hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Fe-Cr-Ni三元系合金の非平衡凝固パスの解析

1.研究の目的:合金の凝固プロセスを制御するためにはその凝固パスを正確に知る必要がある.本研究では,熱力学計算と固相内拡散の計算とを組み合わせた方法により、Fe-Cr-Ni三元系合金の凝固パスの数値解析法の確立を目的とし,その計算アルゴリズムおよびFORTRANによる凝固パス解析の汎用プログラムの開発を行った.2.解析方法:異相界面での局所平衡を仮定し,各相の自由エネルギーを近似する熱力学モデルとして準正則溶体近似を用いた.板状のVolume Elementを固液共存層内に想定し,熱力学計算から求まる固液界面平衡濃度を境界条件とし,限定した固相内拡散をCrank-Nicolsonの陰解法で逐次数値計算することにより求めた。Fe-Cr-Ni系の凝固過程で生じるδ-γ変態は,拡散律速に従うと仮定して計算を行った.各方程式を差分方程式に変換し,逐次時間ステップでの温度変化,固相率変化、液相と固相内の溶質濃度変化を計算した.3.結果:本解析により得られた結果を要約して以下に示す.1)固相内拡散のないモデルでは,Fe-18%Cr-8.5%Ni合金の凝固過程でδ晶が初晶として晶出し,続いてγ晶凝固へと推移する。しかし,凝固末期に再びδ晶が晶出する.これは、Fredrikssonらの実験結果と一致する。2)Fe-18%Cr-8%Ni合金のδ-γ変態は基本的に拡散律速によるメカニズムと思われる.しかし,主としてCrの拡散によって律速するとして解析すると実験結果との良い一致が得られた.3)限定した固相内拡散を考慮した解析により得られた。Fe-18%Cr-8%Ni合金の温度と固相率の関係は固相内拡散のないモデルと平衡モデルとの間に位置し,試料の冷却速度が小さい場合には平衡モデルに,大きい場合には固相内拡散のないモデルの結果に近づき,本研究で開発した解析法が妥当であることを示した.1.研究の目的:合金の凝固プロセスを制御するためにはその凝固パスを正確に知る必要がある.本研究では,熱力学計算と固相内拡散の計算とを組み合わせた方法により、Fe-Cr-Ni三元系合金の凝固パスの数値解析法の確立を目的とし,その計算アルゴリズムおよびFORTRANによる凝固パス解析の汎用プログラムの開発を行った.2.解析方法:異相界面での局所平衡を仮定し,各相の自由エネルギーを近似する熱力学モデルとして準正則溶体近似を用いた.板状のVolume Elementを固液共存層内に想定し,熱力学計算から求まる固液界面平衡濃度を境界条件とし,限定した固相内拡散をCrank-Nicolsonの陰解法で逐次数値計算することにより求めた。Fe-18%Cr-8%Ni合金の温度と固相率の関係は固相内拡散のないモデルと平衡モデルとの間に位置し,試料の冷却速度が小さい場合には平衡モデルに,大きい場合には固相内拡散のないモデルの結果に近づき,本研究で開発した解析法が妥当であることを示した.
リスク認知の進化過程を踏まえた情報提供方策の設計

未来の世代に影響を与えると認知したリスクを大きく評価する人間の心理傾向が、どのような生物学的進化の過程を経て形成されたのかを探るシミュレーションモデルを構築した。このモデルから、環境が穏やかであればリスクを大きく評価し、厳しければリスクを小さく評価することなどに加え、環境の厳しさによらず、血縁者から支援されている個体ほど極端なリスク忌避が緩和される傾向を持つことが示唆された。これらの知見を踏まえ、血縁者から支援を受けていることを伝えることで、現実世界においても極端なリスク忌避が緩和され得ることを示すため、インターネットアンケート調査による情報提供実験を行った。この実験によって、工業化による大気汚染リスクを事例として、設計したメッセージが意図した効果を持つことが示唆された。情報提供設計の工夫などによって直感に訴えかけ、選択肢や経済的インセンティブに影響を与えずに、より良い意思決定を促す方策は、「ナッジ」として注目されてきており、またいくつかの成功例が社会実装されてきた。しかし一方で、ナッジを体系的に設計する方法論についてはこれまで十分な検討がされてこなかった。本研究活動は、進化・適応のメカニズムを考慮したシミュレーションモデルに基づいて、ナッジを設計する方法論を提示するものであり、実際にこの方法論に基づいて設計したメッセージが、現実世界で効果を持ち得ることを確認しつつある、という点に意義があると考えられる。2019年度にアンケート調査による情報提供実験を行い、情報提供の効果を確認する想定だったが、2018年度後半の予備調査として実施したアンケート調査において、既に一定の情報提供効果を確認することができた。前年度に実施したアンケートによる予備調査を踏まえ、詳細化した本調査を実施し、より多面的に属性や心理特性に関するデータを回収する。これらデータの解析を行うことにより、どのような属性において情報提供の効果が高いかを把握し、効果をさらに高めるための方策を検討する。また、学会発表や論文執筆などを通じた研究成果のアウトリーチをより積極的に進めて行く。2018年度のインターネットアンケート調査については、当初の想定よりも少ないサンプル数で十分に情報提供の効果検証が可能であることが判明したため、小規模なサンプル数での実施とした。2019年度は学会参加と、より大規模なサンプル数でのインターネットアンケート調査が主たる使途となる見込み。
誤り訂正符号と多値論理関数との離散フーリエ変換による関係性解明

研究代表者は,誤り訂正符号の研究の中で,離散フーリエ変換を介して成り立つ多値論理関数とのある種の関係を発見した.これにより,誤り訂正符号の研究成果を多値論理関数に応用でき,特に「畳込み定理」を一般化し,多値論理多項式の積の高速化に応用した.挑戦的研究として,このような誤り訂正符号と多値論理関数との更なる関係解明を行う.また,コンピュータサイエンスにおける様々な未解決問題,例えば離散フーリエ変換やグレブナー基底決定の真の計算量を求める問題に挑戦する.実用面では,誤り訂正符号の高性能化や多値論理関数の新たな応用に繋げる.研究代表者は,誤り訂正符号の研究の中で,離散フーリエ変換を介して成り立つ多値論理関数とのある種の関係を発見した.これにより,誤り訂正符号の研究成果を多値論理関数に応用でき,特に「畳込み定理」を一般化し,多値論理多項式の積の高速化に応用した.挑戦的研究として,このような誤り訂正符号と多値論理関数との更なる関係解明を行う.また,コンピュータサイエンスにおける様々な未解決問題,例えば離散フーリエ変換やグレブナー基底決定の真の計算量を求める問題に挑戦する.実用面では,誤り訂正符号の高性能化や多値論理関数の新たな応用に繋げる.
変形状態にある部分熔融体中のメルトの形態変化

部分熔融体の動的挙動についての理解は,マントル部分熔融領域におけるマグマの発生・上昇を解明するうえで不可欠である。私は,(1)静水圧状態におけるミクロな構造の観察,(2)変形状態におけるミクロな構造変化のその場観察,(3)大型試料を用いた変形実験によるマクロな物性の測定,という3つのアプローチから部分熔融体の動的挙動を明らかにすることを目指している.本研究では,上記の(1),(2)についての実験方法の開発を行った.なお,実験ではボルネオール+ジフェニルアミン2成分共融系をマントル部分熔融体のモデルとして用いている.(1)静水圧状態におけるミクロな構造の観察・CCDカメラ,顕微鏡,コンピュータを組み合わせてミクロな構造の解析システムを構築し,粒径や二面角などの測定を容易にした.・ボルネオールのみの試料について,構造観察に適する試料作成法の研究を行った.初期粒径,温度,時間,封圧などの条件の異なる圧密試料について構造観察を行い,約50度の温度と10時間以上の加圧時間という条件が必要であることを明らかにした.・ボルネオール+ジフェニルアミンの試料について,メルトの形態観察に適した試料作成法の研究を行っている.ボルネオールのみの場合と同様の条件では,メルトが圧密中に速やかに抜けてしまうことがわかった.メルトと固相とを平衡共存させる方法を現在研究中である.(2)変形状態におけるミクロな構造の観察顕微鏡下で回転式変形実験を行うための装置の設計と,その制御システムの開発を行った.部分熔融体の動的挙動についての理解は,マントル部分熔融領域におけるマグマの発生・上昇を解明するうえで不可欠である。私は,(1)静水圧状態におけるミクロな構造の観察,(2)変形状態におけるミクロな構造変化のその場観察,(3)大型試料を用いた変形実験によるマクロな物性の測定,という3つのアプローチから部分熔融体の動的挙動を明らかにすることを目指している.本研究では,上記の(1),(2)についての実験方法の開発を行った.なお,実験ではボルネオール+ジフェニルアミン2成分共融系をマントル部分熔融体のモデルとして用いている.(1)静水圧状態におけるミクロな構造の観察・CCDカメラ,顕微鏡,コンピュータを組み合わせてミクロな構造の解析システムを構築し,粒径や二面角などの測定を容易にした.・ボルネオールのみの試料について,構造観察に適する試料作成法の研究を行った.初期粒径,温度,時間,封圧などの条件の異なる圧密試料について構造観察を行い,約50度の温度と10時間以上の加圧時間という条件が必要であることを明らかにした.・ボルネオール+ジフェニルアミンの試料について,メルトの形態観察に適した試料作成法の研究を行っている.ボルネオールのみの場合と同様の条件では,メルトが圧密中に速やかに抜けてしまうことがわかった.メルトと固相とを平衡共存させる方法を現在研究中である.(2)変形状態におけるミクロな構造の観察顕微鏡下で回転式変形実験を行うための装置の設計と,その制御システムの開発を行った.
マイクロマシンにおける機械要素設計法の研究

1.マイクロマシン設計技術の現状本研究において、当初はマイクロマシン用の機械要素を機能分類して各分類毎に最適な機械要素設計法を体系付けることを意図して、マイクロマシンの構成の要素である機械要素を抽出して、マイクロマシン用の機械要素設計法を体系化することを試みた。しかし、マイクロマシンの内外の研究開発例について調べてみると、現状では多数の要素を組み合わせて機械やシステムを形成している具体的なマイクロマシンの例は極めて少ないことが分かった。このようなマイクロマシン開発の現状を考えると、要素毎に設計法の体系化を進める以前に、一般の機械の設計と異なるところに焦点を絞って、マイクロマシン特有の設計法をまとめて整理して示すことことが望まれる。2.マイクロマシンのための設計方法論そこで、研究代表者の設計工学研究室(東大工学部産業機械工学科)において開発研究を進めている種々のマイクロマシンの設計過程や、一般的な設計方法論として進めている研究の過程で得られた知見を主に手掛かりにして、以下の項目に添ってマイクロマシンのための設計方法としてまとめた。1)スケ-ル解析によるマイクロ化に伴う特性の把握2)拡大模型による模型実験3)制約の大きい微小空間内のレイアウト4)コンピュ-タによる設計診断5)開発設計用CAD/CAEシステムの必要性6)設計理論1.マイクロマシン設計技術の現状本研究において、当初はマイクロマシン用の機械要素を機能分類して各分類毎に最適な機械要素設計法を体系付けることを意図して、マイクロマシンの構成の要素である機械要素を抽出して、マイクロマシン用の機械要素設計法を体系化することを試みた。1)スケ-ル解析によるマイクロ化に伴う特性の把握2)拡大模型による模型実験3)制約の大きい微小空間内のレイアウト4)コンピュ-タによる設計診断5)開発設計用CAD/CAEシステムの必要性6)設計理論1.文献調査等に基づく機械要素の抽出まず、計画通り既発表の文献調査により、マイクロマシンの具体例を集めて、これより機械要素を抽出することを試みたが、まだ、発表例は極めて特殊なものに限定され、本研究に役立つ情報が不十分であることが判明した。すなわち、シリコンで作った静電モ-タ、センサなどのそれ自身が機械要素である例はいくつか見られるが、これらの、用途や応用は明確ではなく、従って、機械要素の体系化としての位置づけも不明確である。そこで、現在、マイクロマシンの開発調査を進めている(社)日本産業用ロボット工業会のマイクロロボット研究開発動向調査専門委員会(委員長中島尚正)の協力を得て、これから開発されようとしているマイクロマシンの概念構想案を集めて、これを定置型、受動型、自立走行型に大別し、さらに、産業用および医療、バイオ用に分類して、要求される構成要素の共通パタ-ンを抽出することを行なった。2.機械要素抽出のための詳細設計上記の概念構想案からは、要求される機械要素の機能はある程度明確化されたが、具体的な構成や構造にかんする情報は十分ではなかった。そこで、上記の概念構想案を体系的に分類し、基本的に構成を異にするいくつかのマイクロマシンについて、詳細設計を行なって機械要素を抽出することとした。詳細設計の対象として取り上げたマイクロマシンは、熱駆動型マイクロエンジン、垂直壁移動マイクロマシン、自律分散型マイクロ潜水艇、血管内走行マイクロマシン、および、医療用態動型インテリジェントカテ-テルである。上記の詳細設計の結果から、機械要素を抽出し整理することを現在継続中である。1.設計ケ-ススタディにもとづいた機械要素設計法の研究本研究の当初計画ではマイクロマシン用の機械要素を機能分類して各分類毎に最適な機械要素設計法を体系付けることを意図した。しかし、マイクロマシンの内外の研究開発例について広く調べて見ても、現状で要素の体系化を進めるに十分な事例が乏しく、可能性のあるマイクロマシンのための機械要素が出揃っている状況にはほど違いことが判明した。中でも、将来の発展が期待されている医療分野用マイクロマシンのための機械要素の構成を具体的に検討した例は皆無に近い。そこで、生体内利用を前提にして、電気を用いない方法で駆動するマイクロポンプの設計・試作を進めながら、要素設計をふくめたマイクロマシン設計を研究した。設計・試作したポンプは、光ファイバ-により供給されるレ-ザ-光により作動流体を相変化させて得られる圧力変化によって変位するダイアフラムを、アレイ状にして流路壁に配置したもの。この設計ケ-スによって、容積可変要素(ダイアフラム)、エネルギ供給要素(光ファイバ)、アクチュエ-タ要素(光熱駆動型アクチュエ-タ)の設計方法にかんする知見が得られた。2.マイクロマシンのための設計法上記の生体用マイクロポンプおよびマイクロスタ-リングエンジン、垂直壁移動マイクロマシン、血管内移動マイクロマシン、自律分散型マイクロ潜水艇などの設計ケ-スを手掛かりにして、マイクロマシン特有の設計法を研究してまとめた。
口腔癌の新たな診断・治療体系の確立を目指したmicroRNAに関する網羅的解析

近年、ゲノム情報発現系の新たな調節・制御分子として注目されているmicroRNA(miRNA)はゲノムの非コード領域に座位する機能性低分子RNAであるが、蛋白質をコードする癌遺伝子や癌抑制遺伝子と同様に、癌の発症・進展過程の分子機序に深く関与すると考えられる。本研究課題では口腔扁平上皮癌(OSCC)関連癌抑制miRNA遺伝子の単離・同定を目指して、18株のOSCC細胞株および正常口腔粘膜上皮由来不死化細胞株RT7における148種のmiRNAの定量的発現解析にDNAメチル化解析を組み合わせた絞り込みによって、OSCC細胞株で高頻度に発現低下を認め、且つメチル化異常のパターンと発現抑制が完全に一致する4種類のmiRNA(miR-34b,miR-137,miR-193a,miR-203)を選出した。選出した4種類の候補miRNA遺伝子についてOSCC患者11例の癌部・非癌部組織を用いたDNAメチル化解析と定量的発現解析を進め、OSCC関連癌抑制miRNA遺伝子の候補としてmiR-137とmiR-193aを見出した。さらに、in vitro実験系を用いた詳細な機能解析の結果、miR-137ならびにmiR-193aはOSCCにおいて癌特異的DNA過剰メチル化によって発現が抑制される癌抑制miRNA遺伝子であること、また、細胞増殖に重要な癌遺伝子として知られているCDK6とE2F6が、miR-137ならびにmiR-193a各々の標的分子であることも明らかにした。近年、ゲノム情報発現系の新たな調節・制御分子として注目されているmicroRNA (miRNA)は、癌遺伝子や癌抑制遺伝子と同様に癌の発症・進展過程の分子機序に深く関与すると考えられる。本研究課題では口腔扁平上皮癌(OSCC)関連癌抑制miRNAの単離・同定を目指して、18株のOSCC細胞株および正常口腔粘膜上皮由来不死化細胞株RT7における148種のmiRNAの定量的発現解析にDNAメチル化解析を組み合わせた絞り込みによって、OSCC細胞株で高頻度に発現低下を認め且つメチル化異常のパターンと発現抑制が完全に一致する4種類のmiRNAを選出した。さらに、OSCC患者の癌部・非癌部組織を用いた定量的発現解析とDNAメチル化解析、ならびにin vitro実験系を用いた詳細な機能解析によって、癌特異的DNA過剰メチル化によって発現抑制される癌抑制miRNAとしてmiR-137とmiR-193aを見出した。また、細胞増殖に重要な癌遺伝子産物であるCDK6とE2F6が、miR-137とmiR-193a各々の標的分子であることも明らかにした。
マクロパイノゾームとファゴゾーム形成の機械的分子機構の解明

生体防御機構の最前線にいるマクロファージの取り込み現象には、細菌など粒子状物質の貪食(phagocytosis)と液相の飲み込み(macropinocytosis)等があり、いずれもアクチン線維(F-actin)の重合、再組織化に依存する細胞運動である。この研究では、phagocytosisおよびmacropinocytosisの機械的分子機構を解明する目的で、種々のアクチン関連蛋白質のマクロパイノゾームとファゴゾーム形成への関与を様々な細胞生物学的手法を用いて調べた。本研究により1.ファゴゾーム閉鎖におけるミオシンの関与が明らかとなり、そのミオシンクラスの同定がなされた。2.Fluorescence ratio imaging法によるアクチン関連蛋白とF-アクチンの機能的相関関係の可視化を考案した。3.α-actininの新たなアイソフォームであるactinin-4のmacropinocytosisおよびphagocytosisへの関与をfluorescence ratio imaging法により明らかにし、actinin-4によるF-actin bundlingがmacropinosomesの前駆構造と思われるcircularruffles,初期のmacropinosomesの形成、維持ならびにphagocytosisにおいても深く関わっていることを示した。4.その他cofilin,ERM proteinsについてもruffling,macropinocytosis,phagocytosisへの関与が示唆される所見が得られており、さらに研究を続けている。本研究の研究では、アクチン関連蛋白であるcofilinとmyosinのファゴサイトーシスでの役割を形態学的に解析した。1.マクロファージのファゴサイトーシス時におけるcofilinの局在変化培養マクロファージにzymozan A(ZA)またはIgGオプソニン化ヒツジ赤血球(SE)を貧食させ、cofilinの局所変化を免疫蛍光法により観察し、同時にF-actinの局在をrhodamine-phalloidine染色により観察した。貧食開始5分の時点で細胞膜にZAまたはSEが接着した部位でアクチンが重合しphagocyticcupが形成され、同時にそこにcofilinが出現した。30分後ファゴゾームが細胞内に完全に取り込まれてアクチン線維は消失するとcofilinも見られなくなった。cofilinは、アクチンの脱重合作用があるためphagosome形成後のアクチン線維消失時に働くことが予想されたが、この観察結果から貧食の初期からアクチン線維の配列の再構成などに関与し、phagocytic cup形成にも働いていることが推測される。cofilin抗体の細胞内導入によるファゴサイトーシスの阻害は現有の抗体濃度では観察できなかった。現在高力価の抗体を作成中である。2.Myosin阻害剤のphagocytosisに対する作用MyosinATPaseの阻害剤であるbutanedione monoxide(15mM)は、マクロファージのphagocytosisを抑制した。走査電顕による観察では、ヒツジ赤血球の周りに偽足が伸展してきているが伸展の程度が悪いためphagocyticcupは浅く、細胞内に取り込まれないようである。我々は、アクチン依存性の細胞取り込み運動であるmacropinocytosisおよびphagocytosisの機械的分子機構の解明を目的としている。本年度の研究では、F-actinとアクチン結合蛋白の機能的相関をratio imagingにより解析する方法を考案し、この方法により、α-actinin(actin-bundling protein)の新しいアイソフォームとして同定されたactinin-4のmacropinocytosisへの関与を明らかにした。マウスのマクロファージを材料として、F-actinをrhodamine-phalloidinで、actinin-4を蛍光抗体法で二重染色し、共焦点レーザー顕微鏡で得た両画像をMetaMorph Imaging Systemでデジタル画像演算処理し、F-actinとactinin-4の相対的分子濃度比をratio imageとして表した。通常画像では、actinin-4は、F-actinが豊富な細胞表面のrufflesに多く観察される。actinin4/F-actin ratio画像は更に、これらのrufflesの中でもmacropinosomesの前駆構造と思われるcircularrufflesや初期のmacropinosomeにactinin-4の相対濃度が高いことを示した。しかし、古典的アイソフォームであるactinin-1はこのような局在は見られなかった。

Actinin-4は、これらの部位でのactin-bundlingに特に深く関わり、macropinosome形成、維持に重要な役割を果たしていると考えられる。細胞の取り込み現象としておこるマクロパイノゾームとファゴゾーム形成は、アクチン線維の重合、再配列によりもたらされる。この研究では、マクロパイノゾーム、ファゴゾームの形成の分子機構を解明するため、ミオシンや構造モチーフの異なる幾つかのアクチン結合蛋白質のマクロファージにおける局在とアクチンとの相関変化を観察し、その役割を解析してきた。最終年度である本年は、前年に引き続きactinin-4のマクロパイノサイトーシス、ファゴサイトーシスへの関与を調べた。1.マクロパイノサイトーシス、ファゴサイトーシス時のactinin-4の細胞内分布とratio imaging法によるactinin-4とF-actinの機能的相関関係の解析M-CSF刺激でマクロパイノサイトーシスを、あるいはIgGオプソニン化赤血球を与えてファゴサイトーシスを誘起して、これらの過程でactinin-4がどの部位に発現するかを,actinin-4抗体の関節蛍光法で観察し、さらにF-actin染色とのratio imagingにより画像解析を行った。Actinin-4/F-actin ratioはのマクロパイノゾーム前駆構造である円状ラッフルと初期マクロパイノゾーム、初期ファゴゾームで特に高いことが示された。2.Actinin-4の関与するステージの特定とその機能の解析さらにFITC-dextranによるマクロパイノゾームの経時的ラベル、他のライソゾーム・エンドゾームマーカー蛋白との二重染色などにより、マクロパイノゾームの成熟に伴ってactinin-4が解離していくことが分かった。またactinin-4抗体の細胞内導入は、マイクロパイノサイトーシスを有意に抑制したことから、actinin-4のactin-bundlingがマクロパイノゾーム形成、維持において機能的に役立っていることが示唆された。
植物組織培養による酸性土壌耐性品種作物の育成強化

平成6年度の研究計画は培養細胞において選抜されたアルミニウムイオン耐性と予想されるカルスより再分化個体を得、さらにそれより得られた種子、またその2代目種子において酸性土壌耐性形質がみとめられるかを土耕、水耕試験により評価することであった。まず典型的な酸性土壌である宮城県鳴子町より採取された火山灰(黒ボク)土壌において選抜個体が非選抜個体に比して良好な生育を示すかについて土耕試験を行なった。ニンジン幼植物体は初期生育がかなりばらつく傾向にあったため、あらかじめ芽出しを行ない、均一になるように個体を選んで土壌に移植し、生育経過を観察した。その結果、D1より得られたD2種子(2代目)においても特に根の生育が選抜個体において明らかに非選抜個体に比べて良好であった。このことから、選抜個体は2代目であっても酸性土壌、すなわちアルミニウムストレスに耐性であることが示され、耐性形質は安定で遺伝しうるものであることが明らかになった。また水耕栽培試験においては、選抜個体の根は非選抜個体に比べてアルミニウムイオンを吸着しにくい性質を持つことがわかった。このようにアルミニウムストレス選抜により培養細胞の段階で得られたアルミニウム耐性株は実験の酸性土壌においても耐性を示すことから、組織培養を応用した育種の手法が有力であることが証明された。またアルミニウムストレスのメカニズムを培養細胞しベルで採った。本研究ではアルミニウムストレスによる過酸化脂質の生成について検討を加えたが、培養条件により著しく異なる結果が得られ、アルミニウムストレスと過酸化脂質の生成の因果関係は明らかではなかった。酸性土壌では、イオン化したアルミニウム(Al)により作物は著しく生育障害を受ける。したがって、世界中に広く分布している酸性土壌の有効利用のためには、Al耐性の作物を育成することが効果的である。当研究室ではこれまでにニンジン培養細胞のAlストレス選抜を行い、再分化させたニンジン植物の種子(D1)とその2代目種子(D2)を得ることに成功した。本研究では、このD1、D2植物個体の水耕栽培によりAl耐性を調べ、同時に同幼植物の無機成分組成に及ぼすAlの影響を調べることを目的とした。選抜系統ではD1、D2ともに非選抜系統に比べ、Alの存在下で明らかに良好な生育をすることが認められた。したがって、選抜種子にAl耐性形質があり、耐性形質が次代に遺伝することが示唆された。また、Alストレス下で栽培された植物個体の無機成分分析の結果、地上部、地下部ともにN、P、Ca含量については選抜系統と非選抜系統で差が見られなかった。しかし、地下部のK及びMg含量は非選抜系統ではAlにより著しく低下したのに対して、選抜系統ではほとんど影響を受けなかった。特にD2について、根の表面へのAlの吸着の度合いをヘマトキシリン染色法で調べた結果、選抜系統は非選抜系統に比べAlが吸着されにくく、地上部、地下部のAl含量も少なかった。したがって、選抜系統がAlストレスに対しより感受性が低いことが推測された。なお、本学部付属農場における酸性黒ボク火山灰土壌を供試して、土耕栽培試験を予備的に試みたところ、D1の選抜系統は非選抜系統に比べて、明らかに良好な生育を示すという結果も得られている。本試験研究では、作物生産性の著しく低い酸性土壌における酸性土壌耐性植物を用いた食糧生産の向上を目標とし、植物組織培養技術の応用による酸性土壌耐性品種の育成強化と実用化へ向けての耐性評価を試みた。酸性土壌における作物生育の阻害の主要因はアルミニウムストレスである。これまでにアルミニウムイオンストレス選抜によって得られた選抜ニンジン培養細胞から再分化を経て、選抜種子が得られていたので、これを材料としてさらに次代の種子の獲得、およびこれら種子のアルミニウム耐性・酸性土壌耐性を、それぞれ水耕法および酸性土壌を用いた土耕法によって検定した。その結果、初代・2代目の選抜種子由来の植物固体は酸性土壌および水耕レベルでのアルミニウムストレスに耐性を有していることが示された。

また、それらの個体のアルミニウムストレス下での根の元素組成を調べたところ、選抜種子由来の個体は、カリウム含量が高く保たれていること、アルミニウム含量が低い等のアルミニウムストレスに対して有利な性質を有していること、さらにこれらの性質は遺伝するもので、むしろ2代目の方が際だった耐性を示す場合も見られた。これらの結果は、培養細胞のアルミニウムストレス選抜という方法により、実際の酸性土壌に耐性な植物を作り出すことが可能であることを示し、今後の育種の実用的な手段となりうることを明らかにした。また、このようにして得られた耐性形質は後代にも遺伝しうる安定なものであることから、一度選抜を行えば、その系統を維持することによって耐性系統の種子を恒常的に生産できる可能性も示された。今後、本研究で得られた情報をもとに、他の植物についても同様の手法で酸性土壌耐性の作物あるいは植物を開発・育成することにより、作物生産の向上および環境保全に資することができると考えている。
食品の咀嚼音と嗜好性との関連-周波数解析と擬声語を中心として-

1.食品の咀嚼音の擬声語と嗜好性との関連せんべい、ポテトチップス、たくあん、生大根等の破砕性食品を咀嚼したときの咀嚼音の官能評価を行い、咀嚼音がどのような擬声語で表現されているかを調べた。その結果、9つの擬声語(こりこり、ぽりぽり、かりかり、ぼりぼり、ばりばり、ぱりぱり、さくさく、ざくざく、しゃきしゃき)で大半の破砕性食品の咀嚼音が表現された。また咀嚼音と嗜好性の関連を数量化III類を用いて調べたところ、ぼりぼりの擬声語で表現されるせんべいやこりこりの擬声語で表現されるたくあんの咀嚼音が有意に好まれることが示された。2.食品の咀嚼音の周波数解析破砕性食品の咀嚼時の咀嚼音を録音し、ソナグラフを用いて咀嚼音の周波数解析を行った。その結果、始めに被験者が口を開けて前歯で食品を噛み切る咀嚼1回目と、次にその噛み切った食品を口の中に入れ、口を閉じた状態で咀嚼する咀嚼2回目以降では周波数域は異なった。すなわち、1回目の咀嚼音の周波数領域は食品の種類によらず20Hz20kHzの広範囲に渡ることが示された。しかし、咀嚼2回目以降は食品の種類により咀嚼音の周波数領域の違いが明らかとなった。3.咀嚼音の周波数と嗜好性との関連上記1と2の結果を基に咀嚼音の周波数解析と嗜好性との関連について検討したところ、咀嚼1回目の咀嚼音よりも咀嚼2回目以降の咀嚼音の周波数に着目することで咀嚼音の周波数と嗜好性の関連が明らかになることが示唆された。
自己組織化による電子特異的一次元ナノ空間の創造と分子配列制御

一次元ナノ空間に分子や原子を閉じ込めて配列すると、バルクとは異なる新たな物性の発現が期待できる。金はバルクの状態では不活性であると考えられてきたが、平均粒径が10nm以下になると触媒活性を示すことが知られている。特にサイズが2nmを切ったクラスターになると量子サイズ効果により劇的な物性変化が起こることから、金をクラスターサイズで一次元ナノ空間に配列させることは、新たな触媒機能の発現が多いに期待できる。そこで本研究ではナノ空間を有する担体への金ナノ粒子及び金クラスターの担持を行った。まず、一次元ナノ空間(pore size=6×8Å)を有する多孔性有機銅錯体を担体に用いた場合に、平均粒径が約2nmの金クラスターを担持することに成功した。一部の金クラスターは錯体の一次元ナノ空間内に閉じ込められている可能性があるが、ほとんどの金クラスターは12nmのサイズを有しており、ナノ空間内だけではなく、多孔性錯体の結晶表面上での金クラスターの固定化が示唆された。異なる一次元チャネル(pore size=4×6Å)を持つ多孔性有機銅錯体を担体として用いると、金ナノ粒子の平均粒径は約3.2nmとなった。これらの結果から多孔性錯体の孔径や結晶構造が異なると、得られる金ナノ粒子・クラスターのサイズが大きく異なることが示唆された。金担持前後の多孔性錯体の粉末X線回折(XPRD)測定を行ったところ、担持前後でXRDパターンはほとんど変わらず、金クラスターを担持しても結晶構造はほぼ保持されていることが明らかとなった。これまで有機(高分子)担体を用いて金ナノ粒子を担持する場合、金のサイズを2nm以下のクラスターで定量的に担持することは非常に困難であったが、多孔性銅錯体を用いることによって、定量的に2nm以下のクラスターを得ることに成功した。共役系高分子は導電性や非線形光学特性・電界発光特性などを発現することから盛んに研究されている。中でも近年、分子内にπスタック構造を持つ高分子が、結合を介して共役する従来の共役系高分子よりも高い電荷移動特性を発現することが報告されており、高分子主鎖においても空間を介したπ-π相互作用が重要であることを示している。本研究では、種々の分子間相互作用を利用して一次元π共役系分子ワイヤ2本を自己組織化したのち、共有結合でつないでやることにより、主鎖の共役だけではなく、向かい合う分子同士ともπ-π相互作用することにより、チューブ全体が空間を介して共役する分子チューブを創造する。得られる分子チューブは分子ワイヤ上の結合を介した共役系だけではなく、分子ワイヤ同士の空間を介したπ共役系が拡張すると期待でき、従来の共役系高分子とは異なる電子・光機能の発現が期待できる。具体的には、末端に二重結合を有する側鎖をメソ位に導入したポルフィリン亜鉛錯体を合成し、更にこれをジアセチレン結合でつなげることにより、共役系分子ワイヤを合成した。ポルフィリン亜鉛錯体部分に軸性二座配位子であるジアザ[2.2.2]ビシクロオクタン(DABCO)を配位させ、協同的自己組織化によりポルフィリン分子ワイヤ2本より成るラダー型錯体を形成させた。このラダー型錯体をオレフィンメタセシスにより共有結合で固定させ、ポルフィリン分子ワイヤから成る分子チューブの合成に成功した。ポルフィリンフリーベースを高希釈条件下、オレフィンメタセシスを行うことによって、環状二量体の合成も行った。環状二量体においては、向かい合うポルフィリン環平面同士はπ-π相互作用していることを確認した。

これまで有機(高分子)担体を用いて金ナノ粒子を担持する場合、金のサイズを2nm以下のクラスターで定量的に担持することは非常に困難であったが、多孔性銅錯体を用いることによって、定量的に2nm以下のクラスターを得ることに成功した。
ヒストン脱アセチル化酵素阻害剤SAHAのオートファジー細胞死誘導機構の解析

SAHAによるautophagy誘導タンパクの発現量とヒストンアセチル化に相関はなかった。SAHAによりG2/Mのpopulationの量が増加する事が確認できたが、細胞周期G2/M導入時期・LC3-2発現量増加時期には特定の傾向はなかった。SAHAは細胞内にautophagosomeの形成を促進させることが確認できたが、autophagosomeの形成時期に一定の傾向は無くautophagy導入時期を同定できなかった。骨肉腫細胞株Saos2を用いて多剤耐性骨肉腫細胞動物モデルの作成を試みたが、doxolubicin25 ng/mlで細胞が死滅し、多剤耐性株の獲得に至らなかった。SAHAを様々な濃度でMNNG/ADR細胞株に投与し24時間培養したのち、細胞を回収し、抗ATR抗体、抗Chk1リン酸/非リン酸化抗体、抗Cdc25Aリン酸/非リン酸化抗体、抗Cdc2リン酸/非リン酸化抗体を用いてWestern-blottingを施行した。この際SAHAによる作用である確認のために、acetylated histone H3抗体キットを用いてヒストンのアセチル化も定量したところ、ヒストンは濃度依存性にアセチル化されたが上記タンパクの発現の増加は認められなかった。先行研究においてG2/M期のpopulationが上昇してくる時間はSAHA投与後12時間後、autophagy誘導タンパクLC3-2の誘導が上昇し出す時間が8時間後であることが分かっている。そこで、SAHA投与後からの時間を2時間おきに細胞周期解析用と抗LC3-2抗体を用いたWestern blotting用に細胞を回収する。細胞周期G2/M導入時期・LC3-2発現量増加時期の詳細に観察したところSAHA投与後G2/M期のpopulationが増加し出すのは10時間後っからであることが判明した。しかしLC3-2の発現増加は8時間後であったり10時間後であったりと時間にばらつきが見られた。(C)多剤耐性骨肉腫細胞動物デルの作製1st step:多剤耐性骨肉腫細胞株Saoa2/ADRの獲得。2nd step:獲得したSaos2/ADRのマウスへの生着。以上を計画したがdoxorubicinの濃度が50ng/mlの段階で細胞が全て死滅してしまった。5度ほど同様の実験を繰り返したが同様の結果となるため再度細胞の種類を変更して行う必要性を考えている。(A)SAHAによるG2/M期誘導メカニズムの解析:SAHAによる多剤耐性骨肉腫細胞株MNNG/ADRのG2/M期誘導メカニズムを解明すべく、SAHA投与後のautophagy関連タンパク質の上流となる各種タンパク(Cdc2 etc)の発現蓮ベルを解析してきたが、SAHAにより発現誘導が得られるものを同定できなかった。(B)細胞周期G2/M期とautophagy発生の関係の検討:SAHAのautophagy誘導時期は12時間5、autophagy関連タンパクであるLC3-2の発現誘導がみられるのが810時間の間で見られることが同定されたため、因果関係を考えその架け橋となるタンパクの同定を試みた。Apoptosis関連タンパクの(Caspase系)の発現誘導は認められなかった。(C)多剤耐性骨肉腫細胞動物モデルの作製:採取した多剤耐性骨肉腫細胞株MNNG/ADRのxenograftモデルはやはり細胞が生着せず困難であった。多剤耐性Ewing肉腫細胞株のmouse xenograftモデルはクローンにより生着するものとしないものがあるため、再クローニングを行い生着するロットを厳選することができた。理由SAHGAがアポトーシス抵抗性を示す細胞株に置いてG2/M期へ誘導する傾向があること、autophagyの現象が見られることまでは確認できたが、雨発現に動きのある関連タンパクの同定が進んでいない。(A)SAHAによるG2/M期誘導メカニズムの解析:多剤耐性骨肉腫細胞株MNNG/ADRへのSAHAによるG2/M期誘導メカニズムを解明すべく、SAHA投与後のautophagy関連タンパク質の上流となる各種タンパク(Cdc2 etc)の発現蓮ベルを昨年度に引き続き検索・解析してきたが、SAHAにより直接発現誘導が得られるものがないことがわかった。そのためこの誘導をSAHAが直接行えているわけではないことがわかった。(B)多剤耐性骨肉腫細胞動物モデルの作製:採取した多剤耐性骨肉腫細胞株MNNG/ADRのxenograftモデルはやはり細胞が生着せず困難であった。多剤耐性Ewing肉腫細胞株のmouse xenograftモデルはクローンにより生着するものとしないものがあるため、再クローニングを行い生着するロットを厳選した。VH-64から採取した多剤耐性細胞株はxenograftに成功した。しかし、VH-64細胞株はapoptosisへの抵抗性は有していないため多剤耐性細胞株ではあるが、アポトーシス抵抗性を有するアニマルモデルの作成には至らなかった。今後はSAHAの投与とG2/M導入との因果関係の有無から再度検討を続けていきたい。

骨肉腫細胞株Saos2を用いて多剤耐性骨肉腫細胞動物モデルの作成を試みたが、doxolubicin25 ng/mlで細胞が死滅し、多剤耐性株の獲得に至らなかった。アニマルモデルに関しては骨肉腫細胞株は生着が困難でユーイング肉腫モデルに切り替えてその抗腫瘍効果を検討していく予定である。整形外科実験系は樹立できており、結果を詳細に詰める段階までは到達しているため。自身の疾病のため、研究が推進できなかった。研究推進が難しい領域が出てきたため、骨肉腫を含む症例の基礎データから研究を洗い直すため、症例の画像解析などを行うことも考えている。western blotでタンパクの発現は確認できており、詳細な発現時間を詰める段階に来ている。多剤耐性細胞株の樹立に関しては細胞腫の変更が必要となるかもしれないが、樹立する系は確立されており(Okada et al 2006)同時並行で様々な細胞株での樹立を試みる予定である。細胞樹立が思うように進んでいないため、細胞培養液、培地購入用に繰り越した。またデータがそろっておらず発表学会用の旅費を次年度に繰り越した。多剤耐性細胞株の樹立用の費用旅費・論文投稿費用:発表学会・論文投稿費用などが次年度に生じるため。
恙虫病リケッチアの病原因子の検索

恙虫病リケッチアには数種の血清型が存在する。これらの血清型はリケッチアの表層に存在する分子量56K蛋白の型特異的抗原性による。一方このリケッチアにはマウスに対して強毒性の株と弱毒性の株がある。そしてこの病原性の強弱はその血清型と関連する。従ってこの56K蛋白は病原因子であり、その分子構造の差異が病原性の強弱を決定していると考えられた。そこで本研究では、56K蛋白の分子構造の差異を強毒株と弱毒株の間で比較し、病原性に係わる分子構造を明かにする目的で実験を行った。方法としては、強毒株としてGilliam,Karp,Katoの3株を、弱毒株としてShimokoshi,Kawasaki,Korokiの3株を用い、その56K蛋白構造を、生化学的方法や分子遺伝学的方法により明かにした。得られた成果は次ぎの様に要約される。(1)この蛋白のNー末端側に22個のアミノ酸よりなるシグナルペプチドが存在した。(2)この蛋白遺伝子の5'ー側及び3'ー側の非コ-ド領域の塩基配列は株間で比較的高い相同性を有していたが、ORF領域の相同性は株間で異なり、71ー89%であった。特にアミノ酸配列を比較した場合、その配列が株間で大きく異なる4つの可変部域が認められた。(3)この蛋白は親水性領域と疎水性領域を交互にもつ膜蛋白としての性状を有し、4つの可変部域はいずれも親水性領域に存在した。従ってこの可変部域がリケッチアの表面に露出し、抗原性決定基となっている可能性が示唆された。(4)Kawasaki株を除く他の5株では、Cー末端の終止コドンから約20bp下流にヘアピンル-プ構造が認められた。以上のように、6株の56K蛋白の全分子構造を明かにすることができたが、その株間の差異は予想以上に大きく複雑で、その構造を比較しただけでは、病原性との関連性を見出すことはできなかった。しかしここで得た知見は今後の研究に多くの示唆を与えるものであり、今後は特に可変領域の構造と病原性の関連を更に詳細に究明したいと考える。我々のこれまでの研究から、(1)Rickettsia tsutsugamushiには従来より知られているGilliam、Karp、Kato型の他に、Shimokoshi、Kawasaki、Kuroki型のような血清型が存在すること、(2)これらの血清型はリケッチア表面に存在する54-56K(キロダルトン)蛋白の型特異的抗原性によること、(3)一方このリケッチアにはマウスに対して異なる病原性を示す株が存在すること、(4)Gilliam、Karp、Kato型以外のリケッチアはすべてマウスに対して弱毒性を示すこと、を明らかにした。このことから54-56K蛋白の構造の差異がこのリケッチアの病原性の強弱に関与している可能性が示唆され、この蛋白の病原因子としての機能を明らかにするために、本研究ではまずこの蛋白の精製に着手した。

その結果、精製したリケッチアを出発材料として、0.01%サルコシル処理して表面性蛋白分画を採取し、これをSDSで可溶化後、TSKG-3000SWカラムを用いて、HPLC法によりゲル漉過し、さらに目的蛋白分画をTSK・Pheny15pWRPカラムによる逆相系HPLC法により精製したところ、高純度の54-56K蛋白の精製に成功した。精製蛋白はゲル電気泳動法で一本のバンドを形成し、純度は90%以上であった。この方法でGilliam、Karp、Katoの3株から54-56K蛋白を精製し得た。そしてそれぞれのアミノ酸組成を比較したところ、それは3者ともほぼ類似していた。また3株から54-56K蛋白のN-末端アミノ酸配列(末端から35番目まで)を比較したところ、6ケ所でアミノ酸置換及びKarp株の場合1ケ所のアミノ酸の欠落が見られたが、他の部分のアミノ酸は3株とも同じであった。このことは54-56K蛋白は株間で類似するが、アミノ酸配列に特異的な差異も存在することを実証する初めての知見である。今後はマウスに対する強毒性と弱毒性の間でのこの蛋白の構造の差異を明らかにして行きたい。特にこの蛋白の遺伝子のクローニングなどによる遺伝子解析が必要と考えている。我々はこれまでの研究から、(1)Rickettsia tsutsugamushには従来から知られているGilliam,Karp,Katoの標準3株の他にいくつかの血清型が存在すること、(2)これらの血清型はリケッチア表面に存在する54ー56k蛋白の型特異的抗原性によること、(3)リケッチアの病原性の強弱は54ー56k蛋白の構造の差異に関係すること、を明かにした。この事実から我々は54ー56k蛋白の病原因子としての機能を明からすべく本研給を開始した。そして昨年度の研究において、上記標準3株から54ー56k蛋白を精製し、そのNー末端アミノ酸配列を解明したところ、株間で特異な構造の差異があることが判明した。本年度はさらに54ー56k蛋白の全アミノ酸配列を決定するため、まずGilliam株についてこの蛋白の遺伝子のクロ-ニングを試みた。まず昨年明かにしたNー末端アミノ酸配列から想定それるオリゴヌクレオチドプロ-ベを合成し、これをリケッチアDNAの制限酵素切断フラグメントとハブリダイズさせたところ、2.3kbフラグメントを検出した。次ぎに常法によりこの2.3kbフラグメントをクロ-ニングし、その全塩基配列を決定して、その結果から遺伝子の読み取りにより合成される蛋白の全アミノ酸配列を決定した。その結果、この2.3kbフラグメント中にGilliam株の54ー56k蛋白の全遺伝子が存在すること、その蛋白の構造中には昨年明らかにしたNー末端アミノ酸配列を含み、その上流にはシグナルペプチドが存在すること、蛋白は502個のアミノ酸からなり、分子量53,802で、トランスメンブラン蛋白の性状を保持すること、を明かにした。また遺伝子のGーC含量は41%で、遺伝子の上流にはリボソ-ム結合領域やコンセンサスプロモ-タ-配列が存在することも判明した。来年度はGilliam株以外の株についても同様の検索を行い、株間の54ー56k蛋白の構造状の差異を明かにする予定である。恙虫病リケッチアには、以前からGilliam(G),Karp(KP),Kato(KT)の3血清型が知られていた。また患者から分離されるリケッチアの中に、マウスに対して強毒性の株と弱毒性の株が存在することもすでに知られていた。我々は1984年に上記3型とは血清型を異にするShimokoshi(S)株を、さらに1986年にはKawasaki(KW)株を発見し、しかも、上記のG、KP、KT株はいずれも強毒株であるのに、S及びKW株はいずれも弱毒性の株であることを知った。
脳循環障害モデル動物における中枢神経機能におよぼす脳代謝賦活薬と向精神薬の相互作用

高齢化にともない、老人医療の重要性が大きな社会問題を投げかけている。老化に伴う形態学的、生理学的および生化学的変化ないし変動による生体の機能低下、ことに中枢神経系の機能低下に基因する精神障害時における脳代謝賦活薬と向精神薬の併用はしばしば用いられている。しかしながら、加齢状態におけるこれら薬物の中枢神経系への併用効果についての薬理作用は必ずしも明確にされているとは言い難い。実験には、SD系雄性ラットの若齢(8ー9週齢)および加齢動物(26ー30月齢)のものを用いた。脳循環障害動物の作成は、麻酔下で左総頚動脈を結紮し、術後7日を経過した一般状態の健常な動物を用いた。行動観察は、一般症状のほか、自発運動、協調運動を行った。さらに、中枢神経系の生理的活動を把握するため、脊髄反射(M.S.RおよびP.S.R)電位を、なお、椎骨動脈の血流量を測定した。1.一般症状および自発運動:総頚動脈結紮により探索行動の抑制、回避行動の抑制、鎮静化がみられ、自発運動量の減少が認められた。MF,CPZ単独群では、これらの減少に影響をおよぼさなかったが、MF+CPZ併用群では、探索行動の活発化による自発運動量の増加および眼瞼下垂の軽減がみられた。2.協調運動:総頚動脈越紮により両群とも協調運動の低下とその持続がみられた。しかしMF,CPZの各単独群では、これらの現象に影響を及ぼさなかった。一方、MF+CPZの併用により若齢群では協調運動は回復を示した。3.脊髄反射活動電位:総頚動脈結紮により活動電位の電位低下がみられた。MF,CPZの各単独群では影響を及ぼさなかったが、MF+CPZの併用により活動電位の回復傾向がみられた。回復は89週齢群の方が速やかであった(p〈0.01〉。4.椎骨動脈の血流量:総頚動脈結紮により血流量の増加傾向がみられ、この傾向は89週齢群で強かった。M,CPZの各単独群では、血流量の増加に影響を及ぼさなかったが、MF+CPZでは血流量が有意に増加した。高齢化に伴い、老人医療の重要性が急速にクロ-ズアップされてきている。老化はあらゆる生物にとって不可避で加齢とともに進行する。それに伴い、様々な形態学的、生理学的並びに生化学的変化ないし変動がみられ、殊に中枢神経系に及ぼす影響は重要な問題である。これらに関して薬理学的立場から、加齢動物の脳循環障害モデルを用い、加齢に伴う、行動、背髄反射活動電位および腓骨筋収縮等の変化を指標として脳代謝賦活薬と向精神薬との相互作用について検討した。実験材料並びに方法若齢群は89週齢のSD系雄性ラット、加齢群は2630か月齢のSD系雄性ラットを用いた。脳循環障害動物の作製はpentobarbital-Na20mg/kg i.p.麻酔下で左総頚動脈を結紮し、術後、1,3,5,7日目に実験を行った。自発運動、協調運動の測定はMK-ANIMEX並びにKN-75ROTARODを用い、被験薬投与後120min間行った。背髄反射活動電位の測定はα-chloralose-urethane麻酔下で渋谷の方法に従い、腰椎56(L5L6)までLaminectomyを行い、主としてL5の後根を刺激装置(SEN-7103)により電気刺激し、同側の前根より単シナプス反射(M.S.R.)及び多シナプス反射(P.S.R.)活動電位をオシロスコ-プ(VC-11)に導出記録した。実験結果1.一般症状および自発運動(1)左総頚動脈紮後、結紮側の眼瞼下垂が加齢及び若齢報とも見られ、その強度は加齢で強くかつ回復は遅かった。(2)結紮後、加齢、若齢とも自発運動、特に探索行動の減少が著明であった。これら[(1)、(2)]の症状の回復は若齢群で早く、加齢群で遅かった。(3)薬物処置群の場合、meclofenoxate(mf)単独群とcholorpromazine併用群を比較するとCPZ併用群では結紮、非結紮群とも、若齢、加齢群の自発運動量が著明に減少した。2.協調運動(1)結紮後の協調運動は加齢、若齢群とも著明に低下した。この低下は若齢群で回復が著しく早く、14日以降では非結紮群と差は認められなかったが、加齢群では協調運動の低下が持続した。(2)薬物処置群の場合、結紮群の協調運動低下はmf投与によって若齢群、加齢群とも回復傾向が認められるが、この回復の度合は加齢群で著しかった。また、mf単独投与処置群とCPZ併用群とを比較すると併用群の協調運動の回復が著明であった。3.背髄反射活動電位(1)M.S.Rの立上がり(on set)は若齢群より加齢群の方が遅かった。かつ総頚動脈の結紮によってより著明に遅延した。(2)結紮後、若齢、加齢とも背髄反射電位の急激な減少が見られた。この減少は加齢群で著明であった。

(3)薬物処置の場合、mf単独処置群では、結紮及び非結紮群とも加齢群では背髄反射電位に影響を及ぼさなかったが、若齢群では背髄反症電位を増大させた。また若齢群におけるCPZ併用群では結紮、非結紮ともP.S.R.電位の減少が見られた。高齢化にともない、老人医療の重要性が大きな社会問題を投げかけている。老化に伴う形態学的、生理学的および生化学的変化ないし変動による生体の機能低下、ことに中枢神経系の機能低下に基因する精神障害時における脳代謝賦活薬と向精神薬の併用はしばしば用いられている。しかしながら、加齢状態におけるこれら薬物の中枢神経系への併用効果についての薬理作用は必ずしも明確にされているとは言い難い。実験には、SD系雄性ラットの若齢(8ー9週齢)および加齢動物(26ー30月齢)のものを用いた。脳循環障害動物の作成は、麻酔下で左総頚動脈を結紮し、術後7日を経過した一般状態の健常な動物を用いた。行動観察は、一般症状のほか、自発運動、協調運動を行った。さらに、中枢神経系の生理的活動を把握するため、脊髄反射(M.S.RおよびP.S.R)電位を、なお、椎骨動脈の血流量を測定した。1.一般症状および自発運動:総頚動脈結紮により探索行動の抑制、回避行動の抑制、鎮静化がみられ、自発運動量の減少が認められた。MF,CPZ単独群では、これらの減少に影響をおよぼさなかったが、MF+CPZ併用群では、探索行動の活発化による自発運動量の増加および眼瞼下垂の軽減がみられた。2.協調運動:総頚動脈越紮により両群とも協調運動の低下とその持続がみられた。しかしMF,CPZの各単独群では、これらの現象に影響を及ぼさなかった。一方、MF+CPZの併用により若齢群では協調運動は回復を示した。3.脊髄反射活動電位:総頚動脈結紮により活動電位の電位低下がみられた。MF,CPZの各単独群では影響を及ぼさなかったが、MF+CPZの併用により活動電位の回復傾向がみられた。回復は89週齢群の方が速やかであった(p〈0.01〉。4.椎骨動脈の血流量:総頚動脈結紮により血流量の増加傾向がみられ、この傾向は89週齢群で強かった。M,CPZの各単独群では、血流量の増加に影響を及ぼさなかったが、MF+CPZでは血流量が有意に増加した。中枢神経系の機能低下に起因する精神障害時における脳代謝賦活薬と向精神薬の併用は、しばしば用いられている。しかしながら、これら薬物の中枢神経系への併用効果の薬理作用は、必ずしも明確にされているとは言い難い。加齢動物を用い、脳循環障害モデル動物を作合し、行動、脊髄反射活動電位、および椎骨動脈血流量の変化を指標として、これら薬物の併用効果について検討した。実験結果は、一般症状、自発運動量および協調運動は、総頚動脈結紮により探索行動、回避行動の抑制、自発運動量の減少、ならびに鎮静化が見られた。これらの抑制および鎮静化は、Meclofenoxate(MF)1mg/kg,Chlorpromazene(CPZ)0.1mg/kg単独群では影響を及ぼさなかったが、MF+CPZ併用群では、探索行動の活発化による自発運動量の増加が見られた。また、総頚動脈結紮による脊髄反射電位の低下が見られ、MF,CPZの各単独群では、影響を及ぼさなかったが、MF+CPZの併用により活動電位の回復傾向がみられた。さらに、総頚動脈の結紮により椎骨動脈の血流量の増加が認められた。MF,CPZ単独群では、その血流量に影響を及ぼさなかったが、MF+CPZでは、血流量の増加傾向がみられた。以上の結果に見られるごとく、総頚動脈結紮により、探索行動、回避行動、自発運動などの抑制が認められたことは、総頚動脈結紮により外側および中隔鼻動脈、眼動脈、外側眼動眼瞼動脈および前後下小脳動脈の血行障害に基づく血液供給不全に伴う、嗅球、嗅脳、動眼神経および小脳機能低下に基因するものと見られる。