hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
バーチャル線虫連合学習モデルによる放射線ストレスに対する神経回路の応答機構の解析

線虫の放射線応答を神経回路レベルで明らかにすることを目的に,1.線虫の放射線応答実験および,2.線虫神経系の数理モデル化とシミュレーションに関する以下の内容を実施した.1.線虫の放射線応答実験:線虫の運動は,生存に影響しない程度の^<60>Coガンマ線照射(0500Gy)により,線量に依存して低下する.この放射線影響の機構を明らかにするため,すでに運動低下の機構がよく知られている接触刺激(エサの知覚)との関係を調べた.この結果,放射線による運動低下の機構には,ドーパミンを介した情報伝達とは異なる情報伝達経路が関与していることが推測された.さらに,放射線照射により生成される活性酸素種の一種である過酸化水素を線虫の全身に曝露したところ,放射線を照射した線虫と類似した運動が観られたことから,放射線による運動の低下が,活性酸素種などを介した情報伝達により誘導されている可能性が示唆された.2.線虫神経系の数理モデル化とシミュレーション:線虫の化学走性に関与する神経回路を数理モデル化し,これを用いてNaClとエサの連合学習の前後での神経の内部状態を推定するシミュレーションを実施し,学習関与シナプスを絞り込んだ.また,1.の実験で明らかになった線虫の運動に対する放射線影響の作用機序を探るため,周期的なくねり運動を再現する運動系モデルを完成させた.放射線照射実験と数理モデルとによる研究により,線虫の学習における放射線応答の神経機構の一端を明らかにした他,線虫の運動に対する放射線影響を初めて明らかにした.線虫C.elegansは,通常,NaClに対して化学走性を示し寄っていくが,エサがない(飢餓)状態でNaClで条件付けを行うと,NaClを忌避するようになる(連合学習)。本研究では,条件付け後に生じるこの応答の変化を神経回路レベルで理解することを目的に,線虫の神経応答のコンピュータシミュレーションを行う.加えて,放射線ストレスが,この連合学習にどのような影響をもたらすのかを明らかにする.本年度は,主に以下の二つの内容を実施した.1.化学走性に関する神経回路のプロトタイプモデルの構築これまでに明らかにされている線虫野生種の神経回路マップから,化学走性に関与する神経細胞(ニューロン)とその神経結合を抽出し,化学走性神経回路を再現するコンピュータモデルを作成した.本モデルを用いて連合学習前後の応答のシミュレーションを行ったところ,介在ニューロンAIY周辺のシグナル伝達が,連合学習の前後で特に大きく変化することが示唆された.この結果は,AIYがNaClと飢餓の連合学習に重要な役割を果たすとした先行研究の実験結果に一致するものである.次年度からは,本モデルを用いて連合学習における放射線応答の解析を行う。2.放射線(ガンマ線)照射実験本研究では,原子力機構高崎研のイオンビーム照射施設に付随する重イオンマイクロビーム照射装置を用いて,線虫の局所域,特に中枢神経に放射線(重イオン)を照射し,放射線応答を神経回路レベルで明らかにすることを目指している.この局所域照射実験に向けた準備として,線虫の全身に^<60>Coガンマ線を照射し,NaClと飢餓の連合学習における放射線応答を調べた.この結果NaClへの化学走性の変化は,NaClと飢餓の条件付け(学習)時に放射線を照射した場合においてのみ大きく変動する傾向があることが明らかとなった.本研究では,線虫(C.elegans)のNaClとエサとの間に成立する連合学習(化学走性学習)に対する放射線応答を神経回路レベルで理解することを目的として,神経回路モデルを用いたコンピュータシミュレーションと放射線照射実験を進めている.本年度は,主に以下の内容を実施した。1.NaClに対する化学走性学習の神経応答シミュレーション前年度までに作成した化学走性に関与する神経回路の数理モデルを用いて,NaClとエサの化学走性学習前後の神経の内部状態を推定するシミュレーションを実施するとともに,反復実施した結果を定量的に評価する方法を確立した。本シミュレーションから,感覚ニューロンASEと介在ニューロンAIYの間の情報伝達が,学習前後で大きく変化することが推定された。また,生理学的手法による神経活動の計測が困難な介在ニューロンや運動ニューロンの中にも,学習に関与するものがいくつかあることが,新たに推定された。2.放射線照射実験(1)学習行動に対する放射線影響:線虫の全身にガンマ線照射し,NaClとエサの化学走性学習における放射線応答を調べた。この結果,放射線が感覚ニューロンを介して線虫の学習行動に影響を与えることを見出した。加えて,この学習行動の変化は,Gタンパク質γサブユニット(GPC-1)の局在する感覚ニューロンを経由し,限られたニューロンにより生じるものであることを明らかにした。(2)運動に対する放射線影響:線虫の運動は,エサの存在下では,エサのない環境での5割程度に減速する。本実験では,エサがない環境での運動が,照射により(線量依存的に)減速すること,一方で,エサの存在下では,照射による更なる減速が生じないことを明らかにした。変異体を用いた検証実験から,エサと放射線の信号がそれぞれ異なる神経経路で受容された後に,運動制御を担う同一の神経回路に伝達され,統合・処理されている可能性が示唆された。線虫の放射線応答を神経回路レベルで明らかにすることを目的に,1.線虫の放射線応答実験および,2.線虫神経系の数理モデル化とシミュレーションに関する以下の内容を実施した.1.線虫の放射線応答実験:線虫の運動は,生存に影響しない程度の^<60>Coガンマ線照射(0500Gy)により,線量に依存して低下する.

この放射線影響の機構を明らかにするため,すでに運動低下の機構がよく知られている接触刺激(エサの知覚)との関係を調べた.この結果,放射線による運動低下の機構には,ドーパミンを介した情報伝達とは異なる情報伝達経路が関与していることが推測された.さらに,放射線照射により生成される活性酸素種の一種である過酸化水素を線虫の全身に曝露したところ,放射線を照射した線虫と類似した運動が観られたことから,放射線による運動の低下が,活性酸素種などを介した情報伝達により誘導されている可能性が示唆された.2.線虫神経系の数理モデル化とシミュレーション:線虫の化学走性に関与する神経回路を数理モデル化し,これを用いてNaClとエサの連合学習の前後での神経の内部状態を推定するシミュレーションを実施し,学習関与シナプスを絞り込んだ.また,1.の実験で明らかになった線虫の運動に対する放射線影響の作用機序を探るため,周期的なくねり運動を再現する運動系モデルを完成させた.放射線照射実験と数理モデルとによる研究により,線虫の学習における放射線応答の神経機構の一端を明らかにした他,線虫の運動に対する放射線影響を初めて明らかにした.
高空間分解能光化学反応その場観察装置による酸化チタンの触媒反応界面の動的観察

当研究室では透過電子顕微鏡(TEM)を用いて、光化学反応による材料の原子構造や電子状態の変化をナノメータースケールで観察、解析できるシステムを開発した。これを用いて平成18年度には以下の研究項目を実施した。(1)球面収差補正TEMや電子エネルギー損失分光法(EELS)を用いて、光化学反応に伴って生成される酸素欠陥TiO_<2-x>構造を詳細に解析し、その欠陥構造が「酸素欠陥の規則化」→「歪緩和のための原子位置の移動」→「せん断構造生成」であることをつきとめ、Nanotech誌(2006)に発表した。(2)金イオンとTiO_2微粉末が混合した液体を光照射しながらTEM観察し、光電析反応の様子を世界で初めてTEMその場観察し、上記のTiO_<2-x>の酸素欠陥相と金の結晶成長サイトの関連について新しい知見を得た。(3)ゾルゲル法で作製した1本のチタニアナノロッドをピエゾ駆動のナノファクトリーホルダーにはさみ、応力や光照射を与えながら電気抵抗の測定をした。(4)高分子ブロック重合体を接合成長の阻止剤として用いたゾルゲル法で酸化チタンの高次構造体を作製し、その内部表面積および空孔率を3次元電子顕微鏡で測定した。あわせて通常の色素分解反応の性能も測定してここから計算された空孔率などとも比較した。以上のように通算2年間の本研究では酸化チタンを中心として光触媒材料の電子構造も含めた微構造をTEMを用いて原子レベルでその場解析する方法を確立した。当研究室では光化学反応をナノメータースケールの極微領域で動的に観察・測定できる装置系を開発している。これを用いて、本研究ではTiO_2ナノクラスターの結晶構造やドーパントそして酸素欠陥等の二次構造がマクロな光触媒活性に及ぼす影響を解明していくことを目的とした。本17年度は、(1)極低温3次元透過電子顕微鏡を用いて、光触媒反応中に酸化チタンと有機付着物との接触界面近傍のナノスケールの領域で生じる現象を、世界ではじめて立体的に視覚化した。その結果、格子酸素の消耗を原因とする酸化チタンの劣化現象をナノスケールで捉えることに成功した。また電子エネルギー損失分光法(EELS)によって、劣化の原因となる格子酸素の減少量を定量し、論文誌(JAP)に報告した。(2)世界最高の空間分解能を有する球面収差補正透過電子顕微鏡を用いて、酸化チタン結晶中の酸素原子を捕捉し、その位置や局所的な歪み、酸素欠陥などの原子レベルでの観察を実現した。シミュレーションによって、酸素空孔を含んだ局所構造と電子回折図形との対応を検証した。その後、ナノメートルサイズの酸化チタンを光触媒として利用する際の触媒活性とその限界を酸素欠陥の観点から解明した。さらに、クラスターのサイズと吸収波長のシフトの関係、エリプソメトリー分光法で測定した膜のバンドギャップのデータから、薄膜中の結晶サイズや欠陥構造がTiO_2薄膜の紫外光吸収におよぼす変化について考察し、薄膜化によってブルーシフトが生じる原因について言及した。
義歯補綴治療によるリハビリテーション効果の解明

上下顎全部床義歯装着者に対して咬合高径の異なる2種類の義歯を装着し咬合力および頭皮上電位を計測・解析したところ、「3mm低下義歯」は「使用義歯」より有意な咬合力の減少が認められ、ガム咀嚼後ネガティブな感性が有意に増加し、ポジティブな感性は有意に減少した。また、「使用義歯」の方がガム咀嚼後に頭皮上電位分布が滑らかになる傾向が認められた。咬合高径が低下した義歯の使用は咀嚼機能の低下を招き、感性を低下させるものの、義歯補綴治療により、脳機能を活性化させる可能性が示唆された。義歯機能は健康、長寿、QOLに直結しており、義歯機能を向上することにより、認知症や寝たきりを予防することが可能であると考えられる。本研究は、義歯機能と脳機能の関係を明らかにすることにより、義歯機能が健康や福祉に大きく関わる科学的根拠を示すことである。鶴見大学歯学部附属病院を受診し、義歯の経過良好と診断された上下顎全部床義歯装着者17名(男性8名,女性9名,年齢6792歳,平均年齢:79.1歳)を対象とし、使用義歯の咬合高径より3mm低く調節した複製義歯を製作した(3mm低下義歯)。使用義歯ならびに3mm低下義歯を装着し、咬合力(デンタルプレスケール:FPD-705,ジーシー,東京)および頭皮上電位(ESA-pro脳機能研究所,神奈川)を計測した。頭皮上電位の計測は、1分間ガム咀嚼を行い、ガム咀嚼直前、直後に行った。頭皮上電位分布はESAM解析(心理的状態)、DIMENSION解析(シナプス・ニューロン機能)、NAT解析(脳の機能局在)の分析を行った。本学倫理審査委員会の承認を得て遂行された。咬合力の評価では、3mm低下義歯は使用義歯より有意な咬合力の減少が認められた(p<0.05)。ESAM解析では、3mm低下義歯はガム咀嚼後にネガティブな感性が有意に増加し(p<0.05)、ポジティブな感性では有意に減少した(p<0.05)。DIMENSION解析の評価では、使用義歯の方がガム咀嚼後に頭皮上電位分布が滑らかになる傾向が認められたが、有意な差は認められなかった(p>0.05)。NAT解析による脳の機能局在評価では、使用義歯と3mm低下義歯で体性感覚野への影響が異なることが認められ、咬合高径が低下した義歯の使用は咀嚼機能の低下を招くと同時に、感性を低下させ、咀嚼による脳機能の活性化が生じにくい状況を引き起こす可能性が示めされた。義歯機能は健康,長寿,QOLに直結しており,義歯機能を向上することにより,認知症や寝たきりを予防することが可能であると考えられている。本研究は,義歯機能と脳機能の関係を明らかにすること,すなわち義歯治療により変化する因子と脳機能の活性度との相関を分析することにより,義歯機能が健康や福祉に大きく関わる科学的根拠を示すことである。平成23年度は,鶴見大学歯学部附属病院補綴科を受診したメインテナンス中の全部床義歯装着者を被験者とし,咬合高径の違いが脳機能に及ぼす影響を解明する計画を立案した。既に,補綴専門医により義歯の経過良好と判断された上下顎全部床義歯装着者6名を被験者として測定を行った。被験者に対し,適切な咬合高径を設定した義歯,5mm挙上した義歯および3mm咬合高径を低下した義歯の3種類の義歯を準備し,これらを順に装着し,ガム咀嚼を行なわせた。ガム咀嚼後直ちに脳波計(ESA-pro,脳機能研究所,川崎)を用いて3分間の脳波の計測を行い,脳機能の解析(DIMENSION解析)を行った。現在のところ,適切な咬合高径を設定した義歯が,最も脳機能の活性度が高い値を示し,続いて,5mm挙上した義歯,そして3mm低下した義歯装着時の脳機能が最も低い値を示しているが,現在のところ統計学的有意差は認められていない。今後,被験者を増やし,咬合高径の違いによる脳の活性化部位の相違を明らかにすることにより,国民に対して義歯治療の重要性を啓蒙することが可能となる。本研究は,脳波測定を行うことにより,脳機能の活性度の分析(DIMENSION解析)および脳の活性化部位のNAT解析(脳の活性化部位の分析)を行い,義歯補綴治療によるリハビリテーション効果を解明することを目的としている。

平成23年度は,6名の被験者に対して,適切な咬合高径を設定した義歯,5mm挙上した義歯および3mm咬合高径を低下した義歯の3種類の義歯を準備し,これらを順に装着し,ガム咀嚼を行なわせた。ガム咀嚼後直ちに脳波計(ESA-pro,脳機能研究所,川崎)を用いて3分間の脳波の計測を行い,脳機能の解析(DIMENSION解析)を行った。その結果,咬合高径が適切な使用中の義歯が,最も高い脳機能の活性度を示し,続いて,5mm挙上した義歯,そして3mm低下した義歯装着時の脳機能が最も低い脳機能の活性度を示しているが,現在のところ統計学的有意差は認められていない。今後さらに被験者を増やし,計測を進めると共に,分析を進め,NAT解析を用いて,脳の活性化部位の分析を行う予定である。今後さらに分析を進め、NAT解析を用いて、脳の活性化部位の分析を行う予定である。平成23年度の研究にて、初めてNAT解析を歯科分野に応用し、全部床義歯の義歯機能の向上による脳機能の活性化部位を評価可能であることを明らかにした。しかし、上下顎無歯顎患者の評価として最適な脳波の周波数、解析時間、解析部位などの分析方法を精査する必要がある。次年度の研究では、まず、義歯の咬合高径の違いによるガム咀嚼前後の脳機能の活性度と脳神経ニューロンの活性部位を比較することで、全部床義歯の咬合高径がどの様に脳機能に影響を及ぼし、それが全身機能にどの様な影響を及ぼすか検討する。次にガム咀嚼前後の脳機能の活性度及び、シナプスニューロン機能の活性化部位を比較することで、脳機能に影響を及ぼすか検討する。さらに、測定した全ての被験者を「脳機能が活性化した被験者」と「脳機能の活性化が認められなかった被験者」に分けて、最大咬合力の変化、咬合接触面積の違いなどの因子ごとに分析することにより、どのような因子が脳機能に影響を及ぼすか明らかにする。また、因子ごとに脳神経ニューロン機能の回復部位を分析することで、脳機能の活性化のメカニズムを解析し、義歯補綴治療によるリハビリテーション効果を解明する。平成23年度は、1,950,000円の交付決定を受け、実支出額は1,652,162円であった。未使用額は、297,838円であった。平成23年度科学研究費補助金交付申請時の研究経費との主な相違は、「旅費」が減少した点、「人件費」が減少した点である。それは、東日本大震災の影響により、Acceptされていた発表をキャンセルせざるおえなかった点、ならびに翻訳料の経費を節約した点である。また、共同演者として発表を行った14thICP(アメリカ)においては、海外出張を行わなかった点である。従って。その差額として297,838円の未使用額が生じた。24年度は、ブラジルにて開催される、IADR(International Association for Dental Research)学術大会およびフィンランドで開催されるPER/IADRにて成果発表を行う予定である。さらに、助成事業の最終年度として、翻訳・校正料を計上する予定である。
日本語学習者の言語使用データ蓄積と中間言語分析:韓国・朝鮮語母語学習者を中心に

インタビューやアンケートにより得られたデータを分析し、韓国・朝鮮語を母語とする日本語学習者の中間言語的特徴、特にモダリティー形式や格助詞の使用・習得に見られる言語処理ストラテジーを明らかにするとともに、その他の日本語学習者についても助詞の使用や引用に関して特徴を考察した。平成21年度は、日本語学習者を研究対象とした第二言語習得研究や日本語教育の先行研究を収集・整理しつつ、日本語学習者の言語運用データを収集するために、韓国において韓国・朝鮮語母語学習者のインタビュー及び作文データを収集した。そのデータのうち、本年度は特に対話(インタビュー)のデータに注目し、分析を行った。学習者の中間言語は口頭る発話の方がより直接的に現れると考えられるためである。その結果は「韓国人日本語学習者の誤用分析」(『大阪教育大学紀要第I部門人文科学』第59巻第1号、印刷中)としてまとめた。本論文を通して、韓国・朝鮮語母語学習者の中間言語には母語からの負の転移の他に、助詞や丁寧形の使用などに学習ストラテジーに起因すると見られる誤用が見られることが明らかになった。具体的には、助詞については場所の助詞「に」と「で」は韓国・朝鮮語からの正の転移が期待できるにもかかわらず、上級学習者に誤用が見られた。この点については先行研究により指摘されている「ユニット形成のストラテジー」と関連づけ、より特定的なデータ収集を行い詳細に研究を進める必要が認められる。また、丁寧形の使用においては、品詞にかかわらず「んです」の多用が中級から上級の学習者に幅広く見られ、理由としては「過剰般化」が考えられる。この現象が一時的に生じるものか、教室等において適切な指導・気づきの機会を与えなければ化石化につながるものなのかについて、今後分析を進めたい。平成22年度は、前年度に引き続き、日本語学習者の言語運用データを収集するために、韓国において韓国・朝鮮語母語学習者のインタビュー及び作文データを収集した。そのデータのうち、本年度は特に対話(インタビュー)のデータの中から、文末丁寧表現に注目し、分析を行った。その結果は「『んです』が多いんです:韓国人日本語学習者の文末丁寧表現の考察」(『大阪教育大学紀要第1部門人文科学』第59巻第2号、2011年)としてまとめた。本論文を通して、口語の文末表現に「んです」が多用される原因として、日本語学習者の言語処理ストラテジーが関係しているのではないかと指摘した。日本語の丁寧形終止形は動詞の「ます」と形容詞・名詞等の「です」があり、それぞれに肯定形・否定形と過去・非過去時制があるために、学習者にとって複雑な体系となっている。習得過程にある学習者にとっては文法処理をするのに時間がかかる部分となるが、実際に発話する際にはそのための十分な時間が取れるとは限らない。一方、「んです」を使用すると品詞にかかわらず直前の用言を連体形にすれば良く、学習者にとっては言語処理の速度を上げることが可能となる。しかし、「んです」はモダリティーとして「です」「ます」には無い機能があるために、濫用すると誤用になってしまうのである。言語習得においては学習・言語処理ストラテジーがどのように習得を推進し、また誤用を生み出すのかが重要な議論点になるが、上記の研究を通して日本語学習者の言語処理ストラテジーと誤用産出の関係の一端が明らかになった。平成23年度は以下の3点を中心に研究を進めた。I.日本語学習者の言語使用データ(作文・発話)の収集・蓄積II.韓国人日本語学習者に見られる誤用の記述と中間言語研究の観点からの分析III.韓国人日本語学習者とその他の学習者の中間言語の対照上記Iについては大阪教育大学の所属する留学生に協力を依頼し、インタビュー形式でデータを収集した。平成22年度までは韓国朝鮮語母語話者のデータを中心に研究を進めてきたが、今回のインタビュー調査で多様な母語を背景とする学習者にも研究対象を拡大した。IIについては「韓国人日本語学習者の誤用分析」(『大阪教育大学紀要第I部門人文科学』第59巻第1号、2010)で指摘した場所の助詞「に」と「で」を混乱して使用する現象について、韓国で日本語を専攻する学生を主な対象としてアンケート調査を実施し、「韓国人日本語学習者による場所の格助詞『に』と『で』の選択に関する研究」(『大阪教育大学紀要第I部門人文科学』第60巻第2号、2012)としてまとめた。この結果、格助詞の使用に正の言語転移が期待できる韓国語母語話者に場所の格助詞の誤用が見られること、他の言語を母語とする学習者と共通の言語処理ストラテジーがの部に見られることが明らかになった。また、Iで収集したデータを元に誤用例を分析し、韓国語母語話者以外の日本語学習者の特徴を「留学生の使用する日本語に見られる諸特徴:中間言語分析の観点から」(『大阪教育大学紀要第1部門人文科学』第61巻第1号、投稿中)としてまとめた。
雌性動物の血管平滑筋吸縮および弛緩におよぼす卵巣性ステロイドの作用に関する研究

末梢における抵抗血管は、心拍出力とともに血圧維持機構にとって必須かつ重要な役割を果たしている。抵抗血管壁の収縮・弛緩現象および壁の伸展性は、血管平滑筋自体の特性あるいは種々の収縮・弛緩物質により修飾され包括的な調節を受けている。一方、心血管系および脂質代謝系は加齢に伴い機能が低下し動脈効果が促進されるが、中高年婦人ではその成因が閉経期周辺の卵巣性ステロイド、特にエストロゲンの急速な現象と密接に関連していると考えられ、中高年婦人に対するエストロゲン補充療法が脂質代謝の改善を含め、多岐にわたる効果をもたらす可能性が報告されている。したがって、血管平滑筋の特性や血管壁の伸展性は卵巣性ステロイド、特にエストロゲンによって修飾を受けているものと考えられ、閉経期以降の血圧上昇、特に拡張期血圧上昇は、エストロゲンの急速な減少による一連の現象の一部分と考えられる。本研究では、1)末梢抵抗血管のモデルとして動物血管を用い、種々の収縮・弛緩物質に対する血管平滑筋の収縮特性や血管壁の伸展性を指標として去勢およびエストロゲン負荷動物における卵巣性ステロイド、特にエストロゲンの作用を検討し、血圧維持機構における卵巣性ステロイドの作用を解明すること、2)臨床において、閉経や卵巣摘出などの卵巣機能廃絶に伴うエストロゲンの急速な減少により脂質代謝がどのように変動しエストロゲン補充療法が脂質代謝の改善にどのように有効であるか検討することを目的とした。その結果、エストロゲンは血管運動神経を介した去勢ラット腸間膜動脈の収縮に対して急性投与で濃度依存性に抑制的な作用を有すること、エストロゲンを慢性的に投与した去勢家兎脳底動脈における内皮細胞依存性の弛緩反応は内皮除去動脈の弛緩反応に比し有意に増強されることが判明した。すなわち、エストロゲンは末梢抵抗血管の血管平滑筋に対して血管運動神経を介した収縮抑制作用を有し、血管内皮細胞依存性の弛緩反応を促進することが確認された。臨床では、閉経や卵巣摘出などの卵巣機能廃絶に伴うエストロゲンの急速な減少により動脈硬化形成の一因である脂質代謝の悪化が惹起されること、さらにエストロゲンの補充療法により脂質代謝の改善におよび凝固・線溶系因子の変動が認められることが判明した。すなわち、エストロゲンには脂質代謝改善作用があり動脈硬化形成に対して抑制的に作用することが確認された。両側卵巣摘出術を施行した10週齢ラットを、エストロゲン投与群(E群)、プロゲステロン投与群(P群)エストロゲン投与後プロゲステロン投与群(EP群)、ホルモン非投与群(対照群)の4群に分け、以下の検討を行った。1)ラット血圧測定装置(テ-ルカフ法)による間接血圧測定では、4群間に有意差はなかった。2)腸間膜動脈切片のノルエピネフリンによる収縮反応は、E群が他の3群に比し減弱していた。アセチルコリンによる弛緩反応は、E群が他の3群に比し増強していた。さらに急速伸展を加え静止張力に復帰するまでの時間経過は、4群間に有意差はなかった。3)ホルモン処理による慢性効果を検討する電気生理学的実験は行うに至っていない。

家兎脳底動脈を用いた急性実験では、エストロゲンはCa2+チャンネルを比較的高濃度で抑制した。当初の計画の中では、エストロゲン処理の他にプロゲステロン処理群、エストロゲン投与後プロゲステロン投与群と対照群を含め4群間での比較であったが、収縮・弛緩反応ではエストロゲン処理の慢性効果のみが認められた。例数が少ないためか、プロゲステロン処理による効果が現われてしない可能性があるのか、さらに例数を増やし検討する必要がある。末梢における抵抗血管は、心拍出力とともに血圧維持機構にとって必須かつ重要な役割を果たしている。抵抗血管壁の収縮・弛緩現象および壁の伸展性は、血管平滑筋自体の特性あるいは種々の収縮・弛緩物質により修飾され包括的な調節を受けている。一方、心血管系および脂質代謝系は加齢に伴い機能が低下し動脈硬化が促進されるが、中高年婦人ではその成因が閉経期周辺の卵巣性ステロイド、特にエストロゲンの急速な減少と密接に関連していると考えられ、中高年婦人に対するエストロゲン補充療法が脂質代謝の改善を含め、多岐にわたる効果をもたらす可能性が報告されている。したがって、血管平滑筋の特性や血管壁の伸展性は卵巣性ステロイド、特にエストロゲンによって修飾を受けているものと考えられ、閉経期以降の血圧上昇、特に拡張期血圧上昇は、エストロゲンの急速な減少による一連の現象の一部分と考えられる。本研究では、1)末梢抵抗血管のモデルとして動物血管を用い、種々の収縮・弛緩物質に対する血管平滑筋の収縮特性や血管壁の伸展性を指標として去勢およびエストロゲン負荷動物における卵巣性ステロイド、特にエストロゲンの作用を検討し、血圧維持機構における卵巣性ステロイドの作用を解明すること、2)臨床において、閉経や卵巣摘出などの卵巣機能廃絶に伴うエストロゲンの急速な減少により脂質代謝がどのように変動しエストロゲン補充療法が脂質代謝の改善にどのように有効であるか検討することを目的とした。その結果、エストロゲンは血管運動神経を介した去勢ラット腸間膜動脈の収縮に対して急性投与で濃度依存性に抑制的な作用を有すること、エストロゲンを慢性的に投与した去勢家兎脳底動脈における内皮細胞依存症の弛緩反応は内皮除去動脈の弛緩反応に比し有意に増強されることが判明した。すなわち、エストロゲンは末梢抵抗血管の血管平滑筋に対して血管運動神経を介した収縮抑制作用を有し、血管内皮細胞依存症の弛緩反応を促進することが確認された。臨床では、閉経や卵巣摘出はどの卵巣機能廃絶に伴うエストロゲンの急速な減少により動脈硬化形成の一因である脂質代謝の悪化が惹起されること、さらにエストロゲンの補充療法により脂質代謝の改善および凝固・線溶系因子の変動が認められることが判明した。すなわち、エストロゲンには脂質代謝改善作用があり動脈硬化形成に対して抑制的に作用することが確認された。
不揮発性高速プロトン伝導液体の設計

平成15年度はアルカリ金属イオン性液体の知見を利用し、プロトンの液状化を実施した。合わせて、効率的なプロトン伝導場の設計にも挑戦した。まず、アルカリ金属イオンの代わりに、プロトンを含む塩は既に、昨年度得られることを明らかにしたが、イミダゾリウムカチオンの代わりにピロリジニウムカチオンを用いることで、系のイオン伝導度を約10倍高めることに成功した。これらは、250°C程度までは分解せず、不揮発性の液体となった。プロトンの拡散係数を測定したところ、10^<-11>cm/S程度の値が得られ、アルカリ金属イオン(^7Li+)よりも高速で移動できることが認められた。さらに、これらをホストポリマー中に導入したところ、親水性のポリマーには相溶し、ゲルを形成した。この系のプロトンの拡散係数は測定していないものの、低分子と比較して遜色のないイオン伝導度が得られている。また、効率的なプロトン伝導場の設計は、2位にアルキル基を導入したイミダゾリウム塩を用いた。これらは自己集合し、2次元的にイオンが濃縮されたドメインがアルキル鎖ではさまれた層構造となり、"イオン性液体ナノシート"と呼べるものが得られた。これに10%程度長鎖イミダゾールを混合した系で連続したプロトン伝導に基づくイオン伝導度が見られ、液晶状態の系が均一溶液よりも高い値を示し、連続場の形成を強く示唆した。イオン性液体は氷点下から300°C以上まで幅広い温度域で液状の塩であり、蒸気圧がないため安定で安全な電解質溶液となる。これに高速プロトン伝導能を付与させることを最終目的とする。平成14年度はイオン性液体の設計指針を確立するために、多種のイオン性液体を合成し、構造と物性の相関について検討を行った。まず、解離性水素イオンを有するイオン性液体を設計した。具体的には、イミダゾール誘導体と有機酸を等モル混合し、中和反応による塩形成を通じてイオン性液体を得た。その結果、多くの新規イオン性液体が得られたので、物性を比較検討した。イオン性液体のイオン伝導度は系のガラス転移温度や粘度の影響を大きく受けるため、室温で10^<-2>S・cm^<-1>を超える高イオン伝導性の液体から、ほとんどイオン伝導を示さないものまでが得られ、機能を設計するための基礎知見を整理できた。次いで、易動性のプロトンを有するイオン性液体の設計を試みた。我々は既に、アルカリ金属イオン性液体の設計に成功しているが、その誘導体の中にアルカリ金属イオンの代わりにプロトンを含む塩が含まれている。これらの塩のプロトン伝導性はまだ測定していないが、充分可能性があると思っている。さらに、特定の高次構造がプロトン伝導には重要であるので、イオン性液体に分子集合能を付与した系も作成した。カチオンとアニオンのいずれかあるいは両方に長鎖アルキル基を導入し自己集合させたところ、イオン性液体ドメインが2次元的に広がった"イオン性液体ナノシート"と呼べるものが得られた。これら多くの塩についてのプロトン伝導性測定は次年度の検討項目である。
ミクロデータ利用による情報サービス業の構造変化に関する数量的研究

研究目的は、通商産業省の「特定サービス産業実態調査」における情報サービス業の個別結果表の目的外利用により、1990年代初めの情報サービス業の構造変化を、投資関数、費用関数、および投資関数の計測によって、数量的に明らかにすることである。個別結果表の目的外利用の許可に時間がかかったため、本年度の研究成果は、公表された集計値による分析と日本開発銀行による「開銀財務データ」を用いたパネル分析である。1998年に入り、個別結果表の目的外利用の許可が下り、現在、鋭意分析中であり、1998年度に成果が発表される予定である。研究代表者と各研究分担者の研究成果は、次のとおりである。新谷は、通商産業省の「特定サービス産業実態調査」における情報サービス業の集計された公表値を用いて、投資関数を計測し、1991年頃を境とした情報サービス企業の投資行動の変化を統計的に抽出した。「開銀財務データ」を用いたパネル分析の結果も同様であった。小島は、費用関数の計測を、「開銀財務データ」を用いたパネル分析によって行った。統計的に、固定効果モデルが最適であることが判明し、1990年代の情報サービス企業における規模間格差と技術進歩を抽出することが出来た。山田は、生産関数の計測を、「開銀財務データ」を用いたパネル分析によって行った。費用関数の場合と同様に、統計的に、固定効果モデルが最適であることが判明し、1990年代の情報サービス企業における規模間格差と技術進歩を抽出することが出来た。
食品リスク解析の公共的な意思決定に資する農学系サイエンスショップの研究

本研究の最終目的は、帯広畜産大学における農学系サイエンスショップの展開可能性を検討し、その具体設計を試行することであった。我々の研究成果に基づくと、農学系サイエンスショップの展開条件は次の4点に集約できた。1に、思考力は決して高くはないが、身の回り公共問題を問い続ける市民の存在である。2に、その市民の問いかけ・懸念に対して細やかに応答できる大学の存在である。3に、その応答の中身は、専門家同士の学術論争ではなく、平易で誠実な説明ないしコミュニケーションでならなければならないことである。4に、その応答の公共性を担保にするため、サイエンスショップにおける研究成果は公開されなければならないことである。この展開条件を確認したうえで、サイエンスショップの具体設計を検討するため国際フォーラム『大学におけるサイエンスショップを考える-自然と人間と社会がともに成熟する将来に向けて-』を開催し、その国際討論の成果を踏まえて、本研究は、帯広畜産大学共同研究センターにおいて、新しい市民参加・駆動型社会貢献事業「帯広畜産大学街育プラザ」に結実した。その設計骨子は以下の通りであった。1)運営主体:「帯広畜産大学街育プラザ」運営委員会2)研究課題:市民の応募課題の中から、運営委員会が採択課題を選考。3)対応する研究者・学生:採択課題と研究者・学生の関心を運営委員会が調整・決定4)財源:大学の負担上限は20万円。課題採択者から実費に応じて大学負担額よりも少額の負担。5)調査期間:12年本研究の最終目的は、帯広畜産大学における農学系サイエンスショップの展開可能性を検討し、その具体設計を試行することであった。5)調査期間:12年本年度は、初めに、海外におけるコミュニティの市民と大学研究者・学生のパートナーシップによる「サイエンスショップ」(以下、SS)や「コミュニティ・ベースト・リサーチ」(以下、CBR)の本質をとり入れた使命遂行型農学研究の独創性及び必要性に関する研究会を開催した。そこで、研究代表者及び研究分担者は、本学における使命遂行型農学研究の独創性及び必要性を再確認するとともに、その中核概念である「現場科学としての媒介専門性」はなぜ今、大学の教育・研究に必要なのか、またそれを維持・促進するための制度的財政的条件は何か、について討論し、おおむね共有した。以下、海外調査に絞って研究実績を報告する。第1回欧州調査においては、我が調査班はデンマーク工科大学及びオランダ・ワーゲニンゲン大学のSSの協力により資料収集を行い、SS運営担当者と意見交換した。欧州におけるSSの定義問題、大学とSSの展開史、そして最近のEUにおけるSS支援の始動などを確認した。さらに、欧州とわが国とを比較した場合、「市民社会の熟度の違い」という社会条件について、調査班は制度設計に当っては十分留意すべきことを共有した。本年度の研究全体を振り返ると、「現場科学としての媒介専門性」において、クライアント(市民)が持ち込んでくるコンフリクトや関心・懸念を受けて、「何を大事なものとし、何を無視・軽視できるものとするか」、さらに「その大事なものをどのように研究課題に翻訳するか」の安定した判断基準の構築の重要性、欧州における狭いSS定義にこだわらず、より柔軟で有効なコミュニティの市民と大学研究者・学生のパートナーシップによる農学系「サイエンスショップ」として、「農学のためのコミュニティ・大学連携」(Community-Campus Partnership for Agriculture,以下、CCPA)、の具体像などの知見を得たことが成果ということができる。米国・カナダには、サイエンスショップと同様の活動組織として、"Community-based research(CBR)"が、大学を拠点に存在する。トレント大学におけるCBRが、TCCBEと呼ばれている。TCCBE訪問による調査研究によって、次にように資料収集をおこない、サイエンスショップ設計に関わる貴重な知見を得た。(1)TCCBの規模と組織形態、教育プログラムの概要、(2)TCCBEの活動事例冬季低温下におけるCOVAのワイン生産とブドウ栽培の試験資金調達、環境資源研究プログラム、FAOとの研究連携の在り方、大学の講義におけるCBRの普及教育等「コミュニティに関心を寄せ、それに呼応する大学の実践的な教育・研究活動」は当然という社会認識が土台にあって、TCCBEの活動が成立している。

2.オランダ・ユトレヒト大学及びワーゲニンゲン大学のサイエンスショップ活動・評価今回は、両大学におけるサイエンスショップと学部・大学院教育との関連性について詳細な調査研究を実施した。主要な知見は次の点である。(1)サイエンスショップと学部・大学院の教育システムの関係(2)サイエンスショップ関連の単位評価や論文審査の方法(3)サイエンスショップが参加学生に与える教育効果(4)サイエンスショップが指導教員に与える教育・研究上の効果最終年度の目的は、帯広畜産大学における農学系サイエンスショップの展開可能性を検討し、具体設計を試行することである。農学系サイエンスショップ関する我々の研究成果はその農学系サイエンスショップの成立基盤として次の4点確認した。1つは、思考力は決して高くないが問い続ける市民の存在である。2つは、その市民の問いかけと懸念に対して細やかに応答する大学である。3つはその応答とは、専門家同士の論争ではなく、社会的存在である大学に暗黙的、明示的に期待されていることに対する誠実な説明である。4つはその応答における最小限度の公共性を担保するため、応答=調査研究の成果は公開されなければならないことである。これら4点の成立基盤のもとで展開可能性の検討のため、国際フォーラム『大学におけるサイエンスショップを考える-自然と人間と社会がともに成熟する将来に向けて-』を開催した。「オランダ・ワー下ニンゲン大学のサイエンスショップ」(Straver氏)「カナダ・トレント大学における地域密着型研究」(Barr氏)、「農学系学部教育におけるサイエンスショップの意義と課題」(渡邊氏)、「新たな社学連携によるサイエンスショップの開花」(関川氏)の講演と質疑応答によって、展開可能性を確認した。具体設計は、帯広畜産大学地域共同研究センターにおいて実施する、新しい市民参加・駆動型社会貢献事業「帯広畜産大学街育プラザ」に結実した。設計骨子は次の通り。1)運営主体の設置。「帯広畜産大学街育プラザ」運営委員会2)身近な課題・疑問の市民からの募集。3)応募課題等の中から採択課題の選考。4)調査研究を担当する適切な研究者・学生の調整。5)調査研究の結果の公表。」6)調査研究の期間は12年。7)財源。大学の負担上限は20万円。課題採択者から実費に応じて大学よりも少額の負担。
短鎖脂肪酸をリガンドとするネコGPR41とGPR43の機能解析

本研究課題はネコのGPR41とGPR43の受容体としての機能を細胞内シグナル伝達解析、NanoBiT法による2量体形成解析、発現部位を免疫染色またはIn situ hybridization解析、GPR41とGPR43遺伝子中の一塩基多型(SNP)探索をサーベイヤー解析によって行う。SNP探索により将来肥満するネコを出生時に予測するゲノム診断技術の開発に寄与するものである。
大陸地殼下部物質の変化についての岩石学的研究

本研究では、大陸地殼下部を構成する物質の存在状態、および変成作用と部分融解過程に従う物質の変化と移動を明らかにするため堆積岩起源の先カンブリア代グラニュライト相変成岩に注目し、次の様な新しい知見を得た。1。カナダ東部・ラブラド-ル地域に産出する、グラニュライト相変成岩についての地質学的・記載岩石学的研究を行い、それらの時代・分布・鉱物学的特徴などを明らかにし変成条件を推定した。変成温度・圧力は1000°C,10Kbarに達したと推定される。アノ-ソサイト質マグマの地殼下部への貫入による熱変成作用により、周囲の泥質堆積岩起源物質中に大隅石やサフィリンなどが生成した。本研究で明らかなった変成作用起源大隅石産出は世界で5例目である。また、これら変成岩の地球化学的特徴から、部分融解による地殼下部岩石の化学的分化過程についての知見を得た。部分溶解過程で生じた液相はAタイプ花崗岩組成と推定される。2。高温型グラニュライト相変成岩の重要な指示鉱物である大隅石の安定関係を明らかにするため、実験岩石学的研究を行い、大隅石が大陸地殼下部に相当する圧力下で安定であることが明らかになった。大隅石は1000°Cで12kbarまで安定に存在する。3。大陸地殼下部における泥質堆積岩起源のグラニュライト相変成岩の生成と地殼下部物質の部分融解が密接に関係している事があきらかになった。大陸地殼下部を構成するグラニュライト相変成岩は、非常に低い水の分圧下で安定であると考えられるが、この様な条件は部分融解で生成した液相に水が優先的に取り込まれ、液相が源岩から取り去られた結果実現されたと思われる。地殼下部の部分融解と花崗岩質マグマの生成、それに伴う溶け残り起源の高温タイプのグラニュライト相変成岩の生成は、地殼下部に貫入したアノ-ソサイト質マグマの活動に密接に関係している。1。2。3。平成元年度の実績は次のようなものである。(1)カナダ・ラブラド-ルに産出する、大陸地殻下部起源の変成岩について、岩石学的・地球化学的検討を行った。大隅石を含むグラニュライト相変成作用の生成条件を明らかにし、P-Tgridを作成した。変成作用に従う化学成分の移動は無視できる事が明らかになった。成果はJ.Petrologyに投稿した。(2)実験岩石学の実験設備の整備を行った。熱水合成装置の購入、設置と、それの温度・圧力のキャリブレ-ションを行った。地殻下部条件下での相平衡を明らかにするため、ピストンシリンダ-型高圧発生装置で珪酸塩鉱物の相平衡を検討した。合成した大隅石を用いて実験を行い大隅石は地殻下部約30kmの条件下で安定であることを明らかにした。また熱水合成装置を用いて金雲母の合成を行った。地殻下部条件下での金雲母の安定についての実験は現在進行中である。(3)丹沢山地西部でざくろ石を含む流紋岩質岩脈を発見し、その貫入年代、化学組成、鉱物学的特徴を明らかにした。

貫入岩体は幅50mに達し、年代は約2.4Maである。この年代は今まで丹沢では知られていない火成作用年代を示す。成果の一部は神奈川地学協会誌に発表した。下部地殻を構成する玄武岩質岩石の部分融解で生成したものと推定される。次年度は金雲母を含む岩石の地殻下部における相平衡を明らかにするため、K_2O-MgO-Al_2O_3-SiO_2-O-H_2O-CO_2系の高圧下の相平衡について実験を行う。本研究では、大陸地殻下部を構成する物質の存在状態、および変成作用と部分融解過程に従う物質の変化と移動を明らかにするため堆積岩起源の先カンブリア代グラニュライト相変成岩に注目し、次の様な新しい知見を得た。1。カナダ東部・ラブラド-ル地域に産出する、グラニュライト相変成岩についての地質学的・記載岩石学的研究を行い、それらの時代・分布・鉱物学的特徴などを明らかにし変成条件を推定した。変成温度・圧力は1000°C,10Kbarに達したと推定される。アノ-ソサイト質マグマの地殻下部への貫入による熱変成作用により、周囲の泥質堆積岩起源物質中に大隈石やサフィリンなどが生成した。本研究で明らかなった変成作用起源大隈石産出は世界で五例目である。また、これらの変成岩の地球化学的特徴から、部分融解による地殻下部岩石の化学的分化過程についての知見を得た。部分溶解過程で生じた液相はAタイプ花崗岩組成と推定される。2。高温型グラニュライト相変成岩の重要な指示鉱物である大隈石の安定関係を明らかにするため、実験岩石学的研究を行い、大隈石が大陸地殻下部に相当する圧力下で安定であることが明らかになった。大隈石は1000°Cで12kbarまで安定に存在する。3。大陸地殻下部における泥質堆積岩起源のグラニュライト相変成岩の生成と地殻下部物質の部分融解が密接に関係している事があきらかになった。大陸地殻下部を構成するグラニュライト相変成岩は、非常に低い水の分圧下で安定であると考えられるが、この様な条件は部分融解で生成した液相に水が優先的に取り込まれ、液相が源岩から取り去られた結果実現されたと思われる。地殻下部の部分融解と花崗岩質マグマの生成、それに伴う溶け残り起源の高温タイプのグラニュライト相変成岩の生成は、地殻下部に貫入したアノ-ソサイト質マグマの活動に密接に関係している。
川崎病既往患者における冠動脈石灰化の研究―電子ビームCTによる検討―

川崎病は小児期に発症のピークがあるいまだ原因不明の全身性の血管炎であり、その予後は心臓の後遺症、特に冠状動脈病変の有無に左右される。心臓に後遺症のある患者は注意深い経過観察が必要である。一方、心臓に後遺症のない患者については特別な注意は必要ないが、血管炎の後であるため成人期以降に動脈硬化の危険因子となる可能性が指摘されている。しかし本当に心後遺症のあきらかでない患者が動脈硬化の危険因子となるというはっきりしたデータは現在、存在しない。一方、電子ビームCTは非侵襲的に冠動脈の石灰化を描出可能であり、成人の冠状動脈の動脈硬化のスクリーニングとして用いたとの報告は多い。今回の研究では電子ビームCTを川崎病既往患者に施行し、冠状動脈病変を持たない患者において冠状動脈の石灰化が認められるかどうかを検討することを目的とする。その頻度が正常コントロール群と比較し有意に高ければ川崎病は明らかな冠状動脈病変がなくても成人期の動脈硬化の危険因子であるということができる。山口大学小児科および関連病院で経過観察中の川崎病既往患者22例に電子ビームCTを施行したところ、冠動脈瘤で経過観察中の1症例に冠動脈の石灰化を認めたが、冠状動脈病変を指摘されたことのない症例では冠状動脈の石灰化は認めなかった。現在までの症例の検討では冠状動脈病変のない川崎病既往患者に冠状動脈の石灰化は認めておらず、動脈硬化の危険因子であるという積極的なデータは得られていない。しかし、症例数が限られており、また発症後1020年の経過時点でのデータであるので、更なる症例の蓄積および長期のフォローアップが今後の課題といえる。川崎病は血管炎であるため、例え冠動脈障害が急性期に認められなかった症例でも動脈硬化の危険因子と考えられている。しかし本当に川崎病が動脈硬化の危険因子であるのかはっきりしたデーターは存在しない。更に現在、一般的に行われている胸部XP、安静時の心電図、心エコーで動脈硬化の早期診断は不可能である。本研究は、冠動脈の石灰化を鋭敏に捉えることが可能とされている電子ビームCTを用いて冠動脈病変が存在しない川崎病既往患者に動脈硬化の危険因子である冠動脈の石灰化がどの程度存在するのか、またそれによって動脈硬化の早期診断が可能であるかを検討し、川崎病既往患者の長期フォローアップに役立てようということを目的としている。対象は目的の趣旨から成人期に達した川崎病既往患者となる。現在まで数例で検査施行しているが、現時点では冠動脈の石灰化が認められた症例は冠動脈瘤を持つ川崎病既往患者のみである。今後、症例を蓄積することで正常と言われている冠動脈に発生する石灰化の発生頻度を検討する予定である。さらに健常日本人の冠動脈の石灰化を電子ビームCTで検討したデーターは存在しないため、年齢、性を一致させた健常日本人対照群にも検査を行い、その冠動脈石灰化の頻度を本研究結果と比較検討する必要がある。電子ビームCTは、海外では既に成人の動脈硬化の早期診断に用いられており、本研究の結果によっては電子ビームCTが今後、川崎病の長期フォローアップに欠かせない検査項目となる可能性もあると考える。
グリア細胞特異的電位依存性ナトリウムチャンネルの遺伝子ターゲッティング

グリア細胞は従来、神経細胞の機能を支持、修飾するという補助的な細胞であるとされ、情報伝播を担う活動電位を生じることはない。ところは、近年アストロサイト、シュワン細胞といったグリア細胞においても電位依存性ナトリウムチャンネルが発現し、機能していることが確認された。本実験の目的は、グリア細胞に特異的に発現している電位依存性ナトリウムチャンネル(NaG)遺伝子が欠損したマウスを作製することにより、その生体内での機能を探り出すことにある。本年度はその準備期間にあたり、まずはじめにNaG遺伝子クローンをマウス遺伝子ライブラリーから単離し、その遺伝子構造を明らかにした。引き続き、開始コドンを含むエクソンにネオマイシン耐性遺伝子を導入することで遺伝子ターゲッティングベクターの構築をおこなった。また、NaG遺伝子の発現パターンを解析する目的で開始コドン直下にフレームを合わせてβ-ガラクトシダーゼを挿入した遺伝子ターゲッティングベクターの構築も同時におこなった。ネオマイシン挿入型ターゲッティングベクターをエレクトロポレーションにより、ES細胞に導入し、384個のネオマイシン耐性ES細胞クローンをサザンブロットによってスクリーニングをおこなったところ、2個の相同組換えクローンを確立した。これら相同組換え体ES細胞をマウス8細胞期受精卵に打ち込み、キメラマウスの作製をおこなった。その結果、コートカラーの判断から、ES細胞の貢献度が高いキメラを8匹確立した。現在、これらキメラマウスと野生型マウスとの交配をおこなっており、F1ヘテロマウスの樹立を目指しているところである。
Boussinesq-type Modeling of Destructive Surf Beat over a Fringing Reef during Typhoon Haiyan

本研究では,高潮・高波による浸水に関する様々なシナリオについて詳細な検討を行った.その結果,特に沖合での波の状態,局所地形,潮位変化が重要であることがわかった.長周期波は,強い砕波が生じる場所で発生する傾向がある.そうした場所は海岸侵食も強い.潮位の変化は,砕波帯のプロセスを変化させる.波の遡上は,通常は高潮位時に最も高くなる傾向にあるが,長周期波はむしろ潮位が低い時に大きくなる傾向がある.潮位が低い状態において,砕波はより急激に発生する.これにより,長周期波のエネルギーが増大し,土砂移動を引き起こすと考えられる.本研究では,高潮・高波による浸水に関する様々なシナリオについて詳細な検討を行った.その結果,特に沖合での波の状態,局所地形,潮位変化が重要であることがわかった.長周期波は,強い砕波が生じる場所で発生する傾向がある.そうした場所は海岸侵食も強い.潮位の変化は,砕波帯のプロセスを変化させる.波の遡上は,通常は高潮位時に最も高くなる傾向にあるが,長周期波はむしろ潮位が低い時に大きくなる傾向がある.潮位が低い状態において,砕波はより急激に発生する.これにより,長周期波のエネルギーが増大し,土砂移動を引き起こすと考えられる.
乳腺微小環境から見た低線量・低線量率放射線による乳がんリスク解明

放射線発がんリスクの高い乳腺においても、低線量・低線量率の被ばくによる乳がん発生の分子メカニズムは明らかになっていない。本研究では乳がんの起源となる乳腺幹細胞とその周囲を取り巻く乳腺微小環境への放射線被ばくの影響を包括的に解析することを目的としている。低線量被ばくによる乳腺幹細胞への影響について、幼若期被ばくによる乳腺幹細胞の増加に閾値の存在が示唆されること、線量率効果が存在する事、さらに系統差が存在することを見出した。微小環境のみの被ばくによる乳腺発がんを検出できる実験系を導入した結果、高線量被ばく群はコントロール群と比べて、がんの増殖速度が高まることを見出した。原爆被爆者の疫学調査で示された急性放射線被曝による乳がん発生メカニズムは未だ不明な点が多い。加えて2011年に発生した福島原発事故で注目を集める低線量・低線量率放射線被ばくによる乳がんリスクの解明は緊急の課題となっている。近年、組織幹細胞やその周辺の微小環境が発がんにおいて極めて重要な役割を演じていることが知られるようになったが、放射線被曝した乳腺微小環境と発がんとの関係はほとんど明らかにされていない。本研究では乳腺微小環境の変化による乳腺幹細胞への影響解析を中心に放射線誘発乳がんメカニズム解明を目指すとともに、それに与える低線量放射線や線量率の影響などについても検討する予定である。平成26年度はすでに報告のある(Nguyen et al., Cancer Cell, 2011)いわゆるRadiation chimera model、それは微小環境の影響を検討できるモデルであるが、それを立ち上げるためにBALB/cバックグラウンドのp53-/-マウスを繁殖させた。9週齢メスから第4番目の乳腺を摘出し、組織片を作成、凍結保存した。3から4週齢BALB/cマウスの、乳腺上皮細胞が存在する部分を外科的に除去し、残りの脂肪体に凍結保存しておいたp53-/-マウス由来の乳腺組織片を移植した。移植から約6週間後に乳腺のホールマウント染色を行い、移植したp53-/-組織片が生着し、乳腺構造を構築していることを確認した。乳腺は放射線発がんリスクの高い臓器として知られているが、その分子機構は不明な点が多く残されている。また、2011年に発生した東日本大震災に伴う東京電力福島第一原子力発電所事故は低線量長期被ばくによる発がんリスクを多くの人々に想像させた。乳腺は管腔細胞と筋上皮細胞の二種類の上皮細胞に加え、間質と呼ばれる線維芽細胞や脂肪細胞、免疫細胞などから構成される。乳腺幹細胞は放射線誘発乳がんの標的細胞の一つであると考えられる。そして、その乳腺幹細胞は周囲の微小環境と密接な関係を構築していることから、微小環境への放射線被ばくは発がんを引き起こすか、もしくは促進するのに重要な役割を演じていることが示唆される。そこで本研究では乳腺微小環境への放射線の影響を解析することを目的としている。本年度は乳腺幹細胞を含む細胞集団を同定できる細胞表面マーカーを用いたFACS解析の立ち上げを行った。これまでマウスではCd24、Cd49fの組み合わせ、Cd24、Cd29、Cd61の組み合わせで前述の乳腺幹細胞を含む細胞集団を同定できると報告されている(Lim E et al, Breast Cancer Res, 2010)。マウス乳腺よりコラゲナーゼなどの複数の酵素処理を行うことで、乳腺細胞を分離し、血球細胞、免疫細胞などのLineage細胞を除いたのち、前述の表面抗原を認識する蛍光ラベルされた抗体を用い、FACSにて解析を行った。その結果、これまで報告のあるFACSプロファイルと類似するパターンを得ることができた。また、Mammosphere培養法呼ばれる、乳腺幹細胞とその前駆細胞のみが構築できる非接着の球状細胞集団を評価する培養法についても、既報に従い予備的検討を行ったところ、Mammoshere形成を確認することができた。当初予定していた乳腺幹細胞の解析法である乳腺幹細胞を含む細胞集団を同定できる細胞表面マーカーを用いたFACS解析ならびに乳腺幹細胞とその前駆細胞のみが構築できる非接着の球状細胞集団を評価する培養法であるMammosphere培養法の確立ができたため。原爆被爆者の疫学調査などから乳腺は放射線発がんリスクの高い臓器として知られている。しかしながらその分子メカニズムについては明らかになっていない。さらに2011年3月に発生した東京電力福島第一原子力発電所事故により低線量や長期被ばくによる発がんリスクがどのようになるのか、関心が集まっている。乳腺は管腔細胞、基底細胞の二種類の上皮細胞に加え、線維芽細胞、脂肪細胞、免疫細胞などからなる間質で構成されている。組織幹細胞はその組織の恒常性を維持するために、分化した細胞に比べ長期間存在し続けるため、放射線や活性酸素種などによる損傷を保持したまま、とどまっていることが想定される。そのため、乳腺幹細胞は発がんの起源細胞の一つと考えられる。そして乳腺幹細胞と間質は密接な関係を保っているが、被ばくした微小環境がどのように乳腺幹細胞に影響をおよぼすのか、明らかになっていない。そこで本研究では乳腺微小環境への放射線の影響を包括的に解析することを目的としている。本年度は、一昨年度に実験条件を見出したp53-/-メスマウスより得られた乳腺組織片を用いることによるRadiation Chimera modelによる発がん実験を行った。