hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
補助人工心臓治療を高度化する能動的計測法による新しいモニタリングシステムの構築

本研究では、補助人工心臓(VAD)の装置側から得られる情報を用いて、補助流量や生体側情報をモニタするシステムを開発するための基礎検討を行った。その結果、空気駆動型の拍動流システムでは補助流量推定精度を向上した。このモニタシステムは、開発中の小型駆動装置の機能を向上する成果を得た。連続流システムは、駆動条件変動時の装置側指標から負荷側の状態推定につながる可能性が示唆された。また、駆動電流を指標として適応的に駆動状態を維持可能であった。これは駆動変動によるモニタ法とVADの流量補助機能の両立に有用であると考えられた。病態や治療効果の把握、患者管理には生理機能や補助人工心臓(VAD)駆動状態等の情報の獲得が重要である。本研究では、VAD治療を高度化する能動的計測法による新しいモニタリングシステムの構築を目的とする。本年度は、中核となるVAD駆動の変動による能動的センシングの入力となる計測系の構築、補助流量や心機能推定法の確立を目指して以下の項目を実施した。【1.計測系】能動的センシングの基礎となる入力として、非観血に取得可能な計測系を構築した。1拍動流VAD:先行研究にて開発したドライブラインの空気流量を用いた流量推定装置のセンサ部とアルゴリズムを改良し、VAD駆動用空気流量と平均拍出流量の相関性を向上した(計測系組み込み予定の小型駆動装置を用いた模擬循環試験においてR2=0.86からR2=0.97へ改善)。2連続流VAD:試作型軸流ポンプを用いた閉ループ模擬循環試験において循環抵抗および作動流体の粘度を変更した際の電流値を測定し、それぞれステップ状に回転数を変更したときの立ち上がりの遅れと絶対値がそれぞれ異なることを確認し、過渡応答性の解析を開始した。【2.センシングアルゴリズム】拍動流システム、連続流システムともに確率的アトラクタ探索モデルを応用することで、センシングのための駆動変動と必要とされる補助流量の維持を両立するためのアルゴリズムを構築した。具体的には、アトラクタ選択モデルdx/dt=A・(-dU(x)/dx)+ηの二重構造とし、重みに相当するパラメータは計測系と併せて今後実験的に検討する。また、心機能を含む生理機能の推定法構築にむけて、過去のVAD装着下の慢性動物実験データにおけるデバイスの駆動条件の変更点に着目し、その際の血行動態や心拍変動の変化について解析を開始した。本年度は、中核となるVAD駆動の変動による能動的センシングの制御系の最適化、動物実験で使用可能な評価システム構築を目指して以下を実施した。慢性動物実験での使用を想定し、医療用遠心血液ポンプを対象として能動的センシングのための駆動変動が可能なコントローラを構築した。左心補助を想定した拍動下模擬循環試験において循環抵抗を変更した際に、それぞれステップ状に回転数を変更したときの電流値の立ち上がり応答性の解析を行った。拍動性の負荷の下でも大幅な循環抵抗の変化に対する電流値の変動を確認したが、応答性に関してさらに検討が必要と考えられた。拍動下においても駆動変動と平均流量の維持は適応的に可能であった。ただし、駆動変動に関係するパラメータはin-vivo試験とあわせて実験的に検討する必要があると考えられた。本研究では、臨床で使用される拍動流VAD、連続流VADをそれぞれ対象として治療の高度化に有用な新しいモニタリングシステムの構築を目的とする。本年度はおもに、1拍動流型VAD:前年度までに開発した要素技術を統合し、制御性に優れたDCサーボモータ駆動のクランクピストン型小型空気圧発生機構と制御インターフェースに、ドライブライン空気流量を利用した間接的補助流量モニタシステムを組み込んで一体化した小型駆動装置を構築した(補助流量表示機能を含めて8.5 kg)。2連続流VAD:医療用遠心血液ポンプを、前年度までに構築したセンシング機能の基盤となるコントローラで駆動し、左心補助を想定した拍動下模擬循環試験において循環抵抗の変更やVADの流入障害による駆動状況の急変に対する駆動電流の変化を解析した。流入障害の状況で厳密な補助流量推定は困難であったが、電流値のみを指標として任意の平均流量を概ね維持する駆動が可能であった。以上により、生体側指標と装置側指標の相関性をさらに検証する基盤が構築された。本年度は、慢性動物実験での使用を想定し、医療用遠心血液ポンプを対象として能動的センシングのための駆動変動が可能なコントローラを構築した。拍動下模擬循環試験において能動的センシング機構の基礎となるデバイス側電力(電流)と循環状態の関係について解析を実施した。

一方で、生体情報の推定に関しては若干の遅れを生じている。人工臓器医用工学構築したVADの変動制御システムを用いた慢性動物実験において、駆動条件の変更の大きさと時間間隔に着目し、血行動態や心拍変動の変化について解析を実施する。生体情報の推定に関しては、in-vivo試験と併せてVAD駆動条件の変化に対する応答性に主眼を置いて解析することでVAD駆動と生体側情報との関係性の明確化を目指す。本年度は、能動的センシング機構の入力となる計測系の構築と補助流量や生体側指標の推定法開発を目指した。現在まで、模擬循環試験において流量推定法の最適化を実施した。生体情報の推定に関してはデータ解析を開始したものの若干遅れがあるいっぽう、次年度以降に計画していた能動的センシング機構の一部と基礎となるアルゴリズムを構築した。以上から総合的には順調な進展と考えられた。制御システムのハードウェア部分を先行研究と共有できたことから当初の見積もりを下回ったため、次年度使用額を生じた。計測系と能動的センシングアルゴリズムに関してひきつづき適宜最適化を行い、これらを組み込んだ能動的センシング機構(VADの変動制御システム)を構築する。また、模擬循環試験による駆動試験において構築したシステムの妥当性を検証する。生体情報の推定に関しては、VAD駆動条件の変化に対する時間的応答性に主眼を置いて解析することでVAD駆動と生体側情報との関係性の明確化を目指す。次年度は、主として予定している能動的センシング機構の構築、in-vivo試験に関わる消耗品費、現在から次年度までの成果公表を積極的実施するための費用として計上し、研究推進を図る。本年度は、計測系の構築と補助流量推定法の最適化を主としたためデータ整理などに補助を要しなかったことから謝金を生じなかった。同様に、計測用センサを要素技術の一部を先行研究と共有できたことから物品費が当初の見積もりを下回ったため、次年度使用額を生じた。次年度は、主として予定している計測系の最適化と能動的センシング機構の構築、模擬循環試験に関わる消耗品費、現在から次年度までの成果公表を積極的実施するための費用としてあわせて計上し、更なる研究推進を図る。
ヘリコバクター・ピロリのエフェクタータンパク質の機能と胃粘膜感染機構の研究

1.ピロリ菌のcag pathogenicity island(cag PAI)遺伝子群にコードされているIV型分泌装置の構造を解析するために、Agrobacterium tumefaciensのIV型分泌装置構成成分と相同性の高いcag PAI上のHP0532(VirB7),HP0528(VirB9),HP0527(VirB10),HP0525(VirB11),HP0524(VirD4)に着目して、それぞれの菌体における局在を、特異的なポリクローナル抗体を用いた蛍光免疫顕微鏡および免疫電子顕微鏡により観察した結果、ピロリ菌のIV型分泌装置は、赤痢菌やサルモネラ菌の菌体表面に存在するIII型分泌装置にみられる注射針のような構造とは大きく異なる不定形の突起物であることが示唆され、ピロリ菌の病原性に深く関与するIV型分泌装置の超分子的構造の概要が初めて明らかになった(Cell.Microbiol.(2003)5,395-404)。2.IV型分泌装置を介して分泌される菌体因子として唯一同定されているCagAタンパク質は、宿主細胞内でGrb2,SHP-2,Cskなどと結合して細胞運動能や増殖能を促進することが報告されており、CagAは様々なシグナル伝達分子を結合しうる多機能タンパク質であることが明らかにされている。今回新たにCagAの宿主内結合因子として、アダプタータンパク質Crkを同定した。ドミナントネガティブ体の過剰発現、もしくはsiRNAによるCrkのノックダウンの結果、CagAによって誘導される宿主細胞運動能亢進が抑制された。また、阻害剤等を用いた実験から、Crkによるシグナルカスケードの下流で活性化されるH-Ras,Rap1,Rac1の活性化がCagAに起因する宿主細胞応答に必要であることが示唆された(論文投稿中)。3.ピロリ菌感染と胃上皮細胞のアポトーシスを解析した結果、感染に伴い注入されるCagAによって、アポトーシスが抑制されることが明らかになった。阻害剤やsiRNAを用いた実験の結果、CagAによる宿主MAPKの活性化が、アポトーシス抑制能に関与することが示唆された(投稿準備中)。これらの結果から、ピロリ菌の胃粘膜長期定着を通じて、CagAタンパク質により引き起こされるシグナル伝達カスケードの亢進が、正常な胃粘膜におけるアポトーシスと細胞増殖のバランスを崩し、病態の発症と悪性化に寄与することが推察された。ヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pylori)のcag pathogenicity island (cag PAI)遺伝子群には、IV型分泌装置と呼ばれる特殊な分泌機構の構成因子がコードされていると考えられており、この装置によって、ピロリ菌の病原性タンパク質CagAと、NF-κB活性化を促進させる未知の物質が、付着した宿主細胞に分泌されると考えられている。

この分泌装置の構造を解析するために、IV型分泌装置の解析が進んでいるAgrobacterium tumefaciensの分泌装置構成成分と相同性の高いcag PAI上の、HP0532 (VirB7), HP0528 (VirB9), HP0527 (VirB10), HP0525 (VirB11), HP0524 (VirD4)に着目して、ピロリ菌26695株の各遺伝子破壊変異株を作製した。作製した破壊株を胃癌細胞株AGS細胞に感染させて、各株によるCagAの宿主細胞移行能とIL-8産生能を検討した結果、HP0524はCagAの宿主移行のみに関与する因子であるが、HP0532, HP0528, HP0527,およびHP0525の遺伝子産物はCagAの宿主移行とIL-8産生能の両方に関与することが明らかになり、これらの因子が分泌装置の構造形成に関与する可能性が考えられた。そこで次に、各遺伝子産物に特異的なポリクローナル抗体を作製して、それぞれの構成成分の菌体における局在を、蛍光免疫顕微鏡を用いて観察した結果、HP0532は菌体表面に存在することが示唆された。また、各種抗体を用いた免疫電子顕微鏡観察から、ピロリ菌のIV型分泌装置は、赤痢菌やサルモネラ菌の菌体表面に存在するIII型分泌装置にみられる注射針のような構造とは大きく異なり、不定形の突起物であることが示唆された。以上の結果から、ピロリ菌の病原性に深く関与するIV型分泌装置の超分子的構造の概要が初めて明らかになった。胃炎、胃潰瘍、胃MALTリンパ腫に関与するヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pylori)の病原性には、cag pathogenicity island (cag PAI)とよばれるピロリ菌の遺伝子群が重要である。Cag PAIにコードされているIV型分泌装置によって、菌体病原性因子が宿主細胞へ分泌・注入されて、胃粘膜の炎症が引き起こされることが提唱されている。この分泌装置を介して分泌される菌体因子として唯一同定されているCagAタンパク質は、上皮細胞の運動と増殖を促進することが報告されている。また、感染に伴い、ピロリ菌が胃上皮細胞死を調節することが病原性に重要であるとの報告も多く、これら多様な感染宿主生体反応におけるCagA分子の作用機序は病態の解明において重要である。これまでの研究で、CagAは宿主細胞内でGrb2,SHP-2,Cskなどと結合して細胞運動能や増殖能を促進することが報告されており、CagAは様々なシグナル伝達分子を結合しうる多機能タンパク質であることが明らかになりつつある。今回新たにCagAの宿主内結合因子として、アダプタータンパク質Crkを同定した。ドミナントネガティブ体の過剰発現、もしくはsiRNAによるCrkのノックダウンの結果、CagAによって誘導される宿主細胞運動能亢進が抑制された。また、阻害剤等を用いた実験から、Crkによるシグナルカスケードの下流で活性化されるH-Ras,Rap1,Rac1の活性化がCagAに起因する宿主細胞応答に必要であることが示唆された。また、胃上皮細胞のアポトーシスを解析した結果、ピロリ菌の感染に伴い注入されるCagAによって、アポトーシスが抑制されることが明らかになった。阻害剤やsiRNAを用いた実験の結果、CagAによる宿主MAPKの活性化が、アポトーシス抑制能に関与することが示唆された。これらの結果から、ピロリ菌の胃粘膜長期定着を通じて、CagAタンパク質により引き起こされるシグナル伝達カスケードの亢進が、正常な胃粘膜におけるアポトーシスと細胞増殖のバランスを崩し、病態の発症と悪性化に寄与することが推察された。
ガン細胞においてアポトーシス誘導作用を有するソマトソタチンアナログの合成研究

ソマトスタチンはウシの視床下部から単離された14残基からなる環状ペプチドで、成長ホルモン放出抑制や種々の内因性ホルモンの分泌調節だけでなく細胞増殖に関与するホルモンとしても知られている。これまでに報告されているソマトスタチンアナログのうち、TT-232:D-Phe-c(Cys-Tyr-D-Trp-Lys-Cys)-Thr-NH_2はソマトスタチン様作用を示さず、ガン細胞に対して強力な細胞増殖抑制活性を示すペプチドとして報告された。我々はその必須配列であるTyr-D-Trp-Lysに着目し、これまでに様々なソマトスタチンアナログを合成し、その構造活性相関について検討してきた。その中で、C末にAdamantylamide基を有するBoc-Tyr-D-Trp-1-Adamantylamideは、扁平上皮ガン細胞であるA431細胞や大腸ガン細胞であるSW480細胞に対して50μMでそれぞれ93%、95%の細胞増殖抑制活性を示した。この活性はTT-232よりも強力であった。N末にBoc基を導入していないH-Tyr-D-Trp-1-Adamantylamideも非常に強力な活性を示した(91%on A431)。今回は、この化合物のColon26(大腸ガン)細胞に対する生物学的検討を行い、以下の知見を得た。1-(1)G1アレスト細胞を用いた化合物のG1期への影響:G1期阻害1-(2)BrdU/7-AAD二重染色を用いた化合物のDNA合成への影響:S期におけるDNA複製阻害なし2In vivoにおける血中半減期:マウス、ラットにおける体内動態は約2分3HPLCを用いた化合物の安定性:全血、血清、肝ホモジネート中で安定4化合物をラットへ静脈内投与後30分の尿中排泄:ごくわずか以上より、化合物はG1期を阻害し、アポトーシスを誘発する事が示唆された。さらに、ラットを用いたin vivoにおける検討の結果、化合物の血中からの速やかな消失は体内分布によるものと推測された。今回得られた結果は、この化合物がペプチド性化合物でありながら、臨床でも十分に使用する事ができるという今後の可能性を示唆するものである。受容体親和性や細胞膜透過を狙い、既に報告されているソマトスタチンアナログ([A]:{pyrazinone}-Tyr-D-Trp-Lys)のTyrを2.6-Dimethyl-L-tyrosine(Dmt)やPheで置換した化合物を合成し、NMR、TOF-MS、元素分析で同定を行った。これらの化合物において、ソマトスタチン受容体サブタイプ1(SSTR1)が発現しているA431細胞に対する細胞増殖抑制活性を検討した。[A]はA431の増殖を90%阻害したのに対し、今回合成した化合物はほとんど活性を示さなかった。この結果により、細胞増殖抑制活性におけるTyrの重要性が示唆された。また、活性に重要と思われるTyr-D-Trp-Lys部分のC末Lysを、より脂溶性が高く、立体障害の大きい官能基(Adamanthane基)で置換した直鎖ペプチド([B]:H-Tyr-D-Trp-1-NH-Adamanthane)も合成し、それらの活性についても上記と同様に検討したところ、[A]よりも強力であった。このようにわずか3残基のみで強力な細胞増殖抑制活性を示した事は大変興味深い結果であった。そこで我々はC末部の脂溶性に着目し、C末部の構造活性相関を検討することとした。また[B]のN末に蛍光物質を付加した化合物を合成し、その細胞内動向についても現在検討中である。一方、活性が強かった2種類の化合物:[A]と[B]において、ソマトスタチン受容体に対する親和性を検討した。両化合物とも、すべてのサブタイプ(SSTR1-5)に適度な親和性を示し、中でもSSTR2に最も強く結合した。両化合物間での親和性の違いは大きくなかったが、[B]はソマトスタチンに匹敵するほどであった。受容体を介してアポトーシスが実行されるとすれば、SSTR2を発現している腫瘍細胞に対する活性はA431の場合よりも期待できるであろう。ソマトスタチンは14残基からなる環状ペプチドで、成長ホルモン放出抑制や種々の内因性ホルモンの分泌調節だけでなく細胞増殖に関与するホルモンとしても知られている。これまでに報告されているソマトスタチンアナログのうち、TT-232:_D-Phe-c(Cys-Tyr-_D-Trp-Lys-Cys)-Thr-NH_2はソマトスタチン様作用を不さず、ガン細胞に対して強力な増殖抑制活性を示すペプチドとして報告された。我々はその必須配列であるTyr-_D-Trp-Lysに着目し、これまでに様々なソマトスタチンアナログをデザイン、合成し、その構造活性相関について検討してきた。その結果、ガン細胞に対する増殖抑制活性にはN末、C末の疎水性が重要であることがわかり、N末はBoc基、C末Lysは他の疎水性置換基で置換することとした。その中で、C末にAdamantylamide基を有するBoc-Tyr-_D-Trp-1-Adamantylamideは、扁平上皮ガン細胞であるA431細胞に対して50μMで93%の細胞増殖抑制活性を不した。この活性はTT-232やシクロヘキシミドよりも強力であった。

同様に大腸ガン細胞であるSW480に対しても95%もの増殖抑制活性を示した。C末には、Adamantyl基だけでなく、9-fluorenyl methyl ester、1-naphthylamide、t-butylamide、4-methylcoumarine-7-yl amideなどAdamantyl基と同様、疎水性とかさ高さを有する置換基を導入したが、そこまで強力な活性を示すことはなかった。この事より、C末部での疎水性に加え、rigidityや脂肪族性も重要であると考えられる。Adamatylamide基を有するペプチドは、N末にBoc基を導入していない場合でも90%の活性を示した。さらにこの化合物のA431細胞におけるアポトーシスの有無についてフローサイトメトリーを用いて検討した結果、subG1期における顕著なDNA断片化がみられた。また、化合物と処理後の細胞の様子を顕微鏡で観察した際、形態学的な変化もみられた。これらの事は、この化合物がA431細胞に対してアポトーシスを誘発したという事を示唆している。今後は、-Tyr-_D-Trp-Adamantylamide配列をテンプレートとし、さらに強力で選択性のあるアナログの開発に臨んで行きたい。ソマトスタチンはウシの視床下部から単離された14残基からなる環状ペプチドで、成長ホルモン放出抑制や種々の内因性ホルモンの分泌調節だけでなく細胞増殖に関与するホルモンとしても知られている。これまでに報告されているソマトスタチンアナログのうち、TT-232:D-Phe-c(Cys-Tyr-D-Trp-Lys-Cys)-Thr-NH_2はソマトスタチン様作用を示さず、ガン細胞に対して強力な細胞増殖抑制活性を示すペプチドとして報告された。我々はその必須配列であるTyr-D-Trp-Lysに着目し、これまでに様々なソマトスタチンアナログを合成し、その構造活性相関について検討してきた。その中で、C末にAdamantylamide基を有するBoc-Tyr-D-Trp-1-Adamantylamideは、扁平上皮ガン細胞であるA431細胞や大腸ガン細胞であるSW480細胞に対して50μMでそれぞれ93%、95%の細胞増殖抑制活性を示した。この活性はTT-232よりも強力であった。N末にBoc基を導入していないH-Tyr-D-Trp-1-Adamantylamideも非常に強力な活性を示した(91%on A431)。今回は、この化合物のColon26(大腸ガン)細胞に対する生物学的検討を行い、以下の知見を得た。1-(1)G1アレスト細胞を用いた化合物のG1期への影響:G1期阻害1-(2)BrdU/7-AAD二重染色を用いた化合物のDNA合成への影響:S期におけるDNA複製阻害なし2In vivoにおける血中半減期:マウス、ラットにおける体内動態は約2分3HPLCを用いた化合物の安定性:全血、血清、肝ホモジネート中で安定4化合物をラットへ静脈内投与後30分の尿中排泄:ごくわずか以上より、化合物はG1期を阻害し、アポトーシスを誘発する事が示唆された。さらに、ラットを用いたin vivoにおける検討の結果、化合物の血中からの速やかな消失は体内分布によるものと推測された。今回得られた結果は、この化合物がペプチド性化合物でありながら、臨床でも十分に使用する事ができるという今後の可能性を示唆するものである。
KIT分子を標的とした中枢神経系胚芽腫の診断と治療法の開発

胚細胞腫において、卵黄嚢腫瘍や絨毛癌などの一部の悪性腫瘍は、それぞれが産生するAFPやHCGなどの特異的マーカーを用いて診断することで、開頭術により組織確認することなく、化学療法や放射線療法を先行させ、その後にSalvage surgeryを必要に応じて追加する(neoadjuvant therapy)ことで、良好な治療成績が得られている。一方、良性グループに属するものの、胚芽腫は特異性の高いマーカーがないため、現在でも組織確認のための手術を避けることができない。本研究の目的は、中枢神経原発胚細胞腫の中でも最も頻度の高い胚芽腫における、特異的マーカーを同定することで、このneoadjuvant therapyを胚芽腫にも適用することにある。まず、本研究に先立ち、既に我々はヒト胚細胞腫瘍において、c-kit分子が発現しており、特に胚芽腫成分において特異的に発現が高いことを報告していた。さらに、その可溶型分子(膜貫通ドメインで分解されることにより産生される)s-kitが髄液中に存在し、その濃度が組織型や臨床経過に相関する可能性を見出していた。今回、この所見を裏付けるために協力施設に依頼し、髄液中のs-kitレベルを測定し、臨床経過との相関を解析した。すると、予想された如く大部分の例において髄液中s-kitレベルと胚芽腫の活動性との良好な相関が確認された。次いで、KIT分子のリガンドであるSCF(stem cell factor)についても、マーカーとなる可能性を検証した。免疫組織化学的には発現細胞は、c-kitとほぼ同じパターンを示した。また、ELISAにより髄液中濃度を測定したが、s-kitより鋭敏で、s-kitが陰性の症例でもSCFは正常レベルより有意に高値を示した。ただ、髄芽腫など胚芽腫以外の腫瘍でも高値を示すため、現時点ではs-kitとSCFを組み合わせることが有用であると考えている。胚細胞腫は、基本的に化学療法および放射線療法に対して感受性の高い腫瘍であり、中枢神経系には本来存在しないタンパク質、すなわち腫瘍マーカーとなりうるAFPやbeta-HCGなどのOncoproteinを潜在的に産生する。しかしながら、胚芽腫についてはまだ特異的な腫瘍マーカーの報告はなされていない。本研究の第1の目的は、新たな腫瘍マーカーを同定し、臨床応用を確立するすることで、手術による組織確認を必要とせず、放射線化学療法(neoadjuvant therapy)による治療戦略を可能とすることにある。本研究に先立って、我々は既にc-KIT受容体が、胚芽腫に高レベルに発現し、可溶型のs-kitの髄液中濃度が、腫瘍の組織型や臨床経過と強く相関することを報告していたが、本年度はまずこのことを裏付けるべく、さらに関連施設の協力により検体を増やし、s-kit濃度が、やはり腫瘍マーカーとして有用であることを、再確認した。さらに、KIT受容体のリガンドであるstem cell factor(SCF)も同様にマーカーとなりうるかについても検討を加えた。まず、手術摘出標本16検体をもとに、免疫組織化学的にその発現を調べた。すると、SCFの発現パターンは、c-kitのそれと酷似しており、胚芽腫の全例で陽性像を示し、一部の成熟奇形種成分で弱陽性所見を示したものの、STGC成分では陰性であった。これを元に、本年度は髄液中のSCF濃度を測定し、s-kitと同様に腫瘍マーカーとしてふさわしいかどうかを確認する。

胚細胞腫において、卵黄嚢腫瘍や絨毛癌などの悪性腫瘍は、それぞれの腫瘍成分が産生するAFPやHCGなどの特異的蛋白質をマーカーとして診断することで、開頭手術を行い組織確認することなく、化学療法や放射線療法を先行させ、その後にSalvage surgeryにて、良好な予後を得ることができる。一方、良性グループに属するものの、胚芽腫は特異性の高いマーカーが知られていないため、組織確認のための手術を避けることができなかった。本研究の目的は、中枢神経原発胚細胞腫の中でも最も頻度の高い胚芽腫における、特異的マーカーを同定することで、この治療戦略を胚芽腫に広めることにある。まず、本研究に先立ち、我々はヒト胚細胞腫瘍において、c-kit分子が発現しており、特に胚芽腫成分において特異的に発現が高いことを見出し、報告していた。さらに、その可溶型分子(膜貫通ドメインで分解されることにより産生される)s-kitが髄液中に存在し、その濃度が組織型や臨床経過に相関することを見出していた。今回、この所見を裏付けるために協力施設に依頼し、髄液中のs-kitレベルを測定し、臨床経過との相関を解析した。すると、大部分の例においてs-kitのレベルが胚芽腫の活動性と良好な相関が見られることが確認された。また、KIT分子のリガンドであるSCF(stem cell factor)についても、マーカーとなる可能性を検証した。免疫組織化学的には発現細胞は、c-kitとほぼ同じパターンを示した。また、ELISAにより髄液中濃度を測定したが、s-kitより鋭敏で、s-kitが陰性の症例でもSCFは正常レベルより有意に高値を示した。ただ、髄芽腫など胚芽腫以外の腫瘍でも高値を示すため、現時点ではs-kitとSCFを組み合わせることが有用であると考えられた。
準パススルー型仮想マシンモニタのための安全かつ信頼できる実行環境に関する研究

申請者が実施してきた「準パススルー型仮想マシンモニタに関する研究」を発展させ、様々な拡張機能を実現するための安全かつ信頼できる実行環境に関する研究をおこなう。準パススルー型は応募者が考案したアーキテクチャであり、従来の仮想マシンモニタよりも格段に小型・軽量かつ高い安全性を実現可能であったが、本研究では、安全かつ信頼できる汎用実行環境を加えることで、準パススルー型アーキテクチャをさらに進化させる。内定年度:2018申請者が実施してきた「準パススルー型仮想マシンモニタに関する研究」を発展させ、様々な拡張機能を実現するための安全かつ信頼できる実行環境に関する研究をおこなう。
細胞内部の非平衡力学に基づく非熱的揺動力の計測

細胞内部環境のモデルシステムとしてのアクチン・ミオシンゲル、および細胞内部の固形成分を抽出した後生理活性を持つ低分子のみ除去した試料の力学応答、および揺らぎを計測した。生理活性を持つシステムにおいて観測された揺らぎの統計分布は、べき乗則に従う広い裾野を持ち、明らかに非ガウス的な形状を示した。観測された非平衡揺らぎはモータータンパク質等による力生成の動力学を反映する複数のLEVY分布の重ね合わせとして理解できることが分かった。LEVY分布は力生成体の特性や強度の分散によらず不変な安定分布であるため、得られた結果は異なる性質を持つ力生成体が同時に働く細胞内部環境にも適用できる可能性がある。細胞内部で生み出された揺動力や細胞内外の力学的性質は、分化、成長、運動、物質生産等の様々な細胞の振る舞いに大きな影響を与える。しかしながらその動作原理は主に細胞内部の力学的環境に対する理解が不足しているために殆ど明らかとなっていない。そもそも細胞内部は、熱的な揺らぎよりもはるかに大きな揺動力の生成と散逸のために、典型的な非平衡状態にあり、その力学特性は、平衡状態とは大きく異なる。しかしながらこうした非平衡現象を統一的に理解するための普遍的な理論枠組みは存在せず、個別に究明する必要がある。そこで本研究では、細胞力学のモデルシステムであるアクチン・ミオシンゲル、および細胞抽出液中に分散させたコロイド粒子、さらに細胞内部に貪食させたコロイド粒子をプローブとしてactive/passiveMR計測を行った。細胞のMR計測のための特殊システムが完成させ、通常のガラスボトムディッシュ上で培養された健常な細胞を観測した。蛍光微粒子(粒径0.6μm)をプローブとして用いることで、他のオルガネラと明確に区別した。これにより細胞骨格ゲルと細胆中における非平衡度と力学特性を定量化した。さらに非平衡揺らぎの統計分布を解析した結果、分布は著しく非ガウスであり、より大きな安定分布のクラスであるLevy分布と指数分布の和で理解できることが明らかになった。Oxford大学理論グループとの共同研究により、Levy分布の畳み込みとしての非平衡揺らぎの理論分布関数を求めた結果、よく実験と一致することが確認された。Levy分布は力生成体の強度分布にはあまり依存しないロバストな分布であるために、得られた理論関数は細胞内部の非平衡揺らぎの解析にも応用できる可能性がある。したがって、細胞内部における非熱的揺動力の定量化するための本来想定していなかった方法論につながる可能性がある。細胞内部に貪食させたコロイド粒子をプローブとしてactive/passive MR計測を行った。前年度までに準備した細胞計測用の計測システムを用いて、ガラスボトムディッシュ上で培養された健常な細胞の観測を行うことができた。(従来は狭小な試料セル中に細胞を封入する必要があったために細胞の状態が短時間のうちに劣化する問題があった。)蛍光微粒子(粒径0.6μm)をプローブとして、他のオルガネラと区別して計測を行うことができた。また、細胞骨格やモータータンパク質、およびその他の構造タンパク質との特異的な結合を避けるために、コロイド粒子の表面はポリエチレングリコール鎖で修飾した。本年度はさらに、細胞内部環境のモデルシステムとしてのアクチン・ミオシンゲル、および細胞内部の固形成分を抽出した後生理活性を持つ低分子のみ除去した試料の力学応答、および揺らぎを計測した。生理活性を持ちシステムにおいて観測された揺らぎの統計分布は、べき乗則に従う広い裾野を持つ明らかに非ガウス的な形状を示した。Oxford大学理論グループとの共同研究により観測された分布関数をLEVY統計理論を駆使して解析した。その結果、観測された非平衡揺らぎはモータータンパク質等による力生成の動力学を反映する複数のLEVY分布の重ね合わせとして理解できることが明らかになった。LEVY分布は力生成体の特性や強度に分散があっても不変な安定分布としての性質を持つ。したがって、得られた結果は異なる力生成体が同時に働く細胞内部環境においても適用できる可能性があり、得られた成果を現在投稿準備中である。Oxford大学理論グループから当初想定していなかった共同研究の提案を受け、細胞骨格ゲル中における非平衡揺動力の解析が進んだ。その結果、細胞内部における揺動力の統計分布に関する理解が深まり、事前に想定しなかった方法論で本研究の目的を達成できる可能性がでてきた。反面、新たな細胞モデルの作製と作製した細胞モデル中での非平衡度を生化学的に制御する方法の開発に十分な労働力を割くことができなかった。25年度が最終年度であるため、記入しない。来年度から生化学の博士号を取得した研究者を新たにスタッフとして迎え入れることで、細胞モデルの作製と制御を進展させる。既にそのための人選を進めている。
潰瘍性大腸炎における「JAK分子ネットワーク・プロファイル」の解明と治療への応用

本研究ではJAK阻害薬の大腸における効果を独自に確立したオルガノイド培養系やシングルセル解析系を用い、免疫担当細胞・間葉系細胞・腸上皮細胞について分子生化学的・機能的解析を行い、同薬剤が各細胞を標的として如何なる効果を発揮し治療効果の有無が決定されるのか描出することを目指す。本研究の遂行により、複数のサイトカインシグナルが集結するJAK分子を介したシグナル伝達が免疫担当細胞-腸上皮細胞-間葉系細胞連関の中で難治性潰瘍性大腸炎の病態を制御する疾患特異的な「JAK分子ネットワーク・プロファイル」を明らかとし、「炎症の制御」と「上皮再生」が両立・協調可能な「治療最適化」の基盤構築が期待できる。
乳幼児健康診査における保健師の社会性の発達を評価する支援技術の構築

1.群馬県内の2市町村においてSACS-Jを継続実施し、新規に鳥取県倉吉市が今年度から取り組みを始めている。開始に当たり、鳥取県環境学術等振興事業の中で研修会を倉吉市、米子市で実施した。また、SACS-Jを継続実施している2市町村は、厚生労働省・国立リハビリテーションセンター発達障碍情報支援センターの視察を受け、そこで1歳半健診等における発達障碍の早期発見介入に関する課題を提示した。平成26年度から継続的に群馬県内では、1歳半健診の発達障碍の早期発見・介入支援に向けた行動観察に関する評価のスキルアップ研修を実施しており、現状とともに課題が明らかになっている。2.1.を受けて、e-ラーニング教材を開発するため、その動画作成を行った。概ね構成を終了し3月に試行実施として、群馬県で実施された研修会において一致率を評価している。3.e-ラーニングシステムとして、使用可能な状態となるよう個人情報管理も含めた技術的な段階になっている。4.SACS-J行動観察等課題項目とASD診断との関連に関する研究は、平成23,24年度出生の対象時のデータがまとまり、分析中である。以上から、2つの課題が明らかになった。1.発達障害の早期発見や支援に向けた社会性の発達を評価するための健診票の見直しの必要性が明らかになった。2.保健師の社会性の発達を評価する支援技術スキルには市町村間、各個人においても格差が認められた。また、研修後のアウトプットは個人に委ねられている状況から、質の担保につながらない現状が明らかになった。今後は、研修体系等を含めた支援技術の向上を実現できる体制づくりが望まれる。3.コホート調査から、社会性の発達を評価するスクリーニング項目とASD診断やその他の疾患との関連も含めて検討した結果、実施しているスクリーニング項目との関連が明らかになった。研究1:質問紙を作成し、群馬県内35市町村の1歳半健診に従事する保健師研修会において保健師の発達障害児の把握及び事後指導等に関する評価技術等に関する調査を実施した。研究2:第2コホート調査を継続的に実施し、第1コホート調査と合わせ、ASD診断のある児とASD以外のその他の診断のある児と診断の無い児と経過観察されている児の4群に分けて、社会性の発達の各項目との関連を調査し、平成30年1月日本公衆衛生看護学会において発表した。研究3: 1歳半健診における保健師の社会性の発達を評価する技術として、研究1・2から得られた社会性の発達の関する行動観察項目を検討し、e-ラーニングを制作中である。行動観察の実施を含めたe-ラーニングの作成が、概ね終了している。今後は、その教材を使用し信頼性の検討に入る。これにより、市町村の保健師が研修会への参加という形式を取らずに自席において学習をする機会につながる。よろ多くの方々に利用しやすいよう検討を重ねたい。2.乳幼児健診時に並行してSACS-Jを実施しており、コフォート調査は3年次が終了し4年次に入っている。継続的な支援をとおして、乳幼児健診においてスクリーニングされた対象の経過を追うことができている中で、ASD等の診断の有無を含め診断につながる対象が明らかになっている。診断とSACS-Jとの関連についても、継続して分析を重ねている。1.1歳半健診に従事する保健師が社会性の発達を評価するための項目を提示し、保健師間の各項目の評価技術についてのe-ラーニング教材から、習得度合いを調査する。また、その教材の信頼性の評価を実施する。2.その教材を使った保健師の社会性の発達の評価技術の取得に向けた取り組みとして、群馬県内および協力市町村において研修会を実施する予定である。3.乳幼児健診時に並行してSACS-Jが実施され、6年目を迎える。コフォート調査から得られた分析結果から、ASD等の診断の有無を含め診断につながる対象が明らかになってきている。これらを踏まえ、SACS-Jを行動観察等課題項目を見直す取り組みを検討する。保健師の1歳半健診における社会性の発達を評価する支援技術を明らかにするため、以下の調査及び検討会を実施した。1.群馬県内35市町村の1歳半健診の問診票及び保護者へのアンケート等から、社会性の発達を評価する項目を抽出し、その項目と把握方法(保健師による行動観察や保護者からの聞き取り等)についての実態を明らかにした。2.群馬県内外の1歳半健診及びフォローアップ事業に携わる関係職種から1歳半健診とその事後フォロー教室等に関する現状について聞き取りを実施するとともに、関係職種を集めた検討会を実施した。関係職種は保健師を始め、臨床発達心理士等の心理職、特別支援教育に携わる教職員、発達障害者支援センターの職員等であり、乳幼児健診における経過観察対象児の抽出方法やその人数、それに従事するマンパワー、その後のフォローアップ事業についての現状と課題を検討した。1.2より、1歳半健診における社会性の発達を評価する項目やその評価方法は、問診項目も含め十年あまり見直しがされていない自治体も見られた。また、健診に携わる保健師の研修は、特に人口の少ない町村においては事業が優先され、研修に参加する機会が少ない傾向がみられた。このように、発達障害の早期発見や支援に向けた社会性の発達を評価するための健診票の見直しや従事する保健師等研修等は、健診の質を担保するためには重要な課題であるが、市町村間に格差が見られる現状が明らかになった。

一方で、研修後の学びをアウトプットする機会は、個人の自己研鑽に留められ健診項目の見直しや保健指導内容等の改善に結びにくい現状にあり、自治体としての取り組みになりにくい実態が明らかになった。今後は、社会性の発達を評価する項目とその支援技術の構築に向けた取り組みに合わせて、それを実現できる体制づくりの必要性が示された。1.社会性の発達を評価するスクリーニング項目を活用したコホート調査は、第1コホート調査に第2コホート調査も合わせた2か年間の出生児を対象にデータを分析中である。2.保健師の支援技術の構築に向けては、当初DVDを製作する予定であったが、個人が広く活用できるe-ラーニングに変えて作成することとした。1.群馬県内の2市町村においてSACS-Jを継続実施し、新規に鳥取県倉吉市が今年度から取り組みを始めている。開始に当たり、鳥取県環境学術等振興事業の中で研修会を倉吉市、米子市で実施した。また、SACS-Jを継続実施している2市町村は、厚生労働省・国立リハビリテーションセンター発達障碍情報支援センターの視察を受け、そこで1歳半健診等における発達障碍の早期発見介入に関する課題を提示した。平成26年度から継続的に群馬県内では、1歳半健診の発達障碍の早期発見・介入支援に向けた行動観察に関する評価のスキルアップ研修を実施しており、現状とともに課題が明らかになっている。2.1.を受けて、e-ラーニング教材を開発するため、その動画作成を行った。概ね構成を終了し3月に試行実施として、群馬県で実施された研修会において一致率を評価している。3.e-ラーニングシステムとして、使用可能な状態となるよう個人情報管理も含めた技術的な段階になっている。4.SACS-J行動観察等課題項目とASD診断との関連に関する研究は、平成23,24年度出生の対象時のデータがまとまり、分析中である。以上から、2つの課題が明らかになった。1.発達障害の早期発見や支援に向けた社会性の発達を評価するための健診票の見直しの必要性が明らかになった。2.保健師の社会性の発達を評価する支援技術スキルには市町村間、各個人においても格差が認められた。また、研修後のアウトプットは個人に委ねられている状況から、質の担保につながらない現状が明らかになった。今後は、研修体系等を含めた支援技術の向上を実現できる体制づくりが望まれる。3.コホート調査から、社会性の発達を評価するスクリーニング項目とASD診断やその他の疾患との関連も含めて検討した結果、実施しているスクリーニング項目との関連が明らかになった。研究1:質問紙を作成し、群馬県内35市町村の1歳半健診に従事する保健師研修会において保健師の発達障害児の把握及び事後指導等に関する評価技術等に関する調査を実施した。研究2:第2コホート調査を継続的に実施し、第1コホート調査と合わせ、ASD診断のある児とASD以外のその他の診断のある児と診断の無い児と経過観察されている児の4群に分けて、社会性の発達の各項目との関連を調査し、平成30年1月日本公衆衛生看護学会において発表した。研究3: 1歳半健診における保健師の社会性の発達を評価する技術として、研究1・2から得られた社会性の発達の関する行動観察項目を検討し、e-ラーニングを制作中である。行動観察の実施を含めたe-ラーニングの作成が、概ね終了している。
人工股関節全置換術後患者のQOL向上を目的としたアセスメントツールの開発

【目的】本研究は、人工股関節全置換術(Total Hip Arthroplasty : THA)を受ける患者の手術前後の住生活実態と術後の環境移行の状態を把握することで、患者指導のためのアセスメントの指針を得ることを目的とした。【方法】研究方法は、股関節の変形性疾患でTHAを予定している患者8名を対象に、手術前後に自宅への訪問調査を行った。調査内容は、生活実態に関する聞き取り、VTR・写真撮影、家屋内の計測であった。研究に伴う倫理的な配慮については、名古屋市立大学看護学部研究倫理委員会の審査・承認を受けた後に、文書と口頭による研究協力者への説明を十分に行い、本人(家族)の同意を得た上で調査を行った。【結果・考察】対象(女性6名、男性2名)の年齢は3272歳で、有職者5名、無職者3名、世帯構成は独居2名、同居6名であった。疾患別では変形性股関節症7名、大腿骨頭壊死症1名、術式は初回THA6名、再THA2名であった。住居の形態は戸建て5名、集合住宅3名、居住年数は329年であり、術前に住居の改修や道具の購入を計画している者はいなかった。調査結果より、THA後患者の指導に必要なアセスメントの指針として、以下の新たな知見が得られた。1.術後の関節可動域の回復や著しい身体活動量の増加がみられる対象では、動作方法の変更や生活形態の変化が生じやすく、対象の回復過程を考慮した定期的な観察の必要性が示唆された。2.術前に股関節の過屈曲が頻繁にみられる再THA患者では、脱臼回避動作の指導に加え、脱臼動作を避けるための居住環境の調整が不可欠である。3.術前に床座の機会が多く、術後にも生活習慣の変容が期待できない対象には、道具を活用した安全な動作方法の指導と、道具の活用状況や動作方法の定期的な観察が必要である。以上より、術前の住生活実態の把握や専門職による介入が、術後に起こりうる問題を早期に予測し、円滑な環境移行を進めるための個別指導に有効であることが示唆された。本研究は、人工股関節全置換術(Total Hip Arthroplasty : THA)後患者のQOL向上に資するアセスメントツールの開発に向けて、本年度は、以下の2つの内容について検討を行った。1.先行研究および関連する研究論文をもとにした、アセスメントツール原案の作成2.THAを予定している外来患者への実態調査◆実態調査の概要【研究方法】股関節の変形性疾患でTHAを予定している外来患者8名を対象に、自宅への訪問調査を行った。調査期間は、平成17年1月2月であった。調査内容は、対象の生活習慣を把握するために、先行研究を参考に個人属性と住生活に関する聞き取り、居室内の写真撮影と計測、生活動作のVTR撮影を行った。倫理的配慮については、名古屋市立大学看護学部の研究倫理委員会の承認を得た後に、文書と口頭にて協力者(家族)への十分な説明を行い、同意を得た上で調査を行った。【結果・考察】対象8名(女性6名、男性2名)の年齢は3272歳(平均59±12.7歳)、職業は会社員3名、自営業3名、専業主婦3名であった。疾患は変形性股関節症7名、大腿骨頭壊死症1名で、予定術式は初回THA6名、再THA2名であった。住居は戸建て6名、集合住宅2名で、居住年数は329年(平均10.4±8.7年)であった。8名の対象は、股関節の疼痛と拘縮による可動域制限が著しく、多くの対象が椅子(座面高40cm前後)を常用していた。しかし、中には痛みがあっても正座を好む対象もみられ、このような事例では、しゃがみ込みや立ち上がり時の、脱臼回避動作のアセスメントが不可欠であると示唆された。また、入浴時の動作が、浴槽や浴用椅子の様式等の物的環境の影響を受けやすい一方で、ズボンをはく・足趾の爪切り等の動作では、周囲の物的環境よりも、むしろ動作方法の詳細なアセスメントが重要であるとの知見が得られた。

住居の形態は戸建て5名、集合住宅3名、居住年数は329年であり、術前に住居の改修や道具の購入を計画している者はいなかった。調査結果より、THA後患者の指導に必要なアセスメントの指針として、以下の新たな知見が得られた。1.術後の関節可動域の回復や著しい身体活動量の増加がみられる対象では、動作方法の変更や生活形態の変化が生じやすく、対象の回復過程を考慮した定期的な観察の必要性が示唆された。2.術前に股関節の過屈曲が頻繁にみられる再THA患者では、脱臼回避動作の指導に加え、脱臼動作を避けるための居住環境の調整が不可欠である。3.術前に床座の機会が多く、術後にも生活習慣の変容が期待できない対象には、道具を活用した安全な動作方法の指導と、道具の活用状況や動作方法の定期的な観察が必要である。以上より、術前の住生活実態の把握や専門職による介入が、術後に起こりうる問題を早期に予測し、円滑な環境移行を進めるための個別指導に有効であることが示唆された。
技術科教員養成での修得基準の作成及びその基準による検定制度と競争的教育環境の構築

本研究は、即戦力と高度な指導力を持った技術科教員の新構想教員養成システムを構築しようとするための基礎研究である。具体的には(1)技術科教員養成の修得基準を作成すること、(2)修得基準に基づく検定制度を確立すること、(3)技術科教員養成のための学習成果競技大会を試行すること、を目標にしている。1年目の平成17年度は、中学校技術・家庭科教科書(技術分野)および学習指導書の調査分析結果に基づいて修得基準原案を、(1)わかる(専門知識)、(2)できる(専門技術・技能)、(3)教える(指導技術)の3つの面から、それぞれ標準基準を作成した。2年目の平成18年度は、日本産業技術教育学会の9つの支部を通じて、全国の都道府県や政令指定都市で行われている技術科教員採用試験問題を収集し分類・分析を進めた結果、標準基準案と自治体の教員採用試験問題の間に、深い相関を得ることが出来た。これらの成果を、第49回日本産業技術教育学会全国大会(高知大学)のシンポジウム「技術科教員養成の質の向上と基準の相関」と「米国TECA学習成果競技大会の意義」において発表し、更にTECAのコンテストハンドブックの翻訳も行った。また、標準基準と採用試験問題の分析結果をもとに、知識・技能・指導技術について検定試験の試行実施を2つの教員養成大学の4年生を対象に行い、本格実施の見通しを得た。1年目の平成17年度は、日本産業技術教育学会の7つの分科会代表による中学校技術・家庭科教科書(技術分野)および学習指導書の調査分析を進めた。その分析結果に基づいて修得基準原案を、(1)わかる(専門知識)、(2)できる(専門技術・技能)、(3)教える(指導技術)の3つの面から、それぞれ標準基準を作成した。これらの成果を、日本産業技術教育学会全国大会(長崎大学)のシンポジウム「教員養成・技術科卒業生の品質保証時代到来!修得基準とは?検定制度とは?学習成果競技大会とは?」において発表した。これらの研究成果をもとに、日本産業技術教育学会の9つの支部を通じて、全国の都道府県や政令指定都市で行われている技術科教員採用試験問題の収集を行った。現在、全国の都道府県や政令指定都市で行われている教員採用試験問題の分類・分析を進めている。2年目の平成18年度は、全国の教員採用試験問題の分類・分析、標準基準案の改良、中級基準、上級基準案などの策定、修得基準の検定制度の確立、検定試験の試行実施などを目指す予定である。

更に、標準基準と採用試験問題の分析結果をもとに、知識・技能・指導技術について検定試験の試行実施を2つの教員養成大学の4年生を対象に行い、検定制度等の本格実施の見通しを得た。
鉢花におけるMA包装とエチレン阻害剤による品質改善とその評価

Modified Atmosphere(MA)包装と1-メチルシクロプロペン(1-MCP)の組合せ処理はカーネーションおよびインパチェンス鉢花の室内での観賞期間を延長させた.カーネーション鉢花への能動的MA包装(10%O_2,2.8%CO_2)と1-MCP処理は鉢花の呼吸とエチレン合成関連遺伝子の発現およびエチレン生成を抑制するとともに炭水化物含量の減少を緩和し,鉢花品質を改善することが示唆された.Modified Atmosphere(MA)包装と1-メチルシクロプロペン(1-MCP)の組合せ処理はカーネーションおよびインパチェンス鉢花の室内での観賞期間を延長させた.カーネーション鉢花への能動的MA包装(10%O_2,2.8%CO_2)と1-MCP処理は鉢花の呼吸とエチレン合成関連遺伝子の発現およびエチレン生成を抑制するとともに炭水化物含量の減少を緩和し,鉢花品質を改善することが示唆された.カーネーション鉢花は「母の日」を中心に出回る重要な品目であり,インパチェンスは花壇用または鉢物として重要であるが,両種とも輪送中のストレスに弱い.本研究では鉢花の輪送技術の向上を目的に,Modified Atmosphere(MA)包装と1-メチルシクロプロペン(1-MCP)を両鉢花に行い,観賞価値および包装内のガス組成に及ぼす影響を調査した.鉢花は厚さ0.1mmのポリエチレン袋を用いて個別に包み密封し,袋内で0.1ppmまたは1.0ppm 1-MCP処理を発生させた.段ボールに入れ,輸送をシュミレーションするため20°C暗黒条件下にて2日間処理した.処理期間中,袋内の空気を採取し,エチレン,CO_2,酸素および窒素の濃度をガスクロマトグラフでモニタリングした.鉢花の開花数,蕾数および萎凋花数などを測定し,観賞価値を調査した.その結果,1-MCPとMA包装の組み合わせ処理において,両品目で品質の顕著な改善が認められた.カーネーションでは1-MCP処理は,処理後48日目の開花数を有意に増加させた.カーネーション鉢花における包装内のガス組成は,MAP処理48時間中のエチレン濃度は処理開始24時間径にピークを示し,以後減少した.CO_2は時間の経過に伴い増加し,48時間後には4%以上に達した.酸素は時間の経過に伴い減少し,約15%まで減少した.しかし,実用化のためにはMA包装内のガスをより早く品質保持に良好なレベルに達する技術が必要があると考えられた.インパチェンス鉢花において1-処理は葉の黄化を抑制した.一方,MA包装のみの処理では,インパチェンス小花の落花が増加したことから,1-MCPを組み合わせが望ましいことが示唆された.カーネーション鉢花は母の日に集中的に流通し、輸送中ストレスや環境中のエチレンにより品質が低下しやすい。昨年度はModified Atmosphere(MA)包装と1-メチルシクロプロペン(1-MCP)による観賞期間の延長効果を報告した。今年度はさらにMA包装の効果を高めるため、MA包装開始時にCO_2を送り込むActive(能動的)MA包装を試みた。'スカーレット'鉢花の小花を厚さ0.1mmのポリエチレン袋を用いて密封し、袋内を2.75%CO_2、11.5%O_2の条件とし、20°C暗黒条件下にて2日間処理した。同時に1ppm 1-MCP処理を行った。開封後、20°Cの室内において、小花の日持ち、エチレン生成量、呼吸量およびエチレン生成関連遺伝子について調査した。その結果、対照区における小花のエチレン生成量は収穫4日後に58.3nL/g/hrと高く、クライマクテリック上昇を示した。一方、能動的MA包装(a-MAP)および1-MCPと能動的MA包装の組み合わせ処理(a-MAP+MCP)により、有意に抑制された。対照区の呼吸速度は収穫8目後には1mL/g/hに達したが、a-MAP区では0.5以下、a-MAP+MCP区では0.3以下であった。対照区の雌ずいにおけるACC合成酵素(DC-ACS1,DC-ACS3)の発現はa-MAP区およびa-MAP-MCP区において少ない傾向にあった。花弁のACC酸化酵素(DC-ACO1)の発現はa-MAPおよびa-MAP+MCP区で、対照区よりも遅れた。対照区における小花の日持ちは5.5日であり、a-MAP区では2.3日延びて7.8日、a-MAP+MCP区では7日延びて12.5日となった。a-MAP+MCPは、エチレン関連遺伝子の発現とエチレン生成を抑制し、呼吸速度を低下させ、鉢花の品質向上に寄与することが示唆された。母の日用のカーネーションなどの鉢花は短期間に集中的に輸送されるため,高温ストレスやエチレンにより品質が低下し,消費者の下での観賞価値がしばしば低下する.これまでModified Atmosphere(MA)包装と1-メチルシクロプロペン(1-MCP)による観賞期間の延長効果と小花への能動的MAPの日持ち延長効果を報告した.

今回は,鉢花に受動的MAPまたは能動的MAP(10%0_2, 2.8%CO_2)と0.1ppm1-MCPを48時間処理を行い,20°C,PPFD 15μmol m^<-2>s^<-1>(12時間日長)で品質を評価した.48時間後受動的MAPでは,O_2が17%,CO_2が3%に変化したのに対して,能動的MAPでは,O_2が7%,CO_2が3.7%となった,能動的MA包装により,鉢花および土壌呼吸が抑制されることが示唆された。MA包装中のエチレン濃度は1-MCP処理によって高まる傾向にあった.これは,1-MCPによりエチレンが受容体に結合されにくいことが原因と考えられる.能動的MA包装は受動的に比べて開花を遅らせ,処理4日後の開花数を増加させた.能動的MA包装は葉身中の炭水化物,特に,ピニトール含量を高める傾向にあった.1-MCP処理は鉢物中のしおれた小花数のピークを処理6日後から10日後に遅らせた.能動的MA包装と1-MCPの組合せ処理は開花数を有意に増加させた.これらの結果から,より早く高CO_2条件とする能動的MA包装と1-MCPの組合せ処理は,鉢花カーネーションの呼吸とエチレン生成を抑制し,炭水化物含量の減少を緩和し,鉢花品質を改善することが示唆された.しかし,鉢花全体よりも,小花のみを能動的MA包装と1-MCPの組合せ処理した方が,顕著な効果が認められたことから,本技術は切り花へ適用できると考えられる.