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がん特別研究の総括

がん特別研究は,がんの予防,診断,治療の基礎となる発癌,癌生物学及び癌治療に関する研究を重点的に実施し,成果をあげ,もって社会の要請に応えることを目標としている.この目標を達成するため,総括班はがん特別研究を計画し,運営し,評価を行ない総括的機関の役目を果たした.本年度の総括班の成果は以下の如くである.1.昭本62年度成立の200班(がん特I・96班,がん特II・104班)及び若い研究者51名の運営と総括を行なった.2.年6回総括班会議を開き研究班の計画・運営・評価を行なった.3.特別委員会4,将来検討班4を計画し,これを運営した.4.昭和63年度の計画研究6班を計画した.5.昭和62年度の重点研究4課題を設定した.6.班長会議(第1回昭和62年6月19日,第2回昭和63年2月2日)を行ない,癌研究の新しい方向,研究者の要望等につき討議した.7.がん特別研究の成果を発表し討議する公開シンポジウムを,昭和63年2月1, 2日の両日開催した.また,ミニシンポジウムを昭和62年12月11日仙台市で開催した.8.研究技術交換等のため班員2名の国内派遺を行なった.9.年度始初に,「昭和62年度文部省がん特別研究組織」を年度末には「文部省がん特別研究報告集録」を編集,印刷し,全員に配布した. 10.留保金解除に伴い緊急重点配分を6機関に行なった.11.「がん特ニュース」(別冊2部を含む)を年4回全班員,関係者に配布し,研究連絡伝達を密にした.12.「遺伝子の発現・調節の研究のための実験動物の開発」の研究を行なった.13.「AIDS成因と病態」の研究を行なった.がん特別研究は,がんの予防,診断,治療の基礎となる発癌,癌生物学及び癌治療に関する研究を重点的に実施し,成果をあげ,もって社会の要請に応えることを目標としている.この目標を達成するため,総括班はがん特別研究を計画し,運営し,評価を行ない総括的機関の役目を果たした.本年度の総括班の成果は以下の如くである.1.昭本62年度成立の200班(がん特I・96班,がん特II・104班)及び若い研究者51名の運営と総括を行なった.2.年6回総括班会議を開き研究班の計画・運営・評価を行なった.3.特別委員会4,将来検討班4を計画し,これを運営した.4.昭和63年度の計画研究6班を計画した.5.昭和62年度の重点研究4課題を設定した.6.班長会議(第1回昭和62年6月19日,第2回昭和63年2月2日)を行ない,癌研究の新しい方向,研究者の要望等につき討議した.7.がん特別研究の成果を発表し討議する公開シンポジウムを,昭和63年2月1, 2日の両日開催した.また,ミニシンポジウムを昭和62年12月11日仙台市で開催した.8.研究技術交換等のため班員2名の国内派遺を行なった.9.年度始初に,「昭和62年度文部省がん特別研究組織」を年度末には「文部省がん特別研究報告集録」を編集,印刷し,全員に配布した. 10.留保金解除に伴い緊急重点配分を6機関に行なった.11.「がん特ニュース」(別冊2部を含む)を年4回全班員,関係者に配布し,研究連絡伝達を密にした.12.「遺伝子の発現・調節の研究のための実験動物の開発」の研究を行なった.13.「AIDS成因と病態」の研究を行なった.
環境運動における個人の克服過程の研究

長崎県を中心としたカネミ油症事件、長野県白馬村八方尾根の自然保護の問題、さらに長崎県を中心とした棚田の保全活動について、特に個人主体に着目して、その克服過程を調査研究してきた。食品公害であるカネミ油症事件では、水俣病事件と同様に「被害者は被害を隠す」状態であった。しかしながら、子どもの頃にカネミ製のライスオイルを食した人々が子どもを産む世代となり、子どもにその影響が出ていると思われたことを一つの背景として、運動主体として顕在化してきたことがわかった。それらの運動が個々の主体にとってどのような影響を与え、さらにどのように内在化されているのか、今後の調査研究が必要かと思われたが、一段落としてカネミ油症事件の若い世代による運動が、支援者の力とともに一つの救済法を確立したことが確認された。次に長野県白馬村八方尾根の自然保護問題では、1998年の長野冬季五輪に関わるスタート地点問題が、地元において環境意識をどのように育み、変容させていたのかを調査研究し、明らかにした。自分たちの山という感覚で、スキー揚を切り開いていった八方尾根の人々だが、長野冬季五輪を契機として、その山へのまなざしをかえていったことがわかった。最後の棚田の保全に関しては、営農者と都市住民であるオーナーの人々へのヒアリングを通じて、ともに棚田の魅力を引き出そうとする他の都市住民への啓発活動に近い形で運動を担っていることが確認された。保全活動の揚合、「克服」というタイトな言葉で言い表すことが適切か否かが問われるところであるが、棚田崩壊に対する克服という点から、克服過程に着目した次第である。1.環境運動における個人の克服過程について、以下の事例研究を実施した。(1)カネミ油症問題に関して、被害者の実態調査を行った。特に、長崎市内に居住する玉之浦町出身の男性、発症当時は福岡にいた長崎市内の女性、さらに、被害者運動を担っていた福岡在住の女性3名に、数回のヒアリングを行った。同時に、長崎市、福岡県、玉之浦町の年表作成も行った。(2)長野県白馬村八方尾根の自然保護活動をめぐる状況調査に関しては、冬期の観光客入りこみ数の経年変化、夏期の観光客入りこみ数の経年変化、また修学旅行生の訪問の経年変化をデータとして収集した。さらにコモンズ論を使いながら、白馬村の自然保護に関して分析した。(3)長崎県内の棚田の保全活動に関する調査では、合併して長崎市となった旧外海町の大中尾棚田の営農者と棚田オーナーになっている方にヒアリング調査を行った。同時に旧外海町に関する資料収集も行った。長崎県内の棚田保全組織に関しては、その現状と課題を分析し、事例研究として『棚田学会誌』第6号に掲載された。(4)新潟水俣病問題に関しては、これまで収集した資料やヒアリングなどを基にして運動論などに関する文献を収集し、分析した。2.個人の克服過程と環境運動の相互規定関係の解明に関しては、以下のとおりである。(1)今回、カネミ油症被害者に対してもヒアリング調査を行ってきたが、他の公害問題と違い、地域性がほとんど見られないことから、環境運動の孤立性が存在していることがわかった。そのため、事例によっては新潟水俣病問題よりも、被害者運動が個人の克服過程に強く規定しているといえる。油症問題は非常に個人のライフヒストリーが重視されるべきであった。(2)自然保護に関する環境運動は、本年度はコモンズ論を駆使して分析した。しかしながら、ヒアリングや他の資料を基にして分析した結果では、自然保護に対する意識よりも、日常生活の中に存在する自然に対する意識が変化したことにより、保護のあり方が変更されたということが確認された。そのような変更が保護の継続性を保証していた。今年度は主に資料収集とヒアリング調査に重点をおいた。

まず、食品公害問題であるカネミ油症事件の支援団体に対するヒアリング調査を行い、現在の被害者を支援するにあたっての、課題点等を聞き取りし、関連する資料を収集した。また人権申し立ての代理人となっている弁護士や問題発生当時から訴訟の原告団の事務局長となっている弁護士の方々にヒアリングをし、これまでの経過とそれにともなう法律学的な問題点、またカネミ油症事件における社会学的な視点についての見解等についてヒアリングを重ねてきた。また過去の裁判資料として、行政側の証言資料、特に国や市町村自治体の資料を収集してきた。被害者側としての損害論を中心とする準備書面等の資料も収集し、現在読み込み・分析の最中である。また被害者に対するヒアリングはかなり困難であったが、現在のところ、合計で6名ほどの聞き取り調査を遂行することができた。現在、分析中である。カネミ油症事件以外にも、同時代におきた公害訴訟に関する年表作成や、また自然環境の保全としての棚田保全に関する年表作成を行った。特に棚田に関しては、全国各地でオーナー制度や写真展・イベント等が行われているので、それを中心にどの主体(自治体・営農者・都市住民等)が保全主体となっているのか、主体別に年表作成を行ってきた。そのほか、白馬村の自然保護問題の研究として八方尾根というコモンズの意味がオリンピックを契機に豊富化したことについて論文を書いたが、現在印刷中であり2007年の発行となる。長崎県を中心としたカネミ油症事件,長野県白馬村八方尾根の自然保護の問題,さらに長崎県を中心とした棚田の保全活動について,特に個人主体に着目をして,その克服過程を調査研究してきた。食品公害であるカネミ油症事件では,水俣病事件と同様に「被害者は被害を隠す」状態であった。しかしながら,子どもの頃にカネミ製のライスオイルを食した人々が子どもを産む世代となり,子どもにもその影響が出ていると思われたことをーつの背景として,運動主体として顕在化してきたことがわかった。それらの運動が,個々の主体にとってどのような影響を与え,さらにどのように内在化されているのか,今後の調査研究が必要かと思われたが,一段落としてカネミ油症事件の若い世代による運動が,支援者の力とともに,一つの救済法を確立したことが確認された。次に,長野県白馬村八方尾根の自然保護問題では,1998年の長野冬季五輪に関わるスタート地点問題が,地元において環境意識をどのように育み,変容させていったのかを調査研究し,明らかにした。自分たちの山という感覚で,スキー場を切り開いていった八方尾根の人々だが,長野冬季五輪を契機として,その山へのまなざしをかえていったことがわかった。最後の棚田の保全に関しては,営農者と都市住民であるオーナーの人々へのヒアリングを通じて,ともに棚田の魅力を引き出そうとする他の都市住民への啓発活動に近い形で運動を担っていることが確認された。保全活動の場合は「克服」というタイトな言葉で言い表すことが適切か否かが問われるところであるが,棚田崩壊に対する克服という点から,克服過程に着目した次第である。
レーザー照射した齲蝕病変―μＣＴ法による再石灰化現象の４次元観察

レーザー照射による歯面へのう蝕病変回復過程を理解する目的で表層下脱灰を伴うヒト臼歯を用いて、CO2レーザー照射による歯質変化を非破壊的・経日的に観察し病巣域と石灰化度の変化を追跡した。実験は当病院で抜歯し本学倫理規定で使用が許可された大臼歯の平滑面白斑う蝕にフッ化ナトリウム塗布とレーザー照射の併用を経日的に行い、μCT画像と無機塩濃度変化を解析した。結果は照射試料と未照射試料の脱灰深度に有意な差があり、レーザー照射したエナメル質表面の色調は健常部分と類似し、μCT画像から深部の齲蝕病巣の再石灰化度に増量を認めた。本研究は表層下脱灰へレーザー照射と歯面塗布剤の併用が有効である可能性を示唆する。予備実験および初年度に確立した平滑面白斑う蝕、裂溝う蝕、根面う蝕のμCT立体構築法とミネラル濃度表示法を用いて、初期う蝕病変を含む歯面への再石灰化処理による病変回復プロセスを経日的に追跡している。本年度はμCT立体構築と無機塩濃度表示により、レーザー照射による病状の形状変化と再石灰化の進行度を評価した。本学倫理委員会規定の下に使用を許可された抜去歯に対して脱灰・再石灰化処理を施した後にバンドソーにて歯質ブロックを作製し、歯面塗布剤を併用してレーザー照射を行う中で時系列でのμCT立体構築像と無機塩濃度変化を定量解析した。病巣領域の無機塩濃度表示に向けては、既知の無機質密度を持つ標準物質(合成ハイドロキシアパタイトと樹脂の混合物、アルミ箔、健全ヒトエナメル質)を歯質試料と同条件下で撮影し、密度vs CT値の検量線を設定した。来年度も前年度に引き続いて歯牙表面に自然発症した白斑齲蝕に対するレーザー照射を継続し,データ収集に努め、脱灰・再石灰化実験モデルにおける4D観察プロトコールを確立する予定である。また、これらの実験を進行しながら、従来の実験にて採用されてきた非脱灰研磨薄切標本の作製やコンタクトマイクロラジオグラムでの観察およびSEMによる分析を行い,初期齲蝕のレーザー照射による回復機構に関する総括的評価を予定している。このレーザー照射実験モデルは、初期齲蝕病変への新たな治療法を確立するものとして、極めて重要な実験計画であるといえる。昨年度に引き続いて本年度もμCT立体構築と無機塩濃度表示により、レーザー照射による病状の形状変化と再石灰化の進行度を評価した。病巣領域の無機塩濃度表示に向けては、既知の無機質密度を持つ標準物質(合成ハイドロキシアパタイトと樹脂の混合物、アルミ箔、健全ヒトエナメル質)を歯質試料と同条件下で撮影し、密度vsCT値の検量線を設定した。本研究は、初期齲蝕にみられる表層下脱灰を有するヒト抜去歯から歯質ブロックを作成し、齲蝕領域にフッ化ナトリウム塗布と炭酸ガスレーザー照射を併用し、マイクロフォーカスエックス線法(μCT)にて再石灰化反応の変化を経時的に追跡した。平成21年から平成24年に至るまで、多くの初期齲蝕を有する歯牙に対してレーザー照射実験を行ってきた。すべての実験症例で得られた結果は、実体所見では、あたかも歯質の回復を予期させる正常なエナメル質特有の色調に変化をしたにもかかわらず、μCT写真による画像結果では、再石灰化の兆候が見られず、レーザーの効能や実験手技、実験計画に加えて臨床応用への正当性を疑うこともあった。

しかし、平成25年度の実験を行うに当たり、各試料が有する条件を再検討した。方法として、対象となる要観察歯(CO)の中でもごく初期の齲蝕からエナメル質齲蝕(C1)に限りなく近い状態の歯牙に表層下脱灰の程度を分類し、各試料に同条件でフッ化ナトリウムの塗布とレーザー照射を再度行った。その結果、実体像による半透明状の白斑を有する試料に経時的に再石灰化の傾向がみられた。これらの結果は、従来のグラフによる経日的な数値の比較による解釈に加えて、齲蝕部分の石灰化度の違いを色調の濃淡データとして読み込ませたCT像を積層した立体構築像を掲示することで、レーザー照射による齲蝕領域の石灰化の増量の程度が明瞭になり、従来の対照実験の報告結果と比べて、一般大衆にもご理解が得られやすいものとなった。平成26年度からは今までの手法を軸にYAGレーザー照射による初期齲蝕の変化と東京医科歯科大学先端材料評価学分野宇尾基弘教授の御厚意により、レーザー照射された齲蝕領域の成分分析を予定している。予備実験および初年度に確立した平滑面白斑う蝕、裂溝う蝕、根面う蝕のμCT立体構築法とミネラル濃度表示法を用いて、初期う蝕病変を含む歯面への再石灰化処理による病変回復プロセスを経日的に追跡している。本年度はμCT立体構築と無機塩濃度表示により、レーザー照射による病状の形状変化と再石灰化の進行度を評価した。本学倫理委員会規定の下に使用を許可された抜去歯に対して脱灰・再石灰化処理を施した後にバンドソーにて歯質ブロックを作製し、歯面塗布剤を併用してレーザー照射を行う中で時系列でのμCT立体構築像と無機塩濃度変化を定量解析した。病巣領域の無機塩濃度表示に向けては、既知の無機質密度を持つ標準物質(合成ハイドロキシアパタイトと樹脂の混合物、アルミ箔、健全ヒトエナメル質)を歯質試料と同条件下で撮影し、密度vs CT値の検量線を設定した。来年度も前年度に引き続いて歯牙表面に自然発症した白斑齲蝕に対するレーザー照射を継続し,データ収集に努め、脱灰・再石灰化実験モデルにおける4D観察プロトコールを確立する予定である。また、これらの実験を進行しながら、従来の実験にて採用されてきた非脱灰研磨薄切標本の作製を行い,初期齲蝕のレーザー照射による回復機構に関する総括的評価を予定している。このレーザー照射実験モデルは、初期齲蝕病変への新たな治療法を確立するものとして、極めて重要な実験計画であるといえる。初期齲蝕を有する歯の獲得に若干の困難があるものの、バンドソーを用いての試料調整や資料の保管、CT撮影条件、画像データの保管、立体構築ソフトの活用に問題点はなく、当病院で使用するレーザー治療機器も操作性と耐久性が高いため、実験を遂行するに当たり、煩わしいタイムラグがないためです。25年度が最終年度であるため、記入しない。レーザーを照射して歯質内部の回復を期待し続けたが、レーザーが直接照射される歯質の外表面の色調が周囲の健常なエナメル質の色調に極めて近づくのみであり、完全な齲蝕病巣の消失がみられない状況が現在もなお続いている。実験方法に不手際がなかったかを調べなおすためにいささか時間を費やしたが、機材の劣化や手技・方法に問題は無かった。このことから現在実際に臨床で行われているレーザー機器を用いた齲蝕予防は推奨できない診療方法ではないかと現段階では考えざるを得ない。今年度の実験において使用しているレーザー機器はCO2レーザーですが、初期齲蝕の改善の程度を他のレーザー機器と比較するべく、YAGレーザー等を使用した初期齲蝕の改善のデータ収集を今後は考えております。今後も継続して例年と同様の照射・肉眼観察・CT撮影・立体構築による齲蝕領域の容積の減少の度合いをデータ収集して解析していく予定である。
海底湧出地下水の起源と物質負荷量の解明

本研究では静岡県駿河湾沿岸及び沖合いにおいて、海底地下水湧出とそれに伴う物質負荷量の推定を目的に2001-2003年に共同調査を行った。陸域地下水調査では、安倍川流域地下水の栄養塩類を含む一般水質・同位体(酸素・水素・トリチウム)測定により、地下水流動系の特定と海底湧出地下水の起源の推定を試みた。また駿河湾沿岸域調査では、自記地下水湧出量計による海底地下水湧出量の連続測定と比抵抗トモグラフィーによる塩淡水境界の推定を行った。また定期的な集中水文調査と水文連続観測を行い、安倍川流域の水収支と海底地下水湧出との関係を明らかにした。また2002年8月には、東大海洋研究所・淡青丸による航海(KT-02-11)を行い、CTDキャローセル採水による海底直上水の採水と化学分析、ピストンコアラーによる海底堆積物採取と間隙水の化学分析、小型ROV(水中ビデオカメラ)による海底面観察と現場観測を行った。以上のような観測の結果、海底地下水湧出量変動には潮汐に起因する周期性が見られること、海底地下水湧出には陸域起源の淡水地下水成分と海水再循環水の2成分が含まれることが明らかになった。また塩淡水境界と海底地下水湧出量の空間分布は河川の位置と関係し、河川(安倍川)近傍では地下水が海に流出する前に河川に流出するため、塩淡水境界は陸側に入り込み、沿岸の海底地下水湧出量は相対的に少ないのに対し、河川から離れた沿岸域では相対的に塩淡水境界は海に張り出し、海底湧出量が多いことが明らかになった。また安倍川流域水収支解析によると、陸域から海への全流出に占める海底地下水湧出量の割合は約14%であることが明らかになった。また、海底地下水湧出の測定手法の開発においても間隙水圧計・ROVなどいくつかの成果が得られた。海底地下水湧出とそれに伴う物質負荷を明らかにするために、駿河湾の田子の浦および安倍川河口域において、陸域および観測船を用いた海域での同時調査を行なった。陸域における調査では、静岡市・清水市など沿岸周辺域の井戸を用いて地下水調査を行ない、地下水位・水温・pH・電気伝導度の測定と、地下水の採取を行なった。地下水サンプルは実験室において、陰・陽両イオン濃度、酸素/水素安定同位体比の分析を行なった。また、沿岸域においては、ピエゾメータによる海底地下水ポテンシャルの測定と、自記地下水湧出量計による海底地下水湧出量連続測定を行なった。測定の結果、安倍川河口城の沿岸海底で平均3.9x10^<-5>m/sの海底地下水湧出量を得た。さらに、比抵抗トモグラフィー法による塩淡水境界面の推定を行なった。水陸両用ケーブルを用いて、海岸に直行する側線と平行する側線、さらに沖合い海底下での比抵抗測定を行なった。測定の結果、田子の浦沖では明瞭な塩淡水境界面は現れなかったが、安倍川沿岸および沖合いで、明瞭な塩淡水境界面の特定が出来た。特に安倍川河口域付近では、沿岸から約1km沖合いにおいても淡水と思われる高比抵抗(低塩分濃度)の存在が海底下に見出された。また、観測船を用いた海底グラビテイーコアの採取と、海水の温度・伝導度鉛直分布の測定も試みた。海底地下水湧出とそれに伴う物質負荷を明らかにするために、駿河湾安倍川河口域において、陸域および船を用いた沿岸域での調査、東京大学海洋研究所の淡青丸を用いた海域観測を行なった。

陸域における調査では、沿岸周辺域の井戸を用いて地下水調査を行ない、地下水位・水温・pH・電気伝導度の測定と、地下水の採取を行なった。地下水サンプルは実験室において、陰・陽両イオン濃度、酸素/水素安定同位体比の分析を行なった。観測の結果、陸域から海域への地下水流動系が特定され、海底湧出地下水と陸域地下水の連続性が確認できた。また、水質データを用いて、海底湧出水に占める淡水成分の割合を明らかにすることが出来た。また、沿岸域においては、ピエゾメータによる海底地下水ポテンシャルの測定と、自記地下水湧出量計による海底地下水湧出量連続測定を行なった。測定の結果、安倍川河口域の沿岸海底で平均2.3x10^<-6>-1.8x10^<-5>m/sの海底地下水湧出量を得た。また、水深20-30m地点における自記地下水湧出量計での測定結果から、4.7x10^<-7>-1.2x10^<-6>m/s程度の海底地下水湧出速度が得られた。さらに、比抵抗トモグラフィー法による塩淡水境界面の推定を行なった。水陸両用ケーブルを用いて、海岸に直行する側線と平行する側線、さらに沖合い海底下での比抵抗測定を行なった。3時間ごとの比抵抗連続測定の結果、塩淡水境界面が潮汐の影響を受けてタイムラグを伴いながら陸側に伝播すること、海岸線の後退に伴う土壌水分減少の影響を考慮する必要があること、等が明らかになった。また、観測船(東京大学海洋研・淡青丸)を用いた海底グラビテイーコアの採取と間隙水の分析結果から、陸水との連続性・鉛直流体フラックスの推定も試みた。最終年度である今年度の調査は、陸域地下水の物理・化学的調査、沿岸湧出地下水の分布・物理化学的調査、などが主な内容である。陸域地下水調査では、安倍川流域地下水の栄養塩類を含む一般水質・同位体(酸素・水素・トリチウム)測定により、地下水流動系の特定と海底湧出地下水の起源の推定を試みた。また駿河湾沿岸域調査では、自記地下水湧出量計による海底地下水湧出量の連続測定と比抵抗トモグラフィーによる塩淡水境界の推定を行った。また定期的な集中水文調査と水文連続観測を行い、安倍川流域の水収支と海底地下水湧出との関係を明らかにした。以上のような観測の結果、海底地下水湧出量変動には潮汐に起因する周期性が見られること、海底地下水湧出には陸域起源の淡水地下水成分と海水再循環水の2成分が含まれることが明らかになった。また塩淡水境界と海底地下水湧出量の空間分布は河川の位置と関係し、河川(安倍川).近傍では地下水が海に流出する前に河川に流出するため、塩淡水境界は陸側に入り込み、沿岸の海底地下水湧出量は相対的に少ないのに対し、河川から離れた沿岸域では相対的に塩淡水境界は海に張り出し、海底湧出量が多いことが明らかになった。また安倍川流域水収支解析によると、陸域から海への全流出に占める海底地下水湧出量の割合は約14%であることが明らかになった。また、海底地下水湧出の測定手法の開発においても間隙水圧計・ROVなどいくつかの成果が得られた。
脳の酸化ストレスの分子機構解明および制御に関する研究

脳組織生スライスを対象に、リアルタイムバイオラジオグラフィを用いて、活性酸素の生成を解析して、以下の結果を得た。(1)活性酸素は低酸素後の再酸素時に、糖代謝は低酸素時に亢進する。(2)ミトコンドリアを活性酸素の生成の主要な場として明らかにした。(3)活性酸素制御法の開発を目的に、カロリー制限の活性酸素生成に対する影響を検討、カロリー制限は活性酸素生成に影響を与えないことを示唆した。1)脳組織生スライスを対象として、活性酸素の生成を評価するための化学発光探索子の基本的条件(濃度、培養液の組成など)と試料側の条件(組織切片の取り扱い方法)を確立した。2)無酸素-再酸素過程における、脳組織生スライスの活性酸素での生成をルシゲニンで、糖代謝をFDGの解析をもって行い、活性酸素生成は低酸素後の再酸素時に、糖代謝は低酸素時に亢進することを明らかにした。3)脳SOD遺伝子欠損動物(Sod1型=Cu,Zn-SOD=細胞質とSod2型=Mn-SOD欠損=ミトコンドリア)と野生から得た脳組織生スライスの活性酸素の生成をルシゲニンによる化学発光による解析から解析して、「化学発光で視ている活性酸素種はスーパーオキシド」「細胞内での活性酸素の生成場所はミトコンドリア」の可能性があることを明らかにした。4)活性酸素の生成の加齢変化を、脳組織生スライスを対象に、ルシゲニンによる化学発光の解析より検討した。その結果、活性酸素の生成が加齢に伴って直線的増加している可能性があることを示した。さらに、この活性酸素依存性化学発光の増加率は動物の最長寿命と逆相関にあることを示した。(1)活性酸素の生成機序解明:脳組織生スライスを対象とて、低酸素-再酸素過程におけるスーパーオキシドの生成機序を解明することを試みた。その結果、キサンチンオキシダーゼの阻害剤(アロプリノール)、NADPHオキシダーゼ関連の薬剤(アポサイニン、DPI)処理では活性酸素依存性化学発光は変化しなかった。一方、ミトコンドリア電子伝達の阻害剤(シアン、アンチマイシン、ロテノン)、アンカップラー阻害剤では化学発光強度に影響が認められ、低酸素-再酸素過程におけるスーパーオキシドの生成機序にミトコンドリアの関与が示唆された。(2)活性酸素生成とエネルギー代謝との関係:活性酸素とエネルギー代謝率は正の関係があると考えられている。この点を、脳のスライスに高カリウム処理を施して、スーパーオキシドの生成が亢進するか検討した。その結果、定常状態では有意差はみられず、活性酸素の生成は単純にエネルギー代謝と連関しているとはいえないことが明らかになった。一方で、低酸素処理を行った後、再酸素時に活性酸素の生成亢進が見られた。この結果から、活性酸素生成は一旦低酸素になった組織に、再び酸素が供給される際に亢進する。また、低酸素強度と活性酸素量には何らかの関係があると考えられた。低酸素の強度は、組織への酸素の供給と消費のバランスにより決まると考えられる。組織への酸素の供給を低下させることによる低酸素と酸素の消費が亢進することによる低酸素が、活性酸素の生成にどのように関与するか検討したい。(1)生体分子の酸化修飾に直接関わる水酸ラジカルの評価を目的に研究を進めた。その結果、投与したサリチル酸のラジカル捕捉反応を利用して組織の水酸ラジカルを評価する方法論を確立した。さらに、本法で評価した組織水酸ラジカルレベルの加齢変化を解析したところ、二相性の増加を認めた。さらに、この変化と従来の酸化修飾マーカー(DNA、蛋白、脂質)との関係を明らかにした。(2)老化・寿命をエネルギー消費で説明する"生活代謝学説"は、ミトコンドリアを介して"フリーラジカル学説"と接点を持つ。活性酸素の生成がエネルギー代謝に連係するならば、エネルギー代謝の亢進を伴う活動的な生活(運動等)は活性酸素の生成を増加すると考えられる。我々は、独自に開発したイメージング装置で組織生切片の活性酸素の生成を実時間に収集・解析する方法論を確立し、活性酸素の生成が低酸素後の再酸素時に亢進することを示した。今回、高カリウム処理を施した脳組織を対象に活性酸素の生成を検討した結果、活性酸素の生成は(1)エネルギー代謝に単純に連関しないこと、(2)組織への酸素の供給と消費のバランス(レドックス)の変化に依存すること、(3)酸素の供給低下後の再酸素時に亢進すること、(4)酸素消費の亢進時ではなく、消費の緩和期に亢進すること、を明らかにした。
海上空港における防災・救急機能発展に関する研究

海上空港はその特性上,既存空港と比較すると周辺の消防・救急機能から距離が離れているため,航空機事故に対して新たな対策が必要である.そこで本研究では,海上空港として供用中の関西国際空港および構想中の中部新国際空港を,市街地空港として現名古屋空港を取り上げ,これらの周辺地域における消防・救急機能の発展状況を調査した後,航空機事故発生時の負傷者搬送シミュレーションシステムを構築し,円滑な搬送活動を行うための対策案を行った.以下その内容について述べる.まずはじめに,航空機事故発生時の負傷者搬送に関する現状を把握するため,中華航空墜落炎上事故時の救出活動について事故報告書などから検証し,緊急時に備えるべき消防・救急機能および周辺地域の交通計画について検討した.続いて,ICAOマニュアルをもとに臨空防災地域および消防・救急機能を定義し,上記3空港の周辺地域における消防・救急機能の展開状況を調査し,海上空港は必然的に消防・救急機能から離れていることを明らかにした.そして,ガル-ダ・インドネシア航空機火災における救急活動データをもとに負傷者の発生状況,空港-医療施設間の搬送時間,および医療施設での留置き時間などを予測し,これらを負傷者搬送シミュレーションにおけるパラメータとして扱うことにした.次に,ガル-ダ・インドネシア航空機火災再度の事故とICAOが想定している最大規模の事故を対象にシミュレーションを行ったところ,中部新国際空港では搬送力不足から多くの負傷者を事故現場に留置く可能性があることを指摘した.そこで,救急医療ヘリコプター実用化実験データをもとにヘリコプターによる救出活動や広域的な応援協定を考慮し,再度シミュレーションを行った結果,その効果が明らかとなり,中部新国際空港ではこのような対策が必要となることを提言した.海上空港はその特性上,既存空港と比較すると周辺の消防・救急機能から距離が離れているため,航空機事故に対して新たな対策が必要である.そこで本研究では,海上空港として供用中の関西国際空港および構想中の中部新国際空港を,市街地空港として現名古屋空港を取り上げ,これらの周辺地域における消防・救急機能の発展状況を調査した後,航空機事故発生時の負傷者搬送シミュレーションシステムを構築し,円滑な搬送活動を行うための対策案を行った.以下その内容について述べる.まずはじめに,航空機事故発生時の負傷者搬送に関する現状を把握するため,中華航空墜落炎上事故時の救出活動について事故報告書などから検証し,緊急時に備えるべき消防・救急機能および周辺地域の交通計画について検討した.続いて,ICAOマニュアルをもとに臨空防災地域および消防・救急機能を定義し,上記3空港の周辺地域における消防・救急機能の展開状況を調査し,海上空港は必然的に消防・救急機能から離れていることを明らかにした.そして,ガル-ダ・インドネシア航空機火災における救急活動データをもとに負傷者の発生状況,空港-医療施設間の搬送時間,および医療施設での留置き時間などを予測し,これらを負傷者搬送シミュレーションにおけるパラメータとして扱うことにした.次に,ガル-ダ・インドネシア航空機火災再度の事故とICAOが想定している最大規模の事故を対象にシミュレーションを行ったところ,中部新国際空港では搬送力不足から多くの負傷者を事故現場に留置く可能性があることを指摘した.そこで,救急医療ヘリコプター実用化実験データをもとにヘリコプターによる救出活動や広域的な応援協定を考慮し,再度シミュレーションを行った結果,その効果が明らかとなり,中部新国際空港ではこのような対策が必要となることを提言した.
数値流体力学に基づく大動脈二尖弁に合併する胸部大動脈病変の遺伝子解析

先天性大動脈弁二尖弁に合併する上行大動脈瘤の病態を解明するために、術前の3-D CTとMRIによる大動脈実形状データをもとにした数値流体計算とhigh wall shear stress(WSS)部の網羅的遺伝子発現解析を行った。正常症例では上行大動脈内に長軸方向の非回旋性の血流パターンを認めたが、二尖弁では流速の早い右回旋の血流パターンを呈し、上行大動脈の右側(大彎側)にwall shear stress(WSS)の上昇を認めた。高WSS部の内膜中膜組織のDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析では42,545遺伝子中257遺伝子(0.6%)に有意な発現変動を認めた。発生頻度が全人口の1-2%と最も多い心奇形である先天性大動脈弁二尖弁は、NOTCH1などの遺伝子異常との関連性が報告されているが、原因遺伝子は多様でまだ完全には特定されていない。大動脈二尖弁は大動脈弁狭窄症や大動脈弁閉鎖不全症などの大動脈弁疾患が高頻度に発症するとともに、約半数に胸部大動脈拡大を合併する。胸部大動脈拡大は解離や破裂の原因となるため、大動脈二尖弁に合併する胸部大動脈拡大の病態解明は治療成績向上のため重要である。本研究では、MRIによる大動脈実形状データをもとに数値流体力学計算(CFD)を行い、血行力学因子と大動脈拡大の病理学的変化との関連性を解析する。またコンピューター解析によって得られた血行力学因子分布から壁剪断応力の高・低部位を同定し、手術で摘出した大動脈から同部位のサンプルを摘出する。その後DNAマイクロアレイによる網羅的検索を行いhigh shear stress下で胸部大動脈拡大に影響を及ぼす遺伝子群を同定する。当大学臨床研究倫理委員会の承認後、大動脈二尖弁症例の上行大動脈検体の収集をH26年度から開始し、これまで6例収集した。現在、これら6症例で、上行大動脈壁の壁剪断応力分布計測を行うとともに、上行大動脈壁の病理学的検索も実施している。また、H21年H26年までに当大学で大動脈置換手術を施行した大動脈弁二尖弁症例213例を対象として、CTデータの画像解析と大動脈二尖弁の形態分析を行い、大動脈二尖弁症例の後ろ向き臨床研究も併せて実施している。本研究結果は、H27年6月3日5日にかけて開催される第43回日本血管外科学会学術総会で発表予定である。当大学臨床研究倫理委員会の承認後、大動脈二尖弁症例の上行大動脈検体の収集をH26年度から開始し、これまで12例収集した。現在、これら12症例で、上行大動脈壁の壁剪断応力分布計測を行うとともに、上行大動脈壁の病理学的検索も実施している。また、H21年H26年までに当大学で大動脈置換手術を施行した大動脈弁二尖弁症例213例を対象として、大動脈二尖弁の形態分析を行い、本研究結果は、第43回日本血管外科学会学術総会で発表予定した(H27年6月4日)。さらに、造影CTとMRIに基づいたCFDを行い、各大動脈二尖弁症例に特異的な異常血流と壁剪断応力の計測を行い、本研究結果は、2016年5月に開催される米国胸部外科学会で発表予定である(2016 Aortic Symposium 2016, New York)。埼玉大学理工学研究科機械工学科(中村准教授グループ)と共同で、現在、大動脈二尖弁症例の胸部大動脈拡大の血流解析及び血行力学因子分布マップの構築を行っている。大動脈二尖弁はraphe(縫線)の有無や癒合している大動脈弁尖の位置により形態分類される(Sievers分類)。これまでの当科での血流解析の実験結果から、大動脈二尖弁の癒合形態により特異的な血流パターンが出現することが明らかになりつつある。H28年度は、これまでの血流解析実験モデルを発展させ得られた実験結果を確認する。さらに、血行力学因子分布マップと実際の病理学的変化との相関性も検証するとともに、本年度中の遺伝子解析研究の開始を目指す。先天性大動脈弁二尖弁は正常三尖と比較し高率に上行大動脈の拡大をきたす。その原因として二尖による異常血流が大動脈壁への高剪断応力として作用し、遺伝子レベルで結合織異常を発現させることが示唆されているが、その機序は十分に解明されていない。

本研究では大動脈二尖弁症例で上行大動脈置換+大動脈弁置換術を施行する症例を対象とし、術前MRI画像を基に数値流体力学計算(CFD:computational fluid dynamics)による大動脈壁剪断応力等のマッピングを行い、高剪断応力部と低剪断応力部の大動脈壁摘出検体に対しDNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析を行う。対照として移植ドナーの上行大動脈(正常上行大動脈)に対し同様に遺伝子解析を行い、血行力学因子の影響下に大動脈拡大をきたす大動脈組織の遺伝子群を同定する。本学臨床研究倫理委員会の承認後、大動脈二尖弁症例の上行大動脈検体の収集をH26年度から開始し、これらの症例でCFDを用いた上行大動脈壁の壁剪断応力分布測定を行うとともに上行大動脈壁の病理学的検索を実施した。また、大動脈二尖弁の形態分析を行い、各々の二尖弁形態に特異的な異常血流と剪断応力の計測を行った結果、右回旋helicalflowの検出と特徴的なWSS分布を同定するとともに、上行大動脈近位大彎側に高WSS部位が出現することを明らかにした。この成果は2016年5月の米国胸部外科学会で発表し、論文化した(J Thorac Cardiovasc Surg 2017;153:S52-S62)。また、CFDによる壁剪断応力分布図に基づき、高壁剪断応力部と低壁剪断応力部における大動脈内膜中膜組織の網羅的遺伝子発現解析を行い、壁剪断応力の変化により細胞外器質関連遺伝子(matrix metalloproteinase-13、-21、-25)の発現が変化することを明らかにした。大動脈二尖弁症例の胸部大動脈拡大の血流解析および血行力学因子分布マップの構築を行った結果、大動脈二尖弁の癒合形態によって特徴的な血流パターンが出現することが明らかになった。さらに、右回旋helicalflowの検出と特徴的なWSS分布を同定するとともに、上行大動脈近位大彎側に高WSS部位が出現することを明らかにした。また、CFDによる壁剪断応力分布図に基づき、高壁剪断応力部と低壁剪断応力部における大動脈内膜中膜組織の網羅的遺伝子発現解析を行った結果、壁剪断応力の変化により細胞外器質関連遺伝子(matrix metalloproteinase-13、-21、-25)の発現が変化することが明らかになった。1) CFD解析による患者特異的なWSS分布に関する検討大動脈二尖弁症例12例と陰性コントロール群3例の合計15症例において、PC-MRI計測に基づくCFD血流解析を行い、各症例における上行弓部大動脈での血行力学因子の解析を行った。CFD解析画像(流線解析)では正常大動脈弁群は、大動脈弁を介して、上行大動脈内では長軸方向に非回旋性の血流パターンを呈する。これに対し、二尖弁群の大多数は、流速の早い右回旋の血流パターンを上行大動脈内に認めた。コントロール群は上行弓部大動脈でWSSの上昇は認めなかったが、三尖弁AS群・大動脈二尖弁群の全例でWSS上昇を認めた。特に大動脈二尖弁群では、上行大動脈の右側(大彎側)を中心にWSSの上昇を広範囲に認める症例が多かった。2)二尖弁大動脈拡大例におけるWSS高・低部での大動脈壁内遺伝子発現解析で確立したWSS mapping法に基づき、上行大動脈拡大(ASI > 2.75)を呈する二尖弁症例4例を対象として、WSS高・低部で内膜中膜組織を採取後、RNA(RIN値> 5.0)を精製し、DNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を施行した。全4例において、有意な発現変動(> 2 fold change(FC))を認めた遺伝子群は、42,545遺伝
シンプレクティック幾何における指数定理と解析的二次不変量

本研究の目標は:1)解析的二次不変量に関連する指数定理を、非可換微分幾何学の枠組みで構築すること;(2))指数定理とMaslov類との関連性を二次特性類の視点から明確にすること、;である。これらの目標に対して得られた結果を以下に述べる。第一に、ユニタリー群の中心拡大とMaslov類およびスペクトル流との関連性を明確にした。これは1997年4月の日本数学会特別講演で発表した結果の発展である。またPacific Journal誌上の森吉・夏目の共著論文で述べられた指数定理をII型フォン・ノイマン環のスペクトル流として解釈し直し、非可換トーラスに対して具体的な解析を行った。その結果は、研究集会'葉層構造と関連分野'(1997年10月)、'Symplectic Geometryとその周辺'(同年11月)、'量子化をめぐって'(同年12月)において発表された。第二に、非可換幾何学の視点からAtiyeh-Patodi-Singer指数定理の再定式化を行った。そのために群の偽作用という概念を導入し、付随するC^*-代数の短完全列を用いてディラック作用素の指数を相対K群の元として定義した。そしてえーた不変量に結びつく相対巡回コサイクルを構成し、これによりディラック作用素の指数を測る。その値はエータ不変量と多様体の曲率による局所不変量の差となりAtiyeh-Patodi-Singer指数定理の別証明が得られる。この結果は、アメリカ数学会(1998年10月)、名古屋大学談話会、東京工業大学幾何セミナー、東京大学火曜トポロジーセミナーにおいて発表された。第三に、エータ不変量とII型フォン・ノイマン環のスペクトル流に関する研究を行った。この結果は、東京大学火曜トポロジー・解析学セミナー(1999年12月)において発表された。本研究では:1.K-理論や巡回コホモロジー理論を主要な表現手段として、spectral flowやeta不変量などの解析的二次不変量が関連するさらに精巧な指数定理を非可換微分幾何学の枠組を用いて構築すること;2.この精巧化された指数定理をシンプレクティック幾何との関連において考察し、とくにMaslov類との関係を二次特性類の視点から明確にすること;を主要な研究目標とした。本年度における具体的な結果としては、ユニタリー群の中心Z拡大と、Maslov類およびspectral flowとの関連性を明確にしたことが挙げられる。これは1997年4月の日本数学学会特別講演において発表された結果をさらに精密化したものである。またPacific Journal誌に掲載された論文(S^1の場合についての主要な二次特性類であるGodbillon-Vey類に対するAtiyah-Singerの指数定理の一般化)に関して、この結果をII型のvon Neumann環に対する一般化されたSpectral flowとして解釈することが可能であることを見出した。そしてこの発想の正当性を確かめるために、非可換トーラス(2次元トーラス上のKronecker葉層)に対して具体的な解析を行った。その結果は、以下の研究集会;`葉層構造と関連分野'(熱海、1997年10月)、`Symplectic Geometryとその周辺'(大垣、1997年11月)、`量子化をめぐって'(葉山、同年12月)において発表された。本研究では:1. K-理論や巡回コホモロジー理論を主要な表現手段として、spectral Howやeta不変量などの解析的二次不変量が関連するさらに精巧な指数定理を非可換微分幾何学の枠組を用いて構築すること;

2.この精巧化された指数定理をシンプレクティック幾何との関連において考察し、とくにMaslov類との関係を二次特性類の視点から明確にすること;を主要な研究目標とした。本年度における具体的な結果としては、非可換幾何学の視点からのAtiyah-Patodi-Singer指数定理の定式化が挙げられる。これは、群の擬作用(group quasi-action)という新しい概念を導入し、それに付随するC^*-algebrasの短完全列を用いて、X上の作用素の指数をrelative K-groupの元として捉える方法である。この短完全列はC^*RのWiener-Hopf extensionを与えており、その構成法自体にも興味がもたれる。こうしてK-群を用いて作用素の指数を定義しておき、次にYのeta不変量に結びつくrelative cyclic cocycleを定義する。このときrelative cyclic cocycleでrelative K-groupに住む指数を測った値はYのeta不変量と局所不変量L(Rx)の差になり、Atiyah-Patodi-Singer指数定理が得られることになる。これらの結果は1998年10月にペンシルバニア州でのアメリカ数学会において発表された。さらに同年11月に名古屋大学談話会、東京工業大学幾何セミナー、東京大学火曜トポロジーせみなーにおいても同様の講演を行った。本研究では:1.K-理論や巡回コホモロジー理論を主要な表現手段として、spectral flowやeta不変量などの解析的二次不変量が関連するさらに精巧な指数定理を非可換微分幾何学の枠組を用いて構築すること;2.この精巧化された指数定理をシンプレクティック幾何との関連において考察し、とくにMaslov類との関係を二次特性類の視点から明確にすること;を主要な研究目標とした。本年度における具体的な結果としては、昨年度から取り組んでいる非可換幾何学におけるAtiyah-Patodi-Singer指数定理の定式化が挙げられる。この短完全列はC^*RのWiener-Hopf extentionを与えており、その構成法自体にも興味がもたれる。このときrelative cyclic cocycleでrelative K-groupに住む指数を測った値はYのeta不変量と局所不変量L(R_x)の差になり、Atiyah-Patodi-Singer指数定理が得られることになる。今年度はこの結果を発展させて、エータ不変量とII型von Neumann環のスペクトル流の関連性についての研究を行った。この結果に関して、1999年12月の東京大学数理科学研究科火曜トポロジーセミナー・解析学セミナー、において講演を行った。
疲労の生成及びそれが行動する動機の減弱に関わる脳内機序の解明と食品によるその調節

(1)脳内自己刺激(ICSS)を応用した定量法により、実験動物での運動による疲労、および精神的ストレスによる疲労を測定できる可能性を示した。(2)トレッドミル走行時の脳報酬系側坐核でのドーパミン作動性神経活動を明らかにした。(3)運動時血中乳酸濃度増大が脳および肝臓で検知され、これらが脳脊髄液中TGF-β活性化につながり、疲労様行動を起こすことを示した。(4)マウス遊泳能力測定を応用し、カテキンが持久運動能力を延長すること、およびラットICSSを用いた疲労度測定により、有機酸(酒石酸)が運動負荷で引き起こされた疲労感の生成、あるいは行動する動機の低下を減弱することが示唆された。現代の日本では、多くの人が疲労を自覚しており、特に肉体的疲労というよりも様々なストレスによって引き起こされる精神的疲労(中枢性疲労)をいかに抑制するかが重要な課題である。本研究では、疲労に関わる脳内部位として視床下部や報酬系、辺縁系を想定し、疲労負荷に対する応答を神経科学的に明らかにしてその関与や作用機序を明らかにすることを目的とした。また疲労に関わる脳内機構を神経科学/化学的により広範に明らかにし、食品による疲労の調節への可能性を検討する。(1)ICSSを用いた疲労度の測定とその応用コミュニケーションボックスなどによる負荷を用い、脳報酬系を電気刺激により活性化する脳内自己刺激系(ICSS)で測定した脳報酬閾値が中枢性疲労で上昇することを明らかにした。中枢性疲労発生に関与することを明らかとしたTGF-βを脳内投与するためのカニューレとICSS電極のラット頭部への設置についてそのコーディネートを検討した。(2)疲労感生成、あるいは行動する動機の抑制に関する脳内機序の解明トレッドミルによる疲労負荷を行い、脳報酬系を成す側坐核でのドーパミン細胞外液中濃度が上昇することを明らかにした。(3)疲労、あるいはエネルギー代謝調節における信号としての乳酸の機能中枢性疲労発生に関与するTGF-βの潜在型から活性型への変換に血中乳酸が信号として機能するかを明らかにするために、トレッドミル走行させたラット脳脊髄液中での活性型TGF-β濃度の増大を明らかにした。運動時に増大する血中乳酸がTGF-βの活性化に関係することが予測された。(4)抗疲労・疲労回復機能を持つ食品のスクリーニング強制遊泳によるマウスの疲労に対し食品の疲労回復効果を検討するスクリーニング系でより精度の高い疲労度=遊泳時間の測定が行えるよう流水プールの流量条件について検討を行った。(1) ICSSを用いた疲労度の測定とその応用:コミュニケーションボックスなどによる負荷を用い、脳報酬系を電気刺激により活性化する脳内自己刺激系(ICSS)で測定した脳報酬閾値が中枢性疲労で上昇することを明らかにした。中枢性疲労発生に関与が示唆されているκ-オピオイドについて、そのアゴニストの脳報酬閾値への直接の影響を検討した。(2)疲労感生成、あるいは行動する動機の抑制に関する脳内機序の解明:トレッドミルによる疲労負荷を行い、脳報酬系を成す側坐核・中脳腹側被蓋野においてドーパミン細胞外液中濃度が上昇するが、セロトニン濃度は変化しないことを明らかにした。(3)疲労、あるいはエネルギー代謝調節における信号としての乳酸の機能:中枢性疲労発生に関与するTGF-βの潜在型から活性型への変換に血中乳酸が信号として機能するかを明らかにするために、第三および第四脳室、および大槽内に乳酸を投与し、血中乳酸濃度増大を検出する脳内部位を明らかにした。(4)抗疲労・疲労回復機能を持つ食品のスクリーニング:強制遊泳によるマウスの疲労に対し食品の疲労回復効果を検討するスクリーニング系でウコンとチキンエッセンス摂取がこの測定系で効果を持つかどうかを検討検討を行った。

また疲労に関わる脳内機構を神経科学/化学的により広範に明らかにし、食品による疲労の調節への可能性を検討した。(1) ICSSを用いた疲労度の測定とその応用:κーオピオイドアンタゴニスト投与後に運動負荷し、疲労度への影響を測定したが、長期間実験に供したラットであったためはっきりとした結果が得られなかった。いくつかの有機酸の内、酒石酸摂取が運動による疲労感の発生抑制、あるいはその早期回復に効果を持つ可能性をICSSを用いた測定系で明らかとした。(2)疲労感生成、あるいは行動する動機の抑制に関する脳内機序の解明:トレッドミル走行による疲労負荷を行い、動機の形成に重要な側坐核コア部でドーパミン細胞外液濃度上昇を明らかにした。またその経時的変化はシェル部とは異なっていた。(3)疲労、あるいはエネルギー代謝調節における信号としての乳酸の機能:ラット腹腔内に乳酸を投与すると脳脊髄液でのTGF-β活性化が起こるが、末梢組織での乳酸濃度検出部位と考えられる肝門脈に直接乳酸を投与してもTGF-β活性化に影響はなかった。(4)抗疲労・疲労回復機能を持つ食品のスクリーニング:強制遊泳によるマウスの疲労に対し、食品の疲労抑制効果を検討するスクリーニング系で、茶カテキン摂取が効果を有することを確認した。ICSSを用いた測定系で酒石酸摂取が運動による疲労感の発生抑制などに効果を持つことは前項で記載した。26年度が最終年度であるため、記入しない。栄養化学26年度が最終年度であるため、記入しない。課題(1)についてTGF-βを脳内微少投与するためのカニューレとICSS電極との干渉を避けるための手術が困難であったが、その設置位置・角度の決定に目処がついたため、計画を遂行できる。課題(2)(3)については計画通り進行している。課題(4)は運動能力定量をさらに厳密なものとする条件検討を行ったため、実際の食品投与まで進んでいなかったが、条件設定が完了したため計画の遂行が可能となった。課題(1)についてκ-オピオイドが疲労様行動を引き起こし、ICSSでの脳報酬閾値の上昇を示すことを明らかとした。課題(4)は実際の食品投与を行っているが当初予想したような効果が得られておらず、実験系の確認を行っている。24年度の若干の遅れを取り戻しつつ、25年度計画を予定通り遂行する。ICSS電極の挿入位置について、既報と我々の用いているラットでコーディネートのずれがあるらしく、手術の歩留まりがやや低い。このずれの修正を行い、実験に用いることのできる動物数をさらに向上し効率よくデータを取得する。25年度計画はほぼ順調に遂行できたが、課題(4)の結果に疑問があり、さらに検討を行う。ポジティブコントロールとなる餌に、トレッドミルによる走行能力で実績がある卵白タンパク質やホエイタンパク質を用いることも予備的に行う。またICSS応答に問題があったが、メーカー側でも原因が解明できていない不具合が装置にあり、これを同等品と交換することで正常な応答が安定して得られるようになってきた。今後さらに検体数を確保する。
小学校算数科における比例的推論の教授・学習に関する実証的研究

数学者と数学教育研究者と小学校現職教師による研究会を定期的に開催し,比例的推論の教授実験プログラムを構成するとともに,これに基づき,教授実験を3年間,二つの小学校で継続的に行った。教授実験の結果,市川啓氏の実践からは,小学校3学年と4学年の乗除法場面で,比例的推論の進展において加法的見方から乗法的見方への過渡期的変容をとらえることができた。高橋丈夫氏の実践からは,小学校4学年,5学年の乗除法ならびに割合の場面で比例的推論の進展の助けとして数直線が有効であることが明らかとなった。本研究の究極的な目的は,算数・数学学習における比例的推論の役割を教授・学習の両側面から分析し,比例関係を中心概念にすえ,かつその適時性に配慮した小,中,高等学校段階での一貫カリキュラムを構築するとともに,それを実証的に行うことにある。特に本研究では,小学校の実践経験のある数学教育研究者を募り,数学者とともに小学校算数の比例的推論の教授・学習過程の実証的研究を行うことを目的としている。そして,教授実験の結果を詳細に分析することによって,比例概念の形成の立場からみて,指導内容の適時性を再評価し,カリキュラムに反映させることを意図している。今年度は,小学校4学年で比例関係を顕在化させる意図をカリキュラム構成の観点から分析した。その結果,針金を素材とした割合(比)の三用法の問題による分析からは,それぞれの問題の解決過程において,暗黙のうちに用いている比例の顕在化できることや,その前提を活用して数学的推論を行っていることが明確となった。特に,第一用法と第二用法の前提を確認することで「長さと重さとに比例関係がある」ことが顕在化できる。また第三用法の問題では,「一方がm等分ならば他方もm等分になるはず」という推論を行っていることが明らかとなった。また,1あたり量を示さない問題の分析からは,以下のことが明らかとなった。本問題は,乗法と除法を一回ずつ用いる二段階問題のため,乗法と除法を用いる際の根拠を問われることに必然性がある。と同時に,この問いに答えることが,暗黙のうちに用いていた比例関係を顕在化することになる。逆に言えば,比例関係に着目しないと問題が解けないのである。さらには,一般に指導されている小数の乗法の解決の素地まで指導できることがわかった。これらの成果は,学会発表ならびに論文として発表している。また,これらを受けて,小学校4学年で教授実験を国立大学の附属小学校と公立小学校で行った。現在,この分析を行っており,来年度には発表する予定である。今年度は,以下の二つの研究課題を設定して取り組んだ。1つは,昨年度行った1あたり量を示さない整数の比例的推論の実践授業(小学校4学年)を分析することである。分析の結果,以下のことが明らかとなった。1あたり量を示さない題は,乗法と除法を一回ずつ用いる二段階問題のため,乗法と除法を用いる際の根拠を問われる必然性がある。この演算決定のプロセスを数直線図に表すことで比例関係を顕在化しようとした。実践の結果,授業後の学習感想からは数直線図ならびに比例関係を顕在化したよさに触れたもの力弐多く見いだされた。しかし一方で,評価問題では数直線図に触れることなく比例関係を前提に考えている実態も明らかとなった。なお,これに付随した形で小学校3学年の授業実践の分析を行い,これらも含めて3本の査読付き論文としてまとめた。もう1つが小学校5学年で比例関係を顕在化させる意図をカリキュラム構成の観点から分析した。1つが小数の乗除法の単元であり,もう1つが割合の導入場面である。これらの授業実践については,現在詳細に分析している途中であり,分析した結果を,来年度には発表する予定である。