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被差別民衆史・研究方法論

革に関わる史料はその重要性を考慮し、次年度以降の刊行を考えている。代表者服部は4月に図書『河原ノ者・非人・秀吉』(山川出版社)を出版し、『部落解放史の最前線』(福岡人権研究所)に「中世の河原ノ者と非人」を発表した。前者は新聞週刊誌の書評に多く取りあげられ、第66回毎日出版文化賞も受賞した。後者も朝日新聞・解放新聞に好意的にとりあげられた。第18回全国部落史研究大会参加し、現地調査も奈良市や高野山にて行った。現地調査はほかにも船住まいをしていたひとびとの後裔をたずねて長崎県大瀬戸町へ、また鞍下牛関連の史料が多数残る兵庫県大河内町などで行った。また大阪狭山市にて重源の狹山池構築に従事した人々と差別の関連について報告した。翻訳は曽田菜穂美氏に依頼してフロイス『日本史』の一部を行ったし、地名ほか関連史料の史料の電算入力を促進した。研究集会を奈良県立同和問題資料センターにて開催し、五味文彦「枕草子にかいまみる差別の世界」、神田由築「近世・近代の九州の役者村」、李由紀「食肉産業の現場をたずねる」、服部「弾左衛門の金」の各報告があった。また大和郡山にて傘下に被差別民衆の旦那寺をもつ本願寺派寺院、また旧遊郭・さらに柳沢文庫を調査、翌日叡尊による非人救済が行われた場所であった和泉国取石宿推定地を調査した。また研究分担者の協力を得て、小泉八雲(ラフカディオ・ハーン)が記録を残した芸能村を訪問し、関係者より聞き取り調査を行った。また別に松江市近郊にて現地踏査を行った。また水上生活者の後裔にあたる人々が住む長崎県の海の村にて聞き取りを行った。服部はこの間太鼓胴内墨書銘文の収集を継続し、岩手県盛岡市、一関市などで太鼓店を訪問し、史料を得た。太鼓店以外にも神社所有の破損太鼓の銘文を確認した。また『歴史を歩く・時代を歩く』を刊行し、差別問題に関わる論考(中村久子「ふたつの太鼓」、李由紀「食肉産業の現場を歩く」、服部「聞書集」)を収録した。聞書集の対象地域はいずれも歴史的な差別の問題を内包する地域である。この間地名史料の電算化を進め、収集してきた佐賀県内の通称地名=しこ名(行政地名である小字以外の地名)の地図化による記録作成を行った。小字の内、角川地名辞典が差別地名だと判断して伏せ字にしたものがあるけれど、地名の正しい理解を欠いていることが多かった。最終年度としてまとめを行い、今後の研究の方向性を以下のように提示する。5カ年の研究期間を通じて、わたしたちは、差別される環境に耐えて、力強く生きてきた人びとの歴史を明らかにしてきた。これまでの歴史叙述では賤民視された彼ら彼女らは貧しく劣悪な環境におかれ、虐げられた生活のみを強いられたとされてきた。確かにそうした一面はあったから、否定はできない。しかしそれはすべてではない。教科書には河原ノ者は河原に住んだと記述するものがある。しかし都市拡大で移転した村の跡には寺院が建設されるケースがいくつかある。河原は皮革を鞣す作業場でこそあれ、宅地にはならない。河原に住んでいたというような歴史理解では、子孫が祖先の活動を誇ることはできない。明治維新で武士階級はほどなく解体した。だが解放令があったにもかかわらず、江戸時代まで賤民とされてきた人たちの社会(ムラ)はなかなかに解体しなかった。なぜか。否定的な側面ばかりではなかったからではないか。富みは確実にあった。皮革がなければヨロイも馬具も太鼓も履き物(綱貫=つなぬき)もできない。いずれも高額な高級品で、武士や寺社が賤民(河原ノ者、エタ)に発注した。
フェニルエタノールアミン-N-メチル基転移酵素の作用に関する研究-アンチセンス核酸を用いて-

1.フェニルエタノールアミンN-メチル基転移酵素(PNMT)阻害薬の脳内ノルアドレナリン系に及ぼす影響うつ病で異常が報告されている脳内アドレナリン系が脳内ノルアドレナリン系にどのような影響を及ぼすか検討するために、アドレナリンの合成酵素阻害薬(PNMT)をラットに投与して脳内ノルアドレナリン系を反映する指標がどのように変化するかを検討した。指標としてはラットの自発運動量、クロニジン(ノルアドレナリンα2受容体作動薬)による成長ホルモン反応性(クロニジン負荷試験)、マイクロダイアリシスによる脳内ノルアドレナリンの代謝産物MHPGの遊離測定を用いた。PNMT阻害薬としてDCMB、CGS、SKF64139などを用いたところ、それぞれの薬物のα2受容体阻害活性と無関係に上述の指標が変化することが明らかとなった。このことから、脳内アドレナリン系が脳内ノルアドレナリン系を制御している可能性を示し、1996年メルボルンでの国際精神経薬理学会にて報告し、またneuropsychobiology誌に報告した(kubota,1996,Atobe,1996).2.アンチセンス核酸のPNMT阻害作用の検討アンチセンス核酸のPNMT阻害作用を検討するために、本年度はPNMT活性の中枢での測定法確定を試みた。脳内(視床下部)PNMT活性は副腎と比較して極端に低活性で通常の測定方法では検出できない。このため、抽出段階を2段階として、さらに減圧乾固をおこなう方法の確立を目指している。
ロボット開発ツールを用いたフィードバック体験型プログラミング教材の開発

従来のコンピュータ操作主体の標準的プログラミング教育法は、学習意欲や定着度を高く維持することが困難であることがしばしば指摘されてきた。そこで本研究では(1)ロボットを組み立て(2)制御プログラムを作成し(3)動作試験させる一連の「実体験」を重視したプログラミング教育法を提案し、教材の作成と改善をPDCAサイクルを利用して図った。その結果、参加者の7090%が理解可能な教材を開発することに成功した。さらにビジュアル言語からC言語を用いたプログラミング教育へ移行する教材開発を行った。接続性を重視するため言語以外は課題を共通化したところ、アイコン操作主体のプログラミングから文字ベースのコーディングへ円滑にスパイラルアップ可能な教材を開発できた。また処理系や操作法がPC環境に依存しないようWindowsとMacOSXいずれの環境においても利用可能な教材を整備した。その結果、小学生高学年から高専低学年までの幅広い年齢層がロボット制作を楽しみながら自然にC言語学習へ進むことが可能な学習コースを構成することに成功した。さらにセンサーの計測データを視覚的に提示することによって高い関心が得られることを見出した。そこで環境探査や身近な電子機器の動作を主題とした学習教材を製作し前述の学習コースに統合した。教材の有効性は各種出張授業や校内外における科学イベント等で使用しアンケート調査を行うことによって検証した。その結果専門性が高い内容であっても、本研究で開発した体験型教材を利用すれば高い意欲を維持しつつ学習効果を上げることが可能であることを見出した。以上の研究を通して得られた成果は国際教育研究集会等において発表し学術論文として公表した。平成17年度は、高専本科5年生のPBLの成果物としてベータ・バージョンのビジュアルプログラミング教材を試作し、PDCAサイクルで実施・評価・改善を図った。高専生向け教材作成に先立ち、小学生向けの教材を試作して、どの様な体験学習がプログラミング学習に有効であるかを調査した。教材作成と実験授業を実施するため、本補助金によりノート型コンピュータ4台とロボットキット20キット等を購入した。(1)Plan:体験型プログラミング教材の策定小学生向けには、「ロボットを動かす」体験に重点を置いた体験型プログラミング学習(60分×5回)を策定した。実施には、佐世保市内の小学校に協力を依頼し、週一回の授業内クラブ活動の一環として行うこととした。一方、高専初学年生向けには、1/2クラス(約20名)の学生に対し1ステージ90分×2回を3ステージ(計6回9時間)実施する教育プログラムを策定した。最終のステージでは、発展学習としてコンピュータによる自動計測を課題として採用し、コンピュータ計測の導入教育も兼ねることとした。(2)Do:課題プログラム、使用テキストの製作、小規模実験授業の実施小学生向けプログラミング授業の結果、「プログラムによってロボットを操作できる」ことを実感すると理解が急速に深まることが分かった。そうした場合、プログラムを思い思いに改造する等、より自発的な学習活動を誘引することも容易であった。高専生に対しては、第1ステージで組み立て中心の課題を、第2ステージでビジュアルプログラミング学習を、最終ステージで計測プログラミングを実施した。(3)Check:実験授業の評価高専生向け実験の各ステージ終了毎にアンケート調査を実施し、理解度や進度等について教材や学習手法について評価を行った。その結果、実験書の書式と操作指示項目を改善する必要があることが判明した。(4)Action:教材および実施法の改善教材と実験課題を修正した後、実験授業を残りの1/2クラスの学生に対しても実施した。アンケート調査を行ったところ、理解度が大幅に改善された。次年度は、本年度制作した教材をさらに改善するとともに、言語型プログラミング学習に以降するための接続学習用の教材を開発する予定である。平成18年度は、前年度作成した体験型ビジュアルプログラミング教材を出前授業や高専教育を通して更なる改善を図るとともに、新たに計測プログラミングの応用として環境探査型ロボットの製作課題を試行的に導入した。

また研究集会においてこれまでに得られた成果を公表すると共に、ロボット開発システムに関する技術調査を行った。(a)体験型プログラミング教材の改善ロボット組立マニュアルについては、使用パーツを変更し製作上の難点を回避するとともに、全写真も撮影し直し新版を作成した。プログラミングマニュアルも、アンケート調査結果をもとに改訂作業を行った。その結果、70-90%の参加者が理解可能なレベルに改善された。(b)計測プログラミング教材の応用一環境探査ロボットの製作前年度、センサーで連続計測した結果をグラフ化したところ学生や児童が関心を持つことが分かった。そこで本機能を利用して周囲の環境を調査したり、身の回りの機械を模倣するロボットを製作する課題を試行した。具体的には、ロボットの位置によって変化する周囲の明るさを測定したり、光学式回転計やコンパクトディスクを模倣したロボットを課題として導入した。(c)研究成果の公表昨年度に得られた研究成果を第54回工学教育協会年次大会において発表した。発表題目「ロボット開発ソフトウェアを利用したプログラミング導入教材の開発」(d)新ロボット開発システムMind Storm NXTに関する技術調査ROBOLABカンファレンスに出席し、エンコーダ付きサーボモータや超音波距離計等が導入され処理能力も向上した新開発システムにっいて技術調査を行った。従来のコンピュータ操作主体の標準的プログラミング教育法は、学習意欲や定着度を高く維持することが困難であることがしばしば指摘されてきた。そこで本研究では(1)ロボットを組み立て(2)制御プログラムを作成し(3)動作試験させる一連の「実体験」を重視したプログラミング教育法を提案し、平成17年度より教材の作成と改善を図ってきた。最終年の平成19年度は、前年度までにPDCAサイクルを利用して改善した体験型ビジュアルプロクラミング教材を基礎として、C言語を用いたプログラミング教育へ接続する教材を開発した。接続性を重視するため言語以外は課題を共通化し、アイコン操作主体のプログラミングから文字ベースのコーディングへ円滑にスパイラルアップできるよう配慮した。また処理系や操作法がPC環境に依存しないようWindowsとMacOSXいずれの環境においても利用可能な教材を整備した。さらに全般的な運用方法やマルチメディア学習支援教材に関する知見を体系的に整理し、他の教育機関で活用できるよう電子ファイル群としてまとめた。その結果、小学生高学年から高専低学年までの児童や学生がロボット制作を楽しみながら自然にC言語学習へ進むことが可能な学習コースを構成することに成功した。
二酸化炭素を生成しないメタンからの連続水素製造プロセス

メタンなどの炭化水素を分解して水素を製造する際に炭化水素中の炭素を固体炭素として生成させ、二酸化炭素の排出をなくす方法について検討を行った。固定層反応器を利用した触媒開発については、すでに多くの検討がなされている。本研究では、生成した固体炭素と触媒を連続的に取り出しながら反応を行うために流動層反応器の適用性について検討を行なうことが目的である。触媒としてはニッケルを担体に担持したものを調製した。反応温度は500-550°Cである。流動層の状態で使用した反応器の内径が12mmであり、工業的な意味での流動化状態は達成できないが、少なくとも反応器内部で粒子は運動している。流動層での反応には平均粒子径が約60ミクロンの触媒粒子を流動化させた。担体としてはシリカ、アルミナ、活性炭を使用した。反応速度はシリカ担持触媒がもっとも大きな値を示した。単位Ni重量あたりの炭素析出量は担持率が低いほど大きくなった。固定層の場合には、反応開始後120時間でには成長した炭素により反応管が閉塞した。しかし、流動層においては閉塞せずに炭素が析出した。このことは流動層利用の利点の一つである。反応器として連続操作するためには、良好な流動化状態を維持することが重要であるので、炭素が析出した触媒の流動性について調べるために安息角を測定した。粉砕して粒径を調整したシリカ粒子の場合には反応開始後30分で流動化状態は極めて低下した。安息角は反応時間とともに炭素析出量が増加すると大きくなった。粉砕したシリカ粒子の場合には初期条件においても安息角は大きな値を示した。これに対して、球状のアルミナ粒子。固定層反応器を利用した触媒開発については、すでにいくつかの研究グループによって検討がなされている。本研究では、生成した固体炭素を連続的に取り出すために反応器として流動層の適用性について検討を行なうことが目的である。触媒としてはニッケルをアルミナおよびシリカに担持したものを調製した。固定層反応器は内径は8mmのステンレス鋼管を使用した。反応温度は500°Cである。流動層は内径が12mmであり、流動層本来の流動状態での実験はできないが、少なくとも反応器内部で粒子は運動している。反応速度はシリカ担持のものが優れていた。今後はさらに単位触媒重量あたりの炭素析出量を増やすための触媒の開発と触媒および析出炭素が付着した触媒の流動性、触媒の連続的供給及び析出炭素の連続的抜き出しについての検討を行う必要がある。流動層の状態で使用した反応器の内径が12mmであり、流動層本来の流動状態での実験はできないが、少なくとも反応器内部で粒子は運動している。

流動層での反応には平均粒子径が約60ミクロンの触媒粒子を流動化させた。担体としてはシリカ、アルミナ、活性炭を使用した。反応速度はシリカ担持触媒がもっとも大きな値を示した。反応器として連続操作するためには、良好な流動化状態を維持することが重要であるので、炭素が析出した触媒の流動性について調べるために安息角を測定した。粉砕して粒径を調整したシリカ粒子の場合には反応開始後30分で流動化状態は極めて低下した。安息角は反応時間とともに炭素析出量が増加すると大きくなった。粉砕したシリカ粒子の場合には初期条件においても安息角は大きな値を示した。これに対して、球状のアルミナ粒子を使用した場合には初期条件でも安息角は小さく、反応とともに大きくなっても良好な流動化状態を保てることが分かった。
前立腺癌に対する超寡分割定位照射の確立に関する研究

本研究の対象となる患者群の登録については、最終登録患者の治療開始日が2018/1/29となり研究期間内に登録を終了することができたものの、当初の研究計画の症例登録期間を超過する結果となったため、最終の解析時期については2020年2月以降速やかに最終解析を行い、報告する予定としている。これまでの途中経過で得られた結果については、3群ある線量群のうち最低観察期間の2年を経過したものについては、初期経験として学会等に報告してきている。主要効果項目である、2年の有害事象発生割合については、35Gy/5分割群ではCTCTAEver4.0でGrade2以上は非常に少なく施行できており、安全な治療ということができると考えられる。37.5Gy群においては、腸管、尿路ともにおいてGrade2以上の有害事象の発生割合の増加を認めているが、Grade3以上の重篤なものはまれである。既に40Gy群の治療もすべて終了しているため、安全性について両群とも慎重に評価する必要がある。米国からの前立腺に対する定位照射のガイドラインでは35-36.25Gyを用いることが推奨されており、それ以上の線量は臨床試験を要するとされている。本試験は国内における37.5Gy以上の高線量を用いた最初の試験であり、結果の詳細な解析は他施設にとっても有用であり、今後の治療開発においても重要なデータとなると考えられる。また、高線量率組織内照射でも同様の線量分割を用いており、これらの比較も将来的な研究の対象となると考えられる。本研究の主項目である前立腺癌に対する定位照射は、平成28年度の診療報酬改定により健康保険の対象となり、一般診療の範疇に含まれることになったが、依然国内の施設においては実施施設は限られており、普及は十分とは言えない。本研究は当初保険収載を目指して、その基礎的なデータを収集するべく開始しており、先行研究としてそのデータは全国から注目されるものとなっている。平成28年度は臨床研究への症例集積を継続し、途中経過を平成28年4月日本医学放射線学会、10月日本泌尿器腫瘍学会、癌治療学会、平成29年3月サイバーナイフ研究会の各学会にて報告をした。また、放射線治療の代表的な教科書である「がん放射線療法2017」にて、前立腺癌に対する定位照射について執筆を担当した。平成29年3月にて症例集積は75例中61例に達した。35Gy、37.5Gy、40Gyを連日5日間の5分割で照射する。各群25例ずつの線量増加試験としており、現在第一群が経過観察期間中央値2年となり、臨床研究の主評価項目について検討を開始している。また2群への線量増加に伴い、直腸有害事象の増加が観察されているが、いずれも軽微であり現時点ではプロトコールに定める試験中止の基準には触れずに進捗できている。今後、有害事象に関する線量体積ヒストグラムの詳細な解析、また治療後の定期経過観察時に取得している患者申告によるQOL調査票の解析による本治療法の有用性を評価する。試験結果に基づき、本邦における推奨される線量、線量制約などを同定していく。平成28年度より健康保険の適応となったが、患者、医療者ともに十分浸透しておらず、患者集積が当初の計画よりも遅れている。解析が可能なデータについては随時進めている。研究目的は、低・中リスク前立腺癌に対する定位照射の至適線量分割を決定するとともに、安全性と有効性を評価することである。研究デザインは、前向き単群線量増加(第1相)試験および前向き単群安全性・有効性確認(第2相)試験である。本報告では、35Gy/5分割群の2年の治療成績を報告する。【対象と方法】2014年8月-2015年6月に治療を行った25例。年齢中央値は70歳。NCCNによるリスク分類による低/中リスクがそれぞれ4/21例。T1c/2aが6/11例、T2b/cが1/7例。治療前PSA値の中央値は8.17 ng/ml,Gleason Scoreは6/7がそれぞれ7/18例であった。治療前のホルモン療法が7例に施行された。サイバーナイフによる連日5日間の超寡分割定位照射を行った。治療計画前に前立腺内に3-4個の放射線治療位置決め用の金属マーカーを留置した。前立腺および周囲の3mm(背側のみ1mm)をCTVとし、PTVマージンを2mmとした。PTV D95に35Gy/5分割の照射を行った。【結果】治療期間中に大きな障害を認めなかった。急性期障害として、尿路症状ではG2を5例、G1を15例、腸管症状ではG2を0例、G1を9例に認めた。2年晩期有害事象(CTCAE v4.0)は、尿路症状ではG2を2例、G1を6例、腸管症状ではG2を0例、G1を1例に認めた。1例でnadir+2.0 ng/mlを超えるPSA上昇を認めたが、各画像検査で明らかな再発所見を認めず、無治療で経過観察中である。他の全例でPSA値の良好な制御が得られた。【結語】35Gy/5分割を用いた前立腺癌に対する定位照射は安全に施行可能であり、PSA値の制御も短期において良好であった。

引き続き長期の経過観察を行い、残る臨床試験の37.5Gy, 40Gy/5分割の線量増加治療群の結果もあわせて報告していく。症例集積に遅れが生じており、最低2年の経過観察期間終了は研究期間内に達成できない状況となった。これまで第2群37.5Gy/5frの治療群が2018年6月で最低観察期間2年となり、評価可能となる予定である。本研究の対象となる患者群の登録については、最終登録患者の治療開始日が2018/1/29となり研究期間内に登録を終了することができたものの、当初の研究計画の症例登録期間を超過する結果となったため、最終の解析時期については2020年2月以降速やかに最終解析を行い、報告する予定としている。これまでの途中経過で得られた結果については、3群ある線量群のうち最低観察期間の2年を経過したものについては、初期経験として学会等に報告してきている。主要効果項目である、2年の有害事象発生割合については、35Gy/5分割群ではCTCTAEver4.0でGrade2以上は非常に少なく施行できており、安全な治療ということができると考えられる。37.5Gy群においては、腸管、尿路ともにおいてGrade2以上の有害事象の発生割合の増加を認めているが、Grade3以上の重篤なものはまれである。既に40Gy群の治療もすべて終了しているため、安全性について両群とも慎重に評価する必要がある。米国からの前立腺に対する定位照射のガイドラインでは35-36.25Gyを用いることが推奨されており、それ以上の線量は臨床試験を要するとされている。本試験は国内における37.5Gy以上の高線量を用いた最初の試験であり、結果の詳細な解析は他施設にとっても有用であり、今後の治療開発においても重要なデータとなると考えられる。また、高線量率組織内照射でも同様の線量分割を用いており、これらの比較も将来的な研究の対象となると考えられる。引き続き症例の集積に努める。臨床研究の計画書に予定された解析を進め、国内の臨床家に向けて結果を公表していく。これまで低・中リスクを対象として治療を行っているが、線量増加については高リスク前立腺癌症例においても有用性が期待できるため、今後の方向としては高リスク群を対象とした有効性についても検討を考えている。次年度に学会等で使用予定であり、本年度は他の研究費を用いて物品その他に使用したため。途中経過を論文報告として準備中であり、英文校正・投稿費用として準備していたものと、次年度に海外学会発表を計画しており、そちらの旅費に充てるため。他の研究費と調整のうえ、使用額を研究機関のなかで効率よく使用していく予定である。
NIRSのためのシースルー型脳立体観察ディスプレイを用いた微小な脳賦活の研究

本研究では,近赤外分光法(Near Infrared Spectroscopy以下NIRSと略す.)計測における脳部位推定の高度化を目指し,シースルー型脳立体観察ディスプレイをMRI(Magnetic Resonance Imaging)のT2法のDICOM(Digital Imaging and Communication inMedicine)画像を用いて構成し,大脳皮質の脳溝,脳回等が立体で頭部表面情報と融合させる観察を可能にした.次に,データの部位間・被験者間相互比較を目指し,光路長の影響を消去するNIRS時系列信号の自己相関による解析法を提案した.さらに自己相似性の特徴を表す指標として,標本平均の分散を求める分散プロット法やバリオグラム法を提案し,計算タスク等の微小な脳賦活おけるカラーマップ化を行った.さらに,結果をシースルー脳立体観察ディスプレイに動的表示させるシステムの開発を行い,大脳皮質の脳血流ダイナミックス計測を可能とした.本研究では,近赤外分光法(Near Infrared Spectroscopy以下NIRSと略す.)計測における脳部位推定の高度化を目指し,シースルー型脳立体観察ディスプレイをMRI(Magnetic Resonance Imaging)のT2法のDICOM(Digital Imaging and Communication inMedicine)画像を用いて構成し,大脳皮質の脳溝,脳回等が立体で頭部表面情報と融合させる観察を可能にした.次に,データの部位間・被験者間相互比較を目指し,光路長の影響を消去するNIRS時系列信号の自己相関による解析法を提案した.さらに自己相似性の特徴を表す指標として,標本平均の分散を求める分散プロット法やバリオグラム法を提案し,計算タスク等の微小な脳賦活おけるカラーマップ化を行った.さらに,結果をシースルー脳立体観察ディスプレイに動的表示させるシステムの開発を行い,大脳皮質の脳血流ダイナミックス計測を可能とした.本研究の目的は,脳機能計測における近赤外分光法(Near Infrared Spectoroscopy以下NIRSと略す.)において,既に申請者が開発しているシースルー型脳立体観察ディスプレイを用いて計測部位位置精度向上の評価実験を行い,微小な脳賦活を検出することにある.具体的には,計算タスク,特に繰り下がりの有無などの違いによる引き算タスク等において,既に開発しているシースルー型脳立体観察ディスプレイにより,プローブ位置決めし,NIRS時系列信号処理を実施し,計算と数の認知などの微小な脳賦活とタスク変化による脳賦活部位との関係を探る.これらの基礎データの解析結果より,高次脳機能障害における診断,リハビリ治療,神経難病患者等へのコミュニケーション支援システムなどの分野にこれらの技術が有効活用が期待できる.平成21年度の研究成果を以下に示す.◆シースルー型脳立体観察ディスプレイを用いたMRIによる脳形態計測の評価プロトタイプの「シースルー型脳立体観察ディスプレイ」を購入予定の3Dプリンターにて出力し,製作した.また,被験者のMRIによる脳の形態計測から脳の立体形態情報を購入した3Dプリンターにて出力し,脳部位と位置決めについての評価を行う「脳位置情報入出力マスター・スレーブシステム」を構築した.これにより,当該研究のシースルー型脳立体観察ディスプレイの複数台製作や,脳の位置情報における立体形態観察モデル製作が可能となった.◆聴覚の選択的注意におけるNIRS時系列信号の分散プロット法による解析と評価光路長由来の部位間・被験者間相互比較問題の改善策としての光路長の影響を消去できる自己相関解析法により,大脳皮質血流とタスクとの関連性が自己相似性を示す「べき則」(遅れ時間τの絶対値マイナスα乗)となることを明らかにした.その時系列特性を抽出するために標本平均の分散を求める分散プロット法をNIRS時系列信号解析に適用し,聴覚の選択的注意における音楽集中・講演集中時の脳賦活との関連性を解析した.さらに10例の被験者による従来法と提案手法を比較して,提案手法の有効性を検証した.本研究の目的は,脳機能計測における近赤外分光法(Near Infrared Spectoroscopy以下NIRSと略す.)において,既に申請者が開発しているシースルー型脳立体観察ディスプレイを用いて計測部位位置精度向上の評価実験を行い,微小な脳賦活を検出することにある.具体的には,計算タスク,特に繰り下がりの有無などの違いによる引き算タスク等において,既に開発しているシースルー型脳立体観察ディスプレイにより,プローブ位置決めし,NIRS時系列信号処理を実施し,計算と数の認知などの微小な脳賦活とタスク変化による脳賦活部位との関係を探る.これらの基礎データの解析結果より,高次脳機能障害における診断,リハビリ治療,神経難病患者等へのコミュニケーション支援システムなどの分野にこれらの技術が有効活用が期待できる.平成21年度の研究成果を以下に示す.◆シースルー型脳立体観察ディスプレイを用いたMRIによる脳形態計測の評価プロトタイプの「シースルー型脳立体観察ディスプレイ」を購入予定の3Dプリンターにて出力し,製作した.また,被験者のMRIによる脳の形態計測から脳の立体形態情報を購入した3Dプリンターにて出力し,脳部位と位置決めについての評価を行う「脳位置情報入出力マスター・スレーブシステム」を構築した.これにより,当該研究のシースルー型脳立体観察ディスプレイの複数台製作や,脳の位置情報における立体形態観察モデル製作が可能となった.◆聴覚の選択的注意におけるNIRS時系列信号の分散プロット法による解析と評価光路長由来の部位間・被験者間相互比較問題の改善策としての光路長の影響を消去できる自己相関解析法により,大脳皮質血流とタスクとの関連性が自己相似性を示す「べき則」(遅れ時間τの絶対値マイナスα乗)となることを明らかにした.

その時系列特性を抽出するために標本平均の分散を求める分散プロット法をNIRS時系列信号解析に適用し,聴覚の選択的注意における音楽集中・講演集中時の脳賦活との関連性を解析した.さらに10例の被験者による従来法と提案手法を比較して,提案手法の有効性を検証した.本研究の目的は,脳機能計測における近赤外分光法(Near Infrared Spectroscopy以下NIRSと略す.)において,既に申請者が開発しているシースルー型脳立体観察ディスプレイを用いて計測部位位置精度向上の評価実験を行い,微小な脳賦活を検出することにある.具体的には,計算タスク,特に繰り下がりの有無などの違いによる引き算タスク等において,既に開発しているシースルー型脳立体観察ディスプレイにより,プローブ位置決めし,NIRS時系列信号処理を実施し,計算と数の認知などの微小な脳賦活とタスク変化による脳賦活部位との関係を探る.これらの基礎データの解析結果より,高次脳機能障害における診断,リハビリ治療,神経難病患者等へのコミュニケーション支援システムなどの分野にこれらの技術が有効活用が期待できる.平成23年度の研究成果を以下に示す.・シースルー型脳立体観察ディスプレイを用いたMRIによる脳形態計測の評価プロトタイプの「シースルー型脳立体観察ディスプレイ」を購入した3Dプリンターにて出力し,製作した.また,被験者のMRIによる脳の形態計測から脳の立体形態情報を購入した3Dプリンターにて出力し,脳部位と位置決めについての評価を行う「脳位置情報入出力マスター・スレーブシステム」を構築した.これにより,当該研究のシースルー型脳立体観察ディスプレイの複数台製作や,脳の位置情報における立体形態観察モデル製作が可能となった.・聴覚の選択的注意におけるNIRS時系列信号の分散プロット法による解析と評価光路長由来の部位間・被験者間相互比較問題の改善策としての光路長の影響を消去できる自己相関解析法により,大脳皮質血流とタスクとの関連性が自己相似性を示す「べき則」(遅れ時間τの絶対値マイナスα乗)となることを明らかにした.その時系列特性を抽出するために標本平均の分散を求める分散プロット法をNIRS時系列信号解析に適用し,聴覚の選択的注意における音楽集中・講演集中時の脳賦活との関連性を解析した.さらに10例の被験者による従来法と提案手法を比較して,提案手法の有効性を検証した.・シースルー型脳立体観察ディスプレイ脳血流動的表示によるデータ検証音楽演奏中のタスク等におけるNIRS脳賦活データ(酸化・還元・トータルヘモグロビンの濃度変化)をバリオグラム処理した後,対数変換を取ったものとMRIによる脳形態計測を基に部位を特定してヘモグロビンの挙動を脳立体観察ディスプレイ上で観察可能となった.
ポストペロプスカイト相転移がマントル対流に与える影響

ポストペロブスカイト相転移がマントルダイナミクスに与える影響とコアーマントル境界における熱化学相転移構造が地震波速度構造に与える影響を議論するために、本研究課題を遂行した.平成18年度には平成17年度に行っていた2次元系の結果ならびに成果(組成異常とポストペロブスカイト相転移の組み合わせがコアーマントル境界付近における地震波速度異常の説明には必要である)をより現実的な系で確認するために、3次元系(直方体の箱型)のシミュレーションを行い、以下の成果が得られた.1.ポストペロブスカイト相転移が地震波速度異常の長波長成分に生成に関して、組成異常の影響と同様に重要である.2.相転移境界の組成依存性をモデルに組み込んだシミュレーションを行い、相境界が組成依存しない場合の結果と比較し、現在における最新の地震波観測データ解析から得られている速度構造モデルの成因について議論を行った.3.3次元球殻系への拡張を行い、熱進化ならびに熱化学相転移構造の重要性について議論を行った.4.熱進化計算については、理論的な温度や熱流量の見積もりと比較検討し、妥当なパラメータを検索を行ったが、熱進化の制約条件を満たすようなマントル対流のパラメータを発見することができなかったが、モデルパラメータの特性についての理解を深めることができた.1の成果については、国際誌に一本の論文を投稿し、出版された.その他の成果については、国際学会で数回程度成果発表を行い、現在国際誌への論文投稿準備中である.4の成果については、招待セミナーにおいて発表を行った.本年度はコアーマントル境界における不均質構造の詳細について主にペロブスカイトーポストペロブスカイト相転移を含む2次元熱化学マントル対流数値モデルを用いて調べた.また、3次元系におけるテスト計算も行った.これらの数値計算を行うために17CPUのPCクラスタ計算機の構築も同時に行った.研究成果については、3本の投稿論文にまとめた.これらの論文における重要な結果は以下の通りである.(1)地震波トモグラフィーなどで得られている大規模不均質構造については、組成異常ならびにポストペロブスカイト相転移境界による寄与で構成されている可能性が高い.特にポストペロブスカイト相転移の影響はコアーマントル境界付近まで沈み込んでいるスラブ付近で確認される可能性が高く、大規模なスケールにおいてその寄与が顕著に表れる.また、組成異常に関しては、小規模なスケールの不均質構造にも影響を与えている.さらに、現実的なコアーマントル境界の熱的状態においては、ペロブスカイト→ポストペロブスカイトへの相転移だけではなく、ポストペロブスカイト→ペロブスカイトへの相転移がコアーマントル境界のごく近傍で起きている可能性が実現できることを確認した.(2)ポストペロブスカイト相転移は発熱相転移であるため、密度異常が熱浮力と同じ方向に働く.この影響によって、組成異常による高密度異常の安定化を妨げる働きがあることを本年度の研究により明らかになった.ポストペロブスカイト相転移がマントルダイナミクスに与える影響とコアーマントル境界における熱化学相転移構造が地震波速度構造に与える影響を議論するために、本研究課題を遂行した.平成18年度には平成17年度に行っていた2次元系の結果ならびに成果(組成異常とポストペロブスカイト相転移の組み合わせがコアーマントル境界付近における地震波速度異常の説明には必要である)をより現実的な系で確認するために、3次元系(直方体の箱型)のシミュレーションを行い、以下の成果が得られた.1.ポストペロブスカイト相転移が地震波速度異常の長波長成分に生成に関して、組成異常の影響と同様に重要である.2.相転移境界の組成依存性をモデルに組み込んだシミュレーションを行い、相境界が組成依存しない場合の結果と比較し、現在における最新の地震波観測データ解析から得られている速度構造モデルの成因について議論を行った.3.3次元球殻系への拡張を行い、熱進化ならびに熱化学相転移構造の重要性について議論を行った.4.熱進化計算については、理論的な温度や熱流量の見積もりと比較検討し、妥当なパラメータを検索を行ったが、熱進化の制約条件を満たすようなマントル対流のパラメータを発見することができなかったが、モデルパラメータの特性についての理解を深めることができた.1の成果については、国際誌に一本の論文を投稿し、出版された.その他の成果については、国際学会で数回程度成果発表を行い、現在国際誌への論文投稿準備中である.4の成果については、招待セミナーにおいて発表を行った.
角層pHを利用したアトピー性皮膚炎の発症予測法および発症予防法の開発

前年度から引き続き、角層pH恒常性機能障害のあるFlaky tailマウス(FTM)において、皮膚炎を自然発症する部位(頚部皮膚)と、発症しない部位(背部皮膚)との違いを、マイクロアレイ、RT-PCRなどを用いて探索した。マイクロアレイ、PCRにかけるサンプル数を増やすことによって、皮膚炎を自然発症しているAdult-FTMの頚部皮膚では、皮膚炎を発症していない背部皮膚に比べて、Peroxisome Proliferator-Activated Receptor(PPAR)シグナル経路内の複数の遺伝子発現が下方制御されていることが明らかとなった。特に同経路内で重要なPPARαも下方制御されており、同部は皮膚炎の治療標的、予防策の手がかりとなり得る可能性がある。併せて頚部皮膚(皮膚炎発症部)では、背部皮膚に比べてfilaggrin遺伝子が上方制御され、かつ、filaggrin-2遺伝子が下方制御されていた。いずれもアトピー性皮膚炎、皮膚バリア機能と深く関連する遺伝子であり、同発現パターンは、必須脂肪酸除去食で発症する皮膚炎マウスモデルと同じであった。これらの所見から、我々は異常な脂質代謝が皮膚炎の病態に深く関与しているのではないかと仮説を立てた。実際に、DAVIDを用いたKEGGパスウェイ解析でも、複数の脂質代謝に関与するシグナル経路が上位に検出され、この仮説を支持する結果となっている。同研究成果は、2018年5月にFlorida、Orlandで開催されたInternational Investigative Dermatologyで発表した(oral, selected-ePoster discussion)。2018年度の研究によって明らかとなった、FTMの皮膚炎部におけるPPARシグナル経路遺伝子群の下方制御は、アトピー性皮膚炎の病態に深く関与していることが推察され、さらに、治療標的ともなり得る。2019年度は、これまで明らかとなった情報を論文化し、さらに、角層pHと部位特異性の関係を探索、最終的に予防法、治療法開発への発展を目指す。フィラグリン遺伝子とTmem79遺伝子に変異を有するFlaky tailマウス(FTM)は、角層pHの恒常性維持機能に障害があり、年齢とともに皮膚炎を自然発症することが知られている。また、同マウスの自然発症皮膚炎には、部位特異性がある。平成29年度、研究代表者はこの皮膚炎の部位特異性に着目し、角層pHを利用したアトピー性皮膚炎診療応用への足掛かりとして、基礎実験を行った。年老いたFTMは、頸部に皮膚炎を発症するが、背部皮膚は正常である。若いFTMでは、頸部、背部ともに、明らかな皮膚炎は生じない。そして、年老いたFTMの皮膚炎を発症した頸部皮膚は、角層pHが高い。この4か所の皮膚、即ち、若いFTMにおける頸部皮膚、背部皮膚、年老いたFTMにおける頸部皮膚、背部皮膚をサンプリングし、マイクロアレイにかけ、遺伝子発現解析を行った。過去の研究では、FTMの実験において、比較対照として野生型マウスが主として用いられている。今回は、皮膚炎部位特異性を利用した、同一マウス内の比較を行った。過去の野生型マウスを対照とした実験では、FTMの自然皮膚炎の発症に、IL-1、IL-17ファミリーや、TSLPなどが重要と報告されてきた。しかしながら、皮膚炎を発症した年老いたFTMの頸部で、特にこれらの遺伝子発現が他部位に比べて増加しているということはなかった。DAVIDを用いたGO解析、KEGG pathway解析では、プロテアーゼ活性、プロテアーゼインヒビター活性、皮膚の感染症等が、皮膚炎発症に寄与している可能性が示された。角層pHは、アトピー性皮膚炎の病態と深く関わっていることはよく知られているが、その関連性、角層pH制御の機序など、十分わかっていない部分も多い。今回、マイクロアレイを用いて、部位特異性を利用した皮膚炎解析を行ったことによって、新たな発症因子の推察を行うことができた。

2018年度の研究によって明らかとなった、FTMの皮膚炎部におけるPPARシグナル経路遺伝子群の下方制御は、アトピー性皮膚炎の病態に深く関与していることが推察され、さらに、治療標的ともなり得る。角層pH恒常性機能障害のあるFTMにおいて、皮膚炎を発症する部分、そうでない部分の違いを明確にすることは、角層pHを利用したアトピー性皮膚炎診療の手がかりになると考えられる。マイクロアレイの結果を元に、今後、PCR等の手法を用いてさらに病態の解明を進めていく。2019年度は、これまで明らかとなった情報を論文化し、さらに、角層pHと部位特異性の関係を探索、最終的に予防法、治療法開発への発展を目指す。平成29年度は、参加を予定していた学会に急遽参加できなくなったこと、マイクロアレイの実験、解析が主となり、物品費が予想よりかからなかったこと等から、次年度使用額が生じた。平成30年度に、これまでの研究成果を学会で発表予定であり、その旅費の計上、ならびに、今後予定しているPCR用の消耗品に、助成金を使用していく予定である。結果の再現性を確認する目的で、追加のマイクロアレイを実施したため、次年度使用額が生じた。今のところ、これ以上マイクロアレイを追加する予定はないため、次年度の高額出費を抑えることが可能である。
歯質への応力負荷時における微小変形挙動の解析

動的繰返し負荷および静的負荷時における微小部分の挙動を明らかにするため,屠殺直後に抜歯した牛下顎前歯の左右20対のうち,対の一方を疲労試験用,他力を引張試験用として試片を作製した.試片の作製は被験歯となる牛切歯の唇側面において解剖学的歯頚線の最も歯根側よりの一点と切縁を含む平面を,試片作製基準面とし,この面に平行で唇面表層から2.33.5mmまでの深さに位置する厚さ0.91.1mmの歯質の薄片を低速切断機を用いて採取した.この薄片から平行部の幅1.0mm,長さ1.5mmのダンベル上の試片をならい加工機を用いて歯軸と引張方向が一致するように削りだした.疲労強度は油圧サーボ式動的試験機(8501,Instron)を使用し負荷波形は片振りサイン波,周波数5Hz,繰返し回数10^5回,試験環境は37±0.5°C水中で行い,分析方法としてステアケース方を用い時間強度(疲労強度)を求めた.また,引張試験は同試験機を用い,同様な試験環境で負荷荷重スピード3.9N/secで行った.牛歯象牙質の疲労強度の平均値は51.0±3.6MPa,引張強さの平均値は71.2±7.8MPaであった.この疲労強度はガリウムアロイの32.632.8MPa,高銅型アマルガムの25.726.5MPa,コンポジットレジンの22.554.7MPaなどの錬成材料と比較するとほぼ等しいか高い価であるに対し,銀合金の105.6MPa,金銀パラジウム合金の288.8321.5MPaなど鋳造用金属よりも低い値となった.象牙質の疲労強度を明らかにしたことにより修復材料の必要とされる特性値できるものと思われる.動的繰返し負荷および静的負荷時における微小部分の挙動を明らかにするため,屠殺直後に抜歯した牛下顎前歯の左右20対のうち,対の一方を疲労試験用,他力を引張試験用として試片を作製した.試片の作製は被験歯となる牛切歯の唇側面において解剖学的歯頚線の最も歯根側よりの一点と切縁を含む平面を,試片作製基準面とし,この面に平行で唇面表層から2.33.5mmまでの深さに位置する厚さ0.91.1mmの歯質の薄片を低速切断機を用いて採取した.この薄片から平行部の幅1.0mm,長さ1.5mmのダンベル上の試片をならい加工機を用いて歯軸と引張方向が一致するように削りだした.疲労強度は油圧サーボ式動的試験機(8501,Instron)を使用し負荷波形は片振りサイン波,周波数5Hz,繰返し回数10^5回,試験環境は37±0.5°C水中で行い,分析方法としてステアケース方を用い時間強度(疲労強度)を求めた.また,引張試験は同試験機を用い,同様な試験環境で負荷荷重スピード3.9N/secで行った.牛歯象牙質の疲労強度の平均値は51.0±3.6MPa,引張強さの平均値は71.2±7.8MPaであった.この疲労強度はガリウムアロイの32.632.8MPa,高銅型アマルガムの25.726.5MPa,コンポジットレジンの22.554.7MPaなどの錬成材料と比較するとほぼ等しいか高い価であるに対し,銀合金の105.6MPa,金銀パラジウム合金の288.8321.5MPaなど鋳造用金属よりも低い値となった.象牙質の疲労強度を明らかにしたことにより修復材料の必要とされる特性値できるものと思われる.
結合ナノ構造中3He温度電子スピン密度分布のイメージング

半導体ナノ構造の大きな特徴は、その中に形成されるスピン状態を含めた電子状態が設計可能な点である。これにより、従来は存在しなかったような条件を電子系に対して設定することが可能となるため、半導体ナノ構造において種々の新たな物性が見いだされる可能性を秘めている。このような外部制御可能な半導体ナノ構造の特徴を活かして、相関を持った電子系としての機能の発現を検出することを目的として、300mKの極低温領域において強磁場中での偏光に依存した空間分解測定を可能とする新たな極低温空間分解円偏光分光測定システムの開発・製作を行い、研究を実施した。その結果、円偏光分光測定に最適化した広い試料空間をもつ到達温度70mKの冷凍機と、近接場光学顕微鏡と一体化した光学系を配置した極低温空間分解円偏光分光測定システムの開発に成功し、二次元電子系ホールバー構造、量子ポイントコンタクト構造、の空間分解分光に関する研究を実施した。強磁場中における空間分解光照射効果の測定により、量子ホール端状態に起因すると考えられる試料端での大きな光応答信号を観測し、その空間分布を得た。極低温領域で観測された複数のランダウ準位に起因する発光ピークエネルギーの子密度依存性から、電子と正孔の有効質量有効質量が電子密度の低下に伴い増大することを見いだした。さらに、中赤外領域においてInAs量子チューブの発光分光測定を行った。その結果、発光ピークの磁束に依存したエネルギー振動を見いだした。この振動は荷電励起子のアハロノフ=ボーム効果であることが示された。本研究の成果は、半導体ナノ構造特有の相関を持った電子系としての機能の発現の進展に大きく寄与すると考えられる。本研究の目的は電子密度分布、スピン密度分布の測定から、規則構造を有する配列ナノ構造特有の物性を明らかにすることである。そのために、まず本年度は、mK領域での円偏光分光測定に最適化した広い試料空間をもつ3He冷凍機を設計、製作した。超伝導磁石のボア径として76.2mmのものを選択し、試料空間としてφ70mmを確保した。この中に設置する近接場光学顕微鏡の直近に設置するための小型の光弾性変調素子を製作し、その動作を検証した。この光弾性変調素子を設置するために、冷凍機の3He-4He混合器は中心軸からずらしたところに設置し中央部に空間を設けた。また、近接場光学顕微鏡を設計、製作した。水晶振動子の振動数の変化からプローブ先端と試料との距離を測定する手法を採用し、実際に画像を取得した。外部制御可能な半導体配列ナノ構造試料を電子線リソグラフィー法により作製し、電子系の結合の大きさを制御してその電子状態を極低温中発光スペクトルから観測した。また、低温での空間分解光学測定を行い、電子分布に関する知見を得た。本年度は空間分解に注力し、偏光分光測定には踏み込まなかった。電極に印加する電圧を制御してナノ構造試料中の電子数を精密に制御した。この試料の発光測定を磁場中で行った。磁場中ではランダウ準位が形成され、その傾きから電子-正孔換算質量を求めることができる。このようにして電子-正孔換算質量を電極に印加する電圧を制御して異なる電子密度の場合について求めることにより、電子-正孔換算質量が10^<10>cm^<-2>代の低電子密度領域で増大することを見いだした。そのために本年度は、mK領域での円偏光分光測定に最適化した広い試料空間をもつ3He冷凍機の運転を開始し、計画された300mKに到達した。あわせて近接場光学顕微鏡の運転を開始し、初期的な画像の取得を行った。主な成果は以下の通り。

(1)外部制御可能な半導体配列ナノ構造試料を電子線リソグラフィー法により作製し、電子系の結合の大きさを制御してその電子状態を極低温中発光スペクトルから観測した。(2)低温強磁場中局所光励起を用いて二次元電子系の端状態のイメージングを行うことに成功した。実験結果は光励起された電子が量子ホール系のバルク状態を介して端状態に流れ込み、光電流としての寄与がホール電圧の増加として観測されることにより理解される。このイメージング手法を利用して、電極近傍でポテンシャル勾配が大きい部分のイメージングにも成功した。光弾性変調器を用いた、円偏光励起により右回り光と左回り光でのイメージの取得を行い、円偏光度のイメージングを得た。これは、電子スピンの偏極度と対応するものと考えられる。(3)InAs量子チューブの磁場中顕微分光測定を行い、発光ピークが1Tの周期で振動することを見いだした。この結果は、荷電励起子のアハロノフボーム効果であることをモデル計算により示した。量子チューブ中の電子系は二次元電子系であるため、量子リング中の一次元電子系よりも電子-正孔間束縛エネルギーが小さく、観測されるアハロノフボーム振動が大きくなることを示した。(4)電子密度を外部制御可能な試料を用いて極低温下磁場中発光測定を行い、電子密度の低下に伴い、電子、正孔の有効質量が増大することを見いだした。本年度は(1)電子線リソグラフィー法を用いたリフトオフプロセスにより配列ナノ構造の表面ゲート試料の作製、(2)極低温空間分解円偏光分光測定システムの運用、(3)中赤外領域の分光測定を実施した。(1)測定には、電子線リソグラフィー法を用いたリフトオフプロセスによりGaAs高移動度ヘテロ構造ウエハー上に作製したナノ構造試料等を用いた。(2)円偏光分光測定に最適化した広い試料空間をもつ到達温度70mKの冷凍機と、近接場光学顕微鏡と一体化した光学系を配置した極低温空間分解円偏光分光測定システムを運用し、空間分解分光測定を実施した。近接場光学顕微鏡には、二重テーパー型近接場光プローブをウエットエチングにより作製し、押しつけ法により開口部を形成した自家製の光プローブを用いた。二次元電子系ホールバー構造、量子ポイントコンタクト構造の空間分解分光に関する研究を実施した。強磁場中における空間分解光照射効果の測定により、量子ホール端状態に起因すると考えられる試料端での大きな光応答信号を観測し、その空間分布を得た。極低温領域で観測された複数のランダウ準位に起因する発光ピークエネルギーの電子密度依存性から、電子と正孔の有効質量有効質量が電子密度の低下に伴い増大することを見いだした。(3)磁場中に置かれた試料を測定可能な外部光導入可能なフーリエ変換分光システムを用いて、中赤外領域においてInAs量子チューブの発光分光測定を行った。その結果、発光ピークの磁束に依存したエネルギー振動を見いだした。この振動は荷電励起子のアハロノブ=ボーム効果であることが示された。
心房性ナトリウム利尿ペプチドの心臓及び心筋培養系における作用機作の解明 -発光・反射分光分析装置・NMRによるin vivo解析を中心として-

ANP(atrial natriuretic peptide:心房性ナトリウム利尿ペプチド)を用い以下の実験を行った。1)ミトコンドリアへのrANPの影響をラットランゲンドルフ潅流心を用いその形態変化を指標に検討した。2)牛肺動脈由来の株化細胞であるCPAE細胞を用い、hANP存在下で培養しhANP依存性の蛋白質リン酸化や細胞内カルシウムイオン(Ca)の動態変化を解析した。1)の結果:精製したミトコンドリアでは、rANPの影響はほとんど認められなかったのに対し、ランゲンドルフ装置により潅流したラット心臓ではミトコンドリアに差が認められた。すなわちrANP(10ng/ml)存在下においての方が非存在下に比し、energized stateのミトコンドリアが多かった。また虚血状態にした時もrANP存在下のミトコンドリアはreduced stateのものが多かった。このことはrANPが心臓のミトコンドリアに対して保護的な作用をしているものと思われる。酸素消費量の節約を反映しているのかも知れない。2)の結果:CPAE細胞の蛋白質リン酸化は好気的(酸素飽和)状態と嫌気的(低酸素)状態で、それぞれhANP(10ng/ml)存在下と非存在下でチェックした。好気的条件下ではhANPの有無での差は認められなかった。一方嫌気的条件下では好気的条件下とさほど大きな変化はなかったものの、全体にリン酸化レベルが低かった。また細胞内Caの変化は虚血時に上昇を示したが、hANPの添加によりその上昇が抑制された。心房性ナトリウム利尿ペプチド(ANP)は心筋の酸素消費量を減少させる作用があることが報告されており、その機作の解明を進めるために3種類の実験を行った。第一には、ラット灌流心を使用し瞬間マルチ測光システムにより心筋ミオグロビンやチトクロ-ム類の酸化還元スペクトルを継時的にモニタ-しながら、虚血心におけるANPの酸素消費抑制効果を検定した。その結果ANPは虚血による心筋のより還元状態への移行を有意に抑制し、従って虚血状態を解放した場合の正常状態への復帰が早かった。すなわちin vivoにてANPは心筋の酸素消費を抑制しその結果虚血状態においてもその障害の発生を抑制し得る可能性があることが示唆された。第二にその酸素消費の本体を探るために、細胞における酸素消費の大部分を占めている小器官ミトコンドリアを精製して、酸化的リン酸化能に伴う呼吸状態の変化に及ぼすANPの影響を調べた。その結果、ミトコンドリアそのものにANPを作用させた場合においては酸素消費抑制はほとんど見られないことが判明した。すなわちANPはミトコンドリア直接には作用せず、恐らくANPのレセプタ-が存在するとされる細胞膜を介して引き起こされる細胞内反応の結果ミトコンドリアの酸素消費が抑制されるものと推測された。第三に、虚血灌流心におけるリン化合物(ATP、ADP、AMP、クレアチンリン酸)の変化をNMRにて解析した。ANPを作用させるとその虚血型パタ-ンはよりゆっくり進行し、虚血状態解放による回復も早かった。以上よりANPは心筋の酸素消費を抑制するが、その機作の解明のためには単離ミトコンドリアでは不十分であり、少なくとも初代培養心筋細胞系を確立し、この系を用いての解析が必要であろうと結論された。前年度の成果をふまえてANP(Atrial Natriーuretic Peptide:心房性ナトリウム利尿ペプチド)の生理作用を解明するため研究を進めた。1.先天性高血圧ラットを用いて精製心筋ミトコンドリアを調製し,酸化的リン酸化能,Caイオン輸送能,超微細形態変化,酵素消費活性等に対するANPの影響を検索し,正常ラットとの差異を検索した。2.虚血心におけるANPの酵素消費抑制効果を検定した。