hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞ターンオーバーを介した組織の時間軸制御機構の解明

多細胞生物の発生過程では、個体の成長速度に合わせて組織成長が進行するが、個体と組織の成長速度が調和して進行する分子機構は不明である。研究代表者らは、幼虫期の成長が遅延するショウジョウバエ変異体Minute(※リボソームタンパク質をコードする遺伝子に機能欠質変異を持つ一連の変異体)に着目し、個体の成長遅延に応じて組織の成長速度を調整する仕組みを解析した。その結果、幼虫期の成長遅延は、翅原基(翅を形成する組織)でのモルフォゲンWinglessの発現上昇と協調して「細胞ターンオーバー」(細胞死と細胞増殖による細胞の入れ替え)を引き起こし、それにより正常な翅形成を実現されることが分かった。申請者らはこれまでに、「個体の成長速度が低下すると組織中の細胞集団が細胞ターンオーバー(細胞死と細胞増殖による細胞の入れ替え)を亢進して組織の成長速度を低下させ、個体の成長速度に調和させる」という、発生時間軸制御を介した新しい恒常性維持機構の存在を見いだした。本年度は、この細胞ターンオーバーを翅原基に引き起こすメカニズムを、Minute変異体および種々の方法により幼虫の成長遅延を引き起こしたショウジョウバエ系統をモデルとして解析した。その結果、ショウジョウバエ翅成虫原基のpouch領域(将来、翅を形成する領域)に形成されるモルフォゲンWingless(Wg)(Wtホモログ分子)のシグナル活性の勾配が細胞ターンオーバーを引き起こしていることが明らかとなった。申請者らはこれまでに、ショウジョウバエをモデル系として用い、「個体の成長速度が低下すると組織中の細胞集団が細胞ターンオーバー(細胞死と細胞増殖による細胞の入れ替え)を亢進して組織の成長速度を低下させ、個体の成長速度に調和させる」という、発生時間軸制御を介した新しい恒常性維持機構の存在を見いだした。また、この成長遅延により引き起こされる細胞ターンオーバーが、ショウジョウバエ翅成虫原基のpouch領域(将来、翅を形成する領域)に形成されるモルフォゲンWingless(Wg)(Wtホモログ分子)のシグナル活性の勾配に依存した「細胞競合」により引き起こされることを見いだした。そこで本年度は、Wg依存的な細胞競合のメカニズムを解析した。その結果、翅原基におけるEcdysone Receptor(EcR)の発現上昇ががん抑制経路Hippo経路の不活化を引き起こし、それによりWgの発現が上昇して通常よりもWgの濃度勾配が強くなることが明らかとなった。また興味深いことに、EcRの発現上昇がMinute変異体の成長遅延を引き起こすことも分かった。すなわち、この成長遅延が翅原基におけるWgの発現上昇と協調することで、Wg依存的な細胞競合がさかんに引き起こされると考えられた。本年度は、Wg依存的な細胞競合の分子メカニズムを同定することに成功した。近年、ショウジョウバエ遺伝的モザイク法により、遺伝的背景の異なる細胞を実験的に組織に誘導して細胞競合現象を引き起こすことで、その分子機構の解析が進められてきたが、正常な発生過程で引き起こされる細胞競合の意義やその分子機構についてはほとんど分かっていなかった。本研究は、「細胞競合が発生時間軸を制御する」という新たな生理機能の同定に迫るものであり、その分子機構の一端を明らかにすることができたという点において、新規性の高い成果であると言える。申請者らはこれまでに、ショウジョウバエをモデル系として用い、「個体の成長速度が低下すると、組織中の細胞集団が細胞ターンオーバー(細胞死と細胞増殖による細胞の入れ替え)を亢進して組織の成長速度を低下させ、個体の成長速度に調和させる」という、発生時間軸制御を介した新しい恒常性維持機構の存在を見いだした。またこれまでに、このような細胞ターンオーバーがWg(Wntホモログ)シグナルに依存した細胞競合により引き起こされていること、およびWgの発現上昇と個体の成長遅延が同時に起こると、Wgシグナルに依存した細胞競合が翅原基においてさかんに引き起こされることを見いだした。本年度は、組織の恒常性維持を行うために細胞ターンオーバーを誘発するそのメカニズムの全容を明らかにするため、細胞ターンオーバーを誘発する内的刺激(突然変異)を遺伝学的スクリーニングにより同定することを試みた。具体的には、一連のP因子挿入変異系統ライブラリーおよび染色体欠失系統を利用し、これらの変異体の翅原基pouch内に細胞死抑制因子p35を発現させ、これにより、成虫の翅に異常をきたす個体をスクリーニングした。その結果、細胞ターンオーバーの抑制により翅に形態異常をきたす突然変異体として、複数の系統を単離することに成功した。興味深いことに、これら単離された突然変異体はいずれも、野生型と同様の成長速度を示す。この成果は、細胞ターンオーバーを介した組織の恒常性維持が、発生時間軸の歪み以外の刺激によっても引き起こされる現象である可能性を示唆している。

その結果、幼虫期の成長遅延は、翅原基(翅を形成する組織)でのモルフォゲンWinglessの発現上昇と協調して「細胞ターンオーバー」(細胞死と細胞増殖による細胞の入れ替え)を引き起こし、それにより正常な翅形成を実現されることが分かった。本年度は、個体の成長速度を引き起こす複数の系を確立することに着手した。その結果、個体の成長遅延が翅原基において細胞ターンオーバーを引き起こすという新規概念を提示することに成功し、さらには、それを誘発する共通メカニズムとしてモルフォゲンWgが関わる可能性を見いだすことができた。Minute変異体の翅原基における細胞競合を遺伝学的に抑制し、これにより引き起こされる翅の形態異常を、免疫組織化学およびライブイメージングにて詳細に解析する。得られた結果を統合することで、「細胞集団の振る舞いによる組織の時間軸制御」の理解を目指す。28年度が最終年度であるため、記入しない。発生遺伝学個体の成長遅延に応じて翅原基でWgシグナル勾配に依存した細胞ターンオーバーを誘発するメカニズムを明らかにする。その目的を達成するために、候補遺伝子に着目した遺伝学的解析および網羅的遺伝学的スクリーニングを展開する。本年度は、Wg依存的な細胞競合の分子機構の解析を中心に行い、この時点で論文をまとめることを優先させた。次年度において、細胞競合の破綻により引き起こされる成虫翅の形態異常を、免疫組織化学およびライブイメージングにより重点的に解析するために、それらに要する経費を次年度に繰り越すことにした。本年度は、「個体の成長速度により引き起こされる翅原基における細胞ターンオーバーの分子機構解析」を遂行するにあたり、候補遺伝子に着目した遺伝学的解析を優先させ、当初予定していた網羅的な遺伝学的スクリーニングを次年度開始することにした、そこで、その遺伝学的スクリーニングに要する経費を次年度に繰り越すこととした。免疫組織化学およびライブイメージングに必要なショウジョウバエ飼育用消耗品・炭酸ガス等の消耗品費として使用する。また、遺伝学的スクリーニングの実施・ショウジョウバエ飼育を補佐する技術補佐員を1名雇用する。遺伝学的スクリーニングに必要なショウジョウバエ飼育用消耗品・炭酸ガス等の消耗品費として使用する。
運動機能モニタリングを目的とした筋複合活動電位の有用性に関する定量・定性的研究

大脳運動領野電気刺激により四肢末梢筋から誘発される複合筋活動電位(CMAP)は脊髄の運動機能の術中モニタリングの手段として広く用いられるようになっている。しかしながら、我々はこの方法を臨床例に応用してモニターを行い、脊髄の前角細胞の限局した障害と脊髄神経根の単一障害を感知し得なかった症例を経験した。この電位の、限局された脊髄ならびに神経根障害を反映する能力を検討するためにネコをもちいた実験的研究を行った。脊髄前角細胞の障害は脊髄に刺入した微小電極を介して高圧電流を流して定量的に作成し、脊髄神経根障害は選択的に切断して作成した。経頭蓋的に運動野を電気刺激してCMAPを下肢各筋すなわち、大腿四頭筋、下腿三頭筋から記録し、脊髄の灰白質前角と後側索後方に直径約2mmの障害を作成し、さらにL7とS1神経根を選択的に順次切断してその影響を観察した。脊髄後側索後部の索路の障害は著明なCMAPの振幅減少を起こしたが、限局した灰白質前角あるいは単一神経根の障害は下肢CMAPに定常的な影響を及ぼさなかった。しかしながら、L7とS1の二本の神経根を切断すると、下腿三頭筋から記録されるCMAPの振幅は著明に減少した。この所見からCMAPは脊髄の限局した灰白質障害、脊髄神経根障害を的確に反映しうるものではないと結論した。この実験結果から、CMAPのみを用いた脊髄機能モニタリングの限界を示し、脊髄内索路由来の伝導性電位との同時観察を行うmultimodalitymonitoring法を用いることの重要性を論じた。脊椎脊髄手術における運動機能のモニタリングに大脳運動野を刺激して四肢の骨格筋より誘発電位を記録する方法(BRE-MSEP)が広く用いられている.しかしながら、BRE-MSEPのどの程度の、どのような変化を危険信号として認識すべきかという基本的な研究は十分になされていない。われわれは臨床症例で電位が消失したにもかかわらず術後に運動障害を残さなかった症例や、電位が消失しなかったが運動麻痺を呈した症例を少数ながら経験している。本研究はBRE-MSEPの脊髄実質および脊髄神経根の選択的障害に対する反応性を観察したものである。成猫20匹を使用し、pmpofolによる全身麻酔下に大腿四頭筋と下腿三頭筋からBRE-MSEPを記録した。下腿三頭筋の主な支配髄節であるL7髄節前角(5匹)および下腿三頭筋の支配髄節より中枢で大腿四頭筋の主な支配髄節であるL5髄節後側索(5匹)に組織破壊を作成した。また、猫10匹を使用し、下腿三頭筋の支配神経根である左側L7およびS1神経根をL7、S1の順に切断した。障害を加える前後で10分毎に10回記録を行い、BRE-MSEPの振幅、潜時、持続時間の各指標について障害に対する各指標の変化を検討した。L7髄節前角の障害に対しては2筋の各指標に有意な変化を認めなかった。L7神経根を切断すると下腿三頭筋の振幅は低下したものの、2筋の各指標の変化率に有意差を認めず、振幅が有意に低下したのは10匹中4匹のみであった。S1神経根を切断すると下腿三頭筋の振幅は大腿四頭筋に比し有意に低下し、10匹中9匹で振幅が有意に低下した。L5髄節後側索に障害を加えると、いずれの個体においても2筋の振幅は有意に低下した。このようにBRE-MSEPは支配髄節以上の運動関連索路の障害は表現できるが、髄節障害を的確に表現できない場合があることが明らかとなった。

脊椎・脊髄手術々中に、運動機能をモニターする方法として、経頭蓋的に大脳運動野を刺激して四肢の骨格筋から誘発電位を記録する方法(BRE-MSEP)は、脊髄の運動関連索路だけでなく脊髄前角細胞の活動性をも反映するという利点から普及したモニタリング法である。これまでの研究によりBRE-MSEPは虚血や圧迫性の脊髄障害に対して、大脳運動野あるいは脊髄刺激により脊髄から記録される伝導性の脊髄誘発電位に比較して鋭敏に反応して電位振幅の減ずることが明らかにされている。しかし、我々の研究結果から脊髄圧迫あるいは虚血によるBRE-MSEP電位の消失は必ずしも運動機能の消失を意味しないことが示されている(Nakagawa Y. 2002)。また、術中には脊髄実質や脊髄神経根が選択的に障害される可能性がある。そのような障害に対してBRE-MSEPが如何なる変化を示すかについて昨年度の実験結果を確認しつつ、脊髄前角、運動関連索路、および脊髄神経根の選択的障害に対するBRE-MSEPの反応性を定量的かつ定性的に観察した。記録筋を支配する脊髄前角の1髄節内の限局した障害および単一の脊髄神経根の障害では、BRE-MSEPの波形に有意な変化は認められなかったが、記録筋を支配する髄節より中枢の運動関連索路の障害に対しては電位振幅は大きく減ずることが確認された。このように、BRE-MSEPは支配髄節より中枢の運動関連索路の障害は表現できるが、髄節障害を的確に表現できない場合があることが明らかとなった。従って、今回の一連の研究からBRE-MSEPのみをを指標として、脊髄運動関連機能の術中モニタリングを行うことはfalse negativeあるいはfalse positive症例を作る危険性があることが明らかとなった。常に運動関連あるいは感覚関連索路の活動性を同時にモニターすることの重要性が確認された。
外国人集住地域における日本人児童生徒の異文化受容

外国人集住地域の小・中学校を卒業したインタビュー協力者は、いずれも特定の外国人の友人を持ち、関りを通してその内面的な良さを認めていた。外国人児童生徒の多数在籍する学校経験を、肯定的に捉える者と「普通」の経験と捉える者がいた。その違いは、外国人児童生徒を異なる存在と認識するか、「普通」の存在と認識するかに起因した。学校経験が、外国人への見方に影響を与えていると考える者と、影響はないと考える者がいた。前者は、肯定的な影響を受けていると認識し、後者は、特定の外国人の友人以外の関りの希薄さを理由に挙げた。日本人児童生徒が外国人児童生徒との関りを自ら選び取らなければ影響を受けないことが示唆された。本研究の目的は、外国人集住地域における日本人児童生徒の異文化受容の様相を質的研究によって明らかにすることである。日本人児童生徒の外国人児童生徒に対する認知的枠組みの形成プロセスを含めた異文化受容の様相を明らかにすることにより、学校における日本人児童生徒と外国人児童生徒の関係調整のための方策提言を目指すものである。外国人児童生徒をどのように捉え、外国人児童生徒との学校経験をどのように意味づけているのかを明らかにするために、現在、外国人集住地域の小学校または中学校を卒業した日本人児童生徒を対象にインタビュー調査を実施している。インタビュー調査の対象者が限定されているため、募集の困難が予想されたが、研究協力者から順調に紹介を受けることができている。今年度は、次の3点について研究を行った。1)7名に実施した予備インタビュー調査を分析し、本研究のインタビュー調査のための質問項目の検討と加筆修正を行った。2)当研究機関の研究倫理委員会の審査によりインタビュー調査開始の承認を得た。3)研究協力者と打ち合わせを行い、インタビュー調査を開始した。インタビュー協力者についても、予備インタビュー調査で人数の少なかった女性の協力者を紹介してもらうことができている。次年度は、インタビュー調査と同時にスクリプトの作成を行い、スクリプトの分析及び理論図の作成を行う。スクリプトの分析及び理論図の作成段階では、適宜スーパーバイズを受け、最終的に本研究をまとめる予定である。当研究機関の研究倫理委員会の開催が初めて行われたこともあり、委員の招集及び審査手順の確認に時間を要した。しかし、その後はインタビュー調査を開始することができている。また、インタビュー調査の協力者についても研究協力者から紹介を受けることができている。具体的には、ある特定の外国人集住地域の小・中学校を卒業した日本人児童生徒へのインタビュー調査を通して、外国人児童生徒をどのように捉え、外国人児童生徒との学校経験をどのように意味づけているのか、その様相の一端を明らかにした。初年度は、本学で研究倫理委員会を初めて開催したことから時間を要し、インタビュー調査の開始が遅れた。さらに、インタビュー協力者に次の協力者を紹介してもらう予定であったが、子育て世代が多く日程調整がつかず、予定した人数のインタビュー協力者を集めることができなかった。しかし、最終年度、外国人集住地域にある小学校が全面的に協力を申し出てくれた。卒業生である教育実習生に協力を呼び掛けたところ、インタビュー協力者が集まり、以降順調に協力者を集めることができた。インタビュー調査の結果、外国人集住地域の小・中学校における学校経験は、外国人児童生徒の占める割合を、日本人児童生徒がどのように認識するかによって、2つの段階に分けられると考えられた。また、日本人児童生徒と外国人児童生徒の関りについては、学校内だけでなく、学校外でも関りを持っていること、さらに卒業後も関りが継続されていることが確認された。外国人児童生徒の存在は「日常化」したものであり、日本人児童生徒の交友関係の中に埋め込まれた存在であることが示された。学校において外国人児童生徒が増加している中、本研究の意義は次の2点である。第一に、外国人児童生徒の増加を先行して経験した外国人集住地域における日本人児童生徒の外国人児童生徒との学校経験の様相の一端を明らかにしたこと。第二に、受け入れ側の視点を取り入れた日本人児童生徒への働きかけと学校における関係調整の提言につながる点である。今後は、インタビュー調査と並行してスクリプトの作成を行う。そして、スクリプトを分析し、そのスーパーバイズを受け、分析内容に修正を加えたうえで、考察をまとめる予定である。異文化間教育当研究機関の研究倫理委員会による審査後にインタビュー調査を開始することとなったため、インタビュー調査の開始時期が遅れた。そのため、当初予定していた人件費やスクリプトのテープ起こし費用が次年度に繰り越しとなった。
酵母における遺伝子転写の強弱支配機構

研究目的:一般に個々の遺伝子はそれぞれ特徴的な発現挙動を示す。それは遺伝子に特異的なDNA結合能をもつ転写制御因子と、その制御下の遺伝子プロモーターにおける結合標的部位(UAS;upstream activation site)と隣接領域の塩基配列の対応によると考えられる。酵母のホスファターゼ系では、抑制性酸性ホスファターゼをコードするPH05遺伝子、抑制性アルカリ性ホスファターゼの構造遺伝子PH08、無機リン酸取り込み酵素の構造遺伝子PH084、これら酵素の生産制御系に属する制御タンパク質のひとつPho81pをコードするPH081などは、培養環境の無機リン酸濃度に対応してそのOn-Off調節がなされている。しかも各遺伝子に特徴的な脱抑制時/抑制時の転写比と量を示している。この対応を解明することが目的である。結果:これまでの研究で、転写制御因子Pho4pに対する特異的UAS配列はCACGT(T/G)とされていたが、DNase Iに対するPho4pによるフットプリント像の比較と近傍の塩基配列を操作することにより、GCACGTGGGおよびCACGTTTTの塩基配列をコンセンサスとする2種のUASが機能しており、その間の組み合わせとPho4pと第2制御因子のPho2pとの組み合わせにより、遺伝子に特徴的な発現特異性が与えられることが示唆された。また、細胞外よりのリン酸信号をPho4pに伝達する機構についても解明が進み、Pho4pはPho80p-Pho85pタンパク質複合体によるリン酸化により、核への移行が阻害されることが他研究者により示された。Pho80p-Pho85p複合体の活性はPho81pにより、細胞外リン酸濃度に依存しながら阻害的に調節されることを我々は示した。さらに無機リン酸の取り込みに関係すると思われる新規なPho86p、Pho87p、およびPho88pタンパク質の存在が検出され、特にPho86pとPho88pはPho81pへのリン酸信号の伝達に関与することが示唆された。酵母は細胞表層に酸性ホスファターゼと無機リン酸(Pi)導入酵素を持っている。これらの酵素はそれぞれPHO5およびPHO84遺伝子にコードされ、環境のPi濃度の低い時は転写され、高濃度の時は転写抑制を受ける。これまでの解析から、Pi濃度の信号は、Pi→Pho81p→Po80p・Pho85p →Pho4p・Pho2p→酵素構造遺伝子プロモーターの順序で、上記5種のタンパク質からなる信号伝達系により伝達され、Pho4pとPho2p両タンパク質はホスファターゼ遺伝子に特異的な転写正因子であることが分かっていた。本研究では以下の知見が加えられた。Pho81pタンパク質は外界のPiを検出し、その濃度が低いときには、サイクリン・サイクリン依存性タンパク質リン酸化酵素であるPho80p・Pho85p複合体に働き、そのリン酸化能を阻害する。そのため基質であるPho4pタンパク質はリン酸化されることなく転写活性を保ち、各酵素構造遺伝子の転写を行う。Pi濃度が高くなればPho81p活性は失われ、Pho80p・Pho85p複合体は活性を維持し、Pho4pをリン酸化しその転写能力を失はしめる(Ogawa et al.,Mol.Cell.Biol.15:997-1004,1995)。Pho4pは酵素構造遺伝子プロモーター領域のCACGTGまたはCACGTT配列を核とする部位に結合してその転写を促す。

この結合モチーフの塩基配列を変更するとPho4pの結合が妨げられ転写は停止する。その5′隣接部はGが最も適しておりTでは機能を失う。これらの結果から、GCACGTGGGおよびGCACGTTTT配列がPho4pの結合配列であると結論した。ホスファターゼ系のその他の遺伝子を含めて見れば、プロモーターにはこの2種の塩基配列が少なくともひとつは共存し、上記の2遺伝子には3ヶが機能している。さらにそれら相互の組み合わせと周辺の塩基配列が微妙に関与して、転写量と脱抑制時と抑制時の相対比が決定されている。Pho2pはPho4pと協同してGGCACGTTTT配列に働きかけると示唆された(論文投稿中)。酵母のホスファターゼ(PHO)系における酵素構造遺伝子のプロモーター域への転写制御タンパク質Pho4pの結合部位(UAS;upstream activation site)について、無機リン酸取り込み酵素をコードするPHO84遺伝子対象に研究した。PHO84プロモーターにはPHO系のUASと考えられる5′-CACGT(G/T)-3′配列が、ATG翻訳開始点より上流-880位にA部位,-587にB,-436にC、-414にD,-262にEと5ヶ所にある。しかし、削除実験と6bp内への変異の導入により、実際にはEとDまたはEとCいずれかの組み合わせが野生型であれば、ほぼ健全な転写能を示す。これらのうち、特に重要と思われるDとEについて、6bp配列を中央部に置いてそれに接する周辺の塩基配列に突然変異を導入した36bpの短いヌクレオチドを合成し、これをリン酸代謝とは無関係なlacZ遺伝子コード部にCYCl遺伝子のプロモーターを結合した合成リポーター遺伝子のプロモーター部に挿入して6bp配列周辺の機能を調べた。その結果、CACGTGの5′側に隣接する塩基がTであれば転写能をほとんど失い、CACGTT配列ではGであることが必要であった。さらに3′側の改変実験と合わせ、PHO系ではGCACGTGGGおよびGCACGTTTTがコンセンサス配列と結論した。大腸菌で調製したPho4pタンパク質のこれらの配列に対する試験管内結合は、6bpのコア配列を改変することにより大きく低下するが、周辺配列の改変はそれほど結合に影響しない。Pho4pは、Pho80p-Pho85p複合体(サイクリンとタンパク質リン酸化酵素)によるリン酸化により、核への移行が阻害されることが米国で明きらかとなった。またPho80p-Pho85p複合体のリン酸化能は、もうひとつの制御タンパク質であるPho81pにより、細胞外リン酸濃度に依存しながら阻害的に調節されることを我々の研究で示した。これまで細胞内への無機リン酸の取り込みには、Pho84pの他にGtr1pが関与することが既に知られていたが、新たにPho86p、Pho87pおよびPho88pが含まれることが分かり、さらに、Pho86pとPho88pは細胞外リン酸濃度情報のPho81pへの伝達にも関与することが示唆された。現在、この2種のコンセンサス配列と、Pho4pに加えてもう一つの転写因子Pho2pの組み合わせにより、プロモーター転写能の強弱が決められると考えて解析を進めている。
心臓大血管手術における溶血関連急性腎障害の予防法の検討

本研究は、心臓大血管手術患者において人工心肺などにより生じる溶血と術後急性腎障害の関連を明らかにし、溶血の治療法であるハプトグロビン製剤投与と溶血および急性腎障害との関連を検討することを主たる目標としている。人工心肺を用いる心臓大血管手術患者で生じる溶血発生頻度とその重症度を明らかにし、術後腎障害の発生との関連を究明することが目的であった。麻酔導入後・人工心肺開始1時間後・2時間後・人工心肺終了30分後・2時間後・ICU入室後・術後1日目2日目の計10ポイントで、動脈ラインからの採血と尿バッグからの採尿を施行した。血中遊離ヘモグロビン値とハプトグロビン値を溶血の程度の指標とし、尿中N-acetyl-Β-D-glucosaminidaseと尿中微量アルブミンおよび、ルーチンの採血結果よりクレアチニンのデータを集積し急性腎障害の診断を行って腎機能障害の指標とした。最初の2年間の間に集積した70名の患者のうち、ハプトグロビン製剤投与をされなかった33名では、人工心肺の開始より遊離ヘモグロビンが増加し、人工心肺終了30分後に最大値となった。また同じ患者群において、術後1日目の遊離ヘモグロビン値とNAG値に有意な相関をみとめた。これまで本研究にエントリーした患者の解析では患者全体ではプトグロビン投与群と非投与群において術後急性腎障害の発生率に有意な差は得られておらず、現在のエントリー患者110名の検体採取が完了しておりデータ解析中であり、さらなる患者集積を予定している。1年目の平成28年度は、人工心肺を用いる心臓大血管手術患者で生じる溶血発生頻度とその重症度を明らかにし、術後腎障害の発生との関連を究明することが目標であった。同意書を取得した予定患者から、麻酔導入後・人工心肺開始-2時間後までの30分毎・人工心肺終了30分後・2時間後・ICU入室後・術後1日目2日目の計10ポイントで、動脈ラインからの採血と尿バッグからの採尿を施行した。血中遊離ヘモグロビン値(fHb)とハプトグロビン値(sHp)を溶血の程度の指標とし、尿中N-acetyl-β-D-glucosaminidase (NAG)と尿中微量アルブミンおよび、ルーチンの採血結果よりクレアチニンのデータを集積し急性腎障害の診断を行なって腎機能障害の指標とした。20名の患者データを集積し経時的変化を検討したところ、必要性が低いと考えられた検体採取ポイントが判明した。その結果、麻酔導入後・人工心肺開始1時間後・2時間後・人工心肺終了30分後・2時間後・術後1日・2日の計7ポイントに検体採取を減らすことができた。これまで本研究にエントリーした患者数50名の解析を行ったが、ハプトグロビン投与群とハプトグロビン非投与群において術後急性腎不全の発生率に有意な差は得られていない。より多くの患者数が必要であると考えている。平成28年度の研究期間中、計測機器の不具合があり修理する必要があったためその期間中研究を進めることができなかった。また、本研究のinclusion criteriaを満たす患者が概算していたよりも少なかった。現在エントリーした患者の検査データで解析を行ったが、有意な差がみられずより多くの対象患者が必要であると考えている。2年間の間に集積した70名の患者のうち、ハプトグロビン製剤投与をされなかった33名では、人工心肺の開始より遊離ヘモグロビンが増加し、人工心肺終了30分後に最大値となった。これまで本研究にエントリーした患者の解析では未だハプトグロビン投与群と非投与群において術後急性腎障害の発生率に有意な差は得られておらず、より多くの患者数が必要であると考える。inclusion criteriaを満たす患者が概算より少なく、有意な差がみられずより多くの対象患者が必要であると考えている。

人工心肺を用いる心臓大血管手術患者で生じる溶血発生頻度とその重症度を明らかにし、術後腎障害の発生との関連を究明することが目的であった。麻酔導入後・人工心肺開始1時間後・2時間後・人工心肺終了30分後・2時間後・ICU入室後・術後1日目2日目の計10ポイントで、動脈ラインからの採血と尿バッグからの採尿を施行した。血中遊離ヘモグロビン値とハプトグロビン値を溶血の程度の指標とし、尿中N-acetyl-Β-D-glucosaminidaseと尿中微量アルブミンおよび、ルーチンの採血結果よりクレアチニンのデータを集積し急性腎障害の診断を行って腎機能障害の指標とした。最初の2年間の間に集積した70名の患者のうち、ハプトグロビン製剤投与をされなかった33名では、人工心肺の開始より遊離ヘモグロビンが増加し、人工心肺終了30分後に最大値となった。また同じ患者群において、術後1日目の遊離ヘモグロビン値とNAG値に有意な相関をみとめた。これまで本研究にエントリーした患者の解析では患者全体ではプトグロビン投与群と非投与群において術後急性腎障害の発生率に有意な差は得られておらず、現在のエントリー患者110名の検体採取が完了しておりデータ解析中であり、さらなる患者集積を予定している。申請書提出時に概算した必要患者数に至るまで現在のプロトコルで推進する予定である。緊急症例も含めて可能な限り症例数を集めることで完遂できると考える。緊急症例も含めて可能なかぎり症例数を集めることで完遂できると考える。1機器の故障により研究を進めることができない期間があり、平成28年度にエントリーした患者数が予定していた患者数よりも少なくなった。2平成28年度の初期解析で検体採取ポイントが減り、当初の計画よりも経費を節約できた。3本年度に行う予定だった高度な解析を行うデータ解析用PC購入を翌年度に見送った。4参考資料・研究図書の購入が予定より少なかった。以上の理由から平成28年度の使用額が少なくなったが、134に関しては、平成29年度以降必要になる。理由)エントリーした患者数が予定よりも少なくなった。当初の予定より検体採取ポイントが減り経費を節約できた。データ解析用PC購入を見送った。参考資料研究図書の購入が少なかった。使用計画)血液検査の外部委託、検査に使用する消耗品、データ解析用PC、研究図書など血液検査の外部委託、検査に使用するスピッツ・シリンジ・キュベット等の消耗品、データ解析用ラップトップPC、研究図書・参考資料
矯正治療による歯の変位を評価するチェアサイド3次元計測モニタリングシステムの開発

掲題研究は、設備面においては、1)3次元計測装置の製作とそのコンピュータとの連結ならびに被計測者用頭部固定装置の製作というハード部門のシステム化、ソフト面においては、2)計測した各基準点の3次元座標値を幾何学的手法に基づいて演算処理するための数学プログラムの開発、最後に、3)本システムを用いた歯および画面頭蓋部の試験的計測の実施という3つの部門から成り立っている。3次元計測装置の製作については、6つある関節の各部にポテンシオメータを組み込んだ6自由度を有する測定用アームを製作して、それを本体とした。本装置の試験操作によって目的とする機能を発揮し得ることを確認した後、本装置をプロトタイプ視できる3次元計測器MicroScribe-3Dが別途大学研究費で購入可能となったため(既に本研究費補助金交付申請書にて報告済)実用に際しては、そちらを活用することとした。コンピュータハードウエア部門については、本体(DEC Celebris GL5133,シャープPCA324)、モニター(EV-170-TAXAN)、プリンタ(HP Laser Jet 41JRPO)等、市販製品の中から調達して連結し、頭部固定装置としては予算の都合もあり既存の歯科治療用ユニットのヘッドレストで賄うこととした。ソフト部門ではMicrosoft Visual Basic等を駆使して、計測基準点の3次元座標値から、歯および頭蓋顔面各部の基準平面に対する位置関係を矯正学的ニーズに合わせた幾何学的数値として表現するプログラムを開発した。目下、乾燥頭蓋やヒトをサンプルとして試験計測を行ない、本システムの計測精度や再現性について検査中である。
腹腔内留置シリコンシートと皮下埋め込み式リザーバーによる癌性腹膜炎治療

1.腹腔内留置シリコンシートの作製と臨床試用結果シートは,中央部に内径0.25mmの管を持つ,厚さ0.25mm,大きさ280×210mmのシリコンラバー製で,片面には約100×210mmの同薄膜5枚が40mm間隔で前垂れ様に接着固定されたものである。細管とシートには直径1.4mmの小孔が多数存在し,これらにより細管に注入された薬剤が,腹腔内全域に行き渡ることを目指した。インフォームド・コンセント(IC)後,開腹術後2週目にウログラフィン1/2×生理食塩液による経シート腹腔造影で,造影剤が腹腔全域に広がることを確認した。2.臨床治験(1)対象:胃癌stage IVb 10例,腹膜播種性再発胃癌4例の計14例。年齢は4579歳,平均62.8歳,男性8例,女性6例。全例,P_<23>で,腹水を認めた。(2)方法:IC後,3例に胃全摘,1例に2/3胃切除,2例に胃空腸吻合,8例に単開腹。シートを腹腔内に留置し,腹部皮下に埋没した皮下リザーバーに接続した。CBDCA100300mg,VP-16 100200mgを術当日,または術後1週目より,1×/週,連続4週投与を1ク-ルとした。1ク-ル終了後,退院。その後は外来で,経過を見ながら1×/24週,同様に抗癌剤を投与した。(3)成績:14例中13例(93%)で腹水消失,全身状態も改善し,12例(86%)が退院。在宅率は平均66.7%。術後510カ月で9例が死亡。死因は肝転移6例,心筋梗塞1例,癌性イレウス2例。4例の病理解剖所見では,いずれも腹腔内細胞診陰性,P所見も著明に改善されていた。3.結論:本法は,腹膜播種を伴う胃癌の治療,特にQOLの改善に有効と考えられる。1.腹腔内留置シリコンシートの作製シートは、中央部に内径0.25mmの管を持つ厚さ0.25mm、大きさ280X210mmの薄膜で、片面に56枚の前垂れ様シート片を接着、固定した。中央部の細管およびシートには直径1.4mmの小孔が多数存在し、その小孔を通じ、かつ、前垂れ様シート片を伝わって、細管に注入された薬剤が腹腔内に広く拡散することを企てた。薬剤が腹腔内全域に拡散することは、臨床例において、患者からインフォームドコンセントを得た後に、開腹術後2週目に、ウログラフィン1/2X生理食塩液希釈液によるエックス線造影で確認された。2.臨床治験患者からインフォームドコンセントを得た後に、本治験を行った。(1)対象・方法:腹膜播種性転移を認めた胃癌8例、平均年齢67歳、初回治療6例、術後再発2例、1例に胃切除、2例に胃空腸吻合、5例に単開腹を施行し、シートを留置した。

中央部細管には薬剤注入用リザーバーを接続し、同リザーバーを腹部皮下に埋没した。抗癌剤(CBDCA 150mg、VP-16 100mg)を、術当日または術後1週目よりリザーバーを介して注入した。1X/週で、連続4週投与を1ク-ルとした。1ク-ル終了後、退院とし、以後、外来投与とした。(2)成績:全例に、腫瘍の消失、腫瘍マーカーの下降、全身状態の改善、腹部腫瘍の一部縮小を認め、7例(77.8%)が退院したことから、本治療はQOLの改善に大きく貢献したと考えられた。臨床治験を行った。1.対象胃癌stage IVb 10例,腹膜播種性再発胃癌4例の,計14例。年齢は4579歳,平均62.8歳,男性8例,女性6例。全例,P_<23>で,腹水を認めた。2.方法3例に胃全摘,うち1例に肝,1例に横行結腸を合併切除; 1例に2/3胃切除; 2例に胃空腸吻合; 8例に単開腹を施行した。全例,上腹部正中切開で開腹した。閉腹時に, T式シートを腹腔内腹側に留置し,リザーバーに接続し,リザーバーは開腹創の左頭側皮下に埋没した。CBDCA 100300mg, VP-16 100200mgを術当日,または術後1週目より, 1×/週,連続4週投与を1ク-ルとした。1ク-ウ終了後,退院。その後は外来で,経過を見ながら1×/24週,同様に抗癌剤を投与した。3.成績14例中13例(93%)で腹水が消失,全身状態も改善し,再発の2例を除き12例(86%)が退院。在宅率は平均66.7%。術後510カ月で9例が死亡。死因は肝転移6例,心筋梗塞1例,癌性イレウス2例。初発例,再発例の各2例の病理解剖所見では,いずれも腹啌内細胞診陰性, P所見も著名に改善されていた。4.結論本法は,腹膜播種を伴う胃癌の治療,特にQOLの改善に有効と考えられる。
薄膜固体電解質燃料電池の開発

1.研究目的本研究はニッケル箔基板上に直接真空蒸着法によりジルコニア薄膜を作製し長寿命で温度サイクルにも強く,かつ発電特性の優れたプレ-ナ-型固体電解質燃料電池(極薄型セル)の開発を最終目的とし,本年度は蒸着ジルコニア薄膜の結晶学的評価を行った.さらに空気極材料および集電法の検討も行った.2.研究成果と概要a)直接蒸着ジルコニア膜の微細構造セルを構成する際には熱サイクルに対する安定性や機械的強度などもセルの安定動作,寿命などに大きな影響をおよぼす.特にジルコニアは製造プロセス,添加物の量およびその種類等,種々の影響により,その安定性の程度や破壊靭性に密接な関係がある.そこでTEMを用いて人接蒸着により作製したジルコニア膜の微細構造を観察した.膜は0.5μm弱の粒径をもつ結晶子からなる多結晶膜である.結晶子は制限視野回折からは単結晶的であるが,結晶子内にひずみ,積層欠陥,転移あるいは結晶相の分域などが多く存在していることが高分解能観察からわかる.膜は主に正方晶相であるが僅かに単斜晶系相が混在していることが電子線回折から確認でき,この膜は部分安定化した膜であることがわかった.以上の結果,蒸着ジルコニア薄膜は緻密かつ結晶学的にも優れた膜であることがわかった.b)ジルコニア薄板型セルの作製本項では空気極,空気極ージルコニア界面,空気極からの集電法の検討など,特に空気極側の特性改善を行うため,電解質に部分安定化ジルコニア板を用い無支持型の薄板型セルを作製した.燃料極は白金,空気極材料はLaSr_θ. _3Mn_θ. _7O_3粉末を用い電解質板に焼付けた.薄板型セルの発電特性は900°Cおいて約1.05V,1Ωの負荷をかけたとき電流密度110mA/cm^2得られた.1.研究目的本研究はニッケル箔基板上に直接真空蒸着法によりジルコニア薄膜を作製し長寿命で温度サイクルにも強く,かつ発電特性の優れたプレ-ナ-型固体電解質燃料電池(極薄型セル)の開発を最終目的とし,本年度は蒸着ジルコニア薄膜の結晶学的評価を行った.さらに空気極材料および集電法の検討も行った.2.研究成果と概要a)直接蒸着ジルコニア膜の微細構造セルを構成する際には熱サイクルに対する安定性や機械的強度などもセルの安定動作,寿命などに大きな影響をおよぼす.特にジルコニアは製造プロセス,添加物の量およびその種類等,種々の影響により,その安定性の程度や破壊靭性に密接な関係がある.そこでTEMを用いて人接蒸着により作製したジルコニア膜の微細構造を観察した.膜は0.5μm弱の粒径をもつ結晶子からなる多結晶膜である.結晶子は制限視野回折からは単結晶的であるが,結晶子内にひずみ,積層欠陥,転移あるいは結晶相の分域などが多く存在していることが高分解能観察からわかる.膜は主に正方晶相であるが僅かに単斜晶系相が混在していることが電子線回折から確認でき,この膜は部分安定化した膜であることがわかった.以上の結果,蒸着ジルコニア薄膜は緻密かつ結晶学的にも優れた膜であることがわかった.b)ジルコニア薄板型セルの作製本項では空気極,空気極ージルコニア界面,空気極からの集電法の検討など,特に空気極側の特性改善を行うため,電解質に部分安定化ジルコニア板を用い無支持型の薄板型セルを作製した.燃料極は白金,空気極材料はLaSr_θ. _3Mn_θ. _7O_3粉末を用い電解質板に焼付けた.薄板型セルの発電特性は900°Cおいて約1.05V,1Ωの負荷をかけたとき電流密度110mA/cm^2得られた.
食嗜好形成初期過程に関する多面的研究

人間の食嗜好の形成には多くの要因が関与しているが,とりわけ離乳期以後における,いわゆる「餌付け」に相当するプロセスが非常に重要な意義を有していることは広く知られている事実である。「餌付け」はいわば各個体における食品の認知・摂食行為の基本となる学習プロセスであり,具体的には,感覚器での応答レベルと各食品に含まれる香味成分を中心とする情報物質〔特に「刷り込み」機能特性を有する"餌付け成分"〕との基本的な対応関係を学習し,各個体における食物選別システムを構築することにある。このような視座から,本年度は特に,辛味成分であるカプサイシンを“餌付け成分"として選び,幼ラットに対する餌付け効果を調べた。また,「餌付け」プロセス解明のための1モデルとして,草食動物として知られているモルモットに対する「牛生肉」の餌付け効果についても併せて検討した。離乳期直後のウイスタ-系雄ラットに基本飼料を投与し予備飼育後,対照群と試験群の2群に分け,前者には基本飼料を,後者には150ppmのカプサイシンを添加した基本飼料を投与し一定期間飼育した。餌付け期間終了後,嗜好性テストを行い,餌付け効果の判定を行った。テストは各個体に一定濃度のカプサイシンを含む飼料と全く含まない飼料とを同時に与え,一定時間内におけるそれぞれの摂取量を測定することにより行った。その結果,個体差はかなりあるものゝ試験群は対照群に比較して,カプサイシン含有飼料を多く摂取する傾向があることが認められた。また,離乳期直後のモルモットを2群に分け,基本飼料投与下に,対照群に対しては緑葉(小松菜)を,試験群に対しては牛生肉を与えて餌付けを行った。餌付け期間終了後,嗜好性テストを行った結果,試験群は対照群に比較して生牛肉をより好むことが明らかになり,この両群間の嗜好性の差異は統計学的にも有意であることが確認された。
頭頚部癌におけるTNFα・INFγと癌化学療法剤の併用療法について

1.樹立癌細胞株であるKB、HEP2、TEシリーズを使用した。癌化学療法剤とTNFα、INFγ併用時の殺細胞率の変化をSDI法により測定した。癌化学療法剤にはドキソルビシン、5FU、シスプラチン、ペプロマイシン、メソトレキセート、VP16等を使用した。それぞれの樹立細胞株ごとに癌化学療法剤、TNFα、INFγと接触させ、殺細胞効果を検討した。癌化学療法剤、BRMはそれぞれ単剤でも殺細胞効果をみとめたが、癌化学療法剤、BRMを併用した際の殺細胞効果は細胞株、BRMと癌化学療法剤の組合せで若干の差異を認めた。すなわち、単剤で殺細胞効果を示さない濃度であっても両者の併用によって殺細胞効果を示すようになるもの、相加的な殺細胞効果を示すものが多く認められた。併用効果を示さない組合せも存在した。癌化学療法剤とBRMの接触のタイミングによる殺細胞率の変化も検討したが多少の変化は認めるものの、劇的な殺細胞効果は認められなかった。もっとも多くの細胞株、癌化学療法剤との間に殺細胞効果の増強を認めたのはTNFαであった。2.上顎癌、口腔癌の患者を中心に癌化学療法剤投与直前に内因性のTNFαを誘導した。1次刺激剤、2次刺激剤は、ともにOK432を使用した。15名の患者のうち12名にTNFαを誘導することに成功した。化学療法剤は、CDDP、5FUを使用した。全ての患者についてPR以上の治療効果が認められた。これらの患者から得られたTNFα誘導前後、癌化学療法剤使用前後の組織標本について今後検討する予定である。
NMR構造生物学に基づいた薬物相互作用の解析と神経変性疾患への治療応用

これまでに溶媒中で単分散した状態にあるGM1に関してはNMR法を用いた構造解析が多数報告されているが、水溶液中でミセルを形成している状態のGM1の構造解析はほとんどなされていなかった。そこで、本年度では、超高磁場NMR計測を行い、水溶液中で60kDaのミセルを形成するlyso-GM1に関してNMRシグナルの帰属を確立した。そして、NOEデータに基づく距離情報を制限項として分子動力学計算を行うことにより、lyso-GM1の糖鎖部分のコンフォメーションを決定した。さらに飽和移動実験の結果から、GM1糖鎖のGalNAcIIIのNH基は糖鎖構造の内側を向いており、NeuAcのNH基は外側に露出していることを明らかとし、NOEデータに基づいて導いた立体構造を裏付けた。このミセルにAbetaを添加した結果、脂質頭部に由来するシグナルに選択的な化学シフト変化が観測された。また、部位特異的変異導入と化学修飾を利用してAbetaのC末端をスピンラベル化し、常磁性効果を利用したNMR解析を行った。その結果、lyso-GM1の脂質頭部に加えて糖鎖の還元末端に位置するGlc^IやGal^<II>に由来するシグナルに緩和の促進がみとめられた。以上の結果から、Abetaはlyso-GM1ミセルの糖鎖と脂質の境界部に結合していることが明らかとなった。アルツハイマー病の発症には、アミロイド前駆体タンパク質からセクレターゼによって切り出されるアミロイドβペプチド(Aβ)の神経細胞膜への凝集・沈着が深く関わっている。GM1ガングリオシドとの相互作用が引き金となって開始するAβの重合メカニズムを解明するために、超高磁場NMR計則を行い、AβとGM1の相互作用の構造的基盤を明らかにすることを試みた。NMR信号の広幅化をもたらす非選択的な磁気一双極子相互作用を断ち切るために、^13C、^15N、^2Hを用いてAβ(1-40)に安定同位体三重標識を施し、920 MHz超高磁場NMR装置を利用した計測を行った。その結果、ピークの広幅化が大幅に改善され、これまでは観測が困難だった糖脂質ミセルに結合した状態のAβ(1-40)のNMRシグナルを観測することに成功した。NMR解析の結果から、Aβ(1-40)は中央部分に2つのαヘリックス構造を形成してガングリオシドミセルに結合しており、他の領域は特定の二次構造を形成していないことが判明した。また、飽和移動実験の結果から、Aβ(1-40)はガングリオシドクラスターの疎水性部分(脂質)と親水性部分(糖鎖)の境界面において、2つのαヘリックスとC末端のジペプチド部分(Val39-Val40)は疎水的環境に埋没し、残りの領域(N末端領域およびαヘリックスのリンガー領域)は親水的環境に露出しているトポロジーを呈していることを明らかとした。
NADWの初期発達史：太平洋流入仮説の提唱から検証まで

硫酸イオンは海水中に膨大に含まれ,滞留時間は1000万年以上で,海洋内では均質と考えられてきた.それに反するデータが約50Maの深海堆積物より示されたことから,当時の北極海と北大西洋の接続に関連し,北極海起源の高い硫黄同位体比(d34S)を持つ硫酸を含む海水が北大西洋に流入し,それが中・深層水となって世界各地に運搬された仮説を立てた.これが正しければd34Sを用いて過去の深層水循環をトレースできると予期された.本研究は50-40Maの世界広範囲の硫酸d34Sの不均質性の証明を試みた.この期間のd34Sデータは研究当初は極めて限られていた.世界各地のIODP/ODPの深海底試料の石灰質軟泥試料を中心にバライトおよび炭酸塩付随硫酸(CAS)のd34Sの分析を進めた.バライトは堆積後の続成には強いが,数十グラムの試料からさえ抽出することは困難で,ごく限られた試料のみからしか検出できなかった.一方CASはほぼ全ての海域の大多数の試料から得たが,続成作用の影響評価の必要があった.そこで本研究はバライトとCASを同試料から回収してそのd34Sを比較した.試料処理法の確立に時間を要した.その結果,間隙水の化学組成が示す硫酸還元フロントよりもコア深度が浅ければ,CASは始原的なd34S値をほぼ保持し,過去の海水のd34S値推定に有用である事が判った.CASのd34S変動は世界中で同様で,問題提起に用いた赤道大西洋のバライトデータだけがずれていた.このコア試料の年代決定に問題があった可能性がある.本研究結果は50-40Maの海水のd34Sが世界中均質で,この期間中定常状態を保ちつつ約5‰正側へシフトしたことを示した.同時にCASの過去の海水のd34Sプロキシとしての重要性,その利用に際しての評価指標を示した.当初の深層水循環指標の構築には至らなかったが,古海洋研究に大きな貢献ができた.平成29年度が最終年度であるため、記入しない。平成29年度が最終年度であるため、記入しない。2014年度は年度中途からの採用となったため,ポスドク採用ができず,研究体制の構築,研究設備の整備等を中心に行った.また研究集会を行ない,試料の取り扱い,配分(フロー)などについて確認を行った.まず始新世のNADWの移動経路候補地として想定される大西洋の南部のニューファウンドランド沖のIODPEXP342試料と,ODP Leg 208試料から作業に入る旨を決定した.Leg 208の試料を用いたCASの抽出を行い,そのCaCO3中の含有率を把握することができ,おおむね4gの堆積物試料から数回のCAS硫黄同位体比分析ができることが分かった.従来,炭酸塩堆積物中のCAS含有率については有用なデータがなかったが,この成果により,今後処理すべき試料の量,さらにはIODP/ODP試料のリクエストを行う際の要求量などを把握することができたので,今後の研究展開に際して不可欠な成果が得られたと判断している.また硫黄同位体比分析は,予察的な標準試料を用いた分析を繰り返し,標準試料の測定頻度を上げたり,同じ試料を複数回測定し,メモリー効果を除去するなど工夫を施したが,装置の安定性に問題があり,分析精度が±0.4‰程度から向上しなかった.一方,この精度であれば安定して結果を出せることもわかった.この精度は本研究の目指す議論(>1‰の変動を議論する)を考えれば十分であると判断した.代表者,分担者は個別に本研究に関連する成果を公表しており,それらは以下のリストにあるとおりである.追加採択であったため,当初年度より博士研究員を採用することができなかったこと,および27年度に研究設備の故障が多発したことなどが原因で,予定通り硫黄同位体比分析ができなかった.統合国際深海掘削計画で得られた南大西洋(ODP Leg 208, Site 1263ほか)および赤道太平洋(IODP EXP. 320/321,Site 1333ほか)の深海試料を用いて炭酸塩骨格構造内硫酸イオン(CAS),および堆積性重晶石(バライト)の抽出を試みたが,十分とはいえる状況ではなかった.そこでポスドクを採用し,CASとバライトの両方を抽出するプロトコルの構築に努めた.また,この研究では第一人者である米国カリフォルニア大学サンタクルズ校のAdina Paytan博士のもとを訪れ,同研究室で行われている分析手法を学んだ.試行錯誤はあったが,少なくとも一部試料からは抽出ができるようになった.一方で新たな問題も複数生じてきた.一つはCASは7割程度の試料から得ることができるものの,バライトが限られた試料からしか抽出できないことであった.もう一つは,機器の故障の頻発である.これらを解決するため,予算を繰り越して28年度前半にIODP EXP. 320/321航海の追加資料をリクエストし,新たな試料の確保に努めた.また分析システムの改良を通じて機器のアップデートも進め,分析環境の向上に努めた.共同研究者とは東京大学大気海洋研究所において情報交換・研究発表会を開催した.また共同研究者である富山大の堀川氏と連携し,金沢大で他大学研究者も招へいして古海洋学勉強会,研究発表会も開催し,今後の本研究の進め方について議論した.

機器の故障,堆積性重晶石(バライト)を炭酸塩試料から抽出することの困難さ(試料による含有量のばらつきが非常に大きい)のため,基幹的データの生産が遅れている.国際深海掘削計画(ODP)で採取された赤道大西洋試料および南大西洋(207次,208次航海)および統合国際深海掘削計画(IODP)で採取された赤道太平洋(320/321次航海)を中心に,積極的に分析を進めた.炭酸塩構造置換硫酸塩(CAS)の抽出はプロトコルが完成し,ルーチンワークとして行えるようになった.その結果,ターゲットとしていた層位範囲から議論が可能な程度の硫酸塩硫黄同位体比データを蓄積することができた.遠洋性重晶石(バライト)を用いた既存の研究報告と比較した結果,50-45Maの範囲では従来研究よりも漸進的に(ゆっくりと)硫黄同位体比が正方向にシフトしていく状況が確認された.また続成の影響の少ないと考えられる45Ma以降の時代は,従来のバライトを用いて得られた硫黄同位体比変動曲線とほぼ一致していた.この成果は新規性が高い.南大西洋の試料について遠洋性バライトとCASを同一の試料から抽出を試みたが,困難であった.そこで赤道域の生産性の高い範囲に焦点を絞り,さらにIODP試料をリクエストの上,新しい赤道太平洋の試料から抽出を試みた結果,複数試料からバライトとCASの両方を得ることに成功した.両方の硫黄同位体比を比較した結果,当初の予想とは異なり,バライトの方が低い硫黄同位体比を持つ場合が多いことが確認された.このことについては今後さらにデータを得ることによって,本研究で得たバライトの硫黄同位体比が従来研究と比較して有意に低いのかどうかを見極めていく必要がある.本成果を含め,富山大の堀川氏と共同で北陸古海洋研究会を開催した(本年度は富山大学で開催).産総研,九州大学などから関連研究を進める研究者が終結して盛んな議論を行った.前年度までの度重なる機器の故障,および予想していたよりもバライトの抽出が困難であることにより,当初の予定よりも研究の進行は遅れている.今年度の成果によってどのような議論が展開できるのかが見えてきた.また今後の研究の進め方についても明瞭になってきた.硫酸イオンは海水中に膨大に含まれ,滞留時間は1000万年以上で,海洋内では均質と考えられてきた.それに反するデータが約50Maの深海堆積物より示されたことから,当時の北極海と北大西洋の接続に関連し,北極海起源の高い硫黄同位体比(d34S)を持つ硫酸を含む海水が北大西洋に流入し,それが中・深層水となって世界各地に運搬された仮説を立てた.これが正しければd34Sを用いて過去の深層水循環をトレースできると予期された.本研究は50-40Maの世界広範囲の硫酸d34Sの不均質性の証明を試みた.この期間のd34Sデータは研究当初は極めて限られていた.世界各地のIODP/ODPの深海底試料の石灰質軟泥試料を中心にバライトおよび炭酸塩付随硫酸(CAS)のd34Sの分析を進めた.バライトは堆積後の続成には強いが,数十グラムの試料からさえ抽出することは困難で,ごく限られた試料のみからしか検出できなかった.一方CASはほぼ全ての海域の大多数の試料から得たが,続成作用の影響評価の必要があった.そこで本研究はバライトとCASを同試料から回収してそのd34Sを比較した.試料処理法の確立に時間を要した.その結果,間隙水の化学組成が示す硫酸還元フロントよりもコア深度が浅ければ,CASは始原的なd34S値をほぼ保持し,過去の海水のd34S値推定に有用である事が判った.