hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
RNA-蛋白質相互作用の系統的解析

昨年度、アフィニティ精製したポリソームRNAとトータルRNA間でGATC-PCRによる定量比較解析を行った結果、遺伝子毎に様々なポリソームRNA/トータルRNAのシグナル強度比が得られた。本年度は、遺伝子のプロモータ配列を大腸菌のβガラクトシダーゼと融合する系統的手法を開発し、それぞれのプロモータ配列の転写活性と翻訳活性を併せた総合的な活性をβガラクトシダーゼの活性として測定する一方、それぞれの遺伝子に関してmRNAの発現量をGATC-PCRによって測定するという作業を行った。βガラクトシダーゼ活性からmRNAの絶対量を差し引いた値は翻訳の効率を指し示すもうひとつの指標になりうると考えたが、これらの値とポリソームRNA/トータルRNAのシグナル強度比の間には有効な相関は見られなかった。2、転写開始点の決定に関する成果出芽酵母はゲノム構造情報とは対照的にcDNA構造情報は乏しく、一部の遺伝子以外では転写開始点に関する知識が乏しい。そこで、GATC-PCRの開発過程で確立された遺伝子特異的プライマー設計アルゴリズムを転写開始点を捉えためのRACE法のプライマー設計に応用し、系統的転写開始点決定を試みてきた。既に20を超える遺伝子に関して転写開始点を決定し終えている。一方で、より効率的な転写開始点同定のため、出芽酵母の完全長cDNAライブラリを作製した。理化学研究所ゲノム科学総合研究センターの協力を得て、既に3万クローン以上のワンパスシーケンシングを終えており、1000を超える遺伝子に関して転写開始点の情報を蓄積することが出来た。この成果は、出芽酵母における転写開始点のデータベースの規模としては世界に類を見ないものであり、RNA-蛋白質間相互作用を研究するコミュニティーのみならず、他分野にわたって有効な情報を提供するものと考えられる。
血液腫瘍に発現するLFA-1/DNAM-1接着分子複合体のシグナル伝達機構

1996年、申請者らは白血球に広く発現するヒトの新規の接着分子DNAM-1を見い出し、遺伝子クローニングによりその一次構造を決定した(Immunity 1996)。DNAM-1は免疫グロブリンファミリーに属する分子量65kDaの糖蛋白であった。最近申請者らは、血液系腫瘍細胞ではDNAM-1とLFA-1β2インテグリンの2つの接着分子が物理的に会合し、複合体を形成していることを初めて見いだした。このような異なる接着分子同士による複合体形成はこれまで知られていない現象である。さらに申請者らは、DNAM-1がLFA-1のシグナルトランスデューサーであることを明らかにした(Immunity 1999)。本研究では血液系腫瘍細胞の活性化、および浸潤、転移の分子機構を明らかにすることを目的とし、DNAM-1のリガンドを同定することを試みた。DNAM-1と免疫グロブリンFcドメインとの融合蛋白を作製し、これを用いて種々の組織由来の細胞のDNAM-1リガンドの発現を確認したところ、血管内皮細胞や腸管上皮細胞などにもっとも多く発現を認めた。そこでこれらの細胞からCDNAライブラリーを作製し、発現クローニングを試みた。発現クローニングにあたっては我々が開発したAdhesion Assay,DNAM-1/Fc融合蛋白をプローブとした方法などを試みたが未だ成功にいたっていない。DNAM-1リガンドはヘテロダイマーである可能性を考え、現在DNAM-1リガンドの蛋白精製を行っている。
建設文化としての大坂城石垣築造における土木施行技術の土木史的調査研究

本研究は、我が国における「機会化以前土木施行技術の土木史的研究」の一環として、徳川期大坂城石垣の築造技術について、歴史的技術変遷の中で明らかにするとともに、石垣築造の地盤光学的調査および力学的解析を行うことにより、その力学的合理性を現代技術の立場から正確に評価しようとするものである。本研究における成果は、次のようである。(1)大坂城石垣構造に関する現地調査結果を行い、石垣築造技術・普請・に関する地盤工学的考察を行った。また、大坂城地盤図を作成した。(2)大坂城石垣の歴史的崩壊記録を文献や現地調査により調査し、それらにもずき、石垣形状と安定に関する考察を行った。その中で石垣構造比を定義した。(3)大坂城石垣構造の有限要素法・個別要素法による静的・地震時の力学的考察を行った。(4)大坂城石垣の石積み施工技術および石垣築造順序と工法に関する考察を行った。(5)昭和の大阪城復興天守閣の基礎構造について調査を行った。(6)大坂城石垣築造時の岡山県牛窓町前島石切丁場遺跡調査を行った。(7)大坂城石垣築造技術および過程の歴史学的文献調査として池田家文庫の解読を行った。本研究は、わが国における「機械化以前土木施工技術の土木史的研究」の一環として、徳川期大坂城石垣の築造技術について、歴史的技術変遷の中での位置付けを文献学的調査研究で明らかにするとともに、石垣構造の地盤工学的調査および力学的解析を行うことにより、その力学的安定状態の研究を行い、構造形式の力学的合理性を現代技術の立場からより正確に評価しようとするものである。本研究は、平成7年度と平成8年度の2か年で実施する。平成7年度での主な研究実績の概要は次のようてある。(1)大坂城地盤図を作成した。また、石垣築造に関しての地盤工学的研究として、大阪城石垣構造と基礎地盤・地下水状態との関係を明らかにした。(2)大坂城石垣建設時における南外堀での石垣崩壊と再築の歴史文献記録および現場確認調査結果を整理検討した。(3)石垣形状および石垣中でのひび割れ状態を調査し整理した。また、石垣のそり勾配および石積み角度を考慮した有限要素法解析を行い力学的安定状態を検討した。(4)大坂城石垣築造技術および過程の歴史的文献調査として池田家文書の解読を行った。(5)大坂城石垣の石積み施工技術について、当時使用可能であった技術や道具をもとに種々の石積み方法について推定を行った。本研究は、わが国における「機械化以前土木施工技術ノ土木史的研究」の一環として、徳川期大坂城石垣の築造技術について、歴史的技術変遷の中で明らかにするとともに、石垣構造の地盤工学的調査および力学的解析ヲ行うことにより、その力学的安定状態の研究を行い、構造形式ノ力学的合理性を現代技術ノ立場からより正確に評価しようとするものである。本研究は、平成7年度と平成8年度の2か年で実施している。平成8年度での主な研究業績の概要は次のようである。(1)岡山県牛窓町前島に存在する徳川期大坂城石垣築造時の石切丁場遺跡調査研究を行った。(2)徳川期大坂城石垣構造に関する現地調査、特に、今回行った横方向ボーリング調査を中心にした調査結果を考察した。(3)徳川期大坂城石垣構造の3次元形状を明確にするとともに、有限要素法・個別要素法をもちいた静的・動的解析を行い、その力学的合理性について考察した。
関連研究組織のネットワークと中心機関の在り方に関する研究

本研究においては,【.encircled1.】関連研究組織のネットワーク形成の意義,【.encircled2.】ネットワークを形成することが望ましい分野,【.encircled3.】ネットワークと中心機関の関係,【.encircled4.】ネットワーク・中心機関の役割,【.encircled5.】ネットワーク・中心機関の整備に必要な仕組み等について調査研究を行うことを目的としている。平成5年度においては,平成4年度に引き続き,化学,地球環境,東洋学の3研究分野を取り上げワーキンググループを設け,有効な関連研究組織ネットワーク及び中心機関の役割等について具体的検討を行った。いずれの研究分野においても,当該研究分野における情報の交流,共同研究の推進及び人的流動性を促進する上からもネットワークの形成は必要であり,また,ネットワークが有効に機能するためには中心機関の果たす役割が重要であるという認識では一致しているところである。また,これらの各ワーキンググループにおける検討結果を踏まえて,ネットワーク形成の意義,形態,効果及び具体的施策例等について検討を行い,各ワーキンググループにおける報告書と併せて,研究成果報告書の取りまとめを行った。この報告書における主な点は以下のとおり。1.現状及び問題点大学,研究所における研究体制の整備には新たな柔軟かつ多様な方策の導入が必要とされてるとともに,学術研究の国際化,情報の交流の観点からも,関連研究組織の有機的な連携によるネットワークの構築が必要。2.ネットワークの形成に当たっての基本的考え方ネットワークの形成により,学術研究の動向や国際共同研究に効率的に対処するのみならず,研究の高度化・多様化・大型化に対しても柔軟に対処することが可能となるとともに,卓越した研究拠点(COE)の形成にも資するものであり,その形態は研究分野の状況によって多様なものが考えられる。また,ネットワークの形成により,継続的な研究の推進,人材養成,資料・研究設備の効率的利用,情報の共有・蓄積・発信,共同研究の推進等を図る上で効果がある。3.ネットワークの形成に必要な具体的施策例1)ネットワークの形成に必要な具体的施策例【.encircled2.】プロジェクトに必要な資源の整備【.encircled3.】共通的基盤設備等の整備【.encircled4.】情報の相互利用,有効利用の促進【.encircled5.】記述支援職員の研修の促進【.encircled6.】流動部門,客員部門の充実等人事の流動化の促進【.encircled7.】大学院教育の充実等人材養成の促進【.encircled8.】公開シンポジウムの開催等研究成果の学界・社会等への還元2)基盤整備のための新しい方策の導入【.encircled1.】リサーチ・アソシエイト,リサーチ・アシスタント制度等新しい人材活用方策の導入【.encircled2.】研究組織の弾力化・高度化への対応【.encircled3.】外国人研究者等の招へい経費の措置3)研究支援体制【.encircled1.】流動的人事システムに円滑に対処できる実験等スペースの確保4)ネットワークの評価方法5)外国人研究者の招へいの促進のための環境整備本研究においては,【.encircled1.】関連研究組織のネットワーク形成の意義,【.encircled2.】ネットワークを形成することが望ましい分野,【.encircled3.】ネットワークと中心機関の関係,【.encircled4.】ネットワーク・中心機関の役割,【.encircled5.】ネットワーク・中心機関の整備に必要な仕組み等について調査研究を行うことを目的としている。3.ネットワークの形成に必要な具体的施策例1)ネットワークの形成に必要な具体的施策例【.encircled2.】プロジェクトに必要な資源の整備【.encircled3.】共通的基盤設備等の整備【.encircled4.】情報の相互利用,有効利用の促進【.encircled5.】記述支援職員の研修の促進【.encircled6.】流動部門,客員部門の充実等人事の流動化の促進【.encircled7.】大学院教育の充実等人材養成の促進

【.encircled8.】公開シンポジウムの開催等研究成果の学界・社会等への還元2)基盤整備のための新しい方策の導入【.encircled1.】リサーチ・アソシエイト,リサーチ・アシスタント制度等新しい人材活用方策の導入【.encircled2.】研究組織の弾力化・高度化への対応【.encircled3.】外国人研究者等の招へい経費の措置3)研究支援体制【.encircled1.】流動的人事システムに円滑に対処できる実験等スペースの確保4)ネットワークの評価方法5)外国人研究者の招へいの促進のための環境整備
腫瘍血管の異常性獲得に乳酸アシドーシスが及ぼす影響の検討

がん細胞は有酸素下においても優先的に解糖系を利用することによりATPを産生する。このことをワールブルグ効果という。それにより、代謝物として多くの乳酸が産生され、がん組織内は乳酸アシドーシスとなっている。その環境は、腫瘍関連マクロファージをがんの悪性化に深く関わるM2型へと分化させるなど、がん微小環境に大きな影響を与えている。しかし、腫瘍血管内皮細胞に与える影響については未だ不明である。本研究では、乳酸アシドーシスによる腫瘍血管内皮細胞の血管新生能獲得機序を解明すると共に、腫瘍血管内皮細胞特有のpH調整機構を明らかにすることにより、血管新生阻害療法の新たなターゲットの発見を目指す。
Cryo-TOF-SIMS/SEMによる根圏効果のサブミリスケールの可視化

昨年度までに確立したミニ根箱システムを用いて、水稲、微生物混合系での土壌原生生物が水稲根圏環境に及ぼす影響を検証した。水田土壌の土壌懸濁液を孔径2.0umのヌクレオポアフィルターでろ過して原生生物を物理的に除去した細菌懸濁液を準備した。春日井氏液を含む軟寒天(0.7%)にこの細菌懸濁液を加えるとともに、捕食性原生生物の影響を調べるために、同じ水田土壌から分離した繊毛虫(Colpoda sp.)のシストを添加した。これを培地としたガラス製のミニ根箱で水稲幼苗を栽培した。10日間の栽培の後、軟寒天培地、水稲根を回収した。軟寒天培地中の細菌を蛍光顕微鏡により観察、計数するとともに、PCR-DGGEによる細菌群集の解析を行い、繊毛虫の接種が根圏細菌に与える影響を解析した。培地中の細菌には、単体で存在するものと集合体を形成するものが観察され、集合体の数は繊毛虫の接種によって3倍程度増加した。一方、単体で存在する細菌数は繊毛虫の接種によって低下する傾向が認められた。水稲根と培地から抽出したDNAを対象としたDGGEバンドパターンには、水稲由来のバンド以外に大きな違いは認められなかったが、繊毛虫の接種の有無によりバンドパターンは大きく異なった。以上のことから、繊毛虫の捕食作用は水稲根圏に生息する細菌群集の存在形態や群集構造を支配する重要な生物因子であることが示唆された。一方で、原生生物の接種の有無によって、水稲根の生長や形態に変化は認められなかった。本来はCryo-TOF-SIMS/SEMシステムを用いて根圏における化学環境の可視化を進める予定であったところ、装置の故障が重なり、その修理対応のため予定していた研究が滞っている。また、無菌的に生育したイネ幼苗は、その後の栽培において予想外に細菌、原生生物の外部からの混入が起こりうることが明らかとなり、無菌状態でのイネの継続的な栽培条件の確立に時間を要している。それに伴い、無菌イネの微生物接種実験の条件の見直しと再試験を迫られている。Cryo-TOF-SIMS/SEMシステムの修理には多額の費用の時間が予想されるため、化学環境の解析については期間内に一定の制限を受ける可能性がある。修理が済めば速やかに現時点で保存している試料の測定に着手するが、修理に時間がかかる場合には、方針の変更も視野において研究を進める。具体的には、無菌イネの栽培と微生物接種実験について再検討を進めるとともに、水稲根圏における微生物群集の解析をさらに詳細に進め、微生物環境としての水稲根圏の特徴を明らかにする。水稲根圏における原生生物の空間分布を詳細に解析するために、大判のスライドガラスを用いたミニ根箱を作成した。土壌懸濁液と混合した軟寒天培地の入ったミニ根箱で日本晴幼苗を生育し、新たに伸張した水稲根周囲を倒立型位相差顕微鏡で観察した。水稲根には高頻度で細菌捕食性の原生生物(アメーバ、鞭毛虫、繊毛虫)が生息しており、根圏周辺で活発に活動、増殖していることが明らかとなった。特に根端付近ではより広い範囲で原生生物の生息が確認された。顕微鏡観察によって見積もられた根圏に生息する原生生物の数は、土壌懸濁液にもともと存在していたと考えられる数よりもはるかに多かった。このことから、水稲根からは土壌微生物の食物連鎖を支えるだけの充分な有機物が供給されていることが示された。餌となる微生物の高い生息密度がその生育に必要と考えられる繊毛虫が、根端付近に集中していたことから、根端は根圏への有機物供給が特に盛んであることが確認された。根圏における原生生物の空間分布は種類によって大きく異なっており、繊毛虫が主に根端に生息しているのに対し、鞭毛虫は根端から基部までの根近傍に広く分布していた。アメーバは、根からやや離れた部位で観察され、繊毛虫や鞭毛虫と住み分けを行なっていることが明らかとなった。これらのことから原生生物に対する根圏効果はその種類によって空間的に異なることが示され、このことは根圏における物質の濃度勾配が形成されていることを示唆した。このような原生生物の空間分布の変化は、Cryo-TOF-SIMS/SEMの解像度をもって充分解析できるものと期待される。本年度は不慮の故障のためCryo-TOF-SIMS/SEMの使用が不可能であった。そのため、ミニ根箱での水稲幼苗の生育条件の検討および通常の顕微鏡観察による根圏微生物の観察にとどまることを余儀なくされた。土壌懸濁液を加えた軟寒天培地を含むミニ根箱で栽培した水稲幼苗について、周囲の軟寒天とともに液体窒素で瞬間凍結した根端試料をCryo-TOF-SIMS/SEMシステムを用いて観察を行った。その結果、根のごく近傍で糖類、カリウムに帰属すると想定されるシグナルが高くなっていることが示され、同手法が根圏環境の化学的特性を明らかにするために有効であることが示唆された。昨年度確立したミニ根箱での水稲栽培を無菌条件で行うための条件検討を行った。種子殺菌、寒天培地による無菌環境における発芽、幼病栽培等の条件を確立した。その後土壌懸濁液を含まない軟寒天培地で水稲幼苗を栽培し、顕微鏡観察による根圏の無菌状態の確認をおこなった。

栽培中に供給する培養液の殺菌処理、栽培を行った人工気象装置内部の除菌処理にも関わらず、一定の割合で水稲根圏に微生物(細菌、原生生物)の生育が認められた。無菌状態が確認された水稲根の根端試料をCryo-TOF-SIMS/SEMでの解析用に採取、保存した。水稲根圏環境におよぼす土壌原生生物の影響を検証するために、ミニ根箱での栽培に添加する土壌懸濁液から原生生物を除去するための条件検討を行い、孔径2μmのフィルターによる物理的な分画によって、原生生物が効果的に除去できることを確認した。原生生物を除去した土壌懸濁液と、同じ土壌から分離培養した繊毛虫を接種したミニ根箱で水稲幼苗を栽培し、繊毛虫が根圏で活発に活動、増殖していることを確認した。今後原生生物の有無による根圏環境の違いを比較する予定である。本年度はCryo-TOF-SIMS/SEMによる根圏凍結試料の観察に着手したが、再度の装置故障により、測定回数が一度に限られた。ミニ根箱による水稲幼苗の無菌栽培や原生生物を排除した条件での栽培を行うなどして試料の準備を進めたが、年度内の分析に至らなかった。昨年度までに確立したミニ根箱システムを用いて、水稲、微生物混合系での土壌原生生物が水稲根圏環境に及ぼす影響を検証した。水田土壌の土壌懸濁液を孔径2.0umのヌクレオポアフィルターでろ過して原生生物を物理的に除去した細菌懸濁液を準備した。春日井氏液を含む軟寒天(0.7%)にこの細菌懸濁液を加えるとともに、捕食性原生生物の影響を調べるために、同じ水田土壌から分離した繊毛虫(Colpoda sp.)のシストを添加した。これを培地としたガラス製のミニ根箱で水稲幼苗を栽培した。10日間の栽培の後、軟寒天培地、水稲根を回収した。軟寒天培地中の細菌を蛍光顕微鏡により観察、計数するとともに、PCR-DGGEによる細菌群集の解析を行い、繊毛虫の接種が根圏細菌に与える影響を解析した。培地中の細菌には、単体で存在するものと集合体を形成するものが観察され、集合体の数は繊毛虫の接種によって3倍程度増加した。一方、単体で存在する細菌数は繊毛虫の接種によって低下する傾向が認められた。水稲根と培地から抽出したDNAを対象としたDGGEバンドパターンには、水稲由来のバンド以外に大きな違いは認められなかったが、繊毛虫の接種の有無によりバンドパターンは大きく異なった。以上のことから、繊毛虫の捕食作用は水稲根圏に生息する細菌群集の存在形態や群集構造を支配する重要な生物因子であることが示唆された。一方で、原生生物の接種の有無によって、水稲根の生長や形態に変化は認められなかった。本来はCryo-TOF-SIMS/SEMシステムを用いて根圏における化学環境の可視化を進める予定であったところ、装置の故障が重なり、その修理対応のため予定していた研究が滞っている。また、無菌的に生育したイネ幼苗は、その後の栽培において予想外に細菌、原生生物の外部からの混入が起こりうることが明らかとなり、無菌状態でのイネの継続的な栽培条件の確立に時間を要している。それに伴い、無菌イネの微生物接種実験の条件の見直しと再試験を迫られている。根圏における微生物の分布に関する詳細な情報を最大限活用し、本年度から遂行するCryo-TOF-SIMS/SEMでの観察の効率を上げる。Cryo-TOF-SIMS/SEMの修理に既に一定のめどが経っており、今後は保存試料の解析に着手する。また、平行して水稲の溶液栽培を行って、根から滲出する有機物の定量を行ない、十分な濃度が確保されれば成分ごとの定量を試みる。
個人の行動変容と地域環境の変容に着眼した生活習慣病予防プログラムと評価指標の開発

生活習慣病予防のためのプログラムに参加した者は、独自のQOL向上のプロセスを歩んでおり、QOLの向上と他者への関心は関連している可能性が示唆された。しかし、生活習慣病予防に取り組む者のQOL向上のプロセスを即敵できる評価指標は、国内外の文献を検討しても、適切な評価ツールが見られなかった。そのため、今後は生活習慣病予防に取り組む者のQOL向上のプロセスを測定できる評価ツールの開発が必要となると考えられる。さらに、今後の研究では、地域を構成する人々のQOLの向上と、地域全体のQOLとの関連を検討できるためのアセスメントツールが必要となると考えられる。本研究の目的は、地域における個人の行動変容と地域環境の変容に着目した生活習慣病予防プログラムと評価法を開発することである。本件急は、【Study1】と【Study2】に分かれており、平成25年度に実施することになっている【Study1】の研究目的は、個人の行動変容と地域環境の変容を目指した生活習慣病予防プログラムのモデルの開発および生活習慣病ハイリスク者への調査によるプログラムの評価指標の検討を行うことであった。平成24年度に実施した保健師の調査に加え、プログラム評価に必要な生活習慣病ハイリスク者のプログラム前後の評価指標を検討するため、文献検討を実施した。その結果、生活習慣病ハイリスク者が行動変容後に感じるQOLを一般的なQOL尺度で測定すると身体的なQOLに向上が見られず、心理・社会的なQOLに向上が見られることがわかった。つまり、生活習慣病ハイリスク者の行動変容は、心理・社会面の変化を感じていることがわかり、その詳細を測定できる尺度が必要であることが見出された。生活習慣病ハイリスク者特有のQOLを検討することにより、生活習慣病ハイリスク者の支援プログラムを考える際の一助にもなるため、生活習慣病ハイリスク者特有のQOLについて測定できる尺度の開発が必要であることが示唆された。今後は、調査結果もとに、生活習慣病ハイリスク者の支援プログラムモデルの開発と評価指標案を完成させることを目指す。本研究は、【Stady1】と【Stady2】に分かれており、平成24年度に実施することになっている【Stady1】の研究目的は、個人の行動変容と地域環境の変容を目指した生活習慣病予防プログラムのモデルの開発および生活習慣病ハイリスク者への調査によるプログラムの評価指標の検討を行うことであった。生活習慣病予防プログラムのモデルの開発に向け、地域の生活習慣病予防プログラムを実施している保健師へ調査を行った結果、保健師は≪生活の客観視を促す≫や≪生活パターンにあった改善方法を見出す≫など生活習慣病ハイリスク者の[個人の力量形成に着目した支援]と≪家族の健康観・生活感を考慮する≫や≪健康に関する役割を付与する≫など生活習慣病ハイリスク者の[周囲との関係性に着目した支援]を実施していることが明らかとなった。このことから、保健は個人の変容と地域環境の変容を関連付けながら、支援をしており、このような支援を受けることで、生活習慣病ハイリスク者は日常生活の場において、地域環境との調整を図りながら、自ら生活を整える力を獲得しており、生活習慣病ハイリスク者の個人の変容と地域環境の変容が関連付けられることが示唆された。本研究結果より、生活習慣病予防プログラムの機能を明らかにできた。今後の課題としては、プログラムの構造を明らかにするとともに、調査結果を文献的に裏付けをしてプログラムモデルと評価指標案を完成させることが必要となる。本研究目的は、地域における個人の行動変容と地域環境の変容に着目した生活習慣病予防プログラムと評価法を開発することである。本研究は【Study1】と【Study2】から構成されており、平成26年度は平成25年度から継続して【Study1】を実施することとなっており、生活習慣病ハイリスク者のQOLの観点を含めた評価指標を検討し、プログラムモデルと評価指標案を開発することが目的であった。今年度は、これまでの研究成果を、学会発表し意見交換をした上で、研究成果を論文にまとめて、成果の発表を行った。意見交換の中で、生活習慣病ハイリスク者のQOLの観点を含めた評価指標を考える際、原因疾患や合併症の有無など疾病構造や身体的特徴により、介入プログラムに差が生じており、介入プログラムによって、そのアウトプットである生活習慣病ハイリスク者のQOLの観点にも違いが表れていた。今後は、生活習慣病の状態像を絞り込みながら、対象像にあった生活習慣病予防プログラムのモデルを開発していく必要がある。また、開発したモデルの効果を検討しながら、生活習慣病ハイリスク者のQOL指標の観点を詳細に検討していく必要がある。本研究は【Study1】と【Study2】から構成されており、平成27年度は【Study1】を完成させることがタスクとなっていた。平成26年度から継続して課題となっている生活習慣病ハイリスク者のQOLの観点を含めた評価指標を検討していくことを目的として、海外文献の検討を行った。その結果、QOLの評価指標を検討するための枠組みが明確化した。今後は、その枠組みにしたがって、国内外の生活習慣病予防に取り組むものを対象とした「行動変容における変化」を取り扱っている文献に焦点を当て、再度、文献検討を行うことによって、生活習慣病ハイリスク者のQOLの観点を含む評価指標の完成を目指す。

本研究目的は、地域における個人の行動変容と地域環境の変容に着目した生活習慣病予防プログラムと評価法を開発することである。本研究は【Study1】と【Study2】から構成されており、平成27年度は【Study1】を完成させることがタスクとなっていた。昨年度、産休に入り、平成27年度4月から復帰したものの半年間の休職中に溜まった教育上の案件を行ったことにより、評価指標案の完成がやや遅れている。そのため、研究資料の収集と整理のために、研究協力者を雇い、文献検討の補助を行ってもらうようにした。生活習慣病予防のためのプログラムに参加した者は、行動変容の過程で、健康と生活との関連に気づき、健康への価値観を高め、生活の中に健康の視点を取り入れることの重要性を認識していた。さらに、自身の生活習慣(ライフスタイル)を変容することで、身体的な変化を生じ、そのことを「快刺激」として捉えていることも分かった。さらに、自分の健康のみならず、他者の健康への関心が高まり、意識の拡大が見られていることも分かった。つまり、生活習慣病予防に取り組む者は、独自のQOL向上のプロセスを歩んでおり、QOLの向上と他者への関心は関連している可能性が示唆された。しかし、生活習慣病予防に取り組む者のQOLの向上プロセスを測定できる評価指標は、国内外の文献を件としても、適切な評価ツールが見られなかった。そのため、今後は生活習慣病予防に取り組むもののQOL向上のプロセスを測定できる評価ツールの開発が必要となると考えられる。また、ライフスタイルは、個人を取り巻く環境との関連も深いが、個人の変容と地域の変容を関連付けて捉えられるアセスメントの視点や技法も、未確立な状況にある。そのため、地域の現状の分析にとどまらず、地域の変容をアセスメントできるためのアセスメント指標の開発が必要になると考えられる。また、個人の変容と地域の変容が関連づいているかを確認するため、個人のQOLの向上と地域環境の変容を、関連付けてアセスメントする方法を検討していくことが必要になる。つまり、今後の研究では、地域看護診断の方法に、プロセスを評価できる視点を入れること、地域を構成する人々のQOLの向上と、地域全体のQOLとの関連を検討できるためのアセスメントツールが必要となると考えられる。生活習慣病予防のためのプログラムに参加した者は、独自のQOL向上のプロセスを歩んでおり、QOLの向上と他者への関心は関連している可能性が示唆された。しかし、生活習慣病予防に取り組む者のQOL向上のプロセスを即敵できる評価指標は、国内外の文献を検討しても、適切な評価ツールが見られなかった。そのため、今後は生活習慣病予防に取り組む者のQOL向上のプロセスを測定できる評価ツールの開発が必要となると考えられる。さらに、今後の研究では、地域を構成する人々のQOLの向上と、地域全体のQOLとの関連を検討できるためのアセスメントツールが必要となると考えられる。
高出力マイクロ波誘導プラズマ発光分光分析の高感度化・高速化

本研究は,高出力マイクロ波誘導プラズマ(以下「MIP」と略記)を励起光源として用いる発光分光分析システム及び分析法の構築の高感度化と高速化を目指したもので,3年間で得られた研究の成果は下記の通りである.1.高出力マイクロ波誘導プラズマ:高出力MIPを組み込んだMIP発光分光分析装置は市販されていないので,最初に共鳴キャビティーを入手し,さらに高速化のためにコンピューター制御された分光測光部をと組み合わせて多元素分析も可能な高出力窒素MIP発光分光分析システムを設計,試作した.さらに、コンピューター制御された回路部分を応答速度の速いものに交換した.2.高出力窒素MIP発光分光分析システム:本研究で得られた高出力窒素MIP中には試料溶液を噴霧し,連続的に直接導入できることを確認した.また,水素化物生成法を併用できるように装置の改良を行った.3.溶液噴霧法を用いる高出力窒素MIP発光分光分析による各元素の分析特性:通常の溶液噴霧法を用いて,まず,このプラズマのバックグラウンド発光スペクトルを調べた結果,多数の分子発光スペクトルが観測することができた.さらに,個々の元素について分析特性を検討した.4.水素化物生成-高出力窒素MIP発光分光分析:プラズマ中に,水素化物生成反応によって発生した各元素の水素化物を連続的に導入するヒ素,アンチモンおよびセレンの高感度定量法の確立を行った.また,本法を銅地金や鉄鋼の分析等に応用し,十分に満足すべき結果を得ることができた.さらに、分析の高速化のために多元素同時分析システムを開発し、特に鉄鋼分析に応用し、大きな研究成果を得ることができた.5.将来への展望:本研究で開発した高出力MIP発光分光分析システムは,今後,実用面での検討がさらに必要であり,他の分析法との組み合わせによって,化学種分析などへの応用なども展開されるであろう.また,超音波噴霧法,電気加熱気化法,スラリー導入法,レーザーアブレーション法,スパーク法,アーク法,グロー放電法等々の各種の試料導入法を適用し,研究を幅広く展開することによって新しい分野が開拓されるものと確信する。当研究室では、すでに高出力マイクロ波誘導プラズマ(MIP)発光分光分析システムのインスツルメンテーション(装置化)は殆ど完了しているが、さらに種々のプラズマガスを用いて各種の特性を評価し、研究の初年度であるので、高出力MIP発光分光分析の高感度化について重点的に取り組み、また、装置全体のシステムを完成して分析の高速化も目指した。今年度に得られた研究結果は下記の通りである。1.最大1.5kWの高出力で得られるMIPは、従来の誘導結合プラズマ(ICP)と同様にトーナツ構造を有するプラズマであり、窒素や空気などの安価なガスを用いることができるのが、大きな特徴である。主として窒素をプラズマガスに用いる高出力窒素MIP発光分光り分析による約40元素の分析感度や検量線の直線性などを求め、ICPの場合と比較・検討した。2.プラズマへの試料導入に、気相試料導入法として代表的で、本研究室において長年系統的に検討されている水素化物生成法を高出力窒素MIP発光分光分析に組み合わせて、分析の高感度化を試みた。最初に、分析対象元素としてアンチモンを選び、次いでテルルを対象にして、水素化物生成-高出力窒素MIP発光分光分析の新しい分析法を確立した。

本法による検出限界は、アンチモン(231.147nm)に対して1.87ng/ml、テルル(214.281nm)では15.0ng/mlであった。これらの値から、本法により、通常の溶液噴霧法の場合と比較して23桁の感度増大が得られたことを確認した。さらに、本法の成果を日本鉄鋼連盟から出されている鉄鋼標準試料中のアンチモン及びテルルの定量に応用し、その結果、標準値とよく一致する分析値を得ることができた。3.さらに本研究で備品として購入した高速スキャンニング機構を現有設備に装着し、多元素分析のための高速化を目指して、装置の整備とシステム化を完了した。今年度の研究成果を活用して、次年度は分析の高感度化と高速化を同時に前進させることが可能な体勢が整った状況である。本研究の初年度である平成13年度において実験装置の電子回路を改善して測定の高速化を実現・終了しているので、2年目の今年度は、分析法の高感度化を目指して、主として分析種を化学反応によりガス(無体)に変換してプラズマ中に導入する方法を開発し、下記のような研究成果を挙げることができた。1.水素化物生成-高出力窒素マイクロ波誘導結合プラズマ発光分光分析による鉄鋼と高純度銅中のヒ素およびアンチモンの同時定量プラズマ(MIP)中に水素化物生成反応よって同時に発生した水素化ヒ素(アルシン)および水素化アンチモン(スチビン)を連続的に導入して高出力窒素マイクロ波誘導プラズマ発光分光分析によるヒ素およびアンチモンの同時定量に関する基礎的な検討を行った。その結果,検量線が両元素で1010,000ng/mlの濃度範囲において良好な直線性を示し,検出限界はそれぞれ4.13および4.50ng/mlであった。本法を鉄鋼中のヒ素およびアンチモンの同時定量に応用し、標準値とよく一致する分析結果を得ることができた。2.気相試料導入-誘導結合プラズマ発光分光分析による鉄鋼中の銅の定量プラズマ(ICP)発光分光分析による銅の定量に関する基礎的な検討を行った。その結果,検量線が10500ng/mlの濃度範囲において良好な直線性を示し,検出限界は1.5ng/mlであった。鉄鋼分析の際に、主成分である鉄の干渉を除去するために銅と鉄の分離を行い、本法を応用した。鉄鋼標準試料中の銅の定量に本法を適用して、満足すべき結果を得た。3.気相試料導入-大気圧ヘリウムマイクロ波誘導結合プラズマ発光分光分析による水溶液中の炭素の定量ヘリウム-マイクロ波誘導プラズマ(MIP)を励起源に用いて,水溶液中の炭素イオンおよび炭酸水素イオンを酸との反応により二酸化炭素に変換して,炭素の定量に関する基礎的な検討を行った。その結果,最適条件下で,選択波長が193.09nmと247.86nmで,検量線は10010,000ng/mlと10020,000ng/mlで直線性を示し,その検出限界はそれぞれ7.89ng/mlと8.10ng/mlであった。本法を用いて環境水中に含まれる炭素の定量に応用した。標準添加法を用いることにより炭素の定量を行った結果,本法の有用性を実証することができた。なお、上記の今年度に得られた研究成果は、学会発表し、さらに研究論文として公表した(裏面参照)。
カルシウム・マグネシウムの腸管吸収機構と腸ミクロ環境pHの役割の解明

小腸粘膜表層には上皮細胞刷子縁膜のNa^+/H^+逆輸送と陰イオン交換体的性質を持つムチン層の形成により、500600μmの厚さに亘り、低pH層が形成されている。このミクロ環境の低pHはペプチドの吸収には重要であることが知られているが、Ca^<2+>、Mg^<2+>吸収に果たしている役割が未知であるため、それを解明するため、まずモルモット小腸におけるミクロ環境最低pH値の部位差及び小腸各部位のCa^<2+>、Mg^<2+>の能動的吸収フラックスの測定を行った。その結果、モルモットでは小腸全長に亘り略等しい低pH値(約6.0)が維持されていることが明らになった。Ca^<2+>、Mg^<2+>の能動的吸収フラックスもモルモットでは全長に亘って見られ、Mg^<2+>フラックスは、やや回腸で大であることが判明した。Mg^<2+>フラックスは等モル(0.5mM)のCa^<2+>の存在によって抑制されないが、Ca^<2+>フラックスはMg^<2+>で抑制されること、無Na^+条件、ウワバインはMg^<2+>フラックスを略完全に抑制するがCa^<2+>フラックスに対しては部分的に抑制すること、verapamil,D600もCa^<2+>より強くMg^<2+>フラックスを抑制することが明らかとなった。一方難溶性Ca塩(CaHPO_4,CaCO_3,Ca-oxalate,フィチン)等がこの腸ミクロ環境pH勾配のpH範囲(7.45.5)の間でどのようにpH依存性に解離するかをCa^<2+>電極並びpH電極を用いて調べた結果、何れもこの範囲で解離は促進され、腸内のイオン環境と等しい150mM NaCl存在下ではCaHPO_4(5mM)、CaCO_3(5mM)は略完全に解離し、6Ca-phytateも著しく解離が促推されることが明らかとなった。一方Ca-oxalateはこのpH範囲では解離の促進が見られなかった。実際にこれらpH依存性解離を示す難溶性Ca塩の懸濁液中に反転腸管を浸し正味Ca^<2+>フラックスをDTT存在下でpH7.4、6.0で比較すると何れの場合もpH6.0で著明に吸収フラックスが増大することが観察された。このことから腸ミクロ環境pH勾配はペプチド吸収のみならずCa^<2+>の吸収にも重要な役割を演じていることが確かめられた。このことから腸ミクロ環境pH

勾配はペプチド吸収のみならずCa^<2+>の吸収にも重要な役割を演じていることが確かめられた。カルシウム、マグネシウムは腸管では何れもイオン型で吸収されるが食品中のこれら2価陽イオンは何れも難解性の塩として含まれており、吸収の前段階としての解離の機構およびイオン型の膜透過機構については不明のことが多い。本年度は、(1)マグネシウムの経細胞性輸送の機構とマグネシウム、カルシウムの相互作用、(2)難溶性カルシウム塩からのCa^<2+>吸収における小腸ミクロ環境pHの2つの問題について研究した。(1)の問題に関しては、モルモット空腸並びに回腸で吸収されたMg^<2+>の逆拡散が殆ど起こらない条件下で上り坂の吸収フラックス測定を行い、酸素並びにNa^+の存在に強く依存する上り坂Mg^<2+>フラックスの存在することを確認した。この上り坂フラックスは粘膜側に加えたverapamil(0.5mM),Dー600(0.5mM),漿膜側に加えたouabain(0.5mM)で90%抑制を受けること、0.5mM Mg^<2+>からの吸収は同濃度のCa^<2+>で全く抑制されないことが明らかになった。またモルモット回腸から単離した上皮細胞浮遊液にNa^+を加えると著明にMg^<2+>エフラックスが増大し、K^+,mannitolにはそのような作用が見られないことが明らかになった。以上の事実は、Mg^<2+>はverapamil感受性のCa^<2+>透過機構とは独立した膜透過路を通って細胞内に入り、Na^+/Mg^<2+>交換機序によって細胞外に汲み出されていることが明らかになった。(2)の問題に関しては小腸ミクロ環境pH層を可及的に温存する為反転しない摘出モルモット回腸を難溶性でかつ解離特性の明確なCaHPO_4を含む液で潅流し、漿膜側潅流液のCa^<2+>濃度上昇をCa^<2+>感受性電極で測定する系を用いて検討した。ミクロ環境pH層をより低pHにする糖(Dーglucose)を管内潅流液に加えるとCaHPO_4からのCa^<2+>吸収は250%に増大する結果を得た。ミクロ環境pHを上昇させるジペプチド、アミロリドについては尚実験中である。腸管のカルシウム(Ca)、マグネシウム(Mg)の吸収はイオンの形で行われるが、食品中のCa,Mgは何れも難溶性の塩の形で含まれている。この解離に対する胃酸の役割は否定的な成績が多く、腸内の特別な機構が重要と考えられるに至っている。本研究では小腸粘膜表層の低pH層の役割を明確にするため、まずin vitroでpH電極並びにCa^<2+>電極を用いて難溶性Ca塩の解離のpH依存性を小腸ミクロ環境のpH勾配に相当するpH範囲(7.45.5)で調べ更に小腸内イオン環境に相当する150mMNaClの影響を観察した。難溶性のCaHPO_4は中性域では極めて解離度は低いがpH7.05.5の範囲で15mmoles/l懸濁液では略完全に解離しNaCl(150mM)はpH-解離度曲線を全般的に上方に移動せしめる(pH7.0で2倍,6.0で1.5倍)ことが明らかになった。CaCO_3もNaClが存在しない時は解離度はpH5.5まで極めて低いが、NaCl存在下ではPH8.0から6.0の間で低pH化と共に増大しpH6.0で5mmoles/l懸濁液は略完全に解離する。植物性Ca,Mg貯蔵型として代表的なフィチン又は6Ca-phytateもNaCl存在下でpH7.0からpH5.5の間で6倍解離度が上昇する。従って小腸ミクロ環境pHはこれら難解離性Ca塩の解離に極めて大きな役割を果していることが判明した。
マルチステップずり流動下の絡み合い構造ダイナミックス

1.大変形に重畳した微小振動応答より得られる微分動的弾性率(その実部は変形中のゴム域の高さに対応する)をプローブとする高分子濃厚系の絡み合い構造変化を様々な変形様式で観測し、次の結果を得た。鎖収縮と絡み合い構造変化:絡み合い構造変化は長時間領域で非可逆であるのに対し、鎖の平衡化過程の緩和時間に比べて短い時間領域では可逆であることを見いだした。これより、絡み合い構造変化が大変形後の鎖収縮に起因することを明らかにした。2.新規直交二軸レオメーターの試作と直交微分動的弾性率の観測:大変形と微小振動を独立に与えることのできる直交二軸レオメーターを試作した。これにより、きわめて高精度の直交微分動的弾性率の測定が可能となった。同装置を用いた測定より、変形初期のゴム域の高さの歪依存性が長時間領域での緩和弾性率の歪依存性と一致することを見いだした。したがって、大変形下での非線形粘弾性は絡み合い構造変化によると結論できる。3.ずり速度ジャンプ法による絡み合い構造転移の観測:ずり流動開始後の応力生長と微分動的弾性率の測定より、粘度が線形生長するとき微分動的弾性率G'(ω,γ,t)は一定で、その値は線形貯蔵弾性率G'(ω,O)と一致し、高ずり速度においても初期の粘度が線形生長する領域ではG'(ω,γ;t)はG'(ω,O)に一致するが、粘度生長が非線形生長に移るとききG'(ω,γ;t)も低下しはじめ、非線形粘度生長に対応する絡み合い構造転移が観測された。さらに高ずり速度から低ずり速度へジャンプさせても、G'(ω,γ;t)は高ずり速度における値から変化しなかった。以上の結果より、高分子濃厚系の非線形粘弾性と絡み合い構造変化の対応関係、ならびに絡み合い構造変化の非可逆性が明らかになった。1.シクロヘキサン溶媒中、極性の高いN,N,N′,N′-テトラメチルエチレンジアミンを活性部位錯体形成剤として添加し、n-ブチルリチウムを開始剤とするリビングアニオン重合法により、1,2-ポリブタジエンを設計分子量2万から50万の範囲で5種合成した。2.1で得た試料を膜浸透圧法、光散乱法、ゲル浸透クロマトグラフ法ならびに^1H-NMR法によりキャラクタライズした結果、何れの試料でも分子量はモノマーと開始剤のモル比より予想される分子量とよく一致し、分子量分布もM_w/M_nが1.051.13とかなり狭く、側鎖ビニル基含量が70%と設計通りの試料が得られたことを確認した。ワイセンベルグ・レオゴニオメーターに附属のシングルステップ・オン/オフ式回転駆動系を回転数瞬時切り替え可能な回転駆動系に変更し、マルチステップずり流動試験が行えるように改造した。また、第1法線応力差検出の測定感度・応答速度向上のために、同レオゴニオメーターに附属の第1法線応力差測定用板ばね/サーボ検出系を圧縮超小型荷重センサー/動ひずみ検出器系に変更した。高分子量1,2-ポリブタジエン試料を用い、変形直後および平衡化過程終了後に第2逆歪印加後の微分動的弾性率を測定し、高分子濃厚系の非線形粘弾性発現機構の一つである絡み合い密度減少が高分子鎖の平衡化過程中における鎖収縮によることを明らかにした。大変形に重畳した微小振動応答より得られる微分

動的弾性率(その実部は変形中のゴム域の高さに対応する)をプローブとする高分子濃厚系の絡み合い構造変化を様々な変形様式で観測し、次の結果を得た。1.新規直交二軸レオメーターの試作と直交微分動的弾性率の観測:互いに直交する2つのずり面を用い、大変形と微小振動を独立に与えることのできる新規直交二軸レオメーターを試作した。これにより、きわめて高精度の直交微分動的弾性率の測定が可能となった。階段状大ずり歪に対する応力緩和と直交微分動的弾性率の測定より、変形初期のゴム域の高さの歪依存性が長時間領域での緩和弾性率の歪依存性と一致することを見いだした。したがって、大変形下での非線形粘弾性は絡み合い構造変化によると結論できる。2.ずり速度ジャンプ法による絡み合い構造転移の観測:ずり流動開始後の応力生長と微分動的弾性率の測定より、粘度が線形生長するとき微分動的弾性率G'(ω,γ;t)は一定で、その値は線形貯蔵弾性率G'(ω,O)と一致し、高ずり速度においても初期の粘度が線形生長する領域ではG'(ω,γ;t)はG'(ω,O)に一致するが、粘度生長が非線形生長に移るときG'(ω,γ;t)も低下しはじめ、非線形粘度生長に対応する絡み合い構造転移が観測された。さらに高ずり速度から低ずり速度へジャンプさせても、G'(ω,γ;t)は高ずり速度における値から変化しなかった。以上の結果より、高分子濃厚系の非線形粘弾性と絡み合い構造変化の対応関係、ならびに絡み合い構造変化の非可逆性が明らかになった。
磁性有機分子結晶の電子状態、スピンのゆらぎおよび磁性に関する研究

1.反強磁性体MOTMPの磁気異方性と磁場誘起相転移分子反強磁性体MOTMPにおける磁気双極子相互作用エネルギーをエバルト法で評価し、実験で観測されているように確かにα-軸がスピン容易軸であることを示した。また、得られた双極子エネルギーを用いて計算した各軸方向の磁化飽和磁場およびα-軸に磁場をかけた場合のスピンフロップ磁場は実験結果と定量的に良い対応を示す。2.拡張されたハバードモデルに基づく磁気相図(1)1個の軌道をもつ異なる分子が単位胞に2個含まれる、および(2)2個の軌道をもつ分子が単位胞に1個含まれる、2つの場合について金属強磁性発現の条件を調べた:(1)fillingが1/4の場合、異なる分子の軌道エネルギーに差がありかつ1次元性が強いときにはフェリ磁性相が現れ得る.(2)fillingが1/4の場合、同じ種類の軌道間の飛び移りより異なる軌道間の飛び移りが大きいときには強磁性相が現れ得る.3.H_2NO結晶の電子帯構造の第1原理的計算(1)H_2NOが同じ向きに並んだ1次元鎖および(2)H_2NOが交互に逆向きに並んだ1次元鎖が正方格子を形成する2つの仮想結晶に対してフルポテンシャルLAPW法によるバンド計算を行い以下の結果を得た:(1)NとOの反結合軌道が1次元性の強いバンドを形成し、フェルミレベルはこのバンドの中央、谷のところに位置する。従って、磁性が現れる場合には反強磁性である.(2)(1)に比較して1次元性が弱まりかつバンドの縮退が増加したためにフェルミレベルでの状態密度がかなり大きくなり、この場合には強磁性状態が現れ得る可能性がある.1.反強磁性体MOTMPの磁気異方性と磁場誘起相転移分子反強磁性体MOTMPにおける磁気双極子相互作用エネルギーをエバルト法で評価し、実験で観測されているように確かにα-軸がスピン容易軸であることを示した。従って、磁性が現れる場合には反強磁性である.(2)(1)に比較して1次元性が弱まりかつバンドの縮退が増加したためにフェルミレベルでの状態密度がかなり大きくなり、この場合には強磁性状態が現れ得る可能性がある.
配向分極を利用した凝固点以下の非凍結保存に関する研究

臓器移植の普及とともに、臓器の長期保存の必要性が高まるなか、特に凍結保存の有用性が指摘されている。心臓の凍結保存の研究は、1970代より行われたが、凍害保護液として心筋毒性の強いdimethylsulfoxide(DMSO)を高濃度(一般に10%濃度)で使用したこと、実質臓器である心臓を最初から体積の大きいwhole heartの状態で凍結しようとしたことが問題となり、結局成功に至っていない。本研究では、これらの点に着眼し、心筋細胞レベルからの凍結保存実験から着手し、新たに自然界に広く存在し、細胞毒性がないとされるトレハロースを保護剤として初めて導入し、DMSOの低濃度化を図ろうと試みた。さらにトレハロースの低温障害抑制効果や心筋細胞の保護効果が認められれば、次に凝固点以下の非凍結保存の心筋細胞に対する本剤の有用性を検証した。(結果)(I)マウス胎児心筋およびwister系ラット新生仔より心筋細胞を分離培養し、programmable Freezerで-40°Cまで凍結し、液体窒素(-196°C)に保存した。凍害保護剤として10%DMSOおよび種々の濃度でトレハロースを添加し、24時間の凍結保存後解凍し、培養後24時間、48時間の拍動を観察するとともにこの凍害保護液中に逸脱したCPK値などにより、心筋細胞障害の程度を評価した。その結果各群のデータよりトレハロースを添加することにより、DMSOの濃度を減少させることが可能であることが確認された。(II)トレハロースの凝固点以下(氷温)の非凍結心筋細胞保存に対する有用性について検討した。本実験ではトレハロースを含む保存液を用いた氷温非凍結保存(ラット心筋細胞-4°C)で、ラット培養心筋細胞24時間保存後の心筋細胞の拍動状態、CPKの逸脱を観察した。その結果、保存後の心筋細胞の拍動は良好に維持され、CPKの逸脱は有意に抑制された。従って、トレハロースは、凍結直前の低温状態である氷温(-40°C)における低温障害に対し、心筋細胞保護効果を発揮することが確認され、同条件におけるwhole heart保存のstepとなることが示唆された。Whole heartの低温保存に先立ち、単離心筋細胞の凍結保存実験において、適切な凍害保護液の作製について検討した。従来の細胞膜透過性凍害保護剤であるDimethgl sulfoxide(DMSO)には心毒性があると言われ、それのみでは長期心低温保存には不適切である。そこで細胞膜非透過性のTrehalose(TH)を添加することにより、DMSOの濃度を減少せしめ、かつ良好な凍結保護効果が得られるか否かを検討した。[I]胎生16-18日目のDDYマウスより胎児心筋を分離培養し、Programmable Freezerで-40°Cまで凍結し、液体窒素(-196°C)に保存。凍害保護剤として10%DMSO単独および種々の濃度でTHを添加した。24時間の凍結保存後、解凍し、培養後24時間、48時間後の拍動を観察した。各群の拍動回復率、凍害保護液中に逸脱したCPK値などにより、心筋細胞障害の程度を評価した。

各群のデータよりTHを添加することにより、DMSOの濃度を減少させることが可能であることが示唆された。[II]生後4日目のWister系ラット新生仔より心筋細胞を分離培養し、24時間後心筋細胞シートを形成し、拍動が見られたシャーレに凍害保護剤を加え[I]と同様に24時間凍結保存し培養を再開した。凍害保護剤は、10%DMSO群、10%DMSO+0.2MTH群、5%DMSO群、5%DMSO+0.2MTH群として、各群で再培養開始後の拍動回復率、拍動数回復率および凍害保護液中に逸脱してCPKを計測した。その結果DMSOの濃度を10%から5%に低下させると拍動回復はみられなかったが、THの添加により拍動回復率および拍動数回復率は増大し、[I]と同様の結論が得られた。平静7年度は、心筋細胞の凝固点以下の非凍結保存実験に先立ち、単離心筋細胞の凍結保存(-196°)におる適切な凍害保護剤の作製について検討した。従来の細胞膜透過性凍害保護剤であるDimethyl sulfoxide (DMSO)には心毒性があると言われ、それのみでは、長期心低温保存は不可能である。そこで、細胞膜非透過性のトレハロースを初めて導入し、本剤を添加することにより、DMSOの濃度を可及的に減少せしめ、かつ良好な凍害保護効果が得られるか否かを検討した。生後4日目のwister系ラット新生仔より、心筋細胞を分離培養し、24時間凍結保存(-196°)後心筋細胞シートを形勢し、心筋細胞の拍動状態と凍害保護液中に逸脱したCPKを計測した。その結果、DMSOの一般的な濃度10%から5%に低下させると拍動の回復はみられなかったが、トレハロースを添加することにより、DMSOを5%に低下することが可能となり、トレハロースの凍害保護剤としての有用性が確認された。平成8年度は、本研究の主目的である凝固点以下の非凍結心保存に対する本剤の有用性(凝固点以下の非凍結心筋細胞における保護効果および低温障害の抑制効果)について検討した。本実験では、トレハロースを含む保存液を用いた氷温非凍結保存(-4°C)で、ラット培養心筋細胞24時間保存後の心筋細胞の拍動状態、CPKの逸脱を観察した。その結果、保存後の心筋細胞の拍動は良好に維持され、CPKの逸脱は有意に抑制された。従って、トレハロースは、凍結直前の低温状態である氷温(-4°C)における低温障害に対し、心筋細胞保護効果を発揮することが確認された。