hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シャコガイ種苗生産の安定化を目指した共生褐虫藻の生態学的特性と遺伝的多様性の把握

シャコガイ類に共生する褐虫藻の遺伝子型組成を把握したところ,ヒメジャコはclade Aの褐虫藻を単独で共生させる場合が多かった。一方でヒレジャコは複数のcladeの褐虫藻を同時に共生させる場合が多く,またその多様性は殻長が小さいほど高い傾向があった。また,ヒレジャコ幼生は褐虫藻を餌としても利用している可能性が示唆された。これらの情報を基に,小型ヒレジャコ由来の遺伝的多様性が高いと思われる褐虫藻群を頻繁にヒレジャコ幼生に与えたところ,従来よりも高い共生成立率を得た。体内に褐虫藻と呼ばれるSymbiodinium属渦鞭毛藻を共生させるシャコガイ類は熱帯・亜熱帯海域に生息する大型の食用二枚貝である。近年シャコガイ類の天然資源は減少傾向にあるため,安定的な養殖技術の開発が望まれている。しかし飼育下でシャコガイ幼生と褐虫藻の共生を成立されることが困難であり,安定的な種苗供給には至っていない。これはシャコガイ類と褐虫藻との共生関係に関する知見の不足が大きな要因であると考えられる。本研究ではまず,シャコガイ類にはどのような遺伝子型の褐虫藻が共生しているのかを明らかにし,その結果を基に種苗生産に適した褐虫藻を探索する。平成26年度は,同じ場所で飼育している様々なサイズのシャコガイ類(ヒメジャコ及びヒレジャコ)の外套膜の一部を切り取り,ホモジナイズすることで体内に共生していた褐虫藻の試料を得た。褐虫藻試料からはDNAを抽出し,共生していた褐虫藻の遺伝子型組成をシャコガイ個体ごとに明らかにした。解析したシャコガイ類からはクレードA,C,Dの褐虫藻が検出されたが,ヒメジャコではクレードAを持つ個体が多く,一方でヒレジャコはクレードCを持つ個体が多いといった種間での共生褐虫藻組成の差異が見られた。さらにヒレジャコでは,殻長ごとに得られた褐虫藻の遺伝子組成を見ると,殻長が小さい個体ほど体内の褐虫藻の多様性が高く,殻長が大きくなるにつれてクレードCのみを持つ個体が多くなる傾向があった。解析に使用した飼育個体は全て同じ場所から得られたものであるため,体内の褐虫藻組成の差異は周辺の環境に影響されたものではないと考えられる。平成26年度に,様々なサイズのヒメジャコ及びヒレジャコ体内に共生していた褐虫藻の遺伝子型組成を調べたところ,サイズが小さいものほど褐虫藻の遺伝子型組成が多様であることを明らかにした。平成27年度は,この結果を受けて室内実験を実施した。すなわち,シャコガイ類によく共生する遺伝子型の褐虫藻をそれぞれヒレジャコ幼生に与えて,その取り込みを観察した。その結果,褐虫藻の違いによる取り込みの明確な差異は観察されなかったため,ヒレジャコ幼生は取り込みの段階では褐虫藻を選んでいないようであった。これは,殻長が小さいヒレジャコほど多様な褐虫藻を持つ,という平成26年度の結果とも一致する。一方で,ヒレジャコ幼生に褐虫藻を与えなかった場合や,褐虫藻の供給をストップした場合には,幼生の死亡率が高くなることから,ヒレジャコ幼生は褐虫藻を餌としても利用していることが示唆された。以上の結果を踏まえると,特定の遺伝子型の褐虫藻を添加するよりも,様々な遺伝子型の褐虫藻を絶え間なく与え続けることにより,ヒレジャコ幼生の初期生残率が向上する可能性がある。これを確かめるため,平成28年度まで補助事業期間を延長し,実証試験を試みる。ヒレジャコ幼生が様々な遺伝子型の褐虫藻を取り込むことができることを明らかにしたうえで,褐虫藻を餌としても利用している可能性を明らかにできたため。シャコガイ類は褐虫藻と呼ばれるSymbiodinium属の渦鞭毛藻を共生させる大型の二枚貝で,熱帯・亜熱帯の浅海域に生息する。シャコガイ類はサンゴ礁海域における重要な水産資源であるが,近年天然の資源が著しい減少傾向にあるため,安定的な種苗生産・養殖技術の開発が望まれている。シャコガイ類の生存には褐虫藻が必須であるが,シャコガイ類は産まれた直後は褐虫藻を持たない。そのため,シャコガイ類の幼生は環境中から褐虫藻を獲得して共生関係をスタートする必要があるが,飼育下でシャコガイ幼生と褐虫藻の共生を成立させることが困難であり,安定的な種苗生産には至っていない。これは,シャコガイ類と褐虫藻との共生関係に関する知見の不足が大きな要因であると考えられる。

しかし,平成26年度および平成27年度に実施したヒレジャコを用いた本研究の成果から,ヒレジャコ幼生は褐虫藻を餌としても利用している可能性を明らかにするとともに,ヒレジャコの場合は殻長が小さい個体の方が多様な遺伝子型の褐虫藻を持っていることが明らかとなった。そこで,本来平成27年度で終了予定であった本研究を平成28年度まで延長し,得られた成果をシャコガイ種苗生産の現場に応用して実証試験を試みた。すなわち,褐虫藻の遺伝的多様性が高いと考えられる殻長の小さなヒレジャコから褐虫藻を絞り出し,これをヒレジャコ幼生が飢餓とならないように絶え間なく与え続ける新手法と従来の方法で飼育したヒレジャコ幼生の共生成立率を比較した。その結果,新手法で生産したヒレジャコ幼生の褐虫藻との共生成立率は従来方法に比べて約2倍程度高くなった。シャコガイ類に共生する褐虫藻の遺伝子型組成を把握したところ,ヒメジャコはclade Aの褐虫藻を単独で共生させる場合が多かった。一方でヒレジャコは複数のcladeの褐虫藻を同時に共生させる場合が多く,またその多様性は殻長が小さいほど高い傾向があった。また,ヒレジャコ幼生は褐虫藻を餌としても利用している可能性が示唆された。これらの情報を基に,小型ヒレジャコ由来の遺伝的多様性が高いと思われる褐虫藻群を頻繁にヒレジャコ幼生に与えたところ,従来よりも高い共生成立率を得た。現在までに種苗生産の対象である二種のシャコガイ類に関して,種間での共生褐虫藻組成の差異を見出し,またヒレジャコにおいては殻長の違いによる共生褐虫藻組成の変化を明らかにすることができたため。補助事業期間を延長して平成28年度は,これまでに得られた成果をシャコガイ類種苗生産現場にフィードバックし,実際にその効果を検証するための水槽実験を行う。また,これまでに得られた成果をとりまとめ,積極的に公表する。微細藻類学・共生生物学・生物海洋学平成27年度は水槽実験に着手する。シャコガイ類由来のものを含む複数の褐虫藻培養株をシャコガイ類幼生に与え,その取り込み率や取り込まれた褐虫藻の光合成活性などを測定する。本年度は多数の検体を同時に処理したため,塩基配列解読の外注費用が削減され,外注費用に繰り越しが生じた。本年度の褐虫藻遺伝子解析をクレードレベルで留めたため,クローニング解析用試薬類及びクローニング外注費等に若干の繰り越しが生じた。遺伝子解析においては多くの検体を同時に処理することで,外注費等の費用の削減が見込まれ,ひいては解析検体数を増やすことができる。繰り越した直接経費は,補助期間を延長して実施する実証試験時の遺伝子解析用試薬類や塩基配列解読外注費,あるいは当該補助事業で得られた成果の成果公表用の費用として使用する。繰越金は次年度の物品費やその他の経費と合わせて,遺伝子解析試薬類の購入やクローニング外注費として使用する。
ヒト前頭葉抑制機能を構成する認知的プロセスの成分解析

この研究は、ヒト前頭葉の抑制機能、とりわけ反応切り替え機能を構成する成分プロセスの分離とその神経基盤の同定を目的とする。この反応切り替え機能は、個体の思考や行動の柔軟性を保つために重要な高次機能と考えられている。具体的には、Wisconsin Card Sorting Test(WCST)を遂行中の被験者が、カード分類行動のルールを切り替えるときに発現される機能である。このルール切り替え時の一過性の脳活動を機能的磁気共鳴画像法(fMRI)の時間分解能を利用して測定する(事象関連fMRI)と、下前頭溝後部などのいくつかの前頭葉領域で一過性の活性が見られる。これらの活性が、過去に確立した行動パターンからうける干渉効果を抑制するという機能を反映しているのか、あるいは将来の行動パターンへ適応するために準備するという機能を反映しているのかは不明である。これを解明するために、この両者を時間的に分離することを可能にする"二重合致"刺激を開発し、抑制的機能発現時の活性を調べた。すると、被験者が無意識的に過去の行動パターンを抑制するときは左前頭葉上部領域、一方被験者が意識的に過去の行動パターンを抑制するときは左前頭葉下部領域が活性化することが明らかとなった(Konishi et al.,Journal of Neuroscience,2003)。このことは、過去に確立した行動パターンを抑制する機能を、無意識的過程か意識的過程かにより、前頭葉内の異なる脳領域が担っていることが示唆される。この研究は、ヒト前頭葉の抑制機能、とりわけ行動のパターンを切り替えるときに活性化することが知られている、両側下前頭溝後部の左右機能差の解明を目的とする。特に、Wisc onsin Card Sorting Test (WCST)を遂行中の被験者が、カード分類行動のルールを切り替えるときに発現される機能で、このルール切り替え時の一過性の脳活動を機能的磁気共鳴画像法(fMRI)の時間分解能を利用して測定する(事象関連fMRI)と、両側の下前頭溝後部で一過性の活性が見られる。しかし、この領域の左右によってどのような機能的差異があるかは不明である。これを解明するために、反応切り替え時の活性をより基本的な成分に分解し、それらの活性の左右差を調べた。反応切り替え時の活性は、いくつかの成分から成り立っていると考えられる。例えばWCSTの反応切り替え時では、被験者がまずカード分類ルールの変化を認識し、そしてその新しいルールを行動に適用して反応を切り替える、などの情報処理が行われると考えられる。そこで、WCSTの改変版を考案し、それぞれの成分に対応する脳活動を抽出すると、ルールの切り替えを認識するときには右前頭葉が活性化し、その新しいルールに適用して反応を切り替えるときには左前頭葉が活性化するという結果がえられた(Konishi et al.,PNAS,2002)。このことは、左右の前頭葉が別々の役割を分担することにより、共通の目的達成のために協調していることが示唆される。
温阻血肝を用いる同所性肝移植の研究ー特に抗酸化剤の効果についてー

1.臓器移植における保存臓器移植後血流再開時の細胞障害、いわゆるreperfusion injuryの病態を解明することは長期保存を可能にするうえで重要な課題である。そこで我々はまずラット同所性肝移植の技術的確立に専心し、極めて安定した移植実験モデルを完成した。2.抗酸化剤であるCoenzyme Q_<10>(CoQ_<10>)の前投与が温阻血で加えた肝の移植に有効であることを生存率により実証した。3.肝細胞のreperfusion injuryが血流再開過程で増加する過酸化脂質による生体膜障害に起因することを明らかとした。前投与CoQ_<10>はその抗酸化作用により生体膜過酸化脂質生成を正常レベルに抑性し、かつ内在性抗酸化物質(CoQ_9,CoQ_<10>)の減少を防ぐことにより膜構造維持に寄与することを次で実証した。従ってCoQ_<10>投与はその膜障害保護によって組織浮腫を軽減し、末梢循環を改善して肝viabilityの上昇をもたらしたものと推測された。4.種々の条件下における温阻血肝移植後の胆汁流量の回復を検討した。その結果胆汁流量は肝ATPの回復、肝viabilityとよく相関することが明らかとなった。従って胆汁流量は移植後の非侵襲的肝機能発現を判定する上で信頼できる指標と考えられ、移植早期のグラフト機能不全(primary graft failure)の判断に有用と思われた。5.移植血管吻合時の温阻血時間短縮と無出血を計る目的で吸収性材質(ポリラクタイド)からなるカフをラット肝移植モデルの血管吻合に応用した。カフは20週目に完全に吸収され、狭窄所見、血栓形成を認めず良好な血流が保持されていた。将来臨床的臓器移植手術に応用可能と思われ、短時間、無出血吻合法として優れた手技と考えられた。1.ラット同所性肝移植手技の確立鎌田の方法に準じたラット同所性肝移植手技を確立した。肝上部下大静脈は7-0ナイロン糸による手縫い法を用いるが、門脈と肝下部下大静脈はポリエチレン製のカフを用いた。これにより手術時間の短縮と出血量の減少が可能となり、平均80%の一週間生存率を得るに至った。従来、門脈遮断時間を20分以内とすることが長期生存の必須条件とされてきたが、我々はパンオキシメーターを用いて容易に測定できる組織酸素飽和度がより正確な長期生存の示標となること見出した。即ち、肝移植における血流再開後、移植肝の酸素飽和度が70%以上であれば、門脈遮断時間にかかわらず90%が1週間以上生存した。逆に70%以下の低値の場合は全例24時間以内に死亡した。2.ラット移植肝のViabilityの評価ラット同所性肝移植において、移植前後経時的に胆汁流量、アデニンヌクレオチド(ATP)、%water contentを測定した。無温阻血群の一週間生存率は87%であるが、その胆汁流量は血流再開後2時間で正常値まで回復し、ATPも4時間で80%に戻った。%water contentは血流再開4時間で著明な改善がみられた。これに対し、30分温阻血群では一週間生存した例は皆無であり、これらの血流再開後の胆汁流量、ATP、%water contentの回復は極めて不良であった。以上の結果は胆汁流量、ATP、%water contentのいづれもが移植肝のviability判定に有要なること示す。移植肝に侵襲がなく容易に測定可能な胆汁流量が中でも実際的な指標と考えられる。次年度はこれらの実績を背景に温阻血障害の予防に関する実験を行う予定である。

1)同所性肝移植ラットモデルの確立と技術的な完成度を確認したので種々の程度の温阻血を加えて肝を適出した同所性に移植後,ラットの生存率と抗酸化剤であるCoQ_<10>投与効果を検討した.温阻血を加えない新鮮肝を移植されたレシピエントラットの生存率は87%(13/15),温阻血を15分および30分受けたドナー肝移植後の生存率はそれぞれ50%(3/6),0%(0/12)であった.よってラット肝移植における阻血限界時間は1530分であることが判明した.そこでドナーラットへCoQ_<10>を前投与すると30分温阻血肝移植ラットの生存率0%(プラセボ群)を50%へ著明に上昇させた. CoQ_<10>前投与によりプラセボ群で認められた移植後の組織過酸化脂質(マロンジアルデヒド)の上昇を完全に抑制し,その結果移植後のATP再合成を促進し肝viabilityを延長させ,かつ肝機能および組織学的変化を正常化させた.よってCoQ_<10>前投与の抗酸化作用により移植肝の生体膜障害を保護したことが推測される.今後,碑植血流再開後細胞障害機構をさらに明確にするため内在性抗酸化物質(グルタチオン,VitE,CoQ等)の変動,また長期冷却保存肝の移植への応用を検討したい.2)種々の温阻血肝植後の肝ATPレベルの回復並びに流量の回復を検討したところ,移植後の胆汁流量がATP回復および移植肝のviabilityとよく相関することが明らかとなった.よって移植後の胆汁流量観察は,非浸襲的な肝機能発現を判定する上で信頼できる指標であることが判明した.3)移植血管吻口時の温阻血時間短縮を計る目的で,このラット肝移植モデルの門脈,肝下部下大静脈血管吻口にcuff法を用いたが,cuffの材質(ポリエチレン)が異物であるため臨床肝移植には不適と考えられる.そこで吸収性材質(ポリラクタイド)で作られたcuffを作成し,ラット移植モデルに応用したところ20週目で完全に吸収され消失していた.今後移植後の長期観察,ブタを用いた大動物への応用を検討する.昨年ラット同所性肝移植実験を用いて抗酸化剤であるCoenzyme Q_<10>(CoQ_<10>)が温阻血を加えた肝移植生着に有効であることを報告してきた。また肝細胞障害が移植血流再開過程で増加する過酸化脂質による生体膜障害に起因すること、前投与CoQ_<10>はその抗酸化作用により生体膜過酸化脂質生成を正常レベルに抑制することが判明した。今回移植血流再開における細胞障害にfree radicalsが開与していることを更に支持するために肝組織中の内在性抗酸化物質であるCoenzymQ同族体およびVit.Eの変化を調べた。CoQ_<10>、Vit.Eの変動は、移植前新鮮肝、30分温阻血肝共にtotal CoQ_<10>は減少しなかったが移植血流再開後還元型CoQ_<10>は有意に減少した。CoQ_<10>投与群では肝組織CoQ_<10>は多照群の約6倍に増加し、約70%が還元型に変換された。移植血流再開4時間で酸化型CoQ_<10>の増加と還元型CoQ_<10>の減少傾向が認められた。移植直前と移植後4時間の酸化型、還元型のCoQ_9の変化は、移植直前では3群ともにCoQ_9は主に置元型に転換しておりtotal量に有意の差を示していない、ところが血流再開後、対照群(30分温阻血肝移植群)では還元型の著明な減少並びに、total量の減少が認められた。すなわちCoQ_<10>
中華帝国の中央と周縁-現代東アジアの原型を求めて-

平成1417年度に行った主要な海外調査の概要を、国別、調査対象別に、()内に実施者名を入れて記す。<中国及び台湾>第一歴史歴史档案館新彊関連史料をめぐり軍機處満文録副奏摺とカザフ関係史料(華立)、「溥儀档案」中の清末中華民国初年の八旗関係档案(中見)、清初外交政策の決定機構をめぐる満文内国史院档案(柳沢)、江南統治の事態をめぐる諸史料の調査(山本)、「欽定モンゴル国則例」と蒙文版『理藩院則例』及び満文本『大清律例』の対照研究(岡)、満洲・蒙古・漢族関係史料の調査楠木)を実施した。遼寧省档案館清末の皇室所有地の払い下げ内務府(塩荘)をめぐり「奉天旗務処」「営口専売署」関係档案の調査(江夏)貴州省民族研究所と四川省档案館『貴州苗族林業契約文書匯編』に続く資料情況の調査と碑刻史料の収集および巴県档案と西部チベット地区をめぐる档案史料を収集した(竹内)。その他に中国国家図書館、社会科学院経済研究所、中央民族大学、人民大学清史研究所、上海図書館、南京図書館、南京大学図書館、江蘇省档案館で各種史料の調査を実施した。台湾中央研究院歴史語源研究所内閣大庫所蔵の満洲語档冊と档案の調査を実施した。(細谷、中見、加藤、楠木)<アメリカ>ハーバード大学漢籍図書館で清朝史料と満文档案の調査(中見、加藤、華立、細谷)、米国議会図書館で江南人の筆記資料の調査(山本)を実施した。<イタリア>ヴェネチア大学スターリ教授の協力を得て実施した。国立図書館ヴェネチア、国立図書館ローマ、ヴァチカン図書館、ジェスイット文書館などで満文図書と档案の調査を実施し、満文本『乾隆会典則例』が国立図書館ローマに、清朝時代の宣教師が満文上諭などを整理し説明を記して本国に送った報告書がジェスイット文書館に多数残されている事を確認した。(細谷、中見、加藤)<ロシア>海外共同研究者コピチコ教授の協力を得て行った。アムール左岸に流入するブレーヤ川、ゼーヤ川流域で満洲ツングース遺跡の予備調査(細谷)。ロシア極東地域ハバロフスク州およびアムール州で、ロシアと清朝が衝突したアルバジン城址およびアルバジーノ博物館、ブラゴベチェンスクにあるアムール州郷土誌博物館等の調査(細谷、中見、加藤、江夏、柳沢)およびザバイカル地方チタ州、ネルチンスク市、イルクーツク州、ブリヤート共和国で清露間のネルチンスク条約の締結地の遺跡とモンゴル語訳『異域録』、キャフタ条約締結を知らせた理藩院档案などの諸史料を調査した(細谷、中見、加藤、江夏、柳沢)。

ロシア極東地域ハバロフスク州およびアムール州で、ロシアと清朝が衝突したアルバジン城址およびアルバジーノ博物館、ブラゴベチェンスクにあるアムール州郷土誌博物館等の調査(細谷、中見、加藤、江夏、柳沢)およびザバイカル地方チタ州、ネルチンスク市、イルクーツク州、ブリヤート共和国で清露間のネルチンスク条約の締結地の遺跡とモンゴル語訳『異域録』、キャフタ条約締結を知らせた理藩院档案などの諸史料を調査した(細谷、中見、加藤、江夏、柳沢)。「組織と人事」班の細谷は、外国人協力者の劉小萌と共に、清朝政権の確立につくした漢人部将である孔有徳、耿精忠、尚可喜の遺跡と史料を、彼らの地方政権の拠点であった福州・泉州・厦門・広州・桂林で、碑文と鐘銘文などの金石史料を調査し収集した。また第一歴史梢案館で中央政権のあり方を示す八旗档案の調査と収集を実施した。「市場と流通」班の江夏は、清末の奉天における皇室所有地の払い下げ、内務府荘園(塩荘)の実情をめぐる史料を遼寧省档案館で「奉天旗務処」、「営口専売署」関係档案を調査した。20世紀前半の満州における土地問題と農業生産の実態を明らかにするため、北京で社会科学院経済研究所所蔵の「奉天商埠地の土地権利に関する報告」、「満洲既耕地の生産力と肥料」、「農産収穫高に対する農家消費及売却可能数量の作物別比較統計表」などの図書資料を閲覧調査した。山本は清代初期の清朝の江南統治の実態を考察するため、上海図書館・南京図書館・南京大学図書館・江蘇省档案館・中国国家図書館・第一歴史档案館で、档案および江南人の個人的な筆記資料の有無を調査し、確認し得た一部分の史料を収集した。楠木は、台湾の中央研究院歴史語源研究に所蔵されている「明清梢案」の中で未整理状態である満洲語梢冊と档案の調査を実施した。「外交と秩序」班の中見は第一歴史梢案館で清末の八旗関係梢案を調査し、民国初年における八旗制の実態を示す档案が<溥档案>に存在することを明らかにした。柳沢は清朝初期の<中央>外交政策の決定機構を解明するため、第一歴史档案館で満文内国史院档案の調査を実施した。「組織と人事」班の細谷・「外交と秩序」班の中見・「組織と人事」班の加藤はヴェネチア大学スターリ教授の協力を得て、国立図書館ヴェネチア、国立図書館ローマ、ヴァチカン図書館、ヴァチカン文書館、ジェスイット文書館を中心とするイタリア所在の満文史料の調査を行った。その結果、国立図書館ローマに中国をはじめとする図書館にも所蔵されていない『乾隆会典則例』満文本が所蔵されていること、1718世紀に清朝政権に関与した宣教師は満文を読解し記録を残していることを明らかにした。また細谷はハバロフスク教育大学コピチコ助教授の協力を得てアムール左岸に流入するブレーヤ川およびゼーヤ川流域で満洲ツングース遺跡の予備調査を実施し、アムール左岸には右岸中国領と同様のツングース系民族の城址遺跡が残存することを見いだした。「組織と人事」班の華立は第一歴史档案館で軍機處満文録副奏摺の中の新彊関連資料の目録調査を実施、人民大学清史研究所では同研究所が担当する国家プロジェクトである清史編纂の実情を聞き取り調査した。また撫順市社会科学院と歴史研究所の協力を得て、新賓県所在の清朝勃興期をめぐる遺跡の現状を調査した。「組織と人事」班の岡は中央民族大学蒙古語系および人民大学清史研究所で清朝のモンゴル統治の重層的構造について、主としてモンゴル文档案史料を用いて検討を行った。なお、北京に留学している学生の助力を得て第一歴史档案館八旗および内務府関係目録を筆写して入手しこれを整理した。細谷、中見、加藤、江夏、柳沢はロシア極東地域ハバロフスク州およびアムール州に残された17世紀末にロシアと清朝が衝突したアルバジン城址およびアルバジーノ博物館、ブラゴベチェンスクにあるアムール州郷土誌博物館等を調査した。アルバジン城の展示ではロ清対立の史跡としてよりコサック集団によるシベリア開拓の拠点とその史跡の立場が強調されている。またアムール州郷土誌博物館所蔵の嘉慶18年
酸化ストレスに対するレドックス制御に関する防御物質の開発

生体が放射線や有害物質などの酸化ストレスに曝されると活性酸素などが生成し、タンパク質や核酸などの重要生体構成成分の損傷が起きる。酸化ストレスから生体を守るため、生体内の酸化還元状態を制御することをレドックス制御といい、本研究では、種々の活性酸素種(スーパーオキシド、ヒドロキシルラジカル、ペルオキシラジカル)を還元的に消去する化合物を探索した。スーパーオキシド、およびヒドロキシルラジカル消去能について電子スピン共鳴法によるスピントラッピング法を用いて評価した。ペルオキシラジカル消去に関してはクメンペルオキシドラジカルの消去を直接ESRで測定した。用いた抗酸化剤は、合成フッ素化カルコン、りんご抽出物(アップルフェノン)、野菜水溶性成分、γ-トコトリエノール、カテキン、アルテピリンCのようなフェノール誘導体や、メチオニンやペニシラミンのようなチオール基を有する化合物である。ヒドロキシルラジカル消去活性に関しては、ポリフェノール誘導体やチオール基はトロロックス(水溶性ビタミンE)やグルタチオンと同等な消去活性であった。一方、スーパーオキシド消去活牲に関しては、カテキンが最も高く、次にペニシラミンのようなチオール基を有する化合物であり、茄子のような野菜の水溶性成分も消去能は高かった。またクメンパーオキサィドのようなペルオキシラジカル消去に関してはアルテピリンCはカテキンと同等の強い消去能があった。カテキンは,フェノール性の水酸基を有し,高い抗酸化活性を示すが、その消去メカニズムを、マグネシウムイオンなどの金属イオンを用いて、カテキンのフエノキシルラジカルを安定化できることを明らかにするとともに、金属イオンが電子移動過程を加速することを利用し,カテキンによるラジカル消去反応は電子移動を経由することを明らかにした。また致死量の放射線に対する種々のスピントラップ剤の防護能を調べるためマウスに8Gyの放射線を照射して30日間の生存率を調べ防護能を調べた。その結果フッ素化カルコンには効果が無く、アップルフェノン(生存率30%)およびPOBN(DRF:1.3)に中程度の放射線防御効果が認められた。生体が放射線や有害物質などの外的要因や、低酸素状態(虚血)などの内的要因によるストレスに曝されると活性酸素・活性窒素・フリーラジカルが生成する。それらは、スーパーオキシド、過酸化水素、およびヒドロキシルラジカルである。通常は生体の制御システムにより消去されるため恒常性が維持されている。酸化的ストレスは生体内で発生する活性酸素や活性窒素の消去が不充分な時に生じる。またアルギニンから生成する一酸化窒素は、血圧調節など重要な生理作用を示すが、一酸化窒素とスーパーオキシドからパーオキシナイトライトのような活性窒素種が生成し、酸化ストレス要因となる、活性酸素、活性窒素による生体成分の損傷は、DNAには、塩基の酸化や鎖の切断、蛋白質には、酸化やニトロ化による不活性化、脂質には過酸化であり、これらが蓄積するとゲノム異常、発がんや老化などの種々の疾患が生じる。これに対して、レドックス制御とは(レドックスは酸化還元(reduction-Oxidation、またはoxidoreduction)のこと)、生体の酸化還元状態を制御することによって酸化ストレスから生体を守ることであり、本研究では、種々の活性酸素種(スーパーオキシド、ヒドロキシルラジカル)、活性窒素種(パーオキシナイトライト)の消去化合物を探索した。それらの消去能はそれぞれ電子スピン共鳴法によるスピントラッピング法、チロシンのニトロ化を指標に高速液体クロマトグラフィーを用いて評価した。

また致死量の放射線に対する防護能を調べるためマウスに8Gyの放射線を照射して30日間の生存率を調べ防護能を調べた。今回用いた抗酸化剤は、水溶性キトサン、5-メトキシトリプタミン誘導体、カルコン誘導体、アップルフェノン(りんご抽出物、ポリフェノール混合物)、TMG(水溶性ピタミンE)である。これらのなかで水溶性キトサン、5-メトキシトリプタミン誘導体のスーパーオキシド、ヒドロキシルラジカル、パーオキシナイトライトに対する消去作用はあまり強くはなかった。一方カルコン誘導体、アップルフェノン、TMGは強い消去作用があることがこれまでにわかっていた。そこでこれらの化合物の放射線に対する防護作用を見るためカルコン誘導体、アップルフェノン、TMGを照射30分前に300mg/Kgをマウスにip投与し、放射線照射後30日間の生存率を調べた。その結果、カルコン誘導体とTMGには防護効果がほとんど無く、アップルフェノンはコントロール(0%)に対して30%と中程度の防護効果があった。生体が放射線や有害物質などの酸化ストレスに曝されると活性酸素・活性窒素・フリーラジカルが生成する。本研究では、種々の活性酸素種(スーパーオキシド、ヒドロキシルラジカル)、活性窒素種(パーオキシナイトライト)の消去化合物を探索している。本年度はスーパーオキシド、ヒドロキシルラジカル消去能についてESR法によるスピントラッピング法を用いて評価した。今回用いた抗酸化剤は、γ-トコトリエノール、イソオイゲノール、カテキンのようなポリフェノール誘導体や、メチオニンやペニシラミンのようなチオール基を有する化合物である。ヒドロキシルラジカル消去活性に関しては、ポリフェノール誘導体やチオール基はトロロックス(水溶性ビタミンE)やグルタチオンと同等な消去活性であった。一方、スーパーオキシド消去活性に関しては、カテキンが最も高く、次にペニシラミンのようなチオール基を有する化合物であった。このカテキンやビタミンEに代表される天然抗酸化剤は,フェノール性の水酸基を有し,高い抗酸化活性を示す.これらの抗酸化機構は水素移動反応で説明されるが、1段階の水素原子移動と抗酸化剤分子から活性ラジカル種への電子移動とプロトン移動を経由する2段階機構が考えられる。しかし、ほとんどの抗酸化剤がどちらの経路を通るか不明である。本研究ではマグネシウムイオンなどの金属イオンが,生成するフェノキシルラジカルを安定化できることを明らかにするとともに、金属イオンが,電子移動過程を加速することを利用し,カテキンによるラジカル消去反応は電子移動を経由するが,ビタミンEは経由しないことを明らかにした。また致死量の放射線に対する種々のスピントラップ剤の防護能を調べるためマウスに8Gyの放射線を照射して30日間の生存率を調べ防護能を調べた。その結果POBNに効果が認められた(DRF:1.3)。
地球温暖化による造礁サンゴ群集生息域の拡大

平成19年度には沖縄県石垣島と高知県で現生造礁サンゴ群集の観察と写真撮影を行い、そこに生息する造礁サンゴのリストを作成した。それを基に亜熱帯群集と温帯群集について検討した。平成20年度には沖縄県石垣島、鹿児島県喜界島、高知県で現生造礁サンゴ群集のシュノーケリングによる観察と写真撮影を行った。同じ海域において、海水を採取し、海水の全炭酸と全アルカリ度、および、水温と光量子フラックスを測定した。平成19年7月と8月に亜熱帯の沖縄県石垣島白保のサンゴ礁で、9月に温帯域の高知県大月町の海岸で造礁サンゴ群集の生息状況を観察した.その際に方形枠を用いて、シュノーケリングとダイビングによって群集の被覆率および試料を収集した.また、サンゴ群集のスケッチと写真の撮影を行った.その結果、石垣島の造礁サンゴ群集は白化現象などによって群集のバイオマス量が減少しているのに対して、大月町の群集はしだいに被覆率や多様性が年々高まってきたことが判明した.また、高知県で記録された造礁サンゴの種数は合計で約130種となり、以前の研究で記録された値とほぼ同じ、あるいは、増加していることが明らかになった.そこの造礁サンゴの被覆率は年々上昇し、奈半利町の群集は約10年ほどで平衡に達したことが判明した.河口からの距離が異なる地点で海水を採水した結果、河口から距離が離れるに従って濁度が低下したことが明らかになった。室内においてはこれらの地域で複数回撮影されたすべての空中写真(1:10000)を購入した.群集のパッチ構造がなぜ作られたかについて検討するため、そこに生息しているサンゴ礁群集の割合と空間分布パターンを解析した.Excel上でプログラムを開発し、L値などを計算した.その結果を現在解析中である.また、購入した自動滴装置とガラス電圧計の調整を行い、海水のアルカリ度とpHが高い精度で測定できるようになった。この方法を使用した測定を今年度夏に現地の海域で行い、サンゴ礁群集の有機・無機炭素生産を求める.平成19年度沖縄県石垣島と高知県大月町で現生造礁サンゴ群集のシュノーケリングによる観察と写真撮影を行い,そこに生息する造礁サンゴのリストを作成した.それを基に亜熱帯群集と温帯群集の多様性や現存量がどのような原理に従って決定されるかについて考察した.その結果,ある生息域における種の侵入速度と死滅速度が重要であることが判明した.同じ海域において海水を採取し,東北大学大学院理学研究科で海水の全炭酸と全アルカリ度を求めた.また,同時に水温と光量子フラックスを測定した.平成20年度沖縄県石垣島,鹿児島県喜界島,高知県大月町で現生造礁サンゴ群集のシュノーケリングによる観察と写真撮影を行った.それらから現在亜熱帯海域群集の状態は徐々に悪化しているのに対して,温帯域では群集の多様性と被覆面積が急速に拡大していることが判明した.同じ海域において,海水を採取し,海水の全炭酸,全アルカリ度,水温,光量子フラックスを測定し,群集の分布が主に海水の化学成分と関連している可能性があることが明らかとなった.温帯域における群集の発展は,地球温暖化に由来する海水温の上昇が主な原因と考えられる.今後,高知県南岸の沿岸部でサンゴ礁が形成される可能性が有る.
老化を制御する食餌の効果に対する免疫学的アプロ-チー老化促進モデルマウス(SAM)を用いた実験的研究ー

1.老化促進モデルマウス(SAM)の系統維持が順調に行われた。即ち促進老化系8系統、正常老化系3系統計11系統について経時的な老化度評点、寿命等の老化特性および老化アミロイド症、学習・記憶障害等の老化病態のチェックにより、夫々の系統の特性が恒常的に維持されていることが確認された。2.SAMーP/1マウスを用い、加齢に伴う自己抗体産生におよぼすカロリ-制限の影響を検討したところ、IgG、IgM抗ssDNA抗体は自由摂取群では加齢と共に増加する。これに対しカロリ-摂取40%制限群では生後8ケ月齢まで低下し以後11ケ月齢に若干増加する。この結果即ちカロリ-摂取制限の加齢の伴う自己抗体増加に対する抑制効果は、統計的に有意である。同様な結果はIgG、IgM抗dsDNA抗体についても得られた。昨年迄の結果を総合するとカロリ-制限による寿命の延長、老化度評点の低下等の効果は少くともその一部は、カロリ-制限により加齢の伴う免疫機能異常の出現を抑圧し、免疫機能を若齢期のレベルにより永く維持することによりことが示唆された。3.SAMーP/1の特にin vitro系でのヘルパ-T細胞機能低下の遺伝的背景を探る目的でBIO・BR系マウスとの交配実験を行い種々検討を加えたところ、P/1系にみる低応答性は恐らく2個の遺伝子により支配され、そのうち1個は第7染色体上のGpiー1及びC遺伝子と連鎖していると考えられた。また同染色体上のHbb遺伝子とは有意な連鎖がみられなかったこと及びC遺伝子はGpiー1とHbb遺伝子との間の位置していることより、この低応答性統御遺伝子は第7染色体上のC遺伝子座よりGpiー1遺伝子の存在する動原体側の領域に位置していることが推測された。1.老化促進モデルマウス(SAM)の系統維持は順調に行われている。即ち促進老化系8系統、正常老化系3系統11系統について経時的な老化度評点、寿命等の老化特性および老化アミロイド症、学習・記憶障害等の老化病態のチェックにより、夫々の系統の特性が恒常的に維持されていることが確認された。2.SAM-P/1系マウスを用いて40%カロリ-摂取制限によるSRBCおよびDNPフイコ-ルに対する脾細胞抗体産性能を検討したところ、自由摂取コントロ-ル群に比し抗体産性能が有意に増加した。またConA LPSに対する、いわゆるマイト-ゲン反応が自由摂取コントロ-ル群で加齢に伴い漸次滅弱していくのに対し、40%カロリ-摂取制限群では若齢期にみる高い反応性が維持されていることが判った。3.脾重量および總脾細胞数の滅少が40%カロリ-摂取制限群にみられた。また、一定脾細胞数中にしめるT細胞(Thy-1,1^+)およびB細胞(sIg^+)の比率は自由摂取群と40%カロリ-摂取制限群の間で、有意な差はみられなかった。このことより、上記2にみられる変化は、脾細胞中の免疫担当細胞の質的な変化により惹起されている可能性を強く示唆する。4.SAM-P/1の特にin vitro系でのヘルパ-T細胞の機能的低下の遺伝的背景を探る目的でBIO・BR系マウスとの間で交配実験を行い、種々検討を加えたところ、P/1系にみる低応答能は恐らく2個の遺伝子により支配され、そのうちの1個は第7染色体上にあることが示唆された。即ち促進

老化系8系抗,正常老化系3系統計11系統について経時的な老化度評点,寿命等の老化特性および老化アミロイド症,学習・記憶障害等の老化病態のチェックにより,夫々の系統の特性が恒常的に維持されていることが確認された。2.SAMーP/1マウスを用い,加齢に伴う自己抗体産生におよぼすカロリ-制限の影響を検討したところ,1gG,1gM抗ssDNA抗体は自由摂取群では加齢と共に増加する。これに対しカロリ-摂取40%制限群では生后8ケ月齢まで低下し以后11ケ月齢に若干増加する。この結果即ちカロリ-摂取制限の加齢に伴う自己抗体増加に対する抑制効果は,統計的に有意である。同様な結果は1gG,1GM抗dsDNA抗体についても得られた。昨年迄の結果を総合するとカロリ-制限による寿命の延長,老化度評点の低下等の効果は,少なくともその一部は,カロリ-制限により加齢に伴う免疫機能異常の出現を抑圧し,免疫機能を若齢期のレベルにより永く維持することによることが示唆された。3.SAMーP/1の特に<in vitro>___ー系でのヘルパ-T細胞機能低下の遺伝的背景を探る目的でB10・BR系マウスとの交配実験を行い種々検討を加えたところ,P/1系にみる低応答性は恐らく2個の遺伝子により支配され,そのうち1個は第7染色体上のGpiー1及びC__ー遺伝子と連鎖していると考えられた。また同染色体上のHbb遺伝子とは有意な連鎖がみられなかったこと及びC__ー遺伝子はGpiー1とHbb遺伝子との間に位置していることより,この低応答性続御遺伝子は第7染色体上のC__ー遺伝子座よりGpiー1遺伝子の存在する動原体側の領域に位置していることが推測された。
オンチップ神経支配筋組織の創製

オンチップ神経支配筋組織の創成を目指して、必要な要素技術の開発を行った。神経細胞と筋管細胞を任意の位置に配置する技術を検討し、磁性ナノ粒子と磁力を使った方法とマイクロ流体デバイスを用いた方法でこれを達成した。また筋管細胞の収縮力を非接触で非破壊的に測定する技術を検討し、それが可能なマイクロデバイスの開発を行った。今後は各要素技術の統合を進めていく予定である。「構成要素への選択的な薬剤刺激が可能」かつ「神経細胞のシグナルで動く筋組織の収縮力変化を非接触・非破壊的に定量可能」という特徴を持つオンチップ神経支配筋組織の開発のため、2014年度は以下の項目を実施した。(1)マイクロデバイスの設計・製作:神経細胞と骨格筋細胞の位置制御培養が可能なデバイスの設計・製作を行った。マイクロステンシル法、デバイス形状法、磁気パターニング法などの各種方法を組み合わせることにより、それぞれの細胞を位置制御しながら培養することが可能になった。次年度も引き続き設計・製作を継続し、最適設計を得る予定である。(2)マイクロデバイス上での骨格筋組織構築:マイクロデバイス上で、マウス株化骨格筋筋芽細胞C2C12あるいはヒト初代骨格筋細胞を平面分化培養することに成功した。さらにそれぞれの細胞で、マトリゲルとフィブリンゲルに混合し、自己組織化現象を利用した組織構築に成功した。(3)マイクロデバイス上での神経細胞培養:14日齢ICRマウスから神経幹細胞を初代培養した。特に、磁気パターニング法に用いる磁性微粒子がマウス神経幹細胞に与える影響を詳細に検討した。その結果、用いた磁性微粒子はマウス神経幹細胞の増殖・分化に影響を与えないことが明らかになった。(4)マイクロデバイス上での神経筋接合部形成:デバイス上で、骨格筋細胞・組織と神経幹細胞をそれぞれ位置制御して長期間培養することに成功した。顕微鏡観察により、ニューロンに分化した神経幹細胞が筋管細胞上で神経筋接合部の形成していることが示唆された。生体内において骨格筋収縮は運動神経に支配されていることから、より正確な薬効評価試験を行うためには、神経に支配された筋組織を用いることが有効であると考えられる。本研究では、「構成要素への選択的な薬剤刺激が可能」かつ「神経細胞のシグナルで動く筋組織の収縮力変化を非接触・非破壊的に定量可能」という特徴を持つオンチップ神経支配筋組織の開発のため、2015年度は以下の項目を実施した。昨年度開発した、磁気パターニングを利用した共培養マイクロデバイスや培養プロセスの改良を行った。さらに、新たなデバイスの設計・製作を行い、神経軸索を誘導する構造と筋組織を形成する構造を併せ持つマイクロデバイスを開発した。新たに開発したデバイス上で、フィブリンゲルとマトリゲルに混合したマウス株化骨格筋筋芽細胞C2C12を用いて骨格筋組織の構築を行い、電気パルス刺激に応答し、収縮力を発生することを確認した。また、デバイス上で効率よく神経筋接合部の形成を誘導するための検討を行った。神経細胞の初期播種濃度や培養方法の検討、さらにデバイス形状の検討を行った。このように要素技術の開発を進めたことで、目標達成の目途が立ったと考えられる。また研究開始当初よりマウス神経幹細胞を用いて研究を進めてきたが、研究を進める過程で必要性を感じ、本年度途中より、ヒトiPS細胞由来運動神経細胞の培養の検討を開始した。その結果、ヒトiPS細胞由来の運動神経細胞の誘導に成功した。交付申請書記載の研究実施計画に従い、研究を進めている。(1)のマイクロデバイスの設計・製作、(3)デバイス上での神経細胞培養、(4)のデバイス上での骨格筋細胞、神経幹細胞の共培養を行った成果の一部を国内学会で発表できた。このことは当初の計画以上であるが、(2)に関連した、筋組織の収縮力測定などのチャレンジングな項目ではやや遅れているため、全体的にみるとおおむね順調に進展していると判断した。生物化学工学今後の研究では、当初の計画通り、(5)構成要素への選択的な薬剤刺激を行うためのデバイスを開発する。さらに本年度開発したマイクロデバイスや培養プロセスの最適化も随時行い、オンチップ神経支配筋組織を完成させる。研究は計画通り、おおむね順調に進んでいるが、消耗品の一部を予定より安価に購入できたため残金が生じた。翌年度請求した助成金と合わせて、計画通り適切に使用する。
レニン非依存性アンジオテンシンペプチドの単離同定と病態生理学的役割解明

プロアンジオテンシン-12は、ラット組織RA系の因子であると推測されている。本研究の目的は、プロアンジオテンシン-12関連ペプチドを単離同定して、レニン非依存性アンジオテンシンペプチド産生経路を明確し、その病態生理学的意義を解明することである。本研究では、動物モデルを用いた研究により、プロアンジオテンシン-12は、血中RA系非依存性の組織RA系の因子であることを示す知見がえられた。また、薬理学的実験により、プロアンジオテンシン-12がアンジオテンシン変換酵素の作用により、アンジオテンシンIIとなり、AT1受容体を介して昇圧、心肥大、アルドステロン分泌促進作用を発揮することが明確になった。レニン・アンジオテンシン(RA)系は、血圧・体液量の調節および高血圧や循環器・腎臓疾患の発症進展において極めて重要な役割を有している。これまでに組織RA系の重要性が指摘されてきたが、その生成機構や役割に関して未だ不明な点が多い。プロアンジオテンシン-12(proang-12)は、アンジオテンシンI(Ang I)のN末に2個のアミノ酸が付加されたアンジオテンシン関連ペプチドであり(Ang I-Leu-Tyr)、ラット組織より単離同定された。血中proang-12濃度は、Ang IおよびAng IIと比較して低値であるが、組織中濃度が高値であることから、proang-12が組織RA系の因子であることが想定されている。本研究では、proang-12の病態生理学的意義の解明を目的として、10週齢の雄性ウイスター系ラットを対象に低塩食(0.3% NaCl)で14日間飼育して(血中RA系亢進モデル)、血中と組織中proang-12、Ang I、Ang II濃度をラジオイムノアッセイ(RIA)にて測定した。正塩食(0.7% NaCl)または高塩食(8% NaCl)飼育群と比較して、低塩食飼育群の血漿レニン活性とアルドステロン濃度は顕著に上昇し、血中および腎臓組織中のAng IおよびAng IIが上昇した。しかし、血中および腎臓組織中のproang-12濃度には3群間で有意な差が認められず、腎臓以外の主要な組織中のproang-12濃度にも3群間で明確な差は観察されなかった。すなわち、血中および組織中のproang-12濃度は、血中RA系および組織Ang IやAng IIとは異なる機序により調節されている可能性が示唆され、proang-12が組織RA系のペプチドであるという研究代表者らの仮説を支持する結果が得られた。プロアンジオテンシン-12(proang-12)は、アンジオテンシンI(AngI)のN末に2個のアミノ酸が付加されたペプチドである。組織中のproang-12濃度が比較的高値であることから、proang-12が組織RA系の因子であることが想定されている。研究1:proang-12の病態生理学的意義の解明を目的として、15週齢の高血圧自然発症ラット(SHR)およびウイスターキョウトラット(WKY)にACE阻害薬およびアンジオテンシンII受容体拮抗薬(ARB)を投与して、血中と組織中proang-12、AngI、AngII濃度を測定した。ACE阻害薬およびARB投与により、SHRおよびWKYの血中AngIは顕著に増加したが、血中proang-12濃度には明確な変化はなかった。一方、心室と腎臓の組織中AngIIとproang-12の濃度は、SHRおよびWKYともに低下または低下傾向を示した。すなわち、組織中のproang-12濃度は、血中RA系は異なる機序により調節されている可能性を示唆しており、proang-12が組織RA系のペプチドであるという研究代表者らの仮説を支持する結果が得られた。研究2:ラット静脈内に単回投与されたproang-12は、昇圧作用を発揮するが、その作用はACE阻害薬およびARBの前投与により抑制され、ACEの作用によりproang-12がAngIIに変換されて昇圧作用を発揮すると想定される。一方、proang-12のAngIIへの変換へは、ACEではなくキマーゼが関与するとの報告もある。そこで、本研究では、無麻酔無拘束のラットにproang-12を持続的に14日間持続投与した。proang-12の持続投与により、血圧が除々に上昇して、その上昇はACE阻害薬およびARBの投与により抑制され、静脈内単回投与と合致する結果が得られた。

プロアンジオテンシン-12は、アンジオテンシンI(Ang I)のN末に2個のアミノ酸が付加されたアンジオテンシン関連ペプチドである。同ペプチドは、ラット組織より単離同定され、組織RA系の因子であると推測されている。本研究の目的は、プロアンジオテンシン-12関連ペプチドを単離同定して、これらのペプチドを介するレニン非依存性アンジオテンシンペプチド産生経路を明確にし、同ペプチド産生経路の病態生理学的意義を解明することである。本研究では、低塩食または高塩食により血中RA系を活性化または抑制したラット、RA系阻害薬投与高血圧ラット、組織レニン発現が増加している高血圧ラット等を用いて、血中および組織中のプロアンジオテンシン-12を定量した。その結果、プロアンジオテンシン-12の産生は、血中RA系非依存性に調節されており、同ペプチドが組織RA系の因子であるという研究代表者らの仮説を支持する知見を得た。また、プロアンジオテンシン-12の長時間持続的投与実験により、プロアンジオテンシン-12がアンジオテンシン変換酵素(ACE)の作用により、アンジオテンシンIIとなり、AT1受容体を介して昇圧、心肥大、アルドステロン分泌促進作用を発揮することが明確になった。以上より、プロアンジオテンシン-12は、ラット組織RA系の因子であり、アンジオテンシンIIの前駆体として機能している可能性が示された。今後、ヒトにおける同様のペプチド産生経路を明確にすることにより、レニン非依存性アンジオテンシンペプチド産生経路の病態生理学的意義がより明確にされると思われる。プロアンジオテンシン-12(proang-12)は、アンジオテンシンI(Ang I)のN末に2個のアミノ酸が付加されたペプチドである。研究1:proang-12を静脈内に単回投与すると、proang-12がAng IIに変換されて昇圧作用を発揮すると想定される。本研究では、無麻酔無拘束のラットにproang-12を持続的に14日間持続投与した。proang-12の持続投与により、血圧が除々に上昇して、その上昇はACE阻害薬およびARBの投与により抑制された。すなわち、長期間持続投与したproang-12も、ACEの作用によりAng IIに変換されて作用を発揮することが示唆された。一方、proang-12の長期間持続投与により心拍数は低下傾向になり、Ang IIの持続投与では増加傾向を示した。両者で解離した結果が得られ、proang-12による心拍数低下は、テレメトリーシステムでも確認され、Ang IIとは異なる作用機序が存在する可能性も示唆された。研究2:組織におけるproang-12の病態生理学的役割の解明を目的として、組織レニン発現が増加している高血圧モデルであるmRen2.Lewisラットに、ARBバルサルタンおよびレニン阻害薬アリスキレンを投与して、腎臓におけるproang-12の濃度を測定した。無治療群に比較して、ARBとレニン阻害薬の併用投与により、腎臓proang-12の濃度が有意に上昇していた。また、併用投与により蛋白尿は減少したが、腎臓の糸球体および尿細管周囲の線維化が悪化していた。すなわち、本高血圧モデルラットにおけるARBとレニン阻害薬の併用投与による腎障害に、腎臓におけるproang-12の濃度の上昇が関与している可能性が想定された。
ハンドバイクにおける駆動フォームの定量的評価手法に関する研究

本研究の目的は、ハンドバイク競技者の競技力向上を科学的根拠に基づいて支援するために、競技者がハンドバイクを漕ぐときに発揮されるトルクにハンドバイクのセッティングが及ぼす影響を明らかにすることである。本研究では平成27年度から昨年度にかけて、車椅子型ハンドバイクやリカンベント型ハンドバイクに、市販されている自転車用パワーメータを組み合わせることで、被験者がハンドバイクを漕ぐときに発揮されるトルクの計測が可能な計測用ハンドバイクを製作した。計測用ハンドバイクには、車椅子部分の主軸位置やバックサポートの角度が変更可能な車椅子型ハンドバイクとバックサポートの角度が変更可能なリカンベント型ハンドバイクを用いた。また、車椅子型計測用ハンドバイクの製作後は、ハンドバイクに組み込み可能なトルク計の製作に注力した。しかし、昨年度内にトルク計は完成せず、トルク計の製作に注力した為、製作が完了していた計測用ハンドバイクによる計測も十分に行えなかった。本年度では、トルク計の製作よりも計測環境の整備と計測を優先した。本年度に実施した計測では、バックサポートの角度が被験者の発揮するトルクに及ぼす影響を調査するために、ハンドバイクを静止状態から被験者の最大速度まで最大努力で加速するように漕いだときのトルクと被験者の脈拍およびクランクの3軸方向加速度と角速度を計測した。また、室内で計測を実施できるように、計測中のハンドバイクは自転車用固定ローラ台に取り付け固定した。静止状態からの最大速度までの計測では、バックサポートの角度を変化させても計測されたトルクやクランクの角速度には顕著な変化は確認されなかった。これは短時間の計測であったことが影響していると考えられる。今後は、実際の競技環境に近い状況、例えば、長距離走行時のトルク計測を行い、ハンドバイクのセッティングが及ぼす影響を調査する予定である。ハンドバイクとは手でペダルを漕ぐ様式の自転車をいい、その形状は車椅子型とリカンベント型に大別できる。ハンドバイクにおける競技力向上には、筋力や持久力といった「競技者の身体機能の強化」やペダルの漕ぎ方といった「ハンドバイク特有技術の習熟」に加えて、ペダルと競技者との距離や座面の高さといった「ハンドバイクの形状」が競技者の身体的特徴に応じて適切に調節されていることが重要である。本研究の目的は、競技者の競技力向上を支援する為に、競技者が発揮するトルクを指標にペダルや座面などの適切な位置を提案するシステムを構築することである。本年度では、市販されている車椅子型ハンドバイクに自転車用トルクセンサを取り付けた計測用車椅子型ハンドバイクを製作し、駆動時に発揮されるトルク、クランクの角速度を定量的に計測可能なシステムを構築した。製作した計測用車椅子型ハンドバイクでは車椅子部分がモジュラー型であるため、主軸位置やバックレストの角度など調節が容易であり、クランクの位置もチェーンの交換を伴うが可能である。主軸位置、バックレストの角度およびクランクの位置を変化させることで、「ペダルと競技者の相対的位置関係」を容易に変化させることが可能である。試作した計測用車椅子型ハンドバイクを用いて性能評価試験を行った結果、製作した計測用車椅子型ハンドバイクは実際に走行できることが利点の1つだが、一漕ぎで進む距離が長いため、連続した計測を屋内で行うことが困難であることがわかった。今後の研究の展開としては、屋内での計測を行うための器具を製作し、屋内にて計測を行い、「ペダルと競技者の相対的位置関係」が競技者が発揮するトルク及びクランクの角速度に及ぼす影響を明らかにする予定である。平成27年度では、まず、計測用車椅子型ハンドバイクを製作し、製作で得た知見を活用して計測用リカンベント型ハンドバイクを製作する予定であったが、計測用車椅子型ハンドバイクの製作が遅れてしまった。そのため、計測用リカンベント型ハンドバイクを完成させることができなかった。また、製作した計測用車椅子型ハンドバイクについても、製作に遅れが生じてしまったため、性能評価試験が不十分であり計測用車椅子型ハンドバイクの改善に向けた課題抽出が不十分である。我々が昨年度に試作した車椅子型ハンドバイクでは、実際の走行中に被験者が発揮したパワーを計測することが可能である。しかし、一漕ぎで進む距離が長いため、屋内での計測が困難であった。屋内で計測を行うために、本年度では、自転車用ローラ台を使用した車椅子型ハンドバイクの固定システムを構築した。しかし、漕ぐ速度が早くなると、被験者の動作が粗雑になり、その結果、固定された車椅子型ハンドバイクに振動が生じることが確認された。この振動により、クランクに取り付けたパワーメータとハンドバイク本体に取り付けた磁石の距離が変化し、パワーメータの動作が不安定になることがあった。そのため、来年度では、計測条件の安定性向上を目的とした固定システムの改良を行う。リカンベント型ハンドバイクについては、背もたれ角度の調整が可能なリカンベント型ハンドバイクを購入し、屋内での計測を行うために、リカンベント型ハンドバイクの固定システムを構築した。しかし、車椅子型ハンドバイクの固定システムと同様に、早く漕いだときにおける車体の安定性に課題があり、固定システムの更なる改良が必要である。車椅子型ハンドバイクで使用した市販のパワーメータは、計測条件や計測項目を自由に変更することは困難であった。また、リカンベント型ハンドバイク自体に加工を行わずに取り付けることも困難であった。そのため、本年度では、歪みゲージと角速度センサを用いたパワー計測用システムの開発を試みた。しかし、クランクへの歪みゲージの貼付や歪みアンプの小型化など、主に歪みゲージに関連する事項の開発が難航し、本年度内での完成には至らなかった。