hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
多様体の微分幾何学的研究

具体的には交付申請書の研究実施計画書にある大規模な研究集会を本研究課題の研究分担者や全国の有力な研究者を中心として7月にサマーインステイチュート形式で山形市において開催した。この会には284名の参加者があり多くの成果をあげた。この会発表された結果の詳しい内容は「第43回幾何学シンポジウム・予稿集」として発表されている。研究代表者(剱持)は部分的に正曲率な多様体内の極小部分多様体に関する交差性定理を発表した。また剱持は2次元複素射影空間内に面積最小にはめ込まれかつリーマン空間として一定ガウス曲率をもつような曲面を分類することに成功した。研究分担者の深谷はア-ノルド予想とグロモフウィッテン不変量やフレア-,ホ-ファーホモロジー関する優れた論文を出張した。宮岡礼子は極小曲面と戸田方程式の関係について深く研究した。山田光太郎は3次元双曲型空間の平均曲率1の曲面の理論の建設に貢献した。シンプレクテイク幾何に関しては研究分担者の三上により、シンプレクティック構造から定義されたのではないポアソン構造の階数が一定である時,ハミルトンベクトル場の全体は可積分系をなし葉層構造を与えていることが示された。曲率と位相に関しては、分担者の酒井がリーマン幾何学に関するする優れた書物(英文)を出版し、陶山は標準的球面のdiffeotopyの新しい構成法を与えた。また正曲率リーマン多様体に関してのある微分幾何的不変量の大きさについて評価を行った。そして、これらの結果を用い0.654-pinchedリーマン多様体が標準的球面と微分同型であることを証明した。
ノード不動繊毛はメカノセンサーか否か：顕微操作とカルシウムイメージングによる検証

心臓が左にあるといった私たちの体の右と左の違いはどのように生まれるのだろうか。これまでの研究から、その始まりはお母さんのおなかの中、マウスでは受精後7.5日目に決まることが知られている。しかし、その仕組みにはまだよくわかっていない。本研究では、細胞から突き出た"ノード不動繊毛"というアンテナが、ノード流という流れの"物理的な力"を感知しているという仮説を検証する。2018年にノーベル物理学賞を受賞した光ピンセットという技術を用いて、ノード不動繊毛を顕微鏡下で"つまむ"ことにより物理的な力を与え、反応するかどうかを直接測定する試みである。
宇宙における芳香族化合物の成因の解明

1.これまでに星間空間で見つかった3種類の環状分子(C_3H_2、C_3H、C_2Si)は、いずれも2π電子系である。地球の自然界で反芳香族環状共役系が存在しないことから、星間空間でも反芳香族的な分子が見つかる可能性は非常に小さい。星間化学の基本分子であるH_3^+も環行2電子系で、芳香族分子と見なすことができる。このように、宇宙の環状分子はすべて正のトポロジ-的共鳴エネルギ-(TRE)を持つと考えられる。1990年にH.F.Schaeferらは新たな環状分子シクロペンタジエニリデン(C_5H_4)を星間分子の候補として提案したが、この分子は環状5π電子系で負のTREをもつ。したがって、この分子が宇宙に存在する可能性は極めて小さい。シクロペンタジエニリデンが反芳香族分子であることは、その2量体であるフルバレンが典型的な反芳香族化合物であることから、グラフ理論的に証明できる。2.強い紫外線に照射された星雲では、大きくてコンパクトなベンゼン系縮合多環芳香族炭化水素(PAH)が放っていると思われる赤外線が観測される。これと関連して、大きなPAHであるヘキサベンゾコロネン、ケクレン、サ-カムアントラセンは高エネルギ-(70eV)の電子衝撃に対して極めて安定である。その理由として、これらの分子が基底状態でのみならず、励起状態や、1価、2価、3価の陽イオンの状態でも、大きなTREを持つことが上げられる。また、これらの分子が多数の振動モ-ドをもつことも、星雲における分子の安定性に大きく寄与していると考えられる。3.大きくてコンパクトなPAHの光分解様式として脱水素が考えられるが、PM3分子軌道法によるコロネンなどの計算結果から、隣合った2個の水素が脱離しやすいことが分かった。
高等教育における宗教の扱いに関する日韓比較

1.ワークショップの開催:平成14年6月の「宗教と社会」学会第10回学術大会において、「宗教教育の日韓比較-公教育において"宗教"をどう扱うか-」というテーマを掲げ、海外協力者を含む研究組織メンバーによりワークショップを開催した。ここでは、平成2年以来続けてきた宗教教育に関する長年の実証研究をふまえ、公立学校における宗教に関する教育の可能性として、従来の宗教知識教育、宗教情操教育を止揚して、「宗教文化教育」というものの提起を行なった。昨今の著しい情報化、グローバル化を鑑み、異文化として宗教を扱うことへの意義が議論された。詳しい内容は、『宗教と社会』別冊(2003年)にまとめられている。2.学生へのインタビュー調査:以前の研究では、日本と韓国の学生、双方に対する量的調査(アンケート調査)により、宗教意識の相違を探ってきたが、今回は質的な調査(インタビュー調査)により意識の相違の分析を試みた。平成15年2月には日本において、そして3月には韓国において、それぞれの国の大学生に、家族の宗教的背景から自分が受けてきた宗教教育の内容、そして宗教あるいは宗教教育に対する考え方などをインタビューした。その結果、宗教に対して日本の学生よりもはるかに肯定的な韓国の学生たちは、自分の受けてきた様々な宗教教育に対しても積極的に評価していることや、彼らの宗教観においては母親の宗教が大きな影響を及ぼしていることを確認した。3.本の共同刊行に向けての日韓合同会議:平成14年6月、平成15年3月及び平成16年2月、日韓の研究組織メンバーが集まり、日韓の宗教教育に関する本の刊行について、各論文の締め切りを平成16年秋として、論文担当者による具体的な内容の協議を行なった。(1)2002年6月に関西学院大学において開催された「宗教と社会」学会で、この研究の代表者及び分担者が中心になって、ワークショップ「宗教教育の日韓比較-公教育において"宗教"をどう扱うか」を主催し討議した。公立学校での宗教教育の限界や可能性について論じられた。その結果、日本と韓国では学校制度の中での宗教教育の位置付けが類似している点が多いこと、公立の学校で宗教については触れない方がいいという立場と異文化宗教についての知識を含めて積極的に教えるべきであるという立場とが対立していること、また両国において宗教教育のあり方が大きな転換期を迎えていることが結論として導かれた。(2)1995年から2001年まで、毎年数千人の大学生を対象にして行われたアンケート調査のデータをクロスさせて、高等教育における分析を行った。この一連の調査の一部は、科学研究費の助成を得て行われたものであるが、データが膨大であり、単純集計は終了しているものの、7回の調査を通して得られる分析はまだ部分的にしかなされていない。今回は、宗教団体への関心とその周辺にある宗教性との違いについてのデータが取り上げられた。大学生の間では、宗教団体は忌避される傾向が強いが、宗教性にはさほどの変化が見られないことが特徴的なこととして指摘できる。また、オカルトや超常現象への関心は、一定程度保たれていることも分かった。(3)2003年2月には静岡県立大学の学生を対象に、また同3月には韓国の東西大学校、昌信大学校の学生を対象に、面談調査を行った。中等教育における宗教教育が大学生たちにどのように受け止められているかを中心に聞き取りを行った。調査には韓国側の研究協力者の協力を仰いだ。学生たちの受け止め方は日韓で若干の違いもあるが、宗教ごとの違いが大きいこと、また個々の教師の態度が学生の印象を大きく左右するという点では共通点が指摘できた。1.ワークショップの開催:平成14年6月の「宗教と社会」学会

第10回学術大会において、「宗教教育の日韓比較-公教育において"宗教"をどう扱うか-」というテーマを掲げ、海外協力者を含む研究組織メンバーによりワークショップを開催した。ここでは、平成2年以来続けてきた宗教教育に関する長年の実証研究をふまえ、公立学校における宗教に関する教育の可能性として、従来の宗教知識教育、宗教情操教育を止揚して、「宗教文化教育」というカテゴリーの提起を行なった。昨今の著しい情報化、グローバル化を鑑み、異文化として宗教を扱うことへの意義が論議された。詳しい内容は、『宗教と社会』別冊(2003年)にまとめられた。またその一部を英訳し、平成16年に公表する。2.学生へのインタビュー調査:以前の研究では、日本と韓国の大学生、双方に対する量的調査(アンケート調査)により、宗教意識の相違を探ってきたが、今回は質的な調査(インタビュー調査)により意識の相違の分析を試みた。平成15年2月には日本において、そして3月には韓国において、それぞれの国の大学生に、家族の宗教的背景から自分が受けてきた宗教教育の内容、そして宗教あるいは宗教教育に対する考え方などをインタビューした。その結果、宗教に対して日本の学生よりもはるかに肯定的な韓国の学生たちは、自分たちの受けてきた様々な宗教教育に対しても積極的に評価していることや、彼らの宗教観においては母親の宗教が大きな影響を及ぼしていることを確認した。3.これまでの研究成果のまとめと、成果公刊のための日韓合同会議の開催:平成14年6月、平成15年3月および平成16年2月、日韓の研究組織メンバーが集まり、研究成果について発表と討議を行なった。最後の会議では、これまでの研究成果を一冊の本として刊行するための協議も行なった。
千島海溝地震による津波の避難行動モデル化と情報統合システム構築

本研究は,高い危険性が指摘されている千島海溝を震源とした巨大地震による津波を想定し,GISとマイクロジオデータを用いて沿岸都市における津波避難行動モデル化のための情報統合システムを構築し,防災上の課題を明確化することを目的とする。そのために(1)避難情報の最適配信モデル,(2)避難情報の受け入れ・避難先選択に関する意思決定モデル,(3)避難場所(避難ビルを含む)までの水平的移動に関する実証的空間モデル,(4)避難ビル内での垂直的移動に関するシミュレーションモデル,(5)避難場所内部における滞在モデルを連携させる。対象地域は,冬季の寒冷が厳しい積雪寒冷地であるため,季節差を考慮してモデル化する。
覚醒サル三叉神経損傷後の異常疼痛発症に関与するグルタミン酸受容体の役割

18年度は覚醒サルを用いた研究と、麻酔ラットを用いた研究を行った。当初の計画ではサルの延髄にグルタミン酸受容体拮抗薬を注入し、温度刺激弁別に対する影響および大脳皮質第一次体性感覚野ニューロン活動に対する影響を検索する予定であったが、覚醒サルの延髄にグルタミン酸受容体拮抗薬を微量注入しても、有意な影響が認められていない。おそらく、投与方法あるいは投与量の改良が必要と思われる。昨年度はN型カルシウムチャネルブッロカーを投与し、サルの温度刺激弁別速度に対する影響を調べ、顔面皮膚のカプサイシン処理により誘導される過敏化現象が有意に抑制されることをみいだした。本年度も引き続き同研究を継続し、N型カルシウムチャンネルブロッカーの投与方法について検討を加えた。その結果、我々が用いたN型カルシウムチャンネルブロッカーでは、経鼻投与よりも、経口投与において、より強い効果が得られることが明らかになった。また、経口投与でも、経鼻投与でも冷刺激に対しては有意な変化が認められなかった。これに対し、pentobarbital麻酔した三叉神経損傷モデルラットの延髄にAMPA受容体あるいはNMDA受容体拮抗薬を投与し、侵害受容ニューロン活動に対する影響を調べた結果、多くの三叉神経脊髄路核侵害受容ニューロン活動がAMPA受容体拮抗薬投与により抑制された。本実験ではAMPA受容体拮抗薬としてCNQXを用いているが、抑制作用は投与量依存性に増大した。また、投与後、生理的食塩水を投与すると、すぐに反応が回復した。本研究ではNMDA受容体拮抗薬についても検索を行ったが、有意な抑制効果は見出されなかった。このような結果から、三叉神経損傷によって顔面領域に引きおこされる異常疼痛には三叉神経脊髄路核ニューロンに存在するN型カルシウムチャネルとAMPA受容体が関与する可能性が示された。また、これまでの研究からこれら2つの受容体はお互いに機能的な関係があることが報告されており、これら受容体の関係を解明する必要があると考えられる。本年度はカプサイシンを顔面皮膚に塗布し、痛覚過敏モデルサルを作製した。また、同モデル動物にN型カルシウムチャネルブロッカーを経口的あるいは経鼻的に投与し、サルの行動変化について検索した。また、延髄硬膜下にマイクロカニューレを挿入し、APV(NMDA受容体拮抗薬)あるいはCNQX(AMPA受容体拮抗薬)を投与し、熱刺激弁別課題に対する影響について検索した。現在までに2頭のサルについて検索を行った。従来の研究では、それぞれの拮抗薬をサルに投与した研究結果が報告されていないため、投与量をラットに関する研究結果に基づいて決定した。まず、痛覚過敏モデルサルの作製であるが、0.004Mカプサイシンを顔面皮膚に塗布して30分経過した後に、非侵害刺激であるT144°C刺激を与えた。カプサイシン処理によって、熱刺激弁別課題における逃避行動の増加、非弁別トライアルの減少、弁別時間の短縮が認められた。このような変化は、冷刺激に対する課題においても観察されたことから、冷覚過敏においてもTRPV1受容体が関与する可能性が明らかになった。熱刺激弁別課題において、これらの変化はN型カルシウムチャネルブロッカーを投与することにより、ほぼカプサイシン処理前の状態に戻ったが、冷刺激弁別課題においては戻らなかった。また、延髄硬膜下腔へのグルタミン酸受容体拮抗薬投与に対し、現在までに有意な変化は認められていない。これは投与量、投与時間などが原因となっていると考えられる。

来年度はさらに、投与量や投与時間等を検討し、研究を進めていく予定である。昨年度はサルあるいはラットを用いて三叉神経損傷モデル動物を作製して研究を行った。サルに関しては、覚醒状態で延髄硬膜下に各種薬物を注入する手技が確立できず、当初の目的を達成するまでにいたっていない。そこで、今回はラットの三叉神経を緩く結紮して作製したION-CCIラットに関する研究結果について報告する。ION-CCIラットの口ひげ部への機械刺激に対する逃避閾値を測定し、逃避閾値が手術前に比べ有意に低下したものを生理学実験に用いた。ION-CCIラットをpentobarbital Na(50mg/kg,ip)で麻酔し、三叉神経脊髄路核尾側亜核(Vc)から顔面皮膚に受容野を有する単一ニューロン活動を導出した。各侵害受容ニューロンを口ひげ部への機械刺激に対する応答性から特異的侵害受容(NS)ニューロンおよび広作動閾(WDR)ニューロンに分類した。ION-CCIラットのVcから記録された侵害受容ニューロンは機械刺激および熱刺激に対する反応が有意に高く、また広い受容野を持っていた。本研究ではこれらニューロンに関して、記録部位の直下に設置したマイクロダイアリシスプローブを介して、AMPAおよびNMDA受容体拮抗薬であるMK-801、APVあるいはCNQXを微量投与し、反応性の変化を計測した。その結果、同定されたすべてのWDRニューロンにおいて、CNQX微量投与により、機械および熱刺激に対する反応性が低下した。しかし、受容野に関しては多少縮小する傾向を認めたものの有意な変化は観察されなかった。これに対し、NMDA受容体拮抗薬であるMK-801およびAPV投与はニューロン活動に対して有意な影響を与えなかった。以上の結果から、三叉神経損傷によって惹き起こされる異常疼痛にはAMPA受容体が重要な役割を担っている可能性が示された。
階層構造スケーリングを考慮した、自己組織神経回路網の環境応答解析

電極付培養皿にそれぞれ分散培養した複数の神経回路網を準備し、電極により一つの神経回路網から出力信号を取り出した。この信号を変換して他の神経回路網に入力することで、複数の神経回路網間で相互通信させる系を構築した。この系により、培養密度・培養条件の異なる完全に隔離された神経回路網の相互作用を解析することができた。通信ルールを変化させることで、並列接続、上位、下位の階層性など異なる接続様式による神経回路網の情報処理過程を解析した。また、プログラム可能な多点電流刺激アンプをデザイン・開発し、これにより電極を切り替えて刺激したところ、培養神経回路網は刺激部位に依存して数十以上の空間パターンを表現可能なことが明らかとなった。さらに、追加の成果として、フェムト秒レーザー光によって培養神経回路網を分断すると、分断されたエリア間で同期した自発活動は減少するが、培養日数の経過に伴い神経回路網が再構成されて、同期が復活する過程が観察された。これに関して論文を発表した。また、多点刺激装置と刺激・記録系、及び小型移動ロボットをシステムインテグレーションによって統合し、神経回路網が外界と相互作用する系について、論文を発表した。この系の中で、教師無し学習が成立していることを示唆する大変興味深い現象が観察され、現在再現性を検証している。価値判断に対応する神経回路網の出力を減弱・強化する上位中枢補助プログラムに関しては未だ実働レベルに達しておらず現在更に開発中である。培養条件の詳細な検討を行い、情報処理の流れを詳細に制御するために適切な培養液組成、培養基質表面のコート手法などを網羅的に、詳細に検討した。長期にわたって神経活動を継続的に記録しうる系を確立し、培養日数に依存して特徴的な自発的神経活動が発生すること、これが神経機能的結合の構成に関与することを発見した。この内容に関して論文を1報投稿中(電気学会誌)である。また、国際学会で成果を2件公表した(MHS, SFN)。神経栄養因子などの拡散性モジュレータが急性に自発的神経電気活動を活性化させ、ネットワークの活動パターンが変化することを見いだした。さらに、培養を継続したままで各種薬剤による活動パターンの変化を解析する手法を開発し、NMDA型グルタミン酸受容体の発現と培養日数依存的な特徴的活動パターンとの相関を継続して解析中である。さらに、環境からの入力として電流刺激を再構成神経回路網に与え、これが細胞間相互作用に及ぼす効果を検討した。神経回路網の活動パターンを環境に対する応答とられえ、入出力特性の解析を行った。神経回路活動に依存したフィードバック刺激を印加することで、自発的活動パターンが大きく変更されることを見いだした。この結果をふまえて、プログラム可能な多点刺激切替システム及びこの制御ソフトウェアの開発を行い、さらに柔軟なフィードバック刺激が可能な系を構築した。また、神経回路網クラスター構築を目指し、相互通信プログラムの作成を行い、生体神経回路網を複数接続したクラスタに上位情報処理システムを加えて、高等生物脳の階層化された神経回路網を模した系を構築している。多点刺激装置による刺激・記録系のシステムインテグレーションと階層構造形成に関して現在論文投稿中である。
粉体粒子間相互作用力の直接測定とそれに基づく粉体圧密過程の数値解析

原子間力顕微鏡を改良して、粉体粒子間相互作用力を直接測定する装置を作成し、種々の表面処理した顆粒および単分散セラミック粒子間の相互作用力を測定する。その結果を用いて通常CIPおよび申請者達の発明であるサイクリックCIP成形の圧密過程をシミュレートし、実験結果と比較検討することにより、最適サイクリックCIP条件の決定を行うことを目的としている。本年度は以下の実績をあげている。(2)分子間力顕微鏡を改良した装置を用いて、シリカ粉について粉体粒子間相互作用力の直接測定を行った結果、相互作用力として2.0×10^<-8>Nを得た。しかし、アルミナ粉、チタン酸バリウム粉、ジルコニア粉、SiC粉、チッ化ケイ素粉については、静電気の影響が強く、再現性のあるデータは得られなかった。シリカ粉以外の粉体に関しては雰囲気を正確に制御する装置が不可欠であると結論した。(3)球状単分散シリカ粉を用いてサイクリックCIP圧密実験を行い、得られた実験結果をマルコフ過程論により説明出来ることを明らかにした。また、SiC粉体を用いて顆粒特性がサイクリックCIP成形性、焼結性に及ぼす影響について実験的、並びに有限要素解析により明らかにした。独自のアイディアを基にした粉体粒子間相互作用力を直接測定する装置を作成し、種々の表面処理した顆粒および単分散セラミック粒子間の相互作用力を測定する。その結果を用いて計算粉体力学により通常CIPおよび申請者達の発明であるサイクリックCIP成形の圧密過程をシミュレートし、実験結果と比較検討することにより最適成形助剤の選択、最適サイクリックCIP条件の決定を行うことを目的としている。(1)粉体相互作用力測定装置の概念設計を行い、本設計が目的を遂行するために十分な機能を有することを確認した。(2)超微小圧縮破壊試験機を用いて種々のセラミック顆粒(アルミナ、炭化珪素、窒化ケイ素)一個毎の圧縮試験を行い、得られた荷重一変位曲線および圧縮強度値と成形性について検討した結果、圧縮強度値が低く、延性的挙動を示す顆粒を用いると高密度かつ均質な成形体が得られることを見いだした。(3)付着力のない金属球を用いてサイクリック圧密実験を行い、得られた実験結果がマルコフ過程論により説明出来ることを明らかにした。(4)上記(2)、(3)について学会で発表した。原子間力顕微鏡を改良して、粉体粒子間相互作用力を直接測定する装置を作成し、種々の表面処理した顆粒および単分散セラミツクス粒子間の相互作用力を測定する。(1)分子間力顕微鏡を改良した装置を用いて、シリカ粉について粉体粒子間相互作用力の直接測定を行った結果、相互作用力として2.0×10^<-8>Nを得た。(2)球状単分散シリカ粉を用いてサイクリックCIP圧密実験を行い、得られた実験結果をマルコフ過程論により説明出来ることを明らかにした。
食行動および首尾一貫感覚の関連を含めた慢性ストレスの定量的評価方法の検証

慢性ストレスを動脈の硬化度と血管の反応性からとらえて簡便かつ定量的に評価する方法は確立されていない。本研究の研究分担者と研究代表者は指動脈の弾力性を評価する指標と指細小動脈コンプライアンス拡張反応比に基づく指細小動脈拡張能検査装置の開発に着手している。本研究では指細小動脈拡張能と食行動および首尾一貫感覚の評価により慢性ストレスの定量的評価方法の確立を目指す。平成30年度は指動脈の弾力性と細小動脈拡張能の両方を評価する独自の検査法(規準化脈波反応性充血検査:RH-NPVと略記)を開発しその医学的妥当性を担保する基礎実験を実施した。RH-NPV検査は左右どちらかの手の第2指を5分間駆血後、開放した時生じる同指末節の反応性充血を規準化脈波容積(NPV)で測定する。検査指標のRHIは駆血開放後の駆血前に対するNPVの比で定義され、交感神経緊張の影響を同側の4指で測定したNPVの同じ比率で2重に基準化することで除いている。本法は血管内皮機能検査として確立したエンドパット検査と同様に反応性充血時の末梢動脈の拡張を評価する検査であるが、片手のみの拘束、かつ痛みがほとんどない等被検者への侵襲性が低い点が長所である。RH-NPV検査とエンドパット検査を延べ48例の青年男女と中高年男子で測定し両検査の高い一致性を実証した。エンドパット検査で反対側の腕圧迫を前腕部に施した条件において(n=27)、RH-NPV検査とエンドパット検査の一致性はr=.853(相関法)、エンドパット検査のカットオフ値1.67によるROC分析によればAUC=.912で、RH-NPV検査の妥当性が確認され、RH-NPV検査の最適カットオフ値=1.0448における感度=1、特異度=.86、陽性的中率=.87、陰性的中率=1であった。上腕部駆血でも同様であった(n=21)。当初計画では慢性ストレスの定量的評価指標の妥当化を以下3点について実施することとしていた。1)指細小動脈拡張能と基準測度としての心臓足首血管指数と加速度脈波測定システムによる血管老化度との相関分析2)指細小動脈拡張能と食行動および首尾一貫感覚尺度との相関分析3)体格指数と体脂肪率により体型を分類し、体型別の比較1)については平成30年度の基礎実験により目的を達成したが,「9.次年度使用が生じた理由と使用計画」に記載するように、心臓足首血管指数と加速度脈波の測定は不必要になった。2)および3)は1)の達成が遅れたため実施できなかった。倫理審査はすでに承認を受けているのでデータ収集を行い、「7.現在までの進捗状況」に記載した2)と3)の2点に関して、健康若年成人女性からのデータの集積を図る予定である。慢性ストレスは動脈硬化の進展に関与しているが、慢性ストレスを動脈の硬化度と血管の反応性からとらえて簡便、かつ定量的に評価する方法は確立されていない。本研究では健康若年成人女性を対象に、指細小動脈拡張能と食行動および首尾一貫感覚を評価することにより、慢性ストレスの定量的評価方法の確立を目指すものである。平成29年度は以下3点について研究実施計画を立案した。1.指細小動脈拡張能と基準測度としての心臓足首血管指数と加速度脈波測定システムによる血管老化度との相関分析2.指細小動脈拡張能と食行動および首尾一貫感覚尺度との相関分析3.体格指数と体脂肪率により体型を分類し、体型別の比較指細小動脈拡張能の測定方法について、研究分担者は男性の研究対象者を対象に両側の指を測定する両手法と片手で行う片手連続法の妥当化に向けての基礎資料を集積しているところである。本研究における指細小動脈拡張能は研究分担者と同様の測定方法により指細小動脈拡張能を評価することを予定しているため、まず健康な女性を対象に両手法による予備実験を行い、測定方法とデータ解析の方法について検討をした。それをもとに研究計画書を作成し、研究代表者が所属している機関の倫理審査を受け、研究実施の承認を得たところである。指細小動脈拡張能を評価するための予備実験を踏まえて測定方法を確立する予定であったが、当初の予定より時間を要したため、本実験としてのデータ収集に着手することができなかった。

検査指標のRHIは駆血開放後の駆血前に対するNPVの比で定義され、交感神経緊張の影響を同側の4指で測定したNPVの同じ比率で2重に基準化することで除いている。本法は血管内皮機能検査として確立したエンドパット検査と同様に反応性充血時の末梢動脈の拡張を評価する検査であるが、片手のみの拘束、かつ痛みがほとんどない等被検者への侵襲性が低い点が長所である。RH-NPV検査とエンドパット検査を延べ48例の青年男女と中高年男子で測定し両検査の高い一致性を実証した。エンドパット検査で反対側の腕圧迫を前腕部に施した条件において(n=27)、RH-NPV検査とエンドパット検査の一致性はr=.853(相関法)、エンドパット検査のカットオフ値1.67によるROC分析によればAUC=.912で、RH-NPV検査の妥当性が確認され、RH-NPV検査の最適カットオフ値=1.0448における感度=1、特異度=.86、陽性的中率=.87、陰性的中率=1であった。上腕部駆血でも同様であった(n=21)。当初計画では慢性ストレスの定量的評価指標の妥当化を以下3点について実施することとしていた。1)指細小動脈拡張能と基準測度としての心臓足首血管指数と加速度脈波測定システムによる血管老化度との相関分析2)指細小動脈拡張能と食行動および首尾一貫感覚尺度との相関分析3)体格指数と体脂肪率により体型を分類し、体型別の比較1)については平成30年度の基礎実験により目的を達成したが,「9.次年度使用が生じた理由と使用計画」に記載するように、心臓足首血管指数と加速度脈波の測定は不必要になった。2)および3)は1)の達成が遅れたため実施できなかった。倫理審査はすでに承認を受けているのでデータ収集を行い、データの集積を図る予定である。倫理審査はすでに承認を受けているのでデータ収集を行い、「7.現在までの進捗状況」に記載した2)と3)の2点に関して、健康若年成人女性からのデータの集積を図る予定である。次年度使用額が生じた理由は、データ収集に着手する計画であったが、遅れたことにより測定に関わる物品の購入や研究参加者等への謝金の支払いがなかったためである。今後の使用計画は測定に必要な物品の購入、研究参加者等への謝金、学会発表のための旅費として使用する予定である。当初の計画では指動脈の弾力性を評価する指標として加速度脈波の血管老化偏差値を用いる予定であったが、RH-NPV検査の開発に伴い同検査が血管内皮機能と血管硬度の両方を総合して反映することが実証された。すなわち、エンドパット検査の検査指標FRHI(開放後90120秒区間)は反応性充血時の脈圧の増加を表すのに対し、RH-NPV検査の検査指標FRHIvは容積増加を表す。そのため、FRHIvは血管内皮機能に加えて血管硬度の影響を受けることが判明した。基礎実験の結果、エンドパット検査指標FRHIと血管硬度指標AI@75の2変数から従属変数のFRHIvを説明する重回帰分析を行い、極めて高い重相関(R=.950,調整済みR二乗=.894, n=27)が得られた。したがって、RH-NPV検査は当初予定していた加速度脈波検査に代替できることから、被検者の負担を軽減するためにも加速度脈波検査を省き、当初予定していた加速度脈波検査装置を購入しないことにした。また、RH-NPV検査の開発が遅れ、動作仕様が未確定であったため、研究参加者等への謝金の支払いは基礎実験に支出した以外の予定額を来年度に繰り越すこととした。
千種の[2Fe-2S]フェレドキシンの構造比較による立体構造形成機構の解析

スピルリナ,水前寺のり,スギナ及び好塩菌の[2Fe-2S]フェレドキシンの結晶構造解析を進めそれぞれ以下に述べる段階に致った.スピルリナのフェレドキシンについては2.5〓分解能でHendv,cksortの精密化法によって構造の精密化を行いR値0.33を得た.現在吸収補正をやり直し,さらに精密化を行っている.水前寺のりのフェレドキシンについては2〓分解能で束縛条件下で精密化を行いR値が28%にまでなった.マイコンを使ったモデルフィッテイングを組み合わせて現在精密化を進めている.スギナのフェレドキシンについては,バイフット差のパターソン関数法によって,活性中心の位置を決めた.この位置を固定して, 8〓分解能で分子置換法によって,可能な分子配向を10ケ所程ひろい出した.このうちの数種の分子配向は結晶中での可能なパッキングの様子を示した.さらにそれぞれについてバイフット差のフーリエ合成を行い,ただ一つ活性中心位置にピークを生じる分子配向を決めることができた.即ち唯一の解が得られ正しい結晶構造が求まった.現在これを初期値にして2.8〓分解能で束縛条件下で精密下を行っている.好塩菌のフェレドキシンについては,同型置換体の重原子位置が対称中心の関係にあるために得られた位相が対称中心をもつ構造を反映している.そのために正しい構造が得られなかった.これを異常散乱及び部分構造の情報を入れることによって解決を計ったところ,対称中心をもつにせの構造が消えた.現在この電子密度図に基づいてモデルを作成している.スピルリナ,水前寺のり,スギナ及び好塩菌の[2Fe-2S]フェレドキシンの結晶構造解析を進めそれぞれ以下に述べる段階に致った.スピルリナのフェレドキシンについては2.5〓分解能でHendv,cksortの精密化法によって構造の精密化を行いR値0.33を得た.現在吸収補正をやり直し,さらに精密化を行っている.水前寺のりのフェレドキシンについては2〓分解能で束縛条件下で精密化を行いR値が28%にまでなった.マイコンを使ったモデルフィッテイングを組み合わせて現在精密化を進めている.スギナのフェレドキシンについては,バイフット差のパターソン関数法によって,活性中心の位置を決めた.この位置を固定して, 8〓分解能で分子置換法によって,可能な分子配向を10ケ所程ひろい出した.このうちの数種の分子配向は結晶中での可能なパッキングの様子を示した.さらにそれぞれについてバイフット差のフーリエ合成を行い,ただ一つ活性中心位置にピークを生じる分子配向を決めることができた.即ち唯一の解が得られ正しい結晶構造が求まった.現在これを初期値にして2.8〓分解能で束縛条件下で精密下を行っている.好塩菌のフェレドキシンについては,同型置換体の重原子位置が対称中心の関係にあるために得られた位相が対称中心をもつ構造を反映している.そのために正しい構造が得られなかった.これを異常散乱及び部分構造の情報を入れることによって解決を計ったところ,対称中心をもつにせの構造が消えた.現在この電子密度図に基づいてモデルを作成している.
二重周期構造を有する能動型フォトニック素子に関する研究

本研究は、これまでに理論的に予測されている二重周期構造の持つ興味深い物理現象、特に強く局在するフォトニック・モード実証することを主な目的として行った。そこで、二種類の酸化物(SiO_2とTiO_2)を用いて、ヘリコンプラズマスパッタリング装置(現有装置)を用い、ナノオーダーで精密に膜厚、屈折率を制御しながら(1)厚み変調モデルと(2)誘電率変調モデルの二種類の二重周期誘電体多層膜の作製を行った。また、転送行列法を用いた計算によって多層膜の設計と作製後の透過スペクトルの比較を行った。1.厚み変調モデル:高誘電率層(TiO_2)の膜厚をCOS関数に従い変調をすることによって、実効的に誘電率を変調した。作製した多層膜の透過スペクトルを測定すると、計算によるものとよく一致し、設計通りの製膜ができていることがわかった。また、室温から200°Cまで加熱することによって熱光学定数による屈折率の変化が生じ、線幅の狭い透過帯が数nm動くことを確認した。2.誘電率変調モデル:二元同時スパッタリングによってTiO_2/SiO_2混合層の作製を行い、誘電率の制御を行った。二つのターゲットのシャッターの開閉時間をコントロールすることによって屈折率および膜厚を制御した。TiO_2/SiO_2混合層の誘電率は以下に示すCOS関数によって変調した。作製した二重周期多層膜の透過スペクトルを測定し、転送行列法による計算結果と比較するとよい一致を見た。
様々な自然環境における温室効果ガス生成機構の解明を目的としたマイクロセンサの開発

現在までの多数の研究により、温室効果ガス(GHG)の排出が地球温暖化を促進することは明らかであるが、自然界におけるGHG消長過程の詳細については明らかにされていない。そこで本研究ではGHGの一つであるメタンガス(CH_4)測定用マイクロセンサを開発すること、これを用いて嫌気性廃水処理リアクターで生成されているCH_4濃度を測定することを目的とした。H18年度にCH_4測定用マイクロセンサを開発した。H19年度はCH_4測定用マイクロセンサの検量線を作成した。作製した全てのCH_4測定用マイクロセンサは、検出電流値がCH_4濃度に比例して変化した。代表的なマイクロセンサのCH_4濃度と検出電流値の近似曲線はy=-205x+5194であり、R^2=0.9633と相関は高かった。応答時間は濃度変化が大きい場合は数分、嫌気性廃水処理リアクター内に形成された微生物集塊(グラニュール)内のCH_4濃度を測定する場合には約60秒であった。これらマイクロセンサを用いてグラニュール内の濃度プロファイルを測定した。その結果、H_2生成反応およびH_2消費反応はともにグラニュール表層(厚さ数100μm)で、CH_4生成反応は中層および深層で生じていることが明らかとなった。さらに、グラニュール汚泥の培養条件(酢酸、H_2および炭酸濃度)を変化させて内部のH_2およびCH_4濃度を測定した。酢酸濃度を変えた実験から、H_2資化性CH_4生成反応はグラニュール中層で、酢酸資化性CH_4生成反応はグラニュール深層で生じていることが明らかとなった。H_2濃度を増大させた結果、CH_4生成速度は増大した。炭酸濃度の増大に伴いH_2濃度は低下し、CH_4生成速度は増大した。H_2濃度は並行して開発したH_2測定用マイクロセンサにて測定した。グラニュール内にはCH_4酸化細菌が存在しなかったため、生成されたCH_4は全てグラニュール外に放出された。本年度はCH_4マイクロセンサの開発に着手した。以下の方法によりCH_4マイクロセンサの開発に成功した。まず、O_2マイクロセンサを以下の方法で作成した。直径50μmの白金線を飽和KCN溶液に浸し、7Vの交流電流をかけ、先端径を1μmに調整した。この白金線をガラス管でコーティングした。また、パスツールピペットの先端径を約1μmに調整した。このパスツールピペットにコーティング後の白金線を挿入した。パスツールピペットの先端にガス透過性膜を固定した。パスツールピペット内に比較電極を挿入した後、KCl溶液を添加した。次に、パスツールピペットの先端径を約20μmに調整した。このパスツールピペットにO_2マイクロセンサを挿入した(酸素供給管付きO_2マイクロセンサ)。さらにパスツールピペットの先端径を約100μmに調整した。このパスツールピペットに酸素供給管付きO_2マイクロセンサを挿入した(菌培養管付きO_2マイクロセンサ)。菌培養管にCH_4酸化細菌(Methylosinus trichosporium OB3b)の集積培養液を添加した。すなわち、CH_4マイクロセンサはO_2マイクロセンサの先端にCH_4酸化細菌を含んだガラス管(培養管)、およびこのCH_4酸化細菌にO_2を供給するためのガラス管(O_2供給管)を結合させた構造になっている。CH_4マイクロセンサの先端に存在するCH_4は、ガス透過性膜を通過し培養管内に拡散する。培養管内のCH_4酸化細菌はO_2供給管から供給されたO_2を利用しCH_4を酸化する。これに伴い減少したO_2濃度が反応空間内に固定されたO_2マイクロセンサにより測定される。O_2濃度の減少値はCH_4濃度の増加値と相関があるため、O_2マイクロセンサの検出電流値は試料水中のCH_4分圧の変動に伴い変化することになる。

さらに、グラニュール汚泥の培養条件(酢酸、H_2および炭酸濃度)を変化させて内部のH_2およびCH_4濃度を測定した。酢酸濃度を変えた実験から、H_2資化性CH_4生成反応はグラニュール中層で、酢酸資化性CH_4生成反応はグラニュール深層で生じていることが明らかとなった。H_2濃度を増大させた結果、CH_4生成速度は増大した。炭酸濃度の増大に伴いH_2濃度は低下し、CH_4生成速度は増大した。H_2濃度は並行して開発したH_2測定用マイクロセンサにて測定した。グラニュール内にはCH_4酸化細菌が存在しなかったため、生成されたCH_4は全てグラニュール外に放出された。
メラノサイト・ケラチノサイト共培養系を用いた細胞間メラノソーム転送機構の解析

新しいメラノサイト-ケラチノサイト共培養法を用いて,メラノサイトからケラチノサイトへのメラノソーム転送を解析した.メラノサイトとケラチノサイトの境界でのメラノソーム転送を電子顕微鏡,光学顕微鏡を用いて観察し,さらに,転送されたメラニン量を計測することができた.この系を用いることにより,各種メラニン合成阻害剤のメラノソーム転送への影響を解析することが可能であることが明らかとなった.また,臨床応用として,色素性乳房パジェット病における表皮メラニン分布について解析し,腫瘍細胞に転送されたメラノソームが受動的に経表皮性排泄されることを示し,ダーモスコープがその診断に有用であることを明らかにした.1.培養条件の最適化:本年度は昨年度に用意したマウス不死化メラノサイトと奇形種細胞を用いて共培養を行い、形態学的解析および生化学的解析を行った。まず、共培養の際に重力の影響があるかどうかを培養条件を変えて検討し、メラノソームの転送が重力に影響されないことを確認した。次に、共培養後の解析のタイミングを最適化するため、複数の培養日数で実験を行った。培養開始後17日でメラノソーム転送を検討したが、細胞ペレットで検出可能な細胞収量が得られないことが判明した。そのため、以降のメラニン検出には、少量の検体でも解析ができるような工夫が必要であり、その条件検討を行った。2.形態学的解析:本年度は電子顕微鏡を用いて共培養後の細胞を観察した。一定期間の培養後に細胞を固定し、培養環境下での超微細構造の観察を行った。細胞ペレットを超薄切する場合と異なり、資料作成の条件検討が必要であった。具体的には超薄切片作成時にコロジオン膜の使用により良好な結果が得られた。3.各種阻害剤がメラニン転送に及ぼす影響を、上記生化学的解析法、形態観察法を用いて検討した。細胞ペレットの肉眼的観察で阻害剤の効果が確認されたが、各サンプルの収量が少なかったため十分な生化学的解析に至らず、今後の課題となった。本年度は昨年度までに最適化したメラノソーム転送の解析システムを利用しての臨床応用を検討した。眼皮膚白皮症はメラノソームに存在するメラニン合成タンパク質の遺伝子変異によってメラニン合成不全が起こる疾患である。1型から7型と症候群性の疾患に分かれる。このうち4型ではSolute Carrier Family 45, member2 (SLC45A2)遺伝子の変異によりメラノソーム内のメラニン量が減少する。メラニンの減少したメラノソームの挙動を確認するため、以下の実験を行った。1.自主臨床研究審査委員会の承認を得て眼皮膚白皮症4型患者の遺伝子検査を行い、診断を確定した。これにより、既報告の変異が検出されたが、その発現は従来の予測と異なるものであった。2.メラニン・ユニット内のメラノサイト、ケラチノサイトにおけるメラノソーム分布を検討するため、皮膚組織の透過電子顕微鏡観察を行った。また、毛包へのメラノソーム移行を確認するため、毛組織の電子顕微鏡観察を行った。3.皮膚悪性腫瘍におけるメラニン転送を解析するため、色素性乳房Paget病におけるメラニン分布をダーモスコピーおよび病理組織学的に検討した。新しいメラノサイト-ケラチノサイト共培養法を用いて,メラノサイトからケラチノサイトへのメラノソーム転送を解析した.メラノサイトとケラチノサイトの境界でのメラノソーム転送を電子顕微鏡,光学顕微鏡を用いて観察し,さらに,転送されたメラニン量を計測することができた.この系を用いることにより,各種メラニン合成阻害剤のメラノソーム転送への影響を解析することが可能であることが明らかとなった.また,臨床応用として,色素性乳房パジェット病における表皮メラニン分布について解析し,腫瘍細胞に転送されたメラノソームが受動的に経表皮性排泄されることを示し,ダーモスコープがその診断に有用であることを明らかにした.本研究はケラチノサイトとメラノサイトの相互作用,特にメラノソームの転送機構を解明し,皮膚色素異常症,毛髪の毛色決定機構,および皮膚悪性腫瘍におけるメラノサイトのコロナイゼーション機構を探る基礎的研究である.本年度はメラノサイト・ケラチノサイト共培養系の確立を第一目標としていた.メラノサイトはC57BL6マウス由来の株化細胞melan-aを使用した.研究に必要な細胞数を確保するため,標準的手法により培養を行い,2025継代の細胞株を用意した.ケラチノサイトにはマウス奇形腫由来のケラチノサイト株XB2を使用した.30継代程度の細胞を準備し,増殖抑制のため,マイトマイシンC処置を施して凍結保存した.順次これらの細胞を用いて共培養を行い,両細胞の培養条件(細胞数,培養期間)の最適化を検討した.両細胞の培養に適したRPMI1640を主とした培養液を調整し,特にpHの調整を行った。メラノサイトは酸性環境下での培養結果が良好であったため,10% CO2を使用して培養できるように機器の整備を行った.形態学的観察としては,共培養によってケラチノサイトに転送されたメラノソームを位相差顕微鏡を用いて観察することができた.生化学的解析としては,一定期間の共培養後に細胞を分取し解析を行った.メラニン量を定性的に測定することができた.現在はケラチノサイトからメラノサイトへのメラノソームの転送が重力の影響を受けるか否かを検討するため,培養方法の改良を行っているところである.

2012年度は共培養系を用いてメラニン転送の形態的観察を行い、各種阻害剤のメラニン転送への影響を検討した。電子顕微鏡による観察でmelan-aからXB2へのメラニンの転送は確認できたが、具体的な転送の瞬間をとらえられていないため、引き続き観察が必要である。また、生化学的解析を行う際にサンプルの収量が足りないことが問題となったため、収量を上げてメラニン量の検出感度を向上させる必要がある。マウス細胞での実験に時間を要しているため、ヒト細胞を用いた実験にはまだ着手できていない。第一目標である共培養系の確立はほぼ達成された.評価系として,転送されたメラニンの定性解析はできたが定量的な解析はまだできていない.また、形態学的検査として,電子顕微鏡による観察を予定していたが,光学顕微鏡レベルの観察に留まっている.以上から総合的にみて2011年度の研究達成度は20%程度である.2012年度以降は,各種解析法を同時に進めてデータを収集する予定である.2013年度は昨年度までに得られた実験条件をさらに最適化し解析を進める。また、マウス細胞でのデータが揃った段階で、ヒト細胞を用いた共培養系の確立、アグーチ蛋白を用いたメラニンタイプスイッチングの解析を行う。2012年度は,すでに確立・最適化された共培養系を用いて,メラニン転送の定量的解析および形態学的解析を行う.基礎的なデータが得られた段階で,各種増殖因子やメラニン転送に関わる細胞内分子の阻害剤を用いてメラニン転送にどのような影響がみられるかを検討する.マウスメラノサイト・ケラチノサイトで以上の結果が得られた時点で,ヒト細胞を用いた共培養系の確立を行う.2013年度以降はアグーチ蛋白を用いたメラニンタイプスイッチングの解析を推進する.引き続き、細胞培養に必要な消耗品、試薬を購入する必要がある。電子顕微鏡使用料やデータ解析に費用が必要である。研究結果が揃った段階で国内関連学会への成果発表を予定している。引き続き,細胞培養に必要な消耗品,試薬を購入する必要がある.前年度に比べてヒト正常細胞の購入,維持にかかる費用が必要となることが予想される.また,電子顕微鏡使用料やデータ解析に費用が必要である.
インドにおける大腸がんの環境要因・遺伝的要因の交互作用の研究

大腸がんには多くの環境要因が関連していますが、そのなかで脂肪および食物繊維摂取が重要だと考えられます。また、遺伝的感受性が大腸がんの発症に重要な役割を担っていることも報告されています。インドには各種ベジタリアンがおり食物繊維摂取量が多く、また、脂肪摂取量が少ないので大腸がん罹患率が低いのではないかと考えられています。遺伝的要因・環境要因と大腸がんリスクの関連を明らかにするためにインドにおける大腸がんの症例対照研究を行っています。この研究では、喫煙、飲酒はある程度の大腸がんのリスクと関連していたことが示唆されましたが、野菜、果物の高摂取は大腸がんの発症リスクを下げる効果が見られました。葉酸の代謝酵素MTHFRの遺伝子多型は大腸がんとの関連を検討したところ、MTHFR A1298C多型のCC型では統計学的に有意なリスクの低下を認め、さらに野菜の高摂取との交互作用が見られました。だが、MTHFR C677T多型と大腸がんのリスクとの関連は観察されませんでした。このほかに、脂肪の蓄積の主調節要因であるPPAR-gammaのPro12AlaとC161T遺伝子多型、細胞周期のG1期からS期への移行において重要な役割を演じるCCND1のA870G遺伝子多型と大腸がんの関連を検討しました。PPAR-gamma C161T多型のT alleleでは大腸がんのリスクが高く、特に結腸がんでは強い関連が観察されました。さらに、PPAR-gammaのPro-Thaplotypeでは大腸がんリスクの高いことが見出されましたが、魚摂取の交互作用は認められませんでした。CCND1 AA型では大腸がんのリスクが高くなり、CCND1 A alleleが常染色体劣性遺伝形式に適合していることが認められました。さらにA870G多型は、肉、魚と野菜摂取により大腸がんリスクを修飾する可能性が示唆されました。欧米諸国と比べ、インドでの大腸がん罹患率は非常に低い。インドには各種ベジタリアンがおり、食物繊維摂取量が多く、また、脂肪摂取量が少ないので、大腸がん罹患率が低いのではないかと考えられる。遺伝的要因・環境要因と大腸がんとの関連を明らかにするために、インドにおける大腸がんの症例対照研究を行った。インド、マドラスがん研究所において、1999年から2001年までの大腸がん症例302例(結腸がん59例、直腸がん243例)、一般対照群291例を収集した。末梢血リンパ球からDNAを抽出して、PCR-RFLP法により、MTHFR(Methylenetetrahydrofolate Reductase)Codon 677と1298の遺伝子多型を解析した。なお、すべての研究対象者からインフォームドコンセントを入手した。解析はSAS(version 8.2)を使用し、unconditional Logistic RegressionによるOdds比を計算した。遺伝子型の分布についてMTHFR677CC、CT、TT遺伝子型の頻度は、症例群のなかでそれぞれに85.1、14.2、0.7%で、対照群のなかで87.6、12.4、0.00%である。インド人のMTHFR677変異遺伝子の頻度が非常に少なかった。MTHFR 1298AA、AC、CC遺伝子型の頻度は、症例群のなかでそれぞれに46.7、43.0、10.3%で、対照群のなかで36.1、46.4、17.5%である。変異したMTHFR1298遺伝子は対照群より症例群のほうが著しく少なく、統計学的に有意差が見られた。変異したMTHFR677遺伝子と大腸がんリスクとの有意な関連はなかったが(OR=1.31、95%CI 0.78-2.23)、MTHFR 1298のAC、CC genotypeはそれぞれ結腸がんを発症しにくいこと(OR=0.43、95%CI 0.22-0.82;OR=0.30、95%CI 0.09-0.81)、MTTHFR1298のCC genotypeは直腸がんを発症しにくいこと(OR=0.43、95%CI 0.23-0.80)が示された。さらに、non-fried野菜の高摂取およびMTHFR1298CC genotypeの共存は低い大腸がんのリスクと関連している(OR=0.19、95%CI 0.08-0.43)。

このほかに、脂肪の蓄積の主調節要因であるPPAR-gammaのPro12AlaとC161T遺伝子多型、細胞周期のG1期からS期への移行において重要な役割を演じるCCND1のA870G遺伝子多型と大腸がんの関連を検討しました。PPAR-gamma C161T多型のT alleleでは大腸がんのリスクが高く、特に結腸がんでは強い関連が観察されました。さらに、PPAR-gammaのPro-Thaplotypeでは大腸がんリスクの高いことが見出されましたが、魚摂取の交互作用は認められませんでした。CCND1 AA型では大腸がんのリスクが高くなり、CCND1 A alleleが常染色体劣性遺伝形式に適合していることが認められました。さらにA870G多型は、肉、魚と野菜摂取により大腸がんリスクを修飾する可能性が示唆されました。
新規IPPT分子によるイネの免疫誘導と病徴発現の制御機構の解明

植物病原細菌が植物に感染するとTypeIII分泌装置からエフェクタータンパク質を植物細胞へ分泌する。これまでにAcidovorax avenaeのイネ非病原性N1141菌株のエフェクターであるIPPTはイネの免疫反応を誘導するが、イネ病原性K1菌株のIPPTはイネの病徴を引き起こすことを明らかにした。しかし、IPPT分子の何によってイネの免疫誘導や病徴発現が制御されているかは明らかではない。そこで、IPPT分子によるイネの免疫誘導と病徴発現の特異的制御機構の解明のため、IPPTのイネへの輸送の違い・酵素活性の違い・結合するイネタンパク質の違いが影響しているどうかに焦点を置いて研究を行う。
Host responses in whole blood of children infected with respiratory syncytial virus

仙台医療センターと宮城県立こども病院で合計39名の小児の研究参加の同意を得ることが出来た。対象患者から鼻咽頭スワブおよび血液を採取しRNAを抽出後、鼻咽頭検体でPCRを行った結果、30例からウイルスが検出され9例は陰性だった。陽性となったウイルスの内訳はRSウイルス19例であった。RSウイルスが検出された19名では12名が軽症群、7名が重症群に属していた。次世代シーケンシングおよびプロテオミクス解析による血液中の遺伝子発現や遺伝子間・タンパク質間の相互作用に関しては現在進行中である。
微小電極・ラマン分光・液クロ複合システムによる耐食材料の局部腐食反応その場解析

以下の3つの視点から実施結果を得た。1.局部腐食反応その場観察用に必須である以下の新たに2種類の水素イオン濃度(pH)マイクロセンサーを開発できた。(1)直径0.18mmのイリジウム(Ir)細線を交番電流電解法により作成したIr酸化物微小pH電極は、従来の空気酸化法により作成したpH電極より大きな電位勾配を有し測定制度が向上した。(2)水素イオノフォアをゲル薄膜状に白金探針にキャストしたpHマイクロセンサーは、作成法も簡便で、広範囲のpH直線性と速い応答性を示し、界面局所領域のpHマイクロスコピー走査型電気化学顕微鏡(SECM)に有効であることがわかった。以下の微小電極・ラマン分光複合システムによるその場測定に展開した。2.IrマイクロpHセンサーを用いた塩化物イオンおよび硫酸イオン水溶液中におけるFe-(09mass%)Cr合金電極界面で実測したアノード溶解直後の局所pHは、Cr含有量の増加に伴いクロム水酸化物の加水分解平衡により低下し、9Cr合金では沖合溶液(pH8.9)と比べpH3.9まで低下(酸性化)することを見出した。B, N添加9Cr鋼では溶出イオン種の緩衝作用によりpH低下は観察されない。併せて実施した界面近傍のラマン分光測定から、腐食生成物初期過程に関する知見を得た。一方、水素イオノフォア電極を用いて、局部腐食起点となるMnS介在物を含む低合金鋼電極界面のpH分布を実測し、明瞭な局在化分布が観察できた。3.水素機能材料電極界面であるLaNi5水素吸蔵合金の水素電極反応その場観察を実施し、SECMによる水素種の局所反応特性や局在化分布状態を調べた。併せて水素および重水素圧力下での合金中への水素吸蔵に伴うラマン分光その場測定を実施した。初年度は、本研究課題の遂行のための実験研究をほぼ順調に行うことができ、得られた成果は以下の3つにまとめられる。1最初に、イオンクロマトグラフィ装置を組み立て、局部腐食反応関与の各種カテオンおよびア二オンを用いた検量曲線実験を行うことができた。2 1項の予備実験結果を踏まえて、原子力圧力容器用低合金銅JlS SQV2A(ASME533B)材中の」MnS介在物の優先溶解箇所の電気化学サイクリックボルタモグラム(CV)-顕微レーザーラマン分光-イオンクロマトグラフィ-システムによるその場観察研究に発展させた。鉄マトリックスが不動態化しMnSが優先溶解するアルカリ性PH13の水溶液中の腐食電位、アノード分極電位において、S^<2->、Fe^<2+>、Fe^<3+>に帰属されるピークが観察された。いずれの電位においても溶解度が小さい可溶性Mn^<2+>に帰属されるピークは観察されなかった。ラマン分光測定から、波数1060cm^<-1>付近にM-S^<2->結合に帰属されるピークが観察された。アルカリ性水溶液中のMnS介在物の優先溶解に、本研究で観察された初期反応生成物であるS^<2->を考慮したモデル図を提案した。3併せて、MnS介在物での優先溶解局部やFe-Cr合金孔食内部の腐食反応に伴う酸性化(pH低下)を実測するための、微小pHセンサー電極の試作開発を試みた。