hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
研究者の心的状況と電子メディア利用に関する統合的研究

平成18年度は,17年度に引き続き,研究者の電子ジャーナルおよび紙の学術論文の読みの分析を行った。昨年度のデータに基づきながら,学術論文が電子化することの意味を研究者の行動レベルから捉えることを目的として,新たに質的分析を通して,1)現在の電子ジャーナルの表示方法が紙の論文と比較してどの程度研究者の読み方に対応しているかを明らかにし,2)画面上での読みを促す表示方法を提案した。電子ジャーナルと紙の論文における読み方の違い:両媒体ともに,まず論文のタイトルと著者名を確認し,最初からべったりと読むことはないことは共通している。しかしその後,紙の論文においてはしばらくの間,論文をめくり前後を行き来しながら,論文が何をやっているか,どの辺が中核になってくるかといった論文の「メタ知識」を得ることで論文の品定めをしている。被験者の分野・専門領域によって2パターン,1)順序に沿った読み,2)選択的な読みが見られた。一方,電子ジャーナルの場合においては,画面上で読む場合,ページを行き来して論文全体の構造を確認することはなく,最初から最後まで順に沿って全てを読むことはほとんどない。全体に目を通すことは無く,紙の論文においては高頻度行われていた引用文献の確認もほとんど見られず,論文の特定箇所,他の論文で言及されていた最も関連する部分や図を確認するだけで画面上での読みは終了することが,全被験者に共通していた。電子ジャーナルの表示形式の問題点と改善点:技術的側面で現在の電子ジャーナルの表示形式は,以下の三点,1)リンクとスクロール作業の煩わしさ,2)一覧性の欠如,3)注釈において,紙の論文を読む際に満たされている条件を兼ね備えていないことがわかった。電子ジャーナルの表示の改善点として,画面上の読みにおける基本的作業の操作性向上,2)論文のモジュール化と部分的提供を提案した。本研究は,近年急速に普及している電子ジャーナルを研究者がどのように読んでいるのかおよびその際の心的状況を実証的に明らかにすることを目的としている。本年度は,まず研究者の学術論文の読みの実態を明らかにするために,心理学,図書館情報学,書誌学の研究者五名に対して,眼球運動測定,観察,インタビューによる実験を行った。調査方法眼球運動測定では,被験者に24インチの大型ディスプレイに表示された電子ジャーナル,それと同じ大きさに合わせた紙の学術論文それぞれ1編見開き2ページを読んでもらった。観察では,電子ジャーナルと紙の学術論文を通常通り読んでもらい,その様子をディスプレイのキャプチャリングとビデオテープとによって録画し,インタビューによって各種行動時における目的や感情などを聞いた。研究成果眼球運動測定の結果からは,紙の学術論文と電子ジャーナルとで,停留時間,停留回数,視線の移動距離,視線の軌跡などについて,眼球運動という観点からは大差はなく,どちらの媒体においても大差なく学術論文を読むことができることがわかった。両媒体ともに,論文の構成を確認しながらタイトル,アブストラクト,本文といったように順次的に読んでおり,読み飛ばしや段落やパラグラフ単位で大きく逆行し読み返すということはなかった。また,観察とインタビューの結果からは,電子ジャーナルを画面上で読むことは好まれない傾向が見受けられた。画面上での読みを行っている研究者の存在を指摘するものもあるが,電子ジャーナルの1)リンク機能の不十分さ,2)注釈機能の欠如あるいは不足,3)スクロールの遅さが被験者にとって画面上の読みを妨げている。現時点では,紙の学術論文を読む際の方略を電子ジャーナルを読む際にも適応しようとしており,後者に特有の読み方を駆使しているわけではないことがわかった。
網膜神経細胞死の共有分子機構の解明とその制御

一過性眼圧負荷による虚血性網膜障害におけるアポトーシスとBaxの関与を検討した。Sprague-Dawleyラットの眼内圧を130mmHgに上げて45分間負荷した後、6、24、48、96、および168時間後のTUNEL陽性(DNA断片化)細胞を計測すると、虚血後6時間後から網膜神経節細胞層(GCL)および網膜内顆粒層(INL)に認めれるようになり、虚血後24時間で最大、虚血後48時間から96時間後に急速に減少した。逆転写-ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)法からbax mRNAは虚血後6時間から急速に増加し24時間後に最大となり、その後徐々に減少し168時間後に虚血前の基準量レベルになった。一方、bcl-2mRNAは虚血後168時間までの観察期間において有為の変動はなかった。虚血24時間後の網膜においてGCLおよびINLでbaxが誘導されることを免疫組織学的に確認した。baxのアンチセンスのオリゴデオキシヌクレオチッドを硝子体内に注入し24時間後に網膜に45分間の虚血負荷し24時間後に摘出し、虚血によって誘構されるbaxの抑制を確認するとともにTUNEL陽性刺胞が3nmol10nmolで用量依存性に減少しアポトーシスが抑制された。これより虚血負荷によってbax遺伝子の発現が増加し、GCLおよびINLにおいてアポトーシスを駆動し虚血性細胞死に関与していることがわかった。一方、アポトーシス抑制遺伝子bcl-2の虚血性網膜神経細胞死に対する働きをみる目的で、網膜に一過性虚血を加えた後に生じる組織学的障害をbcl-2を過剰発現させたトランスジェニックマウス(NSE73a/ab)とその野生型同胞マウス(C57BL/6)で比較検討した。まずに正常組織構造を比較したところ、bcl-2トランスジェニックマウスのGCLの細胞数は野生型同胞マウスの約60%多かった。トランスジェニックマウスの内網膜層(IPL)の厚みは43.8±6.7μm、野生型の33.7±1.8μmと比較し有為に肥厚していた。これよりbcl-2の過剰発現によって正常発育過程におけるアポトーシスが抑制されるため、内層のニューロン数が多くなったものと考えられた。続いて、実験動物の眼内圧を130mmHgに45分間維持して網膜に虚血を負荷し、再灌流後7日目に網膜を取り出し、GCLの細胞数、およびIPL、INL、外顆粒魔(ONL)の厚みを計測した。個体差を考慮して虚血を負荷した網膜の各実測値は、虚血を負荷していない反対側眼のそれを基準にした%コントロ-ル値にして比較検討した。虚血負荷によって野生型マウスではGCL数が64.6±7.5%コントロールに減少したが、トランスジェニックマウスでは81.9±5.6%コントロールに保持され、IPLおよびINLの厚みも野生型では42.3±0.6および71.2±0.8%コントロールにそれぞれ減少したが、トランスジェニックマウスでは82.4±19.6および95.3±11.3%コントロールにそれぞれ保持された。虚血負荷後ONLの厚みは野生型は109.3±5.8、トランスジェニックは99.9±9.7%コントロールと両者に有意差はなかった。従って、bcl-2が過剰に発現した網膜二ューロンは虚血による刺胞死を100%抑制することはできないものの、野生型の虚血による細胞減少数と比較して、有為に虚血に対して抵抗性を持つことわかった。以上の結果より、アポトーシス抑制遺伝子bcl-2を過剰発現させると虚血による網膜内層ニューロンの細胞死を減少させる効果をもつことがわかった。

一方、アポトーシス抑制遺伝子bcl-2の虚血性網膜神経細胞死に対する働きをみる目的で、網膜に一過性虚血を加えた後に生じる組織学的障害をbcl-2を過剰発現させたトランスジェニックマウス(NSE73a/ab)とその野生型同胞マウス(C57BL/6)で比較検討した。まずに正常組織構造を比較したところ、bcl-2トランスジェニックマウスのGCLの細胞数は野生型同胞マウスの約60%多かった。トランスジェニックマウスの内網膜層(IPL)の厚みは43.8±6.7μm、野生型の33.7±1.8μmと比較し有為に肥厚していた。これよりbcl-2の過剰発現によって正常発育過程におけるアポトーシスが抑制されるため、内層のニューロン数が多くなったものと考えられた。続いて、実験動物の眼内圧を130mmHgに45分間維持して網膜に虚血を負荷し、再灌流後7日目に網膜を取り出し、GCLの細胞数、およびIPL、INL、外顆粒魔(ONL)の厚みを計測した。個体差を考慮して虚血を負荷した網膜の各実測値は、虚血を負荷していない反対側眼のそれを基準にした%コントロ-ル値にして比較検討した。虚血負荷によって野生型マウスではGCL数が64.6±7.5%コントロールに減少したが、トランスジェニックマウスでは81.9±5.6%コントロールに保持され、IPLおよびINLの厚みも野生型では42.3±0.6および71.2±0.8%コントロールにそれぞれ減少したが、トランスジェニックマウスでは82.4±19.6および95.3±11.3%コントロールにそれぞれ保持された。虚血負荷後ONLの厚みは野生型は109.3±5.8、トランスジェニックは99.9±9.7%コントロールと両者に有意差はなかった。従って、bcl-2が過剰に発現した網膜二ューロンは虚血による刺胞死を100%抑制することはできないものの、野生型の虚血による細胞減少数と比較して、有為に虚血に対して抵抗性を持つことわかった。以上の結果より、アポトーシス抑制遺伝子bcl-2を過剰発現させると虚血による網膜内層ニューロンの細胞死を減少させる効果をもつことがわかった。Sprague-Dawleyラットに眼内圧を130mmHgに上げて45分間負荷後、TUNEL染色しDNAの断片化を調べると、虚血後6時間後からTUNEL陽性細胞が、網膜神経節細胞層(GCL)および網膜内顆粒層(INL)に生じ24時間で陽性細胞数は最大となり虚血後4896時間で急速に減少した。外顆粒層は168時間を通じて数個の陽性細胞を認めるのみであった。虚血後24および48時間後の網膜(n=3)から抽出したDNA(1020μg)は、1.3%アガロースゲル電気泳動で約180塩基対の正数倍のDNA断片に分かれ、虚血によって網膜内層ニューロンにアポトーシスが惹起されることがわかった。逆転写-ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)法からbax mRNAは虚血後6時間から急速に増加し24時間で最大となり、その後徐々に減少し168時間後に虚血前の基準量になった。一方、bcl-2 mRNAは虚血後168時間までの観察期間において有為の変動はなかった。虚血24時間後にGCLおよびINLにおいてBaxが誘導されることを免疫組織学的に確認した。baxのアンチセンスのオリゴデオキシヌクレオチッドを硝子体内に注入し24時間後に網膜に45分間の虚血を負荷し24時間再灌流後に取り出し、虚血によって誘導されるBaxの抑制を確認するとともにTUNEL染色し陽性細胞を計測すると3nmol10nmolとbaxのアンチセンスに用量依存性にアポトーシスが抑制され、虚血負荷によってbax遺伝子の発現が増加し、GCLおよびINLにおいてアポトーシスを駆動し虚血性細胞死に関与していることがわかった。我々は虚血によって多量に放出されたグルタミン酸がNMDA受容体を介して発生させた一酸化窒素(NO)によって網膜内層に選択的な細胞死が起こることを見出しているので、NMDA受容体とアポトーシスについて検討した。
労働者管理と資本蓄積に関する理論的・実証的研究

ユ-ゴスラヴィアの自主管理型市場社会主義の試みについては、従来から関心をもち、ある程度理論的検討を加えていた問題であるが、ユ-ゴスラヴィア自体の解体が既成事実化した現在、その破綻という観点から、最近入手できた新たな資料をも踏まえ、ユ-ゴの経験についての理論的総括を行う研究をいま手がけている。自主管理社会主義という視点から問題を捉えてみるとき、経済的民主々義と経済効率との間にトレ-ド・オフ関係が存在するということもさることながら、より決定的であったのは、生産手段の具体的所有権者を敢えて確定しないというユニ-クな社会的所有制のもとで、資本のきわめて非効率的な利用が一般化しただけでなく、資本市場の発達そのものに大きな制度的制約が課せられたという事情であったように思われる。この点についての立ち入った分析は春までにまとめ、学術雑誌に公表する予定である。ユ-ゴスラヴィアの例との対比を予定していたスペインのモンドラゴンの興味ある実験については、資料入手が当初予定より遅れたこともあって本格的に取りかかるところまでには至っていないが、予定していた資料もほぼ入手できつつあるので、来年度以降にずれ込むことは避けられないにしても、平行して研究を進め、両者の利害失の比較検討を通して、長期的に持続可能な経済体制として望ましい労働者管理のあり方を探る研究に結びつけていきたいと考えている。
中枢神経系に見られる層構造の形成機構の解析

我々は、脊椎動物の中枢神経系に見られる層構造の形成が、どのような分子メカニズムによって制御されているか調べるために、特に網膜に注目して研究を行っている。未分化な網膜の細胞を単一細胞に乖離してから培養条件下で再集合させると、それらは組織塊を形成し、網膜に見られるすべての種類の神経細胞およびグリア細胞を作り出すことができる。しかしながらそのような組織には正常網膜に見られるような層構造は見られず、ロゼットと呼ばれる異常な構造体が形成される。我々は、この異常なロゼット形成を阻害するような領域が発生期の眼胞組織に存在するかどうかを調べるために、網膜の様々な領域から組織片を作製し、乖離した網膜前駆細胞と共培養を行った。その結果、レンズに隣接する網膜のもっともマージン側の領域にロゼット形成を阻害する活性があることが分かった。さらに、この領域で発現しているシグナル分子Wnt2bにも同様のロゼット形成阻害活性があることを見い出し、このタンパク質の存在下では単一細胞に乖離した網膜前駆細胞からも正しい層構造を持った網膜が再生することが分かった。次に、実際に発生過程におけるWnt2bの役割を調べるために、網膜全体でこの分子を発現させたところ、神経細胞への分化が抑制されることが分かった。また、ドミナントネガティブ分子を発現することによってWntの下流のシグナルを阻害すると、網膜のマージン側の領域で意志ょ滴名神経細胞への分化が起きた。また、クローナル培養法を用いてWnt2bが細胞の増殖に対して及ぼす影響を調べたところ、多分化能を持つ網膜前駆細胞の増殖を長期間にわたって保持することが分かった。これらの観察結果から、網膜のマージン側で発現しているWnt2bによって、この領域に存在することが知られている網膜の幹細胞が維持されていることが予想された。本研究の目的は、脊椎動物の中枢神経系、特に神経性網膜に見られる層構造の形成がどのようなメカニズムによって制御されているのか、分子レベルで明らかにすることである。そのためのアプローチとして、器官培養に加えたときに層形成を阻害するような抗体を作製し、その抗体が認識する抗原を同定することを試みた。まず、層形成が活発に行われつつある艀卵後7日目の神経性網膜をマウスに免役し、約4000クローンのハイプリドーマを得た。それらのうち88クローンが組織染色可能な抗体を産生していた。培養条件下で機能阻害実験を行うためには、少なくとも抗体が認識するエピトープが細胞外に提示されていなければならない。そこで膜を透過させる処理をせず生きた状態の細胞を染めたところ、23クローンが細胞外の抗原を認識していることが分かった。それらの抗体を精製したうえで、艀卵後4日目の網膜の器官培養に加えたところ、いくつかについて層構造が乱れる異常が観察された。そのうち特に阻害効果がはっきりしているモノクローナル抗体10B10について、さらなる解析をすすめた。10B10存在下では、連続したouter plexiform layerが形成されずに、光受容細胞がとぎれとぎれに並んだような網膜が作られる。組織染色をしたところ、10B10抗原は層構造がまだ見られない若いステージにおいて網膜の細胞境界のapical側に発現していた。発生が進みはっきりとした層構造が見られるような艀卵後9日目の網膜ではPlexiform layerにも発現していた。この抗体はウエスタンブロットには使用できなかったが、免疫沈降が可能で、分子量75kDaのタンパク質が共沈してきた。現在、このタンパク質のアミノ酸配列を決定しているところである。我々は、脊椎動物の中枢神経系に見られる層構造の形成が、どのような分子メカニズムによって制御されているかについて、特に網膜に注目して研究を行っている。

昨年度までの研究において、培養条件下で網膜の層形成を阻害する、2種類のモノクローナル抗体を同定していた。それらの抗体が認識する抗原を免疫沈降して精製し、アミノ酸配列を決定したところ、一つはミトコンドリアのタンパク質、もう一つはN-CAMを認識していることが分かった。前者に関しては、抗体がミトコンドリアのタンパク質に交叉反応し、本来の目的以外の分子が精製されてきたと考えられる。後者の分子に関しては、神経系の発生について既に多くの研究がなされており、新規分子の同定を目的としていた当初の実験方針をいったん中止することにした。未分化な網膜を形成する前駆細胞はいったん単細胞にバラバラにしても、培養条件下で再集合して組織構造を作ることが出来る。しかしながら、その再集合組織の内部にはロゼットと呼ばれる構造が作られてしまい、正しい層構造は形成されない。すなわち、網膜の細胞は単独では層形成を行うことが出来ず、外からの因子が加わることで初めて正常な層構造が作られると考えられる。そこで、正常な層形成に必要な因子を同定するために、網膜の様々な領域の組織片を取ってきて、単細胞にばらした網膜の前駆細胞と共培養した。その結果、網膜のマージン領域が、再集合組織におけるロゼットの形成を抑制することが分かった。さらに、この領域で発現しているシグナル分子Wnt-2bがマージン領域と同様の活性を持ち、このタンパク質の存在下でバラバラにした細胞から正常な層構造を持った網膜が再生することを見いだした。今後はWnt-2bが細胞レベルでどのような変化を起こしているかに注目して研究を続けてゆく予定である。未分化なニワトリの網膜の細胞を一旦バラバラにしても、それらは培養条件下で再集合し、成熟網膜に見られる全ての種類の神経細胞を作り出すことが出来る。しかしながら、この再集合塊の中では層構造は作られず、内腔の周りに細胞が並んだロゼットと呼ばれる異常な構造体が形成されてしまう。そこで、正常な網膜組織にこの異常なロゼット形成を抑制するような活性があるかどうかを調べるために、ウズラの眼胞の様々な領域の組織片を用意し、バラバラにしたニワトリの網膜の細胞と共培養をおこなった。その結果、レンズに隣接するAnterior Rim(AR)と呼ばれる網膜辺縁領域に、ロゼット形成を抑制する活性があることを見いだした。さらに、既存のシグナル分子に同様の活性があるかどうかを調べたところ、ARで発現が見られるWnt2bにロゼット形成抑制活性があることが分かった。また、Wnt2bの存在下でバラバラにした網模の細胞を再集合させて培養したところ、正常網膜に極めて近い層構造が再生されることが分かった。また、その際にWnt2bが神経分化を抑制し、未分化細胞に特徴的な上皮構造を誘導していることも明らかとなった。これらの研究成果は、成体に存在する網膜の幹細胞から正しい構造を持った神経網膜組織を再生できることを示唆しており、今後の医療面での応用も期待される。
発育期の咬合の安定が全身の姿勢調節に及ぼす影響について-成人の比較について-

咬合変化が姿勢調節,とくに頭部動揺に対しどのように影響するかを検討する目的で,成人10名(平均年齢27歳1ヵ月)とHellmanのIIA期の小児10名(平均年齢4歳7ヵ月)を被験者に菊池の下顎運動6自由度測定装置を改良した3次元頭位測定装置を用いて頭部動揺を測定した。咬合変化は,安静位および被験者の口腔内にスプリントを装着することにより設定した両側咬合,片側咬合の3種の下顎位を設け,各下顎位の頭部動揺を立位・座位のそれぞれにて測定した。その結果,以下の結論を得た。1.立位において,成人群では,安静位に比べ両側咬合の頭部動揺は,有意に減少し,片側咬合で有意に増大した。小児群では,安静位に比べ両側咬合および片側咬合のいずれも頭部動揺は,有意に減少し,両側咬合と片側咬合の間には有意差は認められなかった。2.座位において,成人群では,安静位と両側咬合間での頭部動揺は,有意差は認められず両側咬合で減少する傾向が示されたが,片側咬合では有意に増大した。小児群では,各下顎位とも有意差は認められなかった。3.小児群の頭部動揺は,いずれの下顎位でも,成人群に比べ,立位・座位ともに有意に大きかった咬合変化が姿勢調節,とくに頭部動揺に対しどのように影響するかを検討する目的で,成人10名(平均年齢27歳1ヵ月)とHellmanのIIA期の小児10名(平均年齢4歳7ヵ月)を被験者に菊池の下顎運動6自由度測定装置を改良した3次元頭位測定装置を用いて頭部動揺を測定した。3.小児群の頭部動揺は,いずれの下顎位でも,成人群に比べ,立位・座位ともに有意に大きかった咬合の異常は頭位や全身の姿勢に影響を及ぼす。そこで、小児の咬合挙上と頭位の変化との関係を知る研究の予備的検討として、乳歯列の小児を対象に、人為的に咬合挙上を行い、頭部動揺の再現性、頭部動揺時間などの測定条件について、成人との比較検討を行った。測定はセンサ内臓のヘッドギアを装着し、前方50cmにソースを固定後、直立させ、約1.5m前方の指標を注視、開眼にて行った。測定に際し、披験者個々のスプリントを作成し、安静位、両側咬合挙上、片側咬合挙上の条件をランダムに口腔内に設定し頭部動揺を測定した。その結果、成人に比べ頭位動揺の測定時間を短縮することで、成人と同様の再現性ある信頼ある測定値が得られた。また、咬合挙上による影響は、安静位に比べ、両側咬合挙上すると3名中2名が、片側咬合挙上すると3名全員が頭部動揺が減少した。小児は成人に比べ咬合挙上の状態によって頭位動揺の影響を受けやすいことが判明した。これらの結果は、小児の口腔感覚機能が未発達のためと思われる。3.小児群の頭部動揺は,いずれの下顎位でも,成人群に比べ,立位・座位ともに有意に大きかった
イネのカリウム・ナトリウム輸送におけるHAK輸送体の機能

【研究目的】植物の生産性を著しく減少させる塩ストレスの主要因であるNa^+毒性の分子機構を明らかにするために植物体内のK^+/Na^+輸送系の理解が必須である。本研究は、主要作物のイネにおいて17種存在するHAK輸送体がK^+/Na^+摂取および体内輸送に果たしている役割を解明することを目的とする。【結果と考察】1.HAKの分子系統樹分類アミノ酸配列情報を元に分子系統樹を作製すると、HAKタンパク質は4つのクラスターに分類される。クラスターIに属するAtHAK5、HvHAK1、OsHAK1,5,16はK^+親和性が高い。根の高親和的K^+摂取に機能するHAKはクラスターIに属すると考えられている。クラスターIIに属するHAKはクラスター1に比べてK^+の親和性が低い(大腸菌宿主の相補性試験)。本研究で解析対象としたOsHAK7はクラスターIIに属する。クラスターIIIとIVについては研究知見が乏しく、H18年度の研究結果から研究対象としたOsHAK11,12はクラスターIIIに属する。2.5種のOsHAKsのK^+輸送能検定大腸菌のK^+輸送体欠損株(LB2003)を宿主に用いた相補性試験によって、先行解析対象とした5種のOsHAKのK^+輸送能を検定した。その結果、OsHAK1、OsHAK7、OsHAK12の各遺伝子が大腸菌のK^+輸送能欠損変異を相補した。3.5種のOsHAKsの細胞内局在性解析5種のOsHAKタンパク質の細胞内局在性を調べるため、各OsHAKにsGFPを融合させたタンパク質をシロイヌナズナの培養細胞(T87)で一過的に発現させ、sGFPの蛍光パターンを調べた。その結果、OsHAK1はERに、OsHAK11は細胞膜に、OsHAK16は細胞膜と液胞膜に、それぞれ局在するパターンが観察された。【結果と考察】これまでに、イネのカリウムイオン輸送体(OsHAK2、OsHAK5)をコードするcDNAを単離し、大腸菌を宿主とする検定系を用いて解析した結果、OsHAK2がK^+/Na^+共輸送体、OsHAK5がK^+輸送体であることを明らかにした。本研究では、OsHAK5 cDNAを高発現プロモーターの下流に連結した融合遺伝子を導入した形質転換タバコ培養細胞を作製した。OsHAK5発現細胞は、低カリウム条件下での増殖速度が野生型細胞に比べて顕著に高く、また、有意なナトリウム耐性も認められた。この結果は、OsHAK5が、細胞外から細胞内へのカリウムイオン輸送能を有すること、および高いカリウムイオン選択性を有することを示している。また、イネゲノムに存在する他のOsHAK cDNAの単離を行った(OsHAK2,OsHAK5以外の15種)。15種のcDNAの塩基配列を確認した後、各遺伝子に特異的なPCRプライマーを設計し、リアルタイムPCRによる各遺伝子の発現様式を解析した。1/2MS培地(通常培地とK^+欠乏培地)に播種後811日後のイネの根からPCRの鋳型となるRNAを調製した。リアルタイムPCRの結果、17種のOsHAKの転写レベルは差が大きく、OsHAK1とOsHAK7が基礎転写レベルが高く、かつK^+欠乏によって転写レベルの上昇が見られた。現在、OsHAK遺伝子発現を組織レベルで調べる実験を行っている。

その結果、OsHAK1、OsHAK7、OsHAK12の各遺伝子が大腸菌のK^+輸送能欠損変異を相補した。3.5種のOsHAKsの細胞内局在性解析5種のOsHAKタンパク質の細胞内局在性を調べるため、各OsHAKにsGFPを融合させたタンパク質をシロイヌナズナの培養細胞(T87)で一過的に発現させ、sGFPの蛍光パターンを調べた。その結果、OsHAK1はERに、OsHAK11は細胞膜に、OsHAK16は細胞膜と液胞膜に、それぞれ局在するパターンが観察された。
活性酸素NO系スーパーシステムによる生物危機管理機構の全容解明

本申請者は、不安定で短寿命の活性酸素やNOのクロストークが、循環エネルギー代謝、感染防御、発生分化、組織リモデリングなど、種を越えて生物の生存を保証する危機管理スーパーシステムを構築することを世界に先駆けて報告してきた。本研究は、本システムの全容解明とその特異的代謝制御法の開発により各種病態の予防治療法確立を目的として進められた。本研究により、短寿命の活性酸素やNOを個体レベルで組織特異的に代謝制御するシステムがが確立できた。例えば、虚血組織、血管内皮細胞、肝細胞、腎尿細管細胞、白血球や網内系細胞などをその特異的ターゲットとするSOD群、長時間循環型のアスコルビン酸オキシダーゼおよびチトクロムcなどの検出分子系の開発などがその例である。これらを利用し、活性酸素NO系のスーパーシステムが抵抗性血管と所属組織のミトコンドリアエネルギー代謝・活性酸素代謝系を総合的に制御している分子機構が判明し、高血圧やショック病態がその代謝の歪みである可能性も判明した。さらに、ミトコンドリア内膜分子群に対する本スーパーシステムの作用機構を明らかにし、その特異的制御によりアポトーシスのコントロールが可能となった。さらに、本スーパーシステムが細胞の増殖制御や昆虫の変態現象にも関与することが判明した。後者は、感染症との関係で変態時期を認知実行する機構を形成していることも明らかになった。これに関連し、NO代謝を主軸とする活性酸素スーパーシステムが両棲類(オタマジャクシ)、及び昆虫(クワガタ虫やカイコ)の変態(プログラム細胞死と組織リモデリング)、および神経筋疾患の発症の時期や進行速度を統御していることが明らかになった。また、ミトコンドリア依存性細胞死を抑制するカルニチンがミトコンドリア病態を介する神経・筋萎縮性病態の進行を抑制することが判明した。さらに、組織特異的な活性酸素代謝制御による抗ガン剤の副作用(特に腎と消化管上皮細胞のミトコンドリア依存性アポトーシス)の特異的抑制法が可能であることも判明した。本年度の研究で目標とした各種項目中で、以下の点が明らかになった。1)短寿命の活性酸素やNOを個体レベルで組織特異的に代謝制御するシステム(酵素誘導体やNO関連分子群)の開発により不安定な活性種の生体内挙動の全容解明:虚血組織、血管内皮細胞、肝細胞、腎尿細管細胞、白血球や網内系細胞などをその特異的ターゲットとするSOD群、長時間循環型のアスコルビン酸オキシダーゼおよびチトクロムcなどの検出分子系を合成開発した。2)活性酸素NO系のスーパーシステムが血液循環動熊とミトコンドリアのエネルギー代謝機能を統合制御する分子機構の解明:部位指向性SOD誘導体を用いた解析により、抵抗性血管と所属組織のミトコンドリアエネルギー代謝・活性酸素代謝系が共役機構により制御されていることが判明した。高血圧やショツク病態はその代謝の歪みである可能性が示唆された。3)ミトコンドリア内膜の鍵分子群に対する本スーパーシステムの作用機構を明らかにし、その特異的代謝制御によりアポトーシス関連疾患の予防治療法を確立する。4)消化器感染防御系における本スーパーシステムの分子背景の解明:循環制御やエネルギー代謝に関与するNOが増殖制御や昆虫の変態現象にも関与することが判明した。5)魚類(サケ)、両棲類(オタマジャクシ)、及び昆虫(カイコ)の変態(プログラム細胞死と組織リモデリング)の時期と速度を統御する因子としてNO代謝を主軸とする活性酸素スーパーシステムが存在する可能性が明らかになった。

6)ミトコンドリア病態を介する神経・筋萎縮性病態の改善:ミトコンドリア依存性細胞死を抑制するカルニチンがこれらの病態の進行を抑制することが判明した。7)組織特異的な活性酸素代謝制御による抗ガン剤の副作用(特に腎と消化管上皮細胞のミトコンドリア依存性アポトーシス)の特異的抑制法が可能であることが判明した。1)活性酸素NO系のスーパーシステムが血液循環動態とミトコンドリアのエネルギー代謝機能を統合制御する分子機構の解明:部位指向性SOD誘導体を用いた解析により、抵抗性血管と所属組織のミトコンドリアエネルギー代謝・活性酸素代謝系が共役機構により制御されていることが判明した。高血圧やショック病態はその代謝の歪みである可能性が示唆された。2)ミトコンドリア内膜と外膜間にSODが分布することを明らかに明らかにし、その特異的代謝制御によりアポトーシスの動的平行を制御する可能性を発見した.3)短寿命の活性酸素やNOを個体レベルで組織特異的に代謝制御するシステム(酵素誘導体やNO関連分子群)の開発により不安定な活性種の生体内挙動の全容解明:虚血組織、血管内皮細胞、肝細胞、腎尿細管細胞、白血球や網内系細胞などをその特異的ターゲットとするSOD群、長時間循環型のアスコルビン酸オキシダーゼおよびチトクロムcなどの検出分子系を合成開発した。4)消化器感染防御系における本スーパーシステムの分子背景の解明:循環制御やエネルギー代謝に関与するNOが増殖制御や昆虫の変態現象にも関与することが判明した。後者は、感染症との関係で変態時期を認知実行する機構を形成していることも明らかになった。5)魚類(サケ)、両棲類(オタマジャクシ)、及び昆虫(カイコ)の変態(プログラム細胞死と組織リモデリング)の時期と速度を統御する因子としてNO代謝を主軸とする活性酸素スーパーシステムが存在する可能性が明らかになった。また、カルニチンなどミトコンドリア依存性のアポトーシスを制御することで変態を制御し、個体の大型化を可能にすること明らかにした。6)ミトコンドリア病態を介する神経・筋萎縮性病態の改善:ミトコンドリア依存性細胞死を抑制するカルニチンがFALSのみならず筋ジストロフィーなそのの病態の進行を抑制するとともにQOLを向上させることが明らかになりつつある。7)組織特異的な活性酸素代謝制御による抗ガン剤の副作用(特に腎と消化管上皮細胞のミトコンドリア依存性アポトーシス)の特異的抑制をカルニチンにより可能であることが判明した。この作用により患者のQOLが数段良くなることが明らかとなりつつある。種を越えた活性酸素NO系スーパーシステムの重要を検証する目的で、(1)高脂血症ウサギ(WHHL)、自然発症高血圧ラット(SHR)、誘導型一酸化窒素(NO)合成酵素ノックアウトマウス、変異スーパーオキシドディスムターゼ(SOD1)トランスジェニックマウスなどを用い、動脈硬化、高血圧、発癌増殖速度異常、及び運動神経変性(筋萎縮性側策硬化症)などが本スーパーシステムの組織特異的病態を共通基盤として発症していることを明らかにした。
不完全胆管閉塞の胆管細胞癌発生におよぼす影響に関する実験的研究

胆管細胞癌の発生因子として、胆管の狭窄や閉塞が臨床的に注目され、これらと胆管細胞癌発生との関連が推察される。そこで、胆管の不完全閉塞に伴う病態と胆管細胞癌発生増殖との関連を実験的に検討した。10週齢で体重約100gの雄性Syrian golden hamster 246匹を用い、以下の処置を受けた2群にdiisopropanolnitrosamine(DIPN) 500mg/kg体重を週1回の頻度で20週まで皮下投与し、各群に各種の検索を行った。DIPNが投与された群は、単開腹された単開腹DIPN群と不完全胆管閉塞が作製された不完全胆管閉塞DIPN群から成り、病態の解明に不完全胆管閉塞生食水群を設定した。DIPN投与後15および20週目の肝臓における胆管細胞癌発生率は、単開腹DIPN群が23%と35%で、不完全胆管閉塞DIPN群が70%および89%であり、両群間でその発生率に有意差が認められた(p<0.01)。一方、同時期の不完全胆管閉塞DIPN群の腫瘍発生個数は単開腹DIPN群に比し多く、両群間に有意差がみられた(p<0.05,0.01)。15および20週目の肝内胆管上皮についてみると、嚢胞状を含む細肝管増生やgoblet cell metaplasiaの発生がみられ、不完全胆管閉塞DIPN群の各発生率は単開腹DIPN群に比し有意に高かった(p<0.01)。胆管胆汁中の胆汁酸組成についてみると、いずれの群も一次胆汁酸の増加を示した。不完全胆管閉塞DIPN群は、単開腹DIPN群に比し、タウロコ-ル酸組成比率が有意に高く(p<0.01)、グリシン/タウリン抱合比が有意に低かった(p<0.01)。単開腹DIPN群ではいずれの週においても胆汁中に細菌が検出されなかったが、不完全胆管閉塞DIPN群は5から20週において4073%の細菌検出率を示した。以上の成績は、不完全胆管閉塞がDIPN誘発胆管細胞癌の発生増殖に促進的に働くこと、また、その際に胆汁酸組成の変化や胆汁の細菌感染などが関与していることを示唆した。1.実験群の作製動物に10週齢のsyrian golden hamsterを用い、発癌物質にdi-isopropanolnitrosamine(以下、DIPN)を選択した。ハムスターを3群に分け、以下の処置を行った。第1の群に単開腹術を行い、DIPN500mg/kg体重(10ml/kg、生食水溶解液)を週1回の頻度で20週間腰部皮下に投与した(単開腹DIPN群)。第2の群のハムスターを開腹し、総胆管下部を6-0catgutを用い一回結紮し、不完全胆管閉塞を行い、前者と同じ方法でDIPNを投与した(不完全胆管閉塞DIPN群)。

第3の群には不完全胆管閉塞後に生理的食塩水10ml/kgが上記の群と同様な方法で20週間投与された(不完全胆管閉塞生食水群)。2.肝臓における胆管細胞癌発生増殖所見(1)DIPN投与開始10週以後に肝臓に乳白色結節状の腫瘍が認められた。これらは組織学的に全て胆管細胞癌であった。(2)10、15および20週目における胆管細胞癌の発生率は単開腹DIPN群が0%、23%、35%で、不完全胆管閉塞DIPNが20%、70%、89%であり、両群間で15および20週目の発生率にそれぞれ有意差がみられた(P<0.01)。なお、生食水投与群ではいずれも0%であった。(3)10、15および20週目における1匹当りの腫瘍発生個数は単開腹DIPN群が0、1.6±0.9(Mean±SD)、1.4±0.5個で、不完全胆管閉塞DIPN群が1.0±0、4.6±4.0、8.3±11.6個であり、両群間で15および20週目の個数にそれぞれ有意差があつた(P<0.05-0.01)。(4)不完全胆管閉塞DIPN群の腫瘍径は、単開腹DIPN群に比し、若干大きい所見がみられたが、有意差はなかった。1.実験群の作製動物に10週齢のSyrian golden hamsterを用い、発癌物質にdiisopropanolnitrosamine(以下、DIPN)を選択した。ハムスタ-を3群に分け、以下の処置を行った。第1の群に単開腹術を行い、DIPN500mg/kg体重(10ml/kg、生食水溶解液)を週1回の頻度で20週間腰部皮下に投与した(単開腹DIPN群)。第2の群のハムスタ-を開腹し、総胆管下部を6-0catgutを用い一回結紮し、不完全胆管閉塞を行い、前者と同じ方法でDIPNを投与した(不完全胆管閉塞DIPN群)。2.不完全胆管閉塞に伴う胆汁酸組成の変化高速液体クロマトグラフィ-(HPLC)を用い、各群ラットの胆管胆汁につき胆汁酸分析を行った。5、10、15、20週においては、各群とも、正常ハムスタ-に比し、一次胆汁酸、特にCA(7080%)の増加を示した。タウロコ-ル酸(TCA)組成比率についてみると、不完全胆管閉塞DIPN群は、単開腹DIPN群および不完全胆管閉塞生食水群に比し、1020週においてTCA比率の有為の高値を示した。(P<0.05-0.01)。一方、グリシンタウリン抱合化(G/T)では、不完全胆管閉塞DIPN群は、他の2群に比し、有意に低値を示し、また、不完全胆管閉塞生食水群のG/T比は単開腹DIPN群より有意に低かった(p<0.05ー0.01)。3.不完全胆管閉塞に伴う胆道感染各群のハムスタ-の胆管胆汁を採取し、細菌学的検索を行った。単開腹DIPN群ではいずれの週においても胆汁中に細菌が検出されなかったが、不完全胆管閉塞を伴う2群においては2073%の細菌検出率をみた。1.実験群の作製10週齢のSyrian golden hamsterを3群に分け、以下の処置を行った。第1群に単開腹術を行い、diisopropanolnitrosamine(DIPN)500mg/kg体重(10ml/kg、生食水溶解液)を週1回の頻度で20週間腰部皮下に投与した(単開腹DIPN群)。第2群のハムスタ-には、総胆管下部を6ー0catgutを用い一回結紮による不完全胆管閉塞を作製し、前者と同じ方法でDIPNを投与した(不完全胆管閉塞DIPN群)。第3群には不完全胆管閉塞後に生理的食塩水10ml/kgを上記の群と同様の方法で20週間投与した(不完全胆管閉塞生食水群)。2.不完全胆管閉塞に伴う肝内胆管の組織学的変化の検討各群の肝内胆管の組織学的所見は以下の如くであった。
暖地性豪雪地帯の境界域における冬期道路交通マネジメント手法に関する研究

まず道路管理者、交通管理者および道路利用者から指摘された問題点に対するハード面(道路構造面)における対策はそれほど進んでいなく抜本的な改善は困難な状況を把握し、とくにソフト面での対応の重要性を確認した。次にソフト面において対策の要点と考えられる雪道の情報提供による交通マネジメントの方法を提案するために、運転者に有効とされる情報内容、情報入手媒体、情報入手タイミングを検討した。その結果、移動中のタイムリーかつ正確な交通情報の必要性が明らかとなり、とくに道路上で提供されている道路交通情報板が重要であることが確認された。そこで現在提供されている情報の諸問題のうち、これまであまり指摘されることのなかった提供される情報のあいまいさおよび運転者の認識不足に着目し、情報提供側の改善点はもちろん、運転者側の改善点も明らかにすべく、運転者に対して情報の正確な認識と判断の観点から、運転者に対するアンケート調査を通じて提供されている情報に対する運転者からみた評価のランク付けをおこなった。あわせて従来体系的に整理されることのなかった情報の内容をそのレベルに応じて規制、警戒、指示、案内の4つに分類した。これら情報の分類と評価ランクという概念を用いて道路交通情報板で提供されている内容の標示方法の是非、内容の是非についても検討できる基準を提示したとともに、標示の組み合わせによる効果的な情報提供の具体例についても提案した。これにより、情報提供者側の意図と運転者の理解の差を少なくすることが可能となり、より分かりやすく有効な情報提供と享受による冬期の道路交通マネジメントに資することにつながることを示した。まず冬期ITSに関わる実態と取組状況について関係機関へのヒアリング(ITS技術を活用した冬期道路交通情報提供に関する検討協議会など)を実施し、研究に先立って考慮すべき問題点の抽出と課題の整理をおこなうとともに、当協議会で独自に実施する調査(「福井・滋賀冬の雪みち情報ホームページ」アンケート)との連携を確認した。またこのヒアリング結果と調査内容の相互調整をもとに今年度実施する雪道ドライバーアンケートの内容の検討をおこない、冬期間の降積雪時計5日間(2月上旬3月初旬)、福井県境部を通過する道路交通(北陸自動車道・国道8号)の滋賀県木ノ本町から福井県武生市区間を対象とした北陸自動車道南条サービスエリアおよび一般国道8号道の駅河野において、「冬期道路交通情報(雪道情報)に関するアンケートドライバーアンケート調査」をおこなった。さらに今回の調査結果と過去に実施した同様の調査の結果との比較によりデータ信頼性の検討をおこなうとともに、雪道情報に対するドライバーの評価および今後のあり方(ニーズ)について整理をおこなった。また研究対象区間における路上でのドライバーに対する情報提供の状況を確認・把握するために、車載GPSとビデオ撮影による実走調査をおこなった。またこれらとは別に、これまでに発生している降積雪に起因する対象地域における交通障害等について、昭和56年の「56豪雪」以降過去20年間の事例について新聞記事から情報を収集・整理し、データベースの構築をおこなうことにより、次年度に検討する情報提供による冬期道路交通マネジメント手法の提案のための基礎情報を整備した。
新規アリルイソチオシアネート誘発機能性ディスペプシア動物を用いた健胃薬の薬効評価

機能性ディスペプシア(FD)は、内視鏡検査では異常が認められないにも関わらず“胃痛・胃もたれ"など胃の不快な症状が長期にわたり現れる病気である。我々はヒトに類似したFD病態モデル動物を開発することで、その病態の原因解明および新しい治療薬を見出すすることを目指し研究を行ってきた。その結果、ワサビ辛味成分アリルイソチオシアネート処置動物は、胃粘膜において炎症を誘起しFDの病態に関係する胃運動の減弱を誘起したが、その異常は持続しなかった。今後、FD病態モデル病物の構築に向けて胃運動減弱状態の持続化、内臓知覚過敏、そして、悪心・嘔吐症状が発現するかなどでFD病態モデル動物の系確立を目指す。当該研究は、ストレス性胃腸機能障害である機能性ディスペプシア(FD)の治療薬開発を支える病態モデル動物の開発、そして、それらを用い健胃薬などから新たな薬効価値を見出すことを最終目標としている。これまでの若手研究Bからの研究支援が実り、「ヒトFD様症状に類似した病態モデル動物」を作製する上で病態要因の1つと考えられる胃運動減弱状態をワサビ辛味成分アリルイソチオシアネート(AITC)を用いて作製するに成功した。さらに、それは臨床現場で使用されている胃腸運動改善薬で薬効評価可能であることが示された。(1) AITCによる胃運動減弱モデルマウス:我々は、覚醒下マウスへのAITC投与は胃運動減弱を引き起こすが粘膜傷害を惹起しないことを観察した。さらに、AITC誘起胃運動減弱は、既存の胃腸運動改善薬、そして、FD治療薬アコチアミドで改善することを見出した(田嶋ら. 2014.第8回機能性ディスペプシア研究会)。(2) FD様症状の病態成因の解析:バニロイド受容体TRPV1とワサビ受容体TRPA1発現知覚神経の異常興奮がFDなどの胃腸機能障害を引き起こすと考えられている。そのため、正常動物でのTRPV1とTRPA1による胃腸機能調節を解析した。その結果、TRPV1活性化薬カプサイシンは胃粘膜血流の増大を誘起し、その作用は初期にはTRPV1発現神経に含まれる神経型一酸化窒素合成酵素由来NOが関与し、持続相では血管内皮細胞由来NOも寄与することを見出した(Horie. et al. 2014, doi: org/10.5772/58557)。(3)漢方薬・大建中湯による胃機能調節:TRPV1とTRPA1活性化作用を有する生薬を含む大建中湯は、マウス胃酸分泌の調節作用およびラット胃粘膜血流の増大作用を有することを見出した(田嶋、堀江, 2015.3,第88回日本薬理学会年会)。当該研究は、ストレス性胃腸機能障害である機能性ディスペプシア(FD)の治療薬開発を支える病態モデル動物の開発、そして、その病態モデルを用いて健胃薬や食素材などから新たな薬効価値を見出すことを最終目標としている。これまで(1)ヒトFD様症状に類似した病態モデル動物の第一歩となる“胃運動の減弱"をワサビ辛味成分アリルイソチオシアネート(AITC)を用いて作製するに成功した。さらに、(2)実験動物で薬理作用が評価しづらい漢方薬・大建中湯でもAITC誘起胃腸運動減弱を改善する作用を見出し、作用機序の解析実験に着手することができた(押、田嶋ら. 2016.日本薬学会第136年会)。大建中湯は山椒、乾姜、人参、膠飴からなる漢方薬である。山椒や乾姜(生姜)は、普段の食生活でも口にする食素材でもあり、これらで改善効果が観察されたことは大きな成果でもあった。そのため、今後、AITC誘起胃運動減弱モデルを用いて、山椒、生姜、コショウなど単独でも胃運動改善作用が認められるか検討していきたい。また、上記漢方薬および食素材による胃運動改善作用は温度感受性チャネルTRPA1およびTRPV1によってもたらされるのではないかと考えている。そのため、作用点解析で重要となる研究試薬の受容体選択性、および、局在解析(免疫組織学的解析)の研究力向上も実験動物の消化管を用いて行っている(田嶋ら. 2015.日本神経消化器病学会学会賞受賞)。今後の課題として、AITC誘起胃運動の減弱動物がFD病態モデル動物として認められる病態モデル動物に展開していくことである。そのために、AITC投与動物において(1)食欲不全症状、(2)内臓知覚過敏・胃痛反応、および、(3)胃適応性不全の症状が現れるか精査し、新規FD治療薬の開発研究を支える病態モデル動物にしたいと考えている。さらに、(2)実験動物で薬理作用が評価しづらい漢方薬大建中湯でもAITC誘起胃腸運動減弱を改善する作用を見出し、作用メカニズムの解析準備が整いつつある(押、田嶋ら. 2016.日本薬学会第136年会)。そのため、AITC誘起胃運動減弱モデルを用いて、まず漢方薬大建中湯の作用機序を薬理学的に解析し、そして、その研究経験をもってさらに薬効評価が難しいと予想される食素材・山椒、生姜、コショウなど単独でも胃運動改善作用が認められるか検討したいと考えている。一方、漢方薬および食素材による胃運動改善作用は、温度感受性チャネルTRPA

1およびTRPV1によって引き起こされたのではないかと考えている。そのため、作用点解析で重要となる研究試薬の受容体選択性、および、局在解析(免疫組織学的解析)の研究力向上も実験動物の消化管を用いて行っている(田嶋ら. 2015.日本神経消化器病学会学会賞受賞)。ただ、免疫染色で使用する抗体については臓器によって反応性が大きく異なるため、現在、研究遂行において大きな壁に直面している。免疫染色手法以外でも薬理学的な実験結果をサポートできる解析手法がないか視野を広げ研究課題に取り組みたいと考えている。当該研究は、ストレス性胃腸機能障害である機能性ディスペプシアの治療薬開発を支える病態モデル動物の確立、そして、その動物モデルを用いて健胃薬や漢方薬などから新たな薬効価値を見出すことを最終目標とした。その結果、(1)ヒト機能性ディスペプシア症状に類似した病態モデル動物の第一歩となる“胃運動の減弱"をワサビ辛味成分アリルイソチオシアネート(AITC)投与によりマウスで作製するに成功した(Gastroenterology, 148 (4), S-893, 2015)。(2) AITCによる胃運動減弱は、イトプリドなどの胃腸運動改善薬で回復することを見出した(Ulcer Research, 43, p87-89, 2016)。そして、(3) AITCはラット胃粘膜において血管透過性亢進による微少炎症を惹起することを明らかにした(Gastroenterology 152 (5), S563, 2017)。一方、健胃薬および漢方薬の薬効評価において、胃腸運動亢進作用を有する漢方薬・大建中湯にまず焦点を当て、現在申請者らが開発してきたAITC誘起胃運動減弱マウスを用いて薬効評価を精査している。健胃薬や漢方薬などは西洋薬と比較し薬理作用が弱いと考えられるため、それら薬効を評価するために検討を重ねていきたい。以上より、ワサビ辛味成分AITC投与動物は胃運動減弱作用を示す病態モデルであることが判明した。また、AITCによる胃運動減弱は胃粘膜微小炎症に起因していることが示唆された。なお、課題としてAITC投与動物が機能性ディスペプシア病態モデル動物として確立するためには、胃・十二指腸粘膜の炎症の程度や持続期間と相関して胃運動減弱のみならず、(1)内臓知覚過敏反応と(2)胃適応性不全が現れるか検討し、機能性ディスペプシア治療薬開発を支える病態モデル動物にしたいと考えている。機能性ディスペプシア(FD)は、内視鏡検査では異常が認められないにも関わらず“胃痛・胃もたれ"など胃の不快な症状が長期にわたり現れる病気である。我々はヒトに類似したFD病態モデル動物を開発することで、その病態の原因解明および新しい治療薬を見出すすることを目指し研究を行ってきた。その結果、ワサビ辛味成分アリルイソチオシアネート処置動物は、胃粘膜において炎症を誘起しFDの病態に関係する胃運動の減弱を誘起したが、その異常は持続しなかった。今後、FD病態モデル病物の構築に向けて胃運動減弱状態の持続化、内臓知覚過敏、そして、悪心・嘔吐症状が発現するかなどでFD病態モデル動物の系確立を目指す。ワサビ辛味成分アリルイソチオシアネート(AITC)による胃運動減弱モデルマウスが薬効評価可能なモデルとして確立しつつある。しかし、「ヒト機能性ディスペプシア(FD)症状に類似したモデル動物を作製する」うえで、食欲不振や胃の適応性弛緩反応の異常を検討することがやや遅れている。
連続固溶体形成による傾斜機能セラミックスの作製

セラミック-セラミック、セラミック-金属の複合体において、その間の熱膨張の違いが大きい場合、クラックの発生、接着の不完全性などの問題が生ずる。そのため最近では、両成分の割合を徐々に変化させて混ぜ合わせ、熱膨張を傾斜化する方法が検討されている。本研究では、その一つの方法として、組成により異なる熱膨張を示す固溶体結晶を用いて、一つのセラミック内部において固溶体組成を変化させ、熱膨張係数がその組織に応じて傾斜化する材料を作製する事を検討した。作製方法としては、異なる二つの組成の成形体を層状に重ねて焼成する事により、焼結と同時に界面において構成成分を拡散させる方法を用いた。傾斜相の確認は、EPMA及びX腺回折を用いて行った。平成5年度においては、金属に匹敵する高い熱膨張係数を有するネフェリン(NaAlSiO_4)結晶を用いて、Naイオンの位置をLiイオン及びKイオンで部分的に置換固溶する事を行った。その結果、一つのセラミック中でその組成がNA_<1-x>Li_xAlSiO_4ではx=0-0.15、Na_<1-x>K_xAlSiO_4ではx=0-0.43まで変化する連続固溶体が形成された。即ち、その熱膨張係数がそれぞれ16-12、16-18×10^<-6>/°Cまで変化する傾斜機能材料が得られた。平成6年度においては、熱膨張以外の性質を傾斜化させる事を試み、強誘電性のペロブスカイト型チタン酸鉛系固溶体結晶(Pb(Zr_xTi_<1-x>)O_3)を用いて、誘電率の変化を測定した。その結果、単一相ではキュリー点において異常を示すのに対し、傾斜相を含む試料では、それぞれの単一相のキュリー点の中間の温度で極大を示すが、その変化は単一相に比べて穏やかになり、温度に対する依存性が減少する事が分かった。そのため最近では、両成分の割合を徐々に変化させて混ぜ合わせ、熱膨張を傾斜する方法が検討されている。本研究では、その一つの方法として、組成により異なる熱膨張を示す固溶体結晶を用いて一つのセラミックの両面で熱膨張係数が違う材料を作製した。本方法による傾斜セラミックスの作製については、既にNaZr_2(PO_4)_3系固溶体を用いて熱膨張係数の低い側の傾斜材料を得ている。同様な方法を用いて、16×10^<-6>/°Cという金属材料に匹敵する高い熱膨張係数を有するNaAlSiO_4ネフェリン結晶からの傾斜セラミックスの作製を行った。その結果、以下のような知見がえられた。(1)Naの一部をLi及びKで置換した固溶系を検討し、Na_<1-X>M_XAlSiO_4(M=Li or K)としてLi系ではx=0.15、K系ではx=0.43までの固溶体をえた。(2)得られた固溶体の熱膨張は、Li系は12×10^<-6>/°Cまで減少し、K系は18×10^<-6>/°Cまで増加した。(3)これらの固溶体を端成分として純Naネフェリンと接合して焼結し、傾斜セラミックスを作製した。えられた試料は電子顕微鏡、X線回折等を用いて組成分析を行い、元素の拡散、既ち、傾斜化を確認した。

セラミック-セラミック、セラミック-金属の複合体において、その間の熱膨張の違いが大きい場合、クラックの発生、接着の不完全性などの問題が生ずる。そのため最近では、両成分の割合を徐々に変化させて混ぜ合わせ、熱膨張を傾斜化する方法が検討されている。本研究では、その一つの方法として、組成により異なる熱膨張を示す固溶体結晶を用いて、一つのセラミック内部において固溶体組成を変化させ、熱膨張係数がその組成に応じて傾斜化する材料を作製する事を検討した。昨年度は、金属に匹敵する高い熱膨張係数を有するネフェリン(NaAISiO_4)結晶を用いて、Naイオンの位置をLi及びKイオンで置換固溶する事により、一つのセラミック中にNa_<1-x>Li_xAISiO_4(x=0-0.15)及びNa_<1-x>K_xAISiO_4(x=0-0.43)の連続固溶体を形成し、その熱膨張係数がそれぞれ16-12、16-18×10^<-6>/°Cまで変化する傾斜機能材料を得た。本年度は、強誘電性のペロブスカイト型チタン酸鉛系固溶体結晶を用いて、同様の連続固溶体組成による方法により、熱膨張以外の性質を傾斜化することを試みた。Pb(Zr_xTi_<1-x>)O_3の種々のxの形成の試料を作製し、その中から特性の異なる二つを選び、層状に成形して焼結した。焼結過程において、界面でZr及びTiが拡散し,傾斜相が形成された。傾斜相の確認は、EPMA及びX線回析等を用いて行った。得られた試料の比誘電率の温度依存性を測定した結果、単一相ではキュリー点において異常を示すのに対し、傾斜相を含む試料では、それぞれの単一相のキュリー点の中間の温度で極大を示すが、その変化は単一相に比べて穏やかになり、温度に対する依存性が減少する事が分かった。