hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
成人GH分泌不全症をモデルとした非アルコール性脂肪性肝炎の病態解明と治療法の開発

成人GH分泌不全症(AGHD)は、成人におけるGH分泌不全によって引き起こされ、体組成の異常、特に内臓肥満に伴う脂質異常などメタボリックシンドローム類似の病態に加えて肝障害が多い。私たちは本研究において、AGHDに非アルコール性脂肪肝(NAFLD)、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)が高頻度に合併すること、GHは主にIGF-Iを介してミトコンドリア機能改善、酸化ストレス軽減、星細胞活性化を抑制することによって肝臓をNAFLD/NASH発症から抑制していることを明らかにした。これらの結果は、GH/IGF-Iが肝臓において重要な役割を果たしていること、NASHの発症機序に密接に関わっていることを示している。私たちは、成人成長ホルモン分泌不全症(AGHD)において脂肪肝/非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)が高頻度に合併し、成長ホルモン(GH)補充療法によって著明に改善する可能性について報告してきた。一方、生活習慣病の増加に伴いNASH発症頻度も上昇の一途をたどり、予後不良のNASH治療対策は緊急かつ重要な社会問題である。本研究においてはAGHDをモデルとしてNASH発症機序および病態を臨床研究および動物モデルを用いた分子生物学的手法によって明らかにするとともに、GH補充による一般的なNASHの治療応用を視野に入れたトランスレーショナルリサーチを目指し基礎、臨床研究を進めてきた。私たちはこれまで、GH欠損ラット(SDR)が15週以降になると内臓肥満、NASHを呈し、ヒトにおけるAGHDの良いモデルになることを見いだし解析を進めてきた。また平行してin vitroの細胞を用いて作用点を明らかにするとともに機序について解析を行ってきた。平成20年度の解析において、SDRではNASHが起こり、GH/IGF-Iが著効すること、特に多くの作用がIGF-Iを介していること、そのIGF-Iの作用が炎症、線維化を抑制することを明らかにしてきた。さらに一般的なNASHへの臨床応用を目指したdb/dbマウスにコリンメチオニン欠乏食を与えた重篤なNASHモデルに対するGHあるいはIGF-I投与の効果を解析したところ、IGF-Iが炎症、線維化を抑制することを見いだした。現在その作用機序について上記の動物モデル、培養細胞系で解析を進めている。さらに臨床研究としてAGHDでは77%にNAFLD/NASHを認め、NASHも高頻度に存在することを明らかにした。今後、その発症機序と予防のための手段についても明らかにしていく。本研究は、成人GH分泌不全症(AGHD)において合併した非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)がGH補充療法によって劇的に改善した(Takahashi, Chihara etal.Gastroenterology 2007)症例をヒントにして開始したプロジェクトであり、その目的は成人GH分泌不全症をモデルにして一般のNASH発症の病態の解明、AGHDの病態の解明、GHの成人における特に肝臓における生理作用の解明を行うことである。これまで、1)AGHD症例における臨床研究、2)臨床肝生検検体を用いた病因の解析、3)私たちが明らかにしたAGHDモデルであるSDR(Spontaneous dwarf rat)を用いた分子生物学的研究、4)さらに重篤なNASH動物モデルであるコリンメチオニン欠乏食投与下のdb/dbマウス(CMD db/db)を用いたGH治療による効果の解析、4)培養肝細胞、肝臓星細胞、Kupffer細胞に対するGH,IGF-Iの作用とその機序の解析を行ってきた。そして、AGHD症例にNAFLD/NASHが非常に高頻度に合併すること、その肝病変がGH治療によって劇的に改善すること、SDRがよいAGHDかつNASHモデルであること、CMD db/dbに対してGH/IGF-Iが一定の効果を示すことを確認した。具体的には、GH/IGF-I欠乏状態においては内臓肥満、肝臓における脂肪沈着、炎症、線維化に加えて、星細胞の活性化が起こっていることを明らかにした。そしてSDRあるいはNASHモデルマウスにGH/IGF-Iを投与するとこれらのNASHに伴った変化が特にIGF-Iによって劇的に改善することを見いだした。現在さらに詳細な機序の解析を行っている。本研究は、成人GH分泌不全症(AGHD)において合併した非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)がGH補充療法によって劇的に改善した(Takahashi, Chihara etal.Gastroenterology 2007)症例をきっかけに発展させたプロジェクトであり、その目的は成人GH分泌不全症をモデルにして一般のNASH発症の病態の解明すること、逆の視点でAGHDの病態を理解すること特にGHの成人における特に肝臓における生理作用の解明を行うことである。これまで、1)AGHD症例におけるNALD/NASH

発症頻度を明らかにする臨床研究、2)NASHを合併した肝生検検体を用いた病態およびGH治療効果の解析、3)AGHD動物モデルであるSDR(Spontaneous dwarf rat)を用いた機序に関する分子生物学的研究、4)NASH動物モデルであるコリンメチオニン欠乏食投与下のdb/dbマウス(CMD db/db)を用いたGH治療による効果および作用機序の解析を行ってきた。そして、AGHD症例にNAFLD/NASHが非常に高頻度に合併すること、その肝病変がGH治療によって劇的に改善すること(論文投稿中)、SDRがよいAGHDかつNASHモデルでありGH特にIGF-Iが効果を示すこと(論文投稿中)、CMD db/dbに対してGH/IGF-Iが効果を示すことを見いだした。さらに詳細な機序の解析を行ったところ、IGF-Iが肝臓星細胞機能を調節することにより、線維化を抑制することが明らかになった(論文作製中)。
エリザベス朝演劇における社会的弱者の表象研究

本研究の課題はエリザベス朝イングランド社会の社会的弱者が同時代の演劇においてどのように表象されたのか、その表象の社会的背景を分析することである。本研究がエリザベス朝の社会的弱者を対象とする理由としては、今日の社会保障制度の起源が同時代のイングランドに生まれた救貧法にあり、その点本研究の対象こそが貧困対策が法的に国家義務となった社会における最初の社会的弱者であったからである。本研究は変化する社会の中で演劇が社会的弱者にどう向かい、貧困者たちに登場人物としてどのような社会的イメージを与えていたのか、そのイメージにはどのような不安、恐怖、本音が投影されていたのかを解明した。本研究の課題はエリザベス朝イングランド社会の社会的弱者が、同時代の演劇においてどのように表象されたのか、その表象の社会的背景を分析することにある。初年度は一連の浮浪取締法にかんし調査と分析をおこない、エリザベス朝演劇における貧困者と浮浪者の表象と現実世界との接点の解明を目指したが、二年度は研究計画通りエリザベス朝演劇における貧困者たちの表象がどのような点で現実世界とは異なり、どのようなフィクション化がおこなわれていたかを検討、分析した。二年度において得られたとりわけ大きな成果は、エリザベス朝イングランド社会における浮浪者のステレオタイプ的イメージが何を起源とし、どのように発展してきたものであるのか、その表象が生成する歴史的過程を解明したことにある。16世紀イングランド社会の貧困者差別は職業差別と不可分であり、その起源は行商人と鋳掛屋などある特殊な職業を浮浪者と認定した1551年の議会制定法にある。コニーキャッチング・パンフレットなど一連の浮浪者パンフレットが出現するのもこの年以降であり、演劇等に登場するアウトサイダータイの設定がなぜ行商人や鋳掛屋など一部の職業に集中する現象もこのことから説明できる。この成果は「行商人の裏稼業ー16世紀イングランド社会における浮浪者の表象」と題して学習院大学文学部の紀要に発表した。また二年度は『ハムレット』の劇世界を対象とした初年度の成果を日本シェイクスピア協会の50周年記念論文集に投稿し、その成果はぶじ採用され「『不思議の国』のハムレット」として同論文集に収録された。また口頭の研究発表として第166回九州シェイクスピア研究会において「シェイクピア劇における社会的弱者たち」と題した発表をおこなった。最終年度において本研究は一連の社会史研究の成果を調査し、社会階層の区分に起因する社会問題を指摘したうえで同時代の男性がどのような社会不満あるいは不安・恐怖を抱いていたかを確認した。そのうえで上記のカテゴリーに該当する貧困者の社会的イメージを演劇作品の台詞において調査する。調査にあたっては「(大酒で)鼻が赤い]や「体(息)が臭い」など身体的特徴に注目することにより、男性貧困者に付与される負のイメージを網羅的に収集した。また最終年度は、23年度と24年度に得られた研究成果を同時代の社会背景から発展的にまとめることを課題とした。従来の社会史研究が指摘する通り、本研究が対象とする時期のイングランドは社会的流動性が歴史上最も高く、貧富の格差が著しく拡大した社会である。現実世界では社会上昇を実現するものが数多く出現する反面、社会の最底辺あるいはその枠外へと転落する悲劇も多かった。喜劇において大出世(玉の輿)、悲劇において没落(婚姻トラブルによる転落)を描いた演劇はまさしくこの社会を映す鏡であった。エリザベス朝演劇において社会的弱者に該当する登場人物が数多く登場すること自体、演劇のフィクション世界が現実世界の社会問題を投影していたことを示している。最終年度では、2年間の調査で得られた劇作家と観客が共有する貧困者の社会的イメージがこの時代の貧困対策問題と具体的にどう関わり、どのような社会的側面を映し出していたのかを分析したうえで、その成果を『学習院大学文学部研究年報』第60号で公表した。本研究の課題はエリザベス朝イングランド社会の社会的弱者が、同時代の演劇においてどのように表象されたのか、その表象の社会的背景を分析することである。初年度は研究計画通り一連の浮浪取締法と救貧法に関し調査と分析をおこない、エリザベス朝演劇、とりわけシェイクスピア劇における貧困者と浮浪者の表象と現実世界との接点の解明を目指した。初年度において得られたとりわけ大きな成果は、エリザベス朝イングランド社会における浮浪者のステレオタイプ的なイメージが浮浪者関連の諸パンフレットにあることが判明したことである。シェイクスピアなど同時代の劇作家たちが作りあげた登場人物としての貧困者や浮浪者は現実世界や法律に由来するのではなく、読者の興味を引くように描かれたパンフレットのコミカルな「浮浪者」である。エリザベス朝に登場する貧困者たちはフィクションのステレオタイプ的イメージをさらに誇張してフィクション化したものである。

さらに面白いのはこの一連のフィクション化された貧困者たちがあたかも実在するかのように、救貧法や浮浪取締法がパンフレットや演劇作品におけるイメージをなぞるばかりでなく、rogueなどパンフレットが作り出した造語をそのまま法律文で採用していくことである。現実世界と法律とフィクション世界の間では、貧困問題に関して興味深い影響関係が存在している。この現象の指摘は社会史でも、文学・演劇研究でもなされておらず、今後の貧困表象史の基礎となりうる。初年度に得られた成果は本年度において論文として発表する予定である。『ハムレット』の劇世界における分析は「不思議の国のハムレット」として現在日本シェイクスピア協会の50周年記念論文集に投稿中である。また浮浪者に認定されていた職業人についての論文も現在執筆中である。二年度において得られたとりわけ大きな成果は、エリザベス朝イングランド社会における浮浪者のステレオタイプ的イメージが何を起源とし、どのように発展してきたものであるのか、その表象が生成する歴史的過程を解明したことにある。16世紀イングランド社会の貧困者差別は職業差別と不可分であり、その起源は行商人と鋳掛屋などある特殊な職業を浮浪者と認定した1551年の議会制定法にある。コニーキャッチング・パンフレットなど一連の浮浪者パンフレットが出現するのもこの年以降であり、演劇等に登場するアウトサイダーたちの設定がなぜ行商人や鋳掛屋など一部の職業に集中する現象もこのことから説明できる。また二年度においてはエリザベス朝の浮浪者のイメージに関する原型と思しきものが発見できたことも大きな成果である。イングランドにおいて浮浪者が文学作品に登場するのは、1508年のアレクサンダー・バークレー訳のゼバスティアン・ブラント作『愚者の船』であるが、その直後にその翻案版ともいえる作者未詳の『コック・ローレルの船』(1510年ごろ)が出版されている。この翻案版は今日前半が散逸してはいるが、後半部が現存しており、浮浪者王コック・ローレルと彼が支配する裏社会をコミカルに描いている。のちの浮浪者パンフレットが裏社会とその支配者を描写するときのモデルになるのがこのパンフレットのコック・ローレルとその手下たちであり、なかにはコック・ローレルの名前を実在人物として持ち出したものもある。以上2点の成果は社会史においても文学史においても指摘されたことのない事実である。その点、本研究課題の成果は今後の貧困者表象史研究において基礎的なものになると予想される。初年度に得られた最大の成果は「研究実績の概要」で記したとおり、エリザベス朝イングランド社会における浮浪者のステレオタイプ的なイメージが浮浪者関連の諸パンフレットにあることが判明したことである。シェイクスピアなど同時代の劇作家たちが作りあげた登場人物としての貧困者や浮浪者は現実世界や法律に由来するのではなく、読者の興味を引くように描かれたパンフレットのコミカルな「浮浪者」である。エリザベス朝に登場する貧困者たちはフィクションのステレオタイプ的イメージをさらに誇張してフィクション化したものである。初年度の後半から2本の論文に取り組み、『ハムレット』の作品分析と絡めたエリザベス朝の社会制度論「不思議の国のハムレット」はすでに完成して、現在投稿の結果待ちである。
人の小細胞肺癌におけるVEGFの発現に関する研究:気管支鏡下生検標本での検討

今回の研究では気管支鏡下生検により得られた小細胞肺癌(SCLC)症例15例の腫瘍組織と肺癌患者5例の正常気管支粘膜組織の凍結標本を使用して,免疫組織化学的に対する血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の癌細胞の発現を検討した。結果は,SCLC症例の13例中11例で腫瘍組織の癌細胞にVEGFが陽性で,腫瘍細胞のVEGFの過剰な発現が示された。さらに,SCLC患者の血清中のVEGFの蛋白濃度を測定し健常者と比較した。SCLC症例(n=13)の血清中のVEGFの蛋白濃度は健常者(n=19)より高値であった(807±220 vs 238±52pg/ml,P<0.05)。In vitroでもSCLCによるVEGFの産生をRT-PCR法とELISA法にて検討した。SCLCのcell lines(LU65,LK79)のVEGF mRNAとその上清の蛋白は,気道上皮細胞のcell lines(BEAS IIB,NCIH)よりも強く発現し,cell lineにおいても気道上皮細胞より小細胞肺癌細胞が過剰にVEGFを産生していることがわかった。以上より,本研究から小細胞肺癌によるVEGFの過剰な産生がその増殖や転移を悪化させているかもしれないことが示唆された。今後,real-time定量的PCR法にて小細胞肺癌のVEGF mRNAを測定して,今回の研究結果を確かなものにしたい。小細胞肺癌(SCLC)は急速に増殖や転移を来す.癌の増殖や転移には血管新生が必要である.Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF)は腫瘍の血管新生に関わる重要な刺激因子であるが,小細胞肺癌とVEGFとの関連はわかっていない.今回の研究では気管支鏡下生検または外科的切除により得られたSCLC16例と非小細胞肺癌(NSCLC)16例の凍結標本を使用して,免疫組織化学的にVEGFに対する癌細胞の発現を検討した.免疫染色はLSAB法にて行い,一次抗体はSigma社製のものを使用した.結果はVEGFはSCLCでは16例中9例に発現し,NSCLCでは16例中7例に発現したが,両者に有意な差はなかった.SCLCの進行度別では,限局型が8例中2例,広汎型が8例中7例で広汎型に多く発現した.以上より,VEGFの発現は,組織別では有意差はなかったが,SCLCの進行度別では差があり,SCLCの進行に関連があると思われた.今後は免疫染色におけるVEGFの発現をさらにpolyclonal antidoby(A20,Santa Cruz,USA)にて検討する.最後に,気管支鏡下にて採取されたSCLCの検体を利用して,PCR法またはin situ hybridization法によりmRNAの発現も確認してみる予定である.今回の研究では気管支鏡下生検により得られた小細胞肺癌(SCLC)症例15例の腫瘍組織と肺癌患者5例の正常気管支粘膜組織の凍結標本を使用して,免疫組織化学的に対する血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の癌細胞の発現を検討した。
新たな人口移動を契機とする農山村地域の経済およびコミュニティの変容に関する研究

主たる事例分析地である和歌山県では、市町村に移住相談に対応するワンストップパーソンを配置し、行政と住民との中間支援を行う受入協議会を設置している。また、県の「移住・交流推進事業」開始以降(2006年)に移住した世帯に対するアンケート調査(配布数260、回収数112、回収率43%)から、1各年齢層で、移住動機や居住地決定理由とされたものが移住後の生活の中でほぼ実現され生活全般に対する満足度が高い、2移住者の多くが、地域住民との交流を図りつつ定住意向を示しており、過疎化・高齢化が進行する農山村の新たな担い手となっている、3受入側においては、市町村窓口の充実、空き家等住居関連情報提供の充実、移住前に検討すべき情報(買い物、通院の不便や生活費など)の提供、コミュニティ活動上のルール説明機会の提供などが課題とされている、等が明らかである。一方、先進事例である長野県飯田市のワーキングホリデー事業に関するアンケート調査から、1移住者や農業後継者に農業を生業として捉えるきっかけを提供している、2移住者の生活や農業後継者の経営に「交流」という視点を与える等の役割と意義が確認された。さらに、ワーキングホリデーへの参加を機に現地で就農した移住者に対するヒアリング調査から、1事業への複数回の参加(または複数農家での実施)が多数を占める、2現在も受入農家との交流が継続している、3受入農家に研修を依頼している、4自身も受入農家として活動している。また、有形資源の確保については、1農地:里親農家が仲介者となる、2機械:里親農家からの円滑な賃借も可能、3施設:自己資金による調達が基本、4住まい:里親農家が仲介者となることが、また無形資源については、1生産技術:里親農家のサポート、2販売:研修先でのネットワークが基礎、3人的繋がり:里親農家がコミュニティに対して信頼を賦与していることが明らかとなった。和歌山県では、2006年から移住・交流事業に取り組んでおり、市町村に移住相談に対応する「ワンストップパーソン」を置き、行政と住民との間で中間支援を行う受入協議会を設置している。そこで、移住・交流推進事業以降に県内に移住した世帯に対してアンケート調査を実施し、以下の結論を得た(配布数260、回収数112、回収率43.1%)。1各年齢層ともに、移住の動機や居住地決定の際の理由が、移住後の生活の中でほぼ実現されており、生活全般に対する満足度に繋がっている、2多くの移住者が地域住民との交流を図りながら定住の意向を示すなど、過疎化・高齢化が進行する農山村の新たな担い手(新規就農や起業化など)となっている、3一方で、受入側の課題として、市町村窓口の充実、空き家等住居関連情報提供の充実、移住前に検討すべき情報(買い物や通院の不便や生活費など)の提供、集落の取り組み等のコミュニティ活動のルールを説明する場の提供等がある。さらに、先進地事例として取り上げた長野県飯田市において、従来の研究では充分に言及されることのなかった都市農村交流を媒介とした農業・農村の担い手確保の実態分析(アンケート・ヒアリング調査を併用)を通じて、農村ワーキングホリデーの役割と意義について、以下の結論を得た(ワーキングホリデー飯田に参加したのちに、農村へ移住したIターン者ならびにワーキングホリデー受入農家が調査対象)。1移住者に移住のきっかけを与え、移住者や後継者に農業を生業として捉えるきっかけを与えること、2仕事・住まい・暮らしなど移住の基盤を整える手助けとなること、3移住後の生活や農業経営に「交流」という視点を与えること、である。主たる研究対象地域である和歌山県内の農山村については、移住・定住を推進する中間支援組織の役割が有効に機能していると思われる紀美野町(きみの定住を支援する会)ならびに町行政の支援の下で、より次年度以降に実施予定のインセンティブな調査に対する協力が得られている。移住者の受け入れに伴う地域コミュニティの変容に関する調査の一環として、前年度の先進地調査(長野県飯田市)の予備的考察を手掛かりに、現地での農村ワーキングホリデーを契機として同地域で就農した者をピックアップし、就農者の研修から独立就農までの過程を把握するとともに、有形・無形資源の確保状況についてヒアリング調査を実施した。その結果、1複数回ワーキングホリデーに参加した、あるいは複数の農家でワーキングホリデーを実施したものが多数を占めること、2現在も受入農家との交流を続けている者が多いこと、3受入農家に里親になってもらい研修を受けている者が多いこと、4自身の経験を活かして、自らがワーキングホリデーの受入農家として活動する農家も少なくないこと、等が浮き彫りとなった。有形資源の確保については、1農地:現役である里親農家は農地確保の際の仲介役としての役割を果たす、2機械:自己資金による確保が基本であるが、里親との信頼関係に基づく円滑な賃借も可能、3施設:自己資金による調達が主、4住まい:仲介役としての里親農家の役割は大きい、ことが明らかとなった。無形資源の確保については、1生産技術:里親農家の直接的な役割が大きい(独立就農後のサポートも確認),2販売チャネル選択:研修先での販路やネットワークが基礎となっている、3人的ネットワーク:里親農家がコミュニティに対する信頼を付与している、ことが明らかとなった。先進地として研究対象地域に選定していた長野県飯田市の協力により、移住者と地域住民との関係性や移住者が新規参入したことに伴う地域コミュニティの変容の態様を、有形・無形の地域資源の継承の実際を通じて考察する機会が得られているなど、よりインセンティブな調査が進行している。

主たる事例分析地である和歌山県では、市町村に移住相談に対応するワンストップパーソンを配置し、行政と住民との中間支援を行う受入協議会を設置している。また、県の「移住・交流推進事業」開始以降(2006年)に移住した世帯に対するアンケート調査(配布数260、回収数112、回収率43%)から、1各年齢層で、移住動機や居住地決定理由とされたものが移住後の生活の中でほぼ実現され生活全般に対する満足度が高い、2移住者の多くが、地域住民との交流を図りつつ定住意向を示しており、過疎化・高齢化が進行する農山村の新たな担い手となっている、3受入側においては、市町村窓口の充実、空き家等住居関連情報提供の充実、移住前に検討すべき情報(買い物、通院の不便や生活費など)の提供、コミュニティ活動上のルール説明機会の提供などが課題とされている、等が明らかである。一方、先進事例である長野県飯田市のワーキングホリデー事業に関するアンケート調査から、1移住者や農業後継者に農業を生業として捉えるきっかけを提供している、2移住者の生活や農業後継者の経営に「交流」という視点を与える等の役割と意義が確認された。さらに、ワーキングホリデーへの参加を機に現地で就農した移住者に対するヒアリング調査から、1事業への複数回の参加(または複数農家での実施)が多数を占める、2現在も受入農家との交流が継続している、3受入農家に研修を依頼している、4自身も受入農家として活動している。また、有形資源の確保については、1農地:里親農家が仲介者となる、2機械:里親農家からの円滑な賃借も可能、3施設:自己資金による調達が基本、4住まい:里親農家が仲介者となることが、また無形資源については、1生産技術:里親農家のサポート、2販売:研修先でのネットワークが基礎、3人的繋がり:里親農家がコミュニティに対して信頼を賦与していることが明らかとなった。農山村移住者の仕事・暮らしの確保状況について、6次産業化を含む起業化動向を中心に、その経済波及効果に関する分析を実施する予定である(産業連関分析と乗数理論を援用)。当面は、調査協力への支援が得られている紀美野町での分析を手掛かりに進めることになる。その際、季節性を伴う事業に関して、データの偏りが出ないように定期的に定点観測することへの配慮が求められる。また、移住者を受け入れる側の地域コミュニティの変容動向の分析に関して、移住者世帯員へのアンケート調査実施に向けた協力と実施体制に関する現地との調整を行うことが鍵となる。当初から経済波及効果の分析対象地域として想定していた和歌山県紀美野町での移住者起業による経済波及効果分析の実施に際して懸念された「データの偏り(季節性)」については、補足調査を実施するなど準備は整ったことから、一年遅れとなったが今年度実施する。また、新たな視点として、移住者第二世代の職業や居住地選択と地域コミュニティとの親和性に関する考察を含めることとしたい。研究分担者への配分額において、次年度への繰越が生じたため(理由:当初購入予定の書籍資料の出版が遅延した)。(理由)研究分担者への配分額において、次年度への繰り越しが生じたため(当初出張予定の県内関係機関への訪問が先方都合により順延となったため)(使用計画)研究分担者における今年度課題の遂行過程で相殺する予定(平成30年度の県内出張等に充当する)
地球温暖化に伴う乳用牛の暑熱環境ストレス指標作成

九州地域における多くの乳牛舎では夏期の暑熱ストレスによる乳量の減少や乳質の低下が生じるため、暑熱対策が講じられている。一般に普及している暑熱対策は換気扇による換気と噴霧設備による噴霧が実施されている。研究は牛舎内の換気扇や噴霧設備による気温低下効果について調査し、その効果が牛体の貯熱量の変化を指標として解析を行った。解析方法は牛体の熱収支式について、各要素を求めた。噴霧設備による気温の低下効果は噴霧の有無により大きな差ができ、噴霧ありでは気温降下に伴い相対湿度は上昇した。また、対象牛舎では1m^3中で1gの霧が蒸発した場合、約0.96°Cの気温が低下することが明らかになった。噴霧による牛体への影響をみるため、熱収支各要素の変化を調べると、噴霧を行っていない場合、日中では牛体貯熱量が徐々に増加し、10時頃から100Wm^<-2>を越える。噴霧を開始すると、気温が低下し顕熱放散量が僅かに増加した。牛体表面が濡れるため、潜熱放散量が大きく増加し、牛対貯熱量は60Wm^<-2>前後まで低下したが依然として暑熱環境下であった。対象牛舎の噴霧と換気扇による貯熱量を0Wm^<-2>となる最適環境へ導くための条件を調査するためシミュレーションを実施した。風速4ms^<-1>では蒸発量を制御することにより最適状態へ導ける環境範囲は狭く、暑熱環境下では最適な状態へは導けない。噴霧していない場所での気温と相対湿度による最適風速を導くとかなりの強風が必要であり、強風の影響が飼養管理に問題となる。そこで、牛体への風の当て方と噴霧の撒き方を変えて、牛体の3/4に風が当たり、さらに霧で濡れるようにした場合を仮定にして、風速4ms^<-1>で相対湿度60%の場合において気温が38°Cまで最適環境へと対応することが明らかになった。九州地域内の夏季における熱波日の出現頻度について解析を行うと同時に、牛舎内構造の違いによる(フリーストール型:牛舎A、タイストール型:牛舎B、タイ・フリーストール型:牛舎C)の暑熱環境の測定を実施した。また、牛舎内の暑熱低減させるための設備である換気扇や噴霧による冷房郊果が乳牛への影響を検討した。その結果の要約を以下に示す。1)日最高気温が35°C以上の日を熱波日と定義し、その出現は6月では出現が見られず、7月では日田市で4.2回/年、熊本と宮崎市で2.4回/年の出現であり、8,月では日田が5回/年、熊本が3.9回/年、佐賀が3.8回/年であった。九州管内アメダス観測点での平均出現回数は1.5回で、標準偏差は1.4回である。2)噴霧を実施していない場合、日中の牛舎内の気温は牛舎Aが他の牛舎より約0.5°C低く、その原因は、牛舎の側面壁がないため風通しが良好に起因していると考えられる。3)噴霧の影響がある場所は無い場所に比べて、気温が低く、絶対湿度が高くなる。これは、霧が蒸発することで絶対湿度が上昇し、空気から潜熱を奪うことで気温が低下する。

4)噴霧により低下した最高温度量は、牛舎Cでは4.9°C、牛舎Bでは4.2°Cであった。霧が1g/m^3蒸発することで低下する温度量は牛舎Cで約0.95°C、牛舎Bで約0.4°Cであった。この値は理論値である1.9°Cよりも小さく、その原因は牛舎の構造と噴霧の効率の違いによるものと考えられた。5)暑熱環境の季節変化は牛体の熱収支を指標とした場合、夏季から秋季にかけて貯熱量が正の値をとり、牛体に熱が蓄えられる傾向で、秋季から冬季は気温の低下と日射の減少により顕熱放散量が増加し、純放射量が低下した。九州地域における多くの乳牛舎では夏期の暑熱ストレスによる乳量の減少や乳質の低下が生じるため、暑熱対策が講じられている。一般に普及している暑熱対策は換気扇による換気と噴霧設備による噴霧が実施されている。研究は牛舎内の換気扇や噴霧設備による気温低下効果について調査し、その効果が牛体の貯熱量の変化を指標として解析を行った。解析方法は牛体の熱収支式について、各要素を求めた。噴霧設備による気温の低下効果は噴霧の有無により大きな差ができ、噴霧ありでは気温降下に伴い相対湿度は上昇した。また、対象牛舎では1m^3中で1gの霧が蒸発した場合、約0.96°Cの気温が低下することが明らかになった。噴霧による牛体への影響をみるため、熱収支各要素の変化を調べると、噴霧を行っていない場合、日中では牛体貯熱量が徐々に増加し、10時頃から100Wm^<-2>を越える。噴霧を開始すると、気温が低下し顕熱放散量が僅かに増加した。牛体表面が濡れるため、潜熱放散量が大きく増加し、牛対貯熱量は60Wm^<-2>前後まで低下したが依然として暑熱環境下であった。対象牛舎の噴霧と換気扇による貯熱量を0Wm^<-2>となる最適環境へ導くための条件を調査するためシミュレーションを実施した。風速4ms^<-1>では蒸発量を制御することにより最適状態へ導ける環境範囲は狭く、暑熱環境下では最適な状態へは導けない。噴霧していない場所での気温と相対湿度による最適風速を導くとかなりの強風が必要であり、強風の影響が飼養管理に問題となる。そこで、牛体への風の当て方と噴霧の撒き方を変えて、牛体の3/4に風が当たり、さらに霧で濡れるようにした場合を仮定にして、風速4ms^<-1>で相対湿度60%の場合において気温が38°Cまで最適環境へと対応することが明らかになった。
異種界面規制に基づく光配向構造制御ならびに機能発現応答材料の創出

本研究では非光配向性フィルムと(低)分子を界面で相互作用させ、選択的に液晶性の光配向性部位を発現/脱着するとともに、その光配向を偏光および光渦により制御することにより、機能性分子の選択配向制御並びに光進行方向での光配向制御やスイッチング等を実現する。その際の配向制御時のフィルムの断面配向(厚さ方向における構造)や表面/界面構造を解明すると共に新しい光学機能の解明に挑む。2018年度はアルデヒド末端と安息香酸末端の高分子液晶と芳香族アミン化合物を選択的にその場反応しベンジリデンアニリン部を形成し軸選択的な光反応、その箇所のみを光配向させることに成功するとともに、安息香酸による熱的な酸加水分解による配向したフィルムの光反応性を除去することを見出し、光に対して安定な分子配向フィルムを実現した。また、多重な光配向パターンの書き込みが可能であることを実証した。さらに加水分解を液晶の融解温度以上で行うと配向構造を乱し、多重な書き換えも可能であることを示した。その場反応による光配向制御に関してはこれまでの研究を順調に発展できている。機能性低分子を利用したその場反応に関して、現在チャレンジしている段階であり、また光渦による反応に関しては光学系のセッティングやその光反応とその評価に着手した。光配向制御はこれまでの手法で進めるとともに、新しい材料系を見出すことと機能性分子の導入を図る。またそれらの光渦による光配向に注力し、新規光配向構造の発言を目指す。
放射線脳障害を規定する因子の同定と、それを元にしたテーラーメイド照射の構築

放射線壊死を規定する因子としてPDGFRA遺伝子コピー数の変化がその候補としてあげられたが、同遺伝子の変異は壊死に関与しておらず、他にも、放射線障害を規定する単一の新たな分子の変化は確認できなかった。一方、MGMTメチル化は線量増大による放射線障害誘発の危険因子であり、同遺伝子の非メチル化例には大線量照射、メチル化例には中等量照射を行う個別化治療を行った。その結果、メチル化例では線量を中等量に減量することで、放射線壊死発生までの時間が短縮されたが、良好な生命予後は維持され、MGMTメチル化の有無による線量決定が有効であることが判明した。IMRTを用いた大線量照射を行った119例の悪性神経膠腫患者のMRI画像を詳細に検討し、放射線障害について精査。従来知られていた高線量照射領域内の壊死以外に脳室下帯の壊死の頻度が高い事を明らかにし、脳室下帯が放射線に対して脆弱であることを明らかにした。更に、脳室下帯に放射線壊死を生じると患者の認知機能障害が進行することも明らかと成った。従って、放射線脳障害を規定する因子解析に加えて、脳室下帯障害を規定する因子の解析も必要であることを明らかにした。さらに、腫瘍側因子として放射線壊死との関連が指摘されているMGMT遺伝子プロモーター領域のメチル化解析に関して、従来のメチル化特異的PCR法と、pyrosequencerを用いた定量的PCR解析との間で、結果を比較検証し、pyrosequncingによって解析したCpG 76, CpG77, CpG78, CpG79のメチル化解析の結果が、メチル化特異的PCR方よりも臨床像を良く反映することを証明した。これを元にIMRT治療を行った47例の神経膠芽腫のメチル化解析をPyrosequencingで行い、高線量領域・脳室下帯における壊死出現との間の関連を検証したが、どのCpGのメチル化も壊死との有意な関連は認められず、放射線障害出現に関して腫瘍側因子が関与していないことを明らかにした。放射線障害を規定する因子として、平成24年度は腫瘍側因子の抽出を行った。初回治療として放射線治療が施行されていた66例の神経膠腫(星状膠細胞腫1例・退形成星状膠細胞腫10例・神経膠芽腫44例・乏突起膠腫2例・退形成乏突起膠腫9例)を対象に、当院で開発した5,400の神経由来遺伝子の発現を解析可能なcDNA chipを用いた網羅的遺伝子発現解析で、遺伝子発現プロファイルを確認した。白質障害の程度はNCI-CTCの規定に従い、Grade II以上の白質障害が画像上出現するまでの時間を無白質障害生存期間とした。遺伝子発現や臨床的因子(性別・年齢・KPS・組織学的診断・悪性度・照射野・照射線量・化学療法)と、無白質障害生存期間との関連をCoxの比例ハザードモデルを用いて解析、白質障害を規定する因子を抽出した。その結果、臨床因子としては照射時年齢(p=0.006)・照射線量(p=0.005)が白質障害出現との相関を示し、chip上に乗った5,400遺伝子のうち29遺伝子の発現が白質障害の出現と相関した。これら遺伝子を機能的に分類すると、転写因子(2)、翻訳因子(3)、蛋白調節(4)、移送因子(3)、細胞分裂サイクル(2)、シグナル伝達(1)、糖分解(1)、免疫応答(1)、抜くラーソーム集合(1)、未知(11)だった。これら29遺伝子の発現に基づき白質障害高危険群と低危険群に分類すると、白質障害出現に関して高危険群は低危険群に比し3.7倍危険が高かった(p=0.007)。さらに多変量解析によって、この遺伝子発現に基づくリスク分類が、白質障害に関する独立した予測因子であることが証明された(相対危険率:5.2、p=0.0001)。IMRTを用いた寡分割大線量照射後の放射線脳障害のリスク評価として119例の神経膠芽腫を対象に、同治療施行後の放射線壊死出現と患者PS低下の相関を検証し、放射線壊死を回避することが患者PSの維持に繋がることを見いだした。MGMTは放射線壊死のリスク因子と考えられているが、従来行われてきたメチル化特異的PCR法に比較し、Pyrosequencigを用いた評価の法が優れていることをまず見いだした。一方、66例の神経膠芽腫を対象にcDNA arrayを用いた解析を行い、放射線壊死発生との関連が疑われる15分子を同定した。さらに、21例の神経膠芽腫を対象に次世代シーケンサーを用いた変異解析を行った。

その結果、DNA関連遺伝子の変異陽性例では放射線壊死の発生が多いことが判明したが(p=0.027)、シグナル伝達・細胞周期・細胞浸潤などに寛容する遺伝子と壊死との相関は認めなかった。一方、これら、cDNA array・次世代シーケンサーによる放射線脳障害の発生に関与する分子の抽出に平行して、MGMTメチル化の有無によって照射線量を変更するテーラーメイド治療を施行。MGMT非メチル化例では68Gy/8、メチル化例では48Gy/8として治療を開始。メチル化例23例で減量した照射線量での治療を行った。その結果、メチル化例で68Gy/8照射を行った症例に比較して有意に放射線壊死までの期間が延長(14.5ヶ月、24.8ヶ月、p=0.040)したが、局所制御には差が無く(p=0.880)、生存期間にも差を認めなかった(p=0.725)。医療薬学白質障害に加えて、放射線壊死に関する、腫瘍側因子の影響の解析を終了した。患者側因子の解析を目的とし、解析対照症例のリストアップを終了し、検体の調整も行えた。白質障害に関して、臨床因子の抽出に加えて、腫瘍側因子の抽出とその意義について検証を行うことができた。さらに、今後施行を予定している宿主側因子の抽出に備えて、血液中の遺伝子を用いた遺伝子解析の施行に関して院内の倫理審査委員会の承認を得た。最終年度は、次世代シーケンサーを用いた患者血液および腫瘍組織DNAの遺伝子変異およびSNP解析を行う。既に検討対象とする10例はリスアップし、放射線治療後の臨床情報の入力も終えている。これらの症例の解析から、放射線障害に関与する遺伝子変化の候補を抽出する。さらに、validationとして、さらに20例において検討を加え、個々の症例において安全な照射線量を明らかにする。昨年度行った腫瘍側因子に加えて、本年度からは宿主側因子の抽出とその意義に関する検証を行う。倫理審査委員会の承認も得、具体的な解析に入る予定である。それに際し、まず、限られた症例で次世代シーケンサーを用いてゲノム解析を行って、白質障害に関与が疑われる遺伝子変化(SNPなど)の候補をあげることを、今年度の目標とする。その結果に基づき、より多くの症例を対象に候補遺伝子変化に焦点をあてた遺伝子解析を来年度に行う予定である。本年度、次世代シーケンサーの精度検証に時間を要したため、実際の解析を次年度に行う必要を生じたため、次世代、そのチップ代・試薬代などの次年度物品費を多く必要とすることが予測されたため、を次年度に繰り越す必要があった。次世代シーケンサーを用いたゲノム解析のため、解析1症例に対しチップ代10万円・試薬代5万円を要する見込みである。次年度、10例の解析を行うため、これらの物品費に150万円を要する。さらに解析によって抽出された遺伝に対象を絞ってvalidationを行う必要があり、SNP解析様に約30万円の試薬代を予定する。また、これらの解析結果を公表するため、学会参会費として約25万円を計上する。次世代シーケンサーを用いたゲノム解析を行い、白質障害に関与する遺伝子パターンの候補を明らかにする。そのため、次世代シーケンサー用として1症例に月チップ代10万・試薬代5万円。今年度は10例の解析を目指す。また、解析によって抽出された遺伝子に対象を絞って、SNP解析を症例を増やして施行する予定で、それに約20万円の試薬代を予定する。これらの解析の結果を公表するため、学会参加旅費として約20万円を計上する。
セルロースミクロフィブリルの新しい構造モデルの構築

(1)構造・形態:セルロースミクロフィブリル中での分子鎖は、パラレルアップであり、セルロース分子の還元末端がc軸方向を向いている。分子鎖形成の重合反応が非還元末端で起こる。また、セルロースIβは捩じれていて、厳密な結晶ではないと考えた方がよい。IaとIβとでは、表面が異なる。IaとIβの違いは、木材セルロースでは一次壁と二次壁とでストレスに差があって、それが原動力となって違いを生じるという。加水分解物による高度配向試料を調製することができた。それを重水素置換して中性子回折を行い、結晶中の水素原子の位置を推定できた。その結果、セルロースIIは逆平行鎖構造であり、その理由が分子の疎水面の形状で説明できる可能性を示した。平行鎖構造のベータキチンは一定濃度以上の塩酸で膨潤すると逆平行鎖構造のαキチンに変態するが、そのメカニズムはセルロースの場合と同じである。(2)物性:セルロース結晶の熱膨張を詳細に検討し、幾つかの新知見を得た。分子鎖方向には膨張せず、a軸方向が主である。ミクロフィブリル間で熱分解の抵抗性に著しい差がある。セルロース結晶のポアソン比が測定された。木材の力学物性から、セルロースミクロフィブリルには安定した結晶相、非晶相以外に不安定結晶相を考えると都合がよい。この相は水分で非晶化する。木材のヤング率から、ミクロフィブリルの長さ方向に存在する非晶領域は分子鎖の配列、比容からして結晶のそれと大差はない。2相説に基づく繊維の場合は、ミクロフィブリルの幅、長さ方向に非晶が存在する。(3)酵素分解性:酵素特異性とともに、セルロースの状態すなわち高次構造によって著しい差異がある。高結晶バロニアにも特異的な領域がある。以上、セルロースミクロフィブリルは、起源によって大きい違いがあることが判明した。Aグループ(セルロースミクロフィブリルの形態・構造):酢酸菌セルロースと綿セルロースを濃厚アルカリで処理した時の結晶変態過程を追跡し、平行鎖構造から反平行鎖構造への変態の機構に、逆向きのミクロフィブリル間の融合(綿の場合)と単一のミクロフィブリル内での分子鎖の折りたたみ(バクテリアセルロースの場合)の2つがあると考えると、両者の違いは合理的に説明できる。また、セルロースミクロフィブリル中でIα(三斜晶)とIβ(単斜晶)がどのように存在しているかを、両者が混在しているシオグサの高結晶性セルロースを用いて検討した。酸加水分解による、IαとIβの混合比の変化を追跡して、Iαが酸によって選択的に分解されないと仮定すれば、Iαは横断面でコーナーなどの酸加水分解っを受けやすい位置に存在する可能性が高い。Bグループ(木材の誘電・圧電・変形):現在までに得られているセルロースミクロフィブリルの長さ方向の構造について、木材の細胞壁のモデルと繊維方向のヤング率の関係から検討した結果、明確な非結晶と見なされる領域は、ミクロフィブリルの長さ方向には存在しないであろう。さらに、成長応力に対応するセルロースミクロフィブリル束の引張応力は、ヘミセルロース成分であり、それは束ができる段階で生じるのであろう。セルロース物質の圧電性は、それぞれ結晶、非晶に対応する圧電相、非圧電相を考えることによって説明することができるであろう。

Cグループ(成長応力・酵素分解):バクテリアセルロース(BC)が他の結晶性セルロースに比べてセルラーゼに対して極めて易分解性である理由は、CBH IとEG IIの作用による相乗効果により、リボン状構造中のミクロフィブリル間の内部応力が開放され、リボン状構造の自己崩壊プロセスによるBC比表面積の著しい増大と表面構造の変化が生じた結果であろう。Aグループ(セルロースミクロフィブリルの形態・構造):バロニア、シオグサなど高結晶性セルロースミクロフィブリルを原子間力顕微鏡(AFM)で観察した杉山は、結晶表面の分子の形態を可視化した。この観察結果に基づいて、セルロース結晶中における分子鎖の極性、セルロースIαとIβとの関係、などについて改めて検討する必要性を確認した。近藤哲男氏(森林総合研究所)を招き、木材セルロースが一次壁中でセルロースIαで存在するという主張について総合的に討論した結果、セルロース合成末端と結晶系との関係を更に追及する必要性があることを確認した。シオグサセルロースミクロフィブリルの示差熱分析結果について検討し、αからβへの変態の不可逆性を論じた。バクテリアセルロースに見られるセルロースII結晶について検討し、折り畳み構造の可能性が高いことを確認した。Bグループ(木材の誘電・圧電・変形):セルロースミクロフィブリルの構造について、木材の細胞壁のモデルと繊維方向のヤング率の関係から検討した結果、明確な非結晶と見なされる領域は、ミクロフィブリルの長さ方向には存在しないという主張について総合的に討論した。成長応力に対応するセルロースミクロフィブリル束の引張応力は、ヘミセルロース成分であり、それは分子鎖がミクロフィブリルを形成する段階階で生じるという主張について、構造との関連を検討した。Cグループ(成長応力・酵素分解):バクテリアセルロース(BC)が他の結晶性セルロースに比べてセルラーゼに対して極めて易分解性である理由について検討した。(1)構造・形態:セルロースミクロフィブリル中での分子鎖は、パラレルアップであり、セルロース分子の還元末端がc軸方向を向いている。分子鎖形成の重合反応が非還元末端で起こる。また、セルロースI_βは捩じれていて、厳密な結晶ではないと考えた方がよい。I_αとI_βとでは、表面が異なる。I_αとI_βの違いは、木材セルロースでは一次壁と二次壁とでストレスに差があって、それが原動力となって違いを生じるという。加水分解物による高度配向試料を調製することができた。それを重水素置換して中性子回折を行い、結晶中の水素原子の位置を推定できた。その結果、セルロースIIは逆平行鎖構造であり、その理由が分子の疎水面の形状で説明できる可能性を示した。平行鎖構造のベータキチンは一定濃度以上の塩酸で膨潤すると逆平行鎖構造のαキチンに変態するが、そのメカニズムはセルロースの場合と同じである。(2)物性:セルロース結晶の熱膨張を詳細に検討し、幾つかの新知見を得た。分子鎖方向には膨張せず、a軸方向が主である。ミクロフィブリル間で熱分解の抵抗性に著しい差がある。セルロース結晶のポアソン比が測定された。木材の力学物性から、セルロースミクロフィブリルには安定した結晶相、非晶相以外に不安定結晶相を考えると都合がよい。この相は水分で非晶化する。木材のヤング率から、ミクロフィブリルの長さ方向に存在する非晶領域は分子鎖の配列、比容からして結晶のそれと大差はない。
一般家庭の消費・廃棄行動に起因する環境負荷分析用モデルの開発と応用

消費者行動に起因する環境負荷を計測するために,新しい分析モデルを提唱した。産業連関モデルやその拡張モデルを用いた消費者行動の分析では,消費者行動の制約として,もっぱら消費の金銭的な側面のみを考慮した分析が行われている。しかし,消費者は,同時に,限られた時間の中でどのような消費行動をとるかの選択も行っている。したがって,消費者行動の分析には,所得制約だけでなく時間制約も同時に考慮する必要がある。この観点から,本研究で提唱した分析モデルは2つのサブモデルで構成される。一つ目は廃棄物産業連関モデル(WIOモデル)であり,もう一方は「新しい消費者モデル」あるいは家計生産モデルと呼ばれる消費者モデルである。これらのモデルを統合して用いることにより,シナリオ分析では,消費パターンの変化前と変化後で,総費用と必要時間を一定に保つように各消費技術の稼働水準を変化させることができる。したがって,所得に関するリバウンド効果と時間に関するリバウンド効果を考慮した上で,両消費パターンが直接・間接に誘発する環境負荷を比較することが出来る。本研究の目的は,(1)WIOモデルを用いた消費財のライフサイクルインベントリー分析(LCI分析)を行うこと,(2)所得と時間に関するリバウンド効果を考慮するモデルを開発すること,(3)日本の平均的家庭についてシナリオ分析を行うことである。環境負荷因子としては,家計が消費・廃棄行動を通して,直接・間接に排出する二酸化炭素と必要とする埋立容積の2つを考慮した。また,シナリオ分析では,持続可能な家計消費パターン(環境負荷のより少ない消費パターン)とされる典型的なシナリオとして,自家用車から公共交通機関への交通手段の振替,エネルギー効率を高めるための各家計での調理の食堂での調理への振替を採用し,現状シナリオとの比較を行った。消費者行動に起因する環境負荷は,排出される段階によって,以下の3種類に分類される。すなわち,1.消費者が直接に排出するもの,2.消費者が購入・使用する製品やサービスの製造・流通に伴って排出されるもの,および3.消費者が廃棄した製品の廃棄物処理に伴って排出されるものである。一般に,1.は「直接効果」,2.および3.は「間接効果」と呼ばれる。直接効果と間接効果を推定するためには,産業連関モデルあるいはそれを拡張したモデルが用いられることが多いが,伝統的な産業連関モデルでは3.の効果を分析することは困難である。本研究では,消費と廃棄の段階を含めた家計行動が環境負荷に与える影響を探るため,中村愼一郎(早稲田大学)によって開発された廃棄物産業連関(WIO)モデルを家計行動分析用に拡張した。拡張されたWIOモデルを用い,家計が消費・廃棄行動を通して,直接・間接に排出する二酸化炭素と必要とする埋め立て容積の現状値を推定した。また,持続可能な家計消費パターン(環境負荷のより少ない消費パターン)とされる典型的な3つのシナリオ(1.自家用車から公共交通機関への交通手段の振替,2.廃棄物減量化のための家電製品の長期使用,3.エネルギー効率を高めるための各家計での調理の食堂での調理への振替)を設定し,それらの仮想的消費パターンに起因する環境負荷を推定した。現状消費と仮想的消費の総額が異なるため,通常のシナリオ分析では仮想的消費パターンの環境負荷を過小推定あるいは過大推定してしまう可能性がある。この種の乖離は「リバウンド効果」と呼ばれ,消費パターンの比較にはこの効果を考慮すべきであることがしばしば指摘される。本研究では,消費総額に関するリバウンド効果を踏まえた上で消費パターンを比較する簡便な方法をモデル化した。
生殖腺刺激ホルモンによるマダイの初回成熟機構の解明

魚類の性成熟が開始する過程で中心的な役割を担う2種類の生殖腺刺激ホルモン(GTH)のうち、これまでは限られた種類の魚でしか確立していなかった濾胞刺激ホルモン(FSH)の濃度測定法をマダイについて新たに開発し、マダイFSHの分泌動態や分泌制御を調べ、マダイでは生殖腺刺激ホルモン放出ホルモンはFSH分泌を促進しないことを明らかにした。また、マダイのFSHともう一つのGTHである黄体形成ホルモン(LH)を恒常的に発現する細胞株を樹立し、数十ミリグラムレベルの組換えホルモンを作製することに成功した。今後はこのホルモンを用いたFSHおよびLH作用の詳細の解明と成熟促進技術の開発が期待される。2011(平成23)年10月に開始したマダイ1歳魚の定期的な性成熟調査を2012(平成24)年10月に完了し、収集した血漿および脳下垂体中のFSHおよびLHの濃度を昨年度開発したラジオイムノアッセイ(RIA)により測定した。調査した満1歳から2歳のマダイは、卵巣を持つ雌個体と精巣または両性生殖線を持つ個体に分かれたので、雌個体と雄ないし雌雄同体個体(以後便宜的に雄と記す)に分けて解析した。雄の血漿中のFSHおよびLH濃度は産卵期(4月および5月上旬)と8月に高い傾向が見られた。雌では血漿FSHは顕著な変化を示さず、血漿LHは雄と同様に産卵期と8月に高い傾向があった。雄の脳下垂体中のFSH含量は1歳の10月から4月まで上昇し6月に低下した後再び8月に高値を示した。一方脳下垂体LH含量は2、3、4月に高く、それ以外の月は低かった。雌の脳下垂体中のFSH含量は雄に比べて1/2から1/13程度と低く顕著な変化は見られなかった。LHについては雄同様2月から4月に高かった。産卵期に雄の血漿および脳下垂体中のFSHとLHおよび雌のLH濃度が高いことは性成熟にともなう両ホルモンの産生および分泌の高進と考えられるが、産卵期が終了して3ヶ月ほどたった8月に血中ホルモン量が高くなることに関してはその生理的意義やメカニズムは不明であり今後さらに解明が必要である。初回成熟前の1歳の雌雄マダイにGnRHのアゴニストを投与し、FSHとLHの分泌に及ぼす影響を調べた。投与7日後に血漿中と脳下垂体中のGTH濃度を測定したところ、雌雄とも血漿中のLH濃度は顕著に上昇し脳下垂体中のLH濃度は顕著に低下した。一方、FSH濃度は血漿中、脳下垂体中ともに変化が見られなかった。このことからGnRHはLHの分泌は促進するがFSHに対する分泌促進作用は持たないことが明らかとなった。最終年度は、魚類の初回成熟における生殖線刺激ホルモン(GTH)の役割を解明するため、GTH投与によるマダイの初回成熟誘導を試みた。実験に必要な2種類のGTH(FSHとLH)を作製するため、マダイFSHおよびLHをほ乳類の培養細胞で恒常的に発現する細胞株を樹立し、これらの細胞の培養液各約10Lから30mgのFSHと65mgのLHを作製した。マダイの産卵期に、初回成熟前の体重600900gのマダイを用いて、作製した組換えFSHまたはLH、2mg/尾をリン酸緩衝液に溶解し、浸透圧ポンプに入れマダイの腹腔内に投与した。この方法で約0.1mg/日のホルモンが魚に供給される。対照群としてリン酸緩衝液を同様に投与した。同時に、マダイの初回成熟誘導に有効なことが知られている生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(LHRH)アナログをコレステロールペレットにしてマダイの背筋中に埋め込んだ。各実験区雌雄合わせて10個体を用いた。投与から2週間後に魚を解剖し生殖腺の発達を調べたところ、FSH、LHいずれの投与区においても対照区との差は認められなかった。一方LHRHアナログを投与した個体では著しい生殖腺の発達が観察された。昨年度の成果によりLHRHアナログはマダイではLHのみを分泌させることが解明されている。今回の実験ではホルモンの投与量が十分ではなかったことも考えられる。研究期間全体を通じ、これまで不可能だったマダイFSHの測定が可能になり、マダイではLHRHはLHのみを分泌させFSHを分泌させないことを明らかにした。LHRHはマダイの雌に初回成熟を誘起できるので、マダイ雌ではLHのみで未熟な状態から完全に成熟するまでの過程を誘起できることになる。今後はこの様な現象が他の魚種にも当てはまるのかについて検討が必要である。