hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
公務員制度と政策帰結 : 技術系行政官の担う機能の分析

本研究は、行政組織内での専門性に注目し、技術系行政官の機能を把握し、「行政組織内での専門性の確保」と「不透明な行政責任の明確化」を目的とする。また、政策帰結と専門性との関係についての理論・仮説を提供し、技官研究・公務員制度研究へ新しい知見を与えることを目指している。技官が行政組織内外において担う機能に焦点をあてることで、「行政組織内での専門性の確保」と「不透明な行政責任の明確化」という公務員制度改革に対するインプリケーションを与えることが期待できる。本年度は産休・育休取得のため、4月から7月の4か月分の活動報告となる。医師による指示のため、先行研究・資料の収集に力を入れ活動を行った。行政学、社会学、政策科学分野を中心とした組織の専門性についての国内外の先行研究と、主に土木、農業政策についての個別政策の歴史的・学術的流れの網羅した上で、先行研究の収集とレビューを行い、方法論、分析手法についての知見の収集を行い、定量的、定性的な分析を進めた。職員録、人事録、名鑑、内政関係者名簿等の人事資料を収集し、対象4省についての人事の流れのデータをまとめた。また、給与体系、昇格の形態についてのデータをまとめており、国外の関連情報の収集を並行して行った。これらの理論、分析手法の収集・レビュー、各事例の特徴を明らかにしたことにより、技官の専門性について分析するための仮説の精錬化をすすめることができた。個別政策の流れと特徴を明らかにし、また、収集した人事データをまとめることができた。学会発表を予定していたが、医師による安静と移動の制限の指示により、辞退することになった。また、論文を推敲中であり、採用2年度目での投稿の目途をたてている。本年度では4か月の活動期間ということを考慮すると、2年度目の研究計画の3分の1を達成することができた。採用2年度目の残りの活動では、仮説の精錬化をすすめるため、行政担当者へのヒアリング・アンケート調査を実施する予定である。研究期間の初年度にあたる本年度は、先行研究のレビュー、資料収集、ヒアリング調査、分析視角の構築を行った。行政学、社会学分野を中心とした専門性についての先行研究を網羅した上で、分析対象の行政組織についての先行研究の収集とレビューを行い、各事例に関する特徴を明らかにした。また、方法論、分析手法についての知見の収集を行い、来年度以降の本格的な定量的、定性的な分析に備えた。職員録、人事録、名鑑、内政関係者名簿等の人事資料を収集し、対象組織についての人事の流れのデータをまとめており、医系技官と土木技官に対してヒアリング調査を行った。内容は主に、出身学部・研究室や入省後の人事異動による組織の移り変わりによるコミュニティの形成過程と、職務中の経験や参加学会・セミナー等による現状の専門性確保の実態について詳細に聞き取りをした。医系技官については、「臨床医・研究者」と「事務官」の間で専門知識を管理しており、翻訳能力を有し橋渡しの役割を担っている自覚が強く、土木技官については、専門知識をもつ側面に立たされる場面を強く感じていることが分かった。分析対象の4分野の行政官の背景となる専門学問に属する研究者に対してヒアリング調査を行った。これらの調査活動等により、今後の研究のネットワークを広げ、つくることができ、さらに、分析枠組みを構築することができた。学会誌への投稿を行い、また、来年度の投稿にむけて本年度中に数報の論文を執筆中であり、学会での発表準備も進めている。

政策立案者への調査は、医学と工学分野に限られてしまったが、分析対象の省庁の行政官の背景となる専門学問に属する研究者に対してヒアリング調査を行うことができたことは、アンケート調査の質問を固めるために役に立ち、当初の調査計画についてはおおむね達成されている。個別政策の流れと特徴を明らかにし、また、収集した人事データをまとめることができた。学会発表を予定していたが、医師による安静と移動の制限の指示により、辞退することになった。また、論文を推敲中であり、採用2年度目での投稿の目途をたてている。本年度では4か月の活動期間ということを考慮すると、2年度目の研究計画の3分の1を達成することができた。今年度の先行研究・資料収集とヒアリング調査により、分析対象の4分野にそれぞれに関わる行政官の特徴を明らかにする方向性を定めることができた。今後は、各省庁に対して更に情報収集を行い、行政官へのより詳細なヒアリング調査、アンケート調査の実施により、来年度以降の活動の中核である仮説の検証を行う予定である。採用2年度目の残りの活動では、仮説の精錬化をすすめるため、行政担当者へのヒアリング・アンケート調査を実施する予定である。
血中分泌型microRNAを用いた横紋筋肉腫転移メカニズムの解明

我々は筋特異的に発現するmicroRNAであるmiR-206を用いた横紋筋肉腫の新規血清診断法を開発した。本研究では、予後との相関の解析を行い、転移性横紋筋肉腫の治療戦略の構築を行うことを目的とした。横紋筋肉腫症例の血清中のmiR-206コピー数は有意に増加しており、カットオフ値を164.1コピーとした場合、感度0.714、特異度0.938、ROC曲線下面積0.8705と高い診断精度を示した。血清miR-206高発現群の2.5年無再発生存率は10.7%と、低発現群の77.9%と比較して有意に低かった。血清miR-206コピー数は治療層別化バイオマーカーとなりうることが示唆された。これは、腫瘍に発現しているmicroRNAが、腫瘍から分泌され、循環血中に移行することを利用したものである。さらに、転移例では限局例に比べて、腫瘍特異的microRNAが多量に血中に存在することが判明した。我々は、転移例血中に増加しているmicroRNAは原発巣より放出されて、血液を介して、転移巣形成の促進に寄与するのではないかと仮定して、転移例と限局例の血清でのmicroRNAの発現プロファイルの違いを解析し、転移例で発現の増加しているmicroRNAを同定中である。本研究では、これらのmicroRNAについて、分子生物学的機能解析、予後との相関の解析を行い、転移性横紋筋肉腫の治療戦略の構築を行うことを目的とする。平成25年度は、転移例において血清中で高発現しているmicroRNAの検索を行った。まず、13の血清検体を用いて、PCRアレイによる発現解析を行い、次に、24の血清検体を用いて、validationを行った。この結果、複数のmicroRNA(miR-532-5p, -30d, -382, -660, -335, -500*, -362-5p, -182, -206)の発現が亢進していることが明らかとなった。これらのmicroRNAの中には、他の癌腫で転移を促進することが報告されているものが含まれる。今後、これらのmicroRNAの機能解析により、横紋筋肉腫の転移メカニズムに関する新たな知見が得られると考えられる。我々は筋特異的に発現するmicroRNAを用いた横紋筋肉腫の新規血清診断法を開発した。我々は、転移例と限局例の血清でのmicroRNAの発現プロファイルの違いを解析し、転移例で発現の増加しているmicroRNAを同定した。転移例で増加しているmicroRNAの一つであるmiR-206について、血清検体を用いて、健常人ボランティア、非横紋筋肉腫症例、横紋筋肉腫症例で発現コピー数の検討を行った。コピー数の平均は、それぞれ、65.0コピー、76.1コピー、617.2コピーであり、横紋筋肉腫症例において有意に増加していた(p<0.001)。カットオフ値を164.1コピーとした場合、感度0.719、特異度0.968、ROC曲線下面積0.8891と高い診断精度を示した。遠隔転移例(M1)、領域リンパ節転移例(N1)、限局例(N0)の血清miR-206コピー数の平均は、それぞれ、951.9、606.4、203.4コピーで、転移例(N1、M1)において、限局例(N0)と比較して有意に上昇していた(p<0.001)。血清miR-206高発現群の生存期間中央値は13か月と、低発現群の32か月と比較して有意に短かった(p=0.0081)。血清miR-206発現は、横紋筋肉腫症例において有意に高値であり、新規診断的バイオマーカーとして有用であることが証明された。また、血清miR-206発現は、転移例において高値を示し、かつ、高発現群の生存期間中央値が有意に低値であることより、新規予後因子となりうることが示唆された。今回の解析は後方視的な検討であり、今後、臨床研究グループの前向き試験において、多数例で検証予定である。本研究では、これらのmicroRNAについて、予後との相関の解析を行い、転移性横紋筋肉腫の治療戦略の構築を行うことを目的とする。横紋筋肉腫患者血清検体においてmiR-206遺伝子を血清中で検出し、非侵襲的な診断、層別化治療への応用について検討している。小児がん患者血清検体60検体(横紋筋肉腫28例、非横紋筋肉腫32例)を対象として、血清200 μlを用いてmicroRNAを抽出し、定量的リアルタイムPCRにより血清1μl当たりのコピー数を測定した。

横紋筋肉腫症例の血清中のmiR-206コピー数は有意に増加(p<0.001)しており、カットオフ値を164.1コピーとした場合、感度0.714、特異度0.938、ROC曲線下面積0.8705と高い診断精度を示した。血清中のmiR-206コピー数は、転移例においては、限局例と比較して有意に上昇していた(p<0.001)。血清miR-206高発現群の2.5年無再発生存率は10.7%と、低発現群の77.9%と比較して有意に低かった(p=0.0081)。血清miR-206発現は、横紋筋肉腫症例において有意に高値であり、新規診断的バイオマーカーとして有用であることが証明された。また、血清miR-206発現は、転移例において高値を示し、かつ、高発現群の無再発生存率が有意に低値であることより、新規予後因子となりうることが示唆された。今回の解析は後方視的な検討であり、今後、臨床研究グループの前向き試験において、多数例で検証予定である。我々は筋特異的に発現するmicroRNAであるmiR-206を用いた横紋筋肉腫の新規血清診断法を開発した。本研究では、予後との相関の解析を行い、転移性横紋筋肉腫の治療戦略の構築を行うことを目的とした。横紋筋肉腫症例の血清中のmiR-206コピー数は有意に増加しており、カットオフ値を164.1コピーとした場合、感度0.714、特異度0.938、ROC曲線下面積0.8705と高い診断精度を示した。血清miR-206高発現群の2.5年無再発生存率は10.7%と、低発現群の77.9%と比較して有意に低かった。血清miR-206コピー数は治療層別化バイオマーカーとなりうることが示唆された。平成25年度に同定した転移例で高発現しているmicroRNAについての機能解析が十分に進んでいないため。小児腫瘍学我々の検討からは、限局例の血清中には腫瘍由来のmicroRNAの発現は乏しく、転移例の血清中で高発現しているmicroRNA発現プロファイルは腫瘍のmicroRNA発現プロファイルと合致する部分が多い。したがって、必ずしも転移例で高発現しているmicroRNAが転移の促進に関わるとは言えないため、転移例で高発現しているmicroRNAについての機能解析が必要となる。また、転移例の血清中で高発現するmicroRNAと予後との相関について検討を進める。腫瘍から放出されるexosomeやmicroRNAが転移や増殖に及ぼす機能解析についての検討が進んでいないため。平成25年度に同定した転移例で高発現しているmicroRNAの解析結果をもとに、平成26年度に、その機能解析を行う予定であったが、解析の検討が予定通り進まず、未使用額が生じた。I.腫瘍から放出される分泌型microRNAによる転移促進の基礎検討:腫瘍から分泌される種々のmicroRNA全体をexosomeとして回収し、これが転移促進に関わることを証明する。II.限局例と転移例での発現の異なる血清中microRNAの機能解析:限局例と転移例で発現の異なるmicroRNAについて、機能解析により転移を促進するかについて検討する。III.転移例の血清中で高発現し、かつ、転移を促進するmicroRNAと予後との相関:転移を促進する効果の高いと判断されたmicroRNAについて、血清での発現量を定量し、予後との相関を検討する。このため、転移例で高発現しているmicroRNAの機能解析の検討は次年度に引き続き行うこととなり、未使用額はその経費に充てることとしたい。
音響学的フィードバック抑制に基づくプラズマアクチュエータによる空力音制御

キャビティ音のプラズマアクチュエータの間欠駆動制御についての風洞実験および数値計算を実施した.風洞実験においては,アクチュエータのON/OFFの比であるデューティ比を高くすることでPAの駆動時間が増加するため,連続駆動での制御効果に近付くことが確認された.さらに間欠周波数を変化させた場合,駆動電圧およびデューティ比の条件により,間欠周波数を高くすることで制御効果は高くなることがわかった.これはキャビティ音が発生する際の増幅率に関連すると考えられる.本結果はアクチュエータの駆動電圧・デューティ比・間欠駆動周波数を適切に設定することで,駆動電力を抑制しつつ空力音を制御できる可能性を示している.さらに流れと音の直接計算にアクチュエータの制御効果を導入した解析を実施した.その結果,間欠駆動周波数が低い場合は非制御時に見られる大規模な渦構造がキャビティ流れ内に存在し,空力音が発生する要因となっていたと考えられる.一方で高い間欠周波数では明確な大規模渦構造は見られず,このことが高い制御効果につながったと考えられる.これらの知見は流れ場のフィードバック制御に有効な知見と考えられる.今後は,風洞実験で得られている速度場データと数値計算結果との比較を実施しながら,数値計算のアクチュエータの効果のモデル化の精度についてさらに改善を進める.さらに制御効果が高い間欠駆動周波数と,キャビティ音発生時の振動増幅率との関係について考察を深める.特に実験において,制御・非制御を切り替えた際の流れ場・空力音の変化を明らかにする.また数値計算において,キャビティ流れ内の情報を用いたフィードバック制御を行う予定である.キャビティ流れから発生する空力音についてプラズマアクチュエータを間欠駆動制御することにより,空力音を低減できることを示した.さらに,適切な駆動電圧、デューティー比や間欠周波数を用いることで,連続駆動の場合より駆動に関する消費電力を抑制しつつ制御効果を得ることが可能であることも示せている.さらに数値計算によりその際の流れ場についても明らかにし,今後のフィードバック制御に向けた知見を得ることができたため.今後は,風洞実験で得られている速度場データと数値計算結果との比較を実施しながら,数値計算のアクチュエータの効果のモデル化の精度についてさらに改善を進める.さらに制御効果が高い間欠駆動周波数と,キャビティ音発生時の振動増幅率との関係について考察を深める.特に実験において,制御・非制御を切り替えた際の流れ場・空力音の変化を明らかにする.また数値計算において,キャビティ流れ内の情報として圧力変動などをリファレンスデータとして,プラズマアクチュエータのフィードバック制御を行う予定である.プラズマアクチュエータを流れ方向に平行に設置し,さらにこれをスパン方向に発生するジェットが対向するように設置することで,縦渦を発生させることを確認した.層流境界層がキャビティに流入し,キャビティ流れから狭帯域音(キャビティ音)が発生する条件を対象とし,キャビティ上流に設置されたプラズマアクチュエータによる制御を実施した.その結果キャビティ音が低減されることをしめした.この際の流れ場を測定することにより,キャビティ内の平均流れがスパン方向に非一様になっていることを示した.また,制御機構を明らかにするために圧縮性Navier-Stokes方程式に基づいた流れと音の直接計算を実施した.そこでは,プラズマアクチュエータによるクーロン力を体積力として与えた.非制御・制御の計算を比較した結果,キャビティ音の原因となる二次元的渦構造がプラズマアクチュエータの下流では弱体化することを示した.乱流境界層がキャビティに流入する場合についても制御が有効であるかを示すために,本年度はまず乱流境界層が流入する場合のキャビテイ音の発生条件について調査した.また,乱流境界層が流入する場合は一般に比較的高いマッハ数において鋭い狭帯域音が発生するため,最大95m/sまで流速を上げられるよう風洞をダクト型のもの変更した.境界層の形状係数などから乱流境界層が流入していることを確認した.キャビティを設置した場合,狭帯域音の発生を確認した.発生音の周波数の主流速度に対する変化から,流れと音の連成によると考えられた.次年度以降,アクチュエータによる制御の効果を解明していく予定である.プラズマアクチュエータによる制御は問題なく実施できており,特に層流境界層内に置かれたキャビティからの発生音に対しては制御により大きく低減できることを示している.本内容は国際会議・国際ジャーナルにも査読を受けた上公表されている.また,乱流境界層内のキャビティからの発生音への適用も順調に進んでおり,概ね順調に進展していると考えられる.キャビティ音のプラズマアクチュエータの間欠駆動制御についての風洞実験および数値計算を実施した.風洞実験においては,アクチュエータのON/OFFの比であるデューティ比を高くすることでPAの駆動時間が増加するため,連続駆動での制御効果に近付くことが確認された.さらに間欠周波数を変化させた場合,駆動電圧およびデューティ比の条件により,間欠周波数を高くすることで制御効果は高くなることがわかった.これはキャビティ音が発生する際の増幅率に関連すると考えられる.本結果はアクチュエータの駆動電圧・デューティ比・間欠駆動周波数を適切に設定することで,駆動電力を抑制しつつ空力音を制御できる可能性を示している.さらに流れと音の直接計算にアクチュエータの制御効果を導入した解析を実施した.その結果,間欠駆動周波数が低い場合は非制御時に見られる大規模な渦構造がキャビティ流れ内に存在し,空力音が発生する要因となっていたと考えられる.一方で高い間欠周波数では明確な大規模渦構造は見られず,このことが高い制御効果につながったと考えられる.

これらの知見は流れ場のフィードバック制御に有効な知見と考えられる.今後は,風洞実験で得られている速度場データと数値計算結果との比較を実施しながら,数値計算のアクチュエータの効果のモデル化の精度についてさらに改善を進める.さらに制御効果が高い間欠駆動周波数と,キャビティ音発生時の振動増幅率との関係について考察を深める.特に実験において,制御・非制御を切り替えた際の流れ場・空力音の変化を明らかにする.また数値計算において,キャビティ流れ内の情報を用いたフィードバック制御を行う予定である.キャビティ流れから発生する空力音についてプラズマアクチュエータを間欠駆動制御することにより,空力音を低減できることを示した.さらに,適切な駆動電圧、デューティー比や間欠周波数を用いることで,連続駆動の場合より駆動に関する消費電力を抑制しつつ制御効果を得ることが可能であることも示せている.さらに数値計算によりその際の流れ場についても明らかにし,今後のフィードバック制御に向けた知見を得ることができたため.乱流境界層内のキャビティからの発生音についてプラズマアクチュエータの効果を解明する.まずは層流境界層で有効であった縦渦発生型のアクチュエータを用い,効果によって形状はさらに検討を進める.現在はプラズマアクチュエータは連続駆動で行っているが,周期的に制御・非制御を繰り返した場合(バースト駆動)についても実施する.特にバースト周波数を変化させた場合の効果について明らかにし,キャビティ音が制御時の状態から元の非制御時の状態にどのように変化するのかについても流体力学的に明らかにする.今後は,風洞実験で得られている速度場データと数値計算結果との比較を実施しながら,数値計算のアクチュエータの効果のモデル化の精度についてさらに改善を進める.さらに制御効果が高い間欠駆動周波数と,キャビティ音発生時の振動増幅率との関係について考察を深める.特に実験において,制御・非制御を切り替えた際の流れ場・空力音の変化を明らかにする.また数値計算において,キャビティ流れ内の情報として圧力変動などをリファレンスデータとして,プラズマアクチュエータのフィードバック制御を行う予定である.
家族支援を効果的に進める家族ビリーフアセスメント方法の開発

家族の抱く拘束的ビリーフを、平成20ー22年度の研究において「他人や世間の目を気にする」などの4つのグループに分類し、併せて会話の中で拘束的ビリーフを隠すような表現を取り出した。本研究はそれに続き、看護職に対して拘束的ビリーフを発見してスムースな支援に結びつけるためのガイドラインを作成し、実際に臨床現場で使用してその改善点を見出すことを目的とした。病院の退院支援部署に対する質問紙調査による設問の代表例のピックアップ、招へいした海外の研究者からの指導を追加してガイドライン冊子を作成した。5施設、14名の看護師、29事例にて使用し、前後比較の指標によりこのガイドラインが有効であることが示された。平成23年度の研究目的は、家族ビリーフアセスメント指標(H20-22にほぼ作成済)を活用して(1)臨床現場の看護師が事態を膠着させている拘束的ビリーフを探り当てるための研修プログラムを作成し、(2)プログラムにのっとって家族支援を行う経過の看護経過記録票と(3)その成果を評価するためのアウトカム指標の作成をまず行うこと、続いて(4)実際にこのプログラムを試行する病院、訪問看護ステーションの施設の同意を取り付けることであった。結果としては、(1)についてはほぼ終了したが、(2)、(3)、(4)については途中までしか進められなかった。その理由として、海外研究者招へいを研究計画に盛り込み、本研究内容の質を上げることと、協力病院開拓におけるこの研究への注目度を高めることや理解を深めることを狙っていたが、海外研究者との日程調整がかなわず、実現できなかった。目的(1)については以下のような結果を得ている。H20-22に作成した看護領域別のビリーフを通底したビリーフの所在を整理し、(1)家族内外の人との関係性を気にするビリーフ、(2)病気や死、医療者に対するビリーフ、(3)家族規範などの社会規範に関するビリーフ、(4)性格や強みなどの家族としての自分自身に対するビリーフを導いた。その上で各看護領域別のビリーフの特徴も整理して示した。それをもとにして、(1)から(4)に属する拘束的ビリーフの存在のヒントとなる家族の口から発せられるフレーズを捉えるという研修プログラムを分担研究者とともに作成した。なお、海外研究者招聘分の研究費を平成24年度に繰り越し、平成25年3月にカナダからベル博士の招聘を実現させた。石川県金沢市内の会場にて看護職を対象としたイルネスービリーフモデルの講演会、病院訪問等を行い、その結果、来場者のビリーフに対する理解が進み、介入研究の下地が整い、平成25年度研究の協力医療機関がほぼ固まった。本研究は、看護実践場面でのビリーフアセスメント指標の適用性を検証して使いやすいアセスメント指標を完成させ、さらに実際に即した活用方法を開発して看護師が家族支援能力を高めることを目的としている。平成25年度の計画は、1記録様式を開発すること、2ビリーフアセスメント指標を現場で試用してもらうこと、3使用した結果を様式に記録してもらうこと、4その結果を分析してビリーフアセスメント指標を精錬することである。さらに家族支援の際に支援の行き詰まりを打開するための拘束的ビリーフを発見するための道筋を示すことである。実績として、平成24年度に行った退院支援部署における記録等の調査結果をもとに記録紙を考案した。さらにビリーフアセスメント指標を試用してもらう医療機関を4つの都県から5ヵ所選定し、説明会を開催したのち試用を開始した。この説明会における記録様式に対する意見から、準備していた記録様式を大きく変更しプロセスレコードの形で行うこととした。回収されたプロセスレコードは、医療機関から26事例、訪問看護ステーションから3事例であった。結果としておおむね試用してもらったビリーフアセスメント指標が使えることが分かった。なお、このアセスメント指標は、3つの道筋を持ち、一つは家族の発する日本人にありがちなあいまいなフレーズへの着目、もう一つは家族の意思を整理するための質問、そして平成20-22年度に行った研究(研究代表者と分担研究者はほぼ同じ)から得た拘束的に働きやすい4種類の家族ビリーフを見分ける過程から構成されるものである。プロセスレコードの形で回収された事例の分析から、3つの道筋それぞれの改良を行い、また行き詰まりを打開するための拘束的ビリーフを発見するための道筋を簡略に示す模式図を作製した。看護職は、家族内に生じやすい療養場所・治療方針の選択や役割調整への支援を求められる位置にいる。支援の際には、事態を膠着させるようなビリーフに適切な変化を促すことが重要であると考えられ、看護師が拘束的な家族ビリーフに気付くためのアセスメント指標の現場適用を試みる研究に取り組んでいる。今年度の目標はご(1)平成23年度に精錬した家族ビリーフ

アセスメント指標の現場適応性を高めること、(2)ビリーフという概念に対する看護師の関心を高め、その重要性の理解につなげてこの研究への協力を得ること、その目的で、家族看護とビリーフに関する研修会を実践現場の看護師を対象に行うこと、(3)この研修ののちに研究協力施設の選定と依頼を行うこと、(4)各施設で看護師のかかわりを担当した分担研究者が月1回程度確認しながら、研究を進行することであった。目的の(1)として、退院支援部署の看護師の家族への関心の向け方を調査した。分担研究者の近隣地域の100ベット以上の3019病院へ郵送質問紙調査を行った。778の返信があり(25.8%)、家族に関する記録は多くないこと、しかし家族のビリーフに関心をむける傾向はみられた。拘束的な家族ビリーフを導出する技術が必要なことが明らかになった。(2)については、家族ビリーフに関する世界的な第一人者を招へいし、石川県にて看護職を対象にした研修会を開催して意識啓発を行った。会場いっぱいの参加者があり(約100名)、その中から研究協力施設が得られた。石川県、千葉県、広島県に協力施設が確保できた。現在、協力訪問看護ステーションに当たっているところである。質問紙調査にて示された現場適用性を高めるための質問方法や流れの工夫を加えたアセスメントガイドブックを作ったのちに(現在進行中)、(4)は、次年度に行うことにした。目的を4つ掲げたが、結果を得たのは最初の一つのみで、次段階の二つは研究途中であり、最後の一つは手が付けられていないという状況である。海外研究者招へいの日程調整ができなかったことに原因がある。なお、平成24年度に繰り越した結果、海外研究者の招へいが実現し、ほぼ追いついた。25年度が最終年度であるため、記入しない。前年度は海外研究者招聘の調整がつかずに研究が遅れたが、今年度はなんとか招聘でき、その成果によって研究協力施設を得ることができた、また、質問紙調査を行い、回答から研究を進展させる内容を引き出すことができた。遅れを取り戻すため、平成24年度中に平成23年度予定を終わらせるように計画した。問題点は、研究代表者が管理的業務を多く抱えるような立場になったことであるが、分担研究者が積極的に部分的な班会議を開いて研究を進めるように計画している。研究代表者も管理的な仕事のこなし方に慣れて本研究の推進に力を注げるようになる予定である。研究計画の基本的な変更はないが、当初の予定より協力施設の数を絞り、丁寧に介入研究を行う予定にしている。
高分子鎖コイル－ストレッチ遷移における非アファイン性に着目した抵抗低減機構の解明

高分子鎖を連結粒子系として近似するBDSとDNSとの結合法を用いて非アファイン粘弾性流体における抵抗低減機構の解明を行った.BDSでは,dumbbellの運動にslip velocityを付与して非affine性を導入したdumbbellモデルを用い,一様等方乱流を対象とした。非アファイン性が最小の場合,dumbbellが反変ベクトルとして運動して渦管の伸長を抑制するに対し,最大の場合は共変ベクトルとして運動して渦層に張力を及ぼすため,大きな低減が得られる事を明らかにした.共変性のdumbbellは溶媒からのせん断によりその長さが最大となる方向に配向するため,大きな伸長を受ける事を示した.本年度は,高分子鎖を連結粒子系として近似するBrownian dynamics simulationと乱流のDNSとの結合(BDS-DNS)法を用いて非アファイン粘弾性流体における抵抗低減機構の解明を目指した.一様等方乱流を対象として昨年度開発した並列コードを用いた計算を実行した.2個のbeadsをバネで結合したbeads-springにFENE補正を導入したdumbbellモデルを用い,beads間ベクトルRの時間発展を追跡した.DNSでは外力により定常状態を維持し,BDSではdumbbellの運動にslip velocityを付与して非affine性を導入したBDS-DNSを実現し,得られる高分子応力の寄与をDNSにフィードバックするtwo-way couplingを用いた.必要なdumbbellの個数の理論的見積は10の13乗個程度と膨大になるため,10の6乗から最大9乗個とし,高分子応力に乗数を掛ける事によって不足分をreplicaとして模倣した.この結果,Johnson-Segalman (J-S)構成方程式を用いたDNSと同様な抵抗低減が得られる事を示した.非アファイン性が最大の場合dumbbellは共変ベクトルとして運動して渦層に張力を及ぼすため,反変ベクトルとして運動して渦管の伸長を抑制する非アファイン性最小の場合に比べて,大きな抵抗低減が得られる事を示し, J-S方程式によるDNSとの整合性を示した.一方,最大と最小のdumbbellを1対1に混合した場合は,両者各々単独の場合の中間の低減が得られた.これは,J-S方程式による結果と異なるが,これが,最大と最小のdumbbellが同等に伸長しない事に起因する事を示した.更に,最大のdumbbell 1個と最小のdumbbell 2個が互いに直交するユニットを形成して運動する事を明らかにした.高分子鎖を連結粒子系として近似するBrownian dynamics simulationと乱流のDNSとの結合(BDS-DNS)法を用いて非アファイン粘弾性流体における抵抗低減機構の解明を行った.BDSでは,2個のbeadsをバネで結合したbeads-springにFENE補正を導入したdumbbellモデルを用い,beads間ベクトルRの時間発展を追跡した.DNSでは外力により定常状態を維持し,dumbbellの運動にslip velocityを付与して非affine性を導入したBDS-DNSを実現し,得られる高分子応力の寄与をDNSにフィードバックするtwo-way couplingを用いた.一様等方乱流を対象として,並列コードの開発と計算の実行を行った.投入するdumbbellの個数は計算機環境から10の9乗個とし,不足分をreplica法により補充した.この結果,Johnson-Segalman (J-S)構成方程式を用いたDNSと同様な抵抗低減が得られる事を示した.非アファイン性が最小の場合,dumbbellが反変ベクトルとして運動して渦管の伸長を抑制するに対し,最大の場合は共変ベクトルとして運動して渦層に張力を及ぼすため,大きな抵抗低減が得られる事を明らかにし,J-S方程式によるDNSとの整合性を示した.最大と最小のdumbbellを1対1に混合した場合は,両者各々単独の場合の中間の低減が得られた.これは,J-S方程式による結果と異なるが,これが,共変性dumbbell 1個と反変性dumbbell 2個が互いに直交するユニットを形成して運動する事に起因する事を示した.次に,dumbbell伸長の素過程を検証し,共変性のdumbbellは溶媒からのせん断によりその長さが最大となる方向に配向するため,反変性dumbbellよりも大きな伸長を受ける事を示した.高分子鎖を連結粒子系として近似するBDSとDNSとの結合法を用いて非アファイン粘弾性流体における抵抗低減機構の解明を行った.BDSでは,dumbbellの運動にslip velocityを付与して非affine性を導入したdumbbellモデルを用い,一様等方乱流を対象とした。

非アファイン性が最小の場合,dumbbellが反変ベクトルとして運動して渦管の伸長を抑制するに対し,最大の場合は共変ベクトルとして運動して渦層に張力を及ぼすため,大きな低減が得られる事を明らかにした.共変性のdumbbellは溶媒からのせん断によりその長さが最大となる方向に配向するため,大きな伸長を受ける事を示した.本年度は,高分子鎖の動力学を直接計算して流れ場との相互作用を取り入れる解析により,非アファイン粘弾性流体における抵抗低減機構の解明を目指した.先ず,非アファイン性が最大の場合の顕著な抵抗低減の壁乱流における検証のため,高分子応力のJohnson-Segalman (J-S)構成方程式を用いた管内流のDNSを行い,Virkの最大低減漸近を超える低減が起きる事を示した.次に,高分子鎖を連結粒子系として扱いdumbbellモデルによって近似するBrownian dynamics simulation (BDS)と乱流のDNSとの結合法(BDS-DNS)のためのコードを,一様等方乱流を対象として開発した.2個のbeadsをバネで結合したbeads-springにFENE補正を導入したdumbbellモデルを用い,beads間ベクトルRと重心ベクトルrの運動方程式の時間積分による追跡を行った.DNSでは,外力注入により平衡状態を実現し,BDSではslip velocityを導入することにより,非affine性を考慮したBDS-DNSを実現し,Rから得られる高分子応力をDNSにフィードバックを行わないone-way couplingと行うtwo-way couplingを行った.次に,dumbbellの配向を検証し,非アファイン性が最小の場合,dumbbellは反変ベクトルとして運動し,渦管の軸方向に並列して配向して渦管の伸長が抑制され,抵抗低減が生じる事を示した.非アファイン性が最大の場合,dumbbellは共変ベクトルとして運動し,渦層の法線方向に並列して配向し,渦層に張力を及ぼして渦層の伸長を抑制し,渦層-渦管遷移の発生そのものを抑制するため顕著な抵抗低減が起きる事を明らかにした.この結果は,J-S方程式により得られた機構およびde Gennesの仮説と整合している.H24年度の研究目的は,抵抗低減機構の解明に必須な情報である高分子鎖の配向,伸長と空間分布を解析する事にあった.ここでは,高分子のBrownian dynamicsと溶媒のDNSを結合するBDS-DNSを採用した.新たにreplica法を導入してone-way couplingからtwo-way couplingに移行した,並列型計算機向きのコードの開発と実行を行い,抵抗低減が実際に得られる事を確認し,非アファイン性が最小の場合,dumbbellは反変ベクトルとして運動し渦管の軸方向に並列して配向する事,最大の場合は共変ベクトルとして運動し,渦層の法線方向に並列して配向する事を示し,構成方程式を用いたDNSにおいて得られた予測を裏付ける事ができた.そして,dumbbellの選択的な配向により,最小と最大の場合では低減機構が異なり,最小では渦管の伸長が抑制されるのに対して,最大の場合,渦層に張力を及ぼす事によって渦層の不安定性による渦管の形成が抑制されるため顕著な抵抗低減が起きる事を明らかにした.交付申請書では想定されていなかった新しい結果として,非アファイン性が中間値の場合におけるdumbbellの配向の著しい特性が明らかにされた.即ち,非アファイン性が最小と最大のdumbbellを混合した場合,両dumbbellが直交する配置を取り,ユニットを形成するという結果であり,こうした要素の存在は従来の研究では指摘されていない.このユニットでは,最大のdumbbellの伸長が最小のdumbbellより大きいため,最小と最大が各々単独の場合の中間の抵抗低減が得られるが,これはJ-S方程式における抵抗低減消失という予測と異なり,J-S方程式の適用限界を明らかにした.この結果は,両dumbbellの配合によるより高効率な抵抗低減高分子のBDS-DNSによる設計の可能性を示唆する.交付申請書を作成した段階では想定されていなかった新しい結果が得られたため,(1)とした.
移植用自己拍動心筋細胞作成のための心筋分化用基材の開発

幹細胞移植による心疾患治療は、終末医療としての体内埋込み型補助人工心臓に代わる根治的治療法として重要であるが、拍動する心筋細胞の入手は容易でない。間葉系幹細胞から自立拍動する心筋細胞を得ることに成功したがその効率も極めて低い。そこで、様々な組成および力学特性を有する人工細胞外マトリックスニッチェ上で、iPS細胞および新生ラット心筋細胞を培養し、心筋分化、拍動関連タンパク質発現、拍動開始、拍動継続期間与えるニッチェの影響を解明した。それぞれのステップにおいて、異なった培養環境が最適であること、さらに未分化維持における有用な培養環境が存在することも示唆される結果を得た。生体を構成している全ての細胞は、幹細胞より分化したものであり特異的な環境にて複数の刺激を受けることにより、適切なタイミング・部位にて様々な機能を有する細胞へと分化する。この多分化能を利用し、胚性幹細胞(ES細胞)または間葉系幹細胞、造血系幹細胞などを生体へと移植する再生医療法の開発が試みられ、心筋組織再生においても根治治療として期待されている。特に、間葉系幹細胞は、骨髄や臍帯血などから容易に抽出可能であることに加えて、倫理的な課題を回避できるために、再生医療への応用が注目されている。我々はこれまでに、独自に開発した分化誘導方法にて間葉系幹細胞から自律拍動する心筋細胞を得ることに成功している。また、培養Dish表面の組成が心筋細胞への分化および拍動効率に著しい影響を与えることを予備的に見出した。つまり、培養Dish表面にコートされたマトリクスタンパク質(I型コラーゲン、フィブロネクチン、ゼラチンなど)を用いることにより間葉系幹細胞から自律的に拍動する心筋細胞への分化が制御可能になることを示している。これらの挙動を詳細に検討することで、本プロジェクトでは、幹細胞の未分化維持、幹細胞からの心筋細胞分化、分化細胞における拍動関連タンパク質高発現、細胞の自己拍動の誘導、さらには自己拍動挙動の長期継続、など、それぞれの段階における最適なニッチェを解明することが出来た。この多分化能を利用し、胚性幹細胞(ES細胞)または間葉系幹細胞、造血系幹細胞などを生体へと移植する再生医療法の開発が試みられ、心筋組織再生においても精力的な研究が進んでいる。特に、間葉系幹細胞(MSC)は、患者組織から容易に抽出可能で、倫理的な課題を回避できるために、再生医療への応用が注目されている。しかしながら、移植後における間葉系幹細胞から心筋細胞への分化効率は極めて低い。我々は、従来とは異なる懸濁状態での心筋分化誘導法を見出し、自己拍動心筋分化を確認するに至ったが、その分化効率はやはり低い。近年、幹細胞培養マトリックスの柔軟性(弾性率)がMSCの分化特性に大きく影響することが見出された。そこで、我々の懸濁誘導法と、この弾性培養基材を組み合わせることで心筋分化誘導効率の向上を図る。基材の一般性を確認する意味でもMSCと同時に、よく知られるモデル細胞であるP19CL6細胞も用いて検討を進めた。細胞培養基板は、I型およびIV型コラーゲン、フィブロネクチン、ゼラチン、ポリリシンをコートした弾性培養基材を用いた。培養開始後、230日において自律拍動細胞数を顕微鏡観察によりカウントする。この際、培養Dish底面にグリッドシール(格子サイズ: 1 mm2)を貼り、単位面積当たりの拍動細胞を計測した。透過光では拍動細胞の確認が困難であったことから、Caキレート蛍光イメージング技術により、拍動細胞の可視化を行って評価した。カチオン性基材上で優位な拍動細胞数(コロニー数)の向上が認められた。血清等からのタンパク質の吸着特性が介在している可能性もあることから、次年度詳細なメカニズム解明を進める。間葉系幹細胞の拍動細胞(拍動心筋)への分化効率が低いことは古くから知られている。本プロジェクトでは、懸濁分化誘導法と、その後の培養基材特性の相互作用によって、その効率を向上させる試みを進めてきた。これらの手法の有用性が一般的であるかを確認し、さらに、拍動心筋細胞への分化を明確に検討するために、MSCに加えて、心筋分化研究のモデル細胞としてよく知られているP19CL6細胞を用いて研究を進めたことにより、培養基材が拍動細胞出現効率に与える影響を明確にすることができた。さらに、これまで、透過光顕微鏡下で拍動コロニーを確認してきたが、コロニー中の一部の細胞のみが拍動していることも明らかとなり、更に正確にこれらを確認する新たな手法として、細胞内Ca濃度

蛍光プローブを用いて拍動細胞のみを追跡することが可能となった。これらの点は、予定よりも大きな達成度と判断している。一方で、これらの手法を用いてもMSCの拍動細胞への分化効率は、高いものでは無く、このことを併せて考慮して、このように評価した。弾性の異なるゲル(1 20 kPa)を作成し、そのゲル表面にマトリクスタンパク質をコートした培養基板を作成する。具体的には、濃度および加工構造と密度の異なるポリアクリルアミドゲルまたはゼラチンゲルを作成し(山岡)、その表面上に平成24年度(a)に最適化した基板表面のマトリクスタンパク質をコートする。(a)と同様に、自律拍動する心筋細胞の数および拍動期間の評価、心筋マーカー発現の経時変化から、自律拍動する心筋細胞の大量培養に適した培養基板表面の弾力性を最適化する。このステップにおいて、マトリクスタンパク質の組成と基板表面の弾力性の最適な組み合わせを見出す。また、インテグリンを介したシグナル伝達メカニズムを解明する。インテグリンを介したシグナル伝達は、接着斑の形成やストレスファイバーの形成と相関することから、各基板表面が接着斑やストレスファイバーの形成に与える影響に注目する。特に初期段階では、蛍光免疫染色法により、細胞膜表面上における各種インテグリンや接着斑の形成に関わるタンパク質(タリン、ビンキュリンなど)の分布を観察する。更に、インテグリン阻害モノクローナル抗体や接着斑からのシグナル伝達に関与するリン酸化酵素(Focal adhesion kinase)に対する阻害剤であるTAE226を活用し、各培養基板表面の特性がインテグリンを介したシグナル伝達機構へ与える影響を明らかにする(中谷)。また、これらを人工的に模倣再構築するのみならず、さらに高い活性を有する培養基材を構築する(山岡)H24年度は、ほぼ計画通り研究が進行した。その結果、執行額もほぼ予定通りとなり端数として生じた44905円を次年度に使用することとなった。この予算は、次年度の一般消耗品の購入に充てる。
テラヘルツ波を用いた強相関電子系の超高速スイッチング現象の開拓

将来の情報化社会において、通信速度を上昇させることは必須であり、ピコ秒オーダーで光の強度や光路を変化させることができる超高速スイッチング現象の開拓が求められている。これまでは、光励起による超高速スイッチング現象の研究が行われてきた。しかし、光を制御パルスとして利用すると、実励起による温度上昇や結晶の損傷が生じる可能性がある。この問題を解消するため、より低エネルギーの電磁波であるテラヘルツ波を制御パルスとして利用することを考えた。前年度までに、一次元モット絶縁体である臭素架橋Ni錯体と電子型強誘電体である有機電荷移動錯体TTF-CAを対象としてテラヘルツ波ポンプー光(第二高調波:SHG)プローブ分光を行い、テラヘルツ波励起による超高速の光制御と分極変調に成功した。今年度は、一次元モット絶縁体である有機電荷移動錯体ET-F2TCNQと水素結合型強誘電体であるクロコン酸を対象としてさらに研究を進めた。一次元モット絶縁体であるET-F2TCNQにおいて、テラヘルツ波による三次の非線形光学効果を利用した超高速光スイッチングに成功した。これは、温度上昇の効果などによる遅延応答のない、本当の意味での超高速スイッチング現象である。さらにこの物質では、通信波長である1.55μmの光を制御することが可能であり、実用的なものとなっている。次に、水素結合型強誘電体であるクロコン酸において、テラヘルツ波照射による高速の分極変調に成功した。テラヘルツ波によるSHG強度の変調の大きさは、TTF-CAの場合と比べて五倍ほど効率がよい。これは、π電子系とプロトンが強く結合して強誘電分極を発現するクロコン酸の特徴であると推測される。本研究は、強相関電子系の物質におけるテラヘルツ波応答を明らかにしたことに加え、テラヘルツ波励起による超高速の光制御・分極変調の有用性を実証した重要な成果であるといえる。26年度が最終年度であるため、記入しない。将来の情報通信を担う技術として、電子デバイスにおける処理速度の限界を超えた光による超高速スイッチングデバイスの開発が求められている。しかし、光励起によるキャリアの生成や温度上昇が、高繰り返しのスイッチングを抑制する原因となっていた。そこで、これらの問題を解決するために、光励起の代わりに高強度のテラヘルツ波を利用することを考えた。また、テラヘルツ波励起によって、温度上昇の影響のない光誘起相転移現象が達成できる可能性もある。さらに、強相関電子系におけるテラヘルツ波応答は未知の領域であり、それを解明することは、学術的にも非常に意義のあることである。様々な強相関電子系におけるテラヘルツ波応答を検出することにより、新しい超高速スイッチング現象を開拓するとともに、その原理を解明することが本研究の目的である。実験方法として、テラヘルツ波ポンプー光反射(第二高調波)プローブ分光測定を用い、テラヘルツ波照射による反射率(第二高調波強度)変化の時間発展を調べた。また、プローブ光のエネルギーを変化させることで、過渡反射率スペクトルを測定し、テラヘルツ波応答の起源を調べた。まず、一次元モット絶縁体である臭素架橋Ni錯体とET-F_2TCNQにおいて、テラヘルツ波による三次の非線形光学効果を利用した超高速光スイッチングに成功した。また、過渡反射率スペクトルを解析した結果、奇と偶の対称性を持つ励起状態間の遷移双極子モーメントが非常に大きいことが分かった。次に、電子型強誘電体であるTTF-CAとその誘導体において、テラヘルツ波照射による高速の分極変調に成功した。これは、テラヘルツ波によって分子間の電子移動を誘起することによって電子的な分極が変化することによるものである。また、テラヘルツ波による分極変調をきっかけとして、分子変位が生じることを明らかにした。この結果から、この種の物質の強誘電性の安定化に分子変位が寄与することがわかった。

テラヘルツ波によるSHG強度の変調の大きさは、TTF-CAの場合と比べて五倍ほど効率がよい。これは、π電子系とプロトンが強く結合して強誘電分極を発現するクロコン酸の特徴であると推測される。本研究は、強相関電子系の物質におけるテラヘルツ波応答を明らかにしたことに加え、テラヘルツ波励起による超高速の光制御・分極変調の有用性を実証した重要な成果であるといえる。26年度が最終年度であるため、記入しない。強相関電子系である一次元モット絶縁体において、テラヘルツ波励起による超高速光スイッチングに世界に先駆けて成功した。また、電子型強誘電体の強誘電分極をテラヘルツ波によって超高速に変調させることに世界で初めて成功した。さらに、過渡反射率スペクトルの解析からこれらのテラヘルツ波応答の起源を明らかとした。研究の成果は国際会議で発表し、学術論文として発表することもできている。以上のことから、当初の計画以上に研究が進展していると考えられる。これまでの研究では、電子型強誘電体の強誘電分極をテラヘルツ波によって変調することに成功している。次の目標は、強誘電分極が存在しない相において、テラヘルツ波励起により分極を発現させることである。現在我々の研究室が利用できるテラヘルツ波の最大電場強度はおよそ100kV/cmであるが、この程度の電場強度ではマクロな強誘電分極を発生させることが難しいと考えられる。そこでまず、テラヘルツ電場強度を増大させる必要がある。目標値は500kV/cmであるが、これは、テラヘルツ波を発生させるためのポンプ光の強度を大きくし、また、テラヘルツ波発生系を精密に調整することによって達成することができると考えている。電場強度を増大させた後、テラヘルツ波励起による分極生成を目指す。具体的には、常誘電相にある有機電荷移動錯体や水素結合系分子性結晶においてテラヘルツ波ポンプー光プローブ分光測定を行い、テラヘルツ波励起による電子移動やプロトン移動が生じるかどうか、またそのダイナミクスを明らかにする。その後、マクロな強誘電相が生成していることを確かめるため、基底状態では現れない第二高調波がテラヘルツ波照射時に現れることを確認する。
麻酔薬作用部位の分子環境

麻酔のendpointの抑制度とその麻酔薬のdosisとの関係からは麻酔薬の結合部位は約30あるという研究結果が出されている.これはとりもなおさず神経伝達物質の受容体や興奮に関わる生体高分子あるいはbulkとしての膜脂質など麻酔薬の作用対象となるものが数多く存在することを物語っている.近年,麻酔のあるものについてGABAA受容体蛋白に対する特異的作用やアセチルコリン受容体蛋白に特異的であるといった多くの研究が発表されている.これらの研究はこれらの受容体蛋白が意識や痛みなどに関わる麻酔薬の作用対象であるということを証明する根拠にはなるが,直ちに麻酔薬が作用する分子環境が特異的であるという根拠にはならない.作用が特異であるということと結合様式が特異であるということとは別の問題である.1960年代に報告されたXeのマッコウクジラのミオグロビンの一酸化炭素結合に対する特異作用がファンデルワールス力による一般的な結合様式で結合していることが報じられている.このことは,麻酔薬(Xeは笑気より強力な麻酔作用がある)は特異的作用を示してもその結合様式は非特異的である典型的な証左である.このことをよりどころに本研究では麻酔薬が作用する部位の分子環境は共通した性質を持つという作業仮説をたてた.研究成果としては以下のようなことが明らかになった.1)局所麻酔薬は神経軸索膜を通過する際に環境のpHに依存して解離型が膜に分配されるのに比べて非解離型は膜表面に濃縮されて分配する事か証明され,そのこと自体が活動電位の消失に関わり,またその際の軸索内部のpH変化から,通説となっている膜を通過した局所麻酔薬が膜の内部からNaチャンネルに結合するという機序だけではないという結論を得た.また,ジブカインのような局所麻酔薬では種々のアルカノールの存在下では結合性が増すことなども明らかになった.2)環境温度が低下するとMACが低下する現象を物性論的に解析し,麻酔強度は受容体の麻酔薬作用部位での結合濃度を示すものではないことを示した.3)βadrenergic-あるいはmuscarinic-受容体にαヘリックスの構造で膜を通過する構造を持つ点で非常に類似性の高いバクテリオロドプシンを用いた研究ではアルカノールの濃度依存性に蛋白の高次構造を変化させることから物性論的な影響を明らかにした.これらの知見は現在特異的作用があるとしている蛋白における麻酔薬の存在する分子環境を直接的に説明するものではないが生体膜における存在様式を考察する上で大きな進歩であったと考えている.10月の補助金交付内定後短い研究期間であるため、研究打合せ会議を12月14日・15日に開き、従来から各研究分担者で行っている研究結果とその関連文献の渉猟によって、今後の研究の見通しを立てた。麻酔薬が標的とする蛋白は神経伝達物質受容体等を主とする膜蛋白であるとするのが一般的である。少なくともこれら蛋白質の活性発現には多少ともコンフォメーション変化を伴う。このプロセスは(1)蛋白質の特定部位への薬物の特異的結合によるか、(2)なんらかの因子による二次的なコンフォメーション変化によるかの2つの可能性がある。膜蛋白質ではリン脂質の構造を修飾するならば蛋白質の活性も修飾されることになる。前者のsite-specific typeでは(1)Langmuir型の結合,(2)高濃度で結合が飽和値(サイト数)に到達、(3)競合型阻害薬の存在、(4)光学異性体の結合(活性)に大きな差、が主な特徴である。一方、後者のnon-site specific typeでは,結合は薬物の濃度に伴い上昇し、競合阻害薬は存在しない。膜蛋白質の場合は何れか一方のクライテリアのみを明確に満足させるような現象は必ずしも見られないのではないか(寺田)。膜を介する情報伝達を行う反応系ではリンクする要素が多く、酵素蛋白のような単純な形式をとらない。膜構成分子は脂質・蛋白質共に両親媒性である。しかし膜として配向すると、膜の部位によって極性が異なる。そこで麻酔薬の作用部位は作用(結合)場の極性に強く依存する。麻酔作用を持ちながら非極性物質のXeが膜界面付近の両親媒性領域と優先的に相互作用するというYan Xu & Pei Tangの研究結果からすれば麻酔薬作用部位は蛋白質においても"両親媒性ドメイン"と呼ばれる場所である(柴田)。吸入麻酔薬で「麻酔強度とoil/gas分配係数の積」より「麻酔強度とoil/gas分配係数とsaline/gas分配係数との積」に相関が強いことから、吸入麻酔薬の水への溶解度の19F-NMRによる定量的測定は重要である(谷口)。また既に解明されたとされる局所麻酔薬の作用機序について非解離型麻酔薬が麻酔薬作用機序の主役である実験事実を積み上げている(金品、横野、小栗)。このことは麻酔薬は水との平衡と同時に膜とも平衡にあり、膜への濃縮過程が受容体蛋白への結合の割合を規定している(末崎、塚本、金品、横野)。以上のような事柄が本研究の今後の方向性になる。麻酔のendpointの抑制度とその麻酔薬のdosisとの関係からは麻酔薬の結合部位は約30あるという研究結果が出されている.これはとりもなおさず神経伝達物質の受容体や興奮に関わる生体高分子あるいはbulkとしての膜脂質など麻酔薬の作用対象となるものが数多く存在することを物語っている.