hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウス3T3-L1細胞の分化におけるインスリンの情報伝達系の解析

3T3-L1線維芽細胞はインスリン・デキサメサゾン・IBMXの同時添加によって白色脂肪細胞へと分化することが報告されているものの、細胞分化を誘導する情報伝達系については不明な点が多く残されている。私たちは3T3-L1細胞の脂肪細胞への分化が3量体GTP結合蛋白質の機能を消失させる百日咳毒素(PTX)の前処理によって抑制されることを見い出した。さらには、インスリンによって活性化されるphosphatidylinositol 3-kinase (PI 3-キナーゼ)の特異的阻害薬であるwortmanninの前処理によっても脂肪細胞への分化が抑制されることを明らかにしてきた。このことから、PTXとwortmaninは細胞分化を誘導する情報伝達系を解析する上で、有用なプローブであることが予想された。そこで、脂肪細胞分化へのkey factorであるインスリンの情報伝達系を調べた。PTX、wortmanminは共にインスリン刺激に伴うRasの活性化とMAPキナーゼ活性やMAPキナーゼの活性化に必須なチロシン残基のリン酸化を抑制した。この時、インスリンと同様に受容体チロシンキナーゼを活性化させるepidermalgrowthfactor(EGF)刺激に伴うRasおよびMAPキナーゼの活性化に対しては抑制作用を示さなかった。受容体自己チロシンリン酸化反応、基質蛋白質(IRS-1)のチロシンリン酸化とPI 3-キナーゼとの結合に対しては影響を及ぼさなかった。しかしながら、PTXはインスリン刺激に伴うPI 3-キナーゼ活性を50%抑制した。このことから、インスリンのPI 3-キナーゼ活性化機構には異なる2つの経路が存在し、1つは受容体キナーゼ→IRS-1→PI 3-キナーゼ、他方は受容体→PTX感受性蛋白質、おそらく3量体G蛋白質→PI 3-キナーゼを介するものであることが示唆された。したがって、PTXはインスリンによるPI 3-キナーゼ活性を抑制することで、その下流に存在するカスケードを抑制する結果、脂肪細胞への分化を抑制していることが推定された。
ハンモック状斜交層理の形成過程:実験と野外観察からのアプローチ

ハンモック状斜交層理(HCS)は,世界各地のさまざまな地質時代の浅海層にみられる堆積構造である.この構造はストーム時の波と流れでできると考えられているが,成因はよくわかっていない.この研究ではこの構造を造波水槽で作り,野外観察での堆積構造解析とから,この構造の形成過程を明らかにすることであった.研究成果は以下の通りで,「ハンモック状斜交層理とその形成過程」としてまとめた.1)HCSは振動流でも一方向流でもできる.これを堆積構造の名称として広く使用すべきである.2)HCSは波長数cmから数10mのものまである.波長1m以上という従来の定義に物理的な意味はない.3)HCSは粗粒シルトから細礫の粒度範囲にできる.振動流のHCSは粗粒シルトから細粒砂までが多く,一方向流のHCSでは細粒砂から中礫までがある.HCSは細粒砂だけの構造ではない.4)典型的なHCSを形成する主要な水理領域は,プレーンベッドとアンティデューン領域であろう.HCSの特徴である内部浸食面やハンモック状やスェール状の形態は,アンティデューン領域での安定したconstructive wavesの発生によってつくられる.5)振動流のHCSは,アンティデューン領域からリップル領域までの広い範囲で形成される.各領域での形態には特徴がある.今後,HCSは領域の違いを反映した形態によってさらに細分されるだろう.6)振動流のHCSシークェンスの下部(基底から平行葉理部)は,一方向流が卓越した複合流の影響下で形成したと考えられる.ハンモック状斜交層理(HCS)は,世界各地のさまざまな地質時代の浅海層にみられる堆積構造である.この構造はストーム時の波と流れでできると考えられているが,成因はよくわかっていない.この研究ではこの構造を造波水槽で作り,野外観察での堆積構造解析とから,この構造の形成過程を明らかにすることであった.研究成果は以下の通りで,「ハンモック状斜交層理とその形成過程」としてまとめた.1)HCSは振動流でも一方向流でもできる.これを堆積構造の名称として広く使用すべきである.2)HCSは波長数cmから数10mのものまである.波長1m以上という従来の定義に物理的な意味はない.3)HCSは粗粒シルトから細礫の粒度範囲にできる.振動流のHCSは粗粒シルトから細粒砂までが多く,一方向流のHCSでは細粒砂から中礫までがある.HCSは細粒砂だけの構造ではない.4)典型的なHCSを形成する主要な水理領域は,プレーンベッドとアンティデューン領域であろう.HCSの特徴である内部浸食面やハンモック状やスェール状の形態は,アンティデューン領域での安定したconstructive wavesの発生によってつくられる.5)振動流のHCSは,アンティデューン領域からリップル領域までの広い範囲で形成される.各領域での形態には特徴がある.今後,HCSは領域の違いを反映した形態によってさらに細分されるだろう.6)振動流のHCSシークェンスの下部(基底から平行葉理部)は,一方向流が卓越した複合流の影響下で形成したと考えられる.ハンモック状斜交層理と呼ばれる特徴的な堆積構造は,世界各地の浅海性の地層に多くみられる.この構造はストーム時の強い波の作用でできると考えられている.この研究の目的は,ハンモック状斜交層理を造波水槽で作り出し,野外観察での構造解析と組み合わせて,この構造の形成過程を明らかにすることである.本年度の第一の予定は,強力な波を発生させることができる造波水槽をつくることであった.作成した造波水槽は長さ25m,高さ1.2m,幅40cmである.この水槽では水深70cm程度で,水粒子の楕円軌道の底面付近での最大振動流速は約50cm/sである.今後,造波装置の調整と改良でさらに大きな波浪条件を得ることができると思われる.この造波水槽での最大の問題は,発生させた大きな波を水槽末端でどのように消波するかであった.施行錯誤の末,建材の空隙のあるプラスチック消音板を水路末端部10mに傾斜をつけて置くことで,効率よい消波ができることを見いだした.さらに効率よい消波の装置を考案する必要はあるが,来年度の実験は行える状態に達したといえる.野外観察では,露頭のよい海岸で,ハンモック状斜交層理の接写での連続写真撮影を行い,その写真から葉理1枚1枚をトレースして解析した.その結果,ハンモック斜交層理砂層で沖合泥底堆積物に挟まるものは,平行葉理から波状葉理へと変化するのに対し,外浜の癒着したものでは,侵食面と級化層理を下部にもち,波状葉理から平行葉理へと変化している.この違いは波状葉理の一部がより高領域の水理条件のベッドフォームであるアンティデューンの痕跡を含むことによると思われる.今後,波浪がつくるアンティデューンがどのような堆積構造を示すかを,水槽実験で明らかにすることで,ハンモック状斜交層理の形成過程解明したい.ハンモック状斜交層理(HCS)と呼ばれる特徴的な堆積構造は,世界各地の浅海堆積物からなる地層に多くみられる.この構造はストーム時の強い波の作用でできるとされている.

この研究の目的は,ハンモック状斜交層理を造波水槽で作り出し,さらに野外観察での構造解析と組み合わせて,この構造の形成過程を明らかにすることである.本年度は,ストーム時の強い波を想定した大きな波を発生させるため,造波板を新しく設計し取り付けた.この造波板の改良で,波長3m,波高数10cmのこれまでより大きな波を発生できるようになった.その結果,昨年度からの問題であった,この大波を長さ25mの短い水路で消波する装置の開発は,さらに難しくなった.しかし,水路末端の傾斜を変化できる装置を改良して,それにプラスチック消音板を固定し,波の大きさに対してその傾斜を微妙に変えることで,効率よく消波できることがわかった.また,この装置で形成した大型のウェーブリップルを給砂条件下で堆積させると,ハンモック状斜交層理に近いものができることを発見した.今後,このより小さな波の条件での実験の追試もしたい.野外調査では,ハンモック状斜交層理の構造解析を引き続き行った.その結果,昨年見いだした,沖合の泥層に挟まれるものと外浜の癒着したものとの内部構造の違いは,より一般的であることを確認した.さらに,ハンモック状斜交層埋はほとんどが細粒から極細粒砂で構成されるのに対して,より粗粒な砂ではハンモック状斜交層理にならずに,ヘリンボーン構造になることを発見した.これは,ハンモック状斜交層理の形成過程を考える上で,粒度効果があるという重要な発見といえる.ハンモック状斜交層理は,世界各地のさまざまな地質時代の浅海層にみられる堆積構造である.この構造はストーム時の波と流れでできると考えられているが,成因はよくわかっていない.この研究ではこの構造を造波水槽で作り,野外観察での堆積構造解析とから,この構造の形成過程を明らかにすることであった.研究成果は以下の通りである.1)実験装置は申請金額が削られ小型化せざるを得なかったため,強力な波を発生できず,ハンモック状斜交層理は作れなかった.しかし,大型ウェーブリップルやハンモック状の葉理や平行葉理は形成できた.その結果,これまでリップルとプレーンベッドの間とされているハンモック状斜交層理の形成領域はより高領域である可能性が強いことがわかった.2)野外観察では,ハンモック状斜交層理の葉理1枚1枚をトレースした.その解析から,沖合泥底のものは平行から波状葉理へと変化し,外浜の癒着したものは,侵食面と級化層理を下部にもち,波状から平行葉理への変化が繰り返すことがわかった.これは,ハンモック状斜交層理の特徴である波状葉理の一部が,より高領域の水理条件でできるアンティデユーンの痕跡を含むことを示している.3)アンティデユーンの形成実験で,ハンモック状斜交層理に近いものができることを発見した.4)野外観察でハンモック状斜交層理がメガリップル斜交層理に連続して変化し,さらにそれがヘリンボーン構造を示すことを発見した.この構造は造波水路実験でも再現できた.振動流でできるヘリンボーン構造は潮流や河川流のものと違ってオフシューティング葉理を含むことがその特徴といえる.同じ水理条件でも,堆積物の粒径の違いが異なったベッドフォームをつくる効例である.
胆汁逆流による胃癌発生促進に関する基礎的研究

1.体液中,とくに夾雑物の多い胃液中の胆汁酸の測定はきわめて困難とされて来たが安定同位体を内部標準物質として用いる逆同位体希釈法を利用した胆汁酸の高感度測定法を確立することによって胃液中の胆汁酸を高い信頼度をもって測定することが可能となった.この方法によると残胃内のみならず正常の胃液中にも恒常的に胆汁酸が存在することが明らかとなり,胃癌一般の発生にも何らかの作用を及ぼしている可能性が示唆された.2.胆汁成分が胃癌発生を促進することを示唆する実験は内外に数多くみられるが,厳密にはこれらはすべて胆汁,膵液を混えた十二指腸液を胃内に逆流させて得られた納果である.そこであらかじめ胃切除を施行した動物の残胃内に,十二指腸液,胆汁,膵液を夫と別個に作用させた実験から,胆汁,膵液単独よりも,これらを混在させた十二指腸液がもっとも強く発癌とかかわることが明らかとなった.3,胆汁酸の胃癌発生促進作用のメカニズム解明の目的でin vivo,invitro実験を行い以下の結果を得た. 1)4種類の一次胆汁酸を用いた実験から,夫との胆汁酸で誘導されるODC活性は,それら胆汁酸を発癌物質とともに与えて得られる腺癌の数に相関する.2)胆汁酸と発癌物質を用いたin vitro...実験から,胆汁酸が細胞膜に何らかの変化をおこさせ,発癌物質の細胞内移行を増強させる可能性が示唆された,3)ラットに胆汁酸を経口投与した実験で,胆汁酸投与15分後よりcーfosおよびcーmyc遺伝子の転写が上昇し, 30分60分後に約10倍に達することが明らかとなりin vivoにおいても発癌プロモーターによって癌遺伝子の転写が上昇することを確認した.1.体液中,とくに夾雑物の多い胃液中の胆汁酸の測定はきわめて困難とされて来たが安定同位体を内部標準物質として用いる逆同位体希釈法を利用した胆汁酸の高感度測定法を確立することによって胃液中の胆汁酸を高い信頼度をもって測定することが可能となった.この方法によると残胃内のみならず正常の胃液中にも恒常的に胆汁酸が存在することが明らかとなり,胃癌一般の発生にも何らかの作用を及ぼしている可能性が示唆された.2.胆汁成分が胃癌発生を促進することを示唆する実験は内外に数多くみられるが,厳密にはこれらはすべて胆汁,膵液を混えた十二指腸液を胃内に逆流させて得られた納果である.そこであらかじめ胃切除を施行した動物の残胃内に,十二指腸液,胆汁,膵液を夫と別個に作用させた実験から,胆汁,膵液単独よりも,これらを混在させた十二指腸液がもっとも強く発癌とかかわることが明らかとなった.3,胆汁酸の胃癌発生促進作用のメカニズム解明の目的でin vivo,invitro実験を行い以下の結果を得た. 1)4種類の一次胆汁酸を用いた実験から,夫との胆汁酸で誘導されるODC活性は,それら胆汁酸を発癌物質とともに与えて得られる腺癌の数に相関する.2)胆汁酸と発癌物質を用いたin vitro...実験から,胆汁酸が細胞膜に何らかの変化をおこさせ,発癌物質の細胞内移行を増強させる可能性が示唆された,3)ラットに胆汁酸を経口投与した実験で,胆汁酸投与15分後よりcーfosおよびcーmyc遺伝子の転写が上昇し, 30分60分後に約10倍に達することが明らかとなりin vivoにおいても発癌プロモーターによって癌遺伝子の転写が上昇することを確認した.
高感度DS-OCTを用いた生体複屈折の偏光解析

本研究は、従来のオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィ(OCT)装置に比べて数100倍度高度で、侵達度がより深いOCT装置を開発し、この高性能OCTに偏光計測の機能を付加することで、これまで可視化困難であった繊維状組織を鮮明に捉えることを目的としている。本年度は以下に述べるような成果を得た。実際にin vivoで生体内の偏光特性を高精度に測定するためには、物体の動きによる影響を最小限に抑える必要がある。そのため、画像収得速度を向上させる研究を偏光計測と並行して行った。その結果、従来のデータ取得方法だと毎秒1.7フレーム(奥行き512×横方向1550)であったフレームレイトを約25倍高速(毎秒42フレーム)に撮像できる方法を開発した。この高速撮像法により、生体内の偏光特性が安定に収得できるようになった。前房隅角の近傍に位置する線維柱帯はいまだ鮮明に捉えられていない。また、虹彩の下部に位置する毛様体は撮像すること自体が出来ていない。これらの生体の撮像には1300nm付近の波長帯がOCT光源として用いられており、水の吸収の効巣から、この波長帯の選択は妥当であると推察される。しかし、散乱の影響を加味すれば、1550nmなどの長波長帯を使用することで高侵達の撮像が可能となることも期待され、侵達度がより深いOCT装置を開発するという目的にも合致する。そこで、1300nmと1550nmの両波長帯で各種生体の侵達度を比較検した。その結果、指などの水分を多く含む軟組織では1300nmの波長帯による侵達の方が若干優れているが、歯などの硬組織では1300nmと1550nmの両波長帯においてほとんど差異は認められなかった。現在、より複雑な組織構造からなる人前眼部の計測を行うため、専用のプローブを開発中である。本研究の目的は、今まで可視化困難であった繊維状組織を鮮明に捉え、また偏光計測での諸問題を解明することである。これを可能にするため、高感度なCOT(Optical Coherence Tomography)装置の開発を行うことは研究実施計画で述べた。また、実際にin vivoで生体内の偏光特性を高精度に測定するためには、物体の動きによる影響を最小限に抑えることが望ましい。そのためには、より高速な画像収得が必要である。これらの必要性を受け、システム感度と画像収得測度を向上させる研究を偏光計測を並行して行い、下記の成果が得られた。1.高感度化光増幅器(Semiconductor Optical Amplifier)を用いることによって、OCTのシステム感度を22.8db向上させることに成功した。この方法により、生体内のより深い領域の撮像が可能となった。一連の結果は、研究成果に載せたように論文として発表した。2.高速化本研究は、従来のオプティカル・コヒーレンス・トモグラフィ(OCT)装置に比べて数100倍度高度で、侵達度がより深いOCT装置を開発し、この高性能OCTに偏光計測の機能を付加することで、これまで可視化困難であった繊維状組織を鮮明に捉えることを目的としている。
アーバスキュラー菌根菌による有機態リン酸の獲得機構の解明

アーバスキュラー菌根(AM)菌の外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼ活性の菌種間差の解明を目的とした。30μmのナイロンバックによって菌根区画(MC)と菌糸区画(HC)に分けられたポットに滅菌黒ボク土をそれぞれ加えた。AM菌Rhizophagus clarus CK001(Rc)、R. irregularis DAOM197198(Ri)、およびParaglomus occultum 19-a(Po)をそれぞれ接種した区と非接種区を設けた。MCおよびHCの土壌中にムライトセラミックチューブを設置し、ネギを播種した。播種後40から55日目まで5日おきにムライトセラミックチューブから土壌溶液を回収し、p-ニトロフェニルリン酸を基質としたACPの活性評価とSDS-PAGEに供試した。また播種後55日目にポットを解体し、菌根形成率、地上部リン含有率、地上部乾物重、および外生菌糸長を測定した。【結果および考察】菌根形成率、地上部リン吸収量、および地上部乾物重は非接種区よりも接種区で高かった。土壌溶液中ACP活性はMCではRi接種区が、HCではRc接種区が最も高く、Po区は非接種よりも低かった。これらの結果はSDS-PAGEの結果と一致していた。Rcの外生菌糸長はポット内で均一だったのに対して、RiおよびPoでは根から離れるにつれて減少した。これらの結果は、外生菌糸からのACPの浸出は菌種ごとに異なること、またその浸出は外生菌糸の先端で起こることを示した。アーバスキュラー菌根(AM)菌の外生菌糸から浸出されるACP活性の検出とその低リン条件への応答の解明を目的とした。ネギ(Allium fistulosum L.)にRhizophagus clarusを接種した区と非接種の区を設け、菌根区画と菌糸区画に分けられた2コンパートメントポットで生育させた。それぞれの区画から土壌溶液を、このときの植物から根の抽出物を、それぞれ得た。水耕でネギを生育させ、根の浸出物を得た。ネギおよびアマ(Linum usitatissimum L.)毛状根にR. clarusを接種し、それぞれ砂耕およびin vitroで培養し、外生菌糸の抽出物を得た。これらの試料をSDS-PAGEで解析した。アマ毛状根にR. clarusを接種し、3段階のリン濃度(3、15、および30 μM)の培地を含む2コンパートメントペトリ皿で生育させた。菌糸区画の外生菌糸および培地を回収し、外生菌糸表面および浸出されたACP活性を測定した。接種区の地上部リン吸収および乾物重は非接種より大きかった。接種区の菌根区画および菌糸区画の土壌溶液と、砂耕およびin vitro培養から得られた外生菌糸の抽出物から187 kDaのACP活性を検出した。菌糸区画中の外生菌糸表面および培地中のACP活性は、3 μMで30 μMより高かった。アーバスキュラー菌根菌の外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼ活性が培地リン濃度の影響を受けることを明らかにした。毛状根を用いた無菌的な条件においても酸性ホスファターゼ活性が菌糸由来であることを確認した。以上により、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価される。毛状根を用いた無菌的な条件においては反復間の変動が大きかったため、変動を小さくする必要がある。ネギ(Allium fistulosum L.)にRhizophagus clarusを接種した区と非接種の区を設け、30 μmナイロンメッシュで根と菌糸が伸長する菌根区画と外生菌糸のみが伸長する菌糸区画に分けられた2区画ポットで生育させた。2つのリン施肥段階(0(P0)、および0.5(P0.5) g P2O5/kg)を設けた。土壌中にムライトセラミック管を埋設し、それぞれの区画から菌糸の浸出物を含む土壌溶液を得た。アマ(Linum usitatissimum L.)毛状根にR. clarusを接種し、2段階のリン濃度(3、30 μM)の培地を含む2区画ペトリ皿で生育させた。接種区の菌根区画および菌糸区画の土壌溶液得られた外生菌糸の抽出物から187 kDaのACP活性を検出した。活性はP0区でP0.5区より高かった。これらの結果はAM菌R. clarusの外生菌糸からのACPの浸出は低リン条件下で促進されることを示す。

毛状根を用いた無菌的な条件においても酸性ホスファターゼ活性が菌糸由来であることを確認した。以上により、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価される。アーバスキュラー菌根(AM)菌の外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼ活性の菌種間差の解明を目的とした。30μmのナイロンバックによって菌根区画(MC)と菌糸区画(HC)に分けられたポットに滅菌黒ボク土をそれぞれ加えた。AM菌Rhizophagus clarus CK001(Rc)、R. irregularis DAOM197198(Ri)、およびParaglomus occultum 19-a(Po)をそれぞれ接種した区と非接種区を設けた。MCおよびHCの土壌中にムライトセラミックチューブを設置し、ネギを播種した。播種後40から55日目まで5日おきにムライトセラミックチューブから土壌溶液を回収し、p-ニトロフェニルリン酸を基質としたACPの活性評価とSDS-PAGEに供試した。また播種後55日目にポットを解体し、菌根形成率、地上部リン含有率、地上部乾物重、および外生菌糸長を測定した。【結果および考察】菌根形成率、地上部リン吸収量、および地上部乾物重は非接種区よりも接種区で高かった。土壌溶液中ACP活性はMCではRi接種区が、HCではRc接種区が最も高く、Po区は非接種よりも低かった。これらの結果はSDS-PAGEの結果と一致していた。Rcの外生菌糸長はポット内で均一だったのに対して、RiおよびPoでは根から離れるにつれて減少した。これらの結果は、外生菌糸からのACPの浸出は菌種ごとに異なること、またその浸出は外生菌糸の先端で起こることを示した。外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼによる各種有機態リン化合物の分解を明らかにするとともに、アーバスキュラー菌根菌によるリン酸吸収の促進における酸性ホスファターゼの寄与について解析を進める。これらはこれまでの研究遂行の実績から、十分に実施できるものと判断される。各種リン酸化合物が外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼ活性に及ぼす影響を明らかにするとともに、有機態リン酸濃度が異なる土壌におけるアーバスキュラー菌根菌の接種がリン酸吸収に及ぼす影響について解析を進める。土壌中の有機態リン酸の測定方法を確立し、菌根菌接種区と非接種区の栽培前後の有機態リン酸濃度を測定し、酸性ホスファターゼ活性との関係を明らかにする。酸性ホスファターゼ活性が高いアーバスキュラー菌根菌をスクリーニングする。有機物含量が高い圃場において接種試験を行い、アーバスキュラー菌根菌による有機態リン酸の有効利用を確立する。研究が順調に進んだため、消耗品の購入が予定より少なくなったため。平成29年度に外生菌糸から浸出される酸性ホスファターゼによる各種有機態リン酸化合物の分解の解明を終了させ、国際会議での発表を予定していた。しかし、毛状根を用いたアーバスキュラー菌根菌の無菌培養に時間を要したため、予定していた国際会議での発表ができなかった。分析結果をまとめて平成30年9月にベルギーで開催される国際会議で発表することとする。消耗品の購入にあてる。
非アルコール性脂肪性肝炎の病態形成におけるサイトグロビンの関与

Cygb-/-マウスにCDAA投与後16週間までの観察では野生型に比較してCygb-/-マウスで炎症、線維化反応の増強が観察された。32週間まで観察を継続するとCygb-/-マウスでは肝臓が萎縮しており高度の線維化が生じ、同時に腫瘍形成が確認された。Cygb-/-マウスはCDAAモデルにおいても易発がん性を呈することが改めて確認された。Cygb-/-マウス肝ではラジカル反応が強く生じていることが示されCygbの存在が肝臓を生理的状況を維持するのに不可欠である事が示された。myeroperoxidase陽性の細胞は浸潤した好中球であることや肝臓内では抗酸化ストレス物質が減弱することが示された。肝臓病学謝金の支払いが不要となったため。物品購入に使用する予定である。
局所力学試験における材料応答の本質的理解と化学的不均質性評価手法の構築

微小領域の局所力学応答の理解を目指して,ナノインデンテーション試験による粒界等の局所力学応答およびそれに及ぼす溶質元素の影響等を調査・検討した.純AlおよびAl-Mg合金を供試材として,粒界や粒内の各領域でナノインデンテーション試験を行った.粒内および粒界のナノ硬さは,粒界,粒内共に,Mg濃度の増加に伴い上昇することが明らかとなったが,Mg濃度が増加すると粒界と粒内の硬さの差が小さくなることもわかった.これは,純Alにおける粒界の弾性ひずみが,Mgの粒界偏析に伴い緩和され,粒内との差が小さくなることに起因すると予想した.平成25年度は,主に代表的な形状記憶合金であるTi-Ni系合金についてナノインデンテーションを行い,ポップインのみならずポップイン後の局所力学応答についてデータを系統的に取得する事を目的として研究を行った.異なる変態温度を有する3種類のTi-Ni系合金を作製し,超弾性効果の起源となる応力誘起マルテンサイト変態の挙動や形状記憶効果に寄与するマルテンサイトの変形挙動を系統的に調査した.室温で応力誘起変態が生じるであろうと予測されるNi過剰Ti-Ni合金およびTi-Ni-Fe合金については,荷重除荷後に見られる永久変形量について,負荷荷重に対する依存性が顕著に認められた.また,室温でマルテンサイトとなる等原子比近傍組成のTi-Ni合金については,ナノインデンテーション試験を温度制御した環境下で行い,逆変態点近傍において見かけの変形回復量が大きくなることを確認した.しかしながら,いずれのTi-Ni系合金についても,塑性変形が主として転位の運動で担われる通常の金属材料で認められるようなポップイン現象は現れなかった.熱弾性型マルテンサイトの塑性変形は,支配的な内部欠陥である双晶の界面移動やそれに伴うバリアントの食い合いで進行すると考えられているが,このような双晶界面の移動に対応したナノインデンテーション試験時の力学応答が,通常の金属材料をナノインデンテーションに供した際に認められるポップイン現象に対応する転位の集団的な発生・増殖とはその力学応答が本質的に異なると考えている.今後は,ポップイン前後の見かけの加工硬化率を見積もることなどにより.より定量的な評価を行う必要がある.また,Fe-3%Si固溶体のナノインデンテーションやAl-Mg合金の初期組織制御等も並行して実施した.平成26年度は,化学的不均質性評価法の探索を主に実施した.純Alと0.1at%Siを含有したAl-Si合金多結晶中の構造および化学的不均一性について着目し,粒界と粒内にナノインデンテーションを行い,荷重負荷および除荷時の挙動を評価した.荷重負荷時の転位発生,増殖に由来するポップイン現象はいずれの領域でも顕著に認められ,粒内におけるポップイン開始荷重はそれほど大きな違いは認められなかった.一方,粒界においてナノインデンテーションを行ったところ,除荷過程曲線から算出される硬さと剛性率は,純Al,Al-Si合金いずれにおいても粒内のそれらと比較して高いことが明らかとなった.しかしながら,純Al,Al-Si合金に対するナノインデンテーションによって得られた硬さと剛性率について粒界と粒内の差分を検討すると,Al-Si合金の差は純Alに比べて小さいことが明らかとなった.研究代表者や他の研究者によるこれまでの報告より,Al中のSiは粒界に偏析しやすい傾向であることが明らかとなっており,粒内に比べて大きなFree Volumeを有する粒界にSiが偏析することで,そのFree Volumeが緩和され,剛性率や硬さの減少が生じたと現時点では理解している.Ti-Ni合金の力学応答については,これまでに得られた成果の一部を論文として発表すると共に,より詳細な応力負荷時の挙動とSPMを用いた表面起伏の観察を行うことで,力学応答と組織形成の理解に努めた.本年度はAlーMg合金を中心にして、濃度の影響および粒界と粒内の局所力学応答に対する差異を検討した。Mgを0.1at%、1.0at%添加したAlーMg合金の溶体化処理材に対してナノインデンテーション試験を行ったところ、純Alと比較して粒内の硬さは添加量に伴い上昇した。また、AlーSi合金やAlーFe合金のデータと比較すると、Siよりは硬さの上昇度合いは大きいものの、Feよりは小さいことが明らかになった。これらの結果は、MgやSi、Feのミスフィットひずみの大小に起因する。一方、荷重ー変位曲線において転位の増殖等に対応すると考えられている、ポップイン挙動が生じる最小荷重である臨界荷重は、Mg量に応じた顕著な変化は認められなかった。加えて、粒界と粒内の挙動および物性値を比較するために、純Al、AlーSiおよびAlーMg合金に対して、それぞれの局所領域でナノインデンテーション試験を実施した。粒内の硬さとヤング率を基準として,粒界で得られる値がどのように変化するか、また純Alと比較して添加元素がどのように影響を及ぼすか調査・検討したところ、異種元素を添加することで粒界の物性値は粒内の値に近付く傾向が認められた。この結果は、純Alの結晶粒界近傍において存在する自由体積が粒界偏析によって減少し、純Alの結晶粒界が有するひずみが緩和されることに由来すると考えている。ただし、AlーMgとAlーSiでその挙動が異なることも併せて明らかとなった。以上の得られた結果より、当初検討していた溶質元素の分布を力学試験によって求める試みは可能であると結論づけられる一方で、個々の粒界が有する弾性ひずみ計測や各種溶質元素の偏析傾向、粒界性格の関係性を検討し、統計的にデータの蓄積が必要であることも明らかとなった。

微小領域の局所力学応答の理解を目指して,ナノインデンテーション試験による粒界等の局所力学応答およびそれに及ぼす溶質元素の影響等を調査・検討した.純AlおよびAl-Mg合金を供試材として,粒界や粒内の各領域でナノインデンテーション試験を行った.粒内および粒界のナノ硬さは,粒界,粒内共に,Mg濃度の増加に伴い上昇することが明らかとなったが,Mg濃度が増加すると粒界と粒内の硬さの差が小さくなることもわかった.これは,純Alにおける粒界の弾性ひずみが,Mgの粒界偏析に伴い緩和され,粒内との差が小さくなることに起因すると予想した.粒界偏析傾向等,化学的不均質性を力学応答から評価・検討することを念頭に置いて遂行してきたが,純Alにおいても粒界と粒内の力学応答に違いが認められた.合金系における偏析傾向を把握する前に,ベースとなる純Alの差異を検討する点に時間を要し,当初の予定よりやや遅れていると判断した.粒界・界面科学本年度が最終年度であることから,対象とする合金系を絞り純Alとの比較を行うことで,化学的不均質性の評価方法確立に向けた研究を遂行する.一方力学応答については,引き続きTi-Ni合金を対象とした研究を継続する.一部は初期組織制御等,予備実験にとどまっているものあるが,Ti-Ni合金についての系統的なナノインデンテーションの実施およびそれらの変形機構に対する理解,およびBCC系のFe-3%Si合金における転位挙動や粒界との相互作用等,概ね順調に進展していると考える.平成26年度は研究代表者の所属機関内人事異動に伴い,当該助成金を使用することがほとんどできなかったため.本年12月までは研究代表者の機関内人事異動で,代表者が実施する予定の研究については大幅な進展は見込めない状況であるが,分担者とは緊密な連絡を取り合い,研究を推進する.本年度は,やや遅れている研究を加速させるために,研磨機等の備品を導入し効率的な実験を実施する.また,ナノインデンテーションで明らかになりつつある粒界の剛性率等諸物性を理解するために粒界構造評価装置を導入することを予定している.本年は,これまでの研究で使用してきた合金等を合理的かつ計画的に使用することで,経費削減に成功した.次年度は,前述の通り研究代表者の機関内人事異動に伴い,研究の大幅な進展は見込めないことを予測しているが,実施可能になった後により計画的に研究が遂行できるよう,素材購入やその加工処理等を予め行う予定である.また,本年度に得られた成果については国外の研究者も興味を示しており,その打合せ等の旅費としても利用する予定である.
日本の砂糖産業にみる改良品種の地域貿易ブロック内普及プロセスに関する研究

植民地台湾では産業政策を通じて在来種から外国産種へのサトウキビの品種改良が進呈した。特に台湾総督府による肥料補助を契機として、砂糖産業各社は規模の経済性の追求に成功した。そして両大戦間期には成長した大企業が技術開発の中心的役割を果たすようになり、日本帝国領域内では企業の成長と農家所得の上昇とが生じたことが明らかとなった。本研究の課題は、品種改良の普及が生産可能性に大きな影響を与えることに着目し、技術革新が実現にむかう具体的プロセスを、サトウキビ栽培を事例として、地域ブロックの観点から明らかにすることにある。そこで2年計画の初年度については、糖業関連の産業政策に関係した資料や糖業試験場に関する資料の収集を中心に調査を進めた。同時に各種統計類に記載されたデータの入力作業を行い、それを利用して砂糖産業各社の競争動態の把握に努めた。というのも栽培品種の転換を行ったのは基本的には農家であるが、しかし耕地の一部を食物自給のために利用することが可能である。そのため商品作物であるサトウキビ栽培を耕作地に全面化させて、現金収入の最大化をはかることはない。この意味で砂糖産業各社は、企業間競争を続けるうえでサトウキビの調達は不可欠であり、したがって企業側に強いインセンティブが与えられる形で品種転換は進んだと考えられるからである。そこで既存の研究が必ずしも企業間競争の総体的な把握には至っていない点と、1920年代半ば以降に生じる企業合併が、当該産業における大企業体制の確立をもたらした点とに着目して、1920年代の日本帝国内の砂糖需給構造と企業成長の関連を検討した。その結果、砂糖の帝国内自給が未達成という条件下で、財務状況に恵まれた上位企業を中心に投資の活発化と製品販売競争が激化し、収益性の低迷するなかで中堅以上企業同士の合併も含む業界再編が生じたことが明らかとなった。これによって砂糖産業各社が、当該期に積極的にサトウキビの品種転換を進めた動機が把握されたとみることができる。2015年度中は、古書店からの買入も含め、精力的な資料収集を行った。同時に『台湾糖業統計』、『砂糖年鑑』、『製糖会社要覧』といった基本的な統計資料の収集とデータの入力作業を行った。その成果の一部として、1920年代における企業間競争の動態を検討し、サトウキビの改良品種の普及が、砂糖産業各社の企業間競争に影響されていたことを把握した点は、「研究実績の概要」に記した通りである。この検討と関連して、台湾と沖縄に生産拠点を設けて事業を展開させた、中堅クラス企業である台南製糖の動向を検討して、台南製糖従業員の人的紐帯が利用されて、帝国製糖から台南製糖へと2725POJほか数種のジャワ大茎種が台湾から移入されたことを把握した。台南製糖と沖縄農家との関係については、拙稿において既に後者の側から触れているため、これによってひとまず沖縄における品種転換の展開は資料的な裏付けを得ることができた。そこで当初の予定では、2015年度中は日本国内の資料収集に集中することにしたが、2016年3月には台湾において資料調査を実施した。その対象は、国史館台湾文献館所蔵の台湾総督府文書と台湾図書館(旧国立中央図書館台湾分館)所蔵の日本植民地期資料である。前者では農事試験場の「製糖試験成績報告」や台湾総督府糖業試験所の設立趣旨に関する文書といった糖業政策関係の資料を発掘し、後者では製糖会社の農事主任会議講演の記録などを入手した。現在、これらの資料の読解を行い、台湾におけるサトウキビの品種転換過程についての分析を進めている。本課題の研究の結果、総督府の経済政策、試験場における品種改良政策を梃子として一方における製糖会社の大量生産体制の確立、他方における甘蔗栽培農家の所得上昇とが進行したことが明らかとなった。既存の研究では経済政策、企業成長、農家所得の変動が個別的に検討されており、相互関係性に関する検証の必要性については一部で言及はみられたものの、歴史実証的な観点からして単純な指摘以上のものではなかった。したがって各経済主体の関心事、すなわち行政については財政収入、企業については生産拡大(規模の経済性の発現)にともなう利潤の創出、農家については所得上昇が、肥料の配布を契機に既存の支配的品種を刷新して達成されたという点を、一次資料も含む史料にもとづいて解明したことが、本研究の実績といえる。とりわけ総督府が一方で農家経済の調査・研究を実施し、他方で産業政策の一環として品種改良を実現するための体制を整備したことは、農家はもちろんのこと、企業の研究開発コストを抑制・肩代わりする役割を果たしたという意味で、経済史に限らず経営史的な視角からもても外部環境に関わる論点として無視できない内容となる。しかも第2次大戦以降もしばらく支配的となっていた品種が外国産であったことを考えれば、本研究で明らかとしたことが、世界市場における日本の位置=後発国としての優位性を効果的に利用したことが、植民地を含む帝国レベルの経済成長(植民地からみれば従属的発展)を促す要因となっていたことの査証となろう。

そして両大戦間期には成長した大企業が技術開発の中心的役割を果たすようになり、日本帝国領域内では企業の成長と農家所得の上昇とが生じたことが明らかとなった。最終年度にあたる本年度は、2年間の研究成果の取りまとめを行う。「現在までの進捗状況」に記した通り、2016年3月に台湾において資料調査を実施し、現在その分析を進めている。本年度の課題は、植民地台湾においてサトウキビの品種転換が推し進められる具体的なプロセスを明らかにすることである。本研究が、サトウキビ栽培を事例として、技術革新が連鎖していく過程を、地域ブロックの観点から具体的に明らかにすることを課題としていることから、一連の過程が引き起こされる契機を把握することが重視される。台湾総督府が糖業振興を目的として試験場を通じた新品種の普及に努めたこと、砂糖産業各社が原料調達状況の改善方策としてサトウキビの単位収穫当り収穫量の増加に努めたことは、既存の研究によって知られている。ただし両者の関連、特に官から民への技術革新主体の転換プロセスについては、必ずしも明らかとはなっていない。この点が明らかとなると、初年度に把握した沖縄の実態とあわせて、地域ブロック内の改良品種普及プロセス全体が解明されるのである。以上のプロセスを経て、夏季の長期休暇中に論文作成に目途をつける予定である。そのうえで秋には研究会・学会報告を行うことで第3者の意見を聴取し、年度内に論文=研究成果の公表に至る予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。経済史28年度が最終年度であるため、記入しない。
幼児期行動的問題に関する遺伝要因と環境要因の交互作用解明を目的とした疫学研究

九州・沖縄母子保健研究(出生前コーホート研究)と九州・沖縄小児健康調査(横断研究)のデータを活用して、行動的問題のリスク要因及び予防要因を解明することを目的とする。平成30年度は、九州・沖縄母子保健研究のデータを活用した1つの英文原著論文を公表した。妊娠中の母親のビタミンB類摂取が生まれた子の5歳時におけるStrengths and Difficulties Questionnaireに基づいた行動的問題に影響するかどうかを検討した。尚、5歳時における情緒問題、行為問題、多動問題、仲間関係問題及び低い向社会的行動は、各々、子の12.9%、19.4%、13.1%、8.6%及び29.2%に認められた。妊娠中の葉酸摂取が多いほど、生まれた子の低い向社会的行動のリスクが有意に低下した。妊娠中のビタミンB6摂取が多いほど、生まれた子の多動問題及び低い向社会的行動のリスクが有意に低下した。妊娠中のビタミンB2摂取が多いほど、生まれた子の情緒問題のリスクが有意に低下した。妊娠中ビタミンB12摂取はいずれの行動的問題とも関連がなかった。九州・沖縄母子保健研究と九州・沖縄小児健康調査の計約5千名の子供のSNAP25rs3746544及びBAIAP2 rs8079781のタイピングを完了し、データベース化して統計解析を行った。九州・沖縄母子保健研究のデータで、ITIH4 SNP rs2239547と妊娠中うつ症状との有意な関連に加えてこのSNPと第2子以降との間に有意な交互作用を認めたことを報告した。九州・沖縄小児健康調査のデータを用いて早産と喘息喘鳴との有意な正の関連を報告した。現在、九州・沖縄母子保健研究のデータを用いて、妊娠中のカルシウム摂取、野菜や果物及び抗酸化物質摂取、周産期のうつ症状と子の行動的問題との関連に関する3つの論文を投稿している。着実に査読のある学術誌に英文原著論文としてエビデンスを公表している。遺伝子多型のタイピングを完了してデータベース化を行い、統計解析を実行している。九州・沖縄母子保健研究の追跡調査を継続している。現状の研究活動を継続して推進し、英文原著論文としてのエビデンスの蓄積に尽力する。平成29年度は、九州・沖縄母子保健研究のデータを活用した2つの英文原著論文を公表した。いずれも妊娠中の母親の栄養摂取が生まれた子の5歳時におけるStrengths and Difficulties Questionnaireに基づいた行動的問題に影響するかどうかを検討した。尚、5歳時における情緒問題、行為問題、多動問題、及び仲間関係問題は、各々、子の12.9%、19.4%、13.1%及び8.6%に認められた。1つ目の論文では妊娠中の脂肪酸摂取との関連を調べたところ、妊娠中の一価不飽和脂肪酸、αリノレン酸、n-6系不飽和脂肪酸、リノール酸が多いほど、生まれた子の情緒問題のリスクが有意に高まった。これらの脂肪酸摂取と行為問題、多動問題及び仲間関係問題とは関連がなかった。妊娠中の総脂肪酸、飽和脂肪酸、n-3系不飽和脂肪酸、エイコサペンタエン酸、ドコサヘキサエン酸、アラキドン酸及びコレステロール摂取はいずれの行動的問題とも関連がなかった。2つ目の論文では妊娠中のカフェイン摂取との関連を調べたところ、仲間関係問題のリスク低下と関連し、情緒問題、行為問題、多動問題とは関連がなかった。九州・沖縄母子保健研究と九州・沖縄小児健康調査の計約5千名の子供の遺伝子検体を用いて、SNAP25 rs3746544及びBAIAP2 rs8079781のタイピングを行った。九州・沖縄母子保健研究のデータで、妊娠中の日本型及び健康型食事パターンが妊娠中うつ症状と予防的な関連であることと喫煙と妊娠中うつ症状との正の関連も報告した。九州・沖縄小児健康調査のデータを用いて母乳と喘息との予防的な関連及び社会経済的要因とう歯との関連も報告した。遺伝子多型のタイピングも堅実に実行している。妊娠中ビタミンB12摂取はいずれの行動的

問題とも関連がなかった。九州・沖縄母子保健研究と九州・沖縄小児健康調査の計約5千名の子供のSNAP25rs3746544及びBAIAP2 rs8079781のタイピングを完了し、データベース化して統計解析を行った。九州・沖縄母子保健研究のデータで、ITIH4 SNP rs2239547と妊娠中うつ症状との有意な関連に加えてこのSNPと第2子以降との間に有意な交互作用を認めたことを報告した。九州・沖縄小児健康調査のデータを用いて早産と喘息喘鳴との有意な正の関連を報告した。現在、九州・沖縄母子保健研究のデータを用いて、妊娠中のカルシウム摂取、野菜や果物及び抗酸化物質摂取、周産期のうつ症状と子の行動的問題との関連に関する3つの論文を投稿している。着実に査読のある学術誌に英文原著論文としてエビデンスを公表している。遺伝子多型のタイピングを完了してデータベース化を行い、統計解析を実行している。九州・沖縄母子保健研究の追跡調査を継続している。現状の研究活動を継続して推進し、英文原著論文としてのエビデンスの蓄積に尽力する。
含ハロゲン有機酸の酵素的分解と有用物質への変換

天然界には環境上有害な多種多様な含ハロゲン有機酸が存在する.キブラールという植物やある種の放線菌は猛毒のモノフルオロ酢酸を合成するほか,毒キノコにも各種の有毒含ハロゲン有機酸を合成するものが多い.例えば,猛毒キノコであるコテングタケモドキには, 2-アミノー4-クロロー4-ペンテン酸(ACP)が高濃度に蓄積されている.本研究では有害な含ハロゲン有機酸の1つのモデルとしてACPを取り上げ,その抗菌作用を明らかにすると共に,微生物分解の機構を酵素レベルで解明することを目的としている.L-ACPは各種の細菌に対して抗菌剤として作用する. 6.7mMのL-ACPの添加によって供試菌株は全て完全に生育阻害を受けた.細菌の中にはACPを分解するものがあり,特にProteusmirabilisに強い分解活性が見いだされた.本菌の粗抽出液をL-ACPと共にインキュベートすると, L-ACPが分解し,等モルの塩素イオン,アンモニア並びに2-ケトー4-ペンテン酸が生成した.酸素非存在下においても反応は進行し,また,酸素存在下でも過酸化水素は生成しない.従って,本反応にはアミノ酸酸化酵素以外の何らかの新酵素が関与していると考えられる.しかし, ACPはアミノ酸オキシダーゼの良好な基質であり,この場合には, 1モルの酸素及びACPから,等モルの塩素イオン,アンモニア, 2-ケトー4-ペンテン酸及び過酸化水素が生成する.本反応を解析した結果, ACPが酸化してα-ケト酸に転換し,その後,さらに,分解して塩素イオンが生成すると推論された.天然界には環境上有害な多種多様な含ハロゲン有機酸が存在する.キブラールという植物やある種の放線菌は猛毒のモノフルオロ酢酸を合成するほか,毒キノコにも各種の有毒含ハロゲン有機酸を合成するものが多い.例えば,猛毒キノコであるコテングタケモドキには, 2-アミノー4-クロロー4-ペンテン酸(ACP)が高濃度に蓄積されている.本研究では有害な含ハロゲン有機酸の1つのモデルとしてACPを取り上げ,その抗菌作用を明らかにすると共に,微生物分解の機構を酵素レベルで解明することを目的としている.L-ACPは各種の細菌に対して抗菌剤として作用する. 6.7mMのL-ACPの添加によって供試菌株は全て完全に生育阻害を受けた.細菌の中にはACPを分解するものがあり,特にProteusmirabilisに強い分解活性が見いだされた.本菌の粗抽出液をL-ACPと共にインキュベートすると, L-ACPが分解し,等モルの塩素イオン,アンモニア並びに2-ケトー4-ペンテン酸が生成した.酸素非存在下においても反応は進行し,また,酸素存在下でも過酸化水素は生成しない.従って,本反応にはアミノ酸酸化酵素以外の何らかの新酵素が関与していると考えられる.しかし, ACPはアミノ酸オキシダーゼの良好な基質であり,この場合には, 1モルの酸素及びACPから,等モルの塩素イオン,アンモニア, 2-ケトー4-ペンテン酸及び過酸化水素が生成する.本反応を解析した結果, ACPが酸化してα-ケト酸に転換し,その後,さらに,分解して塩素イオンが生成すると推論された.
人工赤血球(リポソ-ムヘム)の臨床応用に関する基礎的研究

酸素運搬能を持つヘムを作成し、これを担体としてのリポソ-ムヘムの二重膜に包埋することにより全合成した完全合成系の人工赤血球リポソ-ムヘム(Liposomeーembedded heme,以下L/H)の生体内における酸素運搬能について検討した。体重89Kgのビ-グル犬に全身麻酔を施し、人工呼吸下に実験を行なった。ビ-グル犬を2群に分けそれぞれの群より15ml/Kg(n=2),30ml/Kg(n=3)を脱血し、脱血量と同じ量のL/H液を静脈内に投与した。血行動態が安定したところで心拍出量(CO、1/min.)、血液中のビ-グル犬のヘモグロビン濃度(Hb)とL/Hの濃度(それぞれg/dl,およびmM)、を測定しHbおよびL/Hによる酸素運搬量(TO_2,ml/min.)とHbおよびL/Hからの酸素消費量(VO_2,ml/min.)、総酸素運搬量中に占めるL/Hによる酸素運搬量の割合%TO_2,総酸素消費量中に占めるL/Hからの酸素消費量の割合%VO_2を計算し、さらにL/Hの濃度が1mMで心拍出量を1l/minとした時のL/Hによる酸素運搬量TO_2(ml/mM/min.)とL/Hからの酸素消費量VO_2(ml/mM/min.)を算出した。両群の平均値を示した。すなわちL/Hの濃度が1mMで心拍出量が1l/minの時の酸素運搬量は1517ml/min.でL/Hの濃度が1mMで心拍出量が1l/minの時のL/Hからの酸素消費量は7.78.7ml/min.であった。こにようにL/Hは肺で酸素を結合しこれを組織で放出しており、その量は投与されたL/Hの量に比例していた。以上により完全合成系の人工赤血球リポソ-ムヘムの酸素運搬体としての有効性が示された。人工的に作製したヘムをリポソームに包理し、酸素運搬体としての機能を持つartificial redblood cellあるいはneohemocyteと呼べる物質を合成し、この物質の臨床応用のための基礎的実験を行ってきた。この人工赤血球の溶液物性、組織への酸素運と組織における酸素放出能について検定し満足すべき結果を得た。また犬の静脈内に投与された人工赤血球の血中での半減期が6時間であることを観察した。人間の出血性ショックでは循環血液量の減少による抹消循環不全のため、組織の低潅流と低酸素症が生じ重要臓器の機能不全の原因となるが、これに対して血漿容量の補正と酸素運搬体の補給が必要である。酸素運搬体の補給に関しては正常の血液と同じ酸素運搬能を持ち、かつ粘性の点からは赤血球を含まない輸液剤が理想的であり、人工赤血球はこの条件に適うものである。出血性ショック時の人工赤血球の酸素運搬能を検討するため兎より脱血しヘマトクリット値を10%とした後、20%の人工赤血球溶液90mlを静脈内に投与した。この時のヘモグロビン値は3.6g/dlであった。この状態での兎のヘモグロビンによる動脈血酸素含量、静脈血酸素含量および動静脈血酸素含量較差は夫々5.1vol%、2.0vol%、3.1vol%で、人工赤血球によるそれは夫々2.0vol%、0.5vol%、3.1vol%であった。兎のヘモグロビンと人工赤血球の動静脈酸素含量較差の比は2:1であり、人工赤血球よりの酸素も組織で利用されていることが確認できた。人工赤血球の生体内における機能とその臨床応用の可能性についてさらに検討を加えて行きたい。酸素運搬能を持つヘムを人工的に合成し、これをリポソ-ムに包埋することにより全合成系の人工赤血球(リポソ-ムヘム、liposomeheme.以下L/H)を作製した。本物質の犬における酸素運搬能について検討した。[方法]体重10kg前後の犬に静脈麻酔し、気管内挿管後、調節呼吸下に実験を行った。体重当たり約30mlを脱血した。脱血終了30分後より脱血量に見合う生理食塩水(I群)、ヘムを含まないリポソ-ムのみの溶液(II群)、およびL/Hの溶液(III群)をそれぞれ毎分10mlの速度で静脈内に注入した。(各群n=2)。経時的にヘモグロビン濃度(Hb)、動、静脈血液ガス分析、心拍出量などの測定を行った。L/H濃度の測定はシアノメト法で行った。以上によりか群の犬自身のHb、およびL/H投与群ではL/Hによる酸素運搬量(TO_2)とおよび酸素消費量(VO_2)を算出した。[結果]各群におけるL/H注入前および注入後30分の成績を表1に、注入前値(脱血後30分の時点)を対照値とし、これを100とした時の各群における注入後90分までのTO_2とVO_2の変化率(%)を表2に示す。III群における犬のVOのうちHbおよびL/HよりのVOは53ml/min.17ml/minとその比は3:1であり、また、III群における90分までのTO_2とVO_2の増加率は群で最も高かった。

このようにL/Hが生体内で酸素を運搬しこの酸素が組織で消費されておりL/Hが人工赤血球としての基本的条件を満たしていることが確認された。酸素運搬能を持つヘムを作成し、これを担体としてのリポソ-ムヘムの二重膜に包埋することにより全合成した完全合成系の人工赤血球リポソ-ムヘム(Liposomeーembedded heme,以下L/H)の生体内における酸素運搬能について検討した。体重89Kgのビ-グル犬に全身麻酔を施し、人工呼吸下に実験を行なった。ビ-グル犬を2群に分けそれぞれの群より15ml/Kg(n=2),30ml/Kg(n=3)を脱血し、脱血量と同じ量のL/H液を静脈内に投与した。血行動態が安定したところで心拍出量(CO、1/min.)、血液中のビ-グル犬のヘモグロビン濃度(Hb)とL/Hの濃度(それぞれg/dl,およびmM)、を測定しHbおよびL/Hによる酸素運搬量(TO_2,ml/min.)とHbおよびL/Hからの酸素消費量(VO_2,ml/min.)、総酸素運搬量中に占めるL/Hによる酸素運搬量の割合%TO_2,総酸素消費量中に占めるL/Hからの酸素消費量の割合%VO_2を計算し、さらにL/Hの濃度が1mMで心拍出量を1l/minとした時のL/Hによる酸素運搬量TO_2(ml/mM/min.)とL/Hからの酸素消費量VO_2(ml/mM/min.)を算出した。両群の平均値を示した。すなわちL/Hの濃度が1mMで心拍出量が1l/minの時の酸素運搬量は1517ml/min.でL/Hの濃度が1mMで心拍出量が1l/minの時のL/Hからの酸素消費量は7.78.7ml/min.であった。こにようにL/Hは肺で酸素を結合しこれを組織で放出しており、その量は投与されたL/Hの量に比例していた。以上により完全合成系の人工赤血球リポソ-ムヘムの酸素運搬体としての有効性が示された。