hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
甲状腺再生医療による甲状腺機能低下症に対する新たな治療戦略

温度応答性培養皿を用いた各種細胞シートは、細胞の扱いやすさや機能の保持という利点を有し、食道早期癌や角膜障害等に対して、臨床応用も行われている。本研究では、将来の甲状腺機能低下症に対する新たな治療法の確立へ向けた、細胞シート工学の応用を行う。方法;患者より同意の得られた甲状腺手術摘出標本を用いて検討する。甲状腺組織より甲状腺細胞を分離し、細胞シート用培養皿(温度応答性培養皿)で培養する。分離方法、培養方法、培養液、添加物などにつき各々検討を加え、ヒト甲状腺細胞シートの安定した作成、回収方法を確立する。同時にヒト甲状腺培養細胞シートの甲状腺組織としての機能および形態学的評価として、細胞シートの上澄み液中の甲状腺ホルモン値の測定、免疫染色、PCRなどによる検討を行う。結果;・新鮮甲状腺細胞を温度応答性培養皿上で培養を行った。これら細胞は、1)甲状腺特異的マーカー(サイログロブリン、TTF-1)発現、2)培養液中への甲状腺ホルモン産生、を1週間認め、3)細胞シート形成が可能であった。・線維芽細胞や脂肪由来幹細胞との複合細胞シートでは、機能の上昇は見られなかった。1採取した甲状腺組織より、新鮮甲状腺細胞を分離・培養を行い、シート作成が可能であった。2細胞シートは、甲状腺細胞特異的なTTF1、TGの発現を認めた。さらに、培養甲状腺細胞は、培養液中に甲状腺ホルモンの産生を認めた。3線維芽細胞(TIG118)との共培養シートで、甲状腺単独培養シートと比較して、甲状腺ホルモン産生機能の上昇は見られなかった。手術症例の減少のため、検体採取の機会が予想より少ない。1)より高機能かつ長期間の培養を可能とするために、培養液の調整、feeder細胞との複合シート作製等の検討。2)凍結甲状腺濾胞細胞に関しても同様の検討を行い、保存が可能かを検討する。期間を延長し、甲状腺組織の採取を行い、凍結細胞を用いた同様の検討を行う予定である。乳腺内分泌外科学今後、機能評価(培養液中の甲状腺ホルモン濃度の経時的推移、等)、長期間の培養状況、凍結甲状腺組織からの濾胞細胞分離・培養等、最適な細胞密度、培養液組成の検討等、臨床を念頭に置いた検討を進めていく予定である。手術例数が少なく、当初予定より、薬品等の購入数が抑えられたため。平成29年3月までに凍結甲状腺細胞を用いた同様の検討を行う予定であったが、細胞を採取するための、手術適応となる患者数が予想の半数程度であり、予定通りの評価終了が困難となった。予定より、薬品や消耗品が安価であったため。研究がさらに進展するよう、効率良く、主に消耗品に使用する予定である。また、最終年度であり、情報発信として、結果を国内外の学会で発表する際の旅費や論文化する際の経費に使用する予定である。研究がさらに進展するよう、効率良く、主に消耗品へ使用予定。また、情報発信として、結果を国内外の関連学会で発表する際の旅費や論文化する際の経費に使用する予定である。
衛星による多時多元観測情報を用いた地球環境の現象解明

本研究は宇宙からの地球観測情報を基に,種々の地球環境の観測技術を確立し,それらの変動の機構を解明するための基礎的研究を目指す重点領域研究「衛星による地球環境の解明」の立案を行った.本研究により検討した結果,新しい視点の学術的研究とそれを支援する共通基盤技術の研究計画を立案した.即ち,新しい視点の学術的研究として従来の独立した学問体系(気圏,水圏,地圏,生物圏)では取扱われていなかった境界領域の問題,例えば,気圏と水圏の境界領域(大気・海洋相互作用系のリモートセンシング),気圏と地圏の境界領域(蒸発散・降雨相互作用系のリモートセンシング),水圏と地圏の境界領域(水循環・土壌水分のリモートセンシング)等を採り上げ,衛星データの高次利用技術や手法開発を行う.共通基盤技術として,気圏と水圏,気圏と地圏,水圏と地圏.境界領域の研究に不可欠な観測,情報処理の工学的研究も行う.観測の面では,今後の地球観測で気圏,水圏,地圏のいずれにも重要な役割を果すと期待されてはいるが,我国では十分な基礎研究の行われていないマイクロ波リモートセンシングを採上げる.又,気圏,水圏,地圏の研究を推進するための共通先端技術ではあるが,従来開発が十分でなかった高度情報処理技術を研究する.本研究は宇宙からの地球観測情報を基に,種々の地球環境の観測技術を確立し,それらの変動の機構を解明するための基礎的研究を目指す重点領域研究「衛星による地球環境の解明」の立案を行った.本研究により検討した結果,新しい視点の学術的研究とそれを支援する共通基盤技術の研究計画を立案した.即ち,新しい視点の学術的研究として従来の独立した学問体系(気圏,水圏,地圏,生物圏)では取扱われていなかった境界領域の問題,例えば,気圏と水圏の境界領域(大気・海洋相互作用系のリモートセンシング),気圏と地圏の境界領域(蒸発散・降雨相互作用系のリモートセンシング),水圏と地圏の境界領域(水循環・土壌水分のリモートセンシング)等を採り上げ,衛星データの高次利用技術や手法開発を行う.共通基盤技術として,気圏と水圏,気圏と地圏,水圏と地圏.境界領域の研究に不可欠な観測,情報処理の工学的研究も行う.観測の面では,今後の地球観測で気圏,水圏,地圏のいずれにも重要な役割を果すと期待されてはいるが,我国では十分な基礎研究の行われていないマイクロ波リモートセンシングを採上げる.又,気圏,水圏,地圏の研究を推進するための共通先端技術ではあるが,従来開発が十分でなかった高度情報処理技術を研究する.
内耳欠損マウス胚への幹細胞注入による内耳組織の誘導

胚盤胞補完による正常な内耳組織の誘導を検証した。まず、すでに胚盤胞補完によって腎臓が形成されることが報告されているSall1ノックアウトマウスは、発生過程におけるSall1の働きから、内耳の無形成が予想された。このノックアウトマウスの内耳形態を評価したが、予想に反して、正常なコルチ器の形成が確認され、内耳がほぼ正常に形成されていることがわかった。次に、すでに内耳の欠損が報告されているPax2ノックアウトマウス、Six1ノックアウトマウスにおいて、胚盤胞補完を試みた。その結果、GFP発現株のES細胞を注入した胚盤胞から、いくつか、内耳形成が見られる個体を得たが、GFP陽性の内耳を確認することはできず、このノックアウトマウス群では、導入ES細胞由来の胚盤胞補完を確認できなかった。Sall1ノックアウトマウスは腎臓が無形成であるが、胚盤胞補完により正常な腎臓が形成されることが報告されている。内耳の発生に重要な役割を果たすPax2やSix1が、Sall1に影響を受けることから、Sall1ノックアウトマウスで内耳の無形成が予想された。そこで、このSall1ノックアウトマウスにおいて、内耳の胚盤胞補完を試みた。先ず、Sall1ノックアウトマウスの内耳形態を評価したところ、予想に反し、Sall1ノックアウトマウスの内耳は肉眼形態では正常であり、HE染色による蝸牛形態の評価、各種有毛細胞マーカーによる免疫組織化学での評価、さらにWhole-mountでの組織評価においても、正常なコルチ器の形成が確認され、Sall1ノックアウトマウスの内耳は、ほぼ正常に形成されていることがわかった。注入にはGFP発現株のES細胞を用い、細胞の系譜が確認できるようにした。現在までに、ES細胞を注入した胚盤胞から、いくつか、内耳形成が見られる個体を得たが、GFP陽性の内耳を確認することはできず、このノックアウトマウス群では、導入ES細胞由来の胚盤胞補完を確認できなかった。この結果の原因としては、注入されたES細胞から、何らかの液性因子が分泌されPax2、Six1の表現系をレスキューしている可能性が考えられる。現在、Septin-7ノックアウトマウスが内耳欠損の表現系を示すことを我々は見出し、このマウスでの解析を進めている。平成23年度の実験計画に従い、Sall1ノックアウトマウスの内耳形態を評価した。Sall1ノックアウトは、PCRによるジェノタイピングと腎無形成の双方を確認することで行った。発生過程においてSall1に影響を受けるPax2やSix1のノックアウトマウスでは内耳が形成されないためにSall1ノックアウトマウスは内耳が無形成になるとの仮説を立てたが、予想に反し、Sall1ノックアウトマウスの内耳はgross anatomyでは正常であった。しかしながら、内耳は蝸牛、前庭に分けられ、感覚細胞である有毛細胞とそれらをとりまく支持細胞で構成される複雑な形態をなすために、内耳の各機能細胞が欠損している可能性を考え以下の実験を行った。出生直後のSall1ノックアウトマウスの内耳を摘出し、4% PFAで固定後、10μmの凍結切片を作成した。先ずはHE染色にて蝸牛形態を評価した。ネガティブコントロールにはlittermateの野生型マウスを用いている。WTと比較して、蝸牛構造(前庭階、中央階、鼓室階、蝸牛軸、コルチ器)に差は認めなかった。有毛細胞の有無を確認するために、Myosin6あるいはMyosin7aによる免疫組織化学により形態を評価した。CounterstainとしてPhalloidinを用いた。蝸牛においてSall1ノックアウトマウスは3列の外有毛細胞と1列の内有毛細胞を有し、whole mountの組織評価においても、planar cell polarityが正常な3列の外有毛細胞と1列の内有毛細胞を有するコルチ器が形成されていた。平成23年度の計画は、内耳が無形成なはずのSall1ノックアウトマウスの胚盤胞に正常なGFPでラベルされたES細胞を注入し、正常のES細胞由来の内耳がin vivoで形成される検証を行うはずであったが、当初の予想に反して、Sall1ノックアウトマウスの内耳は正常の形態を保っていた。さらに内耳の各機能細胞の欠損の有無を検証していたために、胚盤胞へのES細胞注入の施行にまでは至っていない。生後数日でSall1ノックアウトマウスは死亡するために内耳機能(ABR, DPOAE)を検証することも不可能である。

Sall1ノックアウトマウスにおいて内耳の他の細胞(支持細胞や血管条)が欠損している可能性があり、もしこれらの細胞が欠損していれば胚盤胞補完のモデル動物になり得るために、支持細胞マーカーSox2やProx1、あるいは血管条のマーカーKcne1, Claudin11などのSall1ノックアウトマウスにおける発現を現在検証している。内耳欠損マウス胚への幹細胞注入による内耳組織の誘導には、内耳欠損マウスの確保が必要不可欠である。Sall1ノックアウトマウスの内耳形態が正常であったために、平成24年度はPax2ノックアウトマウス、Six1ノックアウトマウスの内耳形態を検証して、欠損が確認され次第速やかにES細胞の胚盤胞への注入に移行する予定である。また、並行してSall1ノックアウトマウスの内耳細胞の欠損の有無を支持細胞、血管条マーカーも用いて検証予定である。平成24年度使用予定の研究費の内、試薬、実験動物に要する全体に対する割合は約70%である。試薬は、ES細胞培養に必要な薬剤、ノックアウトマウスのジェノタイプに必要なPCR試薬を含む。実験動物の飼育費用は引き続き実験の遂行に必要であり計上した。国内・国外学会での成果発表に必要な経費を計上した。また、論文発表に伴う英文校閲、論文投稿料などは本研究で得られた結果を外部に発信するために必須である。
・瀬楽健斗氏と共同で,対数型Sobolev不等式の証明を吟味し,分数べきLaplacianの場合への拡張,および情報理論におけるShannonの不等式を$L^p$において精密化することによりBoltzmann-Shannonのエントロピーを用いて, Heisenbergの不確定性原理の$L^p$版への拡張を示した.・清水扇丈氏と共同で, Boltzmann方程式の軟解の大域解の一意性を従来時空混合空間において示されていたものを,それよりやや広い空間であるBochner空間において示した.証明には, Ukai, Yangらによって得られていた, Maxwellianのまわりの線形化Boltzmann方程式の解作用素のスペクトル構造,および消散性を最大正則性により示すことにより得られた.・山根由経氏と共同で藤田型非線形熱方程式の臨界空間での適切性・非適切性に関連して,スケール臨界空間での可解性を一般化臨界Besov空間を導入して,そこにおける積評価と最大正則性を用いて適切性を証明した.・東北大知のフォーラムにおける滞在型国際集会において,燃焼実験による圧縮性Navier-Stokes方程式の解の分岐について研究討論を実施した.2017年度に遭遇した交通事故により研究代表者が3月弱の入院治療と1年半のリハビリ治療を要したため.分担者らによる共同体制を強化し,国際workshopの開催を含め研究強化をはかる.特に流体科学研究所所属の分担者らとの定期的なセミナーを通じた情報交換を実施し,より密度の高い研究体制を構築する.また圧縮性Navier-Stokes方程式の解の安定性に関する理論的研究に対する,数値的な検証を交えた展開を行い,渦度に対する定量的な解析が得られるかについて検討を加える.また境界値問題に対する解析的な技法の展開を目指す.・瀬楽健斗氏と共同で,対数型Sobolev不等式の証明を吟味し,分数べきLaplacianの場合への拡張,および情報理論におけるShannonの不等式を$L^p$において精密化することによりBoltzmann-Shannonのエントロピーを用いて, Heisenbergの不確定性原理の$L^p$版への拡張を示した.・清水扇丈氏と共同で, Boltzmann方程式の軟解の大域解の一意性を従来時空混合空間において示されていたものを,それよりやや広い空間であるBochner空間において示した.証明には, Ukai, Yangらによって得られていた, Maxwellianのまわりの線形化Boltzmann方程式の解作用素のスペクトル構造,および消散性を最大正則性により示すことにより得られた.・山根由経氏と共同で藤田型非線形熱方程式の臨界空間での適切性・非適切性に関連して,スケール臨界空間での可解性を一般化臨界Besov空間を導入して,そこにおける積評価と最大正則性を用いて適切性を証明した.・東北大知のフォーラムにおける滞在型国際集会において,燃焼実験による圧縮性Navier-Stokes方程式の解の分岐について研究討論を実施した.2017年度に遭遇した交通事故により研究代表者が3月弱の入院治療と1年半のリハビリ治療を要したため.分担者らによる共同体制を強化し,国際workshopの開催を含め研究強化をはかる.特に流体科学研究所所属の分担者らとの定期的なセミナーを通じた情報交換を実施し,より密度の高い研究体制を構築する.また圧縮性Navier-Stokes方程式の解の安定性に関する理論的研究に対する,数値的な検証を交えた展開を行い,渦度に対する定量的な解析が得られるかについて検討を加える.また境界値問題に対する解析的な技法の展開を目指す.
小中高で重複している韻文教材（文語調の俳句・短歌、漢詩）の段階的・系統的な指導

本研究では、小学校・中学校・高等学校の教科書に重複して採録されている韻文教材(文語調の俳句・短歌、漢詩)を取り上げ、それぞれの発達段階において、どのような指導原理の基に、どのような指導方法により、段階的・系統的に授業を展開すればよいのかを検証授業を通して明らかにする。さらに、小学校・中学校・高等学校の発達段階を踏まえた「韻文教材における共通教材の段階的・系統的な指導カリキュラム」を開発する。韻文教材における共通教材を指導する際に、各校種の授業で活用できるカリキュラムを作成し、具体的な「授業モデル」とともに刊行物等により学校現場に広く発信したい。
造血系並びに肝薬物代謝系のヘム代謝に対する重金属の影響

ポルフィリン(P)代謝並びに薬物代謝系に影響を及ぼす物質として重金属ある鉛や有機溶剤のメチルブチルケトン(MBK)、メチルエチルケトン(MEK)、抗てんかん薬のジフエニルヒダントイン(DPH)を用いた。また造血系ポルフィリン代謝に由来する赤血球遊離プロトポルフィリン(FEP)の貧血指標としての評価をおこなった。1.ラットに鉛を復腔内投与(0,0.1,1,10,50mg/kg;短期実験、0,5,20mg/kg;長期実験)すると、短期投与ではヘムオキシゲナーゼの活性増加がみられた。これに対してシトクロムP450,b5,ヘムの低下や薬物代謝酵素活性阻害がみられた。しかし血清ビリルビン値とGPT値に明らかな変化はみられなかった。長期投与ではFEPの増加及びP450,b5,ヘムの低下や薬物代謝酵素活性阻害がみられた。肝や骨髄P代謝系への鉛の影響が判明した。2.MBKは末梢神経障害をきたすが、この誘発機序をMBKの代謝の点から検討した。ラットにMBK等を皮下投与するとMBK(4mmol/kg)単独投与ではP450を誘導生成したが、MEK(4mmol/kg)単独投与ではP450の誘導生成はみられなかった。両者の混合投与(各々2mmol/kg)ではMBKの肝薬物代謝活性に及ぼす影響が増強された。3.抗てんかん薬のDPHによるコプロP尿症について実験的に検討したところ、DPH経口投与(200mg/kg)により、ラット肝のP体蓄積及びFEPの増加観察されDPHが肝および骨髄のP代謝に影響を及ぼすことが判明した。4.農村婦人の定期健診時の採血液を用いFEPの測定単位の有効性を検討し、FEPをMg/g-Hbで表わすと貧血の度合を効率よく示すことが判明、鉛貧血指標としての有効性を再確認した。以上、当初の目的に沿った実験結果が得られ、さらに現在は鉛結合性血球膜蛋白質を分離同定中である。鉛による短期暴露の影響をみるため8週齢のウイスター系雄ラットへ鉛を3日連続,鉛として0,0.1,1.0,10,50及び100mg/kg(各群5匹)を腹腔内投与した. 3回目の腹腔内投与後,約20時間絶食させ断頭屠殺,肝を摘出し常法に従い肝ミクロリゾームを抽出した.この肝ミクロゾームについてチトクロームP450(P450),チトクロームb5(b5)量やアミノピリンデメチレース(AMーDM),アニリンハイドロキシレース(ANーHX)活性を測定した.その結果,P450やb5量,さらにAMーDMやANーHX活性は,投与鉛量に応じて低下した.次に,鉛の長期暴露の影響をみるため鉛として2及び10mg/kgを週一回,合計8回(約60日間)腹腔内投与した.最終回の投与後,赤血球遊離プロトポルフィリン(FEP)は,Pb10mg/kg投与群で220μg/dlPCVであった.FEPの上昇確認後,ラットを断頭屠殺し肝ミクチゾームを抽出,P450やb5量,またAMーDM,ANーHXの治性を測定した.さらに,肝ミトコドリアについてフェロケラテース活性を測定した.

その結果,Pb10mg/kg群では,b5量,Htがコントロール群に比べて低下した.しかし,肝重量%は増加していた.なおP450量やAMーDM,ANーHXの活性に差はみられず,またヘム代謝酵素であるフェロケラテースにも変化はみられなかった.ヘムオキシゲーネへの鉛の影響をみるため血清総ビリルビンの測定をおこなったが,鉛投与の影響はみられなかった.以上のように短期暴露実験では肝薬物代謝能の全体的な抑制を窺うことができたが,長期暴露実験では,P450への電子供与に関与するb5量の低下と肝肥大以外に顕著な差はみられなかった.今回の長期暴露では,FEPは220μg/dlPCVと鉛暴露の影響としては中等度であることから,今後は,鉛暴露量を増加して鉛自体の影響を明らかに検証する必要がある.鉛による短期暴露の影響をみるため8週齢のウィスター系雄性ラット(約250g)へ3日連続、鉛として0、10、50mg/kgを腹腔内投与した。3回目の投与後、約20時間絶食を負荷し断頭屠殺後肝を摘出し常法に従い肝ミクロソームを抽出した。これを用いヘムオキシゲナーゼ(HO)活性を測定したところ鉛の50mg/kg投与群では対照群に比べ活性が4倍増加した。このとき肝ミクロソーム分画のヘム、シトクロムP450、b5の低下がみられていた。HD活性はHOとヘムの結合により開始されることを考えると、このヘムの低下とHO活性増加の関係は今後の検討課題として残された。HO活性の増加に伴い血清ビリルビン値の増加が予想されたが、この短期暴露ではビリルビンの変化はみられなかった。また鉛を10週間投与(0,5,20mg/kg)した時も血清ビリルビン値に変化はみられなかった。鉛の生体影響を他の化学物質と比較するため有機溶剤(メチルブチルケトン)MBK,メチルエチルケトン;MEK)や抗てんかん薬(ジフェニルヒダントイン;DPH)をラットへ背面皮下投与または経口投与しこれらのヘム代謝への影響をみた。MBKは薬物代謝酵素(アニリンヒドロキシレース,アミノピリンデメチレース)活性を増加(またMBKによるシトクロチP450の誘導生成が観察された。DPHは肝及び骨髄ヘム代謝のいづれにも影響を及ぼし、肝ポルフィリン体の蓄積増加やFEPの増加がみられた。造血部位への鉛の影響をFEPの動態で観察することが適当であると考えられたのでまづFEPの測定単位(μg/dl、μg/dl・PCV、・μg/g-Hbμg/g-Heme)と貧血評価の点から検討した。その結果、FEPμg/g-Hbが貧血の度合を効率よく示すことが判明した。今後は、この単位を用いて労働現場における鉛影響評価を検討せねばならない。なお現在は、鉛結合性赤血球蛋白を分離同定中である。
印刷デバイスの形状自由度を損なわない常温配線実装技術の開発

印刷・フレキシブルデバイスに向けた柔軟性の高いコネクタ構造、およびその電極・配線の高速製造技術の開発に取り組んだ。接続部の柔軟性に加え、フィルム基材に熱負荷をかけない手法として、粘接着体を利用した貼付型の電極・配線接続に係る技術開発を推進するとともに、転写印刷技術を利用し、微細で厚膜の電極・配線を粘接着体上に効率的に形成する技術を確立した。さらに、それら技術を利用して実際の回路動作にも成功した。近年注目を集めるフレキシブルデバイスであるが、それを駆動させるために必要な実装技術、具体的には柔軟性を維持したまま、フィルム基材を熱損傷させずに常温で電極接続させる粘着アシストコネクタ技術の開発に取り組んでいる。この電極接続技術の大前提として、粘着体上に厚膜(厚さ5μm以上)で微細(概ね幅50μm以下)な電極を高スループットで形成することが求められるが、まずはそのために必要な印刷電極形成技術の確立に取り組んだ。最初のトライアルとして、粘着質ではないフィルム基材上へのパターン形成を行い、スクリーンオフセット印刷なる自身が開発した技術を基に、20μm幅という微細な電極形成を安定的に行う技術を確立できた。一方、粘着体上においても電極形成を試みた。結果、20μm幅では断線等が生じてしまったが、30μm幅の電極を安定的に形成することには成功した。従来のコネクタで用いられている電極最小幅(幅4050μm)に比べれば30μmも十分に細く、電子デバイスのさらなる微細化にも対応しうる細線化技術を構築できたと考える。なお、関連する内容については、国際会議M&BE8にて依頼講演を行い、さらに原著論文(英文)1報にも掲載されるなどの成果を挙げた。ただし、線幅については目標値を大きく上回る成果をあげたが、膜厚については現状34μm厚とまだ目標値に達していない。厚膜化の技術の確立に若干手間取っているが、目標を達成可能な条件を見出しつつあり、平成28年度の早い時期には完成できると考えている。当初の予定では、電極を形成する粘着体に係る各種パラメータを変化させ、最適接続を可能にする条件の抽出も行う予定であったが、上記のとおりその前提となる厚膜電極の形成ができておらず、その段階までは到達できていない。但し、厚膜化の目途はほぼ付いており、さらに従来のコネクタに比べて微細な電極を安定的に形成するという近未来に向けた技術を確立することができており、顕著な遅れはなく研究を進展できていると思われる。ウエアラブル機器用途をはじめとしたフレキシブルデバイス、あるいはストレッチャブルデバイスの構築に向け、そのために必要な電極・配線の実装技術、ならびに当該電極・配線の印刷形成に係る技術開発を遂行した。具体的には、導電インクを転写印刷する技術を利用して、配線・電極を粘着フィルムの粘着層の上に配した構造を作製し、さらに、その粘着体の粘接着力を利用して、粘着体上の電極・配線と、それに相対する電子部品等の電極・配線とを接続するフレキシブルコネクタ・フレキシブル実装技術の開発、ならびに実際の実装品の駆動を試みた。ここでいう転写印刷は、自身が開発したスクリーンオフセット印刷なる技術であり、シリコーンゴムへのスクリーン印刷の後、ゴム上の導電インクパターンを基材(ここでは粘着体)に転写するもので、微細(幅数10μmあるいはそれ以下)、かつ厚膜(厚み5μm以上)の電極・配線を形成しうる手法である。2016年度は、2015年度に実施した幅数10μmの微細な電極・配線を粘接着体上に形成する技術の確立に加え、実装用途に資する電極・配線の厚膜化(概ね5μmあるいはそれ以上)を試み、導電インクの抜け性のよいスクリーン製版の使用、ならびに重ね刷り技術を駆使して、厚膜のパターン形成を実現した。例えば、2回の重ね刷りで幅20μm、厚み7μm、また、(細線ではないが)4回の重ね刷りで、幅1 mm、厚みが60μm以上の電極・配線の形成に成功した。一方、粘着体上の電極・配線を用いて実際の電子部品の駆動にも取り組んだ。凸面方向に曲率半径数cm程度に強く曲げると、接続が外れるといった問題が生じたが、それ以外は良好な電極・配線の接続が実現され、実装された各種の電子部品も問題なく駆動できた。今年度行う最重要実験は、何らかのフレキシブルデバイスに今回の接続技術を適用し、実際にそのデバイスを駆動できるかを検証することである。そのために、上で述べている厚膜電極形成技術を早期に確立し、粘着体に係る最適条件を見出していく予定である。やや遅れ気味の研究を加速するため、平成28年度は実験補助のためのテクニカルスタッフを数カ月間雇用することも検討する。ただ、現状使用している粘着体の条件(最適化されていないとりあえずの条件)においても、コネクタとして問題なく機能しそうなことは予備実験から確認している。

もちろん、最適条件の確立は目指すが、仮にそれが叶わなかった、間に合わなかったとしても、上記のデバイス駆動検証は最低限可能であろうと推測している。印刷エレクトロニクス平成27年度には、導電性インクあるいはスクリーン製版といった電極形成に必要な印刷部材の購入を予定していたが、購入のために掛け合ったメーカーが軒並みサンプルという形で無償提供をしてくれたため、実際に使用した額が想定よりも少なくなった。平成27年度には試しのサンプルとして提供された部材も、平成28年度についてはそのような形では提供されないと予想される。つまり、平成28年度に部材費として計上した予算は額面通り使用される予定である。平成27年度から繰り越される助成分については、計画からやや遅れている研究を加速するため、テクニカルスタッフを数カ月間有期雇用する方向で検討している。
ω-3多価不飽和脂肪酸摂取による抑うつ・情動行動制御機構の解明

多くの疫学調査から体内に摂取されたω-3多価不飽和脂肪酸はうつ病の症状を改善させることが示されているが、その作用メカニズムについては不明であった。申請者らはω-3多価不飽和脂肪酸を食摂取したマウスは抑うつ様行動が減少し、この減少には腹側被蓋野ー側坐核ドパミン神経系が関与することを明らかにした。そこで本研究では、ω-3多価不飽和脂肪酸摂取により腹側被蓋野ー側坐核ドパミン神経の活動を変化させる分子機構の同定および情動行動を変化させる神経機構について検討し、抑うつ様行動を減少させるメカニズムの解明を目指す。
事例分析を踏まえた農学における技術者倫理の構築研究

本研究は、平成16年度科研費(基盤面究(C)(2)企画調査)「"農学における技術者倫理"構築研究の計画策定」の研究成果を踏まえて、最終目標である教科書"農学における技術者倫理"を取り纏めるために行った。特に、工学における技術者倫理との違いにについて検討するとともに、農学分野で重要な要素となる、植物による太陽エネルギの固定を起点として成り立つ生命体に関わる生産活動や、水と土といった地域環境要素や生命体自体に対する人為的制御を通じて、人間生活を成り立たせているといった農業技術の特性を考察した。さらに、なおかつそうしたカバレージの広い農業技術に係る技術者に要求される倫理的検討を取り扱った。平成18年度は、教科書「農学における技術者倫理」の草稿作成を全員が担当し、(1)農学における技術者倫理教育の必要性、(2)農学における技術者倫理と生命倫理・環境倫理との関係、(3)農学における技術者倫理の典型事例、(4)欧米諸国の農学における技術者倫理、(5)技術者倫理教育の実際例(カリキュラム構成)、などを主な内容とする教科書「農学における技術者倫理」の草稿を作成した。草稿執筆に際して、上記草稿の作成段階で追加的に必要となる補足調査、補足資料収集を実施した。また、ワークショップを開催し、テキスト(草稿)の全体構成、記述内容、理解のし易さなどについて、専門家の意見を聴取し、草稿の完成度を高めた。最後に、平成19年度学術図書としての刊行を行うために、草稿をまとめた。本研究では、企画調査(平成16年度)で発掘した倫理的問題の事例を現地調査することで、日本の状況を把握するとともに、技術者倫理教育・研究先進国での農業農学への取り組みや認識状況を海外調査で把握すること、さらに、それらの成果を資料に用いて、農家、農協・農試・生物関連企業技術者、消費者、工業技術者、農学部学生などの参画を得て考察・討議を重ね、日本固有の社会背景・農業態様・自然環境を反映した「農学における技術者倫理」を把握することを目的とした。得られた結果は、以下の通りである。1.本科研の参加者を中心とする上記の研究会を組織し、調査・研究の企画、国内・海外調査の計画づくりと実施後の成果の取り纏め、報告書の作成、教科書の草稿づくりなどを行った。2.平成16年度の科研「企画調査」において得られた成果を踏まえて、倫理的な問題が発生した背景、種々の対立要因と葛藤の内容などを具体例に基づいて議論し、国内事例調査でカバーすべき問題領域を明らかにした。3海外事例調査(欧米大学の技術者倫理担当教員を対象として)産業(企業)分野で技術者倫理問題の研究に早くから取り組み、かつ明確に性格を異にする農業がしっかり展開・維持されている数カ国を対象に、「農学における技術者倫理」がどう捉えられているかを把握・整理した。あわせて、技術者倫理研究先進国での現時点における「農学における技術者倫理認識の対象領域」を把握した。なお、科研報告書の研究発表は、最終的に出版物(教科書)として刊行することが要請されているため、本年度の研究発表はなく、次年度に向けて、農学の各分野について教科書に必要な"倫理事例"をとりまとめているところである。

平成18年年度は、教科書「農学における技術者倫理」の草稿作成を全員が担当し、(1)農学における技術者倫理教育の必要性、(2)農学における技術者倫理と生命倫理・環境倫理との関係、(3)農学における技術者倫理の典型事例、(4)欧米諸国の農学における技術者倫理、(5)技術者倫理教育の実際例(カリキュラム構成)、などを主な内容とする教科書「農学における技術者倫理」の草稿を作成した。草稿執筆に際して、上記草稿の作成段階で追加的に必要となる補足調査、補足資料収集を実施した。また、ワークショップを開催し、テキスト(草稿)の全体構成、記述内容、理解のし易さなどについて、専門家の意見を聴取し、草稿の完成度を高めた。最後に、平成19年度学術図書としての刊行を行うために、草稿をまとめた。
初期太陽系Al-Mg年代学の再検討

本年度は、本研究の主要な分析手法である、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)によるマグネシウム(Mg)の同位体比分析に関して、分析精度・再現性のさらなる向上をめざして、多くの基礎実験をおこなった。主として地球のスタンダード試料を用いて、酸に溶かした岩石試料からのMgの抽出・精製過程の最適化(イオン交換樹脂による各イオンの抽出曲線のチェックとMg回収率のチェック)をおこなうとともに、ICP-MSの分析シークエンス(スタンダードと未知試料を交互に分析する際の分析時間・分析回数・分析順序などの条件)の最適化をおこない、高い分析精度と再現性を持つデータを得ることに成功した。その手法を用いて、始原的なLコンドライトであるNorthwest Afraica (NWA) 7936隕石(L 3.15)中のコンドルールのMg精密同位体分析(およびAl/Mg比の分析)を開始した。その結果、Al/Mg比が太陽組成の値(約0.1)から大きく分別していないコンドルールについては、マグネシウム同位体比(26Mg/24Mg)が、地球のマグネシウム同位体比と比べて10-20 ppm低い傾向を示すことが見えてきた。以上と関連して、NanoSIMSによるNWA 7936隕石中のコンドルールのアルミニウムーマグネシウム(Al-Mg)同位体分析の予備的な結果をまとめて学会で発表した。また、CH/CBコンドライト中の微小な難揮発性包有物(CAI)について、NanoSIMSによるベリリウムーホウ素(Be-B)同位体分析とともにAl-Mg同位体分析をおこない、学会で発表し、論文にまとめ投稿した。本年度は、同じ普通コンドライトに対して、NanoSIMSとICP-MSの二通りの分析法で年代データを得ることを試みた。このうち、ICP-MSによる分析では、イオン交換樹脂を用いたマグネシウムの分離・精製を同一条件でおこなってもマグネシウムの回収率が低い場合があるなど、結果に影響を与える可能性がある分析上の問題点が明らかとなった。このため、あらためて試料準備から分析手順、データ解析法に至る、ICP-MSの分析条件を見直し、分析手法の確立に力を注いだ。その結果、実際の始原的隕石から分離したコンドルール試料に関しては、ごく限られた少数の分析しかおこなうことができなかった。また、特殊事情であるが、今年度は、実験室の引っ越し(大学内の別の建物への移動)があったため、実験時間が限られるという制約もあった。以上の理由により、研究の進捗は、やや予定より遅れる結果となった。しかし、ICP-MSの分析手法の見直しの結果、分析の精度・再現性が向上し、今後の研究の進展が期待できるようになった。また、関連する隕石中のコンドルールやCAIの試料について、NanoSIMSによるアルミニウムーマグネシウム同位体分析をおこない、学会発表・論文執筆をおこなうことができた。ICP-MSの分析手法の見直しを踏まえ、普通コンドライト中のコンドルールのマグネシウム同位体比の精密測定(Al-Mg年代学の研究)を進める。また、同じコンドルールに対して、NanoSIMSを用いたAl-Mg年代測定を実施し、相互の結果を比較することも試みたい。両者の結果を比較・総合することにより、個々のコンドルールに対する精密なアイソクロンと精密なマグネシウム初生同位体比の両方を求めることが可能になる。このような研究は世界的にも例のないものであり、それをもとに、初期太陽系のAl-Mg年代学をあらたな角度から見直していきたい。

このため、あらためて試料準備から分析手順、データ解析法に至る、ICP-MSの分析条件を見直し、分析手法の確立に力を注いだ。その結果、実際の始原的隕石から分離したコンドルール試料に関しては、ごく限られた少数の分析しかおこなうことができなかった。また、特殊事情であるが、今年度は、実験室の引っ越し(大学内の別の建物への移動)があったため、実験時間が限られるという制約もあった。以上の理由により、研究の進捗は、やや予定より遅れる結果となった。しかし、ICP-MSの分析手法の見直しの結果、分析の精度・再現性が向上し、今後の研究の進展が期待できるようになった。また、関連する隕石中のコンドルールやCAIの試料について、NanoSIMSによるアルミニウムーマグネシウム同位体分析をおこない、学会発表・論文執筆をおこなうことができた。ICP-MSの分析手法の見直しを踏まえ、普通コンドライト中のコンドルールのマグネシウム同位体比の精密測定(Al-Mg年代学の研究)を進める。また、同じコンドルールに対して、NanoSIMSを用いたAl-Mg年代測定を実施し、相互の結果を比較することも試みたい。両者の結果を比較・総合することにより、個々のコンドルールに対する精密なアイソクロンと精密なマグネシウム初生同位体比の両方を求めることが可能になる。このような研究は世界的にも例のないものであり、それをもとに、初期太陽系のAl-Mg年代学をあらたな角度から見直していきたい。
光センシング用半導体レーザ

(A)TSC法の有効性を高め,従来データの欠除していた低温での捕獲断面積と,その温度依存性を測定した.今の所10^<-15>cm^<-2>程度の値と,弱い温度依存性が得られている.点欠陥の低温での反応は,試料依存性が非常に強く見られることから,まだ新鮮な一次欠陥ではなく,反応后の二次欠陥しか観測していない可能性が高い.表面再結合速度の改善の実験から,表面準位について今迄有力であった"統一欠陥モデル"の修正が必要なことが示唆された. (B)波長制御レーザの基本となる分布反射器レーザの高性能化のために,新たに島状メサ加工法という作製プロセスを開発し,従来の分布反射器レーザを上まわる発振特性と作製再現性を得た.また発振線巾の共振器構造依存性を理論解析により明らかにすると共に,実際に試作した素子を用いて線巾を測定し,理論との良好な一致を得,分布反射器レーザの発振線巾狭化のための構造設計の基礎を明らかにした. (C)縦横共に10μm以下の微小共振器面発光レーザの形成技術を確立した.また良好な単一波長性を確認し,二次元アレーを実現した. (D)ラマン分光システムで,波数の精密計測の技術を確立し, 0.1cm^<-1>の精度が得られた.これにより, ZnSe/GaAsエピタキシアル膜の歪を求め, X線解析とよく一致した. GaPのPN接合で,キャリア濃度及び移動度の空間分布が得られることを実証した.キャリア濃度の検出限界は, 23×10^<16>cm^<-3>であった. (E)分布帰還型構造により, 0.6μm帯の半導体レーザの縦モード制御を行ない,室温でのレーザ発振に成功した.発振波長は,室温で660nm,しきい値の1.25倍までの電流範囲及び, 22から-24°Cの温度範囲で,安定な縦モード発振が得られた.発振波長の温度変化率は, 0.04nm/degであって,通常のレーザの1/4となり,高安定性が得られた.リソジ導波路構造レーザを試作し,しきい値の3倍まで,基本モードを得た.(A)TSC法の有効性を高め,従来データの欠除していた低温での捕獲断面積と,その温度依存性を測定した.今の所10^<-15>cm^<-2>程度の値と,弱い温度依存性が得られている.点欠陥の低温での反応は,試料依存性が非常に強く見られることから,まだ新鮮な一次欠陥ではなく,反応后の二次欠陥しか観測していない可能性が高い.表面再結合速度の改善の実験から,表面準位について今迄有力であった"統一欠陥モデル"の修正が必要なことが示唆された. (B)波長制御レーザの基本となる分布反射器レーザの高性能化のために,新たに島状メサ加工法という作製プロセスを開発し,従来の分布反射器レーザを上まわる発振特性と作製再現性を得た.また発振線巾の共振器構造依存性を理論解析により明らかにすると共に,実際に試作した素子を用いて線巾を測定し,理論との良好な一致を得,分布反射器レーザの発振線巾狭化のための構造設計の基礎を明らかにした. (C)縦横共に10μm以下の微小共振器面発光レーザの形成技術を確立した.また良好な単一波長性を確認し,二次元アレーを実現した. (D)ラマン分光システムで,波数の精密計測の技術を確立し, 0.1cm^<-1>の精度が得られた.これにより, ZnSe/GaAsエピタキシアル膜の歪を求め, X線解析とよく一致した. GaPのPN接合で,キャリア濃度及び移動度の空間分布が得られることを実証した.キャリア濃度の検出限界は, 23×10^<16>cm^<-3>であった. (E)分布帰還型構造により, 0.6μm帯の半導体レーザの縦モード制御を行ない,室温でのレーザ発振に成功した.発振波長は,室温で660nm,しきい値の1.25倍までの電流範囲及び, 22から-24°Cの温度範囲で,安定な縦モード発振が得られた.発振波長の温度変化率は, 0.04nm/degであって,通常のレーザの1/4となり,高安定性が得られた.リソジ導波路構造レーザを試作し,しきい値の3倍まで,基本モードを得た.
CO_2レーザによる高温超伝導材料の作成と物性改質に関する研究

初年度、イットリウム(Y)系超電導材を、次年度にビスマス(Bi)系超電導材を取り上げ、CO_2レーザ照射効果を調べた結果、次の結果を得た。1)イットリウム系超電導材レーザ照射時間を2分間に限定して、通常電気炉で製作されるものを基準に、熱処理川間を短縮して製作した試料に照射を行った。ここで、基準に選んだ試料の電気炉加熱時間は8時間で、その臨界温度(Tc)は90.1Kである。(1)臨界温度は、電気炉熱処理時間を短縮するに従って低下するが、1時間電気炉熱処理後の試料に出力40W、スキャン周波数22HZでわずか2分間照射した結果、最も高い臨界温度92Kが得られた。(2)臨界電流密度を上げようとする場合、表面溶融が生じる臨界エネルギー密度で照射を行うと物性改質効果が高い。1時間電気炉熱処理試料の場合、出力60W、スキャン周波数42HZが最適照射条件である。2)ビスマス系超電導材50時間電気炉熱処理後の試料(Tc=94.5K)を基準として2分間レーザー照射効果を調べた結果、次のことが解った。(1)臨界温度に及ぼす出力とスキャン周波数の影響はY系の場合と同様の傾向を示し、出力20W、スキャン周波数22HZの時に最大臨界温度102.4Kを示した。(2)臨界電流密度は、出力80Wスキャン周波数62HZの場合に最高値を示すとともに、2分間のレーザー照射するだけで、855°Cで50時間電気炉熱処理を施した試料よりも高い物性改質効果が認められた。(3)超電導体積分率は、基準試料の69.9%から84.3%(80W,62HZ)まで向上することが確認された。超電導研究にレ-ザ-加工機を併用する理由は、高温超電導体にレ-ザという非常に高密度なエネルギで熱処理を施すことにより、その材料構造の物性改質を図ろうとするためである。レ-ザ焼き入れの特徴として、処理物の熱ひずみによる変形が小さく、レ-ザ照射後に水や油などによる冷却手段を施す必要の無いクリ-ンな処理が可能で、しかも短時間加工ができる。昨年度までの研究成果として、焼成2時間半と焼結1時間半を行ったものに出力40W・スキャン周波数42Hzのレ-ザ熱処理を施した試料は、セラミックス結晶内の酸素量増加、表面の液相析出、結晶粒子の再配列により、臨界温度が向上すること、また、同じ焼成・焼結をしたものにレ-ザ出力200W・スキャン周波数42Hzで熱処理を施した試料は、大幅に結気的反発力(マイスナ-効果)が向上することが挙げられる。本年度は、これまでの成果を確認するとともに、CO_2レ-ザの特徴を活かしたさらなる試料製作時間の短縮を図ることである。試料製作には、原料粉の混合・粉砕、電気炉による焼成、圧粉、CO_2レ-ザによる物性改質を行い、試料の電気抵抗および磁化率測定には液体窒素を用いた直流4端子法を採用し、自動計測できるようにプログラムの改良を行った。本年度得られた成果は次のようにまとめられる。(1)YーBaーCuーO系素材の焼成後に焼結行程を省くことにより、焼結行程にかかる時間を計7時間半短縮し、焼成後に焼結するものに比べ製作時間を約半分まで短縮することができる。

(2)焼結行程を省き、焼成のみでレ-ザ出力116W・スキャン周波数90Hzのレ-ザ熱処理を施すことにより、その物性を焼成・焼結した試料に近づけることが可能である。今年度の研究目的は、CO_2レーザ加工によってBi系高温超伝導材料の短時間製作法の開発とその物性改質上有効な加工条件を明らかにすることである。ここで得られた実験結果を提示し、成果を要約すると、主なものは以下のようにまとめられる。図1は、レーザのスキャン周波数(Hz)と臨界温度(△Tc)との実験結果を、図2は、Bi系超伝導体の温度・電気抵抗率曲線である。基準試料とは、電気炉で50時間焼いたもので、その臨界温度は94.5Kである。図から、レーザ出力20W、スキャン周波数22Hzの場合、臨界温度102.4Kと最高値を示し、2分間レーザ照射するだけで効果が現れている。図3は、Bi系超伝導体の臨界電流密度に及ぼすレーザ照射効果を示している。横点線は1時間焼結後の値である。図から、出力80W、スキャン周波数62Hzで11.8A/cm^2と最高値を示した。その他、X線回析、SEM観察も行ったが、2分間のレーザ照射が855°C前後の電気炉で50時間熱処理に上回る物性改質効果がある。
地球中心核に関する総括的研究

本研究計画は,重点領域「地球中心核」の総括班活動を目的としている.まず,本領域研究開始にあたって,これまでの研究のレビュ-と今後の研究方針の展望を主眼としたシンポジウムを企画した.本領域が広く固体地球科学をカバ-していることから,4月に東京工業大学で開かれた地球惑星科学関連学会合同大会のシンポジウムとすることができた.講演者の多くは本領域研究における計画研究メンバ-,及び公募研究申請者であった.本シンポジウムにより,研究方針がかなりはっきりし,各研究者は本格的研究に向け直ちに準備を始めることができたと思われる.来年度の合同大会(4月に共立女子大学で開催予定)においても,同様の特別セッションを本総括班が中心となって企画している.総括班会議は3度開き,領域全体の活動を常に把握するとともに,各計画班の研究及び公募研究を推進してきた.各班で企画している研究会等に総括班員はできる限り出席することにし,個々の問題を常に検討することにより,研究推進機構としての機能をはたしてきた.情報誌としてのニュ-スレタ-は2号から4号まで3回発行した.総括班会議の内容,計画班研究会の紹介,最新の研究成果の紹介等充実した内容となっており,本重点領域関連研究者に広く行きわたっている.また1月には全体集会をシンポジウム形式で行い,今年度の研究成果が披露された.その内容は,報告書としてまとめ,広く研究者に配布されることになっている.最後に,国際対応について触れておきたい.8月米国サンタフェにおいてSEDI(Study of the Earth's Deep Interior)計画の第2回シンポジウムが開かれ,領域代表者と幹事が出席した.この報告はニュ-スレタ-を通じて各研究者に紹介された.次回のシンポジウム(1992年)がわが国(水沢)で開かれることが内定している.このシンポジウムの企画にも本総括班が深く関わっている.本研究計画は,重点領域「地球中心核」の総括班活動を目的としている.まず,本領域研究開始にあたって,これまでの研究のレビュ-と今後の研究方針の展望を主眼としたシンポジウムを企画した.本領域が広く固体地球科学をカバ-していることから,4月に東京工業大学で開かれた地球惑星科学関連学会合同大会のシンポジウムとすることができた.講演者の多くは本領域研究における計画研究メンバ-,及び公募研究申請者であった.本シンポジウムにより,研究方針がかなりはっきりし,各研究者は本格的研究に向け直ちに準備を始めることができたと思われる.来年度の合同大会(4月に共立女子大学で開催予定)においても,同様の特別セッションを本総括班が中心となって企画している.総括班会議は3度開き,領域全体の活動を常に把握するとともに,各計画班の研究及び公募研究を推進してきた.各班で企画している研究会等に総括班員はできる限り出席することにし,個々の問題を常に検討することにより,研究推進機構としての機能をはたしてきた.情報誌としてのニュ-スレタ-は2号から4号まで3回発行した.総括班会議の内容,計画班研究会の紹介,最新の研究成果の紹介等充実した内容となっており,本重点領域関連研究者に広く行きわたっている.また1月には全体集会をシンポジウム形式で行い,今年度の研究成果が披露された.その内容は,報告書としてまとめ,広く研究者に配布されることになっている.最後に,国際対応について触れておきたい.8月米国サンタフェにおいてSEDI(Study of the Earth's Deep Interior)計画の第2回シンポジウムが開かれ,領域代表者と幹事が出席した.この報告はニュ-スレタ-を通じて各研究者に紹介された.次回のシンポジウム(1992年)がわが国(水沢)で開かれることが内定している.このシンポジウムの企画にも本総括班が深く関わっている.
テクノ社会と小児肥満:体脂肪測定装置搭載車を用いた研究

交通機関の発達、情報通信の発達、テレビやビデオゲームの登場など、社会の急激な変化によって小児肥満が増えている。肥満は体内に一定以上の脂肪が蓄積した状態と定義される。最近、二重エネルギーX線吸収法(DXA)による正確な体脂肪測定が可能となったが、小児の体脂肪量のデータは希少である。平成20年度は平成19年度に引き続き、DXA法による体脂肪測定装置(Hologic社QDR4500A)搭載バスを静岡県袋井市内の保健センターと静岡県浜松市立の小学校に持ち込み、小学5年生児童の体組成の測定を実施した。その結果、小学5年生児童の体脂肪の基準値を求めるためのデータを得ることができ、さらに、小学5年生児童の筋肉量や骨量についても検討できた。測定に先立って、児童の生活習慣、母親の妊娠中の栄養状態、幼児期の栄養状態についてアンケート調査を行った。その結果、骨量や筋肉量や体脂肪量が食習慣や生活習慣とさまざまに関連していることが示された。また、小学5年生児童の体組成と、その子どもが出生した当時の母親の体型や、その子どもの幼児期の体型との関係がみられた。このことから、小児の肥満予防には妊娠前後の母親教育も含めた、より早期の予防対策が必要であると考えられた。また、骨量も新体力テストの成績に関係があることが示され、骨粗しょう症の予防からも、この時期の体力づくりの必要性が示唆された。本研究は近畿大学医学部倫理委員会の承認のもとに実施され、平成20年度研究は当初の目的および計画を変更することなしに終了した。交通機関の発達、産業の変化、食文化の変化、情報通信の発達、テレビやビデオゲームの登場など、社会の急激な変化によって小児肥満が増えている。肥満は体内に一定以上の脂肪が蓄積した状態と定義されるが、実際には身長と体重から肥満の判定が行われている。最近、二重エネルギーX線吸収法(DXA)による正確な体脂肪測定が可能となったが、一部の医療機関にしか測定装置が設置されておらず、成長期の体脂肪量のデータは希少である。本研究の目的は、DXA法による体脂肪測定装置(Hologic社QDR4500A)搭載バスを地域や学校に持ち込み、小児の体組成(体脂肪量、筋肉量、骨量)の測定を行い、将来の小児肥満対策について検討することである。静岡県袋井市は数年前から小児期からの生活習慣病予防対策事業を行っている。本事業では、全市の小学5年生児童を対象に学校保健法に定められている定期健康診断の検査項目に加えて血清コレステロール値や血圧を測定し、一定の基準を超えた者に対して保健指導を行っている。平成19年度は、本保健指導の会場である同市内の保健センターにDXA測定機器搭載バスを持ち込み、対象者の体組成の測定を実施した。しかし、この測定結果だけでは肥満の判定基準については不明である。そこで体脂肪の基準値を作成するために学年単位での全生徒の測定を呼びかけたところ、静岡県浜松市立の小学校が本研究に賛同してくれた。そこで、同小学校にDXA測定機器搭載バスを持ち込み、小学5年生児童全員を対象に体組成を測定した。その結果、小学5年生児童の体組成の基準値を求めるためのデータを得ることができ、平成19年度研究は当初の目的および計画を変更することなしに終了した。次年度も引き続きデータ収集を行う予定。本研究は近畿大学医学部倫理委員会の承認のもとに実施された。
ビタミンB12酵素における触媒機能の制御機構の解明

1.グリセロールデヒドラターゼの結晶構造解析組換え体グリセロールデヒドラターゼを精製し,酵素化学的性質を明らかにするとともに,酵素を結晶化してX線構造解析を行った。触媒部位はジオールデヒドラターゼと高い相同性を示したが,そこに結合していたプロパンジオールはジオールデヒドラターゼとは異なり,R体であった。2.ジオールデヒドラターゼの活性中心にある残基への変異の導入と変異型酵素の機能解析本酵素の活性中心でK+または基質と直接相互作用している7つの残基,Gln141,His143,Glu170,Glu221,Gln296,Asp335,Ser362のそれぞれをAla残基に置換した変異型酵素を作成し,それらの機能を解析した。これらの変異酵素のうち,Ha143AとEa170Aは酵素反応中間体の基質ラジカルとB12rが確認できるが反応生成物がほとんどないことから,酵素の触媒機能に重要な機能を担うことが示唆された。さらにHisα143を,Glu, Lys, Leu,およびGlnに置換した変異型酵素を作製して酵素機能を解析した。その結果,Hα143が正常な触媒反応の継続にも重要であることと,Hα143Aでは水酸基移動の活性化エネルギーが増加していることが示唆された。また,補酵素の結合に関与する残基Sα224およびKβ135残基の部位特異的変異により,Sα224が酵素による補酵素の活性化と機構依存的不活性化反応の抑制に重要であり,Kβ135が補酵素の結合に重要であることを明らかにした。3.補酵素の下方配位子がコバルトに配位したまま結合できるMeCb1関与酵素の作製の試みラットメチオニン合成酵素のHis773をGlyに代えた変異酵素遺伝子を作成し,昆虫細胞で大量発現を試みたが,安定な発現条件を見出せなかった。1.グリセロールデヒドラターゼの結晶構造解析。組換え体グリセロールデヒドラターゼを精製し,その酵素化学的性質を明らかにするとともに,酵素を結晶化してそのX線構造解析を行った。1,2-プロパンジオールの2つのエナンチオマーに対する反応速度はR体がS体の2.5倍速かったのに対して,Km値から予測される親和性はS体の方が約1.5倍強かった。一方,酵素-シアノコバラミン-1,2-プロパンジオール複合体のX線結晶構造解析からは,酵素がαβγヘテロトリマーの2量体構造をとり,αとβサブユニットの界面に補酵素が"base-on"構造で結合し,活性中心がαサブユニットの(α/β)_8バレル構造の中に存在し,そこで基質とK^+が複合体を形成しているなど,ジオールデヒドラターゼの立体構造との高い相同性が見いだされた。酵素に結合していたプロパンジオールはラセミ体を用いで結晶化したにも関わらず,R体であり,S体が結合していたジオールデヒドラターゼとは異なっていた。両酵素のグリセロール脱水触媒中の不活性化のされ易さの差異がこの基質の立体選択性により説明可能であることも指摘した。2.ジオールデヒドラターゼの活性中心にある残基への変異の導入と変異型酵素の機能解析。