hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
発光ゴカイにおける新規分泌型発光分子機構の解明

昨年度に引き続き、富山湾の発光ゴカイ(Odontosyllis undecimdonta)について、発光基質の解析を行うとともに、より少ない基質量でも発光測定が可能となるように発光酵素組換えタンパク質発現系の改良を進めた。昨年度までに発光基質の効率的な抽出条件を見出し、さらに各種カラムにて分離し、活性画分を得ていた。今年度当初にそれら活性画分について精密質量分析を行い、いくつかの候補化合物を推定した。推定された化合物については研究分担者を中心に有機化学合成を実施しているところであり、ある程度合成が進んだ段階で活性測定を実施することを予定している。また、精密質量分析の際に、新たなカラム精製条件を見出したため、この条件での精製を進めている。新たに得られた基質画分についても随時、質量分析に供し、構造推定を行う。また、発光酵素に関してもその組換えタンパク質発現系を改良し、より少ない基質量でも活性測定が可能になる可能性を見出しつつある。ゴカイ発光酵素は、それが発光分泌粘液に含まれること、そのN末に分泌シグナルと推測される配列を持つこと、そのアミノ酸配列中に糖鎖付加シグナルが含まれること、などから分泌型タンパク質であると推測される。しかしながら、これまでの発現系では分泌生産性が非常に低く、このことが各種アッセイの感度を悪くし、結果として、基質推測へも影響を及ぼしていた。今年度、新たに導入した発現系ではほぼ全ての組換え発光酵素が分泌されることがわかり、現在、その精製法の確立を進めている。発光基質に関して、各種カラムによる精製条件は確立できているものの、再現性において一部問題が見つかったこともあり、より確実に基質画分を回収する必要が生じ、その点で時間を要した。基質候補化合物の有機化学合成については、引き続き進めるとともに、新たな精製条件で得た基質画分についての精密質量分析を行う。また、発光酵素については新たな発現系での生産・精製を進め、より確実な基質アッセイ系を構築することを予定している。生物発光を利用した生体イメージング等が広がりを見せ、多くの成果を挙げている一方で、特に海棲発光生物では発光分子機構が未解明な種が多く残されている。中でも富山湾を中心に生息が確認できている発光ゴカイは、発光粘液を分泌するが、その分子的実体はこれまでほとんど解明されていなかった。この発光液は他に類を見ない発光色(510 nm)と発光強度を持つ特徴的な系であると考えられるが、発光ゴカイの出現時期が極めて限定的なことなどから従来の生化学的手法を適用するためには、量の確保が困難であった。これに対し、我々は発光液に含まれるタンパク質のアミノ酸配列決定と次世代シーケンサを組み合わせた手法により、他のタンパク質と全く相同性を示さない、新規なルシフェラーゼ遺伝子を同定・単離し、組換えタンパク質としての発光活性を確認してきた。さらに、本課題においては、発光液のLC-MS/MS解析により、発光ゴカイルシフェリンの推定構造を明らかにするとともに、それに基づく有機化学合成を行い、発光活性を示す低分子化合物の取得に向けて研究を進めている。富山湾にて採取したゴカイを有機溶剤に浸すことでルシフェリンを抽出し、組換えルシフェラーゼを用いてその活性を確認するとともに、安定性試験等を実施した。抽出したゴカイルシフェリンを含む溶液をLC-MS/MS解析に供し、構造推定を行った。現時点までに、予想される化合物の基本骨格の有機化学合成を終えており、今後、側鎖部分も含めた合成を進め、活性測定に供する。基質溶液は夾雑物が少なく、液体クロマトグラフィーにより活性を示す画分を分離することができた。LC-MS/MS解析により、複数のルシフェリン候補化合物構造を推定することができており、まずは基本骨格部分の有機化学合成を実施した。さらに、側鎖構造等についても文献情報を中心に検索し、合成計画を立て、有機化学合成を実施しているところである。富山湾の発光ゴカイ(Odontsyllis undecimdonta)について、その発光基質の解析を行なっている。2017年秋に富山湾にて発光ゴカイの採取を実施し、有機溶媒によりその発光基質を抽出した。発光酵素については、これまでに組換え発現系の構築が完了しており、組換え発光酵素を用いて、発光基質の活性を確認した。冷凍保存にて、少なくとも半年以上は安定であることが確認できた。溶媒抽出液を各種カラムにて分離し、活性画分を得ることができ、より純度の高い発光基質を得る為の条件を見いだすことができた。また、分離の際に安定を保つ為の条件検討も行い、精製後も比較的安定に発光基質を回収する条件を見出した。活性画分を分離する条件が確立したため、精密質量分析を行い、活性画分に含まれる化合物の推定を行なった。今のところ、いくつか候補化合物が推定されており、その一部については有機化学合成を進めている。今回の質量分析の結果だけでは、構造推定に十分でない可能性も考えられることから、さらに条件を変えて、解析を行うなどの検討も進めている。これまで、発光ゴカイに関しては、NMRによる構造解析は難しいと考えてきたが、今回の精製による活性から推測される酵素量は、予想より大きい可能性も考えられた。本課題は今年度最終年度であり、また、当初予定していなかったため、NMRの実施は検討の範囲内ではないが、質量分析の結果が十分ものでない場合には、さらなる解析の可能性もあることがわかった。

発光ゴカイに関して、質量分析を実施するために十分な試料を確保でき、夾雑物が少ない条件で抽出し、各種カラムにて活性画分を得ることができている。昨年度に引き続き、富山湾の発光ゴカイ(Odontosyllis undecimdonta)について、発光基質の解析を行うとともに、より少ない基質量でも発光測定が可能となるように発光酵素組換えタンパク質発現系の改良を進めた。昨年度までに発光基質の効率的な抽出条件を見出し、さらに各種カラムにて分離し、活性画分を得ていた。今年度当初にそれら活性画分について精密質量分析を行い、いくつかの候補化合物を推定した。推定された化合物については研究分担者を中心に有機化学合成を実施しているところであり、ある程度合成が進んだ段階で活性測定を実施することを予定している。また、精密質量分析の際に、新たなカラム精製条件を見出したため、この条件での精製を進めている。新たに得られた基質画分についても随時、質量分析に供し、構造推定を行う。また、発光酵素に関してもその組換えタンパク質発現系を改良し、より少ない基質量でも活性測定が可能になる可能性を見出しつつある。ゴカイ発光酵素は、それが発光分泌粘液に含まれること、そのN末に分泌シグナルと推測される配列を持つこと、そのアミノ酸配列中に糖鎖付加シグナルが含まれること、などから分泌型タンパク質であると推測される。しかしながら、これまでの発現系では分泌生産性が非常に低く、このことが各種アッセイの感度を悪くし、結果として、基質推測へも影響を及ぼしていた。今年度、新たに導入した発現系ではほぼ全ての組換え発光酵素が分泌されることがわかり、現在、その精製法の確立を進めている。発光基質に関して、各種カラムによる精製条件は確立できているものの、再現性において一部問題が見つかったこともあり、より確実に基質画分を回収する必要が生じ、その点で時間を要した。予想されるルシフェリン構造に基づいて有機化学合成を進める。特に側鎖部分については、情報が少なく合成に時間を要しているが、合成自体は不可能ではないと考えられるため、継続的に合成を進め、出来次第、発光測定を行い、発光活性を示す化合物を特定するとともに、特許出願等を進める。質量分析は継続中であり、今年度前半までにさらなる解析を行い、その結果に基づき有機化学合成を進めることを予定している。基質候補化合物の有機化学合成については、引き続き進めるとともに、新たな精製条件で得た基質画分についての精密質量分析を行う。また、発光酵素については新たな発現系での生産・精製を進め、より確実な基質アッセイ系を構築することを予定している。当初予想した以上にゴカイ発光液に夾雑物が少なく、LC-MS/MS解析が順調に進み、このステップに見込んでいた経費を節約することができ、次年度の有機化学合成等に重点を移すこととしたため。精製等の作業が順調に進んだことや、有機化学合成のための試薬などが安価なもので済んだため、支出額が低く抑えられた。来年度は最終年度ではあるが、環境の変化などもありゴカイの生息状況に変化が生じる恐れもあるため、来年度も可能な限り試料採取を行うことを予定しており、当初予定より旅費の使用が多くなることを想定している。昨年度までに基質精製のためのカラムや関連試薬は揃えており、また、他の業務との関係で、今年度の採取は実施できなかったために支出額を抑えることができた。
インド・ヒマラヤ造山帯の広域変成作用の研究

昨年夏にインドヒマラヤ地域に再度地質調査にでかけ、エクロジャイトとその周辺の泥質片麻岩を採取し、それらからジルコンを分離し、エクロジャイトだけでなく、高圧・超高圧変成作用の痕跡がないとされてきた周辺の片麻岩からマイクロダイヤモンドとコーズ石を発見した。マイクロダイヤモンドはラマン分光と透過型分析電子顕微鏡による観察から、ダイヤモンドと同時に石墨の微粒が共存することが明らかになった。これら二つ多形鉱物の前後関係は検討中である。エクロジャイト中のダイヤモンドの一部はオンファス輝石に包有されていることから、エクロジャイト化する直前までに変成鉱物として存在したと思われる。更にエクロジャイトのザクロ石の包有鉱物として藍閃石を新たに発見した。この事実は、大陸衝突型の広域変成作用を特徴付ける変成作用は、従来考えられてきた中圧型ではなく、藍閃石片岩相からエクロジャイト相へと至る低温・高圧型変成作用であったことを示唆している。これらの新しい観察事実に基づいて記載的論文を完成させるとともに、累帯構造をもち、各部に指標鉱物を保有する多段階結晶成長ジルコンのシュリンプU-Pb年代測定の準備を開始した。研究分担者のバルン・クマールは平成16年11月の来日直前にヒマラヤ変成帯のエクロジャイトからダイヤモンドを発見した。ヒマラヤ変成帯は衝突型造山運動の世界の標準であり、今まで中圧型広域変成作用とされてきた造山帯なので、ダイヤモンドの発見のインパクトは非常に大きい。クマールはヒマラヤ変成帯で採取した泥質変成岩とエクロジャイトからジルコンを分離して、ラマン分光装置によって包有微小鉱物の同定作業を開始した。分離したジルコンの結晶成長パターンをカソードルミニッセンにより解析し、包有鉱物種と比較することによって、地下150km深度の時期、大陸地殻中深度(15km)まで上昇・加水・再結晶化した時期を特定する為の最適ジルコン結晶の探索を始めている。最良のジルコンが得られれば、レーザーICP-MSとシュリンプ年代から、ヒマラヤ造山運動の精密決定を行う予定である。一方、衝突型造山運動と対極をなす太平洋型造山帯の研究に参加するために、4月中旬の雪解けを待って、四国中央部三波川変成帯中央部の南北断面に沿った試料収集を予定している。
社会政策の変容に関する研究－欧州４カ国の長期失業者に対する政策から

ドイツ、フランス、スウェーデンでは就労支援と現金給付の制度を再編し、長期失業者の社会的包摂の手段としても活用している。就労に向けた活動をしないと現金給付が止められるが、家計調査によると給付に生活費を頼る層の割合は変わらず、受給者を就労に押し出す力が強まったとは言えない。むしろ個別面談が重視され、給付の対象拡大とあいまって、全ての人の自己決定を重んじる新しい価値観が社会政策により浸透したと言える。ただし各国の政策は同じではなく、オランダは労働規制を緩和して失業率を下げたが、失業者への所得保障は手薄である。日本では新制度が作られたものの生活保護に負荷がかかる構造は変わらず、課題を残している。1.平成25年度に実施した研究活動研究対象国における失業者向けの施策について情報収集を行うことに注力した。まず、5月に研究会をひらいて研究分担者によるフランス現地調査報告を行った。その後、9月の研究会では、オランダ、ドイツ、スウェーデンに関して調査および文献研究の成果が報告され、併せて給付と就労の関係を探ることを目的とした家計データの分析も報告された。この研究会での成果は、社会政策学会の分科会における報告につながった。その内容は平成26年度に学会誌でも発表される予定である。3月にオランダとスウェーデンにおいて現地調査が実施された。その調査内容は同月に開かれた研究会で報告された。2.成果平成25年度は前年度の調査内容にもとづき、長期失業者に関わる給付制度や支援制度の枠組みについて現状を研究し、論文や学会報告の形で社会に発信することができた。また、さらに研究を深めるため、オランダでは雇用政策の実情を専門家にインタビューして日本では紹介されていない側面を理解し、スウェーデンでは長期失業者に提供される支援サービスの現場でヒアリングを行い雇用政策の理念を再確認した。これらは平成26年度に学会報告などで順次、発表される予定である。本年度は長期失業者への政策動向を明らかにすることを目的として研究調査活動を行い、2回の研究会の中でその成果を共有した。第1回研究会(2012.8.10)では、先行研究の検討として文献研究の成果を報告し、本研究が対象とする国における政策及び制度の異同について議論した。この中でオランダは寛大な障害年金を活用しておりヨーロッパの3か国と異なっている点が指摘され、今後の政策動向を注視することを確認した。スウェーデン、ドイツ、フランスではいずれも個別の支援計画を立てるものの、その間を支える給付と雇用の関連性が異なっており、この点を調査や文献研究を通して把握することを確認した。日本でも失業者への給付の種類が増えているが、機能はまだぜい弱である。さらにパートタイム就労が失業予備軍を吸収している点についてヨーロッパとの違いに留意する必要があるなど、比較を通して論点が導出された。その後、スウェーデン(2月)、ドイツ(3月)、フランス(3月)での調査が実施された。オランダは調査の調整がつかず、次年度に再度調整をすることとなった。第2回研究会(2013.3.28)では、海外調査も含め各人の研究内容を報告した。特にスウェーデンでは病気で長期療養をしていた人の再就職支援も雇用局の役割になっていることがわかり、今後の研究では長期失業者の属性にも注目することを確認した。また、家計データの分析及び比較から、失業者向けの給付制度の中に、就職活動を積極的に行わない人への制裁的条件があっても、オランダを除いて実態として非就業者の割合が目立って減ってはおらず、失業者が労働市場に押しやられているわけではないことが推測される結果となった。これは、長期失業者が常態化していることを受け入れて政策が展開されているという、本研究の仮説に対して肯定的な結果である。本研究では、ヨーロッパの社会政策が完全雇用への復帰ではなく長期失業者が常態化することを前提として再編され、社会政策に新しい政策原理が備わりつつあると考えており、これまで2年間の研究でそれを確認してきた。平成26年度はドイツとフランスにおいて2回目の現地調査を実施した。ドイツにおいて研究者や行政関係者および利用者にインタビューを行い、ハルツIV法による求職者支援に対する批判はあるものの制度としては定着してきた点を確認し、フランスにおいては就労可能性の程度別に用意されている就労支援プログラムのすべての現場を訪れ、就労支援と社会的包摂が融合されている状況を確認した。これは平成25年度に調査したスウェーデンの状況にも似ており、自力で職を得ることができない程度に就労能力が低い人に対する就労を最終目的にした職業紹介や職業訓練による就労支援は、社会的包摂の政策の実践になっていると解釈できる。ただし長期失業者への仕事の提供方法やプログラム利用中の労働者としての位置づけには3か国それぞれで違いがあった。

そこで、労働と社会保険の加入の関係に着目して、年金や医療などほかの社会保険の構成との関連ついて研究を広げた。これらの結果については平成27年度に学会報告や論文の形で発表していく予定である。また理論研究の面では、今回の研究で検討したヨーロッパ4カ国(独・仏・瑞・蘭)における雇用政策の違いが、社会政策の発展過程がまっすぐ伸びる階段ではなく螺旋階段のように伸びているという考えを否定しないため、その深化を行った。この違いがEUの社会政策の中で社会的包摂という共通の目的に対する手段の違いにとどまるのか否か、就労が経済的自立の手段のみならず社会的包摂の手段になるという発想での支援が始まったばかりの日本と比較するうえで、さらなる検討が必要である。社会保障・社会政策研究対象であるドイツ、フランス、オランダ、スウェーデンにおいて現地調査を実施しており、スウェーデンについてはすでに2回行った。共同研究としての方向性を共有しており、スウェーデンでの調査の成果を踏まえて、ドイツとフランスで2回目の現地調査を行うことになっている。社会政策が変化しているという仮定に基づく理論面の検討についても、調査結果を受けてより実情を反映させた議論を交わすことができている。長期失業者への政策的および制度的対応について、文献研究及び海外調査を研究分担者及び協力者と同時並行して実施しており、目的を共有しながら研究を進めることができている。オランダの現地調査は本年度実現しなかったが、ほかの海外調査の結果を受けて、より調査の目的や対象を明確になり、現在、準備を進めている段階である。平成25年度末に行った海外調査の成果を研究会で共有および検討し、学会報告や論文を通して社会に向けて発表する。そして、ドイツとフランスにおいても長期失業者向けの支援サービスがどのように展開されているか現地調査を行い、オランダ、スウェーデンを含めた比較研究を行う。また、日本でも中間的就労など、新しい就労支援の形態が展開されてきていることから、日本とヨーロッパの相違について分析研究を行う。そして、これらの調査および分析結果を持ち寄り研究会で検討し、学会報告や論文発表を行う。本年度が本研究助成の最終年度であることから、それぞれの研究分担者の成果をふまえて近年の社会政策における新しい理論を探る研究も深める。今後の研究は当初の予定通り進めていく。まず、研究会を本年度と同様に2回、中間報告と結果報告の位置づけにして開催する。その間に海外調査を4か国で実施する。必要に応じて日本での調査も検討する。次年度は、本年度に導出された論点を踏まえ、雇用政策と生活保障の接合関係を明らかにするべく研究活動を行う。そこから、長期失業者を解消すべきものではなく、一定程度存在するものとしてどのような支援体制が構築されているのかを明らかにし、本研究の仮説を詰めていく。また、研究の成果を社会政策学会にて継続的に発表し、他の研究者とも意見交換をしながら、研究を深めていくことを予定している。平成25年度にフランスにて現地調査を行う予定であった研究分担者が博士論文執筆のために渡航が難しいことが分かったため、研究費の配分額を年度当初の時点で減額し、研究代表者のもとで次年度に繰り越すことにしたため。
B細胞性腫瘍の病態における転写因子IRF-4およびIRF-8の役割

本研究は分化型B細胞性腫瘍の発症の過程、あるいは臨床像における転写因子IRF-4及びIRF-8の役割を追求することを目的とした。IRF-4及びIRF-8が正常B細胞の分化・機能に重要であることは判明しているが、腫瘍化との関連については十分な検討がされていない。まずB細胞性リンパ腫におけるこれら因子の発現を確認し、組織型、治療成績との相関を検討した。最初に、生検時に凍結保存した腫瘍細胞から抽出したRNAを用いて、IRF-4、およびIRF-8の発現を半定量的RT-PCR法で確認した。検討症例はびまん性リンパ腫(DL)42例、濾胞性リンパ腫(FL)23例、計65例である。発現比率がIRF-4<IRF-8であった症例は、DLで13例(30.9%)、FLで16例(69.5%)であった。治療成績に関しては、IRF-4<IRF-8群の方が治療成績が良好である傾向が判明した。これは、それぞれの病型の発生段階の違いによりIRF4と8が別々に機能している可能性を示唆した。蛋白レベルでの確認のためパラフィン包埋された組織標本を用いた免疫染色を試みたが、ヒトIRF8に対する優れた抗体がなく断念せざるを得なかった。近年血液腫瘍の発生過程で、IRF4および8がbcl2を介して機能するとの報告が散見される。付随研究として、組織FISH法を用いたbcl2転座の同定をリンパ腫の組織標本上で行い、治療成績との関連を検討した。対象はDL35例であり、うち15例に大量化学療法併用自家末梢血幹細胞移植が行われた。その結果、生存例の71.4%免疫染色、FISHともbcl2異常が認められなかった一方で、死亡例の57.1%bcl2転座が認められた。bcl2転座はFLの多くに認められることが知られているが、DLとの関連については一致した見解がない。IRF4・8との関連を含めて今後の検討課題としたい。本研究は悪性リンパ腫や多発性骨髄腫等の分化型B細胞性腫瘍の発症の過程、あるいは臨床像における転写因子IRF-4およびIRF-8の役割を追求することを目的としている。IRF-4およびIRF-8が正常B細胞の分化・機能に重要であることは判明しているが、腫瘍化との関連については十分な検討がされていない。今回、まずB細胞性リンパ腫におけるこれら因子の発現を確認し、組織型、治療成績との相関を検討した。使用した検体は、千葉県がんセンターで腫瘍生検を受け、施設組織凍結委員会が管理する組織バンクに保存されている腫瘍細胞である。これら検体からRNAを抽出し、IRF-4、およびIRF-8の発現を半定量的RT-PCR法で確認した。IRF-4が正常B細胞の分化・成熟に伴い発現を強めるのと同様、分化度の高いDLで高発現することは知られている。したがって、この結果は予想を裏切るものではなかった。

ただし、興味深いことにIRF-4<IRF-8であったDL13例のうち7例でIRF-4の発現そのものが認められなかった。これは、DLの中でIRF-4発現に規定される亜分類があることを示唆している。今後、詳細な臨床像との比較検討を行っていく予定である。治療成績に関しては、IRF-4<IRF-8群の方が有意に生命予後良好であることが判明した。この結果がIRF-4に規定されるのか、或いはIRF-8側に要因があるのか、次年度の検討課題としたい。本研究は分化型B細胞性腫瘍の発症の過程、あるいは臨床像における転写因子IRF-4およびIRF-8の役割を追求することを目的としている。IRF-4およびIRF-8が正常B細胞の分化・機能に重要であることは判明しているが、腫瘍化との関連については十分な検討がされていない。まずB細胞性リンパ腫におけるこれら因子の発現を確認し、組織型、治療成績との相関を検討した。最初に、生検時に凍結保存した腫瘍細胞から抽出したRNAを用いて、IRF-4、およびIRF-8の発現を半定量的RT-PCR法で確認した。検討症例はびまん性リンパ腫(DL)42例、濾胞性リンパ腫(FL)23例、計65例である。発現比率がIRF-4<IRF-8であった症例は、DLで13例(30.9%)、FLで16例(69.5%)であった。これは、それぞれの病型の発生段階の違いによりIRF4と8が別々に機能している可能性を示唆した。蛋白レベルでの確認のためパラフィン包埋された組織標本を用いた免疫染色を試みたが、ヒトIRF8に対する優れた抗体がなく断念せざるを得なかった。近年血液腫瘍の発生過程で、IRF4および8がbcl2を介して機能するとの報告が散見される。付随研究として、組織FISH法を用いたbcl2転座の同定をリンパ腫の組織標本上で行い、治療成績との関連を検討した。対象はDL35例であり、うち15例に大量化学療法併用自家末梢血幹細胞移植が行われた。その結果、生存例の71.4%は免疫染色、FISHともbc12異常が認められなかった一方で、死亡例の57.1%にbc12転座が認められた。bcl2転座はFLの多くに認められることが知られているが、DLとの関連については一致した見解がない。IRF4・8との関連を含めて今後の検討課題としたい。
DNA分子は黒ボク土の何に吸着されるのか?

黒ボク土からのDNA抽出効率の向上と遺伝子組換え作物の安全性の把握の必要性から,土壌,鉱物,腐植物質へのDNAの吸着を調べた.黒ボク土が,灰色低地土と赤黄色土に比べてDNAを多く吸着した.土壌有機物や酸化物を減少させてDNA吸着量の変化を観察し,土壌構成成分の中でも,アロフェンや酸化物がDNA吸着の主要な媒体であることが示した.黒ボク土壌と,主要粘土鉱物であるアロフェンへのDNA吸着を,反応溶液のDNA濃度,イオン強度,pH,リン酸イオンとの競合等の観点から調べた結果から,細胞外DNA分子の土壌粒子への吸着機構・様式を3つ想定した.黒ボク土からのDNA抽出効率の向上と遺伝子組換え作物の安全性の把握の必要性から,土壌,鉱物,腐植物質へのDNAの吸着を調べた.黒ボク土が,灰色低地土と赤黄色土に比べてDNAを多く吸着した.土壌有機物や酸化物を減少させてDNA吸着量の変化を観察し,土壌構成成分の中でも,アロフェンや酸化物がDNA吸着の主要な媒体であることが示した.黒ボク土壌と,主要粘土鉱物であるアロフェンへのDNA吸着を,反応溶液のDNA濃度,イオン強度,pH,リン酸イオンとの競合等の観点から調べた結果から,細胞外DNA分子の土壌粒子への吸着機構・様式を3つ想定した.土壌構成成分のDNA吸着への寄与を探ることを目的として、土壌有機物と酸化物鉱物に焦点を当て、土壌に過酸化水素水処理とシュウ酸処理を行い、これらの物質を減少させてDNA吸着量の変化を観察し、その寄与を考察した。用いた黒ボク土壌が、灰色低地土と赤黄色土に比べてDNAを多く吸着することが確認された。土壌から有機物を削減しても土壌へのDNA吸着量はほとんど変化しなかった。土壌有機物はDNA吸着に関与しないことが示唆された。有機物を滅少させた土壌をさらに酸性シュウ酸塩を用いて、土壌から鉄、アルミ酸化物やアロフェンなどを減少させた場合、DNA吸着量は本来の土壌の酸化物量に関係して、減少した。土壌構成成分の中でも、非晶質鉱物であるアロフェンや酸化物がDNA吸着へ影響があるようだ。よって、土壌中のこれらの酸化物がDNA吸着の主要な媒体の1つであることが示唆された。さらに、個別の土壌構成成分へのDNA吸着を明らかにするために,有機物除去処理した黒ボク土壌粒子,アロフェン。ギブサイト,ゲータイト等の含成されたものと,市販されている腐植酸を精製したものに対するDNA吸着を調べた.黒ボク土の場合,未処理,過酸化水素処理,400°C加熱処理の順で有機物除去割合が増加した.比表面積は400°C加熱処理で一番小さくなるにもかかわらず,DNA吸着量は高かった.合成したアロフェンに対して,添加したDNA量の約8割が吸着した.使用したギブサイトとゲータイトによるDNA吸着量はアロフェンの場合より小さかった.腐植酸の場合は,添加したDNAのほぼ全量が液相より除去された.この除去を吸着の結果として仮定すると,その吸着量はアロフェンの場合よりも大きかった.黒ボク土へのDNA吸着を理解するために,黒ボク土壊の主要構成粘土鉱物であるアロフェン(天然と合成アロフェン)へのDNA吸着を,反応溶液のDNA濃度,イオン強度,pH,リン酸イオンとの競合等の観点から調べた,2つのアロフェンともにDNA吸着量と平衡濃度との関係は,Langmuir式の線形式に有意に当てはまった.pH39の範囲で溶液組成を変化させ,アロフェンにDNAを吸着させたところ,pHが高くなるほど吸着されたDNA量が減少した、DNA吸着は溶液pHによって大きく影響されることがわかった.バックグラウンド塩をNaClであった本研究のイオン濃度範囲(0.1-0.5molL^<-1>)では,pH(6.8-7.0)一定の条件で.合成アロフェンと天然アロフェンの両方ともDNA吸着割合はあまり変動せず,一定であり,これらのアロフェン上でのDNA吸着はイオン強度に影響されないと判断できた.アロフェンへのDNA吸着は,モンモリロナイト,シリカより高く,カオリン,ゲータイト,ギブサイトの場合と同じくらい,またはより低いということがわかった.リン酸イオンをアロフェンに添加することにより,吸着DNA量が減少した.リン酸イオンとDNAとの間で吸着反応における競合が生じることがわかった.アロフェンとDNA吸着機構で,アロフェンへのDNA吸着にはDNAのリン酸基の関与する可能性を示唆した.本研究の結果から,黒ボク土の構成成分の中で,主要粘土鉱物であるアロフェンがDNA吸着に対して大きな役割示している媒体の1つであることが示唆された.黒ボク土へのDNA吸着に対する溶液pH,イオン強度,共存溶質の影響を調べた.pHが高くなるほど吸着されたDNA量が減少しDNA吸着は溶液によって大きく影響されることがわかった.バックグラウンド塩としてNaClを用いた場合,イオン濃度範囲(0.010.5molL^<-1>)では,pH一定(6.87.0)の条件で,黒ボク土へのDNA吸着割合は一定であった.この条件では,DNA吸着はイオン強度に影響されないと判断できた.土壌のDNA吸着能力は,粘土含量,酸化物含量に左右されることは予測の範囲内であるが,交換性陽イオンまたは土壌溶液中陽イオンのイオン種組成によっても影響を受けるかもしれない.黒ボク土への,DNA吸着量と平衡濃度との関係はLangmuir式に有意に当てはまった.

この吸着等温線は,L型またはH型であった.DNA分子と土壌粒子との間で強い吸着相互作用が働いて,DNA分子が土壌粒子表面で単分子層になっていると考えられた.細胞外naked DNA分子の土壌粒子への吸着機構・様式を3つ想定した.1つ目は,土壌粒子上のDNA吸着反応で,DNA分子末端のリン酸基が土壌粒子の鉄・アルミニウム酸化物のOH官能基に結合する機構である.2つ目は,陽イオンが架橋として使用される,腐植物質を含めた土壌粒子外表面上での吸着形態である.3つ目は,有機物同士の結合ないし凝集沈着である.これまでの研究を総合すれば,鉱物がDNA分子の主要な吸着サイトであることはもちろんであるが,腐植物質もDNA吸着サイトとして十分に働いていると結論づけられる,酸性領域以外で,腐植物質は全体として負に強く帯電しているので,腐植物質へのDNA吸着のメカニズムは,陽イオンを架橋として使用する負電荷粒子表面上での吸着形態が重要であろう.
悪性黒色腫早期発見および母斑スクリーニングのための簡易型遠隔ダーモスコープ診断法

本研究に参加することを同意した患者は大きさ6x8mmまでの病変をUSB-マイクロスコープM2で撮影して保存した.登録患者はUSB-マイクロスコープM2を用いて原則として3ヶ月ごとに臨床写真およびダーモスコープ写真を偏光ありおよび偏光なしのモードでそれぞれ撮影し、JPEG圧縮保存した。保存された画像は電子メール用アプリケーションを用いて,添付書類として研究分担者小林およびソイヤーに送信した.色素性病変の登録患者数は12例であった.当初考えていた母斑細胞母斑が中心ではなく,脂漏性角化症,日光黒子などの皮膚病変が混入していたためこれらの診断やダーモスコープ所見にも注意を払う必要が生じた.保存画像は暗いものやホワイトバランスの合っていないものが多く,そのままでは正診率に影響すると思われたため,周囲皮膚色を基準に画像を標準化した.遠隔診断できた症例数は少ないため,統計的に評価するには至らなかったが,ほぼ90%の正診率で正しく診断することが可能であった.画像数が少なく,画質がそれほどの高画質でなくとも診断が可能と思われた.しかしながら,短期間の経過観察のみでは悪性の場合でも変化が少ないため,さらに継続して経過を観察していくことが重要である.現在までに悪性と考えられた症例は1例もなかった.このシステムではごく早期の病変を評価するため悪性黒色腫が入ってくる可能性は低いが,さまざまな色素性皮膚病変,すなわち母斑細胞母斑の他に,基底細胞癌,脂漏性角化症,日光黒子などが含まれることが示された.本研究に参加することを同意した患者は大きさ6x8mmまでの病変をUSB-マイクロスコープM2で撮影して保存した.登録患者はUSB-マイクロスコープM2を用いて原則として3ヶ月ごとに臨床写真およびダーモスコープ写真を偏光ありおよび偏光なしのモードでそれぞれ撮影し、JPEG圧縮保存した。保存された画像は電子メール用アプリケーションを用いて,添付書類として研究分担者小林およびソイヤーに送信した.色素性病変の登録患者数は12例であった.当初考えていた母斑細胞母斑が中心ではなく,脂漏性角化症,日光黒子などの皮膚病変が混入していたためこれらの診断やダーモスコープ所見にも注意を払う必要が生じた.保存画像は暗いものやホワイトバランスの合っていないものが多く,そのままでは正診率に影響すると思われたため,周囲皮膚色を基準に画像を標準化した.遠隔診断できた症例数は少ないため,統計的に評価するには至らなかったが,ほぼ90%の正診率で正しく診断することが可能であった.画像数が少なく,画質がそれほどの高画質でなくとも診断が可能と思われた.しかしながら,短期間の経過観察のみでは悪性の場合でも変化が少ないため,さらに継続して経過を観察していくことが重要である.現在までに悪性と考えられた症例は1例もなかった.このシステムではごく早期の病変を評価するため悪性黒色腫が入ってくる可能性は低いが,さまざまな色素性皮膚病変,すなわち母斑細胞母斑の他に,基底細胞癌,脂漏性角化症,日光黒子などが含まれることが示された.1.本研究に参加することを同意した患者は大きさ6x8mmまでの病変をUSB-マイクロスコープM2で撮影して保存した.登録患者はUSB-マイクロスコープM2を用いて原則として3ヶ月ごとに臨床写真およびダーモスコープ写真を偏光ありおよび偏光なしのモードでそれぞれ撮影し、JPEG圧縮保存した。保存された画像は電子メール用アプリケーションを用いて,添付書類として研究分担者小林に送信した.現時点で目的とする色素性病変の登録患者数は目標に達していないが,当初考えていた母斑細胞母斑が中心ではなく、さまざまな皮膚病変が混入するためこれらの診断やダーモスコープ所見にも注意を払う必要が生じた.2.保存画像は暗いものやホワイトバランスの合っていないものが多く,そのままでは正診率に影響すると思われた.皮膚色や病変の色によって,ホワイトバランスが調整され,また画像の明るさも偏光ありとなしで同じになるため偏光なしの場合は明るすぎ,偏光ありの場合は暗すぎることになる.そのため画像を標準化する必要性が生じた.3.遠隔診断は症例も少ないため,まだ統計的に評価することはできないが,ほぼ90%の正診率で正しく診断することが可能であり,画像数が少なく,画質がそれほどの高画質でなくとも診断が可能と思われた.しかしながら,短期間の経過観察のみでは悪性の場合でも変化が少ないため,さらに継続して経過を観察していくことが重要である.現在までに悪性と考えられた症例は1例もなかった.4.このシステムではごく早期の病変を評価するため悪性黒色腫が入ってくる可能性は少ないが,さまざまな色素性皮膚病変,すなわち母斑細胞母斑の他に,基底細胞癌,脂漏性角化症,被角血管腫などが含まれることが示された.今後,これらのスクリーニングに用いる画像解析プログラムも併用して鑑別することができるか検討を加える予定である.1.本研究に参加することを同意した患者は大きさ6x8mmまでの病変をUSB-マイクロスコープM2で撮影して保存した.登録患者はUSB-マイクロスコープM2を用いて原則として3ヶ月ごとに臨床写真およびダーモスコープ写真を偏光ありおよび偏光なしのモードでそれぞれ撮影し、JPEG圧縮保存した。保存された画像は電子メール用アプリケーションを用いて,添付書類として研究分担者小林およびソイヤーに送信した.色素性病変の登録患者数は12例であった.当初考えていた母斑細胞母斑が中心ではなく,脂漏性角化症,日光黒子などの皮膚病変が混入していたためこれらの診断やダーモスコープ所見にも注意を払う必要が生じた.

2.保存画像は暗いものやホワイトバランスの合っていないものが多く,そのままでは正診率に影響すると思われたため,周囲皮膚色を基準に画像を標準化した.3.遠隔診断できた症例数は少ないため,統計的に評価するには至らなかったが,ほぼ90%の正診率で正しく診断することが可能であった.画像数が少なく,画質がそれほどの高画質でなくとも診断が可能と思われた.しかしながら,短期間の経過観察のみでは悪性の場合でも変化が少ないため,さらに継続して経過を観察していくことが重要である.現在までに悪性と考えられた症例は1例もなかった.4.このシステムではごく早期の病変を評価するため悪性黒色腫が入ってくる可能性は低いが,さまざまな色素性皮膚病変,すなわち母斑細胞母斑の他に,基底細胞癌,脂漏性角化症,日光黒子などが含まれることが示された.
インド共和国マヘート(舎衛域)遺跡の研究-王宮地区の調査-

本研究課題は平成1416年度の3ヵ年にわたり、インド共和国ウッタル・プラデーシュ州シュラーヴァスティー県所在のマヘート遺跡を中心にして実施した。本研究課題は関西大学が198689年度及び199199年度にインド考古局と共同で実施した、サヘート遺跡及びマヘート遺跡における発掘調査の成果を継承したものである。サヘート遺跡はシャカ在世時に開基された祇園精舎に比定される僧院施設で、関西大学の発掘調査の結果、沐浴場跡や僧院跡などが明らかとなり、仏教遺跡の様相をより具体的に解明した。マヘート遺跡はサヘート遺跡に隣接する都市遺跡で、19世紀末の発見以来20世紀初頭まで数次の発掘調査が実施され、さらに1959年にはインド考古局の手で発掘調査が行われた。今次の発掘調査では、広範な都市遺跡マヘートの全貌を明らかにできなかったものの、先行研究が示した編年を踏まえ、遺跡層序と出土遺物から古代都市の発展・衰退過程を解明する上で、極めて重要な視点を得た。本研究課題は、上述した調査成果の総合的な位置付けを目的として、遺跡内全域の踏査を実施してその現状を記録するとともに、イムリー門と呼ばれる城門跡などの測量調査を行った。同時に、過去の発掘調査において出土した諸資料の調査研究も進めた。これらは数量の膨大さに加えて内容も多岐に及び、古代都市の推移を物質文化の側面から研究することを可能としている。測量調査と資料調査を並行して実施したことにより、都市遺跡の歴史的展開について包括的な考察を進めることができた。さらに、マヘート遺跡を南アジア初期歴史時代の都市像の文脈において位置付けるため、類例遺跡の踏査もあわせて実施した。個々の遺跡の調査成果と歴史的文脈付けとは、既存の研究において必ずしも整合性を得ているとはいい難く、本調査研究が古代インドの研究全般に与えた成果は極めて重要であると確信できる。平成14年度の調査では,マヘート遺跡を囲遶する城壁を中心に現況の地表面観察を進め,王宮地区を囲繞する城壁および城壁に設けられた城門構造の把握を進めました。その結果,城壁各所で現地表面と城壁頂部との比高差は一定ではなく,遺跡西北部では城壁内部との比高差が高く(5m以上),遺跡南半部から東半部では現地表面と城壁頂部の比高差が3m未満であることが判明しました。この観点を遺跡内の踏査や発掘調査の成果と照らし合わせると,遺跡北半部では西暦紀元前後で広範な居住活動が停止しているのに対し,遺跡南半部では西暦紀元後3・4世紀ごろまで継続的に居住活動が続けられていた事情と関連しているものと推測できます。すなわち,城壁によって囲まれた都市遺跡内部で北半部と南半部では大きく利用形態,あるいは利用時期が異なっている可能性を示唆していると推定できます。また,現在は城壁各所に切り通しが認められるが,そのなかで確実に城門であることが判明するのは6ヶ所であることを確認しました。そのうち5ヶ所は遺跡の南側から西側にかけて位置しており,東側は1ヶ所のみです。かつて遺跡の東側にはラープティー川(古名アチラヴァティー川)の河道が存在し,その河道に遺跡の平面形が規定されたと考えられてきたが,遺跡東側には大規模な城門が1ヶ所しか認められないことから,この仮説を傍証するものと考えられます。今年度は,これらの城門のなかで遺跡の西側に位置し,都市の主要門の一つに推定されるタマリンド門の測量調査を中心に実施しました。

平成15年度は、遺跡現地での地形確認を目的とした踏査、及び現地収蔵庫に保管する既往発掘調査で出土した遺物の整理作業を重点的に実施しました。踏査は遺跡周辺衛星写真をもとに、地形の確認作業を実施しました。その結果、ラープティー川の旧河床・氾濫原が展開し、その南西側に広がる微高地末端に遺跡が立地することを確認しました。ただし、遺跡の南・西側にも微高地・低地部が点在しており、遺跡は安定した微高地上に立地することが判明しました。また、城壁は微高地縁辺に周濠をめぐらし、その内側に周濠掘削土を盛上・造成している見解を補強しました。これらから、当該遺跡の都市形成過程では河川の氾濫を回避しやすい場所の選地と同時に、周濠の掘削・城壁の造営による治水も意図していたことが推測できました。一方、出土遺物の整理は、ビハール州パトナー支局で保管されている登録出土遺物とは別に、現地保管の登録外出土遺物である動物骨を中心に整理作業を実施しました。これらの動物骨は遺跡北部の太陽の池南側に位置するA地区から大量(総重量約30kg)に出土しました。整理作業の結果、動物骨にはウシ科と推定される大型動物や中型動物(イノシシあるいはブタか)、小型動物(ネズミか)が含まれることが判明しました。特に大型動物の肢骨には人為的な切断痕・加工痕が看取でき、骨器製作の一端を確認しました。骨器製作は調査区内の最下層に近い段階(前6世紀頃)から行なわれていたと推定できますが,この地域では若干新しい時期(前43世紀頃)に開始された鉄器や貴石製玉、ガラス製小玉などの各種工芸品の生産に先行する時期から工房に関連する地域であり、工房の運営・変遷の過程で主たる製作品目が変化した実態を把握しました。このように今年度の整理作業の成果から、都市形成過程の考究上で重要な指標となる、工芸品生産の様態の解明に手掛りを得ることができました。平成16年度は、マヘート遺跡周辺の踏査を実施するとともに、平成310年度の発掘調査で出土した遺物の整理作業を実施した。遺跡周辺の踏査においては、遺跡が立地する地形の古環境を復元することを目的にトレンチを掘削し、土壌試料の採取と分析を実施した。その結果、一般的に河川による土壌の運搬・堆積により形成されたと考えられているガンジス平原の沖積平野が、今回の調査成果から河川堆積物だけではなく、レス性堆積物が一定量存在していることが明らかとなり、より動的な堆積環境のもとで遺跡周辺の土壌が形成されている可能性を示すことができた。また、遺跡は平野地形に立地しているが、河川の氾濫を避けることのできる微高地が選択されていることも確認できた。出土遺物の整理作業では、既往調査で出土した各種の土器資料の整理を精力的に実施した。特に、標式的な遺構に共伴する土器群について系統的な資料整理を行い、当該遺跡の文化編年を考える上で重要な成果を得ることができた。また、マヘート遺跡での調査に加えて、平成9年度の発掘調査において検出した710世紀頃のヒンドゥー寺院遺構を、インドのヒンドゥー寺院建築の変遷過程の中に位置づけることを目的として、ウッタル・プラデーシュ州南部からマディヤ・プラデーシュ州に所在するヒンドゥー寺院建築を巡検し、画像記録や略測図など各種の記録を作成した。なお、巡検の対象としたヒンドゥー寺院建築は、マディヤ・プラデーシュ州グワーリヤルに所在するサース・バフー寺院、グワーリヤル近郊のシホーニヤーン所在の寺院、同州ヴィディシャー近郊に所在するウダイプルの寺院、ウッタル・プラデーシュ州南部のジャーンシー近郊のデーオーガル所在の寺院などである。
脳波と脳内血流量の同時計測に基づくエネルギー施策における個人の異質性の解明

温熱刺激を与えた際の脳血流中の酸素化ヘモグロビン濃度をNIRS(近赤外分光法)により計測することで、NIRSによる計測結果が温熱感覚を客観的に評価する指標となるかを被験者実験により検討した。各人の手または足への局所温熱刺激を施し、NIRSにより酸素化ヘモグロビン濃度の変化を計測した。また様々な刺激温度において温冷感と快適感の主観値を申告してもらった。その結果、各温度とその基準温度での酸素化ヘモグロビン濃度の差分によって温熱快適性を評価することができ、特に快適感の申告結果とは特に強い相関を持ち、前頭に強い相関をもつ部位が存在することを見出した。人間が環境に対して温冷感などを覚えるとき脳活動が生じる。これを計測すれば客観的評価ができる可能性がある。そこで、脳血流中の酸素化ヘモグロビン濃度の変化から脳活動を計測する近赤外分光法(Near-infrared spectroscopy,NIRS)を用いることで、温熱感覚に関わる脳の反応機構を明らかにし、温冷感の客観的評価をおこなった。本研究ではその第一歩として、熱い/冷たいという温度感覚について脳活動との関係を明らかにした。男子学生8名を対象とした被験者を実験室内(室温約24.5°C、湿度約37%)で着席させ、頭部にNIRS計(島津製作所)を装着させた。プロトコルは20s(レスト)ー20s(タスク)ー20s(レスト)ー20s(申告)を1セットとした。レスト時は何もせず安静状態、タスク時には右足甲に水を入れたビニール袋(水温は33°C・50°C・5°Cの3種類)を接触させることで刺激を与え、申告時には温冷感(ー3(冷たい)+3(熱い)点の7段階)と快適感(0(快適)3(不快)点の4段階)に対する主観的評価を申告させた。温熱刺激は33°Cー50°Cー5°Cの順で計3周、合計で9セット実施した。NIRS計によって脳血流は44ch(前頭葉22ch、体性感覚野22ch)、同時に皮膚血流3ch(前頭左右、頸部)計測した。体温を体温計により実験の前後に計測、心拍数を心拍計により実験中同時計測した。50°Cの熱い刺激時と5°Cの冷たい刺激時にNIRS測定値の差分に異なる傾向が見られた。被験者申告の結果と合わせると、NIRS測定値の差分と温熱感申告の相関が高い結果を得た。快適感については差分を絶対値で見ると、相関係数は0.59となる。計測結果から、温度感覚をNIRS測定値の差分を用いた脳活動量から評価できる可能性が示された。温熱刺激を与えたときの脳血流の変化を近赤外分光法(near-infrared spectroscopy, NIRS)によって計測する実験により、温熱感覚の客観的評価を試みた。前後にレストの20秒間を挟み、タスクとして被験者には安静状態のまま、右足甲に温冷水を封入したビニール袋を20秒間接触させ続け、温冷感申告の20秒とあわせて80秒を1セットとした。温刺激実験は33、40、33、45°Cの順、冷刺激実験は33、23、33、13°Cの順で、3周繰り返して合計12セットおこない、脳血流ヘモグロビン濃度変化ならびに皮膚血流、温冷感と快適感の主観申告スコアを計測した。その結果、温刺激に関しては、NIRS計測値は温熱感覚との相関が見られなかった。しかし冷刺激に対しては脳血流の低下が計測され、NIRS計測値が申告結果との有意な正の相関を持つことを確認できた。したがって、冷感についてはNIRSで評価することが可能であるといえる。しかし、計測誤差が大きいので、試行数を増やして検討していくことは必要である。また、温刺激に対しても温度や刺激位置を変えるなど、再度計測し直す必要がある。局所温熱感覚に関わる脳の活動位置や反応傾向を明らかにすることで、NIRSによる評価方法が確立される。その方法を基に、将来的には全身性温熱感覚の評価につなげることで、空調制御に関わる屋内での温熱感覚の評価に用いることができるようになると考えられる。脳血流の変化は手足の動きといった被験者の反応に影響を受けやすく、予想以上にノイズの大きいデータであり、空調による室温と温熱感の関係を脳血流で把握することは現状では困難と考えている。他方、局所的な温冷感については客観的な評価が可能であることが本年度の計測で分かっている。前者については心電計による神経系の反応の計測を次年度に追加する方向を検討中であり、これは当初予期していないことではあるものの、後者の計測が成功したことで、概ね順調に進展しているといえる。本研究では、局所的な温熱刺激を与えた際の脳血流中の酸素化ヘモグロビン濃度をNIRS(近赤外分光法)により計測することで、NIRSによる計測結果が温熱感覚を客観的に評価する指標となる可能性を検討した。被験者を20代の健康な男性9名とし、温熱刺激は各人の手における40°C、45°C、33°C、23°C、13°Cの局所刺激で実施し、NIRSにより酸素化ヘモグロビン濃度の変化を計測した。また各温度において温冷感と快適感の主観値を申告してもらった。

その結果、40°C、45°C、23°C、13°Cの申告直前平均値とそのそれぞれの直前の33°Cの申告直前平均値との差分によって温熱快適性を評価することができ、温冷感、快適感の申告結果とNIRSの計測値との相関性が確かめられた。特に冷刺激の快適感については申告結果と特に強い相関を持つことが示された。部位については、前頭に強い相関をもつ部位が存在し、後頭についても一部相関がある部位を見出すことができた。また快適感の増加に対して酸素化ヘモグロビン濃度は増加し、不快感の増加に対して減少するという傾向が得られた。既往の研究における視覚や嗅覚における快適感と不快感に対する酸素化ヘモグロビン濃度変化は、快適感に対して減少し、不快感に対して増加することが知られており、温冷感覚における快適感が、視覚や嗅覚などの他の知覚とは異なるメカニズムをもつ可能性が示唆された。今後は全身の温冷感での評価や心拍波形などの他の生態信号の計測をすることに展開することが適切と考えられる。温熱刺激を与えた際の脳血流中の酸素化ヘモグロビン濃度をNIRS(近赤外分光法)により計測することで、NIRSによる計測結果が温熱感覚を客観的に評価する指標となるかを被験者実験により検討した。各人の手または足への局所温熱刺激を施し、NIRSにより酸素化ヘモグロビン濃度の変化を計測した。また様々な刺激温度において温冷感と快適感の主観値を申告してもらった。その結果、各温度とその基準温度での酸素化ヘモグロビン濃度の差分によって温熱快適性を評価することができ、特に快適感の申告結果とは特に強い相関を持ち、前頭に強い相関をもつ部位が存在することを見出した。交付申請書における初年度の課題は、温熱環境下で被験者実験をおこない、脳活動の計測値と温熱快適性の関係を定量化することであった。初年度は温熱環境を計測する実験室、脳血流の計測機器などの実験準備を行い、計測機器をレンタルした2週間にわたる被験者実験においてデータを得ることができた。当初計測対象としていた脳波については、脳波に関する専門医の助言により、安価な計測機器では正しい計測が困難であるとの示唆を得た。よって、ストレス計測に実績がある心電計による温熱感の計測を次年度は、追加する予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。環境システム学当初の研究計画では、2年目以降に応用的な課題(熱中症対策のための温熱感計測、ならびに意識・脳活動・温熱快適性の相関分析)を想定していたが、初年度の計測結果の分析を行ったところ、温熱感と脳血流における酸素化ヘモグロビン濃度の変化の関係は非常にセンシティブであり、皮膚血流等の外部条件の影響を受けやすいことが判明した。そこで今年度は初年度と同様な実験を実施するとともに、脳波や心電計等の計測を追加することにより実質的な計測値を増やし、頑健かつ説得性のある結果を導くことを目標とする。研究実行上の課題は、脳血流の計測機器の調達(レンタル)費用が高く、当初の申請額が減額となった影響で十分な実験量を確保することが困難なことがあげられる。この点については別途競争的研究費の申請などを行うことにより補完的に進めていく対応を予定している。申請時の研究計画では、初年度にNIRS計測機器を物品費として購入することを予定して初年度の経費を厚めに申請したが、研究の過程でレンタルで対応することがよいことが判明したため、初年度の残額を、2年目以降のレンタル費用に充てることにしたことが次年度使用額が生じた理由である。主としてNIRS計測機器のレンタル費用に充てる予定である。
人工関節周囲骨溶解現象(オステオライシス)に関する基礎研究

人工関節周囲に生ずる骨溶解機構を機構を解明するために、ラット動物モデルを用いて、インプラント周囲に生じる生体反応について、形態学、生化学、分子生物学的手法を用いて、骨動態並びに肉芽組織の検討を行った。(1)動物モデル:ラットの膝関節内の大腿骨遠位に骨孔を作成しセメントピンを刺入した。術後8週まで2週間ごとに関節内に平均3ミクロンと30ミクロンのHDP粒子を注入した。対照群として対側膝に血清のみを注入した。12週後に屠殺し、大腿骨及び関節包を採取し、インプラント・骨間の介在肉芽組織と関節包組織を作成観察した。Mφ、線維芽細胞、血管内皮細胞を主体とした介在肉芽組織の炎症反応は、3ミクロン群がより強い細胞性反応を示した。この骨の硬組織標本を作成して、共焦点レーザー蛍光顕微鏡で観察した結果、コントロール群では、インプラント周囲に僅かな新生骨形成とごく薄い線維性介在組織が観察された。HDP粒子注入群てはインプラント周囲骨の破骨細胞性骨吸収と旺盛な骨形成が観察された。テトラサイクリンによる骨の沈着様式は、linear patternのほかに、diffuse patern、patchy patternが観察され、骨形成速度は、対照群と比較して亢進していた。このように肉芽組織近傍の骨組織には骨形成性ならびに吸収性の複雑な骨動態が存在することが明かとなった。介在部の肉芽組織には、非弛緩性の組織と比較して、核酸・蛋白レベルで、MMP-1、-2、-3、-9、-13、-14、-15、-16、-17、IL-1 beta、IL-6、TNF-alphaの過剰発現の存在が明らかとなった。この動物モデルを用いた研究から、弛緩人工股関節周囲の骨溶解部では、磨耗粉に起因した異物肉芽反応と結合織代謝の亢進、インプラント周囲の高回転型骨代謝動態と脆弱化した骨質が存在し、病態形成に関与していることが明らかになった。ラット実験モデルの作成:Wister Rat(12週齢)を用いて以下の実験を行った。麻酔下に両膝関節部の大腿骨遠位側を切除して、ステンレスインプラントを挿入した。一側を磨耗粉注入側とし、対側をコントロールとして挿入2週後から毎週、磨耗粉を術後8週まで注入した。磨耗粉は、平均粒径が3ミクロン、30ミクロンのポリエチレンで、粒子を超音波処理にて同種血清に拡散後、マイクロシリンジにて膝関節内に注入した。術前、術直後、及び術後は4週毎、12週までマイクロレントゲンダラム撮影装置にて骨溶解の程度を観察したところ、ポリエチレン注入群において、インプラント周囲に著明なオステオライシスが観察された。この反応は、粒径3ミクロンの群において強い傾向があった。術後12週で摘出した大腿骨の硬組織標本を作成し、蛍光顕微鏡で観察した結果、コントロール群では、インプラント周囲に僅かな新生骨の形成のみが見られたが、ポリエチレンを入れた群では、インプラント骨周囲の骨吸収と共に旺盛な新生骨形成との骨の再編も同時に起こっていることが判り、局所での骨形成性ならびに吸収性の複雑な骨動態が存在することが明かとなった。現在、このモデルを用いて、採取した硬組織ならびに関節滑膜組織から核酸を分離抽出して、骨代謝に関係するサイトカインと蛋白分解酵素の局所動態を観察中で、平成11年度は分子生物学的な検討を主として行う予定である。