hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
NPを巻くインフルエンザウイルスのvRNA分節はどのように相互作用を起こすのか

A型インフルエンザウイルス(IAV)は、異なる遺伝子をコードする8本の分節型vRNAが1つのウイルス粒子に取り込まれることにより、感染性のウイルス粒子が産生される。このvRNAの取り込み機構(ゲノムパッケージング)はヌクレオプロテイン(NP)に巻きついた1本鎖のvRNAが異なるvRNA分節と相互作用することによって起こると推測されている。本研究はNPを巻くvRNAがRNA-RNA相互作用を起こすゲノムパッケージング機構を明らかにすることを目的に、今年度はHAセグメントに注目をしたHAセグメントのパッケージングシグナル領域の配列解析ならびに二次構造予測、およびRNA-RNA相互作用を解析するためのRNA合成などを行なった。H1-16亜型をそれぞれ解析した結果、亜型間で共通してHAの5'末端領域は保存されていたが、亜型内で保存されている塩基配列やそのゲノムポジションは亜型間で異なっていた。例えば、5'末端領域は連続したGCリッチなモチーフ配列が保存される傾向にあったが、GCの配列パターンや長さは亜型間で異なっていた。HAセグメントのパッケージング嗜好性は亜型間で異なることが報告されていることから、このような配列パターンの違いがパッケージングの思考性に関与している可能性が示唆された。また、HAセグメントの二次構造予測を行なったが、どのHA亜型においても5'末端領域で二次構造は予測されなかった。従って、HAセグメントは二次構造を形成しない状態でその他のvRNA分節と相互作用している可能性が示唆された。今後は、予測されたGCリッチモチーフがHAのゲノムパッケージングに関わることを実験的に証明する。また、その他のセグメントにおけるRNA二次構造の解析、ならびにB、C、D型インフルエンザウイルスのパッケージングシグナルを解析し、IAVとの比較解析を行う予定である。H1-16亜型のHA配列の解析を行い、IAVのHAの5'末端領域でHAセグメントのゲノムパッケージングに関わる可能性があるGCリッチなモチーフ配列を同定し、そのモチーフ配列の塩基パターンや5'末端内におけるゲノムポジションはHA亜型間で異なることを明らかにした。また、この5'末端はどのHA亜型においてもRNA二次構造を形成しない可能性を明らかにした。そこでHA 5'末端領域のGCリッチモチーフがその他のvRNAセグメントのRNA-RNA相互作用に関わることを明らかにするために、今後、RNAをハイブリダイズさせるin vitro実験を行う予定である。現在、その実験準備を進めており、H1、H3およびH4亜型のHAおよびその他のパッケージングシグナルをコードするRNAの合成を行なっているが、全てのセグメントのRNAを合成する作業に時間がかかっており、研究の進捗がやや遅れている。また、より多くの異なる亜型のIAV配列を用いた実験解析を進めるために、カモおよびウマから分離されたIAVの塩基配列を決定を同時に試みている。現在、次世代シーケンサーで塩基配列を決定するためのライブラリ調整が完了したので、近日中にこれらIAVの塩基配列が決定する予定である。1. HAセグメントの5'末端領域で保存されているGCリッチモチーフがその他のvRNA分節との相互作用に関わること、また、HAセグメントと相互作用するセグメントの種類を明らかにするために、in vitro合成したRNAを用いてRNAのハイブリダイズ実験を行う。その際には、合成したH1、H3、H4亜型の全セグメントの合成RNAを実験に用いる。2.ゲノムパッケージングに関わるモチーフ配列に対する相補的なLNAオリゴを細胞にトランスフェクションすることによって、IAVのゲノムパッケージング効率が低下することをIAVの感染実験によって明らかにする。3.ゲノムパッケージングに関わる可能性があることが予測されたモチーフ配列の塩基配列を改変したIAVを作製し、ゲノムパッケージング効率が低下することを確認する。4.その他のセグメントにおいても網羅的なRNAの二次構造予測を行い、パッケージングに関わるRNA二次構造の探索を行う。パッケージングシグナルにRNA二次構造領域が予測された場合、上記実験1-3の実験を行うことにより、ゲノムパッケージングに関わることを確認する。5.新たにB型、C型、D型インフルエンザウイルスのパッケージングシグナルの探索を行い、IAVのパターンと比較解析する。

今後は、予測されたGCリッチモチーフがHAのゲノムパッケージングに関わることを実験的に証明する。また、その他のセグメントにおけるRNA二次構造の解析、ならびにB、C、D型インフルエンザウイルスのパッケージングシグナルを解析し、IAVとの比較解析を行う予定である。H1-16亜型のHA配列の解析を行い、IAVのHAの5'末端領域でHAセグメントのゲノムパッケージングに関わる可能性があるGCリッチなモチーフ配列を同定し、そのモチーフ配列の塩基パターンや5'末端内におけるゲノムポジションはHA亜型間で異なることを明らかにした。また、この5'末端はどのHA亜型においてもRNA二次構造を形成しない可能性を明らかにした。そこでHA 5'末端領域のGCリッチモチーフがその他のvRNAセグメントのRNA-RNA相互作用に関わることを明らかにするために、今後、RNAをハイブリダイズさせるin vitro実験を行う予定である。現在、その実験準備を進めており、H1、H3およびH4亜型のHAおよびその他のパッケージングシグナルをコードするRNAの合成を行なっているが、全てのセグメントのRNAを合成する作業に時間がかかっており、研究の進捗がやや遅れている。また、より多くの異なる亜型のIAV配列を用いた実験解析を進めるために、カモおよびウマから分離されたIAVの塩基配列を決定を同時に試みている。現在、次世代シーケンサーで塩基配列を決定するためのライブラリ調整が完了したので、近日中にこれらIAVの塩基配列が決定する予定である。1. HAセグメントの5'末端領域で保存されているGCリッチモチーフがその他のvRNA分節との相互作用に関わること、また、HAセグメントと相互作用するセグメントの種類を明らかにするために、in vitro合成したRNAを用いてRNAのハイブリダイズ実験を行う。その際には、合成したH1、H3、H4亜型の全セグメントの合成RNAを実験に用いる。2.ゲノムパッケージングに関わるモチーフ配列に対する相補的なLNAオリゴを細胞にトランスフェクションすることによって、IAVのゲノムパッケージング効率が低下することをIAVの感染実験によって明らかにする。3.ゲノムパッケージングに関わる可能性があることが予測されたモチーフ配列の塩基配列を改変したIAVを作製し、ゲノムパッケージング効率が低下することを確認する。4.その他のセグメントにおいても網羅的なRNAの二次構造予測を行い、パッケージングに関わるRNA二次構造の探索を行う。パッケージングシグナルにRNA二次構造領域が予測された場合、上記実験1-3の実験を行うことにより、ゲノムパッケージングに関わることを確認する。5.新たにB型、C型、D型インフルエンザウイルスのパッケージングシグナルの探索を行い、IAVのパターンと比較解析する。RNA合成に時間がかかっており使用予定の試薬の購入が出来なかった為、次年度使用額が生じた。
海底電線を用いた九州西部海域の地殻電気構造の研究

九州陸域の地磁気誘導ベクトルが南西方向を指すこは,太平洋の誘導電流では説明できず,九州西方海域下の地殻電気伝導度は高いことが指摘されてきた.しかし,この海域での直接的な電場観測は殆どなされていない.近年,NTTのメタリック同軸ケーブルが営業品目から除外され,これを活用して下記の5地域で海底地電位を観測して電気構造を得ることが出来た.地電位は横河電機7561,またはHP34970A+HP34902A電位計で増幅され,GPS時計に同期した1秒値がパソコンに収録された.MT解析に必要な磁場は鹿屋地磁気観測所を用いた.1)沖縄地域:電場測線が東西であり,磁場のNS成分との相関は非常に高い.100-1000オームmの比抵抗が求まり,横方向にも均質である.30km深さまでが1000オームとの結果は島川の観測結果を支持するが,深いところで低抵抗である結果は得られていない.2)鹿児島地域:電場と磁場の相関は東西にも南北にも良い.比抵抗として100-1000オームmが得られた.また,深部でも低抵抗にはならない.3)甑島海域:甑島海域では数10オームmの比抵抗が求められた.これらは沖縄や鹿児島地域に比べて極めて低い.かつ,東西と南北での非一様性が特徴である.4)長崎地域:下部地殻から上部マントルにかけての良導体の存在が特徴的である.30km深さまでは30オームm,80km深さまでは300オームm,それ以深で3オームmである.5)壱岐地域:ここでも西部長崎地域と類似の良導体の存在が求められた.1kmより浅い部分で0.3オームm,1kmより深い部分で30オームmが得られた.九州陸域の地磁気誘導ベクトルが南西方向を指すこは,太平洋の誘導電流では説明できず,九州西方海域下の地殻電気伝導度は高いことが指摘されてきた.しかし,この海域での直接的な電場観測は殆どなされていない.近年,NTTのメタリック同軸ケーブルが営業品目から除外され,これを活用して下記の5地域で海底地電位を観測して電気構造を得ることが出来た.地電位は横河電機7561,またはHP34970A+HP34902A電位計で増幅され,GPS時計に同期した1秒値がパソコンに収録された.MT解析に必要な磁場は鹿屋地磁気観測所を用いた.1)沖縄地域:電場測線が東西であり,磁場のNS成分との相関は非常に高い.100-1000オームmの比抵抗が求まり,横方向にも均質である.30km深さまでが1000オームとの結果は島川の観測結果を支持するが,深いところで低抵抗である結果は得られていない.2)鹿児島地域:電場と磁場の相関は東西にも南北にも良い.比抵抗として100-1000オームmが得られた.また,深部でも低抵抗にはならない.3)甑島海域:甑島海域では数10オームmの比抵抗が求められた.これらは沖縄や鹿児島地域に比べて極めて低い.かつ,東西と南北での非一様性が特徴である.4)長崎地域:下部地殻から上部マントルにかけての良導体の存在が特徴的である.30km深さまでは30オームm,80km深さまでは300オームm,それ以深で3オームmである.5)壱岐地域:ここでも西部長崎地域と類似の良導体の存在が求められた.1kmより浅い部分で0.3オームm,1kmより深い部分で30オームmが得られた.本研究の目的は、九州西域に存在する海底電線を利用して離島間の地電位変化を測定し、自然界に存在する地磁気変化に起因する応答特性を解析することから海底下の電気伝導度を測定しようとするものである。ソースである地磁気変化は空間的にほぼ一様であるから、鹿屋地磁気観測所などの資料を用いることが出来る。従って、観測は海域の電位を中心に下記の如く行った。海底線路、1)2) 3)についてNTTの使用許可を得、座間味、中甑、永吉の各局舎に電位計、記録装置を設置して毎秒値の電位を観測した。4) 5)については既存の装置を用いて観測を継続した。1)沖縄県宜野湾市座間味、座間味久米島の海底電位を取得すると共に、座間味中学にフラックスゲート磁力計を設置して地磁気観測を行った。2)鹿児島県中甑島に測定機器を設置し、串木野中甑、中甑島下甑島の海底電位を測定3)鹿児島県のNTT永吉局舎に測定機器を設置し、永吉屋久島、永吉名瀬の海底電位を測定4)長崎市柿泊五島列島の福江の海底電位の測定を継続5)壱岐対馬の海底電位測定を継続いづれの地点でも1ヶ月程度の短期間のデータ取得には成功したが、座間味や柿泊では落雷の被害を受け、長周期の解析に耐えるデータの取得は本年度は出来ていない。次年度以降に期待している。本研究の目的は、九州西域に存在する海底電線を利用して、離島間の地電位変化を測定し、地磁気変化に起因する成分を抽出して、その応答特性を解析することにより海底下の電気伝導度を推定するものである。

本年は、データ収集に重点を置き、下記の地点において毎秒サンプリングで電位を取得できた。1)沖縄県座間味島で、宜野湾市座間味、座間味久米島2)鹿児島県中甑島で、串木野中甑、中甑島下甑島3)鹿児島NTT永吉局舎において、永吉屋久島、永吉名瀬4)長崎県壱岐郡芦辺にて壱岐対馬、壱岐福岡5)長崎市柿泊において福江長崎昨年度に座間味中学校に布設したフラックスゲート磁力計は平成12年夏に撤収した。正確な時刻を得るためにGPS受信機を用いていたが、雷害を被った地点が2カ所あり、パソコンの内部時計で補っていたが、平成12年12月には復旧させた。現在、時刻整合を含めてファイルを整理し、解析途上にある。筆者らは,九州の陸域におけるMT観測から,九州における長周期の誘導磁場変化ベクトルが西に偏よる事実を見いだし,九州西部海底下の地殻が高電気伝導度で地殻浅部が融解していると推論した.研究の目的は,この問題を明確にするために既存の海底電線を活用して九州西部海域の地電位データを蓄積し,MT解析を行って海底下の電気伝導度構造をより直接的に求めることにある.観測的には前年と同様,NTTの芦辺局において対馬壱岐,壱岐福岡,長崎柿泊局において福江長崎,永吉局において鹿児島屋久島と鹿児島奄美,沖縄局において伊佐浜座間味と座間味久米島の海底電位観測を実施した.芦辺局では対馬および前原の近海でケーブル切断事故が発生し,観測は平成13年12月に中断,沖縄局での観測は予定した資料が取得でき,平成14年2月に中止した.永吉局の観測は屋久島,奄美側からの検定が必要で次年度に持ち越す.また,柿泊での観測はケーブルが良好で観測の維持も容易であるから本研究終了後も継続する.この研究により,浅海の海底電線を用いたMT観測手法はほぼ確立できた.また九州西方海底下の地殻電気伝導度は,陸域の観測から予測されたように高い解析結果が得られ,当初の目標をほぼ達成できた.解析の不十分な部分もあるので,取得されたデータを公開するべく準備している.
他者の識別・選好に関する脳内機構

他者認知の神経回路を明らかにするために、ヒトと同じ霊長類であるマーモセットを用いて、他者認知に重要な脳領域として知られている上側頭溝周囲のFST野に順行性のウイルストレーサーを注入して、その神経投射を調べた。上側頭溝周囲からは、前頭前野(10野、46野、8野)、運動前野(6野)、前頭眼窩野(12野)、側頭葉(TE野、TPO野、MT野)、頭頂葉(PF野、PFG野)、島皮質に投射があった。現在は、他者認知の神経回路の論文として、投稿準備中である。また、他者選好を調べるための行動データの取得を測定中である。計測した結果をまとめ、他者選好の行動データの論文として投稿する。平成26年度は、当初の予定を少し修正して行った。本研究では、社会性に特長を持つ霊長類であるマーモセットを実験に用いるが、マカクザルなどの他のサルに比べて、脳研究に用いられてきた実績が少ないため、神経解剖学的文献が少ない。これは、神経細胞の活動を記録する実験の際に、その記録用の電極を刺入する場所の特定に使える基礎データが少ないことを意味する。そこで、本研究の今後の実験の基盤となる知識として、まずは、前頭葉と他の脳領野との神経結合を明らかにすることにした。そのために、マーモセットの前頭葉の複数の箇所に、目印となる蛍光タンパク質を神経細胞に発現させるウイルストレーサーを注入して、それらの神経結合を調べる実験を行った。灌流固定後に、全脳の切片の半分を組織学実験に用い、脳領野を同定するのに使った。残りの半分の切片で、蛍光タンパク質の発現を観察し、注入部位からの投射先を調べた。その結果、マーモセットの前頭前野皮質の最前部は、マカクザル同様に、視床、側頭葉、頭頂葉と強くつながる神経結合を持つことを確認できた。また、前頭葉の運動前野も、細かい違いはあったが、ほぼ同様な神経結合を持つことがわかった。結果を総合すると、マカクザルとほぼ似た神経結合パターンを示すことが確かめられたので、今後は、マカクザルの神経解剖学的文献も考慮しつつ、今回のデータを参考に、他者認識に重要と考えられる側頭葉との神経結合を持つ、前頭前野の内側部の部位から、当初の予定通り、神経細胞活動記録を行う。今年度は、行動実験のセットアップを中心に進めた。デリケートな動物であるため、極力動物のストレスを軽減するように実験を進めた。まずマーモセットを実験室に連れて来て、何もさせず、新しい環境である実験室に順化させることから始めた。次に、神経活動記録の際に必要な、モンキーチェアーに順化させた。その後、無菌下の外科手術により、頭部固定用のヘッドポストを頭蓋骨に取り付けた。手術から十分に回復後、再び、実験室に連れて来て、実験室に慣れさせた後、モンキーチェアに入れ、頭部固定の順化を行った。ごく短時間(1分)から始め、日数をかけて徐々に時間を伸ばし、30分まで行った。その際に、動物の様子を観察して、動物の口先に用意したチューブからジュースを与えるなどして、動物がリラックスしていることを確認し、徐々に固定時間を伸ばした。頭部固定を行っている際、眼球運動測定システムを用いて、眼球運動を計測した。このシステムは、マカクザルなどより大きいサルに使われるものであるが、マーモセットのように小さい目を持つ小型の霊長類にも使えることを確認した。これは、将来、眼球運動を用いて、興味のある他者を見ている時間を計測し、他者の選好を定量的に評価するのに用いる予定である。また、他者の選好を調べるために他の個体が必要であり、実験室への順化を進めている。神経活動記録システムのセットアップを進めており、また、実験中の計測システムを同期するために必要な制御プログラムを開発した。初年度に、研究機関の異動があったため、申請時には想定していなかった、実験室の整備や、実験計画の倫理申請などが新たに必要となり、その影響で、研究課題の進捗がやや遅れている。しかし、その後のセットアップは順調に進んでおり、行動実験ならびに神経活動記録実験を行える状態を整えた。本年度は、引き続き行動実験のセットアップと、実験環境への順化を進めた。その結果、頭部を固定して行うマカクザルのような認知課題を行うパラダイムはマーモセットに難しく、適応に時間がかかると考えられた。そこで、まずは他者選好を調べるための行動データの取得を優先することにし、より容易に実験を行えるような行動実験アリーナを設計した。アリーナは、行動実験をマウスの社会性の実験で用いられる3チャンバーを参考にした。上記と並行して、社会性の脳内メカニズムに関係する神経回路を検討した。社会性に重要な脳領域としてヒトMRIで知られている上側頭溝(superior temporal sulcus (STS))の後部に順行性のウイルストレーサーを注入したマーモセットの神経投射パターンを調べた。その結果、側頭葉のV4, MTc, TEO, TPO, TF, TE1-3への投射があることが分かった。前頭葉へは、10野, 46野, 8野, 6Va野, 6Vb野, 12O野, ProMへの投射が明らかになった。また、頭頂・後頭葉へは、PF, PFG, LIP, V3A、島皮質へは、GI, DI, IProへの投射が明らかになった。

これらの領野の多くは、ヒトMRIやマカクザルの研究結果から、他者認知など社会性に関連する神経活動を持つことが知られており、マーモセットにおいて上側頭溝からの神経投射がそれらの神経活動に重要である可能性が示唆された。追加データを取得して、現在、論文の投稿準備中である。申請者の異動に伴い、新しい本務の研究の比重が大きくなってしまったため、研究の進展は遅れている。しかし、本務先の研究のセットアップがほぼ終わり、申請者の研究を進められる環境が整ってきた。研究延長が承認されたため、最終年度において本研究をまとめるべく研究を進める。昨年度に引き続き、他者認知の神経回路を明らかにするために、ヒトと同じ霊長類であるマーモセットを用いて、他者認知に重要な脳領域として知られている上側頭溝周囲のFST野に順行性のウイルストレーサーを注入して、その神経投射を調べた。上側頭溝周囲からは、前頭前野(10野、46野、8野)、運動前野(6野)、前頭眼窩野(12野)、側頭葉(TE野、TPO野、MT野)、頭頂葉(PF野、PFG野)、島皮質に投射があった。先行研究では、運動前野と頭頂葉にミラーニューロンが存在し、また、島皮質は他者への同情に重要な脳領域であることが報告されている。本研究により、それらの脳領域に、上側頭溝周囲(FST野)から直接の投射が存在することがわかったこれらの脳領野が神経回路を作り、他者の情報を処理していると考えられる。現在は、複数個体のデータの詳細をまとめており、他者認知の神経回路の論文として、投稿準備中である。また、他者選好を調べるための行動データの取得をするため、マウスの社会性の実験で用いられる3チャンバーを模した行動実験アリーナを作製した。アリーナは、3つの部屋からなり、中央の部屋から左右の部屋に移動できる。左右の部屋の先には透明な窓があり、窓の外側に視覚刺激として、他個体を配置したり、コンピュータモニターを配置して画像を提示できる。左右の部屋で異なる刺激を提示して、アリーナ上部からビデオカメラで計測した画像から、テスト動物の各部屋の滞在時間を計算し、異なる刺激間の相対的な選好を調べる。現在は、アリーナに実際に動物を入れてテスト中である。アリーナは装置としては概ね問題ないが、行動データにばらつきが多いため、行動データが安定するように、ハンドリングや刺激提示の方法などの種々の実験条件を検討している。テストが完了次第、複数個体で計測して結果をまとめ、他者選好の行動データの論文として投稿する。他者認知の神経回路を明らかにするために、ヒトと同じ霊長類であるマーモセットを用いて、他者認知に重要な脳領域として知られている上側頭溝周囲のFST野に順行性のウイルストレーサーを注入して、その神経投射を調べた。現在は、他者認知の神経回路の論文として、投稿準備中である。また、他者選好を調べるための行動データの取得を測定中である。計測した結果をまとめ、他者選好の行動データの論文として投稿する。平成26年度は、年度途中で異動があったため、新しい職場でマーモセットを使う実験環境を新規に立ち上げる必要があった。具体的には、手術環境や実験室の整備、動物実験の倫理申請などを中心に行った。
2波長レーザー振動分光法と量子化学計算による反応活性クラスターの研究

反応活性な多量体クラスターを分光可能な偉内部温度で生成できるリフレクトロン飛行時間型質量分析器付き分子線分光用真空槽を設計製作した。生成した反応活性なクラスターの基底状態および励起状態/反応生成物の振動スペクトルを新規開発した種々の赤外-紫外多重共鳴分光法により測定し、量子化学計算との比較より構造決定して、サイズ依存性等について論じた。最も顕著な例は、新規開発した紫外-赤外-紫外3重共鳴法によりフェノール/(アンモニア)25クラスターについて光励起で生成した反応生成物の赤外スペクトルの測定に初めて成功したことである。この赤外スペクトルによりプロトン移動に加えて水素原子移動反応(OH基の中性ラジカル開裂)という新規反応チャンネルの存在の実証に成功した。さらに生成物の近赤外スペクトルを同様の手法で測定し、測定したスペクトルと水素原子付加アンモニアクラスターの電子遷移が一致する事からも水素原子移動を証明、酸塩基対での中性ラジカル開裂反応の存在を確固たる物とした。理論計算(ab initio MO)による種々の安定構造に対する比較から開裂機構にはクラスター初期構造の影響が残るというメモリー効果を見出し、開裂機構と電子状態との関係を検討した。さらに、波長可変ピコ秒レーザーを用いる時間分解赤外ピコ秒スペクトルの測定を同クラスターに対して適用し、反応生成物の赤外スペクトルの超高速時間変化を観測した。これは気相クラスターのピコ秒時間分解赤外分光の世界初の成功例である。この結果からより詳細な反応機構について、異性体の存在を含めて論じた。上記の系に加えて、種々のナフトール溶媒和クラスター、カルバゾール溶媒和クラスター、7-アザインドール2量体とその溶媒和クラスター等に対しても赤外-紫外2重共鳴分光法による赤外スペクトル測定に成功し、理論計算との比較から構造と光化学の関係やクラスター生成への影響を明らかにした。反応活性なクラスターを多量に生成できる専用装置を製作してクラスターの振動分光を行い、測定結果を量子化学に基づき解析することで振動分光学に基づくクラスター反応のサイズ依存性の解釈を試みる。研究対象はプロトン移動反応のサイズ依存性が良く研究されているナフトール・(NH3)nなど酸・塩基クラスターを中心とする。振動スペクトルの測定には複数台の波長可変レーザーを用いる2波長レーザー振動分光法(イオン化検出赤外分光法、IR Dip分光法など)を用い、基底状態及び電子励起状態の反応活性クラスターの分子振動を測定する。.さらに高分解能光電子分光法に相当するパルス電場イオン化分光法(PFl-ZEKE)によりクラスターカチオンの分子振動を明らかにし、中性との比較、反応活性とサイズ依存性のイオン化による変化を明らかにする。本年度は高マスまで高感度に測定可能なリフレクトロン型飛行時間型質量分析器を備えた分子線分光用真空槽の設計・製作を行い、フェノール・(水)n、についてn=40までの大きな溶媒和クラスターの生成を確認した。サイズの大きなクラスターに関しても内部状態が十分冷却される条件を現在探索中である。同時に溶媒和クラスターのうち、溶媒が15個から形成される小サイズの溶媒和クラスターに関してS1-SO電子スペクトルを共鳴多光子イオン化分光法により測定し、明瞭な電子励起状態の振動構造の観測に成功している。観測したクラスターはフェノール・(水)n、フェノール・(NH3)n、ナフトール・(水)n、ナフトール・(ROH)n、カルバゾール・(水)、カルバゾール・(アセトニトリル)nである。これらのクラスターに対してIR Dip分光法を適用して振動スペクトルの測定を行っており、既に測定できたナフトール・(水)

n、ナフトール・(MeOH)nに関してはab initio量子化学計算との比較による構造決定も完了しつつあり、発表準備をしている。反応活性なクラスターを多量に生成できる専用装置を製作してクラスターの振動分光を行い、測定結果を量子化学に基づき解析することで振動分光学に基づくクラスター反応のサイズ依存性の解釈を試みる。研究対象はプロトン移動反応のサイズ依存性が良く研究されているナフトール・(NH_3)_nなど酸・塩基クラスターを中心とする。振動スペクトルの測定には複数台の波長可変レーザーを用いる2波長レーザー振動分光法(イオン化検出赤外分光法,IR Dip分光法など)を用い、基底状態及び電子励起状態の反応活性クラスターの分子振動を測定する。さらに高分解能光電子分光法に相当するパルス電場イオン化分光法(PFI-ZEKE)によりクラスターカチオンの分子振動を明らかにし、中性との比較、反応活性とサイズ依存性のイオン化による変化を明らかにする。本年度の計画は製作したリフレクトロン型飛行時間型質量分析器付き分子線分光用真空槽を用いて反応活性なクラスター、特に酸・塩基対による溶媒和クラスターの基底状態および励起状態の振動分光を行なう事である。従来から基礎情報を得ている水和クラスター(今年度はクレゾール・水)に加え光励起クラスター内プロトン移動反応の存在が分かっているフェノール/アンモニア、ナフトール/アンモニア、2光子励起による光反応で顕著な溶媒依存性が溶液の実験で明らかにされているカルバゾールに対してIR Dip分光法など2波長レーザー分光法を適用し、比較的小型のクラスター(溶媒分子数5個以下)に対して基底状態、電子励起状態、イオン化状態におけるクラスターの赤外スペクトルの測定に初めて成功した。これらの結果を理論計算と比較し、構造決定を行なっている。特にフェノール/アンモニアクラスターについては、新規に紫外-赤外-紫外3重共鳴分光法を開発して電子励起後の反応生成物の赤外スペクトルの測定に成功し、理論計算との比較から生成物がNH_4(NH_3)_nという中性ラジカルである事を初めて実証し、酸塩基対でも光励起ラジカル開裂が起きることを明瞭に示すことに成功した。リフレクトロン型飛行時間型質量分析器付き分子線分光用真空槽を用い、反応活性なクラスターの基底状態および励起状態/反応生成物の振動分光を行なった。昨年度までに新規開発した紫外-赤外-紫外3重共鳴法によりフェノール/(アンモニア)3,4クラスターについて光励起で生成した反応生成物の赤外スペクトルを測定する事で初めて水素原子移動反応の存在を実証しており、これをアンモニアが25個までのクラスターに対して適用する事に成功し、いずれも水素移動反応を起こす事を実証した。さらに、生成物の近赤外スペクトルを同様の手法で測定し、測定した近赤外スペクトルと水素原子付加アンモニアクラスターの電子遷移が一致する事からも水素原子移動反応を証明、酸塩基対での中性ラジカル開裂反応の存在を確固たる物とした。
カルコゲンガラスのX線誘起欠陥の制御:医用大面積デジタルX線センサに向けて

医用X線画像を直接デジタル方式で得るため、フィルムを使用しない新方式(カルコゲンガラス膜を使ってX線を直接電子、正孔に変換)が提案されている。この新方式を将来大型でかつ動画処理するよう向かっているが、次のような大きな問題を乗り越えねばならない。(1)ひとつはX線照射に伴って、信号強度が低下することであり、(2)他は残像時間が長いため、動画能力に制限があることである。本研究ではまず(1)の問題を探ることを主目的としている。カルコゲンガラスは可視光によってミクロな欠陥を生じることがすでにわかっており、これが光デバイスなどの性能を劣化(感度の低下)させる。X線によって欠陥が生成すれば、電子、正孔のキャリア収集能力が低下するため、X線感度が落ちるはずである。本研究ではX線がカルコゲンガラスに及ぼす影響をまず欠陥生成という立場から検討している。カルコゲンガラスのひとつであるSeについて、得られた主要な結果を以下に要約する:(1)X線照射に伴ってキャリア収集率は低下する(拡張指数関数という関数形で表現できる)。(2)X線照射に伴って光伝導度は低下しない。(3)X線照射に伴って光ルミネッセンスは低下しない。上記事実は研究開始当初の予想に反して、X線照射が欠陥を生成するのではないことを示唆している。キャリア収集効率低下の原因は欠陥生成にないとすれば、X線によって生成するキャリア(電子、正孔)の空間の分布(トラップ:捕獲)が問題となるであろう。これらに関する理論を通した検討を行った。カルコゲン材料は光によって(あるいは過剰電子、正孔)体積の変化をもたらしたり、種々の物性の変化を伴うので、これら周辺の実験検討も加えた。これらを引き起こす原因は全くわかっていない。カルコゲンガラズは可視光によってミクロな欠陥を生じることがすでにわかっており、これが光デバイスなどの性能を劣化(感度の低下)させる。カルコゲンガラスのひとつであるSeについて、これまでに得られた主要な結果について以下に要約する:(1)X線照射に伴ってキャリア収集率は低下する(拡張指数関数という関数形で表現できる)。これらに関する実験、理論を通した検討を現在行っている。カルコゲン材料は光によって(あるいは過剰電子、正孔)体積の変化をもたらしたり、種々の物性の変化を伴うので、これら周辺の実験検討も加えつつ、次年度で決着をはかろうと考えている。

この新方式を将来大型でかつ動画処理するよう向かっているが、次のような大きな問題を乗り越えねばならない。(1)ひとつはX線照射に伴って、信号強度が低下することであり、(2)他は残像時間が長いため、動画能力に制限があることである。これらを引き起こす原因は全くわかっていない。本研究ではまず(1)の問題を探ることを主目的としている。カルコゲンガラスは可視光によってミクロな欠陥を生じることがすでにわかっており、これが光デバイスなどの性能を劣化(感度の低下)させる。X線によって欠陥が生成すれば、電子、正孔のキャリア収集能力が低下するため、X線感度が落ちるはずである。本研究ではX線がカルコゲンガラスに及ぼす影響をまず欠陥生成という立場から検討している。カルコゲンガラスのひとつであるSeについて、これまでに得られた主要な結果を以下に要約する:(1)X線照射に伴ってキャリア収集率は低下する(拡張指数関数という関数形で表現できる)。(2)X線照射に伴って光伝導度は低下しない。(3)X線照射に伴って光ルミネッセンスは低下しない。上記事実は研究開始当初の予想に反して、X線照射が欠陥を生成するのではないことを示唆している。キャリア収集効率低下の原因は欠陥生成にないとすれば、X線によって生成するキャリア(電子、正孔)の空間の分布(トラップ:捕獲)が問題となるであろう。これらに関する理論を通した検討を行った。カルコゲン材料は光によって(あるいは過剰電子、正孔)体積の変化をもたらしたり、種々の物性の変化を伴うので、これら周辺の実験検討も加えた。次ページ研究発表は直接、間接に上記諸問題と関係する。
幅広い放射線診療に伴う看護師の水晶体線量の詳細な評価及び簡便な線量評価方法の確立

本研究では、種々の放射線診療における放射線場を再現し、暴露時間等の業務従事状況の実態も踏まえた上で、主として看護師の水晶体被ばく線量を詳細に評価する。加えて、臨床の場で実際に個人が受ける水晶体線量を正確に評価するには、水晶体専用の線量計が必要であるが、全ての放射線診療従事者が専用の線量計を装着することは実用性の面からも決して現実的でない。そのため、本研究では、現在広く普及しており、放射線業務従事者が頭頚部や胸腹部に装着している個人線量計による簡便な水晶体線量の評価手法も考案する。
反転授業に基づいた中国語学習モデルの提案と学習支援システムの構築

本研究は,中国語教育を対象として,真の実践的応用力を修得するために,反転授業という教授法を取り入れた新しい授業モデルを提案するとともに,それを実現するための学習支援システムを構築することを目的として進めてきた。学習モデルカリキュラムの策定とそれに基づく授業設計法を提案し,自己学習コンテンツを作成し,日本人の中国語学習者を相手に行う反転授業の教授法に合わせて,事前学習用のWeb映像教材を制作し,1学期を通して実験授業を行った。学習管理システムの設計と構築を行い,それを利用して,事前授業の実行状況を把握したうえで,システムの修正と改善を随時に行った。本研究は,中国語教育を対象として,真の実践的応用力を修得するために,反転授業という教授法を取り入れた新しい授業モデルを提案するとともに,それを実現するための学習支援システムを構築することを目的としている。当初の計画に従い研究を進め,以下の研究成果を得た。・学習モデルカリキュラムの策定とそれに基づく授業設計:日本国内で発行している大学で使用される中国語初級教材と中国語の授業体系について調査研究した。それをもとに,学習者に実践的応用力を身に付けさせるために,いままで研究代表者らが蓄積してきた中国語教育の経験を生かし,日本人の中国語学習者に対して反転授業の教授法を導入した学習モデルカリキュラムを策定した。また,そのモデルカリキュラムに基づき具体的に中国語講義の授業システムの構成,進め方などの設計を行い,実験授業の計画も策定した。・自己学習コンテンツの作成:研究代表者の著書『しゃべっていいとも中国語』を教科書として用いることを想定し,学生の事前学習するための学習コンテンツを作成した。コンテンツは研究代表者による講義の映像を主として,学生が教室で有効な実践練習を進めるために,小道具を使っての事前練習も含める。このほか,各種学習モジュールの設計と動作テストを行った。・学習管理システムの設計と作成:本研究課題で提案・検証する学習モデルカリキュラムにおいては,自己学習機能を含めた学習者の学習管理システム(LMS)が不可欠である。このシステムの要求要件を整理しMoodleを用いてシステム設計・実装を行った。平成27年度には計画に従い研究を進め,以下の研究成果を得た。・日本人の中国語学習者を相手に行う反転授業の教授法に合わせて,事前学習用のWeb教材を完成した。当教材は,大学の授業で使用する教科書に沿って,各課のポイント解説,ドリル,発音練習を含め,個人学習において集中できるとされている15分の長さのものを制作した。反転授業に参加する学生ボランティアを募集し,Web教材の一部を用いて実験を行った。その結果,作成したWeb教材の有効性について,予想された効果が得られたことが確認できた。・上記の実験結果を踏まえ,モデルクラスを設け,本研究で構築した中国語講義の授業システムを用いて1学期を通して実験授業を行った。また,教材および教授法に対する評価や学生自身の振り返りなどをレッスンごとに統計するために,アンケート調査システムを開発した。学期末にモデルクラスの成績と通常クラスとの比較も行った結果,点数上,大差はないものの,学習意欲,そして授業に対する満足度が高かった。・自己学習機能を含めた学習者の学習管理システム(LMS)を利用して,事前授業の実行状況を把握したうえで,システムの修正と改善を行った。得られた成果の一部を論文として国際会議で発表し,外部評価を受けた。本研究は,おおむね予定通り順調に進んでおり,また,研究成果の一部も国際会議により公表している。本研究は,中国語教育を対象として,真の実践的応用力を修得するために,反転授業という教授法による新しい授業モデルを設計するとともに,それを実現するための学習支援システムを構築することを目的としている。研究計画に従い研究を進め,下記の研究成果を得た。・学習モデルカリキュラムの策定とそれに基づく授業の設計:日本における大学の中国語授業体系について調査研究した上,いままで研究代表者らが蓄積してきた中国語教育の経験を生かし,日本人学習者の特徴に合わせて,教科書を選定し,反転授業の教授法を導入した学習モデルカリキュラムを構築した。また,そのモデルカリキュラムに基づき具体的な授業設計を行い,事前学習から,実践練習,振り返り,定着テストという統合された授業計画を実施した。・自己学習コンテンツの作成:研究代表者の著書「しゃべっていいとも中国語」を教科書とし,学生の事前学習するためのオンライン教材を完成した。オンライン教材は研究代表者による講義の映像を主として,学生が教室で有効な実践練習を進めるために,事前学習する際,映像を見ながら自主的に発音し,映像と対話できるように工夫した。・学習管理システムの設計と製作:本研究課題で提案・検証する学習モデルカリキュラムにおいては,自己学習機能を含めた学習者の学習管理システム(LMS)が不可欠である。それにより学習者の事前学習の有無,学習時間,学習内容の理解度,学習者からの質問をすべて把握できるようになった。・成果分析:平成28年度は,研究成果を考察するため,本教育システムを実施したクラスと同条件で従来の教授法を採用したクラスの学習者の学習成果比較と分析を行った。その結果,学習者の聴力,会話力,読解力など各方面での成績が他のクラスより予想を超えた成果をあげたことが分かった。

本研究は,中国語教育を対象として,真の実践的応用力を修得するために,反転授業という教授法を取り入れた新しい授業モデルを提案するとともに,それを実現するための学習支援システムを構築することを目的として進めてきた。学習モデルカリキュラムの策定とそれに基づく授業設計法を提案し,自己学習コンテンツを作成し,日本人の中国語学習者を相手に行う反転授業の教授法に合わせて,事前学習用のWeb映像教材を制作し,1学期を通して実験授業を行った。学習管理システムの設計と構築を行い,それを利用して,事前授業の実行状況を把握したうえで,システムの修正と改善を随時に行った。本研究は,おおむね予定通り順調に進んでおり,また,研究成果も国際会議やジャーナルにより公表している。今後は以下のように研究を進める予定である:1)実験結果に基づいて反転授業システムの改善をさらに行う。2)実践結果の評価手法をさらに充実させる。3)被験者の人数を増やし,反転授業システムの有効性をさらに検証する。4)アンケート調査システムにより収集したアンケート結果を分析し,システム評価を行う。人文学1)学習コンテンツをまとめ,反転授業システムを完成させる。2)実践結果の評価手法を確立する。3)反転授業システムを大学の中国語授業で実践し,その有効性の評価と改善点の抽出を行う。マルチメディアコンテンツの制作と修正を行ったうえ,構築するシステムスペックの再検討を行った。それを踏まえて余裕のあるシステムを作りたいため,ハードウェアの発注は次年度で行うこととなった。授業で大人数の使用に耐えられるシステム構成の検証するうえで,27年度に実験システムを構築し,実験を行う予定である。使用計画として,システム構築と改造を約60万円,成果発表を約70万円,実験補助などの人件費・謝金を約60万円,消耗品などを約23万円と予定している。
ストレス性精神障害の病態形成に関与するJNKs/c-Jun axis障害の研究-細胞障害のメカニズム解明と新規予防薬の開発-

ストレス性精神障害の病態形成に関連するストレス性の細胞変性の機序に、c-Jun N-terminal kinases (JNKs)/c-Jun情報系がどのように関与しているかを明らかにする目的から、拘束ストレス・母子分離(NI)ストレスを用いて研究を行った。急性・慢性拘束ストレスによるラット大脳皮質前頭部(FC)・海馬(HP)でのJNK1,JNK2,JIP-1b,JIP-2a発現や機能の変動をreal-time PCR法やWestern blot法で解析した結果、急性拘束30分の時点でのみFCのJNKリン酸化の有意な減少がみられた。急性拘束によるFCでのJNKsリン酸化の減少によって、JNKsの基質であるc-Junのリン酸化には有意な影響はなかったが、ATF-2リン酸化はFCで有意に減少していた。免疫染色法からphospho-ATF-2の減少は、FC全層のニューロンにみられた。ただし、長時間拘束や慢性拘束によってもFCでATF-2リン酸化の減少がみられたが、この機序にはJNKsやp38の機能低下ではなくprotein phosphatasesの活性の亢進が関与していると考えられた。2)母子分離ストレスによるJNKs/c-JUN axis情報系の変化NIストレス(PN2-9,1h/day)負荷を受けたラットの成熟期での、JNK1,JNK2発現やリン酸化をreal-time PCR法やWestern blot法を用いて検討したが、有意な変化はなかった。NIラットの成熟期拘束ストレス(2h)時に、HPでのJNK1,JNK2発現やリン酸化の有意な減少みられた。JNK活性の減少に伴う情報系の変化を解明する目的で、NI+拘束ストレスによるHPのc-Jun, ATF-2リン酸化の変動を計測した。その結果、c-Jun ser73のリン酸化の有意な減少がみられた。本研究の成果は、拘束ストレスによるATF-2機能低下を介する機序が大脳皮質前頭部の、母子分離後の拘束ストレスによるJNK2/c-Jun axisの機能低下が海馬の神経変性に関与する可能性を示していると思われる。1)JNKs/c-Jun axis情報系及びJIPs発現に及ぼす急性・慢性拘束ストレスの影響の検討急性・慢性拘束ストレスによるラット大脳皮質前頭部(FC)・海馬(HP)でのJNK1,JNK2,JIP-1b,JIP-2a発現や機能の変動をreal-time PCR法やWestern blot法で解析した結果、急性拘束30分の時点でのみFCのJNKリン酸化の有意な減少がみられた。1)急性拘束ストレスによるラット脳内JNKs発現およびJNKリン酸化への影響急性拘束ストレス(30,60,120分)負荷による大脳皮質前頭部(FC)・海馬(HP)のJNK1,2,3mRNA発現の変化をreal-time PCR法にて計測した結果、特に有意な変化はみられなかった。同じく、JNK1,2,3の蛋白レベルをwestern blot法で計測したが、有意な変化はみられなかった。Phospho-JNKの発現をwestern blot法にて検討したところ、有意な発現低下がFCでみられた。免疫組織法による解析を行ったところ、大脳皮質前頭部の第II-V層での陽性細胞数の減少がみられた。2)母子分離ストレス負荷のおよぼす成熟期ラット脳内JNKsおよびphospho-JNK発現への影響慢性母子分離を受けて育ったラットの成熟期に120分の急性拘束ストレスを負荷後、FC, HPでのJNKs, phospho-JNKの発現を検討した。その結果、母子分離によっては脳内JNK1,2,3mRNA発現および蛋白発現に有意な変化はみられなかった。

しかしながら母子分離+拘束ストレス負荷では、HP・FCにて正常飼育・正常飼育+拘束・母子分離の各群と比較して、有意な発現の低下がみられた。Phospho-JNKの発現でも同様に、母子分離+拘束ストレス群で発現の減少がみられた。免疫組織法による解析を行ったところ、海馬のCA3領域を中心に錐体細胞層に一致したJNK2陽性細胞の発現減少がみられた。本年度の成果は、急性ストレスによってJNK情報系の機能が減弱する可能性を示しており、特にストレスに脆弱な母子分離ラットではこれが顕著であることも明らかになった。このような結果はストレスがJNKsによってリン酸化される基質の機能低下を引き起こす可能性があるため、今後はJNKsの基質であるc-JunやATF-2のリン酸化を解析すべきと思われる。ストレス性精神障害の病態形成に関連するストレス性のアポトーシスを含む細胞変性の機序に、c-Jun N-terminal kinases(JNKs)/c-Jun情報系がどのように関与しているかを明らかにする目的から、平成14年度に引き続き平成15年度は以下の研究を行った。1)急性拘束ストレスおよび母子分離ストレスのおよぼす成熟期急性拘束ストレス性c-Junリン酸化への影響急性拘束ストレス(120分)負荷による成熟期ラット海馬でのC-Junリン酸化への影響を、Western blot法を用いて解析したが、Ser63,ser73のリン酸化に有意な変化はみられなかった。母子分離ストレスによる成熟期ラット海馬での急性拘束によるc-Junリン酸化への影響を同様の方法にて検討した結果、Ser73のリン酸化が非ストレス負荷群に比して有意に減少していた。2)急性・慢性拘束ストレスの及ぼす成熟期ラット脳内ATF-2リン酸化への影響急性拘束ストレス(15,30,60,90,120分)負荷による大脳皮質前頭部(FC)・海馬(HP)のATF-2リン酸化の変化を、Western blot法・免疫組織染色法にて検討した。その結果FCでは、拘束ストレス60分およびそれ以上の時間で、ATF-2リン酸化に有意な低下がみられた。ATF-2リン酸化の低下は、拘束ストレス終了後1時間の時点で、すでに対照群(非ストレス負荷群)と同様のレベルまで回復していた。HPでは対照群でのリン酸化ATF-2の発現が弱く、ストレス負荷に伴う変動を解析することが出来なかった。またリン酸化ATF-2はDAPI染色による比較検討から、FCでは細胞核内にみられ全層に存在することが明らかとなり、ストレスによるリン酸化の低下もFC全層でみられた。慢性拘束ストレス(60分間・7日間)負荷によってFCのATP-2リン酸化は、有意に低下していた。これまでの2年間の研究成果から、急性・慢性ストレスによってJNK情報系の機能の減弱することが解明された。しかしながら大脳皮質前頭部ではJNK/ATF-2系の機能低下が、海馬では特に母子分離負荷を受けたストレス脆弱群でJNK/c-Jun系の機能低下がそれぞれ引き起こされ、部位によって影響される情報系の異なることが示された。今後はJNKの細胞内基質群のストレスによるリン酸化を検討して、ストレス性精神障害の発症機序に関連したJNK情報系のメカニズムを一層明らかにすべきと思われる。
脳梗塞進展における虚血・再灌流の重要性に関する薬理学的解析

脳血管における虚血・再灌流が再現よく出現する動物モデルの報告はほとんどない。そこで我々はまず、そのモデルの開発に着手し成功した。我々の教室で開発した光増感反応を脳血管に応用しモデルを開発した。そのモデルを使用し、脳梗塞進展において虚血・再灌流がどのような役割をしているか検討した。まず、興味を持ったのは脳血栓及び塞栓症の治療に多く用いられる抗血栓薬や血栓溶解薬は脳出血という予後に大きく影響をする副作用を有している。しかし、そのメカニズムは解明されておらず、予測は不可能である。また、その脳出血に虚血・再灌流が大きく関与していることは考えられているが、そのメカニズムは未だ不明であるぞこで、抗血栓薬であるヘパリンによる脳出血がどのようなメカニズムで起こるかを検討した。ウサギ脳血栓モデルを作成した。そのモデルにヘパリンを投与すると脳出血が出現し、神経症候が悪化した。この状態にラジカルスカベンジャーを併用すると、ヘパリンによる脳出血が抑制され、梗塞症の縮小が認められた。この結果から、ヘパリンによる脳出血にラジカルが関与していることが示唆された。このモデルは、脳血管が血栓にて虚血・再灌流を繰り返すモデルであり、虚血・再灌流によりその下流にラジカルが産生され、それが脳出血を引き起こしたことが考えられる。ラジカルは、血管内皮を傷害し血管を破綻させて、脳出血を起こすことが考えられるが、それ以外のメカニズムも十分考えられさらなるメカニズムの解明が必要と思われる。Cyclic flow reductionが観察できるモデルを開発した。白色兎あるいはモルモットをイソフルレン麻酔下で実験した。手術用顕微鏡下に頭蓋底をドリルで開頭し、中大脳動脈を明視下に置き、末梢側に血流を測定するパルスドップラー血流計のプローベを装着し血流をモニターした。その中枢側に緑色光を照射した。静脈内に色素であるローズベンガルを投与した。ローズベンガルと緑色光により一重項酸素が発生し、それが血管内皮を選択的に傷害する原理を用いた。今までの検討から、血管内皮を傷害することで血栓が形成され、血流が低下する。その後血流は停止するが、数分すると血流が再開する。この現象が繰り返されるが、これをcyclic flow reductionという。我々は、ローズベンガルの濃度と緑色光の光度を調節することでcyclic flow reductionが観察できるモデルを開発した。Cyclic flow reductionはトロンボキサンA2の産生抑制やプロスタグランジンI2の産生亢進により抑制できることが分かった。このモデルにおいて、24時間後の梗塞面積はcyclic flow reductionが継続的に観察される動物において、より拡大することが分かった。別の実験で、cyclic flow reductionが脳梗塞進展に関与しているかどうかを検討する目的で抗血小板薬であるGP IIb/IIIa拮抗薬を用いて検討した。GP IIb/IIIa拮抗薬はcyclic flow reductionを抑制し梗塞面積を縮小した。これから、cyclic flow reductionは脳梗塞進展において重要な役割をしていることが示唆された。12年度には脳循環において血流が止まったり再環流を繰り返すcyclic flow reductionsが安定して発現するモデルが確立できた。13年度はこのモデルを用いて、脳出血への影響を検討した。今回は特に抗凝固薬であるヘパリンによる脳出血のメカニズムをウサギを用いて検討した。脳虚血モデルは当教室で開発したローズベンガルと緑色光による光増感反応によって中大脳動脈を血栓性に閉塞することで作成した。ヘパリンを中大脳動脈閉塞後3時間から24時間後まで持続投与すると脳出血が認められる。脳出血により梗塞面積は拡大し、神経症候は悪化した。この出血に対してフリーラジカルスカベンジャーを同時に投与すると脳出血が抑制され、梗塞面積が縮小した。さらに、神経症候は改善した。このことから、ヘパリンによる脳出血にフリーラジカルが何らか関与していることが示唆された。

フリーラジカルは虚血・再灌流時に多く産生されることが報告されている。このことから、ヘパリンにおける脳出血は再灌流傷害によるフリーラジカルによる可能性があると思われる。脳血管における虚血・再灌流が際限よく出現する動物モデルの報告はほとんどない。そこで我々はまず、そのモデルの開発に着手し成功した。我々の教室で開発した光像感反応を脳血管に応用しモデルを開発した。そのモデルを使用し、脳梗塞進展において虚血・再灌流がどのような役割をしているか検討した。まず、興味を持ったのは脳血栓および塞栓症の治療に多く用いられる抗血栓薬や血栓溶解薬は脳出血という予後に大きく影響をする副作用を有している。しかし、そのメカニズムは解明されておらず、予測は不可能である。また、その脳出血に虚血・再灌流が大きく関与していることは考えられているが、そのメカニズムは未だ不明である。そこで、抗血栓薬であるヘパリンによる脳出血がどのようなメカニズムで起こるかを検討した。ウサギ脳血栓モデルを作成した。そのモデルにヘパリンを投与すると脳出血が出現し、神経症候が悪化した。この状態にラジカルスカベンジャーを併用すると、ヘパリンによる脳出血が抑制され、梗塞症の縮小が認められた。この結果から、ヘパリンによる脳出血にラジカルが関与していることが示唆された。このモデルは、脳血管が血栓にて虚血・再灌流を繰り返すモデルであり、虚血・再灌流によりその下流にラジカルが産生され、それが脳出血を引き起こしたことが考えられる。ラジカルは、血管内皮を傷害し血管を破綻させて、脳出血を起こすことが考えられるが、それ以外のメカニズムも十分考えられさらなるメカニズムの解明が必要と思われる。