hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
人工遺伝子回路の機能評価のためのマイクロ流体プラットフォームの開発

本班では,合成生物学を支える実験技術基盤の確立を目指して,人工的遺伝子回路や人工代謝経路の機能評価を行うためのマイクロ流体プラットフォームの開発を担ってきた。プラットフォームとしては(1)マイクロチャンバ系,(2)マイクロ液滴系と(3)多班の要望に応えるマイクロ流体プラットフォームを開発した.(2)のマイクロ液滴系では,人工遺伝子回路や人工代謝経路の動作条件を網羅的に解析する際に必要とされる回路・経路の反応系における着目分子の濃度条件を迅速(約1万通りの異なる反応条件を一度)に探索しうるプラットフォームを開発した.本研究では、「眺めて解析する」システム生物学から「創って解析する・利用する」合成生物学へのパラダイムシフトを実現するために、実験と理論を結びつける新しい実験プラットフォームの開発を行う。マイクロ流体デバイス技術を用いることにより、生体分子ネットワークに対し、理論上想定した動的な入力を与えることができ、なおかつ網羅的解析が行える機能評価プラットフォームを実現することを通して、合成生物学の工学的技術基盤を構築することを目的とする。本研究課題では、他の班で開発される無細胞反応系あるいは人工遺伝子回路を組み込んだ細胞の機能評価とそのセレクションをハイスループットに行うプラットフォームとして(1)マイクロチャンバ系と(2)マイクロ液滴系の2種類のマイクロ流体システムを開発する。今年度はマイクロチャンバとマイクロ液滴の2種類のマイクロ流体システムを開発し、基礎的検討を行った。具体的にはマイクロチャンバ系ではマイクロチャンバの底面部分に電極を配置することによって、単一細胞を誘電泳動によって効率よくチャンバ内にトラップすることに成功した。また、細胞を生きたまま捕捉出来ることと、人工遺伝子回路の評価で一般的に用いられる細胞内の蛍光タンパク質発現のモニタリングが可能なことを確認した。マイクロ液滴系では反応ネットワークを液滴の微小な体積の液体中で長時間観察するために安定なマイクロ液滴プラットフォームを開発した。開発されたマイクロチャンバまたはマイクロ液滴内を用いて細胞内に導入した人工遺伝子回路の機能評価または反応ネットワークの観察が期待される。2013年度は昨年度に引き続き,筆者らが開発するin vitro反応ネットワークをマイクロ流体デバイスで形成したマイクロ液滴内で実装する事に注力した.in vitro反応ネットワークについては,捕食-被捕食者関係を模した新たな振動子ネットワークを構築し(ACS Nano 2013),それをマイクロ液滴内に実装することに成功した(Chem Comm 2013).また,反応ネットワークの時空間的な伝搬をconfinedなマイクロ領域内で観察する事に成功した(JACS 2013).理論側の研究では,計算機支援設計(CAD)による反応ネットワーク設計について検討を行い(JRSoc Interface 2014; Nat. Comp, in press),反応ネットワーク設計の効率的なアーキテクチャについて議論を行なった(JRoc Interface 2013).伊庭班とは,反応ネットワークのin silico進化について検討を進めた(ECAL 2013 & IEEE Trans. Ev. Comp. 2014).木賀班とは,目的たんぱく質を,研究代表者が開発したDNA-toolboxとPCR法を組み合わせる事で,進化工学的なアプローチによりクローニングで得る手法についての検討を開始した.花井班,柘植班,田川班とは,それぞれの共同研究で用いるデバイスの改良を昨年度に引き続き行なった.2012年度は,研究代表者が開発したDNA-tool boxを用いて,双安定性を持つin vtro反応ネットワークのモジュールを実現した.本モジュールを用いて,スイッチング可能なメモリと単一入力トグルスイッチを実装した(PNAS 2012).また,in vtro反応ネットワークの振る舞いを観察するために消光剤を用いないDNA塩基配列特異的なハイブリダイゼーションによる蛍光信号変化を用いる手法を開発した(NAR 2012).上記の反応ネットワークをマイクロ液滴内に実装するためのマイクロ流体デバイスデバイス設計について議論を進め,また,マイクロ液滴を安定的に観察するための界面活性剤のセレクションを行なった.理論側では,ネットワーク内の酵素競合による影響について議論し(PRL 2012a),その影響をコンパクトかつ高効率な反応ネットワークを構築するために利用することについても議論を行なった(PRL 2012b).加えて,in vitro反応ネットワークについての総論をまとめた(Curr. Op. Biotech 2012).伊庭班とは反応ネットワークのin silico進化に関する共同研究を開始した.花井班との連携では,人工遺伝子回路を組み込んだ大腸菌に対して,異なる試薬濃度の入力を与えた場合にその振る舞いを網羅的に観察するための,2入力濃度勾配形成マイクロ流体デバイスを開発した.柘植班との連携では,柘植班が開発するアントシアニンを出力する人工代謝経路にて用いられる酵素の活性評価を行なうためのNADPH濃度定量デバイスの開発に取り組んだ.田川班とは肝前駆細胞を部位特異的に分化誘導培養するデバイスの開発を行なった.昨年度は,ネットワークの入力成分の濃度をパラメータとし,動的な入力を与えることが可能なマイクロ液滴系のプラットフォームを完成させた.これにより,非線形分子システム(開発済みの双安定性回路)の高解像度の分岐図を得ることができ,低濃度の入力を与えた際に生じるネットワークの振る舞いについて確率論的な視点からの議論を行うことができるようになった(投稿準備中).また,新しい機能と相互作用の線形性を制御するための,酵素分子のネットワークの基礎アーキテクチャに関する研究も実施した(国際会議に投稿中).これは,分解反応経路として働く特別に設計されたDNA分子に対して作用するものである.

Swarm robotと分子ネットワークについては,DNAを固定化した多孔質マイクロ粒子とマイクロ流路を用いた系での実装について検討を行ない,粒子間のDNA分子を通じた通信(双安定状態の進行波)を観察することに成功した.領域内の花井班,田川班には,各班の要求に応じたマイクロ流体デバイスを提供し,共同研究を継続している.木賀班とは,反応効率の高いニッカーゼをDNA-tool boxと液滴デジタルPCRを組み合わせた進化工学的な手法で獲得するためのプラットフォームの開発を行っている.伊庭班とは,in silicoで進化する反応ネットワークを試験管内で実装する際の接続手法を開発に着手し,実装については,我々の反応ネットワークの反応カイネティクスについての予測精度を向上させる必要があることがわかった.すでに開発した反応-拡散マイクロシステムについては,自己触媒反応の特性評価についての知見が得られた.特に,反応ネットワーク中のDNA分子の反応と拡散のレートを制御する手法を開発できた.これは,生物学的な形態形成にみられる時空間的な反応の制御を議論する上で役立つものと考えられる.昨年度までに開発済みのマイクロ液滴系のプラットフォームを,開発済みの双安定性回路や捕食-被捕食者の振動子回路のin vitro反応ネットワークの動作条件探索に適用し,動作条件についての高解像度の分岐図を得ることができるようなった.本年度は,この解析を進めることで,反応ネットワークが予想外の振る舞いを生じた場合について,競合的もしくは確率論的な視点からの議論を進め,その成果を投稿した(accepted pending minor revision by Nat Chem).また,DNA分子を固相化したマイクロ粒子をエージェントとし,エージェントの群行動のためのin vitro反応ネットワークの局所化についての研究を実施した.エージェント間の通信は反応-拡散系ならびにエージェントへ固相化するDNAの設計と開発済みのDNA Tool Boxでプログラム(制御)することができる.具体的には,双安定状態のエージェントと単安定状態のエージェントを実装し,エージェントを導入したマイクロ流路内で進行波様の通信パターンを形成することができた.加えて,粒子に固相化するテンプレートDNAの設計を改良することでエージェントの相互作用の線型性を向上させることにも成功している.領域内では,花井班の要求に応じ改良を行ったマイクロ流体デバイスの提供を引き続き行い共同研究を実施している.また,伊庭班との共同研究である,in silicoで進化するin vitro反応ネットワークの実装法についての成果を仏国の研究グループ(N. Bredecheら)との共同研究にも応用した.本班では,合成生物学を支える実験技術基盤の確立を目指して,人工的遺伝子回路や人工代謝経路の機能評価を行うためのマイクロ流体プラットフォームの開発を担ってきた。プラットフォームとしては(1)マイクロチャンバ系,
福祉施設,医療施設等における健康法,療法としての園芸の活用に関する調査研究

本研究とこれに先立つ調査によって、全都道府県の福祉施設、医療施設における園芸活動に関するアンケート調査を終えた。回答状況は都道府県別にみると、20%から70%までさまざまであったが、おおむね都市部で低く地方で高い傾向がみられた。園芸活動を実践している施設は回答を寄せた施設のおよそ半数であった。なお、一部でアンケートに対する回答をインターネットで回収することを試みたが、その回答はごくわずかであり、現状ではインターネットの利用は期待できないことが明らかになった。各ブロック単位あるいは都道府県単位で資料をとりまとめ、福祉施設、医療施設における農・園芸活動の実態を探り、次のような傾向を認めた。1)園芸活動を取り上げる割合は施設によってかなり異なり、知的障害者施設で高い傾向がある。2)活動内容としては、水やり、草取り、収穫などが多い。3)花壇、鉢・プランターでの活動が多いが、施設の種類や地域によっては農場の利用も多い。4)野菜と草花が圧倒的に多く取り上げられている。5)農・園芸活動に従事する時間は高齢者施設や精神病院で少なく、知的発達遅滞者施設で多い傾向がある。6)指導、支援をするのは一般職員であり、園芸の専門家は少ない。7)収穫・栽培・気分転換をねらいに活動する割合が高い。7)園芸活動の評価を行う施設はまだ少ない。8)農・園芸活動によって積極的・能動的になり、社会性が出てくる。9)対象者に対する職員の理解、職員間の人間関係が改善された。10)農・園芸実施の主要な三つの問題点:その知識や技術をもった人材が少ない、治療や訓練の成果の評価がむつかしい、活動にかかわる人のやりくりがつかない。11)治療やリハビリとしての位置づけをしている施設はおよそ60%に及ぶが、高齢者施設での位置づけは低い。12)園芸療法に対する関心が一般的に高まってはいるが、施設ではその内容を理解している人が意外に少ない。13)園芸療法という形で実施している施設はまだわずかであるが、取り入れることを検討している施設は半数程度に及ぶ。14)園芸療法に関する講習会、セミナーなどへの参加を希望する施設が半数を超える。本調査研究は、療法的な農・園芸の利用や実態調査になじみの少ない分野の分担研究者の協力事業なので、まずはじめに、研究理念の共有化、調査方法の統一をはかるための研究打ち合わせを行った。その結果、農・園芸の利用に対する分野ごとの関心や解釈の違いが明らかになったが、これは同時に、異分野のことを知り、それらの境界領域での研究のあり方を進めるうえでの大きな収穫であった。また、この打ち合わせ会での論議を通して、調査施設の範囲が著しく拡大され、調査内容はかなり詳細となり、調査方法やとりまとめ方の改善などが図られた。ブロックの研究分担者が都道府県単位で行った今年度のパイオニア的実態調査では、12都道府県で合計約8000通のアンケート依頼を送付した。その回収率は全体の平均48%であった。都道府県別にみると、最高72%から最低20%まで著しく異なっていた。概して都市域で低く、地方で高い傾向がみられ、園芸療法やガーデニングに対する関心の高低とは必ずしも関連しているとは判断できなかった。

調査内容のとりまとめはまだ半ばであるが、これまでにまとめた分で特筆すべき点としては、園芸作業を取り上げている割合は施設によってかなり異なる、農・園芸の時間は高齢者施設では短く、障害者施設では長い傾向がある、取り上げられる植物としては草花が多い、対象者は活動によって積極的・能動的になり、人格的な改善も認められる、などがあげられる。また、農・園芸作業の実施にあたっての問題点として、農・園芸の知識をもった人材が施設には少ない、治療や訓練の成果をどう評価するかが明らかでない、などをあげた施設が多かった。初年度の調査結果を踏まえて調査内容の一部手直しを行い、全国の18道府県を対象に昨年とほぼ同じ合計約8000通のアンケートへの回答依頼を送付した。その回収率は全体の平均で40%であった。道府県別にみると、25%から50%まで回収率はさまざまであったが、概して都市域で低く、地方で高い傾向は初年度と同じ傾向であった。今年度までにアンケート調査の依頼と回収はすでに30都道府県で終わり、その集計と分析にあたっているが、来年度前半にはほぼ当初の計画どおり調査用紙の回収を終える見込みが得られたので、後半にはその整理と分析を急ぎたい。本研究に関して、2000年7月20-22日にシカゴ(アメリカ合衆国)で行われた第6回国際人間・植物シンポジウムで、調査チームの結成と主として九州での調査で得られている成果を発表した。その主な内容は、福祉施設、医療施設における園芸の活用に関する実態調査を、医療、看護、園芸、教育など異なる分野の人たちが全国的な共同研究チームを結成して行っていること、精神病院や精神発達障害者施設での活用率が高いこと、園芸を活用するうえでの問題として園芸と対象となる人を理解している指導者がいないこと、活動の成果を評価する方法がはっきりしないこと、日本では園芸療法に対する関心が高まってはいるが、施設等でその内容を理解している人は意外に少ないことなどである。この発表に対して、参加者の関心は高く、かなりの質問があった。主に調査内容に関するものであったが、それらを統一したうえで施設や病院での園芸活動についての国際比較をしようという提案も出された。発表内容は2001年末に論文集として発行される予定であり、すでに原稿も送付済みである。平成11年度、同12年度に引き続き、都道府県別にアンケート調査を実施した。今年度の対象となった道府県は12で、約5,300施設に送付し約42%から回答を得た。道府県別に回答状況をみると、30-50%と、前年度とほぼ同じ傾向がみられ、四国地域で低い傾向がめだっていた。なお、本年度は九州と四国の3県で、アンケートに対する回答をインターネットで回収することを試みた。残念ながら、送付した1,566通のうち、郵送回答609通に対して、インターネットでの回答はわずかに7通であり、現状ではインターネットの利用は期待できないことが明らかになった。各ブロック単位あるいは都道府県単位で資料をとりまとめ、福祉施設、医療施設における農・園芸活動の実態を探り、次のような傾向を認めている。1)園芸活動を取り上げる割合は施設によってかなり異なる、2)農・園芸に従事する時間は高齢者施設や精神病院で少なく、知的発達遅滞者施設で多い傾向がある、3)野菜と草花が圧倒的に多く取り上げられている、
ニューラルネットワークの空間相互作用モデルへの適用可能性についての研究

近年,様々な分野で応用が試みられているニューラルネットワーク(NN)は,脳の高度な情報処理システムをモデル化したものであり,学習機能による自己組織化能力を主な特徴とする情報システムである。しかし一方で,自己組織化能力への過度の依存によって、NNをブラックボックス的に応用することを批判する声も少なくない。確かに、地域分析モデルのように、モデルの再現性のみならず、モデルの理論や構造、推定されたパラメータの値などに意味を見いだすべきモデルに対して安易に応用することは慎む必要があると思われる。本研究は以上の背景を踏まえ、空間相互作用モデルを例にNNを適用することに意味解釈を与え、それに基づき,NNの改良を試みたものである。まず、従業者数分布を入力し人口分布を出力する簡単な立地モデルをNNで記述し、ネットワーク内部での情報処理を数式展開することにより、ロジットモデルとの対比からその情報処理に意味解釈を与え、またNNの立地モデルへの適用上の問題点を明らかにした。次に、これに基づきNNを改良し、ロジットモデルと構造的に完全に等価なネットワークを構築するとともに、ネットワークの情報処理への意味解釈もより完全なものにした。また、この意味解釈に従い、ネットワークの結合強度を交通条件、地価等の立地条件を説明変数とする関数として与え、これをNNの自己組織化法であるバックプロパゲーション法により同定する方法を示した。これにより、NNの強度な自己組織化能力を保持し、かつ理論的にも裏付けされたブラックボックスではない立地モデルを構築することが可能になった。以上本研究は、NNをブラックボックス的に安易に応用するのではなく、その意味を明確にし、かつそれに基づき応用対象により適合したNNへと改良している点において、従来研究と一線を画しており、NNの応用研究の新たな展開方向を示したものと考える。
先天性高乳酸血症細胞におけるピルビン酸脱水素酵素活性化障害の分子生物学的研究

近年,嘔吐,呼吸障害および意識障害を伴うアシド-シス発作,精神運動発達遅滞,けいれんなどが見られる小児患者の中から先天性高乳酸血症が相次いで発見され,注目を集めている。本症の原因としてはピルビン酸脱水素酵素(PDH)複合体の異常が最も多く見出されている。PDH複合体はPDH,リポ酸アセチルトランスフェラ-ゼ,リポアミド脱水素酵素,PDHホスファタ-ゼ,PDHキナ-ゼおよびproteinーXから構成されており,その活性はPDHホスファタ-ゼおよびPDHキナ-ゼによる脱リン酸化ーリン酸化機構により調節されている。PDH複合体異常の中ではPDH欠損およびPDH複合体活性化障害が多く報告されている。PDH複合体活性化障害の病因として種々の酵素異常が考えられるが,その主なものはPDHを活性化する作用をもつPDHホスファタ-ゼの欠損とPDHホスファタ-ゼの基質であるPDH蛋白質そのものの変異である。本研究では,PDH欠損およびPDH複合体活性化障害による先天性高乳酸血症患者由来の培養皮膚線維芽細胞を用いてPDHホスファタ-ゼ活性測定,ウエスタン・ブロット法によるPDH蛋白質異常の検索およびDNA塩基配列決定によるPDH遺伝子異常の同定を行い,次の成果を得た。1)PDH複合体活性化障害細胞にはPDH蛋白質の一次的な異常を有する細胞とPDHホスファタ-ゼの一次的な異常を有する細胞とがあることが推測された。2)PDH欠損細胞ではPDHのE_<1α>サブユニット遺伝子が変異しており(4塩基対の挿入),この遺伝子を鋳型にして生成される変異E_<1α>の蛋白質が正常E_<1α>のサブユニット蛋白質と結合してPDHを構成できず,容易に分解されるためにPDHが欠損することが明らかになった。先天性高乳酸血症の原因としてピルビン酸脱水素酵素(PDH)複合体の活性化障害が注目されている。PDH活性化障害はPDHを活性化する作用をもつPDHホスファタ-ゼの欠損,PDHホスファタ-ゼの基質であるPDH蛋白質そのものの構造異常等に基ずくことが考えられる。本研究ではPDH蛋白質の構造異常に焦点を合わせて蛋白質レベルと遺伝子レベルの両面から病因を検討し,下記の研究実績を上げた。1)PDH複合体を牛心臓から精製し,精製PDHを家兎に免疫することにより抗PDH複合体抗体を作製した。2)PDH活性化障害が認められる坂天性高乳酸血症患者由来の培養皮膚線維芽細胞から分離したミトコンドリア蛋白質と抗PDH複合体抗体を用いてウエスタン・ブロット法でPDH蛋白質の異常を検討した。3例中2例ではPDHのαおよびβサブユニット蛋白質量の著明な減少がみられた。一方,残りの1例ではPDHのαおよびβサブユニット簑白質量に対照細胞との差異がみられなかった。また全例においてPDH分子の大きさに異常はみられなかった。3)対照細胞から全RNAを抽出し,逆転写酵素によりcDNAを作製した。ついで,すでに報告されているPDHのαおよびβサブユニットのcDNAの塩基配列を参考にして合成した特異的なプライマ-を用いてPCR法によりαおよびβサブユニットの全codingregionをカバ-するcDNAを増幅し,さらにクロ-ニングした。近年,嘔吐,呼吸障害および意識障害を伴うアシド-シス発秀,精神運動発達往滞,けいれんなどが見られる小児患者の中から先天性高乳酸血症が相次いで発見され,注目を集めている。

PDH複合体はPDH,リポ酸アセチルトランスフェラ-ゼ,リポアミド脱水素酸素,PDHホスファタ-ゼ,PDHキナ-ゼおよびProteinーXから構成されており,その活性はPDHホスファタ-ゼおよびPDHキナ-ゼによる脱リン酸化ーリン酸化機構により調節されている。PDH複合体異常の中ではPDH欠損およびPDH複合体活性化障害が多く報告されている。PDH複合体活性化障害の病因として種々の酵素異常が考えられるが,その主なものはPDHを活性化する作用をもつPDHホスファタ-ゼの欠損とPDHホスファタ-ゼの基質であるPDH蛋白質そのものの変異である。本研究では,PDH欠損およびPDH複合体活性化障害による先天性高乳酸血症患者由来の培養皮膚線維芽細胞を用いてPDHホスファタ-ゼ活性測定,ウエスタン・プロット法によるPDH蛋白質異常の検索およびDNA順基配列決定によるPDH遺伝子異常の同定を行い,次の成果を得た。1)PDH複合体活性化障害細胞にはPDH蛋白質の一次的な異常を有する細胞とPDHホスファタ-ゼの一次的な異常を有する細胞とがあることが推測された。2)PDH欠損細胞ではPDHのE_<1α>サブユニット遺伝子が変異しており(4塩基対の挿入),この遺伝子を鋳型にして生成される変異E_<1α>の蛋白質が正常E_<1β>サブユニット蛋白質と結合してPDHを構成できず,容易に分解されるためにPDHが欠損することが明らかになった。
経済停滞期における福祉国家の財政再建策：スウェーデンを事例として

本研究は経済のグローバル化、高度情報化、少子高齢化、経済の低成長が福祉国家の持続可能性を脅かす外的・内的環境要因として重要性を増すなか、1990年代のスウェーデンの財政再建過程に着目し、なぜ歳出削減(社会保障給付の削減)中心の再建策が有権者の支持を集め、また実行されえたのかを明らかにするものである。研究の結果、一般化に向けた更なる検証が必要であるが、1政策課題の深刻度、2多様な利害を包摂する意思決定過程、3歳出削減策のメニュー(負担をあらゆる市民が分かち合うこと)、4政治過程の可視度、5信頼と共同体のあり方がスウェーデンの財政再建を短期間で成功させた要因として導出された。研究期間2年目となる2013年度には、前年度に引き続き先行研究の渉猟およびデータの収集に努めるとともに、財政再建過程の実際と各種制度(税制、予算制度、情報公開制度等)についてまとめつつ、「痛みの分かち合い」を可能とする政策過程の分析をした。また、分析対象期間はEU加盟を経験し、スウェーデン社会のありようが大きく変容を迫られた時期であった。そこで、いわゆる「スウェーデン・モデル」の変容を考察するにあたり、最近の事情を把握しておく必要があるため、現地調査を実施した。これにより、たとえば、次のような状況が課題として浮かび上がっている。地方自治体では、財政が厳しくなるにつれ、効率的経営・運営が強調される傾向がますます強くなっている。高齢者センターの宿泊施設が半分以下に縮小されて、在宅ケアに変更されている。難民孤児を受け入れた自治体には中央政府から豊かな補助金が提供されるので、高齢者センターを難民孤児受入れセンターに切り替えている。難民受け入れに関心がある自治体ではないのに、経営優先で受け入れているが、在宅に回された高齢者の心配や不都合はそれほど考慮されないのではないか。弱い立場の人、つまり不平を漏らさない人が犠牲になる。在宅ケアといえば聞こえは良いが、社会的コンタクトがなくなり、知的刺激が少なくなる。社会的孤立を恐れる。少なくとも孤立感が深まるのを恐れる。研究期間初年度に当たる平成24年度は、基礎的データの収集に努めた。そこで、先行研究の渉猟および調査項目の精査、さらにこれらの作業を進めるために必要なデータを収集する目的で、現地調査を実施した。このように、本年度は今後の研究を進めるにあたり必要な基礎的作業を進めることを目的としていたので、論文等研究成果をまとめたものは発表していない。しかしながら、以下の諸点についての成果を得た。1国立国会図書館、王立図書館、ストックホルム大学図書館、ルンド大学図書館、労働運動資料館、中央統計局等での資料収集、2ルンド大学およびストックホルム大学の教授へのインタビュー、3福祉サービス法人の訪問、福祉サービス従事者へのインタビュー、4高崎経済大学内経済学会での研究報告実施なお、現地調査においては、経済停滞期における福祉社会の政策対応と実体経済の実情について情報を収集し意見交換した。福祉サービス供給法人、福祉サービス従事者、研究者が情報収集・意見交換の対象となる。財政再建を実行し国際競争力を維持しながら福祉水準を柔軟に微調整している実情を、具体的政策対応の視点から探った。スウェーデン・モデルは論者によりさまざまに論じられるが、これまでのところ、協調的な労働市場、寛大な福祉政策そして合意形成型政治がモデルの主要な構成要素として頻繁に指摘され論じられている。同時に、このスウェーデン・モデルのありようが、90年代以降の急速なグローバル化の進展に伴い変容したとの議論もある。本研究課題のテーマは「痛み」の分かち合い方である。そこで、この「痛み」を分かち合うときに、スウェーデン型合意形成手法がいかに機能するのか、また、90年代以降の急速なグローバル化の進展によりどのように変容したのか/変容していないのかの2点について検証する必要がある。90年代以降に変容しているとするならば、「傷み」の分かち合い方にも当然影響を及ぼしているはずである。このような観点から平成26年度においてはスウェーデン・モデルに着目して研究を進めた。より詳細かつ緻密な分析は平成27年度にまとめることとしている。平成27年度の主要な成果は以下のとおりである。1.財政再建をめぐる諸政党のスタンスと合意形成について検証した。90年代の財政再建過程については、これまで94年の政権交代後の再建過程に主眼を置いて分析・考察してきたが、交代前の政権によって実施された対応策まで対象を広げることにより、財政再建に対する諸政党のスタンスを分析し、再建策をめぐる与野党間の合意形成がどのように進められたのかを考察した。2.中間所得層の経済状況と格差について分析した。政治的多数派である中間所得層の支持調達は、政府が政策を実施するにあたり重要な条件となる。そこで、あらゆる国民に負担を求める不人気政策と有権者(特に中間所得層)の動向は、90年代の財政再建を説明する際の論点の一つとなる。そこで、まず、スウェーデン中央統計局、OECDなどの公式統計データを用いて、中間所得層の経済状況を分析した。90年代にはジニ係数で計測した経済的格差が拡大しており、特に子どものいる家庭の経済状況が他の世帯と比較して相対的に悪化していることが分かった。3.スウェーデン語の対訳作成。これまでスウェーデンの社会保障や税制等については数多くの日本語による研究成果が発表されているが、発表者により訳出が異なったり、また、訳出が必ずしも適切ではな場合がある。そこで、これまでに発行されている主要な著作も参照しつつ、日本と異なる法制度その他、その用語の背景事情を踏まえて、社会保障に関連する用語を中心に日本語訳のリストを作成した。

4.課題全体の基礎的資料となる諸制度のまとめ。これまでに収集した資料をもとに、社会保障制度、マイナンバー制度および税制についてとりまとめた。本研究は経済のグローバル化、高度情報化、少子高齢化、経済の低成長が福祉国家の持続可能性を脅かす外的・内的環境要因として重要性を増すなか、1990年代のスウェーデンの財政再建過程に着目し、なぜ歳出削減(社会保障給付の削減)中心の再建策が有権者の支持を集め、また実行されえたのかを明らかにするものである。研究の結果、一般化に向けた更なる検証が必要であるが、1政策課題の深刻度、2多様な利害を包摂する意思決定過程、3歳出削減策のメニュー(負担をあらゆる市民が分かち合うこと)、4政治過程の可視度、5信頼と共同体のあり方がスウェーデンの財政再建を短期間で成功させた要因として導出された。補助期間の2年目及び3年目に、研究代表者が研究時間を十分に確保できなかった。原因として子育て負担と労親支援の増加(平成25年度から26年度)、他の科研費研究課題との両立(平成26年度)の2点がある。いずれも補助事業申請時には予測しえなかった事項であるが、とりわけ後者はツーリズムという新規分野で基礎研究に予測以上の時間を要すこととなった。地域研究平成27年度は期間延長後の最終年度であり、必要な情報はおおむね入手できていることから、過去3か年に収集した情報を整理・総括するとともに、分析成果を日本語および英語により発信する予定である。分析モデルの構築に、当初想定していたよりも時間がかかっている。この点で、上記のとおり「やや遅れている」と自己点検した。当初見込みを超えるデータ収集が必要であったことが理由としてあげられる。90年代のスウェーデンにおける財政再建過程を政治学的に分析するという研究課題については、先行研究はあまりなく、限られた資料から当初見込みを立てざるをえなかった。また、研究課題をいくつかのテーマに分割して調査研究を進めているが、それぞれに広がりをもっていること、また、資料を有する調査先との連絡調整がスムーズに進まなかったことなどから、研究の進捗にやや遅れがみられる。共同研究者との連携については順調である。しかし、上記に述べたように、当初予定よりも時間がかかっている状況にある。そこで、助成金を受けた研究期間の最終年度となる2014年度中に、当初計画どおりの成果を発表できるよう努める。研究期間2年目にあたる平成25年度は、初年度に引き続き基礎的データの収集をするとともに、現地調査を平行して進め、論文等の具体的な成果物を発表する。また、学会等においても本研究の成果を発信することとしたい。
亜鉛-アンチモン系合金の熱電性能の改善

本研究の目的は、熱電気直接変換による発電のために、合金ZnxSb3 (x= 3.4-4.3)の微視的構造と熱電的性質を解明することである。合金の作製は周速度0.6-4.2m s-1の片ロール液体急冷法により、微視的構造の解明は、X線回折、透過電子顕微鏡観察、エネルギー分散型X線分析および自由エネルギー計算によった。液体急冷状態においてβ-Zn4Sb3は、0.6 m s-1の場合x < 4でZnSbと、x > 4でZnと共存し、4.2 m s-1の場合x >= 3.8でζ-Zn3Sb2と共存した。Ζ-Zn3Sb2はその後のアニールによって消滅した。Β-Zn4Sb3においてはナノサイズのボイドやZn粒がZn空孔、侵入型Zn原子、Zn原子の反応により析出あるいは消滅した。測定した無次元性能指数、出力因子、ゼーベック係数、電気伝導度、熱伝導度は合金の作製プロセスによって微視的構造が変化するため大きく変化した。熱電変換材料Zn_4Sb_3においては、ZnとSbが結晶格子を組み、Znがガラス状に侵入サイトに配置する。このため、Zn_4Sb_3は、金属結晶の様な高電導性とガラスの様な低熱伝導性を合わせ持ち、熱電材料として更に熱電性能が高められることが期待される。本研究の目的は、Zn-Sb合金の塊状固体(バルク)、薄膜状リボン、粉末焼結体を作製し、Zn_4Sb_3構造が出現する組成範囲、及びZnの存在形態と分布について実験的に明らかにし、金属学的考察を加えることによって、熱電性能の改善をはかることである。本年度は、Zn_xSb_3(x=3.44.3)合金のバルク及びリボンを液体急冷法によって作製し、種々の熱処理を行った。その後、X線回折実験、電子顕微鏡観察、ゼーベック係数の測定、電導度の測定、熱伝導度の測定、性能指数の測定、出力因子の算出などを行った。得られた知見は次の通りである。(a)ゼーベック係数、電導度、熱伝導度、性能指数、出力因子は組成x及び熱処理によって、またバルクかリボンかによって異なる。(b)バルクの性能指数は熱処理の有無に関わらず、x<4の範囲においてxの増加とともに大きくなり、x>4の範囲においてほぼ一定になる。リボンの性能指数は熱処理を施さない場合小さく、熱処理を施した場合xとともに増加する。(c)Zn_4Sb_3は、xによって異なる他相と共存する。また、Zn_4Sb_3は化学量論組成の範囲外に固溶領域をもち、xによって異なる量のショットキー型、フレンケル型の侵入型Znを含んでいる。本研究の目的は、Zr-Sb合金の塊状固体(バルク)、薄膜状リボン、粉末焼結体を作製し、Zn_4Sb_3構造が出現する組成範囲、及びZnの存在形態と分布について実験的に明らかにし、金属学的考察を加えることによって、熱電性能の改善をはかることである。本年度は、Zn_xSb_3、(x=3.44.3)合金のバルク及びリボンを液体急冷法によって作製すると共に、粉末焼結体ディスクを作製し、種々の熱処理を行った。(a)ゼーベック係数、電導度、熱伝導度、性能指数、出力因子は組成x及び熱処理によって、また、バルクかリボンか焼結体かによって異なる。(b)性能指数は、x>4の範囲の焼結体において温度上昇と共に特に大きくなる。(c)Znの分布状態は熱処理の際の雰囲気に依存するため、性能指数は熱処理の際の雰囲気に依存する。

(d)Zn_4Sb_3は化学量論組成の範囲外に固溶領域をもち、xによって異なる量のショットキー型、フレンケル型の侵入型Znを含んでいる。熱電変換材料Zn4Sb3においては、ZnとSbが結晶格子を組み、Znがガラス状に侵入サイトに配置する。このため、Zn4Sb3は、金属結晶の様な高電導性とガラスの様な低熱伝導性を合わせ持ち、熱電材料として更に熱電性能が高められることが期待される。本研究の目的は、Zn-Sb合金の塊状固体(バルク)、薄膜状リボン、粉末焼結体における熱電的性質、ならびにZn4Sb3構造が出現する組成範囲及びZnの存在形態と分布について実験的に明らかにし、金属学的考察を加えることによって、熱電性能の改善をはかることである。本年度は、ZnxSb3(x=3.44.3)合金のバルク及びリボンを液体急冷法によって作製すると共に、薄膜状リボンや粉末焼結体ディスクを作製し、種々の熱処理を行った。その後、X線回折実験、電子顕微鏡観察、ゼーベック係数の測定、電導度の測定、熱伝導度の測定、性能指数の測定、出力因子の算出などを行った。また、3年間にわたる本研究の最終年度としてのとりまとめを行った。得られた知見は次の通りである。(a)ゼーベック係数、電導度、熱伝導度、性能指数、出力因子は合金の製造プロセス、組成x及び熱処理によって異なる。(b)β- Zn4Sb3相は粒界をもち、組成xに依存してZnSbあるいはZn相と共存する。(c)β- Zn4Sb3相においてはZnサイトの空孔、侵入型サイトのZn、空洞、Zn粒が存在し、その結果β- Zn4Sb3相中のZn原子数は4:3化学量論組成よりも少なくなる。(c)熱電的性質が製造プロセス、組成x及び熱処理によって異なる原因は粒界、β- Zn4Sb3相中のZnサイトの空孔、侵入型サイトのZn、空洞、Zn粒、Zn数、共存するZnSbあるいはZn相が複雑に異なることによる。当初の方針に沿って、Zn-Sb合金におけるZn_4Sb_3構造と熱電的性質を明らかにししつつある。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の方針に沿って、Zn-Sb合金におけるZn_4Sb_3構造を明らかにする。このために、さらに電子顕微鏡による解析を行う予定である。また、得られた構造の知見に基づいて熱電的性質を根本的に解釈し、熱電性能の改善指針をまとめる予定である。
インテリジェントコアセルベートによる新規バイオマテリアル創成

本研究では、我々が開発した親水性官能基を有する複数の温度応答性高分子を複合化してインテリジェントコアセルベートを作成し、その材料の新しいバイオマテリアルへの応用の可能性を検討した。具体的にはナノ磁性粒子を含んだ温度応答性コアセルベートを作成し、その集合挙動を検討した。本研究ではまずはじめに、申請者らが設計した水酸基を有するHIPAAmモノマー及びカルボキシル基を有するCIPAAmモノマーをそれぞれNIPAAmとフリーラジカル共重合することで目的のコアセルベート形成ポリマーを調製した。コモノマーの仕込み量により共重合組成比を制御し、系統的な組成比を有する共重合体を作製した。合成した高分子の刺激応答挙動を紫外可視分光光度計を用いて測定した結果、HPAAm、CIPAAmの両親水性モノマーの共重合化させることにより、大幅に曇点が上昇することがわかった。そこで、NIPAAmを64モル%、HIPAAMmを30モル%、CIPAAmを6モル%を共重合組成とするコアセルベート形成ポリマーを合成した。別に、超常磁性のナノ粒子を湿式法により調製した。この材料は、反応の過程で、オレイン酸と結合して安定化している。先に調製したポリマーを用いて、この酸化鉄ナノ粒子をリガンド交換反応によって表面修飾した。コアセルベート形成ポリマーと、この表面修飾粒子を均一に分散させ、昇温することにより複合型コアセルベートを形成させることに成功した。調製したナノ磁性微粒子含有コアセルベートの性質について検討を行った。透過型電子顕微鏡では、明らかに、コアセルベート滴内にナノ磁性微粒子が存在すること、また、表面修飾を当該ポリマーを用いて行わないと、ナノ磁性微粒子を内在させることができない等、予備的な検討結果が得られた。これらの知見をもとに、さらにこの極めてユニークなナノ磁性微粒子含有コアセルベートの物性を追求していく。昨年度までに、水酸基を有する2-ヒドロキシイソプロピルアクリルアミド(HIPAAm)及びカルボキシル基を有する2-カルボキシイソプロピルアクリルアミド(CIPAAm)をそれぞれNIPAAmとフリーラジカル共重合することで、それぞれ水酸基やカルボキシル基含量のことなるコアセルベート形成ポリマーを調製した。本年度は、超常磁性のナノ粒子を湿式法により調製した。さらに、得られたコアセルベートの水中での分散性、および永久磁石を近づけたときのコアセルベートの移動に関して予備的な実験を遂行した。コントロールとして用いた、クエン酸を分散剤とした場合は、その分散性が悪く、分離する傾向を示した。一方、コアセルベート形成ポリマーを分散剤として用いると、分散安定性は大変高く、またほとんどすべてのコアセルベートが磁石に引きつけられた。すなわちクエン酸で分散させた場合、磁石を引きつけた後でも、余上には濁っていた。しかしポリマーを分散剤に用いた時は、完全に透明になっていた。コアセルベートを反応の輸送担体への応用するのに好適であることを示している。本研究では、磁場に誘導する刺激応答性コアセルベートの構築を目指して研究を遂行した。磁場誘導型のコアセルベートが構築できれば、モデル物質を迅速に回収できるばかりでなく、輸送担体としての機能も発揮する。さらにモデル物質の選択的分離・輸送後、刺激により液滴を消失させることでモデル物質を容易に回収することが可能となる。具体的には、温度応答性コアセルベートを誘起するポリマー(NIPAAm-HIAAm-CIPAAmコポリマー)を酸化鉄ナノ粒子に表面修飾した。酸化鉄ナノ粒子は、既往研究を参考に調製し、おおよそ10nm程度の粒径を有したものであった。分散させるために用いているオレイン酸と、CIPAAmのカルボキシル基を用いたリガンド交換反応よりポリマーの表面修飾を行った。この粒子を複合型コアセルベートを形成させる際に、NIPAAm-HIAAm-CIPAAmコポリマー水溶液中で一緒に存在させておき、昇温することでフリーポリマー及び粒子表面のポリマーが共に温度応答を発現し、協調的に相互作用することで酸化鉄ナノ粒子を効率良く内包した複合型コアセルベートを形成させることに成功した。比較実験として、磁性ナノ微粒子をクエン酸で分散させたものを用いて、コアセルベート内への磁性ナノ粒子の複合化を検討したが、ポリマー被覆磁性ナノ粒子と比較して封入は不完全であった。コアセルベート滴の磁場誘導挙動は光学顕微鏡及び目視で直接確認を行い、その移動速度は顕微鏡を用いて単位時間当たりの移動距離から算出した。コポリマー被覆磁性ナノ粒子を含んだコアセルベートは、磁石を近づけることによって、急激にひきつけられ、完全に相分離することが確認された。コアセルベートの安定な形成と、磁性微粒子を取り込みに関して、予定通りの成果が得られている。また、一般に用いられているクエン酸を用いる系と比較して、極めて安定に振る舞うことを確認できた。今後予定通り、バイオ分子との相互作用や取り込みを行う予定である。

24年度が最終年度であるため、記入しない。本年度までに構築された複合型コアセルベートの機能性分子が、その存在分布を刺激によって実際に制御可能であるかを確認するため、蛍光ラベル化した機能性分子を固定化して存在分布の解析を行う。刺激による機能性分子の分布制御が認められたら、実際に刺激を与えた際の分子の結合挙動を評価する。分子スイッチングシステム及び分離システムのON-OFF制御を実現させ、磁場誘導特性を付与することで本システムの効率性の向上化を図る。
高マンノース型アスパラギン糖鎖のシャペロン機能の作用機構と小胞体機能モデルの修正

[I]糖タンパク質のN-グリカンに見出した分子シャペロン様機能におけるN-グリカンとタンパク質間の作用について調べ、以下の結果を得た。遊離の高マンノース型および複合型N-グリカンの希薄溶液(1M2M)が、その濃度に依存して、1)ウシ膵臓リボヌクレアーゼA(RNase A)、α-ラクトアルブミン(LA)及び芳香族の固有蛍光を低下させる。以上の結果から、N-グリカンがタンパク質分子表面の芳香族アミノ酸残基に結合親和性を持っていることがわかり、また、この親和性がN-グリカンの分子シャペロン様機能に直接関わっていることが示唆された。[II]糖タンパク質におけるN-グリカンのタンパク質高次構造安定化機構を調べ、以下の結果を得た。ヒトのエリトロポエチン(EPO)のN-グリカン鎖を種々酵素修飾したEPO及びN-グリカンを持たない大腸菌発現EPOについて、グアニジン塩酸、pHや熱安定性をCDスペクトル、蛍光スペクトルや光散乱により比較した結果、N-グリカン鎖のガラクトース残基を含む内部領域がタンパク質疎水性表面と作用することによってタンパク質の高次構造を安定化していることが明らかになった。1.糖蛋白質の高マンノース型及び複合型アスパラギン結合糖鎖(Asn糖鎖)と蛋白質との作用機構を調べた。1)糖蛋白質から分離した遊離のAsn糖鎖の希薄溶液は、ウシすい臓RNase A、ウシα-ラクトアルブミンや芳香族アミノ酸(Tyr,Trp)の固有蛍光を抑制し、またRNase Aの露出Tyr残基及びα-ラクトアルブミンの露出Trp残基の化学修飾を阻害したことから、Asn糖鎖と芳香族アミノ酸側鎖との結合親和性が明らかになった。2)遊離の高マンノース型及び複合型Asn糖鎖は、基質蛋白質のみならずプロテアーゼ分子上に露出している芳香族アミノ酸残基との結合親和性に基づいて、RNase Aやα-ラクトアルブミンのトリプシンやキモトリプシン消化を抑制することがわかり、ごく最近、動・植物細胞内に広く分布することが明らかになった遊離のAsn糖鎖の生体での機能に示唆を与えた。2.糖蛋白質の持つ分子内複合型Asn糖鎖の蛋白質高次構造安定化機構を調べた。CHO細胞発現エリトロポエチン(ヒト)の糖鎖構造をグリコシダーゼで種々トリミング修飾した誘導体及び大腸菌発現エリトロポエチンについて、その蛋白質高次構造安定性を円二色性により調べ、また疎水性蛍光プローブANSとの結合性を比較することにより、(1)Asn糖鎖の非還元末端に存在するシアル酸残基は蛋白質高次構造の安定化に関係していないこと、(2)Asn糖鎖のガラクトース以内の領域が、エリトロポエチン蛋白質表面のIle、Leu、Pro、Valなどから形成されているANS結合性疎水性クラスターに結合することにより、蛋白質の高次構造を安定していること、などが明らかになった。[I]糖タンパク質の高マンノース型及び複合型アスパラギン結合糖鎖(N-グリカン)と蛋白質との作用機構を確認することを目的として、以下の結果を得た。遊離の高マンノース型および複合型N-グリカンが蛋白質のプロテアーゼ消化に与える影響について調べたところ、遊離のN-グリカンは、芳香族アミノ酸との結合親和性に基づいて、RNase Aやα-ラクトアルブミンのトリプシンやキモトリプシン消化を抑制することがわかり、最近、動・植物の細胞内に広く分布することが明らかになった遊離のN-グリカンの生体での機能に示唆を与えた。ヒトのエリトロボエチン(EPO)のN-グリカン鎖を種々酵素修飾したEPO及びN-グリカンを持たない大腸菌発現EPOについて、グアニジン塩酸、pHや熱安定性をCDスペクトル、蛍光スペクトルや光散乱により比較した結果、N-グリカン鎖のガラクトース残基を含む内部領域がタンパク質疎水性表面と作用することによってタンパク質の高次構造を安定化していることが明らかになった。

また、遊離状態にある複合型N-グリカンが、大腸菌発現EPOに対する疎水性蛍光プローブ、すなわち1-アニリノ-8-ナフタレンスルフォン酸の結合を抑え、また熱安定性を高めることから、N-グリカンがEPO蛋白質表面の疎水性領域と相互作用することにより、蛋白質の高次構造を安定化させることが確認された。
消防職員の惨事ストレス対策の在り方に関する検討‐ソーシャルスキルとの関係から

本研究は、A市消防本部所属の消防職員877名を対象に、惨事ストレスに対する精神健康度とソーシャルスキルの現状及び因果関係を明らかにすることを目的として自記式質問紙調査を実施した。結果、精神的不調者は43.0%、PTSDハイリスク者は18.9%であり、精神健康度は階級別で有意差はなかった。一方、精神健康度に影響を及ぼすストレス媒介プロセスの要因には階級別での違いがあった。これらの結果から、惨事ストレス対策には階級別の特徴を考慮した研修の必要性が示唆された。【はじめに】救助活動等に従事する消防職員は、悲惨な災害現場で惨事ストレスに曝されている。しかし、国内では惨事ストレスに関わる消防職員の精神健康度をソーシャルスキルとの関係から対策を検討した報告はほとんと無い。消防職員の惨事ストレス対策の必要性が指摘されている最中、対策を講しる基礎的資料が不足しているのが現状である。そこで、本研究は、研究期間内に以下の2点を明らかにすることを目的に、A市消防本部に所属する消防職員に対して自記式質問紙調査を実施した。1)精神健康度とソーシャルスキルの実態を把握すること。2)精神健康度とソーシャルスキルとの関係を検討すること。【研究方法】1、研究デザイン:自記式質問紙調査による量的因子探索型調査研究2、調査対象:A市の消防本部に所属する消防職員877名全員3、詞査期間:2007年11月5日-19日4、調査内容:(1)対象者の基本属性(2)精神健康度について(精神健康調査票28項目版と改訂出来事インパクト尺度)(4)ストレス緩衝要因について【今年度の研究活動と今後】平成19年度には、質問紙を作成し、質問紙調査を実施した。各消防職員に職場で協力者用説明文、質問紙と返信用封筒を配布し、自由意志により参加の同意を得た。2週間以内に、郵送法で回収した。対象者か質問紙の返送をすることにより、当該調査への同意か得られと解釈した。結果、481件(回収率54.8%)の質問紙の返送かあった。平成20年度には、各属性における精神健康度とソーシャルスキルのテータを整理、統計学的分析を実施し、その実態を把握する計画てある。本研究の目的は、A市消防本部所属の消防職員877名を対象に、惨事ストレスに対する精神健康度とソーシャルスキルの現状及び因果関係を明らかにすることである。本研究では心理尺度に欠損値のない男性職員370名を分析対象とした。分析対象者を階級別に『隊員』『小隊長クラス』『中・大隊長クラス』の3群に分類し、統計学的分析を実施した(一元配置分散分析、カイ2乗検定、重回帰分析または階層的重回帰分析)。統計ソフトにはSPSS(for Windows Ver. 16)を用いた。【結果】分析対象者の平均年齢は40.5歳、平均勤務年数は20.1年であった。A市消防本部の精神的不調者の割合は43.0%、PTSDハイリスク者の割合は18.9%であり、精神健康度は階級別で有意差はなかった。また、重回帰分析結果から、全階級で自己表現を抑制する人ほど精神健康度は不調であった。さらに、『隊員』:自己表現する人ほど「職場の中で」や「その他(家族や職場以外)の中で」の情緒的支援を高く認知でき、精神神経症状や外傷性ストレス症状を解消・緩和させていた。『小隊長クラス』:精神神経症状については「その他(家族や職場以外)の中で」の情緒的支援を認知し、外傷性ストレス症状については上司の人間尊重の態度を認知していたことが影響していた。また、自己表現する人ほど情緒的支援や上司の人間尊重の態度を高く認知していた。『中・大隊長クラス』:「家族の中で」の情緒的支援認知を高く得られている人ほど、外傷性ストレス症状は解消・緩和されていた。【考察】A市消防本部に所属する消防職員は、何らかのメンタルヘルス問題を抱えていることが示唆された。また、重回帰分析の結果、精神健康度に影響を及ぼすストレス媒介プロセス要因には階級別の違いがあった。
膜脂質をメディエーターとする水素分子の酸化ストレス応答機構解明

水素分子(H2)は様々な疾患において抗酸化・抗炎症による疾患改善効果を発揮することが知られているが、その作用機序は未解明である。今までの知見からH2の様々な疾患改善効果が酸化ストレスへの適応応答に由来すると考えられる。更に培養細胞にH2を曝露すると脂質バランスが変動するという予備的知見を得ていた。本研究はH2による脂質変動を介した酸化ストレスに対する適応応答の分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。培養細胞にH2を曝露し、1時間、3時間、6時間の脂質の変動をLC-MS解析によって調べたところ、1時間でスフィンゴミエリンなどの変動が確認できた。また細胞で膜成分の半分以上を占める小胞体に注目し、上記と同様のH2曝露時間で小胞体ストレス関連分子の発現を調べたが変化は見られなかった。更に生体におけるH2と脂質の関係を調べるために、脂質代謝異常によりアテローム性動脈硬化症を起こすことが知られるLDL(低密度リポタンパク)受容体遺伝子欠損マウスを使って実験を行った。脂質異常症などにより血中のLDLが過剰になると、血管内皮障害が発生し、内皮細胞下へ単球が遊走しマクロファージとなる。その際、血中LDLも内皮細胞下に浸潤し酸化される。酸化型LDLをマクロファージがCD36などのスカベンジャー受容体によって大量に取り込むことで泡沫細胞化し、炎症反応が促進されることでアテローム形成が進行していく。また、炎症促進・アテローム形成に伴い血管内皮細胞が老化することが知られている。このLDL受容体遺伝子欠損マウスに高脂肪食と同時に水素水を与え続けた後に、大動脈の解析を行ったところ、水素水投与群において動脈硬化症進行に伴う血管内皮細胞の老化が抑制された。また水素がマクロファージにおけるCD36の発現を抑制し、脂質の取り込みを抑制した可能性を示すデータを得られ、本内容は論文報告した。平成28年度実施予定であった(1)H2によって変動する脂質の分析を行い特徴的な脂質変動が見られた。(2)ミトコンドリアに注目した脂質の解析までは終わらなかったが、動物モデルを使った実験においてマクロファージのCD36の発現抑制が分子メカニズムに関わることが示唆されるデータを得られ、論文報告した。細胞実験においてH2曝露1時間後にはスフィンゴミエリンなどの脂質の変動が見られたことから、H2曝露直後になんらかの分子変動が起きていると考えられた。H2曝露直後の膜の変化を観察する為に以下の方法を用いてイメージングを行う。1膜脂質の蛍光アナログを用い動態変化を観察する。2膜脂質と特異的に結合する蛍光プローブを用いて脂質の動態変化を観察する。3凍結割断レプリカ標識法などを用いて、H2曝露後の脂質分布を観察する。動物実験においてはマクロファージに変化が見られたことから、マクロファージに着目して研究を進めていく。

2膜脂質と特異的に結合する蛍光プローブを用いて脂質の動態変化を観察する。3凍結割断レプリカ標識法などを用いて、H2曝露後の脂質分布を観察する。動物実験においてはマクロファージに変化が見られたことから、マクロファージに着目して研究を進めていく。当初は28年度内に予定していなかった動物実験をすることになり、研究スケジュールが変更になったため。