hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中国半乾燥農地における水と二酸化炭素の循環に関する研究

黄河下流域は,かつては中国の穀倉地帯であった。しかし,長い歴史の過程における人口圧の増加とそれに伴う水文条件の変化によって,土壌の乾燥化,塩類化が進行している。我々は,中国科学院地理研究所の研究者と協力して,塩類化が著しい黄河下流域の半乾燥地帯の水需要と水資源の持続的な開発,塩類土壌における作物生態系の保全と制御の方策を確立するための共同研究を計画した。研究目的を完遂させるために,我々は,作物学,灌漑排水学,土質工学,気象学の分野の研究者からなる研究チームを組織した。そして,黄河下流域の半乾燥農地の現状,特に,厳しい水資源環境下での作物生態系のあり方についての知見を得るために現地調査を実施した。以下において,本年度の実績の概要,今後の展望について述ベる。1.日中共同研究の協力体制の確立1992年7月14日から24日にかけて,共同研究の中心母体である中国科学院地理研究所を訪問し,鄭研究所長,陳,寥両副所長と会談した。日中共同研究が実現すると,ルーチン観測と集中観測の実施となり,地理研究所からの人的,物質的援助が不可欠となる。この点に関しては,鄭所長,陳,寥両副所長から,測定器の輸送,観測施設と観測補助者の確保,電源工事等の必要事項について地理研究所が全面的に協力すると確約して下さった。また,観測実施場所に選ばれていた中国科学院禹城総合試験所の季宝慶所長からも,この共同研究を全面的に応援するとの約束をいただいた。これら一連の会談によって,日中共同研究に対する中国側の協力体制が確立していることを確信した。2.中国科学院禹城総合試験所本格的な日中共同研究のために,中国の科学者が選んでくれたところは,中国科学院の管轄下にある禹城総合試験所である。総合試験所は,北京の南方約300kmのところにあり,黄河が渤海に注ぐ三角州の中心部に位置している。この地域の年間雨量は600mm程度であり,その大半が7,8月の2ケ月に集中している。そのため,春と秋の作物の植え付け時期には常に水が不足している。その上,海抜高度が10m程度なので,地下水位が高く,土壌中に塩分濃度が蓄積されやすい。総合試験所の測定器は,国の観測基準に基づいて設備されており,露場には,大型ライシメーター,小型蒸発皿,中性子水分計,放射計などが装備されていた。実験圃場には,30mと60mの観測鉄塔があり,気温や風速等の基本的な気象要素の鉛直分布が連続測定されていた。この禹城総合試験所で,時間をかけて作物の水収支,二酸化炭素収支の研究を行えば,農民が経験的に行っている栽培技術への理論的な寄与が出来るだろうと思った。3.今後の展望黄河下流域の農地は傷んでおり,しかも,その劣化の速度は一段と加速している。我々は,中国の科学者と協力して,黄河下流域の自然と社会状況に適合した方法で農地を修復し,増加している人口への食料自給の道を拓きたい。そのために,農学と工学の研究者でチームをつくり,(1)塩類土壌の物理性の把握とその農業的改良,(2)乾燥農地の水利用実態と用水計画,(3)耐乾性作物の導入試験と育種という3つの研究を通して,黄河下流域の総合的開発の方策を模索したい。黄河下流域を修復し,自給率を高めるための研究は急を要している。もし,中国での自給率が少しでも乱れた場合,何万,何億という人々が歴史的,地理的に近い日本に向い,その勢いは誰にも止められない。日本の安全を保障するためにも,黄河下流域の修復に関する研究を完遂させねばならない。

2.中国科学院禹城総合試験所本格的な日中共同研究のために,中国の科学者が選んでくれたところは,中国科学院の管轄下にある禹城総合試験所である。総合試験所は,北京の南方約300kmのところにあり,黄河が渤海に注ぐ三角州の中心部に位置している。この地域の年間雨量は600mm程度であり,その大半が7,8月の2ケ月に集中している。そのため,春と秋の作物の植え付け時期には常に水が不足している。その上,海抜高度が10m程度なので,地下水位が高く,土壌中に塩分濃度が蓄積されやすい。総合試験所の測定器は,国の観測基準に基づいて設備されており,露場には,大型ライシメーター,小型蒸発皿,中性子水分計,放射計などが装備されていた。実験圃場には,30mと60mの観測鉄塔があり,気温や風速等の基本的な気象要素の鉛直分布が連続測定されていた。この禹城総合試験所で,時間をかけて作物の水収支,二酸化炭素収支の研究を行えば,農民が経験的に行っている栽培技術への理論的な寄与が出来るだろうと思った。3.今後の展望黄河下流域の農地は傷んでおり,しかも,その劣化の速度は一段と加速している。我々は,中国の科学者と協力して,黄河下流域の自然と社会状況に適合した方法で農地を修復し,増加している人口への食料自給の道を拓きたい。そのために,農学と工学の研究者でチームをつくり,(1)塩類土壌の物理性の把握とその農業的改良,(2)乾燥農地の水利用実態と用水計画,(3)耐乾性作物の導入試験と育種という3つの研究を通して,黄河下流域の総合的開発の方策を模索したい。黄河下流域を修復し,自給率を高めるための研究は急を要している。もし,中国での自給率が少しでも乱れた場合,何万,何億という人々が歴史的,地理的に近い日本に向い,その勢いは誰にも止められない。日本の安全を保障するためにも,黄河下流域の修復に関する研究を完遂させねばならない。
新規遺伝子群による運動神経回路網形成機構の解析

運動神経をモデル系とし、その回路網形成に関与しうる新規・未解析因子の検索を目的として、発生学的な解析が進んでいるニワトリ胚を用い、単一の運動神経細胞からそれぞれcDNAを調製することにより、運動神経の特定機能単位・特定分化ステージにおいて選択的に発現される因子の単離・解析を進め、四肢の腹側に投射するLMCm運動神経、および四肢の背側に投射するLMC1運動神経にそれぞれ選択的に発現する新規・未解析因子群の単離に成功した。これら因子群はすべて進化上高度に保存されていることから、生命現象において基本的に重要な役割を担っていることが推測され、神経回路網形成の分子機構を明らかにする上で、これまで着目されてこなかった観点からアプローチするための多数の手がかりを得ることができたと考えられる。さらに、本研究目的のために開発したスクリーニング法の普遍性・有効性が確証されたことから、現在なお不明な点が多い運動神経回路網形成の最初期過程における分子機構を探る目的で、運動神経に特異的にその誕生時において選択的に機能しうる因子の探索を試みた。その結果、中枢神経においては運動神経に特異的に、しかもその誕生時に一過的に発現がみられる因子を単離することに成功した。この因子は同じく進化上高度に保存された細胞質性の未解析因子であり、相互作用因子を探索したところ、細胞骨格の制御に関わる因子群と協働することが推測された。そこで、培養細胞において過剰に発現させたところ、その形態と運動性に顕著な変化が誘導された。これらのことから、この因子は運動神経の軸索伸長時における細胞骨格制御に重要な役割をはたしていることが予測された。運動神経をモデル系とし、その回路網形成に関与しうる新規・未解析因子の探索を目的として、発生学的な解析が最も進んでいるニワトリ胚を用い、単一の運動神経細胞からそれぞれcDNAを調製することにより、運動神経の特定機能単位・特定分化ステージにおいて選択的に発現される因子が濃縮されているsubtracted libraryを作成した。これらlibraryを用い、これまでに四肢の腹側に投射するLMCmに選択的に発現する因子群の探索と解析を行っているが、こうした目的のために開発したスクリーニング法の普遍性を検証し、かつ運動神経回路網形成機構をより包括的に理解する手がかりを得るために、これらと機能的に相補的な位置にあり、四肢の背側に投射する運動神経であるLMCl細胞に選択的に発現している因子群の単離を試みた。その結果、5種の因字の単離に成功し、うちひとつは、LMCl選択的に発現することが既に知られているLIM-homeoboxタンパクであるLim1であった。このことから、本スクリーニシグ法が普遍的に有効であることが示された。また、残り4種のうち、ひとつは進化上高度に保存されたintegral membrane proteinに極めて類似した未解析の因子であった。こうして本スクリーニング法の有効性が確証されたことから、さらに進んで、運動神経に特異的にその回路形成の最初期過程で機能しうる因子の探索を試みた。その結果、中枢神経系においては運動神経の誕生時のみに高度に特異的に発現がみら.れる因子を単離することに成功した。
血液系腫瘍細胞における癌遺伝子D型サイクリンファミリーの発現 様式の解析

血液系腫瘍細胞株47種でD型サイクリンの発現をノーザン解析で検討した。サイクリンD3は、すべての細胞株にその発現を検出でき、TおよびBリンパ球系細胞株では、サイクリンD3しか発現していないものが約半数存在した。サイクリンD1とD2は、細胞株ごとに発現の有無が異なり、サイクリンD2は、ほとんどの骨髄系細胞株と約半数のリンパ球系細胞株で発現が見られた。一方、サイクリンD1の発現は、染色体転座t(11;14)(q13;q32)を有する細胞株に加えて、巨核球系やTリンパ球系の一部の細胞株にも見られた。多くの場合、サイクリンD1は他のD型サイクリンとともに発現していた。さらに、蛋白レベルでの解析では、11;14転座を有する細胞株のサイクリンD1蛋白の発現は、mRNAレベルと同様に他の細胞株より異常に高いことが確認され、蛋白レベルでも発現過剰が認められた。臨床検体の解析では、mantle cell lymphomaに加えて、11;14転座を有する前リンパ球性白血病や多発性骨髄腫の臨床例でもサイクリンD1の発現を検出でき、巨核芽球性白血病患者でも、一部の巨核球系細胞株と同様にサイクリンD1を検出することが可能であった。一方、正常骨髄には、サイクリンD1は検出されず、主にサイクリンD3が発現している。以上より、血液系腫瘍細胞におけるサイクリンD1の発現がmantle cell lymphomaに限らないことが明らかである。また、骨髄細胞が分化成熟するにつれて、サイクリンD1とD2の発現が失われていくことが示唆され、サイクリンD1は、血液幹細胞に近いレベルで発現していることが推測された。このように、D型サイクリンは、多能性幹細胞が種々の系統に分化・増殖する際に、系統特異的もしくは分化段階特異的に発現制御を受け、それぞれ特殊な作用を持っている可能性がある。
電弱対称性の破れとフレーバーの物理の新展開

125GeVの質量をもつヒッグス粒子の発見は、電弱対称性の破れの機構の解明や今後のフレーバー物理の展開に大きな影響力を持つ。我々は超対称標準模型の中で、125GeVの質量を持つ自然な模型構築とその性質の研究及びフレーバー物理への影響について研究した。特に、最小超対称標準模型にゲージ一重項を加えた模型について詳細に研究し、ゲージ一重項を加えた模型の困難とされるタッドポール問題などをPeccei-Quinn対称性を導入することで解決した。また、一般的な模型において、一重項と二重項の混合によってヒッグス粒子の質量が測定値まで大きくなること、軽い粒子が存在することで起こる特徴的な実験的信号を指摘した。標準模型の電弱対称性の破れが内包するエネルギースケールの問題を解決するために提唱されるテラスケールの新たな物理スキームは「エレメンタリー・シナリオ」と「ダイナミカル・シナリオ」に大別される。これらのシナリオは様々な形でフレーバーの問題を内在する。本研究ではそれぞれのシナリオについて自然で有望と思われる模型を構築し、寺スケールで現れるフレーバー構造を調べ、トップクォークの性質やフレーバー混合などについて実験的に検証できる現象論的帰結を導くことを目的とする。今年度LHC実験において約125GeVの質量をもつヒッグス粒子と考えられる新たな粒子が発見された。この事実は電弱対称性の破れがおそらく「エレメンタリー・シナリオ」で記述されることを示唆していると考えられる。そして、標準模型のさらなる基礎理論となる理論として超対称標準理論が有望視される。このような考察に基づき、超対称標準理論の現象論的研究を進めた。山口は、どのような超対称理論の模型が125GeVのヒッグス粒子の諸性質を再現するか調べた。特にミニマルな超対称標準模型にゲージ一重項を加えた模型を構築し、ヒッグス粒子に関する実験結果を再現する特徴的なパラメータ領域を特定した。ボルズマティは一重項を含む超対称模型について、フレーバー物理からくる実験的制限を詳細に研究した。標準模型の電弱対称性の破れが内包するエネルギースケールの問題を解決するために提唱られるテラスケールの新たな物理スキームは「エレメンタリー・シナリ」と「ダイナミカル・シナリオ」に大別される。本研究ではこれらのシナリオについて自然で有望と思われる模型を構築し、テラスケールで現れるフレーバー構造を調べ、トップクォークの性質やフレーバー混合について実験的に検証できる現象論的帰結を導くことを目的とする。LHC実験によって約125GeVの質量をもったヒッグス粒子が発見され、さらにその性質が調べられた。それによれば発見されたヒッグス粒子は実験誤差の範囲内でおおむね標準模型のヒッグス粒子と矛盾しない性質を持つ。これらのことから期待されるテラスケールでの物理は超対称理論等のエレメンタリーシナリオが有望視される。そこで、昨年に引き続き、超対称標準理論に的を絞り研究を進めた。山口は、ミニマルな超対称標準模型にゲージ一重項を加えた一群の模型に対し、LHC実験から得られた実験的制限のもとで、どのようなパラメータ領域が許されるかを調べ特徴的な性質をえた。この研究について、近く論文の形で報告する予定である。ボルズマティは、昨年に引き続き一重項を含む超対称模型について、フレーバー物理からくる実験的制限を詳細に研究した。結果は近くまとめる予定である。本研究ではそれぞれのシナリオにおいて自然で有望と思われる模型を構築し、テラスケールで現れるフレーバー構造を調べ、トップクォークの性質やフレーバー混合などについて実験的に検証できる現象論的帰結を導くことを目的とする。本年度、山口はエレメンタリー・シナリオについておもに研究を進めた。フレーバー物理に至る基礎研究として異常U(1)ダイナミクスが絡むモジュライ場の安定化に基づいた超対称性の破れの伝搬機構について研究し、超対粒子の質量構造特にクォークやレプトンの超対称対の質量についてU(1)D項の大きさを議論し併せてフレーバー物理への影響を考察した。史上最高の高エネルギー大型加速器実験であるLHC実験において125GeV程度の質量をもったヒッグス粒子の存在が示唆されている。これを説明する一つの方法はゲージ一重項を超対称模型に導入することである。山口はゲージ一重項を導入した際に生じる諸問題を解決する手段としてPeccei-Quinn対称性をもつ一重項模型を考案し、その性質を調べた。特にほかの実験の制限に抵触することなくヒッグス質量を実験で示唆されている値にできることを示した。

この成果は論文としてまとめられており学術雑誌に掲載が決まっている。一方、Borzumatiは、一重項を含む超対称模型について、フレーバー物理からくる実験的制限をまとめる研究をした。この研究は間もなく論文としてまとめられる。LHC実験において125GeVの質量をもつヒッグス粒子が発見されたことは、ヒッグス機構がエレメンタリーな場で記述されることを強く示唆している。今年度の研究においては、超対称標準模型において125GeVの質量をもつヒッグス粒子を説明するための模型の研究を行った。ミニマルな超対称標準模型にゲージ一重項を加えた模型を考察し、一重項が軽い場合には二重項との混合により、通常のヒッグス粒子が重くなりうること、その場合にはLHC実験からくるパラメータへの制限を考慮するとヒッグス粒子の超対称対であるヒッグシーノが軽くなる傾向があることを示した。この模型においては、超対称粒子が1TeV程度またはそれより軽くなるため、超対称粒子の交換によるフレーバー混合が起こりうることを確認した。素粒子論LHC実験におけるヒッグス粒子に関するデータを取り入れ、超対称模型を構築することに成功するした。研究はおおむね順調に進んでいる。LHC実験で得られたヒッグス粒子の性質に関するデータをもとに、超対称模型の許されるパラメータ領域の特徴を見出すことができた。研究は順調に進んでいる。ただし、昨年度予定していた国際会議等での成果発表の機会を今年度に持ち越している。最近のLHC実験によればエレメンタリーシナリオが示唆する比較的軽いヒッグス粒子の存在が示唆されているようであり、それを考慮し今年度はエレメンタリーシナリオにおける研究に力を入れて進めてきた。当初の計画にほぼ達しているといえ順調に進展している。LHC実験の結果は、素粒子の新しい物理が超対称模型などの「エレメンタリー・シナリオ」を強く示唆していると考えられる。来年度も実験結果を再現する超対称模型を構築するとともに、そのフレーバー構造について詳細に調べ、フレーバー物理に対する影響やフレーバー物理からの示唆について検討する。昨年度までにまとまった研究成果をもとに更に内外の研究者と研究打ち合わせを行い新たな知見を加えていくと同時に、これまで得られた研究成果を国際会議などで発表する。フレーバーの物理を議論するうえで、素粒子の新しい物理がどのような方向性をもっているかが決定的に重要である。今年度のLHC実験の成果は、そのカギとなるヒッグス粒子について何らかの決定的な帰結をもたらすと期待される。同時に新しい物理の方向性について重要な示唆を与えるデータが得られることも期待される。そのような状況において、これまでの研究成果を生かし、新しい物理の絞り込みを行いながら、フレーバーの構造について研究し、スーパーBファクトリーやLHCb、MeG実験などフレーバー物理の実験での検証について議論したい。次年度使用額は、当初計画していたコンピュータソフトの更新を延期することによって生じたものであり、延期したコンピュータソフト更新に必要な経費として平成25年度請求額と合わせて使用する予定である。
魚類の小型・早期成熟化技術の創出－海産魚の発生工学と育種の時短に向けて－

海産養殖魚は大型で、受精から産卵まで3年かかるために育種が困難である.また基礎生物学の分野では、私達がモデル生物化しつつある、小型異体類、ササウシノシタでも体長が10センチで、産卵まで1年かかるために、発生工学や遺伝学の手法を応用することが難しい。本研究では、ゲノム編集技術を用いて、ササウシノシタをさらに小型化し、産卵までの期間を大幅に短縮することで、ゼブラフィッシュやメダカ並みに使いやすい、海産魚のモデルフィッシュ化することを目的とする.本研究の方法論は「ゲノム編集技術を使って、魚類を小型・早期成熟化する技術を創出する」ことにあり、養殖魚を小型化して育種するための先行研究にも位置づけられる.海産養殖魚は大型で、受精から産卵まで3年かかるために育種が困難である.また基礎生物学の分野では、私達がモデル生物化しつつある、小型異体類、ササウシノシタでも体長が10センチで、産卵まで1年かかるために、発生工学や遺伝学の手法を応用することが難しい。本研究では、ゲノム編集技術を用いて、ササウシノシタをさらに小型化し、産卵までの期間を大幅に短縮することで、ゼブラフィッシュやメダカ並みに使いやすい、海産魚のモデルフィッシュ化することを目的とする.本研究の方法論は「ゲノム編集技術を使って、魚類を小型・早期成熟化する技術を創出する」ことにあり、養殖魚を小型化して育種するための先行研究にも位置づけられる.
小児中枢神経障害に対する遺伝子治療の基礎的研究

小児中枢神経障害の修復を促す治療は成熟神経細胞が再生能を有しないことや、脳血液関門の存在が大きな障害となっている。本研究ではまず多分化能を有する未分化不死化神経細胞に神経系の成長・分化・再生を促す神経栄養因子/受容体カスケードを導入。これを再び生体に戻しin vivoでこのカスケードを活性化させることで、脳障害の治療を目指すことを目的とする。具体的には、(1)未分化不死化神経芽細胞株を用いてin vivoにおいて脳内にNGF受容体遺伝子(trkA)を過剰発現できうるか否かを検討する。(2)脳障害の改善が図れるかを検討するため、このモデル動物に外的刺激による脳傷害を起こした後、NGFを全身投与し中枢神経系の傷害修復機能に果たすNGFの役割を検討する。以上を目的とした。研究成果:NGF/NGF受容体カスケードが未分化神経細胞の分化をin vitroで誘導できるか否かを討した。このため、培養樹立細胞(神経芽細胞腫株)に、trkA発現ベクターをこの神経細胞にトランスフェクションし、trkAを発現するstableなトランスフェクタントを樹立した。得られたトランスフェクタントは細胞表面上に140KDaのTrkAを発現し、NGF投与に反応して、immediate early-responceとしてのEgr-1遺伝子の一過性の発現上昇と、late-responceとしての形態学的分化(神経細胞のネットワーク形成)を呈した。このトランスフェクタントをヌードマウスに移植した後、ヌードマウスにNGFを全身投与したところ、未分化神経細胞の分化誘導が認められた。これらのことから、人為的なNGF/trkAカスケードの構築によるin vitroでの未分化神経系の分化・成長・維持が可能であり、これは中枢神経系障害の修復に応用できると考えられた。今後はマウスに外的刺激による脳傷害を起こした後、NGFを全身投与し中枢神経系の傷害修復機能に果たすNGFの役割を検討する。研究目的:小児中枢神経障害に対する治療は神経細胞がすでに分裂能を有さないことや、脳血液関門の存在が大きな壁となっている。本研究では多分化能を有する未分化神経細胞を不死化した後、この細胞内に神経系の成長・分化・再生を促す遺伝子を導入。これを再び生体に戻しin vivoでこの特定の因子を発現させることで、脳障害の治療を目指すことを目的とする。具体的には、(1)温度感受性変異SV40-Tを用いた未分化神経芽細胞の不死化細胞株を用いてin vivoにおいて脳内にNGF受容体遺伝子(trkA)を過剰発現できうるか否かを検討する。研究結果:NGF受容体遺伝子(trkA)が未分化神経細胞の分化を誘導できるか否かをin vitroにおいて検討した。このため、本年度はまず不死化神経細胞の代わりに、培養樹立細胞を用い、trkA発現ベクターをこの神経細胞にトランスフェクションし、trkAを発現するstableなトランスフェクタントを樹立した。得られたトランスフェクタントは細胞表面上にTrkAを発現し、NGF投与に反応して、immediate early-responceとしてのEgr-1遺伝子の一過性の発現上昇と、late-responceとしての形態学的分化(神経細胞のネットワーク形成)を呈した。これらのことから、人為的なNGF/trkAカスケードの構築による未分化神経系の分化・成長・維持は可能であり、中枢神経系の障害修復に応用できうると考えられた。以上を目的とした。

これらのことから、人為的なNGF/trkAカスケードの構築によるin vitroでの未分化神経系の分化・成長・維持が可能であり、これは中枢神経系障害の修復に応用できると考えられた。今後はマウスに外的刺激による脳傷害を起こした後、NGFを全身投与し中枢神経系の傷害修復機能に果たすNGFの役割を検討する。
短期から長期記憶への神経回路の変遷

ショウジョウバエのキノコ体は無脊椎動物の記憶中枢として知られ、様々な記憶を処理する神経回路機構を理解する上で非常に良いモデルである。匂い刺激を砂糖報酬や電気ショック罰で条件付けし、匂いに対する誘引や忌避を引き起こす嗅覚報酬記憶と嗅覚罰記憶は、どちらもキノコ体で形成される。本研究はショウジョウバエのキノコ体をモデルに、記憶学習における情報処理回路の時間軸に沿った変遷を明らかにするため、神経回路構造とその機能の両面から解析を行なった。キノコ体出力神経の各細胞種の詳細な形態を明らかにするため、細胞種特異的に蛍光マーカーを発現させ、共焦点顕微鏡を用いた三次元的な観察を行なった。また、それぞれの細胞種について、その神経伝達を細胞種特異的に阻害し、報酬記憶と罰記憶の、記憶学習行動における重要性を定量した。さらに、記憶の読み出し行動を多角的に解析するシステムの構築に成功し、それぞれの行動エレメントに必要な出力神経を同定した。以上、記憶学習において、砂糖報酬学習と電気ショック罰学習それぞれについて、いつ・どのような行動機能に、どの神経細胞が重要であるか、その変遷を明らかにすることができた。蛍光マーカーとしては、細胞全体の形態を明らかにするための細胞膜マーカー、前シナプスの位置を明らかにするための前シナプスマーカー、後シナプスの位置を明らかにするための後シナプスマーカーを用いた。この解析により、マクロ(神経投射パターン)とミクロ(微細構造)の両面から、キノコ体からの神経出力構造の全貌を解明することができた。この神経伝達阻害はShibirets1タンパク質を遺伝学的に強制的に発現させることで、時期特異的に行い、それぞれの細胞種がいつ重要であるかを定量した。この行動遺伝学的解析により、記憶学習において、いつ・どの神経細胞が重要であるか、その変遷を明らかにすることができた。平成28年度の研究実施計画に記載した、キノコ体出力神経の形態解析と、記憶学習における各細胞種の重要性の変遷を明らかにするための実験をほぼ順調に終えることができた。以上の形態学的・機能的な解析を統合し、報酬記憶と罰記憶に必要な神経回路の総合的な比較を試みた。これは、記憶学習における各細胞種の重要性の程度を、脳の三次元顕微鏡画像に数学的に重ね合わせることで行った。その結果、報酬記憶には、罰記憶と比べて、多層の神経細胞が関わっており、関連する脳領域も広範である傾向が認められた。ところが一部の細胞種についてはこの重ね合わせの精度に問題があり、回路構造を高解像度の解明するためにはさらなる解析を行う必要があることが判明した。平成29年度の研究実施計画に記載した、形態的な解析と機能的な解析の統合を試みたが、一部の細胞種についてはその精度に問題が見られた。

さらに、記憶の読み出し行動を多角的に解析するシステムの構築に成功し、それぞれの行動エレメントに必要な出力神経を同定した。以上、記憶学習において、砂糖報酬学習と電気ショック罰学習それぞれについて、いつ・どのような行動機能に、どの神経細胞が重要であるか、その変遷を明らかにすることができた。平成28年度に得られた各神経細胞種の形態情報と、記憶学習行動における重要性を統合して理解するための解析を行う。具体的には、記憶学習における各細胞種の重要性の程度を、脳の三次元顕微鏡画像に重ね合わせ、記憶を処理する神経回路を視覚的に明らかにする。具体的には、(1)各細胞種のキノコ体内における投射領域の解析から、記憶情報がコードされる領域の変遷を明らかにする、(2)報酬記憶と罰記憶を処理する細胞種を比較し、性質の異なる二つの記憶を処理する回路の変遷を比較する、(3)各細胞種の微細構造と、記憶学習における機能の相関関係を解析し、神経構造と機能の一般的な法則を見出だす。統合的な解析を高解像度で行うため、数学的な重ね合わせアルゴリズムを見直す。また、より解像度の高い顕微鏡画像を取得し、行動制御における機能と比較することを目指す。消耗品等の使用量が見込みより少なかったため。神経細胞種の形態解析と機能解析の統合に支障が生じたため、数学的アルゴリズムの見直しやデータ取得の個々の条件を見直す必要が生まれ、結果として研究遂行を遅らせざるをえなかった。今後これらの問題をできるだけ早急に解決し、円滑な研究遂行を計る。神経回路構造とその機能について大規模かつ包括的な解析を行うための実験・解析機材を購入する。
小胞体ストレスによる病態発症とその防御策の探索

突然変異ゼブラフィッシュ系統の解析により、小胞体ストレスが肝細胞のリソソーム残渣を蓄積させることを見出した。リソソーム残渣の蓄積は、老化や神経変性症との関連が指摘されており、酸化ストレスとの関わりも注目される。そこで、小胞体ストレスと酸化ストレスとの関連性を探るために、酸化ストレス応答に重要な因子Nrf2の突然変異系統を作出し、小胞体ストレスを自然発症する突然変異ゼブラフィッシュ系統との二重変異系統を作製・解析した。本研究の目的は、動物モデルを用いて小胞体ストレスによる病態発症機構の全体像を解明し、病態改善に向けた戦略を探ることである。具体的には、ゼブラフィッシュを活用する。異常タンパク質が小胞体内に蓄積すると、細胞の生存が脅かされる。細胞はこれを回避するために小胞体ストレス応答を起こす。最近、糖尿病や神経変性疾患に対する小胞体ストレスの関与が明らかとなってきたが、優れた動物モデルが少なく、その病態発症機序については不明な点が多かった。私たちは、以前の研究で、小胞体ストレスを自然発症する病態モデル動物の開発に成功しており、これを用いた解析を進めることにした。本年度は、この小胞体ストレスを自然発症する突然変異系統の病態解析と、ストレスモニター動物の開発に取り組んだ。その結果、次の3点が明らかになった。1この突然変異系統幼魚の肝臓では、脂肪滴とリソソーム残渣が蓄積し、変性を起こしていることが明らかとなった。小胞体ストレス誘導剤処理を行うと、弱いながらも、類似の表現型が生じることも確認した。さらに、生化学的解析から、糖タンパク質の異常も見出した。2この突然変異系統は、ホモ変異体であっても、成魚になるものがわずかながらも出現することが明らかと鳴った。ストレス負荷をかけた解析はやっておらず、また表現型は明快でないが、ヒト成人モデルになる可能性がでてきた。3小胞体ストレスをかけると発光するトランスジェニックGFPフィッシュを開発した。本年度は、小胞体ストレスにより活性化する生体防御システムNrf2の活用に着目し、この関連で、小胞体ストレスにおけるNrf2の生理機能の解明と活性化メカニズムの解明に取り組んだ。その結果、次の2点を達成した。1 Nrf2変異ゼブラフィッシュを、TILLING法により作製し、系統化した。この系統では、Nrf2のDNA結合部位に点変異があり、ストレスに応答したNrf2標的遺伝子の活性化が観察されない。小胞体ストレスにおけるNrf2の生理機能解明を目的に、このNrf2変異系統と小胞体ストレスを自然発症する系統の二重変異系統を作製中である。2ノックダウン解析により、PERKが小胞体ストレスのシグナルをNrf2に伝達することを示した。一方、常時活性化型PERKを過剰発現してもNrf2は活性化されず、PERKとNrf2の間に介在する分子の存在を示唆した。私たちは、以前の研究で、小胞体ストレスを自然発症する病態モデル動物の開発に成功しており、これを用いた解析を進めた。昨年度に引き続き、小胞体ストレスにより活性化する生体防御システムNrf2に着目した。Nrf2は酸化ストレス防御の主役因子であり、小胞体ストレスとの関連性が注目される。本年度は、昨年度作製したNrf2変異ゼブラフィッシュを活用し、次の3点を達成した。1Nrf2変異系統の致死性を解析した。ヘテロ変異だけでなく、ホモ変異個体も正常に成長し、生殖も問題がなく、Nrf2が生育に必須でない因子であることが示された。2Nrf2変異系統の酸化ストレス耐性を解析した。ホモ変異固体は、過酸化物に対する致死性が極めて高いことが示され、Nrf2は酸化ストレス耐性を担う因子であることが示された。

3小胞体ストレス自然発症系統のホモ変異固体は、2週間幼魚で致死となった。詳細な解析を進めたところ、摂食障害が死因と推測された。4Nrf2変異系統と小胞体ストレスを自然発症する系統の二重変異系統を作製した。致死性を解析したところ、二重ホモ系統のみ、2週間幼魚で致死となった。このことは、摂食障害とNrf2には関連性がないことを示唆した。
主観的強度を用いた最大下努力における筋力トレーニングの効果

主観的強度を用いた中高年者の筋力トレーニングの効果を検証した。被験者を主観的強度別にグループを構成し、脚伸展のトレーニングを実施した。負荷強度は主観的強度を指標とし、それぞれ、一定の感覚的強度に達した時点でトレーニングを止めることで強度を規定した。トレーニング前後に最大脚伸展力を測定し、効果を判定した。その結果、それぞれのグループで改善が認められた。主観的トレーニング強度が高いグループで改善効果が大きくなる傾向を示したが、強度の低いグループにおいても充分筋力が改善できることが示唆された。この結果は、中高年者において最大負荷をかけず、安全性を考慮した最大下負荷でも効果が得られ、主観的強度による負荷強度の設定が筋力トレーニングの有効な手段となることを示唆した。主観的強度を強度指標とした筋力トレーニングの効果について検証した。男子大学生21名を被験者とし、等速性運動(角速度:60度/秒)によるトレーニングを行った。主観的強度指標として0(努力なし)から10(最大努力)までの整数によるスケールを用い、それぞれ6,8,10の強度の3グループを構成し、30回の下肢伸展を1週間に3日、10週間のトレーニングを行った。トレーニング時の発揮筋力:トレーニング時の発揮筋力の測定は第6週から第8週の間に行った。30回の脚伸展の前半では6グループでトレーニング前の最大値に対して、右35-40%、左35-42%、8グループで、右60-65%、左60-64%、10グループで右130-140%、左120-130%であった。グループ6,8では伸展回数が進むに従い漸次発揮筋力が上昇を、グループ10では漸次低下を示した。トレーニング効果:最大下負荷グループを含め3グループでトレーニング効果が認められた。これらの結果より、静的筋力発揮において、主観的強度と発揮筋力との関係に指数関数的関係が成り立つことを報告してきたが、本報告で動的筋力発揮においても同様の関係が成り立つことが示唆され、筋力トレーニングにおける強度指標として主観的強度を用いることの有効性が示された。また、最大下のトレーニング負荷においても効果が見られ、介護予防や健康つくりにおいて安全に処方できることが示された。昨年度は被験者として成年男子を対象として、主観的強度を用いた等速性運動によるトレーニングを行い、その有効性を示した。本年度は介護予防の観点や、実生活における観点から、主観的強虚を用いた中高年者の筋力トーレーニングの効果を市井に多く存在するマシーンを用い検証した。23名の被験者をトレーニングの主観的強度別に3グループに構成し、荷重式のトレーニングヤシーンを用い脚伸展のトレーニングを、週3日、10週間実施した。トレーニングにおける負荷強度は主観的強度を指標とし、それぞれ、主観的強度6、主観的強度8、主観的強度10に設定し、一定の感覚的強度に達した時点でトレーニングを止めることで規定した。トレーニング前後にバイオテツクスを用い、.等速性による最大脚伸展を角速度60/秒で測定し、トレセーニングの効果を判足した。その結果、主観的強度6グルーブの右脚で5.6%(前116Nm-後122.7Nm)、左脚で17.8%(107.9Nm-127.1Nm)、主観的強度8グループの右脚で8.4%(105.8Nm-114.7Nm)、左脚で10.9%(102.3Nm-113.5Nm)、主観的強度10グループの右脚で22.0%(107.4Nm-131.ONm)、左脚で24.2%の(99.8Nm-124.ONm)改善がそれぞれ認められた。さらに、主観的トレーニング強度が高いグループで改善効果が大きくなる傾向を示したが、強度の低いグループにおいても週3日、10週間という条件で充分筋力が改善できることが示唆された。この結果は、中高年者の介護予防運動において最大負荷をかけず、安全性を考慮した最大下負荷でも効果が得られることを示している。また、本実験で用いた主観的強度による負荷強度の設定が筋力トレーニングの有効な手段となることも示された。筋力トレーニングは高齢者のQOLの向上、介護予防、一般人の健康の維持増進の観点からも重要である。本研究では、昨年に続き筋力トレーニングの強度指標として主観的強度を用い、市井にあるトレーニングマシーンを使用し、最大下努力における筋力トレーニングの有効性と効果について検討した。被験者は中高年者を対象に、トレーニング強度別に第1(主観的強度6 )、第2 (主観的強度8)、第3グループ(主観的強度10)の3グループを構成した。トレーニング方法は主観的強度指標として0(努力なし)から10(最大努力)までの整数によるスケールを用いた。

この指標に従い、それぞれのグループは、10ー15の反復間に既定の主観的強度に達するように負荷重量を調整し、脚伸展のトレーニングを行った。反復の回数に関わらず既定の主観的強度に達した時点で、そのトレーニングは終了し、1日1回、週3日、10週間継続した。効果判定はバイオデックスを用いて測定した。その結果、左右の最大脚伸展力は、それぞれのグループでトレーニング後に有意に増加した。グループ間での改善率には統計的有差は認められなかった。トレーニング時の主観的強度に対する物理的発揮筋力と反復回数は筋力の改善に伴い、漸増する傾向が認められた。固定負荷で反復を繰り返し、規定の主観的強度に達した時点でトレーニングを終了するという方法を用い、その結果、主観的強度6の条件でもトレーニング効果が認められ、高強度では改善率が大きくなる傾向がみられた。トレーニングの進行に伴い、負荷強度、反復回数に増大傾向がみられ、主観的強度指標は、改善に伴い負荷を漸増できる方法であることが認められ、最大下の負荷でトレーニングを行う際の有効な指標であることが示唆された。また、24年度の追加実験にてコントロールの測定を行った。結果については現在処理中である。24年度が最終年度であるため、記入しない。
脳腫瘍に於ける糖輸送担体遺伝子の分子生物学的研究

腫瘍細胞、特に脳腫瘍細胞の増殖能と糖代謝との間には、PET等の結果からも明らかなように、密接な関連性がある。細胞に於ける糖代謝の第一段階は細胞膜を介した促通拡散型の糖輸送であり、これは、glucose transporter(GLUT)と呼ばれる5種類の遺伝子familyからなる膜蛋白質を介して行われている。本研究において、私達は、まず第一に手術的に採取したヒト脳腫瘍組織を用いて、ヒト脳腫瘍に発現しているGLUTの解析を行い、次にラトC6グリオーマ細胞より増殖能の異なる細胞亜株を樹立し、糖輸送、及び糖代謝がグリオーマ細胞の増殖に与える影響について検討した。ヒト脳腫瘍組織よりRNA及び蛋白質を抽出した、RT-PCR,Westerm blot及びNorthern blotを施行したところ、GLUT1、GLUT3、GLUT4の発現が確認された。各GLUTの抗体を用いた免疫組織学的検討では、検索した全ての症例で、GLUT3が、細胞質、細胞膜に局在していることが認められ、GLUT4は数例の症例のみにて、主に細胞質に局在しており、GLUT1は、主に腫瘍内血管にて認められた。しかしながら脳腫瘍細胞のhistological gradingと、GLUTの発現量及び発現しているisoformとの間には相関性は見いだせなかった。次に私達は、グリオーマの増殖能と糖代謝との関連を明らかにするためにC6グリオーマ細胞を、その増殖能の違いから4つの亜株に分け、それぞれに於ける種々の糖代謝のマーカーを測定した。GLUT1の発現量は、mRNA、蛋白質共に増殖能と正比例関係にあった。糖輸送活性もGLUTと同様に、増殖能の高い細胞で亢進していたが、細胞質内のhexokinaseの活性は、むしろ増殖能の高い細胞で減少していた。更に増殖能が高い細胞では、細胞内のglucose量が著減し、ATP量が上昇しており、グリオーマ細胞の増殖能と、糖代謝とは正比例関係にあることが明らかとなった。最後に私達は、C6グリオーマ細胞にGLUT4を発現させたstable cell lineを作製したところ、本cell lineにおいては、glucose uptakeの上昇及び、増殖能の著しい増加が認められた。以上の結果より、脳腫瘍に発現しているGLUTは、細胞の増殖の制御機能において、重要な役割を果していることが明らかとなった。手術時に採取した脳腫瘍組織より、RNA及び蛋白質を抽出して、Glucose transporter(GLUT)のisoformを検討した。total RNAを用いたNorthern blot解析ではGLUT1及びGLUT3のtranscriptが検出された。GLUTfamilyの塩基配列をもとに作製したdegenerative oligonucleotideを用いて、Revers Transcriptase-Polymerase Chain Reaction(RT-PCR)を施行したところGLUT1,GLUT3.GLUT4遺伝子の発現が検出された。14例の脳腫瘍の組織切片を用いて免疫組織学的に検討したところ、GLUT3が全ての腫瘍組織の細胞質、細胞膜に認められたが、GLUT1は、主に脳血管関門に発現しており、腫瘍組織での発現率は低かった。尚、数例の症例に於て、GLUT4の発現が見られたが、何れも細胞質内にpoolされている形で認められた。

この様に、脳腫瘍細胞於て主に発現しているGLUTのisoformはGLUT3であることが判明した。GLUT4の発現と腫瘍の悪性度とは現時点に於て相関は見られていないが、GLUT4が、細胞の生長増殖と密接に関連があることから現在、腫瘍細胞のkineticsとの関連から検討中である。一方、現在のところヒトの脳神経細胞に特異的に発現しているGLUTのisoformは単離されていないが、私達はラット脳神経特異的GLUTのisoformのクローニングに成功した。このcDNA probeを用いてヒト脳cDNAライブラリーをスクリーニングしたところ、今まで知られているGLUTのisoformとは制限酵素地図が違うcDNAを単離することに成功し、現在その解析を進めている。腫瘍細胞、特に脳腫瘍細胞の増殖能と糖代謝との間には、PET等の結果からも明らかなように、密接な関連性がある。細胞における糖代謝の第一段階は、細胞膜を介した促通拡散型の糖輸送であり、これはglucose transpoter(GLUT)と呼ばれる5種類の遺伝子ファミリーからなる膜蛋白を介して行われていることが明らかになっている。前年度の研究において私達は、ヒトの脳腫瘍組織に発現しているGLUTの解析を行ったところ、1)astrocytic tumor全ての細胞においてGLUT3が発現しているが発現量と悪性度との間には密接な関連が見いだせなかった。2)GLUT1は、腫瘍組織周辺の脳血管関門には発現していたが、腫瘍組織内での発現率は低かった。本年度の研究においては、増殖能の異なるラットC6グリオーマ細胞亜株を樹立し、グリオーマ細胞の増殖能と糖代謝の関連性について検討した。ラットC6グリオーマ細胞亜株は、形態学的にはCL1;星状膠細胞類似、CL2;線維芽細胞株、CL3;上皮様増殖を示す細胞、CL4;小型紡錘型細胞であった。その増殖能は成長曲線よりCL4>CL3=CL2>CL1であった。Northern解析、及びRT-PCR法を用いた検討では、C6グリオーマに発現しているGLUTのisoformはGLUT1であり、その発現量はmRNA、蛋白質共に、CL4>CL3>CL2>CL1の順であった。又、^<14>C-2-deoxyglucoseのuptakeを指標とした、糖輸送活性も、増殖能の順に増加していた。現在、細胞内のATP量、グルコース量、Hexokinase活性についても検討を加えているところであるが、C6グリオーマ細胞を用いたモデル系では、細胞の増殖能とGLUT発現との間で密接な関連があることが示された。脳腫瘍細胞の増殖能と、糖代謝との間にはPET等を用いたclinical studyからも明らかな様に、密接な関連性があることが、以前より知られていた。
中古語における叙法体系の研究

中古語における文の機能、テンス・モダリティのような文法範疇同士の関係性を解明していくためには、文の述べ方としての文の機能を明らかにした上で、事態の描き方としての叙法とその体系を明らかにする必要があると考えられる。そこで本研究では、中古語の文を対象に、文の述べ方という視点から捉えることによって文の機能を明らかにし、その上で中古語の叙法体系の基本的なすがたを明らかにしようとすることを目的としている。そのために、本年度は散文の中古文学作品に加え韻文作品をも資料として、古典作品本文の電子化されたデータを利用しながら、再度叙法と文の機能との関係を検討しつつ、すでに策定した文の述べ方の分類に基づき文の機能を分析した。そして、中古語の叙法体系の基本的な枠組みをさらに精確に記述すると同時に、韻文の叙法体系および韻文に特徴的な文の機能を明らかにすることに力点を置いて分析をすすめた。その結果は以下の通りである。1.叙法と分の機能との関係について。叙法を体系的に記述するということは、文における事態の把握のあり方を体系的に記述するということであって、そのためには、文そのものがもつ機能としての表現意図が実現されるそのあり方と「叙法」とを区別して、叙法体系を記述する必要性があるということを示した。2.韻文にきわめて多く見られる認識をおこなったことを表出する文(認識文)のもつ意味は、従来叙法的意味のなかに繰り込まれていたが、それを区別することによって、「む」系の叙法形式の意味を精確に記述した。3.叙法形式によって実現されるテンス的意味と文の機能によって実現されるテンス的意味を区別し、中古語におけるテンス的意味と叙法形式の関わりの一端を明らかにした。中古語における文の機能、テンス・モダリティのような文法範疇同士の関係性を解明していくためには、文の述べ方の体系を明らかにする必要があると考えられる。そこで本研究では、中古語の文を対象にして、文そのもののもつ機能という視点から捉えることによって、中古語における述べ方の体系の基本的なすがたを明らかにすることを目的としている。そのために、本年度は中古文学作品(散文)を資料として、古典作品本文の電子化されたデータを利用して、対象となる例文を収集して、述べ方の分類のための基準を確定し、その上で、中古語の叙法体系の基本的な枠組みを明らかにすることに力点を置いて分析をすすめることにした。1.上述の関連性を明らかにするための、述べ方の体系的記述についての視点をえた。従来はモダリティ形式の分類が述べ方の記述につながると考えられていたが、このとらえかたは問題があるという帰結を得た。2.それに代わる視点として、叙法論的記述というものがあり得る。しかし、これもこれまでに見られた叙法論的な分析のように、蓋然性をあらわす形式を分類するだけでは、やはり不十分であるという帰結を得た。3.述べ方を体系的に記述するということは、結局、文そのものがもつ機能としての表現意図を分類したうえで、その表現意図の実現のあり方を記述するということになり、そのようなあり方を「叙法」と呼ぶべきであると考えた。4.この視点から推量「らむ」という形式に焦点を当て、述べ方の分析をおこなった.中古語における文の機能、テンス・モダリティのような文法範疇同士の関係性を解明していくためには、文の述べ方としての文の機能を明らかにした上で、事態の描き方としての叙法とその体系を明らかにする必要があると考えられる。
痴呆対応型グループホーム入所者の生活の質に関する評価項目の抽出とその妥当性の検討

目的:痴呆対応型グループホームのケアの質に関する評価視点の妥当性の検討。対象:群馬県内の痴呆対応型グループホームで実際に入居者の介護を行っている介護従事者149名。方法:自記式無記名調査用紙を用いた郵送調査。評価項目の必要性を5段階に点数化したスケール(1:必要でない-5:必要である)を用いた調査用紙を送付し、項目の妥当性を検討した。結果:72名から回答を得た(回収率48.3%)。回答者の年齢は42.7±12.8歳であった。職種はヘルパー43名(59.7%)、介護福祉士18名(25.0%)、介護支援専門員3名(4.2%)、看護師1名(1.4%)、その他5名(6.9%)であった。介護歴は4.5±4.1年であった。刺激のある生活づくり、健康管理、基本的生活の維持、生活能力の維持・向上、人間としての尊厳の保守、安全・安楽の確保、社会性の維持・向上、安心感の保障、意思決定の支援、経済負担の軽減からなる10視点のそれぞれの評価項目全50項目のうち、40項目(80.0%)が4.54.9点、10項目(20.0%)が4.14.4点であった。4.54.9点の内訳は、4.5点及び4.6点が各々7項目(14.0%)、4.7点が9項目(18.0%)、4.8点が10項目(20.0%)、4.9点が7項目(14.0%)であった。4.14.4点の内訳は、4.1点及び4.2点が各々1項目(2.0%)、4.3点が2項目(4.0%)、4.4点が6項目(12.0%)であった。考察:全項目のうち点数が4.5点以上の項目が8割と多いことから、作成した評価項目の妥当性は高いと考えられる。また、4.1点及び4.2点は各々1項目、4.3点は2項目と少なく、4.4点が6項目と多いことから、評価項目になり得ると考えられる。今後の課題として、サンプル数を増やして再度、評価項目の信頼性・妥当性を検討していく予定である。目的:痴呆対応型グループホームで行われている介護ケアサービスの評価項目の抽出。対象:県のグループホーム評価委員長から質の高いケアを実施している施設として推薦を受けた9施設の介護従事者計9名。方法:半構成面接票による訪問面接調査。結果:(1)(15)の領域に分類した。(1)安心・安寧は、状況に応じた言葉掛け・言葉遣い、熟睡できる環境整備、(2)人間としての尊厳は、尊敬の念をもった対応、個別性を考慮した対応、(3)コミュニケーションの促進は、わかりやすい言葉遣い、話しやすい雰囲気づくり、(4)生活習慣の確立は、刺激のある生活づくり、生活リズムの保持、(5)社会参加の促進は、閉じこもり予防、社会参加の機会づくり、(6)残存機能の維持・向上は、最小限度の介助、生活リハビリの実施、(7)意思決定の促進は、意思を表出しやすい環境づくり、意見の尊重、(8)役割意識の向上は、活躍できる場の提供、個性が活かせる関わり、(9)健康への配慮は、状態に応じた食事形態の工夫、定期受診・バイタルチェックの実施、(10)自立の促進は、自立度を考慮した下着類の選択、排泄パターンによる介助方法、(11)清潔の保持は、身体各部の毎日のケア、感染予防、(12)危険防止・安全への配慮は、生活環境整備と教育、定期的な様子観察、(13)交流の促進は、地域への普及啓発、来所しやすい環境づくり、(14)連携の促進は、主治医と情報交換の実施、家族への定期的な連絡、(15)ケアマネジメントは、個別性を考慮したケアプランの作成、スタッフ間での情報の共有などの項目が抽出された。

4.54.9点の内訳は、4.5点及び4.6点が各々7項目(14.0%)、4.7点が9項目(18.0%)、4.8点が10項目(20.0%)、4.9点が7項目(14.0%)であった。4.14.4点の内訳は、4.1点及び4.2点が各々1項目(2.0%)、4.3点が2項目(4.0%)、4.4点が6項目(12.0%)であった。考察:全項目のうち点数が4.5点以上の項目が8割と多いことから、作成した評価項目の妥当性は高いと考えられる。また、4.1点及び4.2点は各々1項目、4.3点は2項目と少なく、4.4点が6項目と多いことから、評価項目になり得ると考えられる。今後の課題として、サンプル数を増やして再度、評価項目の信頼性・妥当性を検討していく予定である。
細胞内環境における生体分子損傷生成のLET依存性

エネルギー付与密度が高い放射線を照射すると、吸収エネルギー(吸収線量)あたりの生物細胞に対する効果は大きくなる。我々は高密度電離した時に高い密度で生成した水ラジカルが再結合してしまう様な局所的な領域での反応が高い生物効果を示す原因となっていると考えた。濃厚水溶液を用いれば上記の様な局所的な領域内に溶質分子を送り込むことができる。本研究の目的は、濃厚水溶液における生体分子の放射線分解の電離密度依存性を調べることである。さきに我々はアデノシン三燐酸(ATP)の濃厚溶液を用いて、我々が提唱している水溶液中では異なる性質の反応場が存在しているという仮説と矛盾しないという結果を得た。さらに仮説によれば高密度電離した領域ではDNAの二重鎖切断が一重鎖切断に比べて効率良く生成することが推測される。そこで平成9年度はプラスミドDNAを試料とし、単色放射光のエネルギーを変えることによって電離密度を制御して、二重鎖切断と一重鎖切断の生成効率を調べた。さらに細胞内環境ではラジカルが効率良くスカベンジされる環境であることから、ラジカルスカベンジャを加えた溶液中で、DNAの鎖切断の生成効率を調べた。われわれの仮説ではスカンベンジャは低電離密度領域ではかなり有効であっても高電離密度領域ではそれほど有効でないと有効でないと推測され、その結果として、二重鎖切断はスカンベンジャーを加えても余り抑制されないことが推定される。さらにこの抑制比率は電離密度の変化の違いを反映して、照射X線のエネルギーに依存して変化することも予測された。はたして実験的には、予備的な結果ではあるが、この予測に一致する結果が得られた。さきに我々はアデノシン三燐酸(ATP)の濃厚溶液を用いて、オージェ効果に伴う高密度電離によってアデニンの放出が増大することを見いだしている。そこでATPの濃厚水溶液に単色化された放射光X線を照射して、ATPの分解効率のX線エネルギー依存性を調べた。X線のエネルギーを変えることによって電離密度を変えることが出来、濃度を変えた試料を用いることで異なるエネルギー依存性を確認することが出来る。この予測を確かめるために、150mg/mlの濃度およびその1/100の1.5mg/mlの濃度のATP溶液におけるアデニンの遊離の効率を照射X線のエネルギーを変えて測定した。その結果、以下のような結論が得られた。1.低濃度試料におけるりんK殻共鳴吸収に伴うアデニンの収率変化は、高濃度ですでに報告された結果とは逆の変化を示した。2.低濃度試料でのアデニン収率は、Fricke溶液での鉄イオン酸化収率と同様に照射X線エネルギーの減少に伴って減少した。以上の結果から、我々が提唱している水溶液中では異なる性質の反応場が存在しているという仮説と矛盾しない。さらに仮説を検証する実験を計画中である。