hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
鼻粘膜由来組織幹細胞による顔面神経再生の研究

申請者はこれまでの研究で、鼻粘膜より採取した組織幹細胞に着目し、神経再生を目指してきた。鼻粘膜由来組織幹細胞はin vitroの解析で神経幹細胞の性質を示し、末梢神経麻痺モデルマウスの回復を促進した。本研究では顔面神経を切断して、より高度な顔面神経障害モデルマウスの治療に応用することを目的とする。側頭骨手術において、顔面神経を切断しなければならない場面は多くないが、本治療法で顔面神経の再生が促進されれば、臨床応用できることが期待される。本研究では、まず組織幹細胞を分化誘導し、分化前後の細胞のどちらが移植に適した細胞であるか検討する予定であった。鼻粘膜由来幹細胞を採取し、分化誘導刺激と行った。mRNAを採取して神経節細胞、グリア、アストロサイトなどへの分化誘導が行われたか検討したが、細胞組織染色レベルでの明らかな変化は認められなかった。同時に、マウスの顔面神経を耳下腺下で露出し、顔面神経を切断、吻合して顔面神経麻痺切断吻合モデルマウスを作成した。手術直後よりどのマウスも顔面神経完全麻痺が認められたが、2週間程度後から徐々に顔面の動きが認められ、2ヶ月以内に良好な顔面運動が認められた。今後は移植する幹細胞を変更する予定である。候補としては、臨床応用しやすい造血幹細胞を候補として考えている。造血幹細胞を神経再生チューブに挿入して、顔面神経切断吻合モデルにおいて顔面麻痺の再生が促進されるかどうか検討する。鼻粘膜由来の多能幹細胞を抽出し、分化につき検討した。しかし形態学的な変化は認めず、いくつかの蛋白発現も変化しなかった。顔面神経麻痺切断モデルマウスの作成については計画通り行うことができた。幹細胞の候補として、鼻粘膜由来多能幹細胞は中止し、骨髄細胞から抽出される造血幹細胞を候補として実験を行っている。今後、マウス大腿骨の骨髄から骨髄細胞を抽出し、磁気ビーズ(MACS)で造血幹細胞を抽出する。造血幹細胞が顔面神経麻痺切断モデルマウスの麻痺回復を促進させるかどうかをin vivoの系で検討する。促進されることが確認できたら、造血幹細胞が放出するサイトカインの何が神経再生を促進するか検討する。幹細胞が分化して組織を形成するが、一旦分化した組織の中にも一定数の幹細胞が存在することがわかってきた。我々は鼻粘膜より分離される幹細胞に着目し、神経再生を促すかどうか研究を行ってきた。嗅裂の粘膜より分離された細胞は神経幹細胞様の性質を示し、PCRにて神経幹細胞マーカーを発現したため、嗅粘膜由来の組織幹細胞であると考えられた。本研究では顔面神経を切断して、より高度な顔面神経障害モデルマウスの治療に応用することを目的とした。まずはマウス顔面神経麻痺モデルを確立した。マウス神経を切断すると完全麻痺となるが、手術時間、手術手技がまだ安定していなかったため、容易な圧挫麻痺を作成することとした。マウス顔面神経を耳下腺下で圧挫麻痺したところ、術後、顔面神経の完全麻痺が認められ、その後顔面麻痺は14日程度で自然に回復した。次に組織由来多能幹細胞を採取した。マウス嗅粘膜組織由来幹細胞を、胎児Balc/cマウスの嗅粘膜から採取し、成長因子を添加した培養液で培養した。培養用dishの底につかず浮遊する細胞を培養したところ、浮遊細胞は継代が可能であり、neurosphereを形成した。また、PCRで神経幹細胞由来の遺伝子発現を検討し、神経幹細胞と同様の性質を示し、嗅粘膜組織由来幹細胞であると考えた。最初に、顔面神経麻痺モデルマウスを作成した。マウスの顔面神経を解剖し、走行を確認した。次に顔面神経本幹を耳下腺下層で圧挫して顔面神経圧挫麻痺モデルマウスを作成した。手術後は完全麻痺を認め、その後麻痺は徐々に軽快し、14日程度で完治するモデルが完成した。ついで、マウス顔面神経切断吻合マウスを作成した。マウスの顔面神経本幹を耳下腺下層で切断し、顔面神経麻痺モデルマウスを作成した。手術後は完全麻痺を認め、その後麻痺は徐々に軽快した。切断した顔面神経を吻合する際に時間を要すること、手術手技が安定しないことにより、以降の実験では顔面神経圧挫麻痺モデルマウスを用いて実験を行うこととした。次に、組織由来多能幹細胞を採取、分離した。マウス嗅粘膜組織由来幹細胞を、胎児Balc/cマウス(P0)の嗅粘膜から採取し、成長因子を添加した培養液で培養した。培養用dishの底につく細胞と浮遊する細胞をわけて培養を行ったところ、浮遊細胞は継代が可能であり、細胞塊(neurosphere)を形成した。細胞塊は単細胞にしても再度細胞塊を形成し、神経幹細胞と同様の形態を示した。また、PCRで神経幹細胞由来の遺伝子発現を検討したところ、Nestin、Sox-2等を発現し、神経幹細胞と同様の性質を示し、嗅粘膜組織由来幹細胞であると考えた。その後グリア細胞由来神経成長因子(GDNF)、脳由来神経成長因子(BDNF)、レチノイン酸、ビタミンB12等と共に共培養したが、幹細胞は形態学的には変化を示さなかった。

鼻粘膜由来組織幹細胞はin vitroの解析で神経幹細胞の性質を示し、末梢神経麻痺モデルマウスの回復を促進した。本研究では顔面神経を切断して、より高度な顔面神経障害モデルマウスの治療に応用することを目的とする。側頭骨手術において、顔面神経を切断しなければならない場面は多くないが、本治療法で顔面神経の再生が促進されれば、臨床応用できることが期待される。本研究では、まず組織幹細胞を分化誘導し、分化前後の細胞のどちらが移植に適した細胞であるか検討する予定であった。鼻粘膜由来幹細胞を採取し、分化誘導刺激と行った。mRNAを採取して神経節細胞、グリア、アストロサイトなどへの分化誘導が行われたか検討したが、細胞組織染色レベルでの明らかな変化は認められなかった。同時に、マウスの顔面神経を耳下腺下で露出し、顔面神経を切断、吻合して顔面神経麻痺切断吻合モデルマウスを作成した。手術直後よりどのマウスも顔面神経完全麻痺が認められたが、2週間程度後から徐々に顔面の動きが認められ、2ヶ月以内に良好な顔面運動が認められた。今後は移植する幹細胞を変更する予定である。候補としては、臨床応用しやすい造血幹細胞を候補として考えている。造血幹細胞を神経再生チューブに挿入して、顔面神経切断吻合モデルにおいて顔面麻痺の再生が促進されるかどうか検討する。鼻粘膜由来の多能幹細胞を抽出し、分化につき検討した。しかし形態学的な変化は認めず、いくつかの蛋白発現も変化しなかった。顔面神経麻痺切断モデルマウスの作成については計画通り行うことができた。幹細胞の候補として、鼻粘膜由来多能幹細胞は中止し、骨髄細胞から抽出される造血幹細胞を候補として実験を行っている。マウス顔面神経麻痺モデルについては、今後顔面神経圧挫麻痺モデルマウスを用いることとした。しかし、マウス顔面神経切断吻合マウスが利用できれば、完治困難な顔面神経麻痺モデルマウスになると考えられ、切断吻合モデルマウスの確立を試みたいと考えている。また、さらに、モルモットにおける報告では、側頭骨内の顔面神経を圧挫した場合は側頭骨外で圧挫した場合と比べて神経損傷の程度がひどくなり、再生過程で過誤支配がおこることが報告されている(Yamada et al, Laryngoscope. 2010May; 120 (5): 1022-7.)。こちらについてもマウスモデルを用いて、中耳骨包内の顔面神経麻痺を露出し、圧挫することにより顔面神経麻痺モデルマウスが作成可能か検討を行う予定である。顔面神経麻痺モデルマウスの再生における研究については、分化させた嗅神経由来幹細胞を用いる予定であった。しかし臨床応用を考えると、嗅粘膜の採取は容易ではあるが採取により嗅覚障害を引き起こす可能性もある。さらに採取可能な幹細胞の候補として骨髄由来幹細胞が挙げられた。骨髄由来幹細胞は骨髄穿刺により容易に採取可能な細胞である。そこで、マウス大腿骨より骨髄細胞を採取し、培養することにより幹細胞を採取し、分離培養できるか検討する。また、顔面神経麻痺モデルマウスの損傷した顔面神経の付近に投与し、顔面神経麻痺の治癒を促すかを検討する予定である。今後、マウス大腿骨の骨髄から骨髄細胞を抽出し、磁気ビーズ(MACS)で造血幹細胞を抽出する。
微結晶粉末での単結晶Ｘ線構造解析を可能にする新規解析手法の開発

当グループでは,所定サイズの単結晶が得られず結晶構造解析が進んでいない物質の解析を可能にするため,磁場配向技術を用いて微結晶粉末から単結晶X線構造解析を可能にする擬単結晶法の研究を行ってきた.擬単結晶法では磁場により三次元的に配向した微結晶をUV硬化樹脂で固定するため,1試料の回収が不可能2樹脂硬化に伴う配向の乱れ,という欠点があった.この克服のため、本研究では三次元配向した微結晶の懸濁液を固めずにX線回折測定に供する手法を提案している(in-situ擬単結晶法).平成27年度末までにおいて、下記の成果が得られた。平成26年度にX線チョッパーを用いたin-situ擬単結晶法を確立していたが,測定時間が単結晶法に比べて数十倍から百倍程度になる問題があった.これを解決するために微結晶の懸濁媒体を高粘度にし,配向した微結晶が揺らぐ前にX線回折測定を行う手法を開発した.L-アラニン微結晶懸濁液を試料に用い構造解析を行い,測定時間を単結晶法の二倍程度まで抑えることに成功した.平成26年度に放射光施設SPring-8、BL38B1にて構築した実験系においてリゾチーム微結晶懸濁液を用いてin-situ擬単結晶法を行った。リゾチームの三次元配向した回折像が得られたが,構造解析には至らなかった.懸濁媒体の粘度や試料回転速度などを最適化することで構造解析可能なデータが得られると考えている.本手法を構造未知のターゲットに適応すべく,L-アルギニンを試料に選定した.L-アルギニンの水和結晶を乾燥させ,脱水させてL-アルギニンのみで構成される粉末結晶試料を得た.本試料について磁場を印加し配向実験を行なった所,単結晶様のX線回折像が得られた.しかし,配向が不十分だったため,構造解析にはいたらなかった.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。当グループでは,所定サイズの単結晶が得られず結晶構造解析が進んでいない物質の解析を可能にするため,磁場配向技術を用いて微結晶粉末から単結晶X線構造解析を可能にする擬単結晶法の研究を行ってきた.擬単結晶法では磁場により三次元的に配向した微結晶をUV硬化樹脂で固定するため,1試料の回収が不可能2樹脂硬化に伴う配向の乱れ,という欠点があった.この克服のため、本研究では三次元配向した微結晶の懸濁液を固めずにX線回折測定に供する手法を提案している(in-situ擬単結晶法).平成26年度には次の課題A、Bを遂行した。A in-situ擬単結晶法による結晶構造解析精度検討,手法確立Bタンパク質結晶構造解析に向けた、放射光X線を用いたin-situ擬単結晶法の検討その結果、平成25年度末までにおいて、下記の成果が得られた。課題A:室内X線回折計中に1.対面磁石と試料駆動部からなる回転磁場印加装置と、2.スリットの入った金属円盤と駆動部からなる回転式X線チョッパーの2つの装置を導入し、この系を用いてモデル物質であるL-アラニンの結晶構造解析に成功し、また、構造解析の精度も得られ、手法確立に至った。課題B:放射光施設SPring-8、BL38B1にて実験系を構築し、L-アラニンを用いてin-situ擬単結晶法を検討した。その結果、両者共、単結晶回折測定と同等の回折像が得られ、実験系の確立に成功した。次いで、格子定数を求めた。リゾチームの三次元配向した回折像が得られたが,構造解析には至らなかった.懸濁媒体の粘度や試料回転速度などを最適化することで構造解析可能なデータが得られると考えている.本手法を構造未知のターゲットに適応すべく,L-アルギニンを試料に選定した.L-アルギニンの水和結晶を乾燥させ,脱水させてL-アルギニンのみで構成される粉末結晶試料を得た.本試料について磁場を印加し配向実験を行なった所,単結晶様のX線回折像が得られた.

しかし,配向が不十分だったため,構造解析にはいたらなかった.本研究課題は、次の3つの少課題にて構成されている。課題A、in-situ擬単結晶法による結晶構造解析精度検討,手法確立;課題B、放射光X線を用いたin-situ擬単結晶法の検討;課題C、立体構造が未知の物質の結晶構造解析。本研究ではまず、課題Aにより、in-situ擬単結晶法を確立する必要があるが、室内X線回折計を用いたL-アラニンの結晶構造解析に成功した。得られた構造をケンブリッジデータベース上の単結晶測定による構造と比較したところ、非常によく一致した。また、結晶構造解析の妥当性の指標となるR1値、wR値もそれぞれ6.5%, 17.4%であり、十分な精度での解析が可能だと判断した。この成果は平成26年度内にて達成予定であったin-situ擬単結晶法の確立が成されたことを示している。一方、課題Bにおいて、大型放射光施設SPring-8 BL38B1において,実際に磁場印加装置を持込みL-アラニン微結晶懸濁液のX線回折測定を行って実験系の確立を計った.この課題は平成26年度から27年度の前半にかけて遂行する予定であった。実験において、X線検出器にはデッドタイムのないシームレスな連続回折測定が可能なCMOS検出器を用いた。この検出器により、配向維持のために回り続ける試料から動画のように高速なデータ収集が可能となり,単結晶様の回折像データセットが得られた.しかし,回折スポットがアーク状に広がっているため、ソフトウェアを用いたスポットの指数付けに難航している.平成27年6月の実験おいて課題の達成を目指す。課題Cは平成26年度から物質の選定を始め、27年度より実際に構造解析を行う予定であった。現在、粉末回折測定でしか構造が得られていない物質を中心選定を進めており、候補物質が見つかっている。以上の状況から、本研究課題は当初の研究実施計画に概ね沿った形で順調に進展していると判断できる。27年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度に引き続き、当初の研究実施計画に基いて研究課題を遂行する。具体的には以下の通りである。課題B:スポットの指数付けに難航しているが、これは下記の事情による。そもそも、磁場配向試料により得られる回折スポットの半価幅は2゚程度であり,通常の室内X線では解析に問題がない.一方、今回は高輝度X線を用いたことにより低分子であるL-アラニン結晶が非常に強い回折を生じ,同じ半価幅2゚のスポットでもベースが高くなり,スポットがアーク状になっている。したがって、ソフトウェアがアークの裾を回折点と誤認するため,指数付けの精度が落ちてしまう.この問題を解決するために,微結晶懸濁液の濃度を薄くする,X線のアテネーターを厚くするなどして適切な輝度に落とすなどの対策を講じ,今後の実験を進めていく.課題C:単結晶の作成が難しく,単結晶解析から解かれた構造データが存在しない物質の探索を行い、いくつかの候補を見つけた.例として、クラリススロマイシン無水物結晶、無水リシン結晶などである。両者とも、水和結晶の脱水から得られるが、脱水のさいに単結晶が崩壊し粉末結晶化してしまう問題がある.現在のところ粉末X線回折測定から解かれた構造しか存在しない.クラリスロマイシン無水物結晶に関してはin-situ擬単結晶法により単結晶様回折データが得られており、現在解析を進めているところである。今後、リシンについても解析を進めていく予定である.27年度が最終年度であるため、記入しない。
MCM関連遺伝子sna41のDNA複製制御における機能解析

DNA複製は細胞周期あたり1回に限定されるが、この制御系において、ライセンス因子やロ-ディング因子が核膜の形成と関連して重要な役割を果たしている。ライセンス因子の候補であるMCMファミリーに属する分裂酵母nda4変異株のサプレッサーsna41変異株を単離し、さらに、sna41遺伝子を単離した。本研究では、nda4産物の機能を明らかにするため、sna41産物が、DNA複製時において、MCM蛋白質および核膜とどの様に関わりながら機能するか、そのメカニズムを明らかとする事を目的とする。sna41産物はDNA複製に関与することが示されているので、DNA複製に欠損を示す変異株と二重変異株を作製した。sna41変異は、nda1と合成致死を示したが、同じMCM変異株でもcdc21やmis5と、あるいはORCのサブユニットであるORC1の変異cdc30とは合成致死も変異抑圧も示さなかった。このことから、sna41遺伝子は、nda4遺伝子のみならず、ndal遺伝子とも密接な関係があり、また、同じMCMに属するファミリーの中でも特にnda1とnda4遺伝子が関係が深いことが示された。次に、sna41産物の局在を調べるため、C末端にGFPをつけたsna41産物をコードする遺伝子を発現するプラスミドを作製し、分裂酵母菌株に導入し、発現を蛍光顕微鏡で調べた。このGFP-sna41融合蛋白質はsna41変異株の相補能はあったが、蛍光顕微鏡による発現は認められなかったことから、sna41産物は細胞内にごく微量しか存在しない可能性が示唆された。また、細胞分裂周期突然変異株cdc25を用いた同調培養を行い、細胞周期におけるsna41産物の変動をウエスタンブロット法により調べた。発現量は、細胞周期においてほぼ一定であり、機能発現において、蛋白質以外の制御系が働いていることが示唆された。
サービスの質を規定するモデル構築に関する研究

本研究は、質の高いサービスの提供に結びつく心理的特性の解明を目的としている。介護保険施設・事業所の介護職員と利用者を分析の対象とする。サービスの質に影響を与える要因は、組織コミットメント、職業コミットメント、顧客コミットメントなどであった。このことから、同時に複数の対象にコミットしている状態が、サービスの質の向上に有効であると考えられる。本研究の目的は、福祉施設の介護職員を対象とし、質の高いサービスの提供に結びつく心理的特性を探求することである。その目的を果たすために、サービス・システム・モデルを援用したキャリア志向と組織コミットメントや職務関与といった心理的特性の関係分析、心理的特性の強弱とサービスの質に関する知覚の関係分析などを行う。本年度は、これらのプロセスの準備段階として、大規模量的調査に向けた各概念の整理と基礎的データの収集に努めた。具体的には、文献調査と質問紙調査を中心に行った。文献調査においては、サービスの質に関する諸研究とヒューマン・サービス従事者の心理的特性に関する諸研究のレビューを行った。サービスの質に関する諸研究から、信頼性、反応性、確信性、共感性、有形性の次元から成るサーブクォル尺度は、福祉・医療分野のサービスの質を測定することが可能であることを明らかにした。また、ヒューマン・サービス従事者の心理的特性に関する諸研究から、組織コミットメントや職務関与といった心理的特性が年齢や勤続年数といった個人特性によって異なることを明らかにした。質問紙調査は高齢者デイサービスセンターの介護業務従事者および利用者を対象に行った。本調査から、キャリア志向の強弱によって、組織コミットメント、職務関与、およびモチベーションに差異があることが明らかにされた。また、組織コミットメントと職務関与の双方が高いグループの提供するサービスの質が最も高いことが明らかにされた。さらに、サービスの質が利用者満足度に影響を与えていることが明らかされた。本年度は、昨年度の理論的検討と先行調査を受けて、対象施設に対して重点的な質的調査を行った。その後、量的調査を行った。研究課題1「介護職員のキャリア志向とサービスの質の関連性の解明」に関しては、昨年度調査を拡張し、福祉施設の実情に適合するようなサービスの質の次元開発を試みた。調査方法としては質的調査を中心に行った。そこでは、既存研究で確認された「信頼性」に加え、「共感性」が多く見られた。さらに、既存研究における「能力」に類する項目が多く挙げられるなど、いくつかの特徴が明らかにされた。研究課題2「介護職員のキャリア志向に対応する人的資源管理施策の把握」に関しては、個人的特性とキャリア志向の関連性を解明するために、量的調査を実施した。その結果、専門性志向は、30代、20代、40代および50代以上の順に高いことが明らかにされた。一方、勤続年数と専門性志向の間に関連性がないことが確認された。さらに、職種(看護職、相談職、介護職)の間で専門性志向に差異がないことが明らかになった。研究課題3「介護職員のキャリア志向と行動特性がサービスの質に与える影響の解明」に関しては、どのようなタイプの人材が、質の高いサービスを提供しているのかについて、量的調査を中心に調査を実施した。その結果、職務関与や顧客コミットメントに加え、組織と顧客双方へのコミットメントがサービスの質に影響を与えていることが明らかにされた。一方、年齢や勤続年数といった個人的特性はそれほど影響を与えていないことが明らかになった。本年度は、質問票調査を中心に研究が進められた。その結果、3つの研究課題について、以下のことが明らかにされた。研究課題1「介護職員のキャリア志向とサービスの質の関連性の解明」に関しては、研究対象を看護職員に拡大し、介護職と看護職では、サービスの質に与えるキャリア志向にどのような差異がみられるのかについて検討を行なった。その結果、両職種とも、仕事と組織双方へのコミットメントが高いタイプの人材が、良質なサービスを提供していることが明らかになった。研究課題2「介護職員のキャリア志向に対応する人的資源管理施策の把握」に関しては、個人への認知面を考慮した人的資源管理施策を取り入れ、個人の知覚する人的資源管理施策とキャリア志向との関連性について検討を行なった。その結果、キャリア志向のタイプによって、適合する人的資源管理施策が異なることが明らかになった。専門職能志向は雇用保障との間に正の相関を示し、全般管理志向は公平な評価との間に正の相関を示し、自律・独立志向は適正配置との間に正の相関を示し、保障・安定志向は雇用保障との間に正の相関を示し、奉仕・社会貢献志向は業績による報酬との間に負の相関を示し、ライフスタイル志向は雇用保障との間に正の相関を示した。研究課題3「介護職員のキャリア志向と行動特性がサービスの質に与える影響の解明」に関しては、研究課題(2)で明らかになったキャリア志向に適合する人的資源管理施策が組織コミットメントを経由して対人的援助行動に与える間接効果について検討を行なった。

その結果、福利重視型人的資源管理施策は組織コミットメントを通じて対人的援助行動を促進し、能力重視型人的資源管理施策が組織コミットメントを通じて対人的援助行動に与える影響は、個人ー職務適合度が高いときに顕著となることが明らかになった。研究計画の概要と進捗状況を照らし合わせると、当初の研究目的であるサービスの質を高める要因を特定する研究成果が順調に得られていると判断できる。24年度が最終年度であるため、記入しない。最終年度に当たる本年度は、研究成果をまとめ、公表することを第一の課題としたい。その際、学会誌として公刊することを計画している。また、本年度も昨年度同様、研究成果を国内学会で報告することで、成果の公表を行いたいと考えている。
持続可能な地域発展の評価モデルに関する研究

本研究では、兵庫県豊岡市におけるコウノトリ野生復帰に関する取り組みを題材として、持続可能な地域発展に向けた政策や活動を評価するための概念的モデルを構築した。豊岡市では、コウノトリ野生復帰をめぐる学習やビジョン形成などによって、自然、人工物、社会関係、文化、人材などの包括的なストックを維持または豊富化し、持続可能な発展へ向かっていると評価できる。22年度は、(1)既往研究のレビューと(2)兵庫県豊岡市での現地調査を中心に研究を進めた。(1)では、主に環境経済学で議論されてきた、資本ストックの維持増進=持続可能性とするアプローチだけでなく、社会的相互作用をも視野に入れた持続可能な発展論が、仮説形成において重要であることが明らかになってきた。特に、理論的研究も近年注目を集める持続可能な発展の移行理論を参照することにより、持続可能性を高める社会システム革新過程のいくつかの要件を確認することができた。(2)では、第一に自然環境ストックの変容を中心に、主に兵庫県但馬県民局、兵庫県立コウノトリの郷公園、NPO等での資料収集と聞き取り調査を行った。その結果、これまでに様々な主体による政策と取り組みによって環境ストックの再生、創出、価値付けの変容が進められてきた実態が明らかになった。第二に、豊岡市内でコウノトリ育む農法に取り組んでいる地区を中心に、取り組みの経緯、成果、課題について実態調査を行った結果、地区ごとの自然的・社会的条件によって自然環境ストックの活用状況が異なることが推測された。これらの違いに影響を与えると考えられる諸要因とステークホルダーの社会的相互作用過程の詳細な分析と、理論的研究から得た知見を総合することにより、環境ストックの変容過程からみる持続可能な地域発展の理論的枠組みの提示が可能になると考えられる。本研究課題の目的は、持続可能な地域発展の評価モデルを提示することである。本年度は、研究成果のとりまとめに向けて、主に以下の研究を実施した。(1)研究成果の中間発表『持続可能な地域実現と地域公共人材-日本における新しい地平-』(平成23年5月刊行)に掲載された「「地域」の形成と地域公共人材」(共著)は、本研究課題の中間成果報告であり、豊岡市におけるコウノトリ野生復帰におけるキーパーソンを中心とするビジョンの生成過程を分析した。また、環境経済・政策学会大会(平成23年9月、長崎大学)において、「環境ストック概念を用いた持続可能な地域づくりの分析-兵庫県豊岡市におけるコウノトリ野生復帰を素材にして-」と題して研究報告を行った。豊岡市におけるコウノトリ野生復帰関連政策とその結果に関する網羅的把握のために行った文献調査と聞き取り調査の結果を整理し、環境ストック変容を導いてきた統合的政策ビジョンの存在について論じた。これらの中間的研究成果は、主に豊岡市の政策レベルでの環境ストックの変容過程を明らかにした。(2)持続可能な地域発展の評価モデルの検討と最終報告論文執筆持続可能な地域発展の評価モデルを構築するには、(1)に加え、環境ストック変容をもたらすと考えられる、よりミクロな社会的相互作用が、持続可能な地域発展の過程においてどのように機能するかを検討する必要があると考えられた。そこで、コウノトリ育む農法に取り組む農業者への聞き取り調査記録から、育む農法の実践と改善を促す背景要因等について分析し、人材・社会関係・文化といった主体的な機能を持つ環境ストックと、自然-人工ストックとの相互作用を媒介する要素について検討した。その結果をもとに、環境ストックの投資-再投資サイクルを媒介する学習などを含む持続可能な地域発展の理論的な枠組みを構築した。これらの成果は、査読付き国内論文雑誌に投稿中である。
天体放射の時間変動から探る高エネルギー宇宙線

多くの天体における高エネルギー粒子の加速過程及びそれらから放たれるX線やガンマ線の放射過程は謎に包まれている。我々は従来のシンプルな仮定に基づいたモデルを乗り越え、粒子の加速・注入・放射の時間進化を再現するシミュレーションコードを開発した。これまでの標準理論であった衝撃波による粒子加速ではなく、乱流による遅い粒子加速を考えることで、銀河中心からのジェットやガンマ線バーストなどの様々な天体の放射を再現することに成功し、高エネルギー天体の新たな描像を提案することができた。この過程は時間発展が本質的であり、我々の狙いが最大限に生かされた成果である。本課題の目的は「高エネルギー天体の時間変動観測を時間発展シミュレーションに基づいて解釈し、高エネルギー宇宙線生成のメカニズムを探る。同時に、謎に包まれている高エネルギー天体現象の放射メカニズムを明らかにする」というものである。研究計画の研究テーマとして5つ挙げていたが、その内4つの課題について順調に研究が進み、論文として発表する事ができた。我々はガンマ線バーストの光球モデルを時間発展シミュレーションによって、そのスペクトルの進化を詳細に調べた(課題2)。我々の結果が示すように、観測を説明するためにはプラズマの加熱率の時間発展を微妙に調整する必要があり、モデルとして必ずしも及第点に達しているとは言えないと考えている。課題3と5に関連し、AGNの二次加速モデルを検討した。通常、二次加速モデルは、スペクトルが鋭くなりすぎ、観測と合わないと思われていた。しかし、プラズマの時間発展を考慮する事で、二次加速モデルは電波からガンマ線の広い帯域でスペクトルを説明できる、有力なモデルであることが明らかになった。課題1としては、Fermi衛星がGRB130427Aという非常に明るいバーストを検出し、その議論に加わった。爆発後、9時間たってからの高エネルギー放射が確認され、GRB残光の標準モデルに疑問を投げかける、興味深い結果となっている。この結果は私がまとめた後に、フェルミ日本チームのHPにアップされている。これらの成果に加えて、私の時間発展シミュレーションを用いて、厳密なGRB起源宇宙線とニュートリノの放射を計算した。GRBはニュートリノによる観測的制限をかいくぐり、最高エネルギー宇宙線の源として寄与できることが具体的に示された。大学院生二人と協力して、我々が開発した時間発展シミュレーションの改良し、様々な天体に適用する試みを進めた。一つ目の適用天体はフェルミバブルと呼ばれる銀河中心の巨大なガンマ線の構造である。バブルの縁のショック面からプラズマが下流に流されるにつれ、電子が乱流で加速される様子をシミュレーションし、そこからの放射を計算した。先行研究の不自然な仮定を克服し、観測をうまく説明できる電子加速モデルを構築することに成功した。ガンマ線だけではなく、電波の巨大構造(WMAP Haze)も説明するためには、効率的な加速領域からの電子の逃走が要求されることもわかった。二つ目の課題として、将来の重力波観測に備え、連星中性子星合体時に高速でまき散らされる放出物からの放射を計算した。時間発展シミュレーションを行うことで、従来よりも正確に電波・可視光・X線に渡る光度曲線を計算することに成功した。重力波検出時にこの電磁波対応天体をフォローアップすることで、重力波が実際に連星中性子星合体時に放出されていることが証明できる。去年度に大きな成功を収めた、活動銀河核ジェット(AGN)における乱流加速モデルも、今年に入り進展を見せた。昨年度はフルに時間発展の効果を考慮してAGNからの放射を計算したが、今回はあえてジェットの放射領域が定常状態に達していると仮定して計算を進めた。その結果、前回とは大き異なる物理パラメータが要求され、乱流加速モデルには大きなバリエーションがあり得ることが証明された。なお、ガンマ線バーストからのニュートリノ放射に関する研究をまとめた、レビュー論文も執筆している。本研究課題は時間発展シミュレーションを用いて、天体での粒子加速、放射過程を明らかにすることを目的としている。最終年度で発表された論文において得られた結果は、以下の通りである。活動銀河核(AGN)ジェット由来の非熱的放射は、単純なベキ乗ではなく、曲がったスペクトルを見せ、我々が前年度に明らかにしたように、乱流二次加速モデルによってそのスペクトルを良く再現できる。最終年度には定常を仮定した乱流加速モデルを議論したが、その結果、かなり無理なパラメータを選択せざるを得なかった。従って前年度の結果である、乱流加速には時間発展が本質的であるという結論を強く支持するものとなった。我々は最近起こった強烈なAGNからのフレア現象を我々の時間発展・乱流加速モデルで再現することを試み、見事その極端に硬いスペクトルと短い時間変動を再現することに成功した。これは我々の加速・放射モデルを支持する2例目の印象的な結果となった。さらにこの乱流二次加速をガンマ線バーストにも適用し、そのHardなスペクトルを再現するようなモデルを提案した。これはシンクトロトン放射モデルにおいて、唯一スペクトルを無矛盾に説明できるモデルである。大学院生と協力して、乱流加速モデルをフェルミバブルと呼ばれる、銀河中心のガンマ線を放つ巨大な構造に適用した。過去の銀河中心の活動により、バブル状に乱流領域が広がっていき、そこでの乱流加速を考えることで、フェルミバブルのガンマ線スペクトルと表面輝度を再現することに成功した。ここでも先行研究とは異なり、時間発展の効果が本質的であることが明らかとなった。研究機関全体を通じ、このプロジェクトは大きな成功を収めた。

特にAGNからの放射は、従前の衝撃波加速ではなく、乱流による遅い加速が本質的で、その現象全体を理解するためには、時間発展の効果が欠かせないことを明らかにしたことが、最も重要な成果である。多くの天体における高エネルギー粒子の加速過程及びそれらから放たれるX線やガンマ線の放射過程は謎に包まれている。我々は従来のシンプルな仮定に基づいたモデルを乗り越え、粒子の加速・注入・放射の時間進化を再現するシミュレーションコードを開発した。これまでの標準理論であった衝撃波による粒子加速ではなく、乱流による遅い粒子加速を考えることで、銀河中心からのジェットやガンマ線バーストなどの様々な天体の放射を再現することに成功し、高エネルギー天体の新たな描像を提案することができた。この過程は時間発展が本質的であり、我々の狙いが最大限に生かされた成果である。今年度も研究計画に則って、順調に計画は進んだ。複数のプロジェクトが並行して進んでおり、今後も大きな成果を期待できる。高エネルギー宇宙物理学今年度の研究成果の一部はまだ論文化に至っていない。ほぼ投稿寸前なので、なるべく早い時期に論文として投稿したい。最近、活動銀河核から速くて、大変ハードなスペクトルを持つ、ガンマ線フレアが観測された。このスペクトルと光度曲線を我々の乱流加速モデルを用いた時間発展シミュレーションで再現することを試みる予定である。このようにAGNにおける乱流加速は、観測的にも補強され始め、大変興味深いテーマとなっている。今後も複数のAGNにスペクトルなどのフィッティングを試み、我々のモデルの適用範囲を広げたいと考えている。研究計画に記した課題はほぼ全て今年度中に論文として出版された。その成果も、AGNの二次加速の重要性を指摘するなど、大変有意義なものであると考えている。わずかな差額が残ったが、ほぼ予定通り執行できた。現在、宇宙線研究所の修士の院生と、中性子星合体時の非熱的放射の研究を行っている。我々の時間発展シミュレーションは、スペクトルや光度の進化を精密に議論できるため、将来の電磁波による重力波対応天体探査の際、大きな武器になると考えている。また、フェルミバブルと呼ばれる、銀河の大きな(10kpc)ガンマ線の構造を電子の二次加速を用いて説明しようと、もう一人の院生と共に研究を進めている。このバブルは銀河中心の過去の活動により、大きな泡状構造が銀河の上下に生まれ、そこで加速された粒子からガンマ線が放たれていると考えられている。ここでも衝撃波下流のプラズマの時間発展を取り入れることで、電波からガンマ線までにいたるスペクトルや輝度分布を説明できると考えている。多くの研究者は陽子起源のガンマ線モデルで説明しようと試みているが、我々のモデルは電波も説明しようと試みており、より包括的なモデルになりうるのではと考えている。どれも大変時節を得た、興味深い課題だと考えている。わずかなので、次年度の予定額の誤差程度と考えている。
血清リン濃度の管理に適した食習慣の解明

高リン血症は動脈硬化の促進因子であり、その健康被害は慢性腎臓病患者において長年問題視されてきた。しかし近年、健常者においても血清リン濃度の上昇が心血管疾患や死亡のリスクを増大させることが明らかとなり、血清リン濃度の管理が健康長寿を支える上で重要であることが解明されてきた。健常者における血清リン濃度の上昇は、食の欧米化(動物性食品、飽和脂肪酸の摂取量増大)、加工食品の摂取量増大、食事摂取リズムの乱れ(朝食欠食、夜間飲食)など、近年に特徴的な食習慣の関与が示唆されるが、その関連性は明らかではない。そこで本研究は生体内リン代謝動態に及ぼす食習慣の関与を明らかにし、血清リン濃度の管理に適した食習慣を解明することを目的とした。若年健常者109人を対象に、空腹時採血、簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)による過去1ヶ月間の習慣的な食事調査を実施し、血清リン濃度と食品群別リン摂取量および加工食品摂取頻度との関係性を評価した。BDHQから食品群別リン摂取量および、加工食品の摂取頻度を算出し、評価に用いた。対象者の血清リン濃度に従って集団を4分位に群分けし、関連する食事性因子を検討した。総リン摂取量および生体利用性が比較的高い動物性食品由来のリン摂取量は、血清リン濃度と関連性を示さなかった。しかしながら、食品添加物を多く含むと推定される菓子類の摂取頻度は、血清リン濃度4分位間で有意に異なり、血清リン濃度が最も高い群は、最も低い群に比して、菓子類摂取頻度が高かった。以上の結果から、菓子類を習慣的に高頻度で摂取することは、血清リン濃度の上昇をもたらす可能性が考えられた。当初の計画として、健常者を対象とした血清リン濃度と食習慣との関連性評価を予定していた。現在、若年健常者109名を対象として、採血、体組成測定および食事摂取頻度調査を実施し、データを収集することが出来た。またデータ解析の結果、血清リン濃度と菓子類摂取頻度との間に関連性を見出すことが出来た。よって概ねに順調に進展していると判断する。引き続き、健常者を対象として血清リン濃度およびリン代謝指標と食習慣の関連性を評価する。現在までに、血清リン濃度と摂取源別リン摂取量との関連性を評価した。しかし「食事」はリンだけでなく複数の栄養素を同時に摂取するため、他の栄養素を含めた「食事全体」としての摂取パターンとの関連性についても評価する必要がある。よって今後は、血清リン濃度およびリン代謝指標と他の栄養素や食事パターンとの関連性に重点を置いて解析を進めていく予定である。高リン血症は、慢性腎臓病(CKD)患者および健常者において心血管疾患の発症および死亡リスクを上昇させる。CKD患者の食事療法では、タンパク質制限に伴い炭水化物および脂質摂取の増加が推奨されているが、適切な摂取割合は不明である。また近年、食の欧米化により脂質(特に飽和脂肪酸)の摂取量が増大している。高脂質食摂取がカルシウム代謝に影響を及ぼすとの報告があるため、リン代謝動態にも影響する可能性がある。そこで炭水化物と脂質の割合の異なる飼料をラットに摂取させ、リン代謝に及ぼす影響を検討した。8週齢の雄性SDラットを、高炭水化物食群(HC群)、高脂質食群(HF群)、高飽和脂肪酸食群(HF-SFA群)の3群に分け8週間飼育し、各飼料の短期的および長期的な摂取がリンおよびカルシウム出納に及ぼす影響を評価した。また、8週間の飼育後における血液生化学検査値および腎臓、腸管のリン輸送関連遺伝子の発現量を評価した。短期的摂取において、糞中リン排泄量は、HF-SFA群がHF群に比して低値を示し、尿中リン排泄量は、HF-SFA群がHC群およびHF群に比して有意に高値を示し、長期的摂取においても同様の傾向を示した。血清1,25(OH)2Dおよび副甲状腺ホルモン濃度は、HC群、HF群、HF-SFA群の順で段階的に高値を示す傾向が見られた。血清線維芽細胞増殖因子23濃度は、高脂肪食の2群において、HC群に比して有意に高値を示した。リン輸送関連遺伝子mRNA発現量は、腎臓および空腸において各群間で有意な差は見られなかったが、十二指腸において、NaPi-2b mRNA発現量がHF群においてHC群に比して、Pit-1 mRNA発現量が高脂質食の2群においてHC群に比して有意に高値を示した。高脂質食、特に高飽和脂肪酸食は高炭水化物食に比して、腸管におけるリン吸収を増大させることが示唆された。当初の計画通り、健常な動物(ラット)において糖質・脂質の比率および脂質の質(脂肪酸の種類)がリン出納およびリン代謝指標に及ぼす影響を評価することが出来たため、概ね順調に進展していると判断する。

若年健常者109人を対象に、空腹時採血、簡易型自記式食事歴法質問票(BDHQ)による過去1ヶ月間の習慣的な食事調査を実施し、血清リン濃度と食品群別リン摂取量および加工食品摂取頻度との関係性を評価した。BDHQから食品群別リン摂取量および、加工食品の摂取頻度を算出し、評価に用いた。対象者の血清リン濃度に従って集団を4分位に群分けし、関連する食事性因子を検討した。総リン摂取量および生体利用性が比較的高い動物性食品由来のリン摂取量は、血清リン濃度と関連性を示さなかった。しかしながら、食品添加物を多く含むと推定される菓子類の摂取頻度は、血清リン濃度4分位間で有意に異なり、血清リン濃度が最も高い群は、最も低い群に比して、菓子類摂取頻度が高かった。以上の結果から、菓子類を習慣的に高頻度で摂取することは、血清リン濃度の上昇をもたらす可能性が考えられた。当初の計画として、健常者を対象とした血清リン濃度と食習慣との関連性評価を予定していた。現在、若年健常者109名を対象として、採血、体組成測定および食事摂取頻度調査を実施し、データを収集することが出来た。またデータ解析の結果、血清リン濃度と菓子類摂取頻度との間に関連性を見出すことが出来た。よって概ねに順調に進展していると判断する。「食事」は複数の栄養素を同時に摂取するため、特定の栄養素が生体に及ぼす影響を評価するには、他の栄養を同時に摂取した際の複合的な評価が必要である。加えて食事摂取リズムや環境も栄養素の利用効率に影響を及ぼすため、これらの要因を総合的に評価しなければならない。よって今後は、健常者を対象に、1空腹時採血(血清リン濃度、血清リン代謝指標濃度などを測定)、2簡易型自記式食事歴訪質問票(約30種類の栄養素および50種類の食品について、日常的な摂取量を算出)、3食習慣アンケート(食事摂取時刻や食習慣を調査)、4体組成測定(身長、体重、体脂肪率などを測定)を行い、リンおよび他の栄養素の摂取比率・量、食習慣と血清リン濃度およびリン代謝指標との関連性を評価することで、食事としてリンを摂取した際における生体内リン代謝動態への影響を評価する。引き続き、健常者を対象として血清リン濃度およびリン代謝指標と食習慣の関連性を評価する。現在までに、血清リン濃度と摂取源別リン摂取量との関連性を評価した。しかし「食事」はリンだけでなく複数の栄養素を同時に摂取するため、他の栄養素を含めた「食事全体」としての摂取パターンとの関連性についても評価する必要がある。よって今後は、血清リン濃度およびリン代謝指標と他の栄養素や食事パターンとの関連性に重点を置いて解析を進めていく予定である。血液・尿測定キットや解析試薬が予定金額より安価に購入できたため、次年度使用額が生じた。次年度はヒト試験を予定しているが、対象者数を予定人数より増やすことで、血清リン濃度およびリン代謝指標と食習慣の関連性を、より詳細に解析する。そのため次年度使用額は、対象者への謝金および血液検査委託費用として使用する。採血に必要な消耗品や血液の測定が、当初の予定金額より安価であったため、次年度使用額が生じた。次年度は引き続きヒト試験を予定しているが、対象者数を予定人数より増やすことで、血清リン濃度およびリン代謝指標と食習慣の関連性を、より詳細に解析する。また、これまでの研究成果を英語論文にまとめて発表する。
RSVによる培養肥満細胞刺激とプロスタグランディンD2の産生

培養結膜上皮細胞を用いてin vitroにて実験を行なった。RSウイルス、デイーゼル因子、LPSによる結膜上皮への影響を見ている。現在までにデイーゼル因子で6時間刺激した場合にgenechipを用いた方法でHousekeeping geneで補正し、DEP6時間刺激/コントロール=倍率とした場合にが特に発現が亢進していた。ICAM-1, IL-1 beta, IL-6は肥満細胞の発育に必要であり、LARC, RANTES, GRO-alpha, beta, IL-8などのケモカインはリンパ球や好酸球の遊走に関与している。これらの発現の亢進はアレルギー性結膜炎での炎症の場である結膜において環境因子が病因にからんでいる可能性を高めている。現在RSV感染についてデータをまとめており、その結果で今後代表的な亢進している蛋白についてウエスタン法で検討予定である。また一部のデータについては第26回角膜カンファレンスにて報告した。サイトカインやケモカインには豊富な種類があり、それらの産生がそれぞれどの程度誘導されるかは検討できなかった。そこで、多種類のmRNAの発現量を同時に測定することができるGene Chipを用いて検討した。方法はヒト角膜実質細胞初代培養細胞を、IL4(30ng/ml)およびTNF-a(30ng/ml)添加後24時間培養した。Trypsin-EDTAにて細胞を回収し、RNeasy mini kitを用いてtotal RNAを抽出し、逆転写反応によりcDNAを得た。in vitro転写反応およびビオチンラベル化によりbiotinated cRNAを得た。fragmentationの後、GeneChip(Affymetrix社製Human Genome U95A Array)上のprobeとhybridizationさせ、streptavidin phycoerythrinで染色し、wash後にGene Array Scanningにて測定した。結果;今回用いたGeneChip(Human Genome U95A Array)は約12000種類のヒト遺伝子について解析が可能であった。CXCケモカインについては、21種類がこれまでに報告されており、そのうち14種類が今回解析可能であり、IL-8をはじめとする8種類のCxCケモカインの発現がIL-4+TNF-aの刺激で3倍以上増加した。CCケモカインについては、33種類が報告されており、解析可能は18種類、そのうちeotaxin、RANTESをはじめとする4種類の発現が3倍以上増強した。CX3Cケモカイン、Cケモカインの発現増強は認められなかった。結論;Gene Chipは、一定の条件下での多くの種類のRNA発現を同時に検索することができる、非常に有用な手法であると考えられた。今回の結果から、多くの種類のケモカインが同時に変化して病態を形成しているであろう事、また好中球に対して強い作用を持つケモカインが相当量動いていることから、角膜組織傷害への好中球の関与も今後さらに検討されるべきであろう事が示唆された。以上の結果をふまえて、現在RSV感染後のサイトカインやアラキドン酸代謝系がどういった動きを行うか検討中である。
脳虚血による脳障害と活性酸素(発生増加と抑制)

1.脳虚血-再潅流モデルとして、6絶対気圧下で空気にて加圧後急速減圧したラットの空気塞栓モデルでの組織学的変化の検討:空気塞栓による短時間の脳虚血-再潅流においては、早期に血液脳関門の破綻と微小循環障害が示唆されると共に、組織学的検査で浮腫状組織、血管周囲腔の拡大及び神経細胞の変性がみられた。2.アノキシア又は虚血負荷による活性酸素発生の発生源:In vivo microdialysis法により透析プローブを猫脳内各部位に挿入してモノアミンを測定した結果、アノキシア負荷による細胞死の過程で細胞外液中のカテコールアミンが急増し、活性酸素の発生源となり得ると共に、代謝産物の減少が細胞膜の脱分極性変化と脳障害の程度を反映する可能性が示唆された。3.虚血-再潅流によるラット脳in vivo,in situでのsuperoxide発生Superoxideと特異的に反応し発光するウミホタル・ルシフェリン(CLA,MCLA)を利用して、不完全及び完全脳虚血-再潅流におけるsuperoxide発生を検討した結果、再潅流2時間までの早期には細胞外液中でのsuperoxideの発生増加は検出できなかった。4.In vivo microdialysis法を利用して脳局所in vivo,in situでの活性酸素発生(H_20_2発生を指標)を検出する方法の検討:Hydrogen peroxideの測定は脳皮質内に挿入したmicrodialysis用のプローブを潅流し、その潅流液をHPLC/イソルミノール化学発光による分析で測定可能であった。ラット完全虚血モデルで15分及び30分間虚血とし、その後の再潅流の影響をみると、30分虚血後の再潅流30-90分後の早期に脳皮質内で活性酸素の発生が増加することが示唆された。1.雑種猫において、レ-ザ-組織血流量測定装置(ニ-ドルタイプ)で皮質の血流量を測定すると、アノキシア負荷により初期に一過性の増加をした後、動脈圧が対照値以下になると同時に急速に減少し0となった(アノキシア負荷後平均6分後)2.虚血又はアノキシア負荷による活性酸素の発生については他〓器では再潅流又は酸素再供給後に増加することが報告され、その発生源としてキサンチン-キサンチ二酸化酵素系の関与が示唆されているが、脳ではキサニチン酸化酵素がほとんど存在しないため、発生源となりうる可能性のある脳内カテコ-ルアミンの濃度の変化をin vivo microdialysis法により透析プロ-ブを皮質、視床下部、延髄縫線核及び被殻に挿入して測定した。その結果アノキシア負荷による細胞死に至る過程で、脳細胞外液中にカテコ-ルアミンが急増することより、脳での活性酸素発生源となりうる可能性が示唆された。又モノアミン代謝産物であるホモバニリ二酸、5-ヒドロキシインド-ル酢酸の脳細胞外液中の濃度の減少が細胞膜の脱分極性変化を反映している可能性が示唆され、脳障害の程度をも反映する結果が得られた。(第8回日本蘇生学会発表、第37回日本麻酔学会発表、physiology&Behavior in press)3.活性酸素のin vivoでの発生の証明方法としてaminotriazoleeによる内因性catalase活性の抑制よりH_2O_2の発生を指標とする予定であったが、虚血実験の場合はaminotriazoleの追加投与が不可能であるため、透析プロ-ブを脳内に挿入し、その潅流液中のH_2O_2の濃度を測定する方法を考慮中である。

1.ラット脳での不完全,完全脳虚血モデルの作成:ラットで両総頸動脈を30分間結紮した場合と,脱血又はATPにより平均動脈圧を3040mmHgに低下させた後両総頸動脈を15分間結紮した場合の皮質脳血流量をレ-ザ-組織血流量測定装置(ニ-ドル・プロ-ブ使用)で測定した。その結果両総頸動脈結紮のみの場合は30分後に脳血流量は対照値の59%と有意に低下し,不完全脳虚血モデルと考えられた。低血圧に両総頸動脈結紮を併用した場合は脳血流量は約5ml/min/100g以下となり,ほゞ完全虚血になると考えられた。ATPによる低血圧の場合は輸液過剰になるため不適当と考えた。2.虚血後再潅流におけるラット脳in vivo,in situでのsuperoxide(O^-_2)発生:最近O^-_2と特異的に反応し強く発光するウミホタル・ルシフェリン誘導体(CLA,MCLA)が開発され,in vivo,in situ動物臓器で発生するO^-_2を化学発光として検出することが可能になったことから,この方法を利用して上記不完全,完全脳虚血後の再潅流時におけるO^-_2発生を脳血流量の変化と共に検討した。両総頸動脈結紮による不完全脳虚血30分後の再潅流では脳血流量は30分後に対照値の110%となった。脳血による低血圧に両総頸動脈結紮を併用した完全脳虚血15分後の再潅流では脳血流量は10分後に最高(対照値の212%)となり30分後には52%と近潅流状態となった。これら両モデルでの再潅流時にCLAを持続投与しながら化学発光を高感度化学発光検出器で再潅流後2時間迄測定したが,CLAー依存性以外の化学発光増加は検出されなかった。以上の結果より,脳虚血後再潅流2時間までの早期には細胞外液中でのO^-_2発生増加はないと考えられた(第38回日本麻酔学会総会発表)。1.脳虚血及び再潅流モデルとして、6絶対気圧に加圧後急速減圧したラットの空気塞栓モデルで,組織学的変化を検討した(日本高気圧環境医学会雑誌ー1990)。空合塞栓による短時間の脳虚血ー再潅流においては、早期に血液脳関門の破綻(Evans blueの漏出)と微小循環障害(注入墨汁の非充えい)が示唆された。2.脳虚血及びその後の再潅流によるラット脳in vivo,in situでの活性酸素の発生につき以下の2方法により検討した。(1)ウミホタル・ルシフェリン誘導体(CLA,MCLA)を発光試薬としてsuperoxideを検出する方法(麻酔ー1991)ラットを対象として脱血による低血圧(平均動脈圧30ー40mmHg)と両総頸動脈結紮による完全虚血15分間のモデルでは、虚血中及びその後の再潅流2時間までの早期には化学発光の増加は認められなかった。この方法によるsuperoxideの検出は脳皮質表層のCLA到達部位(主に血管内での反応)と考えられ、15分間の完全虚血及びその後の再潅流2時間まででは、脳皮質表層の細胞外液中にはsuperoxideの発生増加は無いと考えられた。(2)In vivomicrodialysis法を利用して脳局所での活性酸素発生(hydrogen peroxideの発生を指標)を検出する方法(麻酔ー1992)上記のラット完全虚血モデルで、15分間虚血と30分間虚血及びその後の再潅流の影響を脳皮質内でのhydrogen peroxide発生より検討した。Hydrogen peroxideの測定は脳皮質内に挿入したmicrodialysis用のprobeを潅流し、その潅流液をHPLC/イソルミノ-ル化学発光による分析で測定した。その結果30分虚血後の再潅流3ー90分後の早期に脳皮質内で活性酸素の発生増加が示唆された。