hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
網膜電気刺激による網膜視神経保護治療の開発

網膜電気刺激による網膜視神経保護治療において、網膜内因性信号と電気誘発電位の解析から刺激電流の至適プロトコールを決定した。また、種々の網膜視神経疾患に対し、安全性と効果に関しての前向き臨床試験を行ったところ、安全性に関しては、軽度の角膜上皮障害を認めるもののそのほかに危険性を認めなかった。効果に関しては、一部の症例に視機能改善が得られ自覚的検査のみならず他覚的検査でもこの機能改善を検出できた。本年度は主に以下の3つの項目についてある程度の結果が得られたので報告する。1.正常被験者において経角膜網膜電気刺激(TES)を行い、通電前、通電直後、翌日、一週間後での全視野網膜電図(ERG)を測定した。僚眼に対する比を解析評価対象としたところ、TES直後および翌日のERGでは、杆体系ERGのb波および最大応答のa,b波の振幅が増加傾向にあった。また、最大応答のb/a比も軽度であるが増加傾向であった。今後はその他の成分についても検討する予定である。2.網膜色素変性症、虚血性視神経症など種々の網膜視神経疾患患者に対するTESの効果を、視力、視野などの自覚検査や、ERG、多局所網膜電図などの他覚的検査にて評価した。計27例30眼についてまとめたところ、自覚検査ないし他覚検査での改善率はおよそ20-30%であった。今後は各疾患ごとに効果と臨床所見を検討し、適応などを探索予定である。3.カニクイザル(n=2)に対し、TES(電流強度500uA、10msec/phase、20Hz、刺激時間1秒間)を行い、角田らが開発した網膜内因性信号計測(functional retinography:FRG)を行い、光刺激によるFRG記録結果と比較した。前者は明順応下では黄斑部を中心とするピークを呈するのに対し、暗順応下ではこれに加えて、杆体密度が比較的高い傍黄斑領域にも輪状の高信号を認めた。これに対し、後者では順応状態による明らかな変化を認めず、視神経乳頭部も含め、びまん性の高信号を認めた。今後は、内因性信号やelectrically evoked responseをパラメータとして電流の強度、刺激時間、頻度などについて有効なプロトコールを探索する予定である。本年度は主に以下の2つの項目についてある程度の結果が得られたので報告する。1.正常被験者において経角膜網膜電気刺激および経皮膚網膜電気刺激を行い、自覚的フォスフィンの閾値を比較した。アノーディックの2相性刺激、5msec/phase、20Hz、で刺激を行ったところ、フォスフィンの閾値は経角膜網膜電気刺激では電流強度100uA、経皮膚網膜電気刺激では電流強度400uAであった。また、経角膜網膜電気刺激では電流強度400uA、経皮膚網膜電気刺激では電流強度900uAで、フォスフィンが視野全体に広がった。経皮膚網膜電気刺激でも電流強度をあげることで経角膜網膜電気刺激と同等の効果が得られる可能性がある。2.ニホンザルに対し、経角膜網膜電気刺激を行い、電気刺激誘発電位(electrically evoked response : EER)を記録した。電流強度10,25,50,100,200,500uAと変化させ、アノーディックの2相性刺激、10msec/phase、20Hz、での刺激を行ったところ、刺激電流によるバーストの後に記録される陽性波(P1)と陰性波(N1)の間の振幅は電流強度200uAの時に最も大きく、他の刺激強度はほぼ同じであった。次に電流強度200uAとしてアノーディックの2相性刺激、20Hzで、1phase10msecあたり、陽性および陰性刺激を5msec5msecの1cycle,2.5msecx2cycle,1msecx5cycleと変化させた場合、P1-N1振幅は1cycleの時が最高であった。よって、経角膜網膜電気刺激の刺激効率は、比較的一般に用いられている陽性および陰性刺激を5msec5msecの1cycleで行う場合にもっとも有効であると考えられた。今後は治療の回数、間隔、刺激電流などの適切なパラメータや、適応などを探索予定である。1.元来治療法がないとされる網膜色素変性症1症例に経角膜網膜電気刺激を行い、視力、視野などの自覚検査に加え、網膜電図(ERG)による他覚的機能評価を行った。左右眼に各6回経角膜網膜電気刺激を行った前後で、矯正視力は右手動弁、左(1.0)から右手動弁、左(1.2)と大きな変化はなく、また、ERGは前後とも両眼ともに記録不能であったが、両眼に周辺視野の改善を認めた。

2.元来治療法がないとされるベスト卵黄様黄斑ジストロフィーの1症例の片眼(右眼)に経角膜網膜電気刺激を行い、視力、視野などの自覚検査に加え、多局所網膜電図(mfERG)による他覚的機能評価および光干渉断層計(OCT)による形態評価を行った。右眼の矯正視力が0.5から0.1と低下し他の治療で改善がなかったため経角膜網膜電気刺激を2回行ったところ矯正視力は徐々に改善し6か月後には0.8となった。視野所見、mfERG、OCT所見は前後で大きな変化は認めなかった。3.元来治療法がないとされる萎縮型加齢黄斑変性症の5症例7眼に経皮膚網膜電気刺激を行い、視力、視野などの自覚検査に加え、多局所網膜電図(mfERG)による他覚的機能評価を行った。一日4回、各20分間,800μAで経皮膚網膜電気刺激を、計4週間行った。視力は20/1000-20/50(中央値:20/160)から20/100-20/40(中央値:20/200)と有意な改善が見られたが、ハンフリー視野のmean deviation(MD)値は-9.3±3.2dBから-9.3±2.8dBと有意な改善は見られなかった。mfERGは前後で大きな変化は認めなかった。
ヒト体外受精・胚移植法における新しい胚移植法の開発

本研究において、マウスを用いた基礎的動物実験により得られた新たな知見は次の通りであった。1.子宮腔内に移植された胚は、移植後高い確率で子宮外に脱落していることが明らかとなった。2.子宮下部を結札し胚が子宮外へ脱落することを防止することにより、移植胚は子宮内で正常に発生した。3.子宮内膜内に直接胚を移植した場合の着床率は、多数例の検討において、50.0%と比較的高率であった。4.肉眼的および微細形態学的に検討によって、子宮内膜内に直接移植された胚のその後の発生は、自然な経過をたどって妊婦が成立した場合と比較して相違点はなく、正常であった。また、分娩経過も正常であった。今回の検討によって、腔内移植の低妊婦率の一因は、移植後の胚の子宮外への脱落によることが明らかとなった。子宮内膜内胚移植法は、胚の子宮外への脱落を防止できるため、単数個の移植にも関わらず、50.0%と比較的高率の着床率が得られたものと考えられる。50.0%という高率の着床率はこの移植法の有用性を保証するものと考えられる。また、肉眼的および微細形態学的に検討によって、子宮内膜内に直接移植された胚のその後の発生は正常であることも明らかとなり、この移植法の安全性も保証されたものと考えられる。このようにマウスを用いた基礎的動物実験から考えて、子宮内膜内胚移植法は、ヒト体外受精・胚移植法においても、妊婦率の低下を招くことなく多胎率の減少をもたらす新しい胚移植法となる可能性があり、その臨床応用が期待される。
4次元多様体の幾何構造とそのドナルドソン不変量の計算

研究代表者は、4次元多様体の微分不変量の一つであるドナルドソン不変量の計算を研究目的とした。その計算手法の一つとして挙げた代数幾何的手法を使って、ドナルドソン自身がいぐつかの計算例を出している。その結果の一般的な代数曲面族への拡張を研究代用者は試み、位相不変量p_g=2、K^2=1を持つ一般型代数曲面のドナルドソン不変量を決定した。しかしモジュライ空間のコンパクト化を決定するときに、その代数曲面固有の位相的性質が不可欠であり、これを一般的に適用可能な計算アルゴリズムに拡張することは困難であった。しかし、最近コンパクトなモジュライ空間を使ったサイバーグ-ウィッテン不変量と呼ばれる新しい4次元多様体の微分不変量が発見され、同時に全ての代数曲面に対してその値が完全に決定された。更に、サイバーグ-ウィッテン不変量とドナルドソン不変量の情報を同時に含んだ非可換モノポール方程式のモジュライ空間が研究されている。研究代表者は、現在この空間の研究に着目しており、特に代数曲面の場合にそのモジュライ空間の構造を解析することにより両者の関係を調べている。更に、ドナルドソン不変量のもう一つの計算方法として挙げた微分幾何的手法についても、このモジュライ空間を研究することによって、別々に得られている二つの不変量の和公式の関係を調べ比較的に解析可能なサイバーグ-ウィッテン不変量の和公式からドナルドソン不変量の和公式を導き出すアルゴリズムを抽出することを試みている。
介護保険法制の法社会学的研究-要介護度調査・認定過程の相互行為分析

相互行為論的な法社会学の観点から、わが国の介護保険法制度における重要な意思決定プロセスである、介護認定調査および介護認定審査会における、実際の関係者の活動を、ビデオエスノグラフィーおよび会話分析の方法を使って、その相互行為を詳細に観察することで、介護保険制度における意思決定過程の特徴を浮き彫りにする。本研究は、介護保険における、要介護度決定過程を法社会学的に研究するものである。特に、要介護度認定調査と、認定審査会の実際の相互行為のビデオ録画のデータを、エスノメソドロジー・会話分析の立場による、ビデオ・エスノグラフィーの方法を用いて分析することにある。4年間の研究機関の初年度として、本年度は、データ収集を主として予定していたが、データの初期的な分析にも踏み込んで、予備的な研究結果の一部を国際学会で報告することもできた。したがって、今年度の主たる研究は、分析セッション・研究会の開催、及び、予備的な分析結果の学会報告であった。1、(データ収集)介護認定調査については、二つの老人介護関連施設において10件の認定調査について、介護認定審査会(模擬調査)については、5件の録音録画によるデータ収集が行われた。当初の予想を超えて、データ収集の許諾が困難を極めたことから、2年目に実施予定であった、介護認定審査会のデータ収集にあたり、実際の審査会場面は許諾が得られなかったものの、実際の審査委員による模擬審査会場面の録音・録画についてのデータが得られた。事例数としては多くはないが、認定審査会・認定調査ともに、現場の相互行為の実際を捉えた録音・録画データとしては、わが国で初めてのものである。2、(分析セッション・及び研究会)得られた録音・録画データについての分析セッションを頻繁に開催して、データの予備的な分析を進めた。また、主たる分析方法である、相互行為分析、エスノメソドロジー、会話分析についての共同研究者間の認識を一層高め共有化するために研究会を開催すると共に、関連学会、ワークショップなどに参加した。また、同方法論を用いている別企画の科研費研究会とタイアップして、共同で分析、研究会を開催することによって、分析スキルの向上を果たすことができた。3、(分析結果報告)上記分析結果に基づき、国際学会において予備的分析の概要を口頭報告した。研究期間の2年目として、本年度は、主として昨年度までに収集したデータの分析と暫定的な研究知見の学会報告により、更なるデータ収集の計画を立てるとともに、分析のほう行為性を確立することを目指した。今年度の主たる研究実績は、頻繁に実施した研究会、及び、研究チームによる学会報告であった。具体的には以下のようである。また、法社会学における会話分析・エスノメソドロジーによる分析に関する翻訳を行い、理論的・方法論的な洗練を行った。1、(分析セッション・及び研究会)得られた録音・録画データについての分析セッションを頻繁に開催して、データの分析を進めた。また、分析セッションには、認定調査の実際の調査員を招いてともにビデオ分析を進めるという新しい手法を取り入れたことは、分析の質と信頼性を高めるために重要な方法的な展開であった。2、(分析結果報告)上記分析結果に基づき、医療保険社会学会において,独自のラウンドテーブルディスカッションを開催して、これまでの分析結果を報告し、参加者たちと活発な意見交換を行った。3、(翻訳)法の領域を対象とした相互行為分析の理論的な立場に関する著名な著者の論文を翻訳することで、依拠する理論・方法論について、研究を行う一助とした。本研究は、介護保険法制度における、コミュニケーションの過程を相互行為論的に分析するものであり、3年目の本年は、データの分析を進めると共に、研究のアウトプットを開始する時期と位置づけられる。具体的には、以下のような研究成果を挙げることができた。本年度は、介護認定調査・認定過程に関するデータの分析に基づく報告を2本、社会学系の保健医療社会学会と、看護系の老年看護学会で行った。前者の学会では、科研共同研究者の4名で構成されるシンポジウムを行うことによって、本研究の意義を広く知ってもらう機会ともなったと考える。したがって、社会学的に見ても、看護領域のテーマに関する研究としても、有意義な研究であることが理解されたと考える。但し、まだ分析は途上の部分もあることから引き続き、相互行為分析、ビデオエスノグラフィーと会話分析、及びエスノメソドロジーの立場からの分析と方法論とを洗練させることも必要の部分もあることから、法とエスノメソドロジー・会話分析に関する重要な外国論文を3点翻訳した。この翻訳の過程で分析方法をさらに向上させる糸口を見つけたと考える。本年度は、したがって、学会報告2点と翻訳3点で充分な成果が得られていると考えられる。ただ、論文の刊行には至らなかったが、すでに準備が整っており、2010年度には、論文としての成果も確実に上げられる見込みである。(具体的内容)

平成22年度は、これまでの、介護認定調査および介護認定調査会におけるビデオデータとインタビューデータとを統合的に利用して、相互行為分析、特にエスノメソドロジー由来の会話分析の知見とアプローチとを用いて、データを分析して、正解に結びつけることを試みた。ただ、当初の予定よりも、データ取得に関して、困難に出会ったため、データの量(数)としては、予定に満たないデータ数となったが、ビデオデータの品質は良好であり、また、ビデオデータを映写しつつ、実際の認定調査員からコメントを求める私たちの研究方法論により、有益な分析を行うことができた。また、年間を通じて継続的に、研究会を開催して、各研究者からの分析を相互に批判しあうことにより、一定の成果を生み出したといってよい。(意義と重要性)介護保険法制度について、これまでの法学による研究は、介護保険制度の制度としての適切性について理念的に検討されることがほとんどであった。これに対して、本研究では、介護保険制度における要介護認定調査と認定調査会についての、実際の調査場面、審査会場面を録音・録画することによって、認定調査においては、対象者本人や家族との間で実際にどのような相互行為が行われているのか、また、認定審査会については、実際の審査委員の間でどのように審査が行われていくかについて、自然に生じている録画データに基づいて、質的に実際の相互行為を分析することによる、これまでになり分析が行われ、その結果、それらの相互行為上の諸特徴を見出すことができた点に、本研究の意義と重要性が存在する。
有機リン酸系殺虫剤フェニトロチオンの生物分解性評価と分解促進法の開発

本研究は、有機リン酸系殺虫剤・フェニトロチオン(FT)に対する土壌での生分解性を代謝物の蓄積を含めた観点から評価するものであり、併せて、FTやその代謝物に汚染された土壌のバイオレメディエーションを想定した、微生物の土壌挙動の把握と分解促進法の開発をも目的としている。兵庫県内各地から採取した土壌試料と活性汚泥では、速やかなFTの分解と代謝物として3一メチル4一ニトロフェノール(3M4NP)の蓄積を認めた。蓄積する3M4NPの分解を促進するために、3M4NP分解菌を分離し、その性質と分解挙動を明らかにした。また、T-RFLP, PFGE, Rea1-timePCRなどにより、分解菌の土壌での挙動を解析する手法を検討した本研究は、有機リン酸系殺虫剤・フェニトロチオン(FT)に対する土壌での生分解性を代謝物の蓄積を含めた観点から評価するものであり、併せて、FTやその代謝物に汚染された土壌のバイオレメディエーションを想定した、微生物の土壌挙動の把握と分解促進法の開発をも目的としている。また、T-RFLP, PFGE, Rea1-timePCRなどにより、分解菌の土壌での挙動を解析する手法を検討した有機リン酸系殺虫剤・フェニトロチオン(FT)は、ほ乳動物に対する毒性が、他の有機リン酸系農薬より低いことから、日本では大量に使用されているが、水生生物に対する毒性は依然強く、環境ホルモン作用を有することも知られている。本研究は、FTに対する土壌での生物分解性を代謝物の蓄積を含めた観点から、再評価するものであり、併せて、FT及びその代謝物に汚染された土壌のバイオレメディエーションを想定した、微生物の土壌挙動の把握と分解促進法の開発も目的としている。まず、河川や田畑などの9試料の土壌にFTを添加し、土壌での分解試験を30°Cで実施した。その結果、2週間程度でほとんどの土壌でFTの消失が確認できたが、滅菌土壌を用いた場合でも、その減少が一部認められたため<微生物以外の分解要因の存在も考えられた。そこで、微生物分解に着目するため、河川、田畑、山林、活性汚泥の各1試料について、あらかじめ土壌あるいは活性汚泥の無機塩培地懸濁液の上澄み液を少量とり、これを100mg/LのFTと0.5%酵母エキスを含む無機塩培地に添加し、振盪培養による分解試験を実施した。その結果、活性汚泥の試料では、8日間の培養で50%のFTが3-メチル4-ニトロフェノール(3M4NP)に変換されて蓄積することがわかった。他の試料でも、分解に遅れはあるものの同様の挙動が観察された。総合的なFTの分解の観点から、3M4NPの分解に着目し、採取した土壌を用いて3M4NPの分解菌の分離を試みた結果、畑土壌から1株の分解菌が得られ、SN1株と名付けた。この菌株の16SrDNA配列を解析したところ、Pseudomonas putidaのものと99%以上の相同性が認められたことから<本菌株をP.putidaと同定した。本菌株は、細胞懸濁液(OD_<600>=1.0)を用いた分解試験で30mg/Lの3M4NPを22時間で分解した。有機リン酸系殺虫剤・フェニトロチオン(FT)は、ほ乳動物に対する毒性が、他の有機リン酸系農薬より低いことから、日本では大量に使用されているが、水生生物に対する毒性は依然強く、環境ホルモン作用を有することも知られている。昨年度の研究で、活性汚泥及び河川や田畑などの各種土壌によるFT分解試験で、FTのかなりの部分が分解され、代謝物として3-メチル4-ニトロフェノール(3M4NP)が蓄積することを報告し、この蓄積を防ぐために3M4NP分解菌Pseudomonas putida SN1株の分離を報告した。本年度は、SN1株の3M4NPの分解を検討したところ、本菌株はメチルヒドロキノンを経由して3M4NPを速やかに完全分解できることがわかった。また、本菌株及び別の4-ニトロフェノール分解菌Rhodococcus sp .PN1株を用いたFT及び3M4NP汚染土壌のバイオレメディエーションを想定し、土壌からのFT及び3M4NPの検出、分解菌のT-RFLP検出を試みたところ、FT及び3M4NPを土壌から7095%で抽出できること、また分解菌由来16S-rDNA断片をT-RFLPにて蛍光検出して土壌で追跡できることがわかった。また、SN1株から3M4NP分解に関わる遺伝子の取得を行なうために、遺伝子ライブラリーを構築し、現在、分解遺伝子のスクリーニングを試みている。
体力つくりを配慮したゴール型教材の授業づくりに関する研究

本研究では,球技・ゴール型教材の体力つくりからみた有効性を検討することを目的とした.その結果,ゴール型教材のバスケットボール,ハンドボールにおいて,ゲームの条件を工夫することにより体力つくりからみた負荷特性は異なること,また,体力つくりを意図してミニゲームを中心とした授業を展開することにより,体力を高めることができることが明らかになった.球技のゴール型教材・バスケットボールおよびハンドボールを題材にして,体力づくりからみた負荷特性をプレイヤーの人数と関連づけて検討するために,以下のゲームを行わせ,ゲーム中の動作応答(ドリブル回数,パス回数),生理的応答(心拍数,移動距離),心理的応答(質問紙調査)などを測定した.(課題1ー1バスケットボールの場合)石川県下のK中学校に在籍する3年生男子生徒12名を対象に,プレイヤーの人数を変えた2種類のゲーム(ゲームA:5対5,24.6m×13.1m,3分,ゲームB:3対3,24.6m×13.1m,3分)を行わせた.その結果,バスケットボールのゲームにおいて,プレイヤーの人数を少なくすることにより,ゲーム中の移動距離は多くなること,位置取りに対する生徒の意識(自己評価)が高くなること,などが明らかとなった.(課題1ー2ハンドボールの場合)広島県下のM中学校に在籍する3年生男子生徒14名を対象に,プレイヤーの人数を変えた2種類のゲーム(ゲームA:7対7,40m×20m,5分,ゲームB:4対4,40m×20m,5分)を行わせた.その結果,ハンドボールのゲームにおいて,プレイヤーの人数を少なくすることにより,ゲーム中の移動距離は大きく変わらないものの,ドリブルの回数が多くなること,などが明らかとなった.【研究課題2】体力づくりを意図したゴール型教材の授業効果の検証2ー1バスケットボールの場合球技のゴール型教材・バスケットボールに焦点を当て,体力づくりを意図したバスケットボールにおける授業効果を検討することを目的とした.そのために,石川県下のU中学校に在籍する1年生男子生徒17名を対象にして,8時間の授業を実施した.単元前後にスキルテスト,体力テストを行わせた.また,毎回の授業後に技術面,体力面,心理面に関する質問紙調査を,単元終了後に「技能」「態度」「知識,思考・判断」に関する質問紙調査を実施した.その結果,体力づくりを意図したバスケットボール授業により,技能面に対する効果は認められなかったものの,体力づくりに対する効果は認められた.2ー2ハンドボールの場合球技のゴール型教材・ハンドボールに焦点を当て,体力づくりを意図したハンドボールにおける授業効果を検討することを目的とした.そのために,広島県下のM中学校に在籍する1年生男子生徒21名を対象にして,8時間の授業を実施した.単元前後にスキルテスト,体力テストを行わせた.また,毎回の授業後に技術面,体力面,心理面に関する質問紙調査を,単元終了後に「技能」「態度」「知識,思考・判断」に関する質問紙調査を実施した.その結果,体力づくりを意図したハンドボール授業により,技能面に対する効果は認められなかったものの,体力づくりに対する効果は認められた.以上から,ゴール型教材のバスケットボール,ハンドボールにおいて,ゲームの条件を工夫することにより体力づくりからみた負荷特性は異なること,また,体力づくりを意図してミニゲームを中心とした授業を展開することにより体力づくりに対する成果が得られる可能性が明らかになった.本研究では,球技・ゴール型教材の体力つくりからみた有効性を検討することを目的とした.その結果,ゴール型教材のバスケットボール,ハンドボールにおいて,ゲームの条件を工夫することにより体力つくりからみた負荷特性は異なること,また,体力つくりを意図してミニゲームを中心とした授業を展開することにより,体力を高めることができることが明らかになった.平成26年度には,ゴール型教材・バスケットボールおよびハンドボールにおけるミニゲームの体力づくりからみた負荷特性を検討することができた.この研究成果は,体育・スポーツ関連の学会で報告する予定である.体力学平成27年度には,前年度に得られた研究成果を踏まえて,ミニゲームの授業効果について検証する予定である.
脆性ハードマテリアルの低温変形能－微小体積素片のみに現れる新規な材料物性

6H多形のSiC単結晶を唯一のすべり系である底面aすべりが活動する方位で圧縮すると,バルクでは最低でも1000°Cの変形温度が必要であるが,ミクロンオーダーのマイクロピラー試験片では5 GPa程度の非常に高いCRSS値を伴って室温でも底面aすべりの活動が可能である.試験片サイズをサブミクロンオーダーまで小さくしても,そのCRSSは殆ど試験片サイズに依存せず一定値を示すことである.遷移金属シリサイドでも同様に低温変形能が観察された.これらの事実は,(1)バルクとは異なる新規で特異な変形機構が低温(室温を含む)で働いており,(2)このCRSSは転位の核生成応力そのものである可能性を示唆している.6H多形のSiC単結晶を唯一のすべり系である底面aすべりが活動する方位で圧縮すると,バルクでは最低でも1000°Cの変形温度が必要であるが,ミクロンオーダーのマイクロピラー試験片では5 GPa程度の非常に高いCRSS値を伴って室温でも底面aすべりの活動が可能である.試験片サイズをサブミクロンオーダーまで小さくしても,そのCRSSは殆ど試験片サイズに依存せず一定値を示すことである.遷移金属シリサイドでも同様に低温変形能が観察された.これらの事実は,(1)バルクとは異なる新規で特異な変形機構が低温(室温を含む)で働いており,(2)このCRSSは転位の核生成応力そのものである可能性を示唆している.SiCや遷移金属シリサイドなどに代表される硬質材料は,その名の通り非常に高い強度をもち,複合材料の強化相としてだけでなく,それ自身も超高温材料として期待されている.実用上の問題はその脆さにあり,硬質材料の変形開始温度は1000°C近傍にも達する場合が多く,それ以下の温度では変形能を全く示さない.しかし,最近の我々のマイクロピラー試験片を用いた研究から,このゆな硬質材料でバルクでは発現しない低温変形能が存在することが明らかとなりつつある.本研究では, SiC,遷移金属シリサイド単結晶を用いて,破断が先行するバルクでは発現しない新規な力学物性である「脆性硬質材料の低温変形能」をそのメカニズムとともに転位核生成の臨界体積(活性化体積)という新規な観点から解明することを目指した.6H多形のSiC単結晶を唯一のすべり系である底面aすべりが活動する方位で圧縮すると,バルクでは最低でも1000°Cの変形温度が必要であるが,ミクロンオーダー(110μm)のマイクロピラー試験片では4GPa程度の非常に高い臨界分解せん断応力(CRSS)を伴って室温でも底面aすべりの活動が可能である.底面すべりが活性化しない六方晶a軸方向から圧縮しても,マイクロピラー試験片では室温でも8GPa程度の非常に高いCRSSを伴って柱面aすべりの活動により変形能が生じた.興味深いのは,試験片サイズをサブミクロンオーダーまで小さくしても,そのCRSSは殆ど試験片サイズに依存せず一定値を示すことである.遷移金属シリサイドでも同様に低温変形能が観察された.これらの事実は,(1)バルクとは異なる新規で特異な変形機構が低温(室温を含む)で働いており,(2)このCRSSは転位の核生成応力そのものであり,転位移動の活性化体積と同等あるいはそれより少し小さな転位核生成の臨界体積が存在する可能性を示唆している.材料物性
ヒト歯周炎における炎症浸潤細胞の接着機構の研究

歯周疾患の発症およびその進行には生体の免疫機構が大きく関与しており、とりわけリンパ球がその中心的役割を演じていると考えられている。本研究では、歯周炎の病巣局所におけるリンパ球の接着機構についてin situで検討することを目的に、Woodruff assayを応用した新たな実験系を確立した。そして、歯肉組織切片への培養リンパ球の接着動態を接着細胞数を計測することにより検討するとともに、接着分子の発現と機能を特異抗体を用いた接着阻害実験により解析し、次のような結果を得た。1,培養リンパ球はその培養時間によって組織切片への接着数に変化がみられ、その接着は2価のカチオン(Ca^<2+>,Mg^<2+>)に依存していた。2,培養リンパ球は、リンパ球浸潤の著しい部位にほぼ一致して接着することが示された。3,組織切片にはT細胞がB細胞に先行して接着し、またCD4陽性細胞がCD8陽性細胞に先行して接着することが示された。4,LFA-1に対する特異抗体を単独で作用させたところ、CD3陽性細胞で33.5%にまで接着細胞数は減少した。5,JCAM-1とLFA-1に対する特異抗体を同時に作用させたところ、CD3陽性細胞で15.9%程度にまで接着細胞数が減少した。6,組織切片あるいは培養リンパ球をそれぞれ単独に特異抗体で処理し接着阻害効果を解析した結果、ICAM-1は組織により強く、またLFA-1はリンパ球により強く発現し機能していることが示され、VLA-4は組織にもリンパ球にも発現し機能していることが示された。
X線によるマゼラン星雲等の星形成領域の研究

ASCA衛星とチャンドラ衛星(公募観測)をもちいたマゼラン雲のX線天体種族の系統的研究、星形成活動と関連する課題の研究、X線検出技術開発のプロジェクトを完成させた。今年度の成果は:小マゼラン雲のX線源を系統的に研究し、X線パルサー10個以上発見を含む、種族分類を終了した。最終報告の投稿論文を製作中である。銀河系内、星形成領域の最高感度の観測を実行し、蛇使い座暗黒星雲から後期原始星(class1)と褐色わい星からのX線を始めて系統的に研究し、その発生機構を明らかにした。オリオン分子雲中の前期原始星(class0)からのX線を発見した。また一角獣座の分子雲中から大質量前主系列星からのX線を始めて検出した。世界最高レベルに近い性能をもつX線CCDの開発、製作に成功した。またX線イベント抽出方法を開発し、実質的な高いエネルギー感度を向上を実現した。(1) “あすか′′のマゼラン雲領域の全データを統一的に解析し、多くのX線パルサーを発見した。(2)同じく超新星残骸の解析をおこない、新しいタイプの超新星残骸候補を発見した。(3)上の成果をもとに、“あすか′′による新たな観測計画、実行した。(4)広く星形成領域、超新星、銀河中心の総合的な研究を進めた。またAXAF,XMMなどの外国衛星にも観測提案をおこない、実行の運びとなった。(5) “あ子か′′搭載X線CCDの宇宙環境における安定性や、性能変化を長期的にモニターし、データを定量的に解析した。これは今後の衛星計画におおきなフィードバックをあたえるものである。(6) X線CCD素子を試作し特性、特に一次電子の拡散の様子、裏面照射型素子を放射光を使いその特性を調べた。CCDの読み出し雑音を下げるために必要な素子製作をおこなった。(1)オリオン星雲の北側の分子雲(OMC2,OMC3)中に列島のように連なる分子雲の芯を米国のX線衛星チャンドラで新ミレニアムの最初の日(1月1日)に観測し、そこから硬X線でのみで輝くX線源を5個発見した。これは原始星天体のうち最も初期のクラス0天体から始めてX線を検出したものである。(2)「あすか」でマゼラン雲のサベーをおこない、X線種族の分類をおこなった。特に小マゼラン雲からは10個ほどのX線連星パルサーを発見した。また新しい分類法を適用し、20個近くのX線連星パルサーとその候補天体を発見した。大量のX線連星パルサーの発見は1000万年程昔、爆発的な星誕生とそれに続く超新星爆発があったことを意味する。(3)「あすか」で我々の銀河中心付近のほぼ完全な探査をおこない、多くの新X線天体の発見とその分類をおこない、(2)とあわせてX線種族と銀河進化の関係を研究した。1.大マゼラン雲中の双子超新星残骸の観測をおこない、2つの超新星が偶然重なったものであることを発見した。2.小マゼラン雲中から多くのX線連星パルサーを発見し、この銀河の進化を解明した。3.天の川銀河の中心付近の巨大分子雲Sgr Cから強い蛍光鉄X線を発見し、X線反射星雲であることを示した。4.超新星残骸RCW86からシンクロトロンX線を検出し、そこで加速された電子エネルギーを決定した。1.超新星残骸G38.6-0.1を発見し、これがシンクロトンX線を放射していることを発見した。2.巨大分子雲NGC2023とNGC2024中の若い大質量星からのX線放射を発見、その機構を解明した。1.天の川銀河の中心付近の巨大分子雲Sgr B2からX線空間構造とスペクトルを精度高く決定、Sgr B2は過去活動的であった銀河中心X線を反射するガス雲(X線反射星雲)とする我々を仮説を確立した。2.オリオン分子雲(OMC2/3)から最も早い進化段階の原始星(Class0分子雲芯)から強い吸収をうけたX線を発見した。3.蛇使い座暗黒星雲(Rho-Oph Dark Cloud)中の進化の進んだ原始星(Class1)のほとんど全てがX線を放射していることを発見した。また2つの褐色わい星からのX線放射を発見した。D.技術開発の研究実績1.X線CCD検出器からの信号処理方法を開発し、CCD性能評価と有効検出効率の向上を実現した。2.X線偏光検出型CCDとして微細画素CCDの開発をおこない、高速読み出しを実現した。
野生マウス遺伝的背景の進化学的位置と生物機能モデル遺伝子発現への関与

1)亜種グループの遺伝的分化の確認3種類の亜種グループから育成した8野生由来系統を対象に、1000種類のマイクロサテライトDNA,mtDNA,Y染色体上のSry等の多型を解析し、我々がこれまでに主張してきた3つの亜種グループの分離が明確であることを確認した(米川、斉藤、山口、颯田、森脇)。Major satellite DNAの染色体上の分布の変異をFISHを用いて調べた結果,北東アジアのマウスを大きく5つのパターンに分けることが出来た。(松田)北海道内のマウスはmitochondria DNAから見ると道東地域にmusculus型が分布し,中央部にはcastaneus型が広く分布している。しかし、Sry遺伝子から見ると殆どmusculus型であった(鈴木)。2)多型遺伝子の解析と地域集団の遺伝的特性w1型ベータヘモグロビンのイントロンの分析からdとw1の分岐は約200万年、dとw1の組替えは20-30万年前と推定される(山口,颯田,森脇)。カザフスタン産個体の中から新しいヘモグロビンベータ遺伝子変異Hbb-w2が見出されたが、DNA塩基の分析からd型とw1型との組替体である可能性が示唆されている。(土屋,山口、宮下)3)亜種を越えた遺伝的背景の遺伝子発現に及ぼす影響実験用マウスに見出された変異遺伝子Rim4を日本産野生由来MSM系統に導入するとその発現が顕著に抑制される。この修飾に関与する遺伝子が第2染色体上のIstと強く連鎖していることを明らかにした。また、短尾突然変異Ts遺伝子の本体がリボソームの構成成分L38をコードしているRo138であることを見出したが,日本産野生由来MSM系のもつRp138遺伝子をTs系統に導入したところ,その発現が抑制された(城石)。(1)マイクロサテライトDNAのバンドパターンの相違またはバンドのサイズの相違という二つの方法に基づくマウス亜種間の遺伝距離の推定を行なった。二つの方法で求めた遺伝距離の間には正の相関がるが必ずしも直線関係にあるわけではない。(2) Rim4突然変異を日本産野生由来MSM系統に導入するとその表現型が抑制される。この修飾遺伝子は第2染色体上にマップされるAlx4遺伝子である可能性が示された。これら二つの遺伝子相互作用は蛋白質レベルで起こっているらしい。(3)北海道産野生マウス系統を育成するため数個体を長沼で採集した。またチトクロームbおよびIRBP遺伝子の塩基配列を解析し主要マウス種間の遺伝距離は約500万年、主要マウス亜種は数百万年と推定した。(4) d,p,w1型マウスヘモグロビンベータb1およびb2遺伝子ゲノムDNAの塩基配列を分析し、b1・dとb2・w1との亜種間組換体であることを示した。(5)北海道長沼町産のマウスの系統育成をはじめた。また、ロシア産野生マウスにHbb-w1遺伝子を見いだしホモ接合体を育成している。(6)野生マウスから肺腫瘍抵抗性遺伝子の探索を行なった。(7)サテライトDNAのFISH分析からカザクスタンから東ロシアにかけて高率な染色体の変異があることがわかった。平成11年度科学研究費基盤研究(B)(1)報告書ひとつの変異遺伝子が進化遺伝学的に隔たりを持つ遺伝的背景の中に置かれた時にはその影響が大きい。

本研究では、我々がこれまでに示してきたアジア産野生マウスの遺伝的な位置付けを新しい分子遺伝学的手法で確認するとともに、実験用マウスと大きな隔たりをもつこれらのマウスの遺伝的背景中にある修飾遺伝子を特定することを試みた。主な研究成果:(1)Dom, Cas, Musの3亜種グループから育成した近交系8系統について50座位のマイクロサテライトDNAの塩基配列をキャピラリー・シーケンサーによって分析し、系統間の遺伝距離を計算した。また。ミトコンドリアDループDNA塩基配列変異とマイクロサテライトDNA変異とが比例することも確かめた(米川、山口、颯田、森脇)。(2)北海道産野生マウスはCas型ミトコンドリアDNAを持つが、今回Mus型を持つものが道南に分布することがわかった。しかし、Sry遺伝子は全てMus型であった(鈴木)。(3)北海道および島根産野生マウスとA系統とのF1におけるウレタン誘発肺腫瘍結節は平均4個であった(宮下)。(4)FISH分析の結果、Minor satellite DNAの染色体上の分布には亜種グループ間に差異はなかった。5S rRNA遺伝子は全ての亜種グループで第8染色体上にあるが、Mus型亜種のみはY染色体上にも分布していた(松田)。(5)インド産Cas亜種グループマウスを系統化しF21に達したのでMYS/M z系統と命名したが、この系統ではPep3遺伝子欠損している。また、カザフスタン産野生マウスに新しいHbb変異を見出し、仮にHbb-wkと名付けた(土屋)。(6)骨格形成異常Ts遺伝子を日本産野生由来MSM系統の遺伝的背景に入れると表現型が大きく変化するが、この修飾遺伝子がリボソーム蛋白遺伝子Rpi38であることを明らかにした(城石)。3種類の亜種グループから育成した8野生由来系統を対象に、1000種類のマイクロサテライトDNA,mtDNA,Y染色体上のSry等の多型を解析し、我々がこれまでに主張してきた3つの亜種グループの分離が明確であることを確認した(米川)。DDBJのデータベースから22座位の遺伝子DNAの塩基配列を野生由来8系統の間で比較した結果も上記と同じ3群の分離を示した(斉藤)。Gene-scan装置とアガロース電気泳動法の二つで95種のマイクロサテライトDNAの分析を行い17系統を比較した結果も同じ結論となった(山口、颯田、森脇)。Major satellite DNAの染色体上の分布の変異をFISHを用いて調べた結果,北東アジアのマウスを大きく5つのパターンに分けることが出来た。(松田)北海道内のマウスはmitochondria DNAから見ると道東地域にmusculus型が分布し,中央部にはcastaneus型が広く分布している。しかし、Sry遺伝子から見ると殆どmusculus型であった(鈴木)。新しいw1型ベータヘモグロビンのイントロンの分析から、dとw1の分岐は約200万年、dとw1の組替えは20-30万年前と推定される(山口,颯田,森脇)。インドのマイソールで捕獲した野生マウスから育MYS/Mz近交系を育成したが,この系統は第1染色体上のpep3酵素活性を欠損しており劣性遺伝を示す(土屋)。カザフスタン産個体の中から新しいヘモグロビンベータ遺伝子変異Hbb-w2が見出されたが、DNA塩基の分析からd型とw1型との組替本である可能性が示唆されている。(土屋,山口、宮下)。
粒子分散系の力学緩和に対する粒子の回転及び並進拡散の寄与

粒子間に静電反発や疎水性結合などの強い相互作用を持たない単分散球形粒子分散系(懸濁液)が近年調製できるようになった。そのような懸濁液の粘弾性を粒子の体積分率を変えながら測定すると高濃度域では顕著な力学緩和が観察される。力学緩和の緩和時間は粒子がブラウン運動によって自分の半径程度を拡散するのに要する時間(並進拡散の緩和時間)とよく対応し、力学緩和に対する並進拡散の寄与が大きいことが明らかになった。並進拡散の緩和時間の逆数よりも低いずり速度域では粒子のブラウン運動が乱されることが無く、懸濁液はニュートン流動を示す。ところが、それよりも高いずり速度を与えるとブラウン運動の等方性が崩れ、見かけの粘度が減少する非ニュートン性が一旦現われる。さらに高いずり速度を系に与えるといわゆるshear thickeningが生じ、粘度の上昇が観察されたが、これは高いずり速度によって系全体に渡る大きな粒子会合体が生成したことを意味する。球形粒子懸濁液では粒子の配向度の異方性が系全体のエントロピーを減少させることができないので、粒子の回転拡散が力学緩和に寄与する可能性はそもそも少ないと考えられる。しかし、紐状ミセル系のように強い異方性を持つ分散系では粒子の回転拡散の寄与は重要である。紐状ミセルの回転緩和を検出するには動的光散乱法や動的電気複屈折法を用いているが、さらに蛍光偏光解消法を応用した手法も本研究において開発中である。現時点では紐状ミセル内部の界面活性剤分子や添加物分子の回転緩和時間をNMRの緩和時間測定と蛍光プローブを用いた蛍光偏光解消法を用いて検討した結果、数ナノ秒の値が得られ、ミセルを構成する分子の運動はミセル全体の回転緩和時間よりも46桁も速いことが明らかになってきた。
代謝産物関連遺伝子解析に基づくカフェイン代謝変化とパーキンソン病症状相関の検討

東京都在住のPD患者およびコントロール群の質問紙による調査および採取した血清のカフェイン代謝系の解析を液体クロマトグラフィー・マススペクトロスコピー(LC-MS)により行い、既に取得した予備データとの相関を検証する。本研究は4年間を2フェーズに分ける。最初の2年間(29年度、30年度)で新規PD患者グループにおけるカフェイン代謝変化の検証、患者の質問紙による調査を行う。1新規PD患者グループの質問紙による調査患者像を明らかにするために、質問紙による調査を施行する。調査項目はパーキンソニズムの家族歴、既往歴(頭部外傷、脳脊髄感染症)、発症年齢(罹病期間)、臨床症状(便秘、排尿障害、睡眠障害)、嗜好(喫煙量、飲酒量)、カフェイン含有飲料の摂取量・習慣、内服薬を調べる。カフェイン含有飲料については緑茶・紅茶・コーヒーなどについて、一日当たりの摂取量をそれぞれ調査し、データベース化進めている。2新規PD患者グループのカフェイン代謝系の網羅的解析約600種の代謝産物の網羅的解析により、上記のカフェイン代謝経路の異常を見出している。同成分について液体クロマトグラフィーを用いて、caffeine等の測定を行っている。以上により関連代謝酵素CYP1A2等の活性が推定されている。3PD患者におけるカフェイン吸収機能の定量的評価代謝産物の網羅的解析により、カフェイン代謝経路の異常を見出しているが、カフェイン作用の欠落はPD患者血清濃度低下に依る可能性が考えられ、PD患者に対するカフェインの発症予防効果は、脳内レセプター感受性の差異に依らず、腸管からの取り込み低下に依る可能性が高いと考え、同取り込みの低下をPD患者・非患者群にて内服後カフェイン血中濃度変化により証明することを遂行している。PD患者グループのカフェイン代謝系の網羅的解析において、約600種の代謝産物の網羅的解析により、上記のカフェイン代謝経路の異常を見出している。今回は、本経路に絞り、検証を進めている。具体的にはプレイン採血管1本に、血液7mlを採取後、4°C冷所に静置し、2時間以内に遠心し、血清成分を得ている。同成分について液体クロマトグラフィーを用いて、caffeine、1,3,7-trimethylurate、theophylline、theobromine、paraxanthine、1,3-dimethylurate、3-謝酵素(CYP1A2、NAT2、XO)の活性が推定されている。なお、末梢血液サンプルよりゲノムDNAも合わせて採取を行い遂行している。30年度に引き続き以下の123を行う。1新規PD患者グループの質問紙による調査:患者像を明らかにするために、質問紙による調査を施行する。カフェイン含有飲料については緑茶・紅茶・コーヒーなどについて、一日当たりの摂取量をそれぞれ調査し、データベース化する。2新規PD患者グループのカフェイン代謝系の網羅的解析:約600種の代謝産物の網羅的解析により、上記のカフェイン代謝経路の異常を見出している。今回は、本経路に絞り、検証を進める。具体的にはプレイン採血管1本に、血液7mlを採取後、4°C冷所に静置し、2時間以内に遠心し、血清成分を得る。同成分について液体クロマトグラフィーを用いて、caffeine等を測定する。以上により関連代謝酵素CYP1A2等の活性が推定される。3PD患者におけるカフェイン吸収機能の定量的評価:代謝産物の網羅的解析により、カフェイン代謝経路の異常を見出しているが、カフェイン作用の欠落はPD患者血清濃度低下に依る可能性が考えられ、PD患者に対するカフェインの発症予防効果は、脳内レセプター感受性の差異に依らず、腸管からの取り込み低下に依る可能性が高いと考え、同取り込みの低下をPD患者・非患者群にて内服後カフェイン血中濃度変化により証明をする。3PD患者におけるカフェイン吸収機能の定量的評価

代謝産物の網羅的解析により、カフェイン代謝経路の異常を見出しているが、カフェイン作用の欠落はPD患者血清濃度低下に依る可能性が考えられ、PD患者に対するカフェインの発症予防効果は、脳内レセプター感受性の差異に依らず、腸管からの取り込み低下に依る可能性が高いと考え、同取り込みの低下をPD患者・非患者群にて内服後カフェイン血中濃度変化により証明することを遂行している。東京都在住のPD患者およびコントロール群の質問紙による調査および採取した血清のカフェイン代謝系の解析を液体クロマトグラフィー・マススペクトロスコピー(LC-MS)により行い、既に取得した予備データとの相関を検証する。本研究は4年間を2フェーズに分ける。最初の2年間(29年度、30年度)で新規PD患者グループにおけるカフェイン代謝変化の検証、患者の質問紙による調査を行う。1新規PD患者グループの質問紙による調査患者像を明らかにするために、質問紙による調査を施行する。調査項目はパーキンソニズムの家族歴、既往歴(頭部外傷、脳脊髄感染症)、発症年齢(罹病期間)、臨床症状(便秘、排尿障害、睡眠障害)、嗜好(喫煙量、飲酒量)、カフェイン含有飲料の摂取量・習慣、内服薬を調べる。カフェイン含有飲料については緑茶・紅茶・コーヒーなどについて、一日当たりの摂取量をそれぞれ調査し、データベース化進めている。2新規PD患者グループのカフェイン代謝系の網羅的解析約600種の代謝産物の網羅的解析により、上記のカフェイン代謝経路の異常を見出している。同成分について液体クロマトグラフィーを用いて、caffeine等の測定を行っている。以上により関連代謝酵素CYP1A2等の活性が推定されている。3PD患者におけるカフェイン吸収機能の定量的評価代謝産物の網羅的解析により、カフェイン代謝経路の異常を見出しているが、カフェイン作用の欠落はPD患者血清濃度低下に依る可能性が考えられ、PD患者に対するカフェインの発症予防効果は、脳内レセプター感受性の差異に依らず、腸管からの取り込み低下に依る可能性が高いと考え、同取り込みの低下をPD患者・非患者群にて内服後カフェイン血中濃度変化により証明することを遂行している。PD患者グループのカフェイン代謝系の網羅的解析において、約600種の代謝産物の網羅的解析により、上記のカフェイン代謝経路の異常を見出している。今回は、本経路に絞り、検証を進めている。具体的にはプレイン採血管1本に、血液7mlを採取後、4°C冷所に静置し、2時間以内に遠心し、血清成分を得ている。同成分について液体クロマトグラフィーを用いて、caffeine、1,3,7-trimethylurate、theophylline、theobromine、paraxanthine、1,3-dimethylurate、3-謝酵素(CYP1A2、NAT2、XO)の活性が推定されている。なお、末梢血液サンプルよりゲノムDNAも合わせて採取を行い遂行している。29年度に引き続き以下の123を行う。1新規PD患者グループの質問紙による調査:患者像を明らかにするために、質問紙による調査を施行する。
超蓄積植物ハクサンハタザオの植物内・根圏におけるCd・Zn動態の解明

平成30年度は1ハクサンハタザオが重金属に曝露した際の植物体内における必須元素動態について多変量解析を用いた検討、2LA-ICP-MSを用いたハクサンハタザオ根圏の重金属マッピングを実施した。1ハクサンハタザオの土壌栽培における生育条件を変えた場合にカドミウム・亜鉛の蓄積および他の必須元素の植物内濃度に与える影響を検討した。ハクサンハタザオに施肥した場合にカドミウムと亜鉛の蓄積濃度は無施肥時と比較して有意に濃度が上昇し、バイオマスも大きく増加する傾向にあった。また、土壌中のカドミウム・亜鉛溶出量をコントロールするため土壌pHを変化させた場合は、カドミウム・亜鉛を含めて植物中の元素濃度に有意な差は見られなかった。本研究成果について国際会議での発表を1件実施し、現在論文投稿を行っている。2ハクサンハタザオ根圏土壌にDGTゲルと密着させ、イオン化した重金属についてLA-ICP-MSでマッピングを行った。植物を育てていない土壌の場合、重金属の分布は一様でなかった。その一方で、ハクサンハタザオ根圏の土壌では根の先端部分に特に重金属の強い溶出が確認された。本研究成果について、国際会議で1件の発表を実施し、現在論文投稿準備を行っている。研究全体の総括として、ハクサンハタザオの植物体内外のカドミウムおよび亜鉛の挙動に関して様々な分析手法(TOF-MS、LA-ICP-MS、PETIS)や統計学的手法を用いてその解析を行った結果、ハクサンハタザオは自身で重金属を溶出する化合物を分泌し、溶出した重金属を積極的に吸収・蓄積する機構を有していることが示唆された。平成29年度は1ハクサンハタザオ根より排出される分泌物の同定とその重金属溶出作用の検討、および2ハクサンハタザオをはじめとする様々な超蓄積植物が重金属に曝露した際の植物体内における必須元素動態について多変量解析を用いた検討、3PETISによるRIを用いたリアルタイムの重金属動態解析を行った。1ハクサンハタザオを前培養条件を変えた水耕栽培によって根分泌物を収集し、収集した溶液を用いてまず重金属の溶出試験を行った。前培養時に鉄を欠乏させた状態の分泌物では、コントロールに比べてカドミウム・亜鉛どちらも溶出量が有意に上昇することが確認された。また、この時の分泌物をTOF-MSによって分析したところ、比較的高分子の分泌物が含まれていることが確認された。分子の質量数よりフラボノイド系の化学構造を持つ分泌物が重金属溶出を促進している可能性が本実験より示唆された。本研究結果について国際会議での発表を1件実施し、現在論文投稿準備を行っている。2重金属蓄積植物における重金属無毒化機構を解明するために、カドミウム・亜鉛を吸収・蓄積するハクサンハタザオおよびヒ素を吸収・蓄積するモエジマシダの2種について重金属曝露時の植物体内における必須元素の解析を行った。モエジマシダに関しては非ヒ素蓄積性植物のセイヨウタマシダとも比較検討を行った。重金属蓄積性植物の場合、植物の生理活性に関わる元素と重金属濃度は正/負の相関を取る傾向にあった。一方で、非蓄積性植物の場合は曝露する重金属濃度によって必須元素濃度が大きく変動する傾向にあった。この研究結果について、国内学会で1件の発表を行い、論文を1報発表した。3PETISによるハクサンハタザオの亜鉛・カドミウムの植物内の動態解析では、両元素の移動の像を得ることができた。研究結果について、国際会議で1件の発表を行った。実験装置の都合上、当初の計画と実験計画の入れ替えがあったものの、実施した研究に関して予想以上の結果が得られた。また、その内容について学会および論文発表を複数件行い、成果発表も順調に進行したため。

研究全体の総括として、ハクサンハタザオの植物体内外のカドミウムおよび亜鉛の挙動に関して様々な分析手法(TOF-MS、LA-ICP-MS、PETIS)や統計学的手法を用いてその解析を行った結果、ハクサンハタザオは自身で重金属を溶出する化合物を分泌し、溶出した重金属を積極的に吸収・蓄積する機構を有していることが示唆された。平成30年度は実験装置の都合上実施できなかった、LA-ICP-MSによるハクサンハタザオ根圏の重金属分布の検討を実施する。また、超蓄積植物が重金属に曝露した際の植物体内における必須元素動態について多変量解析を用いた検討では、他種の超蓄積植物および非蓄積植物に対しても比較・検討を行うことで、超蓄積植物の持つ植物生理学的特性を明らかにする。当初計画では初年度に東北大学が持つLA-ICP-MSによって、植物根圏の重金属局在性マッピングを行う予定であったが、先方の装置の不調で実施出来なかったため、それに伴う実験実施に必要な消耗品および実験を行うための滞在費(旅費)を次年度に繰り越すこととなった。代わりに次年度で行う実験を前倒しして実施したため、計画全体の収支状況に変更は無く、予定通り実験を実施する予定である。