hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ハロゲン化麻酔剤による肝障害発生の機序について

ハロゲン化麻酔薬の肝障害作用の機序をラットのヘパトサイトを用いて検討した。実験群を培養ガスにより95%酸素下1.無麻酔群2.2%ハロセン群3.1.5%セボフルレン群4.1.5%エンフルレン群5.1.2%イソフルレン群に、また5%酸素下6.無麻酔群7.2%ハロセン群8.1.5%セボフルレン群9.1.5%エンフルレン群10.1.2%イソフルレン群の10群にわけた。37°Cで45分間培養した。生存率は1群6%、2群12%、3群10%、4群9%、5群6%、6群12%、7群20%、8群15%、9群9%、10群15%低下した。GOT、GPT、LDHは全群で上昇し、その程度は10群>7群、8群>4群>2群、6群、9群>3群、5群、1群であった。ATPは1群30%、2群50%、3群60%、4群75%、5群90%と増加した。又6群不変、7群25%、8群27%、9群14%、10群18%と逆に減少した。エネルギー荷は1群2群で10%、3群4群で14%、5群で25%上昇した。逆に6群6%、7群10%、8群8%、9群5%、10群14%低下した。ATP/ADP・Pi比は15群と10群で上昇したが69群では変化しなかった。グルコース、乳酸、ピルビン酸、L/P比は全群で上昇し、グルコース、乳酸、L/P比は610群で、ピルビン酸は15群で大幅に上昇した。95%酸素群で生存率とエネルギー荷間にr=+0.36、P<0.01、5%酸素群で生存率とATP間にr=0.52、P<0.01、L/P比間にr=-0.36、P<0.01の相関があり、両群の酵素遊離と生存率間、エネルギー荷間、ATP間、L/P比間にも有意の相関があった。以上より、5%酸素群では95%酸素群より肝細胞障害が強く生じ、ハロゲン化麻酔薬はその細胞障害を相加的に強めた。また細胞障害の進行にはエネルギーレベル、細胞代謝が関与すると考えられた。ハロゲン化麻酔薬の肝細胞障害作用の機序について実験的に検討した.研究方法:ウィスター系ラットの肝細胞を異なるガス濃度で培養した.従来よりハロゲン化麻酔薬の肝障害は,肝が低酸素状態にある時に発生しやすいとされているので,実験群を培養ガスで以下のようにわけた. (1)1群:対照群(95%酸素+5%炭酸ガス)(2)2群:低酸素群(6%酸素)

(3)3群:ハロセン群(1群+2%ハロセン)(4)4群:低酸素-ハロセン群(6%酸素+2%ハロセン).結果:(1)肝細胞の生存率:45分間の培養で, 1群6%, 2群13%, 3群14%, 4群20%各々低下した.(2)エネルギー荷:1群11%上昇, 2群6%低下, 3群9%上昇, 4群10%低下,(3)ATP/ADP・Pi比:1群260%上昇, 2群104%上昇, 3群140%上昇, 4群不変,(4)L/P比:1群60%低下, 2群620%上昇, 3群不変, 4群800%上昇,(5)酵素遊離:GOT,GPT,LDHの遊離は全て増加し,その程度は4群>2群>3群>1群であった. (6)生存率とエネルギー荷との相関:r=0.63, P<0.01(7)生存率とATP/ADP・Pi比との相関:r=0.53, P<0.01(8)生存率とL/P比との相関:r=-0.07, NS(9)生存率と酵素遊離との相関:GOTr=-0.95, P<0.01他の酵素についてもP<0.01以下の有意の相関があった.結論:1.肝障害の発生にはエネルギーレベルの低下が強く関与する.2.3群で生存率が低下した事より,ハロセンは肝細胞障害作用を有する.3.ハロセン群でエネルギーレベルが上昇したにもかかわらず酵素遊離が増加した事より,ハロセンによる肝障害は代謝障害ではなく膜機能異常が関与すると考えられる.4.生存率の低下が1群と2群間, 3群と4群間でほぼ同程度であったので,低酸素はハロセンの肝障害作用を増強しない.ハロゲン化麻酔薬であるセボフルレン、エンフルレン、イソフルレンの肝細胞に対する影響をラットのヘパトサイトを用いて、培養ガスの酸素濃度を95%と5%として系で、生存率、遊離酵素活性、エネルギー代謝、細胞代謝を測定する事により検討した。培養は各酸素濃度下で、1.5%セボフルレン、1.5%エンフルレン、1.2%イソフルレンを通気しながら37°Cで45分間おこなった。生存率は両酸素濃度の全群で培養に伴い低下し、95%酸素無麻酔群と比較して5%酸素麻酔群で有意に低下した。GOT、GPT、LDHの酸素活性は両酸素濃度の全群で培養に伴い上昇し、95%酵素無麻酔群と比較して5%酸素麻酔群で有意に上昇した。ATP、エネルギー荷、ATP/ADP・Pi比は95%酸素群で培養に伴い上昇し、無麻酔群と比較してATPは全群で、エネルギー荷、ATP/ADP・Pi比はイソフルレン群で有意に上昇した。一方5%酸素群では培養45分でATP/ADP・Pi比は変化しなかったが、ATP、エネルギー荷が低下した。また95%酸素無麻酔群と比較して、ATP、エネルギー荷、ATP/ADP・Pi比のいづれも麻酔群で有意に低下した。グルコースは両酸素濃度の全群で培養に伴い上昇し、95%酸素無麻酔群と比較し25%酸素麻酔群で有意に上昇した。乳酸、ピルビン酸は両酸素濃度の全群で培養に伴い上昇した。95%酸素無麻酔群と比較して乳酸は5%酸素麻酔群で有意に上昇し、ピルビン酸は5%酸素麻酔群で有意に低下した。L/P比は95%酸素群では培養に伴い低下し、5%酸素群では上昇した。また95%酸素無麻酔群と比較して両酸素濃度の全群で有意に上昇したが、5%酸素群では急激な上昇がみられた。以上の事より5%酸素濃度の系では、ハロゲン化麻酔薬により肝障害が生じやすく、この障害の発生には、エネルギーレベルの低下、乳酸産生の亢進が関与する事が考えられた。
シロアリ-共生者システム 熱帯陸上生物群集における作用機構

1)シロアリ-共生者系における種間相互作用(a)シロアリの消化管内に共生するバクテリアによる窒素固定能日本、タイ、オーストラリア、カメルーンに分布するシロアリにおける空中窒素固定能を、窒素の安定同位体比を用いて調べた。コウシュンシロアリのように下等シロアリで材を食べるものでは、体を構成する窒素成分の少なくても30-50%が空中窒素起源であるが、オーストラリアに分布しイネ科枯死植物を食べるものやカメルーンに分布し、ヒューマスなどを食べる高等シロアリでは空中窒素依存度が低いことを明らかにした。(b)シロアリ-微生物共生系におけるセルロース分解機構植物遺体に含まれ、また世界でもっとも多量に依存する有機物であるセルロースを、下等シロアリでは後腸に共生する原生動物とシロアリ自身が唾液線と中腸で作るセルラーゼの両方で分解するのに対して、共生原生動物を持たない高等シロアリ例えばキノコシロアリでは自分が唾液線や中腸で作るセルラーゼによって分解することを酵素化学的な手法を用いて明らかにした。琉球列島に分布するニトベシロアリのようにヒューマスを食べるシロアリではシロアリ自身のセルラーゼ活性も著しく低下していることも明らかにした。また下等シロアリであるヤマトシロアリにおいて、材のおよそ25%を占めるヘミセルロースの主成分であるキシランが、後腸の共生原生動物と、シロアリが唾液線と中腸で作りだす分解酵素によって分解されることを明らかにした。さらに、ヤマトシロアリでは後腸の共生原生動物11種全部がセルロースの分解に関与するが、キシランの分解に関与するのはその一部であることを明らかにした。(c)シロアリによるメタン生成日本とタイに分布するシロアリのメタン生成量を炭酸ガスの生成量と合わせて測定し、カースト、食性、系統分類群による違いを検討し、王、女王、幼虫などのように食物を他のカーストに依存するものはメタンの生成量が少ないことなどを明らかにした。2)シロアリ-共生者系の進化(a)下等シロアリから高等シロアリへの大進化を促進した要因中生代白亜紀の森林のレリックと見做しうるオーストラリアの多雨林とそれに隣接するユ-カリの森林及びサバンナにおけるシロアリの種組成、食性、営巣行動を比較することにより、下等シロアリから高等シロアリへの大進化に関わる要因を探った。熱帯林では原始的な下等シロアリであるオオシロアリ科が、それに続くユ-カリの森林では進化の進んだ下等シロアリであるミゾガシラシロアリ科が優占し、それに続くサバンナでは高等シロアリが優占すると共に、見事な適応放散を遂げていた。オオシロアリ科は材の中で生活史を完了させるのに対し、ミゾガシラシロアリ科は材の中の巣から他の材に至る地下道を作りそれを食べ、高等シロアリは主に地中に営巣し、材だけでなく、多様な植物遺体を食物としていた。また多雨林からユ-カリの森林やサバンナにかけて、林床の材の現存量が減少し、野火が顕著に増加した。これらのことに基づき、気候の乾燥化とそれに伴う植生の変化及び野火の多発化が、シロアリに営巣場所を材の中から地中へ移すことを促進し、これが引き金となってヒューマスなどようにセルロースがリグニンと多少とも分離したものを食べる性質が進化し、これがシロアリ自身によるセルラーゼの生産、つまり下等シロアリから高等シロアリへの大進化を促進したとの「リグニン-カバー仮説」を提出した。(b)シロアリの系統進化とシロアリ-微生物共生系ミクロなレベルで日本列島における下等シロアリの地理分布と共生原生動物相を比較することによって、琉球列島に分布するシロアリの特異性を明らかにすると共に、シロアリの系統進化とセルラーゼ生産過程についての分子生物学的アプローチを地理分布分布と結びつける研究を推進する準備を整えた。3)シロアリ-共生者系の生態系へのインパクトシロアリ-微生物共生系によって窒素固定の回路が、熱帯の陸上生態系における窒素循環において無視できるものでないことを明らかにすると共に、シロアリの捕食者であるアリが窒素循環において重要な役割を果たすことを示唆した。また森林における植物遺体の分解過程におけるシロアリと菌類の役割について検討した。(c)シロアリによるメタン生成

日本とタイに分布するシロアリのメタン生成量を炭酸ガスの生成量と合わせて測定し、カースト、食性、系統分類群による違いを検討し、王、女王、幼虫などのように食物を他のカーストに依存するものはメタンの生成量が少ないことなどを明らかにした。2)シロアリ-共生者系の進化(a)下等シロアリから高等シロアリへの大進化を促進した要因中生代白亜紀の森林のレリックと見做しうるオーストラリアの多雨林とそれに隣接するユ-カリの森林及びサバンナにおけるシロアリの種組成、食性、営巣行動を比較することにより、下等シロアリから高等シロアリへの大進化に関わる要因を探った。熱帯林では原始的な下等シロアリであるオオシロアリ科が、それに続くユ-カリの森林では進化の進んだ下等シロアリであるミゾガシラシロアリ科が優占し、それに続くサバンナでは高等シロアリが優占すると共に、見事な適応放散を遂げていた。オオシロアリ科は材の中で生活史を完了させるのに対し、ミゾガシラシロアリ科は材の中の巣から他の材に至る地下道を作りそれを食べ、高等シロアリは主に地中に営巣し、材だけでなく、多様な植物遺体を食物としていた。また多雨林からユ-カリの森林やサバンナにかけて、林床の材の現存量が減少し、野火が顕著に増加した。これらのことに基づき、気候の乾燥化とそれに伴う植生の変化及び野火の多発化が、シロアリに営巣場所を材の中から地中へ移すことを促進し、これが引き金となってヒューマスなどようにセルロースがリグニンと多少とも分離したものを食べる性質が進化し、これがシロアリ自身によるセルラーゼの生産、つまり下等シロアリから高等シロアリへの大進化を促進したとの「リグニン-カバー仮説」を提出した。(b)シロアリの系統進化とシロアリ-微生物共生系ミクロなレベルで日本列島における下等シロアリの地理分布と共生原生動物相を比較することによって、琉球列島に分布するシロアリの特異性を明らかにすると共に、シロアリの系統進化とセルラーゼ生産過程についての分子生物学的アプローチを地理分布分布と結びつける研究を推進する準備を整えた。3)シロアリ-共生者系の生態系へのインパクトシロアリ-微生物共生系によって窒素固定の回路が、熱帯の陸上生態系における窒素循環において無視できるものでないことを明らかにすると共に、シロアリの捕食者であるアリが窒素循環において重要な役割を果たすことを示唆した。また森林における植物遺体の分解過程におけるシロアリと菌類の役割について検討した。地球上で最も量の多い有機物であるセルロースを多量に含むけれども、窒素をわずかしか含まない細胞壁をシロアリ-共生系システムはいかにして食物資源化し、その結果熱帯陸上生態系にどのような影響を及ぼすか明らかにするために、オーストラリアのサバンナとタイの熱帯林に調査定点を設けるとともに、ワークショップを開き、研究の現状を分析し、今後の展望、特にC/Nバランス仮説の有効性を検討した。
マルチ・メディアを活用した農村景観の評価に関する共同研究

農業経済学を核とした人文社会科学の研究者と農学を中心とした関連の自然科学の研究者が、これまでの研究蓄積を活用して農村景観評価のためのパソコンによるマルチメディア型調査法を開発し、農村景観評価の調査を行なった。本研究では、次のような2つの研究テーマを設定した。(1)都市計画における町並みシミュレーションの研究成果を取り入れて、農村景観をシミュレーションするプログラムを作成する。(2)農村景観のシミュレーション・ソフトを利用して、国民が農村に対して持つ価値を測定する新しい計量手法を開発する。本年度具体的に行なった研究内容は以下の通りである。1)コンピューター・グラフィクスで農村景観を表現することの意義について美学的な考察をおこなった。2)農村景観シミュレーション・プログラムを作成した。それをもとに農村景観評価についてのアンケート調査を行なった(石川県寺井町約1000戸)。調査結果より地元住民が白山を背景とする農村景観に愛着をもちつつ、新たな農村景観を求めていることがわかった。3)アーミッシュ農家の経営発展ゲームを作成した。このゲームにより高校生等がアーミッシュのおこなっている慣行的だが持続可能性のある農業経営方法を理解することができる。4)パソコンを用いたマルチメディア型農村調査法を開発した。これを用いて農村景観評価についてのパソコン調査を行なった(東北大学、東北学院大学の学生約200人が対象)。調査結果によると従来のアンケート調査と異なり、パソコン画面で農村景観を見ることにより過去の農村体験を思い起こし農村景観に対する評価が変化する可能性のあることがわかった。本年度は以下の計画を進め、かつ進行中である。1.平成8年7月17日に仙台で研究打合会議を開き、研究スケジュール、役割分担の確認を行った。2.田園風景をCG表現することの意義についてまとめた。3.農村景観シミュレーション・プログラムを試作中である。CG化やCGによる景観デザインの技術開発をおこなっている。4.農村景観の保全と環境保全との関係を整理している。ヨーロッパでは持続的発展という視点からの景観形成の意義を研究している。5.下記の研究交流及び調査をおこなった。(1)農村景観のシミュレーションの先駆的研究機関に対するヒアリング農業開発研究国際協力センター(フランス)では、CGの景観形成にアニメーションの手法を導入している。(2)CG技術の日米比較基本的なCG技術の開発の中心がアメリカに移りつつあるのは研究体制を含めた学術上の大問題といえる。(3)農村景観保全制度の調査及び事例の収集ヨーロッパでは持続的発展という視点からの景観形成の意義を研究している。また、景観保全においてエンティティーや生活景が重要であること、景観保全に果たす貴族の役割等を明らかにした。(4)農村風景の画像データ収集・日本水田地帯の風景宮城県(仙台市、中田町、中新田、涌谷町)畑作地帯の風景北海道(美瑛町、中富良野町)中山間地の風景栃木県(那須町)・米国オハイオ州ホルムズ郡ア-ミッシュの住んでいる地帯の農村風景農村景観をCG化するためのパラメータとして、次の要素が重要である(特に配置と形態)。日本:水田、水路、屋敷林、山等西欧:畑、樹木、畑、教会本研究の核心部分なので次年度も継続して行う必要がある。(5)農村風景と植物についての調査ドイツでは、シュレーバー・ガルテン(市民農園)の運動が250年前から続いており、それが園芸療法(ホルト・テラピー)としての明確な目的と社会的評価・位置づけがなされており、農村景観が持つアメニテ-機能を考える上で参考となる。1)景観論の変化についての先行研究を参考にして簡単な整理をおこなった。また、農村景観把握における旅行の役割について考察した。2)農村景観シミュレーション・プログラムを試作中である。3)農村景観の保全と環境保全との関係を整理している。ヨーロッパでは特続的発展という視点からの景観形成の意義を研究している。農村景観の保全と環境保全との関係を整理している。4)下記の研究交流及び調査をおこなった。

(1)農村景観のシミュレーションの先駆的研究機関に対するヒアリング農業開発研究国際協力センター(フランス)では、CGの景観形成にアニメーションの手法を導入(2)農村景観保全制度の調査及び事例の収集(3)農村風景の画像データ収集・日本水田地帯の風景石川県(寺井町)、宮城県(仙台市)・米国オハイオ州ホルムズ郡ア-ミッシュの住んでいる地帯の農村風景(4)前年度に引き続き農学系では、農村景観と害虫、動物のいる農村景観等について考察した。また、工学系では、ロシアにおける農業景観意識とフランスのCG開発について考察している。農業経済学を核とした人文社会科学の研究者と農学を中心とした関連の自然科学の研究者が、これまでの研究蓄積を活用して農村景観評価のためのパソコンによるマルチメディア型調査法を開発し、農村景観評価の調査を行なった。本研究では、次のような2つの研究テーマを設定した。(1)都市計画における町並みシミュレーションの研究成果を取り入れて、農村景観をシミュレーションするプログラムを作成する。(2)農村景観のシミュレーション・ソフトを利用して、国民が農村に対して持つ価値を測定する新しい計量手法を開発する。本年度具体的に行なった研究内容は以下の通りである。1)コンピューター・グラフィクスで農村景観を表現することの意義について美学的な考察をおこなった。2)農村景観シミュレーション・プログラムを作成した。それをもとに農村景観評価についてのアンケート調査を行なった(石川県寺井町約1000戸)。調査結果より地元住民が白山を背景とする農村景観に愛着をもちつつ、新たな農村景観を求めていることがわかった。3)アーミッシュ農家の経営発展ゲームを作成した。このゲームにより高校生等がアーミッシュのおこなっている慣行的だが持続可能性のある農業経営方法を理解することができる。4)パソコンを用いたマルチメディア型農村調査法を開発した。これを用いて農村景観評価についてのパソコン調査を行なった(東北大学、東北学院大学の学生約200人が対象)。調査結果によると従来のアンケート調査と異なり、パソコン画面で農村景観を見ることにより過去の農村体験を思い起こし農村景観に対する評価が変化する可能性のあることがわかった。
帝国・君主・コモンウェルス－初期近代ブリテンの経験と記憶を探る

今年度は、過去3年間における研究のまとめとして、「帝国」「君主」「コモンウェルス」の3つの観点から、ルネサンス期から初期近代にかけての「イギリス」政治思想史を描き直すことを試みた。この英語論文では、イギリスの内乱前の「ブリテン」を対象に、「文明」と「帝国」の概念を踏まえた上で、とくにジェイムズ6世・1世やフランシス・ベイコン、ジョン・デイヴィスらによって構想された、イングランド、スコットランド、ウェールズ、そしてアイルランドから構成される、文明的な君主国としての「ブリテン帝国」のヴィジョンが明らかにされた。今年度はまた、以上の研究を書物にするための作業として、『想像と歴史のポリティックスー帝国・王権・ブリテン(仮)』の序文と第2章(「ブリテン帝国の劇場ー「ユートピア」から「ビヒモス」へ」)を執筆した。その内容は、6月7日に行われた慶應大学大学院の演習などで報告された。このように、本研究においては、「デモクラシー」の展開や「自由主義」の発展、「近代国家」の形成などに還元されない、複合的な帝国の統治を可能にした「ブリテン」の経験と記憶の一部が明らかにされるとともに、その研究成果の英語による国際的な発信がなされた。今年度は、初期近代ブリテンにおける君主や顧問官・行政官の統治論を考察の対象とし、とくに彼らの「帝国」論について研究を進めた。そのうち、ジェイムズ1世期における複合国家統治論については、2016年12月に京都大学で開催された複合国家研究会における報告の後、2017年3月にヘルシンキ大学のペルトネン教授を招いて九州大学で開催したセミナーにおいて、英文報告Orpheus' Theatre: Civility and Empire before the British Revolutionとしてまとめられた。それらの報告では、イングランドとスコットランドの統合やアイルランドの植民に際して、国王ジェイムズ1世(6世)や顧問官のフランシス・ベイコン、アイルランド法務長官のジョン・デイヴィスらによる帝国論や文明論、複合国家統治論の展開が明らかにされた。なかでも、ジェイムズにおける君主論の持続、ベイコンによるアイルランド論の展開、ディヴィスの統治論における詩の重要性について新たな発見があった。今年度はまた、次年度に予定されていた、初期近代英国政治思想史コレクションの調査を前倒しで実施した。マキァヴェッリ『ディスコルシ』英訳初版や『ディスコルシ』『君主論』合冊版をはじめ、ベイコンやホッブズなどを含むオリジナル資料の調査を通じて、マキァヴェッリの受容の過程と、それに伴う人文主義的な政治学の、17世紀における通時的・持続的な展開が明らかとなった。これに関しては、6月に九州大学で開催された政治研究会での報告に加え、「マキァヴェッリ、ベイコン、ホッブズの周辺ー初期近代英国政治思想史コレクション1605-1700」と題した資料紹介を『政治研究』第64号に掲載した。研究実績の概要に記したように、当該年度の研究計画はその多くについて進展が見られ、英語での報告を含む複数の機会を通じて、その成果の一部が発表されている。とくに、当該分野を代表する研究者の一人であるヘルシンキ大学のペルトネン教授から、今後の研究を進めるうえで重要なアドヴァイスを得ることができた。さらに、当該年度においては、次年度に予定されていた計画の一部(初期近代英国政治思想史コレクションの調査)が前倒しでなされ、その成果を報告するとともに、雑誌(『政治研究』)に資料紹介を記載し、公開することができた。平成29年度は、当初の予定通りに、初期近代ブリテンにおける帝国論と君主論の知的基盤となった人文主義の展開についての理解を深めるとともに、昨年度から着手していたジェイムズ6世・1世と顧問官に関する研究を進めた。前者については、平成29年5月に一橋大学で開催された日本哲学会において、「「古代の思慮」から「近代の哲学」へ?ーマキァヴェッリ、ベイコン、ホッブズの政治学をめぐって」と題する報告を行った。また、後者については、9月に法政大学で開催された日本政治学会において報告を行い、その研究成果を平成30年3月発行の『政治研究』において発表した(「「大ぶりたんや国」の統治術ージェイムズ6世・1世と顧問官たち」)。以上の研究においては、人文主義の政治学が、古代ローマをはじめとする歴史に育まれた「古代の思慮」に立脚していたことが確認されるとともに、その伝統がマキァヴァッリだけでなく、ベイコンやホッブズにも受け継がれていたことが明らかにされた。また、このような人文主義的な教養は同時代の帝国論や君主論の基礎となったが、このことを端的に示す人物として注目されるのがジェイムズ6世・1世である。当該年度においてはとくに、『自由な君主政の真の法』や『バシリコン・ドロン』、そして彼の議会演説などを再読するとともに、ジェイムズによるイングランド王位継承の過程に着目した。そのうえで、ジェイムズが人文主義的な君主論を展開しただけでなく、ロバート・セシルをはじめとする顧問官との共同作業によって、複合君主国としてのブリテンの統治に取り組んでいたことが明らかとなった。平成29年度の当初の予定を前倒しで開始していたことに加え、日本哲学会と日本政治学会という全国的な学会において研究報告を行うだけでなく、当該年度までの成果を研究論文にまとめ、査読を経たうえで『政治研究』に発表することができたため。

この英語論文では、イギリスの内乱前の「ブリテン」を対象に、「文明」と「帝国」の概念を踏まえた上で、とくにジェイムズ6世・1世やフランシス・ベイコン、ジョン・デイヴィスらによって構想された、イングランド、スコットランド、ウェールズ、そしてアイルランドから構成される、文明的な君主国としての「ブリテン帝国」のヴィジョンが明らかにされた。今年度はまた、以上の研究を書物にするための作業として、『想像と歴史のポリティックスー帝国・王権・ブリテン(仮)』の序文と第2章(「ブリテン帝国の劇場ー「ユートピア」から「ビヒモス」へ」)を執筆した。その内容は、6月7日に行われた慶應大学大学院の演習などで報告された。このように、本研究においては、「デモクラシー」の展開や「自由主義」の発展、「近代国家」の形成などに還元されない、複合的な帝国の統治を可能にした「ブリテン」の経験と記憶の一部が明らかにされるとともに、その研究成果の英語による国際的な発信がなされた。今後は、1年目の作業を踏まえ、2年目に予定されている研究を進めるとともに、それらを発表・報告する機会として、とくに5月(日本哲学会)と9月(日本政治学会)に予定されている学会発表に向けて準備を行う。本研究課題の作業は順調に進んでおり、平成30年度はそれらを単著にまとめる作業が中心となる。書物の概要についてはすでに出版社と打ち合わせが進んでいる。注文した洋書の出版が延期となり、当該年度中の執行が出来なかったため。洋図書の購入に際して、出版が延期され、当該年度中に購入できない図書が生じたため。出版が延期となった書物を購入する。
II型肺胞上皮特異的Elovl6欠損マウス作製による新たな肺気腫進展機序の解明

肺胞上皮細胞の脂肪酸組成を制御するElongation of long chainfatty acid member 6 (Elovl6)の発現と肺気腫との関係をElovl6遺伝子欠損マウスを用いて検討した。肺気腫の初期段階では、肺組織のII型肺胞上皮細胞でのElovl6の発現が増加することで脂肪酸の鎖長伸長が進み、炭素数16の脂肪酸が減少、炭素数18の脂肪酸が増加することで、肺気腫の病態に影響することが推察された。一方、肺気腫の慢性期では、肺組織のII型肺胞上皮細胞におけるElovl6は肺気腫発症前の発現レベルに戻り、肺組織における脂肪酸組成にも変化が認められないことが示唆された。II型肺胞上皮より産生される肺サーファクタントは約9割が脂質で構成され、肺胞の虚脱を防ぐとともに、外敵からの生体防御に重要な役割を果たしているが、肺胞上皮の脂質代謝と呼吸器疾患の関係は明らかになっていない。そこで、肺胞上皮での飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸のバランスに着目し、肺胞上皮細胞の脂肪酸組成を制御するStearoyl-CoA desaturase-1(SCD1)とElongation of long chainfatty acid member 6 (Elovl6)の発現と呼吸器疾患進展との関係をSCD1、Elovl6遺伝子欠損マウスを用いて明らかにすることを目的に研究を開始した。申請者らはElovl6欠損マウスにブレオマイシン気管支投与を行い肺線維症モデルを作成したところ、野生型マウスと比較して著明な肺線維症の増悪を認めた。さらに、マウスの肺から脂質を抽出し、脂肪酸分画を測定したところ、飽和脂肪酸であるパルミチン酸の増加、不飽和脂肪酸であるオレイン酸の減少を認め、増加したパルミチン酸がII型肺胞上皮細胞における酸化ストレスの亢進や、線維化の重要な因子であるTGF-β1の発現やアポトーシスを誘導することも明らかにした。さらに、大変興味深いことに、Elovl6欠損マウスでは間質の線維化だけでなく、肺胞の破壊による気腫性変化も伴っていた。特に体重の少ないマウスで肺気腫病変の進行が著しかった。また、弾性線維の断裂を認めたが、膠原線維には変化は認めなかった。一方、Elovl6欠損マウスの肺ではアポトーシスが認められ、アポトーシスに関連してBaxおよびBcl-2遺伝子発遍の上昇も認められた。さらに、この肺から脂質を抽出し、脂肪酸分画を測定したところ、飽和脂肪酸であるパルミチン酸の増加、不飽和脂肪酸であるオレイン酸の減少を認めた。現在、野生型マウスとSCD1欠損マウスおよびElovl6欠損マウスに6ヶ月の長期喫煙曝露を負荷して肺気腫モデルを作製中である。大変興味深いことに、Elovl6欠損マウスでは間質の線維化だけでなく、肺胞の破壊による気腫性変化も伴っていた。次に、野生型マウス2ヶ月の長期喫煙曝露を負荷して肺気腫モデルを作製したところ、非喫煙マウスに比較して、喫煙マウスの肺胞上皮でElovl6蛋白の発現増加を認めた。さらに、この肺気腫モデル肺の脂肪酸分画を測定すると、パルミチン酸の減少とオレイン酸の増加を認め、肺線維症モデルとは逆の結果となった。また、この肺気腫モデルマウスの気管支肺胞洗浄液(BAL洗浄液)中細胞成分ではElovl6,Elovl6,SCD1,FATP1 mRNA発現の増加も確認した。群馬大学では平成26年に動物実験施設の大幅な改修工事が行われたため、半年以上に渡って、動物実験、特に遺伝子改変動物による動物実験が困難な状況にあった。平成27年より生物資源センターとして動物実験が可能となるも、遺伝子改変動物の飼育再開にあたっては動物のクリーニングが必要であり、Elovl6欠損マウス、SCD1欠損マウスのクリーニングを行った。さらにコンディショナルノックマウスの作製にあたって、自然受精が成功せず、人工授精による繁殖を開始した。従って、本研究の主要課題である遺伝子改変動物による実験が当初の計画より遅延している。(1)SCD1、Elovl6欠損マウスを用いて、肺気腫の病態モデル動物を作製し、肺でのSCD1、Elovl6活性および脂肪酸組成の変化と病態との関係を比較検討する。

野生型マウス2ヶ月の長期喫煙曝露を負荷して肺気腫モデルを作製したところ、非喫煙マウスに比較して、喫煙マウスの肺胞上皮でElovl6蛋白の発現増加を認めた。さらに、この肺気腫モデル肺の脂肪酸分画を測定すると、パルミチン酸の減少とオレイン酸の増加を認めた。また、この肺気腫モデルマウスの気管支肺胞洗浄液(BAL洗浄液)中細胞成分ではElovl6,Elovl6,SCD1,FATP1 mRNA発現の増加も確認した。(2)II型肺胞上皮特異的にSCD1発現あるいはElovl6発現を欠損したコンディショナルノックアウトマウスを作成して、II型肺胞上皮の脂肪酸組成バランスと病態との関係を検討する。肺胞上皮での飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸のバランスに着目し、肺胞上皮細胞の脂肪酸組成を制御するElongation of long chainfatty acid member 6 (Elovl6)の発現と呼吸器疾患進展との関係をElovl6遺伝子欠損マウスを用いて明らかにすることを目的に研究を開始した。Elovl6欠損マウスでは間質の線維化だけでなく、肺胞の破壊による気腫性変化も伴っていた。また、弾性線維の断裂を認めたが、膠原線維には変化は認めなかった。一方、Elovl6欠損マウスの肺ではアポトーシスが認められ、アポトーシスに関連してBaxおよびBcl-2遺伝子発遍の上昇も認められた。さらに、この肺から脂質を抽出し、脂肪酸分画を測定したところ、飽和脂肪酸であるパルミチン酸の増加、不飽和脂肪酸であるオレイン酸の減少を認めた。次に、野生型マウス2ヶ月の長期喫煙曝露を負荷して肺気腫モデルを作製したところ、非喫煙マウスに比較して、喫煙マウスの肺胞上皮でElovl6蛋白の発現増加を認めた。さらに、この肺気腫モデル肺の脂肪酸分画を測定すると、パルミチン酸の減少とオレイン酸の増加を認め、肺線維症モデルと逆の結果となった。一方、6ヶ月の喫煙曝露ではElovl6の発現は0.9倍と、対照群と比して発現レベルに明らかな差は認められず、いずれの脂肪酸分画においても両群間に有意な差は認められなかった。以上の結果から、肺気腫の初期段階では、肺組織のII型肺胞上皮細胞でのElovl6の発現が増加することで脂肪酸の鎖長伸長が進み、炭素数16の脂肪酸が減少、炭素数18の脂肪酸が増加することで、肺気腫の病態に影響することが推察された。一方、肺気腫の慢性期では、肺組織のII型肺胞上皮細胞におけるElovl6は肺気腫発症前の発現レベルに戻り、肺組織における脂肪酸組成にも変化が認められないことが示唆された。肺胞上皮細胞の脂肪酸組成を制御するElongation of long chainfatty acid member 6 (Elovl6)の発現と肺気腫との関係をElovl6遺伝子欠損マウスを用いて検討した。肺気腫の初期段階では、肺組織のII型肺胞上皮細胞でのElovl6の発現が増加することで脂肪酸の鎖長伸長が進み、炭素数16の脂肪酸が減少、炭素数18の脂肪酸が増加することで、肺気腫の病態に影響することが推察された。
エシカル消費による環境保全型農業飛躍のための社会的支援と制度構築に関する実証研究

英国では食品購入を通じて生物多様性保全に貢献している農業を支援する消費者が増えており,消費者の食品購入行動を農業支援へリンクさせている一方,日本でもエシカル市場に潜在的な可能性があることがわかった。また,農村地域に多数いる生物から保全生物候補52種を選定し,農村で豊かな生物多様性を保全するためには,それらを指標とした生物多様性保全戦略の策定が必要である。さらに,生物多様性に寄与する農法認証を農産物へ貼付したり,生物多様性と関係が薄い商品に寄付金を上乗せすることで,生物多様性保全のための資金確保が可能であることを明らかにした。自然科学チームでは農業生産地域の生物多様性保全に関する調査を実施した。農村に多数生存する優占的な生物類から鳥類20種、昆虫・クモ類15種,小動物4種,植物13種の計52種を保全生物候補例として選定し,農村で豊かな生物多様性を保全するためには,それらを指標とした生物多様性保全戦略を策定することが必要と結論づけた。海外制度調査チームは,農業における環境,伝統的加工品,有機農産物,地場産といった付加価値により,エシカルな消費に重きをおく消費者を惹き付けている成功事例についてエシカル消費の発祥地である英国で,エシカル消費の推進実践農家や英国生協,非営利団体に対し,聞き取り調査を行った。これにより,エシカル消費の動向や原動力となっている要因など,2015年度に行うエシカル消費についての需要調査に関する大変有益な情報を収集することができた。実証実験チームは,企業や政府のレベルでの意思決定において重要な情報を提供するため,エシカル消費の環境価値評価を試みた。実際の支払額を環境価値の真の金額とした場合,従来から用いられてきた仮想評価法で評価された金額は過大評価であると指摘されているため,水車の保全基金を事例に分析した結果,支払意思があっても,募金箱の存在に気がつかない人が多数いるため,実際の募金額を水車の保全価値とした場合,過小評価となることを明らかにした。国内制度設計チームでは,エシカル消費に関する情報デザインの研究,なかでも農文化と伝統的農業および農村社会の関連システムの解明を念頭に,世界ジオパークや世界文化遺産など阿蘇地域で同時進行している類似制度の中に文化的景観や伝統知識などの無形文化遺産をどう組み込めるか調査研究した。平成27年度は、昨年度の成果を踏まえつつ、担当小課題ごとに研究の更なる推進を図った。以下、各小課題の成果を示す。海外制度調査チームは、エシカル消費発祥の地である英国の有機農産物生産者や認証団体、大手小売企業にヒアリング調査を実施した。その結果、調査対象企業は環境保全などの付加価値のある商品構成で市場シェアを伸ばしていることが明らかとなった。自然科学チームは、農地における鳥類・昆虫類の生息状況について都市近郊を中心に調査を行い、農地の生物多様性を調査し、その年次変動と気象要因の関係について分析を行った。その結果、1月が高温少雨または春夏が温暖である年に生息する昆虫類が多発することを明らかにした。また、農地周辺や空き地にムギ、ユキヤナギなどを植栽することで生物多様性を向上させる有用生物の保全方法を明らかにした。経済実証実験チームは、豊かな食文化の形成や遺伝資源の多様性維持という観点から、沖縄の在来家畜アグー豚に注目し、その主要生産者に対する聞き取り調査を行った。沖縄地域においてブタの一般名称として「アグー」の商標登録が可能になった結果、「○○アグー」というブランドが乱立し、粗悪品が出回る事態になっていることが明らかになった。そのため、在来家畜を保存するための戦略的商標登録の重要性を確認することができた。国内制度設計チームは、農産物・食品市場における消費者のエシカル消費に対する認知度や態度と購買行動の関連性を検証するための消費者アンケート調査を実施した。その結果、日本ではエシカル消費の購買要因として環境配慮・生物多様性の順に重視されており、英国調査の結果(環境配慮・フェアトレードの順に重視)と異なることが明らかになったことで、日本におけるエシカル市場では生物多様性をリンクさせた消費に潜在的な市場があることが確認された。海外における制度・事例に関する不足事項について追加調査を実施したり、国内ではアンケートやヒアリング調査を実施したりするなどしており、エシカル消費推進のための支援策や制度について提言する基礎的研究成果が得られている。よって、順調に進捗していると判断できる。海外調査グループは,食に対する意識の高い消費者を増やすための英国の取り組みについて調査した。その結果,1)英国の消費者は食料の購入に際し,食料の入手以外の価値をより重視するようになっており,その中でエシカルな食品購入が伸びている,2)食品購入を通じて,有機農業,生物多様性に貢献している農業,地元の農業を支援しようとする消費者が増えている,3)ファーマーズ・マーケットは,環境保全型農業の支援以外にも様々な役割を果たしており,エシカル消費の伸びを支えていることを明らかにした。自然科学検証チームは,水田生態系で確認された昆虫類94種のうち,農作物や花卉類・樹木などを加害する有害生物でなく,鑑賞して楽しく,生活に潤いをもたらす昆虫類,天敵などの有用生物などから,近隣の農村に生息していてほしい候補種を選定した。

市場調査グループは,電力自由化に伴う電力会社変更と料金プランを事例に,環境意識の高い消費者は,環境保全型農法で生産された農産物でなくても,環境保全に貢献する商品を選択的に購入することを明らかにし,生物多様性保全のための基金付き商品の開発は企業の販売戦略に有効であるとともに,環境保全の資金確保にも資することを示した。制度設計グループは,農産物・食品市場における消費者のエシカル消費に対する認知度や態度と購買行動の関連性を検証するための消費者アンケートを実施し,1)生物多様性の保全では公的な便益に対する購買心理が主に働いている,2)エシカル市場が日本でも広がっており,生物多様性をリンクさせた消費に潜在的な市場がある,3)日常的な環境配慮行動の頻度がエシカル消費の頻度にも関係していることを示した。英国では食品購入を通じて生物多様性保全に貢献している農業を支援する消費者が増えており,消費者の食品購入行動を農業支援へリンクさせている一方,日本でもエシカル市場に潜在的な可能性があることがわかった。また,農村地域に多数いる生物から保全生物候補52種を選定し,農村で豊かな生物多様性を保全するためには,それらを指標とした生物多様性保全戦略の策定が必要である。さらに,生物多様性に寄与する農法認証を農産物へ貼付したり,生物多様性と関係が薄い商品に寄付金を上乗せすることで,生物多様性保全のための資金確保が可能であることを明らかにした。海外制度調査や環境保全型農業による生物多様性の保全に関する生態学的な調査など,研究期間初年度に予定していた計画がほぼ実施されたことに加え,国内の事例調査なども実施できており,研究期間2年度目につながる結果となっていることから,順調に進捗していると判断できる。海外事例・制度調査チームは、英国での調査はほぼ完了していることから、これまでの調査結果をどのように国内制度に反映させるか、他チームと協力のもと、国内制度設計や支援策の検討のサポートを行う。自然科学検証チームは、これまでの調査結果をエシカル消費促進のためのエビデンスとしてまとめ、消費者に対してどう分かりやすく伝えるか、国内制度設計や支援策への反映方法を検討する。また、生産者に対して環境保全型農業の効果が期待できる方法を提案するなどして、生産者の反応などを確認する。市場調査・実証実験チームは、農業生産と関連しない消費財に環境保全を目的とした寄付金が上乗せされた場合に、消費者が実際にその商品を購入するかどうか経済実験を実施し、日本におけるエシカル消費の可能性について確認する実証実験を実施する。また、その過程でアンケート調査なども行い、その結果を分析して消費者の購買行動とその要因について明らかにする。国内制度設計チームは、これまでの調査結果を整理し、国内事例が不足している場合については追加調査を実施する。併せて、他チームと協力して、日本においてエシカル消費を促進するための具体的な支援策や制度の在り方について提言をまとめる。28年度が最終年度であるため、記入しない。植物医科学,植物保護科学,農業・環境政策研究期間2年度目となる2015年度は,当初の計画に従い,以下のような方向で取り組むこととする。海外制度調査チームは,前年度の英国調査結果と比較するため,ドイツやオランダ等の欧州大陸国におけるエシカル消費の支援体制や取り組み事例を調査することとする。なお,研究打ち合わせの結果にも依るが,前年に引き続き,英国で追加調査することも視野に入れる。
配向分子線法による金属クラスターの生成過程及び構造と反応における立体効果の研究

[1]レーザー蒸発ビーム発生源の改造ベンゼンやHeキャリヤ-ガスのガス溜圧条件を系統的に変化させてM_n(C_6H_6)_mクラスターを生成し、六極電場法によるクラスター構造選別を行いながらリフレクトロン質量分析法によりピーク強度の変化を観測することで、クラスター構造とレーザー蒸発における生成過程の解明を行うが、そのためにはHeガス溜圧を少なくとも10気圧以上に変化させる必要がある。現有のパルスビーム・ノズル室はチャンバー容積が約50dm^3と10気圧まで上げるには不十分であるため、今回チャンバー容積を80dm^3増やし130dm^3とした。[2]六極電場法による(HCl)2および(DCl)2水素結合クラスター双極子モーメントの決定HClやHF二量体水素結合クラスターは分子内プロトン交換に相当するトンネル運動をピコ秒オーダーで行っているが、IR分光などの分光学的測定は軽い原子の位置に敏感でないのでクラスター構造の決定は難しい。今回、HClとDCl二量体クラスターを六極電場で構造選別を行い、水素原子のトンネル運動のダイナミクスについて考察を行った。(HCl)_2および(DCl)_2のクラスターを試料気体の超音速噴流中で生成させ、このビーム中からシュタルク効果により二量体クラスターのサイズと構造を選別した。60cmと210cm長の六極電場を用いて、HCl、DCl二量体の集束曲線を測定し、この曲線を1次及び2次のシュタルク効果を考慮して計算機シミュレーションを行った。その結果、HCl二量体の双極子モーメントは1.5Dであることが初めて実験的に決定できた。また、DCl二量体の集束曲線は、HとDの違いによるトンネル運動速度の相違を示し、さらにトンネル運動を伴わない異性核塩素の二量体であることがわかった。
リグニン分解性を指標とした反芻家畜のルーメン環境改変に関する研究

牧草に含まれるリグニン及びリグニン・糖結合体(LCC)は、反芻家畜による細胞壁多糖の分解・消化を阻害する。従って反芻家畜による牧草栄養成分の体内利用率を向上させるためには、反芻家畜の消化器官、とくにルーメンにおけるリグニンの分解に寄与する微生物叢の作出が必要である。こうした点を背景として反芻家畜ルーメンジュースからのリグニン分解性微生物のスクリーニングを行った。スクリーニングのため、前年度に引き続き非フェノール型ベンジルエーテル2量体(VAU)とβ-O-4型リグニンモデルのベンジル位に蛍光物質を結合させた3量体(GGU)、GGUをジアゾエタンでエチル化した非フェノール型3量体GGU-ET、ならびにGGUをコニフェリルアルコールの脱水素重合物に結合させた高分子モデルを合成した(F-DHP)。次に、これらのマーカーと黒毛和牛のルーメンジュースを種々の抗生物質存在下で反応させた。その結果、非フェノール型2量体(VAU)はバクテリアによって分解されるが、非フェノール型3量体(GGU-ET)は抗生物質の存在の有無に関わらず分解しないことが判明した。また、GGUの分解実験からフェノール型3量体のベンジルエーテルを開裂する真菌およびバクテリアの存在が明らかとなった。さらに、フェノール型と非フェノール型ベンジルエーテルをもつF-DHPにおいてもベンジルエーテル結合の解裂が認められた。この結果は、高分子である。リグニンやLCC中のフェノール型ベンジルエーテル結合の開裂活性をもつルーメン微生物の存在示す。従って、反芻家畜による牧草栄養成分の体内利用率を向上させるためには、反芻家畜の消化器官、とくにルーメンにおけるリグニンの分解に寄与する微生物叢の作業が必要である。スクリーニングのため、始めにLCCの主要な結合様式であるベンジルエーテル型蛍光モデル二量体(VAU)とβ-O-4型リグニンモデルのベンジル位に蛍光物質を結合させた3量体(GGU)、ならびにGGUをコニフェリアルコールの脱水素重合物に結合させた高分子モデルを合成した(F-DHP)。合成したモデルの構造は二次元NMRで確認した。次に、これらのマーカーと黒毛和牛、ホルスタインのルーメンジュースを反応させた。即ち、黒毛和牛、ホルスタインにイネ科牧草を飼料ちとして給与してから4時間後にルーメンジュースを採取し、モデル化合物を含む消化率測定用緩衝液と1:4の比率で混合して二酸化炭素の通気培養を行った。その結果、黒毛和牛、ホルスタインともルーメン微生物によるモデル化合物の分解が観察された。分解活性は培養開始2時間後にはすでに検出された。また、ルーメン微生物をモデル化合物非存在下で72時間培養した後、モデル化合物を培養液に新たに加えた実験区においても強い活性が検出された。一方、ルーメンジュースを遠心分離して菌体を除いた上澄には分解活性は全く認められず、本活性は菌体外酵素反応によって触媒されるものないことが示された。現在、ホルスタインとメン羊のルーメンジュースを用いてリグニン分解微生物のスクリーニングを継続中である。従って、反芻家畜による牧草栄養成分の体内利用率を向上させるためには、反芻家畜の消化器官、とくにルーメンにおけるリグニンの分解に寄与する微生物叢の作出が必要である。

スクリーニングのため、前年度に引き続き非フェノール型ベンジルエーテル2量体(VAU)とβ-O-4型リグニンモデルのベンジル位に蛍光物質を結合させた3量体(GGU)、GGUをジアゾエタンでエチル化した非フェノール型3量体GGU-ET、ならびにGGUをコニフェリルアルコールの脱水素重合物に結合させた高分子モデルを合成した(F-DHP)。次に、これらのマーカーと黒毛和牛のルーメンジュースを種々の抗生物質存在下で反応させた。その結果、非フェノール型2量体(VAU)はバクテリアによって分解されるが、非フェノール型3量体(GGU-ET)は抗生物質の存在の有無に関わらず分解しないことが判明した。また、GGUの分解実験からフェノール型3量体のベンジルエーテルを開裂する真菌およびバクテリアの存在が明らかとなった。さらに、フェノール型と非フェノール型ベンジルエーテルをもつF-DHPにおいてもベンジルエーテル結合の解裂が認められた。この結果は、高分子であるリグニンやLCC中のフェノール型ベンジルエーテル結合の開裂活性をもつルーメン微生物の存在を示す。
大動脈弁の流体力学的・構造力学的機能の評価方法の開発とその応用

大動脈弁周辺が拡張する大動脈基部拡張症の治療法には,血管と弁を同時に置換する方法と,弁を温存し血管のみを置換する方法があるが,いずれも,置換された人工血管には健常者が有するバルサルバ洞は無い.本研究では,このことが術後の弁に与える影響に着目し,モデル実験と数値解析によって形態変化の影響を比較した.形態モデルは解剖学データを基にして作成し,CAM/CAEを活用し解析・作製した.その結果,弁や血管壁に作用する応力を定量的に評価することが可能となり,自家組織から構成される代替弁(バイオバルブ)等の人工弁の最適設計に応用することが可能となった.大動脈弁周辺が拡張する大動脈基部拡張症の治療法には,血管と弁を同時に置換する方法と,弁を温存し血管のみを置換する方法があるが,いずれも,置換された人工血管には健常者が有するバルサルバ洞は無い.本研究では,このことが術後の弁に与える影響に着目し,モデル実験と数値解析によって形態変化の影響を比較した.形態モデルは解剖学データを基にして作成し,CAM/CAEを活用し解析・作製した.その結果,弁や血管壁に作用する応力を定量的に評価することが可能となり,自家組織から構成される代替弁(バイオバルブ)等の人工弁の最適設計に応用することが可能となった.大動脈弁形状が弁の変形や弁周辺で発生する応力,大動脈基部の変形におよぼす影響を調べるために,実形状大動脈弁モデルを対象として,有限要素法(FEM)による静的構造計算を行った.心拡張期中期に,左心室と上行大動脈の間の圧力差が最大になることから,左心室と上行大動脈を仕切っている大動脈弁の弁葉に生じる変形(ひずみ)や応力も,心拡張期中期に最大になることが予想される.そこで本研究では,心拡張期中期における,弁葉および大動脈基部の静的FEM構造解析を行った.その結果,弁葉の表面積が大きくなると,生じる変位と応力が減少する傾向にあった.また,相当応力と最大せん断応力が最大値を示した場所は,研究代表者らが,過去に行った実形状大動脈弁モデルを使用した血流場観察実験時に生じた,弁葉モデルの破壊場所とよく一致していた.さらに,大動脈壁と大動脈弁を含む全大動脈モデルを解析した結果,バルサルバ洞の変形は非常に小さかった.しかし,大動脈基部からバルサルバ洞を取り除いた場合,3枚の弁葉と対となる部分の大動脈壁は,半径外側方向に変形(拡張)した.以上の結果から,弁特性を静的構造力学の観点から観た場合,バルサルバ洞は大動脈弁にとって非常に重要な役割を果たしていると考えられ,また,大動脈基部に存在するバルサルバ洞は,定常的に存在する血圧によって血管壁と弁葉に作用する力学的刺激によって,大動脈壁がリモデリングをおこすことで,できあがった可能性があることを示唆できた.以上の結果を,生体内組織形成技術による大動脈弁代用弁の作製技術に生かし,弁の幾何学的形状の設計に反映しているところである.真性大動脈瘤手術の中でも大動脈基部拡張症に関しては,血管および弁を同時に置換する方法,または弁を温存し血管のみを置換する2つの方法があるが,いずれにおいても,置換された大動脈基部の形状には,健常者が有するバルサルバ洞が存在せず,主流方向に直交する断面形状は単純な円形である.本研究では,このことが置換した弁または温存されたnativeの弁に与える影響に着目し,術後の形態変化を比較するためのモデル実験および数値シミュレーションを実施した.形態モデルは解剖学データを利用しCADにより作成し, CAM/CAEを活用することで解析を行った.得られた結果により,弁や血管壁に作用する応力を定量的に評価することが可能であった.これらの情報をもとに,自家組織から構成される代替弁であるバイオバルブなどの人工心臓弁の最適形状を提案することが可能となった.また,使用した弁形状のCADデータを元に, CAMを使いコンピュータシミュレーションと同じ形状の大動脈弁モデルを作製し,弁膜周りの血流および血管壁・弁膜の変形に関する生体外模擬実験を行ったところ,弁膜およびバルサルバ洞付近の壁ずり応力に大きな分布が見られ,特に心拡張期にずり応力が大きくなる部位と大動脈弁硬化症の発症部位が,一致することが分かった.また,弁膜の根元部分は,心拡張期における弁膜全体の沈み込みによって,引張りひずみが大きくなっていた.以上のことから,硬化病変発症部位と心拡張期に血圧によって弁膜に生じた引張ひずみ,および血流によって弁膜表面に作用した壁ずり応力分布に,大きな相関が見られた.特に,弁膜組織に引張り応力が作用することで,弁膜を構成する組織が損傷していることが考えられるため,今後3次元的に弁膜の変形と流れ場を詳細に測定する必要があると考えられる.
不動・非荷重による骨量減少における骨動態の変化と骨髄細胞の分化異常の解明

不動・非荷重状態では、骨量は急速に失われる。この急速な骨量減少は、p53遺伝子シグナルが亢進することによる骨髄細胞の分化・増殖異常であるという仮説をたてた。この仮説を検証する目的で、8週齢の雄性、p53遺伝子欠損マウス(-/-)と野生型マウス(+/+)を用いて、尾部懸垂を行い、両者を比較した。スタート時と非荷重後1週で屠殺し、脛骨を採取した。脛骨の海綿骨量は、p53(+/+)では、非荷重後1週でスタート時の45%に有意に低下した。(-/-)では、非荷重後1週で減少しなかった。骨形成率は、p53(+/+)では、非荷重後1週で有意に低下するのに対して、(-/-)では、減少しなかった。石灰化遅延時間は、p53(+/+)では、非荷重後有意に長くなっていた。TUNEL染色で、アポトーシスを検出した結果、p53(+/+)では、非荷重後、骨髄間質細胞が陽性に染まっていた。(-/-)では、変化がなかった。脛骨から骨髄細胞を採取し、細胞培養を行った。ALP陽性CFU-f及びmineralized noduleの形成は、p53(+/+)では、尾部懸垂後1週で有意に低下するのに対して、(-/-)では、低下しなかった。定量的RT-PCRでは、p53(+/+)では、非荷重1週で、p53およびその下流のp21のmRNAの発現が亢進していた。(-/-)では、p53とp21のmRNAの発現は認められなかった。核染色後のフローサイトメトリーの結果、p53(+/+)では、非荷重後hypoploidyが増加していた。非荷重による骨量減少には、p53遺伝子シグナルを介した骨髄細胞の分化異常が関与している。不動により骨量が減少する機序のひとつとして、PTH/PTHrPのシグナルが亢進し、破骨細胞形成が促進されるという仮説をたてた。この仮説を検証するために、不動化した骨の骨髄間質細胞の破骨細胞様細胞の形成能とPTHrp、PTH/PTHrp、RANKL、OPG遺伝子の発現を調べた。8週齢の雄性、C57BL/6Jマウスを用いた。右後肢の坐骨神経を切除することにより不動化モデルを作成した(Nx群)。反対側の左後肢は神経を同定するだけの偽手術とした(Sham群)。脛骨近位二次海綿骨で骨形態計測を行った結果、海綿骨量と骨形成率は、Nx後2週以降で低下した。破骨細胞数は、Nx後2週で増加した。脛骨骨髄細胞を培養した結果、骨髄接着細胞数は、Nx後2週で減少していた。Nx後2週の骨髄間質細胞から形成される破骨細胞様細胞数は、培養液にPTHを添加した状態下で、有意に増加していた。この増加は、1,25(OH)2D3やPGE2の添加した状態下では見られなかった。Nx群では、処置後1週で、無処置群と比べて、骨髄間質細胞におけるPTHrp遺伝子の発現量は、4.1倍、PTH/PTHrp receptor2.7倍、RANKL2.9倍(いずれもp<0.05)、OPG2.7倍と増加していた。VDR遺伝子の発現量は変化がなかった。