hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
コスタリカの「文化鑑定」に関する人類学的研究

また、米国で開催された文化鑑定に関するワークショップにコスタリカの文化鑑定人2名と共に参加する機会を得た。ワークショップでは、ラテンアメリカ各国出身の文化鑑定人の経験をもつ研究者らと3日間にわたり議論を交わし、今後の研究協力につながる新たな人脈を築くことができた。以上より、おおむね順調に進展していると考える。本研究は、コスタリカの事例をとおして、当該社会のマイノリティとなっている人びとの視点から「正義へアクセスする」ということの意味を問い直す試みであり、最終年度となる本年は前年度に引き続き現地調査を行うとともに研究成果を国内外で報告した。現地調査は12月に実施し、コスタリカ南部の先住民居住区内およびその周辺地域での聞き取り調査や参与観察が主であった。具体的な成果としては、以前は接触が難しかった年長者の見解を聞くことができた点や、ここ数年間に居住区内で発生した事件のうち慣習法裁判所へ届けられそこで解決された紛争事例の補足的情報を得られた点などがある。また、先住民居住区内で発生した事件が居住区外の従来どおりの裁判所で国家法によって裁かれる様子も傍聴した。このことで、一般の裁判所へ届けられた先住民を当事者とする紛争事例のうち、文化鑑定が実施されなかった場合であっても、実際の公判では先住民の文化が重視されている様子を傍聴席から観察し記録することができた。国内における日本語での研究発表では、ラテンアメリカ地域研究や法人類学の国内外の研究動向を踏まえ、コスタリカの先住民居住区内の新たな司法機関として期待される慣習法裁判所の成り立ち・現状や、この慣習法裁判所での具体的な紛争事例、それらの紛争が解決されるまでの詳細について報告した。国外における英語およびスペイン語での発表では、日本社会のマイノリティ(外国人や先住民)に対する司法サービスの現状と課題を紹介した上で、コスタリカでの文化鑑定の実施状況や慣習法裁判所の取り組み、またそこでの研究者の関わり方について報告した。日本、コスタリカ、アメリカ合衆国、メキシコなど世界各国の人類学者や関連領域の研究者らからフィードバックを得るとともに、研究成果の一部をコスタリカの研究者らと共に英語とスペイン語の出版物として二言語で発表することも決定した。本年度は、当初の計画どおり、2回の現地調査を実施した。現地調査中は、最新の裁判資料や歴史資料など各種関連資料の収集に加え、補助金交付以前より現地で構築してきた調査協力者(法律実務家、「文化鑑定士」、先住民居留地出身の知識人)との良好な関係を維持しつつ、今後の研究において極めて重要となる新たな人脈(先住民関連の法的諸問題を専門とする法学者、「慣習法裁判所」を有するカバグラ先住民居留地の住民や活動家)を築くことができた。研究発表については、本年度以前に蓄積していたデータを中心にまとめ考察を加え、調査協力者の使用言語であるスペイン語にて論文を執筆した。
舌粘膜乳頭新生技術確立の為の胎生ラット・ブタ舌乳頭形態形成関連因子の探索

舌粘膜乳頭形態形成機構の解明と新生技術確立の為胎生ラット・ブタ胎仔舌粘膜組織を発生段階で組織学的に検索し、発現遺伝子約22,000種の推移を解析した。ブタ胎仔とラット胎仔組織では舌粘膜乳頭の形態生成の時期が異なるなど動物種による違いが示された。ラット舌組織形成で遺伝子発現が変動する時期と変動遺伝子の組織内局在も明らかとなった。これらの知見により舌粘膜乳頭形態形成遺伝子の特定と機構解明が進むものと期待される。胎生中期から出生までSDラット胎仔試料サンプリングを行った。8週齢以降の腟内インピーダンス3KΩ以上の雌個体を毎夕方に選別し、雄と1:1で交配させ、赤外線webカメラPC画像監視システムにより交尾行動を確認した。翌朝午前9時に腟スメアを採取し、精子確認にてE0.5と規定し、起算日に炭酸ガスにより安楽死・試料採取を行い、RNALaterにより冷凍保存した。光顕試料(ISH)、電顕試料も併せて採取した。採取されたラット胎仔舌尖組織(6ステージ)は液体窒素の氷結破砕・スピンカラムによりtRNAを抽出し、九州大学教育・研究支援センターにてcRNAマイクロアレイ解析(イルミナ;委託)した。得られたデータはGeneSpringGX、SubioPlatformにて解析を行い、候補遺伝子を抽出した。同時に舌乳頭の形態形成における上皮・間葉・基底膜での時系列的変化領域の特定のため、胎生中期から出生後までのSDラット胎仔の光顕、走査電顕による観察を行った。胎生後期の特定時期に舌乳頭組織に著しい形態変化と発現遺伝子の遷移が見られた。一方、北里大学十和田農場でブタの試験的交配を行った。妊娠100日経過後、十和田市食肉センターに搬入・屠殺処理し、ブタ胎仔を採取した。直ちに舌組織ブロックを採取し、RNA laterによる凍結保存を行った。上記ラット胎仔の舌組織採取tRNA収量は非常に小さい為に、マイクロダイセクションは断念した。ブタ舌試料はtRNAの収量が見込めるため、次年度に試行する。これにより、胎生後期から出生までのラット胎仔の舌乳頭の形態形成を時系列的に示す舌組織標本(光顕・SEM・TEM)・マイクロアレイによる遺伝子発現パターンの把握とサンプルを得る事ができた。これにより舌乳頭形態形成関与遺伝子を抽出し、ISHによる組織上の局在の確認などさらなる解析へ展開する端緒となった。平成22年度で行われた胎生中期から出生までのラット胎仔マイクロアレイ解析結果より、本学に間接経費にて導入されたGenespringGX並びにSubio Platformソフトウエアにて網羅的解析(データマイニング)を行った。また、ナラプロ・テクノロジーズ社にCytoscapeによるパスウェイの関連付け・可視化を委託し、パスウェイ描記を試行した。データマイニングにて得られた遺伝子候補(Foldchange2.0以上)のEntrez収録遺伝子配列を鋳型としてRealtime-PCRにより遺伝子量の定量解析を行い、マイクロアレイ結果の検証を行った。定量解析後、増幅産物よりクローニングとシーケンサによる遺伝子配列解析(委託)を行い、遺伝子配列の確認も行った。採取されたラット試料による抽出結果に未確定遺伝子がある事が分かった為、比較対象としてマウス試料によるサンプリングも行った。日本SLC社より妊娠マウスを入手し起算日に安楽死・試料採取を行い、RNALaterにより冷凍保存した。採取されたマウス胎仔舌尖組織の液体窒素での氷結破砕とスピンカラムによりtRNAを抽出し、北海道システムサイエンス社にてcRNAマイクロアレイ解析(Agilent;委託)した。得られたデータはラット同様GeneSpringGX、SubioPlatformにて解析を行い候補遺伝子を抽出し、胎生後期の特定時期に舌乳頭組織にラットと同様の発現遺伝子の遷移が見られた。一方、北里大学十和田農場でブタの本格的交配を行った。十和田市食肉センターに搬入・屠殺処理しブタ胎仔を採取し、舌組織ブロックを採取しRNA laterによる凍結保存を行った。胎生後期から出生までのラット・マウス胎仔の舌乳頭の形態形成を時系列的に示す舌組織標本(光顕・SEM・TEM)・マイクロアレイによる遺伝子発現パターンの把握と同時期のブタ胎仔サンプルを得る事ができた。これにより舌乳頭形態形成関与遺伝子を抽出し、平成23年度のISHによる組織上の局在の確認への準備となった。平成22・23年度で行われたラット胎仔サンプリング試料からのマイクロアレイからの・GeneSpringGX、SubioPlatformの解析結果より候補遺伝子を抽出し、大腸菌クローニングならびにプラスミドの合成を行い、遺伝子配列の確認を行った後、in situ hybridyztion(ISH)用プローブを作成した。ラット胎仔舌試料切片のISHを行い遺伝子発現の局在の確認を行った。胎生後期の発現遷移に対応した染色像が見られ、各遺伝子毎の組織上の局在が明らかとなった。

ラット胎仔舌組織より抽出された遺伝子の舌粘膜組織内の局在が明らかになった事より、次のステップへと展開する準備となった。一方、平成23年度で行われたラットとの比較対照用にサンプリングされたマウス胎仔試料よりマイクロアレイ解析並びに形態観察を行った。マウス胎仔舌粘膜とラット舌粘膜とは全く同一の形態形成を取らず、同じ齧歯類でも今回検索した動物種であるラットとマウスの間で舌粘膜形態形成の各ステージ間のタイムスパンはやや異なり、遺伝子発現も若干異なるものであるという事が分かった。また、ブタ胎仔の糸状乳頭とその結合織芯について観察は胎生50日から108日、また生後0日から成体からサンプリングを行い形態観察を行った。胎生期において糸状乳頭の形成は出生まで見られず、生後に形成がスタートし完成するまでに約2カ月を要することが確認された。糸状乳頭の形成時期はラット・マウスとはやはり異なり、動物種による形成時期の違いが示された。今回、胎仔舌組織の一部は冷凍保存しており、今後上記抽出遺伝子とブタ遺伝子とのホモロジー検索及び作成プローブによるISH試験染色なども行いたい。ラット遺伝子抽出結果から、未確定遺伝子がある事が分かった。また、マイクロダイセクションにより抽出される遺伝子量は微量な為、今回用いる事を断念した。24年度が最終年度であるため、記入しない。平成23年度はin situ hybridization(ISH)法による切片上での定性分析を行う。また、上記対策として比較対象としてマウス試料においての解析も同時に行い、候補遺伝子のホモロジーの高いものを検索し、ISHによる解析を行う。
細粒堆積物の堆積構造に関する基礎的研究

細粒堆積物の堆積機構と堆積構造について東京大学海洋研究所所有のピストンコアラ-用いて詳細な構造の記載と粒度分析、さらに水槽実験により堆積構造の生成過程を研究した。1.室戸沖南海トラフ陸側斜面の細粒堆積物水深1850-4470mの陸側斜面で採集されたピストンコアラ-について、堆積構造の記載と詳細な粒度分析を行なった。この結果、つぎのことが明らかになった。(1)タ-ビダイト起源の細粒平行葉理部では、4.55.5ファイ(30ミクロン前後)にピ-クをもつ粒度分布が特徴的にあらわれる。(2)半遠洋性起源の泥質堆積物では、7.5ファイ(6ミクロン)前後にピ-クをもつ粒度分布が特徴的にあらわれる。2.水槽実験シルタサイズの粒子をけん濁した水を流速5,10,20cmの各段階で循環させると4.55.5ファイのピ-クをもつ細粒平行葉理が形成されることがわかってきた。一方、7ファイより細粒の粒子は沈降せず、けん濁し続けることがわかった。以上のことにより、泥のけん濁からタ-ビダイトや洪水堆積物のどに特徴的な細粒平行葉理が形成され、その粒度は30ミクロン前後であることが明らかになった。またそれより、細粒の粒子は凝集による沈降が主となると予想される。この研究によって始めて、シルトサイズ粒子の挙動と堆積構造の関係が明らかになった。
放射性ストロンチウムによる内部被曝線量その場評価法の検討

前歯からのベータ線計数による骨格のストロンチウムを中心とした、内部被曝線量のその場評価の研究を行った。本研究は、代表者のこれまでの海外核ハザード地域での調査から開発した方法にもとづいている。3年間の実施期間では、核爆発災害のあった楼蘭遺跡周辺のウイグル地域からの在日外国人、韓国人留学生による、日本人の前歯ベータ線計測を行い、結果を、その場で、被験者に説明した。今回の結果は、全員が、検出限界以下のレベルであった。放射線被曝の線量と健康影響を、一般人に理解されやすいように、説明資料を3種作成した。さらに、「ソ連の核兵器開発に学ぶ射線防護」の図書を作成し、刊行した。これらの資料を活用し、国内外でセミナーを行った。2011年3月に福島で発生した核放射線災害に対して、内部被曝その場調査が、実施された。この調査は、福島県民の低線量を効率よく明らかにし、直ぐに、図書「福島嘘と真実」を出版することができた。前歯ベータ計数率から体内Sr-90量換算計数値の確度の改善などに取り組んだ。そのため、これまでの南ウラル、ロンゲラップ、日本人の測定データから得られた結果を整理し、分かり易い教育資料を作成した。その内容はロシア連邦放射線衛生学研究所およびウラル放射線医学研究所の協力で実施した2000年の南ウラルの放射線衛生学調査を基礎とした。体内ストロンチウム量、骨格と歯の取り込み時期の差異に加え、日本人人骨資料中の放射能値と線量の年代変化のデータを整理した。本年度はこの資料を使用して、日本人および来日外国人の被験者の前歯の測定を2度、東京都内で行なった。教育資料による説明の他に、ムスリュモボ村から2000年に持ち帰ったSr-90を含むヘラジカの角のベータ線計測の実演で、被験者の理解を促した。このベータ線計測は、札幌医科大学医学部医学科1年生の物理学実験の放射線防護学課題でも利用した。ロシア文献・「テチャ川の核汚染による医学、生物、環境影響」の翻訳を進め、その一部を、拙著「ソ連の核兵器開発に学ぶ放射線防護学」医療科学社2010に収録した。特に、ソ連時代の兵器用プルトニウム製造過程での環境核汚染と食物連鎖によるテチャ川流域住民の内部被曝での骨格および歯のストロンチウム90取り込みの科学の概要である。関連して、製造施設の概要、核爆発実験の情報を収めた。前歯含有のSr-90量推定について、モンテカルロ計算の方法を検討中であるが、まだ結果は出ていない。引き続き本年も、在日外国人・韓国人留学生の前歯のベータ線を計測した。日本人同様、顕著な計数は観測されなかった。他方、文献研究として、隣国中国の楼蘭周辺での核爆発1964-1996年間の22メガトンからのわが国への放射性物質の降下と日本人人骨中の放射性ストロンチウム90の放射能分析(放射線医学総合研究所の報告)とを照らし合わせた影響を考察するとともに、内部被曝線量評価を行った。最初の約10年間に、幼児・胎児に顕著な影響があった。成人の場合は、それが70-80年代に顕著な線量が見られた。その線量は、前歯ベータ線からの線量評価と矛盾のない範囲であった。日本へ降った核の黄砂は、より近接のモンゴルへの影響が顕著と考えられる。実際、カザフスタンへの影響は、これまでに調査されている。本年は、モンゴル国核エネルギー庁とこの核放射線影響についての科学会議をウランバートルにて開催した。線量計算から、最大数100ミリシーベルトの線量をモンゴル西側領域が受けると推定される。本研究手法であるベータ線評価が、今後、モンゴルにおいて有効となる可能性もある。本年は、実測調査、文献調査、学会等の発表に加え、東京都民の協力を得て、一般の人たちに説明する機会を設けた。放射線防護の科学を国民にわかり易く説明する機会は、ちょうど3月11日の宮城沖地震と重なった。当然内部被曝としては、放射性ヨウ素の問題がより重要なので、それ以後、10年前の科研費研究の成果と合わせて、福島第一原子力発電所に原因する放射線衛生問題に取り組んだ。次年度も、国家的問題にも言及しながら進めていく。

本年は、平成23年3月11日の宮城沖地震M9.0により発生した津波に誘発された福島第一原子力発電所放射線災害を受けて、Sr-90を含む放射性物質が放出された核災害における放射線衛生調査に、本研究の一環として位置づけて取り組んだ。最初に福島をはじめ東日本の広範囲について、環境および住民の放射線衛生について検査した。外部被曝、内部被曝(ヨウ素、セシウム他)について、偲人線量計ならびに、ポータブルホールボディーカンターによるその場評価を実施した。札幌および青森では、顕著な核分裂生成物は検出されなかった。仙台、福島、東京でのガンマ線スペクトロスコピーで、ヨウ素131、セシウム134、セシウム137が顕著に検出された。福島から少量持ち帰った土壌を5月に測定すると、ヨウ素131は消滅していた。甲状腺に蓄積されるヨウ素131による内部被曝線量検査が成人希望者総数76人に対して行われた。検査当日の福島県民66人のヨウ素放射能の最大値は3.6キロベクレル、平均1.5キロベクレル。6人は検出限界0.1キロベクレル未満であった。20km圏内浪江町からの避難者40人の平均甲状腺線量は5ミリシーベルト、チェルノブイリ被災者の1千分の1以下程度と、甲状腺がんのリスクは無いと判断する。調査結果は、現地被災地での報告会や説明会、そして学会報告、図書の刊行、科研費成果資料の作成、一般紙上も含む論文発表、新聞・テレビ・ラジオ、独自のインターネット上での情報発信である。福島低線量事象の科学報告に加え、研究代表者の以前の海外核事象調査との比較を解説した。年度末には、科研費セミナーを東京と大阪の2か所で開催した。
パラリンピアンに対するキャリア支援に関する研究－社会認知的進路理論を用いて－

スポーツ界においてアスリートの人生は競技成績だけでなく、キャリアの視点も重要である。健常アスリートについては研究が先行し、キャリアプログラムが多く提示されている。一方で、パラリンピアンについてはキャリア構築の初期過程から不明点が多い。パラリンピアンのキャリア支援は、障害者雇用・今後の障害者競技スポーツ振興に重要な役割を果たすと期待される。パラリンピアンに関するキャリア研究は、職業、雇用形態、競技に対する資金援助等に関する調査と限定的で、そのキャリア構築に直結する実践的な提言は少ない。他のトップアスリートと比較するとパラリンピアンの職業選択の過程には大きな違いが予想されるため、パラリンピアンを対象とする本研究は障害者雇用という観点からも意義があると考えられる。本年度は、昨年度に引き続き現役パラリンピアン並びに引退したパラリンピアンに対する聞き取り調査(半構造化インタビュー調査)を行い、より探索的な質的データの収集を実施した。パラリンピアンをとりまく雇用状況の変化に関して行ったインタビュー調査により収集したデータを修正版グランデッド・セオリー・アプローチ(M-GTA)を用いて分析し、パラリンピアンのキャリア選択プロセスの特徴を明らかにした。その結果、キャリア選択時に影響を与えるポジティブ因子・ネガティブ因子を明らかにした。インタビュー調査結果をもとに社会認知的進路理論(SCCT)を用いたアンケート調査を現役ならびに引退したパラリンピアンに実施し(1)自己効力感(特定の課題や行動をうまく遂行するために必要な能力に対する確信)、(2)結果期待感(特定の課題や行動の遂行による効果への期待や予測)、(3)目標設定(キャリアゴール)、(4)個人的・社会的要因(パラリンピアン独自の要因を追加する)を分析する事により、パラリンピアンが抱える内在的なキャリア問題を顕在化することを目的とした。研究計画に示した社会認知的進路理論(SCCT)を用いたアンケート調査実施に関しては、20代から60代の就業者422名(男性280名、女性142名)を対象にキャリアに関する予備調査を行い、職業、就業状況、自己効力感、結果期待、目標設定に関する質問項目等を精査した上で、本調査ではさらにパラリンピアン特有のキャリアに関する質問項目(個人的・社会的要因)の精査を行った。そのため、予備調査に時間がかかり本調査に十分時間を割くことが出来ず、アンケートの実施が遅れた。来年度も引き続きアンケート調査を実施し、量的データの分析を行い、成果をまとめる予定である。したがって、調査フレームの大枠は合意できる段階に達しており、計画の8割は達成されたが、上記のような課題の積み残しもあるため、「おおむね順調」と評価した。令和元年度は、アンケート調査を引き続き行い、パラリンピアンがキャリア選択時に重要視する項目、キャリア選択時に影響を与える因子、阻害要因を明らかにする。男女のサンプルを用いて、それぞれの個人・社会的要因が、自己効力感、特定のキャリアへの興味、そしてキャリア探求行動へと影響を及ぼしていることを構造方程式モデリングにより確認する。研究のまとめとして、質的研究及び量的研究の成果を詳細に分析し、理論モデルの構築を目指し、障害のあるトップアスリートのキャリア構築に直結する実践的な提言を目指す。また、研究領域への還元として,関連する国内学会・国際学会での研究発表・研究論文の投稿を行い,成果の報告を行う。そこで本研究では、パラリンピアンにおけるキャリア構築の実態解明と、問題解決にむけたプログラム開発を目的とする。実態調査は社会認知的進路理論(SCCT)に基づき実施し、(1)自己効力感、(2)結果期待感、(3)目標設定、(4)個人的・社会的要因の分析より、パラリンピアンのキャリア選択阻害要因を顕在化する。さらに、キャリアプログラムの構築を推進する具体的方策を開発・提案することで、キャリアアップ及び競技力向上へ貢献することを狙う。本年度はパラリンピアンのキャリア選択の過程を明らかにすることで問題を発見することを目標として、研究目的1.パラリンピアンのキャリア実態調査を行い、多くのパラリンピアンが抱えている、キャリア選択時のポジティブ因子・ネガティブ因子をインタビュー調査し、それらの因子がどのようにキャリア選択に影響を与えるかを検討することを目的とした。さらに、研究目的2.として実態調査を踏まえ社会認知的進路理論(SCCT)を用いたアンケート調査を実施し、パラリンピアンが抱える内在的なキャリア問題を顕在化することを目的とした。研究計画に示した研究目的1.パラリンピアンのキャリア実態調査の実施についてはキャリア実態調査として、現役・引退パラリンピアン10名にインタビュー調査を行い、パラリンピアンが直面するキャリアにおける阻害要因や必要とする支援に関する知見を得られ、研究目的はある程度達成され、調査フレームの大枠は合意できる段階に達している。しかしながら、研究目的2.社会認知的進路理論(SCCT)を用いたアンケート調査実施に関しては、十分な時間を割くことができず、来年度に持ち越されたケースが多い。平成29度計上した予算の繰り越しを平成30年度早々にアンケート調査に使用しながら研究を推進していく予定である。

健常アスリートについては研究が先行し、キャリアプログラムが多く提示されている。一方で、パラリンピアンについてはキャリア構築の初期過程から不明点が多い。パラリンピアンのキャリア支援は、障害者雇用・今後の障害者競技スポーツ振興に重要な役割を果たすと期待される。パラリンピアンに関するキャリア研究は、職業、雇用形態、競技に対する資金援助等に関する調査と限定的で、そのキャリア構築に直結する実践的な提言は少ない。他のトップアスリートと比較するとパラリンピアンの職業選択の過程には大きな違いが予想されるため、パラリンピアンを対象とする本研究は障害者雇用という観点からも意義があると考えられる。本年度は、昨年度に引き続き現役パラリンピアン並びに引退したパラリンピアンに対する聞き取り調査(半構造化インタビュー調査)を行い、より探索的な質的データの収集を実施した。パラリンピアンをとりまく雇用状況の変化に関して行ったインタビュー調査により収集したデータを修正版グランデッド・セオリー・アプローチ(M-GTA)を用いて分析し、パラリンピアンのキャリア選択プロセスの特徴を明らかにした。その結果、キャリア選択時に影響を与えるポジティブ因子・ネガティブ因子を明らかにした。インタビュー調査結果をもとに社会認知的進路理論(SCCT)を用いたアンケート調査を現役ならびに引退したパラリンピアンに実施し(1)自己効力感(特定の課題や行動をうまく遂行するために必要な能力に対する確信)、(2)結果期待感(特定の課題や行動の遂行による効果への期待や予測)、(3)目標設定(キャリアゴール)、(4)個人的・社会的要因(パラリンピアン独自の要因を追加する)を分析する事により、パラリンピアンが抱える内在的なキャリア問題を顕在化することを目的とした。研究計画に示した社会認知的進路理論(SCCT)を用いたアンケート調査実施に関しては、20代から60代の就業者422名(男性280名、女性142名)を対象にキャリアに関する予備調査を行い、職業、就業状況、自己効力感、結果期待、目標設定に関する質問項目等を精査した上で、本調査ではさらにパラリンピアン特有のキャリアに関する質問項目(個人的・社会的要因)の精査を行った。そのため、予備調査に時間がかかり本調査に十分時間を割くことが出来ず、アンケートの実施が遅れた。来年度も引き続きアンケート調査を実施し、量的データの分析を行い、成果をまとめる予定である。したがって、調査フレームの大枠は合意できる段階に達しており、計画の8割は達成されたが、上記のような課題の積み残しもあるため、「おおむね順調」と評価した。平成29年度は、現役・引退パラリンピアン10名を対象として,パラリンピアンのキャリア実態調査を実施した。
感覚計測における非線形多次元システムのための線織面内挿法に関する研究

1.非線形多次元計測系の線織面挿法非線形多次元計測系の入出力特性を校正した上で、マルチセンサ出力から、多変量の計測値にどう翻訳すべきかの逆変換方法に関し数理的に検討し、再帰的線織面内挿法という解析的な逆変換手法を提案した。このような手法を実際に多変量を必要とする感覚計測へ適用し、具体的に布の手触り感の計測と微風速計測用センサの開発の2つを併行的に実施した。2.布の手触り感覚の計測感圧ゴムを用いた接触子センサ及び光ファイバを用いた猫のひげ型触針センサを製作し、布の手触り感計測を行った。またセンサ出力の時系列信号を円形対称のドット図形に変換し、計測結果の認識・比較が容易に行えるようにした。感圧ゴムセンサは基本的に布を擦ることに伴う変形に対する布の復元力を出力するが、光ファイバ触針センサは、布をなぞることに伴うファイバ先端のスティックスリップ振動を光変位信号として出力する。この変位振動には布の表面特性、引っ張り特性、圧縮・弾力特性など多くの情報が含まれている。結果として、感圧ゴム接触子よりも光ファイバ触針の方が綿、麻、ウ-ル、シルクの4種類の布をよりはっきりと種類分別できた。またファイバの長さとたわみの大きさによって振動挙動が変化することが分かった。今後は長さが異なる複数本のファイバ触針をもつ多次元計測システムの構築を目指すと共に、センサ出力と布の手触り感の関係をさらに調べ線織面内挿法による計測系の確立を図る。3.微風速計測用センサの開発小型薄膜測温抵抗体を複数空間配置させ、狭帯域空間フィルタ型流速計と2次空間差動型流速計を提案した。前者は配置ピッチで決まる熱分布の周波数成分を検出し流速を測定するものである。これに対して検出できる最高周波数成分について周波数応答特性を解析的に、実験的に調べた。後者は熱パルスの到達を検知したら次の加熱パルスを発振するものである。この場合、熱パルスの伝播時間を正確に検出するために荷重値の設定を行った。1.非線形多次元計測系の線織面内挿法非線形多次元計測系の入出力特性を校正した上で、マルチセンサ出力から、多変量の計測値にどう翻訳すべきかの逆変換方法に関し数理的に検討し、再帰的線織面内挿法という解析的な逆変換手法を提案した。このような手法を実際に多変量を必要とする感覚計測へ適用し、具体的に人間の皮膚感覚を工学的に捕らえる。このため、まず布の手触り感の計測と微風速計測用センサの開発の2つに絞って研究を併行的に実施した。2.布の手触り感覚の計測布の手触り感覚をまず感圧ゴムを用いた接触子センサにより測定した。感圧ゴムの出力信号より、綿、麻、ウ-ル、シルクの4種類の布を大まかに種類判別できた。また、布折り曲げた場合に伴うセンサ出力の変化を調べ、このときのセンサ出力信号も布の種類判別に役立つことが分かった。さらに、感圧ゴムの出力信号をイメージ図に変換し、手触り感の認識・比較が容易に行えるようにした。

一方、布の表面凹凸情報を採取するのに感圧ゴムの接触面積が制御しにくくまた磨耗しやすいことから、今後は光ファイバを用い、ファイバの先端形状を加工し、布をなぞる際のファイバのスティックスリップ振動を光変位センサで捕らえ、布の手触り感覚を工学的に検討し続ける。3.微風速測定及び熱減衰測定用センサの開発布の温熱、換気特性を調べるため、微風速測定及び熱減衰測定用小型薄膜測温抵抗センサの特性を調べた。その結果、十分近い距離にある測温センサでさえ、ヒ-タの加熱周波数が100Hz以上になると、熱拡散のため出力は急激に減衰することが分かった。そこで、センサの空間配置と荷重値を工夫し、風速による熱減衰特性を活かしたセンサシステムを今後提案していく。布の手触り感の計測及び微風速計測用センサの開発の2つの研究を併行的に実施した。1.布の手触り感覚の計測布の手触り感覚の計測についてまず感圧ゴムを用いた接触子センサを開発した。感圧ゴムの出力信号の特徴分析により、綿、麻、ウ-ル、シルクの4種類の布を大まかに種類判別できた。この場合、感圧ゴムの出力信号をイメージ図に変換し、手触り感の認識・比較が容易に行えるようにした。一方、布の表面凹凸情報等を採取するには感圧ゴムの接触面積が制御しにくくまた磨耗しやすいことから、新たに光ファイバを用いた猫のひげ型触針センサを製作した。ファイバの先端を斜めに切断し、切断面に金蒸着することにより、ファイバに入射される変調レーザ光を先端から漏出させる。布をなぞることに伴うファイバ先端のステイックスリップ振動を光変位センサで捕らえ、布の手触り感覚に対応する触針変位情報が測定される。布の種類によって触針の振動は異なり、また同じ布でもファイバの長さとたわみの大きさによって振動挙動が微妙に変わることが分かった。今後は長さが異なる複数本のファイバ触針をもつ計測システムの構築を目指すと共に、センサ出力と布の手触り感の関係をさらに調べ線織面内挿法による計測系の確立を図る。2.微風速測定及び熱減衰測定用センサの開発微風速測定及び熱減衰測定のために小型薄膜測温抵抗センサの利用方法について調べた。その結果、ヒ-タから十分近い距離にある測温センサでさえ、ヒ-タの加熱周波数が100Hz以上になると、熱拡散のため出力は急激に減衰することが分かった。また、風速の変化に伴い、出力の直流レベルは大きく変化するが、周波数ゲイン特性はあまり変わらないことが確認された。それに対して、2つの隣接するセンサの差分を取ると、直流変動分が少なくなり、かつ一定位相遅れを与える周波数は大幅に小さくなる。また差分係数を調整することにより一定位相遅れとなる発振周波数が精度よく決まることが期待できる。差分センサのピッチとヒ-タまでの距離を変えて、差分出力の特性を調べ、結果を熱伝播モデルによるシミュレーション結果と比べると、傾向は一致するが、期待していた現象が顕著に現れていないことが分かった。今後は差分センサの構造を検討すると共に、差分係数の最適調整値の効果を再検討する。
外傷性脳損傷に対する新規治療戦略

我々は申請した研究計画に従い,GFP陽性トランスジェニックマウスの骨髄細胞をブスルファン(骨髄抑制作用)投与により前処置を行った雄性C57BL/6マウス(7-8週)に静脈内投与(骨髄移植)してGFP陽性キメラマウスを作製した.骨髄移植の4週後に,GFP陽性キメラマウスを用いて全身麻酔下にImpactorを使用して外傷性脳損傷モデルマウス(Controlled cortical impact/CCIモデル)を作製した.外傷性脳損傷慢性期における術後認知機能障害の発症および軽減の機序解明を目的として以下の実験を行った.手術侵襲を一切与えないナイーブマウス,全身麻酔下に開頭術のみを行うシャムマウス(偽手術モデルマウス),および外傷性脳損傷モデルマウスを用いて頭部外傷受傷28日後にイソフルラン(吸入麻酔薬)単独またはイソフルラン(吸入麻酔薬)およびデクスメデトミジン(静脈麻酔薬)併用で全身麻酔を30分間行った.全身麻酔施行14日後より,高次脳機能を評価する行動学的試験としてBarnes Maze試験を行った.ナイーブマウス,シャムマウスにおいては全身麻酔後の術後認知機能障害を発症しなかった.イソフルラン単独で全身麻酔を行った外傷性脳損傷モデルマウスでは,術後認知機能障害を発症したが,イソフルランおよびデクスメデトミジン併用で全身麻酔を行った外傷性脳損傷モデルマウスにおいては,術後認知機能障害を発症しなかった.この結果から,デクスメデトミジンは外傷性脳損傷慢性期における術後認知機能障害の発症を予防または軽減する可能性が示唆された.我々は申請した研究計画に従い,GFP陽性トランスジェニックマウスの骨髄細胞を,ブスルファン(骨髄抑制作用)投与により前処置を行った雄性C57BL/6マウス(7-8週)に静脈内投与(骨髄移植)して,GFP陽性キメラマウスを作製した.骨髄移植の4週後に,GFP陽性キメラマウスを用いてKrajewskaらの方法に従い,全身麻酔下にImpactorを用いて外傷性脳損傷モデルマウス(Controlled cortical impact/CCIモデル)を作製した.外傷性脳損傷受傷3,7日後に免疫組織学的手法を用いて脳損傷部位に集積する骨髄由来ミクログリアの細胞数を解析した.その結果,外傷性脳損傷モデルマウスの脳損傷部位に集積する骨髄由来ミクログリアの細胞数は,シャムマウス(偽手術モデルマウス)と比較して有意に増加することを明らかにした.また,外傷性脳損傷モデルマウスの脳損傷部位のアストロサイトの細胞数は,シャムマウス(偽手術モデルマウス)と比較して有意差がないことを確認した.外傷性脳損傷による後遺症の評価として術後認知機能障害を解析した.外傷性脳損傷受傷4週後に各モデルマウスにイソフルラン麻酔を行った.イソフルラン麻酔1週後に,行動学的解析としてバーンズ迷路試験を行った.その結果,外傷性脳損傷モデルマウスにおいてイソフルラン麻酔後に術後認知機能障害が発症することを明らかにした.手術侵襲を与えないナイーブマウスおよびシャムマウスでは,イソフルラン麻酔後も高次脳機能障害は認められなかった.今年度は,外傷性脳損傷モデルマウスの脳損傷部位に骨髄由来ミクログリアが集積することを明らかにした.これは研究開始前に申請者らが想定していた仮説通りの結果であり,本研究はおおむね順調に進展していると考える.我々は申請した研究計画に従い,GFP陽性トランスジェニックマウスの骨髄細胞をブスルファン(骨髄抑制作用)投与により前処置を行った雄性C57BL/6マウス(7-8週)に静脈内投与(骨髄移植)してGFP陽性キメラマウスを作製した.骨髄移植の4週後に,GFP陽性キメラマウスを用いて全身麻酔下にImpactorを使用して外傷性脳損傷モデルマウス(Controlled cortical impact/CCIモデル)を作製した.外傷性脳損傷慢性期における術後認知機能障害の発症および軽減の機序解明を目的として以下の実験を行った.手術侵襲を一切与えないナイーブマウス,全身麻酔下に開頭術のみを行うシャムマウス(偽手術モデルマウス),および外傷性脳損傷モデルマウスを用いて頭部外傷受傷28日後にイソフルラン(吸入麻酔薬)単独またはイソフルラン(吸入麻酔薬)およびデクスメデトミジン(静脈麻酔薬)併用で全身麻酔を30分間行った.全身麻酔施行14日後より,高次脳機能を評価する行動学的試験としてBarnes Maze試験を行った.ナイーブマウス,シャムマウスにおいては全身麻酔後の術後認知機能障害を発症しなかった.イソフルラン単独で全身麻酔を行った外傷性脳損傷モデルマウスでは,術後認知機能障害を発症したが,イソフルランおよびデクスメデトミジン併用で全身麻酔を行った外傷性脳損傷モデルマウスにおいては,術後認知機能障害を発症しなかった.この結果から,デクスメデトミジンは外傷性脳損傷慢性期における術後認知機能障害の発症を予防または軽減する可能性が示唆された.今後は,外傷性脳損傷モデルマウスのイソフルラン麻酔後の術後認知機能障害と脳損傷部位に集積する骨髄由来ミクログリアの関連因子を検索し,骨髄由来ミクログリアの活性化を抑制することで,外傷性脳損傷モデルマウスのイソフルラン麻酔による術後認知機能障害の軽減することを目的として研究を推進していく予定である.申請者らは2017年度に札幌医科大学学術振興事業(教育研究事業)として400,000円の研究費の支給を本研究に対して受けた.そのため,ほぼ同額の次年度使用額が発生した.翌年度分として請求する助成金は,ウエスタンブロッティングに用いる各種抗体の費用として使用する予定である.
培養カイアシ類を使った海産種仔稚魚の飼育モデル確立

本課題で、1)海産魚類種苗生産の餌料系列のモデルとなる海産カイアシ類の培養方法の強化と、2)培養カイアシ類の給餌効果を明らかにすることが出来た。50100L規模の継続的なカイアシ類培養が可能となり、実験室レベルでの仔稚魚飼育へのカイアシ類給餌が可能となった。また、仔稚魚飼育で一般的に生物餌料としている海産ワムシ類と混合給餌したところ、カイアシ類を優先的に選択することが明らかとなった。脂肪酸分析の結果、カイアシ類は極性脂質中にDHAが多く、これを模してワムシの極性脂質にDHAを強化したところ、仔稚魚の生残と成長を改善することが出来た。当初研究計画どおり、培養カイアシ類の仔魚への給餌試験を実施した。ただし、予定していたTemora turbiniataが死滅したため、新たに奄美大島で採取したPseudodiaptomus marinusの大量培養試験を実施した後、仔魚飼育試験を実施した。また、昨年度実施したワムシ化学組成の分析に基づいて、仔魚飼育を実施し、従来法で栄養強化したワムシを用いた仔魚の飼育成績と比較した。【カイアシ類大量培養試験(再試験)】前年度の試験結果に基づき、Isochrysis sp.タヒチ株とPhaeoductylum tricornutumの混合給餌を行った。しかし培養不調に陥ったため、上記2種にPavlova lutheriを加えた3種混合給餌を実施した。その結果、5L規模の培養では2ヶ月間、25個体/mLの密度を維持することが可能であった。また、培養規模を拡大し、30L規模で培養を行った結果、1ヶ月間、12個体/mLで培養することが可能であった。【ヒラメ仔魚への給餌試験】上記大量培養で生産個体数が十分ではなかったため、ワムシとの混合給餌を行い、ヒラメ仔魚の選択摂餌性について検討する試験を実施した。その結果、ヒラメ仔魚がワムシおよびカイアシ類を摂餌していなかったため、仔魚の飼育条件および魚種などを変更して、再試験を行うことが必要であると判断した。【極性脂質を強化したワムシ給餌による仔魚飼育】昨年度検討したワムシの栄養強化法を用いてマダイ仔魚の飼育試験を実施した。その結果極性脂質を強化したワムシの給餌により成長が改善した。これにより、カイアシ類給餌で成長が改善することが予想される。当初研究計画では、培養カイアシ類の化学成分組成を分析する予定であったが、拡大培養にまで至らず、平成24年度は平成25年度に予定していた微細藻類種の探索を繰り上げて実施すると共に、これを使った培養実験を行った。また、基礎的知見の集積として、当初予定していたとおりの各種栄養強化剤を使用したワムシ・アルテミアの分析も実施した。【カイアシ類培養最適餌料種の探索】過去の知見から、珪藻類およびハプト藻類がカイアシ類の培養には有効であることが明かである。入手可能な培養可能種は限定されていることから、珪藻類2種(Chaetoceros neogracile、Phaeodactylum tricornutum)およびハプト藻類2種(Isochrysis sp.タヒチ株、Pavlova lutheri)を用い、上記4種の2種類ずつの組み合わせを設定し、増殖に最適な微細藻類種の組み合わせの探索を行った。その結果、ハプト藻類どうしの組み合わせよりも、ハプト藻類および珪藻類の組み合わせで培養した方が、産仔数が多くなり、最も産仔数が多くなる組み合わせは、P. tricornutumとIsochrysis sp.の組み合わせであった。【海産ツボワムシ類の分析】カイアシ類を餌料として用いる際の対照区として用いる海産ツボワムシ類(以下ワムシ)を各種栄養強化剤で培養した時の脂肪酸組成について検討した。通常の栄養強化の場合、仔稚魚の生残、成長に重要な役割をもつn-3HUFA、特にDHAおよびEPAは強化はされるものの、極性脂質中のDHAおよびEPAは僅かしか強化されていなかった。リン脂質中に多量のDHAおよびEPAが含まれていることが知られているカイアシ類と比べると、初期餌料として劣ることが明らかとなった。しかし、強化時間を長くするとワムシ中のDHAおよびEPA量が増えることも明らかに出来た。最終年度は、培養カイアシ類の給餌効果と培養カイアシ類の栄養価を明らかにすることを目的として、研究を遂行した。

給餌効果に関する実験については、昨年度より培養を成功させているPseudodiaptomus inopinusを使用して実験を行ったが、単独給餌が可能となるほど個体数が増加しなかったため、26年度前半ではマダイ仔魚を使って一般に海産魚類種苗生産で初期餌料として用いられているワムシとの混合給餌を行い、摂餌選択性を調べる実験を行った。また後半にはカイアシ類単独給餌を行った場合のマダイ仔魚飼育の成績について検討した。結果として、マダイ仔魚はカイアシ類に初めの頃こそ選択性を示さなかったものの、次第にカイアシ類に選択性を示すようになった。つまり、人為的に培養したカイアシ類を給餌した場合、仔魚がカイアシ類を積極的に摂餌する可能性が高く、仔魚の餌料として有効であるといえる。一方、カイアシ類単独給餌を行ったマダイ仔魚は生残率が低かった。原因としては、ワムシおよびアルテミアを給餌した場合に比べて、圧倒的に給餌量が少なかったことが考えられる。人為的に培養したカイアシ類の単独給餌での生残率は低かったものの、生残する仔魚は明らかに存在し、それらは成長を示していた。培養したカイアシ類で仔稚魚を飼育した例は少なく、生残率は低かったものの、摂餌誘引性があることが確認されたことは、生物学的にも、水産学的にも非常に意義深く、今後の海産魚類種苗生産での餌料生産にとって重要な知見を得ることが出来た。研究期間全体を通しても、カイアシ類の培養を継続的かつ安定的に実施する技術が確立し、これによって培養出来たカイアシ類を使った仔魚飼育の目処が立ったことにより、飼育モデルの達成をほぼ完遂できたと言える。水産増殖学保持していたカイアシ類の死滅に見舞われ、新しい種での検討を余儀なくされたが、大量培養が可能となり、仔魚飼育を行うことが出来た。前年度の試験結果を確認できた上、カイアシ類種によって条件が異なることが明らかに出来たことに大きな進展がある。しかし、当初予定していた、微細藻類の化学組成の検討が不十分であると同時に、仔魚飼育試験が不調に終わったことから、「やや遅れている」とした。計画では今年度中には大量培養を実施し、カイアシ類の化学組成について明らかにする予定であった。カイアシ類の培養については進展があったものの、仔稚魚用の餌料として使用できるまでには至らなかった。しかしながら、次年度に実施予定であった実験を前倒しして行ったことと、ワムシの分析や栄養強化方法の改善などで、進展があったことから全体として「やや遅れている」とした。今年度大量培養が可能となったPseudodiaptomus marinusを用い、再度魚種を変えて給餌試験を実施する。前年度と同様に生産数が低調に終わることが考えられるため、摂餌選択性の試験を予定する。また、カイアシ類のみでの飼育が可能となるよう、引き続き大量培養試験も実施する。一方、P. marinusを用いた、カイアシ類培養に適した微細藻類種の探索も引き続き行うと同時に、各微細藻類の化学組成について検討を行う。前年度および前々年度で明らかになった培養条件を応用して、他のカイアシ類種の培養にも着手する。また、市販の天然由来冷凍カイアシ類の化学組成について検討を実施し、培養カイアシ類の結果と比較する。今後は今年度行う予定であったカイアシ類の大量培養を実施し、当初の予定通りにカイアシ類を使った仔稚魚飼育を行う予定である。ただし、やはり中規模培養が実現しない場合は、天然域で採取されたカイアシ類の化学組成分析を行って、ワムシ栄養強化のモデルを構築すると共に、小規模で培養できたカイアシ類を使用して、小規模での摂餌選択性を調べる飼育実験を行う予定である。
サンゴ群集の形成・維持機構

1.高緯度造礁サンゴ群集の構造と動態:2001-2003年にかけて、熊本県天草に群生する造礁サンゴ群集約100m^2がデジタルカメラによりモニタリングされた。対象域からは約3,000個体、12科30属54種が観察され、被度は約28%であった。個体数では半数以上がFaviidae(57%)であり、続いてAcroporidae(17%)、Poritidae(15%)であった。生殖様式別にみると、放卵放精種に於いては小型個体の割合が少ないのに対し、幼生放出種ではその逆であった。2002、2003年には2-4の台風が直撃し、多くの大型個体が基板から剥がされ消失した。その結果、3年間という短期間に、約10%サンゴ個体数が減少し、特にAcroporidae(-24%)で被害が大きかった。逆に幼生放出種であるPocilloporidaeでは240%もの増加が見られ、この傾向が継続すれば、近い将来対象群集の構造が大きく変化することが示唆された。3.高緯度域造礁サンゴの放卵放精及び幼生の定着:天草の造礁サンゴ6種(A.cf.hyacinthus, C.serailia, E.aspera, F.favus, M.valenciennesi, P.contorta)の放卵放精は2001-2003年にかけて毎年7-8月のほぼ同時期に観察され、各種サンゴ個体間で同調していた。また、定着板(10×10cm)を用いた野外実験では、2001-2003年にかけてほとんどサンゴ幼生の定着は見られなかった(約1固体/50定着板/年)。この結果より、天草の造礁サンゴ群集はサンゴ幼生の供給源として機能しているが、生産された幼生の親群集への寄与率は大変低いことが示唆された。1.造礁サンゴの空間を巡る競争本研究より、使用された7種の造礁サンゴに於いて(1)種間競争の頻度は極めて高い、(2)個体の大きさは競争に影響を与えない、(3)競争の強弱関係はほぼ直線状である、等のことが明らかになった。2.高緯度域に生息する造礁サンゴの放卵放精パターン、幼生の定着密度50枚の定着板(10×10cm)を用いた実験では、Acropora sp.と思われる新規加入1個体のみが定着板上に観察された。結果より天草の造礁サンゴ群集では放卵放精は行われるが,生産された幼生の群集への寄与率は低いことが示唆された。
bFGFを用いたポリリン酸結合型人工骨による骨形成促進の解明

本研究では、bFGFとポリリン酸とを結合させた人工骨を応用することで細胞増殖および石灰化により骨形成が促進されることが示唆された。さらに、このことから、bFGFとポリリン酸とを結合させた人工骨の応用が、臨床で使用される骨移植材として新しい安心安全で確実に骨再生を獲得できる材料となる可能性が示された。bFGFは細胞増殖促進作用を持ち、組織再生において有効に作用する。ポリリン酸は石灰化促進作用を持っており、またbFGFを安定化させる作用を有しており、これらを相互に作用させることで生体内における骨形成促進効果が期待できる。そこで研究目的であるbFGFをもちいたポリリン酸結合型人工骨による骨形成促進の解明を目指すため、in vitroにおける細胞実験にて検討を行った。MC3T3-E1細胞を基礎培地に播種したのち、(1)bFGF+ポリリン酸添加群(2)bFGF添加群(3)ポリリン酸添加群(4)基礎培地のみ(コントロール)に分け継代培養を行い、各期における細胞数および骨形成マーカーをRT-PCR法にて測定した。細胞数の測定結果では(1)bFGF+ポリリン酸添加群がコントロール群に対して有意に高い値を示し、bFGFによる細胞増殖作用およびポリリン酸によるbFGFの安定化作用が明らかとなった。骨分化マーカーの測定ではコントロール群に対して(1)bFGF+ポリリン酸添加群および(3)ポリリン酸添加群が有意に高い値を示した。これらの細胞実験の結果より、I : bFGFをポリリン酸が安定化することにより、細胞増殖を促進させたII :ポリリン酸添加群およびbFGF+ポリリン酸添加群が骨分化マーカーの発現を促進したが、ポリリン酸添加群が最も高い値を示した、以上よりin vitroにおけるbFGFおよびポリリン酸の相互作用の一端が解明された。この結果をもとに、平成22年度では生体内での促進効果の解明を目指す。bFGFは細胞増殖促進作用を持ち,組織再生において有効に作用する。ポリリン酸は石灰化促進作用を持っており,またbFGFを安定化させる作用を有しており,これらを相互に作用させることで生体内における骨形成促進効果が期待できる。bFGFをもちいたポリリン酸結合型人工骨による骨形成促進の解明を目指すため,in vitroにおける細胞実験にて検討を行い平成21年度の結果から,in vitroにおけるbFGFおよびポリリン酸の相互作用の一端が解明された。平成22年度ではこの骨移植材の材料学的評価および骨形成の様相をin vivoにて検討した。IP-CHAに濃度25%のポリリン酸結合型人工骨(25%人工骨)を作製し,人工骨の表面構造をSEMにて観察したところ,IP-CHAと比較して構造的に変化はなく,三次元的構造を有していた。また,ラビットの大腿骨の骨窩にbFGFを含浸させたIP-CHA,25%人工骨bFGFおよびbFGFを含浸させた25%人工骨と対照としてIP-CHAをそれぞれ埋入し,埋入2週および3週後の皮質骨欠損部における気孔内再生骨の骨面積率を計測した。埋入2週後および3週後でもbFGFを含浸させた25%人工骨は良好な骨再生が観察され,以上の結果から,濃度25%のポリリン酸を結合させた多孔性ハイドロキシアパタイトにbFGFを含浸させた「bFGF含有ポリリン酸結合型人工骨」は,骨形成を促進させる骨移植材である可能性が示唆された。
アスコルビン酸を規範とする新規抗酸化活性化合物の創製

新規骨格を有する抗酸化剤の創製を目指し、アスコルビン酸および脳保護薬エダラボンの活性発現部位と等価な構造を有する2,2ユ-pyridoin類、acyl-indanone類をデザイン・合成した。新規誘導体の多くは良好なラジカル消去活性を示した。一部は細胞内の酸化ストレス軽減効果とそれに伴う細胞の保護効果を有することから、基盤とした既存の活性化合物を上回る、高活性の抗酸化剤と成り得る。本研究では医薬品のリード化合物となり得る抗酸化剤の開発を目指し、活性発現に最小限必要な部分構造の抽出を行うため、環状β-ジケトン構造中のカルボニル基数の変化、ヘテロ原子の導入の影響を調査した。また5員環および6員環ジケトンについて2位フェニル基の有無による活性への影響を明らかにした。候補化合物として2-Phenyl-1、3-cyclopentanedione(1a)を基本構造として6員環誘導体2a、モノケトン3、トリケトン4、ヘテロ原子を導入した誘導体として一方のカルボニルに窒素原子を導入したシッフ塩基5、両方のカルボニルをスルホンに変換した6をデザイン・合成した。2位フェニル基の効果を評価するために5員環、6員環それぞれのメチル体および無置換体β-ジケトン化合物1b、1c、2b、2cを活性評価に用いた。上記の化合物とDPPHとのエタノール中、もしくはエタノール/水中におけるラジカル消去初速度を測定した。1)モノケトン3、シッフ塩基5、スルホン6に関しては活性が著しく減弱もしくは消失し、トリケトン4は1aと同等の活性を示したことから活性の発現にβ-ジケトンが不可欠であることが示唆された。2)5員環ジケトン1a-c、6員環ジケトン2a-cの比較を行ったところ、1b、1c、2b、2cはラジカル種の安定性に寄与すると考えられるアリール基を持たないにも関わらず、1aの1/2同程度のラジカル消去活性を示した。なかでも2-Methyl-1、3-cyclopentanedione(2b)は1aと異なり、生理的条件下を模したエタノール/水系でも有意な活性を示した。以上の結果から環状β-ジケトン化合物の活性発現に2位のアリール基は必ずしも必須ではないことが示された。このことは、シンプルな環状β-ジケトン構造を有する化合物には抗酸化活性を有する可能性があることを示唆している。本研究では既存の抗酸化活性化合物のうちフェノール性水酸基を持たないアスコルビン酸やエダラボンの構造を規範として、活性発現に真に必要な部分構造の抽出と新規骨格とのハイブリッドによるリード化合物の創出を行った。1)β-ケトエステル誘導体のデザインと合成昨年度までの研究成果である、脳保護薬エダラボンと等価な構造を有し、エダラボンと同等のラジカル消去活性を持つ2-Phenyl-1,3-cyclopentane-dioneの構造を基盤とし、中性水溶液中で失活するという問題点を解決するために構造展開を行った。活性の発現にはカルボニル基α位炭素上の水素の脱離が必須であるが、生成するアニオン体が水中で安定化すると一電子供与能の低下を招き、従ってラジカル消去活性を消失するものと考えられる。アニオン体の安定性の指標となるpKaを制御することによりこの点を改善した2-アルコキシインダノン誘導体は水中においても有意なDPPHラジカル消去活性を示した。2)新規類縁体の細胞に対する毒性および酸化ストレス抑制効果の評価アスコルビン酸と同等の部分構造を有するα-ピリドインはアスコルビン酸に匹敵するラジカル消去活性を示し、脂質過酸化抑制効果はアスコルビン酸を凌駕した。さらに生体における有用性の指標として培養細胞に対する試験を行ったところ、α-ピリドインはHL-60細胞に対し低毒性であり、過酸化水素曝露による酸化ストレス下において有意な細胞保護効果を示した。この効果が細胞内活性酸素種の消去によるものかを明らかにするためにDCFH-DAをプローブとした評価系を用いて細胞内での新規活性化合物の挙動の解明を試みた。1β-ケトエステル誘導体のデザインと合成申請者はエダラボンと等価な構造を有するmethy1 2,3-dihydro-2-oxo-1H-indene-1-carboxylate(1)が脳保護薬エダラボンと同等のラジカル消去活性を示すことを明らかにしている。今回は構造活性相関を明らかにし、より活性の高い化合物を創製することを目指して、側鎖をアセチル基とし、環内にヘテロ原子を導入した1の類縁体としてケトラクトン、ケトラクタム。アミド、イミド等を含む一連の誘導体ををデザイン・合成し、これらのDPPHラジカル消去活性、酸化電位、pKa、脂質過酸化抑制効果を比較評価したところ、ケトラクトン、ケトラクタムは有意な活性を示したものの1を上回るものではなかった。今後は体内動態も考慮しつつさらに活性の増強を試みたい。2新規類縁体の細胞に対する毒性および酸化ストレス抑制効果の評価

アスコルビン酸と同等の部分構造を有するα-ピリドイン(3)およびその類縁体はアスコルビン酸に匹敵するラジカル消去活性を示し、脂質過酸化抑制効果はアスコルビン酸を凌駕した。これら一連の類縁体の生体における有用性を評価するため、HL-60細胞に対する毒性および細胞保護効果、および細胞内活性酸素種量の指標としてDCFH-DAをプローブとした評価を行い、いずれの場合もアスコルビン酸およびエダラボンを上回る高い活性を示した。今後は細胞内における分解物の同定および細胞内シグナル伝達経路に対する直接的もしくは間接的作用の解明を行い、医薬品リード化合物としての価値を調査する。