doctoral thesis

　本研究では、小児期（幼児期、学童期、青年期）の生活習慣、遺伝要因と肥満との関連を調査し、肥満予防のための公衆衛生的アプローチを検討した。食物繊維摂取が学童期の子どもの肥満および血圧、血中脂質パラメーターに及ぼす影響を明らかにすること（調査1：10～11歳の横断研究）、FT0遺伝子多型が幼児期から青年期の体格変化に及ぼす影響を明らかにすること（調査2：3歳、10歳、13歳に渡る縦断研究）、さらに、学童期から青年期にかけて身体活動がFT0遺伝子多型と体格変化に及ぼす影響を明らかにすること（調査3：13歳、18歳に渡る縦断研究）、を本研究の目的とした。 　調査1では、学童期の食物繊維摂取は肥満およびコレステロール高値のリスク低減に有効であることが示唆された。 　調査2では、幼児期から学童期にかけてFT0遺伝子の影響が強く表れ、中学生の年代になるとこの影響は逆に減弱し、部活動等が始まるこの時期の身体活動の影響が関連している可能性があることが推測された。 　調査3では、青年期で、身体活動量が多いほどBMIの増加を弱め、FT0遺伝子多型の影響を減弱させた。 　本論文の構成は5章からなる。 第1章では、緒言として、研究の背景と本研究の目的を述べる。 第2章では、食物繊維摂取が学童期の子どもの肥満および血圧、血中脂質パラメーターに及ぼす影響を検討した。 第3章では、FT0遺伝子多型が幼児期から青年期の体格変化に及ぼす影響を検討した。 第4章では、身体活動がFT0遺伝子多型と体格変化に及ぼす影響について検討した。 第5章では、結言として、本研究のまとめと今後の研究の方向性、今後の展望を述べた。

【目的】代謝状態の朝晩の変化を理解することは、代謝障害を管理するためには重要である。我々は、インスリン分泌とインスリン感受性の観点からこの朝晩の変化を解析し、さらに概日リズムとの関連性を含めて検討することを目的とした。 【方法】非糖尿病成人男性14人と10人に対し、それぞれ75ｇ経口ブドウ糖負荷試験(OGTT)と高インスリン正常血糖（HE）クランプ実験を行った。各被験者に対し、午前8時と午後8時にOGTTまたはHEクランプを1回ずつ行った。ただし試験時間の順序は無作為とした。各試験直前に毛根を採取し、毛包における時計遺伝子発現量をリアルタイムPCR法で解析した。また、マウスの肝臓と筋肉でもAKTリン酸化をウエスタンブロット法により解析した。 【結果】OGTTの結果から、耐糖能は午前8時の方が良好であることがわかった。これは、OGTTにおける負荷後60分までのインスリン早期分泌とHEクランプで説明される骨格筋インスリン感受性の違いに起因すると考えられた。一方、OGTTにおける肝臓のインスリン抵抗性指数によって推定される肝インスリン感受性は、午後8時の方が良好であった。60分までのインスリン分泌量と肝臓のインスリン抵抗性指数の朝晩の差は、Per2のｍRNAの相対的発現量と有意に相関していた。ΔGIR（20時の値－8時の値）は、Δ非エステル化脂肪酸（NEFA）と有意に相関したが、時計遺伝子発現との相関は認められなかった。ΔNEFAは、E4bp4のmRNA発現量およびΔコルチゾールと有意に相関していた。マウスでは、ヒトの研究から予想されるように、AKTリン酸化は活動時間の初めに肝臓で減少し、筋肉で増加していた。 【結語】各組織の糖代謝は朝と晩で大きく異なっており、脂質代謝、時計遺伝子およびコルチゾールの影響を受けていることがわかった。この関連性についてのより深い知見が代謝障害の新たな改善法の開発に寄与する可能性がある。

中央構造線(MTL; Median Tectonic Line)は、西南日本を東西に横断する延長約1000kmの断層である。愛媛県西条市付近には、MTLは三波川変成帯と和泉層群を境する構造線としての低角度な断層帯(MTLTB; MTL inactive terrane boundary)と、この断層の北側に並走する活断層としての高角度な断層帯(MTLAFZ; MTL active fault zone)がある。地表でのMTLAFZの傾斜角度を明らかにするために、川上断層を横断する延長約10m、深さ約2mのトレンチ調査を行った。また、地表部で約10mの間隔で並走する両断層の地下での接合関係と断層面の傾斜角度を明らかにするために、断層を横断する80-330mの6本のボーリング掘削を実施した。更に、より広範囲の断層構造や地盤の物性を把握するために延長1200mの反射法地震探査と延長500mの高密度電気探査を実施した。採取した断層試料を用いて断層岩の化学分析、変形構造記載、カルサイトの双晶密度の測定、断層の変形フェーズの解析を行い、低角度横ずれ断層のメカニズムや断層活動史を明らかにした。 トレンチ調査、ボーリング調査、高密度電気探査により、地表部で北方へ約70゜の角度で傾斜する川上断層が、地下で北方へ30゜の角度で傾斜するMTLTBに収れんすることが示唆され、地下のMTLTBは活断層であることが分かった。MTLTBの上盤に分布する小断層の卓越した和泉層群の比抵抗値は、主破砕帯の割れ目の少ない安山岩ブロックと推定される高比抵抗部を除き、断層下盤に分布する堅硬な三波川変成岩類の比抵抗値よりも低い値を示した。また、断層に沿って深部流体が上昇していると推定される低比抵抗帯が確認された。反射法地震探査では、MTLTBに相当する北方へ約30゜の角度で傾斜する明瞭な反射面が確認され、より深部まで断層が延長することが分かった。主破砕帯を構成する蛇紋岩中の鉱物のEPMA分析結果によると、マントル起源のマグネシオクロマイトを含むことが分かった。既往の深部地震探査の結果は、MTLの深部延長が下部地殻まで達しいることを示しているが、これにより、MTLTBの延長がマントルまで達し、蛇紋岩が断層変位とダイアピルによって表層部まで上昇してきたことが示唆された。MTLTBは断層面の傾斜角度が低角度であり、本来は横ずれ断層として動きにくいと考えられる。MTLTBの断層ガウジや主破砕帯に大量の層状珪酸塩鉱物が存在することや断層沿いの深部流体の存在は、断層のせん断強度を低下させる要因となり、低角度の断層でも横ずれ運動が可能になったと考えられる。カルサイトの双晶密度から求めたMTLTBを横断する歪み分布は断層から直線的で緩やかに低下する傾向を示し、断層のせん断強度が低下していることを示唆する。 変形フェーズの解析では、MTLTBとMTLAFZの幾何学的な特徴やそれぞれの断層と地層との接合関係、断層の変位センス等の構造地質学的特徴、古応力場の解析等に基づいて変形フェーズを古いほうからD1～D4の4つに定義した。D1フェーズはNNE-SSW圧縮の応力場の変形であり始新世中期(47 -46 Ma) 頃に断層の上盤が西方へ変位した左横ずれセンスの運動、D2フェーズはE-W伸張の応力場の変形であり中新世中期(15 -14 Ma) 頃に断層の上盤が北方へ変位した正断層センスの運動、D3フェーズはNNW-SSE圧縮の応力場の変形であり中新世中期から鮮新世後期(14-3Ma) 頃に断層上盤が南方へ変位した逆断層運動、D4フェーズはWNW-ESE圧縮の応力場の変形であり鮮新世後期から更新世前期(3-1 Ma) 以降に断層上盤が東方へ変位した右横ずれ運動である。 西南日本を横断する中央構造線沿いには多くの都市が分布しており、MTLの傾斜角度等の幾何学的な情報は、地震災害分布や地震の規模等を予測する上で重要パラメータになると考えられる。また、MTLAFZは地下数km以内の浅い深度でMTLTBに収れんすると考えられ、従来、非活動的な地質断層として考えられていたMTLTBが、将来、活断層として変位する可能性があることを示唆している。

Access to clean water has been crucial global problem, especially with climate change, increasing population, and industrial activities. As one of Malaysia’s leading economic activities, the Oil and Gas Industry generates a massive amount of wastewater called Produced Water (PW). Dissolved organics in produced water, such as organic acids and phenolic compounds, are concerning due to the possibility that they can be toxic, non-biodegradable, and have bioaccumulation properties. Conventional treatments such as adsorption, incineration, and biological treatment seem to have difficulties treating these dilute but toxic components in an economical and environmentally friendly manner. Regulations on wastewater management has also been stricter around the globe. Therefore, there is a need on a new water treatment method to treat the diluted organics in a large volume of wastewater. Membrane technology has been of interest in the water treatment technologies’ industrial and research scenes. It offers simpler configuration and maintenance. However, the application is limited by the reduction of performance over time due to fouling phenomena. Photocatalyst offer an effective method to decompose organics in an environmentally friendly manner. This study researched on photocatalytic removal of diluted organic in water and potential of biofouling reduction by deposition of AgTiO2 coating on membrane surface. In Chapter 1: Introduction, the research background and purpose of this research were discussed. At the end of this chapter, the thesis framework was shown. In Chapter 2: Preparation and characterization of TiO2 and AgTiO2 coatings; the method to prepare AgTiO2 coatings on membrane support were explained. The prepared membranes were characterized with XPS, SEM, TEM, and ICP analysis to understand the prepared coatings. Results shows that the concentration of silver deposited on the membrane can be control by the concentration of silver in the precursor (silver acetate solution) used during the photochemical deposition step. Via XPS, it was found that the state of silver prepared through this method is oxide state. In Chapter 3: Removal of dissolved organic pollutants in water by photooxidation, the photocatalytic performance of prepared membranes was studied. Decomposition of diluted formic acid was performed under UV-light, and the concentration was evaluated using UVspectrophotometer. AgTiO2 membranes show better photocatalytic activity then TiO2 membrane. The concentration of silver on the membrane was found to influence its photocatalytic performance. In relation to PW application which commonly contain high salts, influence of salt types; NaCl, MgSO4, MgCl2 and K2SO4 and concentration were studied. All salts were found to inhibit the membranes’ photocatalytic performance. In Chapter 4: Antibacterial activity of AgTiO2 membranes, the antibacterial activity towards E. coli by prepared AgTiO2 membranes were investigated. Silver dissolution from membrane was found to be significantly increased in the presence of NaCl as compared to only water. Comparing membrane with lower Ag deposition, and around 20 times higher deposition, the silver dissolution from these membranes reached almost the same value after some time. However, as the amount of silver deposited on the membrane was higher, the antibacterial performance show around four times higher than the lower silver membrane. Based on other tests performed, it was concluded that there are potential of contribution from the silver oxide deposited on the membrane surface on the antibacterial activity of the AgTiO2 membranes In Chapter 5: Antibacterial activity in filtration system, prepared AgTiO2 membrane was used to filter E. coli suspension in water. E. coli growth was found to be inhibited by short contact with silver on the coated membrane. Finally, Chapter 6: Conclusion, the thesis was summarized, and future works were proposed.