hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
微量元素セレンの放射線照射に対する二重効果：正常細胞保護作用と放射線治療補助効果

動物への放射線照射手技を獲得し、マウスの放射線照射条件の検討を開始した。総合的にみると、概ね計画通り進んでいると思われる。平成25年度は、前年度に引き続き、前立腺がん細胞に対するセレンの放射線治療アジュバント効果に検討を加えつつ、正常前立腺上皮細胞におけるセレンの保護作用に焦点を当て、実験を進める。正常前立腺細胞を亜セレン酸ナトリウム添加下において培養・放射線照射し、細胞生存率(MTTアッセイ)、酸化ストレスマーカー値(GSH/GSSG比、8-OHdGなど)の測定、抗酸化関連酵素(SOD, GPx, Trxなど)の定量を行い、セレンによる放射線照射に対する抗酸化能の評価を行う。そして、亜セレン酸ナトリウム長期投与における放射線照射の影響を正常細胞とがん細胞で比較検討する。また、OKD48マウスを用いて放射線照射が個体に与える酸化ストレスの測定及び、セレンの酸化ストレス軽減作用を検討する。まず、OKD48マウスに放射線照射し、in vivoイメージングシステムを用いた酸化ストレスアッセイ(発光活性の検出)を行い、シグナルの発生部位(臓器)およびシグナル強度を測定する。また、放射線治療では分割照射が行われることから、OKD48マウスにも複数回放射線照射を行い、酸化ストレスシグナルを測定する。酸化ストレスシグナルは放射線照射後、経時的に観察し、活性酸素の減衰を観察する。セレンの酸化ストレス軽減作用については、亜セレン酸ナトリウムを投与したOKD48マウスに対し放射線照射を行い、酸化ストレスシグナルの程度、抗酸化関連酵素(SOD, GPx)、酸化ストレスマーカー(GSH/GSSG比など)、放射線照射により生じるサイトカインや炎症マーカーであるCRPやMDAの上昇の程度を、セレン非投与群と比較検討する。
組織反射スペクトル解析法による口腔粘膜の病態診断

義歯性口腔粘膜疾患(点状充血、広汎性紅斑、乳頭状過形成などの義歯性口内炎、フラビ-ティシュー、義歯性線維腫)の病態や成因については、未だ十分に明らかにされておらず、また、口腔粘膜についての適当な診査機器がない。一方、我々は、口腔粘膜を簡便かつ客観的に診断するために組織反射スペクトル解析法(以下TS-200)について、まず、動物実験により補綴臨床に応用できることを確認した上で、ヒト有歯顎者における歯肉および口蓋粘膜、義歯性口腔粘膜疾患の粘膜(初診時、治療の進展に伴う経時的変化)の計測を行ってきた。しかし、これら計測値の示す意味については、さらに検討の余地があることが示唆された。そこで、今回、無歯顎者における種々の状態の粘膜のデータを可及的に多く集め、外科的に切除した組織については生物呼吸測定装置(購入備品)を用いて組織呼吸の測定を行い、その結果との関連でTS-200のデータの意味を明確にするとともに、病態の鑑別あるいは成因究明の可能性を検討することを目的とした研究を計画した。これまでのTS-200のデータに今回得られた若干のデータを加え、今回作製したデータを多変量的に解析できるソフトを用いて義歯性口腔粘膜疾患の病態を検討した結果、TS-200のデータによって病態を判別できる可能性が示されたが、さらにデータを積み重ねる必要がある。また、生物呼吸測定装置による組織呼吸の測定については培地の選定、組織切片の作製法、恒温漕の水位などの測定条件の検討が必要であり、まずこの条件設定を行った。まもなく、ヒトの口腔粘膜組織(フラビ-ティシュー)を切除し、本装置にて組織呼吸を測定する予定である。今後、呼吸活性のデータを集積しTS-200のデータと比較検討する予定である。
酸化亜鉛-酸化ニオブ系セラミックスの電気的性質の非平衡状態の徴構造による制御

酸化亜鉛バリスタ-の焼成条件による、焼成体の微構造とバリスタ-特性の相互関係を明らかにすることによって、酸化亜鉛系バリスタ-の設計の基礎を確立しようとする目的で、62年度、63年度に引き続き、平成1年度においては試験片を種々の条件で焼成した場合の焼成温度、保持時間の影響を検討した。この仮焼粉末を小円板状に1000kgf/cm^2の圧力で静水圧成形し、1250°Cで1h予備焼成した後、Pt箔に封入し、共融温度の1285°C,及びそれ以上の1295,1305°Cにおいてそれぞれ08h保持後空冷、または炉冷して焼成し、測定試料とした。得られた焼結体を厚さ1mmに研磨後、電極としてHg-Inアマルガム塗布、直流二端子法で電圧-電流特性を測定した。顕著な非直線性を示した1285,1295°Cで温度保持し空冷した試料の非直線指数αは1295°C焼成の場合には温度保持時間と共に急激に低下し、また1285°Cで温度保持した場合には、値は小さいが逆に規則的に増加する傾向にある。またバリスタ-電圧は、温度保持時間が長くなると規則的に低下することが分かる。焼成体の微構造観察から、1285°C焼成の場合には2h以上、また1295°C焼成の場合には1h以上の保持時間になるとZnO粒子と粒界相との濡れ性が良くなる。ZnO粒子も保持時間とともに大きくなる。粒子が大きくなると規則的にバリスタ-電圧が低下することが分かる。さらに一粒界あたりのポテンシャルを計算すると1285°C焼成の場合には約1.2v、1295°C焼成の場合には約2.2vの値が得られた。
皮質脊髄路と橋核での誘導型遺伝子発現制御技術を利用した軸索側枝形成機構の解明

大脳皮質からの主要な出力路である錐体路(皮質脊髄路)は主軸索より複数の神経核に軸索側枝を伸ばし、脳神経活動の協調性を可能としているが、側枝形成機構については不明である。我々は軸索側枝形成に関与する分子を得るためにマイクロアレイ解析を行い、側枝形成時期の側枝標的領域で発現の高い分子を得るとともに、候補因子に対する受容体についてリストを作成し、錐体路で網羅的にノックダウンを行い、側枝形成の阻害、若しくは促進効果を示す受容体を得た。さらに、候補因子を解析するために、橋核及び皮質脊髄路起始細胞への遺伝子導入法および、微小管プラス端結合蛋白質を用いて微小管伸長端の動態を観察する実験系を確立した。平成25年度は、前年度に得られた候補分子(側枝形成に関与するリガンドの探索を行い、側枝形成時期の橋核で強く発現する分子をアレイ解析から得た)に加えて、文献データより同様に橋核で側枝形成時期に発現の高い分子、さらに、公共アレイデータより橋核発生異常マウスで発現の減少する分子(いずれも細胞外分子)をリガンド候補とし、それに対応する受容体のリストを作成した。その中で、特に皮質脊髄路神経細胞で発現の高い101の受容体候補分子それぞれに対して5種類のノックダウンベクターを設計し、網羅的なノックダウンスクリーニングを実行した。具体的には、皮質脊髄路神経細胞の生まれる胎生13日マウス大脳皮質に子宮内電気穿孔法にて、ノックダウンベクターと蛍光蛋白質発現ベクターを導入し、生後2日目に主軸索から橋核へ投射する軸索側枝の伸長度を数値化し評価した。その結果、側枝形成が阻害された10受容体、促進された4受容体を得た。ノックダウンによって側枝形成が阻害された受容体には、軸索誘導因子、接着因子に対する受容体や、機能未知のもの等が含まれ、中でも橋核でリガンドの発現が確認されている受容体は側枝形成誘導に関与している可能性が高いと考えられた。また、皮質下に投射する5層神経細胞は運動野、体性感覚野、視覚野といった領野ごとに特異的な側枝形成と側枝の刈り込み現象によって独自の神経回路を形成することが知られている。ノックダウンによって側枝形成が促進された受容体の中には大脳皮質領野特異的な発現様式を示すものが含まれており、領野特異的な軸索側枝の刈り込みや投射パターン制御への関与が示唆される。生体内でのアッセイに基づき、今までほとんど不明であった、側枝形成に関与する受容体について新たに得ることが出来たことは、リガンドを含めてそのシグナル機構を解く上で非常に意義深い。大脳からの主要な出力路である皮質脊髄路は長く伸びた主軸索より複数の神経核に「軸索側枝」を伸ばす。「軸索側枝」は高度な脳の働きに必要な神経活動の協調性を実現する重要な機構であり、また、神経傷害領域への代償機構としての役割も担う。しかしながら、生体内において軸索側枝形成の制御機構はほとんど分かっていない。本研究の目的は、ヒトで高度な進化が見られ、大脳と小脳の協調的な神経活動を担う橋核への側枝形成をモデルに研究を進め、「側枝誘導因子の同定と側枝形成における細胞骨格制御分子の機能解析を通じて、軸索側枝の形成機構を分子レベルで明らかにする」ことである。平成24年度は、側枝形成に関与する分子を得るためにマイクロアレイ解析を行い、側枝形成時期の側枝標的領域(橋核や上丘)で発現の高い分子を選定した。特に、細胞外にその局在を示す候補分子を、半定量PCR法やin situ hybridization法で詳細に調べたところいくつかの候補分子は実際に側枝標的脳領域に強く発現が認められたため、クローニングを行った。次に、胎生12.5日の菱脳唇尾側への子宮内電気穿孔法によって橋核で候補遺伝子を発現させ、DiI色素トレーサーを生後マウス大脳皮質に微量注入することで皮質脊髄路と軸索側枝をトレースし、軸索側枝に与える影響を調べた。さらに、側枝誘導候補因子が微小管の安定性や切断に与える影響を調べるため、微小管の伸長や切断をリアルタイムに観察可能な微小管プラス端結合蛋白質EB3にEGFPを融合した発現ベクターを作成した。このベクターを皮質脊髄路の起始細胞である大脳皮質5層の細胞に導入し、初代細胞培養を行い、共焦点顕微鏡で高速タイムラプス撮影することで微小管伸長端の動態を観察することに成功した。この手法を用いることで、候補因子を作用させたときの微小管の切断や伸長を評価することが出来る。1.側枝形成誘導因子の探索:皮質脊髄路から様々な神経核へと伸びる軸索側枝形成を誘導する分子の探索と解析をおこなった。これまでに、マウス28868

遺伝子のうち75遺伝子(分泌タンパク質24、膜タンパク質27、機能未知24)の候補因子を見出しており、RT-PCR法、in situ hybridization法でさらに6遺伝子に候補を絞った。2.側枝形成誘導因子の同定:上記で得られた候補分子に関して発現ベクターにクローニングし、またドミナントネガティブフォームとして機能するコンストラクトを作成し、橋核への過剰発現、もしくはノックダウン実験を行い、皮質脊髄路の回路形成・側枝形成に及ぼす影響を調べた。現在結果について定量解析を進めている。3.側枝形成誘導因子が軸索内細胞骨格に与える影響の解析:側枝形成領域において皮質脊髄路軸索内での細胞骨格の動態を調べることを目的に、微小管プラス端結合蛋白質EB3にEGFPを融合した発現ベクターを作成した。このベクターを子宮内電気穿孔法で皮質脊髄路の起始細胞である大脳皮質5層の細胞に導入し、分散培養後、共焦点顕微鏡で高速タイムラプス撮影することで微小管伸長端の動態をリアルタイムに観察することに成功した。以上、平成24年度の目標に対しておおむね順調に進展していると判断した。側枝形成誘導因子の探索で得た候補因子に関して、橋核で発現、ノックダウン実験を行いその同定を進める。また、候補因子に対する受容体候補分子を選定し、受容体候補遺伝子を大脳皮質5層神経細胞で阻害した時の側枝形成への影響についても解析を行う。平成24年度に、大脳皮質5層特異的なマーカー遺伝子であるFezf2の下流でEGFP若しくはtdTomatoを発現するトランスジェニックマウスを導入しており、このマウスを利用することで、in vivo, in vitro共に皮質脊髄路錐体細胞を容易に区別して実験解析することが可能である。また、軸索側枝形成の分子メカニズムを解明するために、平成24年度に確立した微小管の動態をリアルタイムに観察する系を用いて、候補因子による微小管の切断や伸長を評価することで、候補因子と微小管制御因子の相関関係を調べ、軸索側枝の形成や退縮・再編成の制御機構を生体内で明らかにしていく。消耗品費について定量PCR用蛍光プローブ、in situ hybridization用試薬類、神経細胞トレース用色素、内在性タンパク質を認識するための抗体作製費、細胞培養に用いる培地・血清、プラスティック器具、培養用マイクロ流路チップの費用を計上した。これらは実験遂行に必須の費用である。生体内でのアッセイに用いる妊娠マウスは高価であり実験動物費用を多く計上している。旅費等について、成果発表のために、学会参加・発表及び、論文投稿に必要な費用を計上した。
地域の国際化による日系南米人増加の実態をふまえた教員養成システム導入のための研究

研究成果報告書は、.本編(308頁)、別冊1(168頁)、別冊2(210頁)からなりたつ。本編の内容は、研究の経緯、外国人児童生徒の在籍に対応した教育実習の実験的実施、群馬県での日本語支援の実態、他県(神奈川県)での実践、心理学的知見、ブラジルの初等教育改革、ブラジルの算数教育である。別冊1は、平成16年8月に実施した研修講座「日本語指導が必要な児童生徒の可能性を拓く」の内容を収録したものである。内容は進路指導のあり方、生徒の高校受験体験、年少者の日本語教育のあり方に関するものである。別冊2は、平成17年8月に実施した研修講座「日本語指導が必要な児童生徒の可能性を拓くパート2」の内容を収録したものである。内容はバイリンガル教育、ぐんま国際アカデミーの英語イマージョン教育、群馬県内の実践の紹介であった。本研究では計画段階から教育実習を実験的に実施することに力点を置いてきたが、第3年度に実施した教育実習の詳細な記録は本編に収録している。別冊1,2に収録した研修講座は、研究の過程で現場からの希望をいれて実施したものであるが、また学校現場に関する情報を収集するという機能も果たしており、本研究の調査方法の1つとなった。平成16年度の研修講座では、群馬県内のいくつかの中学校で成果の上がった進学指導の様子が明らかになった。17年度の研修講座では、参加者のバイリンガル教育に対する理解がかなり改善されるとともに、任用されているいわゆるバイリンガル教員の職務のあり方について検討の余地があることもあきらかになった。本年度は、プロジェクト第1年目であり、最終の第3年度に外国人の子どものいる学級、日本語学級等で教育実習を実施するための基礎作業を中心に行った。1)教員養成の側面から全国の教育学部の取り組みを調査したところ、外国人の子どものいる学級でインターンシップが行われている事例はあるが、教員養成のための教育実習が行われている学校はなく、本科研の計画は、先行的な事例として全国から注目されていることがあきらかになった。2)日本語教育、外国人子女教育担当の教員の職務の内容の調査は、群馬大学の学生を学校現場に派遣し、インターンシップ実習を行うという形で実施した。また、県教育委員会、教育センターを訪問調査し、群馬県下において教育委員会等が実施している外国人児童生徒教育の担当教員の研修の体制及び内容について把握した。来年度はその結果をふまえ、県教委または教育センターとの共催で外国人児童生徒教育のための研修会を開催することになった。3)群馬県中東部地域(太田市・伊勢崎市・赤堀町・境町・玉村町)の教育委員会、小学校等を訪問して、日系人在籍児童の流動化の実態についてヒアリング調査を行った。4)平成10年度以来、フレンドシップ事業の一環として開講してきた授業の蓄積を総括し、日本教育大学協会全国教育実習部門研究協議会、県内の担当教員との打合会、愛知教育大学シンポジウム、群馬県立女子大学シンポジウムで発表した。5)愛知教育大学で行われたシンポジウムでは、本科研グループの報告を行い、群馬県の状況と愛知県の状況について情報交換した。共通する問題とともに,教育状況の違い、地域の違いなども明らかになった。6)研究成果を広く公開するために,プロジェクトのホームページを開設した。本年度は、科研プロジェクト2年目に当たり、来年度に予定している外国人の子どものいる学級、日本語学級等での教育実習を実施するための準備作業を中心に行った。特に,現場で日本語指導が必要な児童生徒の教育に当たっている教員を対象にした研修会を企画してさまざまな実践報告を得て,教員養成の課題を明らかにした。1)日本の小中学校を卒業し高校に進学したブラジル,ペルー,中国から来た外国籍児童を集めた公開座談会を実施した。教科学習の難しさ,家庭との連携の在り方,進路指導情報の不足などの課題が明らかになった。2)公開座談会に参加した高校生を小中学校で直接指導した教員によるパネルディスカションを実施した。

日本語・教科指導上の工夫,生徒指導・進路指導上の注意点,日本人児童生徒の関係の調整などについて議論された。3)年少者日本語教育に関する公開講座とワークショップを開催した(講師は筑波大学・岡崎敏雄教授に依頼した)。母語教育の必要性,そのための教材開発の工夫などについて議論された。ワークシップでは太田市の小中学校での実践が紹介された。4)以上の1)から3)をまとめた報告書を作成した。5)学部4年生を対象に日本語教室のある学校でのインターンシップを行う授業を開講し,事前指導校内研修への参加,週2日約2ヶ月に渡るインターンシップ,数校での授業参観を実施した。6)慶応義塾大学主催のフォーラム「ことばとネットワーク」(第二分科会:人的ネットワーク:2004年12月4日14:00-16:00)にメンバーが出席し,「外国人児童生徒の存在と教員養成」の発表を行うとともに,他研究組織の研究者と情報交換した。7)来年度の教育実習を予定している実習協力校2校と,実習及び事前事後指導の在り方について協議した。本年度は、最終年度に当たり、外国籍児童のいる小学校で日本語学級担当の教育実習を試行した。また、現場で日本語指導が必要な児童生徒の教育に当たっている教員を対象にした研修講座と、台北大学との国際交流シンポジウムを企画し,外国籍児童の教育と教員養成の課題を明らかにした。1)太田市立旭小学校の日本語学級に教員志望学生(4年生)2名を派遣し、試行的な教育実習を実施した。期間は2週間で、その間、校長・日本語担当教員・バイリンガル教員による指導を受けながら学習指導(日本語)及び生徒指導に当たり、それぞれ1時間の研究授業と授業反省会を行った。2)バイリンガル教育に関する公開講座とワークショップを開催した(講師は名古屋外国語大学・中島和子教授に依頼した)。3)群馬県の小学校における特徴のある教育実践について調査するとともに、研修講座の中で実践報告を求め、意見交換した。報告されたのは、太田市立旭小学校及び伊勢崎市立境小学校の日本語教室の実践と、小中高英語一貫教育の試みを始めたぐんま国際アカデミーである。4)太田市にあるブラジル人学校ピタゴラスに在籍するバイリンガルの生徒との公開座談会を開催し、意見交換した。5)以上の2)から4)をまとめた報告書を作成した。6)教育心理学会第47回大会においてシンポジウム「多文化共生時代における学校教育のありかたについて-いくつかの実践例をもとに-」を企画し、本研究の成果を報告するとともに、全国の研究者・教育関係者と情報交換した。7)群馬大学学校教育臨床総合センターと共同で国際交流シンポジウムを開催し、外国籍・外国人配偶者の子どもの教育に関して国立台北教育大学・洪福財副教授らと意見交換した。
多発性硬化症モデルマウスにおける小胞体ストレス応答因子ATF6betaの重要性

まず、ATF6beta cRNAを用いたin situ hybridizationを行い、ミエリンオリゴデンドロサイト糖蛋白質(MOG)ペプチドにより誘導されるマウスEAEモデルにおいて、ATF6betaの発現が増加すること、さらに局在としては主に神経細胞と一部のグリア細胞に発現することを確認した。また、RT-qPCRの結果からもATF6betaの発現は、ATF6alpha及びGRP78の発現と同様にEAE後増加することを確認した。次に、ATF6betaの重要性を明らかにするために、野生型(WT)およびAtf6b-/-マウスにEAEを誘導し、臨床スコア、脱髄、炎症細胞の浸潤、神経変性の程度などを比較検討した。その結果、Atf6b-/-マウスはWTマウスに比し、EAE発症後の運動麻痺、及び脱髄が重篤化することを確認した。一方、フローサイトメトリーやRT-qPCR、ウエスタンブロット、免疫組織化学、骨髄移植を用いた検討から、CD4陽性T細胞をはじめとする免疫細胞の浸潤や炎症性物質の産生、アストログリアの活性化については両マウスの間で有意な差は認めないことが明らかになった。さらに、培養神経細胞を用いた検討から、Atf6b-/-マウス由来神経細胞では小胞体ストレスに対する感受性が増加し、小胞体ストレス由来細胞死が増強することが明らかになった。以上より、主に神経細胞に発現するATF6betaは、EAEの病態下で細胞自律的、および非細胞自律的にそれぞれ神経細胞およびオリゴデンドロサイトを保護していることが示唆された。これまでAtf6b-/-マウス、及び培養神経細胞を用いた解析を予定通り実施し、同遺伝子が小胞体ストレスに対して強い神経保護作用を示すことをマウスおよび培養細胞を用いて明らかにした。さらに、ATF6betaの下流遺伝子を同定するための網羅的解析もすでにスタートすることができた。今後、ATF6betaがいかにして神経およびオリゴデンドロサイトに対して保護作用を示すかについて解析を進める予定である。特にすでにスタートしているRNA-Seqの結果を検証し、下流遺伝子の同定を試みる。
湾岸埋立地への塩性湿地クリーク再生による環境修復・水産資源回復の効果検証

東京湾奥部の埋立地に造成した環境条件の異なる塩性湿地クリークで、魚類・エビ類群集の構造を調査した。クリーク造成直後から様々な魚類・エビ類の加入が認められた。植生管理によって植物の生育密度が低くなったクリークでは魚類・エビ類の種数が多く、これは天然塩性湿地クリークで認められる傾向とよく似ていた。本研究の結果から、造成クリークが様々な魚類やエビ類の生息場所として一定の役割を果たす可能性があることが示された。塩性湿地(汽水域にあるヨシ等の抽水植物からなる湿地)に発達するクリークは、絶滅危惧種や水産有用種を含む様々な生物の生息場として機能すると考えられているが、実際にクリーク内で魚類やエビ類の生息状況を詳細に調べた研究は国内では皆無である。そこで本研究課題では、様々な開発の影響を受けてきた東京湾岸をモデル調査地とし、局所的に残存する天然塩性湿地クリークで環境特性と生物生息状況との関係を調べた後に、湾岸埋立地に塩性湿地クリークを創出し生物群集を回復させる野外実験を行う。2013年度は、次の2つの調査項目を実施した。1.天然の塩性湿地クリークの魚類群集構造を明らかにするために、東京湾岸の小櫃川(千葉県木更津市)と新浜湖(千葉県市川市)の天然塩性湿地内にあるクリークで、一年間を通じて環境調査と魚類の定量採集調査を行った。その結果、塩性湿地クリークには絶滅危惧種を含むハゼ科魚類が優占的に出現すること、ニホンウナギをはじめとする水産有用種も頻繁に出現することなどが明らかになった。また、クリークの上流部と下流部では、種組成が異なる傾向も見出すことができた。2.上記で得られた塩性湿地クリークの水域環境と生物生息状況のデータを参考にしながら、2013年12月から2014年3月にかけて東京湾岸の埋立地(千葉県市川市)にある人工湿地をスコップで掘り下げ、塩分等の環境条件が異なる複数の実験用クリークを造成した。その後、クリークの形状を維持・管理し、モニタリングを継続している。塩性湿地(汽水域にあるヨシ等の抽水植物からなる湿地)に発達するクリークは、絶滅危惧種や水産有用種を含む様々な生物の生息場として機能すると考えられているが、日本国内では実際にクリーク内での魚類やエビ類の生息状況を詳細に調べた研究は皆無である。そこで本課題では、様々な開発の影響を受けてきた東京湾岸をモデル調査地とし、局所的に残存する天然塩性湿地クリークで環境特性と生物生息状況との関係を調べた後に、湾岸埋立地に実験用クリークを造成し生物群集を回復させる野外実験を行う。2014年度は、湾岸埋立地に造成した実験用クリークにおいて、次の2つの調査項目を実施した。1.水辺植生の有無への魚類・無脊椎動物の反応:ヨシ等の水辺植生を除去したクリークと除去しないクリークで、一定期間後に魚類・無脊椎動物の種組成や個体数がどのように変化するかを調べた。水辺植生を除去したクリークの方が除去しないクリークよりも魚類・底生無脊椎動物の種数が多く、水産有用種や絶滅危惧種も頻繁に認められた。一方、水辺植生を除去しないクリークでは、低酸素耐性をもつアベハゼ以外はほとんど出現しなかった。これは、そのような場所ではヨシ等により日光が遮られ、植物プランクトンの光合成が抑制され酸素発生量が減るうえ、底泥に堆積した有機物の分解で大量の酸素が消費され、水中の酸素濃度が低くなるためと考えられた。2.造成クリークの生物群集構造の経時的変化の追跡:造成したクリークで5月、7月、9月、12月に環境調査と観察・採集を継続的に行い、生物群集構造が経時的にどのように変遷するのかを調べた。その結果、造成後わずか3か月で、多くの魚類・無脊椎動物が加入することが明らかとなった。また、天然塩性湿地クリークの魚類・エビ類群集と同様に、長期的に滞在する種と季節的に来遊する種がいることもわかった。平成26年3月に造成したクリークの生物群集構造が造成後2年目に入り経時的にどのように変遷するのかを明らかにするため、平成27年も5月、7月、9月、12月に環境調査と生物の観察・採集を実施した。その結果、2年目に入っても、造成クリークの水温や塩分、溶存酸素量といった水質環境や底質の粒度組成には大きな変化は認められなかった。また、1年目と同様に多くの魚類・無脊椎動物の生息が確認され、各種の季節的な出現パターンにも1年目と2年目で大きな差異は認められなかった。

ただし、水の流れが停滞しやすいクリークでは泥が堆積し水深が徐々に浅くなる傾向が認められたため、本研究で造成したようなクリークの構造を本実験期間よりも長い期間にわたって維持するためには、潮汐作用や上流からの淡水供給等を利用してクリーク内の流れを保持し堆積作用を弱めること、あるいは、定期的に掘削作業を実施し堆積物を取り除く等の管理を行うことも必要と考えられた。東京湾奥部の埋立地に造成した環境条件の異なる塩性湿地クリークで、魚類・エビ類群集の構造を調査した。クリーク造成直後から様々な魚類・エビ類の加入が認められた。植生管理によって植物の生育密度が低くなったクリークでは魚類・エビ類の種数が多く、これは天然塩性湿地クリークで認められる傾向とよく似ていた。本研究の結果から、造成クリークが様々な魚類やエビ類の生息場所として一定の役割を果たす可能性があることが示された。当初予定していた野外調査は、計画通りに終えることができた。一方で、当初は、2014年度に実施した野外実験の環境データの解析と生物サンプル(魚類・エビ類・小型底生無脊椎動物)の処理・解析を当年度内に終える予定であったが、小型底生無脊椎動物については当初予定よりも分別作業に時間がかかり、処理を終えることができなかった。水産学・理学当初予定より、野外実験で得られた生物サンプルの処理が遅れているが、今後、一定の時間と労力を割くことで、遅れを取り戻すことが可能である。今後の野外調査では、すでに造成してある実験用クリークで、環境条件(塩分、溶存酸素量、植生など)と魚類・エビ類の種数や個体数、種組成、体サイズがどのように変化するのかに関するモニタリングを継続し、湾岸埋立地へのクリーク造成の効果を検証していく。当初は、小型のパワーショベル等の重機による掘削で、短期間のうちに実験用クリークを造成する予定であったが、調査地の地盤の水はけが悪く、重機は使用できなかった。そのため、人力によるスコップ等で掘削作業を行うことになり、実験用クリークの造成作業がやや遅れている。当初予定していた当該年度の生物サンプルの処理にやや遅れが生じているため、それに関係する経費(物品費と旅費、人件費・謝金、その他)の実支出がなかった。当初予定より、実験用クリークの造成作業がやや遅れているが、調査地に頻繁に通って作業し、また、実験用クリーク1区画当たりの規模を縮小することで、遅れを取り戻すことが可能である。実験用クリーク完成後は、環境条件(塩分、溶存酸素量、植生など)が異なる実験用クリーク間で、魚類や甲殻類の種数や個体数、種組成、体サイズがどのように変化していくのかをモニタリングし、湾岸埋立地へのクリーク造成の効果を検証していく。当該年度の生物サンプルの処理は、2015年度の夏頃までを目途に終了する予定であり、それまでに経費(物品費と旅費、人件費・謝金、その他)の繰り越し分も使用する予定である。当初予定していた実験用クリークの造成にやや遅れが生じているため、それに関係する物品費(消耗品代)と旅費、人件費の実支出がなかった。実験用クリークの造成は2014年度の夏頃までを目途に終了する予定であり、それまでに物品費、旅費、人件費の繰り越し分も使用する予定である。
レスキュー遺伝子NDiIによるパーキンソン病の遺伝子治療・予防法の開発基礎研究

昨年度行なった解析の追加実験を行なった。具体的にはC57BL/6の雄のマウスの黒質に、アデノ隋伴ウイルスを用いてNDiI遺伝子を導入し、遺伝子感染の安定性とトランス遺伝子発現を免疫組織化学法で解析した。遺伝子注入後1年後でも、FITCラベルされたNDiIタンパクは注入サイト周辺で検出されはじめ、6-30週間後と同様、広領域でしかも安定して長期にわたりNDiIタンパク発現が維持されることが判明した。さらに、ドーパミン(DA)細胞を可視化するTHのモノクローナル抗体でローダミンラベルとのダブル染色を行なうと、黒質領域における大半のTH陽性細胞でNDiIタンパクが発現していることが明確となった。一方、ミトコンドリアのマーカー(チトクロームオキダーゼのサブユニットIVのモノクローナル抗体)とのダブル染色の結果から、発現したNDiIタンパクは、ミトコンドリアに局在していることが確認された。また、NDiIタンパクが実際に機能しているかどうかは、黒質部分の凍結スライスを用いて、NADHジアフォラーゼ活性の活性染色により確認ができた。そしてMPTPを用いたパーキンソン病動物実験モデルでは、NDiI遺伝子を注入した側の黒質では、intactの黒質と比較して、MPTPの毒性で引き起こされるDA細胞の細胞死が劇的に抑制された。またNDiI遺伝子を注入した側の線条体DA濃度は、正常の60-80%程度を保ち、反対側の10%未満に比較し、顕著な防御効果が観察が再度確認され、エネルギー代謝の視点からドーパミン細胞自体の機能回復、損傷防止、残存細胞の再生を促すという観点は、新しいパーキンソン病の治療・予防方法の開発をもたらす可能性がある。本年度はまず、C57BL/6の雄のマウスの黒質に、アデノ随伴ウイルスを用いてNDiI遺伝子を導入し、遺伝子感染の安定性とトランス遺伝子発現を免疫組織化学法で解析した。遺伝子注入後2-4週間で、FITCラベルされたNDiIタンパクは注入サイト周辺で検出されはじめ、6-30週間後にはさらに広領域でしかも安定して長期にわたりNDiIタンパク発現が維持されることが判明した。以上の結果をもとに、今度はMPTPを用いたパーキンソン病動物実験モデルで、NDiI遺伝子導入効果を調べた。あらかじめNDiI遺伝子を黒質に注入して数ヶ月たったマウスにMPTPを投与した。NDiI遺伝子を注入した側の黒質では、intactの黒質と比較して、MPTPの毒性で引き起こされるDA細胞の細胞死が劇的に抑制された。またNDiI遺伝子を注入した側の線条体DA濃度は、正常の60-80%程度を保ち、反対側の10%未満に比較し、顕著な防御効果が観察された。我々の治療方針の特色である、エネルギー代謝の視点からドーパミン細胞自体の機能回復、損傷防止、残存細胞の再生を促すという観点は、新しいパーキンソン病の治療・予防方法の開発をもたらす可能性が大きいことが示され、現在、投稿論文を執筆中である。
ソフトコロイドの高度分離におけるダイナミクスの解明

濾過、圧搾、沈降、遠心分離などの粒子・流体系分離操作は、近年における利用分野の著しい拡大により、分離の対象となる粒子や溶媒はますます多岐に亘り、バイオテクノロジーやバイオマス産業、機能性食品、医療、生物・生体関連の分離にも積極的に利用されるようになっている。このため、微生物、ゲル粒子、エマルション、タンパク質のような生体高分子、粒子が緩く集合した凝集粒子といった、変形能が極めて大きく分離困難な"ソフトコロイド"を対象とする高精度な分離技術の確立が強く切望されている。本研究では、微生物、ゲル、エマルションなどの多様なソフトコロイドを対象とした濾過、圧搾、沈降、遠心分離などの粒子・流体系分離操作を検討し、脱液挙動と生成ケークや沈殿堆積層の特性との関係に着目し、ソフトコロイドに特有な脱液分離の動的挙動の解明を試みた。一連の検討により、ソフトコロイドの分離挙動、粒子の変形特性、分離性能に多大な影響を及ぼす、濾過、圧搾における生成ケークや沈降、遠心分離における沈殿堆積層などのゲル状を呈する粒子集合体の特性を究明した。生成ケークや沈殿堆積層は極めて大きな圧縮性を示し、粒子の変形が生じるため、その空隙率が球形粒子の最密充填以下となるケースもあった。したがって、ソフトコロイドの分離においては、圧力を増加させたとしても粒子の変形が促進し、必ずしも分離挙動の改善には繋がらないため、従来の常識とは逆に低圧での分離が効果的となることがわかった。本研究の成果は、最適な分離操作の設計や新規分離技術の確立へと繋がるものと考えられ、今後需要が大きいソフトコロイドを分離対象とする多くの産業分野に多大な寄与をなすことが期待される。本研究では、微生物、ゲル粒子、エマルション粒子、タンパク質のようね生体高分子、粒子が緩く集合した凝集粒子といった、変形能が極めて大きく分離困難な"ソフトコロイド"を対象とした粒子・流体系分離のダイナミクスを解明することにより、最適操作の設計に必要な情報を提供することを目的とする。本年度は、微生物のデッドエンド定圧濾過、エマルションの濾過・圧搾および遠心分離、ゲル粒子の定圧圧搾などについて検討を行った。菌体スラリーの精密濾過の検討では、スラリーpHおよびイオン強度の濾過性への影響について、濾過ケークの濾過比抵抗(濾過の難易度の指標となる)の観点から調査し、スラリーpHおよびイオン強度により濾過性が大きく変化することを確認した。また、ゼータ電位および疎水性度などの特性値と濾過性との相関性が確認され、菌体表面の物理化学的性質が、スラリー中の粒子の凝集、分散状態に関与し、スラリーの濾過性を左右することが示された。O/W型エマルションの濾過では、濾過終了後も圧力を作用し続けると、圧密現象が生じることが明らかとなり、油滴粒子の体積分率が極めて大きく、剛体粒子の最密充填の値を下回るような極めて低い空隙率(含水率)のゲル状ケーク(ゲルエマルション)が生成されることを示した。また、その生成過程が圧密理論により精度よく解析できることを明らかにするとともに、圧密期間の試験結果からゲルエマルションの特性値を推定する方法を新たに提案した。さらに、生成したゲルエマルションの油滴粒子が極めて高い圧縮性を示すこと、ならびに濾過期間と圧密期間のケーク特性の関連性を明らかにした。また、遠心浮上によるO/Wエマルションの濃縮脱水を行い、生成される圧密クリーミング層の平衡厚さの観測に基づき、ゲルエマルションの挙動を示す圧密クリーミング層の特性に関する知見を得た。高吸水性ゲル粒子充填層について、定圧圧搾と膨張試験を行い、圧力と空隙率との関係を明らかにし、ケークの圧縮性を評価した。

また、溶液中の塩の存在がゲル粒子充填層の変形挙動に大きな影響を及ぼすことを明らかにし、塩溶液の有効浸透圧を考慮することにより、機械的圧力と塩溶液の浸透圧が同時に作用した場合のゲル粒子充填層の圧密および膨張挙動を、圧密理論に基づき精度良く評価できることを示した。本研究では、微生物、ゲル粒子、エマルション粒子、タンパク質のような生体高分子、粒子が緩く集合した凝集粒子といった、変形能が極めて大きく分離困難な"ソフトコロイド"を対象とした粒子・流体系分離のダイナミクスを解明することにより、最適操作の設計に必要な情報を提供することを目的とする。本年度は、エマルションの遠心分離、微生物懸濁液の定圧濾過などについて検討を行った。分析用遠心機を用いて、O/Wエマルションおよび粒子懸濁液の遠心分離を行い、油滴粒子の浮上過程と微粒子の沈降過程を解析した。粒子懸濁液の遠心沈降過程がRichardson-Zaki式で記述できるのに対し、O/Wエマルションの遠心浮上過程はRichardson-Zaki式では表せない特異的な挙動を示し、またエマルションの濃度が大きくなると、油滴粒子が変形して粒子同士の接触面積が増加し、粒子の比表面積が小さくなるという現象が観察された。このことから、ソフト微粒子の遠心分離挙動は、分離過程における粒子の接触・変形の影響を受けるため、ハード微粒子とは異なった特性を示すことが明らかとなった。また、O/Wエマルションの遠心分離により得られる圧密クリーミング層について解析を行い、油滴粒子の体積分率が極めて大きいゲル状ケーク(ゲルエマルション)が生成されることを確認し、その特性に関する有用な知見を得た。微生物の集合体である活性汚泥フロックの精密濾過では、濾過中に生成されるケークの濾過比抵抗(濾過の難易度の指標となる)について調査し、剛体粒子の場合と比較して濾過ケークの圧縮性が極めて高いことを確認し、濾過圧力の増大が濾過速度の増大に必ずしも繋がらないことを示した。また、フロック中には液の流動に関与しない束縛水が存在しており、濾過ケークの空隙率を正確に評価するためには、これを考慮する必要があることを明らかにした。さらに、微生物の代謝反応により生成されるタンパク質や多糖類などの生体高分子が液中に存在する場合には、これらの生体高分子が膜面上に堆積してゲル状ケークとなり、濾過抵抗の主な要因となることを見出した。本年度は、ソフトコロイドとハードコロイドおよび両者の混合系の遠心分離、精密濾過などについて検討を行った。また、これまでに得られた成果の総括を行った。分析用遠心機を用いて、ソフトコロイドのO/Wエマルションとハードコロイドの微粒子懸濁液の遠心分離を行い、ソフトコロイドの遠心分離挙動は分離過程における粒子の接触・変形の影響を受け、ハードコロイドとは異なった特性を示すことを明らかにした。また、生成圧密層の空隙率も両者で大きく異なり、ソフトコロイドからなる圧密層の空隙率は極めて小さくなることがわかった。ソフトコロイドとハードコロイドの混合系の遠心分離では、油滴は浮上、微粒子は沈降し、クリーミング層、沈積層、それぞれの圧密が確認された。このことから、遠心分離を行うと、油滴と微粒子を相互に分離、濃縮可能なことがわかった。
ras膀胱発がんモデルにおけるテストロンの関与

筋層浸潤性膀胱癌モデル動物としての、ヒトプロト型c-Ha-ras遺伝子導入トランスジェニックマウスrasH2の有用性を検討した。rasH2と野生型マウス(WT)にBBNを20週間経口投与し、膀胱化学発癌を行った。全ての膀胱癌発生頻度は差を認めなかったが、浸潤性膀胱癌の発生頻度rasH2がWTより有意に高かった。BBN投与後平均生存期間はrasH2(23.2週)が野生型(24.3週)と比べて有意に短かった。したがってrasH2は浸潤性膀胱癌のモデル動物として有用であることが示された。ヒトプロト型H-rasゲノムを導入したトランスジェニックマウスrasH2とそのlittermateの野生型に0.05%BBNを25週間経口投与し、膀胱発癌を検討した。全て6週齢のマウスを実験に使用する。BBNをTween80にて溶解し、水道水で調製した0.05%BBN含有水をマウスに10週間経口自由摂取させる。BBN投与終了5-40週まで10週おきに尿路を摘出し、膀胱重量測定、腫瘍個数計測、水腎症の有無、尿路上皮腫瘍の病理学的検索(免疫染色を含む)を行った。rasH2、野生型共に♂5匹、♀5匹を用いた。25週間投与にてrasH2、野生型共に全てのマウスで膀胱発癌が確認された。深達度は野生型、rasH2ともに2例が浸潤性膀胱癌であった以外はすべて筋層非浸潤性であった。摘出膀胱重量中央値はrasH2(122mg)が野生型(73mg)比べて有意に重かった(P<0.05)。以上の結果よりrasH2は野生型と比べてBBN膀胱発癌に感受性が高く、膀胱癌、特に筋層非浸潤性膀胱癌のモデル動物として優れていると考えられた。ヒト膀胱癌症例におけるテストステロン値を検討した。TUR-Btを施行し表在性膀胱癌と診断された180例中男性症例146例を対象とし血清テストステロン値を検討した。再発あり群と再発なし群で年齢(再発あり群:67.2±12.4歳、再発なし群:68.1±10.2歳、p=0.7244)および遊離テストステロン(再発あり群:5.9±2.0、再発なし群:68.1±10.2歳、p=0.7244)に差を認めなかったが、テストステロン値を比較すると、有意に再発あり群の方が低かった(再発あり群:411.8±194.4ng/ml、再発なし群:515.9±214.9ng/ml、p=0.0396)。【方法】ras遺伝子は膀胱癌より同定された初めてのがん遺伝子である。しかし、その膀胱発がんに対する役割は未だ明らかでない。また、膀胱癌の化学発癌モデルとしてBBNは良く知られている。本研究は膀胱発がんにおけるras遺伝子の関与を明らかにするためにヒトプロト型H-rasゲノムを導入したトランスジェニックマウスrasH2とそのlittermateの野生型に0.05%BBNを25週間経口投与し、膀胱発癌を検討した。【結果】25週間投与にてrasH2、野生型共に全てのマウスで膀胱発癌が確認された。摘出時の膀胱重量は野生型0.02gに対して、rasH2 0.58gと有意に重かった(P=0.0386)。深達度は野生型のうち45%が浸潤癌であったのに対し(オス5/8、メス4/12)、rasH2では85.7%(オス8/8、4/6)が浸潤癌であり、有意に頻度が高った(P=0.0162)。摘出膀胱重量中央値はrasH2(122mg)が野生型(73mg)比べて有意に重かった(χ2=5.7805、P<0.05)。また全体平均生存率も野生型23.19週に対してrasH2 24.30週と有意にrasH2の方が短かった(P=0.0328)。また免疫組織化学染色やWestern blotting法による蛋白発現の検討では、BBN投与前に比較した場合、rasH2の方が野生型と比べてERKの高い発現を認めた。【結語】rasH2は野生型と比べてBBN膀胱発癌に感受性が高く、膀胱癌、特に筋層非浸潤性膀胱癌のモデル動物として優れていると考えられた。対象・方法:rasH2とそのlittermateの野生型(WT)を実験に用いた。

マウスに0.05%N-butyl-N-(4-hydroxybutyl)nitrosamine(BBN)を生後6週から25週まで20週間経口投与し、膀胱化学発癌を行った。BBN投与後10週、20週終了後に膀胱を摘出し、膀胱発癌の有無および病期を検討した。別のrasH2およびWTはBBN投与終了後も飼育しその体重および生存率を比較した。c-MYCに対して免疫染色法を用いてその発現を検討した。結果:BBN投与後の体重の推移は、投与開始20週以降rasH2の方がWTと比べて有意に少なかった。BBN投与開始10週後ではWT12匹中9匹、rasH2では12匹全例に膀胱癌が認められ(z2=3.4286、p=0.0641)、また20週後ではWT20匹中18匹、rasH2では16匹全例に膀胱癌が認められた(x2=1.6941、p=0.1931)が両者に有意差は認められなかった。しかし、浸潤性膀胱癌の発生頻度は10週後、20週後ともにオス、メスいずれでもrasH2がWTより有意に高かった(10週,オス,rasH2:8/8(100.0%),WT;3/8(37.5%>,x2=7.2747,p=0-0070,メス,rasH2:4/4(100.0%,WT二1/4(25.0%),x2=4.8000,p=0.0285)(20週,オス,rasH2:8/8(100.0%),WT:5/10(50.0%),x2=5.5385,p=0.0186,メス,rasH2:7/8(87.5%),WT:3/10(30.0%),x2=5.9513,p=0.01478)。BBN投与後の生存期間を比較すると、平均生存期間はrasH2(23.2週)が野生型(24.3週)と比べて有意に(P=0.0328)短かった。BBN投与後のc-MYC蛋白の発現はrasH2がWTより有意に亢進していた(P=0.0138)。ヒト膀胱癌症例におけるテストステロン値を検討した。TUR-Btを施行し表在性膀胱癌と診断された180例中男性症例146例を対象とし血清テストステロン値を検討した。再発あり群と再発なし群で年齢(再発あり群:67.2±12.4歳、再発なし群:68.1±10.2歳、p=0.7244)および遊離テストステロン(再発あり群:5.9±2.0、再発なし群:68.1±10.2歳、p=0.7244)に差を認めなかったが、テストステロン値を比較すると、有意に再発あり群の方が低かった(再発あり群:411.8±194.4ng/ml、再発なし群:515.9±214.9ng/ml、p=0.0396)。
健康に関連するライフスタイルの変容を測定するための指標の開発と分析

本研究は、健康に関連するライフスタイルの変容を市区町村レベルの小地域単位で測定するための指標を検討する目的で計画したものである。具体的には、次の研究を実施し、各論文にまとめた。1)健康関連のライフスタイルを評価する行政統計の分析厚生労働省「国民健康・栄養調査」のデータベースを作成・分析し、人口集団の各層別の特徴や経年的な傾向を明らかにした。とくに肥満やそれに関連する食生活・栄養や運動・身体活動の指標について、現在までの経年の動向を分析し、将来予測を行なった。2)既存の統計資料では明らかにできない、小地域ごとのライフスタイルの分析複数の市町村の住民を対象に質問紙調査を実施し、ライフスタイルの現状と健康との関連を明らかにする指標を検討した。結果は、健康水準の異なる2地域での地域比較を行った。女性の肥満と体重コントロール、歯の健康状態と口腔ケア、喫煙に対する地域住民の意識、中学生の喫煙行動と地域環境などをとりあげて分析した。3)健康関連の消費者概念についての検討健康やヘルスプロモーションに関連する多様な商品やサービスが増加するなか、健康関連の商品やサービスの消費者概念について整理・検討した本研究は、健康に関連するライフスタイルの変容を市区町村レベルの小地域単位で測定するための指標を検討する目的で計画したものである。3)健康関連の消費者概念についての検討健康やヘルスプロモーションに関連する多様な商品やサービスが増加するなか、健康関連の商品やサービスの消費者概念について整理・検討した目的市区町村レベルの地域ごとにライフスタイルの変容を測定するための指標を検討し、ライフスタイルの変容に関連する環境や条件を明らかにすることを目的とした。具体的には、「国民健康・栄養調査」を用いてデータベースを作成し、「健康日本21」で挙げられた項目を参考に、現状のまま推移して2010年までに目標を達成するか否かを性年齢階級別の人口集団ごとに検討した。特に肥満者割合とそれに関連する栄養・食生活,身体活動・運動の項目を中心に検討した。方法国民栄養調査で,肥満者割合(BMI≧25.0),脂肪エネルギー比,日常生活における運動習慣のある者の割合,日常生活における歩数について性年齢階級別に1995年から2003年までの値で回帰分析を行い,2010年における予測値を算出して,「健康日本21」目標達成の可否を検討した。結果肥満者割合について2010年までに目標を達成できるのは女性の40歳代以下のみで,男性のすべての年齢階級と女性の50歳代以上では目標を達成することができないと予測された。特に30歳代以上の男性の肥満者割合は増加傾向が強く,2010年には40%近い値になると予測された。脂肪エネルギー比では40歳代以上,運動習慣者割合では男女共60歳代のみ,日常生活における歩数では20歳代男性と40歳代女性のみが目標を達成できると予測され,他の性年齢階級では目標達成は困難と予測された。肥満者割合で目標達成できないと予測された人口集団のうち,脂肪エネルギー比では男性30歳代以下,運動習慣者割合では男性50歳代以下と女性50歳代,日常生活における歩数では男性30歳代以上と女性50歳代以上では目標達成できないと予測され,これら人口集団に対して対策を強化する必要があると考えられた。結論「健康日本21」で肥満者割合について挙げた目標の達成は、大部分の性年齢階級で困難と予測された。肥満に関連する栄養・食生活や身体活動・運動に関する項目でも目標達成困難な集団が多かった。本研究は、市区町村レベルの小地域ごとに健康に関連するライフスタイルの変容を測定する有効な指標を検討する目的で計画し、次の研究を実施したものである。1)健康関連のライフスタイルを評価する行政統計の分析を行った。厚生労働省「国民健康・栄養調査」のデータベースを作成し、人口集団の各層別の特徴や経年的な傾向を明らかにした。とくに肥満に関連する食生活・栄養や運動・身体活動の指標について、現在までの経年の動向を分析し、将来予測を行った。2)既存の統計資料では明らかにできない、小地域ごとのライフスタイルの分析を行った。複数の市区町村住民を対象に質問紙調査を実施し、ライフスタイルの現状と健康との関連を明らかにする指標を検討した。結果は、健康水準の異なる2地域での地域比較を行い、女性の肥満と体重コントロールに関する地域比較、歯の健康状態と口腔ケアに関する地域比較、喫煙に対する地域住民の意識の地域比較などに焦点を絞って分析し、論文にまとめた。また、健康関連のライフスタイル・生活習慣は幼少時より身についている可能性が高いことから、成人と同じ地域の中学生を対象に同様の調査を行い、将来の自己喫煙予想と家庭環境および健康行動との関連を検討し、同地域の成人と同様の傾向が既に中学生段階で認められることを確認した。
地球環境問題を考慮した高電圧電力機器絶縁に関する基礎的研究

本研究において、フロンを含有する絶縁材料の使用を排し、「地球にやさしい」新しい高電圧電力機器絶縁方式を確立するための基礎研究を行った。空気と微粉体の混合気体を用いた、フロンを含まない材料による気中ギャップの絶縁破壊電圧を、半球対半球ギャップ、あるいは球対球ギャップについて、実験的に研究した。直流、50Hz交流、標準雷インパルスの3種類の印加電圧波形について、データをとった。粉体材料としては、SiO_2、Si_3N_4、TiO_2、CeO_2、Al_2O_3、CuOを用い、粒径はそれぞれ10μmを平均として分布している。50Hz交流電圧印加時は、微粉体の効果は、ほぼここに記した順序でSiO_2が一番空気との比較において破壊電圧の上昇が大きい。2mmギャップにおいて、上昇率が最も大きく、約70%に達した。一方、Al_2O_3やCuOでは、上昇は極めてわずかであった。直流では一般に交流よりも上昇はわずかで、最も大きかったSiO_2でギャップ長3mmでも上昇率は15%程度であった。インパルス電圧印加の場合はパウダの量を準備する都合でCeO_2を除いた5種類について実験を行ったが、いずれの場合も2040%程度の破壊電圧の上昇が見られた。これらとは別に、直流および交流のみについCaCO_3パウダ、及びCa(OH)_2パウダに対しても実験を行った。比較的日常的に我々の周辺にある微粉体に興味がひかれたが、いずれも電圧上昇の効果は小さい上、Ca(OH)_2では破壊電圧は却って低下する結果が得られた。SiO_2パウダで典型的に現れるが、直流電圧印加時にパウダが電極(正電極)に付着する現象が見られる。これはパウダが電子を付着する機能を持つことを示し、破壊電圧の上昇を説明することができる。他の説明としては、パウダの電極への付着による電極の誘電体コーティングによる破壊電圧の上昇がある。現実にはこの両者が破壊電圧の上昇に同時に作用しているものと考えられる。
微小循環機能恒常性を考慮した細胞型人工酸素運搬体の設計と開発

肝臓・網内系は修飾ヘモグロビン(Hb)の主要な代謝コンパートメントである。ショック病態で救急救命に使用できる酸素運搬体はこれらの病態においても肝臓の恒常性を維持しつつ循環動態を改善できるスペックを持つ必要がある。本研究ではショック病態の肝臓ではヘムの分解代謝の動態が劇的に変動し、通常では考えられないような速度で肝臓に取り込まれたヘムがbilirubinに変換されることを明らかにした。これはストレス応答によりヘム分解酵素であるheme oxygenase (HO)-1が肝臓実質とKupffer cellで誘導されるためである。このような状況で肝臓に大量のHbが負荷されると肝臓の血流と胆汁を維持しているCOが捕捉、消去されてしまうため、血流低下や胆汁低下を来たすことが明らかになった。ヘモグロビン(Hb)を径250ミクロン大のliposomeに封入、表面をpolyethylene glycolで修飾して、血小板活性化能のない新規脂質で安定化させた試料を投与すると、そのような急速なヘムの分解や分解系酵素の誘導が抑制され、肝臓の血流や胆汁分泌が維持された。またビリルビンの表面修飾によりNOによるHbのメト化も部分的に抑制された。本研究ではHb-based oxygen carrierを体内投与した際に生じうる血管内皮細胞の機能変動をin vivoで評価する系としてNOのbioimaging技術を確立し、腸間膜における血管内皮細胞由来のNOのリソースについて重要な知見を得た。これまでNOのリソースは血管内皮と神経系と考えられてきたが、我々の得た知見は赤血球から供給されるリソースの存在を示唆するものであった。このような知見からHbを修飾した酸素運搬体ではこのような血流代償作用が期待できないことが示唆され、リポソーム型の場合であっても、血管内空間でリサイクルされるNOにどの程度の影響を与えるのかをさらに詳細に解析していく必要があると考えられた。本年度は内毒素処置ラット肝においてヘム分解動態とCOの役割を調べる目的でNO, COを共に消去できるHbO_2,NOのみを消去できるmetHbをそれぞれ1.5g/dlで潅流し血管抵抗と基礎胆汁流量の変化を検討した。HbO_2を投与すると内毒素処理肝では著明な血管抵抗の増加とともに基礎胆汁流量の低下が15分で現れた。血管抵抗の増加はHbO_2を潅流液から除去すると可逆的に低下したが、胆汁流量の低下は回復せず、HbO_2除去後もさらに低下し30分でコントロールの50%程度に低下した。一方metHbを投与した群では血管抵抗の上昇は軽度に留まり、基礎胆汁流量にも著明な変化は認めなかった。一方両群には胆汁中のbilirubin-IXαの推移で大きな違いが見られた。すなわちHbO_2群では投与後15分で基礎量の約2倍、metHbでは約4倍に増加し、これらの分子を除去した後も増加は抑制されず、それぞれ30分で15倍、30倍に増加した。HbO_2投与時のbilirubin上昇量から換算されるCOの濃度は正常の約15倍、すなわち35μMと考えられた。以上のことから内毒素処理肝ではNO, COを除去するHbO_2を投与すると著明な胆汁流量の低下を来たすこと、またmetHbではNOは消去されるもののCOが過剰に生成されることにより基礎胆汁流量が維持される可能性が示唆された。肝臓がHb由来のhemeを分解する際、同時に数μM程度のCOが生成され血管抵抗を生理的に維持する一方、胆汁うっ滞作用は示さずむしろ基礎胆汁流量を保つために必要なfail-safe mediatorであることが示された。またCOの作用機序にはcGMP非依存性のメカニズムが関与することが示唆された。以上の所見は酸素運搬体として細胞型ヘモグロビンを作成することの重要性を示唆している。