hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高純度高分子の結晶化の分子量依存性による核生成・成長機構の実体的解明

高純度で分子量の揃ったポリエチレンとポリプロピレンを用いて、高分子の結晶化の分子量依存性を初めて明らかにし、それを手がかりにして核生成と成長の分子論的メカニズムを提唱した。ポリエチレンの核生成速度は折りたたみ鎖結晶の場合にも分子量のべき乗に比例して減少することが明らかになった。これにより、先に我々が伸びきり鎖結晶について初めて見いだした「核生成速度のべき乗則」が結晶形態によらずに普遍的に成り立つことが示された。また、ポリプロピレンの沿面成長速度も分子量のべき乗則に従っていることが見いだされ、「べき乗則」が結晶化において普遍的である可能性が示された。これらのべき乗則を「核生成は高分子が融液中での絡み合いをとき、再配列する過程である」という高分子のトボロジー的本性を組み入れた我々のモデルによって説明できることを示した。結晶化や融解の過程における(熱力学的量である)比熱と潜熱とを温度変調型の走査型の示差熱熱量計を用いて分離・評価する方法を提唱し、その有効性を数種の高分子について確認し、結晶化メカニズムの新たな角度からの研究に有効であることを示した。高分別で同一純度のポリエチレン(PE)数種類を特別に調整して、折りたたみ鎖結晶(Folded chain crystal,FCC)と伸びきりの鎖結晶(Extended chain crystal,ECC)の分子量依存性を、本補助金により購入した光学顕微鏡とホットステージを用いて直接観察した。その結果「一次核生成速度と沿面成長速度が分子量(M)のべき乗に比例して減少する」という事実を初めて見いだし、“核生成速度と成長速度のべき乗則"と命名した。また、両速度の二つの因子の中で、拡散項のみが分子量依存性を示し、もう一つの因子である臨界核生成の確率は分子量依存性を示さないことを初めて見いだした。こうした事実から「分子鎖が固・液界面において絡み合いを解きつつ、核の中を滑り拡散して、臨界核のサイズよりも十分大きなサイズに成長する過程が、核生成の実体である」という“核生成の滑り拡散モデル"を提唱し、“核生成速度と成長速度のべき乗則"を説明することに成功した。結晶化の初期過程と成長過程における熱容量と潜熱とを、温度変調型の走査型示差熱量計を用いた熱測定法によって分離評価し、結晶化過程を定量評価する新理論を提唱した。新理論による評価法を、ポリスチレンの結晶化の顕微鏡的測定との対応によって検討した結果、十分な信頼性を持つことが確かめられ、結晶化に関する新しい角度からの情報が得られることがわかり、結晶化メカニズムの研究に有効であることがわかった。これらのべき乗則を「核生成は高分子が融液中での絡み合いをとき、再配列する過程である」という高分子のトポロジー的本性を組み入れた我々のモデルによって説明できることを示した。
ヘリコバクターピロリによる血小板活性化亢進機構の解明

Helicobacter Pylori(H.pylori)は、消化性潰瘍の発症過程に関与していることが明らかになった、病原性を有する細菌の1つである。一方、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)でH.pylori感染陽性患者に菌の除菌治療によりITPが改善されるという臨床経過が報告されている。また、消化性潰瘍による胃粘膜血流障害がH.pylori感染者でより増強され、血栓形成傾向が亢進していることも明らかになってきた。このように臨床上、H.Pylori感染により血小板機能が亢進する可能性が示唆されている。しかし、現在、その作用機序はほとんど解明できていない。本科学研究費を用いてH.pylori菌と血小板活性化の相互作用に焦点を当てて、H.pyloriの菌毒素蛋白であるVac Aにより、血小板による血栓形成機序が亢進するという血小板活性化メカニズムの解明を試みた。血栓形成の初期反応には、傷害された血管に露出した内皮下組織の1つであるコラーゲンと血小板との結合が重要であり、血小板膜糖蛋白GPIb複合体に、コラーゲン組織に結合した血中von Willebrand因子(VWF)が結合する。本研究により、Vac Aにより血小板からのPセレクチンが濃度依存的に放出され、Vac A濃度が120nMでPセレクチンの放出が最大になることが明らかになった。またVWF-GPIb複合体を介した血小板凝集がVac A存在下で増強された。VWF-GPIb複合体を介した信号伝達がスフィンゴ脂質、コレステロールに富む細胞膜上の領域(GEMs)と関連があると考えられているが、Vac A処理したビオチンラベル血小板を抗Vac A抗体で免疫沈降した検討により、Vac Aが血小板のGEMs領域に存在する血小板受容体と結合することがわかり、CNBrビーズにVac Aを結合させた解析により約130kDaの血小板膜蛋白がVac Aと結合することが判明した。これについてはTOF/MSで解析中である。Helicobacter pylori (H.pylori)は,消化性潰瘍の発症過程に関与していることが明らかになった,病原性を有する細菌の1つである.一方,特発性血小板減少性紫斑病(ITP)で,H.pylori感染陽性患者に菌の除菌治療によりITPが改善されるという臨床経過が報告されている.また,消化性潰瘍による胃粘膜血流障害がH.pylori感染者でより増強され,血栓形成傾向が亢進していることも明らかになってきた.このように臨床上,H.pylori感染により血小板機能が亢進する可能性が示唆されている.しかし現在,その作用機序はほとんど解明できていない.今回,我々はH.pylori菌と血小板活性化の相互連関に焦点をあてて,H.pyloriの菌毒素蛋白であるVacAにより,血小板による血栓形成機序が亢進するという血小板活性化メカニズムの解明を試みた.VacAが血小板に結合することにより,血小板活性化指標であるP-selectinが増加した.また血栓形成に関わる血小板膜糖蛋白GPIbを介した血小板凝集がVacAにより増強されることがわかった.

現在,VacAが結合する血小板受容体の解明をTOF/MSシステムを活用してプロテオソーム解析を進めている段階である.この未知の受容体は,ラフトと呼ばれる,細胞活性化物質が豊富に存在する膜領域に存在することが判明した.Helicobacter pylori(H.pylori)は、消化性潰瘍の発症過程に関与していることが明らかになった、病原性を有する細菌の1つである。一方、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)でH.pylori感染陽性患者に菌の除菌治療によりITPが改善されるという臨床経過が報告されている。また、消化性潰瘍による胃粘膜血流障害がH.pylori感染者でより増強され、血栓形成傾向が亢進していることも明らかになってきた。このように臨床上、H.Pylori感染により血小板機能が亢進する可能性が示唆されている。しかし、現在、その作用機序はほとんど解明できていない。本科学研究費を用いてH.pylori菌と血小板活性化の相互作用に焦点を当てて、H.pyloriの菌毒素蛋白であるVac Aにより、血小板による血栓形成機序が亢進するという血小板活性化メカニズムの解明を試みた。血栓形成の初期反応には、傷害された血管に露出した内皮下組織の1つであるコラーゲンと血小板との結合が重要であり、血小板膜糖蛋白GPIb複合体に、コラーゲン組織に結合した血中von willebrand因子(VWF)が結合する。本研究により、Vac Aにより血小板からのPセレクチンが濃度依存的に放出され、Vac A濃度が120nMでPセレクチンの放出が最大になることが明らかになった。またVWF-GPIb複合体を介した血小板凝集がVac A存在下で増強された。VWF-GPIb複合体を介した信号伝達がスフィンゴ脂質、コレステロールに富む細胞膜上の領域(GEMs)と関連があると考えられているが、Vac A処理したビオチンラベル血小板を抗Vac A抗体で免疫沈降した検討により、Vac Aが血小板のGEMs領域に存在する血小板受容体と結合することがわかり、CNBrビーズにVac Aを結合させた解析により約130kDaの血小板膜蛋白がVac Aと結合することが判明した。これについてはTOF/MSで解析中である。
微小重力下におけるラット大動脈神経性圧受容器反射機構の生後発達

本年度は、生後9日齢から16日間母親と共に宇宙で飼育したラット群のうち、帰還後地上で更に30日間飼育した55日齢の6匹のラット(飛行群)について2種類の地上対照群と比較検討し、以下の成果を得た。1.フェニレフリンとニトロプルシドを別々に静脈内に投与し血圧の上昇または下降に伴う大動脈神経活動と心拍数の変化を測定して、大動脈神経性圧受容器反射の反応性を調べた。その結果、飛行群と対照群との間には大動脈神経性圧受容器反射機能に有意な差は認められなかった。なお、体重と麻酔下基礎血圧にも差はなかった。2.大動脈神経を電顕により検索した結果、飛行群では、無髄神経線維数が地上対照群より少なかった。有髄線維数には3群間で有意差はみられなかった。3.前年度迄の研究結果と以上の結果とから次のようなことが明らかになった。1)大動脈神経性圧受容器反射は、宇宙で発育するラットでは1.0G下で育つラットと比べて、求心性線維のうち閾値の高い無髄線維の数が少なく、求心路の感度や反射全体の反応性は弱い。2)地上帰還後再び1.0G下で発育しても無髄線維の数は少ないままである可能性が高い。しかし、発育時のある時期迄に地上に戻れば、機能上は地上環境に適応した圧反射能をもつことができるようになると考えられる。4.昨年度に引き続き検討した胸部大動脈の組織像ではやはり飛行群は他の2群に比べて壁厚薄く、微細エラスチン線維の形成不全もあり平滑筋細胞数も少ないことが再確認できた。5.研究計画に挙げた、反射効果器での遺伝子発現に関する検討は結果を出す迄には至っていない。以上の成果は口頭、ポスター、シンポジウム、特別講演等により各種学会で、発表した。更に現在、数編に分けて原著論文を執筆中である。本年度は上記課題の実験をスペースシャトルで行うために必要な地上実験を交付申請書に記した実験計画に沿って行い次のような結果を得た。なお、宇宙実験「ニューロラブ計画」の第1回リハ-サルが昨秋約50日間NASAのエイムスリサーチセンターで行われ全員が参加した。そこではラットへの2G負荷実験も行った。1.発育期にある週齢の異なるラットで、麻酔下に血圧変化に対する大動脈神経活動の変化を記録し比較した結果、3週齢に比べて8週齢では基礎血圧が高く、また、フェニレフリンによる昇圧に対する神経束全体の活動量の増加率が大きく、平均血圧-神経活動曲線は全体に右にシフトし、そのピークも高くなった。20週齢の成熟群と両群とを比べるとこれらの結果が一層明瞭であった。2.電子顕微鏡によるラット大動脈神経の組織学的観察は従来からの研究を更に発展させるべく試みてきたが、生後直後から、少なくとも8週齢迄は週齢の高い方がラットでも有髄線維数が多かった。上記1と2の結果はラット大動脈神経性反射の求心路も構造上はもちろん機能上も生後発達して行くことを明らかに示している。このことが反射効果にどう影響を及ぼすか、また、反射機構全体としての発達はどうかなど今後更に定量的に追求して行きたい。3.航空機を用いた放物線飛行により約20秒間の微小重力(0.05G)を催起し、その時のラット総頸動脈流量をトランジット型超音波血流計で測定した結果、流量は明らかに増加した。更に、Gと血流量とは2Gから0.05Gの間では負の相関関係を示した。この結果あはhead-down tilit(HDT)実験で得られた結果をよく反映していた。但し、大腿動脈流量反応はHDTの結果とは異なって増加した。本年度の研究成果は以下の通りである。1.生後3週齢、8週齢および20週齢のSD系ラットにおいて、麻酔下で血圧変動と大動脈神経活動の変化との関係を比較検討し、週齢と共にこの関係が変化することを確かめた。2.SD系ラット大動脈神経の神経線維構成の生後発達の様相を電顕を用いて検索し、週齢と共に有髄化の進むことを再確認した。3.生後3週齢と8週齢のSD系ラットから大動脈標本を摘出し、その収縮性と内皮依存性血管弛緩反応について比較検討した(特にNOとの関係について)。フェニレフリンに対する収縮率は8週齢の方が大きかったが、内皮依存性の弛緩度には有意差はなかった。4.生後3週齢、8週齢および20週齢のSD系ラット大動脈のレオロジー特性(主として摘出大動脈標本における力学的特性の計測)を比較検討するため、ストレス-ストレイン曲線を得る方法を開発した。5.ラットにおけるウレタン麻酔効果の生後日齢による違いを検討した。6.低タンパク飼育の循環機能の発達に対する影響を検討し、その調節能の発達には大きな影響がみられないことを見い出した。7.実験手順を最終的に調整し、かつ、最終確認を行った。本年度の研究成果の概要は以下の通りである。1.昨年4月16日に打ち上げられたスペースシャトル内で、打ち上げ時生後9日齢のラット群を16日間宇宙で育てた。地上へ帰還直後、phenylephrineおよびnitroprussideの静脈内投与による昇圧および降圧に対する大動脈神経活動の変化を調べた。その結果、飛行群では2種類の地上対照群と比べて、4例中2例に大動脈圧反射入力系の機能低下が認められた。

2.大動脈神経の電顕を用いた組織学的検索の結果、地上帰還直後の飛行群では、地上対照群と比較して大動脈神経の無髄線維の数が少ないことが明らかになった。3. Soleus nerveの直径を電顕を用いて計測を行うと、そのヒストグラムは、飛行群の方が地上対照群と比べてその分布がより広い範囲にわたっていた。4.摘出大動脈リング標本のα-作動薬に対する収縮性は、飛行群の方が地上対照群より低下していた。5.摘出大動脈標本より求めた壁張力は、飛行群では地上対照群より有意に小さく、また、壁厚は有意に薄かった。光顕による組織学的検索の結果、平滑筋細胞数の減少や微細なエラスチン線維の形成不全が観察された。6. Differential display法を用いて、飛行群と地上対照群との間で遺伝子発現に変化がみられるもののスクリーニングを行っている。本年度は、生後9日齢から16日間母親と共に宇宙で飼育したラット群のうち、帰還後地上で更に30日間飼育した55日齢の6匹のラット(飛行群)について2種類の地上対照群と比較検討し、以下の成果を得た。1.フェニレフリンとニトロプルシドを別々に静脈内に投与し血圧の上昇または下降に伴う大動脈神経活動と心拍数の変化を測定して、大動脈神経性圧受容器反射の反応性を調べた。その結果、飛行群と対照群との間には大動脈神経性圧受容器反射機能に有意な差は認められなかった。なお、体重と麻酔下基礎血圧にも差はなかった。2.大動脈神経を電顕により検索した結果、飛行群では、無髄神経線維数が地上対照群より少なかった。有髄線維数には3群間で有意差はみられなかった。3.前年度迄の研究結果と以上の結果とから次のようなことが明らかになった。1)大動脈神経性圧受容器反射は、宇宙で発育するラットでは1.0G下で育つラットと比べて、求心性線維のうち閾値の高い無髄線維の数が少なく、求心路の感度や反射全体の反応性は弱い。2)地上帰還後再び1.0G下で発育しても無髄線維の数は少ないままである可能性が高い。しかし、発育時のある時期迄に地上に戻れば、機能上は地上環境に適応した圧反射能をもつことができるようになると考えられる。4.昨年度に引き続き検討した胸部大動脈の組織像ではやはり飛行群は他の2群に比べて壁厚薄く、微細エラスチン線維の形成不全もあり平滑筋細胞数も少ないことが再確認できた。5.研究計画に挙げた、反射効果器での遺伝子発現に関する検討は結果を出す迄には至っていない。以上の成果は口頭、ポスター、シンポジウム、特別講演等により各種学会で、発表した。更に現在、数編に分けて原著論文を執筆中である。
超高磁場核磁気共鳴画像化法による情動と疼痛の関係の解明

11.7T核磁気共鳴画像装置を使用して下記の成果が得られた(1)マンガン造影核磁気共鳴画像化法により情動と感覚の関係を可視化する事に成功した(2)造影剤無しにパラメータを駆使して、ラット大脳皮質のバレル様構造撮像に成功した。バレル構造の撮像には通常造影剤を使用するが、造影剤無しに撮像したという報告は、私の知る限りにおいて無い。(3)神経切断による、延髄・視床・大脳皮質への影響の撮像に成功した11.7T核磁気共鳴画像装置を使用して下記の成果が得られた(1)マンガン造影核磁気共鳴画像化法により情動と感覚の関係を可視化する事に成功した(2)造影剤無しにパラメータを駆使して、ラット大脳皮質のバレル様構造撮像に成功した。(3)神経切断による、延髄・視床・大脳皮質への影響の撮像に成功した【具体的内容】(1)11.7T核磁気共鳴画像装置(MRI)によりラット大脳皮質感覚野のカラム構造を撮像(2)ラット大脳皮質神経可塑性を、MRI画像によりカラム構造レベルで評価[方法]ラット雄の左眼窩下神経を幼若時(10日齢以下)に切断、30日齢時に、大脳皮質のT2強調画像を、MRIの特殊な方法により撮像した。[目的]左眼窩下神経の大脳皮質への投射部位《右大脳皮質体性感覚野バレル野》及び反対側≪左大脳皮質体性感覚野バレル野≫のカラム構造を画像化し、神経可塑性を評価する。[結果・考察]カラム構造構築に関して、右バレル野は認められず、左バレル野は認められた。この左右差は末梢感覚神経の刺激の有無から生じた結果であり、神経可塑性をMRIにより、組織学的レベルまで画像化したものと考えている。【意義・重要性】これまでMRIによる脳の撮像で、組織の微細構造を画像化するのは困難であった。この実験系はそれを可能にした。神経可塑性を組織学的構造≪カラム≫レベルまで、微細に画像化できたという事は、脳疾患初期の微細な構造変化の非侵襲的診断、および私の研究目的≪痛みと情動の関係のメカニズムを解明≫に寄与する事が容易に予想される。【具体的内容】1、ラット大脳皮質感覚野のバレル構造を11.7T核磁気共鳴装置(MRI)により撮像(世界最初)2、ラット大脳皮質感覚野のバレル構造の可塑性を11.7TMRIにより撮像(世界最初)3、ラット延髄の神経可塑性を、神経因性疼痛モデルラットを使って、組織学的レベルでMRIにより評価生後8日以下の幼若ラット雄の左眼窩下神経を切断後、30日齢をMRIにてT2強調構造画像にて、延髄レベルの左右の三叉神経核の構造の違いを評価した。(世界最初)4、光干渉断層計を使用して、大脳皮質深部の構造を撮像し、末梢の刺激による皮質深部の血流動態の変動を測定(世界最初)5、マンガン造影剤により、情動により活動する神経核の活性を撮像できた。【意義・重要性】これまでMRIによる脳の撮像で、組織の微細構造を画像化するのは困難であったが、この研究はそれを可能にした。神経可塑性を組織学的構造レベルまで、微細に画像化でき、大脳皮質深部の血流動態を測定、情動により活動する神経核の活性を撮像できたという事は。脳活性の非侵襲的な測定の可能性を示唆し、私の研究目的である痛みと情動のメカニズムを解明する事にも寄与するであろう。また、精神疾患、脳神経疾患、脳神経系統発達障害患者において、病態的進展度によって情動は変動し、組織的な変化も生じている可能性がある。それを非侵襲的に撮像する事は、患者の経時的変化を組織学的に診断できる可能性を持っており、今後重要な技術になる事は容易に予測できる。成果(1)ラット大脳皮質のバレル野は、ラット髭からの刺激を受容する感覚野で、ラットにとって最も重要な感覚機能を有しており、大脳皮質に占める割合が大きい。このバレルを私は、造影剤なしでMRIによる撮像を試み、横緩和時間強調画像とそのパラメータの選択により、バレルの可視化の可能性を示唆した。また、眼窩下神経の変性による延髄、視床、バレルの領域での変化を、MRIにより撮像した。バレル野を造影剤無しにMRIにより撮像したという報告は現在皆無だある。また造影剤を使用した場合、ラットに不快感を生じさせ、この研究における『痛みと情動』のテーマに影響を及ぼし、その実験結果の考察が困難なものになるため、造影剤なしの撮像は、MRIにより情動を研究するに際し、重要な技術の一つであるこれらの部位は情動を測定するにあたり、重要な感覚系であり、ラットの情動を可視化する為の基礎的なMRI技術であると私は考えている。従ってその可視化及び変化をとらえる事は、情動に影響を及ぼす感覚(不快感、痛み)の経時的な変化を追跡できる可能性を示唆している事になり、重要な技術である。(2)不快な味覚による情動の変化を造影剤MRIにより可視化した。

味覚は各自の経験、文化によってもとらえ方が全く異なってくるという複雑な感覚である為、その客観的な指標としてのMRIによる測定は重要な技術であると私は考えている。不快感としては、痛みのほうがより強い不快感を与える。従って、これらの成果【(1)延髄、視床、バレル野及びその変化の可視化の成功、(2)嫌悪味覚による情動の変化の可視化】は痛みと情動の関係の解明の基礎的技術を確立したと私は考えている。
ロンドンのアウトリーチ型成人教育におけるカリキュラム開発史の研究

本研究は、ロンドン教育当局を担い手とするアウトリーチ型成人教育の成立と展開について、カリキュラム開発史の視点から明らかにしたものである。ロンドン・メトロポリタン・アーカイブズ等が所蔵する一次資料に基づき、社会的不利益を受けている、従来の成人教育の不参加層を対象とした成人学校、ウィメンズ、メンズ及びジュニア・メンズ・インスティテュートの教育実践を解明した。本研究は、イギリス現地における一次資料の調査・発掘に基づき、ロンドン教育当局を担い手とするアウトリーチ型成人教育の成立と特質について、カリキュラム開発史の視点から明らかにすることを目的としている。最終年度は、成人教育活動の土台を提供した前世紀転換期のロンドン学務委員会による成人学校の現場の取り組みを解明するとともに、ロンドン・カウンティ・カウンシルの代表的な成人教育機関の一つとして、1913年に開校したウィメンズ・インスティテュートのカリキュラム開発とそれを支えた論理を明らかにした。ロンドン学務委員会は、夜間継続学校に成人が入学する配慮が不足していたことや、年齢別の教育活動に対するニーズがあったこと等から、成人に限定した夜間教育を提案する。1897年、最初の成人学校である、18歳以上の女性を対象としたアンコーナ通り校が開校した。この成功を受けて、量的拡大が進むが、地域や市民の要望に応えつつ、教育内容は広範囲に及び、成人の多様な背景をふまえた実践が行われていた。そうした蓄積をベースに、ウィメンズ・インスティテュートは、ロンドン全域に普及する。大都市内部の地域的特性を反映し、有償タイプの郊外型、混合地区型及び都心型、無償タイプの貧困地区型の四つに分類することができた。女性の変化に富んだ生活様式との動態関係や地域の多様性に柔軟に応じながら、多面的発展を遂げたのである。前年度に分析したメンズ・インスティテュートを含めて、ロンドンのアウトリーチ型成人教育は、大都市の過酷な労働・生活環境がもたらす人間疎外を克服し、コミュニティを構築する上で、重要な役割を果たしていたことがわかった。この研究は、ロンドン教育当局のアウトリーチ型成人教育の成立と特質について、カリキュラム開発史の視点から、明らかにすることを目的としている。本研究のねらいを達成する上で、イギリス現地における一次資料の調査・発掘は不可欠である。本年度は、重要な公文書を数多く所蔵しているロンドン公文書館等を訪問し、ロンドン教育当局の主要な成人教育機関の一つであり、1920年に開校したメンズ・インスティテュートに関する学術書、教育委員会議事録、学校案内及び行政報告書等の集中的な調査、収集、目録化並びに分析を進めた。考察の結果、同インスティテュートが、開設地区を大都市の人口密集地域に限定し、フォーマルな教育に不慣れなドック労働者を含む、不熟練労働者を対象としたアウトリーチ型成人教育機関であったこと。また、男性労働者の立場を理解し得る校長の下、所得の制約を受けず、実用教育及びレクリエーション活動等に参加する機会を保障したこと。そして、成人基礎教育の要素を含みつつ、実習や社交と統一的なカリキュラムを開発し、開設地域全体の文化的発展を志向しており、イギリス地方教育当局のモデルの一つと認識されていたこと等がわかった。さらに、この成果をベースに、1925年にジュニア・メンズ・インスティテュートが発足する。そのカリキュラムの中心は、身体訓練、家庭大工並びに一般教育であり、青年の興味や生活を軸に、フォーマルな教育を再編成することによって、従来の不参加層を開拓する新たな試みだった。ロンドンのその他の代表的な成人教育機関のカリキュラムについて、日本では入手困難な一次資料の調査・収集を継続しつつ、受講者の労働・生活環境に配慮し、実証的に考察することが、次年度の課題である。イギリス有数の地方教育行政機関の一つであったロンドン・カウンティ・カウンシルは、公立学校を地域の資源として夜間に活用し、社会的不利益を受けているコミュニティのニーズに根ざすアウトリーチ型成人教育を開発する。現在までに、イギリス現地での一次資料の調査・発掘に基づき、ロンドン教育当局の代表的な成人教育機関の一つだった、メンズ・インスティテュートの構想及び現場の動向を明らかにした。そして、大都市の不熟練労働に従事する男性の特別な必要や社会的・経済的背景を十分に考慮した、アウトリーチ・ワークの特質を捉えることができた。また、この研究の過程で、メンズ・インスティテュートと教育理念を共有し、その下級部に当たるジュニア・メンズ・インスティテュートの実情の解明に至った。これは、ロンドン教育当局の総合的な地域教育計画を理解する上で、重要な成果であった、と考える。両大戦間期におけるロンドン教育当局のアウトリーチ型成人教育機関の一つとして、1913年に開校したウィメンズ・インスティテュートのカリキュラム開発とそれを支えていた論理を明らかにする。実際のカリキュラムの内容及び特徴や、担い手たちの議論を把握することで、ロンドン・カウンティ・カウンシルが、いかなる問題意識から、この計画に着手し、どのような独自性を付与していたのかについて、実証的に考察する。その際、女性受講者の労働・生活環境との相互関係や開設地の特色を反映したインスティテュートの柔軟性・多様性に留意し、具体的に検証する。ウィメンズ・インスティテュートに関する一次資料の調査・収集のため、地元資料を多く所蔵するロンドン公文書館や大英図書館等を訪問する。

分析の結果は、学術論文等にまとめ、広く公表する見込みである。この研究を実施する過程で発掘したメンズ・インスティテュートに関する一次資料や学術書の種類と量が膨大であったため、その整理・分析を優先し、当初予定していた二度目の渡英を延期することにした。次年度に請求する研究費が発生したのはこのことによる。成人教育の影響を受けて、発足したジュニア・メンズ・インスティテュートの実態を解明できた点は収穫だったが、同時に、ウィメンズ・インスティテュートの分析は、課題として残すことになった。そこで、翌年度以降に請求する研究費と合わせて、二度現地を訪問し、ウィメンズ・インスティテュートに関する一次資料を調査・収集及び考察する計画である。このインスティテュートが、ロンドン教育当局の成人教育機関の中で、地域の実情に応じ、最も多様な内容のカリキュラムを開発しつつ、ロンドン全域に普及していたことから、広い視野で、一次資料を丁寧に精査したい。
TRPチャネルと相互作用分子の機能相関

本計画では温度受容体が温度を感知する仕組みについて調べた。主に受容体と他の分子との相互作用に着目した解析を行った。冷受容体TRPM8は、細胞膜上でたくさんの受容体が集合して網の目のような構造をとっている可能性を示唆する結果を得た。さらに、TRPM8の遺伝子産物に通常よりも小さい物があり、全長のTRPM8の細胞膜への移動を促進すること、および全長のTRPM8に結合することで網目構造の大きさを変えて、より幅広い温度を感知できるようになっているであろうことが分かった。本研究は、TRPチャネルとその相互作用分子に着目し、生体内におけるTRPチャネルの実際の働きを明らかにすることを目的としている。TRPチャネルの性質を調べる際、通常単独でHEK293等の培養細胞において発現させ、電気生理学的実験が行われてきたが、必ずしも生体内におけるチャネル活性を完全に再現したわけではなかった。本研究で特定する相互作用分子とTRPチャネル分子を培養細胞内で共発現させ、活性を調べることで、より実態に近いTRPチャネル活性を調べることが出来るようになる。作年度は、ヒトTRPM8のN末端のみのアイソフォームであるαM8をプローブにして、相互作用分子の同定を試み、SDS-PAGEゲル上で5つの候補を得た。さらに、この、αM8もTRPM8に結合すること及び4量体を形成することを見いだした。TRPM8はC末端でチャネル4量体を形成することが知られているので、チャネル4量体がさらにN末で4量体を作っているのであれば、TRPM8は生体内膜上で網の目のような構造を取っていると考えられる。TRPM8とαM8が同時に存在すれば、その存在比により網の目構造の大きさが変わるので、チャネルの感受性に何らかの影響を及ぼしているであろう。更に、生理活性を調べるにはマウスでの実験が必要であるため、マウスにおけるTRPM8のアイソフォームを調べたところ、現在までに3種のアイソフォームを特定することか出来た。新たに得られたTRP相互作用蛋白質の候補及びαM8やマウスのTRPM8のアイソフォームのTRPM8活性に及ぼす影響を調べることで、冷感受性TRPチャネルであるTRPM8の生体内機能を明らがにすることが出来る。本研究で特定する相互作用分子とTRPチャネル分子を培養細胞内で共発現させ、活性を調べることで、より実態に近いTRPチャネル活性を調べることが出来る。前年度は、ヒトTRPM8のN末端のみのアイソフォームであるαM8がTRPM8に結合すること及び4量体を形成することを見いだした。本年度は生理活性を調べるため、マウスの冷受容体TRPM8のN末端だけのアイソフォームを単離し、マウスTRPM8とHEK293細胞で共発現させたところ、1)TRPM8のCa取り込みの大幅な増加、2)温度閾値のばらつき(通常27°Cが17°Cから32°Cに)、が見られた。1)はN末端だけのアイソフォームがTRPM8の脱リン酸化をを防ぐことで、活性化型のTRPM8の数が増加したためと考えられる。2)はチャネルの網目構造にN末端だけのアイソフォームが作用することにより、網目構造の大きさがばらつくことで、温度閾値の多値化をもたらしたと考えられる。今後、更に生体内のアイソフォームの発現調節機構を調べることで、個体がどのような温度の感じ方をしているのかの実態に迫る。
人の挙動認識のための特性情報空間の開発-ユビキタスパートナーの構築に向けて

本研究は次のような項目でプログラム開発,データ収集,実験および成果発表を行った.【1】プログラム開発我々の開発した主成分分析に基づく人動作表現法(画像レベルによる記憶法)を,多視点(ビデオカメラ複数台)の場合にも適用できるようにアルゴリズムを拡張し,人動作表現法を用いた高速な挙動認識のプログラムを開発した.【2】多視点によるモーションキャプチャ(データ収集)支援が必要な動作(腹痛でかがむ動作,重い物を抱えあげる動作,頭を抱える動作等)の撮影を多視点(4方向)から行い,サンプリングレート30[fps]で映像を取り込み,約70000枚の画像データを収集した.【3】複数カメラ及び複数パソコン間でのネットワーク通信の構築(多視点による動作認識)無線LANを用いて3台のパソコン間のネットワーク通信の構築を行った.パソコン間の同期,複数カメラから得られた映像の自動サンプリングのプログラムを実装した.【4】システムの検証・評価(実験)多視点の場合に拡張した主成分分析に基づく人動作表現法を,収集した画像データの一部に適用し,複数の主成分を直交軸とする特性情報空間の構築を行い,6動作をこの特性情報空間内の点列の集合として記述した.またこの空間,および収集した画像データの他の一部を用いて,人の挙動・姿勢認識の実験を行った.実験では約92%の認識率,1画像あたり約2.2msの認識処理時間という良好な結果を得た.【5】成果発表平成18年度は,以下の学会誌や国際会議等で研究成果を発表した.(1)オーディオビジュアル複合情報処理研究会(2007年3月,那覇市)(3)第25回計測自動制御学会九州支部学術講演会(2006年12月,佐賀市)(5)画像電子学会年次大会(2006年6月,船橋市)本研究は次のような項目でプログラム開発,データ収集,実験および成果発表を行った.【1】プログラム開発我々の開発した主成分分析に基づく人動作表現法(画像レベルによる記憶法)を,多視点(ビデオカメラ複数台)の場合にも適用できるようにアルゴリズムを拡張し,プログラムを開発した.【2】多視点によるモーションキャプチャ(データ収集)支援が必要な動作(腹痛でかがむ動作,重い物を抱えあげる動作,頭を抱える動作等)の撮影を多視点(4方向)から行い,サンプリングレート30[fps]で映像を取り込み,約32400枚の画像データを収集した.【3】特性情報空間の構築(実験)多視点の場合に拡張した主成分分析に基づく人動作表現法を,収集した画像データの一部に適用し,複数の主成分を直交軸とする特性情報空間の構築を行い,上記の3動作をこの特性情報空間内の点列の集合として記述した.またこの空間,および収集した画像データの他の一部を用いて,人の挙動・姿勢認識の実験を行い,良好な結果を得た.【4】成果発表平成17年度は,以下の学会誌や国際会議等で研究成果を発表した.(3)画像電子学会年次大会(2005年6月,長野市)平成18年度は,SICE-ICASE2006(国際会議)等での発表を予定している.本研究は次のような項目でプログラム開発,データ収集,実験および成果発表を行った.【1】プログラム開発我々の開発した主成分分析に基づく人動作表現法(画像レベルによる記憶法)を,多視点(ビデオカメラ複数台)の場合にも適用できるようにアルゴリズムを拡張し,人動作表現法を用いた高速な挙動認識のプログラムを開発した.【2】多視点によるモーションキャプチャ(データ収集)支援が必要な動作(腹痛でかがむ動作,重い物を抱えあげる動作,頭を抱える動作等)の撮影を多視点(4方向)から行い,サンプリングレート30[fps]で映像を取り込み,約70000枚の画像データを収集した.【3】複数カメラ及び複数パソコン間でのネットワーク通信の構築(多視点による動作認識)無線LANを用いて3台のパソコン間のネットワーク通信の構築を行った.パソコン間の同期,複数カメラから得られた映像の自動サンプリングのプログラムを実装した.【4】システムの検証・評価(実験)多視点の場合に拡張した主成分分析に基づく人動作表現法を,収集した画像データの一部に適用し,複数の主成分を直交軸とする特性情報空間の構築を行い,6動作をこの特性情報空間内の点列の集合として記述した.またこの空間,および収集した画像データの他の一部を用いて,人の挙動・姿勢認識の実験を行った.実験では約92%の認識率,1画像あたり約2.2msの認識処理時間という良好な結果を得た.【5】成果発表平成18年度は,以下の学会誌や国際会議等で研究成果を発表した.(1)オーディオビジュアル複合情報処理研究会(2007年3月,那覇市)(3)第25回計測自動制御学会九州支部学術講演会(2006年12月,佐賀市)(5)画像電子学会年次大会(2006年6月,船橋市)
抗腫瘍活性を持つ新しいタイプのリン脂質・糖脂質誘導体の開発に関する研究

(2)抗腫瘍リン脂質の作用機作:sn-3型の化合物【I】【II】ともに、近年種々の生理活性を持つことが示されている血小板活性化因子(PAF)の活性を持っていることがわかった。皮下移植したS180固型癌を静脈投与で治療する場合にもsn-3型の配位のものがより有効であった。つまり、化合物【I】,【II】はマウスの免疫担当細胞のPAF受容体への化合物の結合を介して宿主介在的に抗腫瘍性を示すものと予想された。さらに、マウス骨髄細胞を化合物【I】で処理すると抗腫瘍細胞が誘導されること,PAF特異的結合サイトはマウス末梢血液細胞には存在しないが、免疫担当細胞の前駆細胞を含む骨髄細胞には存在することを見い出した。以上より恐らくPAF活性を持つアルキルリピド誘導体は骨髄細胞に作用し抗腫瘍性を持つ細胞に変化するものと予想された。一方、PAF作用を持たないsn-1型化合物にも強い癌細胞障害活性があること(ヒト前骨髄球系白血病細胞HL-60に対して【IC_(50)】値1.6M)、非特異的な宿主細胞活性化能のあることを見い出した。(3)糖脂質:数種の合成グリセログリコリピド(例,Cellobiocyl di palmitylglyceride)がマウス腹腔細胞(主にマクロファージ)を活性化し、抗腫瘍性を示すようにすることがわかった。この活性化は糖脂質リポソーム中のコレステロール量を増すと消失した。このことは、リポソーム上で糖分子が規則正しく並ぶ構造が腹腔マクロファージ活性化反応に必須であることを示唆しているものと思われる。(1)合成リン脂質誘導体による制癌活性:マウス実験癌S-180、MM46細胞へのin vivo制癌活性のスクリーニングを続けた。その結果、新たに数種の制癌性リン脂質を見い出した。その一つである1-オクタデシル-2-アセトアセチルグリセロ-3-ホスホコリンは、S180細胞を皮下移植したICRマウスに静脈投与した場合(移植後8日目に治療開始)に固型腫瘍退縮効果を示した。このリピドは、数μg/mlの濃度で培養ヒト癌細胞の増殖を阻止する。また、マウス腹腔に投与するとin vitroで癌細胞障害活性を呈する細胞を誘導する効果が見られた。しかしながら、in vivoで抗腫瘍活性を示さない関連化合物についても同様の細胞毒性や癌細胞障害性細胞の誘導が見られるものがあった。このことから、固型癌退縮作用の機序について別の説明(例えばPAF活性)を考える必要が考えられた。(2)PAFによるマクロファージ活性化:活性化の機序を明らかにする実験を続け以下の点を明らかにした。【◯!1】PAFはマクロファージの活性酸素産生量を容量依存的かつ経時的に増大させる。【◯!2】本反応はマクロファージの持つPAF特異的認識部位への結合を介している。【◯!3】活性化反応は、リポキシゲナーゼ阻害剤(NDGA)及び受容体依存的エンドサイトーシス阻害剤(MDC)で阻害される。現在、PAFによるマクロファージ活性化が担癌生体内で確かに起こるかどうか明らかにすることを目的に検討している。(3)合成グリセロ糖脂質リポソームによるマクロファージ活性化反応:宿主介在性制癌作用を見い出したセロビオシルジアルキルグリセロールは、マクロファージでのみならずT細胞に働きマクロファージを活性化する因子を放出させる効果があることを見い出した。また、本糖脂質の活性発現とリポソーム±での糖鎖の微細構造の関連をESRを用い検討した。
ヒト歯髄細胞の接着分子発現におよぼすサイトカインの影響

臨床分離したヒト歯髄細胞(DP細胞)をコンフルエントに達するまで培養した後、代表的な炎症性サイトカインのひとつであるインターロイキン-1(IL-1)を所定濃度範囲(501600pg/mL)で所定時間(148時間)作用させた後、RT-PCR法およびイムノブロット法を用いて、DP細胞の接着分子Intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)発現におよぼすIL-1の影響について検索した結果、次のような知見を得た。(1)DP細胞は無血清培地条件下において、ICAM-1mRNAならびにICAM-1タンパクを恒常的に発現することが明らかとなった。(2)DP細胞のICAM-1mRNAならびにICAM-1タンパクの発現は、IL-1添加によって促進された。しかし、501600pg/mLの範囲では、IL-1濃度の違いによるDP細胞のICAM-1mRNAとタンパクの発現に差は認められなかった。(3)IL-1添加によって活性化されたDP細胞におけるICAM-1mRNA発現の時間的なピークは36時間であった。以上のことから、実際の歯髄組織の炎症の場では、DP細胞のICAM-1発現が亢進していることが推測される。ICAM-1は好中球の接着分子LFA-1やMac-1と結合する機能を有していることから、DP細胞の発現するICAM-1は、好中球の炎症局所への浸潤過程において何らかの役割を果たしている可能性が示唆される。(1)ヒト歯髄(DP)細胞の分離と培養:臨床的に健全な新鮮抜去歯の歯髄組織を培養して線維芽細胞様細胞を分離した。アルカリホスファターゼ(ALPase)活性を測定し、他の株化された線維芽細胞に比較してALPase活性値が高いことを確認してDP細胞とした。(2)ウエスタンブロット法による細胞接着分子Intercellular adhesion molecule-1(ICAM-1)タンパクの確認:ヤギ抗ヒトICAM-11次抗体およびウサギHRP標識抗ヤギ2次抗体の特異性について検討した。サンプルには新鮮抜去歯の歯髄組織をホモジナイズして遠心分離した上清画分を使用した。1次抗体と2次抗体の両方を作用させた場合、111kDa以上の高分子領域にスメアーなバンドと約83kDaの位置に1本の明瞭なバンドが認められた。ネガティブコントロール(ヤギ正常血清)と2次抗体を作用させた場合、111kDa以上の高分子領域に1次抗体と2次抗体の両方を作用させた場合と同様なスメアーなバンドのみが認められた。従って、両結果の比較からICAM-1シグナルは約83kDaの位置に1本の明瞭なバンドとして認められることが明らかとなった。現在、DP細胞の細胞膜成分を分画するために、抽出用バッファーの塩濃度や界面活性剤の種類などについて詳細に検索を行っている。(3)Reverse Transcription-PCR(RT-PCR)法によるICAM-1 mRNA発現の確認:DP細胞から通法にしたがってRNAを抽出し、逆転写酵素を用いてcDNAとした。現在ICAM-1遺伝子配列より決定した数種類のプライマーの特異性ついて比較検討中であり、これまでのところICAM-1 mRNA発現をはっきりと確認できる1つのプライマー対を決定した。
耐熱性防護服の快適性改善のための人体信号処理技術の開発に関する研究

先行研究の結果では、消防士は防護服の選択基準を「保護・安全性」・「快適性」よりも「動作性・動きやすさ」にあると述べている.本研究は防護服の着用における動作性を生理反応と心理反応を計測することにより評価し,肩周り,腕の動作性の改善を目的として,防護服の着衣による肩部への圧迫についての改善案について検討することを目的とした.防護服着用によって身体の受ける影響を計測した.生理反応と心理反応の両面からの計測により,防護服着用によって身体の疲労する箇所を知ることができた.その結果・考察を元に肩部の圧負担の軽減の改善案を検討するために,肩部へのスペーサー添付によって起こる圧力分布の変化を圧力分布センサ,エアパック式圧力センサ,心理反応を用いて計測を行った.これによりスペーサー添付による圧力分布の変化や,適当な使用するスペーサーの枚数,スペーサー添付による肩部圧負担の軽減が認められた.今後の展望を記す.防護服着装に伴う身体のどこに力を働かせているのかを知るために重心変化の計測と運動時の運動フォームの乱れとそのときの筋電図計測を行う.今実験ではベッドに使用する材料を用いて圧力分布の変化を調査したが,横方向に大きく可動域を持つ構造のスペーサーを検討する.スペーサーの構造上,スペーサー添付によって通気性の向上が期待でき,今後,発汗による被服内気候がスペーサー添付によってもたらされる変化を計測したい.我々の安全な生活を守っている消防士は、消火活動の際に自分の身を高温の炎から守るため、防護服を着用している.防護服についての先行研究は、耐熱性・耐燃性についての研究が盛んに行われている.これらは消防士の命を直接的に守る事になるため、重要な研究である.実際に、現在勤務している消防士の半数以上は熱傷の経験をしている.しかし、先行研究におけるアンケートの結果では、消防士は防護服の選択基準を「保護・安全性」・「快適性」よりも「動作性・動きやすさ」にあると述べている.消防士たちは重い防護服と約10kgの呼吸用酸素ボンベを背負って消火活動を行う.これらの装備は、消火活動における多くの動作を制限するものである.俊敏な動作が要求される消火活動の現場においては、「動作性・動きやすさ」の高い防護服が必要である.本研究において、防護服の着用における動作性を生理反応と心理反応を計測することにより評価する.特にここでは、肩周り、腕の動作性の改善を目的として、防護服の着衣による肩部への圧迫についての改善案について検討する.実験に用いる試料は、作業服1種類、耐熱性防護服3種類、高熱近接用防護服1種類である.消火活動中の消防士の着衣状態を再現するために、手袋・長靴・ヘルメット・呼吸用酸素ボンベ等を着用して実験を実施する.作業服のみを着用した場合の生理・心理反応の結果と、その他4種類の防護服を着用した場合の結果を比較した.本研究は2つのステップ(マネキンを用いた防護服の衣服圧計測,着衣時の肩部への圧迫負担の計測)により行っている.生理反応計測の結果から肩部への圧迫負担の原因を調査し、実験結果により得られた肩部への圧迫負担を軽減させる提案を行う.先行研究の結果では、消防士は防護服の選択基準を「保護・安全性」・「快適性」よりも「動作性・動きやすさ」にあると述べている.本研究は防護服の着用における動作性を生理反応と心理反応を計測することにより評価し,肩周り,腕の動作性の改善を目的として,防護服の着衣による肩部への圧迫についての改善案について検討することを目的とした.防護服着用によって身体の受ける影響を計測した.生理反応と心理反応の両面からの計測により,防護服着用によって身体の疲労する箇所を知ることができた.その結果・考察を元に肩部の圧負担の軽減の改善案を検討するために,肩部へのスペーサー添付によって起こる圧力分布の変化を圧力分布センサ,エアパック式圧力センサ,心理反応を用いて計測を行った.これによりスペーサー添付による圧力分布の変化や,適当な使用するスペーサーの枚数,スペーサー添付による肩部圧負担の軽減が認められた.今後の展望を記す.防護服着装に伴う身体のどこに力を働かせているのかを知るために重心変化の計測と運動時の運動フォームの乱れとそのときの筋電図計測を行う.今実験ではベッドに使用する材料を用いて圧力分布の変化を調査したが,横方向に大きく可動域を持つ構造のスペーサーを検討する.スペーサーの構造上,スペーサー添付によって通気性の向上が期待でき,今後,発汗による被服内気候がスペーサー添付によってもたらされる変化を計測したい.
メチトローフ酵母の酸素応答システムとエピジェネティクス制御

ヒトを含む生物にとって酸素はエネルギー獲得のためにはなくてはならないものであるが、反応性が高く活性酸素種を生み出す要因である。そのため生物には酸素を認識、応答するシステムが存在すると推測される。申請者が着目したメチロトローフ酵母におけるメタノール代謝は、初段階酵素アルコールオキシダーゼ(AOD)の酵素反応と呼吸鎖の二カ所で酸素を必要とする。AOD発現は呼吸鎖活性により制御されていることを示されたことから、呼吸鎖構成因子シトクロムcの発現について解析しAOD発現制御との関係を考察した。P. methanolicaはメタノールおよび酸素濃度に応じてCYC1発現を制御し、代謝を調節していることが推測されまた、ヒストンアセチル化賦活剤により、AODの誘導量の増加が見られ、エピジェネティクス制御の存在の可能性が示唆された。申請者は、生物の持つ環境適応能力に着目し、その普遍性から酸素応答についてメチロトローフ酵母のメタノール代謝をモデルとし解析を行ってきた。その結果、初段階酵素アルコールオキシダーゼ(AOD)は酸素依存的に発現制御が行われること、その酸素認識には代謝系の中でもう一つの酸素消費の場となる呼吸鎖活性が重要であることなどを明らかにした。これらの結果について、次にエピジェネティクス制御の観点から解析を進めることが有効であると考えた。AODの酸素依存的発現制御やオルガネラ制御について、転写制御の実態が明らかにされていないことから、これらの標的遺伝子をエピジェネティクスの中でも特に重要とされるヒストンアセチル化系を中心としたクロマチン修飾の解析により.ダイナミックな転写制御の様態を把握することを目指し解析を行った.HDAC阻害剤を添加し、メタノール代謝における影響を解析したところ顕著な生育への影響は観察されなかった。これについては、現在までメチロトローフ酵母での報告例はなくさらに阻害剤の違いによる影響についても観察する必要があると考えている。また、ヒストンアセチル化について酸素認識制御によるAODの変化との関係を現在解析中であり、転写制御因子群とエピジェネティクス制御との関わりについて考察していく。ヒトを含む生物にとって酸素はエネルギー獲得のためにはなくてはならないものであるが、一方で非常に反応性が高く活性酸素種を生み出す要因である。そのため生物には酸素を適切に認識、応答するシステムが存在すると推測される。申請者は酸素認識機構について明らかにするためメチロトローフ酵母におけるメタノール代謝に着目した。本代謝では初段階酵素アルコールオキシダーゼ(AOD)の酵素反応と呼吸鎖の二カ所で酸素を必要とする。そこでメタノール代謝では両者間の酸素利用バランスの制御が特に重要であると考え、現在までにAODの発現が呼吸鎖活性により制御されていることを示している。この酸素認識機構において呼吸鎖の構成因子であるシトクロムcの発現について解析しAOD発現制御との関係を考察し、さらにエピジェネティクスによる制御との関連を解析するためヒストンアセチル化阻害剤および賦活剤を用いて検討した。メチロトローフ酵母P.methanolicaにおけるメタノール生育時のシトクロムcの発現はメタノール濃度上昇に伴い増加し、濃度が一定の場合、発現量は酸素濃度の低下に伴い低下した。アジ化ナトリウムで処理した場合、CYC1の転写量は急激に低下した。しかし、グルコース生育ではその濃度変化による発現量の変化は見られなかった。これらの結果から、P.methanolicaは生育環境下のメタノールおよび酸素濃度に応じてCYC1発現レベルを制御し、メタノール代謝を調節していることが推測される。また、ヒストンアセチル化阻害剤では生育への影響は見られなかったが賦活剤を用いた場合のメタノール代謝関連酵素の誘導が観察された。これによりメタノール代謝に対しエピジェネティクス制御が関わる可能性が示唆された。
光殺菌装置内照度を測定する化学光量計の開発と応用

近年,有害有機物の光分解や光殺菌プロセスなどに注目が集まっている。このようなプロセスの光源としては,253.7nmを主波長とする低圧の水銀灯が使用されている。そこで,本研究ではローズベンガル水溶液の光分解反応速度を利用して照度を測定する化学光量計の開発とその応用について検討した。反応特性は,光照射時間と濃度との関係を明らかにした。具体的には,ローズベンガルの初濃度の影響,反応温度の影響および光源と反応器との距離が反応特性にどのような影響を及ぼすかについて検討を加えた。次に,チタニア光触媒を殺菌装置に利用したときの影響について照度の観点から検討した。その結果,以下のことが明らかになった。ローズベンガルの光分解反応は,二次反応に従い,初濃度や反応温度の影響を受けることが明らかになった。また,初期反応速度は光源からの距離の2乗に反比例することがわかった。さらに,照度の絶対値を求める際に必要な量子収率に相当する光利用率を求めたところ,0.02±0.003の範囲にあることがわかった。一方,チタニア光触媒が大腸菌の光殺菌に及ぼす影響を検討したところ,チタニア光触媒を用いることによって約43%の殺菌効率の増大をもとらすことがわかった。そこで,ローズベンガルの光分解を利用した化学光量計を用いて照度の面から検討したところ,この増大のうち27%は照度の増大がもたらしたことが明らかになった。本研究の目的は,光殺菌装置内の照度を測定するための化学光量計を開発し,二酸化チタン光触媒を塗布した殺菌装置内の照度を求めることにある。今年度は,最初にローズベンガル水溶液の光脱色反応を利用した化学光量計を開発するために,殺菌線(253.7nm)を照射したときの反応特性を回分法によって明らかにした。その結果,この反応はローズベンガル濃度の二次に従って反応することおよび温度依存性もあることが明らかになった。しかしながら,反応率が15%以下の初期反応速度より求めた反応速度定数はこれらの影響が少なくこの反応系を化学光量計として用いることができるような考えられる。また,従来のシュウ酸鉄(III)カリウム化学光量計を用いて量子収率に相当する光利用率を求めたところ,濃度および反応温度に依らずほぼ等しい値が得られた。一方,化学光量計の応用として提案してあった二酸化チタン光触媒を塗布した光殺菌装置内の照度測定に関しては,予備実験として回分反応器を用いた実験を行っている。この点に関しては,データの収集を始めたところであり今後に期待したいと思っている。さらに,今年度購入したクリーンベンチおよび流通系光殺菌装置を用いた実験に関しては,殺菌特性を求め始めたところである。今後,さらにデータを収集したいと考えている。本研究はローズベンガル水溶液の光分解反応速度を利用して照度を測定する化学光量計の開発とその応用について検討するものである。ローズベンガルの光分解反応特性は,2次反応に従って反応が進行することおよび初期反応速度定数が光源からの距離の2乗に反比例することが咋年度の実験結果から明らかになった。そこで,2次反応速度から照度を求める際には解析が複雑になることから,初期反応速度定数から照度の絶対値を求める際に必要な量子収率に相当する光利用率を求めた。具体的には,ローズベンガルの光分解初期反応速度定数から求められる照度と従来のシュウ酸鉄(III)カリウム化学光量計を用いて測定した照度を比較することから求めた。その結果光利用率は,0.02±0.003の範囲にあることがわかった。一方,チタニア光触媒が大腸菌の光殺菌に及ぼす影響を検討したところ,殺菌効率が約43%増大することがわかった。そこで,この原因として光触媒による反射なども考えられることからローズベンガルの光分解を利用した化学光量計を用いて照度の面から検討した。43%の増大のうち27%は照度の増大がもたらしたことが明らかになった。