hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
炭酸塩岩を用いた過去5万年間の太陽活動・宇宙線入射量・地磁気変動の解析

平成23年度は,研究試料の炭素・酸素同位体組成分析およびΔ^<14>C,測定を行い,そのデータ解析を行なった.以下にその成果を報告する.炭素・酸素同位体組成分析を行なった結果,^<14>C年代が"現在"の個体と"それ以前(1804cal BP5cal BP)"の個体とでは,Basiliola lucidaの二次層のδ13Cに系統的な値の違い(それぞれ,2.00‰2.07‰および3.16‰3.55‰)がみられた.この約1‰の違いは,サンゴ骨格より復元された海洋Suess効果の程度と調和的である.また,B.lucidaの二次層のδ^<18>Oには水深に依存した値の違いがみられ,水深の違いに伴った水温の違いをよく反映していた.よって,B.lucidaの殻の同位体組成を用いれば,炭素循環の変化に伴う海洋環境の影響や,気候変動に伴う水温変化の程度を定量的かつ正確に見積もることが可能である.得られた一部の遺骸の年代は約4,000年前現在と推定された.よって,今回得られたB.lucidaを用いれば,少なくとも過去数千年間に渡る海洋環境の変化を復元できる.また,同遺骸より得られたΔ^<14>Cの結果には年代ごとの違いが認められたが,現段階では分析した個体数が十分とは言い難い.よって,今後,より多くの個体を^<14>C分析し,沖縄沖のΔ^<14>Cの変化を明らかにするとともに,沖縄周辺の樹木年輪より得られたΔ^<14>Cの変化と比較したいと考えている.以上より,B.lucidaの殻の炭素・酸素同位体組成分析ならびにΔ^<14>C分析を行い,それらのデータを蓄積させることにより,少なくとも過去数千数百年間にわたる亜熱帯域中層の海洋環境変動を信頼性高く復元でき,過去の地球表層環境に影響を与えたとされている内的要因(火山活動など)および外的要因(太陽活動など)をそれぞれ定量的に評価できると考えられる.本年度は,試料の採取,およびレーザーを用いた炭酸塩の前処理法について検討したので,以下に報告する.試料の採取は,昨年7月に行ったドレッジによる腕足動物の採取,および3ヶ月に1度の定期採水を行った.また,腕足動物の生息地近傍(水深約70m)に塩分計を設置し,同水深における年間を通じた,水温・塩分データの定点観測を行っている.これにより,腕足動物の生息地近傍における海洋データの取得,および海洋環境の把握が可能となり,腕足動物殻と海洋データを対比させることで,同殻がどの程度,海洋環境を正確に記録しているかを明らかにすることができると考えられる.IRレーザーを用いた炭酸塩の前処理法は,従来の炭酸塩粉末試料を用いた分析法と比べ,試料採取の連続性,緻密性,簡便性などといった点で優れている.よって本前処理法を用いれば,炭酸塩試料の同位体・金属元素について,3次元的なマッピングや時系列データの取得等が,容易に,且つ再現性よく検討・解析できると考えられる.本年度は,その設計および立ち上げを行った.しかし,上記を実現させるためには,まずその準備段階として,IRレーザーと炭酸塩試料の特性を理解し,レーザーの照射強度と,試料の生成量およびブランクの大きさとの関係や,得られたデータの再現性等を評価する必要がある.それらの十分な評価が得られた場合,本手法を腕足動物殻に応用し,同殻の成長線に沿ったOntogenetic Seriesの^<14>Cの変動に関して,検討する予定である.IRレーザーを用いた炭酸塩の前処理法は,従来の炭酸塩粉末試料を用いた分析法と比べ,試料採取の連続性,緻密性,簡便性などといった点で優れている.よって本前処理法を用いれば,炭酸塩試料の同位体・金属元素について,3次元的なマッピングや時系列データの取得等が,容易に,且つ再現性よく検討・解析できると考えられる.しかし,上記を実現させるためには,まずその準備段階として,IRレーザーと炭酸塩試料の特性を理解し,レーザーの照射強度と,試料の生成量およびブランクの大きさとの関係や,得られたデータの再現性等を評価する必要がある.よって本研究では,IRレーザーと炭酸塩試料の特性を理解するため,標準試料を用い,上記について検討した.本前処理では,炭酸塩試料に赤外レーザーを照射して試料を熱分解させ,二酸化炭素(CO_2)を生成し,水素で還元し,グラファイト化する.本研究では,前処理の際に生じる可能性があるコンタミネーションを最小限に抑えるため,レーザーの照射からグラファイト化までの行程を1つのラインで完結できるようにした.また,本前処理の大部分を自動化することを念頭におき,Lab Viewを用いて実行プログラムを作成した.基礎実験では,レーザーの照射強度と,試料の生成量およびブランクの大きさとの関係,データの再現性について検討した。その結果,レーザーの照射強度とCO_2量の間には直線関係がみられ,ブランクの大きさは誤差範囲内であることが明らかとなった.カルフォルニア大学アーバイン校のSouthon研究室にてΔ^<14>C測定を行った結果,前処理を行った試料は全て現在の値を示した.よって,ラインの立ち上げおよび基礎実験は成功したといえる.以上より,平成23年度は上記の知見に基づき,未知試料を用いて実験を進める予定である.

平成23年度は,研究試料の炭素・酸素同位体組成分析およびΔ^<14>C,測定を行い,そのデータ解析を行なった.以下にその成果を報告する.炭素・酸素同位体組成分析を行なった結果,^<14>C年代が"現在"の個体と"それ以前(1804cal BP5cal BP)"の個体とでは,Basiliola lucidaの二次層のδ13Cに系統的な値の違い(それぞれ,2.00‰2.07‰および3.16‰3.55‰)がみられた.この約1‰の違いは,サンゴ骨格より復元された海洋Suess効果の程度と調和的である.また,B.lucidaの二次層のδ^<18>Oには水深に依存した値の違いがみられ,水深の違いに伴った水温の違いをよく反映していた.よって,B.lucidaの殻の同位体組成を用いれば,炭素循環の変化に伴う海洋環境の影響や,気候変動に伴う水温変化の程度を定量的かつ正確に見積もることが可能である.得られた一部の遺骸の年代は約4,000年前現在と推定された.よって,今回得られたB.lucidaを用いれば,少なくとも過去数千年間に渡る海洋環境の変化を復元できる.また,同遺骸より得られたΔ^<14>Cの結果には年代ごとの違いが認められたが,現段階では分析した個体数が十分とは言い難い.よって,今後,より多くの個体を^<14>C分析し,沖縄沖のΔ^<14>Cの変化を明らかにするとともに,沖縄周辺の樹木年輪より得られたΔ^<14>Cの変化と比較したいと考えている.以上より,B.lucidaの殻の炭素・酸素同位体組成分析ならびにΔ^<14>C分析を行い,それらのデータを蓄積させることにより,少なくとも過去数千数百年間にわたる亜熱帯域中層の海洋環境変動を信頼性高く復元でき,過去の地球表層環境に影響を与えたとされている内的要因(火山活動など)および外的要因(太陽活動など)をそれぞれ定量的に評価できると考えられる.
多重ゲノム配列アラインメントに基づく機能情報の抽出

ゲノムDNA配列のアラインメントは、比較ゲノム研究の中で最も直接的でかつ有用なバイオインフォマティクス技術である。しかしながら、ゲノム配列のアラインメントには様々な困難を伴う。本研究では、脊椎動物ゲノム相当の長大なゲノム配列間アラインメントを、特別な計算機資源を要することなく実用的な計算時間で求めるための手法の開発を目指した。そのために、配列を巨視化し、階層的に精密化するというアルゴリズムを考案した。本年度は、そのアルゴリズムを実装したプログラム「Cgaln」を開発した。原核生物および哺乳動物の染色体配列を対象としてCgalnの性能をいくつかの従来法と比較した。従来法に比べ、Cgalnは有意に少ない計算時間と記憶容量で実行できる一方、従来法の中で最も高い精度を示すプログラムと同等の精度を持つことが確認された。Cgalnのソースコードはインターネットを通じて一般に公開している。本年度はまた、遺伝子発現プロファイルに基づく細胞の分類にも取り組んだ。特に、がん細胞と正常細胞の判別や、がん細胞のタイプ分類に遺伝子発現プロファイルを用いる手法を開発した。この分野にはすでに多くの研究が蓄積しているが、従来法よりもはるかかに少ない、わずか12種の遺伝子の発現データを用いるだけで、従来法に遜色のない分類性能が得られることが判明した。そのような遺伝子はがんの分子マーカーとしてふさわしい特徴を備えている。さらに、がん細胞と正常細胞の間で選択的スプライシングにどのような差異が見られるかも調べた。予期に反し、一般にがん細胞の方が選択的スプライシングによる分子種の多様性が低いことが観察された。前年度に引きつづき、転写産物のゲノム配列へのマップとスプライスアラインメントの高効率化を推進した。昨年度開発・公開した我々のソフトウェアSpalnは、cDNA/EST配列を問い合わせとしたが、本年度はこれをさらに発展させ、アミノ酸配列を問い合わせとすることも可能とした。これにより、ゲノム配列を検索し、対応する遺伝子領域内で問い合わせアミノ酸配列を鋳型としたスプライスアラインメントを実行することができるようになった。この方法により、従来法に比べ2桁あまり高速でかつより高精度に当該遺伝子翻訳領域の遺伝子構造を同定することが可能となった。このことはまた、相同な遺伝子をゲノム横断的に発見するソフトウェアであるFamilyWiseの実装に向けて、重要な進捗が得られたことを意味する。Spalnを実行した結果、ならびに以前開発した選択的スプライシングの自動分類法を用いることにより、正常組織と腫瘍組織における選択的スプライシングの様式差について検討を行った。生検組織から調整した試料に基づき、特定の腫瘍組織で選択的に発現または非発現するスプライス変異体を同定することに寄与できた。ゲノム配列を粗視化することにより、段階的に対象を限定していく戦略を用いた我々のCGAT法は、他に類を見ない独自のゲノム配列アラインメント法である。この1年間の改良により、計算速度に関してはかなりの改良を果たせた。今後、比較対象ゲノム配列間の類似度に対する依存性など、その有効性についてさらに詳しく検討する必要がある。
ギャンブル障害のコネクトームについて

ギャンブル障害(Gambling Disorder: GD)患者群及び健常対照群のリクルートを行った。各被験者に対し、心理学的検査、行動経済学を取り入れた行動実験を行った。続いて、大学設置のMRI装置にてT1強調3D画像、拡散テンソル画像、および行動経済学課題を用いた脳機能画像、安静時の脳機能画像を撮影した。安静時脳機能活動においてSalience Network (SN)は認知やセルフモニタリング、Default Mode Network(DMN)は自己参照過程や記憶、Central Executive Network (CEN)は情報処理や意思決定との関わりから様々な研究がなされている。GD患者は過去の出来事に基づいて行動を調節することやセルフモニタリングが不得手であることが知られており、これらはSNやDMNのネットワーク機能障害に由来する可能性が考えられる。このため、GD患者の安静時におけるSNとDMNそれぞれのnode間の結合性についてconnツールボックスを用いて検討した。GD患者は健常対照群と比較して、後部SN内の2つのnode間の機能的結合及び、背側DMNのnodeの一つと前部SNのnodeの一つとの機能的結合が減弱していた。前者はGD患者における内受容情報処理の機能不全の神経基盤である可能性があり、これが自己モニタリングの困難さに繋がっているのではないかと考えられる。後者の機能異常は、ネットワーク切り換え障害不全の先行研究と併せて考えると、過去の出来事に基づいて行動を上手く調節出来ないことに繋がると考えられる。この成果を国際学会にてポスター発表した。また、行動実験データと脳構造画像の関連を検討した成果や、行動経済学課題を行った際の脳活動を検討した成果は英文誌に受理された。医療機関に繋がることが少なくリクルートの難しいギャンブル障害患者群、及び健常対象群の画像・遺伝子・心理検査データを収集出来ている。また、コネクトーム解析の予備的な結果を報告出来ている。さらに、行動実験データと脳構造画像の関連を検討した成果や、行動経済学課題を行った際の脳活動を検討した成果をそれぞれ論文化した。前年度同様、データ収集とデータ解析を継続する。引き続き、より新しい解析方法についても習得を目指し、その結果について国内外の学会で発表を行い、英文誌への投稿、受理を目指す。まずGD患者の安静時における脳機能活動の全体的な傾向を把握するため、独立成分分析を行い、主要な大規模脳ネットワークの振幅を検討した。GD群では検討したもののうち多くのネットワークにおいて、その振幅が減少していた。また、GD群における大規模脳ネットワークの振幅は罹病期間と負の相関を示していた。GD群における大規模脳ネットワークにおける振幅低下は、嗜癖患者において提唱されている動的なネットワーク切り替え障害に寄与している可能性やネットワーク組織化不全を示唆している可能性もある。これは嗜癖患者のコネクトームに影響を与える知見であると考えられる。また、確率割引に着目した行動実験ではGD患者は健常群と比較して利益の確率を高く見積もることが示唆された。また、GD患者は健常群と比較して左扁桃体が萎縮しており、その容量は利益の確率を高く見積もる度合いを示す指数と負の相関を示した。すなわちGD患者における扁桃体容量低下は利益の確率を高く見積もる度合いと相関し、より危険な意思決定に繋がっていると考えられる。また、埋没費用効果に着目した行動実験ではGD群において、埋没費用効果を示す指標と賭博中断期間が負の相関、罹病期間が正の相関を示した。埋没費用効果条件をコントロール条件と比較した際にはGD群は健常群と比較して背内側前頭皮質の活動が低下しており、活動の程度と罹病期間は負の相関を示した。これはGD患者が負けを深追いしてギャンブルから抜けられなくなる現象の神経基盤であると考えられる。医療機関に繋がることが少なくリクルートの難しいギャンブル障害患者群、及び健常対象群の画像・遺伝子・心理検査データを順調に収集出来ている。コネクトーム解析のセットアップに時間を要してはいるが、様々な解析も随時行っており、GD患者における安静時機能的結合に関する予備的な結果も報告出来ている。また、行動実験データと脳構造画像の関連を検討した成果や、行動経済学課題を行った際の脳活動を検討した成果をそれぞれ論文化し英文誌に投稿中である。

GD患者は健常対照群と比較して、後部SN内の2つのnode間の機能的結合及び、背側DMNのnodeの一つと前部SNのnodeの一つとの機能的結合が減弱していた。前者はGD患者における内受容情報処理の機能不全の神経基盤である可能性があり、これが自己モニタリングの困難さに繋がっているのではないかと考えられる。後者の機能異常は、ネットワーク切り換え障害不全の先行研究と併せて考えると、過去の出来事に基づいて行動を上手く調節出来ないことに繋がると考えられる。この成果を国際学会にてポスター発表した。また、行動実験データと脳構造画像の関連を検討した成果や、行動経済学課題を行った際の脳活動を検討した成果は英文誌に受理された。医療機関に繋がることが少なくリクルートの難しいギャンブル障害患者群、及び健常対象群の画像・遺伝子・心理検査データを収集出来ている。また、コネクトーム解析の予備的な結果を報告出来ている。さらに、行動実験データと脳構造画像の関連を検討した成果や、行動経済学課題を行った際の脳活動を検討した成果をそれぞれ論文化した。ギャンブル障害患者及び健常対照群のリクルートを継続し、心理検査データ、行動実験データ、灰白質・白質の構造画像データ、課題時及び安静時機能画像データ、遺伝子データをさらに蓄積していく。そうしてデータベースをより強固なものにしていき、よりインパクトの高い研究を目指す。データ収集と並行してデータ解析を継続する。より新しい解析方法についても習得を目指し、その結果について国内外の学会で発表を行う。そして最終的には英文誌に投稿し受理を目指す。こうして得られた成果を社会に発表し、臨床現場への還元を目指していく。前年度同様、データ収集とデータ解析を継続する。引き続き、より新しい解析方法についても習得を目指し、その結果について国内外の学会で発表を行い、英文誌への投稿、受理を目指す。(理由)コネクトーム解析のセットアップに時間を要したこともあり、遺伝子データの解析を本格的に行うまでに至らなかったため。(使用計画)遺伝子データの解析に用いるキット、プローブなどの購入に主に宛てる予定である。(理由)今年度支払い予定分の謝金に関して、他の研究費による支払いが可能となったため。(使用計画)謝金、機種変更に伴いより大きな額が必要となるMRI使用料、解析設備費などに使用予定である。
肺癌のパクリタキセル耐性に関わる関連タンパク質の同定とその機能解明

FIGNL1は微小管切断酵素Fidgetinのファミリーとして哺乳類で同定された.最近ショウジョウバエFidgetinはアセチル化微小管を特異的に切断するのに対して哺乳類では非アセチル化微小管を基質とする違いが明らかとなった.新規標的蛋白FIGNL1の発現抑制によりパクリタキセル耐性細胞株の耐性を喪失させたところ,予想に反して小胞が消失することはなく逆にサイズの増大した小胞の出現頻度が増加し,小胞形成へのFIGNL1関与の可能性が示唆された.我々はFidgetinファミリーの酵素活性中心のアミノ酸配列解析から哺乳類FIGNL1はショウジョウバエFidgetinと同じくアセチル化微小管を切断する可能性を見いだした.そこで培養細胞株の免疫細胞化学と超解像蛍光顕微鏡N-SIMによる観察により,FIGNL1が細胞質内に局在すること,微小管と共局在するものはアセチル化領域に限局されること,それらは他のファミリー分子から予想されたように多量体を形成していると解釈されることを見いだした.アセチル化領域を切断直後と思われる像も多数記録した.さらに,FIGNL1の発現抑制により微小管アセチル化領域が顕著に拡大していることも見いだした.以上の結果に加えて,パクリタキセルは重合微小管に結合し安定化をすることにより細胞周期の進行を阻害すること,昨年度明らかにしたFIGNL1のパクリタキセル結合部位が酵素活性中心異なるということに鑑みると,耐性株におけるFIGNL1発現亢進は,パクリタキセルの微小管へのアクセスを低下させる一方,パクリタキセルによる重合安定化効果を低下させるという状況を生みだすことで,耐性獲得に寄与することが示唆された.1次スクリーニングとして,パクリタキセル固定化ビーズで回収した結合タンパク質のうち,細胞株によって差次的に得られたバンドから質量分析を行う.それによって得られたタンパク質について,ノックアウト,強制発現による耐性変化を細胞株にて検討する.これらの結果を踏まえ,癌臨床検体を用いて初代培養システムで各検体におけるパクリタキセルの感受性を測定し,そのデータと同タンパク質の遺伝子レベルでの発現量との間に相関があるかを検討することとした.3種類のパクリタキセルに対する感受性の異なる肺癌細胞株(II18, A549, RERF-LC-KJ)の細胞溶解液とパクリタキセル固定化磁気ビーズ(FGビーズ)を反応させてパクリタキセル結合タンパクを回収してから電気泳動,銀染色にてバンドのパターンを確認し,差次的なバンドの存在が明瞭であった.この中で,RERF-LC-KJにおいて発現の認められるバンドについてLC-MS/MS解析を行った結果,FIGNL1 (fidgetin like-1)タンパクが同定された.FIGNL1をsiRNAによりノックダウンし,IN Cell Analyzerによって耐性細胞株RERF-LC-KJの生存率を評価した.3段階の異なるパクリタキセルに24時間曝露した後,2.7 nMおよび9 nMの低濃度のパクリタキセル曝露を行うと生存率は60-70%まで低下したことが明らかとなった.さらに,AutoDock Vinaを用いたtaxol - FGNL1(二量体)間での結合予測を行った。FGNL1二量体の間に形成されるポケットにパクリタキセルの環構造の1つがはまり込むことが可能であった.これはFGNL1がパクリタキセル固相化ビーズによって回収されていることを理論上証明しうるものである.パクリタキセル固相化磁気ビーズを用いて安定的にFIGNL1の拾い出しをすることが可能となり,siRNAにてパクリタキセル耐性を下げることが観察された.FIGNL1は微小管切断酵素Fidgetinのファミリーとして哺乳類で同定された.最近ショウジョウバエFidgetinはアセチル化微小管を特異的に切断するのに対して哺乳類では非アセチル化微小管を基質とする違いが明らかとなった.新規標的蛋白FIGNL1の発現抑制によりパクリタキセル耐性細胞株の耐性を喪失させたところ,予想に反して小胞が消失することはなく逆にサイズの増大した小胞の出現頻度が増加し,小胞形成へのFIGNL1関与の可能性が示唆された.我々はFidgetinファミリーの酵素活性中心のアミノ酸配列解析から哺乳類FIGNL1はショウジョウバエFidgetinと同じくアセチル化微小管を切断する可能性を見いだした.そこで培養細胞株の免疫細胞化学と超解像蛍光顕微鏡N-SIMによる観察により,FIGNL1が細胞質内に局在すること,微小管と共局在するものはアセチル化領域に限局されること,それらは他のファミリー分子から予想されたように多量体を形成していると解釈されることを見いだした.アセチル化領域を切断直後と思われる像も多数記録した.さらに,FIGNL1の発現抑制により微小管アセチル化領域が顕著に拡大していることも見いだした.以上の結果に加えて,パクリタキセルは重合微小管に結合し安定化をすることにより細胞周期の進行を阻害すること,昨年度明らかにしたFIGNL1のパクリタキセル結合部位が酵素活性中心異なるということに鑑みると,耐性株におけるFIGNL1発現亢進は,パクリタキセルの微小管へのアクセスを低下させる一方,パクリタキセルによる重合安定化効果を低下させるという状況を生みだすことで,耐性獲得に寄与することが示唆された.パクリタキセル耐性細胞株のプロテオーム解析によりFIGNL1の同定が可能となり,発現抑制実験や形態学的アプローチによりパクリタキセル耐性の機序に関連した役割が解明できている.FIGNL1は微小管

切断酵素Fidgetinのファミリーとして哺乳類で同定された.最近ショウジョウバエFidgetinはアセチル化微小管を特異的に切断するのに対して哺乳類では非アセチル化微小管を基質とする違いが明らかとなった.新規標的蛋白FIGNL1の発現抑制によりパクリタキセル耐性細胞株の耐性を喪失させたところ,予想に反して小胞が消失することはなく逆にサイズの増大した小胞の出現頻度が増加し,小胞形成へのFIGNL1関与の可能性が示唆された.我々はFidgetinファミリーの酵素活性中心のアミノ酸配列解析から哺乳類FIGNL1はショウジョウバエFidgetinと同じくアセチル化微小管を切断する可能性を見いだした.そこで培養細胞株の免疫細胞化学と超解像蛍光顕微鏡N-SIMによる観察により,FIGNL1が細胞質内に局在すること,微小管と共局在するものはアセチル化領域に限局されること,それらは他のファミリー分子から予想されたように多量体を形成していると解釈されることを見いだした.アセチル化領域を切断直後と思われる像も多数記録した.さらに,FIGNL1の発現抑制により微小管アセチル化領域が顕著に拡大していることも見いだした.以上の結果に加えて,パクリタキセルは重合微小管に結合し安定化をすることにより細胞周期の進行を阻害すること,昨年度明らかにしたFIGNL1のパクリタキセル結合部位が酵素活性中心異なるということに鑑みると,耐性株におけるFIGNL1発現亢進は,パクリタキセルの微小管へのアクセスを低下させる一方,パクリタキセルによる重合安定化効果を低下させるという状況を生みだすことで,耐性獲得に寄与することが示唆された.パクリタキセル感受性株におけるプラスミドによる標的遺伝子の強制発現を行った細胞株において,IN Cell Analyzerを用いてパクリタキセルに対する薬剤耐性を測定し,耐性の変化を検討する.また,免疫組織化学抗体を用いることで,標的タンパク質の細胞内局在について共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察を行う.小胞形成へのFIGNL1関与の可能性を示すとともに,小胞と耐性機構との関連については再考の必要がある.また小胞内でパクリタキセルとFIGNL1が結合体を形成するかどうか検討中である.当初,学術集会での発表を視野に入れており旅費を計上していたが,進捗状況から発表を差し控えたため.今年度学会発表を行わなかったため,学会発表の旅費に割り当てていた費用を次年度に繰り越すこととなったため.学会発表への旅費申請に用いる予定である.
日本における農村地理学の構築のための理論的・実証的研究

本研究は、先進諸国における農村地理学の動向に関する検討と、日本および諸外国における農村の実証的研究に基づいて、日本の農村地理学を構築することを目的とした。まず、日本を含む世界の先進諸国における農村地理学の方法と内容について、主として文献に基づき整理した。ヨーロッパではイギリスとフランスとドイツ、オーストリア、新大陸ではカナダ、アメリカ合衆国、オーストラリア、ニュージーランドについて検討した。さらに主要国の農村地域における人口と雇用、ジェンダー、宗教に関する研究についても整理した。それぞれの国の農村地理学は、第一次産業のみならず、第二次・第三次産業、および社会・文化・政治、そして政策や計画など多様な内容を含んでいる。また、多くの理論や概念を提示しており、応用的な性格も強い。このようなことから、従来日本では農村の地理学とは考えられてこなかった研究も、農村地理学に取り込んで、農村地理学の枠のなかで系統的に整理する必要があることがわかった。これらを踏まえて、日本の農村地理学の内容を(1)農村地理学の枠組み(視点と方法、説明モデル、データと調査方法)、(2)農村の時空間的変動(農村の変遷、農村のタイポロジー)、(3)農村の土地基盤と景観、(4)農村の人口と雇用、(5)農村の経済(農業、都市化と農業、工業、交通・流通、観光・レクリエーション)、(6)農村の生活(中心地、サービス、生活行動)、(7)農村の社会と文化(社会の構造・コミュニティ、文化・教育)、農村計画(政策・行政サービス、農村の再生と持続的発展)と決め、それぞれの内容について具体的に記述した。これらと、各国の農村地理学の動向、農村地域における事例研究を含めて、研究成果報告書としてまとめた。本年度は日本を含む先進諸国における農村地理学の成果を検討し、その方法、概念、内容について整理した。田林はカナダ、斎藤はアメリカ合衆国、手塚はフランス、森本はイギリス、山本はドイツを中心とした中央ヨーロッパ、菊地はオーストラリアとニュージーランドの農村地理学を検討し、さらに松井は日本の農村における文化的側面、川瀬は日本の農村の人口や雇用という側面から検討した。それぞれの国の農村地理学は、経済、社会、文化、人口、土地利用・景観、資源管理、集落、レクレーションなど多くの内容を含んでおり、特にそのような要素が多様である都市周辺の農村において多くの研究実績が蓄積されていることがわかった。各国の農村地理学の内容を比較検討するにつれて、そもそも現代において農村をどのように定義するべきかという点まで掘り下げて議論しなければならないという新たな課題に直面することになった。また、現在の農村地理学では、地域振興、地域政策、農村の持続的発展といった、応用的側面が強調されるという特徴にも気づいた。文献研究を進める一方、具体的な農村調査を水戸市周辺農村や岩手県胆沢扇状地、松本盆地、東京西郊、アメリカのカリフォルニア南部、フランスの地中海沿岸、タイのチェンマイ近郊などで実施し、土地利用・景観、経済構造、社会構造などの実態分析から、農村地理学の構築を目指した。また、次年度以降の具体的な調査の準備として、2000年農業センサス市町村別統計書の必要部分を購入した。昨年度に引き続き日本を含む先進諸国における農村地理学の成果を検討し、その方法と内容について整理するとともに、外国と日本における農村調査の経験もふまえて、大まかな日本の農村地理学に関する分担項目を決め、調査と文献収集を開始した。田林は日本とカナダ、斎藤はアメリカ合衆国、手塚はフランス、森本はイギリス、山本は中央ヨーロッパのドイツ語圏、菊地はオーストラリアとニュージーランドの農村地理学を検討し、さらに松井はヨーロッパと日本の農村における文化的側面、川瀬は日本と北アメリカの農村を人口と雇用という側面から検討した。それぞれの国の農村地理学は、第一次産業のみならず、第二次・第三次産業、および経済・社会・文化、そして政策など多様な内容を含んでいるとともに、概念や方法なども多様であることがわかった。

文献研究を進めるとともに、実証的研究を岩手県胆沢扇状地、富山平野、群馬県大泉町、岩木山周辺農村、長野県川上村、カリフォルニア州インペリアルバレー、カナダ南オンタリオ、シドニー大都市圏などの農村で実施した。日本の農村地理学の内容分担については、暫定的に(1)農村の定義・農村景観・農村の土地基盤を田林が、(2)農業システムの構造と変化を斎藤が、(3)農村工業・農村の中心地・農村社会の構造・農村のタイポロジーを山本が、(4)農村のサービス・農村の交通と流通、農村地理学に関するデータを森本が、(5)農村の人口と雇用・ジェンダー・生活行動を川瀬が、(6)農村の文化・教育・宗教・レクリエーションを松井が、(7)農村の行政と計画を手塚が、(8)都市化と農業、農村地理学の説明モデルを菊地が分担し、具体的作業を始めた。まず、日本を含む世界の先進諸国における農村地理学の方法と内容について、主として文献に基づき整理した。外国と日本における農村調査の経験も踏まえて、日本の農村地理学の視点や概念、方法、内容について見当した。日本の農村地理学を構成する項目を決定し、それらの内容について、現地調査と既存の文献に基づいてまとめた。田林は日本とカナダ、斎藤はアメリカ合衆国、手塚はフランス、森本はイギリス、山本はドイツ・オーストリア、菊地はオーストラリアとニュージーランドの農村地理学の動向についてまとめ、松井は主要国の農村における宗教現象について、川瀬は主要国の農村における人口と雇用、ジェンダーについて整理した。それぞれの国の農村地理学は、第一次産業のみならず、第二次・第三次産業、および社会・文化・政治、そして政策や計画など多様な内容を含んでおり、このような観点からみると、従来日本では農村の地理学とは考えられてこなかった研究を、農村地理学に取り込んで、農村地理学という枠のなかで系統的に整理する必要があることがわかった。これらを踏まえて、日本の農村地理学の内容を(1)農村地理学の枠組み(視点と方法、説明モデル、データと調査方法)、(2)農村の時空間的変動(農村の変遷、農村のタイポロジー)、(3)農村景観(景観、土地基盤の整備)、(4)農村の人口と雇用、(5)農村の経済(農業、都市化と農業、工業、交通・流通、観光・レクレーション)、(6)農村の生活(農村の中心地、サービス、生活行動)、(7)農村の社会と文化(社会の構造・コミュニティ、文化・教育)、(8)農村計画(政策、資源評価、農村の再生と持続的発展)と決め、研究代表者と研究分担者が、それぞれの項目を分担し、既存の文献と現地調査に基づいて、内容を具体的に記述した。本年は最終年度であるため、報告書にまとめた。
藻場再生技術へのバイオマス資源の有効利用に関する研究

本研究では、製鋼スラグと腐植物質を用いた藻場再生技術における更なる鉄供給効果促進と未利用資源の有効利用を目指し、農村地域で得られるバイオマス資源の堆肥化(腐植化)実験と得られた腐植物質の鉄(II)との錯形成能評価、そして構造解析を行った。アカシア、カラマツ、リンゴ、稲わらの4種類のバイオマス試料について検討を行った結果、種類によって腐植化と錯形成能、構造の関係性に特徴があることが示され、藻場再生技術への有効利用に向けて有用な基礎的知見を得ることができた。今年度の研究では、製鋼スラグと腐植物質を用いた藻場再生技術における更なる鉄供給効果促進と未利用資源の有効利用に向けた基礎的知見を得ることを目的として、農村地域で得られる木質系バイオマスの堆肥化(腐植化)実験と得られた腐植物質と鉄(II)との錯形成能評価を行った。堆肥化実験は、青森県鯵ケ沢町で得られる広葉樹(アカシア)、針葉樹(カラマツ)、リンゴを原料として用い、1ヶ月ごとに腐植物質量変化を評価した。また比較として、草木系バイオマスとして稲わらの腐植化も行った。その結果、時間が経過するにつれて非腐植物質分画が減少すると共に、腐植物質(フルボ酸・フミン酸)分画量が次第に増加していくことが確認された。また原料による差としては、針葉樹であるカラマツよりもアカシアやリンゴの方が腐植化は早く、また腐植物質量も多いことが示された。このことにより、鉄との錯形成を利用する藻場再生技術の腐植物質源として用いるためには、針葉樹は適さない可能性が示唆された。またこの要因を明らかにするために、鉄(II)との錯形成能評価を行った。フルボ酸、フミン酸のうち、精製したフミン酸を用いて評価した結果、定性的ではあるがバイオマス種類による錯形成能の違いを示唆する結果が得られた。次年度の研究では、錯形成能の更なる検討(定量評価)と腐植物質の構造解析等を行う予定である。これらの項目の評価によって、腐植物質の鉄との錯形成能と構造的特徴との関係性が示され、鉄錯形成能に有利な構造特性が明らかになることが見込まれ、今年度の研究成果を合わせることによって本研究課題の目的を達成できるものと期待できる。未利用バイオマス資源(草木系バイオマス)から得られる堆肥の藻場再生技術への利用可能性に対する基礎的知見を得るために、本年度は腐植物質の鉄との錯形成能評価、構造解析、そして鉄溶出特性評価を行った。腐植物質の試料としては、アカシア、カラマツ、リンゴ、稲わらの4種類から作製した堆肥を用い、錯形成能評価と構造解析については堆肥から分画・精製したフミン酸についての検討を行った。鉄との錯形成実験においては、条件錯形成定数と錯形成容量について、4試料(堆肥)間の評価とともに現在藻場再生技術に実際に使われているバーク堆肥(人工腐植物質)との違いについても検討・考察し、各試料の錯形成能に関するデータを得ることができた。構造解析については、元素分析(C,H,N,O,S,Ash)、平均分子量測定、官能基分析(全酸度滴定、FT-IR)、紫外可視分光スペクトル測定を行った。元素分析結果では、O/Cをはじめとして試料による特徴が見られたほか、官能基分析結果からは試料間の構造の違いが確認された。これらの構造的特徴が鉄との錯形成能に影響することが推察された。一方で鉄溶出実験においては、藻場再生技術への利用を視野に入れ、製鋼スラグと堆肥試料を混合し、4試料と人工腐植物質についてその溶出特性の違いを検討した。その結果、本研究で作製した堆肥試料と製鋼スラグの混合物でも、人工腐植物質と製鋼スラグとの混合物からの鉄溶出量に近い溶出量を示すものが見られ、藻場再生技術への利用可能性が示された。このように本年度は、草木系バイオマスの藻場再生技術への有効利用に向けた有用な基礎データを得ることができ、昨年度の成果と合わせ、当初の研究目的に沿った成果を得ることができた。今後、実際の利用に向けて水槽やフィールドでの海藻生育試験を行うことで、本研究成果が更に活かされることが期待できる。
脚と車輪を有する不整地移動プラットフォームの操作性を考慮した歩容制御手法の研究

1.実験機の試作操縦型連続移動歩容の検証のために,18自由度をもつ脚車輪ロボットの実験機を製作した.2.オペレータによる操縦に的確に反応する脚相管理歩容の実現オペレータの指示する速度が限度を超えたときに,脚の復帰動作が間に合わずに推進動作が停止する問題が明らかになり,この点の解決に特に重点を置き,集中的に研究を行った.その結果,これまで提案してきた脚相管理歩容ときわめて親和性の高い,かつ効果的な方法の開発に成功した.この方法の主要な部分は以下の通りである.(1)ベースとなる脚相管理歩容とは,脚が可動限界に到達して推進動作が継続不可能になる時刻を予測し,それに基づいて脚の復帰動作開始タイミングを決定する手法である.この手法は,脚の機械的な可動限界到達までの時間と,可動限界からの復帰に要する時間を比較し,継続的な推進動作を実現するものである.(2)しかしながらオペレータの指示速度が過大で,脚の動作タイミングの制御のみでは推進動作の継続性が維持できない場合,速度指令を強制的に小さくすることにより,機体が実現可能な範囲内で最大の速度が出せるようにする.この二つの手法を併用することにより,制御対象である脚車輪型ロボットを不整地上で継続的に動作させることに成功し,また速度指令が一定の場合については,脚の復帰動作を最小限に抑えた効率的な推進動作が実現できることを確認した.3.安定性を考慮に入れた脚相管理歩容の拡張上述の脚相管理歩容を,任意に設定した転倒安定余裕を確保しつつ継続的推進動作が可能なように拡張した.1.実験機の試作操縦型連続移動歩容の検証のために,18自由度をもつ脚車輪ロボットの実験機を製作した.2.オペレータによる操縦に的確に反応する脚相管理歩容の実現オペレータの指示する速度が限度を超えたときに,脚の復帰動作が間に合わずに推進動作が停止する問題が明らかになり,この点の解決に特に重点を置き,集中的に研究を行った.その結果,これまで提案してきた脚相管理歩容ときわめて親和性の高い,かつ効果的な方法の開発に成功した.この方法の主要な部分は以下の通りである.(1)ベースとなる脚相管理歩容とは,脚が可動限界に到達して推進動作が継続不可能になる時刻を予測し,それに基づいて脚の復帰動作開始タイミングを決定する手法である.この手法は,脚の機械的な可動限界到達までの時間と,可動限界からの復帰に要する時間を比較し,継続的な推進動作を実現するものである.(2)しかしながらオペレータの指示速度が過大で,脚の動作タイミングの制御のみでは推進動作の継続性が維持できない場合,速度指令を強制的に小さくすることにより,機体が実現可能な範囲内で最大の速度が出せるようにする.この二つの手法を併用することにより,制御対象である脚車輪型ロボットを不整地上で継続的に動作させることに成功し,また速度指令が一定の場合については,脚の復帰動作を最小限に抑えた効率的な推進動作が実現できることを確認した.3.安定性を考慮に入れた脚相管理歩容の拡張上述の脚相管理歩容を,任意に設定した転倒安定余裕を確保しつつ継続的推進動作が可能なように拡張した.(1)実験機の試作操縦型連続移動歩容の検証のために,移動効率と安定性に優れる脚車輪ロボットの実験機を製作した.制御装置は,PC/AT互換ボードコンピュータとFPGAインターフェースボードからなる構成とし,機載運用のための小型化,18自由度からなる機体を制御可能な能力を有するものとなった.(2)オペレータによる操縦実験研究代表者らが提案している「脚相管理歩容」は,推進動作の停止を予測しながら脚の復帰タイミングをリアルタイムで決定し,操縦型制御に適した速度指令追従特性を有する.このアルゴリズムを試作した実験機上で実現し,人間オペレータによる操縦実験を行った.その結果,オペレータの指示する速度がある一定限界を超えたときに,脚の復帰動作が間に合わずに推進動作の停止を招くこと,またその特性が複雑で,オペレータの学習によってもその回避は困難であることが明らかになった.この結果に基づき,指示速度の超過を自動的に補正するアルゴリズムの開発に着手した.(3)段差踏破に関する考察本研究課題で対象としている脚車輪ロボットは,代表者らが従来より取り組んできた不整地移動ロボットであるが,階段のような連続する段差,あるいは単段であっても斜めに進入したような場合には踏破に失敗していた.まず階段踏破については,段差を登る際の力学的な解析を行い,外乱力に対する余裕が最も大きくなるような姿勢および荷重配分を決定する方法を開発した.また,段差に斜めに進入した場合の踏破不能の原因が車輪の横滑りであることを実験によるつきとめ,それを回避するような歩容を新たに開発することで,踏破を実現する見込みを得た.1)オペレータによる操縦に的確に反応する脚相管理歩容オペレータの指示する速度がある一定限度を超えたときに,脚の復帰動作が間に合わずに推進動作が停止する問題が前年度の研究で明らかになっていた.本年度はこの点の解決を特に重点を置き,集中的に研究を行った.その結果,これまで提案してきた脚相管理歩容ときわめて親和性の高い,かつ効果的な方法の開発に成功した.この方法の主要な部分は以下の通りである.(a)ベースとなる脚相管理

歩容とは,脚が可動限界に到達して推進動作が継続不可能になる時刻を予測し,それに基づいて脚の復帰動作開始タイミングを決定する手法である.この手法は,脚の機械的な可動限界到達までの時間と,可動限界からの復帰に要する時間を比較し,継続的な推進動作を実現しようとするものである.(b)しかしながらオペレータの指示速度が過大で,脚の動作タイミングの制御のみでは推進動作の継続性が維持できない場合,速度指令を強制的に小さくすることにより,機体が実現可能な範囲内で最大の速度が出せるようにする.この二つの手法を併用することにより,制御対象である脚車輪型ロポットを不整地上で継続的に動作させることに成功し,また速度指令が一定の場合については,脚の復帰動作を最小限に抑えた効率的な推進動作が実現できることを確認した.(2)安定性を考慮に入れた脚相管理歩容の拡張上述の脚相管理歩容を,任意に設定した転倒安定余袷を確保しながら継続的推進動作が可能なように拡張した.(3)実験による検証以上の成果を,昨年度試作した実験機にて実現し,目的の性能が得られることを実験により確認した.
加齡にともなう作業行動の変化(若年者と高年齢者の課題種類別対応比較)

加齡と作業能力との関係について考えるため、課題としてワープロ作業を念頭においたキーボードからの入力作業(課題1)を設定した。高年齢者にとって、比較的なじみの薄い課題と考えられるこのキ-入力作業遂行行動と、これまで続けてきた組立作業(課題2)における行動とを比較することから、高年齢者の行動特性を明らかにする。課題1に関しては、被験者の到達技能レベルに、高年・若年の両群間できわめて大きな違いがみられたと同時に、習熟プロセスや入力時間にも課題2よりさらに大きな個人差がみられた。その個人差は、各指の動作所要時間の違いだけでなく、入力文字を確認後、キ-入力を開始するまでの時間の長さに大きくあらわれ、高年齢者は、積極的に指を動かしてみようとする姿勢に欠けるだけでなく、意識としての作業のまとまり形成に時間を要すると考えられた。しかし、学生被験者と同じ技能レベルまで到達した高齢被験者が1名あったことから、「加齡にともなう作業行動の変化」という問題が持つ意味の複雑さも示された。動作面のさらに詳細な分析、目での確認と手の動作の時間的関係の分析が今後に残された。今回は、5人の高年齢者を被験者として実験を行い、同じく5人の若年(学生)被験者との作業行動の比較を試みた。作業動作をVTRに収録しつつ、作業経過や入力ミス、各ブロックの入力所要時間の測定に学生アルバイトを使うことができたため、実験設備の不十分な点を実験補助者でカバーすることができ、課題対応行動の詳細な比較検討を行うことができた。今後、被験者数を増やすこと、新たな課題による実験を追加することにより、さらなる成果が期待できそうである。
肥満関連大腸腫瘍発生におけるサルコぺニア・マイオカインの作用機序解析と予防法開発

マウスを用いた肥満関連大腸腫瘍モデルを作成し、マイカインの一つであるインターロイキン(IL)6受容体抗体による大腸腫瘍発表抑制効果を実証した。高脂肪食誘発肥満マウス大腸腫瘍モデルにおける抗IL-6受容体抗体(MR-16)による大腸腫瘍への発生効果を検討した。Balb/c雄マウスは生後5週目から19週目まで高脂肪食を摂取開始した。大腸腫瘍はアゾキシメタン(AOM)を腹腔投与(10mg/kg週1回、6回)して誘発した。マウス抗IL-6受容体抗体(MR-16)は5週から13週まで(週1回、計9回)腹腔内投与を行った。MR-16投与群はPBS投与群と比較して通常食および高脂肪食誘発大腸腫瘍の数は有意に低下していた(PBSグループ6.67±3.6、MR-16群1.6±1.3、P<0.05 )。IL-6は高脂肪食誘発肥満による大腸腫瘍において重要な役割を担っている可能性がある。またマウスサルコぺニアモデルとして後肢懸垂モデルを用いて検討を行った。通常歩行群と比較して後肢懸垂群においてACF形成数が増加傾向にあった. (p=0.056)。通常歩行群と比較して後肢懸垂群の後肢懸垂直後での内臓脂肪量が有意に低値であり,有意差はなかったものの内臓脂肪および血清中のアディポネクチンの平均値は高値であった.マウスを用いたアゾキシメタン投与による大腸腫瘍形成促進モデルに対し,後肢懸垂を行うことでアディポネクチンに対する感受性が低下しACF発生が促される可能性が示唆された.ヒトに関して、多周波インピーダンス法を用いた体格・サルコぺニア肥満診断と大腸腫瘍との関連を検討した。年齢調節腺腫群は有意に内臓型肥満があり、かつ下腿筋肉量が低かった。性差別にみると男性は同様の結果となったが、女性は内臓型肥満はなく、筋肉量・指数は有意に低かった。現在、大腸腫瘍を臨床症例を蓄積している状態である。症例数としては約40例集まっている。それらのCT画像を用いて、大腸3次元解析および内臓脂肪面積測定方法は確立した。また、肥満の評価として、非侵襲性検査として多周波インピーダンス検査法も追加して、肥満の評価を行っている。またサルコぺニアの評価も肥満と同様にCT検査ならびに多周波インピーダンス法を用いている。筋肉量のみならず質の評価(握力)の評価も同時に評価している一方、動物実験もBalb/cマウスを用いてアゾキシメタン投与大腸腫瘍モデルを作成した。普通食群ならびに高脂肪食群を比較したところ、既知の報告どおり、高脂肪食群は普通食群よりも大腸腫瘍数は有意差をもって増加していた。現在、採取した採血、大腸組織、肝臓、内臓脂肪組織、糞便を使って解析を行っている。臨床研究ならびに動物実験共に順調に進行している。現在、高脂肪食+アゾキシメタン誘発大腸腫瘍モデルを用いて、マイオカイン阻害効果のあるIL6受容体抗体による効果を検討している。また、ヒトにおいても大腸腫瘍を有する患者の血中マイオスタチンおよびケメリン濃度を測定し、症例を蓄積している。現在まで約120名の測定が終了している現在、高脂肪食+アゾキシメタン誘発大腸腫瘍モデルを用いて、マイオカイン阻害効果のあるIL6受容体抗体による効果を検討している。また、ヒトにおいても大腸腫瘍を有する患者の血中マイオスタチンおよびケメリン濃度を測定し、症例を蓄積している現在、アゾキシメタン誘発大腸腫瘍マウスモデルを作成した。そのモデルを用いて、普通食と高脂肪食にて肥満を誘発して脂肪食誘発肥満マウスにして大腸腫瘍の発生を確認した。脂肪食誘発肥満モデルの方が普通食よりも大腸腫瘍の数、大きさ共に有意に大腸腫瘍が発生していた。このモデルに対して、筋分泌サイトカインであるマイオカイン関連サイトカイン、インターロイキン6(IL6)受容体抗体(MR16:中外製薬から寄贈)による腫瘍抑制効果を確認した。現在、MR16の大腸腫瘍抑制効果の解析をすすめている。現在、アゾキシメタン誘発大腸腫瘍マウスモデルを用いて、筋分泌サイトカインであるインターロイキン6(IL6)受容体抗体による腫瘍抑制効果を確認している。現在、腫瘍抑制効果の解明を行うべき解析をすすめている。

通常歩行群と比較して後肢懸垂群においてACF形成数が増加傾向にあった. (p=0.056)。通常歩行群と比較して後肢懸垂群の後肢懸垂直後での内臓脂肪量が有意に低値であり,有意差はなかったものの内臓脂肪および血清中のアディポネクチンの平均値は高値であった.マウスを用いたアゾキシメタン投与による大腸腫瘍形成促進モデルに対し,後肢懸垂を行うことでアディポネクチンに対する感受性が低下しACF発生が促される可能性が示唆された.ヒトに関して、多周波インピーダンス法を用いた体格・サルコぺニア肥満診断と大腸腫瘍との関連を検討した。年齢調節腺腫群は有意に内臓型肥満があり、かつ下腿筋肉量が低かった。性差別にみると男性は同様の結果となったが、女性は内臓型肥満はなく、筋肉量・指数は有意に低かった。マイオスタチン遺伝子改変マウスを入手することでできるため、その実験準備を行っている。その結果を解析して、どのマイオスタチン阻害剤が有効であるかどうか推測して、実験を遂行する予定である。臨床研究は引き続き症例を蓄積して解析を行っていきたい。現在、高脂肪食+アゾキシメタン誘発大腸腫瘍モデルを用いて、マイオカイン阻害効果のあるIL6受容体抗体による効果を検討している。また、ヒトにおいても大腸腫瘍を有する患者の血中マイオスタチンおよびケメリン濃度を測定し、症例を蓄積している現在、アゾキシメタン誘発大腸腫瘍マウスモデルを用いて、筋分泌サイトカインであるインターロイキン6(IL6)受容体抗体による腫瘍抑制効果を確認している。現在、腫瘍抑制効果の解明を行うべき解析をすすめている。特に内臓脂肪、筋肉、大腸組織におけるサイトカインの発現の解析を進めている。修士論文東宮繁人日本体育大学後肢懸垂がアゾキシメタン投与による大腸腫瘍形成に与える影響動物実験の進行が予想よりも遅くなった。現在、マウス実験およびヒトを用いた実験を継続するためアゾキシメタン誘発大腸腫瘍の腫瘍抑制効果は週齢30週で解剖して確認を行うが、その間腫瘍発生の有無が全く不明であり、研究が順調に進んでいるかどうか判定が困難であった。そのため、マウス大腸内視鏡システムを購入して、30週までに腫瘍発生の経過を継時的に観察・確認するように計画を変更した。経過を確認できたため、当初計画で予定していたマウス購入費用を抑えることができた。今年度の残額は消耗品の購入費用に充てる。次年度より動物実験を多く行う予定であり、平成28年度交付額と合わせて、実験動物やマイオスタチン発現に関する消耗品購入にあてる。前年度から行っている実験を継続していく
食品ポリフェノールの肝疾患抑制作用とその関連遺伝子に与える影響

クルクミンが正常肝細胞株Ac2Fの抗酸化タンパク質(HO-1、SOD-1、SOD-2)のmRNA発現やそのタンパク質発現にどのように与えるかを調べた。その結果、クルクミンは、これらタンパク質のmRNAの発現やたんぱく質を調べた0から40μMの濃度で濃度依存的に上昇させることがわかった。これらの結果は、クルクミンが、活性酸素種を取り除くことにより、酸化ストレスを減少させ、肝疾患を抑制する可能性を示唆すると考えている。『ラット正常肝細胞株Ac2FにおけるmRNA発現に対するクルクミンの影響』Ac2F細胞を40μMのクルクミンで24時間処理し、β-アクチン(内部標準)、SOD(スーパーオキシドジスムターゼ)1、SOD2、HO(へムオキシゲナーゼ)-1のmRNA発現をRT-PCR法で解析したところ、クルクミンは、HO-1の発現には、影響を与えないが、SOD1とSOD2で有意に増加させることがわかった。『ラット正常肝細胞株Ac2Fのコラーゲンゲル収縮に与えるエピガロカテキンガレートの影響』肝星細胞をコラーゲンゲル上で培養すると、コラーゲンゲル収縮が起こることが報告されている。Ac2F細胞のコラーゲンゲル収縮活性を調べたところ、収縮活性があることがわかった。さらに、TGF-βで刺激を加えるとさらに、収縮活性が高まることがわかった。エピガロカテキンガレートによるAc2F細胞のTGF-βによって刺激されたコラーゲンゲル収縮に与える影響を観察したところ、濃度依存的にゲル収縮が抑制されることがわかった。また、コラーゲン線維形成に与えるエピガロカテキンガレートの影響を調べたところ、エピガロカテキンガレートが濃度依存的に線維形成を抑制することがわかった。1.『ラット正常肝細胞株Ac2Fにおける抗酸化関連たんぱく質のmRNAおよびたんぱく質発現に対するクルクミンの影響』Ac2F細胞を0から40μMのクルクミンで24時間処理し、SOD(スーパーオキシドジスムターゼ)1、SOD2、HO(ヘムオキシゲナーゼ)-1のmRNA発現をRT-PCR法で解析したところ、40μMのクルクミンが、SOD1、SOD2、HO-1の発現を有意に増加させることがわかった。クルクミンの処理時間とこれらのmRNA発現の相関を調べたところ、24時間までは、有意に増加させるが、48時間後には、その活性がなくなることが分かった。また、40μMのクルクミンが48時間処理においてSOD2たんぱく質の発現を有意に上昇させ、40μMのクルクミンが12時間処理においてHO-1のたんぱく質の発現を著しく有意に上昇誘導させることが分かった。Ac2F細胞のTGF-βによるコラーゲンゲル収縮活性に与えるエピガロカテキンガレート(EGCG)の影響を調べたところ、EGCGがコラーゲンゲル収縮を濃度依存的に抑制することがわかった。また、市販の5種類のカテキンを用いて、無細胞系にて、コラーゲン線維形成に与える影響を調べたところ、ガレート基を持つエピカテキンガレートとEGCGだけが濃度依存的に線維形成を抑制することがわかった。これらの結果は、食品中のポリフェノールであるクルクミンやカテキンが、肝臓において抗酸化作用を促進させ肝疾患を予防したり、肝線維症を抑制できる可能性を示唆している。