hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生物型移動現象の実現とその基礎工学的研究

化学反応による能動輸送などの生物型移動現象過程が人工系で実現可能であることを示し,高い非平衡性を利用した生物的な移動現象過程の工学的応用に道を開くことを目的としている。塩化ジドデシルジメチルアンモニウム(DDAB)とオレイン酸を混合させたベシクルが,ヨウ化物イオンの存在下で,サイズ減少をともなわずに並進運動することを見出した。また,オレイン酸系ベシクル単独では,pH勾配下で持続的な振動的変形を生じることを示した。また,過酸化水素水中での白金粒子凝集体の運動の特徴を検討し,凝集体形状と運動特性の間にある定量的関係を見出すことに成功した。さらに環境のイオンに応答した運動を示す界面のデザインについて,界面流動が生み出す力学的仕事がさらなる不安定性発生のエネルギーになっていることを示すことができた。計画では,(A)ベシクルを溶液中の化学反応で一次元的に運動させること,(B)白金粒子を過酸化水素の分解反応によってベクトル的に運動させること,を目的とした。前年度は,塩化ジドデシルジメチルアンモニウム(DDAB)とオレイン酸を混合させたベシクルが,ヨウ化物イオンの存在下で,DDABを反応で消費しながら並進運動を行うことを確認した。最終年度はこの系にCaとMgイオンを加えることで、並進運動の再現性が向上することを見出した。同じ2価カチオンでもSrやBaでは大きな影響は見られなかった。共焦点顕微鏡による観察から、ベシクル内部の複雑な構造変化が運動の推進力を生み出していることが示唆された。この結果は,化学反応で内部構造の変動を起こし運動するベシクルが実現していることを示しており、アメーバ運動などの生物型の移動に似ている面がある。白金運動については,前年度は、過酸化水素濃度勾配の作成を行い粒子の運動を観測し,非定常濃度勾配下で運動に指向性が見出される可能性が見られることを示した。さらに、前年度は均一濃度での白金粒子凝集体の運動の特徴を検討したが、最終年度は、凝集体形状を数学的に解析し、形状と運動特性の間にある定量的関係を見出すことに成功した。また生物型移動現象を実現するための一つの要素である,環境のイオンに応答した運動を示す界面のデザインについて、界面流動が生み出す力学的仕事がさらなる不安定性発生のエネルギーになっていることを示すことができた。計画では,(A)ベシクルをpHや電解質濃度の勾配に沿って一次元的に運動させること,(B)白金粒子を過酸化水素濃度の高い側に向かって一次元的に運動させること,を目的としており,本年度は,ベシクルや白金粒子を運動させるための濃度場の作成,および,ベシクル,白金粒子形状の工夫に焦点を当てて研究を行った。また,生物型移動現象の重要なモチーフであるイオン依存性のある自律運動についても研究を行った。ベシクル運動については,塩化ジドデシルジメチルアンモニウム(DDAB)とオレイン酸を混合させたベシクルが,ヨウ化物イオンの存在下で,DDABを反応で消費しながら並進運動を行うことを確認した。このとき,ベシクルサイズの減少をともなうが,溶液のpHを精密に調整することでサイズを維持するように他のベシクルを吸収する挙動を示すことがわかった。この結果は,化学反応で持続的に運動するベシクルの作成にとって大きな意義を有する。白金運動については,過酸化水素濃度勾配の作成を行い粒子の運動を観測した結果,濃度勾配が定常状態ではランダムでない運動を確認することはできなかった。一方,非定常濃度勾配下では,過酸化水素濃度が薄いとき,濃度の高い方向に,過酸化水素濃度が薄いときには,濃度の低い方向に泳動することがわかった。また,白金粒子(凝集体)形状の影響を検討した結果,凝集体形状によって運動の様相は異なるものの,すべての運動が,粒子の自転,公転と公転中心の運動という要素を組み合わせることで表現できることがわかった。また生物型移動現象を実現するための一つの要素である,環境のイオンに応答した運動を示す界面のデザインについても成果を得ることができた。ベシクル系について,化学反応で持続的に運動するものを実現できる可能性を見出しており,運動の特徴がpHに鋭敏に依存することを見出したことは,本申請課題の目標の大きなブレークスルーであると考えられる。

微粒子系について,非定常濃度勾配が必要である可能性を示したことは,微粒子運動が単純なdiffusiophoresisではなく,非平衡開放系固有の機構に基づいている可能性を示している。これは,微粒子運動の機構を研究する上で,重要な手がかりである。これらの点を解明したことは,生物型移動現象を実現するための重要な成果であると考えられる。また,生物型移動現象の重要な特性である,環境のイオンに応答して特徴的な運動を示す界面について成果を得たことは,次年度の研究の進展にとって重要なステップであると考えられる。次年度以降はベシクル系,微粒子系に加えて,油水界面系(液滴系)も対象として,化学反応で自律運動する物体から,一方向運動を抽出し,化学ポテンシャル勾配に関係のない物質移動を実現することを目指す。化学反応で駆動されるベシクル,微粒子,液滴は,通常,方向の定まらないランダムに近い運動を示すが,これにラチェット機構を組み込むことで,一方向運動を実現することを目指す。液滴系を中心に,運動の発生にイオン依存性を持たせることも想定しており,このためには,初年度に成果の出たイオン依存性の運動を示す油水界面の性質を利用する。研究が順調に進展すれば,ベシクルや液滴にに内包した物質を,溶液内の目的場所まで能動輸送する試作的システムを考案する。このときには,内包物質の自発的取り込みと,目標地点での放出が必要となる。現段階では,それぞれの場所での溶液環境の違いを利用して,これを実現することを考えているが,これが真に能動輸送になっているかの理論的検討が必要となる。翌年に請求する経費は,実験に要する薬品,光学部品などの消耗品,学会発表のための旅費に使用する予定である。本研究は,顕微鏡による偏光観察,蛍光観察,共焦点観察などが必須であるが,このための光学系の消耗品などに多額の予算が必要であると予想される。
小学校における体験的活動の継続的・発展的展開による子どもの変容に関する研究

本研究によって得られた知見及び成果は以下のとおりである。1.生活科の指導計画については、約半数の学校で平成4年度と同様の指導計画であり、約三分の一が一部の単元の見直しを行っている。また、単元構成については「児童の興味・関心に沿った」ものが有効だと受けとめられている。生活科の実施以降単元をとり止めた理由についても、「児童の興味・関心」を理由とするものが多い。しかし、全体としては生活科の定着が進んでいることが窺われる。2.生活科の実施に対する教師の意識としては、児童間の協力性の高まり、自然への関心、もの作り、動植物を大切にするなどの点で、評価されていることが分かった。また、基本的な生活習慣の形成に係わる点については、生活科の効果はあまり認められていない。3.生活科における評価の実施状況については、児童の発言や行動をもとにした自由記述による評価が多いこと、評価の観点としては「活動への関心・意欲」「活動中の取り組みや態度」の割合が高いこと、評価の方法としては観察法が主であること等が明らかになった。残された課題としては、体験的活動による子どもの変容を捉えるフレームワークを開発することである。本研究の目的は,以下の5点にまとめることができる。1.「体験的な活動」に基づく指導計画書及び授業ビデオを収集し,授業実践と子どもの変容の関連を把握する。2.全国規模のアンケート調査を行い,「体験的な活動」による子どもの変容を,教師がどのようなフレームワークで捉えているかを把握する。3.授業ビデオの分析及びアンケート調査の結果をふまえ,子どもの変容を捉えるフレームワークを開発する。4.開発したフレームワークを用いて,「体験的な活動」の実践的有効性を解明する。5.1から4の成果をふまえ,子どもの変容を促す「体験的な活動」を行う授業の指導計画書を開発する。上記の目的を達成するため,本年度は以下のような研究計画を立て実施した。1.研究代表者,分担者のほかに,研究協力校の教諭等を研究協力者に委託し,研究委員会を組織した。2.先行研究を収集し,その分析を行った。その結果,「体験的な活動」う(10月平成6年2月)。3.研究協力校にて授業ビデオを収録し,子どもの変容に関する実践データを収集するとともに,ビデオ収録の方法,「体験的な活動」に基づいた授業実践の分析方法について検討した。4.1から3の研究成果に基づき,「子どもの変容」に関するアンケートの調査項目を検討し,その原案を作成した。1.平成7年度の研究の概要と成果(1)子どもの変容をとらえる方法仮説として次の2点を設けた。(1)「教師のはたらきかけ」と「子どもの変容の姿」の両面を、授業記録によりながら分析する方法(2)教師の指導計画書の分析による教師の意図(顕在化された意図、顕在化されていない意図)の解明(2)子どもの変容の契機に関する質問紙調査の実施(1)全国の小学校500校の生活科担当教諭を対象とし、平成8年2月に実施(2)調査内容は次のとおりである。ア.生活実施後の指導計画の見直しの状況とその理由イ.学習指導が定着している単元・活動とその理由ウ.生活科の学習の子どもにとっての意義・効果エ.生活科の評価活動の現状と課題オ.生活科の学習における子どもの成長の契機について。2.次年度に向けた課題(1)調査結果の分析による「子どもの変容」の意味と現状の把握(2)子どもの変容のとらえる方法仮説の検証(3)体験的活動の教育的意味と意義の解明平成8年度の研究の概要と成果は以下のとおりである。1.生活科と体験的学習に関する質問紙調査(平成8年2月実施)の分析小学校547校中、368校、1297人の回答を得た。分析の結果以下のような知見を得ることができた。(1)生活科の指導計画については、約半数の学校で平成4年次と同様の指導計画であり、約三分の一が一部の単元の見直しを行っている。

(2)生活科による子どもの変容については、平成4年度と同一の内容で調査を実施した。その結果、子どもの変容や生活科の有効性については、前回とほぼ同じ結果が得られた。このことから、生活科の意義や性格等については、実施以降変化していないと受けとめられていることが分かる。(3)生活科における評価の実施状況については、児童の発言や行動をもとにした自由記述による評価が多いこと、評価の観点としては「活動への関心・意欲」「活動中の取り組みや態度」の割合が高いこと、方法としては観察法が主であること等が明らかになった。2.研究成果のまとめと報告書の作成平成6年度8年度の研究を報告書にまとめた。内容は(1)体験的活動と子ども変容に関する論文7点、(2)質問紙調査の分析結果である。
初代培養細胞に発現しているトランスフォーメーション抑制遺伝子の単離と機能解析

ラットやヒトの初代培養細胞には、がん遺伝子による細胞のトランスフォーメーションを抑制する遺伝子が発現している。本研究では、ラット初代培養細胞に発現しているトランスフォーメーション抑制遺伝子をcDNAサブトラクション法を用いて単離し、機能解析を行った。単離した遺伝子は、全部で71種類(既知の遺伝子が38種類、新規の遺伝子が33種類)で、これらをTRIFと命名した。既知遺伝子の中には、既にc-Mycによる細胞がん化を抑制されることが分かっているBINI遺伝子(TRIFl06)やがん抑制遺伝子p53によって発現が誘導されるIGFBP-3(TRIF60)などがあった。研究代表者は、単離してきた遺伝子のうち、既知遺伝子であるTRIF52(periostin),及び新規遺伝子のTRIF97について機能解析を行った。periostinは、ほとんどの正常組織では発現しているが、多くのヒト癌細胞株(26/29種類)、及び、ヒト肺小細胞癌(3例中3例)でその発現が低下していた。また、periostinの発現が低下している癌細胞株、CADO-LC-4,T24,SaOS-2にperiostinを導入したところ、足場非依存性増殖が抑制された。さらに、この抑制にはperiostinのC末端側が必須であることが分かった。また、periostinはN末端側にシグナルペプチド配列を持ち、分泌型蛋白質であると考えられているが、足場非依存性増殖の抑制には、分泌されずに細胞内に留まっているperiostinが関与していることが分かった。次に、新規遺伝子であるTRIF97は、その推定アミノ酸配列から、新規の低分子量G蛋白質であることが予想された。TRIF97をv-srcでトランスフォームした細胞に導入すると、足場非依存性増殖の抑制が認められた。以上のことから、periostinやTRIF97は細胞がん化に対して抑制的に働くと考えられる。今後、単離してきた遺伝子を順次解析することにより、細胞のトランスフォーメーションの抑制だけでなく、ヒト癌発生の分子機構に深く関与しているものを同定していくことが重要である。初代培養細胞に発現しているトランスフォーメーション抑制遺伝子を単離するため、ラット胎児初代培養細胞(REF)と株化細胞(F2408)を用いて、我々の研究室で高度に改良した包括的な遺伝子単離法であるcDNAサブトラクション法により、Subtracted cDNAライブラリー(1.6×10^4 cfu)を作製し、実際に発現量に差が認められる遺伝子を現在までのところ71種類単離しTRIF(Transcript Reduced in F2408)と命名した。単離してきた遺伝子の一つであるTRIF52(periostin)は、多くの癌で高頻度に変異が報告されているヒト染色体13q領域にあることがデーターベース解析から分かった。そこで、TRIF52(periostin)とヒト癌の発生との関連について検討するため、多数のヒト癌細胞株でTRIF52(periostin)の発現をノーザンブロットにより解析した。その結果、periostinは、脳や脾臓を除くほとんどのヒト正常組織では発現していたが、多くのヒト癌細胞株(26/29種類中)でその発現が全く認められなかった。また、発現が認められなかった或いは発現量が少ないヒト癌細胞株LC4、T24、SAOS-2にperiostinを導入したところ、足場非依存性増殖が抑制された。これらのことから、TRIF52(periostin)の発現低下が、ヒト癌の発生に関与していることが示唆された。TRIF遺伝子のうちの一つで新規遺伝子であるTRIF97のラット及びヒトcDNAをクローニングした。TRIF97は、そのアミノ酸配列から低分子量G蛋白質であることが推定され、Ras subfamilyに属するものと最も高い相同性を示した。TRIF97のアミノ酸配列は、ヒト、マウス、ラット間で高度(93%)に保存されていた.TRIF97とGFPとの融合蛋白質を作製し細胞内局在について検討したところ、主に細胞質に存在することが分かった。次にTRIF97は、低分子量G蛋白質であることが予想されることから、その活性に影響を及ぼす2種類の変異体の作製を行った。現在、これらの変異体、及び野生型のTRIF97を用いて、TRIF97が細胞のトランスフォーメーション(癌化)にどのように関わっているのか検討中である。

さらに、この抑制にはperiostinのC末端側が必須であることが分かった。また、periostinはN末端側にシグナルペプチド配列を持ち、分泌型蛋白質であると考えられているが、足場非依存性増殖の抑制には、分泌されずに細胞内に留まっているperiostinが関与していることが分かった。次に、新規遺伝子であるTRIF97は、その推定アミノ酸配列から、新規の低分子量G蛋白質であることが予想された。TRIF97をv-srcでトランスフォームした細胞に導入すると、足場非依存性増殖の抑制が認められた。以上のことから、periostinやTRIF97は細胞がん化に対して抑制的に働くと考えられる。今後、単離してきた遺伝子を順次解析することにより、細胞のトランスフォーメーションの抑制だけでなく、ヒト癌発生の分子機構に深く関与しているものを同定していくことが重要である。
うつ病のグリア抗うつ薬受容体（LPA1）を基盤とした創薬・バイオマーカー研究

うつ病におけるグリア抗うつ薬受容体(LPA1)の役割を明らかにするために、LPA1受容体の内因性リガンドであるリゾリン脂質LPAの合成酵素蛋白オートタキシン(ATX)に着目した。ATXは血液および髄液中に比較的豊富に存在し、LPAと強い正の相関を示すことが知られており、不安定なLPAと比較して、安定的な定量が可能であった。うつ病患者の血中および髄液中において、健常者と比較して有意にATX濃度が低下し、血中ATX濃度は抑うつ症状と負の有意な相関がみられ、治療により、ATXは有意に増加した。以上から、ATXはうつ病の状態依存性のバイオマーカーの候補になると考えられ、うつ病の病態にATX-LPA系のリゾリン脂質が関与する可能性が考えられた。バイマーカーの探索に関して順調に進展し、創薬のシーズ探索に関しては、動物実験についての基礎的検討はほぼ終了し、今後、具体的な検証を行う予定である。うつ病患者の臨床サンプル中のATXの活性やLPAの具体的な分子種についての詳細な測定を行い、更なるバイオマーカーの探索を行う。一方で、動物実験で、LPA1リガンドの抗うつ効果の検討を継続する。
口唇筋皮弁の生着に関する研究

口唇筋皮弁モデルとしてAbbe筋皮弁を用い、筋皮弁基部、中央部、先端部に分けて周辺健常組織との皮膚温度差を経時的に測定した。サーモグラフィーによる測定では、皮膚形成後3日目で皮膚温度は低値を示した。さらに、皮膚切離後2日目で低値を示した。特に、皮弁の基部および先端部では形成術後4日から5日で周囲健常組織に比べると1.02.0°C程度の皮膚温度の低下を示した。皮弁切離後2日目の皮弁基部および中央部の皮膚温度は周囲健常組織よりも1.03.7°C程低下した。しかし、サーモグラフィーによる皮膚温度の変化が筋皮弁の血流動態を十分に表現しているかは疑問である。血流動態を直接測定する方法として、レーザードップラー血流計を用い皮弁血流量を測定する方法がある。LASERLO製レーザードップラー血流計を用い、皮弁血流量の経時的変化を測定した。皮弁形成後、皮弁全域に一時血流量の減少が認められたが、その後血流量は次第に増加し、切離前には周囲健常組織と同程度の血流量を示した。皮弁切離により2日目には皮弁血流量の減少が認められたが、切離後3日5日で周囲健常組織と同程度の血流量を示した。これらの結果は、臨床経過ともよく一致していた。したがって、サーモグラフィーおよびレーザードップラー血流計による検査は、Abbe皮弁のような小さな皮弁の血流動態測定にも有用であることが証明された。口唇裂に付する形成手術術後におこる重度の瘢痕や、口唇発育不全、また口唇腫瘍切除後の口唇欠損に対し、島状筋皮弁、特にAbbe筋皮弁は、一般に良く使用される方法である。島状筋皮弁の生着に関する基礎的研究はほとんどなく、皮弁の大きさ、部位、移動の時期、有茎部切離の時期等、臨床上重要な問題がある。皮弁血流を客観的かつ定量的に測定する方法として、これ迄、ドップラー法、フルオレッセン法、^<133>Xeクリアランス法等が報告されているが、これ等の方法では組織片や血液サンプルの採取、組織血管への試薬の注入等、皮弁への侵襲を避け難い。赤外線サーモグラフィーは、皮弁に侵襲を与えることなく、その血流状態を知ることが出来、頻回検査も可能であるという利点を有している。今回行った実験には、口唇筋皮弁としてAbbeの筋皮弁を用いた症例を対象に、術後1日目から20日目までサーモグラフィーによる経過観察を行った。サーモグラフィーは日本電子製サーモビュアMCを用い、室温26±1°C、温度幅3°Cまたは5°Cで測定し、走査時間は4秒とし、ポラロイドフィルムに記録した。まず、移植筋皮弁部と周辺健常組織の温度差を測定した。Abbe筋皮弁3症例のうち2症例では、移植筋皮弁中央部と健常組織の温度差は術後4日目から5日目が最高で0.7°Cを示した。しかし、1症例において術後1日目から3日目にかけて、1、11、2°Cの温度差を示した。温度差の大きい症例では、臨床所見で筋皮弁部に浮腫と皮膚色調の変化が認められた。以上、サーモグラフィーによる筋皮弁部の温度変化は臨床所見と良く一致し、その血流動能をあらわす指標となり得ることが解った。口唇筋皮弁は、唇裂二次醜形や顔面外傷時の口唇欠損に対する形成手術、口唇悪性腫瘍切除後の再建手術等に良く用いられる筋皮弁である。しかし、筋皮弁の生着に関する研究は乏しい。特に、口唇筋皮弁に用いられる有茎弁の切離時期は臨床上重要な問題であるにもかかわらず、客観的な指標がなく、臨床医の経験に委ねられているのが現状である。

本研究はサーモグラフィーやレーザードップラー血流計を用い、有茎弁の血行動態の解析を行うことを目的としたものである。Abbe皮弁症例を対象に、術後1日から20日目までサーモグラフィーによる観察を行った。サーモグラフィーは日本電子製サーモビュアMC型を用い、室温26±1°C、湿度60%以下で温度幅3°Cまたは5°Cで測定し、走査時間4秒で行い、ポラロイドフィルムに記録した。手術直後で筋皮弁の温度は健常部皮膚温度に比べ0.70.9°Cの温度低下が認められたが、経日的に温度差は縮小され、術後4日から10日で健常部との温度差はほとんど認められなくなった。特に皮弁基部において、この傾向が強く認められた。筋皮弁切離は術後14日目に施行したが、切離直後で0.61.8°Cの温度低下が認められたが、切離後12日で温度差はなくなった。このことは、筋皮弁切離時(術後14日目)では、筋皮弁は有茎部動脈よりの血液供給はあるが、筋皮弁周囲健常組織よりの血管新生もあることを強く示唆する結果を得た。口唇筋皮弁は、唇裂二次醜形や顔面外傷時の口唇欠損に対する形成手術、口唇悪性腫瘍切除後の再建手術等に良く用いられる筋皮弁である。しかし、筋皮弁の生着に関する研究は乏しい。特に、口唇筋皮弁に用いられる有茎弁の切離時期は臨床上重要な問題であるにもかかわらず、客観的な指標がなく、臨床医の経験に委ねられているのが現状である。レーザードップラー血流計により皮弁の血流量を測定した。皮弁形成後は一時血流量の減少が認められたが、その後血流量は次第に増加し、切離前には周囲健常組織と同程度の血流量を示した。サーモグラフィーおよびレーザードップラー血流計による測定結果は、臨床経過ともよく一致し、Abbe皮弁のような小さな皮弁にも本検査法が有用であることを証明した。
XRF分析を用いたMBR膜面・膜孔内のEPSの挙動の解明とCFDとの統合モデル化

膜分離法を利用した生物学的排水処理システムにおける膜ファウリングメカニズムを解明し、リアクターの最適設計手法の確立のための基礎的知見を得ることを目的とした。膜面および膜孔内に蓄積した膜目詰まり物質である菌体外ポリマー(EPS)を計測する目的で、フッ素系MF膜モデルメンブレンとして用い、蛍光X線分析およびフーリエ解析赤外分光光度計による元素組成および有機物の定量分析を行う手法を開発した。さらに、膜面の洗浄力として最も支配的な気泡流による物理的な洗浄力を数値流体力学(CFD)を用いて定量化する手法を開発し、リアクター内の混合液-膜表面-膜孔内系におけるEPSの量・質的変化の統合モデル化の検討を行った。塩素化ポリエチレン製メンブレンを用いた、膜面および膜穴内に存在するEPS量を計測する手法の検討を行った。実際に実下水を用いて膜分離活性汚泥法の運転を行い、不可逆的ファウリングを起こした膜(塩素化ポリエチレン製MF膜)と、ファウリングを起こしていない膜について、膜全体を蛍光X線によって元素組成の定量分析とFT-IRによる有機物の定性分析を行ったところ、細孔内の有機物の検出が可能であることを示した。また、膜のみについても蛍光X分析を行っておき(C、BとClのみが検出される)、EPSには塩素は含まれないことを考慮し、塩素またはホウ素をマーカーとして利用することによって、膜からEPSを抽出することなく、その元素組成を定量することが可能となることを示した。また、フッ素系メンブレンについても、同様の検討を行い、Fをマーカーとして膜内の元素組成の計測が可能であることがわかった。平膜モジュールにおける膜面せん断力の測定とCFD(数値計算力学)による計算手法の検討を行った。実験装置は、プラスチック製水槽下部に酸気管を設置したものを使用し、気泡流に伴うせん断力を壁面に設置したせん断力センサーにより測定した。気泡流に伴う壁面上のせん断力のシミュレーションには有限体積法を利用したk-ε法を用い、2次元計算により実験装置内の流動を計算した。なお、計算には、Ansys CFX11を使用した。CDFによる計算は、せん断力の時間変動についても良好に再現できることを示すことができたが、気泡条件の入力についてさらに検討が必要であることがわかった膜分離活性汚泥法において、膜細孔内へ侵入するEPSの挙動を解明することを目的に、抽出することなくファウリングを起こした膜を直接、蛍光X線分析(XRF)および赤外分光装置(FT-IR)によるる分析する手法の確認を試みた.PTFE膜をエタノールに1分間浸漬後,純水250mlのろ過を行い,膜洗浄の後に膜そのもののろ過抵抗を求め,これを用いて汚泥のろ過を行った.一度に20ml以上の汚泥をろ過するとケーキ層が形成されてしまい,ろ過が困難になるため,10mlろ過するごとにキムワイプで膜表面に形成された汚泥ケーキ層の除去を行い,より多い量の汚泥のろ過を行った.汚泥ろ過後,膜表面の堆積物を膜面が浸るように5mlの純水を垂らしながらキムワイプにより全面を一定の力で擦るようにふき取り,純水25mlのろ過を行い,ろ過抵抗の算出を行った.その後,110°Cで24時間乾燥させ,XRF,FT-IRによる分析を行った.なお,汚泥のろ過後に膜表面をキムワイプで擦り取った状態は,膜表面上には堆積物はない状態であり,膜細孔内への侵入物質のみが存在する状態と考えた.実験結果より以下の知見を得た。(1)膜細孔内に,タンパク質第II級アミド特有のピーク,多糖類のピークを確認することができ,膜細孔内へEPSの侵入が示唆された.また,膜細孔内への侵入物質には,C,O,N,Al,Si,P,S,K,Ca,Feが含まれていた.(2)膜の不可逆的ファウリングによるろ過抵抗の上昇にともない,S,Cの含有率が増加する傾向が示され,たんぱく質などで構成されるEPSの進入が示唆された.また,多糖類に特有のFT-IRのピーク高さの上昇も示され,多糖類の細孔内への浸入が確認された。(3)ファウリングを起こした膜を直接XRFおよびFT-IRにより分析する手法を確立し、実際のMBRリアクターにおけるファウリング物質(EPS)の挙動を調査する手法を提案することができた。膜分離法を利用した生物学的排水処理システムにおける膜ファウリングメカニズムを解明し、リアクターの最適設計手法の確立のための基礎的知見を得ることを目的とする。

膜面および膜孔内に蓄積した膜目詰まり物質である菌体外ポリマー(EPS)は運転に伴ってその量及び質的変化が起こるが、これを計測する目的で、フッ素系MF膜モデルメンブレンとして用いて蛍光X線分析による元素組成の定量分析を行う手法を開発を目指した。さらに、膜面の洗浄力として最も支配的な気泡流による物理的な洗浄力を数値流体力学(CFD)を用いて定量化する手法を開発し、リアクター内の混合液ー膜表面ー膜孔内系におけるEPSの量・質的変化の統合モデル化の検討を行った。主な研究成果は以下の通りである。膜細孔内のEPSを膜から抽出することなく直接測定する手法の検討し、組成がCとFのみであるPTFE膜(孔径0.5マイクロメートル)に活性汚泥をろ過し、膜表面をふき取って細孔内の不可逆的ファウリングのみが発生している膜に対して、XRFおよびFT-IR分析を行った。また、サンプル膜は同時にろ過抵抗を測定しろ過抵抗と細孔内の各元素の存在量およびFT-IRスペクトルにおける多糖類またはタンパクに特徴的なピークの高さとの関係をしらべた。その結果、細孔内ファウリング物質の指標として、硫黄濃度およびタンパクに特徴的なピーク高さが適切であることがわかった。CFDにより気泡流に起因する膜面せん断力の計算手法を確立し、ばっ気風量、有機物負荷量などとファウリングの進行速度との関係をシミュレートすることができた。さらに実験室規模のMBRリアクターにおける膜間差圧上昇データを用いて、開発したモデル中のパラメータの妥当性を示すことができた。当初は、膜リアクターに直接浸漬した膜を切り出して分析することを試みたが、サンプリングの困難さがあったため、分析手法そのものの確認をする意味で、デッドエンド濾過により濾過抵抗値と各分析値の比較を行った。分析手法はおおむね妥当であることを確認できたので、膜細孔内のEPSを追跡する手法を確立てきたと考えている。最終目的であるファウリング挙動のモデル化は24年度に実施できると考える。24年度が最終年度であるため、記入しない。当初の予定の通り、膜面せん断力の評価を行いつつ、ファウリング物質であるEPSがどのように孔内に侵入するかについて、モデル化を試みる。手法としては、マクロな指標である濾過抵抗の変化と23年度に確立したEPSの分析結果を整合するようにモデル化を実施することになる。
第四紀前期更新世におけるビナ林の進化過程

ブナ(Fagus crenata)が中部日本で種分化し、ブナ林を形成する過程を復元するために、新潟県十日町の鮮新・更新統魚沼層群の植物化石群を層序学的に検討した。鮮新世末(約200万年前)から第四紀前期更新世末(約80万年前)の地層から植物化石を採取するとともに、植物化石含有層の層相を検討して、植物化石相と古植生を復元した。さらに、十日町周辺の地層の層相変化を時代的空間的に追跡して、植生が成立した堆積盆とその周辺の古地形を復元した。化石ブナ属は現世ブナと、殻斗の小さいヒメブナ(Fagus microcarpa)が含まれる。ヒメブナは、約200万年前から約110万年前までのほとんどの植物化石群に含まれており、産出個数も多かった。約110万年前以降では、化石群の種構成から温暖期と考えられる層準には含まれているが、寒冷期の層準からは産出しなかった。一方、ブナは約110万年前以降の植物化石群でヒメブナとともに産出したが、ブナが出現しはじめる層準では、ブナとヒメブナの中間の形態の殻斗が産出した。約200万年前から約110万年前まで、ヒメブナは沖積平野の植生の主要構成種で、優占種として存在していた可能性がある。約110万年前以降、氷期一間氷期の気候変化が激しくなると、ヒメブナは間氷期に分布拡大した。ブナは約110万年以降にヒメブナから種分化した可能性がある。ブナが出現する層準は、メタセコイアの絶滅や、オニグルミの種分化がおきた層準と一致し、植物化石群の種構成も大きく変化する。植物化石と地質学的資料から、約110万年前以降の気候変化と海水準変動、そして、中部山地周辺で起こった山地の隆起による古地形の変化によって、低地性のヒメブナから山地性のブナへの種分化が促されたと考えられる。
金属人工格子ー総括班ー

本重点研のスタ-トの初年度として、本総括班では全組織の円滑な運営を図り、研究を推進することを目的に以下の諸活動を行った。1.研究逐行方法、研究討論会、研究成果発表会、次年度研究計画などについて数回にわたり総括班会議を開いて検討し、それぞれ実施した。2.研究討論会(7月1921日、東京大学):計画研究と公募研究を含めた組織全研究者とそれぞれの共同研究者、それ以上の本研究テ-マに関心を持つ大学、国公立研究機関、民間研究機関の研究者を合わせて総勢156人が集まり活発な討論を行った。その際、討論用資料集を作り、討論時ばかりでなくその後の研究資料として広く配布し本研究の活性化に役立てた。3.ニュ-スレタ-の発行(No.1、No2):研究組織グル-プ間の連絡、情報交換の便を図る目的で、定期的にニュ-スレタ-を発行することとし、これまでに2号を発行した。各グル-プの研究設備、活動状況、論文リスト速報等で大いに有効性を発揮している。4.研究成果発表会(1月11日、仙台):組織全研究者から本年度の研究成果を報告し、討論を行った。その際、組織以上の国内関連研究者へも参加を呼びかけ討論に加わってもらい、本研究の実を上げた。5.研究成果報告書の発行(3月):本年度の全体の研究成果を1冊の報告集として発行した。その際、全てを英文で記述し広く全世界のこの分野の研究者へ提出し本重点研究の今後の発展に役立てることにした。6.本年度の成果総括と次年度以降の研究計画:各班の実績概要に記した通り、本研究はこの一年で多くの世界的注目の成果を上げた。よって、次年度以降もさらに充実すべく、綿密なる計画を立て申請した。また、平成4年度最終時に国際会議を開くこととし、準備を始めた。
認知発達の霊長類的基盤

人間の認知機能の発達をそれ以外の霊長類と比較した。進化的に最も近いチンパンジーが主な対象である。チンパンジーの子どもには人間のおとなより優れた瞬間記憶があるという新事実を見つけた。いわばチンパンジーは「いま、ここという世界」を生きているが、人間は生まれる前のことや死んだあとのことに思いをはせ、遠く離れた人に心を寄せる。人間の「想像するちから」はそれ以外の動物には見出しがたいことが明らかになった。本研究は、主としてチンパンジーを対象に、その「思春期から青年期に到る時期」、すなわち「子どもからおとなになる過程(8歳から12歳の時期)」での認知発達に焦点をあてた研究をおこない、その心の発達の全体像を描き出すことを目的とした。チンパンジーの子どもを母親から隔離せず、なかまと集団生活する個体を主な研究対象とする「参与観察法」と呼ぶ新たな研究法をもちいる。また、野生チンパンジーの生態と行動の研究も同時並行し、実験研究と野外研究、観察と実験という手法を融合した新たなアプローチをめざした。研究対象は、霊長類研究所の1群14個体(9歳から43歳までの3世代)と、アフリカ・ギニアのボッソウの野生群13個体(0歳から約50歳までの3世代)を主対象にした。また京都市動物園と東山動物園とソウル動物園で暮らすチンパンジー集団も対象とした。下記の3つの実験場面を確立した。1)社会的場面:複数個体を対象とした競合あるいは共同作業の検討。2)対面検査場面:人間と同様な対面検査の実施。3)個体学習場面:1個体のみを対象とした「タッチパネル付きコンピュータをもちいた学習の解析、である。さらに、個体学習場面と社会的場面を融合して、2台のコンピュータを連動させ、2人のチンパンジーが協力する課題を設定する。こうした場面を通じて、人間の認知発達の霊長類的基盤を科学的に明らかにする研究計画である。なお、こうした人間の認知発達の霊長類的基盤を探るには、最も近縁なチンパンジーの研究が必須だが、それ以外の多様な霊長類にも目配りした総合的な研究を目指した。京都大学霊長類研究所の1群14個体(7歳から41歳までの3世代)と、アフリカ・ギニアの野生群13個体(0歳から約50歳までの3世代)を主対象に、「親子関係やコミュニティーのなかま関係の発達」「チンパンジーの認知機能の実態とその制約」、「人間を特徴づける認知機能」を明らかにする研究をおこなった。主対象の3組の親子について、子どもが思春期を迎える時期であり、子どもからおとなへのダイナミックな認知的な飛躍を実証的に捉えることを目的とした。下記の3つの実験場面を確立し検討した。1)社会的場面:複数個体を対象にした共同作業場面、2)対面検査場面:従来は困難とされてきたアダルト(おとな)になる過程での対面検査、3)個体学習場面: 1個体を対象とした「タッチパネル付きコンピュータをもちいた学習場面」である。主対象の7-8歳の子どもたちの親子関係は、親離れ、子離れが進みつつある。アラビア数字の系列情報処理とその記憶過程など、象徴機能、概念形成、注意機構、情動過程について解析した。顕著な成果として、2台のコンピュータを連動させた見本合わせ課題を新たに設定し、2個体が協力した見本あわせ課題ができることを示した。またアイ・トラッカーを導入して注視点の計測をおこない、人間とチンパンジーの注視点の類似と相違を実証した。物の操作に着目して自発的な規則の生成について検討した。また京都市動物園と東山動物園のチンパンジー等を対象にした比較認知科学研究を始めた。野生チンパンジー研究では、化石人類の発掘調査地コービフォーラから原石を持ち込み、それを野生チンパンジーが使うようすを観察した。人類の石器製作技術の進化の解明に向けた研究である。さらに、ヒト、テナガザル、ニホンザル、フサオマキザル、さらにはイルカ類を対象にした種間比較を通じて、比較認知科学の視点から思考と学習の研究をおこなった。本研究は、チンパンジーを対象に、「思春期から青年期に到る時期」、すなわち「子どもからおとなになる過程(8歳から12歳の時期)」での認知発達に焦点をあて、心の発達の全体像を描き出すことを目的とした。チンパンジーの子どもを母親から隔離せず、なかまと集団生活する個体を主な研究対象とした。また、野生チンパンジーの生態と行動の研究も同時並行し、実験研究と野外研究を融合させた新たなアプローチをめざした。京都大学霊長類研究所の1群3世代14個体と、アフリカ・ギニアのボッソウの野生群3世代13個体を主たる研究対象にした。「親子関係やコミュニティーのなかま関係を背景に、チンパンジーの認知機能の実態とその制約とは何か」、逆に「人間を特徴づける認知機能とは何か」を明らかにすることに意義がある。

主対象の3組の親子において、子どもが8-12歳になる時期なので、子どもからおとなへのダイナミックな認知的な飛躍を実証的に捉えることを試みた。本年度の研究において、3つの実験場面を確立した。1)社会的場面:複数個体を対象にした場面、2)対面検査場面:人間と同様な対面検査場面、3)個体学習場面:1個体を対象とした「タッチパネル付きコンピュータをもちいた学習場面」である。子どもからおとなになる過程に特有の系列情報処理、記憶過程、概念形成、注意機構、情動過程について明らかにした。具体的には、視線の検出、直観像的記憶の消失、階層的認知の深まりを調べた。また、野外実験と行動観察を組み合わせて、ギニアの野生チンパンジーを対象にしたフィールドワークを実施し、親子関係と道具使用など発達加齢現象を検討した。チンパンジーにも母子の深い絆があるとともに、祖母の役割が存在する事例を見つけた。さらに、人間、テナガザル、ニホンザル、新世界ザル、さらにはイルカ類を対象にした種間比較を通じて認知発達とその進化的基盤の研究をおこなった。本研究は、主としてチンパンジーを対象に、その「思春期から青年期に到る時期」、すなわち「子どもからおとなになる過程(8歳から12歳の時期)」での認知発達に焦点をあてた研究をおこない、その心の発達の全体像を描き出すことを目的とした。チンパンジーの子どもを母親から隔離せず、なかまと集団生活する個体を主な研究対象とする「参与観察法」と呼ぶ新たな研究法である。また、野生チンパンジーの生態と行動の研究も同時並行し、実験研究と野外研究を融合した新たなアプローチをめざした。霊長類研究所の1群14個体(9歳から43歳までの3世代)と、アフリカ・ギニアのボッソウの野生群13個体(0歳から約50歳までの3世代)を主対象にした。また京都市動物園と東山動物園とソウル動物園で暮らすチンパンジー集団も対象として、相互に緊密に連携して下記の3つの実験場面を確立した。1)社会的場面:複数個体を対象とした競合あるいは共同作業の検討。2)対面検査場面:人間と同様な対面検査の実施。3)個体学習場面:1個体のみを対象とした「タッチパネル付きコンピュータをもちいた学習の解析。さらに、個体学習場面と社会的場面を融合して、2台のコンピュータを連動させ、2人のチンパンジーが協力する課題を設定できた。研究テーマは、1)認知発達の基盤となる感覚・知覚・情動、記憶、物理的因果の認識、2)表象や概念や階層的認知、3)「他者の心の理解」や協力など社会的知性の研究である。また野外実験と行動観察を組み合わせて、アフリカの自然の生息地にすむ野生チンパンジーを対象にしたフィールドワークを実施し、親子関係と道具使用などにみられる認知発達を検討した。また今年度新たに、コンゴ盆地にすむボノボの研究を開始した。なお、人間、テナガザル、ニホンザル、新世界ザル、さらにはイルカ類を対象にした種間比較を通じて思考と学習の進化研究をおこなった。
細胞周期における核構造-染色体間のダイナミックスの解析

1.研究目的:出芽酵母のNpslpは分子量約160KのG2/M期の進行に必須な核蛋白である。本蛋白は、中央部分にヌクレオソームのリモデリングに働くことが明らかにされたSnf2pと相同性の高い領域を、C末部分にDNA結合能を示す領域を持つことから、我々は、本蛋白が、染色体の特定部位でのヌクレオソームのリモデリング、あるいはその他の核蛋白との相互作用を通じて、G2/M期に必須な機能を果たしていると予想している。本研究は、Npslpの機能解析、Npslpと相互作用する核蛋白の同定と機能解析、ならびにこれら蛋白の核内局在部位の視覚化とその細胞周期における動態を解析する事により、核構造と染色体間の機能的関連を理解するための手がかりを得る事を目的としている。2.研究成果:1)NPSI蛋白質の構造と機能の相関を明らかにするため、ヒドロキシルアミンを用いたin vitroの変異処理により、2つの温度感受性変異遺伝子、nps1-93、nps1-105を得た。Npslp中には活性に必須な2つのATP結合部位が存在するが、今回得られた変異は、nps1-93がN末側の、nps1-105がC末側のATP結合部位近傍のアミノ酸置換による点変異であった。nps1-105変異を持つ株に、nps1-93をプラスミドで導入すると温度感受性が相補されたことから各変異を含む機能領域は独立した機能を持つ可能性が示唆された。さらに、nps1-105変異株は準制限温度下で、微小微笑管重合阻害剤に特異的に感受性を示し、また、本変異株を制限温度処理すると染色体分配の精度が有為に低下したころから、Nps1pは核内微小管に関連した機能を持つことが予測された。現在、nps1-105変異株の温度感受性を抑圧する多コピーサプレッサー遺伝子10種を取得し、解析を進めている。2)昨年度遺伝学的手法により、NPS1と相互作用するものとして取得したNPS2は、分子量約180Kの核蛋白をコードしている。本遺伝子の破壊株について解析を行った結果、破壊株は高温処理や、DNAに損傷を与える処理に感受性を示し、また破壊株のホモ2倍体は胞子形性能を完全に欠いていた。この株を、胞子形成培値に移すと、減数第一第二分裂を終了した後、異常な微小管の形成とDNA領域の断片化、核の崩壊が起こって急速に死滅することが解った。従って、NPS2も安定な微小管構造の維持、あるいは染色体や核の高次構造の維持に重要な役割を持つものと考えられた。また、nps1-105とNPS2破壊の二重変異株では、制限温度の顕著な低下が観察され、両遺伝子の機能が、体細胞分裂期においても密接な関連を持つことが、確認された。現在、破壊株の減数分裂過程に於ける微細構造の変化を、電子顕微鏡によって追跡している。

従って、NPS2も安定な微小管構造の維持、あるいは染色体や核の高次構造の維持に重要な役割を持つものと考えられた。また、nps1-105とNPS2破壊の二重変異株では、制限温度の顕著な低下が観察され、両遺伝子の機能が、体細胞分裂期においても密接な関連を持つことが、確認された。現在、破壊株の減数分裂過程に於ける微細構造の変化を、電子顕微鏡によって追跡している。
椎間板バイオマテリアルの開発-椎間板変性に対する革新的治療戦略に向けて-

グリコサミノグリカンに類似した化学構造を有し分解性の低いバイオマテリアルである、硫酸化ジェランの椎間板細胞の基質代謝への影響を検討した。GS(硫酸化率32%)は、椎間板細胞の細胞増殖活性およびプロテオグリカン合成量を著しく促進した。また、局所への投与を可能にしたインジェクタブル硫酸化ジェラン(IGS : Injectable Gellan Sulfate)を家兎変性椎間板へ注入したところ、椎間板高の狭小化が有意に抑制された。組織学的検討より、IGSの高い組織親和性および基質代謝の活性作用が確認された。椎間板組織では髄核細胞が産生する高分子プロテオグリカン(アグリカン)がヒアルロン酸と連結しながら、コラーゲン線維の間を埋め尽くすように存在している。アグリカンにはコンドロイチン硫酸、ケラタン硫酸などの高い硫酸化率を有するグリコサミノグリカン(GAG)が結合し、組織の飽水能および弾力性に寄与している。一方、変性した椎間板では、椎間板組織内のプロテオグリカンは分解され、飽水能および成長因子結合能が低下している。これに対し、我々はGAG構造を模倣した糖鎖高分子である硫酸化ジェランに注目しており、新規椎間板バイオマテリアルとして工学部と共同開発してきた。本研究では、ターゲット部位への注入を可能にしたインジェクタブル硫酸化ジェラン(IGS)の有用性を検討し、家兎椎間板内に注入されたIGSの組織親和性を評価した。NZW (New Zealand White)種7羽を用いて、椎間板(L2/3, L4/5)を18G針にて穿刺した。穿刺後、40°Cに保温されたIGSをL2/3, L4/5椎間板内に注入した。L3/4は無穿刺群とした。術後2週毎にレントゲン撮影し,椎間板高を計測した.手術後4週で屠殺し、組織学的評価を行った。対照群は椎間板穿刺のみとした。40°Cに保温したIGSは椎間板内に注入され、生体内でゲル化することが確認された。X線学的検討では、対照群では経時的に椎間板高の狭小化(4週後:73%)を認めたが、IGS群では穿刺後4週で椎間板高は術前の82%に維持されていた。組織学的検討では、椎間板内に注入されたIGSは髄核および内側線維輪組織に分布しており、細胞外基質問に浸潤するように存在していた。また、椎間板内への炎症細胞浸潤は認めなかった。今回の結果より、家兎椎間板内に注入されたIGSは生体内でゲル化し椎間板高の維持に働き、椎間板組織と良好な組織親和性を有することが示された。椎間板が変性すると、髄核組織における水分含有量、プロテオグリカン含有量が著しく低下し、組織の線維化が進行することが知られている。我々は、グリコサミノグリカンに類似した化学構造を有するバイオマテリアルである、硫酸化ジェラン(gellan sulfete : GS)に注目し、椎間板変性に対する治療に応用することを考えている。GSは、ネイティブ型ジェランを硫酸化した誘導体であり、椎間板内に含まれるグリコサミノグリカンを模倣する化学構造を有する。本研究の目的は、GSの椎間板細胞への影響を検討することである。椎間板細胞を牛尾部椎間板より採取し、髄核と線維輪を別々に酵素処理し、それぞれの細胞を分離、抽出し、3次元アルジネートビーズを作製した。硫酸化率、濃度の異なるGS溶液を含む培養液にてアルジネートビーズを培養し、培養開始1週、2週後の時点で細胞増殖活性、プロテオグリカン蓄積量の評価を行った。実験群は、硫酸化率6.2%のGS(GS6.2%)、硫酸化率32%のGS(GS32%)をそれぞれ1g/ml,10μg/ml,100μg/mlの濃度とし、control群は10%FBS溶液単独投与群とした。細胞増殖活性は、bisbenzimidazole fluorescent dye法にて、各群のビーズに含まれるDNA量を定量化し、プロテオグリカン蓄積量は、dimethylmethylene blue microdetermination assay法にて定量化して評価を行った。椎間板の細胞増殖活性において、髄核、線維輪ともにGS32%100μg/ml群にて対照群と比較して有意な増加を認めた。また、プロテオグリカン蓄積量においても、髄核、線維輪ともにGS32%100μg/ml群で有意な増加を認めた。GS6.2%群においては、細胞増殖活性、プロテオグリカン蓄積量とも明らかな差は認めなかった。本研究の結果より、硫酸化ジェランが椎間板細胞に対する高い細胞増殖活性、プロテオグリカン蓄積能を有することが判明した。
高血糖で吸入麻酔薬の心筋保護効果が抑制されることに対してスタチンが及ぼす影響

13週齢オス日本白色種ウサギの心筋虚血再灌流モデルを用いて高血糖状態で吸入麻酔薬による心筋保護効果が抑制されることに対してスタチンがどう作用するか研究した。正常血糖では対象群に比べて、イソフルラン(ISO)、シンバスタチン(SIM)、および併用群で有意に心筋梗塞サイズが減少した。高血糖群では、ISO, SIMは心筋保護効果が棄却されたが、併用群では心筋保護効果を発揮した。我々は吸入麻酔薬イソフルランが心筋虚血再灌流傷害に対して心筋を保護することを報告してきた。しかし、その恩恵的な効果は高血糖状態で減弱することも報告した。近年、スタチンには単に高脂血症の治療薬だけでなく、AktやeNOS活性化を誘発して、心筋保護効果を含む様々な薬理作用が報告されている。そこで高血糖状態でスタチンの投与が吸入麻酔薬の心筋保護効果を高めるかどうか検討した。13週齢オス日本白色種のウサギの耳静脈からペントバルビタールを投与し、気管切開を行い左胸開をして冠動脈左前下行枝の枝に糸をかけ、心筋虚血再灌流モデルを作成した。すべての群で30分間の心筋虚血と3時間の再灌流を施した。高血糖群ではグルコースを静脈内投与(0.6g/kg bolus後0.6g/kg/h)して血糖値を300mg/dl以上にした。イソフルランは1MACを再灌流時に5分間のみ投与した。また、スタチンはSimvastatin 1mg/kgを再灌流5分前に静脈内投与した。再灌流後に心筋梗塞サイズを測定した。その結果(n=7/bach group)、対象群(42±8%)に対してイソフルランによるポストコンディショニングは有意に心筋梗塞サイズが減少した(21±10%)。高血糖状態ではイソフルランの保護効果は棄却された(39±10%vs. 41±7%)。スタチン単独で高血糖状態でも保護効果を発揮し、イソフルランと併用するとさらに保護効果があった(28±1% vs. 16±11%)。これらの結果から、高血糖状態でもスタチンとイソフルランを併用すると心筋保護効果を発揮する可能性があることが示唆される。昨年度に引き続き、心筋梗塞サイズの測定を行った。今年度は正常血糖でのスタチン単独群とイソフルランとスタチン併用群の心筋梗塞サイズの測定を継続中である。現在、各群n数が4で統計処理はできていない。さらにリン酸化AktおよびeNOSを測定するため、心筋梗塞サイズめ実験と同様のプロトコールで再灌流10分後に心臓を摘出し、左心室を急速冷凍し保管している。これらは後日、ウェスタンブロット法で酵素活性を測定する。昨年度および一昨年度は、ウサギの心筋虚血再灌流モデルで再灌流5分前にSimvastatin 1mg/kgを投与することで、心筋保護効果が誘発できるか調べていた。しかし、スタチンで静脈投与できる製剤はないので、より臨床に近い状態でも心筋保護効果を誘発するか心筋梗塞サイズの測定を行い調査した。これまでと同様に13週齢オス日本白色種のウサギを用いて実験を行った。Simvastatin投与群は3mg/kg/dayを3日間内服させた。その後、全てのウサギで冠動脈前下行枝の枝を30分間閉塞して、3時間再灌流した。

CON群は虚血再灌流のみ、SIM群はスタチン3日間投与後実験、ISO群はイソフルランを再灌流直後に5分間1MAC投与、SIM+ISO群はスタチンとイソフルラン併用、さらにグルコース持続静脈内投与で血糖値を300mg/dLの高血糖にして、同様の4群を実験し、心筋梗塞サイズを比較した。その結果、正常血糖では、SIM群、ISO群、併用群で有意にCON群と比較して心筋梗塞サイズが減少し、心筋保護効果を発揮した。しかし、高血糖状態ではスタチンとイソフルランによる心筋保護効果は棄却された。一方で、高血糖状態でもスタチンとイソフルラン併用群では心筋保護効果は温存された。これは、スタチンは短期間投与でも、高血糖による吸入麻酔薬の心筋保護効果抑制作用を減弱して、心筋保護効果を復活させる可能性がある事を示している。大学の再開発事業で実験室が移転したことで、実験を一時中断していたため。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、実験室は順調に稼働している。新しい大学院生も実験に加わったため、平成24年度は23年度の遅れを取り戻せると考えている。
高純度銅の溶製とその評価

高純度銅の溶製に関する研究の中で、本年度は交付申請書に記載したように、主にガス成分に着目し、純銅中の微量酸素およびイオウの除去に関する研究を行い、以下の知見を得た。溶銅中の酸素は水素ガスまたは炭素により十分に除去可能であるとの熱力学的考察のもとに脱酸実験を行った。水素による脱酸は、5%H_2ーAr混合ガスを溶銅直上に定常的に流すことにより、炭素による脱酸の場合はグラファイトるつぼ中で銅を融解することにより行った。また銅中の1ppmあるいはそれ以下の微量酸素分析に関しては現在のところまだ十分信頼できるものではないため、ジルコニア固体電解質を用いた酸素濃淡電池により酸素濃度をモニターし、採取試料の分析値との比較も行った。その結果、銅中の酸素は水素および炭素のどちらの脱酸剤を用いても1ppmレベルまで除去できることがわかった。脱硫に関しては、酸素を過剰に溶銅中へ溶かし込み、Arガス気流中でSO_2ガスとして揮発除去させる実験を行い、2000ppmの酸素添加により約2時間、3000ppmの酸素添加により約1時間の脱硫操作で0.05ppmS以下まで除去することができた。なおこの際過剰に加えた酸素は脱流操作後、水素ガスにより1ppmまで低減させた。また溶解水素は減圧操作により除去可能である。この方法は銅の脱酸脱硫に簡便で効果的な方法であることを実証した。今後は上記の方法で得られた試料を帯溶融精製することにより、主に金属不純物を除去し、微量元素の分析および残留抵抗比(RRR)測定等により、その純度を評価する予定である。