hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
虚血性神経細胞死に対する慢性低酸素状態の影響についての研究

3)虚血による海馬CA1の垂体細胞障害は低酸素群がより著しかった。4)低酸素群では脳虚血前にもVEGF抗原の発現が見られたが、正常酸素群では見られなかった。5)再潅流後2日,4日では両群ともにbFGF,VEGF陽性となったのが、7日では両者は陰性となった。【結論】低酸素負荷によりbFGF,VEGFの発現が著明になったが、海馬の神経細胞障害は正常酸素群より強かった。我々は正常酸素濃度状態で脳に虚血負荷を与えて発現する遺伝子の検索、同定を目的とする分子生物学的アプローチを試みた。【方法】正常酸素濃度状態で飼育された砂ネズミ(雄、体重50-60g)の両側総頚動脈をフローセン麻酔下で5分間遮断し前脳虚血を作成した。コントロール、再潅流6時間後と2日後の3群に分け、素早く脳を摘出し、海馬の一部を液体窒素で凍結した。Differential display法により、海馬組織から抽出したRNA中のmRNA分子種の変動を検出した。oligo(dT)_<12>MN(M=A,G,C;N=A,G,C,T)をプライマーとして逆転写反応(RT)を行い、合成された相補的DNA(cDNA)を鋳型として適当な配列をもった合成オリゴ(N_<10>)と前述のプライマーとα-^<35>S-dATP、Taq polymeraseにてポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行った。ラベルされたPCR産物を変性シークエンスゲルにて泳動しオートラジオグラフィーを行った。【結果】1.プライマーによって選択的に増幅されたcDNAがバンドとして塩基数別にdisplayされた。2.cDNAは(a)虚血によって減少し消失するもの、(b)虚血によって減少しその後回復するもの、(c)虚血によって新たに発現するものに分けられた。3.各バンドからcDNAを回収し、サブクローニング後塩基配列を決定した。【結論】cDNAのシークエンス情報を基に各cDNAの遺伝情報を解明することができればDifferential displayは虚血に対する脳保護機構の研究手段として大変有用と考える。我々は正常酸素濃度状態で、脳に一過性の虚血負荷を与えて発現に変化をきたす遺伝子の検索、同定を試みた。【方法】正常酸素濃度状態で飼育された砂ネズミを用いて、フローセン麻酔下で両側総頚動脈を5分間遮断して前脳虚血を作成した。コントロール、再潅流6時間後と2日後の3群に分けた。脳を素早く摘出し、脳を液体窒素で凍結した。海馬組織から抽出したRNA中のmRNA分子種の変動をDifferential display法により検出した。oligo(dT)12MN(M=A,G,C;N=A,G,C,T)をプライマーとして逆転写反応(RT)を行い、合成された相補的DNA(cDNA)を鋳型として適当な配列をもった合成オリゴ(5′-CTGAGCTAGG-3′,5′-GGCTAATGCC-3′,5′-GTGATCGGAC-3′),oligodT12MN,[a-^<35>S]dATP,dNTPsand AmpliTaq DNA polymeraseを用いてポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を行った。【結果】PCR産物は(a)虚血によって減少し消失するもの、(b)虚血によって減少しその後回復するもの、(c)虚血によって新たに発現するものに分けられた。虚血によって減少し消失するバンドからcDNAを回収し、サブクローニング後neuronal pentraxinを同定した。
界面活性剤ベシクルを用いた悪性骨・軟部腫瘍の新規治療法の開発

目的本研究は、海藻由来レクチンであるEucheuma serra agglutinin(ESA)と腫瘍細胞表面の糖鎖の特異的結合を利用し、Drug Delivery System(DDS)における悪性骨・軟部腫瘍治療法の臨床応用を企図した開発を行うものである。すなわちESAをDDSの薬物運搬体である非イオン性界面活性剤(Span80)ベシクル上に固定化する腫瘍標的リガンドとして利用し、化学療法剤(イフォマイド)を内包させて、ESAのヒト骨肉腫細胞株に対する特異結合性、ベシクル粒径による体内動態の差異、粒径別の血管内皮細胞透化現症の解析を行った。さらにこの投与系の安全性を検証するため、ESAベシクル投与による毒性・副作用の詳細な解析を行うこと、大型動物を用いた安全性の検証も目的とした。結果ESAの特異的結合サイトとなるOST細胞表面の糖鎖を質量分析で解析したところ、ハイ・マンノース型糖鎖であることを見いだし、ESAがOST細胞膜上のマンノース型糖鎖を認識して結合していることを明らかにした。さらに、粒径を種々に制御したFITC内包ESAベシクルを投与して経時的に観察し、粒径が60-100nmのものが、膜融合によってベシクル内のFITCが骨肉腫細胞の細胞質に移行しやすいことを明らかにした。以上の結果をふまえ、in vivo実験として、上記粒径のイホマイド内包ESA固定化ベシクルをマウス頭部にOSTを移植した担癌ヌードマウスに、眼窩静脈より投与して、腫瘍体積変化を測定し、抗癌活性を検討し、これが腫瘍を抑制することを見いだした。さらに、治療モデルマウスの全臓器を検索し、ESAベシクルの安全性を検証し、フリーのESA投与では、軽度の肝実質障害を誘導するものの、ESA固定化ベシクルではほとんど有害な副作用を認めなかった。なお、研究代表者の退職に伴い、本研究は今年度をもって打ち切りとなる。目的本研究は、海藻由来レクチンであるEucheuma serra agglutinin (ESA)と腫瘍細胞表面の糖鎖の特異的結合を利用し、Drug Delivery System (DDS)における悪性骨・軟部腫瘍治療法の臨床応用を企図した開発を行うものである。すなわちESAをDDSの薬物運搬体である非イオン性界面活性剤(Span80)ベシクル上に固定化する腫瘍標的リガンドとして利用し、化学療法剤(イフォマイド)を内包させて、ESAのヒト骨肉腫細胞株に対する特異結合性、抗癌活性の有無、アポトーシなどについて検討した。さらに、臨床応用を考慮して、この投与系の安全性を検証するため、ESAベシクル投与による毒姓・副作用の詳細な解析を行うことも目的とした。結果in vitroにおいて、FITCで蛍光ラベルしたESAを用いて、酵素によるOST細胞表面の糖鎖切断の有無によるESAのOST細胞への特異結合性の変化を、FACS解析、および蛍光顕微鏡観察により検討し、ESAがOST細胞膜上の糖鎖を認識して結合していることを明らかにした。さらに、FITC内包ESAベシクルを投与して、経時的に観察し、膜融合によってベシクル内のFITCが骨肉腫細胞の細胞質に移行することを明らかにした。以上の結果をふまえ、in vivo実験として、抗癌剤イホマイド、フリーのESA、イホマイド内包ESA固定化ベシクルなどを、それぞれマウス頭部にOSTを移植した担癌ヌードマウスに、眼窩静脈より投与して、腫瘍体積変化を測定し、抗癌活性を検討した。その結果、イホマイド内包ESA固定化ベシクルが最もその腫瘍を抑制する結果となった。さらに、治療モデルマウスの全臓器を検索し、ESAベシクルの安全性を検証した。

さらに、治療モデルマウスの全臓器を検索し、ESAベシクルの安全性を検証し、フリーのESA投与では、軽度の肝実質障害を誘導するものの、ESA固定化ベシクルではほとんど有害な副作用を認めなかった。なお、研究代表者の退職に伴い、本研究は今年度をもって打ち切りとなる。
糞便中の癌細胞由来微量変異APC検出による新しい大腸癌診断法開発

URA3遺伝子をpRS-GALl-MYC-BSという酵母用vectorに組み込み、Direct sequenceにより塩基配列の確認を行なった。次いで、酵母内での発現を確認するために当初の予定通りwestern blotを行いURA3タンパクの発現を確認した。機能面での確認のためURA3(+)vectorを導入した酵母を5FOA培地に散布したところ予定通り、酵母の増殖は認めなかった。(A)と同様にDirect sequenceで塩基配列の確認を行い、western blotでURA3タンパクの発現を確認した。また、変異APC、正常APCを組み込んだvectorを、それぞれ導入した酵母を5FOA培地に散布したところ予想通り正常APCを組み込んだものでは酵母の増殖は認めず、変異APCを組み込んだものでのみ増殖を認めた。(C)臨床検体を用いた便からのDNA抽出とAPC遺伝子の組み込み実験ヒト便からのDNA抽出を行なった後、APC遺伝子MCRのPCRを行なったところ、便中に含まれるPCR阻害物質により目的遺伝子の増幅が困難であった。条件設定の変更、プライマーの変更などを繰り返し、安定した増幅が望めるようになった。しかしAPCを(A)で作製したURA3(+)vectorに組み込む際、その導入効率が低く、このままでは臨床応用に耐えられないと判断した。導入効率向上のため、vectorの変更やAPCを組み込むサイトの変更など様々な工夫を行なっている。
プラズマフィールドを利用した害虫忌避スクリーン'プラズマリペラ'の開発

プラズマフィールドを利用した害虫忌避スクリーンを開発し、害虫の侵入が問題となる栽培温室や青果物保存施設、食品工場や穀物の貯蔵倉庫などに適用した。その結果、いずれの施設においても害虫の侵入は観察されず、その有効性が確認された。また、施設の環境は大きく改善され夏場においても良好な環境が維持された。さらに、この装置は、害虫を忌避させるだけでなく、害虫を捕捉できることも明らかとなった。プラズマを利用すればウイルスや微生物、花粉などを不活化できることが知られている。申請者は、触覚をもつ昆虫が、空気が電離した領域`プラズマフィールド'を認識し、その場を忌避することに着目し、昆虫忌避ネット`プラズマリペラ'を開発することとした。本年度は、プラズマリペラを構成する材料を調査し、プラズマ形成に有効な誘電分極体を選抜し、この誘電分極体を用いて昆虫忌避ネットスクリーンを作製して、昆虫、特に害虫に対する忌避効果を検討した。害虫としては、施設栽培で問題となるコナジラミ類やアザミウマ類、アブラムシ類などの温室害虫、作物貯蔵庫で問題となるタバコシバンムシやコクゾウムシなどの貯穀害虫、生鮮食品加工場で問題となるショウジョウバエやイエバエ、ゴキブリなどの衛生害虫を中心に忌避効果を検討した。その結果、調査したすべての害虫がプラズマリペラスクリーンを忌避することが明らかとなった。さらに、このスクリーンの害虫遮蔽効果に対する能力を検討するため、小型の食品貯蔵倉庫の窓にスクリーンを設置し、害虫に対する忌避ネットの効果を調査した。3カ月を通して長期間の試験を実施したところ、装置の電源を入れずにプラズマを発生しない場合には、多くのタバコシバンムシやショウジョウバエが内部に侵入したが、装置を稼働させてプラズマを発生させた場合、倉庫の内部に侵入した害虫は発見できなかった。以上の実験は国際誌にとり上げられ、掲載されると判断し、得られた結果をCrop Protectionに投稿して論文掲載可の受理通知を受けた。本研究の目的は、プラズマフィールドを利用した害虫忌避スクリーンを開発し、害虫の侵入が問題となる作物貯蔵庫に適用することである。昨年度までの研究において、概ね、プラズマリペラを作成するための材質とその構造が明らかになった。そこで本年度は、プラズマリペラの原理を利用して、大型の昆虫忌避スクリーンを作製した。このスクリーンを設置する場所は、作物貯蔵庫や栽培温室の横窓、または天窓である。これらの窓に設置した場合、スクリーンは、風や雨などを直接受けることになる。まず、雨に対しては、シリコン樹脂を用いて防水加工を施し、耐久性を確保した。次に、風に対しては、スクリーン内部に支柱を挿入し、風速10m以上に対する強度を付与した。また、窓に設置した場合、風通しに対する影響、それに続く室内の温度上昇や湿度の状況などが問題となる。そこで、室内温度や湿度の上昇が想定される5月から10月の間、スクリーンを設置していない対照区と室内環境を比較した。なお、スクリーンを設置していない対照区には、慣用的に用いられる防虫ネットを設置した。その結果、対照区と比較して室内環境は大きく改善され、夏場においても良好な状態が維持された。また、栽培施設に害虫の侵入はまったく観察されず、殺虫剤を使用せず、無農薬で植物を栽培することができた。以上の実験結果は、Journal of Agricul tural Scienceに投稿し、既に掲載可の評価を受けている。また、作物貯蔵庫に対する害虫侵入防除については、Crop Protectionに投稿し、既に公表されている。本研究の目的は、プラズマフィールドを利用した害虫忌避スクリーンを開発し、害虫の侵入が問題となる栽培温室、青果物保存施設、穀物貯蔵倉庫に適用することである。昨年度までの研究において、プラズマリペラを作成するための材質とその構造が明らかになり、大型の昆虫忌避スクリーンを作製することができた。このスクリーンを栽培温室の横窓や天窓、または、青果物保存施設や穀物貯蔵倉庫に設置し、装置の実用化に向けた問題点を調査した。スクリーンは、風や雨などを直接受けることになる。そこで、雨に対してはシリコン樹脂よる防水加工を施し、風に対してはスクリーン内部に支柱を挿入することにより、風速10m以上に対する強度を付与した。また、装置を施設の窓に設置した場合、風通しに対する影響が現れ、施設内の温度上昇や湿度の上昇が危惧された。そこで、特に温度や湿度の上昇が予想される5月から10月の間、スクリーンの設置による室内環境を調査した。その結果、慣用的に用いられる防虫ネットを設置した対照区と比較して、室内環境は大きく改善され、夏場においても良好な環境が維持された。

以上の環境に対する実験結果は、既に、Journal of Agricultural Scienceに公表されており、装置の原理についての内容は、Journal of Electrostatics, Journal of Applied Physics,およびAnnals of Applied Biologyに公表されている害虫を忌避させる防虫スクリーンとしてプラズマリペラを農作物貯蔵施設だけでなく、栽培温室へも本装置を適用し、害虫侵入遮蔽効果を検討した。その結果、どちらの施設に対しても有効性が確認された。また、プラズマリペラには、害虫を忌避させる能力だけでなく、侵入を試みる害虫を静電気力で捕捉できることが明らかとなった。現在、捕捉のメカニズムについて検討を加えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。プラズマリペラが生成するプラズマ空間には、害虫を捕捉する能力がある。今後は、害虫を捕捉するメカニズムを明らかにし、空中を浮遊するカビの胞子、細菌、ウイルスや花粉などに対する捕捉効果を調査する。
固相ミクロ抽出/高速液体クロマトグラフィー質量分析計の法医学的応用

法医学上問題となる薬毒物は多種多様にわたっている。人体試料中からの薬毒物を確実に検出同定することが要求される法医学の領域では、薬毒物を簡便、迅速かつ正確に人体試料から分離する抽出法と、高感度で特異性の高い検出法とを組み合わせて分析することが要求される。本研究では、固相ミクロ抽出(solid phase microextraction:SPME)法と高速液体クロマトグラフィー(HPLC)/質量分析(MS)法を組み合わせたSPME-HPLC/MSシステムによる薬毒物の分析システムを完成させ、覚醒剤、麻薬類、向精神薬類、農薬類、自然毒について人体試料からの分析法の検討を行った。SPME法では、全血、血清および尿を人体試料として用い、覚せい剤および有機リン系農薬はポリジメチルシロキサン(PDMS)ファイバー、麻薬類はカーボワックス/ジビニルベンゼン(DVB)ファイバー、フェノチアジン系およびブチロフェノン系向精神薬はポリアクリレートファイバー、ベンゾジアゼピン系向精神薬、カーバメート系農薬および自然毒アマニチンはPDMS/DVBファイバーを用いることで迅速簡便な抽出を行うことができた。HPLC/MS法では、有機リン系農薬が大気圧イオン化法によるインターフェースを用いたが、それ以外はエレクトロスプレーインターフェースであった。また、フェノチアジン系、ブチロフェノン系およびベンゾジアゼピン系向精神薬に関してはMS/MSによる分析を行うことでシングルMSよりも高感度な検出が可能となった。本研究では覚せい剤について法医実際例で採取した尿中からmethamphetamineとamphetamineの検出に成功した。また、フェノチアジン系向精神薬に関しては男性ボランティアによる薬剤投与実験を行い、全血と尿中からの微量の薬剤を検出することができ、SPME-HPLC/MSシステムが臨床検査にも応用可能であることが明らかとなった。今後は他の薬毒物についても本システムの法医実際例への応用を検討する予定である。本年度は覚醒剤、6種類のフェノチアジン系、8種類のブチロフェノン系および5種類のベンゾジアゼピン系向精神薬類、6種類のカーバメート系農薬、5種類の有機リン系農薬、アマニチン、アコニチン、テトロドトキシン、モルヒネ、コカインおよびコカイン代謝物であるベンゾイルエクゴニンについて以下の検討を行った。1.高速液体クロマトグラフィー(HPLC)による分離条件の検討HPLC装置は島津製LC-10ADVPシリーズ(設備備品費により購入)を使用した。分離用カラムにはコンベンショナルタイプ(内径4.6mm)のDiscovery RP-AmideC_<16>(Supelco)およびセミミクロタイプ(内径2mm)のCapcel Pak C_<18>(資生堂)を使用し、移動相には10mM酢酸アンモニウムとアセトニトリルのグラジエント法を使用することで多種類の一斉分析にもおおむね対応できることが明らかとなった。2.固相ミクロ抽出(SPME)法による人体試料からの抽出条件の検討SPME法では、尿についてはファイバーを試料に直接浸漬(約3060分間)するだけで簡便な抽出が可能であることが明らかとなった。血液については過塩素酸で除蛋白操作を行った後、遠心分離で得られた上清のpHを中性に戻すことでSPMEファイバーの浸漬抽出が可能となった。薬毒物によってはpHをさらに調整する必要があり、例えば覚醒剤(メタンフェタミンおよびアンフェタミン)ではpHを8付近にすることで抽出効率が向上した。

しかし、有機リン系農薬、テトロドトキシン、モルヒネ、アコニチンについては抽出効率が非常に低く、さらに検討が必要である。なお、SPMEファイバーは、ポリアクリレート、ポリジメチルシロキサンおよびポリジメチルシロキサン/ジビニルベンゼンの各ファイバーが有効であった。3. HPLC/質量分析(MS)法によるマススペクトルの解析HPLC/MS-エレクトロスプレーイオン化法により標品を分析したところ、ほとんどの薬毒物においで擬分子イオンがベースピークとなるマススペクトルが得られた。本年度は固相ミクロ抽出(SPME)-高速液体クロマトグラフ(HPLC)と質量分析計(MS)との接続を完成させ、高感度定量法の検討を行った。昨年度実施した抽出条件を基に人体試料から薬毒物を抽出したSPMEファイバーをHPLC/MS装置に挿入し、各薬毒物のマススペクトルを測定した。MSインターフェースにはエレクトロスプレーイオン化(ESI)法を用いたところ、擬分子イオンがベースピークとなり、昨年度実施した標準物質によるフラグメントパターンとほぼ一致した。なお、各薬毒物について大気圧化学イオン化法による検出も試みたが、ほぼESI法と同レベルの検出感度であったので、本研究では主にESI法をインターフェースとして使用した。また、SPMEファイバーはフェノチアジン系およびベンゾジアゼピン系向精神薬、モルヒネ、コカイン、ベンゾイルエクゴニン、カーバメート系および有機リン系農薬ではポリアクリレートファイバー、覚醒剤ではポリジメチルシロキサンファイバー、ブチロフェノン系向精神薬ではポリジメチルシロキサン/ジビニルベンゼンファイバーを使用した。2.高感度定量法の検討SPME-HPLC/MS分析による定量性を検討したところ、各薬毒物について擬分子イオンを選ぶ選択イオン検出(SIM)法において良好な定量性が得られた。このSIM法による検出限界は約1-20ng/mlであった。また、フェノチアジン系およびブチロフェノン系向精神薬に関しては擬分子イオンをプリカーサーイオンとしてMS/MSモードによる選択反応検出法を行ったところ、血液は50-5000ng/ml、尿は0.1-100ng/mlの範囲で直線性を示した。検出限界は血液で0.2-300ng/ml、尿で4-100pg/mlであった。なお、テトロドトキシンおよびアコニチンについて各種SPMEファイバーによる抽出条件の検討を本年度も行ったが、人体試料からの抽出効率が非常に低く、両毒物の抽出にSPME法は適用しにくいことが示唆された。
多孔質を利用した熱電変換システムの開発と評価

熱電変換効率の向上には、言うまでもなく材料特性の向上が重要である。しかし、材料特性だけでなく、素子の特性、熱電システムの構築も熱電変化を普及させるために重要な要素である。本研究では熱電素子の特性の向上に注目し、熱交換効率を増加させることによる素子のエネルギー密度向上を目指した研究を行った。具体的には、(i)多孔質素子形成プロセスの発展、(ii)多孔質熱電素子の試作、(iii)多孔質熱電素子の実験的性能評価、および電極部分に熱交換機能も付加した素子の試作と特性評価を行った。多くが脆性材料である熱電材料の多孔体形成には、KClを混合した焼結法を用いて行った。多孔体とバルクを組み合わせた素子、p型とn型を組み合わせた熱電モジュールの作製が可能になった。また、電極部分に熱交換機能を付加した素子を試作し、その製造プロセスなどを確立した。多孔体素子、フィン形状電極の素子の特性を評価するために、熱電現象、熱伝導などの物理現象を含めて、3次元の複雑形状の熱電素子の特性を予測できる数値計算ソフトを開発し、素子の設定に利用した。熱伝導率の低いガスを熱源・冷却源して利用する場合において、多孔質電極あるいはフィン形状電極の素子を最適化することにより、素子の単位面積当たりの出力はバルク素子に比べて数倍から10倍程度増加できる可能性があることが明らかになった。また、そのために求められる条件として、多孔体部分の電気伝導率の増加が空隙率程度であれば十分特性向上が期待されることが明らかになった。FeSi2多孔質体を用いた熱電素子を試作し、発電特性では約10倍のエネルギー密度になることが明らかになった。(Bi, Sb)2Te3の多孔質素子では、低温ガスを用いた発電、室温付近における冷却特性を測定した結果、従来素子よりもエネルギー密度は増加する試作素子があるが、数値計算で期待された増加よりも小さかった。材料の脆性にため、多孔体部分の電気伝導率の低下が原因であることが明らかになった。このような脆性材料では、多孔体部の電気伝導率を増加させない製造プロセスの確立が今後の課題となった。熱伝導率の低いガスを熱源・冷却源して利用する場合において、多孔質を用いた熱交換型素子を用いることにより、効率は従来のバルク素子に比べて微増あるいは同程度であるが、素子の単位面積あたりの出力はバルク素子に比べて数倍から10倍程度増加できる可能性があり、その条件などをモデルにより明らかにした。多孔質素子の研究は限られており、素子の作成プロセスが確立されていないのが現状であった。KC1などの塩と目的とする半導体の混合体を焼結、焼結体から水などによりKC1を溶解し、多孔質体を形成する方法を開発した。この手法では、KC1の量、粉末の粒径により、多孔質体の充填率、透過率などの特性を制御することが可能である。この手法によりPbTe、Bi-Teの熱電材料でも多孔質体が得られることを確認した。また、FeSi2多孔質体を用いた熱電素子を試作し、発電特性などを測定した。

その結果、モデルにより指摘された素子の単位面積あたりの出力増加が実験面でも確認され、最適化などについて検討を行っている。本研究では、(a)多孔質素子形成プロセスの発展、(b)多孔質熱電素子の試作、(c)多孔質熱電素子の実験的性能評価を行うことにより、多孔質熱電素子の有効性を実証的に示し、実用化に結びつけることを目的として研究を行った。多くが脆性材料である熱電材料の多孔体形成には、KClを混合した焼結法を用いて行った。さらに、多孔体とバルク部分との接続についてもホットプレス装置を用いて最適な条件を明らかにした。その結果、多孔体とバルクを組み合わせた素子、p型とn型を組み合わせた素子の作製が可能になった。作製した熱交換型素子についてモデルによる検討を行った。その結果、a)熱伝導率の低いガスを熱源・冷却源して利用する場合において、多孔質を電極部分に用いることにより素子の単位面積当たりの出力はバルク素子に比べて数倍から10倍程度増加できる可能性がある、b)熱電冷却に用いた場合には、効率的な放熱ができるため、よりエネルギー密度の高い冷却素子として動作する可能性も示された。FeSi_2多孔質体を用いた熱電素子を試作し、発電特性などを測定し、モデルにより指摘された素子の単位面積あたりの出力増加が実験面でも確認され、実験的にも約10倍の出力が得られた(エネルギー密度が10倍)。(Bi,Sb)_2Te_3の多孔質素子を試作し、低温ガスを用いた発電、室温付近における冷却特性について測定し、モデル計算で予測されたように発電・冷却においてエネルギー密度が増加する事が明らかになった。しかし、モデル計算の予測に比べてエネルギー密度の増加は低く、多孔体の構造・製造プロセスについてさらに検討している。熱電変換効率の向上には、言うまでもなく材料特性の向上が重要である。しかし、材料特性だけでなく、素子の特性、熱電システムの構築も熱電変化を普及させるために重要な要素である。本研究では熱電素子の特性の向上に注目し、熱交換効率を増加させることによる素子のエネルギー密度向上を目指した研究を行った。具体的には、(i)多孔質素子形成プロセスの発展、(ii)多孔質熱電素子の試作、(iii)多孔質熱電素子の実験的性能評価、および電極部分に熱交換機能も付加した素子の試作と特性評価を行った。多くが脆性材料である熱電材料の多孔体形成には、KC1を混合した焼結法を用いて行った。多孔体とバルクを組み合わせた素子、p型とn型を組み合わせた熱電モジュールの作製が可能になった。また、電極部分に熱交換機能を付加した素子を試作し、その製造プロセスなどを確立した。多孔体素子、フィン形状電極の素子の特性を評価するために、熱電現象、熱伝導などの物理現象を含めて、3次元の複雑形状の熱電素子の特性を予測できる数値計算ソフトを開発し、素子の設定に利用した。熱伝導率の低いガスを熱源・冷却源して利用する場合において、多孔質電極あるいはフィン形状電極の素子を最適化することにより、素子の単位面積当たりの出力はバルク素子に比べて数倍から10倍程度増加できる可能性があることが明らかになった。また、そのために求められる条件として、多孔体部分の電気伝導率の増加が空隙率程度であれば十分特性向上が期待されることが明らかになった。FeSi2多孔質体を用いた熱電素子を試作し、発電特性では約10倍のエネルギー密度になることが明らかになった。
探求的な学びを促すResearcher-Like Activityによる事例研究

RLAとは、市川(1996)により提起されたResearcher-Like Activityの略称であり、研究者の活動の縮図的活動を基本形態とする学習活動である。狩俣(1996)によって中学校の数学教育に導入され、主体的な探究活動とともに学習者の意欲を引き出すことに成功している。本研究では、狩俣の研究を高校の数学教育にも拡大・発展させ、その事例開発を行うとともに教育的な意義や価値を検討した。事例研究では、RLAが生徒の主体的で能動的な数学学習に有効に働き、探究的な態度や数学的表現力等を育むことが明らかにされた。RLA(Researcher-Like Activity)とは、研究者の活動をモデルとして縮図的に授業に組込み、研究者の活動のおもしろさや困難さを模擬体験しながら、主体的な探求活動とともに学習者の意欲を引き出す教育実践で、市川伸一により提起され、狩俣智によって中学校の数学教育に導入された。本研究では、狩俣の研究をうけ、さらに継続・発展させるべく、RLAの教育論的な意義づけーとりわけ近年重視されている数学的活動や数学的コュニケーション能力、数学的表現力の育成との関連ーとともに、中学校の数学教育はもとより本格的な高等学校への適用可能性等を明らかにし、また、研究者の活動の模擬体験に付随して知識や技能を広げる可能性や、これまでの積み上げ的な授業観・学力観に支配された数学教育からの転換への示唆等の検討を行うことを目的とする。本年度は、中・高校の現場の教員を中心とした10名でRLA研究会を組織し、第1回公開研究会を開催した。数学教育へのRLAの導入者である狩俣の講演と「数学Aの課題学習の事例研究RLAによる課題学習:「正多面体」」、「星型多角形について生徒の考えに学びあう」、「私のRLA実践例」の実践事例を通して、RLAの枠組みについての理論的検討や現在の到達点及び課題等の整理を行い、その中心的な意義は、主体的な探求と相互評価を含む数学的コミュニケーション活動にあることを確認し、全過程だけではなく、個々の過程そのものの意義も明らかにした。2また、高等学校におけるRLAの事例開発として「フィボナッチ数列の巡回性を題材としたRLA」をテーマとして授業研究を行った。条件変更を基本とした問題設定によるグループでの共同探求過程やその成果のポスターセッション、及び相互批評の過程から学習者の主体的な探求活動や活発な数学的コミュニケーション等が確認され、事後の感想から好意的な評価を得た。前年に引き続き本年度も、現場教員を中心とした10名で研究会を組織し、公開による第2回RLA研究会を開催し、公開授業を行うとともに、RLAの教育論的な意義等について主に実践的な事例を通して検討した。研究会では、RLAの提唱者である市川伸一氏の基調講演「RLAの趣旨と今後への期待」と、新潟大学教育学部附属長岡校園での取り組みとして齋藤忠之・井口浩・風間寛司3氏の招待講演「附属長岡中学校におけるRLAの取組と目指す問題解決的な授業の質」から、真正の文化的実践への周辺参加ではなく、中核的活動の模擬的体験から本物度を高め「なりたい・なれる自己」の拡大を促すのがRLAの特徴であり、RLAはまさにアクティブ・ラーニング(能動的・協同的な活動を通した学習)であることを確認した。また、研究会会員による3つの実践事例「2次関数の条件変更によるRLA」(福田浩之)、「和算を題材としたRLA」(堀裕樹・生田万紀子)、「フィボナッチ数列の周期性を題材としたRLA」(伊禮三之)の検討を通して、原問題のおもしろさが探求活動の質を左右することなどが指摘された。さらに、「福井大学ひらめき★ときめきサイエンスにおけるRLAの報告」(青木慎恵)と「ガウス記号のRLA」(川西嘉之)の報告では、RLAでの有効な原問題となりうる題材が紹介された。公開授業研究では「合同変換によるRLAのポスターセッション」(小林俊道)の中学校におけるRLAの事例開発が紹介された。平行移動や対称・回転移動の合同変換をもとにした生徒のイラスト作品の鑑賞会は、数学的なコミュニケーション活動を促進し能動的な態度を育むRLAの新しい形態として収穫であった。RLAの知見は、アクティブ・ラーニング型の授業の質を問う指標となりうることと、次期学習指導要領の実施の前にRLAの実践が集約され、その知的資源を広く発信していくことが課題として提起された。本年度の計画は、中学校及び高校の現場の教員を中心とした研究協力者とともにRLA研究会を組織し、第2回目の会合を東京で開催した。研究会では、公開授業での中学校におけるRLA事例開発の紹介(合同変換によるRLAのポスターセッション/東京女子学園中学校)と、基調講演・招待講演でRLAの趣旨と今後の展望、及び問題解決学習としてのRLAの質の検討などがなされ、研究協力者4名による高等学校における実践事例(2次関数の条件変更によるRLA・和算を題材としたRLAー中間発表会までの活動を振り返ってー・フィボナッチ数列の周期性を題材としたRLA)を通して、生徒の能動性や意欲を育む要因などの検討がなされた。さらに、研究協力者2名による多様な条件変更問題を引き出す原問題(フィボナッチ数列・ガウス記号)の検討報告がなされた。研究成果として、4つの学会等で研究発表を行い3つの論文を作成した。また、2つの招待講演においてアクティブ・ラーニングの事例としてRLAを紹介した。さらに、ひらめき☆ときめきサイエンス(福井大学)でも子どもたちへ成果の還元を行った。

このように研究計画全体としてはおおむね順調に進んでいる。なお、研究費の執行については、研究協力者が広い地域にまたがるため旅費への支出に偏っている。RLAとは、市川(1996)によって提唱されたResearcher-Like Activityの略称で、その基本的コンセプトは、「研究者の活動の縮図的活動を学習の基本形態とする」ことにある。狩俣(1996)は、本物の研究者の活動を学習者のレベルに合わせて模擬した縮図的活動であるRLAを中学校の数学授業の導入によって、研究者の活動を模擬体験しながら、主体的な探究活動とともに学習者の意欲を引き出す教育実践に成功している。本研究では、狩俣の研究をうけ、高校の数学教育にも継続・発展させ、RLAの事例開発を通して、その教育的な意義や価値について検討してきた。これまでの事例研究では、RLAが生徒の主体的で能動的な数学学習に有効に働き、探究的な態度を育むくこと、近年注目の集まるアクティブ・ラーニングの一形態(探究型)であること、ポスターセッションにおける説明や質疑応答等の場面を通して数学的コミュニケーション能力や数学的表現力の育成にも資することなどが挙げられた。最終年度も、現場教員を中心とした公開の第3回RLA研究会を開催し、研究協力者を中心とする公開授業と実践事例(パスカルの三角形等)に基づく講演と相互の交流・検討を行った。RLAの探究活動の質を規定する原問題の選定視点として、興味・関心をひくもの、発展性や多様性、新奇性や意外性があるもの等があげられ、上記の意義・価値以外にも、探究の過程における他者との交流から、問題の深化や新たな気づきが生まれるなど、数学的な概念や知識・技能だけでなく、今後の自分の学びに生かそうとする態度や問題解決能力の資質・能力の育成にも資することが確認された。また、RLAは、今求められている主体的・対話的で深い学びを実現するようなコンピテンシー・ベースのカリキュラム・マネジメントへの寄与や高校に新設予定の「探究基礎」の数学領域のモデルにもなることが期待される。RLAとは、市川(1996)により提起されたResearcher-Like Activityの略称であり、研究者の活動の縮図的活動を基本形態とする学習活動である。狩俣(1996)によって中学校の数学教育に導入され、主体的な探究活動とともに学習者の意欲を引き出すことに成功している。本研究では、狩俣の研究を高校の数学教育にも拡大・発展させ、その事例開発を行うとともに教育的な意義や価値を検討した。事例研究では、RLAが生徒の主体的で能動的な数学学習に有効に働き、探究的な態度や数学的表現力等を育むことが明らかにされた。本年度の計画は、中学校及び高校の現場の教員を中心とした研究協力者とともに10数名のRLA研究会を組織し、1RLAの枠組みについての理論的検討と現在の到達点及び課題の整理と、2高等学校「数学I・A」の課題学習でのRLAの事例開発と授業研究の開催であった。1については、中学校数学教育へのRLAの導入者による基調講演と問題設定による協同探求学習を追求している実務家による招待講演、さらに研究協力者3名による事例報告を通して、RLAの枠組みについての理論的検討や現在の到達点及び課題等の整理を行うことができた。特に、RLAの全過程(問題設定→解の探究→表現活動→相互評価)だけではなく、個々の過程そのもの意義(基調講演及び川西の事例報告)も明らかになった。
磁場閉じ込めプラズマの3次元速度場の構造と粘性に関する研究

核融合を目指したプラズマ閉じ込めの研究において、閉じ込め改善に対するプラズマの流れやプラズマの粘性の重要性は広く認識され、それに関連する研究が精力的に行われている。この方向性プローブ法を用いて、閉じた磁場構造のなかでプラズマが自発的に形成する流れ場を3次元速度場として実験的に測定し、プラズマの巨視的な振る舞いの理解を深めることが本研究の目的である。初めに2次元プローブ駆動機構と方向性プローブを製作した。2次元駆動機構は、CHS横長断面内で大半径方向とZ軸方向にプローブを駆動し、任意の点でプローブ計測が可能である。次に方向性プローブは、プラズマからの熱流入により温度上昇が顕著であり、水冷機能を持たせたものとした。このため、プローブが大型化し、局所的なプラズマ流速測定の精度が不十分となった。このため、方向性プローブ法によるプラズマ流速測定ではなくて、揺動計測によるプラズマ流速測定法を試みることとした。揺動計測法では、局所的に密度とポテンシャルの揺動を同時計測する必要があるが、プローブチップ間が20mm程度あり、プラズマ流速の評価において精度が問題となった。このような点からプラズマの粘性に関する議論ができるような実験結果は得られなかった。しかし、これらの実験を通して、CHS周辺輸送障壁(ETB)形成時の周辺プラズマの振る舞いに関するデータが蓄積され、遷移の過程でプラズマの巨視的な構造の変化や遷移の直前からフローティング電位の顕著な変化が観測され、プラズマのポロイダル流速が局所的に変化している可能性が示された。また、統計解析により遷移前のLモード時は、バースト的なプラズマ損失が顕著であるが、遷移後はバースト的な損失が観測されなくなることを発見した。これらの実験結果は、国内学会や国際会議において報告を行った。トーラス型磁場閉じ込め装置におけるプラズマの巨視的な振る舞い、特に自発的な構造形成を理解する目的で、プラズマの速度場に注目した実験的研究を進めている。プラズマの流れ場の構造は、プラズマ中に形成される電場の構造や、磁場の構造などに依存しており、核融合を目指したプラズマ閉じ込めの観点からも大変重要な研究課題のひとつとなっている。本研究では、コンパクトヘリカルシステム(CHS)において、2.45GHzのマイクロ波放電による比較的低温プラズマ中で方向性プローブを用いて局所的な速度場を計測する準備を行ってきた。プローブをもちいて、3次元速度場を実験的に決定するためには、必要不可欠なものが、2次元駆動機構であり、プラズマ中のあるポロイダル断面内の任意の場所を計測しなければならない。本年度の研究においては、この2次元駆動機構の製作を行った。Z軸方向に750mmのストロークを有し、挿入角度を半径方向に26度可変な2次元駆動機構をCHSの横長外側上部に取り付けた。これにより、磁気軸1016mm配位の規格化小半径の全領域(0≦ρ≦1)で、プローブ計測ができるようになった。また、駆動機構には、ロータリーステージを組み込むことで、方向性プローブの粒子収集面を360度回転させることが可能となり、これを用いてプロープに垂直な平面内の任意の方向の流速測定を行うことが可能となった。これらを組み合わせることで、ポロイダル、トロイダル、及び半径方向の流速を決定することができる。今後は、実際のプラズマを計測し、流速決定の実証や流れ場の測定を行っていく予定である。
酸化還元法を用いた新規人工超格子薄膜の作成と評価

本研究では、遷移金属酸化物の人工超格子薄膜を作成し、更に酸化還元法によって構造や特性を変化させることによって、物性の制御や新規機能を発現することを目的としている。今回の研究では固体中の酸素イオンの拡散と再配列に着目した。酸素イオンの拡散・再配列は固体の酸素イオン伝導としての基礎物性のみならず、エネルギー関連材料への応用の観点からも重要な特性であり、近年多くの注目を集めている研究分野である。今回は人工超格子構造による酸素イオン拡散の制御を目標として、粉末及び薄膜の形状の試料を用いて、酸素欠損ペロブスカイトAFeO_<3-δ>(A=Sr,Ca)(0≦δ≦1)の酸素イオン拡散及び再配列について研究を行った。無限層構造AFeO_2粉末試料を用いた実験では、再酸化反応による酸素イオンの取り込みについて、熱重量変化測定から反応速度の評価を行った。その結果、SrFeO_2はCaFeO_2よりも酸素取り込み反応の活性化エネルギーが低く、酸素取り込み反応も低温から起こることを明らかにした。固体中の酸素イオンの取り込み反応に関する結果は、固体中のイオン伝導の基礎物性として重要である。薄膜試料を用いた実験では、ブラウンミレライト構造AFeO_<2.5>の還元・再酸化過程での酸素イオンの拡散と再配列の異方性を明らかにした。おのおの配向方位を変えたブラウンミレライト構造CaFeO_<2.5>とSrFeO_<2.5>薄膜の還元・再酸化過程に要する時間と構造変化の比較から、CaFeO_<2.5>⇔CaFeO_2の構造変化では酸素イオンの拡散・再配列の反応異方性が大きいのに対し、同様の結晶構造を有するにも関わらずSrFeO_<2.5>⇔SrFeO_2ではその異方性が小さいことを明らかにした。これらの結果は、薄膜試料を使うことで還元・酸化反応ではミクロスコピックなスケールでは異方性があることを示したものである。また、結晶格子のサイズによって酸素イオン拡散・再配列の反応異方性の大きさも変化するという結果は、固体の酸素イオン拡散の観点から非常に重要なものであるといえる。
ＨＤＡＣＩによる骨代謝制御を応用した骨増成法の基礎的評価‐全身投与と局所投与‐

ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACI)は抗癌剤、抗てんかん薬として臨床応用され、クロマチンリモデリングに関与し、遺伝子発現を活性化する。骨形成においてはRunx2の安定化に関与し骨芽細胞の分化を促進する。本研究では、上顎骨円筒形骨欠損修復モデルを用いてHDACIの全身投与における骨形成能の賦活化を検討した。HDACIにはバルプロ酸(VPA)を使用し、投与法は腹腔内投与、投与期間は円筒形骨欠損形成前7日間とした。VPA全身投与群では窩洞内新生骨形成能促進、円筒形骨欠損治癒促進を示す像が窩洞形成14日から21日後にかけて観察された。本研究より骨増成法におけるHDACIの有効性が示された。口腔インプラント治療が補綴の一選択肢として受け入れられて久しい。インプラント埋入部位の決定には補綴主導の埋入部位決定が必要となるが、インプラント埋入予定部位に骨量が不足する場合、インプラント埋入予定部位に骨増成法が必要となる。現在、骨増成法において様々な材料や手技が報告されているが、決定的な方法は未だ見出されておらず、より信頼性、予知性と安全性の高い骨増成法の開発が必要とされている。ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACi)は抗癌剤、抗てんかん薬として臨床応用される薬剤である。HDACiは遺伝子発現過程においてクロマチンリモデリングに関与し、遺伝子発現を活性化することが知られている。骨形成関連においてはRunx2の安定化に関与し骨芽細胞の分化を促進する作用が報告されている。しかしHDACiには高濃度での細胞毒性、細胞分裂抑制作用なども報告されており、骨増成法において直接的な局所投与による骨形成促進が期待できない可能性も高い。そこで本研究では、上顎骨円筒形骨欠損修復モデルを用いてHDACiの全身投与における骨形成能の賦活化を検討することとした。HDACiには抗てんかん薬として臨床応用されているバルプロ酸(Valproic acid(VPA))を使用し、投与法は腹腔内投与、投与期間は円筒形骨欠損形成前7日間とした。本研究より骨増成法におけるHDACiの有効性が示された。本研究はヒストン脱アセチル化酵素阻害剤(HDACI)の後遺伝学的(エピジェネティクス)代謝制御を応用して、骨形成能賦活化と骨吸収抑制とを同時制御することが可能な新規骨増成法を開発することを目的として、各種動物実験モデルを用いて全身投与法と局所投与法について比較検討するものである。エピジェネティクス代謝制御は既に臨床応用され、従来の遺伝子導入や成長因子添加よりも上位にあって、かつ協調的に働く制御機構である。さらにこの制御機構は反応速度の速さ、安全性と簡便性にも優れている。本研究成果は、臨床的に予知性と確実性のより高い新規骨増成法の確立に繋がる可能性を持つ。本研究はHDACIを用いた簡便な骨増成法確立によるインプラントの適応拡大を最終的な目的としている。具体的な研究内容は1HDACI投与ラット骨欠損モデルにおける新生形成骨、骨代謝動態の検索、2HDACI投与法についての検討、3単離細胞に対するHDACI処理による骨形成、骨吸収への影響とその骨代謝変化機構についての検証、である。1新生形成骨については、組織学的解析やマイクロCTを用いた骨量・骨質の定量評価、FTIRイメージングを用いた骨質解析を行う。モデルラットから血液、尿を採取、バイオマーカーを測定し骨代謝動態も検索する。2HDACIの投与法に関して全身投与、局所投与の違いによる新生形成骨について、定量的、定性的に評価する。3in vivoにおける現象の解析のために骨形成系細胞、破骨細胞を単離、HDACI処理を行い転写因子活性、遺伝子発現などの細胞応答について詳細な検討を行い代謝機構解明の一助とする。動物実験細胞実験ともおおむね良好な結果を示しているため。ただし動物実験施設の使用制限など、当初の予定との乖離、進捗の遅れも出始めている。現状までの細胞培養実験と並行してモデル動物およびGFPラットを用いたHDACi処置移植細胞の同定、増殖骨組織の水準検査、量的優位性について検討を進める引き続きモデル作成および実験室的環境での再現度の検証を行いHDACi処理による骨形成脳賦活化について検証していく
運動による骨格筋インスリン感受性亢進におけるAMPキナーゼの意義の検証

5' AMP-activated protein kinase(AMPK)は筋収縮や低酸素負荷、酸化的リン酸化などの代謝ストレスに反応して活性化され、糖輸送や脂肪酸酸化、インスリン感受性亢進などの代謝調節に関与するものと考えられている。骨格筋にはα1、α2の2種類のcatalytic subunitが発現しているが、本研究では、2種類のアイソフォームが異なった活性調節を受けるメカニズムを検討し、酸化ストレスがα1を選択的に活性化することを明らかにした。また、酸化ストレスによるα1の活性化が細胞内AMPの増加を必要としないこと、α1活性化に伴って糖輸送やacetyl CoA carboxylase(ACC)のリン酸化が誘導されることを示した。また、従来は、α2が筋収縮時に優先的に活性化を受けるものと考えられてきたが、本研究では、筋収縮に最初に反応するアイソフォームがα1であり、その活性化はAMPの低下が生じない低強度収縮でも惹起されることを明らかにした。さらに、α2は高強度の運動によってAMP濃度依存性に活性化されること、α1、α2ともに糖輸送促進やACCをリン酸化を誘導することを示した。こうしてα2が筋細胞のエネルギー状態低下に反応して活性化を受ける一方で、α1はエネルギー状態の変化だけではなく細胞内に惹起される酸化ストレスに反応すること、AMPKの活性化は、α1、α2どちらであっても、筋細胞における糖利用促進や脂肪酸酸化亢進に関与することが示唆された。さらに、脂肪由来因子レプチンによるAMPK活性化とインスリン感受性との関連について、血中レプチン値の高いレプチン大量発現マウス(LepTg)を用いて検討した。LepTgは対象に比してインスリン感受性の亢進を認めた、筋のAMPKリン酸化も顕著に亢進していた。またLepTgを高脂肪食を与えて飼育するとインスリン感受性が低下したが、このときAMPKリン酸化も並行して減少した。この結果は骨格筋のAMPK活性とインスリン感受性との密接な関連を示すものである。本研究の目的は、運動によって活性化を受ける細胞内分子5'AMP-activated protein kinase (AMPK)が、運動によるインスリン感受性亢進に関与するシグナル伝達分子であることを明らかにすることである。具体的には、ラット骨格筋にプラスミド局所注射法によってAMPK活性サブユニット(αサブユニット)あるいはその変異体遺伝子を導入し、後天的に骨格筋AMPK活性を亢進あるいは抑制し、運動によるインスリン感受性亢進がどのように変化を受けるかを検討する。現在のところ、α2活性を選択的に増強させた筋、α1を選択的に増強させた筋、AMPK活性を抑制した筋の作成をFujii Nらの方法(Diabetes 2001;50 suppl 2:A276)に準じ、前脛骨筋にプラスミドを局所注入した後electroporationを行う手法を用いて、目的のαサブユニットの安定した発現が得るよう検討を続けている。また、メトホルミンなどの抗糖尿病薬やAICARなどのAMPK活性化剤をラットに慢性的に投与することによって骨格筋のAMPK活性を変化させて、そのインスリン感受性の変化を検討している。一方、骨格筋においてα1とα2は運動強度依存性に活性化を受けることが知られており、中強度の運動ではα2のみが、高強度の運動ではα1とα2の両方が活性化を受ける。

我々はαサブユニットがアイソフォーム別に異なった調節を受けるメカニズムを検討し、α2は細胞内のエネルギー状態の低下に伴って活性化を受けること、α1はエネルギー状態のみならず、細胞内に惹起される酸化ストレスに反応して活性化すること、酸化ストレスによるα1活性化の生理作用として、インスリン非依存性糖輸送活性化に関与している可能性を明らかにした。引き続き、酸化ストレスによるα1の選択的活性化とインスリン感受性との関連を検討している。本研究の目的は5'AMP-activated protein kinase(AMPK)が運動によるインスリン感受性亢進に関与するシグナル伝達分子であることを明らかにすることである。具体的な手法として、マウス下肢骨格筋(前頚骨筋)にプラスミド局所注射法によってAMPKαサブユニット、あるいはその変異体遺伝子を導入し、後天的に骨格筋AMPK活性を亢進あるいは抑制することによって運動によるインスリン感受性亢進がどのように変化を受けるかを検討するものである。これまでにAMPKα2活性の選択的増強筋、α1活性の選択的増強筋、AMPK活性を抑制した筋の作成を試みてきたが、対象骨格筋における十分な酵素活性の亢進あるいは抑制が得られなかった。この原因としてαアイソフォームを単独発現する手法では、細胞内で合成されたαサブユニットの代謝が速いため、結果的に目的蛋白の過剰発現が得られないことが明らかとなった。こうして現在ではβ・γサブユニットとの共発現によるαサブユニットの安定化を目指して引き続き検討を重ねている。一方、AMPK活性を亢進させる薬剤を用いた薬理学的検討で、AMPKが骨格筋の糖輸送担体GLUT4の増加を介してインスリン感受性を亢進させるメカニズムの存在を確認した。さらに、αサブユニットが、運動時間や運動強度によってアイソフォーム別に異なった調節を受けるメカニズムを検討し、α2アイソフォームが細胞内のエネルギー状態の低下に伴って活性化を受けること、α1アイソフォームはエネルギー状態の変化のみならず、細胞内に惹起される酸化ストレスに反応して活性化すること、酸化ストレスによるα1活性化の生理作用として、インスリン非依存性糖輸送活性化や脂肪酸酸化の亢進に関与している可能性を明らかにした。
日本語諸方言の子音音素における近似統合(near-merger)の基礎的研究

本研究においては、日本語諸方言における子音音素の近似統合状況に関して、研究代表者による調査資料が蓄積されている琉球諸方言を中心にして、主として以下の3点について標記研究を遂行した。1)既存の音声資料の整理と分析及び新たな臨地調査による資料の補完と分析2)近似統合に関する仮説作成・修正と母音音素への拡大1)においては、これまで蓄積した音声資料に加え、琉球方言調査経験を有する調査補助者を依頼して、以下の地点の臨地調査を行った。まず、奄美諸方言の中で子音音素の近似統合状況が古くは岩倉市郎によって報告されている北奄美北端の喜界島町方言をとりあげて、島内5地点の臨地による綿密な音韻調査と、DATによる高音質なディジタル録音をおこなった。次に、既に資料を有している奄美大島(名瀬方言)をはさんで、北奄美南端の瀬戸内町4地点の臨地による音韻詞査と、DATによる高音質なディジタル録音をおこない、標記課題に関する基礎的音韻資料を作成した。2)に関しては、標記研究課題を、子音音素の近似統合状況と歴史的に緊密な関係にある母音音素の統合・対立状況と連動するように拡大して仮説の検討を行った。喜界島方言の臨地調査による成果として「奄美諸方言における中舌母音の歴史的重層性」『国語学研究40』を執筆した。また、瀬戸内町方言の臨地調査の成果として、「北奄美周辺方言におけるs・z・c中舌母音拍の多様性」(日本音声学会第307回研究例会)を発表した。本プロジェクトの平成13年度研究実績は以下の通りである。1)申請者保有の音声資料およぴ公刊された諸方言の音声資料を用いて、子音音素の近似統合状況が生じる歴史的条件を、(1)後接する母音音素が統合したが音節としての対立を存在する場合、(2)当該の子音音素に先行する音節の脱落、(3)先行する音素から特定素性の拡張(同化)を被った場合、(4)該当の子音音素の特定素性が立ち遅れる場合、の四つに類型化した。それぞれ具体的な分析対象として、(1)北琉球諸方言の喉頭化、(2)南琉球方言の喉頭化、(3)東北方言の閉鎖系列の有声化、(4)南琉球大神島の閉鎖系列の無声化、等をとりあげて必要に応じて音響分析の手法も用いて分析を行った。2)主として1)(1)の要因によりもたらされた近似統合状況の音声実態を把握することを目的に、北琉球奄美方言に属する喜界島方言と与路島方言の臨地調査による音声資料収集を行った。喜界島方言調査の際には琉球方言の調査経験を有するものを調査補助に依頼した。これらの調査により、奄美方言の中舌母音化に関連して・従来岩倉市郎などのネイティブ研究者によって報告されていた/ni/拍の口蓋化の有無による近似統合的対立を確認し、ディジタル媒体への良質な録音を確保することができた。3)上記の臨地調査を踏まえて、北琉球の中舌母音化を含めた母音推移と、それが契機となって生じたと想定される子音体系の近似統合的状況に関する歴史的観点からの第一次的仮説を構築し、一部を「奄美諸方言における中舌母音の歴史的重層性」として公表した。本年度においては、平成13年度の実績を踏まえて下記の3点について標記研究を遂行した。1)既存の音声資料の整理と音響分析的手法による分析2)新たな臨地調査による音声資料の補完及び分析3)近似統合現象に関する仮説作りと仮説の検証1)においては、東北方言における閉鎖系列無声子音の有声化、南琉球大神方言における閉鎖系列有声子音の無声化、高知方言における四つ仮名音声の消失過程、琉球諸方言における高母音化に伴う新たな子音対立、などを素材として、ディジタル媒体による音声資料化をはかった。また、前年度の臨地調査結果の分析を踏まえて「奄美方言における中舌母音の歴史的重層性」『国語学研究41』を執筆した。

2)においては、鹿児島県大島郡瀬戸内町の与路島を中心に奄美大島方言域南部の周辺方言の音韻体系を臨地調査し、併せてDATによるディジタル録音を行った。これにより、北部奄美方言音韻の地理的多様性をデータ化することができ、これに基づき近似統合現象を含めた音韻変化に歴史的説明を与えることが可能となった。3)においては、上記1)を踏まえて近似統合の音変化における一般的位置づけに関する歴史的説明の仮説を構築するとともに、上記2)を踏まえて琉球方言における母音推移にともなう子音統合及び近似統合現象の歴史的プロセスを詳細に解明することができた。現在、関連学会での発表に向けて準備中である。