hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
宇宙赤外線背景放射の観測によるダークエイジの探査

平成23年度は,検討結果をもとにCIBER-2光学系の設計と製作を行なう予定である.本研究の目的は,宇宙赤外線背景放射の観測により,初期宇宙における構造形成を研究することである.近年の宇宙描像では,CMBで観測される宇宙の晴れ上がり期ののち、宇宙年齢1-3億年ごろのダークエイジと呼ばれる時代に,宇宙最初の天体として大質量星(初代星)が爆発的に形成されたと考えられている.初代星の紫外線は宇宙膨張により赤方偏移し,現在は可視・近赤外波長の宇宙背景放射を形成している可能性がある.このような宇宙赤外線背景放射の検出を目指し,人工衛星による観測やロケット実験を実施することが本研究の内容である.平成20年度と22年度には,宇宙赤外線背景放射の観測を目的とするロケット実験CIBERの2度の打上げに成功し,世界で初めて可視・近赤外波長の宇宙背景放射のスペクトル測定に成功した.その結果,得られたスペクトルが初代星によるものと解釈できることを示した.平成22年度には,「あかり」衛星による近赤外遠赤外の宇宙背景放射ゆらぎの測定に成功し,その成因は初代星である可能性が大きいことを示した.CIBER実験では,より短波長でのゆらぎ測定に成功しており,これらのデータを統合して波長間の空間相関解析等を行なう.さらに,平成23年度には,CIBERの第3回実験により,可視・近赤外で初めての偏光スペクトルの測定に成功した.今後,観測データの解析により初代星研究の一層の進展をはかる.本研究では,宇宙赤外線背景放射のゆらぎ測定を多波長バンドで行なう新たなコンセプトのロケット実験CIBER-2の装置開発,さらには究極の宇宙背景放射観測を目指す将来のスペースミッションの(EXZIT,SPICA)検討など,高精度かつ多角的な観測による総合的研究を推進している.平成23年度には,「あかり」やCIBERの結果などから決定した仕様を基に,これらの将来ミッションの搭載機器の熱構造概念設計を開始した.今後は,光学系設計をも含んだ,より詳細な概念設計を進める.本研究は,赤外線の宇宙背景放射の観測により宇宙初期の構造形成を研究するものである.近年の研究によれば,CMBで観測される宇宙の中性化以後,宇宙年齢1-3億年ごろに初代の星々が形成され,それらの放射する紫外線により宇宙が再電離されたと考えられている.その紫外放射は宇宙膨張による赤方偏移により現在は近赤外線の宇宙背景放射を形成しているはずである,その検出を目標とした人工衛星観測やロケット実験を実施することが本研究の内容である.本研究期間に,NASAの観測ロケットを用いた国際共同実験CIBER(Cosmic Infrared Background ExpeRiment)を4回にわたって実施し,その結果,世界で初めて可視・近赤外波長での宇宙背景放射のスペクトルと空間的ゆらぎの測定に成功した.それまでに行なった全てのCIBER実験データや「あかり」衛星ほかの観測データを統合的に解析し,初代天体に関する観測的制限を得ることができた.現在,これらの成果論文を準備中である.また,宇宙背景放射の前景成分である銀河系拡散光や黄道光についての観測結果も同時に得られ,星間および惑星間ダストに関する新たな知見も得ることができた.本研究では,CIBERと同目的であるがより高感度かつより広い波長範囲で行なうCIBER-2(平成26年度打上げ目標)の装置開発も重点的に行なった.本研究期間内に新開発の30cmアルミ望遠鏡と広角レンズ光学系の設計と試作を行うとともに,分光フィルタの開発や赤外線検出器の調達と試験を行うなど,計画を着実に進めた.
膵臓癌の新規治療法開発を目的としたTrkB/BDNF経路の解析

手術切除組織を用いて、TrkBおよびBDNFの免疫染色を行った。癌において発現が高い傾向が認められたが、病理学的因子との相関は現在まで得られておらず、さらに症例数を増やして検討を継続する予定としている。また、In vivoでの増殖能、腫瘍形成能の検証の実験では、膵癌細胞株のTrkB/BDNFをsiRNAを用いて抑制する系を用いて、免疫不全マウスに皮下移植して、腫瘍径を計測する方法で行った。preliminaryな実験では、TrkB抑制により腫瘍径抑制が認められたが、再現が得られず、現在、再現実験を行っている。また、研究を発展させ他の癌腫においてTrkB/BDNFシグナルの生物学的解析を行った。浸潤性胸腺癌および胸腺腫を用いた解析では、TrkB/BDNFシグナル経路が浸潤性胸腺癌において診断や予後予測のバイオマーカーとなり得ること、また、TrkB/BDNFシグナル経路が浸潤性胸腺癌の新規治療標的分子となり得ることを新たに見出した。胆嚢癌細胞株を用いた研究では、TrkB/BDNFシグナルが胆嚢癌の増殖、浸潤、腫瘍形成、リンパ管形成に関与し、治療標的となること、また新たなシグナル経路としてHIF-1alhaシグナルを制御している可能性を提唱した。さらに、現在治験が行われているTrk融合遺伝子を標的とした薬剤を用いて、その薬剤が胆嚢癌のK-RAS変異の有無に関わらず治療効果が認められることを新たに見出した。今年度は、膵癌におけるTrkB/BDNF経路の生物学的役割の解析:特に癌悪性形質として極めて重要なphenotypeである増殖、浸潤についてまず、検討を行うこととした。膵癌細胞株(ASPC-1、SUIT-2およびPanc-1)を標的細胞とした。まず、TrkB、BDNFが各細胞株で発現していることをwestern blot法で確認した。続いて、TrkB siRNA、BDNF siRNAおよびTrkBのチロシンキナーゼ阻害剤であるk252aを用いてTrkB/BDNF signalを阻害する実験と、遺伝子組み換え型BDNFを用いてTrkB/BDNFsignalを刺激する実験を行った。まだ、preliminaryな結果ではあるが、浸潤については、TrkB/BDNF signalの阻害(各種阻害剤全てで)によって、浸潤は有意に抑制された。しかし、BDNFを用いてTrkB/BDNF signalを刺激しても、浸潤に有意な変化は見られていない。これは引き続き検証していきたい。増殖については、TrkB siRNAでsignalを抑制したときのみ、有意に足場依存性の増殖が低下した。しかし、BDNF siRNAおよびk252aでsignalを抑制しても、足場依存性の増殖の変化は認められていない。また、BDNF添加によってsignalを刺激しても、同様に足場依存性の増殖の変化は認められていない。これら、増殖、浸潤における一見、矛盾する結果が、再現性があるかどうかを検証すると共に、足場非依存性増殖(コロニー形成)やマウスを用いた異種移植によるvivoでの増殖実験も行い、膵癌におけるTrkB/BDNF経路の役割を明らかにしていきたい。膵癌細胞株によって、増殖能の動きが異なり、真偽を確認するために繰り返しの実験が必要となった。そのため、三次元癌組織類似モデルでの実験や、TrkB/BDNF経路関連分子発現制御に関与する薬剤、遺伝子の網羅的解析が、遅れた状況である。今年度は、まず、手術切除組織を用いて、TrkBおよびBDNFの免疫染色を試みた。正常組織では、TrkBおよびBDNFの発現は認められないか、低発現であった。また、炎症組織では、発現が中等度認められるものが多く、癌症例では、多くの症例で高発現であった。今後、症例数を増やして、TrkB/BDNFを標的とする治療の特異性・安全性を確認し、また、発癌予防標的経路としての可能性を検証していきたい。さらには、病理学的因子との相関や予後との関係まで追跡したいと考えている。次に、「TrkB/BDNF経路制御による癌治療法開発のためのTrkB/BDNF経路関連分子発現制御に関与する薬剤、遺伝子の網羅的解析」の研究では、網羅的な解析を行い、Hedgehogシグナル経路がTrkB/BDNFシグナル経路と負のクロストークを形成している可能性を見出した。また、シグナル阻害剤や既に臨床使用されている薬剤でTrkB/BDNFシグナルを抑制できるものも見出しつつある。また、抗癌剤・抗腫瘍剤の中にはTrkB/BDNFシグナルを制御するものがあることも分かってきた。今後、再現性やマウスを用いた系で確認していく予定である。現在、臨床応用を想定した「三次元癌類似組織モデルにおけるTrkB/BDNF経路の治療標的として検証」の研究を行っているが、再現性が得られないため、実験方法や細胞培養の条件などを再確認し、実験を繰り返している段階である。手術切除標本を用いたTrkB/BDNF発現解析や、TrkB/BDNF経路関連分子発現制御に関与する薬剤、遺伝子の網羅的解析が、一通りおこなえている。

また、In vivoでの増殖能、腫瘍形成能の検証の実験では、膵癌細胞株のTrkB/BDNFをsiRNAを用いて抑制する系を用いて、免疫不全マウスに皮下移植して、腫瘍径を計測する方法で行った。preliminaryな実験では、TrkB抑制により腫瘍径抑制が認められたが、再現が得られず、現在、再現実験を行っている。また、研究を発展させ他の癌腫においてTrkB/BDNFシグナルの生物学的解析を行った。浸潤性胸腺癌および胸腺腫を用いた解析では、TrkB/BDNFシグナル経路が浸潤性胸腺癌において診断や予後予測のバイオマーカーとなり得ること、また、TrkB/BDNFシグナル経路が浸潤性胸腺癌の新規治療標的分子となり得ることを新たに見出した。胆嚢癌細胞株を用いた研究では、TrkB/BDNFシグナルが胆嚢癌の増殖、浸潤、腫瘍形成、リンパ管形成に関与し、治療標的となること、また新たなシグナル経路としてHIF-1alhaシグナルを制御している可能性を提唱した。さらに、現在治験が行われているTrk融合遺伝子を標的とした薬剤を用いて、その薬剤が胆嚢癌のK-RAS変異の有無に関わらず治療効果が認められることを新たに見出した。今後は、三次元癌組織類似モデルでの実験や、TrkB/BDNF経路関連分子発現制御に関与する薬剤、遺伝子の網羅的解析を行うとともに、免疫不全マウス移植系による治療実験を行い、vitroで得られた結果が、vivoでも反映されるかを検証したい。今後は、今まで得られたvitroの実験結果の再現性を再確認すると共に、膵癌細胞あるいは新鮮膵癌組織を免疫不全マウスに移植する系を用いて、in vivoでもvitroの実験結果が再現できるか検証したい。vitroでの再現実験を繰り返したために、TrkB/BDNF経路関連分子発現制御に関与する薬剤、遺伝子の網羅的解析を行えなかったことが、次年度使用額が生じた理由である。前年度に購入したsiRNAや阻害剤、抗体などが今年度も使用でき、消耗品の消費が少なかったこと、また、研究が早く進行した場合に想定していた免疫不全マウスを用いた実験を行わなかったことより、物品のための費用を翌年に持ち越せた。今年度は、最終年度であり、治療法の開発のために、vitroで出た結果がvivoで再現されるかを免疫不全マウスを用いて、検証したい。昨年度行えなかったTrkB/BDNF経路関連分子発現制御に関与する薬剤、遺伝子の網羅的解析(DNAマイクロアレイ解析など)を行い、遺伝子解析を行い、TrkB/BDNF経路関連分子発現制御に関与する薬剤、遺伝子を見出したい。
新規半球状複素環芳香族化合物の合成と機能性評価

フルオレン骨格を有する多置換芳香族化合物群を段階的に合成し、その手法を確立した。また、それらの化合物群に種々の置換基を導入した誘導体の合成を行い、それらの分子構造及び結晶構造を明らかにした。さらに合成したヘテロ環を有する半球状化合物群の物性及び機能性評価を行った。具体的には、温度可変核磁気共鳴スペクトル及びX線結晶構造解析によって化合物の動的挙動及び結晶内絶対構造を決定した。その結果から、化合物は完全半球状ではなく、正確に折りたたまれたマガジンラック類似構造を有していることが判明した。溶液内では、分子構造は剛直であり、遥動する部位は存在しないことが明らかとなった。一方、ヘテロ環を有する半球状化合物群は、その非平面性から、従来の平面化合物とは全く異なった機能性の発現が期待できるため、種々の化学種との錯体形成能評価及び分子単体と錯体の電気化学的性質の評価を行った。これらはその窪みの部分に疎水場を形成するため、フラーレンを初めとする種々の有機分子及び金属イオンと相互作用すると思われ、これらの電荷移動錯体を合成し、その結晶構造及び物性を明らかにした。本研究に付随して合成された中間体群を利用した環状物群も併せて合成し、それらの分子構造及び結晶構造を温度可変核磁気共鳴スペクトル及びX線結晶構造解析によって決定し、化合物の動的挙動及び結晶内絶対構造を明らかにした。半球状ヘテロ芳香族化合物の構造単位及び合成原料となるtert.-ブチル基を導入したフルオレン類、ジフルオレン及びフルオレニリデンの合成を行い、それらの構造特性を温度可変核磁気共鳴スペクトル、X線構造解析によって評価した。酸化的光環化反応による半球状ヘテロ芳香族化合物への1段階合成を行い、微量の環化生成物及びピナコール転位生成物を得た。また、酸化剤の種類を変化させることにより、それらの収率を向上させることを可能にした。さらに、ピナコール転位生成物の構造を温度可変核磁気共鳴スペクトル、X線構造解析によって明らかにした。上記で構造が明らかになった半球状ヘテロ芳香族化合物構造単位のフルオレン類とクロムカルボニルとの錯形成を行い、その金属錯体群を単離し、構造を評価したところ、非常に興味あることに、近接環の電子的相互作用の影響を大きく受けた構造であることが判明した。また、窒素原子を構造中に含む半球状ヘテロ芳香族化合物の構造単位及び合成原料として、ピリジン環を構造に含むピリジノファン類を合成し、それらの構造特性を温度可変核磁気共鳴スペクトル、X線構造解析によって明らかにした。置換基によって、それらの柔軟性は大きく異なり、分子内の弱い相互作用がコンフォメーション構造を決定していることが判った。上記で構造が明らかになった半球状ヘテロ芳香族化合物構造単位のピリジノファン類と金属イオンや有機分子との錯形成を行い、その金属錯体群を単離した。特に、それらの白金族錯体群はX線構造解析の結果、剛直な杯状構造を有し、空孔上部に溶媒分子を取り込んでいることが明らかとなった。
メタンフェタミン行動感作に中枢ヒスタミンが関与しているか?KOマウスを用いた研究

メタンフェタミン(MAP)慢性投与における中枢ヒスタミン(HA)神経系の作用を検討する目的で,HAの合成酵素であるL-ヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)遺伝子ノックアウト(KO)マウスにメタンフェタミン(MAP)を慢性投与し、投与毎の移所運動量を解析した.その結果,MAPを連続投与すると,投与回数が増すに従って野生型およびHDC遺伝子KOマウスの両者で移所運動量増加が増強し、逆耐性現象形成が観察された.移所運動量の増加はHDC遺伝子KOマウスでより早く,投与後1時間の移所運動量はHDC遺伝子KOマウスにおいて連続投与11回目まで野生型に比較し有意に大きかった.ところが,連続投与終了後7日目に野生型およびKOマウスの腹腔にMAPを再投与したときの移所運動量については野生型とKOマウス間の有意差は認められなかった.中枢HA神経系はMAP慢性投与による逆耐性現象形成過程に対して抑制的に働くことが明らかになったが,逆耐性現象完成後には抑制作用を認めなかった.メタンフェタミン(MAP)慢性投与における中枢ヒスタミン(HA)神経系の作用を検討する目的で,HAの合成酵素であるL-ヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)遺伝子ノックアウト(KO)マウスにメタンフェタミン(MAP)を慢性投与し、投与毎の移所運動量を解析した.その結果,MAPを連続投与すると,投与回数が増すに従って野生型およびHDC遺伝子KOマウスの両者で移所運動量増加が増強し、逆耐性現象形成が観察された.移所運動量の増加はHDC遺伝子KOマウスでより早く,投与後1時間の移所運動量はHDC遺伝子KOマウスにおいて連続投与11回目まで野生型に比較し有意に大きかった.ところが,連続投与終了後7日目に野生型およびKOマウスの腹腔にMAPを再投与したときの移所運動量については野生型とKOマウス間の有意差は認められなかった.中枢HA神経系はMAP慢性投与による逆耐性現象形成過程に対して抑制的に働くことが明らかになったが,逆耐性現象完成後には抑制作用を認めなかった.
ヘリコバクター・ピロリの感染診断のための呼気中アンモニア分析装置の開発

呼気中アンモニア測定をターゲットとしたヘリコバクター・ピロリの感染診断法として、トコフェロールの電解酸化に基づく電気化学検出フローインジェクション分析を開発した。本法は、呼気捕集バックに採取した呼気について簡便にアンモニア測定が行えることを示した。さらに、スナネズミを用いた尿素呼気試験にも適応でき、非標識尿素を用いる尿素呼気試験法として有望であることを示すことができた。H.pyloriの代表的な感染診断法である尿素呼気試験法は、H.pylori由来のウレアーゼにより生成する^<13>CO_2を測定してH.pylori感染を判定する方法である。しかし、^<13>C標識尿素や赤外分光装置を用いるため検査費用が高いといった問題点がある。尿素投与後の呼気中アンモニア濃度とH.pylori感染の相関は認められているが、信頼性に優れた呼気中アンモニア濃度の分析法がなかったため、H.pyloriの感染診断への適応には至っていない。本研究では、「トコフェロールの電解酸化に基づく弱塩基物質の定量法」を活用し、呼気中アンモニア濃度を測定する小型センサーと自動分析装置を開発し、H.pyloriの感染診断を安価かつ正確に行える手法として確立を試みた。1.アンモニアのボルタンメトリーアンモニアが共存するトコフェロール溶液の電解酸化時のボルタモグラムには、アンモニアの濃度に比例する特異的なピーク(酸化前置波)が出現した。このピークは、アンモニア濃度0.0822.14mMの範囲で相関係数0.998のよい直線性を示した。また、0.5mMのアンモニアに由来する酸化前置波のピーク高さの相対標準偏差(RSD, n=10)は0.8%であり、精度にも優れていることが分かった。以上のことから「トコフェロールの電解酸化に基づく弱塩基物質の定量法」をアンモニアの定量に適用できることを明らかにできた。2.アンモニアの電気化学検出フローインジェクション分析(FIA-ECD)の開発多数の検体を迅速かつ自動的に測定する分析装置には、FIAが有用であると考え、トコフェロールの電解酸化を利用したFIA-ECDを開発した。アンモニアのFIAシグナルは、0.0120.29mMの範囲で相関係数0.999のよい直線性を示した。呼気中アンモニアを計測できるFIA-ECDの基本を確立することができた。H.pyoliの感染診断法である尿素呼気試験法は、被験者に13C標識尿素を経口投与し、H.pyloriが産生するウレアーゼにより生成する^<13>CO_2を測定し、感染の有無を判定している。この呼気試験は、13C標識尿素や赤外分光装置を用い汎用されているが、非標識体の利用や低価格の装置開発が望まれる。本年度は、呼気中アンモニア濃度を電気化学検出-フローインジェクション分析(FIA-ECD)で測定するために、呼気の採取方法及び試料溶液の調製法について検討した結果、以下のプロトコールを考案できた。すなわちNaCl水溶液を入れた呼気捕集バック(テドラーバック)に呼気を吹き込んだ後、回収した呼気とNaCl水溶液を充分に混和させた。この液をトコフェロール含有電解質溶液で希釈し、FIA-ECDでアンモニア濃度を測定した。0.45ppmのアンモニアを含む呼気試料を用いた添加回収試験を行ったところ、回収率は99.8%(RSD=1.8%,n=3)であった。従って、本法は呼気中アンモニアを測定する上で充分な感度と精度を有することが分かった。また、この呼気採取方法は、バック内に0.5L程度の呼気を吹き込むだけでアンモニア濃度が測定可能であるので、被験者の負担が少なく、幅広い年齢層に適応できると考えられる。H. pyoliの感染診断法である尿素呼気試験法は、被験者に^<13>C標識尿素を経口投与し、H. pyloriが産生するウレアーゼにより生成する^<13>CO_2を測定し、感染の有無を判定している。この呼気試験は、^<13>C標識尿素や赤外分光装置を用い汎用されているが、非標識体の利用や低価格の装置開発が望まれる。尿素投与後の呼気中アンモニア濃度とH. pylori感染の相関は認められているが、信頼性に優れた呼気中アンモニア濃度の分析法がなかったため、H. pyloriの感染診断への適応には至っていない。

本研究では、「トコフェロールの電解酸化に基づく弱塩基物質の定量法」を活用し、呼気中アンモニア濃度を測定する小型センサーと自動分析装置を開発し、H. pyloriの感染診断を安価かつ正確に行える手法の確立を試みた。本年度は、電気化学検出-フローインジェクション分析(FIA-ECD)をスナネズミ呼気中アンモニア濃度の測定へ応用し、その有用性を示すこととした。ウレアーゼを経口投与したスナネズミについて、尿素投与前後の呼気を採取し、アンモニア濃度の増減を観測した。尿素投与後のスナネズミ呼気中アンモニア濃度は、投与前に比べて顕著に増加した。ウレアーゼ非投与のスナネズミにおいては、尿素投与後の呼気中アンモニア濃度の増加は見られなかった。以上のように、アンモニア測定をターゲットとした本法は、H. pyloriの感染診断のための非標識尿素を用いる尿素呼気試験法として有望と思われる。
唇顎口蓋裂者の顎裂部移植骨内への矯正的歯牙移動についての実験的研究

唇顎口蓋裂者における顎裂部移植骨内への歯牙移動に伴う組織変化を調査する目的で犬を用いて実験を行い、歯の移動に伴う移動歯周囲の組織所見から以下の成果を得た。1)移植後12週ではPMCB表面に吸収に続き添加性の骨形成が見られ、一方Synthograft上では直接的な骨形成が開始されていた。約8週でいずれの移植材も新生骨でほぼ置換されたが、Synthograft部に正常骨により近い骨構築が観察された。2)移植後5週以内に矯正力の作用したPMCB移植部では、しばしば歯根吸収や壊死に陥った移植骨片の残留が認められた。しかし7週以降では、いずれの移植材填入部も矯正力に対して良好な反応を示していた。3)矯正力の及んだSynthograftでは骨改造が促進されていた。4)いずれの移植部でもセメント質と歯周靱帯の再建が見られた。以上より、移植骨の骨改造初期においては、PMCB部が矯正力に対して適切に反応できない可能性がうかがわれ、移植後78週を待って矯正力を作用させるのが望ましいと考えられた。一方、Synthograft部は矯正力に対してもPMCB部より良好な反応を示したことより、TCPCが矯正の作用部位における骨形成のための基材として、移植材を得るための外科的処置を必要としない点ともあいまって臨床上有用であることが示唆された。唇顎口蓋裂者における顎裂部移植骨内への歯牙移動に伴う組織変化を調査する目的で犬を用いて実験を行い,歯の移動に伴う移動歯周囲の組織所見から以下の成績を得た.1.自家骨移植を行った側と,骨除去のみを行った側の比較では,(2)歯牙移動量が大きく,tension sideも完全に移植部もしくは骨欠損部に含まれている場合でも,自家骨移植を行った方が骨形成量が多かった.(1)人工骨移植を行った方が新生骨形成量が多かった.(2)人工骨移植を行った側のpressure sideの歯根近接部で,人工骨が吸収され骨へ置換される所見が見られ,人工骨内への歯牙移動の可能性が示唆された.唇顎口蓋裂者の顎裂部内への移植材としての、自家腸骨骨髄・海綿骨細片(PMCB)および近年開発されたbeta-tricalcium phosphateを主成分とするSynthograft^<【○!R】>をイヌ顎骨内に移植して、それぞれの部の改造変化と同部への矯正的歯牙移動に伴う変化を比較検討した結果以下の成績が得られた。1.移植後1週のSynthograft^<【○!R】>表面では、吸収に先がけて膠原線維ないしは類骨の薄層の添加が見られた。一方、同時期のPMCB表面では、初期の吸収壊死が添加性の骨形成を生じる前に観察された。移植後約8週では、いずれの移植材も移植母床と良好に適合し、新生骨でほぼ置換されていた。2.移植後23週で矯正力を作用させたPMCB移植部では、しばしば歯根吸収や壊死に陥った移植骨片の残留が認められた。一方、同時期のSynthograft^<【○!R】>部には壊死は認められなかった。しかし以降の作用群では、いずれの移植材填入部も矯正力に対して良好な反応を示していた。3.PMCB移植部では、骨改造初期に矯正力が生理的効果を及ぼさず、むしろ脈管の再生と器質化を阻害していた。2、3の結果より、移植後78週待って矯正力を作用させるのが望ましいと考えられた。Synthograft^<【○!R】>が組織吸収性と矯正力に対する耐性を有することにより、本材料が歯牙移動を必要とする骨欠損部への移植材として臨床的に有用であることが示唆された。以上より、歯槽骨欠損部の補填に際して、Synthograft^<【○!R】>は自家骨移植材に代わるきわめて有望な素材であると考えられ、その上、移植材を得るための外科処置を必要としない利点も重要と思われた。前年度から実験を開始している動物の定期資料

採得を完了し、組織学的検討を行い、実験を完了させた。その結果以下の成果が得られた。1)移植後12週ではPMCB表面に吸収に続き添加性の骨形成が見られ、一方Synthograft上では直接的な骨形成が開始されていた。約8週でいずれの移植材も新生骨でほぼ置換されたが、Synthograft部に正常骨により近い骨構築が観察された。2)移植後5週以内に矯正力の作用したPMCB移植部では、しばしば歯根吸収や壊死に陥った移植骨片の残留が認められた。しかし7週以降では、いずれの移植材填入部も矯正力に対して良好な反応を示していた。3)矯正力の及んだSynthograftでは骨改造が促進されていた。4)いずれの移植部でもセメント質と歯周靱帯の再建が見られた。以上より、移植骨の骨改造初期においては、PMCB部が矯正力に対して適切に反応できない可能性がうかがわれ、移植後78週を待って矯正力を作用させるのが望ましいと考えられた。一方、Synthograft部は矯正力に対してもPMCB部より良好な反応を示したことにより、TCPCが矯正の作用部位における骨形成のための基材として、移植材を得るための外科的処置を必要としない点ともあいまって臨床上有用であることが示唆された。最終年度にあたり、これらの成果を取りまとめて、学会発表ならびに論文発表を行った。
ルネサンス英国人による南北両米大陸・中近東文化に対するイメージ形成研究

本研究においては、1575年から1625年にわたり英国人によって書かれた南北両米大陸・中近東に関する紀行文を比較検討してきた。先ず、HakluytのVoyages and Discoveries (1600年出版)、PurchasによるPurchas His Pilgrimes(1625年)に編集されている紀行文に焦点を当て、16世紀の英国人が南米大陸原住民に対して抱いたイメージの比較分析を行った。例えば、Harriot、Laneの北米探検記、Raleghのガイアナ紀行、Bakerによる西アフリカ紀行文等における、裸体で生活する原住民に関する記述の比較検討から、異文化の観察記録は自国英国の社会背景や価値観と密接に関連していることが明らかになった。中近東については、コンスタンティノ-ブル(トルコ文化)に関する英国人の紀行文、特にSanderson、Moryson、Sandys、Lithgow、Coryateによる記述を検討した。この結果わかったのは、イスラム文化は概して否定的にみられたにもかかわらず、肯定的評価を下した紀行文作家もいたということである。例えば、Sandysはトルコの寺院の美しさを記し、Sandersonはトルコの社会組織が機能的に優れていることについて書いている。最も重要なことは、英国探検家がこの時期海外をめざしたのは、植民地化するためではなく、異文化から学ぶためであったということである。オットマン帝国(トルコ)から英国人が得た最大の教訓は、国教以外の宗教を信仰する人々に対する寛容の精神であった。こうした紀行文の比較研究により、そこに記されている異文化に関する情報や評価を収集・分析したデータベースを作成した。これは現在、約500以上の項目になる。今後はさらに、このデータベースを(創作)文学に表される異文化の描写へと拡大していきたい。
光そのものの特性を利用する半導体上への湿式光アシスト金属析出とパターニング

p型半導体を用いると光照射下において表面での自由電子濃度が上がり、通常金属還元が進まない条件下においても金属析出が進行することが期待される。すなわち、レーザー照射下において、通常みられる熱効果による金属還元析出速度の促進ではなく、光そのものの効果を利用する半導体上への位置選択的金属析出の可能性が期待される。この効果を実証するために、暗時では金属析出が起こらないニッケルイオン水溶液でのp型シリコンへのレーザー照射下での金属析出について検討した。多孔質シリコンをニッケルイオン水溶液中に浸漬し、レーザー照射を行ったところ照射部位にニッケルの析出が観察された。しかし、この析出は再現性がなく、未析出の場合が多かった。シリコン/溶液界面では価電子帯から電子が伝導帯へ励起され、表面に擬フェルミ準位が形成される。この準位の存在によりシリコンバルク内でのフェルミ準位が下がるために、シリコンの開路電位が光照射下で貴方向にシフトし、金属析出に不利な条件が生まれる。そこで、平滑シリコンを用い、光照射に加えて適当な電位を引加して、開路電位が貴方向へシフトする効果を除くことを試みた。適当な電位を引加すると照射部位にのみ金属ニッケルが析出する。また、試料を多孔質シリコンに変えると析出部位の解像度が上がることを見いだした。この結果は、光照射と電位制御を併用することによって、p型シリコン表面上で位置選択的金属析出が実現し、レジストレス金属パターニングの可能性を示唆するものである。また、溶液条件を検討することで、予備実験で兆候が見られた外部電位制御無しの光アシスト置換めっきの実現も可能になろう。また関連研究として、多孔質シリコンの界面エネルギー構造ならびに表面構造変化を明らかにし、さらに、貴金属の置換めっきにおいても非析出条件があることを見いだし、光励起による位置選択析出の可能性があることを指摘した。置換めっき現象を利用して、シリコンウェファー上の光照射部位のみに金属を析出しパターニングを行う可能性を検討した。通常、シリコン上に置換めっきが起こらない溶液条件であるニッケル塩溶液を用い、溶液に浸した基板にアルゴンイオンレーザーを照射して金属析出の有無を調べた。なお、シリコン基板としてフッ酸水溶液中で陽極酸化処理して作成した多孔質シリコン表面を用いた。この結果、塩化ニッケル希薄溶液を用いたときにのみ、X線光電子分光によりニッケル種の存在が確認された。しかし、この種は金属ニッケルによるものではなく、二価ないしは三価のニッケルによるものであり、表面をアルゴンエッチングするとシグナルが消滅した。ただし、一度だけではあるが、同一条件により金属光沢表面が得られた。エッチングの進行に伴い、酸化状態のニッケルが消えて金属ニッケルによるシグナルが出現した。その後、この析出を再現することができていない。さらに電位をかけて実験を行い、再現性ある光アシスト条件を探る。光アシスト置換めっきの実現には、金属析出の相手反応となる酸化反応の把握とシリコン上での金属析出反応の把握が必須である。水分含有量の少ない非水系溶媒を用いて、相手反応の把握を試みた。通常条件で置換めっきが進行する銅塩溶液を用いた。この結果、置換めっきに伴う相手反応はシリコンの水による酸化反応であることが明らかとなった。この反応が相手反応である場合、熱力学的には卑金属であるニッケルでは光アシストなしでも置換めっきをおこすはずである。しかし、この現象は観察されない。また、銅置換めっきにおいて、平滑シリコンと多孔質シリコンの挙動が大きく異なることが判明した。後者において置換めっき反応が容易に進行する。この原因についてもさらに検討を行っている。

また関連研究として、多孔質シリコンの界面エネルギー構造ならびに表面構造変化を明らかにし、さらに、貴金属の置換めっきにおいても非析出条件があることを見いだし、光励起による位置選択析出の可能性があることを指摘した。
血管壁凝固、線溶の活性化ならびに制御機構に関する分子病理学的研究

1.線溶系関連因子の局在と機能:線溶系因子の機能発現には、固相上の活性化ならびに制御機構が重要と考えられている。tPA、uPA、PAI-1の抗体を用いた免疫組織化学的検索による培養内皮細胞膜表面と間質における局在は、tPAでは腔側膜表面に瀰漫性に、uPAでは基底側膜表面の接着斑に一致して、又、PAI-1は培養細胞下の間質に細胞胞体の分布に一致して存在していた。従ってuPAの機能は内皮細胞の間質表面ならびに間質内での運動に関連し、PAI-1は二本鎖uPAの活性を制御して細胞外基質における線溶の制御を、更にtPAの主な機能は血栓溶解系に連関して血流維持に関与していると考えられた。2.線溶系制御におけるPAI-1、vitronectinの役割:活性型PAI-1は単ならびに多量体vitronectinと複合体を形成して、活性半減期が約2倍に延長するとともに、PAI-1のP"に存在するMet347が酸化されて失活するのを防ぐ作用がある。以上の結果は、vitronectinがPAI-1活性の安定化因子の1つであることを示唆した。3.血管内皮細胞・平滑筋相互作用:in vitro血管新生モデルを用いて、低酸素状態で培養した平滑筋細胞は血管新生を促進することを見出した。この因子は内皮細胞に対して走化作用があり、又、内皮細胞と平滑筋細胞の増殖をも促進した。現在免疫化学的ならびにノ-ザンハイブリダイゼ-ション法により、本因子の同定を進めている。4.組織因子(トロンボプラスチン)の発現機序に関する研究:ヒト組織因子の組み換え蛋白質をE.coliおよび酵母にて発現することを試み、E.coliにてはヒト組織因子のアミノ酸配列と同じ組み換え体の発現に成功した。現在、抗体作製、第VII因子活性化機構を検索中である。
ブータンにおける「GNH教育」の実態解明及びその応用モデルの開発

また島根県隠岐郡海士町のステークホルダー及び同県の教育関係者らと協議を重ね、文部科学省日本型教育の海外展開推進事業(EDU-Portニッポン)「「学校を核とした地域創生」海外展開モデル事業ーブータン王国での学校魅力化プロジェクトー」(代表機関:一般財団法人地域・教育魅力化プラットフォーム)及びJICA草の根技術協力事業(地域活性化特別枠)「地域活性化に向けた教育魅力化プロジェクトーブータン王国における地域課題解決学習(PBL)展開事業ー」(提案自治体:島根県隠岐郡海士町)への申請を行い、ブータンにおける「GNH教育」のさらなる展開に資する地域課題解決学習導入の道を探った。交付申請書の「研究目的及び研究計画」に記した研究計画・方法に関して、2年目(2018年度)に実施予定であった研究調査はおおむね完了した。最終年度(2019年度)は、「GNH教育」のさらなる展開に資する地域課題解決学習の導入に向け、パイロット校にてワークショップを実施しその成果をまとめる。また研究終了後の活動に関して、教育省との協力体制を構築する。初年度は第一に、ブータンにおけるGNH(Gross National Happiness)概念及び学校教育で展開されている「GNH教育」(Educating for GNH)をどう解釈すべきか、歴史的変遷を詳察し再検討を行った。具体的には、1GNHの誕生・広がり:1970年代(第4代国王ジグメ・シンゲ・ワンチュクが対外的に発信した日時・場所及びその状況の特定、国際的認知及びブータン国内における認知の流れの検証等)、2開発政策への適用:1990年代(5ヵ年計画、国会議事録、新聞記事等の分析)、3指標化及び解釈の拡大化:2000年代(GNH指標及びGNH調査結果の分析等)に関して資料・文献調査を実施した。「国民総幸福」と訳されるGNHは、第4代国王が提唱した国民の幸福を重視した開発理念/哲学であるが、指標化の動き等も相俟って近年は国内外において解釈の拡大化現象が起きている。経済学や社会学の分野を中心にGNHを取り扱った研究は一定数存在するものの、歴史的事実や先行研究の検討を十分に行ったものが決して多いとは言えない中で、上記調査は本研究を遂行するうえでの基盤として重要な作業であったと考えられる。交付申請書の「研究目的及び研究計画」に記した研究計画・方法に関して、1年目(2017年度)に実施予定であった資料・文献調査はおおむね完了した。当初の計画通り、2年目(2018年度)はGNH教育の実態解明に向けて、参与観察等を実施していく。委託予定であった翻訳作業を自身で実施したため、人件費を必要としなかった。また2017年度中には現地調査を実施しなかったため、次年度使用額が発生した。翌年度分として請求した助成金と合わせ、ブータンにて調査を行う予定である。初年度に余った人件費と現地調査旅費を繰り越した。翌年度分として請求した助成金と合わせ、ブータンにてワークショップを行う予定である。
区分的定曲率空間の幾何学

本研究は2つの部分からなる.1つは,区分的定曲率であることより,測地線の挙動が一般のリーマン多様体の場合より,把握し易いことから,その最小跡の構造を解析し,区分的定曲率多様体の曲率と位相との関連を調べ,リーマン多様体の場合と比較,検討しようというものである.もう1つは,区分的定曲率のうち,特に区分的平坦な多様体(以下では簡単のため多面体と呼ぶ)の場合に限って,その組合せ論的扱い方を摸索するものである.前者においては,特異点で非負に曲がっている区分的定曲率空間の最小跡の局所構造は,錘構造をもっていること,また,距離関数を用いてある種のhandle分解ができることを示した(現在,執筆中).リーマン幾何の問題として知られる概Blaschke予想(リーマン多様体で,直径と単射半径とが近ければ,階数1の対称空間に位相同形か?)の区分的定曲率多様体の場合には,本質的には,上述の最小跡の構造を用いて,肯定的に解決できる見通しが得られた.しかし,本来の概Blaschke予想の解決のためには,更に,本質的な問題「断面曲率がK以上のリーマン多様体を,特異点で非負に曲がっている区分的に曲率が一定値Kの多様体で近似可能か?」が残される.これに関しては,区分的平坦で,特異点では全て正曲率(0でない)多様体では,近似不可能であることが,Cheegerによって示されており,現在の所,難しい問題である.もう少し,弱い形で示し,概Blaschke的であることを用いることを検討する必要があるかもしれない.後者の多面体の幾何に関しては,かなり進展があったことを以下に報告する.まず,基本的な問題として,リーマン幾何の出発点ともなった,古典的曲面論におけるガウスの驚異の定理(外在的曲率と内在的曲率とが一致する)の3次元ユークリッド空間内の多面体におけるアナロジーが,大体,成立する(mod 4πで一致する)ことの極めて初等的な証明が与えられ,更に,完全には一致しない例も存在することが示された(現在,執筆中).また,一般次元の場合にも,本質的な部分となる球面の体積の組合せ公式の見当がついた(すでに,知られているものかどうか現在,検討中).最近,断面曲率が1に近い超曲面が,大体丸い(単位球とハウスドルフ距離が近い)ということが報告されている.しかし,断面曲率でなくガウス・クロネッカー曲率が1に近いという仮定のもとで示されることが期待される.これに対して多面体の場合には,ミンコフスキーの定理(1897)を用いて証明することができ,近似することで超曲面の場合にも解決した(現在,執筆中).これらの例から,ユークリッド空間内の余次元1の多面体に対しては,組合せ論的な扱い方が古来からいくらか知られているようであるが,その再発見の重要さが示されたものと思われる.この方面の今後の発展が期待される.最後に,離散ラプラシアンのスペクトル問題に対しても,多面体の1-skeltonをグラフと扱うのが有効であること,また,数学教育の面からも,多面体の幾何が今後,その重要性をますことが分かった.本研究は2つの部分からなる.1つは,区分的定曲率であることより,測地線の挙動が一般のリーマン多様体の場合より,把握し易いことから,その最小跡の構造を解析し,区分的定曲率多様体の曲率と位相との関連を調べ,リーマン多様体の場合と比較,検討しようというものである.もう1つは,区分的定曲率のうち,特に区分的平坦な多様体(以下では簡単のため多面体と呼ぶ)の場合に限って,その組合せ論的扱い方を摸索するものである.前者においては,特異点で非負に曲がっている区分的定曲率空間の最小跡の局所構造は,錘構造をもっていること,また,距離関数を用いてある種のhandle分解ができることを示した(現在,執筆中).リーマン幾何の問題として知られる概Blaschke予想(リーマン多様体で,直径と単射半径とが近ければ,階数1の対称空間に位相同形か?)の区分的定曲率多様体の場合には,本質的には,上述の最小跡の構造を用いて,肯定的に解決できる見通しが得られた.しかし,本来の概Blaschke予想の解決のためには,更に,本質的な問題「断面曲率がK以上のリーマン多様体を,特異点で非負に曲がっている区分的に曲率が一定値Kの多様体で近似可能か?」が残される.これに関しては,区分的平坦で,特異点では全て正曲率(0でない)多様体では,近似不可能であることが,Cheegerによって示されており,現在の所,難しい問題である.もう少し,弱い形で示し,概Blaschke的であることを用いることを検討する必要があるかもしれない.後者の多面体の幾何に関しては,かなり進展があったことを以下に報告する.まず,基本的な問題として,リーマン幾何の出発点ともなった,古典的曲面論におけるガウスの驚異の定理(外在的曲率と内在的曲率とが一致する)の3次元ユークリッド空間内の多面体におけるアナロジーが,大体,成立する(mod 4πで一致する)ことの極めて初等的な証明が与えられ,更に,完全には一致しない例も存在することが示された(現在,執筆中).また,一般次元の場合にも,本質的な部分となる球面の体積の組合せ公式の見当がついた(すでに,知られているものかどうか現在,検討中).

最近,断面曲率が1に近い超曲面が,大体丸い(単位球とハウスドルフ距離が近い)ということが報告されている.しかし,断面曲率でなくガウス・クロネッカー曲率が1に近いという仮定のもとで示されることが期待される.これに対して多面体の場合には,ミンコフスキーの定理(1897)を用いて証明することができ,近似することで超曲面の場合にも解決した(現在,執筆中).これらの例から,ユークリッド空間内の余次元1の多面体に対しては,組合せ論的な扱い方が古来からいくらか知られているようであるが,その再発見の重要さが示されたものと思われる.この方面の今後の発展が期待される.最後に,離散ラプラシアンのスペクトル問題に対しても,多面体の1-skeltonをグラフと扱うのが有効であること,また,数学教育の面からも,多面体の幾何が今後,その重要性をますことが分かった.
体節形成におけるNotchシグナリング遺伝子の相互作用の発生遺伝学的解析

Dll1とDll3によるNotchシグナリングに対して、Psen1がどのように関与するのかを明らかにするため、Dll1とDll3各々のノックアウトマウスとPsen1ノックアウトマウスを交配し、ダブルノックアウトマウスの表現型を解析した。まず後半部のマーカー遺伝子Uncx4.1の発現は、Dll1ノックアウトマウスでもPsen1ノックアウトマウスでも失われており、Dll1/Psen1ダブルノックアウトマウスでも同様であることから、Uncx4.1の発現はPsen1依存的なDll1-Notchシグナリングにより誘導されると予想された。しかし、前半部のマーカー遺伝子Cer1の発現は、Dll1ノックアウトマウスでは失われるのに対してPsen1ノックアウトマウスでは拡がっていた。この拡がった発現はDll1/Psen1ダブルノックアウトマウスでは失われることから、Psen1非依存的なDll1-Notchシグナリングにより誘導されると考えられる。これらの前半部のマーカー遺伝子の発現は、Mesp2の発現を反映していると考えられた。次にDll3によるNotchシグナリングに対するPsen1の関与を検討した。Mesp2及びその下流にある前半部のマーカー遺伝子Cer1,EphA4の発現はDll3欠損マウス、Psen1ノックアウトマウス、Dll3/Psen1ダブルノックアウトマウスの3者で中程度に低下し、ほぼ同じレベルであった。このことからMesp2の発現には、Dll3とPsen1が共通に関与する経路が関わっていると思われた。一方、後半部のマーカー遺伝子Dll1,Uncx4.1の発現パターン、及び脊椎骨の形態については異なった関係が見い出された。Psen1ノックアウトマウスではDll1,Uncx4.1のストライプ状の発現が完全に失われ、神経弓の椎弓根が欠損している。Dll3欠損マウスでは、Dll1,Uncx4.1の発現は無秩序な斑紋状のパターンをなし、椎弓根の位置に不規則な骨要素が観察される。Dll3/Psen1ダブルノックアウトマウスでは、Dll3欠損マウスよりも低いレベルのかすかな斑紋状のUncx4.1の発現パターンが観察された。さらに、Dll3欠損マウスよりも少ない不規則な骨要素が観察された。このことから、Dll3/Psen1ダブルノックアウトマウスはDll3欠損マウスとPsen1ノックアウトマウスの中間的な形質をもち、いずれとも異なることがわかった。従って、Dll3はPsen1と独立にDll1,Uncx4.1の発現を抑制することができ、またPsen1依存的なDll1-NotchシグナリングはDll3と独立にDll1,Uncx4.1の発現を誘導すると考えられる。体節の前後極性の形成機構を探るためDll1とMesp2の遺伝学的相互作用を解析した結果、Dll1がDll1自身とMesp2の発現を誘導し、Mesp2がDll1の発現を抑制するというフィードバックループが、前後極性の繰り返しパターンの形成に必須であることが示唆された。我々は既にMesp2ノックアウトマウスではMesp2自身(Mesp2-LacZ)の発現が前方に拡がり、それがDll1の発現の拡がりと一致することを見い出していたが、このことは上の遺伝的カスケードで説明される。またDll1とMesp2のダブルノックアウトマウスでは体節形成領域にDll1-LacZの発現もMesp2-LacZの発現もほとんどみられないことも、これを支持している。次に体節の前後極性のマーカー遺伝子の発現について検討した。後半部のマーカー遺伝子Uncx4.1はこれまでDll1の下流に位置づけられており、我々もMesp2はDll1の発現抑制を介してUncx4.1の発現を抑制していると考えてきたが、今回Mesp2はDll1とは独立にUncx4.1の発現を直接抑制していることが明らかになった。さらにDll1とPS1の遺伝学的相互作用を解析した結果、Dll1は前半部と後半部の両方の形成に必要であり、PS1ノックアウトマウスにおける前方化は、Dll1の機能を前提としていることが明らかになった。PS1はDll1とMesp2の機能を正常に局在させる役割を果たしていると考えられた。またNotchシグナリング遺伝子群と分子時計の関係については、各遺伝子の発現領域の位置関係とその変化を詳細に解析した結果、Mesp2とDll1の発現は、まず1体節分以上の幅広い領域で重なっており、次いで共に前方に縮小し部分的に重なった状態になり、最後にMesp2は前半部に、Dll1は後半部にと分離するという複雑なパターンをとると考えられた。

この拡がった発現はDll1/Psen1ダブルノックアウトマウスでは失われることから、Psen1非依存的なDll1-Notchシグナリングにより誘導されると考えられる。これらの前半部のマーカー遺伝子の発現は、Mesp2の発現を反映していると考えられた。次にDll3によるNotchシグナリングに対するPsen1の関与を検討した。Mesp2及びその下流にある前半部のマーカー遺伝子Cer1,EphA4の発現はDll3欠損マウス、Psen1ノックアウトマウス、Dll3/Psen1ダブルノックアウトマウスの3者で中程度に低下し、ほぼ同じレベルであった。このことからMesp2の発現には、Dll3とPsen1が共通に関与する経路が関わっていると思われた。一方、後半部のマーカー遺伝子Dll1,Uncx4.1の発現パターン、及び脊椎骨の形態については異なった関係が見い出された。Psen1ノックアウトマウスではDll1,Uncx4.1のストライプ状の発現が完全に失われ、神経弓の椎弓根が欠損している。Dll3欠損マウスでは、Dll1,Uncx4.1の発現は無秩序な斑紋状のパターンをなし、椎弓根の位置に不規則な骨要素が観察される。Dll3/Psen1ダブルノックアウトマウスでは、Dll3欠損マウスよりも低いレベルのかすかな斑紋状のUncx4.1の発現パターンが観察された。さらに、Dll3欠損マウスよりも少ない不規則な骨要素が観察された。このことから、Dll3/Psen1ダブルノックアウトマウスはDll3欠損マウスとPsen1ノックアウトマウスの中間的な形質をもち、いずれとも異なることがわかった。従って、Dll3はPsen1と独立にDll1,Uncx4.1の発現を抑制することができ、またPsen1依存的なDll1-NotchシグナリングはDll3と独立にDll1,Uncx4.1の発現を誘導すると考えられる。
代謝的に利用可能な重金属蓄積量を指標とした底質毒性評価

本年度は、1端脚類を用いた東京湾沿岸域底質の毒性評価と、2亜鉛曝露時の端脚類内の亜鉛蓄積量および代謝的に利用可能な金属蓄積量(MAF)の定量評価を実施した。1汽水産端脚類であるニホンドロソコエビ(Grandidierella japonica)の10日間曝露試験を用いて、東京湾沿岸域で採取した底質の毒性評価を実施した。すべての底質試料で、有意な致死毒性は見られなかったが、採取地点によって10日間の体長増分に差が見られた。昨年度の成果と照合することで、旧中川平成橋で採取した底質における成長阻害は汚染物質による影響であることが示唆された。以上の結果は、Journal of Water and Environment Technology誌に掲載された。2硫酸亜鉛を添加した河川底質を用いて、ニホンドロソコエビの96時間底質毒性試験を実施し、生存個体内のMAFを測定した。亜鉛のLC50は1663 mg Zn/kg dryと求められ、MAFは濃度依存的に増加することが確認できた。硫酸亜鉛を添加した海水を用いて96時間の水系試験を実施したところ、同様にMAFの濃度依存的な上昇が確認できた。底質に蓄積した金属の毒性は、溶存態濃度で説明できるとされてきた(Di Toro et al., 2005, ETC)。しかし近年、堆積物粒子に付着した形態が底生生物に摂食されることで発現する毒性の寄与が無視出来ないとの指摘が出ている。本研究では、粒子態の毒性への寄与を考慮できる新たな指標として「代謝的に利用可能な重金属蓄積量(MAF)」を導入することを目指し、基礎的な検討をおこなった。MAFを新指標に用いることができれば、高精度な底質毒性の予測が可能になり、効果的な底質汚染対策の発展が期待できる。本年度は、1試験生物である汽水産脚類のニホンドロソコエビの特性把握と2MAF定量のための生体試料の前処理法の検討を実施した。1ニホンドロソコエビの試験生物としての特性として、飼育条件下での体長増加率と一腹仔数(雌1匹あたり平均29匹)、塩分耐性、異なる粒子径分布の底質に対する応答を調べた。結果、ニホンドロソコエビは幅広い塩分(535‰)に対して強い耐性を持つ一方、極端な粒径分布の底質(シルト・粘土分0%または25%以上)に対しては成長を鈍化させることが明らかになった。本研究で明らかにされた非致死レベルでの本生物種の応答は、粒子態を考慮した底質汚染評価に有用な基礎知見である。2食料品店で購入したサクラエビを用いて体内蓄積金属の分画手法を検討した。その結果、ICP-MS分析前の酸添加によって生じる白色沈殿が内部標準であるスカンジウム(45 Sc)を吸着するため、Scは内部標準として不適切だと示唆され、代わりにイットリウム(89 Y)を用いることとした。また検討した手法をニホンドロソコエビに適用し、成体3470mg wetからMAFを測定できることが確認出来た。当初の計画では、今年度の内に複数の底質試料を用いた曝露実験とMAF蓄積量の評価をおこなう予定だった。しかし(1)固形試料の分解に用いるマイクロウェーブと亜鉛濃度の定量に用いるICP-MSの両者が故障し、それらの復旧に長期間を要したことと、(2)ニホンドロソコエビの十分な個体数が確保出来なかったことが原因で、今年度対象にできたのは一種の底質試料のみだった。ただし体内蓄積金属の分画手法をある程度確立することができたため、進捗は「やや遅れている」と評価した。研究進捗の遅れの一因であった使用可能な試験個体数の少なさを解消するため、飼育手法のより確立している別種の端脚類Hyalella aztecaの使用を検討する。今年度検討したMAFの定量法や汚染底泥の調整法に関する知見は別の試験種にも適用可能であるため、来年度も今年度の成果をもとに継続して研究を実施する。また、今年度用いた熱処理によってメタロチオネイン様タンパク質を分離する体内蓄積金属の分画手法に加えて、HPLCによるサイズ分画手法を新たに検討し、精度の向上を図る予定である。