hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
３次元微細流動構造観測システムの開発：サブメソスケール～乱流間の観測空白域を測る

構築したシステムを用いて、内部波の大規模砕波およびサブメソスケール渦とそれらから乱流に至る遷移過程の構造を千島列島域や親潮域などで観測することに成功した。本研究の主要目的である「3次元微細流動構造観測システム」の構築を終えた。構築した新システムを使ったテスト観測も2回実施し良好な結果を得た。また、本研究期間中に計画されていたロシア海域における観測航海に参加し、通常は実施困難な千島海峡域の内部波砕波の観測という貴重な機会を活かすことができた。27年度が最終年度であるため、記入しない。海洋物理計画に大きな変更はない。構築した観測システムを用いてサブメソスケール渦ならびに巨大内部波の砕波の観測を行うとともに、観測で得られたデータの解析とその手法の開発および結果の取り纏めと成果発表を行う。計画していた観測航海も、スケジュールの都合で回避した1回を除き、計画通り7月と1月に実施し、構築した新システムを使ったテスト観測を終えた。助成金制度の利点を活用し、消耗品購入予算の一部を次年度の観測航海用に回したため次年度使用額が生じた。そのうち一部を、データ解析等のための研究補助員雇用に充てたため、最終的には直接経費次年度使用額が17,833円となった。当初の計画通り、構築した観測システムを用いてサブメソスケール渦ならびに巨大内部波の砕波の観測を行う。そして、観測で得られたデータの解析とその手法の開発、および結果の取り纏めと成果発表を行う。直接経費次年度使用額(17,833円)は次年度航海の消耗品購入に用いる計画である。データ解析等のため研究補助員を謝金で雇用したが、その謝金84,195円の支給が次年度になった。加えて、助成金制度の利点を活用し、消耗品の一部を次年度の観測航海用に回した。以上のため、直接経費次年度使用額が120,070円発生した。直接経費次年度使用額のうち35,875円は、次年度航海の消耗品購入に用いる計画である。残り84,195円は今年度使用した謝金の支給にあてられる。
T細胞不活化制御による癌に対する遺伝子細胞療法の開発

樹状細胞の分泌するサイトカインであり、申請者らがその抗腫瘍効果と機序について報告したinterlukin-23(IL-23)を中心に検討を進めた。IL-23-in vivo electroporation(IL-23-IVE:IL-23 plasmidvectorの全身投与)は、担癌マウスにおいて、有意な抑制効果が認められたものの完全治癒には至らないマウスもいる。そこで、本研究課題では、IL-23-IVEの抗腫瘍効果を増強させ、担癌マウスを完全治癒させる治療法の開発を目的とした。本研究課題では、近年明らかにされてきているがんに対する免疫応答を抑制する経路に着目し、IL-23-IVEの抗腫瘍効果を増強するために、がんに対する免疫応答を抑制する経路に対する活性化抗体あるいは阻害抗体を用いて(CTLA-4、PD-1、TIM-3)、IL-23-IVEのがんに対する免疫療法の抗腫瘍免疫応答が増強されるか否かについて検討した。手法としては、ワイルドタイプのマウスを用いて、皮下腫瘍モデル(腫瘍径:1214mm(長径))を作製し、IL-23-IVE(コントロール群は、EGFP-IVE、plasmid vector: 100mg)を行い、CTLA-4、PD-1、TIM-3を、それぞれ単独もしくはコンビネーションで併用投与し、その抗腫瘍効果について検討した。本年度は、生存率の検討のみ行った。その結果、IL-23-IVEにPD-1を単独で併用した群、IL-23-IVEにPD-1とTIM-3をコンビネーションで投与した群で、累計生存率が上昇した。平成25年度は,マウスInterleukin-23遺伝子発現アデノウイルス導入樹状細胞(IL-23-DC)とがんに対する免疫応答を抑制する経路(CTLA-4, PD-1, TIM-3)に焦点を当て, CTLA-4, PD-1, TIM-3に対する阻害抗体を用いて, IL-23-DC遺伝子治療における相乗効果に関する検討を担がんマウスモデル(B16F10, MCA205, MC38)を用いて行う予定であったが、平成25年7月3日平成26年3月31日まで,産前・産後休暇および育児休暇を取得したため,進捗はほぼなし.それらの検討のためのモデル構築(抗体の投与量、タイミングおよび回数の検討)のみ完了した.2009-2010年度の若手研究(B)において,マウスInterleukin-23(IL-23)遺伝子発現アデノウィルスベクター導入dendritic cell(DC)の抗腫瘍効果について検討するために,マウス組換えアデノウィルスベクター(ファイバー: RGD)(Ad-IL23)を作製した.本課題においても,同じAd-IL23を使用してきたが,追加の作製工程において,作成効率がきわめて低く,また最終産物のRCAが高値といった問題が発生したため,以後の検討は, IL-23プラスミドベクターを用いて, in vivo electroporation(IVE)でマウスにIL-23を全身発現させる(IL-23-IVE)実験系に変更することにした.その為,平成25年度に行ったin vivo実験のための条件検討を, IL-23-IVEとCTLA-4, PD-1, TIM-3に対する阻害抗体を用いて再度行った.すなわち, IL-23-IVEのにおける相乗効果に関する検討を担がんマウスモデル(B16F10, MCA205, MC38等)を用いて,モデルを構築した(抗体の投与量,タイミングおよび回数の検討).条件検討後,引き続き, B16F10腫瘍モデルにおける, IL-23とCTLA-4, PD-1, TIM-3に対する阻害抗体の相乗効果の検討に移行した.主に腫瘍径,生存曲線のデータを集積し,現在,再試を繰り返しているところである.樹状細胞の分泌するサイトカインであり、申請者らがその抗腫瘍効果と機序について報告したinterlukin-23(IL-23)を中心に検討を進めた。

26年度の計画に関しては, 2/3程度終了した.子の熱発が頻発し,何度か実験を中断して,再度やり直すなどしたため.B16F10腫瘍モデルにおける, IL-23とCTLA-4, PD-1, TIM-3に対する阻害抗体の相乗効果に関して検討を行っていく.また,その相乗効果のメカニズムに関する解析として,治療後のマウスの腫瘍浸潤リンパ球,所属リンパ節ならびに脾臓における抗腫瘍免疫反応の性質と程度を各種免疫学的手法を用いて検討する.26年度の結果をもとに,相乗効果を示した抗体の数種をコンビネーションで腹腔内投与し,完全治癒が可能な治療法を模索していく.手法としては, Wild typeのマウスに,皮下腫瘍モデルにおける治療として, in vivo electroporation(IVE)でマウスにIL-23を全身発現させた(IL-23-IVE)後, CTLA-4, PD-1, TIM-3を併用投与(単独)と, CTLA-4, PD-1, TIM-3のそれぞれ2-3種類を併用投与(コンビネーション)して,その抗腫瘍効果ならびに免疫反応について検討する.そのマウスのリンパ節ならびに脾臓を採取し,そのサイトカイン分泌パターンを時系列的に検討するとともに,NK細胞およびNKT細胞の関与を検討する.一方, in vitroにおける免疫学的解析としては, (1)細胞数計測, (2)Th細胞サブセット比率,(3)CTLの初期活性化マーカーであるCD69の発現のFACSCalibur解析(2カラー解析),(4)抗CD4-PerCP抗体,抗CCR7-PE抗体,抗CD45RA-FITC抗体を用いたエフェクターメモリー細胞およびセントラルメモリー細胞比率のFACSCalibur解析(3カラー解析), (5) 51Cr-放出法による癌抗原特異的CTL活性の解析, (6)細胞内染色法によるTh細胞およびCTLのサイトカイン(IL-17/IFN-γ)産生能のFACSCalibur解析(3カラー解析), (7)テトラマーを用いた癌関連抗原に特異的CTLの動態および機能の各種免疫学的解析解析を行う.平成25年7月3日平成26年3月31日まで産前・産後休暇および育児休暇を取得したため,平成25年度は,ほぼ進捗なし.平成26年度は条件検討がメインとなってしまったために,平成27年度の本実験(平成27年2月開始)への予算を繰り越した.平成25年度の予定していた計画を実施する.その研究実施計画の内容に主な変更はない.引き続き、IL-23導入DCとCTLA-4, PD-1, TIM-3に焦点を当て,それらに対する活性化抗体あるいは阻害抗体を用いて, IL-23-DC遺伝子治療における相乗効果に関する検討を担がんマウスモデル(B16F10, MCA205, MC38等)を用いて行う.マウス実験モデルの構築(抗体の投与量、タイミングおよび回数の検討)がメインとなる.平成26年度の予定していた計画を実施する.その研究実施計画の内容に主な変更はない.平成27年度は、平成26年度に行った研究に関して,相乗効果の検討と,その相乗効果のメカニズムに関する解析として,治療後のマウスの腫瘍浸潤リンパ球,所属リンパ節ならびに脾臓における抗腫瘍免疫反応の性質と程度を各種免疫学的手法を用いて検討する.平成27年度の予定していた計画を実施する.
カエル神経筋接合部におけるトランスミッタ-放出の調節機構

本研究はカエルの神経筋接合部を用いてその高速のトランスミッタ-放出の調節の分子機構を明らかにする。特に放出の刺激後増強を神経末端内のCa^<22+>濃度に依存するものと依存しないものに分類し、それぞれの調節機構を解明するのが目標である。本年度は次の成果を得た。1.カエルの神経筋標本をカルシウムキレ-ト剤BAPTAの膜透過性エステル(BAPTA-AM)とインキュベイトすることによって、接合部神経末端に負荷した。負荷にともない100Hz、10回刺激路の1発目と10発目の終板電位(EPP)の比によって表す促通の大きさ(促通指数Iという)が負荷前の67から負荷開始後約20分で、約1.6と著しく減少し、その後約3時間まったく変化しなかった。このときEPPの大きさはほとんど変化しなかった。このことは負荷された末端内のBAPTAは刺激時に流入したCa^<2+>による放出トリ-ガ-の機構と拮抗しないし、基礎レベルのCa^<2+>を低下させないが、残存Ca^<2+>を次の刺激がくるまでのにキレ-トしてしまうことを示している。2.BAPTAを十分に負荷した接合部で、テタヌス刺激中および刺激後のEPPの変化を詳しく調べた結果、4種の放出増大のうち、今まで残存カルシウムに依存して起こることがほぼ確立していた速い促通はBAPTAの負荷で完全に消失し、他の3種、遅い促通、Augmentation,Potentiationの大きさは全く変化しないことが明らかになった。すなわち3種の放出増強は末端内Ca^<2+>とは無関係に起こるのであろう。3.さらに細胞外Ca^<2+>の無い条件で(EGTA 1mM)でテタヌス刺激中と刺激後の放出増大を微小終板電位(MEPP)の頻度で観察した。この条件下でもAugumentationとPotentiationは細胞外Ca^<2+>依存下と同様に起こり、両者ともBAPTA負荷によって変化しなかった。これは2の結果を支持している。今後は、これらがどのような機構で起こるかを解明する。
チロシンホスファターゼＳｈｐ－２を介した発がんスパイラル機構の解明

本研究では腸内細菌がShp-2の機能に与える影響について明らかにし、さらには、腸上皮細胞でのShp-2欠損による腸炎発症と発がんの関係をマウス明らかにすることで、発がんスパイラル機構「腸内細菌→Shp-2機能抑制→腸炎→大腸がん」の全容解明を目指している。前年度までの腸上皮細胞特異的Shp-2コンディショナルノックアウト(cKO)マウスの解析により、チロシンホスファターゼShp-2は腸上皮細胞の移動や分化に重要な役割を担い、腸炎の発症に対して抑制的に機能することを明らかにすることが出来た。そこで本年度は前年度の研究を継続すると同時に、腸内細菌のどのような成分がShp-2を介した腸上皮細胞の移動、分化に影響を与えるのかについて解析を試みた。具体的にはマウスの腸から単離したクリプトの三次元培養を行い、培養液中に様々な菌体成分や菌の代謝物を加えることによって起こる変化を観察し、さらにはShp-2の下流分子にあたるMAPKの阻害剤を培地中に添加して観察を行った。その結果、腸内細菌の代表的な代謝産物である短鎖脂肪酸を培地中に添加した場合には単離したクリプトから形成される腸オルガノイドの成育が促進されるが、そこにMAPKの阻害剤を添加すると成育が阻害されることが明らかとなった。以上の観察結果をもとに、現在は短鎖脂肪酸が腸上皮細胞のShp-2活性を正に制御しているかにつき検証を進めている。また、本年度はin vivoレベルでShp-2とがん発症の関係性について明らかにすることを目的として、腸管での発がんモデルマウスとして知られるApc min/+マウスとShp-2 cKOマウスの交配を重ね、Shp-2 cKO / Apc min/+マウスの作製を進めた。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では腸管での感染、炎症、発がんにおけるチロシンホスファターゼShp-2の役割について明らかにすることでShp-2を介した発がんスパイラル機構の解明を目指している。そこで平成25年度はShp-2の腸上皮細胞特異的なコンディショナルノックアウト(Shp-2 CKO)マウスを用いて、腸上皮細胞におけるShp-2の生理機能について解析を試みた。その結果、Shp-2 CKOマウスは腸炎を発症し、生後3ー4週で致死となることが明らかとなった。またShp-2 CKOマウスでは吸収上皮細胞やゴブレット細胞の減少が認められ、一方でパーネット細胞の増加が認められた。さらにShp-2 CKOマウスでは腸上皮細胞の腸絨毛頭頂部への移動が抑制されていることも明らかとなった。一方、Shp-2 CKOマウスの腸管からクリプトの単離培養を行ったところ、オルガノイドと呼ばれる三次元組織構造体の形成が顕著に抑制された。これまでにShp-2は増殖因子によるRas-MAPKシグナル伝達経路の活性化に必須な分子として知られている。そこでShp-2 CKOマウスと活性型k-ras遺伝子を有するマウスの交配により腸上皮細胞特異的にShp-2を欠損しながらも活性型K-Rasを発現するマウスを作製したところ、このマウスではShp-2 CKOマウスで認められた腸炎の発症やゴブレット細胞の減少が認められなかった。以上の結果からShp-2はRasの活性化を介して腸上皮細胞の恒常性を維持し、腸炎の発症に対して抵抗性を示すことが示唆された。

本研究では腸管での感染、炎症、発がんにおけるチロシンホスファターゼShp-2の役割について明らかにすることでShp-2を介した発がんスパイラル機構の解明を目指しているが、発がんの端緒となりうる腸炎の発症に対してShp-2は抑制的に機能しているを明らかにすることができ、これまでの成果が今後の研究の発展につながることが大いに期待出来るため。神戸大学大学院医学研究科生化学・分子生物学講座シグナル統合学分野これまでの腸上皮細胞特異的Shp-2 CKOマウスの解析により、チロシンホスファターゼShp-2は腸上皮細胞の移動や分化に重要な役割を担い、腸炎の発症に対して抑制的に機能することを明らかにすることが出来た。そこで今後はこれまでの研究を継続すると同時に、新たに以下の研究を進める。I.腸内細菌がShp-2を介した腸上皮細胞の恒常性に及ぼす影響に関する解析前年度までにShp-2は腸上皮細胞の移動や分化を制御することを見出したが、最近私共は腸内細菌が腸上皮細胞の移動速度や分化に影響を与えることも確認している。そこで、腸内細菌のどのような成分がShp-2を介した腸上皮細胞の移動、分化に影響を与えるのかについて明らかにしていく。具体的には野生型マウス由来もしくはShp-2 CKOマウス由来の腸細胞について三次元培養を行い、培養液中に菌体成分や菌の代謝物を加えることによって起こる変化を観察することで、どのような分子がShp-2を介して腸上皮細胞の恒常性を維持しているのかについて明らかにしていく。II.大腸がん発症に対するShp-2の寄与に関する解析Shp-2とがん発症の関係性について解析を行う。具体的には腸管での発がんモデルマウスとして知られるApc min/+マウスとShp-2 CKOマウスの交配を重ね、Shp-2 CKO / Apc min/+マウスを作製する。このマウスにつき、コントロールマウスと組織学的に比較することで、Shp-2機能抑制が腸管での発がんに与える影響を明らかにする。
都市気候と空調エネルギー需要の相互作用感度（PFB感度）の定量化とその国際比較

都市域での気温と空調エネルギー需要の間に存在するポジティブフィードバック相互作用の感度(以降PFB感度)について、独自の都市気候モデルWRF-CM-BEM(以降モデル)による定量化を試みた。大阪・ロンドン・デリー・ジャカルタのPFB感度を定量化し、今後の気候変動予測におけるPFB過程のモデル実装の要否を明確化する事を目的とし、以下の成果を得た。1.建物室温のモデルによる再現性を大阪市内の33軒の住居で実測した室温との比較により検証した結果、概ね良好な再現性が確認された。地域電力需要量と外気温についても検証した結果、モデルは夏季大阪の住宅街とオフィス街の電力需要量を約10%の誤差内で再現可能であり、先行研究を上回る精度が確認された。地上気温についても誤差1.5°C以内の良好な再現性が示された。2.検証後のモデルを適用し、夏季大阪の電力需要に対するPRB感度を定量化し、実測の感度と比較した。休日に対する平日のエネルギー消費増・排熱増に伴う大阪市域での気温上昇が夏季平日の電力消費を何%押し上げているかを表すPFB感度を定量化した。結果、実測では冷房電力需要に対し約10%のPFB感度が観測され、その感度はモデルにより再現された。これによりPFB過程のモデル表現の妥当性も検証された。3.モデルを大阪とジャカルタの2070年頃までの気候予測計算にも適用し、夏季の将来地上気温に対するPFB感度を解析した結果、大阪では住宅街で1.4%、オフィス街で3.3%の感度が算出された。これに対しジャカルタの住宅街とオフィス街では2.5%と3.8%となり、大阪を上回るPFB感度が推計された。この感度増加は、建物壁面における窓面積割合の増加や外気の湿度上昇によると推察された。以上より、PFBは解析対象都市の地上気温や電力需要に対し無視できない影響をもたらす事が示唆された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、都市域での気温と空調エネルギー需要の間に存在するポジティブフィードバックを伴う相互作用の感度(以降、PFB感度)について、研究代表者らが開発した都市気候と建物エネルギーの連成数値モデルWRF-CM-BEMによる定量化を目指したものである。大阪・ロンドン・デリー・ジャカルタを対象にPFB感度を定量化した上で、更に4都市間での当該感度の差異とその要因を解明し、今後の気候変動予測におけるPFB過程のモデル実装の要否を明確化する事を目的としている。これに関連し平成28年度は以下の成果を得た。1.上述国外3都市について、現地の研究協力者と連携し、街区・建築構造等に係るWRF-CM-BEMへの入力データを整備した。加えて、WRF-CM-BEMの検証資料を取得すべく次年度以降に実施予定である国外3都市での屋内外気象観測の準備を行った。2.WRF-CM-BEMを構成する建物エネルギーモデルBEMを冷房機器が普及途上にある国外3都市へ適用すべく、改良した。これまでの全館空調を想定した単室建物モデルから建物を空調部と非空調部に分け相互の熱交換を考慮する2室モデルへ改良した。更に、街区屋外空間の気象要素の鉛直分布が空調負荷にもたらす影響を考慮すべく、BEM内で建物を鉛直多層化した。改良後のモデルを国外に先立ち大阪へ適用し、BEM改良の予備検証を行った。その結果、大阪の複数の事務所街と住宅街での実電力需要量をWRF-CM-BEMは概ね10%以内の誤差で再現可能となり、BEM改良の妥当性を確認できた。3.WRF-CM-BEMによるPFB感度の定量化に向け、その検証資料となる実測ベースのPFB感度を推計した。大阪での2013年夏季の各種観測データから電力消費量のPFB感度を推計した結果、PFBによる電力消費量の押し上げ効果が最大10%に達する街区が存在することを推定した。平成28年度の交付申請書に記載した研究実施計画に沿って、概ね計画通りの進捗を得ることが出来た。よって、研究目的の達成に向け進捗は現時点で順調と評価した。本研究は、都市域での気温と空調エネルギー需要の間に存在するポジティブフィードバックを伴う相互作用の感度(以降PFB感度)について、研究代表者らが開発した都市気候と建物エネルギーの連成数値モデルWRF-CM-BEMによる定量化を目指したものである。これに関連し平成29年度は以下の成果を得た。1.対象4都市について、WRF-CM-BEM検証の為の屋内外気象観測データを収集・整備した。ジャカルタでは17軒の住居を対象に2017年9月中旬11月初旬に空調・非空調スペースの室温・湿度と各建物近傍での屋外気象を測定した。大阪でも33軒の住居を対象に2017年7月8月に同様の観測を行った。更に、ロンドンとデリーについては現地の研究協力者より同種の既測定データを入手した。2.平成28年度に改良し予備検証を行った建物エネルギーモデルBEMを含むWRF-CM-BEMを対象都市域に適用し、1.の観測資料との比較による数値モデルの本格検証に着手した。

BEM改良により計算が可能となった建物の階別かつ空調部・非空調部別の室温の再現性等の視点から本検証を進めるも、モデル計算の一部に問題が見つかり、WRF-CM-BEMの検証を次年度の課題として残した。3.検証が一部未完であるもののWRF-CM-BEMを大阪に適用し、シミュレートされた街区毎の気温と電力需要にもとづきPFB感度を推計した。その結果、大阪都心で最大10%に達するPFBによる夏季電力消費量の実測ベースの押し上げ効果をWRF-CM-BEMは概ね再現可能であった。これによりWRF-CM-BEMによるPFB感度表現の妥当性が確認された。平成29年度交付申請書の実施計画に沿って研究を進めたものの、平成29年度内に検証を終え本研究の主目的であるPFB感度の定量化に適用する予定であった数値モデルWRF-CM-BEMの検証が未完に終わった。その原因は、本研究で改良した建物エネルギーモデルBEMの計算アルゴリズムに一部問題が見つかり、モデル検証作業を中断した為である。平成29年度末までにその問題点は改善でき、モデル検証作業を再開できたものの、当初予定より半年程度の作業遅れが生じた。この為、進捗状況についてやや遅れが生じていると判定した。都市域での気温と空調エネルギー需要の間に存在するポジティブフィードバック相互作用の感度(以降PFB感度)について、独自の都市気候モデルWRF-CM-BEM(以降モデル)による定量化を試みた。大阪・ロンドン・デリー・ジャカルタのPFB感度を定量化し、今後の気候変動予測におけるPFB過程のモデル実装の要否を明確化する事を目的とし、以下の成果を得た。1.建物室温のモデルによる再現性を大阪市内の33軒の住居で実測した室温との比較により検証した結果、概ね良好な再現性が確認された。地域電力需要量と外気温についても検証した結果、モデルは夏季大阪の住宅街とオフィス街の電力需要量を約10%の誤差内で再現可能であり、先行研究を上回る精度が確認された。地上気温についても誤差1.5°C以内の良好な再現性が示された。2.検証後のモデルを適用し、夏季大阪の電力需要に対するPRB感度を定量化し、実測の感度と比較した。休日に対する平日のエネルギー消費増・排熱増に伴う大阪市域での気温上昇が夏季平日の電力消費を何%押し上げているかを表すPFB感度を定量化した。結果、実測では冷房電力需要に対し約10%のPFB感度が観測され、その感度はモデルにより再現された。これによりPFB過程のモデル表現の妥当性も検証された。3.モデルを大阪とジャカルタの2070年頃までの気候予測計算にも適用し、夏季の将来地上気温に対するPFB感度を解析した結果、大阪では住宅街で1.4%、オフィス街で3.3%の感度が算出された。これに対しジャカルタの住宅街とオフィス街では2.5%と3.8%となり、大阪を上回るPFB感度が推計された。この感度増加は、建物壁面における窓面積割合の増加や外気の湿度上昇によると推察された。以上より、PFBは解析対象都市の地上気温や電力需要に対し無視できない影響をもたらす事が示唆された。現時点で研究遂行上の大きな問題点はなく、研究計画に変更の必要性も生じていないため、研究代表者・分担者のメンバー間で緊密に連携を図りながら、それぞれの分担課題に予定通り取り組んでいく方針である。
前立腺肥大症の薬剤選択の最適化におけるMRIの有用性に関する実験的・臨床的研究

実験的研究では前立腺肥大症系成大(BPH犬)10頭を対象に本施設で所有する超伝導MR装置(GE社製SIGNA1.5T)を使用しBPH犬の前立腺を撮像した。その後前立線を摘出し5mmごとの病理ステップセクションを作成した。これよりBPHを腺腫過形成部分、線維筋組織等の間質部分部分にわけMR像と病理像の対比を行った。これより我々はBPHを腺組織優位型、間質組織優位型および混合型の3型に分類した。臨床的研究においては臨床的にBPHと診断され1ヶ月以内に経尿道的前立腺摘除術(TURP)施行予定の患者24名を対象とした。術前にMRIを撮像しBPHを実験的検討により得られた3型に分類した。TURPにより得られた病理像とMR像対比した。MR像と病理像は24名中22名で合致した。MRによるBPHの組織型分類は病理像を良く反映していることを証明した。前記とは別に臨床的にBPHと診断され薬物療法施行予定の患者12名を対象に治療前にMR像を撮像した。同様にBPHを3型に分類し腺組織優位型および混合型にはアンチアンドロゲン剤とβ-blockerを間質組織優位型にはβ-blockerのみを投与した。投与後全例において重篤な副作用もなく一時的に症状が緩和している。今後症例を重ね長期観察を必要とすると思われるがBPHにおける薬剤療法においてMRによる治療前診断は副作用を軽減する意味で有用であると思われる。
メディア・テクスト読解を軸とした小中連携国語科学習プログラムの開発

PISAショック以来、いわゆる「読解力」の定義が世界標準のものに変わり、それに対応した教育が求められている。PISA型読解力の向上には、従来のテクスト観を見直し、多様なテクストを読み解く必要がある。とりわけ、欧米では母国語教育で系統的に扱われているメディア・テクストの読解は、我が国の国語科教育で積極的に取り扱うべき喫緊の課題である。欧米のカリキュラムを参考に、義務教育9年間で系統的に学べる学習プログラムの開発を目指して研究を始めた。研究方法は、まず、主としてイギリスの母国語カリキュラムや教科書を調査し、子どもたちにメタ認知を促すアプローチや、内言を表出させる手法について学んだ。そして、テクストの種類を映像テクスト(静止画・動画)に絞り、映像の文法を分析し、その仕掛けに気づかせ、それに沿ってテクストを読み解き、熟考し、再構成して発信することを一つのまとまりとしたプログラムの開発に移った。開発にあたっては、小中連携を強く意識し、特にその接続期にあたる小学校高学年用と中学校低学年用のプログラムに力点を置いた。たとえば小学校高学年用プログラム「写真を読む」では、一枚の写真を、視点を変えながら読み解くことによって、写真の解釈が広い幅を帯びること、撮影者の意図がそこには表れること、また、写真から紡ぎ出される物語が多様なものとなることを児童に実感させ、授業以後、児童の写真との向き合い方を変化させることができた。中学校低学年用プログラム「外国人に映像で日本の四季を紹介しよう」では、映像文法を意識し、映像カットの順序性を熟考することによって、映像特有の語りが生まれ、視聴者を制作者の意図した方向に誘う効果があることを実感させることができた。静止画から出発し、静止画の連続である動画へと、読解の難度が高まっていくプログラムは、義務教育9年間の中に体系的に位置づけることができると言えよう。
不飽和脂肪酸摂取によるうつ病の予防と改善－オリゴデンドロサイトの新生・分化の促進

本研究では不飽和脂肪酸の摂取によるうつ病の予防と治療の可能性を検証した。うつ病患者の脳内では多価不飽和脂肪酸量が低下していることやオリゴデンドロサイトが欠落しているという報告がある。本研究では、オリゴデンドロサイトに着目し、不飽和脂肪酸がオリゴデンドロサイトの分化に与える影響を検討した。また、ヒトの赤血球膜脂肪酸とうつ症状との関連を検討した。オリゴデンドロサイト前駆細胞の成熟は多価不飽和脂肪酸により濃度依存的に促進された。ストレス負荷ラットに多価不飽和脂肪酸を投与すると、ストレスが軽減された。以上のことから、不飽和脂肪酸の摂取は、うつ病の重症化を予防する効果が認められた。うつ病発症機構は未解明な部分が多く、治療薬による副作用、治療抵抗性や再発の問題も指摘されている。うつ病患者の脳ではニューロンやオリゴデンドロサイトが欠落していることが報告されている。その要因の一つには、脳内不飽和脂肪酸の不足があげられ、食事からの摂取不足や遺伝子変異による生合成能の低下が関与すると考えられる。うつ病の予防に多価不飽和脂肪酸とくに魚介類由来のドコサヘキサエン酸やエイコサペンタエン酸が有効であることが示唆されているが、その詳細は解明されていない。本研究では、この作用機序にオリゴデンドロサイトの新生・分化が関与していると考えている。本年度は、以下の2つの検討を行った。(1)ラット胎児の脳から採取した神経細胞から神経幹細胞を選択培養した。その後、神経幹細胞からオリゴデンドロサイト前駆細胞へと誘導し、この細胞の増殖・分化(成熟)に対する多価不飽和脂肪酸の影響を検討した。オリゴデンドロサイト前駆細胞への多価不飽和脂肪酸を添加は細胞の生存率に影響しなかった。今後は、分化度の変化、分化促進機構をこの培養系を用いて検討する予定である。(2)島根大学疾病予知予防研究拠点で行われている前向きコホート研究参加者のうち2014年度健診参加者約620名の赤血球から膜画分を生成し、ガスクロマトグラフィーで総脂質中の脂肪酸を定量した。今後、コホート研究データベースの結果と脂肪酸組成との間の関連を統計解析する予定である。うつ病患者の脳内ではニューロンおよびオリゴデンドロサイトの欠落が報告されている。うつ病発症の原因のひとつに脳内不飽和脂肪酸の不足があり、その要因として食事からの摂取不足や遺伝子変異による生合成能の低下が関与していると考えられている。うつ病の予防には多価不飽和脂肪酸特に魚介類由来のドコサヘキサエン酸やエイコサペンタエン酸が有効であることが報告されているがその詳細は明らかとなっていない。本研究では、この作用機序の一つにオリゴデンドロサイトの新生・分化が関与しているとの仮説を立てた。本年度は以下の検討を行った。(1)オリゴデンドロサイト前駆細胞に多価不飽和脂肪酸を添加するとその増殖能が増大し、生存率も改善した。(2)島根大学疾病予知予防研究拠点で行われている前向きコホート研究参加者の遺伝子の抽出を行った。今後、不飽和脂肪酸の合成に関与する遺伝子多型を解析する予定である。赤血球膜脂肪酸の分析・解析は終了し、生化学データ、認知機能などとの関連を解析中である。うつモデル動物の評価判定法の確立に時間を要したため。遺伝子解析装置の故障・修理に時間を要したため遺伝子多型の解析が出来ていない。うつ病患者の脳内では多価不飽和脂肪酸の不足していること(Biol Psychiatry. 2007)、オリゴデンドロサイトが欠落していることが報告されている(Mol Psychiatry. 2011)。本研究では、うつ病モデルラットやヒトを対象として多価不飽和脂肪酸とうつ病との関連、予防効果を検証した。本年度はまず、オリゴデンドロサイト前駆細胞に対する多価不飽和脂肪酸の効果とオリゴデンドロサイトの多価不飽和脂肪酸合成酵素の役割を検討した。次に、社会的敗北ストレスモデルラットの脳の組織学的な解析と多価不飽和脂肪酸摂取による効果を検討した。最後に、ヒト赤血球膜中の不飽和脂肪酸量とうつの指標との関連性を再解析した。オリゴデンドロサイト前駆細胞から成熟オリゴデンドロサイトへの分化は、多価不飽和脂肪酸の添加により濃度依存的に増加し、多価不飽和脂肪酸による分化促進が認められた。社会的敗北ストレスモデルラットでは強制水泳による無働時間の延長が認められた。ストレス負荷前から多価不飽和脂肪酸を添加した餌を与えたラットでは無働時間は短縮されうつ症状の改善が認められた。脳の組織学的な解析の結果、海馬でのオリゴデンドロサイト数には影響が認められなかった。ヒト赤血球膜中の脂肪酸量とうつ症状の指標となるSDSスコアについて年齢階級別に再解析を行った。SDSスコアやる気のスコアは年齢階級により異なる相関を示した。この結果、年齢階級により不飽和脂肪酸の必要量・要求量が異なることが示唆された。

ストレス負荷ラットに多価不飽和脂肪酸を投与すると、ストレスが軽減された。以上のことから、不飽和脂肪酸の摂取は、うつ病の重症化を予防する効果が認められた。培養神経幹細胞からオリゴデンドロサイト前駆細胞へ分化させる培養系を確立した。しかし、多価不飽和脂肪酸による増殖・分化調節機構の解析には至っていない。島根大学疾病予知予防研究拠点で行われている前向きコホート研究参加者のうち本年度健診参加者約620名の赤血球膜脂肪酸の測定を終えた。オリゴデンドロサイト前駆細胞の分化に対する多価不飽和脂肪酸の影響を評価する。赤血球膜脂肪酸の分析・統計処理を行う。ヒト遺伝子多型の分析・解析を行う。うつ動物モデルに対する多価不飽和脂肪酸投与の影響を組織学的に評価する。脂質栄養学確立したオリゴデンドロサイト前駆細胞へ多価不飽和脂肪酸を添加し、その形態変化、細胞内情報伝達機構の変化を検討する。測定した赤血球膜脂肪酸の組成と精神神経機能(自己評価式抑うつ性尺度)や生化学検査結果との関係を明らかにする。うつ病モデル動物における多価不飽和脂肪酸の効果を検証する。コホート研究参加者の不飽和脂肪酸合成酵素遺伝子の多型を解析し、赤血球膜脂肪酸との関連を検討する。測定機器の故障等で研究の一部が遂行出来ていないため。培養実験系の確立に時間がかかり、動物実験を本格的に始動できなかった。動物モデルの研究、改修の終わった測定機器を使用した解析を行う。うつ病モデルラットでの研究を開始し、研究成果を学術論文等でも積極的に報告する。
ブラウンアディポカインによるエネルギー代謝調節

Growth differentiate factor 5 (GDF5)は骨格形成に関与する因子として知られているが、エネルギー代謝調節への関与に関しては全く報告がない。脂肪細胞特異的GDF5発現マウスを作製し、その表現型を解析した。同マウスはエネルギー代謝が亢進しており、高脂肪食性の肥満に対して抵抗性を示した。一方、ドミナントネガティブGDF5を発現するマウスでは、高脂肪食条件下でのエネルギー代謝維持が消失していた。以上の結果から、in vivoにおいて脂肪組織由来のGDF5が全身エネルギー代謝調節に関与することが明らかとなった。本研究では、TGFbスーパーファミリーのひとつであるGrowth Differentiation Factor 5 (GDF5)に着目し、各種遺伝子改変マウスを用いてGDF5によるエネルギー代謝調節機構を個体レベルで明らかとし、その成果を褐色脂肪細胞を標的とした、ヒトにおける肥満に対する新規治療法や治療薬開発を指向するための研究基盤とすることを目的とした。本年度は、GDF5の機能を欠損したdominant negative(DN)型GDF5遺伝子改変マウスを用いて、通常食負荷および高脂肪食負荷における表現型解析を行った。まずDN型GDF5遺伝子改変マウスについて、リアルタイム呼吸代謝計測システムを用いて酸素消費量を測定した。通常食負荷条件下における酸素消費量は、DN型GDF5遺伝子改変マウスと野生型マウスとで有意な差は認められなかった。一方、高脂肪食負荷条件下において、DN型GDF5遺伝子改変マウスの酸素消費量は、野生型マウスと比較して有意に低下した。さらにDN型GDF5遺伝子改変マウスの脂肪組織における遺伝子発現をreal-time PCR法により検討したところ、PGC1aやUCP1などの褐色脂肪細胞マーカー遺伝子の発現は、野生型と比較して有意に減少した。前年度の脂肪組織特異的GDF5過剰発現マウスの解析結果と本年度の解析結果を考え合わせると、脂肪組織におけるGDF5は褐色細胞の活性化を誘導し、全身エネルギー代謝を調節している可能性が示された。本研究では、Growth Differentiation Factor 5 (GDF5)に着目し、各種遺伝子改変マウスを用いてGDF5によるエネルギー代謝調節機構を個体レベルで明らかとし、その成果を褐色脂肪細胞を標的とした、ヒトにおける肥満に対する新規治療法や治療薬開発を指向するための研究基盤とすることを目的とする。本年度は、脂肪細胞特異的GDF5過剰発現マウスの表現型解析を中心に行った。まず最初に、aP2プロモーターを用いて脂肪細胞特異的GDF5過剰発現マウスの作製を行った。同マウスの脂肪細胞において、GDF5が発現していることをウエスタンブロット法により確認した。したがって、次にこの脂肪細胞特異的GDF5過剰発現マウスを用いて、各種表現型解析を行った。まず、GDF5過剰発現マウスを通常食下で飼育した場合、野生型マウスと比較して体重の減少および内臓脂肪蓄積量の減少が認められた。さらに、グルコース負荷試験により耐糖能の測定を行ったところ、GDF5過剰発現マウスは野生型マウスと比較して、有意な耐糖能の改善が認められた。一方、高脂肪食下で飼育した場合においても、野生型マウスと比較して、体重増加および内臓脂肪蓄積増加の著明な抑制が認められた。現在は、GDF5の機能を欠損したdominant negative(DN)型GDF5遺伝子改変マウスを用いて、通常食下および高脂肪食下における各種表現型解析を行っている。交付申請書に記載した「研究の目的」に記載した内容について、完全には完了をしていないが、完了予定時期が明らかとなっている。現在進行中の研究内容に関して、これまでと同様に着実に完了させる予定である。該当なし
特殊温度制御による無機材料表面の発光スペクトル法

試料表面温度に伴う発光スペクトル形状変化について測定を行った.試料はアルミニウム表面ジオクチルフタレートで,表面温度60゚40゚20゚10゚で測定を行った.この際,サーモモジュール裏面を水または氷水で冷却することで表面温度を20゚または10゚にコントロールした.表面温度が高い程発光スペクトル強度は大きく,60゚におけるスペクトルでは40゚のそれに比して4倍以上の増加がみられた.さらにビームスプリツタの温度40゚より試料温度が低くなると,例えば20゚ではスペクトルが逆転し, 10゚では逆転したスペクトルの強度が増大した.低温におけるスペクトルは,前年度において報告したように,ビームスプリツタが光源となりこの部分からの発光が試料表面を照射し,さらに検出器に戻る際の有機表面層の吸収に基づくものである.低温になる程スペクトル強度が大となる事から,ビームスプリツタの温度以上で得られたスペクトルは前記透過型のスペクトルによる影響が大で,これを補正する事によりさらに高感度化するものと予測された.各スペクトルのバンド位置強度共に標準スペクトルと一致した.さらにセラミック表面ポリメチルメタクリレート(PMMA)について表面温度60゚と10゚で測定した.この時セラミック自体の透過スペクトルと比較し,そのバンド位置とPMMAのスペクトル形状について比較した.セラミックは1000cm^<-1>領域にブロードな強いバンドを示す.PMMAは1725, 1150cm^<-1>にバンドを示すが60゚では1725cm^<-1>は明瞭であったが, 1150cm^<-1>にもとずく発光エネルギはセラミックのバンドと重なり,消失した.10゚では逆に1725cm^<-1>バンドは逆転し, 1150cm^<-1>バンドの発光は検出できた.これによりビームスプリツタ温度より高温および低温での2種のスペクトルを用いて相互に補正することによりセラミック表面有機層のスペクトル測定が可能となると推定された.試料表面温度に伴う発光スペクトル形状変化について測定を行った.試料はアルミニウム表面ジオクチルフタレートで,表面温度60゚40゚20゚10゚で測定を行った.この際,サーモモジュール裏面を水または氷水で冷却することで表面温度を20゚または10゚にコントロールした.表面温度が高い程発光スペクトル強度は大きく,60゚におけるスペクトルでは40゚のそれに比して4倍以上の増加がみられた.さらにビームスプリツタの温度40゚より試料温度が低くなると,例えば20゚ではスペクトルが逆転し, 10゚では逆転したスペクトルの強度が増大した.低温におけるスペクトルは,前年度において報告したように,ビームスプリツタが光源となりこの部分からの発光が試料表面を照射し,さらに検出器に戻る際の有機表面層の吸収に基づくものである.低温になる程スペクトル強度が大となる事から,ビームスプリツタの温度以上で得られたスペクトルは前記透過型のスペクトルによる影響が大で,これを補正する事によりさらに高感度化するものと予測された.各スペクトルのバンド位置強度共に標準スペクトルと一致した.さらにセラミック表面ポリメチルメタクリレート(PMMA)について表面温度60゚と10゚で測定した.この時セラミック自体の透過スペクトルと比較し,そのバンド位置とPMMAのスペクトル形状について比較した.セラミックは1000cm^<-1>領域にブロードな強いバンドを示す.PMMAは1725, 1150cm^<-1>にバンドを示すが60゚では1725cm^<-1>は明瞭であったが, 1150cm^<-1>にもとずく発光エネルギはセラミックのバンドと重なり,消失した.10゚では逆に1725cm^<-1>バンドは逆転し, 1150cm^<-1>バンドの発光は検出できた.これによりビームスプリツタ温度より高温および低温での2種のスペクトルを用いて相互に補正することによりセラミック表面有機層のスペクトル測定が可能となると推定された.電子冷却用電源の納品をうけて、これにペルチェ素子を接続し、素子表面温度制御試験を行った。すなわち、ペルチェ素子に流す電流方向を変える事によって、その表面をHOT側あるいはCOLD側とする事が出来、当研究に必要な表面温度+80゚-50°C範囲を精度±0.5°Cで維持出来る事がわかった。無機材料表面に存在する有桟層からの発光信号を、安定した状態で検出する為に、表面温度を制御しなければならない。この為の素子表面設置型特殊セルを設計した。この際試料表面空間を出来るだけ小とする事及び試料表面と分光計の光軸とのなす角度を90゚および60゚に設定する機構をも考慮に入れ、現在試作中である。温度変化に伴う発光スペクトル変化について室温及び-20°C程度の表面温度でのスペクトルを検討した。PMMA薄膜をコーティングしたアルミニウム7μmフィルムを素子表面のCOLD側におき、-20°C付近において発光測光用光学系を通してスペクトルを測定した。この結果比較的S/Nのよいスペクトルが得られたが、これは試料表面より高温状態(40°C)にあるインターフェロメータが発光々源となり低温側にあるAl基板を反射面としてPMMA層を2回透過したスペクトルであると確認した。

尚ガラス基板に存在するPMMAフィルムについてはスペクトルが全く得られなかったが、これはインターフェロメータからの光源エネルギーが全てガラスに吸収された為、上記Al表面PMMAの測定と異り、反射光が検出器に到達せず、スペクトルが得られなかったもので、従来発光スペクトル測定において無視されていた試料表面からの反射成分の寄与が著しく大である事がわかった。反射スペクトルは発光のそれとピークの向きが反対であり、これの補正が必要で、発光エネルギー検出システムの各構成素子と試料温度との関係を詳細に検討する事が重要課題となった。
植物における分泌輸送系の機能解析

高等植物の種子には発芽後の窒素源として、種子貯蔵タンパク質が大量に蓄積している.これらの貯蔵タンパク質は種子の登熟期に小胞体でプロ型前駆体として合成され,タンパク質蓄積型液胞に運ばれ,プロセシングを受けて成熟型になる.これまでに,貯蔵タンパク質の選別輸送に関わる因子として選別輸送レセプターVSRを同定して解析してきた.シロイヌナズナVSRの変異体では貯蔵タンパク質が前駆体として細胞外に分泌されていることが判明している.本研究では,VSR変異体と同様の表現型を示すシロイヌナズナ変異体を取得して解析した.今年度は,このうち2つの変異体(mag1とmag2)の原因遺伝子がそれぞれAtVPS29とRINTI/TIP20ホモログであることを報告した.これらは,それぞれ輸送経路の別々のステップで輸送阻害が起きており,異なる表現型を示した.AtVPS29変異体はゴルジ体以降で機能するため,前駆体が細胞外へ分泌される.一方,RINTI/TIP20ホモログは小胞体・ゴルジ体間である機能するため,前駆体が小胞体に留まる.mag2変異体の細胞内には貯蔵タンパク質前駆体を含む新規構造体が見られた.これは,登熟カボチャ種子などに見られる,貯蔵タンパク質の大量輸送に関わるPAC小胞と類似の構造をしていた.貯蔵タンパク質の輸送機構には多様性が見られ,複数の輸送経路が示唆されている.2つの変異体で異常の見られた輸送ポイントが,同一の輸送経路なのか,それとも別々の輸送経路なのかは不明である.高等植物の種子には発芽後の窒素源として、種子貯蔵タンパク質が大量に蓄積している.これらの貯蔵タンパク質は種子の登熟期に小胞体でプロ型前駆体として合成され,タンパク質蓄積型液胞に運ばれ,プロセシングを受けて成熟型になる.これまでに,貯蔵タンパク質の選別輸送に関わる因子として選別輸送レセプターVSRを同定して解析してきた.シロイヌナズナVSRの変異体では貯蔵タンパク質が前駆体として細胞外に分泌されていることが判明している.本研究では,VSR変異体と同様の表現型を示すシロイヌナズナ変異体を取得して解析した.今年度は,このうち2つの変異体(mag1とmag2)の原因遺伝子がそれぞれAtVPS29とRINTI/TIP20ホモログであることを報告した.これらは,それぞれ輸送経路の別々のステップで輸送阻害が起きており,異なる表現型を示した.AtVPS29変異体はゴルジ体以降で機能するため,前駆体が細胞外へ分泌される.一方,RINTI/TIP20ホモログは小胞体・ゴルジ体間である機能するため,前駆体が小胞体に留まる.mag2変異体の細胞内には貯蔵タンパク質前駆体を含む新規構造体が見られた.これは,登熟カボチャ種子などに見られる,貯蔵タンパク質の大量輸送に関わるPAC小胞と類似の構造をしていた.貯蔵タンパク質の輸送機構には多様性が見られ,複数の輸送経路が示唆されている.2つの変異体で異常の見られた輸送ポイントが,同一の輸送経路なのか,それとも別々の輸送経路なのかは不明である.高等植物は種子に貯蔵タンパク質を大量に蓄積し,発芽後の窒素源として利用している.種子の登熟期に貯蔵タンパク質は小胞体でプロ型前駆体として合成され,タンパク質蓄積型液胞に運ばれ,プロセシングを受けて成熟型になる.タンパク質蓄積型液胞への選別輸送に関わる輸送レセプターAtVSR1が知られているが,具体的な分子機構は不明である.本研究では選別輸送に関わるシロイヌナズナ変異体を新たに単離しその解析を行った.液胞型の緑色蛍光タンパク質(GFP)を種子特異的プロモーターで発現させるとタンパク質蓄積型液胞が可視化される.これを親株とした蛍光パターンの異なる変異体のスクリーニングを行い,幾つかの変異体を単離した.GFP蛍光が細胞外に見られる変異体では貯蔵タンパク質の前駆体が蓄積していた.これらの変異体ではatvsr1変異体と同様に,貯蔵タンパク質自体も細胞外に分泌され前駆体になっていると考えられる.これらの変異体の原因遺伝子をラフマッピングしたところ,現在のところ4つの異なる遺伝子座に由来することが明らかとなった.このうちATVSR1遺伝子座の近傍にマップされる3つの変異体アリールが存在した.AtVSR1特異抗体を用いたイムノブロット解析から,こららの変異体の種子ではAtVSR1が欠損または減少していることが確認された.これらの変異体のAtVSR1遺伝子を解析したところ,アミノ酸置換を伴う塩基置換が確認された.atvsr1変異体との相補実験により,実際にAtVSR1がこれらの変異体の原因遺伝子であることが確認された.他の変異体の原因遺伝子はAtVSR1とともに機能する因子をコードしている可能性が示唆された.高等植物の種子には発芽後の窒素源として、種子貯蔵タンパク質が大量に蓄積している.これらの貯蔵タンパク質は種子の登熟期に小胞体でプロ型前駆体として合成され,タンパク質蓄積型液胞に運ばれ,プロセシングを受けて成熟型になる.これまでに,貯蔵タンパク質の選別輸送に関わる因子として選別輸送レセプターVSRを同定して解析してきた.シロイヌナズナVSRの変異体では貯蔵タンパク質が前駆体として細胞外に分泌されていることが判明している.本研究では,VSR変異体と同様の表現型を示すシロイヌナズナ変異体を取得して解析した.今年度は,このうち2つの変異体(mag1とmag2)の原因遺伝子がそれぞれAtVPS29とRINT1/TIP20ホモログであることを報告した.

これらは,それぞれ輸送経路の別々のステップで輸送阻害が起きており,異なる表現型を示した.AtVPS29変異体はゴルジ体以降で機能するため,前駆体が細胞外へ分泌される.一方,RINT1/TIP20ホモログは小胞体・ゴルジ体間である機能するため,前駆体が小胞体に留まる.mag2変異体の細胞内には貯蔵タンパク質前駆体を含む新規構造体が見られた.これは,登熟カボチャ種子などに見られる,貯蔵タンパク質の大量輸送に関わるPAC小胞と類似の構造をしていた.貯蔵タンパク質の輸送機構には多様性が見られ,複数の輸送経路が示唆されている.2つの変異体で異常の見られた輸送ポイントが,同一の輸送経路なのか,それとも別々の輸送経路なのかは不明である.
学習状況の改善を目的とした耳介療法によるセルフケアが大学生の睡眠に及ぼす効果

睡眠障害は成人よりも学生の方が多く、認知機能だけでなく気力の喪失、抑うつなどの精神状態にも悪影響を及ぼすことから授業の出席や成績などの学習状況に悪影響を与えている。これまで、耳に電気刺激を行う耳介療法は睡眠障害やうつ病を改善させることが報告されており、セルフケアとしても用いることができる。本研究では、大学生の学習状況を改善させるセルフケアの効果を検証するため、睡眠障害やうつ病の予備軍となる大学生に28日間の耳介療法を実施した場合(介入群)の睡眠やうつ状態、学習状況について、実施しない場合(対照群)とのランダム化比較試験を実施し、その有用性を明らかにする。
水素分子の安定同位体組成をトレーサーに用いた海底熱水系における微生物活動の定量化

昨年度のH_2水素安定同位体組成定量システムに引き続き,同じく還元性気体であり,極限環境において大きなエネルギー源および炭素源となるCH_4の水素安定同位体組成定量システムを構築した.それを応用し,岐阜県瑞浪超深地層実験施設における地下水中のCH_4の定量を行った.炭素同位体組成の情報だけではCH_4の起源を判別することは出来なかったが,水素同位体組成の情報を併せることで,単純な有機物由来のCH_4では無く,CO_2還元由来ではないかと結論した.一方で,H_2の水素同位体組成は-700‰前後であり,地下水と温度平衡になっている可能性が考えられる.微生物によるH_2の生成消費反応はH_2-H_2O平衡を促進させるため,水素に関わる微生物活動の可能性を示唆しているのではないかと考える.また,窒素固定反応に付随してH_2が副次生成されることが知られており,海洋において窒素固定速度とH_2濃度に相関があることが報告されている(Moore et al., 2009など).ところが海洋表層は大気からの混入と現場で生成されるH_2の区別が難しく,H_2濃度のみから窒素固定速度を求めることはやや定量性に欠けると考える.そこでH_2の水素同位体組成を定量することで窒素固定速度の定量を目指した.ところが実際の海水試料中に溶存するH_2濃度はsub-nM数nM程度であり,現システムで精度良く水素同位体組成を定量するのは難しく,窒素固定速度と整合性の取れたデータを取得することは出来なかった.しかし,得られた水素同位体組成は一般的な大気と生物由来と考えられるH_2との間の値を取っており,将来的に少量で精度良く水素同位体測定が可能になれば,海洋窒素固定速度定量に対して有用なツールとなる可能性があると考える.海底熱水や陸上地下水などの地下微生物圏における微生物活動を定量するために水素安定同位体定量を行った.研究計画に記した,既に採取され保管されている海底熱水試料の水素分子の安定同位体組成の定量を行った結果,試料の保管方法によりその同位体組成に影響を及ぼす可能性があることが示唆された.所属研究室では既存の手法として,採取された熱水中の気体成分のみを船上抽出し実験室へ持ち帰るのが一般的であるが,その際にステンレス容器かガラス容器を用いる.両者の違いは,前者はバルブもステンレス製であり保存性が良いとされ,後者はバルブがバイトンのo-ringもしくは磨りガラスであるため保存性能が劣ると考えられていた.しかし,水素分子の同位体組成を定量した結果,ステンレス容器に抽出した試料はδD=-700-800‰と一様な値になった.これらの試料は多様な地質的背景を持つ海底熱水において採取した試料であるため,それぞれに固有の値を持つと予想していた(Proskurowski et al.,2006).一方,アーカイブ試料中で唯一ガラス容器に抽出した沖縄トラフにおける試料の水素同位体組成はδD=-300-400‰となり,これまでに観測された似通った地質背景におけるものと近い値(Proskurowski et al.,2006:ガラス製容器に封入)となった.これらの結果から,水素がステンレスと容器内部表面で反応した可能性があると考えられる,これまでの熱水研究でステンレス容器が炭素同位体などに影響を与えるといった報告は無いことからも,水素とステンレスに特有の問題である可能性があり,今後の試料採取方法に注意する必要があると言える.保存性能が劣ると考えられていたガラス容器の方が水素同位体定量に関しては優れていることがわかった.ただし,ガラス容器に採取した試料における水素安定同位体の結果は,熱水温度を示す関数上によくフィットしていることから,微生物活動を示すものではないことが明らかになった.この結果はKonno et al.(2006)における気体成分が示すものと一致している.昨年度のH_2水素安定同位体組成定量システムに引き続き,同じく還元性気体であり,極限環境において大きなエネルギー源および炭素源となるCH_4の水素安定同位体組成定量システムを構築した.それを応用し,岐阜県瑞浪超深地層実験施設における地下水中のCH_4の定量を行った.炭素同位体組成の情報だけではCH_4の起源を判別することは出来なかったが,水素同位体組成の情報を併せることで,単純な有機物由来のCH_4では無く,CO_2還元由来ではないかと結論した.一方で,H_2の水素同位体組成は-700‰前後であり,地下水と温度平衡になっている可能性が考えられる.微生物によるH_2の生成消費反応はH_2-H_2O平衡を促進させるため,水素に関わる微生物活動の可能性を示唆しているのではないかと考える.また,窒素固定反応に付随してH_2が副次生成されることが知られており,海洋において窒素固定速度とH_2濃度に相関があることが報告されている(Moore et al., 2009など).ところが海洋表層は大気からの混入と現場で生成されるH_2の区別が難しく,H_2濃度のみから窒素固定速度を求めることはやや定量性に欠けると考える.そこでH_2の水素同位体組成を定量することで窒素固定速度の定量を目指した.