hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞内シグナル伝達制御による筋ジストロフィー治療の基礎的研究

caveolinは細胞膜の特殊陥入部caveolaを構成する膜蛋白であり、G-protein,NOS,c-Src,H-Ras,protein kinase Cなど種々のシグナル分子と結合し、シグナル伝達を調節する機能を持つ。caveolin-3は主として骨格筋に発現しジストロフィン糖蛋白複合体とも結合する。1998年に、caveolin-3遺伝子異常による常染色体優性肢帯型筋ジストロフィー(LGMD1C)の家系が報告され,われわれはシグナル伝達の観点からcaveolin-3という分子に着目して筋細胞変性死の分子機構の研究を進めてきた。これまでにわれわれはヒトcaveolin-3遺伝子変異を導入したトランスジェニック(Tg)マウスを作製しシグナル伝達系を中心にその分子病態を解析した結果、(1)caveolin-3遺伝子変異はdominant-negative効果により骨格筋におけるcaveolin-3欠損を引き起こす。(2)caveolin-3欠損筋ではnNOS活性が上昇しており、筋変性の病態機構への関与が示唆される。(3)caveolin-3欠損による筋変性機構にERストレスに関連したアポトーシスの関与が示唆されることを明らかにした。さらに本研究ではこれまでの研究成果を基盤として、筋変性に関与するシグナル伝達の制御による筋ジストロフィー治療戦略の可能性を検討した。変異caveolin-3 Tgマウス骨格筋において、骨格筋増殖抑制因子であるmyostatinの遺伝子発現が下方制御されていることを見いだし、myostatinを治療ターゲット分子と位置づけた。われわれはmyostatin前駆体のprodomain部分がmyostatin活性を強力に阻害することに着目し、prodomainによる治療パラダイムを考えた。prodomainを変異caveolin-3 Tgマウス骨格筋に導入し、ミオパチー変化を完全に治療することに成功した。我々は筋ジストロフィーにおける筋細胞変性死のメカニズムに細胞内シグナル伝達機構が関与するとの作業仮説に基づいて、骨格筋細胞膜におけるシグナル伝達制御分子であるcaveolin-3に着目し、筋ジス発症における役割に関する研究を展開してきた。本研究の目的は、独自に開発した筋ジストロフィーモデル動物変異caveolin-3トランスジェニック(Tg)マウスを用いて、筋変性における細胞内シグナル伝達異常を詳らかにし、シグナル伝達を制御することにより筋ジストロフィー治療法の基盤を確立することにある。本年度はcaveolin-3欠損マウスにおける筋変性死に関連してどのようなdeath signalやsurvival signalが働いているのか、DNA arrayを用いて変異caveolin-3トランスジェニックマウス骨格筋における遺伝子発現プロフィールを解析した。4週齢と24週齢の野生型マウス及びTgマウス骨格筋よりpolyA^+RNAを単離してbiotin化cRNAプローブを作製し、約36,000クローンをカバーする理研マウスESTのGene chipを用いて発現に差異のある病態関連候補遺伝子群を同定した。Tgマウスで213個の上方制御遺伝子と142個の下方制御遺伝子を拾い上げた。これらの病態関連候補遺伝子の中で、現在ノーザンブロット解析により有意な発現増加が確認されたのは、アポトーシス関連分子としてCOXVI-aL, CIDE-A, Dad-1,ribophorins I&II、細胞周期調節分子としてp53,p21である。一方、RXR_γは有意な発現低下を認めた。これらの結果から、(1)変異caveolin-3による筋ジストロフィーの発症過程にはアポトーシスが関与し、アポトーシス抑制遺伝子であるdad-1の発現増加を認めたことから、今後抗アポトーシス治療への応用の可能性が考えられる。(2)caveolin-3欠損筋細胞においては細胞周期が抑制されている病態が示唆された。

我々は筋ジストロフィーにおける筋細胞変性死のメカニズムにおける細胞内シグナル伝達異常の関与を明らかにするため、骨格筋細胞膜におけるシグナル伝達制御分子caveolin-3に着目し、筋ジス発症における役割に関する研究を展開してきた。独自に開発した筋ジストロフィーモデル動物変異caveolin-3トランスジェニック(Tg)マウスを用いて、骨格筋変性にはnNOS活性の上昇が関与する可能性を見いだした。一方、心筋肥大や、心筋収縮のメカニズムにおいても、NOSが、極めて重要な役割を担っていることが、明らかになってきている。そこで、変異caveolin-3 Tgマウス心筋の形態学的解析を行ったところ肥大型心筋症を発症することがわかったので、caveolin-3欠損による心筋肥大の分子機構の解析を行った。Tgマウスでは、(1)心筋重量/体重比が、4週齢から有位に上昇(p<0.05)。(2)左室壁と心室中隔の肥厚と左室内腔の狭小化。心筋線維の肥大があり、心筋線維径は有位に上昇(p<0.05)。心肥大マーカーであるANP, BNP遺伝子発現は上昇。心エコー上、駆出率は上昇していた。(3)心筋組織のcaveolin-3 mRNAは過剰発現する一方で蛋白発現は著明に低下(<95%)。Caveolin-3蛋白質は、筋形質膜でなく、細胞質に局在。(4)心筋組織のNOSアイソフォームの遺伝子発現、蛋白発現にも差異はないが、全NOS活性は、約50%上昇し、これは主としてeNOS活性の上昇によることを明らかにした。骨格筋とは対照的に、心筋においては、caveolin-3欠損によるeNOS活性の上昇が心筋肥大シグナルに関与している可能性がある。double Tgでは、変異caveolin-3 Tgで認められた筋萎縮がほぼ野生型まで改善した。骨格筋量回復は著明な筋線維数増加(hyperplasia)と軽度の筋線維サイズの増加(hypertrophy)によることが明らかとなった。またdouble Tg骨格筋ではmyostatin prodomain蛋白の過剰発現が確認された。機能的にも、生後4週齢から握力は野生型を上回るまで著明に改善し、走力も完全に回復していた。交配により導入したmyostatin prodomainによるmyostatin活性阻害により、caveolin-3欠損マウスの筋萎縮および筋力低下はほぼ正常に回復した。この結果からmyostatin阻害はcaveolin-3欠損による筋萎縮には有効な治療法であることが示された。
発がんプロモーターの校内レセプター

発癌プロモーション過程の抑制・逆行による癌の予防・治療の可能性に対して科学的基盤を得る目的で研究を遂行した。第1に、発癌プロモーターの作用機械解明を目指し、フォルボールエステル類の受容体候補蛋白の単離精製・構造決定・クローニングを行おうとした。プロテインキナーゼC以外のフォルボール結合蛋白(TBP)について、そのリガンド依存的な核内移行性を示すと共に、TBPの生体内におけるリガンドの候補物質を同定しつつある。TBPの単離も成功に進行しつつあり、SDS-PAGE上でのバンドが特定できつつある。現在、そのバンドの内部アミノ酸配列決定を行っている。N未端アミノ酸配列はTBPのN未がブロックされているために決定できなかった。第2に、レチノイドが発癌プロモーション過程を抑制することから、これを生体内における発癌プロモーターのアンタゴニストである可能性を考えた。レチノイドの薬理研究は大きく進展し、その白血病などでの有効性は確立したところとなっているが、正常状態での生体内のレチノイドが癌発生に及ぼす効果は不明である。これを知るために、レチノイデアンタゴニストの開発が必須と考え、本年度、新規にベンズイミダゾール系のレチノイドアンタゴニストの創製に成功した。フォルボールエステル類を初めとする発癌プロモーターの多様な生物作用は、プロテインキナーゼCを介した機構では説明し切れない。本研究課題で構造決定しようとしているTBPは、発癌プロモーター依存的な転写調節因子である可能性が高く、より精力的な研究が必要である。特にTBPの生体内リガンドは、レチノイドと共に発癌プロモーション過程に深くかかわる可能性があり、その構造を元に有効な発癌化学予防薬が開発できるのではないかと期待している。
死産・新生児死亡を経験した父親の適応プロセスとケア・ニーズ

本研究では、1.死産・新生児死亡を経験した父親が、児の死を受け止め、日常生活に適応していくプロセスを明らかにした。2.死産・新生児死亡を経験した父親のケア・ニーズを明らかにした。3.父親独自に必要な支援方法を明確にした。死産を経験した父親に対して、父親として、また、夫としての苦悩を理解し、ケアする必要性が示唆された。また、亡くなった児の父親であることを実感できるよう関わる必要性が示唆された。本研究では、死産・新生児死亡を経験した父親を対象に質的研究を実施することにより、1.死産・新生児死亡を経験した父親が児の死を受け止め、日常生活に適応していくプロセスを明らかにすること、2.死産・新生児死亡を経験した父親のケア・ニーズを明らかにすること、3.父親独自に必要な支援方法を明確にすることを目的とする。平成26年度は調査準備、面接実施、修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ(以下M-GTA)を用いた適応プロセス分析の予定であった。研究協力施設への協力依頼と倫理審査委員会への申請を終え、対象者のサンプリングを行った。そして、対象者に面接協力を依頼した。対象者の協力が得られ次第、面接を開始し、M-GTAを用いた適応プロセスの分析とケア・ニーズ分析を行う予定である。また、2か月に1度開催される実践的グラウンデッド・セオリー研究会(M-GTA研究会)に4回/年参加し、分析手法の精度向上に努めた。さらに、関連学会に参加し、周産期のグリーフケアついて情報収集に努めた。本研究では、死産・新生児死亡を経験した父親を対象に質的研究を実施することにより、1.死産・新生児死亡を経験した父親が児の死を受け止め、日常生活に適応していくプロセスを明らかにする、2.死産・新生児死亡を経験した父親のケア・ニーズを明らかにする、3.父親独自に必要な支援方法を明確にすることを目的としている。平成27年度は対象者への面接協力依頼を行い、5名から同意が得られ、面接を行った。修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ(以下M-GTA)を用いた適応プロセス分析と父親のケア・ニーズを明らかにする予定であったが、対象者の選定に時間を要しており、目標対象者数に到達していない。そのため、新たに研究協力施設を増やし、対応した。平成27年度研究実施計画では、適応プロセス分析・結果図作成、ケア・ニーズ分析をし、研究を終了する予定であった。しかし、研究協力施設での倫理審査委員会承認に時間を要したこと、また、対象者の選定に時間を要しているため、当初の研究計画より遅れている。本研究では、死産・新生児死亡を経験した父親を対象に質的研究を実施することにより、1.死産・新生児死亡を経験した父親が児の死を受け止め、日常生活に適応していくプロセスを明らかにする、2.死産・新生児死亡を経験した父親のケア・ニーズを明らかにする、3.父親独自に必要な支援方法を明確にすることを目的とした。平成28年度は、平成27年度に引き続き対象者の選定と面接協力依頼を行った。最終的に死産を経験した12名の父親から面接協力の同意が得られ、インタビューガイドを用いた半構成的面接を実施した。そして、面接により得られたデータを逐語録化し、修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチ(MーGTA)を用いて継続比較分析を進め、「死産・新生児死亡を経験した父親が児の死を受け止め、日常生活に適応していくプロセス」を分析した。また、父親のケア・ニーズに関しては意味内容の類似性に従ってカテゴリー化した。修正版グラウンデッド・セオリー・アプローチを用いた分析に関しては、2か月に1度開催される実践的グラウンデッド・セオリー研究会(M-GTA研究会)に参加し、分析手法の精度向上に努めた。また、関連学会に参加し、周産期のグリーフケア、父性意識の発達に関して情報収集を行った。本研究の結果、助産師は、死産を経験した父親に対して、父親として、また、夫としての苦悩を理解し、ケアする必要性が示唆された。また、亡くなった児の父親であることを実感できるように関わる必要性が示唆された。平成26年度研究実施計画では、データ収集のため対象者への面接を開始する予定であった。しかし、研究協力施設での倫理審査委員会承認に時間を要したこと、また、過去5年分の看護記録等から該当となる対象者の選定を行ったため、当初の研究計画よりやや遅れている。引き続き対象者の選定と面接協力依頼を行い、対象者からの承諾が得られ次第、面接を行っていく。面接によりデータが得られた後、M-GTAを用いた継続比較分析を進め、死産・新生児死亡を経験した父親が児の死を受け止め、日常生活に適応していくプロセスを明らかにする。

また、死産・新生児死亡を経験した父親のケア・ニーズを明らかにすること、父親独自に必要な支援方法を明確にすることに努める。また、学会発表・論文投稿を行う予定である。母性看護学・助産学対象者から面接協力の承諾が得られた後、面接を開始する予定である。面接によりデータが得られた後、M-GTAを用いた継続比較分析を進め、死産・新生児死亡を経験した父親が児の死を受け止め、日常生活に適応していくプロセスを明らかにする。また、死産・新生児死亡を経験した父親のケア・ニーズを明らかにする。その後、父親独自に必要な支援方法を明確にすることに努める。分析を進めた結果、死産を経験した父親の数が少なく、理論的飽和まで対象者が得られない場合、近隣の産科を有する総合病院へ協力を依頼し、サンプリング対象者の増加を図る予定である。目標対象者数に到達しておらず研究遂行中であり、論文投稿に至っていないため、論文投稿に係る費用(論文投稿査読料・投稿料等)が生じなかった。また、分析精度向上のための実践的グラウンデッド・セオリー研究会(M-GTA研究会)への参加が予定よりも少なかったことから旅費使用分が少なく、次年度使用額が生じた。平成26年度は、面接を開始することができておらず対象者への謝礼が発生しなかった。また、分析精度向上のための実践的グラウンデッド・セオリー研究会(M-GTA研究会)への参加が予定よりも少なかったことから旅費としての使用分が少なく、次年度使用額が生じた。平成28年度は、対象者への面接・分析を行い、学会発表・論文投稿を行う予定である。対象者との面接に係る費用(交通費・謝金等)、M-GTA研究会参加のための旅費、学会発表に係る費用(学会参加費・交通費)、論文投稿に係る費用(論文投稿査読料・投稿料等)として使用する。平成27年度は対象者への面接の実施、適応プロセスの分析、ケア・ニーズの分析を行う。対象者への謝金のため、また、引き続きM-GTA研究会参加のための旅費として使用する。
海馬ネットワーク振動の光学的解析-能動性樹状突起と抑制ニューロン回路網の役割-

本研究の目的は海馬の神経ネットワーク振動の成因を解明することであった。この研究を始めるにいたった動機は、能動性樹状突起と抑制性ニューロンの回路網との相互作用が脳・神経系における情報処理に重要であるという仮説であった。この目的のために、電位感受性色素を用いた光学的手段によって海馬スライス標本の神経活動を観測し、電気生理学的手段によって観測した神経活動とあわせて解析した。最終目的である海馬の神経ネットワーク振動の成因の解明にはいたらなかったが、能動性樹状突起と抑制性ニューロンの回路網との相互作用に関しては着実な成果を挙げることができた。その第一は、海馬CA1錐体細胞樹状突起の全長にわたってシナプス応答が非線型的加算を行い、非線型性はGABA作動性入力によってもたらされていることを明らかにしたものである。.この研究には電気生理学的手法(Hippocampus,2001)と電位感受性蛍光色素を用いた高速光学測定(Neuroscience2002)とを用いた。第二は、電位感受性蛍光色素を用いた高速光学測定によって海馬CA1錐体細胞樹状突起が発生する活動電位の順行性伝導を示し、GABA性入力によっては伝導速度および伝導方向が変化しないことを見出したものである(Neuroscience印刷中)。また、論文発表には至っていないが、神経ネットワーク振動の成因の解明につながる、いくつかの糸口をつかむことができた。本研究の目的は海馬の神経ネットワーク振動の成因を解明することである。そのために、電位感受性色素を用いた光学的手段によって海馬スライス標本の神経活動を観測し、電気生理学的手段によって観測した神経活動とあわせて解析する。平成11年度は生理学的研究および色素開発について準備的な研究を行った。生理学的研究については電位感受性蛍光色素で全体を染めた海馬スライスに安定に回路網振動が観測できる条件の探索を行った。その結果、色素染色条件下においてもムスカリン性アセチルコリン受容体の活性化によって海馬CA1領域に回路網振動が生じることを確認した。また繰り返し電気刺激によって誘起された回路バースト活動を高速フォトダイオードアレイによって観察し、光学観測の条件を検討した。その結果、約55ミクロンX55ミクロンを1ピクセルとする電位感受性色素を用いた測定では、電気生理学的手法では観測される集団的活動に対応する信号が平均化されて観測されることを見出した。光学系の倍率とフォトダイオードアレイの空間分解能について最適条件を探索するなど、現在その原因を追求中である。色素開発に関しては、緑色タンパク質(GFP)を導入した膜タンパクを初代培養海馬細胞に発現させる技術を開発し、神経細胞とグリア細胞に特異的に発現させる事に成功している。現在、第二段階として電位感受性色素との蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)の効率化に向けて研究を進めている。平成11年度に回路バースト活動を高速フォトダイオードアレイによって観察を試みたところ、集団的活動に対応する信号が平均化されて観察されてしまうことが判明した。そこで本年度は以下のような研究を実施した。1)電気生理学的手法を用い、GABA受容体が興奮性シナプス電位の加算をどのように修飾するかを検討し、GABA受容体がEPSPの加算に非線型性を与えていることをみいだした(印刷中)。この結果は抑制性ネットワークの活動の位相に応じて、興奮性細胞の樹状突起におけるシナプス応答が修飾される事を示唆する発見である。2)電位感受性色素を用いた高速電位イメージングによって、GABA_A受容体を介する脱分極性応答が成熟動物の歯状回顆粒細胞に見られる事を発見した(投稿準備中)。この結果は、成熟動物の海馬におけるネットワーク振動の成因としてGABA作動性介在ニューロンから興奮性細胞への脱分極性シナプス伝達が重要な役割を担っていることを示唆するものである。3)Ca感受性色素を回路網内の限定された個数の神経細胞に負荷する手法を開発した。この手法はネットワーク振動時の協同的神経活動を解析するための強力な手段になると期待している。この手法を電位感受性

色素にも応用する計画である。4)また、電位感受性色素の開発については緑色タンパク質(GFP)とオキソノール系電位感受性色素との間の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を示唆する信号を得ており、その効率化に向けて研究を進めている。本研究の目的は海馬の神経ネットワーク振動の成因を解明することであるが、能動性樹状突起と抑制性ニューロンの回路網との相互作用が重要であるという基本的な仮説の元に研究を進めている。1)平成12年度には電気生理学的手法を用い、GABA受容体が興奮性シナプス電位の加算をどのように修飾するかを検討し、GABA受容体がEPSPの加算に非線型性を与えていることをみいだした。この結果は抑制性ネットワークの活動の位相に応じて、興奮性細胞の樹状突起におけるシナプス応答が修飾される事を示唆する発見であった。今年度はこの研究の展開として海馬スライス全体を電位感受性景況色素で染め、EPSPの加算を観察し、抑制性入力による調節を検討した。その結果、EPSPは海馬CA1錐体細胞樹状突起の全長にわたって非線型的加算を行い、非線型性はGABA作動性入力によってもたらされていることが明らかとなった。この成果は既に学術雑誌に受理され、印刷中である。2)また、昨年度はCa感受性色素を回路網内の限定された個数の神経細胞に負荷する手法を開発した。この手法はネットワーク振動時の協同的神経活動を解析するための強力な手段になると期待し、今年度はこの手法の改良を進めた。その結果、海馬歯状回顆粒細胞のNaイオン依存性活動電位の発生を複数の細胞から同時に検出することを可能にすることができた。3)電位感受性色素の開発については緑色タンパク質(GFP)とオキソノール系電位感受性色素との間の蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を用いた色素の開発を進めてきたが、個々の神経細胞の活動電位を検出するに十分なS/N比を得るにいたっていない。本年度の計画に従った研究に加え、展開的な研究も実施した。(研究1)抑制性入力がシナプス加算をどのように修飾するかを、電位感受性蛍光色素を用いた高速光学測定によって調べた。GABA性入力が樹状突起尖端においてもシナプス入力の加算を非線型にしていることを見出した(Neuroscience 2002)。(研究2)海馬スライス標本の歯状回顆粒細胞に散在的かつ選択的にCa感受性色素を導入する方法を開発した。この方法を用いることにより、バースト活動中に顆粒細胞の活動電位の発火タイミングの相関が次第に高まる事を見出した(日本神経科学会大会にて発表)。(研究3)電位感受性蛍光色素を用いた高速光学測定によって海馬CA1錐体細胞樹状突起が発生する活動電位を観察し、GABA性入力によっては伝導速度および伝導方向が変化しないことを見出した(Neuroscience in press)。(研究4)海馬CA
リッポ・ディ・ダルマジオを中心とするボローニャの後期ゴシック美術とその評価・受容

本研究では、ボローニャの画家リッポ・ディ・ダルマジオ(1350年頃1410年)の生涯と作品について体系的な調査がおこなわれて、その結果、多くの基礎的な事実が明らかにされた。また、かつてこの美術家に帰属されたボローニャの後期ゴシックの画家たちの作品、ならびにフランチェスコ・カヴァッツォーニやカルロ・チェーザレ・マルヴァジアをはじめとする後世の批評家の言説があわせて参照されることで、敬虔なる画家リッポ・ディ・ダルマジオ像の歴史的変遷が詳細に再構成されている。画家リッポ・ディ・ダルマジオ(1350年頃1410年)は、前近代の美術史叙述においてはボローニャの後期ゴシックを代表する画家とみなされながら、それ以後には今日まで不当にも軽視されている。今年度は,その生涯と作品、そして後世における受容・評価に関する基礎的な調査・研究をおこなった。具体的にはまず、ボローニャそして画家の初期の活動の地であるピストイアに現存する絵画作品を現場で調査・観察して、可能な限りそれらの写真を撮影している。写真の撮影の困難なものについては、ボローニャ美術監督局やピストイア市立博物館の各写真アーカイヴに所蔵されるネガからプリントした。そのほか個人コレクションに所蔵される作品については、ロンドンのコートールド美術研究所やフィレンツェのロベルト・ロンギ美術史研究所で情報を入手し、その図版を複写している。また関連する文書史料のほとんどは、ボローニャ市立図書館アルキジナジオ(以下BCABoと略記)、ボローニャ国立古文書館そしてボローニャ大学図書館などに遺されているが、可能な限りでそれらを参照・複写・筆写した。リッポ・ディ・ダルマジオに関する今日なお最も重要な典拠であるフランチェスコ・カヴァッツォーニの『恩寵の冠』(BCABo, Ms. B. 298)、カルロ・チェーザレ・マルヴァジアの『フェルシナ・ピットリチェ』とその原稿(BCABo, Ms. B. 16)は、多くの時間をかけて読解した。また、こうして収集し理解した材料のうち、ボローニャの教会サンタ・マリア・デイ・セルヴィに関するものについて、論文としてまとめている。今年度は、その生涯と作品、そして後世における受容・評価に関する基礎的な調査・研究を、前年度に継続しておこなった。とりわけ、ボローニャの教会サンタ・マリア・ミゼリコルディアにあるその代表作《謙譲の聖母》については、現場で詳細に調査・観察し、さらには良好な条件を確保した上で写真を撮影している。そのプレデッラとして構想・実現されたフランチェスコ・フランチャの作品(現在ボローニャ国立絵画館所蔵)は、画家リッポの受容・評価の問題を考える上できわめて重要な作例だが、それについてはボローニャ美術監督局の写真アーカイヴにて良質の写真を入手したうえで、ボローニャ市立国書館アルキジナジオ、ボローニャ国立古文書館そしてボローニャ大学図書館にて文献調査をおこなった。リッポの作品のコピーとして最も早い時期に制作されたフランチェスコ・カッチアグエッラの作例については、その注文の契約書をボローニャ国立古文書館にて確認し、複写・読解した。リッポ・ディ・ダルマジオを愛した17世紀の大画家グイド・レーニによるその受容の問題にも取り組みはじめ、明らかにリッポの作品にもとづいて描かれた数点の作品について、ウィーンのアルベルティーナ版画素描館等の機関で調査をおこなった。とりわけグイド・レーニの失われた大作、いわゆる《タナーリ家の聖母》にもとづくマウロ・ガンドルフィの版画によるコピーの観察からは、有益な結果がえられた。さらには、おなじくリッポを愛した16世紀の宗教人ガブリエーレ・パレオッティの美術理論書『聖俗画像論』(1581/82年)を、多くの時間をかけて読解している。とりわけ、同画家の批評史を構成する上で鍵となるガブリエーレ・パレオッティ枢機卿の美術理論書『聖俗画像論』(1581/82年)の読解には、多くの時間を費やした。この宗教人にリッポ・ディ・ダルマジオの重要性を説いた建築家・版画家ドメニコ・ティバルディのテクストも、あわせて参照、筆写、読解している。ボローニャの教会サンタ・マリア・ミゼリコルディアにあるリッポ・ディ・ダルマジオの代表作《謙譲の聖母》については、研究をさらに深めた。

そのプレデッラとして構想・実現されたフランチェスコ・フランチャの作品(現在ボローニャ国立絵画館所蔵)は、画家リッポの受容・評価の問題を考える上できわめて重要な作例だが、その特異なアウグスティヌス主題の図像については、細部の観察、そして前後の作例との比較から、新たな解釈の可能性を模索し、成果を得つつある。また、現地イタリアにおける調査では、前年度までの仕事の補完的な作業を多数こなした。これらの調査・考察の結果を整理・総合して、リッポ・ディ・ダルマジオ論の執筆の段階にはいっている。同画家に関連する作品のカタログ(その真筆作品はもちろん、かつてこの画家にいちどでも帰属されたことのある作品のすべてをもふくむ)については、おおかたまとまっている。
散逸を伴う量子状態制御・測定の研究

散逸を伴う量子状態制御系のモデルとして、振動電場により時間的に変調された電子の軌道が不均一磁場を介して電子スピンのラビ振動を引き起こす系を考える。電子の軌道に散逸がない場合には、高い忠実度でのスピンのコヒーレント制御が可能であり、実際振動電場が小さい条件では実験的にも確認されている。今回、振動電場の振幅が大きくなり、電子軌道が電子・フォノン散乱により散逸する効果を調べた。従来の理論的研究では考慮されてこなかったスピンとフォノンの有効ハミルトニアンにより、スピンのエネルギー緩和レートと、位相緩和レートをそれぞれ与える表式を導き、実験に対応するパラメタでの見積もりを行った。一方、二重量子ドットに2電子が占有されたいわゆる一重項・三重項量子ビットの状態を量子ポイントコンタクトを用いた電流計で測定し、その結果に応じて量子フィードバックを行う枠組みを確率量子マスター方程式により構築した。先行研究では一電子により構成される電荷量子ビットが対象であったが、本モデルでは制御の自由度がより多くなる。測定結果に応じてフィードバックする制御パラメタとして系の散逸を制御する量を選ぶと理論的枠組みが非物理的な結果を与えることが明らかとなった。そのため、このような量子フィードバックを扱う手法そのものを再検討する必要があると思われる。非平衡状況下の量子ドット系のダイナミクスのモデルとして、非平衡フォノン場と結合した二重量子ドット系の検討を進めた。極低温ではフォノン放出によるエネルギー緩和のみが起こりこれがエネルギー散逸の起源であるが、非平衡フォノンが存在するとフォノンの吸収と放出を伴う2フォノン過程が顕在化する。その場合は、従来は関与しない第3の量子準位を介した量子遷移過程が支配的となる。このような2フォノン過程を取り扱う量子マスター方程式を導出し、具体的な3準位系に適用し特徴的な時間スケールを求めた。二準位系の制御に関してはデコヒーレンスの解析を進めることができたが、それを抑制するデカップリングパルスなどの効果についての解析までは行かなかった。近接二重量子ドットのスピン状態の電荷系による測定モデルについては予定通りの進捗である。また、非平衡状態の量子ドット系に関しても具体的な検討を進めることができ計画通りの進捗である。外部パラメタを時間的に制御する系での過剰エントロピー生成やスピン流生成に関しては、関連研究者との議論を通して新しい「ゲージ」の自由度に関する知見を得て、この概念を元にした検討を開始した。二準位系の散逸の効果に関しては、少し対象となる系を広げて議論を進める予定である。また、計画にある通りディカップリングパルスなどを用いた散逸の抑制の効果についての検討を進める。量子フィードバックに関しては、H30年度の解析で顕在化した特殊な(散逸量を制御する)フィードバックパラメタでも解析可能な方法を探索する。量子ドット系が非平衡フォノン系と結合した系の検討を開始したが、これを進めて電子系自体が非平衡定常状態となる場合へ展開する。そのような状態の制御、測定の枠組みを明らかにしたい。外部パラメタを時間的に制御した開放系の解析は「ゲージ」の自由度など新しい観点から改めて本質の理解を進める。

二準位系の散逸の効果に関しては、少し対象となる系を広げて議論を進める予定である。また、計画にある通りディカップリングパルスなどを用いた散逸の抑制の効果についての検討を進める。量子フィードバックに関しては、H30年度の解析で顕在化した特殊な(散逸量を制御する)フィードバックパラメタでも解析可能な方法を探索する。量子ドット系が非平衡フォノン系と結合した系の検討を開始したが、これを進めて電子系自体が非平衡定常状態となる場合へ展開する。そのような状態の制御、測定の枠組みを明らかにしたい。外部パラメタを時間的に制御した開放系の解析は「ゲージ」の自由度など新しい観点から改めて本質の理解を進める。
高温超伝導体母物質を含む銅酸化物絶縁体の誘電率

本研究の目的は,高温超伝導体母物質などの2価の銅を含む反強磁性絶縁体の単結晶を作製し,誘電率の温度依存性・異方性・周波数依存性を精密に測定し,母物質の誘電応答の特徴を実験的に明らかにするものであった。本研究を通じて,Bi_2Sr_2CaCu_2O_8系の高温超伝導体母物質のなかで最も乱れの少ない系として,SrサイトをLaで部分置換したBi_2(Sr, La)_2CaCu_2O_8の合成に成功した。またBiサイトをPbに置換し,BiO面に存在する超周期構造の形成を抑制した試料を合成し,光電子分光や走査トンネル分光(STM)の研究を展開できたことも大きい。これらはすべてデバイ型の誘電緩和を示し,電荷分布の不均一化がドープ直後から始まっていることがわかった。実際,STMで,擬ギャップが空間的に不均一に分布していることが観測された。2価の銅を含む周辺物質の中で,巨大誘電率を示す物質CaCu_3Ti_4O_<12>はきわめて異常な置換効果を示し,その誘電性の起源を探る意味で重要な手がかりを得た。また,高温超伝導体母物質と同じく,電荷密度が空間的に不均一になる有機導体θ-(BEDT-TTF)_2MM'(SCN)_4(M=Rb, Cs : M'=Co, Zn)を調べた。驚くべきことに,M=Csは,直流バイアス印加によって巨大な非線形応答が見出された。今後,新しい物性科学の方向を暗示しているようで興味深い。本申請研究の目的は,(1)高温超伝導体母物質およびCuO, Bi_2CuO_4,Sr_2CuO_3などの2価の銅を含む反強磁性絶縁体の単結晶を作製し,(2)その誘電率の温度依存性・異方性・周波数依存性を精密に測定し,(3)母物質の誘電応答の特徴を実験的に明らかにするものである。平成13年度は,80K以下の低温で1MHz以下のインピーダンスを精密に測定できる装置の構築を行った。1MHz以下の周波数帯で誘電率を疑4端子法で測定できる試料ホルダーを設計・作製し,すでによく評価された高温超伝導母物質Bi_2Sr_2Dy_<1-x>Er_xCu_2O_8単結晶試料(x=0,0.5,1)を用いて誘電率を300Kから4.2Kまで測定に成功した。得られたデータは,80K以上で,高周波側のデータおよび過去の測定結果とよく一致した。誘電応答を解析すると,誘電緩和の現象論であるCole-Coleの式でよくフィットできることがわかった。そのフィッティングパラメタである緩和時間τとそのひろがりの指数βが300Kから4.2Kまで求められ,τは低温に向かって4桁以上増大した。これは過減衰したローレンツ模型から求められる関係式を満足している。βは室温で0.5程度の値をとり,低温に向かって単調にゆるやかに増大した。これらの結果は,高温超伝導体母物質では,電荷の不均一(絶縁相と伝導相の共存)が生じており,その不均一が抵抗率の大きさと誘電緩和時間を規定していることを意味している。また低温に向かってβが増大することは,絶縁相の体積分率が増大していることを示唆している。本年度の研究実績を以下に示す(1)昨年度構築した液体ヘリウム温度の誘電率測系をもちいて,Bi系母物質Bi2Sr2RCu208としてR=Dy, Erの単結晶試料の誘電率の周波数依存性,誘電率の実部・虚部の周波数特性の測定を行った。

得られた結果は,基本的には可変領域ホッピングで記述できる,強く局在した電子系として理解できるが,その異方性を含めた定量的な理解にはまだいたっていない。(2)新しい高温超伝導母物質としてBi2Sr2-xLaxCaCu208の単結晶作製を試み,x=0.8付近の組成で安定な成長が得られた。この系は,我々が研究してきたCaサイトをランタニドで置換した系と同様に,SrサイトをLaで置換し,Laイオン濃度を変化させることでキャリア濃度を制御できる系である。得られた結晶の抵抗率,熱起電力などの異方性を精密に測定した。その結果,同じ程度のキャリア濃度を持つCa置換試料にくらべて,Caサイトに乱れをほとんど持たないため移動度が高く高温で金属的伝導が実現していることが明らかになった。(3)高温超伝導体とよく似た2次元的伝導性を持つ有機導体(BEDT-TTF)2RbZn(SCN)4は,190Kで電荷秩序を示すことがわかっている。この系の誘電応答を調べ,銅酸化物との比較をこころみた。この系の誘電応答は,この系に電荷秩序と伝導電子が共存していることを強く示唆している。今後はこの共存状態を定量的に調べ,銅酸化物と比べたい。本申請研究の目的は,高温超伝導体母物質および2価の銅を含む反強磁性絶縁体の単結晶の誘電率の温度依存性・異方性・周波数依存性を精密に測定し,母物質の誘電応答の特徴を実験的に明らかにするものである。本年度は。Bi2Sr2DyCu2O8とLa(Cu,Li)2O4の1001MHzの誘電率を4.2300Kまで異方性を含めて測定した。前者は代表的な高温超伝導体母物質絶縁体であり。後者は高温超伝導体母物質絶縁体のCuO2面に不純物であるLiをドープした資料である。この2つの系を比較することによって,高温超伝導体母物質にみられる誘電応答の本質的振る舞いを調べた。我々は,Bi2Sr2DyCu2O8の80Kより高温の誘電率がデバイの誘電綬和の式で表されることを見出した。一方。他のグループは,誘電率は4.2K付近の低温領域で可変領域ホッピング(VRH)であらわされるべき乗則に従うと報じている。今回の測定と解析によって,誘電率の周波数依存性は,デバイの誘電緩和の式からVRHのべき乗則まで連続的に変化するということを見出した。しかもその振る舞いはCuO2面の乱れの程度には依存しない(クロスオーバー温度は乱れの度合いとともに上昇する)。この結集から,高温超伝導体母物質の誘電応答は,本質的にはデバイの式に従う誘電綬和であり,低温で乱れの効果が顕著となってVRHに連続的に移行することがわかった。本年度は研究の最終年度であり,これまでの研究を総括し,残された問題点と新しい発見について述べる。Bi2Sr2CaCu2O8系の高温超伝導体母物質のなかで最も乱れの少ない系は,SrサイトをLaで部分置換したBi2(Sr,La)2CaCu2O8である。この物質は,本研究遂行の途上で合成に成功した物質であり,2002年度の研究報告で報告した。この系の面間誘電率を1001MHzの誘電率を4.2300Kまで測定した。得られた誘電率はデバイの誘電緩和の式で表されることを見出した。これはこれまで得た結果と矛盾しない。高温超伝導体母物質と同じく,電荷密度が空間的に不均一になると考えられる有機導体θ-(BEDT-TTF)2CsZn(SCN)4の誘電応答を調べ,高温超伝導体と比較した。この系もデバイの誘電緩和で表される誘電分散を示す。驚くべきことに,この系では,直流バイアス印加によって巨大な非線形応答が見出された。
エピジェネティクスを用いた全ゲノム解析による遺伝性不整脈疾患の新規発症機序の解明

遺伝性不整脈は、若年で発症する心臓突然死の原因となる疾患群である。致死的な疾患であるにもかかわらず、代表的なQT延長症候群で3割、Brugada症候群を含む特発性心室細動では約8割にのぼる患者さんで遺伝子異常が同定されず、真の病因は未解明のままである。本研究の目的は、近年、加速度的に進歩している、全ゲノムシークエンスを中心とした遺伝子解析技術と複数のエピジェネティクス・データベースを組み合わせてバイオインフォマティクス解析を行い、遺伝性不整脈疾患のまだ明らかにされていない遺伝性と遺伝子基盤に基づいた病態メカニズムを解明し、早期診断法の開発と治療法の確立に寄与することである。
環境汚染物質の吸着現象の分子シミュレーション

グランドカノニカルアンサンブルを用いたアルゴリズムの大枠が完成した。ソースコードはC言語を用いて記述し、これをCodeWarriorでコンパイルした。これにRPポテンシャ関数を組み込み、アロフェンを模した中空状粒子内での陽イオン吸着をシミュレーションした。アロフェンは火山灰土壌に特有の非結晶性ケイ酸アルミニウム鉱物であるが、その陽イオン吸着の物理化学的側面が、未だに明らかにされていない。アロフェンの陽イオン吸着は表面錯形成モデルでは記述できず、Freundlich式が有効であるが分かっている。しかし、その理論的基礎はまったく知られていなかったため、このシミュレーションモデルの有効性を評価するのには最適だと考えられる。このアルゴリズムに滑降シンプレックス法を組み込み、吸着を記述するのに必要なパラメータの最適化を行うと、中空粒子の内径(2.2nm)や表面水酸基数(nTOT=62)といった基本的なパラメータが、ほぼ実際のアロフェンで予測される値に収束した。そして吸着量のpHによる変化も非常に性格に予測した。さらにFreundlich式で記述できない領域を予測たため、この領域で吸着データを採取した。その結果、実測データはこの理論的予測を正確に一致した。粒子内部のイオンの分布を調べると、アロフェン1個当たり、吸着したイオンの数が1個と2個の間で、全く様式が異なることが分かった。2個以上ではお互いに反発が強くなり、これが、表面錯形成モデルの平均場近似で予測できない原因となることが判明した。この結果は、本シミュレーションモデルが、吸着平衡の予測に非常に有効であることを示している。
オキソボリル配位子のプロトン感応性を利用した新規多核反応場の構築

これまでにジエチルアミンを触媒として用いることで、三重架橋ボリレン錯体と水との反応により三重架橋オキソボリル錯体が選択的に合成できることを明らかにした。Braunschweigらによって報告されている単核オキソボリル錯体では、金属中心からBOの反結合性軌道への逆供与が効率的に起こらないためにBO配位子は大きなトランス効果を示すと提唱されていたが、多金属反応場ではBO配位子は隣接する金属中心から効率的に逆供与を受けるために安定化されることが明らかとなった。COを導入した場合には、BO配位子は金属間に架橋するのに対しCOは末端に配位していることが明らかとなった。これはBOがCOよりも金属間に架橋しやすい性質であることを示すものであった。また、DFT計算からは、単核錯体の場合と同様にBO間は大きく分極し、その結果、酸素原子は高い塩基性を示すことが示唆された。これまでにBF3とのアダクト形成について確認してきたが、嵩高いBPh3を用いた場合にはボランとのアダクト形成は平衡となり、溶液中での速やかな解離平衡が存在することが確認できた。また、BPh3とのアダクトを形成する際には、BO配位子は三重架橋から二重架橋へと配位様式を変化させることを単結晶X線構造解析によって明らかにし、BO配位子が多金属反応場で容易に配位様式を変換させることができることを明らかにした。また、ボランとのアダクトを形成することでヒドリド配位子のサイト交換速度が顕著に低下することも明らかとなった。この結果は、ヒドリドのBO配位子の酸素上への移動によるヒドロキシボリレン錯体への異性化の存在を強く示唆するものであり、この分子内移動によってヒドリドのサイト交換が進行することを示すものであった。。28年度が最終年度であるため、記入しない。これまでにアルキン配位子をもつ三重架橋ボリレン錯体と水との反応から、オキソボリル配位子が3つの金属間に架橋した三重架橋オキソボリル錯体を、合成することに成功した。ホウ素と酸素間に二重結合性の相互作用を有するといった非常に珍しいオキソボリル配位子の性質を明らかにすることを目的とし、アルキン配位子を持たないヒドリドーオキソボリル錯体の合成に取り組み、Et2NHを触媒とすることでヒドリドーボリレン錯体と水との反応から、効率的にヒドリドーオキソボリル錯体を合成する手法の開発に成功した。ヒドリドーオキソボリル錯体の反応性を調べることを目的とし、本年度はフェニルアセチレン、一酸化炭素、およびBF3との反応について検討した。フェニルアセチレンとの反応は脱水素を伴いながら速やかに進行し、アルキンーボリレン錯体と水との反応から得られるオキソボリル錯体と同一の化合物が得られることを確認した。また、一酸化炭素との反応では、オキソボリル配位子が架橋様式を三重架橋から二重架橋へと変化させ、さらに3つの末端カルボニル配位子をもつ新規錯体が得られることを明らかにした。オキソボリル配位子のBO結合の伸縮振動の値は、二重架橋へと変化することで、三重架橋のものよりも高波数側にシフトし、二重架橋になることでBO間の結合次数が増加したことが示唆された。また、ルイス酸であるBF3との反応ではBO配位子にBF3が付加したアダクトが得られることを明らかにし、さらにアミンとの反応ではBF3が脱離し、オキソボリル錯体が再生されることを明らかにした。ヒドリドーオキソボリル錯体の反応性およびオキソボリル配位子の性質を調べるためには、原料となるヒドリドーオキソボリル錯体を純度よく大量に合成する必要がある。昨年度は反応条件の検討、および副生生物との分離方法の開発することで、目的とするヒドリドーオキソボリル錯体を簡便に合成する手法の開発に成功した。今後の反応性の検討を進める上で非常に重要である。また、期待通りヒドリドーオキソボリル錯体は高い反応性を示すことが確認でき、一酸化炭素やルイス酸との反応では新規化合物が得られることを明らかにすることができた。計画書では、異種金属クラスターへの展開についても触れてきたが、本年度は9族金属を含む異種金属クラスターについて、ボリレン錯体の合成法の開発ならびにオキソボリル配位子への変換を目指すこととする。

これまでにBF3とのアダクト形成について確認してきたが、嵩高いBPh3を用いた場合にはボランとのアダクト形成は平衡となり、溶液中での速やかな解離平衡が存在することが確認できた。また、BPh3とのアダクトを形成する際には、BO配位子は三重架橋から二重架橋へと配位様式を変化させることを単結晶X線構造解析によって明らかにし、BO配位子が多金属反応場で容易に配位様式を変換させることができることを明らかにした。また、ボランとのアダクトを形成することでヒドリド配位子のサイト交換速度が顕著に低下することも明らかとなった。この結果は、ヒドリドのBO配位子の酸素上への移動によるヒドロキシボリレン錯体への異性化の存在を強く示唆するものであり、この分子内移動によってヒドリドのサイト交換が進行することを示すものであった。。昨年度はオキソボリル錯体とBF3との反応ではBO配位子が塩基点として機能することが確認できたが、BO配位子は3つのかさ高いCp*基に囲まれた空間内に収容されており、ルイス酸のサイズによってはアダクトの形成が大きく阻害されることとなる。かさ高いルイス酸との間ではフラストレイテッド・ルイスペアのような特殊な相互作用が期待されることから、本年度はトリアルキルボランなどルイス酸のかさ高さに注目し、かさ高さに応じた平衡定数の変化などルイス酸との相互作用について調べることとする。高度に分極した反応場を用いた新しい様式での小分子の活性化が期待できる。28年度が最終年度であるため、記入しない。
ディラック電子をもつペロブスカイト酸化物ヘテロ接合によるトポロジカル超伝導の実現

本研究の目的は、ペロブスカイト型酸化物BaBiO3において電子ドープによりワイドギャップトポロジカル絶縁体を実現し、ホールドープ型高温超伝導体Ba1-xKxBiO3(BKBO)とのヘテロ構造を用いてトポロジカル超伝導を実現することである。そのために、レーザー分子線エピタキシー(MBE)法を用いてBaBi(O1-xFx)3(BBOF)とBKBOのへテロ構造を作製する。そして、放射光を用いたその場での角度分解光電子分光を用いてディラック電子の存在及びその超伝導状態を直接検証する。最終的に、酸化物ヘテロ構造を新たな研究舞台とした酸化物ディラック電子系の創製および設計指針の構築を目指す。
接着分子を用いた癌の早期診断:癌患者外分泌腺上LFA-1(様)抗原の遺伝子同定

1.タンパクレベルでの解析:抗LFA-1抗体(2F12)をもちいて胃癌細胞株MKN45.16より免疫沈降を行ない、SDS-PAGEによる解析を行なった。その結果、約200KDのブロードな分子量からなる単量体であり、N-結合型糖鎖を有する糖タンパクである事が明らかとなった。白血球LFA-1と異なり、インテグリンβ2鎖のassociationは認められず、2次元電気泳動では等電点6.0のシングルスポットとして検出された。2.遺伝子解析:LFA-1特異的プライマーとRT-PCR法を用いたメッセージレベルの解析で、MKN45.16細胞ではLFA-1遺伝子が発現していない事が示され、ノーザンブロッティングでも確認された。また、low stringency下でハイブリダイゼーションを行なったところ、LFA-1メッセージよりも僅かに大きなサイズ(5.5-6Kb)のメッセージが確認された。これらのことより、LFA-1様抗原をコードする遺伝子はLFA-1遺伝子とは異なるが、ある程度ホモロジーがある事が示唆された。3.LFA-1様抗原遺伝子のクローニング:MKN45.16細胞より真核細胞発現ベクターpME18Sを用いてcDNAライブラリーを作製しCOS-7細胞に発現させた。Seedらの方法の変法によりLFA-1様抗原遺伝子の濃縮・単離を行ない、最終的に2個のcDNAクローンが得られた。これらについて塩基配列の決定を行なったが、いずれのクローンも終始コドンにより分断されており、LFA-1様抗原をコードしえないことが示唆された。また、本法ではバックグランドが高いためクローンの濃縮効率が悪く、LFA-1様抗原遺伝子のクローニングには適さない事も判明した。そこで、LFA-1様抗原を精製し、部分ペプチドのアミノ酸配列の決定およびそれにもとずきクローニングを行なう事とし、現在、それらに着手しているところである。
虚血による心室リモデリング:遺伝子発現と拍動の非線形ダイナミクス

冠動脈の閉塞に基づく心虚血によって、心筋細胞に対する酸素およびエネルギー基質の供給が低下し、さらに心筋代謝産物の貯留による細胞内環境の変化の結果、致死性不整脈や心筋細胞死などの様々な病態が生じる。本研究では、虚血による心室リモデリング現象のメカニズムを、ミクロな分子生物学的立場とマクロなシステム論的立場とからの解明を目指した。研究成果は以下のようにまとめられる。1.左冠動脈をその出口付近で結紮し、心筋梗塞を惹起した。その後23週経過すると、左心室の形態変化や残存心筋の肥大化を特徴とする心室リモデリングが生じた。TUNEL染色および活性化カスパーゼ3抗体を用いた解析により、急性期における心筋細胞死はそのほとんどが壊死であり、心室リモデリングの形成過程でのみ大量のプログラム細胞死が認められた。このことはリモデリングに伴う心臓の形態変化にアポトーシスが関与していることを示唆している。3.ラット・ランゲンドルフ灌流心における刺激停止後にも持続するVF時において、ミトコンドリアのカルシウム取り込み活動をruthenium redあるいはRu360で阻害することにより、VFからVTへの可逆的遷移が生じた。一方、ミトコンドリアのカルシウム取り込み活動を活性化するspermineの灌流によっては、VTからVFへの可逆的遷移が認められた。これらの結果は、VT/VFマクロダイナミクス遷移にミトコンドリアの機能変化が関与していることを示唆している。冠動脈の閉塞に基づく心虚血によって、心筋細胞に対する酸素およびエネルギー基質の供給が低下し、さらに心筋代謝産物の貯留による細胞内環境の変化の結果、心筋細胞は死滅する。心筋細胞は細胞周期から抜け出した終末分化細胞であり、壊死した心筋は再生不可能である。それ故残存心筋が肥大化することにより循環機能のホメオスタシスを維持する。虚血による心筋細胞の不可逆的傷害機構とその結果生じる残存心筋の肥大化機構とを明らかにすることは、臨床的にも病態生理学的にも重要な課題である。本研究は、虚血による心室リモデリング現象のメカニズムを、ミクロな分子生物学的立場とマクロなシステム論的立場とからの解明を目指したものである。本年度は、虚血性心疾患に伴う致死性不整脈の発生メカニズムを解明することを目的として、新生ラット心筋細胞の培養系および成ラット・ランゲンドルフ灌流心を実験対象とし、以下の研究成果を得た。1.新生ラット心筋細胞の培養系において、低酸素およびグルコース除去(in vitro ischemia)負荷を行った。負荷前には同期して安定な拍動をしていた心筋細胞群は、負荷により同期性を維持したまま拍動周期が延長し、やがて拍動が停止した。再び酸素とグルコースを加える(再灌流)ことによって、拍動リズムはほぼ負荷前の状態に回復した。2.成ラット・ランゲンドルフ灌流心においてGlobal ischemiaを行うと、心臓の拍動周期は徐々に延長し、やがて停止した。虚血前に一定時間以上、一酸化窒素合成酵素(NOS)活性を阻害すると、再灌流時においてほぼ確実に心室頻拍(VT)や心室細動(VF)が生じた。この致死性不整脈の発生において、筋鞘とミトコンドリアのATP感受性K+チャネル活性変化の関与を推定できた。本年度は、心虚血時における一酸化窒素(NO)の果たす機能的役割の解明、および虚血致死性不整脈の発生メカニズムを解明することを目的として、新生ラット心筋細胞の培養系および成ラット・ランゲンドルフ灌流心を実験対象とし、以下の研究成果を得た。1.新生ラット心筋細胞の培養系において、低酸素およびグルコース除去(In vitro ischemia)負荷を行った。

NOS活性の阻害剤、およびNO除去剤を虚血時に加えた場合には、虚血負荷開始から拍動停止までの時間が有意に短縮した。また虚血負荷修了から20時間後において、心筋細胞生存率の有意な低下が認められた。2.成ラット・ランゲンドルフ灌流心においてburstpacingにより心室頻拍(VT)や細動(VF)を誘発した。VT,VFの同定は、心室筋筋電図およびそのFFT解析や左心室圧波形解析により行った。刺激停止後にも持続するVF時において、L-type Ca^<2+>channel活性をverapamilで阻害することにより、VFからVTへの遷移が生じた。また、ruthenium redの灌流によってもVFからVTへ遷移した。冠動脈の閉塞に基づく心虚血によって、心筋細胞に対する酸素およびエネルギー基質の供給が低下し、さらに心筋代謝産物の貯留による細胞内環境の変化の結果、致死性不整脈や心筋細胞死などの様々な病態が生じる。本研究は、虚血による心室リモデリング現象のメカニズムを、ミクロな分子生物学的立場とマクロなシステム論的立場とからの解明を目指したものである。本年度は、虚血による心室リモデリングの分子機構および虚血致死性不整脈の発生メカニズムを解明することを目的として、成ラットおよびランゲンドルフ灌流心を実験対象とし、以下の研究成果を得た。1.左冠動脈をその出口付近で結紮し、心筋梗塞を惹起した。その後23週経過すると、左心室の形態変化や残存心筋の肥大化を特徴とする心室リモデリングが生じた。従来、冠動脈の結紮による急性期において、心筋細胞の壊死に加えてプログラム細胞死(apoptosis)の存在が知られている。しかし、TUNEL染色および活性化カスパーゼ3抗体を用いた解析により、急性期における心筋細胞死はそのほとんどが壊死であり、心室リモデリングの形成過程でのみ大量のプログラム細胞死が認められた。このことはリモデリングに伴う心臓の形態変化にアポトーシスが関与していることを示唆している。2.成ラット・ランゲンドルフ灌流心においてburstpacingより心室頻拍(VT)や細動(VF)を誘発した。VT, VFの同定は、心室筋筋電図およびそのFFT解析や左心室圧波形解析により行った。刺激停止後にも持続するVF時において、ミトコンドリアのカルシウム取り込み活動をruthenium redあるいはRu360で阻害することにより、VFからVTへの遷移が生じた。一方、ミトコンドリアのカルシウム取り込み活動を活性化するspermineの灌流によっては、VTからVFへの遷移が認められた。
医療的ケアを要する在宅療養児の親が災害対策を準備するための支援プログラムの開発

医療的ケアを要する在宅療養児(医療的ケア児)の親は子どもを養育するにあたって様々な困難があり、日常生活をおくることで精一杯な状況であると推察される。また、近年大規模な災害が頻発しているわが国において、十分な備えをすることは重要な課題の一つである。国内外において子どもを持つ家族への災害対策へのシステムやツールは散見するが、看護師が医療的ケアの児の親の災害対策を支援するプログラムの報告はない。また、医療的ケアの児の親への教育支援プログラムの効果検証も行われていない。本研究では、現状あるツールを活用し、医療的ケア児の親の災害に対する自助力を高める効果的な準備支援プログラムの開発を目指す。