hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱帯林発生源調査と安定同位体比測定による大気中塩化メチルの収支バランスの解明

温室で栽培した熱帯植物を用いて、熱帯植物起源塩化メチルの同位体比測定を行った。その結果を用いた収支バランス計算から、グローバルな熱帯植物からの塩化メチル発生量が年間約1500-3000万トンに上ることがわかった。マレーシアのPasoh森林保護区では、採取した117種の熱帯植物について塩化メチル放出のスクリーニングを行い、フタバガキ科樹木などの23種の熱帯植物が塩化メチル放出植物と同定された。得られた放出量とバイオマスの情報から塩化メチル放出量を5μgm^<-2>h^<-1>と推定した。これは、Pasoh森林保護区のタワーを用いて樹幹上における塩化メチルの鉛直分布から推定された放出量(566μgm^<-2>h^<-1>)と概ね一致する。西表島においては、島の風上と風下で観測された塩化メチル濃度差から、亜熱帯林からの塩化メチル放出量を226μgm^<-2>h^<-1>と見積もった。また熱帯域で熱帯植物と並んで塩化メチル放出源となっている可能性があるバイオマス燃焼や海洋などから放出される塩化メチルについても炭素安定同位体比の定量を行い、熱帯植物由来の塩化メチルとの同位体組成の違いを明らかにした。特に海洋では船上での抽出とガラスアンプル中への長期保存を実現する専用の処理システムを構築し、これを用いて沿岸海洋域から放出される塩化メチルの炭素安定同位体組成を-49±6‰_<VPDB>と見積もった。また発生メカニズムの解析に利用するため、同時に放出される微量メタンや非メタン炭化水素の炭素安定同位体組成も決定した。その結果、塩化メチルとは大きく異なる炭素同位体組成を示すことが明らかになった。(1)マレーシア熱帯林の主要な樹種であるフタバガキ科樹木13種について、バイアル瓶法による塩化メチル(CH_3Cl)放出速度の測定を行った結果、そのうちの6種が数ng/drywt/h以上のCH_3Clを放出するCH_3Cl放出植物と同定された。特にShorea ochrophloriaからは、200ng/drywt/hを上回る大量のCH_3Clが放出されていることが明らかとなった。また、次年度に現地の研究室に設置するガスクロマトグラフ/水素炎イオン化検出器について分析条件の検討を行い、濃縮過程を経ずに迅速に分析を行うための手法を開発した。(2)CH_3Clを大量に放出することが確認されているフタバガキ科樹木(Hopea odorata)を入手し、環境条件を制御できる大型チェンバー内でCH_3Cl放出速度に対する気温と日射の影響を調べた。その結果、フタバガキ科樹木からのCH_3Cl放出速度は日射の強まる日中に2割程度減少することが見出された。また、CH_3Clの放出速度はチェンバー内の気温の上昇に対して正の応答を示すことが明らかとなった。(3)同位体マスバランス法を用いて熱帯植物由来のCH_3Cl寄与率を検証するための準備研究を行った。まず観測船上において2L程度の多量の海水試料から真空抽出法とヘリウムパージ法を組み合わせてCH_3Clを含む同位体定量用の溶存気体成分を空気と遮断しながら抽出・濃縮する装置(PETITE)を開発した。抽出効率や同位体分別に関して基礎実験を行うとともに、本装置を用いて西部北太平洋亜寒帯海域の定点で海水中のCH_3Clや付随する非メタン炭化水素類の炭素同位体組成を定量した。観測海域ではCH_3Clは未飽和であり、その炭素同位体比は大気より炭素同位体比のデルタ値が大きいことが明らかになった。また未飽和度が上がるほど炭素同位体比のデルタ値が上昇することもわかった。

これは本観測海域は大気CH_3Clのシンクとなっており、未飽和度と炭素同位体比のデルタ値との間の相関は、分解時の同位体分別を反映しているものと結論した。またバイオマス燃焼由来のCH_3Clの炭素同位体比を決定するため、室内燃焼実験装置を構築し、各種燃焼に伴って発生するCH_3Clの炭素同位体比を定量した。(1)マレーシアの熱帯林において115種の熱帯植物の葉を採取し、バイアル瓶法による塩化メチル放出速度の測定を行った。その結果、フタバガキ科樹木などの23種の熱帯植物が数ng/drywt/h以上の塩化メチルを放出する塩化メチル放出植物と同定された。また、Pasoh森林保護区のタワーを用いて、樹幹上における塩化メチル濃度の高度分布を測定した。樹幹上の高さに対する塩化メチル濃度の減少率などから、Pasoh熱帯林からの塩化メチル放出量が数数十μg/m^2/hに上ると推定した。(2)温室で栽培した14種の熱帯植物を用いて、熱帯植物から放出される塩化メチルの炭素安定同位体比測定を行った。得られた熱帯植物起源塩化メチルの平均的な同位体比(約-83パーミル)とこれまでに報告されている塩化メチルの各種発生源の同位体比、および消失源の同位体効果を用いて、グローバルな塩化メチル収支を計算したところ、熱帯植物からの塩化メチル発生量は年間約1500-3000万トンに上ると見積もられた。(3)熱帯林で採取された多種の植物についても、放出される塩化メチルの炭素安定同位体組成をバイアル瓶法を用いて決定した。その結果、温室で栽培した熱帯植物の場合と類似の同位体比が得られた。また発生メカニズムの解析に利用するため、一部試料について同時に放出される微量メタンの放出量とその炭素安定同位体組成も決定した。さらに熱帯域で熱帯植物と並んで塩化メチル放出源となっている可能性があるバイオマス燃焼や海洋などから放出される塩化メチルについても炭素安定同位体比の定量を行い、熱帯植物由来の塩化メチルとの同位体組成の違いを明らかにした。
暗黒物質対消滅にたいするゾンマーフェルト効果の研究

ゾンマーフェルト効果を踏まえた暗黒物質対消滅現象、及び暗黒物質崩壊現象について研究を行い、現在PAMELA実験やFermi-LAT実験等の暗黒物質間接検出観測で報告されているシグナルを説明する具体的な暗黒物質模型を構築した。同時に、これらの模型より期待される加速器実験におけるシグナルについての評価も行い、LHC実験やILC実験においてどのようなシグナルが期待されるかを明らかにした。本研究課題の主要目的は,暗黒物質の間接検出シグナル(暗黒物質対消滅あるいは崩壊からの高エネルギー電子・陽電子,反陽子,ガンマ線シグナル)の計算である.今年度は,暗黒物質対消滅において重要な役割を果たし得るゾンマーフェルト効果の計算を行い,同時に新たに報告されたPMELA実験の陽電子アノマリーやFermi-LAT実験のガンマ線観測データを説明する暗黒物質像について研究を行った.具体的な研究実績は以下のとおりである.1. PAMELA実験における陽電子アノマリーを説明し,かつ他の観測(反陽子やガンマ線観測)と矛盾しない超対称性暗黒物質シナリオを構築した.具体的には重力子の超対称性パートナーであるグラビティーノについて研究を行った.2.上記模型をベースにして,他の超対称性暗黒物質でもPAMELA実験を説明可能かどうかについて調べた.具体的にはゲージ粒子やニュートリノの超対称性パートナーであるニュートラリーノやスニュートリについて研究を行い,これらの暗黒物質候補でもPAMELAアノマリーが説明可能であることを明らかにした3.上記研究で解析した暗黒物質候補について,ガンマ線を用いた暗黒物質の検出観測におけるシグナルを調べ,近い将来の実験で観測可能であるかについて調べた.本研究課題の主要目的は,ゾンマーフェルト効果を含めた暗黒物質の間接検出観測におけるシグナル(暗黒物質対消滅、または崩壊からの高エネルギー電子・陽電子,反陽子,ガンマ線ニュートリノシグナル)及びLHCやILC等の加速器実験におけるにシグナルの計算である。今年度の研究成果としては、更新されたPAMELA実験やFermi-LAT実験の観測結果を踏まえた暗黒物質像の構築と、それらを用いたシグナルの計算が挙げられる。特に非アーベル離散対称性を用いた暗黒物質模型の構築(研究発表7番目の論文)や、グラビティーノ暗黒物質による間接検出観測結果の説明(研究発表6番目の論文)、ヒッグスポータル暗黒物質模型におけるシグナルの計算(研究発表3番目の論文)で成果を挙げることができた。また今年度は本研究課題を遂行する最終年度である。幸運にも、多くの国際会議において研究成果を、それも招待講演という形で発表することができた。特にイタリアで行われた国際会議"LO10"(研究発表3番目)、そして台湾中央研究所で行われた国際ワークショップ"LHC Physics ; W, Z、AND BEYOND"(研究発表4番目)においては、本科学研究費で遂行した研究の成果を広く発信することができた。
先天性有機酸血症における生化学的出生前診断スクリーニングシステムに関する研究

先天性有機酸血症のなかで、我が国でも比較的頻度が高いと考えられているメチルマロン酸血症およびプロピオン酸血症についての出生前診断の確立を完成した。メチルマロン酸血症の出生前診断では、羊水中のメチルマロン酸およびメチルクエン酸、プロピオン酸血症では、メチルクエン酸の測定法および正常値の確立を検討した。これらの目的のために安定同位体でラベルしたメチルマロン酸やメチルクエン酸を用いて安定同位体希釈法によりこれらのマーカーとなる代謝産物を測定、定量した。又、羊水による出生前診断の時期を過ぎた妊婦に対しては妊娠後期の妊娠尿を採取し、羊水の場合と同じく、尿中のマーカーとなる代謝産物の測定、定量を施行した。以上の研究の結果をもとに日本国内より出生前診断の依頼があったメチルマロン酸血症およびプロピオン酸血症のリスク胎児16名につき羊水および妊婦尿の分析を施行し、的中率100%の好成績を得た。本法は遺伝子診断などと異なりリスク胎児に遺伝子異常などが推定不能な場合にも応用可能であり、又、母体細胞の混入などの影響も無視できることから、現時点では最も安定、かつ信頼できる出生前診断法と言える。平成5年度および平成6年度の二年間の研究により我が国においても欧米と同レベルの両疾患の出生前診断法が確立されたことの意義は大きい。我々はさらに今回確立した出生前診断法を単なる出生前診断のためだけでなく、出生前治療にも応用できる可能性を検討し、実際にビタミンB_<12>反応性メチルマロン酸血症胎児に応用し、貴重な成果を得た。さらに必要羊水量を縮小化して、本法による出生前診断が現行の在胎1518週よりも、より早期に施行できる可能性を検討した。安定同位体希釈法による出生前診断法は上記二疾患以外にも十分応用可能であり、今後実際のニーズがあれば検討する予定である。先天性有機酸血症のなかでも比較的頻度の高いプロピオン酸血症やメチルマロン酸血症の出生前診断を目的として正常妊婦およびリスク妊婦の羊水や妊婦尿を採取し、関連代謝産物を分析定量し、正常値を確立した。プロピオン酸血症の場合にはメチルクエン酸、メチルマロン酸血症の場合にはメチルクエン酸およびメチルマロン酸を安定同位体希釈法を用いて、微量のサンプルでしかも正確に定量できる方法を確立した。この安定同位体希釈法による方法は、酸素測定法などのように細胞培養に要する時間が不必要であることや、遺伝子診断と違って遺伝子異常が未知の場合でも応用可能であるという利点を有する。さらに結果が判明するまでに2448時間という迅速性が人工中絶を前提とする出生前診断の場合何よりも重要である。この方法を用いて全国より依頼されたリスク妊婦10名につき、羊水ならびに妊婦尿を分析検討した。10名の内訳はプロピオン酸血症3名、メチルマロン酸血症7名であった。10名の内2名がメチルマロン酸血症、1名がプロピオン酸血症と胎児診断された。正常と診断され妊娠を継続した胎児は出生後、酵素学的、生化学的、臨床的に出生前診断が正しかったことが証明された。妊婦尿によるプロピオン酸血症の出生前診断は現在までわが国では報告されておらず、世界的にもまだ報告が少ない。

今回我々が行った妊婦尿による出生前診断は、1)妊娠に気付かなかった場合、2)羊水穿刺を希望しない場合、3)なんらかの理由で中絶時期を逸した場合、4)羊水診断で診断がはっきりしなかった場合、5)羊水診断や遺伝子診断の再確認の場合に利用され、人工妊娠中絶の時期を逸した場合であっても、出生前診断を行うことによって出生後の治療方針を確立することが可能であること等の利点があり、今後経験を蓄積しさらに研究を進めたい。前年度にひき続き全国各地より依頼のあったプロピオン酸血症およびメチルマロン酸血症の出生前診断を施行した。その結果当該年度までに施行した両疾患の出生前診断の経験症例数は総数で16例に達し、本研究が実際の医療の現場からもニーズの高い研究であることが実証された。さらに16例の出生前診断の的中率は100%であり、我々の確率したプロピオン酸血症、メチルマロン酸血症の出生前診断の方法が手技的にも安定した信頼性の高いものであることがわかった。我々は樹脂手技的に4mlの羊水を用いて関連代謝産物を分析測定していたが、今回2mlの羊水でも4mlの場合と同様の正確な測定が可能であることが確認された。このような必要羊水量の縮小化は、現在1518週に施行している出生前診断がさらに早期に施行されうる可能性を示唆しており、人工中絶を余儀なくされる妊婦にとっても母体への侵襲度の点から朗報と考えられる。本法は遺伝子診断と比較した場合異常代謝物を分析する代謝機能面からの診断法であり、遺伝子変異が未知の場合でも診断できるという大きな利点があり、今後の経験の積み重ねにより、さらに信頼性を高める予定である。また胎児治療や胎児の有機酸代謝研究への応用などが今後の検討課題であるが、我々の経験例の中にはビタミンB_<12>反応性メチルマロン酸血症や胎児死亡の例があり、今後研究を進める上で興味深い分析結果が得られたことは特記すべきである。今後、両疾患以外の先天性代謝異常症の出生前診断においても依頼があれば研究を重ねて行く予定である。
助産師基礎教育におけるハイリスク妊産婦ケアの教育方法の開発と妥当性の検証

研究目的は、助産師基礎教育におけるハイリスク妊産婦ケアに関する教育方法を開発することである。ハイリスク妊産婦の脳性麻痺の認定事例の分析から、母体の身体的逸脱状況のアセスメント、胎児機能と評価と対応など、助産師に必要な能力を明らかにした。また、助産実践能力レベルIの助産師のハイリスク妊産婦ケア経験からの学習の分析から、感情として恐怖と不安が多く、思考としてはガイドラインなどの確証された情報よりは、助産師・医師など専門家の意見を知識の根拠としているという特徴が明らかとなった。これらの知見および助産師基礎教育の卒業時の到達度をふまえ、助産師基礎教育に必要な教育内容と方法を作成した。出産年齢の高齢化、不妊治療後の妊娠の増加、基礎疾患を持つ女性の妊娠の増加から妊産婦のハイリスク化が著しい状況において、助産師基礎教育におけるハイリスク妊産婦のケアの教育は、系統的に行われていない現状であることより、助産師基礎教育におけるハイリスク妊産婦ケアに関する教育方法の開発を目的として本研究を実施している。平成26年度は、助産師基礎教育におけるハイリスク妊産婦ケアの教育に必要な要素を明らかにすることを目的とし、国内の文献より、ハイリスク妊産婦ケアの教育方法及びハイリスクに伴う医療事故の報告より教育として必要な要素を明らかにするため、文献などの詳細な検討を行った。医学中央雑誌による文献検索および産科医療補償制度の報告書の事故事例、日本医療機能評価機構における医療事故/ヒヤリ・ハット報告事例の公開データを対象に、助産師の立場からの要因分析を行った。質的帰納的に分析した結果、「胎児心拍数図の適切な判読」「診療ガイドラインの理解」「産婦への説明能力」「妊娠期の異常についての産婦への指導」などが抽出された。また、ハイリスク妊産婦の教育方法を検討する目的で、レベルIの助産師(入職23年)の臨床で経験するハイリスク妊産婦のケアの実際とその認知過程を面接調査するための計画書を作成し、倫理審査申請の段階である。助産師基礎教育に必要なハイリスク妊産婦の教育内容を明らかにすることを目的に、平成27年度は、分娩期のハイリスク妊産婦に関する医療事故の分析を行った。ハイリスク妊産婦は、ハイリスク妊娠スクリーニングに基づき、分娩前・分娩中因子が10点以上となる疾患を有した者とした。2010年1月から2015年1月までの産科医療補償制度の脳性麻痺の認定事例のうち、ハイリスク妊産婦事例186件の原因分析報告書を対象とした。分析は、医療現場における事例分析モデルであるP-mSHELLモデルをフレームワークとし、Patient、Management、Software、Hardware、Environment、Liveware(本人、周りの人)の各要素を分析した。Livewareは、河野が医療向けに開発した分析手法「Systematic Approach ForError Reduction(SAFER)」を参考に、原因分析報告書の記載の中で、分析対象者である助産師の言動に関する部分を状況がわかるように抽出し、状況から助産師の言動の背後要因として、必要であった能力(技能・知識)は何であったのかを分析、検討した。その結果、疾患は常位胎盤早期剥離が117件であり、その半数以上は、助産師が電話対応する夜間に発症していた。ガイドラインからの逸脱事例では、分娩監視の方法、胎児心拍数陣痛図の判読と対応が多かった。助産師の能力としては、【母体の身体的適応の逸脱のアセスメントと対応】【胎児機能の評価と対応】など5つのカテゴリーが抽出された。以上より、助産師基礎教育においては、〈常位胎盤早期剥離のリスク因子と症状の理解に基づくアセスメント〉〈胎児心拍数の確実なモニタリング〉〈胎児心拍数陣痛図の評価と対応〉が重要であることが示唆された。平成27年度に助産実践能力レベルIの助産師のハイリスク妊産婦ケア経験からの学習について、計画書を作成した。当該研究は、臨床研究ではないことより、従来の大学の臨床・疫学研究等に関する倫理審査委員会の審査を受けることができず、新しく設立された人間を対象とし医療を目的としない研究倫理審査委員会に申請することとなった。本システムの電子申請が開始が平成28年度5月に開始となったことより、現在倫理審査の申請中である。本研究は助産師基礎教育に必要なハイリスク妊産婦に関する教育内容を明らかにすることを目的としている。平成26年・27年には、産科医療補償制度による脳性麻痺発症の認定事例、日本医療機能評価機構による医療事故・ヒヤリハット報告事例の公開データを分析して助産師に必要な能力を抽出した。得られた結果から、助産師基礎教育の卒業到達度を踏まて、基礎教育に必要な教育内容及び方法を検討した。平成28年度は、「ハイリスク事例についての病態と対処が理解できる」ことを目標としている助産実践能力習熟段階レベルI(入職23年)の助産師を対象に、分娩期のハイリスク妊産婦に関するケアの状況と学習から、助産師基礎教育で必要とするハイリスク妊産婦に関する教育内容を検討することを目的とし、ハイリスク妊産婦ケア経験からの学習について質的に調査した。ハイリスク妊産婦とは、ハイリスク妊娠スクリーニング表に基づき、分娩前・分娩中因子が10点以上となる疾患を有した者とした。経験からの学習はA.Kolbの経験学習モデルを参考とし、実際のケアにおいて見たり聞いたり、行ったことに対する感情、思考、行動とした。

20名の助産師から得られたハイリスク妊産婦の分娩期ケア30例の経験の内容を質的に分析した。その結果、1.一人で対応する自信がなく恐怖と不安の感情を抱く。2.先輩助産師に相談しながら行動し、事前学習と実際を対比しながら状況を理解する。3.不十分な対応を自分の能力に帰結し、学習の動機付けとする。4.経験後は、病態の理解に基づく予測と根拠に基づく報告の必要性に気づく、という共通の内容が抽出された。以上より、助産師基礎教育において、ハイリスク妊産婦に関する教育としては臨床の事象から学習要素を焦点化し、状況を具体的にイメージできるシミュレーションを段階的に行うこと、思考としてアーギュメントスキルの必要性が示唆された。研究目的は、助産師基礎教育におけるハイリスク妊産婦ケアに関する教育方法を開発することである。ハイリスク妊産婦の脳性麻痺の認定事例の分析から、母体の身体的逸脱状況のアセスメント、胎児機能と評価と対応など、助産師に必要な能力を明らかにした。また、助産実践能力レベルIの助産師のハイリスク妊産婦ケア経験からの学習の分析から、感情として恐怖と不安が多く、思考としてはガイドラインなどの確証された情報よりは、助産師・医師など専門家の意見を知識の根拠としているという特徴が明らかとなった。これらの知見および助産師基礎教育の卒業時の到達度をふまえ、助産師基礎教育に必要な教育内容と方法を作成した。平成26年度は、国内外の文献より、ハイリスク妊産婦ケアの教育方法及びハイリスクに伴う医療事故の報告より教育として必要な要素を明らかにする。またレベル1の助産師(入職23年)が経験したハイリスク産婦のケアの内容とその認知心理過程について面接調査を行うことを予定していた。しかし、ハイリスクに伴う医療事故の報告に関し、計画では施設の医療安全室を対象に分娩期の医療事故についての資料を収集するとしていたが、資料の入手が困難な状況であり、計画を修正し、産科医療補償制度の原因分析報告書(開示請求を行い、日本医療機能評価機構の開示の決定を受けた)、および医療事故/ヒヤリ・ハット報告事例の公開データを資料とした。そのためレベルIの助産師(入職23年)が経験したハイリスク産婦のケアの内容とその認知心理過程について面接調査については計画書の段階となっている。助産実践能力レベルIの助産師のハイリスク妊産婦ケア経験からの学習については、倫理委員会の承認が得られた後、実施する。その結果をまとめ論文作成する。平成26年度、27年度の助産師に必要な基礎教育の検討および助産実践能力レベルIの助産師のハイリスク妊産婦ケア経験からの学習の結果に基づき、教育内容を作成する。助産学ハイリスク妊産婦のケア及び分娩時の医療事故に関する文献調査の結果は、学会および論文にて発表する。レベルIの助産師(入職23年)が経験したハイリスク産婦のケアの内容とその認知心理過程について面接調査は、倫理委員会の承認が得られた後、実施する。また、臨床が助産師基礎教育に求めるハイリスク妊産婦ケアに関する調査についての計画書を作成する。助産実践能力レベルI助産師のハイリスク妊産婦ケア経験からの学習については、新しく設立された倫理委員会の申請開始を待って申請したので、謝金については平成28年に使用する。
DDS用新素材の探索研究:ムコ多糖類の肝からの放出機構の解明

分画ヘパリンの肝からの放出を速度論的並びに機構論的に解析するため、取り込みに関する検討をより単純な系から開始し、次いで血漿タンパクを含むよりin vivoに近い実験系において検討した。1)低分子量分画ヘパリン(LMWFH:7000Da)のラット初代培養肝実質細胞への取り込み挙動を、高分子量分画ヘパリン(HMWFH:20000Da)のそれと比較した。それぞれの取り込みには濃度依存性がみられたが、低分子ヘパリンのKmは高分子量分画ヘパリンのそれより5倍以上大きい116nMという値を示していた。Vmaxには大きな変化がなかったことから、分子量の低下による取り込みの減少には、肝実質細胞への親和性の低下が大きな原因となっているものと考えられた。2)高分子量分画ヘパリン(HMWFH:16000Da)のラット遊離Kupffer細胞への取り込みにも濃度依存性が認められ、Kmは3.4nMであり、最大取り込み量は1.3pmol/10^6であり、特殊な取り込み機構の関与を示唆していた。数種の取り込み阻害剤に対する挙動から、その取り込み機構はポリペプチドに対する受容体介在性エンドサイトーシスとは異なるものであることが推定された。3)低分子量分画ヘパリン(LMWFH:7000Da)のα-グロブリン又はアルブミン共存下での非結合割合は、それぞれ0.5、0.8であり、高分子量分画ヘパリン(HMWFH:16000Da)の0.04、0.1と比べて、、約10倍以上大きい値であった。低分子量ヘパリンではそれらの血漿タンパクと結合したものは、初代培養肝実質細胞への取り込まれなくなると見られるのに対し、高分子量ヘパリンでは、タンパク結合したものも取り込みに関与するという結果が得られた。4)高分子量分画ヘパリン(HMWFH:23000Da)とラットKupffer細胞との結合の解離定数は5.7nMであり最大結合量は1.5pmol/10^6cellであり、Kupffer細胞の表面に結合した量に比例して1次の速度過程で細胞内へ内在化されるとするモデルでの解析が可能であった。ヘパリンのKupffer細胞への結合も内在化も、ATP非依存的であり、温度依存的である点を除けば、ポリペプチドの受容体介在性エンドサイトーシスと共通する点は認められなかった。むしろ、Kupffer細胞へのヘパリンの取り込みには、スカベンジャー受容体が関与している可能性が強く示唆された。放出機構の解明のため、肝実質細胞への取り込みに及ぼす分子量の影響を調べ、ついでクッパー細胞への取り込み挙動を詳細に検討した。1)低分子分画ヘパリン(LMWFH:7,000Da)のラット初代培養肝実質細胞における取り込みを検討し、これまでに得られている高分子分画ヘパリン(HMWFH:20,000Da)における結果と比較した。60分にわたるLMWFHの長時間取り込み(extended uptake)の最大取り込み速度(Vmax)とミカエリス定数(Km)は、それぞれ0.34pmol/min/mgと116nMとなり、VmaxがHMWFHのそれ(0.36pmol/min/mg)と同程度であるのに対し、KmはHMWFHのそれ(21nM)の5倍以上大きい大きい値を示していた。従って、ヘパリンの分子量の低下に伴う肝実質細胞への取り込みの低下は、主としてヘパリン分子量の低下に基づくヘパリン分子と肝実質細胞との親和性の低下によっていることが明らかになった。取り込み阻害剤に対する挙動はLMWEFとHMWFHの間に大きな相違は見られなかった。2)高分子分画ヘパリン(HMWFH:20,000Da)のラット遊離クッパー細胞への取り込みに及ぼす温度及び各種輸送阻害剤の影響を検討した。取り込みの濃度依存性、取り込み培地の温度を37°Cから4°Cに低下させることによるヘパリンの細胞内への内在化量の低下、及び有機アニオンや数種のスカベンジャー・リセプター・リガンドやヘパリン類によるクッパー細胞への結合の阻害が認められたことから、フェニラルシンオキサイドによる阻害が認められなかったことから、多くのポリペブタイドに対して奉公されているリセプター介在性のエンドサイトシスとは異なるものであると推測された。今後、放出の機構解明のためには、さらにヘパリンの肝実質細胞とクッパー細胞の表面への結合量と真の内在化量とを分離評価する方法の確立を詳細に行う必要があると考えられる。2)高分子量分画ヘパリン(HMWFH:16000Da)のラット遊離

Kupffer細胞への取り込みにも濃度依存性が認められ、Kmは3.4nMであり、最大取り込み量は1.3pmol/10^6であり、特殊な取り込み機構の関与を示唆していた。数種の取り込み阻害剤に対する挙動から、その取り込み機構はポリペプチドに対する受容体介在性エンドサイトーシスとは異なるものであることが推定された。3)低分子量分画ヘパリン(LMWFH:7000Da)のα-グロブリン又はアルブミン共存下での非結合割合は、それぞれ0.5、0.8であり、高分子量分画ヘパリン(HMWFH:16000Da)の0.04、0.1と比べて、、約10倍以上大きい値であった。低分子量ヘパリンではそれらの血漿タンパクと結合したものは、初代培養肝実質細胞への取り込まれなくなると見られるのに対し、高分子量ヘパリンでは、タンパク結合したものも取り込みに関与するという結果が得られた。4)高分子量分画ヘパリン(HMWFH:23000Da)とラットKupffer細胞との結合の解離定数は5.7nMであり最大結合量は1.5pmol/10^6cellであり、Kupffer細胞の表面に結合した量に比例して1次の速度過程で細胞内へ内在化されるとするモデルでの解析が可能であった。ヘパリンのKupffer細胞への結合も内在化も、ATP非依存的であり、温度依存的である点を除けば、ポリペプチドの受容体介在性エンドサイトーシスと共通する点は認められなかった。むしろ、Kupffer細胞へのヘパリンの取り込みには、スカベンジャー受容体が関与している可能性が強く示唆された。よりin vivoに近い系における放出機構解明のため、肝実質細胞への取り込みに及ぼす血漿タンパクの影響をしらべ、ついで肝非実質細胞(Kupffer細胞)への取り込み挙動を検討した。1)低分子量分画ヘパリン(LMWFH:7000Da)のα-グロブリン又はアルブミン共存下での非結合形割合は、それぞれ0.5、0.8であり、高分子量分画ヘパリン(HMWFH:16000Da)の0.04、0.1と比べて、約10倍以上大きい値であった。低分子量ヘパリンではそれらの血漿タンパクと結合したものは、初代培養肝肝実質細胞への取り込まれなくなると見られるのに対し、高分子量ヘパリンでは、タンパク結合したものも取り込みに関与するという結果が得られた。即ち、ヘパリンのタンパク介在性輸送は、分子量の減少とともに低下するものと推定される。2)高分子量分画ヘパリン(HMWFH/23000Da)とラットKupffer細胞との結合の解離定数は5.7nMであり最大結合量は1.5pmol/10^6cellであり、Kupffer細胞の表面に結合した量に比例して1次の速度過程で細胞内へ内在化されるとするモデルでの解析が可能であった。ヘパリンのKupffer細胞への結合も内在化も、代謝阻害剤、ポリペプチドの受容体介在性エンドサイトーシス阻害剤およびファゴサイトーシス阻害剤によっては影響を受けず、ATP非依存的であり、温度依存的である典を除けば、ポリペプチドの受容体介在性エンドサイトーシスと共通する点は認められなかった。むしろ、スカベンジャー受容体の基質となる物質による、競合的な取り込み阻害が明白に実証された事から、Kupffer細胞へのヘパリンの取り込みには、スカベンジャー受容体が関与している可能性が強く示唆された。
平滑筋収縮に関するCa貯蔵ストアーの局在をめぐる懸案の解決;形態学的アプローチ

1)ラット結腸平滑筋における共焦点レーザー顕微鏡3重染色観察によって、カベオラ密集領域の指標となるCaveolin(カベオリン)-1とRyanodine receptor(リアノジンレセプター)が共局在し、その局在様式は筋形質膜に沿って断続的に観察され、収縮装置膜連結部位(デンスプラーク)に局在するPlectin(プレクチン)とは相補的位置関係であることを発見した。前年において、カベオリン-1にCalreticulin(カルレティクリン)とCa-ATPaseが共局在していることを突き止めているので、平滑筋組織におけるCa貯蔵ストアーの部位はカベオラ密集領域に依存しているという仮説が濃厚となった。2)筆者が開発した光顕・電顕相関観察法を用い、レーザー顕微鏡観察像と電子顕微鏡観察像を重ね合わせた結果、Caストアーの構成タンパク質のひとつであるCa-ATPaseはカベオラ密集領域に限局し、プレクチンが限局するデンスプラークには存在しないことが確認された。このことから、Ca-ATPaseの他、リアノジンレセプターとカルレティクリンもカベオラ密集領域に限局していると判断される。内膜系が形質膜と融合した膜様式は、現在のところ、平滑筋組織独特の特徴であり、今回突き止めた事実は生理的・薬理的作用機序に多大な影響があると予想される。今後、Ca作用薬の影響によるカベオラの動態を相関観察法を含め、明らかにしていく予定である。3)2)における相関観察の結果、ミオシンの太いフィラメントがカベオラ密集領域に近接していることが確認されたので、平滑筋ミオシン抗体、ミオシン軽鎖キナーゼ抗体を用い、レーザー顕微鏡観察を行なったところ、平滑筋ミオシンは膜付近ではカベオラ密集領域に限局していた。ミオシン軽鎖キナーゼも同様であったが、細胞内においてはミオシンが分布する以外の領域にも点在していたので、骨格筋Z板に相当するデンスボディーとの独自の局在様式が示唆された。Ca調節機構の収縮タンパク質に対して機能分化した構造様式であるカベオラがどのように関連するかも今後の課題である。1)ラット結腸平滑筋における共焦点レーザー顕微鏡3重染色観察によってCaストアーで機能していると予想されているCalreticulin(カルレティクリン)が、筋形質膜のカベオラ密集領域に局在していることが証明された。カルレティクリンがカベオラの標識タンパク質であるCaveolin(カベオリン)-1と共局在していることは報告されていたが、平滑筋形質膜に完全に限局していることを突き止めたことは新しい所見である。2)筋収縮における形質膜連結部位の標識タンパク質であるTalin(タリン)とカルレティクリンが相補的局在を示していることも新しい所見である。平滑筋形質膜が機能分化していることは、まだ筆者のみが明確にしている為、他の形質膜関連タンパク質がタリンが局在するデンスプラーク領域と、カベオリン-1あるいはカルレティクリンが局在するカベオラ密集領域のどちらに選別されるかを突き止めるのも、今後の課題である。3)さらに新しい所見として、チャネルタンパク質であるCa-ATPaseも平滑筋形質膜においてカベオリン-1あるいはカルレティクリンが局在するカベオラ密集領域に局在していた。平滑筋細胞におけるCaストアーの細胞構造的位置が細胞間質マトリクスに面することは他の組織細胞の所見とは大きく異なることから、平滑筋特有のCa取り込み機構が存在することが示唆される。今後、そのことを証明する為、筆者が開発したした光顕・電顕相関観察法を用い詳細に所見を統合して、報告・投稿する予定である。

ミオシン軽鎖キナーゼも同様であったが、細胞内においてはミオシンが分布する以外の領域にも点在していたので、骨格筋Z板に相当するデンスボディーとの独自の局在様式が示唆された。Ca調節機構の収縮タンパク質に対して機能分化した構造様式であるカベオラがどのように関連するかも今後の課題である。
学校における子どもの情緒的安定を目指した食生活教育プログラムの開発に関する研究

本研究では、情緒的不安定につながる心理特性として衝動性に注目し、食生活と衝動性傾向との関連について検討することで情緒的安定を目指した食生活教育を提案することを目的とした。タンパク質を中心とした栄養素の低摂取状態は衝動性傾向を高める要因となることが示唆された。バランスの良い食事を心掛けることは,身体的な健康の維持だけでなく,衝動性傾向および情緒的傾向を安定させるといった心の健康の維持にも重要であると考えられた。食がこころの成長と安定にいかに重要であるかを、食事の取り方から検討することができた。家庭や学校で食事の世話をしてもらうことが、無条件に自分を肯定される経験になりうること、また、そのことが自分の存在を肯定的にとらえることにつながり、情緒的な安定をもたらすことなどを、先行研究から整理することができた。今後の研究内容として、これらを検証したうえで、食べさせてもらっているという感覚を覚えられるような教育内容の工夫をしていきたい。子どもの食生活は親の養育態度をよく反映し、現代の欠食や孤食といった食事の取り方の問題は摂取栄養素の過不足だけでなく、家族とのコミュニケーション不足にもつながる。それらが子どもの情緒に悪影響を及ぼすとともに、コミュニケーション能力を育む機会も奪い、コミュニケーションの持ち方にも影響を与え、ストレス要因となって情緒的不安定に関連していることも考えられる。親子のコミュニケーションの持ち方が子どもの情緒的安定に及ぼす影響は小さくないが、これまでのところ、食事の世話などを通して親から愛されているという感覚を、子ども自身がどれだけ持てるかということの影響も考慮すべきと考えている。衝動性検査には簡便な方法として質問紙による測定が行われている。これにはBIS-11やBIS/BAS尺度が挙げられるが、成人のデータを元に作成されており、児童生徒への適用は検討されていない。本年度の研究計画では、これまで成人のみを対象として確立されてきた質問紙法による衝動性傾向の把握が、児童生徒を対象とした場合でもどこまで検査としての妥当性を保てるのか、妥当性が低いとしたら、どの点を改良していけばよいかを探索的に検討し、児童生徒用の衝動性質問紙を作成することが大きな目的であったが、当初から見込んでいたような結果が得られていないのが現状である。今後さらに児童生徒用の質問紙の妥当性を見極めつつ改良を進め、子どもの食生活と衝動性傾向との関連性を踏まえた介入研究へ速やかに移行できるように研究活動を展開していきたい。一方、生活リズムや栄養摂取状況と併せて把握すべき子どもの食生活の内容として、ふたつの構成概念を想定することができた。食事の世話を無条件にしてもらっているという感覚と誰かと一緒に食べ物を分け合いたいという感覚である。これらの感覚を食生活の指標として用いることができるのか、今後その妥当性をさらに検討する。食べさせてもらっていることに対する感謝の気持ち、親との関係にどの程度満足しているか、自分という存在が価値あるものだと思えるか、分け合いたい友達がいるか、好物でも友達のために取り置きたいと思うかなどを測定変数としてこれらの概念が表現できれば、子どもの食生活と情緒的安定との関連を検討するための有効な指標になるものと期待される。近年、自分の感情を適切に抑えきれず、突発的で衝動的な行動に出てしまう子どもが増加している。その原因の一つとして家庭生活から生じる様々なストレス要因が考えられるが、中でも親の養育態度が大きく影響する「食生活」に起因している場合が少なくない。本研究では、児童生徒の食生活を社会行動的な側面と栄養学的な側面の両方から捉え、子どもの情緒的安定を目指した学校における食生活教育による支援方法のあり方を食行動(栄養)ー社会行動的なアプローチから検討し、食生活教育プログラムの開発を行い、心身ともに健康になるための環境づくりについて検討することを目的とした。まず、パイロット研究として大学生を対象とした食生活や生活リズムと行動特性との関連に関する検討を行い、次いで子どもに適用する食行動質問紙および衝動性質問紙の作成を試みている。大学生の生活リズムや食生活と衝動性傾向との関連をみると、睡眠のとり方や質に影響するような生活リズムの乱れが情緒的不安定の原因となっていることが予想され、今後これらの因果関係を詳細に検討することが重要であろう。食生活については、朝食の摂食状況や1日にとる食事の回数と衝動性傾向とに関連が認められた。朝食を毎日食べることは規則正しい生活リズムの形成につながり、栄養素の供給という点も含めて、青少年の情緒的安定のために大切なものであろう。一般的に衝動性は過食などの行動の原因と捉えるような因果の方向を論じることが多いが、今回行った因果モデルの検討から、食生活や生活習慣が間接的に情緒的不安定の要因になっていることも十分考えられる。朝食を毎日食べることを中心に朝の時間を健康的に過ごすことは、体内で規則正しい生活リズムを形成し、それが衝動性傾向を抑えることにもつながる可能性が示唆された。これにはBIS-11やBIS/BAS尺度が挙げられるが、成人のデータを元に作成されており、児童生徒への適用はあまり検討されていない。本年度の研究計画では、昨年度から引き続いて成人のみを対象として確立されてきた質問紙法による衝動性傾向の把握が、児童生徒を対象とした場合でもどこまで検査として妥当性を保てるのか、妥当性が低いとしたら、どの点を改良していけばよいかを探索的に検討し、児童生徒用の衝動性質問紙を作成することが大きな目的であった。しかしながら当初から見込んでいたような結果が未だ得られていないのが現状である。

妥当性検証のための裏付けを担任教師や保護者の行う児童生徒の行動評価に求めているところであるが、この評価を得るのに手間取っていることがその大きな原因である。今後さらに児童生徒用の質問紙の妥当性を見極めつつ改良を進め、子どもの食生活と衝動性傾向との関連性を踏まえた介入研究へ速やかに移行できるように研究活動を展開していきたい。一方、食事の世話を無条件にしてもらっているという感覚や誰かと食べ物を分け合って食べたいという感覚など、肯定的な自尊感情を育むために重要な感覚を測定することで子どもの食生活の指標として用いることができる見通しをある程度持つことができた。食べさせてもらっていることに対する感謝の気持ち、親との関係にどの程度満足しているか、自分という存在が価値あるものだと思えるか、食べ物を分け合いたい友達がいるか、自分の好物でも友達のために取り置きたいと思うかなどを測定変数とした調査をさらに進めることの意義を確認することができた。本研究では、食生活に起因するストレス要因が児童生徒の衝動性と関連して突発的・衝動的行動につながりやすくなっているとの仮説にたち、食生活教育を通して児童生徒の豊かな情緒を育むことを目的とした。情緒的安定の指標として衝動性傾向を取り上げ、まず児童生徒を対象とした場合でもどこまで検査として妥当性を保てるのか、妥当性が低いとしたら、どの点を改良していけばよいかを検討し児童生徒用の衝動性質問紙を作成することが大きな目的である。これまで研究において大学生を対象とした調査から大学生の食生活に関する実態や意識、栄養摂取状況と衝動性傾向、睡眠、セルフコントロール、情緒的安定との関連性について明らかにしてきた。食事や栄養素摂取は身体的健康、精神的健康、情緒安定のための重要な要素であることが示唆された。一方で、児童生徒に対する衝動性を評価するための質問紙は作成出来ないままとなった。今後の研究の展開として、独自に開発する質問紙とは別に既に妥当性と信頼性が検討されている心理尺度を利用した教育プログラムの検討を行っていくこととしたい。情緒的安定の指標として新たに自己制御と自尊感情を取り上げ、それぞれ児童のセルフコントロール尺度、児童用コンピテンス尺度等を用いて測定する。食生活教育の内容としては、食事の世話を無条件にしてもらっているという感覚や誰かと食べ物を分け合って食べたいという感覚など、肯定的な自尊感情を育むために重要な働きかけを行う。具体的な事柄は食べさせてもらっていることに対する感謝の気持ち、親との関係、自分という存在の価値、食べ物を分け合いたい友達の存在、自分の好物でも友達のために取り置きたいと思う気持ち等である。これら食の持つ社会的な側面に加え、栄養学的な側面についても検討していく予定である。本研究では、情緒的不安定につながる心理特性として衝動性に注目し、食生活と衝動性傾向との関連について検討することで情緒的安定を目指した食生活教育を提案することを目的とした。タンパク質を中心とした栄養素の低摂取状態は衝動性傾向を高める要因となることが示唆された。
間葉系悪性腫瘍(骨肉腫)の未分化性維持に関わる微小環境の解明

我々は新規に樹立した骨肉腫マウスモデルを用いて、非腫瘍細胞(線維芽細胞、マクロファージ)から産生されるFgf2、Lifなど液性因子がErk1/2を強力に活性化し、骨肉腫細胞の未分化維持に関わることを明らかにした。さらにFgf2は骨肉腫細胞の増殖、遊走を促進し抗癌剤への感受性低下にも関与した。Fgfr阻害剤を用いたin vivoの治療効果検証ではアドリアマイシンの効果を増強させた。以上の結果は、これらの液性因子が分化・非分化部を有する骨肉腫の病理・病態像形成に深く関わること、下流のシグナル伝達経路が骨肉腫の病勢を抑える有望な治療標的となる可能性を示唆する。骨肉腫幹細胞微小環境構成細胞マウス皮下に形成した骨肉腫からsingle cellsuspensionを作成し細胞表面マーカーを手掛かりとして構成細胞の同定を行った。その結果、腫瘍細胞(GFP陽性)に加えCD45+の血液細胞(大部分はF4/80陽性のマクロファージ)、Scal陽性の線維芽細胞が腫瘍を構成していた。免疫染色による確認では前者は腫瘍の周囲・内部に後者は腫瘍の周辺に局在していた。癌幹細胞と微小環境構成細胞の相互作用の解明微小環境の影響としてまず液性因子に注目した。GFP、F4/80、Scalを用いて細胞を分取した後、real time PCR法を用いて腫瘍細胞に比較して微小環境構成細胞で高く発現する液性因子をスクリーニングしたところ、Igf1,Fgf2,Lifなどが候補として上げられた。これらはいずれもin vitroにおいて骨肉腫幹細胞の増殖を亢進させた。さらに興味深いことにFgf2,Lifに関しては骨分化を強力に抑制した。Fgf2,Lifの添加により骨肉腫細胞内ではErk1/2の活性化が著明であった。免疫染色によりFgf2の発現は腫瘍の周辺で高く、Erk1/2は主に腫瘍の辺縁部での活性化が示唆された。マウスに形成した骨肉腫は周辺部が未分化で内部の骨化が著明である。周辺部の未分化性は微小環境から産生されるFgf2など液性因子によるErk1/2の活性化により維持されている可能性が示唆された。Fgf2,Lifに加えMek阻害剤を添加し骨分化を評価したところこれらの因子による骨分化の抑制は解除された。さらに、Fgf2は骨肉腫細胞の遊走能を亢進させた。以上から微小環境を構成する血液細胞、線維芽細胞から放出されるFgf2,Lifなどの液性因子は骨肉腫幹細胞の未分化性を維持し、増殖、遊走能を亢進させ腫瘍進展に有利に働く可能性が示唆された(現在投稿中)。[(1)微小環境構成細胞の解明]マウス骨肉腫細胞(AX)を皮下移植後に形成した骨肉腫からsingle cell suspensionを作成しFACS解析したところ、構成細胞は3つに分画された(CD45+(F4/80+)血液細胞、GFP+AX細胞、CD45-/GFP-分画)。CD45-/GFP-分画は死細胞も含んでおりSca1で分画したところ陽性分画には皮下の線維芽細胞が濃縮された。一方、よりヒトの病態に近いと思われる骨髄(大腿骨)内への移植の場合、免疫染色の結果F4/80+以外の血液細胞の集z簇が見られ微小環境の構成は移植部位により異なることが明らかとなった。[(2)腫蕩細胞と微小環境構成細胞の相互作用の解明]1.液性因子の解明:骨肉腫細胞が微小環境から受ける液性因子を解明するため上記で分取したF4/80+、CD45-/GFP-/Sca1+分画で高く発現し、かつAX細胞で発現の見られない因子をreal-time PCRで絞り込んだところ、Fgf1,2、Igf1、Lif、Hgfが候補として考えられた。Fgf1,2,Lif,Igf1に関しさらに解析を進めたところ、in vitroでAX細胞の増殖を促進し、骨分化を抑制することが明らかとなった。効果はFgf2が最も強く、これらの因子を混合したところ作用は増強した。全ての因子がErk1/2を活性化させたが、Fgf2の効果が最も強くFgfr・Mek阻害剤とFgfrのsiRNAを用いてErkの活性化を抑えたところ分化抑制は解除された。またFgf2とhifに関し徐放ビーズを使用しin vivoでの検討を行った結果、AX細胞の骨分化抑制にはErk1/2の活性化が重要であることが示唆された。さらにFgf2,Lif,Igf1は腫瘍細胞の遊走能を亢進させ、Fgf2はADRの感受性を低下させた。

ADRとFgfr阻害剤の併用投与を担癌マウスに行ったところADR単独投与に比較して有意に腫瘍縮小効果を認めた。以上からFgf2など微小環境から放出される液性因子は分化抑制、増殖促進の面で骨肉腫の病態像形成に深く関与し、その阻害は抗癌剤への感受性を高める点で骨肉腫の治療法として有効である可能性が示唆された(上記の結果はMol.Cancer Res,2012に報告した)。
組織特異的ノックアウトマウスを用いた糖鎖修飾酵素OGTの尿細管における機能の解明

これまでの当教室における研究において、核内受容体の1つであるMR(mineralocorticoid receptor)が活性化を受ける分子機序について様々な角度から解明を進めてきたが、その中で糖鎖修飾の1つであるO-GlcNAc修飾を担う酵素OGT(O-GlcNAc transferase)がMRと強く結合し、MRの糖鎖修飾を介してその機能の調節をしていることを見出し、かつ、主なMR発現臓器である腎臓において、OGTが尿細管に広範囲に発現していることを確認した。これまで腎尿細管におけるOGTの機能を検討した報告はなく、本研究では、OGT-floxマウスと腎尿細管特異的にCreを発現するKsp1-Creマウスを交配させ、腎尿細管特異的OGT欠損マウス(KspOGT-KO)を作成し、その表現型解析を行った。前年度までの検討で、KspOGT-KOは、著明な多尿を呈すること、それに伴い高アルドステロン血症を呈すること、腎嚢胞形成を伴いCrが上昇することを見出した。さらに、MR標的遺伝子であるSgk1およびENaCαの発現は、KspOGT-KOで有意に低下しており、OGTの発現低下に伴い腎MRの感受性が低下していることが示唆され、我々のin vitroの研究結果を支持する結果が得られた。一方、MR活性の低下があれば、それは腎保護的に働くことが予想され、KspOGT-KOにおけるCrの上昇や腎嚢胞形成は別の機序が考えられたため、今年度はさらなる標的遺伝子の評価を行った。その結果、KspOGT-KOでは著明なCollagen分子の低下が見られ、嚢胞形成への関与が示唆された。またPAI-1の著明な上昇も認め、血栓症などから腎障害をもたらしている可能性も示唆された。このように、腎尿細管におけるOGTは、MR活性上昇を介した高血圧病態への関与という機能を持つ一方で、腎組織メンテナンスにおいて重要な保護的役割を担っていることも示唆され、本研究を通じて、腎尿細管OGTの多面的機能が明らかになった。これまでの検討ですでにいくつかの表現型が確認されており、KspOGT-KOは、著明な多尿を呈すること、それに伴い高アルドステロン血症を呈すること、腎嚢胞形成を伴いCrが上昇することを見出した。さらに、表現型が固定した20週齢でKspOGT-KOおよびControlマウスから腎組織を摘出し、上記表現型の分子機序の検討を行った。まず、腎組織におけるOGTの発現は40%低下していることが確認された(p=0.012)。上述のとおり、これまでのin vitroの検討では、OGTはMR活性を増強する因子であり、KspOGT-KOでは腎組織におけるMR活性が低下していることが予想された。そこでMR標的遺伝子として知られているSgk1およびENaCαのmRNA発現を検討したところ、Sgk1は16%の発現低下を認めるものの有意ではなく(p=0.125)、一方、ENaCαは38%と有意な発現の低下を認めた(p=0.023)。KspOGT-KOが多尿による脱水のため著明な高アルドステロン血症を呈している(KspOGT-KO: 2688±2284pg/ml, Control: 448±88pg/ml, p<0.05)を考慮すると、OGTの発現低下により、腎MRの感受性が低下していることが示唆され、我々のin vitroの研究結果を支持するものであった。遺伝子改変マウスの作出に成功しており、またOGTの発現評価から本モデルマウスが研究目的に適切であることが確認できている。本モデルマウスの表現型解析では、我々がすでに有しているin vitroの検討結果と整合性のあるデータが出ており、研究計画は概ね順調に進んでいると考えている。

前年度までの検討で、KspOGT-KOは、著明な多尿を呈すること、それに伴い高アルドステロン血症を呈すること、腎嚢胞形成を伴いCrが上昇することを見出した。さらに、MR標的遺伝子であるSgk1およびENaCαの発現は、KspOGT-KOで有意に低下しており、OGTの発現低下に伴い腎MRの感受性が低下していることが示唆され、我々のin vitroの研究結果を支持する結果が得られた。一方、MR活性の低下があれば、それは腎保護的に働くことが予想され、KspOGT-KOにおけるCrの上昇や腎嚢胞形成は別の機序が考えられたため、今年度はさらなる標的遺伝子の評価を行った。その結果、KspOGT-KOでは著明なCollagen分子の低下が見られ、嚢胞形成への関与が示唆された。またPAI-1の著明な上昇も認め、血栓症などから腎障害をもたらしている可能性も示唆された。このように、腎尿細管におけるOGTは、MR活性上昇を介した高血圧病態への関与という機能を持つ一方で、腎組織メンテナンスにおいて重要な保護的役割を担っていることも示唆され、本研究を通じて、腎尿細管OGTの多面的機能が明らかになった。今年度は、KspOGT-KOの表現型である多尿および腎嚢胞形成の分子機序を明らかにするべくさらに検討を進めて行く。上述のとおり、KspOGT-KOでは、高アルドステロン血症を呈するにもかかわらず腎組織におけるMR活性が低下しており、MRを介した臓器障害の観点からは腎嚢胞形成による腎機能障害(Cr上昇)を説明するのは困難と考えている。MR活性と独立した機序を介している可能性を含め、広く検討することを考えている。本モデルマウスの解析を通じて、OGTの腎における幅広い機能が明らかになった場合は、以前の我々の検討課題でもあった腎尿細管特異的OGT過剰発現マウス(KspOGT-Tg)の表現型についても、改めて見直しを行い、OGTの腎における生理機能の全貌を明らかにしたいと考えている。本研究は、当教室の研究の流れの中で行っている研究であり、H29年度の前半は、効率的に研究資金を運用することができたため、次年度に余剰金を回すことに成功した。上述のとおり、上記モデルマウスの表現型解析においては、当初予定していたMR機能という観点からより広い観点での分子機序の解明が必要であることが判明し、H30年度はより多くの研究資金が必要となることが予想されるため、資金使用計画としては非常に合理的な配分で行うことができたと考えている。
光ファイバの放射線誘起損失機構の解明と耐放射線光ファイバの開発

純粋石英ガラスに放射線が照射されると、多くの光吸収帯が生成する。このうちで、紫外から近赤外領域における7つの吸収帯の原因が不明であった。申請者らのグループは、主として光吸収およびESR等の実験手法を用い、不純物(Cl,OH基)の含有量、および、酸素のケイ素に対する化学量比などを考慮することで、4つの吸収帯の原因を明らかにした。この過程において、良好な耐放射線性ファイバを得る為には、「不純物であるOH基を多量に含有すること」という従来言われてきた定説が、必ずしも絶対条件ではないことを明らかにした。さらに、同様の不純物を含んでいるにもかかわらず、欠陥の生成が全く異なるという、一見不可解な現象の原因が、実はガラス中のケイ素と酸素の化学量比のppmオーダーのアンバランスによって起こることをはじめて明らかにした。また、ファイバコアとして使用されるシリカガラスは、従来考えられていたより、はるかに規則正しい構造をしており、わずかな構造の乱れが欠陥につながることを示した。これらの研究より、損失の増大が小さく、しかも、情報量の多いシングルモードファイバの為の1、31、55μmという長波長領域で使用可能な耐放射線光ファイバの実現に対する貴重な知見を得たのみならず、放射線や線引き時に誘起される光吸収損失を低減するための、母材製造時の酸素分圧に関する重要な知見や、放射線誘起損失の具体的な低減法の1つとしての水素処理法など、工学的にも意義深い成果も多く得た。