hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中?大?巨大質量ブラックホールの形成に関する恒星系力学からみた統一的理解の構築

本研究の目標は,N体計算によりブラックホールを持つ恒星系の力学進化を調べ,恒星系の中にあるブラックホールの成長を明らかにすることである。この数値計算が難しいのは,ブラックホールとそのまわりの恒星の質量比が大きいことと,多くの場合にブラックホールを含む恒星系は衝突系であることによる。そのようなシミュレイションを現実的な時間で行なうため,今年度はまず,衝突系向き重力多体問題専用機GRAPE6を並列化したシステムを構築した.これには,昨年度の予算で購入した計算機のCPUやマザーボード,ネットーワークを用いた.これにより,ホスト計算機自体の計算速度および並列計算におけるネットワークの速度の両方を速くできるようになった.本研究では巨大ブラックホールは中大質量ブラックホールが高密度恒星系の中で合体しあって形成されるという予想をたて,その予想が正しいかどうか調べている.ブラックホールの合体においては,2体系が衝突合体するのは時間がかかるが,3体系だともっと短時間で合体出来る可能性がある.この可能性を調べるべく,本研究では、3体系の合体の確率,および,恒星系の中にブラックホールが3体以上ある場合の合体の確率を調べる数値計算をすすめた.その結果,ブラックホールが3体ある場合には,2体しかない場合に比べ早く合体できることを確認した.本研究の目標は、N体計算により、ブラックホールを持つ恒星系の力学進化を調べ、恒星系の中にあるブラックホールの成長を明らかにすることである。この数値計算が難しいのは、ブラックホールとそのまわりの恒星の質量比が大きいことと、多くの場合にブラックホールを含む恒星系は衝突系であることによる。このようなシミュレイションを現実的な時間で行なうためには、衝突系向き重力多体問題専用機GRAPE6を並列化して用いる必要がある。またアルゴリズムも工夫しないといけない。今年度は、衝突系の並列計算をより高速に行なうための、ホスト計算機用のマザーボードを大量に購入した。購入したのは、向こう1年は最速のCPUであろうAMD Athlonの64bitCPUをのせることができ、またGiga bit ethernet connectionをもつマザーボードである。その64bit CPU用のGRAPE6のライブラリを作成した。これによって、ホスト計算機自体の計算速度、および、並列計算におけるネットワークの速度の両方を速くできるようになった。また、ブラックホールの成長において、恒星系の中にブラックホールが3体以上ある場合の進化を調べるため、個々の質点が半径を持ち、ある程度近付いたら合体するような3個の質点系の時間積分のためのプログラムを作成した。そのプログラムを応用して太陽系内の小天体の力学進化を調べ、太陽系内にある小天体ペアの起源について新しい知見を与えることに成功した。そのようなシミュレイションを現実的な時間で行なうため,今年度はまず,衝突系向き重力多体問題専用機GRAPE6を並列化したシステムを構築した.これには,昨年度の予算で購入した計算機のCPUやマザーボード,ネットーワークを用いた.これにより,ホスト計算機自体の計算速度および並列計算におけるネットワークの速度の両方を速くできるようになった.本研究では巨大ブラックホールは中大質量ブラックホールが高密度恒星系の中で合体しあって形成されるという予想をたて,その予想が正しいかどうか調べている.ブラックホールの合体においては,2体系が衝突合体するのは時間がかかるが,3体系だともっと短時間で合体出来る可能性がある.この可能性を調べるべく,本研究では、3体系の合体の確率,および,恒星系の中にブラックホールが3体以上ある場合の合体の確率を調べる数値計算をすすめた.その結果,ブラックホールが3体ある場合には,2体しかない場合に比べ早く合体できることを確認した.
地理教員の養成研修一体型モデルの研究と展開

本研究の目的は,高度な教科指導力を有する地理教員の養成・研修モデルのあり方について,日本に先行するドイツを参照することで「ドイツ型地理教員養成モデル」をその教育政策や学術的な背景とともに明らかにすることである。またこのモデルを検討することで,教員養成研修において段階的に獲得する地理教員コンピテンシーを明らかにすることに加えて,実践志向の教員養成・研修における研究能力の育成の重要性や,ESD実践に向けた地理教員養成研修に対する地理学と地理教育の連携の必要性を論じた。平成27年度は3つの研究課題に取り組んだ。まず第一に、ケルン大学の教員養成におけるケルンモデルについてヒアリングするため現地調査を行った。ケルン大学では2012年にケルンモデルを構築し、教員養成スタンダードに依拠した教員養成に取り組んでいる。特に実践志向が重視される中、地理教育(事実教授)では夏休みの小学生向けサマーコースにおいて教員養成課程生が学習プログラムを構築し、実践するといった実践的な取り組みを通じて教員コンピテンシーを育成している。続いて、マインツ大学でも現地でのヒアリング調査を行った。マインツ(ラインラントプファルツ州)では中等教育段階のカリキュラム改訂とともに試補制度も合わせて改革中であった。大学での養成段階では教科教育に力を入れていることに加え、教科教育担当の教授・講師は現場教員との連携に力を入れていた。既存のESDマルチプリケーターを介したネットワークも存在しており、将来的にこのネットワークを生かした地理教員研修がうまく機能するかが課題といえる。これら実地調査と並行して理論的な教員養成・研修モデル研究を行った。近年では研修がドイツ地理教育研究雑誌上でも大きく取り上げられている。これは2000年以降のESDやコンピテンシー志向の授業展開において,地理教員の資質が課題となったことに起因しているが、その前史である1990年代も視野に入れた研究動向については「ドイツにおける地理科の教員養成・研修に関する近年の動向」にまとめた。また、日本社会科教育学会や日本地理教育学会など各学会等でも研究成果について報告した。研究計画に従いおおむね順調に進んでいる。平成27年10月の渡独によって現地調査ならびにドイツの研究者との連携構築を進めることができた。本研究では,高度な教科指導力を有する地理教員の養成・研修システムの在り方について,日本に先行するドイツを参照することで,「ドイツ型地理教員養成モデル」を明らかにするとともに,養成と研修を一体化させた視点からの「ドイツ型地理教員養成・研修モデル」を明らかにした.本研究の実績としては,「ドイツにおけるコンピテンシー志向の地理教員養成・研修モデル:教科教育力,教育研究能力の育成を軸に」(山本隆太2017.静岡大学教育研究. 13, p.15-22)にまとめた.ドイツにおける大学での教員養成と研修は,教員のコンピテンシー育成という軸で体系化されていた.昨今注目が集まるコンピテンシーであるが,ドイツでは生徒のみならず,教員にもコンピテンシーの概念があてられその育成が図られていた.実践志向の教員養成は日独ともに関心事であるが,ドイツでは,論文を用いた研究活動を通じて理論を身につけつつ,これを実践に転移することを実践志向の教員養成としていることが伺える.長い教員生活において自己研鑽のためには,論文により最新の知見を得つつ,それを学校での授業に反映させ,また,省察することが欠かせないといえる.こうした素養は教員の基礎であり,大学から身につけておく必要があるといえる.こうした教員養成・研修は,ドイツ地理学会も積極的に関与している.1990年代から公刊されてきた種々の教員養成に関する宣言や指針を下に,各地の地理学者や地理教育研究者が議論を交わし,徐々にその考え方が各州に反映されてきたものであった本研究の目的は,高度な教科指導力を有する地理教員の養成・研修モデルのあり方について,日本に先行するドイツを参照することで「ドイツ型地理教員養成モデル」をその教育政策や学術的な背景とともに明らかにすることである。理論的な教員養成・研修モデルについて整理した上で、日本の社会科地理的分野を教える教員としての資質について、指導要領の改訂の動向も踏まえて検討する。また、免許更新講習での教員コンピテンシーの育成についても検討する。28年度が最終年度であるため、記入しない。地理学,地理教育,教師教育28年度が最終年度であるため、記入しない。
筋萎縮進行におけるプロスタノイドの質量分析イメージング解析と治療標的分子の同定

本研究では、不動性筋萎縮モデルとして尾部懸垂を用い、筋萎縮におけるプロスタノイドの産生動態をLC-MS質量分析による定量、質量分析顕微鏡を用いた質量分析イメージングによる組織動態観察を融合し、どのプロスタノイドが筋萎縮の主因となっているかを明らかにすることである。さらに、質量分析イメージングで同定した標的プロスタノイドの合成酵素の阻害剤を用い、不動性筋萎縮モデルにおける筋萎縮の改善の有無を調べ、これらプロスタノイドの検出から、その産生阻害剤の効果検証を段階的に進め、演繹的な実験計画によりに分子標的の同定を試みる。H30年度は、筋萎縮のIn vivoマウスモデルを用いた解析を行った。尾部懸垂マウスから14週後に後肢の筋肉(大腿四頭筋、下腿三頭筋)を採取し、X線密度測定装置(DEXA法)、マイクロCTによる筋の形態計測と三次元体積解析を実施した。尾部懸垂マウスは著しい筋萎縮を示し、同一サンプルにおけるプロスタグランジンの測定解析に供した。また、プロスタノイドの標準標品の結果をもとに、プロスタノイドのLC-MS質量分析の定量的基盤構築を行った。特に固相抽出カラムを用い、不純物の排除、洗浄および濃縮、カラム操作の後に、筋組織中のプロスタノイドを内部標準法により分析を可能とした。これら研究結果より、尾部懸垂により萎縮する筋組織における定量的なプロスタノイド測定法の基盤確立に成功した。さらに、筋組織におけるプロスタノイドの発現同定解析では、尾部懸垂により萎縮する筋組織におけるプロスタノイドの産生細胞の動態解析を行った。既存法であるIn vivo発光イメージャー、3次元マイクロCT解析を併せて行った結果、筋萎縮におけるプロスタノイド産生細胞の数種を同定した。これらは炎症性疾患に関わるいくつかの免疫細胞などで構成されていることが明らかとなった。H30年度の計画において、尾部懸垂マウスを用いた解析系では著しい筋萎縮を示し、同一サンプルにおけるプロスタグランジンの測定解析を可能とした。これら標準標品を用いたプロスタノイドのLC-MS質量分析の定量的基盤構築は固相抽出カラム操作の改善を中心に行ったところ、尾部懸垂により萎縮する筋組織における定量的なプロスタノイド測定法の基盤確立に成功した。さらに、筋組織におけるプロスタノイドの発現同定解析では、尾部懸垂により萎縮する筋組織におけるプロスタノイドの産生細胞の動態解析を併せて行った。既存の解析技術である、In vivo発光イメージャー、3次元マイクロCTを活用し、筋萎縮の表現型と質量分析イメージングによる表現型とプロスタグランジン発現との相関解析を行った結果、特に細胞表面抗原解析の実施により、炎症性免疫細胞によるプロスタノイド産生が確認された。H30年度の計画であった、In vivoモデル動物の解析、質量分析を用いたエイコサノイドの定量解析、質量分析イメージングを用いた筋組織におけるプロスタノイド解析、プロスタノイド産生細胞の同定と機能相関の解析は、当初計画を達成した。また、筋萎縮におけるプロスタノイド産生細胞の数種がIn vivo発光イメージャーとの併用解析により同定され、これらは炎症性疾患に関わる免疫細胞などで構成されていることが明らかとなった。これら結果は、次年度の計画である尾部懸垂マウスにおけるプロスタノイド阻害剤の投与効果の検討において、標的となるプロスタノイド候補の産生阻害剤をマウスに投与する上での、方針決定に大変重要な知見である。これらの成果は次年度の平成31年度の本課題を円滑に進める基盤として必須であり、今年度の研究進展は前倒しの課題実施を可能とする。これら理由により、当初の計画以上に進展していると判断する。平成31年度は尾部懸垂マウスにおけるプロスタノイド阻害剤の投与効果の検討を進める。H30年度までに得られた筋萎縮におけるプロスタノイド解析の結果をもとに、標的プロスタノイド候補の産生阻害剤をマウスに投与し、筋萎縮の抑制効果を判定する。プロスタノイド産生阻害剤で筋萎縮の改善効果が認められ、かつ、質量分析イメージングにより標的として選択したプロスタノイドの産生阻害が認められるか、否かを判定する。さらに、炎症性プロスタノイドの産生細胞である免疫系細胞、特に白血球系細胞である好中球やマクロファージに焦点を当て、標的プロスタノイドの産生細胞をコンフォーカル顕微鏡やライブイメージング解析を用いた細胞表面抗原解析により同定する。これら標的プロスタノイドの産生阻害と筋萎縮の抑制効果が相関する場合に、標的プロスタノイドの同定が達成されたと判定する。これら実験データは将来の廃用性筋萎縮やサルコペニア、広くはロコモーティブシンドロームの治療につながる分子標的として活用し、プロスタノイドの産生阻害剤のみならず、SiRNA導入、受容体拮抗阻害薬、天然由来機能性因子を活用し、不動性筋萎縮の新規な治療薬や治療因子の開発につなげたい。本研究課題の目的は筋萎縮に関わるプロスタノイドの同定であるが、候補因子の絞り込みが難しい場合には動物試験と細胞試験を交互に組み合わせたサイクルの早いスクリーニング系に切り替え、相互の反復検証を重ねて標的プロスタノイドとその産生細胞の同定を確実に進める。平成29年度は筋組織における多分子のプロスタノイド解析に向けた基礎検討として、質量分析イメージングにおけるマトリックス選択、LC-MS解析による定量を同時進行で進めた。今年度の結果を基に次年度の解析項目である発現細胞解析を行う。以下に詳細を示す。1.精製標品によるLC-MSを用いたプロスタノイド解析:今年度最適なカラム選定を検討した結果、MS/MS解析により近似分子の同定が可能となった。

これによりPGE2の保持時間を決定し、近似質量数を持つプロスタノイドであるPGD2、PGI2、PGF2、PGJ2を含めた複数種の同時定量条件を確立した。2.筋組織におけるLC-MSを用いたプロスタノイド解析:尾部懸垂マウスより筋組織を採取し、プロスタノイド測定を行った。その結果、筋組織においてプロスタノイドの産生を検出した。mRNA解析では、炎症性細胞のマーカー遺伝子、そして各プロスタノイドの産生酵素の遺伝子発現を解析した。3.質量分析イメージングにおけるプロスタノイドのマトリックス選択:プロスタノイドのイオン化マトリックスの決定として、ドライドドロップレット分析を行なった。MALDI-TOF-MS及びMS/MSではポジティブおよびネガティブイオンモードでの詳細な分析を行った。これら試験により、複数種のマトリックスを用いてプロスタノイドのイオン化最適条件の決定と質量分析イメージングの基盤を確立した。4.質量分析イメージングによる筋組織におけるプロスタノイド解析:下腿三頭筋および大腿四頭筋の切片作成し、MALDI-TOF-MS解析を行った。質量分析イメージングの解像度と測定ポイントの設定について試験し、プロスタノイドの画像解析を行った。さらに項目1.と2.で得られたLC-MS質量分析の測定結果を併せて解析し、今年度の最終目標である筋組織におけるプロスタノイド解析の基盤構築を確立した。本年度は、当初計画であった、筋組織における多分子のプロスタノイド解析に向けた基礎検討として、筋組織切片における精製標品を用いた検出法を確立した。今年度の研究進捗は良好であり、質量分析測定の進展において、カラム選択項目が効率よく進展した背景がある。LC-MSを用いたプロスタノイドの解析では、質量が近似及び一致する分子の分離が必要となる。最適なカラム選定作業として特性の異なる数種を比較検討した結果、MS/MS解析において近似分子の同定が可能となった。これまでに、複数のカラムの長さ、内径、粒子径を可変させ、移動相AとB、および溶媒と流速を可変させたグラジエント分析を可能として、PGE2の保持時間が決定し、測定基盤は確立した。また、質量分析イメージングでは、プロスタノイドのイオン化に適するマトリックス選択項目が効率良く進んだ。ドライドドロップレット分析では、マトリックス蒸着法を画一化する方式を新たに導入した結果、マトリックス間検出感度の比較解析が可能となり、マトリックス選択の効率が上昇した。これら検討結果を活用し、複数種のマトリックスを用いてプロスタノイドのイオン化最適条件の決定と質量分析イメージングが完成した。これらの成果は次年度の平成30年度の本課題を円滑に進める基盤として必須であり、今年度の研究進展は前倒しの課題実施を可能とする。これら理由により、当初の計画以上に進展していると判断する。本研究では、不動性筋萎縮モデルとして尾部懸垂を用い、筋萎縮におけるプロスタノイドの産生動態をLC-MS質量分析による定量、質量分析顕微鏡を用いた質量分析イメージングによる組織動態観察を融合し、どのプロスタノイドが筋萎縮の主因となっているかを明らかにすることである。
バイオミネラリゼーションの時空間的制御を可能とするケージドタンパク質の創製

本提案研究では、紫外線照射をトリガーとしてバイオミネラリゼーションを誘起するケージドタンパク質の創製を目的とした。ケージドとは紫外線照射によりを放出する前駆体と定義する。本研究ではまず、ケージドタンパク質創製のための基盤となる、ケージドアミノ酸大量供給経路および新規タンパク質化学合成法を確立することとした。この結果、昨年度までにケージド非水解性リン酸化アミノ酸の開発に成功するとともに、タンパク質完全化学合成法を確立した。しかし後者については、新たに二つの課題が明らかとなった。すなわち、ペプチド固相合成により調製可能なフラグメント鎖長は最長50残基程度であることから、巨大タンパク質の化学合成では多数のフラグメントの縮合が必要となり煩雑であること、および、あるアミノ酸部分でのフラグメント縮合が困難であることの二点である。そこで今年度はこれら課題の解決を目指し、新たなタンパク質合成法の検討を行った。まず前者については、各フラグメントを全て化学合成により調製するのではなく、天然型アミノ酸のみからなる大きなフラグメントは発現タンパク質の化学変換により調製し、これをケージドアミノ酸を含む小さなフラグメントと縮合することにより、1ステップにて調製することとした。この結果、天然型アミノ酸のみからなるタンパク質をフラグメント縮合法へと利用可能な形へ変換する化学的方法を見出すことに成功した。また後者については反応条件を精査することにより、従来困難とされてきたPro-Cys部位での縮合法を確立した。当初、予期していなかったタンパク質完全化学合成法の課題が明らかとなったため、ケージドタンパク質の化学合成には至らなかったものの、本研究より得られた成果はいずれ、その基盤技術となるものと確信する。26年度が最終年度であるため、記入しない。本提案研究では、紫外線照射をトリガーとしてバイオミネラリゼーションを誘起するケージドタンパク質の創製を目的とする。本研究ではケージドアミノ酸大量供給経路および新規タンパク質化学合成法を確立した後、これらを基盤としたケージドタンパク質完全化学合成法を構築する。あわせて発現タンパク質のケージド化についても検討する。さらにケージドタンパク質を用い、紫外線照射によるバイオミネラリゼーションの時空間的制御に挑戦する。申請者は今年度、下記順に従って本研究を進めることとした。A)ケージドアミノ酸の大量合成:昨年度までの「融合マテリアル」での成果を基に、側鎖酸性官能基上へ紫外線照射により除去可能な保護基を導入したケージドアミノ酸の大量合成経路を構築する;B)新規タンパク質化学合成法の開発:申請者らの開発したタンパク質化学合成法を発展させ、複数のペプチドフラグメントをワンポットにて望む順に縮合させるワンポットーマルチフラグメント縮合法を開発する;C)ケージドタンパク質の化学合成:A)より得られるケージドアミノ酸を含むタンパク質の合成について、B)にて開発する方法論を駆使して挑戦する。この結果、ケージ非水解性リン酸化セリン、トレオニンおよびチロシンの開発に成功するとともに、これらのペプチドへの導入法を確立し、さらに本ペプチドが紫外線照射によりリン酸化ペプチド模倣体を放出することを明らかにした。さらに、タンパク質完全化学合成法の確立を目指し、162残基からなるタンパク質の完全化学合成に成功するとともに、本タンパク質が天然物同様の活性を示すことを証明した。現在、これらを合わせたケージドタンパク質の完全化学合成について検討するとともに、さらに効率的なタンパク質化学合成法の開発を行っている状況にある。今年度は下記AーCについて検討を行った。A)ケージドアミノ酸の大量合成:昨年度までの「融合マテリアル」での成果を基に、側鎖酸性官能基上へ紫外線照射により除去可能な保護基を導入したケージドアミノ酸の大量合成経路を構築する;B)

新規タンパク質化学合成法の開発:申請者らの開発したタンパク質化学合成法を発展させ、複数のペプチドフラグメントをワンポットにて望む順に縮合させるワンポットーマルチフラグメント縮合法を開発する;C)ケージドタンパク質の化学合成:A)より得られるケージドアミノ酸を含むタンパク質の合成について、B)にて開発する方法論を駆使して挑戦する。この結果、ケージド非水解性リン酸化セリン、トレオニンおよびチロシンの開発に成功し、これらのペプチドへの導入法を確立するとともに、得られたケージドペプチドが紫外線照射によりリン酸化ペプチド模倣体を放出することを明らかにした。さらに申請者らの開発したペプチドフラグメント縮合法を駆使し、162残基からなるタンパク質の完全化学合成を達成した。またこれら研究を通しケージドタンパク質完全化学合成の際の課題も明らかとなってきたことから現在、新たなタンパク質合成法を模索しているところである。以上の理由から本研究はおおむね順調に進展していると評価した。「現在までの達成度」の欄にて述べたとおり、ケージドタンパク質の完全化学合成には2つの課題があることが明らかとなった。すなわちペプチド固相合成により調製可能なフラグメント鎖長は最長50残基程度であることから、巨大タンパク質の化学合成では多数のフラグメントの縮合が必要となり煩雑であること、およびあるアミノ酸部位ではペプチドフラグメント縮合が困難であることの2点である。そこで今後は、これら課題を解決するための新たな化学合成法を開発するとともに、発現タンパク質のケージド化についてもあわせて検討する。その後、これら研究より得られるケージドタンパク質を用い、バイオミネラリゼーションの時空間的制御に挑戦する計画である。
黒毛和種における体温変化から予測する分娩時刻

《目的》畜産経営において牛の分娩管理は大きな課題である。管理者は分娩管理のため肉体的・精神的な負担が大きい。また、分娩に立ち会えず、難産や、新生子仮死などの看護が遅れ母子ともに損耗が大きくなる。牛では分娩前になると体温が低下するという報告がいくつかある。そこで、牛の分娩開始を予測することが出来れば、分娩時事故の発生を未然に防ぐことができると考える。そこで、本研究では体温との相関が非常に高い腟内温度と体表面温度の変化から分娩時刻予測が可能であるか検討を行う。《方法》宮崎大学住吉フィールドで飼養されている分娩前の黒毛和種雌牛に、腟内温度を測定するため牛温恵[○!R]を挿入し、体表面温度を測定するためにサーモクロンを張り付けた。また、母体の生殖内分泌環境(プロジェステロンとコルチゾール)を調査するために分娩まで1日2回採血を行った。さらに、牛の飲水や摂食などの行動が体温に及ぼす影響も調査した。《結果》膣内温度は分娩前日から分娩日にかけて急激に低下した(38.6°C→38.3°C)。膣内温度よりは低いものの、体表面温度も同じように低下した(37.1°C→36.8°C)。プロジェステロン濃度は分娩日に向けて低下していったが、特に分娩日前日から分娩日にかけて急激に低下した(3.34ng/ml→1.42ng/ml)。しかし、コルチゾール濃度はほとんど変化が無かった(35840pg/ml→34440pg/ml)。飲水や摂食などの行動により体温の変化が見られたが、個体差が激しく、一定の傾向は得られなかった。《結論》今回の調査の結果から、体表面温度も膣内温度と同様に分娩予測の指標として有効である可能性が得られた。
植物遺伝子発現の柔軟性

植物遺伝子発現の柔軟性を示す好例と期待されたparA遺伝子ファミリーに関しては、関連する遺伝子parC,C-7の転写制御の情報が集まり、時空を異にする関連遺伝子の実体に迫ることができた。また、オーキシンにより発現制御を受けるGタンパク質Gβ様遺伝子arcAに関しては、発現が細胞分裂活性と関連しており、その遺伝子産物は別のタンパク質を介して、細胞分裂に関与しているという推定をしたが、いずれにせよ植物ホルモンの制御下にある最初のGタンパク質であることが判明した。環境応答は、重要なキイワードであるが、シロイヌナズナを乾燥処理した実験から乾燥に応答する遺伝子として単離されていた遺伝子RD22やRD29のプロモーターの解析が進み、ストレス応答のシスエレメントが絞りこまれたが、この他に老化、葯特異的発現及び根特異的発現でもシスエレメントの解析が進められた。また、サツマイモのβ-アミラーゼの発現は、蔗糖により誘導されるとともにポリガラクツロン酸やアブシジン酸によっても誘導されるが、蔗糖による誘導に際してはCa^<2+>-依存性プロテインキナーゼが同定された。分化の柔軟さは植物細胞の特徴であるが、ヒャクニチソウの葉肉細胞より分化転換により仮導管要素の分化に際して直接的に関わる遺伝子が数個単離されたが、その一つはモルモットのレンズタンパク質と相同性が見られ、ある種の酸化環元酵素を産物とすると推定された。遺伝的腫瘍における腫瘍化と脱腫瘍化も比較的簡単な条件で制御できるが、この過程で発現する遺伝子の多くはストレスタンパク質であったが、そうでないものも見られた。この他アサガオの花弁の紋様の絞りに関連して新しいトランスポゾンが単離された。また、課題の一つであり、懸案でもあった葉緑体のパーティクルガンによる形質転換実験で初めて肯定的な結果が得られた。植物において遺伝子発現の柔軟性から興味があるのは、植物ホルモンによる多面的遺伝子支配と外界の環境変化に応答して発現する遺伝子群であるのでこれらについて集中的にボーリングを行なった。その結果、オーキシンにより誘導される遺伝子としては葉肉プロトプラストのG_0-S期転換に機能しているparA,parB,parCが単離されていたが、新たに培養細胞からも細胞分裂の誘導と関連してオーキシンにより誘導される遺伝子arcAが単離されたがこれは、G_βタンパク質のモチーフをもち植物細胞では初めての植物ホルモン作用と関連したGタンパク質であり、その役割に興味が持たれた。更に、植物ホルモンがさまざまな様式で植物細胞の分化脱分化に関係をもつことが、ヒャクニチソウ葉肉細胞の分化転換系で示されていたが、この過程に関係する遺伝子群が複数同定された。環境変化に関しては、シロイヌナズナで乾燥により誘導される遺伝子が複数単離されていたが、それらのいくつかはアジシジン酸の信号伝達系が関与しないものもあったが、関与するものもあり、環境変化への応答と植物ホルモン作用は密接に関連にあることが明確になった。また、サツマイモのβ-アミラーゼの発現誘導は、塊根以外でもスクロースにより誘導されることは示されていたが、この場合も傷害誘導に関わるポリガラクツロン酸で誘導され同様な状況があることがわかり、決定的な解答はまだであるが、遺伝子発現の柔軟性の解明にかなり近づいたと判断しており、最終年度を迎えるにあたり一層の邁進が必要であると班員一同とともに痛感している。
和歌・歌物語にみる平安貴族の意識構造--日本における「政治」批判の典型の成立

本研究は、いわゆる摂関体制が確立した平安中期に焦点を当て、僅かな権勢者間の利害調整と化していた当時の「政治」に対し、表向きは逆らわずただ文芸の世界に閉じこもることによってそこから敢えて距離をとる、という消極的な形の批判を示した、文人貴族や没落貴族の意識構造を、主に和歌や歌物語等の文学史料の分析により解明したものである。抒情詩の一種である和歌は、権力から距離をとる意識構造を涵養する側面を持つ一方で、儀礼の場で用いられ、天皇および摂関家の権力と堅固に結びついて発展してきたという歴史的背景をも有する。後者の面を如実に示す一例が、当時繰り返し編纂された勅撰和歌集であるのに対し、前者の面を引き立てる好例が歌物語であり、これらは、政治的な問題を鋭く意識しつつもそれに直接言及することは避け、敢えて勅撰和歌集に採録されない和歌を取り上げることによって対抗意識を示したり、反摂関家を象徴し貴族社会の規範に囚われない人物を、主人公に仕立てたりしている。政治権力から離れたところで個人的な自由を享受しようとする態度は、歌物語に大きな影響を与えた唐代の伝奇小説の作者にも見られるが、彼らが一方で儒教の価値観に規定されており、こうした観点からの評言を作品に付すことがあるのに対し、歌物語にはそのような記述は見られない。ここに端的に表れている、平安中期の貴族社会における儒教の弱さは、文芸作品に内在する価値の一貫性を担保する方向に働いた反面、中国以上に文芸が政治の場から疎外され、そこにおける「政治」批判の形態が逃避的・消極的なものに限定される傾向をも推し進めたと考えられる。この「政治」批判の形態は、作り物語等のその後の文芸にも受け継がれており、日本の知識人の態度の一つの典型となったといえよう。本研究の目的は、平安中期の和歌および歌物語を、同時代の法制史料等と比較しつつ分析することによって、その中心的な担い手であった文人貴族や没落した血統貴族の、政治の場からは意図的に距離をとり文芸の世界に閉じこもることで天皇や僅かな貴族の利害調整でしかない「政治」を批判する、という意識構造を解明することにある。今年度は、まず文学史料の分析に取り組んだが、とりわけ物語の分析の過程において、中国唐代のいわゆる伝奇小説がそれらに決定的な影響を及ぼしていることが明らかになった。伝奇小説の作者の多くは、科挙官僚(ないしその予備軍)であるが、小説の内容は諷諭詩などと違って政治性の乏しい題材を扱っており、敢えて政治の場から離れ、より個人的な自由を享受しようとするという、平安朝の物語の担い手と類似の傾向が見られる。このことは、彼らが自らの生きる社会の「政治」や「法」に無知であったわけではなく、その問題点をむしろ鋭く意識していたことを示していると考えられる。また、伝奇小説が安史の乱後に特に隆盛を迎えることも、平安朝の物語が菅原道真の左遷に象徴される10世紀初頭の大きな社会変動の後に集中的に現れることと類似しており、注目される。双方の文芸作品が社会構造の変化とそれぞれ密接に関わっていることを推測させるからである。現存する伝奇小説や物語のテクストは、複数回の増補や改変を経ており層位学的分析を必要とするが、これをさらに丹念に行えば、他の史料からは知り得ない社会構造の通時的な変化を明らかにすることができると思われる。この見通しの下に、来年度は、和歌・歌物語・伝奇小説の分析を引き続き行うと共に、法制史料や貴族の日記等の分析も加え、平安中期の貴族と社会構造、および「政治」の関係についての考察を深めてゆきたい。
ロバスト制御問題の構造と制御器の次数の関係

前年度までの研究によって,ロバスト制御の代表的な手法であるH_∞制御において,設計仕様の特定に関与する一般化制御対象の非対角サブシステムが正の実軸上に伝達零点を持つ場合に制御性能の劣化を伴わず,H_∞制御器の次数が減少することを明らかにした.またさらに,このサブシステムの不変零点構造(零点の幾何学的・代数的重複度)と制御器次数の減少との関連を定量的に明らかにし,あるクラスに属する低次元制御器の存在を,線形計画問題を解くことによって判定できることを示した.本年度の研究では,これまでに我々が明らかにした「制御器構造と一般化制御対象の不変零点との関連」に関する事実に基づき,低次元ロバスト制御器の設計問題をLMIと呼ばれる最適化問題に帰着することに焦点を置いた研究を行った.その結果,以下が達成された.(1)連続時間のH_∞制御問題において,実軸上に存在する一般化制御対象の不変零点と制御器次数の減少のメカニズムをLMIを用いて明らかにした.(2)離散時間のH_∞制御問題において,実軸上に存在する一般化制御対象の不変零点と制御器次数の減少のメカニズムをLMIを用いて明らかにした.(3)以上の解析結果をもとにして,連続時間および離散時間の低次元H_∞制御器を求める実用的なアルゴリズムを完成させた.以上の通り,本研究ではロバスト制御問題におけるモデルの構造と制御器構造の関連を,一般化制御対象の不変零点構造とH_∞制御器の次数の関係として明らかにし,リカッチ方程式をもとにした基本的なアプローチと共に,LMIをもとにした制御器の数値解法を意識したアプローチの両方によって解析および設計手法の提案を行い.これまでに知られていない重要な知見を明らかにすることに成功した.これまで我々は,ロバスト制御の代表的な手法であるH_∞制御において,設計仕様の特定に関与する一般化制御対象の非対角サブシステムが正の実軸上に伝達零点を持つ場合に制御性能の劣化を伴わず,H_∞制御器の次数が減少することを明らかにしている.本年度の研究では,このサブシステムの不変零点構造(零点の幾何学的・代数的重複度)と制御器次数の減少との関連を定量的に明らかにし,あるクラスに属する低次元制御器の存在を,線形計画問題を解くことによって判定できることを示した.具体的には,(1)不変零点が原点を除く正の実軸上の一点に存在する場合,その幾何学的重複度を一般化制御対象の次数から引いた時に得られる数を次数として持つH_∞制御器が求められること.(2)不変零点が右開半面上に分散して存在する場合には,線形行列不等式による条件によって低次元H_∞制御器の存在判定できること.(3)存在が保証されるH_∞制御器を導出するためのアルゴリズムを明らかにした.以上によって,これまで我々が明らかにしてきた結果をさらに広いクラスの問題へと拡張することができた.これによってロバスト制御問題の構造を特徴づけている一般化制御対象に含まれる情報から直接H_∞制御器の次数を特徴づける試みの一つが成功したと言える.なお,次年度の課題としては,上記の結果をさらに安定零点を含んだ一般的な問題へと拡張し,さらに,得られた理論結果が役に立つ現実の問題について明らかにすることである.前年度までの研究によって,ロバスト制御の代表的な手法であるH_∞制御において,設計仕様の特定に関与する一般化制御対象の非対角サブシステムが正の実軸上に伝達零点を持つ場合に制御性能の劣化を伴わず,H_∞制御器の次数が減少することを明らかにした.またさらに,このサブシステムの不変零点構造(零点の幾何学的・代数的重複度)と制御器次数の減少との関連を定量的に明らかにし,あるクラスに属する低次元制御器の存在を,線形計画問題を解くことによって判定できることを示した.本年度の研究では,これまでに我々が明らかにした「制御器構造と一般化制御対象の不変零点との関連」に関する事実に基づき,低次元ロバスト制御器の設計問題をLMIと呼ばれる最適化問題に帰着することに焦点を置いた研究を行った.その結果,以下が達成された.(1)連続時間のH_∞制御問題において,実軸上に存在する一般化制御対象の不変零点と制御器次数の減少のメカニズムをLMIを用いて明らかにした.(2)離散時間のH_∞制御問題において,実軸上に存在する一般化制御対象の不変零点と制御器次数の減少のメカニズムをLMIを用いて明らかにした.(3)以上の解析結果をもとにして,連続時間および離散時間の低次元H_∞制御器を求める実用的なアルゴリズムを完成させた.以上の通り,本研究ではロバスト制御問題におけるモデルの構造と制御器構造の関連を,一般化制御対象の不変零点構造とH_∞制御器の次数の関係として明らかにし,リカッチ方程式をもとにした基本的なアプローチと共に,LMIをもとにした制御器の数値解法を意識したアプローチの両方によって解析および設計手法の提案を行い.これまでに知られていない重要な知見を明らかにすることに成功した.
各種高原子価金属錯体の詳細な電子状態と反応性の相関

各種金属(II)サレン型錯体の一電子酸化体を合成し、ジアミン部分のキレート効果の違いが電子構造ならびに、酸化反応に及ぼす影響について検討した。ジアミン部位が5員キレート環から6員キレート環へと変えることにより、10属金属錯体の基底状態については、大きな変化が観測されなかったが、銅錯体の一電子酸化体の基底状態は銅(III)種から銅(II)-フェノキシルラジカル種へと変化することが判明した。また、これら一電子酸化体をもちいた酸化反応は、銅(II)-フェノキシルラジカル種が最も活性であることを明らかにした。金属錯体の酸化・還元反応において「金属錯体の形式的な酸化数」と「金属錯体の実際の酸化数」が異なる場合が報告されており、例えば、一級アルコールをアルデヒドに変換する銅含有酵素ガラクトースオキシダーゼの活性型は銅(II)-フェノラート種が一電子酸化された状態であるが、銅(II)-フェノキシルラジカル種の生成が示唆されている。このような点を踏まえ本研究では、salen誘導体を配位子とした10族金属(II)の一電子酸化体の合成、結晶化を行い、それらについての電子構造を詳細に検討した。salen配位子のジアミン部分を1,3-プロパンジアミンにした10族金属錯体、M(salpn)は結合長や2つのN-M-Oからなる面の角度が大きくなることが明らかとなった。さらに、パラジウム錯体の一電子酸化体においては、ラジカルが局在化していることが明らかとなった。結晶構造解析やEPRスペクトル等から酸化体は主にラジカル種であることが示唆された。しかしながら、これら酸化体の吸収スペクトルは、近赤外領域に観測されるLLCTバンドの強度が小さくなり、ピークもレッドシフトすることから、salen錯体に比べ、フェノラートとフェノキシルラジカルの電子的なカップリングは小さく、結果としてラジカルはより局在化していることが明らかとなった。このような点を踏まえ本研究では、様々な位置にメトキシ基を導入したsalen誘導体を配位子とした銅(II)の一電子酸化体の合成、結晶化を行い、それらについての電子構造を詳細に検討した。本年度はメトキシ基を導入した各種salen誘導体を配位子とした銅(II)錯体の一電子酸化体の合成、結晶化を行い、それらの電子構造を詳細に検討した。結晶構造解析ならびに様々な物理化学的手法から得られた結果から、メトキシ基の導入位置により一電子酸化体の電子状態が大きく異なり、ρ-メトキシフェノールを導入したサレン型錯体は銅(II)-フェノキシルラジカルであるのに対し、o-フェニレンジアミンにメトキシ基を導入した錯体はo-フェニレンジアミンがラジカルとなった銅(II)-配位子ラジカルであることを見いだした。o-フェニレンジアミンがラジカルとなった銅(II)-配位子ラジカルの知見は初めてであり、このメトキシ基の位置による大きな電子状態の違いは、メトキシ基がラジカル電子を局在化する大きな因子であることが明らかとなった。さらに、これらの結果から、銅(II)-サレン型錯体の一電子酸化体には少なくとも3つの異なる電子状態、銅(III)-フェノラート、銅(II)-フェノキシルラジカル、銅(II)-フェノキシル以外の配位子ラジカルの3つの電子状態があることを明らかにした。銅(II)サレン型錯体の一電子酸化体を合成し、ジアミン部分のキレート効果の違いが電子構造ならびに、ベンジルアルコールの酸化反応に及ぼす影響について検討した。ジアミン部位が5員キレート環から6員キレート環へと変えることにより、一電子酸化体の基底状態は銅(III)種から銅(II)-フェノキシルラジカル種へと変化することが明らかとなった。この銅(II)-フェノキシルラジカル種はラジカル電子と銅イオンの不対電子間で強磁性相互作用していることが明らかとなった。また、フェノキシルラジカルは溶液中においても比較的局在化した状態であることが明らかとなった。これら異なる基底状態を有する一電子酸化体を用いベンジルアルコールの酸化反応について検討したところ、ともにベンジルアルコールと反応し、定量的にベンズアルデヒドが生成することを確認した。この反応は銅(II)サレン型錯体の一電子酸化体が一電子酸化剤としてはたらき、結果としてアルデヒド一分子あたり、2分子の一電子酸化体が必要となる反応であることを見出した。

反応過程は銅(III)種、銅(II)ーフェノキシルラジカル種ともに類似した活性化パラメータを示し、さらにベンジルアルコールの酸化反応の律速段階はともにベンジルアルコールのアルファ位の水素引き抜きであった。このことは、銅(III)種は室温付近で銅(II)-フェノキシルラジカルと平衡状態であることから、活性種、反応機構は類似であると考えられ、銅(II)-フェノキシルラジカルが活性種であると類推した。しかしながら、反応速度は大きく異なり、銅(II)-フェノキシルラジカル種の方がより活性であることが明らかとなった。金属フェノラート錯体の一電子酸化体について、形式上、金属イオンが酸化された高原子価種のみを考えることが多かっただろうが、本研究から、少なくとも銅(II)-サレン型錯体の一電子酸化体においては少なくとも3つの異なる電子状態、銅(III)-フェノラート、銅(II)-フェノキシルラジカル、銅(II)-フェノキシル以外の配位子ラジカルの3つの電子状態があることを明らかにしたことから、金属錯体の酸化は多くの状態が可能であることを見出した。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記のように、少なくとも銅(II)-サレン型錯体の一電子酸化体においては少なくとも3つの異なる電子状態、銅(III)-フェノラート、銅(II)-フェノキシルラジカル、銅(II)-フェノキシル以外の配位子ラジカルの3つの電子状態があることを明らかにしたが、これらの電子状態の違いをさらに理解するために、異なった電子状態の一電子酸化体について、様々な有機基質との反応性について調べ、形式的に同じ電子状態であっても、電子状態が異なる場合、どのような点が異なるかについて詳細に検討する。
古代中世の建築用語とその規格-造営史料と建築部材の検討を通して

昨年度にひきつづき、東寺百合文書・教王護国寺文書所収の造営関連史料から建築用語を収集した。今年度は、東寺百合文書イ函からキ函について、目録および写真帳をもとに造営関係史料を集め、建築用語をデータベースソフトに入力した。収集した史料は、造営方散用状、材木方・鍛冶方の切符などを中心とし、時代は、鎌倉期から安土桃山期にわたる。入力したデータ数は1700件である。建築用語は、史料記載にしたがって入力を進めた。ただし、史料の用語は当時の通称であり、そのままでは意味が通じにくい箇所もあった。そこで、特に、品名については史料名とは別に、物品名を補って、入力作業をおこなった。例えば、材木については断面寸法のみで表示する例が多いが、このまま入力すると検索時に材木として認められない。同様に、釘についても、「五寸」のように長さで示す例が多く、このままでは検索時に不便である。そこで、こうした物品については頻出するものを中心に「材木」「釘」などの一般的な名称を補う形で入力作業を進めた。こうした作業を通して、これまで大半が未翻刻だった東寺の史料のうち約半数を確認して、記載された建築用語が収集できた。なお、これら史料にのる用語には、現代では使用されない用例が多く含まれていた。このような用例を蓄積できた点は、今回のデータベース入力の成果である。なお、入力したデータについては、HPでの公開を目指して、準備を進めている。今年度のデータベース入力は、東寺百合文書のみであるが、3ヵ年の研究により他の社寺関連史料からも、同様の建築用語の事例が蓄積されつつある。こうした成果により、今後の中世建築用語研究を深化させる道筋をつけられた。今年度は東寺文書目録をもとに、東寺百合文書・教王護国寺文書所収の造営関連史料から建築用語を収集した。東寺文書は、その大半が未翻刻のため、写真帖および原本を所蔵する京都府立総合資料館や東京大学史料編纂所へ出張し、史料を閲覧した。作業を進めるに当たっては、特に造営史料の集中する函に焦点を当て、未翻刻史料の翻刻とデータベースの試験的な入力に着手した。東寺百合文書に収録された造営関連資料は、東寺の造営担当部署である「造営方」のものが大半を占めており、鎌倉から室町期にかけての山城を中心とする木材・釘用語が確認できる。ただし、東寺文書だけでは意味が判然としないものもあり、史料によっては用語の省略や略称などもみられた。史料上の用語と実際の意味を照合していくには、なお課題が残っている。また同時代の造営用語の地域性を考察するため、都道府県史の古代中世史料集を中心に造営史料を調査した。現在、作業途中だが、島根県の出雲大社関連文書などいくつかの造営関係史料から建築用語を収集している。こうした史料の建築用語は、東寺の史料と共通するものが大半であるが、用法の差があり、建築用語の意味を類推する手がかりとして活用したい。さらに建築を構成する部材の種類を検討するため、滋賀県愛知川町の豊満神社四脚門など滋賀県南部の四脚門を調査した。中世の四脚門は、構造はシンプルながら、軒廻り・小屋組みの構成に多様なデザインが見られる。特に、棟木を支える技法のバリエーションは興味深い。使用する部材も全ての門に共通する材と、門の構造意匠による特殊な材とがあり、大仏様・褝宗様の新様式を折衷していく上で建築部材も多様化していく様子が確認できた。東寺百合文書所収の鉄・釘関係の取引史料では、拙稿「釘の『連』」で注目した「連」単位での釘の取引に加えて、「文目」「貫目」などの重量単位による取引や、古鉄売買の取引時の史料が注目された。こうした史料は、鉄原料→鉄製品(釘・鎹など)の生産→使用済みの古鉄再利用という、資源の循環と流通の様子を知る重要な手がかりと言える。現在、これらの商品の単価の整理を進めており、中世における釘の生産・流通・消費・再生の流れが解明されつつある。また、造営関連史料の諸所に散見される人名なども蓄積されてきている。こうした成果は、建築用語データベースソフトに入力を継続中である。データーベースのフォーマットは、昨年度試験的に入力したものを使用したが、史料にでてくる用語では説明が不十分な場合、どのように情報を補足していくかという点などに課題が残った。来年度の課題としたい。近畿圏での地域性についての考察として、東寺以外の造営関連用語をみるために、春日社記録、大乗院寺社雑事記、北野社家日記などを検討した。現段階では、使用する用語はある程度の共通性が認められている。近畿圏の工匠間で、こうした用語が統一した背景としては、やはり生産・流通の場でのやり取りがあったのだろうか。建築用材については、大仏様の建築について部材の規格化の先行研究が蓄積されているため、今後の参考資料とするために、これまでの先行研究の成果をまとめ、「重源と大仏様建築」にまとめ、奈良国立博物館『大勧進重源』に発表した。

今年度は、東寺百合文書イ函からキ函について、目録および写真帳をもとに造営関係史料を集め、建築用語をデータベースソフトに入力した。収集した史料は、造営方散用状、材木方・鍛冶方の切符などを中心とし、時代は、鎌倉期から安土桃山期にわたる。入力したデータ数は1700件である。建築用語は、史料記載にしたがって入力を進めた。ただし、史料の用語は当時の通称であり、そのままでは意味が通じにくい箇所もあった。そこで、特に、品名については史料名とは別に、物品名を補って、入力作業をおこなった。例えば、材木については断面寸法のみで表示する例が多いが、このまま入力すると検索時に材木として認められない。同様に、釘についても、「五寸」のように長さで示す例が多く、このままでは検索時に不便である。そこで、こうした物品については頻出するものを中心に「材木」「釘」などの一般的な名称を補う形で入力作業を進めた。こうした作業を通して、これまで大半が未翻刻だった東寺の史料のうち約半数を確認して、記載された建築用語が収集できた。なお、これら史料にのる用語には、現代では使用されない用例が多く含まれていた。このような用例を蓄積できた点は、今回のデータベース入力の成果である。なお、入力したデータについては、HPでの公開を目指して、準備を進めている。今年度のデータベース入力は、東寺百合文書のみであるが、3ヵ年の研究により他の社寺関連史料からも、同様の建築用語の事例が蓄積されつつある。こうした成果により、今後の中世建築用語研究を深化させる道筋をつけられた。
先取り鎮痛に関する基礎的・臨床的研究

手術という侵害刺激が加わる以前に、局所麻酔薬またはオピオイドを与えて侵害刺激を遮断しておくと、侵害刺激による中枢神経系のsensitizationが起こらないため術後の痛みが軽いという。この仮説には異論も多い。本研究はこの仮説を明確にしようとするものである。基礎実験:ケタラール麻酔下にSDラットの腰部くも膜下腔ヘカテーテルを留置した。12週後、ペントバルビタール麻酔下に右足底に5%ホルマリン150μgを皮下注射し、痛み刺激とした。この前後にフェンタニール、リドカイン、または両者の混合物をくも膜下腔へ注入した。ホルマリン投与2時間後にラットを潅流固定し、脊髄の腰部膨大部を50μmの厚さの凍結切片とした。Fos抗体を用いて免疫組織化学染色を施し、陽性細胞を数えた。ホルマリンの15分前にフェンタニールを、10分前にリドカインを投与しておくと、Fosの発現は用量依存性に減少した。後角のI,II層とV,VI層で著明であったが、フェンタニールはV,VI層をより強く抑制した。ホルマリンの5分後に投与してもFosの発現は減少したが、減少の程度はホルマリンの前に投与したときより少なかった。ホルマリンの60分後に投与すると、Fos発現に変化はなかった。混合物でもFosの発現は減少したが、相加効果は認められなかった。臨床研究:1)腹式子宮摘出術を受ける90名を30名ずつ全身麻酔単独群、手術途中から硬膜外麻酔を併用した群、手術開始前から硬膜外麻酔を併用した群に分けた。手術終了直後にブピバカインとフェンタニールの混合液を5ml硬膜外へ投与し、以降2.1ml/時で連続注入した。術後の視覚痛みスコアおよびプリンスヘンリー痛みスコアは、手術開始前から硬膜外麻酔を併用した群で有意に小さかった。2)腹式子宮摘出術を受ける41名を、手術開始前フェンタニール0.2mgの硬膜外投与群と静脈内投与群に分けた。術後の鎮痛は同様に行った。痛みスコアは硬膜外投与群の方が小さかった。Fosを指標とした基礎実験から、侵害刺敵を与える前にあらかじめフェンタニールまたはリドカインを投与しておくと、Fosの発現が強く抑制されることが明らかになった。臨床研究では、手術開始前から局所麻酔薬を用いて神経遮断を行っておくか、硬膜外腔へフェンタニールを投与しておくと、術後の痛みが軽いことが明らかになった。これらのことは、いずれも先取り鎮痛の概念を示唆するものである。1.手術侵害刺激が加わる以前に、局所麻酔薬またはオピオイドで侵害刺激を遮断しておくと、侵害刺激による中枢神経系のsensitizationが起こらずに術後の痛みが軽いという。

基礎的実験と臨床的研究の両方でこの事実を明確にし、局所麻酔薬とオピオイドの効果を比較することを目的とした。2.基礎実験:ペントバルビタール麻酔下に68週齢の雄のラットの足底部皮下に5%ホルマリン150μlを注射し、2時間後にホルマリンを還流して固定した。脊髄を取り出し、腰部膨大部の凍結切片を50μmの厚さで作製した。Fos抗体を用いて免疫組織化学的アビチン・ビオチン・ペルオキダーゼ法で染色した。ポクリロナール抗体の至適濃度を決め、薬物を投与しない対照群のデータを得た。次年度以降、あらかじめatolanto-occipital membraneより尾側へ向けて挿入留置したくも膜下カテーテルより、オピオイドとしてフェンタニールを、局所麻酔薬としてブピバカインを投与して、それぞれの投与量の増加に対するFos蛋白発現の抑制を明確にし、両者を比較する。さらに、両薬物に相乗効果があるか検討する予定である。3.臨床研究:腹式子宮摘出術を受ける90名を30名ずつ全身麻酔群、手術途中から硬膜外麻酔を併用した群、手術開始前から硬膜外麻酔を併用した群に分けた。手術終了直後に0.225%ブピバカインと0.0005%フェンタニールの混合液を5ml硬膜外腔へ投与し、以降2.1ml/hで連続注入した。術後4時間目と24時間目の視覚痛みスコアおよびプリンスヘンリー痛みスコアは、手術開始前から硬膜外麻酔を併用した群で有意に低かった。手術開始前から局所麻酔を施行しておくと術後の痛みは軽いが、手術開始後に利用しても有効でないことがわかった。局所麻酔薬の先取り鎮痛効果が明瞭になったので、次年度にはオピオイドのひとつであるフェンタニールの硬膜外投与と静脈内投与を追加して、局所麻酔薬の結果と比較する予定である。1)基礎実験:ケタラール麻酔下に300400gの雄SDラットのくも膜下腔へカテーテルを挿入し、尾側へ8cm留置した。二日後にペントバルビタール麻酔下にフェンタニール10μgをくも膜下腔へ投与した。ラットを6群(n=5)に分け、濃度は5×10^<-3>、1×10^<-3>、1×10^<-4>、1×10^<-5>%とした。対照群には生理食塩液を、ナロキソン群にはフェンタニール1×10^<-3>%10μ1投与5分前にナロキソン2mg/kgを腹腔内投与した。10分後に右足底に5%ホルマリン150μ1を皮下注射し痛み刺激とした。2時間後に潅流固定し、腰髄膨大部から50μmの厚さで20枚の凍結切片を作製した。Fos抗体を用いて免疫組織化学染色を施し、切片当たりの陽性細胞数を算出した。痛み刺激によって脊髄後角I、II層とV、VI層に多くの陽性細胞が発生した。フェンタニールの濃度に依存して陽性細胞数は減少した。減少効果はナロキソンで拮抗された。次にフェンタニール投与時期がFosの発現に影響するかを調べるため、フェンタニール5×10^<-3>%10μ1をホルマリン投与10分前に、5分後、60分後に投与して比較した。Fos陽性細胞は、10分前でも5分後でも減少したが、60分後では減少しなかった。10分前と5分後と比べると、10分前のほうが有意に減少した。以上のことより、フェンタニールが痛み刺激によるFos発現を抑制すること、痛み刺激を与える前に与えると抑制が著明であることが明らかになった。このことは先取り鎮痛の概念を示唆するものである。現在、局所麻酔薬で同様の事実が存在するか実験を継続中である。