hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
AR陽性ヒト肝癌増殖の機序解明と肝癌に対する新しいホルモン療法の開発に関する研究

肝癌根治切除50例を用いて、癌細胞増殖能とアポトーシス発生をTGF-α,TGF-β1の面より検討すると、5cm以下の小型肝癌ではTGF-β1が増殖抑制的に働くが、5cm以上の肝癌ではこのような機構が破綻していることが明らかとなった。肝癌の腫瘍血管の臨床病理学的意義をvascular endothelial growthfactor(VEGF)(71例)およびplatelet-derived endothelial cell growthfactor(PD-ECGF)(84例)の面から検討した。VEGF,PD-ECGFともに肝癌の重要な血管新生因子ではないという結果がえられたが、前者は硬変肝の、後者はC型肝炎ビールス陽性肝の血管新生に関与する可能性が示された。両研究での共通の結果は、Factor8染色で染色される比較的大きな血管の密度が残肝再発に関与することであった。アンドロゲン受容体(AR)陽性のヒト肝癌をヌードマウスに移植し、性別、去睾術の影響を調べると、去睾および雌性マウスでは正常雄性マウスに比べ、著明に腫瘍発育が抑制された。また去睾マウスでの抑制は、ストステロン投与により回復した。このような変化はARを介して起きていると考えられた。AR阻害剤cyproterone acetate(CPA)の効果をAR陽性および陰性肝癌株を用いて培養実験で検討すると、AR陽性株では増殖が抑制され、この現象はTGF-β1高発現によるG_1期での細胞分裂周期の停止とアポトーシス誘導によることが明らかとなった。標的細胞内でtestosteroneを最も強力な生理活性をもつdihydrotestosterone(DHT)に転換する還元酵素5α-reductaseの阻害剤、FK143の効果をin vitro,in vivoで検討したところ、本薬剤がAR陽性肝癌では抑制効果を発現するが、陽性腫瘍では無効であることが明かとなった。さらにFK143の発癌抑制効果をSolt-Farber法を用いてラットで検討すると、治療群でenzyme-altered foci,hyperplastic noduleの形成が抑制されることが解明された。アンドロゲン受容体(AR)陽性ヒト肝癌株SM10をヌードマウス皮下に移植し、その腫瘍増殖をみると健常オス、去睾オスにdihydrotestosterone(DHT)を投与した群に比べ、去睾オス、健常メスでは有意に増殖抑制がみられた。しかしAR陰性株SM2ではこのような差はみられなかった。腫瘍内のARは去睾により低下し、DHT投与により回復した。proliferating cell unclearantigen(PCNA)で細胞増殖を、またLewis^Y抗原でアポトーシスをみると去睾オスとメスでPCNAの低下がみられたが、Lewis^Y抗原には差はみられなかった。以上よりAR陽性株SM10の増殖はアンドロゲンにより促進され、その機序はARを介して発現していることが判明した。次いでSM10株を用いてcyproterone acetate(CPA)による抗アンドロゲン療法を試みた。CPA0.8mg/day投与により腫瘍増殖はほとんど完全に抑制され、これはPCNAと並行した。腫瘍中のTGF-αの発現には有意な変化はみられなかったが、治療群では3日目をピークに腫瘍内のTGF-β_1の発現は有意に高まり、apoptoticbody(TUNEL法)の出現が並行してみられた。

以上よりSM10に対するCPAの効果は腫瘍内TGF-β_1の過剰発現によるアポトーシスとG1期の細胞回転の停止によることが判明した。次いでARを少量保有するヒト肝癌株KYN-1より7種類の亜株を樹立し、細胞培養法でDHTの影響を観察した。AR陰性の4株の増殖は種々の濃度のDHTで何ら影響を受けなかったが、AR陽性3株の中2株ではDHTは容量依存性に細胞増殖を亢進した。しかし他の1株ではDHTに対する反応性はみられなかった。以上より同一腫瘍由来の亜株にはARの有無、またAR陽性細胞でもDHTに対する反応において不均一性があることが明かとなった。平成8年度においてAR陽性ヒト肝癌の増殖はアンドロゲンにより促進、抗アンドロゲン療法により抑制され、この様な効果はARを介して発現することを明らかにした。さらにARの拮抗剤であるcyproterone acetate(CPA)投与によって起こるAR陽性肝癌の増殖の抑制とアポトーシスは腫瘍のTGF-β_1の発現亢進による可能性を示した。平成9年度には、AR陽性肝癌に対する抗アンドロゲン療法が腫瘍血管新生に与える影響を調べようと試みた。教室の肝切除例を用いてPCNAとLewis Y抗原の同時検索が、肝癌のcell kineticsの評価に有用なこと、5cm医科の小型肝癌ではTGF-β_1発現は増殖抑制的に働くことを示した。さらに肝癌根治切除後の残肝再発率は男性(82%)が女性(62%)に比べ高く、脈管侵襲がこれに関与していることを示した。さらにvascular endothelial growthfactor(VEGF)およびplatelet-derived endothelial growthfactor(PDECGF)が肝癌の血管新生因子となっているか否かを検討し、ともに腫瘍のmicrovessel density(MVD)とは直接的な関係がないことを明らかにした。しかし、前者は硬変肝、後者はC型肝炎の血管新生に関与していることを明らかにし、間接的にはヒト肝発癌に関与している可能性を示した。両研究とも抗FactorVIIIで染色される比較的大きな血管のMVDが肝切除後の患者の予後に影響することを明らかにした。現在、教室で樹立したAR陽性ヒト肝癌(AY-1)をヌードマウスに移植して、hormonal manipulationが腫瘍血管新生に及ぼす影響と5α-reductase阻害剤の抗腫瘍効果を検討中である。さらにFarber法によるラット肝発癌モデルを用いて抗アンドロゲン療法の発癌予防効果を検討中であり、これらのデータは平成10年度に得られるものと期待している。平成10年度には教室で樹立したAR陽性肝癌(AY-9)をヌードマウスに移植し、血管新生抑制剤として注目されつつあるthalidomideの抗腫瘍効果を確認した(論文作成中)。
がん患者・家族への看護独自の介入に関する研究結果の実践への導入モデル

本研究目的は、がん患者・家族に対する看護独自の介入に関する既存の研究成果を看護実践の場に組織的に導入するモデルを開発することであった。米国においては既に研究成果を看護実践に導入するリサーチ・ユーティリゼーションのモデルがあるが、このモデルは操作的である。研究者らが目指したモデルは、看護の実践者と研究者が共同で看護実践と研究を重ねて実施し、そのプロセスで得られる実践者と研究者の自己革新を通して、看護実践に変化を生みだしていけるようなモデルであった。本研究の成果は、看護学における全体性のパラダイムを準拠枠とし、看護の実践者と研究者の相互依存的関係を重視したミューチュアル・アクションリサーチ・プロセスモデルである。このモデルは、局面1:実践者らと研究者らからなるアクションリサーチのグループを結成する、局面2:看護実践の場における看護師らの"願い"を表明する、局面3:看護師らの願いを研究計画に変換する、局面4:研究計画を実践に移し、現実と計画を擦り合わせながら行為し、内省し、学ぶ、局面5:計画を修正し、それを再び実践に移して繰り返す、という局面をたどりながら、非直線的に進展するプロセスモデルである。本プロセスモデルで重要なことは実践者と研究者間の対話であり、対話を通して自分自身の今までのケアのありように気づくことである。このことによって、看護師らの臨床の知が促進され、その知を十分に活かしながら看護ケアの質を組織的に向上させることができる。本プロセスモデルを実際に活用して追試を行った結果、個々の看護師の自己革新が、病棟の看護師スタッフ集団に広がり、やがてそのことによって現れた変化が、がん患者・家族のケアの質的向上に繋がることが明確になった。また、本プロセスモデル活用の際の倫理的配慮、プロセス促進因子、成果を定着させるためのいくつかの手立ても明らかになった。研究参加者となる病棟看護職者は、北里大学病院(9A,8A,7SN),北里東病院(3南、4南)、および岡山臨床看護研究会の3カ所と決定した。1、がん患者・家族への看護介入に関する国内外の研究論文のレビューを行った。2、最終的に実践に導入可能な看護介入を決定し、既存の研究と臨床現場との付け合わせを行い、導入の可能性を高めた。(1)北里大学病院3病棟では、終末期にある患者へのケアへの関心が強かったために、ニューマンの健康の理論に基づいた看護介入を病棟全体に導入することになった。(2)北里大学東病院では、終末期および死亡したがん患者の家族の悲嘆作業を助けるケアプログラムを作成することに決定した。(3)岡山臨床看護研究会では、有志看護職者がニューマン理論に基づき看護介入を学習し、実施してみることになった。3、各々のテーマに沿って、研究計画書を作成し倫理的審査を受けた。平成12年度は各研究参加病棟が研究計画書にしたがって、パイロット・スタディを経て本研究に入る。以上の過程を整理し、研究結果の実践への導入モデル原案を作成したい。平成11年度に作成した研究計画書に基づいて、看護職者が各々の実践現場の中に、選定した看護独自の介入に関する研究結果を導入・活用することをサポートした。実施方法として、アクション・リサーチの形を活用した。すなわち、(1)看護職者と教育・研究者の共同、(2)看護職者の願いとしての看護ケアの策定、(3)研究結果を導入・活用して変化を生み出す行為の過程、(4)理論の発展、という要素を盛り込んだ。参加グループとしては北里大学の2病院から5つの病棟の看護職員が参加し、実践とその検討のためにそれぞれ1520回の会議を繰り返した。

結果として、看護職者と教員・研究者が辿った過程は、単純に研究結果を実践に入れ込むというだけのものではなく、看護職者は自分たちの今までの看護ケアのあり方を見直し、内省し、新たに行為し、学び合い、さらにまた新たな行為を試みるという、螺旋状に発展して行ったことがわかった。アクション・リサーチは、研究結果を実践に導入するための1つのモデルとして有効であり、この過程で、看護職者の看護への意欲の高まりとケアの質の向上というアウトカムが生じることがわかった。第20回看護科学学会学術集会の交流集会で方法論について披露し、また第15回日本がん看護学会学術集会では研究として発表した。上記の結果を確かめるために、済生会京都府病院の看護職員20名との共同で現在進めつつある。本年度は、本研究全体の目的の中の、2、研究結果を実践に導入する段階において、必要な組織作りと効果的なプロセスの検討、ならびに3、研究結果導入後の看護実践評価の方法であった。以下に、本年度の研究実績の概要を述べる。(1)平成12年度のパイロット・スタディの結果を踏まえて、既存の研究結果を活用して作成した看護介入を3つの看護職チーム、すなわち3病棟に導入することを試みた。その結果、必要な組織づくりには、婦長と指導者格のナースがコアをつくり、情報を開示し、病棟全体のナースを巻き込む努力が必須であることがわかった。また、効果的なプロセスについては、既に知られているアクション・リサーチの方法に修正を加え、全体性の世界観を哲学的バックボーンとして、看護実践者と看護教育研究者が相互依存的関係を築き、看護実践、内省、評価の過程を螺旋系にくり返して行うアクション・リサーチのモデルを創り上げることができた。ごれを、ミューチュアルコラボレイチブ・アクチョンリサーチのモデルと呼ぶことにした。(2)研究結果導入後の看護実践評価については、看護介入によって患者・家族に現れる変化について評価するというような、一般に考えられている方法ではなく、アクション・リサーチを通してその看護介入を行うナース達の自己革新に注目することがまず重要であることがわかった。ナースの意識が変化すれば、かならず看護実践にも変化が現れ、それが病棟全体のナスに波及し、患者・家族のQOLの向上に繋がるのである。(3)第16回日本がん看護学会において、協力者であるナースらとの連名で2つの研究を発表した。また、第21回日本看護科学会では、本研究結果であるミューチュアルコラボレイチブ・アクチョンリサーチのモデルについての交流集会を開き、多くの参加者を得た。研究成果は、2種の看護専門雑誌に特集として掲載された。本研究目的は、がん患者・家族に対する看護独自の介入に関する既存の研究成果を看護実践の場に組織的に導入するモデルを開発することであった。米国においては既に研究成果を看護実践に導入するリサーチ・ユーティリゼーションのモデルがあるが、このモデルは操作的である。研究者らが目指したモデルは、看護の実践者と研究者が共同で看護実践と研究を重ねて実施し、そのプロセスで得られる実践者と研究者の自己革新を通して、看護実践に変化を生みだしていけるようなモデルであった。
含窒素複素環N-オキシドを用いた高反応性P450モデル系の開発と応用的展開

著者は、これまで含窒素複素環N-オキシドールテニウムポルフィリン触媒系の開発を行い、不活性アルカンの酸化等における高い有用性を明らかにしてきた。本年度は、種々の骨格のアルカン類の酸化およびこれまで検討していなかった、通常の反応系では酸化の困難な芳香族化合物を基質として用い、本反応系の適用性の検討を行った。アルカン酸化では、cis-デカリンとtrans-デカリンの競争酸化で高いcis体選択性が見られたことから、同じ3級炭素でもその立体環境の差異が大きく反応性に影響を与えることがわかった。同様の選択性は、試みたステロイド類の酸化においても観測された。また、コレスタノンの酸化で不斉を有する20位の水酸化が起きるが、反転は起こらず、立体保持で進行することがわかった。このことは、不斉中心の酸化においても不斉選択的に生成物が得られることになり、合成化学的に有用な性質と思われる。次に芳香環の酸化を試みたところ、シトクロムP450で主に得られるフェノール類は得られず、さらに酸化を受けたキノン類が一般に得られた。アルコキシ基のような芳香環炭素上の電子密度を高める置換基が導入されているほど、収率が高く、例えば1,3,5-トリメトキシベンゼンでは、97%の収率で2,6-ジメトキシ-p-ベンゾキノンを与えた。アルコキシ基が2置換のベンゼン類では、メタ置換体の反応性が最も高く、オルト体、パラ体では低いことから、置換位置による選択性が高いといえ、本反応系に特徴的な性質と思われる。またナフタレン、フェナンスレンのような無置換の縮合芳香環でもやや収率は低いながらやはりキノン体が得られた。以上本反応系は、不活性炭化水素としてアルカンだけではなく、芳香族化合物の酸化も効率よく行い、選択的に酸素官能基を導入できる、特長ある系であることを明らかにした。
分子間相互作用に由来する振動バンドの強度と形状の変化を理解するための解析法理論

スペクトルを構成する重要要素のうち,「強度」と「形状」に関しては,これまでに十分な理解が得られているとは言い難い。これらの理解を統合的に且つ十分に進めることにより,振動スペクトルを十分に生かし切った解析が可能になると考えられる。本研究では,分子間相互作用に由来する振動バンドの強度と形状の変化を統合的に理解するための解析法理論を,実験研究者に提示することを目的としている。今年度は以下の成果を得た。1.水素結合に与る水分子の並進運動に伴う電子密度の変化を,水30分子程度から成るクラスターを対象とした理論計算により検討した。その結果,この並進運動により大きな分子間電荷フラックス(分子間の電荷の授受)が引き起こされ,それが十分な大きさの双極子微分として現れることを明らかにした。これを取り入れることにより,液体の水のTHzスペクトルにおける200cm^<-1>のバンドを再現できることを,1024分子系のMD計算を用いて示した。2.ペプチド鎖のアミドII赤外バンド強度が大きな2次構造依存性を示すメカニズムを,理論計算により検討した。当該ペプチド基のN-H基と隣接ペプチド基のC=O基の位置関係と振動形により,ペプチド基間電荷フラックスの赤外強度への寄与が変化することが,重要であることを示した。3.DMF同位体混合液体のC=O伸縮ラマンバンドに見られるバンド融合と強度偏りのメカニズムを,理論的に検討した。時間領域の理論計算により,実験的に得られるバンド形を十分な精度で再現することができることを示し,バンド融合と強度偏りが,異なる同位体種間の分子間振動カップリングによって生ずることを明らかにした。(1)ハロゲン原子を持つ化合物が,蛋白質の阻害剤として働くケースなどにおいては,蛋白質主鎖のC=O基へのハロゲン結合(C-X...O=C)が見られる。そこで,水素結合と比較して,ハロゲン結合がペプチド基の振動にどのような影響を持つかを,ハロゲン原子を持つ幾つかの化合物とN-メチルアセトアミドが形成する会合体を対象とした理論計算により,定量的に解析した。その結果,ハロゲン結合形成に伴ってアミドIモードの赤外強度の顕著な増大が起こること,その機構として分子間の電荷フラックスが重要であることを,明らかにした。(2)水のOH伸縮振動モードの,水素結合供与的な水素結合形成に伴う大きな赤外強度増大の機構を,水28分子および30分子から成るクラスターを対象とした理論計算により検討した。その結果,この赤外強度増大の主要因が分子間電荷フラックスにあることを,明らかにした。また,この分子間電荷フラックスによる,周囲のOH振動子に掛かる電場の変調と,OH振動子に掛かる力の電場依存性を組み合わせることにより,分子間電荷フラックスが,分子間振動カップリングにも重要な役割を果たしていることを示した。
樹状細胞・NK-T細胞ネガティブフィードバック機構を応用する獲得免疫制御

樹状細胞からのサイトカイン産生バランスが,IL-12・IL-23/プロスタグランディンE2の系,IL-10/TNF-αの系,IL-33/ノルアドレナリンの系により制御されていることを新たに明らかにした.NK-T細胞は,その脂質抗原認識能を介して,内臓脂肪症候群(特にタイプII亜群)で促進的な役割を果たしており,動脈硬化症では,MR1拘束性亜群がCD1d拘束性亜群をネガティブに制御している可能性を見いだした.樹状細胞からのサイトカイン産生バランスが,IL-12・IL-23/プロスタグランディンE2の系,IL-10/TNF-αの系,IL-33/ノルアドレナリンの系により制御されていることを新たに明らかにした.NK-T細胞は,その脂質抗原認識能を介して,内臓脂肪症候群(特にタイプII亜群)で促進的な役割を果たしており,動脈硬化症では,MR1拘束性亜群がCD1d拘束性亜群をネガティブに制御している可能性を見いだした.本プロジェクトでは、樹状細胞によるNK-T細胞機能修飾により、引き続いて誘導される獲得免疫応答を生体にとって都合の良いものにする戦略を開発することを日的とした。先ず樹状細胞を刺激する経路によって、樹状細胞の分化・機能を制御することによる効果を解析した。その結果、TLR9経由で刺激された樹状細胞は、NK-T細胞の産生するサイトカインをTh2(IL-4)優位に誘導することが判明した。そのメカニズムとして、樹状細胞上のH-2クラスI分子の発現増強によるLy49からの負のシグナルが関与することを明らかにした。次にTLR4とTLR2刺激を解析したところ、TLR4とTLR2同時刺激の樹状細胞では、IL-10産生が相乗的に増加することが判明した。また、このIL-10産生増強に関与するシグナル伝達分子を明らかにした。このような効果はIL-12産生では認められなかった。一方、ガンマインターフェロンがIL-10の免疫制御効果を促進することを発見した。これらの結果から、TLR4、TLR2同時刺激が生ずるような感染においては、免疫制御機構が誘導されることが示唆された。我々は既に活性化NK-T細胞が動脈硬化症を増悪することを報告している。今回、高脂肪食を与えたマウスでは、逆にNK-T細胞がTh2タイプのサイトカインを産生し、獲得免疫におけるT細胞反応においてもTh1型を抑制することを明らかにした。これまでNK-T細胞がオステオポンチンを産生し、種々の自己免疫疾患を悪化させることを明らかにしている。今回、オステオポンチン自身がNK-T細胞の分化成熟化にも必須の分子であることを発見した。IL-17は,IL-23刺激下にNKT細胞からも産生され,自己免疫疾患の進展に影響を与え得る.我々は,prostaglandin E_2(PGE_2)存在下に分化させた樹状細胞(DC)はリポ多糖(LPS)刺激により,ERK経路のシグナルの減弱を伴って,IL-23産生が対照群に対して減少することを見いだした(Immunology in press).またERK経路の阻害剤U0126存在下でLPS刺激した場合,対照群に対してIL-12が増加,IL-23が減少した.すなわち,DCを介したNKT細胞からのIL-17産生を減少させる新規の方法が開発された(昨年度実施計画2).また,NKT細胞と疾患の関わりでは,type II NKT細胞が食事誘導性肥満(DIO)を誘導することを明らかにした(manuscript in preparation).NKT細胞を介したマクロファージ・抗原提示細胞の活性化が肥満の進行に関わっていると考えられた.さらに,CD1d拘束性NKT細胞は,我々の研究から動脈硬化症の悪化に関わることが示されているが,新規NKT細胞亜群であるMR1拘束性NKT細胞は,抗動脈硬化性に機能することを新たに明らかにした(manuscript in preparation).MR1拘束性NKT細胞の欠損により,CD1d拘束性NKT細胞からのα-galactosylceramideによるIL-10産生も強く抑制されていることが判明したが,このメカニズムについては特にDC機能や共刺激分子発現との関わりから引き続き追究する予定である(昨年度実施計画3).昨年度実施計画1のネガティブフィードバック機構に関与する表面分子の同定についても引き続き追究する.樹状細胞(DC)からの抗炎症性サイトカインIL-10産生に,炎症性サイトカインのTNF-αが必要であることのメカニズムについて,TNF-α-/-マウスを用い、シグナルの面から検討した.その結果,外来性に添加したTNF-αは,TNF-α-/-マウス由来DCの低下していたToll様受容体(TLR)刺激によるIL-10産生を回復させ,この際Erk,p38MAPK(p38),Akt等の活性化の回復を伴うことが判明した.この知見を支持するごとく,Erk,p38,PI3Kの阻害剤は,TLRリガンド刺激による野生型DCからのIL-10産生を低下させ,これらのキナーゼがTNF-α受容体(TNFRI)下流にあってIL-10産生に関与していることを明らかにした.NKT細胞はTNF-αを産生することから,DCからのIL-10産生にも影響を与える可能性が高く,新たなフィードバック制御の可能性が示唆された(実験計画2関連).

因にTNF-α-/-マウスではiNKT細胞自体も減少していた.一方病態モデルの解析から,MR1/ApoE二重欠損マウスではApoE単独欠損マウスよりも動脈硬化症の病巣面積は有意に拡大することが明らかとなった.この背景には,CD1d拘束性NKT細胞(NKT)の若齢からの自然活性化と,老齢マウスでの疲弊によるアナジーが存在することが判明した.MRI分子の欠損により,MU拘束性NKT細胞(MAIT)が欠損するが,野生型ではMAITを介したNKTの活性制御により病巣進展の抑制がなされていると推測された(MAIT←→NKTの直接あるいはDCを介在した間接的な相互制御).また,MAITが動脈硬化病巣の進展を直接抑制する可能性も残されており,細胞移入による検討が必要である(実験計画3関連).
中心市街地に隣接する過疎高齢化村落の相互支援システムの分析と提案

近年高齢化の進行に伴う過疎化現象の兆しが顕著になりつつある雑賀崎集落の変容の実態について調査分析した。そこでは見かけ上安定的なコミュニティが形成されているものの、住民自身の感じ方と実態的な将来予測の間には大きな差があり、将来における集落の空洞化現象がほぼ明らかとなった。また防災面においては、老朽化家屋が多数残されていることによる弱点も浮き彫りにされたため、住民とのワークショップをとおし、自主防災体制強化を含めた課題について基礎資料を作成した。本研究では、近年再び高齢化の進行に伴う過疎化現象の兆しが顕著になりつつある雑賀崎集落の変容について、空地化、空家化による集落空洞化の兆候および日常生活の相互扶助の実態から、頭在的な現象と潜在的な集落環境変容圧力の相互関係について分析し、中心市街地に隣接する村落の、課題について研究した。調査の結果、日常の相互依存関係が重層的に存在し、見かけ上安定的なコミュニティが形成されていることが明らかにされた。しかし住民自身による意識と実態的な将来予測の変化には大きな差があり、日常生活における心的な認識が、過去からの慣性力として引き継がれていることを示している。また住領域の拡散、高齢化、車の使用、半郊外型量販店への依存など時代的変遷に伴い、子の市街地への流出傾向を示し、一親等間の世帯分離が趨勢となっている。その結果将来における集落の空洞化が懸念される。一方社会資本への重点的な再編において、コンパクトシティ化が叫ばれる昨今、その周辺に立地する農山漁村集落は、コンパクトヴィレッジとして、長く持続してきたコミュニティや居住環境の長所を生かしつつ、都市機能を享受しうる条件を備えているとも考えられる。これは今後の低密度化、空地化の進行に伴い、居住環境の新しい側面を浮き上がらせる可能性を秘めているとも考えるべきであり、新たな市街地近郊集落像の模索が望まれている。本研究では、近年再び高齢化の進行に伴う過疎化現象の兆しが顕著になりつつある雑賀崎集落の変容について、空地化、空家化による集落空洞化の兆候および日常生活の相互扶助の実態から、顕在的な現象と潜在的な集落環境変容圧力の相互関係について分析し、中心市街地に隣接する村落の、課題について研究した。一方社会資本への重点的な再編において、コンパクトシティ化が叫ばれる昨今、その周辺に立地する農山漁村集落は、コンパクトヴィレッジとして、長く持続してきたコミュニティや居住環境の長所を生かしつつ、都市機能を享受しうる条件を備えている点も明らかになった。しかし防災面においては、老朽化家屋が多数残されていることによる弱点も浮き彫りにされた。そのため木造在来構法住宅の9軒において耐震診断のサンプリング調査を行い、集落内における住宅の耐震性能の傾向を把握すると共に、火災時の延焼による危険性や避難経路の有効性を把握し、住民とのワークショップをとおし、自主防災体制強化に向けた基礎資料を作成した。
ヒト末梢血白血球の脱分化による幹細胞の誘導

1.目的;骨髄移植など造血幹細胞を用いた治療法における問題解決を目指し、末梢血白血球(T-リンパ球)から造血幹細胞を誘導する方法を開発する。2.方法;T-リンパ球に転写調節因子を始めとする遺伝子群を導入し、その発現様式を造血幹細胞に限りなく近づけることによって、造血幹細胞の誘導を目指す。3.結果;これまでの検討から、造血幹細胞に高発現する遺伝子数種類を導入したT-リンパ球を数日間培養すると、造血幹細胞特異的マーカーであるCD34やc-kit発現細胞が誘導できることを明らかにした。さらに、ピストン脱アセチル化(HDAC)阻害剤とDNAメチル化阻害剤(アザシチジン)の併用により、CD34陽性細胞の誘導効率を向上させた。今年度はさらなる効率の向上を目指し、HDAC阻害剤とT-リンパ球に特異的に発現する遺伝子のノックダウンの併用について検討した。まず、HDAC阻害剤であるバルプロ酸、ロミデプシン及びトリコスタチンA(TSA)の中では、TSAが細胞毒性が少なく、最も高いHDAC阻害作用を示した。続いて、T-リンパ球に高発現する遺伝子として、転写因子GATA3を同定した。GATA3はリンパ球分化の制御因子であり、分化の方向付けに重要なことが報告されている。そこで、sh-RNAのレンチウイルス導入系を作成し、GATA3の発現ノックダウンの併用を試みた。その結果、CD34陽性細胞の誘導効率の改善は見られなかったが、メチルセルロース半固形培地において造血幹細胞由来のより大型のコロニー形成を誘導することができた。以上の結果から、末梢血白血球(T-リンパ球)にホメオボックス転写因子群及びGATA3に対するsh-RNAをレンチウイルスを用いて導入し、TSA及びアザシチジン添加下で培養することで、CD34陽性細胞とコロニー形成能を有する造血幹細胞様の細胞を誘導することができた。【目的】胚性幹細胞(ES細胞)や造血幹細胞などの幹細胞は、種々の疾患の治療等へ応用か期待されている。しかしながら、幹細胞の利用には絶対数が少ないことや採取にリスクが伴うこと等様々な問題があり、臨床応用に向けた大きな隘路となっている。そこで私たちは、採取が容易で十分な細胞数が得られる末梢血白血球に着目、この細胞から多分化能を持つ幹細胞が誘導できれば、幹細胞利用における問題を解決できると考え、本研究に着手した。【方法】1.末梢血白血球と造血幹細胞における遺伝子発現様式を比較、造血幹細胞に高発現する転写調節因子を同定する。2.同定した遺伝子を末梢血白血球に導入し、遺伝子発現様式を造血幹細胞の発現様式に限りなく近づけることによって、造血幹細胞の誘導を目指す。【結果】1.造血幹細胞と末梢血白血球における転写調節因子の発現様式を比較した結果、数種類のホメオボックス転写調節因子が、造血幹細胞において高発現し、末梢血白血球には発現が見られないことを見いだした。2.これらの遺伝子を単離し、ウィルスを用いて末梢血白血球に導入することにより、80%以上の高効率で遺伝子導入可能なシステムを構築できた。3.種々の遺伝子を導入した末梢血白血球を数日間培養後、造血幹細胞特異的マーカーであるCD34やc-kitなどの発現を検出した。その結果、数%の細胞にこれらマーカーの発現を確認できた。また、造血幹細胞の特徴である半固形培地中における細胞コロニーの形成を、遺伝子導入した白血球を用いて行ったところ、造血幹細胞と同様なコロニー形成が確認できた。これらの結果から、末梢血白血球から造血幹細胞が誘導できる可能性を見いだすことができた。【今後の計画】1.導入遺伝子の撰別による効率の向上。2.動物実験による検証。1.目的;造血幹細胞は骨髄移植などの治療に用いられており、今後もその利用拡大が期待されている。しかしながら、絶対数が少ないことや採取にリスクが伴うこと等の問題が明らかとなっている。私たちは、採取が容易で十分な細胞数が得られる末梢血白血球に着目、ここから造血幹細胞を誘導できれば造血幹細胞利用の問題を解決できると考え、本研究に着手した。2.方法(1)末梢血白血球と造血幹細胞における転写調節因子の遺伝子発現様式を比較、(2)造血幹細胞に高発現する転写調節因子を末梢血白血球に導入・過剰発現させ、遺伝子発現様式を造血幹細胞に限りなく近づけることによって、造血幹細胞を誘導する。3.結果;昨年度までの検討の結果、造血幹細胞に高発現する遺伝子数種類を導入した末梢血白血球を数日間培養すると、造血幹細胞特異的マーカーであるCD34やc-kit発現細胞が誘導できることを明らかにした。今年度はさらなる効率の向上を目指し、実験を進めた。(1)造血幹細胞の増殖(自己複製)促進のため、増殖刺激下にて造血幹細胞(CD34陽性CD38陰性細胞)と造血前駆細胞(CD34陽性CD38陽性細胞)とを分離し、やはり増殖刺激を加えた末梢血白血球との間で遺伝子発現様式を比較した。その結果、造血幹及び前駆細胞に高発現する転写調節因子を新たに数種類同定した。(2)造血幹細胞ではヒストンのアセチル化やDNAが脱メチル化され転写が常に活性化状態にあることが明らかになっている。そこで、ヒストン脱アセチル化阻害剤とDNA脱メチル化剤の併用を試みた。

共に細胞に傷害を与えない濃度を見いだし、遺伝子導入との併用を試みた。以上の結果、末梢血白血球からのCD34陽性細胞誘導の効率を若干ではあるが向上させることができた。4.今後の計画(1)発現ノックダウン併用等によるさらなる誘導効率の向上。(2)動物実験による多分化能の検証。1.目的;骨髄移植など造血幹細胞を用いた治療法における問題解決を目指し、末梢血白血球(T-リンパ球)から造血幹細胞を誘導する方法を開発する。2.方法;T-リンパ球に転写調節因子を始めとする遺伝子群を導入し、その発現様式を造血幹細胞に限りなく近づけることによって、造血幹細胞の誘導を目指す。3.結果;これまでの検討から、造血幹細胞に高発現する遺伝子数種類を導入したT-リンパ球を数日間培養すると、造血幹細胞特異的マーカーであるCD34やc-kit発現細胞が誘導できることを明らかにした。さらに、ピストン脱アセチル化(HDAC)阻害剤とDNAメチル化阻害剤(アザシチジン)の併用により、CD34陽性細胞の誘導効率を向上させた。今年度はさらなる効率の向上を目指し、HDAC阻害剤とT-リンパ球に特異的に発現する遺伝子のノックダウンの併用について検討した。まず、HDAC阻害剤であるバルプロ酸、ロミデプシン及びトリコスタチンA(TSA)の中では、TSAが細胞毒性が少なく、最も高いHDAC阻害作用を示した。続いて、T-リンパ球に高発現する遺伝子として、転写因子GATA3を同定した。GATA3はリンパ球分化の制御因子であり、分化の方向付けに重要なことが報告されている。そこで、sh-RNAのレンチウイルス導入系を作成し、GATA3の発現ノックダウンの併用を試みた。その結果、CD34陽性細胞の誘導効率の改善は見られなかったが、メチルセルロース半固形培地において造血幹細胞由来のより大型のコロニー形成を誘導することができた。以上の結果から、末梢血白血球(T-リンパ球)にホメオボックス転写因子群及びGATA3に対するsh-RNAをレンチウイルスを用いて導入し、TSA及びアザシチジン添加下で培養することで、CD34陽性細胞とコロニー形成能を有する造血幹細胞様の細胞を誘導することができた。
出芽酵母の全ゲノム網羅的表現型解析に基づく酸化ストレス傷害修復メカニズムの解明

出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeの全非必須遺伝子の破壊株セットおよび全必須遺伝子のmRNAを不安定化した株のセットを活用し、酸化ストレス耐性に関する全ゲノム網羅的表現型解析を行った。先行研究で同定した液胞酸性化関連遺伝子に加えて、RNAポリメラーゼやユビキチン・プロテアソーム系等に関連する遺伝子が酸化ストレス耐性において重要な役割を担っている可能性が示唆された。また、遺伝子過剰発現プラスミドライブラリを用いて遺伝子過剰発現株セットを構築し、酸化ストレス感受性あるいは耐性を示す過剰発現株のスクリーニングを行った。平成23年度に引き続き、遺伝子過剰発現プラスミドライブラリを活用した出芽酵母遺伝子過剰発現株セットを構築するための条件検討等を行った結果、約1600株の過剰発現株を作製し、96穴マイクロプレート20枚で構成される過剰発現株セットを構築することが出来た。本セットを用いて、酸化ストレス負荷条件における生育の比較を行い、酸化ストレス感受性あるいは耐性を示す過剰発現株のスクリーニングについて条件検討を行った。その結果、25 mM過酸化水素による一過的なストレス負荷条件において、スクリーニングが可能であることが分かった。全株をスクリーニングに供した結果、上記のストレス負荷条件において顕著な感受性あるいは耐性を示す過剰発現株を同定した。このような高濃度過酸化水素による一過的なストレス負荷により、酵母細胞は顕著な脂質過酸化を伴いつつ、一定の割合で死に至ることから、この致死率やストレス負荷後の生育に影響を及ぼす過剰発現遺伝子は、酸化ストレス傷害の修復と密接に関連するものと考えられる。本研究によって、酸化ストレス傷害の修復に関連する遺伝子群の全体像が明らかになるだけでなく、酸化ストレス傷害の修復において液胞関連機能を始めとした耐性関連機能がどのような役割を担っているのか解明されるものと考えられる。また、本研究によって得られる知見は、酵母の実用的ストレスに対する耐性のメカニズム解明に大きく貢献するものと期待される。平成24年度には、遺伝子過剰発現プラスミドライブラリを活用して、約1600株からなる出芽酵母遺伝子過剰発現株セットを構築した。また、この過剰発現株セットを用いて、酸化ストレス応答あるいは耐性に関連する表現型を示す過剰発現株を見出すため、種々の条件検討を経て、25 mM過酸化水素による一過的なストレス負荷条件において、全株をスクリーニングに供した。その結果、このストレス負荷条件において顕著な感受性あるいは耐性を示す過剰発現株を同定した。その後、平成24年度中に研究代表者が所属研究機関内で異動となり、研究環境が大きく変わったため、研究環境の整備を行う必要が生じた。そのため、25年度は、当初計画した細胞生物学的研究への進展を見合わせ、24年度に同定した過剰発現株における表現型変化の原因遺伝子の同定と、上述の一過的なストレス負荷条件条件とは異なる条件でのスクリーニングを試みた。その結果、原因遺伝子の同定については、複数の過剰発現株における候補遺伝子を絞り込むことができた。また、一過性ではなく、0.5-2 mMの過酸化水素による慢性的なストレス負荷によって感受性あるいは耐性を示す過剰発現株を同定した。出芽酵母の非必須遺伝子破壊株セットについて、近年入手可能となったsupplemental setを用いて網羅的表現型解析を行い、酸化ストレスに対する耐性に必要な遺伝子を多数特定した。これによって、非必須遺伝子破壊株セットの全株についての表現型解析を完遂した。また、必須遺伝子のmRNAを不安定化した株のセットを活用し、酸化ストレス耐性に関する全ゲノム網羅的表現型解析を行った。すなわち、出芽酵母の全遺伝子について、各々の欠損が酸化ストレス負荷条件における酵母の生育にどのような影響を及ぼすかを調べることによって、ストレス耐性に重要な役割を担っていると考えられる遺伝子機能を同定した。その結果、酸化ストレス耐性に必須な役割を持つ非必須遺伝子として、過去の研究で既に同定された液胞関連遺伝子に加えて、RNAポリメラーゼIIやミトコンドリアにおける翻訳に関連する遺伝子等を新たに同定することができた。また、必須遺伝子に関する表現型解析の結果から、酸化ストレス負荷条件下での生育には、不要タンパク質の分解に必要なユビキチン・プロテアソーム系が重要である可能性が示唆された。さらに、遺伝子過剰発現プラスミドライブラリを活用した出芽酵母遺伝子過剰発現株セットを構築するための予備的実験を実施し、現在条件検討等を行っているところである。実施計画通り、過剰発現遺伝子ライブラリを活用した出芽酵母過剰発現株セットを構築し、酸化ストレス感受性あるいは耐性を示す過剰発現株のスクリーニングを実施した。実施計画通り、未解析の非必須

遺伝子破壊株セット(Homozygous Diploid deletion strain supplemental set)を用いて酸化ストレスに感受性あるいは耐性を示す株を選抜し、非必須遺伝子破壊株のフェノミクスを完遂した。また、必須遺伝子のmRNA安定性低下株コレクションを用いた、酸化ストレス感受性株および耐性株のスクリーニングを実施した。更に、過剰発現遺伝子ライブラリを用いた、酸化ストレス感受性あるいは耐性を示す過剰発現株のスクリーニングに向けて、条件検討等を実施した。平成24年度中に研究代表者が所属研究機関内で異動となり、研究環境が大きく変わったため、研究環境の整備を行う必要が生じている。そのため、交付申請時の計画を一部変更し、下記の通り推進する。まず、平成24年度に同定した過剰発現株において表現型変化の原因遺伝子を同定し、これまでの結果とあわせて、酸化ストレス耐性において重要な役割を担っている遺伝子を全ゲノム網羅的に明らかにする。同定された遺伝子について、酸化ストレス傷害の修復との関連を詳細に調べるために当初計画した種々の検討項目の内、今後、整備される研究環境において実施可能な項目に絞って検討を試みる。交付申請時の計画に従って下記の通り推進する。まず、過剰発現によって酸化ストレス耐性に影響を及ぼす遺伝子について検索を行い、これまでの結果とあわせて、酸化ストレス耐性において重要な役割を担っている遺伝子を全ゲノム網羅的に明らかにする。同定された遺伝子について、酸化ストレスによる傷害の修復との関連を詳細に調べる。そのため、当該遺伝子の破壊株あるいは過剰発現株等について、種々の酸化ストレスマーカーを指標として、酸化ストレス負荷後の酸化傷害の性状を明らかにする。また、細胞内活性酸素消去系との関連についても検討する。同時に、液胞タンパク質輸送や液胞内pH等の液胞関連表現型を精査することによって、液胞関連機能の状態を明らかにする。これらの結果を統合し、酸化ストレス耐性において液胞関連機能がどのような役割を担っているのかを明らかにする。また、本計画の網羅解析によって、酸化ストレス耐性との関連が新規に明らかにされた遺伝子についても、関連機能に関する細胞生物学的な解析を行い、耐性との関連を明らかにする。本研究課題の推進のため、研究代表者の異動に伴う研究環境変化への対応を目的として、次年度の研究費は交付申請時の計画を一部変更し、人件費を抑えて物品費を拡充する。なお、次年度使用額92,655円は、研究費を効率的に使用して発生した残額であり、次年度に請求する研究費と合わせて研究計画遂行のために使用する。本研究課題の推進のため、次年度の研究費は、交付申請時の計画どおり、物品費・旅費・人件費・その他に使用する。
酵母における糖分子シグナル伝達機構の包括的解析

<背景と目的>細胞における糖分子の認識と応答は多様な生物の生命活動の中でさまざまな役割を担っている。たとえば酵母においては、グルコースは細胞内セカンドメッセンジャーであるcAMPレベルの上昇を引き起こし増殖のスイッチをONにすると考えられている。酵母におけるこのような糖分子の認識と応答については、古くからよく知られた現象である。しかしながらこれら糖分子を認識しシグナルを伝達する受容体はこれまで明らかにされず、その作用機構についてもほとんど解明されていなかった。申請者は、出芽酵母における栄養源認識機構の解明を行い、Gタンパク質と共役したグルコース受容体遺伝子GPR1のクローニングに初めて成功した。出芽酵母においては、1996年に全ゲノムの配列が明らかにされ、ポストゲノム時代に突入しており、糖分子によって転写活性化される遺伝子群の包括的解析は、最も重要な課題である。本研究においては、GPR1を介する糖分子シグナル伝達経路の解明を行うとともに糖分子シグナルによって転写活性化される遺伝子の包括的解析を行うことにより酵母における糖分子受容機構の解明を行う。<検討結果>出芽酵母の野生株及びGPR1遺伝子欠損変異株について転写に差のある遺伝子の検索をDNAチップを用いて包括的に行った。その結果、GPR1遺伝子破壊株においては、細胞増殖時のタンパク質合成に関与する一連の遺伝子群の転写減少が認められた。<考察>遺伝子発現プロファイルの結果から、グルコースのシグナルはGpr1を介してタンパク質合成を促進し細胞増殖を制御していることが考えられた。現在DNAチップにより明らかとなった遺伝子の転写調節領域をレポーター遺伝子と組み合わせることでグルコースセンサー酵母の構築を行っている。
モチリンによる空腹期収縮発現機構におけるセロトニンの末梢性、中枢性関与

1.モチリンの末梢性作用とセロトニンの関係を調べるために、イヌ胃を生体より離断し人工血液にて灌流した。その結果、モチリンにより惹起された幽門側に向かう蠕動運動は5HT_3アンタゴニストにより完全に消失し、モチリンの末梢に対する作用にはセロトニンが関係することが確認された。また、この実験系を用いて、モチリン作用に関与する他の因子の解析も同時に行い、α-receptor及びcholinergic神経がモチリンの作用発現に関与することが明らかになった。2.force transducerを慢性逢着したイヌに、モチリンの非ペプチド性アゴニストであるEM523及び種々のreceptorantagonistを投与し消化管運動に対する作用を調べた。EM523は意識下犬に容量依存性にpHse lll様の運動を惹起し、血中モチリン濃度の上昇が観察された。これらの運動はchollinergic、5HT_3 receptor antagonist及びdopaminにより消失したが、opiate antagonistやmethysergideは運動に影響を与えなかった。これは、上記1の結果を支持するものである。3.当該研究により、モチリンの消化管運動昴進作用にはセロトニン神経の存在が必要なことが明らかになったが、セロトニン神経の局在及びモチリンレセプターとの関係などは不明であり、今後、明らかにされるべき問題であると考えられる。また、セロトニンの空腹期収縮発現機構における中枢性関与は、今回の実験からは結論が出ず、更なる研究が必要である。1.われわれが作製したモチリン及びセロトニン抗血清の特異性を検討した後、パラフィン包埋したイヌ十二指腸を用いてミラーセクションを作製し、モチリンとセロトニンを免疫組織化学により染色した。その結果、モチリンとセロトニンの共存を示す細胞は全く見られず、2つの物質の共存は免疫組織化学的に否定され、モチリンとセロトニンの同一細胞よりの同時分泌はないと考えられた。2.意識下犬の門脈中セロトニン、モチリン濃度を経時的に測定した結果、両物質の相関が見られなかった。3.イヌにセロトニン合成阻害剤(PCPA)を経口投与すると数日後には空腹期収縮が完全に消失すると共に生理的濃度の外因性モチリンを投与しても空腹期収縮は惹起されなかった。また、血中セロトニン含有量はPCPA投与により徐々に減少し数日後には測定限界以下になった。この結果はモチリンの作用発現には中枢及び末梢(消化管)のセロトニンが必要なことを示唆していると考えられる。4.上記の結果を踏まえて、モチリンの末梢性作用及びセロトニン、セロトニン3レセプターとの関係を調べるためにイヌ胃を生体より離断、人工血液にて潅流した。中枢から離断した胃は潅流液中へのモチリン投与により口側より肛門側に向かう蠕動運動が観察され、この運動はセロトニン3レセプターアンタゴニストにより完全に消失した。この結果より、モチリンに反応するセロトニン受容体は末梢(胃内)に存在することが証明された。しかし、この結果はモチリンの中枢性作用を否定するものではなく中枢の関与についてはさらなる研究が必要であると考えられる。2.force transducerを慢性逢着したイヌに、モチリンの非ペプチド性アゴニストであるEM523及び種々のreceptor antagonistを投与し消化管運動に対する作用を調べた。EM523は意識下犬に容量依存性にpHse

III様の運動を惹起し、血中モチリン濃度の上昇が観察された。これらの運動はchollinergic、5HT_3 receptor antagonist及びdopaminにより消失したが、opiate antagonistやmethysergideは運動に影響を与えなかった。これは、上記1の結果を支持するものである。3.当該研究により、モチリンの消化管運動昂進作用にはセロトニン神経の存在が必要なことが明らかになったが、セロトニン神経の局在及びモチリンレセプターとの関係などは不明であり、今後、明らかにされるべき問題であると考えられる。また、セロトニンの空腹期収縮発現機構における中枢性関与は、今回の実験からは結論が出ず、更なる研究が必要である。
II-VI族半導体混晶および超格子における伝導度制御と光物性

これまでのところMOVPEでは窒素ドープによるp型不純物制御が因難であり,その理由として水素による窒素アクセプターの中性化がある。これを防ぐ一つの方法として,水素を脱離させる高温領域の成長が考えられるが,成長温度をあげると,n型伝導度制御も難しくなる間題があった。そこでこれまで報告されている減圧成長に対し,常圧MOVPEでZnSeにおけるヨウ素ドープを試み,580°Cの高温領域まで1x10^<18>cm^<-3>に近い電子濃度制御が可能であり,光学特性も深い準位の発光が抑さえられた良好な特性が得られた。この成果に基づき,560°Cでターシャルブチルアミンを用いた窒素ドープを検討した。この窒素原料をそのまま供給した場合には,Znse層への窒素添加を示すDAペア発光は見られなかったが,成長系へ供給する直前に800°C程度に熱分解することによりDAペア発光の増大が見られた。またDAペア発光はターシャルブチルアミン供給量の増加とともに増加する。このようにした成長したp-ZnSe/n-ZnSe構造で測定したCV特性から,10^<16>cm^<-3>台のアクセプター濃度が見積られた。これまでに青緑,青色レーザダイオードが報告されているが,いずれもレーザ動作時の電圧が高く,室温連続発振を達成するうえでの障害となっている。しかしその理由は十分には理解されていなかった。そこで金属/p-ZnSe界面の障壁高さを考慮してその検討を行った。3Mから報告された特性と計算結果を比較して,6桁に及ぶ広い領域でよい一致が得られた。この結果から,電流-電圧特性における動作電圧の上昇は,主にトンネル電流によっていることが解かった。またこの比較から,実際的なダイオード構造における金属/p-ZnSe界面のバリア高さを見積ることもでき,0.61eVと見積られる。この計算に従えば,バリア高さを0.3eV程度まで低くすることができれば,1kA/cm^2の電流密度に対しても動作電圧を5V以下にすることができ,アニール処理の最適化,ならびに最近提案されているその他のバリア高さを実効的に低減する方法によりレーザ特性の改善が可能と考えられる。
凍結濃縮相に着目した氷結晶粗大化抑制技術の開発

氷の再結晶化抑制は冷凍保存された食品の品質を保持する上で重要な課題である。したがって、食材の違いや増粘剤をはじめとする添加物の影響など、様々な側面から研究が成されてきた。しかしながら、水に存在する溶質や縣濁物の種類、濃縮相の状態がおよぼす影響など、未だ不明な点も多い。そこで本研究ではこれらを明らかにし、新たな解決手段を提案する事を最終的な目標としている。H29年度までの研究実績の概要としては、1特定のシリカ粒子やセルロース繊維を縣濁させると再結晶化速度は低下する事。2縣濁物による再結晶化速度の低下はキサンタンガムやローカストビーンガムを同量添加した場合と比べて大きい事。3再結晶化が確認される上限温度は縣濁物の有無に関わらずスクロース溶液であれば-4°C、グルコース溶液では-3°C付近である事。4再結晶化速度定数のアレニウスプロットは何れの場合も-10-30°Cの範囲で単一な直線となるが、スクロース溶液では-8°C、グルコース溶液では-4°C付近から単一でなくなる事。また、その活性化エネルギーは縣濁物により異なる事が明らかとなっている。そこで、H30年度はこれら現象の要因を明らかにする為、特に-3から-10°Cの各温度帯で再結晶化を促進(60分間保持)した後の氷結晶量(融解潜熱量)を熱分析にて測定した。その結果、前年度まで結果と同様に、1スクロース溶液は-3.0°Cからグルコース溶液は-2.5°Cから融解潜熱は測定されなかった。また、2-4.5°Cより低温で保持した場合は縣濁物の有無を問わず融解潜熱量に差は無いが、-4.0°Cより高温では融解潜熱量の保持温度依存性熱量はスクロース水溶液(縣濁物なし)<ナノセルロース繊維<シリカ粒子の順となり、再結晶化速度定数の保持温度依存性と類似の傾向を示した。以上の結果から間接的ではあるが氷結晶の残存を促す縣濁物ほど再結晶化を抑制していることが示唆された。食品の冷凍保存時に生じる氷結晶の粗大化を抑制する事は品質を維持する上で重要な課題である。よって、保存時の温度履歴や増粘多糖類等の添加など、これまでにも様々な側面から改善が成されてきた。しかしながら、その制御は未だ困難であり、学術的に見ても不明な点が多く残されている。具体的には、水溶液であれば溶質の種類,さらには水に不溶な微粒子の存在が粗大化におよぼす影響。また、保存時における凍結濃縮相の状態や濃度分布が不明などの点が挙げられる。本研究ではこれらを明らかにする事で、氷結晶の粗大化に対し新たな解決手段を提案する事が最終的な目標となる。H27度は主に食品素材として取扱いが可能なシリカ粒子やセルロースを用い、これらをスクロース水溶液に縣濁した際の再結晶化速度を計測した。その結果、1特定のシリカ粒子やセルロースを縣濁させると、再結晶化速度は明らかに低下した。これは食品添加物(増粘多糖類)であるキサンタンガムやローカストビーンガムを同量添加した場合と比べても低い値であった。この事から、非水溶性の微粒子を添加した場合であっても、氷結晶の粗大化は抑制可能である事が明らかとなった。2再結晶化速度が低下したシリカやセルロースの粒径や形状と粗大化抑制の傾向に明確な関連性は見られなかった。3再結晶化速度が低下したシリカやセルロースの縣濁液について熱分析(DSC測定)を行った所、融点や凍結濃縮相のガラス転移温度は非縣濁のスクロース水溶液と同等であった。氷結晶の粗大化抑制に対し、これまでに研究対象となってはいない非水溶性の微粒子に着目し、その効果を計画通りに明らかにする事が出来た。しかしながら、これと平行して検討予定であった凍結濃縮相の状態観察については殆ど未着手となった。よって、研究全体の進捗状況としては概ね順調に進捗していると言える。冷凍保存時における氷の再結晶化抑制は品質を保持する上で重要な課題である。したがって、食材の違い、保存温度履歴、増粘剤を初めとする添加物の影響など、これまでにも様々な側面から研究が成されてきた。しかしながら、再結晶化の要因については、溶質の存在や水に不溶な微粒子の影響、凍結保存時における濃縮相の状態や濃度分布など、学術的に未だ不明な点が多く、その制御は困難となっている。よって、本研究ではこれらを明らかにする事で、氷結晶の再結晶化に対し、新たな解決手段を提案する事が最終目標となる。尚、H27年度は食品素材として取扱いが可能なシリカ粒子やセルロース繊維を用い、これをスクロース水溶液に縣濁した際の再結晶化速度を計測した。その結果、1特定のシリカ粒子やセルロース繊維を縣濁させると、再結晶化速度は明らかに低下する事。2これら再結晶化速度の低下は既存のキサンタンガムやローカストビーンガムを同量添加した場合と比べて低い値である事。3再結晶化速度が低下したシリカ粒子やセルロース繊維の粒径や性状と粗大化抑制の傾向には明確な関連性が無い事が明らかにした。そこでH28年度はこれらの抑制要因を明らかにする為、シリカ粒子やセルロース繊維を縣濁した糖水溶液と種々の糖水溶液(非縣濁)を対象として再結晶化速度を求め、その温度依存性を検討した。