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多成分原子気体ボース・アインシュタイン凝縮体で実現する多様な位相欠陥の研究

原子気体ボース・アインシュタイン凝縮(BEC)におけるケルビン・ヘルムホルツ不安定性(KHI)の研究に関して、理論・数値的研究を行った。この系では、巨視的量子効果である超流動性と量子渦に起因して、古典流体では見られない新奇な不安定ダイナミクスが発現することを世界で初めて明らかにした。我々はこれを量子KHIと呼んでいる。我々が明らかにしたこの現象は、古典流体力学におけるKHIと同様に、量子流体力学において基礎的な不安定性として位置づけられるという点で重要である。得られた成果は、関連する国内会議、国際会議で発表し、学術誌(Physical Review B, Journal of Low Temperature Physcis)に学術論文として掲載された。2成分BECにおけるブージャムの研究に関して、理論・数値的研究を行った。この系では、超弦理論のソリトンであるDブレーンの対応物が実験的に実現可能であることを世界で初めて示した。得られた成果は国内・国際で発表すると共に、論文にまとめ某学術誌に投稿中である。BECにおけるケルビン波に関する研究に代わり、計画を変更し、2成分BECの対向流の不安定現象に関する理論・数値的研究を行った。古くから知られる超流動ヘリウム4の熱対向流の不安定現象と同様に、この系でも量子乱流が実現することを初めて明らかにした。この現象は実験でも実現可能であり、現在、某実験グループと共同研究を行っている。得られた成果は、国内学会で発表し、論文を執筆中である。原子気体BECにおけるブラックホール時空との類推に関する研究に関して、共同研究者と議論を行い、その成果を国際会議(International Symposium on Quantum Fluids and Solids)および学術誌(J. Low Temp. Phys. 150, 624-629(2008))で発表した。この研究は、原子気体BECの実験で十分検証可能である。それが可能になれば、原子気体BECでブラックホールの輻射の検証をする初めての実験となる。この研究は、物性物理だけでなく宇宙、素粒子物理にも関心が及んでいるため重要な研究であり、次年度も継続して研究を行う。加えて、BECにおけるDonnelly-Graberson(DG)不安定性の研究を行った。我々は、BECにおける渦状態を微視的に解析することにより、DG不安定性がランダウ不安定性によって引き起こされ、絶対零度でも起こることを初めて予言した。超流動ヘリウムでは絶対零度でDG不安定性が起きないと考えられていたが、我々の結果はそれを覆すものである。最近研究が活発である超流動ヘリウムの量子乱流の分野において、絶対零度での散逸の存在を示唆する実験が報告され注目を集めているが、我々の結論はその現象に関連してくることがわかった。これらの成果は日本物理学会年次大会および国際会議(Symposium on Quantum Phenomena and Devices at Low Temperatures)で発表し、現在論文を執筆中である。ケルビン波のランダウ不安定性の研究に関して、超流動の不安定性に関する議論は、これまで並進運動もしくは回転運動する環境体下でしか行われなかった。本研究では、並進運動と回転運動か合わさった螺旋運動する環境体に対する、新しい型の超流動の不安定性を初めて微視的な視点から提案した。特に、量子渦が存在するときには、ケルビン波と呼ばれる渦の螺旋モードがランダウ不安定性によって自発的に励起、増幅されることを示し、超流動ヘリウムで知られるDonnelly-Glaberson不安定性の微視的解釈を与えた。18年度に発表した学術論文(Hiromitsu Takeuchi,Kenichi Kasamatsu,and Makoto Tsubota'Spontaneous radiation and amplification of Kelvin waves on quantized vortices in Bose-Einstein condensates'Phys.Rev.A 79,033619(2009))では、この現象を利用して、BECにおけるケルビン波の分散関係、量子渦の再結合、量子乱流の観測可能性について議論した。微視的な視点から見たDG不安定性は、原子気体BECにおいてケルビン波を巧みに操作することが可能であることを示している。今後のこの研究の展開としては、DG不安定性を利用してケルビン波を操作することにより、ケルビン波のカスケードの研究や、量子乱流の研究などが期待される。また、超流動ヘリウムの量子渦、超伝導体の磁束、宇宙紐などの同様な秩序変数で記述される系の位相欠陥での類似現象の探求も興味深く、積極的に他分野への応用研究をする予定である。原子気体ボース・アインシュタイン凝縮におけるブージャムの研究に関して、我々は原子気体BECにおけるブージャムを初めて提案した。現在、このブージャムを位相幾何的に解釈する研究を遂行中である。また、以前提案したブージャム以外にも、異なる種類のブージャムが可能であり、それらの中には、素粒子論で議論されているDブレーンと関連付けることができるものが存在することがわかった。これは、原子気体BECでDブレーンを模擬実験する可能性を与えるものであり、たいへん興味深い。原子気体ボース・アインシュタイン凝縮における回転するブラックホールの研究に関して、研究会「際本研究会渦・流れ,ホーキング輻射」で口頭発表を行い、宇宙論の専門家と活発な議論を行った。

我々が明らかにしたこの現象は、古典流体力学におけるKHIと同様に、量子流体力学において基礎的な不安定性として位置づけられるという点で重要である。得られた成果は、関連する国内会議、国際会議で発表し、学術誌(Physical Review B, Journal of Low Temperature Physcis)に学術論文として掲載された。2成分BECにおけるブージャムの研究に関して、理論・数値的研究を行った。この系では、超弦理論のソリトンであるDブレーンの対応物が実験的に実現可能であることを世界で初めて示した。得られた成果は国内・国際で発表すると共に、論文にまとめ某学術誌に投稿中である。BECにおけるケルビン波に関する研究に代わり、計画を変更し、2成分BECの対向流の不安定現象に関する理論・数値的研究を行った。古くから知られる超流動ヘリウム4の熱対向流の不安定現象と同様に、この系でも量子乱流が実現することを初めて明らかにした。この現象は実験でも実現可能であり、現在、某実験グループと共同研究を行っている。得られた成果は、国内学会で発表し、論文を執筆中である。
アクチンの結晶化

生物の運動に広く関与しているアクチンの原子レベルの構造をX線結晶解析を用いて明らかにすることを目指し,アクチンだけから成る結晶を得ることを試みた。これは,従来のアクチンの結晶解析がアクチンとDNaseI(またはプロフィリン)との複合体が作る性質の悪い結晶を用いたために不首尾に終わっているため,アクチンだけの結晶を作りその結晶解析を行おうとしたものである。本研究では,膜蛋白の結晶化法に習い,アクチンの重合部位の非イオン性界面活性剤でマスクし通常の可溶性蛋白として扱えるようにして結晶化しようとした。しかし,実際に実験を行ってみると,オクチルグルコシドをはじめとする様々な非イオン性界面活性化剤を用いてのアクチンの重合能を除くことはできなかった。そこで,アクチンの重合能を除く次のような幾つかの方法を用い,結晶化を試みた。(1)KIを共存させる。(2)アクチンについているヌクレオチドをゆっくりはずす。(3)N端末約70残基をはずされ,重合能を失ったアクチンを用いる。現在のところ,(1)の条件下で,ポリエチレングリコールから0.1mmの結晶が成長中であり,また高濃度KIからは10μmの微結晶が見られた。また(2)の条件下では,飽和硫安から微結晶が出ているのを見た。いずれの場合も結晶が現れるのが大変遅かったので,未だ結晶が出ていない(3)の場合も含めて,これからの観察が必要である。なおFアクチンができた場合でも,微結晶とおもわれるものが見られた場合があった。リン酸,ポリエチレングリコール存在下でその現象が顕著であった。
多職種情報共有ネットワークシステム活用へ向けた訪問看護導入アセスメントシート開発

訪問看護は、再入院を防ぐ効果があり、病状の安定・悪化予防等の効果を有するサービスである。しかし、訪問看護の必要性の判断が困難とするケアマネジャー(以下CM)の増加が報告されている。地域共生社会の推進には、在宅療養者を症状悪化前に訪問看護導入し、健康管理しながら在宅生活を継続させ、社会参加を支援することが不可欠である。本研究では、地域の在宅医療で用いられている多職種情報共有ネットワークシステムへの活用へ向け、CMの基礎資格によるアセスメントの偏りの改善を目指し、ネットワーク上の多職種、特に医療職へ、訪問看護を必要とする療養者を発信できるアセスメントツールを開発することである。
節足動物における硬組織形成機構の進化

前年度のドイツ・ハンブルク大学の渡航から引き続き「貝形虫類の背甲縁辺部の殻形成」をテーマに研究を行い,当研究員のこれまでの研究成果にLeptocythere lacertosaを主な素材とした電子顕微鏡を用いた微細構造のデータを加味することで,ポドコーパ目貝形虫類の背甲縁辺部に発達する分類学的・解剖学的に重要な器官である毛細管(radial pore canal)や前庭(vestibule)の形成過程を解明した.電子顕微鏡観察の結果から,脱皮直後において成体の背甲は,幼体と全く同じ様式で石灰化が行われるが,さらに時間が経過すると,縁辺部の折り返し部分が石灰化を開始することが示唆された.すなわち,ポドコーパ目貝形虫の成体において,背甲クチクラ層の石灰化は2つの段階を経て進行することが明らかになった.また,この折り返し構造に発達する毛細管の分岐パターンは,L.lacertosaでは脱皮後100時間しても確認されず,それ以上の時間が経過した個体にのみ,様々な発達具合の毛細管分岐パターンを確認することができた.この研究成果は,オランダの国際学術誌「Hydrobiologia」に受理され,2010年1月に出版された.さらに,当研究員は前年度に国際学術誌「Zoological Science」に,北海道厚岸湾より産出した貝形虫2種を新種として提唱・記載した論文を投稿・受理され,2010年3月に出版された.本研究では,これまで背甲形質によってのみ分類されることの多かった貝形虫Semicytherura属の現生種を記載しており,本属の分類・系統進化を考える上で重要となる軟体部・付属肢の形質を網羅的に図示・記載している.それらの情報を基礎として,今回提唱した新種2種とその類縁種群の日本近海における種分化について議論した.本属には現生種以上に化石種が多く存在する.今後本属の現生種の記載が進むにつれ,化石種から得られる分類学的情報も増え,日本近海におけるメイオファウナの分散・種分化について地質年代スケールの議論を行うことができると考えている.本研究の主要素材であるポドコーパ目貝形虫に関して、筋肉痕の形成過程を電子顕微鏡(SEM・TEM)を用いて詳細に追跡した。脱皮の準備段階に入り、新しいクチクラの沈着を開始すると、張線維は伸長して新しいクチクラを貫通する。それにより表皮細胞と古いクチクラの接合は維持されるが、脱皮直前に有機質基質の結合構造が新しいクチクラ内部に構築されるのとほぼ同時期に、張線維は上クチクラ形成によって切断され、古いクチクラとの接合を解除することがわかった。以上の結果から、脱皮前における有機質基質の結合構造の構築は、石灰化が進行中の背甲クチクラにも筋収縮の力を効果的に伝えることを可能にする一方で、有機質基質を原クチクラ基底部に集中させてしまうことにより、石灰化の進行を妨げている可能性が示唆される。また、筋肉痕内部に観察される粗粒な方解石結晶の析出は、有機質基質の結合構造を伴った筋肉付着領域と、その周囲との原クチクラが含有する有機質基質量の違いに理由を求めることができることを証明した。また、Xestoleberis科に属する貝形虫に認められるXestoleberis-spotの形成過程を解明することに成功した。X.-spotは脱皮後の形成途中において、その腔内に存在する原形質が、小胞を介して大量の有機質を背甲クチクラ内に分泌する様子が観察された。この分泌物は、背甲クチクラ全領域に行き渡り、背甲形成が完了した状態でなお、クチクラ層内に残留していることが確認されている。さらに、この分泌された有機質が、背甲クチクラ内に発達する有機質基質格子の線維を構築している様子も確認され、X.-spotはクチクラ層の有機質基質格子の材料を分泌する器官であることが証明された。これらの背甲構造の特徴はXestoleberis科にしか確認されないことから、X.-spotは本科特有の背甲構造構築という機能を担っている分泌器官(の痕跡)であると考えられる。今年度に行ったバルト海の試料採取にて大量に得られたLeptocythere psamophillaを主な素材として,ポドコーパ目貝形虫類に発達する「石灰質折り返し構造」の形態観察を行った.ポドコーパ目貝形虫は,動物体を完全に包み込む二枚殻の背甲を持っており,その縁辺部のクチクラ層は内側に折り返って,キチン質の表皮へと連続する.折り返し部分のクチクラ層は強く石灰化しており,この部位は「石灰質折り返し構造」と呼ばれ,成体でのみ顕著に発達している.そこには分岐した毛細管(radial pore canal)や前庭(vestibule)といった分類学的・解剖学的に重要な形質が存在している.脱皮後の個体を大量に集め,本分類群の折り返し構造の石灰化の様子を詳細に追跡することで,前庭と毛細管分岐パターンの形成過程を明らかにした.貝形虫類の背甲は脱皮直後に石灰化を開始するが,最終脱皮直後における石灰質折り返し構造の発達具合は,幼体のそれと同等であることが確認できた.成体にのみ発達する幅広い石灰質折り返し構造は,脱皮から50時間ほど経過してようやく石灰化か始まり,その石灰化はクチクラ層の表面から内側へと進行する.

これらの観察結果から,脱皮直後において成体の背甲は,幼体と全く同じ様式で石灰化が行われるが,さらに時間が経過すると,縁辺部の折り返し部分が石灰化を開始することが示唆された.すなわち,ポドコーパ目貝形虫の成体において,背甲クチクラ層の石灰化は2つの段階を経て進行することが明らかになった.また,ドイツ・ハンブルグ大学の動物学研究所・博物館にて習得した技術による新たなデータと,前年度から蓄積していたデータを基に,節足動物の外骨格筋肉付着構造に関する論文を完成させた.当論文は,日本古生物学会英文誌(ISI登録雑誌)「Paleontological Research」に受理された前年度のドイツ・ハンブルク大学の渡航から引き続き「貝形虫類の背甲縁辺部の殻形成」をテーマに研究を行い,当研究員のこれまでの研究成果にLeptocythere lacertosaを主な素材とした電子顕微鏡を用いた微細構造のデータを加味することで,ポドコーパ目貝形虫類の背甲縁辺部に発達する分類学的・解剖学的に重要な器官である毛細管(radial pore canal)や前庭(vestibule)の形成過程を解明した.電子顕微鏡観察の結果から,脱皮直後において成体の背甲は,幼体と全く同じ様式で石灰化が行われるが,さらに時間が経過すると,縁辺部の折り返し部分が石灰化を開始することが示唆された.すなわち,ポドコーパ目貝形虫の成体において,背甲クチクラ層の石灰化は2つの段階を経て進行することが明らかになった.また,この折り返し構造に発達する毛細管の分岐パターンは,L.lacertosaでは脱皮後100時間しても確認されず,それ以上の時間が経過した個体にのみ,様々な発達具合の毛細管分岐パターンを確認することができた.この研究成果は,オランダの国際学術誌「Hydrobiologia」に受理され,2010年1月に出版された.さらに,当研究員は前年度に国際学術誌「Zoological Science」に,北海道厚岸湾より産出した貝形虫2種を新種として提唱・記載した論文を投稿・受理され,2010年3月に出版された.本研究では,これまで背甲形質によってのみ分類されることの多かった貝形虫Semicytherura属の現生種を記載しており,本属の分類・系統進化を考える上で重要となる軟体部・付属肢の形質を網羅的に図示・記載している.それらの情報を基礎として,今回提唱した新種2種とその類縁種群の日本近海における種分化について議論した.本属には現生種以上に化石種が多く存在する.今後本属の現生種の記載が進むにつれ,化石種から得られる分類学的情報も増え,日本近海におけるメイオファウナの分散・種分化について地質年代スケールの議論を行うことができると考えている.
看護職によって医療事故が回避された事例に関する研究

前年度に得られた研究結果を基に、過去1年間、注射業務においてアクシデントを起こしていない臨床経験10年以上の看護師10名を対象に、注射業務における医師の指示受け段階で、異和感を感じた場面とその理由、その時の対応及び影響を及ぼした事象について、深い面接を行った。その結果、異和感を感じた理由としては、通常の投与・使用方法からの逸脱、患者の状態からの逸脱、通常の実施状況からの逸脱があった。その際、対象者は医師の指示を鵜呑みにしないで、単純ミスならここで防げるという明確な事故回避の意識を持ち、自分が納得するまで指示は受けないという強い信念をもち、確認行動や代替案の提示を行っていた。このような対応に影響を及ぼした事象としては、失敗体験の積み重ね、先輩看護師による申し送り時の質問、イメージしやすい言葉による指導、憧れの先輩看護師の存在、医師からの信頼の獲得があった。したがって、指示受けの場においても、医療事故を回避する有効な機会となることが示唆された。1.高頻度、ハイリスクである注射業務を対象に、看護職がどのような行為や工夫を行っているのかを明確にするために、大学病院及び総合病院に勤務する臨床経験10年目以上の看護婦5名を対象に、一連の注射業務の行為について焦点化されるまでインタビューを繰り返し行った(24回)。また、一部看護婦と行動を共にし、業務手順を観察した。その結果、対象となった看護婦の注射業務における安全確認行動には、病棟のルールとして規定されている行動と、看護婦個人が不安全行動を意識し、独自に個人のルールを設定している行動が見られた。次に、平成12年1月12月の全国紙に掲載された、看護職が関与していた注射業務における重大事故8件を分析し、対象となった看護婦の安全確認行動と比較検討した。その結果、当該看護婦のような安全確認行動をとっていれば、8件の医療事故はインシデント段階で防ぐことができたと思われる。したがって、このような行動規範を有する看護職を対象とした分析が、医療事故防止には需要であることが明らかとなった。2.注射業務に関わるインシデントレポートを提出した看護職者の内、承諾の得られた看護婦4名を対象に、インシデントの内容、気がついた段階及びその理由、勤務状況、日常気をつけている事等について焦点化されるまで、インタビューを繰り返し行った(23回)。その結果、インシデントの原因は、「思い込み」「割り込み業務」であった。しかしながら、全事例において、行為後の確認行動を行うことにより、事故を未然に防ぐことが出来ていた。したがって、医療事故防止における確認行動の有効性が明らかとなった。前年度に得られた研究結果を基に、過去1年間、注射業務においてアクシデントを起こしていない臨床経験10年目以上の看護婦9名を対象に、注射業務の各段階で遭遇する「業務の中断」の理由と、その時の対応及びその理由について明らかにするために、焦点化するまでインタビューを繰り返し行った(23回)。その結果、業務中断の主な理由は、電話、ナースコール、患者や家族の訪室、同僚・婦長・医師から声をかけられる等であった。対処行動としては、医師への協力要請や、同僚との明確な役割分担による委譲、中断状況の明確な区別等が明らかとなった。また、対象者は注射業務の各段階で、「業務中断」がインシデント・アクシデントに繋がることを過去の経験から学んでいた。とりわけ、医師の指示そのものが間違っていれば、次の段階で何度確認しても事故に繋がる危険性を予測し、自分が納得するまで確認行動をとっていた。したがって、医師の指示受け段階での、看護職による医療事故防止機能が重要である事が示唆された。
平滑筋細胞の分化におけるMEF2遺伝子群の役割の解析

本年度はMEF2遺伝子群の役割をより明らかにする目的で種々の細胞に分化可能な胚性細胞ならびに平滑筋細胞に発現するMEF2遺伝子群を検討した。マウス胚性腫瘍細胞(P19)に発現するMEF2遺伝子群のうち、十分に解析の行われていないMef2b遺伝子について機能解析を行い、また、マウス平滑筋細胞の分化に伴うMef2遺伝子群の発現を検討した。Mef2a、Mef2c、Mef2dは分化後に発現の増加をみた。一方、マウスMef2bはヒトとは異なり未分化細胞にむしろ優位に発現していた。そこでマウスMef2bのcDNAならびにゲノムDNAを単離し、ヒトMEF2Bと構造、機能を比較した。ヒト/マウス間に塩基配列上の相同性はあるが、発現パターンは異なり、マウスMef2bは胚性細胞に選択的スプライシングの存在を認め、DNA結合能において他のMEF2と異なる性質がみられた。次に、マウス平滑筋の分化過程におけるMef2遺伝子群と平滑筋分化マーカー遺伝子の発現を検討した。各Mef2遺伝子(Mef2a、2b、2c、2d)の転写産物(RNA)の量的・質的変化を検討したところ、Mef2a・Mef2c・Mef2dで発現量の変化は著明でなかったが、Mef2a・Mef2dでスプライシングの変化があり、その変化は心筋や骨格筋とは異なっていた。Mef2bは発現が低く、分化途中で一過性の発現をみるのみであった。Mef2bの機能をより良く理解するために、ノックアウトマウスを作製した。MEF2B欠損マウスはMEF2C欠損マウスと異なり、胎生致死的ではなく、現在解析中である。4種類のマウスMef2遺伝子は骨格筋、心筋のみならず、平滑筋でも発現し、平滑筋特異的遺伝子の発現に関わると考えられる。平滑筋の分化過程ではMEF2遺伝子の量的変化は著明でなかったが、スプライシングなど転写後調節の変化があり、さらに検討が必要と思われる。
破骨細胞における接着因子とタンパク分解酵素の局在と生理機能の解析

本研究では、破骨細胞におけるインテグリンの局在とその機能を研究した。その結果、ビトロネクチン受容体であるインテグリンαvβ3サブユニットが、破骨細胞の細胞膜全体に局在することが光顕的.電顕的に明らかとなった。特に、従来はインテグリンが破骨細胞の明帯に存在しないと報告されていたのに対し、免疫電顕法によって破骨細胞の波状緑と明帯の両方にインテグリンの存在を見いだした。また破骨細胞と象牙質切片の共存培養系において、坑インテグリン抗体またはリガンドとなるRGDペプチドを添加すると、破骨細胞は波状縁を形成せず、その吸収能も用量依存的に抑制されることが明らかとなった。また破骨細胞におけるタンパク分解酵素であるカテプシンを免疫組織化学的に検出し、その局在と生理機能を細胞レベルで明らかにした。さらに種々のカテプシンに対する特異的な阻害剤を用い、in vivoおよびin vitroでの破骨細胞の骨吸収能に対する作用を解明した。特にin vitroでは、培養液中にE-64等の阻害剤を種々の濃度で添加し、破骨細胞の細胞構造や吸収窩の形成にどのような影響を与えるかを定性的ならびに定量的に評価した。すなわち固定した破骨細胞と共培養した象牙質切片(骨切片の代わりに用いる)を脱灰後、通法の如くエポキシ樹脂に包埋して透過型電顕で観察した。また一部の培養試料は非脱灰のまま象牙質切片から破骨細胞を剥離し、象牙質切片を乾燥後、反射電子検出器によって吸収窩の形成程度を観察した。さらに反射電子像をもとに、画像処理装置を用いて吸収窩の形成程度を定量的に解析した。これらの一連の方法によって、破骨細胞におけるタンパク分解酵素の細胞内局在が明らかとなり、この酵素が破骨細胞による窩の形成に必須なことが解明された。破骨細胞におけるタンパク分解酵素であるカテプシンを免疫組織化学的に検出し、その局在と生理機能を細胞レベルで明らかにするのが本研究の目的であった。従って種々のカテプシンに対する特異的な阻害剤を用い、in vivoおよびin vitroでの破骨細胞の骨吸収能に対する作用を解明した。その結果、これらの一連の方法によって破骨細胞におけるタンパク分解酵素の細胞内局在が明らかとなり、またこの酵素が破骨細胞による吸収窩の形成に必須な生理的役割を果たしていることが明らかとなった。その結果、ビトロネクチン受容体であるインテグリンαvβ3サブユニットが、破骨細胞の細胞膜全体、特に波状縁と明帯の両方に局在することが光顕的.電顕的に明らかとなった。破骨細胞と象牙質切片の共存培養系においては、抗インテグリン抗体またはリガンドとなるRGDペプチドを添加すると、破骨細胞は波状縁を形成せず、その吸収能も用量依存的に抑制されることが明らかとなった。

また破骨細胞におけるタンパク分解酵素であるカテプシンを免疫組織化学的に検出し、その局在と生理機能を細胞レベルで明らかにした。さらに種々のカテプシンに対する特異的な阻害剤を用い、in vivoおよびin vitroでの破骨細胞の骨吸収能に対する作用を解明した。特にin vitroでは、培養液中にE-64等の阻害剤を種々の濃度で添加し、破骨細胞の細胞構造や吸収窩の形成にどのような影響を与えるかを定性的ならびに定量的に評価した。すなわち固定した破骨細胞と共培養した象牙質切片(骨切片の代わりに用いる)を脱灰後、通法の如くエポキシ樹脂に包埋して透過型電顕で観察した。また一部の培養試験は非脱灰のまま象牙質切片から破骨細胞を剥離し、象牙質切片を乾燥後、反射電子検出器によって吸収窩の形成程度を観察した。さらに反射電子像をもとに、画像処理装置を用いて吸収窩の形成程度を定量的に解析した。これらの一連の方法によって、破骨細胞におけるタンパク分解酵素の細胞内局在が明らかとなり、この酵素が破骨細胞による吸収窩の形成に必須なことが解明された。
ミオシン1分子の変位の軌道とF-アクチンの構造変化の同時測定

本研究の目的は、F-アクチンの機能を考慮にいれて新しいモデルを提示するために「ミオシン分子がF-アクチンのらせん構造のどの部分を移動するのか」、「これに伴うF-アクチン内部の構造が時間的・空間的にどのように変化するか」の二点を明らかにすることである。今年度の研究の成果は、上記目的の後半部分に関するものである(前半部分に関しては前年の実績報告書に記載)。まずF-アクチンの動的構造変化を1分子レベルでモニタするために、タンパク質の構造変化などに敏感な蛍光プローブが必要である。数十種類にのぼる蛍光色素をそれぞれF-アクチンに導入、ミオシンとATPの有無における吸収・発光スペクトルの変化を蛍光分光測定装置で計測したところ、わずか2種類に絞られる結果となった。これらのスペクトル変化も非常にわずかなものであったが、1蛍光色素の大きな変化が時間平均された結果である可能性も高い。そこで、これらのF-アクチンがミオシンと相互作用する際にスペクトル変化を示すか否か、蛍光顕微鏡下1分子レベルで確認する系を構築し計測を行ったが、蛍光像のビデオ解析からは有意なスペクトル変化を検出できなかった。溶液系で得られたスペクトル変化は、各蛍光色素分子の極微小変化の単純な積算の結果であったと予想される。通常、1分子計測に求められる蛍光色素の特性は量子収率が高くスペクトル変化しないことである。したがって、1分子計測に耐えうる量子収率をもち、かつ環境に応じてスペクトル変化する色素の検索は前例のない試みであった。今回、目的の色素の発見には至らなかったが、新しく開発した実験系やノウハウを生かし、引き続き色素のスクリーニングを行う予定である。これまで、(1)ミオシンVおよびミオシンVIが1分子でF-アクチン上を移動するモーターであること(2)これらミオシンの動作原理が、一般に受け入れられている歩行モデルでは説明不可能なこと(3)レールであるF-アクチンが運動メカニズムに能動的に関与することを報告した(Nishikawa, S. et al. BBRC 2002)。本研究の目的は、F-アクチンの機能を考慮にいれて新しいモデルを提示する,ために「ミオシン分子がF-アクチンのらせん構造のどの部分を移動するのか」、「これに伴うF-アクチン内部の構造が時間的・空間的にどのように変化するか」の二点を明らかにすることである。今年度の研究の成果は、上記目的の前半部分に関するものである。第一に、これまで開発した「F-アクチンの回転変位測定用顕微鏡」に「1分子力学測定システム」を組み込み、「ミオシン1分子の運動の軌道」を直接計測する顕微鏡を開発した。開発途中に得られた基礎データを参考に系の構成を申請時予定から改変し、時間分解能とS/Nの向上を実現することができた。第二に、この軌道計測系を用いてミオシンVIの運動の軌道の実測を試みた。当初の予想どおり、同時測定という実験自体の難解さゆえ十分なデータ数は得られていないが、負荷条件を変化することで少なくとも3種類の軌道を実測することができた。この成果はミオシンの運動がミオシンの構造やF-アクチンのらせん構造の束縛により一意に決定されないことを示唆し、状況に応じて最適な軌道を選択する生体分子モーターの超高次機能を計測できたと解釈できる(2003年の米国生物物理学会にて発表予定)。回転運動という全く新しい側面から生体分子モーターの運動機能を計測することで、従来の運動モデルに不足していた情報が多数明らかになりつつある。引き続き測定および計測系の改良を行い、今年度の成果を定量的な形にまとめ論文投稿する予定である。
器官培養法による腎癌の薬剤感受性試験の検討

器官培養法は、ブタの皮膚由来のcollagen gel matrixを支持体とし、腫瘍の分化能が保持されるとともに腫瘍の三次元的な増殖あるいは組織構築が保たれる点が特徴である。本研究は腎細胞癌に対する有効な薬剤を決定する目的で、手術時採取した25症例の腎細胞癌組織を用い感受性試験を試み、その基礎的検討を行った。実験方法は、collagen gel matrixをplate内に静置し、培養液を添加し、ゲル状にして待機。腎腫瘍組織は摘出後直ちに器官培養に供した。培養開始4日後に、各制癌剤(13種類)を添加した。なお、対照に薬剤無添加群を設定した。薬剤の効果は、対照群に対する組織のH^3-thymidine摂取率で示し、50%以下の摂取率を示した薬剤を有感受性と判定した。成績、本実験での組織培養の成功率は、88%(25例中22例)であった。腎細胞癌に対する感受性試験で最も高い感受性の割合を示した薬剤は、Adriamycinで22例中12例(56%)、続いてVinblastineおよびBleomycinで22例中11例(50%)であった。逆に感受性の割合が低かった薬剤は、Methotrexate、およびBRM系薬剤であった。また腎細胞癌の組織型からみた薬剤感受性成績は、組織学的細胞異型度、構築型、細胞型と一定の関係は認められなかった。以上より器官培養法による、腎細胞癌の薬剤感受性結果は、比較的多くの症例に感受性を示す抗腫瘍制薬剤はAdriamycin、Vinblastine、およびBleomycinであり、今後これらの薬剤を用いての組み合わせによる化学療法が期待される。
先史時代人骨ゲノムによる二重構造モデルの検証

【背景・目的】これまで日本列島のヒト集団史の推定は主に現代人のゲノムを用いてきたが、古人骨を分析すれば過去の情報を直接的に明らかにできる。しかし、古人骨ゲノム解析を行うには様々な技術的改良が必要となる。そこで本研究では、常染色体の比較的大きな遺伝子座に関してNGSを用いて安価に分析する方法の開発を試みた。この方法で現代の日本列島ヒト集団のゲノム中に存在する東アジア特異的疾患リスク変異が、いつごろ、どこで誕生し、どのように日本列島に入ってきたかを明らかにするため患者および健常者のゲノム解析を実施した。【成果1】申請者は、バクテリア人工染色体(BAC)をベイト(釣り針)として数百kbpの常染色体を濃縮するBACダブルキャプチャー(BDC)法を考案し最適条件を検討した。その結果、BDC法では長さ350-750bpのベイトを用い、ハイブリダイゼーションを65度で2回行うと高いオンターゲット率が得られた。次に商用キットMYbaitsと比較した。その結果、コスト面ではBDC法がMYbaitsよりも安価だった。データクオリティでは、オンターゲット率はBDC法とMYbaitsはほぼ同値だった。一方、重複リード率はBDCがMYbaitsよりも劣っていた。重複リード率を下げることでBDC法での濃縮効率の向上を達成できる見積で、今後は本手法の古代ゲノムの濃縮への応用を行う。【成果2】東アジア特異的なリスクアレルが報告されているもやもや病感受性遺伝子RNF213を患者集団にてNGSで配列解析し、健常者集団と共に解析した。その結果、リスクアレルを含む配列は均一性が高いことが示された。またそのアレルは約4,500ー2,000年前頃に誕生したと推定された。この時期は日本列島における弥生時代の始まりと一致している。よって、リスクアレルが弥生時代に大陸からの渡来人とともに日本列島に拡散した可能性を示唆した。28年度が最終年度であるため、記入しない。<背景>これまでは現代人のゲノム解析より日本列島ヒト集団の集団史を推定してきたが、古人骨のゲノム情報を直接分析すれば、集団形成の情報を直接的に得ることができる。すなわち、先史時代(縄文、弥生、古墳時代)の遺跡からの出土人骨からのヒトゲノム情報を調べれば日本列島の集団形成史を明らかにできる。<目的>日本列島の先史時代人のゲノム情報に基づき、日本列島ヒト集団がどのように成立したのかを検証する。<成果>目的の遺伝子領域のみのNGS用ライブラリーを濃縮するターゲットキャプチャー法を検討した。デザイン済みの商用製品の対象領域は、がん関連遺伝子などに限られ、またカスタムは高額で小規模ラボで導入するには手軽さに欠けるため、1遺伝子座のNGS解析を安価に行う方法の開発を試みた。この手法はキャプチャーのベイトにBACを利用するため、BAC-capture法と呼ぶ。その結果、未濃縮のライブラリーと比較して8.4ー24.2倍多くのリードがBACクローンと同じ領域にマップされることが明らかになった。また、濃縮効率を向上させるために、濃縮を2回繰り返すdouble-capture法をBAC-capture法に組み込むこと(double BAC-capture法)を検討した。その結果、double BAC-capture法では未濃縮の場合に比べて、約5001000倍多くのリードがBACクローンと同じ領域にマップされた。本研究計画でH27年度に実施予定となっていた、縄文・古墳・弥生時代の古人骨から抽出したゲノムライブラリー作成は、共同研究者の協力により完了している。H27年度中にターゲットキャプチャー法の開発が完了する予定であったが、解析機器のトラブルが続いたため予想よりも時間がかかり、計画全体としてはやや遅れている。また解析対象とする遺伝子領域に、日本人集団のモヤモヤ病患者で高頻度のリスクアレルが存在するRNF213を追加することとした。こうした状況から前進はあるものの「やや遅れている」と判断する。【成果2】東アジア

特異的なリスクアレルが報告されているもやもや病感受性遺伝子RNF213を患者集団にてNGSで配列解析し、健常者集団と共に解析した。その結果、リスクアレルを含む配列は均一性が高いことが示された。またそのアレルは約4,500ー2,000年前頃に誕生したと推定された。この時期は日本列島における弥生時代の始まりと一致している。よって、リスクアレルが弥生時代に大陸からの渡来人とともに日本列島に拡散した可能性を示唆した。BAC-double-capture法の精度を向上させるため、キャプチャー時のハイブリダイゼーションの条件や、ライブラリーのPCR条件の検討を進める。そしてその手法を用いて現代人由来のNGS用ゲノムライブラリーの濃縮とシーケンシングが成功することを確認した後に、古人骨由来ゲノムライブラリーへ利用し、配列データを取得する。そしてそのデータを用いて在地系縄文人と渡来系弥生人の混血率を検証する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
弱い相互作用をもつ有機電荷移動錯体の電荷移動励起による光化学反応

研究代表者らは,有機化合物の電荷移動錯体(CT錯体)の光照射による電子移動の起こりやすさと,受容体ー供与体相互作用の強さの関係を明らかにすることを目的に研究した.昨年度までにテトラシアノエチレン(TCNE)とアセナフチレン(CAN)のCT錯体が溶液中のCT照射では反応しないが,CANの直接照射では反応することを見出した.CANの直接励起とCT励起による反応性の差を,生成するラジカルイオン対の違いから解釈した.すなわち,前者から生成する溶媒和ラジカルイオン対(SSIP)は逆電子移動による失活速度が遅いため,ラジカルイオンに容易に解離できるのに対し,後者から生成する接触ラジカルイオン対(CIP)は逆電子移動速度が解離よりもはるかに速いため容易に失活して解離することができない.叉賀らによると,CT励起によるCIPからの逆電子移動速度は逆電子移動に要するエネルギー変化(-ΔG^0_<BET>)の増加に伴って直線的に減少する.この考えによると,TCNEのような高い還元電位のCT錯体は-ΔG^0_<BET>が小さいので反応性は低くなると予想され,我々の実験事実を支持している.そこで,-1.0-0.5Vの範囲の還元電位を有する15種類以上の受容体(ニトリル,酸無水物,ベンゾキノン類)を使って,CANとのCT励起による反応性を量子収量を測定して定量的に評価した.その結果,高い還元電位の受容体を使ったCT錯体は反応性が低いのに対して,低い還元電位の受容体の受容体を使ったそれは反応性が高いことがわかり,反応するかしないかの境界線はおよそ1.7eV付近に引けることを明らかとした.この結果から-ΔG^0_<BET>が大きい,言い換えると相互作用の弱いCT錯体はCIPからの逆電子移動が遅くラジカルイオンへの解離にとって有意に働く,と結論した.研究代表者らは,有機化合物の電荷移動錯体(CT錯体)の光照射による電子移動の起こりやすさと,受容体ー供与体相互作用の強さの関係を明らかにすることを目的に研究した.昨年度までにテトラシアノエチレン(TCNE)とアセナフチレン(CAN)のCT錯体が溶液中のCT照射では反応しないが,CANの直接照射では反応することを見出した.CANの直接励起とCT励起による反応性の差を,生成するラジカルイオン対の違いから解釈した.すなわち,前者から生成する溶媒和ラジカルイオン対(SSIP)は逆電子移動による失活速度が遅いため,ラジカルイオンに容易に解離できるのに対し,後者から生成する接触ラジカルイオン対(CIP)は逆電子移動速度が解離よりもはるかに速いため容易に失活して解離することができない.叉賀らによると,CT励起によるCIPからの逆電子移動速度は逆電子移動に要するエネルギー変化(-ΔG^0_<BET>)の増加に伴って直線的に減少する.この考えによると,TCNEのような高い還元電位のCT錯体は-ΔG^0_<BET>が小さいので反応性は低くなると予想され,我々の実験事実を支持している.そこで,-1.0-0.5Vの範囲の還元電位を有する15種類以上の受容体(ニトリル,酸無水物,ベンゾキノン類)を使って,CANとのCT励起による反応性を量子収量を測定して定量的に評価した.その結果,高い還元電位の受容体を使ったCT錯体は反応性が低いのに対して,低い還元電位の受容体の受容体を使ったそれは反応性が高いことがわかり,反応するかしないかの境界線はおよそ1.7eV付近に引けることを明らかとした.この結果から-ΔG^0_<BET>が大きい,言い換えると相互作用の弱いCT錯体はCIPからの逆電子移動が遅くラジカルイオンへの解離にとって有意に働く,と結論した.研究代表者らは,有機化合物の電荷移動錯体(CT錯体)の光照射による電子移動の起こりやすさと,電子受容体と供与体間の相互作用の強さの関係を,主として生成物の化学収量と量子収量の観点から明らかにすることを目的に,研究を開始した.また,CT錯体の結晶中では分子が位相化学的な制約ももとに置かれているので,溶液中とは違った反応性を示すのではないか?という理由から溶液と結晶中の反応性を比較した.最初に,強い電子受容体としてテトラシアノエチレン(TCNE)を,供与体としてアセナフチレン(ACN)を選んだ.一般に強い相互作用をCT錯体の吸収波長光を照射(CT励起)しても,せっかく生成したラジカルイオン対(IP)からの逆電子移動速度が速すぎるため,反応は起こらない,溶液中でACN-TCNEをCT励起したところ,予想どおり全く反応は進行しなかった.ところが,同じ系でACNのみを選択的に励起したところ,反応は進行し,ACNの2量体が2種類と,ACNとTCNEとの付加環化体が3種類単離同定された.ACN2量化の量子収量はTCNEの濃度に大きく依存した.これらの結果は,CT励起と直接励起では異なるIPが関与していることを示唆しており,現在さらなる研究を進めている.一方ACN-TCNEのCT錯体の結晶を単離することができたので,CT励起による反応を試みたところ,反応が進行してACNとTCNEの[2+2]付加環化体を唯一の生成物として与えた.

溶液中と結晶中における反応性の差は,溶液中では会合と解離を繰り返しているCT錯体も,結晶中では(反応に)都合のよい距離や角度が保たれていれば反応が進行する,という仮説を支持する.さらに,反応の選択性は,X線によって決定されたCT錯体の結晶構造と矛盾しない.これらの結果は,本年度のJ.Org.Chemに受理された.来年度以降は,TCNEよりも弱い電子受容体をできるだけ多く選んで適当な供与体と組合せ,溶液中と結晶中の反応を比較するつもりである.さらに,CT励起と直接励起の反応性の違いの原因ついて,中間体のIPの性質という観点から研究を進めていきたい.研究代表者らは、有機化合物の電荷移動錯体(CT錯体)の溶液中と結晶中における光照射による電子移動の起こりやすさと,受容体-供与体相互作用の強さの関係を明らかにすることを目的に,研究している。昨年はテトラシアノエチレン(TCNE)とアセナフチレン(ACN)のCT錯体が溶液中のCT照射では反応しないが,ACNの直接照射では反応すること,また結晶中ではCT励起でも反応し|2+2|-付加環化体を選択的に生成することを見出した。昨年発見した溶液中におけるACNの直接励起とCT励起による反応性の差を,生成するラジカルイオン対の違いから解釈した。すなわち,前者から生成する溶媒和ラジカルイオン対(SSIP)は逆電子移動による失活速度が遅いため,ラジカルイオンに容易に解離できるのに対し,後者から生成する接触ラジカルイオン対(CIP)は逆電子移動速度が解離よりもはるかに速いため容易に失活して解離することができない。叉賀らによると,CT励起によるCIPからの逆電子移動速度は逆電子移動に要するエネルギー変化(-ΔG^0_<BET>)の増加に伴って直線的に減少する。この考えによると,TCNEのような高い還元電位のCT錯体は-ΔG^0_<BET>が小さいので反応性は低くなると予想され,我々の実験事実を支持している。そこで,さまざまな還元電位を有する受容体を使って,CT励起による反応性を調べた。TCNQやDDTのような高い還元電位の受容体は-ΔG^0_<BET>が小さいために反応性が低いのに対して,無水マレイン酸やテトラシアノベンゼンのような比較的低い還元電位の受容体の場合は反応性がが高いことがわかった。この結果から-ΔG^0_<BET>が大きいほど生成したCIPからの逆電子移動が遅くラジカルイオンへの解離にとって有利に働く,と判断することができる。来年度は量子収量を測定し,CT励起による反応性を定量的に評価すると共に,結晶中での特異的な反応についてもさらなる探索を進める予定である。研究代表者らは,有機化合物の電荷移動錯体(CT錯体)の光照射による電子移動の起こりやすさと,受容体一供与体相互作用の強さの関係を明らかにすることを目的に研究した.昨年度までにテトラシアノエチレン(TCNE)とアセナフチレン(ACN)のCT錯体が溶液中のCT照射では反応しないが,ACNの直接照射では反応することを見出した.ACNの直接励起とCT励起による反応性の差を,生成するラジカルイオン対の違いから解釈した.すなわち,前者から生成する溶媒和ラジカルイオン対(SSIP)は逆電子移動による失活速度が遅いため,ラジカルイオンに容易に解離できるのに対し,後者から生成する接触ラジカルイオン対(CIP)は逆電子移動速度が解離よりもはるかに速いため容易に失活して解離することができない.叉賀らによると,CT励起によるCIPからの逆電子移動速度は逆電子移動に要するエネルギー変化(-ΔG^0_<BET>)の増加に伴って直線的に減少する.この考えによると,TCNEのような高い還元電位のCT錯体は-ΔG^0_<BET>が小さいので反応性は低くなると予想され,我々の実験事実を支持している.
半導体・金属ナノクラスター/高分子ハイブリッド組織体の光制御合成

球形のキレート高分子に半導体である硫化カドミウム(CdS)を分散させた半導体/有機高分子ハイブリッド組織体の合成法を確立するとともに、高分子媒体中におけるCdSの光学・分散特性を制御することを目的として研究を進めた。高分子媒体中におけるCdSの粒子径分布と分散特性は、CdSの合成時におけるNa_2S水溶液の濃度やNaClのような電解質の有無により制御可能であることを明らかにした。更に、より精密なCdSの粒子径制御を行うため、合成時の光照射効果を詳細に検討した。半導体超微粒子は量子サイズ効果を示すことが知られており、その吸収波長は微粒子のサイズと1対1で対応する。従って、CdSの合成を単色レーザー光照射下で行うことにより、照射波長に対応した超微粒子サイズよりも大きいCdSが光吸収して微粒子中に電子と正孔が生成する。この電子・正孔対をCdSの溶解反応に利用することにより、あるサイズ以下のCdS超微粒子だけを選択的に合成可能となるはずである。実際に、空気下、アルゴンイオンレーザーからの458nmの光を照射しながらCdS超微粒子の合成を行うことにより、高分子媒体中におけるCdSの吸収スペクトルの短波長シフトが観測された。光照射時と非照射時の試料の光学顕微鏡写真や電子顕微鏡写真などの比較から、光照射しない時に生成していた高分子媒体表面近傍の4nm以上のCdS超微粒子が光照射により溶解し、結果的にCdS超微粒子の粒子径分布が狭くなることが確認された。アルゴン雰囲気下における同様な実験ではCdSの光溶解は認められなかった。このことから、CdSの光溶解は超微粒子中に生成する電子・正孔が酸素と反応し、CdSがcd^<2+>とじて溶解することが示された。今後、照射波長や超微粒子中に生成する電子・正孔と酸化還元反応し得る試薬類の選択により、より高度な粒子径制御が期待されるとともに、本手法に基づいた光触媒や非線形光学材料として利用可能な半導体超微粒子/有機高分子ハイブリッド組織体が開発されるものと考えられる。
青年期におけるライフスタイルと生活習慣病リスクファクター発現の関連

和歌山県の男女ジュニアスポーツ選手と兵庫県と和歌山県の某知久の児童生徒を対象にライフスタイル調査として生活実態調査・栄養摂取状況調査・運動量調査、循環動態調査、血液検査を実施し、激しい身体活動を続ける運動選手との比較を行った。また同一対象者のライフスタイルの経年的変化とその影響について検討した。1.A群B群共に体脂肪率とBMIは有意な相関を示し、A群ではBMIと拡張期血圧に有意な相関が見られ、B群では収縮期血圧・拡張期血圧とBMIに相関が見られ、A群B群共に肥満と高血圧の関連性が高いことが示唆された。2.B群においてBMIが上昇すると中性脂肪・総コレステロールが高値を示し、HDLコレステロールは低値を示したことより肥満と血清脂質との関連性が示唆される。糖代謝では血糖を除きインスリン、HORM-IRとBMIとの相関がみられ、運動習慣がある者でも、体重増加に関連して脂質代謝異常、インスリン抵抗性の結果と考えられる高インスリン血症を危惧すべきであることが示唆される。3.起立時の血圧変動ではB群よりA群に、起立後の血圧の低下を代償するための圧受容体反射が迅速に機能しており、運動習慣は血管運動反射に効果的な影響を与えることが示唆された。4.同一対象者の経年的変化の検討結果は、中学2年次、中学3年次、高校3年次にライフスタイル調査を受けた者の生活実態、栄養摂取状況、運動量から、A群を普通群と肥満群(年齢別体脂肪率曲線の75パーセンタイル以上)で比較すると、栄養摂取状況に差は見られないが、栄養素群別では肥満群に乳製品や果物の摂取が有意に少ないという結果であった。また肥満群では就寝時間が12時以降である者が多い傾向であった。経年的に就寝時間は遅くなっていくが、中3・高3共に12時前に就寝している者の朝食摂取率は高く、目覚めの質も良いと自覚している者が多くみられた。5.B群での経年的変化については、2年連続で健康チェックを受けている者31名、3年連続のものは3名と少数であり、現在データ分析中である。中・高生の生活習慣(運動・食事・生活状況等)について早期からの健康への啓蒙、また選手生活を引退した者への健康チェック・健康指導についても継続し、生活習慣病危険因子を排除していく必要性がある。和歌山県の13歳31歳までの男女ジュニアスポーツ選手80名(男子51名、女子29名)と兵庫県と和歌山県の某地区の1118歳までの児童生徒を対象に身体計測・体脂肪率・血液検査・運動量・食事摂取量の測定を実施した。今年度は血清レプチンと肥満・運動量との関連について検討した。その結果、レプチン濃度は身体活動量の増加とともに低下する傾向を示すが、10002,000kcalを超えると反転して、身体活動量の増加に伴って血清レプチンが上昇する傾向がみられた。また、過度の運動により血清CPKが増加する者が見られ筋肉の障害に関連した反応の可能性が示唆された。

スポーツ選手を肥満群(BMI≧25)と非肥満群(BMI<25)に分け、両群間で血清レプチンを比較すると、肥満群では有意に高値を示した。また、体脂肪率・LDLコレステロール・総コレステロールも同様に高値を示し、HDLコレステロールは有意に低値を示した。本来レプチンは脂肪の蓄積に伴い発現が強まることで、視床下部-交感神経を介して、ならびに骨格筋への直接作用によって脂肪の酸化を促進し、抗肥満効果を発揮するとされているが、肥満群と血清レプチンの上昇が関連するという結果から考えると、肥満者ではレプチンの作用低下をきたす、レプチン抵抗性を生じている可能性が示唆された。肥満群を血清レプチンと運動負荷量で比較すると、体脂肪率が同じであっても、運動量の多少によりレプチン濃度に変化が見られた。レプチン濃度は年齢変化が大きく、性差も著しいが、運動量との関連があることが示唆された。15年度から継続し、中・高生(A群)を対象に、ライフスタイル調査として生活実態調査・栄養摂取状況調査・運動量調査、循環動態調査、血液検査を実施し、激しい身体活動を続ける運動選手(B群)との比較を行った。また同一対象者のライフスタイルの経年的変化とその影響について検討した。1.A群B群共に体脂肪率とBMIは有意な相関を示し、A群ではBMIと拡張期血圧に有意な相関が見られ、B群では収縮期血圧・拡張期血圧とBMIに相関が見られ、A群B群共に肥満と高血圧の関連性が高いことが示唆された。2.B群においてBMIが上昇すると中性脂肪・総コレステロールが高値を示し、HDLコレステロールは低値を示したことより肥満と血清脂質との関連性が示唆される。糖代謝では血糖を除きインスリン、HORM-IRとBMIとの相関がみられ、運動習慣がある者でも、体重増加に関連して脂質代謝異常、インスリン抵抗性の結果と考えられる高インスリン血症を危惧すべきであることが示唆される。3.起立時の血圧変動ではB群よりA群に、起立後の血圧の低下を代償するための圧受容体反射が迅速に機能しており、運動習慣は血管運動反射に効果的な影響を与えることが示唆された。4.同一対象者の経年的変化の検討結果は、中学2年次、中学3年次、高校3年次にライフスタイル調査を受けた者の生活実態、栄養摂取状況、運動量から、A群を普通群と肥満群(年齢別体脂肪率曲線の75パーセンタイル以上)で比較すると、栄養摂取状況に差は見られないが、栄養素群別では肥満群に乳製品や果物の摂取が有意に少ないという結果であった。また肥満群では就寝時間が12時以降である者が多い傾向であった。経年的に就寝時間は遅くなっていくが、中3・高3共に12時前に就寝している者の朝食摂取率は高く、目覚めの質も良いと自覚している者が多くみられた。5.B群での経年的変化については、2年連続で健康チェックを受けている者31名、3年連続のものは3名と少数であり、現在データ分析中である。中・高生の生活習慣(運動・食事・生活状況等)について早期からの健康への啓蒙、また選手生活を引退した者への健康チェック・健康指導についても継続し、生活習慣病危険因子を排除していく必要性がある。