hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
デンドリマー超分子組織体の創製

本研究において、代表者が開発したπ共役デンドリマーを鍵分子として、独自の機能を活用してデンドリマー超分子組織体を構築した。代表者の見いだした精密有機分子集積を駆使し、2-3次元の超階層制御した新しい超構造組織体を提案できた。本研究では分子機能を連動・増幅して取り出せる金属超構造ナノシステムを目指し、デンドリマー超構造体の新合成法およびそれを自在に組み上げあげた超階層構造界面の構築を追求し次の成果を得た。(1)デンドリマーへの精密有機分子集積法の確立、(2)デンドリマー超分子組織体の構築(3)デンドリマー精密集積界面の構築本研究において、代表者が開発したπ共役デンドリマーを鍵分子として、独自の機能を活用してデンドリマー超分子組織体を構築した。(1)デンドリマーへの精密有機分子集積法の確立、(2)デンドリマー超分子組織体の構築(3)デンドリマー精密集積界面の構築有機カチオンの精密集積トリフェニルカチオンを有機カチオンとして用いて、デンドリマー内への有機カチオンの精密集積を実施した。G4デンドリマーの段階的放射状錯形成は計30の配位サイトを含む4段の平衡の複雑系であるので、単純化したフェニルアゾメチンデンドロン、G1、G2を合成し、有機カチオンの段階的放射状錯形成を、分光法により定量的に解析した。錯形成時における等吸収点のシフトに要した有機カチオンの当量数により、錯形成挙動を解析できる。大きな立体障害があると想定されるが、定量的に内側から段階的に有機カチオンが気息的に集積された。これより、有機カチオンの数を精密にコントロールする事が可能になった。あわせて、1H-NMRのプロトンおよび13C-NMRのイミン炭素のケミカルシフトから、カルボニウムカチオンがイミン窒素と結合していること確認した。コアの違う種々のフェニルアゾメチンデンドリマーへのカチオン集積を、タイトレションによる紫外可視吸収分光スペクトルから確認、金属イオンと同様に扱える事が判明した。有機カチオンの精密集積の普遍性を実証できた。さらに、トリフェニルカチオン誘導体と金属塩とのハイブリッド集積を試みた。有機カチオンと金属塩のルイス酸性の大小により、デンドリマー内での集積位置が決まる。自己組織化能を有する有機カチオンの集積を目指し、長さアルキル基を有するトリフェニルカチオンを合成した。デンドリマーへの集積を予備的に確認できた。(1)液晶デンドリマーの配向メソゲン基として炭素数12の長鎖アルキル4-シアノビフェニルを末端に置換した第3世代のフェニルアゾメチンデンドリマーの合成に成功した。GaCl3を用いて滴定を行った結果、3段階の等吸収点が観測された。内側からの段階的な錯形成が確認され、数を精密に制御して、デンドリマー内に金属塩を集積できる事が明らかとなった。偏光顕微鏡を用い、液晶デンドリマーの組織観察並びに分子配向を観察した。液晶温度範囲においてデンドリマーは相転移せず、単一の相を保持し続ける。また、液晶温度中において、応力を加える事により液晶分子の相互作用から一軸配向させる事が出来る事がわかった。(2)架橋基となる有機カチオンを設計合成デンドリマーの精密有機分子集積を駆使し、π共役デンドリマーを超分子連結基として利用して2ー3次元の超階層構造の構築を目指し、架橋基の合成を行なった。第4世代のフェニルアゾメチンデンドリマーのサイズに基づき連結基の長さを設計し、6単位のエチニルベンゼンが連結した分子の両末端にトリチルカチオンを持つ剛直な連結基を合成した。これをデンドリマーと錯形成させて、平衡状態にて基盤上へキャストした。直線状のデンドリマー超分子構造体の形成を確認した。本研究は代表者が開発したπ共役デンドリマーを鍵分子として、独自の機能を活用してデンドリマー超分子組織体を構築する内容である。申請者の見出した精密有機分子集積を駆使し、2-3次元の超階層制御した新しい超構造組織体を提案することを目的としている。最終年度は、次の新デバイスに向けて機能増幅による出力システムを目指し、金属集積デンドリマー組織体を利用した、金属超構造の構築に集中して研究を推進した。具体的な項目は下記の通りである。1.有機ー金属ハイブリッドデンドリマーの組織化これまで、フェニルアゾメチンデンドリマー金属錯体が精密に集積される事は明らかとなっている。有機カチオンを利用した超分子構造体の構築法を基盤として、精密に金属を集積させた有機金属ハイブリッドデンドリマーについても超構造体を得る条件を確定した。デンドリマーの合成条件を探索、金属イオンの漏れ出しの無い集積に成功した。キャストなど単純な方法にて自己組織化配列やデンドリマー超分子連結基で作製した超構造体を創製、直線状の超分子ポリマーが観測できた。有機ー金属ハイブリッドデンドリマー超分子組織体の高次構造や階層構造が観察できた。2.超分子デンドリマーの合成連結基を精密に設計合成した。これを集積させて超分子デンドリマーを基盤上へ形成させた。AFMやTEMにより直線状の超分子ポリマーが観測できた。

特に超分子デンドリマーに金属集積をさせてAFMにより観測し、超分子をナノ粒子の配列制御のテンプレートに利用できる可能性を確認できた。26年度が最終年度であるため、記入しない。高分子錯体科学26年度が最終年度であるため、記入しない。当初計画した課題の2項目をほぼ終了している。本研究は新物質の合成がポイントであり、研究の大半は合成に時間が費やされる。期間内に合成を達成するためには緻密な計画と多大な労力を必要とする。本研究では当初の目的であるデンドリマー超分子の合成が2種類も達成されている。この点は順調に研究が進展していると判断してよい。順調に研究が進展しており、計画通り進める。論文のまとめを急ぐ。今後は、デンドリマー超分子の構造確認と新しいトポロジーを持つ構造体の形成の可能性を探りたい。学術研究助成基金助成金次年度使用額は平成25年度に物品等の調達方法を工夫し、節約出来たため。研究を効率よく進めるために、有効利用を計る様に計画する。
海上交通環境情報の価値化と操船支援情報の設計に関する研究

本研究では、海上交通環境に着目し、船橋にいる操船者がどのような情報を必要としているのかをアンケート調査すると共に、船舶運航時に行われている情報通信がどれほど有効なのかを客観的数値指標を用いて評価した。その結果、航行管制は海域の安全を高めると共に、操船者自身も必要としていることがわかった。また、無線電話で相手船の意志を確認することで、操船者はより大胆な操船を行うことがわかった。種々の環境の下で実行される操船において操船者がどのような情報を必要としているのかを調査するため、操船経験の豊富な伊勢三河湾水先区水先人会の水先人に対し、操船者が船橋内で入手可能な航行環境情報に関し、その情報の重要度についてンケート調査を実施した。52名の水先人から回答を頂いた(回収率42%)。アンケート解析にはカイニ乗検定を使用して分析を行った。その結果、沿岸操船時と港内操船時で操船者が重視する情報が異なる事が確認された。例えば、沿岸操船では自船針路を、港内操船では水深を重要視しており、船籍や船種、船型、波に関する情報は沿岸操船および港内操船の両場面で重要度が低い傾向がある事がわかった。また、実際の船上で行われている無線通信がどのように活用されているのかを実態調査した。ここでは、伊勢湾を航行している船舶の動静情報をAIS(国際船舶自動識別装置)受信機を用いてモニタリングすると共にVHF無線通信装置により船舶間の音声情報のやり取りについて調査した。二船間距離の変化状況やSJ値(主観的衝突危険度)を分析した結果、横切りの見合い関係において、無線通信を行った船舶は、無線通信を行わなかった船舶より航過距離が近い事が確認された。つまり、他船に対して予め針路情報を提供する事で、本来なら危険と感じる状況での操船が可能となる事がわかった。これらの研究成果について、外部で講演を行い、航行環境情報の重要度について検討を行った。昨年度は、船橋内で得る事が可能でかつ操船に影響を与える情報を航行環境情報と定義し、航行場面毎に重要視される情報を評価した。本年度は航行環境情報を、自船針路や自船速力といった自船の状態を表す「自船情報」、他船の動的情報、自船との相対的な情報、または船籍などの静的情報も含む「他船情報」、地形や天候など船舶に影響を及ぼす外力の情報および操船行動を制限する規則などの「周辺情報」の3種に分類し、解析を行った。その結果、操船者は自船情報、周辺情報、他船情報の順で、各種情報を重要視していることが分かった。周辺情報のうち、水深に続いて管制信号の重要性が高かったことに着目し、管制信号が安全航行にどれほど寄与しているのかについて分析した。官制信号の効果の分析には、三大湾(東京湾、伊勢湾、大阪湾)および関門海峡を航行する船舶のAIS情報を用いて行った。自船を取り巻く周辺環境が操船の困難さの面において、操船者に課す環境負荷の大きさを定量的に数値表現することができる環境ストレスモデルを適用し、官制信号の有無による操船困難度の比較を行った、航行管制がなされていない航路より、航行隻数が多いが航行管制実施されている航路の方が操船困難度が減少するという結果を得られ、航行管制の有効性が伺えた。また、入出港時間間隔の変更や航路内での行き合い船の大きさの見直しなど、官制方法を改善することで、より安全な航行環境が提供できることを示唆した。
生体関連物質を模倣したイオン液体による電顕用可視化剤

本研究では、常温で溶融した有機塩であり、真空中で蒸発をしないイオン液体を用い、それを導電体として試料表面の塗布することで、試料のチャージアップならびに乾燥を防ぎ、生体関連試料を湿潤状態で観察することを実現する。さらに、そうした手法の応用展開を図ることを目的とする。研究期間の2年間で、非導電性物質、特にナノ物質のイオン液体による観察法について確立することができたとともに、生体関連物質の観察を、水溶性の高いコリンと呼ばれる生体関連化合物と同様の構造を持ったイオン液体を用い、さらに、試料をイオン液体に分散させたのちに、柔らかく吸引することで変形なく観察することを可能とした。本研究では、イオン液体を用いて、湿潤状態の生体関連資料の走査型電子顕微鏡観察の実現とその応用展開である。イオン液体とはいわゆる有機の常温溶融塩のことで、水・油とも異なる第3の溶媒として注目されている。塩であるので、当然真空中で蒸発しない上に、電気を通すために導電性のない試料に薄くコートするだけで、その表面がチャージアップせず走査型電子顕微鏡観察が可能となる。今回の課題では、特に水と置換することが可能な低分子量のイオン液体での観察である。今年度は、昨年度に引き続き、細胞表面の直接詳細観察を試み、「柔らかい細胞」の代表例である赤血球の観察を行うことができた。従来、赤血球を走査型電子顕微鏡で観察すると、乾燥状態のものしか観察できなかったが、低倍率では光学顕微鏡で見られるような像を得ることができた。これまでも、イオン液体での細胞観察の例はいくつかあったが、赤血球のような柔らかい細胞の観察例は報告されておらず、新規な生体物質を模倣した我々のイオン液体によって可能になったものと認識される。また、特異的変形をした赤血球も見つけることができ、このイオン液体の有用性が改めて示された。このイオン液体は、市販されたが、電子顕微鏡へのダメージもこれまで報告されておらず、今後の発展が期待できる。本研究の最終目標は、イオン液体を用いて、湿潤状態でのさまざまな生体関連試料の電子顕微鏡観察の実現とその応用展開である。イオン液体とは、常温で液体であるイオン性の物質で、水・油と異なる第3の溶媒として注目される。いわゆる常温溶融塩であり、真空中で蒸発しないが電気を通すため、導電性のない試料を薄くコートするだけで、チャージアップせず走査型電子顕微鏡観察を可能とする。特に挑戦的な課題は、細胞内の水と置換可能なイオン液体を用い、固定化・金属コーティングが不要な生体試料の簡便な観察法の開拓である。つまり、イオン液体を用いた生体試料に適した電顕用可視化剤の開発である。平成24年度は、生体関連分子であるコリンの構造をまねた分子構造をもつイオン液体と、市販のイミダゾリウム系イオン液体を用いて生体関連試料の走査型電子顕微鏡観察を行った。イオン性の小さな分子構造を持つ生体分子であるコリンをまねてイオン液体を設計・合成した。コリンは水溶性であり、得られるイオン液体も水との親和性が高かった。コリンは細胞膜を行き来することができる。本研究ではコリン型イオン液体のうち、メタンスルホン酸をアニオンにもつイオン液体が水との親和性が高く、生体試料の可視化用イオン液体として適していると考えられた。実際、遊離細胞やナノ材料、生体試料などにこのイオン液体を用いたところ、変形することがほとんどなく、試料そのままの表面構造と思われる像が得られた。その結果、遊離細胞の観察、実際、我々の設計・合成したコリン分子に似た構造を持つイオン液体は、平成25年5月に上市されることになり、同月に大阪で行われる顕微鏡学会にて会社から紹介されることになっている。生体関連試料の観察事例では、遊離細胞の観察を可能とすることができた。従来のイミダゾリウム塩系イオン液体では容易に細胞が崩壊してしまったが、コリン型イオン液体ではその構造が保持される場合が多かった。しかしながら、細胞はいずれのイオン液体を用いた場合においても、Liveな状態で観察することができないことが分かった。これは残念であった。結果的に、生体試料に優位なイオン液体としては、コリンに似た分子構造を持ち、アニオンがメタンスルホン酸であるものであることを明らかとした。よって、計画通り進展したと言える。また、現在のところ、質量分析測定では、真空中でイオン液体からの分解ガスは観察されていない。電子顕微鏡観察の場合、試料が電子ビームにさらされているので、高温になることが考えられる。よって、さらに高温処理などをしてみて、質量分析測定を行いたい。これは、計画は計画通り進展したが、さらに計測が必要であることが明らかになった点で重要である。

また、こうしたこれまでの成果が結実し、電子顕微鏡メーカーから我々の設計したイオン液体が平成25年5月より市場に投入されることになった。また、同月に大阪で行われる顕微鏡学会にて紹介される予定である。これによって、我々の研究成果が広く一般の走査型電子顕微鏡ユーザーに用いられることになった点において計画以上の進展度がある。論文執筆はやや遅れている。この点は反省し、25年度の論文による報告を充実したものとしたい。平成25年度は、こうしたイオン液体を用いた細胞表面・生物個体などの生体試料の直接詳細観察をさらに進めると同時にイオン液体の高温での分解について調べてみたい。また、より簡便なイオン液体による細胞表面やナノ構造体の微細構造の観察手法の開拓を行いたい。このイオン液体の手法によって細胞の表面での微細構造を観察するためには、細胞とイオン液体の親和性が高いことと、薄く細胞をコートできることが重要である。そこで、本研究では、理想的なイオン液体被覆試料を作製するために、フィルターを用いたシステムの構築を行う。物品費が想定より少なくなった。理由として現時点での質量分析計の購入が不要になったことが挙げられる。しかし、高温での測定のシステム構築に必要となれば、25年度に導入する。また、学会発表旅費ならびに質量分析費用、試薬費用に用いる。
骨盤内血流と下部尿路機能障害に関する研究

自然発症高血圧ラット(SHR)は排尿筋過活動と前立腺過形成をいることを確認した。これらの共通の発症メカニズムとして、骨盤内虚血が原因で膀胱および前立腺組織では酸化ストレスと炎症性サイトカインの産生の亢進が生じる。さらに、TGF-βやbFGFが誘導されると考えられた。ニコランジル、シロドシン、塩酸ファスジルやオルメサルタンは排尿筋過活動と前立腺過形成を抑制した。これらの薬剤の共通のメカニズムとして骨盤内虚血の改善が考えられた。骨盤内虚血の改善により酸化ストレス、炎症性サイトカインの産生、TGF-βやbFGFの誘導が抑制され、膀胱機能不全と前立腺過形成を抑制しているものと考えられた。ヒトの前立腺肥大の原因は、加齢と性ホルモンが影響していること以外はっきりとわかっていない。自然発症高血圧ラット(spontaneously hypertensive rat; SHR)では前立腺の血流量が低下しており、一定の週齢を超えると前立腺が肥大することが知られている。本研究ではSHRにおいて、性ホルモン及び、前立腺血流低下により発生した酸化ストレスが前立腺を肥大する分子機構が存在するか検討した。12週齢雄性SHRに薬物投与群として血管拡張薬であるATP感受性カリウムチャネル開口薬ニコランジル3, 10 mg/kgをそれぞれ6週間、1日1回経口投与した。対照としてvehicleを投与したSHRとWKYラット(コントロール群)の計4群で実験を行った。血圧測定及び前立腺の血流量を測定した後、前立腺を摘出した。そして、酸化傷害のマーカーであるMDA、低酸素応答性転写因子HIF-1α、性ホルモンであるジヒドロテストステロン(DHT)及び線維化や細胞増殖のマーカーであるbFGF、TGF-β1をELISA法で測定した。加えてHE染色による組織学的検討を行った。SHR前立腺では血流量低下、MDA、HIF-1αの上昇、bFGF、TGF-β1の発現の有意な増加がコントロール群に比べてみられた。しかし、SHR群とコントロール群の間にDHT量の有意な差は見られなかった。さらにSHRの背側前立腺はコントロールと比べて変化がみられないが、腹側前立腺の増殖が観察された。一方、ニコランジルを投与した群ではそれらの反応は見られず、腹側前立腺の肥大を抑制した。SHRでは性ホルモン量に依存せず前立腺肥大が起きていた。前立腺の血流量低下及び酸化ストレスが前立腺の細胞増殖に関与することが示唆された。本研究結果は酸化ストレスシグナルによる性ホルモン非依存性の前立腺肥大という新しい分子機構を提唱する。対照であるWistarラットに比べると、SHRの膀胱組織において血流量の低下が低下しており、膀胱組織中の神経成長因子(NGF)濃度の上昇、1日排尿回数の増加と1回排尿量の低下が確認できた。12週齢のSHRにKATPチャンネル開口薬であるニコランジル、αブロッカーであるシロドシンおよびRhoキナーゼ阻害薬である塩酸ファスジル3剤の6週間に渡る薬物治療を施行した。ニコランジル、シロドシン及び塩酸ファスジルはSHRの血圧を低下することなく、低下していた膀胱組織中の血流量を増加させた。それに伴い、ニコランジル、シロドシン及び塩酸ファスジルは、膀胱組織中の上昇したNGF濃度を低下させ、また増加した一日排尿回数を減少させ、低下した一回排尿量を増加させる事が確認できた。以上の結果からSHRにおける頻尿の改善は、全身血圧よりも膀胱血流量の改善によることが示唆された。次に以下の予備実験を行った。12週齢のSHRにアンギオテンシンII受容体拮抗薬であるオルメサルタンおよびカルシウム拮抗薬であるニフェジピンの6週間にわたる薬物治療を行った。オルメサルタンおよびニフェジピンは共にSHRの全身血圧を低下させた。しかし、オルメサルタンは低下していた膀胱組織中の血流量を増加させたが、ニフェジピンにはこの作用は確認できなかった。オルメサルタンでは膀胱組織中の上昇したNGF濃度を低下させ、また増加した一日排尿回数を減少させ、低下した一回排尿量を増加させる事が確認できたが、ニフェジピンではこの作用は確認できなかった。自然発症高血圧ラット(SHR)は排尿筋過活動と前立腺過形成を示すと共に膀胱および前立腺は慢性虚血を呈して居ることを確認した。雄性12週齢のSHRラットに血圧は低下しないが骨盤内血流を増加さる薬剤としてニコランジル(ATP感受性Kチャンネル開口薬)、シロドシン(α1Aブロッカー)および塩酸ファスジル(Rhoキナーゼ阻害薬)を、膀胱および前立腺血流と増加させかつ降圧作用のある薬剤としてオルメサルタン(アンギオテンシンII受容体遮断薬;ARB)を6週間連日投与した。コントロールとしてWistarラット(膀胱)とWistar-Kyoto(前立腺)を用いた。

薬物投与終了時に血圧測定(テイルカフ法)および膀胱と前立腺血流測定(水素クリアランス法)を行い薬物と血圧および骨盤内血流の改善について評価した。膀胱機能はメタボリックケージを用いた排尿動態と膀胱内圧測定(ウレタン麻酔下)および恒温槽を用いた膀胱平滑筋の収縮力の変化で評価した。前立腺については組織学的に過形成の改善を評価した。SHRの排尿筋過活動と前立腺過形成共通の発症メカニズムとして、骨盤内虚血が原因でSHRの膀胱および前立腺組織では酸化ストレスと炎症性サイトカインの産生の亢進が生じる。さらに、TGF-βやbFGFが誘導されると考えられた。これらの薬剤(ニコランジル、シロドシン、塩酸ファスジルやオルメサルタン)は排尿筋過活動と前立腺過形成を抑制した。これらの薬剤の共通のメカニズムとして骨盤内虚血の改善が考えられた。骨盤内虚血の改善により酸化ストレス、炎症性サイトカインの産生、TGF-βやbFGFの誘導が抑制され、膀胱機能不全と前立腺過形成を抑制しているものと考えられた。下部尿路の薬理学前年度に研究目標は全体の半分ほど達成していたと考える。本年度は、下部尿路症を考えたときに避けて通れない前立腺の過形成の新たなメカニズムを提唱出来たと考えられる。申請した実験器具および実験手技は、概ね期待していたとおり行うことが出来た。研究実績の概要で示したとおり、血圧低下作用の少ないニコランジル、シロドシン及び塩酸ファスジルも血圧低下作用のあるオルメサルタンでも膀胱血流の改善と排尿パラメータの改善が確認できた。一方、ニフェジピンは血圧低下作用を認めたが、膀胱血流の改善と排尿パラメータの改善が確認できなかった。1年目の研究は概ね達成できたと考えている。平成25年度の成果を基に更に、骨盤内血流と過活動膀胱および前立腺過形成もメカニズム、特に虚血による活性酸素と炎症を焦点に研究を行う。平成24年度の研究で、排尿筋過活動は血圧の改善よりは血流の改善に依存していることが確認できた。平成25年度では、その分子メカニズムの解明を行いたいと考えている。出来るだけ交付金額に近づくように予算を使用したが、少額(5596円)の端数が出たため。本年度の予算執行額を、従来の計画通り適正に使用する。平成24年度での研究成果を国内および国外での学会発表、および誌上発表行う。さらに、24年度の解明した「排尿筋過活動は血圧の改善よりは血流の改善に依存」の分子メカニズムを解明する上で、主にラット、検査試薬および検査キットなどの消耗品購入費に充てる予定である。これらの実験は鳥取大学および高知大学で十分に対応できるものである
一般集団におけるがん関連遺伝子群の機能未知多様体の発がんへの影響の検討

がんは環境要因と、がん抑制遺伝子に代表される遺伝的要因との相互作用によって発症する。がん抑制遺伝子には機能未知多様体(Variants of uncertain significance: VUS)が多数存在し、臨床診断上の困難を生じている。東北メディカル・メガバンク計画で収集した検体のゲノム情報を活用して、これらのVUSの一般集団での頻度や腫瘍の家族集積性を明らかにするため、日本人全ゲノム参照パネル(3.5KJPN)に収載されている152か所のがん素因遺伝子上の変異について情報解析を実施した。まず、3.5KJPN上のHBOC及びLynch症候群関連遺伝子の中の既知の疾患原因変異9箇所について、AnnovarないしはdbNSFPを活用して属性情報を付与し、変異のインパクトを推定するCADD, Eigen, DANNの3つのパラメーターを評価、有害変異候補の閾値を決定した。152か所のがん素因遺伝子についても同様の解析を実施し、これらには約20万か所の多型が存在し、そのうち、978箇所が上記基準に当てはまる有害変異候補として同定された。そのうち、一塩基置換に基づくものが661箇所(うち停止発生が42箇所)、挿入欠失配列が217箇所であった。これらの分布は過去の研究とよく類似しており、がんの素因となる変異は集団内で一定の頻度で蓄積していることが判明した。これら3.5KJPN検体のうち、コホート調査での調査票情報が利用可能であった約2500例についてHBOC関連のがん発症の既往歴家族歴について調査した。コホート参加者の姉妹について、HBOC発症の確率が有意に高いことが示され、変異のインパクトを推定するCADD, Eigen, DANNの3つのパラメーターは若年発症の腫瘍に関する有害変異の予測において有用である可能性が示された。3.5KJPN中に発見されているHBOC及びLynch症候群関連遺伝子の中の既知の疾患原因変異9箇所について、AnnovarないしはdbNSFPを活用して属性情報を付与し、変異のインパクトを推定するCADD, Eigen, DANNの3つのパラメーターを評価、有害変異候補の閾値を決定した。その結果に基づき、Huangらの報告によるがん素因遺伝子(生殖細胞系列の変異によってがん発症の確率が増加する可能性のある遺伝子)152箇所について多型の評価を実施した。また、挿入欠失配列についてはタンパク質構造に変化を及ぼす可能性のあるスプライシングに影響を及ぼすもの及びフレームシフト変異を有害変異候補と規定した。3.5KJPN中には152か所のがん素因遺伝子上には約20万か所の多型が存在し、そのうち、978箇所が上記基準に当てはまる有害変異候補を同定した。今後は同様の解析をLynch症候群の原因遺伝子群へと進め、コホート調査情報と照らし合わせ、日本人集団中に存在する成年発症の家族性腫瘍症候群の頻度の推定を行う。さらに、全ゲノム解読検体での検討対象を広げる。ToMMoにおいて取得済のゲノムデータとして分譲対象となっているSNPアレイデータのあるコホート参加者について、ジェノタイプインピュテーションを実施し、がんと関連のありそうな多様体のキャリア候補を同定する。その後既往歴・家族歴との相関を統計学的に分析する。更に、これら癌関連遺伝子変異のキャリア由来の不死化リンパ球のDNA修復能やアポトーシス感受性などについて各種の細胞生物学的解析を実施する。こうしたin vitroのエビデンスを重ねることで、集団遺伝学的解析などで推定された発がん感受性と癌関連遺伝子群の関連性についての検証を実施する。東北メディカル・メガバンク機構において収集した一般住民コホート由来のゲノムDNAを全ゲノム解読して得られた日本人標準ゲノムパネル2049人分(以下2KJPN)のゲノム情報の中のがん関連遺伝子群に認められる一塩基多型(以下SNP)の情報を入手した。入手した約8万にも及ぶ多型情報についてAnnovarによって属性情報を付与し、有害変異候補を抽出した。これらのうち特に遺伝性乳がん卵巣がん症候群の責任遺伝子であるBRCA1、BRCA2の2つについてCADD及びEigenのスコアを前述のAnnovarによって付与、内容を検討した。統計解析ソフトウエアパッケージRを活用し、これらがん関連遺伝子の多型のCADDとEigenの値をプロットしたところ、基本は線形に比例し(右肩上がり)を示したが、2つの回帰直線が描かれ、手法の違いが反映されていることが判明した。すでにHBOC及びリンチ症候群関連の責任多型と考えられる複数のSNPが2KJPNに存在し、これらのCADD、Eigenのスコアに基づいて他の疾病関連性が不明なSNPがBRCA1、BRCA2の上に存在することを確認した。具体的にはBRCA1のL63X、BRCA2のR2318X、I2675Vなどである。

確定的な責任多型のパターンからCADDは特異性が高いが感度がやや低く、Eigenは特異性は低いが感度がやや高いことが判明した。これら責任多型候補のSNPについて文献的検討を実施したところ、1箇所のSNPについてHBOCの中等度のリスクが存在することが示され、本手法の有用性が示された。本研究は2018年度のアメリカ癌学会総会でポスター発表の予定である。すでに文献的検討を終了し、VUSの中で家族性乳がん卵巣がん症候群の発症に寄与しうる多型を同定できたことから、概ね順調に進展しているといえる。がんは環境要因と、がん抑制遺伝子に代表される遺伝的要因との相互作用によって発症する。がん抑制遺伝子には機能未知多様体(Variants of uncertain significance: VUS)が多数存在し、臨床診断上の困難を生じている。東北メディカル・メガバンク計画で収集した検体のゲノム情報を活用して、これらのVUSの一般集団での頻度や腫瘍の家族集積性を明らかにするため、日本人全ゲノム参照パネル(3.5KJPN)に収載されている152か所のがん素因遺伝子上の変異について情報解析を実施した。まず、3.5KJPN上のHBOC及びLynch症候群関連遺伝子の中の既知の疾患原因変異9箇所について、AnnovarないしはdbNSFPを活用して属性情報を付与し、変異のインパクトを推定するCADD, Eigen, DANNの3つのパラメーターを評価、有害変異候補の閾値を決定した。152か所のがん素因遺伝子についても同様の解析を実施し、これらには約20万か所の多型が存在し、そのうち、978箇所が上記基準に当てはまる有害変異候補として同定された。そのうち、一塩基置換に基づくものが661箇所(うち停止発生が42箇所)、挿入欠失配列が217箇所であった。これらの分布は過去の研究とよく類似しており、がんの素因となる変異は集団内で一定の頻度で蓄積していることが判明した。これら3.5KJPN検体のうち、コホート調査での調査票情報が利用可能であった約2500例についてHBOC関連のがん発症の既往歴家族歴について調査した。コホート参加者の姉妹について、HBOC発症の確率が有意に高いことが示され、変異のインパクトを推定するCADD, Eigen, DANNの3つのパラメーターは若年発症の腫瘍に関する有害変異の予測において有用である可能性が示された。3.5KJPN中に発見されているHBOC及びLynch症候群関連遺伝子の中の既知の疾患原因変異9箇所について、AnnovarないしはdbNSFPを活用して属性情報を付与し、変異のインパクトを推定するCADD, Eigen, DANNの3つのパラメーターを評価、有害変異候補の閾値を決定した。その結果に基づき、Huangらの報告によるがん素因遺伝子(生殖細胞系列の変異によってがん発症の確率が増加する可能性のある遺伝子)152箇所について多型の評価を実施した。また、挿入欠失配列についてはタンパク質構造に変化を及ぼす可能性のあるスプライシングに影響を及ぼすもの及びフレームシフト変異を有害変異候補と規定した。
海産浮遊性繊毛虫類のシスト群集の動態に関する研究

1.希薄栄養系である海洋表層生態系全体の生産性を支配する栄養塩再生産過程の稼動者として最も重要な役割を担う繊毛虫プランクトン群集の季節消長とシスト群集との関係を研究した。対象海域は北方温帯沿岸域として典型的な宮城県女川湾である。2.プランクトン群集は採水法によって、またシスト群集は採泥法によって定量採集を行い、繊毛虫はプロタルゴール染色法によって分類同定した。シストは泥から篩別した後、培養し、発芽した栄養細胞を分類同定した。これにより、主要なシストを外部形態によって同定することが、世界で初めて可能になった。3.シストの発芽を支配する環境要因としては水温が最も重要であることが判明した。低酸素環境は発芽を抑制するが、その条件は女川湾では夏期鉛直成層期に限って現出することが、現場溶存酸素計(今年度購入)等による測定で明らかになった。優占繊毛虫プランクトンにとって夏期高水温期はシストの賦活期であり、元来発芽期に相当していないので、この時期の低酸素条件は大きな障害にはならないことが示唆された。4.優占種のシストは9-10月に発芽を開始、12月に栄養細胞(プランクトン)群集は秋・冬のピークを形成するととも、シストも形成する。冬を生残した栄養細胞は春に再びピークを形成するが、やはり同時にシストを形成する。秋・冬のシストと春のシストは共に高汚水低酸素期を経て9-10月に同時に発芽するという年周期が始めて明らかになった。
超新星物質におけるハイペロン混合と誕生時の中性子星

超新星爆発直後の,生まれたばかりの熱い中性子星の内部では,ニュートリノ(ν)のトラッピング現象のためにエントロピーがほぼ一定で大きく,高温で高密度の物質(超新星物質)が形成される。この超新星物質における構成粒子の混在度は,次のような特徴を持つことが分かった。(1)レプトン数保存のため電子の混在度が大きくなり,その値は密度の変化に依らずほぼ一定である。電子ニュートリノの混在度は電子の混在度に比べてずっと小さい。(2)電子の混在度が大きくなるため、電荷保存により陽子の混在度も大きくなる。(3)レプトン数保存のため,高密度領域でのΣ^-の混在が大きく抑制される。これは,Σ^-の混在を決める化学平衡の条件式中で,ν_eの化学ポテンシァルがΣ^-の質量の役割を果たすからである。ΛについてはΣ^-のような大きな変化はみられない。この超新星物質の状態方程式を用いて中性子星モデルの計算を実行し,以下の結果を得た。(1)状態方程式の硬化のために,誕生時の中性子星の最大質量が太陽質量の1.84倍となり,冷えた中性子星物質の状態方程式から得られる最大質量(太陽質量の1.82倍)よりも大きくなる。(2)誕生時の熱い中性子星が冷えていく段階では,バリオン数が保存されるために,冷えた中性子星の最大質量は中性子物質の状態方程式から予想される最大質量よりも小さくなり,太陽質量の(1.75-1.79)倍へと減少する。(3)中性子星内部の密度分布は,冷えるとともに中心付近が平坦になり,表面付近で急激に減少するようになる。この傾向は,冷えるにつれて中心密度が上昇して半径が縮むという変化をもたらすハイペロンを含まない場合と対照的である。中性子星内部の粒子構成も,冷えるにつれて,中心部での陽子の混在度が減少し,Σ^-粒子の混在度が増加する。超新星爆発直後の、生まれたばかりの熱い中性子星の内部では、ニュートリノ(ν)のトラッピング現象のためにエントロピーがほぼ一定で大きく、高温で高密度の物質(超新星物質)が形成される。この超新星物質には、核子、電子、電子ニュートリノの他、Λ、Σ^-などのハイペロンも混在している可能性があり、化学平衡・バリオン数保存・電荷保存・レプトン数保存から、各粒子の混在度が決まる。それを有効相互作用アプローチで評価した結果、通常の中性子星内部の物質(中性子星物質)と比べて、以下のような特徴を持つことが分かった。(1)レプトン数保存のため電子の混在度が大きくなり、その値は密度の変化に依らずほぼ一定である。(3)レプトン数保存のため、高密度領域でのΣ^-の混在が大きく抑制される。これは、Σ^-の混在を決める化学平衡の条件式中で、νの化学ポテンシァルがΣ^-の質量の役割を果たすからである。このような特徴をもつハイペロンの混じった超新星物質の状態方程式は、中性子星物質の状態方程式よりも少し硬くなる。また、高密度領域で、内部エネルギーへのハイペロンの寄与に比べて、エントロピーへのハイペロンの寄与が重要になってくる。また、電子と電子ニュートリノの内部エネルギーやエントロピーへの寄与は、密度への依存性が小さいことが分かった。

中性子、陽子、Λ粒子、Σ^-粒子、電子、電子ニュートリノから構成される超新星物質の状態方程式を、標準核物質密度以上の広い領域に渡って導出した。この超新星物質は、レプトンの混在度(y_1)とエントロピー(S)の値によって特徴付けられ、(y_1=0.4,S=1.5)と(y_1=0.3,S=1.0)の2つの場合について中性子星モデルの計算を実行し、以下の結果を得た。(1)いずれの場合も、状態方程式の硬化のために、誕生時の中性子星の最大質量が太陽質量の1.84倍となり、通常の冷えた中性子星の最大質量(太陽質量の1.82倍)よりも大きくなる。(2)誕生時の熱い中性子星が冷えていく段階では、バリオン数が保存されるために、冷えた中性子星の最大質量は温度零の状態方程式から予想される最大質量よりも小さくなり、太陽質量の(1.75-1.79)倍へと減少する。(3)中性子星内部の密度分布は、冷えるとともに中心付近が平坦になり、表面付近で急激に減少するようになる。この傾向は、冷えるにつれて中心密度が上昇して半径が縮むという変化をもたらすハイペロンを含まない場合と対照的である。中性子星内部の粒子構成も、冷えるにつれて、中心部での陽子の混在度が減少し、Σ^-粒子の混在度が増加する。(4)熱い中性子星が形成される過程とそれが冷えて通常の中性子星に変化する過程で放出されエネルギーは、1987Aからのニュートリノ・バーストの観測から評価された値と同程度の値になる。レプトンの混在度やエントロピーの値が異なる場合の状態方程式、ならびに、質量が最大質量よりも小さい場合を現在検討中である。誕生時の熱い中性子星中心部の物質は核子(中性子と陽子)やレプトン(電子と電子ニュートリノなど)以外にΛ粒子やΣ^-粒子などのハイペロンを含んでおり、その物質系(これを超新星物質と呼ぶ。)の状態方程式と中性子星の性質が密接に関係する。今年度の研究成果は以下のとおりである。(1)核子系の状態方程式の硬さを3例(核子間の3体力の採り方によって、対称核子物質の非圧縮率が250MeV、280MeV、300MeVとなるもの)採用して、レプトンの混在度(y_1)がy_1=0.30,0.35,0.40、および、エントロピー(S)がS=1.0,1.5の場合の状態方程式をそれぞれ算出した。それらの状態方程式を用いて、中性子星モデルの計算を実行した。(2)中性子星の最大質量およびその半径と中心密度への有限温度の効果は、核子物質の状態方程式が硬くなるにつれて小さくなる。最大質量は(13)%、半径は(719)%増加し、中心密度は(615)%減少する。また、バリオン数は、バリオンあたりのエネルギーが大きくなるため、硬い状態方程式で温度効果が大きくなり、(15)%減少する。(3)誕生時の熱い中性子星が冷却する過程では、バリオン数が保存されると考えられる。最大質量をもつ誕生時の中性子星が冷却すると、核子物質の状態方程式の硬さに依らず、その質量は(36)%程度減少する。また、その時の質量は、いずれの場合も、温度零度の冷たい中性子星として求めたた最大質量よりも小さくなる。
大腸がんリスク因子化合物コリバクチンの構造解明とその検出マーカーに関する研究

コリバクチンの遺伝毒性の検出、コリバクチンの生産菌を簡便に検出する方法の確立、コリバクチンもしくはその代謝産物の検出と単離・構造決定の3つを主軸に研究を行った。以下、順に行った研究についてまとめる。コリバクチンの遺伝毒性の検出に関しては、報告されている細胞でのアッセイとDNAのクロスリンクのアッセイを確立し、コリバクチンの活性評価が可能となった。コリバクチン生産菌の検出方法としてLAMP法と蛍光プローブ法を確立し、それぞれの方法で簡便にコリバクチン生産菌を判別できることを明らかにした。コリバクチンの単離精製に関しては、1、耐性遺伝子ClbSに付加したコリバクチンの探索、2、DNAクロスリンク体に含まれるコリバクチンの探索、3、コリバクチン高生産株からのコリバクチンの探索という3通りのアプローチを行った。結果、1ではClbSにコリバクチンが付加していることを強く示唆する結果を得ることができたため、コリバクチンが付加したペプチド断片の探索を勧めており、2ではコリバクチンが付加したDNA断片を見つけることに成功したが、構造決定に難航しているところ、他の研究者から同じ化合物を報告されてしまうという結果となった。3に関して、前述したコリバクチン生産菌の判別方法を用いて得た500株以上のコリバクチン生産菌から、コリバクチン高生産株を見出し(E. coli-50と呼称)、この株の野生株とコリバクチン生合成遺伝子破壊株との生産物の比較から、コリバクチン代謝産物の特定に世界で初めて成功し、現在構造解明を進めている。コリバクチンの生物活性の評価方法として細胞の肥大化試験、DNAのクロスリンク試験を確立し、自ら活性を確認可能となった。またコリバクチン生産菌の判別方法として確立したLAMP法や蛍光プローブは、短時間で多数のサンプルの判別が可能であることを実証することができ、期待した以上の結果から現在製品化を目指すまでに進行しつつある。また耐性遺伝子ClbSにコリバクチンが付加している可能性を推定し、各種実験を行った結果、推定どおりにClbSにコリバクチンが付加していることを強く示唆する結果を得ている。さらに研究の過程で得た500を超えるコリバクチン生産菌からコリバクチン高生産株を見出し、その野生株とコリバクチン生合成遺伝子破壊株との生産産物を詳細に比較することで、コリバクチンの代謝産物を世界で初めて見出すことに成功した。これは当初の予定以上の成果である。申請者はコリバクチン生産菌の簡便な検出方法として、蛍光プローブやLAMP法を用いた方法を確立している。これらの検査方法は大腸菌単位では問題なくコリバクチン生産菌の判別が可能だが、将来に多検体に対する簡易な検査として用いるためには、糞便から直接検出できるような方法へと改良する必要があると考えている。そのためにはより簡便かつ大量合成に適したプローブの供給方法や、アッセイ系の最適化の検討が必要と考えられる。また、感度や性質の異なる新たな蛍光プローブの開発も検討したい。また申請者はこれまで誰も見いだせていなかったコリバクチンの代謝産物1を見出すことに成功しているが、その構造解明には至っていない。これには化合物1の不安定さと、構造のエピ化や互変異性などが関与していると推定している。そこでさらなる培養と単離により、化合物1の量を増やして解析を進める一方で、この化合物のさらなる分解物を特定することを試みている。分解が進むことで、分解物はより安定な化合物となり、単離構造決定が容易になると推定している。これらの構造をもとに不安定な化合物1の構造を明らかにしたいと考えている。

コリバクチンの生物活性の評価方法として細胞の肥大化試験、DNAのクロスリンク試験を確立し、自ら活性を確認可能となった。またコリバクチン生産菌の判別方法として確立したLAMP法や蛍光プローブは、短時間で多数のサンプルの判別が可能であることを実証することができ、期待した以上の結果から現在製品化を目指すまでに進行しつつある。また耐性遺伝子ClbSにコリバクチンが付加している可能性を推定し、各種実験を行った結果、推定どおりにClbSにコリバクチンが付加していることを強く示唆する結果を得ている。さらに研究の過程で得た500を超えるコリバクチン生産菌からコリバクチン高生産株を見出し、その野生株とコリバクチン生合成遺伝子破壊株との生産産物を詳細に比較することで、コリバクチンの代謝産物を世界で初めて見出すことに成功した。これは当初の予定以上の成果である。申請者はコリバクチン生産菌の簡便な検出方法として、蛍光プローブやLAMP法を用いた方法を確立している。これらの検査方法は大腸菌単位では問題なくコリバクチン生産菌の判別が可能だが、将来に多検体に対する簡易な検査として用いるためには、糞便から直接検出できるような方法へと改良する必要があると考えている。そのためにはより簡便かつ大量合成に適したプローブの供給方法や、アッセイ系の最適化の検討が必要と考えられる。また、感度や性質の異なる新たな蛍光プローブの開発も検討したい。また申請者はこれまで誰も見いだせていなかったコリバクチンの代謝産物1を見出すことに成功しているが、その構造解明には至っていない。これには化合物1の不安定さと、構造のエピ化や互変異性などが関与していると推定している。そこでさらなる培養と単離により、化合物1の量を増やして解析を進める一方で、この化合物のさらなる分解物を特定することを試みている。分解が進むことで、分解物はより安定な化合物となり、単離構造決定が容易になると推定している。これらの構造をもとに不安定な化合物1の構造を明らかにしたいと考えている。
大規模データベースを用いた慢性腎臓病・透析症例の周術期リスクと管理戦略の検討

我が国では高齢化に伴い腎不全症例の手術が増加傾向となっている。しかし、これまで、術前・周術期の腎機能や透析療法と、術後の死亡や合併症などのアウトカムの関連性についての研究は十分ではない。本研究では、手術データベースおよび診療報酬データベースを用いて、大規模データおよびそれと親和性の高い統計手法を用いた観察研究を実施し、1術前の腎機能と手術リスクについて、2術中の透析管理とアウトカム、にフォーカスしてその関連性を明らかにし、腎機能低下例に対する安全な手術のためになにが必要かを明らかにすることを目的とする。
C型肝炎ウイルスゲノム複製複合体の構造と機能に関する研究

C型肝炎ウイルス(HCV)の部分RNAゲノム自律複製単位(レプリコン)が複製している培養細胞を用いて、細胞性因子含めた複製複合体の構造とそれぞれの構成因子の複製反応における機能を解析することにより、HCVゲノム複製機構を分子レベルで明らかにすることを目的として研究をおこなった。まず本来のHCVゲノムにより近い構造をもつ、全ゲノムをふくむレプリコンを作成し、これが複製維持される培養細胞を樹立した。このレプリコンに関する種々の生化学的解析をおこない、細胞の内膜系によって包まれた構造をもつことなど、複製複合体の基本的な性質は部分ゲノムと等しいことを示した。また、複製活性を簡便に検出できるようにルシフェラーゼタンパク質を発現するようにデザインしたレプリコンを作成し、これを用いて様々なサイトカインや薬品のレプリコン複製に対する影響を解析することで複製複合体と細胞側因子の相互作用に関する検討をおこなった。その結果、新たにTGFベータが細胞の増殖抑制を介してレプリコンの複製を阻害すること、そしてMAPキナーゼシグナル系の阻害薬であるPD98059がHCVゲノム上に存在する内部リボソーム結合部位の活性化を介してHCVゲノムの翻訳を上昇させ、その結果複製活性を亢進することが明らかになった。さらに、これまでに我々はHCVゲノム複製に対して抑制的な効果を示す薬剤としてシクロスポリンA(CsA)を同定しているが、その作用機序に関する解析を進めた。その結果、CsAの標的分子がシクロフィリンB(CyPB)であることを突き止めた。さらにCyPBはHCVの複製複合体の主要因子であり、RNAポリメラーゼ本体であるNS5Bタンパク質と相互作用してそのRNA結合活性を上昇させることを明らかにした。このことからCsAによってCyPB活性が抑制されるためにHCVゲノム複製が抑制されると結論した。これらの結果を基にHCVの増殖を抑制する抗HCV薬剤開発のための新たな標的候補分子を示すことができた。C型肝炎ウイルス(HCV)の部分RNAゲノム自己複製単位(レプリコン)が複製している細胞を用いて,細胞性因子を含めた複製複合体の構造とそれぞれの構成因子のHCVゲノム複製反応における機能を解析することによりHCVゲノム複製機構を分子レベルで明らかにすることを目的として研究をおこなった。本年度、まず全長ゲノムを発現するレプリコンを作成し、これまで用いてきた部分ゲノムレプリコン細胞におけるレプリコンRNA複製複合体の生化学的な性質との検討をおこなった。その結果、全長ゲノムからウイルス構造タンパク質が発現された場合でも基本的な複製複合体の構成ならびに性質は変化せず、これまでの部分ゲノムレプリコン細胞がHCVゲノム複製複合体解析のために良い実験系となることが確認された。そこで、この部分ゲノムレプリコン細胞をジギトニンを用いて膜透過性化した後、プロテアーゼ処理をおこない複製複合体に含まれないHCVタンパク質の除去をおこなった。その後、この細胞を種々の化学クロスリンカー剤で処理した後、個々のHCVタンパク質の検出をおこないそれらタンパク質間の相互作用の検討をおこなったが、効率良く、特異的に複製複合体をクロスリンクする試薬は今のところ見つからなかった。また、同時に、このレプリコン細胞におけるレプリコンRNA複製を抑制する因子を同定しその抑制のメカニズムを解明することから、複製複合体形成機構を解析する試みをおこなった。その結果サイトカインのひとつであるTGF-betaでこの細胞を処理する事によりレプリコンの複製が著しく阻害されることを明らかにした。TGF-betaのシグナル伝達系の中で何がこの抑制に関わっているのか解析をすすめたところ、TGF-betaによるSmadの転写活性化に依存して、この抑制効果が現れることがわかった。

C型肝炎ウイルス(HCV)の部分RNAゲノム自己複製単位(レプリコン)が複製している細胞(レプリコン細胞)を用いて,細胞性因子を含めた複製複合体の構造とそれぞれの構成因子のHCVゲノム複製反応における機能を解析することによりHCVゲノム複製機構を分子レベルで明らかにすることを目的として研究をおこなった。本年度、既に我々の研究室で見いだしているこのレプリコンRNA複製を抑制する薬剤の作用機序解析することから、複製複合体の構造ならびに形成機構を解析する試みをおこなった。まず、その一つサイクロスポリンA(CsA)の作用機序については、siRNAを用いた細胞内遺伝子発現抑制実験からその標的因子であるサイクロフィリン(CyP)ファミリー分子の中でCyPBが実際の標的になっていることを明らかにした。さらにCyPBのレプリコンRNA複製への関与のメカニズムに関する解析を進め、CyPBはHCVタンパク質の中のRNA複製酵素であるNS5Bと結合することでNS5BのRNA結合能を上昇させる働きがあることを明らかにした。CyPBはこのNS5Bと類似した細胞内局在を示す事から、CyPBがHCVゲノム複製複合体に含まれる可能性が推定された。また我々はMAPキナーゼシグナル系阻害剤であるPD98059がレプリコン細胞内においてのレプリコンRNAの複製を著しく亢進することを見出した。そのメカニズムの解析をすすめたところ、PD98059処理によりレプリコン細胞内のHCVタンパク質量が上昇することを見いだした。HCVレプリコンRNAならびにHCVゲノムからのタンパク質発現には内部リボソーム挿入配列(IRES)による翻訳システムが機能していることが知られているため、PD98059のIRESに対する効果を検討したところ、PD98059処理によりHCV RNAに存在するIRES依存的な翻訳活性が上昇することがわかった。このことからPD98059によるHCVゲノム複製活性の亢進機構の少なくとも一つはHCVゲノムのIRESを介した翻訳活性の上昇であることが示唆された。翻訳活性以外のHCV複製複合体への影響に関して現在解析を進めている。
公共緑地の市民協働による管理運営の促進・阻害要因の解明

公共緑地の管理運営は、市民との協働が欠かせなくなってきている。しかし、市民活動団体と参加者は高齢化し、人材の確保が課題となっている。本研究は、自然公園や都市公園における市民との協働について、横断的に協働の体制、参加者の意欲と満足度、活動の持続性、管理運営業務のコスト縮減効果、中間支援組織の役割、地域コミュニティや環境保全に果たす役割を評価する。アンケート調査と討論型世論調査を行い、協働を促進・阻害する要因を明らかにする。
発熱・高体温に対する冷罨法技術のガイドライン開発に向けて

冷罨法として臨床現場で汎用される方法(CMC製剤、氷枕)での1熱流、表面温度の経時的変化、2冷却物と被冷却物の温度差と距離における熱流の変化を把握し、冷罨法有用方法を検討する基礎的データを収集した。冷却物にはCMC製剤、氷枕を使用し、それぞれ乾性タオルで覆った。被冷却物として恒温プレートを使用し、30°C、35°C、40°Cの3パターンを設定した。被冷却物の恒温プレート、冷却物直上に熱電対を貼用して温度変化を測定し、被冷却物直上に熱流センサーを使用し熱流を測定した。冷却物と被冷却物を接触させ、温度差が大きいほど熱流が大きいかった。接触直後は表面温度の低いアイスノンが氷枕と比較し熱流が大きいが、CMC製剤は時間経過とともに表面温度は上昇し、熱流も減少した。接触から60分後にはアイスノンの熱流は氷枕の熱流より小さくなる。氷枕は、接触1分後から約3時間後の氷が融解するまで一定の表面温度を保ち、接触から60分後まではCMC製剤が氷枕と比較し熱流は大きいが、1時間後までの間に表面温度は氷枕の方が低くなり、90分後には熱流は氷枕の方が大きくなる。以上のことより、接触から1時間まではCMC製剤は氷枕と比較し熱流は大きく、すぐに冷却させたい場合はCMC製剤が適している。時間経過とともにアイスノンの表面温度は高くなり、熱流は減少する。熱量の積分値では、40°Cでは152分後、30°Cでは155分後にCMC製剤より氷枕が熱量が大きくなる。今回の研究結果から155分以上使用する場合には氷枕が奪う熱の量は大きくなったことから、持続した熱流を得たい場合には氷枕が適していると考えられる。平成30年度に計画していた罨法用具の特性について、罨法の表面温度の経時的変化と熱流、冷却物と被冷却物の温度差と距離における熱流の変化を把握することができた。今後は、身体各部に冷罨法を施した場合の皮膚表面温度、核心温、末梢皮膚血流、熱流を測定するとともに主観的な冷感や自律神経活動を評価し、冷罨法が身体に与える影響を検証する。平成30年度の研究から、CMC製剤の表面温は時間経過とともに変化していくため、表面温度が一定となる氷枕を罨法用具として使用し、身体への影響を測定する。また、冷罨法に巻くタオルの湿性により熱流に影響を与えるため、実験ごとに新しい乾性タオルを使用する。室温、湿度が身体温度や罨法に影響するため、実験室環境を統一させる。発熱(fever)や高体温(hyperthermia)、局所炎症の場合など、目的に対する効果的な冷罨法技術を検討する。

また、冷罨法に巻くタオルの湿性により熱流に影響を与えるため、実験ごとに新しい乾性タオルを使用する。室温、湿度が身体温度や罨法に影響するため、実験室環境を統一させる。発熱(fever)や高体温(hyperthermia)、局所炎症の場合など、目的に対する効果的な冷罨法技術を検討する。