hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中温型燃料電池を実現するプロトン伝導性ガラスとプロトン電子混合伝導性電極の開発

本研究ではプロトン・電子混合伝導性ガラスのカソード(空気極)材料としてのポテンシャルを探るため、プロトン・電子混合伝導性を有する35HO1/2-20WO3-45PO5/2ガラスをカソードとする燃料電池の単セルを作製しASR(面積で規格した分極抵抗)を評価した。電解質にはプロトン伝導性の36HO1/2-4NbO5/2-2BaO-4LaO3/2-4GeO2-1BO3/2-49PO5/2ガラスを用いた。ガラスカソード、ガラス電解質は、Na+イオンを含有するガラスを前駆体としNa+イオンを電気化学的にプロトンへと置換する手法により作製した。作製したこれらのガラスを接触させながら350°Cに38時間加熱することで、ガラスカソードをガラス電解質に接合した。ガラス電解質のもう一方の面にはPd膜を成膜し、Pd膜をアノード、35HO1/2-20WO3-45PO5/2ガラスをカソードとする単セルを形成した。アノードに100%H2ガスを、カソードに21%O2/79%N2ガスをそれぞれ供給し、280°CにおけるI-V測定、およびセルのインピーダンスの解析からカソードのASRを算出したところ、その値は約7.5Ωcm2となった。カソードの集電は目の粗い80メッシュのPtを押し付けただけの集電機能の低い構造であるため、より集電機能の高い構造とすることで実効的な反応面積が増大し、ASRが低減されることが予想される。そこで粒径58μmのAgの微粒子をホットプレスによりカソードに押し付け集電体としたところ、カソードのASRは約4Ωcm2まで低減した。集電機能をより一層高めることで、カソードのASRは最終的に1Ωcm2以下にまで低減されると予想されることから、プロトン・電子混合性ガラスはカソード材料として非常に高いポテンシャルを有していることが明らかとなった。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
立体構造の粗視化による膜タンパク質機能中間体の構造変化の研究

タンパク質は、構造変化をしながら機能している。構造変化の大小には違いがあるが、構造変化(構造ゆらぎ)がタンパク質の機能に本質的な役割を果たしていることは間違いない。また、機能に関係のない構造変化も多く報告されている。このようなタンパク質の構造変化に関する研究の進展に合わせて、私たちは膜タンパク質の構造変化に関する実験的・理論的研究を進めてきた。実験的な研究では、典型的な内在性膜タンパク質のバクテリオロドプシンを試料とし、温度変化と光照射という2つの条件を組み合わせて、タンパク質の構造安定性のメカニズムを調べた。常温および高温での光照射による構造変化には共通の原因が働いていると考えられる。常温では、光照射によって起こるバクテリオロドプシンの構造変化に対して復元力が働き、光サイクルがまわる。これに対して、高温では復元力が働かず一方的な構造変化となってしまう。そこで、様々な温度での実験を行い、バクテリオロドプシン分子の極性部分に原因があるらしいということが分かってきた。他方、理論的な研究では、バクテリオロドプシンを7本のロッドの束とみなし、それらの間に働く極性相互作用によって立体構造の予測を行った。極性相互作用に対するもっとも大きな寄与は荷電アミノ酸からのものであるが、バクテリオロドプシンの光中間体では荷電状態が大きく変わるアミノ酸がある。そのことを考慮して構造予測を行った結果、光中間体でロッドの傾きに変化が起こることが推定された。このことは粗視化した考え方をタンパク質に対して持ち込んだことによってはじめて可能となったものである。今後膜タンパク質に対して理論的な研究を進める上での基本的考え方が提示された。膜タンパク質は実験的構造解析が非常に難しく、立体溝造が明らかになっている膜タンパク質は少ない。そこで、私達は膜タンパク質における膜貫通ヘリックスの配置を決定し、機能中に起こる構造変化を予測するシステムを開発することを目的とした.方針については以下のとおりである(1)タンパク質の構造を粗視化して、ヘリックス構造を連続体の棒とみなす。(2)膜内は誘電率が低いことから、ヘリックス間の本質的な相互作用は極性相互作用とする。(3)格子モデルとその変形を用いる。典型的な膜タンパク質であるバクテリオロドプシンについて様々な検討を行った結果、膜貫通ヘリックスの配置、向き、傾きなどを予側することがでさた。まず格子モデルにおけるへリックス配置は実際の立体構造と非常に似ていた。また、重要なヘリックスの予測もできた。つまり、本研究における方針は構造を予測する方法として、将来性があると考えられた。さらに機能のメカニズムを検討するには、機能中間体がどのような安定性を持ち、どのような構造変化を起こすかを知ることが重要である。まず、それぞれの構造の安定性を調べるために、バクテリオロドプシンの光誘起変性の測定を行い、光中間体の安定性は基底状態よりも低いことが分かった。また、各光中間体におけるへリックス配置を計算し、M中間体の構造が基底状態と異なるという結果を得た。タンパク質は特定の立体構造を作り、機能するという意味で特殊な高分子である。しかし、一般にアミノ酸配列の情報のみからタンパク質の立体構造を予測することは非常に困難である。そして、現在実用化されている立体構造予測は、ほとんど、立体構造既知のタンパク質の構造を参考にする方法である(経験的手法)。しかし、膜タンパク質は水溶性タンパク質とは違い、実験的に構造解析が困難で既知構造が極端に少ないため、経験的手法を適用することが難しい。したがって、膜タンパク質については、経験的手法に頼らず、分子内・分子間相互作用を考慮するなどして、理論的に構造を予測する手法が求められている。最近私達は、典型的な膜タンパク質であるバクテリオロドプシンを対象として、実験・理論両面から検討を重ねた結果、構造を粗視化した考え方で構造形成の問題を取り扱うと、非常に現実的な構造を再現できることが分かってきた。

しかし、この方法の難点は計算時間がかかることである。本年度は、アミノ酸の極性相互作用指標を用い、(1)の段階を近似的に計算するシステムを開発した。このシステムを構造既知の7回膜貫通型膜タンパク質であるバクテリオロドプシンに応用したところ、従来の方法では、(1)の段階に約3日要するのに対し、新しい方法では約7秒で計算可能になった。ただ計算の精度自体は低下してしまっているので、これを改善し、多くの膜タンパク質に対して適用できるようなシステムを開発するために、膜表面における相互作用などを取り込む新たなアルゴリズムを検討する予定である。典型的な膜タンパク質であるバクテリオロドプシンを対象として、実験・理論の両面から検討を重ねた結果、構造を粗視化した考え方で構造形成の問題を取り扱うと、非常に現実的な構造を再現できることが分かってきた。この研究を発展させ、バクテリオロドプシンを対象として、代表的な機能中間体(M、N、O中間体)と基底状態のそれぞれについて、変性キネティクスの測定を行い、それから安定性の実験を行う。さらに、各中間体での構造をコンピュータで再現し、様々な実験結果と比較検討することによって、機能のメカニズムを明らかにすることを目的とした。機能中間体の安定性(準安定状態の安定性)と中間体からの変性を現象をつかまえる実験システムを確立するために、光誘起変性と中間体で構造を止める条件下での有機溶媒変性を組み合わせた実験を行った。アルコールを中心とした有機溶媒は膜タンパク質を効果的に変性させるが、基底状態と中間状態でどのように安定性が違うかを調べることは機能のメカニズムを知るために本質的である。中間体の構造安定性を調べるシステムを完成し、実際に様々な条件下での測定を行った。また、あらたに見出した熱変性中間体についても、安定性の測定を行った。従来考えられていたよりかなり低い温度で構造変化が起こり、変性の温度と光誘起変性の温度が異なることがわかった。計算はプローブヘリックス法を用いたヘリックス間極性相互作用の評価を行い、最安定状態を求める予定であったが、十分な結果は得られなかった。
内視鏡を用いた上脈絡膜腔アプローチによる眼科手術の開発

上脈絡膜腔は近年の眼科領域において注目されている部位であり、網膜分野では裂孔原性網膜剥離や強度近視に伴う黄斑円孔網膜剥離に対して上脈絡膜腔に充填物質を注入することにより網膜と脈絡膜のみを内陥させる上脈絡膜腔バックリング、緑内障分野では上脈絡膜腔に房水を流出させる上脈絡膜腔ドレーンデバイスといった新規的術式が報告されている。一方で上脈絡膜腔での操作においては腔内の直接的な視認が困難なため盲目的操作となり安全性への懸念がある。本研究では上脈絡膜腔バックリングに関する基礎および臨床研究を行いながら、解決策として内視鏡を用いて上脈絡膜腔へアクセスするという新たなアプローチの安全性・有効性を確認した。企業と共同開発した上脈絡膜用の軟性内視鏡の試作品を用いてその実用性を検討した。イメージファイバーは3000画素で硬性のものと同様に良好な視認性が得られた。ファイバーは軟性である分、操作の上ではカテーテル外套による保護とコントロールが必要となることが確認された。カテーテル外套の素材としてはポリテトラフルオロエチレンが適度な剛性を持ち適当と考えられた。平成27年度に行う予定であった軟性内視鏡の実用性について予想通りの結果が得られたため。上脈絡膜用軟性内視鏡の試作品を用いて白色家兎を用いた実験をおこなった。白色家兎による上脈絡膜バックリングモデルにおいて、マイクロカテーテルやカニューラを用いた従来法と上脈絡膜腔用内視鏡を使用した内視鏡法の2群に分けて手術を施行し、合併症の発生率と有効性を比較検討した。その結果、両群ともに同等に安全に上脈絡膜腔に充填物質を注入可能であ理、内視鏡による視認性も距離の調整により良好な画像が得られた。今回、上脈絡膜用軟性内視鏡により上脈絡膜腔を直接視認するアプローチの実現性が示されたことにより難治性の黄斑円孔網膜剥離を含めた網膜剥離の低侵襲な治療と期待される上脈絡膜腔バックリングの安全性向上が得られることが明らかになった。また内視鏡で上脈絡膜腔内を直接観察するという方法により、近年注目されている緑内障領域での新たな濾過手術である上脈絡膜腔シャント手術において、シャントデバイスの位置決定や挿入の際の安全性確保にも有用である可能性がある。また加齢黄斑変性やぶどう膜炎、脈絡膜腫瘍などの脈絡膜疾患に対する診断治療への応用など、今後の上脈絡膜腔内視鏡手術として多岐にわたる発展が期待できると考えられた。一方で、上脈絡膜用軟性内視鏡の共同研究者のEl Rayesらと、内視鏡と同様に光ファイバーとカテーテルを組み合わせた器具である、光ファイバー付きマイクロカテーテルを用いた上脈絡膜バックリングにる裂孔原性網膜剥離の治療について論文を発表している。平成28年度の実験として予定していた通り、家兔動物モデルにおいてin vivoでの軟性内視鏡の上脈絡膜腔内の視認性を確認する予定である。眼科学海外への旅費として使用予定であったが、海外出張が来年度に持ち越しとなったため。平成28年度に海外出張の旅費として使用の予定。
高度焼損死体に関する法医学的研究

高度焼損死体の個人識別および死因究明上における法医診断学的諸問題の解決を目的として本研究は行われ,以下の新知見が得られた.1.ヒト組織細胞の熱変化と血液活性(1)血球浮遊液を加熱すると100°CではABO.Lewis.MNS-S.Rh-Hr型など検査したすべての活性が残存, 180200°C加熱でもABO.Lewis型活性は検出し得た.電顕上,加熱(60100°C)により血球膜の膨化や断片所見がみられた.塊状に変化した膜関連物質にABO型活性を認めた(フェリチン標識法).(2)ヒト組織細胞内型活性を,光顕レベルでの所見と対比しながら電顕的(コロイド金標識法)に検出し,粘液細胞の分泌顆粒や血管内皮細胞に型活性を確認.(3)加熱ヒト組織では,炭化直前層は電顕的にも無構造化に傾く.深部の光顕的細胞構造は一見保たれているが,電顕的に細胞膜の膨化,断つ裂や基質の集塊化がみられ, ABO型活性を血管内皮や粘液細胞内に検出し得た.(4)血液型物質関連単クローン抗体として種属特異的抗赤血球膜抗体,ヒト唾液物質特異的抗体の作製に成功した.2.高度焼損死体の法医中毒学的研究(1)揮発性並びにガス状薬毒物について,熱凝固した卵白塊内に添加エタノールやトルエンが検査部位の熱変化程度に応じて残存することが基本的に確認された.焼死の動物モデル実験により,上記薬毒物並びにプロパン,エーテル,クロロホルムが強く焼けた臓器からでも検出し得ることがGCおよびGC-MS法により明らかにされた.また,キュリーポイント・パイロライザーを応用した微量試料からの発揮性薬毒物測定法を新しく開発し得た.(2)クロルプロマジン,ジアゼパムや覚醒剤が炭化直前の組織試料からでもGC-MS法で分析可能であることが示された.高度焼損死体の個人識別および死因究明上における法医診断学的諸問題の解決を目的として本研究は行われ,以下の新知見が得られた.1.ヒト組織細胞の熱変化と血液活性(1)血球浮遊液を加熱すると100°CではABO.Lewis.MNS-S.Rh-Hr型など検査したすべての活性が残存, 180200°C加熱でもABO.Lewis型活性は検出し得た.電顕上,加熱(60100°C)により血球膜の膨化や断片所見がみられた.塊状に変化した膜関連物質にABO型活性を認めた(フェリチン標識法).(2)ヒト組織細胞内型活性を,光顕レベルでの所見と対比しながら電顕的(コロイド金標識法)に検出し,粘液細胞の分泌顆粒や血管内皮細胞に型活性を確認.(3)加熱ヒト組織では,炭化直前層は電顕的にも無構造化に傾く.深部の光顕的細胞構造は一見保たれているが,電顕的に細胞膜の膨化,断つ裂や基質の集塊化がみられ, ABO型活性を血管内皮や粘液細胞内に検出し得た.(4)血液型物質関連単クローン抗体として種属特異的抗赤血球膜抗体,ヒト唾液物質特異的抗体の作製に成功した.2.高度焼損死体の法医中毒学的研究(1)揮発性並びにガス状薬毒物について,熱凝固した卵白塊内に添加エタノールやトルエンが検査部位の熱変化程度に応じて残存することが基本的に確認された.焼死の動物モデル実験により,上記薬毒物並びにプロパン,エーテル,クロロホルムが強く焼けた臓器からでも検出し得ることがGCおよびGC-MS法により明らかにされた.また,キュリーポイント・パイロライザーを応用した微量試料からの発揮性薬毒物測定法を新しく開発し得た.(2)クロルプロマジン,ジアゼパムや覚醒剤が炭化直前の組織試料からでもGC-MS法で分析可能であることが示された.高度焼損死体の個人識別および死因究明の観点から、臓器組織の熱変化と血液型活性、並びに焼けた組織内における薬毒物保持に関する基本的問題を解明するため実験的研究を行っている。1.ヒト組織細胞の熱変化と血液型活性熱凝固(100°C)肝組織では光顕的形態はほぼ保たれているが、電頭的に膜構造の均質化、膜上および細胞内物質の塊状形成が観察された。炭化直前組織は光顕および電顕的に無構造化しており、光顕レベルでの検索により、肝組織内管腔様構造や血塊内の膜様物に限局したABH活性の残存を認めた。非加熱組織では、蛍光および酵素抗体法により、肝血管内皮や胃粘膜壁細胞内にABH活性が確認され、モノクローナル抗体で極めて特異的な結果が得られた。現在、熱変化組織内の型活性変化をもあわせ免疫電顕的に検索している。2.高度焼損死体の法医中毒学的研究エタノールおよびトルエンを含有させた卵白凝固塊を加熱しそれらの逸散を基本的に検討すると、いずれも深部熱凝固部(約120°C)に最も多く残存したが、炭化直前層(約200250°C)からでも検出し得た。次いで実験的急性中毒状態のウサギ

臓器を炭塊状になるまで強く焼損させ、上記各薬毒物の残存率をみると、エタノールは肝で約55%、トルエンは大脳で約50%と最も多く残存し、両物質とも肺での残存率が約10%と最も低かった。同時に中毒状態のラット屍を高度に焼損させた場合(人屍焼損第4度相当)、エタノールは肝,心筋,腎から、トルエンは肝と腎から証明された。さらに、非放射性同位体を用いてGCーMS法分析により、焼けた組織内から検出された上記薬毒物が生前投与されたものと確認された。現在、バルビタールおよび覚醒アミンについてGC-MSおよびHPLC法による研究に着手し検索を進めつつある。1.ヒト組織細胞の熱変化と血液型活性(1)光顕的免疫組織化学並びに免疫電顕法による検討:モノクローナル抗H抗体とコロイド金標識2次抗体を用い、O型ヒト死体顎下腺の漿液腺細胞分泌顆粒辺縁部(中性糖蛋白陽性),膵臓腺房細胞分泌顆粒,胃・小腸粘液顆粒並びに胃壁細胞内分泌細管にH活性の局在を認め、腎では集合管内腔面にやや弱いH活性を検出した。本成績は光顕レベルのものと一致した。(2)加熱ヒト組織の組織学的変化と型活性:電気炉内でヒト大脳,肺,肝及び腎組織を加熱し、形態変化を電顕的に観察した。外層(組織温約250°C)の炭化直前組織は全体に均質で無構造化していた。より深部(同約120200°C)では組織は空胞化し、上皮細胞は基底膜から剥離し、細胞膜は均一化または崩壊、細胞質は粗大顆粒状ないし集塊状で、細胞内小器官の構造も失われていた。光顕切片では酵素抗体法により、炭化直前組織近傍の血管内皮などでもABH活性を検出しており、目下、免疫電顕法で検索中である。2.高度焼損死体の法医中毒学的研究覚せいアミン(メタンフェタミン)および向精神薬(クロルプロマジン及びジアゼパム)をウサギの皮下に注射し、中毒症状発現後、肝及び骨格筋を剔出し高温熱に暴露した。これら加熱臓器を表面炭化直前層(約170250°C)と深部熱凝固部(約110150°C)とにわけて分析した。加熱した臓器ではGC(FID)グラム上に多数のピークが出現し、同定が不可能であった。ところがGC-MS(選択イオンモニターモード)で分析すると、いずれの薬物も同定可能であった。メタンフェタミンは深部熱凝固部で加熱前の約30%、炭化直前層で同約20%前後残存していた。向精神薬も定性的に同定されたが、定量的にはなお問題を残している。
眼部悪性腫瘍におけるトランスフォーミング成長因子の重要性とその遺伝子治療への応用

扁平上皮癌細胞の増殖と悪性化に対するトランスフォーミング成長因子ベータ(TGFβ)のシグナルとSonic hedgehog(Shh)の関与をin vivoとin vitroで検討した。XPCノックアウトマウスの眼部に薬剤誘発腫瘍を作成した。Smad4、TGFβレセプターII型は異型性の強い乳頭腫で減弱し、Shhシグナル、ERK-1、BrdV陽性細胞は増強した。臨床で得られた眼部扁平上皮癌を免疫組織化学的に検査し、その細胞質に著明なShhの発現がみられ、またリコンビナントShhを用い、扁平上皮癌から得た株細胞の増殖能を濃度依存的に有意に増加させることも証明した。次に治療への応用を検討した。Shhは細胞膜上に存在するSmoothened(Smo)とPatched(Ptc)と呼ばれる2種類の膜蛋白質で構成される受容体を介して細胞内にシグナル伝達する。シクロパミンはShhのSmoとPtcへの結合を阻害することで、この経路を遮断する物質として知られているので、このシクロパミンを用いて実験を行った。まず培養扁平上皮癌細胞株のリコンビナントShh添加による細胞増殖促進効果をシクロパミンが阻害することを証明した。またXPCノックアウトマウスを用いて化学発癌剤、9、10-dimethyl-1、2-benzanthracene、phorbol-12-myristate-13-acetateによる上眼瞼の上皮性腫瘍を誘発し、この腫瘍にシクロパミンを局所投与し、細胞増殖の低下とアポトーシスの増加を証明した。これらの研究成果は眼部の悪性腫瘍に対する非外科的治療の可能性を示唆するものと考えた。外科的に切除した眼表面扁平上皮癌の組織病理学的および免疫組織化学的検討を行った。細胞のトランスフォーミング成長因子ベータのシグナルの中でも、Smadシグナル伝達の状態を各種Smadに対する抗体、リン酸化Smadに対する抗体を用いて検討した。その結果、扁平上皮癌ではトランスフォーミング成長因子ベータ受容体発現は正常の角膜上皮と比較して亢進しているが、同時にSmad7の発現が亢進していた。リン酸化Smad2およびSmad3の核内への以降は観察されなかった。これらの所見はマウスを用いた正常角膜上皮の創傷治癒過程でのトランスフォーミング成長因子ベータのシグナルの状態に類似していた。すなわち正常では適度なSmadシグナルが細胞の分化に関与していると考えられるが、活性化の上昇した上皮細胞では、受容体発現亢進によるSmad7の誘導がSmadシグナルを遮断していると考えられた。一方、細胞の増殖に関与すると考えられるMAPキナーゼ・Erkシグナルは表面扁平上皮癌で亢進していた。転写因子AP-1を介した細胞増殖促進機構の存在が示唆された。異型性上皮では、マイトマイシン治療後にAP-1発現や腫瘍増殖に関与するhepatocytegrowthfactor受容体であるc-Metの発現減弱が確認でき、治療効果判定の一助になりうると同時に効果発現の機序解明にも繋がると予想された。動物実験では、C57/BL6バックグラウンドのXPCノックアウトマウス眼部にDMBAを反復投与して、上皮性腫瘍を誘発させることができた。免疫組織病理的観察で、ヒト同様にSmadシグナルの減弱とMAPキナーゼ・Erkシグナルの亢進が検出された。本年度は扁平上皮癌細胞有棘細胞癌の増殖と悪性化(上皮/間葉系移行)に対するトランスフォーミング成長因子ベータ(TGFβ)のシグナルとSonic hedgehog(Shh)の関与をin vivoとin vitroで検討することを目的とした。細胞種によっては、TGFβ2はShhの作用発現に必須であるとの報告がある。また、我々は、角膜上皮創傷治癒過程で上皮が一過性にShhを発現することを以前に報告しており、上皮の増殖とShh発現の関連が示唆されている。

In vivoでは、1)XPCノックアウトマウスの眼部に薬剤誘発腫瘍を作成した。Smad4,TGFβレセプターII型は異型性の強い乳頭腫で減弱し、Shhシグナル、ERK-1,BrdU陽性細胞は増強した。2)ヌードマウスの皮下に有棘細胞癌培養株細胞を移植し腫瘍を作成した。1)および2)で作成した腫瘍にCyclopamineを数回皮下投与した。その結果、Cyclopamine投与で、Shhシグナルが抑制されており、腫瘍の増大は、apoptosisを伴い抑制された。In vitroでは、有棘細胞癌培養株細胞を用いて、リコンビナントShh添加群およびCyclopamine添加群で、MTTアッセイを用いて細胞増殖能を検討した。リコンビナントShh添加群で細胞増殖が、Cyclopamine添加群で細胞増殖抑制が確認された。これらの研究結果は、眼部の扁平上皮癌の非外科的治療の可能性を示唆する所見と考察した。本年度は本研究の3年目で最終年度であるので研究の主眼を治療への応用においた。ソニックヘッジホッグ(Shhと略)は胎生期の形態形成に重要な役割を果たすが、悪性腫瘍において活性化していることがわかっている。またトランスフォーミング成長因子ベータ2はShhの作用発現に必須であるとの報告もある。そこで、Shhを標的として細胞増殖を制禦する実験を行った。まず、臨床で得られた眼部扁平上皮癌を免疫組織化学的に検査し、その細胞質に著明なShhの発現がみられ、この癌細胞の発生にShhが関与している可能性があることを証明した。また、リコンビナントShhを用い、扁平上皮癌から得た株細胞の増殖能を濃度依存的に有意に増加させることも証明した。次に、このShhのシグナルの阻害による治療効果を検討した。Shhは細胞膜上に存在するSmoothened(Smo)とPatched(Ptc)と呼ばれる2種類の膜蛋白質で構成される受容体を介して細胞内にシグナルを伝達する。シクロパミンはShhのSmoとPtcへの結合を阻害することで、この経路を遮断する物質として知られているので、このシクロパミンを用いて実験を行った。まず、培養扁平上皮癌細胞株のリコンビナントShh添加による細胞増殖促進効果をシクロパミンが阻害することを証明した。また、野生型マウスでは腫瘍誘発効果が出にくかったので、XPCノックアウトマウスを用いて化学発癌剤(DMBA,TPA)による上眼瞼の上皮性腫瘍を誘発した。この腫瘍にシクロパミンを局部投与し、細胞増殖の低下とアポトーシスの増加を証明した。これらの研究成果は眼部の悪性腫瘍に対する非外科的治療の可能性を示唆するものと考えた。
都市近郊における環境創造の観点から見たオレゴン州の土地利用計画制度に関する研究

都市化社会から都市型社会へ移行するにあたって,土地利用計画はスプロール抑制という視点だけでなく,都市近郊に賦存する優れた環境資源を維持向上するという環境創造の視点をもつ必要がある。本研究は,このような立場から,都市化への対応に起源を発しながら,スプロール抑制と同時に優れた「生活の質」の実現に成果を上げているオレゴン州の土地利用計画を取り上げ,都市近郊における優れた環境資源の保全の仕組みについて調査・把握した。都市近郊における快適環境の創造という視点から確保すべき資源として,(1)価値ある歴史的環境・美しい景観や生物生息に寄与する土地などと(2)快適環境の形成につながる農地林地があげられる。オレゴン州の土地利用計画制度は,州土地保全開発委員会が定めた計画目標に適合する土地利用計画の策定を地方自治体に義務づけ,その計画実現のためにゾーニングなどを実施するという体系になっている。この計画目標に(1)に対応する「オープンスペース・審美的歴史的地域および自然環境資源」,(2)に対応する「農地」「林地」があり,それらを受けて全ての都市と郡は都市的土地利用だけでなくオープンスペースや自然環境資源・農林地を位置づけた土地利用計画を策定している。これらの土地資源を都市開発から守るために,まず都市成長境界線の線引きがなされる。都市成長境界線の外では基本的に開発は出来ないが,(1)(2)に該当する土地資源はさらに排他的ゾーニングに指定され,諸々の施策が展開される。その結果,(1)は保全され,(2)は商業的な農林業経営が維持されることによって結果的に美しい農村景観が形成されている。しかし,都市成長境界線の外側にあるが排他的ゾーニングに指定されていない土地における宅地開発あるいはホビー農家の増加などが問題となっている。また,都市近郊の優良ではあるが小規模な農地の保全,森林地域の住宅開発などの問題が顕在化しつつあり,計画目標の内容の再検討,ゾーニングの見直しなどが進められている。
電子スピン共鳴を用いた放射線防護剤としてのラジカルスカベンジャーの基礎的検討

胸郭照射後マウス肺内における外因性ニトロキシドラジカル還元能の変化をL-バンド電子スピン共鳴装置(以下ESR)を用いて観測した。ニトロキシドラジカルとしてはhydroxy-2,2,6,6-tetramethylpipeidine-N-oxyl(hydroxy-TEMPO)を用い、マウスを屠殺後、経気管的に肺内に直接投与する方法を採った。1.照射量と還元能との関係1Gy、2Gy、3Gy、5Gy、7.5Gy、10Gyの6段階の照射群に分けて1回照射を行い、直後にESR測定した結果、1Gyから5Gyまでは線量の増加に伴って還元能は低下するが、5Gyから10Gyにかけては還元能に有意な変化は認められなかった。このことから、マウス肺内の還元能、すなわち抗酸化能には照射の影響を受ける系と受けない系の少なくとも2系統あることが推察された。2.ラジカルスカベンジャーと還元能との関係ラジカルスカベンジャーとしてのアスコルビン酸の投与量を10mg/kg、50mg/kg、250mg/kg、750mg/kg、1,250mg/kgの5段階に分けて5Gy照射直前に投与しESR測定した結果、還元能はアスコルビン酸投与量に比例して増加した。さらに、750mg/kg以上の投与量では非照射のコントロール群をも上回るほどに増加した。このことから、アスコルビン酸が放射線肺障害の有効な防護剤になり得るという可能性が示唆された。ニトロキシドラジカルとしてはhydroxy-2,2,6,6-tetrametyl-piperidine-N-Oxyl(hydroxy-TEMPO)を用い、マウスを屠殺後、経気管的に肺内に直接投与する方法を採った。1.照射量と還元能との関係(1) 1Gy、2Gy、3Gy、5Gy、7.5Gy、10Gyの6段階の照射群に分けて1回照射を行い、直後にESR測定した結果、1Gyから5Gyまでは線量の増加に伴って還元能は低下するが、5Gyから10Gyにかけては還元能に有意な変化は認められなかった。このことから、マウス肺内の還元能、すなわち抗酸化能には照射の影響を受ける系と受けない系の少なくとも二系統あることが推察された。(2) 2Gy/日×5日間、3.3Gy/日×3日間、10Gy/日×1日間の3通りの照射群において経時的(4週間)に還元能を測定した結果、前2群(分割照射群)においては一時的な還元能低下からの回復が維持されたが、後1群(1回照射群)においては還元能の再度の低下が認められた。このことから、分割照射が還元能を維持するのに、しいては放射線障害の予防、軽減に有用であることが改めて確認された。2.ラジカルスカベンジャーと還元能との関係ラジカルスカベンジャーとしてアスコルビン酸、α-トコフェロール、グルタチオンを用い、それぞれを静注投与した3群において照射後還元能を測定した結果、アスコルビン酸投与群にのみ還元能低下抑制が認められた。さらに、その還元能はアスコルビン酸投与量に比例して増加した。このことから、アスコルビン酸が放射線障害の有効な防護剤になり得るという可能性が示唆された。1.胸郭照射後マウス肺内における外因性ニトロキシドラジカル還元能の変化をL-バンド電子スピン共鳴装置(以下ESR)を用いて観測した。ニトロキシドラジカルとしてはhydroxy-2,2,6,6-tetrametyl-piperidine-N-oxyl(hydroxy-TEMPO)を用い、マウスを屠殺後、経気管的に肺内に直接投与する方法を採った。(1)ステロイドホルモンと還元能との関係

アスコルビン酸などのラジカルスカベンジャーのほかステロイドホルモンを静脈内投与した群においても照射後還元能を測定したが、アスコルビン酸投与群と同様な還元能低下抑制は認められなかった。(2)アスコルビン酸と還元能との関係照射直後の還元能はアスコルビン酸投与量に比例して増加することを平成10年度に示したが、現在その還元動態を長期に渡り観察中である。アスコルビン酸静脈内投与後、2Gy、5Gy、10Gyの3群に分けて1回照射を行い、その1時間後、1・3日後、1・4週後、以後4週間ごとに還元能を測定した。結果、2Gy、5Gy照射群では一時的な還元能低下からの回復後は再度の低下を認めていない。一方、10Gy照射群では一時的な還元能低下からの回復後、1週後から再度の低下を認め、その後再度の回復を認めていない。アスコルビン酸投与量・投与方法、照射線量設定、観察期間など再検討中である。2.下腹部照射後マウス直腸S状結腸内における外因性ニトロキシドラジカル還元能の変化を上記1.と同様に観測した。ただし、ニトロキシドラジカルは注腸にて投与した。非照射群と照射群との間で、還元能に有意な差は認められなかった。今後、ラジカル投与法、測定法など再検討の予定である。アスコルビン酸の晩期放射線肺障害に対する防護剤(ラジカルスカベンジャー)としての有効性評価胸郭照射直後マウス肺内における外因性ニトロキシドラジカル還元能低下抑制はアスコルビン酸投与量に比例して増強すること、すなわち、アスコルビン酸が放射線肺障害の有効な防護剤になり得るという可能性を平成10年度に示した。なお、還元能はL-バンド電子スピン共鳴装置(以下ESR)を用いて観測した。また、ニトロキシドラジカルとしてはhydroxy-2,2,6,6-tetrametyl-piperidine-N-oxyl(hydroxy-TEMPO)を用い、マウスを屠殺後、経気管的に肺内に直接投与する方法を採った。その後、平成11年度からは、アスコルビン酸静脈内投与(40mg/kg)後、2Gy・5Gy・10Gyの3群に分けて1回照射を行い、その1時間後、1・3日後、1・4週後、以後4週間ごとに還元能を測定した(最長観測期間:28週間)。結果、2Gy・5Gy照射群では一時的な還元能低下からの回復後は再度の低下を認めなかった。一方、10Gy照射群では一時的な還元能低下からの回復後、1週後から再度の低下を認め、その後再度の回復を認めなかった。しかし、これらの結果とコントロール群(アスコルビン酸非投与照射群)の結果との間には有意差は認められなかった。そこで、アスコルビン酸の投与量を変えて同様な測定を照射4週後まで行ったが、やはり有意差は得られなかった。また、照射4週後の病理学的変化においてもアスコルビン酸投与群と非投与群との間に明らかな差は認められなかった。すなわち、アスコルビン酸が晩期放射線肺障害の有効な防護剤になり得るという確証は得られなかった,アスコルビン酸投与期間などに課題が残されたものと考える。
肝臓のcaveolin-1発現を介した食後高血糖の分子機序の解明と改善法の確立

食後高血糖は食後の血糖値が一過性にに急上昇し、空腹時血糖値が正常または境界領域でも生じる。よって通常の健康診断では見逃される可能性があり、日本で糖尿病患者が増加の原因の一つではないかと考え食後高血糖の発症メカニズムを検討した。その結果、2型糖尿病モデルマウスであるob/obマウスでは、食後1時間の肝臓におけるcaveolin-1発現が低下し、GLP-1受容体発現が高まり、糖代謝に関与するGLP-1受容体の機能異常が考えられた。2型糖尿病における食後高血糖に肝臓での糖新生亢進およびグリコーゲン合成抑制が関与している。申請者は、2型糖尿病発症マウスの食後高血糖に肝臓のcaveolin-1発現低下によるグルカゴン様ペプチド-1(GLP-1)シグナル系障害が関与する可能性を見出している。本研究の目的は、糖尿病前段階から発症過程での食後高血糖に肝臓のGLP-1シグナル系障害による糖新生亢進並びにグリコーゲン合成抑制が関与することを明らかにし、その分子メカニズムを解明することである。申請者は、caveolin-1がGLP-1シグナル伝達に重要なGLP-1受容体の細胞内輸送を制御していることから、食後の肝臓におけるGLP-1受容体の局在変化を解析するために、自然発症2型糖尿病モデルob/obマウスおよびコントロールマウスの8週齢において、絶食後、通常食餌を1時間与え再び食餌を取り除きさらに1時間および3時間飼育した各マウスから肝臓を摘出し、液体窒素で急速凍結させた。摘出した肝臓について細胞質および細胞膜の各分画を得るために、各肝臓のサンプルについてProteoExtract Subcellular Proteome Extraction Kitを用いて各分画を回収した。回収した細胞質および細胞膜分画については、抗GLP-1受容体抗体によるウエスタンブロットを行い、さらに細胞質および細胞膜の各マーカー分子に対する抗体を用いたウエスタンブロットについても行っていく。申請者は、2型糖尿病発症マウスの食後高血糖に肝臓のcaveolin-1発現低下によるグルカゴン様ペプチド-1 (GLP-1)シグナル系障害が関与する可能性を見出している。本研究の目的は、糖尿病前段階から発症過程での食後高血糖に肝臓のGLP-1シグナル系障害による糖新生亢進およびグリコーゲン合成抑制が関与することを明らかにし、その分子メカニズムを解明することである。申請者は、caveolin-1がGLP-1シグナル伝達に重要なGLP-1受容体の細胞内輸送を制御していることから、食後の肝臓におけるGLP-1受容体の局在変化を解析するために、自然発症2型糖尿病モデルob/obマウスおよびコントロールマウスの8週齢において、絶食後、通常食餌を1時間与え再び食餌を取り除いてからさらに1時間および3時間飼育した各マウスから肝臓を摘出し、液体窒素で急速に凍結させた。摘出した肝臓において、細胞質および細胞膜の各分画を得るために、各肝臓のサンプルをProteoExtract Subcellular Proteome Extraction Kitで処理し、各分画を回収した。回収した各分画におけるGLP-1受容体発現について抗GLP-1抗体を用いたウエスタンブロットにより解析を行う。さらに各肝臓のサンプルから凍結切片を作成し、GLP-1受容体局在について解析を行っていく。2型糖尿病における食後高血糖には肝臓での糖新生亢進およびグリコーゲン合成抑制が関与していることが知られている。申請者は今までに、自然発症2型糖尿病モデルマウスの食後高血糖において肝臓のcaveolin-1発現低下によるグルカゴン様ペプチド-1 (GLP-1)シグナル系障害が関与する可能性を見出している。申請者は、caveolin-1がGLP-1シグナル伝達に重要なGLP-1受容体の細胞内輸送に関わっていることから、食後の肝臓におけるGLP-1受容体の局在変化を解析するために、自然発症2型糖尿病モデルマウスob/obマウスおよびコントロールマウスの8週齢を用いて、絶食後、通常食餌を1時間与えた後再び食餌を取り除いてからさらに1時間および3時間飼育した各マウスから肝臓を摘出し、液体窒素で急速に凍結させた。回収した各分画について抗GLP-1受容体抗体によるウエスタンブロット解析を行う。また、糖尿病病態下におけるGLP-1受容体の局在変化について細胞レベルで検討を行っていく。遅れている理由として、申請者の別部局への異動に伴う実験設備の環境および体制の変化がある。申請者は、自然発症2型糖尿病モデルマウスの食後高血糖において肝臓のcaveolin-1発現低下によるグルカゴン様ペプチド-1 (GLP-1)シグナル系障害が関与する可能性を見出している。本研究の目的は、糖尿病前段階から発症過程での食後高血糖に肝臓GLP-

1シグナル系障害による糖新生亢進およびグリコーゲン合成抑制が関与することを明らかにし、その分子メカニズムを解明することである。申請者は、caveolin-1がGLP-1シグナル伝達に重要なGLP-1受容体の細胞内輸送に関わっていることが報告されているので(Mol Endocrinol 2006;20:3400-3411)、食後の肝臓におけるGLP-1受容体の細胞内局在変化を解析するために、8週齢の自然発症2型糖尿病モデルマウスob/obマウスおよびコントロールマウスを絶食させ、通常食餌を与えて1時間後および3時間後の肝臓を摘出した。各肝臓組織からProteoexract Subcellular Proteome Extraction Kitにより細胞質および細胞膜画分を得た。さらに、糖尿病病態下の肝臓におけるGLP-1受容体の局在変化について細胞レベルで解析するため、マウスGLP-1受容体に蛍光タンパク質であるgreen Fluorescent protein (GFP)を融合させたタンパク質を発現するプラスミドを作製した。今後は作製したプラスミドをマウス正常肝細胞へ導入し、GLP-1受容体の細胞内局在変化について観察していく。食後高血糖は食後の血糖値が一過性にに急上昇し、空腹時血糖値が正常または境界領域でも生じる。よって通常の健康診断では見逃される可能性があり、日本で糖尿病患者が増加の原因の一つではないかと考え食後高血糖の発症メカニズムを検討した。その結果、2型糖尿病モデルマウスであるob/obマウスでは、食後1時間の肝臓におけるcaveolin-1発現が低下し、GLP-1受容体発現が高まり、糖代謝に関与するGLP-1受容体の機能異常が考えられた。やや遅れている理由として、申請者の部局の異動に伴う実験設備の環境および体制の変化がある。今後の研究については、糖尿病病態下におけるGLP-1受容体の局在変化について細胞レベルで解析するために、マウス肝細胞株であるAML12細胞を様々なグルコース濃度の培地で培養し、GLP-1受容体の細胞内局在に与える影響をみる。さらに、自然発症糖尿病モデルマウスを用いて、肝臓におけるcaveolin-1の発現に影響を及ぼす食餌について検討を行っていく。糖尿病分子生物学今後の研究については、糖尿病発症前段階から発症過程での糖尿病モデルマウスを用いた実験で、回収した食後の肝臓におけるcaveolin-1発現およびGLP-1受容体局在について解析を行う。またマウス肝細胞株であるAML12細胞を入手したので、この細胞を用いて糖新生過程でのcaveolin-1発現変化について詳しく解析を行う。さらに、糖尿病モデルマウスを用いて、肝臓におけるcaveolin-1発現に影響を及ぼす食餌についても検討を行っていく予定である。やや遅れている理由として、申請者の部局の異動による実験設備の環境の変化がある。
東アジア共生時代の環境経済政策－計量分析による政策評価－

東アジア地域での環境負荷(CO2)の相互依存について検討した.1980年代は中国はCO2を他国に代わって排出している構造であったが,近年は他国にCO2排出を依存する部分も拡大している.また,東アジア地域のFTAが経済・環境(CO2)に与える影響について,GTAP-Eに産業連関分析を組み合わせて考察した.東アジアFTAはエネルギー集約財の生産をより効率的な日本に移し,環境負荷を改善する方向に働くが,FTAによる生産拡大効果やエネルギー代替効果は環境負荷を悪化させる方向に働く.FTAの環境負荷への影響は地域によって異なるが,中国が参加するFTAでは日本のCO2増加率は大きくなる.2012年度は大きく分けて二つのトピックについて研究した.そのひとつが災害の波及効果(供給制約)の分析,もうひとつが中国の環境問題の実証研究である.藤川清史と下田充は,産業連関分析学会で,東日本大震災を対象にして,供給制約を産業連関分析モデルの枠組みで供給制約の波及効果の分析を報告し,同学会の機関誌に論文を発表した.稲田義久は,エネルギー制約を考慮した関西経済モデルを開発し,甲南大学経済学部の紀要に論文を発表した.渡邉隆俊は,生態系サービスへの支払い(PES)と環境ラベルについての研究をまとめ,愛知学院大学産業研究所の紀要に論文を発表した.尹清洙は,多地域の応用一般均衡モデルの開発を目的とした英国の留学を終え,その内容を長崎県立大学調査研究報告書としてまとめた.本科研は,京都大学の特定領域研究科研の一部という性格も持っている.その科研との共同研究として,国連大学から出版した.そこでは,稲田と下田は,日本の炭素税に関するマクロモデルについて報告した.藤川と伴は,東アジアのカーボンマーケットを想定した応用一般均衡モデルについて報告した.そのほかに,伴は貿易と環境負荷に関する研究を進行中である.この研究会の中心目的は,主に中国国内の環境問題の把握および中国の経済活動が地球環境に及ぼす影響の検討であった.中国経済は,経済構造や組織は開発途上国のまま,その規模だけが大きくなったという側面がある.そのため,国平均ではエネルギー効率はかならずしも高いとはいえない.またエネルギーが石炭依存のため,大気汚染や二酸化炭素の排出という意味での環境負荷が高い.都市部での水不足も深刻である.そうした分析目的に対応するツールとして,産業連関分析や応用一般均衡分析が有効である.そうしたツールをもとにした現状把握を行い,財政政策や貿易政策の環境への効果を分析するための研究会を開催するうちに,われわれの関心事は,環境を越えて,地域間の所得分配や産業構造の変化にも広がっていった.東アジア地域での環境負荷(CO2)の相互依存について検討した.1980年代は中国はCO2を他国に代わって排出している構造であったが,近年は他国にCO2排出を依存する部分も拡大している.また,東アジア地域のFTAが経済・環境(CO2)に与える影響について,GTAP-Eに産業連関分析を組み合わせて考察した.東アジアFTAはエネルギー集約財の生産をより効率的な日本に移し,環境負荷を改善する方向に働くが,FTAによる生産拡大効果やエネルギー代替効果は環境負荷を悪化させる方向に働く.FTAの環境負荷への影響は地域によって異なるが,中国が参加するFTAでは日本のCO2増加率は大きくなる.現在の日本が抱える問題は多いが,そのなかでも,喫緊の課題は,温暖化対策は進んでいないことではないだろうか.日本政府は,原子力発電所を温暖化対策の切り札にしていたが,東日本大震災の影響で,原子力発電所での発電を拡大するのは,非現実的なオプションになってしまった.再生可能エネルギーの利用拡大をより真剣に検討せねばならない.地球温暖化問題,あるいはエネルギー問題の解決が困難なのは,様々な要因が絡んでいる点にある.環境問題は,時間軸・空間軸を念頭において考えるべきであり,問題解決への道筋は重層的であり,異なる利害をもつ利害関係者がきわめて多い.したがって,政策担当者は,環境政策をより広い視野にたった「公共政策」として性格づけせざるを得なくなっている.2011年の3月に東日本大震災が起こった.この研究会では大震災からの復興対策も広い意味での環境政策であると位置づけてその分析を行った.平成23年度は震災などのために供給制約が大きい場合の,マクロ経済への影響を推計する経済モデルの開発に取り組んだ.産業連関モデルには,レオンチェフモデル,ゴーシュモデル,およびそのハイブリッド型があるが,それらを用いてどの程度の精度で推計できるかの検討を行った.そのなかで,環境政策の1つとして,再生エネルギーの固定価格買取制度も始まることになり,事業者による風力発電やメガソーラーへの投資,家計による太陽光発電設備の購入,電気自動車の導入などが進むと予想される.それによる経済効果の試算も行った.また,アジア地域での貿易および直接投資がさらに活発化すると考えられる.そうした背景から,貿易や直接投資が地域の環境負荷にどのように影響するのかについても,試算を行った.研究成果を「中国経済の産業連関分析と応用一般均衡分析」(法律文化社)にまとめた.第I部では,中国経済を,産業連関表をとおして俯瞰する.第1章「中国の産業構造変化の要因分析」では,「比例成長からの乖離分析」(DPG分析)の手法を用いた.第2章「中国の増値税改革改革」では,付加価値税(中国では増値税)の制度変更の価格効果を検討した.第3章「中国の環境政策の動学的応用一般均衡分析」では,炭素税賦課や排出権取引制度導入が中国経済全般にどのような影響を及ぼすかを検討した.

第4章「中国の炭素税導入の地域別所得階層別負担」では,炭素税を導入する場合,それによる価格の上昇などがどの程度の家計負担になるかを試算した.第II部では,中国の地域間産業連関表を用いて,国内の地域間の財や所得の移動を視野に入れる.第5章「中国の地域間分業構造」では,タイルインデクスを用いて中国の地域間の格差の動向を確認し,その背景を地域の付加価値帰着にもとめた.第6章「中国の産業構造の地域格差とその要因」では,DPG分析の手法を中国の地域産業連関表に適用する.第7章「中国国内の仮想水移動と所得分配」では,地域間の財に体化された水(仮想水)の移動を分析した.第III部:アジア国際産業連関表を用いた分析では,世界経済における中国経済の位置およびその変化について分析した.第8章「付加価値基準の国際分業率」では,第5章で用いた付加価値帰着率の考え方をWIOD(OECDの世界産業連表データベース)に応用した.第9章「東アジアのCO2排出の相互依存」では,付加価値帰着率の考え方を拡張して,財に体化されているCO2の量を計算した.第10章「東アジアの貿易自由化と生産・貿易構造」では,東アジア地域で関税の撤廃を行った場合,各国の生産・貿易構造がどのように変化するかをGTAPモデルを用いて分析した,その結果に産業連関分析を適用した.環境経済学本年は最終年にあたる.これまで,アジア地域を対象として,貿易と環境問題,アジアン地域での環境の相互依存について研究を重ねてきた.これまでの研究成果は,環太平洋産業連関分析学会,国際産業連関分析学会,中国投入産出分析学会,国際経済学会,日本経済政策学会で成果を報告してきた.本来であれば,昨年度中に研究会の成果を書籍として出版予定であった.しかし,研究代表者が研究科長になったこともあり,思ったように研究時間が取れなかった.東日本大震災が起こり,環境政策とくに,温暖化防止対策への社会への関心が薄れた.どうじに,大震災の影響の分析に対する要請が強まった.そのため,この研究会でも,大震災からの復興の影響の分析を優先させた.そのため,当初予定していたCVM,コンジョイント分析などには取り組めなかった.研究の方向性は3つ考えている.一つ目は,OECDの世界産業連関表が公表されたので,それを基礎データにした,世界全体の環境負荷の相互依存の時系列変化を検討することである.これにより,アジア地域の環境経済の動向を明確にする.二つ目は,応用一般均衡分析の拡張である.貿易と環境の相互作用について,GTAPモデルを用いた分析,および,動学化されたアジア地域の応用一般均衡分析を行う.これにより,貿易の自由化や資本の自由化により,環境負荷がどのように変わるかの検討を続ける.くわえて,中国を対象にした環境政策の分析も進んでいる.環境税の賦課が地域間の格差の解消につながるかなどがその分析対象となる.今後の研究の方向は2つ.
骨格筋の廃用性変化に対する運動刺激の効果と適応機構の解明

本研究課題は、骨格筋の廃用性変化に対する運動刺激の効果と適応機構に関する分子メカニズムについて検討することから、運動選手のトレーニング法や、疾病に対する運動療法さらに、高齢者における筋力の維持と回復に関するリハビリテーションの学術的理論に根拠を与え、より適切なプログラムの開発に貢献することを目的として展開された。本年度における研究実績の概要として、骨格筋の廃用性変化からの回復過程を制御するメカニズムにおいて、特にカルシニューリン系シグナル経路に着目して検討を加えた。その結果、後肢懸垂-再接地過程における筋線維タイプおよび筋線維サイズの制御機構において、カルシニューリン系シグナル経路が遅筋特異的な制御プログラムに関与することを明らかとした(Miyazaki et al.,2006)。さらに、廃用に伴う骨格筋萎縮を引き起こすメカニズムとして、Nuclear Factor-kB(NFkB)および筋特異的E3ユビキチンリガーゼであるMAFbx(Muscle Atrophy F Box)、MuRF1(Muscle Ring Finger 1)を介したシグナル経路の関与に着目して検討を加えた。その結果、生体における廃用性骨格筋萎縮においては、筋特異的E3ユビキチンリガーゼのうち、特にMAFbxが中心的な役割を担っていること、またMAFbxの発現制御機構に関し、NFkB系シグナル経路が関与することを明らかとした。この研究成果は第53回アメリカスポーツ医学会(Denver, USA, 2006)にて報告された。本研究課題は、骨格筋の廃用性変化に対する運動刺激の効果と適応機構に関する分子メカニズムについて検討することから、運動選手のトレーニング法や、疾病に対する運動療法さらに、高齢者における筋力の維持と回復に関するリハビリテーションの学術的理論に根拠を与え、より適切なプログラムの開発に責献することを目的として展開している。実験対象には、マウス・ラットを中心としたげっ歯類を採用し、使用性運動モデルとしては、トレッドミルを用いた強制運動やランニングホイールによる自発走運動、共働筋切除による代償性過負荷などを用いている。一方廃用性運動モデルとしては、後肢懸垂による除負荷モデルや除神経モデル、関節固定モデルなどを採用している。本研究課題ではマウス・ラットをモデル動物として採用するため、げっ歯類における運動レベルの変化に対する骨格筋適応能を把握することが、研究を展開する上で重要となる。この点に関しマウス骨格筋を対象に詳細な検討を加え、本研究を展開するために適切なモデルであることを確認した(Miyazaki et al.,2005)。また骨格筋の廃用性変化からの回復過程を制御するメカニズムとして、特にカルシニューリン系シグナル経路に着目して検討を加えた。その結果、後肢懸垂再接地過程における筋線維タイプおよび筋線維サイズの制御機構において、カルシニューリン系シグナル経路が遅筋特異的な制御プログラムに関与することを明らかとした。この研究成果については、第52回アメリカスポーツ医学会(Nashville, USA,2005)にて報告し、ACSM International Student Awardを受賞した。