hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金属イオンの配位を鍵とした巨大環状π共役分子の多電子機能の創出

本研究課題では、18π電子以上の巨大なπ共役電子構造へ金属d電子軌道を複合化させることで誘起される特異な光・磁気特性の発現を志向して、環拡張ポルフィリンを基盤骨格とした複核金属錯体の創製と機能開拓を行った。環状配位子の構成π電子数の自在制御と錯体構造ー物性相関の解明により、新たな近赤外色素および磁性材料への設計指針となることを目指した。計画研究の最終年目において、基盤となる[4n+2]π電子構造を有する26πジオキソヘキサフィリン誘導体の近赤外光応答性について検討し、二核亜鉛錯体において近赤外発光絶対量子収率をΦ=0.15%と算出した。市販のシアニン系色素であるIR-26(Φ=0.05%)と比べると相対値は大きく、また光安定性にも優れていることを見出した。特にS0-S1遷移のモル吸光係数に大きさに応じて、発光強度および光音響応答が大きくなることを明らかとした。環周辺部位の修飾展開の一つとして、このジオキソヘキサフィリン分子の長軸側のメゾ位においてエチニル置換基を介して置換基を導入することで光学特性が大きく変調されることを見出した。以上の結果を基に、ブタジイン結合で連結されたジオキソヘキサフィリン二量体を合成し、架橋結合の回転が媒質の粘度に応答する、1000nm以上の短波赤外発光を活用した蛍光プローブ分子の開発に成功した。以上の環状配位子の設計アプローチによる系統的な構成π電子数の制御とその固有の分光特性との相関解明のおいて重要な知見が得られた。新奇なπ共役骨格の創出を志向した合成化学は近年目覚ましく発展しており、有機ELや有機トランジスタ、有機太陽電池などをはじめとする“有機π電子"の潜在能力を基盤とした機能性π電子材料の開発が盛んに行われている。このような背景に対し、申請者は巨大π共役環状化合物である「環拡張ポルフィリン」分子に着目し、金属錯形成に特化した環内配位場の精密設計とπ電子と金属d電子との軌道相互作用を最大限利用する特異な構造およびそれらπ電子化合物群の光・磁性・触媒機能の発現を目指した。研究初年度においては、それぞれ[4n+2]π・[4n+1]π・[4n]π電子構造を基盤とするヘキサフィリン誘導体の多様な構造修飾・錯形成反応を精査することで、奇異な短波赤外発光性の芳香族金属錯体の合成に成功した。メゾ位を介した長軸方向のπ共役の伸長が分子の発光強度の増大に効果的であることが明らかとなった。また環収縮型ヘキサフィリン二核銅(II)ラジカル錯体を新たに単離同定することに成功した。銅中心の形式酸化数を詳細に解析し、銅イオンーラジカル間の磁気的相互作用を解明した。また酸化還元反応による磁気挙動の制御を達成した。環状異核金属配位子として働く非対称ヘキサフィリン誘導体の合成および構造解析に成功し、分子認識能を持つ触媒に向けた重要な基盤分子が得られた。来年度は、上記の知見を活かし、金属イオンの配位を鍵とした分子固有の柔軟な骨格とπ電子数の自在制御による機能性材料へと展開する。計画初年度として、形式π電子数の異なる環状金属錯体の合成を中心に、下記の結果が得られた。1)26πヘキサフィリン二核金属錯体の骨格修飾反応においては、ディールズアルダー反応によるβ位還元型誘導体の合成が達成され、またメゾ位にエチニル置換基を導入することで、分子の長軸方向のπ共役伸長誘導体の合成に成功した。実際に期待したQ帯吸収帯の強度増強が観測され、付随して短波赤外発光量子収率の増大が達成された。2)25πヘキサフィリンラジカル金属錯体を基盤として、新たに金属dスピンとπラジカルを有する安定ヘテロスピン錯体の合成に成功した。金属イオンとして銅(II)イオンを用いた二核錯体は特異な反強磁性相互作用を有することが明らかとなり、酸化還元反応によりそれぞれ反芳香族性カチオン種および芳香族性アニオン種を与えることが明らかとなった。3)4nπ反芳香族電子構造を持つ新たなヘキサフィリン誘導体の合成に成功し、配位環境の異なる非対称型異核金属錯体へ誘導することが出来た。以上のように、3つの主軸となるテーマにおいて、それぞれ大きな進展がみられており、更なる誘導体の最適設計・合成アプローチが明らかになりつつある。本研究課題では、18π電子以上の巨大なπ共役電子構造へ金属d電子軌道を複合化させることで誘起される特異な光・磁気特性の発現を志向して、環拡張ポルフィリンを基盤骨格とした複核金属錯体の創製と機能開拓を目指している。環状配位子の構成π電子数の自在制御と錯体構造ー物性相関の解明により、新たなπ電子材料への設計指針となることを期待している。計画研究の二年目において、近赤外[4n+2]π電子構造を有するヘキサフィリン誘導体の内環の配位環境を非対称とすることで、合理的な異種金属錯形成および26π芳香属性ポルフィリノイドの光吸収遷移様式の制御を達成し、1000nm以上の短波赤外光吸収能を有する黒色色素の開発に成功した。またヘキサフィリン骨格の環縮小により得られた安定開殻[4n+1]π

ラジカル錯体の内環配位環境を変調させることで、予備的な知見ではあるが、ラジカル錯体の安定性および分子間SOMO-SOMO磁気相互作用の制御が達成された。さらに同様なヘキサフィリン誘導体の内環配位環境の制御により、新規[4n]π電子誘導体の合成を達成し、二核金属錯化によりヘリカル捻じれ構造を有する[4n+2]π電子芳香族錯体分子の創製を達成した。さらに、この分子が触媒利用を志向した異核金属配位子プラットフォームとなることが明らかとなった。以上の環状配位子の設計アプローチによる系統的な構成π電子数の制御とその固有の分光・磁気・電気化学特性との相関解明のおいて重要な知見が得られた。計画二年次の成果として、形式π電子数の異なる環状金属錯体の合成を中心として、特に環状分子の内環配位環境を設計制御することで、新奇なπ電子化合物の創製が達成された。例えば、内環に一部カルボニル基を有する26π電子系ヘキサフィリン誘導体の異核金属錯体において、可視光吸収遷移の複雑化による黒色色素分子の合成に成功し、ヘキサフィリン誘導体を基盤としたパンクロマティック色素設計指針が得られた。さらに、25π電子系ラジカル錯体分子の設計においても、内環配位環境を制御することで、異なる電子構造および金属ー配位子間の共有結合性の違いに由来する固有の反応性および分子間相互作用が現れることが明らかとなった。また環内のカルボニル基の立体的な相対位置を制御することで、負のガウス曲率をもつ非平面ヘキサフィリン金属錯体の合成を達成し、歪んだπ共役系に埋め込まれた開殻金属d電子スピン間の相互作用が著しく大きくなることが明らかとなった。以上のことから、全体として当初の計画以上に進展していると評価できる。本研究課題では、18π電子以上の巨大なπ共役電子構造へ金属d電子軌道を複合化させることで誘起される特異な光・磁気特性の発現を志向して、環拡張ポルフィリンを基盤骨格とした複核金属錯体の創製と機能開拓を行った。環状配位子の構成π電子数の自在制御と錯体構造ー物性相関の解明により、新たな近赤外色素および磁性材料への設計指針となることを目指した。計画研究の最終年目において、基盤となる[4n+2]π電子構造を有する26πジオキソヘキサフィリン誘導体の近赤外光応答性について検討し、二核亜鉛錯体において近赤外発光絶対量子収率をΦ=0.15%と算出した。市販のシアニン系色素であるIR-26(Φ=0.05%)と比べると相対値は大きく、また光安定性にも優れていることを見出した。特にS0-S1遷移のモル吸光係数に大きさに応じて、発光強度および光音響応答が大きくなることを明らかとした。環周辺部位の修飾展開の一つとして、このジオキソヘキサフィリン分子の長軸側のメゾ位においてエチニル置換基を介して置換基を導入することで光学特性が大きく変調されることを見出した。以上の結果を基に、ブタジイン結合で連結されたジオキソヘキサフィリン二量体を合成し、架橋結合の回転が媒質の粘度に応答する、1000nm以上の短波赤外発光を活用した蛍光プローブ分子の開発に成功した。以上の環状配位子の設計アプローチによる系統的な構成π電子数の制御とその固有の分光特性との相関解明のおいて重要な知見が得られた。当初の計画に従い、短波赤外レーザ色素の創成に向けて、更なる強発光性分子の合成と電子構造の理論解析による分子設計の最適化を試みる。また分子の励起状態の挙動について精査することで発光特性の解明を目指す。多電子・高スピン金属種との複合化と環内配位環境の化学修飾による、多電子受容能を示す開殻π共役錯体を合成し、非線形光学材料としての構造物性相関の理解を目指す。
小中学校における認知症啓発活動の評価

本研究では、認知症理解のための交流プログラムを評価することを目的として、近江八幡市内の小中学校で実施されている認知症啓発授業を事例に、授業前と授業後に質問紙調査およびその分析作業を行った。認知症高齢者啓発授業自体の目的を基準にして、2つの評価指標((1)認知症に対する理解度、(2)認知症高齢者のイメージ)について量的分析・質的分析を行った。その結果、小中学生の認知症に対する理解度が、全体的にポジティブなものに変化するとともに、認知症に関する知識も増加したことが確認された。さらに、認知症高齢者イメージについて見ると、授業後には、認知症高齢者に対する共感的意識にもとづくイメージが特徴的に想起された。本研究では、認知症理解のための交流プログラムを評価することを目的として、近江八幡市で実施されている認知症啓発授業を事例に検証を行った。調査対象者として近江八幡市内で平成24年度に認知症啓発授業に参加した小学校2校の56年生児童163人、中学校4校の3年生619人を対象に、認知症啓発授業が実施される4月11月にかけて授業前と授業後に質問紙調査を行った。認知症高齢者啓発授業自体の目的を基準にして、2つの評価指標(1認知症に対する理解度、2認知症高齢者のイメージ)について量的分析を行った。その他に認知症啓発授業の開始前と終了後に各小中学校で実施した感想文についても回収し、エスノメソドロジーの観点から質的分析を行った。調査内容及び手続きに関しては、近江八幡市担当職員や対象学校の担当教諭らと議論を重ねたうえで作成した。質問紙調査の分析からは、小中学生の認知症への理解や認知症高齢者に対するイメージが、全体的にポジティブなものに変化するとともに、認知症に関する知識も増加したことが確認された。また、多くの小中学生が授業に積極的に取り組むとともに、認知症の理解にとても役立つ授業であったと感じていることが示された。感想文の質的分析からは、教材を通して認知症者の気持ちを理解するとともに、グループワークから認知症の知識を学習している様子が認められた。以上の結果から、認知症啓発授業を通して、小中学生は、認知症者の考え方や行動を理解するとともに、キャラバン・メイトを含めた「グループワーク」での話し合いのなかで、お互いに教え合うことで認知症について多くの知識を学んでいるのではないかと考察された。
木質廃棄物を活用した斜面緑化に関する研究

ダム建設や道路工事等に伴う支障木の根株・枝条を粉砕して、吹付け緑化の植物生育基盤材に利用した斜面を対象に、立地環境の特徴と植生回復の関連性、並びに基盤の理化学性を考察した。その結果、1.緑化吹付け種子としてハギ類と外来性牧草類を併用した斜面では、吹付けから半年間程は植生回復が芳しくなく、植被率も50%未満であるが、その後はハギ類の生長が旺盛となり、牧草類は徐々に衰退傾向を示す。この理由として粉砕材に含まれる窒素成分の過少が挙げられる。ハギ類は吹付け後5年程度までは良好な上伸および肥大生長を示すが、その後は種内競争によって淘汰が生じ、個体数密度が減少する。ハギ類特有のアレロパシー効果によって植生侵入が阻害され、ハギ類の単一群落を形成しやすいことが判明した。2.緑化吹付け種子としてマメ科植物のホワイトクローバーを使用した斜面では、木本類であるハギと異なり、比較的短期間に施工域全体を被覆するが、草丈が相対的に低いために斜面表層が乾湿の影響を受けやすく、衰退してパッチ状に裸地を形成することが多い。地表付近での日照量など微気象の変化に敏感に反応すると推察される。また、ハギ類と同様に短期間で旺盛な繁茂をする結果、侵入植物の種数は相対的に少なく、速やかな植生遷移は極めて困難であると考察された。3.粉砕材の分解度は、方位よりも植生被覆率と関連し、被覆率の高い斜面ほど分解の進行することが判明した。4.緑化斜面の吹付け基材として粉砕材使用の有効性が確かめられたが、多様性に富む木本群落の形成を最終目標とするならば、マメ科植物を避けて耐乾性の高い先駆性木本類を導入すべきである。また、従来の人工土壌に比べると乾燥しやすい性質であるため、施工斜面の方位や斜度を慎重に考慮すべきであると考察された。廃材をチップ化して、植物の生育基盤材として吹き付けた緑化斜面を対象に、植生調査と吹き付けチップに含まれる各種成分の定量分析を実施した。その結果、植生による被覆率(緑被率)は吹き付け1年経過後で34%、2年経過後で69%、3年経過後で79%となり、種子吹き付けしたマメ科植物を中心に植生回復が順調に進んでいることがわかった。ただし、周辺からの木本類の侵入は緑被率50%を境に著しく異なり、50%以上の緑化斜面では侵入木本密度が50%以下の斜面に比較して1/4程度にとどまることが判明した。また、方位別には南向き斜面での植生回復が遅れており、この原因として夏季の乾燥が考えられる。チップ含有成分を定量分析した結果、アルカリ抽出物およびリグニンが吹き付け後の経過年数につれて若干の減少傾向を示した。通常、木材の腐朽に伴って両成分は増加すると言われているが、斜面では雨水や表面流による溶脱が生じたためと考えられる。腐朽の程度を示す指標であるC/N比を調べた結果、吹き付け後2年を経過した頃からC/N比の減少が確認された。吹き付け斜面の立地条件によって異なるものの、おおよそ2年経過後からチップの分解が加速されると推察される。また、チップに含まれるフェノール性水酸基による初期段階での生育阻害は確認されなかった。周辺からの植生侵入に関して、吹き付け後の早い時期から草本類の侵入が確認されたのに対して、木本類の侵入にはタイムラグが生じていた。

吹き付けチップの窒素含有率が相対的に低いことが原因として考えられるが、この点については継続調査が必要である。廃材をチップ化して、植物の生育基盤材として吹き付けた緑化斜面を対象に、前年度に引き続いて植生調査と吹き付けチップに含まれる各種成分の定量分析を実施した。その結果、6年前にチップを用いて緑化吹き付けが実施された斜面は植生でほぼ100%被覆され、チップ吹き付け斜面ではハギ類、市販の生育基盤材を用いた斜面では草本類が継続して優占状態にあった。自生植物の地上部現存量は2000年の調査結果に比べると50240%増加したが、ハギ類の生育個体数密度は59割減少し、種内での淘汰が始まっている。生育基盤に含まれるリン酸、カリウムは2000年の測定結果とほぼ同様な値を示したが、窒素は48割減少し、その理由として自生植物による摂取が推測される。2000年の調査時には皆無であった侵入植物について、21種の草本類と4種の木本類が確認された。草本類で地表がほぼ全面覆われている市販の生育基盤材斜面に比べて、チップ吹き付け斜面ではハギ類の樹高が増すほど地表部分の被覆度が疎になるために、植物の侵入・定着が容易になると考察される。緑化施工年度の異なる斜面を対象に実施した調査では、導入植物による被覆率は各調査斜面でバラツキが大きく、方位別には北向き斜面で高い被覆率を示した。ただし、侵入植物の種数に関しては、被覆率の低い南-南西斜面ほど侵入種数が多いという結果が得られた。地温較差の大きな南向き斜面では乾燥の影響を受けやすく、マメ科植物を主とする導入植物の生育が相対的に劣悪で、まばらに裸地化した空間に植生侵入が生じているといえる。また、被覆率は施工後の経過年数に比例して増大傾向にあった。チップの分解度に関して、施工後の経過年数との間に明瞭な相関は認められず、方位別での相違が生じている。被覆率が高く、表層の湿潤が保たれている北向き斜面では、土壌菌の活動が活発になり、分解がより早く進行すると考察される。ダム建設や道路工事等で発生した大量の伐倒木廃材をチップ化して、緑化時の植物生育基盤材として吹付けた斜面を対象に植生調査を継続して実施し、立地環境と植生回復の関連性や基盤の理化学特性を考察した。その結果をまとめると、1.緑化吹付け種子としてハギ類と外来性牧草類を併用した斜面では、吹付け後半年間程は植生回復が芳しくなく、植被率も50%未満であるが、その後はハギ類の生長が旺盛となり、牧草類は衰退傾向を示す。この理由として生育基盤である廃材チップに含まれる窒素成分の過少を挙げることが出来る。また、ハギ類は吹付け後5年程度までは良好な上伸および肥大生長を示すが、その後は種内競争によって淘汰が生じ、個体数密度が減少する。さらに、ハギ類特有のアレロパシー効果によって植生侵入が阻害され、単独の群落を形成しやすいことが判明した。2.緑化吹付け種子として同じくマメ科植物のホワイトクローバーを使用した斜面では、木本類であるハギと異なり、比較的短期間の間に施工域全体を被覆するが、表層の乾湿の影響を受けやすく、パッチ状に衰退して裸地を形成することが判明した。草丈の低い植物であるために、地表付近での微気象の変化に敏感に反応すると考えられる。また、ハギ類と同様に旺盛な繁茂をするので、侵入植物の種数は相対的に少なく、速やかな植生遷移は極めて困難と考察される。3.チップを緑化吹付け基材として使用することに関して、多様性に富む植物群落の形成を最終目標とするならば、マメ科植物を避けて耐性の高い先駆性植物を導入すべきである。また、従来の人工土壌に比べると乾燥しやすい性質であるため、施工斜面の方位や斜度を事前に考慮すべきであると考察された。
海産生物の種横断的な有害物質耐性・分解機構－汚染底質中の生物群に環境修復術を学ぶ

本研究の実施により、汚染耐性生物が、有機汚濁に対して耐性があるだけでは無く、有害化学物質に対しても高い耐性・分解能を有することが明らかとなった。また、その分解機構には、薬物代謝酵素の関与が示唆された。実環境中の汚染底質を用いた浄化試験においては、生物種および組み合わせの違いにより浄化能が異なることが明らかとなった。よって、環境浄化を効率よく実施するためには、その環境の汚染実態に合わせた生物種を用い、単一の生物種では無く、複数の汚染耐性生物の組み合わせにより、実施することが重要であることが明らかとなった。沿岸域は本来、種々の海産生物の稚仔を育む場(ゆりかご)として、海洋生態学的にきわめて重要な役割を担っている。しかしながら有害化学物質による局所的な底質汚染が近年、深刻な問題となっており、早急な環境修復技術の構築が求められている。これまでに、汚染底質に生息する海産ミミズがきわめて高い有害化学物質分解能を有することを発見し、他の汚染耐性生物にも同様の機能が備わっている可能性を指摘するに至った。本研究では、複数の汚染耐性生物の有害化学物質分解能を検討するとともに、種横断的な分解機構についてトランスクリプトーム解析等を用いた精査を行い、汚染耐性生物の底質浄化能を最大限活用した革新的な環境修復技術の構築を目指す。本年度は、汚染耐性生物が有害化学物質耐性・削減能を有しているのかを代表的な環境汚染物質の一つである多環芳香族炭化水素類(PAHs)を被験物質として実験を実施した。汚染耐性生物(環形動物海産ミミズ、甲殻類コノハエビ、魚類アベハゼ)を沿岸域にて採取し、PAHsの一つであるフェナントレン(Phe)に対する急性毒性試験を実施した。設定濃度の値から96時間半数致死濃度は、それぞれ2,380μg/L、800μg/L、3,080μg/Lであった。これらの値を既存の同一生物群(環形動物Nereis arenaceodentata 51μg/L、甲殻類オオミジンコ100μg/L、魚類シープスヘッドミノー478μg/L)と比較した結果、汚染耐性生物は約8倍から50倍Pheに対する感受性が低いことが明らかとなった。また、Phe削減能を検討した結果、海産ミミズ、コノハエビ、アベハゼは24時間で試験水中のPhe濃度を、生物を入れていない試験区と比較して、それぞれ20%、4%、3%に削減した。以上の結果から、汚染耐性生物は高い有害化学物質耐性・削減能を有していることが明らかとなった。昨年度の結果から、汚染耐性生物である海産ミミズ(Thalassodrilides sp.)、甲殻類コノハエビ(Nebalia bipes)及び魚類アベハゼ(Mugilogobius abei)は、多環芳香族炭化水素類(PAHs)の一つであるフェナントレン(Phe)に対して、他の生物に比べ高い耐性・削減能を有していることが明らかとなった。本年度は、未だ沿岸域の底質から検出されるトリブチルスズ(TBT)に対する汚染耐性生物の有する分解能を、試験開始前の被験物質濃度及び、試験後の被験物質濃度を測定し、検討した。その結果、昨年度実施したPheの分解能はコノハエビ≒アベハゼ>海産ミミズの順で高かったが、TBTは海産ミミズ>コノハエビ>アベハゼの順で分解能が高く、化学物資の種類の違いにより、生物の有する分解能が異なることが明らかとなった。さらに、本年度は、最も分解が促進された有害化学物質であるPheを曝露した汚染耐性生物群から、遺伝子を抽出し、有害化学物質耐性・分解に関わる因子を網羅的に解析した。具体的には、魚類アベハゼ、甲殻類コノハエビ、及び藻類アオサをPheで曝露した個体及び、曝露していない個体から遺伝子をそれぞれ抽出し、次世代シーケンサー(Illumina HiSeq)で解析を行った。なお、アベハゼは肝臓を、コノハエビ及びアオサは全体をサンプルとし遺伝子の抽出を行った。各サンプルとも1.1億Readsを解析し、遺伝子ごとの発現量を算出し、検体間比較を行い、Phe曝露により発現量の変化する遺伝子を網羅的に明らかにした。遺伝子解析については、海産ミミズにおいて有害化学物質分解への関与の可能性が検出された薬物代謝酵素系を重点的に現在解析を進めている。27年度実施予定の実験について全て終了しているが、次世代シーケンサーを用いた、アベハゼ、コノハエビ、及びアオサの遺伝子発現量解析について、現時点でデータを精査しているため(2)おおむね順調に進展しているとした。沿岸域では有害物質による局所的な底質汚染が深刻な問題となっており、早急な環境修復技術の構築が求められている。これまでに、汚染底質に生息する海産ミミズが極めて高い有害化学物質分解能を有することを発見し、他の汚染耐性生物にも同様の機能が備わっている可能性を指摘するに到った。本研究では、複数の汚染耐性生物の有害化学物質分解能を検討し、汚染耐性生物の底質浄化能を最大限活用した革新的な環境修復技術の構築を目指している。昨年度までに、ミミズ以外の汚染耐性生物も、代表的な底質汚染物質である多感芳香族炭化水素(PAH)に対し、高い耐性・削減能を有することを明らかにした。

さらに、トランスクリプトーム解析により、ミミズと同様に薬物代謝酵素系を活性化し、体内に取り込んだPAHを代謝し、体外に排出していることを示唆する結果を得ている。本年度は、実環境での底質浄化手法の確立に向け、PAH等に高濃度で汚染された実環境中汚染底質を用い、汚染耐性生物による底質浄化試験を行った。汚染底質は、広島県廿日市市にて、異なる3地点から採取し、最もPAH濃度の高い底質を用いた。汚染耐性生物には、貧毛類海産ミミズ、甲殻類コノハエビ、魚類アベハゼ及び、汚染底質中に多数の生息を観察した多毛類コケゴカイを新たに加えた。試験開始及び試験終了後に汚染底質から有害化学物質を抽出するとともに、汚染耐性生物から遺伝子の抽出を行った。また、当初の計画に加え、複数種の汚染耐性生物の複合的な浄化能力についても検討した。さらに、次世代シーケンサーを用いた微生物菌叢解析も加えて実施した。底質中の16SrRNA遺伝子の次世代シーケンサー解析の結果、微生物群集は生物単一種よりも複数種を組み合わせることによって、独自の菌叢へとより変化していることが明らかとなった。有害物質濃度及び汚染耐性生物の遺伝子発現量変動については、現在解析を進めている。平成28年度実施予定の実験は終了しているが、リアルタイムPCR法による遺伝子発言量解析及び浄化試験終了後の底質中有害化学物質定量について、現時点でデータを精査しているため(2)おおむね順調に進展しているとした。また、当初の計画では、実環境中汚染底質を用いた浄化試験では、単一種の汚染耐性生物を用いて個々に実施する予定であったが、単一種のみではなく、複数種の汚染耐性生物の複合的な浄化能力についても検討した。さらに、分析項目に新たに微生物の菌叢解析も加えた。この実験により得られた成果は、当初の計画以上に進展した点である。沿岸域は本来、種々の海産生物の稚仔を育む場(ゆりかご)として、海洋生態学的にきわめて重要な役割を担う。しかしながら近年、有害化学物質による局所的な底質汚染が深刻な問題となっており、早急な環境修復技術の構築が求められている。これまでに、汚染底質に生息する海産ミミズがきわめて高い有害化学物質分解能を有することを発見し、他の汚染耐性生物にも同様の機能が備わっている可能性を指摘するに到った。本研究では、複数の汚染耐性生物の有害化学物質分解能を検討するとともに、種横断的な分解機構についてトランスクリプトーム解析等を用いた精査を行う。これにより、汚染耐性生物の底質浄化能を最大限活用した革新的な環境修復技術の構築を目指す。本年度は、本年度は課題最終年度であり、これまで行ってきた実験結果の取りまとめを行うと共に、当初の計画に加え、複数種の汚染耐性生物の複合的な浄化能力についても検討した。得られた成果は、第45回UJNR水産増養殖専門部会シンポジウムにて発表を行い、アメリカ国立海洋気象局(NOAA)らの研究者と広く情報交換を行った。さらに、FMラジオ等で研究を紹介するなど、一般市民に向けて広く情報を配信した。本研究の実施により、汚染耐性生物が、有機汚濁に対して耐性があるだけでは無く、有害化学物質に対しても高い耐性・分解能を有することが明らかとなった。また、その分解機構には、薬物代謝酵素の関与が示唆された。実環境中の汚染底質を用いた浄化試験においては、生物種および組み合わせの違いにより浄化能が異なることが明らかとなった。
岐阜産地を事例とした戦後日本における地方型アパレル産業の形成と発展

本研究では、高度大衆消費社会の象徴的産業ともいえるアパレル産業において、いかに地方のアパレル産地が最終顧客の需要創造をなしえて産業発展したのかという課題について、岐阜産地を事例に戦後日本の「地方型」アパレル産業の形成と発展を検討する。研究手法は地場産業論を援用した経営史的アプローチを用いて産地の社会的分業構造の変化と産地アパレル企業の組織能力の構築プロセスについて分析する。これらの研究を通じて、従来の先行研究で明らかにされてきた「都市型」アパレル産業とは異なる、もう一つのアパレル産業ともいえる「地方型」アパレル産業発展のダイナミズムを明らかにする。
地域と融合した「大学開放」システム構築の未来像

住民の学習という場合、「教育と学習」を「相互規定的な関係」として捉えると同時に、社会教育施設等の利用の他、マスメディア・インターネットなどを利用した学習も視野に入れ、日常生活(労働・生産・生活過程)に基礎づけられた学習ニーズの把握が重要である。地域生涯学習の推進を図るうえで、今日地方自治体は財政的条件から、「大学開放」への期待も大きい。その場合、学習過程での「住民参加」(体験的学習)」が必要とされるだけでなく、学習プログラムの作成段階から住民の参画が求められており、行政・企業・ボランティア・NPOなどが「社会的協同」することが求められている。これまで「大学開放」としては「公開講座」などの学習機会を提供することが中心となってきたが、「研究・教育・地域(社会)貢献」の様々な部面で、地域と連携した事業が考えられるのであり、「授業公開」や「大学ミュージアム」でのボランティア活動の受け入れなど、様々な実践も生まれてきている。これまで地域生涯学習としては、中高年を主たる対象として「一般教養」を学習するものが多かった。しかし、今後は、地域の生活課題・地域課題の克服を目指す学習活動や、それを可能とする研究などが必要とされている。また、学習内容としては、「キャリア教育」も重視される必要がある。外国の例としては、スイスやオーストラリアで、日本社会と異なる歴史的・社会的・文化的条件にあることから単純な比較はできないにしても、スイスでは生活協同組合が語学・趣味・教養・スポーツなどの学習事業を展開している。キャリア教育の部面では、国立の職業訓練制度が整備されている。オーストラリアの場合には、TAFEと呼ばれる職業訓練制度があり、移民を受け入れている多民族国家として特徴のある職業訓練システムが組織されている。このような事例から学ぶ点は多い。1,キャリアアップ教育については、これまで必ずしも十分大学でとりくまれてきたとは言い難い。しかし、弘前大学における「観光ビジネススクール『はやて』」の成功に見られるように、これまでの「一般教養」中心の公開講座・講演会等とは異なるキャリアアップを目指す教育機会に対して大きなニーズが存在することが証明されている。つまり、観光業を基軸として地域の活性化を図ることへの期待や、様々な職業で「ホスピタリティ能力」の向上を求める意識が強いということである。こうしたニーズに対応した「大学開放」事業は、今日では重要なものとなっている。また、「観光ビジネススクール『はやて』」では、「住民参画型」の学習方法を取り入れ、大きな学習成果を上げており、「参画型」学習の有効性を明らかにした。2,岩手大学では、自治体と連携して地域生涯学習推進計画の立案や計画策定を共同研究として実施している。その中で、計画策定の基礎となる地域住民の生活実態・学習ニーズを把握するために、住民に対するアンケート調査・聞き取り調査を行っている。その調査結果から、地域生涯学習を推進するに当たって、地域住民と行政の協働、社会教育職員の専門性の重視、そして、大学と自治体のと連携を図ることが、地域住民の多様な学習ニーズに応える生涯学習プログラムの企画・実施を可能とするという、具体的な事例を示した。3,職業教育が重視されているスイスでは民間教育産業Migroや国立の職業訓練校が生涯学習の重要な位置を占めており、その中でキャリアアップ教育・一般教養型の生涯学習は地域を活性化させ個人の学習要求に応えるものとして、極めて重視されている教育システムを調査し明らかにした。1,ブリスベン大学における「大学開放」事業の実態と課題について調査を行い、遠隔教育システムの有効性と「大学開放」事業におけるキャリアアップ教育の位置づけなどを把握した。情報通信システムを利用して学生の学習をサポートするシステムが運用され、確実に教育効果をあげている。また、一般市民向けの各種の講座が開設され、それらは一般教養的なものと同時にキャリア形成としての性格を持つ教育プログラムも多数開設されていることが明らかになった。

2,地域住民の学習活動をサポートする「大学開放」の在り方を検討した。全日本大学開放機構のフォーラムなどにおいても議論されているが、大学がキャリア教育に積極的な役割を果たすようになってきている、ということが確認できる。3,「あおもり県民カレッジ」の「学生」に対するアンケート調査の分析から、概ね以下の点を明らかにした。「あおもり県民カレッジ」という、地域生涯学習ネットワークが、平成9年10月の設立以来約10年を迎え、文字通りの「生涯学習ネットワーク」という実体を形成しつつあること、「学生」の中で学習した成果を活用する場として、地域課題や生活課題に積極的に取り組む、という志向が強まっていること、等々が確認できた。4,岩手県及び青森県において、自治体の社会教育・生涯学習担当者にインタビュー調査を実施することで、職員の専門性を向上させる研修機会が自治体で用意しているものの必ずしも十分ではなく、大学の持つ調査研究と教育機能を積極的に「開放」することが求められていることを明らかにした。1,岩手県および青森県の社会教育関係職員等に対するインタビュー調査をもとに、「大学開放」に関する職員研修プログラムを作成し、実際に研修会を実施した(平成19年6月、弘前市の公民館関係職員を対象)。2日にわたる研修で講義とワークショップを行い、「住民参画型」の講座を企画・実施することの重要性や考慮すべき条件などを実証的に検証することができた。2,長崎大学における「大学開放」事業の中で、大村市と佐世保市では大学の「知」を活用した「住民参画型」の学習事業が行われていることが注目される。これまでの講座受講者が中心となって、自治体や大学関係者と連携しながら、自立的に教育プログラムを策定している。また、受講料収入と各種支出(講師謝金・旅費・広報資料作成などを含む)とのバランスがとれており、経済的にも自主的・自立的に運営されている。これらの事例は、地域生涯学習を推進し、「住民参画型」の「大学開放」事業を追求する上で、一つのモデルとして設定し得るものである。3,ブリスベンにおけるキャリア教育の特徴は、TAFEと呼ばれる職業訓練システムが充実していることである。高校卒業者を主たる対象としているが成人の転職・キャリアアップの要望にも対応し、医療・看護・ホテル業など様々な職業領域がカバーされ、就職するための前提条件となる、基本的な労働能力の形成が図られている。多民族国家として外国人労働者を受け入れる語学コースも設定されている。また「大学開放」の事業と連動した形で大学がTAFEを実施している例もあり、さらに大学進学のコースも開設されていて、教育機関として重要な役割を果たしていることを明らかにした。
生殖成長、形態形成および種子成熟に関わる金属栄養の研究

鉄、亜鉛、銅、などの金属元素は動植物の生育にとって必須である。特に生殖成長や胚発生時の形態形成にはこれらの金属元素が重要な役割を果たすと考えられる。本研究は植物における金属栄養と生殖成長、形態形成および種子成熟との関わりを明らかにすることを目的とした。具体的には、鉄、亜鉛、銅などの金属元素と生殖成長や種子の成熟とを結ぶ物質と考えられる金属キレーター、ニコチアナミンに焦点をあて、生殖器官への金属元素の輸送システムを探るとともに、輸送後の細胞内における金属元素の制御機構を明らかにすることを目的とした。本年度はイネの生殖器官および未成熟種子への金属輸送機構の解明を中心に解析を行った。プロモーターGUS遺伝子導入イネを用いた実験により、ニコチアナミン金属錯体を輸送すると考えられるトランスポーター遺伝子ファミリーが生殖成長期および種子成熟期に発現していることおよびそれらの遺伝子発現の局在が明らかとなった。また、その他の金属イオンのトランスポーターも生殖成長期に発現していることが明らかになった。ニコチアナミンを合成するニコチアナミン合成酵素遺伝子の発現の増加および発現の局在も明らかになった。上記のトランスポーターおよびニコチアナミン合成酵素遺伝子のいずれも胚発生の初期段階から発現しており、種子成熟期には胚および背側の維管束で共通して発現がみられた。これらの結果はイネの生殖成長期および種子成熟期におけるニコチアナミンおよび金属の重要性を示唆した。イネの生殖成長期、および種子成熟期における金属輸送形態を探るため、鉄、亜鉛、マンガンの放射性同位元素をデオキシムギネ酸、ニコチアナミン、クエン酸に結合させて植物に与え、金属移行を調べた。また、^<14>Cでラベルしたデオキシムギネ酸、ニコチアナミン、クエン酸とcoldの金属を結合させたものも投与し、金属の放射性元素の動きと比較した。またカルシウム,カドミウム、グルコースの放射性元素の動きも解析した。その結果、種子成熟期において、^<59>Feは未熟種子の背部維管束や湖紛層、胚に多く集積し、胚乳にはあまり集積しなかった。亜鉛は胚乳や胚に多く集積し、マンガンは鉄に類似した集積分布を示したが、鉄よりも胚乳に多く集積した。これらは金属濃度の定量結果と一致していた。また、3種のキレーター間で未熟種子内における^<59>Fe分布に大きな差はみられなかったが、ニコチアナミンがもっとも効率よく未熟種子に^<59>Feを輸送した。さらに、未熟種子内における^<59>Fe分布はニコチアナミン合成酵素およびデオキシムギネ酸合成経路上の酵素の遺伝子発現パターンや、ニコチアナミン金属錯体、デオキシムギネ酸金属錯体のトランスポーターの発現パターンと類似していた。これらのことは鉄がニコチアナミン鉄およびデオキシムギネ酸鉄として種子に運ばれることを示唆した。鉄に関する研究成果を2006年日本土壌肥料学会、日本植物学会、2007年の日本植物生理学会年会において口頭発表した。
膜型プロテアーゼメルトリンβによる神経筋接合部形成の制御機構の研究

本研究室で同定された遺伝子メルトリンβ/ADAM19は、これまでの解析から心室中隔や心臓弁の形成に関与することが示唆されてきた。メルトリンβ欠損型(メルトリンβ-/-)個体は新生仔致死であり、この新生仔の致死性は横隔膜や肋間筋などの呼吸筋のNMJ形成不全によって引き起こされることが多く報告されていることから、私はメルトリンβのNMJ形成おける役割を解析した。E18.5の横隔膜において野生型では筋繊維の中心部にアセチルコリンレセプター(AChR)が集積し、それに対応して神経末端がシナプスを形成しているのに対し、メルトリンβ-/-ではAChRは散在し、神経末端の投射も乱れていた。これらの表現型を元に野生型とメルトリンβ-/-マウス胎仔横隔膜よりシナプス領域、または非シナプス領域を採取し、それぞれの部位における発現遺伝子をマイクロアレイによって比較した。その結果、本来野生型においてシナプス領域に発現が限局しているはずであるephrin-A5の発現が、メルトリンβ-/-においては非シナプス領域においても強い発現が認められた。Ephrin-A5はNMJに胎仔時期に限局的な発現が確認され、ephrin-A5-/-個体を用いた解析により、この遺伝子がNMJ形成に関与していることが示唆された。次にメルトリンβとephrin-A5のNMJ形成における機能的な関連を解析したところ、メルトリンβとephrin-A5のレセプターであるEphA4が末梢神経系において強い相互作用があることが明らかとなった。EphA4はephrin-A5と結合した後、その細胞内に複合体がエンドサイトーシスによって取り込まれるのであるが、メルトリンβがEphA4に相互作用することで、この複合体のエンドサイトーシスが著しく阻害され、メルトリンβがEph-ephrinシグナルを制御する可能性を見いだした。このメルトリンβの活性にはプロテアーゼとしての機能は必要なく、非常に新たな知見を与えるものとなった。本研究によってNMJ形成における新たな分子の関与やそのメカニズムの一端が明らかとなった。上記の結果は現在国際雑誌に投稿中である。本研究室で同定されたメルトリンβはADAMファミリーに属し、同一分子内にプロテアーゼドメインとディスインテグリンドメインと言う異なる機能ドメインをもつユニークな蛋白質である。メルトリンβノックアウト(KO)マウスは胎生中期に心室中隔欠損を引き起こす事から、この分子は心室中隔の形成に関与する事が示されている。しかしながら、メルトリンβKOマウスはその後も発生を続け出生するが、その直後に死亡する。出生直後の致死性は肋間筋や横隔膜などの呼吸筋における神経筋接合部(NMJ)の形成不全によって惹起される事が多く、メルトリンβがNMJの形成過程に関与することが示唆された。始めに、メルトリンβKOマウスがどのようなNMJ形成不全を引き起こすのかを形態学的に調べた。その結果、横隔膜に進入する横隔神経の軸索の走行は野生型(WT)とほぼ変わらないものの、最終的に神経が自身のターゲットである筋肉に投射する末端部分でその走行が乱れている事が分かった。また、MJの筋肉側の構成タンパクであるアセチルコリンレセプター(AChR)は、横隔膜の中心部分から外れて散在し、WTに比してより小さなAChRのクラスターが形成されていた。次にWTとKOマウスのそれぞれの横隔膜から、シナプス領域とシナプス外領域を採取し、マイクロアレイによって、発現遺伝子を比較・解析した。すると、これまでに報告の無い遺伝子がWTにおいてシナプス領域で発現が限局し、NMJ形成に関与する可能性が示唆され、新たな発見となった。更にこれらの遺伝子発現をKOマウスにおいて、シナプス領域とシナプス外領域で発現量を比較すると、ある遺伝子発現パターンがWTと異なっていた。

EphA4はephrin-A5と結合した後、その細胞内に複合体がエンドサイトーシスによって取り込まれるのであるが、メルトリンβがEphA4に相互作用することで、この複合体のエンドサイトーシスが著しく阻害され、メルトリンβがEph-ephrinシグナルを制御する可能性を見いだした。このメルトリンβの活性にはプロテアーゼとしての機能は必要なく、非常に新たな知見を与えるものとなった。本研究によってNMJ形成における新たな分子の関与やそのメカニズムの一端が明らかとなった。上記の結果は現在国際雑誌に投稿中である。
弦の場の理論とループ方程式による弦理論とゲージ理論の双対関係の探究

超弦理論とゲージ理論の双対性であるAdS/CFT対応を拡張することによって得られた、強い相互作用を表すQCDを再現する模型として「酒井・杉本模型」がある。本研究では、まず、酒井・杉本模型においてバリオンを表すソリトン解を構成し、その集団座標量子化を行うことでバリオンのスペクトラムを求め、負パリティーバリオンも含めて実験との比較的良い一致を得た。更に、この結果をフレーバー数が3の場合に拡張し、また、バリオンの電荷分布や磁気モーメント等の静的な諸性質の解析を与えた。今年度は酒井・杉本によって提唱された「ホログラフィックQCD模型」におけるバリオンの解析を行った。酒井・杉本模型は、超弦理論において10次元時空上にD4/D8/反D8の3種類のDブレインを配置することで4次元時空上のQCDを再現したものである。この模型をD4ブレイン上の理論として見るとQCDの基本場であるクォークやグルーオンを持った理論となっているが、他方、D8ブレイン上の理論として見るとメソン場から成るQCDの低エネルギー有効理論を与えており、現実世界を数値的にもかなり良い精度で再現することが知られている。本研究課題では、後者のQCDの有効理論を与える曲がった5次元時空上の非可換ゲージ理論において、バリオンを表す古典解(ソリトン解)を構成し、更にそのバリオン解の周りで理論を量子化することによりバリオンのスペクトルを導出した。これはメソンの低エネルギー有効理論であるSkyrme模型でのバリオン解の構成と量子化に相当する解析を、(Skyrme模型から見ると)無限個のベクトルメソンが入った理論である5次元模型で行ったものである。しかし、1)Chern-Simons項から来る相互作用を考慮して初めてバリオン解がつぶれずに安定に存在できる、2)量子化により高いスピンを持ったバリオンや負パリティのバリオンの解析を容易に行うことが出来(理論が持つパラメータを適当に取ることにより)数値的にも実験結果との良い一致を得た、等の非自明な知見や結果を得ることができた。この研究成果は畑浩之(本研究代表者)・酒井忠勝(茨城大学)・杉本茂樹(名古屋大学)・山戸慎一郎(京都大学大学院生)の共著論文"Baryonsfrom instantons in holographic QCD"(hep-th/0701280)として発表した(雑誌投稿中)。この論文はフレーバー数が2の場合の解析であるが、ストレンジ・クォークも入れたフレーバー数が3の場合の研究も進行中であり、ペンタクォークと関係していて興味深い。また、本研究課題の主題の一つであるループ方程式を用いた解析も次年度以降の研究テーマである。昨年度に引き続き、酒井・杉本によって提唱された「ホログラフィックQCD模型」におけるバリオンの解析を行った。本研究課題においては、まず、昨年度の成果であるところフレーバー数が2の場合のバリオン解の構成とその集団座標量子化を、フレーバー数が3のより現実的な場合に拡張した。フレーバー数が3以上の場合はChern-Simons項のnon-Abelian部分が効いてくるので、これは決して自明な拡張ではない。実際、現実のバリオンスペクトルを得るためには、Chern-Simons項の別の表現を用いる必要があることが分かった。この研究は、村田仁樹氏(基礎物理学研究所M2)との共著論文としてProgress of Theoretical Physicsに発表された。バリオンに関する別の研究として、電荷分布・磁気モーメント・axial vector coupling等の静的な諸性質の解析も行った。この解析における最も重要な点は、酒井・杉本模型において4次元の意味でのフレーバーの左右カレントを如何に定義するか、である。我々は、ある種の局所ゲージ変換のNoether currentの積分として与えたカレントを用いて解析を行い、実験値とかなり良い一致を得た。この成果は、村田氏および山戸慎一郎氏(D2)との共著論文としてarXiv:0803.0180に発表された。

この模型をD4ブレイン上の理論として見るとQCDの基本場であるクォークやグルーオンを持った理論となっているが、他方、D8ブレイン上の理論として見るとメソン場から成るQCDの低エネルギー有効理論を与えており、現実世界を数値的にもかなり良い精度で再現することが知られている。酒井・杉本模型においてバリオンはソリトンとしてあらわされることが以前、畑・酒井・杉本・山戸らにより明らかにされたが、本研究課題では、このバリオンに関する研究として、電荷分布・磁気モーメント・axial vector coupling等の静的な諸性質の解析を行った。この解析における最も重要な点は、酒井・杉本模型において4次元の意味でのフレーバーの左右カレントを如何に定義するか、である。我々は、ある種の局所ゲージ変換のNoether currentの積分として与えたカレントを用いて解析を行い、実験値とかなり良い一致を得た。この成果は、村田仁樹氏および山戸慎一郎氏(共に博士後期課程大学院生)との共著論文としてPhysical Review D誌に発表された。なお、我々の用いたカレントにはゲージ不変性に関する問題が残されていたが、その後、橋本・酒井・杉本により、この問題を克服した別のカレントを用いた解析が行われ、我々と多くの共通点のある結果が導かれた。我々のカレントによる解析を正当化する議論を現在展開しており、近いうちにその成果を発表できるものと思われる。
核磁気共鳴エラストグラフィーによる頭蓋内腫瘍の弾性率の解析

脳神経外科手術において頭蓋内腫瘍の硬さは手術の難易度を左右する。核磁気共鳴エラストグラフィー(MRE)は非侵襲的に生体内に組織の弾性率、すなわち硬さを測定することができる画期的な方法である。我々は、MREを用いて代表的な4つの頭蓋内腫瘍:髄膜腫、下垂体腺腫、前庭神経鞘腫、グリオーマに対してMREを用いて術前に弾性率を評価し術中の硬さとの相関について研究を行った。その結果、術前のMREの弾性率と術中の腫瘍の硬さは相関した。MREは術前に硬い腫瘍を鑑別するのに有用と考えた。2.頭蓋内腫瘍の弾性率の評価:4つの代表的な頭蓋内腫瘍34症例:髄膜腫、下垂体腺腫、前庭神経鞘腫、神経膠腫に対してMREを撮影し弾性率を算出した。MREによる弾性率は、髄膜腫:1.9kPa、下垂体腺腫:1.2kPa、前庭神経鞘腫:2.0kPa、神経膠腫:1.5kPaであった。3.腫瘍摘出術における腫瘍の硬さをMREから算出された弾性率との相関:術中の所見から腫瘍の硬さを5段階にスケールで分類し、弾性率を比較したところ統計学的に有意であった。4.病理組織診断とMREから算出された弾性率との関連:髄膜腫と下垂体腺腫は統計学的にも有意に髄膜腫が下垂体腺腫よりも弾性率が高いという結果がでた。研究計画書に記載した平成27年度の計画は、おおむね順調に進展している。ここまでの成果については、American Journal of Neuroradiologyに投稿し受理された。頭蓋内腫瘍の弾性率は病変が頭蓋骨に囲まれていることから非侵襲的に評価することは困難で、これまで弾性率の観点から頭蓋内腫瘍の病理組織学的特性が検討されたことはなかった。核磁気共鳴エラストグラフィー(magnetic resonance elastography: MRE)は生体を外部から振動しながら撮影し、内部組織に伝わるせん断波の伝播速度を画像化して弾性率を導き出す画期的な方法で、非侵襲的に生体内臓器の弾性率を画像化することが可能である。既に肝炎後の線維化の評価に臨床で用いられている。我々は肝臓用に開発されたMREの振動装置が頭部にも利用できることを見出し、頭蓋内腫瘍のMREの撮影を行った。本研究ではMREを用いて頭蓋内腫瘍の弾性率の評価を行い、病理組織学的特性との関連を明らかにした。【腫瘍摘出術における腫瘍硬度の評価とMREによる弾性率との比較】脳神経外科手術においての腫瘍な4つの頭蓋内腫瘍:髄膜腫、下垂体腺腫、前庭神経鞘腫、グリオーマについてMREを術前に測定し、術中の腫瘍硬度との相関を調べた。その結果、術後のMREによる弾性率と術中の腫瘍硬度には統計学的に有意な相関がみられた。脳神経外科手術においての腫瘍な4つの頭蓋内腫瘍:髄膜腫、下垂体腺腫、前庭神経鞘腫、グリオーマについてMREを術前に測定し、術中の腫瘍硬度との相関を調べた。頭蓋内腫瘍は、非侵襲的な方法で弾性率の評価を行うことは困難で、手術の難易度に大きく影響する腫瘍の硬さを術前に正確に予想することは困難であった。我々は肝臓用に開発された振動装置(MR Touch; GE Healthcare)を、ただ枕のように頭部の下に置くことでMREの撮影ができることを見出した。この簡便な頭部の振動方法を用いることで通常の臨床の中でMREによる頭蓋内腫瘍の弾性率を用いて評価することが可能となった。今回の研究では、4つの代表的な頭蓋内腫瘍:髄膜腫、下垂体腺腫、前庭神経鞘腫、グリオーマに対してMREによる弾性率の評価を行い、手術中の実際の腫瘍の硬さとの相関について検討し、MREが術前の腫瘍の硬さの評価に有効であるかどうかを評価した。研究の方法:開頭腫瘍摘出術が予定されている頭蓋内腫瘍34例に対して術前にMREを施行し平均弾性率と最大弾性率を測定した。術中に術者が腫瘍の硬さを5段階に評価しMREの弾性率との相関を検討した。採取した腫瘍の病理組織学的検査とMREによる弾性率との関連を検討した。研究成果:平均弾性率と最大弾性率の結果は以下の通りであった。髄膜腫:1.9±0.9 kPa,3.4±1.5 kPa、下垂体腺腫:1.2±0.3 kPa, 1.8±0.5 kPa、前庭神経鞘腫:2.0±0.4kPa, 2.7±0.8kPa、グリオーマ:1.5±0.2, 2.7±0.8kPaであった。髄膜腫の平均弾性率と最大弾性率は、有意に下垂体腺腫よりも高かった。MREによる平均弾性率と最大弾性率は、有意に術中の腫瘍の硬さの評価と相関した。術中に硬かった5つの腫瘍と、それ以外の硬くなかった腫瘍のMREの弾性率は、前者が有意に高かった。以上の結果から、MREは、頭蓋内腫瘍の弾性率を評価することが可能で、術前に硬い腫瘍を鑑別することに有用であると考えた。

核磁気共鳴エラストグラフィー(MRE)は非侵襲的に生体内に組織の弾性率、すなわち硬さを測定することができる画期的な方法である。我々は、MREを用いて代表的な4つの頭蓋内腫瘍:髄膜腫、下垂体腺腫、前庭神経鞘腫、グリオーマに対してMREを用いて術前に弾性率を評価し術中の硬さとの相関について研究を行った。その結果、術前のMREの弾性率と術中の腫瘍の硬さは相関した。MREは術前に硬い腫瘍を鑑別するのに有用と考えた。今後は症例を増やすとともに、MREから得られた弾性率と病理組織学的な特性について検討を加える。弾性率に関連した病理組織学的特性の検討脳j神経外科MREから得られた腫瘍の弾性率と病理組織学的な特性についての検討が十分にできなかった。当初の予定よりも研究費がかからなかったため。MREから得られた腫瘍の弾性率と病理組織学的な特性についての検討を免疫組織学的検索に加えて超音波顕微鏡を用いて行う予定である。MREの弾性率と病理学的検索に使用する予定である。