hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
歯周病病変局所におけるTh17細胞に対するAdrenomedullinの影響

本研究では歯周組織構成細胞の一つであるヒト歯肉線維芽細胞(HGFs)を用い、歯周炎の進行に関与しているTh1細胞浸潤に関わるケモカインであるCXCL10産生に及ぼす新規ペプチドのAdrenomedullin(AM)の影響を明らかとすることを目的とし実験を行った。その結果、AMはTNF-αが誘導したHGFsのCXCL10産生を抑制することが明らかとなった。これらのことより、AMは歯周炎病変局所でTh1細胞浸潤を抑制し、歯周炎の進行を抑えていることが示唆された。歯周炎はプラーク中に含まれる歯周病原性細菌により惹起される慢性炎症性疾患でT細胞を含む免疫担当細胞が病変の発症および進行に関与していることが報告されている。歯周病の骨吸収に新規ヘルパーT細胞のサブセットであるTh17細胞が関与していることが報告されている。また、免疫調節因子であるAdrenomedullin(AM)が歯周病の病態形成に関与するTh1細胞浸潤の抑制あるいはTh17細胞の分化抑制に関与していることが明らかとなっている。しかしながら、Th17細胞の歯周病病変局所への浸潤・活性化機構およびそのメカニズムとAMとの関連性には不明な点が多い。本研究では、Th17細胞に着目し、ヒト歯根膜細胞(HPDLC)を用い、Th17細胞浸潤に関与しているケモカインであるCCL20、Th17細胞の分化・活性化に関与しているサイトカインであるIL-6ならびにタンパク質分解酵素であるマトリックスメタロプロテアーゼ(MMPs)の産生機構ならびにこれらの産生に及ぼすAMの影響を明らかとすることを目的として解析を行った。これらの結果より、HPDLCのIL-1betaおよびTNF-alpha刺激により、CCL-20,IL-6,MMP-1, MMP-3, TIMP-1の産生は誘導された。そのうちMMP-3の産生は、AMにより抑制されたが、その以外のものについては、影響を及ぼさないことが明らかとなった。これらの結果より、歯周炎病変局所において、AMがタンパク分解酵素であるMMP-3を抑制することによって歯周組織破壊の抑制できる可能性が示唆された。歯周炎はデンタルプラーク中に含まれる細菌により惹起される慢性炎症疾患であり、宿主の免疫応答が関与している事が明らかとされている。免疫担当細胞の中でもヘルパーT細胞の一種であるTh1細胞あるいはTh17細胞が歯周炎の歯槽骨吸収に関与している事が示唆されている。また、Adrenomedullin(AM)ヒト褐色細胞腫から同定されたペプチドであるが、多くの組織で発現している事が明らかとされている。また、当初は血管に作用し降圧作用を示すのが主な作用であると考えられていたが、近年は免疫担当細胞に作用し免疫調節作用がある事も報告されている。しかしながら、歯周炎でAMが発現しているという報告はあるが、その役割に関しては不明な点が多い。本研究では歯周組織構成細胞の一つであるヒト歯肉線維芽細胞(HGFs)を用い、歯周炎の進行に関与しているTh1細胞浸潤に関わるケモカインであるCXCL10産生に及ぼす新規ペプチドのAMの影響を明らかとする事を目的とし実験を行った。さらにAMがHGFsのCXCL10産生に関与するシグナル伝達経路に与える影響に関しても明らかとする事を目的とした。その結果、AMはTNF-alphaが誘導したHGFsのCXCL10産生を抑制する事が明らかとなった。これらのことより、AMは歯周炎病変局所でTh1細胞浸潤を抑制し、歯周炎の進行を抑えている事が示唆された。また、ヒト歯根膜細胞(HPDLC)を用い、Th17細胞の浸潤あるいは分化、活性化に関与しているCCL20やIL-6、タンパク分解酵素のMMPsの産生機構ならびにこれらの産生に及ぼすAMの影響を明らかとする事を目的として解析を行った。その結果、AMは、IL-1betaおよびTNF-alphaが誘導したHPDLCのMMP-3産生を抑制し、歯周組織破壊を抑制していることが示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。歯周治療系歯学26年度が最終年度であるため、記入しない。歯周組織構成細胞の一つである歯根膜細胞において、IL-1betaおよびTNF-alphaの刺激によりMMP-3が誘導されること、また誘導されたMMP-3産生をAdrenomedullinが抑えることを明らかとした。これらのことより、歯周炎病変局所における歯周組織破壊のメカニズムの一部を明らかにし、それを抑制する可能性を見出したことより、研究はおおむね順調に進展していると思われる。

今後は、刺激物質を歯周病関連細菌を用いて、さまざまなサイトカイン、ケモカインおよびMMPsの産生機構さらにはそれらの産生物質とAMとの関係を解明し、これらのシグナル伝達機構を明らかとする予定である。
代数及び位相幾何における無限生成の対象の研究(数理論理学及び集合論の応用)

上記の研究代表者、研究分担者の順にその研究実績を報告する。(1)集合論、ア-ベル群、位相空間、代数的位相幾何などの境界領域の研究をした。大きな基数の存在についての原理Vopenka principleからすべてのsubfunctorが基数条件を満たすことが導かれる。任意に大きいL_<κω>-基数の存在とすべての環Rにたいして〓Rがsingly generated torsion classであることが同値である。代数的位相幾何に関したもの。一点接着空間の基本群が組成空間の基本群の自由積となるため局所単連結性だけでなく第一加算性も必要である。また分担者、酒井克郎との共同研究で新しい特異ホモロジ-のファクタ-を導入した。(2)直交するタイプの数に上限があるとき、非多次元という。非多次元な理論Tのモデル中に群が定義されなければ、その理論はsuperstableになることを示した。これはタイプが本質的に一つしかない(unidimensional)理論が群を定義しなければsuperstableになるという有名な結果を拡張している。(3)chevalley群について、その中心部分群および正規部分群を決定し、基本部分群の生成元と基本関係による群表示の研究をした。(4)加群の自己準同型環について、それが単列的であることの必要十分条件は加群の直既約直和分解においてどの直和因子も他の直和因子の部分商加群と同型にならないとが同値である。(5)単位閉区間からユ-クリッド空間の連結な部分多面体への埋蔵全体のなす写像空間、その部分空間でリプシッツ写像全体、PL写像全体の三つ組は多面体が一次元の場合、基本的なモデル空間の三つ組と同相となる。(6)pseudo-arcからspan 0をもつ連続体への連続写像を構成する、組織的な方法をあたえた。
メダカ性分化における生殖細胞の増殖・分化機構の解析

メダカ性分化におけるMIS及びMISR IIの生理的機能は、生殖細胞の増殖であることをin vivo及びin vitro機能解析により証明している。そこで今年度は、生殖細胞の増殖活性と減数分裂開始におけるMISシグナリングの役割をin vivoで解析した。1、生殖細胞の増殖メダカ性分化の最初の指標は、生殖細胞数の性差である。MIS-またはMISR II-アンチセンスオリゴをolvas-GFP系統(生殖細胞がGFP蛍光により可視化)の受精卵に顕微注入して機能阻害を行った。性分化前では機能阻害胚の生殖細胞数は性差もなく、コントロール胚とほぼ同数であった。しかしながら、性分化時期では、コントロールの雌は雄の約2倍の生殖細胞数を示したが、MIS及びMSR II機能阻害胚では、雌雄で有意に生殖細胞数が減少し、性差も認められなかった。さらに、BrdU染色法により生殖細胞の増殖活性を調べた結果、コントロール胚ではBrdUポジティブ生殖細胞が多数観察されたが、機能阻害胚では全生殖細胞の23%しか観察されなかった。2、減数分裂開始メダカ生殖細胞は、孵化時基において、雌では減数分裂を開始し、雄では有糸分裂を停止する。sycp1-EGFP/olvas-DsRED系統(減数分裂細胞がGFP蛍光により可視化)を用いて機能阻害を行った結果、コントロール胚では、雌でGFPポジティブ生殖細胞が観察されたが、機能阻害胚では雌雄で全く観察されなかった。一方、生殖腺領域を用いたRT-PCR解析では、生殖腺体細胞の性特異的マーカーの発現に変化はなかった。これらのことから、メダカMISシグナリングは、性分化時期における雌雄両方での生殖細胞の増殖と雌での減数分裂開始には必須であるが、性分化には関与しないことが示唆された。メダカ性分化におけるMISの生理的機能は、生殖細胞の増殖であることをin vivo及びin vitro機能解析により証明した。そこで、次に受容体であるMISタイプ丑受容体(MISR II)の発現部位及び機能を解析した。成魚における解析の結果、MISR II mRNAは雌雄の生殖腺で高く発現することを明らかにした。また、RT-PCR及びin situ hybridization解析により、MISR II mRNAは性分化前には発現しないが、性分化時期においては雌雄の生殖腺で発現し、その発現は遺伝的雄より遺伝的雌で高いことを明らかにした。(2)In vivoにおけるMISR IIの機能解析メダカ性分化の最初の指標は、生殖細胞数の性差である。そこで、MISR II-アンチセンスオリゴ(AS)をolvas-GFP系統(生殖細胞がGFP蛍光により可視化)の受精卵へ顕微注入してMISR IIの機能をノックダウンし、生殖細胞数を調べた。性分化前では、機能阻害胚の生殖細胞数には性差がなく、コントロール胚とほぼ同数であった。しかしながら、性分化時期では、コントロールの雌は雄の約2倍の生殖細胞数を示すのに対し、雌雄の機能阻害胚では有意に生殖細胞数が減少し、性差も認められなかった。(3)培養系を用いたMISシグナリングの機能解析MISR II-ASまたはMIS-ASを顕微注入したolvas-GFPメダカ胚(受精後6日)の生殖腺を用いて、ウナギリコンビナントMIS(rMIS)を添加して器官培養し、生殖細胞数を調べた。その結果、rMISを添加することにより、MIS機能阻害胚では、rMIS量依存的に生殖細胞数が増加したが、MISR II機能阻害胚では増加しなかった。これらのことから、メダカ性分化におけるMISR IIの生理的機能は生殖細胞の増殖であることが示唆された。
摂取栄養素とアディポサイトカイン値に基づく肥満症の効果的な栄養

本研究では、下記の事項について成果が得られた。1、エイコサペンタエン酸(EPA)の投与により、アディポネクチンや単球中IL-10発現の上昇、心血管病リスク指標の改善を認めた。また、他の脂肪酸分画に比べ、EPA/アラキドン酸比の変化量が心血管病リスク指標の改善と強い関連性を持つことを認めた。更に細胞実験において、EPAのPPARγを介した単球の質的改善作用がCVD予防に寄与する可能性を示した。2、大豆イソフラボン・エクオールの投与により、血糖、LDL-CやCAVIの改善効果を認めた。以上より、各栄養素の新しい機能性に立脚した食生活指針の提案が可能となり、CVD予防の為の新しい機能性食品の開発に繋がる可能性がある。本研究の目的は、肥満や代謝症候群(MetS)のコホート1275例を基盤に、簡易食物摂取調査票と心血管病(CVD)リスクの定期的測定による「摂取栄養素とアディポサイトカインに基づく心血管病予防の為の効果的な肥満・MetSの栄養指導の確立」である。申請者は肥満症116例において、EPAによる末梢血単球の炎症惹起タイプ(M1)と抗炎症タイプ(M2)への影響を検討した。高脂血症合併90例では、非合併26例より単球中M2マーカー・IL-10の発現が有意に低値であった。肥満症43例においてEPAの3ヶ月投与により、TGとPWVの低下、EPA/AA比、アディポネクチンや単球中IL-10発現の上昇を認め、EPAによるPWV改善には単球中IL-10とアディポネクチンの上昇が関連していた。また、THP-1細胞においてEPA投与によるIL-10上昇はPPARαではなくPPARγを介すること、ChIPアッセイなどよりEPAがPPARγのIL-10プロモーターへの結合を増加させ、IL-10発現を上昇する事を証明し、EPAによるPPARγを介した単球M1/M2タイプの質的改善作用がCVD予防に寄与する可能性を報告した(Diabetes Care 35, 2012)。更に、他の脂肪酸分画についても注目し、DHA/AA比やDGLA/AA比に比べ、EPA/AA比の変化量が心血管病リスク指標CAVIの改善と強い関連性を認めており、現在投稿中である。また、肥満症54例にエストロゲン様作用を有する大豆イソフラボン・エクオールの効果を検討した所、エクオールによる血糖、LDL-CやCAVIの改善効果を認めた(Clin Endocrinol 78, 2012)。本研究により、各栄養素の新しい機能性に立脚した健康的な食生活の指針の提案が可能となり、CVD予防の為の新しい機能性食品の開発に繋がる可能性がある。本研究の目的は、肥満や代謝症候群(MetS)のコホートを基盤に、簡易食物摂取調査票と心血管病(CVD)リスクの定期的測定による「摂取栄養素とアディポサイトカインに基づく心血管病予防の為の効果的な肥満・MetSの栄養指導の確立」である。最近、大規模研究にて高脂血症薬・エイコサペンタエン酸(EPA)による心血管病発症抑制効果が示された。今回、申請者は肥満症116例において、EPAによる末梢血単球の炎症惹起タイプ(M1)と抗炎症タイプ(M2)への影響を検討した。高脂血症合併肥満90例では、非合併肥満26例より単球中M2マーカー・IL-10の発現が有意に低値であった。肥満症43例においてEPA 1.8 g/日の3ヶ月投与により、TGとPWVの低下、EPA/AA比、アディポネクチンや単球中IL-10発現の上昇を認め、EPAによるPWV改善には単球中IL-10とアディポネクチンの上昇が有意に関連していた。THP-1細胞においてEPA投与によるIL-10上昇はPPARαではなくPPARγを介すること、ChIPアッセイなどよりEPAがPPARγのIL-10プロモーターへの結合を増加させ、IL-10発現を上昇する事を証明した。以上、EPAによるPPARγを介した単球M1/M2タイプの質的改善作用がCVD予防に寄与する可能性を報告した(Diabetes Care in revision,第32回日本肥満学会)。また、肥満症54例にエストロゲン様作用を有する大豆イソフラボン・エクオールの効果を無作為割りつけにて検討した所、エクオールによる血糖、LDL-CやCAVIの改善効果を認めた(Clin Endocrinol, in press, 2012)。

12012年4月時点で肥満症・MetSの多施設共同前向きコホート登録数が目標例数・1000例を超え、1045例に達し多数のデータベース構築に成功している。また、研究計画にあった下記評価項目の取得も順調である。(1)肥満歴、(2)家族歴、(3)簡易食物摂取調査票を用いた摂取カロリー・摂取栄養素の調査、(4)体重、BMI、腹囲、皮下・内臓脂肪量、(5)血圧、脈拍、(6)MetS危険因子の重積度、(7)血中・尿中評価項目a)糖脂質代謝、b)腎機能、c)炎症性サイトカイン、d)アディポサイトカイン、(8)動脈硬化指標:PWV・CAVI、(9)心機能検査、(11)基礎代謝、(12)血中脂肪酸24分画、飽和/不飽和脂肪酸比、血中EPA/AA比、(13)簡易食物摂取調査票(摂取食品を各栄養素別に分類・カロリー換算できる表)を用い、総カロリー・食事内容・各栄養摂取量から、炭水化物・蛋白質・脂質の摂取量(率)、脂肪酸バランス(SMP比)算出。大豆・肉類・魚類・果物・食物繊維など各栄養素摂取率を算出。申請者は上記評価項目を用いて、特に多価不飽和脂肪酸・EPAによる単球機能、アディポネクチンと動脈硬化の改善作用を報告した(Diabetes Care in revision,第32回日本肥満学会等)。肥満症・MetSにおけるエクオール投与の有効性も報告した(Clin Endocrinol, 2012[Epub ahead of print])。また、調査票をもちいた摂取栄養素の調査の結果より、動脈硬化やアディポネクチン・減量成功度と強く関連する栄養素を同定している。さらに、肥満・動脈硬化関連遺伝子712SNPs遺伝子多型の検討も行い、各摂取栄養素によるCVDリスク軽減効果に対する遺伝素因の影響についても解析の準備も整えている。以上より、平成23年度における研究達成度は「(2)おおむね順調に進展している。」とした。I.臨床研究:連携研究者(佐藤・小谷)と連携して1)肥満症・MetS患者に脂肪酸組成(EPA・DHA・パルミチン酸・リノール酸など)の異なる食事を摂取させ、血中脂肪酸24分画の変化を測定し、アディポサイトカインやCVDリスクへの影響を検討する。2)各脂肪酸の反応性の遺伝素因の検討:脂肪酸の標的分子と想定される核内受容体, GPCR、TLR4遺伝子、肥満・リポ蛋白関連SNPsを解析し、各SNPs別に各脂肪酸への反応性・感受性の違いを検討する。3)減量治療における低脂肪食、低炭水化物食または地中海食という栄養素の違いによるCVDリスクへの影響の違いを検討する。II.血管構成細胞や肥満モデル動物を用いた基礎研究:1)各脂肪酸・飽和/不飽和脂肪酸・EPA/AAの抗肥満・抗動脈硬化作用機序の解明:肥満・MetSの単球や脂肪細胞、ヒト単球系細胞・THP-1細胞など血管構成細胞に各脂肪酸(EPA, AA等)を添加し、炎症性サイトカイン・M1/M2マーカー比、単球・マクロファージの走化性・接着性などを検討する。またPPARγ・αや最近ω3PUFAの受容体と報告されたGPR120などの阻害剤やsiRNAなどを用い各脂肪酸の作用機序を検討する。2)肥満モデル動物における検討:肥満・糖尿病モデル(ob/ob, KKAy,高脂肪食負荷)マウス,動脈硬化モデルマウス(ApoEKO等)に各脂肪酸やエクオールなどを投与し、糖脂質代謝・血管障害(Mφ浸潤等)を比較検討する。
極めて強力な抗炎症作用を有するレゾルビン類の安定等価体の創製

まず、レゾルビンE2(RvE2)を合成し、シクロプロパン環を導入したCP-RvE2を設計・合成した。続いて、それらの酸化安定性を比較したところ、CP-RvE2はRvE2よりも酸化安定性が格段に向上していることが明らかとなった。さらに、炎症モデルマウスを用いて抗炎症作用を評価したところ、CP-RvE2はRvE2の抗炎症作用と同等であることが分かった。以上の結果より、本研究においてRvE2の安定等価体の創製に成功した。今後、レゾルビン類を含む多価不飽和化合物安定化についても検討するつもりである。研究計画の逆合成解析に従って、resolvin E2の3成分を調製した。3成分のうち2成分は光学活性体であり、適切な不斉反応(不斉還元、不斉エチル化)を適用することにより高光学純度で望みとする化合物が得られた。薗頭カップリング、Wittig反応を様々な条件で検討したところ、良好な収率で反応が進行する条件を見出し、それぞれの成分を連結することに成功した。その後、保護基を除去することによって、光学活性なresolvin E2の合成を達成した。Resolvin E1の3成分のうち2成分はresolvin E2と共通であることから、resolvin E1の全合成は迅速に達成できると考えている。Resolvin E2の合成経路が確立されたので、続いて、安定性向上を目的としてC11-C12にシクロプロパン環を導入したresolvin E2(CP-resolvin E2)の合成を検討した。CP-resolvin E2の3成分のうち2成分はresolvin E2と共通であるため、残りの成分にどのようにしてシクロプロパン環を導入するかが課題となった。不斉シクロプロパン化、不斉補助基による光学分割など種々の条件でシクロプロパン環の導入を検討したが、良い結果が得られなかった。そこで、当研究室が開発したシクロプロパンユニットを用いたところ、高光学純度で残りの成分を調製することができた。3成分の連結はresolvinE2と同様にして、CP-resolvin E2の全合成を完了した。Resolvin E2 (RvE2)の安定等価体を創製するために、まずはRvE2の合成を行い、その合成経路を確立した。続いて、研究計画通りに、RvE2のC12-C13二重結合をシクロプロパン環に置換したフラグメントを調製した。このものを用いて、RvE2の合成と同様の方法でα-およびβ-CP-RvE2を合成した。次に、合成したRvE2とα-およびβ-CP-RvE2の酸化安定性を評価した。それぞれの化合物を空気中およびアルゴン中で放置し化合物の残存量を測定したところ、RvE2の半減期に対してα-およびβ-CP-RvE2の半減期は約40倍長くなることが分かった。つまり、C12-C13二重結合がRvE2の不安定性に関わっており、シクロプロパン環がその不安定性の改善に効果的であることが明らかとなった。最後に、合成したRvE2とα-およびβ-CP-RvE2の生物活性を評価した。炎症モデルマウスを用いてそれぞれの化合物を投与後、腹腔滲出細胞数を測定したところ、RvE2とα-およびβ-CP-RvE2は同じように強力に抗炎症作用を示すことが分かった。つまり、RvE2のC12-C13二重結合をシクロプロパン環で置換してもRvE2の生物活性は維持されることが明らかとなった。以上のことから、本研究によってRvE2の安定等価体の創製に成功した。これまでにレゾルビン類の安定等価体は報告例がなく、本研究が初めてである。今後、様々な薬のリード化合物の安定供給が可能となるとともに、生物学的・薬理学的研究の発展にも大きく貢献できると期待される。創薬化学安定性の確認や生物活性の評価はすでに依頼していることから、おおむね計画通りに進んでいると考えている。安定性の確認や生物活性の評価の結果で、今後のことを考える予定である。すなわち、安定性が変わらない、あるいは生物活性が著しく減弱するのであれば、シクロプロパン環を導入する位置を再検討する予定である。計画よりも消耗品が必要なかった。消耗品として使用する予定である。
アクセントとイントネーションの離散性と連続性に関する実験研究

本研究の目的は,韻律において現象が離散的であるか連続的であるかを検証するための実験手法を編み出し,それによりアクセント・イントネーションに関する様々な現象を検討するというものであった。その手始めとして,2011年度以前にアクセントに関する知覚実験(高音声変異連続再生課題)および録音を,関東地方南部(共通語圏)話者および東北地方南部(無アクセント地域)話者を対象として行った。2011年度の計画は,以下の通りであった。(1)アクセントの実験と同じ被験者群でイントネーションの実験を行う(2)前年度までに採取した録音データおよびNIRS(近赤外分光法),ERP(事象関連電位)の分析を行うこのうち(1)については,関東地方南部話者を対象とした実験を理化学研究所で,東北地方南部の話者を対象とした実験を東北大学で行うことを計画していた。しかし,2011年3月の震災により,2011年度はじめの時点では東北地方南部の実験を現地で行うには様々な支障があったため,(2)を優先して進めることにした。具体的には,録音データをもとに,両話者群のアクセントの実現を比較した。その結果,アクセントの型を離散的に記述する方法では両群に差がないが,その音響的特徴を定量的に分析するとピークのアラインメントに違いがあることが明らかになった。この結果は国際音声科学会議(2011年8月,香港)において発表した。このほか,NIRSとERPの分析も進めた。当初の計画通り,アクセントに関してSequence Recall Taskと呼ばれる行動実験を,共通語話者および無アクセント方言話者を対象として実施した。この実験は,最初に被験者に刺激音と数字を対応付ける学習を行わせたのち,被験者に刺激音を連続して聞かせ,回答させるというものである。記憶の負荷を高めることで刺激音の音響的特徴を捉えにくくし,音韻的対立を反映した結果が得られるようにデザインされている。実験の結果,アクセントに関して音韻的対立を持つ共通語話者と音韻的対立を持たない無アクセント方言話者では異なる結果が得られた。このことは,Sequence Recall Taskの有効性を示すものであり,今後のイントネーション研究への応用が期待される。また,近赤外分光法の実験を開始した。被験者群は上と同様である。近赤外分光法は脳機能測定法の一種で,とりわけ脳活動の左右差を調べる上で有効である。これまでの先行研究で,韻律に関しては主に右優位の脳活動が示されるという報告がある一方で,日本語のアクセントに関しては左優位になるという報告がある。アクセントの弁別的対立がある方言とない方言の話者を比べた本実験においては,話者群間に違いが現れることが期待される。実験は現在進行中であり,次年度に結果をまとめる予定である。さらに,事象関連電位を測定する実験も開始した。関連する先行研究として,共通語話者を対象として本研究チームで行ったものがある。これと同一の方法を用い,無アクセント方言話者として実験を行った。こちらも現在進行中であり,次年度に結果をまとめる予定である。
ポリビニルアルコールの構造制御と機能創出

ポリビニルアルコール(PVA)やその共重合体は水酸基側鎖特有の性質(親水性,水素結合性)を反映した機能を発現する重要な機能性ポリマーである。本研究では,疎水性の炭素-炭素結合を主鎖とするビニルポリマーに対し,水酸基側鎖の並び方(配列)を精密に導入することに成功し,さらに配列に基づく特性が発現することを明らかにした。本研究では,ビニルアルコールユニットに対して立体規則性,配列,主鎖形態を制御する手法の開発と,これら構造因子が得られたビニルアルコール系ポリマーの水素結合性に与える影響を調べる。さらに,結晶性・溶液特性・自己組織化挙動を調べ,そこからヒドロゲル特性,ガスバリア特性,接着性などの特性を評価し,機能性材料の創出を目指す。平成27年度は,高制御性リビングカチオン重合系を用い,非分解性かつ疎水性のビニルエーテルとPVAユニットに変換できるtert-ブチルビニルエーテルを組み合わせたプログラムカチオン重合を行い,ビニルアルコールユニットの位置や配列が制御されたポリマーを合成した。カチオン重合をベースにビニルアルコールユニットの位置を制御する研究は順調に推移している。一方,ビニルアセテートを含む鋳型モノマーによって交互配列を制御する研究では,モノマー設計を考えなおす必要がある。平成28年度は,高制御性リビングカチオン重合系を用い,疎水性で結晶性を示す長鎖アルキル基を有するビニルエーテルとPVAユニットに変換できるtert-ブチルビニルエーテルを組み合わせ,重合完了後に違うモノマーを添加する連続ブロック共重合を行い,ビニルアルコールユニットの位置や配列が制御されたポリマーの合成を検討した。しかし,両者の反応性の違いが大きいために制御が困難であることがわかった。そこで,tert-ブチルビニルエーテルよりも反応性が低く,ビニルアルコール同様に水酸基側鎖を与えるモノマーを用いたところ,連続ブロック共重合が制御された。こうして,結晶性ポリマーに対して周期的に水酸基を導入したポリマーを合成したところ,ホモポリマーに比べて結晶化速度と融点の向上が見られた。通常,共重合すると結晶性が低下すると考えられるが,水酸基を周期的に導入したことによる効果と考えられる。ビニルアルコールユニットに変換可能なビニルエーテル(tert-ブチルビニルエーテル,ベンジルビニルエーテル)のカチオン重合に対し,対アニオンの設計により,立体規則性制御を実現し,アイソタクチックポリビニルアルコールの合成を目指す。また,これまでに引き続き,ビニルアルコールユニットを含む配列制御を目指す。疎水性かつ結晶性ポリマーを与えるモノマーのリビングカチオン重合をベースに,ビニルアルコールの位置がある程度制御されたポリマーを合成し,高ガスバリア材料の開発を目指す。特に,ガスバリア性機能には結晶性が必要であると考えており,結晶性セグメントとPVAセグメントの組み合わせを検討する。高分子合成
統計的逆問題とその脳磁図診断工学への応用に関する研究

脳の働きを脳磁図から理解するために必要となる統計的手法の確立を試み、誘発磁場なる時系列データから得られる伝達関数等の動的情報を抽出した。具体的には正中神経刺激時の脳磁図データに含まれる誘発磁場ゆらぎには特徴的な時間構造があり、そのために繰り返しピークがパワースペクトルに発生する。そこで、このピークの高調波に対応する時間構造に基づいた成分分離方法を試み、統計的逆問題として解くことで第一次体性感覚野活動部位間の対側から同側へのインパルス応答に時間遅れがあり、それが脳梁通過時間に対応していることを示した。本研究では脳波・脳磁図の誘発磁場の時系列データから得られる伝達関数等の動的情報を抽出し、脳の働きを理解するために必要となる統計的手法の確立を試みた。その際、定常確率システムと考えられる脳活動のダイナミックス(脳機能に関連する活動部位間の連関)の情報を含んだ誘発磁場データを分離する必要がある。当初、誘発磁場の持つ周期性に基づきその時間構造に基づく独立成分解析で分離しようとしたが、その分離は不完全であった。誘発磁場には特徴的な時間構造があり、周期的刺激はその最たるものである。この場合の誘発磁場は確定周期であったためにパワースペクトルには繰り返しピークが発生していた。そこで、このピークなる高調波に相当する時間構造に基づく分離を試みた。その際、独立成分には若干の相関が残るので、この分離は独立成分分離でなくブラインド分離であった。このブラインド分離を5Hzの正中神経繰り返し刺激の脳磁場応答データに適用すると予想される反対側の第1次体性感覚野以外に、同側の第1次体性感覚野やその付近に位相が刺激に同期したβ波とか同側の聴覚野付近に活動がダイポールの形で分離された。さらに、これまで知られている体性感覚野の時空間応答はフーリエ展開のように分解され、それらの活動も新たに分類されると分かった。この分類に応じて脳磁図データから再構成したデータにフィードバックシステム論的同定手法を応用し、今後、脳の動的構造(脳機能連関)を解明する予定である。本研究では脳波・脳磁図の誘発磁場の時系列データから得られる伝達関数等の動的情報を抽出し、脳の働きを理解するために必要となる統計的手法を確立を試みた。その際、定常確率システムと考えられる脳活動のダイナミックス(脳機能に関連する活動部位間の連関)の情報を含んだ誘発磁場ゆらぎをデータから分離抽出する必要がある。そこで、このピークなる高調波に相当する時間構造に基づくブラインド分離を試みた。このブラインド分離を5Hzの正中神経繰り返し刺激の脳磁場応答データに適用すると、反対側の第1次体性感覚野以外に、同側の第1次体性感覚野やその付近に刺激に同期した位相を持つβ波とか同側の聴覚野付近に活動を有するダイポールパターンが分離された。さらに、この分離された信号は確定周期成分とゆらぎから成り立っており、両者の分離が誘発磁場ゆらぎの再構成データに必要であった。最終年度には、再構成したデータにフィードバックシステム論的同定手法を応用し、脳の動的構造(脳機能連関)を解明する予定である。分離された誘発磁場データは確定周期成分とゆらぎから成り立っており、両者を分離することが誘発磁場ゆらぎの再構成データには必要であった。そのためには両者の統計的数理を解明することが必要であった。つまり、定常過程は決定論過程と非決定論過程の直和であると言う統計学上のWold定理が脳磁図データにおいて成立していることを示し、そのことから脳磁図データにおいて定常なる誘発磁場ゆらぎとして再構成データを抽出できることを示した。ブラインド分離を5Hz周期の正中神経繰り返し刺激の脳磁場応答データに適用すると反対側と同側に第1次体性感覚野の活動部位がダイポールパターンとして現れた。この脳内部位活動を2成分系で同定することで左右の第一次体性感覚野活動部位間の時間遅れが検出され、それが脳梁通過時間に対応していることを示した。この成果から、フィードバックモデルを用いた統計的逆問題は理論的な机上の空論でなく、実際の脳磁図データに適用できる有効な手法であることが示せた。最後に、ブラインド同定の分類に応じて脳磁図データから再構成した誘発磁場データにフィードバックシステム論的同定手法を適用する際に、統計的システム同定の観点から解決しなければならない点を取り扱った。
歴史学習における戦争体験・戦後体験の聴き取り調査の効果と教育実践の開発

度重なる学習指導要領の改訂にも関わらず、現状で子どもたちの自ら考え表現する力が伸びているとは言い難い。ましてや他者とのコミュニケーション能力、学習意欲の低下は著しい。また新学習指導要領では歴史的分野も大幅な時間増で、中3でも学習することになった。そのためより効果的な現代史学習の方法が模索されている。以上のような課題に応える一つの方法として、祖父母など身近な人への聞き取り調査(=聴き取り調査)を軸に据えた調べ学習とレポート作成の指導実践例を提案し、その高い学習効果を証明したい。上記の研究目的を果たすために、まずは現状で小学校や中学校ではどの程度聞き取り調査を実施しているか、次にどのような形で行われているか(実施学年、実施教科・領域、発表形態)、聞き取り調査のメリット、デメリットなどについて、本校生徒(中2全、高3の2クラス)および近隣市区内の公立小学校(108校)を対象に、アンケート調査を実施した。そして実際の聞き取り調査を想定し、十分に事前学習を済ませ、冬季休業課題として、実際に聞き取り調査とレポート作成に取り組ませた。冬季休業明けに生徒の作成したレポートを見ると、単に聞き取りした内容をレポートしただけの聞き取り型のレポートはごく少数になり、聞き取り内容を編集・資料化した聞き書き型のレポート、さらに資料化された聞き書き内容にしたがって歴史叙述を行うオーラルヒストリー型のレポートが大多数を占めるようになった。これは学力的に中位・下位の者でも同様で、それは祖父母などから直接聞き取り調査をしたことで「できるだけ良いレポートにして残そう。」という強い気持ちに駆り立てられた結果と考えられる。それは生徒対象の事後アンケートや小学校対象のアンケートの結果にも現れている。今後は小学校や中学校で取り組まれている効果的な実践を調査し、多くの学校現場で聞き取り調査が実践されるよう、取り組みやすい実践モデルの開発に努めたい。
魚のメタボロミクスによる新たな品質評価法の開発

食品の新たな品質評価法として着目されているメタボロミクス技術を魚肉の品質評価へ応用した。代表的な赤身魚であるハマチをモデルとして実験を行った。1)メタボロミクスの魚肉への適用を目的にハマチ筋肉の各部位の判別分析を行った。特に外観に大きな違いがない肩・尾・腹肉の判別を可能とした。2)貯蔵による代謝成分変化を把握した。貯蔵日数の予測モデルを構築し、既存の鮮度評価法と比較した結果、新たな鮮度評価法としての有効性が明らかとなった。3)味覚センサーで得られた各呈味値と代謝成分情報の相関性を解析し、呈味の予測モデルを構築するとともに各呈味に関わる代謝成分を特定した。本研究では、生体内代謝物を網羅的に解析する技術であるメタボロミクスを水産食品へ応用し、魚の新たな品質評価法の開発を目的とした。これまでに、魚でのメタボロミクス研究の報告は少なく、特に魚を食素材としての側面からメタボローム解析した報告は皆無である。本年度は、代表的な赤身魚である養殖ハマチを用い、メタボロミクス実験系の確立を行った。購入したハマチを5°Cで1日貯蔵後、4部位(血合肉、腹肉、尾肉、肩肉)に分けた。各部位を凍結乾燥後、粉末状にし、リビトール(内部標準物質)を添加後、メタノール/水/クロロホルム(2.5/1/1)溶液で抽出した。抽出後、トリメチルシリル誘導体化し、GCで分離後、四重極型のEI/MSで分析した。ピークの同定は、n-アルカンで指標化した保持指標とGC/MS代謝成分データベースVer.2から行った。その結果、血合肉で82、腹肉87、肩肉76、尾肉95の化合物が同定された。その中で、59の化合物は、部位に共通して検出され、各部位特異的に検出された化合物は、血合肉13、腹肉5、肩肉0、尾肉10であった。また、血合肉では未検出であり、普通肉(腹・肩・尾)に共通する化合物が16検出された。部位に共通する59の化合物は、有機酸10、アミノ酸17、その誘導物3、ビタミン類3、糖類18、核酸関連物質2、未分類3(アミン1、アルコール類1、尿素1)に分類した。特にグルコース、ガラクトースなどの単糖、乳酸、リジン、クレアニチン、イノシン、尿素などが量的に多く検出された。さらに普通肉に共通する化合物には、うま味成分であるグルタミン酸やイノシン酸が含まれていたことなどから、「おいしさ」や「鮮度」を評価する新たな方法の開発へ期待できる結果となった。現在、得られた結果を、SIMCA13を用いた多変量解析により、ハマチ筋肉部位の判別分析や品質に関する指標の探索を行っている。本年度は、前年度に未達成であったハマチ筋肉の部位判別分析および本年度実施予定であった貯蔵によるハマチ筋肉の代謝成分プロファイルへの影響を検討した。まず、前年度に確立したGC-MSメタボローム解析技術を用いて、ハマチ筋肉の各部位(血合肉、腹肉、尾肉、肩肉)を分析した。各部位で検出された代謝物を一覧にしたデータセットを作成し、SIMCA 13(Umetrics社)を用いてデータマイニングを行った。データマイニングには、PCAおよびOPLS-DAを行った。その結果、代謝成分情報から各部位を判別することができた。見た目からも違いがわかる血合肉と普通肉(腹肉、尾肉、肩肉)の判別だけではなく、見た目からは見分けるのが難しい腹肉、尾肉、肩肉の判別ができたことは大変興味深い。次に、貯蔵試験を行った。貯蔵条件は、0°Cで3,7,14日間および5°Cで1,3,7日間とした。品質劣化が著しい血合肉を使用し、同様の方法を用いて分析・解析した。まず、全体像を把握する目的でPCAを行ったところ、第一主成分は、日数の影響を第二主成分は、温度の影響を表すことができた。また、ローディングプロットから貯蔵による代謝成分数の増加が大きく関わっていることがわかった。0°C貯蔵と5°C貯蔵で代謝成分情報が異なる傾向が示されたため、OPLS-DAにより、0°Cと5°C貯蔵の違いを詳細に解析した。その結果、S-plotから温度の違いに影響する代謝物候補がいくつか検出された。さらに、OPLS回帰分析により、貯蔵日数と代謝成分情報との関係を表す回帰式を作成することができた。これは、各温度帯での貯蔵日数の予測モデルとなる。この予測モデルが新たな鮮度評価指標として利用可能かどうか更なる検証を行うとともに、現在は、普通肉の分析・解析を進めている段階である。本年度は、前年度未達成であった部分を行うとともに本年度実施予定であった実験を行ったが、おおむね達成することができた。本年度および次年度の研究計画は、2年間通しての実験となるため、引き続き研究計画を達成できるように進めていく。本年度は、前年度に引き続きハマチ筋肉の貯蔵によるメタボリックプロファイル変化を把握し、新たな鮮度評価法としての有効性を次の通り検証した。1)普通肉のメタボリックプロファイル変化の把握:0°Cで3,7,14日間および5°Cで1,3,7日間貯蔵したハマチ普通肉をこれまでに確立したGC/MSメタボローム解析に供した。

未貯蔵試料と、各貯蔵試料をOPLS-DA判別分析によって2群間比較した。その結果、0°Cでは、14日間貯蔵、5°Cでは、1日以上の貯蔵で統計学的に有意なメタボリックプロファイル変化が起こっていた。さらにS-plot解析を行ったところ、貯蔵により変化する特徴的なメタボライトは、貯蔵日数により異なった。2)貯蔵日数予測モデルの構築:前年度に行った、血合肉の貯蔵試験により得られたデータと、1)のデータを使用し、各部位・温度ごとに貯蔵日数を予測できるモデルをOPLS回帰分析により作成した。本モデルは予測精度良くかつモデルの適合性も概ね良好であった。魚肉は貯蔵により鮮度劣化するため、この貯蔵日数予測モデルは、魚肉の鮮度を評価するモデルとなり得る。3)既存の評価法との比較:代表的な既存の鮮度評価法である生菌数およびK値を同一の試料で測定した。まず、一般生菌をコロニーカウント法により測定した。その結果、本貯蔵試験の条件では有意な増加は認められなかった。本研究で使用した試料はいずれも喫食可能な貯蔵日数であることが確認された。次にUPLC法によりK値を測定した。その結果、先行研究と同様に血合肉では、1日貯蔵以上で約90%まで急激な上昇を示し、普通肉では貯蔵日数依存的な変化をした。核酸関連物質のみで評価するK値は、血合肉と普通肉で大きく異なる変化を示す。他方、本鮮度評価法は、核酸関連物質だけでなくアミノ酸、糖、有機酸などを総合的に評価するため、経時的な変化を見ることができる鮮度評価法である。本年度は、前年度から2年計画でハマチ筋肉の貯蔵試験を行うとともに、既存の鮮度評価法である生菌数およびK値を測定する予定であった。予定通り、課題をクリアできたため本研究課題は、おおむね順調に進展している。最終年度(4年目)は、メタボローム解析技術に基づいて魚肉の新たな「おいしさ」評価系の構築を行った。前年度と同条件の貯蔵試験後のハマチ(ブリ)筋肉をモデルとして使用し、前年度までに確立したGC/MSメタボローム解析によって得られた代謝成分データと味覚センサーで得られた各呈味値の相関性を解析した。当初、呈味測定は官能評価を予定していたが貯蔵試験後の魚の喫食による官能評価は安全面から問題があると判断し、味覚センサーの評価のみに変更した。味覚センサーは、味認識装置TS-5000Z(インテリジェントセンサーテクノロジー)を使用した。本機器は、人工脂質膜の電位応答から味を数値化する装置で、ヒトの味覚閾値を考慮した評価が可能であるため、本研究の目的に最適と考え使用した。呈味の測定項目は、先味として酸味・塩味・旨味・苦味雑味・渋味刺激、後味として苦味・渋味・旨味コクとした。味認識装置により得られた各呈味値を応答変数(y)とし、GC/MS分析で得られた代謝成分情報を説明変数(x)とし、SIMCA 14を用いたOPLS解析により、各呈味の予測モデルを構築するとともに、モデルの構築に重要なx変数をVIP値を指標に抽出した。なお、解析はパレットスケーリングで行った。まず普通肉では、酸味・渋味刺激・旨味コクで統計学的に有意な呈味モデルが作成された。酸味モデルでは、酸味物質であるグルコン酸などが高VIP値を示した。旨味コクでは、代表的な旨味物質であるイノシン酸が高VIP値を示した。これらの成分は、貯蔵日数と正の相関を示していた。一方、血合肉では、酸味・旨味・旨味コクでモデルが作成され、特に酸味ではリン酸や乳酸が高VIP値を示し、普通肉とは異なる成分が貯蔵により増加していた。
低出力レ-ザ-照射に関する基礎的研究-骨原性細胞株MC3T3-E1に対する影響-

低出力レ-ザ-の骨組織形成に対する生物学的効果を知る目的で、培養骨芽細胞(骨原性細胞株MC3T3-E1)を用いて、その照射に対する影響について検討した。実験に使用した低出力レ-ザ-装置は、発振源としてGa-As半導体を用いた近赤外線レ-ザ-である。96穴ウェルを用い、各ウェル内に細胞を1,000個および10,000個の濃度に植え込み、10%牛胎仔血清を含むα-MEM培地で培養し、種々の条件でレ-ザ-照射を行なった。MTT比色定量法により細胞の増殖を、また分化はalkaline phosphatase活性をそれぞれ測定した。その結果、(1)非照射群と照射群を比較すると、照射群では細胞の増殖および分化が良好であった。(2)照射群間における増殖程度を比較すると、2分照射群よりも4分および8分照射群で良好であり、照射回数は1日2回で最も良好な増殖を示した。(3)4分および8分照射群における周波数の違いによる増殖を比較すると、パルスA(基本周波数)およびF(骨疾患に有効な周波数)よりもパルスAとFの組合せで照射時間4分が最も効果的であった。(4)レ-ザ-照射の細胞分化に対する影響は、周波数、照射回数の違いによる顕著な差は認められないものの、照射群では非照射群に比べ分化が促進する傾向がみられた。以上の結果より、照射条件の違いにより骨原性細胞株MC3T3-E1の増殖および分化の程度に差はあるものの、非照射群に比べ細胞機能が亢進していることから、本培養系における低出力レ-ザ-照射は細胞に直接影響を及ぼし、増殖および分化に対し促進的効果を与えることが明らかとなった。従って、本実験法はレ-ザ-の細胞への影響を検討するうえで有用な手段になり得ることが示唆された。
聞き手の理解を促す説明活動の認知情報処理モデルの構築と実証

説明者が説明を行う際、事前に聞き手に合わせた説明計画(説明プランニング)が構築される。本研究は、説明者がどのように説明プランニングを行うのかについて、説明者の背景要因の観点から検討を行うものである。その背景要因として、説明メタ認知能力(高群・低群)、説明内容(宣言的知識・手続き的知識)、説明対象(成人・子ども)に注目した。研究結果より、上記の3要因によって説明プランニングは大きく異なることが示された。今後、聞き手にとってわかりやすい説明プランニングのあり方、ならびに、説明対話に伴う説明プランニングの変更について検討する必要がある。説明活動のわかりやすさは、説明者ではなく聞き手によって評価される。説明者が自らの説明をわかりやすいと評価しても、聞き手の理解が促されなければ、わかりやすい説明ではない。説明活動は、話し手と聞き手との相互作用によって成立するものといえる。ここで、平成21年度は、説明場面における説明者の事前プランニング過程に注目し検討を実施した。説明者は、説明を開始する前に、どのようなプランニングを行っているのか。また、プランニングに際して「聞き手に対する意識」はどの程度反映されるのか。これらの検討を行った結果、自分自身を監視・コントロールする認知能力であるメタ認知の高低によって、事前プランニングの質が異なることが示された。メタ認知能力が高い説明者は説明活動の設計に際して「箇条書き」「イラスト化」「グループ化」の頻度が高いことが示された。これらは、説明内容を効率的に抽出したものであり、説明の道筋を決めるものではない。このことから、メタ認知能力が高い説明者は、プランニングにおいて最低限の説明内容を確認する一方、相手に合わせて説明方法や順序を変化させている可能性が考えられた(学会発表:説明活動における事前プランニング過程の検討)。本研究の成果について、多様な領域で発表を行っている。まず、日本LD学会では、発達障害を持つ児童に対する説明指導に関する提言を行った。次に、キャリア教育のあり方に関して、キャリア教育受講者の目的設定や理解度、態度変容などの側面に注目し、受講者に合わせたキャリア教育のプラン構築の重要性について提言を行った。本研究の知見は、教育心理学の枠を超え、多様な領域において有効であると考えられる。近年、わかりやすい説明に対する注目が高まっている。これまでの研究結果より、わかりやすい説明を行う条件として、説明者が聞き手の状況(目的・状況・スキルなど)を把握する必要があることがわかっている。説明者は、推測した聞き手の状況に合わせた説明内容を構築し、聞き手に合わせた説明方法を選択することによって、聞き手にとってわかりやすい説明活動が可能となる。平成21年度においては、説明者の背景要因と説明プランニングとの関連性についての検討を行った。その結果より、説明者の背景要因(メタ認知の高低)によって、説明プランニングの質は大きく異なることが示された。しかし、説明活動を行う際には、説明者の背景要因に加えて「何を説明するのか」、また「誰に説明するのか」という要因が強く影響を及ぼすことが考えられる。このことから、当初の平成22年度計画の見直しを行った。わかりやすい説明活動を行う条件として、メタ認知能力の高低に加え、説明内容要因(手続き的知識・宣言的知識)と説明対象要因(子ども対象・成人対象)に注目した。各場面における説明方略の重要性についてアンケート評定させたところ、説明メタ認知能力、説明内容、説明対象の要因間において、重要な説明方略は異なることが示された。この結果より、わかりやすい説明活動を行うためには、聞き手の状況に加え、説明内容や説明対象に関しても配慮を行い、それに合わせた説明内容を構築する必要があることが示された。平成23年度は、本研究における最終年度である。研究計画では、これまでの研究期間(H2122)における研究テーマ(説明プランニングの質の検討、説明プランニングの違いによるわかりやすさの検討)から得られた知見を統合することを目的として設定していた。これは、これまでに得られた研究成果に基づき聞き手にとってわかりやすい説明を行うために必要なプロセスを検証し、それを社会に還元することを目的としたものである。研究成果の社会還元に際して、H23においては研究対象とする説明場面の変更を行っている。これまでの研究においては、主にコンピュータ操作場面を研究対象とし、説明者と学習者が一対一の場面のみに注目してきた。ここで、近年の教育場面における説明活動への注目の高まり(教育の質保証、PISAなど)に合わせて、教育場面における説明(教授活動)のわかりやすさに関する検討を行った。具体的な手続きとして、大学生に対して、わかりやすい授業のあり方に関する議論を行わせ、さらに、学生の観点に基づく授業評価アンケートの評価項目作成・実施を行わせた(投稿中)。まず、大学生の授業評価観点として、わかりやすさに関する項目として「聞き取りやすさ」「双方向性」「学生の理解度に対する配慮」などが見られた。

この結果は、説明者は聞き手の「目的」「理解度」「置かれた状況」に基づき、適切な説明内容の取捨選択が必要であることを示しており、これまでの本研究から得られた知見とも合致する結果であった。次に、学生が作成したアンケートを実施した結果より、学生がわかりやすい授業として評価する要素として、特に教員と学生との双方向性が重視されていることが示された。この結果は、教員は学生の理解度をチェックし、それに対して適切なフォロー(次回授業における補足)が求められていることを示している。教員が授業を行う際、ほとんどの場合はシラバスなどの授業計画に沿って行われる。学生は、シラバスに拘束された授業ではなく、理解度や進度に合わせた授業展開を重視していることが示された。本研究から得られた知見は、特に教育活動の改善分野において有効であるだろう。
生体試料中フラーレン類の高感度測定法の開発と健康影響評価

生体試料中フラーレン類の前処理法およびLC-MS/MSを用いた高感度測定法を開発した。in vivo系での複数の投与経路によるフラーレンの体内動態を調査し、経口投与による吸収は低く、尾静脈投与によって肝臓、肺、脾臓、腎臓に貯留すること、また経時的に蓄積量が減少することを明らかにした。また、尾静脈投与によるフラーレンの胎盤経由の母子間移行は少ない可能性があることを示した。無修飾のC60について生体試料を対象試料とした液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析法(LC-MS/MS)を用いた高感度分析法および、in vivo系での投与試験を想定した生体試料からの抽出を含む前処理法を検討した。LC-MS/MSのMSDの条件については、大気圧化学イオン化法(APCI)のネガティブイオンモードで測定し、モニターするプレカーサイオン、プロダクトイオンはともにC60ではm/z=720、C70ではm/z=840であった。また、コーン電圧はC60、C70ともに120V、コリジョンエナジーはC60、C70ともに60eVとした。本研究で用いた条件によるC60の定量下限値は20μg/Lであった。HPLCの条件については、移動相にトルエンとアセトニトリルを、分離カラムにC30系逆相カラムのDeveosil RPFULLERENEを用いた場合においてトルエン:アセトニトリル=70%:30%の条件ではピーク形状がシャープかつ分離が良好となり、さらに保持時間も20分以内にC60、C70が溶出した。C60を投与した実験動物の組織からの抽出を想定し、マウスの肝臓と脳を用いて、C60の添加回収試験を行った。各組織50150mgにC60のトルエン溶液(1mg/L)を0.5mL、0.01MのSDSを0.5mL添加し、ホモジナイズする。その後、ホモジネートを遠沈管に移し、トルエン5mLで振とう抽出した。脳、肝臓ともにMRMクロマトグラムにおけるC60のピーク形状は良好であり、共雑物質等による妨害ピーク、C60のピークへの干渉は観察されなかった。また、C60の回収率は、脳では94.6%、肝臓では85.2%と良好な結果が得られ、本研究で用いた抽出処理によってC60は十分組織から抽出できることが明らかとなった。回収率補正のサロゲート物質として用いることを想定しているC70について、C60と同様に肝臓、脳に添加し、添加回収試験を行った。C70も良好な回収率(82.0%(脳)、96.0%(肝臓))を示し、ピーク形状は良好で共雑物質等による妨害ピークやC70のピークへの干渉等は認められなかった。C70について良好な結果が得られたことから、C70を用いてC60の回収率を補正すると、脳が115%、肝臓が88.8%となり、C70をサロゲート物質として用いることで、組織からのC60の回収率を補正することが可能であるといえる本研究ではC60を溶解させた他の投与溶液をマウスに腹腔内投与して体内分布を調査できる投与条件を検討し、採用した投与条件における体内分布、組織中C60濃度を調査した。実験動物への投与溶液の調整については、C60の溶解度、実験動物におけるLD_<50>値を考慮し、1-メチル-2-ピロリドン、1-オクタノール、ヘキサンについて検討した。その結果、C60の溶解度については3種のうち1-メチル-2-ピロリドンが最も高濃度であり、その濃度は約800mg/Lであった。また、1-メチル-2-ピロリドンについて実験動物への影響を調査した結果、マウスを用いた腹腔内投与の場合1.92μ1/g body wtで死亡するなどの影響は認められなかった。上記で検討したC60の1-メチル-2-ピロリドン溶液を用い、C57BL/6CrSlc雄8週齢のマウスに腹腔内投与試験を行った。その結果、C60は投与群10検体のうち7検体から検出され、検出された臓器は脾臓、肝臓、腎臓であり、その他の臓器(脳、肺、血液)については検出されなかった。C60が検出された肝臓、脾臓については7検体全て、腎臓については1検体から検出され、検出された3臓器のうち、脾臓中C60濃度が最も高く、最高値で8058ng/g湿重当りであった。脾臓中のC60濃度が高く、その負荷量が多いことから、体内に取り込まれたC60が脾臓のマクロファージによって食食されたことが考えられたが、投与したC60が、脾臓の膜表面に吸着している可能性も考えられたため、今後は、投与方法を腹腔内投与から経口投与に変更し、C60の挙動について調査を行う予定である。