hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
廃水中のアンモニアと硝酸の同時除去のための新規固体触媒の開発

硝酸から亜硝酸を高選択的に生成する触媒としてCuPdコロイド触媒について検討を行った。CuとPdの組成により活性は著しく変化し、Cu:Pdが2:1あるいは1:1のとき90%と高い活性を示した。NO_2選択性は組成によらず高く、Cnの存在比が高いコロイドほど高選択性であった。活性と選択性の両面で最も優れているCu_2Pdにっいて調製法の影響を調べたところ、グリコール還元により高い活性と選択性が得られることが分かった。亜硝酸を高選択に窒素に転換する触媒の探索および選択性支配因子の解明を行った。SiO_2は、反応中に溶液がアルカリ性になることにより溶解するが、CO_2を導入し溶液をほぼ中性にすることにすることにより溶解を抑制することができた。担体による選択性の比較したところ、ZrO_2や活性炭(AC)などに比べ、SiO_2系の触媒が高い選択性を示すことがわかった。XRD測定の結果、ACに比べSiO_2上には水素化能が小さいとされるサイズの大きいPd粒子径が生成し、N_2選択性が向上したと考えられた。SiO_2の中ではAEROSIL300(278m^2/g)が最も選択性が高く、窒素選択性は84%に達した。ラマン分光によりSiO_2上のPd粒子について詳細に検討したところ、AEROSIL300では他のSiO_2に比べよりさらに大きなPd粒子が存在することが明らかとなった。SiO_2系の担体であるSiO_2-Al_2O_3ではさらに選択性は高く90%を超えた。今後、Tiなどの金属とSiの複合酸化物を用いることにより更に高選択的な触媒を設計することができると期待される。また、反応中N_2Oの生成が見られたが、逐次的にN_2へ変換できることを見出した。N_2Oからは選択的にN_2へ転換されるため、この反応ルートで優先的に反応が進行するような触媒が開発できれば、より高選択的な処理技術となりうる。Pd-Cu/ACの活性、選択性の最適化のために、Pd、Cuの担持量依存性の検討を行った。反応速度と窒素選択率から、Pd5wt%、Cu0.6wt%を最適担持量と決定した。硝酸イオン濃度、水素分圧に対する反応次数を調べた結果、それぞれ0.3次と0.1次であった。また、選択性では、硝酸イオン濃度が低くなると窒素選択性が低下したが、低水素圧にすると窒素選択性は向上した。これらのことから、この触媒は低濃度の硝酸イオンを低圧水素で効率よく還元無害化できることが分かった。しかし、この触媒は、SV(空間速度)が100h^<-1>であり、現行の生物処理法の10倍程度の活性を示す優れた材料であるが、貴金属のPdを用いていることや、昨今の大量の汚染地下水の処理には活性が不十分である。そこで安価な卑金属をベースとする触媒の探索をつづいて行った。Ni、Cu、Fe、CoとAlの合金を水酸化ナトリウム溶液処理し、アルミニウムを溶解して高表面積化した超微粒子を用いて硝酸還元反応を行ったところ、Niが活性を示すことがわかった。しかし、Ni微粒子単独では、定常活性は低く、SV=240h^<-1>ででは20%の定常転化率にとどまった。そこで、活性の向上を目指して表面合金化を検討した結果、ごくわずかなZrやInの添加(1wt%)で活性が向上することを見出した。これらはSV=240h^<-1>ででほぼ100%の転化率を与えた。さらにごくわずかなPt(1wt%)との表面合金をつくると、SV=800h^<-1>でで90%以上の転化率を与えることが分かった。

今後、Tiなどの金属とSiの複合酸化物を用いることにより更に高選択的な触媒を設計することができると期待される。また、反応中N_2Oの生成が見られたが、逐次的にN_2へ変換できることを見出した。N_2Oからは選択的にN_2へ転換されるため、この反応ルートで優先的に反応が進行するような触媒が開発できれば、より高選択的な処理技術となりうる。
海域アジアにおける牛の皮説話の伝播と展開：世界史像の再考をめざして

「一枚の牛の皮」は,「わずかに牛の皮の広さの土地を使用したいと許可を求めた人物が,許可を得ると,牛の皮で作られた紐と同じ幅と長さの(広大な)土地を測り取った」という内容を骨子とし,もともとは古典インド文学やローマ文学のなかにある都市の建設に関わる説話である。本研究ではヨーロッパ,中東,南アジア,東南アジア,中国,日本の事例を収集・整理して比較検討しながら,それぞれに特徴的な展開を明らかにするとともに,この地域への伝播とそこでの受容を解明する。「一枚の牛の皮」は,もともとは古典インド文学やローマ文学のなかにある都市の建設に関わる説話である。同説話のアジア諸地域への伝播とそこでの受容について検討し,ヨーロッパとアジアの文化交渉の跡を辿ることを本研究の目的とした。2018年度の研究計画では,同説話およびそれに関係する日本語,ヨーロッパ諸言語,アジア諸語で記された国内外の文献を収集・整理し,時代背景などを分析するとしていた。資料はおもに勤務先の大学キャンパス内にある東京大学駒場図書館を通じて,国内外から収集するとともに,公益財団法人東洋文庫などの研究機関に赴いて収集し,整理した。また文献解読のため,あるいは文化交渉,世界史を読み解くために必要な書籍も集めた。しかし海外の資料のなかには,諸事情により数か月以上たっても入手できなかったり,既習の言語では正確に日本語訳できないものがあったりするなど,当初予想していたよりも資料の収集・整理・分析に時間を要してしまっている。そこで,本説話の伝播とそこでの受容についてより丁寧に全体像を把握するため,対象とする地域を広げ,二次資料も幅広く集めたりするなどの工夫をしている。より多くの資料を比較検討することで,同説話の展開とヨーロッパ勢力の同地への進出との関係を示し,それぞれに特徴的な展開を明らかにしようとしている。2019年度中には博士論文の改訂版を出版する予定であり,本研究の一部もそこに反映させたいと考えている。一次資料・二次資料いずれも入手に予想以上の時間を費やしてしまっている。また新たにいくつかのヨーロッパ諸言語と南アジアの言語を学ぶ必要が生じてしまい,これらの言語資料についてはまだ分析に至っていないため。現在の職場での職掌分担の関係で本研究のエフォート率が大幅に低下したことも関係する。本研究を遂行するにあたり,資料の収集は不可欠であるため,今年度も丁寧にこれを進め,対象とする地域を広げたり,より深く掘り下げてみたりするなどして全体像の把握に努めるとともに,整理・分析を急ぐ。
カラ-の閉じ込め機構の解析的研究

QCDでのカラ-閉じ込めの機構を解析的に探るこの研究計画の初年度(昭和63年度)の研究成果は次のようである。1.我々は、'tHooftのabelian projictionの考えを基礎に、言葉通りDual Ginzburg-Landau理論と呼べる赤外有効理論を導くのに成功した。この理論は、静的なカラ-電荷間にリニア-なポテンシャルを与えた。2.上記の有効理論で、唯一の重要な仮定はモノポ-ルの凝縮が起こるという仮定である。実際この仮定のみでカラ-電荷の閉じ込めが示せること、さらに静的な場合のみでなくダイナミカルな電荷も閉じ込もることが証明された。2年度の平成元年度の研究成果は、おもに次の2点である。1.有効理論の運動方程式を古典的に数値的にといた。その結果SU(3)QCDの閉じ込め相の真空は第1種と第2種の境界のデュアルな超伝導状態であることがわかった。2.Abelian monopole condensationという閉じ込めの描像がQCDで本当に実現しているかどうかをMonte-Carlo Simulationで調べた。格子化されたQCDでAbelian ProjectionをおこないAbelian Wilson loopを測定した。その結果、U(1)共変ゲ-ジでゲ-ジ固定した場合はabelian Wilson loopがゲ-ジ固定前に較べてたいへん大きくなりfull Wilson loopと本質的に一致しstring tensionも完全に一致した。一方ユニタリ-ゲ-ジではこの様なことはみられなかった。このデ-タ-はU(1)共変ゲ-ジではア-ベリアン的に閉じ込めが理解できることを示している。1.QCDでの閉じ込め機構を理解する目的で、't'Hooftが1980年に提唱したabelian Projectionの方法を発展させ、モノポール軌道の足しあげをモノポール場であらわしGinzburg-Landau流理論を構成した。このabelianモノポールがホーズ凝縮をおこすと、荷電粒子間の静的ポテンシャルが線型項を含み予想されるごとく閉じ込めが実現する事が示された。閉じ込めでの重要な量であるstring tensionを具体的かつ解析的に計算し、実験値と比較して理論に含まれるパラメータをきめた。この考え方の興味ある予言として、双対ポテンシャルにあたるスピン・パリティがJ^<PC>=1^<+->の粒子がSU(3)の時、1.22.0Gev位にでることが示せる。これらの成果は後記論文の初めの2つの論文に発表された。2.abelian ProjectionされたQCDをdual potentalを含む形であらわすとelectric U(1)×U(1)に加えてmagneticなU(1)×U(1)が存在している事がわかる。abelian monopoleの凝縮がおこるとこのmagreticな対称性が自発的破力をおこしdual potentialが質量をもつか同時にもとのpotentialも質量をもつ。electric U(1)×U(1)は破れないままゲージ場か質量をもつという新しい機構が存在することがわかった。そしてstaticな荷電粒子のみでなくdynamicalな荷電粒子のとじこめも実現している事も示せた。これは第3の論文で発表される。3.現在2つの仕事がまとまりつつある。上記の解析的な計算を数値計算で精密化をする仕事ともう一つは本当にQCDでabelianProjectionの描像が正しいかどうかをMonte-Carlo法などをつかって調べる仕事で後者の方で興味ある結果がえられつつある。次年度としてはabelian Projectionされたdual potentialを含むラグランヂアンでのシミュレーションや様々な解析的な研究も計画している。研究実施計画にしたがって行った具体的研究の概要と得られた成果について以下に列記する。1.QCDで閉じ込めにおいてア-ベリアン成分が主要な役割を果たしているかどうかを調べるためにabelian projectionとよばれるゲ-ジ固定をしたのちabelian

Wilson loopsをMonte Carlo法による計算機シミュレ-ションで詳しく測定した。使用した計算機は高エネルギ-研究所のス-パ-コンピュ-タ-S820を100時間、東大のS820と京大のVP400を併せて100時間程度の珪酸を行った。その結果きわめて興味ある成果を得た。即ちU(1)共変ゲ-ジでゲ-ジ固定をした場合はabelian Wilson loopがゲ-ジ固定前に比べて大変に大きくなりfull Wilson loopと完全に一致をしstring tensionも同じ値が得られた。一方ユニタリ-ゲ-ジではこのようなことはみられなかった。このデ-タはU(1)共変ゲ-ジではア-ベリアン的に閉じ込めが理解できることを示唆している。これらの興味ある成果はその他の成果と共にT.Suzuki and I.Yotsuyanagi,Prossible evidence forabelian dominance inquark confinement,preprint DPKU-8909として速報にまとめられ投稿中でありまた本文をまとめつつある。2.昨年度我々が導いたdual Ginzburg-Landau theoryと呼べるQCDの赤外有効理論の運動方程式を古典的に数値的に解き静的カラ-電荷が存在しているときの静的ポテンシャルを求めた。中間子系の場合は予想通りきれいな線形のポテンシャルが得られ閉じ込めの世界の真空は第一種と第二種の境界のデュアル超伝導体になっていることがわかった。3体の重粒子系の場合は現在進行中だが興味ある結果を得つつある。初期の成果はS.Maedan,Y.Matsubara and T.Suzuki,Abelian confinenment mechanism and the QCD vacuum,preprint DPKU-8907にまとめられ投稿中である。その他解析的研究もいくつか行った。
鉄鋼材料のクロム合金めっきに関する研究

1.2価クロム塩を用いた鉄鋼材料へのクロム合金めっきの基礎として、3価クロム塩の2価クロム塩への電解還元の条件を確立するために、硫酸第二クロムあるいは塩化第二クロム水溶液の複極式電解槽を用いた硫酸第一クロムあるいは塩化第一クロム水溶液への電解還元反応の研究を行い、温度298K、濃度0.5から1.0kmol・m^<-3>の塩化第二クロム水溶液を用いた電流値0.5から1.5Aの回分式電解還元により、電解中カソード液のpHを2以下に保持すれば、平均電流効率70から50%で3価クロムイオンの2価クロムイオンへの100%の還元が可能であることが明かとなった。また電解液に濃度2kmol・m^<-3>の塩化カリウムを添加することにより電解還元速度が増大することが認められた。2.2価クロム塩からのクロム電析の最適条件を検討するため、電解還元で調整した2価のクロム塩水溶液に蟻酸、グリシンあるいはクエン酸等の有機酸を添加し、クロム電析を行ったところ、添加した有機酸のpH緩衝作用により、水素イオンの放電反応が拡散限界電流条件下で進行するカソード電位で、良好な金属光沢を有するクロムめっき皮膜が得られることが明かとなった。特に2価クロム塩からのクロム電析の最適条件として、組成0.8kmol・m^<-3>CrSO_4-2.0kmol・m^<-3>KCl-0.1kmol・m^<-3>HCOOH(pH1.8)の電解液を用い、無攪拌条件下でカソード電位-1.10VvsSHEで30分間クロム電析を行い、電流密度408 A・m^<-2>で電極全面に光沢のあるクロム電析物を得た。また、このクロム電析の電流効率は25.4%であり、クロム電析物の平均膜厚は10.8μmであった。
牛の環境適応試験におけるデ-タ通信システムの利用

1.牛舎環境における生体情報の計測牛舎内に繋留されている牛の生理的および行動的生体情報を無人で自動計測するシステムを構築した。測定項目は次のとおりで、情報はすべて1分間隔でコンピュ-タに取り込まれ、保存される。1)生理的指標:呼吸代謝量、体温、心拍数、呼吸数2)行動的指標:起立・横臥行動、採食・反芻行動、飲水行動2.行動が牛の各種生理指標に及ぼす影響4頭のホル種初娠若雌牛を先に述べたシステムを用い、5日間連続の測定を行い、次のような結果が得らた。1)起立・横臥行動:体温は起立で低下し、横臥で上昇する。熱発生量は起立直後上昇するが、その後低下する。2)採食・反芻行動:給飼直後より熱発生量、体温、心拍数は上昇する。反芻開始後に熱発生量は上昇するが、他の生理指標は変化しない。3)飲水行動:体温と心拍数が低下した。3.パソコンによるデ-タ通信パソコン通信を利用した実験デ-タファイルの転送には、遠距離では大手商用ネットワ-ク、近距離では地方のBBSの電子メ-ルを利用するのが好都合である。今後は2点間通信およびISDNの利用に関する研究が必要であろう。1.可動式呼吸代謝測定装置による牛の熱発生量測定試験(1)大学附属農場の牛舎に可動式呼吸代謝測定装置を設置した。装置の精度を調査するため、メタノ-ル燃焼試験を行った結果、O_2、CO_2濃度分析および呼気採集に関する装置の信頼性が確認された。(2)フ-ド付チェ-ンタイ牛床へ乳牛を数日間繋留し、牛床およびフ-ドの改良を行った。(3)連続的に自動計測を行うためのシステムを構築中である。測定項目:(1)呼吸代謝量(VO_2、VCO_2、VCH_4)(2)生理指標(体温、心拍数、呼吸数)(3)行動(起立・横臥、採食、反芻、飲水)(4)環境要因(気温、湿度、気圧)(4)全測定項目を1分間隔でコンピュ-タに自動入力するプログラムを、C言語を用いて開発中である。なお、CH_4濃度測定のための赤外線分析計の納入が間に合わず、来年度の試験から取り入れることとした。2.パソコン通信網を利用したデ-タ伝送試験(1)日本で最も広く利用されているパソコンネットワ-クであるであるPCーVANおよびNIFTYーServeを利用した。(2)伝送方法として最も手軽な方法は、電子メ-ルを利用するものであった。(3)伝送速度は、1200bpsまたは2400bpsであるため多量のデ-タを送るには充分な速度とは言い難い。その対応策として、デ-タを圧縮し、XーModem等の伝送方法を利用するのが現在最良の方法と考えられた。1.牛舎環境における乳牛の呼吸代謝および生体情報の連続測定a.大学附属農場のチェ-ンタイ牛床において、4頭の初任若雌牛を供試し、次の測定を行った。b.測定項目(2)生理指標(体温、心拍数、呼吸数)(3)行動(起立・横臥、採食、反芻、飲水)(4)環境要因(気温、湿度、気圧)c.測定したデ-タは、AD変換され、1分間隔で無人的にコンピュ-タへ自動入力された。d.測定は、1頭につき5日間の連続測定とした。2.パソコン通信を利用したデ-タ転送試験a.電子メ-ルによるファイル転送が最も容易であった。b.デ-タ圧縮はLHAというア-カイバの効率が良かった。c.バイナリ-ファイル転送のブロトコルとして、XーMODEM,QuickーVAN Quickーplusを比較した。d.2点間通信によるファイル転送および通信相手のファイル管理を試みた。3.デ-タの解析

a.1の実験で得られたデ-タをもとに、行動が各種生理的指標に及ぼす影響を分析した。b.今後、環境要因と各種生理的指標との関係を時系列分析の手法によって解析する予定である。なお、結果の詳細は成果報告書の通りである。また本研究において、将来の家畜環境実験をする基盤が出来ので、今後も一連の研究を続けていく予定である。
全英共通カリキュラムの制定にともなう歴史教科書内容の変容に関する研究

本研究の目的は,全英共通カリキュラムが導入される前後で歴史教科書内容の変容の姿を教科教育学の視点から解明することである。研究目的を達成するため,以下のような研究計画を立て実行した。1.全英共通カリキュラム・歴史コースのKS3(11歳14歳)の四つの中核単元に対応した教科書を収集しその翻訳を行った。2.全英共通カリキュラム・歴史コースが実施される以前の教科書を収集し,KS3の四つの中核単元に対応した部分の翻訳を行った。3.1,2で翻訳した教科書記述をコンピュータに入力した。4.歴史的用語に着目し,教科書ごとにその具体的な内容,頻出度,用語間の関連を明らかにした。5.全英共通カリキュラム・歴史コースの制定にともなう歴史教科書内容の変容を量的,質的に明らかにした。なお,本研究で解明したのはあくまでも教科書レベルでの変容の実態である。本研究を以下のように展開されることが望まれる。研究を以下のように展開されることが望まれる。1.教科書レベルでの変容が授業レベルにどう影響を与えているのかを解明する。2.実際の教育現場では教科書が授業の中でどのように活用されているのかを解明する。3.全英共通カリキュラム・歴史コースが実際に授業を行っている教師からどのように評価されているのかを解明する。
高齢患者の術後せん妄予防・緩和のためのハンドマッサージ法による全人的アプローチ

全人的アプローチとしてハンドマッサージ法を実施し、人間的な関りにより高齢術後せん妄を予防・緩和することで身体拘束ゼロを目指す。本研究では、まず、ハンドマッサージ法を統合医療の一介入方法として位置付け、高齢手術患者における術後せん妄の予防および症状緩和のためのハンドマッサージ法の効果を実証する。さらに、この結果をふまえて、高齢周手術期患者にハンドマッサージ法を実施した看護師から、患者との関係性や関わり方にどのような変化をインタビューし、ハンドマッサージ法を用いたより効果的な周手術期看護の在り方の検討を試みる。
多層壁面構面の構造特性に関する研究

本年度は、3年計画の1年目に実施予定であったネジ接合部の性能に関する研究を実施した。ネジ接合部のみの研究に着手した理由としては、面材の複層化による壁構面の性能を確保するためには、面材同士を接合するネジ接合部の性能を十分に発揮することが必要であると考えた。そのためには、ネジのどの部分がどのように作用するかに注視し実験を実施した。既往の研究において、ネジ部によるロープ効果などが示されていたが、従来ネジ接合部では、比較的薄い面材や鋼材を柱梁などに接合する際に使われることが主流であった。一方で、本研究の対象となるような2面せん断としての研究事例は見当たらず、当方にて実施するに至った。研究の概要としては、使用するネジ種を4種とし、ネジ全長を共通として、太さ、ネジ部分の長さ、ネジ頭の大きさのことなる4種類のネジを用いた2面せん断実験を実施した。実験の種類としては、さらにネジ頭の影響やネジ部分のせん断性能へあたえる影響を確認するために1面せん断試験を実施した。また、せん断試験以外にも引き抜き抵抗にネジ部分とネジ頭が与える影響を確認した。試験の結果、接合部性能に対して、ネジ太さが有効に作用することがわかった。一方で、ネジ部長さが接合部の性能に影響を与えると考えていたが、試験結果からはネジ部長さの影響を十分に観察することができなかった。一方でネジ頭の影響に関しては、初期の剛性の範囲には影響を与えない傾向が示されたが、最大荷重付近においては、影響を与える可能性が示された。引き抜き試験の結果、ネジ部長さの強度への影響よりもネジ胴部の太さとネジ部のサイズ差が影響がある可能性が示された。初期剛性や最大耐力に関しては、多様な見解が得られる実験となったが、本研究での目標の一つである靭性に寄与する因子に関しては有用なデータは得られなかった。当初海外のネジを購入し使用することを検討していたが、国内でもネジが購入できるようになり、予定より順調にネジの調達が可能であった。また、ネジ接合部の性能に関しての研究を実施したことにより、想定以上の研究成果があった。ネジ4種による試験実施に至った理由として、強度に影響を与える因子として、太さ、ネジ部分の長さ、ネジ頭の大きさの3因子を考えた。実験の種類としては、2面せん断試験を主として、さらにネジ頭の影響やネジ部分のせん断性能へあたえる影響を確認するために1面せん断試験を実施した。接合部の2面せん断試験体は、面材の向き2方向、ネジ種4種、試験方法3種で各6体実施し、合計144体のせん断試験を実施した。他にネジ頭貫通、ネジ引き抜き抵抗試験を48体実施し、約200体の試験を実施した。以上の結果、ネジ接合部の初期剛性や最大耐力に関しては、ネジ太さに相関がみれら、既往の研究に示されている通りであったが、ネジ部長さに関しては、試験体ごとのばらつきも大きく、明快な相関性を得られなかった。本研究での目標の一つである靭性に寄与する因子に関しては有用なデータは得られなかった。一方で耐力壁の試験に関しては、本年度は実施しておらず、当初の予定より遅れている。しかし、接合部の研究が予定より充実しており、全体で考えると、概ね順調に進んでいると考えられる。本年度の計画としては、耐力壁試験を実施し、昨年度実施の接合部性能との評価を合わせて比較を行うことを検討している。昨年度の研究結果で太さの因子に関しては明確となったので、本年度はネジの種類を2種類とした壁試験の実施を検討している。一方で、接合部試験では、ネジ頭の大きさが破壊性状に影響を与える可能性を見出している。前回の接合部試験では、基本的にせん断での試験であるが、耐力壁と大型の面材を使用する際には、ネジ引き抜きやネジ頭貫通などの面外方向変形の観察が必要になることも想定している。本年度において破壊のコントロールにより靭性の確保を検討しているが、詳細はまだ不明である。また、昨年度の学会発表時にネジ接合部の正負繰り返し加力による剛性低下の話題提供があり、一方向加力試験と正負交番試験の比較の実施を検討している。場合によっては接合部試験の正負繰り返し実験の検討も行う予定である。壁の試験に関しては、現在一昨年度まで使用していた制御器が使用できない状況であるため、新たな制御方法での試験を計画しており、実験に時間がかかる可能性もあるが、現段階としては、耐力壁1方向1体、正負繰り返し試験2体をネジ種を変えて実施することを検討している。また、可能であれば、許容応力度設計法に示された耐力壁のせん断性能推定式に則り、強度推定を試みる予定である。

一方で、本研究の対象となるような2面せん断としての研究事例は見当たらず、当方にて実施するに至った。研究の概要としては、使用するネジ種を4種とし、ネジ全長を共通として、太さ、ネジ部分の長さ、ネジ頭の大きさのことなる4種類のネジを用いた2面せん断実験を実施した。実験の種類としては、さらにネジ頭の影響やネジ部分のせん断性能へあたえる影響を確認するために1面せん断試験を実施した。また、せん断試験以外にも引き抜き抵抗にネジ部分とネジ頭が与える影響を確認した。試験の結果、接合部性能に対して、ネジ太さが有効に作用することがわかった。一方で、ネジ部長さが接合部の性能に影響を与えると考えていたが、試験結果からはネジ部長さの影響を十分に観察することができなかった。一方でネジ頭の影響に関しては、初期の剛性の範囲には影響を与えない傾向が示されたが、最大荷重付近においては、影響を与える可能性が示された。引き抜き試験の結果、ネジ部長さの強度への影響よりもネジ胴部の太さとネジ部のサイズ差が影響がある可能性が示された。初期剛性や最大耐力に関しては、多様な見解が得られる実験となったが、本研究での目標の一つである靭性に寄与する因子に関しては有用なデータは得られなかった。当初海外のネジを購入し使用することを検討していたが、国内でもネジが購入できるようになり、予定より順調にネジの調達が可能であった。また、ネジ接合部の性能に関しての研究を実施したことにより、想定以上の研究成果があった。ネジ4種による試験実施に至った理由として、強度に影響を与える因子として、太さ、ネジ部分の長さ、ネジ頭の大きさの3因子を考えた。実験の種類としては、2面せん断試験を主として、さらにネジ頭の影響やネジ部分のせん断性能へあたえる影響を確認するために1面せん断試験を実施した。接合部の2面せん断試験体は、面材の向き2方向、ネジ種4種、試験方法3種で各6体実施し、合計144体のせん断試験を実施した。他にネジ頭貫通、ネジ引き抜き抵抗試験を48体実施し、約200体の試験を実施した。以上の結果、ネジ接合部の初期剛性や最大耐力に関しては、ネジ太さに相関がみれら、既往の研究に示されている通りであったが、ネジ部長さに関しては、試験体ごとのばらつきも大きく、明快な相関性を得られなかった。本研究での目標の一つである靭性に寄与する因子に関しては有用なデータは得られなかった。一方で耐力壁の試験に関しては、本年度は実施しておらず、当初の予定より遅れている。しかし、接合部の研究が予定より充実しており、全体で考えると、概ね順調に進んでいると考えられる。本年度の計画としては、耐力壁試験を実施し、昨年度実施の接合部性能との評価を合わせて比較を行うことを検討している。昨年度の研究結果で太さの因子に関しては明確となったので、本年度はネジの種類を2種類とした壁試験の実施を検討している。一方で、接合部試験では、ネジ頭の大きさが破壊性状に影響を与える可能性を見出している。前回の接合部試験では、基本的にせん断での試験であるが、耐力壁と大型の面材を使用する際には、ネジ引き抜きやネジ頭貫通などの面外方向変形の観察が必要になることも想定している。本年度において破壊のコントロールにより靭性の確保を検討しているが、詳細はまだ不明である。また、昨年度の学会発表時にネジ接合部の正負繰り返し加力による剛性低下の話題提供があり、一方向加力試験と正負交番試験の比較の実施を検討している。場合によっては接合部試験の正負繰り返し実験の検討も行う予定である。
CPR画像による言語野同定法新規開発

本研究では、超高磁場MRIを使用して、言語野同定における解剖学的手法からの脳機能評価法を新規に開発した。研究計画において3つの行動目標を掲げた。各々について下記に成果を記載する。(1)症例撮像によるデータ取得a.3D-SPGR画像の取得:2年間にわたり脳腫瘍症例70例を撮像し、目標症例の50例において3D-SPGR画像を取得することができた。b.fMRIによる言語野同定:目標症例50症例中、明確に言語野を同定できた症例は20症例であった。他30例については言語課題の理解が不十分であり、画像として賦活領域を得ることができなかった。(2)CPR画像の作成、fMRIデータ解析20症例すべてにおいてCPR画像を作成することができた。CPR画像作成にあたり要した時間は約1分以内に作成可能であり、誰にでも容易に短時間で取得可能であることがわかった。作成されたCPR画像をもとに計画書に挙げた構造の同定をすべての症例で行うことができた。解剖学的指標をもとに言語野を同定することができた。20症例すべてにおいて、fMRIのデータをにMatlabソフトウェア(The Math Works社)を用いて3D画像で表示することができた。賦活領域が得られたCPR画像を取得することができた。(3)読影実験脳神経外科専門医3名、神経放射線科医1名により、CPR画像において解剖学的指標で求めた言語野とfMRIで求めた言語野を比較した。その結果、Broca領域は20症例において、シルビウス裂の前水平枝、上行枝周辺の三角部、または弁蓋部にあり、解剖学的指標を用いて同定することが可能であった。Wernicke領域は上側頭回の後半部に位置することがfMRIの結果ら推測できたが、賦活領域が広範に広がる傾向があり、解剖学的指標を用いて位置を同定することは難しいことが推測された。脳神経外科手術において、術後神経脱落症状を来さないためには、術前に言語優位半球ならびに言語野を同定することが重要である。現在多くの施設ではfunctional MRI (fMRI)等の機能画像を用いることにより、言語野の同定を行っている。機能画像の代表としてfMRIがあるが、その撮像や後処理には特別な知識が必要であり、意識障害を有する症例では撮像自体が困難である。本研究では、超高磁場MRIを使用して、言語野同定における解剖学的手法からの脳機能評価法を新規に開発することを目的とした。平成18年度の到達目標として1)3D SPGR画像の取得、fMRI症例撮像、2)CPR画像の作成、fMRIデータ解析、を到達目標とした。1)については脳腫瘍症例77症例を撮像し、全例3D SPGR画像を取得することができた。fMRI撮像については意識障害ならびに言語課題に対する理解力不足などにより、77症例中11症例についてのみfMRIを撮像することができた。2)については77症例すべてにおいてCPR画像を作成することができた。またCPR画像上、解剖学的指標をもとに言語野を同定するため、77症例すべての症例において、下前頭回、シルビウス裂(前水平枝、前上行枝)、中心前溝、上側頭回、シルビウス裂(後上行枝)、中心後溝、上側頭溝、頭頂間溝の同定を行った。fMRIデータ解析では解析ソフトウェアを用い11症例のデータを3D画像で表示することができ、賦活領域が表示されたCPR画像を作成することができた。平成19年度は症例撮像を継続する。また、読影実験においてCPR画像において解剖学的指標で求めた言語野とfMRIで求めた言語野を比較し、解剖学的指標のみで求めた言語野評価の有用性を証明することを目標としている。
生体触媒を用いたスルホキシドの立体選択的還元とその不斉有機合成への応用

本研究では、光合成細菌が、嫌気条件、DMSO存在下、DMSO呼吸を行う際にペリプラズム空間に誘導合成するDMSO還元酵素の高い鏡像選択性に着目し、菌体を直接用いた、光学活性スルホキシド調製を行った。具体的な実験結果を以下に述べる。Rhodobacter sphaeroidesf.sp.denitrificansは、基質となる合成スルホキシドを含んだ培地では、その毒性から菌は十分に生育できなかった。そこで、DMSOを含んだ培地で菌を生育させ、菌体がペリブラズム空間にDMSO還元酵素を十分誘導合成した状態で、合成スルホキシドを添加することによって、菌体による鏡像選択的還元を達成することができた。メチルフェニルスルホキシド(MPSO)や、MPSOのベンゼン環のパラ位にMe-,MeO-,Br-といった置換基の付いた基質で、(R)-体のスルホキシドが高い鏡像体純度で回収された。また、MPSO,MTSOと言った基質でグラムオーダーでの光学活性スルホキシド調製に成功した。アルキル基がEt,Prなど反応速度の遅い基質では、菌が溶菌し、目的とする反応が十分進行しなかったが、定常期の菌体を用いることにより、反応の効率が改善された。さらに、菌体反応を2回繰り返すことでEPSOでも鏡像体純度>99%のものを回収することができるようになった。一方、DMSO還元酵素の立体選択性についての研究では、基質のベンゼン環をナフタレン環、ピリジン環にしても、その鏡像選択性が極めて高いことが明らかになり、DMSO還元酵素の鏡像選択性に基質の芳香環と酵素側の芳香族アミノ酸残基のスタッキングが関与している可能性が示唆された。実際にどの芳香族アミノ酸残基が関与しているかについては今後の研究課題である。本研究では、不斉有機合成において有用な光学活性スルホキシドをグラムオーダーで調製可能な生体触媒反応系を開発することに成功した。特に、MTSOといった汎用光学活性スルホキシドの調製だけでなく、光学活性フェニルビニル、フェニルプロペニルスルホキシドなど通常大量調製が難しい基質についても、その調製に成功した。また、広範なスルホキシドを基質として用いることにより、酵素の基質特異性についてさらに、多くの知見が得られた。基質として使用するスルホキシドの合成、および、DMSO還元酵素の精製(分画法確立済み)については、おおむね終了した。そこで、まず菌体(Rhodobacter sphaeroides f.sp.denitrificans)を用いた光学活性スルホキシド調整法を検討した。基質となる合成スルホキシドを含んだ培地では、その毒性からは菌は十分に生育できなかった。そこで、DMSOを含んだ培地で菌を生育させ、菌体がペリプラズム空間にDMSO還元酵素を十分誘導合成した状態で、合成スルホキシドを添加することによって、菌体による鏡像選択的還元が成功した。しかしながらMPSOのMe基がEt,Prとなった反応速度の遅い基質では、菌が溶菌し、目的とする反応が十分進行しなかった。菌体は、対数増殖期よりも定常期のもののほうが、熱など外的ストレスに強いことが知られており、使用菌体を対数増殖期のものから定常期のものに変更した。その結果、反応の効率が改善され、この菌体反応を2回繰り返すことでEPSOでも鏡像体純度>99%のものを回収することができるようになった。さらに、反応速度の遅い基質でも、菌体反応を成功させるため、現在、DMSO含有培地で生育した菌体を集菌し、それを合成基質を含んだ培地に再懸濁させることによって、反応が十分進行しないか検討中である。一方、DMSO還元酵素の立体選択性についての研究では、鏡像選択性に基質の芳香環の相互作用が必須であるのかを調べるため、現在、メチルピリジルスルホキシド、およびシクロヘキシルメチルスルホキシドを酵素と反応させ、その選択性を正確に調べている状況である。

さらに、菌体反応を2回繰り返すことでEPSOでも鏡像体純度>99%のものを回収することができるようになった。一方、DMSO還元酵素の立体選択性についての研究では、基質のベンゼン環をナフタレン環、ピリジン環にしても、その鏡像選択性が極めて高いことが明らかになり、DMSO還元酵素の鏡像選択性に基質の芳香環と酵素側の芳香族アミノ酸残基のスタッキングが関与している可能性が示唆された。実際にどの芳香族アミノ酸残基が関与しているかについては今後の研究課題である。本研究では、不斉有機合成において有用な光学活性スルホキシドをグラムオーダーで調製可能な生体触媒反応系を開発することに成功した。特に、MTSOといった汎用光学活性スルホキシドの調製だけでなく、光学活性フェニルビニル、フェニルプロペニルスルホキシドなど通常大量調製が難しい基質についても、その調製に成功した。また、広範なスルホキシドを基質として用いることにより、酵素の基質特異性についてさらに、多くの知見が得られた。
DNAマーカーによるスギの優良個体の選抜とそれを用いた育林システムの構築

本研究で使用した次代検定林は,3反復の乱塊法で設定され(I, IIおよびIIIブロック),1977年に造成された。1プロットの植裁本数は5行×10列の50本で,1家系あたりの植裁本数は50本×3ブロックの150本である。本研究では,この検定林に植裁されているオープン交配家系21家系のうち15家系の健全個体を対象に,DNA抽出やPCR増幅,父性解析が確実な約936個体について解析を行った。DNAは,検定林に植栽されている個体およびその検定林の造成に用いられた採種園の全構成クローンの針葉を採穂園から採取し,CTAB法で抽出した。抽出したDNAを鋳型にマイクロサテライトマーカー6座でPCR増幅し,ABIPRISM3100で解析を行い,花粉親を決定し,「精英樹×精英樹」と「精英樹×無選抜木」の後代の樹高・胸高直径・根元曲がり・幹曲がりの違いについて比較を行った。本研究の結果,混入花粉によって生じた個体は,Iブロックで57.4%,IIブロックで58.9%,IIIブロックで47.7%,ブロック平均は54.7%であった。造成して間もない採種園産種苗から造成された検定林で,採種園内の花粉量が少なかったため,高めの値となったと考えられる。自殖率はIブロックで0.0%,IIブロックで0.9%,IIIブロックで0.4%,ブロック平均は0.4%であった。多くの採種園での研究結果と同様に,父親としての寄与率には大きな差があり,特定の精英樹を花粉親とする個体が多く存在した。すべてのブロックの個体を混ぜて行った分散分析の結果,「精英樹×精英樹」と「精英樹×無選抜木」の樹高(ANOVA,<0.05)・胸高直径(ANOVA,<0.001)・根元曲がり(Wilcoxon,<0.001)・幹曲がり(Wilcoxon,<0.005)に有意な違いが検出された。調査検定林は、30家系(計21家系、8交配家系、1対照)から成り、1家系あたり50個体(横5×縦10)がブロック植えされたプロット(30家系×50個体)が山の斜面に3反復ある(上、中、下)。このうち、オープン交配で生産された21家系の生残している約2500個体のDNAを針葉からCTAB法で抽出した。また、選択受精の試験を行うために、混合花粉を用いた交配を行った。混合交配(3混合交配組)は、雌親について3回反復、合計9交配を行った。また、各組み合わせの単交配、合計27交配も行った。交配は、交配組あたり最低3回反復を行い、合計117交配を行った。各雄親の花粉活性を調べるため、寒天培地上での花粉の発芽率を調べた。各雄クローンの花粉発芽率は0.38-0.72で、平均花粉発芽率は0.56(±0.12)であった。次に、秋に成熟した球果の数を数え、その値と交配袋内の雌花の数から結果率を算出した。結果率は0.44-0.99で、平均結果率は0.88(±0.13)あった。さらに、球果を採取し、種子を精選した後、100粒ずつ小分けにし、ソフテックスで撮影し、種子の充実率を算出した。充実率は0.16-0.54で、平均充実率は0.37(±0.10)であった。分散分析の結果、花粉発芽率にはクローン間に有意な差があり(P<0.0001)、充実率および結果率にも交配組間に有意な差があることが明らかとなった(それぞれP<0.0001、P<0.001)。

すべてのブロックの個体を混ぜて行った分散分析の結果,「精英樹×精英樹」と「精英樹×無選抜木」の樹高(ANOVA,<0.05)・胸高直径(ANOVA,<0.001)・根元曲がり(Wilcoxon,<0.001)・幹曲がり(Wilcoxon,<0.005)に有意な違いが検出された。
尿路上皮癌における特異的CTL細胞の誘導と局所免疫能の検討

本年度中に根治的腎摘出術を施行した胃癌患者のうちで、現在癌なし生存中であり、かつ癌細胞を継代し得た5例に対して検討を加えた。教室にて継代培養中の腎癌細胞株RC041293、RC082395、RC061792、RC010394、RC020793に、B7遺伝子をアデノウイルスをベクターとして用いて導入した後、1ml中あたり0.5から1.5単位のインターロイキン2を添加したE-MEM培地内で、4日から1週間の間、患者末梢血リンパ球と混合培養した。これにより誘導されたB7-CTL細胞の自己腎癌細胞にたいする殺細胞能を、51Cr-release法により測定した。これとは別に行った、遺伝子を導入していない腎癌細胞株で誘導したCTL細胞の殺細胞能と比較して、B7-CTL細胞、CTL細胞のいずれの殺細胞能も10から20%であり、統計学的な有意差は認めなかった。腎癌細胞株においてB7遺伝子が確実に導入され、かつまた発現しているか否か、モノクローナル抗体を用いたABC染色にてフローサイトメトリーにより検索したところ、導入率は40から60%と良好であった。これとは別に、手術にて採取した腎癌組織および膀胱癌組織を、各種モノクローナル抗体を用いた免疫組織化学的手法にて染色し、浸潤リンパ球の程度を検索した。浸潤リンパ球は、CD8をCD4が取り囲むように分布しており、従来の報告と同じ結果になった。RT-PCRを用いた詳細な検討は現在進行中である。当教室で継代培養中の腎癌細胞株にB7遺伝子を導入し、患者末梢血リンパ球との混合培養でCTL細胞を誘導した。51Crrelease法で殺細胞能を測定したが、遺伝子導入前後での殺細胞能に統計学的有意差は認めなかった。現在、B7遺伝子が確実に導入され、発現しているか否かをモノクローナル抗体を用い、フローサイトメトリーにより検索中である。手術にて採取した腎癌組織および膀胱癌組織を免疫組織化学的にリンパ球浸潤の程度を検索したところ従来の報告と変わりなかった。こちらも現在RT-PCR法にてヘルパーT細胞のTh1、Th2分類を検索中である。次回報告時には詳細な結果が報告可能と考えている。
高齢者包括的栄養評価の介護福祉施設入所中の要介護高齢者の生命予後因子としての意義

名古屋市内の特別養護老人ホーム12施設に入所中の要介護高齢者のうち、同意を得た入所者を登録し調査を実施し、栄養評価の低下に関する要因について検討した。解析対象者は登録時と2年後に栄養評価を実施できた65歳以上の392名(女性82.9%、平均年齢84.3±7.2(標準偏差)歳)である。登録時、簡易栄養状態評価(MNA-SF)で低栄養と判定された者は19.9%、低栄養のリスク有りは60.2%であった。2年後の栄養評価では登録時に比べ、66.3%が変化なし、6.1%が改善、27.6%が低下していた。登録時の基本的日常生活動作、観察期間中の入院が、2年後の栄養評価の低下に関連していることが認められた。1.前向き観察研究の登録時と1年後に低栄養状態のリスク評価を行い、栄養状態の評価が変化する関連因子について検討した。対象は特別養護老人ホーム12節に入所中の65歳以上の高齢者で、登録時と1年後に調査できた506名(平均84.9±7.6歳、男性90名)。登録時、Mini Nutritional Assessment-Short Form(MNA-SF)で栄養状態良好と判定された者は87名、リスク有は307名であった。1年後、栄養状態良好は78名、リスク有263名とそれぞれ減少し、栄養不良と判定された者が112名から165名に増加した。多変量解析の結果、登録時の栄養状態判定から低下する因子として登録時基本的ADLが抽出された。特別養護老人ホーム入所中の高齢者では、基本的ADLが低栄養状態に移行するリスクと関連することが明らかになった。2.観察期間1年の間に発生した入院に関与する因子について検討した。対象は特別要老人ホーム入所中の65歳以上の高齢者649名で、登録時調査項目は要介護度、身体計測、基本的ADL、血液検査、低栄養状態リスク評価(MNA-SF)などである。3か月毎に入院などのイベント調査を行った。1年後生存は557名、入院有りは120名であった。登録時と1年後にMNA-SFを実施できた506名を入院有り群と入院無し群に分け比較した。性、年齢、基本的ADL得点、Charlson index得点、登録時BMIは2群間に有意差が無かった。1年後のBMI減少数、登録時MNA-SF得点、1年後MNA-SF得点は有意差が有った。性・年齢・基本的ADL・MNA-SF得点またはMNA-SF評価を共変量に投入した多変量ロジスティック回帰分析の結果、登録時MNA-SF得点とMNA評価低栄養のリスク有りがそれぞれ入院発生の関連因子として抽出された。特別養護老人ホーム入所者を対象にした2年間の前向き観察研究を行い、生命予後の指標としてのMNA-SFの有用性を検討した。対象者は65歳以上の643名(女性82.9%、平均年齢85.5±7.5(SD)歳)で、平均BMI19.8±3.6(SD)kg/m2、平均基本的日常生活動作33.0±29.1(SD)点、MNA-SFで低栄養と判定された者25.8%、低栄養のリスク有りと判定された者57.6%であった。2年間の入院率は43.5%、死亡率は30.0%であった。生死2群を比較すると年齢、BMI、基本的日常生活動作得点、MNA-SF得点、2年間の入院率に有意差があった。ステップワイズCox比例ハザード回帰分析による2年間の生命予後指標の解析で、性・年齢・BMI・基本的日常生活動作得点・MNA-SF判定を調整因子としたモデル1では、年齢(オッズ比1.07)、基本的日常生活動作得点(オッズ比0.99)、MNA判定の栄養状態良好をreferenceにすると低栄養(オッズ比2.45)が抽出された。2年間に入院有りを加えたモデル2では、年齢(オッズ比1.06)、基本的日常生活動作得点(オッズ比0.99)、低栄養(オッズ比2.32)、2年間に入院有り(オッズ比1.69)が抽出された。特別養護老人ホーム入所高齢者では、年齢、基本的日常生活動作、MNA-SF、観察期間中の入院が2年間の生命予後の指標として有効であることが認められた。

本研究の目的は、介護福祉施設入所中高齢者の予後予測に今日広く使用されている種々の栄養評価指標(体重・上腕周囲長などの身体計測値、アルブミン・総コレステロールなどの血液データ)と、高齢者用の包括的栄養評価Mini Nutritional Assessment(MNA)(身体計測値、基本的日常生活動作(基本的ADL)、食事内容、栄養ならびに健康状態の自己評価などから構成されている)のどちらが予後予測として有用性が高いか明らかにすることである。平成23年度は、介護福祉施設(特別養護老人ホーム入所者の2年間の観察が終了したため、登録時・1年後・2年後の調査と3か月毎のイベント調査(死亡・入院の有無とその原因疾患)をデータベース化し、登録時調査の横断的評価を実施した。65歳以上の対象者は649名(男116名、女533名、年齢85.5±7.5(SD)歳)、要介護度は要介護4が31.2%、5が25.9%、BMI19.7±3.7(SD)kg/m2、血清アルブミン3.6±0.9(SD)mg/dl、基本的ADL得点32.8±29.2(SD)、MNA-SF得点9.0±2.3(SD)であった。MNA-SFで栄養状態良好と判定された者は16.7%、リスク有または不良は83.3%であった。主食の種類は普通食26.0 %、軟飯20.3%、粥食41.6%、ペースト12.1%であった。性・年齢を調整因子とした多変量ロジスティック回帰分析の結果、要介護1、排便障害無し、主食普通食をそれぞれreferenceにすると、MNA-SF評価がリスク有または不良と判定されるオッズ比は、要介護4が3.51(95%CI:1.15-10.70)、要介護5が22.93(95%CI:2.43-215.91)、排便障害有り3.88(95%CI:2.05-7.36)、粥食5.12(95%CI:2.61-10.03)であった。データ入力と解析作業が順調に進み、国内の学会と本研究協力施設において報告を行うことができた。当初の計画では平成23年度は、2年間の観察期間中に実施した調査結果をデータベース化し、登録時調査より横断的評価を行うことであった。データベース化が順調に進んだため、登録時調査の横断的評価に実施に加えて登録時調査と1年後、2年後調査の縦断的評価を始めることができた。本研究の縦断的調査の結果を取りまとめる。本研究で得られた結果を取りまとめ、国内の学会で発表する。論文を作成する。介護福祉施設および介護保健施設で栄養ケア・マネジメントを担当している管理栄養士が所属している日本栄養士会の全国福祉栄養士協議会の研修会やセミナーにおいて報告し、要介護高齢者の栄養管理に役立てる。登録時調査と1年後、2年後調査より縦断的評価を実施する。学会で本研究の報告を行う。国内・国外の学会で調査結果の発表を行う、研究結果を論文にまとめる、栄養ケア・マネジメント担当者を対象にした報告会の実施。平成23年度には、観察研究を実施した特別養護老人ホーム12施設の職員、特に栄養ケアを担当している管理栄養士の方々を対象にした調査結果の報告会を実施することができなかった。今年度は調査研究の結果報告会を企画し実施する。日本老年医学会、日本臨床栄養学会、日本栄養改善学会等の学術集会で報告する。
エストロゲンの骨代謝調節作用における作用機序の関する研究

3年間の研究成果として(1)卵摘マウスの骨代謝における特性の解明:OVXマウスでは術後1週にてE_2値の低下が2週にて破骨細胞の増加と骨吸収の亢進に起因する海綿骨領域面積の減少が認められ、4週にて骨密度の減少が認められた。また、OVXマウスの骨髄細胞は有核細胞の著しい増加とPGE_2値の上昇が認められた。(2)エストロゲンの骨髄造血調節作用の解析と骨代謝調節作用との関連性:OVXでは骨髄細胞のうちB-220陽性率の上昇とMac-1、Gr-1陽性率の低下が認められた。なお増加したB-220陽性細胞はpro-B細胞であることを明らかにした。さらにin vitroではE_2はB細胞陽性数をほぼ用量依存的に抑制した。この機序としてエストロゲンがB細胞へ直接作用して増殖・分化を抑制するのではなく、間質細胞を介した間接的な機序によりB細胞の増殖・分化を抑制することが示唆された。(3)エストロゲンおよび局所因子がPGE_2産生および骨吸収に及ぼす作用とその機序の解析:マウス胎児骨の器官培養系においてIL-1はPGE_2産生を促進させ、骨吸収性を亢進させた。またIL-1およびIL-BはCOX-2 mRNAの発現亢進を用量依存的に抑制することにより、IL-1によるPGE_2産生作用および骨吸収を強く抑制した。さらにエストロゲンの作用の解析では、OVXマウスの骨および骨髄においてPGE_2産生の増加と骨吸収の亢進が認められ、さらにIL-1やIL-6等の局所因子は相乗的にのPGE_2の産生を促した。以上からエストロゲンは骨髄微少環境を調節し、PGE_2産生と骨吸収を促進する局所因子を骨吸収を抑制する局所因子のバランスを調節することが判明した。卵巣摘出マウスの骨代謝における特性の解明1,8週齢雌性マウスにOVXあるいは偽手術(Sham)を施し,経時的に体重・子宮重量・血中E濃度・骨密度の測定および骨形態上から海綿骨領域面積と破骨細胞数の計測を行った。その結果,OVX群はSham群に比して子宮重量とE値の低下が術後1週間目から認められ,2週目に破骨細胞の増加と骨吸収亢進に起因した海綿骨領域面積の減少が観察され,骨密度の減少は4週目で認められた。2,また,骨髄細胞を採取し,骨髄造血の解析に用いるとともに,骨髄液を回収し,EIA法によりPGE_2を測定した。その結果,OVX群はSham群に比し,骨髄有核細胞数の著しい増加とPGE_2値の上昇が認められた。エストロゲンの骨髄造血調節作用の解析と骨代謝調節作用との関連性の解明1,マウスにOVXあるいはShamを施し,OVX群の一部に17β-estradiol(E_2)を投与する。経時的に骨髄細胞の特異的表面抗原マーカーの発現をB-220(B細胞系),Gr-1(顆粒球系),Mac-1(骨髄球全般),IgMμ鎖に対するモノクローナル抗体を用いてFlow Cytometryにより解析した。その結果,術後2週目よりOVX群では骨髄有核細胞数の増加とともに,B-220陽性率の上昇とMac-1およびGr-1陽性率の低下が認められた。

各陽性細胞数を比較すると,B-220陽性細胞数の著明な増加(Sham:2.4×10^6cells/tibia,OVX:4.2×10^6cells/tibia)が観察されたが,他の細胞数は変動を認めなかった。さらに増加したB-220陽性細胞は膜表面IgM陰性のBリンパ球前駆(pre B)細胞であることが判明した。エストロゲンの骨髄造血調節作用の解析と骨代謝調節作用との関連性の解明(1)前年度に引き続き,さらにエストロゲンの造血調節作用をIn vitroで解析するために,正常マウス脛骨より採取した骨髄細胞と骨髄間質細胞株ST2をエストラジオール(E2)存在・非存在下で8日間培養し,骨髄細胞の分化を解析した。その結果,E_2非存在下のコントロールではB220陽性細胞数は70%であったのに比し,10^<-8>MのE_2存在下ではB220陽性細胞数は32%と半減した。さらにE_2存在・非存在下でB220陽性細胞数をカウントすると,E_2はB細胞陽性細胞数をほぼ用量依存的に抑制した。そこで骨髄細胞の共存や接着が骨髄間質細胞の形質や局所因子の産生に及ぼす影響を解析し,エストロゲンの造血調節作用と骨代謝調節作用の関連を探索する必要が生じ,以下の(2)の実験を行った。(2)エストロゲンによるB細胞の分化・増殖の調節過程における骨髄間質細胞の役割を検討するために,IL-7を含む軟寒天培地上でマウス骨髄細胞を培養することによって56日でB細胞前駆体がコロニー形成するが,この培地にE_2を添加し,B細胞前駆体のコロニー数がどのように変化するかを解析した。その結果,この実験においてもE_2はB細胞前駆体のコロニー数をほぼ用量依存的に抑制した。上記のin vitroの実験にてエストロゲンがB細胞へ直接作用して増殖・分化を抑制するのではなく,骨髄間質細胞を介した間接的な機序によりB細胞等の増殖・分化を抑制することが示唆された。エストロゲンおよび局所因子がPGE_2産生および骨吸収に及ぼす作用とその機序の解析エストロゲンと各種局所因子が骨吸収に及ぼす作用について、^<45>Caをプレラベルしたマウス胎児骨の器官培養系において、骨吸収活性を測定することにより検討した。その結果、マウス胎児骨の器官培養系においてIL-1はPGE_2産生を促進させ、骨吸収活性を亢進させた。またIL-1は骨芽細胞に作用し、COX-2 mRNAの発現亢進によりPGE_2産生を亢進させた。抗炎症性局所因子のIL-4およびIL-13は、COX-2 mRNAの発現亢進を用量依存的に抑制することにより、IL-1によるPGE_2産生作用および骨吸収を強く抑制した。一方、エストロゲンの作用の解析では、OVXマウスの骨および骨髄においてPGE_2産生の増加と骨吸収の亢進が認められ、さらにIL-1やIL-6等の局所因子は相乗的にPGE_2の産生を促した。以上からエストロゲンは骨髄微小環境を調節し、PGE_2産生と骨吸収を促進する局所因子と骨吸収を抑制する局所因子のバランスを調節することが判明した。