hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
活動後増強を援用した新たな運動パフォーマンス改善法の開発

近年、事前に強い筋収縮を行うことで、その後に発揮される筋力が一時的に増加する活動後増強(PAP)の効果が注目されている。例えば、強い筋収縮を伴ったスクワット運動を行った直後に垂直跳を行うと、事前に何も行わないで行った垂直跳の場合より跳躍高が伸長するという。本研究では、活動後増強のメカニズムを援用し、適切な練習運動の実施により、“即時的に"運動フォームや運動技能を習得・改善させる方法論(仮称:事前負荷運動法とする)を明らかにする。具体的な運動は、自然に習得されている走運動(スプリント走)を取り上げて、練習運動の構想・選択・実施上の注意点を明らかにする。
呼吸調節機構における摂食・睡眠関連ペプチドの役割に関する研究

【目的】脂肪細胞から分泌されるレプチンは食欲を抑制する。一方、視床下部で産生されるオレキシンは食欲を亢進させる。睡眠・覚醒と深い関わりを持つこれら2つのペプチドは共に心・循環系や交感神経系の調節に重要な役割を担っていることが最近明らかになったが、呼吸調節系や呼吸の化学感受性に与える影響については不明である。本研究ではこれら2つのペプチドの安静換気や高炭酸ガス換気応答に与える影響について検討した。【方法】Zuckerラットの肥満群(平均体重770g)と正常発育群(平均体重450g)用い、あらかじめ側脳室内に留置したポリエチレン・カテーテルを介して、レプチン、オレキシンまたは人工脳脊髄液(CSF)を注入する。ポデイプレチスモグラフ法で換気諸量を、吸入気と排出気のO_2濃度差から酸素消費量を求めた。高炭酸ガス換気応答(HCVR)は9%CO_2ガスを2分間吸入して測定した。【結果】正常発育群において、レプチンは安静分時換気量と酸素消費量を増加させたが、HCVRには影響を与えなかった。一方、オレキシンの投与は安静分時換気量,酸素消費量を増加させ、かつ、HCVRを増大させた。肥満群においてもレプチン・オレキシンは同様の反応を呈したが、正常発育群に比べるとその反応性は小さかった。【考察】レプチンは代謝を活性化することにより換気を増大させるが、オレキシンは直接的に呼吸を刺激する作用を有し,呼吸の中枢化学感受性にも影響を与える可能性が示唆された。また、これらの作用はレプチン受容体を介することなく発揮されることが明らかとなった。食欲・肥満と深い関連を持つこれらペプチドの呼吸との密接な関係が明らかとなり、肥満・肺胞低換気症候群や睡眠時無呼吸症候群の病態のさらなる解明が期待される。【目的】レプチンは体組織の脂肪細胞から分泌される循環ホルモンであり、肥満肺胞低換気や睡眠時無呼吸症候群などの呼吸障害の病態に深く関わっている可能性が指摘されている。しかし、レプチンに呼吸刺激作用があるか否かについては明らかではない。そこで、安静呼吸、代謝、呼吸の化学感受性に与えるレプチンの影響について検討した。【方法】16週齢のZuckerラットの肥満群(平均体重765g)と痩せ群(平均体重420g)8匹ずつを用いた。自発呼吸下に麻酔深度を維持するために腹腔内にペントバルビタールを持続投与した。また、定位脳固定装置を用いて側脳室内にポリエチレン製カテーテルを留置し、レプチンや人工脳脊髄液(CSF)注入用のマイクロシリンダーを接続した。ラットを容積3.5lのアクリル製チャンバーに挿入し、ボデイプレチスモグラフ法で換気諸量を、吸入気と排出気のO_2およびCO_2濃度差から酸素消費量と炭酸ガス産生量を求めた。側脳室内に留置したカテーテルよりCSFを10μl注入し,呼吸が安定していることを確認し,9%CO_2ガスを2分間吸入しコントロールの高炭酸ガス換気応答を観察した。その後呼吸が再度安定したところで,レプチン10μgを投与し,90分間安静換気を観察した後に、高炭酸ガス換気応答を施行した。【結果】正常痩せラットにおいてはレプチン投与後に分時換気量は時間経過とともに徐々に増加し、60分以降で有意に増加した。一回換気量は30分以降で、呼吸数は90分で有意に増加した。

一方,肥満ラットにおいてはレプチン投与においても分時換気量,一回換気量,呼吸数に有意な変化を認めなかった。また、正常群においてはレプチン投与後に徐々にVO_2、VCO_2が上昇した。換気酸素当量は時間経過ともに上昇傾向を認めるものの有意な変化を認めなかった。肥満群においてはレプチン投与後もVO_2、VCO_2、換気酸素当量ともに変化を認めなかった。高炭酸ガス換気応答はレプチン投与により両群で有意な変化は認めなかった。【考案】正常の状態ではレプチンは安静換気刺激作用を有すると考えられる。しかし、レプチンによる安静換気の増大は、直接の呼吸刺激作用というよりも、むしろ交感神経や代謝の亢進に基づく二次的な作用である可能性が高い。一方、レプチン受容体に異常がある場合、外因性のレプチンは呼吸や代謝に影響を与えないことが示唆された。【目的】オレキシンは摂食行動や覚醒・睡眠を制御する神経ペプチドであり,睡眠呼吸障害との関連について近年注目されている。しかし、オレキシンに呼吸刺激作用があるか否かについては明らかではない。そこで、安静呼吸、代謝、呼吸の化学感受性に与えるオレキシンの影響について遺伝的肥満を示すZuckerラットを用いて検討した。【方法】16週齢のZuckerラットの肥満群(平均体重765g)と正常発育群(平均体重420g)10匹ずつを用いた。自発呼吸下に麻酔深度を維持するために腹腔内にウレタンを投与した。また、定位脳固定装置を用いて側脳室内にポリエチレン製カテーテルを留置し、オレキシンや人工脳脊髄液(CSF)注入用のマイクロシリンダーを接続した。ラットを容積3.5lのアクリル製チャンバーに挿入し、ボディプレチスモグラフ法で換気諸量を、吸入気と排出気のO_2およびCO_2濃度差から酸素消費量と炭酸ガス産生量を求めた。側脳室内に留置したカテーテルよりCSFを10μl注入し,呼吸が安定していることを確認し,9%CO_2ガスを2分間吸入しコントロールの高炭酸ガス換気応答(HCVR)を観察した。その後呼吸が再度安定したところで,オレキシンA10μgを投与し,90分間安静換気を観察した後に、高炭酸ガス換気応答を施行した。【結果】正常発育群では,オレキシン投与後で,体温,呼吸数,分時換気量,換気・酸素当量がコントロールに比べ有意に増大したが,VO_2,VCO_2は大きく変化しなかった。HCVRはオレキシン投与後で増大傾向を認めた。一方、肥満群でも分時換気量,換気・酸素当量がコントロールに比べ有意に増大し、VO_2,VCO_2は大きく変化しなかった。【考察】オレキシンは安静時の呼吸を刺激する作用を有し,呼吸の中枢化学感受性にも影響を与える可能性が示唆された。また、この作用はレプチン受容体を介することなく発揮されることが示唆された。【目的】脂肪細胞から分泌されるレプチンは食欲を抑制する。一方、視床下部で産生されるオレキシンは食欲を亢進させる。睡眠・覚醒と深い関わりを持つこれら2つのペプチドは共に心・循環系や交感神経系の調節に重要な役割を担っていることが最近明らかになったが、呼吸調節系や呼吸の化学感受性に与える影響については不明である。本研究ではこれら2つのペプチドの安静換気や高炭酸ガス換気応答に与える影響について検討した。【方法】Zuckerラットの肥満群(平均体重770g)と正常発育群(平均体重450g)
糖鎖を改変した糖タンパク質の大量生産用微生物の開発

平成14年度はN-アセチルグルコサミン転移酵素(GnT)遺伝子を糸状菌発現用ベクターに接続し、宿主糸状菌Aspergillusoryzaeを形質転換する段階まで行った。引き続き平成15年度は形質転換体を最少培地で純化し、完全に亜硝酸塩要求性が相補されたクローンを取得した。これらについてGnT遺伝子の両端の塩基配列からなるプライマーを用いてPCRを行い、ゲノムDNA中にGnT遺伝子が挿入された事を確認した。この菌株の細胞を破砕して膜酵素サンプルを調製した。GnTアッセイは以下の様に蛍光ラベルしたマンノオリゴ糖レセプター(7糖)に対するGlcNAcの付加(8糖の生成)を、蛍光検出器を備えたHPLC装置により測定した。UDP-GlcNAc、マンノオリゴ糖を含む反応液に膜サンプルを添加し、酵素反応を行わせた後にHPLC分析を行った結果、8糖の位置に蛍光ピークが検出された。即ちマンノオリゴ糖にGlcNAcが転移した事が示され、これより本プロジェクトの目的としたGnT-1酵素発現糸状菌が作成された事が確認された。この段階で当初の研究予定は達成されたが、次の課題として、発現したGnT-1酵素の糸状菌細胞内の局在に関する検討を行った。一般にタンパク質に対する糖鎖修飾は、細胞内の小胞体またはゴルジ体に整列した糖転移酵素群により行われる。ある細胞の糖鎖修飾に関する機能を改変しようとする場合、導入された酵素が細胞内の意図するオルガネラに局在している事は重要である。今回の実験に用いたGnT遺伝子は動物細胞由来であり、糸状菌により発現させた酵素の局在性を検討した報告例は無い。そこでGnT遺伝子にクラゲ蛍光タンパク質であるGFP遺伝子を接続し、これを糸状菌用ベクターに挿入してA. oryzaeの形質転換を行った。上述した様にクローンの純化を行い、イムノブロッティング等にてタンパク質発現の確認を行い、目的融合タンパク質を発現するクローンを取得した。この菌株について蛍光顕微鏡解析を行った結果、期待通り融合酵素はオルガネラ(ゴルジ体)に局在する事が示された。萌芽研究としての本プロジェクトは全ての計画を消化したので、次は本研究にて作成された組み換え体糸状菌を用いた有用糖タンパク質の生産に取組む予定である。生体内での物質レベルの認識には複合糖質の糖鎖の形がきわめて重要な役割を演じている。タンパク質に結合した糖鎖は大きく分けるとアスパラギン結合型(N型)とセリン・スレオニン結合型(O型)に分けられる。N型糖鎖は構成糖や形により、高マンノース型、混成型、複合型に分けられる。酵母、糸状菌類が高マンノース型糖鎖を有するのに対し、動物細胞のN型糖タンパク質には複合型糖鎖が結合している。糸状菌に動物型糖鎖を作らせる第一ステップは、動物の持つ複合型糖鎖に含まれるN-アセチルグルコサミン(GlcNAc)を付ける酵素、GlcNAc転移酵素遺伝子をまず糸状菌に組み込み、細胞内で発現させる事である。平成14年度は計画通り、ヒト細胞よりクローニングされたGlcNAc転移酵素I(GnT-1)遺伝子をPCRにて増幅し、麹菌用高発現ベクターpNGA142プラスミドのグルコアミラーゼプロモーター下流に接続した。この発現用DNAをプロトプラスト化したAspergillusoryzae (niaD欠損株)にポリエチリレングリコール存在下で加え、浸透圧保護剤を含む最少培地でスクリーニングした。麹菌は一つの細胞に複数の核を含む多核細胞であるため、細胞内の核の純化を行うために最少培地での継代培養を4回以上繰り返した。第4次スクリーニングが終了した時点で安定な形質転換株2株を得た。一方、糖転移酵素は糖を付ける受容体側の糖鎖構造に厳密な特異性を有する為、GnT-1の受容体となる糖鎖構造を糸状菌が作れるかどうかについて調べた。α-マンノシダーゼは糖鎖を削り、GnT-1の受容体となる糖鎖を形作る酵素であるが、糸状菌のα-マンノシダーゼの基質特異性を詳細に解析した結果、動物細胞ゴルジ体のマンノシダーゼIBと非常に似ている事が明らかになった。一方、糸状菌の膜画分中にM9→M8への変換を行なう別のマンノシダーゼ活性も発見し、少なくとも糖転移反応の受容体を作る行程において、糸状菌は動物細胞に近い酵素系を有する事を明らかにした。

UDP-GlcNAc、マンノオリゴ糖を含む反応液に膜サンプルを添加し、酵素反応を行わせた後にHPLC分析を行った結果、8糖の位置に蛍光ピークが検出された。即ちマンノオリゴ糖にGlcNAcが転移した事が示され、これより本プロジェクトの目的としたGnT-1酵素発現糸状菌が作成された事が確認された。この段階で当初の研究予定は達成されたが、次の課題として、発現したGnT-1酵素の糸状菌細胞内の局在に関する検討を行った。一般にタンパク質に対する糖鎖修飾は、細胞内の小胞体またはゴルジ体に整列した糖転移酵素群により行われる。ある細胞の糖鎖修飾に関する機能を改変しようとする場合、導入された酵素が細胞内の意図するオルガネラに局在している事は重要である。今回の実験に用いたGnT遺伝子は動物細胞由来であり、糸状菌により発現させた酵素の局在性を検討した報告例は無い。そこでGnT遺伝子にクラゲ蛍光タンパク質であるGFP遺伝子を接続し、これを糸状菌用ベクターに挿入してA. oryzaeの形質転換を行った。上述した様にクローンの純化を行い、イムノブロッティング等にてタンパク質発現の確認を行い、目的融合タンパク質を発現するクローンを取得した。この菌株について蛍光顕微鏡解析を行った結果、期待通り融合酵素はオルガネラ(ゴルジ体)に局在する事が示された。萌芽研究としての本プロジェクトは全ての計画を消化したので、次は本研究にて作成された組み換え体糸状菌を用いた有用糖タンパク質の生産に取組む予定である。
腸球菌薬剤耐性プラスミドのフェロモン非依存性高頻度接合伝達系の分子遺伝学的研究

(2)塩基配列にもとづきいくつかのORFに対するプローブを作成しノーザンハイブリダイゼーシヨンによって転写産物を解析したところtra遺伝子群は複数の転写単位によって成り立っていることがわかった。(3)一番大きな転写単位をコントロールする遺伝子(ORF20)がありこの遺伝子への挿入によって下流の多くの遺伝子が一切転写されなくなった。また、この遺伝子がtransに働いて下流の1つの転写単位をコントロールしている事が示唆された。さらにこの遺伝子を負に調節している遺伝子の存在も明らかになった。(4)新たに解析を行ったtra遺伝子群は全て接合伝達に際して転写量が減少した。いくつかのtra遺伝子の解析が残っているが現在までのところtraAのみが一時的ではあるが接合伝達時に転写量が増加する遺伝子として確認されている。(5)ORF42(旧遺伝子名75ORF4)が接合伝達時に転写が抑制されることを平成12年度までの研究で明らかにしてきたがこの転写抑制を指標として受容菌の接合伝達における役割を明らかにすることを試みた。まず、受容菌が生きていることが接合伝達開始に必要かどうかを調べるために熱あるいは抗生物質で殺菌した受容菌を用い75ORF4の転写抑制が起こるかどうか調べた。その結果、死菌との接合伝達では転写抑制は観察されなかった。このことは接合伝達の開始に受容菌細胞表層物質のみでは不十分で、受容菌との相互作用が必要であることを示唆している。そこでTn916を用い転写抑制を起こさなくなる受容菌突然変異体の単離を試みたところ、数株転写抑制を起こさせない株が得られた。このことは供与菌との相互作用を行う遺伝子が存在することを示唆している。(6)この接合伝達能が低下した受容菌突然変異体のTn916挿入位置(遺伝子)を決定したところ転写促進因子と相同性のある遺伝子にマップされた。さらに相補性試験を行ったところ相補された事から遺伝子の存在が確かめられた。腸球菌の薬剤耐性プラスミドpMG1の接合伝達系は今まで知られていた系とは異なることが示唆されていたが、平成12年度までの研究により接合伝達時に発現が上昇する遺伝子71ORF2とこれを負に調節している75ORF4遺伝子の存在が明らかなった。これまで知られていた系においては接合伝達時に発現調節が行われるtra遺伝子は知られておらず、pMG1がユニークな接合伝達系を持っていることが支持された。また、71ORF2遺伝子については接合凝集塊の形成あるいは安定化に関与している遺伝子であることを明らかにした。これらを踏まえ、平成13年度の研究によって次のことを明らかにした。1)pMG1の全DNA塩基配列を決定することを試み約90%を決定した。2)75ORF4の発現調節を行う遺伝子を明らかにするためにtra突然変異体における75ORF4の発現を調べたところ、75ORF4の発現が恒常的になる株や完全に発現が抑制される株があった。この結果から75ORF4が正および負の調節を受けていることがわかった。3)75ORF4が接合伝達時に転写が抑制されることを平成12年度までの研究で明らかにしてきたがこの転写抑制を指標として受容菌の接合伝達における役割を明らかにすることを試みた。

このことは接合伝達の開始に受容菌細胞表層物質のみでは不十分で、受容菌との相互作用が必要であることを示唆している。そこでTn916を用い転写抑制を起こさなくなる受容菌突然変異体の単離を試みたところ、数株転写抑制を起こさせない株が得られた。このことは供与菌との相互作用を行う遺伝子が存在することを示唆している。以上3項目について引き続き研究続けてゆく予定であるpMG1プラスミドは腸球菌から分離されたゲンタマイシン耐性プラスミドであり、これまで報告されていない接合伝達系を持つ事が示唆されていたのでこの系について研究を行ってきた。平成13年度までの研究でpMG1は接合伝達時に特異的に発現調節を受ける遺伝子を持つ事を明らかにし、さらにpMG1プラスミドの全塩基配列の決定を行った。これまでの結果を受けて平成14年度には以下の4点について明らかになった。(1)塩基配列にもとづきORFプローブを作成しノーザンハイブリダイゼーションによって転写産物を解析したところtra遺伝子群は複数の転写単位によって成り立っていることがわかった。(2)一番大きな転写単位をコントロールする遺伝子(ORF20)がありこの遺伝子への挿入によって下流の多くの遺伝子が一切転写されなくなった。また、この遺伝子がtransに働いて下流の1つの転写単位をコントロールしている事が示唆された。さらにこの遺伝子を負に調節している遺伝子の存在も明らかになった。(3)新たに解析を行ったtra遺伝子群は全て接合伝達に際して転写量が減少した。いくつかのtra遺伝子の解析が残っているが現在までのところtraAのみが一時的ではあるが接合伝達時に転写量が増加する遺伝子として確認されている。(4)接合伝達能が低下した受容菌突然変異体がTn916による挿入によって単離されていたので位置を決定したところ転写促進因子と相同性のある遺伝子にマップされた。さらに相補性試験を行ったところ相補された事から遺伝子の存在が確かめられた。
高周波放電式マイクロイオン推進機の放電特性およびイオンビーム引き出し機構の解明

高周波放電式マイクロイオン推進機に対して回路モデルと粒子計算モデルを用いた数値計算,および,イオン源のプラズマ密度測定とイオンビーム電流測定を行うことでイオン源の放電特性およびビーム引き出し機構の解析を行った.その結果,低電力で高いプラズマ密度を得るにはRF周波数200-300 MHzでの放電が適当であり,容量結合の効果が無視できないこと,また,イオンビームを引き出すのに最適な流量が存在し,これらの傾向は数値解析結果と合致することが分かった.本研究は高周波放電式マイクロイオン推進機を対象として実機を作成し、実験結果を詳細な数値解析結果と比較を行うことで、その物理現象を解明し、超小型人工衛星の有用性向上に不可欠なマイクロ推進機の学術的基盤の底上げを目指す。計算時間の制約上2次元軸対称座標系で計算モデル化しやすいように実機を作成した。具体的には、半径5 mm、長さ10 mmの円筒型誘導結合プラズマ源(誘導コイルは5巻)をイオン源として用い、イオンビーム引き出しグリッドの形状も中心軸上に1つだけ穴を開けた構造にした。前年度までに改良を施していた荷電粒子(イオン・電子双方)のみを粒子として扱うPIC-MCC (Particle-in-Cell plus Monte Carlo collisions)法と外部回路モデルを用いて1-500 MHzの広範囲な周波数領域について数値解析を行った。その結果、低周波数(< 20 MHz)誘導結合による電力供給が支配的となり、高周波数(> 20 MHz)で容量結合による電力供給が支配的となることが分かった。また、低周波数において必要な電源電力は大きくなり(> 10 W)、低電力で高プラズマ密度を得るためには200-300 MHzの周波数帯での放電が適していることが分かった。一方実機において、プラズマを維持できる最低電力の周波数依存性を求めたところ、300 MHz程度において最も低電力でプラズマを維持できることが分かり、計算結果と定性的な一致を確認した。またプラズマ密度測定、および、イオンビーム測定実験をしたところ、0.02 sccm、260 MHz、5 Wの放電条件で7e16 /m3のプラズマ密度、40 uAのビーム電流を得た。この結果は、PIC-MCCの計算結果におけるプラズマ密度およびイオンビーム電流量のそれぞれとよく合っており、モデルの妥当性を確認できた。高周波放電式マイクロイオン推進機に対して回路モデルと粒子計算モデルを用いた数値計算,および,イオン源のプラズマ密度測定とイオンビーム電流測定を行うことでイオン源の放電特性およびビーム引き出し機構の解析を行った.その結果,低電力で高いプラズマ密度を得るにはRF周波数200-300 MHzでの放電が適当であり,容量結合の効果が無視できないこと,また,イオンビームを引き出すのに最適な流量が存在し,これらの傾向は数値解析結果と合致することが分かった.超小型人工衛星を機動的に運用して有用性を高めるために不可欠な超小型推進機(マイクロスラスタ)に関する研究開発が盛んである。しかし、そのマイクロスラスタの物理現象を深く理解し理論体系を確立しようとするものはほとんどない。本研究は高周波放電式マイクロイオン推進機を対象として実機を作成し、実験結果を粒子モデルに基づく詳細な数値解析結果と定量的に比較を行うことで、その物理現象を解明しマイクロ推進機の学術的基盤の底上げを目指す。本年度は誘導結合型プラズマ源の放電特性解析を行うため、これまでに構築していた荷電粒子(イオン・電子双方)のみを粒子として扱うPIC-MCC (Particle-in-Cell plus Monte Carlo collisions)法の改良を行った。具体的に、(i)プラズマと壁面との相互作用の解析を行うため静電ポテンシャル計算を誘電体窓領域まで拡張、(ii)それとともに誘電体窓壁面上での表面電荷蓄積を考慮した静電場計算の実装、(iii)誘導電場を生成するコイルにかかる電位差を静電ポテンシャル計算に反映、(iv)プラズマ源と高周波電力のカップリングをより詳細に調べるための外部回路方程式の取り込みを行った。これらの結果から、周方向の誘導電場を考慮するだけでは分からない容量結合成分の影響を把握することが可能になった。また、周波数依存性を調べたところ、同じ電力において低周波側程プラズマ密度が上昇し、かつ、均一な密度分布になる望ましい結果になることが分かった。さらに、上記モデルとの比較を行うため半径5 mm、長さ10 mmの円筒型誘導結合プラズマ源(マッチング回路無し)を作成した。予備的な実験において、120 MHzにおいてArプラズマの放電・維持を確認できた。本年度は日本学術振興会の組織的な若手研究者等海外派遣プログラムを利用して10月から3月までの半年間ドイツのギーセン大学に滞在しており、その間、実験に関する研究は止まっていたため。なお、モデリングに関する部分は滞在中もほぼ滞りなく進んでいる。また、ギーセン大学滞在中に学んだ技術は今後の研究を加速できるものである。次年度の研究においては、(i)プラズマ源にマッチング回路を挿入し、プラズマ源へ投入する高周波電力(電圧・電流)、周波数、放電室圧力(推進剤流量)を変化させ、その変化に対するプラズマ密度(電子密度)、電子温度の依存性を調べる。そして、(ii)これらの結果を本年度に作成したモデルと比較検討しプラズマ源の放電特性解析を行う。続いて、(iii)イオンビーム引き出し機構を作成し、加速電極に1 kV程度の電位差をかけてイオンビーム引き出し実験を行う。この時、モデルとの比較し易さから、ビーム引き出しのための孔は中心に1つだけを作成する。引き出された電流分布をファラデーカップにより測定し推進性能を算出する。

ならびに、(iv)本年度に作成したモデルをイオンビーム引き出しにも対応させるため、加速電極下流領域まで計算範囲を拡張する。計算から得られた推進性能、ビーム電流、ビーム速度空間分布等を上記の実験結果と定量的に比較する。特に、中性粒子の流れが推進性能に与える影響や、イオンビームの軌道プロファイルに注目して解析を行う。本年度は半年間ギーセン大学に滞在していたため、また、別途申請していた海外渡航助成金を利用して国際会議へ参加したため次年度使用額が生じることになった。次年度の研究費は、プラズマ源のマッチング回路を挿入する電気電子部品、イオンビーム引き出し機構を作成するための機械部品、これらを真空チャンバー内に挿入するための真空部品、プラズマ診断をするための光学部品、イオン推進機を動かすための推進剤ガス等の消耗品、そして、研究成果を発表するための国内外の旅費、および、論文投稿料に使用する予定である。
電解水と低温プラズマを利用した新しい創傷治癒法の開発

傷の治癒において、生体機能が正常に機能するよう損傷個所の環境を整えることは重要となり、細菌による感染が発症すると膿瘍、蜂巣炎などの症状が発現する。創部の細菌感染は、治癒過程において影響を及ぼすとされ創傷環境の改善が望まれる。本研究は酸性電解水と低温プラズマ照射により、創面環境を整えることを目標として、創傷治癒に繋がる化学と工学技術の融合による新たな治療技術の基礎研究を行うものである。さらに、薬剤アレルギーをもつ患者に対しても本技術で処置できるようになることを将来展望としている。
東アジアの高度成長がエネルギー市場と需給構造に与える衝撃と政策選択に関する研究

東アジア諸国は、80年代以降、旺盛な経済活動と地域経済圏形成の下で未曾有の経済拡大を成し遂げ、世界で最も有望な経済発展地域となった。大規模な外資の導入と輸出志向型工業化の成功がこれを可能にしたわけであるが、工業品輸出の急激な伸び、資本蓄積の高い増大率、農業生産の増大と生産性の伸び、人的資本の豊かさ等が主要な成長要因として指摘される。しかし、こうした急激な経済成長はエネルギー需要の急増をもたらし、東アジアのエネルギー市場と需給構造に衝撃的影響を与えた。東アジア諸国のエネルギー需要が急増したのは爆発的な人口増のためと云われているが、最大の原因は経済の急成長と工業化に伴う都市化にある。工業化に伴いエネルギー需要は確実に増大したが、需給ギャップの拡大も構造的となっている。東アジアのエネルギー需要の急増と需給ギャップの拡大で主要な役割を担っているのは石油である。域内のエネルギー構成の特徴として石炭の比重の高さがしばしば指摘されるが、中国を除くと殆んどの国で石油消費の急増が特徴となっている。東アジア諸国は原油と石油製品需要の急増に対して供給と精製能力が極端に弱く、この不均衡な需給バランスを専ら外資による国内施設建設投資と輸入の増大に頼らざるを得ないため、中東産油国へのエネルギー依存が急速に進んでいる。長期的には、東アジア諸国の巨大な石油・同製品需要と中東依存の深化が世界の石油需給に衝撃的影響を与えることになる。東アジア経済が持続的成長を達成するためには、1)急激な需要増に対して供給をどうするか、2)エネルギーの効率利用と質的転換をどう図るか、3)環境保全対策をどうするかがカギとなる。エネルギーの安全保障問題も依然焦眉の課題である。97年に発生したアジア経済危機はエネルギー需要と価格を低落させた。世界の石油需要増の95%を占め、価格を下支えしてきた東アジア諸国の石油需要は急激に落ち込み、価格もバレル当り5ドルも低下した。しかし、需要と価格は低落したものの、東アジアの不安定なエネルギー需給構造が大きく変わる兆しはない。経済成長の質、規模、速度に修正を加え、エネルギーの安定供給と最適配置を考えなくてはならない東アジア諸国は、80年代以降、旺盛な経済活動と地域経済圏形成の下で未曾有の経済拡大を成し遂げ、世界で最も有望な経済発展地域となった。経済成長の質、規模、速度に修正を加え、エネルギーの安定供給と最適配置を考えなくてはならない研究第1年にあたる1996年、報告者は標記の課題について所定の研究計画に基づき以下の調査研究を行なった。1.現地調査:(1)ベトナム('96.8)、(2)タイ、インドネシア、シンガポール('97.3)地域的に限定されてはいたが、2度にわたる東南アジア現地調査は経済成長とエネルギー需給の実態を各国の政策展開を知るうえで極めて有効であった。2.統計・資料の収集:とくに、関連諸国の高度成長の性格とエネルギー問題に関する統計資料類を広範に集めた。また、現地でしか入手し得ない貴重なデータも若干収集することに成功した。3.専門知識・知見の獲得:国際機関では、世銀、ESCAP、ADB、メコン河委員会、IEA、各国政府関連では、上記現地調査実施国の政策担当者、専門家等から多くの知識や知見を獲得した。また、ハノイ大学、シンガポール大学の関係者、日本の進出企業の担当者等からブリーフィングや資料の提供をうけた。さらに、国内では、通産省・資源エネルギー庁、日本エネルギー経済研究所石油会社その他大学、シンクタンク等からも新たな知見を得た。

4.報告者は、標記研究実施以前の期間、また、今回の研究で得た知識や知見を基に研究ノートをまとめ、'96年5月、ハンガリーのブダペストで開催された国際エネルギー経済学会第19回研究大会で「東アジアの経済成長とエネルギー問題--巨大市場の出現と政策選択」と題する研究発表を行なった。また、'97年1月インドのニューデリーで開かれた同学会第20回研究大会、同年2月の東京での「アジア・太平洋エネルギー協力会議」に出席、討論に積極的に参加した。本研究は研究期間を2年間とし、平成9年度の研究実績は以下の通り。1)統計・資料の収集:東南アジア関連では、経済成長とエネルギー消費の実態についてさらに新しい資料やデータが入手でき、また、アラスカ産天然ガスおよび中東産石油・天然ガスがアジア・太平洋地域のエネルギー安全保障に果たす新たな役割等について資料を収集、さらに、多くの専門家や政策担当者からも詳細なブリーフィングをうけた。統計・資料の整理、問題点の検討:統計や資料の整理と問題点の検討にはかなりの時間を割くことができた。前年同様、専門家や研究補助員の協力を得ることができ、問題の所在、性格、特徴をより正確にすることができた。3)専門的知識・知見の獲得:タイやベトナムの経済動向に関する新たな知識や知見の獲得と共に、韓国、香港等アジア新工業諸国・地域における景気後退、輸出不振が東アジアのエネルギー需給に微妙な影響を与え出している実態について、新しく、貴重な資料・知見を得た。とくに、インターネットを有効に利用することにより米国や欧州諸国からもアジアのエネルギー問題について最新の知識・知見を獲得することができた。4)国際・国内研究ネットワーク「国際エネルギー経済学会」等の国際学会、「米国エネルギー経済学会」等各国の学会や研究諸機に所属する経済学者やエネルギー専門家、政策担当者とアジア・太平洋のエネルギー需給や市場構造について意見や情報、資料の交換をすることができた。また、今後の研究の進め方等について定期的に意見交換する研究ネットワークを形成することができた。5)報告書作成と政策提言:研究成果報告書は政策提言の意味をこめて和文:英文の二通りを予定しているが、財政問題もあり具体的検討はこれから。書籍として出版も考えている。
電波ばく露による人体全身平均SARの簡易評価手法の構築

電波の生体影響に関心が高まっていることから、人体に電波を照射した際に体内に吸収される電力量を評価、推定する技術の開発が望まれている。一方、ヒトの体形の個体差するため、それを加味した上で人体に吸収される電力量のばらつきについて定量化する必要があった。本研究では、人体がアンテナと類した振る舞いを行う共振周波数帯において、アンテナ理論に基づき体内に吸収される電力量を推定する定式化を示した。また、その定式化に基づき、現実環境下で簡易に吸収電力量を推定する方法についても示した。電波を人体に照射した場合の電力吸収量を決定づける要因として、共振周波数帯およびGHz帯において、それぞれ、組織の電気定数、体表面積との推察があった。ここで、周波数帯により、人体電磁吸収分布は全く異なることが示されていた。上記の推察を定量的に確認するために、日本人、特に子供モデルに対して検討を行い、成人でも子供においても電力吸収を決定付ける要因は変化せず、周波数帯による影響が支配的であることを数値実験により示した。また、共振周波数帯における人体吸収機構は、ダイポールアンテナとの類似性より決定づけられるとした論文もあるが、その理論が適用できるのであれば、与えられた身長に対して全身平均SARが最大となる周波数、つまり共振周波数は一義的に定義できるはずであるが、実際は異なる。これは人体の形状によるものと考えられる。そこで、既存の日本人モデルを縮小あるいは拡大することにより、複数のモデルを作成し、そのモデルに対して上記のアンテナ理論の適用性について議論するとともに、決定要因の特定を行った。得られた知見を基に、共振周波数帯においてはアンテナ理論を基に人体の身長および体重をパラメータとして、全身平均SARを適用する方法について提案した。なお、この提案に基づき、人体がアンテナとみなすことができれば、人体に吸収される電力は身長によりほぼ見積もれることを示した。特に、その推定法とFDTD解析により得られた値を対比することにより妥当性と不確実性について明らかにした。昨年度得られた知見を基に、共振周波数帯においてはアンテナ理論を基に、人体の身長および体重などをパラメータに簡易に人体全身平均SARを適用する方法について検討した。これは、不均質かつ複雑な形状を有する人体をアンテナとみなすことができれば、人体に吸収される電力は身長によりほぼ見積もれるはずであり、その推定式とFDTD解析により得られた値を対比することにより妥当性と不確定性について議論することを目的としている。なお、吸収特性の基礎的検討として、直方体モデルなどを考え、得られた結果に応じて、適切なパラメータの設定を行い、それらの広帯域特性について議論した。主な結果として、人体が接地していた場合に人体吸収電力は最大となるものの、リアル形状人体モデルにおける電力吸収量は、簡易モデルに比べて小さいことがわかった。これは、リアル人体モデルでは足首における誘導電流が人体の不均質性のために小さくなるためであった。また、解析した人体インピーダンスと測定した足首誘導電流を用いることにより、体内吸収電力ができることがわかった。さらに、人体インピーダンスは成人と小児で異なるものの、成人のものに基づき簡易に推定可能であり、子供の吸収電力も推定可能であることを明らかにした。また、推定した吸収電力の不確定性は、体脂肪率あるいはボディマス指数などの指標をもちいれば議論可能であることもわかった。今後の課題として、より多くのモデルに対して検討を行い、有効性を確認することが挙げられる。昨年度の成果より、人体が接地していた場合に人体吸収電力は最大となるものの、リアル形状人体モデルにおける電力吸収量は、簡易モデルに比べて小さいことを示した。本年度はその有効性を確認するために、日本人成人男女モデルに加え、欧州人、米国人モデル、子供モデルを考え、人体インピーダンスのばらつきについて検証した。まず、リアル形状人体モデルを均質化した場合、いずれのモデルにおいても足首誘導電流を過大に評価することができ、ゆえに、人体組織の不均一性を簡単化して取り扱うことができることを示した。また、昨年度の成果として、吸収電力の指標として人体インピーダンズを用いることを提案していたが、そのばらつき、特に年齢依存性を調べた結果、5-7歳程度の小児モデルで極大を取ることを示した。その主たる要因は、人体の体型に伴うボディマス指数で説明できることを示すとともに、ボディマス指数に基づいて人口の95%をカバーし、安全側に評価可能な等価的なインピーダンスの値を示した。最終目標である現実環境での有効性を確認するために、複数の方向から電波が入射する場合を考え、簡易モデルおよび詳細な人体モデルに電波を照射した場合に足首に誘導される電流について比較検討した。その結果、上記で導出したインピーダンスを用いれば、複数波についても適用可能であることを示した。さらに、従来の文献との比較により、上記アイディアを用いて測定が可能であるということを簡易的に示した。.
ハンセン病と文学言説-近代日本のジェンダー編成を視座として-

日本では、1996年のらい予防法の廃止をきっかけにして、ハンセン病の患者たちが不当な法律によっていかに人権を踏みにじられてきたかについての関心が高まった。1998年には、元患者たちが、熊本地方裁判所に国家を相手どった賠償請求を起こし、2001年に熊本地裁は原告勝訴の判決を言渡し、それに対して日本政府は控訴を断念した。このことで、日本政府は、近代日本の国家が、日本の医学界の誤った見地に則って、世界でも例の無い患者の終生隔離を行なって来たことを認めたことになった。二度とこのような不幸なできごとを繰り返さないために、わたしたちは、なぜこうした過ちが起こったのかを理解し、ハンセン病の患者たちがどのような扱いを受けてきたか、またそうした苛酷な現実の中でどのように生きてきたかについて学ばなければならない。わたしたちが患者たちによって書かれた文学作品を読むことは、彼らの声に耳を傾け、歴史的な状況を知る上で、有効である。しかし、これまでは一部の作家のごく限られた作品だけが文学研究の対象とされていたに止まっていて、教育プログラムの中でハンセン病文学を扱う際に、どのようなことに注意をすべきかについて論究されるには至らなかった。この研究では、大学生たちとの2年間にわたるゼミナールの徹底分析に基づいて、学校教育と社会人教育の両方に、文学を通じてハンセン病の問題を考えるプログラムの提言を行なっている。その際に、次の三点の重要性を挙げた。(1)ハンセン病の患者像を複数化することへの挑戦(2)文学言説の可能性と限界への認識(3)ハンセン病の文学作品を、患者と健常者との共同制作として捉え直すこの研究では、いずれの点に関しても、近代日本のジェンダーについての視点を導入することが、極めて有効であるとの結論に達した。科学研究費の認下があったのが2001年10月半ばということもあり、当初提出した計画を遂行するには半年近くの遅れをとることになった。まず、着手したのは2001年より遡って1950年に到る半世紀分の、ハンセン病関連書のリスト作成と、その中から女性の著作になるもの、またはジェンダー視点に注目したものをリストアップし、当効文献を精査することであった。詳述は別稿を期すが、ハンセン病の医療従事者には小川正子や神谷美恵子等の女性が多く、かつ彼女らの著作物がその文学的質の高さとあいまって、ハンセン病を社会に認識させる上で大きな影響力を有した点が見のがせない。また〓者として療養所に暮らしながら文学の創作を〓にして自己形成して行く女性表現者の活動については、その著作物や生き方に触発されて第三者が小説化・劇化する流れが確認できた。ここには文学テクストの再生産とジェンダーにかかわる重要な問題が看取できる。東村山の全生園への聴きとり調査も随時、進行中である。来年度には総合的学習への教材提示と、論文執筆を予定している。今回の課題として、以下の三点から調査・研究を行った。(1)ジェンダーの視点からハンセン病と文学について考察する論文の執筆準備を行う。(2)「ハンセン病と文学」に関する高等学校の「総合的な学習」配当のプログラムを作成する。(1)全生園付属図書館における文学展「北条民雄とその時代」の基礎資料の調査を行う。(1)に関しては、高松宮恩賜ハンセン病資料館所蔵資料と全生園

付属図書館資料を中心として、当該テーマに関連するもののリストを作成し、明治期から今日に至るまで、どのような言説が供給されてきたかを展望する論文を作成しつつある(2003年度の『学術研究』に掲載すべく準備を進めている)。(2)に関しては、病気に関する基礎的な理解と人権の観点からの歴史的検証、医療従事者の小川正子と患者で小説家でもある北条民雄の作品を中心とした文学言説の紹介と分析をプログラムにまとめた(2003年度の『教育学研究科紀要』に掲載すべく準備を進めている)。(3)については、(1)および(2)の成果を踏まえつつ、患者さんたちへの聞き取り調査を進め、2004年度春の開催に向けて準備をおこなっている。
細胞骨格系蛋白質異常に基づく心筋症発症機構の解明

抗体を作成して病的心筋におけるこの蛋白質の発現異常、心筋症ハムスター筋細胞およびこのチャネル蛋白を強制発現した細胞でのカルシウム動態異常、トランスジェニックマウスにおける心筋症病変の発症の有無等検討した。このチャネル蛋白質が病態的に重要である可能性が強く示唆された。正常筋細胞では、ジストロフィン複合体をはじめとした細胞骨格系蛋白質が完全で機械的刺激などに対して細胞膜が強化されている。その場合このチャネルは細胞の中にある。刺激により、細胞膜へ局在変化し、Ca^<2+>流入に寄与するがCa^<2+>が排出系により排出され細胞内Ca^<2+>濃度が下がるとチャネルもまた細胞の中にひっこむ。こうして細胞内Ca^<2+>代謝は正常に保たれているが、細胞骨格系に異常を持つ病態筋では、細胞膜にチャネルが局在しておりこのチャネルを介するCa^<2+>流入のため常に細胞内Ca^<2+>濃度が高い状態になっている。刺激でCa^<2+>流入がさらに上昇し排出系によってもCa^<2+>代謝が維持できなくなると筋細胞変性を引き起こすという筋変性メカニズムが考えられた。GRCの病態での役割をチャネルを減少させる(アンチセンスGRCによる)、または活性を抑制させる(GRCのドミナントネガティブ体の導入)ことによりしらべ、現在個体レベルでの解析もおこなっている。今後どうして細胞骨格系異常による病態の場合チャネルが細胞膜に局在しているのか。どうしたら中へ引っ込ませることができるのかに焦点をしぼって研究したい。昨年度までの研究で、BIO14.6心筋症ハムスター骨格筋細胞(BIO14.6myotube)において、ストレッチによる筋細胞壊死に密接に関わっているCa^<2+>流入の増大はストレッチで活性化される非特異的カチオンチャネル活性の増大と関連することが明らかとなった。本年度は、チャネル候補遺伝了のクローニングと発現並びにNa^+流入におけるそのチャネルの関与を検討した。1)BIOにおける非特異的カチオンチャネル活性化に基づく細胞内への^<22>Na^+流入の有無を調べたところ、^<22>Na^+取り込みは正常の約1.5倍であった。その増大はNa^+/H^+交換系(NHE)阻害剤EIPAで阻害され、Gd^<3+>では抑制されなかった。Ca^<2+>存在下の生理的条件では非特異的カチオンチャネルをとおしてのNa^+流入は少なくNHEの関与が大きいことが判明した。BIO myotube細胞内Na^+量の増加および細胞内PH増大が認められ、BIOでNa^+流入が増加していた原因としてNHE活性の上昇が示唆された。一方、NHE発現量および局在は正常と変わらなかった。2)心臓および骨格筋に発現し、ストレッチ感受性の候補チャネル遺伝子を単離した。そのチャネルは、ジストロフィー症の筋細胞膜に発現しており、正常筋細胞でもストレッチなどのストレスにより細胞膜へ局在変化するという非常に興味深い性質を有していた。それを心臓細胞膜に過剰発現させたマウスを作成したところ、心肥大さらに筋細胞壊死および繊維化が見られ心筋症をひきおこすことが判明した。細胞骨格系蛋白質異常に基づく筋細胞変成のメカニズムについて研究し心筋症・筋ジストロフィー症で活性化されているSAチャネルの存在を示し、候補遺伝子を単離した。トランスジェニックマウスの実験から、心筋においてもSAチャネルが病態形成に重要な役割をはたしていることが示唆された。今後、病態心筋自体におけるSAチャネルの役割及び細胞骨格系蛋白との関係を明らかにしていきたい。伸展刺激受容チャネル(stretch activated channel SA-チャネル)の候補遺伝子の1つを心筋からクローニングすることに成功した(J Cell Biol.161 957-967,2003)。

電気生理学的解析によりこのチャネルは伸展刺激、浸透圧に反応して活性化される非選択的カチオンチャネルであることが判明した(Circ.Res.93 829-838 2003)。抗体を作成して病的心筋におけるこの蛋白質の発現異常、心筋症ハムスター筋細胞およびこのチャネル蛋白を強制発現した細胞でのカルシウム動態異常、トランスジェニックマウスにおける心筋症病変の発症の有無等の検討よりこのチャネル蛋白質が病態的に重要である可能性が強く示唆された。正常筋細胞では、ジストロフィン複合体をはじめとした細胞骨格系蛋白質により機械的刺激などに対して細胞膜が強化されており、その場合このチャネルは細胞の中にある。刺激により、チャネルは細胞膜へ局在変化し、Ca^<2+>流入に寄与するがCa^<2+>が排出系により排出され細胞内Ca^<2+>濃度が下がるとチャネルもまた細胞の中にひっこむ。その結果、細胞内Ca^<2+>代謝は正常に保たれているが、細胞骨格系に異常を持つ病態筋では、細胞膜にチャネルが局在しておりこのチャネルを介するCa^<2+>流入のため常に細胞内Ca^<2+>濃度が高い状態になっている。刺激でCa^<2+>流入がさらに上昇し、ひきつづき排出系によるCa^<2+>濃度調節ができなると筋細胞変性を引き起こすという筋変性メカニズムが考えられた。現在SA-チャネルの病態での役割解析を個体レベルでおこなっている。
血清エクソソーム中のmiRNAパネルを用いた食道扁平上皮癌の早期診断モデルの構築

目的1:血中ESCC早期診断miRNAパネルの同定(1)ESCCと正常組織のmiRNA発現を比較した3つのRNA-Seqビックデータ(TCGA, GSE55856, GSE43732)を解析し、共通して4つの基準(1Adjusted P-value<0.05 2log2FC>0.5 3AUC value>0.7 4Up-regulated miRNA)を全て満たす18種のmiRNA(18-miR)を同定した。さらに、ROC曲線を用い、18-miRパネルは癌をほぼ100%(AUC=0.98, 0.99, 0.98)の精度で診断できることを3つのデータベースで示した。(2)早期ESCCの血清エクソソーム(n=50)、健常者の血清エクソソーム(n=50)、同じESCC症例の癌組織(n=50)とペアの正常組織(n=50)を用い、miRNAを抽出後、18-miRパネルの各miRNA発現をTaqMan real-time PCR(qRT-PCR)法にて測定した。血清からのエクソソーム精製は超遠心分離機を用い超遠心分離法で行った。(3)早期ESCCに特異的なmiRNAパネルを同定するために、18-miRのうちESCC組織と血中でも共通して有意に高発現するmiRNAを血中ESCC早期診断miRNAパネルとした。目的2:数理学的手法に基づいたESCC早期診断モデル式の構築申請者の施設では、設備、備品などについては十分に整備されており、さらに同じ敷地内に数多くの高い研究レベルの他の先端医療研究部門を擁しており、当研究を準備・実行する上で特に以下の点で非常に合理的で有利な環境にあった。1.我々の施設は同じ施設内に、癌遺伝子研究や癌の網羅的ゲノム・エピゲノム解析に高度な技術を要する人類遺伝学分野講座があり、多くのバイオインフォマティシャンが在籍している。我々は以前より癌の網羅的エピゲノム異常解析に関して人類遺伝学分野講座と共同研究しており、本研究のバイオインフォマティクス解析や統計解析に関しても研究協力することができた。2.我々は人類遺伝学分野講座との共同研究により、既存のデータベースをバイオインフォマティクス解析し、早期ESCC診断マーカーとしての候補miRNAを同定し、さらに、データベースを用いてその診断能を検証し、我々が同定した候補miRNAの信頼性、有用性を示すことが出来た。3.同じ敷地内に徳島大学先端酵素研学研究所を擁しており、超遠心分離機や電子顕微鏡の共同利用が可能であった。我々はすでに予備実験として、超遠心分離機を用いて血中エクソソームの抽出実験を行い、その成功を電子顕微鏡下に確認した。4.本実験で使用予定の豊富な血清検体や組織検体は共同研究施設からすでに収集され、当教室に保存されていたため、新たに検体を収集する必要がなく、実験を滞りなく進行することが出来た。目的3:早期診断モデル式の他コホート(アジアコホート2、アフリカコホート)での検証すでに共同研究施設から独立アジアコホート2、独立アフリカコホートの血清を得ている。目的3a:独立アジアコホート2:血清(ESCC:100,健常:50)を用い、アジアコホート1を基に作成した早期診断モデル式を他の独立アジアコホート2でも検証する。目的3a:アフリカ人の独立コホート:血清(ESCC:300,健常:100)を用いて検証することにより、我々の早期診断モデル式のさらなる有用性と頑健性を示す。

我々は以前より癌の網羅的エピゲノム異常解析に関して人類遺伝学分野講座と共同研究しており、本研究のバイオインフォマティクス解析や統計解析に関しても研究協力することができた。2.我々は人類遺伝学分野講座との共同研究により、既存のデータベースをバイオインフォマティクス解析し、早期ESCC診断マーカーとしての候補miRNAを同定し、さらに、データベースを用いてその診断能を検証し、我々が同定した候補miRNAの信頼性、有用性を示すことが出来た。3.同じ敷地内に徳島大学先端酵素研学研究所を擁しており、超遠心分離機や電子顕微鏡の共同利用が可能であった。我々はすでに予備実験として、超遠心分離機を用いて血中エクソソームの抽出実験を行い、その成功を電子顕微鏡下に確認した。4.本実験で使用予定の豊富な血清検体や組織検体は共同研究施設からすでに収集され、当教室に保存されていたため、新たに検体を収集する必要がなく、実験を滞りなく進行することが出来た。目的3:早期診断モデル式の他コホート(アジアコホート2、アフリカコホート)での検証すでに共同研究施設から独立アジアコホート2、独立アフリカコホートの血清を得ている。目的3a:独立アジアコホート2:血清(ESCC:100,健常:50)を用い、アジアコホート1を基に作成した早期診断モデル式を他の独立アジアコホート2でも検証する。目的3a:アフリカ人の独立コホート:血清(ESCC:300,健常:100)を用いて検証することにより、我々の早期診断モデル式のさらなる有用性と頑健性を示す。消耗品などの購入単価以下の端数が生じたため、少額の次年度使用額が生じたが、次年度の消耗品購入費用に充てる予定である。
ヒト血中のメイラード反応による親水性ヒドロペルオキシドの生成とその細胞毒性

糖尿病などの高血糖環境における細胞障害の発生機構を明らかにする目的で、生体内組織分子間のメイラード反応で生成する新規親水性ヒドロペルオキシドの検索、構造解析、生体分子との反応性、組織機能の改変に与える影響を研究した。はじめにグルコースとアミノ酸(β-アラニン、リジン、牛血清アルブミン、ヒト血清アルブミン)によるモデル系でのメイラード反応において過酸化水素のほかに過去に報告例の無い数種の新規親水性ヒドロペルオキシドが生成することを反応生成物の化学発光検出-高速液体クロマトグラフ(CL-HPLC)分析で明らかにした。この新規生成物の主成分のひとつを元素分析、核磁気共鳴スペクトル分析、質量スペクトロメトリーなどによりピロンヒドロペルオキシド(3-ヒドロキシ-5-ヒドロペルオキシ-2-メチル-5,6-ジヒドロピラン-4-オン)であると決定した。そこでこの新規生成物のヒト体内での生成の可能性を検証するためヒト血液での存在を調べた。その結果、ヒトの血漿と赤血球膜にこの新規ヒドロペルオキシドの存在が確認され、さらに糖尿病などの高血糖状態で高値を示すことがわかった。この新規親水性ヒドロペルオキシドはヒト血清アルブミン(HSA)と反応し蛍光性のHSA架橋物を生じこれに伴いHSAのリジン残基は修飾されアルブミン分子の減少が認められた。またこれが血清リポ蛋白質を強く変性することが明らかになった。本研究により、新たに発見された新規親水性ヒドロペルオキシドの生成が糖尿病の発症に強く関わると推定された。生体内のメイラード反応で生じる水溶性ヒドロペルオキシドの検索を行った。はじめにグルコースとアミノ酸によるメイラード反応で、ヒドロペルオキシドとして過酸化水素の他にピロンヒドロペルオキシド(3-ヒドロキシ-5-ヒドロペルオキシ-2-メチル-5,6-ジヒドロピラン-4-オン)を新たに同定した。化学発光検出-高速液体クロマドグラフィー分析により、ヒト血中にもこの新規水溶性ヒドロペルオキシドの存在が確認され、とくに糖尿病などの高血糖状態で多く出現することがわかった。また、このヒドロペルオキシドは血清アルブミンを変性させ反応性リジン残基が低下し、またリポ蛋白のアポ蛋白を変性する活性のあることが見出された。高血糖における動脈硬化発症に今回見出した水溶性ヒドロペルオキシドの関与が推定された。