年度は開発した手法を用いて(1)線質弁別評価試験及び(2)サイクロトン加速器中性子源を用いた人体等価水ファントムの照射試験を行った。(1)昨年度の成果で、中性子捕捉療法の照射場では中性子コンバータの有無による差引きによって線量評価することが望ましいことが分かったが、その成果に基づき、ガンマ線線量計用として濃縮LiF遮蔽材で囲んだガラス線量計と、熱中性子計測用として3300ppmの窒化ボロンで囲んだガラス線量計、高速中性子用としてアルミニウムで囲んだガラス線量計の照射試験を行った。

線量率を変化させて照射試験を実施したところ、濃縮LiF遮蔽材に入れたガンマ線用線量計は従来の熱蛍光線量計とほぼ同等の結果を示した。また熱中性子用のガラス線量計の出力は熱中性子束と比例関係にあることから、熱中性子線量モニタとしても適応できることを確認することに成功した。高速中性子用のガラス線量計は感度が低かったため、感度を上げる必要があることが分かった。(2)本手法を用いて人体等価水ファントムを用いた照射試験を行ったところ、従来の熱蛍光線量計や金、アルミニウムの放射化を用いた手法と同等の結果を得る事ができたことから、本手法の有用性を確認することができた。
オントロジーとメタレベル戦略によるエンタープライズモデリング

具体的な企業(エンタープライズ)としてシステム(ソフトウェア)ハウスを選定し,ソフトウェア開発活動をモデル化することに焦点を当て,オントロジーとメタレベル戦略によるエンタープライズモデリングに関する研究を遂行した.オントロジー(企業モデルを構成するプリミティブ群とその体系化)については,ソフトウェア開発活動を表現するためのプロセススキーマと,プロセスの操作対象物を表現するためのオブジェクトスキーマを定義した.その後,ソフトウェア開発活動の体系化であるプロセスオントロジーについては,スキーマ属性間の関係により上位階層,スキーマ属性値により下位階層を構築する方法論を考察し,プロセスの操作対象物の体系化であるオブジェクトオントロジーについては,オブジェクトの構成要素に沿って上位階層,多重継承により具体的な操作対象物を葉節点として位置づける事により下位階層を構築する方法論を考察した.さらに,一般的なソフトウェアの開発手順とリアルタイムシステムの開発手順に関する資料を収集した後,プロセスオントロジー(約250プロセス)とオブジェクトオントロジー(約450オブジェクト)を構成した.また,これらの2種類のオントロジーを利用し,生成検査法に基づき,ユーザとインタラクションをとりながら,あるプロダクトから別のプロダクトを開発する手順の候補を自動的に作成するシステムを設計した.最終的に,前年度の設計に基づいて,Prolog言語により,知識ベースを記述するとともに,システムを実装した後に,あるプロダクト(例えば基本設計仕様書)から別のプロダクト(例えば詳細設計仕様書)を開発するための手順を尋ねると,上記の2種類のオントロジーを利用して,具体的な開発手順をユーザに提示する実験を行った.その結果,ほぼ妥当な開発手順が提示され,当初の研究目的を達成する事ができた.具体的な企業(エンタープライズ)としてシステム(ソフトウェア)ハウスを選定し,ソフトウェア開発活動をモデル化することに焦点を当て,オントロジーとメタレベル戦略によるエンタープライズモデリングに関する研究を遂行した.オントロジー(企業モデルを構成するプリミティブ群とその体系化)については,ソフトウェア開発活動を表現するためのプロセススキーマと,プロセスの操作対象物を表現するためのオブジェクトスキーマを定義した.その後,ソフトウェア開発活動の体系化であるプロセスオントロジーについては,スキーマ属性間の関係により上位階層,スキーマ属性値により下位階層を構築する方法論を考察し,プロセスの操作対象物の体系化であるオブジェクトオントロジーについては,オブジェクトの構成要素に沿って上位階層,多重継承により具体的な操作対象物を葉節点として位置づける事により下位階層を構築する方法論を考察した.さらに,一般的なソフトウェアの開発手順とリアルタイムシステムの開発手順に関する資料を収集した後,プロセスオントロジー(約250プロセス)とオブジェクトオントロジー(約450オブジェクト)を構成した.また,これらの2種類のオントロジーを利用し,生成検査法に基づき,ユーザとインタラクションをとりながら,あるプロダクトから別のプロダクトを開発する手順の候補を自動的に作成するシステムを設計した.最終的に,前年度の設計に基づいて,Prolog言語により,知識ベースを記述するとともに,システムを実装した後に,あるプロダクト(例えば基本設計仕様書)から別のプロダクト(例えば詳細設計仕様書)を開発するための手順を尋ねると,上記の2種類のオントロジーを利用して,具体的な開発手順をユーザに提示する実験を行った.その結果,ほぼ妥当な開発手順が提示され,当初の研究目的を達成する事ができた.本研究では,具体的な企業(エンタープライズ)としてシステム(ソフトウェア)ハウスを選定し,企業内の活動としてソフトウェア開発活動をモデル化することに焦点を当て,研究を遂行した.まず,オントロジー(企業モデルを構成するプリミティブ群とその体系化)については,ソフトウェア開発活動を表現するためのプロセススキーマと,プロセスの操作対象物を表現するためのオブジェクトスキーマを定義した.その後,ソフトウェア開発活動の体系化であるプロセスオントロジーについては,スキーマ属性間の関係により上位階層,スキーマ属性値により下位階層を構築する方法論を考察し,プロセスの操作対象物の体系化であるオブジェクトオントロジーについては,オブジェクトの構成要素に沿って上位階層,多重継承により具体的な操作対象物を葉節点として位置づける事により下位階層を構築する方法論を考察した.次に,一般的なソフトウェアの開発手順とリアルタイムシステムの開発手順に関する資料を収集した後,プロセスオントロジー(約250プロセス)とオブジェクトオントロジー(約450オブジェクト)を構成し,Prolog言語により知識ベース化した.さらに,これらの2種類のオントロジーを利用し,生成検査法に基づき,ユーザとインタラクションをとりながら,あるプロダクトから別のプロダクトを開発する手順(ソフトウェア開発プロセスモデル)の候補を自動的に作成するシステムをProlog言語により実装し,いくつかの実験を通してシステムの有用性を確認した.具体的な企業(エンタープライズ)としてシステム(ソフトウェア)ハウスを選定し,ソフトウェア開発活動をモデル化することに焦点を当て,オントロジーとメタレベル戦略によるエンタープライズモデリングに関する研究を遂行した.オントロジー(企業モデルを構成するプリミティブ群とその体系化)については,ソフトウェア開発活動を表現するためのプロセススキーマと,プロセスの操作対象物を表現するためのオブジェクトスキーマを定義した.その後,ソフトウェア開発活動の体系化であるプロセスオントロジーについては,スキーマ属性間の関係により上位階層,スキーマ属性値により下位階層を構築する方法論を考察し,プロセスの操作対象物の体系化であるオブジェクトオントロジーについては,オブジェクトの構成要素に沿って上位階層,多重継承により具体的な操作

対象物を葉節点として位置づける事により下位階層を構築する方法論を考察した.さらに,一般的なソフトウェアの開発手順とリアルタイムシステムの開発手順に関する資料を収集した後,プロセスオントロジー(約250プロセス)とオブジェクトオントロジー(約450オブジェクト)を構成した.また,これらの2種類のオントロジーを利用し,生成検査法に基づき,ユーザとインタラクションをとりながら,あるプロダクトから別のプロダクトを開発する手順の候補を自動的に作成するシステムを設計した.最終的に,前年度の設計に基づいて,Prolog言語により,知識ベースを記述するとともに,システムを実装した後に,あるプロダクト(例えば基本設計仕様書)から別のプロダクト(例えば詳細設計仕様書)を開発するための手順を尋ねると,上記の2種類のオントロジーを利用して,具体的な開発手順をユーザに提示する実験を行った.その結果,ほぼ妥当な開発手順が提示され,当初の研究目的を達成する事ができた.
ラットにおける短時間の反復する脳虚血後慢性期における脳循環動態の検討

【背景および目的】短時間の反復する脳虚血が脳循環代謝にどのような変化をもたらすかはいまだ十分な検討がなされていない。本研究にて、われわれはラットモデルを用いて1)反復虚血時の血流変動について。2)虚血耐性に関連するHeat shock protein(hsp)70蛋白の誘導について。3)遅発性神経細胞死と関連するグルタミン酸の短時間虚血時の蓄積効果および慢性期の再虚血における反応。4)代謝性グルタミン酸受容体(mGluR)agonistによるグルタミン酸放出抑制効果について明らかにすることを目的とした。【対象と方法】ラット脳虚血モデルは塞栓糸を用いて中大脳動脈を閉塞し再開通可能な小泉モデルを用いた。Laser Dopplerflowmetryにて脳血流を測定し、確実に血流の低下と上昇が生じたことを確認した動物のみを対象とした。hsp蛋白はWestern blot法にて検出した。グルタミン酸の測定は右尾状核部にprobeを挿入しマイクロダイアリシス装置を用い行った。慢性期実験では短時間虚血負荷後2週間、4週間の時点で再度2時間の虚血を生じさせ、グルタミン酸の変化を測定した。mGluRagonistの効果を検討するためDCG-IVを局所投与し上記と同様に測定した。【結果】1)短時間虚血負荷後のreactive hyperemiaは繰り返し回数が増加するとともに減弱した。2)hsp70蛋白の誘導はこのモデルでは定した結果を認めなかった。3)7分以下の虚血負荷を繰り返してもグルタミン酸の上昇を認めず蓄積効果はなかった。慢性期実験では反復虚血負荷後2週間で再閉塞実験が行なえた群では半数で反復虚血負荷の無い群と同様に著明なグルタミン酸上昇を認めたが、残りは反応が無いか著明に減少していた。反復虚血後4週間群では反応性のグルタミン酸上昇が著明に減弱していた。4)DCGIVは虚血時のグルタミン酸のpeak値を減少させたが、有意差には至らなかった。【考察】繰り返し塞栓糸を挿入して虚血負荷を行うモデルでは高頻度にくも膜下出血の合併や再開通不能例があり、塞栓糸による血管損傷が問題と考えられた。また虚血程度と範囲にばらつきが多いことによりhsp蛋白の誘導が時間、繰り返し回数と関連した結果に至らなかった要因と考えている。反復虚血負荷後慢性期でのグルタミン反応性低下は新たな知見であり、今後、虚血耐性現象との関連を検討する必要がある。ラット脳虚血モデルは塞栓糸を用いて中大脳動脈を閉塞し再開通可能な小泉モデルを用いた。虚血持続時間は5分、繰り返し回数は3回として経時的にレーザー脳血流計にて大脳皮質の脳血流の変化を記録し検討したn=20。

この実験に際し塞栓糸の繰り返しての挿入により頭蓋内血管の損傷が生じるため、クモ膜下出血を合併する頻度が40%以上になった。これは塞栓糸が血管内皮を摩擦することによって、内膜剥離や攣縮を生じそこに再度の塞栓糸の挿入によって破綻することが、単回の挿入に比して高度となるためと考えられた。出血を合併せずに再開通を得られたラットでは脳血流が再開通時に20-30%虚血前よりも増加し、responsive hyperemiaの状態を確認した。この条件で再開通後1時間、24時間、48時間、72時間で脳を摘出homogenateし、Western Blotによりheat shock proteinを同定したところ72kDaにpositive bandが認められ、5分3回の短時間繰り返し虚血でも虚血耐性(preconditioning)誘導になりうる可能性が示唆された。しかし虚血時間を2時間、3時間と延長するに従って、再開通時のhyperemiaの程度は減少し回復までにかかる時間も個体差が多くなった。塞栓部位よりdistalでの血栓形成が考えられるが、組織細胞障害が生じる時間での再開通は組織障害を助長する(reperfusion injury)状況にあることに関連しているかもしれない。偽手術群:頸動脈結紮のみ、n=10、では脳血流の低下は閉塞直後の一過性に認められる以外には血流障害は認められず、Hsp70の出現も認められなかった。【背景および目的】脳虚血に興奮性アミノ酸であるグルタミン酸が増加することはすでに多くの報告がある。虚血が繰り返しおこった場合どのように変化するかについてはほとんど知られていない。全脳虚血の場合には蓄積効果を認めたとする報告があるのみである。【方法】われわれは塞栓糸挿入による中大脳動脈閉塞モデルにて、局所脳虚血によるグルタミン酸の変化を検討した。定位的手術装置で右大脳半球皮質に脳血流(CBF)probeを、また右海馬にmicrodialysis probe挿入した。昨年度購入したlazerdopplar flowmetry、今年度予算で購入したmicrodialysis回路ならびに液体クロマト分析装置にてCBFおよび組織中のグルタミン酸の変化を経時的に測定した。【結果】7分以下の虚血では3回-5回の繰り返し虚血ではグルタミン酸はほとんど上昇せず、蓄積効果も認められなかった。30分の虚血では著明な上昇を認めたが、再開通後に急速に回復、約30分間でもとのレベルに戻り繰り返しによる蓄積効果はなかった。一方で、preconditioningによる誘導抑制効果が期待されたが、有意差が出るには至っていない。グルタミン酸アゴニストであるDCG-IVは有意に虚血時に生じるグルタミン酸上昇を抑制した。この作用は容量依存的に効果を示し、可逆的であった。【考察】今回われわれが得た結果は、局所脳虚血モデルでは全脳虚血とは異なるグルタミン酸の反応を示唆するものである。経時的に脳血流を観察しながら脳の代謝物質を測定した報告はこれまでにはない。グルタミン酸は興奮毒性にて遅発性神経細胞死を生じる原因物質と考えられており、この有害作用をいかに抑制するかは大きな課題である。ごく最近報告された興奮性アミノ酸の抑制についての文献では、グルタミン酸レセプタ(G-タンパク結合性レセプタであるmGluR)
近代函数論の位相的解析的研究

近代函数論の中でとくに近年発展が著しい擬等角写像やタイヒミュラー空間の理論及び関連した諸問題を複素解析的方法を中心に、実解析的方法や、位相的方法によって研究し、以下のような成果をえた;1.(1)リーマン面のある正則族を、一つの領域からタイヒミュラー空間へのモノドロミー付きの正則写像としてとらえ、とくにその写像の境界挙動を研究した。(2)リーマン面の擬等角変形によって生ずるアーベル微分の変分公式や連続性定理を可成り一般な場合について研究した。(3)無限生成フックス群に関する保型函数でとくに一つの不変集合上で零となるものがなすあるバナッハ空間の分解定理を証明した。(4)一般なリーマン面上の可積分正則2次微分のなすバナッハ空間の中で、高々1位の零点のみをもつものは稠密な部分集合をなすことを示した。2.位相的研究として、ファイバー束の分類空間のコホモロジー等の研究を行った。3.実解析的研究として、(1)半空間における微分方程式の境界値問題や、双曲型方程式のコーシ問題及び関連した話題について研究した。(2)確率論的なものとし、点過程とその汎函数に対する極限定理や多次元拡散過程に対する境界条件等を研究した。
励起有機分子の緩和過程に及ぼす水溶媒の特異的効果

水溶媒が励起有機分子の緩和過程に及ぼす効果を明らかにするため,まず,水溶液中における溶質分子の光イオン化反応の機構について研究した。アニリン誘導体を試料分子としてレーザー光分解法を用いて検討したところ,水溶液中においてアニリン誘導体は,非緩和励起一重項状態から効率よく一光子イオン化することが分かった。また,光イオン化によって生じるカチオンラジカルの分極安定化エネルギーが,イオン化収率を決める重要な因子であることを示した。次に,水溶媒の特徴的な性質として励起分子との水素結合相互作用があることに着目し,励起状態分子内プロトン移動反応の研究を行った。1-ヒドロキシ-2-アセトナフトンとその関連化合物について発光特性,過渡吸収等を詳しく検討したところ,ナフタレン系化合物ではプロトン移動反応収率が置換基の種類に依存して大きく変化すること,及び分子内プロトン移動反応後にシス-トランス異性化反応が起こることを見出した。さらに,光反応中間体における分子内水素原子移動反応速度に対する水の効果を検討したところ,アルコール類と同様に水分子が水素原子移動反応を効率よく触媒する作用が見出された。続いて,1,3-ジメトキシベンゼン(DMB)を用いて,水溶液中における励起分子からヒドロニウムイオンへの電子移動反応について研究した。その結果,DMBの励起三重項状態からヒドロニウムイオンへの直接的電子移動反応が初めて観測された。電子移動の自由エネルギー変化を含めた考察から生成する化学種は,DMBカチオンラジカルと水素原子であることを明らかにした。さらに水溶液中において特徴的に誘起される励起分子の無輻射過程についてアニリン誘導体を用いて検討した。N-H結合を有するアニリン誘導体では,アミノ基がH供与体となるような水素結合を通じて励起分子と水クラスターが相互作用し,溶媒への電荷移動状態(ctts状態)を経由して失活する機構を提案した。(1)アニリン誘導体の水誘起無輻射失活過程一連のアニリン誘導体についてシクロヘキサン中及び水中でのけい光寿命及びけい光量子収率を測定した。いくつかの化合物について水中におけるけい光寿命,けい光量子収率がシクロヘキサン中に比べて著しく減少した。ナノ秒レーザー光分解法を用いた過渡吸収測定の結果,けい光量子収率の減少の一部は,一重項非緩和励起状態からの速い光イオン化過程によることが判明した。また,N-H結合を有する化合物において特に大きなけい光寿命の減少が見られたことから,水分子との水素結合相互作用がS_1状態からの無輻射失活過程を誘起していることが明らかになった。水/アセトニトリル,水/ジオキサン混合溶媒中におけるアニリン誘導体のけい光寿命,けい光量子収率測定結果から複数の水分子もしくは水クラスターが無輻射過程に関与していると考えられる。一方,同様の水中における無輻射過程の増大は,ベンゼン,ナフタレンのような水分子と特異的相互作用をしない化合物においても見出された。この水誘起無輻射過程は,主に内部変換速度の増加によることが判明した。(2)N,N-ジメチル-1-アミノナフタレン類の励起状態緩和過程に及ぼす溶媒効果水中及び有機溶媒中でのN,N-ジメチル-1-アミノナフタレン類の励起状態緩和過程をけい光分光法,過渡吸収法,時間分解熱レンズ分光法を用いて詳細に検討し,緩和過程に及ぼす溶媒効果の機構を検討した。

その結果,水,アセトニトリルのような極性溶媒中では強いけい光が見られ,無極性溶媒中で著しく内部消光する原因は,近接したS_1,S_2状態間の振電相互作用がアミノ基のねじれ運動によって引き起こされるためであることが判明した。水溶媒が励起有機分子の緩和過程に及ぼす効果を明らかにするため,まず,水溶液中における溶質分子の光イオン化反応の機構について研究した。アニリン誘導体を試料分子としてレーザー光分解法を用いて検討したところ,水溶液中においてアニリン誘導体は,非緩和励起一重項状態から効率よく一光子イオン化することが分かった。また,光イオン化によって生じるカチオンラジカルの分極安定化エネルギーが,イオン化収率を決める重要な因子であることを示した。次に,水溶媒の特徴的な性質として励起分子との水素結合相互作用があることに着目し,励起状態分子内プロトン移動反応の研究を行った。1-ヒドロキシ-2-アセトナフトンとその関連化合物について発光特性,過渡吸収等を詳しく検討したところ,ナフタレン系化合物ではプロトン移動反応収率が置換基の種類に依存して大きく変化すること,及び分子内プロトン移動反応後にシス-トランス異性化反応が起こることを見出した。さらに,光反応中間体における分子内水素原子移動反応速度に対する水の効果を検討したところ,アルコール類と同様に水分子が水素原子移動反応を効率よく触媒する作用が見出された。続いて,1,3-ジメトキシベンゼン(DMB)を用いて,水溶液中における励起分子からヒドロニウムイオンへの電子移動反応について研究した。その結果,DMBの励起三重項状態からヒドロニウムイオンへの直接的電子移動反応が初めて観測された。電子移動の自由エネルギー変化を含めた考察から生成する化学種は,DMBカチオンラジカルと水素原子であることを明らかにした。さらに水溶液中において特徴的に誘起される励起分子の無輻射過程についてアニリン誘導体を用いて検討した。N-H結合を有するアニリン誘導体では,アミノ基がH供与体となるような水素結合を通じて励起分子と水クラスターが相互作用し,溶媒への電荷移動状態(ctts状態)を経由して失活する機構を提案した。
エビ類の疾病予防への新たなアプローチ‐免疫系と内分泌系のクロストークの解明‐

本研究では、エビ類において細胞等の活性化を制御するサイトカインとホルモンとのクロストークに着目し、エビ類特有の内分泌機構から見た新たな疾病予防対策を目指した。インスリン様成長因子群や窒息ストレス負荷時に発現するMjHIF-1α, βとその関連遺伝子が明らかとなった。その結果、MjHIF-1αとMjVHLは腸管に高い発現を示した。MjHIF-1α、βはエビの腸管の上皮細胞に発現が見られた。アポトーシスに関わる細胞チェックポイント関連遺伝子については、H2O2添加海水にエビを暴露したところ、鰓細胞でこれらの関連遺伝子の発現が有意に上昇した。、基盤的知見は得られたので、現場への応用研究が期待される。本研究では、エビ類において細胞増殖や細胞・組織の活性化等を制御するサイトカインとホルモンとのクロストークに着目し、疾病防除を目的として、従来の免疫機構の解明に加えて、性成熟や脱皮などエビ類特有の内分泌機構から見た新たなトランスレーショナルリサーチを目指す。エビ類養殖は世界の熱帯地域の発展途上国で、主要な1次生産品となっているにもかかわらず、疾病の多発によって生産量の実質的な減少局面をむかえている。そこで、本研究では本研究室で明らかにしたサイトカイン遺伝子とエビの内分泌遺伝子との相互作用を明らかにして、新たな疾病対策の基盤を構築するものである。初年度には、Thyrostimulinおよびインスリン様活性を持つホルモンであるインスリン様成長因子群(insulin-like growth factors; IGFs)について検討した。Thyrostimulin分子は2種類の糖タンパク質(glycoprotein hormone subunit alpha 2; GPA2と、glycoprotein hormone subunit beta 5; GPB5)がヘテロ2量体を構成している。これらの遺伝子の全長解析をほぼ終了した。確認のための再検討を行っている。発現解析を行ったところ、若干ではあるがこれらの遺伝子発現には脱皮との関連が強いことを示唆する結果が得られた。そこで、経験的に脱皮促進の効果があるとされるストレス負荷(低酸素)状態における遺伝子発現を調査したところ、Hypoxia Inducible Factor-1、-2遺伝子(HIF-1, -2)、Glucose Transporter遺伝子(GLUT)、および血管新生に関与するVascular Endothelial Growth Factor遺伝子(VEGF)の4つの遺伝子の発現が上昇した。ことから、これらの遺伝子を指標とすることによって、脱皮させる条件が明らかとなる。さらに、節足動物においてI型インターフェロン様遺伝子として知られているVago遺伝子を検出し、発現解析ができたので、今後の内分泌系遺伝子とのクロストークを解明するための重要な遺伝子として活用できる。当初予定していた実験項目はほぼ網羅している。glycoprotein hormone subunit alpha 2; GPA2と、glycoprotein hormone subunit beta 5; GPB5のdRNAによるノックダウンについては現在試験中であり、死亡個体が見られるなど当初予測していた結論と一致している。これらに加えて、ストレス負荷によって発現する各種遺伝子(Hypoxia Inducible Factor-1 (HIF-1、-2)遺伝子、Glucose Transporter (GLUT)遺伝子、Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)遺伝子、I型インターフェロン様遺伝子:Vago遺伝子、p38遺伝子、JNK遺伝子、p53遺伝子)の発現動態が明らかになったことから、予定以上の成果があった。とくにサイトカイン系の遺伝子はその多機能性から多くの遺伝子とのネットワークが構築されていると考えられる。このような観点から、内分泌系遺伝子の動態を調べるためには上述したサイトカインやシグナルトランスダクションの関連する多くの遺伝子情報が必要であり、その整備が整ってきていると言える。今回の遺伝子情報を基盤にして、今後の本研究推進に当たって、より多くの遺伝子による周辺情報も得られる。このことから、本研究の目的であるサイトカイン系遺伝子とエビの内分泌系遺伝子との相互作用をより広い範囲で網羅的に研究することが可能となった。今後の研究の基盤的情報が集積されつつある。以上の理由から、進捗状況としてはほぼ適正に研究が進んでいると判断した。本研究では、エビ類において細胞増殖や細胞・組織の活性化等を制御するサイトカインとホルモンとのクロストークに着目し、疾病防除対策を目的として、従来の免疫機構の解明に加えて、脱皮などエビ類に特有の内分泌機構から見た、疾病防除のための新たなトランスレーショナルリサーチを目指す。初年度で明らかにしたクルマエビのglycoprotein hormone subunit alpha 2 (GPA2)、Hypoxia Inducible Factor-1 (HIF-1、-2)遺伝子、Glucose Transporter (GLUT)遺伝子、Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)遺伝子、I型インターフェロン様遺伝子であるVago遺伝子を中心に解析を進めた。その結果、ホルモン等が大きく変化する脱皮と関連する低酸素状態になると、鰓における遺伝子発現では、VEGFは24時間後に有意な差を示した。腸においては、HIF-1αと-1βおよびVEGFに有意に発現が高くなった。GLUTは対照区に比べて有意な差は見られなかったが、平均的に高い値を示した。同時に、このような生理状況になると12時間で乳酸が血液中に蓄積されることも確認した。さらに、植物発酵物を予め投与したエビでは、GPA2の7日目の個体が顕著に高い発現を示し、このような個体では低酸素環境に抵抗性を示したことから、GPA2が低酸素環境への抵抗性を示す指針となると考えられた。

低酸素と同様に、模擬的なウイルス感染として、GFP-dsRNAを注射して、これらの関連する遺伝子の動態を調査した。HIF-1α、FIH-1およびVHLの発現が顕著に増加した。このことから、HIF経路は低酸素時だけでなく感染時においても活性化することが明らかとなり、低酸素環境と易感染性の関連性が明らかになりつつある。当初予定していた実験項目はほぼ網羅している。GPA2dRNAによるノックダウンについては、死亡個体が見られた。しかし、その後の解析によって、当該遺伝子が残存していることから、エビの死亡原因がノックダウンによって誘導されたものかどうか明確な結果とは言えない。タンパク合成に関しては、バキュロウイルスの系では培養に問題があったためか、タンパクの合成には失敗した。そこで、大腸菌の系でタンパク合成を実施している。現在、Hisタグによる精製段階であり、タンパクの合成が確認できている。今後、抗体の作製とその特異性に関する検討が必要となる。タンパクの合成と抗体の特異性に問題があった場合を考えて、現在mRNAをターゲットとしたin situ hybridizationの可能性を医学部の専門家と共同して調査するなど、今後の研究の展開に対して万全を期している。一方で、ストレス負荷によって発現する各種遺伝子、HIF-1、-2遺伝子、GLUT遺伝子、VEGF遺伝子、I型インターフェロン様遺伝子(Vago遺伝子)の発現動態が明らかになるとともに、ミミックなウイルス感染やこれに対応するための免疫賦活剤がホルモン関連遺伝子の上昇を誘導したことから、耐病性とホルモンとの関連性が示された。とくに、HIF経路がストレスと易感染性にシグナルトランスダクションの中で関連していることは興味深いので、今後詳細に調査したい。このことから、本研究の目的であるサイトカイン系遺伝子とエビの内分泌系遺伝子との相互作用をより広い範囲で網羅的に研究することが可能となった。今後の研究の基盤的情報と感染や感染防御に関する新たな知見(ホルモンとの関連性)が集積されつつある。以上の理由から、進捗状況としてはほぼ適正に研究が進んでいると判断した。本研究では、エビ類において細胞増殖や細胞・組織等の活性化を制御するサイトカインとホルモンとのクロストークに着目し、疾病防除を目的として、従来の免疫機構の解明に加えて、性成熟や脱皮などのエビ類特有の内分泌機構から見た新たなトランスレーショナルリサーチを目指す。昨年度までで明らかとなったインスリン様成長因子群や窒息ストレス負荷時に発現するhypoxia inducible Factor-