hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微細表面構造によるダイヤモンド膜の揚力発生機構と制御

浮上特性試験には表面粗さがRa = 0.56μm(未研磨)、0.26μm(半鏡面研磨)、0.14 μm(半鏡面研磨)の多結晶ダイヤモンド膜と接触面がRa = 0.04 μmの鏡面なるように研磨した円筒形のSUS440Cピンの組み合わせを用いた。その結果、研磨されたダイヤモンド膜とSUS440C間の摺動試験では、接触圧5kPa以下の場合には摺動速度1m/sec以上の相対速度条件で2面間を流れる気体流によって発生する揚力と接触面圧が均衡を取ることによって安定した流体潤滑が発現することが分かった。一方、6 kPa以上の接触圧が加わると揚力が十分にピンを支持できず、一部で摺動面が直接接触する混合潤滑状態になることが分かった。そのために摩擦係数が高くなり、場合によっては不安定な接触状態が現れることも明らかになった。以上のことから、表面形状や摺動速度、接触面圧が摩擦特性に影響を与え低摩擦に遷移するための重要なパラメータであることを示すことが出来た。平成24度には潤滑状態の遷移を誘起する研磨ダイヤモンドの微細表面形状と発生する揚力、および摺動(相対)速度との相関を定量分析を計画し、成果として研磨ダイヤモンドの常温大気雰囲気における低摩擦摺動から超低摩擦(浮上)に至る過程を表面粗さを特性パラメータとして分類し、ランダムな表面テクスチャが摺動に与える影響を明らかにした。一方で、研究の進展に伴い、ダイヤモンド製膜における良好な密着性を確保する技術の開発及び研磨ダイヤモンドと金属の間の動的な接触状態について新たな知見があったため、研究項目として中間層を用いたダイヤモンド膜の密着性ならびに摩擦摩耗特性の評価および潤滑状態遷移の定量的評価を実施した。そのため、膜評価および潤滑モデル解析を次年度も引き続き行うこととしたため、上記達成度と評価した。平成23年度は研磨ダイヤモンドとSUS440Cピンの摺動における潤滑状態の遷移プロセスについて検討し、接触する2面間に流れる希薄気体流によって生じる揚力について研磨ダイヤモンド膜の表面に形成されるプラトー構造が浮上効果の要因であること、ならびに相対速度と接触面圧により浮上特性が制御されることについて知見を得ることが出来た。これらの結果により平成23年度研究実施計画を概ね遂行したことから、上記達成度と評価した。平成25度には潤滑状態の遷移を誘起する研磨ダイヤモンドの微細表面形状と発生する揚力、および摺動(相対)速度との相関を明らかにする。半鏡面状に研磨することによって得られる不規則微細形状から摩擦低減(揚力発生)効果が大きい表面形状パラメータを示し、摩擦低減効果と研磨ダイヤモンド膜浮上のメカニズムを明らかにする。実施予定の研究項目は1研磨ダイヤモンドの摩擦低減効果2研磨ダイヤモンドによる摺動及び摺動性能の速度依存性の評価を実施する。さらに、従来の摩擦摩耗試験に加えて動的な摺動試験を実施し、摩擦を低減する過程の定量的評価を行う。同様に雰囲気条件の異なる摺動試験を行い、浮上性能の環境依存性を評価する。また、計算機の援用によるモデル計算を行い、揚力をもたらす気体流の違いによる浮上特性への影響を評価すし、浮上メカニズムの解明を目指す。平成24度には潤滑状態の遷移を誘起する研磨ダイヤモンドの微細表面形状と発生する揚力、および摺動(相対)速度との相関を定量的に分析する。
文部科学省国費学部留学生のキャリア形成――グローバル人材のロールモデル

日本で高度人材として就職し活躍している事例を中心に、元国費学部留学生へのインタビュー調査を約40件実施した。文字起こししたデータにタグ付けをして分析し、グローバル人材に求められる資質、働き方の鍵となる多文化性、学部・大学院時代に身につけた能力の活用、直面する困難点と克服方法等について論文として発表した。最終年度には総括として「国費学部留学生のキャリア形成」シンポジウムを開催し、グローバル人材としての国費学部留学生の意義と活用について広く知らしめた。これまでに実施したインタビューの文字起こしを実施し、分析を行った。その中で、特に、理科系ベトナム人元留学生2名について、「グローバル人材」に関わる11のキーワード(1職業人としての姿勢:a.主体性、b.創造力、c.課題発見力、d.計画・実行力、e.専門性、f.チームで働く力、g.リーダーシップ・マネジメント能力2多文化環境への対応:h.他者理解能力、i.コミュニケーション能力(語学力含む)、j.異文化適応能力、k.架け橋)を手掛かりに詳細な分析を行い、論文「理科系ベトナム人国費留学生のキャリア形成ーグローバル人材に必要な資質ー」(東京外国語大学留学生日本語教育センター論集41 pp29-45菅長理恵・中井陽子共著)にまとめた。調査・分析対象となった2名には、インタビューの内容および論文の内容について校閲を依頼した。分担者4名で、新たに、国内外の修了生(元国費学部留学生)20名に対し、インタビューを実施し、インタビュー録音の大部分について文字起こしを実施した。文字起こしした元文科系留学生のインタビューの一部分について、キーワードによるタグ付け・分析を行った。更に、キーワードのうち「日本人性」「外国人性」「多文化」「職業人」などに着目して詳細な分析を行い、「元国費学部留学生(文系)の活躍の鍵ーつなぐ・つながる職業人ー」として、第36回異文化間教育学会ポスター発表(菅長理恵・中井陽子共同発表)に応募した。インタビューを継続して実施すると同時に、文字起こし・分析作業を並行して進めていく。なお、最終的にどのような形でグローバル人材のロールモデルを広く提示していくのがよいか、方法や形態を検討中である。継続して、修了した元国費学部進学留学生へのインタビューを実施すると同時に、これまでに実施したインタビューの文字起こしを実施し、分析を行った。また、インタビューを文字化したものをインタビュー対象者に校閲してもらい、論文、教材等に使用することへの許諾をもらった。調査・分析の成果として以下の3点を発表した。これらのの発表に際し、多くの方に興味関心を持ってもらい、さまざまなコメントをいただくことができたのは大きな収穫だった。最終成果物の形を検討する上で、参考にする予定である。1)菅長理恵・中井陽子(2015)「元国費学部留学生(文系)の活躍の鍵ーつなぐ・つながる職業人ー」(ポスター発表),異文化間教育学会第36回大会,2015年6月6, 7日,於・千葉大学(千葉)2)菅長理恵・中井陽子(2015)「学生時代に培われたアカデミック・ジャパニーズと職場での活動のつながりー理系・文系の元国費学部留学生の事例からー」第45回日本語教育方法研究会,2015年9月19日,於・立命館大学(京都).3)菅長理恵・中井陽子(2015)「日本における高度人材の働き方の鍵としての多文化性ー文系の元国費学部留学生の事例からー」『留学生教育』20号留学生教育学会57-66頁.研究計画に沿って進行している。1)2015年度の研究成果を踏まえ、査読付き論文:菅長理恵・中井陽子(2016)「学生時代に培われたアカデミック・ジャパニーズと職場での活動のつながり--理系・文系の元国費学部留学生の事例から--」『アカデミック・ジャパニーズ・ジャーナル』8号pp.55-64をまとめ、発表した。2)留学生教育学会第21回大会において「エピソードから探る学部留学生の困難点と克服のし方--予備教育の果たすべき役割--」という口頭発表を行い、質疑応答などで得られた視点を加え、論文:菅長理恵・中井陽子(2017)「エピソードから探る学部留学生の困難点と克服方法--予備教育の果たすべき役割--」『東京外国語大学留学生日本語教育センター論集』第43号pp.65-79にまとめて発表した。3)第22回メキシコ日本語教育シンポジウムにおいて、「母国と日本をつなぐ文化理解--日本留学経験の活かし方--」という口頭発表を行い、留学の意義について意見交換を行った。4)第48回日本語教育方法研究会において、「キャリア形成支援に関する基礎調査--留学生のための教材開発に向けて--」というポスター発表を行い、インタビューの成果を教材として発信する準備を進めた。5)科研最終年度の総括として「国費学部留学生のキャリア形成」シンポジウムを開催した。高度人材として日本で就職した元国費留学生の活躍を広く紹介することができたとともに、グローバル人材の活用という面からも活発な意見交換が行えた。文部科学省からも5名の参加があり、国費学部留学生プログラムの意義の高さが確認できた。

計画に則り、研究が進んでいる。・引き続き、インタビューの分析を行い、その成果を学会・学会誌などで発表する。・また、分析を踏まえて、今後の教材作成への指針をまとめる。・スタッズ・ターケル『仕事(ワーキング)!』(晶文社1983)・鎌田慧『日本人の仕事』(平凡社1986)などを参考に、インタビュー事例を、一般の読者にも伝わりやすい形で留学生の語りとして再構築し、紹介する。媒体については模索中である。留学生教育インタビューを継続して実施すると同時に、文字起こし・分析作業を並行して進めていく。最終的にどのような形でグローバル人材のロールモデルを広く提示していくのがよいか、方法や形態を検討中である。深度のあるインタビューの中に見られる個人情報や企業の機密情報等に配慮しつつ、公開の形を精査していく必要がある。日程調整の都合で、遠隔地でのインタビューが実施できなかった。また、インタビューに応じてくれた修了生の多くが、謝礼を受け取ろうとしない。さらに、支払いを予定していた謝金について、やりとりの途中当該修了生が出産したため、書類のやりとりが完遂できず、年度内の支払いができないというケースが生じてしまった。文字起こしの謝金として計上しておりましたが、専門家ではない学生アルバイトに委託したため、依頼分すべてを処理することができず、3件(6時間分およそ8万字見込み)が年度末までに間に合いませんでした。計画的に旅費を使って遠隔地でのインタビューも実施したい。また、修了生の厚意で謝金として支払えなかった分は、文字起こしや分析、インタビューの公開についての検討、追跡・追加インタビューなど、成果物の精度を上げるために使用したい。年度をまたいでしまいましたが、既に依頼済みであるため、遅れての納品・謝金支払実施の予定です。
仮想RCTによるサルコペニア、身体及び心理フレイルへの運動・栄養介入研究

本研究では15年以上にわたって追跡されている無作為抽出された地域住民のコホートの3,983人を対象として、Propensity Scoreの手法により個人差の要因となるような背景要因を調整し、対照群と介入群を設定して1:1のマッチングを行い、サルコペニア、身体フレイル、認知的フレイル、抑鬱について、追跡期間を2年に設定した運動と栄養の介入を仮想的に行い、サルコペニア、身体及び心理フレイル予防のストラテジー開発を目指した。(1)仮想RCTによるサルコペニア、身体フレイル、認知的フレイル、抑鬱への運動と栄養の介入の網羅的な解析結果の総括:無作為抽出された地域住民コホートの15年間にわたる縦断的なデータを用いて実施されたサルコペニア、フレイル予防のための仮想RCTの結果から、最適な介入方法、介入量をまとめた。(2)層別解析による個人の状況に応じた最適な介入方法の解明:サルコペニア、身体フレイル、認知的フレイル、抑鬱への運動介入、栄養介入について、性別、年齢群別、また糖尿病などの合併症別に層化した仮想RCTを地域住民のコホートで実施し、個人の状況に応じた介入を仮想的に実施し、最適な介入方法を解明した。(3)運動・栄養介入を組み合わせた場合の最も効率のよい介入条件の解明:生活指導を中心とした介入では運動と栄養を組み合わせて生活習慣の改善を目指すことが多い。有用との結果が得られた運動と栄養の介入のそれぞれを組み合わせた相乗効果について仮想RCTで検討し、どのような組合せが最も有効なのかを明らかにした。(4)サルコペニア・フレイル予防のための介入方法の提言:上記の結果から、サルコペニア・フレイル予防のための運動、栄養による介入方法についての提言の作成を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。サルコペニアやフレイルなどの老年症候群は、要支援・要介護の要因となり、日本人の健康寿命と平均寿命との差を増大させている。本研究では15年以上にわたって追跡されている無作為抽出された地域住民のコホートの3,983人を対象として、様々な運動、栄養の介入による仮想RCTを行い、サルコペニア、身体及び心理フレイル予防のストラテジー開発を目指している。平成28年度には、地域住民コホートデータ整理及び仮想RCTのための予備解析を実施した。地域住民コホートでの第1次から第7次まで調査の結果と、その後の追跡調査のデータの整備を行い、解析のためのデータベースを構築した。特にサルコペニア診断に不可欠な二重エネルギーX線吸収法(DXA)の身体組成データのクリーニング等の基礎的なデータの整備を終了した。予備解析として、文献研究と地域住民コホートデータを用いてサルコペニア・身体及び心理フレイルの背景因子と指標の探索を行った。栄養・運動介入に関連する背景因子としては住民のコホートでのデータ解析の結果などから、栄養では特にたんぱく質、分岐鎖アミノ酸、アルギニン、ビタミンDがサルコペニア、フレイルに有用であった。地域住民コホートでは、食事の多様性が低いことが、認知機能の低下や高次生活機能低下のリスクになることが明らかになった。身体組成及び筋力の縦断的変化についての解析を行い、男性に比べて女性の方が上肢、下肢ともに加齢変化は少ないが、女性の40代でも男性の80代よりも上下肢の筋肉量は少なく、女性では筋肉量のわずかの低下でも運動に障害をきたす可能性が考えられた。アジアの基準(AWGS)で判定されたサルコペニアは死亡リスクとなることを明らかにした。また、認知機能の低下が15年間の死亡を予測すること、開放性の性格が認知機能低下を防ぐ要因となること、n3系多価不飽和脂肪酸が抑うつ予防に役立つ可能性なども示した。平成28年度は、(1)地域住民コホートでの第1次から第7次までサルコペニア、身体及び心理フレイルに関する調査結果と、その後の追跡調査のデータの整備を行い、解析のためのデータベースを構築する、(2)地域住民コホートデータを用いて仮想RCTを実施するための背景因子とサルコペニア・フレイルの指標の探索を行うことを目標とした。地域住民コホートのデータベースは、身体組成データなどサルコペニア・フレイル関連の様々なデータを中心に整備を終えた。仮想RCTを実施するための背景因子とサルコペニア・フレイルの指標の探索については、文献研究と地域住民コホートデータを用いての解析で、サルコペニア、フレイルの指標の検討をするとともに、栄養、運動、身体組成、認知機能、抑うつなど様々な背景要因についての検討を行い、縦断的な解析でサルコペニア、フレイルについての関連を明らかにした。これらの予備的な解析から、平成29年度以降の仮想RCTによる解析にて運動、栄養の介入によるサルコペニア、身体及び心理フレイル予防の具体的なストラテジーの解明を目指す準備を終えることができた。平成29年度には地域住民コホートデータを用いてPropensity Scoreの手法により個人差の要因となるような背景要因を調整し、対照群と介入群を設定して1:1のマッチングを行い、追跡期間を2年に設定した運動と栄養の介入を仮想的に行った。

1)仮想運動介入:サルコペニアに対しては1日8,000歩以上の身体活動、15分以上の中強度以上(3Mets以上)の運動、2000kcal以上の総エネルギー消費量が予防には有用であった。身体的フレイルは有意な結果が得られなかったが、身体的プレフレイルでは7000歩以上の歩行、運動による200kcal以上のエネルギー消費、35分以上の軽度身体活動、15分以上の中強度以上身体活動が予防に有用であった。認知機能障害と身体的フレイルと同時に有する認知的フレイルに関しては、運動介入で有意な結果は得られなかったが、認知的プレフレイルでは運動による100kcal以上の身体活動、10分以上の中等度以上の運動などが有意であった。また、抑うつの予防に関しては7,000歩以上の歩行が有用であった。2)仮想栄養介入:サルコペニア及び身体的フレイルに対しては仮想的RCTで栄養介入の有用性は示すことができなかった。身体的プレフレイルについては、乳製品100g/日以上の摂取などで有意な結果が得られた。認知的フレイル、認知的プレフレイルに関しては、栄養の介入で有意な結果は得られなかった。また、抑うつの予防に関しても栄養による介入には有意な結果が得られなかった。平成28年度は、地域住民コホートでの第1次から第7次までサルコペニア、身体及び心理フレイルに関する調査結果と、その後の追跡調査のデータの整備を行い、解析のためのデータベースを構築した。また、文献研究と地域住民コホートデータを用いての解析で、サルコペニア、フレイルの指標の検討をするとともに、栄養、運動、身体組成、認知機能、抑うつなど様々な背景要因についての検討を行い、縦断的な解析でサルコペニア、フレイルについての関連を明らかにした。これらの予備的な解析から得られた背景因子と具体的な介入内容から、平成29年度には、サルコペニア、身体的フレイル、認知的フレイル、抑うつに関して、Propensity Scoreの手法による1:1のマッチングで介入群とコントロール群で背景要因を揃えた上で、仮想的運動介入、仮想的栄養介入を行った。その結果、歩行などの軽度な有酸素運動、中等度以上の身体活動の両方が運動介入として重要であることが示すことができた。一方、仮想的栄養介入に関しては、サルコペニア、フレイルに対する予防には有意な結果はあまり得られず、運動介入のような明確な効果はないことが分かった。以上のように、当初の予定どおり、本年度までに地域住民コホートのデータを整備し、また背景要因、介入項目などを決定して、仮想的運動介入、栄養介入を行い、サルコペニア、身体及び認知的、心理的フレイル予防の具体的な内容を明らかにすることができた。さらに、これらの結果から平成30年度に予定しているサルコペニア、フレイル予防ためのストラテジーの開発を目指す準備を終えることができた。本研究では15年以上にわたって追跡されている無作為抽出された地域住民のコホートの3,983人を対象として、Propensity Scoreの手法により個人差の要因となるような背景要因を調整し、対照群と介入群を設定して1:1のマッチングを行い、サルコペニア、身体フレイル、認知的フレイル、抑鬱について、追跡期間を2年に設定した運動と栄養の介入を仮想的に行い、サルコペニア、身体及び心理フレイル予防のストラテジー開発を目指した。
ハイブリッドペトリネットによる多細胞動物形態形成の遺伝子発現制御ネットワーク表現

1.Delta-Notchシグナルシステムは、さまざまな多細胞動物の形態形成に大きな役割を果たしている。今回我々は、ショウジョウバエの後腸での境界セル形成におけるNotchの働きを実験的にDelta発現量を操作して調べ、さらに生命シミュレーションツールGenomic Object Netによるモデル化とシミュレーションも行った。Deltaの操作によって、境界セル形成が無秩序になる現象を何通りか観察し、同様な現象をシミュレーションによっても生成した。さらに、パラメータを変更してシミュレーションを行い、Delta-Notchシグナルシステムによる別の良く知られた現象である側方抑制も実現できた。このシミュレーションによって、2つの異なる形態形成の現象が、同一も遺伝子制御ネットワークによって作り出されることが説明できた。2.分裂酵母の細胞周期のハイブリッド関数ペトリネットモデルを作成し、GON ver.1.0(試用版)を用いてシミュレーションを行った。分裂酵母では、DNAの障害を検出するためのチェックポイント機構を持っているが、この機構が有効に働いていることをシミュレーションによって検証した。3.GONのHFPNモデルはXML形式で定義されている。一方、生命システムをXML形式で記述する言語してよく知られているものにSystems Biology Mark-up Language(SBML)が知られているが、GONのHFPNモデルをSBMLに変換するプログラムを作成した。この逆の変換プログラムを作成すれば、SBMLとGONのパスウエイファイルの相互乗り入れが可能になる。
筋ヌクレオチド代謝とAMP活性化プロテインキナーゼに関する機能解析

アデニンヌクレオチド代謝は、ATPの維持調節、DNAやRNA合成の調節、また、cAMPや生理活性物質アデノシンの調節に関係し、生体で極めて重要な機能を担っているが、さらに、AMPはAMP活性化キナーゼ(AMPK)を介して糖脂質代謝の制御の鍵を握っている。本研究では、ヌクレオチド代謝酵素AMPDにつき、独自に作製したAMPDをコードする3遺伝子それぞれのノックアウト動物を用いた遺伝子機能解析、複合遺伝子ノックアウト動物の作製と解析により、筋機能を中心に諸臓器での機能の検討を進めた。まず、ヒトで存在の知られる筋AMPD欠損ならびに赤血球AMPD欠損のマウスモデルの他、AMPD1/AMPD3ダブルノックアウトマウス作製により、全ての骨格筋で完全にAMPD活性欠損したモデルマウスを樹立した。ついで、ヒトで報告されているAMPD1遺伝子変異・多型と心機能・糖代謝との関係について、これらの動物モデルにより検討を行った。骨格筋ではAMPD活性の欠損によっても、AMP/ATP比の著変やAMPKのリン酸化の変化は認めず、AMPD完全欠損は少なくとも安静時には骨格筋代謝に大きな影響を与えていないと考えられた。しかし、さらに、運動時の代謝変化や運動能力の変化の有無、骨格筋以外でのAMPD欠損との違いなどについての検討が必要であることと考えられる。また、AMPD2遺伝子が腎糸球体機能と関連することが明らかとなった。また、複数のAMPD遺伝子とAMPKとの関係も明らかにすることができ、とりわけ、AMPD2遺伝子がAMPKの機能変化を通じて糖代謝に大きな影響を与えていることが明らかとなった。本研究により、ヒトにおけるAMPD遺伝子機能と疾患との関係について、アデニンヌクレオチドの大きな役割、とくに、AMPKその他の経路を介した、代謝状態の調節について新知見が得られた。今後、将来の創薬標的としての評価と検討も必要と考えられた。前年度までに樹立したAMPD遺伝子群(AMPD1、AMPD2、AMPD3)各遺伝子ノックアウトマウスについて、複合遺伝子ノックアウトマウスの作製を行い、これらにつき、骨格筋、心筋を中心に各臓器、組織におけるAMPD遺伝子発現ならびにAMPD活性、ヌクレオチドレベル、AMP活性化プロテインキナーゼ(AMPK)のリン酸化状態の検討、AMPKの下流ターゲット分子のリン酸化状態、遺伝子発現状態の検討を進めた。さらに、これらノックアウトマウスのエネルギー代謝調節機構の変化についても検討を進めた。今年度はとくに骨格筋でAMPDが完全に欠損したAMPD1/AMPD3ダブルノックアウトマウスを作製し、そのマウスの酵素欠損状態、ヌクレオチド代謝状態、骨格筋機能について比較検討し、AMPKのリン酸化状態とその下流に位置する分子のリン酸化状態の検討を進めた。AMPD1/AMPD3ダブルノックアウトマウスは、外見上の異常を認めないが、soleusmuscleを含めた全ての骨格筋で完全にAMPD活性欠損しているごとを確認した。本マウスは組織学的所見では骨格筋や他の組織に著変を認めなかったが、骨格筋のヌクレオチド量及びAMP依存性キナーゼ(AMPK)について検討したところ、AMPD1/AMPD3ダブルノックアウトマウスは、骨格筋のAMPD活性が完全に欠損しているにも関わらず、AMP/ATP比の著変やAMPKのリン酸化の変化を認めなかった。これより、AMPD完全欠損は少なくとも安静時には骨格筋代謝に大きな影響を与えていないと考えられた。今後、さらに、運動時の代謝変化や運動能力の変化の有無、骨格筋以外でのAMPD欠損との違いなどについての検討を行う予定であり、順次、他の組織における複合AMPDノックアウトマウスを用いた解析を進めていく予定である。

核酸代謝なかでもアデニンヌクレオチド代謝は、細胞のエネルギー源ATPの維持調節、DNAやRNA合成の調節、また、細胞内シグナル伝達に重要な役割を果たすcAMPや生理活性物質アデノシンの調節に関係し、生体で極めて重要な機能を担っている。また、AMPはAMP活性化キナーゼ(AMPK)を介して糖脂質代謝の制御の鍵を握っている。本研究では、ヌクレオチド代謝の中でプリンヌクレオチドサイクルを構成する主要代謝酵素AMPDにつき分子生物学的手法により機能解析を筋機能を中心に進め、独自に作製したAMPDをコードする3遺伝子それぞれのノックアウト動物を用いた遺伝子機能解析、複合遺伝子ノックアウト動物の解析を行った。こうした実験により、ヒトで存在の知られる筋AMPD欠損のマウスモデルが確立され、その機能解析が進捗したほか、ヒトで報告されているAMPD1遺伝子変異・多型と心機能・糖代謝との関係を明らかにする動物モデルが確立された。これまでの研究で、筋AMPD欠損あるいは赤血球AMPD欠損におけるヌクレオチド代謝の変化がモデル動物においても再現された。加えて、AMPD2遺伝子について、腎糸球体機能との関連、また、複数のAMPD遺伝子とAMPKとの密接な関係が明らかになり、とくに、AMPD2遺伝子が糖代謝に大きな影響を与えていることが明らかとなった。本研究により、ヒトにおけるAMPD遺伝子機能と疾患との関係について、代謝性ミオパシーとの関係のみならず、動物モデルを用いた遺伝子機能の解明により、アデニンヌクレオチドの大きな役割、すなわち、AMPKなどのシグナル伝達系を介した、心筋、骨格筋をはじめ全身の代謝状態の調節について新知見が得られ、将来の創薬ターゲットとしての有用性が明らかになった。
演算子形式の場の量子論と作用素環

フェルミオン系を記述するCAR環の構造について、それが埋め込まれるクンツ環からの制限という新しいアプローチで解明した。まず、クンツ環に関して、相互間の埋め込み、自己準同型・自己同型、種々の表現、等々の具体的な構成を行ない、次に、これらをCAR環へ制限することにより、対応する種々の構造を解明した。特に、ある種の自己準同型を用いることにより、フェルミオン系の純粋状態に相当するFock表現から混合状態に相当するKMS状態が構成可能なことを具体的に示した。これは、フォンノイマン環の分類におけるAraki-Woods因子と密接に関係している。また、自己同型の制限により、フェルミオン系の種々の非自明な時間発展を具体的構成した。この結果は、可解フェルミオン系の新しい構成法を与える。更に、ゲージ場の量子論等で重要な不定計量をもつフェルミオン系について、擬クンツ環への埋め込みによって同様な議論が出来ることを示し、ストリング理論におけるFPゴースト場の表現の問題について解明した。Alvarez-GaumeとWittenによる(2次元)重力アノマリーは、T積とT^*積の混同による帰結であることを示した。時間微分と非可換であるが場の方程式と整合的なT積に対し、T^*積は時間微分と可換ではあるが、その代償として場の方程式に見かけ上の破れが現れる。これはアノマリーとは無関係な問題であり、Alvarez-GaumeとWittenの結果は正にこの場の方程式の見かけ上の破れと定量的に一致する。共形ゲージの2次元量子重力の可解性に関して、無限個の保存量に対応する無限次元対称性の機能的構成法について解明した。共形ゲージでは場の方程式としてのゲージ条件の特殊性よって、対称性の生成子である保存量から、本来場の方程式によらない形で定義されなければならない場の変換則を得ることが一般に難しい。これは言わばNoetherの定理の逆問題にあたるものである。フェルミオン場の数学的構造を記述するCAR環の構造をそれが埋め込まれるクンツ環を用いて組織的に解明するために、まずクンツ環自身の構造を以下の観点から明らかにした:1)クンツ環相互の間の埋め込みによる関係、2)クンツ環の自己準同型・自己同型の具体的な構成、3)クンツ環の種々の表現の構成。そして、これらの結果の直接の応用として、CAR環の種々の非線形な自己準同型を構成し、その自己準同型のあるクラスを用いることによりフェルミオン場系の純粋状態に相当するFock表現から混合状態に相当するKMS状態が構成可能であることを示した。この結果は、フォンノイマン環の分類で重要なAraki-Woods因子と密接に関係している。更に、クンツ環のあるクラスの自己同型をCAR環のクンツ環への埋め込みに制限することにより、フェルミオン場系の非自明な時間発展が具体的に構成出来ることを示した。この結果は、フェルミオン場の可解系の新しい構成法を与えるものである。これらの成果は、論文"Recursive Fermion System in Cuntz Algebra II -Endomorphism, Automorphism and Branching of Representation -"として現在投稿中であるフェルミオン系の数学的構造を記述するCAR環をクンツ環に埋め込むことによって、フェルミオン系の非自明な時間発展をクンツ環の1径数自己同型群のCAR環への制限として理解することができる。この埋め込みに用いる種々のクンツ環の違いによって具体的に構成可能なCAR環の1径数自己同型群も異なることを用いて、それぞれに対応する具体的な可解フェルミオン系の構成に関する研究を行った。

ゲージ場の量子論等では不定計量をもつフェルミオン系が重要な役割を演じている。このような系は擬クンツ環への埋め込みを考えることによって、クンツ環への埋め込みを通して議論可能な通常のフェルミオン系とパラレルに考察することができる。このことを用いて、不定軽量を持つフェルミオン系のユニタリ非同値な表現の構造について、擬クンツ環への埋め込みの違いと対応する表現の制限という見地から研究を行った。低次元時空上の場の理論では、ボソン・フェルミオン対応というものが知られている。これに関連して、フェルミオン系が埋め込まれるクンツ環に相当するような、埋め込みを通してボソン系の代数を帰納的に構成可能な*環についての研究を行った。演算子形式の2次元量子重力の厳密解によって2次元の重力アノマリーの非存在を示し、1983年にAlvarez-GaumeとWittenによって導かれた重力アノマリーは、少なくとも2次元では、T積とT^*積の混同による帰結であったことを明らかにした。時間微分と非可換ではあるが場の方程式と整合的なT積に対し、共変的経路積分によって定式化される場の量子論で用いられるT^*積は時間微分と可換になるが、その代償として場の方程式に見かけ上の破れが現れる。これはアノマリーとは無関係な問題であり、Alvarez-GaumeとWittenの与えた結果は正にこの場の方程式の見かけ上の破れと定量的に一致することを示した。この研究成果は論文"False Gravitational Anomaly"として現在投稿中である。共形ゲージの2次元量子重力の可解性に関連して、無限個の保存量に対応する無限次元対称性の帰納的構成についての研究を行った。共形ゲージでは場の方程式が比較的簡単なことから無限個の保存量の構成自体には問題ないが、それぞれの保存量に対応する対称性を記述するためには、場の方程式、特にゲージ条件に対応する場の方程式を用いずに作用積分の不変性を導く場の変換則を構成しなければならない。これはNoetherの定理の逆問題に当たり、アノマリーが問題となるようなシステムでは重要な課題である。この研究成果については現在論文準備中である。
イラン・バボール市における消化管がんの宿主・環境要因の研究

イランカスピ海沿岸地域において、食道がん、胃がん、大腸がん症例と病院対照群における宿主要因および生活習慣要因について調べ、当該がんの予防、コントロールに資する研究である。食生活・生活習慣要因については調査票調査を行い、血漿を用いてヒトパピローマウイルス抗体、ヘリコバクターピロリIgG抗体、ペプシノゲンテスト、脂肪酸濃度・組成分析、抗酸化物質分析などを行なう。宿主要因については、白血球層を用いてHLA、薬物代謝酵素、アセトアルデヒド脱水素酵素、脂質代謝酵素などの遺伝子多型を解析する。2010年度までに、食道がん55例、胃がん147例、大腸がん26例と病院対照群172例を収集し、研究は順調に推移していた。今後は、これまで集積したデータの解析を試みる予定であった。しかし、イランの海外共同研究者に対して、研究進捗状況、中間解析結果の提出を合計10回ほど行ったが、まったく回答がなく、研究継続・研究体制の維持は不可能と判断された。2010年11月30日に補助事業廃止承認申請書を提出し、2011年2月16日に廃止申請が受理された。なお、2011年度の研究費は、交付決定額5,200千円のうち、30千円を執行したのみである。[海外共同研究者]Reza Ghadimi(バボール大学医学部助手)、Hassan Taheri(バボール大学医学部講師)、Mehrdad Kashifard(バボール大学医学部助手)、Ali Akbar Moghadamnia(バボール大学医学部教授)など。イランカスピ海沿岸地域において、食道がん・胃がん・大腸がん症例と病院対照群における症例対照研究を継続して、宿主要因および生活習慣要因について調べ、当該がんの予防、コントロールに資する。宿主要因および生活習慣要因について調べ、血漿を用いてヒトパピローマウイルス抗体、ヘリコバクターピロリ(Hp)IgG抗体、ペプシノゲンテスト、脂肪酸濃度・組成分析、抗酸化物質分析などを行なう。白血球層を用いてHLA、薬物代謝酵素、アルデヒド脱水素酵素、脂質代謝酵素などの遺伝子多型を解析し宿主要因の関与を調べる。(徳留、西)。これまで、胃がん症例147例、食道がん症例55例、大腸がん症例26例、共通対照群170例を収集した。胃がん症例対照研究については、鋭意、解析を行っている。他のがんについては、しばらく症例・対照の収集を継続する。[海外共同研究者]Reza Ghadimi(バボール大学医学部助手)、Hassan Taheri(バボール大学医学部助手)、Mehrdad Kashifard(バボール大学医学部助手)、Ali Akbar Moghadamnia(バボール大学医学部教授)など。
対話文における、いわゆる「助詞の脱落」に関する研究

以下の三点を目標に、研究を進めてきた。【.encircled2.】文法全体の中で、無形の現象を位置づける(格表示以外のものも含める。無形表示の機能を探る。)【.encircled3.】書き言葉と話し言葉の違いを明らかにする今年度は【.encircled1.】に重点をおいた。中でも特に、結合価情報を使ってどこまで格の認定が可能か、IPALを使って検討した。『平成3年度音声の知的処理に関する調査研究報告書』記載のデータベース(対話数:86,総文数:約8,000)を調査した。格の無形表示(無助詞のもののみ)は全部で657存在した。このうち、一つの述語にかかり、その述語が動詞のもの(対象数:528)について、IPAL動詞辞書との照合を行った。係り先の動詞の異なり数は132。このうち28個はIPALの辞書にないものであったが、8個は他の動詞の結合価情報を転用できるものだったので(敬語変容形など)、結局20個の動詞について、IPALから結合価情報がとれなかったことになる。IPAL辞書との照合の結果、ガ格の助詞が無形化していると判断できたものが、延べ161、ヲ格の助詞の無形化が延べ214、二格が延べ81、デ格が延べ5、カラ格が延べ3であった。(このうちカラ格は、IPALの辞書ではカラ格の解釈しかできないが、実際にはヲ格と考えるべきものである。)直後の動詞にかかるのか、離れた動詞にかかるのかによっても分布が異なる。無助詞の格成分が直後の動詞にかかる場合、ヲ格が圧倒的に多い。述語から遠い位置に現れるものは、格の認定がむずかしくなり、主題性が高くなる。(これは、【.encircled2.】にかかわる事項。)総じてIPALの情報がかなり有効であることがわかった。
乳児発汗シミュレータの開発　－乳児型発汗サーマルマネキンの開発を目指して－

乳児の温熱環境評価装置である「乳児型発汗サーマルマネキン」を開発する基盤研究として,乳児体表からの顕熱・潜熱放散を再現する発汗シミュレータの開発を試みた.作製した角質層からの水分蒸散を模擬する気相発汗模擬装置は,乳児の全身不感蒸散を再現することが確認された.温熱性発汗を模擬した液相発汗模擬装置も作製した.熱産生がほぼ一定の乳児を模擬した皮膚上には,発汗量が約40g/m2h以上になると残留する汗が観察され,体熱放散を顕熱に依存する乳児の特徴を再現することが確認された.これらより,不感蒸散と発汗を再現する乳児の発汗サーマルマネキンの構築に,本研究で開発した装置の系を応用する有用性が示された.乳児体表からの液相発汗を模擬する装置を製作した.液相の発汗量は,文献調査結果に基づいて,全身の蒸散量以上である15 g/m2hから80 g/m2hとし,本年度に導入した精密電子天秤を用いて,本装置中の模擬皮膚からの蒸発量を測定した.その結果,拍出した汗の殆どが模擬皮膚表面より短時間で蒸発し,さらに,模擬皮膚への供給熱量が乳児の熱産生量とほぼ同程度かつ,その表面温度が33 °C程度を示したのは,本研究で設定した液相発汗量の範囲中,15 g/m2hから30 g/m2h程度の発汗量の場合であった.これより,本研究で製作した装置は,15 g/m2hから30 g/m2h程度の液相発汗量の範囲において,潜熱移動よりも顕熱移動に依存する乳児人体からの放熱現象の特徴を再現できることが確認された.他方,液相発汗量が40 g/m2hから80 g/m2hの場合,拍出した汗が模擬皮膚表面から短時間で蒸発するには,乳児の安静時代謝量以上の供給熱量を要する結果となった.次に,乳児の不感蒸散を模擬する装置を試作した.作製にあたり,表皮内側にある角質層からの水分(汗)蒸発を再現するためには,模擬皮膚内部で水分が蒸散しなければならないことに留意した.模擬皮膚下部には,文献調査に基づいて,乳児の不感蒸散量として,10 g/m2hの水分を供給することとした.装置の重量測定より,模擬皮膚下部への水分供給量とほぼ同量の重量減少が生じていること,さらに,模擬皮膚表面は乾燥状態にあることが確認された.これらより,作製した気相発汗模擬装置は,不感蒸散の現象を再現していることが示された.乳児の温熱環境評価装置である「乳児型発汗サーマルマネキン」を開発する基盤研究として,乳児体表からの顕熱・潜熱放散を再現する発汗シミュレータの開発を試みた.作製した角質層からの水分蒸散を模擬する気相発汗模擬装置は,乳児の全身不感蒸散を再現することが確認された.温熱性発汗を模擬した液相発汗模擬装置も作製した.熱産生がほぼ一定の乳児を模擬した皮膚上には,発汗量が約40g/m2h以上になると残留する汗が観察され,体熱放散を顕熱に依存する乳児の特徴を再現することが確認された.これらより,不感蒸散と発汗を再現する乳児の発汗サーマルマネキンの構築に,本研究で開発した装置の系を応用する有用性が示された.研究初年度では,乳児の不感蒸散量および暑熱暴露時における発汗量のデータについて文献調査より収集し,液相発汗を再現する装置を設計・試作した.さらに,熱伝達は物質伝達と相似することから,将来開発を目標としている発汗サーマルマネキンの設計に役立つ知見を得るために,乳児の人体表面からの熱伝達特性に関して,ベビーサーマルマネキンより把握することとした.乳児(0-1歳)の不感蒸散量に関する文献調査の結果,温熱的中性域下における乳児の発汗量は,全身:約10g/m2h,頭部:約20g/m2h,体幹腹側:約5g/m2h,体幹背側:約8g/m2h,上肢(前腕と上腕):約11g/m2h,手:約8g/m2h,下肢(大腿と下腿):約7g/m2h,足:約8g/m2hであった.そこで,研究次年度において製作する気相発汗を模擬する装置には,これらの不感蒸散量を再現することとする.暑熱環境下における乳児の発汗量に関するデータはほとんどない一方,幼児の発汗量に関するデータを文献より収集することができた.それらより,乳児の発汗量は,発汗による体温調節が未発達である幼児と同様に,最大で不感蒸散量の8倍に達すると仮定して,最大で80g/m2hの液相発汗を模擬可能な装置を設計し,試作した.模擬皮膚上に拍出された液相発汗は,無効汗として存在することなく,短時間で蒸発したことより,試作した本装置は,乳児の発汗機能は未発達であることを忠実に再現できることが確認された.乳児における体表面からの熱伝達特性について,ベビーサーマルマネキンを改良して測定した.その結果,乳児における下肢や上肢の熱伝達率は,体幹や頭部よりも著しく大きいことが明らかとなった.

さらに,自然対流下での全身および人体各部位における対流熱伝達率は,成人よりも大きい値を示したことから,乳児は成人よりも放熱しやすいことが明らかとなった.乳児の安全性を考える上で,温熱環境評価装置である「乳児型発汗サーマルマネキン」が必要である.本研究では,その開発基盤として,乳児体表からの顕熱・潜熱放散を再現する発汗シミュレータの開発を試みた.乳児体表からの熱伝達特性として,無感気流下での熱伝達率は,頭部が約6 W/m2Kや体幹が4-6 W/m2Kの低値を示す一方,四肢が6-8 W/m2Kのやや高値を示した.これらの値は成人よりも高値であることから,乳児は成人と比べ,顕熱放散しやすい特徴を有することが明らかとなった.角質層からの水分蒸発である不感蒸散を模擬する装置を製作した.この気相発汗模擬装置では,温熱的中性域における乳児の全身不感蒸散量約10g/m2hと同量の水が模擬皮膚内部に供給され,その内部にて蒸散することを再現した.模擬皮膚からの蒸発量は供給水量とほぼ同等であり,その表面は常に乾燥状態にあることが確認された.これらより,作製した気相発汗模擬装置は,乳児体表からの不感蒸散現象を再現していることが示された.次に,汗腺から体表へ拍出される汗を再現する液相発汗模擬装置を製作した.この装置では,液相汗である水が模擬皮膚表面に供給され,水はその表面を濡れ広がって蒸発することと,蒸発しない水は模擬皮膚表面上に残留することを模擬した.発汗量として,15-80 g/m2hを設定し,模擬皮膚からの蒸発量を測定した.その結果,発汗量15-30 g/m2h程度の場合,乳児の熱産生量と同程度の供給熱量で模擬皮膚表面温が約33°Cを示すとともに,その表面に供給された水の殆どは短時間で蒸発した.他方,発汗量40-80 g/m2hの場合,無効汗量の発生が観察された.これらより,骨格筋による熱産生が殆どない乳児の場合,多量発汗が発生しても,体表の熱放散は潜熱よりも顕熱移動に依存することを,液相発汗模擬装置は再現していることが確認された.被服環境学乳児の体表からの蒸散と発汗を再現した気相,液相発汗模擬装置を,ほぼ研究計画とおりに,各々作製することができた.研究計画とおりに,乳児の発汗を再現した液相発汗模擬装置を作製することができた.乳児の気相発汗模擬装置による再現性を熱伝達性の観点から評価するとともに,気相・液相の両方を再現する装置を作製する.研究成果について,関連の国内外学会にて発表する.乳児の不感蒸散を再現した気相発汗模擬装置を作製し,装置の再現性について検証する.さらに,気相と液相の両方を再現する装置の作製にも着手する.本年度に導入した電子天秤は海外製品である.導入した時期は,円高であったため,計画時よりも低下価格にて入手することができた.また,装置作製にあたり,設計図および指示書を研究代表者が作製したことによって,加工に掛かる費用を低減することができた.乳児における気相・液相の両発汗を再現する装置を作製するために,その構築材や加工費用として使用する.研究成果の一部を海外で開催される国際会議にて発表して,海外の生理学者や機械工学の研究者から,本研究への助言を得る等,意見を収集する.そして,それらを踏まえて再現性の高い装置の改良・改善を行う.研究実績概要にも記したとおり,本年度,液相発汗を再現する装置を試作した.試作であることから,既所有の機器および材料を活用して製作した.ただし,試作装置からの液相発汗蒸発量を測定する高精度電子天秤を本年度に発注したが,海外製品であることと納品が遅れたため,研究次年度の研究費として計上されることとなった.なお,本年度の研究では,同等の高精度電子天秤を代用品として借用して,実験を実施した.本年度の研究においては,乳児の体表からの放熱現象を把握するために,ベビーサーマルマネキンを改造して測定に用い,その専用架台を特別作製した.その改造および専用架台作製費用については,支払いが研究次年度に行われることとなったため,研究次年度の研究費として計上されることとなった.研究次年度においては,乳児の不感蒸散を模擬するために,角質層からの水分蒸発を再現する装置を試作する.
膵癌組織における免疫抑制性微小環境のデジタル画像解析ならびに亜分類の試み

難治がんの代表である膵癌に対する治療が模索される中、腫瘍間質の修飾により免疫治療効果が顕著に増強されることが明らかとなりつつある。本研究は、膵癌に対する免疫間質療法の実用化・個別化への展開の基盤となる成果を創出する。具体的には、患者組織の精緻な定量解析を用いて、ヒト膵癌においてT細胞性免疫の抑制に中心的役割を果たす間質因子・細胞の同定(目的1)、免疫抑制性微小環境に基づく膵癌サブクラス分類の提唱(目的2)を達成する。これまでの研究により、次の3項目(13)について国内外の学会で発表し、原著論文を投稿した(in revision)。1安定した蛍光多重免疫染色プロトコールの開発:チラミドシグナル増幅技術を応用し、スライドスキャナーで感知可能なレベルにシグナル強度を高め、最大5マーカーを同一切片上で染色する手法を確立した。自動免疫染色装置を用いるため、再現性の高い染色性を得る。2画像解析プログラムの開発:客観的かつ再現性の高い結果を得るため、病理画像デジタル化の実績を持つ当教室の技術員と共同してマーカー毎に最適化したシステムを開発している。コラーゲン定量には、当教室で開発した自動解析ソフトを用いる。3組織内T細胞性免疫活性・免疫抑制活性の数値化、臨床的意義の解明:細胞傷害性T細胞(CD8+細胞)の腫瘍内密度・T細胞-腫瘍細胞間距離の測定法を開発した。CD8+細胞の組織内分布は顕著に不均一であり、腫瘍辺縁部では受動免疫反応が成立しているのに対し、膵癌中心部では免疫抑制性微小環境によりCD8+細胞浸潤が顕著に制限され、その差がin situでの免疫抑制活性の指標に応用できることが示唆された。さらに患者予後との比較にて、腫瘍中心部におけるCD8+細胞密度は独立した予後因子であることを見出した。本年度は2年計画の2年目に当たる。当初は2年目に行う予定であった、「膵癌組織内CD8+細胞の空間的分布に着目した解析」を先行させたことにより、当初の予想と異なる方向で研究が進展した。すなわち腫瘍内不均一、特に腫瘍辺縁部と中心部の免疫反応に特徴的な違いがあることが見出され、腫瘍辺縁部と中心部のCD8+細胞密度を個別に測定することで、各症例におけるT細胞性免疫活性のみならず、免疫抑制活性を数値化する手法を確立した。この解析にかなりの時間を要したが、これらの指標が定量化がされたことで、膵癌の免疫抑制性微小環境に寄与するとされる多くの因子について、腫瘍辺縁部と中心部の免疫組織学的相違に基づく定性的手法をスクリーニングとして用いることができることが分かり、結果としてより効率的に候補因子を絞り込むことができた。従って、当初の目的達成に向けて概ね順調に研究は進展していると考える。本研究の成果により、200例以上の膵癌症例について、T細胞性免疫活性に加え、膵癌微小環境の持つ免疫抑制活性を数値化することができた。本年度は、これらの指標を用いて、次の3細目を行い本研究の目的(膵癌微小環境サブクラス分類の提唱)を達成する。また得られた知見を国内外の学会で発表し、原著論文として報告し、成果をホームページ等で公開する。・予備実験により絞り込んだ有力な免疫制御候補因子の定量化・各症例のT細胞性免疫活性と有力な免疫制御因子候補との相関解析・膵癌微小環境サブクラス分類の提唱と意義の検証(予後・分子病理情報との比較)難治がんの代表である膵癌に対する治療が模索される中、腫瘍間質の修飾により免疫治療効果が顕著に増強されることが明らかとなりつつある。

すなわち腫瘍内不均一、特に腫瘍辺縁部と中心部の免疫反応に特徴的な違いがあることが見出され、腫瘍辺縁部と中心部のCD8+細胞密度を個別に測定することで、各症例におけるT細胞性免疫活性のみならず、免疫抑制活性を数値化する手法を確立した。この解析にかなりの時間を要したが、これらの指標が定量化がされたことで、膵癌の免疫抑制性微小環境に寄与するとされる多くの因子について、腫瘍辺縁部と中心部の免疫組織学的相違に基づく定性的手法をスクリーニングとして用いることができることが分かり、結果としてより効率的に候補因子を絞り込むことができた。従って、当初の目的達成に向けて概ね順調に研究は進展していると考える。本研究の成果により、200例以上の膵癌症例について、T細胞性免疫活性に加え、膵癌微小環境の持つ免疫抑制活性を数値化することができた。本年度は、これらの指標を用いて、次の3細目を行い本研究の目的(膵癌微小環境サブクラス分類の提唱)を達成する。また得られた知見を国内外の学会で発表し、原著論文として報告し、成果をホームページ等で公開する。・予備実験により絞り込んだ有力な免疫制御候補因子の定量化・各症例のT細胞性免疫活性と有力な免疫制御因子候補との相関解析・膵癌微小環境サブクラス分類の提唱と意義の検証(予後・分子病理情報との比較)当初の計画よりも効率的なスクリーニング手法を確立することができたため、主に消耗品である抗体、蛍光試薬、ハードディスクなどのコストが削減できた。一方で、先行研究により検討が必要な免疫抑制因子候補が新たに明らかとなった。次年度はこれらについても蛍光染色をベースにした定量化を行いたいと考えている。そのため、当初の予定よりも必要額が増えることが予想される。
有機溶剤曝露後の脳内有機溶剤濃度とGABAA受容体の変化に関する研究

1.実験系の確立再現性良く、なおかつ簡便にm-xyleneをラットに曝露する方法を開発し、それを用いてラットにm-xyleneを曝露した。[^<35>S]t-butylbicyclophosphorothionate(TBPS)を用いたオートラジオグラフィーでは、小脳において有意な変化を観察した。[^3H]flunitrazepamを用いたオートラジオグラフィーでは有意な変化は見られなかった。GABA_A受容体のサブユニットに特異的な変化を検索するために、[^3H]Ro15-4513によるオートラジオグラフィーを行った。その結果、α_6サブユニットに特異的な変化が小脳の顆粒細胞において検出された。またm-xyleneの曝露による影響は大脳皮質(思考、運動)、海馬(記憶)、下丘(聴力伝導路)、小脳(協調運動)などの部位に及ぶことを見出した。3.脳内各部位の有機溶剤濃度の測定従来行なってきた材料・方法により、曝露時間と脳内有機溶剤濃度の関連を検討した。4.曝露時、および曝露後の尿中代謝産物(m-メチル馬尿酸)の濃度変化の観察脳内のm-xylene濃度と尿中代謝産物(m-メチル馬尿酸)濃度の経時変化は曝露時に平行していることがわかった。以上のことからm-xylene曝露時の脳内のGABA_A受容体で起こる変化を影響指標、尿中のm-メチル馬尿酸を曝露指標とした生物学的影響モニタリングの手法を開発するための基礎データが得られた。今後は、組織内m-xylene濃度の測定法を改良するとともに、m-メチル馬尿酸に加えて、m-メチルトルアルデヒド(代謝中間体)の測定も視野に入れた、生物学的影響モニタリングの手法の開発・実用化を目指したい。今年度は、2000ppmのm-yleneを一日4時間、連続5日間曝露するプロトコルを用いて、ラットに曝露実験を行った。脳内のm-xyleneは不均一に分布していた。また、ラットの尿中のm-xylene代謝産物は、曝露後著明に増加していた。また、曝露直後に、凍結脳切片を試料として、三種類の放射性リガンドを用いたオートラジオグラフィー法を用いた画像解析を行ない、GABA_A受容体の変化を脳内の各部位について詳細に検討した。まず、[^<35>S]t-butylbicyc1ophosphrothionateを用いた実験では、小脳の顆粒層において、有意なリガンド結合量の増加が見られた。次に、[^3H]flunitrazepamを用いた実験では、どの部位でも有意差がなかった。[^3H]Ro15-4513を用いた実験では、大脳皮質、海馬、下丘、小脳の分子層で有意なリガンド結合量の増加が見られた。これらから、ベンゾジアゼピン結合部位とCl-チャンネルの共役に変化があることが示唆された。特に[^3H]Ro15-4513を用いた実験により、GABA_A受容体のうちα_6サブユニットを含む受容体に特異的な変化が見られ、アルコールの慢性投与による影響と類似した結果が得られた。これは有機溶剤間の作用の比較研究を行うことにより、新たな知見が得られる可能性を示す注目すべきデータである。以上を総合すると、m-xylene曝露により、脳内GABA_A受容体は、薬理学的特性に変化が見られること、その変化はリガンド、部位ともに特異性が見られることから、受容体を構成する分子レベルの変化であること考えられる。

今後は、種々の曝露条件を試みることにより尿中代謝産物の量と受容体における変化の量的関係の追求をするとともに、更に詳しく分子レベルの変化(遺伝子発現等)を検討することにしている。前年度はm-キシレンン曝露による脳への影響を、GABA_A受容体の変化を指標として、画像解析によって観察した。その結果、m-キシレン曝露後に、小脳などでGABA_A受容体の有意な変化が観察された。そこで今年度は、m-キシレン曝露時の脳内m-キシレン濃度および尿中m-メチル馬尿酸濃度の経時的変化を観察した。実験動物には、6週令の雄性Sprague-Dawleyラットを用いた。曝露条件は以下の通りである:曝露濃度は2000ppm;a.対照群,b.2時間曝露,c.4時間曝露,d.4時間曝露+1時間回復群,e.4時間曝露+2時間回復群各群において脳内のm-キシレン濃度(Head space GC法)と尿中m-メチル馬尿酸濃度(HPLC法)を測定した。大脳皮質内のm-キシレン濃度は、曝露時間の経過とともに増加し、曝露後の回復期では、脳内濃度が急速に減少する様子が観察された。また、尿中m-メチル馬尿酸濃度の変化は、概ね、脳内濃度と並行して増加することが示唆された。尿中m-メチル馬尿酸濃度は曝露終了後一時間では減少傾向であった。しかし、脳内のm-キシレン濃度ほど急速には減少せず、むしろm-キシレンの体内再分布と代謝の持続によってm-メチル馬尿酸が持続的に排泄されることが示唆された。今後は、曝露中の脳内m-キシレン濃度と尿中m-メチル馬尿酸濃度の関連性についてより低濃度でも詳細に検討し、尿中m-メチル馬尿酸濃度をm-キシレンの曝露指標とし、脳内GABA_A受容体の変化を影響指標とするm-キシレンの生物学的影響モニタリング法を開発したい。また、低濃度曝露実験をするためには有機溶剤濃度をより微量の生体組織で感度・精度よく測定する方法が是非必要であり、今後マイクロ固相抽出法等を用いて実現することにしている。