hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノプローブを用いた高精度電位測定とナノ構造中電子状態の解明に関する研究

一方、KFMでの電位フィードバックを停止し、静電引力信号の直流バイアス依存性を測定することにより、局在準位などへの電荷蓄積効果を観測できる可能性があることから、同手法を用いて、自己形成InAs量子ドット上での静電引力測定を行った結果、本来は線形な関係にある静電引力と直流バイアスの関係に明瞭な非線形性が見られることや、その非線形性に量子ドットのサイズ依存性があることを明らかにした。この非線形性については、量子ドット中の量子準位への電荷蓄積効果によるものと考えている。さらに、自己変位検出型のカンチレバーを用いたKFMによる光起電力測定手法を拡張し、多結晶シリコン材料の結晶粒界付近にて、少数キャリアの拡散長のマッピング計測を実現した。その結果、結晶粒界近傍では明らかに拡散長が減少していることが示された。これは、結晶粒界が少数キャリアの再結合サイトとして働いていることを強く示唆している。また、結晶粒ごとに拡散長の値も異なることも見出した。このような太陽電池特性の局所的情報を利用することで、微小な結晶で構成される太陽電池材料の性能向上に貢献できるものと考えている。
新奇RNA結合タンパク質・Wnterによる体軸形成とWntシグナルの制御機構

<研究目的>多細胞動物の発生過程において、前後、背腹、左右の体軸の形成とそれに伴う細胞の増殖・分化の分子機構の解明は、個体発生のメカニズムを理解する上で必要不可欠である。ツメガエルの背腹軸形成を制御する因子を、発現クローニング法によって探索した結果、Wntシグナル伝達系を特異的に促進する新奇RNA結合蛋白質・Wnterを同定した。本研究は、1)ツメガエル胚と培養細胞を用いたWnterの過剰発現および機能阻害実験によって、Wnterによる体軸形成と発生・分化の制御機構を明らかにする。また、2)Wnterの標的RNAを同定することによって、WnterによるRNAレベルでのWntシグナル伝達制御機構を解明する。これらの解析から、今まで研究が十分になされていないRNAレベルでの初期発生制御のメカニズムを明らかにする。<研究成果>平成19年度科研費若手(スタートアップ:代表・宮本達雄)では、ツメガエル初期胚のWnter過剰発現実験から、Wntシグナルを亢進する活性が確認された。平成20年度は、より定量的な解析が可能なヒト培養細胞を用いてWnterの過剰発現実験を行った。また、ツメガエル胚でのWnter機能阻害実験に使用するモルフォリーノアンチセンスオリゴ(MO)を設計した。<成果1>HeLa細胞において、Wnt刺激下で、WnterはAxin2などのWnt応答遺伝子の発現を亢進させる活性をもつことが明らかになった。<成果2>ツメガエル胚における内在性Wnterタンパク質を検出するために、ツメガエルWnterに対するウサギポリクロナール抗体を作製した。なお、平成19年度に作製したヒトWnter抗体は、ツメガエルWnterを認識できないので、あらたにツメガエルWnterを抗原にした抗体を作製した。さらに、ツメガエルWnter抗体を用いたウエスタン解析の結果、内在性Wnterタンパク質を効率的にノックダウンできるWnter MOの設計に成功した。
ストリーミングデータに対する適応的なデジタル署名の開発

本研究では,ストリーミングデータに対する適応的なデジタル署名の開発に資する,ストリーミングデータに対する予測モデルの動的設計法を開発した.今回開発した手法は,対象とするストリーミングデータの特性と使用可能な計算資源量に応じた予測モデルを動的に設計することが可能である.また,今回の開発手法は,呼吸性振動を行う悪性腫瘍に対する放射線治療の研究分野においても効果的に応用可能であることを合わせて示した.本研究では,ストリーミングデータに対する適応的なデジタル署名の開発に資する,ストリーミングデータに対する予測モデルの動的設計法を開発した.今回開発した手法は,対象とするストリーミングデータの特性と使用可能な計算資源量に応じた予測モデルを動的に設計することが可能である.また,今回の開発手法は,呼吸性振動を行う悪性腫瘍に対する放射線治療の研究分野においても効果的に応用可能であることを合わせて示した.本研究では,ストリーミングデータに対する正当性検証能力を定量的に制御可能なデジタル署名技術を開発し,限られた計算資源において,正当性検証能力を最大化したデジタル署名を適応的に作成する方法の開発を目指している.本年度は,ストリーミングデータに対するデジタル署名作成の計算コストを削減する方法について検討を行った.具体的には,デジタル署名作成処理の計算コスト削減を目的に,ストリーミングデータのモデル同定と,そのモデルを用いたデータの将来の変化の予測を試みた.モデル同定と予測が適切に行われた場合は,デジタル署名作成処理に必要なデータ解析の計算コストを低減できると期待できる.モデル化や予測を試みるストリーミングデータには,放射線治療の際にリアルタイムで観測される肺腫瘍位置の時系列データを用いた.肺腫瘍位置の時系列データは.呼吸性の比較的単純な周期運動でありモデル化や予測が比較的容易であり,さらに,計算コスト削減の効果も大きいと期待される.なお,ストリーミングデータのモデル化と予測を行うデータ解析ツールには技術計算ソフトウェアMatlabを用いた.本研究で開発した方法を用いることで,対象データの効果的な予測が可能であることを,シミュレーション結果をもとに示した.本年度は,正当性検証能力を定量的に可変できるデジタル署名技術や,対象データのモデル化や予測が適切に行われなかった場合にも署名の正当性検証能力を一定以上に維持する技術の開発を行っているが,その完成は来年度以降の課題である.本年度は、実用的なストリーミングデータに対して生成されるデジタル署名の正当性の定量化と、ある有限な計算資源に対して実現可能なデジタル署名の正当性の上限値推定の技術開発に資するであろう、ストリーミングデータに対する予測モデルの定量的な性能評価と予測精度限界推定の手法開発を行った。実用的なストリーミングデータとしては、従来の予測モデル流用が容易であることから、放射線治療研究用に公開されている肺腫瘍位置の呼吸性振動データを前年同様に用いた。対象ストリーミングデータは、自然界特有のゆらぎ(非同期の周期性)が含有されるという意味で実用的である。前年度までに開発した手法では、ゆらぎの影響による予測精度低下を回避する目的で、予測モデル設計の前段階において既観測ストリーミングデータに対する周期補正の処理を行っていた。この補正処理を行うことで、一般的な周期ダイナミクス予測モデルであるSeasonal ARIMAモデルを直接的に用いることが可能になる。しかし、周期補正処理の過程で本来のストリーミングデータを改変してしまうため、達成可能な予測精度上限を制限してしまう問題があった。そこで本年度は、周期補正の処理を予測モデルの設計アルゴリズムに組み込む新しい手法の開発を行った。新手法では、事前に周期補正処理の必要がないため、データ改変に起因する予測精度上限の制限問題を回避することが可能である。また、周期補正処理に必要な計算コストも不要になるため、予測モデルの高次化や設計アルゴリズムの複雑化が可能になる。本年度に新たに開発したデータ解析や予測手法の成果は、放射線治療への応用研究として発表している。また、デジタル署名などの技術と関連させた情報セキュリティへの応用成果は、特許出願する予定である。
地方自治体における予算編成改革：日本における公的ガバナンスとアカウンタビリティ

本研究はNPM(新公共経営)改革として世界各国で取り組まれてきた自治体活動におけるガバナンスとアカウンタビリティ改革が、日本においてはどのように行なわれてきたのかを明らかにする。単純に記述するだけではなく、社会的構築物としてガバナンスとアカウンタビリティを見つめ、社会学等の知見を利用した理論によって、その存在を説明する。本研究は「クリティカルアカウンティング」に分類できる。本研究に成果をトップジャーナルに掲載することを最大の目的とする。周知のように、日本の多くの研究では自治体や公的機関に対してより一層のNPM改革の推進が期待されてきたが、本研究ではNPM改革が徹底していないのにも関わらず、日本の自治体等の公的機関では一定水準以上のサービスを提供している状況を理解することに焦点を当てる。自治体首長、議員、病院長、自治体職員、病院職員、医師、看護師、市民グループ等への広範なインタビューと公開・非公開資料の分析を行うことで、当該自治体病院の抱えるガバナンスとアカウンタビリティの問題点を指摘することができた。当該ケースを含め、日本の自治体病院の多くは院長をはじめとした医師を大学の「医局」の派遣に依存している。そして病院のトップは専門経営者ではなく医師である。そのため医療サービスの提供への関心は高いがそのための管理会計数値等についての関心はそれほど高くない。また医局と病院のパワーバランスについても個別病院で異なる。そして組織トップの選任が重要事項であるはずのガバナンスに市民が参加できておらず、また首長の関与も限界がみられる。市民へのアカウンタビリティも不十分である。上記のような発見事実が、日本独自の状況であることを会計学、公衆衛生学、行政学、社会学等の広範な文献研究より明らかにし、それを説明するための理論を中根(1967)や阿部(1995)らの日本の社会文化論から発展させた。3か年の研究の展開順序については前後しているが、自治体病院についてはケーススタディを実施し、国際学会での報告にとどまらず、高レベルの国際学術誌への投稿を行ったことから、初年度として一定以上の成果を上げることができたと考える。2018年度の自治体病院研究については、第一回目の査読には十分対応できたので、第二回目の査読を待つが、それに対応するために、追加調査が必要となる可能性もある。2019年度内の掲載許可を期待する。3か年の期間中にトップジャーナルへの掲載が許可されれば、本研究の最大の目的は達成できたと考えられる。参加型予算についてはいくつかの自治体へのパイロット調査を実施したが、現実には予算への取り組みが不十分であることが明らかとなった。この発見事実からUddin, Mori, Adhikari (in print)と同様の成果となることが分かったので、研究の方向を変更する必要がある。現在取り組む準備をしているテーマについては、少子高齢化、環境・エネルギー問題、交通問題等の多種多様な都市問題をICTによって解決しようとする「スマートシティ」政策を想定している。日本においてもいくつかの自治体が、日本を代表する企業と連携し大きな成果を上げているようだが、そこでのアカウンタビリティやガバナンスについてはほとんど研究がされていないようだ。本年度中に本格的調査を実施し、まずは国際学会での報告まで到達したいと考える。

3か年の期間中にトップジャーナルへの掲載が許可されれば、本研究の最大の目的は達成できたと考えられる。参加型予算についてはいくつかの自治体へのパイロット調査を実施したが、現実には予算への取り組みが不十分であることが明らかとなった。この発見事実からUddin, Mori, Adhikari (in print)と同様の成果となることが分かったので、研究の方向を変更する必要がある。現在取り組む準備をしているテーマについては、少子高齢化、環境・エネルギー問題、交通問題等の多種多様な都市問題をICTによって解決しようとする「スマートシティ」政策を想定している。日本においてもいくつかの自治体が、日本を代表する企業と連携し大きな成果を上げているようだが、そこでのアカウンタビリティやガバナンスについてはほとんど研究がされていないようだ。本年度中に本格的調査を実施し、まずは国際学会での報告まで到達したいと考える。
実行機能と「開かれた」社会的ネットワークの戦略的な形成：バーチャルラボでの検討

年度末の渡航ということもあり、今年度においては共同研究者とのミーティングを行い、今後の研究計画と遂行方針を確認するにとどまった。オーストラリアおよび日本でのデータ収集については、それぞれの大学のスケジュールを参照しながら、研究代表者が適宜日本に帰国してセットアップを行い、今年度中に両国でデータ収集を行う方針を固めた。また、実行機能を含む広範な認知機能が複数コミュニティへの所属に果たす役割についてのレビューを行った。年度末の渡航のため、ミーティングのみにとどまっているが、研究のスケジュールおよび方針は明確に確認できている。基課題(基盤C)を進めつつ、国際共同研究としての位置づけを明確にするため、オーストラリアでのデータ収集を次年度内に行う。内定年度:2017年度末の渡航ということもあり、今年度においては共同研究者とのミーティングを行い、今後の研究計画と遂行方針を確認するにとどまった。
線虫を用いた残留ダイオキシン類の低減化システムの確立

近年、内分泌撹乱化学物質の一種であるダイオキシン類による環境汚染は、ヒトの発癌性の増加および催奇形成の原因と考えられており、さらに世代を超えた影響をもたらす恐れがあることから、深刻な社会問題になりつつある。本研究においては、環境中に汚染されたダイオキシンの低減、特にその修復が難しといわれている土壌中ダイオキシンの分解を遺伝子組換え体を利用して行うシステムを確立することを目的とした。本研究開発の実施により、ダイオキシン誘導体の生体毒性を一括して簡便・迅速に検出・測定できるバイオアッセイ系を構築することができた。本法では最も毒性が強い2,3,7,8-TCDDでは10fMからの検出が可能であり、当初の目標値(1nM以下)をクリアした。一方、ダイオキシン誘導体を生化学的に分解・不活化する手法を確立する目的で、枯草菌及び白色腐朽菌からダイオキシン分解に関与する遺伝子のクローニングをし、いくつかの有望な遺伝子を取得することができた。この酵素遺伝子の発現産物を評価する際、今回開発したレポーター遺伝子アッセイをスクリーニングに活用することができた。本アッセイ系を活用し、その酵素のダイオキシン活性物質(2,3,7,8TCDD,3,3',4,4',5-PCB等)の分解・修飾活性があることが示された。また、その酵素を発現できるトランスフォーマントは、酵素発現の増強・改良を行いつつ、今後より一層実用的なものに改良する予定である。これらの結果を総括すると、本研究開発により、分子生物学的手法を用いてダイオキシン誘導体をバイオアッセイ法にて検出・測定できる系を構築し、またこの測定法を利用して初めて、ダイオキシン分解・修飾に関与する遺伝子の取得とその発現産物である酵素のダイオキシン誘導体分解・修飾能を評価することができ、バイオレメディエーション系開発への筋道をつけることができた。昨年度はダイオキシン分解の可能性のある酵素6種の遺伝子を枯草菌および白色腐朽菌からクローニングし全塩基配列を決定した。また、レポーターアッセイ系確立のためにCYP1A1遺伝子のプロモーター領域をPCR法にて得、GFP遺伝子と結合させてダイオキシン様物質に応答することを確認した。本年度はこれらの成果の上にダイオキシン分解酵素の発現系を構築し、ダイオキシン測定系の確立を目指すためにレポーターアッセイ系の実用化を目指す。当該年度においてダイオキシン分解酵素発現系の構築昨年度クローニングした白色腐朽菌由来、および枯草菌由来のダイオキシン分解酵素遺伝子全長クローン6種をそれぞれ大腸菌発現ベクターに組込みそれぞれの酵素を得、ダイオキシン分解能を調べた。その結果枯草菌由来の過酸化酵素の1種にダイオキシン分解能が認められた。この遺伝子の培養細胞系での発現系を現在構築中である。レポーターアッセイ系の確立昨年度構築したダイオキシン応答性レポーター遺伝子を肝癌細胞株にトランスフェクトし、ダイオキシン量に比例してGFPの発現が起こるように調製し、現在fmolからpmolオーダーでの検量線の直線性が確かめられ、その再現性も良好であることが明らかになった。

近年、内分泌撹乱化学物質の一種であるダイオキシン類による環境汚染は、ヒトの発癌性の増加および催奇形成の原因と考えられており、さらに世代を超えた影響をもたらす恐れがあることから、深刻な社会問題になりつつある。本研究においては、環境中に汚染されたダイオキシンの低減、特にその修復が難しといわれている土壌中ダイオキシンの分解を遺伝子組換え体を利用して行うシステムを確立することを目的とした。昨年度はダイオキシン分解の可能性のある酵素6種の遺伝子を枯草菌および白色腐朽菌からクローニングし全塩基配列を決定した。また、レポーターアッセイ系確立のためにCYP1A1遺伝子のプロモーター領域をPCR法にて得、GFP遺伝子と結合させてダイオキシン様物質に応答することを確認した。本年度はこれらの成果の上にダイオキシン分解酵素の発現系を構築し、ダイオキシン測定系の確立を目指すためにレポーターアッセイ系の実用化を目指す。当該年度においてダイオキシン分解酵素発現系の構築昨年度クローニングした白色腐朽菌由来、および枯草菌由来のダイオキシン分解酵素遺伝子全長クローン6種をそれぞれ大腸菌発現ベクターに組込みそれぞれの酵素を得、ダイオキシン分解能を調べた。その結果枯草菌由来の過酸化酵素の1種にダイオキシン分解能が認められた。この遺伝子の培養細胞系での発現系を構築し、レポーターアッセイ系との共導入を試みた。その結果モニタリングしながら低減化させるという当初目的が可能であるとの結論を得た。レポーターアッセイ系の確立昨年度構築したダイオキシン応答性レポーター細胞株の検出感度の向上を目指しfmolオーダーでの検量線の直線性が確かめられ、その再現性も良好であることから実用化レベルにあることが確かめられた。環境サンプルでの測定も試み良好な結果を得た。
ドイツにおける文化創出システム《ドクメンタ》へのバウハウス教育学の貢献について

本科学研究費補助金研究では、事例カッセル・ドクメンタを手掛りに、芸術学校バウハウス第二世代が第二次世界大戦後ドイツにおける文化的・芸術的な文化創出システム《ドクメンタ》にどのような貢献を行ったかについて研究した。その為に、まず第一に、バウハウスを改革史的な文脈に生まれた学校と位置付け、戦後ドイツの教育界、芸術学校の世界の中でバウハウス第二世代がどのように活躍したかを明らかにした(対象:ハンブルク芸術大学、ベルリン芸術大学、デュッセルドルフ芸術大学)。当該研究の研究経過は次の通りであった。課題設定・分析・調査(平成14-15年度):(1)カッセル・ドクメンタの展開とA・ボーデの構想、(2)戦後ドイツにおけるバウハウス第二世代の教育思想と造形芸術観の形成過程・展開過程について(モティーフ:ハンブルク芸術大学長ハッセンプフルークの教育理念、同芸術大学「自由芸術」コース招待講師講義(1953-55年))、(3)デュッセルドルフ芸術大学の戦後改革とその学長代行E・マタレの芸術学校改革について、(4)ベルリン芸術大学の戦後改革について(モティーフ:同芸術大学教授G・フィーツの教育実践)。当該研究の成果(平成14-16年度):ドクメンタ参加芸術家と戦後の芸術運動団体Zen49グループの活動を糸口に、ハンブルク芸術大学、カッセル芸術大学、デュッセルドルフ芸術大学、ベルリン芸術大学へ在職していた「バウハウス第二世代」教授達が、カッセル《ドクメンタ》の発展に重要な貢献を行ったことを解明した。(1)ドイツのカッセル・ドクメンタに関連して、我々日本人が有しているイメージはボイスによって規定されてきた。しかし、そこには、戦後ドイツにおける芸術世界の発展過程についての豊かな理解が欠け、ナチズム崩壊後の芸術の再復興に貢献した人々の芸術教育学的努力についての理解が欠けていた。この点に関連して、資料『25人の芸術家とZen49の痕跡』(1989)は、初期ドクメンタの背景としてのアンフォルメルの芸術家達の貢献を明らかにしてくれる。また資料『バウハウスの理念:プラン・継承・発展』(1991)は、戦後の北部・北西部ドイツで発展した芸術学校改革とその遺産について明らかにしてくれる。(2)ところで、1955年の第1回ドクメンタは、カッセル芸術大学の画家・教授であったアーノルト・ボーデによって、ドイツ連邦庭園祭と並行して開催される現代芸徒際として発意された。ボーデとハフトマンの協力によって、1959年と1964年の第2回、第3回ドクメンタが催され、国際的な芸術祭が開かれた。この芸術祭にはパリのアンフォルメルの芸術家達とニューヨークの抽象表現主義の芸術家達が参加し、同芸術祭は国際的な現代アーティストの一大センターとなった。(3)他方、資料『ドクメンタ1 1955』、『ドクメンタ2 1959』によって次のことが明らかとなる。初期ドクメンタに参加した芸術家は、次のようなアンフォルメルのドイツ人芸術家達であった。W・バウマイスター、F・ヴィンター、J・ファスベンダー、H・ハルトゥンク、E・W・ナイ、H・トリアー、T・ヴェルナー、H・ウルマン他(第1回)。これに次のようなアンフォルメルの芸術家達が加わった。R・ガイガー、M=デニンンホフ、H・ベールケ、N・クリッケ、B・シュルツェ、E・シューマッハー、K・R・H・ソンダーボルク他(第2回)。その内、とりわけヴィンター、ファスベンダー、ナイは、バウハウス出身者が戦後集まった、'ハンブルク芸術大学の招待講師であった。初期ドクメンタの展開過程を考察すると、《バウハウス第2世代》、アンフォルメルの芸術家達、そしてドクメンタ、これら三者の相互関係性が明らかとなる。(1)本科研の課題設定:申請者達は、戦後ドイツ文化創出システム《ドクメンタ》に対してバウハウス教育学とバウハウス第二世代が果たした役割について研究しようとした。

その際、バウハウス教育学の存在と意味を、ドイツの社会・文化システムという枠組みの中に位置付けて考察することが重要な手掛りとなると考えた。(2)第1年度研究成果:成果は、「アーノルト・ボーデとカッセル・ドクメンタへのその刺激について--《バウハウス第二世代》と初期ドクメンタとの相互関係を手掛かりとして--」(鈴木幹雄、学会発表、学会誌掲載予定論文)として実現された。(3)第2年度(平成15年度)の研究課題と研究発表:・研究課題:1)カッセル芸術大学教授の戦後改革と同大学自由芸術コース主任教授F・ヴィンターの改革。2)デュッセルドルフ芸術大学学長代理E・マタレの造形芸術的・芸術教育学的理念とその弟子たちへの影響について3)ベルリン芸術大学教授G・フィーツの造形芸術的・芸術教育学的理念について本年度の研究プランは、2003年3月28日(横浜国立大学)と、12月24日(和歌山大学)の会議において意見交換・調整された。・研究成果:これら三つの課題研究は、2004年3月末に開かれる第26回美術科教育学会において次の三つの発表として公開・報告される。また2004年度中に学会誌等に公開される予定である。-「初期カッセル・ドクメンタとアンフォルメルの作家集団ZEN49の展開」(鈴木幹雄)、-「デュッセルドルフ芸術大学教授E・マタレの教授(芸)術について」(堀典子)、-「バウハウス第二世代の模例としての芸術家G・フィーツ」長谷川哲哉)。本科研の課題設定:申請者達は、戦後ドイツ文化創出システム《ドクメンタ》に対してバウハウス教育学とバウハウス第二世代が果たした役割について研究しようとした。その際、バウハウス教育学の存在と意味を、ドイツの社会・文化システムという枠組みの中に位置付け、バウハウス第二世代、戦後芸術運動参加芸術家=教授、戦後ドイツ芸術大学第一世代教授層達の改革エネルギーがカッセル・ドクメンタに如何に交流していくかについて考察することが重要な手掛りとなると考えた。(1)第1年度研究成果:本科研端緒的研究「アーノルト・ボーデとカッセル・ドクメンタへのその刺激について-《バウハウス第二世代》と初期ドクメンタとの相互関係を手掛かりとして-」(鈴木幹雄)として実現された。(2)第2年度(平成15年度)の研究:1)カッセル芸術大学教授の戦後改革と同大学自由芸術コース主任教授F・ヴィンターの改革。2)デュッセルドルフ芸術大学学長代理E・マタレの造形芸術的・芸術教育学的理念とその弟子たちへの影響について3)ベルリン芸術大学教授G・フィーツの造形芸術的・芸術教育学的理念について(3)第3年度研究成果:上記研究発表を踏まえて、2004年度に次の研究が学会誌等に公開された。-「初期カッセル・ドクメンタとアンフォルメルの作家集団ZEN49の展開」(鈴木幹雄)、-「デュッセルドルフ芸術大学教授E・マタレの教授(芸)術について」(堀典子)、-「デュッセルドルフ芸術大学教授エヴァールド・マタレの教授(芸)術について」(堀典子)-「バウハウス第二世代の模例としての芸術家G・フィーツ」(長谷川哲哉)、-「戦後早期のベルリン造形芸術大学におけるモデルとしてのバウハウス-招聘された7名のバウハウス人の思想と活動を中心に-」(長谷川哲哉)。
高病原性トリインフルエンザが哺乳類呼吸器細胞にアポトーシスを誘導する機構の解明

高病原性トリインフルエンザウイルスA/Crow/Kyoto/53/2004 (H5N1)(H5N1-Flu)は哺乳動物の呼吸器上皮としてのブタ初代肺胞上皮細胞にアポトーシスを誘導し、その誘導にはH5N1-Fluのhemagglutinin (HA)蛋白質が深く関与していることがわかった。各種recombinant H5N3-Fluをブタ肺胞上皮細胞に感染させその細胞傷害性とアポトーシス誘導能について評価を行ったところH5N1-FluのHA以外の遺伝子をもつrecombinant H5N3-Fluではアポトーシスを誘導しないことがわかった。またさらにH5N1-FluのHA蛋白質のうちアポトーシス誘導に関与するHAのアミノ酸配列を同定するために本来アポトーシスを誘導しないH5N3-FluとH5N1-FluのHAとのキメラのHAを作成した。これをH5N3-Fluに導入しアポトーシス誘導に関与しているアミノ酸の同定を試みたところHAの81-340アミノ酸領域のみをH5N1-Fluに変えたH5N3-Fluのウイルスでアポトーシスの誘導が認められた。高病原性トリインフルエンザウイルスH5N1の病原メカニズムは未だ不明な点が多い。本研究ではインフルエンザの自然宿主であるブタ呼吸器上皮より分離した初代培養細胞を用いてH5N1の病原性を検討した。ブタ肺胞上皮より分離した初代培養細胞にA/Crow/Kyoto/53/2004(H5N1)、および対照として過去に分離されたH5型ウイルスA/Duck/Hong Kong/342/78(H5N2)、A/Duck/Hong Kong/820/80(H5N3)を感染させたところ、H5N1感染細胞でのみ強い細胞傷害性が認められそれはCaspaseに依存したアポトーシスであった。本研究においてはさらに本来アポトーシスを誘導しないH5N3にH5N1の遺伝子を導入したrecombinant H5N3(rH5N3)を作成し、そのアポトーシス誘導能を検討したところH5N1のHemagglutinin (HA)遺伝子をもつrH5N3で強い細胞傷害性とアポトーシス誘導が認められた。またHAの開列部位を易開列性に改変したvirulent H5N3を作成し同様の実験を行ったがwild typeと同様にアポトーシスは誘導しなかった。以上の結果よりH5N1のアポトーシス誘導能の1因子として少なくともそのHA遺伝子が関与していることがわかった。本来、細胞への吸着が主な役割と考えられているHA蛋白質がアポトーシス誘導に関与しているという報告は今までになく新たな知見でありウイルス学的にも意義深い。またニワトリの病原性と関係していると考えられているHA蛋白質の開列部位のアミノ酸配列は哺乳動物の呼吸器上皮細胞に対する細胞傷害性には直接的には関与していないことがわかった。前年度までの研究で高病原性トリインフルエンザウイルスであるA/Crow/Kyoto/53/2004(H5N1)は哺乳動物の呼吸器上皮としてのブタ初代肺胞上皮細胞にアポトーシスを誘導し、その誘導にはH5N1のHemagglutinin(HA)蛋白質が深く関与していることがわかった。本年度はH5N1のその他の遺伝子の関与について評価するために、リバースジェネティクス法によりそれぞれのH5N1の遺伝子を持つ各種ミュータントを作成しH5N1のHA以外の遺伝子のアポトーシス誘導への関与について検討を行った。各種recombinant H5N3(rH5N3)をブタ肺胞上皮細胞に感染させその細胞傷害性とアポトーシス誘導能について評価を行ったところH5N1のHA以外の遺伝子をもつrecombinant H5N3ではアポトーシスを誘導しないことがわかった。またさらにH5N1のHA蛋白質のうちアポトーシス誘導に関与するH5N1のHAのアミノ酸配列を同定するために本来アポトーシスを誘導しないH5N3とH5N1のHAとのキメラのHAを作成しこれをH5N3に導入しアポトーシス誘導に関与しているアミノ酸の同定を試みたところHAの81-340アミノ酸領域のみをH5N1に変えたH5N3のウイルスでアポトーシスの誘導が認められた。

以上の結果よりブタ肺胞上皮細胞におけるH5N1のアポトーシス誘導にはそのHA蛋白質が主に関与ししかもその前半の81-340アミノ酸が重要である可能性が示唆された。現在はH5N1HA、H5N3HAの蛋白質立体構造上の違いと病原性との関連性について検討を行っている。またそれぞれのHA蛋白質と宿主内で相互作用する細胞死に関連した宿主因子について探索を行っている。
痴呆脳における細胞骨格蛋白の機能変化に関する研究

アルツハイマ-病およびアルツハイマ-病モデル動物について細胞骨格蛋白の変化を調べ以下のような結果を得た。1.ウサギ脳内にアルミニウム塩を注入することにより、実験的神経原線維変化を作製しその形成機序を検討した。増生する線維はニュ-ロフイラメント蛋白からなる線維であり、生合成の元進と共に、分解代謝系の障害が示唆された。脳内ライソゾ-ム及びライソゾ-ム酵素に関する実験結果からも、アルミニウム中毒により細胞骨格蛋白の代謝系に障害が生じることが示された。2.アルツハイマ-病患者血清中の細胞骨格蛋白抗体の存在を検討し、アルツハイマ-病患者血清中ではグリア線維酸性蛋白に対する抗体価が上昇していることを示した。また、本抗体価の測定がアルツハイマ-病の臨床診断に役立つことを示した。3.アルツハイマ-病患者皮膚から培養した線維芽細胞について研究しアルツハイマ-病線維芽細胞ではビメンチン線維の配列に変化が生じていること及び線維芽細胞の接着性が変化していることを示した。4.中間経線維の機能に関する知見を得る目的で、中間経線維構成蛋白の重合度を測定する方法を開発し、中間経線維の重合・脱重合のキネテイックスを測定した。本研究の成果により、アルツハイマ-病においては脳内に限らず全身の細胞、組織において細胞骨格蛋白の変化が認められることが明らかにされ、特に、中間経線維の変化が重要であることが示唆された。兎脳内にアルミニウムを注入して作製したアルツハイマー病モデル動物において、ニューロフィラメントを中心とした線維性蛋白が増生していることを示し、同時に、脳内ライソゾーム酵素の一つであるカテプシンDの活性が上昇している事を示した。このモデル動物から精製したカテプシンD酵素の性質を酵素学的に検討することにより、以下の知見を得た。1.アルミニウム注入兎から精製したカテプシンD酵素は、酵素蛋白の分子量やアミノ酸組成には変化を認めなかったが、酵素活性に変化があり、正常兎の酵素と比較してKm値・Vmax値とも低下していた。2.アルミニウム注入兎脳から精製したカテプシンD酵素はその熱安定性が損なわれており、正常酵素と比較して、不安定ものであることが明らかになった。以上の所見は、脳全体ではカテプシンD活性が上昇しているにもかかわらず、精製した酵素蛋白当りの活性はむしろ低下していることを示している。この理由を解明するために、ライソゾーム酵素活性の変化の機序として、ライソゾームの安定性が変化しているのではないかとの仮説の元に、老齢動物、及び、アルミニウム注入動物のライソゾームの安定性を検討した。その結果、老齢動物では、ライソゾームの安定性が低下しており、ライソゾーム酵素が漏出しやすい状態になっていることが明らかにされた。又、同様の不安定性は、アルミニウム注入動物脳でも観察され、アルミニウムにより、ライソゾームが不安定化され、ライソゾーム内の蛋白分解酵素であるカテプシンDなどが細胞質内に漏出してくることが、アルミニウムによる神経細胞障害の機序として示唆された。今後は、培養神経細胞を用いて、以上の仮説を更に詳細に検討する予定である。アルツハイマ-病患者から培養した線維芽細胞について研究して以下の結果を得た。1.アルツハイマ-病線維芽細胞はその増殖期においては正常細胞と形態・増殖速度は同じであったが、線維芽細胞が増殖を停止した状態では特徴的な細胞骨格の変化を示していた。2.アルツハイマ-病線維芽細胞の接着性は、正常細胞と比較して低下しており何らかの細胞表面の変化が示唆された。3.アルツハイマ-病線維芽細胞の細胞骨格蛋白のうち、マイクロチュブルおよびマイクロフィラメントの分布には大きな変化が認められなかったが、ビメンチン線維の配列に特徴的な変化が認められ、ビメンチン線維と細胞表面との結合が変化を受けているものと推察された。

4.細胞膜裏打ち構造を形成している蛋白のなかで、フォドリン蛋白の分子量が変化していることが示され、アルツハイマ-病線維芽細胞においては、細胞表面の構造の異常が強く示唆された。以上の結果は、アルツハイマ-病の病理的過程が脳内にかぎらず広く全身の組織・細胞に認めらることを示しており、本研究の成果はアルツハイマ-病の診断に役立ち得るものであると共に、アルツハイマ-病の病態の研究に線維芽細胞が使用できる可能性を示したものである。現在、線維芽細胞を用いたアルツハイマ-病の診断法に関する研究が進行中であり、このような研究成果は現在必要とされているアルツハイマ-病の生物学的診断法を大きく発展させ得るものと考えられる。
新規水素・エタノール複合発酵によるバイオマスエネルギー転換の高効率化技術の開発

これまでの研究により,水素収率の向上に温度が重要なパラメータであることが明らかになった。中温条件では安定的水素発酵を継続することが難しかったのに対して、高温条件で安定的水素発酵を行うことができ、しかも、水素収率が高いことが分かった。本年度では、複合微生物群による発酵の効率化を図るため、高温水素生成グラニュールの培養およびUASB型発酵槽による長期間連続水素発酵の実験を行った。(1)高温水素発酵グラニュールの培養水素生成細菌が存在する中温メタン発酵のグラニュールと高温水素発酵汚泥を混合したものを種汚泥として用いて、高温条件(55°C)、pH 5.06.0の条件ででんぷんを基質とした水素生成グラニュールの培養を行い、良好なグラニュールを得ることができた。グラニュールの粒径は0.54.0であり、良好な沈殿性能を有していた。(2)高温UASB型反応槽を用いた連続水素発酵有効容積6LのUASB型反応槽を用いてHRTを48時間、24時間、12時間、6時間、3時間のように段階的に短縮させて連続実験を行い、定期的にガス生成量、ガス組成、代謝産物を測定してHRTの影響を検討したとともに、最大負荷を把握できた。UASB型反応槽における最大水素収率は1.7mol H_2/mol glucoseであった。発酵パターンに及ぼす基質の影響を検討した結果,水素回収が可能な基質として従来検討されてきた炭水化物に加えてグリセロールからも水素の回収が期待できることが明らかとなった。また,グリセロールを基質として使用した場合には,水素の他に有価資源として1,3-プロパンジオールを高い収率で生産することができることを明らかにした(水環境学会誌に掲載)。また,基質濃度と発酵パターンとの関係を検討した結果,エタノールの収率は基質濃度を増大させた時に向上する傾向があることが観察された。この時水素の収率とエタノールの収率の間には負の相関が見られた。この知見については,今後投稿する論文の中で報告する予定である。分子生物学的手法を用いた微生物の解析を中温および高温培養系で行い,発酵パターンと微生物叢との関係について検討を行った。中温培養系では,種々の細菌群を使用した回分実験から,発酵パターンは植種源により異なることが明らかとなった。それらの培養系の発酵パターンは大きくの2つに分けられた。つまり,植種源の選択が発酵パターンの制御には大きな影響を及ぼすことを示した。微生物叢をPCR-DGGE法により解析したところ,エタノール発酵パターンにおいて水素生成ポテンシャルが大きな系からはClostridium pasteutrianumに近縁な細菌が観察された(廃棄物学会誌に掲載)。高温培養系では水素収率の高い微生物系を構築し,微生物解析を行った。PCR-DGGE法,リアルタイムPCR法およびクローニング法による解析の結果,Thermoanaerobacterium属細菌に近縁な細菌が水素生成には重要であることがあきらかとなった。また,植種源による影響を検討した結果,植種源は高温水素発酵特性を決定するパラメータの1つであるが示唆された(生物工学会誌に掲載)。
インターネットと移動体通信を利用して収集した環境情報をもとにした環境教育

ワールドスクールジャパンの活動を中心に、環境教育にインターネットと移動体通信をどう利用すれば効果的かを検討した。1997年10月に高野孝子氏がミクロネシアのウォレアイ島に行った折りに、日本とウォレアイ間で電子メールのやり取りおよびチャットを行った様子をモニターした。参加校は、高野氏のウォレアイ訪問に備えて、6カ月前から準備を始めており、その6カ月の様々な直接体験が実際の通信に大いに役立ったことが判明した。ワールドスクールジャパン参加校は1年間にわたり、パックテストを用いて酸性雨と身近な川の水質を調査した。その結果を、BBS上で情報交換した。BBS上ではタイムラグが生じ、全国に散らばった参加校同士でうまく情報が共有できないことが判明した。情報の共有という点では、インターネットのホームページが有効であった。水の活動の発展として、河川公園ができる予定地の写真をホームページに登録して、日本各地及び世界各地のワールドスクール参加校に意見を募集したところ、日本からはもとより海外からのアクセスも多く、ホームページで画像を共有しながら、それぞれの参加校の直接体験をもとにして話し合うことが、大変有効であることが判明した。以上のように、ネットワーク上でのやり取りは、参加校にとっては間接体験であり、そこに至るまでの直接体験が重要であることが重要であることが判明した。これまでの研究は通信環境に重点が置かれがちであったが、実は児童生徒の直接体験が重要であることを明らかにすることができた。今後は、小中学生がアクセスしやすく利用し易いホームページの仕組みを検討する。特に、アニメーションなどの複雑な見栄えのする仕組みでなく、シンプルでより効果的なコンテンツのあり方を検討する。
異化的鉄還元を利用した新たな重金属含有排水処理システムの構築

本研究は、異化的鉄還元能を有する嫌気性集積培養系を活用した新たな重金属含有排水処理システムの構築を目指したものである。安定で高密度な異化的鉄還元集積培養系を構築できた。集積培養系で形成されたマグネタイトは、各種重金属イオンに対する優れた吸着剤として機能することが判った。新たな重金属含有排水処理システムの構築に重要な知見が得られ、システム構築の可能性が期待される。研究代表者らの獲得した嫌気性集積培養系における、フェリハイドライトのマグネタイトへの変換に及ぼす培養条件の影響を検討したところ、マグネタイト形成では酢酸塩が電子供与体として利用され、またpHと温度の影響は、それぞれpH7.17.8、2637°Cの範囲において活発なFe(III)の還元が認められ、マグネタイトの形成には、リン酸塩の添加濃度に大きく影響を受けることが明らかとなった。次に、PCR-DGGE法を用いて菌叢解析を行ったところ、7つのバンドが確認され、本集積培養系は7種の細菌が混在していることが示された。16S rRNAのV3領域(約200bp)をもとに検索を行ったところ、各々の細菌で相同性が最も高かったのはFirmicutes bacterium、Delftia sp.、Clostridium litorale、Genbacter sulfurreducens PCA株、Tissierella sp.、Clostridium sp.、Exiguobacterium spであり、集積培養系のマグネタイト生産を担っている細菌はGeobacter sulfurreducens PCA株の近縁種(SL1株)のみであることが明らかとなった。この細菌群の中で有機物として酢酸塩を利用できない細菌がいることから、培地に添加した酵母エキスを栄養源として増殖していると考えられる。このことから、環境中から異化的鉄還元細菌を単離するためには酵母エキスのような、他の細菌が利用できる有機物を添加しない培地を構築することが重要である。さらに、粉末X線結晶回折(XRD)と高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)による分析結果から、形成されたFe化合物はマグネタイトであり、10nm程度の微粒子であることから、超常磁性を有し、均質なマグネタイト磁気微粒子が産生されたことが示唆された。異化的鉄還元細菌により形成されたマグネタイトは、形成の段階で結晶中に金属イオンを取り込むことが報告されている。異化的鉄還元細菌によるマグネタイトの形成は、細胞外でのFe(III)酸化物の変換反応であるため、各種の環境因子(pHや酸化還元電位、電子供与体など)により直接的な影響を受ける。本年度は、昨年度までに構築した鉄還元菌集積培養系を用いて、マグネタイト形成過程における重金属の除去・回収特性を検討した。その結果、Mn(II)、Co(II)、Ni(II)およびZn(II)の吸着はLangmuirの吸着等温式によく従うことが明らかとなった。Langmuir平衡定数を比較すると、Znで48.6L/mmol、Niで32.6L/mmol、Coで23.7L/mmol、Mnで14.9L/mmolとなり、マグネタイトへの親和性は、Zn>Ni>Co>Mnであることが示唆された。また、これら金属の吸着量を市販のマグネタイトと比較したところ、例えば0.1mMの金属添加時では、Znで85倍、Niで17倍、Coで20倍、Mnで21倍であり、集積培養系により生産されたマグネタイトは、各種金属イオンに対する優れた吸着剤として機能することが明らかとなった。一方、集積培養系はpH7.17.8の中性域、2637°Cの中温で活発なFe(III)の還元が再確認され、重金属含有排水処理への適用が期待されるが、集積培養系には比較的高濃度のリン酸塩が必要であり、鉄と化合して不溶性のリン酸塩鉱物が形成されるので、システム構築にあたり、リン酸塩の影響を検討する必要がある。異化的鉄還元細菌によるマグネタイトの形成は、pHや酸化還元電位、電子供与体などの各種環境因子により影響を受ける。本年度は、昨年度までに構築した鉄還元集積培養系を用いて、マグネタイト生産に及ぼすリン酸塩の影響を検討した。大型バイアル瓶(250mL容)にリン酸溶液(終濃度:020mM)を添加した培養実験から、培養14日目に010mMでほぼ同量の鉄還元量が示されたが、10mMでは鉄還元速度が約1/2となり、20mMでは鉄還元は行われなかった。これは、リン酸イオンがフェリハイドライトに化学的に吸着したことで、鉄還元細菌との接触阻害もしくは電子の移動阻害が起こったためと推測された。また、形成されたマグネタイトは、リン酸塩濃度により粒径、結晶性および磁性が異なっていたので、化学合成法の代替としての適用可能性が期待された。

次に、鉄還元集積培養系への重金属添加実験(添加濃度:1.0mM、1.5mM)により、集積培養系の重金属耐性を検討した。その結果、Fe(III)の還元速度は低下するが、Mn、SeおよびCrに対する耐性が強いことが明らかとなった。また、マグネタイト粒子のFe(II)とFe(III)の組成比がほぼ1:2と理論値に近いことから、これら重金属はマグネタイト形成に影響を及ぼさないといえる。一方、CdとCuが存在する各培養系では、0.5mMの濃度でも、Fe(III)の還元は行われなかった。この原因は、異化的鉄還元細菌に対する生体毒性が直接的に作用していることが示唆された。以上のことから、異化的鉄還元集積培養系を利用した重金属含有排水処理のシステム構築に重要な知見が得られたものと考える。
医療におけるエラー防止のためのチームマネジメントに関する実証研究

チーム活動の実態が事故やエラー発生とどのような関係にあるのかを明らかにするために、本年度は以下の研究をおこなった。1.医療従事者の業務内容及びエラー発生に関する研究230名の看護師に量的調査結果を分析し、注射業務エラー防止のためのチームメンバー間のコミュニケーションを妨げる要因の検討を行った。その結果、指示内容や周囲の状況が注射業務における確認行動に影響を与えていることが明らかになった。コミュニケーションエラーを防ぐには周囲の状況を変える必要があり、指示変更理由がチーム内で瞬時に共有するための手段、変更理由を尋ねやすい環境作りをチーム内で検討することが重要と思われた。2.患者-医療従事者間コミュニケーションの実態とあり方に関する研究3.医療現場環境とエラー発生に関する研究注射業務のエラー発生に影響を与える業務特徴を明らかにするために、看護師、薬剤師に行った連続観測法タイムスタディー、ビデオ撮影分析を行った。注射業務を薬剤師は一カ所で同一業務を中断されない環境で行っているが、看護師は病室等を移動しながら、多重業務、様々な中断がある中行っていることが数量的に明らかになった。看護業務の特性上、多重業務をなくすことは困難であり、最終指示書に基づく注射薬の準備は他の部門や場所で行われることが、エラー防止には有効であることが明らかになった。本年度は第一に、チーム医療の現状把握と評価をするために、3医療施設の各1病棟を調査対象とし、チーム医療に関する参与観察とヒヤリング、面接調査を行った。結果はフィールドノートや逐語録に文書化し、その文書からチーム医療の認識と実践に関する四要素(職種構成志向、専門性志向、協働志向、患者志向)に関する記述を取り出し、医療現場におけるチーム医療の現状を把握・検討した。その結果、チーム医療が目指す共通目的が設定されていないため、どのような職種がチーム医療の構成員として必要か(職種構成志向)、各専門職がどのような専門性を発揮すべきか(専門性志向)、誰と何を協働すべきか(協働志向、患者志向)が不明瞭となっていた。チーム医療を実現させるためには、第一に患者の意向を取り入れた共通目的を設定し、専門職にかかわらずその目的に添った職種の人々によってチームを結成することから始めるべきと思われた。第二に、医師-看護師が協働で行う注射業務において、どのような状況がエラー防止のためのコミュニケーション(確認行動)を妨げるかについて質問紙を用いて調査した。対象者は看護学生、入職後半年の看護師、経験が1年以上ある看護師の計230名とした。その結果、先輩看護師が確認行動をしなかったり推奨しなかった場合には、個人の看護師も確認行動をしない傾向があった。また、新人看護師であるほど、点滴ラインが入れ替えになる場合に、確認せずに点滴を開始する傾向が見られた。このように経験の浅い看護師はもちろん、経験の長い看護師でさえ先輩の行動や処置内容などの周囲の状況が確認行動に影響を与えていた。コミュニケーションエラーを防ぐには周囲の状況を変える必要があり、指示変更理由がチーム内で瞬時に共有するための手段を講じることはもちろん、変更理由を尋ねやすい環境作りをチーム内で検討することが重要と思われた。本年度は以下の2つの研究結果を分析し、論文作成を行った。1.医療従事者の業務内容及びエラー発生に関する研究看護師を対象に時間切迫に影響する労働環境要因を明らかにし、エラー防止のための時間切迫改善に向けた対策を検討した。4病院の22病棟に勤務する看護師540人を調査対象とし、調査票を10日間配布、413人(有効回答者76.5%)の2698人日分のデータを分析した。その結果、時間切迫に関連した看護業務は、医療行為と看護処置量と、ナースコール対応数であった。また、勤務前の疲労感が高い場合に時間切迫が高かった。看護師の時間切迫を減少させエラーを防止するには、医療行為に伴う看護処置量の検討、ナースコール減少への対策、慢性疲労に対する対策であり、具体策として、マンパワーの確保、看護師による業務裁量の拡大、負担軽減のための交替勤務体制が考えられた。2.医療事故被害者から見た医療従事者とのコミュニケーションの実態とあり方に関する研究薬害HIV感染被害者遺族を対象に質問紙調査を行い、HIV感染の説明状況、及び問題点について検討した。分析対象は、質問紙を配布した392家庭のうち、回答のあった225家庭(有効回収率57.4%)、314名である。その結果、薬害HIV感染を患者に伝えたのは、主治医32.8%、家族8.3%であり、患者に未告知は26.4%であった。54.5%の家族は、医師がHIV感染を知らせた時期が遅すぎたと評価しており、主治医が患者への感染告知を躊躇していた状況や、患者・家族に医原病の発生に対する謝罪がないことを問題だと感じていた。また、薬害HIV感染の発生・拡大に対し主治医は重大な責任があると感じたのは、家族が告知時期を遅いと評価した場合、主治医が患者に告知しなかった場合、主治医から申し訳ないという気持ちが伝わらなかった場合であった。

コミュニケーションエラーを防ぐには周囲の状況を変える必要があり、指示変更理由がチーム内で瞬時に共有するための手段、変更理由を尋ねやすい環境作りをチーム内で検討することが重要と思われた。2.患者-医療従事者間コミュニケーションの実態とあり方に関する研究3.医療現場環境とエラー発生に関する研究注射業務のエラー発生に影響を与える業務特徴を明らかにするために、看護師、薬剤師に行った連続観測法タイムスタディー、ビデオ撮影分析を行った。注射業務を薬剤師は一カ所で同一業務を中断されない環境で行っているが、看護師は病室等を移動しながら、多重業務、様々な中断がある中行っていることが数量的に明らかになった。看護業務の特性上、多重業務をなくすことは困難であり、最終指示書に基づく注射薬の準備は他の部門や場所で行われることが、エラー防止には有効であることが明らかになった。
中出力超音波照射による生物の発生と成長への影響とその安全性評価

本研究は超音波診断で安全性の側面から規制されている範囲内の超音波出力によって,生体が受ける作用について動物実験を行ない,その安全性を評価する.メダカ胚を用いた超音波照射実験を行い,超音波照射有無により発現量に差のある変動タンパク質を同定する.また,「酸化ストレス」に着目し,同時に,安全な範囲での超音波照射によるサルコペニアの予防の可能性について評価している.制御された適度な酸化ストレスが,逆に筋萎縮を予防させる可能性がある.ヒトへの応用を視野に入れた場合の安全性を担保した上での,運動ができない状態の患者におけるADL改善に寄与することを証明する本研究は超音波診断で安全性の側面から規制されている範囲内の超音波出力によって,生体が受ける作用について動物実験を行ない,その安全性を評価する.メダカ胚を用いた超音波照射実験を行い,超音波照射有無により発現量に差のある変動タンパク質を同定する.また,「酸化ストレス」に着目し,同時に,安全な範囲での超音波照射によるサルコペニアの予防の可能性について評価している.制御された適度な酸化ストレスが,逆に筋萎縮を予防させる可能性がある.ヒトへの応用を視野に入れた場合の安全性を担保した上での,運動ができない状態の患者におけるADL改善に寄与することを証明する
放射性薬剤の効率的なスクリーニングを可能とする生体組織切片アッセイ法に関する研究

神経受容体に作用する薬物の開発においては、受容体への結合親和性を正確に評価することが重要となる。これに対し、現在行われているラジオレセプターアッセイでは、受容体を単離し、多くの場合低温で化合物との結合性を評価しているため、生体内に存在する神経受容体とは異なる構造をとっている可能性が考えられる。スクリーニングに用いる場合、インビトロで、簡便な操作により受容体結合性を評価できることが1望ましいことから、本研究では、脳組織切片を用いることにより、生体内に近い環境での化合物との結合性を確保しつつ、インビトロで、簡便な操作により受容体結合性を評価できるアッセイ法の確立を目標とした。すなわち、インビトロ、インビボでの受容体結合性と今回確立するアッセイ法での結果を比較することにより、有用性を評価することとした。そこでまず、受容体結合性を評価する化合物の開発を行った。記憶、学習、認知などの脳機能への関与が示唆されているニコチン性アセチルコリン受容体を対象として、最近開発された3-(2-(S)-azetidinylmethoxy)pyridine(A-85380)の誘導体を合成し、そのインビボでの受容体結合性について検討した。その結果、得られた誘導体がインビボでニコチン受容体に高く結合することを認め、本誘導体を用いてインビボとインビトロでの結合性について比較検討できる可能性が示された。さらに、様々な精神疾患への関与が示唆されている脳内セロトニントランスポーター(SERT)に選択的な結合性を有する[^11C]DASBを合成し、健常者および精神神経疾患患者を対象に、そのインビボでの受容体結合性についてPETを用いて検討した。その結果、[^11C]DASBがインビボでSERTに高く結合することを認め、本放射性薬剤を用いてインビボとインビトロでの結合性について比較検討できる可能性が示された。そこで、化合物の正確なスクリーニングを目的として、脳組織切片を用いて、生体内に近い環境で受容体への結合性を調べることを試みた。まず、インビトロ実験系において、脳切片が生きた状態で維持される条件について検討した。すなわち、ラット脳を摘出後、マイクロスライサーにて素早く厚さ300μmの切片を作製し、95%O_2、5%CO_2混合ガスを通じた冷却Krebs-Ringer溶液中に浸した。37°Cでプレインキュベーションした後、[U-^<14>C]-2-デオキシグルコース(DG)を加え、さらに45分間インキュベーションした。脳スライス内に残存する未代謝の[U-^<14>C]-DGを洗浄後、各部位における重量および放射能を測定し、[U-^<14>C]-DG取り込み量を算出した。グルコース存在下で、スライス調整後の時間での[U-^<14>C]-DGの取り込み量を比較した結果、少なくとも5時間までは[U-^<14>C]-DGの取り込み量に違いがないことが認められたことから、この時間内であれば、本実験系を用いることにより、生体内に近い環境での受容体結合性を評価できる可能性が示された。一方、受容体結合性を評価する化合物の開発も行った。