hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
セイヨウナシ果実の成熟・軟化機構に関する分子生物学的解析

本研究は、セイヨウナシ果実の成熟・軟化機構を分子レベルで解析し、高品質かつ可食期間の延長技術を開発の基礎としようとしたものである。エチレン生合成に関与する4種のACC合成酵素遺伝子、2種のACC酸化酵素遺伝子ならびに果実軟化に関与する2種のポリガラクチュロナーゼ遺伝子、2種のセルラーゼ遺伝子および8種のエクスパンシン遺伝子の全鎖長cDNAをクローニングした。さらに、成熟開始後、果実にエチレン作用阻害剤である1-MCPを処理したところ、一旦誘導された成熟誘導エチレン生成が顕著に抑制され、ACC合成酵素およびACC酸化酵素遺伝子の発現も低下した。したがって、セイヨウナシの成熟エチレン生成は、遺伝子の発現レベルで、エチレンによる正のフィードバック制御を受けていることが明らかになった。また、1-MCP処理によって、その後の果実軟化が顕著に抑制され、可食期間が2倍以上に延長された。MCP処理は、果実成熟時に発現している3種のエクスパンシン、2種のポリガラクチュロナーゼ遺伝子の発現を抑制したがセルラーゼ遺伝子の発現レベルにはほとんど影響しなかった。以上の結果から、セイヨウナシの果実軟化には、エチレンによって制御されるエクスパンシンおよびポリガラクチュロナーゼが重要な役割を果たしていることが明らかになった。したがって、セイヨウナシの日持ち性改善には、MCPの利用およびACC合成酵素またはACC酸化遺伝子を抑制した遺伝子組み換え技術が有効であると結論できる。本研究は、セイヨウナシ果実の成熟・軟化機構を分子レベルで解明し、高品質で日持ち性の優れた遺伝子組み換え品種作成の基礎にしようとしたものである。本年度はエチレン生成に関わる3種のACC合成酵素および2種のACC酸化酵素遺伝子、果実軟化に関わる7種のエクスパンシン及び2種のポリガラクチュロナーゼ遺伝子について、RT-PCR法及びライブラリースクリーニング法を用いて、各遺伝子の全鎖長cDNAのクローニングし、塩基配列と推定アミノ酸配列を決定した。また、得られたcDNAをプローブとして、各遺伝子の発現解析を行った結果、得られたACC酸化酵素遺伝子のうち1種は傷害処理に応答し、植物体の防御反応に関与すること、2種のエクスパン遺伝子は果実肥大期に発現が高まり、細胞肥大に伴う細胞壁の再構成に貢献することが推察された。また、果実の成熟特異的に発現するACC合成酵素遺伝子、ACC酸化酵素及びポリガラクチュロナーゼ遺伝子は各1種であり、エクスパン遺伝子では3種が成熟に伴う果実軟化に関与していることが明らかになった。これらの遺伝子はエチレンの類似体であるプロピレン処理によって発現が誘導され、エチレンの受容体を不活性化する1-MCP処理によって逆に抑制された。したがって、セイヨウナシの成熟エチレン生成は自己触媒的な調節機構によって制御されており、成熟時に発現が高まる3種のエクスパンシン遺伝子と1種のポリガラクチュロナーゼ遺伝子はエチレンによってその発現が制御されていることが明らかになった。また、一旦、成熟段階に入り一定程度、果実軟化が進行した果実に1-MCPを処理すると、その後の軟化の進行が顕著に抑制され、適食期間が大幅に延長した。したがって、遺伝子組み換え技術によりACC合成酵素遺伝子またはACC酸化酵素遺伝子の発現を抑制すれば、果実の日持ち性・貯蔵性が飛躍的に改善されるものと思われる。前年度までに、エチレン生合成に関与する4種のACC合成酵素遺伝子、2種のACC酸化酵素遺伝子ならびに果実軟化に関与する2種のポリガラクチュロナーゼ遺伝子、2種のセルラーゼ遺伝子および8種のエクスパンシン遺伝子の全鎖長cDNAをクローニングした。本年度の実験では、成熟開始後、果実にエチレン作用阻害剤である1-MCPを処理したところ、一旦誘導された成熟誘導エチレン生成が顕著に抑制され、ACC合成酵素およびACC酸化酵素遺伝子の発現も低下した。

MCP処理は、果実成熟時に発現している3種のエクスパンシン、2種のポリガラクチュロナーゼ遺伝子の発現を抑制したがセルラーゼ遺伝子の発現レベルにはほとんど影響しなかった。以上の結果から、セイヨウナシの果実軟化には、エチレンによって制御されるエクスパンシンおよびポリガラクチュロナーゼが重要な役割を果たしていることが明らかになった。したがって、セイヨウナシの日持ち性改善には、MCPの利用およびACC合成酵素またはACC酸化遺伝子を抑制した遺伝子組み換え技術が有効であると結論できる。
大腸菌 光感受性変異株を用いた活性酸素ストレス応答機構

1) hemH遺伝子を完全に欠失したΔhemH大腸菌株(VS200)より復帰変異株を分離し解析した。復帰株には、(i)第二の変異によってヘム前駆体のプロトIXが蓄積しなくなり、活性酸素の生成がないもの、(ii)プロトIXの蓄積はあって活性酸素が生ずるにもかかわらず、第二の変異によって活性酸素に抵抗性を示すものなどが見いだせることを期待した。実験結果、(i)のケースとして、hemAからhemGの各遺伝子の変異によってプロトIXが蓄積しなくなったものが多く分離できた。こうした変異株はヘム合成系の各遺伝子の解析のために威力を発揮した(たとえば、hemEとhemG遺伝子の解析、新しい遺伝子hemKの発見、真核細胞からのhemGcDNAクローンの分離など)。(ii)に関しては、光に対して非感受性になった復帰変異株の中からから、細胞内にプロトIXを蓄積しているものをスクリーンした。この復帰変異株の光非感受性の性質は小原クローンの#132の感染によって相補された(すなわち、光感受性になる)。現在引き続き、この#132クローンの挿入DNA断片から相補する遺伝子を検索している。2) hemH遺伝子欠損株(VS101)にkillingが起こらない程度のわずかな光を与えると、「動き」が異常になることを見いだした。細菌は“swimming", “tumbling"を繰り返して動き回っているが、この変異株に光を当てると“tumbling"しか観察出来ない。この現象はプロトIXに起因する活性酸素が鞭毛運動の“tumbling"シグナル系に働いて起きると推察した。ところが最近、この現象はhemH変異株だけではなくてhemGによっても見られ、プロトIX以外の前駆体も考慮する必要が出てきた。
要介護認知症の介入可能な促進・抑制因子解明のための大規模コホート共同研究

秋田県井川町、茨城県筑西市、神栖市、栃木県壬生町、群馬県草津町、千葉県鴨川市、大阪府八尾市、愛媛県東温市及び茨城県健康研究において、介護認定データに基づく認知症追跡システムを導入し、それぞれの研究のベースラインデータと突合することにより、要介護認知症発症の追跡研究を行う。健診成績などの古典的要因、食物摂取頻度調査など生活習慣要因のデータや、血清バイオマーカーが共通利用可能であり、各コホートに特異的な生理・生化学的検査データも加えて網羅的に解析する。共通解析が可能な項目についてはメタ解析を行う。解析結果は、若手研究者を中心にライティンググループを組織して計画的に論文化を進める。平成2930年度は、以下の作業を進めた。1自治体との合意形成と倫理手続き:それぞれのコホートにおいて、自治体との合意形成と必要な倫理手続きを行った。2介護認定データ等の収集:統一したフォーマットでの介護認定データの収集・蓄積を、可能な限り過去に遡って開始するとともに、継続して収集するための体制を構築した。研究開始時点で収集が進んでいた鴨川のコホートに加えて、井川、草津のコホートでは認定書類を継続収集したほか、筑西、神栖、壬生、八尾、東温のコホートにおいて新たな収集を開始し、データベースの整備を進めた。残りの1コホートにおいても、収集に向けて事務手続きまたは技術的作業を開始した。3ベースライン調査の継続実施:各コホートのベースライン調査を継続的に実施した。一部のダイナミックコホートにおいては、フレイルやプレフレイル、サルコペニア、認知機能に関する項目を含む質問紙調査を行った。解析が進んでいるコホートにおいては、個別に認知症・認知障害をアウトカムとする分析を行い、血圧、やせ、食事品目数、菓子類摂取、ビタミンB群摂取、閉経年齢、持続的注意力について学会発表を行った。当初予定に従って、データの収集、蓄積が進んでおり、各コホートにおいて、それぞれデータベースの構築や個別の分析などが順調に進捗している。一部のコホートでは、研究者の指導の下、若手研究者を中心に分析結果を学会で発表し、論文化を進めている。ひきつづき、各コホートにおいてデータの収集体制の維持・構築や、収集したデータの整理、データベース化を進める。平成31年度は、認知症追跡システムの整備・登録の実施、解析データベースの作成、決定した共通分析項目・方針に基づいた各コホートでの分析を中心に研究を進行し、研究成果の公表をさらに進める予定である。平成29年度は、以下の作業を進めた。研究開始時点で収集が進んでいた鴨川のコホートに加えて、井川、草津のコホートでは認定書類を継続収集したほか、筑西、神栖、八尾のコホートにおいて新たな収集を開始し、データベースの整備を進めた。それ以外の3コホートにおいても、収集に向けて事務手続きまたは技術的作業を開始している。解析が進んでいるコホートにおいては、個別に認知症・認知障害をアウトカムとする分析を行い、持続的注意力、食事品目数、菓子類摂取、やせについて学会発表を行った。

研究開始時点で収集が進んでいた鴨川のコホートに加えて、井川、草津のコホートでは認定書類を継続収集したほか、筑西、神栖、壬生、八尾、東温のコホートにおいて新たな収集を開始し、データベースの整備を進めた。残りの1コホートにおいても、収集に向けて事務手続きまたは技術的作業を開始した。3ベースライン調査の継続実施:各コホートのベースライン調査を継続的に実施した。一部のダイナミックコホートにおいては、フレイルやプレフレイル、サルコペニア、認知機能に関する項目を含む質問紙調査を行った。解析が進んでいるコホートにおいては、個別に認知症・認知障害をアウトカムとする分析を行い、血圧、やせ、食事品目数、菓子類摂取、ビタミンB群摂取、閉経年齢、持続的注意力について学会発表を行った。当初予定に従って、データの収集、蓄積が進んでおり、各コホートにおいて、それぞれデータベースの構築や個別の分析などが順調に進捗している。一部のコホートでは、研究者の指導の下、若手研究者を中心に分析結果を学会で発表し、論文化を進めている。ひきつづき、各コホートにおいてデータの収集体制の維持・構築や、収集したデータの整理、データベース化を進める。平成30年度は、認知症追跡システムの整備・登録の実施、解析データベースの作成、分析項目・方針の決定を中心に研究を進行し、研究成果の公表をさらに進める予定である。平成31年度は、認知症追跡システムの整備・登録の実施、解析データベースの作成、決定した共通分析項目・方針に基づいた各コホートでの分析を中心に研究を進行し、研究成果の公表をさらに進める予定である。
潜在的規則の抽出を目的とした負の相関ルールの抽出の効率化と一般化

大規模データ上で観測される事象の関係を考察するには,データの中に隠れている潜在因子を考慮することが極めて重要である.しかし潜在因子は直接には観測できないために,それに関係する法則の発見は非常に難しい.この問題に対処するために,我々は潜在的法則の表現としての負の相関ルールに着目し,その抽出法について研究を行う.負の相関ルールとは,¬X⇒YやX⇒¬Yのような形の規則のことであり,¬Xや¬Yは潜在因子(負の事象集合)を表現している.¬X⇒Yは「Xが起きないときにYがよく起きる」ことを意味する.負の相関ルールは正ルールでは表現できない潜在的な共起関係を表現でき,極めて有用でものである.大規模データ上で観測される事象の関係を考察するには,データの中に隠れている潜在因子を考慮することが極めて重要である.しかし潜在因子は直接には観測できないために,それに関係する法則の発見は非常に難しい.この問題に対処するために,我々は潜在的法則の表現としての負の相関ルールに着目し,その抽出法について研究を行う.負の相関ルールとは,¬X⇒YやX⇒¬Yのような形の規則のことであり,¬Xや¬Yは潜在因子(負の事象集合)を表現している.¬X⇒Yは「Xが起きないときにYがよく起きる」ことを意味する.負の相関ルールは正ルールでは表現できない潜在的な共起関係を表現でき,極めて有用でものである.
乳がん間質相互作用における線維芽細胞のＥＲ活性化に着目した新規治療標的の探索

乳癌の一部では腫瘍周囲の癌間質線維芽細胞(CAFs)が、エストロゲンを合成し、エストロゲン受容体(ER)を活性化することで増殖する。今回の解析から、CAFsの癌抑制遺伝子の異常は希な現象で、ER活性化能がこれらとは独立して制御されることを明らかにした。また、ER活性化能の低いCAFsは乳癌細胞株との共培養により複数の液性因子を産生し、これらが乳癌の増殖促進因子の一つであることを明らかにした。この液性因子によるリン酸化の解析から、当該カスケードは診断補助のマーカー候補となり得ることが示唆された。閉経後乳癌では、癌細胞周囲の間質線維芽細胞(CAF)がアロマターゼの発現によりエストロゲンを合成する。これにより、CAFはエストロゲン受容体(ER)活性化能を持ち、腫瘍細胞の増殖を局所的に刺激するため、CAFのアロマターゼが治療標的となる。しかし、多くのCAFはER活性化能が低く、CAFのアロマターゼ発現量とER活性化能は必ずしも相関しないため、癌間質相互作用には別の因子の関与が考えられる。そこで、この相互作用に関わる因子を明らかし、CAFによる腫瘍細胞の増殖シグナル経路の同定を目的とした。当研究室で開発されたCAFのER活性化能を定量するERE-GFP法により、ER活性化能が明らかとなった乳癌患者由来CAF培養細胞と乳癌細胞株とを共培養し、培養液中に分泌されるサイトカインや増殖因子などの液性因子をアレイ解析おとびELISAにより定量した。その後、ER活性化能の高いCAFおよび低いCAFとの共培養下で産生量の異なる液性因子を解析した。その結果、ER活性化能の低いCAFとの共培養では複数のインターロイキンの産生が増加していることが明らかになった。これらのインターロイキンは組換えタンパクを用いた解析の結果、ER陽性乳癌細胞株のみならず、陰性株においても細胞の増殖促進が確認された。これらの結果は腫瘍の増殖に関与しているシグナルカスケードを明らかにし、診断補助となり得るマーカー候補と治療標的となり得る分子の同定に有用な情報となる。これまでの解析から、癌細胞周囲の間質線維芽細胞(CAF)はアロマターゼの発現によりエストロゲン合成能およびエストロゲン受容体(ER)活性化能を持つことが示されている。しかし、ER活性化能の低いCAFも多く、CAFのアロマターゼ発現量とER活性化能とは必ずしも相関しなかった。このことから、癌間質相互作用に別の因子の関与が考えられたため、我々はCAFから分泌されるサイトカインなど液性因子に着目して解析してきた。ER活性化能が明らかな乳癌患者由来CAF培養細胞と乳癌細胞株との共培養実験による、培養液中に分泌される液性因子の解析では、ER活性化能の低いCAFとの共培養下で複数のインターロイキン(ILs)の産生が増加した。これらのILsは組換えタンパクを用いた解析により、ER陽性乳癌細胞株のみならず、陰性株においても細胞の増殖促進が確認されたため、本年度はこのシグナルカスケードを明らかにすることを目的とした。ER陽性・陰性それぞれの乳癌細胞株に対し、これらのILsを添加した結果、ER陰性乳癌細胞株においてMAPKカスケードタンパクの活性化が確認され、当該カスケードが診断補助のマーカー候補となり得ることが示唆された。また、癌細胞に対するCAFの短期的な作用だけではなく長期的な相互作用の影響を明らかにするため、CAFをstimulatorとして乳癌細胞株と長期共培養し、癌細胞のタンパク発現変化をPhospho Antibody Arrayにより解析した。その結果、癌細胞はCAFによってILs下流のシグナルタンパクのみならず、細胞の遊走や浸潤に関わるタンパクも活性化されていることが明らかになった。これらの結果は、微小環境によって癌細胞の性質が変化するメカニズムの解明へと発展できる。腫瘍細胞の増殖や転移は、癌間質線維芽細胞(CAF)との相互作用に起因する。しかし、その作用機序は複合的で、多くが不明のままである。本研究は、CAFのエストロゲン受容体(ER)活性化能を指標として、症例毎の間質細胞の性質を明らかにし、腫瘍細胞の増殖に関わる因子の同定を目的としている。CAFの性質の異なる原因として、geneticおよびgenomicな異常の可能性がある。乳癌のCAFでは癌抑制遺伝子TP53とPTENの変異が高頻度に報告されている。さらに、RB1欠損腫瘍細胞がCAFのTP53変異を誘導することも報告されている。このことから、ERの活性化や増殖因子の産生にCAF自体の不安定化の関与が考えられる。しかし、CAFの遺伝子異常はごく希な現象という報告もあり、大きな課題となっている。そこで、乳癌患者組織からCAFのみを選択培養し、癌抑制遺伝子の遺伝子変異の有無とLOHの有無を解析し、ER活性化および臨床病理学的所見との関連性を検討した。種々のER活性化

能を示す20検体のCAFについてTP53およびPTEN遺伝子変異の有無をPCRダイレクトシークエンスにより解析した。LOHの有無は定量PCRを利用したCopy Number Assaysにより解析したが、全てのCAFで遺伝子異常は認められなかった。さらに、組織型や閉経の有無等、臨床病理学的因子との関連性も解析したが、優位な差は認められなかった。これらの結果、これまでの報告とは異なり、癌間質相互作用にCAFの癌抑制遺伝子の不活化が関与する頻度は低く、ER活性化能はこれらの遺伝子とは独立して機能することが明らかとなった。これらの結果はERシグナル経路を標的とする治療薬の開発や乳癌患者の個別化医療を促進するために必要なCAFによるERの活性化について有用な情報となる。昨年度実施した研究成果について、当該年度に英文雑誌に成果を報告すると共に、国内・国際学会において発表した。平成24年度の実施を計画したCAFのエストロゲン受容体活性化能の違いが腫瘍細胞に与える影響の解析については、ER活性化能の低いCAFにおいて産生量の増加する因子を同定した。更に、この因子が乳癌細胞株の増殖促進機能を持つことを明らかにしており、一定の評価が出来ると思われる。エストロゲン活性化能を含むCAFの性質の違いと腫瘍形成能との関連性の解析については、増殖速度が速く必要な細胞数に達した乳癌患者由来CAFについては乳癌細胞株とのマウス皮下共移植を終え、より生体内と近い状態の固形腫瘍を得ている。しかし、増殖速度の遅いCAFも多く、腫瘍形成能の違いの解析等に必要な母数に達することが困難と判断し、この解析で得られた固形腫瘍は研究目的に記載の病理組織学的解析に用いる。23年度の実施を計画したCAFのGeneticおよびGenomicな異常の解析については、既に十分な結果が得られ、解析を終了した。解析結果については現在投稿中であり、一定の評価が出来ると思われる。CAFによるエストロゲン受容体活性化能の測定については、多くの検体において活性化能を明らかにし、既に次年度の計画を前倒して進行している。しかし、CAFの中には細胞の増殖が遅いものもあり、提供頂いた腫瘍組織から単離したCAF全てで測定が完了しているわけではない。エストロゲン活性化能を含むCAFの性質の違いと腫瘍形成能との関連性の解析については、既にマウス皮下移植のための予備的検討を終了した。現在、ER活性化能が明らかとなり、移植に必要な細胞数に達したCAFから順次マウスへの移植実験を行っているが、腫瘍形成能の違い等統計的に必要な母数には達しておらず、必達事項である。これまでの解析により、CAFから複数のインターロイキンが産生され、これらは癌細胞株の増殖促進に関わっていることが明らかになった。しかし、多岐にわたる複合的なサイトカインによる細胞内シグナルのどのカスケードを介して癌細胞が増殖しているのか明らかではない。また、この増殖促進機構がホルモン療法抵抗性に関わっているのかも不明のままである。
食環境に対する適応を担う遺伝子上の栄養素応答エレメントの解析

本研究計画のキイポイントは、特定の栄養素の摂取に対応して、発現が同調して調節される特異的遺伝子を2つ見いだし、両者の遺伝子構造を詳細に比較し、共通の栄養素応答エレメント(NRE)とそこに結合し遺伝子のON/OFFを行う共通の転写因子を探査することを目的としている。膵臓リパーゼ(分子量5万)は、脂質消化のための最も重要な酵素の一つであるが、消化管内で効率よく食品脂質を加水分解するためには、コリパーゼと呼ばれるポリペプチド(分子量1万)を補因子として必要とし、一対一のヘテロダイマーとして機能する。2つの遺伝子は、おそらく同一の発現メカニズムの支配下にある。これをモデルとして以下の実験をおこなった。(A)リパーゼ/コリパーゼのゲノムDNAのクローニング:リパーゼとコリパーゼのゲノムDNAをラムダライブラリーからクローニングした。(B)リパーゼ/コリパーゼのゲノムDNAの構造解析:それぞれの遺伝子のエクリン/イントロン構成及び5 ́上流調節領域のDNA配列解析を行った。(C)栄養素応答エレメント(NRE)の探索と解析:栄養素の摂取に応答した遺伝子発現をつかさどるゲノム上の特殊な配列(栄養素応答エレメント)を同定するために、コリパーゼ遺伝子の5 ́調節領域と考えられるCAPサイト上流0.51Kbについて、DNAとタンパク因子との相互作用を調べる目的で、ゲルシフトアッセイおよびフットプリントアッセイを行い、転写因子結合領域を決定した。
港湾のライフサイクルアセスメントに関する研究

本研究は、1995年の阪神淡路大震災以後、わが国港湾の魅力の欠如が叫ばれ、全国で一斉に大水深バースを備える高規格港湾の整備が始まったが、このような全国規模での港湾整備が必要なのかどうか、また適切な規模かどうかを検討することを目的して始めたものである。そこで研究は、まずわが国の港湾を背後地の経済状況も含め出来る限り視察調査することから開始した。調査した港湾は、平成9年度に北海道(室蘭港・苫小牧港・石狩新港・小樽港)、東北(塩釜港)、北陸(新潟港・伏木富山港)、中部(清水港・名古屋港・四日市港)、近畿(和歌山港)の5地域11港湾、次いで平成10年度には九州(北九州港・那覇港)、関東(横浜港)、東北(秋田港)の3地域4港湾を視察調査した。この現地調査を行うことで、わが国の港湾整備が社会資本として、すなわちコストセンターとして整備されていることがよく分かった。特に、日本海側の諸港湾の整備は現状の港勢とはかなりかけ離れた過剰整備という感じを受けた。次に港湾にライフサイクルが認められるかどうかを検討した。港勢の大きな港湾でも、その港湾が衰退期であれば、それ以上の過剰整備は無駄なものとなるし、逆に現状の港勢が小さくても成長期であれば、港湾整備は十分に必要と理解される。これには多変量解析を用いることで、図として表現することが出来た。さらに、港湾を抱える地方自治体にとって港湾経済がどの程度の影響を及ぼしているかについても多変量解析を用いることで明らかにすることが出来た。しかし、研究途中で勤務先が変わるということもあって、テーマにあるライフアセスメントまでは到達できなかった。個人で行う研究の限界をつくづく感じた次第である。したがって、今後の研究としては港湾の開発・整備時における環境への影響や廃棄物処理場としての環境への貢献、また衰退期を迎えた港湾の役割と環境改善への貢献の仕方などについて検討を加えなければならない。平成9年度は北海道(室蘭、苫小牧、石狩、小樽)、東北(塩釜)、北陸(新潟、富山)、中部(清水、名古屋、四日市)、それに近畿(和歌山)の各港湾について運輸省港湾工事事務所の協力を得て視察調査を行った。特に、港湾の現況や今後の開発計画、また背後圏への経済的な役割等について資料を収集した。これらの調査から得られた情報をもとに、港湾のライフサイクル分析を基礎的研究として、主成分分析などを使用した港湾の成長及び分類に関する研究を行い、これらの手法を用いることで港湾の成長性や性格の変化が読みとれることを得た。なお、本年度の成果は広島商船高等専門学校紀要第19号などで発表した。一方、情報の公開の準備としてわが国の港湾に関するホームページの一部を作成し、その中に本年度視察調査で撮影した港湾の写真を張り付けているが、一般への公開は次年度以降としている。平成10年度は北九州港、那覇港、横浜港および秋田港の各港湾について港湾管理者や運輸省港湾工事事務所等の協力を得て視察調査を行った。これらの調査から得られた情報と昨年の調査結果を合わせて港湾のライフサイクル分析の基礎的研究として、主成分分析・クラスター分析などの多変量解析を通して港湾の成長及び分類に関する研究を行った。なお、本年度の成果は日本港湾経済学会で報告し、年報に発表した。一方、情報の公開の準備としてわが国の港湾に関するホームページの一部を作成し、その中に昨年度及び本年度視察調査で撮影した港湾の写真を張り付けているが、勤務地が変わったこともあり一般への公開は次年度以降と計画している。

平成11年度は最後の年度ということで、平成9年度および平成10年度のまとめを行った。特に、港湾のライフサイクルと背後圏となる都市経済との関連について分析を試みた。また、文献レビューの部分で不足か感じられたので、調査を行った。具体的な報告としては、港湾整備と廃棄物関連の部分を紀要として発表した。また、港湾の背後地である都市との関連を含めて、今後の港湾整備の方向について日本航海学会物流研究会で発表した。
長期機動地震観測を可能とする携帯電話データ伝送システムの開発

1、研究の目的携帯電話による地震観測のデータ伝送を可能として、地理的制約を少なくする。大地震発生直後から本震に近い場所にオンラインの地震観測点を設置することが可能となり、重要な観測データを即時に解析可能になると期待される。また、ソーラーパネルによる太陽光発電を可能として、保守作業の負担を軽減する。大地震の発生により道路が寸断されて保守が実施できない場所において、メンテナンスフリーで長期間の地震観測が可能になると期待される。さらに、月額約6千円の定額制料金プランを利用可能として、低料金での連続観測を可能とする。また、複数の携帯電話網を利用可能として、通信エリアの拡大とアクセス回線の冗長化を図る。2.研究の実績2-1.携帯電話データ伝送システムの開発組み込み用小型ボードコンピュータをベースとして、下記手順でデータ伝送装置を開発した。(1)携帯電話データ通信モジュールのハードウェアを認識させるための改修を行う。(2)リモートログインに必要なソフトウェア機能を追加する。(3)データロガー内部の観測データをデータ収集サーバへ送信するプログラムを開発する。(4)データ伝送装置と携帯電話アンテナの『屋外設置用ケース』を設計・製作する。(5)DC 12Vの電源で駆動するための『外部変圧回路』を設計・製作する。(6)鉛蓄電池とソーラーパネルを充放電コントローラに接続して、データ伝送装置とデータロガーに電源を供給して、屋外での連続観測を1ヶ月以上実施する。(7)受信したパケットの時間帯別の欠落状況を調査して、データ伝送装置の設定を最適化する。2-2.研究成果連続観測のために常時接続を行っていると、一定時間が経過すると携帯電話会社によって通信を切断されることが分かっていた。そのため、約12時間に1回の頻度で再接続する必要がある。既製品の携帯電話対応ルータでは再接続に対応できなかった。本研究の臨時地震観測点用のデータ伝送装置では、タイマー機能を搭載することで再接続を自動化し、さらに商用電源に頼らないシステムとすることで、機動性を向上できた。
哺乳動物生体内における突然変異原物質の生成とその除去に関わる酵素の解析

本年度の特定領域研究Aにおいて標題「活性酸素によって哺乳動物生体内で生じる遺伝毒性物質の排除機構」に沿って研究をすすめ、以下の述べるような成果を挙げることが出来た。(1)突然変異を強力に引起こす8-oxo-dGTPの排除機構の全貌を哺乳動物細胞でほぼ明らかにすることが出来た。またこの研究の過程で、この酸化ヌクレイチドのリボタイプである。8-oxo-rGTPが、RNA polymerase IIによってmRNAに取り込まれていることを明らかにした。(2)さらにこの様な転写エラーに対し、哺乳動物細胞は抑制するような機構を有していることを明らかにした。即ち、ヒトのMTH1蛋白は8-oxoGTPを8-oxoGMPに分解するとともに、Guanylate kinaseは分解産物である8-oxoGMPを再度リン酸化せず、酸化型ヌクレイチドは細胞外に排除されると考えられる。(3)また、酸化型リボヌクレオチドは酸化型のデオキシヌクレオチドになることはない。即ちリダクターゼは酸化型GDPを基質として還元反応を行なわない。(4)酸化RNAは酸化ヌクレイチドの誤った取り込みのみならず、細胞内のRNAの直接酸化によっても生じると考えられるが、最近申請者は酸化RNAに特異的に結合する因子をマウス組織から発見した(論文準備中)。この因子が酸化RNAの排除に機能している可能性について現在解析をすすめている。なお、(13)についてはBiochemistry(1999)38,3610-3614.に報告している。
植物の新規な根圏環境適応機構の解明

植物の根圏土壌には植物生長を促進あるいは抑制する活性を持つ多様な微生物が存在する。しかしこれまでの研究は土壌微生物と植物の1対1の関係にのみ着目しており、土壌微生物の影響を受けた植物と隣接する植物との間に何らかの植物間相互作用があるのか殆ど明らかにされていない。我々は土壌微生物と植物複数個体を共培養した場合、植物個体間の根分泌物が植物生育に重要なことを見出した。そこで植物の根分泌物を網羅的に解析し、植物生育に重要な因子を同定することを目指している。
テラ・スケール分散システムの設計と理解のための基礎理論

分子計算からセンサーネットワークに至る様々な分散システムの抽象的モデルとして自律分散ロボットモデルを位置づけ、分散ロボットの幾何的パターン形成問題を主に検討した。この問題は、ロボットに自己組織性と自己安定性を付与する問題である。特に、ロボット問の同期の程度と形成可能なパターンの複雑さの関係を中心に検討し、「主な発表論文」欄に示す結果を得た。計算機ネットワーク,自律分散ロボット,分子計算など,様々な領域に出現する巨大分散システムを統一的に議論するための分散計算モデルを設定し,その上に分散計算論を構築することが研究目的であった.対象とする巨大分散システムを巨大性(エージェント数が巨大である),動的性(システム構成が変化する),ランダム性(システム変化は確定的ではない),低信頼性(システム要素は故障する),匿名性(システム要素は固有の識別子を持たない)によって特徴付け,これらの特徴を有する巨大分散システムを制御するための分散計算論を構築することを目指した.本年度は特に,エージェントが大域的に固有の識別子を持たない場合の分散計算論を自律分散ロボットシステムに対して構築することを試みて,具体的には,以下に述べる結果を含むいくつかの結果を得た.ロボットシステムはロボット間の同期の程度によって,完全同期システムFSYNC,完全非同期システムASYNCH,そして,その中間に当たる,準同期システムSSYNCHに分類される.これらのロボットが自律的に与えられた幾何的パターンを描くアルゴリズムの存在を問う問題はパターン形成問題と呼ばれる基本的な問題である.我々は,匿名のFSYNCHでは,記憶の有無はロボットのパターン形成能力に関係しないこと,そして,匿名のSSYNCHでは,記憶が役立つのは2台のロボットの点形成(すなわち1点への集合)に限ることを示した。さらに,2台のロボットの点形成問題の非可解性が,(SSYNCHとFSYNCHという同期の差から顕在化した)2台のロボットが持つ局所座標系の一貫性のなさから出現したことを踏まえ,2台のロボットが記憶なしで点形成を行えるために必要十分な一貫性の量を厳密に証明した.前者の結果はTheoretical Computer Science誌から公表済みであり,成果として載せているが,後者はSiam Journal on Computing誌からMinor revisionを要請されていて,すでに改訂版を投稿済ませた段階である.計算機ネットワーク,自律分散ロボット,分子計算など,様々な領域に出現する巨大分散システムを統一的に議論するための分散計算モデルを設定し,その上に分散計算論を構築することを最終的な研究目的として,巨大性(エージェント数が巨大である),動的性(システム構成が変化する),ランダム性(システム変化は確定的ではない),低信頼性(システム要素は故障する),匿名性(システム要素は固有の識別子を持たない)という5つの観点から巨大分散システムを検討している.初年度は,同期,匿名性,記憶という切り口から,自律分散ロボットモデルを検討したが,22年度は低信頼性,匿名性,ランダム性という切り口から,特に乱歩にについて研究を行った.乱歩が分散計算に出現する理由は2つある.まず,(分散アルゴリズムに限らず)乱択アルゴリズムの動作は自然に乱歩として表現できる.つぎに,分散アルゴリズムでは,環境の概念が重要であり,通常はデーモン(あるいはスケジューラ)で表現されているが,このような環境を確率に基づいてモデル化することが適切である場合がしばしば現れる.このとき,ランダム化されたデーモンのもとでの分散アルゴリズムの動作は(アルゴリズムが確定的であっても)自然に乱歩として表現される.具体的には,以下に示す結果を含むいくつかの結果を得た.まず,乱歩の高速化という立場から,よく知られているMetropolis Walkについて,それらがある意味で最適であるという結果を得て,Theoretical Computer Science誌に発表した.また,故障からの自律的な復活を意味する自己安定アルゴリズムのランダム分散アルゴリズムによる実現可能性を乱歩(具体的にはマルコフ連鎖)によって特徴づけた.この結果は,現在,Distributed Computing誌に投稿中である.生体分子、分散ロボット、Cyber-Physical System、人間社会など様々な分散システムに係わる多くの問題から領域固有の問題を捨象し、内包する分散計算構造に着目することで、巨大分散システムを分散計算という観点から統一的に議論するための理論を構築することが本研究の主目的であった。本年度の主要な研究対象は記憶である。具体的には、生体分子といった記憶を持たないエージェントから構成される生体システムが、巨大な記憶を持つ計算機から構成される計算機ネットワークで実現が困難な自律性を易々と獲得している理由に迫ろうとした。具体的には以下の事実を証明した。分散ロボットモデルを用いて、分散ロボットの自己安定的で自己組織化が記憶なしで実現できることを、我々は、比較的強く同期的に動作するシステムに対して昨年度に証明していた。本年度は、同じ事実が、完全な非同期システムに対しても成立することを証明した。また、生体分子あるいはセンサーネットワークのモデルであるMediated population Protocolについて、自己安定的なリーダ選挙にはエージェント数の対数に比例するビット数の記憶が必要であることを示した。ざっくりと言うと、リーダ選挙はn台のロボットを1台とn-1台に分離するようなパターンに並べる(すなわち自己組織化)する問題であるから、ロボットモデルとMediated Population Protocolモデルの差、すなわちエージェントの持つ視野の差が自律性を獲得するために必要な記億量に現れていると考えられる。

従来から、計算理論では時間と空間(記憶量)を基本的資源とみなしてきた。しかし、我々の得た結果は分散システムの空間資源を再定義の必要性を示唆している。現在、新しい空間量の定義に基づく理論体系の構築を行いつつある。
ヌクレオシド糖部ラジカル反応における1,2-不斉誘起に関する研究

ウリジンの糖部5'位に、すでに我々が報告した(J.Org. Chem. 1991,56,5401)方法でフェニルセレノ基を導入した。合成した5'-エニルセレノ誘導体を酸化して得られるセレノキシドは、通常のセレノキシドとは異なり、脱離反応をうけることなく安定に単離することができた。得られたセレノキシドのプンメラ-反応により、アシルオキシ基を導入しラジカル反応部位となるモノセレノアセタール構造を糖部5'位に構築した。糖部分2'および3'位の水酸基をイソプロピリデン保護した5'-モノセレノアセタールを用い、まず水素化トリプチルスズをアクセプターとする反応を行なった。炭素-セレン結合の均等開裂によって生じた5'-アシルオキシ炭素ラジカルがウラシル環の6位に求核付加しC-シクロヌクレオシドが生成した。このものは5'位での立体化学が異なる2種の異性体から成り、主生成物は(5'R)-異性体であった。このC-シクロヌクレオシドは、5'-アルデヒドと水素化トリプチルスズとの反応ですでに合成されているが(T. Sugawaraet al. Tetrahedron Lett. 1988, 29,75)、この反応では(5'S)-異性体のみが得られている。糖部2'、3'位の水酸基をアセチル基やTBDMS基で保護したモノセレノアセタールとアリルトリブチルスズとを反応させると、上記の分子反応は起こらず、5'位でのアリル化が進行した。反応条件を詳細に検討した結果、高いジアステレオ選択性を実現でき、更に広範囲のラジカルアクセプターを使用し得ることが明かとなった。本反応は、従来用いられていた5'-アルデヒドと炭素求核試剤との反応とは逆の立体選択性を実現できることから、ヌクレオシド系抗生物質の合成等に有効な手段となるであろう。ジアステレオ選択性を支配する因子に関する議論等を含め、本研究の詳細は現在投稿準備中である。
母体血を用いた無侵襲的な出生前遺伝子検査法の開発

正常妊娠の末梢血を採取し、胎児由来の遺伝子としてY染色体特異的なマーカーであるDYS14遺伝子を標的にして、その妊娠経過に伴う変化を標準化した。この結果を元に、胎児DNA濃度をMultiples of Median (MoM)値に変換し、妊娠週数による違いを補正した上で各種病態における胎児DNA濃度の変化について比較できるようなシステムが整った。RhD血液型診断に関し、研究期間中にRhD陰性の症例は合計で25例に過ぎなかった。RhD遺伝子exon7を標的とする遺伝子診断を行い、25例全例で正確な胎児診断が可能であった。このことから、この方法は、既に確立された方法であり、精度向上を図る必要性がない思われた。超音波診断で極端な下肢の短縮を認めた症例が9例あり、その症例の妊婦血漿を採取した。また、同時に分娩時の膀帯血も採取した。その症例にFGF-R3の遺伝子についてAchondroplasia、Thanatophoric Dysplasiaなどの原因遺伝子を直接シークエンス法で検討した。しかし、9例全例で遺伝子異常は検出されず、新しい診断には結びつかなかった。次に、妊娠高血圧症候群での胎児DNA濃度の変化及びそれを用いた妊娠高血圧症候群の予知についてであるが、妊娠中毒症(妊娠高血圧症候群)では、胎児DNA濃度が上昇することが分った。また、蛋白尿と高血圧の臨床症状の程度と胎児DNA濃度を比較検討した結果、胎児DNA濃度は、蛋白尿及び高血圧とは独立した因子であり、蛋白尿に比較し、高血圧により強く相関していることが分った。また、それらの症状の重症化に伴ってその濃度も上昇することが示され、妊娠合併症の病態把握にも優れたマーカーになると考えられた。妊婦血漿中に胎児由来のcell-free DNAが循環しているが、この安定した回収・定量が可能になった。今まで我々は、LightCycler (Roche)のシステムを用いてY染色体特異的なDYS14遺伝子を定量してきた。今回、我々はABI PRISM 7900 (Applied Biosystems)を用いて今まで以上に安定したシステムで、その定量を可能にした。その上で、今年度は妊娠中毒症における母体血漿中胎児DNA・総DNA量の変化を中毒症50例、正常コントロール300例の血漿サンプルを用いて評価した。その結果、次のような新知見を得て論文報告した。1.妊娠中毒症の重症化に伴って胎児DNA量は増加する。2.妊娠中毒症の蛋白尿・高血圧を合併する症例では胎児DNAが4.3倍に増加する。3.妊娠中毒症の蛋白尿・高血圧は独立した因子として胎児DNA濃度に影響している。4.妊娠中毒症では胎児DNA濃度は蛋白尿により強く影響をうける(蛋白尿が多いタイプは胎児DNAも高濃度である)。5.胎児DNAは主に胎盤由来であり妊娠中毒症による絨毛傷害により胎児DNAが母体血漿中で増加する。6.母体血漿中総DNA濃度も妊娠中毒症で増加する。妊娠中期(妊娠17-24週)で、その後に妊娠中毒症を発症する症例の胎児DNA濃度および総DNA濃度は既に増加しており、これらは妊娠中毒症を予知するマーカーになりうる。妊婦血漿中にはcell-free DNAが循環しており、それが絨毛傷害に由来していることを報告してきた。また、妊娠7-42週の500例の男児を妊娠している妊婦血漿中で胎児DNA濃度を測定し、妊娠週数毎の正常分布を明らかにした。このデータを基に、63例の妊娠中毒症患者の母体血漿中胎児DNA濃度を定量し、その結果を統計処理し、multiple of median (MoM)値に変換し、中毒症の各臨床症状の重症度と胎児DNA濃度の関係について検討した。また、β-globinを用いて総DNA量も同様に評価し、比較した。

その結果、妊娠中毒症の主要症状である蛋白尿、高血圧はそれぞれ独立して胎児DNA濃度に関係しており、それぞれの重症化に伴って胎児DNA濃度が上昇することが分かった。さらに、蛋白尿の方がより強く胎児DNA濃度の上昇に関与していることが分かった。次に、妊娠中期の臨床症状が出現する前の時期に将来妊娠中毒症になる症例の胎児DNA濃度、総DNA濃度について検討したところ、将来妊娠中毒症になる症例は、胎児DNAが1.9倍、総DNAも1.9倍上昇していることが分かり、妊娠中毒症の発症予知マーカーになると考えられた。正常妊娠の末梢血を採取し、胎児由来の遺伝子としてY染色体特異的なマーカーであるDYS14遺伝子を標的にして、その妊娠経過に伴う変化を標準化した。この結果を元に、胎児DNA濃度をMultiples of Median(MoM)値に変換し、妊娠週数による違いを補正した上で各種病態における胎児DNA濃度の変化にっいて比較できるようなシステムが整った。RhD血液型診断に関し、研究期間中にRhD陰性の症例は合計で25例に過ぎなかった。RhD遺伝子exon7を標的とする遺伝子診断を行い、25例全例で正確な胎児診断が可能であった。このことから、この方法は、既に確立された方法であり、精度向上を図る必要性がない思われた。超音波診断で極端な下肢の短縮を認めた症例が9例あり、その症例の妊婦血漿を採取した。また、同時に分娩時の臍帯血も採取した。その症例にFGF-R3の遺伝子についてAchondroplasia、Thanatophoric Dysplasiaなどの原因遺伝子を直接シークエンス法で検討した。しかし、9例全例で遺伝子異常は検出されず、新しい診断には結びつかなかった。次に、妊娠高血圧症候群での胎児DNA濃度の変化及びそれを用いた妊娠高血圧症候群の予知についてであるが、妊娠中毒症(妊娠高血圧症候群)では、胎児DNA濃度が上昇することが分った。また、蛋白尿と高血圧の臨床症状の程度と胎児DNA濃度を比較検討した結果、胎児DNA濃度は、蛋白尿及び高血圧とは独立した因子であり、蛋白尿に比較し、高血圧により強く相関していることが分った。また、それらの症状の重症化に伴ってその濃度も上昇することが示され、妊娠合併症の病態把握にも優れたマーカーになると考えられた。
水源汚染リスク評価のための微生物水文学的手法の開発

アジア諸国などの途上国では、水源の病原微生物による汚染が一般的に起こっている。この問題を解決するためには、水の移動を扱う水文学に、微生物汚染を評価する方法を取り入れた「汚染リスク評価のための微生物水文学的手法」の開発が必要である。そこで、微生物汚染を評価・解析する手法を開発し、汚染源になりうる廃棄物層や河川・地下水に適用した。その結果、汚染の現状が明らかとなり、手法の有効性が確認できた。途上国で病気から人命を守るためには,資金・時間・人材というリソースをどのように配分するかが,先進国以上にクリティカルな課題といえる.この課題の解決には,「水移動に伴う病原微生物移動を評価できるアセスメント手法」の確立が必要である.本研究では,このアセスメント手法の確立のために,水文学に微生物学を包含した新しい手法を開発することを目的とし,平成19年度は(1)廃棄物からの微生物流出,(2)河川源流域からの微生物流出,(3)流域全体での微生物汚染可能性の評価手法を検討した.その結果,(1)では,インドネシアのオープンダンピング施設や台湾の廃棄物埋立施設での調査結果に基づき,施設の構造や埋立経過年数に応じた特徴的な浸出水水質やキノンプロファイル(微生物特性の指標)を得た.(2)では自然河川系における微生物汚染の拡散を再現することを目指し,洪水時に上流河川から流出する大腸菌の流出解析を行い,大腸菌の土砂等の浮遊粒子への吸着率は洪水規模と洪水ステージにより系統的に変化することを確認した.(3)では,汚染を評価する指標としてレジオネラ属菌をとりあげ,山梨県内河川の一般水質項目の調査とレジオネラ属菌の検査を行い,20地点中4地点でレジオネラ属菌を検出し,検出された河川のBODは2mg/L以下で,検出されたレジオネラ属菌のうち3株はL. steigerwaltiiであることを明らかにした.(3)ではまた,微生物汚染の解析に広範に利用できる手法を開発するために,環境試料からの効率的なDNA抽出方法・条件,DNAを用いた定量PCR法によって総細菌,腸内細菌科数,大腸菌数を定量するための最適条件を見出し,この方法で従来の微生物検出・計数法より高感度での検出・定量ができることを示した.途上国で病気から人命を守るためには,資金・時間・人材というリソースをどのように配分するかが,先進国以上にクリティカルな課題といえる.この課題の解決には,「水移動に伴う病原微生物移動を評価できるアセスメント手法」の確立が必要である.本研究では,このアセスメント手法の確立のために,水文学に微生物学を包含した新しい手法を開発することを目的とし,平成20年度は(1)河川源流域からの微生物流出,(2)海外の水源の微生物汚染リスク,(3)有害微生物のDNAによる検出・定量条件を検討した.その結果,(1)では野外観測データをもとに細菌の1次元河道内輸送モデルを作成した.(2)ではカトマンズ盆地地下水の水質データを蓄積し汚染要因を抽出した.また,深井戸から採取した汚染地下水中に含まれる微生物群集の解析により,汚染地下水中には日和見感染症の原因菌であるPseudomonas alcaligenes, Acinetobacter radioresistens, Acinetobacter haemolyticusに近縁な細菌(いずれもPseudomonadales目に属する)が特異的に含まれることを明らかにし,この細菌が大腸菌,腸内細菌科に代わる水環境汚染指標微生物になりうる可能性を示した.(3)では,前年度設定した環境試料に分布する大腸菌等の遺伝子レベルでの検出・定量条件について,多種の資料での再現性を確認した.また,多種の環境試料からのDNA抽出効率を比較・評価する手法として,Internal standard cell(大腸菌のトランスポゾン変異株)とリアルタイムPCR法を組み合わせたDNA抽出効率算出法を開発し,この方法が複数の土壌,河川水試料中の総細菌の定量に有効であることを示した.本課題では、「水移動に伴う病原微生物移動を評価できるアセスメント手法」の確立のために、水文学に微生物学を包含した新手法の開発を目的とした。平成21年度は、(1)微生物流出の解析、(2)有害微生物検出・定量法の検討、(3)微生物汚染リスクの海外調査を行った。(1)では、昨年までに開発した大腸菌河道内輸送モデルの計算精度検証のため、洪水期間中の河川水を連続採水し、浮遊粒子吸着型と非吸着型の大腸菌を分別定量した。その結果、大腸菌の吸着率は、既往研究とは異なり極めて非定常的であり、拡散モデルを構築する上で不可欠な因子であることを示した。(2)では、下水処理場と河川から単離したF特異RNA大腸菌ファージの遺伝子群を解析した。その結果、これらの水試料は主にヒト由来の糞便汚染を受けているが、動物由来の糞便汚染の影響もある程度受けており、人獣共通感染型の病原微生物をより詳細に調査する必要があることを示した。(2)と(3)を合わせた検討として、カトマンズ盆地の井戸水について、昨年度までに開発した培養によらない新しい微生物定量方法と培養法との比較を行なった。

その結果、ほとんどの試料で非培養法の方が高い定量値を示すが、逆の場合も一部あり、安全性の面からは両法の併用が望ましことが分かった。さらに、新汚染指標の探求として井戸水の微生物群集の解析を行なった。その結果、日和見感染の原因微生物群を見出し、実際の環境試料の約95%でこの微生物を特異的に検出できる方法を開発した。(3)ではさらに、カトマンズ盆地の地下水の大腸菌濃度、一般化学成分濃度および水安定同位体比の過去3年分のデータを解析した。その結果、地下水の大腸菌は時空間的に不均質に分布し、汚染された近傍河川からの恒常的な影響よりも、下水等の混合による局所的または突発的な汚染の可能性が高いことを示した。
膵ランゲルハンス氏島と脂肪組織の微小循環調節に関する研究

膵ランゲルハンス氏島(ラ氏島)は膵臓内に島状に散在する小器官で、独自の微小循環系を有し、その血流は種々の機序で巧妙に調節されている。ブドウ糖はラ氏島血流量を増加させるが、連続投与すると、2回目のブトウ糖投与後のラ氏島血流量の増加は小さかった。また、糖尿病治療薬や降圧薬はラ氏島血流量に影響を与えた。最後に、妊娠中にアルコールを投与すると、ラット仔の膵臓の発育が障害されたが、ラ氏島血流量は正常であった。膵ランゲルハンス氏島は豊富な微小循環を有しており、種々の病態やその治療によって変更する。さらに、脂肪組織の微小循環系も病態によって変化することが予測されるが、その詳細についてはほとんど知られていない。本研究では種々の病態における膵ランゲルハンス氏島血流量を評価すること、ならびに、脂肪組織の血流測定法を開発することである。αグルコシダーゼ阻害薬アカルボースはラ氏島血流量を有意に増加させた。これらの変化は食餌制限の際にみられた変化と同じであった。糖尿病、肥満、高血圧ではラ氏島血流量が変化していることが報告されている。アンジオテンシンII受容体はラ氏島に発現していることが知られているが、アンジオテンシンII受容体拮抗薬(ARB)がラ氏島血流量に及ぼす影響は報告されていない。今回、我々はARBをラットに急性および慢性に投与し、ラ氏島血流量の変化を検討した。方法SDラットのラ氏島血流量を麻酔下でカラーマイクロスフェア法にて測定した。急性効果はオルメサルタン(0.1mg/kg)静注前と10分後にラ氏島血流量を測定した。さらに、オルメサルタン静注5分後にグルコース(0.5g/kg)静注前と3分後にラ氏島血流量を測定した。慢性効果はオルメサルタン5mg/kg/日またはカンデサルタン8mg/kg/日を飲料水に溶解し、5週齢から4週間経口投与し、グルコース投与前と3分後のラ氏島血流量を測定した。結果1急性効果オルメサルタンを静注すると、血圧が107±6mmHgより72±6mmHgと低下したが、血糖、IRI、ラ氏島血流量、膵血流量に変化を認めなかった。しかし、グルコース投与によるラ氏島血流量の増加は対照群に比べ(5.6±0.6→10.4±1.0μl/min/mg)、オルメサルタン群ではその増加が有意に抑制された(5.1±0.7→6.4±0.6μl/min/mg、p<0.01)。グルコース投与後の膵血流量もオルメサルタン群で有意に低下した(2.1±0.2 vs 1.1±0.1ml/min/g、p<0.01)。結果2慢性効果血圧はオルメサルタン、カンデサルタン投与により有意に低下した(対照群109±4mmHg、オルメサルタン93±3mmHg、p<0.01、カンデサルタン78±3mmHg p<0.001)。血糖、IRIには有意差を認めなかったが、ラ氏島血流量はグルコース投与前は3群間で有意差を認めなかったが(対照群8.8±1.0オルメサルタン5.8±0.6カンデサルタン7.1±1.μl/min/mg、ns)、グルコース投与後はARB投与群で有意に低値であった(対照群15.9±1.4オルメサルタン9.4±1.1 p<0.01、カンデサルタン10.2±1.8μl/min/mg p<0.05)。膵血流量には各群間に有意差を認めなかった。結論糖尿病モデルではラ氏島毛細血管圧の上昇と組織学的障害が報告されており、ラ氏島血行動態の異常がラ氏島機能障害に関係することが推測されている。ARBの糖尿病発症抑制効果はラ氏島微小循環への影響を介する可能性がある。妊娠期間中の様々な外的、内的要因が胎児に影響し、出生後もその影響が持続し、さらには、成人期の生活習慣病の発症と関連する可能性があることが、プログラミング仮説として疫学研究や動物実験で報告されている。今回が私は妊娠中のエタノール暴露が仔の膵ランゲルハンス氏島血流量、インスリン分泌、耐糖能に影響を与えないかを検討した。妊娠ラットを購入し、妊娠3日から7日まで3%エタノール、14日まで4%エタノール、分娩まで5%エタノールを投与した。