hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ゲリラ豪雨時の斜面崩壊メカニズムの解明のための計測技術・数値解析手法の高度化

一方,本年度は,基礎実験より得られた知見を基に,ゲリラ豪雨時の雨水浸透挙動に関するメカニズムの解明および現象の再現のための数値解析手法の高度化を図った.飽和・不飽和浸透流解析によって時々刻々変化する雨水浸透挙動を追跡し,円弧すべりを想定した斜面安定解析により,降雨時の斜面の安全率の変化を把握することが可能となった.さらに,実際に降雨により崩壊を起こした斜面について,現地の地質調査・土質試験の結果および高精度な雨量観測データをもとに表層崩壊の再現解析を実施した.解析結果は実現象をよく再現できており,数値解析による斜面安定性評価および崩壊危険予測が可能であることを示した.また,現場におけるリアルタイム計測と数値解析を組み合わせることにより,降雨時の斜面の状態を常時観測しながら,数値解析結果を活用することにより,雨量通行規制の発令・解除など種々の意思決定を行うことが可能であることを示した.ゲリラ豪雨時の雨水浸透挙動に関する現象の把握,メカニズムの解明に関する基礎実験を中心に行い,従来の計測方法の問題点を指摘するとともに,ゲリラ豪雨対応型の計測のあり方について多くの知見を得た.また,ゲリラ豪雨時の斜面安定性評価については,高精度な気象情報の把握および現況把握のためのモニタリングの必要性について過去の斜面崩壊事例を用いて議論することができた.開発したリアルタイム雨量計により,高精度な気象情報の把握でき,降雨外力として数値解析に用いることでより精度の高い斜面安定性評価につながると考えられる.24年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,ゲリラ豪雨時の斜面の現況把握のためのモニタリングおよび地質調査(地盤物性の把握,特に表土の不飽和浸透特性の把握)のあり方について更なる検討を加える必要があると考えられる.また,斜面安定解析においては,リアルタイムモニタリングより得られるデータを逆解析的に用いることで,解析モデルの再構築を行い,より精度の高い斜面安定性評価および危険度予測につなげていく必要がある.最終年は,これまでの個々の成果(モニタリングから解析まで)を統合することで,統合型地下水解析手法の確立を目指し,実斜面を用いて検証を実施する予定である.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ストレスと睡眠の質や量、健康感のメカニズムに関する生理機能からのアプローチ

保健医療福祉職はストレスが強い職業の一つに挙げられ,仕事量の負担度や役割葛藤などのストレスが高く,最も抑うつ度が高い。睡眠障害は心身の健康や不安感といった情動的感情(気分)に影響を及ぼしている可能性が示唆されている。そこで,気分と自律神経活動との関連,ストレスと心身のホメオスタシスを関連付けた研究を実施した。睡眠時の自律神経活動には,緊張,混乱と関連し,起床後の自律神経活動には抑うつ,活気が関連していた。抑うつ,不安,u-8-OHdGおよびu-5-HTに及ぼすOSCEの影響を調査し,自覚的ストレスの上昇に対してu-8-OHdGおよびu-5-HTは遅れて上昇し1週間後も低下しない傾向がみられた。【背景】睡眠は、疲労からの回復に重要な役割を果たしている。日中のストレスによって過剰に活性化された交感神経系の活動が夜間まで持続し、睡眠の質あるいは量に影響を与えたことを示している可能性が考えられる。一方、睡眠時間の不足や睡眠の質の悪化によって、日中あるいは夜間の自律神経系の活動が変容するのではないかとも考えられる。【目的】感情(気分・情動)と睡眠の関連において睡眠は、気分・情動に影響を与えたり、睡眠不足は、焦燥感、怒り、ストレス感、活気のなさ、悲しみ、疲労感をもたらすと考えられている。気分・情動と自律神経活動の関連において、気分障害患者は健常者と比較して自律神経機能が低下しているという報告がある。そこで、気分・情動と睡眠、自律神経活動の3つに着目し、気分・情動の変化と睡眠時の自律神経活動との関連を検討した。【方法】睡眠前後のPOMSの比較を行い、変化なしもしくは気分が好転したものを「不変または改善群」、気分が悪化したものを「不調傾向群」として2群に分けた。ActiHR4より、夜間睡眠時の自律神経活動を評価としてLF、HF、LF/HFを測定した。統計解析は、「不変または改善群」と「不調傾向群」の間における自律神経活動の平均の差の検定をt検定にて行った。(SPSS21.0J)【結果および考察】POMSと自律神経活動の関連において、LF/HFが緊張ー不安(T-A)、怒りー敵意(A-H)で有意な差を認めた。また、抑うつー落ち込み(D)、活気(V)、疲労(F)においても境界有意な差を認めた。いずれも「不調傾向群」では、LF/HFが有意に高値となった。睡眠前後に気分が不調傾向に変化した群では、不変または改善群に比べ、睡眠時の交感神経活動が活性化していたことが示された。したがって、睡眠時の交感神経活動が気分の変化に影響を与える可能性が推測された。保健医療福祉職はストレスが強い職業の一つに挙げられ,抑うつ度が高いと報告されている。また,勤労者の抑うつ関連因子の一つとして,睡眠状況があると報告されており,保健医療福祉職に対して,睡眠状況を含めたメンタルヘルスケアが重要であると考えられる。また,不安状態にある者ほど不眠である,自律神経活動は睡眠・覚醒,食事などに影響しているといった報告もある。上記のように,睡眠障害は心身の健康や不安感といった情動的感情(気分)に影響を及ぼし,またその睡眠障害には自律神経活動が影響している可能性が示唆されている。しかし,気分と自律神経活動を関連させた研究,さらに睡眠時だけでなく,起床後の自律神経活動の変化と気分を関連させた研究は少ない。そこで,今回,学生のように均一な日常生活を過ごしている者は,不安感,抑うつなどの情動的感情が大きく変動する事は少ないことが予想され,学生を対象としたこれらの感情と自律神経活動がどのように関連を示すのかを着想した。本研究では,将来医療従事者となる可能性のある学生を対象として睡眠時・起床後の自律神経活動と睡眠前後での気分の変化との関連を調査した。大学生において,睡眠障害と抑うつ傾向の関連について明らかになり,不安要素の改善が睡眠障害改善に有用である可能性が示唆された。睡眠時の自律神経活動には「緊張-不安」,「混乱」が関連し,起床後の自律神経活動には「抑うつ-落ち込み」,「活気」が関連していた。よって,睡眠時・起床後の自律神経活動は気分と関連している可能性が示唆された。本年度は、保育労働者の調査を行い、採尿およびアンケート調査は終わっている。また、学生に対して均一ストレスを用いた唾液の採取および採尿も終わっている。今年度は、これらの測定ならびにデータ解析を行い、論文作成を行う。抑うつの関連因子の一つとして睡眠状況が報告されている。その中でも不安状態にある者ほど不眠であり、自律神経活動が睡眠・覚醒、食事に影響しているといった報告もある。そこで、睡眠時および起床後自律神経活動と気分変化に着目し、心電図R-R間隔の変動周波数解析による自律神経活動評価を用いて、健康な大学生における気分・情動の変化と睡眠時・起床後の自律神経活動との関連を検討した。睡眠時の自律神経活動は、緊張と混乱が関連し,起床後の自律神経活動は抑うつと活気が関連していた。そして、睡眠時においては交感神経活動および副交感神経活動,起床後においては交感神経活動が気分の変化と関連を示し、これらの自律神経活動が気分に影響を与える可能性が推測される。そこで、昨年度は均一の心理的ストレス下におけるその準備期間に伴う自覚的ストレス、ストレス関連バイオマーカー、睡眠時の自律神経活動の経時的な変化を捉え,関連性を検討した。

月経が正常なH大学3年生16名に対して調査し、均一ストレスにはOSCEを採用した。STAIの状態不安では、OSCEの1ヶ月前と比較して1週間前,前日で有意な高値を認め、1週間後で有意な低値を示した。u-5-HT濃度はOSCEにかけて徐々に高くなり、1週間前と比較して1週間後に最も上昇する傾向がみられた。STAIは、OSCEが近づくにつれ学生自身が感じる自覚的な不安傾向が上昇し、1週間後には低下することが示された。また,ストレス関連バイオマーカー結果からOSCEによる自覚的ストレスの上昇に遅れてu-5-HT濃度が上昇し、OSCEの1週間後も低下しない傾向が示された。これら均一ストレスに対する睡眠時の自律神経活動の解析はこれから行う。睡眠時の自律神経活動および起床時の自律神経活動の解析を残しており、均一ストレスに対してこれらの自律神経活動がどのように変化するのかを捉える。また、日中の唾液を採取しており、ストレスに対する免疫反応として、ヒトヘルペスウィルスの測定をする。ストレスによって、免疫が低下することが考えられ、その結果、HHV-6が表在化することが考えられる。HHV-6はPCRを用いて、コピー数を測定する。通常時は、0であり、ストレス時には数値が上昇する。したがって、片側の有意差検定を行う。心理的ストレスによるHPA系の亢進に伴って免疫系が活性化され,心身のバランスを保つホメオスタシスが維持される。しかし,OSCEによって継続してストレスを受けたことでこれらのバランスが崩れたため,ストレス関連バイオマーカーの濃度上昇が遅れて引き起こされたと推測される。また,これらの濃度が1週間後も低下しなかったのは,心理的ストレスによるHPA系の亢進と免疫機能低下の相乗作用によって,ストレス関連バイオマーカーの代謝が不十分となったためであると推測される。これらの機序に対して、睡眠中の自律神経活動がどのように影響を及ぼしているかを検討する。保健医療福祉職はストレスが強い職業の一つに挙げられ,他の業界との比較においても仕事量の負担度や役割葛藤などのストレスが高く,最も抑うつ度が高いと報告している。また、睡眠障害は心身の健康や不安感といった情動的感情(気分)に影響を及ぼし,またその睡眠障害には自律神経活動が影響している可能性がこれまでの研究で示唆されている。しかし,気分と自律神経活動を関連させた研究は少なく,そのメカニズムについての詳細は不明である。さらにストレスと心身のホメオスタシスを継時的に関連付けた研究は少ない。本研究では下記の2点に着目し、実施した。1.若年者における睡眠と気分との関連将来医療従事者となる可能性のある学生を対象として睡眠時・起床後の自律神経活動と睡眠前後での気分の変化との関連を調査した。睡眠時の自律神経活動には緊張,混乱と関連し,起床後の自律神経活動には抑うつ,活気が関連していた。よって,睡眠時・起床後の自律神経活動は気分と関連している可能性が示唆された。2.抑うつ,不安,u-8-OHdGおよびu-5-HTに及ぼすOSCEの影響ストレス適応障害,うつ病,慢性疲労症候群など,心理的ストレスに起因する疾病が社会問題化しているが,発症に至る機序はまだ完全に解明されていない。
フェムト秒レーザーによる超伝導電荷変調と新機能フォトニックデバイスの開発

本研究は、新しい研究分野の創製を目指し、光と超伝導を融合させた超伝導フォトニクス研究分野を開拓するため、フェムト秒レーザーを用いた高温超伝導体からのテラヘルツ電磁波放射や、超高速電荷変調による光磁束量子生成など新しい課題に取り組むとともに、具体的な応用を導くべく、光スイッチとジョセフソン接合を組み合わせた光マイクロ波変換システムや、レーザーテラヘルツエミッション顕微鏡など、まったく新しい発想に基づく、応用的研究まで幅広く取り組んだ。その結果以下のような成果が得られた。1)ポンプ・プローブテラヘルツ電磁波励起観測システムを構築し、半導体・高温超伝導体の光励起電荷ダイナミクスを100フェムト秒の時間分解能で観測し、高速散乱機構を解明した。2)磁場印加時にタリウム系高温超伝導体からのジョセフソンプラズマ放射を観測した。3)単一フェムト秒光パルスの2次元情報を磁束量子分布に変換できる新しい物理現象を発見しその応用として、フェムト秒光パルスの2次元検出器や光制御器に開発が可能であることを明らかにした。4)SQUIDを組み合わせた、光メモリーを試作し、その動作を確認した。5)レーザーテラヘルツエミッション顕微鏡を開発し、超伝導電流イメージングシステムを構築した。6)フォトミキシング光光スイッチ/高温超伝導体ジョセフソン接合ハイブリッドシステムを開発し、その光波長検出器や、テラヘルツ電磁波発生標準システムヘの応用を提案した。7)光変調型磁束量子テラヘルツトランジスターを提案・試作し、その単一磁束量子演算回路光インターフェイスへの応用の可能性を明らかにした。以上、フェムト秒レーザーによる超伝導電荷変調現象を明らかにし、その機能を用いた様々な新機能フォトニックデバイスおよびシステム提案することができ、本プロジェクトの目的は達成された。フェムト秒レーザー励起による超伝導薄膜からのテラヘルツ電磁波放射を観測し、その電荷ダイナミックスについて検討した。検討した材料は、YBa_2Cu_3O_<7-δ>、Y_<0.7>Pr_<0.3>Ba_2Cu_3O_<7-δ>、Bi_2SrCa_2Cu_2O_<8+δ>薄膜である。特にBi系については本年度初めて観測に成功した。本研究では、まず、超伝導体に対する新しい光励起電荷ダイナミックス評価法として、ポンプ・プローブテラヘルツ電磁波放射観測法を提案し、そのシステムの構築を行った。そのシステムを用いて、半導体の光励起電荷ダイナミックスを観測し、優れた評価技術であることを示した。次いで、超伝導材料にも適用し、時間分解100フェムト秒での電荷ダイナミックスの観測に成功した。その結果から、フェムト秒光パルス入射後に、雪崩的対粒子破壊により、超伝導電流が減少し、その過程で、カイネティックインダクタンスの増加に伴い、超伝導対粒子の加速により、電流が回復し、その後、再結合により緩和していく過程により超伝導電流の変調が実現していることが示唆された。Bi系については現在実験中であるが、Y系と大きく特性が異なることが見出された。Bi系における電荷変調時間は、Y系に対するよりも10倍程度遅いことが明らかとなった。また、この電流変調原理に基づき、フェムト秒光パルスによる磁束量子の生成・制御を薄膜中で実現し、光パルスの形状を反映した、ボルテックス分布を誘起することに成功した。即ち、この新しい効果がフェムト秒光信号の2次元イメージング応用に展開できることを示した。さらに、超伝導ループ中での磁束量子の光生成制御を行い、ループに組み合わせて作成したSQUIDにより、その生成磁束の検出を試みた。その結果、試作したデバイスが光メモリーとして、動作していることを確認し、新しいデバイス応用への道を切開くことができた。

フェムト秒レーザーによる超高速超伝導電流変調を実現することで、超伝導状態を維持したまま、超伝導ループや超伝導ストリップライン中に磁束量子を生成・制御を試みた。その結果、超伝導ループ中においては、その生成現象を観測するとともに、磁束量子数を定量的に評価することができた。様々な観測から、フェムト秒光パルスの強度や励起位置により、磁束量子の数量と極性が制御できることが示された。また、ストリップライン中においても同様な現象が観測され、これまでの超伝導理論では説明されない新しい現象としての磁束量子の光生成・制御に成功した。更に、単一フェムト秒光パルスによる磁束量子制御実験システムを設計・構築した。このシステムを用いて、磁束量子生成実験を行ったところ、単一フェムト秒光パルスによる磁束量子生成を確認した。その量子数は、パルス数に依存し、ある値で飽和現象を示した。この特性から、磁束量子の生成過程として、フェムト秒照射による超伝導電流変調モデルを提案し、定性的一致を得た。この実験過程において、テラヘルツ電磁波イメージングによる磁束量子の定量的評価法を確立した。また、ファイバーレーザーを用いたコンパクト化を達成するとともに、後方散乱型システムを構築し、汎用化に成功した。その他、YBCOジョセフソン接合からのテラヘルツ電磁波放射を観測し、また、ポンプ・プローブテラヘルツ電磁波放射により、高速電荷ダイナミクスのを観測した。本研究では、超伝導体の高速光応答物性を露にし、新しい応用の展開への道を切り開くことを目的としている。まず、課題"時間遅延パルスによる光誘起電荷緩和特性評価"では、ダブルパルス励起テラヘルツ電磁波観測システムを構築し、GaAsに関する、超高速電荷ダイナミクスとテラヘルツ電磁波励起機構の関係を明らかにし、ダブルパルス手法の有用性を示した。その手法を、YBCO薄膜に適用し、同様な観測を行った。その結果、対粒子破壊過程と緩和過程を含む高速ダイナミクスが観測され、それらから、テラヘルツ電磁波励起時の散乱過程モデルを提案した。課題"磁束の挙動とテラヘルツ電磁波放射の相関関係"では、磁磁場下に置かれたタリウム系超伝導体薄膜からの共鳴テラヘルツ電磁波放射現象を検討し、共鳴テラヘルツ電磁波放射がキャリア密度に大きく依存していることを見出し、今後の重要な研究指針を明らかにした。課題3"超伝導フォトニックスデバイスの提案と試作・評価"では、単一フェムト秒光パルスの2次元情報を磁束量子分布に変換できる新しい物理現象を更に詳しく観測し、その発現機構を説明した。また、その応用として、フェムト秒光パルスの2次元検出器や光制御器に開発が可能であることを明らかにした。その応用を具現化するため、CCDカメラによる観測技術を構築した。また、新しい試みとして、フラックスフロートランジスターの光応答を求め、その単一磁束量子演算回路への光インターフェイスとして期待できることも明らかにした。以上、フェムト秒レーザーによる超伝導電荷変調減少を明らかにし、その機能を用いた様々な新機能フォトニックスデバイスおよびシステム提案することができ、本プロジェクトの目的は達成された。
活動性の高いニューロンへの光穿孔による選択的遺伝子導入

生きた動物個体の脳において、活動性の高い神経細胞に光を用いて自由に遺伝子導入できる技術を開発することが本研究の目的である。In vivoカルシウムイメージングによって同定された活動性の高いニューロンに、フェムト秒パルスレーザーを用いて細胞膜の光穿孔を行うことで、広い範囲(500ミクロン四方)に分布するニューロン一つ一つに独立に外来遺伝子を導入することを可能にする。これまでに、マウス個体脳において光穿孔を行うための条件検討を開始した。蛍光色素を脳内の細胞外領域に注入し、個々のニューロンの近傍で光照射を行い、細胞内に蛍光色素が取り込まれるかどうかで光穿孔を確認した。脳内の様々な深さにおいて、光穿孔に必要なレーザー強度、パルス幅、繰り返し頻度について検討を行った。皮質の表面近傍では光穿孔が可能であることは確認されたが、さらに深層のニューロンに光穿孔を行うための条件検討が必要であることが判明した。また、活動性の高いニューロンを同定するためのin vivoカルシウムイメージングの感度を向上させ、効率を高めるために、新規の高感度カルシウム感受性指示薬について、脳スライス標本およびマウス生体内でその特性を検討した。その結果、マウス生体内においても1発の活動電位で起こるカルシウム濃度変化を高いS/N比で検出するできることが確認された。さらに、活動性の高い神経細胞の活動を長期にわたって観察し、かつ、光による活動操作を行うために必要なカルシウムセンサータンパク質やチャネルロドプシンなどの分子を、光穿孔によって導入するためのプラスミドを作製した。
国民経済の開放性が草創期の社会保険制度に及ぼした影響に関する国際比較研究

本研究は、第一次大戦前の福祉国家体制草創期を対象として、自由貿易国か保護貿易国かという相違が各国の社会保障制度の態様を重要な面で規定していたというオリジナルな説を、主に労災補償制度に焦点を当てつつ実証する。具体的には、厳しい競争圧力にさらされていたイギリス、オランダのような自由貿易国は、ドイツ、フランスのような保護貿易国と比較して、雇用主に及ぼすコストの軽減をより強く意識した政策展開をしていたことを国際比較的に実証する作業を行う。さらには、こうして生じた制度的差異が経路依存性の効果を通じて、現代の社会保障制度にも一定の名残をとどめている可能性についても究明する。
光パルス励起テラヘルツＦＴ－ＥＳＲ法によるダイナミックスピン系の解明

超短光パルスレーザーを用いたテラヘルツパルス光源を製作し,紫外光パルスレーザーと冷凍機を組み込んだ温度可変光パルス励起テラヘルツフーリエ変換磁気共鳴(FT-ESR)分光システムを開発した。チェレンコフ型の光整流法によるテラヘルツ光源の高強度化と中空ファイバーを用いた光パルス圧縮によるテラヘルツ光源の高帯域化を実現した。この分光システムを用いて,遷移金蔵錯体や半導体における光パルス励起フーリエ変換分光を行い,光励起状態のスピンや励起子の超高速ダイナミクスを観測した。また,反強磁性体におけるテラヘルツFT-ESR分光を行い,相関スピン系の超高速スピンダイナミクスを明らかにした。非線形光学結晶ZeTeを用いたテラヘルツパルス光源を製作した。テラヘルツ生成光には現有のフェムト秒レーザー再生増幅システムの出力(800mm,150fs,1mJ)を利用し,800mmの波長に対して位相整合が実現可能な(110)面のZeTe結晶にレーザー光を照射し,光整流作用によって帯域0.12.5THzのモノサイクルテラヘルツパルス電磁波を発生させることができた。透過型配置の測定では過渡吸収スペクトルを取得できる。吸収が非常に強く,テラヘルツ波が透過してこないような試料に対しては,反射型配置による過渡反射スペクトルを取得することができる。放物面ミラーを使ったテラヘルツ光学系を組み,非線形光学結晶ZeTeの光整流作用を利用したEOサンプリング法を用いて,試料透過後のテラヘルツ電磁波の超高速時間波形をサンプリングするテラヘルツ電場波形測定器を製作した。得られた時間波形のフーリエ解析から,試料のテラヘルツ磁気共鳴過渡吸収スペクトルが得られる。空気中の水分子による吸収を取り除くため,装置全体を乾燥空気生成装置によるパージを行った。同期させた光チョッパーでテラヘルツ生成光をショット毎にオンオフし,ロックインアンプを用いた高感度検出を行った。サンプリング光の入出力をサンプルアンドホールドして除算規格化する回路を製作し,検出感度の向上をはかった。また,光遅延制御と高速フーリエ変換処理を行う自動制御処理システムを製作した。光パルス励起テラヘルツ検出分光法を用いて,光励起した状態のシリコンのキャリアダイナミクスを調べた。誘電関数と伝導度の光励起による変化が,弱励起と強励起および温度によって異なることが確認できた。また,励起子の1S-2P遷移の振る舞いから励起子の減衰を直接観測することができた。現有のフェムト秒レーザー再生増幅システムの出力光のパルス幅の圧縮を行うことで,高強度かつ広帯域のテラヘルツパルス光源を製作し,広帯域化した光パルス励起テラヘルツFT-ESR装置の開発を行った。この改良によって,ダイナミックスピン系に対する適用範囲を大きく広げることができる。まず,中空ファイバー内の自己位相変調を利用したスペクトル広帯域化とその後の分散補償により,光パルスの圧縮を行う。希ガスを封入した窓付き加減圧容器の中に石英中空ファイバー(500mm)を直線的に設置し,再生増幅器の出力光(800nm,150fs,1mJ)を中空ファイバー内に通すことによって自己位相変調を起こし,スペクトル幅を広げる。次に,負分散ミラーペアで複数回反射させることによって分散補償を行い,チャープした光のパルス圧縮を行う。希ガスを封入した中空ファイバーを利用すると,ファイバーが空間モードフィルタとして機能するため非常に優れたビーム品質と集光性能が得られることが実証された。本研究では,希ガスとしてアルゴンを使用した。中空ファイバーを出た光パルスのスペクトルをマルチチャンネル分光器でモニターしながら,負分散ミラーペアを経た光のパルス幅が最小となるようにアルゴンガスの圧力を調整した結果,パルス幅30fsの圧縮光パルスが得られ,パルス幅を1/5に圧縮することに成功した。この圧縮光パルスとLiNbO3結晶を用いたチェレンコフ型の光整流法を適用して,広帯域かつ高強度のテラヘルツパルス光源を製作し,この光源を用いることによって,広帯域化した光パルス励起テラヘルツFT-ESR装置を開発することができる。マルチフェロイック物質であるCuOにおいて,テラヘルツ時間領域偏光分光とワイヤーグリッド偏光子を利用したテラヘルツ領域の偏光分光の実験を行い,磁気起源および多音子起源の信号の検出に成功した。前年度はZeTe結晶を用いたテラヘルツパルス光源を製作したが,本年度は最近注目されているチェレンコフ型の光整流法を用いた高強度のテラヘルツパルス光源を製作した。回折格子の反射を利用して生成光の波面を傾斜させることにより,非線形性の高いLiNbO3結晶において位相整合が実現可能となり,高強度のモノサイクルTHzパルス電磁波を発生させることができる。

THz生成光には現有のフェムト秒レーザー再生増幅システムの出力(800nm,150fs,1mJ)を利用した。テラヘルツパルス光源の交換に伴い,放物面ミラーを使ったTHz光学系を組み直した。ZeTe非線形結晶の光整流を利用したEOサンプリング法を用いて,試料透過後のTHz電磁波の超高速時間発展をサンプリングした。得られた時間波形のフーリエ解析から,試料のTHz-ESR過渡吸収スペクトルが得られる。また,極低温冷凍機を組み込み,温度可変テラヘルツフーリエ変換磁気共鳴(FT-ESR)装置を製作した。空気中の水分子による吸収を取り除くため,装置全体を乾燥空気生成装置でパージした。同期させた光チョッパーでTHz生成光をショット毎にオンオフし,ロックインアンプを用いた高感度検出を行った。反強磁性体MnOおよびNiOにおいて,テラヘルツFT-ESR法を適用し,マグノンによる反強磁性共鳴吸収を観測した。共鳴周波数の温度依存性は分子場理論を用いてよく説明することができた。観測されたマグノン信号から緩和速度の温度依存性を求めた。ネール温度付近における緩和速度の急増は,長距離秩序の消滅で説明できる。また,テラヘルツ波の伝播時間の変化から屈折率の温度依存性を求めた。ネール温度付近におけるフォノンの寄与からのずれは磁気歪みによるものであることを明らかにした。テラヘルツ時間領域分光システムを製作し,予備実験として,光照射下のシリコンにおける光パルス励起テラヘルツ検出の測定を行うことができた。予算の全額執行許可が秋にずれ込んだため,低振動極低温冷凍機の納入が年度末になり,光照射下のダイナミクスを解明する温度可変テラヘルツ分光装置の実質的な使用は24年度からとなった。25年度が最終年度であるため、記入しない。テラヘルツFT-ESR法およびポンプ・プローブ法を用いて,酸化物反強磁性体における反強磁性マグノンと磁気歪の観測に成功した。2つの測定方法を併用することによって,4つの反強磁性マグノンモードをネール温度付近に至るまで観測することができた。反強磁性マグノンの緩和から反強磁性マグノンモードがネール点近傍で消失することを確認した。また,テラヘルツ電場波形のピーク時刻の変化から得られる屈折率変化から,体積膨張による屈折率変化と磁気歪に起因する屈折率変化を観測することができた。これらの実験結果から,磁性体研究におけるテラヘルツFT-ESR法の有用性を示すことができた。23年度は,ZeTe結晶を用いてテラヘルツ電磁波を発生させたが,24年度は,最近注目されているLNbO_3結晶におけるチェレンコフ型の光整流法を用いた高強度のテラヘルツパルス光源を製作し,テラヘルツ波による非線形現象の観測も目指していきたい。今年度は,チェレンコフ型の光整流法とLiNbO3結晶を用いた高強度のテラヘルツパルス光源を製作した。しかし,テラヘルツ電場の強度のピークは0.7THz付近であり,同軸型の光整流法とZeTe結晶を用いた光源に比べると帯域で劣る。そこで次年度は,現有のフェムト秒レーザー再生増幅システムの出力光(800nm,150fs,1mJ)のパルス幅の圧縮を行うことで,高強度かつ広帯域のテラヘルツパルス光源を製作したい。
粘性解理論に基づくハミルトン-ヤコビ方程式の漸近解の研究

まず,領域がn次元ユークリッド空間全体のとき, Ornstein-Uhlenbeck作用素を含むHamilton-Jacobi方程式の解の時間無限大での漸近解への収束の様子を明らかにした.続いて,このHamilton-Jacobi方程式からOrnstein-Uhlenbeck作用素の粘性項が消去された場合に,漸近解への収束の様子を明らかにした.前者は確率制御理論への応用を持っている.後者は, Aubry-Mather理論に基づく解の表現を新たに与えることを可能にした.次に,領域がn次元ユークリッド空間全体のとき, Hamilton-Jacobi方程式の解の時間無限大での漸近解への収束率を遅くする要因がAubry集合の幾何学的な性質と初期値の下限との関係であることを明らかにした.これは,従来の研究が漸近解への収束のみを考えるものであった点から,収束率を遅くする要因を明らかにしたと言う点で一歩踏み込んだ研究と考えられる.その他として,上記研究に関連して2つの研究成果が得られた.ひとつは,相加相乗の不等式,ヘルダーの不等式,ヒルベルトの不等式の証明をAubry-Mather理論により導くというものである.もうひとつは, Ornstein-Uhlenbeck作用素がポアンカレの不等式においてどのような役割を果たしているかについて明らかにしたものである.まず,領域がn次元ユークリッド空間全体のとき, Ornstein-Uhlenbeck作用素を含むHamilton-Jacobi方程式の解の時間無限大での漸近解への収束の様子を明らかにした.続いて,このHamilton-Jacobi方程式からOrnstein-Uhlenbeck作用素の粘性項が消去された場合に,漸近解への収束の様子を明らかにした.前者は確率制御理論への応用を持っている.後者は, Aubry-Mather理論に基づく解の表現を新たに与えることを可能にした.次に,領域がn次元ユークリッド空間全体のとき, Hamilton-Jacobi方程式の解の時間無限大での漸近解への収束率を遅くする要因がAubry集合の幾何学的な性質と初期値の下限との関係であることを明らかにした.これは,従来の研究が漸近解への収束のみを考えるものであった点から,収束率を遅くする要因を明らかにしたと言う点で一歩踏み込んだ研究と考えられる.その他として,上記研究に関連して2つの研究成果が得られた.ひとつは,相加相乗の不等式,ヘルダーの不等式,ヒルベルトの不等式の証明をAubry-Mather理論により導くというものである.もうひとつは, Ornstein-Uhlenbeck作用素がポアンカレの不等式においてどのような役割を果たしているかについて明らかにしたものである.今年度の研究実績は以下の通りである:1.研究論文.4本.最初の2つは,ハミルトンーヤコビ方程式の解の漸近解への時間無限大での収束を取り扱ったものとこの方程式に粘性項が付いたときに同様のことを調べたものである.残りの2つは,非線形放物型方程式の解の評価とポアンカレの不等式に関するものである.3.主催した研究集会.1回.2006.12.01-02に富山大で開催された研究集会「微分方程式の漸近問題と粘性解理論」を主催した.国内の研究者および学生合わせて31名が参加して,9つの研究発表が行われた.今年度では、ハミルトン-ヤコビ方程式の漸近解への収束率の遅延要因について研究成果を纒め口頭発表を行いまた研究論文として発表した。これは、2007年3月に富山大学大学院理工学教育部を修了した内山和哉氏との共同研究である。主な研究成果としては、収束率の遅延要因はオーブリー集合と初期値との関係が悪くなることであることを明らかにしたことである。現在、この成果の応用についても考えている。また、2007年6月に東京大学で開かれた粘性解生誕25周年の国際研究集会では、ハミルトン-ヤコビ方程式の解を決定する(オーブリ-集合の部分集合のうちで)極小な集合について研究発表を行った。この研究集会は、世界中からこの25年間の単性理論の発展を支えた研究者が集結したものであった。このような極小集合は、ハミルトン-ヤコビ方程式の解の構造を調べる際に重要であることが分かっている。研究成果の一つとして、例えばオーブリ-集合がカントール集合のときはこのような集合が存在しない(即ち、解を決定するいくらでも「小さい」集合が存在する)ことを示したことである。この研究集会で発表した研究成果はこの研究集会の報告集で報告する一方、その後得られた更なる研究成果についても今後研究論文として発表する予定である。今年度は、上記研究成果について国内外で合計6回の研究成果の発表を行うと同時に本研究に関連した研究集会に参加して研究の発展のための勉強と情報収集に努めた。上記研究課題に関連して,領域がn次元ユークリッド空間全体のときのハミルトンーヤコビ方程式の劣解および優解のオーブリー集合による比較定理を利用して,数々の不等式を統一的に導く1つの方法を導いた。この方法は,2つの函数の差である函数の最小値を取る点についての考察に基づいている。その証明において,重要な役割を果たすのがハミルトンーヤコビ方程式の劣解および優解のオーブリー集合による比較定理である。この意味において,この結果は交付申請書の「研究の目的」,「研究実施計画」に記載したオーブリー集合と漸近解の関連の解析という項目にも適合している。ここで示した方法は既知のいくつかの不等式を簡単に導くことを可能にしている。

例えばこの方法から導かれる不等式の例として,相加相乗の不等式,ヘルダーの不等式,ヒルベルトの不等式などがある。これらは解析学において初等的であると同時に重要な役割を果たす不等式であるが,これらの不等式の証明は各々別なものと考えられてきたようである。しかし,上記方法はこれらの不等式を統一的に示すことを可能にしている。この結果に関する事柄は,2008年度日本数学会秋季総合分科会の函数方程式分科会,実解析学シンポジウム2008およびローマ大学で開かれた国際研究集会で研究発表を行った後,査読つきの国際数学雑誌Communications on Pure and Applied Analysisにて研究論文として発表された。
アルツハイマー病発症リスク因子の分子病態の理解に基づく認知症先制医療法の開発

本研究においては、AD発症リスクに影響を与える遺伝学的・環境因子が、Aβ蓄積からtau蓄積、脳内炎症性反応から神経細胞変性というAD発症のセントラルパスウェイに対してもたらす分子病態を解明し、そのメカニズムに基づいた、個々人に対する最適化先制医療法の開発を最終目標として研究を進めてきた。当該年度においてはADリスク因子であるBIN1がtau病態の伝播に与える影響を検討し、神経細胞におけるBIN1の発現量上昇によってtau蓄積病態が誘導されることを見出した。したがってBIN1はAD患者脳においてAβ産生のみならず、tau蓄積病態伝播にも影響している、重要なADリスク因子である可能性が考えられた。また申請者が独自に見出したアストロサイトにおけるAD発症関連因子KLK7については、グルタミン酸受容体アンタゴニストであるメマンチンがそのmRNA発現量を上昇させることを見出し、KLK7プロモーターの上流250bp以内にメマンチン応答性を決定する転写制御領域が存在することを見出した。そして脳内においてミクログリア特異的に発現するAD発症リスク修飾因子の一つINPP5Dについては、このINPP5Dが介在するシグナルの受容体としてTREM2/DAP12ヘテロマーが知られている。そこでDAP12ノックアウトマウスとAPPノックインマウスを交配して解析した結果、DAP12シグナル抑制によってアミロイド蓄積に対するミクログリアの集積が失われることが明らかとなった。さらにINPP5D+/-;DAP12-/-マウス(INPP5Dノックアウトマウスは出生後致死のためアミロイド蓄積への影響は検討できない)により、その集積が若干回復したことから、DAP12-INPP5D経路はアミロイド蓄積に対するミクログリアの遊走性を決定しているシグナルであると考えられた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究においては、アルツハイマー病(AD)発症リスクに影響を与える遺伝学的・環境因子が、Aβ蓄積からtau蓄積、脳内炎症性反応から神経細胞変性というAD発症のセントラルパスウェイに対してもたらす分子病態を解明し、そのメカニズムに基づいた、個々人に対する最適化先制医療法の開発を最終目標として研究を進めている。当該年度においては、細胞内小胞輸送に関わるADリスク因子であるPICALM、BIN1の解析を進め、それぞれγセクレターゼ、βセクレターゼの細胞内局在及び活性に影響することを細胞培養系で明らかとし、ノックアウトマウスとADモデルマウスの交配を行って脳内アミロイド蓄積に対する影響について初期的検討を行った。またタウ蓄積が観察されるPS19マウスとBIN1ノックアウトマウスの交配を開始した。加えて、リスクアレルをゲノムにノックインしたマウスを作出する目的で、培養細胞系におけるCRISPR/Cas9ゲノム改変技術を確立すると同時に、Cas9ノックインマウスを繁殖した。当初の目的では平成27年中にCas9マウスとADモデルマウスを交配する予定であったが、十分にCas9マウスの産仔数を得られなかった。そこで繰越を行い、最終的にはADモデルマウスとの交配を開始することに成功した。一方、AD発症リスクを修飾する制御薬の開発においては、特にグリア細胞に注目し、細胞外凝集タンパクに対するクリアランス機構の解明とその制御を目指した研究を展開した。特にアミロイドβの分解に関しては候補プロテアーゼを同定し、そのノックアウトマウスを入手しADモデルマウスとの交配を行い、アミロイド病理への影響について解析を開始した。また炎症関連脂質メディエーターライブラリーを入手し、アミロイドβ分解酵素に対する影響に関する解析を進めた。培養細胞を用いたAD発症リスクin vitroモデルの構築とそのモデルを利用した制御薬シーズの開発に関しては順調に進展し、複数の候補分子の同定に成功した。特にAD発症において低下することが示されているアミロイドβのクリアランスを規定する可能性がある新規プロテアーゼの同定に成功し、その活性を制御するメカニズム解析を開始できたことから、新たなAD発症リスクを修飾する制御薬の開発に繋がる可能性がある。一方、リスクアレルをノックインしたADモデルマウスの作出についてはCas9マウスの産子数が得られなかったことからやや遅れたものの、その後順調に交配が行えていることから今後の進展は順調であると期待される。本研究においては、AD発症リスクに影響を与える遺伝学的・環境因子が、Aβ蓄積からtau蓄積、脳内炎症性反応から神経細胞変性というAD発症のセントラルパスウェイに対してもたらす分子病態を解明し、そのメカニズムに基づいた、個々人に対する最適化先制医療法の開発を最終目標として研究を進めている。当該年度においては前年度までに交配を行っていたPICALMノックアウトマウスとAβを蓄積するAPPノックインマウスとのコンジェニックマウスについての解析を行い、実際にアミロイド斑の蓄積が低下することを確認した。またBIN1によるβセクレターゼ活性制御メカニズムとして、直接BIN1がBACE1に相互作用し、エンドソームからリソソームへの輸送経路を介在していることを明らかとした。一方、前年度までに見出したAβ分解酵素KLK7ノックアウトマウスとの交配により有意にアミロイド斑蓄積が上昇することを確認した。KLK7の発現制御メカニズムについてさらに検討を行い、アストロサイトにおけるKLK7発現はAβによって惹起される炎症反応によって上昇することを見出した。またその制御機構にはグルタミン酸受容体の関与が示唆され、アストロサイトにおける新たなAβ量制御機構の存在を明らかとした。また前年度に開始したCRISPRスクリーニング、化合物スクリーニングにより、Aβ分解活性を制御する複数の自然免疫関連遺伝子群や炎症性脂質メディエーターを同定した。

後者についてはその下流シグナルとして複数のGPCRを見出したことから、新たな創薬標的基点分子の可能性を今後モデルマウスを利用して検討する。さらにCas9マウスを用いたゲノム編集技術としてレンチウイルスによるgRNA導入法を確立し、内因性タンパク質の発現を発生終了後に消失せしめることに成功した。当該年度においては遺伝学的AD発症リスク因子に関するADモデルマウスとの交配の解析に関して成果をまとめた。またレンチウイルスとCRISPR/Cas9システムを用いたin vivoゲノム改変技術が確立できたことから、今後他のリスク因子に関する解析を迅速に進めていくことが可能となった。同時に、グリア細胞に関連したリスク遺伝子のうちノックアウトマウスが入手可能なものについては解析を開始しつつある。さらに前年度までに確立したin vitroモデルを利用した遺伝子・化合物スクリーニングを行い、アストロサイトにおけるグルタミン酸受容体、及びGPCRを介したシグナル経路がAβ分解システムの制御メカニズムであることを見出した。グリア細胞を標的とした創薬はこれまでにほとんど進められておらず、新たなADリスクを修飾する制御薬の開発につなげる端緒となる可能性が期待される。本研究においては、AD発症リスクに影響を与える遺伝学的・環境因子が、Aβ蓄積からtau蓄積、脳内炎症性反応から神経細胞変性というAD発症のセントラルパスウェイに対してもたらす分子病態を解明し、そのメカニズムに基づいた、個々人に対する最適化先制医療法の開発を最終目標として研究を進めている。AD研究における大きな問題点の一つに、Aβ蓄積モデルマウスではtau蓄積が認められないことがある。そのためセントラルパスウェイを完全にモデル化できていない。そこで当該年度においては前年度までに交配を行っていたPICALMノックアウトマウスもしくBIN1ノックアウトマウスとAβを蓄積するAPPノックインマウスとのコンジェニックマウスに、さらにtau蓄積を惹起するPS19マウスを交配し、アミロイド斑の蓄積とtau蓄積が同時に生じるマウスの作出に成功した。このモデルマウスを用いて各リスク因子の影響を検討する。またKLK7についてはリコンビナントタンパクの脳内投与によりAβ量が低下することを確認したことから、KLK7の発現上昇はAD治療・予防法となりうることが示された。加えて、脳内においてミクログリア特異的に発現するAD発症リスク修飾因子の一つINPP5DノックアウトマウスとAPPノックインマウスの解析から、アミロイド蓄積に対するミクログリアの集積をこの分子が制御している可能性を見出した。一方、前年度前に行ったスクリーニングにより、グリア細胞におけるAβ分解活性を制御するシグナル伝達機構に関わる受容体として、不飽和脂肪酸をリガンドとするGPR120を同定した。
担癌マウスを用いた血清中癌関連ガラクトース転移酵素の上昇機構解明の試み

GAT(癌関連ガラクトース転移酵素)は卵巣癌患者腹水中から精製されたガラクトース転移酵素で、卵巣癌患者血清中で上昇することが判明している。我々はこのGATに着目し、卵巣癌の新たな腫瘍マーカーとしての活用という見地から、過去5年間にわたり臨床的検討を行ってきた。その結果GATは卵巣癌患者血清中で上昇するばかりでなく、卵巣癌特異性も極めて高いことが判明した。そこでGATの腫瘍マーカーとしての実用化を目指しつつ基礎的データの集積をも行うべく、培養細胞レベルにおける産生能の確認、担癌マウス血清中のGATと腫瘍の動向との関係につき検討した。また同時に産生されているであろう腫瘍由来のGT(通常型のガラクトース転移酵素)との解離の有無についても検討した。1.in vitro:卵巣癌由来の培養細胞株を用いて(1)GAT産生株の選別:卵巣癌株のうち、明細胞腺癌株のRMG-I、RMG-II、粘液性腺癌のRMUG-LがGAT産生の多い株であることが判明した。一方、卵巣低分化型腺癌であるRTSGではGAT産生がほとんど認められなかった。同時に検討した子宮頚癌株や子宮体癌株ではGAT産生が比較的少なく、培養細胞レベルでも卵巣癌にGAT産生株が多いと考えられた。(2)培養細胞のGT産生能:上記の培養細胞ではいずれもGTの産生が確認され、しかもRMG-I、RMG-II、RMUG-Lにおいてその量が多く、RTSGや子宮頚癌株・子宮体癌株では少ないことから、培養細胞レベルではGTとGATの動向は一致することが判明した。ヌードマウスを用いてRMG-I、RMG-II、RTSGそれぞれの担癌マウスを作成し得た。このうち、RMG-I担癌マウスの実験系を用いて腫瘍重量と、腫瘍のみから由来したと考えられるhuman GATの血中濃度が正の相関を示すことを確認し得た。このように、培養細胞レベルでGATが卵巣癌培養細胞で産生されていること、担癌動物の体内で腫瘍の動向を反映していることを確認し得た。また、培養細胞レベルではGTとGATの動向は一致していたが、実際の患者血清中では両者の動向は一致せず、GATの方が腫瘍の動向を反映していることも確認し得た。この原因としてGATはほとんどが腫瘍からの産生物であるのに対して、GTは腫瘍以外から由来するものに修飾されやすいことが考えられる。今後はRMG-I担癌マウスの系を用いて腫瘍由来のGT、GATおよびマウス固有のGT、GAT量を検討し、この仮説を検証していく予定である。
血小板由来内皮細胞成長因子の血管新生における作用発現機序の解明

血小板由来内皮細胞成長因子(PD-ECGF/Thymidine Phosphorylase;以下TP)の血管平滑筋細胞に対する作用機序を解明すべく研究を行った。ラット血管平滑筋細胞にヒトTP遺伝子を導入し、ヒトTP高発現細胞株を作成した。同時に対照ベクターを導入した細胞株も作成した。こうして得られた各細胞株を用い、以後の実験を行った。先ず基礎実験として、細胞増殖能をMTT assayにて検討した。結果、TP高発現細胞において増殖能が対照群に比べ有意に低下していること、またその作用はTP阻害剤によって阻害されることを明らかにした。次いで細胞遊走能をwound healing assayにて検討した。結果、TP高発現細胞では遊走能も対照群に比べ有意に低下していることを明らかにした。これらのことを踏まえ、いくつかの遺伝子に注目しmRNAレベルでの遺伝子発現の差異を定量PCR法を用いて検討した。ひとっはKLF5(BTBB2/IKLF)遺伝子であった。これは血管平滑筋細胞においてその増殖を調節する遺伝子と考えられており、TP高発現細胞株ではこの遺伝子の発現が対照細胞株よりも有意に低下していた。もうひとつは、肌F5遺伝子の発現を誘導すると考えられているEgr-1遺伝子であり、これも同様にTP高発現細胞株で発現が有意に低下していることを確認した。これらのことは基礎実験の結果を裏付けるものであり、TP遺伝子の平滑筋細胞に対する作用機序がMAPK pathwayを介していることを示唆するものとなった。更にその下流遺伝子と考えられるPDGF-AやTGF-β、cyclin-D1についても同様の検討を行ったが、これらについては有意差を認めなかった。蛋白レベルでの評価についても同様に施行したところmRNAと同様な結果を得るに至った。これらのことより、TP遺伝子は血管平滑筋細胞において、Egr-1及びKLF5遺伝子の発現を調節し、細胞増殖能を低下させていると考えられた。血小板由来内皮細胞成長因子(PD-ECGF)の血管細胞(血管内皮細胞および平滑筋細胞)に対する作用機序を解明すべく研究を進めている。当研究は、基礎実験においてPD-ECGF遺伝子がラット平滑筋細胞の増殖を抑制することを明らかにしたが、その機序はいまだ解明されていない。このため、先ずはこの機序の解明に向け研究を進めることとした。先ず、ラット血管平滑筋細胞にヒトPD-ECGF遺伝子を導入し、ヒトPD-ECGF高発現細胞株を作成した。こうして得られた各細胞株を用い、mRNAレベルでの遺伝子発現の差異を検証した。方法は定量PCR法を用いて行った。その結果、いくつかの遺伝子で発現の差異を認めた。ひとつはKLF5(BTEB2/IKLF)遺伝子であった。これは血管平滑筋細胞においてその増殖を調節する遺伝子と考えられており、ヒトPD-ECGF高発現細胞株ではこの遺伝子の発現が対照細胞株よりも有意に低下していた。もうひとつは、KLF5遺伝子の発現を誘導すると考えられているEgr-1遺伝子であり、これも同様にヒトPD-ECGF高発現細胞株で発現が有意に低下していることを確認した。これらのことは基礎実験の結果を裏付けるものであり、ヒトPD-ECGFの平滑筋細胞に対する作用機序解明への足がかりとなると考えられる。現在は、その他の細胞増殖関連遺伝子においても同様にmRNAレベルでの評価を行うとともに、タンパクレベルでの評価についても併せて進行中である。今後は上記実験を推し進めるとともに、血管内皮細胞における作用機序の解明も同様に進め、その後にヒト冠状動脈血管内皮細胞および平滑筋細胞を用いた同種間でのPD-ECGFの作用機序解明へと研究を進める予定である。
伊東細胞の電位依存性カルシウムチャンネルに及ぼす各種サイトカインの影響:パッチクランプ法による解析

S-D系雌性ラット(体重200-300g)から分離してカバーガラスづえに播種・培養した肝伊東細胞を用いて、電位依存性カルシウムチャンネルの存在について経時的に観察した。培養7日目までの細胞ではカルシウムチャンネルはほとんど同定することはできなかったが、それ以降は徐々にカルシウムチャンネルを観察することが出来るようになり、その発現頻度は10日目で約30%、14日目で約60%であった。BrdUlabelingindexを用いて細胞分裂・増殖とカルシウムチャンネル発現の因果関係を調べたところ培養5日目までは約60%と盛んに増殖しているが、7日目で16%、10日目で6%、14日目で1.6%と低下していた。また伊東細胞の活性化を表すα-amooth muscle actinも10日目以降に強く発現しており、伊東細胞が分裂・増殖した後に活性化してmyofibroblast-like cellになるとカルシウムチャンネルの発現が増えることが判明した。そこで、このカルシウムチャンネル発現に及ぼすサイトカインの影響を検討するため、伊東細胞の線維化能を高めるTGF-β1を1ng/mlの濃度で培養液に添加し、24時間毎にfreshなTGF-β1入り培養液に変えながら経時的にカルシウムチャンネルの動態を観察したが、その発現率に著変なかった。今後はその他のサイトカインやアルコールで培養したり、細胞外気質としてcollagen、ラミニン、フィブロネクチンなどで培養皿をcoatingしてカルシウムチャンネルに及ぼす影響を検討していく予定である。
血中リポ多糖(LPS)管理の非アルコール性脂肪性肝疾患への有用性の検討

肥満人口の増加に伴い非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)患者が増加している。NAFLDの病態形成には腸内細菌由来のリポ多糖(LPS)が重要と考えられているが、ヒトNAFLD患者における血中LPS濃度についてはまだ報告が少ない。動物実験ではブロコッリー新芽(スプラウト)から抽出した化合物であるスルフォラファンがLPSの低下を介してNAFLDを改善するが、ヒトでの検証は未だ十分ではない。本研究は1)NAFLD患者の血中LPS濃度が健常者に比べて上昇していること、2)スルフォラファンがヒトNAFLD患者の血中LPS濃度、肝障害を改善することを明らかにすることを目的として行う。
脳低体温法のre-warmingにおける急性脳腫脹発現に関する研究

低体温施行後re-warming時の急性脳腫脹のメカニズム解明を目的として障害脳の状態を比較検討した。300320gの雄Wistar ratを用いSmithのモデルにて20分間の一過性前脳虚血負荷を施行。A群、虚血中及び虚血後脳温が37°C。B群、虚血中及び虚血後脳温が32°C。C群、虚血中脳温が32°C、虚血後脳温を10分間で37°Cへre-warming。D群、虚血中脳温32°C、虚血後脳温を60分間で37°Cへre-warming。の4群間で10分毎に、脳血流、ICP、adenosineとその代謝産物、Dopamineとその代謝産物を測定。【結果】血流量は、虚血と同時に低下したが、再灌流と同時に一過性の上昇を認めた後、再度control levelよりも低下した。A群と比較し、B,C,D群では、再灌流時の血流の再低下が抑制される傾向にあった。B群とC及びD群間、C群とD群間での統計学的検討は施行し得ていない。ICPは、虚血負荷と同時に低下したが、再灌流と同時に上昇した。A群と比較し、B,C,D群では、再灌流後のICP上昇が抑制される傾向にあった。B群とC及びD群間、C群のD群間での統計学的検討は施行し得ていない。虚血中の低温は、adenosineの放出には影響を及ぼさなかったが、adenosineの代謝を抑制し、またDopamineの放出を抑制した。再灌流時の低温は、adenosineの代謝を抑制し細胞外液中のadenosine濃度を高い値に維持する効果があったが、Dopamine消失には影響を及ぼさなかった。Dopamine代謝産物は、B,C,D,群で再灌流後に上昇し、3群間で有意差はなかった。adenosineは、様々な脳保護効果を示すことが知られている。低脳温下でのadenosine代謝の変化が、虚血後の血流及びICPの変化に関与している可能性が示唆された。