hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デクスメデトミジンによる心筋保護効果をもたらすmicroRNAの探索

デクスメデトミジン(DEX)は虚血再灌流障害(IRI)に対して心保護効果を発揮するが,詳細な機序は未知である.本研究では,ラットの心臓を用いて,DEX投与により発現変動するmRNA,マイクロRNA(miRNA)を網羅的に解析し,バイオインフォマティクス解析を用いてDEXのIRIに対する心保護効果の機序となる遺伝子やパスウェイの候補を提唱する.DEX投与によるラット左室心筋での遺伝子発現変動をmRNA,miRNAそれぞれでマイクロアレイ解析を行うことにより検証した.DEX投与により,165個のmRNA (発現増加: 14,発現低下: 151)と,6個のmiRNA (発現増加: 3,発現低下: 3)の発現変化が観察された.発現増加したmiRNAに対するターゲット遺伝子として19の遺伝子が,発現低下したmiRNAに対するターゲット遺伝子として1つの遺伝子が選出された.発現増加したmRNAでは,リボソーム機能に関するGOが検出され,KEGGパスウェイではRibosomeのみが有意に検出された.一方で,発現低下したmRNAにおいては,タンパク質のリン酸化やプロテインキナーゼの活性化,セリンスレオニンキナーゼの活性化,MAPKフォスファターゼの活性化など,多種のGOが検出され,KEGGパスウェイにおいては,心保護に関すると報告されているp53 signaling pathwayが検出された.発現増加したmiRNAに対するターゲット遺伝子における解析では,細胞死やプロテインキナーゼの活性化に関するGOが検出されたが,KEGGパスウェイにおいては有意なパスウェイは検出されなかった.発現低下したmiRNAのターゲト遺伝子は1つのみであったので,さらなる解析は行わなかった.本研究により,DEXによる心保護効果の機序の候補として,いくつかの遺伝子やパスウェイが同定された.まず,ラット左前下降枝結紮によるin vivo虚血再灌流障害モデルの確立に着手したが,モデル確立に時間を要した.開胸位置の変更や結紮部位の調整,結紮糸の検討などを行い,最終的には適切なarea at riskと梗塞サイズが生じることをエバンスブルー投与とTTC染色を用いて確認し,主要評価項目である梗塞サイズの測定により,本モデルの確立を確認した.コントロール群とデクスメデトミジンの投与群(介入群)においてin vivo虚血再灌流障害モデルによる実験を行い,データ収集中ではあるものの,コントロール群に比べてデクスメデトミジン群で梗塞サイズの縮小が観察される傾向にあり,現在は統計学的解析のためにデータを蓄積している段階である.また,デクスメデトミジンの虚血前投与により,心拍数の低下,血圧の低下を認める傾向にあり,この虚血前の循環動態に対する影響が梗塞サイズなどの主要な結果にどのように影響しうるのかについての検討が今後必要になると考えられる.当初の予定では,平成29年度に本研究の主要な目的である,デクスメデトミジンの虚血前投与がmiRNAの発現変化に与える影響をアレイ解析により網羅的に解析し,qRT-PCRによりその発現変化を確認する予定であったが,in vivo虚血再灌流障害モデルの確立に時間を要したため,予定より若干の進行の遅れがあり,現在そのための左室心筋からの組織検体を収集中である.LAD結紮モデルの確立に若干の時間を要した.その後の実験手法においては当ラボですでに確立している部分が多いため,順調に実験を進行させることが可能な見通しである.デクスメデトミジン(DEX)は虚血再灌流障害(IRI)に対して心保護効果を発揮するが,詳細な機序は未知である.本研究では,ラットの心臓を用いて,DEX投与により発現変動するmRNA,マイクロRNA(miRNA)を網羅的に解析し,バイオインフォマティクス解析を用いてDEXのIRIに対する心保護効果の機序となる遺伝子やパスウェイの候補を提唱する.DEX投与によるラット左室心筋での遺伝子発現変動をmRNA,miRNAそれぞれでマイクロアレイ解析を行うことにより検証した.DEX投与により,165個のmRNA (発現増加: 14,発現低下: 151)と,6個のmiRNA (発現増加: 3,発現低下: 3)の発現変化が観察された.発現増加したmiRNAに対するターゲット遺伝子として19の遺伝子が,発現低下したmiRNAに対するターゲット遺伝子として1つの遺伝子が選出された.発現増加したmRNAでは,リボソーム機能に関するGOが検出され,KEGGパスウェイではRibosomeのみが有意に検出された.一方で,発現低下したmRNAにおいては,タンパク質のリン酸化やプロテインキナーゼの活性化,セリンスレオニンキナーゼの活性化,MAPKフォスファターゼの活性化など,多種のGOが検出され,KEGGパスウェイにおいては,心保護に関すると報告されているp53 signaling pathwayが検出された.発現増加したmiRNAに対するターゲット遺伝子における解析では,細胞死やプロテインキナーゼの活性化に関するGOが検出されたが,KEGGパスウェイにおいては有意なパスウェイは検出されなかった.発現低下したmiRNAのターゲト遺伝子は1つのみであったので,さらなる解析は行わなかった.本研究により,DEXによる心保護効果の機序の候補として,いくつかの遺伝子やパスウェイが同定された.当初の予定通り,まずはデクスメデトミジンがin vivo虚血再灌流障害の心筋におけるmiRNAの発現変化に与える影響をArray解析により推定し,qRT-PCRで確認する予定である.

その後に,当該miRNAの,心保護効果への因果関係をin vivoノックダウンあるいは過剰発現により証明する.また,miRNAのターゲット遺伝子の発現変化についてもqRT-PCRで確認する予定である.in vivo虚血再灌流モデルの確立に時間を要したため,当該年度に行う予定であったmiRNAのArray解析を行えなかったことが大きな理由となる.本解析は次年度早期に行える予定である.
わが国における「精神薄弱」概念の歴史的研究

近年、障害(機能・形態障害=impairment、能力障害=disability、社会的不利=handicap)の概念と構造に関する理論的研究は、かなり進展している。しかしながら、個別の障害についての概念的検討の深まりはまだ不十分であり、とくに「精神薄弱」概念についてはそれが著しい。それゆえに、本研究においては、戦前日本の児童研究・精神医学・心理学・教育学・社会福祉および障害者教育・福祉実践という6つ領域における「精神薄弱」概念の形成と展開・発展過程のアウトラインと到達点についての解明の歴史的研究に取り組んだ。得られた結果は次のとおりである。第1に、戦前の「精神薄弱」概念の形成において、精神医学・病理学者が主導的な役割を果し、そして他の学問領域における「精神薄弱」概念の形成は、基本的にその精神医学的概念に規定されていたのである。第2に、戦前において広く採用された「精神薄弱」の基本概念は、精神医学のエミ-ル・クレペリン(Emil Kraepelin)の3分類(白痴・痴愚・魯鈍)に基づくものであった。しかしながら、1930年代後半に精神医学者と心理学者の間で行なわれた「精神薄弱」概念論争において端的にみられるように、精神医学者も「精神薄弱」児・者の診断と判別という実際的な問題から、心理学的概念(知能指数)も採用し始めたのである。第3として、心理学の領域における「精神薄弱」概念の形成において特徴的なことは、1930年代以降、ゲシタルト心理学の影響(とりわけクルト・レヴィン)の下での「人格」概念、城戸幡太郎学派の「生活」概念、川田貞治郎に代表される「教育実践」概念が新たに導入されたことである。第4に、戦前の精神医学や心理学等の「精神薄弱」概念の集約点・到達点は、戦後最初の「精神薄弱」概念の総合的な法的規定である「特殊児童判別基準」(1953年)にほぼそのまま継承されたが、その点で概念形成における戦前と戦後の強い連続性を確認することができた。研究テーマについて2つの研究作業に取り組み、以下のような研究成果をあげた。第1は、教育、心理学、医学、社会事業等の学際的に広汎な領域を網羅し、かつ明治・大正・昭和の時代を貫いて長期に刊行された日本児童学会機関誌『児童研究』(18981944)を分析の対象として、同誌において「精神薄弱」に関連する用語が、いつ頃からどのように使われ始め、その意味内容がどういう歴史的変遷をたどったのかを検討し、戦前のわが国で「精神薄弱」概念がいかに深化・発展したかのアウトラインを把握した。その成果は論文「わが国における『精神薄弱』概念の歴史的研究Iー雑誌『児童研究』の分析を中心にー)(『教育科学研究』第7号、東京都立大学教育学研究室、1988年5月)として発表した。第2は,戦前の精神医学領域の主要雑誌『精神神経学雑誌』・『精神衛生』を対象に検討し、精神医学が戦前における「精神薄弱」概念の形成に主導的な役割を果していたこと、その代表的な概念の内容や「精神薄弱」概念論争の分析を通して戦前の到達点と戦後への課題を明らかにした。その成果は日本特殊教育学会(国立特殊教育総合研究所、1988年9月)にて、「わが国における『精神薄弱』概念の歴史的研究IIー戦前の主要な精神医学雑誌の分析を中心にー」と題して発表し、その内容を加筆修正して同一テーマで日本特殊教育学会誌

『特殊教育学研究』に投稿中である。現在はその継続研究として、【○!1】戦後における「精神薄弱」概念の研究史、【○!2】戦前の教育学、心理学、社会事業領域における「精神薄弱」概念の展開過程、の2点についての分析を進め、1989年度に日本教育学会、日本特殊教育学会で報告を予定している。近年、障害(機能・形態障害=impairment、能力障害=disability、社会的不利=handicap)の概念と構造に関する理論的研究は、かなり進展している。しかしながら、個別の障害についての概念的検討の深まりはまだ不十分であり、とくに「精神薄弱」概念についてはそれが著しい。それゆえに、本研究においては、戦前日本の児童研究・精神医学・心理学・教育学・社会福祉および障害者教育・福祉実践という6つ領域における「精神薄弱」概念の形成と展開・発展過程のアウトラインとの到達点についての解明の歴史的研究に取り組んだ。得られた結果は次のとおりである。第1に、戦前の「精神薄弱」概念の形成において、精神医学・病理学者が主導的な役割を果し、そして他の学問領域における「精神薄弱」概念の形成は、基本的にその精神医学的概念に規定されていたのである。第2に、戦前において広く採用された「精神薄弱」の基本概念は、精神医学のエミ-ル・クペリン(Emil Kraepelin)の3分類(白痴・痴愚・魯鈍)に基づくものであった。しかしながら、1930年代後半に精神医学者と心理学者の間で行われた「精神薄弱」概念論争において端的にみられるように、精神医学者も「精神薄弱」児・者の診断と判別という実際的な問題から、心理学的概念(知能指数)も採用し始めたのである。第3として、心理学の領域における「精神薄弱」概念の形成において特徴的なことは、1930年代以降、ゲシタルト心理学の影響(とりわけクルト・レヴィン)の下での「人格」概念、城戸幡太郎学派の「生活」概念、川田貞治郎に代表される「教育実践」概念が新たに導入されたことである。第4に、戦前の精神医学や心理学等の「精神薄弱」概念の集約点・到達点は、戦後最初の「精神薄弱」概念の総合的な法的規定である「特殊児童判別基準」(1953年)にほぼそのまま継承されたが、その点で概念形成における戦前と戦後の強い連続性を確認することができた。
片側咀嚼と顎関節障害との関連性に関する臨床的研究

(目的)咀嚼様式が顎関節症発症におよぼす影響を明らかにすることを目的とした。本研究は、分担者の大西のアフリカ・ナイジェリアにおける海外学術調査の結果から着想を得たもので、食環境を含めた咬合、咀嚼様式が顎関節に与える影響、特に負荷との関連性を想定し、臨床的調査研究から、その頻度を明らかにすることを目的とした。(結果)有歯顎の片側性顎関節症50例を対象としたX線撮影像の下顎頭前後方向像の患側、健側の比較検討を健常者の50例の顎関節X線像と対比させた結果から下顎頭形態には両群間に差がみられた。すなわち、左右の下顎頭形態の形態変化がみられなかったものは健常者で42名(84%)に対し、顎関節症患者では14名(28%)、形態変化がみられたものは同様に8名(16%)に対し36名(72%)であった。また、顎関節症患者での形態変化の内訳は健側が大であったものは27名(75%)、患側が大であったものは9名(25%)であった。このことは、健側におけるリモデリング、形態変化の適応が患側のそれよりも大きく、患側における適応の遅延が症状の発症の要因となることと考察され、本症発症の要因として示唆された。しかしながら、対象症例の下顎頭の形態変化は、アフリカナイジェリアでの調査の結果と比較して小さく、日本人との人種的骨格、食習慣の相違と考察された。本研究の結果は最近指摘されている顎関節症の発症と顎関節の弱体化、そして軟かい食物環境に対する警鐘として、また生理的歯の咬耗の起こらない金属歯科充填物、歯科補綴物による歯科治療体系の再検討を示唆することも考えられる。本年度の研究においては有歯顎の片側性顎関節症と健常者の相違を下顎頭形態について検索した。対象は当初の計画に更に症例を追加し、片側性顎関節症97名、対照として健常者85名とした。検索方法は両側下顎頭X線撮影像の患側および健側の形態変化を比較するもので、撮影は眼窩-下顎頭方向を主体とし、一部の症例には断層像を併用した。下顎頭形態の変化の判定にはYale(1963)の分類を参考にして行ったが、下顎頭の形態がround, convex, concave, flatの順に変化が大きくなるものとした。また、左右差が同一分類形態の場合には、部分的な形態差によって「左右差あり」と「左右差なし」の判定をした。結果:片側性顎関節症においては左右下顎頭の変化のない「左右差なし」は、28/97名28.9%、「左右差あり」は69/97名71.1%であった。このうち「左右差あり」の69名の内訳は、健側下顎頭に変化が大きいと判定されたものが52名75.4%、患側が大きいとしたものが17名24.6%であった。一方、対照の健常者では「左右差なし」が71名83.6%、「左右差あり」は、14名16.4%であった。現在までに得られた結果に対する考察:対照の健常人の下顎頭形態の変化、左右差は10歳代ではほとんど見られないが、20歳代以後に見られるようになる。これは、う蝕、欠損歯、補綴物や片側での咀嚼習慣により左右の顎関節に対する荷重の違いの影響であることが考えられた。

片側性顎関節症患者に「左右差あり」の比率が多いことは、下顎頭への機能的負荷に左右差があったと思われること、また、その形態変化が健側で大きかったことは、それだけ機能的適応が健側で円滑に行われたこと、このような適応が遅れた側に顎関節症が発現しやすいこと等が示唆される結果であった。(目的)咀嚼様式が顎関節症発症におよぼす影響を明らかにすることを目的とした。本研究は、分担者の大西のアフリカ・ナイジェリアにおける海外学術調査の結果から着想を得たもので、食環境を含めた咬合、咀嚼様式が顎関節に与える影響、特に関節部への荷重、負荷との関連性を想定し、臨床的調査研究から、その頻度を明らかにすることを目的とした。(結果)有歯顎の片側性顎関節症50例を対象としたX線撮影像の下顎頭P-A像の患側、健側の比較検討から下顎頭形態には差がみられた。すなわち、健側の形態変化が患側の形態変化より大きいことが明らかとなった。このことは、健側におけるリモデリング、形態変化の適応が患側のそれよりも大きく、患側における適応の遅延が症状の発症の要因となることと考察され、本症発症の要因として示唆された。しかしながら、対象症例の下顎頭の形態変化は、アフリカナイジェリアでの調査の結果と比較して小さく、日本人との人種的骨格、食習慣の相違と考察された。本研究の結果は最近指摘されている顎関節症の発症と顎関節の軟体化、そして軟かい食物環境に対する警鐘として、また生理的歯の咬耗の起こらない金属歯科充填物、歯科補綴物による歯科治療体系の再検討を示唆することも考えられる。
部分構造論理の代数系

本研究では代数的アプローチによる部分構造論理の研究を展開することを目指してきた。現在はとくに縮約性を仮定しない部分構造論理に対しresiduated latticesを用いた研究を集中的に行なっている。多値論理やfuzzy logicなどもそれぞれresiduated latticesのクラスにより特徴づけられるため、これらの論理も部分構造論理として扱うことが可能である。このように本研究は従来の部分構造論理の研究に対して新たな視点と手法を導入し、それにより部分構造論理の研究の内容をはるかに拡がりのある豊かなものにすることに成功を修めてきた。実際に、共同研究者のTomasz Kowalski等とともにおこなってきたresiduated latticeのvarietyに関する研究成果はすでに2編出版され、さらに3編が近く出版される予定である。また、1999年にこの萌芽的研究の一環としてワークショップを開催したが、そこで発表された研究成果は2001年1月に数理論理学の専門誌であるReports on Mathematical Logicの特集号として刊行された。2000年秋には前回のワークショップに引き続き「論理と代数」のミニワークショップを石川県において開催し、普遍代数の研究における世界的な権威であるアメリカのDon Pigozzi教授および束のカソニカルな拡張定理に関する重要な成果をあげたアメリカのJ.Harding博士、M.Gehrke博士を講演者として招ヘいした。これらの研究成果と我々が現在展開している部分構造論理の研究の関連性についてつっこんだ議論をおこなうことができ極めて有益であった。我々がこの萌芽的研究で得た成果については、海外でも大きな関心が持たれ、アメリカ、ポーランド、イタリア、スペイン、インドなどの研究者との国際的なプロジェクトに発展させる計画が進んでいる。またこのプロジェクトを推進する基盤を作るため、この2年間での研究成果を60ページ程のモノグラフにまとめ、関連分野の海外の研究者に近く送付する予定である。本研究では部分構造論理に対し代数的手法からのアプローチを行なうことを目指している。現在は特に縮約性を仮定しない部分構造論理に対しresiduated latticesを用いた研究を集中的に行なっているところであるが、今年度はこの方向の研究で大きな進展が得られた。小野はこの分野に関する概説と将来的な展望を述べた研究論文をまとめ投稿中である。また共同研究者のTomasz Kowalskiとともに二つの論文をまとめ、これらもまた投稿中である。これらの研究成果は、縮約性を仮定しない論理はそれらを仮定している場合、すなわち中間論理の場合とは根本的に違う振舞いを示すことを明らかにしている。さらに、我々と大学院生の上田正樹との共同研究から、古典論理の直下には無限代数モデルでしか特徴づけがおこなえないような論理が非可算も存在するという驚くべき結果が得られている。代表者の小野はこれらの研究成果の一部を、すでに1999年6月にスペイン、9月にミラノにおいて開催された国際会議において、それぞれ招待講演と基調講演として発表した。このような研究の方向をさらに推し進めるために、我々は"Algebra & Substructural Logics"と題する国際的なワークショップを企画した。このワークショップではこの表題が示す分野にテーマを絞り、この分野で活躍する専門家を集めて集中的に研究連絡および討議をおこなうことを目指した。1999年11月10日から一週間の間、北陸先端科学技術大学院大学において開催したワークショップには、海外の研究者8名を含む20数名の研究者が参加した。とくに普遍代数の研究で指導的立場にあるポーランドのA.Wronski教授、およびアメリカのW.Blok教授が参加し、非常に内容のある有意義なものとなった。その経費の一部は本研究の研究経費から支出された。この会合で得られた成果はポーランドで出版されている論理学の専門誌Reports on Mathematical Logicの特集号として近く出版される。
筋肥大シグナルを受容する新規筋収縮センサータンパク質の探索

平成30年度は、筋収縮による酸化修飾タンパク質の同定と、筋収縮センサータンパク質による筋肥大効果の解明を試みた。平成29年度で完了できなかった筋収縮による酸化修飾タンパク質の同定に関しては、マウスの培養骨格筋細胞(C2C12細胞)を用いた検討を行った。分化誘導4日後のC2C12細胞に、電気パルス刺激(EPS; electrical pulse stimulation)による筋収縮刺激を与えた後に、酸化修飾タンパク質の回収・解析をウェスタンブロット法を用いて行った。電気刺激で酸化修飾が変動するバンドを複数確認し、いくつかのパラメーターに基づく解析を行った結果、2つのタンパク質を同定した。これらのタンパク質の他の修飾や、遺伝子発現変動に関しても実験を行っている。また、修飾部位の同定も今後行う予定である。筋収縮センサータンパク質による筋肥大効果の解明に関しては、実験動物(マウス)への遺伝子導入方法の構築を行った。目的のプラスミドをMegaもしくはGiga prepにより大量精製し、骨格筋へエレクトロポレーション法により導入した。コントロール実験として緑色蛍光タンパク質GFPを発現するプラスミドをエレクトロポレーション法により骨格筋(前脛骨筋)へ導入した。その結果、腓腹筋のほぼ全体にGFPのシグナルを確認することができた。またタイムコース実験の結果、約2週間にわたり目的遺伝子を発現させることが可能であることが示された。現在、同定したタンパク質の発現プラスミドを構築し、骨格筋導入実験の準備をすすめている。平成30年度中に筋収縮センサータンパク質による筋肥大効果に関する実験を完了する予定であった。しかし、筋収縮で酸化修飾を受ける新規センサータンパク質の同定に時間を要したため、完了に至らなかった。同定した筋収縮センサータンパク質による筋肥大効果を早期に検討する。また、筋肥大効果が認められた因子に関して、評価系の構築及び食品成分のスクリーニングを開始する。平成29年度は、筋収縮シグナルを受容する新規センサータンパク質の同定を試みた。4日間分化させたマウスの培養骨格筋細胞(C2C12細胞)を電気パルス刺激(EPS; electrical pulse stimulation)、24時間収縮させた後に細胞を回収し、タンパク質解析を行った。ウェスタンブロット解析の結果、酸化修飾タンパク質(グルタチオン化など)の増加が認められた。次に、酸化修飾の抗体を用いて免疫沈降法による精製を試みた。ウェスタンブロットで確認できた酸化修飾タンパク質であったが、免疫沈降により明瞭なバンドを得ることができなかった。筋収縮による酸化修飾は強力ではないことが予想されたため、電気刺激による筋収縮開始後どのタイミングが最も酸化ストレスが見られるか詳細なタイムコース実験を行い、活性酸素、酸化ストレスで活性化される因子(NRF2、AMPキナーゼなど)、及び骨格筋細胞より分泌されるマイオカイン(インターロイキン6など)を測定し実験条件を精査した。培養細胞では、回収可能な酸化修飾タンパク質の絶対量が少なく、修飾タンパク質の精製・同定が困難である可能性が考えられたので、実験動物(ラット)を用いた骨格筋収縮実験の系を確立した。具体的には、ラットの下肢に電極を張り付け経皮で電気パルス刺激を与えレジスタンス運動を行わせた。骨格筋よりタンパク質を調製しウェスタンブロットを行った結果、筋収縮で活性化される複数のシグナル分子の変動が認められた。平成29年度中に筋収縮による酸化修飾タンパク質の同定を完了する予定であった。しかしながらウェスタンブロットでは筋収縮刺激による酸化修飾タンパク質の増加が認められたが、免疫沈降サンプルで明瞭なバンドを得られず、質量分析による解析まで至らなかった。電気刺激刺激による筋収縮で修飾タンパク質が得られなければ、まずは過酸化水素など薬剤による酸化ストレスで検討する。また、運動をさせた動物組織から骨格筋を回収し、単量のタンパク質サンプルを用いて酸化修飾タンパク質の同定を目指す。

また、通常のSDS-PAGEでは目的のタンパク質が分離できていない可能性が考えられるため、二次元電気泳動での解析を実施する。同定した筋収縮センサータンパク質による筋肥大効果を早期に検討する。また、筋肥大効果が認められた因子に関して、評価系の構築及び食品成分のスクリーニングを開始する。酸化修飾タンパク質の精製に予想以上に時間を要し、質量分析及びそれ以降の解析が未実施のため。平成29年度に完了を予定していたセンサータンパク質の同定に時間を要し、平成30年度も実験を継続した。そのため、平成30年度に予定していた動物実験の開始が延期されたため次年度使用額が生じた。この次年度使用額に必要な実験は平成31年度に実施する予定である。
四国における県境経済圏のデータベース構築

本研究は、四国地方の「県境経済圏」に着目した研究である。四国の山間集落には、山越え道を利用した広い商圏がある。また山間集落では、農林漁業、進学、婚姻等の様々な交流によって、一つの生活経済圏を形成している。今、山間集落は過疎が深刻である。この生活経済圏を活用できれば県境地域の経済基盤が確立し、交流人口の定着も期待できる。研究の結果、県境地域をとりまく経済状況が明らかとなり、県境をまたぐ生活経済圏があることが確認された。2015年度は、各分担者において、個別の調査研究を行った。具体的には、県境地域の自治体分析を行う際に必要な文献調査のほか、県境地域での現地調査を行ってきた。また、データ分析に必要なソフトの購入も行い、研究プロジェクトの基盤づくりも進めてきた。県境経済圏に関する調査研究実績は、以下のとおりである。1四国中心部山岳地帯における経済交流に関する研究(高知県津野町、愛媛県久万高原町)2四国西部における経済交流・地域づくり交流に関する研究(高知県四万十町、愛媛県宇和島市御槇)3四国西部における交流に関する研究(愛媛県内子町、大洲市)4四国中央部における経済実態に関する研究(高知県大豊町)以上の分析から、主に中山間地域における様々な交流の実態が明らかになりつつある。今回は愛媛県と高知県の県境地域の分析に限られてはいるが、現時点の調査研究では、山間部を抜ける道を通じて、県境をまたいだ交流が積み重ねられ、文化的にも経済的にも圏域があることが浮かび上がってきた。また、これらの圏域は、時代によって変化を遂げていることもわかってきた。以上をふまえて、今年度は、引き続き県境周辺地域の交流実態を明らかにするとともに、交流圏域の変化もとらえていく。交流圏域が変化するには要因があるが、現時点で、その要因は非常に興味深いものがあると見込んでいる。これらの要因がわかるようなデータを統計あるいは地域調査によって収集していくことで、経済的に不利な状況に置かれている中山間地域が、生活圏として自立していくための政策を考える素材になる。なお、2015年度は、地域調査のデータ整理のためにアルバイトを雇った。謝金は、そのためである。また、市町村合併後の地域分析には最新の研究情報が必要であることから、文献購入も積極的に行った。1メンバー全員が、地域調査を行い、データの収集を行っている。2データの整理が行われている。3当初計画よりも執行が少し遅れている。本研究は、主として四国を対象とした県境地域に着目し、その地域にある経済圏の実態を明らかにしようとしたものである。研究は、申請時の研究体制に基づき、1生活2産業3インフラ4財政分析と公共政策5文化財6地域づくり活動の6つの観点から行われた。研究は、産業、地域づくり活動、生活に関する調査を中心に進み、以下の成果があった。まず、産業関係では、農家の聞き取り調査が行われ、県境地域の農業者の実態が把握された。また、調査を進めるうちに、流通に特徴がみられることが明らかとなり、「コンビニエンスストア」「道の駅」を対象にした人や物の流通や交流の実態調査も行われた。そこからは、県境地域の産業とともに、生活を含めた全体的な経済構造が明らかにされた。さらに、九州や本州との県境の調査も行われており、従来から言われている山間部の県境地域だけではなく、海の県境の実態もとらえられている。ここでは、主として観光による県境をまたいだ交流の実態と政策の効果が明らかとなっている。本年度は最終年度であったことから、研究発表も行われている。主なものは、研究代表者によるもの1日本地域経済学会(全国大会)自由論題報告「県境地域における経済的な可能性についての考察」2基礎経済科学研究所春季研究交流集会(全国大会)共通セッション報告「県境地域における生活空間と暮らしの維持」のほか、分担者によるものとしては、「愛媛県と大分県を結ぶフェリー航路利用者の交通行動分析」(日本航海学会、2017年3月)、「緑茶市場の再編成と小規模産地の新展開ー土佐茶の生産現場からの報告ー」(四銀地域経済研究所『四銀経営情報』2015年7月号)、「コンビニエンスストアの全国浸透と地域経済ー高知県の事例を中心にー」(『高知論叢』第113号、2017年3月)などがある。12016年度は、各メンバーが地域調査したデータを集約し、データベースの作成を行う。2研究会を実施し、進捗の確認を行う。3地域調査、統計データの収集を継続し、全体構造からみて不足している分野の補足調査を行う。地域政策予定していた物品費について、今年度は、データベースソフトを購入していない。実際に調査を行い、収集されたデータの状況をみてから、2016年度に購入する予定である。

予定していた旅費については、公共交通機関などが整備されておらず、レンタカー(その他)に計上される場合や、日帰りでの調査であったことから旅費として計上が不要だった部分もある。2016年度は、県境地域に滞在しながら調査をする予定があることから、旅費が増加する見込みである。また、合同調査や研究報告会も予定していることから、旅費が必要となる。予定していた謝金については、今年度もアルバイトを雇用する予定であり、データベース入力作業などで集中して必要となる可能性が高い。予定していたその他の経費については、2016年度は大幅に増加する見込みである。理由は、レンタカーなどの交通手段を利用するためである。物品費においては、データベースソフトを購入する。旅費については、今年度は昨年度の調査をふまえ、滞在型の調査を行う。したがって、旅費は今年度使用しなかった分を含めて使用する。謝金については、今年度並みを予定しているが、2016年度は研究会等を開催することから、その際に外部研究者を招致したいと考えている。そこで謝金を使用する。2016年度は、その他の経費において、大幅に増加する見込みである。2015年度の研究実態をふまえ、県境経済の分析には、交通手段はレンタカーが必要であり、現地での資料収集などに経費がかかることがわかった。そのため、2016年度についてはその他の経費を多く見込んでいる。
漸近的に平坦な計量をもつ空間における非線型波動の大域挙動の解明

本研究では波の伝播を表す方程式について解析を行った。より詳しくは、複数の波が相互作用することで生じる非線形な効果と波が存在する時空間の構造の効果について調べた。例えば、空間内に障害物がある場合の波の伝播の様子が障害物がない場合のそれと同様であることを様々な不等式を導出することにより明らかにした。特に、空間2次元の場合を解決したことは大きな進展である。また、膨張する宇宙を記述する計量のもとでの波の伝播の様子についても調べた。波を表す関数の性質を詳しく解析することで、膨張する宇宙モデルでは波の波長が長くなり、結果として安定化されるという直観的イメージと合致する描象を数学的に証明することに成功した。計量が平坦なミンコフスキー時空における非線型波動方程式に対する初期値問題の大域可解性やその大域解の漸近挙動は既に詳しく調べられているが,計量が平坦でない場合には十分な研究がなされていないことから,本研究ではその統一的な理解を得ることを目指している.そのために,まず,空間遠方では計量が平坦である場合の解析を行っていく.この場合,計量の摂動による効果を調べることは原点付近に障害物のある外部問題の解析と強い関連があるので,外部問題の解が光錐の錐状近傍以外では強い減衰を示すための手法を整理した.これにより,これまで解析の進んでいなかった空間2次元における外部問題の解の精密な減衰評価が得られ,非線型項のオーダーが臨界的な場合にほぼ最適と思われる最大存在時刻の下からの評価を導出することができた.加えて,非線型項がある代数的な条件を満たせば,初期データの振幅が十分小さいとき時間大域解が存在することが示された.また,空間3次元の場合には,線型化方程式の解の漸近挙動を障害物の影響を反映する遠方場による特徴付けを与え,初期データの振幅を零とする極限において最大存在時刻の下からの評価に現れる定数を決定した.更に,計量に対する摂動がある種の条件を満たせば,摂動の影響は低階項のみに現れることが知られているので,その様な場合に注目し,非斉次波動方程式の解の精密な各点評価を試み,非斉次項が時空間における強い減衰評価を持てば,摂動なしの波動方程式の解と同様の減衰評価が得られることを導いた.加えて,計量に対する摂動のない場合に,非線型項が臨界的なオーダーのときに解の爆発及び最大存在時刻の上からの評価を導く論法を精査し,既存の結果を連立系の場合に拡張した.本研究の目的は空間遠方において計量が平坦であるような時空間における非線型波動方程式に対する初期値問題の大域可解性やその大域解の漸近挙動を解明することである.その場合,計量の摂動による効果を調べることは原点付近に障害物のある外部問題の解析と強い関連があるので,平成25年度には外部問題の解が光円錐の錐状近傍以外では強い減衰を示すための手法を再度,整理・点検した.前年度には,空間2次元における外部問題の解の微分に対する精密な減衰評価を導き,非線型項のオーダーが臨界的な場合に初期値問題のときと同様の結果を導いていたが,今年度は,微分なしの解自身に対する精密な減衰評価を新たに導き,劣臨界なオーダーをもつ非線型項を扱うことに成功した.また,解について球対称性を仮定すれば本質的に空間1次元の問題に帰着されるので,そのような問題も考察した.より具体的には,まずは計量が空間全体で平坦な場合に,光円錐付近に解の主要部が集中することを時空各点的および時空自乗可積分性によって示す評価式を導出した.これらの評価式を非線型問題に応用し,非線型項に重み函数が付随している場合や非線型項が特別な代数的構造を持つような場合にその大域可解性を論じた.加えて,一つの試みとして,ド・ジッター計量において質量項を持つ波動方程式の初期値問題について考察し,質量が大きく計量の影響を吸収できるような場合に,既存の結果において限定的だった初期値のクラスをより自然なエネルギークラスに拡張した.以上のように,空間遠方において計量が平坦であるような時空間における非線型波動方程式の解の定量的な性質を統一的に理解すべく,様々な視点から考察を行った.本研究の目的は空間遠方において計量が平坦であるような時空間における非線型波動方程式を考え,それに対する初期値問題の大域可解性やその大域解の漸近挙動を解明することである.計量の摂動による効果を調べることは原点付近に障害物のある外部問題を解の挙動を調べることと密接な関連があるので,平成25年度に引き続き,平成26年度も外部問題の解析を中心に研究を進めた.具体的には,解が光円錐の錘状近傍以外では強い減衰を示すことを,非線型性が強い場合であっても証明するための手法を検討し整理した.それにより,光円錐の錘状近傍以外で減衰度の異なる解自身とその導関数の両方に非線型項が依存しているような解析が難しい場合にも,解の存在する最大時間に関して精密な評価を得ることができた.一方で,計量がミンコフスキー計量から離れている典型例として,ポテンシャル摂動の場合に考察し,光円錐の錘状近傍以外における解の減衰度について詳しく調べた.そのポイントは解のレゾルベント表現を巧みに用いることにより,ポテンシャル項の減衰性から積分作用素の収束と同時に解の減衰を抽出するというものであり,最後の詰めの部分が残っているものの近く完成するものと考えている.

この試みが成功すれば,より一般の摂動に対してもレゾルベント表現が可能な範疇において意味のある結果が導かれることが期待される.また,国際研究集会を組織し,そこに招聘した国内外の一流の研究者と意見交換を行うことにより,本研究課題の位置づけを俯瞰的に捉えることが可能となった.このように,空間遠方においては計量が平坦であるような時空間における非線型波動方程式の解の定量的な性質の統一的な理解が進むように様々な観点から研究を行った.計量が平坦なミンコフスキー時空における非線型波動方程式に対する初期値問題の大域可解性やその大域解の漸近挙動は既に詳しい解析がなされているが、計量が平坦ではない場合の研究はこれまで不十分であった。そこで本年度は次のような研究を行い、この未解決問題を解明していくための基礎を構築した。まず、計量の摂動による効果を調べることは外部問題の解析と密接な関係があることから、外部問題の解の挙動を精密に捉えることを試みた。これにより空間2次元における外部問題の解の最適な評価を導くことに成功し、論文として纏め出版した。さて、計量の摂動が未知関数の導関数に依存する場合、これまで空間2次元では、線型化方程式のローレンツ対称性に付随するベクトル場を用いることが必須とされてきた。しかし、計量が変数係数であれば、方程式の対称性は限られてしまい、従来の手法は修正が必要である。本研究では、波動の伝播方向と密接に関係する零フレームという手法を巧みに応用することで、ローレンツ対称性によらない新しい解析手法を開発した。これにより計量が漸近的に平坦な時空における波動伝播の解析が進展することが期待される。また、膨張する宇宙のモデルであるド・ジッター時空における波動がどのように伝播するのかを調べた。本研究では、ハッブル定数とも関係する物理定数がある閾値を超えると、エネルギー空間における散乱理論を構築できることが明らかになった。これは、膨張する宇宙モデルでは波数が減少し、結果として波動が自由場に漸近しやすいという描像とも符合しており、興味深い内容と思わる。これに関連して、ミンコフスキー時空において消散効果をもつ非線型性について議論し、解のエネルギー減衰について新たな知見を得た。加えて、解の爆発を示す時に用いられる解の積分量に関する加藤の不等式を、解の最大存在時間の最適な上限を同時に与え得るように本質的な改良を行った。本研究では波の伝播を表す方程式について解析を行った。より詳しくは、複数の波が相互作用することで生じる非線形な効果と波が存在する時空間の構造の効果について調べた。例えば、空間内に障害物がある場合の波の伝播の様子が障害物がない場合のそれと同様であることを様々な不等式を導出することにより明らかにした。特に、空間2次元の場合を解決したことは大きな進展である。また、膨張する宇宙を記述する計量のもとでの波の伝播の様子についても調べた。波を表す関数の性質を詳しく解析することで、膨張する宇宙モデルでは波の波長が長くなり、結果として安定化されるという直観的イメージと合致する描象を数学的に証明することに成功した。平成26年度の研究計画として次のような内容を想定していた.計量が漸近的に平坦な場合に,1.非線型波動方程式に対する近似解の構成する;2.非線型波動方程式の解に対する最大存在時間の下からの評価を求める;3.非線型波動方程式の爆発解に対する最大存在時間の上からの評価を求める.これらの研究計画に対して,本年度は主に外部問題の解析に重点を置き,その解析手法の整理に時間を要したため,これらの目標を完全にクリアーするには至らなかった.
室内塵中に最も普遍的に存在する微小昆虫・ヒラタチャタテに対する吸入性アレルギー

関東地方の家屋の居間、寝室のハウスダスト調査を行った。チャタテムシは居間よりも寝室、特に日当たりが悪く、床に畳やカーペットを敷いている部屋、一軒家よりも集合住宅で多く検出された。また、相模原病院外来通院の喘息患者における屋内環境に関する質問票調査により、寝室が畳もしくはカーペット敷きの場合は、チャタテムシに対してIgE抗体を保有する確率が顕著に上昇することも確認された。これらの結果から、アレルギー疾患患者において、寝室での畳、カーペット使用はチャタテムシへのアレルギー発症の重要な危険因子である可能性が示された。ヒラタチャタテアレルゲンLip b 1のリコンビナントタンパク作製のために、まず本タンパク質をコードするcDNAの同定を試みた。ヒラタチャタテ虫体よりpoly(A)+RNAを精製し、ヒラタチャタテのcDNAライブラリーを作製した後、イルミナ社シークエンサーを用いて大量塩基配列決定(RNA-seq)を行った。得られた塩基配列情報に基づき構築したcDNA配列から、すでに同定しているLip b 1の部分アミノ酸配列をコードするopenreading frame(ORF)を含むものを検索し、Lip b 1のcDNAを同定した。次世代シーケンス解析により得られたcDNA配列に基づいてプライマーを設計し、逆転写PCRによりLip b 1のORFを含む領域を増幅した。得られたPCR産物をクローニングし塩基配列を決定した結果、本cDNAは推定254アミノ酸から成るタンパク質をコードすることが示された。さらに、これらのcDNAには部分的に塩基が異なる2種類の配列が混在しており、そのうちの1種類については、すでに報告しているLip b 1の2ヶ所の部分アミノ酸配列(それぞれ12アミノ酸から構成)と完全一致する配列を含むタンパク質をコードすることが明らかとなった。もう一方の配列については、上記の2ヶ所の部分アミノ酸配列のうち2アミノ酸のみ一致しなかったが、両配列間の相同性が極めて高いことから、ともにLip b 1をコードするvaliantのcDNAであると推察された。両valiantがコードするタンパク質について、blastpを用いて相同性検索を行ったところ、唯一コロモジラミ由来のhypothetical proteinのみにともに22%の類似性でhitした。これより、Lip b 1が新規のタンパク質であることが明らかとなった。現在、Lip b 1の機能に関しても検討を進めているが、バイオインフォマティクス解析の結果、何らかの膜貫通蛋白である可能性が示唆されている。関東地方の20件の家屋の居間、寝室の2か所ずつのハウスダスト採取を夏、秋にかけて2回ずつ行ったところ、80検体中79検体(99%)の室内塵で、チャタテムシが検出された。1部屋あたりの節足動物類の検出検体数を検討すると、室内塵性ダニが最も検出数が多かったが、次にチャタテムシが多かった。部屋ごとの検出数(/g dust)をすると、チャタテムシは居間よりも寝室で検出数が多く、検出数としては、ヤケヒョウヒダニ、コナヒョウヒダニと大きな差がないことが明らかになった。チャタテムシ以外の昆虫では、コウチュウ目、ハエ目、ハチ目の昆虫の検出頻度が高かった。同時に、室内気、室内塵埃中の真菌の分離培養も行ったが、Cladosporium属やPenicillium属の検出頻度が高く、Aspergillus属、特にA. section restrictiの検出率もかなり高い結果となった。室内浮遊真菌の分離培養コロニー数の検討では、Aspergillus属のA. section restrictiに属するA. conicusの分離コロニー数が最も高かった。ヒラタチャタテが多く検出される部屋ではこれらの真菌類の検出数も多い傾向を認めた。Lip b 1に関しては、大量の単離精製がうまくいっておらず、Lip b 1のポリクローナル抗体の作成ができていない。現在Lip b 1のリコンビナントタンパクを作成すべく準備中である。平成24年度に報告した関東地方20件の家屋の居間、寝室のハウスダスト調査の結果を詳細に統計解析した。この解析結果は共同研究者を筆頭著者として原著論文として報告した。また、相模原病院外来通院の喘息患者約200名における屋内環境に関する質問票調査により、寝室が畳もしくはカーペット敷きの場合は、チャタテムシに対してIgE抗体を保有する確率が顕著に上昇する(オッズ比5.9倍)ことも確認された。他の昆虫やダニへのIgE抗体保有に関してはこのような関係は全く認められておらず、寝室の床素材の重要性はチャタテムシアレルギーに特異的な現象である可能性がある。

チャタテムシアレルギー発症予防のために、アレルギー患者は特に寝室でのカーペット・畳を可能な限り使用しないように指導することの重要性が示唆された。一般に、喘息鼻炎患者に対する環境対策としては、主に布団のダニアレルゲン制御を対象として、頻繁に布団の掃除機がけ、シーツの洗濯、防ダニ布団カバーの使用などの重要性が強調されてきた。しかし、チャタテムシアレルギーの場合は、寝室床素材への対策、頻繁な掃除機がけのほうが重要であると考えられた。アレルギーLip b 1抗体を作製するためにはLip b 1のリコンビナントタンパクの作製が必要となる。現在までにLip b 1をコードする塩基配列は同定されたが、リコンビナントタンパクはまだ得られていない。Lip b 1の単離精製が十分量行うことが困難であったため、当該年度は、室内汚染の実態調査を優先して行った。室内環境調査は20件の家屋で順調に行うことができたため、ハウスダストを保存してある。このハウスダストを利用して今後、Lip b 1汚染の実態を検討する予定である。リコンビナントタンパクが得られ次第、ウサギを免疫しポリクローナル抗体を作製し、それを用いてハウスダストのLipb 1汚染調査を行う。Lip b 1のリコンビナントタンパクを作成するべく準備中である。現在、ヒラタチャタテ虫体からのRNAの抽出を終了し、これをもとにcDNAを作成する予定である。その後、Lip b 1のリコンビナントタンパクを作成する。子のリコンビナントタンパクによりウサギを免疫し、ポリクローナル抗体を作成する予定である。研究計画全体がやや遅れているため。今年度、リコンビナントタンパク作製とポリクローナル抗体作製にコストが必要となる計画です。H24年度でLip b 1のポリクローナル抗体作成の委託研究ができなかったため、その分の研究費をH25年度に使用することとした。H25年度のLip b 1のリコンビナントタンパクの作成は委託研究で行う予定であり、この委託業務に50万以上のコストが必要になる見込み。
(Mg,Sc)規則BCC相を利用したMg合金の高強度化

HCP単相やBCC単相、HCP+BCC二相組織を呈するMg-Sc合金を作製し、機械特性、特にビッカース硬さに関して系統的に調査した。HCP単相、BCC単相のビッカース硬さを計測したところ、それぞれ115、100Hvであった。また、BCC単相の試料(16.8at.%Sc;EPMAで測定)を様々な温度にて時効熱処理を行った結果、BCC相中にHCP相がBurger'sの関係で析出することが分かり、200°Cで5時間時効することで、HCP相は数十nm程度の大きさで高密度に析出し、その硬さは231.5Hvにも達した。この硬さは金属ガラスを除いては、Mg基で最も高い値であった。BCC/HCP二相組織を有する新規Mg-Sc合金の開発を行った。Mg-Sc合金のSc濃度を10-25at%まで変化させ作製した。合金の溶解はカーボンルルボを用いて、不活性雰囲気中で高周波溶解炉と電気炉により行った。得られた鋳造材に圧延と均一化熱処理を繰り返し、厚さ1mmの圧延材とした。さらにXRDにより結晶構造解析を行ったところ、10at%ScではHCP単相、25at%ScではBCC単相であることが分かった。それに対して、15,20at%Scでは高温でBCC単相、低温でBCC/HCP二相となることが分かった。また、この二相組織は熱処理、特に高温から低温への冷却速度によって、さまざまな組織形態をとりうることが分かった。これらの組織はBCC/HCP二相Ti系合金で観察される溶体化焼き入れ組織に酷似していた。今後はTi系合金にならって、熱処理や加工熱処理を用いて、組織と機械的特性の関係を明らかにして高強度・高延性を有したMg-Sc合金の開発を進めていく予定である。本年度はBCC/HCP二相組織と機械強度の関係性について詳しく調査した。その中で、著しい時効硬化挙動を見出した。低温で長時間時効した結果、最大硬さHv=225が得られた。この結果はMg基の合金の中では、Mg基金属ガラスを除けば世界最高硬度であった。本研究の成果は、スペインで行われた国際マグネシウム学会で発表し、投稿論文は現在執筆中である。本研究の目的はMgへScを15at.%以上添加することで得られるBCC相、またその規則度を上げたB2を利用した高延性化・高強度化であった。そこで、HCP単相やBCC単相、HCP+BCC二相組織を呈するMg-Sc合金を高周波溶解炉にて作製し、機械特性、特にビッカース硬さに関して系統的に調査した。Sc濃度の異なるMg-Sc合金を作製し、HCP単相(秤量15at.%Sc)、BCC単相(秤量20at.%Sc)のビッカース硬さを計測したところ、それぞれ115Hv、90Hvであった。また、熱処理によりBCC単相化して急冷した試料(16.8at.%Sc;EPMAで測定)を様々な温度にて時効熱処理を行った。その結果、BCC相中にHCP相がBurger'sの関係で析出することが分かり、HCP相を微細に析出させるほど、HCP相の体積率が多いほど硬化することが分かった。200°Cで25時間時効することで、その硬さは231.5Hvにも達した。この時、HCP相はBCC相中に数十nm程度の大きさで、堆積率は90%ほどであった。この硬化挙動は、MgへのScの固溶強化による効果と、組織の微細化(Hall-Petchの関係)による効果で説明することが出来た。本研究の目的の一つであった高強度化に関しては十分に達成できた。延性の調査に関して、BCC相で観察された特異な変形双晶に関しては引き続き2015年度から得た科研費若手(A)にて行う予定である。材料工学時効熱処理により、高強度なMg-Sc合金の開発に成功した。本年度は強度に特化した研究を行ったので、次年度は延性とのバランスを重点的に評価したい。本年度実施予定であった三元系合金の開発について予備実験を行い、BCC/HCP二相組織形成に必要なSc量が低減できる可能性が見いだせている。今後はMg-Sc合金の機械的特性と組織の関係を明らかにし、変形挙動まで調査したい。
中枢神経腫瘍に対するX線、重粒子線治療による個体の生殖機能への影響

宇宙環境や原子力施設の放射線漏洩事故では遮蔽に困難な高エネルギー粒子線が被曝による障害の多くを占め、次世代へ生命を繋ぐ生殖機能に対する影響が懸念される。また、脳腫瘍に対する放射線治療においても、目的照射部位以外の正常脳組織に対する障害の影響を行動学の側面から知ることは、患者のquality of lifeの向上からも重要な意義がある。本研究は、ラット脳への放射線障害を性周期(雌)や交尾行動(雄)を指標として検討し、これらの行動に関連のある視床下部下垂体系に対する障害の影響を検討する。また、正常ラットの脳へのX線照射で誘発される組織学的変化が、重粒子線に対してはどの程度に発現されるかを比較することも目的として開始した。平成15年度はラット(Wistar-Imamichi系、8週齢)の脳幹部に対する照射方法の開発と障害発現の線量を検討した。麻酔下でラットの頭頂部を切開し、bregmaより5mm下方に特殊なコリメータを使用し、炭素イオン線(290MeV/n)で脳幹部を局所照射する装置を開発した。さらに本装置を用いて性行動中枢とされている視床下部(腹内側核:VMH、外側核:LH)に5mm^3の照射野を設定した。照射部位の確認は、照射直後にラット脳をスライスしてイメージングプレートに貼付け、炭素12から炭素11へ変換(放射化)される際の放射活性を捉えて確認した。視床下部照射の予備実験は雌ラットに1560Gyの照射を行い経時的(60日間)に膣スメア像による性周期を測定した。30Gy照射ラットより、照射直後に周期の乱れみられ、45Gyでは照射数日間連続した発情期像が確認された。60Gyの照射では連続した発情期の後に続いて休止期が710日間認められた。平成16年度は雄の交尾行動に対する重粒子線の影響について検討を加える。また、脳腫瘍や三叉神経に対する放射線治療においても、目的照射部位以外の正常脳組織に対する障害の影響を行動学の側面から知ることは、患者のquality of lifeの向上からも重要な意義があると考えられる。本研究は照射後の性周期の変化と血液中のFSH、LHおよびプロラクチン値を経時的に測定値し、下垂体に対する障害の影響を検討し、また、正常ラットの脳へのX照射で誘発される障害が、重粒子線に対してはどの程度に発現されるかを比較することも目的として開始した。本年度はラットの視床下部および下垂体の照射方法の開発と障害発現の線量を検討することとした。実験には雄ラット(Wistar-Imamichi strain、10週齢)を用い、安全な麻酔剤、固定方法、遮蔽方法の検討をおこなった。このラットを用いて、頭部に昭射野を設定して5100Gyの照射を実施して照射後の性行動を測定した。照射の標的は視床下部の腹内側核および外側核であり、この部位はそれぞれ満腹中枢と摂食中枢があるため、照射後の摂食量および体重の測定を実施して障害との関連を検討した。しかし、本年度は研究を始めたばかりで、まだ明らかな結果を得るまでには達しなかった。次年度、さらにこの研究を継続すると共に、雄の性行動を測定する対象動物として同系の雌ラットを用い、実験前にEstradiol benzoate(20μg/rat)およびprogesterone(0.5mg/rat)を投与して人工的な発情誘発をおこない、妊よう性を検討する予定である。

昨年度(平成15年度)は本研究で最も重要なラット脳に対する正確な照射方法の検討し、視床下部に5ミリ立方の照射野を設定してその部位に確実に照射される方法を確立した。本年度(平成16年度)は昨年度確立した方法を用いて、雄ラットの交尾行動に対する炭素イオン線(290MeV/n)の影響を検討した。雄ラットの性行動観察に交尾行動(mounting-乗駕、intromission-挿入およびejaculation-射精)が明確で最適であることから、正常脳組織に対する放射線障害の影響を行動学の側面から検討した。先ず、設定部位に正確に照射され、その部位に対する照射の正当性を確認するために高線量で短期間の観察を実施した。ラットはWistar-Imamichi系を使用し、雄と同居させる雌ラットは卵巣を摘出した後にβ-estradiolとprogesteroenを投与して人工的に発情誘発させた。雄ラット視床下部の照射野5mm^3に15120Gyを照射し、雌雄1組当たり30分間として交尾行動(mount.Intro.Ejac.)の回数を記録した。照射1カ月後では、15、30、45Gyおよび60Gy照射ラットで交尾行動変化は見られないが、90Gy照射ではIntro.およびEjac.を発現しない個体がみられ、120Gy照射でその数は半数に及んだ。特に90120GyではEjac.の出現回数に抑制が認められた。また、照射3カ月後では60Gy照射ラットでIntro.およびEjac.回数が低下するとともに半数の個体が行動を発現しなかった。これらの結果は低線量照射であっても経時的に障害が進んでいる可能性を示唆している。脳組織は放射線に抵抗性で組織学的な障害の発生は遅く、さらに照射後長期間経過したラットの交尾行動を観察する予定である。