Tokyo University of Agriculture Repository / 東京農業大学リポジトリ

東京農業大学博士（食品栄養学

Angelina DR. Felix

3969

3970

- 1 - 
 
氏 名   Angelina DR. Felix 
学位（専攻分野の名称）   博 士（食品栄養学） 
学 位 記 番 号   乙 第 926 号 
学 位 授 与 の 日 付   平成 29 年 7 月 20 日 
学 位 論 文 題 目   Grain components of Philippine rice (Oryza sativa L. indica) on  
                       potentially modulating biomarkers associated with type 2 diabetes 
                       mellitus 
論 文 審 査 委 員   主査 教 授・農 学 博 士 上 原 万里子 
               教 授・農 学 博 士 清 水   誠 
               教 授・医 学 博 士 中 江   大 
               准 教 授・博士（医学） 高 橋 信 之 
                    博士（農学） 太 田 篤 胤＊ 
 
 
論 文 内 容 の 要 旨 
 
Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is one of the four leading public health problems in 
the world. The risk for the disease is governed by a complex interplay of genetic and 
multiple lifestyle influences, of which diet is a major modifiable risk factor. In recent 
years, the effects of rice consumption on T2DM has been the subject of heightened 
interests.   
Rice (Oryza sativa L.) exists in different types and forms around the world, and 
metabolic effects vary according to varietal differences. With the general aim of 
contributing knowledge on the role of rice in T2DM, this dissertation was thus 
conducted. The research was designed to determine the effects of rice grain components 
on selected biomarkers associated with T2DM, and to understand how the relationships 
may relate to T2DM risk prevention and management. The dissertation focused on 
Philippine rice to represent the indica rice subspecies. Indica rice are cultivated in 
tropical countries which have the highest projected increase in diabetes prevalence by 
2030. Also, to the best of knowledge, the metabolic effects of indica rice are less studied 
compared to japonica rice that are cultivated in Japan and Korea.  
The Philippines is rich in traditional and modern rice varieties. Filipinos have general 
preference for moderately tender cooked rice, typified by the popular rice variety, IR64. 
However, consumer preferences varied across ecosystems (Chapter III). Rice consumers 
in the upland and saline ecosystems had preferences for slightly harder cooked rice 
texture (18-25% apparent amylose content (AC) with intermediate gelatinization 
temperature (GT)), while those from cool-elevated ecosystems preferred the softer and 
＊城西国際大学 教授 
- 2 - 
 
sticky rice with <18% AC and low GT.  
AC- the linear fraction of starch, is the main factor affecting cooked rice texture, and 
consumer preference. It is also cited as the most important source of variation in 
post-prandial glucose response (GR) from rice. In Chapter IV, the effects of AC on GR 
from milled rice was determined. Seven milled Philippine rice varieties with different 
AC were cooked with adjusted water-rice ratio to have similar cooked rice hardness (to 
address effects of cooking method and GT). The rice samples were subjected to glycemic 
index (GI) determination in healthy Filipino volunteers who were given a serving of the 
food containing 50 g of available carbohydrate. Results showed GR to be lowest for the 
variety with highest apparent AC (PSB Rc10), and highest for the low-AC rice 
(Sinandomeng). There were significant differences in the incremental area under the 
curve (IAUC) of GR among high-, intermediate- and low-AC rice varieties. GR was in 
close association with GI (r = 0.99; p<0.01), and AC was negatively correlated with GI 
(r=-0.65; p<0.05).  
The association of milled rice AC to GI was validated in a follow-up study (Chapter V). 
In this study, it was also found that rice protein content can affect GI. Improved 
Malagkit Sunsong which has a 9% crude protein content in the previous trial had a GI of 
63±2 (medium), while at the current 6% crude protein content its GI was recorded at 
94±5 (high). The higher protein content that was covering the starch granules may have 
prevented rapid hydrolysis of the endosperm starch. 
In Chapter V as well, dietary fiber (DF) was shown to affect GI. Unpolished rice or 
brown rice (BR) had lower GI than its milled counterpart. Among the four AC types, the 
decrease in GI from milled rice to BR was greatest for waxy rice (02% AC), and low–AC 
rice (10–17% AC), both with high GI (> 70). Intermediate (17–22%)-AC IR64 with 
medium (56–69) GI showed lesser drop, but high-AC PSB Rc10 (> 22% AC) had no 
significant decrease. GI was again highest for waxy (0–2% AC) rice and lowest for 
high-AC rice for both rice forms, but the decrease in GI with increasing AC was lower for 
BR than for milled rice. In the previous study (Chapter IV), the association of apparent 
AC with GI was more pronounced in the combined effect of AC and DF on GI (r = -0.71; 
p<0.05). 
GR and GI of black and red colored unpolished rice in comparison with BR, were also 
determined (Chapter VI). Results found black and red rice to have similar GR, which 
were comparable with that of the BR. GI was classified as medium for all samples (GI= 
63±4, 59±4, and 59±5, for the black, red and BR, respectively), despite significant 
- 3 - 
 
differences in total polyphenol and anthocyanin contents. The study suggests that total 
polyphenol and anthocyanin contents in Philippine rice do not influence GR.  
Aside from its direct effect on GR, rice can also be linked to T2DM via its effects on 
satiety and food intake. Very few studies however, investigate rice satiety. Hence, the 
satiating capacity of milled and brown rice of different AC types, and of colored rice were 
evaluated. In all trials, the estimation of satiety was done in conjunction with GI 
measurement. Satiety quotient (SQ) and/or satiety index (SI) were computed based on 
VAS, and was used as index of short-term satiety, together with 2-h post-meal cooked 
rice intake. There was no difference in the SQ between black and red colored rice, and 
between colored rice and BR (Chapter VI). Short-term satiety was also similar across 
the seven milled rice samples, and satiety was found to be independent of both AC and 
GI (Chapter VII). On the other hand, a tendency for BR to be more satiating than milled 
rice was observed in Chapter VIII. Both SQ and SI tended to be higher in BR than 
milled rice, regardless of AC type. SI was also found to have strong positive correlation 
with DF content.  Contrary to hypothesis, however, the higher SQ and SI for brown rice 
was not translated into lower subsequent food intake after 2-h, and common cooked rice 
intake was not affected by DF content. The satiety of BR using a longer time span (4-h 
post meal or at lunch time) was then pursued using a different set of human volunteers 
(Chapter IX).  BR remained to be perceived as more filling and suppresses hunger 
better than milled rice. However, the difference in adjusted satiety scores at ~4-h post 
meal between milled rice and BR, was only significant for the high-AC variety. Mean 
post meal cooked rice intake also remained similar across rice AC types and rice forms, 
but intake based on dry weight decreased with increasing AC. Further estimation of 
energy intakes at post meal and within 24-h indicated that energy intake was 
independent of rice DF content, but was negatively associated with rice AC.   
Hyperlipidemia, which is also prevalent worldwide, is associated with risk of T2DM. 
Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is being linked with the development and 
progression of T2DM, including related complications. Polyphenols notably anthocyanin 
were suggested to prevent cellular damage in hepatocytes associated with NAFLD 
through different mechanisms of action. In Chapter X of this dissertation, the effect of 
the rice powder extract (RPE) from an unpolished Philippine black rice variety and BR 
on hepatic lipid accumulation was compared. The extracts were prepared out of cooked, 
freeze- dried samples, and were tested using obese and diabetic mice model (KKAy). The 
study found that RPE from black rice (BL) and BR improves hepatic lipid accumulation 
- 4 - 
 
via peroxisomal fatty acid oxidation. A histochemical analysis also revealed that BL and 
BR RPE feeding ameliorated triacylglycerol (TG) accumulation in the liver. To elucidate 
the mechanism underlying the improvement in hepatic TG accumulation, gene 
expression was evaluated using real-time PCR. The mRNA expression levels of acyl-CoA 
oxidase (AOX), a rate-limiting enzyme of peroxisomal fatty acid oxidation, were 
significantly higher in the BL and BR groups than in the control-K group. RPE showed 
peroxisome proliferator activated receptor  (PPARα) agonistic activity which did not 
differ between BL and BR RPE despite a higher anthocyanin content in black RPE. It is 
likely that another compound has PPARα agonistic activity in RPE or that RPE contains 
compounds that modify the activity, and further study was recommended. 
This dissertation revealed that grain components of Philippine rice affect biomarkers 
associated with T2DM. AC was the most important property that modulate T2DM 
metabolic response. AC was inversely associated with GR and post-meal cooked rice 
intake, and rice varieties with at least intermediate-AC is suggested for the prevention 
and management of T2DM in populations where indica rice is the staple food, such as 
the Philippines. Revisiting the breeding objectives in the Philippine rice varietal 
development program, is recommended, in reference to the increasing preference for 
softer cooked rice among Filipinos. Switching from milled rice to BR can also contribute 
to T2DM risk reduction, through the combined effect of dietary fiber with AC in 
lowering GR and GI. Effects of DF from rice to satiety and food intake are yet to be 
established, with full account of other factors such as cognitive cues and eating 
behaviors. Nonetheless, the perceived better satiating potential of BR than milled rice 
may provide opportunities to maximize promotion of BR as a functional food, if taken as 
entry point for nutrition education and as part of a holistic dietary intervention under 
the national diabetes prevention and control plan. 
  The dissertation also showed that protein content can lower GR and GI of indica rice. 
More importantly, in vitro and in vivo experiments demonstrated that RPE from black 
unpolished rice and BR, have PPARα agonistic activities, and can improve hepatic TG 
accumulation. These are new findings and are worthy of further investigations 
 
 
審 査 報 告 概 要 
 
 本研究では，フィリピン米中のアミロース(AC)含量が，グルコース応答(GR)および炊飯
- 5 - 
 
米摂取量とそれぞれ負の相関を示し(ヒト介入試験)，インディカ米が主要食糧であるフィリ
ピンなどでは，2 型糖尿病(T2DM)の予防管理のために中～高 AC を有するイネ品種が望ま
れることが示唆された。また，食物繊維と AC との併用効果によって GR および血糖指数(GI)
が低下することから，精白米から玄米(BR)への切り替えは T2DM のリスク低減に寄与する
可能性が示された。インディカ米のタンパク質が GR および GI を低下させることも示され
た。本研究の成果は，栄養教育のエントリーポイントとして，或いは全国的な糖尿病予防お
よび管理計画の下での全体的な食事介入の一環として BR の摂取促進を考慮する際の有用
な根拠情報となると考えられた。さらに，in vitro および in vivo(動物)試験では，黒米およ
び BR 由来の抽出物が PPARαアゴニスト活性を有し，肝臓の中性脂肪蓄積を改善し得るこ
とも確認された。よって，審査委員一同は，Angelina DR. Felix 氏に博士(食品栄養学)の学
位を授与する価値があると判断した。 


Grain components of Philippine rice (Oryza sativa L. indica) on potentially modulating biomarkers associated with type 2 diabetes mellitus

東京農業大学博士（国際バイオビジネス学

大野, 雄太

3664

ONO, Yuta

3665

氏 名 大 野 雄 太
学位（専攻分野の名称） 博 士（国際バイオビジネス学）
学 位 記 番 号 甲 第 724 号
学 位 授 与 の 日 付 平成 28 年 3 月 20 日
学 位 論 文 題 目 農村女性起業経営者の経営者特性と形成プロセスの評価に関
する実証的研究
論 文 審 査 委 員 主査 教 授・博士（農学） 土 田 志 郎
准 教 授・博士（農学） 鈴 村 源太郎
教 授・博士（農学） 原 珠 里
農 学 博 士 門 間 敏 幸＊
論文内容の要旨
1． 研究の背景および問題意識
農村女性起業経営体の件数は，1997年時点では 4,040
件であったが，2010年時点では 9,757件に達し，2010
年度における全国の農村女性起業経営体の総売上額は
624億円と試算されている。農村女性起業の主なタイプ
は，農協女性部や生活改善実行クラブなどのグループ活
動を事業化の母体とした「グループ経営体」と，農家の
主婦や女性農業者が農産物の生産・加工・販売を個人ま
たは家族単位で行う「個人経営体」の 2つに分けられ
る。それらの経営体の主な活動内容は，①農業生産，②
食品加工，③食品以外の加工，④生産物・加工品の流
通・販売，⑤都市との交流（観光農園，農家レストラン
など）である。活動内容別にみた経営体割合は，「食品
加工」が最も多く 74.7% となっており，次いで「生産
物・加工品の流通・販売」が 65.5%，「農業生産」が 24.3
%となっている。このような農村女性による起業化は，
農業経営や農村の活性化に大きく貢献している。
しかし，これまで順調に増加してきた農村女性起業経
営体も，高齢化の進行や後継者不足で解散に追い込まれ
るケースも発生しており，経営体数はここ数年頭打ちの
傾向が見られる。また，農村女性起業経営体には小規模
経営も多く，経営の管理・運営面等で問題を抱えている
経営も散見される。このため，既存の農村女性起業経営
体の維持・発展や新たな農村女性起業経営体の育成が課
題となっており，その課題解決に向けた対策の 1つとし
て農村女性起業経営者の確保・育成が不可欠となってい
る。こうした状況の中，農村女性起業に関する研究はこ
れまでにも行われてきたが，それらの多くは経営者個人
ではなく，主に経営体の成り立ちや活動内容を取り上げ
ており，経営者個人を対象としたものは少ない。特に，
農村女性起業経営者の経営者特性に焦点を当てた研究は
行われていない。
2． 本研究の目的と課題
本研究の目的は，これまでの研究では取り上げられる
ことのなかった農村女性起業経営者（以下「女性経営
者」）の経営者特性と経営者特性の形成過程を解明し，
女性経営者の確保・育成に役立つ知見を提供することで
ある。そのため，女性経営者の経営者特性をアンケート
調査結果に基づき数量的に分析するとともに，経営者特
性の形成過程を詳細な事例調査に基づいて明らかにす
る。調査対象としたのは，関東農政局の農村女性起業リ
ストから抽出した，過去に農林水産省による表彰事業，
食アメニティコンテスト，市町村単位での表彰事業等で
功績が認められ，現在も活動を継続する先進的な農村女
性起業経営体 136事例である。
まず，経営者特性を把握するために門間らが開発した
評価手法を援用し，経営者特性を構成する 16の基本項
目（「信念・倫理観」「野心・冒険心」「先見性・戦略性」
「洞察・判断力」「地域貢献に基づく社会性」「他人への
信頼」「包容力・人柄」「面倒見・親分肌・上下関係重
視」「責任感」「管理・工夫」「計数感覚」「体力と健康維
持」「時間利用」「部下への対応・対等な関係重視」「人
間関係・ネットワーク構築」「危機経験」）の評価得点
（5段階評価）を求める。次に，この評価得点と既往研
究で得られている男性経営者の評価得点とを比較するこ
とで，女性経営者の経営者特性の特徴を明らかにする。
また，女性経営者の経営者特性は，所属する経営体の経
営形態の違い，創業者か後継者か，経営者としての経験
年数等によっても異なることが予想されるため，これら
─ 89 ─
＊中央農業総合研究センター 上席研究員
の点から女性経営者のグルーピングを行い，各グループ
の経営者特性評価得点を相互に比較・検討する。
さらに，経営者特性がどのような経験・体験，知識・
技術の影響を受けて形成されているかをアンケート調査
や事例調査によって分析し，経営者特性の形成に影響す
る要因を明らかにする。
そこで，本研究では，次の 4つの小課題を設定した。
研究課題 1 : 男性経営者との比較による女性経営者の
経営者特性の解明
研究課題 2 : 経営体属性や経営者属性の違いによる女
性経営者の経営者特性の解明
研究課題 3 : 女性経営者の経営者特性形成プロセスの
解明
研究課題 4 : 経営管理における女性経営者の経営者特
性の発現状況の分析
3． 主要研究成果
1）研究課題 1にかかわる成果
男性経営者との比較を行い，女性経営者の経営者特性
の特徴を明らかにした。
（1）経営者特性を構成する 16の基本項目のうち，「他
人への信頼」「包容力・人柄」「管理・工夫」「時間利
用」「体力と健康維持」「部下への対応・対等な関係重
視」に関しては，男性経営者と女性経営者との間でほ
とんど評価得点の差は見られなかった。経営者として
必要とされる，組織構成員に配慮した人間関係の構築
や適切な経営管理の実践にかかわる項目と，自己管理
に関係する項目においては，女性経営者と男性経営者
との間で差異がないことがわかる。
（2）「信念・倫理観」「野心・冒険心」「先見性・戦略
性」「洞察・判断力」「面倒見・親分肌・上下関係重
視」「責任感」「計数感覚」といった経営者特性の基本
項目では，男女間の評価得点に差があり，いずれの基
本項目においても男性経営者の評価得点が女性経営者
よりも高い値を示していた。これには，男性経営者と
女性経営者を取り巻く諸環境の違いや，比較対象とし
た男性経営者の経営体の規模（組織構成員数や売上高
等）が女性経営者の経営体よりもやや大きいことなど
が影響していると推察される。
2）研究課題 2にかかわる成果
同じ女性経営者であっても，経営者属性や経営体属性
の違いによって経営者特性に違いが見られることを明ら
かにした。
（1）グループ経営体の女性経営者，個人経営体の女性
経営者ともに，「創業者」と「後継者」では経営者特
性の評価得点に違いがあり，特に「面倒見・親分肌・
上下関係重視」は両者とも「創業者」における値が高
かった。事業を新たに立ち上げる「創業者」には，組
織のトップに立って構成員をまとめ，リードしていく
力が必要になるが，こうした「創業者」の特質が反映
されていると考えられる。
（2）グループ経営体の経営者においては，「経営者経
験年数」が多いか少ないかによって，経営者特性に違
いが見られた。「5年未満」の経営者は「地域貢献に
基づく社会性」と「他人への信頼」の評価得点が高
く，「5年以上」の経営者は「先見性・戦略性」「面倒
見・親分肌・上下関係を重視」，「野心・冒険心」の評
価得点が高くなっており，経営者経験年数を積むこと
で新しいことへの挑戦や，事業をより発展させていく
ための戦略性，経営トップとして構成員をまとめてい
こうとする姿勢が強まる傾向が確認できる。
（3）個人経営体の経営者においては，「組織構成員数」
が多いか少ないかによって，経営者特性に違いがあっ
た。組織構成員数が「5人以上」の経営者は「信念・
倫理観」「野心・冒険心」「先見性・戦略性」「地域貢
献に基づく社会性」「他人への信頼」「包容力・人柄」
「責任感」「管理・工夫」「計数感覚」「部下への対応・
対等な関係重視」「人間関係・ネットワーク重視」「危
機経験」の多くの基本項目において評価得点が高かっ
た。組織構成員数が「5人以上」の経営体では，家族
構成員を超える雇用労働力が導入され，そのことが女
性経営者の経営行動に影響を及ぼしていると考えられ
る。
3）研究課題 3にかかわる成果
女性経営者の経営者特性が形成されるプロセスに焦点
を当て，経営者特性の形成に影響を与えたと考えられる
要因を明らかにした。
（1）経営者特性の形成に影響したと考えられる過去の
「経験・体験」では，30代以降の「事業化」を指摘す
る女性経営者が最も多く，次いで 10代・20代での
「部活動・サークル活動」と「家業に携わる」を挙げ
た女性経営者が多くなっていた。これにより，仕事に
従事することで得られる実践的な体験や，10代・20
代での仲間との交流や業務体験の重要性を改めて確認
することができる。
（2）「創業者」と「後継者」とでは，経営者特性の形
成に影響したと考えられる過去の「経験・体験」に違
いが見られた。特に，「創業者」の場合は，10代∼30
代にかけての「クラブ活動などでのリーダー経験」
「自らが責任を負う役職」「女性部や婦人部でのリー
─ 90 ─
ダー経験」等が経営者特性に影響しているとの回答者
が多かった。このことは，若い頃からリーダーシップ
を発揮できていたことを示すとともに，そうした若い
時のリーダー経験が経営者として必要となる経営者特
性の形成にも大きな影響を及ぼしていることを示して
いる。
4）研究課題 4にかかわる成果
女性経営者の経営者特性が女性起業経営体における経
営管理場面でどのような形で発現しているかを検討する
ため，「グループ経営体」と「個人経営体」の中からそ
れぞれ先進的な女性経営者を 2名ずつ抽出し，それらの
事例分析を行い，次の点を明らかにした。
（1）農村女性起業経営体の経営者に就任する前後にお
いて，「創業者」の経営者 Aと経営者 Cの場合，次の
ような特徴が見られた。すなわち，両者はトップの経
営者に就任する以前から，グループ活動や職場におい
て責任ある立場やリーダーとしての経験があり，そう
したリーダーの経験や様々な業種経験による対外折衝
能力が起業後の経営展開を行う中でも重要な役割を果
たしていたことが確認できた。一方，経営者 Bと経
営者 Dでは，特に組織内での人間関係を重視するよ
うな経営行動をとる傾向が見られた。
（2）女性経営者の経営者特性と経営展開の関係につい
ては，次の点が確認できた。経営者 Aと経営者 Cに
おいては，「面倒見・親分肌・上下関係重視」「包容
力・人柄」などの経営者特性の評価得点が高くなって
いた。経営体を設立する際は，組織のトップとして構
成員をまとめ，安定した経営基盤を築いていく必要が
あるが，このことが経営者 Aと経営者 Cの高い評価
得点と関係していると考えられる。一方，経営者 B
については，「部下への対応・対等な関係重視」「人間
関係・ネットワーク重視」における評価得点が比較的
高い値を示していた。組織 Bでは，経営者は組織内
からの推薦により後継者として任命されている。その
ため，組織内で良好な人間関係や，行政や普及機関な
どとの良好な関係を維持していくことのできる構成員
が経営者として選出される。その結果，経営者として
事業を後継する前から，そうした組織内外の良好な人
間関係を構築できている者が経営者候補となることが
背景にあると考えられる。
4． 総 括
本研究では，農業所得の向上や農村地域の活性化に貢
献している農村女性起業経営者に焦点を当て，農村女性
経営者が有する経営者特性とその形成プロセスについて
分析した。
アプローチ方法上の特徴としては，門間らが行った経
営者特性の分析手法を援用し，女性経営者の経営者特性
を男性経営者の経営者特性と比較・検討するとととも
に，経営体属性や経営者属性の違いが女性経営者の経営
者特性にどのような差異をもたらしているかを数量的に
分析した点にある。また，経営者特性は後天的な資質で
あることから，経営者特性がどのような経験・体験，知
識・技術の習得等を通じて形成されているかを検討した
点も，本研究の特徴の 1つである。
農村女性起業経営者の経営者特性に関しては，男性経
営者のそれと共通・相違する点があること，創業者と後
継者では違いが見られること，経験年数や経営規模が増
すことによって変化する可能性があること，過去の経
験・体験等が経営者特性に影響していることが，確認で
きた。今後，こうした新知見を踏まえ，農村女性起業経
営者の育成・支援策の検討を行う必要がある。
審査報告概要
本研究は，これまで研究蓄積が少なかった農村女性起
業経営者の経営者特性とその形成プロセスを体系的かつ
実証的に分析し，今後の農村女性起業経営者の育成・支
援にかかわる貴重な知見を提供した論文である。アン
ケート調査から得られた経営者特性を構成する 16の基
本項目（「信念・倫理観」「先見性・戦略性」等）の評価
得点の解析により，①女性経営者と男性経営者の経営者
特性の共通点と相違点，②女性経営者における「創業
者」と「後継者」との経営者特性の違い，③経営者経験
年数や従業員規模による経営者特性の違い等を数量的に
明らかにするとともに，その要因について考察した。ま
た，経営者特性の形成プロセスをライフヒストリー調査
などの手法を用いて分析し，過去の経験・体験や知識・
技術の習得が女性経営者の経営者特性の形成にどのよう
に影響していたかを具体的に明らかにした。
よって，審査員一同は博士（国際バイオビジネス学）
の学位を授与する価値があると判断した。
─ 91 ─


農村女性起業経営者の経営者特性と形成プロセスの評価に関する実証的研究

東京農業大学博士（環境共生学

赤池, 一彦

3666

AKAIKE, Kazuhiko

3667

氏 名 赤 池 一 彦
学位（専攻分野の名称） 博 士（環境共生学）
学 位 記 番 号 甲 第 725 号
学 位 授 与 の 日 付 平成 28 年 3 月 20 日
学 位 論 文 題 目 混作や間作など作付構成の多様化を利用した野菜の有機栽培
に関する研究
論 文 審 査 委 員 主査 教 授・博士（生物環境調節学） 濱 野 周 泰
教 授・博 士（農 学） 両 角 和 夫
教 授・博 士（農 学） 小 池 安比古
名誉教授・農 学 博 士 後 藤 逸 男
教 授・博 士（農 学） 五十嵐 大 造
論文内容の要旨
研究の目的
環境保全型農業の一形態である有機農業は，環境負荷
の低減，自然循環機能の増進，生物多様性保全に資する
農法として，国や各地方自治体において推進されてい
る。しかし，化学合成農薬や化学肥料を用いない有機農
業は，現状では安定生産を図るための普遍的な栽培技術
が確立されておらず課題となっている。そこで，本研究
では，露地野菜の有機栽培を対象とし，伝承的，経験的
に行われている混作や間作を用いた耕種手法の有効性を
明らかにし，本栽培法の普遍性を実証することを目的と
した。
具体的な個別研究として，（1）野菜の品目や作付時期
の違いによる栽培難易度の把握，（2）現地有機栽培圃場
の実態調査による有用な耕種的要因の抽出，（3）混作・
間作の有無や，混作・間作方法の違いによる病虫害軽減
や生産性向上に対する効果，（4）多品目作付け，混作や
間作，雑草草生などの圃場管理形態が，自然循環機能な
ど有機栽培が本来果たすべき役割の評価等についてそれ
ぞれ検討した。
結果および考察
（1）有機栽培が可能な露地野菜の品目と栽培時期
1998∼2000年の 3年間で 15品目の野菜を供試し，年
間を通じた作付けを行い，病害虫の被害度と可販収量を
判断基準として，有機栽培の可否や難易度について慣行
栽培と比較した。その結果，害虫防除を行わなくても，
化学肥料や化学農薬を用いた慣行栽培と比べて 80%以
上の可販収量を得ることができる露地野菜の品目は，ホ
ウレンソウ，レタス，ニンジン，ネギ，バレイショ，カ
ボチャ，ハクサイであった。一方，害虫の被害を受けや
すく，いずれの時期においても無化学農薬栽培が困難な
品目は，キャベツ，コマツナ，チンゲンサイ，コカブ，
ダイコンであり，アブラナ科野菜の栽培難易度が高い点
が課題であった。
（2）山梨県北杜市における野菜の有機栽培圃場の実態調
査からみた耕種的特徴
現地の有機栽培圃場において野菜の有機栽培が成立し
ている要因を，農家が実践している栽培諸条件の中から
抽出するために，2003∼2004年に山梨県北杜市の有機
栽培農家 5農家（経験年数 10∼30年，生産規模 2∼8
ha）を対象に，作付け実態調査を行い，次のことを明
らかにした。
作付け品目は 30種類ほどで，中でも果菜類と葉菜類
の数種類を中心品目として位置づけていた。作り易さや
早晩性，収量性，耐病性の有無など，作付け品目に合わ
せて品種を選択していた。同一圃場に複数品目が作付け
られるよう，畦毎にブロック状に配置した混作を行って
いた。果菜類では病害虫，葉菜類では虫害対応策とし
て，耐病性品種の利用，適期作付け，疎植，雨よけ，被
覆資材の利用等の手段を講じていた。通路幅を広くとっ
た疎植栽培として，採光，通気性の確保を行い，畦間や
畦畔には自生する雑草を生やした草生管理を行ってい
た。一方，慣行栽培圃場は畦間を裸地状態としていた。
有機栽培圃場では，慣行栽培圃場と比べて，多くの種類
の土着天敵が認められ，生息数も多かった。連作障害が
発生しやすいナス科野菜栽培では，圃場のローテーショ
ン間隔を 3年以上としていた。
（3）混作や間作（畦間の雑草草生）が野菜の病害虫軽減
や生産性向上に及ぼす影響
病害虫の被害軽減や安定生産に大きく寄与すると推測
─ 92 ─
される「混作，間作（畦間の雑草草生）」を用いた栽培
法について，2008∼2012 年に葉菜類のキャベツ，ブ
ロッコリー，果菜類のキュウリをそれぞれ対象とし，混
作や間作の有無や混作方法の違いによる病害虫被害や生
産性について栽培試験を行い，次の結果を得た。
春作キャベツ，秋作ブロッコリー栽培で，畦間を雑草
草生で被覆，あるいはシロクローバで間作すると，チョ
ウ目害虫やダイコンアブラムシの被害が少なくなり可販
株率が高くなった。また，捕食性の土着天敵，クモ類や
ゴミムシ類が畦間裸地の圃場と比べて多くなった。間作
に加え，ネギ類やレタスと混作すると，虫害はさらに少
なくなった。レタスと混作する場合，株毎の交互作付け
が，畦毎の交互作付けと比べて可販株率が高くなった。
夏秋キュウリ栽培では，ニガウリをキュウリと同一畦
内で 6株毎に交互混作すると，混作しない場合と比べ
て，キュウリ 1株当たりの上物収量が約 7%，上物率が
約 6%高くなった。ニガウリをキュウリの畦に対して垂
直に障壁として混作すると，混作しない場合と比べて上
物収量が約 10%，上物率が約 11%高くなった。ニガウ
リとの交互混作により，キュウリ葉の炭疽病被害軽減，
ウリハムシによる食害軽減が図られた。また，ニガウリ
の障壁利用により，アブラムシの葉への寄生軽減が図ら
れた。
これらのことから，アブラナ科葉菜類のキャベツ，ブ
ロッコリー栽培では，混作や間作，畦間の雑草草生利用
により虫害が軽減し可販株率が向上すること，作付構成
が多様化（複雑化）するほど，その効果が大きくなるこ
と，間作の効果が混作と比べてより大きいことが明らか
となった。また，混作や間作によりチョウ目害虫の産卵
行動が抑制されること，天敵の土着昆虫類が増えること
が明らかとなった。キュウリ栽培では，混作の有無や配
置の違いによって上物収量や上物率が向上すること，病
害や虫害の軽減が図られることが明らかとなった。
（4）野菜の有機栽培における雑草草生を利用した窒素循
環
多品目作付けや雑草草生を利用した野菜栽培形態が，
物質循環機能など有機栽培の果たすべき役割を明らかに
するため，2013年に北杜市高根町で野菜の有機栽培を
行う農業生産法人（作付け規模 12ha）圃場を対象に次
の調査を行った。標高，土壌種，作付け体系がほぼ同等
の 3地点（有機栽培 2年目，11年目，21年目）を調査
対象とし，野菜生産量，残渣量，雑草発生量の各乾物量
や窒素含有量から圃場 10a当たりの窒素還元量を算出
するとともに，別途場内試験で緑肥作物（ヘアリーベッ
チ，ライムギ）を作付けた場合と比較を行い，次の結果
を得た。
有機栽培経過年数が異なる 3地点ともに，葉菜類を春
期，秋期の年 2回作付けており，収穫物の歩留り率は高
かった。雑草生育量は有機栽培 11年目，21年目圃場で
多く，時期毎に草種を変えながら畦間を覆った。雑草の
鋤き込み量は年間 784∼1,103kg/10aで，それによる窒
素還元量は 23.6∼38.6kgN/10a であった。別途場内試
験における緑肥作物の鋤き込み量は 863∼1,576kg/10a
で，それによる窒素還元量は 31.9∼36.4kgN/10a で
あった。これらのことから，有機栽培で雑草草生管理を
行うことで，緑肥を利用した場合と同等以上の有機物補
給とこれに伴う窒素還元が圃場でなされていることが明
らかとなった。
山梨県内で有機栽培を実践している農家圃場 108地点
について土壌の化学性を調査したところ，リン酸，加里
などの過剰傾向が認められた。また，有機栽培 10年以
上の一部圃場では，下層土に硝酸態窒素の溶脱が認めら
れた。これら作土の塩基類や下層土の硝酸態窒素の過剰
は堆肥投入の連用が要因と考えられた。草生管理を行う
有機栽培圃場では，毎年多量の雑草が野菜残渣とともに
土壌へ還元されることから，これにともない地力窒素が
蓄積すると推測される。そこで，雑草草生による栽培特
性を生かし，土壌診断結果に基づいて，堆肥の投入量を
経年毎に削減，あるいは地力に応じて調整することで，
環境負荷の少ない持続的な有機農業を実現できると考え
られた。
総 括
これらの各個別研究から，野菜の有機栽培で安定生産
を図るためには，作付け品目や作付け時期毎の栽培難易
度把握，適切な作型の導入，耐病虫性品種の利用，疎植
による採光や通風確保，土壌病害回避のための輪作など
が重要と考えられた。
一方，本研究の主題である混作，間作，雑草草生を利
用した栽培法は，野菜の病害虫による被害軽減や生産性
向上に大きく貢献することが明らかとなった。また，こ
れらの圃場において，多様な土着天敵類が温存されるこ
と，害虫が寄主作物に対して到達阻害や産卵抑制を受け
ることなどが認められた。さらに，有機栽培で雑草草生
管理を行うことで，緑肥を作付けた場合と同等以上の窒
素が圃場へ還元されることが明らかとなった。この特性
を生かし，堆肥投入量を削減し，作土の養分バランスを
改善すること，下層への硝酸態窒素の溶脱を抑制するこ
とが重要と考えられた。
以上のことから，混作，間作，雑草草生を利用した有
─ 93 ─
機栽培法が，野菜を安定生産するための有効な耕種手法
であり，同時に有機農業の意義である環境負荷低減機
能，生物多様性保全（土着天敵温存），物質循環（窒素
循環）の役割を果たすことが明らかとなった。
審査報告概要
本研究は，環境負荷低減と環境保全を目的とする農業
の一形態である有機農業について，伝承的，経験的に行
われている混作や間作を用いた耕作手法の有効性を明ら
かにし，有機栽培法の普遍性を実証した。アブラナ科の
野菜では，畦間の雑草の利用により虫害が軽減すること
で生産性が向上し，作付け構成が多様化するに従いその
効果が大きくなること，間作は混作と比較し効果の大き
いことが明らかとなった。また，混作や間作によりチョ
ウ目害虫の産卵行動が抑制され，天敵の土着昆虫類が増
えることが明らかとなった。果菜類の栽培では，混作と
作物の配置の違いによって生産性が向上すること，病害
や虫害の軽減が図られることが明らかとなった。畦間の
雑草管理としての鋤き込みは，緑肥作物を利用した場合
と同等以上の有機物補給とこれに伴う窒素還元がなされ
ていることが明らかとなった。本研究は，混作，間作，
雑草を利用した栽培様式が，野菜の病害虫軽減や生産性
向上，生物多様性保全，物質循環機能といった有機農業
が果たすべき環境負荷低減と環境保全の役割を明らかに
したものである。
よって，審査員一同は博士（環境共生学）の学位を授
与する価値があると判断した。
─ 94 ─


Organic Cultivation of Vegetables Based on Cropping Scheme Diversification, including Mixed Cropping and Intercropping

北湯口, 純

3668

KITAYUGUCHI, Jun

3669

氏 名 北 湯 口 純
学位（専攻分野の名称） 博 士（環境共生学）
学 位 記 番 号 甲 第 726 号
学 位 授 与 の 日 付 平成 28 年 3 月 20 日
学 位 論 文 題 目 地域在住高齢者の運動器の疼痛が転倒とその危険因子に与え
る影響に関する疫学研究
論 文 審 査 委 員 主査 教 授・博士（身体教育学） 上 岡 洋 晴
教 授・博士（医学） 樫 村 修 生
准 教 授・博士（学術） 亀 山 慶 晃
医 学 博 士 武 藤 芳 照＊
論文内容の要旨
運動器の障害・疾患は，個人の心身のみならず社会全
体に負担をもたらす重大な健康課題のひとつである。我
が国では，運動器の障害・疾患を抱える高齢者が増加し
ており，公衆衛生上の大きな問題となっている。
なかでも腰部や膝関節の疾患に伴う疼痛は，身体機能
の制限や生活の質の低下に影響を及ぼすだけでなく，骨
折等の重篤な傷害を引き起こす「転倒」の危険因子であ
る可能性があり，高齢者の健康をその症状以上に脅かす
要因となる可能性が指摘されている。
そこで本論では，日本の地域在住高齢者において運動
器の疼痛が転倒に及ぼす影響を明らかにするため，横断
的・縦断的疫学調査に基づいて，それらの関連を検証す
ることを目的とした。
主要な成果は，次の 4点であった。
1）横断研究により，腰痛・膝痛と 2つの転倒危険因
子「最近のつまずき経験」「過去 1年間の転倒経験」と
の関連を検証した結果，強い腰痛があると 1回および 2
回以上の転倒経験と有意に関連し，また，膝痛ではその
重症度に関わらず，つまずき経験と 2回以上の転倒経験
と有意に関連することが明らかとなった。さらに，腰
痛・膝痛が併存することで，つまずき経験や 2回以上の
転倒経験との関連がより高まることが明らかとなった。
2）1年間追跡の前向きコホート研究により，膝痛と
転倒危険因子「歩行速度低下」との関連を検証した結
果，膝痛の強さが増すことで 1年後の歩行速度低下の発
生リスクが高まるという量-反応関係の存在が明らかと
なった。さらに，経年的に膝痛を繰り返すことが歩行速
度低下の発生リスクを高めることが明らかとなった。膝
痛の治療・軽減・予防が，地域在住高齢者の歩行速度低
下を抑制するために有効である可能性がある。
3）1年間追跡の前向きコホート研究により，慢性腰・
膝痛が身体活動・座位行動と 1年後の転倒発生との関連
を修飾する因子となるか検証した結果，慢性腰・膝痛は
その関連を修飾する因子とはならなかったが，長時間の
座位行動が 1年後の転倒発生リスクを有意に高めること
が明らかとなった。座位行動をより減少させることが，
地域在住高齢者の転倒を予防する方法として有用である
可能性がある。
4）3年間追跡の前向きコホート研究により，腰痛・
膝痛の保有状態と 3年後の転倒発生との関連を検証した
結果，腰痛が慢性化・重症化すると傷害を伴う転倒の発
生と関連し，膝痛が慢性化・重症化すると 1回以上の転
倒の発生と関連することが明らかとなった。さらに，慢
性痛を繰り返すことが，腰痛では傷害を伴う転倒，膝痛
では 1回以上の転倒の発生リスクを高めることが明らか
となった。腰痛・膝痛の慢性化および重症化を治療・軽
減・予防することが，高齢者の転倒予防に有効である可
能性がある。
本研究の成果は，運動器の疼痛コントロールの重要性
を示すだけでなく，高齢者の転倒を予防していくための
介入戦略を補完する新たな選択肢のひとつになり得るも
のと考える。また，社会への応用性として，高齢化の進
展する我が国の介護予防対策として，より重層的にアプ
ローチを進めていく重要性を示す一助となることが期待
される。
─ 95 ─
＊日体大総合研究所 所長／東京大学 名誉教授
審査報告概要
日本では，運動器の障害・疾患を抱える高齢者が増加
しており，公衆衛生上大きな問題になっている。その中
でも，膝関節や腰部の疾患に伴う疼痛は，身体機能の制
限や生活の質の低下に影響を及ぼすだけでなく，脳挫傷
などによる死亡事故や骨折等の重篤な傷害を引き起こす
「転倒」の危険因子となっている可能性がある。
本論文は，横断研究とコホート研究という研究デザイ
ンの疫学研究により，高齢者における膝と腰の疼痛は，
易転倒性を高めるだけでなく，疼痛の期間（長いほど），
強度（強いほど），反復（繰り返すほど）に依存して，
将来（3年後）の転倒発生リスクを高めることを明らか
にした。
高齢者における運動器疾患による疼痛の軽減は，重篤
な傷害や要介護状態の直接原因となる転倒を予防するこ
とにも繋がるという示唆を与える研究成果であると認め
られた。
よって，審査員一同は博士（環境共生学）の学位を授
与する価値があると判断した。
─ 96 ─


地域在住高齢者の運動器の疼痛が転倒とその危険因子に与える影響に関する疫学研究

東京農業大学博士（生物産業学

林, 慎太郎

3612

HAYASHI, Shintaro

3613

Study on three-dimensional structure and sugar recognition characteristics　of HA-33 of　toxin complex from Clostridium botulinum serotype C strain Yoichi

相澤, 有美

3628

AIZAWA, Yumi

3629

氏 名 相 澤 有 美
学位（専攻分野の名称） 博 士（農芸化学）
学 位 記 番 号 甲 第 711 号
学 位 授 与 の 日 付 平成 28 年 3 月 20 日
学 位 論 文 題 目 TSC2ヘテロ欠損が肝臓と骨格筋のエネルギー代謝に及ぼす
影響の解析
論 文 審 査 委 員 主査 教 授・農 学 博 士 山 本 祐 司
教 授・博士（農芸化学） 内 野 昌 孝
教 授・博士（農学） 阿 部 尚 樹
理 学 博 士 小 林 敏 之＊
論文内容の要旨
背景・目的
Tuberous sclerosis complex 2（TSC2）は，TSC1と
ともに難治性疾患である結節性硬化症の原因遺伝子産物
である。TSC2は，TSC1と複合体を形成し，Ras ho-
molog enriched in brain（Rheb）の GTPase-acti-
vating protein（GAP）として機能を果たすことで，
mechanistic target of rapamycin complex 1（mTORC1）
の活性を制御している。従って，TSC2の変異や欠損
は，Rhebの活性を制御できなくなるため mTORC1が
過剰に活性化し，腫瘍の形成を引き起こすものと考えら
れている。
その一方で，インスリンによる AKT/PKB（Protein
kinase B）の活性化により TSC2 が不活化され，
mTORC1が活性化し，脂質合成や糖代謝が亢進するこ
とから，TSC2はインスリンシグナルの中間因子とし
て，エネルギー代謝の制御に関与している。その為，
TSC2の異常により惹起されるエネルギー代謝の変動
が，生体内のストレスとなって，本疾患の発症と関連し
ている可能性が推察される。
TSC2の研究に関しては，TSC2遺伝子の全身性の両
アレル欠損および変異が胎生致死となることから，臓器
特異的な TSC2欠損動物個体を用いて行われ，数多く
の知見を得てきた。しかし，本疾患の患者は TSC2遺
伝子の片アレルのみの変異・欠損を保持している場合が
ほとんどであり，上記の動物モデルでは，十分な病態を
明らかにすることはできない。本研究で用いる Eker
ラットは，TSC2遺伝子の片アレルが欠損しているラッ
ト（TSC2 +/-）であり，生後 1年で腎臓に腫瘍を形成
する。これは，TSC2遺伝子のへテロ接合性消失（Loss
of Heterozygosity : LOH）により，TSC2が不活化する
ことで腫瘍形成に至るものと考えられる。従って，
Eker ラットは，本疾患と非常に類似した病態の実験動
物モデルであるといえる。しかし，Ekerラットを用い
て，腫瘍形成に至るプロセスにおいて TSC2 +/-が及ぼ
す影響について解析しようとした事例はない。
本研究では Ekerラットを用いて，TSC2のヘテロ欠
損が生体のエネルギー代謝にどの様な影響を及ぼしてい
るのかについて着目し検討を行った。具体的には，血清
の生化学的解析を踏まえ，肝臓及び骨格筋のエネルギー
代謝における糖・脂質代謝産物の解析，並びにそれに関
わる遺伝子群の発現量の解析を行った。
結果・考察
1． 血清生化学解析
雄性の野生型（TSC2 +/+ : WT）及び Eker ラット
（TSC2 +/-）を，飼料 AIN-93G にて 20週齢まで飼育
し，屠殺 16時間前に絶食したものを解析に用いた。
血清生化学解析の結果，Ekerラットは血清グルコー
ス，総ケトン体濃度の有意な増加が認められた。その一
方で，インスリン濃度に影響は認められなかった。 ま
た，総ケトン体における b-ヒドロキシ酪酸（bOHB）
とアセト酢酸（AcAc）を解析した結果，通常とは異な
り bOHBの有意な低下と AcAcの有意な増加が認めら
れた。これらの結果から，Ekerラットではインスリン
非依存的な糖・脂質代謝異常が考えられ，Ⅱ型糖尿病と
酷似した病態であることが推察された。
2． 肝糖新生関連酵素のmRNA発現量の解析
Ⅱ型糖尿病では，肝臓での糖新生が亢進するため高血
糖になることが知られている。そこで，Ekerラットの
高血糖に肝糖新生が関与しているのか糖新生律速酵素
─ 36 ─
＊順天堂大学大学院 医学研究科 分子病理病態学 准教授
Glucose-6-phosphatase（G6Pase），Fructose-1, 6-bis-
phosphates（FBPase），Phosphoenolpyruvate carbox-
ykinase（PEPCK）及びグリコーゲン分解に関与する
Glycogen phosphorylase（PYGL）mRNA 発 現 量 を
Real-time PCR 法を用いて解析した。その結果，予想
に反して PEPCKの mRNA発現量はWTと比べ Eker
ラットにで減少し，G6Pase や FBPase，PYGLにおい
ても mRNA発現量に変化は認められなかった。以上の
結果より，Ekerラットの血清グルコース濃度の増加に
肝糖新生機構の関与は低いことが示唆され，Ⅱ型糖尿病
の高血糖の原因と異なることが示唆された。
3． 肝ケトン体合成機構の解析
Ⅱ型糖尿病では糖の代替エネルギーとして血清中の遊
離脂肪酸（NEFA）や肝臓内に貯蔵されているトリアシ
ルグリセロール（TAG）を利用し，ケトン体が肝臓で
合成される。そこで，血清 NEFAの定量解析を行った
結果，Eker ラットの血清 NEFA 濃度は WT と比べ変
動が認められなかった。従って，ケトン体合成の基質
は，血清 NEFAに起因しないことが示唆された。次に，
肝臓内の TAG 量，b 酸化の律速酵素 carnitine palmi-
toyltransferase type I a（CPT1a）の mRNA発現量の
解析を行った。その結果，Ekerラットでは，肝臓内の
TAGの減少と CPT1a mRNA発現量の増加が認められ
た。さらに，b酸化によって生じるアセチル-CoAの解
析を行った。その結果，EkerラットはWTと比べアセ
チル-CoA量が有意に増加していた。
以上の結果から，Ekerラットは肝臓内の TAGが分
解されることでアセチル-CoAが増加し，ケトン体合成
に利用されたことが示唆された。
一方で，Ekerラットは通常とは異なり血清 AcAc濃
度の増加が認められた。その為，肝臓におけるケトン体
合成に関与する酵素の発現の変化により，血清 AcAc濃
度が増加したのではないかと推察した。そこで，AcAc
を含むケトン体の合成律速酵素である 3-hydroxy-3-
methyl-glutaryl-CoA synthase 2（HMGCS2）及び AcAc
を bOHBに変換する酵素である 3-hydroxybutyrate de-
hydrogenase（HBDH）の遺伝子発現の解析を行った。
その結果，HMGCS2の mRNA発現量はWTとの差異
が認められず，さらに予想に反し，HBDH の mRNA
発現量の増加が認められた。一方，HBDH は AcAc を
bOHBに変換する際に，補酵素として NADHの酸化反
応を伴うことが知られている。そこで，Ekerラットに
おける肝臓内の NADH / NAD＋比の解析を行ったとこ
ろ，Ekerラットの肝臓内の NADH / NAD＋比の低下が
認められた。
これらの結果から，Eker ラットにおける bOHB と
AcAcの増加は，肝臓中の TAGから産生されたアセチ
ル-CoAによるものであること，また，異常な AcAc濃
度の上昇は，HBDH の mRNA 発現量の低下によるも
のではなく NADH / NAD＋比の低下による HBDHの酵
素活性の阻害による可能性が示唆された。
4． 肝ミトコンドリア NADH / NAD＋比の制御経路の
解析
次に，Ekerラットの肝ミトコンドリアNADH / NAD＋
比が低下した要因について検討を行った。まず TCA サ
イクルに着目し解析を行った結果，肝臓内の ATP量の
減少と TCA サイクルの律速酵素 Citrate synthase
（CS）の mRNA発現量の減少が認められた。さらに，
TCA サイクルの出発基質であるアセチル-CoAの蓄積が
認められたことから，Ekerラットの肝臓では，TCA サ
イクルの抑制が示唆された。
細胞質で合成された NADHをミトコンドリアへ輸送
する経路であるリンゴ酸-アスパラギン酸シャトルにつ
いて検討を行った。リンゴ酸，アスパラギン酸を LC/
MS，アミノ酸アナライザーを用い定量解析を行った。
その結果，Ekerラットにおけるリンゴ酸濃度は，WT
と比べ差異は認められなかったものの，アスパラギン酸
の有意な減少が認められた。これらの結果から，リンゴ
酸-アスパラギン酸シャトルの抑制が示唆された。
リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルは，解糖系と連動
していることから，最後に解糖系に及ぼす影響について
検討を行った。解糖系の活性の指標である乳酸/ピルビ
ン酸比を測定する為，これらを LC/MSを用いた定量解
析を行った。その結果，乳酸/ピルビン酸比の有意な増
加が認められ解糖系の阻害が推察された。さらに，解糖
系律速酵素である Glucokinase（GK），Pyruvate kin-
ase（PK）及び肝臓のグルコース取り込みに関与する
Glucose transporter 2（GLUT2）のmRNA発現量を測
定した。その結果，Ekerラットにおいて，GKのmRNA
発現量の有意な減少が認められた。一方で，PK や
GLUT2 mRNAの発現量に影響は認められなかった。
これらの結果から，Ekerラットは解糖系の律速酵素の
減少による解糖系の抑制が示唆された。
肝臓内の NADH / NAD＋比の制御経路の解析により，
Ekerラットの肝臓では解糖系が抑制された結果，細胞
質での NADH合成が抑制されリンゴ酸-アスパラギン
酸シャトルが阻害されることにより，ミトコンドリア内
への NADH供給が低下していることが示唆された。さ
らには TCAサイクルの抑制が起こりミトコンドリア内
の NADH / NAD＋比の低下が生じたものと示唆された。
─ 37 ─
5． 骨格筋のエネルギー代謝に及ぼす影響の解析
Ekerラットは，血清グルコース及びケトン体濃度の
増加が認められていることから，グルコースやケトン体
の利用臓器である骨格筋のグルコース代謝に着目し，解
糖系律速酵素である Hexokinase 2（HK2）と Pyruvate
kinase muscle isozymes 1（PKM1）の mRNA 発現量
の解析を行った。その結果，PKM1のmRNA発現量は
WTと比べ Eker ラットとの差異は認められなかったも
のの，HK2遺伝子の mRNA 発現量の有意な減少が認
められた。従って，Ekerラットは骨格筋においても解
糖系の抑制が示唆された。
骨格筋では，エネルギー源としてのグルコース利用が
低下すると，その代替エネルギーとしてケトン体及び脂
質の利用が多くなる。そこで，骨格筋におけるケトン体
の利用に及ぼす影響を解析する為に，AcAcをアセトア
セチル -CoA に変換する 3-oxo-acid CoA-transferase
（OXCT1）のmRNA発現量の解析を行った。その結果，
Ekerラットの骨格筋では，OXCT1遺伝子の mRNA発
現量はWTに比べ有意に減少していた。
さらに，骨格筋中の脂質の定量解析を行った結果，骨
格筋中の TAG量に差は認められなかったものの NEFA
量はWTと比べ有意な減少が認められた。このことか
ら，Ekerラットの骨格筋では，脂肪酸の b酸化の亢進
や取り込みが抑制されていることが推察された。その
為，CPT1b や血清脂質の取り込みに関与する Lipo-
protein lipase（LPL）の mRNA 発現量の検討を行っ
た。その結果，Eker ラットの骨格筋では，CPT1b，
LPL 遺伝子の mRNA 発現量は WT に比べ有意に減少
していた。以上の結果から，Ekerラットの骨格筋では
糖や脂質だけではなく，ケトン体の利用の低下もしてい
ることが示唆された。
6． 骨格筋のミトコンドリア機能の解析
Ekerラットの骨格筋では，エネルギー代謝が低下し
ていたことから細胞内のエネルギー基質である ATP量
の低下が推察された。そこで，ATP量の定量を行った
ところ，WTと比較し，Ekerラットで ATP量の有意な
減少が認められた。ATPは主にミトコンドリアの好気
的代謝によって合成される。そこで，ミトコンドリア内
で行われるエネルギー代謝に着目し，代謝酵素のmRNA
発現や代謝産物の測定を行った。まず，骨格筋内の
TCA サイクルに関与する代謝産物量と遺伝子発現の解
析を HPLC，LC/MS 及び Real-time PCR 法を用いて
行った。その結果，Eker ラットの骨格筋では CS の
mRNA発現量の減少，アセチル-CoAの増加（p＜0.08）
とフマル酸の減少（p＜0.08）が認められた。これらの
結果より，Eker ラットの骨格筋における ATP 合成の
低下は，TCAサイクルの抑制により誘導されているこ
とが示唆された。さらに，ミトコンドリア機能障害の指
標である Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase
（GAPDH）のmRNAの発現量の検討を行った。興味深
いことに，EkerラットはWTと比べ，GAPDH遺伝子
の mRNA発現量の減少が認められた。このことから，
骨格筋のミトコンドリア機能障害が生じていることが示
唆された。
ミトコンドリア機能の低下時に，エネルギー代謝が低
下するためピルビン酸は細胞質で乳酸やアラニンに変換
される，もしくは，ピルビン酸として血液中に放出され
る。そこで，血清ピルビン酸，乳酸やアラニン濃度を
LC/MS，アミノ酸アナライザーによる定量解析を行っ
た。その結果，Ekerラットにおいて血清ピルビン酸，
アラニンの蓄積が認められた。これらの結果より，
Ekerラットは骨格筋のミトコンドリア機能障害が示唆
された。
次に，Ekerラットの骨格筋のミトコンドリアの数を
解析する目的で，ミトコンドリア DNAに含まれている
NADH dehydrogenase subunit5（ND5）と核 DNA に
含まれている The solute carrier family 16, member1
（SLC16m1）の測定を Real-time PCR 法にて行った。
その結果，ミトコンドリア DNA量はWTに比べ Eker
ラットにおいて有意な減少が認められたことから，
Ekerラットの骨格筋ではミトコンドリア数の減少が示
唆された。一方，ミトコンドリア数及びミトコンドリア
機能は，mTORC1により制御されることが報告されて
いる。これは，mTORC1 が peroxisome proliferator‒
activated receptor-g coactivator 1a（PGC 1a）及び
mitochondrial transcription factor A（Tfam）の遺伝
子発現の制御することにより，ミトコンドリアの生合成
に寄与するためである。そこで，Ekerラットにおける
骨格筋中の TSC2，mTORC1活性の指標である S6 ri-
bosomal protein（S6）のリン酸化 pS235/236-S6の解析
を western blot 法を用いて行った。その結果，Eker
ラットの骨格筋では TSC2の減少とリン酸化 S6の亢進
が認められた。よって Ekerラットの骨格筋において，
TSC2の減少による mTORC1の過剰な活性化が示され
た。次に，PGC1a と Tfam 遺伝子の mRNA 発現量に
着目し解析を行った。しかし，Eker ラットの PGC1a
と Tfam の mRNA 発現量が，mTORC1の活性化にも
かかわらずWTと比べ変化が認められなかった。以上
の結果から，骨格筋のミトコンドリア数及び機能の減少
はmTORC1活性の上昇とは相関が取れずこの 2つの現
─ 38 ─
象は，独立したシグナル伝達機構により制御されること
が示唆された。
総 括
本研究では，TSC2のヘテロ欠損が生体のエネルギー
代謝に及ぼす影響について，Ekerラットを用いて解析
を行った。血清解析の結果，Eker ラットでは，グル
コース，AcAc，ピルビン酸，アラニン濃度の上昇が認
められた。
Ekerラットのグルコース濃度の上昇は，肝臓・骨格
筋の解糖系の抑制による糖の利用低下が原因であること
を明らかにした。また，肝における糖新生の抑制が認め
られたことから糖新生の基質であるアラニンの濃度の上
昇が生じたものと考察した。血清 AcAc濃度の上昇は，
解糖系の抑制を起因とする bOHBの合成の阻害また，
骨格筋でのミトコンドリア障害による AcAcの利用低下
が原因であることを明らかにした。また，骨格筋のミト
コンドリア障害によりピルビン酸の濃度の上昇が観察さ
れた。
以上の結果から，全身性の TSC2 +/-では，生体内の
エネルギー代謝に関する臓器間クロストークに異常を呈
していることを明らかにした。また，この異常の結果と
して変動した血中成分がストレスとなり，腫瘍形成に関
与しているという新たな腫瘍病態モデルを提唱した。
審査報告概要
がん抑制遺伝子の一つ TSC2 +/-により惹起されるエ
ネルギー代謝の変動が，生体内のストレスとなり，腫瘍
の発症を惹起していると仮説を立て，全身の TSC2が
ヘテロ欠損した Ekerラット（TSC2+/-）を用い代謝と
そのメカニズムの解析を行った。野生型（TSC2 +/+）
と Ekerラットの血清解析の結果，グルコース，アセト
酢酸，ピルビン酸，アラニン濃度の増加が示された。ま
た，肝臓と骨格筋のエネルギー代謝の解析により，血清
中のグルコース濃度の増加は，TSC2 +/-による肝臓及
び骨格筋の解糖系の抑制により生じている可能性が推察
された。さらに，Ekerラットの骨格筋では，脂質及び
ケトン体の利用が低下しており，これは骨格筋のミトコ
ンドリア機能・数が低下によるものと示唆された。本研
究により，全身性の TSC2 +/-によって肝臓と骨格筋の
代謝クロストークの破綻が生じ，これが腫瘍形成の一要
因となる可能性という新規性のある知見を得たことを評
価した。
よって，審査員一同は博士（農芸化学）の学位を授与
する価値があると判断した。
─ 39 ─


TSC2ヘテロ欠損が肝臓と骨格筋のエネルギー代謝に及ぼす影響の解析

Amnat , Pakdeeto

3646

AMNAT, Pakdeeto

3647

氏 名 Amnat Pakdeeto
学位（専攻分野の名称） 博 士（農芸化学）
学 位 記 番 号 乙 第 914 号
学 位 授 与 の 日 付 平成 28 年 3 月 20 日
学 位 論 文 題 目 Halophilic and lactic acid bacteria in Thai fermented
foods
論 文 審 査 委 員 主査 教 授・農 学 博 士 岡 田 早 苗
教 授・博士（農芸化学） 内 野 昌 孝
教 授・博士（農芸化学） 田 中 尚 人
博士（農学） 伊 藤 隆＊
論文内容の要旨
The objectives of this study were to isolate and
identify halophilic and lactic acid bacteria based on
phenotypic, chemotaxonomic, DNA-DNA relatedness
and 16S rRNA gene sequencing and to screen and
study on diacetyl production of lactic acid bacteria
from Thai fermented foods, which is the useful ability
for the flavor formation in foods.
Seventeen strains of halophilic lactic acid bacteria
were isolated from fermented shrimp paste (ka-pi)
samples collected at the market in the southern part of
Thailand. They were divided into 2 groups. The re-
presentative strains in Group I were identified as
Tetragenococcus halophilus while Group II isolates
were identified as Tetragenococcus muriaticus. Their
phenotypic characteristics, DNA-DNA relatedness
and growth on 5% and 10% NaCl were useful for iden-
tification of Tetragenococcus species. Thirty-two
strains of moderately halophilic bacteria were isolated
from 6 samples of Ka-pi and 3 samples of fish sauce
(nam-pla) from Thai fish sauce factories at various
stages. They were divided in to three groups. Group I
(15 strains) were isolated from Nam-pla, that were
closely related to Lentibacillus juripiscarius JCM
12147T (97.3% similarity) by 16S rRNA gene analysis
but they showed low levels of DNA-DNA relatedness
(17%) with L. juripiscarius JCM 12147T. Therefore,
the strains represent a novel species and the name
Lentibacillus halophilus sp. nov. is proposed. Two
strains (Group II) from Ka-pi produced red pigment
and non-motile, were closely related to Lentibacillus
salarius KCTC 3911T (96.5% similarity based on 16S
rRNA sequence). These strains represent a novel
species and the name Lentibacillus kapialis sp. nov. is
proposed. Fifteen strains (Group III) from Ka-pi were
closely related to Salinicoccus roseus JCM 14630T (97.3
% similarity based on 16S rRNA sequence). They
showed low DNA-DNA relatedness to S. roseus JCM
14630T (21.7%). Consequently, these strains represent
a novel species and the name Salinicoccus siamensis
sp. nov. is proposed. Twenty-five of lactic acid bacteria
were isolated from fermented tea leaves (miang)
produced in the northern part of Thailand. They were
divided into seven groups. Groups I to VI belonged to
Lactobacillus and Group VII to Pediococcus. Six
strains in Group I were identified as Lactobacillus
pantheris, five strains in Group II as Lactobacillus
pentosus and four strains in Group V as Lactobacillus
suebicus. Two strains in Group VI were identified as
Lactobacillus fermentum. Five strains in Group III
are proposed as Lactobacillus thailandensis sp. nov.,
two strains in Group IV are proposed as Lactobacillus
camelliae sp. nov., and one strain in Group VII is
proposed as Pediococcus siamensis sp. nov.
Diacetyl-producing lactic acid bacteria screened by
using the colorimetric method. The result showed
that the most of homofermentative lactic acid bacteria
could produce diacetyl higher than the heterofermen-
tative lactic acid bacteria. Seven high producing-
diacetyl lactic acid bacteria were selected to study on
diacetyl production in MRS broth. The result showed
─ 142 ─
＊理化学研究所
all selected strains could produce the maximum of
diacetyl concentration at 18 to 36 hours of fermenta-
tion time under stationary phase and showed the
maximum growth at 12 hours and could produce high
diacetyl concentration in the medium containing cit-
rate under static conditions Moreover, diacetyl produc-
tion production under static condition of strains SR4-
2, PM3-14 and AP2-1 could produce high production
under static condition of strains SR4-2, PM3-14 and
AP2-1 could produce high diacetyl were 3.35, 3.27 and
3.16mM at pH 5.74, 6.41 and 7.51 after fermentation at
30, 18 and 30 hours respectively. On the basis of the
phenotypic and chemotaxonomic characteristics and
DNA-DNA hybridization, the strains SR4-2 isolated
from soy sauce mash was identified as Lactobacillus
pentosus, the strain AP2-1 from pork sausage (mu-yor)
was identified as Weissella confusa and the strains
PM3-14 (from pasteurized milk) was identified as
Enterococcus faecium.
As a result, we suggest that we should need con-
tinuously isolate from Thai fermented food because
various novel LAB species may exist. In addition, we
also should decide role of lactic acid bacteria in Thai
fermented food.
審査報告概要
本研究はタイで生産される魚醤油，発酵ソーセージ，
発酵茶などの発酵食品より乳酸菌や耐塩性菌などの微生
物を分離してグルーピングを行い，発酵食品に含まれる
菌叢を明らかにするとともに，一部の乳酸菌の生産する
ジアセチルの生産性について調査したものである。多相
分類学的試験の結果，各発酵食品より分離された微生物
は 3∼7グループ分別された。また，その中に 6種類の
新種に相当するグループが含まれていたため，それぞれ
を新種として提唱し，国際的に認められた。さらに，乳
製品などに含まれるジアセチルの生産菌株を取得し，そ
の生産性に関する試験を行った。このように未だ情報の
少ないタイの発酵食品に対して多数の菌株の分離を試
み，グルーピングすることにより微生物叢を解明したこ
とは学術的価値は高く，また，ジアセチル生産菌の利用
の拡大は今後期待されることであり，その生産性や応用
利用の可能性について言及したことは重要である。
よって，審査員一同は博士（農芸化学）の学位を授与
する価値があると判断した。
─ 143 ─


Halophilic and lactic acid bacteria in Thai fermented foods

東京農業大学博士（農業経済学

于, 蓉蓉

3656

YU, Rongrong

3657

中国黄土高原における草食家畜飼養の展開と飼料確保に関する研究

藤井, 駿吾

3784

FUJII, Shungo

3785

イソフラボン代謝産物の骨代謝改善効果とその作用メカニズム解析

小泉, 亮輔

3826

KOIZUMI, Ryosuke

3827

高圧処理が動物性タンパク質のゲル形成機構に与える影響とその利用に関する研究

Not a member yet