hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
X線磁気回折によるウランカルコゲナイドの磁性の圧力変化の研究

超伝導磁石とダイヤモンドアンビル高圧セルを組み合わせた、低温(4.2K)・高磁場(6T)・高圧(20GPa)の多重極限下のX線磁気回折実験システムを、SPring-8・BL39XUに完成させた。移相子を利用した偏光反転法によるX線磁気回折法を開発した。しかし、SPring-8におけるウラン試料取り扱いの認可が、平成11年9月に発生したJCOの臨界事故の影響で当初予定より1年遅れ、平成12年度末となった。超伝導磁石を用いたX磁気回折実験は平成13年度より行なった。高圧セルに200μm程度の大きさのUTe単結晶を封入し、これを超伝導磁石内に導入し、温度4.2K・常圧にてX線回折ピークの検出に成功した。これにより4.2KにおけるUTeの格子定数測定を行なうことができた。しかし、この最初の実験で、超伝導磁石が発生する漏れ磁場が放射光蓄積リングの電子ビームの軌道を変化させる、という重大な障害が判明した。磁場方向と放射光ビームが垂直の配置で、他のビームラインの放射光強度を変動させることが判った。そのため垂直配置は許可されなかった(平行配置は実施可能)。本X線磁気回折のLS分離測定には垂直・平行の両配置の実験データが必要である。実験ハッチ内に珪素鋼板を設置する等の漏れ磁場軽減策が講じられたが、垂直配置の実験が自由に行なえる状況には未だ至っていない。X線磁気回折によるLS分離測定は不可能となったので、磁場平行配置のみで可能なX線磁気吸収実験(MCD実験)を行なった。FeおよびNiのK吸収端における高圧下のMCD実験である。両試料ともに、圧力に伴う磁気信号の減少が観測された。Niでは、MCD磁気信号vs.圧力の実験曲線と、バンド計算による軌道モーメントvs.圧力の計算曲線とが極めて良く一致し、MCD磁気信号と軌道モーメントとの強い関連を示唆する結果が得られた。1.低温(4.2K)、高圧(10GPa)、高磁場(6T)下でのX線磁気回折実験を可能とする、超伝導磁石の設計・製作を行なった。設計のポイントは以下の通りである。(1)X線磁気回折における90度錯乱を考慮し、横磁場・スプリット型を採用する。(2)低温、磁場中で圧力調整が可能なガス駆動型圧力セル(到達最高圧力は10GPa程度)が使用できるよう、極力大きなボア径、スプリット径とする。(3)ウランカルコゲナイド化合物UTeの相転移が見込まれる磁場5Tは出せるようにする。(4)単結晶の回折実験に必要な2軸の結晶回転機構を、試料セル内に備える。これにより、4.2K、10GPa、6T、という低温、高圧、高磁場の試料環境を整備することができた。特にこのような高圧下での物性実験が可能な横磁場型の超伝導磁石は珍しく、X線磁気回折実験以外の物性実験(例えば磁気吸収実験・MCDやNMR)においても極めて有用である。今後は、本超伝導磁石の、そのような多面的な利用も視野に入れて研究を進めたい。2.ウランカルコゲナイド5f電子系のX線磁気回折実験への予備実験として、4f電子系であるDyのX線磁気回折実験を行なった。複数の反射面を用いて磁気形状因子を測定し、次ぎの結果を得た。(1)今回測定した(103)反射面と(114)反射面の間では磁気形状因子の異方性は見られなかった。

(2)実測の磁気形状因子を双極子近似理論曲線と比較したところ、両者の間にズレが確認された。現在より詳細な解析を行っている。SPring-8における核燃料物質取り扱いの認可が遅れており、平成12年度内のSPring-8でのウラン試料実験は不可能となった。そこで、本年度は主に次の2つの実験を行なった。一つは、ウラン5f系強磁性体にかわるものとして4f系フェリ磁性体であるホルミウム鉄ガーネットの低温におけるX線磁気回折実験を行なった。二つ目は、X線磁気回折実験の精度の向上を図るため、新しいX線検出・計測系の開発・構築を行なった。それぞれの実験について結果を報告する。1.フェリ磁性体であるホルミウム鉄ガーネットの、880逆格子点におけるスピン磁気形状因子および軌道磁気形状因子を分離測定し、60Kから300Kの範囲でそれぞれの温度変化を測定することに成功した。この実験より次の2点が示された。(1)補償温度(131K)においては、スピンおよび軌道磁気形状因子の符号が反転し、これより、ホルミウム原子と鉄原子の磁気モーメントの向きが補償温度で反転する現象の直接観測に成功した。(2)スピンおよび軌道磁気形状因子の絶対値は、補償温度前後で連続的に変化し、温度上昇とともに単調に減少していることがわかった。2.X線磁気回折実験で従来用いられてきた半導体検出器(上限計数率は10^4cps程度)に替わり、高計数率APD検出器と高速多重波高分析器FADCを用いた測定系(上限計数率は10^6cps以上)を新たに開発・構築した。APD検出器を用いた高速波高分析の試みはこの実験が初めてである。SmFe_2を試料とする予備実験では4×10^5cpsの回折X線強度での測定が実際に可能であることがわかり、半導体検出器を用いた場合に比べ同一の測定時間では測定統計誤差を1/5程度に縮小できることが示されX線磁気回折実験の高精度化が達成された。また、高圧下磁気回折の予備実験として、鉄化合物の高圧下の磁気吸収実験を行なっている。SPring-8における国際規制物質(ウラン等の核燃料物質)取扱いの、文部科学省による認可が当初見込みより遅れ、平成14年2月にようやく認可の運びとなった。これに合わせ、本研究課題の実験は平成14年3月中旬に行われることとなった。この実験結果の詳細は研究成果報告書で報告する。本年度は、低温(5K)・高磁場(5T)・高圧(10GPa)の多重極限下の放射光X線磁気回折実験に向け、次の各種実験を遂行した。(1)2種類の超伝導磁石を実際に磁気回折実験へ初めて適用した。一つは、ヘリウムガス循環型冷凍機付き磁石、もう一つは、液体ヘリウム溜付き磁石である。前者の利点は液体ヘリウム追加なしに2週間程度の連続測定が可能であり、SPring-8では重用されている型である。しかしながら、実験の結果、X線磁気回折実験ではこの型の超伝導磁石は使用できないことが判った。理由は、冷凍機の振動が試料に伝わり、回折強度のゆらぎが非常に大きいからである。回折強度の微小な変化として磁気効果を測定する本実験では、冷凍機付き超伝導磁石は使用不可能である。一方、本研究で整備した液体ヘリウム溜付き磁石は十分使用可能であることが判った。(2)UTe単結晶試料塊から微小試料切片の切り出しを行なった。ヘキ開性を利用し、0.3mm×0.2mm×0.1mmの微小切片の切り出しに成功し、高圧DACセルに組み込んだ。
歯科用コーティング材の審美性改善効果に関する研究

MI:Minimal Interventionと審美性獲得を両立させるひとつの選択肢として、歯質や修復材表面に塗布を行うコーティング材が存在するが、臨床に際しての使用上の明確な指針などは必ずしも明確とはなっていない。本研究の目的は、歯科用コーティング材の審美性改善効果とその持続性をin vitroにおいて多角的に検討することにより、臨床応用のためのEvidence構築の礎を目指すものである。その結果、種々の食品由来の色素はコンポジットレジン自体への着色に影響し、ホワイトニング剤によって着色が分解されること、またコーティングによって着色効果が減弱することが明らかとなった。また、着色の程度はコンポジットレジン中に配合されたフィラーの体積比によって影響を受ける傾向が認められた。MI:Minimal Interventionと審美性獲得を両立させるひとつの選択肢として、歯質や修復材表面に塗布を行うコーティング材が存在する。臨床に際しての使用上の明確なガイドライン、例えばどの程度の色調改善効果があるのか、あるいはどの程度の期間の暫間的審美治療に応用可能なのかなどは必ずしも明確とはなっていない。そこで本研究の目的は、歯科用コーティング材の審美性改善効果とその持続性をin vitroにおいて多角的に検討することにより、臨床応用のためのEvidence構築の礎を目指すものである。平成22年度には予備実験の一環として、コンポジットレジンへの着色とホワイトニング剤の効果に関して測定を行った。その結果、紅茶、コーラ、赤ワインなどの飲料水に試料を浸漬すると紅茶が最も着色を生じ、その程度はコンポジットレジン中に配合されたフィラーの体積比によって影響を受ける傾向が認められた。また、ホワイトニング剤の効果はコンポジットレジン自体の色調には影響を与えないものの、紅茶によって着色を受けたコンポジットレジンを漂白することが確認された。平成23年度には、コンポジットレジンへの着色とホワイトニング剤の効果に関して測定を行った。その結果、醤油、黒酢、しそジュースなどの飲料水に試料を浸漬するとしそジュースが最も着色を生じ、その程度はコンポジットレジン中に配合されたフィラーの体積比によって影響を受ける傾向が認められた。MI: Minimal Interventionと審美性獲得を両立させるひとつの選択肢として、歯質や修復材表面に塗布を行うコーティング材が存在する。コンポジットレジンへの着色とホワイトニング剤の効果に関して測定を行った。数種類の飲食物によるコンポジットレジンへの着色の影響について、有効なデータが得られており、複数の国際学会において公表を行っている。歯科用コーティング材の効果についても予備実験による基礎的データの収集は終わっており、本実験による最終段階を迎えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。歯科用コーティング材の効果に関しての検討方法を、当初予定していた色差測定を中心に行うが、さらに異なる方法を模索している。今後、確定次第、本課題に導入すべく準備を行っている。また、課題研究の最終年度であるために、学会発表のみならず、論文公表の準備を行う予定である。
車載型路面凍結検知システムの試作開発

積雪地域の冬期間交通路で大きな問題である路面凍結を検知するシステムを試作開発した。検知装置は入射角45°のLED光源,天頂センサー,反射角45°センサーからなり,拡散反射および鏡面反射を求めた。スリップ事故の原因となる光沢路面は鏡面反射率から判別でき,ブラックアイスバーンは鏡面反射と拡散反射の比から抽出できた,道路上の観測は,北見市内、陸別町,国道39号山間部(石北峠)等で行い,良好な結果を得た積雪地域の冬期間交通路で大きな問題である路面凍結を検知するシステムを試作開発した。スリップ事故の原因となる光沢路面は鏡面反射率から判別でき,ブラックアイスバーンは鏡面反射と拡散反射の比から抽出できた,道路上の観測は,北見市内、陸別町,国道39号山間部(石北峠)等で行い,良好な結果を得た【研究目的】路面凍結検知器開発およびその応用のために次のような研究を順次行う。1.路面凍結状態の内最も危険な「つるつる路面」の光学特性と滑り度の関係を調べる。とくに各種路面について反射率の角度依存光学特性から凍結路面を分類する。2.車載型を目指す実用的な凍結検知装置開発を目指す。そのために、光源・センサーの適当な反射角決定、光源・センサーの波長決定を行う。3.凍結検知試験装置を実際の路面で冬期間継続観測し、一般路面・橋梁路面・覆道路面について凍結状態の季節的違いを計測する。【実施概要】1.光学式の路面凍結状況測定装置として、LED光源光を斜めに照射し、路面からの反射光を天頂及び入射角と同じ反射角の2方向で反射光をフォトダイオードで受光し、それぞれ路面反射率、鏡面反射率を求めた。2.外部光と測定用光源を区別するために、LED光源は点滅させ、その交流成分から外部光信号とLED光源による信号を分離した。3.車載型路面凍結状況測定装置を観測者に搭載し作成し、北見市内、国道39号石北峠付近の観測を実行し、複数ビデオカメラによる路面観測と凍結状況信号の比較を行なった。4.加速度計による路面ラフネス測定体系を確立し、冬期交通路における凍結路面、積雪路面の凹凸を測る体制を整えた。【研究目的】路面凍結検知器開発およびその応用のために次のような研究を順次行う。そのために、光源・センサーの適当な装置を順次開発・]改良する。3.凍結検知試験装置を実際の路面で冬期間継続観測し、一般路面・橋梁路面・覆道路面などの路面種別、標高変化、地形による日陰部分などの要素による凍結状態の解析を行う。【実施概要】1.路面凍結状況測定装置として、LED光源光を斜め45°に照射し、路面反射光を天頂方向及び入反射角45°の2方向でてフォトダイオードで受光し、路面明度、鏡面反射率を求めた。2.光源として5cmx10cmの面積に10x20個のLEDを配置した面的光源を用いた結果、路面の多少の傾きや車高変化にかかわらず、鏡面反射を捕らえることができるようになった。3.外部光と測定用光源を区別するために、LED光源は点滅させ、その点滅電源信号を記録することにより、外部光信号とLED光源による信号を分離した。4.車載型路面凍結状況測定装置を観測者に搭載し作成し、北見市内、国道39号石北峠付近の観測を実行し、4chビデオ画像記録装置による路面観測と凍結状況信号の比較を行なった。そのために、光源・センサーの適当な装置を順次開発・改良する。【実施概要】1,路面凍結状況測定装置として、LED光源光を斜め45°に照射し、路面反射光を天頂方向及び入反射角45°の2方向でてフォトダイオードで受光し、路面明度、鏡面反射率を求めた。2.光源として5cm×1Ocmの面積に10×20個のEDを配置した面的光源を用いた結果、路面の多少の傾きや車高変化にかかわらず、鏡面反射を捕らえることができるようになった。4.可搬形型路面凍結測定装置を作成し,北見市内、陸別町,国道39号での凍結路面光学特性観測を行い、各種路面の拡散反射および鏡面反射の特性を求めた。5.車載型路面凍結状況測定装置を観測車に搭載し、陸別町および国道39号石北峠付近の移動観測を行い、路面放射温度や4ch画像記録装置による凍結状況との比較を行なった。
高齢者の精神疾患に関する看護師、看護学生の認識とケア－ベトナムと日本の比較

日本とベトナムにおいて、看護学生を対象として、アンケート調査を行い、それぞれの国における高齢者の認知症への認識、ケアの在り方に関する考え方、それらへの看護教育について、両国を比較検討した。また、ベトナムにおいては、実務に当たる看護師に対し、面接調査を行った。その結果、ベトナムでは、看護学生、看護師に対し、認知症に関する教育は行なわれてはいるが、患者に対するケアは社会的課題として捉えられておらず、家族などによる親密圏において行なわれるべきであるという規範が根強いこと、しかし、近年の急速な社会変化を受け、より専門的な教育や施設の必要性が認識されだしていることが示唆された。平成26年度5月より、ベトナムでの調査に用いる調査依頼文書、調査対象者承諾書、調査用紙の作成を開始した。9月から1日本語にてベトナム語への翻訳を行った。ベトナム語に翻訳した調査用紙に関し、日本研修中のベトナム人看護師に協力を得、修正を行った。平成27年2月から3月にかけ、ベトナム国訪問、ホーチミン市のホーチミン市立病院とホーチミン市大学、ダナン市のダナン母子病院とダナン大学、ハノイ市のベトナム看護協会を訪問。現地での高齢者への医療、看護の現況について聞き取りを行うとともに、上記作成した文書を提示、今回の調査への協力を依頼した。調査実施に関しては、いずれの機関においても承諾を得、実施日程、手続きに関し調整を行った。現在、調査用紙、質問項目の最終的な見直しを行うとともに、本年度の調査実施の日程調整を行っている。平成27年度においては、以下1.2.3の調査を行った。1.ホーチミン市の医療技術大学、ダナン市のダナン大学看護学部において看護学専攻の1年生、4年生学生約800人に対し、アンケート調査を行った。アンケート用紙は、認知症の事例とそれに関する知識、考え方を問う回答選択型の質問を記載したものである。本調査用紙は日本語で作成、ベトナム語に翻訳後、さらに現地、大学、病院の医療や教育の専門家と検討を重ねたものである。2.我が国において、神戸市看護大学、大阪市立大学、梅花女子大学、人間環境大学、島根大学の看護学部1年生、4年生約800名に上記調査用紙日本語版を用いたアンケート調査を行った。現在、上記1.2の調査結果を分析し、、ベトナムと日本、両者の違いのありよう、またそれぞれの国における地域差の有無を明らかにしようとしている。3.ベトナム国ダナン市総合病院、同ホーチミン市ホーチミン精神科病院において、看護師各病院10人に対し面接調査を行った。調査ではまず、認知症の事例を記載した用紙を提示、その事例に関した知識を問うとともに、同様の事例に関する考え方、これまでに対応した経験、周りの人たちの対応のあり方などについて質問した。この調査結果からは、ベトナムにおける認知症高齢者に対する考え方や対応のあり方の特徴、それらと文化社会背景の関連が見えつつある。また、近年、ベトナム都市地区では、認知症の疾患としての理解は進みつつあるものの、老人は家族がケアすべきという伝統的な考え方は維持されている。一方、核家族化、夫婦とも勤務仕事を持つなどの社会変化は進んでおり、認知症老人をかかえた家族の負担は大きなものとなリ、様々な問題が生じていることも示された。今後、これまでの結果の分析を進めるとともに、同様の面接調査をベトナムの他の総合病院、精神科病院において続ける予定である。ベトナムでの調査は平成27年度内で終了する予定であったがベトナムにおける受入機関内の事情に加え、国際間での調査用紙、結果の受け渡し、会議日程の調整などに時間を要し、調査開始が遅れたことによるたことによる。しかし、現時点では看護学生対象のアンケート調査はほぼ終了、看護職員対象の面接調査も順調に進みつつある。2016年4月から7月にかけ、島根大学医学部看護学科、梅花女子大学部看護保健学部看護学科、光華女子大学健康科学部看護学科、神戸市看護大学、大阪市立大学医学部看護学科において看護学一年生、四年生に対しアンケート調査および、その結果の分析を行った。2016年8月ベトナム国ダナン市ダナン大学、同国ホーチミン市看護医療技術大学(PHAM NGOC THACH UNIVERSITY OF MEDICINE Faculty of Nursing & Medical Technology)において、それぞれの研究者と研究会を開催、上記日本における調査結果について報告、ベトナムにおける状況との比較検討を行った。本調査からは、ベトナムの看護学生は、専門知識習得後も認知症事例の症状を、認知症ではなく老化や他の精神疾患と考える傾向が強く、これは同国では、まだ認知症の知識が一般的ではないことを反映している可能性があること、また、支援方法や地域でどう関わるかという自身の行動予測に学年間に差がなく、これは認知症者を含め高齢者を家族が看るのが一般的なベトナム社会を表わしている可能性があること、などが示唆された。加えて、ダナン市精神医療センター、ホーチミン市グエントライ(NguyenTrai)総合病院において看護師に対しインタビュー調査を行った。本調査によっては、同国における看護師の認知症に対する認識は進んでいるが、社会一般では、都市部での認識はようやく広まりつつある一方、小家族化が進んでいること、社会的支援の制度や施設がないことによる問題が生じていることなど伺われた。現在、前期アンケート調査結果に加え、これらインタビュー査結果の解析を進めている。なお、調査分析結果についてはその一部を2017年8月の看護教育学会にて発表予定であり、その準備も進めている。ベトナムにおける調査実施において、調査対象期間との方法、時期などの調整に予定より時間がかかっていることがある。また一部対象期間での結果の解析についても協力作業を始めることに時間がかかっているためである。

平成29年6月にし島根大学看護学部にて、研究メンバーが全員集合し、前年度までに行われた調査結果のまとめと考察を行なった。日本、ベトナムにおけるアンケート調査については同年8月日本看護教育学会にて発表した.ベトナムの4年制看護学生を対象としたアンケート調査の結果からは、認知症事例の認識において、その症状を老化や他の精神疾患によると考える傾向が強いことが示された。ベトナムでは認知症高齢者の問題がそれほど一般的になっていないことに加え、老年看護学を系統的に学ぶ機会が多くないことを反映していると推察する。高齢者の支援者としては近親者が選択されることが多く、高齢者のケアは家族が担うという認識が強いことにようると考えられた。しかし、4年生の自由回答からは、共感的・協力的な態度だけでなく否定的、現実的な回答も見られており、高齢化が加速し家族形態も変化するなか、家族が面倒を見るという価値観に限界が生じていることを履修が進むに伴い、感じ出していることも伺われた。さらに、平成30年3月に、文化人類学研究会「百越の会」において共同研究者、野上がダナン市、ホーチミン市で活動する看護師へのインタビューの分析結果について発表した。この調査においても認知症に関する認識は広まっていること、家族がケアすることが当然と考えられていること、しかし、近年の高齢化、都会における核家族化など社会状況の変化に伴い、ケアにおいて様々な困難が生じていることが具体的に示された。平成30年3月にはダナン大学、ホーチミンPham Ngoc Thach医科大学において、上記まとめについて報告するとともに、本調査経過における問題点の検討を行なった。今後、認知症への認識や対応について、患者家族など対象を広げ研究を進めていくことや、高齢者看護の教育のありかたについてもさらに検討していくことについても話し合った。日本とベトナムにおいて、看護学生を対象として、アンケート調査を行い、それぞれの国における高齢者の認知症への認識、ケアの在り方に関する考え方、それらへの看護教育について、両国を比較検討した。また、ベトナムにおいては、実務に当たる看護師に対し、面接調査を行った。その結果、ベトナムでは、看護学生、看護師に対し、認知症に関する教育は行なわれてはいるが、患者に対するケアは社会的課題として捉えられておらず、家族などによる親密圏において行なわれるべきであるという規範が根強いこと、しかし、近年の急速な社会変化を受け、より専門的な教育や施設の必要性が認識されだしていることが示唆された。調査に必要な文書、調査用紙などの準備はほぼ完成した。ベトナム側の対象期間の協力の承諾も得られ、現在は実施日程の調整に入っている。平成28年度前半中に病院職員への聞き取り調査をベトナム国ダナン市の精神科病院とホーチミン市の総合病院にて行う予定である。
ラジカル分子錯体の分子間相互作用の分光学的研究

本年度の研究ではフーリエ変換型マイクロ波分光及び二重共鳴分光法を用い、水-HO_2錯体の気相での分光検出に世界で初めて成功した。大気の化学、特に対流圏の化学ではOH、やHO_2ラジカルが中心的な役割を果たすと考えられている。しかし、現在の化学に基づくシミュレーションでは、これらのラジカルの濃度が必ずしも十分な精度で再現されないなどの問題が指摘され、これらのラジカルが実際の大気で果たす役割は未だに十分には解明されていないと考えるようになっている。近年のこうした状況の中で、大気中に水蒸気として大量に存在する水が、これらのラジカルと分子間力で錯体を形成し、ラジカルの反応性を変化させたりするなどにより、大気化学全体に重大な影響を与えている可能性が高いとの見方が強まっている。特に今回観測に成功した水-HO_2錯体は強い分子間力が働くことが理論的に予想されており、HOx化学、さらには大気化学全体に大きな影響を与える可能性があるとされていた。しかし、実験室で検出可能な量のラジカル分子錯体を効率的に生成することは極めて難しく、実験研究がほぼ皆無であり、殆どの研究が理論計算の結果を仮定した予想の域を出なかった。現在の理論計算ではラジカル分子錯体に関する理論計算結果はそれほど高い信頼性は期待できず、この結果を基礎とした提案はやはり信頼性に乏しいと言わざるを得なかった。本研究で初めて水-HO_2錯体の気相での存在が確立されたことで、この錯体が実際の大気で重要な役割を果たす可能性が高いことを示すことができた。実験結果は理論計算の分子構造、結合エネルギーを支持しており、かなりの量の錯体が実際の大気中に生成していると考えられる。(条件次第では大気中のHO_2の約2-3割が錯体の形で存在する。)この可能性は最終的には実際の大気でのモニタリングによって確かめられる必要がある。本研究成果は将来の実際のモニタリングに必要な情報(遷移周波数、遷移強度)を同時に与える。本年度の研究ではフーリエ変換型マイクロ波分光及び二重共鳴分光法を用い、HOOOラジカル及びHOOOHの回転遷移の観測に初めて成功した。これらの分子は水素、酸素のみからなる極めて基本的な分子種であり、古くから化学反応の中間体として存在が予言され、実験研究の必要性が提示されてきたが、その反応性の高さ故に直接的な実験研究は皆無であった。最近になって幾つか論文が大気、反応、生物化学分野で相次いでこれらの分子種の役割が無視できないものであることを指摘したことが発端となり、現在も主に理論計算により多くの研究が報告されている。本研究結果により、これらの分子の気相での存在が初めて直接的に実証され、その分子構造を明らかにすることができた。HOOOは非直線状に水素、酸素原子が連なり、平面トランス型の配置をとり、HOとOOが水素結合並に弱く結合し、HO-OO結合距離は通常の酸素の単結合に比べかなり長いことが分かった。既報の理論計算の結果とはかなり異なっており、既存の理論計算は大幅な改善が必要であることが分かった。HOOOHは理論計算の結果と良く一致し非平面でC_2対称性を持つことが分かった。HOOOHの場合、観測可能な遷移は限られ試験的に三重共鳴分光法を開発、適用することで分子種の同定に必要な遷移を観測した。観測された遷移の一つが電波望遠鏡によるW51でのサーベイで報告されている未同定線に一致しており、星間空間でもHOOOHが何らかの役割を果たしていることが期待される。尚、これらの研究結果は米科学雑誌Scienceに投稿を予定している。このほか開殻分子錯体Ar-HO_2のマイクロ波分光にも成功した。これにより、大気反応で重要な役割を果たすことが期待されるH_2O-HO_2錯体の検出の基礎を築くことができた。

実験結果は理論計算の分子構造、結合エネルギーを支持しており、かなりの量の錯体が実際の大気中に生成していると考えられる。(条件次第では大気中のHO_2の約2-3割が錯体の形で存在する。)この可能性は最終的には実際の大気でのモニタリングによって確かめられる必要がある。本研究成果は将来の実際のモニタリングに必要な情報(遷移周波数、遷移強度)を同時に与える。
多数歯欠損患者に対するIARPD治療プロトコールの確立

欠損部にインプラントを埋入し中間欠損化して義歯の安定を図るImplant-Assisted Removable Partial Denture (IARPD)の報告があるが,補綴歯科領域で特に難症例とされる咬合支持域を喪失したすれ違い咬合患者への適用とその治療効果については報告がなく、本研究では咬合支持域喪失患者を対象に使用中の義歯に関する後ろ向きコホートによる調査とIARPD介入試験を行い,臨床的アウトカムおよび患者立脚型アウトカムを調査し,IARPD適応症・設計を含む治療指針の構築を目的としている.多数歯欠損患者の後ろ向きコホート研究について:診療記録をもとにして,上記の採択基準および除外基準に適合する患者の後ろ向き調査を行った.過去5年間の治療実績の中で上記欠損形態に合致するものを対象に臨床的調査項目として,年齢・性別・歯の残存状態と歯周組織の状態(ポケット深度,動揺度),可撤性部分床義歯の製作時期と破損や修理の既往についての調査を行なった.さらに,同意を得た患者から,患者立脚型アウトカムとしての現在のOHIP-J49(Oral Health Impact Profile日本語版)の収集を行なった.IARPD介入試験について:上記のコホート研究で調査した患者のうち,採択基準に適合するものに対し,IARPD介入試験の説明を行い患者の同意が得られたものを被験者としてリクルートした.その被験者に対して,予備的調査および補綴的な前処置を行なった.さらに,インプラント埋入処置を行ない,可能である者に対しては二次手術を行なった上で,経過の観察を行なった.適宜,必要に応じてOHIP-J49の収集を行なった.IARPD介入試験について,被験者の募集を行ったが,被験者の収集が当初の予定より進まなかったため.また,同意が得られた被験者の体調不良などがあり,インプラント埋入手術の予定が延期になったため.後ろ向きコホート研究については,被験者の追跡調査(12M後)を行い,データ収集を継続して被験者数は150名を目指す.収集は前年度と同様に,また,患者から同意を得た上で,患者立脚型アウトカムとしての現在のOHIP-J49の収集を行っていく予定である.IARPD介入試験については,被験者収集を追加で引き続き行っていく.順次インプラント埋入および義歯製作を行っていく予定である.欠損部にインプラントを埋入し中間欠損化して義歯の安定を図るImplant-Assisted Removable Partial Denture(IARPD)の報告があるが,補綴歯科領域で特に難症例とされる咬合支持域を喪失したすれ違い咬合患者への適用とその治療効果については報告がなく、本研究では咬合支持域喪失患者を対象に使用中の義歯に関する後ろ向きコホートによる調査とIARPD介入試験を行い,臨床的アウトカムおよび患者立脚型アウトカムを調査し,IARPD適応症・設計を含む治療指針の構築を目的としている.多数歯欠損患者の後ろ向きコホート研究について:診療記録をもとにして,上記の採択基準および除外基準に適合する患者の後ろ向き調査を行った.過去5年間の治療実績の中で上記欠損形態に合致するものを対象に臨床的調査項目として,年齢・性別・歯の残存状態と歯周組織の状態(ポケット深度,動揺度),可撤性部分床義歯の製作時期と破損や修理の既往を調査中である.さらに,同意を得た患者から,患者立脚型アウトカムとしての現在のOHIP-J49の収集を継続している.IARPD介入試験について:上記のコホート研究で調査した患者のうち,採択基準に適合するものに対し,IARPD介入試験の説明を行い患者の同意が得られたものを被験者としてリクルートした.インプラント埋入処置は,研究代表者である横山が行なっていく予定ですすめているが,現時点で,介入に入る前の予備的調査および補綴的な前処置を進めている.多数歯欠損患者の後ろ向きコホート研究については,診療記録をもとにして,上記の採択基準および除外基準に適合する患者を抽出済みであり,後ろ向き調査を行った.さらに,患者から同意を得て,患者立脚型アウトカムとしての現在のOHIP-J49を収集中である.また,IARPD介入試験については被験者の募集を行っており,患者の同意が得られたものに対し,インプラント埋入前の前処置を進めている.欠損部にインプラントを埋入し中間欠損化して義歯の安定を図るImplant-Assisted Removable Partial Denture (IARPD)の報告があるが,補綴歯科領域で特に難症例とされる咬合支持域を喪失したすれ違い咬合患者への適用とその治療効果については報告がなく、本研究では咬合支持域喪失患者を対象に使用中の義歯に関する後ろ向きコホートによる調査とIARPD介入試験を行い,臨床的アウトカムおよび患者立脚型アウトカムを調査し,IARPD適応症・設計を含む治療指針の構築を目的としている.多数歯欠損患者の後ろ向きコホート研究について:診療記録をもとにして,上記の採択基準および除外基準に適合する患者の後ろ向き調査を行った.過去5年間の治療実績の中で上記欠損形態に合致するものを対象に臨床的調査項目として,年齢・性別・歯の残存状態と歯周組織の状態(ポケット深度,動揺度),可撤性部分床義歯の製作時期と破損や修理の既往についての調査を行なった.

さらに,同意を得た患者から,患者立脚型アウトカムとしての現在のOHIP-J49(Oral Health Impact Profile日本語版)の収集を行なった.IARPD介入試験について:上記のコホート研究で調査した患者のうち,採択基準に適合するものに対し,IARPD介入試験の説明を行い患者の同意が得られたものを被験者としてリクルートした.その被験者に対して,予備的調査および補綴的な前処置を行なった.さらに,インプラント埋入処置を行ない,可能である者に対しては二次手術を行なった上で,経過の観察を行なった.適宜,必要に応じてOHIP-J49の収集を行なった.IARPD介入試験について,被験者の募集を行ったが,被験者の収集が当初の予定より進まなかったため.また,同意が得られた被験者の体調不良などがあり,インプラント埋入手術の予定が延期になったため.後ろ向きコホート研究については,被験者の追跡調査(12M後)を行い,データ収集を継続して被験者数は150名を目指す.収集は前年度と同様に,また,患者から同意を得た上で,患者立脚型アウトカムとしての現在のOHIP-J49の収集を行っていく予定である.IARPD介入試験については,被験者収集を引き続き行っていく.平成30年度での被験者収集を目標とし,順次インプラント埋入および義歯製作を行っていく予定である.後ろ向きコホート研究については,被験者の追跡調査(12M後)を行い,データ収集を継続して被験者数は150名を目指す.収集は前年度と同様に,また,患者から同意を得た上で,患者立脚型アウトカムとしての現在のOHIP-J49の収集を行っていく予定である.IARPD介入試験については,被験者収集を追加で引き続き行っていく.順次インプラント埋入および義歯製作を行っていく予定である.当初購入予定だったインプラント関連の機器について,現有の物品で対応可能だったため,次年度使用額が生じた.これらは,次年度のインプラント義歯製作にあたり必要となる歯科用材料の購入および学会発表に使用していく予定である.被験者がインフルエンザなどの体調不良により,インプラント埋入手術が延期になったりしたため.また,被験者の収集について当初の予定よりもやや遅れが生じているため.次年度使用額については研究計画の遂行およびその結果についての専門学術大会および専門学術雑誌における発表に使用する予定である.
鋼I形プレートガーダーの衝撃振動・騒音特性と防振について

列車荷重のような衝撃的荷重が作用する鋼I形プレートガーダーを対象として,有限帯板法を用いた応答解析と衝撃実験を行うことにより,その衝撃応答特性,および,そこから放射される構造音の発生メカニズムを解明した。また,軽量発砲性硬質ウレタンを充填したプレートガーダーの解析モデルを開発して,硬質ウレタンの防振効果を解析的に明らかにした。得られた研究成果の概要は次のようである。1.I形プレートガーダーについて有限帯板法による衝撃応答解析を行い,フランジおよびウェブプレートの衝撃振動特性を解明することにより,プレートガーダーの局部振動から放射される構造音の発生メカニズムを明らかにした。2.硬質ウレタンを充填したプレートガーダーについて,有限プリズム法あるいは有限帯板法と有限プリズム法を併用した解析モデルを適用した固有振動解析を行うことにより,固有振動モードに対する硬質ウレタンの影響を明らかにした。3.有限帯板法と有限プリズム法を併用した解析モデルを用いて,硬質ウレタンを充填したプレートガーダーの衝撃応答解析を行い,その衝撃振動特性を明らかにした.また,I形プレートガーダーの解析結果と比較することにより硬質ウレタンを充填したプレートガーダーの防振効果を解析面から検討した。4.I形プレートガーダーおよび硬質ウレタンを充填したプレートガーダーのモデル供試体を用いて共振実験および衝撃実験を実施し,数値解析結果の妥当性を検証するとともに,硬質ウレタンの防振効果について検討した。
光遺伝学を用いたゼブラフィッシュ脳機能の解析

脳の働きを理解するうえで有効な方法の一つは、行動中の神経細胞集団の活動パターンを観察し、さらに、人為的にそれらの活動を抑制あるいは亢進させた場合の影響を調べることである。神経細胞の活動は、膜電位の変化に伴って生ずる細胞内カルシウムイオン濃度の増加を検出することによって測定できる。そこで我々は脳が透明なゼブラフィッシュの胚や稚魚を実験動物モデルとして用いて、カルシウムイメージングの手法を用いて神経細胞集団の活動を可視化する方法論の開発と、光遺伝学ツールを適用するための遺伝学的な手法の開発を行った。本年度は改良型GCaMPDNAコンストラクトの作製、ゼブラフィッシュ卵へのインジェクションを行い、生殖細胞へ遺伝子が導入されたファウンダ-フィッシュを複数得た。これらから次世代F1フィッシュを複数得て、各々の個体に関してサザンプロット解析を行いゲノム内の挿入断片の個数を解析した。そしてF1の中からGCaMPの発現量が最も多いものを選び出し、掛け合わせ(アウトクロス)をすることにより最終的に挿入断片が1個のみの系統を樹立することに成功した。次に、ゼブラフィッシュリソースセンターのGAL4系統のデータベースから脳特異的な系統を選び出し、リポーターフィッシュ(UAS : GFP)と掛け合わせることにより発現パターンを調べた。その中から特に脊髄運動神経細胞のサブセット(CaP細胞)特異的な系統を見出し、そのGAL4挿入部位の解析をインバースPCR法を用いて行った。その結果、挿入部位がPRDM14近傍に位置することが明らかとなった。このGAL4系統と前述の改良型GCaMPフィッシュを掛け合わせることにより、脊髄運動神経細胞のサブセットのみにCaプローブを導入し、胚発生期における自発運動の時期をカルシウムイメージングを行った。その結果、リズミカルな左右の胴体部の筋収縮に相関して、周期的なカルシウムシグナルが脊髄の左右運動神経細胞で認められた。また、このカルシウムシグナルは前後軸の後方に向かって伝播していることが明らかになった。これらの結果から、改良型GCaMPを用いて個体の運動を作り出す神経ネットワーク活動をイメージングすることにより、機能的神経回路と運動とを結び付けて議論できるようになった。本研究はゼブラフィッシュ稚魚をモデル生物として用いて、脳機能を可視化し、また光遺伝学的手法を用いて神経細胞の活動性を人為的に制御することにより機能的神経回路が動物行動を作り出すメカニズムを明らかにすることを目的としている。本年度は、神経細胞の人為的抑制に必要なNpHR3.0(従来のNpHRの改良型)の遺伝子導入、改良型GCaMR,ChRdWRに関して複数得られている系統の中から効果が強い系統のスクリーニングを行った。特に、GCaM系統を用いて捕獲行動中のゼブラフィッシュ稚魚の脳機能イメージングを行い、中脳視蓋領域において特定の部域の活動性と捕獲行動とが相関することを明らかにした。行動中の脳機能イメージングは、イメージング中に対象物が動くと画像解析が困難になり、逆に対象物を動けなくすると行動を観察できないというジレンマが存在する。これを解決する手段として、稚魚胴体の一部をアガロース中に固定し、眼球と尾部は自由に動ける状態でのイメージングシステムを構築した。この結果、眼球運動と尾部の運動を捕獲行動の指標として脳機能イメージングを再現性良く行うことができるようになり、今後、行動中の脳の活動部位を探索するための準備ができた。さらに、捕獲行動が複数の神経プロセスから成り立つことを行動学的に解析できるようにするため、定量的行動記録装置の開発を行った。これにより、ゼブラフィッシュ稚魚の視界に小物体が現れた後に、稚魚が外界の物体を定位し、捕獲行動を示すまでをビデオ撮影し、画像解析の手法を用いて自動的に捕獲行動のパラメーター(遊泳速度、小物体との距離、角度、眼球運動)を算出し、それらのパラメーターの組み合わせとして捕獲行動の各ステップを記述できるようにするための準備が整った。これにより、今後光遺伝学的手法により神経細胞の活動性を人為的に制御した際における捕獲行動の変化を定量的に解析する道筋が開けた。本研究の目的は、(1)神経細胞の興奮を視るための蛍光センサーを開発し、行動中の動物の神経活動を目で見えるようにすること、および(2)神経細胞の興奮を人為的に阻害したり逆に促進させた場合の影響を調べることにより、それらの神経細胞が特定の行動においてどのような役割をになっているかを明らかにすることであった。(1)に関しては、神経細胞の興奮時に生じる細胞内カルシウムイオン濃度の増加を検出できる、非常に高感度なカルシウム蛍光センサー(改良型GCaMP)を開発することに成功した。この改良型GCaMPは人工タンパク質であり遺伝子によりコードされる。そこで、改良型GCaMP遺伝子導入ゼブラフィッシュの系統を作出し、脳内の特定の神経細胞集団にのみ改良型GCaMPを導入できるシステムを確立した。

このシステムを用いることにより、胴体の動きを作り出す神経細胞集団の興奮の様子や、動く物体をゼブラフィッシュ稚魚が見ているときの脳内の神経細胞の興奮状態をリアルタイムで視ることに成功した。(2)に関しては、神経細胞を人為的に興奮させることができるチャネルロドプシン、神経細胞の興奮を人為的に阻害することができるハロロドプシンの遺伝子導入ゼブラフィッシュを作製するための、それらのDNAを卵の時期に顕微注入しそれらの卵を成魚にまで育てた。これらの系統の樹立およびそれらの機能評価にはさらに期間を要するため、これらの新しいツールを用いて神経細胞の人為的制御を行う研究に関しては今後展開する新しい研究プロジェクトにおいて行う予定である。本研究では、脳機能プローブ(GCaMP)、光遺伝学ツールの遺伝子導入ゼブラフィッシュの作製が第一段階であるが、高い遺伝子発現を示す系統のスクリーニングが予想外に難航したため。24年度が最終年度であるため、記入しない。中脳視蓋、前脳、後脳など脳部域特異的なGAL4系統とGCaMPを組み合わせてカルシウムイメージングを行い、捕獲行動に関与する神経細胞を同定する。その後、神経細胞活性の人為的亢進と抑制を行うことによりその細胞の役割の必要十分条件に関して検討を行う。
ストレス緩和に伴う生理活性物質の変動解析による鶏の快適さの評価

摂食行動調節と生理活性物質との関係から情動状態の把握の可能性を検討した。その結果、間脳遺伝子発現量および血液性状の変化からストレス刺激の種類あるいはその強度を評価できること、終脳ドーパミン濃度の左右差が情動指標となる可能性が示唆された。また、これら変化と行動等表現型との関係がさらに明らかになった場合は家畜のストレス状態の評価が容易になるものと考えられた。本年度は、ストレス負荷による摂食関連ペプチドホルモンのmRNA量の変動を中心に調査を実施した。1.単離ストレス:ストレス負荷10分後においてニワトリヒナの血漿コルチコステロン濃度は上昇し、30分後では対照区よりも高値ではあったものの低下することが示された。間脳CRFおよびAVTmRNA発現量は、コルチコステロン濃度と同様な変動をすることが認められた。しかし、NPYmRNA発現量については対照区と比較して有意な変化は認められなかった。一方、NPY中枢投与後にストレス負荷を行なった場合、間脳CRFmRNA発現量が低下する傾向が認められた。2.暑熱ストレス:ストレス負荷15分後、ヒナの直腸温は上昇しNPYmRNA発現量も増加する傾向が認められたが、間脳CRFmRNA発現量および血漿コルチコステロン濃度いずれも対照区と比較して差は示されなかった。ストレス負荷30分後では、コルチコステロン濃度およびNPYmRNA発現量ともに対照区と比較して有意に高い値を示したが、間脳CRFmRNA発現量においては差は認められなかった。3.絶食ストレス:24時間の絶食によって、ヒナの間脳NPYおよびAGRPmRNA発現量は増加し、POMCmRNA量は減少することが認められた。また、ストレスとの関係が指摘されているインスリンに関して、間脳におけるその受容体mRNAが肉用種ヒナで絶食ストレスによって高くなることが明らかとなった。以上の結果から、ストレスあるいは生理条件によって測定対象となるペプチドホルモンが異なり、それらを十分に精査した上で次年度以降、ストレス緩和に伴う変化を追跡できる可能性が示された。本年度は、ストレス負荷後のペプチドホルモンのmRNA量の変動および血液性状について調査を実施した。(1)血漿コルチコステロン濃度は、単離および拘束ストレスいずれにおいてもその解放後時間経過的に低下した。間脳の遺伝子発現は、単離ストレスではCRFが解放後も無処理区より高い値を示し、POMC遺伝子発現は、解放後10および30分において無処理および対照区と比較して高かった。血液性状と遺伝子発現量との関係において、単離ストレス解放では血漿コルチコステロン濃度とPOMCとの間に負の相関が認められた。一方、拘束ストレスではNPY遺伝子発現が解放後時間経過的に低下し、POMC遺伝子発現は、処理および対照区の値が無処理区と比較して高いことが認められた。各測定値聞の関係では、NPY遺伝子発現がコルチコステロン濃度およびPOMC遺伝子発現との間に負の相関を示した。したがって、いずれのストレス刺激においてもPOMC遺伝子発現の増加はストレス解放後の指標となることが考えられた。(2)コルチコステロン投与によって、POMCおよびAVT遺伝子発現量はそれぞれ投与10および15分後に対照区より低いことが認められた(P<0.05)。また、CRF遺伝子発現量も投与後15分において低い傾向が認められた。このことから、CRFのみならず聞脳のPOMCおよびAVT神経系もストレス負荷後にみられる血中CORT濃度の上昇の影響を受けるものと推察された。一方、CORT投与によるNPY遺伝子発現への影響は示されなかったが、CRF遺伝子発現との間に負の相関関係が認められた。哺乳類において、ストレス負荷によって分泌されたCORTは中枢のNPY分泌を促すことが報告されており、同様の結果であるものと考えられた。(3)muオピオイド・アゴニスト投与によって間脳POMC遺伝子発現は抑制されること、エンドルフィンのN末端断片がmu受容体の部分アゴニストとしてエンドルフィンの効果を緩和することが明らかとなった。以上の結果から、間脳遺伝子発現量および血液性状の変化からストレス刺激の種類あるいはその強度を評価できる可能性が示唆されるとともに、これら変化と行動等表現型との関係が明らかになった場合、家畜のストレス状態の評価が容易になるものと考えられた。
超伝導・常伝導複合構造における電子間相互作用と位相ゆらぎの基礎理論

超伝導・常伝導の複合系でいずれもがメゾスコピックな領域にあるときの両者の位相のかかわりに着目し、(1)体系のコンダクタンスの理論式を確立、(2)超伝導ゆらぎと電子間相互作用、(3)電気伝導及び相転移に関する数値シミュレーション、の3点が本研究の計画であった。本年度の実績は、そのうち第1点、第3点に関して得られた。超伝導体(S)に挟まれた微小常伝導体(N)が超伝導コヒーレンス長よりは大きい拡散伝導的なメゾスコピック領域にあるときのSNS接合におけるJosephson電流について考察し、微視理論による理論式を導いた。これによって、short junctionとlong junctionの意味付けを与え、それぞれの平均値と分散を定量的に与えた。これは最近の実験をよく理解することに役立つ。さらに、数値計算によりSN界面における不完全アンドレエフ反射の効果を理解し、また定量的に評価することも出来るようになった。不完全アンドレエフ反射の効果は、short junctionで小さくlong junctionで大きいことが示された。
三波長半導体レーザー光源を用いた植物栽培に関する基礎研究

「LED植物工場」用として、青色、赤色、近赤外LEDによる3波長LED光源ユニットを構成して、2次元化を図り、栽培実験を行うとともに、「レーザー植物工場」用として、青紫色、赤色、近赤外LDによる3波長LD光源ユニットを構成して、2次元化を図り、栽培実験を行い、両者による比較も行った。これは、インコヒーレント光のLED光源と自然界には存在しないコヒーレンント光のLD光源という2つの異なる光源による比較栽培実験を行ったことになる。その結果インコヒーレントかコヒーレンントかによって栽培植物に顕著な相違が存在するのか否かの比較検討を行ったが、両者には顕著な相違は見当たらなかった。LD光のみで栽培した植物の葉には少し巻いているような形跡が認められた。ただし、これはLD素子の発熱による温度上昇は、栽培環境に影響を及ぼしたことも考えられる。また、光合成反応は、明反応と暗反応により反応は短時間で完結すると言われが、太陽光やランプ光は連続光であるため、反応進行中に照射された光は無駄になっている。そこで間歇照射により高速で生育促進させられないか、周期とパルス幅を変化させた実験も行った。以上により間歇光で栽培した植物は連続光で育てた植物と比べて、より高品質でより高速で生育させる方法を調べた結果、草丈については約L2倍の高速成長を達成することができると分かった。以上の研究を通じて理科離れの進む高校生に対し、新たな工業、農業・水産、理科(生物)教材を提供し、教育の活性化を図れるものと期待している。
アクアポリン4の黄斑浮腫への関与と、その制御による治療

糖尿病黄斑浮腫は抗VEGF療法が有効であるが反復投与が必要で網膜浮腫にVEGF以外の関与が予想される。水チャンネルのアクアポリン(AQP)4は網膜ミュラー細胞に発現する。そこでミュラー細胞の容積変化にVEGFとAQP4が関与するか検討した。糖尿病ラット網膜においてVEGFの発現は網膜内層に強くAQP4も増強した。AQP4の発現はGFAPと共染色した。VEGFの蛋白レベルは糖尿病ラットで有意に増加した。また、VEGFに暴露したミュラー細胞の細胞容積は増大し、TGN-020により抑制された。網膜におけるAQP4の制御が糖尿病黄斑浮腫治療の一助となる可能性がある。アクアポリン(AQP)は脳浮腫の発症や治癒に関与している水チャネルで、網膜血管や網膜ミュラー細胞にも発現している。また一方で、血管内皮由来弛緩因子である一酸化窒素NOは、AQP4の機能や発現に関与し、また血流調節にも影響をおよぼすため、神経網膜内の水移動に関与している可能性が高いと考えられている。臨床では、視力低下を引き起こす糖尿病黄斑浮腫の発症に血管透過性亢進を引き起こす血管内皮増殖因子(VEGF)が関与することは既に周知の事実で、現在抗VEGF療法が広く行われているが、反復投与が必要であり、また難治性の黄斑浮腫が散見される。そこで、健常ラットおよび糖尿病ラットにおいて、VEGF硝子体投与による網膜におけるAQP4発現の有無について検討した。網膜切片の免染では、VEGF染色もAQP4染色もストレプトゾトシン誘発糖尿病ラットで増強し、AQP4染色では特に網膜内層の染色が増強された。次にvitro実験として、培養細胞の網膜ミュラー細胞を用いてアクアポリン4阻害剤のTGN-020を投与した場合、low glucoseとhigh glucose状態で細胞容積が変化するかFACS解析したところ、TGN-020を前投与するとhigh glucose状態では細胞容積は減少した。また、AQP4発現の調節に一酸化窒素NOの関与が示唆されており、NOの蛍光probeであるDAFを用いてlow glucoseとhigh glucose状態でミュラー細胞のFACS解析を行ったところ、high glucose状態でDAFの蛍光は増強した。糖尿病網膜浮腫の機序の一つとして、VEGFだけでなくAQP4とNOを介した網膜ミュラー細胞浮腫の関与の可能性が考えられる。昨年からの引き続きでnを増やして実験を行った。糖尿病黄斑浮腫の治療に抗VEGF療法が有効であるが、反復投与が必要で、なかには有効でない症例も存在し、網膜浮腫にVEGF以外の関与が予想される。そこで網膜ミュラー細胞の容積変化にVEGFとAQP4が関与するか検討した。実験にはストレプトゾトシン誘発糖尿病ラットおよび培養網膜ミュラー細胞を用いた。糖尿病ラットおよび健常ラットにVEGFあるいはPBSを硝子体注射し、灌流固定後眼球を摘出し、網膜切片を作成した。網膜切片はGFAP、VEGF、AQP4の免疫組織染色を行い、また、VEGFのウエスタンブロット解析も施行した。一方、培養ミュラー細胞は、フローサイトメーター(FACS)を用いてVEGFやTGN-020(AQP4阻害剤)の存在下で細胞容積や一酸化窒素(NO)の細胞内産生の変化について解析した。糖尿病ラット網膜において、VEGFの免疫反応は網膜内層に強く、またAQP4も健常ラットより増強した。そして、AQP4の発現はGFAPと共染色した。VEGFの蛋白レベルは糖尿病ラットで健常ラットより31.5%有意に増加した。FACS解析ではVEGFに暴露したミュラー細胞の細胞容積は増大し、TGN-020によりその増大は抑制された。また、細胞内NOはVEGF暴露により増加し、TGN-020により抑制された。また、昨年の実験に加えてNO合成酵素阻害剤のL-NAMEによる検討も行ったところ、L-NAMEによってもTGN-020投与時と同様の結果が得られた。本研究結果は、今年の日本眼科学会総会で発表し、論文も掲載された。糖尿病網膜症の黄斑浮腫の治療として抗VEGF薬の硝子体注射が施行される。しかしながら、抗VEGF療法1回の治療で黄斑浮腫が治癒することは残念ながら少ないのが現状であり、新たな治療法の開発が望まれる。そこで、水チャネルであるアクアポリン(AQP)に着目し一酸化窒素(NO)を介した網膜血管AQP4発現の変化を明らかにし、AQP4を介した網脈絡膜血流の変化と網膜浮腫の関連につき検討した。まず、網膜ミュラー細胞におけるAQP4の制御による網膜浮腫抑制の可能性について論文発表した。次に昨年のvitro実験データに加えて、今年度はAQP4を介した眼底血流の変化について検討した。以前アセチルコリンやインスリンの血流増加作用を、レーザースペックルフローグラフィ(LSFG)を用いて報告している。この実験系を用いて、AQP4阻害薬(TGN-020)でAQP4チャネルを遮断し、その結果生じる血流変化をLSFGで検討した。TGN-020をラット尾静脈より静注し、LSFG-Microで投与前後の網脈絡膜血流の変化を測定した。投与後視神経乳頭血流は変化なかったが、網脈絡膜血流は軽度低下した。データ再現性の確認も含め、nの数を増やして現在もまだ進行中である。