hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機無機ハイブリッド材料の電子構造解析と光・放射線化学的挙動の解明

シンチレータは放射線計測に用いられる一種の発光型センサー材料で、電離放射線のエネルギーを吸収して光に変換する機能を持つ物質である。近年、癌などの診断に用いられる最新の核医学装置であるPET(陽電子断層映像装置)の高性能化のため、より高い時間分解能を有するシンチレータ材料の開発が強く望まれている。本研究では、半導体の励起子発光がサブナノ秒の減衰時定数を持つ極めて高速な蛍光現象であることに着目し、半導体をシンチレータとして用いるための実験を進めてきた。従来の半導体材料では、極低温においては高い量子効率で励起子発光が観測されるものの、室温付近では十分な蛍光強度が得られず実用化が困難であった。これに対して、半導体材料を低次元化することにより、励起子の束縛エネルギーが増大する量子閉じ込め効果により発光バンドを熱的に安定化させ、かつ、励起子の自由な熱拡散を制限する量子閉じ込め構造によって無輻射遷移を抑制することによって、半導体励起子の高速な輻射緩和という特長を失うことなく高い蛍光強度と両立することができた。量子効果を発現させることによって、従来のデバイスを超越した性能を実現する技術はナノ・テクノロジーと総称されるが、本研究は世界ではじめてシンチレータにナノ・テクノロジーを適用した先駆的な実施例であり、本研究代表者による総論が平成17年10月にアメリカン・サイエンティフィック・パブリッシャーズ社から刊行される「エンサイクロペディア・オブ・センサーズ」(辞典)に収録されるなど、既に海外の専門家からも新しい概念の高性能シンチレータとして認識されはじめている。原理的な実証はほぼ終えたものと考えられるので、今後はPETに搭載するなど、より実用化に近い段階での実験を継続することとなる。シンチレーターは放射線計測に用いられる一種の発光材料で、電離放射線のエネルギーを吸収して光に変換する機能を持つ物質のことである。今までのシンチレーターでは、このときの明るさ(変換効率)と速さ(変換速度)を両立することができなかったが、本研究によりハロゲン化鉛系のペロブスカイト型有機無機ハイブリッド材料が、両要件を満足する物質である事が見出された。当該化合物は、絶縁体である有機アミンと半導体であるハロゲン化鉛とが、自己組織的に交互に積層した特徴的な構造を有するが、放射線によって伝導帯に励起された電子は、荷電子帯に残された正孔とともに、無機層(量子井戸層)に深く閉じ込められるため、量子サイズ効果によって励起子(電子・正孔対)の束縛エネルギーが300meVにまで増大する。その結果、フォノン(格子振動)の影響によって発光がクエンチされないため、室温でも高い量子効率が得られた。また、このような機構による発光は、従来のシンチレーターとは異なり、発光中心の励起状態などの中間的なエネルギー状態を経由せずに、直ちに電子と正孔の再結合によって輻射緩和(励起子発光)に至るため、大きな変換速度が得られた。このように、量子サイズ効果を放射線計測センサーの分野に導入することによって、今まで達成する事が困難であるとされてきた、明るさと速さを兼ね備えたシンチレーター材料が実現可能であることを、はじめて実証した。このような、高性能シンチレーターは高エネルギー物理学や核医学の分野のタイミング計測で強く求められているため、実用化に向けての研究が期待される。この成果は、応用物理学会から高く評価されており、講演奨励賞受賞の他、同放射線分科会の要望による記念講演と、分科会の機関紙『放射線』に依頼原稿の執筆を行った。また、国際論文誌への投稿と、国際学会でのポスター発表も、各1報行った。なお、同論文(Nucl.Instrum.& Methods B)は、掲載後半年も経たないうちに、総論に引用されていることから、国際レベルで関心を得ていることがわかる。シンチレータは放射線計測に用いられる一種の発光材料で、電離放射線のエネルギーを吸収して光に変換する機能を持つ物質のことである。放射線がシンチレータに入射すると電子励起状態が生じ、ある寿命で基底状態に緩和する際に光子が放出される。この時定数が短いほど、シンチレータの時間分解能は勝れている。近年、核医学などの先端の放射線計測現場において、この時定数が数ナノ秒以下である超高速シンチレータが強く求められている。本研究では、半導体の励起子発光がサブナノ秒の時定数を持つことに注目し、半導体をシンチレータとして用いるための実験を進めている。励起子準位は熱的に不安定なため、室温で半導体に放射線を照射してもほとんど発光しないというのが通念であったが、有機無機ハイブリッド材料を用いて半導体を低次元化し、励起子の束縛エネルギーを増大させることにより、室温でも半導体シンチレータが効率的に発光することが実証できた。その成果は、Applied Physics Letter誌から間もなく出版される(印刷中)。また昨年行った実験から、室温での当該発光にもサブナノ秒の超高速成分が含まれることが明らかとなっていたが、本年は放射線を励起源として超高速発光を観測・評価するための、時間分解発光測定システムの構築にも尽力した。具体的には、電子LINAC(線形加速器)から発生するパルス電子線を励起源とし、放射線誘起発光をストリークカメラとMCP内蔵の高速光電子増倍管で測定する。二つの受光器のうち、前者は主に1ナノ秒以下の成分を測定し、後者は1ナノ秒以上の成分を測定するのに適している。また、試料は特性の真空チェンバー内に設置することにより、チェレンコフ光という試料によらない発光の混入を防止し、また圧縮ヘリウムガス循環型の冷凍機と接続して試料の温度を変化できるように改造した。

そのような測定系を構築することによって、超高速シンチレータのタイムプロファイルをより正確に測定し、なおかつ励起子と格子(フォノン)の相互作用などの基礎的な物理に関する情報も得られるようになったので、基礎と応用の両面からシンチレータ開発を更に促進する環境が整った。本成果に関しては、3月中旬の電気学会全国大会のシンポジウム『原子力総合安全、放射線計測、そして核融合プラズマを知る・操る技術について』における依頼講演で、包括的に発表する予定である。シンチレータは放射線計測に用いられる一種の発光型センサー材料で、電離放射線のエネルギーを吸収して光に変換する機能を持つ物質である。近年、癌などの診断に用いられる最新の核医学装置であるPET(陽電子断層映像装置)の高性能化のため、より高い時間分解能を有するシンチレータ材料の開発が強く望まれている。本研究では、半導体の励起子発光がサブナノ秒の減衰時定数を持つ極めて高速な蛍光現象であることに着目し、半導体をシンチレータとして用いるための実験を進めてきた。従来の半導体材料では、極低温においては高い量子効率で励起子発光が観測されるものの、室温付近では十分な蛍光強度が得られず実用化が困難であった。これに対して、半導体材料を低次元化することにより、励起子の束縛エネルギーが増大する量子閉じ込め効果により発光バンドを熱的に安定化させ、かつ、励起子の自由な熱拡散を制限する量子閉じ込め構造によって無輻射遷移を抑制することによって、半導体励起子の高速な輻射緩和という特長を失うことなく高い蛍光強度と両立することができた。量子効果を発現させることによって、従来のデバイスを超越した性能を実現する技術はナノ・テクノロジーと総称されるが、本研究は世界ではじめてシンチレータにナノ・テクノロジーを適用した先駆的な実施例であり、本研究代表者による総論が平成17年10月にアメリカン・サイエンティフィック・パブリッシャーズ社から刊行される「エンサイクロペディア・オブ・センサーズ」(辞典)に収録されるなど、既に海外の専門家からも新しい概念の高性能シンチレータとして認識されはじめている。原理的な実証はほぼ終えたものと考えられるので、今後はPETに搭載するなど、より実用化に近い段階での実験を継続することとなる。
ヒートショックプロテインが筋力向上に与える効果の解明とトレーニングへの応用

ヒトの骨格筋は、身体活動の動力源であり、動かすことで力を発揮できるが、同時に疲労も蓄積される。様々な身体活動を行う際は、身体の疲労がより少ない方が充実した活動を遂行できる。その疲労回復の手段として入浴があり、身体を温めることは体内のストレスタンパク質(ヒートショックプロテイン)の発現を高めることが知られている。また質の良い睡眠をとることで身体疲労を回復させることができる。本研究では、入浴による睡眠の質向上、疲労回復効果の可能性が示唆された。平成26年度は、入浴による身体加温が夜間睡眠に与える影響について、健康な成人男性および大学生スポーツ選手に対して測定を行った。また、身体運動による体温上昇がその後の睡眠に与える影響についても測定を行った。スポーツ選手は、一般人の運動レベルよりもはるかに高強度な運動を行っているので、運動後の就寝前における体温上昇が高値を示す傾向にあった。一般的に、スポーツ選手は夕方激しいトレーニングを行うため、このトレーニング後から就寝までの間に食事、入浴とともに本実験で用いた中強度の運動を行うことで、トレーニングによる体温上昇が睡眠導入をスムーズにさせ、睡眠の質を維持または改善し、効率良い睡眠による疲労回復に貢献すると推察された。10分間(42°C)の入浴によって身体をしっかり温めることは、夜間睡眠の質の改善につながることがわかり、また身体運動後の睡眠は、入眠までの時間が短く、深い睡眠をとることができていた。これは睡眠導入時に皮膚血管拡張を起こし皮膚温を上昇させ熱放散を促進することで深部体温を低下させることが、入眠を速めていると考えられた。上記研究成果は、平成26年電気学会電子・情報・システム部門大会およびbe active 2014(オーストラリアスポーツ医学会)にて論文発表を行った。身体活動を行うとき、身体の疲労は極力少ない方がその後の作業効率が上がることが考えれらる。疲労を軽減する手段として睡眠があり、その睡眠を効率よくとるための方法として身体加温が貢献すると考えれらる。本研究では、さらに身体を温めた時の身体反応メカニズムを調べ、質の高い休養方法を提言できるようにする。平成27年度は、前年の測定結果をもとに、加温によるHSP発現と筋肥大、筋力発揮の関係を調べる。測定は、被検者に入浴による身体加温によってHSP発現を増加させ、腕部および脚部における最大筋力を発揮するような短時間激運動および間欠的な筋パワー発揮運動を課す。また、入浴には水道水による温水と、人工炭酸泉製造装置による炭酸泉温浴を行った。筋電図測定装置によって筋活動量、筋放電量の計測および解析を行う。運動と睡眠の関係については、これまで相反する結果も得られており、運動が睡眠に与える影響が十分に確立されていない。最大筋力、短時間劇運動、間欠的筋パワー運動について、正確な運動負荷を課すことに注意して測定を行った。人工炭酸泉入浴後の睡眠の質向上が見られ、その後の筋力発揮に影響を及ぼす可能性が示唆された。平成27年度研究計画に基づいて研究を遂行し、健康成果を国際学会、国内学会にて論文発表することができた。平成28年度は、サーカディアンリズムとHSP発現による筋肥大の関係についてのメカニズムを解明することを目的とした。身体加温によるHSP発現は、これまでの先行研究により認められているため、本研究でも10分間40°C以上の入浴を行い、身体加温を行った。この入浴の際、水道水入浴と人工炭酸泉入浴を実施し、炭酸泉の効果についても調べた。前年、前々年同様、測定の前に被検者には実験計画および測定における危険性のないことを十分に説明し、インフォームドコンセントを得た。前年までの結果をもとに睡眠・覚醒、体温、HSPのサーカディアンリズムと身体パフォーマンスの関係について調べるために、様々な入浴後の睡眠状態を調査し、より有効な身体疲労回復について考察した。HSP発現を高めるための人工炭酸泉入浴が、効果的な身体疲労回復の可能性を示唆し、筋力発揮後の有効な回復も示唆された。平成26年度研究計画に基づいて研究を遂行し、研究成果を国際、国内学会にて論文発表することができた。当初の研究計画に基づき、測定、解析、成果発表を行う。また、研究協力者と測定方法、測定結果について議論を重ね、より正確な解析結果を得ることで、新たな知見を見出す。生理学研究計画に基づき、測定、解析、成果発表を行う。また、研究協力者に助言を頂きながら、測定結果の正確性、解析の方向性を常に確認しながら行うことで、得られた結果の妥当性を証明していく。新規購入予定であった筋力測定装置について、業者からの見積が遅れ選定に時間を要したため次年度に購入することとなった。新規購入予定であった加温装置について、数社に見積もりを依頼したところ購入装置の選定に時間を要したため、次年度購入することとなった。研究計画に基づき、平成28年度は研究成果をさらに発展させ、査読のある国際学会において論文発表を行うとともに、国際的な共同研究に発展できるよう研究成果をアピールする。

研究計画に基づき、平成27年度は前年度の研究成果をさらに発展させ、筋活動と加温の関係について調査する。睡眠についての調査も継続する。研究成果は、国際、国内学会等にて論文発表を行う。
ｐ３２遺伝子ノックアウトによる活性酸素産生、電子伝達系、サイトカイン産生の変化

(1)組織特異的p32ノックアウトマウスの作製:組織特異的ノックアウトマウス(β細胞、心筋、血管内皮、神経)を作製を試み、去年度のβ細胞および神経細胞特異的ホモノックアウトマウスの誕生に加えて、薬剤誘導性の心筋特異的KOマウス作製に成功した。神経特異的KOマウスは脳において著明な空胞形成を起こし8週齢までに大半が死亡した。心筋特異的マウスでは、薬剤誘導後に心不全を起こしている。血管内皮に関しては、まだ新生児のゲノム解析を継続している段階である。(2)MEF細胞株とリコンビナント蛋白質を用いたp32機能解析:樹立したp32ノックアウトMEF細胞株を解析し、ミトコンドリアDNAでコードされるサブユニットを含む電子伝達系の複合体I,III,IVの活性の激減と電子伝達系活性低下はミトコンドリア内における翻訳低下が原因であることを明らかにした。p32はミトコンドリアリボソームの小サブユニットと大サブユニットの安定的会合形成に必要であること、p32がミトコンドリア内RNAシャペロンとして働いていることを示唆する結果を得た。(3)MEF細胞株を用いたサイトカイン発現解析:p32ノックアウトMEF細胞を用いて、各種炎症性サイトカインならびにインターフェロンのmRNA量をRT-PCR法で定量し、いくつかの因子で産生増加を認めている。細胞内シグナル伝達経路解析し、AMPKが持続的に活性状態にあることを見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)組織特異的32ノックアウトマウスの作製現在組織特異的ノックアウトマウス(β細胞、心筋、血管内皮、神経)を作成中である。β細胞および神経細胞特異的ノックアウトマウスではホモのマウスが生まれた。心筋、血管内皮に関しては、まだ新生児のゲノム解析を継続している段階で、ホモのノックアウトマウスの誕生は確認されていない。(2)MEF細胞株を用いたミトコンドリア呼吸機能解析p32ノックアウトMEF細胞株を樹立した。p32ノックアウトMEF細胞株では細胞内活性酸素の産生がコントロールに比べ2倍ほどに増強していた。ミトコンドリアDNAでコードされるサブユニットを含む電子伝達系の複合体I,III,IVの活性が激減しており、活性酸素の増加もそれに起因すると思われる。電子伝達系野活性低下の原因はミトコンドリア内における翻訳が強く低下していることであることが明らかになった。翻訳低下はミトコンドリアリボソームの形成低下が原因であり、p32はミトコンドリアリボソームの安定的形成に重要な因子であることを明らかにした。(3)MEF細胞株を用いたサイトカイン発現解析p32ノックアウトMEF細胞を用いて、各種炎症性サイトカインならびにインターフェロンのmRNA量をRT-PCR法で定量し、いくつかの因子で産生増加を認めている。現在、その増加に(1)活性酸素が寄与しているのか、(2)産生刺激から転写までのどのシグナル伝達経路のどの段階に責任があるのかを一つ一つ転写の下流からチェックしている所である。計画していた実験はほぼ年度内に実施しており、一定の結論を出すことが出来ている。組織特異的ノックアウトが少なくとも2種類はホモのノックアウトマウスが誕生しているため、全身性のノックアウトでは出来なかった個体レベルでの実験が可能になっている。残りの2種について、ホモのノックアウトマウスが胎生致死であった場合の実験計画がまだ確定していない。現在生まれるマウスが増加しているため、実験従事者の不足が懸念されており、残りの2種が胎生致死の場合は、その2種の実験継続をとりあえず放棄することも対応として考えている。
運動イメージ脳波と聴覚性P300を使用した意思伝達装置

声や手足など、意思表示に使用可能な器官を一切使用できず、さらに瞼が閉じ、視覚が使用できない状態となった場合でも使用可能な意思伝達装置の開発を行った。本研究では、装置の使用者の負担を減らすため、頭皮に装着する電極数を3個(電極位置はC3, Cz, C4、またはP3, Pz, P4)とした。当初、事象関連電位P300も使用する予定であったが、意思伝達の所要時間を短縮するために運動イメージ脳波のみの使用に変更した。また、左または右の腕の運動イメージを「はい」または「いいえ」に対応させていたが、正答率を向上させるため、運動イメージを行う場合と行わない場合の2種類の脳波を使用することとした。すなわち、「5秒間の運動イメージの後、5秒間の安静状態(運動イメージを行わない状態)」を「はい」、その逆の「5秒間の安静状態(運動イメージを行わない状態)の後、5秒間の運動イメージ」を「いいえ」に対応させた。このように異なる脳活動を組み合わせることによって、正答率の向上を試みた。実験は、1日1実験とし、1実験当たり「はい」と「いいえ」をそれぞれ50回の計100回実施した。上記の実験を1被験者当たり複数回実施し、その正答率を調査した。その結果、4名の被験者における各最高正答率は、93%、87%、84%、85%となり4名の平均正答率は87%となった。上記の正答率84%、85%の被験者2名については、疲労等の体調の違いによって正答率が変化したが、正答率93%、87%の被験者2名については、ほぼ同様の正答率となった。また、正答率93%の被験者は、運動イメージと安静状態の時間をそれぞれ5秒から3秒に短縮した実験において、正答率が88%となった。本装置は、個人差や体調によって正答率は変化するが、正答率80%台、所要時間10秒前後での意思伝達は可能と考えられる。聴覚性の事象関連電位と運動イメージ脳波を使用した意思伝達装置開発のための脳波計測実験を実施した。20歳代の大学生4名(男性3名、女性1名)に被験者を依頼した。それら4名の被験者は本研究に新規に参加したため、意思伝達装置を使用するためのトレーニングから開始した。第一段階として、左または右の腕の運動をランダムにイメージしてもらい、脳波から左右どちらの腕の運動をイメージしたかを推測するトレーニング実験を行った。しかし、まだトレーニングが途中の段階にあるため、高正答率を得るには至っていない。別の被験者で過去に実施した実験では、トレーニングの実施毎に正答率が向上していたが、今回の実験ではまだ高正答率には達していない。通常は、左と右の腕の運動イメージ時の脳波に違いが現れ、トレーニングによってその違いが大きくなるが、今回の実験データでは実験日によってその違いが異なり、安定していない。その原因として、実験環境(騒音等、被験者が実験に集中できない場合があった)、運動イメージの良し悪しを確認するためのフィードバックが不十分であったこと等が考えられる。しかしながら脳波の解析方法を改良することで、正答率を向上させることができる可能性があり、収集したデータは新たな解析方法の開発に活用する。被験者と実験担当者(本研究の申請者)の都合が合わない場合が多く、結果として長期休暇中(春休み)に集中的に実験することとなった。そのため十分な実験ができず、被験者のイメージトレーニングが完了していない。結果として、必要な脳波データが得られていない状況にある。脳波の計測実験以外では、学外で実験するために必要な小型脳波計(本研究用の専用機)の開発(企業との共同研究)を開始しており、完成し次第、本研究で使用する。前年度までの実験結果から、脳波計測に適した電極位置、解析方法の改良がほぼ終了しました。これまでの実験結果から、運動イメージ脳波が強く出現する電極位置、周波数帯域等に比較的大きな個人差があることがわかり、その対応のため脳波の解析方法を改良しました。その結果、脳波計測電極の数を3個まで減らすことができ、被験者によっては1個まで減らすことが可能になりました。本装置は、視覚を使わないため、閉眼安静状態で使用可能です。運動イメージ時の脳波で変化が現れる周波数帯域と閉眼安静時に現れるアルファ波の周波数帯域が重なるため、通常、閉眼安静時の運動イメージ脳波の把握は困難ですが、解析方法の改良によって比較的高い正答率が維持されています。装置改良後の実験では、実験開始直後の正答率は約90%となっています(被験者2名)。ただし、疲労によって正答率は低下する傾向があります。個人差に対応可能な装置に改良したため、本装置を使用することでトレーニング期間が短縮され、被験者がトレーニング時に受けるストレスを減らすことができると考えられます。私(山脇伸行)の都合により脳波計測実験を実施できずにおりました。しかし、2017年2月から実験を再開しており、順次被験者を増やしているところです。「はじめの5秒間で運動イメージ、後の5秒間でリラックス」を実行した場合は、「はい」、逆に「はじめの5秒間でリラックス、後の5秒間で運動イメージ」を実行した場合は、「いいえ」と予め決めておくことで意思を伝える意思伝達装置を作製し、その性能を評価した。

運動イメージをはじめに実行するか、後で実行するかについては、実験開始後0.5秒時点で500Hz(はじめに運動イメージ実施)または2000Hz(後で運動イメージ実施)の純音で被験者に知らせた。各試行を5秒間の休憩を間に入れて10回繰り返した(10試行を実験1セットとする)。実験1セット当たり、500Hzと2000Hzはそれぞれ5回ずつ呈示されるように設定し、その順番はランダムとした。実験1セットを10回繰り返し、計100試行分の実験を実施した。評価実験は、被験者2名(20歳代の男子大学生)に対して安静覚醒閉眼状態で実施し、試行回数100回に対して90%の正答率となった。脳波測定用の電極については、電極装着感によるストレス等の軽減のため、3電極以内とした。2名の被験者で正答率が最大となる電極数は、3電極(P3, Pz, P4)と1電極(Cz)となった。他の被験者での検証が必要ではあるが、作製した装置は比較的少ない脳波測定電極での使用が期待できる結果となった。本装置は、視覚の使用が困難な状況(瞼が閉じている、外出先等でモニターの設置が困難、等)でも使用可能であり、モニターが不要なため装置全体を小型、軽量化できる利点もある。研究の申請者と実験に協力していただく被験者の空き時間が合わなかったため、被験者数を増やすことと操作時間の短縮実験(運動イメージとリラックスの時間を5秒から2秒に短縮した場合の性能評価実験)を実施できなかった。声や手足など、意思表示に使用可能な器官を一切使用できず、さらに瞼が閉じ、視覚が使用できない状態となった場合でも使用可能な意思伝達装置の開発を行った。本研究では、装置の使用者の負担を減らすため、頭皮に装着する電極数を3個(電極位置はC3, Cz, C4、またはP3, Pz, P4)とした。当初、事象関連電位P300も使用する予定であったが、意思伝達の所要時間を短縮するために運動イメージ脳波のみの使用に変更した。また、左または右の腕の運動イメージを「はい」または「いいえ」に対応させていたが、正答率を向上させるため、運動イメージを行う場合と行わない場合の2種類の脳波を使用することとした。すなわち、「5秒間の運動イメージの後、5秒間の安静状態(運動イメージを行わない状態)」を「はい」、その逆の「5秒間の安静状態(運動イメージを行わない状態)の後、5秒間の運動イメージ」を「いいえ」に対応させた。このように異なる脳活動を組み合わせることによって、正答率の向上を試みた。実験は、1日1実験とし、1実験当たり「はい」と「いいえ」をそれぞれ50回の計100回実施した。上記の実験を1被験者当たり複数回実施し、その正答率を調査した。その結果、4名の被験者における各最高正答率は、93%、87%、84%、85%となり4名の平均正答率は87%となった。上記の正答率84%、85%の被験者2名については、疲労等の体調の違いによって正答率が変化したが、正答率93%、87%の被験者2名については、ほぼ同様の正答率となった。また、正答率93%の被験者は、運動イメージと安静状態の時間をそれぞれ5秒から3秒に短縮した実験において、正答率が88%となった。本装置は、個人差や体調によって正答率は変化するが、正答率80%台、所要時間10秒前後での意思伝達は可能と考えられる。申請者が勤務している大学の学生に被験者を依頼する場合は、それらの学生が実験に参加可能な4,5,8,9,1,2月に実験を行う。また他大学等の学外施設でも被験者を募り、被験者数と実験回数を増やす。
在宅看・介護労働従事者の生活時間構造と24時間対応の展開条件に関する調査検査

本調査研究は、ホームヘルパーや訪問看護婦等の労働・生活時間構造の分析を通じて在宅での24時間介護の展開条件にアプローチし、以てホームヘルパー等の「適正な活動条件」の整備と「適切な人材」の確保に資することを目的として取り組み始めたものである。しかし、介護保険法の2000年4月実施に向けた「事業費補助方式」への移行に伴って「24時間対応(巡回型)ホームヘルプ」という概念それ自体が法制上から消え、本調査研究の遂行にあたっても大幅な手直しを迫れらることになった。「24時間対応型」在宅介護サービスに対するニーズとサービス提供の現状を俯瞰するために在宅介護支援センターの活動実態を把握し、その上でホームヘルパーや訪問看護婦(士)の生活時間調査を実施するという迂回的な方法を採用せざるを得なくなったのであるが、結果的には、介護保険制度の導入直前における在宅看・介護労働従事者の生活時間構造を通して、24時間対応の展開条件を探ろうとした本調査研究の狙いは曲がりなりにも達成し得たものと考えている。ちなみに、「24時間対応型」在宅介護サービスの展開条件をめぐる主な論点を列挙しておくと下記のとおりである。(1)夜間巡回介護サービスのニーズをめぐって、料金設定を含む利用諸条件の見直しを試みること。(2)就業形態の多様化をめぐって、いわゆる「多重勤務」や「直行直帰」と「空き時間」問題等の実態を把握し、的確な雇用管理体制を確立すること。(3)昼間業務と夜間(巡回)業務の連続勤務を回避すべく要員の確保と適正な配置等を図ること。(4)持続可能なサービス提供のあり方について全面的に再検討を加えてみること。介護保険法案の衆参両院における審議が進むに従って高齢者看護と介護の現場に不信と混乱が拡がる一方、制度導入後に向けた準備作業が多岐にわたって進む中、当初想定した研究計画は大幅に修正せざるを得ない事態に追い込まれた。中でも困難を極めたのは実施計画2)の大都市・周辺地域における実態調査で、民間のシルバーサービスや住民参加型組織等、新規参入事業体が入り乱れて「創意・工夫」を凝らした福祉サービスの提供を目指した取り組みを強めるといった状況下、煩雑な生活時間調査等への協力を期待できそうな調査対象の把握を苦慮し、さしあたり比較的安定したサービス供給体制を確立している地方の福祉先進地域に焦点を絞ったケーススタディを試みることにした。調査結果の分析については現在進行中であるが、現時点までに把握し得たホームヘルパー等の活動環境・条件の整備を進めていく上で留意すべき問題点としては、(1)24時間対応の成否を左右しかねない夜勤入りをめぐって多発する昼間勤務からの連続勤務を回避すべく関係者相互の連携、(2)高齢者の多様なニーズと多様化するサービス供給機関との間で適切なサービス提供を計画・調整することが期待される在宅介護支援センター等の体制強化、(3)在宅医療の展開を担う訪問介護婦等の主体性と24時間対応在宅介護の担うホームヘルパーの機能分担と相互連携、(4)24時間対応の本格化に伴う労働態様の変化を適正に評価した給与体系・水準の検討と移動に伴うトラブルを視野に入れた安全対策等を指摘することできる。次年度は、こうした諸点を念頭においた全国レベルの実態調査を中心に、都市部におけるケーススタディの実施に再度挑戦したい考えている。前年度の経験を踏まえて今年度は当初計画を若干変更し、在宅看・介護の現場においてケアマネジメントを担っている在宅介護支援センター約1千施設を対象としたアンケート調査を中心に、その調査結果を手がかりに現地調査を再度試みる一方、介護サービスを主体としたヘルパー派遣事業所約1千を調査対象にホームヘルパーの養成・確保状況と活動条件等に関するアンケートを実施し、市町村アンケート及び訪問看護ステーション調査は補足的に試みるにとどめた。また、調査実施時期についても、介護保険制度導入の準備作業、とりわけ介護支援専門員の試験等を考慮して設定し、有効回収の向上に努力した。

全国の在宅介護支援センター374施設(回収率34.4%)の協力を得ることが出来たアンケート調査の結果によると、88センター(23.5%)が夜間巡回介護をサービスメニューの一つにしていた。しかし、夜間巡回介護に対する二ーズが「かなり強い」のは3センターのみで、「まあ程々」との回答を加えても40センター(10.7%)にとどまり、「あまりない」等々という回答が上回っていた。在宅看・介護の24時間対応が展開するための前提となる夜間巡回サービスに対するニーズそのものが極めて脆弱という現状を再確認させられたわけである。しかし、夜間巡回介護を実施しているヘルパー派遣事業体5ヶ所の現地調査結果を分析すると、24時間対応に対する「潜在的」ニーズは強く、それを「有効需要」として顕在化させる必要があるが、その要点はサービス提供事業体の「対応姿勢」であり、それを支えるホームヘルパー等の「意欲」ではないかと思われる。そして、現在までに実施することが出来たホームヘルパーの生活時間調査延べ244日の集計結果をみると、夜間巡回介護に従事しているヘルパーは意欲的である反面、変則勤務の負担はやはり大きいようである。
Fli1がCD4陽性T細胞と線維芽細胞に与える影響

平成28年度に得られた結果、すなわちBLM処理したFli1+/-マウス由来皮膚線維芽細胞におけるIL-33過剰産生のメカニズムを明らかにするため、まず無処置の野生型マウスおよびFli1+/-マウス皮膚組織におけるIL-33の発現をreal-time PCRおよび免疫組織染色を用いて検討した。その結果、無処置のFli1+/-マウス由来皮膚組織におけるIL-33 mRNAは野生型マウスと比較して有意に増加しており、かつFli1+/-マウスの皮膚組織、とりわけ皮膚線維芽細胞においてIL-33の強い発現がみられた。これらのデータを踏まえて、無処置の野生型マウスおよびFli1+/-マウス由来皮膚線維芽細胞におけるIL-33の発現をreal-time PCRおよびWestern blotで検討したところ、いずれもFli1+/-マウス由来皮膚線維芽細胞においてIL-33の発現は有意に増加していた。次にFli1がIL-33の発現を直接的に制御するか否かにつきクロマチン免疫沈降法で検討したところ、皮膚線維芽細胞においてFli1はIL-33遺伝子のプロモーター領域に結合することでIL-33の発現を直接的に制御することが示唆された。さらに皮膚線維芽細胞においてIL-1βがIL-33の発現を誘導することから、IL-1βがFli1のIL-33遺伝子のプロモーター領域への結合に影響を及ぼすか否かについてもクロマチン免疫沈降法で検討したところ、IL-1β刺激によってFli1はIL-33遺伝子プロモーター領域から解離することが示された。以上の結果より、Fli1はIL-33の強力な抑制体として機能し、強皮症皮膚線維芽細胞におけるFli1の恒常的発現低下がIL-33の発現に関与する可能性が示された。29年度が最終年度であるため、記入しない。Fli1+/-マウスおよび野生型マウスを用いてブレオマイシン(BLM)誘発強皮症モデルを作成し、病変部皮膚および脾臓におけるCD4陽性T細胞のサブセットを、Th1/2/17細胞およびTh1-, Th2-, Th17-like Tregに注目してintracellular FACSで解析を行った。並行してBLM誘発強皮症モデルの病変部皮膚から線維芽細胞を単離し、real-time PCRを行い、Fli1遺伝子のヘテロ欠損が線維芽細胞の液性因子産生に及ぼす影響について検討を行った。その結果、BLM処理したFli1+/-マウスでは、BLM処理した野生型マウスと比較して、病変部皮膚におけるTh2-およびTh17-like Tregの増加がみられる一方で、脾臓におけるTh1-, Th2-, Th17-like Tregの数に変化はみられなかった。このことから、Fli1の発現低下は皮膚におけるTh2-, Th17-like Tregに影響を及ぼすことが示唆された。線維芽細胞に由来するIL-33がTh2-like Tregの誘導に寄与するという知見に基づき、BLM処理したFli1+/-マウスおよび野生型マウス由来皮膚線維芽細胞におけるIL-33の発現をreal-time PCRを用いて検討したところ、IL-33の発現はBLM処理したFli1+/-マウス由来皮膚線維芽細胞で有意に上昇していた。さらに免疫組織学染色でも同様に、BLM処理した野生型マウス皮膚線維芽細胞と比較してFli1+/-マウス皮膚線維芽細胞においてIL-33が強発現していた。以上の結果から、皮膚線維芽細胞におけるIL-33の発現がBLM処理したFli1+/-マウスにおけるTh2-like Tregの誘導に寄与していることが示唆された。皮膚線維芽細胞におけるFli1の恒常的発現の低下がIL-33の発現を促し、皮膚局所におけるTh2-like Tregを誘導することが示され、強皮症における「線維化⇔炎症・免疫異常」のクロストークの存在が明らかになりつつある。さらに皮膚

線維芽細胞においてIL-1βがIL-33の発現を誘導することから、IL-1βがFli1のIL-33遺伝子のプロモーター領域への結合に影響を及ぼすか否かについてもクロマチン免疫沈降法で検討したところ、IL-1β刺激によってFli1はIL-33遺伝子プロモーター領域から解離することが示された。以上の結果より、Fli1はIL-33の強力な抑制体として機能し、強皮症皮膚線維芽細胞におけるFli1の恒常的発現低下がIL-33の発現に関与する可能性が示された。平成28年度に得られた結果に基づき、野生型マウス由来皮膚線維芽細胞、Fli1+/-マウス由来皮膚線維芽細胞、野生型マウス由来CD4陽性T細胞、Fli1+/-マウス由来CD4陽性T細胞の4通りの組み合わせを用いて、皮膚線維芽細胞とCD4陽性T細胞の共培養の実験を行い、CD4陽性細胞のサブセットが変化するか検討を行う。この検討によってFli1遺伝子のヘテロ欠損が線維芽細胞とCD4陽性T細胞のクロストークに及ぼす影響を明らかにできる。さらにサブセット変化を誘導する液性因子に着目して、Fli1がその液性因子の発現を調節するかにつき、クロマチン免疫沈降法で検討する。ここで同定された液性因子が実際にin vivoでCD4陽性細胞のサブセットの変化に影響を及ぼすかにつき中和抗体を用いて検討を行う。最終的に強皮症患者病変部皮膚において鍵となる液性因子の発現に変化があるかについても検討する。29年度が最終年度であるため、記入しない。
爆発エネルギーを利用した金属箔の転写型コーティング技術の確立と工業材料への展開

爆薬を金属加工のエネルギー源として利用する様々な試みの中で,金属同士を接合する技術(爆発圧着)は最も工業化が進んでいる。本研究では,この爆発エネルギーを利用して,チタンや鉄鋼の表面を厚さ0. 1mmのアルミニウムなどの異種金属箔で被覆する技術を検討した。さらに,母材表面部で金属間化合物を合成して,その諸特性を工業的に活用するため,得られた複合材を熱処理し,固相状態または固液状態における界面反応を調査した。爆薬により金属を接合する技術である「爆発圧着」は,高い接合強度が得られるため,曲げ加工などを行っても接合界面での剥離を生じにくく,また接合可能な材料の組合せが幅広いなどのメリットをもつ。さらに,母材に対する合わせ材の厚さを薄くしていくと,一種のコーティングと見なせるため,一層の用途拡大を見込むことができる。この場合,耐食性や耐摩耗性などが求められる合わせ材の厚さが薄いほど,素材や経費の節減に繋がる一方で,爆薬の爆轟により合わせ材が破損して接合そのものが達成できなくなるという欠点もある。本研究では,金属板(支持板)に箔材を貼り付けて一体化したものを合わせ材として用い,これを従来の爆発圧着と同様に母材に高速で衝突させて接合し,その後支持板を取り外して,箔材と母材の接合を完了する「転写型コーティング技術」の確立を目指している。本年度は,支持板に厚さ2mmのAl板,箔材にAl箔,母材に厚さ25mmのTi板と鋼板を用いてコーティングを試みた。その結果,厚さ50μmおよび100μmのA1箔によるコーティングに成功し,技術的なノウハウを蓄積することができた。また,母材表面部で金属間化合物を合成して工業的に利用することを目的として,得られた試料を熱処理し,固相状態または固液状態における界面反応を調査した。Al/Ti系では(1)Al_3Tiの層成長が途中で界面反応律速から拡散律速へ移行すること,(2)熱処理条件を工夫することでAl/Al_3Ti複合層で被覆可能なこと,Al/鋼系では(3)反応相の成長速度が鋼中炭素濃度に影響されること,(4)Fe_2Al_5の粒界に沿ってFeAlが生じる特異な反応拡散が確認されたことなどを明らかにした。本年度は,支持板に厚さ2mmのAl板,箔材にAl箔とTi箔,母材に厚さ25mmの炭素鋼板とステンレス鋼板を用いてコーティングを試みた。その結果,厚さ25μmの箔材では成功に至らなかったが,50μmまでに対しては技術的なノウハウを蓄積することができた。AV高炭素鋼系では(1)1000°Cに加熱した場合FeAl/α-Fe界面にはクラックやボイドが生じて非常に脆弱になること,(2)50μmのAl箔材を使用することで耐酸化性や耐食性に優れた表面層を得ることができること,TVフェライト系ステンレス鋼系では(3)Ti箔の厚さを100μmまで薄くした場合,接合界面の構成相が変化すること,(4)100μmの熱処理材ではTi側表面が硬化され,また耐食性も良好となることなどを明らかにした。この場合,耐食性や耐摩耗性などが求められる合わせ材の厚さが薄いほど,素材や経費の節減に繋がる一方で,爆薬の爆轟により合わせ材が破損して接合そめものが達成できなくなるという欠点もある。

本研究では,金属板(支持板)に箔材を貼り付けて一体化したものを合わせ材として用い,これを従来の爆発圧着と同様に母材に高速で衝突させて接合し,その後支持板を取り外して,箔材と母材の接合を完了する「転写型コーティング技術」の確立,さらにそれを熱処理することで母材表面部に金属間化合物相を生じさせ工業的な利用価値を見出すこと,の2つを目指している。本年度は,支持板に厚さ2mmのAl板,箔材に厚さ100μmのAl箔と100500μmのTi箔,母材に厚さ2mmの炭素鋼板と5mmのフェライト系ステンレス鋼板を用いてコーティングを実施し,その後の熱処理による固液状態または固相状態における界面反応を調査した。【Al被覆した炭素鋼】熱処理によりAlは溶融し,FeとAlの反応域が炭素鋼表面に生じる。この反応域内に形成される欠陥,特に1000°Cに加熱した場合にAlを固溶したフェライト相とFeAl相の間に形成されるボイドについて調査し,急速加熱を回避することでボイドの発生を抑制できることを見出した。【Ti被覆したステンレス鋼】1000°Cの熱処理では,被覆したTiの厚さとともに接合界面の構成相が変わること,またこれが加熱時間とともに変化していくことを確認することができた。
フランスにおける移民教育政策に関する研究

本研究の目的は、移民受入国と送出国の二国間連携による移民教育政策について検討することである。その際、歴史的な移民大国であるフランスが、9カ国の移民送出国(ポルトガル、イタリア、チュニジア、モロッコ、スペイン、セルビア、クロアチア、トルコ、アルジェリア)との二国間協定を基盤として行う「出身言語・文化教育(Enseignements de langue et de culture d'origine:以下、ELCO)」プログラムを分析の対象とした。1973年に導入されたELCOとは、移民送出国が採用、派遣、給与負担するELCO教員によって、主に9カ国出自の子どもを対象に行われてきた出身国の言語や文化の教育である。この教育は、フランスの社会や学校への迅速な統合、出身国とのつながりの保持、という2つの目的を持って開始された。今年度は、昨年度に引き続き、フランスと移民送出国の双方によるELCOプログラムへの認識や位置づけの把握(課題1)、ELCOプログラムの運用実態の解明(課題2)に取り組むとともに、二国間連携による移民教育政策としてのその機能や課題の検討(課題3)を行った。【課題1】学校における多言語環境への貢献というELCOプログラムへの新たな位置づけがなされつつも、それが当初の目的に取ってかわったのではなく、目的が広がりをもつに至ったことを指摘した。【課題2】制度的位置づけ、教育内容、及びELCO教員の質に着目し、双方の連携や共同実施によって行われる運用の実態を明らかにした。【課題3】二国間協定という形態が、より移民の子どもやその家庭と意見や立場を共有していると考えられる移民送出国との対話を基に、より移民の子どもによりそったプログラム運用を可能としている点を指摘した。以上を、フランスのみならず移民送出国も対象とし、双方から検討した点が本研究の意義であるといえる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は、移民受入国と送出国の二国間の連携による移民教育政策について検討することである。その際、歴史的な移民大国であるフランスが、9カ国の移民送出国(ポルトガル、イタリア、チュニジア、モロッコ、スペイン、セルビア・クロアチア・トルコ、アルジェリア)との二国間協定を基盤として行う「出身言語・文化教育(Enseignements de langue et de culture d'origine:以下、ELCO)」政策を分析の対象とする。1973年に導入されたELCO政策とは、移民送出国が採用、派遣、給与負担するELCO教員によって、主に9カ国出自の子どもを対象に行われてきた出身国の言語や文化の教育である。この教育は、1フランスの社会や学校への迅速な統合、2出身国とのつながりの保持、という2つの目的を持って開始された。今年度は、フランス側と協定締結国側の双方によるELCO政策への認識やその連携体制の把握(課題1)、およびELCO政策の運用や実際のELCOの授業等に関する実態の把握(課題2)を中心とした。前者については、フランスと協定締結国が合同で実施する協議会の定期的な開催や、協定締結国間での協力体制の存在、フランスとの連携に関して協定締結国によって認識されている課題、そしてフランスの行政職員と協定締結国から派遣されるELCO教員の連携体制に関する実態等が明らかとなった。後者については、ELCO教員としてフランスに派遣されるまでの流れや研修、ELCOの授業に用いる教材や方法、ELCOの授業が行われる学校でのフランス人教員との連携の有無や授業に参加する児童・生徒の現状等を把握できた。これまであまり明らかにされてこなかったフランスと協定締結国との連携体制やELCOの運用実態を、部分的ではあるものの明らかにした点が平成26年度に実施した研究活動の意義であるといえる。

本研究では移民受入国と送出国の二国間連携による移民教育政策について検討することが中心的な課題であるため、政策の実施国であるフランスと同時に、協定締結国を調査対象とすることは必須である。またその実態を把握するには、公文書や資料等の分析を踏まえた上でのインタビュー調査が有用であると考えられる。現時点では、フランス側はトルコのELCOを管轄する行政職員へ、協定締結国側はイタリアとポルトガルの大使館および領事館の担当者、そしてELCOの授業を担当するトルコ人教員へのインタビュー調査をそれぞれ実施した。これらの調査の実施によって「研究実績の概要」に記した点が明らかとなった。以上の理由により、「おおむね順調に進展している」と判断する。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は、さまざまな水準のフランス側のELCO担当者やその関係者(国民教育省職員、大学区職員、ELCOを開講する学校の学校長やフランス人教員等)、およびイタリアやポルトガル、トルコに加えてそれ以外の協定締結国を対象とした調査を進める予定である。これらを踏まえて課題1と課題2の検討を引き続き行った上で、移民受入国と送出国の二国間連携による移民教育政策について検討することを通して「平等」で「公正」な教育について考究する、という課題3に取り組みたい。
貝類の嗜好性と栄養性を高める調理法の開発

アサリの活貝試料および-20°Cで2週間保存した冷凍試料をそれぞれ沸騰水中で加熱して熱水抽出液を調製し、熱水抽出液と加熱軟体部のエキス成分を分析した。熱水抽出液の遊離アミノ酸総量、コハク酸量は活貝試料と冷凍試料の間で有意差はみられなかった。一方で、活貝試料よりも冷凍試料の方がAMP、IMP、イノシンが多かった。熱水抽出液の官能検査の結果、冷凍試料の方がうま味が強く、総合的に好まれた。次に活アサリおよび活シジミから熱水抽出液を調製し、熱水抽出液、加熱軟体部のミネラルを測定した。アサリのミネラルはNa、K、Caの熱水抽出液溶出率が75%以上であったが、Mg、Feは60%未満であった。シジミのミネラル溶出率はNa 96%、K 86%、Ca 89%、Mg 84%に対して、Fe 66%であった。斧足類のアサリを試料とし、冷蔵0日目(活貝試料)および2日目の試料(食塩水浸漬群、水切り群)について、汁物をモデルとして熱水抽出液を調製した。熱水抽出液の溶出固形分は貯蔵日数、貯蔵方法、加熱方法による違いはみられなかった。遊離アミノ酸およびATPおよび関連化合物は、沸騰水加熱より水から加熱したほうが、加熱時間が長いために熱水抽出液に多く溶出していた。グルタミン酸との相乗作用によりうま味が増強するAMP、IMPについても同様の傾向がみられ、汁にうま味を引き出したい場合は水から加熱する方が望ましいことが示された。一方でコハク酸は、2日目試料では、熱水抽出液、加熱軟体部ともに、水切り群より食塩水浸漬群の方が多かった。また熱水抽出液への溶出率は、コハク酸87%、遊離アミノ酸6070%、ATPおよび関連化合物4055%、ミネラル類5189%となった。次に-20°Cで2週間冷凍した試料について、沸騰水からの加熱により熱水抽出液を調製した。両者の熱水抽出液の溶出固形分に有意差はなかったが、L*値は冷凍試料の方が有意に高かった。熱水抽出液の遊離アミノ酸はタウリン、アラニン、グリシン、グルタミン酸が主要なアミノ酸であり、活貝試料と冷凍試料の間で差異は小さかった。熱水抽出液のATPおよび関連化合物は、活貝試料よりも冷凍試料の方がAMP、IMP、イノシンが有意に多く、加熱軟体部でも同様の傾向を示した。コハク酸は冷凍試料よりも活貝試料の方が多かった。官能検査の結果、活貝試料の方が生臭みが強く、一方で、冷凍試料の方がうま味が強く、総合的に好まれた。魚介類にはカルシウムや鉄、亜鉛などのミネラルが豊富であるが、調理の際にミネラル含量がどのように変化するかについて調べた。試料として千葉県産活アサリおよび茨城県産活ヤマトシジミを用い、殻付き貝25gを脱イオン水100ml中とともに加熱し、沸騰後アサリは5分間、シジミは3分間加熱した。加熱貝から加熱軟体部を得て、煮だし汁を熱水抽出液とした。別途活貝から生軟体部を取り出した。アサリおよびシジミの生軟体部、加熱軟体部、熱水抽出液について、直接灰化法により粗灰分を求め、これを希塩酸に溶解しNa、K、Ca、Mgを原子吸光法により、Feをフェナントロリン吸光法により測定した。また、シジミ冷凍試料(-20°C1ヶ月間)についても同様に熱水抽出液を調製し、ミネラルを測定した。まず、熱水抽出液および加熱軟体部に含まれる成分量について比率を求めたところ、アサリ熱水抽出液へのミネラル溶出率はNa、K、Caでは75%以上であったが、Mg、Feは60%未満であった。また、シジミのミネラル溶出率はNa96%、K86%、Ca89%、Mg84%に対して、Fe66%であった。次に、加熱軟体部のミネラル量を冷凍および未凍結シジミの間で比較すると、Ca、Mg、Feにおいて冷凍シジミのほうが未凍結のものより含量が高かった。殻付きシジミ25gを加熱した場合の熱水抽出液と加熱軟体部の合計では、冷凍シジミのCa含量(25mg)の方が未凍結シジミのCa含量(19mg)よりも高かった。

また、熱水抽出液への溶出率は、Na95%、K88%、Ca80%、Mg76%、Fe56%となり、とくにCa、Mg、Feで冷凍シジミの方が未凍結シジミより溶出率が低い、すなわち加熱軟体部の残存率が高い傾向がみられた。
ニホンジカ地域個体群の多様性の遺伝生態学

目的:ニホンジカの個体群動態と遺伝的多様性との関連を明らかにするために、各地域個体群の遺伝的多様性の現状をマイクロサテライト多型分析などによって把握することを試みた。方法と試料:岩手、宮城、兵庫、島根、山口、長崎、宮崎、鹿児島の10地域個体群からそれぞれ約20個体のサンプルを採取して、マイクロサテライト多型分析をおこなった。さらに過去における個体数サイズの変動を推定して、ボトルネックが生じた可能性をシミュレーションで検証した。結果と考察:個体群内の遺伝的多様性の指標である平均ヘテロ接合度は、長崎と種子島において他地域と比較して有意に低下していた。金華山島、屋久島、対馬などの個体群ではヘテロ接合度の低下はみられない。2個体群でみられたヘテロ接合度の減少は、島嶼-本土の違いや、現在の個体群サイズの違いなどに起因するものではないと考えられる。金華山島個体群について、遺伝的浮動のみを想定した単純なモデルでヘテロ接合度の変化を予測したところ、遺伝的多様性は20世代以内に急速に減少することが示された。しかし、現実の金華山島個体群ではヘテロ接合度が低下していない。この結果は、ニホンジカ個体群内部での遺伝子の動き(gene flow)を制約する何らかの要因が存在することを示唆する。次に、地域間の遺伝的分化の指標としてのFstとRstを計算した。その結果、ミトコンドリアDNAでみられるような南西グループと北東グループの境界は、核遺伝子であるマイクロサテライトDNAでは存在しなかった。また、Fst解析の結果、ニホンジカ地域個体群は分断化されていることが明らかになった。以上の結果から、わが国のニホンジカはのいくつかの地域個体群はボトルネックによって遺伝的多様性が減少していることが示唆された。目的:ニホンジカの個体群動態と遺伝的多様性との関連を明らかにするために、各地域個体群の遺伝的多様性の現状を把握することを試みた。金華山島、屋久島、対馬などの個体群ではヘテロ接合度の低化はみられない。以上の結果は、ニホンジカの遺伝子の長距離にわたる交流が、主に雄のみによって行われていることを裏付けるものと考えられる。目的:ニホンジカの個体群動態と遺伝的多様性の関連を明らかにするために、各地域個体群の遺伝的多様性の現状をマイクロサテライト多型分析によって把握することを試みた。方法と材料:北海道3地域、岩手、宮城、兵庫、島根、香川、山口、長崎、宮崎、鹿児島の12地域個体群からそれぞれ20個体前後のサンプルを採取して、マイクロサテライト11遺伝子座の遺伝型を決定した。

さらに、各地域個体群の歴史的変遷についての文献資料を収集して、過去における個体群サイズの変動を推定するとともに、ボトルネックが生じた可能性についてシミュレーションにより検証した。さらに個体群間の遺伝的分化の程度をFSTにより数値化した。結果と考察:最初に方法論的検討をおこない、個体群の内部構造を明らかにする分析手法を確立した(Zoological Science 17,335-340に発表)。ついで、鹿児島、岩手、宮城、香川については、歴史資料を検索した結果、過去100年間の個体数変動を概ね把握することができた。特に鹿児島(沖縄)のニホンジカについては、遺伝子分析により自然個体群ではなく移入種である可能性も示唆される結果を得た(TROPICS 10,73-78に発表)。さらに、得られた遺伝的多様性のデータにもとづいてシミュレーションをした結果、長崎、島根、岩手においては過去にボトルネックを経験していることが明らかになった。FST解析の結果、日本におけるニホンジカ地域個体群は、それぞれが分断化されて遺伝的分化が進行していることが示された(Molecular Ecology 10,印刷中)。以上の結果から、わが国のニホンジカ個体群は明治期以降の生息環境の変化によって、それぞれの地域に遺伝学的に分断化されたことと、いくつかの個体群ではさらにボトルネックによって遺伝的多様性が減少していることが明らかになった。
環境化学物質の内分泌撹乱作用と遺伝毒性の発現機構

近年、多くの環境化学物質が内分泌撹乱作用を有することが明らかとなり、重要な社会問題となっている。これらの物質はヒトに精子減少のような生殖毒性などの多彩な影響をもたらすことが懸念されている。ある種の内分泌撹乱物質はエストロゲン受容体を介したホルモン作用に加え、遺伝子損傷を介して生殖毒性および発がんをもたらすことが推定される。事実、エストロゲンは発がん性を有し、乳がんや子宮がんを起こすことが知られている。本研究では、エストロゲンによる毒性機構を解明し、他の環境化学物質研究にも応用し、以下の知見を得ている。(1)エストロゲンの乳がん誘発機構:我々はエストラジオール(E_2)そのものには遺伝子損傷性はないが、その代謝物であるカテコールエストロゲンが極めて低濃度で遺伝子を損傷しうることを見い出した。すなわち、エストロゲンの発がんにおいては、E_2代謝物がイニシエーションに関与し、E_2自身による乳腺細胞増殖作用(エストロゲン活性)がプロモーションに関与すると考えられる(Int.J.Cancer,92,333-337,2001)。(2)植物エストロゲンによる発がん機構:大豆に含まれるバイオフラボノイドであるダイゼインは細胞増殖活性を有し、ダイゼイン・エストロゲンレセプター複合体と遺伝子上のエストロゲン反応領域との相互作用も認められた。しかし、DNA損傷性は認められなかった。これに対して、その代謝物の1つと考えられる7,3',4'-trihydroxyiosoflavoneは細胞増殖活性は弱いものの、DNA損傷性が認められた。したがって、エストロゲンと同様の機構で発がん性を示す可能性が示唆された。(3)トリニトロトルエン(TNT)の生殖毒性発現機構:TNTを投与したラットでは精子数減少が認められたが、血漿テストステロンの有意な変動がなかったのに対し、精巣および精巣上体から抽出したDNAの8-oxodGの生成量の上昇を認めた。単離DNAを用いた実験でTNTの代謝物がDNAを損傷することを見い出しており、TNTは生体内で生成された代謝物による遺伝子損傷を介して生殖毒性および発がん性をもたらすことが示唆された(Free Radic.Res.,in press)。