hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
堆積速度の低下による汽水域底質の酸性化問題の提起とその解決へ向けた基礎研究

しかし,Cs-137のピーク深度以浅の堆積物中の有孔虫数は,宍道湖東部で指数的に高いことが明らかになり,有孔虫遺骸は,無堆積環境の中に置かれていたとみなされる。殻組成に注目すると,溶解を示す石灰質殻の個体と膠着質殻個体の高い産出は,堆積速度との関係が明瞭に示される。しかし,昨年度実施した堆積速度と有機物量の変化について,有機物負荷量が高く,堆積速度の速いことが石灰質殻の溶解を速めている結果となっており,課題解決が必要であった。宍道湖河口域に近いコア試料は,δ15Nが4.65.0,δ13Cが-25.5-26.1,無堆積に近い東部では,それぞれ5.76.0,-24.5-25.5であり,陸域起源と湖内起源の有機物の違いが確認された。また,炭素の年間堆積量を堆積速度から求めると,宍道湖西部で0.06%/年に対して東部では0.02%/年であった。このことから,昨年度の実測結果とコア堆積物から求めた矛盾は,有機物の分解速度にその原因があると考えられる。宍道湖水中のRa-224とTh-228の分布についても検討した。ラジウム・トリウム比(Ra-224/Th-228)は,河川水ばかりでなく,汀線の底質攪乱によるRaとThの湖水中への供給が主要な要因であることを明らかにすることができた。海水・河川水・沿岸水の拡散・混合過程をトレースするうえで有効な指標となる。27年度の目標としていた3項目について,それぞれ次年度へつなぐことができる成果をあげることができた。また26年度に新たに発生した問題点にも解決することができた。(1)歴史的背景の解明のためのコア試料の分析と解析による堆積速度の解明と石灰質有孔虫(メイオベントス)の保存状態の確認。(2)酸性化の要因となる底質への有機物の負荷と保存,および有機物の堆積速度(分解速度)とそれに関連した石灰質有孔虫の保存状態の記録。(3)ラジウム(Ra-224, Ra-228)およびトリウム(Th-228)同位体による水の流動性評価のための基本データの収集と宍道湖におけるラジウム同位体比およびトリウム同位体比の分布特性。堆積速度と石灰質有孔虫殻の保存について,塩分を異にする宍道湖と中海を中心にして行った。昨年度までに宍道湖の中央部で指摘されてきた東西間の堆積速度の不連続について,3コア試料を追加し,鉛210法とセシウム137法を用いて検証した。総計41地点のコア試料で堆積速度の分布をまとめ,堆積過程が宍道湖の東西で異なることを確認した。中海の堆積速度と有機物量の変化について,大橋川河口域から湖心まで,及び飯梨川河口沖の7地点のコア分析を行った。その結果,湖心部では0.15cm/y,河口と湖心の中間で0.270.30cm/yであった。Pb-210の濃度変化から197080年代に有機物の堆積速度の変化が起こっていることが明らかとなった。宍道湖と中海の水深56mに貝殻片を1m間隔で垂下して,1ヶ月の炭酸塩の溶解量の変化を捉える継続調査を行った。宍道湖では極めて明瞭な時間と溶出量との相関を得たが,中海における溶解量は極めて小さく,季節変動も大きかった。溶解の起こらない月もあった。このことから、炭酸塩の溶解に対する海水の塩分効果を確認した。また,宍道湖と中海より湖底堆積物とその直上水をセットにした不攪乱試料を採取し,堆積表面から10cmの底層水中に貝殻片を4か月間,垂下して,その溶解量を調査した。結果は、宍道湖水での貝殻片の溶解が顕著で,3.4%であった。中海での溶解は、炭酸カルシウム粉末の散布有無にかかわらず、溶解量は低く(0.13%),海水の影響が炭酸塩の溶解に関係していることを確認した。このように,炭酸塩の溶解には,有機物の分解速度によることに加え,炭酸塩の溶解が海水によって緩衝されていることが明確になった。汽水湖における酸性化現象の解明のため,宍道湖・中海を中心にして,堆積速度と石灰質有孔虫殻の保存について調べた。
共感性の発達基盤に関する縦断データを用いた行動遺伝学的研究

共感性は,人間においても他の動物種においても向社会行動の基盤である(de Waal, 2008)。既に先行研究によって示されている共感性の予測的妥当性と変容可能性の高さを考慮に入れながら,双生児の縦断調査研究を本邦においても実施し,遺伝と環境の交絡を解くために必要不可欠な基礎的な実証データを適切に蓄積する。本研究課題は,実証に基づく発達支援を志向し,発達行動遺伝学の視点から,子どもの共感機能の発達と適応・不適応について体系的に研究することが主たる目的である。
曖昧さを考慮したクラスタリングモデルについて

観測値が類似度あるいは非類似度で与えられる場合のファジィクラスタリング手法として一般化ファジィクラスタリングモデルを提案した.このモデルにおいては,個体対があるクラスターに共通に属する度合はAggregation Operatorを用いて定義した.これらのOperatorの満たすべき条件から,その性質を検討した.単調なAggregation Operatorを用いたとき,このモデルの結果は,ほぼ同様な結果となる.特に,順位類似度データに対して,その順位のみを当てはめる場合には,すべて同一の結果が得られる.したがって異なるAggregation Operatorを定義してもそれらが互いに単調であるならば意味を持たない.そこでAggregation Operatorの単調性について検討した.この結果,分析の対象としたAggregation Operatorは非単調であることがわかった.さらに,このモデルにおけるロバスト性をシミュレーション実験によって検証した.観測データにモデルを当てはめる場合,データが真の構造から多少ずれていても結果はそれに応じたずれの範囲で求まり,大きくずれることはないというロバスト性が重要である.そこで提案したファジィクラスタリング手法におけるロバスト性を検討するためにシミュレーション実験を行なった.実際には,真値とデータの平均二乗誤差と,真値と推定値との平均二乗誤差を評価した.これらのシミュレーション結果から,推定値の平均二乗誤差がデータの平均二乗誤差の範囲におさまることによりモデルのロバスト性が検証できた.また,minimum演算を用いたモデルが最もロバスト性をもつことが示された.さらに,Hamacher積を用いたモデルが代数積を用いたモデルよりもロバスト性が優れていることがわかった.さらに,非対称類似度データの解析について,二つの概念に基づくクラスタリングモデルを開発した.一つは,クラスター間の非対称性の構造を導入したモデルであり,他方は非対称Aggregation Operatorを提案し,これに基づいて解析を行なうものである.これらの研究成果については,国内外の図書,雑誌論文,国際会議・学会等に発表した.観測値が類似度あるいは非類似度で与えられる場合のファジィクラスタリング手法として一般化ファジィクラスタリングモデルを提案した.このモデルにおいては,個体対があるクラスターに共通に属する度合はAggregation Operatorを用いて定義した.これらのOperatorの満たすべき条件から,その性質を検討した.単調なAggregation Operatorを用いたとき,このモデルの結果は,ほぼ同様な結果となる.特に,順位類似度データに対して,その順位のみを当てはめる場合には,すべて同一の結果が得られる.したがって異なるAggregation Operatorを定義してもそれらが互いに単調であるならば意味を持たない.そこでAggregation Operatorの単調性について検討した.この結果,分析の対象としたAggregation Operatorは非単調であることがわかった.さらに,このモデルにおけるロバスト性をシミュレーション実験によって検証した.観測データにモデルを当てはめる場合,データが真の構造から多少ずれていても結果はそれに応じたずれの範囲で求まり,大きくずれることはないというロバスト性が重要である.そこで提案したファジィクラスタリング手法におけるロバスト性を検討するためにシミュレーション実験を行なった.実際には,真値とデータの平均二乗誤差と,真値と推定値との平均二乗誤差を評価した.これらのシミュレーション結果から,推定値の平均二乗誤差がデータの平均二乗誤差の範囲におさまることによりモデルのロバスト性が検証できた.また,minimum演算を用いたモデルが最もロバスト性をもつことが示された.さらに,Hamacher積を用いたモデルが代数積を用いたモデルよりもロバスト性が優れていることがわかった.さらに,非対称類似度データの解析について,二つの概念に基づくクラスタリングモデルを開発した.一つは,クラスター間の非対称性の構造を導入したモデルであり,他方は非対称Aggregation Operatorを提案し,これに基づいて解析を行なうものである.これらの研究成果については,国内外の図書,雑誌論文,国際会議・学会等に発表した.
光第二高調波発生分光法による固体表面界面の電子状態の観察

本研究の目的は、表面光第二高調波発生(SHG)分光法を用い、フェルミ準位から数eV以内の表面電子状態を詳細に調べて、表面反応の進行や表面の性質とその表面電子状態およびその変逸との関係を調べ、それを以って表面現象を理解する考え方を確立することである。補助的な方法としてラマン分光法を用い、表面界面の振動分光も行った。対象物質は、(1)触媒系、(2)金属系、(3)半導体系であった。以下各項目について成果を要約する。(1)光触媒ルチル型二酸化チタン(110)においては表面バンドギャップがバルクのバンドギャップ(3.02eV)より高いエネルギー(3.4eV)にあることを明らかにし、この方法でわかる表面の電子状態の波動関数が入射光子エネルギーにより著しく変化する事を見出した。また、光触媒活性発現時にあたると考えられる紫外光(3.49eV)照射下では表面電子準位が高エネルギー側にシフトすることを見い出した。アナターゼ型の二酸化チタンTiO_2(101)面についても同様の成果を得た。また、Ziegler-Natta触媒に関しては、α-TiCl_3顆粒の格子振動エッジモード(224cm^<-1>)が触媒活性と相関していることを見い出した。(2)ガラス面やNaCl(100)面上のAuの薄膜の電子準位共鳴を探索した。プラズモン共鳴以外にAu(111)面の電子準位共鳴、Au(100)面の電子準位共鳴と思われるピークが見られ、金属膜が成長して行くにつれ、表面電子準位が変逸していく様子が観測できた。(3)Ge(111)/熱酸化GeO_2膜界面の新しい電子準位をhω=1.17eV付近に発見した。この共鳴は1光子共鳴で、自然酸化膜との界面には見られなかった。このエネルギー付近でのSH光強度パターンは熱酸化膜界面と自然酸化膜界面では著しく異なり、これらの界面の電子状態の違いが強く示唆され、GeやSi/Ge混晶の界面の性質を用いた半導体界面材料に関する大きな情報を与えた。本研究の目的は,表面光第二高調波発生(SHG)分光法を用いて表面電子状態を詳細に調べることである.以下に本研究で得られた成果を列挙する.ガラス/Au界面のSHGの励起光子エネルギー依存性ガラス上にAu膜(100nm)を蒸着し,その界面から発生するSHGの励起光子エネルギー依存性を観測した.その結果1.25eVと2.5eVに鋭いピークが観測された.これらのピークは同じ準位における1光子共鳴と2光子共鳴であり,界面の電子状態に共鳴している可能性が高い.GaAs(001)のSHGの励起光子エネルギー依存性GaAs(001)酸化表面からのSHGの励起光子エネルギー依存性を観測し,新たな表面電子状態を発見した.観測した励起光子エネルギー依存性では,hω=1.45eV付近に鋭いピークが見られた.このピークの起源は,バルクのバンド構造が表面のボンドの歪みにより,わずかにシフトしてできた表面電子状態間の電子遷移であると考えられる.光触媒TiO_2表面へのUV光照射によるSHスペクトルの変化

水蒸気中に封入したルチル型TiO_2単結晶(110)表面にUV光を照射した時のSH光強度の共鳴増強のプロファイルが,照射前のそれと異なることを見いだした.このことは光照射時の光触媒が非照射時とは異なった電子状態を持つことを示唆している.金属超薄膜作成用真空装置の整備3連の金属蒸着装置を購入し既存の真空装置に装着し稼動させた.これにより金属多層超薄膜の作成が可能になった.短波長励起光によるSHG観測システムの構築紫外域のフィルター,特殊仕様の光電子増倍管等を用いることで,今まで励起光で1eVから2eVまで測定可能であったSHG観測システムの上限エネルギーを励起光で3eVまで上げた.これによりSH光で6eVまでの掃引が可能となり広いのエネルギー領域をカバーできるようになった.本研究は光第二高調波(SH)分光法と光和周波発生法を実際の表面界面系に適用して、表面の非線形分光法を実用レベルでに開発することを目的としている。本年度はいくつかの界面系に対して光第二高調波スペクトルを得ることができ、また光和周波発生(SFG)法の分光システムの構築を開始した。1)光触媒であるルチル型およびアナターゼ型のTiO_2の光第二高調波分光を行った。ルチル型アナターゼ型両方についてSH光強度の方位角依存性パターンを求め解析に成功した。また表面のSH光強度スペクトルを得ることができた。ルチル型では非線形分極が表面と垂直にできる場合には表面バンドギャップが3.6eVに、表面と平行にできる場合は表面バンドギャップが3.4eVであることがわかった。アナターゼ型の場合は分極の方向によらず3.63.8eVであることがわかり、ルチル型より0.2eV程度大きいことがわかった。またUV光によるSH光強度の増大においてSH光強度パターンは変わらないことがわかった。2) NaCl(100)上のAu超薄膜についてSH光強度スペクトルを得た。(100)膜ではSH光強度のピークは2.9eV、(111)繊維構造では2.7eV、となり、連続膜になると2.4eVに強度の強い共鳴があることがわかった。3) Ge(111)/Ge酸化膜界面のSH光強度スペクトルを得た。1.17eV付近に新しい準位を見い出した。この準位はバルクのJ^^--点が酸化によってシフトしたものと解釈した。4)本研究で開発する光和周波発生法のための差分散型の分光器を購入した。本研究で開発する光和周波発生システムは差分散型の分光器を用い、大きく迷光をおさえるところに特徴がある。原物を踏まえた上での系の構築が進んでいる。5)本手法の1つの応用例としてSH顕微鏡も開発し、半導体表面において微細構造の観察をした。本年度の成果は以下の通りである。1)アナターゼ型の酸化チタンの(001)面のSH分光スペクトルを測定することに成功した。従来SHGの表面共鳴が3.6eVにある(101)面に比して、(001)面はSH応答が弱いことがわかっていたが、これは(001)面の主たるSH共鳴が4.5eVにあるためであることがわかった。2)清浄および紫外線を照射したルチル型の酸化チタンのSH分光スペクトルを観測するための真空槽の改造が終了した。またSiO2が1ML堆積した酸化チタンのSH分光スペクトルとSH光強度パターンを測定し、SHGが表面から発生していることを実験的に直接証明した。3)Ge/酸化膜界面について、熱酸化膜界面のみについてSH分光スペクトルで観測された界面状態の正体を探るため、この界面のTEM写真を観測した。その結果通例Geと酸化物界面はinter bilayer
細胞接着における新しいカルモデュリン結合蛋白質(デスモカルミン)の役割

代表的な細胞接着装置であるデスモソームの形成にはカルモデュリンが重要な役割を果たしていることが知られている。我々は、この分子機構を知る第一歩として、デスモソーム裏打ち構造に含まれるカルモデュリン結合蛋白質を探し、分子量24万の蛋白質を分離精製した。この蛋白質は、分子形態やカルモデュリン結合能がスペクトリンによく似ているが、10nmフィラメントに結合することなどからスペクトリンとは異なる新しいカルモデュリン結合蛋白質であると考えられ、デスモカルミンと命名した。本年度は、このデスモカルミンと細胞膜の結合様式を調べるために、デスモソームの裏打ちを欠いた膜のみを集める方法の開発を試み、この膜と裏打ち蛋白質との結合性を検討した。さらに、もう一つの代表的細胞接着装置であるAdherens Janctionの裏打ち蛋白質の分析も同時に行なった。1.デソモソーム細胞膜の単離と結合裏打ち蛋白質。単離したデスモソームをグアニジンで処理することにより極めて均一な膜分画を得ることに成功した。この膜分画は、細胞内外に大きな粒状の突起を有し、外側では二枚の膜が結合してJunctionを形成していた。形の上からも電気泳動上も全く蛋白質からなる裏打ち構造は除かれていることが明らかであった。この膜に裏打ち蛋白質の粗分画を再結合させると、分子量36K付近の蛋白質が特異的に、しかもカルシウムイオン依存的に結合した。この蛋白質の性質および分布について現在検討中である。デスモソームと同じように、Adherens Junctionを単離できれば、その裏打ち蛋白質の研究が進むと考え、その単離法を検討した。その結果、比較的純粋な分画を得ることに成功し、現在、その裏打ち蛋白質について検討中である。
NotchのO-フコシル化やその機能発現に関与する新規遺伝子の同定と解析

NotchのO-型糖鎖修飾は、Notchとリガンドとの結合や、Notchの細胞内局在などにおいて多彩な機能をはたしています。これらに関する研究から、糖鎖修飾による受容体の制御に関する先駆的な概念が提唱されてきました。しかし、NotchのO-型糖鎖修飾の機構や、その調節因子、NotchのO-フコシル化がどのような機構によってNotchの細胞内局在を制御するのかについてはまったく理解されていません。本研究では、O-フコシル化の細胞内経路や、O-フコシル化の機能発現のメカニズムを理解し、新たな糖鎖修飾プロセスやその機能を明らかにすることを目指します。これまでの研究で、私は、NotchのO-フコシル化やその機能発現に促進的に働くと考えられる遺伝子を同定しています。次に、同定した遺伝子が、NotchのO-フコシル化やO-フコシル化に依存したプロセスに促進的に働くか検討を行いました。前年度までに4遺伝子について解析を完了していましたが、今回、残りの遺伝子についても解析を行い、5つの候補遺伝子すべてにおいて解析が終了しました。スクリーニングで同定された5つの候補遺伝子すべてがNotchのO-フコシル化に依存してNotchシグナル伝達の活性化に機能していることがわかりました。次に、候補遺伝子の内在性の機能を明らかにするため、機能喪失型突然変異体を作出し、機能解析を行いました。すべての候補遺伝子について機能喪失型突然変異体の作出に成功しましたが、すべてについて、ホモ接合体でNotchシグナル伝達は正常でした。この結果は、ゲノムにこれらの遺伝子と重複して機能する遺伝子が存在する可能性を示唆しています。実際に、候補遺伝子の1つに関しては、重複して機能する可能性がある遺伝子が存在します。よって、重複して機能すると考えられる遺伝子と候補遺伝子の二重突然変異体を作出することでNotchシグナル伝達の低下が期待できます。現在、重複して機能する可能性のある遺伝子に関して機能喪失型突然変異体を作出し二重突然変異体の作出を試みています。これらの解析を進めることで、新たな糖鎖修飾プロセスやその機能を明らかにする手掛かりになると考えられます。本研究では、O-フコシル化の細胞内経路や、O-フコシル化の機能発現のメカニズムを理解し、新たな糖鎖修飾プロセスやその機能を明らかにすることを目的としています。申請者は、これまでの研究で、NotchのO-フコシル化やその機能発現に促進的に働くと考えられる遺伝子をスクリーニングによって同定しています。スクリーニングではRNAiによってNotchのO-フコシル化が低下しているときに促進的に機能する遺伝子を同定しています。このため、スクリーニングで同定した遺伝子が、NotchのO-フコシル化やO-フコシル化に依存したプロセスに促進的に働くかどうかが判別できませんでした。そこで、NotchのO-フコシル化に必須な遺伝子の機能喪失型突然変異体を用いてスクリーニングのときと同様の解析を行い、判別を試みました。その結果、スクリーニングで同定した候補遺伝子すべてにおいて、NotchのO-フコシル化に依存して機能していることが示唆されました。次に、候補遺伝子のin vivoでの機能を解析するために、機能喪失型突然変異体を作出しました。PCR法によって増幅される断片の違いで、開始コドンを欠失した機能喪失型突然変異体の同定を行います。現在までに、候補遺伝子の5つすべてに対し、開始コドンを欠失した機能喪失型突然変異体の作出に成功しています。これらの突然変異体を用いて2年目に行う詳細な機能解析を行う予定です。

実際に、候補遺伝子の1つに関しては、重複して機能する可能性がある遺伝子が存在します。よって、重複して機能すると考えられる遺伝子と候補遺伝子の二重突然変異体を作出することでNotchシグナル伝達の低下が期待できます。現在、重複して機能する可能性のある遺伝子に関して機能喪失型突然変異体を作出し二重突然変異体の作出を試みています。これらの解析を進めることで、新たな糖鎖修飾プロセスやその機能を明らかにする手掛かりになると考えられます。
難治性慢性閉塞性肺疾患に対する肺再生治療法の開発

GFPで標識した間葉系細胞を気管内投与したところ、GFPで標識された細胞は肺胞内に確認ができた。その後、肺のprogenitor cellをin vitroで培養し、肺気腫疾患モデルマウスであるSP-Dノックアウトマウスに対して細胞移入を行い、遺伝子レベルでのSP-Dの発現を検討したが、発現は認められなかった。現在、iPS細胞からの肺内の構成細胞への分化や肺組織から肺細胞を分離したのち培養を行う方法や細胞移植を行う方法を検討している。基礎実験として、GFPで標識した間葉系細胞を使用し、その細胞を全身麻酔したマウスに気管内投与し、肺の標本を凍結切片で作成し、蛍光顕微鏡で観察を行い、GFPで標識された細胞は、肺胞内に確認ができた。その後、肺のprogenitor cellと考えられているSca1陽性細胞をin vitroで培養し、肺気腫疾患モデルマウスであるSP-Dノックアウト(KO)マウスに対して、細胞移入を行った。その際、SP-D KOマウスに対しては、ガンマセルを用いて放射線照射を行い、その6時間後に細胞移入を行い、14日後、1ヶ月後に肺組織からRNA抽出後、遺伝子レベルでのSP-Dの発現を検討した。しかし、SP-D発現は認められなかった。そこで、ナフタレンによる肺胞上皮障害モデルを使用して、Sca1陽性細胞の移入を行い、同様の検討を行ったが、SP-Dの発現は認められなかった。同様に、umbilical cord mesenchymal stemcell(uMSC)を用いて検討を行ったが、SP-Dの発現は認められなかった。同時にSP-D KOマウスにナフタレンによる肺胞上皮障害モデルを作成し同様に細胞移入を行ったが、SP-Dの遺伝子レベルで発現は認められなかった。以上より、細胞移入によって肺組織のSP-Dの発現が見られなかったが、これらは気管内投与により肺胞内に細胞を移入することはできるが、肺内への生着が難しいことを示していると考え、次の段階として、移入細胞を介して産生されるサイトカインなどが肺胞構造を改善させる可能性を考え、HGFを気管内投与を行って、その後、uMSC細胞の移入を行い、SP-D遺伝子発現の検討を行ったが、遺伝子レベルでの発現は認められなかった。現在、iPS細胞からの肺内の構成細胞への分化や肺組織から肺細胞を分離したのち培養を行い、それらを細胞移植を行う方法を検討中である。基礎実験として、細胞が気管内投与により、肺胞領域へ到達できているかどうかを検討した。GFPで標識した間葉系細胞を使用し、その細胞を全身麻酔したマウスに気管内投与した。その後翌日に、肺の標本を凍結切片で作成し、蛍光顕微鏡で観察を行い、GFPで標識された細胞は、肺胞内に確認ができた。そこで、ナフタレンによる肺胞上皮障害モデルを使用して、Sca1陽性細胞の移入を行い、14日後、1ヶ月後にRT-PCRでSP-Dの遺伝子発現の検討を行ったが、SP-Dの発現は認められなかった。次に、umbilical cord mesenchymal stemcell(uMSC)を用いて検討を行った。SP-D KOマウスにuMSC細胞移入したのち、SP-Dの遺伝子発現を検討したが、SP-Dの発現は認められなかった。以上より、細胞移入によって肺組織のSP-Dの発現が見られなかったが、これらは気管内投与により肺胞内に細胞を移入することはできるが、肺内への生着が難しいことを示している。次の段階として、移入細胞を介して産生されるサイトカインなどが肺胞構造を改善させる可能性を考え実験系をくむ必要がある。肺気腫モデルマウスであるSP-Dノックアウトマウスに肺のprogenitor cellと考えられているSca1陽性細胞やumbilical cord mesenchymal stemcell(uMSC)を用いて、気腫性変化の改善を試みたが、肺への生着は遺伝子レベルでは示すことができなかった。現時点で、申請者は、肺組織の研究だけでなく、肝臓組織をコラゲナーゼで分解し、回収できた細胞をin vitroで培養を行った後、チロシンキナーゼ欠損マウスモデルに細胞移入することにより、移入細胞が生着し肝臓組織を再構築させるといった実験を遂行中である。

肝臓組織と同様な実験系として、野生型マウスより肺組織全体をコラゲナーゼで分解して、細胞を回収し、その細胞をSP-Dノックアウトマウスに移入する実験系を考えた。まず、回収した細胞のSP-D発現を検討した結果、RT-PCRでSP-D遺伝子は発現していた。現在、その細胞を移入することで遺伝子のよる解析ができるかどうかを検討中である。また、細胞移入による肺気腫改善の指標として、SP-Dの遺伝子レベルでの発現による検討のほかに、MMP2、MMP9、エラスターゼ、ケモカインなどの他の物質についての発現や、組織学的検討など他方面からのアプローチを現在、遂行中である。ES細胞、iPS細胞からの肺胞上皮細胞や肺progenitor cell、umbilical cord mesenchymal stemcell(uMSC)に分化誘導する実験に関しては、現在、検討中である。また、肺気腫モデルマウスとして、現時点で、SP-Dノックアウトマウスを使用しているが、オゾン投与による肺気腫マウスモデルが報告されており、違った肺気腫モデルマウスの作成について、現在、検討している。現時点で、申請者は、肺組織の研究だけでなく、肝臓組織をコラゲナーゼで分解し、回収できた細胞をin vitroで培養を行った後、チロシンキナーゼ欠損マウスモデルに細胞移入することにより、移入細胞が生着し、肝臓組織を再構築させるといった実験を遂行中である。今回の実験系について、肝臓組織と同様の実験系として、野生型マウスより肺組織全体をコラゲナーゼで分解して、細胞を回収し、その細胞をSP-Dノックアウトマウスに移入する実験系を考えた。よって、肝臓組織の検討と同様に、その細胞を移入することで肺への細胞生着や遺伝子のよる解析ができるかどうかを検討していく。また、細胞移入による肺気腫改善の指標として、SP-Dの遺伝子レベルでの発現による検討のほかに、MMP2、MMP9、エラスターゼ、ケモカインなど他の物質についての発現や、組織学的検討など他方面からのアプローチを行い、データ解析を行っていく。様々な方法で肺気腫改善の指標をとらえることにより、研究成果が達成されると考えている。ES細胞、iPS細胞からの肺胞上皮細胞や肺progenitor cell、umbilical cord mesenchymal stemcell(uMSC)に分化誘導する実験に関しては、現在、培地条件・刺激条件を設定中であり、最適条件を検討してから使用する方向としている。また、肺気腫モデルマウスとして、現時点で、SP-Dノックアウトマウスだけを使用しているが、オゾン投与による肺気腫マウスモデルが報告されており、違った肺気腫モデルマウスの作成について検討を行い、できれば、様々なマウスモデルを使用して、細胞移入による肺気腫改善の治療法を模索する予定である。肺気腫疾患モデルマウスであるSP-Dノックアウトマウスは、当大学の動物実験施設で飼育を行っており、その飼育費に使用する。SP-Dノックアウトマウスに肺胞上皮障害を起こすためのナフタレンモデルやブレオマイシンモデルを作成するための薬剤購入に使用する。肺のprogenitor cellと考えられているSca1陽性細胞やumbilical cord mesenchymal stem
サプライチェーンを対象とした非同期型分散並列最適化システムの開発

本研究は,サプライチェーンを対象として,受注や生産に関する意思決定をできる限り分散化された要素で並列的に行うことを可能とする非同期型通信を用いた分散協調型の最適化システムの開発に関する研究であり,その研究実績の概要,および得られた知見は下記のとおりである.1.非同期分散並列最適化システムの開発3台のプロセッサとデータベースサーバから構成される非同期分散並列型最適化システムを開発し,開発したシステムは,移動ロボットの経路計画問題を極めて短時間で最適化できることを確認した.2.非同期分散並列最適化システムにおける情報交換方式の検討開発した非同期最適化システムにおける各サブシステムの情報交換方式として,シーケンシャル法とパラレル法において,ラグランジュ乗数やペナルティパラメータの更新法,および,これらの情報交換方式が最適化に必要な計算時間や得られる解の最適性に与える効果を検証した.その結果,情報通信時にラグランジュ乗数を更新する代理劣勾配法が有効であることを計算機実験により確認した.3.局所的再最適化法の開発問題の諸条件が時々刻々と変化する動的問題に対して,各分散要素が局所的情報のみを利用して,再計算を行う局所的再最適化法を提案した.提案した最適化法を分散並列型最適化システムへ実装し,その性能を検証した結果,提案した最適化法は,最適性を損なうことなく計算時間を約34%短縮できるという結果を得た.4.非鉄金属工場を対象とした分散協調型サプライチェーン最適化システムの開発鋳造,熱延,冷延の3工程から構成される非鉄金属工場を対象とした物流運用,および生産スケジュールを最適化することのできる分散協調型サプライチェーン最適化システムを開発した.開発したシステムと従来の階層構造を有する生産計画システムとの性能比較を行った結果,開発した分散協調型最適化システムが優れた性能を有することを確認した.資材の調達から生産,物流,販売までのサプライチェーン全体を対象とした最適化が注目されている.しかしながら,対象となるサプライチェーンの範囲が大規模になるに従い,システム自体も大規模で複雑なものとなり,全体を対象としたモデル化や最適化が困難となる.このような問題を解決する方法として,受注や生産に関する意思決定をできる限り分散化された要素で並列的に行うという分散協調型の並列最適化システムの実現が強く要請されていた.以上の背景から,本研究では,サプライチェーンを対象とした生産計画,並びに生産スケジューリング問題に対する分散型最適化システムのプロトタイプを開発することを目的として,以下に示す研究を行った.以下にその内容と得られた知見を示す.1)多工程生産システムのモデル化と最適化鋳造,熱間圧延,冷間圧延,および製品倉庫から構成される多工程の非鉄圧延工場を対象として,資材調達計画,生産スケジューリング,および受注出荷計画のサブシステムから構成される分散型サプライチェーン最適化のモデル,及び分散協調型の解法を開発した.開発した解法は,従来までの階層構造を有する解法と比較して,劣らない性能を有することを確認した.また,価格変化が大きい場合,提案手法はサブシステム間での双方向の情報交換により,従来法に比べて優れた解を導出できることを示した.2)物流搬送システムとモデル化と非同期最適化物流搬送システムを対象として,複数の分散要素が巡回経路長の最短経路を作成するという分散協調型の非同期経路計画最適化システムを開発し,複数のプロセッサから構成される並列計算機に実装することにより,非同期最適化アルゴリズムの大幅な計算時間短縮効果(約12%)を示した.今後の課題は,非同期最適化における情報交換方式の検討,および非同期アルゴリズムを用いた分散型最適化システムによる最適化効果の検証を行うことである.本研究は,サプライチェーンを対象として,受注や生産に関する意思決定をできる限り分散化された要素で並列的に行うことを可能とする非同期型通信を用いた分散協調型の最適化システムの開発に関する研究であり,その研究実績の概要,および得られた知見は下記のとおりである.1.非同期分散並列最適化システムの開発3台のプロセッサとデータベースサーバから構成される非同期分散並列型最適化システムを開発し,開発したシステムは,移動ロボットの経路計画問題を極めて短時間で最適化できることを確認した.2.非同期分散並列最適化システムにおける情報交換方式の検討開発した非同期最適化システムにおける各サブシステムの情報交換方式として,シーケンシャル法とパラレル法において,ラグランジュ乗数やペナルティパラメータの更新法,および,これらの情報交換方式が最適化に必要な計算時間や得られる解の最適性に与える効果を検証した.その結果,情報通信時にラグランジュ乗数を更新する代理劣勾配法が有効であることを計算機実験により確認した.3.局所的再最適化法の開発問題の諸条件が時々刻々と変化する動的問題に対して,各分散要素が局所的情報のみを利用して,再計算を行う局所的再最適化法を提案した.提案した最適化法を分散並列型最適化システムへ実装し,その性能を検証した結果,提案した最適化法は,最適性を損なうことなく計算時間を約34%短縮できるという結果を得た.4.非鉄金属工場を対象とした分散協調型サプライチェーン最適化システムの開発鋳造,熱延,冷延の3工程から構成される非鉄金属工場を対象とした物流運用,および生産スケジュールを最適化することのできる分散協調型サプライチェーン最適化システムを開発した.開発したシステムと従来の階層構造を有する生産計画システムとの性能比較を行った結果,開発した分散協調型最適化システムが優れた性能を有することを確認した.
ドーパミンを用いる腎機能検査法の開発と臨床検査への実用化

尿中には遊離型と抱合型ドーパミンが多量に測定できる。交感神経及び副腎髄質から放出されるドーパミンは血中にて99%の割で抱合化されるため、血中遊離型ドーパミン量は微量となり、腎にて濾過されるドーパミンは抱合型ドーパミンである事を証した。尿中遊離型ドーパミンは腎尿細管由来であることから、尿中遊離型ドーパミン量の測定でもって腎機能が評価しえることを検討した。まず、腎移植前後での尿中遊離型ドーパミン濃度を検討した。移植前では殆ど尿中遊離型ドーパミン濃度を検出し得なかったが、移植腎が定着することにより尿中遊離型ドーパミン排泄量が増大し、このドーパミン濃度測定が移植腎機能を示すことを明らかにした。腎近位尿細管細胞由来のドーパミンは尿中に放出されることから、尿中ドーパミン濃度を測定して腎近位尿細管機能と他の腎機能検査法と比較検討し、尿中ドーパミン(遊離型)を用いる検査法の実用化を試みた。髄時尿中遊離型ドーパミン濃度(クレアチニン濃度で補正)はクレアチニン・クリアランス、尿中α_1マイクログロブリン濃度、尿中β_2マイクログロブリン濃度、尿中NAG濃度と相関することを立証し、ROC解析によりドーパミンはα_1とβ_2マイクログロブリン、NAGよりも腎機能評価の特異性、感度ともに優れていることを示した。疾患別の検討では、主として糸球体障害の腎炎では尿中ドーパミン濃度は基準範囲内であり、尿細管障害を伴う腎不全では著明に低下し、尿細管障害を呈するFanconI症候群、尿細管性アシドーシスでは低下傾向を示した。従って、ドーパミンを用いる腎機能検査法は有用と考えられる。腎臓の近位尿細管細胞で濾液中のL-ドーパを基質として産生されるドーパミンは尿細管細胞のNaトランスポートを制御してNa利尿を司る。腎炎又は間質炎で尿細管細胞が障害されると尿細管でドーパミンが産生されなくなるため、ドーパミンの尿中排泄量は低下する。従って尿中排泄ドーパミン量を測定して腎機能の評価が可能と考えられた。そこでクレアチニン(Cr)濃度、Crクリアランス(Clcr)、尿中α_1マイクログロブリン(U-α_1MG)、尿中β_2マイクログロブリン(U-β_2MG)、尿中NAG(U-NAG)濃度とドーパミン濃度とを比較した。随時尿中ドーパミン濃度はClcr、血中Cr濃度、U-α_<下1>MG、U-β_2MG,U-NAGとそれぞれ相関することから、尿ドーパミンでもって腎機能評価出来ることを証明した。しかし尿を用いる腎機能評価法が既に数多く知られていることから、診断学的感受性並びに特異性についてドーパミン法と既法と比較するため、血清Cr濃度でもって基準範囲群と基準範囲以上群の2群に分別して検討すると、男性及び女性に於いて尿ドーパミン法はU-α_1MG、U-β_2MG、U-NAG法と比較してより有用であった。従って、尿ドーパミンは尿細管障害のよきマーカーであると考えられる。腎機能不全で腎移植を施行された患者尿を用いて検討すると腎不全時に低ドーパミン濃度尿を示したにもかかわらず、腎移植後は正常ドーパミン濃度へと改善した。尚この濃度移行は腎移植術の成否を決定する上で重要と考えられた。以上より、尿中ドーパミン濃度は優れた尿細管機能評価マーカーであり、臨床応用可能と考えられる。ドーパミンは腎臓の近位尿細管細胞で濾過中のL-ドーパを基質にして生合成されオートクリン、パラクリン的に分泌調節を司る。

D_1受容体を介してNa利尿を調節し、尿中に一定量の遊離型ド-バミンが放出される。尿は濃縮稀釈を来すことからクレアチニンで除すと、その値は一定となる。腎尿細管障害では尿中ドーパミン放出量が低下する。また腎糸球体障害でも障害されたネフロン障害の二次的変化でもって尿細管障害を来すことから尿中ドーパミン放出量が低下する。従って、腎尿細管障害(薬剤性尿細管障害、細菌性尿細管障害、虚血性尿細管障害)では尿中遊離型ドーパミン濃度の著明な低下を来す。従来は生検や複雑な検査でもって行われた腎尿細管機能検査法と比べてドーパミン法は、特異的な方法として有用と考えられる。また糸球体機能障害の二次的変化としての尿細管障害に於いても尿中遊離型ドーパミン濃度が低下するが、尿細管障害よりも軽度であり、両者の区別は可能である。一方、既知の腎尿細管機能検査法として尿中α_1マイクログロブリン(U-α_1MG) ,尿中β_2マイクログロブリン(U-β_2MG) ,尿中NAG (U-NAG)が知られているので、尿ドーパミン法と比較検討した。血清クレアチニン濃度でもって基準範囲群と基準範囲以上群との分別の元でのROC解析において尿ド-バミン法は他の検査法と比べて有意に有用であった。また、腎移植患者の尿中ドーパミン濃度は、初め低値を示すドーパミン濃度が移植定着と共に放出量が増大し、移植腎の生定を示す良き指標であることが示された。以上より、尿中遊離型ドーパミン濃度測定は腎尿細管機能評価法として優れたものであり、また尿を用いる腎機能検査法の中で既法と比べて最も優れたものである。よって臨床的実用は可能と考えられる。腎近位尿細管細胞由来のドーパミンは尿中に放出されることから、尿中ドーパミン濃度を測定して腎近位尿細管機能と他の腎機能検査法と比較検討し、尿中ドーパミン(遊離型)を用いる検査法の実用化を試みた。随時尿中遊離型ドーパミン濃度(クレアチニン濃度で補正)はクレアチニン・クリアランス、尿中α_1マイクログロブリン濃度、尿中β_2マイクログロブリン濃度、尿中NAG濃度と相関することを立証し、ROC解析によりドーパミンはα_1とβ_2マイクログロブリン、NAGよりも腎機能評価の特異性、感度ともに優れていること示した。疾患別の検討では,主として糸球体障害の腎炎では尿中ドーパミンの濃度は基準範囲内であり、尿細管障害を伴う腎不全では著明に低下し、尿細管障害を呈するFanconi症候群、尿細管性アシドーシスでは低下傾向を示した。したがって、ドーパミンを用いる腎機能検査法は有用と考えられる。腎移植した患者における検討では、移植直後より低値を示した尿中ドーパミン量が高値となり、移植された腎臓が機能している事を立証した。これら移植患者の長期観察例に於いては、血中クレアチニン濃度、尿中α_1マイクログロブリン濃度、β_2マイクログロブリン濃度の動態と類似し、腎機能評価に於いても有用と考えられた。更に、尿沈渣の円柱陽性患者群に於いて、尿中ドーパミン量が低下した。以上の所見より、尿中遊離型ドーパミン濃度測定法は腎機能検査法として使用可能と考えられる。
放射線帯非線形波動粒子相互作用のシミュレーション研究

放射線帯領域でのコヒーレントなホイッスラーモード波動と高エネルギー電子との非線形相互作用について、超並列計算に対応したシミュレーションコードを開発して計算機実験を行い、相互作用素過程を定量的に究明した。コーラス放射の発生過程における波動振幅の閾値や、背景磁場非一様性の影響、コーラス放射の波動スペクトルへの影響を定量的に明らかとした。さらに、放射線帯の実環境計算におけるコーラス放射の再現に成功した。本研究は以下の3つの研究課題を柱にして遂行した。[A]非線形波動成長理論に基づくトリガードエミッション励起過程の研究[B]実パラメータ計算によるコーラス放射励起過程の定量的解明[C]超並列計算に対応した放射線帯電子加速シミュレーションコードの開発本年度の研究実績は以下の通りである。計算機実験の初期条件として与える高エネルギー電子ならびに背景プラズマのパラメータに関して、本研究が対象とする地球放射線帯領域での観測結果に基づいて、コーラス放射が観測される典型的なプラズマ環境を選定した。また、コーラス放射は木星など固有の磁場を有する惑星の磁気圏でも観測されており、励起過程に関しては非線形波動成長理論に基づく議論が可能であることから、木星磁気圏での観測結果と比較し、地球磁気圏で観測されるコーラス放射との共通点を議論した。その結果、コーラス放射の励起される領域でのプラズマ周波数とサイクロトロン周波数の比が類似していること、励起領域は磁気赤道付近に存在すること、強度の強いコーラス放射と同時に温度異方性を持つkeV帯の電子が観測されていることなどを明らかとした。また、トリガードエミッションならびにコーラス放射の発生過程に関する計算機実験の結果から、非線形波動粒子相互作用の物理素過程に現れる波動振幅依存性を定量的に示し、線形成長率と比較することで非線形成長の時間・周波数特性を明らかとした。これらの成果は学術論文にまとめると共に、2件の招待講演を含む国内外での学会発表を6件行った。本研究で用いるシミュレーションコードの演算効率の向上により、コーラス放射の再現実験を用いたパラメータサーベイが、現実的な計算機リソースの範囲内で可能となった。このため、当初予定していたトリガードエミッションの計算機実験に加えて、計算機実験結果に示される波動特性と非線形波動成長理論との比較をコーラス放射に関しても実施した。コーラス放射の励起過程に関するパラメータサーベイでは、コーラス放射の励起過程でエネルギー源となる、温度異方性を持つ高エネルギー電子の数密度を10%ずつ増減した場合の計算機実験を、他の初期パラメータは同一の値を用いて実施し、再現実験の結果に見られるコーラス放射の波動特性の変化に着目した。その結果、高エネルギー電子の数密度が10%変化することにより、発生するコーラス放射の波動特性が大きく影響を受け、条件によっては波動の非線形な成長過程が生じないことを初めて示した。また、計算機実験により再現されたコーラス放射の周波数変化率、ならびにコーラス放射発生に至る波動振幅の閾値について、理論に基づく予測と比較し、コーラス放射の発生過程が非線形波動成長理論により説明し得ることを定量的に示した。この成果は学術論文として発表し、また、1件の招待講演を含む国内外での学会発表を5件行った。本研究は以下の3つの研究課題を柱にして遂行された。[A]非線形波動成長理論に基づくトリガードエミッション励起過程の研究[B]実パラメータ計算によるコーラス放射励起過程の定量的解明[C]超並列計算に対応した放射線帯電子加速シミュレーションコードの開発課題[A]および[B]については、トリガードエミッションならびコーラス放射発生過程を再現する計算機実験を実施し、励起するコヒーレントなホイッスラーモード波動の波動特性を議論した。特にコーラス放射の再現実験では、科学衛星による直接観測ならびに磁場モデルから示される磁気赤道領域のプラズマ環境をシミュレーション空間上に再現し、放射線帯領域で発生するコーラス放射の波動特性を定量的に評価した。その結果得られた主な成果としては(1)磁気赤道における高エネルギー電子の初期速度分布が同一とした場合でも、発生するコーラス放射のスペクトルが背景磁場非一様性の空間スケールに応じて変化すること、(2)コーラス放射発生に必要とされる波動振幅の閾値が非常に小さい条件ではコーラス放射が断続的に励起される状況となり、ヒス状のスペクトルとなること、ならびに(3)放射線帯領域の実パラメータ計算でコーラス放射発生過程の再現に成功したことが挙げられる。また課題[C]に関しては、電子ハイブリッドコードならびに新たに開発した空間2次元コードの演算性能を、京都大学のCray XE6ならびに九州大学のFUJITSU PRIMEHPC FX10を利用して4096並列まで評価した。

その結果、weak scalingでは良好なスケーラビリティが得られた一方、strong scalingでは1024並列数以上で性能低下が見られたが、粒子および電磁場配列のマージなどの最適化を実施することで、性能向上を実現した。以上の成果は学術論文として投稿し、国内外での学会発表8件で公表した。当初の研究計画では、計算機資源の制約により、非線形波動粒子相互作用のパラメータサーベイをトリガードエミッションの再現実験で代用する予定であったが、シミュレーションコードの演算効率の向上により、コーラス放射の再現実験を直接理論との比較に用いることが可能となった。またその結果からは、コーラス放射の周波数変化率が波動振幅に比例することに加えて、発生過程の閾値の存在も明らかとなり、研究計画は順調に進展している。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画最終年にあたる平成24年度は、実パラメータ計算によるコーラス放射発生の再現実験を実施し、現実の磁気圏環境下で生起するコーラス放射励起過程を定量的に理解する。また、京都大学・名古屋大学を始めとする全国共同利用機関との共同研究により、大規模な計算機実験が実施可能となる見込であることから、開発中のコードを用いて数百千コアを超える超並列計算を実施し、研究課題[C]として挙げる「超並列計算に対応した放射線帯電子加速シミュレーションコード」を完成させる。
加齢に伴うインスリン抵抗性の亜鉛摂取による改善効果の解析

本研究では、亜鉛摂取が加齢に伴うインスリン抵抗性やインスリン分泌に及ぼす効果を解析するため、非肥満2型糖尿病モデルGKラットを用い、長期間の亜鉛摂取強化がGKラットの糖代謝に及ぼす影響を検討した。その結果、実験食飼育22週目(32週齢)において、亜鉛強化食群の絶食時血糖値はペアフェド群に比べて有意に低下し、亜鉛欠乏食群と比べても低い傾向が認められた。したがって、長期間の亜鉛摂取強化がGKラットの絶食時血糖値を改善する可能性が示された。SDTラット、高脂肪食給餌GKラット、高脂肪食給餌SDラットにおいても検討した。加齢に伴うインスリン抵抗性の増加は、糖尿病の発症リスクを高め、高齢者のQOLを低下させる大きな要因の一つとなる。一方、インスリン抵抗性を示すことが多い2型糖尿病の改善策として有効である食事制限、運動や服薬などは、高齢者が急激に実践することで他の健康障害を引き起こす可能性も高く、特段の注意が必要となる。したがって、食生活から日常的に摂取可能な亜鉛摂取が、加齢に伴うインスリン抵抗性を改善するか否かを明らかにすることは、高齢者における2型糖尿病の改善につながる可能性が期待できる。そこで本研究では、加齢に伴うインスリン抵抗性の亜鉛摂取による改善効果を、非肥満2型糖尿病モデルであるGK(Goto-Kakizaki)ラット、およびSD系ラットを用いて検討した。若齢期からの亜鉛摂取がインスリン抵抗性の進行に及ぼす影響を明らかにするため、5週齢の雄性GKラットに6か月間、亜鉛欠乏食、低亜鉛食、亜鉛添加食、亜鉛強化食を給餌した。しかし、SD系ラットでは低亜鉛食給餌後に血漿亜鉛濃度が低下したのに対し、GKラットでは低亜鉛食給餌後の血漿亜鉛濃度は低下しなかった。一方、GKラットに亜鉛欠乏食を給餌した場合、SD系ラットと同様、34日周期でcyclic patternの摂食量低下が認められ、亜鉛欠乏を呈した。したがって、GKラットにおける検討では、亜鉛欠乏食群、ペアフェド対照群、亜鉛添加食群、亜鉛強化食群の4群を設け、糖代謝に及ぼす影響を比較検討した。その結果、絶食時および非絶食時いずれにおいても、亜鉛が血糖値に及ぼす影響は認められなかった。現在、インスリン抵抗性に関わる他のパラメーターについても検討を進めている。日本人の糖尿病の90%以上を占める2型糖尿病の発症には、インスリン抵抗性とインスリン分泌低下が関わる。インスリン抵抗性は、肥満のみならず加齢に伴い増加する。一方、インスリンは、亜鉛の存在下で六量体を形成する。インスリン顆粒へ亜鉛を取り込む亜鉛トランスポーターを欠損させたマウスでは、インスリン分泌の低下が認められている。したがって、日常的な亜鉛摂取が糖尿病の病態を改善する可能性も期待できるが、亜鉛摂取が加齢に伴うインスリン抵抗性やインスリン分泌に及ぼす効果についての詳細な検討はほとんどない。本研究では、加齢に伴うインスリン抵抗性やインスリン分泌について、亜鉛摂取による効果を解析するため、非肥満2型糖尿病モデルGKラットと高脂肪食給餌ラットを用いて検討した。<実験1>若齢期からの亜鉛摂取が高脂肪食給餌SDラットのインスリン抵抗性とインスリン分泌に及ぼす影響:5週齢の雄性SDラットに5週間、高脂肪(脂質25%)の亜鉛欠乏食、低亜鉛食、亜鉛添加食、亜鉛強化食を給餌した。亜鉛欠乏食群の血漿インスリン濃度は、亜鉛添加食群、亜鉛強化食群に比べて有意に低値を示した。また、亜鉛欠乏食群と低亜鉛食群で、血漿インスリン濃度と血漿亜鉛濃度に強い正の相関が認められ、亜鉛摂取量の低下によりインスリン分泌が低下した可能性が示された。〈実験2〉若齢期からの亜鉛摂取が高脂肪食給餌GKラットのインスリン抵抗性とインスリン分泌に及ぼす影響:5週齢の雄性GKラットに12週間、高脂肪(脂質25%)の低亜鉛食、亜鉛強化食を給餌した。飼育5週後の糖負荷試験で、亜鉛強化食群の糖負荷後120分血漿インスリン濃度は低亜鉛食群に比べて有意に高値を示し、亜鉛強化は亜鉛摂取不足に比べてインスリン分泌低下を改善する可能性が示唆された。〈実験3〉成熟期からの亜鉛摂取強化がGKラットのインスリン分泌に及ぼす影響:10週齢の雄性GKラットに28週間、亜鉛欠乏食、亜鉛添加食、亜鉛強化食を給餌した。亜鉛欠乏食群の血漿インスリン濃度は、亜鉛強化食群に比べて有意に低値を示した。飼育22週目の空腹時血糖値は、亜鉛強化食群でペアフェド群に比べ有意に低下した。したがって、長期間の亜鉛強化は、2型糖尿病モデルGKラットの空腹時血糖値を改善する可能性が示された。