hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
小胞体における異常タンパク質の蓄積機構-Russell body形成と細胞応答-

我々は、分子内ジスルフィド結合異常をもつ変異型アンチトロンビン(AT)が小胞体に蓄積しRussellbody様構造体を形成することを発見した。さらに変異型ATの小胞体蓄積には、AT分子の多量体形成ならびに小胞体分子シャペロンGRP78との結合が重要であることを報告した。本年度は、Russell body様構造体の形成過程とその後の運命、Russell body様構造体形成と小胞体ストレスとの関連性を検討し、以下の新知見を得た。1.ドキシサイクリン添加により変異型ATの生合成を開始させ、AT分子の小胞体蓄積とRussell body様構造体形成との関連性を、免疫電顕、通常電顕ならびに蛍光抗体法により解析した。その結果、変異型AT分子は小胞体の一部に集積すること、Russell body様構造体は変異型AT分子が集積した部位の膨張により形成されること、Russell body様構造体は小胞体と連続していることを明らかにした。2.Russellbody様構造体形成後、ドキシサイクリンを除去し変異型ATの生合成を停止させた。その後、Russell body様構造体の運命を解析した。その結果、細胞内のAT量の減少に伴いRussellbody様構造体の大きさが縮小し、小胞体上に分散することを見出した。この過程にオートファージが関与する可能性を検証する予定である。3.Russellbody様構造体形成は、小胞体分子シャペロンやリン脂質の生合成を誘導しないことが明らかになった。変異型AT蓄積によるRussell body様構造体形成は、unfolding protein responseを伴わないユニークなものであった。4.AT欠乏症患者より、プロテアソームで分解される新規変異型AT(ΔMet103)を発見した。AT(ΔMet103)とAT(C95R)の分子特性を比較した結果、小胞体における多量体の形成の有無により、変異型ATが蓄積するか分解されるかの運命が決まる可能性が示唆された。1.AT分子内の2っのジスルフィド結合を担う各CysをArgに置換した変異型AT、ジスルフィド結合を担うペアーのCysをArgに置換した変異型ATを安定過剰発現するCHO細胞を作製し、各変異型ATの細胞内蓄積を解析した。その結果、AT(Cys8,128Arg)以外の変異型ATは、細胞外への分泌速度が低下し、かつ細胞内での分解を受けず、Russell body様構造体を形成した。さらに、Russell body様構造体を形成する変異型ATは、小胞体内で多量体を形成していた。多量体形成により変異型ATが小胞体に滞留し、Russell body様が形成されることが示唆された。2.Russellbody様構造体の形成過程を解析するため、ドキソサイクリン添加の有無(Tet-Onシステム)により変異AT(Cys95Arg)の生合成を厳密に制御できるCHO細胞を作製した。ドキソサイクリン添加後、経時的に変異型ATの蓄積を免疫電顕で観察すると、変異型ATの蓄積に伴い小胞体の局所的な膨潤が起こり、Russell body様構造体が形成されることが示唆された。3.Tet-Onシステムを用い、Russell body様構造体の形成に伴う小胞体ストレスを、小胞体シャペロン分子の誘導の観点から解析した。その結果、顕著なGRP78、PDIなどの誘導は観察されなかった。よって、Russell bodyの形成は、unfolding protein responseとは異なるユニークな分子機構が関与する可能性が示唆された。

AT(ΔMet103)とAT(C95R)の分子特性を比較した結果、小胞体における多量体の形成の有無により、変異型ATが蓄積するか分解されるかの運命が決まる可能性が示唆された。
多連節型不整地走行車両の開発と操縦の自動化

本研究に供試された多連接型車両は、不整地・急傾斜地での走行を前提として分担研究者によって開発されたもので、2本の油圧シリンダ及びユニバーサル・ジョイントにより構成される、上下・左右に屈曲できる連接部を2か所に有する車両である。前後の連接部屈曲角を調節しつつ不整地を、また急傾斜地においては転倒を心配することなく走行できる。1.8輪の車輪荷重を測定することにより、種々の条件下における反転倒安定性を検討した。その結果、安定限界は、従来の車両に比べてはるかに大きいことが検証された。2.連接部屈曲角の操縦は、4本の油圧シリンダを同時に操縦せねばならないため大変複雑である。これが、コンピュータ・アシストを要する由縁である。屈曲角を入力すれば、各シリンダ変位の計算・位置決め制御をコンピュータで行い、かつ後部連接部屈曲各を前部のそれへのならい制御を、これもコンピュータで行った。ここでは、とくに基板型マイコンによる級数近似計算の誤差について検討した。3.実際作業の例として、林地における木材搬出作業について検討した。すなわち、木材のひきずり抵抗の測定ー実際林地のデータをもとにした作業能率の計算・作業のエネルギー経済的評価である。1.不整地走行車両には多様な形態が考えられるが,新たな試みの一つとして,車両相互を左右・上下方向に屈曲できる2連節部を有する3両連結車を考案,試作した.連節部は2本の油圧シリンダと1個の自在継手によって構成し,シリンダの伸縮によって左右方向のかじ取り及び上下方向の車体屈折を行う.走行部も油圧駆動とし,各車輪はそれぞれ別個の油圧モーターによって独立駆動される.本年度はブレーキ系統を付加し,車輪の油圧駆動系回路,操縦制御用電装回路を改善,整備して本機の性能及び安定性の向上に努めた.2.本機の走行,けん引及び登坂性能を測定した.これらは,各車輪の駆動方式即ち直列駆動か並列駆動かによって異なり,前者の場合最高速度8.5km/hr,最大けん引力280kgf,登坂角約20°となる.後者に切換えると各車輪の駆動力が倍増し,最大けん引力及び登坂角はそれぞれ510kgf, 34°と増加するが,走行速度は1/2に低下する.3.複数の連節部を有するため,本機の運転は複雑となる.操縦の簡素化,自動化を図り,後方連節部屈曲角を前方のそれにならわせるコンピュータアシスト制御法を検討した.これには, (1)後方連節部屈曲角の制御, (2)連節部それぞれのシリンダ変位目標値の計算,の2つの機能を持たせ,これに関与する計算式及び計算プログラムを作成,誤差検討を行った.同時にマイクロコンピュータ入出力インタフェースを作製し,制御動作に関する基礎データを収集した.4.溝,障害物及び段差乗越え時又は斜面,等高線走行時の各車輪下における静的荷重分布を測定し,その走行性,作業性,安定性に関する本機の特性を連節部を持たない一体車両の場合と比較し,その長短所を明らかにした.また本機の転倒限界についても測定,考察し有利性を明らかにした.1.本研究に供試してきた試作機の改造を行った。本機は全油圧駆動となっているが、操縦性向上と試験利用への便のため、回路構成及び各部の改良を施した。すなわち、全8輪の駆動輪化(従来は4輪のみ)、方向制御弁の取替えによる制動装置の強化及び流量調節回路の新設による走行速度調節の簡易化である。また、各部の強度増大を施した。2.以下の試験を、前年度にひき続き実施した。1)旋回・登坂・けん引性性能について、実際作業への適用時における問題点を明らかにするため、種々の不整地・急傾斜地での旋回時の操作性、登坂限界の測定、木材けん引抵抗の測定を行った。2)耐転倒性の測定、傾斜地や不整地走行時における転倒限界について資料を整えるため、傾斜角及び傾斜方向を変えたとき、また連接部屈曲角を種々に変えた(不整地走行時において溝や段差を越える時に相当する)ときの各車輪荷重配分を測定し、転倒限界を算定した。

3.マイコンによる、連接部操縦のアシストのうち、後部連接部の前部へのならい制御のプログラムを完成した。これは、操縦者により操縦される前部連接部の2本の油圧シリンダ・ピストン変位を検出し上下・左右屈曲角を計算し、論理演算を経て、後部の油圧シリンダ2本が自動制御されるものである。4.最終取り纏めを行った。
プラズマ重合凍結レプリカ法による生体試料の原子間力顕微鏡観察

平成9年度は、8年度に新たに開発したプラズマ重合急速凍結レプリカ法を用いて生体試料のレプリカを作製し、これを原子間力顕微鏡(AFM)で観察した。即ち、精製したT4バクテリオファージを雲母の細片と混合し、2枚の銅板にはさんで、シャーベット状液体窒素で急速凍結した。これをレプリカ装置(プラズマナノレプリカ、ウシオ電機)内で-100°Cで割断しメタンとエチレンの混合ガスで、プラズマ重合により被膜した。試料をフッ酸で溶解したあと、試料側の面を上にしてグリッドに回収した。このレプリカをAFM(日本電子JSTM-4200)を用いてコンタクトモードで観察した結果、ファージの頭部と尾部を観察することができた。また、頭部の長さは110mで、透過電子顕微鏡で得られた値と一致した。しかし、ファージの形態に変形が認められた。同一のレプリカのTEM観察では、ファージの形態は自然の状態に保たれていたので、この変形はレプリカ作製で生じたものではなく、AFM観察時に生じたものと考えられた。次に、真菌Cladosporiumの胞子を通常の金属蒸着凍結レプリカ法でレプリカを作製し、AFM(セイコ-電子工業SPI3700/SPA300)で観察した。胞子の全体像は自然の形態を示したが、TEMで観察された10nmの幅の縞模様構造はAFMでは観察できなかった。以上のことから、プラズマ重合急速凍結レプリカ法は、生体試料の天然の微細形態の保持、レプリカ膜がアモルファスであること、探針の圧力に十分耐える硬さを持つことなどからAFM観察に有用であると考えられる。しかし、さらに分解能の良い像を得るためには、凹凸の激しい生体試料に応用できる工夫など、AFMの装置の改良も必要であろう。平成8年度は.T4バクテリオファージと.B型肝炎ウイルスコア粒子を材料としてプラズマ重合急速凍結レプリカ作製の至適条件の検討を行った。その結果,精製した試料を細分化したマイカフレークと混合し.その少量を2枚の銅板にはさんでシャーベット状液体窒素に投入した。これをレプリカ装置にセットして、10^<-6>Torr以下に排気し、-100°Cで片方の銅板をはがすことにより割断した。2分間エッチングしたあと.メタンとステレンの混合ガスを導入して、1.7KV,7mAの条件で.プラズマ重合を行うことにより.試料を被膜した。試料をフッ酸で処理し、水洗したあと,レプリカ膜をグリッドに拾って電子顕微鏡観察を行った。T4ファージのレプリカ像は.大きさも形態も.ネガティブ染色法、氷包理法による像とよく一致した。コア粒子のレプリカ像に関しても同様な結果が得られた。以上のことから今回開発した方法が、微生物試料を生きている状態に最も近い状態で高分解観察するのに適していると言える。平成9年度は、これらのレプリカ膜を原子間力顕微鏡で観察する予定である。
体育授業における質的研究法の方法論の検討

本研究は,体育科の授業研究における方法論の再構築に向けた基礎的作業を試みるものである.特に,量的研究法とは,その「客観性」「科学性」の上から二項対立的な図式で扱われてきた質的研究法の方法論について吟味しようと,以下のような検討を試みた.第一に,戦後の体育授業研究の展開動向に関し時期区分を試み,各期の特徴とその成果を明かにしようとした.さらに,1980年代以降の実証的・定量的研究法における研究成果の言及精度と言及範囲を検討する中で,今後の体育授業研究においてパラダイムの転換が求められる必然的な根拠を示すとともに,体育授業研究の方法論にとって中核をなしている「観察(者)システム」をめぐる問題を「観察者の位置と視点」からの検討を試みた.第二に,「観察者の位置」に注目し,以下のような実験を試みた.授業システムが作り出す位相空間に対する位置を異にする観察者=「実践者」「現地参加観察者」および「外部観察者」による授業観察を実施し,そこでの観察内容・解釈の比較・検討を行った.第三に,授業システムが作り出す位相空間の内部に入り込んで,当事者としての位置から観察するころを意図した質的研究法による授業研究を試みた.そこでは,アクション・リサーチによる共同的な授業研究,さらに,同僚性としての連携をもたらす教師(実践者-研究者)相互の関係性に注目した事例研究によって「実践者」および「参加観察者」の授業づくりに関わる省察内容の変容過程について検討した.以上の結果から,共同的な観察体制の必要性,内側⇔外側と視点を移動しながら授業システムの振る舞いを多面的に観察することの重要性が示唆された.本研究は,体育科の授業研究における方法論の再構築に向けた基礎的作業を試みるものである.特に,量的研究法とは,その「客観性」「科学性」の上から二項対立的な図式で扱われてきた質的研究法の方法論について吟味しようと,以下のような検討を試みた.第一に,戦後の体育授業研究の展開動向に関し時期区分を試み,各期の特徴とその成果を明かにしようとした.さらに,1980年代以降の実証的・定量的研究法における研究成果の言及精度と言及範囲を検討する中で,今後の体育授業研究においてパラダイムの転換が求められる必然的な根拠を示すとともに,体育授業研究の方法論にとって中核をなしている「観察(者)システム」をめぐる問題を「観察者の位置と視点」からの検討を試みた.第二に,「観察者の位置」に注目し,以下のような実験を試みた.授業システムが作り出す位相空間に対する位置を異にする観察者=「実践者」「現地参加観察者」および「外部観察者」による授業観察を実施し,そこでの観察内容・解釈の比較・検討を行った.第三に,授業システムが作り出す位相空間の内部に入り込んで,当事者としての位置から観察するころを意図した質的研究法による授業研究を試みた.そこでは,アクション・リサーチによる共同的な授業研究,さらに,同僚性としての連携をもたらす教師(実践者-研究者)相互の関係性に注目した事例研究によって「実践者」および「参加観察者」の授業づくりに関わる省察内容の変容過程について検討した.以上の結果から,共同的な観察体制の必要性,内側⇔外側と視点を移動しながら授業システムの振る舞いを多面的に観察することの重要性が示唆された.1980年代以降の体育授業研究における動向分析によって,そこでの研究方法論の中核となる「観察(者)システム」をめぐる問題に関わる予備的考察を行った上で,以下のような実験を試みた.小学校体育授業を対象に,授業システムが作り出す位相空間に対する位置を異にする観察者=「当事者(実践者)」「同僚教師(現地参加観察者)」および「外部観察者」による授業観察を実施し,そこでの観察内容・解釈の比較・検討を試みた.そこでは,観察者の位置に関わる以下の点が示唆された.(1)外部観察者は,同一単元の授業を対象として系統的に観察回数を重ねることで,出来事を状況の前後(特に,「それ以前の発言・行為」)の文脈や教師-子ども関係,子ども相互の関係性の中で意味づけるようになる.(2)また,外部観察者の観察内容には,実践者の働きかけや子どもの理解など各々の関心に伴う個性的特徴があることが確認され,実践者の観察視野外の実践的な課題までも指摘する可能性が示唆された.しかし,実践者の個々の子どもへの思い,実践者の働きかけの背後にある状況に対する省察内容について解釈することには,一定の限界があることが示唆された.(3)同僚は実践者と終始対話的スタンスを取りながら実践と関わったことで,積極的な推論を含む状況的,文脈的な解釈を可能にする観察が行われることが示唆された.上記の研究については,日本スポーツ教育学会第20回記念国際大会において口頭発表を行い,さらに,「授業研究における観察者の位置に関する事例的研究(1)-実践者・同僚・外部観察者による観察内容と観察可能性の比較-および(2)-個性記述法による外部観察者の観察内容の特質化-」の2本の論文として編集委員会により大会プロシーディングへの掲載を可と判定された.近年、授業過程認知の能力や意思決定とそれを行動化する能力との関連から「反省(的思考)」「リフレクション」「省察」などの教師の「授業づくり」に関わる思考過程に注目し,教師の力量形成と専門的成長を論ずることに関心が向けられている.

そこでの研究方法論に注目すると,実践者(当事者)と研究者(観察者)の関係のあり方にも焦点が注がれ,従来の「外部観察者の視点」よりも「当事者の視点」を重視する研究デザインも提起され,「カンファレンス」「共同的な観察体制」の必要性が指摘されている.そこで,本研究では,集団による共同研究,とりわけ,同僚性としての連携をもたらす教師(実践者-研究者)相互の関係性に注目し,体育授業を対象とした参加観察による授業観察を実施し,授業検討会における参加者の発言の概要から「共同研究者」としての「参加観察者」の授業づくりについて検討した.(1)参加観察者の発言には,実践者の関心事に各々の関心(実践者の意図,子どもの実践者・友だち・教材に対する思い,子どものノリなど)から迫ろうとする個性的な観察視点に基づいていると解釈できるものがみられた.とりわけ,実践者の実践構想に関わった特定のグループ,個人の技能習熟やグループでの仲間関係についての観察内容を実践者に伝えようとする意図をもった発言が顕著であった.(2)しかし,その一方で,実践者が行うことの理解や課題の共有を深めようとすればするほど,特定の子どもやグループの活動に焦点化した観察に伴った印象をもとに実践課題に対する情報を取捨選択する傾向もみられた.上記の研究の一部については,日本スポーツ教育学会第21回大会(群馬大学)および九州体育・スポーツ学会第50回大会(鹿児島大学)において口頭発表を行った.今日,授業研究における方法論的課題を模索する中で実践者と研究者の関係のあり方に焦点が向けられ,「当事者の視点」を重視する研究デザインの提起や「カンファレンス」「共同的な観察体制」の必要性が指摘されている.本研究では,小学校1.2年生の体育授業を対象とした参加観察(participant observation)による授業観察を実施し,当日の授業に関わった反省と次の授業以降の展開に関わった課題についての検討を行った授業検討会における実践者と参加観察者の発言を分析した.単元進行における展開に関わった実践者の意思決定に注目した平成13年度の報告にくわえ,本年度の報告では,共同研究者(co-researcher)としての「参加観察者」の授業づくりの関わる省察内容の変容過程と検討会で話題となった課題との関係について検討を加えることとした.その結果,参加観察者の発言には,実践者の実践構想に関わった特定の個人の技能習熟やグループでの仲間関係についての観察内容を実践者に伝えようとする意図(具体的場面の提示,イメージの鮮明化)をもっと推察されるものが顕著であった.しかし,一方で,実践者が行うことに対する理解や課題の共有を深めようとすればするほど観察視野が制限され,特定の子どもやグループの活動に注目することによって得られた印象をもとに授業づくりに関わった情報を取捨選択する傾向もみられた.今後は,同僚性の構築に向けた教師(実践者-研究者)相互の関係性に注目し,教師相互が共有する信念や志向性,知識や思考様式,またそこでの教師同士のやりとりを媒介する物や出来事,言葉などの道具が,教師文化の中でどのように生まれ共有されてきているのかという観点についても考察していきたいと考える.
ソフトソニケーションを利用したセラミック製膜技術の開発

昨年度の結果から、シュウ酸エタノール法による沈殿製膜よりも、シリカ球合成を用いた製膜において、ソフトソニケーション効果が明確に現れることを見いだした。TEOS(tetraethoxyorthosilicate)および水、アンモニアを出発原料とし、エタノール溶液中で合成したシリカ球を種々の方法で製膜した。得られた成果は以下の通り要約される。1.出発溶液のエイジングによるシリカ球生成の誘導期間、最終粒径、単分散性の向上は機械的撹拌(MS)に比べてソフトソニケーション(SS)で著しいことを明らかにした。2.エイジングにおいて、微量の水分が及ぼす影響について検討した。室温程度であれば影響は少なく、シリカ球の最終粒径は4ヶ月のエイジングで2倍にも達することを明らかにした。他方、エイジング温度を、50°Cほどに高めると、微量水分による加水分解が進行するため、粒径は急激に低下した。3.自然乾燥法、オイル浸潤法、引き上げ法について、シリカ球をガラス基板上に製膜し、透過スペクトルによる評価を行った。SS処理で単分散性を高めたシリカ球膜はコロイド結晶に優れていることを明らかにした。4.エイジング効果の発現機構を検討するため、CSI(= Cold Spray Ionization)質量分析によって、水・エタノール混合物の溶液構造変化を調査した。エイジングにより高m/zのピークは消失し、全体的に低m/z側へのピークシフトが再現性よく観察され、エイジングによる水・エタノールクラスタの微細化が示された。シュウ酸エタノール沈殿法によるシュウ酸マグネシウムの製膜では、ソフトソニケーション(以下、SS)処理によるガラス基板上への効果的な製膜が可能であった。しかしながら得られたシュウ酸マグネシウムは結晶水およびシュウ酸根を含み、熱処理によって大きな体積減少を伴うため、得られた膜の熱処理によるセラミック化は困難であった。出発溶液のエイジング効果が顕著に現れたのはこれまでシュウ酸エタノール法のみであったが、Stober法による単分散シリカ球状粒子についても類似の効果が認められたので、これについてSS効果を検討したところ、以下の知見が得られた。1.通所のエイジング(7d)では沈殿生成期間(IP)が倍増し、最終球径が120%程度に向上したのに対し、SS処理によりそれぞれ3倍増、130%となった。このときの粒径の増大を核生成頻度に換算すると、概ね0.5であり、SSエイジングにより核生成が半分にまで低下することを明らかにした。2.D90/D10値より評価した単分散性は、0.92から0.96にまで向上し、コロイド結晶としての応用が期待された。3.得られた高単分散性球状粒子の単純な自然沈降による製膜によって人工オパールの作製が可能であった。SS効果発現のメカニズムについては、(1)40kHzの高振動数、(2)理論式より導かれるナノレベルの振動振幅、が効いているものと推察されるが、確固たる裏付けは得られていない。この問題と併せて、溶液構造の変化を直接検証できるような手法・理論の確立が今後の重要な課題である。また、SSエイジングについては温度も重要なファクタと考えられるが、今後検討の予定である。
組織シーラントを用いたガスタンポナーデ不要の網膜剥離手術の有効性，安全性の検討

FocalSeal(FS)はポリエチレングリコールからなるハイドロゲルで、光照射によりポリマーに重合,硬化し組織への接着性を示す生体接着剤である。家兎眼において,FSの網膜毒性と実験的網膜裂孔の閉鎖に対する有用性と,小切開硝子体手術の強膜創閉鎖におけるFSの有効性を検討した。その結果,FS網膜への良好な接着性を示し、網膜毒性はなかった。また,強膜創上に注入したFSは光照射により速やかに固化し、強膜創を閉鎖した。FSは裂孔原性網膜剥離に対する網膜パッチ材料として有用であり,小切開硝子体手術における創閉鎖材料としても有用であった.実験1;全身,全身麻酔を行いながら,有色家兎の右眼の硝子体腔内に10mg/0.1mlのFocalSealを注入した.注入後1,7,14,28日後に細隙灯顕微鏡と倒像鏡にて眼内を観察した.その結果,FocalSealは,角膜,水晶体,硝子体に影響を与えないことが分かった.また,注入後28日で全身麻酔を行い,網膜電図を測定したが,その結果,網膜機能に影響はしていなかった.すべての検査を終えた後に,ペントバルビタール100mg/kgBWを腹腔内に追加投与して安楽死を得,その後眼球を摘出し,顕微鏡にて網膜組織を観察したところ,網膜の炎症所見や,萎縮所見は認めなかった.実験2;全身,全身麻酔を行いながら,有色家兎の右眼に硝子体手術を行い, FocalSealを網膜上に塗布した.術後1,3,7,14,28日に細隙灯顕微鏡と倒像鏡,網膜光干渉計にて眼内を観察した.その結果,FocalSealは,網膜に影響を与えないことが分かった.実験1に関しては平成25年度の日本眼科学会総会で発表した.また論文執筆中である.実験2に関しては平成25年度の日本網膜硝子体学会,平成26年度のARVOで発表予定である.FocalSealを用いた網膜剥離手術の有効性,安全性の検討を行った.有色家兎に全身麻酔をかけ,23ゲージ経結膜硝子体手術を行った.硝子体手術の手順は以下の通り; 1角膜輪部より1mm後方で3portを作成,2硝子体カッターにて水晶体切除,硝子体切除を行う.3視神経乳頭より下方2乳頭径の位置でバクフラッシュニードルを用いて網膜裂孔を作成.4網膜裂孔より網膜下に人工房水を注入し,実験的網膜剥離を作成.5液体-空気置換により網膜を復位させる.家兎を2群にわけ,1群の右眼にFocalSealを塗布し,60秒の光照射を行って網膜裂孔を閉鎖して空気-液体置換をして手術を終了した.もう1群の右眼は液体-空気置換により網膜復位させた後に手術を終了した.術前後で経時的に手持ち細隙灯顕微鏡での前眼部観察と単眼倒像鏡と網膜光干渉計による眼底観察を行った.FocalSealを用いない群では術後全ての眼が網膜剥離が再発し,増殖硝子体網膜症へと進展した.FocalSealを用いて裂孔閉鎖を確認した群では,一部の家兎眼では網膜光干渉計にて網膜剥離の再発が認めない所見を得られたが,全ての家兎眼で再発しなかったわけではないこと,そして一部の家兎では散瞳の不良,角膜混濁などの合併症により,眼底を観察することができず,実験は完全には成功していない.今後,手術手技の改良(手術中に虹彩を切除する,眼内灌流液を冷却する)を重ねて実験を成功させたいと考えている.FocalSeal(FS)はポリエチレングリコールからなるハイドロゲルで、光照射によりポリマーに重合,硬化し組織への接着性を示す生体接着剤である。FSは裂孔原性網膜剥離に対する網膜パッチ材料として有用であり,小切開硝子体手術における創閉鎖材料としても有用であった.1.FocalSealの網膜に対する接着力の検討;豚眼を半球状にし,硝子体を十分に除去し,18ゲージ針で網膜に裂孔を作成し,そこにFocalSealを塗布した.その後60秒の光照射を行い,アイカップを人工房水で満たし,網膜裂孔が閉鎖しているかどうかを確認した.実験を静止画,動画に記録して解析した.その結果,FocalSealは網膜に対して充分な接着力を持つことが分かった.2.FocalSealの房水中でのpHの検討;ガラスチューブを12本準備し,以下の3群に分けた.A;人工房水5mlのみ.B;人工房水5m+光照射後のgel状FocalSeal0.2ml. C;人工房水5m+光照射後のgel状FocalSealを超音波破砕したもの0.2ml.それぞれの群の容器を37度に保たれた保温器により保存した.保存後,経時的に72時間後までpHを測定した.その結果,12時間後より徐々にpHが上がり始めた.

臨床的には問題のない上昇ではあるが,人工房水に添加されている溶媒などに問題がある可能性があり,再検討が必要と思われる.3.FocalSealの眼毒性の検討;有色家兎に全身麻酔をかけ,さらに0.4%塩酸オキシプロカインを点眼することで,眼表面麻酔を行った.FocalSeal0.2mlを光照射で固形化した後に超音波破砕機でパウダーととした.パウダー化したFocalSeal+人工房水を0.1ml硝子体腔内に注入.もう1群の右眼には人工房水のみ0.1mlを硝子体腔内注入する.注入前と注入後1,7,14,28日、1ヶ月において手持ち細隙灯顕微鏡での前眼部観察と単眼倒像鏡による眼底観察を行い、角膜,前房,水晶体,硝子体,網膜の状態を記録した.注入時,注入後,角膜,前房,水晶体,硝子体については検眼鏡的に変化なく,網膜電図でも異常を認めなかった.平成23年度に計画した研究はすべておこなった.平成24年度に計画した実験のうち,硝子体手術を行い網膜上にFocalSealを塗布した実験は行えたが,人工的網膜剥離を起こしてFocalSealでシーリングするまでに至っていない.そのため,やや実験は遅れていると考えられる.申請書に記載した研究計画の初年度の実験は全て行った.FocalSealの硝子体注入後の組織標本観察だけはまだ達成できていないので,研究はおおむね順調に進展していると考えられる.FocalSealを用いた網膜剥離手術の有効性,安全性の検討を行う.有色家兎に40mg/kgBWのペントバルビタールを腹腔内投与することにより全身麻酔をかける.さらに0.4%塩酸オキシプロカインを点眼することで,眼表面麻酔を行い,23ゲージ経結膜硝子体手術を行う.家兎を2群にわけ,1群の右眼にFocalSealを塗布し,60秒の光照射を行って網膜裂孔を閉鎖して空気-液体置換をして手術を終了する.もう1群の右眼は液体-空気置換により網膜復位させた後に手術を終了する.注入前と注入後1,7,14,28日、2,3,6ヶ月において手持ち細隙灯顕微鏡での前眼部観察と単眼倒像鏡による眼底観察を行い、角膜,前房,水晶体,硝子体,網膜の状態を記録する.また,注入前と注入後6ヶ月で網膜電図を測定.網膜の機能評価を行う.すべての検査を終えた後に,ペントバルビタール100mg/kgBWを腹腔内に追加投与して安楽死を得る.その後眼球を摘出し,顕微鏡にて網膜の微細形態を観察する.研究計画の初年度の研究で達成していない部分(FocalSealの硝子体注入後の組織標本観察)をまず達成させる.その後は申請書に記した研究計画通りに研究を進めて行く方針である.該当なし.FocalSealを用いた網膜剥離手術の有効性,安全性を検討するために,引き続き,家兎を用いた動物実験を行う.片眼に硝子体手術を施行,実験的網膜剥離を作成し,その後FocalSealにより網裂孔閉鎖を試み,眼内タンポナーデを行わずに手術を終了する.対照として家兎の片眼に実験的網膜剥離を作成し,そのまま手術を終了する.術後6ヶ月の間,経時的に眼検査を行う.網膜に対しては網膜裂孔の解剖学的閉鎖を評価するために眼底写真だけでなく,光干渉断層計(OCT)を用い,網膜の機能評価には網膜電図を用いる.術後6ヶ月でそれぞれ眼球を摘出し,透過型電子顕微鏡にて網膜の微細形態を観察する.これらの実験モデルは他の組織シーラント(セプラフィルム®)での動物実験と同じ方法で行う(Teruya et al, Eye 2009;23:2256-9)
水素結合によって形成される不斉な自己組織体の設計とその分子認識能の解明

研究計画に従い、自己組織体を形成するための単位素子の候補として(1)、(2)および(3)の化合物を設計した。化合物(1)(3)の真空中でのコンホ-メーションを分子動力学(分子設計支援プログラムSYBYL6.0を用いた)によりシミュレーションするといずれも自己組織化に必要なゴ-シュ型の水酸基およびアンチ型に配向したイミノ部位を持つコンホ-マ-が低エネルギーのコンホ-マ-として得られた。さらに各化合物について二本のN・・・HO分子間水素結合(185pm)を想定し得られた初期座標を力場計算(SYBYL6.0のMAXMIN2を用いた)にかけ構造最適化を行った。その結果、(3)についてはN-メチル基に基づく分子間の立体障害により二量体の形成には至らなかった。一方、(1)および(2)に関しては二量体の形成に収束し、また分子間水素結合に関与しない一組の水酸基およびイミノ基は共に三量体、さらには四量体の形成を可能にする配向をもつことが確認された。以上の計算結果から、(1)および(2)は目的とする自己組織体の有力な単位素子と考えることが出来る。(1)および(2)を調整するために以下の合成経路を考案した。現在、この経路に従い目的物質の合成を試みている。
感性に訴える音のデザインの包括的研究

製品音のデザイン,サイン音のデザイン,サウンドスケープ・デザイン,映像の音のデザインなど多方面に関わる音のデザイン分野に関して,多角的な調査研究,印象評価実験を実施し,どのようにデザインすれば音を効果的に利用できるのかのデザイン指針を示してきた。また,音のデザインの必要性,重要性を示すために,研究成果の出版,学会誌での特集号の編集,学会でのスペシャルセッションやシンポジウムの企画などを実施してきた。本研究は,製品音のデザイン,サイン音のデザイン,サウンドスケープ・デザイン,映像の音のデザインなど多方面に関わる音のデザイン分野に関して,多角的な調査研究,印象評価実験を実施し,音のデザインの必要性を示し,どのようにデザインすれば音を効果的に利用できるのかのデザイン指針を示すとともに,「音のデザイン」の重要性を広報することを目的としています。研究代表者と分担者は,日本音響学会内に音のデザイン調査研究会を設立し,国内外の企業および大学の研究者とともに「音のデザイン」の必要性,可能性,将来性を広報するために,春季研究発表会において,スペシャルセッション「音のデザイン-感性に訴える音が付加価値を生み出す-」を開催いたしました。家庭内における家電製品の音質に対する意識調査を実施し,どのような家電の音が「気になる」存在なのかを明らかにするとともに,どのような音質が家電製品としてふさわしいものであるのかを探り,家電製品音のデザインの方向性について検討しました。公共空間において万人が利用しやすい各種のサイン音のデザインの研究の一環として,音楽を利用したサイン音デザインの研究,静かすぎで危険との指摘があるHV車や電気自動車にその存在を知らしめる近接報知音を付加することの有効性の研究に取り組みました。映像メディアにおける音のデザイン研究として,実際の映像作品における印象の連続測定を行い,音が映像作品の印象に及ぼす影響を,これまでにない視点で検討しました。また,音環境と人間の関わりを考察する研究の一環として,若者などに広く利用されている携帯型音楽プレイヤーの使用状況や利用意識に対するアンケート調査を実施し,今後の音環境デザインのあり方を考える上での有益な知見を得ました。さらに,音響デザイナーに必要な音の感性を得るための訓練方法についての研究にも取り組みました。研究代表者と分担者は,日本音響学会内に音のデザイン調査研究会を設立し,企業および大学の研究者とともに「音のデザイン」の必要性,可能性,将来性を広報するために,秋季研究発表会においてスペシャルセッション「製品音のデザイン」,春季研究発表会においてスペシャルセッション「サイン音のデザインーメッセージを伝える音を操る術-」を開催いたしました。公共空間において万人が利用しやすい各種のサイン音のデザインの研究の一環として,分散和音を利用したサイン音デザイシの研究,自動車の警笛の最適なデザインに関する研究に取り組みました。また,音環境と人間の関わりを考察する研究の一環として,若者などに広く利用されている携帯型音楽プレイヤーでの音楽聴取における音量を調査し,さらにその男女差について検討し,今後の音環境デザインのあり方を考える上での有益な知見を得ました。公共空間での音環境デザインに関する研究の一環として,静かすぎで危険との指摘があるHV車や電気自動車にその存在を知らしめる近接報知音を付加することに対する意識調査とそのデザイン方策の研究にも取り組み,現状を明らかにしました。映像メディアにおける音のデザイン研究として,実際の映像作品における音と映像の調和感ならびに印象の連続測定を行い,音が映像作品の印象に及ぼす影響を,これまでにない視点で検討しました。また,映像メディアにおいてユーモア感を演出するための音のデザインに関する研究にも取り組みました。「音のデザイン」の必要性,可能性,将来性を広報するために,日本音響学会において「自動車車室内の音環境の快適性をデザインする」「音のデザインと知覚,そして評価」のスペシャルセッションを企画致しました。日本人間工学会において,安全と安心と快適性を提供してくれる音環境のデザインのあり方を幅広く考察するために,「音環境の安全と安心と快適性をつくる」シンポジウムを企画し,「HV車や電気自動車の近接報知音のデザインに関する研究」「携帯型音楽プレーヤ使用者の音環境の実態」に関する研究成果を発表しました。映像作品の印象の連続測定を行い,音が映像作品のおもしろさに及ぼす影響,音と映像が調和する要因などについて,検討を行いました。さらに,映画監督黒澤明がときおり使った「音と画の対位法」と呼ばれる,わざと音と映像を調和させない手法の効果を明らかにしました。

昨年度の研究を継続し,若者を中心に広く利用されている携帯型音楽プレイヤーの使用状況や利用意識に対するアンケート調査を実施し,音楽聴取時の聴衆レベルを測定し,音楽聴取時の環境音の認知に関する調査研究を実施してきたが,その中で明らかになってきた聴取レベルの男女差についてより詳細に検討し,男性の方が聴取レベルが高いこと,同じ音圧レベルの音に対して,女性の方が大きく感じていることを明らかにしました。音響デザイナーに必要とされる音に対する感性を獲得するための訓練方法についての研究継続して行いました。音のデザインに関する各分野の内,映像に組み合わされる音のデザインの研究,サイン音のデザインに関する研究に関しては,2011年度にそれぞれに関する著書を出版することができた。また,音のデザインに関連する,音質評価に関する著書も,2010年度に出版している。さらに,日本音響学会内に音のデザイン調査研究会を設立し,スペシャルセッションを3回企画し,音響学会誌で「音のデザイン」の小特集に,研究代表者を含む調査研究会のメンバーで寄稿した。24年度が最終年度であるため、記入しない。各種の音のデザイン分野に関する研究は,さらに推し進め,成果を学会等で発表して行く予定である。さらに,音のデザインに関しての広報活動も積極的に推進していく。研究代表者は,日本入間工学会第53回大会人間工学会において,「音環境の安全と安心と快適性をつくる」と題したシンポジウムを開催し,音のデザインの重要性を訴える予定である。研究代表者が委員長を,研究分担者が幹事を務める日本音響学会音のデザイン調査研究会のメンバーを中心として,共著で「製品音の快音デザイン」に関する著書を出版予定である。研究代表者,研究分担者は,本書の監修も担当している。日本音響学会音のデザイン調査研究会では,さらにスペシャルセッション等を企画し,音のデザインの重要性を広く広報して行く予定である。
フレキシブル有機強誘電体メモリにおける低電圧・高集積回路の研究

本研究では、フレキシブル不揮発メモリの実現を目的として、有機強誘電体P(VDF/TrFE)をゲート絶縁膜に用いた有機半導体トランジスタに関する研究を行い、P(VDF/TrFE)薄膜形成プロセス、コンタクトホール形成プロセス、およびペンタセン薄膜上へのP(VDF/TrFE)形成プロセスを最適化することにより、ガラス基板上およびフレキシブル基板上に、メモリ動作を示すトップゲート型有機トランジスタを作製することに成功した。(1)本研究では低電圧、低消費電力で動作する高集積不揮発メモリを、有機強誘電体膜を用いてフレキシブル基板上に作製することを目的としており、まず有機強誘電体材料であるP(VDF-TrFE)のメモリ応用に向けた最適化を図る。(2)P(VDF-TrFE)の基本メモリ動作を確認するために、Si基板上にこの膜を堆積し、メモリトランジスタを作製する。(3)P(VDF-TrFE)と有機半導体であるペンタセンとの組み合わせにより、全有機メモリトランジスタを作製する。また基板をPETなどのフレキシブルなものに変えて、特性を評価する。(4)フレキシブル基板上に有機メモリ集積回路を作製ずる。今年度は、有機強誘電体とSi基板との組み合わせ、ならびに酸化物強誘電体であるSrBi_2Ta_2O_9 (SBT)とn型の有機半導体であるC_<60>との組み合わせについて検討した。有機強誘電体であるPVDF/TrFE(ポリ弗化ビニリデンと三弗化エチレンの共重合体)に関しては、分極ヒステリシスの周波数依存性を測定することにより、書き込み時間の評価を行った。その結果、測定周波数を100kHzにしても、残留分極の顕著な低下は見られなかった。データの書き込みが主に高電界領域で行われることを考慮すると、データの書き込み時間は1μs以下と推定される。次に、トランジスタの作製を念頭に置いて、Si基板上へのPVDF/TrFE膜の堆積とエッチング特性について検討した。Si基板上に直接堆積した場合(MFS構造)には、リーク電流が大きく良好な容量-電圧特性が得られなかった。一方、SiO_2膜を形成したSi基板上にPVDF/TrFE膜を堆積した場合(MFIS構造)には、良好な特性が得られた。また、酸素プラズマ中でのエッチングでは、分極特性の劣化は大きくないものの、リーク電流が増加することが明らかになった。そこで、酸素にKrを混ぜてエッチングを行った結果、リーク電流に関しても良好な結果が得られた。Krを添加することにより酸素ラジカルのエネルギーが減少することが知られており、この効果により膜の損傷が軽減されたものと考えられる。有機半導体に関しては、大気中で特性が劣化するC_<60>を用いてトランジスタを作製するために、真空中で膜を堆積した後に、そのまま電流-電圧(I-V)特性を評価できる装置を作製した。Si基板をゲート電極、SiO_2膜をゲート絶縁膜としたMOS-FETを作製して特性を評価した結果、良好なFET特性が得られた。次に、Ptをゲート電極、SBTをゲート絶縁膜とするFETを作製した結果、ゲートリーク電流が大きく、トランジスタ特性が評価できなかった。そこで、SBT膜のリーク電流を抑えるために、SBT膜の上下にHfsiON層を挿入した結果、ドレイン電流-ゲート電圧特性にSBT膜の強誘電性に起因すると考えられるヒステリシスが観測された。今後は、特性をさらに改善することが必要である。本年度は、有機強誘電体とSi基板との組み合わせ、有機強誘電体とn型の有機半導体であるC_<60>との組み合わせ、有機強誘電体とp型の有機半導体であるペンタセンとの組み合わせについて、ダイオードならびにトランジスタを作製し、メモリ特性を検討した。有機強誘電体であるP(VDF/TrFE)(ポリ弗化ビニリデンと三弗化エチレンの共重合体)に関しては、分極疲労特性、ならびにデータ保持特性を改善する方法について検討した。具体的には、膜にPMMAを510重量%程度添加すると、膜のリーク電流が減少し、疲労特性やデータ保持特性が改善されることを明らかにした。疲労特性に関しては、強誘電体キャパシタに矩形波電圧パルスを印加することにより検討し、PMMAを添加することにより、キャパシタが破壊するまでのパルス印加回数が10^5回から10^6回へと増加することを明らかにした。さらに、この膜をSiO_2/Si構造上に堆積したMFIS(金属-強誘電体-絶縁体-半導体)構造において、C-V特性における分極回りのヒステリシスループと10日間以上のデータ保持を確認した。有機半導体に関しては、まずC_<60>とP(VDF/TrFE)との組み合わせを検討した。しかし、この構造ではゲート電圧を変化させてもドレイン電流は流れなかった。理由としては、両者の界面に高密度のトラップが発生することが考えられる。次に、ペンタセンとP(VDF/TrFE)との組み合わせを検討した。

ボトムゲート型トランジスタを作製するために、パターニングしたゲートAu電極上にP(VDF/TrFE)をスピンコート法で形成し、その後、真空蒸着法によりペンタセン膜を堆積した。最後に、ソース、ドレイン用のAu電極を蒸着した。その結果、ゲート電圧によるドレイン電流の変化が観測され、かつゲート電圧の変化に対して分極周りのヒステリシスが観測された。このトランジスタは、まだリーク電流が大きいため、この改善が今後の課題である。本年度は、有機強誘電体とSi基板との組み合わせ、有機強誘電体とp型の有機半導体であるペンタセンとの組み合わせについて、ダイオードならびにトランジスタを作製し、メモリ特性を検討した。有機強誘電体であるP(VDF/TrFE)(ポリ弗化ビニリデンと三弗化エチレンの共重合体)に関しては、昨年度の研究によりPMMAを48重量%程度添加すると、分極疲労特性、ならびにデータ保持特性が改善されることが明らかになったので、今年度はPMMAを4重量%添加したP(VDF/TrFE)を用いて、Si基板上にトランジスタを作製した。トランジスタを作製する場合には、ソース、トレイン領域に電極を取るためにP(VDF/TrFE)膜にコンタクト穴をあける必要があるが、通常の酸素プラズマエッチングを用いるとSi基板が損傷を受けるので、O_2とKrとの混合ガスを用いて、エッチングを行った。作製したトランジスタは良好なメモリ特性を示し、トレイン電流-ゲート電圧特性におけるヒステリシス幅(メモリ幅)は、掃引電圧11Vにおいて5V、電流オンオフ比は10^7、ゲートリーグ電流は2×10^<-10>Aであった。また、書き込みパルス幅の最小値は100msであった。全有機メモリの作製に関しては、ペンタセンとP(VDF/TrFE)との組み合わせにおいて、トップゲート型トランジスタを作製するための基礎研究を行った。P(VDF/TrFE)の表面は凹凸が大きいことが知られているので、基板上にペンタセンを直接堆積できるトップゲート型の方が、移動度の高いデバイスが作製できると考えている。しかし、この方式には、P(VDF/TrFE)の堆積時にペンタセンが劣化するという問題があるため、今年度は各種溶媒によるペンタセン膜の劣化の程度を検討した。本年度は、有機強誘電体とp型の有機半導体であるペンタセンを用いて、トップゲート構造の強誘電体ゲートトランジスタを作製し、メモリ特性を検討した。有機強誘電体であるP(VDF/TrFE)(ポリ弗化ビニリデンと三弗化エチレンの共重合体)に関してはスピンコート法での形成が必要であるため、トップゲート構造の場合、ペンタセン上にP(VDF/TrFE)を堆積する際に有機溶媒の影響によりペンタセンが劣化するという問題がある。そこでまず、P(VDF/TrFe)の有機溶媒として、DEC(ジエチルケトン)、1-4D(1-4ジオキサン)、CYH(シクロヘキサン)等を用いてペンタセンに対する影響を検討した。しかし、いずれの有機溶媒においても、ペンタセンの電気特性の劣化を十分に抑制することが困難であった。一方、ペンタセンは純水に浸しても電気特性が劣化しないことが分かった。そこで、水を溶媒としてスピンコート法での堆積が可能なPVA(ポリビニルアルコール)をバッファー層として導入し、Au/P(VDF/TrFE)/PVA/ペンタセン構造をガラス基板上に形成し、トップゲート型強誘電体ゲートトランジスタを作製した。
アルツハイマー病原因遺伝子による神経細胞死誘導機序の総合的解析

1)家族性アルツハイマー病(AD)遺伝子による細胞死機序アミロイド前駆体蛋白質(APP)の細胞外領域を認識する抗APP抗体を大脳皮質神経細胞に添加すると細胞死が誘導されることを発表した。細胞死機序の詳細な解析の結果、家族性ADのロンドン型APP変異体が惹起する細胞死機序と同一であることが分かった。すなわち、抗体や変異の刺激により、APPの細胞内領域に結合する三量体G蛋白質Goが活性化され、APPのC末端に介在性蛋白質JIPを介して結合しているJNKに伝達され、下流のNADPH酸化酵素やカスペースの活性化を促して細胞死が誘導される。JNKは、様々な細胞死誘導因子刺激で活性化されることが広く知られており、また、ベータアミロイド(Aβ)の刺激でも神経細胞内で活性化されることが複数のグループから報告されている。よって、APPがAβ非依存性にJNKの活性化を介した細胞死を誘導することは、APPがAβ産生以外にもADの病因となることを示している。2)細胞死拮抗因子ロンドン型APP変異体が誘導する神経細胞死を抑制する因子のうち、アミノ酸24残基からなる新規のペプチド因子をHumanin(HN)と命名し詳細に解析した。HNはADに関連する細胞死侵害刺激の全てに対して拮抗作用を示すこと、アミノ酸置換により細胞死抑制活性が喪失または増強すること、cDNAから産生されたペプチドは細胞外に分泌されて細胞表面の分子に結合して作用すること、HN刺激により細胞内のチロシンキナーゼが活性化されること、抗HN抗体陽性の神経細胞がAD脳後頭葉に存在し、一部のグリア細胞も抗体陽性となることなどを明らかにした。更に、HNに結合する分子としてtripartite motif(TRIM) proteinファミリーのひとつであるTRIM11を単離し、TRIM11がHNの分解を促進することを発表した。(1)家族性アルツハイマー病遺伝子変異体による細胞死機序アミロイド前駆体蛋白(APP)変異体では、London型(V642I-APP)は生体内と同程度の低発現量でも生体内の約5倍量の高発現でも、カスペース阻害剤(DEVD)および抗酸化剤(Glutathione ethyl ester:GEE)に感受性の細胞死を誘導し、これは百日咳毒素(PTX)感受性三量体G蛋白Goを介して起こることがわかった。また、GEEの標的となる酸化酵素はNADPH oxidaseであった。一方、Sweden型(NL-APP)においては、低発現ではDEVDおよびGEE感受性の細胞死、高発現では両薬剤に非感受性の細胞死を誘導した。Presenilin(PS)1変異体(M146L-PS1)による細胞死は、どの発現量でもDEVD非感受性、GEE感受性の細胞死であることがわかった。この細胞死は一酸化窒素(NO)合成酵素阻害剤でも抑制でき、主としてNOが関与すると考えられた。さらに、PTXでも抑制できたが、既知のPTX感受性三量体G蛋白GiおよびGoの関与は認められず、未知の因子が関与すると推測された。PS2変異体(N141I-PS2)では、低発現による細胞死はV642I-APPと同様にDEVDおよびGEE感受性でNADPHoxidaseが関与していた。高発現による細胞死はDEVD非感受性、GEE感受性であることはM146L-PS1と同様であったが、NO合成酵素阻害剤に非感受性でキサンチンオキシターゼ阻害剤に感受性であった。さらに、この変異体による細胞死は低発現だけでなく高発現時もG蛋白Goを介していた。現在、初代神経細胞において、これらの結果を検証している。(2)細胞死拮抗因子V642I-APPの細胞死を抑制する拮抗因子を複数単離した。現在それらについて詳しく解析している。
持続性心房細動の機序の解析及び至適治療法についての検討

持続性心房細動の維持には、左心房内で心房細動中に認められる分裂した電位(CFAE)領域が重要な役割を担っていることが明らかとなった。この分裂した電位は心筋の不均一な伝導特性により生じており、その発生には心房周囲脂肪組織が密接に関与していることも明らかとなった。持続性心房細動の治療では、肺静脈隔離後に左心房天蓋部の線状焼灼およびCFAE領域に対する通電によりランダムな興奮伝播が消失し心房細動の停止が得られることが示された。心房細動を維持していると考えられるRotational reentryが近年報告されているように、一定の部位に存在するのかNon-contact mappingを用い、検討した。Rotational reentryは一定の部位にとどまらず発作性心房細動、持続性心房細動いずれにおいても左心房内をmeanderingして存在することが明らかとなった。心房細動中に認められるHighest dominant frequencyを呈する部位が心房細動維持に関与しているかについて検討した結果、これらの部位は細動波の維持にはほとんど関与していないことが明らかとなった。持続性心房細動が肺静脈隔離のみで停止しない機序を明らかにするため、持続性心房細動における肺静脈隔離前後の左心房内興奮伝播をEnSite3000Non-contact Mapping Systemを用いて解析した。また、発作性心房細動との差異についても検討した。肺静脈隔離前には、発作性心房細動、持続性心房細動共に、Complex fractionated atrial electrogram (CFAE)領域における、Meanderingする興奮波と局所からの巣状興奮により心房細動が維持されていた。肺静脈隔離後は、発作性心房細動、持続性心房細動共にCFAE領域は有意に減少したが、残存するCFAE領域は、発作性心房細動に比べ持続性心房細動で有意に広く、この残存するCFAE領域上での頻回なWave break、Wave fusion、Pivoting activationを繰り返し細動が維持されていた。発作性心房細動ではほとんどの症例が肺静脈隔離のみで停止したのに対し(83.7%)、持続性心房細動では肺静脈隔離のみでの停止は困難で、左心房天蓋部に対する線状焼灼およびCFAE領域に対する高周波通電の追加により70.8%で細動の停止が認められた。以上より持続性心房細動の肺静脈隔離後の細動興奮波の持続は、残存したCFAE領域での頻回に認めるWave break、Wave fusion、Pivoting activationにより維持されていることが示された。また肺静脈隔離後のCFAE領域に対する追加焼灼により高率に持続性心房細動の停止が得られることが明らかとなった。心房細動に対する肺静脈隔離術後に、心房細動が持続するメカニズムを検討するため、左心房内にNon-contact Arrayを挿入し左心房内の興奮伝播を解析した。発作性心房細動と持続性心房細動で比較を行ったところ、発作性心房細動では肺静脈隔離後、Complex fractionated electrogram (CFAE)領域はほぼ消失しており、左心房内の興奮は主に隔離された肺静脈周囲および僧坊弁輪部を旋回する興奮の組み合わせで維持されており、ほとんどがその後自然停止していた。一方、持続性心房細動においては肺静脈隔離後も左心房内にCFAE領域が残存しており、CFAE領域において、wave break、wave fusionを伴ったPivot伝導、機能的ブロックライン周囲をanchoringする興奮が認められ心房細動が維持されていることが明らかとなった。発作性心房細動では、肺静脈隔離のみで90%の症例で心房細動の停止が得られたのに対し、持続性心房細動では肺静脈隔離のみではほとんどが停止しなかった。しかし、持続性心房細動において、今回のマッピング所見に基づき、肺静脈隔離後にCFAE領域に対し高周波通電を行ったところ、CFAE領域でのdisorganized wave propagationは消失し、持続性心房細動の停止が79%で得られた。以上より心房細動の維持において、肺静脈隔離後もCFAE領域が重要な役割を果たしていることが明らかとなった。また、肺静脈隔離後も心房細動が持続する持続性心房細動において、CFAE領域に対する高周波通電が心房細動の停止に有用であることが示された。循環器病学持続性心房細動における細動維持のメカニズムが主にcomplex fractionated atrialelectrogram(CFAE)領域におけるpivot興奮、興奮波の分裂と融合により構成されていることが明らかとなり、このCFAE領域に対する高周波通電が細動停止に有効であることが示された。また、Highest dominant frequencyを呈する部位は細動維持にはにはほとんど関与していないことが明らかとなった。持続性心房細動の維持に関与する肺静脈内での興奮伝播について詳しい解析を行う。

また、Ganglionate Plexiの細動維持における役割を検討するために、細動中に肺静脈周囲のGanglionate Plexiに対する高頻度刺激を行い、刺激により肺静脈の興奮がどのように変化し、心房細動維持に影響するかについて検討を行う。効率的に経費の執行ができたため。