hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
安全な光による生体透視と機能イメージングを実現するシステムの創成

1)輸送方程式の拡散近似解またはモンテカルロ法を用いた、拡散性散乱媒質における光伝搬のシミュレーション。2)光計測における誤差が吸光度推定の逆問題解に及ぼす影響のシミュレーション。3) 3次元透視像再構成アルゴリズムのシミュレーション。2.シミュレーションにより得られた最適化パラメータの実験的検証を行った。実用条件に合致しない場合は、1項に戻り再度シミュレーションを行った。3.決定したシステムパラメータを実装するハードウェアおよびソフトウェアを設計した。設計にあたっては、ロボットアームのようなインテリジェント機構の利用を前提にした。またソフトウェアでは、深層学習など最新技術の援用を図った。4.設計したシステムを、次の各段階を経てプロトタイプシステムに作り上げる工程を開始した。1)設計に基づき、ハードウェア各部を製作するとともにソフトウェア各部を実装する。2)ハードウェア各部、ソフトウェア各部をシステム化し、バラックシステムを作り上げる。3)バラックシステムの動作試験を通して、システム化に起因する問題点を抽出し、その解決を図る。4)バラックシステムを計測アプリケータ部と制御・表示用コンソール部の2筐体に統合する。5.これらの成果を国際会議や国内学会で発表するとともに、学術誌に投稿し採択された。発表の内1件は、表彰を受けた。また、2019年10月開催の国際会議での基調講演が決定した。生体の光透視では、生体組織における強い光散乱により、体内深部構造の吸光像は顕著にぼけたものとなる。この問題をどう解決するかが、本研究の成否を分ける鍵となる。我々はこれまで、体内点光源が体表面に形成する光強度の空間分布を点拡がり関数(PSF)として理論的に導出した。当初の計画では、このPSFを用いた画像演算により散乱効果の抑制を図ってきた。これに対し本基盤研究において、深層学習(deep learning)により散乱効果を抑制する手法の可能性が見出され、その有効性が実証された。これにより、ソフトウェアの性能が大きく向上するだけではなく、本研究開発が加速すると期待される。当初の研究計画に加え、深層学習による散乱効果抑制手法利用の可能性を追求する。当初の研究計画に加え、深層学習による散乱効果抑制手法の有効利用により、さらに高性能なシステムの開発を追求する。
動的ネットワークにおけるSelf-*分散アルゴリズム設計手法の研究

本研究では、膨大な数のコンピュータがネットワークで相互接続された分散システムを構築するためのソフトウエア設計手法の研究を行うものである。特に、コンピュータがネットワークに参加離脱、あるいはネットワーク形状が動的に変化する分散システムを対象としている。本研究の成果として、ネットワークの動的な変化に強靭な適応性を有する分散アルゴリズムの設計を行い、その有効性をシミュレーション及びセンサーネットワークで実験的に示した。本研究計画は大別して以下の3つで構成される。(1)センサーネットワーク向けSelf-*分散アルゴリズムの設計このテーマでは、理論的側面から分散アルゴリズムを設計・解析することが目的である。このテーマにより、分散アルゴリズム設計手法の検討を行うものである。(2)Self-*分散アルゴリズムのシミュレーションによる評価・検討このテーマでは、上記(1)で設計した分散アルゴリズムをコンピュータシミュレーションにより評価することで、実際のネットワークでのパフォーマンスを調べる。また、理論的解析との差異を明らかにして、理論的解析手法にフィードバックすることも目的とする。(3)センサーネットワーク実機への実装実験このテーマでは、上記(1)で設計した分散アルゴリズムをセンサーネットワーク実機に実装してその性能を評価するものである。また、シミュレーションだけではわからない実装上のテクニックや、細かな振る舞いを考慮したプログラム開発を検討することを目的とする。本年度の研究では、動的な分散システム向け分散アルゴリズムを設計するための基礎的な理論の研究と、実際のセンサネットワークを用いた小規模な予備実験を行なうことでSelf-*性を有する分散アルゴリズムの実装に向けた準備を行なった。動的なネットワークの例としてPeer-to-peerネットワークが挙げられる。本研究では参加ノードの変化が激しい場合でも最適な通信コストで目標オブジェクトを検索可能とするインデックス散布法を研究した。つぎに、障害が発生しても自律的に回復可能な性質を有する自己安定分散アルゴリズムに関して、本研究ではセンサーネットワークをモデルとして回復に要する時間の確率的な解析を行ない、その性能の理論的な保証を与えることに成功した。センサーネットワークではノードをグループ化して情報管理を行なうノードクラスタリングが重要といわれている。本研究では、自己安定性を有するノードクラスタリングを実際のセンサネットワーク実機に実装してその性能を評価した。その結果、十分な性能を有することを実証でき、次年度ではさらに規模を拡大して実証実験を継続する予定である。本研究課題は多数の計算ノードがネットワークで結ばれた分散システムにおける分散アルゴリズム設計手法を研究するものであり、特にネットワークトポロジや参加ノードが変化する動的なネットワークにおける適応性や自律性に注目して研究を進めている。今年度は、Self-*性を有する分散アルゴリズムに関し、研究実施計画に沿って、情報管理の基本となるクラスタリングアルゴリズムの提案とその実装実験、生物に学ぶ手法を取り入れた経路制御アルゴリズム、高抽象度アルゴリズム記述と実装との差異の比較、などを実施した。1アドホックネットワークやセンサネットワークでの情報管理に有効なノードのクラスタリングに関し、アトラクタ選択と呼ばれる概念を用いることで、ノードの移動等に対しても安定性の高いアルゴリズムを提案した。提案アルゴリズムはシミュレーションで評価してその有効性を示したことに加えて、センサネットワークの実機(Sun Microsystems社SunSPOT)に実装して評価実験を行い、その有効性を実証した。2アドホックネットワークにおける通信の基礎となる通信の経路制御に関して、ノード移動に自律的に適応する手法を開発した。提案手法はACOと呼ばれる生物に学んだ方法を基本とし、経路の頑強さの評価と経路切断の可能性を予測する新たな手法を提案することで、性能の向上を行った。3センサネットワークでの分散アルゴリズム設計を容易化するCSTと呼ばれるアルゴリズム変換手法において、変換によるアルゴリズムの正しさが保証される場合と保証されない場合があることを示し、アルゴリズム設計容易化の際の指針を理論的な側面より与えた。今年は、交付申請書に記載した研究実施計画に沿って、大規模分散ネットワークにおけるSelf-*性の研究を、(1)動的トポロジ変化に強靭な通信プロトコルと(2)プロセス間同期機構の2点に関して研究を実施した。(1)に関しては、葉数最大生成木を求める自己安定分散近似アルゴリズムを設計した。葉数最大生成木は、ネットワークにおける生成木の中でも葉の数が最大なものを求める組み合わせ最適化問題である。葉数最大生成木の重要な応用は、センサネットワークにおける効率の良いデータ収集である。設計したアルゴリズムは自己安定性を有し、トポロジが変化をしても自律的に追従をするという好ましい性質を有している。また、近似アルゴリズムとしているので、最悪時でも解の品質を保証している。また、(1)に関して、間欠的にパケット損失が発生するセンサネットワークで動作する自己安定アルゴリズムの理論的解析も行った。システムおける正常な状況が静的でなく動的に変化するアルゴリズム設計問題において、間欠的なパケット損失が発生しても正しく動作が保障されるための十分条件を示した。そしてその条件を満たす例としてリングネットワークでの相互排除アルゴリズムを示し、その安定時間の解析を示した。(2)に関しては、プロセス間での一般化された資源割り当て問題を解く、分散アルゴリズムを提案した。提案アルゴリズムはこれまでに研究されている、相互排除、k相互排除、グループ相互排除を一般化した問題を解いている。トークンを用いるが、資源要求の伝搬にコータリーを用いる点に特色がある。

既存研究と比べ、提案アルゴリズムはより少ないメッセージ数で動作する点で優れている。平成23年度は、以下の2点のテーマを中心に研究を進めた。(1)パケット損失が頻繁に発生する通信環境でのセンサーネットワークの自己安定分散アルゴリズム動作解析および、(2)センサーネットワークにおけるデータ集約で有用な連結支配集合オーバレイネットワークを形成する自己安定分散近似アルゴリズムの提案を行った。研究テーマ(1)は、センサーノードが送信するパケットが確率的に消失するという通信モデルを用いて、サイレント(障害復帰後もセンサーノードが状態変化を続ける)型の自己安定分散アルゴリズムが正しく動作する十分条件を解明した。例えば、トークン巡回のようなアルゴリズムは正しく動作するが、一部の相互排除は正しく動作しないことが分かった。これまで非サイレント型の自己安定アルゴリズムに関する研究結果は知られていたが、サイレント型に対する研究結果は初めてのものである。また、リングネットワーク上でのトークン巡回アルゴリズムに対して、任意の状況から動作を開始したのち、正しい動作を行うまでの時間の期待値上に対する解析も行った。研究テーマ(2)では、ノードクラスタリングの一種である、連結支配集合を形成する自己安定分散アルゴリズムを提案した。連結支配集合として選ばれたセンサーノード群は連結部分グラフを構成するため、選ばれたセンサーノードはクラスタヘッドとしてメッセージルーティングを行うことで、効率的なデータ集約が可能である。また、提案したアルゴリズムは近似アルゴリズムでもあり、組み合わせ最適化の観点から最小サイズの連結支配集合と比較して、提案アルゴリズムは高々6倍のサイズの集合を求めることを保証するものである。以上2つのテーマにより、センサーネットワーク構築のための基本的な分散アルゴリズムを提案することができた。
国際公共利益の制度化と複雑化する執行過程の統合に関する研究

本研究は、平成17年度から3年度にわたり、各研究分担者が取り扱う領域における履行確保問題が、公共利益の制度化の観点からいかなる問題を含んでいるか、とりわけ制度の履行確保の過程に問題がある時に、それに対してどのような対応が必要とされてきたかを正当化、正当性の論点を中心にして検討を行った。この間、定例の全体研究会を毎年度2回行う他に、研究代表を中心とする個別の研究会を開き、各報告の問題点の指摘や全体の特性についての検討などを行った。また、これまでの研究を踏まえて、平成19年には、外国の研究分担者であるK・ウェーレンス教授、環境法の専門家であるマリクレール・セッガー、カナダ持続的発展センター所長、英国の国際金融規制研究であるK・アレクサンダー、ケンブリッジ大学研究員をゲスト報告者に招き、研究課題である「国際公共利益の制度化と複合化する執行過程の統合」と題する公開の国際ワークショップを国連大学ホールにおいて開催した。更に外国からの参加者を含めて、本研究を英文の著作として出版するために、各制度の展開の取り扱いにおける論点の統一や、見解の調整のための検討を行った。その成果は、全16章に編集してケンブリッジ大学出版局に提出済みである。これまで、国際環境法、国際人権、国際刑事裁判などの問題領域は、それぞれ個別の制度として専門的に論じられてきた。本研究は、国際法秩序全体として、それらをどのように位置づけるべきかを中心課題として、特に、それらが国際社会の公的利益を制度化する制度であり、それぞれの執行プロセスにおいて個別の対応が如何に公的な対応として位置づけられるかが重要な問題になることから、それらの制度の執行過程の特徴を横断的に分析することを通して、その特性を見出し、国際公法秩序への統合への手懸かりを求めた。その点で、本研究は、国際的にも先駆け的な研究として位置づけられると考えられる。本年度は、全体研究会を2度、個別の研究会を1度行った。本年度は研究課題の初年度であり、第一回目の研究会は早稲田大学で行い、研究代表者が、これまでの全体の研究動向を紹介した上で、国際法上の個々の制度が実際にどのように機能しているか、実効性を確保する上でいかなる制度資源を必要とするか、実施に問題が発生したときにどのように補正するかなどの分析に重点を置くことなど、本研究課題の取り組みにおいては、重要な問題となる事項、理論的問題点などについて、説明し課題を提示した。第2回目は北海道大学で行い、「国際公共利益としての労働を、グローバル化と商品化との関係でどう位置づけるべきか」を検討した(太田いく子)。第3回目は二日間にわたり東京大学で行い、「国際刑事裁判所の実現過程における国際裁判所と国内裁判所の権限配分ICCにおける補完性原則の理論と現実」(古谷修一)、「国連改革の動向」(斎木尚子)、「国際環境法における事前協議制度の意義」(児矢野マリ)、「ケアする権利について」(太田いく子)の4つの制度的問題を採り上げ、各報告者が各自の研究を踏まえ、それぞれの問題の実施に関わる全体的な動向、およびその実際的問題や意義などについて報告し、討議を行った。個々の制度で独自に進められている執行問題に関わる各報告は、研究代表者が示した、執行過程の統合という基本枠組みからはまだ絞り切れていない面があり、その点を考慮した打合せを研究代表者と報告者の間で個別に行ったが、今来年度以降には、比較の視点をも組み入れながら、問題を絞って行きたいと考えている。本年度は、国内では、それぞれ2日にわたる定例研究会を、7月に北海道大学、12月に早稲田大学で行った。

7月の研究会での議題と報告者は、「国際労働基準と企業の社会的責任」(吾郷眞一)、「国際人権の実行における条約の意義」(寺谷広司)、「国連の平和維持活動と実効性」(酒井啓亘)、「国際環境法における予防原則(堀口健夫)、「国際政治における権力要因の構成」(ポール・ベーコン、特別参加)である。また、12月の研究会での報告議題と報告者は,「南極環境保護議定書附属書VI「環境的緊急事態から生じるliability」(柴田明穂)、「国際紛争へのコンフリクト・マネジメント的アプローチ」(宮野洋一)、「宇宙条約6条の国内的履行」(佐古田彰)、「国際法の遵守における外交的保護の機能と実効性」(加藤信行)、「今後の研究計画の進行について」(小森光夫)である。更に、4月と9月の2回、英国のケンブリッジで、外国の研究協力者であるオランダのカレル・ヴェーレンス教授、平成19年度に開催するシンポジウムに招請する予定のA・カーン、M・セッガーのケンブリッジ大学研究員、および分担者の児矢野マリを交えて、シンポジウムの形式と構成について議論するとともに、研究成果の公表について検討し、研究書としてまとめ上げるための問題設定、構成などについての作業を行った。幸いにも、ケンブリッジ大学出版局の編集者が、この研究計画を図書として刊行する方向で作業を引き受けてくれた結果、現在、研究分担者それぞれが、研究の基本方針に基づき、それぞれの分担領域について、英文の執筆作業を進めている。本年度は、各研究分担者が取り扱う領域における履行確保問題が,公共利益の制度化、とりわけ制度の履行確保の過程に問題がある時に、いかなる問題が生じるか、およびそれに対してどのような対応が必要とされてきたかを正当化、正当性の論点を中心にして、最終的な検討を行った。そのために、9月に北海道大学で定例の研究会を開催し、各自の報告および報告に内手の問題の指摘などを行った。また、これまでの研究を踏まえて、11月10日には、外国の研究分担者であるカレル・ウェーレンス教授、および環境法の専門家であるマリ・クレール・セッガー、カナダ持続的発展センター所長、および英国の国際金融規制研究の第一人者であるカーン・アレクサンダー、ケンブリッジ大学研究員をゲスト報告者に招き、加えて、研究代表者、および分担者が加わって、研究課題である「国際公共利益の制度化と複合化する執行過程の統合-プロセスに結びついた実効性の概念」を標題とする公開の国際ワークショップを国連大学のホールにおいて開催した。更に、11月11日は、外国からの参加者を含めて、これまでの研究を英文の著作として、外国の出版社から出版するために、各制度の展開の取り扱いにおける論点の統一や、見解の調整のための検討会を行った。その成果は、現在、全16章に編集してケンブリッジ大学出版局に提出済みである。これまで、国際環境法、国際人権、国際刑事裁判などの問題領域は、それぞれ個別の制度として専門的に論じられてきた。しかし本研究は、国際法秩序全体として、それらをどのように位置づけるべきかを中心的な課題として、特に、それらが国際社会の公的利益を制度化する制度であり、それぞれの執行プロセスにおいて個別の対応が如何に公的な対応として位置づけられるかが重要な問題になることから、それらの制度の執行過程の特徴を横断的に分析することを通して、その特性を見出し、国際公法秩序への統合への手懸かりを求めた。その点で、本研究は、国際的にも先駆け的な研究として位置づけられると考えられる。
地域在住高令者における転倒調査の方法論的検討

転倒発生に関する聞き取り調査では、過去1年間の発生状況を聞き取ったり、また3ヶ月毎に聞き取って年間4回の聞き取りを行う方法など、種々の方法で調査が行われている。本研究の目的は、同様のバックグラウンドを持つ複数の調査集団を設定し、それぞれ違う方法で転倒発生を調査し、最終的な転倒発生に違いが生じるかどうかを確認することである。本研究では、あらかじめ個人の転倒発生に関係すると思われる項目について断面調査を行い、転倒に関連する項目として「性」「年齢」「過去1年間の転倒発生の有無」「1km継続しての歩行が可能か」「過去1年間の入院経験の有無」があげられることを明らかにした。その上で、これらの項目を一致させた3つの集団を設定し、それそれに(1)1ヶ月毎の聞き取り(対象数116人)、(2)3ヶ月毎の聞き取り(対象数116人)、(3)過去1年間についての聞き取り(対象数118人)、の3手法をあてはめ、転倒発生について聞き取りを行った。現在、調査継続中(追跡開始から9ヶ月目)であるので、上記(1)、(2)の群のみの結果を示す。死亡や調査拒否を除き、(1)群は114名(98.2%)、(2)群は111名(95.7%)を追跡中であるが、男性では(1)群の転倒発生は19.6%(9/46)、(2)群では13.3%(6/45)で統計的有意ではないが(1)群の方が転倒発生は多かった。一方、女性では(1)群で22.1%(15/68)、(2)群で10.6%(7/66)で(1)群の方に転倒発生が多い傾向があった(P=0.07)。(1)群、(2)群とも毎回の調査の回収率はほぼ100%である。(3)群の調査終了後に全体の結果について検討を行うが、今回の調査で調査間隔の長短によって転倒発生に差異が認められたことは、地域で転倒調査を行い転倒発生率を検討する際には、調査方法上の検討を慎重に行わなければならない可能性が示唆された。転倒調査において最もよく使用される手法は面接による聞き取り法である。本研究では同じような個人属性やライフスタイルを持つ高齢者集団を複数設定し、それぞれに違う聞き取りの手法を用いて転倒発生に差が出るかどうかを検討することを目的とする。用いる手法は(1)過去1年間の転倒発生について聞き取る、(2)3ヵ月ごとに過去3ヶ月の転倒発生について聞き取る、(3)1ヶ月ごとに過去1ヶ月の転倒発生について聞き取る、の3種である。本年度はこれらの集団の設定のため愛媛県重信町でベースライン調査として「高齢者総合健康調査」を行った。重信町に住民票を有する6084歳の高齢者4,304人のうち3,043人を対象に訪問面接により、過去1年間の転倒経験の有無および転倒に関連すると思われる項目について聞き取り調査を行った。調査時に死亡,入院中等であった者を除く2,853人のうち2,430人から回答が得られた(回収率:85.2%).このうち寝たきり者17人を除く2,413人について転倒に関する分析を行った。まず転倒の発生状況については、6064歳では男女に発生率の差はなかったが,65歳以上では女性の方が男性より高い値を示した.また男女とも年齢とともに発生率は上昇した。転倒した場所を屋内と屋外に分類すると,男女とも屋外で転倒する割合が多かったが,女性の方が男性より屋内で転倒する者の割合が多かった.次に転倒の発生要因についての検討のため性別、年齢、通院・入院経験、自覚症状の有無、定期的投薬の有無、1km続けて歩行できるか、老研式ADLスコアー、GDS得点を独立変数とし、従属変数を転倒経験の有無として多重ロジスティック・モデルを用いた多変量解析を行った.統計的有意に転倒しやすい項目としてあげられたのは「女性であること」「年齢が高いこと」「過去1年間の入院経験があること」「1km続けて歩くことが困難」の4項目であった.転倒発生に関する聞き取り調査では、過去1年間の発生状況を聞き取ったり、また3ヶ月毎に聞き取って年間4回の聞き取りを行う方法など、種々の方法で調査が行われている。

死亡や調査拒否を除き、(1)群は114名(98.2%)、(2)群は111名(95.7%)を追跡中であるが、男性では(1)群の転倒発生は19.6%(9/46)、(2)群では13.3%(6/45)で統計的有意ではないが(1)群の方が転倒発生は多かった。一方、女性では(1)群で22.1%(15/68)、(2)群で10.6%(7/66)で(1)群の方に転倒発生が多い傾向があった(P=0.07)。(1)群、(2)群とも毎回の調査の回収率はほぼ100%である。(3)群の調査終了後に全体の結果について検討を行うが、今回の調査で調査間隔の長短によって転倒発生に差異が認められたことは、地域で転倒調査を行い転倒発生率を検討する際には、調査方法上の検討を慎重に行わなければならない可能性が示唆された。
光電子-オージェ電子・コインシデンス分光法による特定原子サイトのオージェ過程研究

光電子分光とオージェ電子分光は表面研究手法として広く利用されている。しかしながら、オージェ過程の詳細に関する基礎研究は発展途上にあり、個々の表面原子サイトを選別したオージェ、Shake up内殻励起に由来するオージェ、カスケードオージェなど、興味深い現象はほとんど解明されていない。そこで我々は特定の内殻光電子と同時に放出されるオージェ電子を選別して測定する新しいオージェ-光電子コインシデンス分光(Auger-Photoelectron coincidence spectroscopy, APECS)装置を開発した。APECS装置は同軸対称鏡型電子エネルギー分析器と外径φ26のミニチュアダブルパス円筒鏡型電子エネルギー分析器(CMA)、xyz位置・ティルト調整から構成される。本装置を用いて、凝縮SiF_3CH_2CH_2Si(CH_3)_3の異なる2つのSiサイト(Si[F]、Si[CH_3])についてSi LVVオージェ-Si 2p光電子コインシデンススペクトルを高分解能で測定した結果、分子軌道法に基づく計算で求めたスペクトルと定性的に一致することを見出した。また、Si LVVオージェ-H^+、F^+光イオンコインシデンススペクトルと比較し、F^+はSi[F]2pイオン化→Si[F]LVVオージェ→F^+脱離、H^+は主としてSi[CH_3]2pイオン化→Si[CH_3]LVVオージェ→H^+脱離、という過程で脱離することを見出した。光電子-オージェ電子・コインシデンス分光法は、特定の光電子放出に由来するオージェ過程を研究する手法であり、特定サイトの内殻電子をイオン化した際のオージェ過程の詳細を解明できる。また、shake up内殻励起に由来するオージェやダブルオージェ、カスケードオージェ、原子間オージェなど確率の小さなオージェ過程も研究できる。このようなオージェ過程の研究は表面多電子励起状態やイオン脱離などの表面ダイナミクスを解明する上で重要である。また、原子間オージェを利用した新しい表面分析法の開発への展開も期待される。本年度は光電子-オージェ電子・コインシデンス分光器の主構成要素である同軸対称鏡型オージェ電子エネルギー分析器とミニチュア円筒鏡型光電子エネルギー分析器(CMA)の設計と部品の製作を行なった。同軸対称鏡型オージェ電子エネルギー分析器は内電極、外電極、前端板、後端板、補正電極、スリット、MCP、磁気シールドなどから構成され、分解能(E/ΔE)100、立体角1.7srである。CMAは内円筒、外円筒、後端板、スリット、チャンネルトロンなどから構成され、直径26mm、分解能(E/ΔE)50、立体角1srである。CMAは同軸対称鏡型分析器に同軸同焦点で組込み、xyzステージを介してICF203フランジ上に組み立てる。超高真空槽、試料作製装置、電源、測定用エレクトロニクス、制御用パソコンなど、コインシデンス分光器以外の機器の準備は整っている。コインシデンス分光器の組立、性能評価は来年度以降に行なう予定である。しかしながら、オージェ過程の詳細に関する基礎研究は発展途上にあり、個々の表面原子サイトを選別したオージェ、shake up内殻励起に由来するオージェ、原子間オージェ、強相関物質のサテライト内殻光電子ピークに対応するオージェなど、興味深い現象はほとんど解明されていない。そこで我々は特定の内殻光電子と同時に放出されるオージェ電子を選別して測定する新しいオージェ-光電子コインシデンス分光(Auger-photoelectron coincidence spectroscopy, APECS)装置を開発した。APECS装置は同軸対称鏡型電子エネルギー分析器と外径φ26のミニチュア円筒鏡型電子エネルギー分析器(CMA)を同軸同焦点で組み合わせて製作し、Si(111)表面のSi LVVオージェ-Si 2p光電子コインシデンススペクトルを測定して性能を評価した。

本装置の特長は、1)分析器の立体角が大きいのでコインシデンスシグナル検出効率が高い、2)2個の分析器が同軸同焦点で組み立てられておりxyz位置・ティルト調整も付属しているので位置調整がきわめて容易、3)分光器全体がCF203上に一体で組み上げられており50mm前後移動できる、4)構造が単純で部品が少ないので製作コストが低い、の4点である。さらに凝縮SiF_3CH_2CH_2Si(CH_3)_3の異なる2つのSiサイト(Si[F]、Si[CH_3])についてSiLVVオージェ-Si 2p光電子コインシデンススペクトルを測定した結果、分子軌道法に基づく計算で求めたスペクトルと定性的に一致することを見出した。光電子分光とオージェ電子分光は表面研究手法として広く利用されている。しかしながら、オージェ過程の詳細に関する基礎研究は発展途上にあり、個々の表面原子サイトを選別したオージェ、shake up内殻励起に由来するオージェ、カスケードオージェなど、興味深い現象はほとんど解明されていない。そこで我々は特定の内殻光電子と同時に放出されるオージェ電子を選別して測定する新しいオージェ-光電子コインシデンス分光(Auger-photoelectron coincidence spectroscopy,APECS)装置を開発した。APECS装置は同軸対称鏡型電子エネルギー分析器と外径φ26のミニチュアダブルパス円筒鏡型電子エネルギー分析器(CMA)、xyz位置・ティルト調整から構成される。本装置を用いて、凝縮SiF_3CH_2CH_2Si(CH_3)_3の異なる2つのSiサイト(Si[F]、Si[CH-3])についてSi LVVオージェ-Si 2p光電子コインシデンススペクトルを高分解能で測定した結果、分子軌道法に基づく計算で求めたスペクトルと定性的に一致することを見出した。また、Si LVVオージェ-H^+、F^+光イオンコインシデンススペクトルと比較し、F^+はSi[F]2pイオン化→Si[F]LVVオージェ→F^+脱離、H^+は主としてSi[CH_3]2pイオン化→Si[CH_3]LVVオージェ→H^+脱離、という過程で脱離することを見出した。
グリオーマにおけるマクロファージ遊走因子(MCP-1)の発現調節機構の解析

悪性グリオーマに対する免疫療法が期待されるなかで、脳腫瘍に対する免疫療法が改めて認識されるようになった。悪性グリオーマ局所には著明なマクロファージの浸潤が認められ、悪性グリオーマに対する何らかの免疫反応と考えられるが、その浸潤機序や意義については明かでなかった。私たちは、グリオーマにおけるマクロファージの浸潤機序を明かにするために、ヒト継代グリオーマ細胞が産生・分泌する単球遊走因子(Monocyte Chemoattractant protein:MCP-1)の分離・精製に成功し、そのアミノ酸組成およびDNA配列を明かにした。さらに、私たちは悪性グリオーマ、髄膜腫においてもMCP-1が発現していることを明かにした。まだグリオーマ患者の髄液内のMCP-1を測定することで悪性グリオーマの診断、髄液腔内播種の診断に有用であることを明かにした。本年度はグリオーマにおけるMCP-1の発現の調節機構の分子生物学的解析を行なった。その結果、Tumor Necrotizing Factor(TNF)やInterleukin-1(IL-1)などのサイトカインやPlatelet-derived growthfactor(PDGF)の増殖因子はグリオーマ細胞におけるMCP-1の発現.産生を強く促進したがinterferon(IFN)-b,IFN-gは何ら影響をえなかった。またTNFは臨床例においてもグリオーマ嚢胞内に注入することにより嚢胞液内にMCP-1の増加を認めた。このことからグリオーマ局所においてグリオーマ細胞からのMCP-1の発現.産生の調節にサイトカイン、殖因子が関わっていることを明かにした。
IP3レセプターがチャンネル以外の機能分子として働く可能性について

IP3レセプターに結合し、IP3によって放出されるIRBIT分子のIP3レセプターへの結合に必須な4カ所のリン酸化部位同定に成功した。さらに、IRBITに結合する種々の機能分子の同定にも成功し、IP3レセプター-IRBIT-IRBIT結合蛋白質群による、細胞機能調節機構の存在を明らかにした。本年度は、IP3レセプターに結合する新規蛋白質IRBITの生理機能解明を中心に研究を行った。IRBITはIP3レセプターのIP3結合領域にIP3と競合的に結合するが、これには、IRBITがリン酸化されていることが必要である。また、IP3と競合的に結合することから、細胞内でIP3濃度が低い時(非刺激時)には、IP3レセプターに結合しており、一度IP3濃度が上昇すると(刺激時)IP3によりIRBITがIP3レセプターから遊離されることが想像される。従って、IRBITの機能としては、非刺激時(IP3レセプターと結合した状態)と刺激時(IP3レセプターから遊離した状態)との2つの相で考える必要がある。非刺激時の機能解明のため、IRBITのIP3レセプターに対する結合に必須なリン酸化部位の同定とIRBITがIP3レセプターに結合した場合のIP3レセプターからのカルシウムイオン放出機能に対する影響を検討した。その結果、IRBITのN末領域に存在するSer-rich領域中のSer68,Ser71,Ser74,and Ser77の4つのSer残基のリン酸化が、IP3レセプターとの結合に必須で、この内、1個でもリン酸化がなされないと、IP3レセプターとの結合が消失することを明らかにした。また、IRBITが少なくとも2量体以上のmultimerを形成した時にのみIP3レセプターと結合しうることも見出した。In vitro実験において、IRBITは、IP3が結合する際に必要とするIP3レセプターのIP3結合領域に存在する塩基性アミノ酸の多くを、その結合に必要とするにも関わらず、IRBITはIP3の機能、即ち、IP3レセプターチャネルを開いた構造にする機能は有しないこと、寧ろ、IP3と競合的に働くことで、IP3レセプターのIP3感受性を低くしていることを、それぞれ明らかにした。これらの事象が生きた細胞内でも起きていることを、IRBITのsiRNA、及び、IRBIT-S68A変異体をdominant-negativeとして発現させたHeLa細胞のATPに対するIICR活性を調べることで明らかにすることが出来た。刺激時の機能解明のために、IRBITのIP3から「遊離された後」の標的蛋白質を見つけるため、マウス小脳の膜画分から、IRBITを免疫沈降した時に共沈殿する分子を探索したところ、pancreatic Na^+-HCO3^--co-transporter(pNBC1)をIRBITの標的蛋白質の一つとして同定した。IRBITはIP3レセプターに対すると同様、IRBITの4つのSer残基のリン酸化が必須で、pNBC1の活性化にIRBITとの結合が必須であることを明らかとした。昨年度までに、非刺激じに、IRBITはIP3RのIP3感受性を低くし、IP3Rの閾値を調節していること、また、刺激時は、pancreatic Na+-HCO3-co-transporter(pNBC1)にIRBIT結合し、pNBC1を活性化することを明らかにした。IRBITとの結合が必須であることを明らかとした。本年度は、IRBITがIP3Rの下流で機能する分子として働く可能性を、更に検討するために、IRBITに結合する蛋白質の探索を行った。また、IRBIT欠損マウスの作製に着手した。そうしたところ、IRBIT結合蛋白質として、ubiqutin ligase,membrane trafficking regulators, poly(A)polymerase調節因子等、種々のクラスの機能分子が同定され、IRBITが極めて多彩な生理機能に関与する可能性が示唆された。本年度は、IP3レセプターがIRBITを細胞質に遊離する分子として働く可能性を示すべく、IRBITの細胞質での標的分子の探索と、その生理機能解明を行った。IRBIT標的蛋白質として、mRNAのpolyadenylationに関与する、Fip11という分子を同定した。IRBITは、Fip1を介して、CPSF複合体を中心とするmRNA polyadenylation machineryと結合しうることを明らかにした。この結合は、細胞質で起こり、また、IRBITのリン酸化状態依存的であり、t-BHQ等の細胞内酸化-還元状態を攪乱物質により、IRBITのリン酸化が亢進すると共に、IRBIT-Fip1複合体の量も増加することを見出した。

このことは、IRBITが、このように細胞がストレスに曝された時、活性化された蛋白質リン酸化酵素によってIRBITがリン酸化されることで、Fip1を細胞質に「隔離」することで、核内でのpolyadenylation活性をネガティヴに調節する可能性を示すと同時に、IP3-IP3レセプターの下流でIRBITを介した、mRNApolyadenylation調節機構の存在を示唆するもので、細胞の刻々と変化する細胞外環境への対応機構の解明に近づく発見である。更に、構造上、IRBITに極めてよく似た分子であるLong-IRBIT分子を発見し、Long-IRBITとIP3レセプターとの結合活性、IP3レセプターに及ぼす機能について解析した。その結果、Long-IRBITはIRBITとは異なり、IP3レセプター結合活性を欠き、組織・細胞内での存在パターンもIRBITとは異なることを明らかにした。
治療用アイソトープによるモノクローナル抗体標識法の最適化に関する研究

放射性アイソトープ標識モノクローナル抗体は、治療用beta線放出核種で標識することにより、内部照射療法(radioimmunotherapy)へ応用可能である。しかしながら、タンパクとの安定な標識方法は未だに確立されていないため、ベンジルEDTAをキレート骨格とし、炭化水素型スペ-サを含む従来のキレートとは全く異なる化合物を開発した。(maleimido-C10-benzyl-EDTA,以下C10)。本研究では、この化合物と抗体との反応条件の決定および標識抗体の体内動態の評価を担癌ヌードマウスを用いて基礎的に従来法と比較検討した。1.本研究の化合物C10はマレイミドを官能基として有し、常温でチオール基と特異的に結合する。抗体ヘチオール基を導入するための至適条件は、抗体対2-メルカプトエタノール比1:1000であった。還元化抗体とC10の反応は、モル比1:1で、緩衝液は中性付近(pH6.5-7.5)のリン酸緩衝生理的食塩水が適していた。2.キレート部分であるベンジルEDTAは、従来用いられてきたDTPA化合物よりも金属アイソトープとの配位結合がはるかに安定で、緩衝液中、キレート加緩衝液中さらに、血清中でキレートからのアイソトープの遊離現象(transchelation)は、96時間まで皆無であった。3.抗大腸癌モノクローナル抗体A7とヒト大腸癌LS-180移植のヌードマウスをモデルとして体内分布実験で、DTPA化合物を用いた従来のインジウム(In-111)標識法とC10の場合を比較した。C10では、血中放射能半減期は144時間→74時間と約1/2に短縮され、肝臓などの非標的臓器放射能は約1/21/3に低減されたが、標的臓器の腫瘍集積放射能は、高値に保たれた。したがって、診断目的には良好な腫瘍の検出が期待でき、一方治療の目的に用いれば、正常臓器への被曝を低減する効果が期待できた。
細胞性粘菌を用いた生殖細胞分化の分子機構に関する研究

1.細胞融合に関連するDdFRP遺伝子群の多重構造の解析:現在までに、GP138A,GP138B,GP138C,GP138Eの4種の遺伝子全長とGP138Fの一部、および偽遺伝子GP138Dが単離された。DdERP遺伝子はD.disocideumの異なる染色体上3ヶ所にマップされているが、その一つを含むYACクローンに、上記の遺伝子がタンデムにつながって存在し、他のYACでも同様な構造となっているらしいことがわかった。2.細胞融合能を欠く挿入突然変異体の単離:薬剤耐性遺伝子を持つベクターと共に制限酵素を導入することによって挿入効率を高めるRestriction enzyme mediated integration (REMI)と呼ばれる方法によって、不稔となった突然変異体MCF1を得ることができた。原因遺伝子macAは3つのエクソンから成る約6.3Kbの大きなORFを持ち、核酸・タンパク質データベース内に有意な相同性配列が見つからない。タンパク質の局在性予測プログラムでは64%の確立で細胞膜に局在していると予測されることから細胞融合に直接関与していると期待される。3.配偶子で発現する遺伝子を大規模探索:性的に成熟した細胞性粘菌のcDNAライブラリーを作製し、そこで発現する遺伝子を大規模に解析している。これまでに約750のクローンについて網羅的な配列決定を行い、新規な遺伝子された新規の遺伝子の中から膜タンパク質と予想される遺伝子を選び出し、さらにノーザンハイブリダイゼーションを行って、生殖細胞特異的に発現している遺伝子を検索した。また、アンチセンスベクターを導入して表現型を調べる方法により、シャペロニンとして機能するTcp-1遺伝子のホモログなど、発生に重要ないくつかの遺伝子を単離できた。
東南アジアにおける沿岸域低湿地の土壌生態系の特性と土地利用

東南アジアの島嶼部の沿岸地域では,前縁のマングローブが占める汽水性潮汐湿地の後に,さらに広く淡水湿地が広がり,湿地林(Swampforest)を形成している.これら低湿地の総面積は約2000万haと推定される.東南アジアの湿地林下の土壌は泥炭土壌であり,木本の遺体を主母材としており,無機物含量が低く,強酸性で貧栄養(Oligotrophic)である.これら低湿地林においては,この低湿地の特異な立地,生態環境などの特性についてほとんど理解されないまま,今日急速に開発の手が伸びようとしている.本研究は,未だ十分に解明されていない低湿地林の植生の群落構造及び土地形態,泥炭土壌の生成過程,分類,物理的・化学的・生物的諸特性ならびに肥沃度,また開田・開畑に伴う土壌肥沃度の変化などの究明を,タイ・マレーシアの科学者と協力のもとに推進し,東南アジアの低湿地林の今後の土地利用と環境保全のための基礎的知見を得ようとするものである.タイ国ナラチワ州の低湿地においては61年度の予察調査を基礎として本格的調査研究を,マレーシア国のジャランケブン・ボンチアン両低湿地帯においては泥炭層・植生・細物栽培等の予察調査をそれぞれ実施した.以下ナラチワの調査研究結果を要約する.1)低湿地林の調査:自然林ー二次林ー(火入れ)ー水田あるいは畑ーメラルカ林の群落遷移を推定し,低湿地林下の土壌は,土壌土,酸性硫酸塩土壌およびこれらのアソシエーションからなり,低いpH(3.80.3)および表層土の小さい仮比重(0.10.3)で特徴づけられることを示した.バルーンから撮影した空中写真を用いて画像処理による植生図の作成と主要植物群落の土壌の特性付けを進めている.2)泥炭土壌及び酸性硫酸塩土壌に(1)対照区,(2)表層に石灰混入区,(3)作土層下に石灰礫敷設区,(4)石灰+石灰礫敷設区(2)と(3)併用区)の処理を施した試験圃場を設け,酸性改良効果を検討している.その結果,表層に石灰粉末を混入する方法は即効性はあるが,持続性に欠け,一方作土層下に石灰礫層を敷設する手段によると,徐々に石灰礫層付近から土壌改良が進み作物栽培が可能となることが示唆された.3)泥炭土壌に炭カルおよび微量要素の無添加区と添加区を設けて,水稲2品種(RDー11, RDー25)を栽培したポット試験を実施し,炭カル無添加区では両品種とも生育が悪く,炭カル添加による両品種とも生育が良くとくにRDー11では穂数および稔実歩合が著しく上昇した.生育に対する微量素添加の影響は明かではなかった.4)調査地域における作物栽培の制限要因は水分供給にあり,a)ビニール圃場の造成(強酸性地下水の遮断,降水の有効利用等), b)高吸水性ポリマーの利用(土壌の保水特性の改良), c)マルチ処理(土壌水分保持及び温度の上昇抑制)により,如何に水分管理を有効に行なうかの検討を開始している.東南アジアの島嶼部の沿岸地域では,前縁のマングローブが占める汽水性潮汐湿地の後に,さらに広く淡水湿地が広がり,湿地林(Swampforest)を形成している.これら低湿地の総面積は約2000万haと推定される.東南アジアの湿地林下の土壌は泥炭土壌であり,木本の遺体を主母材としており,無機物含量が低く,強酸性で貧栄養(Oligotrophic)である.これら低湿地林においては,この低湿地の特異な立地,生態環境などの特性についてほとんど理解されないまま,今日急速に開発の手が伸びようとしている.本研究は,未だ十分に解明されていない低湿地林の植生の群落構造及び土地形態,泥炭土壌の生成過程,分類,物理的・化学的・生物的諸特性ならびに肥沃度,また開田・開畑に伴う土壌肥沃度の変化などの究明を,タイ・マレーシアの科学者と協力のもとに推進し,東南アジアの低湿地林の今後の土地利用と環境保全のための基礎的知見を得ようとするものである.タイ国ナラチワ州の低湿地においては61年度の予察調査を基礎として本格的調査研究を,マレーシア国のジャランケブン・ボンチアン両低湿地帯においては泥炭層・植生・細物栽培等の予察調査をそれぞれ実施した.以下ナラチワの調査研究結果を要約する.1)低湿地林の調査:自然林ー二次林ー(火入れ)ー水田あるいは畑ーメラルカ林の群落遷移を推定し,低湿地林下の土壌は,土壌土,酸性硫酸塩土壌およびこれらのアソシエーションからなり,低いpH(3.80.3)および表層土の小さい仮比重(0.10.3)で特徴づけられることを示した.バルーンから撮影した空中写真を用いて画像処理による植生図の作成と主要植物群落の土壌の特性付けを進めている.2)泥炭土壌及び酸性硫酸塩土壌に(1)対照区,(2)表層に石灰混入区,(3)作土層下に石灰礫敷設区,(4)石灰+石灰礫敷設区(2)と(3)併用区)の処理を施した試験圃場を設け,酸性改良効果を検討している.その結果,表層に石灰粉末を混入する方法は即効性はあるが,持続性に欠け,一方作土層下に石灰礫層を敷設する手段によると,徐々に石灰礫層付近から土壌改良が進み作物栽培が可能となることが示唆された.

3)泥炭土壌に炭カルおよび微量要素の無添加区と添加区を設けて,水稲2品種(RDー11, RDー25)を栽培したポット試験を実施し,炭カル無添加区では両品種とも生育が悪く,炭カル添加による両品種とも生育が良くとくにRDー11では穂数および稔実歩合が著しく上昇した.生育に対する微量素添加の影響は明かではなかった.4)調査地域における作物栽培の制限要因は水分供給にあり,a)ビニール圃場の造成(強酸性地下水の遮断,降水の有効利用等), b)高吸水性ポリマーの利用(土壌の保水特性の改良), c)マルチ処理(土壌水分保持及び温度の上昇抑制)により,如何に水分管理を有効に行なうかの検討を開始している.
虚血後の脳内グルタミン酸濃度に及ぼす髄液内・静脈内リドカイン投与の影響

虚血後の神経細胞障害の発生に関与するグルタミン酸の濃度変動に対して、リドカインのくも膜下腔あるいは静脈内投与がどのように影響するかをダイアリシス電極法で調べた。(実験1)SDラットを全身麻酔し、1%リドカイン5mg/kg(リドカイン群:n=9)、あるいは生理食塩水0.5ml/kg(対照群:n=9)を大槽に注入後、10分間の一過性前脳虚血を作成した。前脳虚血は両側頚動脈閉塞と低血圧で作成した。脳虚血の前、中、再灌流期にわたり、大脳皮質と海馬CAlに刺入したダイアリシス電極を介して、細胞外グルタミン酸濃度の変化を同時に測定した。<結果>脳虚血中、両部位のグルタミン酸濃度は始め急速に続いて緩やかに増加したが、脳再灌流により速やかに基線に戻った。大脳皮質でのグルタミン酸濃度の最大値は、リドカイン群(107±44μM)が対照群(205±206μM)より有意に低値を示した(P<0.05)。海馬CAlについては両群間で差はなかった。(実験2)SDラットを全身麻酔し、1%リドカイン10mg/kg(リドカイン群:n=8)、あるいは生理食塩水1.0ml/kg(対照群:n=5)を静脈内に投与して15分後、実験1と同様に10分間の前脳虚血をつくった。また、同様に虚血中、大脳皮質と海馬CAlのグルタミン酸濃度の変化を測定した。<結果>両部位のグルタミン酸濃度の最大変化については、それぞれ両群間に差はなかった。(考察・結論)リドカインはNa^+チャネル遮断効果を有し、血液脳関門の移行度も高い。今回の容量の静脈内ボーラス投与では有効な血中もしくは脳組織濃度には達していないことが示唆される。リドカインはくも膜下腔へ投与された場合、一過性脳虚血において細胞外グルタミン酸濃度の増加を抑制することで、部分的にも神経細胞保護薬として作用すると思われる。酸素/笑気/イソフルレンの全身麻酔下に、SDラット(350g前後)の頭蓋骨に2小孔を開け、脳内グルタミン酸濃度測定用のマイクロダイアリシスバイオセンサーを脳定位的に右側海歯CA1および左側大脳皮質へそれぞれ刺入した(CA1:Bregmaから尾側へ3.8mm、外側へ2.0mm、深さ2.5mm;Cortex:Bregmaから尾側へ3.8mm、外側へ6.0mm、深さ2.1mm)。一過性前脳虚血は頚静脈カテーテルからの脱血による低血圧(45mmHg)と両側頚動脈クランプを併用し10分間維持することで作製した。脳虚血の前・中・後のグルタミン酸濃度の測定は、酸素電極法によるマイクロダイアリシスバイオセンサーシステム(Model EES-800)を用いて行った。直腸温・脳温はほぼ37°Cに保った。結果:脳虚血開始とともに両領野のグルタミン酸濃度は迅速に上昇した。そのピークは虚血開始後10分の時点にあり、海馬CA1では158±79μM(mean±SD,n=8)、大脳皮質では86±22μM(n=6)であった。

また、虚血後の再潅流ではいずれのグルタミン酸濃度も速やかにほぼ基線に戻るのが観察された。実験終了後は断頭して脳を取り出し、冠状切断してバイオセンサー刺入部位の正確性を確認した。脳虚血時、ほぼ同一冠状面にある海馬CA1と大脳皮質ではグルタミン酸濃度上昇のピーク値が大きく異なったが、その意義と増加・減少パターンについてはさらに検討を要する。マイクロダイアリシスバイオセンサーシステムは原理的にH_2O_2発生による電位の強さからグルタミン酸濃度の測定を行っている。そのため、センサー内でのH_2O_2発生に脳内ドーパミンが影響を与えていないことを、あらかじめin vitroでチェックする必要があった。以上の予備実験結果を踏まえ、マイクロダイアリシスバイオセンサーシステムの特性を把握しながら、次の「リドカインのくも膜下腔投与実験」へ移ることになる。前脳虚血中の脳内グルタミン酸濃度の変化に、リドカインのくも膜下腔投与がどのように影響するかを検討した。【対象・方法】酸素/笑気/イソフルレン麻酔下に、SDラットの後頭骨後端に小孔を開けカテーテルを大槽内に挿入し、さらに、頭蓋骨の両側に小孔を開け、グルタミン酸濃度測定用のマイクロダイアリシスバイオセンサーを脳定位的に右海歯CA1および左大脳皮質へそれぞれ刺入した。ラットは、リドカイン群(L群:n=8)およびコントロール群(C群:n=8)に分け、それぞれ1%リドカイン5mg/kgおよび生理食塩水0.5ml/kgをカテーテルを介して大槽内に投与し、15分後に10分間の前脳虚血をつくり、その後、脳の再潅流を行った。一過性前脳虚血は、両側頸動脈クランプと脱血による低血圧の併用で作製した。脳虚血中の海馬CA1と大脳皮質のグルタミン酸濃度測定は、酵素電極法によるマイクロダイアリシルバイオセンサーシステム(Model EES-800)を用いて同時に連続的に行った。直腸温・脳温はほぼ37°Cに保った。【結果】脳虚血中のグルタミン酸濃度の最大値は、海馬CA1でL群178【plus-minus】147(Mean【plus-minus】SD)μM、C群249【plus-minus】177μMであった(P=0.40)。大脳皮質ではL群115【plus-minus】41μM、C群215【plus-minus】131μM(P=0.06)であった。いずれも両群間に有意差はなかったが、大脳皮質においてはL群でグルタミン酸濃度がより低値に抑えられた。【考察】くも膜下腔に投与されたリドカインにより、脳虚血中、大脳皮質のグルタミン酸濃度の上昇が抑えられたことから、脳表から浸潤拡散したリドカインが神経シナプス前・後からのグルタミン酸遊離を抑制したことが推定される。このことは、筆者らがすでに報告したリドカインによる大脳皮質の遅発性神経細胞死の軽減効果に大きく関与し一過性前脳虚血中の脳内グルタミン酸濃度の変化に対し、静脈内投与したリドカインがどのように影響するかを検討した。【対象・方法】酸素/笑気/イソフルレン麻酔下に、SD雄ラットの頭蓋骨の両側に少孔を開け、グルタミン酸濃度測定用のマイクロダイアリシスバイオセンサーを脳定位的に右海歯CAlおよび左大脳皮質へそれぞれ刺入した。ラットは、リドカイン群(L群:n=8)およびコントロール群(C群:n=5)に分け、それぞれ1%リドカイン10mg/kgおよび生理食塩水1.0ml/kgを尾静脈内留置カテーテルを介して静脈内投与し、15分後に10分間の前脳虚血をつくった。一過性前脳虚血は、両側頚動脈クランプと脱血による低血圧(45mmHg)の併用で作製した。脳虚血中の海馬CAlと大脳皮質のグルタミン酸濃度は、酸素電極法によるマイクロダイアリシスバイオセンサーシステム(Model EES-800)を用いて同時に連続測定した。【結果】脳虚血中のグルタミン酸の最大値は、海馬CAlでL群165±58(Mean±SD)μM、C群182±101μMであった。
虚血による心筋微小循環動態の変化とこれに及ぼす薬物の効果

本研究課題の目的達成を確実にするために行った予備実験から、冠拡張薬のジピリダモ-ルは心機能に著変を生じさせずに冠血流量を増すがパパベリンは心機能の亢進を伴って冠血流量を増すこと、冠狭窄麻酔開胸犬においてプロプラノロ-ルとアロチノロ-ルは心拍数と左室内圧一次微分の減少を伴って虚血部位の心機能を改善させること、ベ-タ2受容体遮断薬のICI18,551にも同様の効果があること、さらに摘出潅流糖尿病ラット心臓ではノルエピネフリン付加時に拡張期の左室内圧と心尖部収縮が著しく上昇するがインシュリン処置がこれを防止することを示した。以上の成績をふまえながら、レ-ザ組織血流計(ALF21)を用いて生体位心臓の表面(Epi)および内部(Endo)の心筋組織血流量(MBF)を測定した。麻酔犬の左冠動脈前下行枝(LAD)に電磁血流計プロ-ブを装着し冠動脈血流量(CBF)を、またLAD潅流域の心筋表面と深さ6mmの心筋内部にそれぞれS型とNs型のレ-ザ組織血流計用プロ-ブを特製ホルダ-を用いて装着しEpiとEndoのMBFを測定した。これら血流量の変化を通常の拍動中と迷走神経刺激による長い拡張期中で観察した。MBFは拍動に同期した血流波形を示しEpiーMBFでは収縮期優位の、一方EndoーMBFでは逆に拡張期優位の波形がみられた。Kclによる心停止後はMBFの値はほぼゼロとなった。長い拡張期中には、血圧低下につれて両MBFはCBFと同様にほぼ直線的に減少した。ただし、EndoーMBFの減少はEpiーMBFのそれに比べ急峻で、心筋壁内で不均一な血流量の減少が示唆された。また血流がゼロとなる血圧はEndo側でEpi側に比べ高い値を示した。同様の結果は冠血管の自動調整能を消失させた状態でも観察された。以上より本法は拍動心の組識血流パタニンおよび拡張期における心筋表面および内部の微小循環における圧一流量関係の解析に有用であることが示唆された。平成元年度は本研究課題の目的達成を確実にするために、実験条件の設定と予備実験による実験デ-タの普遍性についての確立に主眼をおいた。まず、麻酔開胸イヌを用いて、全身血行動態と脳・心・腎の各重要臓器への血流量を測定しながら、いわゆる冠拡張薬であるジピリダモ-ルとパパベリンの作用を比較検討した。その結果、ジピリダモ-ルは心機能に著変を生じることなしに冠血流量を特異的に増加させるのに対しパパベリンによる冠血流量増加作用は心機能の亢進を伴って生じることがわかった。つぎに、同じ麻酔開胸状態のイヌにおいて、冠動脈をスネア型狭窄子により狭窄して部分的な心筋虚血状態を作成し、超音波測長法による局所心筋長の変化から虚血部位の局所心機能を推察し、これに及ぼす諸種薬物の効果を検討した。ベ-タ受容体遮断薬であるプロプラノロ-ルとアロチノロ-