hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
重症ＳＩＲＳの炎症反応に対するａｕｔｏｐｈａｇｙ関連遺伝子の及ぼす影響

Autophagyと重症敗血症との関連を解明する目的で、単施設および多施設の2つのコホートを設定し、autophagy関連遺伝子多型の一つであるIRGM(+313)遺伝子多型と重症敗血症患者の臨床経過、転帰との関連を検討した。IRGM(+313)のTT homozygotesにおいて、重症敗血症患者の死亡率が有意に高かった。健常人のLPS刺激下でmRNA発現量を比較したところ、TT homozygotesで有意に抑制されていた。したがって、IRGM(+313) TT homozygotesは重症敗血症の病態下でIRGM発現の抑制に関与し、重症敗血症の転帰悪化をもたらしている可能性が示唆された。本研究への同意が得られた2001.102008.9までに当院ICUに入室した261名のDiscovery cohortと、2008.102012.9までに当院を含む5施設のICUに入室した793名のvalidation cohortに分け転帰とIL1RA VNTRとの関連を検討した。さらに、健常者80名を対象にLPSで刺激した全血の血清中IL-6、IL-1ra濃度を測定しIL1RA mRNA発現量を測定した。これまで当施設において重症病態およびcytokine血中濃度と遺伝子多型との関連を報告してきた。中でもIL-6血中濃度最高値が10000 pg/mL以上にまで異常上昇した重症例において、IL-1ra VNTRのminor allele頻度が増加する事を報告している。IL-1raは炎症性サイトカインであるIL-1の結合を競合的に阻害し感染などの侵襲によるIL-1の作用を抑制し抗炎症性作用を発揮することから今回の結果から考察すると、RN*2 alleleがsevere sepsis患者の転帰の悪化に影響を与えている可能性が示唆された。Autophagyは細胞内の蛋白分解機構の一種であり、不要なオルガネラの分解、病原微生物の排除などの役割が確認されている。IRGM (human immunity-related GTPase)はautophagyを介して細胞内に侵入した結核菌を排除したり、障害されたミトコンドリアを代謝するなどの重要な機能を有している。今回我々は、autophagy関連遺伝子であるIRGM遺伝子多型と重症敗血症(SS)患者の臨床経過や転帰との関連を検討した。2001年10月から2008年9月までに当施設のICUに入室したSS患者125名を含む259名と、2008年10月から2012年9月までに当施設を含めた5施設のICUに入室したSS患者268名を含む793名を対象に、それぞれをdiscovery cohort/multi-center validation cohortとして2つのcohortで検討した。IRGM遺伝子の一塩基多型(SNP)の一つであるIRGM(+313)SNPに着目し解析を行った。さらに、健常者347名の中から70名を無作為に抽出し、全血をLPSで刺激し、IRGM mRNA発現量を比較した。Autophagy関連遺伝子多型であるIRGM(+313) TT homozygotesは、severe sepsis病態下においてIRGM発現の抑制に関与し、severe sepsisの転帰悪化に影響を与えてsepsisの重症化にautophagyが関連していることが示唆された。本研究では,autophagyと炎症性サイトカイン産生との関与を解明し,遺伝学的アプローチからサイトカイン・モジュレーションを用いたテーラーメード医療を施すことにより,重症化しやすい敗血症をはじめとするSIRS患者および従来の治療では救命困難なSIRS患者の救命率を向上させることが最終的な目標としている.重症SIRS患者のgenotype分布が健常者とどの遺伝子多型において異なっているかを解明し,遺伝的にハイリスク患者の選別を図る.また同時に,それらの遺伝子発現もICUのベッドサイドでモニタリングできるシステムを構築し,SIRS患者の重症化病態への遺伝的関与の確認を図っている.当ICUに入院してきたICU患者に対し,インフォームド・コンセントを得たうえで,同意を得られた患者全員に対して炎症性サイトカインであるTNF-&#61537;,IL-1&#61538;,TGF-&#61538;, IL-6,IL-8, IL-10, IL-1ra VNTRやautophagy関連遺伝子であるATG16L1(rs2241880),IRGM-261(rs9637876), IRGM-1208 (rs4958842)の遺伝子多型を解析し,重症SIRS患者の遺伝子多型分布とそれらサイトカイン遺伝子発現の傾向をABI PRISM 7900 HT-2 sequence detection systemを用いて,重症SIRS以外の患者と比較した.

さらに,当施設でルーチンに施行しているIL-6血清濃度迅速測定で各群のサイトカインレベルを評価した.試料としては,患者の全血よりgenomic DNAを抽出し,genotypingに用いた.遺伝子解析は多型解析も発現モニタリングも,基本的にすべてABI PRISMを用いてTaqMan assayにて行った.これまで2年間かけて研究を行い、試行錯誤しながらも大まかな結果を導き出すことができた。遺伝子多型とsevere sepsis患者の転帰との関係に関しては未だ議論の尽きないところであり、今回の研究結果はそれに対して一つの新たな見解として提出することができると考えている。当ICUに入室してきた患者で当研究に対する同意が得られた検体数は平成23年度において170検体が集まった.現在,炎症性サイトカインであるTNF-&#61537;,IL-1&#61538;,TGF-&#61538;, IL-6,IL-8, IL-10やautophagy関連遺伝子であるATG16L1(rs2241880),IRGM-261(rs9637876), IRGM-1208 (rs4958842)の遺伝子多型を解析中である.また,それぞれの検体に対して炎症性サイトカインであるIL-6の血中濃度を当施設の臨床現場ですでに導入しているchemiluminescent enzyme immune-assay (CLEIA)迅速測定システムを用いて測定している.検体数としては順調に集まってきており,解析に関してもおおむね実験計画に遅れずに進められている.今回までの結果を元に、本年6月にアメリカサンディエゴで開催されるShock Societyにて研究成果を発表する予定である。また、博士論文作成にも着手しており、本年度中に英文雑誌への投稿を予定している。今後も引き続き当ICUに入室した患者から同意をもらい,現在の実験を続ける.さらに,重症SIRS患者の遺伝子多型分布とそれらサイトカイン遺伝子発現の傾向をABI PRISM 7900 HT-2 sequence detection systemを用いて,重症SIRS以外の患者と比較する予定である.また,本年度は健常者の全血を用いてin vitroの実験を進める準備をしている.上記遺伝子多型を解析.同時に,全血をLPSで刺激し,その血清中のTNF-αやIL-1,IL-6などの炎症性サイトカインの濃度を測定し,得られたgenotypeとサイトカイン濃度の上昇に関連があるかを検討する予定である.次年度の研究費は、国際学会発表のための資金、英文論文の翻訳および添削費用などに充てる予定である。In vitroの研究を進めるにあたり,サイトカイン測定に必要なELISA kitを購入予定である.また,サイトカイン遺伝子の遺伝子多型を測定するTaqMan assayに用いる比較的高価なTaqMan probeやMaster Mixの購入に次年度の研究費をあてる予定である.
要介護高齢者の「強み」を活かした社会貢献への支援方法の提案

本研究の目的は、アクションリサーチにより、要介護高齢者が強みを活かし社会貢献できる存在になるための支援方法を提案することである。要介護高齢者には「長い人生のなかで培った強み」と「要介護状態になったからこそ得た強み」がある。しかし、要介護状態になったことでその強みが十分に活かされていないと考える。要介護高齢者がサクセスフル・エイジングに向かえるよう看護職者が支援し、埋もれている強みを見つけ、社会貢献に導く必要がある。そのため、社会貢献を発掘する支援を研究者(私)がアクションリサーチで取り組み、その支援方法を提案する。今年度は複数の高齢者サービス事業所の管理者に研究の主旨を説明しつつ、研究参加候補者を把握し、要介護高齢者の同意を得て社会貢献への支援を開始した。要介護高齢者の生活背景や人とのつながりを捉えつつ、要介護高齢者の強みをアセスメントし、強みを活かした社会貢献への支援を行っている。現在は、要介護高齢者への支援を進めつつ、データ分析を行っている。また、データ分析の視点を養うため、高齢者の生産性やケアリングに関する文献レビューを平行して進めている。研究の取りかかりが遅かったことが理由である。現在は、研究参加者の同意が得られ、データ収集・分析を実施中である。2019年4月9月:データ収集・分析2019年10月1月:分析2019年2月3月:要介護高齢者の社会貢献への支援方法の提案、学会発表準備本研究の目的は、アクションリサーチにより、要介護高齢者が強みを活かし社会貢献できる存在になるための支援方法を提案することである。そのために、今年度は研究開始準備として、倫理審査に申請し承認を得た。その後、第1段階の研究参加者の選定に取りかかっているところである。複数の高齢者サービス事業所の管理者に研究の主旨を説明しつつ、研究参加候補者の有無の判断を行うため、看護職者の支援により社会貢献できると思われる要介護高齢者のエピソードなどを紹介してもらうなど情報収集を行っている。また、先行研究では、“社会貢献をしている高齢者"や“社会貢献に不満がある高齢者"への支援を検討した。その内容を論文投稿できるよう整理しているところである。本研究では、“社会貢献をしていない高齢者"への支援に焦点を当てるが、先行研究での結果も参考にできると考える。現在は、倫理審査の承認が得られたため、第1段階の研究参加者の選定に取りかかり、候補者を数名把握した。今後も情報収集を進め、研究参加者を決定し、すみやかにデータ収集に取りかかる必要がある。H30年7月:研究参加者の決定H30年8月平成31年1月:データ収集H31年2月3月:分析、要介護高齢者の社会貢献への支援方法の提案2019年4月9月:データ収集・分析2019年10月1月:分析2019年2月3月:要介護高齢者の社会貢献への支援方法の提案、学会発表準備次年度使用額が生じた理由は以下の通りである。1データ収集のために必要な事務用品(ファイル、コピー用紙、USB等)、2社会貢献・サクセスフルエイジングに関する書籍購入、3テープ起こしのための謝金(支援の実施・検討会議)、4データ収集のための旅費(支援の実施・検討会議)、5論文を作成するための英文要旨翻訳料。使用計画は12についてはH30年7月、34についてはH30年8月2月、5はH30年3月を予定している。次年度使用額が生じた理由は以下の通りである。

1データ収集のための必要な事務用品、2プロダクティブ・エイジング、ケアリングに関する書籍購入、3テープ起こしのための謝金、4データ収集のための旅費、5論文を作成するための英語要旨翻訳料。使用計画は12は2019年5月、34は2019年4月11月、5は2月を予定している。
赤痢菌の腸粘膜バリアー感染戦略の解明

赤痢菌をはじめとする粘膜病原細菌は、III型分泌装置を通じてエフェクターを宿主細胞へ分泌し、感染に必要な宿主細胞機能を獲得する。一方、腸管粘膜には上皮バリアーと免疫バリアーを主体とする固有の生体防御機構が構築され、微生物の侵入を阻止している。赤痢菌をはじめとする粘膜病原細菌は、これらバリアー機能を巧みに回避・抑制して、粘膜上皮へ感染・定着するが、その感染戦略の全容は不明な点が多い。研究計画I.OspC3エフェクターによる上皮細胞死抑制機構の解明:赤痢菌が上皮細胞へ感染するとCaspase-4が活性化され炎症性サイトカインの産生とともに最終的にピロプトーシスが誘導され細胞死が引き起こされることが明らかとなった。OspC3にはこれを強力に阻止する活性があることが判明したため、NLRインフラマソーム(NLRC3,NLRC4等)、およびCaspase-1からCaspase-10までのカスパーゼの各メンバーに対する結合性および活性阻害の有無を、免疫沈降法、各種カスパーゼ阻害剤、酵素活性等により精査した。その結果、OspC3はCaspase-4へ特異的に結合しその活性化を阻止することが示された。研究計画II.赤痢菌の上皮細胞間拡散機構の解明:赤痢菌を包む突起が隣接細胞により取り込まれ拡散する機構を、clathrin依存的なエンドサイトーシスとの関係で精査した結果、PI3-kinase,clathrin,Dynamin-2,Epsin-1が、菌を包む突起の隣接細胞におけるエンドサイトーシスに機能的に関わっていることが明らかとなった。研究計画III.赤痢菌のマクロファージの細胞死誘導の解明:赤痢菌はM細胞のポケット領域に常在するマクロファージへ侵入して細胞を破壊する。赤痢菌のIpaH7.8はE3ユビキチンリガーゼ活性を有するエフェクターであり、マクロファージ細胞死誘導に不可欠である。IpaH7.8はマクロファージのglomulinを標的にして、E3リガーゼ活性に依存的にインフラマソームを活性化してピロプトーシスを誘発することを明らかにした。以上の研究により病原菌の腸粘膜バリアー回避に関わる基本的な戦略の一端が解明された。本研究では、T3SSから分泌される一群のエフェクターに着目し、赤痢菌の上皮固有バリアーと自然免疫バリアーの克服に関わるエフェクターとその標的因子を同定し、それら細胞内機能を、分子、細胞、組織、個体の各レベルで精査する。感染の各過程におけるこれらエフェクターと宿主標的因子との相互作用を時空列的に解析するとともに、他の粘膜病原細菌の類似なエフェクターとも比較解析し、これら知見を統合して、粘膜病原細菌の新たな感染現象と腸粘膜バリアに対する普遍的および特異的な感染戦略を明らかにする。上皮バリアー感染戦略の解明:腸上皮細胞は感染に応答して細胞を基底膜より剥離・除去する。これに対抗し赤痢菌は上皮細胞内でOspEエフェクターを分泌する。本研究ではOspEの標的宿主因子としてインテグリンリンクトキナーゼ(ILK)を同定した。赤痢菌はOspEとILKの結合を通じて、細胞接着班の分解を抑制することにより感染細胞の剥離を阻止していることを見出した。この機能を失った赤痢菌は野生株に比べ、in vitroおよびin vivoにおいて菌の定着率および細胞間拡散能が減少していた。即ち、菌による感染細胞の接着強化は定着と感染拡大に不可欠であることが明らかとなった。細胞間バリアー克服戦略の解明:赤痢菌をはじめとする細胞内運動性を示す病原菌は、細胞間バリアーを超えて隣接細胞へ拡散する。本研究では、赤痢菌の隣接細胞への移動において、菌の受容上皮細胞でクラスリン依存的なエンドサイトーシスが関与していることを見出した。さらに、菌の多くは複数の上皮細胞が接するマルティセルラージャンクションを拡散の経路に利用していた。マルティセルラージャンクションに特異的に発現するトリセルリン発現をsiRNAで阻害すると、赤痢菌の隣接細胞への拡散は低下したことから、マルティセルラージャンクションは菌の拡散に機能的に重要であることが強く示唆された。今後、細胞間バリアーに関わる菌と宿主因子のさらなる解析を行う。免疫バリアー回避戦略の解明:赤痢菌が上皮細胞内へ侵入するとNODIが活性化され、炎症応答が誘導される。感染初期に赤痢菌は多数のエフェクターを分泌して炎症シグナルを阻害することが推定されている。本研究ではE3ユビキチンリガーゼ活性を示すIpaH9.8エフェクターの標的としてNEMOを同定した。IpaH9.8はE3リガーゼ活性依存的にNEMOのユビキチン化を引起こしプロテアソーム依存的に分解する。これにより赤痢菌はNF-kBの活性化を抑制した。IpaH9.8によるNEMO分解を通じてNF-kBの活性を抑制する機能は菌の定着にも重要であった。I.上皮バリア感染戦略の解明:赤痢菌の上皮細胞感染に応答して細胞死が誘導される。赤痢菌の感染に応答する細胞死のシグナル経路を精査した結果、細胞死誘導シグナルはCaspase-4依存的でありCaspase-1には非依存的であった。Caspase-4は、赤痢菌の感染に応答して誘導されるER-ストレスの下流で活性化されていた。即ち、赤痢菌の感染ではER-ストレスの下流でCaspase-4が活性化される新規な細胞死応答が誘導されているごとが示唆された。

赤痢菌から分泌されるOspC3はCaspase-4のサブユニットp19に特異的に結合性を示し、その結合依存的にCaspase-4の活性化が阻害された。本研究により、上皮細胞の細胞死が生体防御反応として感染に応答して誘導されること、および赤痢菌がOspC3を通じて細胞死を抑制していることが明らかになった。II.細胞間バリア克服戦略の解明:GFP-赤痢菌を種々の上皮細胞へ感染させ菌の突起形成の局在をtime-lapse movieにより精査した。その結果、いずれの培養細胞においても80%以上の菌がtricellular junction(TCJ)から突起を形成し、TCJが菌により選択されていた。TCJに優先的に発現する細胞接着因子、Tricellulinをノックダウンした細胞では、TCJ形態は保持されているものの、TCJにおける菌による突起形成と菌の細胞間拡散能が低下した。赤痢菌の細胞間拡散では、TCJの形態とともにTricellulinの存在が菌の細胞間拡散に重要であることが明らかとなった。III.免疫バリア回避戦略の解明:選択的オートファジーによる赤痢菌および他の侵入性細菌に対する認識機構を調べた。選択的オートファジーの開始に必須な因子としてTecpr1を同定した。Tecpr1はAtg5およびWIPI-2結合性を示し、この結合はオートファジーの開始に不可欠であった。赤痢菌では、Atg5-Tecpr1-WIPI2経路による菌の認識がオートファジー誘導のメカニズムであることが明らかとなった。赤痢菌をはじめとする粘膜病原細菌は、III型分泌装置を通じてエフェクターを宿主細胞へ分泌し、感染に必要な宿主細胞機能を獲得する。一方、腸管粘膜には上皮バリアーと免疫バリアーを主体とする固有の生体防御機構が構築され、微生物の侵入を阻止している。赤痢菌をはじめとする粘膜病原細菌は、これらバリアー機能を巧みに回避・抑制して、粘膜上皮へ感染・定着するが、その感染戦略の全容は不明な点が多い。研究計画I.OspC3エフェクターによる上皮細胞死抑制機構の解明:赤痢菌が上皮細胞へ感染するとCaspase-4が活性化され炎症性サイトカインの産生とともに最終的にピロプトーシスが誘導され細胞死が引き起こされることが明らかとなった。OspC3にはこれを強力に阻止する活性があることが判明したため、NLRインフラマソーム(NLRC3,NLRC4等)、およびCaspase-1からCaspase-10までのカスパーゼの各メンバーに対する結合性および活性阻害の有無を、免疫沈降法、各種カスパーゼ阻害剤、酵素活性等により精査した。その結果、OspC3はCaspase-4へ特異的に結合しその活性化を阻止することが示された。研究計画II.赤痢菌の上皮細胞間拡散機構の解明:赤痢菌を包む突起が隣接細胞により取り込まれ拡散する機構を、clathrin依存的なエンドサイトーシスとの関係で精査した結果、PI3-kinase,clathrin,Dynamin-2,Epsin-1が、菌を包む突起の隣接細胞におけるエンドサイトーシスに機能的に関わっていることが明らかとなった。研究計画III.赤痢菌のマクロファージの細胞死誘導の解明:赤痢菌はM細胞のポケット領域に常在するマクロファージへ侵入して細胞を破壊する。
分散型シミュレーション環境を用いた、電力市場自由化のための制度設計

電力市場制度の改革が進行中であるが、その制度設計に関する議論が理論的側面からのみ論じられている点は問題である。利害関係者の行動が予測できない電力市場の制度改革を議論するためには、シミュレーションモデルによる方法が有効である。電力市場に対するシミュレーション環境構築の最終目的は、何らかの意味で望ましいと考えられる市場を実現するための意思決定の枠組みを検討することにある。しかし、今までの研究代表者の研究では、シミュレーション環境、及び意思決定アルゴリズムの定式化を中心に進めてきており、未だ、市場の制度設計への方法論の構築には至っていない。そこで、本研究では、シミュレーション環境上で実現された電力市場に対して、適切な制度を設計するための方法論を開発することを目的とした。将来考えうる種々の意思決定アルゴリズムに対して、異常と考えられる市場挙動を排除できる市場制度が必要であるが、一方では、供給者の市場への積極的な参画を促すためには、不要な制度はできる限り減らすことが望ましい。そこで、具体的には、あらかじめ用意された意思決定アルゴリズム群に対して、定量的に定義された異常と判断される市場挙動の実現を妨げる、最小限必要な市場制度を求める方法論の開発をめざした。具体的な手法は以下の通りである。線形計画法におけるシンプレックス法と同様の考え方により、ある市場ルールに対して、各意思決定者の取る戦略を定める。そして、その市場の評価指標(たとえば市場価格の安定性など)を最大化するように、意思決定者の戦略を入れ替える。この繰り返しにより、市場価格の最大値を最小化する市場ルールを探索することが可能となる。そして、その手法の有効性をシミュレーション実験により確認した。電力市場の制度改革を議論するためには、シミュレーションモデルによる方法が有効である。本研究では、シミュレーション環境上で実現された電力市場に対して、適切な制度を設計するための方法論を開発することを目的とする。具体的には、あらかじめ用意された意思決定アルゴリズム群に対して、定量的に定義された異常と判断される市場挙動の実現を妨げる、最小限必要な市場制度を求める方法論の開発を目的とした。本年度は、過去に構築した開放型シミュレーション環境において、その電力市場に所定の行動をとらせることができるための、市場参加者の意思決定アルゴリズムの集合体を作成することに重点をおいて研究を進めた。具体的内容を、以下の項目に示す。(1)電力市場シミュレーション環境の基盤システムの構築分散意思決定シミュレーションモデルの基盤を整備した。(2)自由化された電力市場で起こりうる種々のシナリオ、及びその実現のための各意思決定モデルの構築自由化された電力市場で起こりうると考えられる種々のシナリオを、ブレーンストーミングの手法及び人間を被験者とする実験経済学の手法を用いて複数作成し、そのシナリオを実現する、供給事業者、配電事業者及び需要家の意思決定モデル群を作成した。(3)人間を加えたシミュレーションによる新たなアルゴリズムの抽出人間とプログラムとが混在する市場シミュレーションを通して、既存のアルゴリズムの調整を行うとともに、人間の行動の記録に基づいて新たな意思決定プログラムを作成し、データベース化を行った。そして、以上の準備の下で、予備的なシミュレーションを実現した。電力市場に対するシミユレーション環境構築の最終目的は、何らかの意味で望ましいと考えられる市場を実現するための意思決定の枠組みを検討することにある。将来考えうる種々の意思決定

アルゴリズムに対して、異常と考えられる市場挙動を排除できる市場制度が必要であるが、一方では、供給者の市場への積極的な参画を促すためには、不要な制度はできる限り減らすことが望ましい。そこで、具体的には、あらかじめ用意された意思決定アルゴリズム群に対して、定量的に定義された異常と判断される市場挙動の実現を妨げる、最小限必要な市場制度を求める方法論の開発をめざした。具体的な手法は以下の通りである。線形計画法におけるシンプレックス法と同様の考え方により、ある市場ルールに対して、各意思決定者の取る戦略を定める。そして、その市場の評価指標(たとえば市場価格など)を最大化するように、意思決定者の戦略を入れ替える。この繰り返しにより、市場価格の最大値を最小化する市場ルールを探索することが可能となる。そして、その手法の有効性をシミュレーション実験により確認した。
除草剤のアマモに対する生態リスク解析－アマモ場の衰退機構解明と再生を目指して－

藻場を象徴する種であるアマモを試験生物として、作用機構の異なる除草作用を持つ船底塗料用防汚物質や農薬(除草剤)の毒性影響を調べた。試験の結果、光合成を阻害する物質群に特に強い毒性影響が認められた。瀬戸内海における除草剤の検出頻度や濃度を考えると、光合成阻害作用を持つ物質のアマモに対する生態リスクがより高いことが示唆された。また、船底塗料用防汚物質であるイルガロールに曝露した個体について代謝物総体解析を行った結果、スクロース等の糖が減少すると同時にアミノ酸類の増加が認められ、光合成阻害により不足する恒常性維持に必要なエネルギーをタンパク質の分解により補う反応であると考えられた。アマモ(Zostera marina)は「アマモ場」を形成し、沿岸域の水質浄化や多様な魚介類(特に稚仔魚)の生育を支える等、生態学的に重要な役割を果たしている。従って、アマモ場再生・維持阻害要因となり得る船底・漁網用防汚物質や陸域由来の除草作用を持つ化学物質の毒性影響を明らかにする必要がある。今年度は、光合成阻害作用を示す防汚物質であり、また瀬戸内海沿岸域の海水中から高い頻度で検出されているイルガロール1051 (Irg)を主な対象物質としてアマモに対する毒性影響を調べた。天然海域から採取したアマモを人工底質に植え、Irg (設定濃度0.1 - 9 ug/L、公比3)に流水式で14日間曝露し、光合成能(最大量子収率)、および葉の生長に及ぼす影響を調べた。また、Irg曝露による葉体内代謝物の変動をメタボローム解析により調べた。曝露試験の結果、葉の生長や最大量子収率は曝露濃度依存的な低下を示し、被検物質の実測濃度に基づく14日間半数影響濃度はそれぞれ、3.5 (0.37-6.6) ug/Lおよび0.54 (0.41-0.66) ug/Lであった(括弧内の数字は95%信頼区間を示す)。最大量子収率は曝露濃度依存的に低下し、試験終了時には最低濃度区である0.1 ug/L区においても助剤対照区と比較して有意な低下が認められた。また、最大量子収率の低下は、主に電子受容体の最低蛍光強度が曝露濃度依存的に上昇することに起因すると考えられた。さらに、メタボローム解析により糖類、アミノ酸等の代謝物約50種を同定し、それらの変動を解析した。糖類はIrg曝露濃度依存的に減少する一方で、イノシトールやアミノ酸は増加する傾向が認められた。この現象は、光合成阻害に伴い減少する恒常性維持に必要なエネルギー源を確保するための適応戦略の一環であると考えられた。アマモ場再生・維持阻害要因となり得る船底・漁網用防汚物質や陸域由来の除草作用を持つ化学物質の毒性影響を明らかにするため、今年度は光合成阻害作用を示す防汚物質であり、また瀬戸内海沿岸域の海水中から高い頻度で検出されているイルガロール1051 (Irg)および脂肪酸鎖延長阻害作用を示し、検出頻度や濃度は低いものの瀬戸内海沿岸域より検出されるプレチラクロール(Pret)を対象物質としてアマモに対する毒性影響を調べた。天然海域から採取したアマモを人工底質に植え、Irg (設定濃度0.1 - 9 ug/L、公比3)あるいはPret (設定濃度1.1 - 90 ug/L、公比3)に流水式で14日間曝露し、光合成能(最大量子収率)、および葉の生長に及ぼす影響を調べた。また、Pret曝露による葉体内代謝物の変動をメタボローム解析(代謝物総体解析)により調べ、Irg曝露により認められた代謝物変動との違いについて検討した。Irg曝露試験の結果、葉の生長や最大量子収率は曝露濃度依存的な低下を示し、被検物質の実測濃度に基づく14日間半数影響濃度はそれぞれ、2.1 (1.4 - 3.5) ug/Lおよび0.59 (0.50-0.69) ug/Lであった(括弧内の数字は95%信頼区間を示す)。これらの結果は昨年度得られた結果とほぼ同程度であり、再現性のある結果であった。Pret曝露試験については曝露最高濃度区において葉の生長にわずかな影響が認められたが、最大量子収率に対する顕著な影響は認められなかった。また、メタボローム解析によりPret曝露個体の代謝物変動をIrg曝露個体と比較したところ、Irg曝露で認められた曝露濃度依存的な糖類の減少や、イノシトールやアミノ酸の増加傾向は認められなかった。今年度の研究計画は、作用機作の異なる除草剤ごとにアマモに対する毒性を明らかにすることである。今年度は主に、脂肪酸鎖延長阻害作用を示す物質であるプレチラクロールを被検物質としてアマモ親株を用いた曝露試験を実施し、葉の生長や光合成最大量子収率に対する影響、さらに代謝物の変動を調べ、生長や光合成最大量子収率に対してイルガロールのような強い毒性は示さないこと、また、糖やアミノ酸等の代謝物については顕著な変動は認められないという結果も得られた。さらに、当初計画にはなかったが、天然のアマモ場において、株密度や光合成最大量子収率の季節的変動について調査した結果、夏場の高水温時に株密度はほぼ最大になるものの、最大量子収率の減少が認められ、高水温によりアマモがストレス状態にあることを反映していることが示唆された。また、関連する内容を国内の学会において2件発表した。

以上を鑑み概ね計画通りに進行していると判断した。アマモ場の再生・維持阻害要因となり得る船底塗料用防汚物質や陸域由来の除草作用を持つ化学物質の毒性影響を明らかにするため、今年度は陸域で使用される除草剤2種についてアマモの光合成最大量子収率(受け取った光エネルギーを光合成に利用できる割合を示す)および葉の生長をエンドポイントとした毒性限度試験を実施した。対象物質は、細胞分裂阻害作用を持つブロモブチドおよび光合成阻害作用を持つブロマシルで、どちらも瀬戸内海の沿岸域より検出例があり、最高検出濃度は約200 ng/Lである。被験物質を濃度1 mg/L (環境中最高検出濃度の約5000倍)に設定し、2週間止水式でアマモに曝露した結果、ブロモブチド曝露個体についてはいずれのエンドポイントについても顕著な影響は認められなかった。しかしながら、ブロマシル曝露個体については最大量子収率および葉の生長ともに顕著な阻害作用が認められた。イルガロール(Irg)曝露したアマモの代謝物総体で認められた糖類の減少およびアミノ酸類の増加の原因がオートファジーによるものであるか検証した。オートファジーのマーカータンパク質であるLC3タンパクの発現について調べるため、Irgに曝露したアマモの葉のタンパク成分をイムノブロットにより解析した結果、曝露個体で増加する傾向が認められ、アミノ酸類の増加に対するオートファジーの関与が示唆された。研究期間全体を通して、瀬戸内海沿岸域における上述の化学物質の検出頻度および濃度、さらにそれらの物質のアマモに対する毒性について文献調査も含めて調べた結果、光合成阻害作用を示す化学物質のアマモに対するリスクが他の作用を示す物質のリスクよりも高いことが明らかとなり、今後は光合成阻害作用を示す化学物質の複合的な毒性影響について集中的に解析を進める必要があると考えられた。藻場を象徴する種であるアマモを試験生物として、作用機構の異なる除草作用を持つ船底塗料用防汚物質や農薬(除草剤)の毒性影響を調べた。試験の結果、光合成を阻害する物質群に特に強い毒性影響が認められた。瀬戸内海における除草剤の検出頻度や濃度を考えると、光合成阻害作用を持つ物質のアマモに対する生態リスクがより高いことが示唆された。また、船底塗料用防汚物質であるイルガロールに曝露した個体について代謝物総体解析を行った結果、スクロース等の糖が減少すると同時にアミノ酸類の増加が認められ、光合成阻害により不足する恒常性維持に必要なエネルギーをタンパク質の分解により補う反応であると考えられた。今年度の研究計画は、作用機作の異なる除草剤ごとにアマモに対する毒性を明らかにすることである。今年度は主に、光合成阻害作用を示す除草剤系防汚物質であるイルガロールについてアマモに対する毒性の特徴を明らかにすることができた。また、栄養代謝阻害を引き起こすとされるプレチラクロールを被検物質としてアマモ親株を用いた曝露試験を予備的に実施し、イルガロールのような強い毒性は示さないという結果も得られた。さらに、微小管重合阻害作用をもつ除草剤の影響を調べるためのアマモチューブリンを免疫組織化学的に検出する方法についても検討し、微小管の形態を観察できることを確認した。また、関連する内容を国内の学会において2件発表した。今年度の研究計画は、昨年度に引き続き作用機作の異なる除草剤ごとにアマモに対する毒性を明らかにするとともに、瀬戸内海沿岸域に数点より海水をサンプリングして除草剤の分析を実施し、それぞれの物質のアマモに対する生態リスクを相対的に明らかにすることである。特に、微小管重合阻害作用を持つ物質について研究を推進する。
腐植土抽出物による魚類インネートイムニティーの誘導と感染防御効果

【背景と目的】腐植土は湿地帯や海底から得られ,堆積した動植物の遺体などが,その組織的形状がみられない状態まで腐和されたものである。腐植土から得られる腐植物質について,動物の生理機能に与える効果に関する研究はほとんどない。今回コイの非定型Aeromonas salmonicida感染症(いわゆる穴あき病)とアユのFlavobacterium psychrophilum感染症(いわゆる冷水病)に対する腐植土抽出液の感染防御効果を検討した。【材料と方法】抽出液添加飼料を給餌したコイを,強毒A. salmonicida,またアユはF. psychrophilumで浸漬攻撃した。套の生死および体表の病変を観察し,同時に菌分離を実施した。さらにPCRを用いて,F. psychrophilum遺伝子を検出した。【結果】まず腐植土抽出液の,F. psychrophilumを含む魚病細菌9種15株に対する抗菌作用を調べたところ,いずれも抗萄作用を示した。感染実験において,抽出液非投与コイに,A. salmonicida感染後体表出血と皮膚のびらんが観察され,その餐出血病変は重度となった。病変はさらにいわゆる'穴あき'状態へと進行し,重度の潰瘍により筋肉が露出した。攻撃15碗におけるコイの生残率は20%であった。体表出血病変部および潰瘍部からはA. salmonicidaが分離された。一方,抽出液覇加飼料を給餌したコイにおいては,皮膚病変は観察されないか軽微であり,死亡する魚もなかった。生残魚の皮膚および腹艇内臓器からは,菌は分離されなかった。さらに,アユへの腐植土抽出液添加飼料の給餌は,冷水病に対する感染防御効果を童たらした。攻撃21日後における正常飼料給餌アユの生残率は35%であり,体表の潰瘍部および鰓からはF. psychrophilumが分離され,菌の遺伝子も検出された。一方,抽出液添加飼料を給餌したアユにおいては,皮膚病変は観察されず,生残率は96%であった。生残魚の皮膚および鰓からは菌は分離されず,生残率は96%であった。生残魚の皮膚および鰓からは菌は分離されず,また菌の遺伝子も検出されなかった。【考察】魚への腐植土抽出液添加飼料の給餌は,穴あき病および冷水病に対し感染防御効果をもたらすことが明らかとなった投与された腐植土抽出液が腸管より吸収,あるいは血中に存在することにより感染防御効果をもたらすと推測され,現在その機序を解析中である。【背景と目的】腐植土は湿地帯や海底から得られ,堆積した動植物の遺体などが,その組織的形状がみられない状態まで腐植されたものである。腐植土から得られる腐植物質について,これまで理化学性状や自然環境の改善に関する研究がなされてきたが,動物の生理機能に与える効果については,研究はほとんどなされていない。

今回,コイの非定型Aeromonas salmonicida感染症(いわゆる穴あき病)に対する腐植土抽出液の感染防御効果を検討した。【材料と方法】腐植土抽出液添加飼料を給餌したコイを,強毒A.salmonicida株で浸漬攻撃した。コイの生死および体表の病褒を観察し,同時に菌分離を実施した。【結果】腐植土抽出液非投与魚において,体表出血と皮膚のびらんが観察され,その後出血病変は重度となった。病変はさらにいわゆる`穴あき'状態へと進行し,重度の潰瘍により筋肉が露出した。攻撃15日後におけるコイの生残率は20%であった。体表出血病変部および潰瘍部からはA.salmonicidaが分離された。一方,腐植土抽出液を5%含む飼料を給餌したコイにおいては,皮膚病変は観察されないか軽微であり,死亡する魚もなかった。生残魚の皮膚および腹腔内臓器からは,菌は分離されなかった。【考察】コイへの腐植土抽出液添加飼料の給餌は,穴あき病に対し感染防御効果をもたらすことが明らかとなった。投与された腐植土抽出液が腸管より吸収,あるいは血中に存在することにより感染防御効果をもたらすと推測され,現在その機序を解析中である。【背景と目的】腐植土は湿地帯や海底から得られ、堆積した動植物の遺体などが、その組織的形状がみられない状態まで腐植されたものである。腐植土から得られる腐植物質について、これまで理化学性状や自然環境の改善に関する研究がなされてきたが、動物の生理機能に与える効果については、研究はほとんどなされていない。今回、アユのFlavobacterium psychrophilum感染症(いわゆる冷水病)に対する腐植土抽出液の感染防御効果を検討した。【材料と方法】腐植土抽出液添加飼料を給餌したアユを、強毒F.psychrophilum SG990302株で浸漬攻撃した。アユの生死および体表の病変を観察し、同時に菌分離を実施した。またPCRを用いて、F.psychrophilum遺伝子を検出した。【結果】まず腐植土抽出液の、F.phychrophilumを含む魚病細菌9種15株に対する抗菌作用を調べたところ、いずれも抗菌作用を示した。F.psychrophilumの生存率は、腐植土抽出液希釈液のpHに依存していたことから、その殺菌活性は抗生物質などが有する殺菌作用ではなく、低pHによることが強く示唆された。アユへの腐植土抽出液添加飼料の給餌は、冷水病に対し感染防御効果をもたらすことが示された。攻撃21日後における正常飼料給餌アユの生残率は35%であった。体表の潰瘍部および鰓からはF.psychrophilumが分離され、菌の遺伝子も検出されたた。一方、腐植土抽出液を5%含む飼料を給餌したアユにおいては、皮膚病変は観察されず、生残率は96%であった。生残魚の皮膚および鰓からは菌は分離されず、また菌の遺伝子も検出されなかった。【考察】アユへの腐植土抽出液添加飼料の給餌は、冷水病に対し感染防御効果をもたらすことが明らかとなった。投与された腐植土抽出液が腸管より吸収、あるいは血中に存在することにより感染防御効果をもたらすと推測され、現在その機序を解析中である。
超高温超高圧変成相鉱物の相平衡再現実験と変成プロセスの精密解析

本研究では,超高温変成相鉱物や超高圧変成相鉱物の相平衡再現実験を大気圧上部地殻上部マントル下部までの広い圧力範囲で行い,新しい地質温度計圧力計を提案した.これらの実験岩石学的研究成果と変成岩類の野外調査・岩石記載的研究の成果とをリンクさせて,東南極ナピア岩体,リュツオホルム岩体,セールロンダーネ岩体などの極限領域変成岩の変成プロセスを精密に解析する方法を提案した.(1)本研究は,超高温変成岩や超高圧変成岩の地質調査・岩石記載と高温高圧実験をリンクさせて,極限領域変成岩の変成プロセスを精密に解析するものである(2)上部地殻からマントル遷移層までの広い圧力範囲で高温高圧実験をおこない,変成作用の過程を再現する(3)微小部X線回折装置,X線マイクロアナライザー,レーザーラマン分光分析装置,レーザーICP質量分析装置,蛍光X線分析装置を用いて,実験生成物や変成鉱物の極めて詳細な産状観察や相の同定,精密化学分析をおこなう(4)再現実験や精密化学分析から,難溶性元素の挙動や相平衡に関して地球化学,結晶化学や熱力学における新しい研究分野を切り開く本研究では,超高温変成相鉱物や超高圧変成相鉱物の相平衡再現実験を大気圧上部地殻上部マントル下部までの広い圧力範囲で行い,新しい地質温度計圧力計を提案した.これらの実験岩石学的研究成果と変成岩類の野外調査・岩石記載的研究の成果とをリンクさせて,東南極ナピア岩体,リュツオホルム岩体,セールロンダーネ岩体などの極限領域変成岩の変成プロセスを精密に解析する方法を提案した.1.東南極リュッツオホルム岩体ルンドボーグスヘッタに産する優白質片麻岩のザクロ石斑状変晶中にスピネル+石英や大隅石の包有物を見出した。これら包有物の産状や化学組成分析から、この片麻岩やこれに隣接するグラニュライトの変成履歴を詳細に見積もった。2.スカレヴィークハルゼンに産するザクロ石珪線石片麻岩中にイルメナイト+フェッロシュードブルッカイト+ルチル共生を見出した。今回の発見はこの地域の変成温度が1000°C以上まで高温側にシフトする可能性を示唆している。3.珪線石へのFe<3+>固容量をヘマタイトと共存する系およびイルメナイトと共存する系について、5-15kbarの圧力範囲で、温度を1050°Cに固定して調べた。珪線石中のFe<3+>固容量は圧力や酸素分圧とともに増加することを見出した。4.ナピア岩体リーセルラルセン山に産する変鉄岩の相平衡実験を、5-15kbarの圧力範囲で、温度を1050°Cに固定して行い、鉱物組み合わせの変化を調べた。7kbarと11kbarの問の圧力でイルメナイト+珪線石+石英からザクロ石+ルチルへと安定相が変化することを見出した。このことと、この岩石の記載データとから、この岩石が11kbarの圧力条件のもとで等圧的に780°Cまで冷却したことを明らかにした。1.東南極ナピア岩体の超高温グラニュライトや石英を使ってザクロ石-斜方輝石-石英の高温高圧相関係とTiの分配を815kbarの圧力条件で,800°C1150°Cの温度範囲で調べた.Caに乏しいザクロ石へのTi固溶反応がMg_3Al_2Si_3O_<12>(Grt)+TiO_2(Rt)=Mg_3Al_2Ti_3O_<12>(Grt)+SiO_2(Qtz)で記述されることを明らかにし,温度依存性は大きいが,圧力依存性は小さいことを明らかにした.2.アルミノケイ酸塩(Al_2SiO_5)に固溶するFeの量をヘマタイトと共存する系およびマグネタイイトと共存する系について,815kbarの圧力範囲で,800°C1150°Cの温度範囲で調べた.珪線石中のFe^<3+>固容量が温度や圧力や酸素分圧とともに増加することを見出した.3.ナピア岩体リーセルラルセン山に産する変鉄岩の相平衡実験を,815kbarの圧力範囲で,800°C1150°Cの温度範囲で鉱物組み合わせの変化や共存する鉱物間の元素分配を調べた.7kbarと11kbarの間の圧力でイルメナイト+珪線石+石英からザクロ石+ルチルへと安定相が変化することを見出した.このことと,この岩石の記載データとから,この岩石が11kbarの圧力条件のもとで等圧的に780°Cまで冷却したことを明らかにした.4.東南極ルンドボークスヘッタやナピア岩体リーセルラルセン山やセールロンダーネ山地のグラニュライトの岩石記載や精密鉱物化学分析を実施し,この地域のテクトニクスや変成履歴を解析した.成果の一部はGranulites & Granulites 2009,日本地球惑星科学連合2009年大会,日本地質学会第116年学術大会,第29回極域地学シンポジウムで発表した.2.ルチルと共存する石英へのTiO_2固溶量を,1気圧20 kbar,8001500°Cの温度圧力条件で,InX^<Qtz>_<Tio2>=-(3968+41.3P)/T-

2.654と定式化できることを明らかにした.3.1気圧15 kbar,8001150°Cの温度圧力条件でのアルミノケイ酸塩(Al_2SiO_5)へのFe^<3+>固溶量実験から珪線石中のFe^<3+>固容量が温度圧力酸素分圧とともに増加することを見出した.4.ナピア岩体リーセルラルセン山の変鉄岩の815 kbar,800°C1150°Cにおける相平衡再現実験から7 kbarど11 kbarの間の圧力でイルメナイト+珪線石+石英がザクロ石+ルチルへと変化することを見出した.この岩石が11 kbarの圧力条件のもとで等圧的に780°Cまで冷却したことを明らかにした.5.東南極ルンドボークスヘッタ,ナピア岩体リーセルラルセン山,セールロンダーネ山地のグラニュライトの岩石記載や精密鉱物化学分析から,この地域のテクトニクスや変成履歴を解析した.6.花こう岩質岩および安山岩質岩の8 GPaにおける相平衡実験から,石英やコランダム成分の単斜輝石への固溶量が総化学組成に依存し,藍晶石とコース石が緩衝剤たることを明らかにした.研究成果の一部は日本地球惑星科学連合2010年大会,日本地質学会第117年学術大会,日本鉱物科学会2010年年会,第30回極域地学シンポジウムその他で発表した.本研究の目的は,超高温超高圧変成相鉱物の相平衡再現実験と野外調査や岩石記載から,極限領域変成プロセスを精密に解析し,大陸地殻形成の物理的化学的条件を明らかにするために以下の研究をおこなった.1.東南極リュツオホルム岩体スカルビークスハルゼンの珪線石ザクロ石片麻岩中のイルメナイト斑状変晶中にルチルで一部取り囲まれたFe-Mg-Feに富む包有物がアーマルコライトの仮像であり,後退時変成作用の過程で細粒のルチルとイルメナイトに分解し,さらに変成作用の最末期に一部がシュードルチルへと変化したことを明らかにした.この片麻岩の温度圧力履歴をザクロ石や石英中のTi含有量,ルチル中のZr含有量さらに珪線石中のFe2O3含有量から特定した.2.ルチルやイルメナイトと共存するアーマルコライトの安定領域を調べる高温実験を開始した.三相共存領域が低酸素分圧下(logfO2=-15)では,高酸素分圧条件に比べて狭まりアノソバイト成分がアーマルコライトに固溶することで,三相共存領域の安定化温度が低下することを見いだした.3.西オングル島のペグマタイトに含まれる磁鉄鉱の巨晶中にヘグボマイト,スピネル+石英,アナターゼ,ルチル,ダイヤスポア,コランダム,白雲母,紅柱石を見いだした.これらの鉱物組み合わせから,西オングル島の変成履歴を解析した.4.変成泥質岩や高マグネシウム安山岩の8GPaにおける相平衡実験から,シリカ成分に富む単斜輝石の組成が系の総化学組成に依存することで,既存のザクロ石単斜輝石Fe-Mg交換温度計が超高圧条件では無力であることを明らかにした.5.愛媛県新居浜市三波川変成帯東赤石岩体の石英エクロジャイトやボヘミア岩体の高圧超高圧変成岩類の高温高圧実験や低圧高温焼き鈍し実験からザクロ石の周りに生じるケリファイトの形成過程を調べた.本研究の目的は,超高温変成相鉱物と超高圧変成相鉱物の相平衡再現実験と野外調査や岩石記載から,極限領域変成プロセスを精密に解析し,大陸地殻形成の物理的化学的条件を明らかにすることであり,以下の研究を行った.1.東南極リュツオホルム岩体スカルビークスハルゼンの片麻岩からアーマルコライトの仮像を見いだした.低酸素分圧条件で実施した焼き鈍し実験から決定したアーマルコライトの安定化温度は,鉱物化学地質温度計から求めた片麻岩の最高変成温度よりも著しく高温となった.これは,酸素分圧が低下するとアーマルコライトの安定化温度が上昇することによる.2.高酸素分圧条件でアーマルコライトの安定化温度を調べる予備実験を行った.ヘマタイトバッファーで,アーマルコライトは10 kbar,1000 °Cでは出現せず,ルチル+イルメナイト+ウルボスピネル三相が安定であった.
超短パルス光と光ファイバを用いた光量子雑音の制御に関する研究

1.非対称ファイバループミラーを用いた光子数スクイズド光の生成超短パルスファイバレーザー、光ファイバ、偏光光分岐器を用いて分岐比を変化させることのできる非対称ファイバループミラーを構成し、光子数スクイズド光の生成実験を試みた。実験の結果、入出力特性が平坦になるところで光源の雑音が低減されることが確認できた.又、分岐比やファイバ長、入射光強度を調整し、実験を行った結果、ショット雑音レベルを若干下回る揺らぎの低減を観測することができた.又、数値解析と実験結果とを比較し、両者がほぼ一致することを確認することができた.2.非線形偏光干渉計を用いた光子数スクイズド光の生成上記1のファイバループミラーでは、空間的に光を正確に重ね合わせる必要があるため、高度のスクイズド光を安定に生成することが難しかった.そこで、長さと特性の等しい偏波保持ファイバを直交させて接続することで構成される非線形偏光干渉計を新たに考案した.この生成系では、空間的な光の重ね合わせを用いずに、光ファイバを通すだけで二つのパルス光を高精度に干渉させることができる.まず、光ファイバにおけるパルス光の伝搬特性を量子論的に解析し、非線形偏光干渉計における光子数スクイズド光の生成の数値解析を行った.その結果、最大で13dBの光子数スクイズド光を生成することができることが分かった.又、入出力端に設置した波長板を調整することによって、二つの異なる入出力特性を得ることができることが分かった.更に超短パルスファイバレーザーと偏波保持光ファイバ等を用いて実験系を構成し、光子数揺らぎの抑圧実験を行った.その結果、入出力特性が平坦になるところで光源の揺らぎがショット雑音レベルまで抑圧されることが観測された.又、数値解析と一致した特性が得られることが分かった.現在、光子数スクイズド光の生成を目指して実験を進めている.1.スペクトルフィルタを用いた光子数スクイズド光の生成実験超短パルスファイバレーザーと光ファイバ、そしてスペクトルフィルタを用いて、光子数スクイズド光の生成実験を試みた。まず、光子数スクイズド光を検出するために、光源の雑音が低い領域において動作する遅延型差動増幅器を設計・製作し、高周波の領域でショット雑音レベルと光子数揺らぎを同時に観測することができるようにした。その結果、ショット雑音レベルを若干下回る、揺らぎの低減を観測することができた。又、数値解析と実験結果とを比較し、両者がほぼ一致することを確認することができた。2.帯域除去スペクトルフィルタを用いた相関のあるパルス対の生成実験パルス光を光ファイバに伝搬させるとき、パルスの伸張過程において、パルススペクトルの中央の成分の量子揺らぎが増加する現象が現れる。このとき、雑音の増加したスペクトル成分を除去することによって、相関のあるパルス対を生成することができる。まず、数値解析によって、相関のあるパルス対が原理的に生成できることを確認した。さらに、実験によって、パルススペクトルの中央の成分を除去することによって、相関のあるパルス対による古典的な揺らぎの低減を確認することができた。今後、更に光源の雑音の低減を図り、相関のあるパルス対による量子揺らぎの低減を確認していく予定である。3.非対称ファイバループミラーと超短パルス光を用いた光子数スクイズド光の生成の解析非対称ファイバループミラーを用いると、高度の光子数スクイズド光を生成できることが期待される。ここでは、まず量子論的な数値解析によって、非対称ファイバループミラーにおける光子数スクイズド光の生成の解析を行った。その結果、最大で約13dBの光子数スクイズド光が生成できることが分かった。これは、スペクトルフィルタにおけるスクイジングの最大値よりも大きい。又、ファイバループミラーにおけるスクイズド光生成のメカニズムを解析し、スペクトルフィルタと同様に、雑音の増加したスペクトルの裾の部分が二つのパルス光の干渉によって打ち消されるときにスクイジングが起こることが明らかになった。実験の結果、入出力特性が平坦になるところで光源の雑音が低減されることが確認できた.又、分岐比やファイバ長、入射光強度を調整し、実験を行った結果、ショット雑音レベルを若干下回る揺らぎの低減を観測することができた.又、数値解析と実験結果とを比較し、両者がほぼ一致することを確認することができた.2.非線形偏光干渉計を用いた光子数スクイズド光の生成上記1のファイバループミラーでは、空間的に光を正確に重ね合わせる必要があるため、高度のスクイズド光を安定に生成することが難しかった.そこで、長さと特性の等しい偏波保持ファイバを直交させて接続することで構成される非線形偏光干渉計を新たに考案した.この生成系では、空間的な光の重ね合わせを用いずに、光ファイバを通すだけで二つのパルス光を高精度に干渉させることができる.まず、光ファイバにおけるパルス光の伝搬特性を量子論的に解析し、非線形偏光干渉計における光子数スクイズド光の生成の数値解析を行った.

その結果、最大で13dBの光子数スクイズド光を生成することができることが分かった.又、入出力端に設置した波長板を調整することによって、二つの異なる入出力特性を得ることができることが分かった.更に超短パルスファイバレーザーと偏波保持光ファイバ等を用いて実験系を構成し、光子数揺らぎの抑圧実験を行った.その結果、入出力特性が平坦になるところで光源の揺らぎがショット雑音レベルまで抑圧されることが観測された.又、数値解析と一致した特性が得られることが分かった.現在、光子数スクイズド光の生成を目指して実験を進めている.
アルコ-ル性肝障害における血清糖蛋白異常の病因論的意義

1.糖蛋白の微小変異と肝細胞内蓄積:人およびラットのいずれのアルコ-ル(AL)性肝障害においても、風船化肝細胞にtransferrin(Tf)が強く染色され、この変化は血清Tfの微小変異の出現と関連していた。免疫電顕的には、TfはGolgi装置に貯溜しており、この変化は肝微小管の減少と関連していた。2.糖蛋白の肝内転送:アイソト-プ標識糖およびアミノ酸を用い、ラットのAL性肝障害で分析すると、血清Tfへの転入は抑制されており、Golgi装置からの排泄遅延が認められた。これらの変化は、標識糖でより著明であった。3.肝内蓄積の機序: ^<35>Sーmethioninのpulseーchase labelling法を用い、培養肝細胞での分泌糖蛋白のkineticsを分析したが、AL性肝障害での分泌障害はTfの成熟の障害によっていると推定された。4.糖蛋白の微小変異の解析:Western blotting法で分析すると、Tfのほかにα_1ーantitrypsinにも明かな変異が認められたが、他の糖蛋白での変異は明瞭ではなかった。血清をsialidaseで処理すると、変異の有無にかかわらず、等電点電気泳動像はまったく同じとなり、微小変異はシア-ル酸の異常によっていることが明かになった。5.微小変異の出現機序:非代償性肝硬変のような重篤な肝疾患でも血清Tfの微小変異が出現するが、その電気泳動パタ-ンはAL性肝障害のそれとは明かに異なり、sialidaseで処理してもその差は消失しなかった。このことから、AL性肝障害における微小変異はasialoーprotein receptorの減少によるものではないと考えられた。6.微小変異の臨床的意義:多数例について検討するために、血清Tfの微小変異を検出する簡便な方法を開発した。微小変異はAL性肝障害の73%に認められたが、肝障害のない大酒家、AL性膵炎では1例も認められなかった。微小変異が陰性のAL性肝障害の肝病変は軽く、微小変異は大酒家のマ-カ-と言うよりは、ALに特異的な肝障害を反映していると考えられた。1.アルコ-ル(A1)性肝障害における糖蛋白の微小変異と肝細胞内蓄積:人およびラットのA1性肝障害におけるトランスフェリン(Tf)の微小変異の出現状況と肝細胞内のTfの蓄積状況について分析した。人のA1性肝障害においては、風船化した肝細胞にTfが強く染色され、血清Tfの微小変異の出現する例でより強く染色された。免疫頭顕的に検索すると、TfはA1性肝障害では滑面小胞体とGolgi装置に検出されたが、非A1肝障害ではGolgi装置には検出されなかった。ラットのA1ーピラソ-ル(A1ーPz)肝炎においても、血清のTfの微小変異が出現し、肝細胞のGolgi装置にTfの蓄積が認められた。2.糖蛋白の肝内転送に及ぼすA1の影響:A1ーPz肝炎ラットの門脈内に^<14>Cー