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現代アメリカ合衆国における批判的ペダゴジーの最前線:ポストNCLBの理論と実践へ

アメリカ合衆国では、社会的不平等(いわゆる格差問題)の分析・是正や、社会的により公正な社会の構築に寄与することを旨とするカリキュラム・教育方法論が批判的教育学(ないしは批判的ペダゴジー)と呼ばれ、教育学の中で確固たる地位を得ているが、本研究は、同国において新自由主義的・新保守主義的な情勢が強まる中での批判的ペダゴジーの最新事情、実践事例を調査し、その意義と課題について検討した。本研究は、現代米国における批判的ペダゴジー理論の再検討と、その実践的諸相を明らかにすることを目的としており、そこで得られる知見に基づいて、前ブッシュ政権のNCLB法による教育改革を受けて新たに展開されつつあるオバマ政権の教育改革動向を分析することを目的としている。年度途中で異動が生じ、所属研究機関を移ったため、実施計画に沿った研究の遂行ができず、本格的な調査旅行が異動後の年度終盤にずれこみ、成果発表は文献レベルの資料に基づく小さなものに留まった。まず、批判的ペダゴジーの理論を再検討するためにリベラリズム思想関連の主要文献を読み進めていたが、ロールズが『正義論』ですべての人々に適正に配分されるべき社会的基本財のひとつとして(社会的弱者の教育問題を考える上でとくに重視すべき要因のひとつである)「自尊感情」を掲げたことを確認し、それに基づいて米国における実践事例を紹介する小論をものした。また、学会発表では、批判的ペダゴジー論におけるかつての主要キーワードであったhidden curriculum概念を、ポストモダン社会においてどのような意味付けができるかという点に関して、主にフランスの思想家ドゥルーズの「制御社会」論に基づいて議論し、本研究の理論的視点の明確化につなげる作業を進めた。調査旅行では、批判的ペダゴジーの実践的諸相を探るべく、その方面の実践家との面談、及び学校訪問を実施した。この取材結果を活かして、現在、批判的ペダゴジーの実践事例集であるDemocratic Schools 2^<nd>ed.の翻訳を進行させている。できれば、今年度中の脱稿、出版準備に入りたいと考えている。今年度進めた研究活動は、主として以下の4点に集約される。第1に、合衆国教育省のA Blue print for Reformを、アメリカ教育学会の会員の協力を得て、その全文訳を監訳し、学会刊行物小冊子として自主出版した。これは、オバマ政権における教育政策動向の基本方針を初めて明示した政府刊行物であるだけに、今後の同国の教育改革の方向性に関する理解を深める上で必須の資料で、これを邦訳したことの意義は決して小さくない。第2に、このオバマ政権による新たな教育改革方針を批判的に検討するために、同学会で開催された公開シンポジウムの機会を利用して「A Blue print for Reformをめぐる議論と批判」という題目で学会発表を行った。NCLB体制と比較した上で、批判的ペダゴジー論の近年の成果を踏まえた考察を展開するという先行研究にない作業を試みた。第3に、こうした動向を整理するとともに、批判的ペダゴジーの専門論文を読み進めた。が、これは論文としてまだ発表できておらず、次年度にまとめる予定である。第4に、NCLB体制化でも、進歩主義的なカリキュラム・教育方法を精力的に実践し、同時に、テスト体制での生き残りをも図る試みを蓄積しているいくつかの学校をアメリカに尋ね、現地取材し、平成23年度内の出版を目指している実践事例集とその解説を含んだ書物の翻訳・執筆のために必要な情報を収集した。情報の収集や分析作業はある程度進められたが、それをまとまった論文として公刊することができていないので、来年度は、上記翻訳書の出版と、研究論文の発表を、学会発表とともに進める予定である。第1に、批判的ペダゴジー論をカリキュラム論全体の諸類型の中に位置づけると同時に、カリキュラム論の一類型としての批判的ペダゴジー論を、[規範・提言-記述・分析]及び[理論・基礎-実践・応用]という二つの軸を設定することで、さらに類型化し、実践的諸側面を含む批判的ペダゴジーの全体像を俯瞰する理論的枠組の構築を試み、カリキュラム学会第22回大会で発表した。第2に、アメリカ合衆国において、NCLB制定以降においても、批判的ペダゴジーと呼びうるような、あるいは、これに親和的な、「社会的公正」や「民主主義」を理念として掲げる進歩主義的な方法論を実践的に展開している初等・中等教育段階の主として公立学校を対象として、調査取材を実施した。

そこでは、NCLB法による施策によって、多くの学校が、この法律で要求される特定教科のペーパー試験による成績向上のための教育に、ますます大きな比重を置くようになるなかで、これに異論を唱えながらも、この状況に適応しつつ、進歩主義的な実践を展開している学校の事例を収集した。第4に、これらの研究のごく一部を、中国長春における個性化教育に関する実践研究会において紹介し、民主主義社会の構築に寄与しうる学校教育の実践的可能性に関して論及した。
頚動脈狭窄における血管内ステント治療後の内膜過形成に対する予防的放射線治療の効果

目的:頚動脈へのステント留置後の内膜過形成に対する放射線照射の効果を検討する.方法:ウサギ(日本白色,雌,4kg)を使用し,ネンブタール5ml筋注による全身麻酔下に,コーディスバルーン拡張型ステント(拡張径3.5,4,5mm)を右総頚動脈に誘導し,8気圧バルーン拡張にてステントを留置した.直後,24時間後,48時間後に放射線外照射を局所10Gy/1回施行し,4週間後に血管造影を施行後,屠殺し頚動脈を採取しホルマリン固定を行った,組織標本はステント中央部分の切片にてhematoxylin and eosin及びvan Gieson's Elastine染色を行った.結果:血管撮影の変化;ステント留置部での狭窄率は未照射群0.59,直後群0.84,24時間後群0.67,48時間群0.7と直後群の成績が最も良好であった.病理学的変化;ステント周囲には異物反応として組織球様細胞の集積と血栓形成が認められたが,個体により未熟な血栓から線維芽細胞や平滑筋細胞の豊富な器質化血栓まで様々であった.より器質化したものの表面には1-2層の内皮細胞が被覆していたが,未処置内皮細胞に比較して,核が腫大し細胞密度も高い傾向にあった.本来の中膜膠原線維はステントにより強く圧排され,循環不全のためか石灰化層の形成も見られた.これらの病理学的変化について各群間での差は認められなかった.内膜肥厚については血栓形成の程度がまちまちで評価は困難であった.まとめ:頚動脈へのステント留置後の内膜過形成において放射線外照射により抑制効果が認められた.本検討では照射時期における差は認められなかったが,過形成内膜の完成時期での評価が得られておらず,今後の検討課題と考えられた.目的;頸動脈へのステント留置後の内膜過形成による狭窄性変化における放射線照射の効果を検討する。方法;実験動物としてウサギ(日本白色,雌,4kg)を使用。ネンブタール5ml筋注による全身麻酔下に右大腿動脈を剥離し,5Frシースイントロデューサーを挿入.これより挿入したバルーン拡張型ステント(Cordis stent拡張径3.5,4,5mm)を右頚動脈に誘導し,同部にてバルーン拡張を8気圧にて行い,ステントを留置した。さらに,直後,24時間後,48時間後に放射線外照射を局所10Gy/1回施行した。その後普通食管理下で飼育し4週間後に造影,屠殺し頚動脈を採取しホルマリン固定を行った。直後群,24時間後照射群,48時間後照射群に未照射群を併せて検討を行った。結果;血管撮影上の血管径は正常部分で2-2.3mmと各群間に差は認めなかった。ステント留置部分の平均血管径は未照射群2.7mm,直後照射群2.8mm,24時間後照射群3mm,48時間後照射群3.3mmと24-48時間後の群が直後群より広い傾向があった。しかしステント拡張径に対する血管径の割合は未照射群0.59,直後群0.84,24時間後群の0.67,48時間群0.7と直後群の成績が最も良好であった。現在これらの組織標本を作成中で,今後は組織学的検討を加えるとともに,これら以外に直後,24,48時間後それぞれ5Gyの組み合わせの10-15Gy(4群)を施行する予定である。目的:頚動脈へのステント留置後の内膜過形成に対する放射線照射の効果を検討する.方法:ウサギ(日本白色,雌,4kg)を使用し,ネンブタール5ml筋注による全身麻酔下に,コーディスバルーン拡張型ステント(拡張径3.5,4,5mm)を右総頚動脈に誘導し,8気圧バルーン拡張にてステントを留置した.直後,24時間後,48時間後に放射線外照射を局所10Gy/1回施行し,4週間後に血管造影を施行後,屠殺し頚動脈を採取しホルマリン固定を行った,組織標本はステント中央部分の切片にてhematoxylin and eosin及びvan Gieson's Elastine染色を行った.結果:血管撮影の変化;ステント留置部での狭窄率は未照射群0.59,直後群0.84,24時間後群0.67,48時間群0.7と直後群の成績が最も良好であった.病理学的変化;ステント周囲には異物反応として組織球様細胞の集積と血栓形成が認められたが,個体により未熟な血栓から線維芽細胞や平滑筋細胞の豊富な器質化血栓まで様々であった.より器質化したものの表面には1-2層の内皮細胞が被覆していたが,未処置内皮細胞に比較して,核が腫大し細胞密度も高い傾向にあった.本来の中膜膠原線維はステントにより強く圧排され,循環不全のためか石灰化層の形成も見られた.これらの病理学的変化について各群間での差は認められなかった.内膜肥厚については血栓形成の程度がまちまちで評価は困難であった.まとめ:頚動脈へのステント留置後の内膜過形成において放射線外照射により抑制効果が認められた.本検討では照射時期における差は認められなかったが,過形成内膜の完成時期での評価が得られておらず,今後の検討課題と考えられた.
遺伝子工学を利用したオキシトシナーゼの生理的意義解明と臨床応用にむけて

本研究では妊娠中のオキシトシナーゼの本体であるplacental leucine aminopeptidase(P-LAP)の妊娠分娩産褥に関わる生理的意義解明を通して、診断及び治療薬としての臨床応用の可能性を検討することを目的とした。リコンビナントP-LAPはオキシトシンやバゾプレッシンを、また脳内ではダイノルフィンA、メチオニンエンケファリンをよい基質とした。このリコンビナントP-LAPは新規治療につながる。妊婦血中へのP-LAPの放出機構がアミノ酸配列を認識する金属酵素による事を突き止めた。これまで光顕での蛋白レベルに限られていた胎盤におけるP-LAPの局在について電顕レベルで合胞体細胞微絨毛に存在することを明らかにすると共に、P-LAP遺伝子の合胞体細胞における産生を証明した。またP-LAPがCD10と共にhCGの分解に関与している事を明らかにした。炎症存在下の胎盤においては予想に反しP-LAP発現は炎症性サイトカインによって増加した。in vitroでのこの結果は実際に絨毛羊膜炎の存在する胎盤のP-LAP免疫染色によって裏付けられた。絨毛細胞モデルとして用いたBeWo細胞におけるP-LAPの転写調節には、転写因子AP-2α、AP-2γと共に、lkarosという転写因子がAP-2と協調的に転写活性を上昇させていることを発見した。P-LAPは子宮内膜においては月経周期と共に局在を変化させ、特に排卵後は核下空胞に存在する事を免疫染色で明らかにしたが、こうした胎盤以外での研究の発展は、オキシトシンが排卵や細胞増殖にも関与している事から、子宮収縮以外でのP-LAPの役割を明らかにすると考えられる。本研究を通して、P-LAP過剰発現ラット、P-LAP欠損マウスといった2種の遺伝子改変動物の作成に成功した。これらの解析は今後の検討課題となったが、これらの動物の妊娠分娩を中心とした生理機構の観察は、陣痛発来、分娩におけるオキシトシンの関与、胎盤プロテアーゼの意義を解明するのに大きく寄与するものである。妊娠中のオキシトシナーゼの本体であるplacental leucine aminopeptidase(P-LAP)の妊娠分娩産褥に関わる生理的意義解明を通して、診断及び治療薬としての臨床応用の可能性を検討している。既に獲得していたP-LAPcDNAを用いて、CHO細胞の培養上清に分泌型リコンビナントP-LAPを産生する系の樹立に成功した。リコンビナントP-LAPは天然型同様、オキシトシンをはじめバゾプレッシン、アンジオテンシンIIIをよい基質とした。今後リコンビナントP-LAPを妊娠動物に投与することにより、陣痛が抑制される等影響があるか検討する予定である。また、リコンビナントP-LAPを免疫源として抗体を作成し、胎盤を初めとした生体内組織分布を検討している。容易にP-LAP純品が得られるようになったことからインヒビター研究も展開中であり、本年度に既存のベスタチンより阻害活性の強い物質(分子量328)を得ている。しかしながら、IC_<50>が10^<-5>Mレベルであることから、今後これを元により強力な阻害剤を設計していく。ヒトP-LAPのゲノムクローニングも既に成功していたが、ノックアウトマウス作成のため、同様の手法を用いてマウスのゲノムを獲得し、プロモーター領域から第2エクソンまでシークエンスを終えている。現在ノックアウトマウス樹立のためのターゲッティングベクターを作成中であり、来年度はES細胞への導入、初期胚への注入によってノックアウトマウスを獲得し、妊娠分娩様式の変化、オキシトシンへの反応性の違い等を検討していく予定である。

妊娠中のオキシトシナーゼの本体であるplacental leucine aminopeptidase(P-LAP)の妊娠分娩産褥に関わる生理的意義解明を通して、診断及び治療薬としての臨床応用の可能性を検討している。本年度中にP-LAP過剰発現マウスの作成に成功したが、このうちP-LAPが300コピー組み込まれた雄マウス、P-LAPが100コピー組み込まれた雌マウスを用いて、繁殖及びそのトランスジーンのインテグレーションパターンを現在解析中である。繁殖期間の観察経過中には胎仔数、胎仔重量には大きな変化は認めていない。一方、P-LAPノックアウトマウス作成のためにP-LAPエクソン2をターゲッティングしたベクターは2002年5月頃にES細胞へ導入の予定である。リコンビナントP-LAPを免疫源として作成できたウサギポリクロナル抗体とラットハイブリドーマ培養上清(66種類)を用いて、サンドイッチEIAの系を検討したところ、五種類のラットハイブリドーマ培養上清にて、リコンビナントP-LAP及び妊婦血清中のP-LAP蛋白の認識が可能であったことから、次年度はこの至適条件を決定し、P-LAPのEIA系を確立する予定である。また、P-LAPの脳内ペプチドに対する分解能を検討したところ、ダイノルフィンA、メチオニンエンケファリンをよい基質とした。脳内のP-LAPの発現に関して、PC12細胞をNerve growthfactorで分化させたところ、P-LAPの有意な発現増加を認めた。妊娠中のオキシトシナーゼの本体であるplacental leucine aminopeptidase (P-LAP)の妊娠分娩産褥に関わる生理的意義解明を通して、診断及び治療薬としての臨床応用の可能性を検討している。本年度は、これまで光顕での蛋白レベルに限られていた胎盤におけるP-LAPの局在について電顕レベルで合胞体細胞微絨毛に存在することを明らかにすると共に,in situ hybridizationによって遺伝子レベルでのP-LANの合胞体細胞における産生を証明した。また、P-LAPが同じく胎盤酵素のCD10と共にhCGの分解に関与している事を明らかにした。炎症存在下の胎盤においてはP-LAPの発現低下を通してオキシトシンの作用増強機構が存在すると仮説をたてたが、予想に反しP-LAP発現は、蛋白、遺伝子レベルとも炎症性サイトカインによって増加した。in vitroでのこの結果は実際に絨毛羊膜炎の存在する胎盤のP-LAP免疫染色によって裏付けられた。P-LAPは子宮内膜においては月経周期と共に局在を変化させ、特に排卵後は核下空砲に存在する事を免疫染色で明らかにしたが、こうした胎盤以外での研究の発展は、オキシトシンが排卵や細胞増殖にも関与している事から、子宮収縮以外でのP-LAPの役割を明らかにすると考えられる。本研究を通して、P-LAP過剰発現ラット、P-LAP欠損マウスをいった2種類の遺伝子改変動物の作成に成功した。
非破壊化学分析による石器石材の研究：ネフライト製石器の再認識と新解釈

日本を含め多くの地域で、発掘収蔵品、特に岩石同定調査はほとんど行われておらず、正しい化学分析による、客観的な岩石の記載に不備があった。本研究では携帯型蛍光X線分析装置(pXRF)を用い石製遺物の化学的分析と岩石同定を行うことで、先史時代の石材の把握と地質考古学的検討を試みている。第1年度は研究対象地域を、日本でも縄文時代の大規模遺跡として広く認知されている富山市の同市北代遺跡(縄文時代中期)および小竹貝塚遺跡(縄文時代初期)に注目して、同地域から出土した石斧の石材分析に取り組んだ(2017年11月)。北陸地方はヒスイ文化の中心地でもある。一方、同じくヒスイの原産地でもあるミャンマー中部地域の先史時代(新石器青銅器時代)の遺跡から発掘された石製遺物についても、現地でのpXRF分析を試みた(2018年1月)。更にタイ、チュンポーン(2018年3月)での現地から出土した石製遺物の分析を行った。これまで日本の縄文時代石製遺物については、多くが蛇紋岩あるいは緑色岩を用いて製作されていると認識されていたが、今回の分析によって、蛇紋岩製石斧はごく少数しかなく、ほとんどのものが角閃石岩、その中でも多くがネフライト(緑閃石岩)製であることがわかった。縄文前期から中期にかけてヒスイ製の装飾品は存在することあれ、量的にはネフライトが大多数であった。一方、ミャンマーでは、安山岩、蛇紋岩を用いた石斧も確認できたが、これまでに分析したなかで約15試料がネフライト製の腕輪が認められた。また今回はじめてヒスイ製の装飾品を1つ確認することができた。一方、タイ南部のチュンポーンでは、青銅器時代も重要拠点遺跡(Khao Sek)から、ネフライト製のリンリンオー耳飾りと双獣頭ペンダントを確認できた。これまでの東南アジアの調査でもっとも南西から出土したものとして報告準備中である。29年度が最終年度であるため、記入しない。
クラスタリング法を用いた分類結果の評価に関する研究

本年度はこれまでの本研究のまとめとして、特に非対称データにおける分類法の結果の評価について研究を行った。非対称データは、これまでのデータでは対象間の似ている度合い(類似度)もしくは似ていない度合い(非類似度)は双方向からのものが通常同じであるが、友人間の友好度や雑誌の引用頻度など、度合いが異なる場合のデータであり、近年、データ解析の分野で議論されているデータである。加えて、研究により解明した結果を他の応用分野への適用や一般的に利用できるように現在の計算機環境への適用法も研究した。特に、非対称データの結果の評価として、既存の対称データに適用される手法を非対称データの解析への拡張やその非対称性を考慮した指標の提案など、非対称データの解析を中心にまとめた。本年度は、主に(1)分類結果を評価するプログラムの開発、(2)新しいタイプのデータに対応するモデルの構築、(3)実用的なプログラムの公開法、について研究を進めた。(1)については以前作成していたMathematicaでのプログラムを数値実験に対応できるようにインターフェースや計算ルーチンの変更を行った。また同時に計算速度の向上を求めるため、Fortranでのプログラムも開発した。これらを用いた具体的な数値実験は次年次以降に行う予定である。クラスター分析が解析するデータは対称データ(対象Aからみた対象Bへの距離が逆のそれと等しい)を想定しているが、実際のデータは対人における友好度のように非対称データ(対象Aからみた対象Bへの距離が逆のそれと異なっている)であることが多く、近年非対称データに関するクラスター分析法の提案が行われている。ただしこれらの報告では手法の提案に留まり、分類の評価についてはあまり触れられていないのが現状である。このことを踏まえ、(2)に関連して本研究の主目的である分類の評価を非対称データに対応した手法についても検討中であり、この結果はIMPS-2003(イタリア)で発表予定である。加えて、(3)に対しては、提案した手法や指標を利用できるソフトウェアの開発を行った。特に利用者の使いやすさを考慮し、利用者が多いExcelやWebブラウザをインターフェースとしてもつソフトウェアを開発した。この結果はCOMPSTAT-2002(ドイツ)や雑誌Computational Statistics(2002)で発表した。本年度は、様々なデータに適応した分類結果を評価する指標を提案するために、特に非対称データに対応して、手法について検討した。今年は昨年度に提案したこのデータに対応する手法に対して、シミュレーションによる結果の評価に加え、理論的に分類する際の現象の出現条件を証明し、これらを国際会議(The 13th International Meeting of the Psychometric Society (IMPS-2003))で発表した。発表の際に非対象データに対応した手法の欠点について指摘があり、このことは来年度の研究課題とする。また、提案した手法を普段使い慣れた環境(Excelなど)で利用可能とするプロジェクトDLLSAでも非対象クラスタリング手法を開発し、暫定版として公開を始めた。なお、DLLSAの詳細として、国際雑誌(Computational Statistics and Data Analysis)にて雑誌発表した。なお、これらの具体的な利用法やその効果について、2004年1月に統計数理研究所で行われた2003年度統計数理研究所プロジェクト研究による研究会にて報告した(竹内光悦、宿久洋、稲田浩一(2004)凝縮型階層的分類法における分類結果の評価について、「統計科学情報の高度利用」報告集、37-40)。来年度は、上記の発表に際に報告した分類結果を評価する指標について、これまでのまとめの論文を発表予定である。
大規模電子状態計算と量子ダイナミックス計算を統合した有機光電変換系の研究

有機薄膜太陽電池のドナー-アクセプター界面でのフリーキャリアの生成と電荷再結合との競合は太陽電池のエネルギー変換効率を決定する重要な過程である。有機半導体は誘電率が低く静電引力が電子・正孔対を界面にトラップさせる傾向があるため、効率的なフリーキャリアの生成がどのように起こるのかが議論の的となっている。研究代表者は、第一原理計算と量子ダイナミックス計算を統合した理論解析を用いて、励起子が界面に局在した電荷移動状態を経てフリーキャリアへ解離する過程を解析し、界面の結晶性による電荷の非局在化の効果と励起子の余剰エネルギーの効果を明らかにした。有機薄膜太陽電池は軽量・安価・柔軟な次世代太陽電池として期待されているが、光電変換効率の向上が課題となっている。光電変換効率は、光吸収、励起子拡散、電荷分離、電荷輸送の効率によって決定されるが、各々の素過程を支配するメカニズムには不明な点が多い。本研究では、第一原理的な電子状態計算と量子ダイナミックス計算を統合し、有機薄膜太陽電池の光電変換機構を理論解析した。有機半導体の分子間の電子・励起子移動を解析する手法を開発した。代表的なモデル系としてポリチオフェンとフラーレンのドナー-アクセプター界面での電荷分離を解析し、電荷の空間的広がりや励起子(電子-正孔ペア)のエネルギーの影響を明らかにした[J. Phys. Chem. Lett. 6, 1702-1708 (2015)]。有機半導体中で一重項励起子が二つの三重項励起子へ分裂する現象はシングレット・フィッションと呼ばれ、一つの光子から二つの電子・正孔対を生成できることから太陽電池への応用が期待されている。三重項励起子の拡散長は一重項励起子より長いため、有機層を厚くできる利点も期待される。ペンタセンやその誘導体の結晶中では超高速の一重項分裂が実験的に観察されている。ペンタセンやテトラセンの一重項分裂の速度は温度に依存しないが、ルブレン結晶中の一重項分裂は熱活性型で数十ピコ秒の時定数で起こる。本研究では、超高速一重項分裂を示すTIPSペンタセンと熱活性型のルブレンに着目して、その対照的なメカニズムの起源を第一原理的にパラメータ決定した量子ダイナミックス計算で理論的に解明した。Phys. Rev. Lett. 115, 107401-1-5 (2015).当初の計画通りに理論解析が進み、論文発表を行っている。有機薄膜太陽電池のドナー-アクセプター界面でのフリーキャリアの生成と電荷再結合との競合は太陽電池の内部量子効率を決定する重要な過程である。時間分解分光による測定では数100フェムト秒の超高速電荷分離が観察されており、界面の結晶性がキャリア生成効率に影響を与えることが示唆されている。研究代表者は、有機薄膜太陽電池のフリーキャリア生成機構を解明するため、第一原理計算と量子ダイナミックス計算を統合した理論解析を行った。光生成した励起子が界面に局在した電荷移動状態を経てフリーキャリアへ解離する過程を解析し、界面の結晶性による電荷の非局在化の効果と励起子の余剰エネルギーの効果(ホットエキシトン機構)を明らかにした。有機結晶やπ共役高分子などの分子集合体中で一重項励起子が二つの三重項励起子へ分裂する現象はシングレット・フィッションと呼ばれ、一つの光子から二つの電子・正孔対を生成できることから太陽電池への応用が期待されている。研究代表者は、第一原理計算と量子ダイナミックス計算を用いてシングレット・フィッションの理論研究を行った。ペンタセンとルブレンの対照的なシングレット・フィッションのメカニズムを理論的に解明した。また、ヘキサセン結晶中のシングレット・フィッションの量子ダイナミックスを解析し、時間分解分光の実験結果を説明するメカニズムを解明した。さらに、三重項励起子のペアがフリーな三重項励起子へ解離する過程を理論解析し、反応速度と活性障壁の電子的起源を明らかにした。また同様の方法論でシングレット・フィッションの理論研究を行った。本研究では、最先端の計算科学的手法を開発し、重要課題である有機系太陽電池の電荷分離機構およびシングレット・フィッション機構の研究に応用した。本研究により、有機薄膜太陽電池の光電変換機構とシングレットフィッションに関して理解を深めることができた。研究成果は世界的にも高く評価されており、ハイインパクト・ジャーナルに複数の論文を発表している[Nature Communications (2017); Nature Chemistry (2017); Physical ReviewLetters (2015)]。

研究代表者は、有機薄膜太陽電池のフリーキャリア生成機構を解明するため、第一原理計算と量子ダイナミックス計算を統合した理論解析を行った。光生成した励起子が界面に局在した電荷移動状態を経てフリーキャリアへ解離する過程を解析し、界面の結晶性による電荷の非局在化の効果と励起子の余剰エネルギーの効果(ホットエキシトン機構)を明らかにした。有機結晶やπ共役高分子などの分子集合体中で一重項励起子が二つの三重項励起子へ分裂する現象はシングレット・フィッションと呼ばれ、一つの光子から二つの電子・正孔対を生成できることから太陽電池への応用が期待されている。研究代表者は、第一原理計算と量子ダイナミックス計算を用いてシングレット・フィッションの理論研究を行った。ペンタセンとルブレンの対照的なシングレット・フィッションのメカニズムを理論的に解明した。また、ヘキサセン結晶中のシングレット・フィッションの量子ダイナミックスを解析し、時間分解分光の実験結果を説明するメカニズムを解明した。さらに、三重項励起子のペアがフリーな三重項励起子へ解離する過程を理論解析し、反応速度と活性障壁の電子的起源を明らかにした。有機薄膜太陽電池のドナー-アクセプター界面でのフリーキャリアの生成と電荷再結合との競合は太陽電池のエネルギー変換効率を決定する重要な過程である。有機半導体は誘電率が低く静電引力が電子・正孔対を界面にトラップさせる傾向があるため、効率的なフリーキャリアの生成がどのように起こるのかが議論の的となっている。研究代表者は、第一原理計算と量子ダイナミックス計算を統合した理論解析を用いて、励起子が界面に局在した電荷移動状態を経てフリーキャリアへ解離する過程を解析し、界面の結晶性による電荷の非局在化の効果と励起子の余剰エネルギーの効果を明らかにした。当初の計画通りに有機薄膜太陽電池の光電変換機構の解析を進める。特に、新しい課題である一重項励起子分裂の理論研究に重点を置く。引き続き、有機薄膜太陽電池の光電変換機構の理論研究を進める。今後は、新しい太陽電池材料の開発のための計算機支援材料設計に力を入れる。このため、新規ドナー・アクセプター分子の設計や候補材料の計算機支援スクリーニングのための方法論の開発を行う。物理化学、物性物理物品費・旅費等が余ったため旅費や消耗品の使用額が予定より少なくなった。旅費等に使用する旅費や消耗品のために使用する。
放射線照射による局所抗腫瘍効果の免疫学的検討

放射線照射により変化を受けた癌細胞は抗原性の高まることが推測されており、放射線治療と癌免疫の効果は相乗的な作用関係にあると考えられる。しかし、放射線照射を受けた局所は組織学的に阻害を受け、免疫の作用場所として機能するか否かは不明である。そこで本研究では、放射線治癒により高められるであろう担癌宿主の癌免疫能が照射局所でどのうよに作用するかで検討した。即ち、BALB/Cマウスおよびその同系腫瘍Meth-A細胞を用いて以下の実験を行った。実験1:300ラドの放射線照射により一時的な体重減少をみたが、軽度であった。また、末梢血白血球数・リンパ球ともに急激な減少をみた。胸腺と脾臓の重量も減少した。Meth-Aの放射線感受性については300ラド以上では細胞増殖はほとんどみられなかった。実験2:照射後、非照射部位への再移植実験で抗腫瘍効果を認めた。また、脾臓リンパ球の抗腫瘍機能の増強、なかでもNK、T細胞の関与がみられた。さらに移植・再移植された腫瘍での抗腫瘍効果発現部位に早期よりリンパ球の浸潤が認められた。浸潤リンパ球は主にNK細胞及びT細胞であった。実験3:放射線照射による組織阻害部位における抗腫瘍効果を検討したところ、高線量の放射線組織障害部位においては、主に照射による血管の変化に基づくと思われる腫瘍増殖抑制が認められた。一方、低線量の放射線組織障害部位においては、主に免疫学的機能に基く抗腫瘍効果が認められた。また、組織学的には抗腫瘍効果を持つエフェクター細胞の浸潤に対して、放射線組織障害の影響はきわめて少なかった。放射線照射により変化を受けた癌細胞は抗原性の高まることが推測されており,放射線治療と癌免疫の効果は相乗的に作用すると考えられる.しかし,放射線照射を受けた局所は組織学的に阻害を受け,免疫の作用場所として機能するか否かは不明である.そこで本研究では,放射線治療による高められるであろう担癌宿主の癌免疫能が照射局所でどのように作用するかと検討した.即ち.BALB/cマウスおよびその同系腫瘍であるMethーA細胞を用いて以下の実験を行った.実験1:放射線局所照射が免疫系に与える影響をしらべた.その結果,体重の変化については100ラド連日3回,50ラド連日6回計300ラドの照射では一時的な体重減少をみるが1週後にはコントロール群をほとんど〓らない程度に回復した.一方,末梢血白血球数・リンパ球数はともに照射開始後より急減し,1週後にはわずかに回復傾向を示すが,6週後に至るまでコントロール群に比し低い.同様の傾向は胸腺・脾臓重量についてもみられた.脾臓リンパ球数は一時的な増加ののち急減するが,2週後には回復した.脾臓NK活性はほとんど変動しなかった.実験2:In VitroにおけるMethーA細胞の放射線感受性を検討したところ,100ラド照射ではコントロール群と近似した増殖を示すが,300ラド以上では細胞増殖はほとんどみられなかった.実験3:移植腫瘍に対する放射線局所照射により,非照射部への再移植腫瘍は有意な増殖抑制効果をみた.同時にNK活性の増強もみられた.しかし,CTLには有意の変化はなかった.また,腫瘍に対し放射線照射を行なったのち,脾リンパ球と採取し,これを用したWinnーAssayを行ったところ,有意の腫瘍体積の抑制効果をみとめた.今後はこの抑制効果を示す免疫能の解析を行う予定である.放射線照射により変化を受けた癌細胞は抗原性の高まることが推測されており、放射線治療と癌免疫の効果は相乗的作用があると考えられる。しかし、放射線照射をうけた局所は組織学的に障害をうけ、免易機構の働く場所としては好ましくない状況が出来る可能性がある。

今回は放射線照射による抗腫瘍効果が照射局所でどのような機序で起るかを検討して、昭和62年度では放射線照射による担癌宿主の一般状態及び腫瘍の放料線耐性さらに免疫的にエフェクター細胞の一部について解析した。昭和63年度では照射局所における抗腫瘍結果の解放をさらに進めた。1.移植腫瘍への放射線照射による腫瘍免疫の増強効果は非照射部位への腫瘍再移植を有意に抑制した。そこで腫瘍に放射線照射を行ったマウスの脾リンパ球を用いてWiscer Assayを行う際に各種抗血清を用いた中和試験を用いたところ、腫瘍の抑制にはNK細胞とT細胞が関与していることが示唆された。2.抗腫瘍効果の発現部位では腫瘍周辺に早期よりリンパ球浸潤が認められた。このリンパ球をABC法を用いた免易組織学的検討で分析したところ、リンパ球のサブセットは主にT細胞とNK細胞であった。3.放射線照射による抗腫瘍効果についてその要因を解析したところ、高線量の放射線照射では、放射線の直接的殺腫瘍効果以外に局所の血管腔の狭小化、血管壁の肥厚による栄養補給の低下が抗腫瘍効果として作用していることが明らかとなった。一方、低線量の放射線照射では主に免疫機序に基く抗腫瘍効果が認められた。さらにエフェクター細胞の浸潤に対し、低線量の放射線照射は大きな影響を与えないものと考えられた。
磁気記録次世代信号処理

磁気ディスクにデータを高密度に記録すればするほど,隣どうしに記録された磁化パターンが干渉する傾向が強くなる.この結果,記録された1あるいは0の符号の区別が困難になり,符号の読み誤りが増加し,データの信頼性を著しく損ねる.この問題を解決するために,このような状況下でも, 1と0の信号の境界を精度よく設定することができる手法の開発が必要になる.このため,サポートベクタマシンと呼ばれる手法を導入し,問題の解決を図った.磁気ディスクにデータを高密度に記録すればするほど,隣どうしに記録された磁化パターンが干渉する傾向が強くなる.この結果,記録された1あるいは0の符号の区別が困難になり,符号の読み誤りが増加し,データの信頼性を著しく損ねる.この問題を解決するために,このような状況下でも, 1と0の信号の境界を精度よく設定することができる手法の開発が必要になる.このため,サポートベクタマシンと呼ばれる手法を導入し,問題の解決を図った.1.垂直磁気記録方式で記録再生された実信号を取得する装置の構築を行い、これよりクロックで同期化されたAD変換出カデータを誤り率約10^<-3>と約10^<-2>の2種類それぞれに対して、約3000セクタ取得した。これにより垂直磁気記録された信号の非線形性を含む様々な特性を再現性良く統計処理解析することが可能になった。2.これにより、総数約10^7ビットのデータを用いて、非線形処理の有効性を比較検討し、非線形処理を導入することにより、いずれの符号誤り率においても、符号誤りを半減できることを確認した。3.このような非線形特性を有する波形の弁別のための最適閾値を明確にし、kernel関数を設定するための基礎資料を得た。4.以上のデータを用いた再生チャネル系のシミュレーションモデルを構築し、性能を評価している。信号波形のエンベロープを検出し、これにより直流変動を抑圧する回路モデル、9タップのトランスバーサルフィルタかなる波形等化器、BCJRアルゴリズムを実行するトレリス回路モデル、LDPC(Low Density Parity Check)コードのエンコーダおよびデコーダなどを含む回路モデル、LDPCコードの復号を行うSum Productアルゴリズムの実行のためのプログラム、Reed-Solomonコードのプログラム等からなる。これにより非線形処理の効果を総合的に比較検討できる。5.以上により、カーネル弁別回路を持つ非線形処理信号処理方式の効果を反復復号やブロック誤り訂正符号を含む総合的見地から評価した。結果として、LDPCコードなどの反復復号により、非線形処理の効果が強化され、最終的に符号誤り率を1桁以上改善できることを確認した。1.20年度にて「垂直磁気記録チャネルの通信路シミュレーションモデルの構築」および「反復復号器(iterative detector)との協調動作確認」をさらに,精密に検証した.2.誤り率10^<-3>台の垂直磁気記録された信号をBCJRアルゴリズムにより尤度比に変換し,パターンごとに信頼度分布を調べた.これにより,分布がパターンごとに異なることを明らかにした.特に磁化反転の回数の多いパターンの分散が大きくなる傾向にあることを示した.3.これらのパターンを弁別する曲面をRBF (Radial Basis Kernel)カーネルを用いるサポートベクターマシンにより生成することが可能なこと示した.特に視覚化を容易にするために,信号をパターンごとに尤度比を軸とする三次元空間上(x, y, z)に図示することを試みた.4.そのため超平面を生成する際に用いるトレーニングデータを以下の基準の下で取得することが適切であることを示した.(a)用いるパターンは各パターンの平均からの距離が標準偏差の1.2倍より大きいもの.(b)(x, y, z)の値が0より大きいまたは小さいもの.パターンが000なら(x, y, z)ともに0より大きいものを,010なら(x, z)は0より大きいもの,(y)は0より小さいものを用いる.5.つぎに,尤度比の空間において,超平面からの距離を基準にこれらの尤度比を再スケーリングする.この新尤度比を用いると,誤りと正しいデータの分離が従来の尤度比を用いる方法より良い結果を示すことが分かった.実際に,射影幾何で構成されたLDPC符号(符号長さ5797ビット,コードレート0.95)において,通常の尤度比のデータを復号すると,訂正不能になる場合が発生する.一方,上記再スケーリングきれたデータを用いると,完全に復号できることを確認した.
高齢化社会における簡便迅速な唾液中炭酸脱水酵素を指標とした味覚障害評価法の実用化

味覚障害患者の約70%に亜鉛内服治療が有効であるといわれている。唾液の中の亜鉛結合タンパク質である炭酸脱水酵素VI型が味覚機能に関与するとの報告に基づき、作製した抗体を用いて、迅速簡便なイムノクロマト法を用いた診断を血液検査の代わりに応用することを目的とし、反応性評価試験を行った。その結果、PBS(-)と陽性コントロール(合成ペプチド)において発色の差異が見られ、さらに希釈倍率した耳下腺唾液においては、濃度に依存して発色がみられた。従って、この方法を用いることにより、血液採取ではなく、唾液採取することにより、簡便迅速に味覚障害の診断法の確立が示唆された。近年ますます増加傾向にある味覚障害の原因は多様であるが、約70%に亜鉛内服療法が有効であるといわれている。研究代表者は、耳下腺唾液中37kDa亜鉛結合タンパク質(Gustin)である炭酸脱水酵素VI型(CAVI)が味覚機能に関与するとの報告に基づき、ELISA法にてCAVIに対する抗体によりCAVI(Gustin)濃度を検出する方法を確立した。本年度は、味覚障害患者から採取した耳下腺唾液サンプルよりCAVI(Gustin)濃度を測定し、血清亜鉛値、血清銅値、濾紙ディスク検査等の検査結果と比較検討した。対象は、味覚障害を主訴として冨田耳鼻咽喉科を訪れた患者81名とした(男性25名、女性56名、平均年齢54.4±15.5歳)。耳下腺唾液採取には、久保木式採唾器YK-Iを用いて、耳下腺開口部より酸味刺激下にて吸引採取した。また、味覚閾値測定を四基本味の濾紙ディスク法にて施行し、あわせて血清亜鉛値、血清銅値等を測定した。被験者を、血清亜鉛値が79ug/dl以下の亜鉛欠乏群(25名)と80ug/dl以上の亜鉛正常群(56名)に分類した。採取した耳下腺唾液は、確立したABC methodを用いたELISA法にて発色させ、マイクロプレートリーダを使用し、405nmにて吸光度を測定した。その結果、亜鉛欠乏群における耳下腺唾液中のCAVI(Gustin)濃度は、亜鉛正常群の約2.5分の1と有意(p<0.01)に低い値を示した。また味覚閾値とCAVI(Gustin)濃度との間には相関がみられなかった。ELISA法を用いた耳下腺唾液中亜鉛結合タンパク質の測定は,血清亜鉛値の測定と同様、亜鉛欠乏性味覚障害の診断の根拠になりうることが示唆された。次年度は、亜鉛内服療法による変動を検討するともに、イムノクロマト法の開発もより進めて行く予定である。味覚障害の原因は多様であるが、約70%に亜鉛内服療法が有効であるといわれている。研究代表者は、耳下腺唾液中37kDa亜鉛結合タンパク質(Gustin)である炭酸脱水酵素VI型(CAVI)が味覚機能に関与するとの報告に基づき、ELSA法にてCAVIに対する抗体によりCA VI(Gustin)濃度を検出する方法を確立した。現在まで、正常者と味覚障害患者とのGustin濃度の比較、血清亜鉛値とGustin濃度との比較検討を行ってきた。本年度は、亜鉛内服治療の有効性を簡便かつ明確にすることを目的として、味覚障害患者の主観的評価と客観的評価(Gustin濃度)を比較検討した。対象は、味覚障害を主訴として冨田耳鼻咽喉科を訪れた患者11名とした(平均年齢54.4±12.7歳)。また、昧覚閾値測定を四基本味の濾紙ディスク法にて施行し、あわせて血清亜鉛値、血清銅値等を測定した。その結果、対象症例の味覚障害の主訴は味覚低下が7名、自発性異常味覚が4名であった。亜鉛内服治療の期間は2か月から4か月であり、11名中10名が治癒した。治療方法として亜鉛剤の投与、食事療法を行ったところ、血清亜鉛値は初診時で80.4±235μg/dl、治療後は91.91±14.3μg/dlと上昇した。また、濾紙ディスクの結果も4.1±1.1から2.6±1.0と正常化し、Gustin濃度は、379.9ng/mlから658.5ng/mlに増加した。次年度は、診療室で迅速に検査できるPOCT(Point-of-Care Testing)を目指してイムノクロマト法を開発する予定である。【目的】近年増加傾向にある味覚障害の原因は多様であるが、約70%に亜鉛内服療法が有効である。

著者らは、耳下腺唾液中37kDa亜鉛結合タンパク質である炭酸脱水酵素(CA)VI型(Gustin)が味覚機能に関与するとの報告に基づき、CAVIに対する抗体を作製し、ELISAにてGustin濃度を検出する方法を確立した。医療の現場において、簡便・迅速に早期の治療方針を決定・処置することが求められるが、血清亜鉛値の測定やELISAは時間を要する。そこで、本研究では味覚障害患者に対してPOCTとして検体に含まれる抗原の有無を10分程度でone stepで簡単に診断することが可能なイムノクロマト法を用いた診断をチェアーサイドにて応用することを目的とし、その第一段階として基礎的反応性評価試験を行った。【方法】1.イムノクロマト法による測定:耳下腺開口部より酸味刺激下にて味覚障害のない成人の耳下腺唾液を吸引採取し、サンプルと供した。金コロイド溶液は40nm、メンブレンはHi-Flow Plus120、テストライン用抗体はヒトCAVIの合成ペプチドに対して作製した抗体(Rabbit-IgG)、コントロール用抗体はswine anti-rabbit IgG抗体を用いた。ライン発色の定量にはイムノクロマトリーダ(C10066)を用いて測定した。2.至適唾液希釈濃度の検討:抗体感作金コロイド溶液を最終濃度O.D.=1.5となるよう加え、陽性コントロール溶液とし、PBS(-)に唾液サンプルを2、4、8、・・・1000倍希釈したものを100μl加え調整した。コントロールはPBS(-)とし、発色を確認した後、イムノクロマトリーダにて測定した。【結果と考察】唾液サンプル陽性コントロール(合成ペプチド)とPBS(-)において発色の差異が見られ、唾液希釈倍率は8倍から640倍の間で、濃度依存的に発色反応が認められた。つまり、唾液サンプル中にCAVIが少ない場合は、反応が薄くなり、すなわち味覚障害の可能性があるといえる。従って今回作製したイムノクロマト法を用いることにより味覚障害の診断法として確立される可能性が示唆された。
高強度低速陽電子ビームを用いた高機能薄膜の評価

平成16年度に引き続き産業技術総合研究所電子加速器施設の高強度低速陽電子ビームラインの計測系の整備を行い、特に飛行時間型ポジトロニウム分光装置を改良し、試料温度可変の実験を行うことを可能にした。この高強度低速陽電子ビームを用いて機能性ポーラス膜の成膜条件と微視的構造の関係を明らかにするため、EO-PO-EOトライブロックコポリマーを使って成膜条件を変えたメソポーラス膜を準備し、低速陽電子ビームを用いた計測法のほかに赤外フーリエ分光法、電界放出型走査型電子顕微鏡、エリプソメータ等の他の計測法も用いて評価を行った。低速陽電子ビームの測定は、電子加速器で発生した高強度低速陽電子ビームを用い、これを短パルス化したエネルギー可変の陽電子を試料に入射し、試料から放出されるγ線の放出時刻を精密に測定することにより、陽電子の寿命スペクトルを得た。この時の陽電子の入射エネルギーを24keVとすることにより、膜の中だけの陽電子寿命スペクトルを計測した。また、ナノ空孔の連結・開放性評価のために、陽電子寿命・波高2次元測定法及び飛行時間型ポジトロニウム分光法を用いてポジトロニウムの放出の有無を調べた。この一連の実験の結果から、ナノ空孔の連結性がプリカーサ溶液の保持時間によって拡大する、空孔サイズはテンプレートの材料に依存する、大きな空孔は分子質量の大きなコポリマーをテンプレートとしたシリカ膜で形成されるといったことを明らかにした。また、海水の分離膜として有望なポリアミドの薄膜やメソポーラス空孔構造を有するMCM-41なども低速陽電子ビームを用いた測定法で評価した。これらの成果を国際会議・研究会で報告すると共に、論文としてまとめ国際雑誌等に投稿した。
集中治療患者の即時転帰予測システムの開発：人工知能によるビッグデータ時系列解析

集中治療室入室患者において、患者の重症度の診断の遅れや、不正確な診断は転帰悪化に直接繋がるが、重症度を迅速かつ正確に把握することは困難であり、判断の質に格差が生じているため、医療の標準化が達成できていないのが現状である。従来用いられている重症度スコアは、予測因子数の増加に伴う多数の検査や入力により感度、特異度の一定の増加につながったが、検査や入力を含めた予測因子の収集が煩雑となる問題が同時に生じており、リアルタイムに重症度を把握することには限界があるのが現状である。今回提案するリアルタイム転帰予測システムは、ベッドサイドで重症度を即時に表示する点で、患者への対処の遅れを解決できる可能性がある。
新規酸化ストレスマーカーを用いた食品機能解析とリスク評価

本研究では新規酸化ストレスマーカーを用いて、食品機能および食品含有化合物のリスクを科学的に実証、評価することを目的とする。培養細胞および実験動物を用いて各種機能性食品(ビタミンE、コエンザイムQ等)を投与することによる細胞や動物の応答を、脂質酸化生成物やストレス応答タンパク質の変動を指標として、評価方法を確立することを目標とした。生体内酸化ストレスの指標としては、生体内で豊富に存在するリノール酸およびコレステロールに注目している。本研究で提案する新規酸化トレスマーカーは、このリノール酸およびコレステロールが生体内で酸化を受けて生成したヒドロキシリノール酸(HODE)およびヒドロキシコレステロール(OHCh)である。本研究で得られた一連のデータから、HODEおよびOHChの脂質酸化生成物が抗酸化物質や機能性食品の生体中における抗酸化能を評価する上でバイオマーカーとして有用である見通しが得られた。これらの研究成果を学術論文6報へ発表するに至った。本研究では、細胞および実験動物を用いて各種機能性食品や抗酸化物質を投与することによる、細胞や動物の応答を評価することである。脂質酸化生成物マーカ-やストレス応答タンパク質の変動を指標とした食品含有成分の機能評価法の確立を目的とし、最終的には動物実験によらず細胞実験で食品機能評価、抗酸化物質効能評価を達成することを目標とする。本年度は主として細胞実験でのストレッサーによる酸化ストレスマーカーの変動詳細検討(論文受理=2番目に記載)および動物実験による新規抗酸化物質の機能評価(論文受理:1番目に記載)を達成した。(1)培養細胞を用いた抗酸化物質およびその代謝物のストレス応答解析抗酸化物質として代表的な化合物であるビタミンE(トコフェロール)と、その酸化的代謝物のひとつであるトコフェリルキノン(TQ)の培養細胞におけるストレス応答の評価した。特に動植物に多く含まれているα体とγ体に注目し、細胞毒性抗酸化物質への影響について詳細に研究を行った。γ-TQはα-TQと比べ顕著な毒性が認められたが、のγ-TQは細胞内グルタチオン(GSH)を増加し、細胞内抗酸化の増強作用を有なることが判明した。このGSH増のγ-TQは細胞内グルタチオン(GSH)を増加し、細胞内の抗酸化能の増強作用を有することが判明した。このGSH増加作用は小胞体ストレスのひとつであるactivating transcription fctor 4(ATF4)を転写因子としたシスチン・グルタミン酸トランスポーター(xCT)の発現上昇が強く寄与していることが解明できた。これらの基礎研究から、トコフェロールの酸化的代謝物のトコフェリルキノンは前駆体にはない作用を有することがわかった。(2)実験動物を用いた新規抗酸化能評価ビタミンEをモデルに開発された新規抗酸化物質BO-653を長期間動物へ餌として与えることによって血液、各臓器での酸化ストレスマーカーがどのように変動するかを検証し、その結果からBO-653の抗動脈硬化能を科学的に推定した。一方で、キノン化合物の投与実験も進め、上記細胞実験で見出された現象が動物でも適用できるか詳細に検証中である。2008年度は引き続き細胞実験と動物実験を平行検証することによって、機能性食品、抗酸化物質の動物実験の代替リスク評価法確立へ向けてより詳細に研究を進める。上記記載の通り、本年度の目標に対してほぼ予定通り研究を遂行し、国際誌2報に掲載される成果を得た。本研究の目的は、細胞および実験動物を用いて各種機能性食品や抗酸化物質を投与することによる、細胞や動物の応答を評価することである。脂質酸化生成物マーカーやストレス応答タンパク質の変動を指標とした食品含有成分の機能評価法の確立を目的とし、最終的には動物実験によらず細胞実験で食品機能評価、抗酸化物質効能評価を達成することを目標とする。本年度は主として細胞実験でのストレッサーによる酸化ストレスマーカーの変動詳細検討(論文受理:1番目に記載)および動物へラジカル開始剤投与による脂質過に対する酸化ビタミンE機能評価(論文受理:2番目に記載)を達成した。(1)培養細胞を用いた抗酸化物質およびその代謝物のストレス応答解析抗酸化物質として代表的な化合物であるビタミンE(トコフェロール:T)と、その酸化的代謝物のひとつであるトコフェリルキノン(TQ)の培養細胞におけるストレス応答の評価をした。(2)実験動物を用いたビタミンEの抗酸化能評価ラジカル開始剤の給水による脂質酸化の上昇に対する、ビタミンE(α-T)摂餌による効果を評価した。

(3)白内障患者における酸化ストレスと抗酸化物質状態50-70歳の男女40人の血中において、健常者と比較して初期の白内障患者では血中の脂質酸化生成物(9および13ZE-HODE)が有意に高いことが認められた。2009年度は引き続き機能性食品、抗酸化物質の動物実験の代替リスク評価法確立へ向けてより詳細に研究を進める。上記記載の通り、本年度の目標に対してほぼ予定通り研究を遂行し、国際誌2報に掲載される成果を得た。本研究の目的は、細胞および実験動物を用いて各種機能性食品や抗酸化物質を投与することによる、細胞や動物の応答を評価することである。脂質酸化生成物マーカーやストレス応答タンパク質の変動を指標とした食品含有成分の機能評価法の確立を目的とし、最終的には動物実験によらず細胞実験で食品機能評価、抗酸化物質効能評価を達成することを目標とする。本年度は主として細胞実験での抗酸化物質(コエンザイムQおよびビタミンE)細胞内取り込みと細胞内分布について検討(論文受理:2番目に記載)、およびパーキンソン病患者と健常者の赤血球中の酸化修飾DJ-1を測定し、診断マーカーとしての可能性を検討した(論文受理:1番目に記載)。(1)酸化型DJ-1特異的抗体を用いたパーキンソン病早期診断システムの開発パーキンソン病の早期診断への応用を目的として、酸化DJ-1特異的な抗体作成とその抗体を用いたELISA測定系の確立を試みた。その結果、薬物治療を行っていない未治療パーキンソン病患者の赤血球中の酸化DJ-1値は健常人および治療中のパーキンソン病患者に比べ、顕著に高いことが認められた。ヒトの血液からパーキンソン病の診断を行える画期的なマーカーになる可能性がある。(2)コエンザイムQ10およびビタミンEの細胞内取り込みと分布培養細胞にコエンザイムQおよびa-Tを添加し、細胞内への取り込みと細胞内分布について検討した。細胞内に取り込まれたコエンザイムQはミトコンドリアに多く存在し、一方a-Tは膜画分に多く分布していた。また、a-Tは脂質分布との相関性が認められたが、コエンザイムQの特にミトコンドリアおよびミクロソーム画分は脂質との相関が認められなかった。上記記載の通り、本年度の予定に対して研究を遂行し、国際誌2報に掲載される成果を得た。