hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
運動と分岐鎖アミノ酸(BCAA)による骨格筋萎縮の抑制効果

本研究の第二段階として、筋不活動(模擬微小重力)による廃用性筋萎縮に対する分岐鎖アミノ酸(BCAA)補充の効果を検討した。対象として56週齢のSD系雄性ラットを用いた。ラットは対照群と6日間後肢懸垂群に分けられ、更に両群は、AIN-93G食(コントロール食)およびAIN-93G+5%BCAA食(BCAA食)の条件に分けられた。4つの群の実験最終日に、ペントバルビタールナトリウム麻酔下に、ラットから血液および抗重力筋であるヒラメ筋を採取した。なお、組織の採取前24時間は絶食とした。ラット飼育中の一日あたりの摂食量はそれぞれの群の間に有意差が見られなかった。一方、後肢懸垂群ラットの成長率は、対照群のそれに比べて有意に低かった。後肢懸垂群ラットのヒラメ筋は著しく萎縮し、対照群に比べて50%の重量であった。しかし、体重およびヒラメ筋重量に対して、BCAA食の効果認められなかった。後肢懸垂群ラットヒラメ筋の総タンパク質絶対量(BCA法にて測定)および総RNA相・絶対量(A_<260nm>にて測定)は、対照群に比べて有意に低下した。一方、後肢懸垂群では、BCAA食ラットヒラメ筋の総タンパク質相・絶対量および総RNA相対量は、コントロール食ラットに比べて有意に高値であった。対照群ラットのヒラメ筋に比較し、萎縮ヒラメ筋の骨格筋特異的タンパクーユビキチンリガーセであるMuRF-1およびMAFbxのmRNA量(RT-PCR法にて測定)は有意に増加したが、BCAA食によるそれらの遺伝子発現抑制効果は認められなかった。以上の結果から、5%BCAA食は不活動によるヒラメ筋の萎縮を抑制しなかったが、筋総タンパク質量および総RNA量の低下を軽減したことから、筋タンパク質合成能力を保持できる可能性が示唆された。本研究の第一段階として、模擬微小重力(後肢懸垂モデル)による経時的廃用性筋萎縮の調節機構を分子レベルで検討した。対象として78週齢のSD系雄性ラットを用いた。ラットは対照群と後肢懸垂群に分けられ、更に両群は、懸垂直前、0.5、1.5、3.5および5.5日間後肢懸垂の条件に分けられた。後肢懸垂は研究員が開発した独自のケージおよび尾部連結法によって行われた。それぞれの群の実験最終日には、ペントバルビタールナトリウム麻酔下に、ラットから血液および5つの後肢筋(前脛骨筋、長指伸筋、腓腹筋、足底筋、ヒラメ筋)を採取した。なお、懸垂直前群を除く、組織の採取前12時間(7:0019:00)は絶食とした。採取した筋肉の中から、抗重力筋であるヒラメ筋が最も萎縮したため、残りの分析にはヒラメ筋のみを用いた。時間の経過につれ、後肢懸垂ラットヒラメ筋の総タンパク質量および総RNA量は、対照ラットに比べて有意に低下した。しかし、ヒラメ筋のタンパク質およびRNAの相対量には変化が認められなかった。タンパク質翻訳開始調節因子の1つであるS6K1のThr389リン酸化率は、懸垂直前群に比べて全ての群で有意に低かった(すなわち、12時間絶食の影響が大きかった)。しかし、3.5および5.5日間後肢懸垂ラットのS6K1総タンパク量は、対照ラットに比べて有意に低かった。萎縮したヒラメ筋のユビキチンC、プロテアソームC2サブユニットおよびE2(14kDa)mRNA量はほとんど変わらなかった。一方、骨格筋特異的タンパク-ユビキチンリガーセであるMuRF-1およびMAFbxのmRNA量は後肢懸垂の1.5日から有意に高かった。本研究の現在までの結果において、MuRF-1およびMAFbxが廃用性萎縮の筋タンパク質分解調節の主要因であることが示唆された。対照群ラットのヒラメ筋に比較し、萎縮ヒラメ筋の骨格

筋特異的タンパクーユビキチンリガーセであるMuRF-1およびMAFbxのmRNA量(RT-PCR法にて測定)は有意に増加したが、BCAA食によるそれらの遺伝子発現抑制効果は認められなかった。以上の結果から、5%BCAA食は不活動によるヒラメ筋の萎縮を抑制しなかったが、筋総タンパク質量および総RNA量の低下を軽減したことから、筋タンパク質合成能力を保持できる可能性が示唆された。
星間ガスを豊富に含む銀河の力学進化と活動性

N体数値シミュレーションによって銀河の力学的進化や相互作用を調べた。まず相互作用銀河の具体例としてマジェラン雲系を取り上げ、銀河系と大小マジェラン雲の三体相互作用が小マジェラン雲にどのような影響を及ぼしたかを調べた。つぎに、巨大楕円銀河と円盤状銀河の合体のシミュレーションを行った。他の研究者によって明らかにされていたように、このような合体は、同心円状のシェル構造を作り出すが、その際に、星形成がほとんど完全に抑制されることがわかった。この結果に基づいて、シェル銀河にしばしば発見されるポストスターバースト的な中心核は、星形成の突然の打ちきりによるものであるという可能性が示唆された。研究の第二の部分として、星間ガスの重力が孤立銀河の力学的進化にどのような影響を及ぼすかを調べた。その結果、初期の進化段階における銀河円盤内のガス量が、非軸対称構造、特に棒状構造の発生に大きな影響を与えることがわかった。一方、初期のガス量は、銀河円盤の形成のタイムスケールによって決まる。この研究により、銀河円盤を急速に形成したと考えられる早期型の銀河の棒状構造は、他の銀河との相互作用のような外的な要因によって形成され、円盤の形成がゆるやかであった晩期型の銀河の棒状構造は円盤自身の重力的不安定性によって形成されたという統一的な描像が得られた。最後に、原始銀河のコラプスに伴う円盤状銀河の形成の数値シミュレーションを実行した。その結果、進化の初期に存在する多量の星間ガスが、重力不安定性によって大質量のクランプを形成し、それらが銀河進化の主たる駆動要因として作用する新しいタイプの進化モデルが確立された。このモデルは、最近の観測によって明らかになりつつある初期銀河の特異な形態や測光学的性質を説明できる。また、クエーサー等の活動現象と銀河の力学進化の関連についても斬新な観点を提供した。本研究の目的は、星間ガスの豊富な銀河の力学進化や潮汐応答を数値シミュレーションによって調べ、形成されて間もない初期銀河の進化を解明することである。特に、星間ガスの重力的影響が銀河の非軸対称構造の発見や、活動現象の誘起にどのような役割を果たすのかを調べるのが主眼である。平成7年度は研究計画の基本となる銀河進化の重力N体計算コードを作成した。銀河は恒星系と星間ガスから構成されるものとしそれぞれの自己重力と星形成課程を組み込んだ。当初の計画にあった星間ガスのモデリングをSmooth Particle Hydrodynamics (SPH)によって行う部分については、SPHそのものについて予備的な試験研究が必要であることが判明した。したがってより簡便な方法として星間ガス雲を非弾性衝突によってモデリングするSticky Particle法を使用することにした。これは、星間ガスの振る舞いの本質的特徴を考慮した銀河モデルを作成するという当初の目的を損なうものではなく、将来SPHによるシミュレーションが可能になった際に、そのレファレンスモデルとしても役立つものである。作成したシミュレーションコードを既存のワークステーション上で動かし、従来の数値研究の結果と比較することによって、アルゴリズムのチェックを完了した。またこれと平行して、今後計算の主力となる多体計算加速装置GRAPE(ロジックハウス社製LH8000)をホストワークステーション及び周辺機器の購入を行った。今後、多体計算加速装置上で数値コードをインストールし、本格的なシミュレーションを開始する予定である。N体数値シミュレーションによて銀河の力学的進化や相互作用を調べた。

他の研究者によって明らかにされていたように、このような合体は、同心円状のシェル構造を作り出すが、その際に、星形成がほとんど完全に抑制されることがわかった。この結果に基づいて、シェル銀河にしばしば発見されるポストスターバースト的な中心核は、星形成の突然の打ちきりによるものであるという可能性が示唆された。研究の第二の部分として、星間ガスの重力が孤立銀河の力学的進化にどのような影響を及ぼすかを調べた。その結果、初期の進化段階における銀河円盤内のガス量が、非軸対称構造、特に棒状構造の発生に大きな影響を与えることがわかった。一方、初期のガス量は、銀河円盤の形成のタイムスケールによって決まる。この研究により、銀眼円盤を急速に形成したと考えられる早期型の銀河の棒状構造は、他の銀河との相互作用のような外的な要因によって形成され、円盤の形成がゆるやかであった晩期型の銀河の棒状構造は円盤自身の重力的不安定性によって形成されたという統一的な描像が得られた。最後に、原始銀河のコラプスに伴う円盤状銀河の形成の数値シミュレーションを実行した。その結果、進化の初期に存在する多量の星間ガスが、重力不安定性によって大質量のクランプを形成し、それらが銀河進化の主たる駆動要因として作用する新しいタイプの進化モデルが確立された。このモデルは、最近の観測によって明らかになりつつある初期銀河の特異な形態や測光学的性質を説明できる。また、クエーサー等の活動現象と銀河の力学進化の関連についても斬新な観点を提供した。
固体高分子型燃料電池における水分濃度勾配生成現象とプロトン移動機構の解明

固体高分子型燃料電池は,出力電流密度が高く,低温作動が可能であるため,次世代の自動車用動力源として,現在,注目されている.しかしながら,固体高分子電解質膜のプロトン伝導性は膜の乾燥に伴い大きく減少するため,膜の湿潤状態の管理が重要である.本研究課題においては,磁気共鳴イメージング(MRI)による発電中におけ多燃料電池膜内の水分布を直接計測する手法を開発し,膜内の水分輸送機構を基礎的に明らかにすることを目的としている.本年度は,電解質膜内におけるカソード側からアノード側への生成水の拡散流束に着目し,従来,報告されている電解質膜の薄膜化による拡散流束の増大,すなわち電解質膜の含水促進に関する実験を行った.具体的には,膜厚の異なる電解質膜を用いて燃料電池セルによる発電実験を行い,電解質膜の薄膜化がもたらす導電抵抗低減効果は,従来,考えられているよりも小さいことが電気化学インピーダンス計測により明らかになった.この要因を昨年度,開発したMRI計測技術を適用することにより調べたところ,電解質膜の含水量は,薄膜化とともに減少するという新たな知見を得た.さらに,薄膜化によって実現できる高出力電流密度域においても,電解質膜の含水量は増加せず,出力電流密度の増大とともに電解質膜の含水量が低下する傾向があることが明らかになり,電解質膜内の水分輸送において,電気浸透が大きく影響を与えていることが明らかになった.固体高分子型燃料電池は,出力電流密度が高く,低温作動が可能であるため,次世代の自動車用動力源として,現在,注目されているが,電解質膜である固体高分子膜のプロトン伝導性は膜の乾燥に伴い大きく減少するため,膜の湿潤状態の管理が重要である.本研究課題においては,磁気共鳴イメージング(MRI)による発電中における燃料電池膜内の水分布を直接計測する手法を開発し,膜内の水分輸送機構を基礎的に明らかにすることを目的としている.本年度は,非磁性材料からなる固体高分子型燃料電池セルを製作し,磁気共鳴イメージング装置(MRI)を用いた固体子分子膜内の水分布の直接計測手法の確立を行った.その際,MRI信号強度を膜内水分濃度に変換する実験式の導出のために,電子天秤による膜内水分量の測定をMR1信号との相関を導出することにより行った.その上で,発電状態において膜内に生成されると考えられている水分濃度勾配について,実験的に明らかにするために,燃料電池負荷制御装置を用いて,燃料電池セルの出力電流密度を高精度に制御し,出力電流密度が膜内水分濃度分布に及ぼす影響に関するMRI実験を行った.その結果,発電時における電解質膜内水分濃度分布のMRIが可能であり,燃料電池反応が進行している状態において,水分濃度勾配が生成することを実験的に明らかにした.さらに出力電流密度をパラメーターにした実験を行い,出力電流密度の増加とともに電解質膜内の水分量が減少することを明らかにし,これらの計測結果が電気化学インピーダンス計測結果ともよく一致することを示した.固体高分子型燃料電池は,出力電流密度が高く,低温作動が可能であるため,次世代の自動車用動力源として,現在,注目されている.しかしながら,固体高分子電解質膜のプロトン伝導性は膜の乾燥に伴い大きく減少するため,膜の湿潤状態の管理が重要である.本研究課題においては,磁気共鳴イメージング(MRI)による発電中におけ多燃料電池膜内の水分布を直接計測する手法を開発し,膜内の水分輸送機構を基礎的に明らかにすることを目的としている.本年度は,電解質膜内におけるカソード側からアノード側への生成水の拡散流束に着目し,従来,報告されている電解質膜の薄膜化による拡散流束の増大,すなわち電解質膜の含水促進に関する実験を行った.具体的には,膜厚の異なる電解質膜を用いて燃料電池セルによる発電実験を行い,電解質膜の薄膜化がもたらす導電抵抗低減効果は,従来,考えられているよりも小さいことが電気化学インピーダンス計測により明らかになった.この要因を昨年度,開発したMRI計測技術を適用することにより調べたところ,電解質膜の含水量は,薄膜化とともに減少するという新たな知見を得た.さらに,薄膜化によって実現できる高出力電流密度域においても,電解質膜の含水量は増加せず,出力電流密度の増大とともに電解質膜の含水量が低下する傾向があることが明らかになり,電解質膜内の水分輸送において,電気浸透が大きく影響を与えていることが明らかになった.
料金体系の変更が都市内通勤行動に与える影響のシミュレーション分析

昨年度は,朝のピーク時間帯の混雑を分散させる方法として,都市高速道路への時間帯料金の導入に着目し,これが広域に適用された場合の通勤行動への影響を分析するシミュレーションツールを基礎的に開発した.今年度は,時間帯の適正化に着目するだけでなく,都市高速道路と一般道路の経路間の適正な交通分担に着目して,それを果たすための料金体系のあり方を検討するためのシミュレーションツールの開発を行った.自動料金収受システムの実戦配備が間もなくスタートするが,これにより制約上均一料金であった都市高速道路においても多様な料金体系を検討することが可能となる.しかし,一般道路に負担を与える形で高速道路が一方的にサービス改善を果たすような方策は望ましくなく,都市内交通の適正化の観点から料金体系を考える必要がある.その検討のためのツールとして,本研究ではネットワーク交通流シミュレーションモデルを開発した.その中でキーとなるモデルとしてドライバーの経路途上の経路選択モデルを構築し,利用者へのヒアリング意識調査からその要因およびパラメータを抽出した.最後に首都高湾岸線沿線を対象ととして,いくつかの料金体系が首都高と周辺街路に及ぼす影響を分析し,望ましい料金体系のあり方を基礎的に検討した.本研究は,朝のピーク時の混雑を分散させる方法として,時間帯別料金導入などの料金体系の変更に着目し,これが大都市圏で広域に実施される場合の通勤行動に与える影響を分析するツールの開発が目的である.今年度は,利用者が出発時刻を決定する要因を抽出し,ネットワーク上の政策シミュレーション分析を行うためのツールを基礎的に検討した.研究の遂行に際し,すでに時間帯別料金の適用が進んでいる事例をレビューを通じ,東京のような大都市圏における広域での実施には多くの課題が残されていることが明らかとなった.分析に先立って,首都高速道路で通勤するドライバーに対して意識調査を行った.このデータを利用して,時間帯別料金を含めた首都高速道路の渋滞緩和対策に関する選好意識を分析し,時間帯別料金の受け入れ易さを定量的に把握した.次に,利用者が料金と所要時間,始業時刻などをもとに出発時刻を選択する行動をモデルに定式化し,先の調査データを利用してモデルの推定を行った.これにより,利用者の属性が出発時刻のシフトに大きな影響を与えることが推察された.なお,構築したモデルの予測時の信頼性を確保することを目的として,実交通量データを用いて,モデルパラメータのチューニングを別途行っている.次年度以降に構築する交通需要予測システムの基礎的検討として,ネットワークシミュレーション手法の適用可能性について整理し,10Dではあるが,実ネットワークにこの手法を適用し,時間帯別料金による渋滞緩和効果の分析が行えた.昨年度は,朝のピーク時間帯の混雑を分散させる方法として,都市高速道路への時間帯料金の導入に着目し,これが広域に適用された場合の通勤行動への影響を分析するシミュレーションツールを基礎的に開発した.今年度は,時間帯の適正化に着目するだけでなく,都市高速道路と一般道路の経路間の適正な交通分担に着目して,それを果たすための料金体系のあり方を検討するためのシミュレーションツールの開発を行った.自動料金収受システムの実戦配備が間もなくスタートするが,これにより制約上均一料金であった都市高速道路においても多様な料金体系を検討することが可能となる.しかし,一般道路に負担を与える形で高速道路が一方的にサービス改善を果たすような方策は望ましくなく,都市内交通の適正化の観点から料金体系を考える必要がある.その検討のためのツールとして,本研究ではネットワーク交通流シミュレーションモデルを開発した.その中でキーとなるモデルとしてドライバーの経路途上の経路選択モデルを構築し,利用者へのヒアリング意識調査からその要因およびパラメータを抽出した.最後に首都高湾岸線沿線を対象ととして,いくつかの料金体系が首都高と周辺街路に及ぼす影響を分析し,望ましい料金体系のあり方を基礎的に検討した.
C型肝炎ウイルスCoreタンパク質による細胞性遺伝子発現制御機構の解析

本研究において、C型肝炎ウイルスCoreタンパク質(Core)による細胞性遺伝子発現制御機構を明らかにする研究を行った。今回、特にCoreによるレチノイン酸受容体(RAR)の転写活性化の分子機構についての研究を行った。まず、Coreのアミノ末端領域をベイトとして、この領域に結合する細胞性因子を酵母ツーハイブリッド法によりスクリーニングした。その結果、結合候補分子としてSp110bを同定した。Sp110bの分子機能はこれまで全く明らかになっていないので、まずSp110bの分子機能の解析を行った。Sp110bを細胞内に過剰発現させるとRARα活性が減少すること、および細胞内の内在性Sp110bをノックダウンすることによりRARα活性が上昇することより、Sp110bはRARα活性に抑制的に働くことが示唆された。またRARαのリガンド存在下でSp110bとRARαが相互作用すること、Sp110bがRARα結合配列をもつプロモーターに会合することより、Sp110bはRARαの転写コファクターであることが明らかとなった。また、培養細胞において内在性および外来的に発現させたSp110bは主に核に局在することが観察された。しかしながらCoreを発現させることにより、Sp110bは主に細胞質へと局在が変化すること、この局在の変化はCoreとSp110bとの相互作用を介していることが示唆された。このCoreによるSp110bの局在変化を阻害した時、CoreによるRARα活性化能は減弱することがレポーターアッセイ法により示されたことより、CoreはSp110bの局在変化を介してRARα転写活性化を引き起こすことが明らかとなった。本研究において・転写因子NF-κBの活性化に関与するC型肝炎ウイルスCoreタンパク質(Core)アミノ末端領域をベイトとして、この領域に結合する細胞性因子を酵母ツーハイブリッド法によりスクリーニングした。その結果、結合候補分子としてSp110bをクローニングした。Sp110bの分子機能はこれまで全く明らかになっていないので、CoreとSp110bとの相互作用およびSp110bの分子機能に関する解析を行い、現在までに以下の新知見を得ている。1 CoreとSp110bとの相互作用培養細胞において内在性および外来的に発現させたSp110bは主に核に局在することが観察された。レポーターアッセイ法により、Sp110bはレチノイン酸受容体(RAR)を介する転写活性に抑制的に作用することが観察された。またin vitroにおけるGST pull downアッセイ法により、RARのリガンドの存在下でSp110bとRARは相互作用することが示された。これらのことよりSp110bはRARを介する転写を負に制御する転写コファクターである可能性が考えられた。今後CoreとSp110bとの相互作用が、CoreによるNF-κBの活性化にどのような役割を果たすのかを検討する予定である。また、Sp110bによるRAR転写抑制の分子機構についてもさらに解析をすすめる。
論文集作成を中心としたリサーチャーライクアクティビティの導入に関する研究

研究代表者の勤務する学校の修学旅行において、生徒の興味関心に応じた、一方で教育的に有意義なテーマを設定し、事前・事後の研究を行う。本校において研究の結果は、パンフレットまたは研究誌にまとめられるのが普通である。この機会を利用し、本研究では、比較的知的能力に恵まれている高校生に対して、学術論文集の作成という作業のResearoher Like Activityとしての導入の可能性について研究した。5月にはクラスのテーマを決定し、グループごとに生徒に事前研究を行わせることを了解させた。6月に研究グループを作り、班ごとの研究テーマを決めさせ、また、論文のスタイル、書き方、テーマの選び方などを指導した。ここで問題となったのは、参考文献とすべき図書・文献を、生徒自身で探すことが困難であったことである。学校あるいは公立の図書館や新刊の書籍を売る書店では、生徒の決めたテーマを追求する際に必要な書籍は入手が困難で、古書店を探さなければなかったり、あるいは、大学の修士論文に生徒の興味と一致するものがあったが、これもタイトルとアブストラクトのみWebで公開されており、本文を読むことはその大学が遠方であったため、不可能であった。近頃、大学の図書館は市民に公開されてきているが、貸し出し等は不可ところが多い。また、高校生は入館・利用が不可のところも多い。もう一歩進めて、大学図書館と高校との連携で図書の貸し出しができるようになるとよい。また、各大学の修士論文は非公開のところが多いが、これも、Webで読めるようになると大いに助かるであろう。また、生徒の文献探索能力はきわめて低く、その理由は文献探索という経験を多くの生徒がこれまでしてきていなかったという点は注目に値するであろう。ホームルームや総合学習などで文献探索をテーマに授業を行うことで改善できるかもしれない。参考資料の入手に手間どったため、論文の構想発表会は断念し、要約や構想などを事前研究として査読なしで当日用のパンフレットに載せることにした。10月の修学旅行は、新型インフルエンザの影響のため、若干混乱したが無事終了することができ、10月の修学旅行終了後、1月上旬を締切として論文を完成させることにした。締め切りは延したのは参考文献の入手に手間取ったことが大きい。Review用のシートについては、研究代表者が12月に行った学会のフォームを参考に開発した。1月下旬には、Editor-in-chefを引き受けた生徒と協議し、査読者の選定を行い、査読の依頼書を作り、2月の中旬には回収することにした。ここで、意外だったのは、生徒は査読者に選ばれると、実に熱心に査読を行い、的確に修正すべき点を示したものが多かったことである。2月中旬の結果を受けて、論文はMinor(あるいはMajor)Revisionをし、完成させたものを3月上旬に提出した。3月中旬には論文集を発行し、生徒から直接感想を聞いたが、概ね好評であった。

2月中旬の結果を受けて、論文はMinor(あるいはMajor)Revisionをし、完成させたものを3月上旬に提出した。3月中旬には論文集を発行し、生徒から直接感想を聞いたが、概ね好評であった。
三次元培養系ヒト線維芽細胞を用いた光老化による真皮成分代謝の動的解析

皮膚の光老化に関する研究の多くは実験動物を用いて行われているが,我々は,線維芽細胞にin vitroで三次元構造を構築させた真皮モデルを用いた.この系を用いることにより紫外線照射によって炎症細胞が分泌するサイトカインなどの影響を受けずに紫外線の線維芽細胞への直接作用が検討できると考えられる.UVA(320400nm)照射では,長時間照射による細胞のコンタミネーションおよび二酸化炭素分圧の変化を防ぐためCO_2インキュベータ-を改造して使用した.UVAを1日おきに1週間(4回)照射した後,翌日細胞層を回収し細胞層のDNA量を測定したところ,照射量が1000mJ/cm^2までは照射群では非照射対照群に比べ,DNA量はほとんど変化しないが,1500mJ/cm^2では約85%,3000mJ/cm^2では約40%,6000mJ/cm^2では約15%に減少しておりUVAの強い細胞障害作用が認められた.次に細胞障害をおこさない照射条件下(500mJ/cm^2,4回)におけるUVAの直接作用を検討した.細胞層中のコラーゲン量を比較すると,照射群では非照射対照群に比べDNA量あたりの中性不溶性コラーゲン中のハイドロキシプロリン量は増加し,HPLCによる二糖分析ではムコ多糖量,とくにヒアルロン酸が増加する傾向が認められた.これらはヒトやマウスの光老化した皮膚の分析結果に一致していた.UVB(290320nm)については1回照射で,10mJ/cm^2まではDNA量にほとんど変化はなかったが,20mJ/cm^2では約28%に減少し,UVAよりさらに強い細胞障害作用が認められた.5mJ/cm^21回照射後に細胞層中のムコ多糖二糖をHPLCにより分析したが照射による変化は認められなかった.SDS-PAGEによるコラーゲン分析でも照射による変化は認められなかった.今年度は三次元構築をとらせた真皮モデルに対する紫外線照射の影響を検討し,照射条件の設定が終了した.今後,さらに症例数を加えるとともに,確認実験をおこなって行きたい.皮膚の光老化に関する研究の多くは実験動物を用いて行われているが,我々は,線維芽細胞にin vitroで三次元構造を構築させた真皮モデルを用いた.この系を用いることにより紫外線照射によって炎症細胞が分泌するサイトカインなどの影響を受けずに紫外線の線維芽細胞への直接作用が検討できると考えられる.UVA(320400nm)照射では,長時間照射による細胞のコンタミネーションおよび二酸化炭素分圧の変化を防ぐためCO_2インキュベータ-を改造して使用した.UVAを1日おきに1週間(4回)照射した後,翌日細胞層を回収し細胞層のDNA量を測定したところ,照射量が1000mJ/cm^2までは照射群では非照射対照群に比べ,DNA量はほとんど変化しないが,1500mJ/cm^2では約85%,3000mJ/cm^2では約40%,6000mJ/cm^2では約15%に減少しておりUVAの強い細胞障害作用が認められた.次に細胞障害をおこさない照射条件下(500mJ/cm^2,4回)におけるUVAの直接作用を検討した.細胞層中のコラーゲン量を比較すると,照射群では非照射対照群に比べDNA量あたりの中性不溶性コラーゲン中のハイドロキシプロリン量は増加し,HPLCによる二糖分析ではムコ多糖量,とくにヒアルロン酸が増加する傾向が認められた.これらはヒトやマウスの光老化した皮膚の分析結果に一致していた.UVB(290320nm)については1回照射で,10mJ/cm^2まではDNA量にほとんど変化はなかったが,20mJ/cm^2では約28%に減少し,UVAよりさらに強い細胞障害作用が認められた.5mJ/cm^21回照射後に細胞層中のムコ多糖二糖をHPLCにより分析したが照射による変化は認められなかった.SDS-PAGEによるコラーゲン分析でも照射による変化は認められなかった.今年度は三次元構築をとらせた真皮モデルに対する紫外線照射の影響を検討し,照射条件の設定が終了した.今後,さらに症例数を加えるとともに,確認実験をおこなって行きたい.
骨格筋加温と身体運動を併用した廃用性筋萎縮に対する介入効果に関する実験的研究

本研究では,筋萎縮に伴う筋損傷や筋痛に対して運動や骨格筋の加温が与える影響について,足関節をギプス固定したラットを用いて検討した.その結果,ギプス固定後の運動は筋損傷や筋痛,痛覚閾値低下を軽減させるが,骨格筋加温は筋損傷の発生を軽減するが,筋痛や痛覚閾値低下は軽減できないことが明らかとなった.平成24年度はラット足関節を最大底屈位にて4週間ギプス固定を行い、固定終了後の骨格筋加温が筋損傷と疼痛に及ぼす影響を検証した。骨格筋加温はギプス除去直後から2週間実施し、群設定はギプス固定を行わず通常飼育を行う対照群、ギプス固定のみを行う固定群、ギプス固定を行いギプス除去後に骨格筋加温を行う加温群の3群とした。行動学的検討は腓腹筋の筋圧痛閾値をRandall-Selitto装置を用いて測定し、足底の触刺激による逃避反応閾値をvon Frey hairtestを行って測定した。組織学的検討は実験期間終了後に腓腹筋を採取して壊死線維の割合を計測した。その結果、固定群では対照群に比べ腓腹筋の筋圧痛閾値と足底の触刺激による逃避反応閾値が低下し、壊死線維の割合は高値を示した。一方、骨格筋加温群は固定群に比べて壊死線維の割合が低値を示したが、腓腹筋の筋圧痛閾値ならび足底の触刺激による逃避反応閾値には群間に差を認めなかった。以上の結果から、ギプス固定後の骨格筋加温によって筋損傷はある程度軽減できるが、筋痛や感覚過敏は軽減できないことが明らかとなった。以上の結果をまとめると、ラット足関節を4週間ギプス固定することで腓腹筋の筋圧痛閾値や足底における逃避反応閾値が低下することが確認され、廃用性筋萎縮による筋痛の発生状況と実験モデルの有用性が明らかとなった。また、固定除去直後より廃用性に萎縮した骨格筋に骨格筋加温を実施することで筋損傷をある程度抑制できるが、筋痛については抑制できないことが明らかとなった。このことから、廃用性筋萎縮による筋痛は筋損傷に由来するものではなく、不動に伴うその他の要因(神経系の可塑的変化など)に由来したものであることが推測された。本研究では,筋萎縮に伴う筋損傷や筋痛に対して運動や骨格筋の加温が与える影響について,足関節をギプス固定したラットを用いて検討した.その結果,ギプス固定後の運動は筋損傷や筋痛,痛覚閾値低下を軽減させるが,骨格筋加温は筋損傷の発生を軽減するが,筋痛や痛覚閾値低下は軽減できないことが明らかとなった.平成23年度はラット足関節を最大底屈位にて4週間ギプス固定を行い、固定終了後の伸張刺激が疼痛に及ぼす影響を検証した。伸張刺激はギプス除去直後から2週間実施し、群設定はギプス固定を行わず通常飼育を行う対照群、ギプス固定を行い伸張刺激を行わない固定群、ギプス固定を行いギプス除去後に伸張刺激を行う固定+介入群の3群とした。逃避反応閾値の評価は腓腹筋に対してRandall-Selittotest、足底に対してvon Freyhairtestをそれぞれ行い、組織学的検討は実験期間終了後に腓腹筋を採取して壊死線維の割合を計測した。その結果、固定群では対照群に比べ腓腹筋における逃避反応閾値が低下し、足底における逃避反応回数が増加し、壊死線維の割合は高値を示した。固定+介入群では固定群に比べて各指標が抑制された。これより、ギプス固定後の伸張刺激は疼痛を軽減する効果があることが推測された。以上の結果をまとめると、ラット足関節を4週間ギプス固定することで腓腹筋における逃避反応閾値の低下や足底における逃避反応回数が増加することが確認され、廃用性筋萎縮による筋痛の発生状況と実験モデルの有用性が明らかとなった。また、固定除去直後より廃用性に萎縮した骨格筋に伸張刺激を実施することで逃避反応が抑制されるとともに、壊死線維の割合を減少させ、逃避反応の抑制に影響していることが推測されたことから、身体運動や骨格筋加温、及びそれらを併用した治療介入によっても筋損傷や筋痛の抑制効果が得られる可能性が考えられる。平成24年度は、平成23年度に得られた結果を基礎資料として、骨格筋加温とトレッドミル走行を併用した治療介入を行い、行動学的、組織学的、生化学的指標を用いて介入効果を検討する予定である。本研究では、不活動に伴う骨格筋の退行性変化に着目し、筋萎縮とそれに伴う筋痛の病態を明らかにするとともに、骨格筋の加温と身体運動の併用が、運動時の筋傷害や筋萎縮からの回復過程に与える影響とその作用機序を解明することで、リハビリテーション医療における、廃用性筋萎縮の効果的な回復方法の開発に向けた基礎的資料を提供する予定である。平成23年度では、ギプス固定に伴う廃用性筋萎縮によって筋痛や固定部の痛覚過敏が出現すること、ならびにその後の通常回復過程について確認できた。また、身体運動時に骨格筋に加わるであろう伸張刺激の影響についても検討することができた。

平成23年度で得られた結果を基に、平成24年度には同様のギプス固定モデルを用いて、骨格筋加温とトレッドミル走行を併用した治療介入を行い、筋萎縮や筋損傷とそれに伴う筋痛に与える影響について、行動学的、組織学的、生化学的指標を用いて検討することが可能である。平成24年度は、廃用性筋萎縮を呈した骨格筋に対して骨格筋加温と身体運動を行わせ、その際に発生する筋痛と筋萎縮からの回復効果について経時的に検討する予定である。具体的には、4週間のギプス固定を行った後にギプスを除去し、通常飼育に戻す。骨格筋加温とトレッドミル走行はギプス除去時より開始し、2日に1回のペースで実施する。飼育期間は、平成23年度と同様とし、同頻度でトレッドミル走行のみを行った群、ならびに骨格筋加温のみを行った群と比較する。評価は、筋痛の発生状況についてRandall Selitto testを行い、圧痛閾値の経時的変化を確認する。具体的には、各検索時期の下腿三頭筋に対し、一定の速度で連続的に増加する圧を与え、逃避閾値を測定する。また、各群それぞれのヒラメ筋と腓腹筋を検索材料として新鮮凍結切片を作製し、ヘマトキシリン・エオジン染色を行い、病理所見の検索と筋横断面積の測定を行うとともに、マクロファージ、好中球、好酸球、CD4、CD8などの抗体を用いた免疫染色を実施し、単核細胞の浸潤の詳細について検討する。加えて、筋細胞膜の裏打ちタンパクであるジストロフィンの免疫染色とEvans Blue生体染色法を実施し、筋細胞膜の形態的、および機能的変化を検討する。その他にも、筋抽出液を作製し、SDS-PAGEポリアクリルアミド電気泳動法を用いたWestern blot法を行い、筋組織内のストレスタンパク質(Hsp70、Hsp25)とミオシン重鎖(MHC)、P70S6kiaseとFox03の含有量を定量する。また、一部の試料については、既存のELISAキット、またはEIAキットを用いて、成長因子(IGF-1、FGF)、ならびに炎症性サイトカイン(IL-1β、IL-6、IL-10、TNFα、PGE2)を吸光度測定装置により定量する。平成24年度に行う研究についても、研究代表者が主に行う予定であるが、実験技術の一部についての協力・支援を長崎大学と名古屋大学の知人に依頼しており、研究代表者が長崎大学や名古屋大学へ赴く予定である。そのため、研究打ち合わせ旅費が必要である。また、これらの検索は、すべて現有機器で実施可能であるが、実験用ラット、抗体や試薬等の購入が必要である。また、平成23年度に得られた結果について、国内外の疼痛関連学会やリハビリテーション医学関連学会にて発表を行うとともに、得られた結果をまとめ、短報、または研究報告を作成し、国内外の疼痛関連、またはリハビリテーション医学関連の雑誌に投稿する予定である。それに伴い、研究成果の発表に際して旅費が必要となる。加えて、研究成果の国内・国際誌への投稿に際しては、外国語校閲料や論文投稿料などが必要となる。また、平成23年度は行動学的検討と組織学的検討に多くの時間を要したため生化学的な検索を行うことができなかった。そのため、予定匹数のラットや抗体キットの購入を行わず、未使用見込残高が490,000円となった。この未使用見込残高については、引き続き、平成23年度に作成した検索試料をもとに生化学的な検索を行うための抗体やキットの購入にあてるとともに、今年度Milan(Italia)で開催されるInternational association for the study of pain(IASP)へ情報収集と意見交換のため参加予定であるため、その参加費および旅費に使用予定である。
公共サービス部門の拡大と経済成長の関係―経済成長モデルを用いた分析―

人々が安心して生活し,安心して働き,安定した経済成長を享受し,そして安心して人生を送れる社会の構築に対して,経済学はいかなる貢献が可能なのか.本研究の目的は,この視点に立ち,教育や医療といった公共サービス部門の拡大と経済成長の関係を分析する.経済成長とともに公共サービス部門は拡大していくのかどうか,それに伴い公共サービスの財源となる税負担は増大していくのかどうか,公共サービス部門の拡大は経済成長にどのような影響を与えるか,本研究はこれらを明らかにする.人々が安心して生活し,安心して働き,安定した経済成長を享受し,そして安心して人生を送れる社会の構築に対して,経済学はいかなる貢献が可能なのか.本研究の目的は,この視点に立ち,教育や医療といった公共サービス部門の拡大と経済成長の関係を分析する.経済成長とともに公共サービス部門は拡大していくのかどうか,それに伴い公共サービスの財源となる税負担は増大していくのかどうか,公共サービス部門の拡大は経済成長にどのような影響を与えるか,本研究はこれらを明らかにする.
き裂を含んだ岩盤の変形・破壊特性に関する研究

まず、コンプライアンスが順次増大して行くと仮定した構成方程式について検討した。その際、岩石の多数のき裂が生じ、負荷能力が次第に低下していく場合にも適用できることを、一つの主眼とした。実際の岩石に置いては、コンプライアンスの増大と永久歪みの増大との両者が観察される。従って、歪みが途中で減少するような場合を扱うには、コンプライアンスの増大と永久歪みを分離して扱える構成方程式が必要となる。しかしながら、岩盤内構造物の解析においては、歪みが小さくなることはまれであり、このような場合には、今回検討した構成方程式で十分と思われる。今回開発した構成方程式は非常に簡単なものであり、将来付け加えなければならない点はいくつかあると思うが、今後、き裂を含んだ岩盤の変形・破壊挙動に関し統合的な検討を進める上での指針を得ようとする試みの第一歩であると考えている。引き続き、気乾状態と湿潤状態とでの時間依存性の差異を検討するために、載荷速度を変えた一軸圧縮試験を行なった。この際にも、き裂を多く含むようになり、負荷能力が際めて小さくなるまでの範囲を研究対象とした点で、従来の研究をしのいでいる。強度、ヤング率ともに気乾状態の方が大きく、気乾状態の時の応力一歪線図が、湿潤状態の時のそれを内包することがわかった。他方、載荷速度が増加すると、強度は増加するがヤング率はほとんど増加しない。載荷速度が10倍になった時の強度の増加が、気乾状態と湿潤状態とで変わらないことは、興味深い。また、この場合も載荷速度の速い時の応力一歪線図が小さいときのそれを内包することがわかった。さらに、構成方程式に若干の改良を加えれば、気乾状態のみならず湿潤状態での実験結果をも、精度良く再現できることがわかった。1.き裂を含まない岩石試料を使用した試験き裂を含んだ岩石試料に関する諸実験の基礎とすべく、き裂を含まない岩石試料を使用した定歪速度試験とクリ-プ試験とを実施した。得られたのは、一軸圧縮強度、圧裂引張強度、ヤング率、一軸圧縮強度の載荷速度依存性、クリ-プ曲線、クリ-プ寿命等である。2.き裂を含んだ岩石試料の作成き裂を含んだ岩石試料の作成方法については、何ら確立されていない。そこで、いくつかの方法を試みた。その結果、岩石試料片の一軸圧縮試験を強度破壊点付近まで行なった後中止し、除荷する方法が、最も有望なことが分かった。岩石試料片は、破壊強度に達する前より、その内部にクラックが発生・成長し、破壊強度付近では相当多くの大小のき裂(クラック)を含むことが分かった。また、場合によっては、破壊強度に達した後も、歪速度を一定に保ち試験を続けることにより、多くのかつ長いき裂を含んだ試料を作成できることも分かった。3.き裂を含んだ岩石試料の定歪速度試験き裂を含んだ岩石試料を用いて、定歪速度試験を実施した。現在のところ実験数が少ないが、問題なく行なえることを確認した。また、製作した周圧ベッセルを用いて周圧下での実験を行ない、この場合も問題の無いことを確認した。4.き裂を含んだ岩石試料のクリ-プ試験数時間程度のクリ-プ試験は問題なく行なえることをまず確認した。長期に亘る試験機、測定装置の安定性を検討中である。5.構成方程式の検討現在までに得られた実験結果に基づいて、簡単な構成方程式を提案し、計算機シミュレ-ション等により検討した。その際、岩石に多数のき裂が生じ、負荷能力が次第に低下していく場合にも適用できることを、一つの主眼とした。

実際の岩石に置いては、コンプライアンスの増大と永久歪みの増大との両者が観察される。従って、歪みが途中で減少するような場合を扱うには、コンプライアンスの増大と永久歪みを分離して扱える構成方程式が必要となる。しかしながら、岩盤内構造物の解析においては、歪みが小さくなるとはまれであり、このような場合には、今回検討した構成方程式で十分と思われる。今回開発した構成方程式は非常に簡単なものであり、将来付け加えなければならない点はいくつかあると思うが、今後、き裂を含んだ岩盤の変形・破壊挙動に関し統合的な検討を進める上での指針を得ようとする試みの第一歩であると考えている。引き続き、気乾状態と湿潤状態とでの時間依存性の差異を検討するために、載荷速度を変えた一軸圧縮試験を行なった。この際にも、き裂を多く含むようになり、負荷能力が極めて小さくなるまでの範囲を研究対象とした点で、従来の研究をしのいでいる。強度、ヤング率ともに気乾状態の方が大きく、気乾状態の時の応力-歪線図が、湿潤状態の時のそれを内包することがわかった。他方、載荷速度が増加すると、強度は増加するがヤング率はほとんど増加しない。載荷速度が10倍になった時の強度の増加が、気乾状態と湿潤状態とで変わらないことは、興味深い。また、この場合も載荷速度の速い時の応力-歪線図が小さいときのそれを内包することがわかった。さらに、構成方程式に若干の改良を加えれば、気乾状態のみならず湿潤状態での実験結果をも、精度良く再現できることがわかった。
ケアチームによる介護家族の介護価値を高める援助に関する研究

ケアチームによる介護家族の介護価値の認識を高める援助の方法を検討するために、介護家族に係わる頻度が多いと推測される訪問介護従事者と訪問看護従事者の介護に関する認識と援助活動の実態を以下の三点から明らかにした。1.援助体験を通じて介護について感じていることおよび感じるきっかけとなった援助体験、2.実施している援助とその意図、3.家族が介護体験を通じて何かを得ることを促す援助に関する意見。質問紙による郵送調査を実施した。訪問介護従事者は、長野県内の全居宅介護支援サービス事業者の常勤訪問介護職員1228人を対象とし344人から回答を得た。訪問看護従事者は、長野県および岐阜県内の全訪問看護ステーション205施設の看護職者とし、149施設651人から回答を得た。援助体験を通じて感じていることは、両群ともに同様の傾向を示した。殆どのものが介護体験を通じて人は何かを得ていると感じていたが、介護家族が得ていると感じる頻度はあまり高くなかった。介護家族が何かを得ていると感じたきっかけは、介護の受け止め方や介護の仕方の変化を実感したことであった。実施している援助も両群とも同様の傾向を示し、家族の介護継続意欲を高め、介護を肯定的に認識できるように、家族の気持ちを傾聴し努力を認めることや、各種サービスの活用をすすめ負担軽減や介護者のQOLの向上をはかることが多く、家族とともにケアをしたり、家族間のコミュニケーションをはかるといった援助者からの働きかけは多くなかった。訪問看護従事者群では、家族が介護から何かを得ることを促す援助について記述のあったものは、他の援助者と話し合っているものが多かった。両者による話し合いは、家族の考えや介護方法の変化に気づく機会となり、介護の肯定的な側面に関する自らの認識を高めると同時に介護家族の認識を高める援助を開発するという意味があると推察された。1.介護職の介護に関する意識調査介護家族を援助するケアチームメンバーのなかで、患者本人や家族に頻度高く援助していると推測されるホームヘルパーの介護意識、とりわけ介護することの価値の認識を捉えるための調査を実施した。対象者は、長野県内の社会福祉協議会(120カ所)に所属するものおよび民間のホームヘルプサービス機関(11カ所)に所属するもの全数とし、機関宛に自記式調査票を配布した調査項目は、既存の研究成果や研究分担者間での検討を経て、介護体験を通じてヘルパー自身が得ている介護に関する認識、介護に関する認識を高めることに影響を与えた体験、介護家族の介護価値を高める援助の実施、介護職側から捉えた共同活動の実態の4分類27項目とした。現在調査票を回収している。2.介護家族や介護価値観を高める援助方法の検討地域特性や文化的土壌の異なる地域における介護家族の介護に関する認識を比較するための基礎資料を収集し研究者と意見交換を行った。対象とした地域は、本研究のテーマに関心があり介護家族の支援に関する研究を実施している研究者のいる場所を探した。その結果、離島における介護家族の意識に関する情報収集を行った。1.介護職の介護に関する意識調査:介護家族を援助する介護職の介護意識、とりわけ介護価値の認識を捉えるための調査を実施した。調査項目は、(1)介護体験を通して得た認識(人間としての尊厳を尊重した関わりが大切、介護対象者と接することを通して学ぶものがある、介護を通して家族の絆が深まる、気づかなかった介護対象者の一面を知ることもある等、全22項目について、感じる程度を選択肢で問う)及びきっかけとなった体験(22項目)

(2)介護家族の介護についての肯定的意識を促す援助(実施介護を認めて励ます、家族の気持ちを傾聴する等の援助11項目及び援助意図11項目)等とし、質問項目は筆者らの先行研究の結果から作成した。長野県内の訪問介護を行う介護保険居宅介護支援サービス事業者として登録された全事業所252カ所の常勤訪問介護職員全数1,228人に対して調査票を郵送し、回収できた344人について分析した(回収率28.0%)。上記(1)では、全項目で「感じる」と答えた者が70%以上であった。うち「強く感じる」者が多かったのは、援助のあり方や人生の先輩から学びを得ること等で、自身の援助に対する介護対象者の言葉や表情がきっかけになっていた。(1)のうち、介護家族が得るものに関する項目では「どちらともいえない」が他項目よりも多く、家族の負担を実感していると推察された(2)では、家族と介護対象者の相互理解の促進や介護の継続意識を高める、実施介護への満足感を得ることを意図して援助を行っている傾向がみられた。2.文化的背景の異なる介護家族の介護についての認識の比較検討:北米における介護家族の支援や研究に取り組んでいる、ブリティッシュコロンビア大学看護学部ジョアン・ぺリー準教授を訪ね、家族介護の実態や、介護の価値に関する研究成果や研究情報を交換し、文化的背景の異なる介護家族の介護についての認識の比較研究の計画を立案した。看護職のなかでは在宅療養している要介護者とその家族との接点が多いと推測される訪問看護従事者の介護に関する認職と援助活動を次の三側面から捉えた。(1)援助体験を通じて感じていることおよび感じるきっかけとなった体験、(2)実施している援助内容と意図、(3)家族が介護体験から何かを得ることを促す援助に関する意見。対象は、岐阜県および長野県内の全訪問看護ステーション(205施設)に所属する全看護職者とし、郵送調査を実施した。その結果、149施設・651人から回答が得られた。(1)の結果:要介護者や家族に対して実施している援助に直接かかわることが多く、介護を通して家族が得ているものや住民の意識改革の必要性などの間接的な働きかけについては感じる程度に個人差があった。(2)の結果:家族の気持ちをきくことや労いや励ましの言葉かけが多く、家族と共にケアすることは少なかった。援助の意図は、介護を継続する家族の気持ちを高めることや介護負担軽減が多かった。(3)の結果:651人中257人(39.5%)から自由記述による回答が得られた。記述内容を質的に分析した結果、多様な援助が抽出されたが、とりわけ、家族がその介護体験を肯定的に認識できるように支援する、介護者のQOLを高めるということが数多く抽出され、そのために、家族の話を傾聴し実施している介護を認めることや外部資源の導入による負担軽減を行なうことが重視されていた。また回答者は、回答していないものに比べて、(1)や(2)について他の援助者と話し合っているものが多かったことから、要介護者や家族の状態を情報交換し、感じたことや援助について話し合うことは、家族が介護を肯定的に認識することを支える援助を検討することにつながると推察された。
炎症誘導性mｉＲＮＡによるミトコンドリア更新抑制とｌｎｃＲＮＡによる拮抗機構

生活習慣病、免疫疾患、癌等で起こる慢性炎症は組織を不可逆的に老化、変性させる。また、生理的な加齢においても慢性炎症の発生と組織の退行が生じる。組織の恒常性は幹細胞の自己複製と分化の絶妙なバランスで維持されている。過度なストレスが生じると、幹細胞による組織更新が乱れ、不可逆的な老化・変性を引き起こす。しかし、慢性炎症あるいは老化と幹細胞維持機構を結びつける分子やメカニズムは分かっていない。本研究では、慢性炎症による組織幹細胞老化とその防御について、多くの組織の再生、修復に寄与する間葉系幹細胞(MSC)をモデルに、炎症性miRNAによるマイトファジー機能の抑制と幹細胞exosomeによる炎症性miRNAへの対抗機構を解明する。炎症と幹細胞老化は非常に複雑なメカニズムにより結びついており、まだその一端が明らかになっているにすぎないというのが現状である。本研究では炎症により発現が誘導されるmiRNAのうち、最も研究が進んでいるmiR155に注目し、MSCにおける影響を観察した。miRNAを介した組織幹細胞老化についてはこれまで報告がほぼ存在せず、新しいモデルであると言える。これに関する分子メカニズムについては、近年我々が幹細胞維持関連遺伝子の抑制について報告しているが、その全貌はほぼ分かっていなかった。今回我々は、miR-155がC/ebpbを抑制することで抗酸化遺伝子の発現を減弱させること、BCL2 associated athanogene 5(BAG5)の抑制を介してマイトファジーを抑制している可能性があることを発見した。さらに、データベース解析により、miR-155がMSCおよびMSC由来exosomeで高発現するlncRNAを標的とする可能性があることを発見した。
次世代素粒子実験のための高磁場無機絶縁超伝導磁石の開発

物理学の発展は加速器の高度化と共に歩んでおり、その中でも磁石技術の発展は欠かすことが出来ない。CERNの次世代加速器FCCでは、20T級の高磁場磁石を100MGyを超える高放射線環境下で運転することが求められており、既存のNbTi技術を超える超伝導磁石技術を開拓する必要がある。本研究は高温超伝導であるREBCO線材を用いた無機絶縁の基礎開発研究を通して新たな超電導磁石技術の開拓に挑戦する。REBCOは高温環境下で劣化することが知られており、我々も180°Cの熱負荷を与えた場合、5時間で10%、30時間で40%の臨界電流の減少を確認している。焼結法で作られる一般的なセラミックの焼成温度は1000°C程度でありこの方式での無機絶縁への応用は非常に難しい。そこで我々は、ゾル・ゲル法によりREBCO表面に無機高分子膜を成型することを試みてきた。最終的に100°Cで20分の熱処理により約25μmのセラミック膜を成形することに成功した。耐電圧試験の結果は2kV以上となり十分な絶縁性能も有している。臨界電流の測定においても劣化を確認できないため、ゾル・ゲル法によるセラミックコーティングは無機絶縁超電導磁石への応用は有望である。東北大学金属材料研究所付属量子エネルギー材料科学国際研究センターの共同利用プログラムを利用しREBCOテープの中性子照射を行っている。試料は銅を経由しベルギーの実験炉に送られる。異なる中性子フルエンス条件で6つの照射が行われ、その内4つが同センターに戻ってきている。照射サンプルは放射化しているため、同センター内の放射線管理区域内に設置された評価装置で臨界電流の測定が行われる。HTSテープの測定を行うために評価装置の改良やコミッショニング、外部磁場用15.5Tマグネットの故障などが原因でまだ照射サンプルの測定が行えていない。本プログラムは終了するが引き続き研究を継続する。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。原子核・素粒子物理学の研究は、粒子加速器や検出装置の高度化と共に歩んでおり、その中でも磁石技術の発展は欠かすことができない。テバトロン加速器の建設において、NbTi線を用いた超伝導磁石技術は飛躍的に向上し、物理実験だけではなく様々な分野へ応用されている。しかしながら、既にCERNによって提唱されている衝突エネルギー100 TeVの次世代加速器FCC(Future Circular Collider)を建設するには磁石技術のパラダイムシフトが必要である。FCC加速器には20 Tの高磁場磁石が要求されているが、臨界磁場を遥かに超えているためNbTiでは超伝導状態を維持できない。また、FCCの磁石は200 MGy以上の高放射線環境下での運用が予想されており、既存の有機材料を用いた絶縁構造は高放射線量により破壊されてしまう。したがって、新たな超伝導材料を用いて、今まで積み上げられてきたNbTi技術を超える磁石を作る必要があり、本研究では高温超電導体(HTS)と無機絶縁材料を用いた冷媒フリーの間接冷却型高磁場磁石実現のための基礎研究を行っている。2016年度はHTSテープ及び磁石材料にセラミックコーティングのトライアルを行った。狙い膜厚0.05 mm対して厚さ約0.04 mmのコーティングに成功し、耐電圧も2000 Vを有している。また、東北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料科学国際研究センター(IMR大洗)の共同利用プログラムを利用し、ベルギーのBR2実験原子炉でHTSテープの中性子照射が行われた。試料は2017年度にIMR大洗に戻ってくる予定であるので、その後超伝導特性の照射効果を調べる。更に有機材料を放射線耐性の高いものに置き換えたパルスチューブ冷凍機の試作を行った。工場での試験では冷却能力は仕様を満たすものとなっており、2017年度は冷却テストを行う予定である。磁石の絶縁は大きく二つに分類され、一つはケーブル自身の素線絶縁であり、もう一つはコイルとサポート構造との対地絶縁である。2016年度はこの絶縁方法の確立を目指した。超伝導線材の候補としてReBCO系HTSテープを2社より購入し、その両方にセラミック塗料(アルミナ+シリカ)をスプレーで吹き付け、高温炉で熱処理をすることで表面コーティングを実施した。狙い膜厚0.05 mmに対して、0.04 mmのコーティング膜を形成することに成功した。また、同様に対地絶縁用の金属材料にも同様のコーティングを行い、耐電圧2000 Vの良い結果を得られたため、無機絶縁方法に関して概ね方向性が決まった。冷却システムの開発に関して、2016年度は耐放射線冷凍機の製作を行うことにしていた。実際にスリーブやO-ringなどの有機材料を放射線耐性に優れた材料への置き換えや蓄冷材の変更などのカスタマイズを行ったパルスチューブ冷凍機の製作を住友重機械工業に依頼し、仕様冷凍能力を備えた冷凍機が納品された。本研究では、HTS線材の放射線耐性に関する知見を得るために中性子試験を行うが、2016年度は、当初の計画通り東北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料科学国際研究センター(IMR大洗)の共同利用プログラムを利用し、ベルギーのBR2実験原子炉でHTSテープの中性子照射が行われた。上記に記述された様に2016年度はほぼ計画通りに開発研究が進んでおり、本計画はおおむね順調に進展している。